KR20180000808A - 베인모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 마모를 최소화하여 수명을 연장하고, 공기가 누출되는 것
을 최대한 방지하고, 출력을 높일 수 있도록 하는 베인 모터를 제공하기 위한 것으로서, 상기 베인 모터 회전시 베인이 상기 케이싱 내부와의 접촉을 방지하도록 상부에 돌출되어 형성되는 베인 스토퍼, 베인 스토퍼를 외측으로 밀어주어 베인이 상기 베인 스토퍼에 접촉되는 것을 방지하도록 형성된 내부링, 내부링과 상기 베인스토퍼 접촉시 마모를 줄이도록 형성된 베어링 및 베인 모터 회전시 베인의 마모가 감소되도록 상기 로터 외측에 일정 간격으로 형성된 베인 롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

베인모터{VANE MOTOR}
본 발명은 베인 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베인의 마모를 감소시킬 수 있고, 모터의 출력을 높일 수 있도록 구성된 베인 모터에 관한 것이다.
일반적으로 베인 모터는 도 1에서 도시한 바와 같이 고압의 공기(A)를 주입하여 상기 공기(A)의 팽창력을 이용하여 회전력을 얻을 수 있도록 구성한 장치이다. 이러한 에어베인모터(1)를 도 1을 통해서 살펴보면, 공기(A)가 주입되는 흡입구(11)와, 상기 주입된 공기(A)가 빠져나가는 배출구(13)가 형성된 케이싱(10)이 구성된다. 그리고, 상기 케이싱(10)의 내부에 지지되어 회전하는 원주(圓柱)형의 로터(20)가 구성된다. 상기 로터(20)는 관통하는 중심축(30)이 상기 케이싱(10)에 회전하도록 지지되어 구성된다. 그리고, 상기 로터(20)의 둘레면(23)에는 상기 중심축(30)의 길이 방향을 따라 형성되고, 원주방향으로 배열되어 형성된 홈(25)이 형성된다. 그리고 상기 홈(25)에 삽입되어 홈(25)을 따라 왕복하는 판 형상의 날개(40)가 구성된다. 또한, 상기 날개(40)에서 외측방을 향하는 종단부(41)가 접하는 케이싱(10)의 내측면(15)은 원주면(원주 방향을 따라 형성된 면) 을 형성한다.
또한, 상기 로터(20)의 중심은 상기 내측면(15)의 중심으로부터 편심되어 구성된다. 또한, 상기 흡입구(11)는 상기 로터(20)의 둘레면(23)과 케이싱(10)의 내측면(15)이 가장 근접한 상태에서 점점 확대되는 부분에 배치하도록 케이싱(10)에 형성되고, 상기 배출구(13)는 상기 둘레면(23)과 내측면(15)이 최대한 멀어진 지점 또는 상기 지점에 근접한 부분에 형성된다. 상기 에어베인모터(1)의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 흡입구(11)에 고압의 공기(A)를 주입하므로 양측의 날개(40)와 케이싱(10)의 내측면(15) 및 로터(20)의 둘레면(23) 사이로 공기(A)가 충전된다. 따라서, 갇힌 공기(A)는 팽창하게 되어 상기 로터(20)를 회전시키게 된다.
그러면, 상기 날개(40)는 원심력에 의해 외부로 돌출된 상태에서 상기 내측면(15)을 따라 점점 길게 튀어나오게 된다. 따라서, 상기 주입된 공기(A)의 부피는 점점 커지게 되어 일을 하게 되는 것이다. 상기에서 주입된 공기(A)가 로터(20)를 회전시키는 원리를 도 2를 통해 살펴보면 다음과 같다. 대응하는 두 날개(40)의 내측면(L, K) 중 회전 방향 쪽의 내측면(K)의 면적이 상대측 보다 넓다. 이것은 로터(20)가 케이싱(10) 내에서 편심되어 장착되기 때문에 자연히 일어나는 현상이다.
