KR20130117982A - 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 진공압력이 형성되는 케이스와, 상기 케이스를 차폐시키는 커버부가 결합된 원통 형상의 진공펌프 내부에 구비되는 베인로터에 있어서, 상기 케이스 내부 저면에 형성된 회전홀에 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 로터축과, 원통 형상으로 상기 로터축의 일 측으로 연장되어 상기 케이스 내부에 배치되며 베인이 슬라이딩 가능하도록 결합되는 베인홈이 형성된 로터 몸체부를 포함하는 로터 및 상기 로터축의 불균형 회전에 따라 발생하는 상기 로터와 상기 커버부의 접촉 또는 간섭에 의한 상기 로터 또는 커버부의 손상을 방지하는 손상방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 베인로터를 제공한다.
본 발명에 따른 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프에 따르면, 로터의 단부에 손상방지부를 형성하여 상기 로터가 회전하면서 접촉하는 케이스 저면과 커버 저면에서 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

베인로터 및 이를 이용한 진공펌프{Vane-Rotor and Vacuum Pump using the same}
본 발명은 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프에 관한 것으로서, 회전하는 로터와 베인에 의해 공기를 흡입하여 진공을 생성하는 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프에 관한 것이다.
일반적으로 베인로터는 진공펌프 내부에서 공기를 흡입하여 진공을 생성하는 장치를 말한다.
이러한 진공펌프는 구동력에 의해 회전하는 로터(Rotor)와, 상기 로터의 외측에 결합되는 복수개의 베인이 배치되고, 상기 진공펌프 케이스를 차폐하는 커버가 마련된다.
상기 진공펌프의 공기 배출 과정을 살펴보면, 상기 베인의 외측면은 상기 진공펌프의 내측면과 접촉한 상태로 회전하게 되고, 압입되는 오일은 상기 진공펌프와 베인 간의 미세공간을 밀봉시키면서 각 부위를 윤활하게 함과 동시에 넓은 공간 내부의 공기를 상기 베인이 끌어 오게 되며, 이 공기는 점차 좁은 공간으로 이동하여 압축되다가 가장 좁은 공간에 연결된 배출유로에 도달하면 상기 배출유로를 통하여 오일과 함께 배출된다.
그러나 상기와 같은 진공펌프는 케이스와 로터 사이에 형성되는 조립공차에 의해 회전축이 불균형 회전하여 상기 케이스와 커버가 상기 로터에 의하여 마모되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 진공펌프 내부에서 회전하는 로터의 형상을 개선하여 진공펌프와 로터 상호간에 마모가 감소되도록 하는 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 내부에 진공압력이 형성되는 케이스와, 상기 케이스를 차폐시키는 커버부가 결합된 원통 형상의 진공펌프 내부에 구비되는 베인로터에 있어서, 상기 케이스 내부 저면에 형성된 회전홀에 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 로터축과, 원통 형상으로 상기 로터축의 일 측으로 연장되어 상기 케이스 내부에 배치되며 베인이 슬라이딩 가능하도록 결합되는 베인홈이 형성된 로터 몸체부를 포함하는 로터 및 상기 로터축의 불균형 회전에 따라 발생하는 상기 로터와 상기 커버부의 접촉 또는 간섭에 의한 상기 로터 또는 커버부의 손상을 방지하는 손상방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 베인로터를 제공한다.
상기 손상방지부는 상기 로터 몸체부의 상면 단부가 상기 커버의 저면으로부터 이격되도록 제1경사면이 형성될 수 있다.
상기 제1경사면의 길이는 상기 로터 몸체부 반경의 4~20% 범위를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 제1경사면은 상기 로터 몸체부의 상면으로부터 0.15~5°범위의 하향경사를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 로터 몸체부의 상면과 상기 제1경사면이 연결되는 부분이 라운드 처리될 수 있다.
