KR101284445B1

KR101284445B1 - 오일펌프

Info

Publication number: KR101284445B1
Application number: KR1020120020462A
Authority: KR
Inventors: 안경관; 이재신; 윤종일; 김천
Original assignee: 울산대학교 산학협력단
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-07-09

Abstract

본 발명은, 오일팬으로부터 오일을 흡입하는 흡입라인과, 상기 흡입라인으로부터 유입된 상기 오일을 엔진의 각 마찰 부위로 공급하는 공급라인이 형성되는 몸체; 상기 몸체의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 일측으로는 지지단이 돌출되는 아우터 로터; 상기 아우터 로터에 대하여 편심되도록 설치되고 상기 엔진의 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하는 이너로터; 상기 몸체의 일측에 배치되는 모터; 상기 엔진의 회전수를 측정하여 측정값에 해당하는 신호를 출력하는 회전수 센서; 상기 회전수 센서의 출력값에 대응하여 상기 모터의 동작을 제어하는 모터 제어부; 상기 모터의 회전축상에 배치되고 상기 모터의 회전에 따라 직선 운동하는 커플링(coupling); 양단이 상기 커플링과 상기 지지단에 각각 연결되고 중간부를 지지점으로 하여 상기 커플링의 진행 방향에 대응하여 상기 지지단이 이동하도록 하는 연결 로드를 포함하는 오일펌프를 제공한다.
본 발명은, 엔진의 회전수에 대응하여 동작하는 모터에 의해 이너로터와 아우터 로터의 편심이 조절되도록 할 수 있고, 모터와 아우터 로터를 연결하는 연결 로드의 지지 위치를 변경하여 이너로터와 아우터 로터의 편심량 조절이 가능해진다.

Description

오일펌프{Oil pump}

본 발명은 오일펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 회전수에 따라 동작하는 모터에 의해 아우터 로터와 이너 로터의 편심 제어를 용이하게 할 수 있는 오일펌프에 관한 것이다.

오일펌프는 엔진의 원활한 작동을 위해 엔진의 각 부분에 오일을 공급하는 역할을 한다.

오일펌프는 전동기, 내연기관 또는 증기터빈 등과 같은 원동기의 기계적 에너지를 이용하여 오일에 압력을 가한 다음 엔진의 각 부분으로 이동시키도록 구성되어 있다.

오일펌프는 구조에 따라 기어형, 베인형 및 피스톤형이 있다. 그리고, 오일펌프는 부하변동에 따라 펌프의 토출량이 항상 일정한 정용량 펌프(Constant delivery pump)와 부하의 변동에 따라 토출량이 변하는 가변용량 펌프(Variable delivery pump)가 있다.

베인형으로서 부하의 변동에 따라 토출량이 변하는 가변용량 베인형 오일펌프는 본체, 구동축의 회전에 따라 회전하는 이너로터와, 이너로터와 편심되게 설치되는 아우터 로터 및 아우터 로터의 내주면에 접하면서 회전하여 외부로 오일을 압송하는 다수의 베인을 대표적인 구성요소로서 포함한다.

여기서, 엔진의 회전수가 변화되면, 이너로터와 아우터 로터의 편심 정도가 변화되며 오일의 공급이 변화될 수 있으나, 오일의 점도, 주위 온도 등 다양한 조건에 따라서는 엔진의 회전수가 변화되어도 이너로터와 아우터 로터의 편심 정도 변화가 나타나지 않아 오일 공급 상태가 유지되는 경우가 있다.

따라서, 엔진 회전수에 대응하여 이너로터와 아우터 로터의 편심 정도를 변화시키며 오일을 공급할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성을 해결하기 위한 것으로서, 엔진의 회전수에 대응하여 동작하는 모터에 의해 이너로터와 아우터 로터의 편심이 조절되도록 하는 오일펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 변위량의 조절이 가능한 연결 로드에 의해 모터와 아우터 로터를 연결하여 편심량 조절이 용이하도록 하는 오일펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 오일팬으로부터 오일을 흡입하는 흡입라인과, 상기 흡입라인으로부터 유입된 상기 오일을 엔진의 각 마찰 부위로 공급하는 공급라인이 형성되는 몸체; 상기 몸체의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 일측으로는 지지단이 돌출되는 아우터 로터; 상기 아우터 로터에 대하여 편심되도록 설치되고 상기 엔진의 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하는 이너로터; 상기 몸체의 일측에 배치되는 모터; 상기 엔진의 회전수를 측정하여 측정값에 해당하는 신호를 출력하는 회전수 센서; 상기 회전수 센서의 출력값에 대응하여 상기 모터의 동작을 제어하는 모터 제어부; 상기 모터의 회전축상에 배치되고 상기 모터의 회전에 따라 직선 운동하는 커플링(coupling); 양단이 상기 커플링과 상기 지지단에 각각 연결되고 중간부를 지지점으로 하여 상기 커플링의 진행 방향에 대응하여 상기 지지단이 이동하도록 하는 연결 로드를 포함하는 오일펌프를 제공한다.

