KR100471323B1 - 오일펌프용 펌핑수단의 개선구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동기나 엔진 등에 의하여 얻어진 기계적 에너지를 받아서 유체에 압력과 유량의 유체 에너지를 주어 유압 모터나 실린더를 작동시키는 오일펌프의 펌핑수단에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 회전가능하게 구비되는 로터와, 상기 로터의 가이드홈을 따라 다수개 구비되는 베인으로 구성되는 오일펌프용 펌핑수단에 있어서, 상기 로터의 양측면에는 상기 베인의 이탈 반력을 높이기 위해 원주 방향을 따라 소정깊이의 배압구가 형성된다. 상기 로터의 외주연면에는 베인과 베인 사이에 소정깊이의 요홈을 형성하여 로터의 1회전당 펌핑유량이 증대되도록 한다.

Description

오일펌프용 펌핑수단의 개선구조{Improved structure of pumping means in oil pump}

본 발명은 오일펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동기나 엔진 등에 의하여 얻어진 기계적 에너지를 받아서 유체에 압력과 유량의 유체 에너지를 주어 유압 모터나 실린더를 작동시키는 오일펌프의 펌핑수단에 관한 것이다.

일반적인 오일펌프는 유체의 흐름을 만들어 내는 것으로, 일반적으로 탱크에서 작동유를 흡입하여 오일펌프의 토출구로 토출한다. 토출된 오일은 각종 제어밸브를 통과하여 액튜에이터를 작동시킨 후 탱크로 돌아오는 형식의 펌프를 말하는 것으로, 구조면에서 기어펌프, 베인펌프, 나사펌프 등으로 분류하고, 기능면에서는 정용량형과 가변용량형으로 분류한다. 본 명세서에서는 베인펌프를 일예로 하여 설명한다.

종래 베인펌프의 일예가 선출원된 국내공개 실용신안공보 제 88-19933호(88.11.29자 공개)로 공지되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 베인펌프는 한쪽 끝이 트인 호형요홈(5)을 갖는 하우징(housing; 1)과 호형요홈(5)에 결합된 측판(side plate; 8)과 캠링(cam ring; 7) 및 이 캠링(7)에 결합된 로터(rotor; 6)로 이루어지며, 로터(6)의 중앙에 삽입되는 샤프트(shaft; 10)와 함께 회전되고, 대략 방사방향으로 출몰되는 다수의 베인(vane; 4)과, 상기의 하우징(1)과 커버플레이트(2) 사이에 효과적으로 끼워 넣는 씰판(3)을 설치하여 이루어진다.

이러한 베인펌프는 내부에서 발생된 유압이 측판(8)이나 커버플레이트(2)에 작용되어 변형으로 인한 작동이 원활하지 못하거나 작동유가 누출될 우려가 있고 급기야는 파괴되어 매우 심각한 위험 상태를 초래할 우려가 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 측판(8)이나 커버플레이트(2)에는 링형태의 배압구(2a, 8a)를 형성하여 이 배압구(2a, 8a)의 형성으로 인해 하우징(1) 내부의 압력실에서 발생되는 유압이 커버플레이트(2) 및 측판(8)에 최소로 작용되도록 하고, 베인이 로터(6)의 방사방향으로의 이탈되는 원심력을 증대시켜 안전성과 내구성을 갖게 된다.

도 2에서는 로터와 베인의 결합형태인 종래의 펌핑수단의 일예를 도시한 것으로, 상기 펌핑수단은 로터(6)와 이 로터(6)에 결합되는 베인(4)을 포함한다. 로터(6)는 캠링(7, 도 1참조) 내부에 삽입된 상태로 상기 로터(6)의 중앙에 끼워지는 샤프트(10, 도 1참조)와 연동하여 회전하게 된다. 도시된 바와 같이, 로터(6)의 선단에는 원주방향으로 일정간격으로 이격 형성된 소정깊이의 가이드홈(6a)이 다수개 형성되어 있고, 이들 가이드홈(6a)에는 베인(4)이 삽입되어 로터(6)의 회전시 원주방향으로 이탈반력에 의해 캠링(7) 내주면에 닿게 되면서 섭동하는 것이다.

