KR200483063Y1 - 내접 기어펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 설치공이 전후 관통되게 형성됨과 더불어 둘레에는 유입구 및 유출구가 각각 형성된 케이싱; 상기 케이싱의 설치공 내주면에 회전 가능하게 설치되며, 외주면에는 원주방향을 따라 복수의 연통공이 관통 형성됨과 더불어 적어도 일부의 서로 이웃한 각 연통공들 간은 서로 연통되도록 이루어진 내치형 링기어; 상기 내치형 링기어 내에 편심되게 배치되면서 상기 내치형 링기어와 맞물려 회전되는 외치형 피니언기어; 상기 외치형 피니언기어를 회전시키는 구동샤프트;를 포함하여 구성된 내접 기어펌프가 제공되며, 이를 통해 압유가 저압 공간에서 고압 공간으로 넘어가는 과정에서 급격한 압력 변동에 의한 진동 및 소음 발생을 해소할 수 있도록 한 것이다.

Description

내접 기어펌프{internal gear pump}

본 고안은 기어펌프에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 압유의 펌핑 동작시 링기어를 통해 압유가 저압에서 고압으로 넘어갈 때 발생되는 진동 및 소음을 저감할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 내접 기어펌프에 관한 것이다.

일반적으로 기어펌프는 두 기어를 서로 맞물리게 하여 해당 기어의 이(齒)와 이(齒) 사이의 공간에 갇힌 압유(예컨대, 오일 등)를 이송하는 펌프로써, 흡입 양정이 크고, 고점도액의 이송에 적합하며, 토출압력이 회전수에 영향을 받지 않는다는 장점에 의해 많이 사용되고 있다.

이와 같은 기어펌프는 내접 기어펌프와 외접 기어펌프로 구분되며, 이 중 상기 내접 기어펌프는 링기어에 내접한 피니언기어를 회전시켜 상기 두 기어가 동시에 회전되도록 하며, 이러한 링기어와 피니언기어 사이의 틈새에 부압(마이너스 압력)을 형성하여 이 부압으로 유체탱크 내의 압유를 펌핑하여 유압시스템과 연결된 압력측으로 공급하도록 이루어진다.

이러한 내접 기어펌프에 관련하여는 공개특허 제10-2014-0050561호, 공개특허 제10-2015-0062164호, 공개특허 제10-2013-0141564호, 미국특허 제4,472,123호 등에 개시된 바와 같다.

하지만, 전술된 종래 기술에 따른 내접 기어펌프는 압유가 저압 공간에서 고압 공간으로 넘어가는 과정에서 급격한 압력 변동에 의한 진동 및 소음이 발생하였던 문제점이 있었다.

특히, 상기한 진동의 경우는 내치형 링기어의 회전 동작에 영향을 미치게 됨으로써 상기 내치형 링기어와 이에 맞물리는 외치형 피니언기어의 맞물림 동작이 불안정하게 이루어짐으로써 결과적으로 내치형 링기어와 외치형 피니언기어의 손상 발생 혹은, 수명 단축이 야기될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

공개특허 제10-2014-0050561호 공개특허 제10-2015-0062164호 공개특허 제10-2013-0141564호 미국특허 제4,472,123호

