KR20130120622A

KR20130120622A - 무단변속기용 오일펌프

Info

Publication number: KR20130120622A
Application number: KR1020120043658A
Authority: KR
Inventors: 이현구
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-11-05
Also published as: KR101350190B1

Abstract

본 발명은 무단변속기용 오일펌프에 관한 것으로, 흡입구에서 토출구로 유동되는 오일 중 일부를 흡입구 측으로 순환시킬 수 있는 유로를 형성함으로써 오일 압력의 변동에 의한 오일 흐름을 개선하여 기어부의 치 접촉성을 개선한 무단변속기용 오일펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 드라이브 기어와, 상기 드라이브 기어에 외접한 형태로 맞물려 회전하는 드리븐 기어로 된 기어부; 상기 기어부를 내측에 수용하는 펌프 바디; 상기 펌프 바디의 상부에 결합되는 상부 커버; 상기 펌프 바디의 하부에 결합되고, 오일이 흡입되는 흡입구와 흡입 후 순환한 오일이 배출되는 토출구를 가지는 하부 커버;를 포함하여 구성되며, 상기 상부 커버와 하부 커버 중 적어도 하나 이상의 커버에는 오일홈이 형성되어서 상기 토출구 측으로 유동되는 오일 중 일부가 오일홈을 통해 다시 흡입구로 순환될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프를 제공한다.

Description

무단변속기용 오일펌프 {OIL PUMP FOR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 무단변속기용 오일펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소음 및 진동 개선을 위한 무단변속기용 오일펌프에 관한 것이다.

무단변속기(Continuously Variable Transmission, CVT)는 연속적으로 변속을 수행하는 변속기로, 변속단이 없어 변속 충격이 없으며 기존의 자동 변속기 대비 연비 및 가속 성능이 우수한 장점이 있어 고급 차종이나 하이브리드 자동차 등에 사용되고 있다.

종래의 무단변속기는 드라이브 기어가 회전함으로써 드리븐 기어를 회전시켜 작동하는 외접기어 방식의 오일펌프를 채택하여 사용하고 있다.

상기 오일펌프는 무단변속기의 작동을 위해 고압의 유압을 형성하는 필수 구성요소로서, 드라이브 기어와 드리븐 기어가 내치합된 구조로 구성되며, 상기 드라이브 기어가 입력 샤프트(input shaft)에 연결된 체인을 통해 입력 샤프트로부터 동력을 공급받아 작동하게 되기 때문에 엔진 운전중에는 항상 유압을 발생시키게 된다.

그런데 이러한 외접기어 방식의 오일펌프는 차량의 주행 발진시 토크 컨버터 댐퍼의 록 업 오프(Lock up off) 조건에서 소음이 발생하게 되는 문제가 있다.

다시 말해, 차량의 주행 발진 등으로 오일펌프의 회전 속도가 증가하여 오일 유량이 증가하게 되면 오일펌프의 토출구 측으로 배출되는 오일 압력이 증가하게 되고 흡입구 측에 압력 강하가 발생하게 되는데, 이때 발생된 오일 압력 및 이러한 오일 압력의 변동에 의해 드라이브 기어와 드리븐 기어 간에 치 접촉성이 불균일해지게 되어 결국 오일펌프의 기어 치형이 변화되고 소음이 발생하게 된다.

또한, 종래의 무단변속기용 오일펌프는 동력 전달을 위한 상기 체인에 의해 구동축(드라이브 기어의 회전축)이 당겨짐에 의해 편심이 발생하게 되어 드라이브 및 드리븐 기어의 치 변형이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위해 고안한 것으로서, 흡입구에서 토출구로 유동되는 오일 중 일부를 흡입구 측으로 순환시킬 수 있는 유로를 형성함으로써 오일 압력의 변동에 의한 오일 흐름을 개선하여 기어부의 치 접촉성을 개선한 무단변속기용 오일펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 드라이브 기어와, 상기 드라이브 기어에 외접한 형태로 맞물려 회전하는 드리븐 기어로 된 기어부; 상기 기어부를 내측에 수용하는 펌프 바디; 상기 펌프 바디의 상부에 결합되는 상부 커버; 상기 펌프 바디의 하부에 결합되고, 오일이 흡입되는 흡입구와 흡입 후 순환한 오일이 배출되는 토출구를 가지는 하부 커버;를 포함하여 구성되며, 상기 상부 커버와 하부 커버 중 적어도 하나 이상의 커버에는 오일홈이 형성되어서 상기 토출구 측으로 유동되는 오일 중 일부가 오일홈을 통해 다시 흡입구로 순환될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프를 제공한다.

여기서, 상기 하부 커버의 오일홈은 하부 커버의 흡입구 가장자리에서 종동축 결합홀까지 연장되게 형성되고, 상부 커버의 오일홈은 상부 커버의 흡입부 가장자리에서 종동축 결합홀까지 연장되게 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 하부 커버의 오일홈은 하부 커버의 흡입구와 종동축 결합홀 사이에 최단경로로 형성되고, 상부 커버의 오일홈은 상부 커버의 흡입부와 종동축 결합홀 사이에 최단경로로 형성된다.

