KR101731186B1 - 유로 상에 맥동 흡수 공간을 증대시킨 차량용 전동 진공 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 모듈과; 하우징과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈;을 포함하고, 상기 펌프모듈은, 로터와, 캠링과, 상기 로터 및 상기 베인을 수용하여 상기 캠링에 결합되는 상 및 하플레이트를 포함하여 상기 로터와 상기 상 및 하플레이트는 볼트를 포함하는 펌프체결볼트에 의하여 상기 하우징에 결합되되, 상기 캠링은, 반경방향의 내측에 형성되어 상기 베인의 단부와 접촉되는 내측벽과, 상기 내측벽으로부터 상기 반경방향으로 연장되어 외관을 형성하는 외측벽을 구비하고, 상기 외측벽과 상기 하우징측에 결합되는 하플레이트의 외측의 형상은 상기 펌프체결볼트가 체결되는 영역을 제외한 영역에서 상기 내측벽을 향하여 함몰 형성되어 상기 펌프체결볼트가 체결된 영역에 의해 불연속적인 원 또는 타원 형상을 갖는 함몰 영역을 구비하여, 상기 펌프모듈을 둘러싸면서 상기 하우징에 결합된 펌프커버와 상기 외측벽 및 상기 하플레이트 사이의 공간이 확장된 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 소음을 감소시킬 수 있고, 중량을 감소시킬 수 있으며 제품의 신뢰성과 수명을 향상시킬 수 있다.

Description

유로 상에 맥동 흡수 공간을 증대시킨 차량용 전동 진공 펌프 {Vehicle Electric Vacuum Pump able to improve the pulsation absorption area on the fluid passage}

본 발명은, 전동 진공 펌프에 관한 것으로, 특히 소음 내지 맥동을 감소시킬 수 있도록 구조를 개선한 전동 진공 펌프이다.

자동차는 많은 부품들이 결합되는 총합적인 전자 및 기계장치로 현대의 대표적인 운송수단이다. 이러한 자동차는 일반적으로 운전자가 차량을 정지시키기 위한 장치로 제동 장치가 사용되고 있다. 제동 장치는 운전자의 조작력을 링크나 유공압을 이용해서 증대시켜 전달하는 조작기구와 그 힘을 받아서 제동력을 발생시키는 본체로 구성되어 있다. 그 중에서 배력식 브레이크는 조작력을 가볍게 하기 위해 진공이나 압축 공기를 이용하고 있다.

이러한 제동 장치에 사용되면서 제동력을 보조하는 진공 펌프는 엔진으로 구동되는 것과 모터에 의해 구동되는 것으로 구별된다. 최근에는 연비 향상 등을 고려하여 전기 모터에 의해 구동되는 전동식 진공 펌프가 다양한 종류의 차량에 적용되고 있는 실정이다. 또한, 차량의 연비 향상을 위하여 각종 부품은 강도 내지 안전성을 유지하면서도 무게를 감소시키는 추세이고, 각종 전자제어장치의 증가로 인해 이러한 전자제어장치의 구조가 간단하면서도 공간을 적게 차지하는 것이 바람직하다.

이러한 진공펌프가 등록특허공보 제10-0953626호(2010. 04. 20)에 개시되어 있다.

그리고, 베인식 전동 진공 펌프에서 기체가 흡입, 압축 및 배출되는 과정에서 맥동이 발생되므로 이러한 맥동에 의해 발생될 수 있는 소음을 감소시키고 일정하면서도 안정적인 진공도를 유지하고 중량을 감소시킬 수 있으며, 외부로부터 펌프 자체로 유입되는 수분을 방지하는 것이 바람직히다.

