KR100887230B1

KR100887230B1 - 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프

Info

Publication number: KR100887230B1
Application number: KR1020070137468A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 김학수; 김기범; 박익서; 안기정; 크로스 스테판
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-03-06

Abstract

본 발명은 구동축의 일측에 마련된 장착공간에 삽입되어 오일을 압축하여 분사하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에 관한 것으로, 상기 구동축의 일측 단부에 고정되는 내측기어, 상기 내측기어를 내부에 수용하며 내측기어에 대해서 편심되어 설치되는 외측기어 및 상기 외측기어를 회전가능하게 지지하는 편심링을 구비하는 기어조립체와; 상기 장착공간에 장착된 기어조립체를 커버하는 밸브 플레이트와; 상기 장착공간의 좌면과 상기 기어조립체의 편심링 사이에 설치되어 상기 편심링을 밸브 플레이트 측으로 가압하는 탄성재질의 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프를 제공한다. 이러한 구성을 가지는 본 발명은 외측기어의 회전을 안내하는 편심링을 고정시킴으로써, 그 내부에서 회전이 안내되는 외측기어가 편심링으로부터 이탈되지 않도록 한다. 그 결과 본 발명은 기어식 오일펌프의 압축효율이 저하되는 것을 방지하며, 아울러 편심링 및 외측기어 등 부품의 마모를 방지한는 효과를 가진다.

기어식 오일펌프, 압축기, 편심링, 기어조립체

Description

왕복동식 기계의 기어식 오일펌프{Gear Type Oil Pump for Reciprocating Compressor}

본 발명은 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축효율을 증가시키고 구성품들의 마모를 방지할 수 있는 기어식 오일펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식 기계는 작동유체를 압축하는 장치로서 압축기나 펌프 등에 광범위하게 사용되고 있으며, 그 대표적인 것으로 사판식 압축기를 들 수 있다. 이하에서는 사판식 압축기를 예로 들어 왕복동식 기계에 장착되는 기어식 오일펌프에 대해서 설명한다.

도 1은 사판식 압축기에 설치된 사판식 압축기에 설치된 종래의 기어식 오일펌프를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 종래의 기어식 오일펌프를 나타내는 분해 사시도이다.

도 1에 도시한 것과 같이, 사판식 압축기(100)는 전방하우징(120), 후방하우징(130), 및 상기 전방하우징(120)과 후방하우징(130) 사이에 배치된 실린더 블록(110)을 구비한다. 또한 상기 사판식 압축기(100)는 실린더 블록(110)의 실린더 보어(110a) 내에서 왕복 운동하는 피스톤(160)과, 상기 전방 및 후방 하우징(120, 130)의 내에 배치되고 외부 동력으로부터의 회전운동을 전달하는 구동축(140)과, 상기 복수의 피스톤(160)과 상기 구동축(140)을 연결링크(170)를 통해서 연결하여 구동축(140)의 회전을 피스톤(160)의 왕복운동으로 전환시키는 사판(150)과, 상기 사판(150) 등이 수용되는 사판실(121)을 구비하고 있다.

상기 설명한 사판식 압축기(100)에 구비된 구성들은 서로 접촉하면서 상대적으로 이동하기 때문에 마찰에 의한 열이 발생한다. 따라서 내부에 오일 등을 분사시킴으로써 냉각 및 윤활을 행해야 한다. 상기 사판식 압축기(100)는 이를 위해서 기어식 오일펌프(200)를 구비하고 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 것과 같이, 상기 오일펌프(200)는 구동축(140)의 일측 주위를 감싸면서 원주방향을 따라서 연속적으로 연결되는 실린더 보어(110a)에 의해서 형성되는 장착공간(190)에 삽입된다.

