KR20100021873A - 가변식 베인 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 가변식 베인 펌프는 흡입 포트와 토출 포트가 형성된 케이스; 상기 토출 포트의 토출압력에 따라 토출되는 유체의 유량이 조절되도록 상기 케이스내에서 이동되는 캠링; 상기 케이스의 흡입 포트에서 토출 포트로 이동되는 유체를 가압하도록, 상기 케이스내에 회전가능하게 장착되고, 회전시 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 일단이 상기 캠링의 내면에 접촉되는 베인이 내부에 슬라이딩 가능하게 결합된 로터; 및 상기 케이스내에서 상기 캠링을 탄성지지하는 탄성부재를 포함하며, 상기 캠링은 상기 로터의 회전축에 대하여 편심된 피봇축에 회동가능하게 결합될 수 있다.

개시된 가변식 베인 펌프에 따르면, 캠링이 피봇축에 회동가능하게 결합됨으로써, 고속으로 작동되는 경우에도 상기 캠링이 상기 피봇축에서 이탈되지 않으며, 상기 캠링의 떨림이 방지되어 펌프의 평형압력을 원활히 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

베인, 펌프, 캠링, 피봇축, 로터

Description

가변식 베인 펌프{Variable type vane pump}

본 발명은 가변식 베인 펌프에 관한 것으로서, 더욱 자세하게 펌프의 토출 압력에 따라 토출되는 유체의 유량이 조절되는 가변제어 베인 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 가변식 베인 펌프는 토출압력에 따라 토출되는 유체의 용량이 변경될 수 있도록 이동되는 용량 조절 요소를 포함한다.

상기 펌프가 자동차 엔진 윤활 계통 등의 시스템에 대체로 일정한 오리피스 크기를 제공한다면, 펌프의 토출 용량을 변경하는 것은 펌프에 의해 발생된 압력을 변경하는 것에 상당하게 된다.

즉, 상기 펌프의 토출압력이 일정한 수치 이상으로 올라가는 막아 적정한 평형 압력을 유지할 수 있다는 것은 펌프가 작동 속도 범위를 벗어나 작동하게 될 자동차 윤활 펌프 등의 환경에서 매우 중요하다.

도 1은 종래기술에 따른 가변식 베인펌프가 도시된 구성도이다.

종래기술에 따른 가변식 베인 펌프는 도 1에 도시된 바와 같이, 흡입 포트와 토출 포트가 형성된 케이스(11)와, 상기 토출 포트의 토출압력에 따라 토출되는 유체의 유량이 조절되도록 상기 케이스(11)내에서 이동되는 캠링(12)과, 상기 케이스(11)의 흡입 포트에서 토출 포트로 이동되는 유체를 가압하도록, 상기 케이스(11)내에 회전가능하게 장착되고, 회전시 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 일단이 상기 캠링(12)의 내면에 접촉되는 베인(13a)이 내부에 슬라이딩 가능하게 결합된 로터(13)와, 상기 케이스(11)내에서 상기 캠링(12)을 탄성지지하는 탄성부재(14)로 구성된다.

상기 캠링(12)은 상기 로터(13)의 회전축에 대하여 편심된 피봇축(P)에 지지되어 회동된다.

즉, 상기와 같은 가변식 베인 펌프의 작동속도가 증가되어 상기 토출 포트의 압력이 증가하여 상기 캠링(12)이 화살표방향으로 압력을 받는다. 상기 증가한 압력이 상기 캠링(12)을 밀어주어 상기 캠링(12)은 상기 피봇축(P)을 중심으로 시계방향으로 회동된다. 즉, 상기 캠링(12)에 가해지는 토출압력이 상기 탄성부재(14)의 탄성력보다 높은 경우에 상기 캠링(12)이 시계방향으로 회동되는 것이다.

