KR20040041964A - 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프에 관한 것으로, 드라이브 기어와 드리븐 기어 사이로 배치되는 크레센트를 상하로 분할하여 각각의 부재를 토출 유량을 매개로 드라이브 기어와 드리븐 기어에 밀착되게 함으로써, 오일 펌프의 작동시 팁 클리어런스를 통해 누설되는 유량을 최소화시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 토오크 컨버터와 결합되는 드라이브 허브(H)에 슬립 이음 방식으로 결합되는 드라이브 기어(10)와, 이 드라이브 기어(10)에 편심되어 외접하는 드리븐 기어(12) 및, 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12) 사이의 공간으로 돌출되도록 하우징(14)에 일체로 형성된 크레센트(16)를 갖춘 변속기의 오일 펌프에 있어서, 상기 크레센트(16)는 상기 드라이브 기어(10)의 회전 방향 입구측에서 피벗 지점(P)을 매개로 회동 가능하게 설치되는 제1가동 부재(16a)와, 이 제1가동 부재(16a)의 상부에 이동 가능하게 설치되는 제2가동 부재(16b)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프{oil pump for transmission with split crescents}

본 발명은 변속기용 오일 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무단 내지 자동 변속기에 있어 드라이브 기어 내지 드리븐 기어와 크레센트 사이의 팁 클리어런스를 통해 누설되는 유량을 줄여 토출량을 극대화시킬 수 있도록 하는 분할형 크레센트를 갖는 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기 또는 무단 변속기에 구비되어 토오크 컨버터와 밸브 바디내 유압 기구에 작동 유압을 공급함과 더불어, 유성 기어를 비롯한 각종 마찰 요소에 윤활 유압을 공급하도록 토오크 컨버터로부터 구동력을 전달받아 작동이 이루어지는 오일 펌프는 크게 크레센트(crescent)형과 트로코이드(trochoid)형 및 베인(vane)형 등으로 구분되어진다.

그 중에서 종래 크레센트형 오일 펌프는 도 1에 도시된 바와 같이, 토오크 컨버터의 임펠러 쉘(도시안됨)과 결합되는 드라이브 허브(H)에 외주면으로 슬립 이음 방식으로 결합되는 드라이브 기어(10)와, 이 드라이브 기어(10)에 편심되어 외접하는 드리븐 기어(12)를 갖춘 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)는 각각 양측으로 분할되어 결합되는 한 쌍의 하우징(14)내에 수용되고, 이 하우징(14)에는 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12) 사이의 공간으로 돌출되어 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)의 설치 위치를 잡아 주는 초승달 형태의 크레센트(16)가 일체로 형성되어 있는 데, 이 크레센트(16)는 도 2에 보다 상세히 도시되어 있다.

또한, 오일 펌프의 하우징(14)에 형성된 크레센트(16)와 상기 드라이브 기어(10) 사이의 틈새 내지, 상기 크레센트(16)와 상기 드리븐 기어(12) 사이의 틈새를 각각 팁 클리어런스(tip clearance)라 하는 데, 이 팁 클리어런스의 크기에 따라 오일 펌프의 구동에 있어 분당 토출되는 유량의 정도가 달라지게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 팁 클리어런스가 크게 되면 엔진의 회전수 증가 대비 오일 펌프의 분당 토출 유량은 (나)의 분포로 변화되고, 팁 클리어런스가 작게 되면 (나)의 분포 대비 분당 토출 유량이 좀 더 많은 (가)의 분포로 증가된다.

따라서, 종래 오일 펌프에 있어서 분당 토출 유량의 증대를 위해서는 팁 클리어런스의 관리가 중요하게 되는 바, 특히 무단 변속기와 같이 풀리와 벨트 사이의 접촉면에 대한 윤활을 목적으로 오일 펌프로부터 토출되는 유량의 확보가 중요한 경우에 있어서는 토출 유량의 확보를 위해 오일 펌프의 크기를 증대시켜야 한다.

그런데, 오일 펌프의 크기를 증대시키는 경우에는 불필요한 구동 토오크의 소모로 인한 변속기의 효율이 저하되는 문제가 있으므로, 주로 오일 펌프에서 누설되는 유량을 줄이는 데 주안점을 맞추고 있는 실정이다.

따라서, 종래 오일 펌프의 조립시에는 다이캐스팅 주조로 제작되어 크레센트(16)를 포함한 주요 부위에 가공 오차를 갖는 하우징(14)내에 치수가 상이한 여러 종류의 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)를 가조립한 상태에서 팁 클리어런스를 측정한 다음, 가장 작은 팁 클리어런스를 갖는 기어 셋트를 선택하여야만 하였다.