본 고안은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 압유가 저압 공간에서 고압 공간으로 넘어가는 과정에서 급격한 압력 변동에 의한 진동 및 소음 발생을 해소할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 내접 기어펌프를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 내접 기어펌프에 따르면 내측으로는 설치공이 전후 관통되게 형성됨과 더불어 둘레에는 압유가 유입되는 유입구 및 압유가 유출되는 유출구가 각각 형성되어 이루어진 케이싱; 상기 케이싱의 설치공 내주면에 회전 가능하게 설치되며, 외주면에는 원주방향을 따라 복수의 연통공이 관통 형성됨과 더불어 적어도 일부의 서로 이웃한 각 연통공들 간은 서로 연통되도록 이루어진 내치형 링기어; 상기 내치형 링기어 내에 편심되게 배치되면서 상기 내치형 링기어와 맞물려 회전되는 외치형 피니언기어; 상기 외치형 피니언기어를 회전시키는 구동샤프트;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 내치형 링기어의 각 연통공은 복열로 배치되면서 상기 내치형 링기어의 원주방향을 따라 각각 이격되게 형성되고, 상기 내치형 링기어의 외주면에는 서로 대각 방향 혹은, 서로 동일한 원주 방향에 위치된 두 연통공 간을 서로 연결하면서 연통되도록 하는 연통홈이 형성되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 내치형 링기어의 외주면에는 가이드부시가 더 설치되고, 상기 가이드부시에는 상기 내치형 링기어의 각 연통공과 일치되면서 연통되게 형성되는 복수의 관통공이 추가로 형성되며, 상기 가이드부시의 외주면에는 상기 각 관통공들 중 이웃한 두 관통공 간을 서로 연결하면서 연통되도록 하는 연결홈이 추가로 형성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 고안의 내접 기어펌프는 내치형 링기어에 형성된 각 연통공들 중 일부의 서로 이웃한 연통공들은 연통홈에 의해 서로의 공간으로 압유의 일부가 유동되도록 구성됨에 따라 압유의 급격한 압력 변화로 인한 압력 충격은 완화될 수 있으며, 이로써 상기 압력 충격으로 진동 및 소음이 발생되는 현상은 방지될 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 상기와 같이 내접 기어펌프의 동작시 진동 및 소음 발생이 방지됨으로 인해 그 사용자로부터 동작 신뢰성을 얻을 수 있게 된 효과 역시 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 분해 단면도
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 결합 단면도
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프 중 내치형 링기어의 외관을 설명하기 위해 나타낸 사시도
도 5 내지 도 7은 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프 중 내치형 링기어의 각 연통공 및 연통홈에 대한 각각의 배치 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 내접 기어펌프 중 가이드부시와 내치형 링기어 간의 결합 구조를 설명하기 위해 나타낸 사시도

이하, 본 고안의 내접 기어펌프에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 1은 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 분해 단면도이고, 도 2는 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 결합 단면도이며, 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 측단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프는 크게 케이싱(100)과, 내치형 링기어(200)와, 외치형 피니언기어(300)와, 구동샤프트(400)를 포함하여 구성되며, 특히 상기 내치형 링기어(200)에는 원주방향을 따라 복수의 연통공(210)이 관통 형성됨과 더불어 상기 각 연통공(210) 중 적어도 일부의 연통공(210)은 연통홈(220)에 의해 서로간으로 압유의 일부 유동이 가능하도록 구성하여 내접 기어펌프의 기동시 진동 및 소음을 방지할 수 있도록 한 것이다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 케이싱(100)은 내접 기어펌프의 몸체를 이루는 부위이다.

이와 같은 케이싱(100)은 그의 내측으로 설치공(110)이 전후 관통되게 형성됨과 더불어 둘레면에는 압유가 유입되는 유입구(120) 및 압유가 유출되는 유출구(130)가 각각 형성되어 이루어진다. 이때, 상기 유입구(120) 및 유출구(130)는 상기 설치공(110) 내부와 서로 연통되게 형성되며, 실시예로 도시된 바와 같이 상기 설치공(110)을 사이에 두고 서로 나란히 위치되도록 배치함을 그 예로 하지만, 서로 이웃하게도 배치할 수 있는 등 필요에 따라 다양한 위치에 배치되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 케이싱(100)의 전면 및 배면에는 상기 설치공(110) 내부를 폐쇄하면서 분리 가능하게 결합되는 프론트케이스(140) 및 리어케이스(150)가 더 포함되며, 이에 대하여는 첨부된 도 2에 도시된 바와 같다.

다음으로, 상기 내치형 링기어(200)는 후술될 외치형 피니언기어(300)와 함께 압축실을 형성하는 부위이다.

이와 같은 내치형 링기어(200)는 상기 케이싱(100)의 설치공(110) 내에 회전 가능하게 설치되며, 내주면을 따라 기어잇(201)이 형성되어 이루어진 링 형의 기어이다.