이에 본 발명에 따른 무단변속기용 오일펌프는 흡입구에서 토출구로 유동되는 오일 중 일부가 흡입구로 복귀하게 됨으로써 흡입구와 토출구의 압력 변동에 따른 기어부의 불균일한 접촉을 개선할 수 있으며, 그에 따른 소음 및 진동 발생을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기용 오일펌프를 나타낸 분해 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기용 오일펌프 내 오일의 흐름을 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기용 오일펌프의 요부 구조를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 실시예 1의 소음 및 진동 측정 결과를 나타낸 그래프

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 소음 및 진동 개선을 위한 무단변속기용 오일펌프에 관한 것으로, 상부 커버와 하부 커버에 오일이 흐를 수 있는 유로를 형성하여 기어부의 치 접촉을 개선함으로써 기어부의 치형 변화를 최소화하고 작동 소음을 개선하는데 특징이 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기용 오일펌프(100)는 기어부(140)를 수용하는 펌프 바디(110)와, 펌프 바디(110)의 상부와 하부에 각각 결합되는 상부 커버(120) 및 하부 커버(130)를 포함하여 구성된다.

상기 기어부(140)는 외접 기어로서, 입력 샤프트(미도시)로부터 동력을 공급받아 회전하게 되는 드라이브 기어(141)와 이 드라이브 기어(141)에 외접한 형태로 맞물려 회전하게 되는 드리븐 기어(142)로 구성된다.

상기 하부 커버(130)는 드리븐 기어(142)와 드라이브 기어(141)의 회전 구동에 의해 흡입된 오일이 유입되는 흡입구(131)와, 이 흡입구(131)를 통해 흡입된 오일이 드라이브 기어(141)와 드리븐 기어(142) 사이 및 펌프 바디(110)의 내벽측으로 순환한 뒤 배출되는 토출구(132)를 가진다.

그리고, 상기 상부 커버(120)는 하부 커버(130)의 흡입구(131)를 통해 흡입된 오일이 토출구(132)로 배출되는 과정 중 경유하게 되는 흡입부(121)와 토출부(122)를 가진다.

여기서, 상기 하부 커버(130)의 흡입구(131)와 토출구(132)는 천공된 홀 형태로 마련되고, 상기 상부 커버(120)의 흡입부(121)와 토출부(122)는 함몰된 홀 형태로 마련된다.

또한, 상기 상부 커버(120)와 하부 커버(130)는 드라이브 기어(141)의 구동축(143)과 드리븐 기어(142)의 종동축(143)의 양단부가 각각 삽입된 형태로 회전가능하게 결합되는 구동축 결합홀(123,133)과 종동축 결합홀(124,134)을 가진다.

도 3을 참조하면, 상기 상부 커버(120)와 하부 커버(130)의 축 결합홀(123,124,133,134)과 토출구(132), 흡입구(131), 토출부(122), 및 흡입부(121) 등은 대칭 구조로 배치되어 있다.

그리고, 상기 하부 커버(130)에는 드리븐 기어(142)와 마주하고 있는 내벽면에 흡입구(131)로 흡입되어 토출구(132)로 유동되는 오일 중 일부 오일이 흐를 수 있는 오일홈(135)이 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 오일홈(135)은 하부 커버(130)의 흡입구(131) 가장자리에서 종동축 결합홀(134)까지 연장되게 형성되며, 바람직하게는 흡입구(131)와 종동축 결합홀(134) 사이에 최단경로로 형성된다.

아울러, 상기 상부 커버(120)에도 드리븐 기어(142)와 마주하고 있는 내벽면에 흡입부(121)에서 토출부(122)로 유동하게 되는 오일 중 일부 오일이 흐를 수 있는 오일홈(125)이 형성된다.

상기 상부 커버(120)의 오일홈(125) 역시 흡입부(121)의 가장자리에서 종동출 결합홀(124)까지 연장되게 형성되며, 바람직하게 흡입부(121)와 종동축 결합홀(124) 사이에 최단경로로 형성된다.

이렇게 상부 커버(120)와 하부 커버(130)에 오일홈(125,135)이 형성됨에 의해 드리븐 기어(142)의 상단면과 상부 커버(120) 및 드리븐 기어(142)의 하단면과 하부 커버(130) 사이에 흡입구(131)로 흡입된 뒤 토출구(132)로 유동되는 오일 중 일부가 흐를 수 있는 유로가 형성되어지고, 오일펌프(100)의 작동시 발생된 고압에 의해 상기 유로 즉, 오일홈(125,135)에 토출구(132) 측으로 유동되는 오일 중 일부 오일이 흘러 흡입구(131) 측으로 다시 순환하여 복귀하게 된다.

