KR101584786B1 - 차량용 진공 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 진공펌프에 관한 것으로서, 상세하게는 진공펌프에 의한 배출 동작시 진공 펌프와 연결된 엔진에 전달되는 소음과 진동을 최소화 할 수 있는 진공 펌프에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 챔버가 형성되는 하우징과;
하우징에 마련되는 배출공과; 상기 하우징 외면에 배치되어 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 밸브와; 상기 하우징의 외면에 마련되되 상기 배출공으로부터 연장된 홈 형태로 마련되어 상기 밸브에 의하여 상기 배출공이 폐쇄된 상태에서도 상기 배출공을 통하여 상기 챔버가 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로와, 상기 챔버 내에서 베인에 의하여 구획되고 상기 배출공이 위치하는 제1 영역 내의 유체 일부를, 상기 제1 영역과 이웃하되 상기 베인에 의하여 구분되는 제2 영역으로 안내할 수 있도록 상기 배출공에 인접하게 설치되거나 근접하게 설치되는 안내유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프를 제공한다.

Description

차량용 진공 펌프{A vacuum pump for a vechicle}

본 발명은 차량용 진공펌프에 관한 것으로서, 상세하게는 진공펌프에 의한 배출 동작시 진공 펌프와 연결된 엔진에 전달되는 소음과 진동을 최소화 할 수 있는 진공 펌프에 관한 것이다.

진공 펌프는 그 내부에 마련되는 로터 및 베인의 회전에 의하여 하우징 내부에 음압을 발생시켜, 차량 내부의 여러 부품 중 진공압이 필요한 부품(예, 브레이크 부스터 등)에 진공압을 제공할 수 있는 차량용 부품의 일종이다.

종래의 진공펌프의 구성은 한국 공개특허 10-2004-0042410에 도시한 바와 같이, 진공압 형성을 위한 챔버가 형성되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 회전가능하게 형성되는 로터와, 상기 로터에 끼워지며 상기 하우징 내부의 챔버를 상기 로터와 함께 회전하는 베인을 포함한다.

상기 로터는 엔진에 마련되는 캠축과 연결되어, 상기 캠축의 회전에 의하여 회전동작을 수행한다. 상기 로터와 베인에 의하여 상기 하우징 내부 챔버가 복수의 공간으로 구획되고, 이와 같이 구획된 복수의 공간의 체적은 상기 로터 및 베인의 회전에 의하여 가변된다.

상기 하우징에는 공기가 유입되는 유입부와, 공기가 배출되는 배출부가 마련되는데, 상기 로터와 베인의 회전에 의하여 유입부를 통하여 공기와 오일이 유입되고 하우징 내부의 챔버를 거쳐서 배출부로 배출된다.

베인의 회전에 의하여 배출동작이 이루어지기 직전에, 배출부와 연통되어 있는 공간에는 오일이 가득차 있으며, 밸브에 의하여 배출부가 닫혀있기 때문에 그 내부는 진공상태를 형성된다.

따라서, 오일이 가득차 있는 공간의 압력과 하우징 외부의 압력의 차이는 대단히 크게 형성된다.

이 상태에서 베인이 배출부에 근접하여 밀어내는 동작을 수행하면, 오일이 배출부로 진입하고 오일의 푸쉬 동작에 의하여 밸브가 열리면서 오일이 하우징 외부로 빠져나간다.

진공상태의 공간이 밸브의 갑작스런 개방에 의하여 외부와 연통될때 배출부 입구의 압력은 진공상태에서 대기압 상태로 폭증하고, 갑작스러운 압력 변화로 인하여 하우징 전체에 소음 및 진동이 발생한다.

진공 펌프는 엔진과 연결되어 엔진에서 발생하는 회전력에 의하여 진공 흡입 동작을 하는데, 이와 같이 소음 및 진동이 발생하는 경우, 엔진에 전달되어 엔진에 악영향을 미친다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 마련된 것으로서, 진공 펌프의 배출 동작시 발생하는 진동 및 소음을 저감할 수 있도록 챔버 내부에 있는 배출 영역에 수용되어 있는 배출 대상 유체 중 일부를 다른 영역으로 이동시킬 수 있는 차량용 진공 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 챔버가 형성되는 하우징과;

하우징에 마련되는 배출공과; 상기 하우징 외면에 배치되어 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 밸브와; 상기 하우징의 외면에 마련되되 상기 배출공으로부터 연장된 홈 형태로 마련되어 상기 밸브에 의하여 상기 배출공이 폐쇄된 상태에서도 상기 배출공을 통하여 상기 챔버가 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로와, 상기 챔버 내에서 베인에 의하여 구획되고 상기 배출공이 위치하는 제1 영역 내의 유체 일부를, 상기 제1 영역과 이웃하되 상기 베인에 의하여 구분되는 제2 영역으로 안내할 수 있도록 상기 배출공에 인접하게 설치되거나 근접하게 설치되는 안내유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프를 제공한다.

안내 유로는 상기 챔버 바닥면에 홈 형태로 마련되고 상기 배출공과 연결되어 소정 길이만큼 연장되는 형태로 마련되는 하부 안내 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 안내유로는 상기 배출공으로부터 상기 베인의 이동 방향의 반대 방향으로 소정 길이만큼 연장되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 안내 유로는 상기 배출공과 연결되는 경사면을 구비하는 제1하부 안내 유로와, 상기 제1하부 안내 유로와 연통되고 그 하면이 경사면 또는 비 경사면으로 구성되는 제2하부 안내 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 안내 유로는 챔버의 측벽으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 안내 유로는 상기 챔버의 측벽 중 배출공에 인접한 측벽의 상부에 홈 형태로 마련되며 상기 베인의 이동 방향의 정반대 방향으로 연장되게 마련되는 상부 안내 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 안내 유로 중 일부 영역은 베인의 회전 방향의 반대 방향으로 갈 수록 그 폭이 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 안내 유로의 배치 길이는 상기 배출공의 배치 길이에 대응되는 것을 특징으로 한다.

