KR200485265Y1 - 내접기어펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안에 의한 내접기어펌프는 케이싱; 상기 케이싱 내에 구비되는 링기어 및 피니언기어; 상기 링기어와 피니언기어 사이의 비 치합부위에 위치하며, 두 개가 한 쌍을 이루면서 서로 겹쳐지게 설치됨과 더불어 어느 한 끝단 측의 서로 마주보는 부위에는 안착홈이 형성되고, 고압측과 저압측 공간을 서로 분리하는 세그먼트부; 상기 세그먼트부 사이의 안착홈 내에 안착되면서 세그먼트부가 각각 링기어의 내주면 및 피니언기어의 외주면과 맞닿도록 복원력을 제공함과 더불어 세그먼트부 사이의 틈새를 통한 작동유의 유동을 차단하도록 구성된 기밀형 복원부재;를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 고안에 의하면, 상기 기밀형 복원부재는 상기 세그먼트부와의 조립 및 결합시에 이탈을 방지되면서도 단순 조작으로 설치가 용이한 효과가 있다.
또한, 상기 세그먼트부의 틈새를 통한 작동유의 유동을 차단함으로써, 내접기어펌프의 펌핑 성능이 온전히 유지되도록 하는 효과가 있다.

Description

내접기어펌프{Internal gear pump}

본 고안은 내접기어펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 세그먼트의 틈새에 설치되는 종래의 판 스프링에 비해 비용도 저렴하고 교체가 용이함과 더불어 상기 두 세그먼트의 틈새를 통과하는 작동유를 차단할 수 있는 기밀형 복원부재가 포함된 새로운 형태에 따른 내접기어펌프에 관한 것이다.

일반적으로 기어펌프는 두 기어를 서로 맞물리게 하여 해당 기어의 이(齒)와 이(齒) 사이의 공간에 갇힌 작동유(예, 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 기어펌프, 트로코이드 펌프(trochoid pump)로 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 작동유를 펌핑하여 유압시스템과 연결된 압력측으로 공급하도록 이루어진다.

이와 관련하여 공개특허 제10-2013-0141564호, 제10-2014-0021976호, 제10-2015-0062164호 등에서 다양하게 개시하고 있다.

이러한 종래의 내접기어펌프는 링기어 및 피니언기어 사이에 위치된 상태로 각 기어의 기어잇들 사이의 공간을 폐쇄하여 상기 폐쇄된 공간을 따라 작동유가 이송될 수 있도록하여 고압측과 저압측이 서로 분리되도록 하는 세그먼트부가 구비된다.

이러한 세그먼트부는 두 개가 한 쌍을 이루면서 서로 겹쳐지게 설치된다. 또한, 상기 세그먼트부 사이의 틈새에는 동 재질의 판 스프링이 구비되면서 상기 세그먼트부가 각각 링기어의 내주면 및 피니언기어의 외주면과 맞닿도록 구비된다.

한편, 상기 판 스프링은 동 재질 중에서도 높은 강도를 가지는 베릴륨 동(Beryllium Copper)으로 주로 구성되며, 이러한 베릴륨 재질의 판 스프링은 그의 재질적인 특성으로 인해 프레스로 제작 이후에 별도의 열처리 공정을 요하기 때문에 생산성이 저하됨과 더불어 가공이 어려운 단점이 있다.

또한, 상기 판 스프링은 제조단가가 높고 상기 세그먼트와의 조립 및 결합시에 이탈의 우려 및 부정확한 결합에 의한 변형으로 제 기능을 수행하지 못하는 현상이 발생되었던 문제점이 있다.

이와 함께, 상기 판 스프링은 세그먼트부 사이의 틈새를 차단하지 못하여 상기 세그먼트부 사이의 틈새를 통한 작동유의 누설이 야기되었고, 이로 인한 펌핑 선능의 저하 현상이 발생된 문제점이 있었다.

공개특허 제10-2013-0141564호 공개특허 제10-2014-0021976호 공개특허 제10-2015-0062164호

따라서, 본 고안의 목적은 세그먼트와의 조립 및 결합 작업이 용이하게 이루어질 수 있고, 상기 세그먼트의 틈새를 통과하는 작동유를 차단할 수 있는 새로운 형태의 기밀형 복원부재가 포함된 내접기어펌프를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 링기어와 피니언기어 사이의 비 치합부위에 위치하며 두 개가 한 쌍을 이루면서 서로 겹쳐지게 설치됨과 더불어 어느 한 끝단 측의 서로 마주보는 부위에는 안착홈이 형성된 세그먼트부; 상기 세그먼트부 사이의 안착홈 내에 안착되면서 세그먼트부가 각각 링기어의 내주면 및 피니언기어의 외주면과 맞닿도록 복원력을 제공함과 더불어 세그먼트부 사이의 틈새를 통한 작동유의 유동을 차단하도록 구성된 기밀형 복원부재;를 포함하여 구성된다.

