KR20000055813A

KR20000055813A - 진공베인펌프

Info

Publication number: KR20000055813A
Application number: KR1019990004653A
Authority: KR
Inventors: 서동원
Original assignee: 에릭 발리베; 발레오만도전장시스템스코리아 주식회사
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-09-15

Abstract

본 발명은 차량에 설치되는 발전기의 일단에 설치되어 브레이크의 작동을 보조하는 차량용 진공펌프에 관한 것으로 특히, 상기 진공펌프의 하우징내에 설치되는 로터에 2개의 홈을 상기 로터의 중심과 어긋나면서 길게 로터에 설치하고 이에 설치되는 베인으로 구획되는 내주공간의 체적변화로 펌프의 토출량을 증대시키고 진공펌프의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 진공베인펌프에 관한 것이다.

본 발명은 진공펌프의 하우징(1) 상하에 흡입구(7)와 배출구(8)를 설치하고 하우징(1)의 내부에는 회전축(5)에 의하여 회동되는 로터(4)를 설치하며 이 로터(4)의 삽입홈에 각각의 베인을 삽입설치하고 상기 로터의 회전에 따라 베인이 회동되면서 진공력을 발생시키도록 한 것에 있어서, 상기 로터(4)에 베인((6a)(6b)이 설치되는 삽입홈(2)(3)을 회전축(5)에 대하여 양측에 위치하도록 어긋나게 형성하고 이 어긋나게 형성된 삽입홈(2)(3)에 상기 베인을 삽입, 설치하도록하여 구성된 것이다.

Description

진공베인펌프{Vacuum vane pump}

일반적으로 차량의 전원공급을 위하여 설치되는 발전기(alternator)에는 디젤차량 등의 브레이크 작동을 보조하기 위하여 발전기와 동축상으로 진공펌프를 설치하고 있으며, 이 진공펌프는 하우징내로 공기를 흡입하고 오일을 공급하여 이들을 베인등으로 압축시키면서 이를 배기구를 통하여 배출하면서 진공력을 얻고 이 얻어진 진공력을 차량에 제공하도록 되어 있었다.

한편, 상기와 같이 사용되는 종래의 것은 도 1에서와 같이 하우징(1)의 내주공간에 편심한 상태로 끼워져 회전축(5)에 의해 회전자재되도록 지지되는 로터(4)를 구비하고 이 로터(4)에는 로터를 원주방향으로 2,4등분하여 등배로 요설된 베인홈에 직경방향으로 판상의 베인(6a)(6b)(6c)이 삽입설치되어 있으며, 상기 동력을 전달받은 회전축(5)에 의해 로터(4)가 화살표방향으로 회전하게 되면, 상기 베인은 원심력에 의하여 외경방향으로 튀어나오게 되고 베인의 선단이 하우징(1)의 내주면에 접하면서 회전하게 되며, 상기 로터(4)는 하우징(1)에 대하여 편심되게 장착되어 있어 상기 로터의 회전에 따라 하우징(1)과 로터 및 베인으로 나누어지는 공간(A)(B)(C)의 체적이 각각 다르게 되고 상기 로터의 회전에 따른 상기 공간에서의 체적변화로 흡입구(7)에서 흡입한 유체를 배출구(8)로 배출하도록 되어 있었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 것은 상기 하우징이 3-4개의 공간으로 구획되어 있기 때문에 흡입각도가 최대90-120도가 되고 이에 따라 하우징의 크기에 비하여 그 흡입량이 적게 되며 펌프의 토출량이 적게되므로 상기 펌프의 고출력을 위해 고속으로 작동시켜야하는 폐단이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 것은 상기 베인이 원심력에 의하여 돌출되면서 회전하게 되고 직진운동을 하게 되므로 코리올리 효과에 의해 회전방향의 90도 방향으로 베인의 측면에 코리올리 가속도가 작용하게 되며 이 가속도는 코리올리 힘에 의하여 베인의 돌출과 삽입운동을 방해하게 되는 결과를 초래하게 되고 상기 도 4에서와 같이 베인의 측면마모를 초래하게 되며 베인의 과도한 마모와 파손을 야기시키게 되는 문제점이 있었다.

또, 상기 베인(6)이 하우징의 내주면으로 튀어나가지 못하거나 파손될 경우에는 상기 하우징 내부에서 체적을 구획하는 내부공간이 생기지 않게 되어 펌프기능을 발휘하지 못하게 되는 폐단이 있었다.

또, 도 3에서와 같이 하우징(1)의 내부 공간에 편심된 상태로 끼워져 회전축(5)에 의해 회전하는 로터를 원주방향으로 2등분하고 이에 베인홈을 형성하여 베인(6a)(6b)을 설치할 경우에는 도 2에서와 같이 동력을 전달받는 회전축(5)에 의해 로터(4)가 화살표방향으로 회전하게 되며 상기 베인들은 원심력에 의하여 외경방향으로 튀어나와 베인의 선단이 하우징의 내면에 접하면서 회전하게 되고 상기 2등분된 공간(A)(B)의 체적이 각각 다르게 되면서 상기 배출구(8)로 유체가 배출되도록 한 것이 있었으나, 이는 상기 하우징내에 2개의 공간이 구획되어 있기 때문에 흡입각도가 180도가 되며 이 경우 상기한 종래의 것보다 흡입량이 크게 되지만 도 4에서와 같이 상기 베인의 최대 돌출시 베인의 물림율(100 X 로터내에 삽입된 베인길이/베인의 전체길이)이 낮게 될 경우 베인과 로터의 홈사이에 형성되는 틈새로 인하여 베인은 수직상태에서 약간 기울어진 상태로 돌출과 삽입작용을 하게 되는데 이 기울어진 상태로의 작동에 의하여 상기 베인의 마모율이 증가하게 되고 토출량이 저하되는 폐단이 있었고, 상기 베인의 동작이 원활하게 이루어지지 못하여 펌프의 성능을 크게 저하시키게 되는 점 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 차량에 설치되는 발전기의 일단에 설치되어 브레이크의 작동을 보조하는 차량용 진공펌프에 관한 것으로 특히, 상기 진공펌프의 하우징내에 설치되는 로터에 2개의 홈을 상기 로터의 중심과 어긋나면서 길게 로터에 설치하고 이에 설치되는 베인으로 구획되는 내주공간의 체적변화로 펌프의 토출량을 증대시키고 진공펌프의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 진공베인펌프를 제공하려는 것인바, 이를 이하에서 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 진공펌프 구조를 나타내는 단면도