상기 안내 유로는 상기 챔버 바닥면에 홈 형태로 마련되고 상기 배출공과 연결되어 소정 길이만큼 연장되는 형태로 마련되는 하부 안내 유로를 더 포함하되,

상기 상부 안내 유로의 배치 길이는 상기 배출공 및 상기 하부 안내 유로의 배치 길이에 대응되는 것을 특징으로 한다.

상기 연통 유로는 상기 배출공의 테두리부로부터 소정 깊이를 갖는 형태로 파여져 형성되고, 상기 연통 유로의 최외곽 단부는 상기 밸브에 의하여 덮히는 영역을 넘어서도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 연통 유로는; 상기 배출공의 테두리부로부터 연장되어 상기 배출공 일측으로 연장되는 제1연통 유로와; 상기 제1연통 유로와 연장되어 상기 밸브에 의하여 덮히는 영역을 넘어서 배치되어 외부에 노출되게 마련되는 제2연통 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연통 유로는 로터의 회전축 방향으로 연장되게 형성되거나, 외측 방향으로 연장되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배출공의 테두리부는 하우징의 외부 표면으로부터 돌출되게 마련되어 단차지게 형성되고 상기 배출공을 둘러싸도록 마련되고, 상기 연통유로는 상기 테두리부 일부가 절개되어 상기 배출공을 상기 테두리부 외부 공간과 항시 연통시키도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 효과는 다음과 같다.

밸브에 의하여 배출공이 폐쇄된 상태에서도 배출공을 통하여 챔버, 즉 배출 대상 유체 수용 공간이 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로를 제공할 수 있다. 따라서, 배출공 부근에서의 극심한 압력 증가를 방지할 수 있다.

즉, 종래 기술에 비하여 압력의 피크점이 낮아지고, 압력 변화가 일어나는 시간이 늘어나기 때문에 임펄스 곡선과 같은 압력 변화 곡선이 사라진다.

그리고, 극심한 압력 폭증으로 인한 소음도 종래보다 감소한다는 장점도 있다.

한편, 챔버 바닥 및 챔버 측면 부분에 배출 영역의 유체 일부를 옆 영역으로 바이패스 시킬 수 있는 안내 유로가 마련되기 때문에 배출 영역 내부에서의 과도한 압력 상승을 방지할 수 있다.

따라서, 배출 영역과 챔버 외부와의 압력 구배를 줄일 수 있어서, 배출 당시 발생하는 압력 차로 인한 소음과 진동을 저감할 수 있다.

이로써, 진공 펌프 자체의 내구성을 향상시키는 한편, 엔진으로 전달되는 소음과 진동을 저감함으로써 엔진의 내구성과 안정성을 도모할 수 있다는 장점도 있다.

도1은 본 발명에 의한 차량용 진공펌프의 사시도이다.
도2는 본 발명에 의한 차량용 진공 펌프의 분해 사시도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 의한 진공 펌프의 챔버 평면도이다.
도4은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 의한 진공 펌프의 챔버 측단면도이다.
도5는 본 발명에 의한 연통 유로가 형성된 진공 펌프의 하부 사시도이다.
도6은 연통 유로가 형성되지 않은 종래 차량용 진공 펌프의 하부 사시도이다.
도7은 본 발명에 의한 연통 유로의 측단면도 및 정단면도이다.
도8은 본 발명에 의한 다른 실시예의 연통유로가 형성된 진공 펌프의 하부사시도이다.
도9는 본 발명에 의한 다른 실시예의 연통유로가 형성된 진공 펌프의 하부사시도이다.
도10 내지 도13은 본 발명의 제1,2실시예에서 진공 펌핑 동작에 따른 변화를 도시한 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보도록 하겠다.

도1은 본 발명에 의한 차량용 진공펌프(이하, '진공펌프'라 한다)의 사시도이고, 도2는 상기 진공펌프의 분해사시도이다.

도1과 도2에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 진공펌프(100)는 내부에 형성된 챔버(111)를 구비하는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)에 회동가능하게 설치되는 로터(120)와, 상기 로터(120)를 가로지르도록 끼워지는 베인(130)을 포함한다.

상기 베인(130)의 양 옆에는 슬라이더(135)가 마련되는데, 상기 슬라이더(135)는 상기 챔버(111)의 내측벽과 접촉하여 상기 로터(120) 및 베인(130)의 회전시 베인(130)의 회전 운동이 부드럽게 이루어지도록 안내하는 역할을 수행한다.

상기 하우징(110)의 상면에는 상기 챔버(111)를 차폐하는 커버(140)가 마련되며, 상기 커버(141)는 상기 하우징(110)과 볼트와 같은 체결부재(145)에 의하여 결합된다.

상기 체결부재(145)는 상기 커버(140)의 테두리에 마련되는 제1체결공(141)을 관통하여 상기 하우징(110)의 테두리에 마련되는 제2체결공(112)에 삽입되어 결합된다.

상기 커버(140)와 상기 하우징(110)의 상부 테두리 사이에는 공기의 누출을 방하기 위한 상부 실링부재(148)가 마련된다.

상기 하우징(110)의 외부 측면에는 공기가 유입되는 유입부(160)가 마련된다.

