KR20080006505U - 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동변속기용 오일냉각기 개량구조에 관한 것으로, 외관파이프와 내관파이프 사이에 공간부를 형성하고 양단을 밀폐시키되 공간부에 냉각핀을 설치하며, 외관파이프의 각 양단부에 보스와 튜브를 장착하여서 된 오일 냉각기에 있어서, 상기 내관파이프와 외관파이프의 내,외주면에 브레이징 용접시 도금된 동 성분이 용접재로 사용되어, 내관파이프와 외관파이프의 내, 외주면에 부착되는 동도금된 냉각핀을 구성한다.

이와 같은 자동변속기용 오일냉각기는 외관파이프, 내관파이프, 보스가 스테인레스(STS : Stainless Steel)로 제작하여 내식성을 향상시키고, 내측에 장착되는 냉각핀은 스테인레스보다 열전도율이 우수한 스틸(steel)로 제작하여 성능을 향상 시키고, 냉각핀의 성형폭, 간격, 높이를 다르게 성형하여 방열 성능은 높이고 압력강하는 낮추어 성능을 향상시키고, 얇은 두께로 제작하므로 중량감소를 통한 원가절감이 이루어지며, 외관파이프, 내관파이프, 냉각핀, 보스를 접합시킬 때 브레이징 용접을 실시하여 많은 양을 동시에 용접시킬 수 있어 생산성이 향상되면서 제조원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

오일냉각기, 외관파이프, 내관파이프, 보스, 냉각핀.

Description

자동변속기용 오일냉각기 냉각핀{Improvement structure of automatic transmission oil cooler}

도 1은 본 고안에 의한 자동변속기용 오일냉각 방열핀을 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 자동변속기용 오일냉각 방열핀의 구성을 나타낸 단면도.

도 3은 본 고안에 의한 자동변속기용 오일냉각 방열핀이 설치된 상태를 나타낸 단면도.

도 4는 종래의 자동변속기용 오일냉각 방열핀이 설치된 상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 때한 부호의 간단한 설명>

1: 오일냉각기 10: 외관파이프

20: 내관파이프 21: 공간부

30: 냉각핀 40: 튜브

50: 보스 51 제1유입홀

60: 오일공급파이프 61: 제2유입홀

본 고안은 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내관파이프와 외관파이프 사이의 공간부에 스틸 재질이고 동도금된 냉각핀이 브레이징 용접시 도금된 동이 용접제가 되어 내관파이프와 외관파이프에 견고히 용접되도록 함에 따라 제품의 방열성능이 향상되도록 한 자동변속기용 오일냉각기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 자동변속기는 유성기어세트 중에서 회전요소를 고정시키는 클러치 또는 브레이크부재와 같은 마찰요소에 유압을 공급하여 선택적으로 작동시킴으로써 여러 개의 기어로 구성되는 변속장치내의 임의의 회전요소를 변속기의 출력축에 연결하기도 하고 변속기의 케이스에 대하여 고정하기도 하며, 차량의 운전상태(예컨대 차속 및 스로벨브의 개방 상태)에 따라 변속이 자동적으로 이루어지도록 한 것이다.

상기와 같은 자동변속기에 사용되는 오일은 자동변속기의 토크 컨버터 내에서 동력을 전달하고, 기어 또는 베어링 등 회전요소에 윤활 작용을 하며, 각종 유압기구 즉, 밸브, 클러치, 브레이크 등의 작동유로 사용되고, 자동변속기의 각 접동부에 냉각작용을 하게되며, 트랜스미션 케이스 하측에 연결된 오일팬에 저장되어 오일펌프를 통해 각종 밸브기구 및 유압작동 요소로 공급된다.

따라서 상기와 같은 작용을 하는 오일은 클러치를 계합시키고 각 부품들을 윤활, 냉각시키므로 일정온도 이하로 유지시켜주는 것이 매우 중요하다. 특히, 오일의 온도는 오일 레벌에 큰 영향을 미치는데 오일의 온도가 증가하게되면 오일 레 벌이 높아지게 되고, 오일 레벌이 높아지게 되면 오일량의 과다해 지면서 오버플로우 현상이 발생하며, 이로 인하여 자동변속기가 원활하게 작동되지 못하였다.