본 발명의 목적은, 흡입되는 공간 및/또는 배출되는 공간을 분할하거나 확장시켜 소음을 감소시킬 수 있는 전동 진공 펌프를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 외부로부터 유입되는 수분을 방지할 수 있고, 중량을 감소시킬 수 있는 전동 진공 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과; 일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈;을 포함하고, 상기 펌프모듈은, 상기 모터모듈과 결합되고 베인을 슬라이딩 가능하게 안내하는 로터와, 상기 로터의 외측에 마련되어 상기 베인의 단부와 접촉되는 캠링과, 상기 로터 및 상기 베인을 수용하여 상기 캠링에 결합되는 상 및 하플레이트를 포함하여 상기 로터와 상기 상 및 하플레이트는 볼트를 포함하는 펌프체결볼트에 의하여 상기 하우징에 결합되되, 상기 캠링은, 반경방향의 내측에 형성되어 상기 베인의 단부와 접촉되는 내측벽과, 상기 내측벽으로부터 상기 반경방향으로 연장되어 외관을 형성하는 외측벽을 구비하고, 상기 외측벽과 상기 하우징측에 결합되는 상기 하플레이트와 상기 캠링의 외측의 형상은 상기 펌프체결볼트가 체결되는 영역을 제외한 영역에서 상기 내측벽을 향하여 함몰 형성되어 상기 펌프체결볼트가 체결된 영역에 의해 불연속적인 원 또는 타원 형상을 갖는 함몰 영역을 구비하여, 상기 펌프모듈을 둘러싸면서 상기 하우징에 결합된 펌프커버와 상기 외측벽 및 상기 하플레이트 사이에 배출되는 공기가 머무는 공간이 확장되며, 상기 펌프체결볼트가 결합되는 영역 주위로 상기 하플레이트 또는 상기 하우징 판면으로부터 부분적으로 돌출된 돌출부재에 의해 상기 하플레이트와 상기 하우징 사이에는 틈새공간이 마련되고, 상기 펌프모듈에서 가압되어 상기 하플레이트로 배출되는 공기는 상기 하우징 판면과 부딪혀 상기 하우징 판면을 따라 사방으로 퍼져나갈 수 있는 상기 틈새공간을 통해 상기의 공기가 머무는 공간이 확장된 영역으로 배출되는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의하여 달성된다.

또한, 상기 펌프체결볼트가 결합되는 영역 주위로 상기 하플레이트 또는 상기 하우징 판면으로부터 부분적으로 돌출된 돌출부재에 의해 상기 하플레이트와 상기 하우징 사이에는 틈새공간이 마련되어 상기 펌프모듈에서 가압된 공기는 상기 하플레이트를 통해 상기 틈새공간으로 배출되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징에 마련되어 상기 하우징 외부로 공기를 배출시키는 배출라인에 유체의 역류를 방지하는 체크밸브;를 포함하며, 상기 체크밸브는, 상기 배출라인에 결합되어 배출유로를 형성하는 시트와, 상기 시트와 접촉되어 상기 배출유로를 폐쇄하는 볼과, 상기 볼을 상기 시트측으로 탄성 가압 가능하게 상기 배출라인에 결합되는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과; 일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈;을 포함하고, 상기 펌프모듈은, 상기 모터모듈과 결합되고 베인을 슬라이딩 가능하게 안내하는 로터와, 상기 로터의 외측에 마련되어 상기 베인의 단부와 접촉되는 캠링과, 상기 로터 및 상기 베인을 수용하여 상기 캠링에 결합되는 상 및 하플레이트를 포함하여 상기 로터와 상기 상 및 하플레이트는 볼트를 포함하는 펌프체결볼트에 의하여 상기 하우징에 결합되되, 상기 펌프체결볼트가 결합되는 영역 주위로 상기 하플레이트 또는 상기 하우징 판면으로부터 부분적으로 돌출된 돌출부재에 의해 상기 하플레이트와 상기 하우징 사이에는 틈새공간이 마련되어 상기 펌프모듈에서 가압된 공기는 상기 하플레이트를 통해 상기 틈새공간으로 배출되는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의해서도 달성된다.

다른 한편, 본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과; 일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과; 상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프커버와; 상기 하우징에 마련되어 상기 하우징 외부로 공기를 배출시키는 배출라인에 유체의 역류를 방지하는 체크밸브;를 포함하며, 상기 체크밸브는, 상기 배출라인에 결합되어 배출유로를 형성하는 시트와, 상기 시트와 접촉되어 상기 배출유로를 폐쇄하는 볼과, 상기 볼을 상기 시트측으로 탄성 가압 가능하게 상기 배출라인에 결합되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의하여 달성된다.

또 다른 한편, 본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과; 일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈;을 포함하고, 상기 펌프모듈은, 상기 모터모듈과 결합되고 베인을 슬라이딩 가능하게 안내하는 로터와, 상기 로터의 외측에 마련되어 상기 베인의 단부와 접촉되는 캠링과, 상기 로터 및 상기 베인을 수용하여 상기 캠링에 결합되는 상 및 하플레이트를 포함하되, 상기 펌프흡입구에서 흡입되어 상기 펌프 커버와 상기 펌프 모듈의 상플레이트 사이의 공기가 머무는 흡입공간이 두 개로 구획되고, 두 개의 상기 흡입공간을 상기 펌프모듈에서 흡입하여 압축된 공기는 상기 펌프모듈의 하측과 상기 하우징 사이의 공간과 상기 펌프커버와 상기 펌프모듈의 외주면을 따라 형성된 배출공간으로 배출되어 저장되다가 상기 펌프배출구에 마련된 체크밸브의 탄성가압력을 이기고 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의해도 달성된다.

