KR200311871Y1 - 오일 토출량 증대를 위한 오일펌프의 아웃터로터 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오일 토출량 증대를 위한 오일펌프의 아웃터로터 구조에 관한 것으로서, 오일펌프의 케이싱 내에 설치된 인너로터(2)와 치합 설치되는 아웃터로터(4)에 있어서, 상기 인너로터(2)의 치형 이끝면(2a) 부위가 교섭되는 아웃터로터(4)의 치형 이뿌리원(4a)으로부터 치형이 형성되는 이뿌리면(4b) 지점에 소정량의 오일이 유입될 수 있는 유입홈(4c)이 형성된 것을 특징으로 하는 바, 기어 구동방식의 차량용 오일펌프에 있어, 인너로터의 치형 교섭으로 인해 오일을 흡입구측으로부터 흡입하여 토출구 측으로 강제 압송시키는 아웃터로터의 치형 이뿌리원으로부터 치형이 형성되는 이뿌리면 지점에 소정량의 오일이 유입될 수 있도록 한 유입홈을 통해 소정량의 전송되도록 함으로써, 오일의 토출량을 늘려 동일조건의 오일펌프에 있어서도 펌프의 용량을 작게 설계할 수 있고, 엔진으로부터 출력되는 작은 구동력으로도 엔진 오일의 순환을 원활하게 하여 엔진에 대한 구성요소의 안정적인 작동을 보상할 수 있는 효과가 있다.

Description

오일 토출량 증대를 위한 오일펌프의 아웃터로터 구조{Outer rotor structure of oil pump for oil discharge rise}

본 고안은 오일 토출량 증대를 위한 오일펌프의 아웃터로터 구조에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 차량에 적용되는 트로코이드(trochoid)식 오일펌프의 구성인 인너로터에 치합 회전되는 아웃터로터를 개선하여 동일구조의 오일펌프에조건에서 보다 오일 토출량의 증대할 수 있도록 하여 오일펌프의 용량을 작게 하면서 엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진블럭 측에 설치되어 엔진룸 내에 엔진오일을 순환시켜 윤활 및 냉각작용을 할 수 있도록 돕는 기어식 오일펌프는 2개의 기어(이하, 로터(Rotor)라 칭함)의 회전에 의해 흡입측으로 엔진오일 탱크로부터 오일을 흡입하여 엔진룸 내로 소정의 압으로 토출시켜 엔진의 작동에 따른 윤활작용과 함께 엔진의 출력을 도와주는데 사용된다.

엔진의 회전 중에는 내부에 설치된 피스톤, 아암 등 많은 부품들이 상호 마찰을 갖게되고, 또 이들 중에는 상당한 하중이 걸리면서 고속으로 마찰을 일으키는 경우가 있다.

상기와 같이 마찰부분으로 인해 엔진 실린더의 팽창 행정에서 얻은 힘에 대하여 저항이며, 손실이 되는 힘으로서 동력손실을 초래하고 부품끼리의 마찰로서 그 부품을 마모시켜 수명을 단축시켜 엔진의 성능을 단축시키는 원인을 제공하게 된다.

상기 엔진에는 이 윤활을 위하여 엔진 오일이 주입되어 있으며, 엔진오일은 실린더 블록 하부에 장착되는 오일팬에 수용한 후 그 오일팬 내의 엔진오일을 펌핑하여 크랭크축 베어링이나 캠축 베어링 등에 압송하여 공급하고 있다.

오일펌프는 크랭크축에 의해 직접 또는 기어나 체인 또는 타이밍벨트 등을 경유해서 구동되는데 통상 차량의 엔진 오일 급송용으로는 트로코이드식, 크레센트식 및 기어식 오일펌프가 많이 사용되고 있다.

통상 기어식 오일펌프는 케이싱 내에 설치된 2개의 로터의 치형이 서로 맞물림과 동시에 일방향으로 오일을 압송할 수 있도록 한 외접식 오일펌프가 있고, 내경에 치형이 형성된 아웃로터 내측에 외측둘레에 치형이 형성된 인너로터가 위치하되, 인너로터는 회전에 따라 아웃터로터의 내부 치형과 함께 회전하면서, 오일 흡입구로부터 소정량의 오일을 흡입하여 출구측으로 압송하여 토출시키는 내접식 오일펌프 즉, 트로코이드 방식이 있다.