그런데, 종래의 자동변속기의 오일냉각장치는 상기와 같은 온도특성을 전혀 고려하지 않고, 외관파이프와 내관파이프에 냉각핀이라는 부품을 장착한후 냉각핀이 내,외관 파이프와 용접이 되지 않아 효율이 낮아지는 문제가 있었으며, 냉각핀의 폭,높이,간격을 동일한 사양으로 적용하여 제품의 다양한 요구성능을 만족하기 위하여 제품의 크기가 증대되는 문제가 있었으며, 또 냉각핀에 동보다 융점이 낮은 용접재를 내,외측에 도포 하여야만 내,외관 파이프와 브레이징 용접이 될 수 있었으며, 외관파이프 양단면에 장착되는 보스도 외관파이프와 접합을 위해 산소 용접이나 고주파용접을 하여야 되므로 외관 산화현상으로 인하여 다시 산처리를 하여야 하는 관계로 오일쿨러를 제작함에 있어서 많은 인원과 시간이 필요하다는데 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 오일냉각기(1)는 외관파이프(2)의 내부에 내관파이프(3)가 삽입되어 이들 사이에 공간부(4)가 형성되어 있고 양단은 밀폐되어 있으며, 상기 공간부(4)에는 냉각핀(5)이 삽입(장전)되어 있고 외관파이프(2)의 양측단부에는 오일을 유통시킬 수 있도록 튜브(7)와 보스(6)가 공간부(4)와 연통되게 장착되어 있다.

그런데, 상기 종래의 오일냉각기(1)는 오일냉각기를 형성함에 있어 각 구성의 특성을 전혀 무시하고 황동(Cu) 또는 알루미늄(Al)으로 형성되어 있었으며 내관파이프(3)와 외관파이프(2)에 냉각핀(5)을 장착하도록 형성되어 있었다.

상기 황동(Cu)을 사용하여 제조되는 오일냉각기는 외관파이프(2)와 내관파이프(3) 및 냉각핀(5)을 주로 C2600(0.6t)이나 C1220(0.6t)의 황동을 사용하였고, 보스(6)와 튜브(7)는 C3602의 황동을 사용하였다.

그러나, 상기 C2600의 황동은 구리(Cu)와 아연(Zn)을 70:30%의 비율로 혼합시켜서 된 것이므로 열전도율이 낮아 냉각효율이 떨어질 뿐만 아니라, 쉽게 부식되어지는 문제가 있었다.

공간부(4)에 장착된 냉각핀(5)은 외, 내관파이프(2, 3)와 서로 용접이 되어 있지 않아 냉각효율이 떨어지며, 외관파이프(2)와 보스(6)는, 토치용접을 하고 제품의 양단부 밀폐부는 아르곤 용접을 실시하여 용접시키므로 탄화이물질로 산 처리를 실시하여야 하는 번거로움이 있고, 생산과정을 거의 수작업으로 실시하여야 하므로 생산성과 품질이 떨어지는 문제가 있었다.

그리고 외관파이프(2)와 보스(6)를 용접하는 과정에서 보스(6)를 외관파이프(2)의 구멍에 올려놓은 상태에서 용접을 하여야 하므로 용접중에 보스(6)가 견고히 지지되지 않아 이탈되는 문제가 있었다.

또한, 알루미늄(Al)을 사용하여 제조되는 오일냉각기(1)는 외관파이프(2)와 내관파이프(3) 및 냉각핀(5)을 주로 A3003의 알루미늄(1.0t)으로 사용하여 제조하였고 보스(6)와 튜브(7)는 A6061의 알루미늄을 사용하였다.

상기와 같이 알루미늄을 사용하여 제조된 오일냉각기(1)는 열전도성이 낮아 오일의 냉각효율이 떨어질 뿐만 아니라 내식성이 약하여 쉽게 부식되는 문제가 있었다.

보스(6)를 고정할 때 로 에 넣은 상태에서 브레이징용접(ALL BRAZING WELDING)을 실시하므로 생산성은 향상시킬 수 있으나 용접을 한 후에는 외관의 식별이 용이치 못하여 용접링을 누락시켜 불량품이 발생하게 되는 문제가 있었다.

알루미늄 재질을 사용하는 과정에서 외기와의 접촉이 활발한 보스(6) 부위에서 부식이 발생되어 균열이 생기는 문제가 있었으며, 외관파이프(2)에 보스(6)를 안착한 상태에서 브레이징 용접시 보스(6)가 견고히 장착되지 못하여 브레이징로에서 이동중에 보스(6)가 이탈되는 문제가 있었다.

