KR101680647B1 - 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 크랭크축의 회전력에 의해 가변펌프와 진공펌프가 연동되어 함께 구동됨은 물론 상기 가변펌프의 회전력에 감속되어 진공펌프에 전달되도록 구성됨에 따라 진공펌프의 재질을 기존과 동일한 재질로 하여 구성하더라도 진공펌프의 안전성을 유지할 수 있는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프는, 엔진 크랭크축의 회전력을 전달받아 회전되는 제1회전축이 구비된 가변펌프; 상기 제1회전축의 회전력을 전달받아 회전되는 제2회전축이 구비된 진공펌프; 및 상기 제1회전축의 회전력을 상기 제2회전축으로 감속하여 전달하는 감속수단;을 포함하여 구성된다.

Description

감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프{TANDEM PUMP FOR AUTOMOBILE HAVING A SPEED REDUCTION}

본 발명은 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 엔진 크랭크축의 회전력에 의해 가변펌프와 진공펌프가 연동되어 함께 구동됨은 물론 상기 가변펌프의 회전력에 감속되어 진공펌프에 전달되도록 구성됨에 따라 진공펌프의 재질을 기존과 동일한 재질로 하여 구성하더라도 진공펌프의 안전성을 유지할 수 있는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 브레이크 등의 작동을 보조하기 위하여 진공펌프가 설치되어 있다.

상기 진공펌프는 로터의 회전에 의해 하우징 내부로 에어탱크의 공기를 흡입하는 동시에 오일을 공급받으며, 또한, 이들을 베인 등으로 압축하여 배출구로 배출함으로써 상기한 에어탱크가 진공상태가 되도록 하고, 이와 같이 진공펌프에 의해 제공되는 진공상태(진공력)가 차량의 브레이크를 동작시켜주는 부스터로 보내져 차량을 제동시킬 수 있도록 이용된다.

도 1은 종래의 진공펌프의 일예를 도시한 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 진공펌프는, 하우징(21), 상기 하우징(21)의 내부에서 편심축(25)을 중심으로 회전되는 로터(26), 상기 로터(26)에 구비되어 하우징(21)의 내벽면(21a)에 밀착하여 회전되면서 펌프 흡입구(22)를 통해 에어탱크 등의 진공설비(미도시)로부터 공기를 흡입하여 압축한 후 배출구(23)를 통해 배출하는 하나 또는 복수개의 베인(27)으로 구성된다.

한편, 도 1의 진공펌프에서 미설명 도면부호 24는 급유구(24)로서, 이곳을 통해 흡입되는 엔진 오일은 로터(26)의 회전과 베인(27)의 송출작용에 의해 공기와 함께 배출구(23)로 배출되며, 상기 하우징(21)의 내부를 이동하면서 기밀을 유지하고, 윤활과 냉각의 역할을 한다.

한편, 가솔린 엔진 및 승용 디젤 엔진은 브레이크의 작동이나 EGR, 터보차저 액튜에이터의 작동원으로 진공압을 사용한다.

예를 들어, 가솔린 엔진의 경우에는 그 특성상 엔진 흡기 매니폴드 측에서 흡입공기의 스로틀링으로 생성되는 부압을 이용하고, 이러한 가솔린 엔진에 비해 공기 이용율이 높은 승용 디젤 엔진은 상술한 진공펌프를 구동하며, 구동시 제공하는 진공력이 브레이크 등의 작동원으로 사용되므로 상기 진공펌프의 정상 작동여부는 차량 및 탑승자의 안전에 직결된다.

종래의 진공펌프는 보통 캠축의 후단부나 보기류 벨트로써 구동되는 알터네이터(발전기)의 후단부에 장착되어서 엔진의 운전시 항상 구동되도록 되어 있는데, 진공펌프의 작동은 엔진의 회전수와 비례하여 작동되며, 로터(26)의 회전을 위해 도1의 편심축(25)이 캠축 또는 알터네이터 축에 연결된다.