본 고안에서 다루고자 하는 오일펌프는 상기 오일펌프 중 트로코이드식(내접식 오일펌프)로서, 첨부된 도 1을 간단히 살피면, 인너로터(2)와 아웃터로터(4)로 이루어지며, 인너로터(2)와 아웃터로터(4)가 수용되는 케이싱(도면에서 생략함)으로부터는 오일흡입구(1)측과 오일토출구(3)측의 설계되어 있고, 내부로부터 오일압송시 과압력 발생시 오일을 다시 오일흡입구측으로 순환(By-pass)시키는 바이패스관체(6)가 설치되어 있으며, 이 바이패스관체(6)에는 과부하 오일압력에 의해 오일펌프(10) 내에 발생되는 과부하 오일압을 상쇄시켜 주기 위한 압력조절밸브(Pressure relief valve)(5)가 설치되어 있다. 또한, 바이패스관체(6)에는 오일펌프(1)측과 연결되는 연결관체(7)가 설치되어 있다.

상기와 같은 구성에 있어, 인너로터(2)와 아웃터로터(4)의 중심축은 첨부된 도 2에서 도시된 바와, 같이 편차를 가지고 회전되는 구조로 되어있다.

즉, 상기와 같은 편차축 적용으로 인해 인너로터(2)의 치형이 아웃터로터(4)의 치형에 교섭되는 상태와 아울러 상호 교섭되지 않는 부분으로부터는 오일흡입구(1)측과 토출구(3)측이 위치되어 오일은 각 로터(2,4)의 회전에 따른 치형이 물리지 않는 부분을 통해 압송할 수 있는 구조로 되어 있다.

상기와 같은 통상의 트로코이드식 오일펌프(10)에 있어, 오일의 토출유량을 늘리기 위해서는 그만큼 인너로터(2)와 아웃터로터(4)를 포함하는 케이싱이 보다 크게 설계되어야 하는 단점이 있다.

이는 동일조건을 갖는 오일펌프에서는 오일량을 증대 시키기에는 부적합기 때문에 인로로터와 아웃터로터의 치형개발이나 그 디자인이 새롭게 설계되어야 하고, 그 외에도 각 로터의 폭 조정이나 오일 흡입구측과 오일 토출구측을 새롭게 설계하여야 하기 때문에 설계에 다른 재검토 및 제품의 개발비용, 설계비용에 무리가 따른다.

본 고안은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 인너로터에 치합 회전되는 아웃터로터를 개선하여 동일구조의 오일펌프 조건에서 기존의 아웃터로터를 통해 직접적인 오일 토출량의 증대할 수 있도록 하여 오일펌프의 용량을 작게 하면서 엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의하면, 오일펌프의 케이싱 내에 설치된 인너로터와 치합 설치되는 아웃터로터에 있어서, 상기 인너로터의 치형 이끝면 부위가 교섭되는 아웃터로터의 치형 이뿌리원으로부터 치형이 형성되는 이뿌리면 지점에 소정량의 오일이 유입될 수 있는 유입홈이 형성된 오일 토출 증대량을 위한 오일펌프의 아웃터로터 구조가 제공된다.

도 1은 일반적인 오일펌프의 작동상태를 도시한 개략도,

도 2는 종래 오일펌프의 인너로터와 아웃터로터를 도시한 정면도,

도 3은 본 고안인 오일펌프의 인너로터와 아웃터로터를 도시한 정면도,

도 4는 본 고안에 다른 도 3의 "A"부분 확대도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

2: 인너로터 2a: 이끝면

4: 아웃터로터 4a: 이뿌리원

4b: 이뿌리면 4c: 흡입홈

S: 공간

이하, 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 본 고안에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 고안인 오일펌프의 인너로터와 아웃터로터를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 고안에 다른 도 3의 "A"부분 확대도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 고안은 오일펌프(10)의 케이싱 내에 설치된 인너로터(2)와 치합 설치되는 아웃터로터(4)에 있어서, 상기 인너로터(2)의 치형 이끝면(2a) 부위가 교섭되는 아웃터로터(4)의 치형 이뿌리원(4a)으로부터 치형이 형성되는 이뿌리면(4b) 지점에 소정량의 오일이 유입될 수 있는 유입홈(Groove)(4c)이 형성된 구조이다.