상기 캠링(12)의 회동에 의해 상기 토출포트쪽의 챔버(C)의 부피가 작아져 상기 토출되는 유체의 용량이 감소하게 되고, 상기 토출 유체의 용량감소는 토출압력의 감소로 이어져 상기 가변식 베인 펌프는 토출 압력이 일정한 수치이상으로 상승되는 것을 막을 수 있다.

또한, 상기와 같은 가변식 베인 펌프의 작동속도가 감소되어 상기 토출 포트의 감소하는 경우에는, 상기 탄성부재(14)의 탄성력이 상기 캠링(12)을 밀어주어 상기 캠링(12)은 상기 피봇축(P)을 중심으로 반시계방향으로 회동된다.

상기 캠링(12)의 회동에 의해 상기 토출포트쪽의 챔버(C)의 부피가 커지게 되어 상기 토출되는 유체의 용량이 증가하게 되고, 상기 토출 유체의 용량증가는 토출압력의 증가로 이어져 상기 가변식 베인 펌프는 토출 압력이 일정한 수치이상으로 감소되는 것을 막을 수 있다.

그러나 종래기술에 따른 가변식 베인 펌프는 상기 캠링(12)이 상기 피봇축(P)에 지지대어 회동되는 구조이기 때문에 고속 및 유량이 큰 펌프의 경우에는 상기 캠링(12)이 상기 피봇축(P)에서 이탈되거나 상기 캠링(12)에 떨림이 발생되어 상기 펌프의 기능을 상실하는 문제점이 있다.

즉, 상기 캠링(12)이 상기 피봇축(P)을 충분히 감싸주지 못하는 구조이기 때문에 상기 고속에서 상기 캠링(12)이 상기 피봇축(P)에서 이탈되거나 상기 캠링(12)에 떨림이 발생되어 적절한 펌핑이 수행되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 가변식 베인 펌프의 캠링이 피봇축에 회동가능하게 결합됨으로써 고속에서도 상기 캠링이 상기 피봇축에서 이탈되지 않는 가변식 베인 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 다른 가변식 베인 펌프는 흡입 포트와 토출 포트가 형성된 케이스; 상기 토출 포트의 토출압력에 따라 토출되는 유체의 유량이 조절되도록 상기 케이스내에서 이동되는 캠링; 상기 케이스의 흡입 포트에서 토출 포트로 이동되는 유체를 가압하도록, 상기 케이스내에 회전가능하게 장착되고, 회전시 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 일단이 상기 캠링의 내면에 접촉되는 베인이 내부에 슬라이딩 가능하게 결합된 로터; 및 상기 케이스내에서 상기 캠링을 탄성지지하는 탄성부재를 포함하며, 상기 캠링은 상기 로터의 회전축에 대하여 편심된 피봇축에 회동가능하게 결합될 수 있다.

상기 캠링에는 상기 피봇축의 일부분을 감싸며 상기 피봇축에 후크결합되는 후크부가 형성될 수 있다.

상기 캠링에는 상기 피봇축이 삽입되는 결합홀이 형성될 수 있다.

상기 캠링의 후크부가 감싸는 피봇축 부분의 원주각은 180도를 초과하고 240도 보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 가변식 베인 펌프는 캠링이 피봇축에 회동가능하게 결합됨으로써, 고속으로 작동되는 경우에도 상기 캠링이 상기 피봇축에서 이탈되지 않으며, 상기 캠링의 떨림이 방지되어 펌프의 평형압력을 원활히 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야한다.

도 2는 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 고회전시 캠링의 회동이 도시된 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 저회전시 캠링의 회동이 도시된 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 후크부와 피봇축의 결합부가 도시된 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 다른 실시예가 도시된 구성도이다.

