KR200194391Y1 - 베인펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 파워스티어링 장치 등을 작동하기 위해 유압을 발생시키는 베인 펌프에 관한 것으로, 구체적으로는 프레셔 플레이트의 중앙부에 작용하는 압력을 감소시킴으로써, 내구성을 강화시킨 베인 펌프에 관한 것이다. 이와 같은 본 고안의 베인 펌프는 하우징 (100) 내측 중앙부의 호형요홈 (100b) 에는 흡입 유로 (116) 가 형성되고, 상기 흡입 유로 (116) 측부로는 압력실 (136) 이 형성되며, 이 압력실 (136) 상부 일측에는 리턴 유로 (201) 가 형성되고, 상기 하우징 (100) 의 중앙부의 호형요홈 (100b) 내에는 사이드 플레이트(108) 와 베인 (109) 을 갖는 로우터 (110) 를 수용한 캠링 (111) 및 일측면에 베인제어홈 (148) 을 갖는 프레셔 플레이트 (112) 를 순차로 형성하며, 이 프레셔 플레이트 (112) 일측면으로는, 상기 순차로 형성된 사이드 플레이트(108), 캠링 (111), 프레셔 플레이트 (112) 를 고정시키도록 실린더볼트 (114) 가 하우징 (100) 의 일측단부와 나사 체결되도록 구성된 특징이 있다.

Description

베인 펌프

본 고안은 차량용 파워스티어링 장치 등을 작동하기 위해 유압을 발생시키는 베인 펌프 관한 것으로, 구체적으로는 프레셔 플레이트의 중앙부에 작용하는 압력을 감소시킴으로써, 내구성을 강화시킨 베인 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 베인 펌프는, 해수용 베인 펌프, 차량용 베인 펌프 등이 있는 것으로 본 고안에서는 차량용 파워스티어링 장치에 사용되는 베인 펌프를 설명하면, 엔진 출력으로 구동되는 베인 펌프 의해 토출되는 유압을 이용하여 핸들 조작을 용이하게 하도록 하는 것이다.

상기와 같이 유압을 이용한 차량용 파워스티어링 장치에 사용되는 베인 펌프 케이싱에 접하여 날개를 회전시킴으로써 날개사이로 흡입한 액체를 흡입 측에서 토출측으로 밀어내는 구조를 갖는다.

상기의 베인 펌프는 복수개의 날개가 방사 상으로 출몰 가능하게 설치된 로우터를 수용한 캠링을 하우징 내부에 배치하므로 하우징에는 환상(環狀) 의 요부가 형성되며, 상기 환상요부의 한쪽 끝이 열리고 이 열린곳을 커버플레이트로 폐쇄하기 위한 구조로써 2 피스구조와 캠링부분을 하우징에서 조립시켜 구성한 3 피스 구조로된 것이 있다. 상기 각 접합 면에는 Ｏ 링을 배설하여 환상요부를 긴밀하게 폐쇄되도록 하므로서 하우징과 커버플레이트 사이에 작동유가 누설되는 것을 방지하도록 되어 있다.

상기와 같은 종래 기술의 베인 펌프는 도 1 에 도시된 바와 같이, 한쪽 끝이 트인 환상요부 (5) 를 갖는 하우징 (1) 과, 상기 환상요부 (5) 면에 설치된 위치 결정핀 (2) 에 기준하여 결합된 사이드 플레이트 (3) 와 캠링 (7) 및 샤프트 스프라인에 로우터 (6) 를 결합하고, 대략 방사 방향으로 돌출되는 다수의 베인 (9) 을 로우터 (6) 홈에 삽입하여 설치하고 있다.

상기와 같이 환상요부 (5) 에 설치된 로우터 (6)의 일측편에는 로우터 (6) 와 베인 (9) 의 회전을 원활하게 할 수 있도록 프레셔 플레이트 (10) 를 형성하고 있다.

