KR101738483B1

KR101738483B1 - 기어펌프

Info

Publication number: KR101738483B1
Application number: KR1020160026502A
Authority: KR
Inventors: 문선주; 이현우
Original assignee: 명화공업주식회사
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-03-04
Publication date: 2017-05-23

Abstract

본 발명은, 한 쌍의 기어가 서로 치합하며 회전하고, 상기 기어 중 어느 하나는 축 방향으로 이동하며 치합 면적을 가변시켜 유체의 토출량이 변화되도록 하는 기어 펌프로서, 내측으로는 공간을 제공하고, 유체가 유입되는 유체 유입구와 유체가 토출되는 유체 토출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내측으로 배치되는 제1 기어; 상기 하우징의 내측에 중심축 상에 배치되는 스프링에 의해 탄성 지지되도록 배치되고, 상기 제1 기어와 치합하여 회전하되 치합 면적이 가변되도록 중심축을 따라 이동가능하게 배치되는 제2 기어; 및 상기 제2 기어의 양단부에 각각 배치되고, 상기 유체 토출구의 반대쪽 측면으로는 제1 및 제2 그루브(Groove)가 각각 형성되며, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어에 의해 압축되어 토출되는 유체의 일부를 상기 제1 및 제2 그루브로 공급하는 바이패스홈이 형성되는 제1 및 제2 회전축받이; 를 포함하는 기어 펌프를 제공한다.
본 발명은, 기어펌프에서 서로 치합하여 동작하는 기어의 회전축 일측에 토출 측에서 바이패스된 유체의 압력을 인가받는 그루브를 형성하여 유체의 토출측의 압력과 균형이 이루어지도록 하고, 이에 따라 기어가 하우징의 내벽과 마찰 또는 걸림이 방지되도록 하여, 기어 펌프의 동작성이 향상되도록 한다.

Description

기어펌프{Gear pump}

본 발명은 기어펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토출되는 유체의 일부를 기어의 일측으로 바이패스시켜 기어의 작동성 저하를 방지할 수 있는 기어펌프에 관한 것이다.

기어 펌프는 유체 유입구와 유체 토출구가 형성된 하우징 내에서 기어이가 서로 맞물리도록 설치된 2개의 기어를 회전시킴으로써 톱니홈과 하우징 내측면 사이에 형성되는 공간을 통해 물, 오일, 잉크 등과 같은 유체를 이송시키도록 구성된 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 기어 펌프의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 기어펌프(1)는 소정의 하우징(미도시) 내부에 서로 치합하며 회전축이 서로 평행하게 배치된 제1 및 제2 기어(2, 3)가 배치된다. 여기서, 제1 및 제2 기어(2) 중 제2 기어(3)는 축방향을 따라 이동할 수 있도록 구성된다.

치합된 제1 및 제2 기어(2, 3)의 일측으로는 유체가 유입되고, 제1 및 제2 기어(2, 3)의 회전에 의해 유입된 유체는 타측으로 유출된다.

도 2는 도 1에 도시된 기어 펌프의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 기어 펌프의 동작의 일 예를 나타내는 단면도이다

도 2에서, 하우징의 도시가 생략되어 있으나, 제1 및 제2 기어는 소정의 하우징 내부에 배치되는 것으로 이해되어야 한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 제1 기어(2)는 모터와 같은 외부 기기(미도시)로부터 인가받은 소정의 구동력에 의해 동작한다.

제2 기어(3)는 제1 기어(2)와 치합되어 동작하며, 외부에서 유입되는 유체를 압축하여 외부로 토출시킨다. 도 3에서 화살표는 유체의 이동 방향을 나타낸다.

여기서, 제2 기어(3)는 축방향으로 이동하며, 제1 기어(2)와 치합되는 면적을 변화시켜 유체의 토출량을 조절한다. 여기서, 제2 기어(3)의 축방향 이동은 제2 기어(3)의 a 부분으로 인가되는 압력에 의해 이루어진다.

제2 기어(3)는 일단이 스프링(4)에 의해 지지되고 있어, 인가되는 압력과 스프링의 탄성력이 균형을 이루면 제2 기어(3)의 이동이 멈춘다.

도 3을 참조하면, 토출 부위(b)의 압력은 유입 부위(a)의 압력보다 높아, 기어는 토출 측의 반대편으로 소정의 압력을 받고, 이에 따라 기어가 하우징의 내면(c)과 마찰되거나 걸리는 문제점이 있다.

