KR20100023262A

KR20100023262A - 마그네슘 오일 팬

Info

Publication number: KR20100023262A
Application number: KR1020080081936A
Authority: KR
Inventors: 정연준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2010-03-04
Also published as: DE102008062629A1; US8056526B2; CN101655022A; US20100043741A1; CN101655022B

Abstract

본 발명은 경량화를 극대화하고 소음 방지 성능을 향상하기 위해 강도가 취약하고 떨림이 발생하는 부위에 보강부재가 추가됨으로써 소음과 진동이 방지되는 마그네슘 오일 팬에 관한 것으로서, 상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서, 상기 하부 오일 팬 결합부의 내측에는, 상기 하부 오일 팬 결합부의 양쪽 내벽 사이에서 연속하여 이어지는 메인 보강 리브가 하측으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하여, 오일 팬이 경량화 되면서도 소음 방지 성능이 향상되는 효과가 있으며, 외부 충격에도 쉽게 파손되지 않는 효과가 있다.

오일 팬, 마그네슘, 알루미늄, 보강, 리브

Description

마그네슘 오일 팬{Oil pan made from magnesium}

본 발명은 마그네슘 오일 팬에 관한 것으로서, 구체적으로는 경량화를 극대화하고 소음 방지 성능을 향상하기 위해 강도가 취약하고 떨림이 발생하는 부위에 보강부재가 추가됨으로써 소음과 진동이 방지되는 마그네슘 오일 팬에 관한 것이다.

오일 팬은 크랭크 케이스를 감싸 엔진 오일을 저장하는 저장소로서, 탈착이 가능한 형태로 엔진의 하부에 위치하며, 통상 알루미늄이나 금속으로 만들어진다. 오일 팬에 저장된 오일은 오일 펌프에 의해 엔진의 각 부분을 순환한 후에 오일 팬으로 되돌아오는데, 이때 엔진 오일은 개별 부품으로부터 열을 수용하여 개별 부품들을 냉각시키고, 이들 부품에 오일막을 형성하여 부품간의 윤활을 증진시키고 산화되는 것을 방지한다.

한편 최근 자동차의 경량화 및 성능 향상 요구에 부응하기 위해 차량에 탑재되는 각 부품의 중량을 줄이려는 노력들이 시도되고 있는데, 이와 같은 경향은 오 일 팬에도 적용되고 있다. 이를 위한 방법의 하나로서 기존에 알루미늄으로 제조되던 오일 팬의 소재가 경량 소재인 마그네슘으로 대체되고 있다.

그러나 마그네슘은 알루미늄에 비해 가볍다는 장점은 있으나, 탄성계수가 45GPa로서 75GPa인 알루미늄에 비해 강도가 알루미늄의 2/3 정도로 약하기 때문에 기존의 알루미늄으로 제조되던 오일 팬을 설계변형 하지 않고 재료만 마그네슘으로 변경할 경우, 엔진 하부에 장착되어 엔진의 진동이 그대로 전달되는 오일 팬에 떨림이 발생하여 소음이 발생하게 된다. 나아가 오일 팬은 엔진의 하부에 장착되어 외부의 충격에 자주 노출되는데, 이때 오일 팬의 강성이 약하여 외부의 충경에 의해 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 알루미늄에 비해 마그네슘의 부족한 강성을 보완하기 위해 오일 팬의 두께 보강, 리브 보강, 형상 변화를 통해서 오일 팬의 취약 부분을 보강하여, 경량화를 극대화하고 소음 방지 성능이 향상되며 외부 충격에 잘 견디는 마그네슘 오일 팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬은, 상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서, 상기 하부 오일 팬 결합부의 내측에는, 상기 하부 오일 팬 결합부의 양쪽 내벽 사이에서 연속하여 이어지는 메인 보강 리브가 하측으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬에 의하면, 강성이 취약한 부분의 두께가 두텁게 형성되고 보강 리브가 추가되어 오일 팬의 취약 부분이 보강됨으로써, 오일 팬이 경량화 되면서도 소음 방지 성능이 향상되는 효과가 있으며, 외부 충격에도 쉽게 파손되지 않는 효과가 있다.