상기 프레셔 플레이트 (10) 후면에 장력 스프링 (11) 과 상기 하우징 (1) 과 환상요부 (5) 한쪽 끝이 트인 부분을 덮어 베인 (9) 에서 발생되는 압력을 이송시키기 위해 시일 성을 갖는 커버플레이트 (12) 와 프레셔 플레이트 (10) 의 사이에 압력실을 갖도록 하우징 (1) 에 고정하도록 스프링키 (13) 를 형성하고 있다.

이러한 종래 기술은 캠링 (7) 내에서 발생된 유압이 프레셔 플레이트 (10) 를 통하여 하우징 (1) 의 배출구로 배출되는 과정에서 프레셔 플레이트 (10) 와 커버플레이트 (12) 사이의 공간인 압력실에서 프레셔 플레이트 (10) 의 전체 면적에 작용하게 됨으로서 프레셔 플레이트 (10) 중심부에 압력 변형이 발생된다.

상기와 같은 프레셔 플레이트 (10) 에서 발생되는 중심부의 압력 변형에 의해 캠링 (7) 의 내면에 밀접하게 붙어서 회전하는 베인 (9) 의 운동을 저해하게 될 뿐만 아니라, 특히 커버플레이트 (12) 전체면적과 하우징 (1) 에 직접적으로 압력을 가하게 되므로, 상기의 압력에 의해 스프링키 (13) 로 지지하고 있는 하우징 (1) 의 환상요부 (5) 측이 파괴되거나 프레셔 플레이트 (10) 가 변형되어 고장을 일으키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결한 것으로서, 본 고안의 목적은 캠링과 로우터의 기밀을 유지하여 주는 프레셔 플레이트와 커버플레이트 사이의 압력 유지실을 개선하여 경박 단소하고 안전성과 간편성을 갖는 베인 펌프를 제공함에 있는 것이다.

도 1 은 종래의 베인 펌프의 단면 구조를 나타낸 도면이다.

도 2 는 본 고안에 따른 베인 펌프 사시도이다.

도 3 은 본 고안의 내부구성을 나타낸 분리 단면도이다.

도 4 는 본 고안의 내부구성을 나타낸 종단면도이다.

도 5 는 본 고안의 프레셔 플레이트와 실린더 볼트사이에 형성된 압력실을 나타낸 상세도이다.

도 6 은 본 고안의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하우징 100a : 암나사

101 : 기어 102 : 회전축

104 : 볼베어링 106 : 니들베어링

107 : 세트 스크류 108 : 사이드플레이트

109 : 베인 110 : 로우터

111 : 캠링 112 : 프레셔 플레이트

113a, 113b : Ｏ 링 114 : 실린더볼트

115 : 흡입구 116 : 흡입 유로

117 : 밸브 119 : 토출유로

120 : 토출구 142 : 제어실

200 : 베인 펌프 201 : 리턴 유로

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 하우징의 환상요부 내측에 배출 압력실을 형성하여 토출구간과 베인 제어홈부의 체적만큼만 프레셔 플레이트와 실린더 볼트에 작용 되도록 이루어진다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 고안에 따른 베인 펌프 사시도이며, 도 3 은 본 고안의 내부 구성을 나타낸 분리 단면도이고, 도 4 는 본 고안의 내부구성을 나타낸 종단면도이며, 도 5 는 본 고안의 프레셔 플레이트와 실린더 볼트사이에 형성된 압력실을 나타낸 상세도이고, 도 6 은 본 고안의 작동상태를 나타낸 단면도로써, 도시한 바와 같이,

외부의 동력이 공급되어 베인 펌프 (200) 를 구동하도록 하는 기어 (101) 와 흡입구 (115), 토출구 (120) 및 몸체 하우징 (100) 의 내측에 장착된 다수의 부품을 고정시키도록 하는 실린더 볼트 (114) 가 상기 하우징 (100) 의 내측으로 나사 결합되어 있다.

또한 도 3 의 분리 단면도에 도시된 바와 같이, 상기 하우징 (100) 의 내측으로 형성된 호형요홈 (100b) 의 외측은 원형 형상이나 내측은 용적이 변화하는 2절 캠형상을 갖는 캠링 (111) 과 상기 캠링 (111) 의 내측에는 베인 (109) 을 갖는 로우터 (110) 를 설치한다.