상기 모터의 회전 정도를 측정하여 측정값에 해당하는 신호를 상기 모터 제어부로 출력하는 엔코더를 더 포함할 수 있다.

상기 모터는 스테핑(stepping) 모터일 수 있다.

상기 커플링은 볼스크류(ball screw)일 수 있다.

상기 연결로드의 지지점은 사용자에 의해 변경될 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 연결로드와 상기 지지단은 회전축에 의해 연결될 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 엔진의 회전수에 대응하여 동작하는 모터에 의해 이너로터와 아우터 로터의 편심이 조절되도록 할 수 있다.

또한, 모터와 아우터 로터를 연결하는 연결 로드의 지지 위치를 변경하여 이너로터와 아우터 로터의 편심량 조절이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프의 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 오일펌프의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프(100)는 몸체(110), 아우터 로터(120), 이너로터(130), 회전수 센서(140), 모터(M), 커플링(coupling)(160), 연결 로드(170)를 포함한다.

몸체(110)는 오일팬으로부터 오일을 흡입하는 흡입라인(미도시)과, 흡입라인으로부터 유입된 오일을 엔진의 각 마찰 부위로 공급하는 공급라인(미도시)이 형성되어 있다. 몸체(110)의 내부에는 흡입라인과 공급라인으로부터 오일의 유입과 출입이 이루어지는 오일밸브챔버(114)가 형성된다.

몸체(110) 내로 유입된 오일은 공급라인을 통해 엔진의 각 부위로 공급되고, 이후 바이패스(bypass)되어 몸체(110)와 아우터 로터(120)사이의 공간인 오일밸브챔버(114)로 공급된다.

아우터 로터(120)는 대략 링 형상으로 형성된다. 아우터 로터(120)는 아우터 로터(120)의 외측에 형성되는 연결축(122)에 의해 몸체(110)의 내측 공간에 설치된다. 아우터 로터(120)는 연결축(122)을 기준으로 소정 각도만큼 회전하며 후술하는 이너로터(130)와 소정량만큼 편심된다.

아우터 로터(120)의 내접부에는 후술하는 베인(134)과 링(136)이 설치되는 로터리실(132)이 형성된다.

아우터 로터(120)의 외측면에는 후술하는 연결 로드(170)와 연결되는 지지단(124)이 돌출되어 있다.

지지단(124)은 소정의 길이와 폭으로 형성되는 로드 형태로 형성된다. 지지단(124)은 외부에서 인가되는 힘을 아우터 로터(120)로 전달하여 아우터 로터(120)와 이너로터(130)가 편심 정도가 변화되도록 한다.

이너로터(130)는 몸체(110)의 내측면에 회전가능하게 설치된다. 이너로터(130)는 엔진의 구동축으로부터 회전력을 인가받아 회전한다.

이너로터(130)는 원형으로 형성된다. 이너로터(130)는 로터리실(132)의 지름보다 작게 형성되어, 로터리실(132)의 내측에서 회전될 수 있다. 이너로터(130)로 연결되는 회전축은 몸체(110)를 관통하여 외부로 연결된다. 로터리실(132)의 중심축은 이동하지 않는 상태로 유지되어, 아우터 로터(120)에 대하여 편심된다.

베인(134)은 이너로터(130)와 이너로터(130)의 외주면에 방사상으로 슬라이딩 가능하게 결합한다. 베인(134)은 다수개로 사용된다.