이때, 상기 흡입구(131) 측으로 순환 복귀하게 되는 오일 중 일부는 종동축 결합홀(124,134)에 공급되어 윤활유 역할을 하게 된다.

상기 종동축 결합홀(124,134)에는 종동축(144)과의 사이에 삽입되는 부쉬부재(127,137)가 설치되고, 바람직하게 상기 부쉬부재(127,137)의 일단은 오일홈(125,135)의 바닥면과 동일 높이에 위치하게 된다.

즉, 상기 부쉬부재(127,137)는 오일홈(125,135)의 깊이만큼 종동축 결합홀(124,134)보다 낮은 높이(혹은 길이)로 형성되어서 상기 오일홈(125,135)으로의 오일 유동이 용이하도록 할 수 있다.

여기서, 도면부호 126과 136은 구동축 결합홀(123,133)에 설치되는 부쉬부재이다.

이와 같이 토출구(132) 측으로 유동되는 오일 중 일부 오일이 흡입구(131) 측으로 우회하게 됨에 따라 오일펌프(100) 내 압력 변동이 감소되어 기어부(140)의 치 접촉성이 개선되어 드라이브 기어(141)와 드리븐 기어(142)가 균일하게 접촉하게 된다.

다시 말해, 상기 오일홈(125,135)에 의한 유로 구조를 통해 흡입구(131)에서 토출구(132) 측으로 유동하게 되는 오일 중 일부가 흡입구(131) 측으로 재순환할 수 있게 오일 흐름이 개선되며, 이에 오일펌프(100) 내 발생된 급격한 유압 변동이 감소되어 드라이브 기어(141)와 드리븐 기어(142) 간에 치 접촉성이 향상됨으로써 기어부(140)의 급격한 치형 변화를 최소화하고 소음 및 진동 발생을 개선할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 오일펌프(100)는 드라이브 기어(141)와 드리븐 기어(142)가 회전시 오일 압력의 변화에 의한 영향을 받아 발생하게 되는 급격한 치형 변화를 최소화하여 작동 소음을 개선할 수 있다.

본 발명을 예증하기 위하여, 상기의 유로 구조를 통해 소음 발생을 개선한 오일펌프(개선품)를 제작한 후, 실차 조건에서 오일팬 하부의 소음 및 진동을 측정하였고, 그 측정 결과를 상기의 유로 구조를 적용하지 않은 오일펌프(기존품)와 비교하여 도 4에 나타내었다.

여기서, 상기 기존품은 유로 구조를 제외하고는 개선품과 동일한 구조를 가지는 오일펌프를 사용하였다.

도 4에 보이듯이, 하부 커버에 유로 구조를 가지는 개선품의 경우 기존품 대비 소음 20dBA, 진동 20dB이 개선되었음을 확인하였다.

첨부한 도 4에는 종동축의 회전수에 따른 소음 및 진동 측정 결과를 나타내었다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

100 : 오일펌프
110 : 펌프 바디
120 : 상부 커버
121 : 흡입부
122 : 토출부
123 : 구동축 결합홀
124 : 종동축 결합홀
125 : 유로홈
130 : 하부 커버
131 : 흡입구
132 : 토출구
133 : 구동축 결합홀
134 : 종동축 결합홀
135 : 유로홈
140 : 기어부
141 : 드라이브 기어
142 : 드리븐 기어
143 : 구동축
144 : 종동축

Claims

드라이브 기어(141)와, 상기 드라이브 기어에 외접한 형태로 맞물려 회전하는 드리븐 기어(142)로 된 기어부(140);
상기 기어부를 내측에 수용하는 펌프 바디(110);
상기 펌프 바디의 상부에 결합되는 상부 커버(120);
상기 펌프 바디의 하부에 결합되고, 오일이 흡입되는 흡입구(131)와 흡입 후 순환한 오일이 배출되는 토출구(132)를 가지는 하부 커버(130);
를 포함하여 구성되며, 상기 상부 커버와 하부 커버 중 적어도 하나 이상의 커버에는 오일홈(125,135)이 형성되어서 상기 토출구 측으로 유동되는 오일 중 일부가 오일홈을 통해 다시 흡입구로 순환될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 오일홈(135)은 하부 커버(130)의 흡입구(131) 가장자리에서 종동축 결합홀(134)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 오일홈(125)은 상부 커버(120)의 흡입부(121) 가장자리에서 종동축 결합홀(124)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 오일홈(135)은 하부 커버(130)의 흡입구(131)와 종동축 결합홀(134) 사이에 최단경로로 형성되는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프.
청구항 1 또는 3에 있어서,
상기 오일홈(125)은 상부 커버(120)의 흡입부(121)와 종동축 결합홀(124) 사이에 최단경로로 형성되는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프.
청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 종동축 결합홀(124,134)에는 종동축(144)과의 사이에 삽입되는 부쉬부재(127,137)가 설치되고, 상기 부쉬부재의 일단은 오일홈(125,135)의 바닥면과 동일 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 무단변속기용 오일펌프.