KR20180024715A - Helical gear pump - Google Patents

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KR20180024715A KR1020160111457A KR20160111457A KR20180024715A KR 20180024715 A KR20180024715 A KR 20180024715A KR 1020160111457 A KR1020160111457 A KR 1020160111457A KR 20160111457 A KR20160111457 A KR 20160111457A KR 20180024715 A KR20180024715 A KR 20180024715A
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helical
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axial thrust
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KR1020160111457A
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유병록
김경식
양동희
김세진
김광중
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신진정밀(주)
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Abstract

The present invention relates to a helical gear pump. More specifically, the helical gear pump is configured such that an axial thrust force support bearing is installed between a housing and helical gears to support an axial thrust force of the helical gears so as to reduce friction between side portions of the helical gears and side plates, thereby being able to reduce the loss of power caused by the friction and the wear of the side plates. According to the present invention, the helical gear pump comprises: a housing; the pair of helical gears engaged in the housing; and the pair of side plates disposed between opposite sides of each helical gears and the housing. The axial thrust force support bearing is further provided between the side portions of the helical gears and the housing, such that the helical gears support the axial thrust received in the axial direction.

Description

헬리컬 기어 펌프{HELICAL GEAR PUMP}[0001] HELICAL GEAR PUMP [0002]

본 발명은 헬리컬 기어 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축 추력 지지 베어링을 하우징과 헬리컬 기어 사이에 설치하여 헬리컬 기어의 축 추력을 지지함으로써 헬리컬 기어의 측부와 사이드 플레이트 마찰을 줄여 마찰에 의한 동력 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사이드 플레이트의 마모를 줄일 수 있는 헬리컬 기어 펌프에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a helical gear pump, and more particularly, to a helical gear pump in which a shaft thrust bearing is installed between a housing and a helical gear to support a shaft thrust of the helical gear, thereby reducing friction between a side portion of the helical gear and a side plate, And also to reduce the wear of the side plate.

맞물리는 기어의 회전에 의하여 유체를 흡입 측으로부터 토출 측으로 이송하는 기어펌프에는 인벌류트 평기어(involute spur gear)를 이용하는 것이 일반적이다. 인벌류트 치형(齒形)은 절삭하기 쉬우며, 치형의 다듬질 치수의 측정도 용이하여, 고정밀도의 기어를 얻을 수 있기 때문이다.Generally, an involute spur gear is used as a gear pump for transferring fluid from a suction side to a discharge side by rotation of an engaging gear. The involute tooth profile is easy to cut, and it is easy to measure the finish dimensions of the tooth profile, so that highly accurate gears can be obtained.

그런데, 인벌류트 평기어는 유체의 감금현상(confinement phenomenon)이라는 폐해를 수반한다. 이러한 감금현상은 이송되는 유체의 점도나 흡입압력, 토출압력이 높을수록 현저해진다. However, involute spur gears are accompanied by the adverse effect of fluid confinement phenomenon. This confinement phenomenon becomes more remarkable as the viscosity, the suction pressure, and the discharge pressure of the fluid to be transferred become higher.

한편, 헬리컬 기어 펌프는 이송되는 유체의 압력변화가 급격하지 않고, 기어의 맞물림도 비교적 원활하여 소음이나 진동도 억제되기 때문에 최근 그 이용이 증가하고 있다. 특히, 헬리컬 기어 펌프는 용융 수지와 같은 고압, 고점도의 유체의 압송(壓送) 용도로 제공되는 펌프에 많이 이용되며, 비틀림 각도(헬리컬 각도)를 적절한 크기로 설정하면, 인벌류트 평기어에서 발생되는 감금현상을 회피 가능하다.On the other hand, the helical gear pump has been used in recent years because the change in the pressure of the fluid to be transferred is not abrupt, the meshing of gears is comparatively smooth, and noise and vibration are suppressed. Particularly, the helical gear pump is widely used in a pump provided for pressurization of a high-pressure and high-viscosity fluid such as a molten resin. When the twist angle (helical angle) is set to an appropriate size, It is possible to avoid the confinement phenomenon.

