KR20210150632A - 차량용 오일펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출구가 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결되도록 형성된 차량용 오일펌프에서 발생하는 이상 맥동 현상을 해소할 수 있는 차량용 오일펌프에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 차량용 오일펌프는, 흡입구와 연결된 원호형 흡입포트, 토출구와 연결된 원호형 토출포트를 포함하고, 상기 토출구가 상기 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결되도록 형성된 차량용 오일펌프에 있어서, 상기 토출구에 근접한 상기 원호형 토출포트의 내향면에는 상기 원호형 토출포트의 양단에서 각각 상기 토출구로 토출되는 오일의 흐름을 안내하는 가이드부가 형성된다.

Description

차량용 오일펌프{Oil pump for vehicle}

본 발명은 차량용 오일펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 토출구가 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결되도록 형성된 차량용 오일펌프에서 발생하는 이상 맥동 현상을 해소할 수 있는 차량용 오일펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 오일 펌프는 모터의 구동축에 의해 연결되어 회전력을 전달하는 내부 로터와, 상기 내부 로터와 맞물리도록 결합되며 상기 내부 로터의 구동에 의해 회전되는 외부 로터로 구성된다.

상기 내부 로터의 외주면에는 외치가 형성되고, 상기 외부 로터의 내주면에는 상기 외치와 맞물리는 내치가 형성되며, 내치의 기어 수보다 외치의 기어 수가 1개 더 많도록 형성된다.

상기 내부 로터와 상기 외부 로터가 일정 간극을 두고 편심되어 있어 오일을 이동시키는 구조로 되어 있고, 내부 로터의 치형이 외부 로터의 치형을 밀어 회전시키면서 맞물리는 치형 간의 챔버 용적이 변하게 되며, 이러한 챔버 용적의 변화를 이용하여 오일의 흡입과 토출을 반복하도록 구성된다.

구체적으로, 흡입구를 통해 유입된 오일은 내부 로터와 내부 로터에 의해, 흡입과정, 가압과정, 토출과정을 거치며 토출구를 통해 토출하도록 이뤄진다.

한편, 차량용 오일 펌프는 내부 로터와 외부 로터에 의해 생긴 챔버의 용적의 변화를 이용하여 오일의 흡입과 토출을 반복하도록 작동하게 되는데, 이러한 과정에서 내부 로터와 외부 로터에 의해 생긴 챔버의 압력 차로 인하여 맥동현상과 소음이 발생되는 문제점이 있었으며, 이를 해결하기 위한 기술이 대두되고 있다.