상기 장착공간(190)은 밸브 플레이트(180)에 의해서 커버된다. 상기 밸브 플레이트(180)는 실린더 블록(110)과 후방 하우징(130)의 사이에 고정 설치되어 후방하우징(130)과 실린더 블록(110) 사이로 작동유체를 통과시키기 위한 밸브를 구비한다.

상기 오일펌프(200)는 구동축(140)에 고정되어 구동축(140)에 의해서 회전하며 외주면에 기어가 형성된 내측기어(211), 상기 내측기어(211)를 내측에 수용하며 내측기어(211)의 외주면에 형성된 기어에 대응하는 기어가 내주면에 형성된 외측기어(212), 및 상기 외측기어(212)가 회전가능하게 장착되는 편심링(213)을 포함하는 기어조립체(210)를 구비한다. 상기 편심링(213)은 그 중심이 구동축(140)의 중심(즉, 내측기어의 중심)과 편심되어 있기 때문에 그 내측에 설치되는 외측기어(212)가 내측기어(211)와 편심되도록 한다.

상기 내측기어(211)가 외측기어(212)에 대해서 편심되어 회전하게 되면 내측기어(211)와 외측기어(212) 사이의 공간의 체적이 변화하게 되고, 이에 따라서 상기 공간에 존재하는 오일이 압축된다. 압축된 오일은 도 1의 화살표 방향을 따라서 압축기(100) 내부로 분사된다.

상기 기어조립체(210)는, 상기 장착공간(190)에 삽입된 상태에서, 상기 내측기어(211)와 외측기어(212)의 사이 오일이 존재하는 공간이 밀폐되어 있어야 오일의 누설이 방지되고 압축효율이 높아진다. 이를 위해서 상기 기어조립체(210)를 사이에 두고 상기 구동축(140)이 위치하는 측면에는 밀착와셔(220)가 설치된다. 또한, 상기 밀착와셔(220)와 구동축(140) 사이에는 탄성재질의 링(230)이 설치되어 상기 밀착와셔(220)를 기어조립체(210) 측으로 밀착시킨다.

상기 편심링(213)은 외측기어(212)를 내측기어(211)에 대해서 편심되도록 함과 동시에 외측기어(212)의 회전을 안내한다. 따라서 상기 편심링(213)은 축방향 및 원주방향으로 고정되도록 지지될 필요가 있다. 하지만, 도 1에 도시한 것과 같이, 종래의 기어식 오일펌프(200)의 편심링(213)은 장착공간(190)에서 장착공간(190) 내에 삽입되어 있을 뿐으로, 고정 지지되어 있지 않다.

따라서, 상기 오일펌프(200)가 작동하여 내측기어(211) 및 외측기어(212)가 회전할 경우, 상기 편심링(213)이 축방향 또는 원주방향으로 이동하게 되고, 그 결 과 외측기어(212)를 제대로 지지되지 못하여 편심링(213)으로부터 이탈하게 된다. 그 결과, 상기 내측기어(211)와 외측기어(212)의 기어결합이 제대로 맞물리지 못하게 되어 전체적으로 오일펌프(200)의 압축효율이 저하되는 문제점이 있다. 아울러 축방향으로의 이동이나 원주방향으로의 회전으로 인해서 상기 편심링(213)은 외측기어(212) 및 구동축(140)과 균일하게 접하지 못하고 이로 인해서 편심링(213)에서 마모가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외측기어의 회전을 안내하도록 지지하는 편심링이 고정지지될 수 있도록 함으로써 압축효율의 저하를 방지하고 외측기어 및 편심링의 마모를 방지할 수 있는 기어식 오일펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 구동축의 일측에 마련된 장착공간에 삽입되어 오일을 압축하여 분사하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에 관한 것으로, 상기 구동축의 일측 단부에 고정되는 내측기어, 상기 내측기어를 내부에 수용하며 내측기어에 대해서 편심되어 설치되는 외측기어 및 상기 외측기어를 회전가능하게 지지하는 편심링을 구비하는 기어조립체와; 상기 장착공간에 삽입된 기어조립체를 커버하는 밸브 플레이트와; 상기 장착공간의 좌면과 상기 기어조립체의 편심링 사이에 설치되어 상기 편심링을 밸브 플레이트 측으로 가압하는 탄성재질의 가 압부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성을 가지는 본 발명은 가압부재의 가압에 의해서 편심링을 축방향으로 지지하여 고정시킨다.

