KR20030042382A

KR20030042382A - 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프

Info

Publication number: KR20030042382A
Application number: KR1020010073124A
Authority: KR
Inventors: 윤광호
Original assignee: 윤광호
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-05-28

Abstract

본 발명은 샤프트에 장착되어 편심수단에 의해 하부 피스톤이 하부 실린더에서 원심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤에 연결된 상부 피스톤이 편심수단에 의해 상부 실린더에서 종동원심회전운동을 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프는 지지부재(2)에 의해 지지되는 1개의 회전중심축(X)을 가진 구동 샤프트(3)에 하부 피스톤(5)이 장착되어 하부 피스톤(5)의 편심링(7)에 의해 상기 하부 피스톤(5)이 실린더(31)의 하부 챔버(33)에서 편심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤(5)에 연결부재(15)에 의해 연결되는 상부 피스톤(21)이 편심위치에 배치된 회전중심핀(25)을 중심으로 편심회전운동을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프{Positive displacement pump having a eccentric idle piston}

본 발명은 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프에 관한 것으로서, 샤프트에 장착되어 편심수단에 의해 하부 피스톤이 하부 실린더에서 원심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤에 연결된 상부 피스톤이 편심수단에 의해 상부 실린더에서 종동원심회전운동을 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프에 관한 것이다.

본 출원인의 특허출원 제 2001-67843호에 "용적식 펌프"가 소개되어 있다.

상기 용적식 펌프는 편심 샤프트에 의해 상부 피스톤이 구동되고, 상기 상부 피스톤에 연결된 하부 피스톤이 연결부재의 축돌기에 의해 상부 피스톤에 대해 180의 위상차를 가진 상태로 종동원심회전운동을 한다.

그러나, 상기와 같은 용적식 펌프는 편심 샤프트를 사용하기 때문에 샤프트가 회전할 때 상기 샤프트 자체에 많은 비틀림 응력이 발생하여 샤프트가 파손될 수 있으며, 피스톤이 상부 샤프트에 연결되기 때문에 샤프트를 지지하기 위한 지지수단이 높게 설치되어야 하며, 피스톤과 실린더 내주면 사이의 클리어런스를 방지하기 위해 별도의 방안이 강구되어야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 샤프트에 장착되어 편심수단에 의해 하부 피스톤이 하부 실린더에서 원심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤에 연결된 상부 피스톤이 편심수단에 의해 상부 실린더에서 종동원심회전운동을 하기 때문에 중심축이 일정한 일반 샤프트를 사용할 수 있어 제조비용이 저렴하며, 샤프트가 하부 피스톤에 연결되기 때문에 샤프트 지지수단의 높이가 낮아 안정적이고 제조비용이 저렴하고, 피스톤과 실린더 내주면 사이의 클리어런스가 발생할 염려가 없는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프의 일례는 지지부재에 의해 지지되는 1개의 회전중심축을 가진 구동 샤프트에 하부 피스톤이 장착되어 하부 피스톤의 편심링에 의해 상기 하부 피스톤이 실린더의 하부 챔버에서 편심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤에 연결부재에 의해 연결되는 상부 피스톤이 편심위치에 배치된 회전중심핀을 중심으로 편심회전운동을 하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 피스톤은 구동 샤프트에 장착되는 편심링과, 상기 편심링의 외주면에 장착되는 베어링과, 상기 베어링의 외피에 피복되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 편심링은 구동 샤프트에 억지끼워맞춤 방법으로 장착되며, 상부에서 하부로 갈수록 그 두께가 두꺼워져 하부에 가장 두께가 두꺼운 덧살부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 피스톤은 실린더의 상부챔버의 중심축선상에서 편심된 편심위치에 고정되는 회전중심핀을 중심으로 하여 회전중심핀 둘레를 회전하도록 배치되는 종동 샤프트와, 상기 종동 샤프트 외주면에 장착되는 베어링과, 상기 베어링 외부에도포되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 종동 샤프트는 바디의 양쪽에 자유단을 가지며, 바디의 두께는 자유단의 두께와 회전중심핀의 두께를 합한 것과 같은 것을 특징으로 한다.