상기 기밀형 복원부재는 튜브형태로 형성되면서 그 둘레면이 상기 안착홈의 내면에 맞닿도록 설치됨과 더불어 내유성을 갖는 합성고무인 NBR(Nitrile Butadiene Rubber) 재질로 형성됨을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 세그먼트부의 사이에 안착되는 기밀형 복원부재는 종래의 동 재질의 판 스프링과 달리 프레스 공정 이후에 별도의 후처리 공정이 필요치 않기 때문에 생산성이 향상됨과 더불어, 제작단가가 저렴한 장점이 있다.

그리고 상기 기밀형 복원부재는 상기 세그먼트부와의 조립 및 결합시에 이탈을 방지되면서도 단순 조작으로 설치가 용이한 효과가 있다. 또한, 상기 세그먼트부의 틈새를 통한 작동유의 유동을 차단함으로써, 내접기어펌프의 펌핑 성능이 온전히 유지되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 내접기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 2는 종래의 내접기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 3은 본 고안에 의한 내접기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 4는 본 고안에 의한 내접기어펌프 중 세그먼트와 기밀형 복원부재를 설명하기 위해 나타낸 정면도

이하 본 고안에 의한 내접기어펌프의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1과 도 2에는 종래의 내접기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 정면도와 측면도가 각각 도시되어 있다. 그리고 도 3에는 본 고안에 의한 내접기어펌프를 설명하기 위해 나타낸 정면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 고안에 의한 내접기어펌프 중 세그먼트와 기밀형 복원부재를 설명하기 위해 나타낸 정면도가 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 내접기어펌프는 크게 케이싱(100), 링기어(200), 피니언기어(300)와 구동샤프트(400) 및 세그먼트(510,520)를 포함하여 구성된다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

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

이와 같은 케이싱(100)은 알루미늄(Al) 재질로 이루어지면서 내측으로 설치공(101)이 전후로 관통되게 형성되며, 둘레면에는 작동유가 유입되는 유입구(110) 및 작동유가 유출되는 유출구(120)가 각각 형성되어 이루어진다. 이때, 상기 유입구(110) 및 유출구(120)는 상기 설치공(101) 내부와 서로 연통되게 형성되면서 상기 설치공(101)을 사이에 두고 서로 나란히 위치되도록 형성된다.

또한, 상기 케이싱(100)의 전면 및 배면에는 상기 설치공(101) 내부를 폐쇄하면서 분리 가능하게 결합되는 프론트케이스 및 리어케이스가 더 포함된다. 상기 프론트케이스 및 리어케이스는 본 고안의 첨부된 도면에는 도시되지 않았다.

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

이러한 상기 링기어(200)는 내치형 기어로 구비되며 상기 케이싱(100)의 설치공(101) 내에 회전가능하게 설치되며, 내주면을 따라 기어잇(210)이 형성되어 이루어진다.

그리고 상기 링기어(200)의 외주면에는 그 원주방향을 따라 복수의 연통공(미도시)이 관통 형성된다. 이러한 상기 각 연통공(미도시)은 상기 케이싱(100)의 어느 한 측으로 형성된 유입구(110)를 통해 작동유를 제공받아 상기 링기어(200)의 내부로 유입되도록 함과 더불어 상기 링기어(200) 내에서 압축된 작동유를 상기 케이싱(100)의 다른 한 측에 형성된 유출구(120)를 통해 유출되도록 하는 역할을 한다.

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

이러한 상기 피니언기어(300)는 상기 링기어(200)의 내경에 비해 작은 외경을 갖도록 형성되며, 그 외주면을 따라 기어잇(310)이 형성되면서 상기 링기어(200)의 내측에서 상기 링기어(200)와 편심되게 배치된 상태로 맞물려 회전되도록 설치된다.

이러한 상기 피니언기어(300)는 상기 링기어(200)를 회전시키면서 상기 링기어(200)와의 사이에 형성되는 압축실 내의 작동유를 압축시키는 역할을 한다.

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

이러한 구동샤프트(400)는 상기 피니언기어(300)의 회전 중심에 고정되면서 양 끝단이 프론트케이스 및 리어케이스(미도시)를 각각 관통하도록 설치되며, 어느 한 끝단은 구동력을 제공하는 구동수단(예, 모터 또는 엔진 등)으로부터 동력을 전달받도록 연결된다.

