KR20110125639A - 베인 펌프 - Google Patents

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키요타카 오타하라
요시마사 쿠노
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Abstract

급유 파이프(12)로부터의 윤활유는 급유 통로(11)의 축방향 급유 구멍(11a), 직경방향 급유 구멍(11b), 축방향 급유홈(11c)을 통하여 펌프실(2A)에 공급된다. 기체 통로(13)는 직경방향 기체 구멍(13a)과 축방향 기체홈(13b)을 구비하고, 직경방향 기체 구멍(13a)은 직경방향 급유 구멍(11b)이 축방향 급유홈(11c)에 연통되었을 때, 축방향 기체홈(13b)에 연통된다. 기체 통로의 유로면적을 S1, 급유 통로의 유로면적을 S2, 급유 파이프의 유로면적을 S3, 직경방향 급유 구멍의 직경을 d2, 로터의 회전방향에서의 축방향 급유홈의 폭을 L로 했을 때에, 급유 통로의 유로면적(S2)을 S1<S2≤3×S1의 범위로, 급유 파이프의 유로면적(S3)을 S2<S3≤3×S2의 범위로, 또한 급유 홈 폭(L)을 d2<L<4×d2의 범위로 설정하고 있다.
기체 통로(13)로부터 공기가 펌프실 내에 빨려들어가서 엔진의 구동 토크가 증대하는 것을 가급적으로 방지할 수 있다.

Description

베인 펌프{VANE PUMP}
본 발명은 베인 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로터 내부에 윤활유가 유통하는 급유 통로가 형성되고, 로터의 회전에 의해 간헐적으로 윤활유를 펌프실 내에 공급하는 베인 펌프에 관한 것이다.
종래, 대략 원형의 펌프실을 구비한 하우징과, 펌프실의 중심에 대하여 편심한 위치에서 회전하는 로터와, 로터에 의해 회전하고, 펌프실을 항상 복수의 공간으로 구획하는 베인과, 상기 로터의 회전에 의해 간헐적으로 펌프실과 연통하는 급유 통로와, 이 급유 통로에 접속되고, 유압 펌프로부터의 윤활유를 급유 통로에 공급하는 급유 파이프와, 상기 로터의 회전에 의해 상기 급유 통로가 펌프실과 연통했을 때, 이 펌프실과 외부 공간을 연통시키는 기체 통로를 구비하고,
상기 급유 통로는, 상기 로터의 축부에 그 직경방향으로 설치된 직경방향 급유 구멍과, 상기 하우징에 설치되어 펌프실에 연통함과 아울러, 로터의 회전에 의해 상기 직경방향 급유 구멍의 개구가 간헐적으로 중합 연통되는 축방향 급유홈을 구비하고, 또 상기 기체 통로는, 상기 로터의 축부에 그 직경방향으로 설치되어 상기 급유 통로에 연통하는 직경방향 기체 구멍과, 상기 하우징에 설치되어 외부 공간에 연통함과 아울러, 로터의 회전에 의해 상기 직경방향 기체 구멍의 개구가 간헐적으로 중합 연통되는 축방향 기체홈을 구비하고, 상기 직경방향 기체 구멍은, 직경방향 급유 구멍이 축방향 급유홈에 연통되었을 때, 축방향 기체홈에 연통되도록 되어 있는 베인 펌프가 알려져 있다.(특허문헌 1)
상기 베인 펌프에서는, 급유 통로의 직경방향 급유 구멍이 축방향 급유홈에 연통된 상태에서 로터가 정지했을 때는, 펌프실 내부의 부압에 의해 급유 통로 내부의 윤활유가 펌프실 내로 끌려 들어가게 된다. 그리고 가령, 다량의 윤활유가 펌프실 내로 끌려 들어가면, 다음에 베인 펌프를 시동할 때, 그 윤활유를 배출하기 위하여 베인에 과대한 하중이 가해져, 베인이 파손될 우려가 있다.
그런데 상기 구성을 갖는 베인 펌프에서는, 급유 통로의 직경방향 급유 구멍이 축방향 급유홈에 연통된 상태에서 로터가 정지했을 때는, 이것과 동시에 기체 통로의 직경방향 기체 구멍이 축방향 기체홈에 연통되도록 되어 있으므로, 기체 통로로부터 외부 공간의 공기를 펌프실 내에 유입시킬 수 있다. 따라서, 그것에 의해 펌프실 내의 부압을 해소할 수 있으므로, 펌프실 내에 대량의 윤활유가 들어가는 것을 방지할 수 있다.