상기 제1경사면은 상기 제1경사면으로부터 기울기가 큰 각도로 하향 경사지게 형성되는 제2경사면을 포함할 수 있다.
상기 제2경사면은 상기 로터 몸체부의 상면으로부터 0.5~10°범위의 하향경사를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 손상방지부는 상기 로터 몸체부의 상면 단부로부터 측면을 연결하는 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 손상방지부는 상기 제1경사부에 대향하여 상기 로터 몸체부의 하면 단부가 상기 케이스로부터 이격되도록 형성된 제3경사면을 포함할 수 있다.
상기 제3경사면은 상기 로터 몸체부의 하면으로부터 0.15~5°범위의 상향경사를 갖도록 형성될 수 있다.
또한 본 발명은 저면에 공기가 각각 흡입 및 배출되는 흡입유로와 배출유로가 형성되고 상면이 개방되는 케이스; 상기 케이스 내부 저면에 형성된 회전홀에 결합되어 회전하는 로터; 상기 로터의 회전운동과 연동하여 상기 로터 상에서 수평 왕복 운동하여 상기 케이스 내부에 진공압력을 제공하는 베인; 상기 케이스의 개방된 부분을 차폐하도록 결합되는 커버부 및 상기 로터의 회전축의 불균형 회전에 따라 발생하는 상기 로터와 상기 커버부와의 접촉 또는 간섭에 의한 상기 로터 또는 커버의 손상을 방지하는 손상방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프를 제공한다.
상기 진공펌프는 상기 케이스로 흡입 및 배출되는 공기와 오일의 출입양을 선택적으로 조절할 수 있도록 상기 케이스에 형성된 흡입유로 및 배출유로에 결합되는 플레이트 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 손상방지부는 상기 로터와 회전홀 사이의 조립공차 범위에서 발생하는 회전축의 불균형 회전에 의한 마모 또는 파손을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프에 따르면, 로터의 단부에 손상방지부를 형성하여 상기 로터가 회전하면서 접촉 또는 간섭하는 케이스 저면과 커버 저면에서 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공펌프를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 진공펌프의 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 진공펌프용 로터를 확대 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 진공펌프의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 도 4에 나타낸 진공펌프를 나타내는 측면도이다.
도 5b는 도 5a에 나타낸 진공펌프를 나타내는 참고도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c는 도 4에 나타낸 진공펌프의 작동상태를 나타내는 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 진공펌프(10)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 진공펌프(10)의 분해사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 진공펌프용 베인로터를 확대 도시하는 사시도이다.
이하에서 상기 베인로터(100)는 상기 진공펌프에 사용되는 용도로 설명하되, 상기 베인로터의 용도는 이에 한정되지 않고 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 베인로터(100)는 진공펌프 케이스(110)의 내부에 결합되는 로터축(120a)과 상기 로터축(120a) 일 측에 연장되어 상기 케이스(110) 내부에서 회전하며 진공압력을 발생시키는 베인(130)이 결합되는 로터 몸체부(121)를 포함하는 로터(120)와, 상기 로터축(120a)과 회전홀(117) 사이의 조립공차 범위에서 상기 로터의 회전축이 불균형 회전에 따른 상기 로터 몸체부(121)의 마모를 방지하도록 상기 로터 몸체부(121)의 모서리 부분에 형성되는 손상방지부(160)를 포함한다.
상기 진공펌프 케이스(110)는 원통형상으로 상기 진공펌프의 외형을 형성하고, 저면 중심을 벗어나서 회전홀(117)이 형성되며, 상기 회전홀(117)에 인접하여 양 측에는 흡입유로(111)와 배출유로(112)가 형성된다. 또한 상기 케이스(110)의 개방된 부분에는 커버부(150)가 결합되어 상기 케이스(110)의 내부를 밀폐시킨다.