본 발명은, 상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부(20)가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부(30)가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷(40)이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서, 상기 하부 오일 팬 결합부(30)의 내측에는, 상기 하부 오일 팬 결합부(30)의 양쪽 내벽 사이에서 연속하여 이어지는 메인 보강 리브(60)가 하측으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 메인 보강 리브(60)의 가장 낮은 부분의 높이는 2mm 내지 5mm로 구성될 수 있는 마그네슘 오일 팬을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 하부 오일 팬 결합부(30)의 외벽에는 상기 오일 팬의 하면까지 연장되는 제1보강 부재(70)가 부착되는 것을 특징으로 하며, 상기 제1보강 부재(70)는 폭이 1.5mm 내지 3mm로 구성될 수 있고, 4개 이상 구비될 수 있는 마그네슘 오일 팬을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 하부 오일 팬 결합부(30)의 내측에는 보조 보강 리브(62)가 하측으로 돌출 형성되며, 상기 보조 보강 리브(62)의 측면에는 상기 오일 팬의 하면까지 연장되는 제2보강 부재(90)가 부착되는 것을 특징으로 하며, 상기 제2보강 부재(90)는 폭이 1.5mm 내지 3mm로 구성될 수 있는 마그네슘 오일 팬을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 브래킷(40)과 상기 오일 팬의 하면 사이에는 보강 기 둥(80)이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 보강 기둥(80)은 4개 이상 구비될 수 있는 마그네슘 오일 팬을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 하부 오일 팬 결합부(30) 및 상기 브래킷(40) 사이에 형성되는 평탄부(10)의 두께는 3.5mm 이상인 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬을 제공한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬의 바람직한 실시예들을 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬의 일 실시예를 간략하게 도시한 도면이다. 단 도 1은 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬의 하부 구조를 자세히 나타내기 위해 오일 팬이 실제 차량에 장착되는 방향과 상하가 반대로 도시된 것이므로, 도면상의 오일 팬의 하부가 실제 오일 팬의 상측이 되고 도면상의 오일 팬의 상부가 실제 오일 팬의 하측이 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 오일 팬은 도 1에 도시된 바와 같이, 상면에 형성되는 플랜지부(20), 하면에 형성되는 하부 오일 팬 결합부(30), 측면에 형성되는 브래킷(40), 상기 하부 오일 팬 결합부(30) 및 브래킷(40) 사이에 형성되는 평탄부(10)를 포함하여 구성된다.

상기 플랜지부(20)는 오일 팬이 엔진의 실린더 블럭 하부에 결합하여 장착될 수 있도록 볼트가 삽입될 수 있는 고정구가 다수 형성된다. 이때 실린더 블럭에도 이와 대응되는 위치에 고정구가 형성되고 상기 고정구에 볼트가 관통함으로써 오일 팬이 실린더 블럭에 결합하여 장착된다.

오일 팬의 하면에 형성되는 상기 하부 오일 팬 결합부(30)는 많은 양의 오일을 저장하는 하부 오일 팬을 결합하기 위한 것으로서, 오일 팬 하면으로부터 하측으로 돌출되어 형성되며 다수의 고정구가 형성된다.

상기 브래킷(40)은 엔진 측면에 형성되는 체인 커버와 결합하기 위한 부분으로써, 상기 브래킷(40)이 체인 커버에 결합되는 경우 오일 팬이 엔진에 더욱 안정적으로 장착될 수 있다.

본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬은 도 1에 도시된 바와 같이 실린더 블럭을 향하는 상면이 완전히 개방된 쟁반형상을 하고 있으며, 하부 오일 팬 결합부(30)의 내측 일부에는 일정한 면적이 관통되어 형성된 관통부(50)가 구비됨으로써, 하부 오일 팬에 저장된 오일이 상기 관통부(50)를 통해 실린더 블럭 내부로 유입될 수 있다.