본 발명에 따른 가변식 베인 펌프는 흡입 포트와 토출 포트가 형성된 케이 스(110)와, 상기 토출 포트의 토출압력에 따라 토출되는 유체의 유량이 조절되도록 상기 케이스(110)내에서 이동되는 캠링(120)과, 상기 케이스(110)의 흡입 포트에서 토출 포트로 이동되는 유체를 가압하도록, 상기 케이스(110)내에 회전가능하게 장착되고, 회전시 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 일단이 상기 캠링(120)의 내면에 접촉되는 베인(131)이 내부에 슬라이딩 가능하게 결합된 로터(130) 및 상기 케이스(110)내에서 상기 캠링(120)을 탄성지지하는 탄성부재를 포함하며, 상기 캠링(120)은 상기 로터(130)의 회전축에 대하여 편심된 피봇축(P)에 회동가능하게 결합된다.

상기 케이스(110)는 미도시된 커버로 밀봉되며, 상기 흡입 포트를 통해서 오일 등과 같은 유체가 공급된다.

상기 로터(130)는 상기 구동샤프트(140)에 축설되어 상기 구동샤프트(140)의 회전에 따라 회전된다. 상기 로터(130)의 회전시 상기 베인(131)이 원주면의 외부로 돌출되도록, 상기 로터(130)의 원주면에는 상기 베인(131)이 슬라이딩되는 홈(133)이 구비된다.

상기 탄성부재는 일정 탄성력을 갖으며 상기 캠링(120)을 지지하며, 본 실시예에서 상기 탄성부재는 스프링(150)으로 구비된다.

상기 캠링(120)은 상기 커버, 로터(130)의 베인(131)과 함께 다수의 챔버를 형성하되, 상기 캠링(120)의 회동에 상기 다수의 챔버의 부피가 달라진다.

상기 캠링(120)의 회동 중심은 상기 구동샤프트(140)에서 일정거리만큼 떨어져 편심된 회동반경을 갖는다.

자세히 설명하면, 상기 피봇축(P)은 상기 케이스(110)의 일측에 형성되되 상기 로터(130)의 회전축, 즉 상기 구동샤프트(140)의 중심에서 일정거리만큼 편심되어 형성되고, 상기 캠링(120)은 상기 피봇축(P)에 회동가능하게 결합된다. 바람직하게는, 상기 캠링(120)은 상기 외면의 일측에서 상기 피봇축(P)에 회동가능하게 결합된다.

상기 캠링(120)에는 상기 피봇축(P)의 일부분을 감싸며 상기 피봇축(P)에 후크결합되는 후크부(121)가 형성된다.

죽, 상기 캠링(120)이 상기 피봇축(P)에서 이탈되는 것이 방지되도록 상기 캠링(120)이 상기 피봇축(P)에 회동가능하게 결합되되, 상기 캠링(120)에는 갈고리 모양의 후크부(121)가 형성되어 상기 후크부(121)와 상기 피봇축(P)이 후크결합된다.

상기 캠링(120)이 상기 피봇축(P)에서 이탈되지 않기 위해서는 상기 후크부(121)가 감싸는 피봇축(P) 부분의 원주각은 최소한 180도를 초과해야한다. 바람직하게는 상기 캠링(120)의 후크부(121)가 감싸는 피봇축(P) 부분의 원주각은 180도를 초과하고 240도 보다 작게 형성된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 후크부는 상기 피봇축의 원주의 절반을 초과하여 감싸는 구성이며, "A"는 0~30도 사이인 것이 바람직하다.

상기 후크결합의 편의를 위해 상기 캠링(120)의 후크부(121)는 탄성재질로 형성될 수 있다.

다른 방법으로, 상기 캠링(120)에는 상기 피봇축(P)이 삽입되는 결합홀(123) 이 형성된다. 자세히 설명하면, 상기 캠링(120)이 상기 피봇축(P)에서 이탈되는 것을 더욱 확실하게 방지하기 위해 상기 캠링(120)의 일측에 형성된 결합홀(123)에 상기 캠링(120)의 삽입되어 상기 캠링(120)이 상기 피봇축(P)에 회동가능하게 결합된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

상기 가변식 베인 펌프의 작동속도가 증가되어 상기 토출 포트의 압력이 증가한 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 캠링(120)이 화살표 방향으로 압력을 받게 된다. 상기 증가한 압력이 상기 캠링(120)을 밀어주어 상기 캠링(120)은 상기 피봇축(P)을 중심으로 시계방향으로 회동된다. 즉, 상기 캠링(120)에 가해지는 토출압력이 상기 스프링(150)의 탄성력보다 높은 경우에 상기 캠링(120)이 시계방향으로 회동되는 것이다.