본 발명에 대한 선행기술로는 공개특허 2004-0051456호를 예시할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기어펌프에서 서로 치합하여 동작하는 기어의 회전축의 축받이 측면 일측에 토출 측에서 바이패스된 유체의 압력을 인가받는 그루브를 형성하여, 그루부가 인가받은 압력이 유체의 토출측의 압력과 균형이 이루어지도록 하고 이에 따라 동작성이 향상되도록 하는 기어 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 한 쌍의 기어가 서로 치합하며 회전하고, 상기 기어 중 어느 하나는 축 방향으로 이동하며 치합 면적을 가변시켜 유체의 토출량이 변화되도록 하는 기어 펌프로서, 내측으로는 공간을 제공하고, 유체가 유입되는 유체 유입구와 유체가 토출되는 유체 토출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내측으로 배치되는 제1 기어; 상기 하우징의 내측에 중심축 상에 배치되는 스프링에 의해 탄성 지지되도록 배치되고, 상기 제1 기어와 치합하여 회전하되 치합 면적이 가변되도록 중심축을 따라 이동가능하게 배치되는 제2 기어; 및 상기 제2 기어의 양단부에 각각 배치되고, 상기 유체 토출구의 반대쪽 측면으로는 제1 및 제2 그루브(Groove)가 각각 형성되며, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어에 의해 압축되어 토출되는 유체의 일부를 상기 제1 및 제2 그루브로 공급하는 바이패스홈이 형성되는 제1 및 제2 회전축받이; 를 포함하는 기어 펌프를 제공한다.

상기 제1 및 제2 그루브는, 서로 동일한 크기와 형태로 형성될 수 있다.

상기 바이패스홈은, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어의 유체 토출측에서 상기 제1 및 제2 그루부로 연장될 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 기어펌프에서 서로 치합하여 동작하는 기어의 회전축의 축받이 측면 일측에 토출 측에서 바이패스된 유체의 압력을 인가받는 그루브를 형성하여, 그루부가 인가받은 압력이 유체의 토출측의 압력과 균형이 이루어지도록 하고 이에 따라 동작성이 향상되도록 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 기어 펌프의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 기어 펌프의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 기어 펌프의 구성의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 펌프의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 펌프의 구성의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 제2 기어의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 펌프의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 펌프의 구성의 일 예를 나타내는 단면도이다.

도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 펌프(100)는 하우징(110), 제1 기어(120), 제2 기어(130), 제1 및 제2 회전축받이(134A, 134B) 및 바이패스홈(138)을 포함한다.

하우징(110)은 소정의 형태와 크기를 갖고, 내측으로는 후술하는 구성 요소들이 배치되는 공간을 제공한다.

하우징(110)의 외측으로는 유체 유입구(101)와 유체 토출구(102)가 각각 형성된다. 유체 유입구(101)와 유체 토출구(102)는 서로 반대 방향으로 배치될 수 있다.

하우징(110)의 내측으로는 후술하는 제1 기어(120)와 제2 기어(130)가 배치된다.

제1 기어(120)는 소정의 직경과 길이로 형성되고, 소정 개수의 기어이가 돌출된다. 제1 기어(120)의 하우징(110) 내측에 배치된다.

제2 기어(130)는 소정의 직경과 길이로 형성되고, 소정 개수의 기어이가 돌출된다. 제2 기어(130)의 크기, 형태 및 기어이의 개수는 제1 기어(120)와 동일할 수 있다.

제2 기어(130)는 제1 기어(120)와 치합하여 회전하며, 유체 유입구(101)를 통해 유입된 유체에 소정의 압력을 인가하여, 유체 토출구(102)를 통해 토출시킨다.

제2 기어(130) 일단으로는 스프링(132)이 배치된다. 스프링(132)은 제2 기어(130)에 대하여 탄성력을 인가한다.

이때, 제2 기어(130)는 기어의 중심축을 따라 이동 가능하게 배치된다. 따라서, 제2 기어(130)의 이동에 따라, 제1 기어(120)와 제2 기어(130)의 치합 면적은 변화되고, 치합 면적의 변화에 따라 유체 토출구(102)를 통해 토출되는 유체의 토출량이 변화된다. 이때, 제2 기어(130)의 축방향 이동은 제2 기어(130)의 타단으로 인가되는 유압에 의해 이루어진다.

스프링(132)의 탄성력과 제2 기어(130)의 타단으로 인가되는 유압이 서로 균형을 이루면, 제2 기어(130)의 축방향 이동이 정지한다.

