KR100476581B1 - 가변 용량 펌프 - Google Patents

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Abstract

가변 용량 펌프는 캠 링, 회전자, 복수 개의 베인, 압력 판 및 후방 본체를 구비한다. 캠 링은 펌프 본체 내에 수용된다. 회전자는 캠 링 내에서 회전한다. 복수 개의 베인은 회전자의 원주에 일정 간격으로 형성된 슬릿에 전후수축가능하게 삽입된다. 압력 판 및 후방 본체는 캠 링과 회전자를 지지한다. 후방 본체의 회전자측의 면상의 흡입 영역에 슬릿의 저부측의 배압도입 구멍을 연결한 원형 홈이 형성된다. 이 홈은 연통로를 통해 파워 스티어링 기어와 탱크(T) 사이의 통로를 연결하여, 파워 스티어링 기어에서 사용된 후의 작동유를 도입한다.

Description

가변 용량 펌프{VARIABLE DISPLACEMENT PUMP}
본 발명은 차량용 파워 스티어링 기어 등의 압력 유체 이용 장치의 압력 공급원으로서 유용한 가변 용량 펌프에 관한 것이다.
베인형 가변 용량 펌프는 일반적으로, 그 내주에 캠 면을 갖는 캠 링, 캠 링 내에서 회전하는 회전자, 회전자의 외주측에 원주방향으로 등간격으로 형성된 슬릿에 전후수축가능하게 삽입된 복수 개의 베인 및 캠 링과 회전자를 양측으로부터 지지하는 2개의 판(또는 판형 펌프 본체)을 구비한다. 각각의 베인은 2개의 인접한 베인 사이에 형성된 펌프실의 용적을 상승 또는 저감시키기 위해 회전자의 회전을 따라 캠 링과 함께 미끄러지므로, 오일이 흡입 또는 배출된다.
이 베인 펌프에서, 각각의 팽창된 슬릿의 내주측 단부와 함께 배압도입 구멍이 설치되므로, 각각의 베인이 회전자의 슬릿 밖으로 밀려 나오며, 캠 링의 내주 캠 면과 확실히 접촉되고, 배압도입 구멍에 대향된 원형 홈이 회전자와 함께 판 접촉면에 형성된다. 펌프로부터 배출된 오일이 이 홈을 통해 배압도입 구멍으로 도입된다.
종래 기술에 따른 베인 펌프는 베인의 기단부(내측의 단부)에 펌프 배출압을 적용하므로, 베인이 밀려 나오며 캠과 확실히 접촉된다. 그러므로, 오일은 베인을 밀어내기에 필요한 양만큼 과도하게 배출되어야 하며, 배출압력이 상승된다면, 저압의 흡입 영역에 위치된 베인은 항상 캠에 대향하여 강하게 가압되어 마찰 손실이 상승되므로, 펌프의 구동 동력은 상승된 배출량 및 마찰 손실에 기인하여 상승하여 연비의 심각한 문제를 이끈다. 또한, 캠 접촉부는 마찰 손실에 기인하여 마모되어 수명 단축의 문제를 이끈다.
종래 기술에 따른 구성에서, 배출 압력은 슬릿의 저부로 도입되므로 베인이 밀려 나오며 캠에 대항하여 가압되며, 이에 의해 배출량이 상승되고, 흡입 영역의 베인이 필요보다 더 강하게 가압되어, 상기의 문제점을 유발한다. 따라서, 배출 영역의 홈으로 펌프 배출 압력을 도입하고, 흡입 영역의 홈에 펌프 흡입 압력을 도입하기 위해 각각 배출 영역과 흡입 영역에 원형 홈이 형성된 가변 용량 펌프가 제안되었다(일본국 특개평 6-200883호 공보 및 특개평 6-241176호 공보).
상기 각 공보에 기재된 가변 용량 펌프의 구성에서, 베인의 선단측를 향하는 펌프실 내의 압력과 거의 동일한 압력이 베인의 기단부에 도입되어, 캠 링에 대향하는 베인의 가압력이 부족하다는 문제를 유발한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 획득되었으며, 본 발명의 목적은 캠 링에 대향하여 베인의 가압력을 저감시키기 않고 펌프 배출 유량을 효과적으로 이용하여 낮은 미끄럼 저항으로 구동 동력을 저감시킬 수 있는 가변 용량 펌프를 제공하는 것이다.
베인 펌프에서, 베인의 기단부에 선단측보다 더 높은 압력이 적용되므로, 베인의 상부 단면이 캠 링의 내주면에 대항하여 항상 가압될 수 있다. 한편, 오일의 배출이 시작되지 않는 시동시에는, 베인의 기단부에 적용될 압력이 얻어질 수 없다. 이 때, 베인은 회전하는 회전자의 원심력에 기인하여 단순히 돌출되며, 베인의 선단이 캠 링의 내면과 접촉하고 있지 않으며, 베인이 불충분하게 돌출되기 때문에, 가변 용량 펌프가 어떤식으로는 방출을 시작할 수 없는 문제를 유발한다.