그러나, 헬리컬 기어는 회전 중에 축 추력(스러스트력; thrust force)의 작용을 받으므로, 기어 측면이 축심방향으로 강하게 밀어 붙여져 마찰하여, 때로는 시저(녹아 붙음; seizure)를 발생시키는 경우도 있다. However, since the helical gear is subjected to the action of thrust force during rotation, the side surface of the gear is strongly pressed against the shaft in the axial direction, and rubbing sometimes occurs, sometimes causing seizure.

따라서, 일본국 특허공개 평08-014165호 공보에서와 같이 헬리컬 기어 펌프는 축 추력을 서로 상쇄할 수 있는 더블 헬리컬기어를 이용한다.Therefore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-014165, the helical gear pump uses a double helical gear capable of canceling axial thrust against each other.

그러나, 더블 헬리컬기어는 성형이 용이하지 않다. 실제로 더블 헬리컬기어를 제작하기 위해서는 서로 대칭인 2개의 헬리컬 기어를 접합하여 1개의 더블 헬리컬 기어로 하는 경우가 많은데, 이는 기어와 기어 축이 별도의 부재로 이루어질 수밖에 없어 기어와 축을 결합시키기 위한 키(key) 및 키 홈 등의 형성가공이 필요하게 될 뿐만 아니라, 기어나 기어 축이 직경방향으로 비대하여 펌프가 대형화되는 것으로도 연결된다.However, the double helical gear is not easily molded. In fact, in order to fabricate a double helical gear, it is often the case that two helical gears symmetrical to each other are joined to form a single double helical gear. This is because the gear and the gear shaft are made of separate members, key and key grooves, etc., are formed, and also the gears and the gear shafts are connected in a radial direction and the pump is made larger.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1012465호(기어 펌프)에는 토출 측으로부터 기어 축의 축단 측으로 유체를 도입하는 도입로를 설치하여, 헬리컬 기어에서 발생하는 축 추력에 대항하는 유체압력을 축단에 인가하도록 하는 기술이 이용되고 있다.In order to solve such a problem, Korean Patent No. 10-1012465 (Gear Pump) is provided with an introduction passage for introducing fluid from the discharge side to the shaft end side of the gear shaft. The fluid pressure against the axial thrust generated in the helical gear is transmitted to the shaft And the like.

그러나, 이 또한 유체 도입로를 축과 기어의 내부에 형성하여야 하므로 그 제조가 어려운 단점을 갖는다.However, this also has a disadvantage in that it is difficult to manufacture the fluid introduction path because it must be formed inside the shaft and the gear.

일본국 특허공개 평08-014165호 : 기어 펌프Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-014165: 대한민국 등록특허 제10-1012465호 : 기어 펌프Korean Patent No. 10-1012465: Gear pump

본 발명은 상기와 같은 문제점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적 축 추력 지지 베어링을 하우징과 헬리컬 기어 사이에 설치하여 헬리컬 기어의 축 추력을 지지함으로써 헬리컬 기어의 측부와 사이드 플레이트 마찰을 줄여 마찰에 의한 동력 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사이드 플레이트의 마모를 줄일 수 있는 헬리컬 기어 펌프를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in recognition of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an axial thrust support bearing of the present invention between a housing and a helical gear to support the axial thrust of the helical gear, And to provide a helical gear pump capable of reducing wear of the side plate as well as reducing power loss caused by the power transmission mechanism.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 헬리컬 기어 펌프는, 하우징과, 상기 하우징 내부에 맞물린 한 쌍의 헬리컬 기어와, 상기 헬리컬 기어의 양측 측부 각각과 상기 하우징 사이에 개재된 한 쌍의 사이드 플레이트가 구비되어 구성된 헬리컬 기어 펌프에 있어서, 상기 헬리컬 기어가 축방향으로 받는 축 추력을 지지하도록 상기 헬리컬 기어의 측부와 상기 하우징 사이에 설치된 축 추력 지지 베어링이 더 구비된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a helical gear pump according to the present invention comprises a housing, a pair of helical gears meshing with the inside of the housing, and a pair of side plates interposed between both side portions of the helical gear and the housing The helical gear pump may further include an axial thrust support bearing disposed between the side of the helical gear and the housing to support the axial thrust force received by the helical gear in the axial direction.