그러나, 상기와 같이 진공펌프가 알터네이터에 동축상으로 장착되어 알터네이터 축의 회전력에 의해 구동이 이루어지는 경우에는 보기류 벨트의 손상에 의한 부압 미형성의 가능성이 존재하여 차량 및 탑승자에게 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 진공펌프가 캠축의 회전력에 의해 구동이 이루어지는 경우에는 캠축의 회전수가 엔진 회전수의 절반에 해당하기 때문에 충분한 진공력을 제공하기 위해 부피와 무게가 커질 수 밖에 없는 문제가 있다.

한편, 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여, 등록특허 제10-0600101호에 기재된 바와 같이, 오일펌프 일체형의 자동차용 진공펌프가 개시된 바 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 오일펌프 일체형의 자동차용 진공펌프는, 엔진 크랭크축에 연결된 오일펌프(5)와 동일한 회전수로 진공펌프(8)가 작동하기 때문에 기존과 동일한 재질로 이뤄진 진공펌프(8)가 고속으로 회전하게 되어 안전성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 진공펌프(8)의 회전이 기존의 회전보다 빠르게 구동되기 때문에 안정성을 보장할 수 없고, 이를 해결하기 위해서는 진공펌프(8)를 구성하는 부품의 강도나 내구성이 높은 재료로 보완하여 재설계를 해야하는 문제점이 있었다.

이를 방지하기 위해, 상기 등록특허 제10-0600101호의 도면에 도시된 바와 같이, 엔진 크랭크축보다 감속된 회전수로 오일펌프(5)를 회전시켜 진공펌프(8)의 회전수도 낮추도록 하였지만, 이러한 경우에는, 오일펌프(5)의 감속된 회전수를 보상하기 위해 오일펌프(5)의 부피와 무게가 커져야 하는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-0600101호(등록일자 2006년07월05일)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 엔진 크랭크축의 회전력에 의해 가변펌프와 진공펌프가 연동되어 함께 구동됨은 물론 상기 가변펌프의 회전력에 감속되어 진공펌프에 전달되도록 구성됨에 따라 진공펌프의 재질을 기존과 동일한 재질로 하여 구성하더라도 진공펌프의 안전성을 유지할 수 있는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프는, 엔진 크랭크축의 회전력을 전달받아 회전되는 제1회전축이 구비된 가변펌프; 상기 제1회전축의 회전력을 전달받아 회전되는 제2회전축이 구비된 진공펌프; 및 상기 제1회전축의 회전력을 상기 제2회전축으로 감속하여 전달하는 감속수단;을 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 감속수단은, 상기 제1회전축의 단부에 구비된 외치기어부; 및 상기 제2회전축의 단부에 구비되어 상기 외치기어부와 치합되어 감속회전되는 내치기어부;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 외치기어부는, 상기 제1회전축의 단부에 일체로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 외치기어부는, 상기 제1회전축의 단부 외측에 동심축상으로 고정결합되는 외측기어의 외주면에 일체로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 내치기어부는, 상기 제2회전축의 단부에 일체로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 내치기어부는, 상기 제2회전축의 단부 내측에 동심축상으로 고정결합되는 내측기어의 내주면에 일체로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 감속수단은, 상기 제1회전축의 단부에 구비된 외치기어부; 상기 외치기어부와 치합되도록 상기 외치기어부의 외주에 배치되어 외주면에 기어부가 형성된 복수의 아이들기어; 및 상기 제2회전축의 단부에 구비되어 상기 복수의 아이들기어와 치합되어 감속회전되는 내치기어부;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 감속수단은, 상기 제1회전축의 단부에 구비된 제1회전축 측 외치기어부; 및 상기 제2회전축의 단부에 구비되어 상기 제1회전축 측 외치기어부와 치합되어 감속회전되는 제2회전축 측 외치기어부;를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 외치기어부에 대한 상기 내치기어부의 감속 비율은 0.5 내지 0.8 일 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 엔진 크랭크축의 회전력에 의해 가변펌프와 진공펌프가 연동되어 함께 구동됨은 물론 상기 가변펌프의 회전력에 감속되어 진공펌프에 전달되도록 구성됨에 따라 진공펌프의 재질을 기존과 동일한 재질로 하여 구성하더라도 진공펌프의 안전성을 유지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 가변펌프의 제1회전축 또는 상기 진공펌프의 제2회전축에 별도의 외치기어 또는 내치기어가 고정결합되도록 구성됨에 따라 상기 가변펌프와 상기 진공펌프의 감속비율을 제품별로 용이하게 조절할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래의 진공펌프의 일예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프를 구성하는 감속수단의 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프를 구성하는 감속수단의 다른 일예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프를 구성하는 감속수단의 또 다른 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프를 구성하는 감속수단의 또 다른 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프를 구성하는 감속수단의 또 다른 일예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프를 구성하는 감속수단의 또 다른 일예를 도시한 도면이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 일실시예에 따른 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가변펌프(100), 진공펌프(200) 및 감속수단(300)을 포함하여 구성된다.