여기서, 다수의 베인(134)은 이너로터(130)가 회전하면 방사상으로 이탈되면서 외측단부가 아우터 로터(120)의 내주면에 접촉하는데, 이때 본 발명의 실시예는 베인(134)의 외측단부가 아우터 로터(120)의 내주면에 골고루 접촉되도록 베인(134)의 내측단부와 접촉하는 링(136)이 구비된다.

한편, 차량 엔진의 회전수는 회전수 센서(140)에 의해 측정된다. 회전수 센서(140)는 엔진의 회전수를 측정한 후, 측정값에 해당하는 신호를 출력한다.

회전수 센서(140)에서 출력되는 신호는 모터 제어부(150)로 입력된다.

모터 제어부(150)는 차량 엔진의 회전수에 대응하여 모터(M)의 동작을 제어한다. 모터 제어부(150)는 엔진 회전수가 낮은 경우에는 아우터 로터(120)와 이너로터(130)의 편심 정도가 커지도록 모터(M)를 제어하고, 엔진 회전수가 높은 경우에는 아우터 로터(120)와 이너로터(130)의 편심 정도가 작아지도록 모터(M)를 제어한다.

한편, 모터(M)에는 엔코더(152)가 부착될 수 있다. 엔코더(152)는 모터(M)의 회전량과 회전 방향을 측정하고 이에 대응하는 신호를 모터 제어부(150)로 출력한다.

모터 제어부(150)는 엔코더(152)의 출력 신호를 이용하여 모터(M)의 동작량을 보정할 수 있다. 여기서, 모터(M)는 스테핑 모터(stepping motor) 인 것이 바람직하다.

모터(M)는 모터 제어부(150)에 의해 소정의 동작을 수행한다. 이때, 모터(M)의 회전축 상에는 소정의 기어 감속비를 갖는 기어 박스가 배치될 수 있다.

모터(M)의 회전축 상에는 커플링(coupling)(160)이 연결된다.

커플링(160)은 모터(M)의 회전에 따라 모터(M)의 회전축에 평행하게 직선 운동할 수 있다. 즉, 커플링(160)은 모터(M)가 시계 방향으로 회전하는 경우에는 회전축 상에서 전진할 수 있고, 반 시계 방향으로 회전하는 경우에는 후퇴할 수 있다.

모터(M)의 회전 방향에 따른 커플링(160)의 이동 방향은 사용자의 필요에 따라 설정 가능하며, 그 이동량 또한 사용자의 필요에 따라 설정할 수 있다.

상기와 같은 커플링(160)의 이동을 위해, 커플링(160)은 볼 스크류(ball screw) 인 것이 바람직하다. 여기서, 볼 스크류는 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

커플링(160)의 이동을 아우터 로터(120)로 전달할 수 있도록 연결 로드(170)가 배치된다.

연결 로드(170)는 소정의 길이를 갖는 로드 형태로서, 양단이 커플링(160)과 지지단(124)에 회전축으로 각각 연결된다. 본 실시예에서는, 소정의 크기를 갖는 지지 로드(176)가 배치된 후, 지지 로드(176)의 단부에 연결 로드(170)가 회전축으로 지지될 수도 있다. 연결 로드(170)의 설치 위치에 따라서는 연결 로드(170)의 중간부가 몸체(110)의 일측에 회전축에 의해 직접 지지될 수도 있다.

또한, 연결 로드(170)의 일단으로는 지지단(124)와의 연결을 용이하게 하기 위해 보조 연결 로드(172)와 연결탭(124)이 부착될 수 있다. 이때, 연결탭(124)은 지지단(124)에서 이탈되지 않게 고정되고, 보조 연결 로드(172)와는 회전축으로 연결된다. 연결탭(124)의 고정은 사용자의 필요에 따라 다양한 방법이 사용될 수 있다.

여기서, 연결 로드(170)의 지지 위치는 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프의 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 즉, 엔진 회전수 변화 정도에 비하여 아우터 로터(120)와 이너로터(130)의 편심 정도를 크게 조절하는 경우, 연결 로드(170)의 지지 위치를 커플링(170) 측에 근접시킬 수 있다. 반대로, 엔진 회전수 변화 정도에 비하여 아우터 로터(120)와 이너로터(130)의 편심 정도를 작게 조절하는 경우, 연결 로드(170)의 지지 위치를 지지로드(172) 측에 근접시킬 수 있다.

