KR20120030197A

KR20120030197A - 베인펌프

Info

Publication number: KR20120030197A
Application number: KR1020100092061A
Authority: KR
Inventors: 조항철; 황진영; 김석진
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-28
Also published as: DE102010060708B4; CN102410213B; DE102010060708A1; KR101220371B1; CN102410213A; US8398388B2; US20120070328A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 베인펌프는, 그 외측 둘레가 타원형인 타원형고정부,상기 타원형고정부의 외측에 배치되고, 원형의 내측 둘레를 따라서 설정된 간격을 두고 블레이드슬롯들이 설정된 깊이로 형성되는 회전링, 그 일단이 상기 블레이드슬롯들에 각각 삽입되고, 그 타단이 상기 타원형고정부의 외측면에 밀착되는 블레이드들, 상기 블레이드들을 상기 타원형고정부 방향으로 탄성지지하는 탄성부재, 및 상기 회전링을 회전시켜, 상기 블레이드들 사이에 형성된 공간이 늘어나는 부분으로 오일을 흡입하고, 그 공간이 줄어드는 부분으로 오일을 공급하도록 하는 구동부를 포함한다.
따라서, 회전링이 체인을 통해서 회전하는 것이 아니라, 토크컨버터의 회전구동부에 의해서 회전하여 부품의 수가 줄고, 체인으로 인한 소음과 진동이 줄어들며, 동력의 전달효율이 상승한다.

Description

베인펌프{VANE PUMP}

본 발명은 엔진, 변속기를 포함하여 여러 가지 기기에 장착되어 그 주요 구성부품으로 오일을 효율적으로 공급하는 베인펌프에 관한 것이다.

고유가 및 이산화탄소의 규제로 연료소모를 줄이고, 친환경적인 차량의 개발이 절실하게 요구되고 있다. 선진자동차 메이커들은 상기와 같은 목표를 달성하기 위해서 지속적으로 연구하고 있다.

특히, 변속기의 전달효율 개선은 연료소모를 줄이기 위해서 필수적으로 연구되어야 할 부분이며, 그 중 오일펌프는 주요 에너지 손실요소에 해당된다.

최근 들어, 오일펌프의 동력손실을 줄이기 위해서 부하손실이 적은 베인펌프가 적용되고 있으며, 장착공간이 부족하여 엔진과 연결된 체인을 이용하여 베인펌프를 작동시키기도 한다.

그러나, 체인을 이용하여 베인(블레이드)을 회전시킬 경우에는 소음과 진동이 크고, 부품이 추가되는 문제점이 있으며, 동력전달과정에서 에너지가 소모되는 여러 가지 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 동력전달과정에서 에너지의 손실이 적고, 부품의 수가 적으며, 소음과 진동이 작은 상태에서 오일을 효과적으로 펌핑하는 베인펌프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 베인펌프는, 그 외측 둘레가 타원형인 타원형고정부,상기 타원형고정부의 외측에 배치되고, 원형의 내측 둘레를 따라서 설정된 간격을 두고 블레이드슬롯들이 설정된 깊이로 형성되는 회전링, 그 일단이 상기 블레이드슬롯들에 각각 삽입되고, 그 타단이 상기 타원형고정부의 외측면에 밀착되는 블레이드들, 상기 블레이드들을 상기 타원형고정부 방향으로 탄성지지하는 탄성부재, 및 상기 회전링을 회전시켜, 상기 블레이드들 사이에 형성된 공간이 늘어나는 부분으로 오일을 흡입하고, 그 공간이 줄어드는 부분으로 오일을 공급하도록 하는 구동부를 포함한다.

상기 타원형고정부의 중심부를 관통하여 샤프트홀이 형성되고, 상기 샤프트홀을 통해서 변속기입력축이 회전가능하게 배치된다.

상기 탄성부재는, 그 내주면이 차례대로 상기 블레이드들의 일단부에 밀착되어 상기 블레이드들의 타단부를 상기 타원형고정부의 외측면에 탄성적으로 밀착시키는 블레이드링이다.

상기 회전링이 회전하는 동안, 상기 블레이드들이 상기 블레이드슬롯을 따라서 왕복해서 움직이고, 상기 블레이드링은 그 형태가 탄성적으로 변형되어 상기 블레이드를 탄성적으로 지지한다.