상기 유입부(160)의 구성은 상기 하우징(110)에 마련되는 유입관(161)과, 상기 유입관(161)에 결합되어 유입공기의 역류를 방지하는 체크밸브(162)와, 체크 밸브 방향으로 공기를 안내하는 안내 호스(163)를 포함한다.

상기 하우징(110)의 하면에는 배출부(170)가 마련되는데, 상기 배출부(170)는 상기 하우징(110)의 챔버 바닥에 마련되는 배출공(도4참조, 170a)과, 상기 배출공(170a)을 선택적으로 개폐하는 플레이트 밸브 형태의 밸브(172)와, 상기 밸브(172)의 개폐 구간을 정의하고 제한하는 스토퍼(173)가 마련된다.

상기 밸브(172)와 스토퍼(173)은 볼트와 같은 체결부재(174)에 의하여 상기 하우징(110)의 하면에 결합된다.

상기 하우징(110)의 하부에는 상기 로터(110)의 하부 중심에 끼워지는 노즐(175)이 마련되는데, 상기 노즐(175)은 엔진의 캠 샤프트의 중공측에서 공급되는 오일을 원하는 유량으로 펌프 내부로 공급하는 역할을 한다.

이를 위해서 상기 노즐(175)의 상부 부분이 상기 로터(110)의 내부 공간까지 끼워져서 그 내부공간과 연통된다.

상기 로터(120)에는 상기 베인(130)이 끼워지기 위한 베인 장착 공간(121)이 마련되는데, 그 베인 장착 공간(121)을 통해서 펌프 내부로 오일을 공급하기 위하여 상기 노즐(175)이 마련된다.

상기 베인(130)이 상기 로터(120)를 가로질러서 끼워지기 위하여 상기 로터(120)의 양 옆에는 상기 베인 장착 공간(121)과 연통되는 베인 장착홈(122)이 마련된다.

한편, 상기 로터(120)의 하부 부분에는 커플러(180)이 연결되는데, 상기 커플러(180)은 엔진의 캠 샤프트(미도시)과 연결되어 캠축의 회전력을 상기 로터(120)에 전달하는 역할을 한다.

상기 커플러(180)는 외부 동력 전달 수단의 일 예이나, 이에만 한정되지 않고, 기어나 벨트, 마찰차와 같은 여러가지 동력 전달 수단도 가능하다. 다만 상기 커플러(180)가 위 기술 분야에서 많이 사용되므로 이를 동력 전달 수단의 일 예로 든 것에 불과하다.

본 발명에서 상기 로터(120)와 상기 커플러(180)이 직접 연결되는 것은 아니고, 커플러(180)을 통해서 전달되는 회전력을 상기 로터(120)에 선택적으로 전달하는 동력 전달 조절 부재(190)와의 매개에 의하여 연결된다.

상기 로터(120)는 상기 베인 장착 공간(121) 및 베인 장착홈(122)이 형성되는 몸체부(123)와, 상기 몸체부(123)로부터 하방으로 연장되는 연장부(125)를 포함하고, 상기 동력 전달 조절 부재(190)는 상기 연장부(125)와 결합되는 관계가 성립된다.

도3은 본 발명에 의한 진공 펌프의 내부 평면도이다.

도3(a)는 제1실시예를 나타낸 것이고, 도3(b)는 제2실시예를 나타낸 것이다.

로터(120)는 챔버(111) 내부에서 일측으로 치우쳐지게 설치된다.

로터(120)에는 베인(130)이 배치되고, 베인(130)의 양 단에는 슬라이더(135)가 배치된다.

베인(130) 및 슬라이더(135)에 의하여 챔버(111) 내부는 여러 개의 영역으로 구획된다.

예를 들어, 배출공(170a)과 연통하는 배출 영역(111a)과, 유입부(160)와 연통하는 유입 영역(111c) 및 배출 영역(111a)과 유입 영역(111c) 사이에 마련되는 중간 영역(111b)이 그것이다.

이하에서는 배출 영역(111a)을 제1영역, 중간 영역(111b)을 제2영역, 유입 영역(111c)을 제3영역이라고 서수적으로 정의하도록 하겠다.

이들 영역은 베인(130)에 의하여 명확하게 구분되고 구획된다.

여기서 제1영역(111a), 제2영역(111b), 제3영역(111c)의 체적은 로터(120)와 베인(130)의 회전에 따라서 지속적으로 변한다.

한편, 배출공(171a) 주위에는 안내 유로(113)가 마련된다.

여기서 안내 유로(113)는 회전하는 베인(130)에 의하여 배출공(170a) 방향으로 향하는 제1영역(111a)에 있는 유체 중 일부를, 제1영역(111a)과 인접하되 베인(130)에 의하여 구분되는 제2영역(111b)으로 안내하기 위하여 마련된다.

따라서, 제1 영역(111a) 내의 압력을 종래보다 감소시켜서 제1영역(111a)과 외부와의 압력 구배를 줄여, 유체 배출시 발생하는 소음과 진동을 저감할 수 있다.

안내 유로(113)에 의하여 유체가 제1영역(111a)에서 제2영역(111b)으로 안내되는 경우는 베인(130)이 안내 유로(113)를 지나가는 순간이며, 이에 의하여 안내 유로(113)는 제1영역(111a)과 제2영역(111b)에 동시에 걸쳐 있을 수 있다(도10 내디 도12 참조).

이러한 동작에 대해서는 구체적으로 후술하도록 하겠다.

도3과 도4에서 도시한 바와 같이, 안내 유로(113)는 홈 형태로 구현되는 상부 안내 유로(1113)와 하부 안내 유로(2113)로 구분된다.

하부 안내 유로(2113)는 챔버(111)의 바닥면에 형성되며 배출공(170a)과 직접 연결되어 있다.

