KR102195233B1

KR102195233B1 - 에피트로코이드 진공 펌프

Info

Publication number: KR102195233B1
Application number: KR1020197029491A
Authority: KR
Inventors: 랄프 팔켄베르크; 루크 바우미스터
Original assignee: 스택폴 인터내셔널 엔지니어드 프로덕츠, 엘티디.
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2020-12-28
Also published as: CN108691765A; EP3580460A1; MX2019012043A; JP7061618B2; EP3580460A4; US20180291900A1; CN108691765B; CA3056753C; US10871161B2; WO2018185730A1; CN208252343U; CA3056753A1; KR20190119156A; JP2020513082A

Abstract

에피트로코이드 진공 펌프는 챔버를 갖는 하우징, 챔버의 내부 공간 내에 회전 가능하게 수용된 회전자, 및 에피트로코이드 방식으로 챔버 내에서 축에 대해 편심되게 회전자를 회전하도록 구성된 구동 샤프트를 포함한다. 외치 가이드 스프로켓이 구동 샤프트에 의해 구동될 때 회전자의 가이드 기어와 연동하여 그 이동을 안내한다. 챔버 입구가 음압 하에서 하우징 내로 공기를 흡인하고, 출구가 하우징으로부터 양압 하에서 공기를 배출하도록 제공된다. 또한, 유체 입구가 구동 샤프트를 따라 그리고 챔버의 내부 공간 내로 윤활제를 입력하도록 제공된다. 유체 입구는 하우징의 내부에 채널(들)에 의해 연통된다. 윤활제는 압력차를 통해 하우징 내로 흡인된다.

Description

에피트로코이드 진공 펌프

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 2017년 4월 7일 출원된 미국 가특허 출원 제62/483,047호를 우선권 주장한다.

분야

본 발명은 일반적으로 에피트로코이드(epitrochoidal) 회전 디자인을 갖는 진공 펌프에 관한 것이다.

방켈 엔진(Wankel engines)은 챔버 내에서 이동되는, 3개의 측면을 갖는 편심 회전 회전자를 포함한다. 회전될 때, 회전자는 연소 챔버의 체적을 최소화하고 압축을 최대화한다. 흡입, 압축, 점화, 및 배기의 그 4단 사이클은 회전자 궤도 공전당 하나의 동력 행정을 생성한다.

몇몇 진공 펌프는 챔버 내에서 편심되게 회전하는, 방켈 엔진의 것들과 같은, 다각형 회전자를 사용하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 경우에, 챔버는 그 격실 내에 만곡형 로브(curved lobe)를 포함하는 경향이 있다. 이는 회전자가 회전함에 따라 감소된 압력이 격실의 로브 내에 발생될 수도 있게 한다. 더욱이, 이러한 진공 펌프는, 이들이 그 유일한 입력으로서 공기를 사용하는 점에서 통상적으로 "건식"이다.

미국 특허 출원 공개 제2017/0204857호는 압축기 또는 진공을 위한 에피트로코이드 디자인의 종래의 시도를 개시하고 있다. 이는 제조에 과도하게 복잡한 단점을 갖고, 자동차 및 엔진과 연계된 다른 용례에 이를 부적합하게 하는 또는 패키지 공간이 제한되어 있는 경우에 윤활제 전달을 관리하는 비실용적인 접근법을 갖는다.

본 개시내용의 양태는, 전방벽 및 후방벽이 양측에 위치하는 주위벽에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 챔버를 포함하고, 내부 공간은 에피트로코이드 형상을 갖는 것인, 하우징; 챔버의 내부 공간 내에 회전 가능하게 수용된 회전자로서, 회전자는 내부 공간의 에피트로코이드 형상과 공액(conjugate)인 다수의 에지를 갖고 형성되고 내치 가이드 기어를 포함하는 것인, 회전자; 챔버 내에서 축선을 중심으로 편심되게 회전자를 회전하도록 구성된 구동 샤프트; 구동 샤프트에 의해 구동될 때 회전자의 가이드 기어와 맞물리고 그 이동을 안내하기 위한 외치 가이드 스프로켓; 하우징 내로 음압 하에서 공기를 흡인하기 위한 적어도 하나의 챔버 입구; 및 하우징으로부터 양압 하에서 공기를 배출하기 위한 적어도 하나의 출구를 포함하는 에피트로코이드 진공 펌프를 제공하는 것이다. 게다가, 윤활제를 입력하기 위한 유체 입구가 제공된다. 유체 입구는 그 윤활을 위해 구동 샤프트에 윤활제를 인도하기 위한 구동 샤프트 채널 및 하우징 챔버의 내부 공간에 윤활제를 인도하기 위한 챔버 채널 모두에 연통한다. 구동 샤프트 채널 및 챔버 채널은 유체 입구 및 채널을 통해 윤활제를 흡인하기 위해 내부 공간 내에 발생된 압력차를 받게 된다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 상세한 설명, 첨부 도면, 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.

도 1 및 도 2는 각각 본 개시내용의 실시예에 따른 진공 펌프의 정면 및 후면의 등각도이다.
도 3은 도 1의 진공 펌프의 정면도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른, 그 하우징 내에 제공된 부분들을 도시하고 있는, 커버가 제거되어 있는, 도 1 내지 도 3의 진공 펌프의 개략 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시되어 있는 도면의 등각도이다.
도 6은 펌프 하우징 내부의 몇몇 부분들의 조립체를 도시하고 있는, 도 1의 라인 6-6을 따라 취한 진공 펌프의 단면도이다.
도 7은 펌프 하우징 내부의 몇몇 부분의 조립체를 도시하고 있는, 도 5의 라인 7-7을 따라 취한 진공 펌프의 단면도이다.
도 8은 도 7의 단면도의 등각도이다.
도 9 및 도 10은 각각 펌프 출구 및 오일 및 공기용 통로를 도시하고 있는 도 1의 진공 펌프의 하우징의 부분의 정면도 및 후면도이다.
도 11은 오일 및 공기용 통로의 대안적인 도면을 도시하고 있는 진공 펌프의 하우징의 단면도이다.
도 12는 실시예에 따른 도 1의 본 명세서에 개시된 진공 펌프의 부분들의 분해도를 도시하고 있다.
도 13은 분해될 때 도 1의 진공 펌프의 부분들을 도시하고 있다.
도 14는 도 1의 진공 펌프의 회전자 및 가이드 스프로켓의 조립체의 평면 사시도를 도시하고 있다.
도 15 및 도 16은 각각 정면 및 후면으로부터 도 1의 진공 펌프의 회전자와 조립된 부분들의 분해도를 도시하고 있다.
도 17 및 도 18은 각각 일 실시예에 따른 도 1의 진공 펌프에 사용을 위한 예시적인 회전자의 등각도 및 평면도를 도시하고 있다.
도 19 및 도 20은 각각 다른 실시예에 따른 도 1의 진공 펌프에 사용을 위한 다른 예시적인 회전자의 등각도 및 평면도를 도시하고 있다.
도 21은 하우징 내의 입구 및 출구의 위치설정을 도시하고 있는, 도 1의 진공 펌프의 부분들의 개략도이다.
도 22 내지 도 25는 회전자가 도 1의 진공 펌프 내에서 단일 공전을 수행할 때 사이클의 단계를 도시하고 있다.
도 26은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 입구 및 출구 및 내부 채널을 도시하고 있는, 도 1의 진공 펌프의 하우징의 정면도이다.
도 27은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 입구 및 출구 및 내부 채널을 도시하고 있는, 도 1의 진공 펌프의 하우징의 정면도이다.
도 28은 본 개시내용의 또 다른 실시예에 따른 입구 및 출구 및 내부 채널을 도시하고 있는, 도 1의 진공 펌프의 하우징의 정면도이다.
도 29, 도 30, 및 도 31은 각각 진공 펌프 내에 위치된 도 26, 도 27 및 도 28의 내부 채널의 후면 사시도 및 개략도이다.
도 32 및 도 33은 각각 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 진공 펌프의 정면 및 후면의 등각도이다.
도 34는 본 개시내용의 실시예에 따른, 그 하우징 내에 제공된 부분을 도시하고 있는, 커버가 제거되어 있는, 도 32 및 도 33의 진공 펌프의 개략 정면도이다.
도 35는 도 34에 도시되어 있는 도면의 등각도이다.
도 36은 펌프 하우징 내부의 몇몇 부분의 조립체를 도시하고 있는, 도 35의 라인 36-36을 따라 취한 진공 펌프의 단면도이다.
도 37은 도 36의 단면도의 등각도이다.
도 38은 펌프 하우징 내부의 몇몇 부분의 조립체를 도시하고 있는, 도 35의 라인 38-38을 따라 취한 진공 펌프의 단면도이다.
도 39는 실시예에 따른 도 32의 본 명세서에 개시된 진공 펌프의 부분들의 분해도를 도시하고 있다.
도 40은 펌프 하우징 내부의 내부 채널을 도시하고 있는, 도 33의 라인 40-40을 따라 취한 진공 펌프의 단면도이다.
도 41 내지 도 44는 회전자가 도 32의 진공 펌프 내에서 단일 공전을 수행할 때 사이클의 단계를 도시하고 있다.
도 45는 본 개시내용의 또 다른 실시예에 따른 진공 펌프의 정면의 등각도이다.
도 46은 도 45의 진공 펌프의 단면도이다.
도 47은 오일 펌프에 종렬로(in tandem) 연결된 본 개시내용의 실시예에 따른 진공 펌프의 등각도이다.

에피트로코이드 회전 그룹 디자인을 갖는 진공 펌프가 본 명세서에 설명된다. 에피트로코이드는 고정된 베이스 원의 외부/외측부 상에서 롤링할 때 원의 반경(또는 연장된 반경) 상의 고정점의 모션을 추적함으로써 발생된 기하학적 곡선 또는 평면 곡선으로서 정의된다. 도면에 도시되어 있고 본 명세서의 설명에 의해 이해되는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 진공 펌프 디자인은 하우징 내에서 그 회전자의 에피트로코이드형 회전을 생성한다. 당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 에피트로코이드의 내부 인벨로프(envelope)의 형상(회전자가 회전하는 하우징의 형상에 대한 기초임)은 회전자의 형상(즉, 회전자의 외부 에지 또는 로브의 형상)을 결정하거나 이 형상을 생성하는 것을 보조한다.

본 명세서에 설명된 개시된 에피트로코이드 진공 펌프는 에피트로코이드 특징부에 의해 규정된 바와 같은 관계, 특징, 및 기능을 각각 이용한다. 설명된 예시적인 실시예에서 회전자는 상이한 형상 또는 형태(예를 들어, 2 로브형 측면 또는 3 로브형 측면)를 취할 수도 있지만, 회전자를 위한 에피트로코이드 형상을 갖는 챔버를 사용하는 결과로서 각각의 진공 펌프에 관한 개념 및 특징은 변화하지 않는다.

기어들 사이의 구동비는 사용된 에피트로코이드 디자인의 유형(예를 들어, 3 로브 회전자, 2 로브 회전자)에 의해 지시된다. 에피트로코이드를 위한 생성식에서 파라미터 Z는 2개의 생성원(generating circle) 사이의 관계를 규정하고, 에피트로코이드의 내부 인벨로프로부터 제조된 회전자를 위한 로브의 최종량을 지시한다. Z 파라미터는 에피트로코이드 형상을 생성하도록 내부원 주위에서 공전하는 동안 외부원이 회전하는 사이클의 수이다. Z 파라미터는 식 a+b/b에 의해 계산되는데, 여기서 a는 에피트로코이드를 플롯팅하는 데 사용되는 고정 내부원의 반경이고, b는 내부원에 대해 공전하고 롤링하는 외부원의 반경이다. 회전자를 정확하게 안내하는 데 사용되는 기어비는 (Z-1)/Z로서 정의된다.

전술된 바와 같이, 전통적인 4행정 방켈 엔진의 각각의 연소 챔버는 구동 샤프트 회전당 하나의 연소 행정; 즉, 회전자 궤도 공전당 하나의 동력 행정을 생성한다는 것이 당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해된다. 몇몇 실시예에 따르면, 본 개시내용은 진공 펌프 내에 방켈 엔진의 이러한 원리를 이용하고 개선한다. 특히, 일 실시예는 대신에 회전자 궤도 공전당 2개의 작업 행정(working stroke)("작업 행정"은 동력 행정을 칭함)을 생성하도록 설계된 회전자를 갖는 진공 펌프에 관한 것이다.

일 예시적인 실시예에서, 이는 로브형 회전자와 함께, 방켈 엔진의 연소 기능을 제거하고 가외의 입구 및 출구를 추가함으로써 달성된다. 즉, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 3 로브형 회전자, 2개의 챔버 입구 및 4개의 출구가 진공 펌프(10)의 하우징(12) 내에 제공된다. 다른 예시적인 실시예에서, 2 로브형 회전자, 하나의 입구 및 하나의 출구가 진공 펌프(10A)의 하우징(12A) 내에 제공된다. 당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 진공 펌프의 각각의 개시된 실시예는 오일 펌프로의 연결을 위해 구성될 수도 있다.