또한, 스테인레스(STS)와 동(CU)을 조합사용하여 제조된 오일냉각기(1)의 외관파이프(2)와 보스(6)는 스테인레스(STS) 재질을 사용하여 제조하였고, 내관파이프(3)와 냉각핀(5)은 동(CU)을 사용하였다.

상기와 같이 제조된 오일냉각기(1)는 냉각핀(5)을 내관파이프(3)와 외관파이프(2)에 용접하기 위하여 동보다 융점이 낮은 용접재(BNi : 수입 용접재)를 냉각핀(5)의 내, 외측에 도포 한 후 장착하여야 하는 번거로움으로 인해 제조하는데 많은 인원과 시간이 소요되는 문제가 있었다.

용접재를 도포 한 후 수작업으로 내관파이프(3)와 외관파이프(2)의 공간부(4)에 장착하는 과정에서 용접재가 떨어지는 문제점이 있었으며, 용접재 도포부위가 균일하지 않아 부분적으로 용접이 제대로 이루어지지 않아 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

그리고 내,외관파이프(3, 2)를 이종재질(STS & CU)을 사용하여 제조함으로 인하여 이종금속 접합에 따른 전위부식으로 내식성이 저하되는 문제가 있었다.

스테인레스 재질의 냉각핀(5)이 형성된 오일냉각기(1)는 냉각핀(5)이 스테인레스 재질의 열전도율이 낮은 관계로 성능 향상에 한계가 있었으며, 또한 용접재로 사용되는 동을 스테인레스에 도금하기 위해서는 니켈전처리등 여러공정의 도금공정을 거처야만 하기 때문에 원가 상승의 문제가 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로,

본 고안의 제1 목적은 내관파이프와 외관피이프 사이에 장착하는 냉각핀이 내,외관 파이프와 용접이 되어있지 않아 냉각 효율이 떨어지는 문제를 해소에 있다.

제2 목적은 냉각핀을 스테인레스보다 열전도도가 우수한 스틸을 사용하여 방열성능의 향상을 이루기 위한 것이다.

제3 목적은 냉각핀의 높이, 폭, 간격을 여러 사양으로 적용하여 제품에 요구성능을 만족시킬수있는 냉각핀을 장착함으로써 제품의 크기가 증대되지 않아도 요구성능을 만족시킬 수 있도록 한 것이다.

제4목적은 내관파이프와 외관파이프, 냉각핀, 보스를 스테인레스로 형성하여 두께를 낮춤으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 내식성의 향상과 부식을 방지할 수 있도록 한 것이다.

제5 목적은 브레이징 용접시 보스가 외관파이프에서 이탈되지 않도록 보스에 돌출가공을 한후 외관파이프 양단부에 압착을 하여 보스가 브레이징 용접중 이탈되 지 않고 견고히 용접되도록 한 것이고,

제6 목적은 외부에 노출되는 재질은 내식성이 우수한 스테인레스로 하고 내측의 냉각핀은 열전도도가 스테인레스보다 우수한 스틸(steel)을 사용하여 동(CU)을 용접재로 이용하여 브레이징용접을 실시하므로 생산성을 향상키키고, 용접을 실시한 후에는 용접상태를 용이하게 식별할 수 있도록 하여 불량품이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

제7 목적은 이로 인해 작업공정의 향상과 제품의 품질 및 신뢰성, 방열성능을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀을 제공하는 데 있다.

본 고안은 실용신안등록 제412205호에서 스테인레스에 동도금 된 냉각핀을 스틸로 사용하여 스테인레스(열전도도 16.3W/inK) 열전도도 보다 우수한 스틸(열전도도 67W/inK)을 적용하여 방열성능을 향상시킨 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 용접재로 사용되는 동을 도금하기 위해서는 스테인레스 재질에 동도금을 하기 전에 니켈 전처리 후 도금을 하여야 했으나, 스틸은 니켈 전처리공정이 없고, 도금공정이 단순해 원가절감을 이룰 수 있도록 한 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고아은 냉각핀에 동도금을 하지 않고 얇은 동판을 냉각핀의 내,외측에 장착한 후 브레이징 용접시 얇은 동판(0.02t)이 내, 외측에서 녹아 내관파이프와 외관파이프 원주면에 견고히 용접 되도록 한 것을 특징으로 한다.