하부 안내 유로(2113)는 배출공(170a)으로부터 베인(130)의 회전 방향의 반대 방향을 항하여 곡선 궤적을 형성하며 배치된다.

하부 안내 유로(2113)는 다시 제1 하부 안내 유로(2113a)와, 제2 하부 안내 유로(2113b)로 구분될 수 있다.

제1 하부 안내 유로(2113a)는 배출공(170a)과 연결되며, 그 바닥면이 배출공(170a)을 향하여 하향 경사지게 형성되어 있는 유로이며, 제2 하부 안내 유로(2113b)는 제1 하부 안내 유로(2113a)와 연결되며 그 바닥면이 경사면 또는 비경사면 형태로 마련되는 유로를 의미한다.

여기서 제1 하부 안내 유로(2113a)의 깊이는 배출공(170a) 방향에서 제2 하부 안내 유로 방향(2113b)으로 갈 수록 얕아지는 것이 바람직하다.

그리고, 제1 하부 안내 유로(2113a)의 전체적인 깊이는 제2 하부 안내 유로(2113b)의 전체적인 깊이보다 깊게 형성된다.

이는 배출공(170a) 근처의 유체 중 일부가 큰 충격을 발생시키지 않으며 베인(130)의 아래을 우회하여 제2 하부 안내 유로(2113b)를 거쳐서 제1 하부 안내 유로(2113a)로 이동하고 종국적으로 제2 영역(111b)에 도달할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 하부 안내 유로(2113)는 측벽(110a)으로부터 소정 간격 이격되어 있는데, 이는 베인(130)의 최외곽부가 측벽(110a)과 하부 안내 유로(2113) 사이에 있는 바닥면에 의하여 안정적으로 지지되도록 하여, 하부 안내 유로(2113)에 삽입되어 그 회전 운동이 방해받지 않도록 하기 위함이다.

한편, 상부 안내 유로(1113)는 배출공(170a)이 옆에 있는 측벽(110a)의 상부에 형성되고, 소정 깊이를 갖도록 형성된다.

상부 안내 유로(1113)는 챔버(111)를 향하여 개방되어 있으며, 베인(130)의 회전 방향의 반대 방향으로 향하여 연장되어 있다.

상부 안내 유로(1113)는 배출공(170a)이 형성되어 있는 영역에 대응되는 영역에 걸쳐서 배치되거나(제1실시예), 배출공(170a) 및 하부 안내 유로(2113)가 형성되어 있는 영역에 대응되는 영역에 걸쳐서 배치된다(제2실시예).

따라서 제1영역(111a)에 있는 유체 중 일부는 상부 안내 유로(1113)로 이동하여, 베인(130)을 우회하여 제2 영역(111b)으로 이동하여 배출시 발생하는 큰 압력 구배(제1영역(111a)과 챔버 외부와의 압력 구배)를 줄여서 충격에 의한 소음과 진동을 줄일 수 있다.

한편, 상부 안내 유로(1113)의 영역 중 출구 영역(1113a)은 그 폭이 순차적으로 좁아지게 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상부 안내 유로(1113)를 형성하는 측면벽이 상부 안내 유로(1113)의 출구 방향으로 갈수록 챔버(1111) 내부 방향을 향하는 형태로 되어 있다.

이는 베인(130)이 상부 안내 유로 영역(1113)을 지나가기 시작하는 경우에, 제2 영역(111b)과 상부 안내 유로(1113)간의 연통되는 정도를 순차적으로 늘려서 갑작스런 연통에 의한 충격을 줄이기 위함이다.

도5는 본 발명에 의한 진공 펌프의 하부 사시도이다.

하우징(110) 하부에는 두 개의 배출공(170a)이 마련되는데, 이는 로터(120)의 역방향 회전시 오일 및 공기가 토출되도록 하기 위함이다. 도4에서 우측에 있는 배출공이 로터(120) 역회전시 사용되는 배출공이다.

도5에서 스토퍼(도2참조, 173)는 생략하였다.

배출공(170a)은 장공 형태로 마련되고, 배출공(170a)의 위에는 플레이트 타입의 밸브(172)가 배치된다.

밸브(172)에는 체결부재(174)가 설치되어 있어서, 밸브(172)의 중심부분을 고정시킨다. 밸브(172)의 양단부는 자유단이 되어 로터(120) 및 베인(130)의 배출동작에 따라서 배출공(170a)을 덮거나 배출공을 개방할 수 있다.

밸브(172)가 배출공(170a)을 효과적으로 폐쇄하기 위해서는 밸브(172)의 폐쇄 면적은 배출공(170a)의 면적보다 커야 한다. 즉, 밸브(172)는 배출공(170a) 뿐만 아니라, 배출공(170a) 주위의 테두리도 덮어야 한다.

한편, 배출공(170a)의 옆에는 연통 유로(171)가 마련된다.

연통 유로(171)는 배출공(170a)과 연결되며, 배출공(170a)의 테두리로부터 그 주위 방향으로 연장되게 형성된다.

연통 유로(171)의 역할은 밸브(172)가 배출공(170a)을 덮어서 폐쇄한 상태에서도 배출공(170a) 및 배출공(170a)과 연통되는 챔버(111) 내부 공간이 외부와 연통되게 하는 것이다.

이에 의하여 밸브(172)가 배출공(170a)을 닫은 상태에서도 외부 공기가 배출공(170a)과 연통되는 챔버(111) 내부공간으로 유입될 수 있거나, 그 내부 공간에 있는 유체(오일 또는 공기)가 배출공(170a) 및 안내유로(171)를 타고 외부로 빠져나올 수 있다.

