KR102140695B1 - 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법 - Google Patents

자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법이 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법은 차량의 변속기와 모터 사이의 냉각 통로에 설치되는 케이스; 상기 케이스 내의 오일 유동 방향을 기준으로 상기 케이스의 양쪽에 설치되는 스토퍼 플레이트 및 상기 케이스 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로에 삽입되는 스틸볼을 포함하고, 상기 차량이 지면에 대해 경사지는 경우에 상기 스틸볼이 상기 케이스 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로에서 이동하여 상기 스토퍼 플레이트 내부에 형성되어 있는 스토퍼 플레이트 오일 유로의 일측을 폐쇄한다.

Description

자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법 {APPARATUS FOR ADJUSTING LEVEL OF AUTO TRANSMISSION FLUID AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 등판 강판 주행시 오일 쏠림 현상을 방지할 수 있는 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법에 관한 것이다.
자동 변속기 오일(ATF; Automatic Transmission Fluid)은 변속기의 내부를 윤활하기 위한 윤활유의 일종이다. 자동변속기의 경우 윤활 및 피스톤의 작동 매체로서, ATF를 사용하고 있으며, 이러한 ATF는 오일펌프에 의해 흡입되어 각 부의 윤활 및 냉각과 피스톤의 작동매체로서 사용되고 있다.
이러한 자동 변속기 오일을 이용한 유냉식 모터 냉각 원리는 오일량에 의해 내부 오일 레벨이 설정되고, 케이스 내부 냉각 통로를 통하여 오일이 모터로 전달되어 모터로 전달된 오일에 의해 모터 스테이터가 잠겨서 냉각되는 원리이다.
도 1은 종래의 등판 주행시 변속기 및 내부 오일 형상을 나타내는 모식도이다.
도 1을 참조하면 차량의 변속기(10)와 모터(20)에 오일이 주입되어 있고, 상기 변속기(10)에는 오일 팬(12)과 오일 필터(14)가 구비되어 있으며, 모터(20)에는 로터(22)와 스테이터(24)가 구비되어 있다.
차량의 등판 주행인 경우에 모터(20) 내부 오일이 변속기(10) 쪽으로 이동하여 상기 스테이터(24)가 오일에 잠기지 않아 냉각 성능이 저하된다.
도 2는 종래의 강판 주행시 변속기 및 내부 오일 형상을 나타내는 모식도이다.
도 2를 참조하면 차량의 변속기(10)와 모터(20)에 오일이 주입되어 있고, 상기 변속기(10)에는 오일 팬(12)과 오일 필터(14)가 구비되어 있으며, 모터(20)에는 로터(22)와 스테이터(24)가 구비되어 있다.
차량의 강판 주행인 경우에 모터(20) 내부로 오일이 과적되고 오일 필터(14)의 입구(15)가 오일에 잠기지 않게 되어 오일 흡입이 부족하게 된다.
이와 같이 종래에는 차량의 등판 또는 강판 주행시 오일이 변속기 또는 모터 측으로 과적되고, 등판 주행시에 모터의 스테이터 과열로 효율이 저하되며, 강판 주행시에 변속기 효율이 저하되고, 변속이 불가하거나 흡입 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허출원 제 10-2009-0062922 호
본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 차량 등판 또는 강판 주행시 모터 냉각 및 변속기 기본 성능 확보를 위한 내부 오일 쏠림 방지 구조를 제공하여 안전성 및 품질을 향상시킬 수 있는 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 변속기와 모터 사이의 냉각 통로에 설치되는 케이스; 상기 케이스 내의 오일 유동 방향을 기준으로 상기 케이스의 양쪽에 설치되는 스토퍼 플레이트 및 상기 케이스 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로에 삽입되는 스틸볼을 포함하고, 상기 차량이 지면에 대해 경사지는 경우에 상기 스틸볼이 상기 케이스 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로에서 이동하여 상기 스토퍼 플레이트 내부에 형성되어 있는 스토퍼 플레이트 오일 유로의 일측을 폐쇄할 수 있다.
