KR20230167889A - 이중커버가 결합된 진공펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부에 공기 압축공간이 형성되는 케이스와, 공기 압축공간에서 회전하여 공기를 압축 하는 로터와, 로터 상측에 결합되는 댐퍼와, 케이스 상측에 상기 댐퍼를 감싸는 형태로 결합되는 이중커버를 포함하는, 이중커버가 결합된 진공펌프에 관한 것이다.

Description

이중커버가 결합된 진공펌프{Vacuum pump with double cove}
본 발명은 내부가 부압 상태인 이중커버를 진공펌프에 결합하여, 진공펌프에서 발생하는 소음을 최소화 가능한 이중커버가 결합된 진공펌프에 관한 것이다.
전기자동차의 보급확대로 타이어의 노면 마찰이나 공기의 박리소음을 제외한 차량에서 발생하는 기계적 동작소음이 차량의 부가가치에 미치는 영향이 증가하고 있기 때문에, 진공펌프에서 발생하는 소음은 전기자동차에서 필수적으로 개선되어야 할 과제가 되었다.
진공펌프는 전기모터의 회전동작으로 공기를 압축하고 배출하는 과정에서 발생하는 연속적 유동에 의한 박리음과, 회전체의 마찰음과, 베인의 충돌음이 합쳐져 소음을 만들고, 이러한 소음은 자동차의 냉각 팬 및 압축기에서 발생하는 소음과 함께 자동차의 품질을 저해하는 주요 원인으로 꼽힌다.
그러나, 아직 이러한 진공펌프의 소음을 효과적으로 저감 가능한 기술이 개발되지 못하고 있는 실정이다.
특허문헌 1) 국내등록특허공보 제10-1307473호(명칭: 전기식 진공 펌프, 등록일: 2013.09.05) 특허문헌 2) 국내등록특허공보 제10-1163848호(명칭: 전동식 진공펌프, 등록일: 2012.07.02)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소음을 최소화 가능한 진공펌프를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프는, 내부에 공기 압축공간이 형성되는 케이스(100); 상기 공기 압축공간에서 회전하여 공기를 압축 하는 로터(200); 상기 로터(200) 상측에 결합되는 댐퍼(300); 상기 케이스(100) 상측에 상기 댐퍼(300)를 감싸는 형태로 결합되는 이중커버(400); 및 상기 로터(200)를 회전시키는 모터(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이중커버(400)는 이중벽 구조를 가지는 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 이중커버(400)의 이중벽 사이에 대기압보다 압력이 낮은 부압공간이 형성되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 이중커버(400)는 상기 케이스(100)에 고정 결합되는 하부 이중커버(410); 상기 하부 이중커버(410)의 상측에 결합되는 상부 이중커버(420);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 이중커버(410)는 상기 댐퍼(300)를 감싸는 내측 커버(411); 상기 내측 커버(411)의 외측에 이격 결합되어 측면 부압공간을 형성하는 외측 커버(412);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 이중커버(420)는 상기 내측 커버(411) 상측에 이격 배치되어 상부 부압공간을 형성하는 상측 커버(421); 상기 상측 커버(421) 가장자리에 결합되고 상기 외측 커버(412)가 끼워지는 체결홈이 형성되는 끼움 립(422);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상측 커버(421)는 공기 배출공을 형성하는 배출구(421-1); 상기 배출구(421-1)에 체결되는 배출구 개폐수단(421-2);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 이중커버(420)는 하측에 형성되는 제1 보강 립(423);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 이중커버(410)는 하측 테두리에 형성되는 체결립(413);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결립(413)은 볼트가 끼워지는 볼트결합부(413-1);가 형성되고, 상기 볼트결합부(413-1)은 상기 체결립(413)의 평균 두께보다 두꺼운 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 외측 커버(412)는 굴곡부(412-1)가 형성되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 외측 커버(412)는 상기 굴곡부(412-1) 외면에 상하방향으로 연장 형성되는 제2 보강 립(412-2);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프는, 이중커버가 로터가 작동하며 발생하는 소음을 감소시키므로, 차량 탑승자가 소음으로 인해 느낄 수 있는 불편함을 최소화 가능한 장점이 있다.
또한, 이중커버 내부에 부압공간이 형성되므로, 소음이 이중커버를 통과하는 과정에서 효과적으로 저감되는 장점이 있다.