상기 회전중심핀는 2개로 분할되어 정면 케이싱과 후면 케이싱에 각각 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 피스톤은 양단이 케이싱에 고정되는 종동 샤프트와, 상기 종동 샤프트에 장착되는 편심링과, 상기 편심링의 외주면에 장착되는 베이링과, 상기 베어링의 외피에 피복되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 피스톤에는 클러치 베어링이 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프를 도시한 정단면도 및 측단면도

도 2는 도 1a의 편심링을 도시한 사시도

도 3은 도 1a의 종동 샤프트를 도시한 사시도

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프를 도시한 정단면도 및 측단면도

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프를 도시한 정단면도 및 측단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

2 : 지지부재 3 : 구동 샤프트

5 : 하부 피스톤 7 : 편심링

15 : 연결부재 21 : 상부 피스톤

25 : 회전중심핀 33, 35 : 챔버

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프(1)는 지지부재(2)에 의해 지지되는 1개의 회전중심축(X)을 가진 구동 샤프트(3)에 하부 피스톤(5)이 장착되어 하부 피스톤(5)의 편심링(7)에 의해 상기 하부 피스톤이 실린더(31)의 하부 챔버(33)에서 편심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤(5)에 연결부재(15)에 의해 연결되는 상부 피스톤(21)이 편심위치에 배치된 회전중심핀(25)을 중심으로 편심회전운동을 한다.

상기 하부 피스톤(5)은 구동 샤프트(3)에 장착되는 편심링(7)과, 상기 편심링(7)의 외주면에 장착되는 베어링(9)과, 상기 베어링(9)의 외피에 피복되는 탄성부재(11)로 구성된다.

상기 편심링(7)은 구동 샤프트(3)에 억지끼워맞춤 방법으로 장착되며, 도 2에 도시된 바와같이 상부에서 하부로 갈수록 그 두께가 두꺼워져 하부에 가장 두께가 두꺼운 덧살부(8)가 형성되기 때문에 편심링(7)이 캠의 작동 원리와 같게 된다.

상기 탄성부재(11)는 고무 또는 보강부재가 삽입된 고무 등의 합성수지이다.

상기와 같이 구성된 하부 피스톤(5)은 구동 샤프트(3)의 회전과 함께 편심링 (7)이 회전하고, 베어링(9)에 의해 탄성부재(11)가 상기 편심링(7)과 함께 회전하지 않게 되므로서, 편심링(7)이 회전하면서 편심링(7)의 덧살부(8)가 탄성부재를 밀어 상기 탄성부재(11)가 편심링(7)의 회전방향으로 실린더(31)의 하부챔버(33) 내주면에 밀착된다. 이것에 의해 하부 피스톤(5)이 실린더(31)의 하부챔버(33)내에서 편심회전운동을 하게 된다.

상기 상부 피스톤(21)은 실린더(31)의 상부챔버(35)의 중심축선상(X')에서 편심된 편심위치에 고정되는 회전중심핀(25)을 중심으로 하여 회전중심핀(25) 둘레를 상기 중심축(X')이 회전하도록 배치되는 종동 샤프트(23)와, 상기 종동 샤프트 외주면에 장착되는 베어링(27)과, 상기 베어링(27) 외부에 도포되는 탄성부재(29)로 구성된다.

도 3을 참조하면, 상기 종동 샤프트(23)는 바디(41)의 양쪽에 자유단(43)을 가지며, 바디(41)의 두께는 자유단(41)의 두께와 회전중심핀(25)의 두께를 합한 것과 같다.

상기 회전중심핀(25)는 2개로 분할되어 정면 케이싱(45)과 후면 케이싱(47)에 각각 고정된다.

상기 탄성부재(29)는 고무 또는 보강부재가 삽입된 고무 등의 합성수지이다.

상기와 같이 구성된 상부 피스톤(21)은 연결부재(15)에 의해 탄성부재(29)가 작동된다. 이 때 상부 챔버(35)의 중심축(X') 선상에 배치되는 샤프트(23)가 편심위치에 고정된 회전중심핀(25) 둘레를 회전하게 된다. 이것에 의해, 상기 상부 피스톤(21)은 상부챔버(35)의 내주면에 항상 밀착되도록 회전중심핀(25)을 중심으로 하여 편심회전운동을 하게 된다.

상기 연결부재(15)는 본 출원인의 특허출원 제 2001-67843호에 설명되어 있어 자세한 설명은 생략하기로 한다.

위에서 설명한 바와같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프의 전체적인 작동은 다음과 같이 이루어진다.