이 결과, 오일 펌프의 조립시 상기 크레센트(16)의 크기를 고려하여 적절한 팁 클리어런스를 갖는 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)를 각각 선택 및 조합하여 상기 하우징(14)내에 조립해야 하므로, 반복 조립 작업에 따른 조립 시간이 과다하게 소요되는 단점이 있었다.

또한, 상기와 같은 과정을 통해 제작된 오일 펌프에서도 온도와 압력 및 회전수 등과 같은 작동 조건에 따라, 초기에 발생된 팁 클리어런스를 통해 토출되는 유량이 외부로 누설되는 구조적 한계를 지니고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 드라이브 기어와 드리븐 기어 사이로 배치되는 크레센트를 상하로 분할하여 각각의 부재를 토출 유량을 매개로 드라이브 기어와 드리븐 기어에 밀착되게 함으로써, 오일 펌프의 작동시 팁 클리어런스를 통해 누설되는 유량을 최소화시킬 수 있도록 하는 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 토오크 컨버터와 결합되는 드라이브 허브에 슬립 이음 방식으로 결합되는 드라이브 기어와, 이 드라이브 기어에 편심되어 외접하는 드리븐 기어 및, 상기 드라이브 기어와 드리븐 기어 사이의 공간으로 돌출되도록 하우징에 일체로 형성된 크레센트를 갖춘 변속기의 오일 펌프에 있어서, 상기 크레센트는 상기 드라이브 기어의 회전 방향 입구측에서 피벗 지점을매개로 회동 가능하게 설치되는 제1가동 부재와, 이 제1가동 부재의 상부에 이동 가능하게 설치되는 제2가동 부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 변속기용 오일 펌프를 도시한 단면도.

도 2는 종래 변속기용 오일 펌프에 있어 드라이브 기어와 드리븐 기어 및 크레센트의 구성을 도시한 정면도.

도 3은 엔진의 회전수 대비 오일 펌프의 분당 토출 유량을 도시한 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프를 도시한 정면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-드라이브 기어12-드리븐 기어

14-하우징16-크레센트

16a-제1가동 부재16b-제2가동 부재

16c,16d-요홈부16e-돌출부

18-완충 부재20-유동 안내 부재

22-탄성 부재

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프를 도시한 정면도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 일반적인 크레센트형 오일 펌프를 도시한 도 1을 참고로 함과 더불어, 종래 오일 펌프의 구성을 도시한 도 2에서와 동일한 참조 부위에는 동일한 참조 부호를 병기하기로 한다.

본 발명에 따른 오일 펌프는 도면에 도시된 바와 같이, 토오크 컨버터의 임펠러 쉘(도시안됨)과 결합되는 드라이브 허브(H)에 외주면으로 슬립 이음 방식으로 결합되는 드라이브 기어(10)와, 이 드라이브 기어(10)에 편심되어 외접하는 드리븐 기어(12) 및, 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12) 사이의 공간으로 돌출되도록 하우징(14)에 일체로 형성된 초승달 형태의 크레센트(16)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 크레센트(16)는 상하로 분할된 형태로 이루어지는 바, 즉, 상기 크레센트(16)는 상기 드라이브 기어(10)의 회전 방향 입구측에서 피벗 지점(P)을 매개로 회동 가능하게 설치되는 제1가동 부재(16a)와, 이 제1가동 부재(16a)의 상부에 착탈 가능하게 설치되는 제2가동 부재(16b)로 이루어진다.

그리고, 상기 드라이브 기어(10)의 회전 방향 입구측에는 고무류의 완충 부재(18)가 상기 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b)의 선단부와 접촉 가능하도록 설치되고, 이 완충 부재(18)의 측부에는 상기 드라이브 기어(10)의 회전 방향 입구측으로 작동유의 흐름을 분산시키도록 일측이 만곡지게 형성된 유동 안내 부재(20)가 설치되어 있다.

즉, 상기 완충 부재(18)와 유동 안내 부재(20)는 각각 상기 하우징(14)에 고정되는 바, 특히 상기 완충 부재(18)는 하우징(14)에 착탈가능하게 형성되고, 상기 유동 안내 부재(20)는 하우징(14)의 주조시 일체로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2가동 부재(16b)와 대향되는 상기 제1가동 부재(16a)의 상부면에는 상기 제2가동 부재(16b)와의 최소 이격 거리를 보장하도록 대략 S 자 형태로 굴곡진 형태의 탄성 부재(22)가 고정 설치되는 바, 이를 위해 상기 제1가동 부재(16a)에는 오목한 형태의 제1요홈부(16c)가 일체로 형성된다.