일본 특개 2006-226164호 공보
그렇지만 상기 베인 펌프에서는, 엔진의 아이들링 시와 같이 유압 펌프로부터 급유 통로에 공급되는 윤활유의 유압이 낮을 때, 기체 통로로부터 외부 공간의 공기가 펌프실 내로 빨려들어가 버려, 엔진의 구동 토크를 증대시켜 버리는 것이 밝혀졌다.
본 발명은 그러한 사정을 감안하여, 유압 펌프로부터 급유 통로에 공급되는 윤활유의 유압이 낮아도, 기체 통로로부터 공기가 펌프실 내로 빨려들어가는 것을 가급적 방지하고, 그것에 의해 엔진의 구동 토크가 증대하는 것을 방지할 수 있도록 한 베인 펌프를 제공하는 것이다.
즉 본 발명은, 대략 원형의 펌프실을 구비한 하우징과, 펌프실의 중심에 대하여 편심한 위치에서 회전하는 로터와, 로터에 의해 회전하고, 펌프실을 항상 복수의 공간으로 구획하는 베인과, 상기 로터의 회전에 의해 간헐적으로 펌프실과 연통하는 급유 통로와, 이 급유 통로에 접속되어, 유압 펌프로부터의 윤활유를 급유 통로에 공급하는 급유 파이프와, 상기 로터의 회전에 의해 상기 급유 통로가 펌프실과 연통되었을 때, 이 펌프실과 외부 공간을 연통시키는 기체 통로를 구비하고,
상기 급유 통로는, 상기 로터의 축부에 그 직경방향으로 설치된 직경방향 급유 구멍과, 상기 하우징에 설치되어 펌프실에 연통함과 아울러, 로터의 회전에 의해 상기 직경방향 급유 구멍의 개구가 간헐적으로 중합 연통되는 축방향 급유홈을 구비하고, 또 상기 기체 통로는, 상기 로터의 축부에 그 직경방향으로 설치되어 상기 급유 통로에 연통하는 직경방향 기체 구멍과, 상기 하우징에 설치되어 외부 공간에 연통함과 아울러, 로터의 회전에 의해 상기 직경방향 기체 구멍의 개구가 간헐적으로 중합 연통되는 축방향 기체홈을 구비하고, 상기 직경방향 기체 구멍은, 직경방향 급유 구멍이 축방향 급유홈에 연통되었을 때, 축방향 기체홈에 연통되도록 되어 있는 베인 펌프에 있어서,
상기 기체 통로의 유로면적을 S1, 급유 통로의 유로면적을 S2, 급유 파이프의 유로면적을 S3, 직경방향 급유 구멍의 직경을 d2, 로터의 회전방향에서의 축방향 급유홈의 폭을 L이라고 했을 때,
급유 통로의 유로면적(S2)을, S1<S2≤3×S1의 범위로 설정함과 아울러,
급유 파이프의 유로면적(S3)을, S2<S3≤3×S2의 범위로 설정하고,
또한 축방향 급유홈 폭(L)을 d2<L<4×d2의 범위로 설정한 것을 특징으로 하는 것이다.
일반적으로, 상기 기체 통로의 유로면적(S1)은, 유압 펌프로부터 급유 통로에 공급되는 윤활유의 유압이 높을 때, 그 윤활유가 기체 통로를 통하여 외부 공간에, 즉 엔진의 내부 공간으로 누설되는 것을 줄이기 위하여, 가능한 한 작은 유로면적(S1)이 되도록 설정되어 있다.
다른 한편, 종래는, 상기 급유 통로의 유로면적(S2), 급유 파이프의 유로면적(S3), 직경방향 급유 구멍의 직경(d2), 로터의 회전방향에서의 급유홈의 폭(L)에 대해서는, 필요한 윤활유가 펌프실에 공급되면 된다는 관점에서, 이것들의 대소 관계에는 각별한 주의는 두지 않았다.