본 발명에 따르면, 흡입되는 공간 및/또는 배출되는 공간을 분할하거나 확장시켜 소음을 감소시킬 수 있고, 외부로부터 유입되는 수분이나 이물질을 예방할 수 있으며, 중량을 감소시킬 수 있고, 제품의 신뢰성과 수명을 향상시킬 수 있는 전동 진공 펌프를 제공할 수 있다.

또한, 펌프배출구에 체크밸브를 부착하여 전술한 수분의 유입 등을 예방할 수 있고 확장된 배출공간에서 배출되는 공기가 충분하게 머무를 수 있도록 하고, 펌프의 작동 정지시 펌프의 역회전을 방지하고 진공도가 서서히 감소될 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공 펌프의 분해사시도,
도 2는 펌프모듈을 포함한 요부의 분해사시도,
도 3은 펌프모듈의 평단면도 및 하플레이트의 평면도,
도 4는 도 1의 단면도 및 체크 밸브의 단면도 및 분해도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 캠링의 사시도와 종래기술과 비교를 위한 평면도,
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 캠링의 평면도,
도 7은 펌프커버의 저면도 및 단면도,
도 8a는 종래기술의 펌프모듈, 도 8b는 본 발명에 따른 펌프모듈, 도 8c는 본 발명에 따른 펌프모듈에 형성된 공간을 설명하기 위한 평단면도,
도 9는 본 발명에 따른 펌프모듈에 형성된 공간을 설명하기 위한 횡단면도 및 평면도,
도 10은 본 발명에 따른 공기가 흐르는 공간을 설명하기 위한 개략도,
도 11은 테스트 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동 진공 펌프(이하에서 '전동 진공 펌프'라 함)에 대하여 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공 펌프의 분해사시도이고, 도 2는 펌프모듈을 포함한 요부의 분해사시도이며, 도 3은 펌프모듈의 및 하플레이트의 평면도이고, 도 4는 도 1의 단면도 및 체크 밸브의 단면도 및 분해도이며. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 캠링의 사시도와 종래기술과 비교를 위한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 캠링의 평면도이며, 도 7은 펌프커버의 저면도 및 단면도, 도 8a는 종래기술의 펌프모듈이고, 도 8b는 본 발명에 따른 펌프모듈이며, 도 8c는 본 발명에 따른 펌프모듈에 형성된 공간을 설명하기 위한 평단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 펌프모듈에 형성된 공간을 설명하기 위한 횡단면도 및 평면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 공기가 흐르는 공간을 설명하기 위한 개략도이고, 도 11은 테스트 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

전동 진공 펌프(100)는 전기 모터(131)를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈(130)과; 일측에 상기 모터 모듈(130)을 결합 가능하게 마련된 하우징(170)과; 공기가 흡입되는 펌프흡입구(119a)와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구(119b)를 구비하고, 상기 하우징(170)의 타측에 결합되는 펌프 모듈(110);을 포함하고, 상기 펌프 모듈(110)은, 상기 모터 모듈(130)과 결합되고 베인(111b)을 슬라이딩 가능하게 안내하는 로터(111)와, 상기 로터(111)의 외측에 마련되어 상기 베인(111b)의 단부와 접촉되는 캠링(113)과, 상기 로터(111) 및 상기 베인(111b)을 수용하여 상기 캠링(113)에 결합되는 상 및 하플레이트(117a , 117b)를 포함하여 상기 로터(111)와 상기 상 및 하플레이트(117a , 117b)는 볼트를 포함하는 펌프체결볼트(121)에 의하여 상기 하우징(170)에 결합되되, 상기 캠링(113)은, 반경방향의 내측에 형성되어 상기 베인(111b)의 단부와 접촉되는 내측벽(113a)과, 상기 내측벽(113a)으로부터 상기 반경방향으로 연장되어 외관을 형성하는 외측벽(113b)을 구비하고, 상기 외측벽(113b)과 상기 하우징(170)측에 결합되는 하플레이트(117b)의 외측의 형상은 상기 펌프체결볼트(121)가 체결되는 영역을 제외한 영역에서 상기 내측벽(113a)을 향하여 함몰 형성되어 상기 펌프체결볼트(121)가 체결된 영역에 의해 불연속적인 원 또는 타원 형상을 갖는 함몰 영역(113b1)을 구비하여, 상기 펌프 모듈(110)을 둘러싸면서 상기 하우징(170)에 결합된 펌프커버(150)와 상기 외측벽(113b) 및 상기 하플레이트(117b) 사이의 공간이 확장된 것이 바람직하다.

