KR20000018324A

KR20000018324A - 비평형 베인 펌프

Info

Publication number: KR20000018324A
Application number: KR1019980035868A
Authority: KR
Inventors: 조봉현
Original assignee: 조봉현
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2000-04-06
Also published as: KR100275026B1; JP2000205147A

Abstract

본 발명은 비평형 베인 펌프 (An Eccentric-type Vane Pump) 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베인 펌프의 회전시 발생되는 마찰력으로 인하여 발생되는 발열, 소음 및 마모량을 최소한으로 감소시킬 수 있는 비평형 베인 펌프에 관한 것으로, 회전자축 (29b) 을 가지며, 원주방향으로 분산배치된 복수의 베인홈 (36) 내를 따라 각각 직선운동을 하는 베인 (32) 이 끼워져 있는 회전자 (29a) 와; 상기 회전자 (29a) 에 편심지도록 외주를 감싸 형성되며, 베인 (32) 의 선단부에 접촉되는 마찰력에 의해 회전되고, 회전자 (29a) 와의 사이에 펌프실 (52) 을 갖도록 형성된 실린더링 (28) 과; 상기 실린더링 (28) 의 외주면에 베어링을 사이에 두고 형성된 실린더 바디 (26) 와; 상기 실린더 바디 (26) 의 일측면에 결합되며, 회전자축 (29b) 의 일단부가 끼워져 회전되도록 지지되는 프론트 바디 (40) 와; 상기 실린더 바디 (26) 의 다른 일측면에 결합되며, 회전자축 (29b) 이 관통하여 끼워져 회전되도록 지지되며, 베인 (32) 을 밀어주는 베인 오일유통구 (33) 및 실린더링 (28) 을 베어링측에서 지지해주는 실린더 오일유통구 (31) 를 갖도록 형성된 리어 바디 (42) 로 구성되어 마찰력을 최소한으로 감소시키는 효과가 있다.

Description

비평형 베인 펌프

본 발명은 비평형 베인 펌프 (An Eccentric-type Vane Pump) 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베인 펌프의 회전시 발생되는 마찰력으로 인하여 발생되는 발열, 소음 및 마모량을 최소한으로 감소시킬 수 있는 비평형 베인 펌프에 관한 것이다.

종래, 공작기계 및 산업용 기계에 많이 사용되는 베인 펌프는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 실린더 바디 (2) 의 내부에, 베인 펌프의 주요부를 이루는 구성으로 회전자 (4) 의 원주면에는 다수개의 베인홈 (10) 이 형성되어 있으며, 상기 베인홈 (10) 에 직선왕복운동을 하는 베인 (12) 이 끼워져 있고, 상기 베인 (12) 이 끼워져 있는 회전자축 (4) 외주방향에는 베인 (12) 의 끝단면과 접촉되는 단면이 환형상의 실린더 (6) 가 형성되어 있다.

상기 회전자 (4) 의 외주면측에는 원통형상의 실린더 (6) 가 편심지게 감싸도록 형성되므로 회전자 (4) 과 실린더 (6) 사이에는 초승달 모양의 펌프실 (8) 이 형성된다.

상기와 같이 형성된 회전자 (4) 를 회전자축 (5) 에 의해 회전시키게 되면, 원심력이 발생되어 베인홈 (10) 에 내장되어 있는 베인 (12) 은 회전자 (4) 의 중심 외측으로 가압되어 돌출하면서 실린더 (6) 의 내면과 접촉하면서 회전한다.

상기와 같이 작용되는 종래의 비평형 베인 펌프는 회전자 (4) 의 회전에 의해 초승달 모양의 펌프실 (8) 의 용적이 최대로 커지는 흡입구간에서 액체를 흡입하여 최대에서 최소로 감소하는 토출구간에서 압력이 발생되어 배출시키게 된다.