또한, 상기 구동샤프트(400)는 상기 피니언기어(300)와 일체형으로 구성될 수도 있고, 또는 서로 분리형으로 형성되어 고정되도록 구성될 수도 있다.

다음으로, 상기 세그먼트(510,520)는 상기 링기어(200)와 피니언기어(300) 사이의 공간을 고압측과 저압측 공간을 서로 분리하는 부위이다.

이러한 상기 세그먼트(510,520)는 상기 각 기어(200,300)의 비 치합부위에 위치하며, 두 개가 한 쌍을 이루면서 서로 겹쳐지게 설치됨과 더불어, 어느 한 끝단 측의 서로 마주보는 부위에는 안착홈(530)이 형성되어 이루어진다.

보다 상세하게 상기 세그먼트(510,520)는 외측 세그먼트(510)와 내측 세그먼트(520)로 구성되며, 각각 링기어(200)와 피니언기어(300)를 향해 라운드지게 형성되고, 우측(도 3 내지 도 4) 일부분에는 서로 마주보는 부위에 안착홈(530)이 형성된다.

상기 안착홈(530)은 후술될 기밀형 복원부재(600)의 안착공간을 제공하는 부위이며, 기밀형 복원부재(600)의 형태에 따라 다양한 형태으로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 외측 세그먼트(510)는 상기 링기어(200)의 내주면과 맞닿도록 구비되고, 상기 내측 세그먼트(520)는 상기 피니언기어(300)의 외주면과 맞닿도록 구비되어 각각 상기 링기어(200) 및 피니언기어(300)의 기어잇(210,310)들 사이에 작동유가 밀폐되도록 하는 역할을 한다.

다음으로, 상기 기밀형 복원부재(600)는 상기 세그먼트부(510,520) 사이의 안착홈(530) 내에 안착되면서 세그먼트부(510,520)가 각각 링기어(200)의 내주면 및 피니언기어(300)의 외주면과 맞닿도록 복원력을 제공함과 더불어 세그먼트부(510,520) 사이의 틈새를 통한 작동유의 유동을 차단하는 부위이다.

이와 같은 기밀형 복원부재(600)는 상기 세그먼트부(510,520)의 사이에 안착홈(530)에 안착되면서 상기 외측 세그먼트(510)는 링기어(200)의 내주면과 맞닿도록 함과 더불어 상기 내측 세그먼트(520)는 피니언기어(300)의 외주면과 맞닿도록 복원력을 제공함으로써, 상기 각 기어(200,300)의 기어잇(210,310) 사이에 작동유가 밀폐되도록 한다. 그리고 이와 더불어, 상기 세그먼트부(510,520)의 겹침부위 사이의 틈새를 통해 유동되는 작동유가 유동되지 않도록 이를 차단하는 역할을 한다.

또한, 상기 기밀형 복원부재(600)는 다양한 합성고무들 중에 NBR 소재로 구비됨이 바람직하다. 상기 NBR(Nitrile Butadiene Rubber ; 니트릴 부타디엔 고무)의 경우 아크릴로니트릴과 부타디엔을 저온 유화중합법으로 만든 합성고무로써, 내마모성과 반발탄성 및 내유성이 우수함을 고려할 때, 상기 세그먼트부(510,520)의 틈새를 차단하면서도 세그먼트부(510,520)를 각각 링기어(200) 및 피니언기어(300)에 밀착되도록 함에 있어서 가장 유리하다.

특히, 상기 기밀형 복원부재(600)는 중공의 튜브형태로 형성됨으로써, 압축과 복원이 더욱 원활히 이루어질 수 있게 되어 상기 세그먼트부(510,520) 사이에 적용할 경우 조립성이 우수하고, 기밀성에서 더욱 우수한 효과를 얻을 수 있게 된다.

이하에서는, 본 고안에 의한 내접기어펌프의 작용을 첨부된 도면을 통해 살펴본다.

먼저, 외부로부터 전달되는 구동력이 구동샤프트(400)로 전달되어 상기 구동샤프트(400)를 회전시키게 된다. 이러한 구동샤프트(400)의 회전이 이루어지면 상기 구동샤프트(400)에 고정된 피니언기어(300)가 회전되고, 이에 따라 상기 피니언기어(300)와 맞물린 링기어(200)가 회전된다.

따라서, 상기 피니언기어(300)와 링기어(200) 사이의 공간은 세그먼트(510,520)를 기준으로 케이싱(100)의 유입구(110)가 형성된 저압측과, 유출구(120)가 형성된 고압측을 형성하게 되며, 이로 인해 상기 유입구(110)를 통해 작동유가 유입되어 상기 피니언기어(300)와 링기어(200) 사이의 세그먼트(510,520)로 폐쇄된 각 기어잇(210,310) 사이의 공간을 따라 작동유가 이송된 후 유출구(120)를 통해 유출된다.