또한, 본 발명에 따르는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에서, 상기 장착공간은 내주면에 복수개의 삽입홈이 형성되어 있으며, 상기 가압부재는 외주면에 상기 삽입홈에 삽입되는 삽입돌기가 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성을 가지는 본 발명은 상기 가압부재의 삽입돌기가 장착공간의 삽입홈에 삽입됨으로써 가압부재가 장착공간에 대해서 원주방향으로의 회전이 방지되며, 이에 따라서 가압부재에 밀착된 편심링 역시 원주방향으로의 회전이 제한된다.

또한, 본 발명에 따르는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에서 상기 편심링과 상기 밸브 플레이트는 상기 편심링의 원주방향으로 회전을 고정시키는 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성을 가지는 본 발명은 상기 편심링을 밸브 플레이트에 대해서 고정시킴으로써 편심링이 원주방향으로 회전되지 않도록 한다.

또한, 본 발명에 따르는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에서 상기 고정수단은 상기 편심링에서 상기 밸브 플레이트와 마주보는 면에 형성되는 고정홈과, 상기 고정홈에 삽입되도록 상기 밸브 플레이트로부터 편심링 측으로 돌출되는 고정돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에서, 상기 기어조립체가 장착되는 장착공간은 피스톤을 안내하는 복수개의 실린더 보어가 구동축을 중심으로 원주방향을 따라서 연속적으로 연결되어 만들어지는 공간인 것을 특징으 로 한다. 이러한 구성을 가지는 본 발명은 별도의 부품을 사용하지 않고 장착공간을 제공할 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 기어식 오일펌프의 외측기어의 회전을 안내하는 편심링이 축방향으로 이동하거나 원주방향으로 회전하는 것을 방지함으로써, 외측기어가 편심링의 궤적으로부터 이탈되지 않도록 한다. 그 결과, 본 발명은 압축효율의 저하가 방지되고, 또한 편심링 및 외측기어 등 부품의 마모를 방지할 수 있는 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 기어식 오일펌프에 대해서 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명에 따르는 기어식 오일펌프가 장착된 사판식 압축기를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따르는 기어식 오일펌프의 분해 사시도이다. 참고로, 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 반복적인 설명을 피하기 위해서 이들 구성에 대한 구체적인 설명 역시 종래기술을 인용한다.

도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이, 본 발명에 따르는 기어식 오일펌프(200')는 구동축(140), 상기 구동축(140)의 회전에 의해서 오일을 압축하는 기어조립체(210), 상기 기어조립체(210)의 양측을 커버하는 밀착와셔(220) 및 밸브 플레이트(180), 그리고 상기 기어조립체(210)의 편심링(213)을 밸브 플레이트(180) 측으로 가압하는 가압부재(240)를 포함한다.

상기 구동축(140)은 사판(150)을 회전시키며, 아울러 그 일측 단부에는 후술하는 기어조립체(210)의 내측기어(211)가 고정된다. 상기 기어조립체(210)는 종래기술에서 설명한 바와 같이 내측기어(211), 외측기어(212) 및 편심링(213)을 구비한다.

상기 기어조립체(210)는 내측기어(211)가 편심되어 설치된 외측기어(212)의 내측에서 내접하면서 회전함으로써 내측기어(211)와 외측기어(212) 사이의 공간에 존재하는 오일을 압축하여 도 3에 도시된 화살표를 따라서 사판식 압축기의 내측으로 송출한다.