상기 회전자 (4) 의 베인홈 (10) 의 하단부측에는 도시하지는 않았지만, 리어바디의 배출실에서 베인 배압실 오일유통구를 통해 유입된 오일이 베인 (12) 을 밀어주게 되므로 베인 (12) 의 선단부와 원통형상의 실린더링 (6) 내면과의 접촉력이 증가되어 오일의 역류를 방지하여 왔었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 베인 펌프 구조에서는, 고회전에 의해 압력이 고압이 될수록 베인 (12) 의 선단부와 원통형상의 실린더 (6) 내면에는 접촉 마찰력이 커지게 되어 이로 인해 발생되는 현상으로 베인 (12) 과 원통형상의 실린더 (6) 내주면에 마모 및 소착이 발생되어 베인펌프의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 크게 대두되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 그 목적은 회전자축에 형성된 베인에 접촉되는 원통형상의 실린더링을 동시에 회전시키도록 하여 발열과 마모를 방지하는 것으로, 고압 및 고속회전이 가능한 비평형 베인 펌프를 제공함에 있다.

도 1 은 종래의 비평형 베인 펌프를 나타내는 도면이다.

도 2 는 본 발명의 비평형 베인 펌프를 나타내는 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 비평형 베인 펌프의 회전자축을 두께방향으로 자른 단면도이다.

도 4 는 오일리스 베어링과 그의 내주면에 형성된 배압홈 (50) 을 나타내는 도면으로서, (A) 는 오일리스 베어링의 사이도이고, (B),(C) 는 배암홈을 펼친 상태의 실시예를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22: 베어링 26: 실린더 몸체

28: 실린더링 29a: 회전자

29b: 회전자축 31: 실린더 오일유통구

32: 베인 33: 베인 오일유통구

36: 베인홈 37a: 앞부시

37b: 뒷부시 40: 프론트 바디

42: 리어 바디 44: 오일흡입회로

50: 배압홈 52: 펌프실

54: 오일리스 베어링

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 비평형 베인 펌프는, 회전자축을 가지며, 원주방향으로 분산배치된 복수의 베인홈내를 따라 각각 직선운동을 하는 베인이 끼워져 있는 회전자와; 상기 회전자에 편심지도록 외주를 감싸 형성되며, 베인의 선단부에 접촉되는 마찰력에 의해 회전되고, 회전자와의 사이에 펌프실을 갖도록 형성된 실린더링과; 상기 실린더링의 외주면에 베어링을 사이에 두고 형성된 실린더 바디와; 상기 실린더 바디의 일측면에 결합되며, 회전자축의 일단부가 끼워져 회전되도록 지지되는 프론트 바디와; 상기 실린더 바디의 다른 일측면에 결합되며, 회전자축이 관통하여 끼워져 회전되도록 지지되며, 베인을 밀어주는 베인 오일유통구 및 실린더링을 베어링측에서 지지해주는 실린더 오일유통구를 갖도록 형성된 리어 바디로 구성된 특징이 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 설명한다.

도 2 는 본 발명의 비평형 베인 펌프를 나타내는 단면도이고, 도 3 은 본 발명의 비평형 베인 펌프의 회전자축을 두께방향으로 자른 도 1 의 대응도이고, 도 4 (A) 는 오일리스 베어링의 사이도이고, (B),(C) 는 오일리스 베어링의 내주면에 형성된 배압홈을 펼친 상태의 실시예를 나타낸다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 회전자축 (29b) 의 회전자 (29a) 의 베인홈 (36) 에 끼워져 있는 베인 (32) 은, 회전자축 (29b) 을 회전운동시키면 회전자 (29a) 의 베인홈 (36) 에서 미끄러지면서 직선왕복운동을 하며 돌출된다.

또한, 상기의 베인 (32) 은, 회전자 (29a) 의 원심력에 의해 직선운동을 하며, 회전자 (29a) 를 따라 회전한다.

상기 회전자 (29a) 의 회전운동에 의해 직선운동을 하는 베인 (32) 은, 선단부가 실린더링 (28) 의 내면과 마찰되면서 맞닿음되어 회전되고, 맞닿음된 베인 (32) 의 선단부와 실린더링 (28) 의 내면은 베인 (32) 과 동시에 회전되면서, 실린더링 (28) 의 내외측면에서의 마찰력을 줄이기 위하여 실린더링 (28) 과 실린더 바디 (26) 의 사이에 니이들 베어링 (22) 을 형성한다.