특히, 토출구가 토출포트 어느 일단 부분에 연결되도록 형성된 경우에는 토출 압력 맥동이 어느 정도 양호하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 토출구가 토출포트 중간 부분에 연결되도록 형성된 경우에는 토출포트의 일단에서 생성된 유동과 토출포트의 타단에서 생성된 유동이 중간 부분에서 부딪힘으로 인해 와류가 발생하게 되고, 이러한 와류로 인하여 저온·고압조건에서 저속 구동 시 고속 구동보다 토출 압력 맥동이 크게 나타나는 이상 맥동 현상이 발생되고 전체적인 토출 압력 맥동이 악화되는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2015-0136304호(공개일자 2015. 12. 07)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 토출구가 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결되도록 형성된 차량용 오일펌프에서 발생하는 이상 맥동 현상을 해소할 수 있는 차량용 오일펌프를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 차량용 오일펌프는, 흡입구와 연결된 원호형 흡입포트, 토출구와 연결된 원호형 토출포트를 포함하고, 상기 토출구가 상기 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결되도록 형성된 차량용 오일펌프에 있어서, 상기 토출구에 근접한 상기 원호형 토출포트의 내향면에는 상기 원호형 토출포트의 양단에서 각각 상기 토출구로 토출되는 오일의 흐름을 안내하는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 원호형 토출포트는, 상기 토출구와 연결되도록 하우징에 형성된 원호형 제1 토출홈 및 상기 원호형 제1 토출홈과 마주하도록 커버에 형성된 원호형 제2 토출홈을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 가이드부는, 상기 원호형 제1 토출홈의 내향면에서 상기 토출구를 향하여 돌출 형성된 제1 가이드돌기와, 상기 원호형 제2 토출홈의 내향면에서 상기 토출구를 향하여 돌출 형성된 제2 가이드돌기를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 가이드돌기 및 상기 제2 가이드돌기는, 상기 토출구를 향할수록 폭이 점차 줄어들도록 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 가이드돌기 및 상기 제2 가이드돌기는, 양측 경사면의 경사가 동일한 대칭 삼각형 형상으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 가이드돌기 및 상기 제2 가이드돌기는, 상기 원호형 토출포트의 양단 중 오일의 흐름의 세기가 강한 일측의 경사 각도가 타측의 경사 각도보다 크게 형성된 비대칭 삼각형 형상으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 가이드돌기는, 상기 원호형 제1 토출홈의 저면에서 상기 제1 토출홈의 깊이보다 작은 높이로 형성되고, 상기 제2 가이드돌기는, 상기 원호형 제2 토출홈의 저면에서 상기 제2 토출홈의 깊이보다 작은 높이로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 토출구가 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결되도록 형성된 차량용 오일펌프에서 발생하는 이상 맥동 현상을 해소할 수 있다는 이점이 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 토출구가 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결된 종래의 차량용 오일펌프에서 발생하는 이상 맥동 현상을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 도시한 부분 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 하우징을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 하우징을 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 커버를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 커버를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 하우징을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 하우징을 도시한 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 커버를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 구성하는 커버를 도시한 정면도이다.
도 12는 종래의 차량용 오일펌프와 본 발명의 실시예에 따른 차량용 오일펌프의 맥동을 도시한 그래프이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 오일펌프는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(10), 내부 로터(20), 외부 로터(30), 하우징(100) 및 커버(200)를 포함하여 구성된다.

상기 구동축(10)은 모터의 회전력을 상기 내부 로터(20)에 전달하는 구동원이고, 상기 내부 로터(20)는 상기 구동축(10)에 의해 회전구동하도록 구성되고, 상기 외부 로터(30)는 상기 내부 로터(20)와 맞물리도록 결합되어 상기 내부 로터(20)의 회전구동에 의해 회전되도록 구성된다.

상기 내부 로터(20)의 외주면에는 외치가 형성되고, 상기 외부 로터(30)의 내주면에는 상기 외치와 맞물리는 내치가 형성되며, 내치의 기어 수보다 외치의 기어 수가 1개 더 많도록 형성된다.

상기 내부 로터(20)와 상기 외부 로터(30)가 일정 간극을 두고 편심되어 있어 오일을 이동시키는 구조로 되어 있고, 내부 로터(20)의 치형이 외부 로터(30)의 치형을 밀어 회전시키면서 맞물리는 치형 간의 챔버 용적이 변하게 되며, 이러한 챔버 용적의 변화를 이용하여 오일의 흡입과 토출을 반복하도록 구성된다.

한편, 상기 내부 로터(20)와 상기 외부 로터(30)의 치형 간의 챔버에 대응하여, 흡입구(100h1)와 연결된 원호형상의 흡입포트(101, 201)와 토출구(100h2)와 연결된 원호형상의 토출포트(103, 203)가 형성된다.

상기 흡입포트(101, 201)는, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 흡입구(100h1)와 연결되도록 상기 하우징(100)에 형성된 원호형 제1 흡입홈(101) 및 상기 원호형 제1 흡입홈(101)과 마주하도록 상기 커버(200)에 형성된 원호형 제2 흡입홈(201)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 흡입포트(101, 201)는 상기 내부 로터(20)와 상기 외부 로터(30)의 치형 간의 챔버 중 오일이 흡입되는 흡입구(100h1)에 근접하여 원호형상으로 형성되고, 상기 챔버의 양측에 상기 제1 흡입홈(101)과 제2 흡입홈(201)으로 이루어지는 공간으로 형성된다.