상기와 같이 형성된 로우터 (110) 의 중앙부에는 베인 (109) 을 회전시켜 유압을 발생시키도록 회전축 (102) 과 결합되어 있으며, 회전축 (102) 의 외주면 에는 회전시 회전축 (102) 의 회전 감쇄현상을 방지하기 위하여 볼베어링 (104) 과 니들베어링 (106) 을 설치하고 있다.

그리고 상기 로우터 (110) 에는 일정간격으로 다수개의 베인 (109) 이 방사 상으로 출몰 가능하게 설치되어 있으며, 상기 회전축 (102) 의 구동시 베인 (109) 은 로우터 (110) 의 회전에 의해 캠링 (111) 의 내면에 밀착되면서 회전되어 작동 유를 흡입ㆍ압축하게 되는 것이다.

또한 상기 하우징 (100) 의 호형요홈 (100b) 내측부에는 흡입 유로 (116) 가 형성되고, 상부일측에는 리턴 유로 (201) 가 형성되며, 하우징 (100) 중앙부 양측부로는 압력실 (136) 이 하우징 (100) 과 일체로 형성되어 있다.

그리고, 상기 압력실 (136) 은 토출유로 (119) 와 연결되어 베인 (109) 에 의해 가압되어진 작동유를 토출시킨다.

또한, 한계 이상의 압력이 발생할 경우 토출유로 (119) 에서 연결된 압력 제어 오리피스 유로 (132) 와 압력실 (136) 과 토출유로 (119) 에서 연결된 밸브 실린더 내에서 압력ㆍ유량 조절 밸브 (117) 의 좌ㆍ우에 압력이 작용하여 오리피스 유로 (132) 체적과 압력실 (136) 유로 체적의 비례로 압력ㆍ유량 조절 밸브 (117) 가 작동하여 상기 흡입 유로 (116) 로 되돌려 보내도록 하는 리턴 유로 (201) 를 도 3 과 같이 형성하고 있다.

또한, 하우징 (100) 의 내 일측부에 형성되어 있는 호형요홈 (100b) 의 끝단 부에는 암나사 산이 형성되어 있어 프레셔 플레이트 (112) 를 끼운 후에 밀폐 고정하기 위하여 크기가 다른 Ｏ 링 (113a,113b) 을 형성하고, 상기 Ｏ 링 (113a, 113b) 을 가압하면서 조이도록 형성된 실린더볼트 (114) 를 나사식으로 끼운다.

상기와 같이 Ｏ 링 (113a,113b) 을 프레셔 플레이트 (112) 와 실린더볼트 (114) 사이에 형성한 후 가압하면 Ｏ 링 (113a) 과 Ｏ 링 (113b) 사이에는 프레셔 플레이트의 제어실 (142) 이 형성된다.

상기한 구성에 의한 본 고안의 동작관계를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 외부의 동력원에 의해 기어 (101) 가 회전하면 회전축 (102) 이 회전하고 이의 구동으로 로우터 (110) 도 동일 회전하게 된다.

그리고 회전 속도의 증가에 따라 원심력에 의해 로우터 (110) 의 홈에 삽입되어 있는 베인 (109) 은 방사 방향으로 출몰하여 캠링 (111) 의 내측 타원캠 형상을 따라 미끄럼 접촉한다.

상기의 베인 (109) 의 운동에 의해 용적이 증가하는 흡입구간에는 진공 흡입력이 발생하므로 흡입구 (115) 를 통하여 도시되지 않은 외부 오일탱크로 부터 작용유를 흡입하게 된다. 한편 하우징 (100) 의 환상요부 흡입 유로 (116) 는 캠링 (111) 의 외측과 옆면 길이보다 크게 형성되어 흡입구간 180°대칭의 2개소에서 원활한 흡입이 될 수 있도록 하였다.