상기 베인 (32) 과 실린더링 (28) 의 작용에 의해, 도 3 과 같이, 회전자 (29a) 와 실린더링 (28) 의 사이에 형성되어 있는 흡입구간과 토출구간을 갖는 펌프실 (52) 을 통해 액체가 이동된다.

상기와 같이 구성된 도 2 의 실린더 바디 (26) 의 좌우측에는 회전자 (29a) 를 사이에 두고 회전자축 (29b) 을 회전되게 끼워 고정하는 프론트 바디 (40) 와 리어 바디 (42) 가 형성되어 있다.

상기와 같이 형성된 프론트 바디 (40) 측에는 상기 실린더 바디 (26) 의 일측면에 결합되며, 회전자축 (29b) 이, 앞부시 (37a) 에 지지되도록 끼워지므로 원활한 회전력을 얻을 수 있다.

상기 프론트 바디 (40) 의 반대측 실린더링 (28) 에 결합된 리어 바디 (42) 측에는 회전자축 (29b) 의 일단부가 뒷부시 (37b) 에 끼워져 있다.

또한, 프론트 바디 (40) 에서 베인 (32) 이 형성되어 있는 베인홈 (36) 에는 베인 (32) 을 실린더링 (28) 의 내면으로 밀치도록 베인 배압실 오일유통구 (33) 가 형성되고 있으며, 니들 베어링 (22) 이 형성되어 있는 실린더링 (26) 의 외주면측으로도 베인홈 (36) 으로 공급되는 오일의 압력과 동일한 압력으로 공급되도록 실린더링 배압실 오일유통구 (31) 가 형성되어 있다.

상기의 실린더링 배압실 오일유통구 (31) 로 공급되는 오일의 압력에 의해 실린더링 (28) 은, 도 3 과 같이, 펌프실 (52) 의 흡입구간 및 토출구간에서 발생되는 베인 (32) 의 마찰력에 의해 발생되는 힘이 어느 한쪽으로도 편중됨이 없도록 동일한 압력을 유지시켜 준다.

따라서, 상기 본 발명의 베인 펌프의 펌핑작용은, 상기 프론트 바디 (40) 의 중앙에 끼워져 있는 회전자축 (29b) 이, 구동축에 의해 회전되면 원심력이 발생되어 베인 (32) 이 회전자 (29a) 에 형성되어 있는 베인홈 (36) 에서 미끄러져 돌출되어 실린더링 (28) 의 내면과 접촉회전하면서 프론트 바디 (40) 측으로 오일이 흡입되어 리어 바디 (42) 측으로 오일이 배출된다.

상기 베인 펌프는, 압력이 고압으로 될수록 리어 바디 (42) 의 배출 유로에서 베인 배압실 오일 유통구 (33) 를 통하여 유입된 압력으로 베인 (32) 의 상단부와 실린더링 (28) 의 내면은 더욱 강하게 접촉이 된다.

또한, 실린더 배압실 오일유통구 (31) 를 통하여 실린더링 (28) 의 외측에 형성된 니들 베어링 (22) 으로 유입되는 압력은 실린더링 (28) 의 외면에 압력을 가하기 때문에, 상기 실린더링 (28) 의 외면과 내면의 압력이 동일하게 유지되어 실린더링 (28) 은 압력에 의한 변형이 억제되고, 니들 베어링 (22) 과의 마찰력을 최소한으로 감소시키므로 고압과 고속으로 회전이 가능하다.

또한, 도 4 (A) 에 도시된 바와 같이, 실린더링 (28) 의 외측에 니들 베어링 (22) 대신에 오일리스 베어링 (54) 을 형성하여 사용하여도 무관하다.

상기의 실린더링 (28) 의 외주면에 형성된 마찰력을 감소시키기 위하여 원통형 오일리스 베어링 (54) 의 내면에 배압홈 (50) 을 형성한다.