그런데 본 발명에서는, 유압 펌프로부터 급유 통로에 공급되는 윤활유의 유압이 낮을 때에, 기체 통로로부터 외부 공간의 공기가 펌프실 내에 빨려들어가는 것을 가급적으로 방지하기 위하여, 급유 통로의 유로면적(S2)을 S1<S2≤3×S1의 범위로 설정하고 있다. 즉 급유 통로의 유로면적(S2)을, 기체 통로의 가능한 한 작은 유로면적(S1)에 대하여 3배 이내의 작은 유로면적으로 함으로써, 공기를 빨아들이기 어렵게 하고 있다. 또한, 상기 특허문헌 1의 도 3에 개시된 급유 통로의 유로면적(S2)은, 도면상의 비교이지만, 기체 통로의 유로면적(S1)에 대하여 약 16배의 크기로 설정되어 있다.
다른 한편 상기 급유 통로의 유로면적(S2)은, 기체 통로의 유로면적(S1)에 대하여, 그것보다는 크게 설정하여, 베인 펌프의 아이들링을 초과한 운전 중에 필요한 윤활유가 확실하게 펌프실에 공급되도록 하고 있다.
다음에 본 발명에서는, 급유 파이프의 유로면적(S3)을, 상대적으로 작게 설정한 급유 통로의 유로면적(S2)에 대하여, S2<S3≤3×S2의 범위로 설정하고 있다. 이것은, 급유 파이프의 유로면적(S3)을 급유 통로의 유로면적(S2)보다도 크게 함으로써 스로틀링 효과를 얻도록 한 것이며, 그것에 의해 아이들링 시의 적은 윤활유량이어도 급유 통로에서의 유압을 가능한 한 높게 유지할 수 있게 하고 있다.
또한 본 발명에서는, 축방향 급유홈 폭(L)을 d2<L<4×d2의 범위로 설정하고 있다. 상기 직경방향 급유 구멍의 개구는 로터의 회전에 의해 간헐적으로 축방향 급유홈을 가로지르게 되고, 그 가로지를 때에 중합되어 연통되도록 되어 있다. 그런데, 축방향 급유홈 폭(L)을 너무 크게 하면, 연통되어 있는 시간 즉 오버랩 시간이 길어지고, 특히 아이들링 시의 급유 통로의 유압이 낮을 때에, 펌프실의 진공에 의해 공기가 빨려들어가기 쉬워져 버린다.
이러한 관점에서, 축방향 급유홈 폭(L)을 상기 범위로 설정하여, 공기가 빨려들어가는 것을 억제하고 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타내는 베인 펌프의 정면도.
도 2는 도 1에 있어서의 II-II에서의 단면도.
도 3은 도 2에 있어서의 III-III에서의 단면도.
도 4는 회전수와 구동 토크와의 관계를 시험한 시험결과도.
도 5는 펌프실(2A)로의 급유량과 구동 토크와의 관계를 시험한 시험결과도.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하 도시 실시예에 대하여 본 발명을 설명하면 도 1, 도 2는 본 발명에 따른 베인 펌프(1)를 도시하고, 이 베인 펌프(1)는 도시하지 않은 자동차의 엔진의 측면에 고정되고, 도시하지 않은 브레이크 장치의 배력 장치에 부압을 발생시키도록 되어 있다.
이 베인 펌프(1)는 대략 원형의 펌프실(2A)이 형성된 하우징(2)과, 펌프실(2A)의 중심에 대하여 편심한 위치에서 엔진의 구동력에 의해 회전하는 로터(3)와, 상기 로터(3)에 의해 회전하고, 펌프실(2A)을 항상 복수의 공간으로 구획하는 베인(4)과, 상기 펌프실(2A)을 폐쇄하는 커버(5)를 구비하고 있다.
상기 하우징(2)에는, 펌프실(2A)의 상방에 상기 브레이크의 배력 장치와 연 통하여 배력 장치로부터의 기체를 흡인하기 위한 흡기 통로(6)와, 펌프실(2A)의 하방에 배력 장치로부터 흡인된 기체를 배출하기 위한 배출 통로(7)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 상기 흡기 통로(6)에는 특히 엔진 정지시에, 배력 장치의 부압을 유지하기 위하여 체크 밸브(8)가 설치되어 있다.
상기 로터(3)는 펌프실(2A) 내에서 회전하는 원통 형상의 로터부(3A)를 구비하고, 당해 로터부(3A)의 외주는 펌프실(2A)의 내주면에 접하도록 설치되고, 당해 로터부(3A)의 회전에 대하여 상류측에 상기 흡기 통로(6)가 위치하고, 로터부(3A)보다도 하류측에 배출 통로(7)가 형성되어 있다.
