KR20160082605A

KR20160082605A - 전동 진공 펌프

Info

Publication number: KR20160082605A
Application number: KR1020140190192A
Authority: KR
Inventors: 황병성; 이재문; 김홍기
Original assignee: 영신정공 주식회사
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR101679227B1

Abstract

본 발명은 전동 진공 펌프에 관한 것으로, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원 또는 엔진에 의하여 구동력을 제공하는 구동 모듈과; 일측에 상기 구동 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 흡입공과 흡입된 공기가 토출되는 토출공을 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과; 상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버;를 포함하고, 상기 펌프모듈은, 캠링과 로터를 사이에 두고 결합되어 공기가 흡입되는 흡입영역과 압축된 공기가 배출되는 토출영역을 구비하고 외관을 형성하는 사이드플레이트를 포함하며, 상기 사이드플레이트는 상기 흡입영역과 상기 토출영역에서 상기 로터의 회전방향을 따라 각각 연장된 둥근 노치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 특히 카본 재질의 로터의 마모를 예방할 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

전동 진공 펌프 {ELECTRIC VACUUM PUMP}

본 발명은, 전동 진공 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 펌프 모듈의 흡입영역과 토출영역의 구조, 회전축과 로터가 결합되는 구조 및 토출구의 구조를 각각 개선한 전동 진공 펌프에 관한 것이다.

자동차는 많은 부품들이 결합되어 이루어지는 현대의 대표적인 운송수단이다. 이러한 자동차는 통상적으로 운전자가 자동차를 정지시키기 위해 제동 장치를 사용한다. 제동 장치는 운전자의 조작력을 링크나 유압을 이용해서 증대시켜 전달하는 조작기구와 그 힘을 받아서 제동력을 발생시키는 본체로 구성되어 있다. 그 중에서 배력식 브레이크는 조작력을 가볍게 하기 위해 진공이나 압축 공기를 이용하고 있다.

제동 장치에 사용되면서 제동력을 보조하는 진공 펌프는 엔진 등으로 구동되는 것과 모터에 의해 구동되는 것으로 구별된다. 최근에 소형 자동차에 적용되면서 경제성을 고려하여 전기 모터에 의해 구동되는 전동 진공 펌프가 증대되고 있다.

이러한 종래기술과 관련된 전동 진공 펌프가 공개특허공보 제10-2011-0001417호(2011.01.13), 제10-2011-0004216호(2011.01.13) 등이 개시되어 있다.

그런데, 전동 진공 펌프에서 발생하는 소음을 감소시키고, 특히 카본 재질의 로터인 경우 마모 등을 억제할 수 있으며, 수요자의 다양한 진공도에 대응할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 특히 카본 재질의 로터의 마모를 예방할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 다양한 진공도에 대응할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 조립 및 분해를 간단하고 편리하게 할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원 또는 엔진에 의하여 구동력을 제공하는 구동 모듈과; 일측에 상기 구동 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 공기가 흡입되는 흡입공과 흡입된 공기가 토출되는 토출공을 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과; 상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버;를 포함하고, 상기 펌프모듈은, 상기 모터모듈과 결합되어 회전하는 로터와, 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 결합된 베인과, 상기 베인의 외측 단부의 회전 경로를 안내하는 캠링과, 상기 캠링과 상기 로터를 사이에 두고 결합되어 공기가 흡입되는 흡입영역과 압축된 공기가 배출되는 토출영역을 구비하고 외관을 형성하는 사이드플레이트를 포함하며, 상기 사이드플레이트는 상기 흡입영역과 상기 토출영역에서 상기 로터의 회전방향을 따라 각각 연장된 둥근 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의하여 달성된다.