이때 상기 케이스(110)의 하부 즉 상기 흡입유로(111)와 배출유로(112)의 외측에는 흡입되는 공기 및 배출되는 압축된 공기와 오일의 출입량을 선택적으로 조절할 수 있도록 상기 케이스(110)에 결합되는 플레이트 밸브(170)가 마련된다.
상기 로터축((120a)은 상기 회전홀(117)에 결합되어 일 측에는 상기 로터 몸체부(121)가 형성되고, 타 측에는 캠 샤프트(미도시)와 결합되는 결합부(120b)가 형성된다. 상기 로터축(120a)은 상기 로터 몸체부(121)에 비하여 지름이 작게 형성되고, 상기 결합부(120b)는 상기 로터축(120a)에 비하여 보다 지름이 작게 형성되며 또한 캠 샤프트와 결합되어 회전력을 전달할 수 있도록 적어도 일 면이 평면으로 테이퍼지게 형성된다.
상기 로터 몸체부(121)는 중공의 원형 파이프 형상으로, 중앙이 절개되어 베인홈(129)이 형성되며, 상기 로터 몸체부(121)의 내주면에는 상기 베인홈이 형성되도록 상기 로터 몸체부(121)의 내주면을 평행하게 연결하는 제1지지부(122)와 제2지지부(124)를 포함한다.
이때 상기 제1지지부(122)와 제2지지부(124)의 외측면에는 상기 로터 몸체부(121)의 외주면 연장선 상으로부터 내측으로 삽입홈(128)이 형성된다. 상기 삽입홈(128)은 상기 베인(130)의 일 측이 상기 케이스(110)의 외주면 연장선 상에서 회전에 의해 간헐적으로 삽입되도록 형성되어 상기 로터(120)의 회전이 간섭되는 것을 방지한다.
도 3에서와 같이 상기 제1지지부(122)는 제1지지부재(122a) 및 제2지지부재(122b)를 구비하고, 상기 제2지지부(124)는은 제3지지부재(124a) 및 제4지지부재(124b)를 구비한다. 이때 상기 제1지지부재(122a) 내지 제4지지부재(124b)는 반 시계 방향으로 각각 순차적으로 배치되며, 상기 베인의 회전방향을 기준으로 짝수 지지부재 즉 상기 제2지지부재(122b)와 제4지지부재(124b)가 상기 베인(130)보다 선행하도록 배치된다.
도 4는 도 2에 나타낸 진공펌프의 내부를 나타내는 사시도이고, 도 5a는 도 4에 나타낸 진공펌프를 나타내는 측면도이며, 도 5b는 도 5a에 나타낸 진공펌프를 나타내는 참고도이다.
도 4 내지 도 5b를 참조하면, 상기 로터는 상기 회전홀(도 2 참조, 117) 상에 결합되어 상기 케이스(110) 내부에서 회전하게 되는데, 상기 로터 몸체부(121)에는 상기 베인홈(도 3 참조, 129)이 형성되어 상기 베인홈(129) 상에서 베인(130)이 수평방향으로 왕복 운동하도록 결합된다.
상기 베인(130)의 양 단부는 상기 케이스(110) 내주면에 상시 접촉하도록 배치되고, 상기 로터 몸체부(도 3 참조, 121)는 상기 케이스(110) 내주면 상에서 상기 흡입유로(111)와 배출유로(112) 사이에 돌출 형성된 단턱(119)에 접촉 또는 인접하게 회전한다.
이때 상기 베인(130)의 양 단부에는 상기 케이스(110)와의 마찰력을 감소시키고 압력 누출을 차단할 수 있도록 상기 케이스(110) 내주면과 접촉하는 접촉부재(132)가 마련된다. 상기 접촉부재(132)는 상기 케이스(110) 내주면과 접촉면적이 상대적으로 상기 베인(130)에 비하여 크게 형성되고, 상기 베인(130) 상기 케이스(110)의 내주면과 접촉하는 방향에 따라서 상기 접촉부재(132)와의 결합각도를 보정할 수 있도록 형성된다.