이제 도 1 내지 도 31의 예시적인 실시예를 참조하면, 2개의 작업 챔버가 개시된 진공 펌프(10)의 하우징(12)(예를 들어, 좌측에 하나, 우측에 하나) 내에 구현된다(예를 들어, 펌프의 위치설정에 따라 상호교환 가능할 수도 있는 좌측 및 우측 챔버의 예를 도시하고 있는 도 9 참조). 각각의 작업 챔버는 챔버 체적을 갖는다. 각각의 회전자 공전에 대해, 각각의 챔버는 3개의 배기 사이클을 실행한다. 이에 따라, 개시된 진공 펌프(10)에서 펌프 샤프트 회전당 총 배기 용량은, 단일의 챔버 체적×2(2개의 챔버가 존재하기 때문에)×3(회전자 공전당 배기 사이클)/3(샤프트 속도에 대한 회전자 감속)으로서 정의되고; 따라서, 총 배기 용량은 2*단일의 챔버 체적이다.

진공 펌프(10)에서, 회전자 기어에 대한 가이드 기어의 기어비는 2/3이다.

도 1 내지 도 31의 개시된 진공 펌프(10)는 그 구동 샤프트로부터 공기 입구 내로 윤활제(예를 들어, 오일)를 공급하거나 견인하여 챔버가 팽창함에 따라 윤활제가 챔버 내로 흡인되거나 끌어당겨지게 하도록 설계된 하우징(12) 내로 기계 가공된 내부 채널을 또한 갖는다. 진공 펌프 회전자 속도는 샤프트 속도에 비교할 때 팩터 1/3만큼 감소된다.

당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 회전자 속도, 길이 및 질량은 회전자 팁 상의 부하에 관련된다. 회전자 팁 상의 부하는 마모에 기인하는 펌프 속도에 대한 제한 파라미터이다. 동일한 반경방향 치수에 대해, 본 명세서에 개시된 에피트로코이드 펌프(10)는 표준 단일 베인 펌프(구동 샤프트에 대한 회전자의 구동비는 1/3임)에 비교할 때 60% 초과만큼 감소된 상대 팁 속도를 제공한다. 게다가, 펌프(10)의 회전자는 방심(excenter)에 의해 안내되고, 가동 베인 팁의 질량에 임의의 인가 가능한 스프링력을 더한 것만이 베인 팁 부하를 생성한다. 이들 2개의 파라미터에 기인하여, 구동 샤프트의 속도는 통상의 베인 펌프에 비교하여 50% 초과만큼 증가될 수 있다. 이와 같이, 개시된 펌프(10)는 가솔린 엔진용 섬프 진공 펌프로부터 고속 용례까지, 다수의 용례를 제안하는 기회를 제공한다.

도 1 내지 도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른, 진공 펌프(10)의 정면 및 후면을 도시하고 있다. 도 4, 도 5, 도 12 및 도 13은 진공 펌프(10) 내부의 부분들의 개요를 도시하고 있다. 도 6 내지 도 11은 진공 펌프(10) 및 그 상이한 부분들의 대안적인 도면을 도시하고 있다. 일 실시예에 따르면, 진공 펌프(10)는 "습식" 진공 펌프, 즉 압축을 위해 공기를 흡입하고 또한 소량의 윤활제 또는 오일을 그 하우징(12) 내로 수용/흡입하는 펌프이다. 윤활제는 다양한 목적으로, 예를 들어 그 내에서 회전될 때 그 회전자(20)의 정점에서 진공 챔버를 밀봉하기 위해, 공급 채널(56, 58)(도 11 참조)을 거쳐 하우징(12)에 추가되는데, 이는 이하에 더 상세히 설명된다.

도 12 및 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(12)은 주위벽(42)에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 챔버(40)를 포함한다. 일 실시예에서, 내부 공간은 외관이 난형(ovular) 또는 실질적으로 난형이다. 주위벽(42)은 대응 회전자가 회전하도록 구성된 에피트로코이드 생성된 형상을 갖는 내부 공간을 형성하도록 성형되고 그리고/또는 설계된다. 주위벽(42)은 전방벽 또는 커버(14) 및 후방벽(15)이 그 양측에 위치한다. 커버(14)의 개구(16B)와 정렬을 위한 다수의 개구(16A)를 그 위에 포함하는 플랜지부가 하우징(12) 상에 제공될 수도 있다[커버(14)의 이면측 도면을 도시하고 있는 도 13 참조]. 개구(16A, 16B)의 정렬은 커버(14)를 주위벽(42)에 고정하기 위한 체결구(18)(예를 들어, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 볼트)의 삽입을 허용하여, 따라서 하우징(12) 내에 부분[예를 들어, 회전자(20)]을 에워싸고 그 내부에 진공 챔버를 형성한다. 하나 이상의 인레이된 밀봉부(28)가 플랜지/커버(14)의 에지를 따라 제공되어 이를 하우징(12)과 밀봉하는 것을 보조할 수도 있다. 핀(19) 및/또는 다른 체결구(18A)는 마찬가지로 하우징의 부분 내의 지정된 개구를 통한 삽입을 위해 제공되고, 구조체(예를 들어, 차량)에 또는 내에 펌프(10)를 고정하는 데 사용될 수도 있다.

하우징(12)의 내부 공간의 형상은 회전자(20)의 회전 이동을 위한 에피트로코이드 공간을 제공한다. 회전자(20)는 챔버(40)(도 4 참조)의 내부 공간 내에 회전 가능하게 수용되고, 내부 공간의 에피트로코이드 형상과 공액인 다수의 에지를 갖고 성형된다. 본 개시내용의 전체에 걸쳐, "공액(conjugate)"은 내부 공간의 벽과 회전자의 결합; 특히, 에피트로코이드 형태/벽을 향한 회전자의 에지 또는 로브의 상대 이동, 뿐만 아니라 에피트로코이드 형태/벽에 대한 회전자 팁 또는 코너[예를 들어, 밀봉부(31)]의 접촉 또는 활주 연결을 칭한다. 더 구체적으로, 당 기술 분야의 숙련자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 같이, (그리고 예를 들어, 도 4를 참조하면), 하우징(12)의 챔버(40)는 회전자가 하우징(12) 내에서 회전하고 궤도 공전함에 따라 회전자(20)에 의해 더 작은 작업 챔버(예를 들어, 좌측에 하나, 우측에 하나)로 분할될 수도 있다. 회전 중에, 회전자(20)의 각각의 측면(또는 로브면, 또는 에지)은, 벽(42)에 완전히 접촉하지 않고(예를 들어, 제조 유극에 기인하여), 하우징의 에피트로코이드 형태, 즉 벽(42)에 더 가까워지고 이어서 그로부터 이격된다. 또한, 회전자(20)의 코너 또는 정점 또는 팁은 회전자(20)의 회전 중에 활주 접촉 방식으로[예를 들어, 밀봉부(31)를 거쳐] 벽(42)을 따라 안내된다.

이에 따라, 회전자(20)가 주위벽(42) 내에 그리고 그를 따라 공전함에 따라, 다수의 동적으로 변화하는 더 작은 챔버가 하우징(12) 내에 형성된다. 본 명세서의 예시적인 예시된 실시예에서, [내부 인벨로프 디자인을 갖는 예시된 3 로브형 회전자(20)를 사용하는 결과로서] 챔버(40) 내에 2개의 작업 챔버가 형성되어 있다. 챔버는 하우징(12) 내에 제공된 챔버 입구(64, 66) 및 출구(50A, 52A)[또는 출구(50B, 52B)]를 사용하여 공기를 입력(또는 흡입) 및 출력(또는 배출 또는 축출)하도록 설계된다. 회전 사이클에 관한 추가의 상세는 도 22 내지 도 25를 참조하여 이하에 설명된다.

회전자(20)의 본체는 실시예에 따라, 방켈 엔진에 사용되는 회전자와 유사하게, 그 외부벽 또는 에지를 형성하는 볼록형 굴곡형 플랭크(예를 들어, 도 12 및 도 14 참조)를 갖는 구형 삼각형(즉, 3개의 변을 가짐)에 유사한 다각형 형상을 가질 수도 있다. 도면들에 도시되어 있는 바와 같은 펌프(10)의 예시된 실시예는 내부 인벨로프를 갖는 3개의 볼록형 로브/에지를 갖는 회전자(20)에 관한 것이지만, 도면들은 회전자(20) 및 펌프(10)의 형상 및/또는 경계에 관하여 한정이 되도록 의도된 것은 아니다. 일 실시예에서, 하우징(12)(즉, 내부 챔버의 그 주위벽)은 3의 Z 파라미터를 갖는 에피트로코이드 디자인을 갖고, 회전자는 3개의 로브를 갖는다. 다른 실시예에서, 하우징(12) 내부 챔버는 2의 Z 파라미터를 갖는 에피트로코이드 디자인을 갖고, 회전자는 2개의 로브를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 회전자(20) 및 하우징(12)은 대응 에피트로코이드 형상을 갖는 내부 공간을 갖는 4-로브 디자인을 갖는다(즉, 4의 Z 파라미터를 가짐). 또한, 5개의 로브가 실시예에 따라, 5의 Z 파라미터를 갖는 내부 챔버를 갖는 하우징(12)의 에피트로코이드 기하학 형상을 갖는 하우징을 위해 사용될 수도 있다. 회전자(20)의 로브, 즉 그 외부벽의 형상 및/또는 디자인은, 예를 들어 굴곡된 에지(볼록형 또는 오목형 구성), 실질적으로 직선형 에지, 또는 만곡형 에지를 포함할 수도 있다. 하우징(12)(그 내부 공간을 형성하는) 내의 주위벽(42)의 형상 및/또는 디자인은 난형 또는 만곡형일 수도 있다. 일 실시예에서, 회전자(20) 및 그 로브/외부 에지의 형상 및/또는 디자인은 하우징(12)의 주위벽(42)에 의해 형성된 내부 공간의 에피트로코이드 생성된 형상의 형상에 의존할 수도 있다.

회전자(20)의 회전은 축선(A)을 중심으로 편심되게 수행되고, 내치 가이드 기어(internally toothed guide gear)(22), 외치 가이드 스프로켓(externally toothed guide sprocket)(26), 및 구동 샤프트(34)에 의해 구현된다. 도 14는 진공 펌프(10) 내에서 사용될 수도 있는 회전자(20), 가이드 기어(22), 및 가이드 스프로켓(26)의 조립체의 평면 사시도를 도시하고 있다. 도 15 및 도 16은 어떻게 이러한 부분들이 조립될 수도 있는지를 더 양호하게 도시하고 있다.

예를 들어, 도 15에 도시되어 있는 바와 같이(그리고 또한 도 13에서), 회전자(20)의 본체는 그 내부에 가이드 기어(22)의 수용 및 통합을 위한 포켓(21)을 일측에(예를 들어, 정면측에) 가질 수도 있다. 포켓(21)은 내부면(27)(회전자 본체 내로 소정 깊이로 연장함) 및 벽(35)에 의해 형성될 수도 있다. 일 실시예에서, 포켓(21)은 압입 끼워맞춤 방식으로 가이드 기어(22)를 수용하도록 크기 설정된 치수를 갖는다. 다른 실시예에서, 가이드 기어(22)는 포켓(21) 내로 활주되어 수용된다. 예를 들어, 예시된 실시예에서, 가이드 기어(22)의 외부 에지는 다각형 형상(예를 들어, 육각형)을 갖고, 가이드 기어(22)는 폭(W) 및 축방향 깊이(D)를 갖는다. 이에 따라, 포켓(21)은 가이드 기어(22)의 에지가 벽(35)에 맞대어 끼워질 수도 있도록 폭(W)과 실질적으로 동일한 직경(d)을 가질 수도 있다. 표면(27)(도 13에 도시되어 있음)은 가이드 기어(22)의 축방향 깊이(D)의 것과 유사한 깊이(d2)로 형성될 수도 있다. 이는, 가이드 기어(22)가 포켓(21) 내로 압입 끼워맞춤될 때, 가이드 기어(22)의 외부면(25)이 회전자(20)의 면(37)과 정렬되게 한다. 가이드 기어(22)는 예를 들어, 밀봉부를 거쳐 포켓(21) 내에 고정되고, 그리고/또는 회전자(20) 내에 압입 끼워맞춤될 수도 있다. 회전자(20) 및 가이드 기어(22)는 다수의 재료(예를 들어, 강, 소결, 분말 금속, 플라스틱 등)로부터 형성되고 임의의 수의 방식으로 제조될 수도 있고, 한정되어서는 안된다. 예를 들어, 회전자(20) 및 가이드 기어(22)는 예를 들어, 상이한 재료로 성형되고(개별적으로 또는 함께) 그리고/또는 제조되고 상이한 기어 재료를 성형된 회전자에 오버몰딩, 또는 함께 압입 끼워맞춤함으로써 함께 조립된 단일 부분으로서 형성될 수도 있다. 물론, 회전자(20) 및 가이드 기어(22)의 예시된 디자인, 형상, 및 구성은 한정이 되도록 의도된 것은 아니다. 예를 들어, 다른 실시예에 따르면, 포켓(21)의 벽(35)은 가이드 기어(22)의 에지의 것에 대응하는 형상으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 예시된 실시예에서, 가이드 기어(22)의 외부 에지는 다각형 형상(예를 들어, 육각형)을 갖고, 가이드 기어(22)는 축방향 깊이(D)를 갖는다. 이에 따라, 포켓(21)은 가이드 기어(22)가 그 내에 압입 끼워맞춤될 수도 있도록 상보적인 다각형 측벽(예를 들어, 육각형 형상의)을 가질 수도 있다.