또한, 상기 둥근 노치는, 상기 흡입영역 및 상기 토출영역의 폭에서 연장되어 상기 사이드플레이트와 만나서 형성되는 원형부를 포함하고, 상기 원형부에서 상기 흡입영역 및 상기 토출영역의 각 단부를 향하여 15~20도의 각도 범위로 챔퍼링된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원 또는 엔진에 의하여 구동력을 제공하는 구동 모듈과; 일측에 상기 구동 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 상기 구동 모듈과 결합되어 회전하며, 공기가 흡입되는 흡입공과 흡입된 공기가 토출되는 토출공을 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과; 상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버와; 상기 하우징에는 상기 토출영역과 연통되어 외부로 토출되는 공기를 안내하는 토출라인이 형성되어 있으며, 상시 토출라인에는 착탈 가능한 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의해서도 달성된다.

다른 한편, 본 발명의 목적은, 전동 진공 펌프에 있어서, 전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원 또는 엔진에 의하여 구동력을 제공 가능하게 마련된 회전축을 구비한 구동 모듈과; 일측에 상기 구동 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과; 상기 구동 모듈과 결합되며, 공기가 흡입되는 흡입공과 흡입된 공기가 토출되는 토출공을 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈;을 포함하고, 상기 회전축은 둥근 형상의 단부에 비원형 형상으로 절단된 비원형부를 구비하며, 외측은 상기 로터에 결합 가능하게 돌출된 돌기를 마련하고, 내측은 상기 비원형부와 맞물림 가능하게 비원형슬롯을 구비하여 상기 회전축의 회전력을 전달 가능하게 마련된 커플링을 더 포함하며, 상기 비원형슬롯과 상기 비원형부는 헐거운 끼워맞춤으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프에 의해서도 달성된다.

본 발명에 따르면, 특히 카본 재질의 로터의 마모를 예방할 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있으며, 다양한 진공도에 대응할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공할 수 있다.

또한, 회전축과 로터를 결합하는 구조를 개선하여 조립 및 분해를 간단하고 편리하게 할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공 펌프의 단면도,
도 2는 펌프 모듈의 단면도,
도 3은 회전축과 커플링을 설명하기 위한 분해사시도,
도 4는 둥근 노치를 설명하기 위한 평면도 및 부분 확대도,
도 5는 토출라인과 오리피스를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공 펌프(100)를 도 1 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 진공 펌프의 단면도이고, 도 2는 펌프 모듈의 단면도이며, 도 3은 회전축과 커플링을 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 4는 둥근 노치를 설명하기 위한 평면도 및 부분 확대도이며, 도 5는 토출라인과 오리피스를 설명하기 위한 도면이다.

전동 진공 펌프(100)는 차량 내부에 결합되어 차량의 제동 능력을 향상시키기 위하여 부스터 등에 진공압을 제공한다. 전동 진공 펌프(100)는, 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동력을 발생시키는 구동 모듈(150)과, 구동 모듈(150)과 결합되어 회전에 의해 공기를 흡입하고 토출하는 펌프 모듈(130)과, 구동 모듈(150)과 펌프 모듈(130)을 수용하고 지지하는 하우징(110)을 구비하고, 펌프 모듈(130)을 덮도록 하우징(110)에 결합되는 펌프 커버(113)를 포함하고, 펌프 커버(113)의 내측 판면(113d)으로부터 돌출 형성된 커버리브(113b)를 포함하며, 상기 펌프 모듈(130)은, 캠링(133)과 로터(131)를 사이에 두고 결합되어 흡입영역(137a)과 토출영역(137b)을 구비하고 외관을 형성하는 사이드플레이트(135)를 포함하며, 상기 사이드플레이트는 상기 흡입영역(137a)과 상기 토출영역(137b)에서 상기 로터(131)의 회전방향을 따라 각각 연장된 둥근 노치(180)를 포함하는 것이 바람직하다.

하우징(110)은 알루미늄 재질을 포함하며 펌프 모듈(130)과 구동 모듈(150)을 지지하는 하우징본체(111)와, 하우징본체(111)에 결합되어 펌프 모듈(130)측을 덮는 펌프 커버(113)를 포함한다.

하우징본체(111)에는 공기가 흡입되는 흡입 라인(171)이 결합되고, 필요에 따라 펌프 모듈(130)에서 가압된 공기가 토출되는 토출 라인(173)이 형성될 수 있다. 경우에 따라 토출 라인(173)은 펌프 커버(113)측에 형성될 수도 있다.