상기 베인(130)과 로터(120)는 상기 케이스(110) 내부를 세 개의 공간으로 분기시키며, 반시계방향으로 각각 진공챔버(113), 압축챔버(114) 및 배출챔버(115)가 형성된다. 이때 상기 진공챔버(113), 압축챔버(114) 및 배출챔버(115)는 상기 로터의 회전에 의해서 교번으로 위치가 변동되며, 상기 진공챔버(113)는 상기 흡입유로(111)로부터 공기를 흡입하고, 상기 압축챔버(114)는 상기 진공챔버(113)로부터 흡입한 공기와 상기 로터(120) 하부로부터 유입되는 오일을 동시에 압축하며, 압축된 공기와 오일은 상기 배출챔버(115)에 형성되는 상기 배출유로(112)를 통하여 배출되는 사이클을 반복적으로 수행한다.
이때 도 5a와 같이 상기 로터 몸체부(121)에는 손상방지부(160)가 마련된다. 상기 손상방지부(160)는 상기 회전홀(117)과 상기 회전홀(117)에 삽입되어 회전하는 상기 로터축(120a) 사이에 형성되는 조립공차 범위에서 상기 로터축(120a)이 불균형 회전하게 됨으로 인하여 상기 로터 몸체부(121)가 상기 커버부(150)의 하면을 마모시키는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
상기 손상방지부(160)는 상기 로터(120)의 상단 모서리 부분에 형성되며, 상기 로터축(120a)이 기울어지는 것을 대비하여 상기 커버부(150) 하면과 상기 로터 몸체부(121)가 접촉하는 면적을 증가시키도록 제1경사면(161)이 형성된다.
상기 제1경사면(161)은 상기 로터 몸체부(121)의 반경에 대하여 약 4~20% 범위에 형성되어 상기 로터축(120a)이 기울어지면 상기 커버부(150)와 면 접촉 하도록 형성되어 상기 커버부(150)와 로터 몸체부(121)의 손상을 감소시킬 수 있다.
도 5b는 상기 제1경사면(161)의 높이를 구하는 공식을 나타낸다. 여기서 α는 상기 로터 몸체부(121)의 상면과 상기 제1경사면(161)이 이루는 각도를 나타낸다.
도 5b에 기재된 용어에 관하여 간략히 설명하면, Df는 상기 회전홀(117)의 내경 지름을 나타내고, Drb는 상기 로터축(120a)의 지름을 나타내며, Lfj는 상기 회전홀(117)이 가지는 높이를 나타내고, Lrf는 상기 로터 몸체부(121)의 높이를 나타낸다.
여기서 상기 α는 atan*(Df-Drb)/Lfj로 나타낼 수 있으며, α의 정확한 범위는 후기한다.
또한 상기 Df-Drb는 상기 회전홀(117)과 상기 로터축(120a) 사이에 형성되는 간극을 나타내며, 상기 간극은 상기 로터 몸체부(121)의 상면 단부 연장선으로부터 상기 제1경사면(161)의 하측 단부 사이에서 발생하는 높이차와 비례관계가 성립한다. 따라서 상기 간극의 크기가 작을수록 상기 높이차가 작게 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 로터 몸체부(121)는 상기 제1경사면(161)이 형성된 상태에서 상기 로터 몸체부(121)의 상면과 상기 제1경사면(161)이 연결되는 부분이 라운드(161a) 처리되도록 형성된다.
그러면 상기 로터 몸체부(121)의 회전축이 기울어짐과 동시에 상기 커버부(150)와 상기 제1경사면(161)이 부드럽게 접촉하도록 진행된다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1경사면(161)에는 상기 제1경사면(161)과 기울기 각도가 다른 제2경사면(162)이 형성된다. 상기 제2경사면(162)은 상기 제1경사면(161)으로부터 기울기가 더 큰 각도로 하향 경사(θ2)지도록 형성되어 상기 회전축의 기울어지는 각도가 증가하는 경우 상기 제2경사면(162)과 상기 커버부(150)가 접촉하도록 하여 상기 커버부(150)가 비정상적으로 마모되는 것을 방지할 수 있다.