상기 케이스 오일 유로는 수직 단면을 기준으로 원형일 수 있다.
상기 케이스 오일 유로의 직경은 상기 스틸볼의 직경보다 큰 구조일 수 있다.
상기 스토퍼 플레이트는 제 1 스토퍼 플레이트 및 상기 제 1 스토퍼 플레이트에 대향하는 위치에 위치하는 제 2 스토퍼 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제 1 스토퍼 플레이트의 내부에는 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로가 형성될 수 있다.
상기 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로의 직경은 상기 케이스로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 작아지는 구조일 수 있다.
상기 제 2 스토퍼 플레이트의 내부에는 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로가 형성될 수 있다.
상기 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로의 직경은 상기 케이스로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 작아지는 구조일 수 있다.
상기 스토퍼 플레이트 오일 유로의 최소 직경은 상기 스틸볼의 직경보다 작은 구조일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 오일 레벨 조절 장치가 탑재된 차량이 평지를 주행하는 평지 주행 단계, 상기 차량이 등판 주행하는 등판 주행 단계, 및 상기 차량이 강판 주행하는 강판 주행 단계를 포함하고, 상기 오일 레벨 조절 장치가 상기 차량의 주행 단계에 따라 오일 레벨을 조절할 수 있다.
상기 평지 주행 단계에서는 스틸볼이 케이스의 케이스 오일 유로에 위치할 수 있다.
상기 등판 주행 단계에서는 스틸볼이 스토퍼 플레이트의 제 2 스토퍼 플레이트로 이동하여 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로를 폐쇄할 수 있다.
상기 강판 주행 단계에서는 스틸볼이 스토퍼 플레이트의 제 1 스토퍼 플레이트로 이동하여 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로를 폐쇄할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법은 차량 등판 주행시 모터 내부 오일이 잔존하여 모터 냉각 상태가 유지되어 변속기 효율을 향상시키고, 차량 강판 주행시 모터 내부로 오일이 과적되는 것이 방지되어 드레크 토크 상승을 방지하여 변속기 효율을 상승시키고, 또한 모터 측으로 오일이 과적되는 것을 방지하여 오일 필터에서 노이즈 발생 방지 및 변속감 저하를 방지하는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 등판 주행시 변속기 및 내부 오일 형상을 나타내는 모식도이다.
도 2는 종래의 강판 주행시 변속기 및 내부 오일 형상을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치가 탑재된 변속기와 모터의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 일반 주행시 내부 구조를 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 등판 주행시 내부 구조를 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 7의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 등판 주행시 변속기와 모터를 나타내는 정면도이다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 강판 주행시 내부 구조를 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 9의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 강판 주행시 변속기와 모터를 나타내는 정면도이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치가 탑재된 변속기와 모터의 모식도이고, 도 4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 모식도이며, 도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 내부 구조를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 일반 주행시 내부 구조를 나타내는 정면도이다.
도 3 내지 도 6을 함께 참조하면 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치는 A부위에 위치하되, 차량의 변속기(10)와 모터(20) 사이의 냉각 통로에 설치되는 케이스(110), 상기 케이스(110) 내의 오일 유동 방향을 기준으로 상기 케이스(110)의 양쪽에 설치되는 스토퍼 플레이트(120) 및 상기 케이스(110) 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로(114)에 삽입되는 스틸볼(130)을 포함하고, 상기 차량이 지면에 대해 경사지는 경우에 상기 스틸볼(130)이 상기 케이스(110) 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로(114)에서 이동하여 상기 스토퍼 플레이트(120) 내부에 형성되어 있는 스토퍼 플레이트 오일 유로(124)의 일측을 폐쇄하도록 구성되어 있다.
하나의 구체적인 예에서 상기 케이스 오일 유로(114)는 수직 단면을 기준으로 원형이며, 상기 케이스 오일 유로의 직경은 상기 스틸볼(130)의 직경보다 큰 것이 바람직하다.
