KR20060055127A - 트윈 로터 오일 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 운전영역 변화에 따라서 오일의 토출량이 적정수준으로 조절되도록 하기 위한 트윈 로터 오일 펌프에 관한 것으로,

펌프 하우징에 소정용적으로 마련되는 펌프실과, 상기 펌프실을 가로질러 수용되며 그 외측 끝단에는 구동력을 전달받기 위한 풀리 또는 체인 스프로켓이 형성된 회전축과, 상기 회전축의 도중에 장착되어 펌프실 내의 오일에 압력을 가하기 위한 로터를 포함하여 구성되는 오일 펌프에 있어서,

상기한 회전축의 도중에 2단으로 형성되는 장착되는 제1로터 및 제2로터와; 상기한 회전축의 내측 끝단이 위치되는 펌프 하우징의 도중에 소정공간으로 마련되는 작동실과; 상기한 작동실에 수용된 채로 상기 회전축에 탄력을 제공하여 회전축의 길이방향 위치이동이 가능하도록 하기 위한 탄력수단과; 상기한 탄력수단과는 반대방향의 힘을 회전축에 제공하기 위해 펌프 하우징의 도중에 펌프실과 작동실을 연통시키는 유압 라인과; 상기한 탄력수단 및 유압 라인의 작동상태에 따라서 상기 제1로터 및 제2로터로의 회전축의 구동력 전달이 단속되도록 상기 회전축의 외주연에 형성된 키이;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

오일 펌프, 트윈 로터, 유압 라인

Description

트윈 로터 오일 펌프{Twin rotor oil pump}

도 1은 본 발명에 의한 오일 펌프의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 오일 펌프의 회전축 및 로터의 측단면도.

도 3은 본 발명에 의한 오일 펌프의 작동상태도.

도 4 내지 도 5는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 오일 펌프 21 : 펌프 하우징

22 : 펌프실 23 : 펌프실 격벽

25 : 작동실 30 : 제1로터

40 : 제2로터 32,42 : 키홈

50 : 회전축 51 : 풀리 또는 스프로켓

52 : 제1키이 53 : 제2키이

55 : 스프링 시트 60 : 작동 수단

70 : 유압 라인

본 발명은 트윈 로터 오일 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 운전영역 변화에 따라서 오일의 토출량이 적정수준으로 조절되도록 하기 위한 트윈 로터 오일 펌프에 관한 것이다.

엔진에는 실린더와 피스톤처럼 접동하는 부분이나 크랭크 샤프트 및 캠 샤프트와 같이 회전운동을 하는 부분이 있으며, 이러한 운동 마찰부분은 금속끼리 직접 접촉하므로서 마찰열이 발생되고, 그 마찰면이 거칠어져 빨리 마모하거나 눌어 붙는 등의 고장이 발생하여 엔진의 운전에 커다란 지장이 초래된다.

이것을 방지하기 위해 금속의 마찰면에 오일을 주입하면 그 사이에 유막이 형성되어 고체마찰이 오일의 유체마찰로 바뀌게 된다. 따라서 마찰 저항이 적어져 마모가 줄고 마찰열의 온도 상승이 방지된다. 이와 같이 엔진의 각부에 오일이 공급되도록 하기 위한 장치가 오일 펌프이다.

상기한 오일 펌프는 오일 팬에 저장되어 있는 오일을 빨아 올려 엔진의 각 운동부분으로 압송하는 펌프이며, 오일 팬 안에 설치되거나 실린더 블럭의 일측면에 장착된다.

도 4는 일반적인 내접기어 오일 펌프를 도시한 도면으로서, 프론트 케이스 내측의 펌프실(11)에 아웃터 로터(12)가 수용되고, 상기 아웃터 로터(12)의 내측으로 인너 로터(13)가 상기 아웃터 로터(12)와는 편심되도록 수용된다. 그리고 상기 인너 로터(13)의 중심축은 크랭크 샤프트 등의 구동축과 체인 또는 벨트로써 연결되어 구동되어진다. 따라서 크랭크 샤프트 등의 회전력을 전달받은 인너 로터(13)가 회전되고, 상기 인너 로터(13)가 아웃터 로터(12)의 내측에서 회전되면서 상기 인너 로터(12)의 이와 아웃터 로터(13)의 이가 맞물려 오일 팬으로부터 입력되는 오일을 펌핑하게 된다. 한편, 상기한 오일 펌프(10)에서 펌핑된 오일이 엔진의 각부로 공급되는 과정에서 필요이상의 오일압은 오일 팬으로 귀환될 수 있도록 하기 위한 오일 릴리프 밸브가 형성된다.