모터 모듈(130)은 미도시된 고정자와 회전자를 구비한 모터(131)와, 모터(131)에 결합되어 펌프모듈(110)로 회전력을 전달하는 구동축(133)과, 모터(131)의 구동을 제어하도록 전기적인 릴레이와 같은 부품을 실장한 회로 기판(135)을 포함한다. 모터 모듈(130)에서 구동축(133)은 베어링(미도시)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 오일 시일(미도시)을 구비하여 구동축(133)을 따라 펌프 모듈(110)에서 모터 모듈(130)로 물을 포함하는 수분이 유입되는 것을 예방할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

펌프 모듈(110)은 하우징(170)에 지지되어 공기를 흡입하고 흡입된 공기를 압축하여 배출하고, 구동축(133)에 결합되어 회전하는 로터(111)와, 로터(111)에 반경 방향으로 형성된 복수의 슬롯(111a)과, 슬롯(111a)에 결합되어 슬롯(111a)을 따라 출입하는 베인(111b)과, 로터(111)의 외측에 결합되어 로터(111) 사이에 공간을 형성하여 베인(111b)과 베인(111b) 사이에서 챔버(115)를 형성하는 캠링(113)과, 캠링(113), 로터(111) 및 베인(111b)을 사이에 두고 구동축(133)의 축방향으로 따라 양측에서 챔버(115)를 형성하도록 결합되는 상,하 플레이트(117a, 117b)를 구비하고, 상,하 플레이트(117a, 117b)에는 공기가 흡입되는 펌프흡입구(119a)와 공기가 배출되는 펌프배출구(119b)가 각각 마련되어 있다.

펌프흡입구(119a)는, 펌프커버(150)에 관통 형성되어 공기를 흡입하는 통로인 흡입공(151)과 연통되고, 펌프배출구(119b)는 하우징(170)에 관통 형성되어 공기를 배출하는 통로인 토출공(177)과 연통된다.

펌프 모듈(110)은, 볼트를 포함하는 펌프체결볼트(121)에 의하여 상플레이트(117a), 캠링(113), 하플레이트(117b) 순서로 결합되어 하우징(170)의 상측에 마련된 체결볼트결합공121d)과 결합되어 하우징(170)에 지지된다.

여기서, 펌프체결볼트(121)는 일예로 3개로 마련되어 상플레이트(117a)에 관통된 상플레이트체결볼트홀(121a). 캠링(113)에 관통된 캠링체결볼트홀(121b). 하플레이트(117b)에 관통된 하플레이트체결볼트홀(121c)와 결합한다.

하우징(170)은 펌프커버(150)와 함께 외관을 형성하며, 펌프 모듈(110)과, 모터 모듈(130)을 지지한다. 하우징(170)은 펌프 모듈(110)을 지지하는 하우징본체(171)와, 하우징본체(171)에 결합되어 모터(131) 부분을 둘러싸는 모터케이싱(173)과, 모터케이싱(173)과 결합되어 모터(131)를 구동하는 회로 기판(135)을 지지하여 모터 모듈(130)을 수밀 가능하게 밀폐시키는 모터커버(175)로 이루어진다. 그리고, 하우징본체(171)에는 펌프토출구(119b)와 연통되어 공기를 배출시키는 통로인 토출공(177)에 결합되어 있다. 하우징(170)을 차량의 엔진, 프레임 등에 결합되도록 지지하는 체결 수단(191)이 구비되어 있다.

또한, 전동 진공 펌프(100)에는 각 부품 사이에서 기밀을 유지하도록 마련된 오링을 포함하는 미도시된 복수의 실링수단이 구비되어 있다.

본 발명의 다른 실시예는 하우징(170)과 펌프커버(150)의 재질은 알루미늄 합금 등으로 이루어져 주조 등으로 이루어지며, 필요에 따라 강성을 충분히 유지할 수 있는 합성수지를 포함할 수도 있다. 이러한 재질로 인해 전동 진공 펌프(100)의 중량을 감소시킬 수 있다. 이러한 재질 변경을 통해 약 20~30% 정도의 무게를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서 모터 모듈(130)에 적용되는 모터(131)는 DC 모터와 BLDC 모터 중에서 선택할 수 있다. 여기서, DC 모터를 구동하기 위한 온-오프 릴레이를 포함하는 회로 기판(135)은, 모터 모듈(130)에 근접되게 하우징(170) 내부에 배치한 것이 바람직하다.

전동 진공 펌프(100)의 각 부품 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 다양한 종류의 오링(193)이 구비되어 있다.