도 2는 종래 진공펌프의 베인작용상태를 나타내는 발췌도

도 3은 또 다른 종래 진공펌프의 구조를 나타내는 단면도

도 4는 도 3의 베인작용 상태를 나타내는 발췌도

도 5는 본 발명의 설치상태를 나타내는 단면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 하우징

2,3 : 삽입홈

4 : 로터

5 : 회전축

6,6a,6b,6c : 베인

7 : 흡입구

8 : 배출구

진공펌프의 하우징(1) 상하에 흡입구(7)와 배출구(8)를 설치하고 하우징(1)의 내부에는 회전축(5)에 의하여 회동되는 로터(4)를 설치하며 이 로터(4)의 삽입홈에 각각의 베인을 삽입설치하고 상기 로터의 회전에 따라 베인이 회동되면서 진공력을 발생시키도록 한 것에 있어서, 상기 로터(4)에 베인((6a)(6b)이 설치되는 삽입홈(2)(3)을 회전축(5)에 대하여 양측에 위치하도록 어긋나게 형성하고 이 어긋나게 형성된 삽입홈(2)(3)에 상기 베인을 삽입설치하도록하여 구성된 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 발전기의 회전축(5)에 연결하여 이의 회전에 따라 회동되면서 진공력을 발생시키도록 하는 상기 진공펌프의 로터(4)가 회전하게 되면, 이 로터(4)의 어긋나게 형성된 삽입홈(2)(3)에 삽입설치된 상기 베인(6a)(6b)이 원심력에 의하여 상기 삽입홈(2)(3)에서 돌출되어 상기 하우징(1)의 내주면과 접하면서 회전을 하게 되고 이들의 회전에 따라 상기 하우징(1)내에는 2개의 내부 공간이 형성된다.

상기와 같이 공간을 형성하면서 상기 베인(6a)(6b)이 회전을 하게 되면, 상기 공간에서 진공력을 발생하게 되며, 상기 하우징(1)의 상부에 형성된 흡입구(7)로부터 유체를 흡입하고 이를 다시 배출구(8)로 배출시키면서 진공력을 공급하게 되는데, 상기 로터에 형성되는 삽입홈이 어긋나게 형성되고 이에 설치되는 베인의 길이를 보다 길게 형성하여 설치하도록하므로써 상기 삽입홈에서 직진운동을 하는 베인의 코리올리 힘이 작용하여 회전력과 합성력을 베인의 중심에서 로터의 중심으로 향하게되며 이에 따라 상기 베인의 작용에 코리올리 힘이 방해되지 않게 되고 또, 상기 베인의 물림율을 상기 도 3에서의 물림율과 동일하게 하면, 상기 로터의 크기가 종래보다 작아지면서 회전관성 모멘트가 작아지게 되고 이는 아래의 식과 같이 펌프를 작동하는데 소요되는 회전 모멘트를 줄여 펌프의 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

식)

M = IZZ α

IZZ = 관성모멘트

α = 각가속도

상기 식에서 일정한 각가속도인 경우 회전 관성모멘트(IZZ)가 작게되면, 회전구동력(M)이 작아지게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 상기와 같이 베인을 설치하기 위한 로터(4)의 삽입홈을 상기 회전축(5)에 대하여 양방으로 어긋나게 형성하므로써 이에 설치되는 베인의 길이를 보다 길게 할 수 있으며, 상기 베인의 최대 돌출위치에서의 물림율이 종래에 비하여 크게 향상될 수 있게 된다.

따라서 상기 로터(4)의 크기를 종래에 비하여 작게 형성하더라도 상기 진공펌프의 성능을 크게 향상시킬 수 있게 되고 또, 상기 로터의 회전 관성모멘트와 회전구동력을 작게할 수 있으므로 상기 베인의 마모율을 크게 저감시킬 수 있으며, 이 베인의 파손을 방지할 수 있게 되는 점 등의 특징을 지닌 것이다.

Claims

진공펌프의 하우징(1)에 흡입구(7)와 배출구(8)를 설치하고 하우징(1)의 내부에는 회전축(5)에 의하여 회동되는 로터(4)를 설치하며 이 로터(4)의 삽입홈에 각각의 베인을 삽입설치하고 상기 로터의 회전에 따라 베인이 회동되면서 진공력을 발생시키도록 한 것에 있어서, 상기 로터(4)에 베인((6a)(6b)이 설치되는 삽입홈(2)(3)을 회전축(5)에 대하여 양측에 위치하도록 어긋나게 형성하고 이 어긋나게 형성된 삽입홈(2)(3)에 상기 베인을 삽입설치하도록하여 구성됨을 특징으로 하는 진공베인펌프.