구동 샤프트(3)에 의해 하부 피스톤(5)의 편심링(7)이 회전하고, 이 때 편심링(7)의 덧살부(8)가 탄성부재(11)를 밀어 상기 탄성부재(11)가 편심링(7)의 회전방향으로 실린더(31)의 하부챔버(33) 내주면에 밀착되는 편심회전운동을 하고, 연결부재(15)에 의해 상기 하부 피스톤(5)에 연결된 상부 피스톤(21)은 연결부재(15)의 축돌기(17)에 의해 항상 하부 피스톤(5)과 180도의 위상차를 가지며 편심회전운동을 하게 된다. 이 때 상기 상부 피스톤(21)은 샤프트(23)가 편심위치에 고정된 회전중심핀(25) 둘레를 회전하게 되어 상기 상부 피스톤(21)은 상부챔버(35)의 내주면에 항상 밀착되도록 회전중심핀(25)을 중심으로 하여 편심회전운동을 하게 된다. 이와같이 하부 피스톤(5)과 상기 하부 피스톤(5)에 연결되어 종동운동을 하는 상부 피스톤(21)은 펌핑물을 실린더(31)의 흡입구(37)로 각각 흡입하여 토출구(39)로 배출한다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프(51)는 양단이 케이싱(45, 47)에 고정되는 종동 샤프트 (53)와, 상기 종동 샤프트(53)에 장착되는 편심링(55)과, 상기 편심링(55)의 외주면에 장착되는 베이링(57)과, 상기 베어링(57)의 외피에 피복되는 탄성부재(59)로 구성되는 상부 피스톤(61)을 제외하고, 제 1 실시예의 용적식 펌프와 그 구성이 같다.

상기 상부 피스톤(61)의 종동 샤프트(53)는 일반적인 막대형태이며, 편심링 (55)은 제 1 실시예의 편심링과 같은 형태이고, 하부 피스톤(5)의 편심링(7)과 평행하게 배치된다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프(71)는 상부 피스톤(73)이 정해진 일방향으로만 회전할 수 있도록 제 2 실시예에 사용된 일반 베어링에 대신에 클러치 베어링(75)을 사용한 것을 제외하고 제 2 실시예와 그 구성이 동일하다.

상기 클러치 베어링(75)은 상부 피스톤(73)이 정해진 일방향으로만 회전할 수 있도록 함으로서, 상부 피스톤(73)이 상사점 및 하사점에서 역전되어 역회전할 수 있는 위험을 방지한다.

위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프는 샤프트에 장착되어 편심수단에 의해 하부 피스톤이 하부 실린더에서 원심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤에 연결된 상부 피스톤이 편심수단에 의해 상부 실린더에서 종동원심회전운동을 하기 때문에 중심축이 일정한 일반 샤프트를 사용할 수 있어 제조비용이 저렴하며, 샤프트가 하부 피스톤에 연결되기 때문에 샤프트 지지수단의 높이가 낮아 안정적이고 제조비용이 저렴하고, 피스톤과 실린더 내주면 사이의 클리어런스가 발생할 염려가 없는 효과가 있다.

Claims

지지부재(2)에 의해 지지되는 1개의 회전중심축(X)을 가진 구동 샤프트(3)에 하부 피스톤(5)이 장착되어 하부 피스톤(5)의 편심링(7)에 의해 상기 하부 피스톤 (5)이 실린더(31)의 하부 챔버(33)에서 편심회전운동을 하고, 상기 하부 피스톤(5)에 연결부재(15)에 의해 연결되는 상부 피스톤(21)이 편심위치에 배치된 회전중심핀(25)을 중심으로 편심회전운동을 하는 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 하부 피스톤(5)은 구동 샤프트(3)에 장착되는 편심링(7)과, 상기 편심링(7)의 외주면에 장착되는 베어링(9)과, 상기 베어링(9)의 외피에 피복되는 탄성부재(11)로 구성되는 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 편심링(7)은 구동 샤프트(3)에 억지끼워맞춤 방법으로 장착되며, 상부에서 하부로 갈수록 그 두께가 두꺼워져 하부에 가장 두께가 두꺼운 덧살부(8)가 형성되는 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 피스톤(21)은 실린더(31)의 상부챔버(35)의 중심축선상(X')에서 편심된 편심위치에 고정되는 회전중심핀(25)을 중심으로 하여 회전중심핀(25) 둘레를 상기 중심축(X')이 회전하도록 배치되는 종동 샤프트(23)와, 상기 종동 샤프트 외주면에 장착되는 베어링(27)과, 상기 베어링(27) 외부에 도포되는 탄성부재(29)로 구성되는 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.
제 4 항에 있어서,

상기 종동 샤프트(23)는 바디(41)의 양쪽에 자유단(43)을 가지며, 바디(41)의 두께는 자유단(41)의 두께와 회전중심핀(25)의 두께를 합한 것과 같은 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 회전중심핀(25)는 2개로 분할되어 정면 케이싱(45)과 후면 케이싱(47)에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 피스톤은 양단이 케이싱에 고정되는 종동 샤프트와, 상기 종동 샤프트에 장착되는 편심링과, 상기 편심링의 외주면에 장착되는 베이링과, 상기 베어링의 외피에 피복되는 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 상부 피스톤에는 클러치 베어링(75)이 장착되는 것을 특징으로 하는 편심 아이들 피스톤을 갖춘 용적식 펌프.