이와 같이 인너 로터와 아웃터 로터의 회전에 의해서 펌핑된 오일은 실린더 블럭 및 실린더 헤드에 마련된 오일 갤러리를 따라 엔진의 각부로 공급되어 마찰부 및 작동부를 윤활 및 냉각하게 된다. 엔진의 각부로 공급되었던 오일은 오일 리턴 라인을 따라서 실린더 블럭 하부에 취부된 오일 팬으로 귀환된다.

한편, 상기와 같이 구동되는 오일 펌프는 엔진 회전수의 증가에 순응하여 회전속도가 증가되어 펌핑되는 오일량이 증가되고, 엔진 회전수가 감소되어 오일 펌프의 회전속도가 떨어지게 되면 펌핑되는 오일량도 감소되므로서, 엔진 회전수와 오일 펌핑량은 비례관계에 있게 된다.

그런데 엔진의 회전수 증가에 따른 엔진에서 필요로 하는 오일량은 엔진회전수에 비례하여 증가되는 오일 펌핑량과는 비례하지 않게 된다. 즉, 엔진에서 필요로 하는 오일량은 오일 펌프의 회전속도가 일정 수준이 되면, 엔진은 더 가속되어 고부하영역에서 운전되더라도 오일의 공급은 충분히 이루어지게 되는 것이다.(도 5의 그래프 참조)

따라서 엔진의 고속 회전시 오일 펌프에서 펌핑되는 오일량의 증가는 엔진에서 필요로 하는 오일량의 증가보다 월등히 크게 되므로서, 펌핑된 오일 중 상당한 량이 상기한 릴리프 밸브를 통해서 오일 팬으로 귀환되어 오일 팬 내의 에어레이션 등을 일으키게 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 운전영역 변화에 따라서 오일의 토출량이 적정수준으로 조절되도록 하기 위한 트윈 로터 오일 펌프를 제공하는 데 목적이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

펌프 하우징에 소정용적으로 마련되는 펌프실과, 상기 펌프실을 가로질러 수용되며 그 외측 끝단에는 구동력을 전달받기 위한 풀리 또는 체인 스프로켓이 형성된 회전축과, 상기 회전축의 도중에 장착되어 펌프실 내의 오일에 압력을 가하기 위한 로터를 포함하여 구성되는 오일 펌프에 있어서,

상기한 회전축의 도중에 2단으로 형성되는 장착되는 제1로터 및 제2로터와;

상기한 회전축의 내측 끝단이 위치되는 펌프 하우징의 도중에 소정공간으로 마련되는 작동실과;

상기한 작동실에 수용된 채로 상기 회전축에 탄력을 제공하여 회전축의 길이방향 위치이동이 가능하도록 하기 위한 탄력수단과;

상기한 탄력수단과는 반대방향의 힘을 회전축에 제공하기 위해 펌프 하우징의 도중에 펌프실과 작동실을 연통시키는 유압 라인과;

상기한 탄력수단 및 유압 라인의 작동상태에 따라서 상기 제1로터 및 제2로터로의 회전축의 구동력 전달이 단속되도록 상기 회전축의 외주연에 형성된 키이;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 오일 펌프의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 오일 펌프의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 오일 펌프의 회전축 및 로터의 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 오일 펌프의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성된 오일 펌프를 지시하는 것이고, 도면부호 30과 40은 각각 본 발명에 의한 제1로터 및 제2로터를 지시하는 것이다.

상기한 오일 펌프(20)는 구동력을 전달받아 오일 팬 내의 오일을 끌어올린 후에 엔진의 각부로 공급되도록 하기 위한 것으로, 펌프 하우징(21)의 내부에는 로터(30,40)의 수용을 위한 펌프실(22)이 형성되고, 풀리 또는 스프로켓(51)을 통해 전달받은 구동력을 상기한 로터(30,40)에 전달키 위한 회전축(50)이 상기한 펌프실(22)을 가로질러 형성된다.