상기 캠링(120)의 회동에 의해 상기 토출 포트쪽의 챔버(C)는 부피가 작아지게 되고, 이에 의해 토출되는 유체의 용량이 감소하게 된다. 즉, 상기 토출 유체의 용량감소는 토출압력의 감소로 이어져 상기 가변식 베인 펌프는 토출 압력이 일정한 수치이상으로 상승되는 것을 막을 수 있다.

이후, 상기와 같은 가변식 베인 펌프의 작동속도가 감소되어 상기 토출 포트의 감소하는 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 탄성부재의 탄성력이 상기 캠링(120)을 밀어주어 상기 캠링(120)은 상기 피봇축(P)을 중심으로 반시계방향으 로 회동된다.

상기 캠링(120)의 회동에 의해 상기 토출 포트쪽의 챔버(C)의 부피가 증가하게 되고, 이에 의해 토출되는 유체의 용량이 증가하게 되며, 상기 토출 유체의 용량증가는 토출압력의 증가로 이어져 상기 가변식 베인 펌프는 토출 압력이 일정한 수치이상으로 감소되는 것을 막을 수 있다.

여기서, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 상기 캠링(120)은 상기 피봇축(P)에 후크결합되어 있기 때문에 상기 캠링(120)의 회동되더라도 상기 피봇축(P)에서 이탈되는 것이 방지된다.

다른 방법으로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 피봇축(P)이 상기 캠링(120)의 결합홀(123)에 삽입되어 있기 때문에 상기 캠링(120)의 회동시에 상기 캠링(120)이 상기 피봇축(P)에서 이탈되는 것이 더욱 용이하게 방지된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래기술에 따른 가변식 베인펌프가 도시된 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 고회전시 캠링의 회동이 도시된 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 저회전시 캠링의 회동이 도시된 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 후크부와 피봇축의 결합부가 도시된 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 가변식 베인펌프의 다른 실시예가 도시된 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

110: 케이스 120: 캠링

121: 후크부 123: 결합홀

130: 로터 131: 베인

140: 구동샤프트 150: 스프링

P: 피봇축 C: 챔버

Claims (4)

1. 흡입 포트와 토출 포트가 형성된 케이스;

   상기 토출 포트의 토출압력에 따라 토출되는 유체의 유량이 조절되도록 상기 케이스내에서 이동되는 캠링;

   상기 케이스의 흡입 포트에서 토출 포트로 이동되는 유체를 가압하도록, 상기 케이스내에 회전가능하게 장착되고, 회전시 외주면에서 반경방향으로 돌출되어 일단이 상기 캠링의 내면에 접촉되는 베인이 내부에 슬라이딩 가능하게 결합된 로터; 및

   상기 케이스내에서 상기 캠링을 탄성지지하는 탄성부재를 포함하며,

   상기 캠링은 상기 로터의 회전축에 대하여 편심된 피봇축에 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 가변식 베인 펌프.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 캠링에는 상기 피봇축의 일부분을 감싸며 상기 피봇축에 후크결합되는 후크부가 형성된 것을 특징으로 하는 가변식 베인 펌프.
3. 청구항 1에 있어서

   상기 캠링에는 상기 피봇축이 삽입되는 결합홀이 형성된 것을 특징으로 하는 가변식 베인 펌프.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 캠링의 후크부가 감싸는 피봇축 부분의 원주각은 180도를 초과하고 240도 보다 작은 것을 특징으로 하는 가변식 베인 펌프.

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