또한, 상기 내치형 링기어(200)의 외주면에는 그 원주방향을 따라 복수의 연통공(210)이 관통 형성된다. 이때 상기 각 연통공(210)은 상기 케이싱(100)의 어느 한 측에 형성된 유입구(120)를 통해 압유를 제공받아 상기 내치형 링기어(200)의 내부로 유입되도록 함과 더불어 상기 내치형 링기어(200) 내에서 압축된 압유를 상기 케이싱(100)의 다른 한 측에 형성된 유출구(130)를 통해 유출되도록 하는 역할을 수행한다. 이와 함께, 상기한 각 연통공(210)들은 복열로 배치되면서 상기 내치형 링기어(200)의 원주방향을 따라 서로 수평 방향 및 원주 방향으로 각각 이격되게 형성됨을 그 예로 한다.

특히, 본 고안의 실시예에서는 상기 내치형 링기어(200)의 외주면에 복수의 연통홈(220)이 더 형성됨을 제시한다. 이때 상기 연통홈(220)은 적어도 일부의 서로 이웃한 각 연통공(210)들 간을 서로 연통시키도록 형성된 홈이다.

즉, 내치형 링기어(200)가 케이싱(100)의 설치공(110) 내에서 회전되는 도중 압유가 저압 상태에서 고압 상태으로 넘어갈 때 이웃한 연통공(210)들이 상기 연통홈(220)에 의해 서로 연통될 수 있도록 함으로써 급격한 압력 차이가 해소될 수 있도록 하여 상기 압력차이에 의한 진동이나 소음 발생이 방지될 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 각 연통홈(220)은 첨부된 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 서로 동일한 원주 방향에 위치된 각 연통공(210)간을 연결하도록 형성되거나 혹은, 첨부된 도 6에 도시된 바와 같이 서로 대각 방향에 위치된 각 연통공(210)간을 연결하도록 형성된다.

이와 함께, 상기 각 연통홈(220)은 서로 이웃한 모든 연통공(210)들에 형성되지 않고, 서로 이웃한(원주방향으로 이웃하거나 혹은, 대각 방향으로 이웃한) 어느 두 연통공(210)이 어느 한 연통홈(220)에 의해 서로 연결된다면 또 다른 연통홈(220)은 상기 두 연통공(210)에 추가로 연결되지 않도록 한다. 이는 모든 연통공(210)들이 서로 연통되도록 이루어진다면 압력 누수로 인해 압유의 압축 성능이 급격히 낮아질 수 있기 때문이다.

즉, 상기 각 연통홈(220)은 실시예로 도시된 바와 같이 하나 건너 하나씩 교번하면서 두 연통공(210)들만 서로 연결되도록 함으로써 진동 및 소음은 방지할 수 있으면서도 압력 누수로 인한 압축 성능의 저하는 방지되도록 함이 바람직한 것이다.

물론, 상기 내치형 링기어(200)에 형성되는 각 연통공(210)들은 첨부된 도 7에 도시된 바와 같이 복열을 이루되 서로는 지그재그 구조를 이루면서 내치형 링기어(200)의 원주방향을 따라 형성되고, 이때 상기 연통홈(220)은 서로 대각된 위치의 두 연통공(210)을 연결하도록 형성함이 바람직하다.

다음으로, 상기 외치형 피니언기어(300)는 상기 내치형 링기어(200)를 회전시키면서 상기 내치형 링기어(200)와의 사이에 형성되는 압축실 내의 압유를 압축시키는 부위이다.

이와 같은 외치형 피니언기어(300)는 상기 내치형 링기어(200)의 내경에 비해 작은 외경을 갖도록 형성됨과 더불어 그의 외주면을 따라 기어잇(301)이 형성되면서 상기 내치형 링기어(200)의 내측에서 상기 내치형 링기어(200)와는 편심되게 배치된 상태로 맞물려 회전되도록 설치된다.

다음으로, 상기 구동샤프트(400)는 상기 외치형 피니언기어(300)를 회전시키는 부위이다.