상기 기어조립체(210)는, 종래기술에서 설명한 바와 같이, 상기 구동축(140)의 주위에 마련되는 장착공간(190)에 삽입되어 장착된다. 상기 장착공간(190)은, 구동축(140)이 관통되어 회전가능하게 설치되며 상기 기어조립체(210)와 마주보는 좌면(191)과, 상기 구동축(140)을 감싸는 내주면(192)으로 구성된다.

도 1에 도시한 것과 같이, 본 실시예에서의 상기 장착공간(190)의 내주면(192)은 사판에 의해서 왕복 운동하는 피스톤(160)을 안내하는 복수개의 실린더 보어(110a)가 상기 구동축(140) 일측 단부 주위에서 원주방향을 따라 연속적으로 연결되어 만들어지는 공간을 활용할 수 있다. 본 발명에서 상기 장착공간(190)은 기어조립체(210)가 장착되는 작용을 가지는 것이므로, 다른 구조물에 의해서 상기 장착공간(190)의 내주면(192) 및 좌면(191)을 형성해도 된다.

한편, 상기 장착공간(190)의 내주면(192)에는 복수개의 삽입홈(193)이 형성되어 있다. 본 실시예에서 상기 삽입홈(193)은 도 1에 도시한 것과 같이 복수개의 실린더 보어(110a)가 접하는 부분에서 형성되는 오목하게 삽입된 형상으로 제작된다. 상기 삽입홈(193) 역시 실린더 보어(110a)를 이용할 수 있으며 설계에 따라서는 장착공간(190)의 내주면(192)에 별도로 가공하여 형성할 수 있다.

상기 밀착와셔(220)는 기어조립체(210)의 일측에 설치되며 구동축(140)에 장착되는 탄성재질의 링(230)에 의해서 기어조립체(210) 측으로 가압된다. 특히, 상기 밀착와셔(220)는 기어조립체(210)의 내측기어(211)에 밀착하여 함께 회전한다.

상기 밸브 플레이트(180)는 밀착와셔(220)의 반대측에서 기어조립체(210)를 커버하며, 사판식 압축기에서 냉매가 통과하는 밸브를 구비한다.

도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이, 상기 장착공간(190)의 좌면(191)과 상기 기어조립체(210)의 편심링(213) 사이에 가압부재(240)가 설치된다. 상기 가압부재(240)는 탄성력을 가지고 있는 얇은 금속재질로 제작되며, 상기 편심링(213)을 밸브 플레이트(180) 측으로 가압하여 상기 편심링(213)이 축방향으로 이동하지 않도록 고정시킨다.

상기 가압부재(240)는 링형상을 가지고 있으며, 편심링(213)과 면접촉하여 지지한다. 또한, 상기 가압부재(240)의 외주면에는 반경방향으로 돌출하는 삽입돌기(241)가 복수개 형성되어 있다. 상기 삽입돌기(241)는 앞서 설명한 장착공간(190)의 내주면(192)에 형성된 삽입홈(193)과 대응하는 위치 및 대응하는 형상을 가지고 있다. 상기 삽입돌기(241)는 가압부재(240)를 장착할 때 상기 삽입홈(193)에 끼워져 걸려서 장착된다. 이러한 구성을 통해서 상기 가압부재(240)는 상기 장착공간(190)의 내주면(192)에 대해서 원주방향으로 고정되어 회전이 방지되고, 그 결과 가압부재(240)에 의해서 편심링(213)이 탄성적으로 지지된다.

이때, 도 3에서는 상기 가압부재(240) 전체가 평탄하게 구성되어 있으나, 도 5에 도시한 바와 같이, 삽입돌기(241) 부분과 편심링(213)이 지지되는 부분 사이에 단차를 두어 편심링(213)의 위치가 다른 경우에도 탄성력을 부여하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르는 기어식 오일펌프(200')는 상기 편심링(240)과 밸브 플레이트(180)를 유기적으로 연결하여 편심링(240)의 회전을 방지하는 고정수단(250)을 구비한다.