또 로터부(3A)에는 직경방향으로 홈(9)이 형성되어 있고, 상기 베인(4)을 당해 홈(9) 내측을 따라 로터(3)의 축방향과 직교하는 방향으로 슬라이딩 자유롭게 이동시키게 되어 있다. 그리고 로터부(3A)의 중앙에 형성된 중공부(3a)와 베인(4) 사이에는, 후술하는 급유 통로로부터의 윤활유가 유입하도록 되어 있다.
또한, 상기 베인(4)의 양단에는 캡(4a)이 설치되어 있고, 이 캡(4a)을 항상 펌프실(2A)의 내주면에 미끄럼 접촉시키면서 회전시킴으로써 펌프실(2A)을 항상 2 또는 3개의 공간으로 구획하도록 되어 있다.
구체적으로 말하면, 도 1의 상태에서는 펌프실(2A)은 베인(4)에 의해 도시 좌우방향으로 구획되어 있고, 또한 도시 우방향측의 공간에서는, 펌프실은 로터부(3A)에 의해 상하방향으로 구획되고, 합계로 3개의 공간으로 구획되어 있다.
이 도 1의 상태로부터 로터(3)의 회전에 의해 베인(4)이 펌프실(2A)의 중심과 로터(3)의 회전중심을 연결하는 위치의 근방까지 회전하면, 펌프실(2A)은 상기 흡기 통로(6)측의 공간과, 배출 통로(7)측의 공간의 2개의 공간으로 구획되게 된다.
도 2는 상기 도 1에서의 II-II부에 관한 단면도를 도시하고 있고, 이 도면에서 하우징(2)에서의 펌프실(2A)의 도시 우방향측에는, 상기 로터(3)를 구성하는 축부(3B)를 축지지하기 위한 축수부(2B)가 형성되어 있고, 상기 축부(3B)는 상기 로터부(3A)와 일체로 회전하도록 되어 있다.
그리고 상기 펌프실(2A)의 좌단에는 상기 커버(5)가 설치되어 있고, 상기 로터부(3A) 및 베인(4)의 도시 좌방향측의 단면은 이 커버(5)에 미끄럼 접촉하면서 회전하도록 되어 있고, 또 상기 베인(4)의 우방향측의 단면은 펌프실(2A)의 축수부(2B)측의 내면에 미끄럼 접촉하면서 회전하도록 되어 있다.
또 상기 로터(3)에 형성된 홈(9)의 바닥면(9a)은 펌프실(2A)과 베인(4)의 미끄럼 접촉하는 면보다도 약간 축부(3B)측에 형성되어 있고, 베인(4)과 당해 바닥면(9a) 사이에 간극이 형성되어 있다.
또한, 상기 축부(3B)는 하우징(2)의 축수부(2B)보다 도시 우방향측으로 돌출해 있고, 이 돌출한 위치에는 엔진의 캠 샤프트에 의해 회전하는 커플링(10)이 연결되고, 상기 로터(3)는 상기 캠 샤프트의 회전에 의해 회전하도록 되어 있다.
그리고 축부(3B)에는 그 내부에 윤활유를 유통시키는 급유 통로(11)를 형성하고 있고, 이 급유 통로(11)는 급유 파이프(12)를 통하여 도시하지 않은 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프에 접속되어 있다.
상기 급유 통로(11)는 축부(3B)의 축방향으로 형성한 축방향 급유 구멍(11a)과, 이 축방향 급유 구멍(11a)에 연통하고 축부(3B)의 직경방향으로 뚫어 설치한 직경방향 급유 구멍(11b)을 구비하고 있다.
또 상기 하우징(2)의 축수부(2B)에는, 상기 축부(3B)와의 슬라이딩부에 상기 펌프실(2A)과 상기 직경방향 급유 구멍(11b)을 연통시키도록 형성된 급유 통로(11)를 구성하는 축방향 급유홈(11c)이 형성되어 있고, 본 실시예에서는 당해 축방향 급유홈(11c)을 상기 축수부(2B)의 도 2에서 도시하는 상방에 형성하고 있다.
이 구성에 의해, 도 2에 도시하는 바와 같이, 직경방향 급유 구멍(11b)의 개구부가 축방향 급유홈(11c)에 중합하여 연통하면, 축방향 급유 구멍(11a)으로부터의 윤활유가 직경방향 급유 구멍(11b) 및 축방향 급유홈(11c)을 통하여 펌프실(2A) 내에 유입되고, 상기 베인(4)과 홈(9)의 바닥면과의 간극으로부터, 로터(3)의 중공부(3a) 내에 유입되게 되어 있다.