그리고, 상부 이중커버 하측에 형성되는 제1 보강립이 방음구조를 가지므로 내구성 향상 및 흠음 효과를 동시에 얻을 수 있는 장점이 있다.
아울러, 하부 이중커버 굴곡부에 제2 보강립이 형성되므로, 하부 이중커버 가장자리에 굴곡부가 형성되며 부족해지는 내구성 문제를 해결 가능한 장점이 있다.
또한, 볼트 결합부가 다른 부위와 비교하여 두껍게 형성되므로 체결부가 높은 내구성을 가질 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프를 나타내 분해사시도.
도 3은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 작동원리를 설명하기 위한 개념도.
도 4 내지 도 5는 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 이중커버를 설명하기 위한 단면도.
도 6은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 상부 이중커버를 나타낸 배면도.
도 7은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 하부 이중커버를 나타낸 평면도.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이중커버가 결합된 진공펌프(1000)에 관하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프를 나타내 분해사시도이고, 도 3은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 작동원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 4 내지 도 5는 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 이중커버를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 상부 이중커버를 나타낸 배면도이고, 도 7은 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프의 하부 이중커버를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명인 이중커버가 결합된 진공펌프는 내부에 공기 압축공간이 형성되는 케이스(100)와, 상기 공기 압축공간에서 회전하여 공기를 압축 하는 로터(200)와, 상기 로터(200) 상측에 결합되는 댐퍼(300)와, 상기 케이스(100) 상측에 상기 댐퍼(300)를 감싸는 형태로 결합되는 이중커버(400)와, 상기 로터(200)를 회전시키는 모터(500)를 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 진공펌프는 브레이크 진공부스터 내부의 공기를 흡입한 후 압축 배출하여 제동에 필요한 답력을 얻는 장치로, 운전자가 브레이크를 밟으면, 도 3에 도시된 바와 같이 로터(200)가 케이스(100) 내부에 형성된 압축공간에서 회전하며 공기를 압축 배출한다.
다시한번 설명하면, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 케이스(100)의 입구(101)를 통해 들어온 공기가, 도1의 (b)에 도시된 바와 같이 로터(200)가 회전하는 과정에서 압축되고, 압축된 공기는 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 상대적으로 압력이 낮은 케이스(100)의 출구(102)로 빠져나가는 동작을 반복하며 공기를 배출시키는 것이다.
이때, 압축된 공기가 협소한 직경을 갖는 출구(102)로 배출되는 과정에서 발생하는 기류음과, 로터(200)에 결합된 공기압축 립(210)이 케이스 측면에 부딪히는 과정에서 발생하는 충돌음과, 로터(200)가 회전하며 발생하는 마찰음이 로터(200)를 통해 외부로 퍼져나가 소음을 발생시키므로, 본 발명에서는 이중커버(400)로 로터(200) 상측에 결합된 댐퍼(300)를 감싸 소음을 저감시킨 것이다.
상기 로터(200) 회전에 의해 공기가 압축되기 위해서, 상기 로터(200)의 회전축이 편심지게 위치되어야 하고, 상기 공기압축 립(210)은 로터(200)에 슬라이드 결합되어, 로터(200) 회전 과정에서 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 인접한 공기압축 립(210) 사이의 공간에 위치된 공기가 압축되어야 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 이중커버(400)를 도 4에 도시된 바와 같이 이중벽 구조를 가질 수 있다.
상세히 설명하면, 이중벽 사이에 공기를 위치시켜 소리가 서로 다른 물성을 가지는 매질을 통과하도록 함으로써, 소리가 전달되는 과정에서 감쇠될 수 있도록 한 것이다.
이때, 이중벽 사이에 형성되는 부압공간의 압력을 낮춰 대기압보다 낮은 상태로 만들 경우, 부압공간 상의 공기밀도가 낮아져 소음 차단이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
즉, 소리 전달의 매질로 사용되는 공기입자가 최소화 되어 부압공간을 통과하는 과정에서 소음이 감소하게 되는 것이다.