가이드 기어(22)는 그 내부에 복수의 반경방향으로 연장하는 암형 치형부(24)에 의해 형성된 중앙 개구를 가질 수도 있다. 가이드 스프로켓(26)은 가이드 기어(22)의 중앙 개구 내에 수용된다. 가이드 스프로켓(26)은 내치 가이드 기어(22)와 맞물리고 그 이동을 안내하는[회전자(20)가 구동 샤프트(34)에 의해 회전될 때] 복수의 반경방향으로 연장하는 수형 치형부(30)(도 13 참조)를 그 외부에 가질 수도 있다. 가이드 스프로켓(26)은 커버(14)의 이면 또는 저부에 적소에 고정되도록 설계된다. 가이드 스프로켓은 커버(14) 내에서 대응 부분 또는 수용 영역(14a) 내로 압입 끼워맞춤될 수 있는 치형부(30)로부터 전방으로 연장하는 샤프트 연장부(26A)를 가질 수도 있다(도 6 참조). 연장부(26A)는 커버의 영역 내의 적절한 정렬 및 위치설정을 위한 구동부 형상(예를 들어, 그 위의 편평한 부분)을 가져, 가이드 스프로켓(26)이 적소에 회전 고정되게 한다. 이는 구동 샤프트(34)에 의해 구동될 때 회전자(20)의 정확한 이동을 보장한다. 즉, 회전자(20)는 고정 가이드 스프로켓(26) 주위에서 이동한다. 특히, 회전자(20)는 가이드 스프로켓(26)의 치형부(30)와 연동하여 맞물리는 그 가이드 기어(22)의 치형부(24)를 거쳐 고정 가이드 스프로켓(26) 주위에서 안내된다.

회전자(20)는 하우징(12)의 주위벽(42)의 주연부에 대해 회전자(20)를 밀봉하고 활주식으로 안내하기 위해 그 팁, 정점, 또는 그 본체의 코너의 각각에 제공된 압축 밀봉부(31)를 선택적으로 가질 수도 있다. 압축 밀봉부(31)는 예를 들어, 팁 또는 정점에 제공된 개구 내에 수용될 수도 있다(예를 들어, 도 12 참조). 압축 밀봉부(31)는 하나 이상의 단편을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 스프링 또는 스프링형 재료가 밀봉부(31)와 함께 개구 내에 제공될 수도 있어, 밀봉부(31)에 그리고 회전자(20)의 팁에 반경방향 외향력을 제공한다. 예를 들어, 이하에 설명되는 2 로브형 디자인의 도 39에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이브 스프링(wave spring)(33)이 정점에서 밀봉부(31)와 함께 제공될 수도 있다. 다른 실시예에서, 편평 스프링 또는 판 스프링이 밀봉부(31)와 함께 사용되고 회전자(20)의 정점에 제공될 수도 있다. 도 17 및 도 18은 밀봉부가 없는 도 1의 진공 펌프에 사용을 위한 회전자의 예를 도시하고 있고, 반면에 도 19 및 도 20은 각각의 정점에 압축 밀봉부를 갖고 사용될 수도 있는 회전자의 다른 예를 도시하고 있다.

구동 샤프트(34)는 축선(A)을 중심으로 구동기(예를 들어, 모터)에 의해 회전된다. 구동기는 하우징(12)의 후면에서 개구(54)를 통해 구동 샤프트(34)에 연결되고, 커넥터(41) 또는 밀봉부를 사용하여 고정될 수도 있다. 구동 샤프트(34)는 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 커버(14)를 향해 회전자(20)를 통해 연장하도록 설계된다. 구동 샤프트(34)의 단부는 예를 들어, 가이드 스프로켓(26)의 구멍(32) 내에 수용되고, 밀봉부 또는 부싱(26B)에 의해 그 내에서 회전으로부터 고정된다. 하우징(12)의 챔버(40) 내에서 축선(A)을 중심으로 한 회전자(20)의 편심 이동을 구현하기 위해, 편심 회전 베어링(36)이 제공된다.

회전자(20)의 본체는 그를 통한 구동 샤프트(34)의 수용을 위해 형성된 구멍(23)을 더 포함한다. 더 구체적으로, 구멍(23)은 편심 회전 베어링(36)의 수용을 위해 설계된다. 편심 회전 베어링(36)은 그를 통한 구동 샤프트(34)의 위치설정을 위한 그 자신의 수용 개구(38)를 가질 수도 있다. 구동 샤프트(34)를 베어링(36)과 연결하기 위해, 구동 샤프트는 수용 개구(38) 내에 압입 끼워맞춤될 수도 있다(도 6 참조). 편심 회전 베어링(36)은, 구동됨에 따라 축선(A)에 대한 회전자(20)의 편심 회전을 제공하면서, 구동 샤프트(34)에 대해 회전자(20)를 회전 가능하게 고정한다. 도 16은 그 내에 형성된 구멍(23)을 갖는 회전자(20)의 단부면 또는 후방면(39)의 후면측 등각도를 도시하고 있다. 구멍(23)은 포켓(21)을 통해 연장한다(도 13 참조). 구멍(23)의 직경(d3)(도 16 참조)은 포켓(21)의 직경(d)보다 작지만, 예를 들어 그 내부에 편심 회전 베어링(36)을 회전 가능한 방식으로 수용하도록 크기 설정된다. 이에 따라, 회전자(20)의 본체 내의 구멍(23)의 직경(d3)과 편심 회전 베어링(36)의 직경(D1)은 회전을 허용하기 위해 충분한 유극을 갖고 실질적으로 유사할 수도 있다.

도 16은 또한 구동 샤프트(34)가 회전자(20)와 조립을 위한 단차형 구성을 포함할 수도 있는 것을 도시하고 있다. 구동 샤프트(34)는 연속적으로 증가하는 직경(D2, D3, D4)을 각각 갖는, 제1 샤프트부 또는 단부(34A), 제2 샤프트부(34B), 및 제3 샤프트부(34C)(34A의 대향 단부)를 포함할 수도 있다. 단부(34A)는 가이드 스프로켓(26) 내에 자유 회전을 위해 수용되기 때문에, 단부(34A)의 직경(D2)은 가이드 스프로켓(26)의 구멍(32)의 직경(d4)(도 15 참조)보다 약간 더 작게 크기 설정될 수도 있다. 제2 샤프트부(34B)의 직경(D3)은 편심 회전 베어링(36)의 수용 개구(38)의 직경(d5)에 실질적으로 유사할 수도 있다. 제3 샤프트부(34C)는 하우징(12)의 후방벽(15) 내에 그리고 통해 제공된 개구(54)(도 13 참조) 내에 끼워지도록 크기 설정될 수도 있다. 제3 샤프트부(34C)는 그 내에 구동기 샤프트(예를 들어, 모터의)의 수용 또는 연결을 위해, 그 단부 내에 수용 개구(예를 들어, 육각)를 포함할 수도 있다(도 6 또한 참조). 원주방향 홈이 윤활 목적으로[예를 들어, 하우징(12) 내에 고정될 때 윤활제를 수용하기 위해] 제3 샤프트부(34C)를 외부 에지에 제공될 수도 있다.

이에 따라, 도 14에 대체적으로 도시되어 있는 바와 같은 부분들의 조립체는, 그를 통한 구동 샤프트(34)와 함께, 펌프(10)의 사용 중에 하우징(12)의 챔버(40) 내에 회전자(20)의 편심 회전을 제공한다. 이러한 회전 중에, 펌프(10)로부터 공기를 흡입하고, 압축하고, 압축된 공기를 배기하도록 설계된 다수의(예를 들어, 2개) 더 작은 챔버가 챔버(40) 내에 형성된다. 더 작은 챔버에 대해 공기를 입력하고 출력하기 위해, 다수의 구성이 사용될 수도 있다.

예를 들어, 일 실시예에 따르면, 진공 입구가 하우징(12) 내로 공기를 입력하기 위해 제공된다. 도 5, 도 9, 도 10, 도 11, 도 26 및 도 27, 및 도 29 및 도 30에 도시되어 있는 바와 같이, 진공 입구는, 하우징의 저부[챔버(40) 아래의] 및 후방벽(예를 들어, 도 11 참조)을 통해 연장하고 하우징(12)의 후방벽(15)의 외부에 제공된 개구(62A)(예를 들어, 도 10 참조)를 통해 공기를 수용하는(진공을 거쳐 끌어당김) 입력 통로(62)를 포함한다. 공기가 통로(62)를 통해 그리고 적어도 하나의 축방향 입구 포트(46)를 통해 전달되고 흡인된다(예를 들어, 도 26 및 도 27 참조). 도 28은 펌프(10) 내에 사용된 2개의 축방향 입구 포트(46, 48)의 예를 도시하고 있다. 축방향 입구 포트(46)[및/또는 입구 포트(48)]가 챔버 입구(64)[및/또는 챔버 입구(66)]에 유동적으로 연결된다. 예시된 실시예에 따르면, 입구 포트(들)(46 및/또는 48)는, 개방 및 폐쇄 위치(입구 타이밍)가 회전자 위치 및 형상에 의해 규정되는 사실에 기인하여 축방향으로 위치된다. 다른 실시예에서, 반경방향 위치된 입구 포트(들)가 사용될 수도 있다[출구로부터 입구로 역류를 고려할 때 그리고 상사점에서 회전자(즉, 그 측면 또는 에지)와 하우징 사이의 유극에 따라]. 챔버 입구(64)는 회전자(20)의 위치에 따라, 음압(진공) 하에서 축방향으로[챔버(40) 내에 형성된 더 작은 챔버로] 공기를 선택적으로 흡인하고 전달한다. 하우징(12)은 챔버 입구(64)에 일반적으로 대각으로 위치된 다른 챔버 입구(66)를 더 포함한다. 챔버 입구(66)는 또한 입력 공기를 수용하고 회전자(20)가 회전됨에 따라 음압 하에서 축방향으로[챔버(40) 내에 형성된 더 작은 챔버로] 공기를 선택적으로 흡인하도록 설계된다. 각각의 챔버(64, 66)는 후방벽(15)의 내부에 형성된다. 예를 들어, 챔버 입구(64, 66)는 벽(15) 내에 소정 깊이로 기계 가공될 수도 있다.

예시적인 예시된 펌프(10) 및 회전자(20)는 2행정 시스템으로서 작동하기 때문에, 회전자(20)에 의해 항상 분리되어 있는, 하우징(12) 내에 설계되거나 구현된 2개의 분리된 독립적인 펌프 작업 챔버 - 좌측에 하나 우측에 하나(도 9에 도시되어 있는 바와 같이) - 가 존재한다. 1회의 회전자 공전 중에, 각각의 챔버에 대해 3개의 배기 사이클이 완료된다. 펌프 챔버의 크기 및 디자인 및 패키징의 가능성에 따라, 하나 이상의 채널이 적용될 필요가 있다. 펌프(10)의 예시된 실시예에서, 각각의 챔버는 최소 하나의 입구 통로/채널 및 하나의 출구 통로/채널을 구비할 필요가 있다. 출구(50A, 52A)는 회전자(20)가 정상 또는 전방 회전 하에서 회전될 때 챔버로부터 양압 하에서 공기를 출력하거나 축출하고, 반면에 출구(50B, 52B)는 펌프/회전자(20)가 역회전할 때 사용된 부가의 출구이다[출구(50B, 52B)는 출구(50A, 52A)의 경면 대칭 이미지임]. 각각의 출구(50A, 52A, 50B, 52B)는 실시예에 따라, 통로(또는 채널) 및 축선(A)에 대해 반경방향으로 연장하는 출력 개구를 포함한다. 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 출구(50A, 52A, 50B, 52B)는 서로 반경방향으로 대향하여 위치되도록 주위벽(42)을 통해 제공될 수도 있다. 출구는, 단면적이 제한 없이 충분한 유동을 허용하는 방식으로 설계된다[예를 들어, 각각의 출구의 통로는 하우징(12)의 주위벽(42) 상에 위치된 더 작은 포트로부터 확장함]. 출구의 크기는 펌프 변위 및 배기 속도에 기초하여 결정될 수도 있다. 출구(50A, 52A, 50B, 52B)의 반경방향 위치설정은, 챔버 체적이 회전자(20)의 회전 중에 최소일 때 내부 하우징으로부터 챔버 외부로 공기가 유동하게 한다[예를 들어, 회전자(20)가 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 위치될 때, 이는 여전히 출구(52A)에 연결되어 있음; 또한 도 14 참조].