따라서, 공기의 팽창력은 회전방향의 내측면(K) 쪽으로 측방 추력(F)를 가하게 된다. 엄밀히 말하면 상기 측방추력(F)은 양측 내측면(L, K)에 작용하는 측방 추력의 차이값이 된다. 그리고 공기(A)의 팽창력은 상기 내측면(15)과 둘레면(23)에도 작용하게 되는 데, 두 날개(40) 사이의 둘레면(23) 보다, 둘 날개(40) 사이의 내측면(15)의 넓이가 당연히 넓다. 따라서, 케이싱(10) 쪽으로 상부 추력(P)이작용한다. 이때, 상기 상부 추력(P)은 내측면(15)을 밀어내게 되는데, 상기 케이싱(10)이 회전하지 않고 고정된 것이므로, 상기 측방 추력(F)과 함께 로터(20)를 회전시키는 회전력으로서는 사용되지 못한다.
따라서, 상기 측방 추력(F)만으로 로터(20)를 회전시키게 된다. 물론, 다수의 날개(40) 사이에 고압의 공기(A)가 충전된 상태이므로 로터(20)를 회전시키는 힘은 측방 추력(F)의 배수가 된다. 이렇게 해서 충분히 팽창한 공기(A)는 회전하는 날개(40)에 밀려서 상기 배출구(13)를 통해서 배기된다.
그리고, 상기 날개(40)는 로터(20)의 회전에 의해 케이싱(10)의 내측면(15)을 따라 이송하면서 로터(20)의 홈(25) 속으로 삽입되어 들어가게 된다.
이러한 사이클이 각 날개(40) 사이에 공기(A)가 충전되므로 반복되어 이루어지므로 로터(20)의 지속적인 회전이 가능하고, 이러한 회전력을 동력으로 사용하게 된다.
본 발명의 목적은 마모를 최소화하여 수명을 연장하고, 공기가 누출되는 것을 최대한 방지하고, 출력을 높일 수 있도록 하는 베인 모터를 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 에어 베인 모터는 공기가 주입되는 흡입구와 상기 주입된 공기가 빠져나가는 배출구가 형성된 케이싱, 상기 케이싱 내부에 지지되어 회전하는 로터 및 상기 로터에 삽입된 다수의 날개로 구성된 베인, 베인 모터 회전시 베인이 상기 케이싱 내부와의 접촉을 방지하도록 상부에 돌출되어 형성되는 베인 스토퍼,초기 구동시 베인스토퍼를 외측으로 밀어주도록 형성되니 베인스토퍼 안쪽에 위치한 내부링, 또한 회전시 상기 베인 스토퍼의 접촉시 마모를 줄이도록 형성된 베어링 (원형 홈) 및 베인 모터 회전시 베인의 마모가 감소되도록 상기 로터 외측에 일정 간격으로 형성된 베인 롤러를 포함할 수 있다.
또한, 로터의 상단 또는 하단 중 적어도 어느 하나에 설치되는 커버를 더 포함하고, 상기 커버는 베인을 가이드 하도록 일정형태의 홈부가 형성되는 베인가이드부가 더 구비될 수 있다.
아울러, 상기 로터 외주면으로 그루브가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 에어 베인 모터는 베인의 마모를 최소화하여 베인의 수명을 연장하여 궁극적으로는 비용절감의 효과가 있다.
또한, 공기가 노출되는 것을 방지하고, 로터 외주면에 그루브를 형성함으로서 모터의 출력을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 에어베인모터를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 베인 모터의 투명사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 베인 모터의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 커버가 결합된 베인 모터를 나타내는 사
시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 베인 모터의 투명사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 베인 모터의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 커버가 결합된 베인 모터를 나타내는 사시도 이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 베인 모터(100)는 베인을 삽입하기 위한 로터(110)와, 상기 로터(110)에 삽입되는 베인, 상기 로터(110) 중심부에 삽입되어 베인 스토퍼(140)를 밀어주는 내부링(120), 모터가 회전할 때 상기 베인이 케이싱(106)과 접촉하는 것을 방지하기 위해 베인의 상부에 돌출되어 형성되는 베인 스토퍼(140), 모터가 회전할 때 베인이 케이싱(106)에 접촉되어 발생되는 베인의 마모를 감소하기 위한 베인 롤러(130) 및 상기 로터(110) 상단에 고정되어 내부링(120)과 베인 스토퍼(140) 접촉시 마찰을 줄이기 위한 스토퍼용 베어링(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 베인 가이드 홈(135)가 형성되어 있는 상하 커버(150a, 150b)를 설치하여 베인이 베인 가이드 홈(135) 안에서 이동할 수 있도록 하는 커버(150)가 더 포함될 수 있다. 상기 커버(150)는 상단커버(150a) 및 하단커버(150b)로 형성될 수 있다. 상기 커버(150)는 모터작동시 공기의 누출을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 에어 배출구(104) 쪽에 새로운 축을 만들어 기어 또는 밸트로 두축을 연결할 수 있도록 내부기어가 형성될 수 있다.