이하에서는 이중벽 구조를 형성하고, 부압공간을 대기압 이하의 상태로 유지하기 위한 이중커버(400)의 특수한 구조에 관하여 설명하도록 한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 이중커버(400)는 상기 케이스(100)에 고정 결합되는 하부 이중커버(410)와, 상기 하부 이중커버(410)의 상측에 결합되는 상부 이중커버(420)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부 이중커버(410)는 상기 댐퍼(300)를 감싸는 내측 커버(411)와, 상기 내측 커버(411)의 외측에 이격 결합되어 측면 부압공간(S1)을 형성하는 외측 커버(412)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 상부 이중커버(420)는 상기 내측 커버(411) 상측에 이격 배치되어 상부 부압공간을 형성하는 상측 커버(421)와, 상기 상측 커버(421) 가장자리에 결합되고 상기 외측 커버(412)가 끼워지는 체결홈이 형성되는 끼움 립(422)을 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 내측 커버(411)와 외측 커버(412) 사이에 측면 부압공간(S1)을 형성하고, 상기 내측 커버(411)와 상측 커버(421) 사이에 상부 부압공간(S2)을 형성하여, 부압공간(S)이 댐퍼(300)를 감쌀 수 있도록 한 것이다.
또한, 끼움 립(422)의 체결홈(422-1)에 외측 커버(412)의 상측 단부가 끼워진 상태로 용접 결합될 수 있게 함으로써, 하부 이중커버(410)와 상부 이중커버(420) 결합부에서 틈이 발생하여 외부보다 압력이 낮은 부압공간(S)으로 공기가 유입되어 소음 감쇠능력이 저하되지 않도록 한 것이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 상기 상측 커버(421)는 부압공간(S) 상의 공기를 빼내 부압공간(S)을 대기압 이하의 상태로 만들기 위한 배출구(421-1)와, 상기 배출구(421-1)에 체결되는 배출구 개폐수단(421-2)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 상측 커버(421)는 상기 배출구(421-1)의 가장자리를 감싸고, 상측으로 돌출 형성되어 배출구(421-1)를 연장하고, 내주면에 상기 배출구 개폐수단(421-2)이 끼워지는 단차부(L1)가 형성되는 개폐수단 체결립(L)을 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 부압공간(S)의 압력을 대기압 보다 낮은 상태로 만들기 위해서는 부압공간(S) 상의 공기를 배출해야 하므로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 개방된 배출구(421-1)를 통해 공기를 배출 후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 배출구 개폐수단(421-2)으로 배출구(421-1)를 폐쇄한 것이다.
이때, 외부 공기가 부압공간(S)으로 유입되는 것을 차단하기 위해선 배출구 개폐수단(421-2)과 체결립(L)의 결합이 안정적으로 이루어져야 하므로, 상기 단차부(L1)를 통해 체결립(L)과 배출구 개폐수단(421-2)의 접촉면적을 넓혀, 체결립(L)과 배출구 개폐수단(421-2)의 체결이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.
이때, 체결은 용접, 접착제, 구속구조 등 다양한 형태로 이루어질 수 있으나 용접이 보다 권장됨은 물론이다.
아울러, 부압공간(S)의 압력이 외부보다 낮아지며 외부에서 배출구 개폐수단(421-2)으로 압력차에 의한 힘이 인가되므로, 배출구 개폐수단(421-2)은 하측에 변형방지 립(421-2A)이 형성되는 것을 권장하고, 변형방지 립(421-2A)은 링 형태의 단면 형상을 가질 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 상부 이중커버(420)는 하측에 형성되는 제1 보강 립(423)을 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 상부 이중커버(420)는 가장자리만 상기 하부 이중커버(410)와 결합되기 때문에, 부압공간(S)의 압력이 외부 대기압보다 낮아지며 인가되는 힘에 의해 중앙부가 쉽게 변형될 수 있으므로, 상부 이중커버(420) 하측에 제1 보강 립(423)을 형성하여 상부 이중커버(420)의 강성을 높여 준 것이다.
이때, 상기 제1 보강 립(423)은 좌우방향으로 연장형성되는 복수개의 제1 보강 립 단위체(423A)와, 전후 방향으로 연장형성되는 복수개의 제2 보강 립 단위체(423B)가 모여 이루어질 수 있고, 제1 보강 립 단위체(423A) 및 제2 보강 립 단위체(423B)는 서로 교차 배치될 수 있다.
제1 보강 립 단위체(423A)와 제2 보강 립 단위체(423B)를 서로 교차 배치할 경우 강성을 보다 높일 수 있고, 교차배치 간격을 좁힐 경우 보강 립 단위체를 교차 배치하며 형성되는 홀(H)이 흡음 기능을 가질 수도 있다.