상기 가변펌프(100)는 엔진 크랭크축(미도시)의 회전력을 전달받아 회전되는 제1회전축(110)이 구비된다.

상기 가변펌프(100)는 자동차용으로 구성되는 통상의 가변펌프(100)와 동일 내지 유사한 구성으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 오일을 흡입하는 흡입 포트와 상기 오일을 토출하는 토출 포트가 형성된 케이싱, 상기 케이싱의 내측에 구비된 피벗축을 기준으로 회전가능하게 설치되고 내부에 로터리실이 형성된 아우터 캠링, 상기 아우터 캠링에 대하여 편심되도록 설치되고 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하며 외주면에 방사상으로 슬라이딩 가능하게 결합된 복수의 베인을 포함하는 로터, 일단은 상기 아우터 캠링의 외측면에 형성된 스프링지지부에 접촉되고 타단은 상기 케이싱의 내측면에 접촉되어 상기 아우터 캠링을 탄성지지하는 지지스프링, 상기 아우터 캠링과 상기 케이싱의 사이에 형성되어 상기 아우터 캠링의 편심정도를 변화시키는 레귤레이팅 챔버를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 진공펌프(200)는 상기 제1회전축(110)의 회전력을 전달받아 회전되는 제2회전축(210)이 구비된다.

상기 진공펌프(200)는 자동차용으로 구성되는 통상의 진공펌프(200)와 동일 내지 유사한 구성으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 하우징, 상기 하우징의 내부에서 편심축을 중심으로 회전되는 로터, 상기 로터에 구비되어 하우징의 내벽면에 밀착하여 회전되면서 펌프 흡입구를 통해 에어탱크 등의 진공설비(미도시)로부터 공기를 흡입하여 압축한 후 배출구를 통해 배출하는 하나 또는 복수개의 베인을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 감속수단(300)은 상기 가변펌프(100)의 제1회전축(110)의 회전력을 상기 진공펌프(200)의 제2회전축(210)으로 감속하여 전달하도록 구성된다.

예를 들어, 상기 감속수단(300)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전축(110)의 단부에 구비된 외치기어부(111) 및 상기 제2회전축(210)의 단부에 구비되어 상기 외치기어부(111)와 치합되어 감속회전되는 내치기어부(211)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 외치기어부(111)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전축(110)의 단부에 일체로 형성되거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1회전축(110)의 단부 외측에 동심축상으로 고정결합되는 외측기어(210A)의 외주면에 일체로 형성되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 내치기어부(211)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2회전축(210)의 단부에 일체로 형성되거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2회전축(210)의 단부 내측에 동심축상으로 고정결합되는 내측기어(110A)의 내주면에 일체로 형성되도록 구성될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 외치기어부(111)가 상기 제1회전축(110)의 단부 외측에 동심축상으로 고정결합되는 외측기어(210A)의 외주면에 일체로 형성됨과 함께 상기 내치기어부(211)가 상기 제2회전축(210)의 단부 내측에 동심축상으로 고정결합되는 내측기어(110A)의 내주면에 일체로 형성되도록 구성될 수도 있음은 물론이다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 감속수단(300)은, 상기 제1회전축(110)의 단부에 구비된 외치기어부(111), 상기 외치기어부(111)와 치합되도록 상기 외치기어부(111)의 외주에 배치되어 외주면에 기어부(311)가 형성된 복수의 아이들기어(310) 및 상기 제2회전축(210)의 단부에 구비되어 상기 복수의 아이들기어(310)와 치합되어 감속회전되는 내치기어부(211)를 포함하여 구성될 수도 있음은 물론이다.