연통 유로(171)는 도5(b)에서 도시한 바와 같이 배출공(170a)에서 로터(120) 회전축 방향으로 연장될 수 있거나, 도5(c)에서 도시한 바와 같이 배출공(170a)에서 하우징(110)의 외측 방향으로 연장될 수 있다.

연통유로(171)는 1개가 형성될 수 있고, 서로 이격되는 형태로 복수개가 배치될 수 있음은 물론이다.

밸브(172)가 배출공(170a)을 폐쇄한 상태에서도 지속적으로 공기가 배출공(170a)을 통해서 챔버(111) 내부로 공급되게 해야 하기 때문에, 밸브(172)에 의하여 덮히는 영역을 넘어서 그 영역 바깥에까지 연결되어야 한다.

즉, 연통유로(171)의 길이, 즉 배출공(170a)의 테두리에서 연통유로(171) 바깥쪽 단부까지의 길이는 배출공(170a)의 테두리에서 밸브(172)의 최외곽 까지의 거리보다 길게 형성되어야 한다.

여기서 연통유로(171)는 두 개의 영역으로 구분할 수 있는데, 밸브(172)에 의하여 덮이면서 배출공(170a)의 테두리와 연결되는 제1연통유로(171a)와, 제1연통유로(171a)에서 더 연장되며 밸브(172)에 의하여 덮히지 않는 제2연통유로(171b)로 구분된다.

연통유로(171)는 하우징(110)의 하면에 홈 또는 슬롯(slot)형태로 마련됨으로써 밸브(172)의 하면과 연통유로(171)의 바닥면 사이에 공간을 형성하여 밸브(172)가 폐쇄된 상태에서도 공기가 배출공 내부로 유입되거나 오일이나 공기가 외부로 빠져나올 수 있게 한다.

이에 의하여 배출 대상이 되는 유체가 들어있는 챔버 내의 공간, 즉 배출 댓아 유체 수용 공간(111a)은 연통 유로(171) 및 배출공(170a)에 의하여 외부와 항시 연통된다.

도6는 본 발명에 의한 연통 유로(171)가 형성되지 않은 차량용 진공 펌프의 하부 사시도로서 연통유로(171)가 형성된 도3의 경우와 확연하게 비교된다.

즉, 도6에서 도시한 바와 같이, 밸브(172)가 배출공(170a)을 덮은 상태에서는 밸브(172)가 배출공(170a) 및 그 주위 영역을 모두 덮기 때문에 배출공(170a)으로 공기가 유입되거나 외부로 공기가 오일이 빠져나올 가능성이 차단된다.

도7(a)는 연통 유로(171)가 형성되지 않은 영역이 밸브에 의하여 덮힌 상태를 도시한 부분 측단면도(도5의 B-B' 절개) 이고, 도7(b)는 연통유로(171)가 형성된 영역을 포함한 영역이 밸브(172)에 의하여 덮힌 상태를 도시한 부분 측단면(도5의 A-A'절개)도이다.

도7(c)는 도7(b)의 변형 실시예이며, 도7(d)는 도5에서 C-C'선을 따라서 절개한 밸브(172)와 연통 유로(171)의 부분 단면도이다. 도7(d)는 연통 유로의 좌우 폭이 인지될 수 있도록 보여준다.

도7(a)와 도7(b)에서 도시한 바와 같이, 배출공(170a) 테두리 중 연통유로(171)가 형성되지 않은 부분은 밸브(172)에 의하여 덮힌다.

연통유로(171)는 배출공(170a) 테두리에서 연장되어 일측방향으로 연장되는데, 제1 연통 유로(171a)는 밸브(172)에 의하여 덮힐 수 있으나, 제2연통유로(171b)는 밸브(172)가 덮는 영역 바깥에 위치하기 때문에 밸브(172)에 의하여 덮히지 않는다.

그리고, 연통유로(171)는 홈 또는 슬롯 형태로 마련되기 때문에 밸브(172)의 하면과 연통유로(171)의 바닥면은 항시 이격되어 공간을 형성한다.

따라서, 제2연통유로(171b)를 통해서 들어온 공기는 제1연통유로(171a)를 지나 배출공(170a)으로 유입되고, 배출 대상 유체 수용 공간(111a) 내로 들어간다.

또는 배출 대상 유체 수용 공간(111a)에 있는 공기나 오일와 같은 유체는 밸브(172)가 폐쇄된 상태에서도, 그 공간(111a)의 압력이 일정 수준을 초과하면 그 일부가 배출공(170a) 및 연통 유로(171)를 통해서 빠져나올 수 있다.

후술하겠지만, 이에 의하여 연통유로가 없는 경우에 비해서 배출 대상 유체 수용 공간(111a) 의 체적이 급격하게 줄어드는 경우, 그 내부의 압력변화 정도가 완화된다.

따라서, 극심한 압력 변화로 인한 진동과 소음이 줄어들게 되고, 이로 인하여 진공 펌프 내부 구성 요소의 불안정성도 감소한다.

위에서 살펴본 도3 내지 도4에서 나타난 상부 안내 유로(1113)와 하부 안내 유로(2113)의 유체 안내 작용(제1 영역(111a)에서 제2영역(111b)으로의 안내 작용) 및 연통 유로(171)에 의한 예비 배출 작용에 의하여 진공 펌프의 배출 동작에 의한 진동과 소음이 저감될 수 있으며, 이에 의하여 엔진에 악영향이 미치는 것도 방지할 수 있다.

한편, 도7(b)에서 도시한 바와 같이, 연통 유로(171)의 바닥면은 평면 형태로 마련되거나, 도7(c)에서 도시한 바와 같이, 연통 유로(171)의 바닥면은 배출공(170a)을 향해서 하향 경사지게 배치될 수도 있다.