여기서 상기 스토퍼 플레이트(120)는 제 1 스토퍼 플레이트(121) 및 상기 제 1 스토퍼 플레이트(121)에 대향하는 위치에 위치하는 제 2 스토퍼 플레이트(122)를 포함하여 구성되어 있고, 상기 제 1 스토퍼 플레이트(121)의 내부에는 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로(125)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로(125)의 직경은 상기 케이스(110)로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 작아지는 구조이다.
또한 상기 제 2 스토퍼 플레이트(122)의 내부에는 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로(126)가 형성되어 있으며, 상기 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로(126)의 직경은 상기 케이스(110)로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 작아지는 구조이다.
본 발명에 따르면 변속기(10)에는 오일 팬(12)과 오일 필터(14)가 구비되어 있으며, 모터(20)에는 로터(22)와 스테이터(24)가 구비되어 있되, 상기 스토퍼 플레이트 오일 유로(124)의 최소 직경은 상기 스틸볼(130)의 직경보다 작은 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 등판 주행시 내부 구조를 나타내는 정면도이고, 도 8은 도 7의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 등판 주행시 변속기와 모터를 나타내는 정면도이다.
도 7 및 도 8을 도 3과 함께 참조하면 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치(100)의 케이스(110) 내부에는 케이스 오일 유로(114)가 형성되어 있고, 스토퍼 플레이트(120)는 제 1 스토퍼 플레이트(121) 및 상기 제 1 스토퍼 플레이트(121)에 대향하는 위치에 위치하는 제 2 스토퍼 플레이트(122)를 포함하여 구성되어 있다.
차량의 등판 주행시 스틸볼(130)이 제 2 스토퍼 플레이트(122)측으로 이동하여 상기 제 2 스토퍼 플레이트(122)의 내부의 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로(126)를 폐쇄하게 되고, 오일은 오일 팬(12)과 오일 필터(14)가 구비되어 있는 변속기(10) 및 로터(22)와 스테이터(24)가 구비되어 있는 모터(20)에 분할된다. 따라서 오일 필터(14)의 입구(15)와 모터(20)의 스테이터(24)의 냉각 상태가 유지된다.
도 9는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 강판 주행시 내부 구조를 나타내는 정면도이고, 도 10은 도 9의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치의 강판 주행시 변속기와 모터를 나타내는 정면도이다.
도 9 및 도 10을 도 3, 도 7 및 도 8과 함께 비교하여 참조하면 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치(100)의 케이스(110) 내부에는 케이스 오일 유로(114)가 형성되어 있고, 스토퍼 플레이트(120)는 제 1 스토퍼 플레이트(121) 및 상기 제 1 스토퍼 플레이트(121)에 대향하는 위치에 위치하는 제 2 스토퍼 플레이트(122)를 포함하여 구성되어 있다.
차량의 강판 주행시 스틸볼(130)이 제 1 스토퍼 플레이트(121)측으로 이동하여 상기 제 1 스토퍼 플레이트(121)의 내부의 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로(125)를 폐쇄하게 되고, 오일은 오일 팬(12)과 오일 필터(14)가 구비되어 있는 변속기(10) 및 로터(22)와 스테이터(24)가 구비되어 있는 모터(20)에 분할되어 오일 필터(14)의 입구(15)와 모터(20)의 스테이터(24)의 냉각 상태가 유지된다.
도면들을 참조하여 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 작동 방법을 설명하면 오일 레벨 조절 장치가 탑재된 차량이 평지를 주행하고, 상기 차량이 도로 상태에 따라 등판 주행하거나 강판 주행하게 되면 상기 오일 레벨 조절 장치가 상기 차량의 주행 단계에 따라 오일 레벨을 조절하게 된다.