다른 발명이 이 문제를 해결하여 획득되었으며, 가변 용량 펌프의 작동개시 시에 가능한한 신속하게 캠 링에 대향하여 베인을 가압하여 신속하게 오일을 배출하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따라, 펌프 본체 내에 수용된 캠 링, 캠 링 내에서 회전하며, 그 외주에 원주방향으로 근접하게 일정 간격으로 슬릿이 형성된 회전자, 슬릿 내에 전후수축가능하게 삽입된 복수 개의 베인, 및 캠 링과 회전자를 양측으로부터 지지하는 2개의 판을 구비하는 가변 용량 펌프가 제공된다. 판 중 적어도 하나가 일측의 회전자측의 면상에, 슬릿의 저부측을 연통하는 원형 홈이 형성된다. 원형 홈 내에 압력 유체를 도입하여 베인을 밀어 낸다. 원형 홈이 흡입 영역의 홈과 배출 영역의 홈으로 구분된다. 적어도 하나의 판에 펌프 흡기구가 형성된다. 흡입 영역의 홈으로 도입된 압력이 펌프 흡기구에서의 압력보다 다소 높다.
이 가변 용량 펌프의 구성에서, 베인의 선단측에 작용하는 흡입 압력보다 높은 압력이 베인의 기단부에 부가되기 때문에, 베인은 캠 링에 대향하여 베인을 가압하는 가압력의 부족없이 캠 링에 대향하여 확실하게 가압될 수 있다. 펌프 배출 압력이 도입되는 경우와 달리, 펌프 배출 유량은 구동 동력을 저감시키기 위해 유체 압력 이용 장치를 충분히 이용할 수 있다. 또한, 펌프의 구동 동력은 베인이 과도한 힘으로 캠 링에 대향하여 가압되지 않기 때문에 베인과 캠 링 사이 마찰 손실을 낮게 저감시킬 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따라, 펌프 본체 내에 수용된 캠 링, 캠 링 내에서 회전하며, 그 외주에 원주방향으로 근접하게 일정 간격으로 슬릿이 형성된 회전자, 슬릿 내에 전후수축가능하게 삽입된 복수 개의 베인, 및 캠 링과 회전자를 양측으로부터 지지하는 2개의 판을 구비하는 가변 용량 펌프가 제공된다. 판 각각이 일 측의 회전자측의 면상에, 슬릿의 저부측을 연통하는 원형 홈이 형성된다. 이 원형 홈 내에 압력 유체를 도입하여 베인을 밀어 낸다. 원형 홈이 흡입 영역의 홈과 배출 영역의 홈으로 구분된다. 판 중의 일측상의 배출 영역의 홈이 흡입 영역의 단부에 근접한 시작점 및 배출 영역의 중간에 위치된 종점을 가진다. 배출 영역의 홈이 제한기 통로에 의해 판 중의 어느 하나에 형성된 배출실에 연결된다. 판 중의 타측상의 배출 영역의 홈이 흡입 영역의 단부에 근접한 시작점 및 흡입 영역의 시작부에 근접한 종점을 가진다. 제한기 통로는 일측 판에 형성된 배출실와 흡입 영역을 연결한다.
이 구성의 가변 용량 펌프에서, 시동시에 원심력에 기인하여 다소 돌출된 베인이 배출 영역의 단부 근처에 캠 링의 내면과 접촉되고, 슬릿의 내측으로 밀려지면면, 슬릿의 저부의 오일은 밀려 나오고 캠 링과 아직 접촉되지 않은 후속 베인의 저부로 도입되므로, 베인은 밀려 나오고, 캠 링의 내주면에 대향하여 가압되며, 이에 의해 오일의 배출이 시동시에 신속하게 시작될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따라, 펌프 흡기구는 적어도 하나의 판에 형성된다. 흡입 영역의 홈으로 도입된 압력은 펌프 흡기구의 압력보다 다소 높다.
이 구성의 가변 용량 펌프에서, 시동시에, 오일의 배출은 가능한한 신속하게 캠 링에 대향하여 베인을 가압하므로서 신속하게 시작될 수 있으며, 구동중에, 베인은 베인의 기단부측으로 최적 압력을 도입하므로써 충분한 힘에 의해 캠 링에 대향하여 가압될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따라, 펌프실은 2개의 인접한 베인 사이에 형성된다. 연통로는 펌프실에서 배출된 압력 유체가 공급되는 유체 압력 이용 장치와 탱크 사이의 통로를 흡입 영역의 홈에 연결한다.
본 발명의 제5 실시예에 따라, 펌프실은 2개의 인접한 베인 사이에 형성된다. 제한기는 탱크로부터 펌프실로의 흡입 통로의 중간에 설치된다. 흡입 영역의 홈으로 제한기의 상류측의 압력을 도입하는 연결 통로가 형성된다.
본 발명의 제6 실시예에 따라, 배출 영역으로부터 회전자를 구동시키는 샤프트의 외주로 누출된 유체를 흡입 영역의 홈으로 도입하는 도입 통로가 형성된다.