체크 밸브(160)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 시트(163)와, 볼(165)과, 탄성부재(167)로 구성되어 있고 이러한 구성들은 배출라인(177a)에 결합되어 있다. 여기서, 시트(163)의 재질은 고무를 포함하고, 볼(165)의 재질은 합성수지를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 시트(163)의 외측은 배출라인(177a)에 결합되고, 시트(163)의 내측은 유체가 배출될 수 있는 통로인 배출유로(177b)를 구비하고 있으며, 볼(165)이 접촉되는 시트(163)에는 볼(165)의 형상에 대응하여 볼(165)이 접촉되어 기밀을 유지할 수 있는 시트면(163a)이 구비된다. 그리고, 볼(165)을 시트(163)측으로 탄성가압하여 외부에서 수분, 이물질 등의 유입을 방지할 수 있는 탄성부재(167)를 구비하고 있다. 또한, 체크밸브(160)는 배출되는 공기가 외부로 배출되기 전에 캠링(113)의 확장된 공간에 공기가 머물러 체크밸브(160)의 탄성가압력을 이길 때까지 확장된 공간을 포함하는 공간(도 10의 ‘223’ 및 ‘225’ 참조)에 충분하게 공기가 머무르도록 하는 기능도 동시에 한다.

이러한 시트(163)와 볼(165)의 재질에 의하여 시트(163)와 볼(165)이 접촉되면서 발생되는 소음을 예방할 수 있으며 장시간 사용하더라도 접촉에 의해 마모되지 않아 수명을 수 있고 다소 부드러운 고무와 합성수지의 접촉 면적을 향상시킬 수 있어 기밀성을 증대시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한. 이러한 고무와 볼은 미약하나마 강철로 되어 있는 체크 밸브보다 더 가벼워 중량을 감소시킬 수 있어 바람직하나, 필요에 따라 시트와 볼의 재질을 다양하게 변경할 수 있다.

이러한 체크 밸브(160)에 의해 전동 진공 펌프(100)가 정지되거나 물이 잠기는 경우에도 외부에서 펌프 모듈(110)로 수분 등이 유입되는 것을 예방할 수 있다.

그리고, 체크밸브(160)가 결합되는 부분은 다단계로 단차(도 4의 d1, d2, d3, d4 참조)를 주어 조립을 용이하게 할 수 있으며, 특히 외경이 제일 큰 부분에 최대 직경(d1 참조)보다 크게 형성된 고무 재질의 시트(163)를 최대 직경 영역에 밀어 넣어 최대 직경 영역과 시트(163)의 외경의 마찰력에 의해 내부의 볼(165)과 탄성부재(167)를 안정적으로 결합 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전동 진공 펌프(100, 200)의 또 다른 특징은 캠링(113)의 구조를 다소 변경하여 중량을 감소시킬 뿐만 아니라 유입되는 유체가 머무는 공간을 더욱 확장시켜 펌프모듈(110)에서 발생한 맥동을 저감시켜 소음을 감소시킬 수 있음과 동시에 부수적으로 중량을 감소시킬 수 있으며 도 5a 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 진공 펌프(100)는 도 5a를 참조하면, 펌프 모듈(110)을 포함하고, 상기 펌프 모듈(110)은, 상기 모터 모듈(130)과 결합되고 베인(111b)을 슬라이딩 가능하게 안내하는 로터(111)와, 상기 로터(111)의 외측에 마련되어 상기 베인(111b)의 단부와 접촉되는 캠링(113)과, 상기 로터(111) 및 상기 베인(111b)을 수용하여 상기 캠링(113)에 결합되는 상 및 하플레이트(117a, 117b)를 포함하되, 상기 캠링(113)은, 반경방향의 내측에 형성되어 상기 베인(111b)의 단부와 접촉되는 내측벽(113a)과, 상기 내측벽(113a)으로부터 상기 반경방향으로 연장되어 외관을 형성하는 외측벽(113b)을 구비하고, 상기 외측벽(113b)은, 상기 내측벽(113a)으로 함몰 형성된 함몰 영역(113b1)과, 상기 상 및 하플레이트(117a, 117b)를 결합하는 볼트를 포함하는 펌프체결볼트(121)가 관통되는 영역은 상기 함몰 영역(113b1)보다 돌출된 돌출 영역(113b2)을 포함한다.

즉, 펌프체결볼트(121)가 관통되는 영역인 캠링체결볼트홀(121b)이 있는 영역에서는 돌출 영역(113b2)이 형성되어 있어, 캠링(113)의 반경 방향 두께가 돌출 영역(113b2)에서 두꺼워지고 함몰 영역(113b1)에서는 돌출 영역(113b2)보다 반경 방향으로 더 얇은 두께를 갖는다.

본 발명에 따른 이러한 캠링(113)을 종래기술의 캠링과 비교한 그림이 도 5b이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캠링(113)은 종래기술과 비교하여 빗금친 부분만큼 체적이 적어져 캠링(113)의 중량은 감소된다. 또한, 캠링(113)의 외측과 펌프커버(150) 사이에 형성되어 공기가 유입되어 저장되는 공간이 더 넓어져 유입되는 공기가 저장되어 펌프 모듈(110)에서 외부로 배출되기 전에 공기가 머무는 공간이 증대되어 펌프모듈(110)에서 발생한 맥동을 상쇄 내지 저감시켜 소음을 감소시킬 수 있다.

