KR100193082B1 - 다중 복합형 베인펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베인펌프에 관한 것으로 전면 플레이트(210)와 후면 플레이트(22)의 사이에서, 축상 복수개의 캠(10)을 구비하며 축상 회전하는 구동 캠축과; 상기 구동 캠축의 회전에 따라서 편심 회전하며 수평으로 층상 분할된 복수개의 로우터(30)와; 상기 로우터(30)의 일측 외주에 각각 설치된 복수개의 삽입공(40)과; 상기 복수개의 로우터(30)들 사이를 밀폐 분할하는 복수개의 로우터 분할판(50)과' 내주연에 돌출형성되며 상기 삽입공(40)에 밀페형으로 삽입된 복수개의 베인(60)을 구비하며 수평으로 층상 분할된 로우터(30) 외부의 복수개의 고정 내하우징(70)과; 상기 복수개의 고정 내하우징(70)을 그 내부를 관통하여 복수개를 전부 연결 고정시킨 수직의 고정 내하우징 고정핀(80)과; 상기 고정자와 로우터(30) 사이의 복수개의 원통형 공간(90)으로 이루어진 것등을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프에 관한 것이다.

본 발명의 다중 복합형 베인펌프의 경우에는 복수의 작동군들이 각각 개별로 작동함으로서 분할흡입, 배출이 가능하며, 용량의 다양한 조절이 가능하고, 캠(10)의 수에 따른 다양한 각도에서의 작업을 할 수 있다. 또한 축상의구동캠축(20)을 회전시켜 유체 등의 압축운동을 함으로써 종래의 외부 하우징을 회전운동시킬 때에 비하여 에너지의 절약을 크게 도모할 수 있게 되었다.

Description

다중 복합형 베인펌프

제1도는 본 발명에 관한 제1실시예의 종단면도.

제2도는 본 발명에 관한 제1실시예의 평면도.

제3도는 본 발명에 관한 제2실시예의 종단면도.

제4도의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명에 관한 제1실시예에서 개개 작동군의 평면 작동상 태도.

제5도의 본 발명에 관한 다중 복합형 베인펌프에 있어서 4개의 캠을 구비한 구동캠축의 사시도이다.

제6도의 (a)(b)는 종래기술에 관한 베인펌프의 평면도.

제7도의 (a)(b)는 종래기술에 관한 베인펌프의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 캠 20 : 구동캠축

30 : 로우터 40 : 삽입공

50 : 로우터분할판 60 : 베인

70 : 고정 내하우징 80 : 고정 내하우징 고정핀

90 : 원통형 공간 100 : 요홈

110 : 흡입측 120 : 토출측

130 : 체크밸브 140 : 압축 유체 통로

150 : 압축 유체 통로 분할판 200 : 고정 외하우징

210 : 전면 플레이트 220 : 후면 플레이트

본 발명은 베인펌프에 관한 것으로, 특히 복수개의 캠을 구비한 구동캠축을 각각 회전시킴으로써 캠에 의한 캠 외주의 복수의 로우터가 각각 편심회전하여 복수의 베인에 의하여 로우터와 연결된 복수개의 고정 내하우징의 내주연을 편심 내접운동함으로서 큰 압축력과 유량을 얻음과 동시에 상기 복수개의 작동군에 의한 분할식의 흡입, 배출이 가능하며 또한 다양한 각도에서 다양한 용량조절을 얻을 수 있으며, 사용자의 다양한 사용환경에 맞출 수 있는 에너지 절약형 다중 복합형 베인펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 베인펌프라고 하는 것은 하우징에 접하여 베일날개를 회전시킴으로서 날개사이로 흡인한 액체를 흡입측에서 토출측으로 밀어내는 형식의 펌프를 말하며, 파워 스티어링이나 오토 트랜스미션 등에 이용되는 펌프이다.

그러나 이와 같은 종래의 베인펌프는 실린더의 내부에서 편심회전축을 중심으로 회전하는 로우터와 실린더 사이의 거리가 가까워졌다 멀어졌다 하면서 가변되고, 그 거리가 가변되는 만큼 스프링의 탄성력에 의해 외부로 돌출되거나, 실린더의 내벽과 접하면서, 내측으로 밀리도록 구성하였으며 로우터의 회전속도가 빨라지게 되면 외부로 돌출되었던 베인이 실린더의 내벽과 접하면서 손상을 입게되는 단점이 있어 속도가 빨라지지 않고 베인의 재질과 크기가 제한되는 등의 문제점을 지니고 있었다.

그래서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 베인펌프가 국내 특허공개 95-33101호와 96-8060으로 공개되었다.