이와 같은 구동샤프트(400)는 상기 외치형 피니언기어(300)의 회전 중심에 고정되면서 양 끝단이 프론트케이스(140) 및 리어케이스(150)를 각각 관통하도록 설치되며, 이때 상기 구동샤프트(400)의 어느 한 끝단은 구동력을 제공하는 구동부(예컨대, 모터나 엔진 등)로부터 동력을 전달받도록 연결된다.

상기한 구동샤프트(400)는 전술된 외치형 피니언기어(300)와는 단일체로 형성되도록 구성될 수도 있고, 서로 분리형으로 형성되면서 서로 고정되도록 구성될 수도 있다.

한편, 미설명 부호 500은 세그먼트로써, 상기 내치형 링기어(200) 및 외치형 피니언기어(300) 사이에 위치된 상태로 내치형 링기어(200)의 각 기어잇(201)들 사이의 공간과 외치형 피니언기어(300)의 각 기어잇(301)들 사이의 공간을 폐쇄하여 상기 폐쇄된 공간을 따라 압유가 이송될 수 있도록 하여 고압측과 저압측이 서로 분리되도록 하는 역할을 수행한다.

하기에서는, 전술된 본 고안의 실시예에 따른 내접 기어펌프의 동작 상태를 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 구동부의 구동이 이루어지면 이 구동에 따른 구동력은 구동샤프트(400)로 전달되어 상기 구동샤프트(400)를 회전시키게 된다.

또한, 상기한 구동샤프트(400)의 회전이 이루어지면 이 구동샤프트(400)에 고정된 외치형 피니언기어(300)가 회전되고, 계속해서 상기 외치형 피니언기어(300)가 맞물린 내치형 링기어(200)가 회전된다.

따라서, 상기 외치형 피니언기어(300)와 내치형 링기어(200) 사이의 공간은 세그먼트(500)를 기준으로 케이싱(100)의 유입구(120)가 형성된 저압측과 유출구(130)가 형성된 고압측을 형성하게 되며, 이로 인해 상기 유입구(120)를 통해 압유가 유입되어 상기 외치형 피니언기어(300)와 내치형 링기어(200) 사이의 세그먼트(500)로 폐쇄된 각 기어잇(201,301) 사이의 공간을 따라 압유가 이송된 후 유출구(130)를 통해 유출된다.

특히, 전술된 바와 같은 내접 기어펌프의 구동에 의한 압유의 펌핑이 진행될 때 상기 내치형 링기어(200)가 케이싱(100)의 설치공(110)을 따라 회전되는 도중 내치형 링기어(200)와 외치형 피니언기어(300)이 이루는 압축실 내의 저압측과 고압측 사이의 압력차로 인해 진동 및 소음이 발생된다.

하지만, 상기 내치형 링기어(200)에 형성된 각 연통공(210)들 중 일부의 서로 이웃한 연통공들은 연통홈(220)에 의해 서로의 공간으로 압유의 일부가 유동되도록 구성됨을 고려할 때 이러한 압유의 유동에 의해 급격한 압력 변화로 인한 압력 충격은 완화될 수 있으며, 이로써 압력차에 의한 상기 압력 충격으로 진동 및 소음이 발생되는 현상은 방지될 수 있게 된다.

결국, 본 고안의 내접 기어펌프는 내치형 링기어(200)의 외주면에 일부의 이웃한 연통공(210)들을 서로 연결하는 연통홈(220)의 추가 형성을 통해 압유가 저압 상황에서 고압 상황으로 넘어갈 때 발생되는 진동 및 소음이 방지될 수 있게 되며, 이러한 진동 및 소음의 방지로 인해 내접 기어펌프에 대한 신뢰성 향상을 이룰 수 있게 된다.

한편, 첨부된 도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 내접 기어펌프를 나타내고 있다.

이와 같은 본 고안의 다른 실시예에서는 내접 기어펌프를 이루는 내치형 링기어(200)의 외주면에 가이드부시(600)가 더 설치됨을 제시한다. 즉, 상기 가이드부시(600)에 의해 내치형 링기어(200)가 상기 설치공(110) 내주면에서 원활히 회전될 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 내치형 링기어(200)는 상기 가이드부시(600)의 내주면에 압입 고정되면서 상기 가이드부시(600)와 함께 일체화된 상태로 회전될 수 있도록 구성된다.