그리고 본 실시예의 베인 펌프(1)는, 로터(3)의 회전에 의해 상기 급유 통로(11)가 펌프실(2A)과 연통했을 때에, 보다 구체적으로는 직경방향 급유 구멍(11b)의 개구부가 축방향 급유홈(11c)에 중합했을 때, 상기 펌프실(2A)을 외부 공간에 연통시키는 기체 통로(13)를 구비하고 있다.
상기 기체 통로(13)는 상기 급유 통로(11)를 구성하는 축방향 급유 구멍(11a)을 관통시켜 축부(3B)에 뚫어 설치한 직경방향 기체 구멍(13a)을 구비하고 있고, 이 직경방향 기체 구멍(13a)은 상기 급유 통로(11)의 직경방향 급유 구멍(11b)과 90도 위치를 벗어나게 하여 형성되어 있다.
또한 도 2의 III-1II부에서의 단면도를 도 3에 나타내면, 상기 하우징(2)의 축수부(2B)에는, 축부(3B)와의 슬라이딩부에 직경방향 기체 구멍(13a)을 외부 공간에 연통시키는 축방향 기체홈(13b)이 형성되어 있다.
이 축방향 기체홈(13b)의 위치는 상기 축방향 급유홈(11c)에 대하여, 축수부(2B)를 따라 90° 회전한 위치에 형성되어 있고, 이 때문에 상기 급유 통로(11)의 직경방향 급유 구멍(11b)이 축방향 급유홈(11c)과 연통하는 것과 동시에, 직경방향 기체 구멍(13a)이 축방향 기체홈(13b)과 연통하게 되어 있다.
이상의 구성을 갖는 베인 펌프(1)에 대항, 이하에 그 동작을 설명하면 종래의 베인 펌프(1)와 같이 엔진의 작동에 의해 로터(3)가 회전하면, 그것에 따라 로터(3)의 홈(9) 내를 왕복운동하면서 베인(4)도 회전하고, 당해 베인(4)에 의해 구획된 펌프실(2A)의 공간은 로터(3)의 회전에 따라 그 용적을 변화시킨다.
그 결과, 상기 흡기 통로(6)측의 베인(4)에 의해 구획된 공간에서는, 용적이 증대하여 펌프실(2A) 내에 부압이 발생하고, 흡기 통로(6)를 통하여 배력 장치로부터 기체가 흡인되어 배력 장치에 부압이 발생한다. 그리고 흡인된 기체는 그 후 배출 통로(7)측의 공간의 용적이 감소함으로써 압축되어, 배출 통로(7)로부터 배출되도록 되어 있다.
한편, 베인 펌프(1)의 시동과 함께 윤활유가 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프로부터 급유 파이프(12)를 통하여 급유 통로(11)에 공급되고 있고, 이 윤활유는 로터(3)의 회전에 의해 직경방향 급유 구멍(11b)과 하우징(2)의 축방향 급유홈(11c)이 연통했을 때에, 펌프실(2A) 내에 유입되도록 되어 있다.
펌프실(2A)에 유입한 윤활유는 상기 로터부(3A)에 형성된 홈(9)부의 바닥면(9a)와 베인(4)과의 간극으로부터 로터부(3A)의 중공부(3a)에 유입되고, 이 윤활유는 베인(4)과 홈(9)의 간극이나, 베인(4)과 커버(5)의 간극으로부터 펌프실(2A) 내에 분출되어 이것들의 윤활과 펌프실(2A)의 실링을 행하고 있고, 그 후 윤활유는 상기 기체와 함께 배출 통로(7)로부터 배출되게 되어 있다.
상기 운전 상태로부터 엔진을 정지시키면, 그것에 따라 로터(3)가 정지되고, 배력 장치로부터의 흡기가 종료된다.
여기에서, 로터(3)의 정지에 의해 베인(4)에 의해 구획된 상기 흡기 통로(6)측의 공간은 부압 상태 그대로 정지하게 되지만, 이 때 상기 직경방향 급유 구멍(11b)의 개구부와 축방향 급유홈(11c)이 일치하고 있지 않으면, 축방향 급유 구멍(11a) 내의 윤활유가 펌프실(2A) 내로 유입되어 버리지는 않는다.