제6도의 (a)와 제7도의 (a)에 나타난 상기 특허공개 95-33101에 의하면 흡입측으로 유입되는 유체를 압축하며 토출측으로 배출하는 베인펌프에 있어서, 전면판과 후면판의 사이에서 회전축(3)을 중심으로 회전하며, 내주연에 베인(2)이 돌출형성된 구동로우터(1)와 상기 구동로우터(1)의 원통형공간(6)에서 편심된 축을 중심으로 회전자재하게 설치되는 종동로우터(7)와 상기 종동로우터(7)의 원통형의 공간부에 결합되고 요홈(4)에 베인이 끼워진 회동자들로 구성됨을 특징으로 하는 베인펌프에 대한 것이며,

또한 제6도의 (b)와 제7도의 (b)에 나타난 특허공개 96-8060에 의한 베인펌프는 전면판과 후면판의 사이에서 회전축(3)을 중심으로 회전하며 내주연에 베인(2)이 돌출형성된 구동로우터(1)와 상기 구동로우터(1)의 원통형공간(6)에 편심된 축을 중심으로 회전자재하게 설치되는 종동로우터(7)와 상기 종동로우터(7)에 설치되며 개구부에 스프링의 탄성을 받는 실(10)에 의해 상기의 베인(2)이 밀폐형으로 끼워지는 작동공(4)들로 구성됨을 특징으로 하는 베인펌프 등에 관한 것이다.

그러나 상기 공개된 발명들의 경우에는 외부의 하우징(구동로우터)을 구동, 회전시킴으로 인한 큰 전력손실과 제조원가가 상승되는 등의 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고, 더 나아가 베인펌프를 복수의 작동군으로 분할 작동하게 함으로서 사용자들의 다양한 사용환경에 맞춤과 동시에 캠의 수에 따른 다양한 각도에서 분할식의 흡입, 배출과 용량을 다양하게 조절하기 위한 목적에서 안출된 것으로, 각각 복수개의 캠을 구비한 구동캠축과 상기 구동캠축의 회전에 따라 편심 회전하며 수평으로 층상 분할된 복수개의 로우터와 상기 로우터 사이의 로우터 분할판과 로우터 외주의 복수개의 고정 내하우징과 상기 복수개의 고정 내하우징을 그 내부를 관통하여 복수개를 전부 연결 고정시킨 수직의 고정핀으로 이루어진 다중 복합형의 베인펌프를 제공하는 것을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 기술하기로 한다.

제1도와 제2도는 본 발명에 관한 제1실시예의 종단면도와 평면도를 나타낸 것으로, 먼저 전면 플레이트(210)와 후면 플레이트(22) 사이에서 축상에 복수개의 캠(10)을 구비하며 축상 회전하는 구동캠축(20)을 설치하고, 구동캠축(20)의 외주에 상기 구동캠축(20)의 회전에 따라서 편심 회전하며 수평으로 층상 분할된 복수개의 로우터(30)를 설치한다. 그리고 상기 복수개의 로우터(30)의 일측 외주에는 복수개의 삽입공(40)을 구비하도록 하고, 상기 복수개의 로우터(30)들 사이는 각각 로우터(30)들 사이를 밀폐 분할하는 복수개의 로우터 분할판(50)을 설치한다. 로우터(30)의 외주에는 내주연에 돌출형성되며 상기 삽입공(40)에 밀폐형으로 삽입된 복수개의 베인(60)을 구비하며 수평으로 층상 분할된 복수개의 고정 내하우징(70)을 설치하고, 상기 복수개의 고정 내하우징(70)은 그 내부를 관통하여 복수개를 전부 내하우징 고정핀(80)으로 고정 연결하고, 상기 복수개의 고정 내하우징(70)와 로우터(30) 사이에는 각각 복수개의 원통형 공간(90)이 형성되도록 한다. 그리고 상기 고정 내하우징(70)의 외주에는 압축 유체 통로(140)가 형성되도록 고정 외하우징(220)을 구비하도록 할 수도 있다. 그리고 이때 로우터(30)의 분할판과 접하는 부분 등, 즉 상기 복수개의 로우터(30)의 양단면에 요홈(100)을 설치하여 석면 등을 이용한 실링효과를 얻을 수도 있다. 또한 본 발명에서는 각 캠(10)의 크기의 조절, 또는 각 로우터(30)의 크기의 조절을 통해 각 로우터(30)와 각 고정 내하우징(70) 사이의 원통형 공간(90)의 면적을 개별로 광, 협 조절함으로써 압축용량의 대, 소를 조절하는 것도 가능하다.