그런데, 종래 로터의 양측면에는 측판이나 커버플레이트의 배압구에 대응되는 별도의 배압구가 없고, 로터의 양면과 외주연면은 평면으로 이루어져 있어 유체와 접하는 면적이 상대적으로 작아 펌핑유량을 증대시킬 수가 없었다. 즉, 베인을 캠링의 내주면에 밀어붙이면서 원심력 및 배압력을 발생시키는 배압구가 커버플레이트와 측판에만 형성되어 배압력을 최소화시키는 배압구의 면적이 적어 베인의 이탈반력이 떨어지고, 이로인해 저압의 흡입영역(아이들 영역)에서 펌프의 효율이 상대적으로 낮은 결점이 있었다. 또한, 로터가 유체와 접하는 면적이 적어 로터의 1회전당 토출량이 적어 초기 시동시 소음 및 진동이 발생되는 다른 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 로터에 결합된 베인의 이탈반력을 증대시키고 그로부터 베인이 로터로부터 유실로 신속하게 이탈되도록 하여 로터 및 베인이 유체와 접하는 면적을 증대시켜 로터의 1회전당 토출량을 증대시킴으로써, 저압의 흡입영역에서도 펌프의 효율이 증대되는 베인펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 초기 시동시 소음 및 진동이 저감되는 베인펌프를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 회전가능하게 구비되는 로터와, 상기 로터의 가이드홈을 따라 다수개 구비되는 베인으로 구성되는 오일펌프용 펌핑수단에 있어서, 상기 로터의 양측면에는 상기 베인의 이탈 반력을 높이기 위해 원주 방향을 따라 소정깊이의 배압구가 형성된다.

또한, 상기 로터의 외주연면에는 소정깊이의 요홈이 형성되고, 이 요홈은 베인과 또 다른 베인에 의해 구획되어 상기 로터의 1회전당 펌핑유량이 증대되도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 실시예에서는 베인펌프내 펌핑수단의 개선구조를 설명하면서 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 펌핑수단의 개선구조를 보인 것으로, 상기 펌핑수단은 로터(130)와 이 로터(130)에 결합된 베인(140)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 로터(130)는 캠링(7, 도 1참조) 내부에 삽입된 상태로 상기 로터(130)의 중앙에 끼워지는 샤프트(10, 도 1참조)와 연동하여 회전하게 된다. 로터(130)의 선단에는 원주방향으로 일정간격으로 이격 형성된 소정깊이의 가이드홈(131)이 다수개 형성되어 있고, 이들 가이드홈(131)에는 베인(140)이 삽입되어 로터(130)의 회전시 원주방향으로 이탈반력에 의해 캠링(7) 내주면에 닿게 되면서 섭동하는 것이다. 특히, 로터(130)의 양측면에 링형태의 배압구(130a)가 커버플레이트 및 측판의 배압구(2a, 8a, 도 1참조)에 대응되게 형성된다. 도 3의 미설명부호 "132"는 베인제어홈을 나타낸다.

베인(140)은 로터(130)의 가이드홈(131)에 삽입되어서 로터(130)의 회전에 따라 캠링(7) 내주면에 닿아 섭동되는데, 본 발명은 도 1의 커버플레이트(2)와 측판(8)에 대응하여 로터(130)의 양측면에도 소정깊이의 배압구(130a)를 형성한 펌핑수단을 제공한다. 이는 베인펌프의 각각의 배압구(2a, 8a, 130a)에서 발생되는 배압력을 감소시켜 상기 커버플레이트(2) 및 측판(8)에 샤프트(10) 방향으로 발생되는 배압력이 줄어들게 되고, 그로부터 로터(130)의 원주방향으로의 원심력이 증대되어 베인(140)의 이탈 반력을 증대시키는 것이다.