그리고 외관파이프 양단면에 장착되는 보스도 스테인레스 재질로 하고 단조성형을 한 후 가공을 하여 장착함으로써 오일쿨러의 전 부품의 재질이 스테인레스 및 스틸로 적용되어 동(CU)을 용접재로 이용한 브레이징 용접이 가능토록 한 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀을 제공하는데 특징이 있다.

그리고 오일냉각기의 성능의 핵심인 냉각핀의 형상을 방열량을 높이고 압력강하가 낮아 성능이 우수한 오일냉각기를 제작하기 위해 냉각핀의 높이를 2.5~3.5mm, 폭을 0.6~1.0mm, 간격을 6mm~12mm로 성형하여 제품의 요구 성능에 따라 각각의 특성에 맞는 냉각핀의 적용되도록 한 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀을 제공하는데 특징이 있다.

또한, 본 고안은 외관파이프의 내부에 내관파이프가 삽입되어 이들 사이에 공간부가 형성되는 동시에 양단은 밀폐되며, 상기 공간부에는 냉각핀이 삽입(장전)되고, 외관파이프의 양측단부에는 오일을 유통시킬 수 있도록 튜브와 보스가 공간부와 연통되게 구비되는 자동변속기용 오일냉각기에 있어서, 상기 냉각핀을 동도금을 하여 내관파이프와 외관파이프 사이에 장착한 후 브레이징용접을 하면 동도금 된 동성분이 용접제가 되어 내,외관 파이프와 냉각핀이 견고히 용접이 되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀을 제공한다.

본 고안은 본 출원인이 선 출원한 실용신안등록출원 제2002-0019957호와 실 용신안출원 제2001-0000318호, 제2005-0034242호에 대한 개량 고안한 것임을 먼저 밝혀 두는 바이다.

하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하에서는 상기한 목적 달성을 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 적용된 자동변속기용 오일냉각기는 두께가 0.3t이하인 외관파이프(10)와 내관파이프(20)가 구성되고, 외관파이프(10)의 내부에 내관파이프(20)가 삽입되어 설치된다.

이들 사이에 공간부(21)가 형성되는 동시에 양단은 밀폐되게 구성되며, 공간부(21)에는 냉각핀(30)이 삽입되어 고정되고, 외관파이프(10)의 양측단부에는 오일을 이동시킬 수 있도록 튜브(40)와 보스(50)가 공간부(21)와 연통되게 구비되는 자동변속기용 오일냉각기(1)가 구성된다.

공간부(21) 내부에는 두께가 0.05t ~0.2t의 스틸(STEEL)로 되어있는 냉각핀(30)을 전면에 동도금을 하여 장착시킨다.

상기 냉각핀(30)은 소정 간격을 가지며 요철 형태로 형성되고, 인접된 다른 냉각핀(30)과 엇갈리도록 구성되어 오일이 유입되는 방향으로 설치되도록 구성된다.

또한, 냉각핀(30)은 재질을 스틸로 형성하고, 스틸로 된 냉각핀(30)에 동도금하여 브레이징(BRAZING FURNACE WELDING) 용접에 의해 동도금 된 동이 용접재가되어 내관파이프(20)와 외관파이프(10)의 사이에 설치되도록 하며, 용접 후 산처리 공정을 실시하지 않도록 한다.

그리고 냉각핀(30)은 핀폭(W)이 0.6~1.0㎜이고, 간격(P)이 6.0~10.0㎜이며, 높이(H)가 2.0~3.5㎜로 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 스테인레스 재질을 이용하여 원통형의 외관파이프(10)와 내관파이프(20)를 구성하고, 외관파이프(10)의 내측에 내관파이프(30)가 인입되게 설치하며, 외관파이프(10)에 내관파이프(20)를 설치한 상태에서 외관파이프(10)와 내관파이프(20) 사이의 공간부(21)에는 냉각핀(30)을 설치한다.

외관파이프(10)와 내관파이프(20)의 양단의 대향면이 밀폐되도록 일체형으로 결합시킨다.

상기와 같이 결합 된 상태에서 외관파이프(10)의 외면에서 양측단부에 구멍을 뚫어 보스(50)를 공간부(21)와 연통되게 고정한다.

보스(50)는 외관파이프(10)와 동일한 재질 즉, 스테인레스 재질로 성형하고, 용접링을 장착하여 외관파이프(10)와 용접한다.

특히 보스(50)를 외관파이프(10)에 고정시킴에 있어 용접물을 로에 넣어 동시에 용접하는 통상의 브레이징 용접을 실시하여 산처리 공정을 행하지 않아도 용접이 용이하게 이루어지게 한다.