본 발명에서는 상기에서 보는 바와 같이 구동원이 외부의 내하우징(70)이나 외하우징(220)이 아닌 중심의 캠(10)을 구비한 구동캠축(20)이 되므로 전력소비를 크게 절감할 수가 있게 된다. 본 발명에서는 또한 상기 구동캠축(20)의 캠(10)의 수를 바람직하게는 1개에서 8개까지 이용할 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 캠(10)을 구비한 구동캠축(20)을 예를 들었다. 캠(10)이 네 개인 경우 각각의 캠(10)의 각도는 90도가 될 수 있다. 그리고 본 실시예에서는 구동캠축(20)이 4개의 캠(10)을 구비하므로 따라서 로우터(30), 내하우징, 베인(60), 삽입공(40)들도 모두 4개가 된다. 그러나 로우터 분할판(50)의 경우는 3개가 되는 것이다. 즉, 본 실시예에서는 3개의 로우터 분할판(50)으로 분할된 4개의 작동군이 되는 것을 알 수 있다.

상기 개개의 작동군은 구동캠축(20)의 회전에 따라 각각 별개의 흡입측(110)를 통하여 유입된 유체 등이 압축된후 역류방지용 체크밸브(130)를 통하여 압축 유체 통로(140)로 나오게 된후 토출측(120)으로 배출되게 되는 것이다.

즉, 내하우징(70)과 로우터(30)가 접하는 위치에서 흡입측(110)을 통하여 유체가 유입되고, 이 상태에서 구동캠축(20)의 회전에 따른 로우터(30)의 회전으로 베인(60)이 흡입측(110)을 지니치면 압축이 행하여 지게 된다, 즉, 로우터(30)는 베인(60)으로 연결된 내 하우징(70)의 내주연을 편심, 내접운동하면서 유체를 압축하는 것이다.

제4도에는 일순간 상기 개개의 작동군의 작동상태를 보여주고 있다. 각각 90도씩 어긋나 회전운동하는 구동캠축(20)에 의해 각각의 작동군들이 압축운동하는 상태를 볼 수 있다.

제1실시예의 경우에는 그러나 개개의 작동군이 전부 유압식이거나, 공압식이거나, 진공식이 되기 때문에 내 하우징(70)과 외 하우징(200) 사이에는 분할막이 필요없게 된다. 즉, 예를들어 개개의 작동군의 전부 유압식이라면 흡입축(110)으로 유입된 유체가 각각 압축을 거쳐 체크벨브(130)를 통해 압축 유체 통로(14)에서 모아지고 그 다음 배출축(120)으로 배출되게 된다. 그래서 흡입측(110)과 토출측(120)은 전체적으로 볼 때 1개씩만 있으면 되는 것이다.

그러나 제3도에 나타난 본 발명의 제2실시에에서는 개개의 작동군이 각각 별도의 작동방식을 취하게 된다. 즉 각 작동군 별로 유압식, 공압식, 진공식중의 하나를 별도로 이용하게 된다. 이 경우에 있어서는 제1실시예와 달리 고정 내 하우징(70)과 고정 외 하우징(200) 사이의 압축 유체 통로(140)에는 각각 압축 유체 통로 분할판(150)으로 분할을 하게 된다. 그래서, 각 작동군 별로 별도의 흡입측(110)과 토출측(120)이 필요하게 되는 것이다. 상기 각각의 작동군은 사용자의 작업환경에 맞추어 별도의 공압식, 유압식, 진공식 등의 방식을 다양하게 이용할 수 있다. 즉 전부 공압식을 이용하거나, 전부 진공식 또는 전부 유압식을 이용할 수도 있고 또는 유압식과 공압식, 유압식과 진공식, 진공식과, 공압식의 배합도 가능하며, 유압, 진공, 공압식을 모두 복합하여 사용할 수도 있는 것이다. 여기에 본 발명의 주요한 특징이 있는 것이다.

본 발명에서는 또한 상기 로우터(30)의 일측 외주에 베인을 설치하고, 내주연에 상기 베인을 밀폐형으로 삽입시키기 위한 복수개의 삽입공을 구비하며 수평으로 층상 분할된 로우터 외부의 복수개의 고정 내하우징을 설치하여 상기와 동일한 효과를 얻을 수도 있따.

제5도는 4개의 캠(10)을 구비한 구동캠축(20)을 보여주고 있다. 본 도면에서는 4개의 캠(10)을 도시하지만 이 캠(10)의 수는 바람직하게는 1개에서 8개까지이다. 만약 캠(10)이 4개인 경우에는 각각의 캠(10)의 각도는 90도를 유지할 수 있고 6개인 경우에는 60를 유지하고 8개인 경우에는 45를 유지한다. 무론 1개인 경우에는 360도, 2개인 경우에는 180도, 3개인 경우에는 120도를 각각 유지하게 된다. 이상 설명한 바와 같이 본 발명은 복수개의 캠(10)을 구비한 구동캠축(20)으로 인해 복수개의 로우터(30), 복수개의 하우징 등올 이루어진 복수개의 작동군으로 이루어지기 때문에 사용자의 다양한 사용환경에 맞출 수가 있으며 또한 복수개의 작동군이 각각 개별로 작동함으로서 캠(10)의 수에 따른 다양한 각도, 즉 360, 180, 120, 90, 45도 등에서의 작업이 가능하며 분할식으로 흡입, 배출이 가능하게 되며, 용량을 다양하게 조절할 수 있게 된 것이다.