이때 상기 제1경사면(161)은 상기 로터 몸체부(121)의 상면으로부터 약 0.15~5° 범위(θ1)로 하향경사지도록 형성된다. 여기서 θ1의 범위는 전기한 도 5b의 α범위에 해당한다.
또한 상기 제2경사면(162)은 상기 로터 몸체부(121)의 상면으로부터 약 0.5~10° 범위(θ2)로 하향경사지도록 형성된다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 손상방지부(160)는 상기 로터 몸체부(121)의 상측 단부로부터 상기 로터 몸체부(121)의 측면을 연결하는 곡면(161b)이 형성된다. 상기 곡면(161b)은 상기 로터의 회전축이 기울어지는 것에 대응하여 상기 커버부(150)와 부드럽게 접촉하는 것을 유도하며, 상기 로터 몸체부(121)와 커버부(150)의 마모를 감소시킴과 동시에 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
이때 상기 곡면(161b)은 상기 로터 몸체부의 상면으로부터 곡률이 점차 감소하도록, 즉 타원 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 진공펌프용 베인로터를 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 손상방지부(160)는 상기 로터 몸체부(121)의 상측 단부에 형성된 상기 제1경사면(161)과, 상기 로터 몸체부(121)의 하측 단부에 형성된 제3경사면을 포함한다.
상기 제1경사면(161)은 전기한 구성요소와 동일하며, 상기 제3경사면(163)은 상기 로터 몸체부(121)의 하측 단부에 형성되어 상기 제1경사면(161)과 대향하도록 배치된다.
상기 제3경사면(163)은 상기 제1경사면(161)이 상기 커버부(150)에 대응하는 것과 마찬가지로 상기 케이스(110)의 내부 저면에 대응하여 마찰을 감소시키고, 상기 로터 몸체부(121)와 상기 케이스(110)의 손상 또는 소음을 방지하는 기능을 갖는다.
이때 도면에 도시하지 않았지만 전기한 상기 라운드(161a), 곡면(161b) 또는 제2경사면(162)이 상기 제1경사면(161) 및 상기 제3경사면(163)에 각각 마련될 수도 있다.
따라서 전기한 본 발명의 제1실시예 내지 제5실시예에 따른 진공펌프용 베인로터에 따른 상기 손상방지부(160)는 상기 로터(120)의 회전축이 조립공차 사이에서 불균형 회전을 하게 되더라도 상기 로터(120)와 커버부(150) 또는 상기 케이스(110)에 부분 마찰에 의한 마모가 발생하는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프의 작용효과에 대하여 상세히 설명한다. 이하에서 전기한 참조번호와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 또한 상기 베인로터는 상기 베인로터를 이용한 진공펌프에 포함되는 구성요소로써 반복설명은 생략한다.
도 10a 내지 도 10c는 도 4에 나타낸 진공펌프의 작동상태를 나타내는 평면도이다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 도 10a는 상기 로터(120)가 회전하면서 진공챔버(113) 내부에 공기가 흡입되는 상태를 나타내고, 도 10b는 상기 진공챔버(113)가 압축챔버(114) 기능을 하도록 위치가 이동된 상태를 나타내고, 도 10c는 상기 압축챔버(114)가 다시 배출챔버(115) 기능을 하도록 위치가 이동된 상태를 순차적으로 나타낸다.
도 10a를 살펴보면, 상기 로터가 회전함과 동시에 상기 베인(130)도 연동하여 회전하게 되고, 상기 베인(130)의 일 측이 상기 흡입유로(111)를 통과할 때까지 상기 진공챔버(113)의 부피가 커지면서 공기를 흡입하게 된다.