상기 토출포트(103, 203)는, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 토출구(100h2)와 연결되도록 상기 하우징(100)에 형성된 원호형 제1 토출홈(103) 및 상기 원호형 제1 토출홈(103)과 마주하도록 상기 커버(200)에 형성된 원호형 제2 토출홈(203)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 토출포트(103, 203)는 상기 내부 로터(20)와 상기 외부 로터(30)의 치형 간의 챔버 중 오일이 토출되는 토출구(100h2)에 근접하여 원호형상으로 형성되고, 상기 챔버의 양측에 상기 제1 토출홈(103)과 제2 토출홈(203)으로 이루어지는 공간으로 형성된다.

특히, 상기 토출구(100h2)는 상기 원호형상의 토출포트(103, 203)의 중간 부분에 연결되도록 형성되며, 상기 토출구(100h2)가 토출포트(103, 203) 중간 부분에 연결되도록 형성된 경우에는 토출포트(103, 203)의 일단에서 생성된 유동과 토출포트(103, 203)의 타단에서 생성된 유동이 중간 부분에서 부딪히는 것을 방지하기 위하여, 상기 토출구(100h2)에 근접한 상기 원호형 토출포트(103, 203)의 내향면에는 상기 원호형 토출포트(103, 203)의 양단에서 각각 상기 토출구(100h2)로 토출되는 오일의 흐름을 안내하는 가이드부(P1, P2)가 형성된다.

여기서, 상기 토출포트(103, 203)의 내향면은 상기 토출포트(103, 203)의 구동축(10)에 가깝게 위치한 면을 의미하고, 상기 토출포트(103, 203)의 외향면은 상기 토출포트(103, 203)의 구동축(10)에 멀리 위치한 면을 의미한다.

한편, 상기 토출구(100h2)는 상기 하우징(100)의 상부에 형성될 수 있고, 상기 커버(200)에는 상기 토출구(100h2)와 연통되는 연통홀(200h)이 형성될 수 있다.

상기 가이드부(P1, P2)는, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 원호형 제1 토출홈(103)의 내향면에서 상기 토출구(100h2)를 향하여 돌출 형성된 제1 가이드돌기(P1)와, 상기 원호형 제2 토출홈(203)의 내향면에서 상기 토출구(100h2)를 향하여 돌출 형성된 제2 가이드돌기(P2)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 가이드돌기(P1) 및 상기 제2 가이드돌기(P2)는 상기 토출구(100h2)를 향할수록 폭이 점차 줄어들도록 형성됨과 함께, 양측 경사면의 경사가 동일한 대칭 삼각형 형상으로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 제1 가이드돌기(P1) 및 상기 제2 가이드돌기(P2)가 대칭 삼각형 형상으로 형성됨에 따라 상기 원호형 토출포트(103, 203)의 양단에서 각각 상기 토출구(100h2)로 토출되는 오일의 흐름이 서로 부딪히는 것을 방지하여 와류 발생을 방지함에 따라 이상 맥동 현상을 방지할 수 있다.

한편, 상기 제1 가이드돌기(P1)는 상기 원호형 제1 토출홈(103)의 저면에서 상기 제1 토출홈(103)의 깊이보다 작은 높이로 형성되고, 상기 제2 가이드돌기(P2)는 상기 원호형 제2 토출홈(203)의 저면에서 상기 제2 토출홈(203)의 깊이보다 작은 높이로 형성될 수 있다.

즉, 상기 하우징(100)과 상기 커버(200)가 맞닿는 면보다 낮은 높이로 각각 상기 제1 가이드돌기(P1)와 상기 제2 가이드돌기(P2)가 단차를 두고 형성되는 것이다.

상술한 바와 같이, 상기 제1 가이드돌기(P1)와 상기 제2 가이드돌기(P2)의 형성 높이로 인하여 상기 제1 가이드돌기(P1) 및 상기 제2 가이드돌기(P2)와 내부 로터(20) 외부 로터(30)의 사이에 소정의 간극이 형성될 수 있고, 이러한 간극으로 인해 흡입구(100h1)롤 통해 유입되어 가압된 오일이 토출 포트(103, 203)를 거쳐 토출구(100h2)로 토출 시 원활한 토출이 가능하게 되고, 또한, 상기 내부 로터(20) 외부 로터(30)와의 간섭도 방지할 수 있게 된다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 오일펌프를 도시한 도면으로서, 제2 실시예의 차량용 오일펌프를 구성하는 제1 가이드돌기(P1') 및 상기 제2 가이드돌기(P2')는 상기 원호형 토출포트(103, 203)의 양단 중 오일의 흐름의 세기가 강한 일측의 경사 각도가 타측의 경사 각도보다 크게 형성된 비대칭 삼각형 형상으로 형성된다.