실시예에 따르면, 각각의 출구(50A, 52A, 50B, 52B)의 통로의 출구 개구는 예를 들어, 가동 리드(reed) 및 리드의 이동을 제한하기 위한 리드 정지부를 포함하는 리드 밸브(reed valve)(51)를 구비한다. 도 4, 도 5 및 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어, 리드 밸브(51)가 하우징(12)의 양측(예를 들어, 상부 및 저부)에 제공될 수도 있다. 각각의 밸브(51)는 하우징의 동일한 측에 제공된 반경방향 출구를 실질적으로 커버하도록 구성되는데, 즉 하나의 밸브(51)는 출구(50A, 50B)를 커버하도록 위치되고, 다른 밸브(51)는 출구(52A, 52B)를 커버한다.

실시예에 따르면, 출구 채널 타이밍은 출구 채널 기하학 구조의 형상을 규정한다(예를 들어, 출구는 최대 챔버 체적이 달성딘 후에 개방될 필요가 있음).

출구는 예시된 실시예에서 반경방향으로 위치되어 있지만, 일 실시예에서, 출구는 축방향으로 위치될 수도 있다. 여전히, 반경방향에서 출구의 위치설정은 주조 중에 더 용이할 수도 있고, 또한 리드 밸브(51)의 사용 및 더 용이한 위치설정을 허용한다. 도 10은 그 내에 회전자(20)를 갖는, 하우징(12) 내에 입구(64, 66) 및 출구(50, 52)를 위치설정하기 위한 예시적인 구성을 도시하고 있는 개략도이다.

도 22 내지 도 25는 3-로브 회전자(20)가 진공 펌프(10)의 하우징(12) 내에서 단일(시계방향) 공전을 수행할 때 사이클의 단계들을 표현하고 있는 개략도이다. 시계방향 회전의 도시는 단지 예시의 목적이다. 즉, 실시예에 따르면, 펌프(10)의 사용 중에, 회전자(20)의 회전은 하우징 내에서 반시계방향으로 수행된다. 각각의 회전자 회전에 대해, 각각의 챔버에 대해 3개의 배기 사이클이 완료되어 있다. 중심(A)은 구동 샤프트(34)의 중심인데, 이는 또한 가이드 기어[가이드 스프로켓(26)]의 중심과 동일하다. 중심(B)은 회전자(20)의 중심이다. 이들 도면은 일반적으로 주위벽(42) 주위 및 그를 따른 회전자(20)의 회전 중에 챔버(40) 내에 형성된 펌프(10) 및 진공 챔버의 동작을 도시하도록 의도되어 있다. 회전자가 회전되고 그 측면/로브/에지가 하우징의 내부벽에 접촉함에 따라, 이는 하우징 벽과 접촉하는 팁[예를 들어, 밀봉부(31)를 거쳐]과 함께 개구(즉, 입구 및 출구)를 효과적으로 밀봉하거나 폐쇄한다. 도 10 및 도 22 내지 도 25에 도시되어 있는 바와 같은 챔버 입구(64, 66) 및 출구(50, 52)의 위치설정은 단지 설명의 목적이고 구조적으로 제한하도록 의도된 것은 아니다.

회전자(20)가 도 22에 도시되어 있는 것과 같은 제1 위치에 있을 때, 출구(50)는 폐쇄되고, 챔버(A1)(흡입 1)는 챔버 입구(66)로부터 공기를 흡인하는 것을 거의 완료하였고, 챔버(A2)(흡입 2)는 챔버 입구(64)로부터 공기를 흡인한다. 챔버(E2)(배출 2)는 개방 출구(52)를 통해 공기를 배출한다. 도 23에 표현되어 있는 제2 위치로 구동될 때, 회전자(20)는 챔버 입구(66)를 폐쇄하고 출구(50)를 개방하고, 챔버(A1)는 출구(50)를 통해 공기를 배출함으로써 흡입 1로부터 배출 1(E1)로 변경된다. 챔버(A2)는 챔버 입구(64)로부터 공기를 계속 흡인한다(그러나, 거의 완료됨). 챔버(E2)는 출구(52)를 통해 공기를 계속 배출한다. 도 24는 챔버(E1)가 출구(50)를 통해 공기를 계속 배출하고 챔버(A2)는 회전자에 의해 폐쇄되어 있기 때문에 챔버 입구(64)를 통해 흡입을 중지하는 회전자(20)의 제3 위치를 도시하고 있다. 챔버(E2)는 입구(66)를 개방하고 챔버 입구(66)로부터 공기를 흡인하기 시작함으로써 A1으로 변경한다. 회전자(20)가 도 25에 표현되어 있는 그 제4 위치로 이동할 때, 챔버(E1)는 출구(50)를 통해 공기를 계속 배출한다. 챔버(A2)는 챔버 입구(64)를 폐쇄하고 출구(52)를 통해 공기를 배출함으로써 E2로 변경한다. 챔버(A1)는 챔버 입구(66)로부터 공기를 계속 흡인한다.

전술된 바와 같이, 기어들 사이의 구동비는 사용된 에피트로코이드 디자인의 유형에 의해 지시되는데, 즉 (Z-1)/Z이다. 도 1 내 도 31의 예시된 실시예에서 가이드 기어(22)와 고정 가이드 스프로켓(26) 사이의 기어비는 2/3이고, 회전자(20)와 구동 샤프트 사이에 1/3의 구동비를 갖는다. 2개의 중심 사이의 차이는 펌프 편심도에 의해 규정된다. 이 구동비, 및 중심(B)(즉, 회전자의 중심)에 대한 중심(A)(즉, 구동 샤프트의 중심)의 편심도는 가이드 스프로켓(26) 주위의 그리고 에피트로코이드 하우징(12) 내의 회전자(20)의 편심 이동을 야기한다. 이에 따라, 구동 샤프트 회전에서 매 360°(도) 회전마다, 회전자(20)는 120°(도) 회전한다.

챔버 입구(66)는 다수의 방식으로 전달을 위해 입력 공기를 수용할 수도 있다. 도 26 및 도 29에 도시되어 있는 일 실시예에 따르면, 예를 들어 챔버 입구(64, 66)는 공기의 유체 연통을 위해 하나 이상의 내부 입구 채널(68, 70)을 통해 교차 연결될 수도 있다. 예를 들어, 공기는 음압을 통해 축방향 입구 포트(46)를 통해 그리고 챔버 입구(64) 내로 직접 통로(62)를 통해 끌어당겨질 수도 있다. 챔버 입구(66)는 입구 채널(68, 70)을 거쳐 통로(62)로부터 간접적으로 입력 공기를 수용할 수도 있다. 즉, 공기는 챔버 입구(64)로부터 각각의 입구 채널(68, 70)을 통해 그리고 챔버 입구(66) 내로 유도된다(진공을 통해 끌어당겨짐). 채널(68, 70)은, 회전자가 하우징(12)에 조립될 때 이들 채널이 회전자(20) 밑에(또는 회전자 아래에 또는 후방에) 위치되도록 하우징(12)의 후방벽(15)의 내부 내로 기계 가공된다. 예시된 실시예에서, 입구 채널(68, 70)은 회전자(20)의 후방면(39)이 항상, 즉 회전자의 모든 위치에서 입구 채널(68, 70)에 중첩하여 밀봉하도록 하는 방식으로 개구(54)[구동 샤프트(34)를 위한]로부터 반경방향 거리에 이격되고 이 개구 주위에 위치되어 있는 만곡된 경로이다. 입구 채널(68, 70)의 이 구성은 또한 회전자(20)의 중심에 의한 중첩을 회피하도록 설계되고, 따라서 진공이 회전자(20)의 중심에 의해 생성되는 것을 회피한다.

도 27은 하우징(12) 내로의 진공 입구의 부분으로서 단일의 입구 포트(46)를 유사하게 사용하는 하우징(12)의 대안 실시예를 도시하고 있다. 도 30은 본 실시예에서 하우징(12)의 후면도를 도시하고 있다. 챔버 입구(64, 66)는 확장된 경로의 형태의 입구 채널(72)을 거쳐 유동적으로 연결되어 있다. 공기는 챔버 입구(64)로부터 입구 채널(72)을 통해 그리고 챔버 입구(66) 내로 전달된다(진공을 통해 끌어당겨짐). 채널(72)은, 회전자가 하우징(12)에 조립될 때 하우징(12)의 후방벽(15)의 내부 내로 기계 가공되고 회전자(20) 밑에(또는 회전자 아래에 또는 후방에) 위치된다. 입구 채널(72)의 경로는 각각의 챔버 입구(64, 66)로부터 연장하는 분기를 포함하고 개구(54) 주위로 연장하는 부분을 갖는다. 회전자(20)의 중심은 입구 채널(72)에 중첩하고, 따라서 회전자 조립체의 중심에 진공을 생성한다.

도 28 및 도 31은 진공 펌프(10)의 부분으로서 사용될 수도 있는 하우징(12)의 또 다른 실시예의 정면 및 후면 사시도를 도시하고 있다. 하우징(12)은 전술된 바와 같이 2개의 반경방향 출구(50; 도시 생략, 52), 뿐만 아니라 입력 통로(62)를 갖는 진공 입구 및 챔버 입구(64)로의 축방향 입구 포트(46)를 갖는다. 제2 통로(74)가 챔버 입구(66)에 유동적으로 연결되어 있는 축방향 입구 포트(48)에 연결된다. 본 실시예에서, 통로(74)는, 즉 내부 챔버의 내부벽 내로 기계 가공된 채널(들)보다는, 하우징의 후방측에서 재료에 기계 가공된 수직 채널(79)을 거쳐 입력 통로(62)에 연결될 수도 있다. 74A에 도시되어 있는 구멍은 플러깅되어 있고 부가의 진공 입구가 아닌 기계 가공 구멍이다. 이에 따라, 개구(62A)를 통해 수용된 공기는 채널 또는 통로(62, 74) 사이에 분배되거나 분할될 수도 있다. 공기는 하우징(12)의 후방벽(15)의 외부에 제공된 개구(62A) 내로, 통로(62)를 통해 그리고 챔버 입구(64)에 형성된 축방향 입구 포트(46)(예를 들어, 도 28 참조) 내로 전달된다(진공을 통해 끌어당겨짐). 통로(62)로부터 통로(74)로 연장하는 수직 채널(79)은 또한 개구(62A)를 통해 수용된 공기를 통로(74)로 그리고 이어서 축방향 입구 포트(48), 및 따라서 챔버 입구(66)로 전달한다. 챔버 입구(66)는 전술된 바와 같이, 회전자(20)의 위치에 따라, 축방향으로[챔버(40)에 형성된 더 작은 챔버로] 공기를 선택적으로 전달한다. 이에 따라, 도 28 및 도 31에 도시되어 있는 하우징(12)은 각각의 챔버 입구(64, 66)로 직접 음압 하에서 공기를 흡인하도록 설계된다.

펌프(10)의 하우징(12) 내의 2개의 축방향 챔버 입구(64, 66) 및 2개의 반경방향 출구(50, 52)는 임의의 수의 방식으로 연결되거나 위치될 수도 있다. 도 26 내지 도 31에 도시되어 있는 바와 같은 하우징(12)으로의 공기의 입력을 설정하기 위한 구성은 예시적이고 한정이 되도록 의도된 것은 아니다.

회전자(20)의 회전 중에 하우징(12) 내로 공기를 흡인하는 것[통로(62)를 통해]에 추가하여, 진공 펌프(10)는 윤활제(예를 들어, 오일)를 유체 입구(60A)를 통해 구동 샤프트(34)로 공급 또는 흡인하여 유체 베어링을 생성하고 펌프의 챔버 입구(64, 66) 내로 공급 또는 흡인하여 하우징(12) 내로 오일을 선택적으로 공급하여 회전자(20)의 정점에서 챔버를 밀봉하도록(즉, "습식" 진공 펌프로서 사용될 때) 설계될 수도 있다. 따라서, 하우징(12) 내에 제공된 진공 입구 및/또는 입구 채널 디자인의 수에도 불구하고, 진공 펌프(10)는 예를 들어, 윤활제(예를 들어, 오일)를 하우징(12) 내로 흡인하고 상기 윤활제를 양 구동 샤프트로 그리고 하우징[챔버(40)]의 내부 공간 내로 전달하기 위한, 도 10 및 도 11에 도시되어 있는 유체 입구 경로(60)를 더 포함할 수도 있다. 유체 입구 경로(60)로의 유체 입구 개구(60A)가 예를 들어, 하우징(12)의 후방벽(15)에 제공될 수도 있다. 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 유체 입구 경로(60)는 후방벽(15)을 통해 연장하고 회전자(20)의 아래 또는 후방에 위치되어 있는 채널 또는 터널일 수도 있다. 유체 입구 및 경로는 그를 통해 윤활제를 흡인하기 위해 내부 공간 내에 발생된 압력차를 받게 된다. 실시예에 따르면, 유체 입구 경로는 그 윤활을 위해 구동 샤프트(34)를 위한 개구(54)에 윤활제를 인도하는 구동 샤프트 채널[및 따라서 본 명세서에서 "구동 샤프트 채널(60)"이라 또한 칭함]이다. 일 실시예에서, 도면들에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 구동 샤프트 채널(60)은 구동 샤프트(34)에 윤활제를 흡인하기 위해 하우징의 벽[예를 들어, 후방벽(15)]을 통해 반경방향으로 연장한다.