또한, 작동되는 타원 캠형상의 용적 감소로 토출유로 (119) 의 180° 대칭의 2 개소에서 사이드플레이트 (108) 를 통하여 하우징 (100) 의 토출유로 (119) 를 거쳐 토출하게 된다.

이때 프레셔 플레이트 (112) 를 통하여 배출된 압력은 프레셔 플레이트 제어실 (142) 로 압력이 전달되어, 상기 압력에 의해 프레셔 플레이트 (112), 캠링 (111), 사이드플레이트 (108) 를 하우징 (100) 면에 밀착시키므로서 캠링 (111) 의 내면측에서 압력을 발생시킨다.

또한 프레셔 플레이트 (112) 의 제어실 (142) 과 베인제어홈 (148) 의 유로를 통하여 베인 (109) 상부와 캠링 (111) 의 타원 내접 면과 미끄럼 접촉작용 한다.

그리고 베인제어홈 (148) 에 가해진 유압은 프레셔 플레이트 (112) 의 토출구 (120) 체적 압력과 함께 프레셔 플레이트 (112) 에 작용하여 판이 밀려나오려고 하는 힘이 작용한다.

따라서 프레셔 플레이트의 제어실 (142) 과 압력은 동일하므로 캠링 (111) 내에서 프레셔 플레이트 (112) 에 작용하는 체적과 제어실 (142) 체적은 비례하여 제어실 (142) 체적을 만들어 대응하도록 실린더 볼트 (114) 의 결합으로 하여금 하우징 (100) 의 암나사 (100a) 와 나사 결합되어 강력한 내압을 갖게 되는 것이다.

또한, 하우징 (100) 에 체결되는 실린더볼트 (114) 의 회전을 세트스크류(107) 로 고정시키면 실린더볼트 (114) 가 사용 도중에 풀리는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 하우징의 호형요홈면 배출구와 압력실을 개선하여 프레셔 플레이트 내면에 가해지는 압력 체적을 극소화하여 프레셔 플레이트 외면의 제어실 체적을 캠링과 플레이트의 접촉면적만으로 압력을 가하여 프레셔 플레이트 중앙부의 압력 변형을 방지하고 로우터와 베인이 원활히 회전운동을 할 수 있도록 하여 품질향상을 가져오며, 경박 단소한 제품으로 설계가 가능하며 재료의 선택을 다양하게 할 수 있고 제작의 용이성과 이로 인한 원가절감을 이룰 수 있는 큰 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 하우징의 호형요홈 내에 결합 설치되는 사이드플레이트 및 캠링과 상기 캠링 내측에 설치되어 회전하는 로우터와 상기 로우터의 외주면 홈에 적정 간격의 방사형으로 출몰 가능하게 설치된 다수의 베인과 상기 로우터를 구동시키는 회전축에 의하여 작동유를 고압 토출시키는 베인 펌프에 있어서,

   상기 하우징 (100) 내측 중앙부의 호형요홈 (100b) 에는 흡입 유로 (116) 가 형성되고, 상기 흡입 유로 (116) 측부로는 압력실 (136) 을 형성하며, 이 압력실 (136) 상부 일측에는 리턴 유로 (201) 를 형성하고, 상기 하우징 (100) 의 중앙부의 호형요홈 (100b) 내에는 사이드 플레이트(108) 와 베인 (109) 을 갖는 로우터 (110) 를 수용한 캠링 (111) 및 일측면에 베인제어홈 (148) 을 갖는 프레셔 플레이트 (112) 를 순차로 형성하며, 이 프레셔 플레이트 (112) 일측면으로는, 상기 순차로 형성된 사이드 플레이트 (108), 캠링 (111), 프레셔 플레이트 (112) 를 고정시키도록 실린더볼트 (114) 가 하우징 (100) 의 일측단부와 나사 체결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 프레셔 플레이트 (112) 와 실린더볼트 (114) 의 접동면 사이에는 실린더볼트 (114) 에 의해 가압되는 실링용 Ｏ 링 (113a,113b) 을 형성한 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 프레셔 플레이트 (112) 와 실린더볼트 (114) 의 접동면에는 제어실 (142) 이 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 펌프.