그리고 도7(d)에서 도시한 바와 같이 연통 유로(171)은 홈이나 슬롯 형태로 하우징(110)의 하면 표면에 파여져 있으며, 연통 유로(171)의 측벽에 의하여 연통유로(171)의 바닥면은 하우징(111)의 하면 표면에 대해서 단차지게 형성된다.

도8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 연통유로를 도시한 하부 사시도이다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 배출공(170a) 주위의 테두리부(170b)가 돌출되게 형성되어 있고, 테두리부(170b) 중 일부에 홈이나 슬롯 형태의 연통유로(171)가 형성되어 있다.

연통유로(171)에 의해서 테두리부(170b) 바깥과, 테두리부(170b)안쪽의 배출공(170a)이 항시 연통된다.

밸브(172)는 테두리부(170b) 및 배출공(170a)을 덮을 수 있게 마련된다.

다만, 밸브(172)가 테두리부(170b) 및 배출공(170a)을 덮은 당시에도 연통유로(171)에 의하여 테두리부(170b)바깥과, 배출공(170a)이 항시 연통되어 외부의 공기가 배출공(170a)을 통해서 챔버(111) 내부로 유입되거나, 챔버(111) 내부의 공기나 오일과 같은 유체가 배출공(170a) 및 연통유로(171)을 통해서 외부로 배출될 수 있다.

도9(a)는 연통 유로(171)가 형성되지 않은 영역이 밸브에 의하여 덮힌 상태를 도시한 부분 측단면도(도6의 D-D' 절개) 이고, 도9(b)는 연통유로(171)가 형성된 영역을 포함한 영역이 밸브(172)에 의하여 덮힌 상태를 도시한 부분 측단면(도8의 E-E'절개)도이다.

그리고, 도9(c)는 연통 유로(171)의 좌우 폭이 인지될 수 있도록 보여준다(F-F'절개).

도9(a) 내지 도9(c)에서 도시한 바와 같이, 배출공(170a)의 주위에는 표면으로부터 돌출되거나 단차지게 형성된 테두리부(170b)가 형성된다.

도9(a)에서 도시한 바와 같이 연통유로(171)가 형성되지 않은 테두리부(170b)는 밸브(172)에 의하여 덮히게 되나. 연통 유로(171)는 밸브(172)가 그 위에 있어도, 측면에서 연통되는 부분이 있기 때문에 덮힌다고 볼 수 없다.

연통유로(171)는 배출공(170a) 테두리에서 연장되어 일측방향으로 연장되고, 테두리부(170b)의 최외곽까지 연장되어 테두리부(170b)의 외곽 공간과 연통된다.

이에 의하여, 연통유로(171)를 통해서 들어온 공기는 배출공(170a)으로 유입되고, 배출 대상 유체 수용 공간(111a) 내로 들어간다.

또는 배출 대상 유체 수용 공간(111a)에 있는 공기나 오일와 같은 유체는 밸브(172)가 폐쇄된 상태에서도, 그 공간(111a)의 압력이 일정 수준을 초과하면 그 일부가 배출공(170a) 및 연통 유로(171)를 통해서 빠져나올 수 있다.

도8 내지 도9에 의한 다른 실시에에 의하여도 연통유로가 없는 경우에 비해서 배출 대상 유체 수용 공간(111a) 의 체적이 급격하게 줄어드는 경우, 그 내부의 압력변화 정도가 완화된다.

따라서, 극심한 압력 변화로 인한 진동과 소음이 줄어들게 되고, 이로 인하여 진공 펌프 내부 구성 요소의 불안정성도 감소한다.

그리고 도9(c)에서 도시한 바와 같이 연통 유로(171)은 홈이나 슬롯 형태로 테두리부(170b)의 일부를 절개한 형태로 마련된다.

도10은 위에서 봤을 때 로터(120) 및 베인(130)이 반시계 방향으로 회전하는 것을 나타내고 있다.

베인(130)과 하우징(110) 내벽에 의하여 구획 또는 정의되는 배출 대상 유체 수용 공간(111a)에는 오일 및 연통 유로(171)에 의하여 들어온 공기로 채워져 있다.

도11에서 도시한 바와 같이, 베인(130)이 더 회전하면 하부 안내 유로(2113)(구체적으로는 제2 하부 안내 유로(2113b)를 지나가기 시작한다. 하부 안내 유로(2113)에 의하여 제1 영역(111a)과 제2 영역(111b)이 연통되기 시작한다.

다만, 본 발명의 제1실시예에서는 도11(a)과 같이, 상부 안내 유로(1113)가 하부 안내 유로(21113) 옆까지 연장되어 있지 않기 때문에 제1 실시예에서는 하부 안내 유로(2113)에 의하여만 제1 영역(113a)과 제2 영역(113b)이 연통된다.

반면에, 본 발명의 제2실시예에서는 도11(b)와 같이 상부 안내 유로(1113)가 하부 안내 유로(2113)의 끝부분까지 연장되어 있기 때문에 베인(130)이 상부 안내 유로(1113)도 지나게 된다.

따라서 상부 안내 유로(1113) 및 하부 안내 유로(2113)에 의하여 제1영역(111a)과 제2영역(111b)이 연통된다.

이에 의하여 제1 영역(111a)에 있던 유체 일부가 안내 유로(113)의 안내를 받아서 제2 영역(111b)으로 이동하게 되고, 제1 영역(111a) 내의 압력은 감소할 수 있다.

이 상태에서 베인(130)이 더 시계 반대 방향으로 회전을 하면, 도12에서 도시한 바와 같이, 베인(130)이 제2 하부 안내 유로(2113b)를 지나간다.