그리고, 상기 제1가동 부재(16a)의 일측에는 상기 제2가동 부재(16b)의 지지를 위한 제2요홈부(16d)가 일체로 형성되고, 상기 제2가동 부재(16b)의 일측에는 상기 제2요홈부(16d)내로 삽입되는 돌출부(16e)가 일체로 형성된다.

한편, 상기 제1가동 부재(16a)의 하부면의 곡률은 상기 드라이브 기어(10)의 기어치가 형성하는 곡률과 유사하게 형성되고, 상기 제2가동 부재(16b)의 상부면의 곡률은 상기 드리븐 기어(12)의 기어치가 형성하는 곡률과 유사하게 형성된다.

따라서, 상기와 같이 분할형 크레센트(16)를 갖춘 오일 펌프는 구동시 상기 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b) 사이의 공간으로 작동유의 공급이 이루어짐에 따라 상기 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b)는 각각 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)에 밀착되므로, 상기 분할형 크레센트(16)를 중심으로 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12) 사이의 팁 클리어런스는 최소화될 수 있게 된다.

이때, 상기 제1가동 부재(16a)의 요홈부(16c)에 장착된 탄성 부재(22)는 오일 펌프의 구동 초기에 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b) 사이의 최소한의 유격을 보장하여 이를 통해 내부로 작동유의 유입을 가능하게 함과 더불어, 상기 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b)의 상하 부위에 동시에 작동유로부터 압력이 가해짐에도 불구하고 상기 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b)를 각각 외측으로 벌어지도록 하여 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)에 접촉될 수 있도록 해 준다.

또한, 상기 완충 부재(18)는 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b)의 회동시 이를 부드럽게 완충시키는 일종의 댐퍼 역할을 수행하여 상기 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b)가 자연스럽게 벌어지면서 각각 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)의 기어치에 접촉될 수 있도록 해 준다.

이 결과, 상기 오일 펌프를 통해 토출되는 작동유의 유량은 종래 오일 펌프에 비해 향상된 수준이 되므로, 변속기에 있어 오일 펌프의 크기를 변화시키기 않고도 안정된 토출 유량의 확보가 가능해 지게 된다.

또한, 오일 펌프의 조립시 종래와 같이 팁 클리어런스를 고려하여 하우징(14)내에 여러 종류의 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)를 수차례 가조립하지 않아도 되므로, 조립 공정의 단축과 함께 조립 생산성의 향상을 기대할 수있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프에 의하면, 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12) 사이에 배치되도록 하우징(14)에 일체로 형성되는 크레센트(16)가 상하 분할형의 이동가능한 형태로 형성됨으로써, 오일 펌프의 구동시 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)에 대해 발생하는 팁 클리어런스를 최소한으로 줄여 토출 유량을 최대한으로 확보할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 오일 펌프의 조립시 팁 클리어런스를 고려하여 여러번 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12)를 크레센트(16)의 치수에 맞춰 조립하지 않아도 되므로, 조립 공정의 단순화를 도모하는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

1. 토오크 컨버터와 결합되는 드라이브 허브(H)에 슬립 이음 방식으로 결합되는 드라이브 기어(10)와, 이 드라이브 기어(10)에 편심되어 외접하는 드리븐 기어(12) 및, 상기 드라이브 기어(10)와 드리븐 기어(12) 사이의 공간으로 돌출되도록 하우징(14)에 일체로 형성된 크레센트(16)를 갖춘 변속기의 오일 펌프에 있어서,

   상기 크레센트(16)는 상기 드라이브 기어(10)의 회전 방향 입구측에서 피벗 지점(P)을 매개로 회동 가능하게 설치되는 제1가동 부재(16a)와, 이 제1가동 부재(16a)의 상부에 이동 가능하게 설치되는 제2가동 부재(16b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1가동 부재(16a)와 제2가동 부재(16b)의 상기 드라이브 기어(10)의 회전 방향 입구측에는 고무류의 완충 부재(18)가 설치되고, 이 완충 부재(18)의 측부에는 일측이 만곡지게 형성된 유동 안내 부재(20)가 설치된 것을 특징으로 하는 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1가동 부재(16a)의 상부면에는 상기 제2가동 부재(16b)와의 최소 이격 거리를 보장하는 굴곡진 형태의 탄성 부재(22)가 고정된 것을 특징으로 하는 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1가동 부재(16a)의 상부면에는 탄성 부재(22)의 장착을 위한 오목한 형태의 제1요홈부(16c)가 형성됨과 더불어, 상기 제1가동 부재(16a)일측에는 상기 제2가동 부재(16b)의 일측에 볼록한 형태로 형성된 돌출부(16e)를 수용하는 오목한 형태의 제2요홈부(16d)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 분할형 크레센트를 갖는 변속기의 오일 펌프.