하나의 구체적인 예에서 평지 주행 단계에서는 스틸볼(130)이 케이스(110)의 케이스 오일 유로(114)에 위치하게 되고, 상기 등판 주행 단계에서는 상기 스틸볼(130)이 스토퍼 플레이트(120)의 제 2 스토퍼 플레이트(122)로 이동하여 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로(126)를 폐쇄하게 되고, 상기 강판 주행 단계에서는 상기 스틸볼(130)이 스토퍼 플레이트(120)의 제 1 스토퍼 플레이트(121)로 이동하여 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로(125)를 폐쇄하게 된다.
따라서 본 발명에 따른 자동 변속기의 오일 레벨 조절 장치 및 이의 작동 방법은 차량 등판 주행시 모터 내부 오일이 잔존하여 모터 냉각 상태가 유지되어 변속기 효율을 향상시키고, 차량 강판 주행시 모터 내부로 오일이 과적되는 것이 방지되어 드레크 토크 상승을 방지하여 변속기 효율을 상승시키고, 또한 모터 측으로 오일이 과적되는 것을 방지하여 오일 필터에서 노이즈 발생 방지 및 변속감 저하를 방지할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다.
10: 변속기
12: 오일 팬
14: 오일 필터
15: 입구
20: 모터
22: 로터
24: 스테이터
100: 오일 레벨 조절 장치
110: 케이스
114: 케이스 오일 유로
120: 스토퍼 플레이트
121: 제 1 스토퍼 플레이트
122: 제 2 스토퍼 플레이트
124: 스토퍼 플레이트 오일 유로
125: 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로
126: 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로
130: 스틸볼

Claims (13)

  1. 차량의 변속기와 모터 사이의 냉각 통로에 설치되는 케이스;
    상기 케이스 내의 오일 유동 방향을 기준으로 상기 케이스의 양쪽에 설치되는 스토퍼 플레이트; 및
    상기 케이스 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로에 삽입되는 스틸볼;
    을 포함하고,
    상기 차량이 지면에 대해 경사지는 경우에 상기 스틸볼이 상기 케이스 내부에 형성되어 있는 케이스 오일 유로에서 이동하여 상기 스토퍼 플레이트 내부에 형성되어 있는 스토퍼 플레이트 오일 유로의 일측을 폐쇄하며,
    상기 스토퍼 플레이트는 상기 변속기의 오일 필터에 대해 상기 모터의 스테이터가 동일선상으로 배열되는 위치로 상기 케이스의 양쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스 오일 유로는 수직 단면을 기준으로 원형인 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 케이스 오일 유로의 직경은 상기 스틸볼의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토퍼 플레이트는,
    제 1 스토퍼 플레이트; 및
    상기 제 1 스토퍼 플레이트에 대향하는 위치에 위치하는 제 2 스토퍼 플레이트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 스토퍼 플레이트의 내부에는 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로의 직경은 상기 케이스로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 스토퍼 플레이트의 내부에는 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로의 직경은 상기 케이스로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토퍼 플레이트 오일 유로의 최소 직경은 상기 스틸볼의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 오일 레벨 조절 장치.
  10. 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 오일 레벨 조절 장치의 작동 방법에 있어서,
    상기 오일 레벨 조절 장치가 탑재된 차량이 평지를 주행하는 평지 주행 단계,
    상기 차량이 등판 주행하는 등판 주행 단계, 및
    상기 차량이 강판 주행하는 강판 주행 단계,
    를 포함하고,
    상기 오일 레벨 조절 장치가 상기 차량의 주행 단계에 따라 오일 레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 평지 주행 단계에서는 스틸볼이 케이스의 케이스 오일 유로에 위치하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 등판 주행 단계에서는 스틸볼이 스토퍼 플레이트의 제 2 스토퍼 플레이트로 이동하여 제 2 스토퍼 플레이트 오일 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 강판 주행 단계에서는 스틸볼이 스토퍼 플레이트의 제 1 스토퍼 플레이트로 이동하여 제 1 스토퍼 플레이트 오일 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 작동 방법.
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