KR101692773B1 - 베인펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터에 수용되는 베인의 일측 뿐만 아니라 아우터 캠링의 내주면에 밀착되는 베인의 타측 부분도 지지리브를 통해 지지해 줌에 따라 베인이 틸팅되는 현상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 케이싱과 커버의 파손을 원천적으로 방지할 수 있는 베인펌프에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 베인펌프는, 아우터 캠링과 로터의 사이에 형성된 로터리실의 일측으로 유입된 작동유체가 상기 로터리실의 타측으로 배출되도록 구성된 베인펌프로서, 상기 로터리실의 일측부와 연통되고, 상기 로터의 회전시 상기 로터리실로 작동유체를 유입시키는 하는 흡입 포트; 및 상기 로터리실의 타측부와 연통되고, 상기 로터의 회전시 상기 로터리실의 작동유체를 배출시키는 배출 포트;를 포함하여 구성되되, 상기 흡입 포트 및 배출 포트 중 적어도 어느 하나의 포트에는, 상기 아우터 캠링의 중심을 기준으로 외측에 대응하는 포트의 단부에 상기 베인의 측면을 지지하는 지지리브가 형성된다.

Description

베인펌프{VANE PUMP}

본 발명은 베인펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 로터에 수용되는 베인의 일측 뿐만 아니라 아우터 캠링의 내주면에 밀착되는 베인의 타측 부분도 지지리브를 통해 지지해 줌에 따라 베인이 틸팅되는 현상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 케이싱과 커버의 파손을 원천적으로 방지할 수 있는 베인펌프에 관한 것이다.

펌프는 엔진의 원활한 작동을 위해 엔진의 각 부분에 작동유체를 공급하는 역할을 하며, 예를 들어, 전동기, 내연기관 또는 증기터빈 등과 같은 원동기의 기계적 에너지를 이용하여 작동유체에 압력을 가한 다음 엔진의 각 부분으로 이동시키도록 구성되어 되고, 구조에 따라 기어형, 베인형 및 피스톤형으로 구분된다.

한편, 펌프는 부하변동에 따라 펌프의 토출량이 항상 일정한 정용량 펌프와 부하의 변동에 따라 토출량이 변하는 가변용량 펌프가 있다.

베인형으로서 부하의 변동에 따라 토출량이 변하는 가변식 베인펌프는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(11)과 커버(12)로 구성된 케이싱(10), 구동축의 회전에 따라 회전하는 로터(30)와, 상기 로터(30)와 편심되게 설치되는 아우터 캠링(20), 상기 아우터 캠링(20)을 탄력적으로 지지하되 상기 아우터 캠링(20)과 로터(30)가 서로 편심되게 위치된 상태를 유지하는 지지스프링(60) 및 상기 아우터 캠링(20)의 내주면에 접하면서 회전하여 외부로 작동유체를 압송하는 다수의 베인(31)을 포함한다.

도 4는 종래의 가변용량 베인형 펌프의 일부 단면을 도시한 단면도로서, 상기 베인형 펌프를 구성하는 로터(30)에는 상기 베인(31)이 반경 방향으로 슬라이드가 가능하도록 상기 베인을 수용하는 복수의 슬롯(30s)이 형성된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 베인(31)이 상기 로터(30)의 슬롯(30s)에 삽입되고, 상기 베인(31)의 양측면이 상기 케이싱(10)을 이루는 하우징(11)과 커버(12)의 사이에 각각 밀착된 상태에서 상기 로터(30)의 회전에 의해 회전하면서 상기 슬롯(30s)으로 삽입되거나 배출되도록 작동하게 된다.