상기 하부 오일 팬 결합부(30) 및 브래킷(40) 사이에 형성되며 오일 팬 면적의 대부분을 차지하는 평탄부(10)는 오일 팬의 몸체 역할을 하는데, 상기 평탄부(10)는 얇은 판 형상으로 구성되며 다른 부품에 의해 지지되지 않으므로 진동이 발생하기 쉽다. 특히 평탄부(10)는 두께가 얇고 면적이 넓게 형성됨으로써 진동이 발생하는 경우 다른 부분보다 소음이 발생하기 쉬운 구조이다. 따라서 평탄부(10) 의 진동을 방지하기 위해 평탄부(10)의 두께는 최소한 3.5mm이상으로 구성되는 것이 바람직하다. 진동 방지를 위해서는 평탄부(10)의 두께가 두꺼울수록 유리하지만, 평탄부(10)의 두께가 두꺼워질수록 오일 팬의 무게가 증가하므로 최소한의 진동 방지 성능을 만족하는 수준에서 평탄부(10)의 두께가 결정되는 것이 오일 팬의 경량화에 있어서 유리하다.

상기 하부 오일 팬 결합부(30)의 내측에는 메인 보강 리브(60)가 하측으로 돌출 형성되는데, 이때 메인 보강 리브(60)는 하부 오일 팬 결합부(30)의 양쪽 내벽 사이에서 연속하여 이어짐으로써, 결과적으로 하부 오일 팬 결합부(30)의 양쪽 벽은 메인 보강 리브(60)에 의해 연결된다.

상기 메인 보강 리브(60)는 하부 오일 팬 결합부(30)의 내벽으로부터 가운데로 향할수록 그 높이가 낮아지도록 형성되는 것이 진동 및 소음을 방지하는데 있어서 바람직하며, 그 돌출되는 높이는 오일 팬의 형상에 따라 다양한 해석 방법을 통해 결정될 수 있으나, 가장 낮은 부분의 높이가 2mm 내지 5mm인 것이 바람직하다. 가장 낮은 부분의 높이가 2mm 미만이 되는 경우 진동 및 소음방지 효과가 떨어지며, 5mm를 초과하는 경우 하부 오일 팬과 간섭될 우려가 있기 때문이다.

또한 하부 오일 팬 결합부(30)의 내측에는 보조 보강 리브(62)가 상기 메인 보강 리브(60)와 이격하여 하측으로 돌출 형성된다. 상기 보조 보강 리브(62)는 메인 보강 리브(60)를 보조하여 진동 및 소음을 방지하기 위한 구조로서, 오일 팬의 형상에 따라 복수의 보조 보강 리브(62)가 설치될 수 있다. 이때 보조 보강 리브(62)의 측면에는 오일 팬의 하면까지 연장되는 폭 1.5mm 내지 3mm의 제2보강 부 재(90)가 부착된다.

상기 제1보강 부재(70) 및 제2보강 부재(90)의 폭이 1.5mm 이하가 되는 경우 오일 팬을 경량화 하는데 유리하나 진동 방지 성능이 미흡하게 되는 반면, 3mm 이상이 되는 경우 진동 방지 성능에는 유리하나 오일 팬이 무거워지는 단점이 있다. 따라서 진동 방지 성능과 경량화를 동시에 충족시키기 위해서는 제1보강 부재(70) 및 제2보강 부재(90)의 폭이 1.5mm 내지 3mm가 되는 것이 바람직하다.

한편 하부 오일 팬 결합부(30)는 오일 팬의 하면으로부터 하측으로 돌출되어 형성되기 때문에 오일 팬의 하면과 하부 오일 팬 결합부(30)의 경계에는 절곡되는 부분이 형성되고, 또한 하부 오일 팬 결합부(30)에는 하부 오일 팬이 결합되기 때문에, 하부 오일 팬 결합부(30)에는 다른 부분에 비해 상대적으로 진동이 발생하기 쉽다. 따라서 하부 오일 팬 결합부(30)의 외벽에는 오일 팬의 하면까지 연장되는 폭 1.5mm 내지 3mm의 제1보강 부재(70)가 부착되는데, 이때 상기 제1보강 부재(70)는 4개 이상 부착되는 것이 진동 방지를 위해 바람직하다.