상기 블레이드들은 상기 회전링의 회전방향으로 설정된 각을 두고 배치되고, 상기 블레이들 중 하나가 상기 타워형고정부의 중심점에서 가장 먼 제1최장점에 위치할 때, 한쪽으로는 제1흡입챔버가 형성되고, 다른쪽으로는 제1공급챔버가 형성된다.

상기 블레이들 중 하나가 상기 타워형고정부의 중심점에서 가장 먼 제2최장점에 위치할 때, 한쪽으로는 제2흡입챔버가 형성되고, 다른쪽으로는 제2공급챔버가 형성된다.

상기 구동부는 변속기의 토크컨버터의 회전부이고, 상기 회전부의 일측 단부에 형성된 키가 상기 회전링의 측면에 삽입되어 상기 회전링을 회전시킨다.

상기 회전링의 일측면에는 상기 블레이드링이 장착된다.

상기 타원형고정부의 일측면에는 원웨이클러치의 일측과 연결되는 원웨이클러치고정부가 배치된다.

앞에서 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 베인펌프에서, 회전링이 체인을 통해서 회전하는 것이 아니라, 토크컨버터의 회전구동부에 의해서 회전하여 부품의 수가 줄고, 체인으로 인한 소음과 진동이 줄어들며, 동력의 전달효율이 상승한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베인펌프의 개략적인 폭방향 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베인펌프의 개략적인 길이방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베인펌프의 연결구조를 보여주는 일부 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베인펌프의 개략적인 폭방향 단면도이다.

도 1을 참조하면, 베인펌프(100)는 변속기입력축(160), 타원형고정부(110), 블레이드(150), 회전링(120), 및 블레이드링(140)을 포함한다.

상기 타원형고정부(110)는 그 단면이 타원형으로 그 중심점을 기준으로 설정된 내경을 갖는 샤프트홀(112)이 그 길이방향으로 형성되고, 상기 샤프트홀(112)을 통해서 변속기입력축(160)이 배치된다. 여기서, 상기 타원형고정부(110)의 중심점(175)은 상기 변속기입력축(160)의 회전중심축과 일치한다.

상기 변속기입력축(160)의 외주면과 상기 샤프트홀(112)의 내주면 사이에는 설정된 갭이 형성되고, 상기 타원형고정부(110)와 상기 변속기입력축(160)은 개별부품이다.

따라서, 상기 타원형고정부(110)는 고정된 상태를 유지하고, 상기 변속기입력축(160)은 엔진의 크랭크샤프트와 연결되어 회전되는 구조를 갖는다.

상기 타원형고정부(110)의 중심점을 기준으로 회전가능하게 상기 회전링(120)이 배치되고, 상기 회전링(120)은 전체적으로 원형의 내주면을 갖는다. 따라서, 상기 회전링(120)의 내주면과 상기 타원형고정부(110)의 외주면 사이에 거리를 연속적으로 변하게 된다.

상기 회전링(120)의 내주면에는 블레이드슬롯(130)이 형성되는데, 상기 블레이드슬롯(130)의 길이방향 중심축은 상기 중심점(175)을 향하고 있다.

상기 블레이드슬롯(130) 안으로 상기 블레이드(150)의 일단부가 삽입되어 배치되고, 그 타단부는 상기 타원형고정부(110)의 외측면에 밀착되는 구조를 갖는다.

상기 회전링(120)과 상기 블레이드(150)는 함께 회전하고, 상기 타원형고정부(110)는 고정된 상태를 유지한다.

상기 회전링(120)과 상기 블레이드(150)가 함께 회전할 때, 상기 블레이드(150)의 타단부는 상기 타원형고정부(110)의 외측면과 연속적으로 밀착되는 구조를 갖는다.

상기 블레이드링(140)은 그 내주면이 상기 블레이드(150)들의 일단부에 밀착되어, 상기 블레이드(150)를 상기 타원형고정부(110)의 외측면에 밀착시킨다.