본 발명의 베인 모터(100)는 고압의 공기를 주입하여 공기의 추진력을 이용하여 회전력을 얻을 수 있도록 구성한 장치로서, 공기가 주입되는 에어 흡입구(102)와 상기 주입된 공기가 빠져나갈 수 있도록 에어 배출구(104)를 형성하는 케이싱(106)이 구성될 수 있다.
상기 케이싱(106)의 내부에는 베인을 삽입하기 위하여 돌출(예를 들어, 돔형태의 원주형)되어 형성되는 로터(110)가 구성될 수 있다. 즉, 상기 로터(110)는 관통하는 중심축이 상기 케이싱(106)에 회전하도록 구성될 수 있으며, 상기 로터(110)의 둘레면에는 상기 중심축의 길이 방향을 따라 원주방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 모터의 출력을 높이기 위하여 상기 로터(110) 외주면에 그루브를 형성함이 바람직하다.
본 발명은 모터 회전시 베인이 케이싱(106)에 접촉되어 발생되는 마모를 감소시키기 위하여 베인 롤러(130)가 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 베인 롤러(130)는 상기 베인 롤러(130)가 베인 안으로 들어갈 수 있도록 구성된 홈에 삽입되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 베인 롤러(130)는 원통형, 사각기둥형을 포함한 다각기둥형 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있음은 당연하다.
또한, 본 발명의 베인 모터(100) 상부에는 베인이 케이싱(106) 상부에 접촉되는 것을 방지하기 위하여 베인 스토퍼(140)가 상기 스토퍼용 베어링(160)에 의해 고정되어 형성될 수 있다. 상기 베인 스토퍼(140)는 베인의 상부에 돌출되는 형태로 이루어질 수 있다. 이때 돌출부를 마모를 줄이기 위해 베어링으로 할 수 있다.
상기 케이싱(106)은 내부를 타원형으로 만들고, 에어 흡입구(102)와 에어 배출구(104)를 양쪽에 배치 할 수 있다.
본 발명은 내부링(120)을 삽입하여 베인이 상기 베인 스토퍼(140)에 접촉되었을 때 상기 베인을 밖으로 밀어주는 역할을 하여 초기 기동이 가능하도록 할 수 있다. 이때 내부링 대신 홈을 넣어 이용할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 : 베인 모터 102 : 에어 흡입구
104 : 에어 배출구 106 : 케이싱
110 : 로터 120 : 내부링
130 : 베인 롤러 135 : 베인 가이드 홈
150 : 커버 160 : 스토퍼용 베어링

Claims (6)

  1. 공기가 주입되는 흡입구와 상기 주입된 공기가 빠져나가는 배출구가 형성된 케이싱, 상기 케이싱 내부에 지지되어 회전하는 로터 및 상기 로터에 삽입된 다수의 날개로 구성된 베인 모터에 있어서,
    상기 베인 모터 회전시 베인이 상기 케이싱 내부와의 접촉을 방지하도록 상부에 돌출되어 형성되는 베인 스토퍼와, 상기 베인 스토퍼를 외측으로 밀어주어 베인이 상기 베인 스토퍼에 접촉되는 것을 방지하도록 형성된 내부링 또는 내부링을 형상화한 홈과, 상기 내부링과 상기 베인 스토퍼 접촉시 마모를 줄이도록 형성된 베어링 또는 베어링을 대체할 수 있는 원형의 홈 및 베인 모터 회전시 베인의 마모가 감소되도록 상기 로터 외측에 일정 간격으로 형성된 베인 롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 베인 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 베인 스토퍼는 상기 베어링에 밀착 또는 삽입되는 것을 특징으로 하는 베인 모터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 로터의 상단 또는 하단 중 적어도 어느 하나에 설치되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 베인 모터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 커버는 베인을 가이드 하도록 홈부를 갖는 베인가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 베인 모터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 로터는 외주면에 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 베인 모터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 베인 롤러는 다각형의 단면을 갖는 기둥으로 형성되는 것을 특징으로 하는 베인 모터.
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