또한, 상기 로터(130)의 외주연면에는 이웃하는 베인(140) 사이에 소정깊이의 요홈(130b)이 형성된 구조가 제공된다. 이러한 요홈(130b)은 로터(130)의 회전시, 유체와 접하는 면적을 증대시켜서 1회전당 펌핑유량을 높임으로써, 베인펌프의 펌핑효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

외부의 엔진동력에 의해 풀리(9, 도 1참조)가 회전하여 샤프트(10)가 회전하면 스프라인 구동으로 로터(130)는 회전을 하게된다. 이 회전원심력에 의해 로터(130)의 홈에 삽입되어 있는 베인(140)은 방사방향으로 출몰하여 캠링(7)의 내측 타원형 형상을 따라 미끄럼 접촉하여 용적이 증가하는 흡입구간에는 진공흡입력이 발생하므로 흡입유로(미도시)를 통하여 오일탱크로부터 작동유를 흡입하게 된다.

흡입된 작동유는 하우징(1)면의 토출유로(미도시)를 통해 토출된다. 이때, 하우징(1)의 내측부에 하우징(1)과 일체로 형성된 유압이 토출유로와 베인제어홈(132)의 면적만큼만 커버플레이트(2) 및 측판(8)에 작용된다. 그리고, 베인제어홈(132)에 가해진 유압은 토출구간 체적압력과 함께 커버플레이트(2) 및 측판(8)에도 작용하여 판이 밀려 나오려고 하는 힘이 작용하게 된다.

이때, 이러한 과정에서 로터(130)의 측면에 형성된 링형태의 배압구(130a)에도 유체가 유입되고, 이 배압구(130a)에 유입된 유체도 원심력 및 배압력을 발생시키게 된다. 즉, 로터(130)에 형성된 좌우측의 배압구에도 배압력이 발생하게 되고 이 배압력은 커버플레이트(2) 및 측판(8)에 형성된 배압구(2a, 8a)에서 발생되는 배압력과 반대방향으로 작용하면서 서로 상쇄되어 감소되게 된다. 반면, 원심력은 로터(130)에 형성된 배압구(130a)에서도 발생되기 때문에 하우징(1) 및 커버플레이트(2)에서 발생되는 원심력과 합해져 증대된다.

결과적으로, 커버플레이트(2) 및 측판(8)에 발생되는 배압력을 최소화시키게 되고, 반면 베인(140)이 원주방향으로 이탈되는 것을 도와 주게 된다.

또한, 로터(130)의 외주연면을 따라 형성된 원호형태의 요홈(130b)에 의해 유체와 접하는 면적이 증대되고, 베인(140)이 유체와 접하는 면적도 커져 로터(130)의 1회전당 토출량이 증대되게 된다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 장치는, 베인이 로터로부터 유실로 신속하게 이탈되도록 하여 저압의 흡입영역에서도 펌프의 효율이 증대되는 효과가 있다.

또한, 로터 및 베인이 유체와 접하는 면적을 증대시켜 1회전당 토출량을 증대시켜 초기 시동시 소음 및 진동이 저감되는 다른 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

도 1은 오일펌프의 일반적인 구성을 도시한 단면도.

도 2는 종래의 펌핑수단인 로터 및 베인을 상세하게 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 펌핑수단인 로터 및 베인을 상세하게 도시한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

130: 로터 130a: 배압구

130b: 요홈 131: 가이드홈

132: 베인제어홈 140: 베인

Claims (2)

1. 회전가능하게 구비되는 로터와, 상기 로터의 가이드홈을 따라 다수개 구비되는 베인으로 구성되는 오일펌프용 펌핑수단에 있어서,

   상기 로터의 양측면에는 상기 베인의 이탈 반력을 높이기 위해 원주 방향을 따라 소정깊이의 배압구가 형성되는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 펌핑수단의 개선구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 로터의 외주연면에는 소정깊이의 요홈이 형성되고, 이 요홈은 베인과 또 다른 베인에 의해 구획되어 상기 로터의 1회전당 펌핑유량이 증대되도록 한 것을 특징으로 하는 오일펌프용 펌핑수단의 개선구조.