이에 반해, 직경방향 급유 구멍(11b)의 개구부와 축방향 급유홈(11c)이 일치한 상태에서 로터(3)가 정지하면, 펌프실(2A)은 부압으로 되어 있기 때문에, 급유 통로(11) 내의 윤활유가 펌프실(2A) 내에 대량으로 유입되려고 한다.
그렇지만, 상기 직경방향 급유 구멍(11b)의 개구부와 축방향 급유홈(11c)이 일치했을 때는, 이것과 동시에 상기 직경방향 기체 구멍(13a)과 축방향 기체홈(13b)이 일치하게 되어 있으므로, 이 직경방향 기체 구멍(13a)으로부터 대기가 유입되어 펌프실(2A) 내의 부압을 해소하게 되고, 그것에 의해 대량의 윤활유가 펌프실(2A) 내에 유입하는 것을 방지할 수 있다.
이렇게 하여, 상기 구성을 갖는 베인 펌프(1)에서는, 상기 기체 통로(13)의 유로면적을 S1, 급유 통로(11)의 유로면적을 S2, 급유 파이프(12)의 유로면적을 S3, 직경방향 급유 구멍(11b)의 직경을 d2, 로터(3)의 회전방향에서의 축방향 급유홈의 폭을 L로 했을 때에, 급유 통로의 유로면적(S2)을 S1<S2≤3×S1의 범위로 설정함과 아울러, 급유 파이프의 유로면적(S3)을 S2<S3≤3×S2의 범위로 설정하고, 또한 축방향 급유홈 폭(L)을 d2<L<4×d2의 범위로 설정하여, 유압 펌프로부터 급유 통로(11)에 공급되는 윤활유의 유압이 낮을 때, 기체 통로(13)로부터 외부 공간의 공기가 펌프실(2A) 내로 빨려들어가는 것을 가급적으로 방지하도록 하고 있다.
상기 기체 통로(13)의 유로면적(S1)은, 유압 펌프로부터 급유 통로(11)에 공급되는 윤활유의 유압이 높을 때, 그 윤활유가 기체 통로(13)를 통하여 외부 공간으로 누설되는 것을 저감하기 위하여, 가능한 한 작은 유로면적(S1)이 되도록 설정되어 있다.
본 실시예의 경우, 기체 통로(13)를 구성하는 직경방향 기체 구멍(13a)의 유로면적을 상기 유로면적(S1)으로서 설정하고 있고, 기체 통로(13)를 구성하는 다른 축방향 기체홈(13b)의 유로면적은 직경방향 기체 구멍(13a)의 유로면적(S1)보다도 크게 설정되어 있다.
이 직경방향 기체 구멍(13a)으로서는 될 수 있는 한 작은 구멍이 바람직하지만, 가공기술이나 비용의 균형에 의해, 예를 들면, 직경 1.5mm의 구멍을 채용하는 것이 바람직하고, 이 경우, 직경방향 기체 구멍(13a)의 유로면적(S1)은 1.77mm2가 된다.
다음에 본 실시예에서는, 급유 통로(11)를 구성하는 직경방향 급유 구멍(11b)의 유로면적을 상기 유로면적(S2)으로서 설정되어 있고, 급유 통로(11)를 구성하는 다른 축방향 급유 구멍(11a) 및 축방향 급유홈(11c)의 유로면적은 모두 직경방향 급유 구멍(11b)의 유로면적(S2)보다도 크게 설정되어 있다.
상기 직경방향 급유 구멍(11b)으로서는, 예를 들면, 직경(d2)=2mm∼2.5mm의 구멍을 채용하는 것이 바람직하고, 이 경우, 직경방향 급유 구멍(11b)의 유로면적(S2)은 3.14∼4.91mm2가 된다. 즉 이 경우, 직경방향 급유 구멍(11b)과 직경방향 기체 구멍(13a)의 유로면적비는 S2=1.8×S1∼2.8×S1이 된다.
이와 같이, 급유 통로(11)의 유로면적(S2)을, 기체 통로(13)의 작은 유로면적(S1)에 대하여 3배 이내가 되는 작은 유로면적으로 함으로써, 공기를 빨아들이기 어렵게 할 수 있다. 한편, 급유 통로(11)의 유로면적(S2)을 기체 통로(13)의 유로면적(S1)보다는 크게 설정함으로써, 필요한 윤활유가 확실히 펌프실(2A)에 공급되도록 되어 있다.