유체 입구 경로 또는 구동 샤프트 채널(60)은 개구(61A)를 통해 도면들(예를 들어, 도 11 및 도 26 내지 도 31 참조)에 56 및 58로서 일반적으로 표현되어 있는 하나 이상의 윤활제 공급 채널(들) 내로 개구(61A)를 통해 압축된 윤활제를 흡인하도록(예를 들어, 엔진 갤러리 또는 다른 압력 소스로부터) 구성된다. 즉, 챔버(40)의 내부 공간 내에 발생된 압력차(음압 하에서)의 결과로서, 윤활제는 유체 입구(60A) 및 채널(60, 56, 58)을 통해 하우징 내로 흡인되거나 공급된다. 공급 채널(56, 58)은 후방벽(15) 내에서, 개구(54) 내로 기계 가공되는 제1 채널부 또는 챔버 채널(56A, 58A)을 각각 포함할 수도 있다. 챔버 채널부(56A, 58A)는 펌프가 조립될 때 회전자 밑에(또는 아래에 또는 후방에) 위치된다. 각각의 챔버 채널(56A, 58A)의 경로는 챔버(40)의 내부 공간 내로 윤활제를 흡인하기 위해 하우징(12)의 벽[예를 들어, 후방벽(15)]을 통해 구동 샤프트(34)(예를 들어, 도 29 내지 도 31 참조)에 인접하여 축방향으로 연장한다. 이에 따라, 압축된 윤활제는 개구(60A) 내로, 입구 경로(60)를 통해, 개구(61A)(도 11 참조)를 통해 그리고 그로부터 축방향 채널부(56A, 58A) 내로 전달될 수도 있다. 윤활제는 이어서 구동 샤프트(34)가 축선(A)을 중심으로 회전함에 따라 내부 공간을 향해 챔버(40) 내로, 또한 구동 샤프트(34) 주위로 흡인되어 유체 베어링을 생성한다.

실시예에 따르면, 개구(61A)는 구동 샤프트 채널(60) 및 공급 채널(56, 58)을 연결하기 위한 접속부로서 작용한다. 구체적으로, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 개구(61A)는 챔버 채널(56A, 56B)에 채널(60)을 연결할 수도 있어, 유체 입구(60A)가 개구(61A)에 윤활제를 전달하고 따라서 구동 샤프트(34)를 위한 개구(54) 및 챔버 채널(56A, 56B) 모두에 윤활제를 공급하는 데 사용될 수도 있게 된다.

일 실시예에서, 구동 샤프트 채널(60)은 유체 입구(60A)로부터 구동 샤프트(34)를 수용하는 개구(54)로 연장하도록 하우징 내에 형성되고, 챔버 채널은 개구(54)로부터 챔버(40)의 내부 공간으로 연장하도록 하우징 내에 형성된다.

공급 채널(56, 58)은 실시예에 따라, 후방벽(15)(예를 들어, 도 26 및 도 28 차모)의 내부 내로 기계 가공되는 제2 채널부(56B, 58B)를 또한 각각 선택적으로 포함할 수도 있다. 예를 들어, 채널부(56B, 58B)는 챔버 입구(들)를 향해 하우징의 내부벽[예를 들어, 후방벽(15)의 내부]을 따라 반경방향 외향으로 연장하도록 제공되거나 기계 가공될 수도 있다. 이에 따라, 제2 채널부(56B, 58B)는 회전자가 하우징(12)에 조립될 때 회전자(20)의 밑에(또는 회전자의 아래에 또는 후방에) 위치된다. 채널부(56B, 58B)는 예를 들어, 도 26 및 도 28에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징 내부를 따라 일반적으로 대각 방향으로 그리고 반경방향으로 외향으로 연장할 수도 있다. 제2 채널부(56B, 58B)는 제1 채널부(56A, 58A)에 유동적으로 연결된다. 구체적으로, 제2 채널부(56B, 58B)는 개구(54)와 챔버 채널(56A, 58A)과 각각의 챔버 입구(66, 64)(각각) 사이에 반경방향으로 연장한다. 제2 채널부(56B, 58B)는 챔버 입구(66, 64)(각각)에 윤활제를 흡인하여, 대응 챔버가 팽창하고 회전자(20)가 회전함에 따라 윤활제가 대응 챔버 내로 흡인되도록(진공력을 통해) 설계된다. 윤활제는 회전자(20)의 정점에서 챔버 및 회전자(20)의 단부면에서 유극을 밀봉하는 것을 보조한다.

펌프(10)의 동작 중에, 압축된 윤활제는 경로(60)를 통해 개구(61A)를 거쳐 메인 구동 샤프트(34)로 공급되어, 샤프트를 윤활한다. 구동 샤프트(34)로부터, 이 윤활제는 진공력을 통해, 입구 영역(들)을 향해, 저널 외부로 연결부, 즉 공급 채널부(56, 58) 내로 배수된다. 윤활제는 이어서 펌프 하우징/내부 챔버 내로 진공으로부터 흡인된다. 이에 따라, 입력 윤활제는 구동 샤프트(34)에 대해 축방향으로 그리고 회전자(20)의 후방면에 대해 반경방향으로 그리고 하우징(12) 내로 이동한다.

도 32 내지 도 44에 도시되어 있는 다른 실시예에서, 2 로브형 회전자 디자인은 에피트로코이드 진공 펌프(10A) 내에 구현된다. 명료화 및 간략화의 목적으로, 도면들 전체에 걸쳐 유사한 요소 및 구성 요소는 도 1 내지 도 31을 참조하여 설명된 바와 동일한 또는 유사한 명칭 및 도면 부호를 갖고 표기되어 있다. 따라서, 본 명세서에 완전히 상세히 설명되어 있지는 않지만, 당 기술 분야의 숙련자는 도 32 내지 도 44의 펌프(10A)와 연계된 다양한 특징들이 전술된 이들 특징과 유사하다는 것을 이해해야 한다. 부가적으로, 각각의 개별 도면에 도시되어 있는 특징들은 예시된 실시예에만 제한되도록 의도된 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 즉, 본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 특징들은 이들이 도시되어 있고 그리고/또는 참조하여 설명되어 있는 것들 이외의 실시예와 상호 교환될 수도 있고 그리고/또는 함께 사용될 수도 있다.

이제 도 32 내지 도 44의 예시적인 실시예를 참조하면, 2 로브형 회전자(20A), 하나의 입구(62-1), 및 하우징(12A) 내에 제공된 적어도 하나의 출구를 이용하는 에피트로코이드 진공 펌프(10A)가 도시되어 있다. 단지 예시의 목적으로, 진공 펌프(10A)는 펌프(10A)의 단일 출구를 형성하는 통로에 연결된 2개의 개구(50A1, 50B1)를 갖고 도시되어 있다. 개구(50A1, 50B1)는 배출을 위한 다른 채널 및 더 큰 면적을 제공하여, 출구 포트의 단면적을 효과적으로 증가시키기 위해 서로 인접하여 또는 옆에 위치될 수도 있다. 이는 예를 들어, 배출 중에 저항(들)을 감소시키는 것을 또한 보조할 수도 있다. 이들의 연계된 리드 밸브(51A)를 통한 개구(50A1, 50B1)의 개방 및 폐쇄 타이밍은 이들이 하우징(12A)을 위한 하나의 출구로서 작용하도록 동일하게 구성된다. 다른 실시예에서, 도 45 및 도 46에 도시되어 있는 바와 같이, 단일의 출구(50A1)가 하우징(12A) 내에 제공될 수도 있다. 입구 포트 또는 입구(62-1)는 도시되어 있는 바와 같이, 반경방향으로 위치된 입구일 수도 있다[축선(A)에 대해 반경방향].

단일의 에피트로코이드 작업 챔버가 개시된 진공 펌프(10A)(예를 들어, 도 34 참조)의 하우징(12A)에 구현되고, 챔버 체적을 갖는다. 각각의 회전자 공전에 대해, 각각의 챔버는 2개의 배기 사이클을 실행한다. 이에 따라, 개시된 진공 펌프(10A)에서 펌프 샤프트 회전당 총 배기 용량은, 단일의 챔버 체적×1(하나의 챔버가 존재하기 때문에)×2(회전자 공전당 배기 사이클)/2(샤프트 속도에 대한 회전자 감속)으로서 정의되고; 따라서, 총 배기 용량은 1*단일의 챔버 체적이다.

진공 펌프(10A)에서, 회전자 기어에 대한 가이드 기어의 기어비는 1/2이다.

도 32 내지 도 44의 개시된 진공 펌프는 저널/베어링으로의 주 공급물을 분해하거나 분할하는(베어링에 도달하기 전에) 하우징(12A) 내로 기계 가공된 내부 채널을 갖고, 도 40에 관하여 도시되어 있고 이하에 설명되는 바와 같이, 그 구동 샤프트로부터 하우징(12A)의 챔버(40A) 내로 직접 윤활제(예를 들어, 오일)를 공급하거나 흡인하여, 챔버가 팽창함에 따라 윤활제가 챔버 내로 흡인되거나 끌어당겨지게 되도록 설계된다. 진공 펌프 회전자 속도는 샤프트 속도에 비교할 때 팩터 1/2만큼 감소된다.

당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 회전자 속도, 길이 및 질량은 회전자 팁 상의 부하에 관련된다. 회전자 팁 상의 부하는 마모에 기인하는 펌프 속도에 대한 제한 파라미터이다. 동일한 반경방향 치수에 대해, 본 명세서에 개시된 에피트로코이드 펌프(10A)는 표준 단일 베인 펌프(구동 샤프트에 대한 회전자의 구동비는 1/2임)에 비교할 때 50% 초과만큼 감소된 상대 팁 속도를 제공한다. 게다가, 펌프(10A)의 회전자는 방심에 의해 안내되고, 단지 가동 베인 팁의 질량만이 베인 팁 부하를 생성한다. 이들 2개의 파라미터에 기인하여, 구동 샤프트의 속도는 통상의 베인 펌프에 비교하여 50% 초과만큼 증가될 수 있다. 이와 같이, 개시된 펌프(10A)는 가솔린 엔진용 섬프 진공 펌프로부터 고속 용례까지, 다수의 용례를 제안하는 기회를 제공한다.

도 32 및 도 33은 본 개시내용의 실시예에 따른, 에피트로코이드 진공 펌프(10A)의 정면 및 후면을 도시하고 있다. 진공 펌프(10A)는 "습식" 진공 펌프, 즉 압축을 위해 공기를 흡입하고 또한 소량의 윤활제 또는 오일을 그 하우징(12A) 내로 수용/흡입하는 펌프, 또는 건식 진공 펌프인데, 즉 펌프(10)는 하우징(12)에 윤활제를 추가하지 않고 운전될 수도 있다. 단지 예시의 목적으로, 펌프(10A)는 윤활제를 사용하는 것으로서 설명된다. 윤활제는 다양한 목적으로, 예를 들어 그 내에서 회전될 때 그 회전자(20A)의 정점/팁에서 진공 챔버를 밀봉하기 위해, 공급 채널(56A)(도 40 참조)을 거쳐 하우징(12A)에 추가되는데, 이는 이하에 더 상세히 설명된다.

도 34 및 도 39에 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(12A)은 주위벽(42A)에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 챔버(40A)를 포함한다. 일 실시예에서, 내부 공간은 원형 또는 실질적으로 난형으로 보인다. 그러나, 이는 에피트로코이드식으로 발생된 형상이다. 원에 대한 외관의 근사성은 에피트로코이드를 플롯팅하는 롤링 원 상의 편심 점과 더 작은 롤링 원의 중심 사이의 거리에 기인한다. 더 독특한 형상이 그 거리가 증가함에 따라 발생될 수 있다. 주위벽(42A)은 전방벽 또는 커버(14A) 및 후방벽(15A)이 그 양측에 위치한다. 커버(14A)의 개구와 정렬을 위한 다수의 개구(16A)를 그 위에 포함하는 플랜지부가 하우징(12A) 상에 제공될 수도 있다. 커버(14A)의 개구와 하우징(12A)의 정렬은 커버(14A)를 주위벽(42A)에 고정하기 위한 체결구(18)(예를 들어, 도 32 및 도 39에 도시되어 있는 바와 같이, 볼트)의 삽입을 허용하여, 따라서 하우징(12A) 내에 부분[예를 들어, 회전자(20A)]을 에워싸고 그 내부에 진공 챔버를 형성한다. 하나 이상의 인레이된 밀봉부(28A)가 플랜지/커버(14A)의 에지를 따라 제공되어 하우징(12A)과 커버(14A)를 밀봉하는 것을 보조할 수도 있다. 고정구 밀봉부(45)(도 38 및 도 39 참조)와 같은 다른 밀봉부가 하우징(12A)의 외부에 제공될 수도 있다. 핀(19) 및/또는 다른 체결구(18A)는 마찬가지로 하우징의 부분 내의 지정된 개구를 통한 삽입을 위해 제공되고, 구조체(예를 들어, 차량)에 또는 내에 펌프(10)를 고정하는 데 사용될 수도 있다.

