KR101180923B1 - 가변용량 진공펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 개시된 가변용량 진공펌프는 서지탱크와 연결되는 진공펌프에 있어서, 타원형상이고, 직선 가이드면을 형성한 타원 펌프 하우징; 기 타원 펌프 하우징내에 구성되며, 방사형으로 베인이 설치되는 로터; 상기 로터와 베인을 내장하면서, 상기 펌프 하우징내를 이동하도록 전후진 회전축을 구비하며, 상기 직선 가이드면을 따라 안내되는 직선구간이 외주면에 형성되는 진원 인너 하우징; 상기 진원 인너 하우징에 설치된 전후진 회전축을 회전시켜 전후진하도록 상기 타원 펌프 하우징 외부에 구성되며, 브레이크 작용을 감지하는 브레이크 감지센서와 상기 서지탱크에 설치된 접점식 다이어프램 센서의 신호를 수신하여 기 설정된 정보에 의하여 판단하는 전자제어장치의 전기적 신호로 구동하는 정역 모터로 이루어진다.
이와 같은 가변용량 진공펌프는 타원 펌프 하우징 내부에 가변적으로 움직일 수 있는 진원 인너 하우징을 장착해 진공도의 유무에 따라 진공펌프의 저압부과 고압부의 체적을 가변적으로 제어하여 마찰을 감소시키며, 출력 그리고 구성부품의 내구 수명을 증대시킨다.
진공펌프, 진원 인너 하우징, 타원 펌프 하우징,

Description

가변용량 진공펌프{VARIABLE VACUUM PUMP}
도 1은 종래 기술에 따른 가변용량 진공펌프를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 공회전예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 작동 구성도를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20:가변용량 진공펌프 22:서지탱크
24:펌프 하우징 26:로터
28:베인 30:직선 가이드면
32:타원 펌프 하우징 34:전후진 회전축
36:진원 인너 하우징 38:전자제어장치
40:정역 모터 42:브레이크
44:브레이크 감지센서 46:다이어프램 센서
본 발명은 가변용량 진공펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타원 펌프 하우징 내부에 가변적으로 움직일 수 있는 진원 인너 하우징을 장착해 진공도의 유무에 따라 진공펌프의 저압부과 고압부의 체적을 가변적으로 제어해 마찰을 감소시켜며, 연비 및 출력 그리고 구성부품의 내구 수명을 증대시키는 가변용량 진공펌프에 관한 것이다.
자동차에서는 브레이크, 엔진회전수 보상장치, EGR 밸브, VGT 작동 등에 공압을 이용한다. 소형 차량의 경우 진공압력을 이용하는데, 이런 진공압력은 가솔린 엔진의 경우 흡기다기관 입구에 공기 유량을 조절하는 트로틀 밸브가 있어 엔진 운전중에는 자연적으로 부압이 형성되어 이 압력을 호스 등으로 연결하여 사용한다.
디젤엔진의 경우, 이런 밸브가 없어 별도의 진공펌프를 엔진에 장착해서 사용한다. 일반적인 승용 디젤엔진의 경우에는 발전기의 회전축에 직결되어 회전되거나 캠 사프트에 연결되어 구동된다.
도 1은 종래 기술에 따른 가변용량 진공펌프를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 로터(2)가 회전하여 원심력이 형성되면, 베인(4)이 돌출되어 펌프 하우징(6) 내면에 밀착되고, 오일의 작용으로 구성 부품에 기밀이 유지되어 "A,B,C,D" 구역이 형성된다.
상기 "A,B,C,D" 공간은 로터(2)의 회전에 의해 용적이 변하게 된다. A구역이 회전하여, B구역 위치로 가면 용적이 커지면서 압력은 떨어져 부압이 형성된다.
그리고 부압이 형성되어 흡기구(8)와 차압이 발생되면, 체크밸브 밸브(10)가 열려 흡기구(8)로부터 공기가 유입된다. 유입된 공기는 D구역으로 가면서 용적이 적어져 배유구(12)로 공기와 오일이 배출된다.
따라서 흡기구(8)에 연결된 회로에서 공기가 빠져나가면서 부압이 낮아지고, 공기가 다 빠지면, 완전진공 상태(-760mmHg)가 된다.
그런데, 종래 기술은 상기한 바와 같이 베인(4)의 움직임과 용적의 변화로 프릭션 및 고열이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기한 종래의 진공펌프(14)는 진공도에 관계없이 계속 작동하여 필요 없는 부하를 유발함으로 연비 성능을 떨어뜨리며, 작동 특성상 압축과 이완을 고속 회전으로 반복하여 공급 윤활유의 열화를 촉진시키는 단점이 있다.