상기 회전링(120)이 회전할 때, 상기 블레이드(150)는 상기 블레이드슬롯(130) 안에서 슬라이드되면서 왕복해서 움직이며, 상기 블레이드링(140)은 상기 블레이드(150)의 움직임에 따라서 탄성적으로 그 형태가 변형된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 타원형고정부(110)의 타워형 외측면에서, 상기 블레이드(150)는 제1최장점(191), 제2최장점(192), 제1최단점(181), 및 제2최단점(182)에 위치한다.

아울러, 상기 블레이드(150)는 상기 제1최장점(191)과 상기 제1최단점(181) 사이에 배치되고, 상기 제1최단점(181)과 상기 제2최장점(192) 사이에 배치되고, 상기 제2최장점(192)과 상기 제1최단점(181) 사이에 배치되며, 상기 제1최단점(181)과 상기 제1최장점(191) 사이에 배치된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 블레이드슬롯(130)은 상기 회전링(120)의 회전방향으로 설정된 간격을 두고 8개가 형성되어 있으나, 그 개수는 설계사양에 따라서 변경될 수 있다.

상기 회전링(120)이 상기 블레이드(150)와 함께 시계방향으로 회전할 때, 상기 제1최장점(191)에 위치한 블레이드에서 그 오른쪽에는 제1공급챔버(151)가 형성되고, 그 왼쪽에는 제1흡입챔버(141)가 형성된다.

상기 제1공급챔버(151)는 그 공간이 줄어들면서 그 내부의 오일을 외부로 펌핑하고, 상기 제1흡입챔버(141)는 그 공간이 늘어나면서 외부의 오일을 내부로 흡입한다.

아울러, 상기 제2최장점(192)에 위치한 블레이드(150)에서 그 오른쪽에는 제2흡입챔버(152)가 형성되고, 그 왼쪽에는 제2공급챔버(142)가 형성된다.

상기 제2공급챔버(142)는 그 공간이 줄어들면서 그 내부의 오일을 외부로 펌핑하고, 상기 제2흡입챔버(152)는 그 공간이 늘어나면서 외부의 오일을 내부로 흡입한다.

전술한 바와 같이, 상기 타원형고정부(110)의 상기 제1최장점(191)에 인접해서, 제1흡입챔버(141)와 상기 제1공급챔버(151)가 형성되고, 상기 제2최장점(192)에 인접해서, 제2흡입챔버(152)와 제2공급챔버(142)가 형성된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베인펌프의 개략적인 길이방향 단면도이다.

중심부에 상기 변속기입력축(160)이 배치되고, 도 1에서 설명된, 상기 타원형고정부(110), 상기 블레이드(150), 상기 회전링(120), 및 상기 블레이드링(140)이 배치된다.

상기 회전링(120)의 한쪽 측면에 블레이드링장착홈(240)이 형성되고, 상기 블레이드링장착홈(240) 내측에 상기 블레이드링(140)이 상기 변속기입력축(160)의 중심방향으로 움직일 수 있도록 배치된다.

따라서, 상기 블레이드링(140)은 상기 블레이드링장착홈(240)을 따라서 움직이면서 상기 블레이드(150)를 상기 타원형고정부(110)의 외측면에 밀착시킨다.

상기 회전링(120)의 한쪽면과 상기 타원형고정부(110)의 한쪽에는 펌프케이스(230)가 배치되고, 상기 펌프케이스(230)는 상기 타원형고정부(110)와 고정되고, 상기 회전링(120)의 한쪽면과는 슬라이딩되는 구조를 갖는다.

아울러, 상기 타원형고정부(110)의 다른쪽면에는 밀봉부(210)가 고정되어 배치되고, 상기 밀봉부(210)에는 원웨이클러치고정부(220)가 상기 변속기입력축(160)의 길이방향으로 연장되어 형성된다. 상기 원웨이클러치고정부(220)는 상기 변속기입력축(160)에 인접해서 그 둘레방향으로 형성되어 원웨이클러치(미도시)의 고정측에 고정된다.

회전구동부(200)는 토크컨버터에서 회전하는 부분으로, 상기 회전구동부(200)의 한쪽 단부는 상기 회전링(120)의 다른쪽면으로 삽입되어, 상기 회전링(120)을 회전시키는 구조를 갖는다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베인펌프의 연결구조를 보여주는 일부 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 상기 회전링(120)에는 회전방향으로 키홈(310)이 형성되고, 상기 키홈(310)과 대응하여, 상기 회전구동부(200)의 단부에는 요철 형태의 키(300)가 형성된다.