특히, 본 발명에 의한 오일 펌프(20)에서는 상기한 로터가 제1로터(30)와 제2로터(40)로 2단으로 형성된다. 로터(30,40)를 2단으로 형성하는 가장 큰 이유는 엔진의 운전영역에 따라서 2개 모두의 로터(30,40)가 회전되도록 하거나 1개의 로터만이 회전되도록 하므로서, 오일 펌프의 불필요한 구동력 손실을 줄이기 위한 것이다.

제1로터(30)와 제2로터(40)는 회전축(50)에 소정의 간격을 두고 장착되며, 두 로터(30,40)의 사이에는 두 로터(30,40)가 각각의 공간에서 작동될 수 있도록 펌프 하우징(21)과 일체인 펌프실 격벽(23)이 형성된다.

한편, 상기한 제1로터(30)와 제2로터(40)는 각각 회전축(50)에 일체로 형성된 키이(52,53)에 의해서 회전축(50)과의 연결상태가 단속된다. 즉, 상기한 제1로터(30)와 제2로터(40)에는 각각 키홈(32,42)이 관통형성되고, 상기 키홈(32,42)에 끼워지기 위한 제1키이(52) 및 제2키이(53)가 회전축(30)의 외주연 도중에 돌출된 채로 형성된다.

특히, 제1키이(52)의 길이는 제2키이(53) 길이보다 상대적으로 길게 형성되는데, 이는 회전축(50)이 직선이동되어 제2키이(53)가 제2로터(40)의 키홈(42)으로부터 빠지더라도 제1키이(52)는 제1로터(30)의 키홈(32)으로부터 빠진 상태가 되지 않도록 하기 위해서이다.

회전축(50)의 길이방향 이동이 허용될 수 있도록 펌프 하우징(21)의 일측에는 작동공간(24)이 마련된다.

그리고 상기한 회전축(50)의 일단에 탄력을 가하기 위한 작동 수단(60)이 되는 압축 스프링의 장착을 위하여 상기 펌프실(22)의 일측에는 소정크기의 작동실(25)이 마련된다. 펌프실(22)과 작동실(25) 사이에는 회전축(50)의 일단으로부터 연장된 로드(54)의 회전 및 직선운동이 가능한 크기의 축공(27)이 관통된 작동실 격벽(26)이 형성된다.

상기한 작동실(25)에 장착된 압축 스프링의 탄성력이 회전축(50)까지 전달될 수 있도록 하기 위해서 로드(54)의 끝단에는 스프링 시트(55)가 회전축(50)과 일체 로 회전되도록 결합된다.

한편, 상기한 작동 수단(60)과는 반대방향의 힘이 회전축(50)에 가해지도록 하기 위해서 상기한 펌프실(22)과 작동실(25)을 서로 연통시키는 유압 라인(70)이 펌프 하우징(21)의 도중에 관통형성된다. 즉, 상기한 스프링 시트(55)의 일측면에는 작동 수단(60)의 탄력이 가해지고, 스프링 시트(55)의 다른 일측면에는 유압 라인(70)으로부터 전달되는 유압이 가해지도록 구성되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 오일 펌프의 작동상태를 이하에 설명한다.

상기한 오일 펌프(20)는 엔진이 운전됨과 동시에 크랭크 샤프트 등의 구동력을 전달받아 동작된다. 즉, 구동력을 전달받은 회전축(50)의 회전과 함께 상기한 제1로터(30) 또는 제2로터(40)가 회전되므로서 펌프실(22)에 압력이 발생되어 오일 팬 내의 오일이 펌핑되어지는 것이다.

그런데 상기와 같이 오일이 펌핑되는 과정에서 엔진의 운전영역이 저속 운전영역에 해당될 경우에는 상기한 펌프실(22)과 작동실(25)을 연통시키는 유압라인(70)을 흐르는 오일의 압력이 작동 수단(60)인 압축 스프링의 압력보다 크지 않게 된다. 따라서 상기한 회전축(50)은 작동 수단(60)의 탄성력에 의해서 외측으로 밀려난 상태가 된다.

이 때, 회전축(50)과 일체로 형성된 제1키이(52)와 제2키이(53)은 모두 제1로터(30) 및 제2로터(40)의 키홈(32,42)에 끼워진 상태가 된다. 따라서 상기한 제1로터(30)와 제2로터(40)는 모두 회전되어 오일 펌프(20)의 펌핑력을 증대시키므로 서 엔진의 각부로 충분한 오일의 공급이 이루어질 수 있게 된다.