본 발명의 제7 실시예에 따라, 가변 용량 펌프에 조립되는 릴리프 밸브를 더 구비한다. 릴리프 밸브로부터 경감된 유체를 흡입 영역의 홈으로 공급하는 릴리프 통로가 형성된다.
본 발명의 제8 실시예에 따라, 가변 용량 펌프에 조립되는 릴리프 밸브를 더 구비한다. 릴리프 밸브로부터 경감된 유체를 흡입 영역의 홈으로 공급하는 릴리프 통로가 형성된다. 배출 영역으로부터 회전자를 구동시키는 샤프트의 외주로 누출된 유체를 흡입 영역의 홈으로 도입하는 도입 통로가 형성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부 도면을 참조로 하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 펌프(전체가 부호 2로 지시됨)의 구성을 도시한다. 도 1은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 취한 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 펌프의 단면도이다. 도 2는 드라이브 샤프트의 축선을 따라 취한 가변 용량 펌프의 단면도이다. 도 3은 가변 용량 펌프를 포함하는 유압회로의 전체 구성을 도시하는 간략도이다.
이 가변 용량 펌프(2)는 펌프 카트리지로서 펌프 구성요소를 수납하는 수납 공간(10)을 가지며, 펌프 카트리지는 전방 본체(4) 및 이 수납 공간(10)의 내면에 고정되는 어댑터 링(12)과 함께 결합된 후방 본체(6)를 갖는 펌프 본체(8) 내에 형성된다. 이 어댑터 링(12)의 거의 타원형 공간 내에서, 캠 링(16)이 요동 받침대 핀(14)을 통해 요동가능하게 배치된다. 요동 받침대 핀(14)에 거의 등축으로 캠 링(16)의 위치에 시일 부재(18)가 설치된다. 제1 유체압력 챔버(20) 및 제2 유체압력 챔버(22)가 요동 받침대 핀(14)과 시일 부재(18)에 의해 요동 방향으로 캠 링(16)의 양측상에 칸막이로 형성된다.
또한, 회전자(24)가 캠 링(16)의 내주측에 배치된다. 회전자(24)는 펌프 본체(8)를 통과한 드라이브 샤프트(30)에 연결되며, 베어링(26, 28)에 의해 회전가능하게 지지된다. 드라이브 샤프트(30)는 도시되지 않은 엔진에 의해 구동되며, 회전자(24)는 도 1의 화살표(R) 방향으로 회전된다.
회전자(24)의 외주측에는, 방사방향의 슬릿(32)이 원주방향에 일정한 간격으로 형성되며, 각각의 슬릿(32)은 삽입되어 미끄럼 가능하게 유지되는 베인(34)을 갖는다. 배압도입 구멍(32a)이 각각의 슬릿(32)의 내주측 단부를 확장시켜 형성되며, 내주 캠 면상으로 캠 링(16)을 가압하고 베인(34)을 밀기 위해 베인(34)의 기단부에 압력을 부가하도록 이 배압도입 구멍(32a) 내에 유체 압력(유압)이 도입된다.
캠 링(16)은 드라이브 샤프트(30)에 연결된 회전자(24)에 대해 편심되어 배치되고, 펌프실(36)은 2개의 인접한 베인(34)에 의해 캠 링(16)과 회전자(24)와의 사이에 형성된 공간 내에 형성된다. 이 캠 링(16)은 이 펌프실(36)의 용적을 상승시키거나 저감시키기 위해 요동 받침대 핀(14)의 받침대에서 요동된다.
압축 코일 스프링(38)은 제1 유체 압력 챔버(20)측을 향해, 즉 펌프실(36)의 용적을 최대로 하는 방향으로 캠 링(16)을 항상 부세하도록 펌프 본체(8)의 제2 유체 압력 챔버(22)상에 배치된다.
어댑터 링(12), 캠 링(16) 및 회전자(24)는 종래에 이미 공지된 것과 같이 펌프 본체(8) 내부의 수납 공간(10)에 수용되며, 측판으로서 작용하는 후방 본체(6) 및 압력 판(40)에 의해 양측으로부터 지지된다.
2개의 인접한 베인(34) 사이에 형성된 펌프실(36)의 용적이 회전자(24)의 회전을 따라 점차적으로 팽창되는 흡입 영역(A)(도 4 참조)에서 후방 본체(6)의 회전자(24)측의 면상에 흡입 개구(42)가 형성된다. 흡기구(44) 및 흡입 통로(46)를 통해 탱크(T)(도 3 참조)로부터 흡입된 작동 유체(작동유)가 흡입 개구(42)를 통해 펌프실(36)에 공급된다.
또한, 펌프실(36)의 용적이 회전자(24)의 회전을 따라 점차적으로 저감되는 배출 영역(B)(도 4의 하부측 참조)에서 압력 판(40)의 측면에 배출 개구(48)가 형성된다. 펌프실(36)로부터 배출된 압력 유체는 배출 개구(48)를 통해 전방 본체(4)의 저부에 형성된 배출 압력 챔버(50)로 도입된다. 이 배출 압력 챔버(50)는 펌프 본체(8)에 형성된 배기구(52)(도 3 참조)로부터 펌프 배출 파이프(54)를 통해 파워 스티어링 기어(PS)의 파워 실린더에 이른다.