구체적으로, 상기 고정수단(250)은 편심링(240) 중 밸브 플레이트(180)와 마주보는 측면에 형성된 고정홈(251)과, 상기 고정홈(251)에 삽입되도록 상기 밸브 플레이트(180)에 형성된 고정돌기(252)로 구성된다. 상기 고정홈(251)이 고정돌기(252)에 걸리게 되면 편심링(240)이 밸브 플레이트(180)에 대해서 회전하지 않게 된다.

본 실시예에서 상기 고정수단(250)은 편심링(240)에 고정홈이 형성되고 밸브 플레이트(180)에 고정돌기(252)가 형성되어 있으나, 설계에 따라서는 반대로 상기 편심링(250)에 고정돌기가 형성되고 밸브 플레이트(180)에 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르는 기어식 오일펌프는 외측 기어의 회전을 안내하는 편심링이 축방향 또는 원주방향으로 이동이나 회전되지 않고 고정되어 있어, 압축효율을 높 일 수 있으며 편심링이나 외측기어와 마모를 줄일 수 있기 때문에 각종 기계장치의 윤활을 위한 오일을 압축하는데 사용될 수 있으며, 특히 사판식 압축기 등 왕복동식 기계의 내부 부품을 윤활시키는데 적합하다.

도 1은 사판식 압축기에 설치된 사판식 압축기에 설치된 종래의 기어식 오일펌프를 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 종래의 기어식 오일펌프를 나타내는 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따르는 기어식 오일펌프가 장착된 사판식 압축기를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따르는 기어식 오일펌프의 분해 사시도.

도 5는 도 4에서 가압부재의 다른 예를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 실린더 블록 120 : 전방하우징

130 : 후방하우징 140 : 구동축

150 : 사판 160 : 피스톤

170 : 연결링크 180 : 밸브 플레이트

190 : 장착공간 200, 200' : 오일펌프

210 : 기어조립체 213 : 편심링

220 : 밀착와셔 230 : 링

240 : 가압부재 250 : 고정수단

Claims

구동축의 일측에 마련된 장착공간에 삽입되어 오일을 압축하여 분사하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프에 있어서,

상기 구동축의 일측 단부에 고정되는 내측기어, 상기 내측기어를 내부에 수용하며 내측기어에 대해서 편심되어 설치되는 외측기어 및 상기 외측기어를 회전가능하게 지지하는 편심링을 구비하는 기어조립체와,

상기 장착공간에 장착된 기어조립체를 커버하는 밸브 플레이트와,

상기 장착공간의 좌면과 상기 기어조립체의 편심링 사이에 설치되어 상기 편심링을 밸브 플레이트 측으로 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프.
제1항에 있어서,

상기 가압부재는 원주방향을 따라서 절곡되어 편심링측으로 돌출된 탄성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 왕복동 기계의 기어식 오일펌프.
제1항에 있어서,

상기 장착공간은 내주면에 복수개의 삽입홈이 형성되어 있으며,

상기 가압부재는 외주면에 상기 삽입홈에 삽입되는 삽입돌기가 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프.
제1항에 있어서,

상기 편심링과 상기 밸브 플레이트는 상기 편심링의 원주방향으로 회전을 고정시키는 고정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프.
제4항에 있어서,

상기 고정수단은 상기 편심링에서 상기 밸브 플레이트와 마주보는 면에 형성되는 고정홈과, 상기 고정홈에 삽입되도록 상기 밸브 플레이트로부터 편심링 측으로 돌출되는 고정돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 기어조립체가 장착되는 장착공간은 피스톤을 안내하는 복수개의 실린더보어가 구동축을 중심으로 원주방향을 따라서 연속적으로 연결되어 만들어지는 공간인 것을 특징으로 하는 왕복동식 기계의 기어식 오일펌프.