다음에 본 실시예에서는, 급유 파이프(12)의 유로면적(S3)을 상기한 급유 통로(11)의 유로면적(S2)보다도 크게 설정하고 있다.
상기 급유 파이프(12)의 구멍의 직경으로서는, 예를 들면, 3.5mm의 구멍을 채용하는 것이 바람직하고, 이 경우, 급유 파이프(12)의 유로면적(S3)은 9.62mm2가 된다. 즉 본 실시예에서는, 급유 파이프(12)와 공급 통로(11)의 유로면적비는 S3=2.0×S2∼3×S2의 범위가 된다.
이와 같이, 급유 파이프(12)의 유로면적(S3)을 급유 통로(11)의 유로면적(S2)보다도 크게 하면, 급유 통로(11)에 의한 조임 효과를 기대할 수 있고, 그것에 의해서 아이들링시의 적은 윤활유량이어도 급유 통로(11)에서의 유압을 가능한 한 높게 유지할 수 있게 된다.
또한 본 실시예에서는, 상기 급유 통로(11)에서의 축방향 급유홈(11c)의 폭(L)을 d2<L<4×d2의 범위로 설정하고 있다. 본 실시예의 경우, 상기 직경방향 급유 구멍(11b)의 직경을 d2=2mm∼2.5mm의 범위로 설정하고 있으므로, 축방향 급유홈(11c)의 폭(L)은 2mm보다 크고, 10mm 미만의 범위가 된다.
상기 축방향 급유홈 폭(L)을 너무 크게 하면, 직경방향 급유 구멍(11b)과 축방향 급유홈(11c)의 오버랩 시간이 길어지고, 특히 아이들링시의 급유 통로의 유압이 낮을 때, 펌프실의 진공에 의해 공기가 빨려들어가기 쉬우므로, 축방향 급유홈 폭(L)을 상기 범위로 설정하여, 공기가 빨려들어가는 것을 억제하고 있다.
도 4, 도 5는 각각 시험결과를 나타낸 도면이다. 도 4는 회전수와 구동 토크와의 관계를 시험한 시험결과도이며, 종래예의 구동 토크의 크기를 기준으로 하여 본 발명예의 구동 토크가 어느 정도 증감했는지를 토크 저감율(%)로 나타내고 있다.
또 도 5는 펌프실(2A)로의 급유량과 구동 토크와의 관계를 시험한 시험결과도이며, 도 4의 경우와 마찬가지로, 종래예의 시험결과를 기준으로 하여 본 발명예의 구동 토크가 어느 정도 증감했는지를 토크 저감율(%)로 나타내고 있다.
상기 도 4의 시험에서는, 각 회전수에서 급유량이 0.3∼0.4L/분이 되도록 윤활유의 공급압력을 조정하고, 또 도 5의 시험에서는 펌프 회전수를 대략 일정하게 유지하면서(약 300rpm), 도 5에 도시하는 공급량이 얻어지도록 윤활유의 공급압력을 조정하고 있다.
도 4, 도 5에 있어서의 ◇ 표시와 □ 표시는 본 발명예를 나타내고 있고, ◇ 표시의 것은 직경방향 급유 구멍(11b)의 직경(d2)을 2mm(유로면적(S2)=3.14mm2)로 하고, □ 표시의 것은 2.5mm(유로면적(S2)=4.91mm2)로 되어 있다. 또 종래예의 직경방향 급유 구멍의 직경은 3mm(유로면적(S2)=7.07mm2)로 되어 있다.
또한 각 도면에서(종래예를 포함하여), 상기 직경방향 기체 구멍(13a)의 직경을 1.5mm로 하고 있고, 따라서 기체 통로(13)의 유로면적(S1)은 1.77mm2로 설정되어 있다. 또 급유 파이프(12)의 유로면적(S3)은 3.5mm의 구멍을 채용하고 있고, 따라서 급유 파이프(12)의 유로면적(S3)은 9.62mm2로 하고, 또한 상기 급유 통로(11)에서의 축방향 급유홈(11c)의 폭(L)은 7.5mm로 되어 있다.
도 4에 나타내는 시험결과로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명예(◇, □)와 같이 직경방향 기체 구멍(13a)의 직경을 작게 하여 급유 통로(11)의 유로면적(S2)을 작게 하면, 급유 통로(11)의 유로면적(S2)이 큰 종래예에 비교하여, 특히 500rpm 정도의 저회전 영역에서, 큰 토크 저감율을 기대할 수 있다.