제1 기어(120)와 제2 기어(130)의 중심축 양단으로는 소정의 직경과 길이를 갖는 제1 및 제2 회전축받이(134A, 134B)가 형성된다. 여기서, 제1 및 제2 회전축받이(134A, 134B)의 길이와 직경은 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

도 6은 본 발명에서 사용하는 제2 기어의 구성의 일 예를 나타내는 사시도로서, 도 6의 (A)와 (B)는 제2 기어(130)의 구성을 서로 다른 방향에서 나타내고 있다.

도 6의 (A)를 참조하면, 제2 기어(130)의 양단으로 배치되는 제1 및 제2 회전축받이(134A, 134B) 각각의 표면에는 소정의 깊이와 크기를 갖는 제1 그루브(Groove)(136A)와 제2 그루브(Groove)(136B)가 각각 형성된다. 제1 그루브(136A)와 제2 그루브(136B)는 서로 동일한 크기와 형태인 것이 바람직하다.

제1 그루브(136A)와 제2 그루브(136B)는 제1 및 제2 회전축받이(134A, 134B) 상에서 유체 토출구(102)의 반대 방향에 형성된다.

도 6의 (B)를 참조하면, 제2 기어(130) 양단의 제1 및 제2 회전축받이(134A, 134B) 각각의 둘레를 따라 바이패스홈(138)이 형성된다.

바이패스홈(138)은 소정의 깊이와 폭을 갖는 홈으로서, 일단은 제1 및 제2 회전축받이(134A, 134B) 각각의 일측 즉, 제1 기어(120)와 제2 기어(130)가 치합되어 유체를 토출되는 부위에서 제1 그루브(136A)와 제2 그루브(136B)로 각각 연장되어 형성된다.

바이패스홈(138)은 유체 토출구(102)를 통해 유출되는 유체의 일부를 제1 그루브(136A)와 제2 그루브(136B)로 바이패스(Bypass)시킬 수 있다. 이때, 제1 그루브(136A)와 제2 그루브(136B)에는 동일한 양과 압력의 유체가 바이패스 될 수 있다.

제1 그루브(136A)와 제2 그루브(136B)는 유체 토출구(102)와 서로 반대 방향에 배치되어 있으므로, 바이패스된 유체의 압력은 제1 그루브(136A)와 제2 그루브(136B)로 전달되고, 이 압력은 유체 토출 시 제2 기어(130)로 인가되는 압력과 균형을 이루어 제2 기어(130)가 유체 토출 압력에 의해 하우징(110)의 내면과 마찰되거나 걸리는 현상이 방지되도록 한다.

본 발명은, 기어펌프에서 서로 치합하여 동작하는 기어의 회전축 일측에 토출 측에서 바이패스된 유체의 압력을 인가받는 그루브를 형성하여 유체의 토출측의 압력과 균형이 이루어지도록 하고, 이에 따라 기어가 하우징의 내벽과 마찰 또는 걸림이 방지되도록 하여, 기어 펌프의 동작성이 향상되도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 기어 펌프 110: 하우징
120: 제1 기어 130: 제2 기어
134A, 134B: 제1 및 제2 회전축받이 138: 바이패스홈

Claims

한 쌍의 기어가 서로 치합하며 회전하고, 상기 기어 중 어느 하나는 축 방향으로 이동하며 치합 면적을 가변시켜 유체의 토출량이 변화되도록 하는 기어 펌프로서,
내측으로는 공간을 제공하고, 유체가 유입되는 유체 유입구와 유체가 토출되는 유체 토출구가 서로 반대 방향으로 배치되는 하우징;
상기 하우징의 내측으로 배치되는 제1 기어;
상기 하우징의 내측에 중심축 상에 배치되고, 압력을 인가받아 중심축을 따라 이동하며 상기 제1 기어와의 치합 면적이 가변되며, 상기 유체의 토출량이 가변되도록 하고, 중심축상에 배치되는 스프링에 의해 탄성 지지되는 제2 기어; 및
상기 제2 기어의 양단부에 각각 배치되고, 상기 유체 토출구의 반대쪽 측면으로는 제1 및 제2 그루브(Groove)가 각각 형성되며, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어에 의해 압축되어 토출되는 유체의 일부를 상기 제1 및 제2 그루브로 공급하는 바이패스홈이 각각 형성되는 제1 및 제2 회전축받이; 를 포함하는 기어 펌프.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 그루브는,
서로 동일한 크기와 형태로 형성되는 기어 펌프.
제1항에 있어서,
상기 바이패스홈은,
상기 제1 기어와 상기 제2 기어의 유체 토출측에서 상기 제1 및 제2 그루부로 연장되는 기어 펌프.