압력 판(40)의 후방 본체(6)에 형성된 흡입 개구(42)에 대향되는 위치에서는, 거의 동일한 형상의 홈부(56)가 형성된다. 또한, 후방 본체(6)의 압력 판(40)에 형성된 배출 개구(48)에 대향되는 위치에서는, 거의 동일한 형상의 홈부(58)(도 2 및 도 4 참조)가 형성된다. 흡입 개구(42)에 대향된 홈부(56) 및 배출 개구(48)에 대향된 홈부(58)를 형성하므로서, 펌프실의 양측의 압력 균형이 유지된다.
후방 본체(6)의 회전자(24)측의 면상의 흡입 영역(A)에서는, 회전자(24)에 형성된 각각의 슬릿(32)의 저부측의 배압도입 구멍(32a)과 대체로 직면하는 위치에 원형 홈(60)이 형성된다. 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)은 도 3에 도시된 바와 같이, 파워 스티어링 기어(PS)의 밸브 출구와 탱크(T) 사이의 유체 통로(62)에 연통로(64) 및 후방 본체(6)에 형성된 복귀 압력 공급 구멍(65)(도 4 및 도 5 참조)를 통해 연결된다. 또한, 압력 판(40)의 회전자(24)측의 면상의 흡입 영역(A)에서는 원형 홈(60)에 상응하는 위치에 원형 홈(66)이 형성된다. 이 원형 홈(66)은 후술되는 것과 같이, 릴리프 밸브로부터 릴리프 통로(68)가 연결된다.
또한, 압력 판(40)의 회전자(24)측의 면상의 배출 영역(B)에서는, 회전자(24)에 형성된 각각의 슬릿(32)의 저부측의 배압도입 구멍(32a)과 대체로 직면하는 위치에 원형 홈(70)이 형성된다. 배출 영역(B)의 원형 홈(70)은 배출 압력을 도입하기 위해 배출 압력 챔버(50)에 연결된다. 한편, 후방 본체(6)의 회전자(24)측의 면상의 배출 영역(B)의 원형 홈(70)과 대응하는 위치에 원형 홈(72)이 형성된다.
도 4를 참조로 하면, 흡입 영역(A)의 원형 홈(60) 및 배출 영역(B)의 원형 홈(70)이 회전 방향에 어떻게 배치되는지를 하기에 기술한다. 또한, 배출 영역(B)의 원형 홈(70)은 압력 판(40)측에 형성된다. 그러나, 원형 홈(70)은 후방 본체(6)의 원형 홈(72)과 동일한 형상을 갖는다. 그러므로, 후방 본체(6)의 원형 홈(72)을 참조로 하여 설명된다. 배출 영역(B)의 원형 홈(72(70))은 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)을 향해 양단부가 연장된다. 2개의 인접한 베인(34)(도면에서 34A 및 34B로 지시된 베인을 참조) 사이에 형성된 펌프실(36)이 흡입 측으로부터 배출 측으로 옮겨질 때, 즉, 후방 베인(34B)이 흡입 개구(42)로부터 떨어지고, 전방 베인(34A)이 배출 개구(58)로 옮겨질 때, 삽입된 후방 베인(34B)을 갖는 슬릿(32)의 배압도입 구멍(32a)은 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)으로부터 떨어지며, 배출 영역(B)의 원형 홈(72(70))을 이미 연결한다.
제어 밸브(74)가 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프 본체(8) 내에 설치되며, 드라이브 샤프트(30)에 직교방향으로 직면한다. 이 제어 밸브(74)는 전방 본체(4)에 형성된 밸브 구멍(76) 내에 미끄럼 가능하게 고정된 스풀(78)을 갖는다. 이 스풀(78)은 일측 단부(즉, 도 1에서 우측상의 제2 유체 압력 챔버(22)의 측단부)측의 챔버(80)(이하, 스프링 챔버로 언급함) 내에 배치된 스프링(82)에 의해, 항상 도 1의 좌측(제1 유체 압력 챔버(20)방향)에 부세된다. 비작동시에는, 스풀(78)은 구멍(76)을 폐쇄하기 위해 밸브 구멍(76)의 개구부에 나사체결된 플러그(84)의 전방면에 기대고 있으므로, 스풀(78)은 정지한다.
메터링 구멍(도시되지 않음)이 펌프실(36)로부터 유체 압력 사용 장치(본 실시예에서 파워 스티어링 기어(PS))를 이끄는 배출 통로의 중간에 설치된다. 이 메터링 구멍의 상류측의 유체 압력은 좌측 챔버(86)(이하 고압 챔버로 언급함) 내에 도입되며, 한편 메터링 구멍의 하류측의 유체 압력은 스프링 챔버(80)로 도입된다. 이에 의해, 양 챔버(86, 80) 사이의 압력차이가 소정치를 초과한다면, 스풀(78)은 스프링(82)에 대항하여 도면의 우측으로 이동된다.