상기의 배압홈 (50) 은 실린더링 (28) 의 내주면에 형성된 펌프실 (52) 의 흡입구간과 배출구간의 압력에 맞추어 유압 작용면적에 비례하도록 형성되고 실린더링 (28) 의 외주면과 오일리스 베어링 (54) 의 외접면의 마찰력을 감소시키므로 유압펌프 및 압축기 등에 사용될 수 있음은 물론이다.

또한, 도 4 (B),(C) 는 원통형으로 형성되어 있는 오일리스 베어링 (54) 에 형성된 배압홈 (50) 을 평면으로 펼쳐지게 도시한 것으로, 오일리스 베어링 (54) 의 마찰력을 효과적으로 감소시키기 위하여 펌프실 (52) 을 흡입구간과 토출구간으로 분할하여, 상기 오일리스 베어링 (54) 의 내주면에 원주방향으로 흡입구간 보다 토출구간의 면적이 넓도록 배압홈 (50) 을 형성하므로 실린더링 (28) 에 편중되게 압력이 가해지지 않게 된다.

또한, 상기 오일리스 베어링 (54) 의 내주면에 원주방향으로 흡입구간에 연이어져 토출구간의 끝나는 시점까지의 면적을 점차적으로 넓어지도록 하므로서 유압 펌프 뿐만 아니라 압축기에도 사용할 수 있다.

본 발명의 비평형 베인 펌프는, 본 실시예에서는 펌프에만 한정하여 설명하였지만 이에 한정하지 않고 다른 기술에도 적용될 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 비평형 베인 펌프는 실린더링의 내부와 외부에 균일한 유압이 작용하도록 하여 실린더가 압력으로 발생되는 팽창변형을 방지시키므로 실린더링의 마찰력에 의한 발열과 소음이 감소되어 저압 및 중속으로 사용되어 오던 베인 펌프를 고압과 고속의 회전용으로 사용범위를 넓힘과 동시에 펌프의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

Claims

회전자축 (29b) 을 가지며, 원주방향으로 분산배치된 복수의 베인홈 (36) 내를 따라 각각 직선운동을 하는 베인 (32) 이 끼워져 있는 회전자 (29a) 와;

상기 회전자 (29a) 에 편심지도록 외주를 감싸 형성되며, 베인 (32) 의 선단부에 접촉되는 마찰력에 의해 회전되고, 회전자 (29a) 와의 사이에 펌프실 (52) 을 갖도록 형성된 실린더링 (28) 과;

상기 실린더링 (28) 의 외주면에 베어링을 사이에 두고 형성된 실린더 바디 (26) 와;

상기 실린더 바디 (26) 의 일측면에 결합되며, 회전자축 (29b) 의 일단부가 끼워져 회전되도록 지지되는 프론트 바디 (40) 와;

상기 실린더 바디 (26) 의 다른 일측면에 결합되며, 회전자축 (29b) 이 관통하여 끼워져 회전되도록 지지되며, 베인 (32) 을 밀어주는 베인 오일유통구 (33) 및 실린더링 (28) 을 베어링측에서 지지해주는 실린더 오일유통구 (31) 를 갖도록 형성된 리어 바디 (42) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 비평형 베인펌프.
제 1 항에 있어서, 상기 베어링은, 니들 베어링 (22) 인 것을 특징으로 하는 비평형 베인 펌프.
제 1 항에 있어서, 상기 베어링은, 내주면측에 배압홈 (50) 이 형성된 오일리스 베어링 (54) 인 것을 특징으로 하는 비평형 베인 펌프.
제 3 항에 있어서, 상기 오일리스 베어링 (54) 의 내주면에 원주방향으로 배압홈 (50) 이 형성되어 있으며, 이 배압홈 (50) 의 전반부는 흡입구간을 구성하며, 상기 토출구간의 면적이 흡입구간보다 넓도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비평형 베인 펌프.
제 4 항에 있어서, 상기 배압홈 (50) 을, 흡입구간의 시작점에서 토출구간의 끝점까지 점차적으로 폭이 넓어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 비평형 베인 펌프.