즉, 종래의 진공펌프는 최고 출력점에서 약3~4마력의 마찰손실을 가져오고 있으며, 배유구의 오일온도가 최고 출력점에서 150℃로 엔진오일의 열화를 촉진시키는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같이 이루어지는 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 타원 펌프 하우징 내부에 가변적으로 움직일 수 있는 진원 인너 하우징을 장착해 진공도의 유무에 따라 진공펌프의 저압부과 고압부의 체적을 가변적으로 제어하여 마찰을 감소시킴으로써, 연비 및 출력 그리고 구성부품의 내구 수명을 증대시키는 가변용량 진공펌프를 제공한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타 낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
이와 같은 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 서지탱크와 연결되는 진공펌프에 있어서, 타원형상이고, 직선 가이드면을 형성한 타원 펌프 하우징; 상기 타원 펌프 하우징내에 구성되며, 방사형으로 베인이 설치되는 로터; 상기 로터와 베인을 내장하면서, 상기 펌프 하우징내를 이동하도록 전후진 회전축을 구비하며, 상기 직선 가이드면을 따라 안내되는 직선구간이 외주면에 형성되는 진원 인너 하우징; 상기 진원 인너 하우징에 설치된 전후진 회전축을 회전시켜 전후진하도록 상기 타원 펌프 하우징 외부에 구성되며, 브레이크 작용을 감지하는 브레이크 감지센서와 상기 서지탱크에 설치된 접점식 다이어프램 센서의 신호를 수신하여 기 설정된 정보에 의하여 판단하는 전자제어장치의 전기적 신호로 구동하는 정역 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변용량 진공펌프를 제공할 수 있다.
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이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 공회전예를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공펌프의 작동 구성도를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 가변용량 진공펌프(20)는 서지탱크(22)와 연결되는 펌프 하우징(24)내에 회전하도록 설치된 로터(26)에 방사상으로 베인(28)이 조립 구성되는 진공펌프(20)에서, 타원형상이고, 직선 가이드면(30)을 형성한 타원 펌프 하우징(32)과; 상기 타원 펌프 하우징(32)내에 방사형으로 베인(28)을 설치한 로터(26)와; 상기 로터(26)와 베인(28)을 내장하면서 타원 펌프 하우징(32)내를 이동하도록 전후진 회전축(34)으로 연결되어 설치된 진원 인너 하우징(36)과; 상기 진원 인너 하우징(36)에 연결 설치된 전후진 회전축(34)을 회전시키게 타원 펌프 하우징(32) 외부에 전자제어장치(38)의 전기적 신호로 구동하도록 설치된 정역 모터(40)로 구성된다.
상기 직선 가이드면을 따라 안내되는 직선구간이 외주면에 형성되는 진원 인너 하우징;
상기 전자제어장치(38)는 브레이크(42)의 작용을 감지하도록 설치된 브레이크 감지센서(44)와, 서지탱크(22)에 설치된 접점식 다이어프램 센서(46)와, 상기 브레이크 감지센서(44)와 접점식 다이어프램 센서(46)의 신호로 기 설정된 정보에 의하여 판단하여 정역모터(40)를 제어한다.
가변용량 진공펌프(20)의 타원 펌프 하우징(32)은 종래의 펌프 하우징과 달리 내부 구조가 진원이 아니며, 진원 인너 하우징(36)이 움질일 수 있도록 타원 펌프 하우징(32)은 진원 인너 하우징(36)과의 중심거리가 존재한다. 즉, 진원 인너 하우징(36)은 외주면에는 직선구간(36-1)이 형성되어 있어 타원 펌프 하우징(32)내에서 직선 가이드면(30)을 따라 안내되어 이동이 용이하게 된다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면, 진원 인너 하우징(36)에는 정역모터(40)와, 전후진 회전축(34)으로 연결되어 있고 타원 펌프 하우징(32)의 직선 가이드면(30)을 따라 안내되어 움직이게 된다.
즉, 도 2에서는 진원 인너 하우징(36)이 보통의 진공펌프처럼 위치되고 있는데, 이때 A,B,C,D로 표시된 각 영역이 중심 로터(26)의 회전에 의해 용적이 증가하면서 진공을 형성하게 되고, 감소하면서 압축을 하게 되어 오일을 배출하게 된다.
이때, 베인(28)은 로터(26)에 의하여 회전하면서 왕복 직선운동을 하게 되면서 왕복운동 및 회전운동과 압축 및 이완에 따른 부하가 베인(28)에 작용해서 마찰과 펌프 구동에 의한 부하가 최대로 형성된다.