그러나, 종래의 가변용량 베인형 펌프(A)는, 상기 베인(31)이 상기 슬롯(30s)에서 최대로 배출되어 상기 아우터 캠링(20)의 내주면에 접한 상태에서는 상기 하우징(11)과 커버(12)에 의한 상기 베인(31)의 지지력이 약해져서 상기 베인(31)의 상기 아우터 캠링(20)의 내주면에 접한 측이 흡입포트(40)나 배출포트(50)의 공간으로 틸팅하면서 케이싱(11)과 커버(12)에 파손을 유발하는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1382073호(등록일자 2014년03월31일)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 로터에 수용되는 베인의 일측 뿐만 아니라 아우터 캠링의 내주면에 밀착되는 베인의 타측 부분도 지지리브를 통해 지지해 줌에 따라 베인이 틸팅되는 현상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 케이싱과 커버의 파손을 원천적으로 방지할 수 있는 베인펌프를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 베인펌프는, 아우터 캠링과 로터의 사이에 형성된 로터리실의 일측으로 유입된 작동유체가 상기 로터리실의 타측으로 배출되도록 구성된 베인펌프로서, 상기 로터리실의 일측부와 연통되고, 상기 로터의 회전시 상기 로터리실로 작동유체를 유입시키는 하는 흡입 포트; 및 상기 로터리실의 타측부와 연통되고, 상기 로터의 회전시 상기 로터리실의 작동유체를 배출시키는 배출 포트;를 포함하여 구성되되, 상기 흡입 포트 및 배출 포트 중 적어도 어느 하나의 포트에는, 상기 아우터 캠링의 중심을 기준으로 외측에 대응하는 포트의 단부에 상기 베인의 측면을 지지하는 지지리브가 형성된다.

바람직하게, 상기 지지리브는, 상기 흡입 포트 및 배출 포트에 대응하는 상기 베인의 측면 면적이 상기 베인의 전체 측면 면적의 50% 이상인 구간에 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 베인의 측면에 밀착되는 상기 지지리브의 밀착면의 반대측 부분에는 유체 흐름용 경사부가 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 로터에 수용되는 베인의 일측 뿐만 아니라 아우터 캠링의 내주면에 밀착되는 베인의 타측 부분도 지지리브를 통해 지지해 줌에 따라 베인이 틸팅되는 현상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 케이싱과 커버의 파손을 원천적으로 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 베인의 측면에 밀착되는 지지리브의 밀착면의 반대측 부분에는 유체 흐름용 경사부가 형성되어 작동유체의 원할한 흐름이 이뤄질 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래의 가변용량 베인형 펌프를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 가변용량 베인형 펌프를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 3은 종래의 가변용량 베인형 펌프의 내부를 도시한 평면도이다.
도 4는 종래의 가변용량 베인형 펌프의 일부 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변식 베인펌프를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변식 베인펌프의 내부를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가변식 베인펌프의 일부 단면을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 가변식 베인펌프의 일부 단면을 도시한 단면도이다.

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 가변식 베인펌프는, 도 5에 도시된 바와 같이, 케이싱(100), 아우터 캠링(200), 로터(300), 지지스프링(700)을 포함하여 구성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(100)은 일측이 개방된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 개방부를 폐쇄하는 커버(120)를 포함하여 구성되며, 상기 하우징(110)과 커버(120)는 볼트 등의 결합수단을 통해 상호 결합될 수 있다.

상기 케이싱(100)은 상기 아우터 캠링(200), 로터(300), 지지스프링(700) 등의 구성요소가 내장될 수 있도록 내부에 소정의 공간을 갖도록 형성되며, 작동유체를 흡입하는 흡입 포트(400)와 상기 작동유체를 토출하는 배출 포트(500)가 형성된다.

상기 흡입 포트(400)는 상기 하우징(110)의 개방부 반대측 저부의 일측에 형성된 홈부와 이 홈부에 대응하여 상기 커버(120)의 내측면에 형성된 홈부가 서로 마주함에 따라 형성되고, 상기 배출 포트(500)는 상기 하우징(110)의 개방부 반대측 저부의 타측에 형성된 홈부와, 이 홈부에 대응하여 상기 커버(120)의 내측면에 형성된 홈부가 서로 마주함에 따라 형성될 수 있다.