펌프 모듈(130)은, 구동 모듈(150)에서 제공하는 회전력을 이용하여 공기를 유입하여 가압시킨 후 토출시킨다. 펌프 모듈(130)은, 구동 모듈(150)의 회전축(151c)에 결합되는 커플링(153)에 의해 결합되어 회전하며 형성된 복수의 슬롯(131b)에 출입 가능하게 결합되는 베인(131a)을 구비한 로터(131)와, 로터(131)와 편심되어 내측에 베인(131a)이 슬라이딩 이동하는 안내면을 형성하고 베인(131a) 사이에서 공기가 흡입되고 압축되는 공간인 챔버(미도시)를 형성하도록 마련된 캠링(133)과, 캠링(133)과 로터(131)를 사이에 두고 양측에 결합되어 챔버를 형성하고 공기가 흡입 및 토출되는 유로인 흡입영역(137a)과 토출영역(137b)을 구비한 사이드플레이트를 구비한다.

구동 모듈(150)은, 외부에서 인가되는 전원에 의해 회전력을 부여하는 고정자(미도시)와 회전하는 회전자(미도시) 및 회전자에 결합된 회전축(151c)을 포함하는 모터(151)와, 인가되는 전원에 의해 모터(151)를 구동시키도록 제어하고 차량의 주제어반(ECU)과 신호를 송수신하는 회로기판 등을 포함하는 모터구동제어반(미도시)을 포함한다. 여기서, 모터구동제어반은 하우징본체(111)와 결합된 모터 커버(미도시)에 기밀을 유지할 수 있도록 결합 되어 외부에서 유입되는 수분 등과 분리될 수 있다. 구동 모듈(150)은 모터(151)에 의하여 작동되는 경우만을 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라 엔진에 의하여 작동되는 경우도 포함되는 것이 바람직하다.

전술한 하우징(110)과 펌프 모듈(130)의 결합, 하우징(110)과 펌프 커버(113)의 결합은 볼트를 포함하는 체결수단에 의하여 이루어진다.

본 발명에서 펌프 커버(113)는, 펌프 커버(113)의 상부를 형성하는 펌프커버본체(미도시)와, 펌프커버본체의 내측 판면에서 펌프 모듈(130)측을 향하여 돌출 형성된 커버리브(113b)를 포함한다.

여기서, 커버리브(113b)는 완충커버(160)를 펌프 모듈(130)을 가압하여 펌프 모듈(130)에서 토출된 공기가 완충커버(160)에 관통 형성된 홀(미도시)을 통해 완충커버(160)와 펌프 커버(113) 사이의 공간을 거쳐 토출 라인(173)을 통해 외부로 배출된다.

둥근 노치(180)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡입영역(137a)과 토출영역(137b)의 단부에 형성되어 있으며, 흡입영역(137a)과 토출영역(137b)의 폭(도 4의 ‘W1’, ‘W3’참조)으로 연장된 직선부(183, 도 4의 ‘L1’, ‘L3’ 참조)와 직선부(183)에서 일정한 반경으로 사이드플레이트(135)의 판면과 만나는 원형부(185)를 포함한다. 이러한 둥근 노치(180)의 길이는 각각 도 4의 ‘L2’, ‘L4’로 도시되어 있다(여기서, 일예로 L2는 2~2.2mm이고, L4는 1~1.2mm 이다). 즉, 사이드플레이트(135)의 판면인 원형부(185)에서 흡입영역(137a) 및 토출영역(137b)으로 하방을 향하여 약 15 ~ 20도 범위 챔퍼링된 형상으로 깍여져 형성된 영역이 둥근 노치(180)이다.

도 4에서는 둥근 노치(180)는 직선부(183)와 원형부(185)를 도시하였지만, 다른 실시예로 직선부(183)와 원형부(185)를 합하여 타원형으로 형성될 수도 있다.