캠 링(16)의 좌측에 형성된 제1 유체 압력 챔버(20)는 전방 본체(4) 및 어댑터 링(12)에 형성된 연결 통로(4a, 12a)를 통해 밸브 구멍(76)의 고압 챔버(86)측과 연결되고, 캠 링(16)의 우측에 형성된 제2 유체 압력 챔버(22)는 전방 본체(4) 및 어댑터 링(12)에 형성된 연결 통로(4b, 12b)를 통해 밸브 구멍(76)의 스프링 챔버(80)측과 연결된다.
고압 챔버(86)를 구분한 제1 랜드부(78a) 및 스프링 챔버(80)를 구분한 제2 랜드부(78b)가 스풀(78)의 외주면 둘레에 형성된다. 이들 랜드부(78a, 78b)의 중간에 환형 홈부(78c)가 설치된다. 이 중간의 환형 홈부(78c)는 탱크(T)와 연결된다. 이 환형 홈부(78c)와 밸브 구멍(76)의 내주면과의 사이 공간은 펌프 흡입 챔버(88)를 구성한다.
캠 링(16)의 좌측에 설치된 제1 유체 압력 챔버(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이 스풀(78)이 비작동 위치에 있을 때에는, 연결 통로(4a, 12a)를 통해 펌프 흡입 챔버(88)에 연결된다. 스풀(78)이 메터링 구멍의 전후 압력 차이에 기인하여 작동된다면, 제1 유체 압력 챔버(20)는 펌프 흡입 챔버(88)에서 점차 차단되어 고압 챔버(86)와 연결된다. 따라서, 제1 유체 압력 챔버(20)에는 펌프 흡입 측의 압력 또는 펌프 배출 통로 내에 설치된 메터링 구멍의 상류측의 압력이 선택적으로 공급된다.
캠 링(16)의 우측에 설치된 제2 유체 압력 챔버(22)는, 스풀(78)이 비작동 위치에 있을 때에는, 연결 통로(4b, 12b)를 통해 스프링 챔버(80)에 연결된다. 스풀(78)이 작동된다면, 제2 유체 압력 챔버(22)는 스프링 챔버(80)에서 점차 차단되어 펌프 흡입 챔버(88)와 연결된다. 따라서, 제2 유체 압력 챔버(22)는 메터링 구멍의 하류측의 압력 또는 펌프 흡입측의 압력이 선택적으로 공급된다.
스풀(78) 내부에는 릴리프 밸브(90)가 설치되며, 스프링 챔버(80) 내의 압력(메터링 구멍의 하류측의 압력 또는, 파워 스티어링 기어(PS)의 작동 압력)이 소정치를 초과하여 상승된다면, 유체 압력의 누출을 유발하기 위해 개방된다. 또한, 이 실시예에서, 경감된 유체는 릴리프 통로(68)(도 2 및 도 3 참조)를 통해 후방 본체(6)의 흡입 영역(A)에 형성된 원형 홈(60)에 직면하고, 압력 판(40)에 형성된 원형 홈(66)으로 유입된다.
상기 구성의 가변 용량 펌프에서, 베인(34)이 흡입 영역(A)을 이동중에는, 펌프 흡입측의 압력이 베인(34)의 선단부측에 부가되며, 파워 스티어링 기어(PS)로부터 탱크(T)로 환류하는 통로(62)에 연결된 연통로(64), 복귀 압력 공급 구멍(65) 및 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)을 통해 파워 스티어링 기어(PS)에서 사용한 후의 작동유는 슬릿(32)의 저부측의 배압도입 구멍(32a)으로 도입된다. 유압이 베인(34)의 기단부에 작용된다.
베인(34)의 기단부에 작용하는 파워 스티어링 기어(PS)로부터 탱크(T)로 환류하는 작동유는, 관로 저항 및 탱크(T) 내의 필터 저항 등에 기인하여 펌프 흡입 측의 압력(-0.02 MPa)보다 다소 높은 압력(0.05 MPa(도 3))을 갖는다. 그러므로, 베인(34)은 슬릿(32)에서 밀려 나오며, 캠 링(16)의 내면에 대향하여 확실하게 가압된다. 또한, 이 압력은 단지 펌프 흡입 압력보다 다소 높은 압력(0.07 MPa = 0.05 MPa-(-0.02 MPa)(도 3))이지만, 종래에 획득한 것과 같은 펌프 배출 압력(0.5 MPa 내지 10 MPa)보다는 현저하게 낮다. 그러므로, 캠 링(16)의 내주 캠 면과 베인(34) 사이의 마찰 손실이 저하되어, 펌프(2)의 구동 동력이 저감될 수 있다. 파워 스티어링 기어(PS)에서 사용한 후 작동유가 사용되기 때문에, 펌프(2)로부터의 배출 유량은 파워 스티어링 기어(PS)에 거의 전부가 공급될 수 있으며, 낭비없이 펌프의 구동 동력을 저감시킬 수 있다. 무부하 작동에서, 펌프 배출 압력은 최소 압력, 예컨대 0.5 MPa으로 될 수 있는 것에 주목한다. 이 실시예에서, 최대 펌프 배출 압력은 10 MPa로 설정된다. 물론, 최대 펌프 배출 압력은 바람직하게 설계될 수 있다.