또한, 본 발명에 따른 헬리컬 기어 펌프는, 상기 헬리컬 기어는 헬리컬 기어가 형성된 기어부와 상기 하우징에 축지지되는 축부 사이에 베어링 지지단이 형성되고, 상기 축 추력 지지 베어링은 상기 베어링 지지단과 상기 하우징의 내측단 사이에 개재되어 설치된 것을 특징으로 한다.Further, in the helical gear pump according to the present invention, the helical gear is formed with a bearing support end between a gear portion formed with a helical gear and a shaft portion supported by the housing, and the axial thrust support bearing is supported by the bearing supporting end and the housing And is interposed between the inner ends of the guide grooves.

또한, 본 발명에 따른 헬리컬 기어 펌프는, 상기 축 추력 지지 베어링은, 니들 베어링인 것을 특징으로 한다. Further, in the helical gear pump according to the present invention, the axial thrust support bearing is a needle bearing.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 헬리컬 기어 펌프는 축 추력 지지 베어링을 하우징과 헬리컬 기어 사이에 설치하여 헬리컬 기어의 축 추력을 지지함으로써 헬리컬 기어의 측부와 사이드 플레이트 마찰을 줄여 마찰에 의한 동력 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사이드 플레이트의 마모를 줄일 수 있는 장점을 갖는다.According to the above-described structure, the helical gear pump according to the present invention is provided between the housing and the helical gear to support the axial thrust of the helical gear, thereby reducing friction between the side portion of the helical gear and the side plate, And the wear of the side plate can be reduced.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 기어 펌프를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 기어 펌프의 일부를 상세하게 도시한 단면도1 is a cross-sectional view of a helical gear pump according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of a helical gear pump according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 헬리컬 기어 펌프를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the helical gear pump according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 기어 펌프를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 기어 펌프의 일부를 상세하게 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a helical gear pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a part of a helical gear pump according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 헬리컬 기어 펌프(1)는 서로 맞물리는 기어의 회전에 의하여 유체를 흡입 측으로부터 토출 측으로 이송하는 기어 펌프 중에서 헬리컬 기어를 이용한 것으로, 도면을 참조하면 본 발명은 일실시예에 따른 헬리컬 기어 펌프(1)는 하우징(10), 한 쌍의 헬리컬 기어(20a,20b), 사이드 플레이트(30a,30b) 및 축 추력 지지 베어링(40)을 포함하여 구성된다.The helical gear pump 1 according to the present invention uses a helical gear as a gear pump for transferring fluid from a suction side to a discharge side by rotation of gears meshed with each other. The gear pump 1 includes a housing 10, a pair of helical gears 20a and 20b, side plates 30a and 30b and an axial thrust support bearing 40. [

상기 하우징(10)은 상기 헬리컬 기어(20a,20b)가 수용되기 위한 공간을 형성하기 위한 것으로 흡입구와 토출구(도면에 미도시)가 형성된 구조를 갖는다. 도면을 참조하면 상기 하우징(10)은 가공 및 조립의 편의를 위해 상기 헬리컬 기어(20a,20b)의 기어부(21)가 수용되는 공간을 형성하는 하우징 본체(10a)와, 상기 하우징 본체(10a)의 양측 각각을 커버하며 상기 헬리컬 기어(20a,20b)의 축부(22)가 축지지 되는 축구멍 등의 축지지 수단이 구비된 사이드 커버(10b,10c)로 구성되어 3부분이 결합된 구조를 갖는다.The housing 10 has a structure having a suction port and a discharge port (not shown) for forming a space for accommodating the helical gears 20a and 20b. Referring to the drawings, the housing 10 includes a housing main body 10a for accommodating a gear portion 21 of the helical gears 20a and 20b for the sake of machining and assembly, And side covers 10b and 10c having shaft supporting means such as a shaft hole for supporting the shaft portions 22 of the helical gears 20a and 20b on both sides of the helical gears 20a and 20b, .