또한 본 발명의 가장 중요한 특징이라 할 수 있는 구동캠축(20)의 회전에 의해 로우터(30)가 하우징의 내주연을 편심, 내접운동 함으로써, 종래의 하우징을 회전구동시킬 때에 비하여 전력 등의 에너지소비를 크게 절약할 수 있게 되었다.

Claims (11)

1. 흡입측(110)으로 유입되는 유체나 공기 등을 토출측으로 배출하는 베인(60)펌프에 있어서, 전면 플레이트(210)와 후면 플레이트(220)의 사이에서, 축상에 복수개의 캠(10)을 구비하며 축상 회전하는 구동 캠축과; 상기 구동 캠축의 회전에 따라서 편심 회전하며 수평으로 층상 분할된 복수개의 로우터(30)와; 상기 로우터(30)의 일측 외주에 각각 설치된 복수개의 삽입공(40)과; 상기 복수개의 로우터(30)들 사이를 밀폐 분할하른 복수개의 로우터 분할판(50)과; 내주연에 돌출형성되며 상기 삽입공(40)에 밀폐형으로 삽입된 복수개의 베인(60)을 구비하며 수평으로 층상 분할된 로우터(30) 외부의 복수개의 고정 내하우징(70)과; 상기 복수개의 고정 내하우징(70)을 그 내부를 관통하여 복수개를 전부 연결 고정시킨 고정 내하우징 고정핀(80)과; 상기 고정자와 로우터(30) 사이의 복수개의 원통형 공간(90)으로 이루어진 것등을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 로우터(30)의 일측 외주에는 각각 복수개의 베인(60)을 설치하고, 상기 고정 내하우징(70)은 내주연에 상기 베인(60)을 밀폐형으로 삽입시키기 위한 복수개의 삽입공(40)을 구비하며 수평으로 층상 분할시키도록 된 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 내하우징(70)의 외주에 압축 유체 통로(140)를 구비하며, 고정 내하우징(70)과 고정 결합된 고정 외하우징(200)이 구비된 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
4. 제3항에 있어서, 상기 압축 유체 통로(140) 사이를 각각 복수개의 압축 유체 통로 분할판(150)에 의하여 복수개의 작동군별로 분할한 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동챔축(20), 로우터(30), 삽입공(40), 베인(60), 내 하우징(70)은 각각 1 내지 8개의 숫자로 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각각의 축상 회전의 구동캠축(20)과 편심회전하는 로우터(30)와 로우터(30)와 베인(60)으로 연결된 내하우징(70)과 로우터(30) 사이를 분할하는 로우터 분할판(50) 등으로 이루어진 개개의 작동군들이 각가 유압식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각각의 축상 회전의 구동캠축(20)과 편심회전하는 로우터(30)와 로우터(30) 베인(60)으로 연결된 내 하우징(70)과 로우터(30) 사이를 분할하는 로우터 분할판(50) 등으로 이루어진 개개의 작동군들이 각각 공압식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각각의 축상 회전의 구동캠축(20)과 편심회전하는 로우터(30)와 로우터(30)와 베인(60)으로 연결된 내 하우징(70)과 로우터(30) 사이를 분할하는 로우터 분할판(50) 등으로 이루어진 개개의 작동군들이 각각 진공식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각각의 축상 회전의 구동캠축(20)과 편심회전하는 로우터(30)와 로우터(30)와 베인(60)으로 연결된 내 하우징(70)과 로우터(30) 사이를 분할하는 로우터 분할판(50)으로 이루어진 개개의 작동군들이 각각 유압식, 공압식, 진공식 중의 어느 하나로 작동되는 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복구개의 로우터 분할판(50) 상하의 각 로우터(30)에서 각 로우터(30)의 양단면에 요홈(100)을 구비하여 석면 등으로 실링을 한 것으로 특징으로 하는 다중 복합형 베인펌프.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 캠(10)의 크기와 각 로우터(30)의 크기의 조절을 통하여 복수개의 고정 내하우징(70)과 복수개의 로우터(30) 사이의 복수개의 원통형 공간(90) 사이의 면적을 개별로 상하, 좌우로 광, 협 조절함으로써 각 작동군별로 작동용량을 다양하게 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 복합형 베임펌프.