상기한 과정이 모터(M)의 제어량 조절에 의해 이루어지는 경우, 보다 고가의 모터(M)와 복잡한 모터 제어 프로세스를 필요로 하므로, 연결 로드(170)의 지지 위치 변경에 의하여, 보다 용이하게 아우터 로터(120)와 이너로터(130)의 편심 정도 조절을 위한 구성을 구현할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보기로 한다.

차량의 엔진이 시동되어 소정의 회전수로 동작하면, 엔진의 회전은 오일 펌프(100)로 전달된다.

엔진 회전수가 점차 증가하면 로터리실(131)에서 엔진의 각 부위로 압송되는 오일의 압력이 증가하고, 이에 따라 오일밸브챔버(114)로 공급되는 오일의 압력이 증가한다.

엔진 회전수는 회전수 센서(140)에 의해 측정되고, 측정된 값에 해당하는 신호는 모터 제어부(150)로 입력된다.

모터 제어부(150)는 엔진 회전수에 대응하여 모터(M)를 동작시킨다. 모터(M)의 동작에 의해 커플링(160)이 소정량만큼 전진한다.

도 3은 도 1에 도시된 오일펌프의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 커플링(160)의 전진에 의해 연결로드(170)의 일단이 이에 연동하여 이동하고, 이에 따라 연결로드(170)의 타단은 반대로 이동하며 아우터 로터(120)의 커플링(160)과 반대 방향으로 이동한다. 따라서, 연결로드(170)가 연결되어 있는 아우터 로터(120)가 연결축(122)을 기준으로 회전하며 이너로터(130)와의 편심이 적어지게 되면, 오일의 공급량이 감소된다.

여기서, 상기와 같이 설정되는 모터 제어부(150)에 의한 모터(M) 제어는 사용자 설정의 일 예로서, 엔진의 회전수와 오일의 온도 등 다양한 조건에 따라 변화될 수 있다.

또한, 사용자의 필요에 따라서는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 연결 로드(170)와 지지 로드(176)의 연결 위치가 변화될 수 있고, 이에 따라 모터(M)의 동작량에 비례하여, 아우터 로터(120)의 동작략이 더 커질 수 있다.

본 발명은, 엔진의 회전수에 대응하여 동작하는 모터에 의해 이너로터와 아우터 로터의 편심이 조절되도록 할 수 있고, 모터와 아우터 로터를 연결하는 연결 로드의 지지 위치를 변경하여 이너로터와 아우터 로터의 편심량 조절이 가능해진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 오일 펌프
110: 몸체
120: 아우터 로터
130: 이너로터
140: 회전수 센서
160: 커플링
170: 연결 로드
M: 모터

Claims

오일팬으로부터 오일을 흡입하는 흡입라인과, 상기 흡입라인으로부터 유입된 상기 오일을 엔진의 각 마찰 부위로 공급하는 공급라인이 형성되는 몸체;
상기 몸체의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 일측으로는 지지단이 돌출되는 아우터 로터;
상기 아우터 로터에 대하여 편심되도록 설치되고 상기 엔진의 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하는 이너로터;
상기 몸체의 일측에 배치되는 모터;
상기 엔진의 회전수를 측정하여 측정값에 해당하는 신호를 출력하는 회전수 센서;
상기 회전수 센서의 출력값에 대응하여 상기 모터의 동작을 제어하는 모터 제어부;
상기 모터의 회전축상에 배치되고 상기 모터의 회전에 따라 직선 운동하는 커플링(coupling);
양단이 상기 커플링과 상기 지지단에 각각 연결되고 중간부를 지지점으로 하여 상기 커플링의 진행 방향에 대응하여 상기 지지단이 이동하도록 하는 연결 로드를 포함하는 오일펌프.
제1항에 있어서,
상기 모터의 회전 정도를 측정하여 측정값에 해당하는 신호를 상기 모터 제어부로 출력하는 엔코더를 더 포함하는 오일펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 모터는 스테핑(stepping) 모터인 오일펌프.
제1항에 있어서,
상기 커플링은 볼스크류(ball screw)인 오일펌프.
제1항에 있어서,
상기 연결로드의 지지점은 사용자에 의해 변경될 수 있도록 구성되는 오일펌프.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 연결로드와 상기 지지단은 회전축에 의해 연결되는 오일펌프.