상기와 같이 본 고안은 오일냉각기(1)를 제조함에 있어, 각 부품의 재질을 스테인레스(STS)와 스틸(STEEL)로 구성하고, 그 두께를 얇게 성형하여 열전도성과 내식성을 증대함과 아울러 생산성을 대폭 향상시킨다.

또한, 본 고안은 상기 내관파이프(20)와 외관파이프(10)의 두께를 황동(0.6t)과 알루미늄(0.6t)보다 얇은 0.2t~0.3t로 형성하여 외기와 활발하게 열 교환을 할 수 있도록 하므로 냉각효율을 증대시킨다.

뿐만 아니라, 내측의 공간부(21)에 장착되는 냉각핀(30)에 동도금 하여 설치함으로써 브레이징 용접시 도금된 동이 용접재로 되어 외, 내관파이프(10, 20)의 원주면과 냉각핀(30)이 견고히 용접되므로, 기존의 황동과 같이 냉각핀과 외, 내관파이프가 용접되지 되지 않아 냉각효율이 떨어지는 문제점을 개선하였다.

또한, 기존의 냉각핀에 용접제를 도포한 후 장착하는 과정에서 용접재가 떨어져 부분적으로 용접이 안 되어 냉각효율이 떨어지는 것을 방지한다.

특히 본 고안은 외관파이프(10), 내관파이프(20), 보스(50)를 스테인레스 재질로 냉각핀(30)을 스틸(steel)로 사용하여 두께를 낮춤으로써 기존의 동 오일냉각기에 비해 약35%의 제품중량이 감소 되었고, 로 브레이징을 통하여 한번에 외관파이프(10)와 내관파이프(20)의 양단 밀폐부위, 보스(50) 장착부위, 냉각핀(30) 장착부위에 용접이 이루어지므로 생산성이 향상된다.

본 고안은 상기의 구성에 국한하여 한정되는 것은 아니며, 상기의 구성을 다양하게 변형시켜 여러 가지 형태로 취할 수 있다.

본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 내관파이프와 외관파이프를 스테인레스 재질로 하여 두께를 얇게 성형함으로써 열전도성을 높여 냉각효율을 향상시키고, 냉각핀의 재질을 스테인레스 보다 열전도도가 우수한 스틸을 사용하여 냉각효율을 증대함은 물론 두께를 얇게 형성하여 제품 중량이 황동(cu)에 비해 약 35%가 감소되며, 내식성 향상으로 부식을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래에는 용접재로 사용되는 동을 도금하기 위해서는 스테인레스 재질에 동도금을 하기 전에 니켈 전처리 후 도금을 하였으나, 스틸은 니켈과 같이 전처리공정을 하지 않아도 됨은 물론 도금공정이 단순해 원가절감을 이룰 수 있는 효과가 있다.

또한, 내관파이프와 외관파이프, 냉각핀, 보스를 스테인레스로 형성하여 두께를 낮춤으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 내식성의 향상과 부식을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 용접한 후에는 용접상태를 용이하게 식별할 수 있도록 하여 불량품이 유입되는 것을 방지하므로 작업공정의 향상과 제품의 품질 및 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 외관파이프의 내부에 내관파이프가 삽입되어 이들 사이에 공간부가 형성되는 동시에 양단은 밀폐되어 있으며, 상기 공간부에는 냉각핀이 삽입(장전)되어 있고, 외관파이프의 양측단부에는 튜브와 보스가 공간부와 연통되게 설치된 자동변속기용 오일냉각기에 있어서,

   상기 냉각핀(30)의 재질을 스틸로 형성하고, 스틸로 된 냉각핀(30)에 동도금을 행하여 브레이징 용접에 의해 동도금 된 동이 용접재가되어 외관파이프(10)와 내관파이프(20)의 공간부(21)에 냉각핀(30)이 용접 설치되는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀.
2. 제1항에 있어서,

   냉각핀(30)은 요철 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀.
3. 제1항에 있어서,

   냉각핀(30)은 인접된 다른 냉각핀과 엇갈리게 구성되는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀.
4. 제1항에 있어서,

   냉각핀(30)은 핀폭(W)이 0.6~1.0㎜이고, 간격(P)이 6.0~10.0㎜이며, 높이(H)가 2.0~3.5㎜로 구성된 것을 특징으로 하는 자동변속기용 오일냉각기 냉각핀.

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