특히, 이렇듯 가이드부시(600)가 추가되는 구조의 경우 상기 가이드부시(600)에는 상기 내치형 링기어(200)의 각 연통공(210)과 일치되면서 연통되게 형성되는 복수의 관통공(610)이 추가로 형성되며, 상기 가이드부시(600)의 외주면에는 상기 각 관통공(610)들 중 이웃한 두 관통공(610) 간을 서로 연결하는 연결홈(620)이 추가로 형성된다. 즉, 상기한 가이드부시(600)의 관통공(610) 및 연결홈(620)이 전술된 내치형 링기어(200)의 연통공(210) 및 연통홈(220)의 역할을 대신할 수 있도록 한 것이다.

물론, 상기 내치형 링기어(200)의 외주면에 상기 연통홈(220)이 추가로 형성되어 있다면 상기 가이드부시(600)의 외주면에 상기 연결홈(620)을 추가로 형성하지는 않아도 되고, 상기 연결홈(620)이 추가로 형성될 경우 상기 내치형 링기어(200)의 외주면에 연통홈(220)을 추가로 형성하지 않아도 된다.

이렇듯, 본 고안의 내접 기어펌프는 다양한 변형이 가능하며, 이러한 변형이 이루어진다 하더라도 내치형 링기어(200)의 각 연통공(210) 간을 서로 연통시키는 연통홈(220)의 추가 형성에 의해 기동시 진동이나 소음의 발생은 방지될 수 있게 된다.

100. 케이싱 110. 설치공
120. 유입구 130. 유출구
140. 프론트케이스 150. 리어케이스
200. 내치형 링기어 210. 연통공
220. 연통홈 300. 외치형 피니언기어
400. 구동샤프트 500. 세그먼트
600. 가이드부시 610. 관통공
620. 연결홈

Claims (3)

1. 내측으로는 설치공(110)이 전후 관통되게 형성됨과 더불어 둘레에는 압유가 유입되는 유입구(120) 및 압유가 유출되는 유출구(130)가 각각 형성되어 이루어진 케이싱(100);
   상기 케이싱(100)의 설치공(110) 내주면에 회전 가능하게 설치되며, 외주면에는 원주방향을 따라 복수의 연통공(210)이 관통 형성됨과 더불어 적어도 일부의 서로 이웃한 각 연통공(210)들 간은 서로 연통되도록 이루어진 내치형 링기어(200);
   상기 내치형 링기어(200) 내에 편심되게 배치되면서 상기 내치형 링기어(200)와 맞물려 회전되는 외치형 피니언기어(300);
   상기 외치형 피니언기어(300)를 회전시키는 구동샤프트(400);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 내접 기어펌프.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내치형 링기어(200)의 각 연통공(210)은 복열로 배치되면서 상기 내치형 링기어(200)의 원주방향을 따라 각각 이격되게 형성되고,
   상기 내치형 링기어(200)의 외주면에는 서로 대각 방향 혹은, 서로 동일한 원주 방향에 위치된 두 연통공(210) 간을 서로 연결하면서 연통되도록 하는 연통홈(220)이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 내접 기어펌프.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 내치형 링기어(200)의 외주면에는 가이드부시(600)가 더 설치되어 상기 가이드부시(600)와 함께 케이싱(100)의 설치공(110) 내에 회전되도록 이루어지고,
   상기 가이드부시(600)에는 상기 내치형 링기어(200)의 각 연통공(210)과 일치되면서 연통되게 형성되는 복수의 관통공(610)이 추가로 형성되며,
   상기 가이드부시(600)의 외주면에는 상기 각 관통공(610)들 중 이웃한 두 관통공(610) 간을 서로 연결하면서 연통되도록 하는 연결홈(620)이 추가로 형성됨을 특징으로 하는 내접 기어펌프.

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