즉, 이러한 구성에 따른 효과를 도 8a 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 전동 진공 펌프(10)는, 캠링(13)과 상, 하플레이트(17a, 17b)의 외측이 함몰된 부분이 없는 원형 내지 타원형의 원 형상으로 구비되어 있다.

반면에, 본 발명에 따른 전동 진공 펌프(100)는, 캠링(113) 및 하플레이트(117b)의 외주에 형성된 함몰 영역(113b1)을 연결하면 가상의 원 형상(도 3 및 도 8의 ‘CL2’ 참조)을 이루지만, 펌프체결볼트(121)가 결합되는 영역에 의하여 구획되어 불연속적인 외주면을 갖는다.

여기서, 함몰 영역(113b1)이 갖는 반경을 ‘R2’라고 하고, 펌프체결볼트(121)가 결합되는 외측을 연결한 가상의 원 또는 타원의 원 형상(도 3 및 도 8의 ‘CL1’ 참조)이 이루는 반경을 ‘R1’이라고 하면, 두 반경(R1, R2)의 차이(도 8의 ‘R3’ 참조)가 이루는 영역만큼 공간을 더 가진다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이 펌프커버(150)의 내측과 펌프 모듈(110)의 캠링(113) 및 하플레이트(117b)와의 이격된 거리가 종래기술에서의 ‘W1’에서 ‘W2’로 더 멀어진 것을 의미한다.

여기서, 함몰 영역(113b1)이 형성된 부분은 캠링(113)과 하플레이트(117b)로 도 8b에서와 같이 전체 높이 ‘H’ 중에서 ‘H1’부분이다.

일 실시예로 종래기술과 본 발명에 따른 공간의 차이를 살펴보면 다음의 <표 1>과 같다.

즉, <표 1>에서 보는 바와 같이 본 발명에 따르면 종래기술에 비하여 약 144%의 공간이 증가하였음을 확인할 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 또 다른 전동 진공 펌프(100)는 도 6에 도시되어 있으며, 상기 캠링(213)은, 반경방향의 가로방향으로 형성되어 상기 베인(111b)의 단부와 접촉되는 내측벽(213a)과, 상기 내측벽(213a)으로부터 상기 반경방향으로 연장되어 외관을 형성하는 외측벽(213b)을 구비하고, 상기 내측벽(213a)과 상기 외측벽(213b) 사이에서 캠링(213)의 반경 방향의 가로방향으로 관통 형성된 복수의 공간 영역(213c)을 구비할 수 있다.

전술한 실시예에서와 같이 세 개의 캠링체결볼트홀(121b) 사이에 공간 영역(213c)만큼의 빈 공간이 형성되어 있다. 이러한 공간 영역(213c)과 같이 비어 있는 공간만큼 캠링(113)의 중량이 감소할 수 있고, 또한 펌프 모듈(110)이 작동하는 과정에서 외부로 전달되는 소음을 완충시킬 수 있는 공간이 되기도 하여 소음을 절감시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 전동 진공 펌프(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 펌프커버(150)의 상측에는 펌프 모듈(110)로 공급되는 과정에서 흡입되는 공기가 완충될 수 있도록 구획된 공간을 형성하고 있다. 즉, 도 7의 저면도에서와 같이 중간의 리브(155)에 의하여 펌프커버(150)와 펌프 모듈(110)의 상플레이트(117a) 사이의 공간이 두 개의 공간(도 7의 CVSP1, CVSP2 참조)으로 나누어지고 리브(155)의 중간에는 두 개의 공간(CVSP1, CVSP2)에 비하여 매우 좁은 면적을 갖는 오리피스(CVSL)를 구비하고 있다. 따라서, 도 2에서와 같이 흡입되는 공기가 펌프커버(150)의 내측에 관통 형성된 흡입공(119a1)을 거쳐 펌프커버(150)에 의하여 형성된 첫 번째 공간(CVSP1)을 거쳐 오리피스(CVSL)를 거쳐 펌프커버(150)에 의하여 형성된 두 번째 공간(CVSP2)을 거쳐 상플레이트(117a)에 형성된 상플레이트흡입공(121a)으로 공기가 유입된다. 즉, 공기가 펌프 모듈(110)로 흡입되기 전에 두 개의 넓은 공간이 좁은 통로인 오리피스(CVSL)에 의하여 구획되어 있어 흡입되는 과정에서 공기가 압축될 수 있는 공간을 구비하고 있으므로 흡입되는 과정에서 맥동을 절감시킬 수 있어 소음을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전동 진공 펌프(100)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 펌프체결볼트(121)가 결합되는 영역 주위로 하플레이트(117b) 또는 하우징(170) 판면으로부터 부분적으로 돌출된 돌출부재(172)에 의해 하플레이트(117b)와 하우징(170) 사이에는 틈새공간(도 9의 ‘GAP’ 참조)이 마련되어 상기 펌프 모듈(110)에서 가압된 공기는 상기 하플레이트(117b)에 관통 형성된 하플레이트배출공(117b1)을 통해 틈새공간으로 배출되는 것이 바람직하다.