하우징(12A)의 내부 공간의 형상은 회전자(20A)의 회전 이동을 위한 에피트로코이드 공간을 제공한다. 회전자(20A)는 챔버(40A)(도 34 참조)의 내부 공간 내에 회전 가능하게 수용되고, 에피트로코이드 내부 공간의 형상과 공액인 다수의 에지를 갖고 성형된다[즉, 회전자의 에지 또는 로브는 에피트로코이드 형태/벽을 향해 이동하고 회전자 팁 또는 코너(예를 들어, 밀봉부(31))는 에피트로코이드 형태/벽에 접촉하여 이들을 따라 활주함]. 하우징(12A)의 챔버(40A)는 주위벽(42A)을 따라 하우징(12A) 내에서 회전하고 궤도 공전함에 따라 회전자(20)에 의해 크기가 변경되는 단일의 작업 챔버이다. 회전 중에, 회전자(20A)의 각각의 측면은, 벽(42A)에 완전히 접촉하지 않고(예를 들어, 제조 유극에 기인하여), 하우징의 벽(42A)에 더 가까워지고 이어서 그로부터 이격된다. 실시예에서, 하나의 측면은 벽(42A)에 실질적으로 접촉할 수도 있고, 반면에 다른 측면은 펌프의 작업 챔버로 개방된다. 회전자(20A)의 코너 또는 정점은 회전자(20A)의 회전 중에 활주 접촉 방식으로[예를 들어, 밀봉부(31)를 거쳐] 벽(42A)을 따라 안내된다. 본 명세서의 예시적인 예시된 실시예에서, [내부 인벨로프 디자인을 갖는 예시된 2 로브형 회전자(20A)를 사용하는 결과로서] 챔버(40A) 내에 단일의 작업 챔버가 형성되어 있다. 챔버는 하우징(12A) 내에 제공된 챔버 입구(62-1) 및 챔버 출구[개구(50A1, 50B1)에 의해 형성됨]를 사용하여 공기를 입력(또는 흡입) 및 출력(또는 배출 또는 축출)하도록 설계된다. 회전 사이클에 관한 추가의 상세는 도 41 내지 도 44를 참조하여 이하에 설명된다.

회전자(20A)의 본체는 실시예에 따라, 그 외부벽 또는 에지를 형성하는 볼록형 굴곡형 플랭크(예를 들어, 도 39 참조)를 갖는 2개의 측면을 갖는 에그와 유사한 실질적으로 난형 형상을 가질 수도 있다. 회전자(20A)의 로브, 즉 그 외부벽의 형상 및/또는 디자인은, 예를 들어 굴곡된 에지(볼록형 또는 오목형 구성), 실질적으로 직선형 에지, 또는 만곡형 에지를 포함할 수도 있다. 하우징(12A)(그 내부 공간을 형성하는) 내의 주위벽(42A)의 형상 및/또는 디자인은 난형 또는 만곡형일 수도 있다. 일 실시예에서, 회전자(20A) 및 그 로브/외부 에지의 형상 및/또는 디자인은 하우징(12A)의 주위벽(42A)에 의해 형성된 내부 공간의 형상에 의존할 수도 있다.

회전자(20A)의 회전은 축선(A)을 중심으로 편심되게 수행되고, 회전자(20A)에 일체화된 내치 가이드 개구(22A) 또는 부분, 외치 가이드 스프로켓(26-1), 및 구동 샤프트(34-1)에 의해 구현된다. 도 39는 진공 펌프(10A) 내에서 사용될 수도 있는 회전자(20A), 가이드 스프로켓(26-1), 및 샤프트(34A)의 조립체를 지시하고 있는 분해도를 도시하고 있다. 회전자(20A)는 다수의 재료(예를 들어, 강, 소결, 분말 금속, 플라스틱 등)로부터 형성되고 임의의 수의 방식으로 제조될 수도 있고, 한정되어서는 안된다.

예를 들어, 회전자(20A)의 본체는 그 내에 가이드 스프로켓(26-1)의 수용을 위해 내치가 형성되어 있는 개구(22A)를 그 중심에 가질 수도 있다. 중앙 개구(22A)는 그 내부에 복수의 반경방향으로 연장하는 암형 치형부(24A)에 의해 형성될 수도 있다. 가이드 스프로켓(26-1)은 중앙 개구(22A) 내에 수용된다. 가이드 스프로켓(26-1)은 개구(22A)와 맞물리고 그 이동을 안내하는[회전자(20A)가 구동 샤프트(34-1)에 의해 회전될 때] 복수의 반경방향으로 연장하는 수형 치형부(30-1)(도 38 및 도 39 참조)를 그 외부에 가질 수도 있다. 가이드 스프로켓(26-1)은 커버(14A)의 이면 또는 저부에 적소에 고정되도록 설계된다. 가이드 스프로켓은 커버(14A) 내에서 대응 부분 또는 수용 영역(14a2) 내로 압입 끼워맞춤될 수 있는 치형부(30-1)로부터 전방으로 연장하는 샤프트 연장부(26A1)를 가질 수도 있다(도 35 및 도 38 참조). 연장부(26A1)는 커버의 영역 내의 적절한 정렬 및 위치설정을 위한 구동부 형상(예를 들어, 그 위의 편평한 부분)을 가져, 가이드 스프로켓(26-1)이 적소에 회전 고정되게 한다. 이는 구동 샤프트(34-1)에 의해 구동될 때 회전자(20A)의 정확한 이동을 보장한다. 즉, 회전자(20A)는 고정 가이드 스프로켓(26-1) 주위에서 이동한다. 특히, 회전자(20A)는 가이드 스프로켓(26-1)의 치형부(30-1)와 연동하여 맞물리는 개구(22A) 상의 치형부를 거쳐 고정 가이드 스프로켓(26-1) 주위에서 안내된다.

회전자(20A)는 하우징(12A)의 주위벽(42A)의 주연부에 대해 회전자(20A)를 밀봉하고 활주식으로 안내하기 위해 그 팁, 정점, 또는 그 본체의 코너의 각각에 제공된 압축 밀봉부(31)를 선택적으로 가질 수도 있다. 압축 밀봉부(31)는 예를 들어, 팁 또는 정점에 제공된 개구 내에 수용될 수도 있다(예를 들어, 도 39 참조). 압축 밀봉부(31)는 하나 이상의 단편을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 스프링 또는 스프링형 재료가 밀봉부(31)와 함께 개구 내에 제공될 수도 있어, 밀봉부(31)에 그리고 회전자(20A)의 팁에 반경방향 외향력을 제공한다. 예를 들어, 도 38 및 도 39에 도시되어 있는 바와 같이, 웨이브 스프링(33)이 정점에서 밀봉부(31)와 함께 제공될 수도 있다. 다른 실시예에서, 편평 스프링 또는 판 스프링이 밀봉부(31)와 함께 사용되고 회전자(20A)의 정점에 제공될 수도 있다.

구동 샤프트(34-1)는 축선(A)을 중심으로 구동기(예를 들어, 모터)에 의해 회전된다. 구동기는 하우징(12A)(도 33 참조)의 후면에서 개구(54A)를 통해 구동 샤프트(34-1)에 연결되고, 커넥터 또는 밀봉부를 사용하여 고정될 수도 있다. 구동 샤프트(34-1)는 도 38에 도시되어 있는 바와 같이, 커버(14A)를 향해 회전자(20A)를 통해 연장하도록 설계된다. 구동 샤프트(34-1)의 단부는 예를 들어, 가이드 스프로켓(26-1)의 구멍(32-1) 내에 수용되고, 부싱(26B)에 의해 그 내에서 회전으로부터 고정된다. 하우징(12A)의 챔버(40a) 내에서 축선(A)에 대한 회전자(20A)의 편심 이동을 구현하기 위해, 편심 회전 베어링(36A)이 제공된다. 실시예에서, 스페이서(49)(도 39 참조)가 예를 들어, 부품들[즉, 구동 샤프트(34-1), 베어링(36A), 회전자(20A)의 함께 압입 끼워맞춤 중에, 편심 베어링(36A)을 축방향으로 위치설정하기 위해 제공된다. 스페이서(49)는 편심 베어링(36A)의 크기 및 중량을 감소시켜 이에 의해 베어링(36A)의 균형을 향상시킨다.

그를 통해 구동 샤프트(34-1)를 수용하는 것에 추가하여, 회전자(20A)의 본체 내의 개구(22A)는 편심 회전 베어링(36A)의 수용을 위해 설계된다. 편심 회전 베어링(36A)은 그를 통한 구동 샤프트(34-1)의 위치설정을 위한 그 자신의 수용 개구(38A)를 가질 수도 있다. 구동 샤프트(34-1)를 베어링(36A)과 연결하기 위해, 구동 샤프트는 수용 개구(38A) 내에 압입 끼워맞춤될 수도 있다(도 38 참조). 편심 회전 베어링(36A)은, 구동됨에 따라 축선(A)에 대한 회전자(20A)의 편심 회전을 제공하면서, 구동 샤프트(34-1)에 대해 회전자(20A)를 회전 가능하게 고정한다. 개구(22A)의 직경(d3)(도 39 참조)은 예를 들어, 안정한 회전을 위해 충분한 유극을 갖고 밀접 관계로 그 내에 편심 회전 베어링(36A)을 수용하도록 크기 설정된다. 이에 따라, 회전자(20)의 본체 내의 직경(d3)과 편심 회전 베어링(36A)의 직경(D1)은 실질적으로 유사할 수도 있다.

도 39는 도 13, 도 15, 및 도 16에 도시되어 있는 바와 같은 펌프(10)를 참조하여 전술된 바와 같이, 구동 샤프트(34-1)가 회전자(20A)와 조립을 위한 단차형 구성[연속적으로 증가하는 직경(D2, D3, D4)을 각각 갖는, 제1 샤프트부 또는 단부(34A), 제2 샤프트부(34B), 및 제3 샤프트부(34C)(34A의 대향 단부)]를 포함할 수도 있는 것을 또한 도시하고 있다.

이에 따라, 도 38 및 도 39에 대체적으로 도시되어 있는 바와 같은 부분의 조립체는, 그를 통한 구동 샤프트(34-1)와 함께, 펌프(10)의 사용 중에 하우징(12A)의 챔버(40A) 내에 회전자(20A)의 편심 회전을 제공한다. 이러한 회전 중에, 작업 챔버(40A)는 펌프(10A)로부터 공기를 흡입하고, 압축하고, 압축된 공기를 배기하도록 설계된다.

전술된 진공 입구(62-1)(예를 들어, 도 33 및 도 37 참조)는 하우징(12A) 내로 공기를 입력하기 위해 제공된다. 진공 입구(62-1)는 하우징(12A)의 측면을 통해 반경방향으로 연장하고[챔버(40) 내로] 하우징(12)의 측면에 제공된 개구를 통해 공기를 수용하는(진공을 통해 끌어당겨짐) 입력 통로를 포함한다. 공기가 통로를 통해 그리고 적어도 하나의 반경방향 입구 포트(46A)를 통해 전달되고 흡인된다(예를 들어, 도 35, 도 37 및 도 39 참조). 축방향 입구 포트(46A)가 챔버(40A)의 내부에 유동적으로 연결된다. 입구(62-1) 및 그 포트(46A)는 회전자(20A)의 위치에 따라, 음압(진공) 하에서 반경방향으로 공기를 선택적으로 흡인하고 전달한다.

1회의 회전자 공전 중에, 작업 챔버(40A)에 대해 2개의 배기 사이클이 완료된다. 펌프(10A)의 예시된 실시예에서, 챔버는 최소 하나의 입구 통로/채널 및 하나의 출구 통로/채널을 구비할 필요가 있다. 예시적인 예시된 실시예에서 개구(50A1, 50B1)에 의해 형성된 2개의 통로에 의해 형성된 단일의 출구는, 회전자(20A)가 정상 또는 전방 회전 하에서 회전될 때, 양압 하에서 챔버(40A)로부터 공기를 출력하거나 축출한다. 출구 통로(또는 채널) 및 개구는 실시예에 따라, 축선(A)에 대해 반경방향으로 연장한다. 도 37에 도시되어 있는 바와 같이, 출구의 개구(50A1, 50B1)는 주위벽(42A)을 통해 제공될 수도 있다. 출구는, 단면적이 제한 없이 충분한 유동을 허용하는 방식으로 설계된다[예를 들어, 각각의 출구의 통로는 하우징(12A)의 주위벽(42A) 상에 위치된 더 작은 포트로부터 확장될 수도 있음]. 출구의 크기는 펌프 변위 및 배기 속도에 기초하여 결정될 수도 있다. 출구의 반경방향 위치설정은, 챔버 체적이 회전자(20A)의 회전 중에 최소일 때 내부 하우징으로부터 챔버 외부로 공기가 유동하게 한다[예를 들어, 회전자(20A)가 도 44에 도시되어 있는 바와 같이 위치될 때, 이는 여전히 출구(52A)에 연결되어 있음].