상기 한 쌍의 헬리컬 기어(20a,20b)는 상기 하우징(10)의 내부에 수용되어 서로 맞물려 회전되면서 유체를 하우징에 형성된 유입구 측에서 토출구 측으로 압송하기 위한 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 한 쌍의 헬리컬 기어(20a,20b) 각각은 헬리컬 기어치가 형성된 기어부(21)와, 상기 기어부(21)의 양측으로 돌출 형성된 축부(22)가 형성된 구조를 갖는다. 특히, 본 발명은 상술한 바와 같이 헬리컬 기어(20a,20b)에 가해지는 축 추력을 지지하기 위한 축 추력 지지 베어링(40)이 지지되는 베어링 지지단(23)이 상기 기어부(21)와 축부(22) 사이에서 상기 기어부(21)의 측부에 돌출 형성된 구조를 갖는다.The pair of helical gears 20a and 20b are housed in the housing 10 and meshed with each other to be rotated so that the fluid is transported from the inlet port side formed in the housing to the discharge port side. Referring to the drawings, each of the pair of helical gears 20a and 20b has a gear portion 21 formed with a helical gear tooth and a shaft portion 22 protruding from both sides of the gear portion 21. Particularly, in the present invention, as described above, the bearing support end 23, on which the axial thrust bearing 40 for supporting the axial thrust applied to the helical gears 20a, 20b is supported, (22) and projecting from the side of the gear portion (21).

상술한 바와 같이 본 발명은 한 쌍의 헬리컬 기어(20a,20b)가 맞물려 회전되면서 각각의 헬리컬 기어(20a,20b)에 반대 방향의 축 추력(F1,F2)이 발생된다. 이 축 추력(F1,F2)로 인하여 상기 헬리컬 기어(20a,20b) 각각은 그 축 추력(F1,F2)가 향하는 방향에 위치된 사이드 플레이트(30a,30b)에 큰 힘으로 밀착되게 되며, 그에 따라 헬리컬 기어(20a,20b)의 기어부(21)의 측부와 사이드 플레이트(30a,30b)에는 강한 마찰이 발생된다. 본 발명은 이 마찰을 해소하기 위하여 상기 한 쌍의 헬리컬 기어(20a,20b)가 축 추력 지지 베어링(40)에 의해 축지지된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.As described above, in the present invention, the axial thrusts F1 and F2 in opposite directions are generated in the respective helical gears 20a and 20b while the pair of helical gears 20a and 20b are engaged and rotated. Each of the helical gears 20a and 20b is brought into close contact with the side plates 30a and 30b positioned in the direction in which the axial thrusts F1 and F2 are directed due to the axial thrusts F1 and F2, Strong friction is generated between the side portions of the gear portion 21 of the helical gears 20a and 20b and the side plates 30a and 30b. The present invention is characterized in that the pair of helical gears 20a, 20b are pivotally supported by an axial thrust support bearing 40 to eliminate this friction.

한편, 상기 한 쌍의 사이드 플레이트(30a,30b)는 상기 헬리컬 기어(20a,20b)의 양측 측부 각각과 상기 하우징(10) 사이에 개재되어 상기 헬리컬 기어(20a,20b)의 기어부(21)의 측부가 하우징(10)에 직접 접촉되어 마찰되는 것을 방지하기 위한 구성이다.The pair of side plates 30a and 30b are interposed between both side portions of the helical gears 20a and 20b and the housing 10 so as to be engaged with the gear portion 21 of the helical gears 20a and 20b, Is prevented from coming into direct contact with the housing 10 and rubbing against it.