도 1, 도 2, 도 7을 참조하면, 상기 하부 이중커버(410)는 하측 테두리에 형성되는 체결립(413)을 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이 체결립(413)에 볼트결합부(413-1)를 형성하여, 하부 이중커버(410)가 케이스(100)와 볼트(B)로 공고히 결합될 수 있게 한 것이다.
이때, 상기 볼트결합부(413-1)는 상기 체결립(413)의 평균 두께보다 두껍게 형성되어 볼트 체결 시 인가되는 힘에 의해 파손되지 않도록 하는 것을 권장한다.
그리고, 상기 외측 커버(412)는 도1에 도시된 바와 같이 가장자리에 형성되는 볼트 결합부(413-1) 때문에 원기둥 형상을 가지지 못하고 가장자리에 복수개의 굴곡부(412-1)가 형성된 특수한 형상을 가진다.
이때, 굴곡부(412-1)가 형성된 영역의 경우 타 영역과 비교하여 내구성이 낮기 때문에 파손 문제가 발생할 확률이 높으므로, 본 발명에서는 굴곡부(412-1) 외면에 상하방향으로 연장 형성되는 제2 보강 립(412-2)을 형성하여, 부족한 내구성을 보강하였다.
상기 제2 보강 립(412-2)의 경우 상기 외측 커버(412)의 둘레방향으로 복수개가 이격 형성될 수 있고, 케이스(100)와 밀접한 하측이 상측보다 더 두껍게 형성되어 전달되는 진동에 대해 한층 높은 내성을 가지도록 할 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 케이스 101 : 입구
102 : 출구
200 : 로터 210 : 공기압축 립
300 : 댐퍼
400 : 이중커버 410 : 하부 이중커버
411 : 내측 커버 412 : 외측 커버
412-1 : 굴곡부 412-2 : 제2 보강 립
413 : 체결립 413-1 : 볼트결합부
420 : 상부 이중커버 421 : 상측 커버
421-1 : 배출구 421-2 : 배출구 개폐수단
421-2A : 변형방지 립 422 : 끼움 립
422-1 : 체결홈 423 : 제1 보강 립
423A : 제1 보강 립 단위체 423B : 제2 보강 립 단위체
500 : 모터 B : 볼트
H : 홀 L : 체결 립
L1 : 단차부 S : 부압공간
S1 : 측면 부압공간 S2 : 상부 부압공간

Claims (8)

  1. 내부에 공기 압축공간이 형성되는 케이스(100);
    상기 공기 압축공간에서 회전하여 공기를 압축 하는 로터(200);
    상기 로터(200) 상측에 결합되는 댐퍼(300);
    상기 케이스(100) 상측에 상기 댐퍼(300)를 감싸는 형태로 결합되고 이중벽 구조를 가지는 이중커버(400); 및
    상기 로터(200)를 회전시키는 모터(500);를 포함하고,
    상기 이중커버(400)는 상기 케이스(100)에 고정 결합되는 하부 이중커버(410);
    상기 하부 이중커버(410)의 상측에 결합되는 상부 이중커버(420);를 포함하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이중커버(400)의 이중벽 사이에 대기압보다 압력이 낮은 부압공간이 형성되는 것;을 특징으로 하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 이중커버(410)는 상기 댐퍼(300)를 감싸는 내측 커버(411);
    상기 내측 커버(411)의 외측에 이격 결합되어 측면 부압공간을 형성하는 외측 커버(412);를 포함하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 상부 이중커버(420)는 상기 내측 커버(411) 상측에 이격 배치되어 상부 부압공간을 형성하는 상측 커버(421);
    상기 상측 커버(421) 가장자리에 결합되고 상기 외측 커버(412)가 끼워지는 체결홈이 형성되는 끼움 립(422);을 포함하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 상측 커버(421)는 공기 배출공을 형성하는 배출구(421-1);
    상기 배출구(421-1)에 체결되는 배출구 개폐수단(421-2);을 포함하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상부 이중커버(420)는 하측에 형성되는 제1 보강 립(423);을 포함하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 이중커버(410)는 하측 테두리에 형성되는 체결립(413);을 포함하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 체결립(413)은 볼트가 끼워지는 볼트결합부(413-1);가 형성되고,
    상기 볼트결합부(413-1)은 상기 체결립(413)의 평균 두께보다 두꺼운 것;을 특징으로 하는, 이중커버가 결합된 진공펌프.
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