2개의 인접한 베인(34) 사이에 형성된 펌프실(36)이 흡입 영역(A)으로부터 배출 영역(B)으로 이동될 때, 즉 2개의 베인(34)의 후방 베인(34B)(도 4 참조)이 흡입 개구(42)를 통과하여, 전방 베인(34A)이 배출 개구(48)로 이동하여, 이들 2개의 베인(34A, 34B) 사이에 형성된 펌프실(36)이 배출 영역(B)으로 전달될 때, 전방 베인(34A)이 고정되어 있는 슬릿(32)의 저부 내에 형성된 배압도입 구멍(32a)이 배출 영역(B)의 원형 홈(70)과 이미 연결되어 있다. 따라서, 후방 베인(34B)은 펌프실(36) 내의 배출 압력에 기인하여 밀리지 않는다.
한편, 베인(34)이 배출 영역(B)을 이동중일 때에는, 슬롯(32)의 저부측의 배압도입 구멍(32a) 내에, 종래의 구성과 동일한 방식의 배출 영역(B)의 원형 홈(70)을 통해 펌프 배출 압력이 도입되므로, 이 압력에 의해 베인(34)이 밀려 나와 캠 링(16)에 대향하여 가압된다.
파워 스티어링 기어(PS)의 통상의 작동시에는, 파워 스티어링 기어(PS)의 사용후의 작동유가 연통로(64)를 통해 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)으로 도입되며, 캠 링(16)에 대향하여 베인(34)을 가압하도록 베인(34)의 기단부에 작용한다. 릴리프 밸브(90)가 작동될 때에는, 펌프 배출유는 파워 스티어링 기어(PS)에 공급된 유량을 저감시키기 위해 릴리프 밸브(90)로부터 펌프 흡입 챔버로 직접 통과되며, 탱크(T) 내의 필터 또는 파이프를 통한 저항에 기인하여 적은 압력을 초래하므로, 이 압력에 기인하여 베인(34)이 밀려 나올 수 없다. 프레싱-아웃 힘은 단지 회전자의 회전에 기인한 원심력뿐이므로 약화된다.
그러나, 이 실시예에서는, 릴리프 밸브(90)로부터 경감된 오일을 흡입 영역(A)의 원형 홈(66)(압력 판(40)에 형성된 원형 홈)에 공급하도록 릴리프 통로(68)가 형성되며, 릴리프 밸브(90)로부터 경감된 오일에 기인하여 베인(34)이 확실히 밀릴 수 있다.
릴리프 밸브(90)로부터 경감되어 베인(34)을 밀어내는데 사용된 오일은 압력 판(40)의 원형 홈(66)과 직면하여 형성된 후방 본체(6)의 원형 홈(60)을 통해 탱크(T)로 환류한다. 이러한 방식으로, 이 실시예에서는, 릴리프 밸브(90)가 작동될때라도, 베인(34)의 기단부에 압력 유체(작동유)를 확실히 공급하고 베인(34)을 밀어내는 것이 가능하다.
도 6 및 도 8을 참조로 하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 용량 펌프(102)가 하기에 기술된다. 가변 용량 펌프(102)의 기본적인 구성은 제1 실시예와 동일하기 때문에, 동일 부분은 동일 부호로 지시되며, 여기서 기술하지는 않는다. 이 실시예에서, 탱크(T)로부터 펌프 흡입 챔버로의 흡입 통로(46)의 중간에 제한기(104)가 설치된다. 제한기(104)의 상류측을 후방 본체(6)의 회전자(24)측의 면에 형성된 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)을 연결하기 위한 접속 통로(106)가 형성된다.
또한, 흡입 통로(46)에 설치된 제한기(104)에 의해 차등압을 크게 한다면, 캐비테이션(cavitation)이 발생된다. 그러므로, 몇몇의 경우에는 슬릿(32)의 저부의 배압도입 구멍(32a)으로 충분한 압력이 도입될 수 없다. 이러한 경우에 대한 보조로서, 도입 통로(108)가 드라이브 샤프트(30)의 외주면에 회전자(24)의 측의 클리어런스를 통해 누출된 오일을 슬릿(32)의 저부의 배압도입 구멍(32a)으로 도입하기 위해 설치된다. 회전자(24)의 클리어런스로부터 드라이브 샤프트(30) 주위에 누출된 작동유가 통상의 구성에서는 부시(베어링)(26)의 클리어런스로부터 복귀 통로(110)를 통해 펌프 측으로 회수되며, 작동유의 압력은 부시(26)의 작은 클리어런스에 기인하여 베인(34)의 선단측의 압력(펌프 흡입 압력)보다 높으며(0.01 MPa = -0.03 MPa - (-0.04 MPa)(도 7)), 따라서 베인(34)을 밀어내기 위해 효과적으로 작용할 수 있다.