도 3에서는 진원 인너 하우징(36)이 최대로 이동하여 A,B,C,D의 구역에서 용적이 같은 상태가 되어 진공펌프(20)의 작동 부하가 없고, 진공도 형성되지 않게 된다. 따라서 베인(28)도 왕복운동을 하지 않고, 용적의 변화가 없기 때문에 베인(28)의 부하도 없어 마찰력이 크게 떨어지는 상태가 된다.
이와 같이, 진원 인너 하우징(36)의 위치에 따라 펌프 작동 부하 및 마찰이 감소 또는 증가하게 된다.
그리고 진공펌프(20)에 DC모터 내장형 정역모터(40)을 설치하여 진공도에 따라 가변적으로 진원 인너 하우징(36)을 전후진 회전축(34)으로 이동시켜 진공도를 조절하게 된다.
이에 따라 가변적으로 진원 인너 하우징(36)이 이동하여 용적의 변화가 적어지고, 진공펌프(20)를 구동하는 부하 및 마찰력은 떨어져 펌프의 진공 능력은 감소하게 된다.
따라서 현재의 진공도에 알맞은 위치로 진원 인너 하우징(36)이 움직이면서 진공도를 필요한 만큼 유지하게 된다.
이로써, 진공펌프(20)의 운전 상태를 항상 최적으로 유지할 수 있어 운전시간에 따른 전체 마찰력이 저감되어 연비 및 출력을 개선하고, 내부 구성품의 내구 수명을 증대하며, 오일의 열 부하 감소로 열화 현상을 개선할 수 있게 된다.
그리고 진공 서지탱크(22)에 접점식 다이어프램 센서(46)를 장착하는데, 그 접점 부위에는 압전소자가 설치되어 있어 압력에 따라 선형적으로 전압값이 출력되어 현재의 진공상태를 전달받은 전자제어장치(38)는 목표 진공압에 도달하면, 진원 인너 하우징(36)을 공회전 영역으로 이동시켜 펌프 구동 부하를 감소시키게 된다.
또한, 목표 진공압이 되도록 정역모터(40)를 전자제어장치(38)가 피드백제어를 하게 된다.
즉, 브레이크(42) 작동 상태일 때에는 진원 인너 하우징(36)을 진공펌프(20)의 최대 작동 상태로 이동시키고, 엔진이 고속이고 진공도가 충분할 때는 진원 인너 하우징(36)을 공회전 영역으로 이동시키게 된다.
또한, 목표 진공압을 달성하기 위해서는 진원 인너 하우징(36)을 이동시켜 진공도를 유지한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 현재의 진공도에 알맞은 위치로 진원 인너 하우징이 움직이면서 진공도를 필요한 만큼 유지하는 효과가 있다.
이렇게 하면, 진공펌프의 운전상태를 항상 최적으로 유지할 수 있어 운전시간에 따른 전체 마찰력이 저감되어 연비 및 출력 향상과 내부 구성품의 내구 수명을 증대하는 효과가 있다.
그리고 오일의 열 부하 감소로 열화 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 진원 인너 하우징이 가변적으로 이동함에 따라 용적의 변화가 적어져서 진공펌프를 구동하는 부하 및 마찰력은 떨어지게 하는 효과가 있다.
또한, 현재의 진공도에 알맞은 위치로 진원 인너 하우징이 움직이면서 진공도를 필요한 만큼 유지하게 된다.
삭제
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (3)

  1. 서지탱크와 연결되는 진공펌프에 있어서,
    타원형상이고, 직선 가이드면을 형성한 타원 펌프 하우징;
    상기 타원 펌프 하우징내에 구성되며, 방사형으로 베인이 설치되는 로터;
    상기 로터와 베인을 내장하면서, 상기 펌프 하우징내를 이동하도록 전후진 회전축을 구비하며, 상기 직선 가이드면을 따라 안내되는 직선구간이 외주면에 형성되는 진원 인너 하우징; 및
    상기 진원 인너 하우징에 설치된 전후진 회전축을 회전시켜 전후진하도록 상기 타원 펌프 하우징 외부에 구성되며, 브레이크 작용을 감지하는 브레이크 감지센서와 상기 서지탱크에 설치된 접점식 다이어프램 센서의 신호를 수신하여 기 설정된 정보에 의하여 판단하는 전자제어장치의 전기적 신호로 구동하는 정역 모터
    를 포함하며,
    상기 진원 인너 하우징이 상기 정역 모터에 의해 최대로 이동하여 상기 베인에 의해 구획된 영역들의 용적이 같은 상태가 되는 것을 특징으로 하는 가변용량 진공펌프.
  2. 삭제
  3. 삭제
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