상기 흡입 포트(400)는 상기 로터리실(RS)의 일측부와 연통되고, 회전방향(도 6을 기준으로 반시계 방향)을 따라 단면적이 점차 작아지도록 아치형으로 형성된다.

상기 배출 포트(500)는 로터리실(RS)의 타측부와 연통되고, 회전방향(도 6을 기준으로 반시계 방향)을 따라 단면적이 점차 커지도록 아치형으로 형성된다.

따라서, 상기 흡입 포트(400)를 통해 작동유체가 케이싱(100)의 내부 공간으로 흡입되어 상기 로터리실(RS)로 유입될 수 있고, 상기 로터리실(RS)로 유입된 작동유체는 상기 아우터 캠링(200)과 로터(300)에 의해 상기 배출 포트(500)로 압송되어 토출된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 아우터 캠링(200)은, 상기 케이싱(100)의 내측에 구비되어 피벗축(P)을 기준으로 회전가능하게 설치되고, 내부에 로터리실(RS)이 형성되며, 상기 로터리실(RS)에는 로터(300)와 베인(310)이 내장된다.

구체적으로, 상기 아우터 캠링(200)은 대략 링 형상으로 형성되고, 상기 피벗축(P)을 기준으로 소정 각도만큼 회전하며 후술하는 로터(300)와 소정량만큼 편심되며, 상기 로터리실(RS)은 원형으로 형성되고, 아우터 캠링(200)과 동심원 형태로 형성된다.

상기 아우터 캠링(200)의 일측 외측면에는 스프링지지부(210)가 돌출 형성되며, 상기 스프링지지부(210)가 지지스프링(700)의 일단부에 접촉하여 지지스프링(700)을 지지하게 된다.

상기 스프링지지부(210)는 소정의 길이와 폭으로 형성되는 로드 형태로 형성되며, 상기 지지스프링(700)의 탄성력을 아우터 캠링(200)으로 전달하여 아우터 캠링(200)과 로터(300)가 서로 편심되도록 하고, 상기 아우터 캠링(200)이 일정 각도로 회전시에는 상기 지지스프링(700)을 압축하도록 작용한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 로터(300)는 상기 아우터 캠링(200)에 대하여 편심되도록 설치되고, 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하고, 외주면에는 다수의 슬롯(300s)이 형성되며, 각 슬롯(300s)에는 방사상으로 슬라이딩 배출이 가능하게 결합된 복수의 베인(310)이 구비된다.

구체적으로, 상기 로터(300)는 상기 아우터 캠링(200)의 로터리실(RS) 내부에 회전가능하게 설치되며, 예를 들어, 엔진의 구동축으로부터 회전력을 인가받아 회전작동하게 된다.

상기 로터(300)는 원형으로 형성되며, 상기 아우터 캠링(200)의 로터리실(RS)의 지름보다 작게 형성되어, 상기 로터리실(RS)의 내측에서 회전될 수 있다.

상기 로터(300)와 연결되는 구동축은 상기 커버(120)를 관통하여 외부로 연결될 수 있다. 상기 구동축은 축회전이 가능하도록 구성되고, 상기 아우터 캠링(200)에 대하여 편심된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 베인(310)은 로터(300)가 회전하면 슬롯(300s)으로부터 방사상으로 슬라이딩 배출되면서 외측단부가 아우터 캠링(200)의 내주면에 접촉하게 된다.

상기 지지스프링(700)은 상기 아우터 캠링(200)이 상기 구동축에 대해 편심되도록 탄성력을 가하도록 구성되며, 상기 지지스프링(700)의 일단은 상기 아우터 캠링(200)의 외측면에 형성된 스프링지지부(710)에 접촉되고, 상기 지지스프링(700)의 타단은 상기 로터리실(RS)의 내측면에 접촉되도록 설치된다.