실시예에 따르면, 통로의 출구 개구(50A1, 50B1)는 리드 밸브(51)를 각각 구비할 수도 있다. 도 32 및 도 35에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 리드 밸브(51)가 각각의 개구(50A1, 50B1) 상에 제공될 수도 있다.

전술된 바와 같이, 2개의 통로 및 개구가 도시되어 있지만, 실시예에 따르면, 단일의 통로, 출구, 및 리드 밸브(51)가 하우징(12A)에 제공될 수도 있다.

출구는 예시된 실시예에서 반경방향으로 위치되어 있지만, 일 실시예에서, 출구는 축방향으로 위치될 수도 있다. 여전히, 반경방향에서 출구의 위치설정은 주조 중에 더 용이할 수도 있고, 또한 리드 밸브(51)의 사용 및 더 용이한 위치설정을 허용한다.

도 41 내지 도 44는 2-로브 회전자(20A)가 진공 펌프(10A)의 하우징(12A) 내에서 단일(반시계방향) 공전을 수행할 때 사이클의 단계를 표현하고 있는 개략도이다. 회전자(20A)는 반시계방향 방식으로 축선(A)을 중심으로 편심되게 회전된다. 각각의 회전자 회전에 대해, 챔버(40A)에 대해 2개의 배기 사이클이 완료되어 있다. 회전자는 단지 1/2 회전을 완료하였기 때문에 단지 하나의 배기 사이클만이 도 41 내지 도 44에 도시되어 있다. 중심(A)은 구동 샤프트(34-1)의 중심인데, 이는 또한 가이드 기어[가이드 스프로켓(26-1)]의 중심과 동일하다. 중심(B)은 회전자(20A)의 중심이다. 이 도면은 일반적으로 주위벽(42A) 주위 및 그를 따른 회전자(20A)의 회전 중에 펌프(10A) 및 진공 챔버(40A)의 동작을 도시하도록 의도되어 있다. 도 41 내지 도 44에 도시되어 있는 바와 같은 챔버 입구 및 출구의 위치설정은 단지 설명의 목적이고 구조적으로 제한하도록 의도된 것은 아니다.

회전자(20A)가 도 41에 도시되어 있는 바와 같은 제1 위치, 또는 상사점에 있을 때, 입구(IN)(예를 들어, 62-1, 46A) 및 출구(OUT)(예를 들어, 50A1)는 회전자(20A) 측면들의 실질적인 맞물림 및 챔버 내의 주위벽(42A)과 그 팁의 접촉[예를 들어, 밀봉부(31)를 통한]에 의해 폐쇄되거나 밀봉된다. 챔버(40A)는 최대 체적을 갖는다. 도 42에 표현되어 있는 제2 위치로 구동될 때, 회전자(20A)는 입구(IN) 및 출구(OUT)를 개방한다. 공기가 출구(OUT)를 통해 배출되고(E1) 입구(IN)(A1)를 통해 끌어당겨진다. 도 43은 최대 유동 및 감소된 챔버 체적에 대해 회전자(20A)의 제3 위치를 도시하고 있고, 여기서 챔버는 출구(OUT)를 통해 공기를 계속 배출하고 챔버 입구(IN)를 통한 흡입(A1)을 통해 공기를 계속 수용한다. 회전자(20A)가 도 44에 표현되어 있는 그 제4 위치로 하사점을 향해 이동할 때, 챔버는 챔버 입구(IN)로부터 A1 내로 공기를 계속 흡인하면서, 출구(OUT)를 통해 공기를 계속 배출하여 챔버를 완전히 배기한다.

도 32 내지 도 44의 예시된 실시예에서 회전자(20A)와 고정 가이드 스프로켓(26-1) 사이의 기어비는 1/2이고, 회전자(20)와 구동 샤프트 사이의 구동비는 또한 1/2이다. 2개의 중심 사이의 차이는 펌프 편심도에 의해 규정된다. 이 구동비, 및 중심(B)(즉, 회전자의 중심)에 대한 중심(A)(즉, 구동 샤프트의 중심)의 편심도는 가이드 스프로켓(26-1) 주위의 그리고 에피트로코이드 하우징(12A) 내의 회전자(20A)의 편심 이동을 야기한다. 이에 따라, 구동 샤프트 회전에서 매 360°(도) 회전마다, 회전자(20A)는 180°(도) 회전한다.

챔버 입구(IN 또는 62-1)는 다수의 방식으로 전달을 위해 입력 공기를 수용할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 공기는 음압을 통해 반경방향 입구 포트(46A)를 통해 그리고 챔버(40A) 내로 직접 통로(62)를 통해 입구(62-1) 내로 끌어당겨질 수도 있다. 입구(62-1)의 채널 또는 통로는, 일 실시예에 따르면, 출구의 통로를 실질적으로 가로지르거나 또는 대향하도록 하우징(12A)의 벽의 측면 내로 기계 가공될 수도 있다. 펌프(10A)의 챔버 입구 및 출구는 임의의 수의 방식으로 위치설정될 수도 있다. 도면들에 도시되어 있는 바와 같은 하우징(12A)으로의 공기의 입력을 설정하기 위한 구성은 예시적이고 한정이 되도록 의도된 것은 아니다.

회전자(20A)의 회전 중에 하우징(12A) 내로 공기를 흡인하는 것[통로 및 입구(62-1)를 통해]에 추가하여, 진공 펌프(10A)는 윤활제(예를 들어, 오일)를 유체 입구(60A1)를 통해 구동 샤프트(34-1)로 공급 또는 흡인하여 유체 베어링을 생성하고 펌프의 챔버(40A) 내로 공급 또는 흡인하여 하우징(12A) 내로 오일을 선택적으로 공급하여 회전자(20A)의 정점에서 챔버를 밀봉하도록(즉, "습식" 진공 펌프로서 사용될 때) 설계될 수도 있다. 따라서, 진공 펌프(10A)는 예를 들어, 윤활제(예를 들어, 오일)를 하우징(12A) 내로 흡인하고 상기 윤활제를 양 구동 샤프트로 그리고 하우징[챔버(40A)]의 내부 공간 내로 전달하기 위한, 도 40에 도시되어 있는 유체 입구 경로(60-1) 및 윤활제 공급 채널(56A1)을 더 포함할 수도 있다. 유체 입구 경로(60-1)로의 유체 입구 개구(60A1)(도 33 및 도 40 참조)가 예를 들어, 하우징(12A)의 후방벽(15A)에 제공될 수도 있다. 도 46의 실시예는 하나의 출구(50A1)를 갖는 펌프 내에 이 유형의 입구 개구(60A1) 및 입구 경로(60-1)를 사용하는 예를 또한 도시하고 있다. 유체 입구 경로(60-1)는, 내부 공간 내에 발생된 압력차를 받게 되기 때문에, 개구(60A1)로부터 개구(61A1)를 통해 구동 샤프트(34-1)를 위한 개구(54A)로 윤활제를 흡인하도록 구성되고, 따라서 본 명세서에서 "구동 샤프트 채널(60-1)"이라 또한 칭한다. 이에 따라, 윤활제는 개구(60A1) 내로, 채널(60-1)의 입구 경로를 통해 그리고 개구(61A1)(도 40 참조)를 통해 그리고 그로부터 그리고 따라서 구동 샤프트(34-1) 주위로 전달될 수도 있어 구동 샤프트(34-1)가 축선(A)을 중심으로 회전함에 따라 유체 베어링을 생성한다.

도 40에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 구동 샤프트 채널(60-1)의 유체 입구 경로는, 즉 회전자(20A)의 아래 또는 후방에 위치되어 있는 후방벽(15A)을 통해 구동 샤프트(34-1)를 위한 개구(54A)로 연장하는 채널 또는 터널일 수도 있다. 이는 그 윤활을 위해 구동 샤프트(34-1)를 위한 개구(54A)에 윤활제를 인도한다. 일 실시예에서, 도 40에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 구동 샤프트 채널(60-1)은 구동 샤프트(34-1)에 윤활제를 흡인하기 위해 하우징의 벽[예를 들어, 후방벽(15A)]을 통해 반경방향으로 연장한다.

윤활제 공급 채널, 또는 챔버 채널(56A1)은 또한 입구(60A) 및 채널(60-1)의 입구 경로로부터 압축된 윤활유를 끌어당긴다. 즉, 챔버(40A)의 내부 공간 내에 발생된 압력차(음압 하에서)는 압축된 윤활제를 유체 입구(60A1) 및 채널(56A1) 내로, 그리고 하우징 내로 흡인한다. 공급 또는 챔버 채널(56A1)은 또한 후방벽(15A) 내에 기계 가공된다. 챔버 채널(56A1)은 펌프가 조립될 때 회전자(20A) 밑에(또는 아래에 또는 후방에) 위치된다. 챔버 채널(56A1)의 경로는 실시예에 따르면, 챔버(40A)의 내부 공간 내로 윤활제를 흡인하기 위해, 하우징(12A)의 벽[예를 들어, 후방벽(15A)]을 통해 구동 샤프트(34-1)(도 40 참조)에 인접하여 축방향으로 연장한다. 따라서, 윤활제는 챔버의 내부 공간을 향해 뿐만 아니라 또한 구동 샤프트(34-1) 주위로 흡인되어 그 주위에 유체 베어링을 생성한다.

일 실시예에서, 챔버 채널(56A1)은 축방향으로 위치되어 있고, 반면에 구동 샤프트 채널(60-1)은 하우징 내에 반경방향으로 연장한다.

실시예에서, 도 40(및 또한 도 46)에 도시되어 있는 접속부(65)는 구동 샤프트 채널(60-1)과 챔버 채널(56A1)을 직접 연결하도록 하우징(12) 내에 제공된다. 구동 샤프트 채널(60-1)은 유체 입구(60A1)로부터 구동 샤프트(34-1)를 수용하는 개구(54A)에 연결된 개구(61A1)로 연장하도록 하우징(12) 내에 형성되고, 챔버 채널(56A1)은 접속부(65)로부터 챔버(40A)의 내부 공간(에 있는 개구)으로 연장하도록 하우징 내에 형성된다. 이에 따라, 유체 입구(60A1)는 채널(60-1)과 접속부(65)에 윤활제를 전달하여 따라서 구동 샤프트(34-1)를 위한 개구(54A)와 챔버(40A)를 위한 챔버 채널(56A1) 모두에 윤활제를 공급하는 데 사용될 수도 있다.

실시예에서, 윤활제 공급 노즐(75)(도 34 및 도 36 참조)이 후방벽(15A)의 내부에 선택적으로 제공된다. 윤활제 공급 노즐(75)은 하우징 내로[예를 들어, 후방벽(15A)의 내부에] 기계 가공되고 챔버 채널(56A1)에 유동적으로 연결된 선택적인 제2 채널부(56B1)에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 채널부(56B1)는 챔버 입구를 향해 하우징의 내부벽을 따라 반경방향 외향으로 연장하도록 제공되거나 기계 가공될 수도 있다. 채널부(56B1)는 챔버 채널(56A1)을 위한 개구로부터 반경방향으로 연장할 수도 있다. 이와 같이, 채널부(56B1) 및 노즐(75)은 회전자가 하우징(12A)에 조립될 때 회전자(20A)의 밑에[또는 회전자(20A)의 아래에 또는 후방에] 위치될 수도 있다. 실시예에서, 노즐(75)은 제공될 필요가 없고, 단지 채널부(56B1)만이 제공된다. 노즐(75)을 갖거나 갖지 않고, 채널부(56B1)는 챔버(40A) 내로 윤활제를 흡인하여, 작업 챔버가 팽창하고 회전자(20A)가 회전함에 따라 윤활제가 작업 챔버 내로 흡인되도록(진공력을 통해) 설계될 수도 있다. 윤활제는 회전자(20A)의 정점에서 챔버 및 회전자(20)의 단부면에서 유극을 밀봉하는 것을 보조한다.