상기 진공챔버(113) 내부에 흡입된 공기는 상기 로터(120) 하측으로부터 압출되는 오일과 섞이면서 상기 압축챔버(114)에 위치하게 되고, 도 10b와 같이 상기 압축챔버(114)의 부피가 점차적으로 감소함에 따라서 내부에 충진된 공기와 오일은 압축되어 압력이 높아지게 된다.
그러면 상기 로터(120)의 회전에 따라서 도 10c와 같이, 상기 베인(130)의 일 측이 상기 배출유로(115) 상면을 지나가면서 압축된 공기와 오일은 상기 배출챔버(115)에 위치하게 되고, 그 압력으로 공기와 오일은 상기 배출유로(112)로 배출된다.
상기 배출챔버(115) 상에서 상기 압축된 공기와 오일은 상기 배출유로(112)를 통하여 모두 배출되는 것이 가장 이상적이다. 하지만 고속으로 회전하는 상기 로터(120)의 회전속도에 따라서 상기 압축된 공기와 오일이 모두 상기 배출유로(112)를 통하여 원활하게 배출되는데 한계가 있다. 이는 공기는 압축이 가능하지만 오일은 비압축성 유체로 압축이 이루어지지 않기 때문에 상기 배출챔버(115)에 형성된 배출압력으로 상기 압축된 공기와 오일이 모두 배출되지 못하고 미량이 잔존하게 된다. 그리고 상기 배출챔버(115)에서 잔존하는 상기 압축된 공기와 오일은 상기 로터(120)의 회전력에 의해 상기 진공챔버(113)로 이송되거나, 또는 상기 배출챔버(115)의 용적이 축소되는 과정에서 상기 로터(120) 및 베인(130)에는 상기 로터(120)의 회전력에 대향하는 토크가 발생하게 된다.
따라서 상기 배출챔버(115)에서는 상기 배출유로(112)를 통하여 배출되지 못하고 잔존하는 상기 압축된 공기와 오일을 바이패스 시켜 상기 로터(120)와 베인(130)에 걸리는 토크를 감소시키도록 상기 제1바이패스 유로(141) 및 제2바이패스 유로(142)가 마련된다.
상기 제1바이패스 유로(141)는 상기 제2바이패스 유로(142)와 동시에 형성될 수 있다.
그러면 상기 배출챔버(115) 상에 잔존하는 압축된 공기와 오일이 자연스럽게 상기 제1바이패스 유로(141) 및 상기 제2바이패스 유로(142) 또는 상기 제3바이패스 유로(143)를 통하여 상기 압축챔버(114)로 공급되어 상기 로터(120)가 회전하는데 간섭되는 압력을 감소시키고 이로 인하여 토크가 감소하면서 엔진의 연비를 상승시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한 도 5a 내지 도 9에서와 같이, 상기 로터 몸체부(121)에 상기 제1경사면(161) 내지 상기 제3경사면(163) 및 라운드면(161a) 또는 곡면(161b)을 마련하여 상기 로터(120)와 상기 케이스 간에 발생되는 손상 또는 간섭을 방지할 수 있고, 이에 따라서 상기 베인로터 및 이를 이용한 진공펌프의 수명이 연장되어 유지보수 비용 및 시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 베인로터 110 : 케이스
120 : 로터 130 : 베인
150 : 커버부 160 : 손상방지부
170 : 플레이트 밸브

Claims (20)

  1. 내부에 진공압력이 형성되는 케이스와, 상기 케이스를 차폐시키는 커버부가 결합된 원통 형상의 진공펌프 내부에 구비되는 베인로터에 있어서,
    상기 케이스 내부 저면에 형성된 회전홀에 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 로터축과, 원통 형상으로 상기 로터축의 일 측으로 연장되어 상기 케이스 내부에 배치되며 베인이 슬라이딩 가능하도록 결합되는 베인홈이 형성된 로터 몸체부를 포함하는 로터 및
    상기 로터축의 불균형 회전에 따라 발생하는 상기 로터와 상기 커버부의 접촉 또는 간섭에 의한 상기 로터 또는 커버부의 손상을 방지하는 손상방지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 베인로터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 손상방지부는,
    상기 로터 몸체부의 상면 단부가 상기 커버의 저면으로부터 이격되도록 제1경사면이 형성되는 베인로터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1경사면의 길이는,