둥근 노치(180)는, 흡입영역(137a) 및 토출영역(137b)의 단부에 회전방향을 따라 점점 단면적이 적어지도록 함몰 형성되어 있되 종래의 노치는 통상 V자 홈을 구비하고 있으나 본 발명에서는 둥근 형상을 구비하고 있는 것이 특징이다. 이러한 둥근 형상은 펌프 모듈(130)에서 압축되는 작동유체가 유체가 아닌 기체인 공기라는 점에서 다소 차이를 갖는다. 즉, 유체는 비압축성인 반면 공기는 압축성이라는 특징을 가져 함몰된 노치의 형상이 V자보다 둥근 형상이 압축이 되는 공기의 경우에 보다 더 유리함을 확인할 수 있었다.

이러한 둥근 노치(180)는, 특히, 베인(131a)의 재질이 연질인 카본의 경우 특히 고속회전시 흡입력 또는 토출력의 압력 불균형으로 베인(131a)이 미세하게 기울어져 흡입과 토출의 끝점인 흡입영역(137a)과 토출영역(137b)의 단부를 지날 때 베인(131a)의 마모를 유발할 수 있다.

본 발명에 따른 둥근 노치(180)는 베인(131a)이 마모되는 것을 예방하여 베인(131a)의 내마모성을 향상시킬 수 있는 역할을 할 수 있다.

한편, 전동 진공 펌프(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 토출 라인(173)에 착탈 가능하게 형성된 오리피스(175)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

토출 라인(173)에 오리피스(175)를 장착할 수 있는 오리피스결합홀(미도시)이 구비되어 있고 단부에는 오리피스(175)가 적절한 깊이에서 결합될 수 있는 단턱(미도시)이 형성되도록 다이캐스팅 금형을 마련하는 것이 바림직하다.

이렇게 토출 라인(173)에 오리피스(175)를 마련하여 최종적으로 전동 진공 펌프(100)의 진공도 및/또는 소음을 고객이 필요로 하는 수준으로, 예를 들면, 차종별로 튜닝 하는 등의 조절을 할 수 있는 효과를 갖는다. 즉, 오리피스(175)의 직경이 작으면 진공도가 떨어지나 소음이 개선되고 오리피스(175)의 직경이 크면 진공도가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 일률적인 크기의 토출 라인(173)이 형성된 것이 아니라 토출 라인(173)을 오리피스(175)로 소음도 및/또는 소음을 필요에 따라 차종에 따라 튜닝을 할 수 있다.

다른 한편, 전동 진공 펌프(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 원형의 회전축(151c) 단부에 ‘D’자 형상으로 절단된 단면을 갖는 비원형부(151d)를 구비하고 있으며, 외측은 상기 로터(131)에 결합 가능하게 돌출된 돌기(153a)를 마련하고 내측은 상기 비원형부(151d)와 맞물림 가능하게 비원형슬롯(153b)을 구비하여 상기 회전축(151c)의 회전력을 전달 가능하게 마련된 커플링(153)을 더 포함하며, 상기 비원형슬롯(153b)과 상기 비원형부(151d)는 헐거운 끼워맞춤으로 결합되는 것을 특징으로 한다. 즉, 커플링(153)은 구동 모듈(150)의 회전력을 펌프 모듈(130)로 전달한다.

종래기술에서는 커플링(153)과 회전축(151c)을 상호 원형으로 마련하여 압입하여 결합을 하였으나 이러한 압입에 따른 제조비용, 시간이 많이 소요되었다. 또한, 경우에 따라 압입된 부분을 분해할 필요가 있는 경우 회전축(151c)의 외경측이나 커플링(153)의 내경측에 스크래치가 발생하여 이러한 스크래치를 없애는 작업을 하거나 경우에 따라 재사용을 못할 유려가 있었다.

본 발명에 따라 회전축(151c)과 커플링(153)에 비원형 단면인 ‘D’자 형상의 단면부를 구비하고 회전축(151c)에 커플링(153)을 슬라이딩 결합하여 작업을 할 수 있어 종래기술에 비하여 작업이 간단하고 편리하며 분해시에도 분해가 용이하고 분해에 따른 부품의 손상이 발생하지 않는다는 장점을 갖는다.