이에 따라, 펌프(10A)의 동작 중에, 윤활제는 개구(60A1)로부터 구동 샤프트 채널(60-1)의 경로 내로 그리고 따라서 구동 샤프트(34-1) 주위로 전달될 수도 있어 구동 샤프트(34)가 축선(A)을 중심으로 회전함에 따라 유체 베어링을 생성한다. 동시에, 윤활제는 챔버(40A)의 내부 공간을 윤활하고, 주위벽(42A) 둘레의 회전자(20A)의 이동을 보조하고, 회전자(20A)의 정점에서 챔버를 밀봉하기 위해, 채널(60-1)의 경로로부터, 접속부(65)를 통해, 흡인 하에서 공급 또는 챔버 채널(56A1) 내로, 선택적으로 채널부(56B1) 및 노즐(75)을 통해 끌어당겨질 수도 있다. 이와 같이, 입력 윤활제는 구동 샤프트(34-1)에 대해 반경방향으로 그리고 회전자(20A)의 후방면에 대해 축방향으로 그리고 하우징(12A) 내로 이동한다.

실시예에 따르면, 규정된 노즐을 구비한 개별 윤활제/오일 공급 채널(도시 생략)이 또한 펌프(10) 상에 제공될 수도 있다. 이러한 부가의 채널은 예를 들어, 요구된 또는 원하는 양이 있는지 여부에 따라 윤활제를 추가하기 위해 윤활제의 조정을 가능하게 할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 진공 펌프는 음압 하에서 또는 압력차의 결과로서 하우징(12)의 내부의 챔버(들)에 공기 및 윤활제를 흡인하기 위해 에피트로코이드 디자인의 이익을 이용하도록 설계된다.

본 개시내용에서 용어 "음압" 또는 "진공"의 사용은 공간들, 예를 들어 그 환경에 비교할 때 하우징의 내부 공간 사이의 압력차를 칭하고, 압력 또는 진공을 인가하는 작용에 반드시 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 실시예 중 임의의 실시예에서 입구를 통해 하우징 내로 음압 하에서 공기를 흡인하는 것은 예를 들어, 주위 환경에 비교할 때, 회전자의 이동 및 작업 챔버(들) 내의 압력으로부터 발생하는 하우징 내의 압력의 차이에 기초하는 하우징 내로의 공기의 흡입을 칭할 수도 있다.

부가적으로, 회전자[예를 들어, 회전자(20) 또는 회전자(20A)]의 로브/에지/측면을 통한 입구, 출구, 개구 등을 폐쇄하거나 밀봉하는 것의 언급은 회전자의 에지 또는 측면이 하우징 벽에 완전히 접촉하거나 상기 입구, 출구, 또는 개구를 완전히 폐쇄하거나 완전히 커버하는 것으로서 정의되는 것에 한정되어서는 안된다는 것이 당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되어야 한다. 오히려, 하우징의 벽을 향한 회전자의 이동은 유극 또는 공차(예를 들어, 하우징의 벽과 회전자 측면 사이의, 대략 10 미크론 내지 대략 100 미크론의 유극, 양 경계값 포함)를 남겨두면서, 하우징의 입구, 출구, 또는 개구를 실질적으로 폐쇄할 수도 있다. 동시에, 회전자의 팁/정점 또는 밀봉부(31)는 하우징 벽과 접촉하여, 이에 의해 당 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 입구, 출구, 또는 개구를 제한하거나 밀봉한다.

몇몇 실시예에서, 윤활제는 개별의 별개의 입구의 사용 없이 하우징 및 내부 채널에 전달될 수 있다. 내부 채널은 실시예에서, 회전자에 영향을 미칠 수도 있는 누설점을 감소시키기 위해 크기 설정되고 위치설정될 수도 있다.

또한, 진공/공기 입구 및 출구의 수는 진공 펌프 내에 구현된 에피트로코이드 디자인에 기초하여 조정될 수도 있다. 예를 들어, 도시되어 있는 바와 같이, 3 로브 회전자의 경우에, 2개의 입구 및 2개의 출구가 펌프 하우징 내에 제공될 수도 있다. 2 로브 회전자에 대해, 하나의 입구 및 하나의 출구가 펌프 하우징 내에 제공될 수도 있다. 4 로브 회전자 디자인은 예를 들어, 펌프 하우징 내에 3개의 입구 및 3개의 출구를 구현할 수도 있다.

본 발명의 실시예 및 임의의 변형예가 엔진, 특히 자동차, 트럭 등을 위한 것과 같은, 차량 엔진에 적용될 수도 있다. 다른 용례가 또한 가능하다. 엔진 맥락에서, 윤활제를 흡인하기 위한 단일의 입구는 엔진의 오일 갤러리 또는 오일 펌프의 출구로의 용이한 연결을 허용한다. 몇몇 실시예에서, 진공 펌프는 동일한 동력 전달 장치(예를 들어, 벨트에 의해 구동되는 풀리 또는 스프로켓 또는 엔진에 의해 구동되는 체인)에 의해 각각 구동되는 종렬 유닛으로서 오일 펌프와 함께 패키징될 수도 있다. 예를 들어, 도 47은 오일 펌프(100)에 직접 종렬로 진공 펌프 - 예를 들어, 도 1 내지 도 31에 도시되어 있는 바와 같은 진공 펌프(10) - 를 연결하는 본 개시내용에 따른 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 이들은 예를 들어, 진공 펌프(10)의 하우징(12) 상의 정렬 개구를 통해 오일 펌프의 하우징 상의 대응 개구와 연결되고, 볼트를 사용하여 고정될 수도 있다. 도 47에 도시되어 있는 바와 같이, 매니폴드가 오일 펌프 출구(102), 엔진 갤러리로부터 오일 피드백을 위한 포트 또는 개구(104), 및 진공 펌프 입구(106)를 포함하는 연결된 펌프의 상부에 제공될 수도 있다. 화살표는 매니폴드 및 연결된 펌프에 관한 유체(공기 또는 윤활제 또는 오일) 이동을 지시한다. 오일 펌프(100)로부터 압축된 윤활제 또는 오일은 그 하우징 내의 출구로부터 출구(102)를 통해 윤활을 위한 디바이스(예를 들어, 변속기 또는 엔진)로 유도될 수도 있다. 엔진 갤러리로부터 압축된 윤활제 또는 오일은 피드백 개구(104) 내로 공급될 수도 있어, 윤활제가 압력차를 통해, 진공 펌프(10) 내로, 예를 들어 그 개구(61A), 입구(60A), 및 채널(60, 56, 58) 내로 흡인될 수도 있게 된다. 진공 펌프 입구(106)는 진공 펌프(10)(하우징 내로 공기를 흡인하기 위한)의 챔버 입구(들)(64, 66)에 유동적으로 연결된다. 오일 펌프 및 진공 펌프가 동일한 입력에 의해 함께 구동되는 에피트로코이드 디자인을 사용하는 것은 오일 펌프가 고속으로 구동되게 하고, 반면에 진공 펌프 내의 회전자는 그 에피트로코이드 디자인 팩터만큼 기어 감속된다(예를 들어, 회전자 속도는 2 로브 디자인에 대해 구동 속도로부터 50%만큼 감소되거나, 또는 3 로브 디자인에 대해 구동 속도로부터 66%만큼 감소됨). 오일 펌프 및 진공 펌프는 공통 구동 샤프트를 공유하거나, 또는 이들의 입력이 동일한 회전 입력을 공유하게 하도록 간단히 연결될 수도 있다. 구동비의 차이는 이들 자신의 내부 디자인에 의해 각각 관리되는 양 펌프의 구동비를 갖는 적절한 설치를 가능하게 한다. 몇몇 실시예에서, 진공 펌프를 위한 윤활제 입력은 그 고압측에서 오일 펌프의 출구에 직접 연결될 수도 있어 진공 펌프 윤활제 입력과 엔진 갤러리 사이의 개별적인 연결을 행할 필요성을 회피한다.

본 개시내용의 원리가 전술된 예시적인 실시예에서 명백하게 되었지만, 다양한 수정이 본 개시내용의 원리에 사용된 구조, 배열, 비율, 요소, 재료, 및 구성 요소에 이루어질 수도 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다.

본 개시내용의 특징들은 완전히 효과적으로 달성된다는 것을 따라서 알 수 있다. 그러나, 상기 바람직한 특정 실시예는 본 개시내용의 기능적 및 구조적 원리를 예시하기 위한 목적으로 도시되고 설명되어 있으며, 이러한 원리로부터 일탈 없이 변경을 받게 된다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 본 개시내용은 이하의 청구범위의 사상 및 범주 내에 포함되는 모든 수정을 포함한다.

Claims

에피트로코이드 진공 펌프로서,
전방벽 및 후방벽이 양측에 위치하는 주위벽에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 챔버를 포함하며, 상기 내부 공간은 에피트로코이드 형상을 갖는, 하우징;
상기 챔버의 내부 공간 내에 회전 가능하게 수용된 회전자로서, 상기 회전자는 상기 내부 공간의 에피트로코이드 형상과 공액(conjugation)인 다수의 에지를 갖고 형성되고 내치 가이드 기어를 포함하는 것인, 회전자;
상기 챔버 내에서 축선을 중심으로 편심되게 상기 회전자를 회전하도록 구성된 구동 샤프트;
상기 구동 샤프트에 의해 구동될 때 상기 회전자의 가이드 기어와 맞물리고 그 이동을 안내하기 위한 외치 가이드 스프로켓;
상기 하우징 내로 음압 하에서 공기를 흡인하기 위한 적어도 하나의 챔버 입구;
상기 하우징으로부터 양압 하에서 공기를 배출하기 위한 적어도 하나의 출구; 및
윤활제를 입력하기 위한 유체 입구로서, 상기 유체 입구는 그 윤활을 위해 상기 구동 샤프트에 윤활제를 인도하기 위한 구동 샤프트 채널 및 상기 하우징 챔버의 내부 공간에 윤활제를 인도하기 위한 챔버 채널 모두에 연통하고, 상기 구동 샤프트 채널 및 상기 챔버 채널은 상기 유체 입구 및 채널을 통해 윤활제를 흡인하기 위해 상기 내부 공간 내에 발생된 압력차를 받게 되는 것인, 유체 입구
를 포함하며, 상기 구동 샤프트 채널 및 상기 챔버 채널은 접속부에서 직접 서로 연결되고, 상기 유체 입구는 상기 구동 샤프트 채널 및 상기 챔버 채널 모두에 윤활제를 공급하기 위해 상기 접속부에 윤활제를 전달하도록 구성되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 챔버 채널은 상기 하우징의 내부벽을 따라 상기 적어도 하나의 챔버 입구로 반경방향 외향으로 연장하는 하나 이상의 채널을 포함하는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제2항에 있어서, 상기 구동 샤프트 채널 및 상기 챔버 채널은 상기 후방벽에 제공되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 구동 샤프트 채널은 상기 구동 샤프트에 윤활제를 흡인하기 위해 상기 하우징의 후방벽을 통해 반경방향으로 연장하는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 챔버 채널은 상기 하우징 챔버의 내부 공간으로 윤활제를 흡인하기 위해 상기 하우징의 후방벽을 통해 축방향으로 연장하는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 구동 샤프트 채널은 상기 유체 입구로부터 상기 구동 샤프트를 수용하는 개구로 연장하도록 상기 하우징 내에 형성되고, 상기 챔버 채널은 상기 접속부로부터 상기 챔버의 내부 공간으로 연장하도록 상기 하우징 내에 형성되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 구동 샤프트 채널은 상기 유체 입구로부터 상기 구동 샤프트를 수용하는 개구로 연장하도록 상기 하우징 내에 형성되고, 상기 챔버 채널은 상기 개구로부터 상기 챔버의 내부 공간으로 연장하도록 상기 하우징 내에 형성되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 가이드 스프로켓은 상기 전방벽에 고정되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 주위벽은 상기 하우징 내에 실질적으로 난형 공간을 형성하고, 상기 회전자는 3개의 만곡형 외부 에지를 갖는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 회전자는 2개의 만곡형 외부 에지를 갖는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서,
상기 하우징 내로 음압 하에서 공기를 흡인하기 위한 제1 챔버 입구 및 제2 챔버 입구, 및
상기 하우징으로부터 양압 하에서 공기를 배출하기 위한 제1 출구 및 제2 출구를 포함하고,
상기 제1 챔버 입구와 상기 제2 챔버 입구는 상기 하우징 내에 제공된 적어도 하나의 입구 채널을 통해 유동적으로 연결되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제11항에 있어서, 상기 챔버 채널은 상기 하우징의 내부벽을 따라 상기 제1 및 제2 챔버 입구로 반경방향 외향으로 연장하는 2개의 채널에 유동적으로 연결되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제11항에 있어서, 공기를 흡입하기 위한 제1 공기 통로 및 제2 공기 통로를 더 포함하고, 상기 제1 공기 통로는 상기 제1 챔버 입구로 공기를 전달하고, 상기 제2 공기 통로는 상기 제2 챔버 입구로 공기를 전달하는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 리드 밸브(reed valve)가 상기 적어도 하나의 출구에 인접하여 상기 하우징 상에 위치되는 것인 에피트로코이드 진공 펌프.
제1항에 있어서, 상기 구동 샤프트와 상기 회전자 사이에 위치되어 이들을 연결하는 편심 회전 베어링을 더 포함하는 에피트로코이드 진공 펌프.
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