    상기 로터 몸체부 반경의 4~20% 범위를 갖도록 형성되는 베인로터.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1경사면은 상기 로터 몸체부의 상면으로부터 0.15~5°범위의 하향경사를 갖도록 형성되는 베인로터.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 로터 몸체부의 상면과 상기 제1경사면이 연결되는 부분이 라운드 처리된 베인로터.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1경사면은,
    상기 제1경사면으로부터 기울기가 큰 각도로 하향 경사지게 형성되는 제2경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 베인로터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2경사면은 상기 로터 몸체부의 상면으로부터 0.5~10°범위의 하향경사를 갖도록 형성되는 베인로터.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 손상방지부는 상기 로터 몸체부의 상면 단부로부터 측면을 연결하는 곡면으로 형성되는 베인로터.
  9. 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 손상방지부는,
    상기 제1경사부에 대향하여 상기 로터 몸체부의 하면 단부가 상기 케이스로부터 이격되도록 형성된 제3경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 베인로터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제3경사면은 상기 로터 몸체부의 하면으로부터 형성된 0.15~5°범위의 상향경사를 갖는 베인로터.
  11. 저면에 공기가 각각 흡입 및 배출되는 흡입유로와 배출유로가 형성되고 상면이 개방되는 케이스;
    상기 케이스 내부 저면에 형성된 회전홀에 결합되어 회전하는 로터;
    상기 로터의 회전운동과 연동하여 상기 로터 상에서 수평 왕복 운동하여 상기 케이스 내부에 진공압력을 제공하는 베인;
    상기 케이스의 개방된 부분을 차폐하도록 결합되는 커버부 및
    상기 로터의 회전축의 불균형 회전에 따라 발생하는 상기 로터와 상기 커버부와의 접촉 또는 간섭에 의한 상기 로터 또는 커버의 손상을 방지하는 손상방지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 로터는 상기 회전홀 상에서 회전 가능하도록 결합되는 로터축과, 상기 로터축의 일 측으로 연장되어 상기 케이스 내부에 배치되며 베인이 결합되는 로터 몸체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 손상방지부는,
    상기 로터 몸체부의 상면 또는 하면 모서리 단부에 형성된 제1경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1경사면의 길이는,
    상기 로터 몸체부 반경의 4~20% 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1경사면은 상기 로터 몸체부의 상면 또는 하면으로부터 0.15~5°범위의 경사를 갖도록 형성되는 진공펌프.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1경사면 상에 형성되어 상기 제1경사면으로부터 기울기가 큰 각도로 경사지게 형성되는 제2경사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2경사면은 상기 로터 몸체부의 상면으로부터 0.5~10°범위의 경사를 갖도록 형성되는 진공펌프.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 손상방지부는 상기 로터 몸체부의 상면 또는 하면 단부로부터 측면을 연결하는 곡면으로 형성되는 진공펌프.
  19. 청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 케이스로 흡입 및 배출되는 공기와 오일의 출입양을 선택적으로 조절할 수 있도록 상기 케이스에 형성된 흡입유로 및 배출유로에 결합되는 플레이트 밸브를 더 포함하는 진공펌프.
  20. 청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 손상방지부는,
    상기 로터와 회전홀 사이의 조립공차 범위에서 발생하는 회전축의 불균형 회전에 의한 마모 또는 파손을 방지하는 것을 특징으로 하는 진공펌프.
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