물론, 커플링(153)의 돌기(153a)가 로터(131)에 결합될 수 있도록 로터(131)의 내경측에 돌기결합홀(131c)을 구비하고 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 특히 카본 재질의 로터의 마모를 예방할 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있으며, 다양한 진공도에 대응할 수 있고, 회전축과 로터를 결합하는 구조를 개선하여 조립 및 분해를 간단하고 편리하게 할 수 있는 전동 진공 펌프를 제공할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 전동 진공 펌프 110 : 하우징
111 : 하우징 본체 113 : 펌프 커버
130 : 펌프 모듈 131 : 로터
131a : 베인 131b : 슬롯
131c : 돌기결합홀 133 : 캠링
137a : 흡입영역 137b : 토출영역
150 : 구동 모듈 151 : 모터
151c : 회전축 151d : 비원형부
153 : 커플링 153a : 커플링돌기
153b : 비원형 슬롯 160 : 완충커버
171 : 흡입 라인 173 : 토출 라인
175 : 오리피스 180 : 둥근 노치
183 : 직선부 185 : 원형부

Claims

전동 진공 펌프에 있어서,
전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원 또는 엔진에 의하여 구동력을 제공하는 구동 모듈과;
일측에 상기 구동 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과;
공기가 흡입되는 흡입공과 흡입된 공기가 토출되는 토출공을 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과;
상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버;를 포함하고,
상기 펌프모듈은, 상기 모터모듈과 결합되어 회전하는 로터와, 상기 로터에 슬라이딩 가능하게 결합된 베인과, 상기 베인의 외측 단부의 회전 경로를 안내하는 캠링과, 상기 캠링과 상기 로터를 사이에 두고 결합되어 공기가 흡입되는 흡입영역과 압축된 공기가 배출되는 토출영역을 구비하고 외관을 형성하는 사이드플레이트를 포함하며,
상기 사이드플레이트는 상기 흡입영역과 상기 토출영역에서 상기 로터의 회전방향을 따라 각각 연장된 둥근 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
제1항에 있어서,
상기 둥근 노치는, 상기 흡입영역 및 상기 토출영역의 폭에서 연장되어 상기 사이드플레이트와 만나서 형성되는 원형부를 포함하고,
상기 원형부에서 상기 흡입영역 및 상기 토출영역의 각 단부를 향하여 15~20도의 각도 범위로 챔퍼링된 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
전동 진공 펌프에 있어서,
전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원 또는 엔진에 의하여 구동력을 제공하는 구동 모듈과;
일측에 상기 구동 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과;
상기 구동 모듈과 결합되어 회전하며, 공기가 흡입되는 흡입공과 흡입된 공기가 토출되는 토출공을 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈과;
상기 펌프모듈을 덮도록 상기 하우징에 결합되는 펌프 커버와;
상기 하우징에는 상기 토출영역과 연통되어 외부로 토출되는 공기를 안내하는 토출라인이 형성되어 있으며,
상시 토출라인에는 착탈 가능한 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.
전동 진공 펌프에 있어서,
전기 모터를 포함하여 외부에서 인가되는 전원 또는 엔진에 의하여 구동력을 제공 가능하게 마련된 회전축을 구비한 구동 모듈과;
일측에 상기 구동 모듈을 결합 가능하게 마련된 하우징과;
상기 구동 모듈과 결합되며, 공기가 흡입되는 흡입공과 흡입된 공기가 토출되는 토출공을 구비하고, 상기 하우징의 타측에 결합되는 펌프모듈;을 포함하고,
상기 회전축은 둥근 형상의 단부에 비원형 형상으로 절단된 비원형부를 구비하며,
외측은 상기 로터에 결합 가능하게 돌출된 돌기를 마련하고, 내측은 상기 비원형부와 맞물림 가능하게 비원형슬롯을 구비하여 상기 회전축의 회전력을 전달 가능하게 마련된 커플링을 더 포함하며,
상기 비원형슬롯과 상기 비원형부는 헐거운 끼워맞춤으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전동 진공 펌프.