즉, 배출된 공기가 일차적으로 하우징(170) 판면과 부딪혀 하우징 판면을 따라 사방(도 9의 F1, F2, F3, F4, ..., Fn 참조)으로 퍼져나갈 수 있는 공간을 마련하여 유체가 흐르는 과정에서 발생하는 맥동 내지 소음을 저감시킬 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 구성적 특징을 설명하기 위하여 유체가 흐르는 공간을 그림으로 나타낸 것이다.

우선, 유입되는 영역인 하우징(170)에 결합된 ‘211’ 공간과 펌프커버(150)에 관통 형성된 ‘212’ 공간 및 ‘213’공간(도 10의 ‘A’참조)을 거친 유체는 펌프커버(150)와 상플레이트(117a)에 의해 형성된 첫 번째 공간인 CVSP1에서 팽창하고, 오리피스(CVSL)를 거쳐 두 번째 공간인 CVSP2에서 다시 팽창할 수 있다(도 10의 ‘B’ 참조).

그런 다음, 펌프 모듈(110)로 유입되는 공간인 좁은 ‘216’ 공간을 통과하여 넓은 공간을 갖는 흡입영역에서 점점 공간이 좁아지는 토출영역을 거쳐 배출되는 ‘221’ 공간(도 10의 ‘C’ 참조)을 거쳐 하플레이트(117b)와 하우징(170) 사이의 틈새공간인 ‘223’공간(도 10의 ‘D’ 참조)을 거쳐 배출되기 전에 가장 큰 공간인 ‘225’공간(도 10의 ‘E’ 참조)을 거친다.

즉, 도 10의 그림에서도 알 수 있듯이, 종래기술에 비하여 본 발명에 따르면, 특히 ‘CVSP1’, ‘CVSP2’, ‘223’, ‘225’영역에서 종래기술보다 훨씬 넓을 공간을 가짐을 가져 흐르는 유체가 중간 중간에서 맥동을 완충할 수 있는 충분한 공간을 가짐을 알 수 있다.

공기가 펌프모듈(110)로 흡입되는 공간을 두 개의 흡입공간(CVSP1, CVSP2, 도 10의 ‘B’ 참조)로 구획하여 형성되어 흡입되는 과정의 맥동이 완충될 수 있고, 펌프모듈(110)에서 배출된 공간은 펌프모듈(110)의 하측과 하우징(170) 상측의 공간(도 10의 ‘223’참조)과 펌프커버(150)와 캠링(113)의 함몰 영역(113b1) 사이의 확장된 공간(도 10의 ‘225’ 참조)에서 펌프토출구(119b)에 마련된 체크밸브(160)의 탄성가압력을 이길 때까지 충분하게 넓은 공간에서 일정한 시간 머물면서 맥동을 완충할 수 있어 후술하는 <표 2>와 같은 효과를 얻을 수 있는 것으로 파악된다.

그리고, 종래기술과 본 발명에 따른 전동 진공 펌프(100)는, 도 11에 도시된 바와 같은 간략한 시험설비를 이용하여 테스트하였다.

즉, 도 11에서와 같이 본 발명에 따른 전동 진공 펌프(100)와 종래기술에 따른 진공 펌프를 대비하면서 진공탱크(Vacuum Tank)내의 공기를 흡입하여 진공에 도달하는 시간을 측정하고, 이에 따른 일정한 진공도(예를 들면, 380mmHg)에 도달하는 시간과, 진공탱크와 전동 진공 펌프 사이의 호스(Hose)의 떨림 상태 등의 진동 변화와, 진공탱크의 상단의 소음을 소음기(dB Gauge)로 소음을 각각 측정하였으며 그 결과가 아래의 <표 2>와 같다.

<표 2>에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 공기가 흐르는 과정에서 공간을 많이 확보한 결과 소음은 종래기술보다 약 15dB가 감소한 것을 알 수 있으며, 진공 도달기간도 약 16% 향상된 것을 알 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 맥동을 저감시켜 소음을 감소시킬 수 있고, 외부로부터 유입되는 수분이나 이물질을 예방할 수 있으며, 중량을 감소시킬 수 있고, 제품의 신뢰성과 수명을 향상시킬 수 있는 전동 진공 펌프를 제공할 수 있다.