즉, 도 1을 살펴보면, 토출구(100h2)를 기준으로 토출포트(103, 203)의 좌측부의 와류가 강하고, 토출포트(103, 203)의 우측부의 와류가 약한 것을 확인할 수 있으며, 이러한 와류의 세기 차이를 고려하여 상기 제1 가이드돌기(P1') 및 상기 제2 가이드돌기(P2')를 비대칭 삼각형 형상으로 형성하는 것이다.

구체적으로, 도 9를 기준으로 보면, 제1 가이드돌기(P1')의 좌측부의 경사가 우측부의 경사보가 크게 형성된 비대칭 삼각형 형상으로 형성되고, 제2 가이드돌기(P2')는 상기 제1 가이드돌기(P1')와 마주하여 데칼코마니 형태로 형성되며, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 가이드돌기(P1')의 우측부의 경사가 좌측부의 경사보가 크게 형성된 비대칭 삼각형 형상으로 형성된다.

도 12는 종래의 차량용 오일펌프와 본 발명의 실시예에 따른 차량용 오일펌프의 맥동을 도시한 그래프로서, 종래의 차량용 오일펌프는 최저 12bar, 최고 19bar 정도로 압력이 발생하여 이상 맥동 현상이 심하지만, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 오일펌프는 최저 13.5bar, 최고 16bar 정도로 압력이 발생하여 이상 맥동 현상이 완화된 것을 확인할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

10:구동축 20:내부 로터
30:외부 로터 100:하우징
100h1:흡입구 100h2:토출구
101:제1 흡입홈 103:제1 토출홈
200:커버 200h:연통홀
201:제2 흡입홈 203:제2 토출홈
P1, P1':제1 가이드돌기 P2, P2':제2 가이드돌기

Claims (7)

1. 흡입구와 연결된 원호형 흡입포트, 토출구와 연결된 원호형 토출포트를 포함하고, 상기 토출구가 상기 원호형 토출포트의 중간 부분에 연결되도록 형성된 차량용 오일펌프에 있어서,
   상기 토출구에 근접한 상기 원호형 토출포트의 내향면에는 상기 원호형 토출포트의 양단에서 각각 상기 토출구로 토출되는 오일의 흐름을 안내하는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원호형 토출포트는,
   상기 토출구와 연결되도록 하우징에 형성된 원호형 제1 토출홈 및 상기 원호형 제1 토출홈과 마주하도록 커버에 형성된 원호형 제2 토출홈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드부는,
   상기 원호형 제1 토출홈의 내향면에서 상기 토출구를 향하여 돌출 형성된 제1 가이드돌기와, 상기 원호형 제2 토출홈의 내향면에서 상기 토출구를 향하여 돌출 형성된 제2 가이드돌기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 가이드돌기 및 상기 제2 가이드돌기는,
   상기 토출구를 향할수록 폭이 점차 줄어들도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 가이드돌기 및 상기 제2 가이드돌기는,
   양측 경사면의 경사가 동일한 대칭 삼각형 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프.
6. 제3항에 있어서,
   상기 제1 가이드돌기 및 상기 제2 가이드돌기는,
   상기 원호형 토출포트의 양단 중 오일의 흐름의 세기가 강한 일측의 경사 각도가 타측의 경사 각도보다 크게 형성된 비대칭 삼각형 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프.
7. 제3항에 있어서,
   상기 제1 가이드돌기는,
   상기 원호형 제1 토출홈의 저면에서 상기 제1 토출홈의 깊이보다 작은 높이로 형성되고,
   상기 제2 가이드돌기는,
   상기 원호형 제2 토출홈의 저면에서 상기 제2 토출홈의 깊이보다 작은 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프.

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