상기에서는, 제1회전축의 단부에 구비된 외치기어부와, 제2회전축의 단부에 구비되어 상기 외치기어부와 치합되어 감속회전되는 내치기어부로 이뤄진 감속수단에 대해 설명하였지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1회전축(110)의 단부와 제2회전축(210)의 단부에 모두 외치기어부(111, 211)가 구비되도록 하여 상기 제1회전축(110)의 회전력을 상기 제2회전축(210)으로 감속하여 전달할 수도 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 상기 감속수단(300)이 외치기어부(111)와 내치기어부(211)로 구성됨에 있어서, 상기 외치기어부(111)에 대한 상기 내치기어부(211)의 감속 비율은 대략 0.5 내지 0.8 인 것이 바람직하다.

이는, 상기 외치기어부(111)에 대한 상기 내치기어부(211)의 감속 비율이 0.5 보다 낮게 되면 상기 진공펌프(200)의 충분한 진공력이 확보되지 않아 용량이 큰 진공펌프(200)를 적용해야 하는 문제점이 있고, 상기 외치기어부(111)에 대한 상기 내치기어부(211)의 감속 비율이 0.8 보다 높게 되면 상기 진공펌프(200)의 회전력이 과도하게 상승하여 안전성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

100:가변펌프 110:제1회전축
110A:내측기어 111:외치기어부
200:진공펌프 210:제2회전축
210A:외측기어 211:내치기어부
300:감속수단 310:아이들기어

Claims (9)

1. 엔진 크랭크축의 회전력을 전달받아 회전되는 제1회전축이 구비된 가변펌프;
   상기 제1회전축의 회전력을 전달받아 회전되는 제2회전축이 구비된 진공펌프; 및
   상기 제1회전축의 회전력을 상기 제2회전축으로 감속하여 전달하는 감속수단;을 포함하여 구성된 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 감속수단은,
   상기 제1회전축의 단부에 구비된 외치기어부; 및
   상기 제2회전축의 단부에 구비되어 상기 외치기어부와 치합되어 감속회전되는 내치기어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
3. 제2항에 있어서,
   상기 외치기어부는,
   상기 제1회전축의 단부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
4. 제2항에 있어서,
   상기 외치기어부는,
   상기 제1회전축의 단부 외측에 동심축상으로 고정결합되는 외측기어의 외주면에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
5. 제2항에 있어서,
   상기 내치기어부는,
   상기 제2회전축의 단부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
6. 제2항에 있어서,
   상기 내치기어부는,
   상기 제2회전축의 단부 내측에 동심축상으로 고정결합되는 내측기어의 내주면에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
7. 제1항에 있어서,
   상기 감속수단은,
   상기 제1회전축의 단부에 구비된 외치기어부;
   상기 외치기어부와 치합되도록 상기 외치기어부의 외주에 배치되어 외주면에 기어부가 형성된 복수의 아이들기어; 및
   상기 제2회전축의 단부에 구비되어 상기 복수의 아이들기어와 치합되어 감속회전되는 내치기어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
8. 제1항에 있어서,
   상기 감속수단은,
   상기 제1회전축의 단부에 구비된 제1회전축 측 외치기어부; 및
   상기 제2회전축의 단부에 구비되어 상기 제1회전축 측 외치기어부와 치합되어 감속회전되는 제2회전축 측 외치기어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.
9. 제2항에 있어서,
   상기 외치기어부에 대한 상기 내치기어부의 감속 비율은 0.5 내지 0.8 인 것을 특징으로 하는 감속 수단을 포함하는 자동차용 텐덤펌프.

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