반면에, 차량이 중고속 운전영역에서 운전되는 경우에는 상기한 펌프실(22)에서 오일 라인(70)을 통해 작동실(25)로 공급되는 오일의 압력이 상대적으로 높게 된다. 그리고 오일 라인(70)을 통해 작동실(25)로 전달되는 오일의 압력이 작동 수단(60)의 탄성력보다 높게 될 경우에는 오일의 압력을 받아 상기한 회전축(50)이 내측으로 이동되어진다.

이 때, 상기한 회전축(50)의 외주연에 돌출형성된 2개의 키이 중 제2키이(53)는 제2로터(40)의 키홈(42)으로부터 이탈되고, 제1키이(52)는 제1로터(30)의 키홈(32) 내에 여전히 위치된다. 따라서 상기한 제2로터(40)는 회전축(50)의 구동력을 전달받지 못해서 회전되지 못하고, 제1로터(30) 만이 회전축(50)의 구동력을 전달받아 회전하게 된다.

따라서 엔진의 중고속 운전영역 이상에서 오일 펌프(20)의 불필요한 구동으로 인한 오일 펌프 구동력의 손실이 방지된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면 엔진의 운전영역이 저속일 경우에는 2개의 로터가 회전되므로서 오일 펌프의 펌핑력이 충분하게 되고, 엔진의 운전영역이 중고속영역 이상일 경우에는 1개의 로터만이 회전되어 오일을 펌핑하게 되므로서, 엔진의 중고속 운전영역의 과도한 오일 펌프의 작동에 따른 구동력의 손실이 미연에 방지될 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (5)

1. 펌프 하우징에 소정용적으로 마련되는 펌프실과, 상기 펌프실을 가로질러 수용되며 그 외측 끝단에는 구동력을 전달받기 위한 풀리 또는 체인 스프로켓이 형성된 회전축과, 상기 회전축의 도중에 장착되어 펌프실 내의 오일에 압력을 가하기 위한 로터를 포함하여 구성되는 오일 펌프에 있어서,

   상기한 회전축(50)의 도중에 2단으로 형성되는 장착되는 제1로터(30) 및 제2로터(40)와;

   상기한 회전축(50)의 내측 끝단이 위치되는 펌프 하우징(21)의 도중에 소정공간으로 마련되는 작동실(25)에 수용된 채로 상기 회전축(50)에 탄력을 제공하여 회전축(50)의 길이방향 위치이동이 가능하도록 하기 위한 작동수단(60)과;

   상기한 작동수단(60)과는 반대방향의 힘을 회전축(50)에 제공하기 위해 펌프 하우징(21)의 도중에 펌프실(22)과 작동실(25)을 연통시키는 유압 라인(70)과;

   상기한 작동수단(60) 및 유압 라인(70)의 작동상태에 따라서 상기 제1로터(30) 및 제2로터(40)로의 회전축(50)의 구동력 전달이 단속되도록 상기 회전축(50)의 외주연에 형성된 키이(52,53);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트윈 로터 오일 펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 펌프실(22)의 중간부에는 제1로터(30)와 제2로터(40)가 각각의 공간 에 위치될 수 있도록 펌프실 격벽(23)이 형성된 것을 특징으로 하는 트윈 로터 오일 펌프.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기한 회전축(50)에 형성된 키이(52,53)는 제1로터(30)를 고정시키기 위한 제1키이(52)는 제2로터(40)를 고정시키기 위한 제2키이(53)보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 트윈 로터 오일 펌프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기한 작동수단(60)은 압축 스프링으로 형성되어지되, 상기 압축 스프링의 일측 끝단의 지지를 위해 상기 회전축(50)의 내측단에는 작동실(25)에 위치되는 스프링 시트(55)가 고정접속된 것을 특징으로 하는 트윈 로터 오일 펌프.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기한 스프링 시트(55)와 회전축(50)의 내측단 사이는 직경이 상기 회전축(50)보다 작은 로드(54)로써 연결되고, 상기 펌프실(22)과 작동실(25) 간에는 상기 로드(54)의 직선 및 회전운동이 허용되는 직경의 축공(27)이 마련된 작동실 격벽(26)이 형성된 것을 특징으로 하는 트윈 로터 오일 펌프.

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