따라서, 상기 회전구동부(200)의 상기 키(300)를 통해서 상기 회전링(120)이 회전되는 것이다.

전술한 바와 같이, 상기 베인펌프(100)의 상기 회전링(120)이 체인을 통해서 회전하는 것이 아니라, 엔진에 직접 연결된 토크컨버터의 상기 회전구동부(200)에 의해서 회전하여 부품의 수가 줄고, 체인으로 인한 소음과 진동이 줄어들며, 동력의 전달효율이 상승한다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

100: 베인펌프
110: 타원형고정부
112: 샤프트홀
120: 회전링
130: 블레이드슬롯
140: 블레이드링
141: 제1흡입챔버
142: 제2공급챔버
150: 블레이드
151: 제1공급챔버
152: 제2흡입챔버
160: 변속기입력축
175: 중심점
181: 제1최단점
182: 제2최단점
191: 제1최장점
192: 제2최장점
200: 구동부
210: 밀봉부
220: 원웨이클러치고정부
230: 펌프케이스
240: 블레이드링장착홈
300: 키
310: 키홈

Claims

그 외측 둘레가 타원형인 타원형고정부;
상기 타원형고정부의 외측에 배치되고, 원형의 내측 둘레를 따라서 설정된 간격을 두고 블레이드슬롯들이 설정된 깊이로 형성되는 회전링;
그 일단이 상기 블레이드슬롯들에 각각 삽입되고, 그 타단이 상기 타원형고정부의 외측면에 밀착되는 블레이드들;
상기 블레이드들을 상기 타원형고정부 방향으로 탄성지지하는 탄성부재; 및
상기 회전링을 회전시켜, 상기 블레이드들 사이에 형성된 공간이 늘어나는 부분으로 오일을 흡입하고, 그 공간이 줄어드는 부분으로 오일을 공급하도록 하는 구동부; 를 포함하는 베인펌프.
제1항에서,
상기 타원형고정부의 중심부를 관통하여 샤프트홀이 형성되고, 상기 샤프트홀을 통해서 변속기입력축이 회전가능하게 배치되는 베인펌프.
제1항에서,
상기 탄성부재는,
그 내주면이 차례대로 상기 블레이드들의 일단부에 밀착되어 상기 블레이드들의 타단부를 상기 타원형고정부의 외측면에 탄성적으로 밀착시키는 블레이드링인 것을 특징으로 하는 베인펌프.
제3항에서,
상기 회전링이 회전하는 동안, 상기 블레이드들이 상기 블레이드슬롯을 따라서 왕복해서 움직이고, 상기 블레이드링은 그 형태가 탄성적으로 변형되어 상기 블레이드를 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 베인펌프.
제3항에서,
상기 블레이드들은 상기 회전링의 회전방향으로 설정된 각을 두고 배치되고,
상기 블레이들 중 하나가 상기 타워형고정부의 중심점에서 가장 먼 제1최장점에 위치할 때, 한쪽으로는 제1흡입챔버가 형성되고, 다른쪽으로는 제1공급챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 베인펌프.
제5항에서,
상기 블레이들 중 하나가 상기 타워형고정부의 중심점에서 가장 먼 제2최장점에 위치할 때, 한쪽으로는 제2흡입챔버가 형성되고, 다른쪽으로는 제2공급챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 베인펌프.
제1항에서,
상기 구동부는 변속기의 토크컨버터의 회전부이고, 상기 회전부의 일측 단부에 형성된 키가 상기 회전링의 측면에 삽입되어 상기 회전링을 회전시키는 것을 특징으로 하는 베인펌프.
제3항에서,
상기 회전링의 일측면에는 상기 블레이드링이 장착되는 블레이드링장착홈이 형성되는 베인펌프.
제1항에서,
상기 타원형고정부의 일측면에는 원웨이클러치의 일측과 연결되는 원웨이클러치고정부가 배치되는 것을 특징으로 하는 베인펌프.