도시된 예에서는, 드라이브 샤프트(30) 주위에 누출된 작동유를 압력 판(40)에 형성된 흡입 영역(A)의 원형 홈(66)으로 도입하는 도입 통로(108)가 설치된다. 그러나, 후방 본체(6)상에 설치된 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)으로의 통로가 설치될 수 있다. 후방 본체(6) 및 압력 판(40)의 원형 홈(60, 66)으로 누출된 오일을 도입하는 도입 통로가 설치될 수 있다. 제1 실시예에 따른 가변 용량 펌프(2)에 설치되며, 릴리프 밸브(90)로부터 경감된 작동유를 압력 판(40)의 흡입 영역(A)에 형성된 원형 홈(66)으로 도입하기 위해 릴리프 통로(68)와 유사한 통로가 형성될 수 있다. 이 실시예에서는, 제한기(104)의 상류측과 하류측과의 압력의 차이에 기인하여 베인(34)을 확실히 밀어서 캠 링(16)의 내면에 대향하여 가압될 수 있다. 또한, 제한기(104)의 상류측의 압력은 종래 기술의 펌프 배출 압력보다 현저하게 낮으며, 이에 의해 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 필요한 차동 압력을 얻을 수 없다면, 배출측으로부터 누출된 작동유는 베인(34)을 밀기 위해 도입 통로(108)를 통해 원형 홈(66)으로 도입된다.
도 8은 대형 가변 용량 펌프(202)에 적용될 수 있는 제3실시예를 도시한다. 대형 펌프의 경우에는, 베인도 대형이어서 회전에 의해 큰 원심력이 야기된다. 그러므로, 제2 실시예의 제한기(104) 대신에, 원심력이 사용될 수 있다. 배출 영역(B)의 원형 홈(70, 72)으로부터 회전자(24)측면의 클리어런스를 통해 드라이브 샤프트(30)의 외주에 누출된 오일을 슬릿(32)의 저부의 배압도입 구멍(32a) 내에 도입하는 도입 통로(108)가 설치된다. 이에 의해, 베인(34)은 확실하게 밀리고, 캠 링(16)의 내주 캠 면에 대향하여 가압될 수 있으며, 상기 실시예와 동일한 효과를 나타낸다. 또한, 릴리프 밸브(90)로부터 경감된 작동유를 도입하는 릴리프 통로(68)와 유사한 통로가 압력 판(40)의 흡입 영역(A)에 형성된 원형 홈(66)에 형성된다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 가변 용량 펌프(302)에 대한 후방 본체(6)의 정면도 및 길이 방향 단면도이다. 이들 도면은 제1 실시예의 도 4 및 도 5에 상응한다. 따라서, 제1 실시예의 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호로 지시하며, 여기서는 기술하지 않는다. 차등 부분에 대해서만 하기에 기술한다. 이 실시예에서는, 후방 본체(6) 내에 조립된 배압 제어 밸브(304)가 흡입 압력 보다 다소 높은 펌프 배출 측상의 압력(0.1 MPa)을 제어하며, 후방 본체(6)의 흡입 영역(A)에 형성된 원형 홈(60)으로 제어된 압력을 도입한다.
배압 제어 밸브(304)는 후방 본체(6)에 형성된 밸브 구멍(306) 내에서 미끄러짐 가능하게 고정되며, 스프링(310)에 의해 회전자(24)측(도 10에서 좌측)에 부세되는 밸브 플러그(308)를 갖는다. 밸브 구멍(306)의 회전자(24)측의 개구(306a)는 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)과 연결되며, 밸브 플러그(308)의 내부에 형성된 통로(308a)는 배출측의 통로(312)(이 통로는 배출 영역(B)의 원형 홈(72) 또는 배출 개구(58)를 연결함)와 개구를 연결한다. 밸브 구멍(306) 내의 스프링(310)을 수용하는 챔버(312)는 통로(314)를 통해 펌프 흡입측으로 연결한다.
이 구성에서는, 펌프 배출 압력은 약 0.5 MPa로 상승되며, 밸브 플러그(308)는 스프링(310)을 압축시켜 도 10의 우측으로 이동하고, 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)의 압력이 더 상승하는 것을 방지하기 위해 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)과 배출 측(배출 측상의 원형 홈(72) 또는 배출 개구(58)) 사이의 연결을 차단시킨다. 이 실시예에서도, 캠 링의 내주 캠 면과 베인 사이의 낮은 마찰 손실을 제공하므로써 펌프의 구동 동력이 저감될 수 있다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 가변 용량 펌프(402)의 도면이다. 도 11은 본 발명의 제1 실시예의 도 2에 상응하는 도면이다. 도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 취한 단면도이며, 제1 실시예의 도 1에 상응한다. 도 13은 도 11의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선을 따라 취한 단면도이다. 도 14는 도 11의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선을 따라 취한 단면도이다. 이 가변 용량 펌프(402)의 기본적인 구성은 제1 실시예의 형태와 공통이며, 동일하거나 유사한 부분은 제1 실시예와 동일한 부호로 지시하며, 여기서는 기술하지 않는다. 도 13에서, 드라이브 샤프트(30)는 화살표(R2)에 의해 지시된 것과 같이 반시계 방향으로 회전된다. 도 14에서, 드라이브 샤프트(30)는 화살표(R3)에 의해 도시된 것과 같이 시계 방향으로 회전된다.