특히, 전술된 바와 같은 내접기어펌프의 구동에 의한 작동유의 펌핑이 진행되는 과정에서 상기 링기어(200)가 케이싱(100)의 설치공(101)을 따라 회전되는 도중 링기어(200)와 피니언기어(300)가 이루는 압축실 내의 저압측과 고압측 사이의 압력차로 인해 상기 링기어(200)는 유출구(120)가 형성된 측을 향해 더욱 큰 부하를 받게 된다.

하지만, 세그먼트부(510,520) 사이에는 기밀형 복원부재(600)가 구비되어, 상기 기밀형 복원부재(600)의 복원력에 의해 상기 외측 세그먼트(510)는 상기 링기어(200)의 내주면과 밀착되고, 상기 내측 세그먼트(520)는 상기 피니언기어(300)의 외주면과 밀착되므로, 상기 세그먼트부(510,520)와 각 기어(200,300)들 간에 기밀이 유지된다.

한편, 오랜 사용에 의해 상기 기밀형 복원부재(600)의 변형이나 손상이 발생되었을 대에는 상기 기밀형 복원부재(600)를 교체한다. 이러한 교체는 상기 세그먼트(510,520)의 안착홈(530)으로부터 단순히 기밀형 복원부재(600)를 취출한 후 새로운 기밀형 복원부재(600)를 삽입하면 되며, 이는 상기 기밀형 복원부재(600)가 튜브 형태로 구비되기 때문에 용이하게 이루어질 수 있다.

특히, 상기 기밀형 복원부재(600)는 타 재질에 비해 가공성과 혼화성 및 내마모성이 우수하고 이와 더불어 내유성까지도 우수한 NBR 재질로 이루어지기 때문에, 상기 세그먼트부(510,520)에 복원력을 제공함에 있어서, 종래에 동 재질로 구비되는 판 스프링에 비해 향상된 복원력을 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 고안의 기밀형 복원부재(600)는 상기 세그먼트부(510,520) 사이의 틈새를 통한 작동유의 유동을 차단함으로써, 내접기어펌프의 펌핑 성능이 저하되지 않고 온전하게 발휘될 수 있도록 하는 유용한 고안이라 할 수 있다.

이러한 본 고안의 범위는 상기에서 예시한 실시 예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 고안을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 고안에 개시된 실시 예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

100. 케이싱 101. 설치공
110. 유입구 120. 유출구
200. 링기어 210. 기어잇
300. 피니언기어 310. 기어잇
400. 구동샤프트 510,520. 세그먼트부
510. 외측 세그먼트 520. 내측 세그먼트
530. 안착홈 600. 기밀형 복원부재

Claims (3)

1. 내측으로 설치공(101)이 전후로 관통되게 형성되며, 둘레면에는 작동유가 유입되는 유입구(110) 및 작동유가 유출되는 유출구(120)가 각각 형성되어 이루어진 케이싱(100);
   상기 케이싱(100)의 설치공(101) 내부 중 링기어(200)와 피니언기어(300) 사이의 비 치합부위에 위치되고, 상기 링기어(200)의 내주면과 맞닿도록 구비되는 외측 세그먼트(510) 및 상기 피니언기어(300)의 외주면과 맞닿도록 구비됨과 더불어 상기 외측 세그먼트(510)에는 겹쳐지도록 설치되는 내측 세그먼트(520);
   상기 외측 세그먼트(510)와 내측 세그먼트(520)의 양 끝단 중 상기 케이싱(100)의 유출구(120)가 형성된 부위의 끝단 측의 서로 마주보는 부위에 요입 형성되는 안착홈(530);
   상기 안착홈(530) 내에 안착되면서 외측 세그먼트(510) 및 내측 세그먼트(520)가 각각 링기어(200)의 내주면 및 피니언기어(300)의 외주면과 맞닿도록 복원력을 제공함과 더불어 외측 세그먼트(510) 및 내측 세그먼트(520) 사이의 틈새를 통한 작동유의 유동을 차단하도록 구성된 기밀형 복원부재(600);를 포함하며,
   상기 기밀형 복원부재(600)는 튜브형태로 형성되면서 그 둘레면이 상기 안착홈(530)의 내면에 맞닿도록 설치됨을 특징으로 하는 내접기어펌프.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기밀형 복원부재(600)는,
   내유성을 갖는 합성고무인 NBR(Nitrile Butadiene Rubber) 재질로 형성됨을 특징으로 하는 내접기어펌프.
   

Images