여전히 제1실시예에서는 하부 안내 유로(2113)에 의해서만 제1 영역(111a)과 제2영역(111b)이 연통되기 때문에, 제1 영역(111a)의 유체는 하부 안내 유로(2113)에 의해서만 제2 영역(111b)으로 이동한다.

그리고, 제2 실시예에는 상부 안내 유로(1113)와 하부 안내 유로(2113)에 의해서 제1 영역(111a)과 제2영역(111b)이 연통되기 때문에, 제1 영역(111a)의 유체는 상부 안내 유로(1113)와 하부 안내 유로(2113)에 의해서 제2 영역(111b)으로 이동한다.

도13에서 도시한 바와 같이, 베인(130)이 더 시계 반대 방향으로 회전하면, 베인(130)이 배출공(170a)에 인접하게 위치하고, 밸브(172)가 개방되어 배출공(170a)을 통해서 유체가 외부로 배출된다.

한편, 도13(a)에서 도시한 바와 같이, 제1실시예에서 베인(130)이 상부 안내 유로(1113)를 지나가기 시작하므로, 제1 영역(111a) 내의 유체가 비로소 상부 안내 유로(1113)를 따라서 제2 영역(111b)으로 이동할 수 있다.

한편, 하부 안내 유로(2113)는 여전히 제1 영역(111a)과 제2 영역(111b)을 연통시키고 있으므로 유체가 하부 안내 유로(21113)를 따라서 제2 영역(111b)으로도 이동할 수 있음은 물론이다.

한편, 진공 펌프에 의한 흡입 및 배출과정에서 연통 유로(도5참조, 171)에 의하여 제1영역(111a)으로 들어왔던 공기들은 도11 내지 도13과정에서 제1영역(111a)의 체적이 작아짐에 따라서 배출 압력을 받고, 하부 안내 유로(2113) 또는 상부 안내 유로(1113)를 따라서 제2영역(111b)으로 이동할 수 있으며, 또는 연통 유로(171)를 타고 밸브(172)가 개방되기 전이라도 외부로 빠져나갈 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 베인(130)의 이동으로 인하여 제1영역(111a)에 머물러 있는 유체가 외부로 배출되기 직전의 상황에서, 상부 안내 유로(1113) 또는 하부 안내유로(2113)를 따라서 제2 영역(111b)으로 이동하여 제1 영역(111a)의 체적이 축소되면서 나타날 수 있는 과도한 압력 상승을 억제할 수 있다.

또한, 제1 영역(111a)에 있는 유체가 연통 유로(171)를 타고 밸브(172)가 개방되기 전에 외부로 빠져나갈 수 있기 때문에, 제1 영역(111a) 내부의 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 안내 유로나 연통 유로가 없는 경우에 비해서, 제1 영역(111a)의 내부 압력과 챔버 외부 압력과의 구배가 줄어들 수 있다. 이에 의해서 밸브(172)가 개방되면서 제1영역(111a) 내의 유체가 배출되는 경우, 갑작스러운 압력의 변화에 의한 충격 소음 및 진동이 감소할 수 있다.

이로써 진공 펌프 자체의 내구성을 증대시키는 한편, 진공 펌프와 연결된 엔진에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

111: 챔버 111a: 제1영역(배출영역)
111b: 제2영역(중간영역) 111c: 제3영역(유입영역)
113: 안내 유로
120: 로터 130: 베인
170a: 배출공 170b: 테두리부
171: 연통 유로 172: 밸브
1113: 상부 안내 유로 2113: 하부 안내 유로

Claims (12)