또한 체인 커버와 결합되는 브래킷(40) 부위도 진동이 발생하기 쉬운 부분이므로, 브래킷(40)에는 오일 팬의 하면으로 연결되는 보강 기둥(80)이 형성되며, 상기 보강 기둥(80)은 4개 이상 구비되는 것이 바람직하다. 보강 기둥(80)이 구비되는 경우 체인 커버를 통해 전달되는 체인의 진동이 보강 기둥(80)에 의해 흡수되어 오일 팬의 진동이 방지되는 효과가 있다.

다른 부품과 연결되는 부분이나 절곡되는 부분, 또는 평탄부가 넓게 형성되는 부분은 소음과 진동이 발생하기 쉬운 구조이다. 따라서 본 발명은 상기의 부분 에 메인 보강 리브(60), 보조 보강 리브(62), 제1보강 부재(70) 및 제2보강 부재(90)를 추가하고 평탄부(10)의 두께를 두껍게 함으로써 체결강도를 증가시키고 평탄부(10)의 떨림 현상을 억제하였다.

이와 같은 효과가 도 2에 도시되어 있는데, 도 2는 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬과 종래의 알루미늄 오일 팬의 FRF 해석 결과를 도시한 그래프로서, 그래프 A는 종래의 알루미늄 오일 팬의 해석 결과를 도시하는 그래프이고, 그래프 M은 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬의 해석 결과를 도시하는 그래프이다.

차량의 소음 진동 특성은 1000Hz 이하의 주파수에 의해 결정되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 오일 팬(M)에 의하면 1000Hz 이하의 주파수에서 종래의 알루미늄 오일 팬(A)에 비해 소음 진동 성능이 기존제품 대비 60% 향상됨을 알 수 있다.

나아가 기존의 알루미늄 오일 팬이 3.48kg인 반면, 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬은 2.49kg으로서 약 28%의 경량화 효과를 얻을 수 있었다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬의 일 실시예를 간략하게 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 마그네슘 오일 팬과 종래의 알루미늄 오일 팬의 FRF 해석 결과를 도시한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 평탄부 20 : 플랜지부

30 : 하부 오일 팬 결합부 40 : 브래킷

50 : 관통부 60 : 메인 보강 리브

62 : 보조 보강 리브 70 : 제1보강 부재

80 : 보강 기둥 90 : 제2보강 부재

A : 알루미늄 오일 팬의 실험 결과 곡선

M : 마그네슘 오일 팬의 실험 결과 곡선

Claims

상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서,

상기 하부 오일 팬 결합부의 내측에는, 상기 하부 오일 팬 결합부의 양쪽 내벽 사이에서 연속하여 이어지는 메인 보강 리브가 하측으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
제1항에 있어서,

상기 메인 보강 리브의 가장 낮은 부분의 높이는 2mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서,

상기 하부 오일 팬 결합부의 외벽에는 상기 오일 팬의 하면까지 연장되는 제1보강 부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
제3항에 있어서,

상기 제1보강 부재는 폭이 1.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
제4항에 있어서,

상기 제1보강 부재는 4개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서,

상기 하부 오일 팬 결합부의 내측에는 보조 보강 리브가 하측으로 돌출 형성되며,

상기 보조 보강 리브의 측면에는 상기 오일 팬의 하면까지 연장되는 제2보강 부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
제6항에 있어서,

상기 제2보강 부재는 폭이 1.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서,

상기 브래킷과 상기 오일 팬의 하면 사이에는 보강 기둥이 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
제8항에 있어서,

상기 보강 기둥은 4개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.
상면에는 실린더 블럭과의 결합을 위한 플랜지부가 형성되고, 하면에는 하부 오일 팬 결합부가 하측으로 돌출되어 형성되며, 측면에는 엔진의 체인 커버와 결합되는 브래킷이 형성되어, 엔진의 실린더 블럭 하부에 장착되는 오일 팬에 있어서,

상기 하부 오일 팬 결합부 및 상기 브래킷 사이에 형성되는 평탄부의 두께는 3.5mm 이상인 것을 특징으로 하는 마그네슘 오일 팬.