이것은, 급유 통로(11)의 유로면적(S2)이 큰 종래예에서는, 펌프 회전수가 500 회전 이하가 됨에 따라 펌프실(2A)에 빨려들어가는 공기량이 증대하고, 베인(4)의 회전에 따라 빨아들인 공기를 다시 펌프실(2A)의 외부로 배출하기 때문에, 펌프실(2A)에 빨려들어가는 공기량의 증대에 따라 구동 토크가 커지는 것에 대해, 본 발명예에 의하면, 펌프실(2A)에 빨려들어가는 공기량을 저감할 수 있는 것을 나타내고 있다.
또 도 5에 나타내는 시험결과로부터는, 본 발명예(◇, □)에 의하면, 특히 급유량이 작은 0.2∼0.4L/분의 영역에서, 종래예에 비해 큰 토크 저감율을 기대할 수 있는 것이 이해된다.
또한, 상기 각 실시예에서는 1장의 베인(4)을 구비한 베인 펌프(1)를 사용하여 설명을 행하고 있었지만, 종래 알려지는 바와 같은 복수매의 베인(4)을 구비한 베인 펌프(1)이어도 적용 가능하며, 또 그 용도도 배력 장치에 부압을 발생시키기 위해서만에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
1 베인 펌프
2 하우징
2A 펌프실
2B 축수부
3 로터
3A 로터부
3B 축부
4 베인
11 급유 통로
11a 축방향 급유 구멍
11b 직경방향 급유 구멍
11c 축방향 급유홈
12 급유 파이프
13 기체 통로
13a 직경방향 기체 구멍
13b 축방향 기체홈

Claims (3)

  1. 대략 원형의 펌프실을 구비한 하우징과, 펌프실의 중심에 대하여 편심한 위치에서 회전하는 로터와, 로터에 의해 회전하고, 펌프실을 항상 복수의 공간으로 구획하는 베인과, 상기 로터의 회전에 의해 간헐적으로 펌프실과 연통하는 급유 통로와, 이 급유 통로에 접속되고, 유압 펌프로부터의 윤활유를 급유 통로에 공급하는 급유 파이프와, 상기 로터의 회전에 의해 상기 급유 통로가 펌프실과 연통되었을 때, 이 펌프실과 외부 공간을 연통시키는 기체 통로를 구비하고,
    상기 급유 통로는, 상기 로터의 축부에 그 직경방향으로 설치된 직경방향 급유 구멍과, 상기 하우징에 설치되어 펌프실에 연통함과 아울러, 로터의 회전에 의해 상기 직경방향 급유 구멍의 개구가 간헐적으로 중합 연통되는 축방향 급유홈을 구비하고, 또 상기 기체 통로는, 상기 로터의 축부에 그 직경방향으로 설치되어 상기 급유 통로에 연통하는 직경방향 기체 구멍과, 상기 하우징에 설치되어 외부 공간에 연통함과 아울러, 로터의 회전에 의해 상기 직경방향 기체 구멍의 개구가 간헐적으로 중합 연통되는 축방향 기체홈을 구비하고, 상기 직경방향 기체 구멍은, 직경방향 급유 구멍이 축방향 급유홈에 연통되었을 때, 축방향 기체홈에 연통되도록 되어 있는 베인 펌프에 있어서,
    상기 기체 통로의 유로면적을 S1, 급유 통로의 유로면적을 S2, 급유 파이프의 유로면적을 S3, 직경방향 급유 구멍의 직경을 d2, 로터의 회전방향에서의 축방향 급유홈의 폭을 L로 했을 때,
    급유 통로의 유로면적(S2)을 S1<S2≤3×S1의 범위로 설정함과 아울러,
    급유 파이프의 유로면적(S3)을 S2<S3≤3×S2의 범위로 설정하고,
    또한 축방향 급유홈 폭(L)을 d2<L<4×d2의 범위로 설정한 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 급유 통로는, 상기 로터 내부에 그 축방향으로 설치되어 상기 급유 파이프에 연통하는 축방향 급유 구멍을 구비하고 있고, 상기 직경방향 급유 구멍은 이 축방향 급유 구멍에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 직경방향 기체 구멍은 상기 축방향 급유 구멍에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
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