상기 축 추력 지지 베어링(40)은 상기 헬리컬 기어(20a,20b)가 축방향으로 받는 축 추력을 지지하도록 상기 헬리컬 기어(20a,20b)의 측부와 상기 하우징(10) 사이에 개재되어 설치된 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 축 추력 지지 베어링(40)은 상기 헬리컬 기어(20a,20b)의 베어링 지지단(23)과 상기 하우징(10)의 사이드 커버(10b,20b)에 형성된 베어링 지지부 사이에 개재되어 상기 헬리컬 기어(20a,20b)가 축 추력(F1,F2)에 의해 상기 사이드 플레이트(30a,30b)에 강한 힘으로 밀착되는 것을 방지하게 된다. 이에 따라 본 발명은 상기 헬리컬 기어(20a,20b)와 사이드 플레이트(30a,30b) 사이의 마찰을 감소시켜 마찰에 의한 동력손실을 최소화하고 아울러 사이드 플레이트(30a,30b)의 마찰을 줄일 수 있게 된다. 한편, 상기 축 추력 지지 베어링(40)으로는 통상의 스러스트 베어링이 이용될 수 있으나, 공간을 적게 차지하면서도 큰 지지력을 발휘하는 니들 베어링(Needle Bearing)이 이용되는 것이 바람직하다.The axial thrust support bearing 40 is interposed between the side of the helical gears 20a and 20b and the housing 10 so as to support axial thrusts received by the helical gears 20a and 20b in the axial direction . The axial thrust support bearing 40 is interposed between the bearing supporting end 23 of the helical gears 20a and 20b and the bearing supporting portions formed in the side covers 10b and 20b of the housing 10, The helical gears 20a and 20b are prevented from being closely attached to the side plates 30a and 30b by the axial thrusts F1 and F2. Accordingly, friction between the helical gears 20a and 20b and the side plates 30a and 30b is reduced to minimize power loss due to friction, and friction of the side plates 30a and 30b can be reduced . The shaft thrust support bearing 40 may be a conventional thrust bearing, but it is preferable to use a needle bearing that occupies a small space and exhibits a large bearing capacity.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 헬리컬 기어 펌프는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.The helical gear pump described above and shown in the drawings is only one embodiment for carrying out the present invention and should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is defined only by the matters set forth in the following claims, and the embodiments improved and changed without departing from the gist of the present invention are obvious to those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs It will be understood that the invention is not limited thereto.

1 헬리컬 기어 펌프
10 하우징
10a 하우징 본체
10b,10c 사이드 커버
20a,20b 헬리컬 기어
21 기어부
22 축부
23 베어링 지지단
30a,30b 사이드 플레이트
40 축 추력 지지 베어링1 helical gear pump
10 Housing
10a housing body
10b, 10c side cover
20a and 20b helical gears
21 gear portion
22 shaft
23 bearing supporting end
30a, 30b side plates
40 Axial Thrust Support Bearing

Claims (3)

하우징과, 상기 하우징 내부에 맞물린 한 쌍의 헬리컬 기어와, 상기 헬리컬 기어의 양측 측부 각각과 상기 하우징 사이에 개재된 한 쌍의 사이드 플레이트가 구비되어 구성된 헬리컬 기어 펌프에 있어서,
상기 헬리컬 기어가 축방향으로 받는 축 추력을 지지하도록 상기 헬리컬 기어의 측부와 상기 하우징 사이에 설치된 축 추력 지지 베어링이 더 구비된 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어 펌프.A helical gear pump comprising: a housing; a pair of helical gears meshed with the inside of the housing; and a pair of side plates interposed between each of both side portions of the helical gear and the housing,
Further comprising an axial thrust support bearing provided between a side of the helical gear and the housing to support the axial thrust force received by the helical gear in the axial direction. 제1항에 있어서,
상기 헬리컬 기어는 헬리컬 기어가 형성된 기어부와 상기 하우징에 축지지되는 축부 사이에 베어링 지지단이 형성되고,
상기 축 추력 지지 베어링은 상기 베어링 지지단과 상기 하우징의 내측단 사이에 개재되어 설치된 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어 펌프.The method according to claim 1,
Wherein the helical gear has a bearing supporting end formed between a gear portion formed with a helical gear and a shaft portion supported by the housing,
And the axial thrust support bearing is interposed between the bearing supporting end and the inner end of the housing. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 축 추력 지지 베어링은, 니들 베어링인 것을 특징으로 하는 헬리컬 기어 펌프. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the axial thrust support bearing is a needle bearing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110005605A (en) * 2019-05-22 2019-07-12 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 A kind of high-pressure high-flow fuel oil gear pump for Vessel personnel
CN114263599A (en) * 2021-11-30 2022-04-01 西安红庆机械厂 Helical gear pump with axial play compensation and method for reducing wear thereof

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