상기 아웃터로터(4)에 형성되는 유입홈(4c)은 인너로터(2)의 치형이 아웃터로터(4)의 치형에 치합되어 회전되는 과정에서 간섭이 일어나지 않는 부위에 형성된다.

상기 유입홈(4c)은 기존의 아웃터로터(4) 치형에 형성하는 것으로, 인너로터(2)로부터 간섭되지 않은 범위의 크기로, 반원형이나 사각형으로 형성될 수 있으며, 오일의 토출량을 계산하여 인너로터와 아웃터로터의 치합에 따른 그 내면사이의 공간의 범위를 계산하여 형성되도록 함이 바람직하다.

참고로 오일펌프에 이론 토출량은 계산으로 구해질 수 있으며, 이론 토출량은 상기와 같이 인너로터와 아웃터로터사이의 공간 면적으로 계산(내면공간 1/2면적 ×로터(Rotor) 폭 = 흡입측 면적)될 수 있다.

본 고안에서의 상기 유입홈은 기존의 아웃터로터를 그대로 이용하여 형성할수 있기 때문에, 동일조건의 오일펌프의 구조에서 토출량을 증대시키기 위한 새로운 치형을 개발하는데 유리하다. 이는 새로운 로터의 치형을 설계하는데 따른 오일펌프(10)의 케이싱, 오일흡입구(1), 오일토출구(3) 및 인너로터(2)와 아웃터로터(4)의 치형 변경없이 유량을 증대시킬 수 있는 조건을 가지므로 새로운 제품을 개발하는데 소요되는 시간과 설계비용이 매우 경제적이라 할 수 있다.

한편, 엔진의 구동에 따라 크랭크축으로부터 동력이 전달되어 오일펌프 내의 인너로터(2)와 아웃터로터(4)의 회전구동에 있어, 오일흡입구(1)측으로부터 유입되는 오일의 흡입량은 인너로터의 치형과 아웃터로터의 치형사이의 공간(S)사이에 채워지는 오일 유량을 볼 때 상기 유입홈(4c)이 갖는 체적만큼 유입되어 토출구측으로 보내지는 오일의 토출량을 기존의 오일펌프에 비하여 현저히 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 유입홈(4c)에 채워져 전송되는 오일은 인너로터(2)에 치합된 아웃터로터(4)와의 각 치형 사이의 공간(S)으로부터 유입된 오일량과 함께 토출되기 때문에 유량을 증가시킬 수 있는 것이다.

이에 따라 본 고안에서 아웃터로터(4)에 형성된 유입홈(4c)에 채워져 토출되는 오일의 양은 현재 오일펌프(1)가 갖는 동일조건에서 오일 토출량을 극대화할 수 있는 것으로, 즉, 크랭크축으로부터 동력 전달되어 동시 회전되면서 오일을 압송하는 인너로터와 아웃터로터의 동력이 작은 범위에서도 오일의 토출용량을 늘려 결국 엔진의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 기어 구동방식의 차량용 오일펌프에 있어, 인너로터의 치형 교섭으로 인해 오일을 흡입구측으로부터 흡입하여 토출구 측으로 강제 급송시키는 아웃터로터의 치형 이뿌리원으로부터 치형이 형성되는 이뿌리면 지점에 소정량의 오일이 유입될 수 있도록 한 유입홈을 통해 소정량의 전송되도록 함으로써, 오일의 토출 증대량을 늘려 동일조건의 오일펌프에 있어서도 펌프의 용량을 작게 설계할 수 있고, 엔진으로부터 출력되는 작은 구동력으로도 엔진 오일의 순환을 원활하게 하여 엔진에 대한 구성요소의 안정적인 작동을 보상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 오일펌프의 케이싱 내에 설치된 인너로터(2)와 치합 설치되는 아웃터로터(4)에 있어서,

   상기 인너로터(2)의 치형 이끝면(2a) 부위가 교섭되는 아웃터로터(4)의 치형 이뿌리원(4a)으로부터 치형이 형성되는 이뿌리면(4b) 지점에 소정량의 오일이 유입될 수 있는 유입홈(4c)이 형성된 것을 특징으로 하는 오일 토출 증대량을 위한 오일펌프의 아웃터로터 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 유입홈(4c)은 인너로터(2)의 치형이 아웃터로터(4)의 치형에 치합되어 회전되는 과정에서 간섭이 일어나지 않는 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 오일 토출 증대량을 위한 오일펌프의 아웃터로터 구조.