구체적으로, 상기 지지스프링(700)은 상기 케이싱(100)의 내부 일측에 설치되며, 상기 지지스프링(700)의 탄성력에 의해 상기 아우터 캠링(200)과 상기 로터(300)가 소정량만큼 편심될 수 있으며, 상기 아우터 캠링(200)과 로터(300)의 편심 정도에 따라 배출 포트(500)로 압송되는 오일의 배출량이 가변된다.

한편, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 가변식 베인펌프는, 상술한 흡입 포트(400) 및 배출 포트(500) 중 적어도 어느 하나의 포트에, 상기 아우터 캠링(200)의 중심을 기준으로 외측에 대응하는 포트의 단부에 상기 베인(310)의 측면을 지지하는 지지리브(600)가 형성되도록 구성된다.

즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 지지리브(600)는, 상기 로터(300)의 슬롯(300s)에 구비된 베인(310)이 상기 슬롯(300s)에서 배출되었을 때, 상기 베인(310)의 측면을 지지하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지지리브(600)는 상기 흡입 포트(400) 및 배출 포트(500)의 일부 구간에 형성될 수 있다.

구체적으로, 일측을 기준으로, 상기 케이싱(100) 또는 커버(120)와 밀착되는 상기 베인(310)의 측면 접촉 면적이 전체 면적의 50% 미만인 구간에 대응하여 상기 지지리브(600)가 형성될 수 있다.

다른 관점에서 이해하면, 상기 흡입 포트(400) 및 배출 포트(500)에 대응하는 상기 베인(310)의 측면 면적이 상기 베인(310)의 전체 측면 면적의 50% 이상인 구간에 형성되는 것으로 이해할 수 있다.

예를 들어, 상기 지지리브(600)는 상기 흡입 포트(400)와 배출 포트(500)의 폭이 가장 넓은 부분에서 시작하여 폭이 좁은 부분으로 점차 폭이 작아지도록 아치형상으로 연장형성되되, 포트의 전체 형성 길이의 대략 1/3 정도로 형성될 수 있다.

한편, 상기 지지리브(600)의 단면 형상은, 도 7에 도시된 바와 같이, 직사각형의 형상으로 형성되거나, 도 8에 도시된 바와 같이, 일측이 모따기 처리되어 유체 흐름용 경사부(610)가 형성된 바와 같이 삼각형의 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 베인(310)의 측면을 지지할 수만 있다면 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

상기에서는, 상기 아우터 캠링의 중심을 기준으로 외측에 대응하는 포트의 단부에 상기 베인의 측면을 지지하는 지지리브가 형성된 가변식 베인펌프를 예시로 설명하였지만, 비가변식으로 구성된 일반적인 베인펌프에도 상술한 바와 같은 지지리브가 적용될 수 있음은 물론이다.

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:케이싱
110:하우징
120:커버
200:아우터 캠링
300:로터
310:베인
400:흡입 포트
500:배출 포트
600:지지리브

Claims (3)

1. 아우터 캠링과 로터의 사이에 형성된 로터리실의 일측으로 유입된 작동유체가 상기 로터리실의 타측으로 배출되도록 구성된 베인펌프로서,
   상기 로터리실의 일측부와 연통되고, 상기 로터의 회전시 상기 로터리실로 작동유체를 유입시키는 하는 흡입 포트; 및
   상기 로터리실의 타측부와 연통되고, 상기 로터의 회전시 상기 로터리실의 작동유체를 배출시키는 배출 포트;를 포함하여 구성되되,
   상기 흡입 포트 및 배출 포트 중 적어도 어느 하나의 포트에는, 상기 아우터 캠링의 중심을 기준으로 외측에 대응하는 포트의 단부에 상기 베인의 측면을 지지하는 지지리브가 형성되고,
   상기 베인의 측면에 밀착되는 상기 지지리브의 밀착면의 반대측 부분에는 유체 흐름용 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 베인펌프.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지리브는,
   상기 흡입 포트 및 배출 포트에 대응하는 상기 베인의 측면 면적이 상기 베인의 전체 측면 면적의 50% 이상인 구간에 형성된 것을 특징으로 하는 베인펌프.
3. 삭제

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