1. 챔버가 형성되는 하우징과;
   하우징에 마련되는 배출공과;
   상기 하우징 외면에 배치되어 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 밸브와;
   상기 하우징의 외면에 마련되되 상기 배출공으로부터 연장된 홈 형태로 마련되어 상기 밸브에 의하여 상기 배출공이 폐쇄된 상태에서도 상기 배출공을 통하여 상기 챔버가 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로와,
   상기 챔버 내에서 베인에 의하여 구획되고 상기 배출공이 위치하는 제1 영역 내의 유체 일부를, 상기 제1 영역과 이웃하되 상기 베인에 의하여 구분되는 제2 영역으로 안내할 수 있도록 상기 배출공에 인접하게 설치되거나 근접하게 설치되는 안내유로를 포함하되,
   안내 유로는 상기 챔버 바닥면에 홈 형태로 마련되고 상기 배출공과 연결되어 소정 길이만큼 연장되는 형태로 마련되는 하부 안내 유로를 포함하고,
   상기 하부 안내유로는 상기 배출공으로부터 상기 베인의 이동 방향의 반대 방향으로 소정 길이만큼 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 하부 안내 유로는 상기 배출공과 연결되는 경사면을 구비하는 제1하부 안내 유로와, 상기 제1하부 안내 유로와 연통되고 그 하면이 경사면 또는 비 경사면으로 구성되는 제2하부 안내 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하부 안내 유로는 챔버의 측벽으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
6. 제1항에 있어서,
   상기 안내 유로는 상기 챔버의 측벽 중 배출공에 인접한 측벽의 상부에 홈 형태로 마련되며 상기 베인의 이동 방향의 정반대 방향으로 연장되게 마련되는 상부 안내 유로를 더 포함하며,
   상기 상부 안내 유로 중 일부 영역은 베인의 회전 방향의 반대 방향으로 갈 수록 그 폭이 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
7. 제6항에 있어서,
   상기 상부 안내 유로의 배치 길이는 상기 배출공의 배치 길이에 대응되는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
8. 삭제
9. 챔버가 형성되는 하우징과;
   하우징에 마련되는 배출공과;
   상기 하우징 외면에 배치되어 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 밸브와;
   상기 하우징의 외면에 마련되되 상기 배출공으로부터 연장된 홈 형태로 마련되어 상기 밸브에 의하여 상기 배출공이 폐쇄된 상태에서도 상기 배출공을 통하여 상기 챔버가 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로와,
   상기 챔버 내에서 베인에 의하여 구획되고 상기 배출공이 위치하는 제1 영역 내의 유체 일부를, 상기 제1 영역과 이웃하되 상기 베인에 의하여 구분되는 제2 영역으로 안내할 수 있도록 상기 배출공에 인접하게 설치되거나 근접하게 설치되는 안내유로를 포함하되,
   안내 유로는 상기 챔버 바닥면에 홈 형태로 마련되고 상기 배출공과 연결되어 소정 길이만큼 연장되는 형태로 마련되는 하부 안내 유로를 포함하고,
   상기 하부 안내유로는 상기 배출공으로부터 상기 베인의 이동 방향의 반대 방향으로 소정 길이만큼 연장되게 형성되며,
   상기 연통 유로는 상기 배출공의 테두리부로부터 소정 깊이를 갖는 형태로 파여져 형성되고,
   상기 연통 유로의 최외곽 단부는 상기 밸브에 의하여 덮히는 영역을 넘어서도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
10. 챔버가 형성되는 하우징과;
    하우징에 마련되는 배출공과;
    상기 하우징 외면에 배치되어 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 밸브와;
    상기 하우징의 외면에 마련되되 상기 배출공으로부터 연장된 홈 형태로 마련되어 상기 밸브에 의하여 상기 배출공이 폐쇄된 상태에서도 상기 배출공을 통하여 상기 챔버가 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로와,
    상기 챔버 내에서 베인에 의하여 구획되고 상기 배출공이 위치하는 제1 영역 내의 유체 일부를, 상기 제1 영역과 이웃하되 상기 베인에 의하여 구분되는 제2 영역으로 안내할 수 있도록 상기 배출공에 인접하게 설치되거나 근접하게 설치되는 안내유로를 포함하되,
    안내 유로는 상기 챔버 바닥면에 홈 형태로 마련되고 상기 배출공과 연결되어 소정 길이만큼 연장되는 형태로 마련되는 하부 안내 유로를 포함하고,
    상기 하부 안내유로는 상기 배출공으로부터 상기 베인의 이동 방향의 반대 방향으로 소정 길이만큼 연장되게 형성되며,
    상기 연통 유로는;
    상기 배출공의 테두리부로부터 연장되어 상기 배출공 일측으로 연장되는 제1연통 유로와; 상기 제1연통 유로와 연장되어 상기 밸브에 의하여 덮히는 영역을 넘어서 배치되어 외부에 노출되게 마련되는 제2연통 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
11. 챔버가 형성되는 하우징과;
    하우징에 마련되는 배출공과;
    상기 하우징 외면에 배치되어 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 밸브와;
    상기 하우징의 외면에 마련되되 상기 배출공으로부터 연장된 홈 형태로 마련되어 상기 밸브에 의하여 상기 배출공이 폐쇄된 상태에서도 상기 배출공을 통하여 상기 챔버가 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로와,
    상기 챔버 내에서 베인에 의하여 구획되고 상기 배출공이 위치하는 제1 영역 내의 유체 일부를, 상기 제1 영역과 이웃하되 상기 베인에 의하여 구분되는 제2 영역으로 안내할 수 있도록 상기 배출공에 인접하게 설치되거나 근접하게 설치되는 안내유로를 포함하되,
    안내 유로는 상기 챔버 바닥면에 홈 형태로 마련되고 상기 배출공과 연결되어 소정 길이만큼 연장되는 형태로 마련되는 하부 안내 유로를 포함하고,
    상기 하부 안내유로는 상기 배출공으로부터 상기 베인의 이동 방향의 반대 방향으로 소정 길이만큼 연장되게 형성되며,
    상기 연통 유로는 로터의 회전축 방향으로 연장되게 형성되거나, 외측 방향으로 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
12. 챔버가 형성되는 하우징과;
    하우징에 마련되는 배출공과;
    상기 하우징 외면에 배치되어 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 밸브와;
    상기 하우징의 외면에 마련되되 상기 배출공으로부터 연장된 홈 형태로 마련되어 상기 밸브에 의하여 상기 배출공이 폐쇄된 상태에서도 상기 배출공을 통하여 상기 챔버가 외부와 연통될 수 있도록 마련되는 연통 유로와,
    상기 챔버 내에서 베인에 의하여 구획되고 상기 배출공이 위치하는 제1 영역 내의 유체 일부를, 상기 제1 영역과 이웃하되 상기 베인에 의하여 구분되는 제2 영역으로 안내할 수 있도록 상기 배출공에 인접하게 설치되거나 근접하게 설치되는 안내유로를 포함하되,
    안내 유로는 상기 챔버 바닥면에 홈 형태로 마련되고 상기 배출공과 연결되어 소정 길이만큼 연장되는 형태로 마련되는 하부 안내 유로를 포함하고,
    상기 하부 안내유로는 상기 배출공으로부터 상기 베인의 이동 방향의 반대 방향으로 소정 길이만큼 연장되게 형성되며,
    상기 배출공의 테두리부는 하우징의 외부 표면으로부터 돌출되게 마련되어 단차지게 형성되고 상기 배출공을 둘러싸도록 마련되고,
    상기 연통유로는 상기 테두리부 일부가 절개되어 상기 배출공을 상기 테두리부 외부 공간과 항시 연통시키도록 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 진공 펌프.
    

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