또한, 펌프배출구에 체크밸브를 부착하여 전술한 수분의 유입 등을 예방할 수 있고 확장된 배출공간에서 배출되는 공기가 충분하게 머무를 수 있도록 하고, 구획된 흡입 공간이 좁은 오리피스로 구획되어 있고 배출되는 공간도 넓고 공기도 충분하게 머무르는 공기의 양도 많으므로 펌프의 작동 정지시 순간적으로 펌프가 역회전되는 현상을 방지하고 진공도가 서서히 감소될 수 있도록 할 수 있다.

여기서, 본 발명의 여러 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 전동 진공 펌프 110 : 펌프 모듈
111 : 로터 111a : 슬롯
111b : 베인 113 : 캠링
113a : 내측벽 113b : 외측벽
113b1 : 함몰 영역 113b2 : 돌출 영역
113d : 볼트 관통홀
115 : 챔버 117a, b : 상, 하 플레이트
117a1 : 상플레이트흡입공 117b1 : 하플레이트배출공
119a, 119b : 펌프흡입구, 펌프토출구
119a1 : 흡입공
121 : 펌프체결볼트 121a : 상플레이트 체결볼트홀
121b : 캠링 체결볼트홀 121c : 하플레이트 체결볼트홀
121d : 체결볼트결합공
130 : 모터 모듈 131 : 모터
133 : 구동축 135 : 회로기판
150 : 펌프커버 151 : 흡입공
155 : 리브 160 : 체크 밸브
163 : 시트 163a : 시트면
165 : 볼 167 : 탄성부재
170 : 하우징 171 : 하우징본체
172 : 돌출부재
173 : 모터케이싱 175 : 모터커버
177 : 토출공 177a : 배출라인
177b : 배출유로 191 : 체결수단
193 : 오링
213c : 공간 영역

Claims (8)

1. 전동 진공 펌프에 있어서,
   전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원에 의하여 구동력을 제공하는 모터 모듈과;
   일측에 상기 모터 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과;
   공기가 흡입되는 펌프흡입구와 흡입된 공기가 배출되는 펌프배출구를 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈;을 포함하고,
   상기 펌프모듈은, 상기 모터모듈과 결합되고 베인을 슬라이딩 가능하게 안내하는 로터와, 상기 로터의 외측에 마련되어 상기 베인의 단부와 접촉되는 캠링과, 상기 로터 및 상기 베인을 수용하여 상기 캠링에 결합되는 상 및 하플레이트를 포함하여 상기 로터와 상기 상 및 하플레이트는 볼트를 포함하는 펌프체결볼트에 의하여 상기 하우징에 결합되되,
   상기 캠링은, 반경방향의 내측에 형성되어 상기 베인의 단부와 접촉되는 내측벽과, 상기 내측벽으로부터 상기 반경방향으로 연장되어 외관을 형성하는 외측벽을 구비하고,
   
   상기 외측벽과 상기 하우징측에 결합되는 상기 하플레이트와 상기 캠링의 외측의 형상은 상기 펌프체결볼트가 체결되는 영역을 제외한 영역에서 상기 내측벽을 향하여 함몰 형성되어 상기 펌프체결볼트가 체결된 영역에 의해 불연속적인 원 또는 타원 형상을 갖는 함몰 영역을 구비하여, 상기 펌프모듈을 둘러싸면서 상기 하우징에 결합된 펌프커버와 상기 외측벽 및 상기 하플레이트 사이에 배출되는 공기가 머무는 공간이 확장되며,
   상기 펌프체결볼트가 결합되는 영역 주위로 상기 하플레이트 또는 상기 하우징 판면으로부터 부분적으로 돌출된 돌출부재에 의해 상기 하플레이트와 상기 하우징 사이에는 틈새공간이 마련되고, 상기 펌프모듈에서 가압되어 상기 하플레이트로 배출되는 공기는 상기 하우징 판면과 부딪혀 상기 하우징 판면을 따라 사방으로 퍼져나갈 수 있는 상기 틈새공간을 통해 상기의 공기가 머무는 공간이 확장된 영역으로 배출되는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 하우징에 마련되어 상기 하우징 외부로 공기를 배출시키는 배출라인에 유체의 역류를 방지하는 체크밸브;를 포함하며,
   상기 체크밸브는, 상기 배출라인에 결합되어 배출유로를 형성하는 시트와, 상기 시트와 접촉되어 상기 배출유로를 폐쇄하는 볼과, 상기 볼을 상기 시트측으로 탄성 가압 가능하게 상기 배출라인에 결합되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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