이 실시예에서도, 회전자(24)의 외주부상에 방사상으로 형성된 각각의 슬릿(32)에 베인(34)이 미끄러짐 가능하게 삽입된다. 각각의 슬릿(32)의 내부측 단부는 배압도입 구멍(32a)을 형성하도록 팽창되며, 배압도입 구멍(32a) 내에 도입된 유압에 의해 베인(34)을 밀어, 캠 링(16)의 내주 캠 면에 대향하여 가압된다.
제1 실시예에서는, 회전자(24)와 캠 링(16)의 양측에 배치된 압력 판(40) 및 후방 본체(6)에 형성된 흡입 영역(A)의 원형 홈(60, 66)은 동일한 형상을 갖는다. 또한, 배출 영역(B)의 원형 홈(70, 72)도 동일한 형상을 갖는다. 그러나, 이 실시예에서는, 배압도입 구멍(32a)에 유압을 도입하는 원형 홈에서, 흡입 영역(A)에 형성된 원형 홈(460, 466)은 압력 판(40) 및 후방 본체(다른 판)와 동일한 형상을 갖지만, 배출 영역(B)에 형성된 원형 홈(470, 472)은 압력 판(40) 및 후방 본체(6)와 다른 형상을 갖는다.
압력 판(40) 및 후방 본체(6)의 흡입 영역(A)에 형성된 원형 홈(466, 460)은 흡입 영역(A) 내에 포함되는 길이를 갖는다. 한편, 후방 본체(6)의 배출 영역(B)에 형성된 원형 홈(472)은 흡입 영역(A)의 원형 홈(460)의 종점(460b), 즉 흡입 영역(A)에 설치된 흡입 개구(42)의 단부(42b) 근처를 폐쇄하기 위해 위치된 그 시작점(472a), 및 흡입 영역(A)의 원형 홈(460)의 시작점(460a) 근처, 즉 흡입 개구(42)의 시작부(42a) 근처에 연장된 그 종점(472b)을 갖는다.
또한, 압력 판(40)의 배출 영역(B)에 형성된 원형 홈(470)은, 시작점(470a)이, 후방 본체(6)의 배출 영역(B)의 원형 홈(472)과 같으며, 흡입 영역(A)의 원형 홈(466)의 종점(466b) 근처, 즉 흡입 개구(56)의 단부(56b) 근처에 위치하지만, 종점(470b)은, 배출 영역(B)의 상류부에 위치된다. 이 선단부(도 14에서 S에 의해 지시된 부분)는 흡입 영역(A)의 원형 홈(466)의 시작점(466a)의 위치에 평탄하다.
또한, 배출 압력 챔버(50)와 압력 판(40)에 형성된 배출 영역(B)의 원형 홈(470)을 연결하는 통로 구멍(471)은 제한기 통로를 설치하기 위해 직경이 감소된다. 이 제한기 통로(471)는 베인(34)을 돌출시키는 것을 돕기 위해 배출 영역(B)의 원형 홈(470) 내의 압력을 상승시키도록 배출 압력 챔버(50)에 배출 영역(B)의 원형 홈(470)으로부터 통과한 유량을 제한한다.
이 실시예에서는, 시동시에 드라이브 샤프트(30) 및 회전자(24)가 회전을 시작한다면, 회전자(24)의 슬릿(32) 내에 고정된 베인(34)은 원심력에 기인하여 다소 돌출하여 회전된다. 캠 링(16)은 회전자(24)에 편심되며, 흡입 영역(A)으로부터 배출 영역(B)까지의 이동부분(도 12의 좌측 참조)에서 회전자(24)의 외부면과 캠 링(16)의 내면과의 거리가 최대이다. 베인은 단지 원심력에 기인하여 돌출되기 때문에, 베인(34)의 선단은 캠 링(16)의 내면에 접촉되지 않고, 떨어져 버린다.
배출 영역(B)을 이동하는 동안, 베인(34)의 선단과 캠 링(16)의 내면 사이의 거리는 점차 작아지며, 배출 영역(B)이 끝나는 부분(배출 개구(48, 58)의 단부(48b, 58b)) 근처에서 베인(34)의 선단이 캠 링(16)의 내면과 거의 접촉되지 않으므로, 베인(34)은 캠 링(16)에 의해 슬릿(21)의 내부측으로 밀려진다. 베인(34)이 슬릿(32)의 내부로 밀려지면, 베인(34)의 기단부와 슬릿(32)의 저부측 사이의 오일은 배출 영역(B)의 원형 홈(472) 내에 밀려진다.
배출 영역(B)이 끝나는 부분 근처에서는, 베인(34)이 압력 판(40)의 배출 영역(B)에 형성된 원형 홈(470)의 종점(470b)을 이미 통과하였으며, 슬릿(32)의 저부(배압도입 구멍(32a))로부터 밀려 나온 오일은 후방 본체(6)에 형성된 배출 영역(B)의 원형 홈(472)으로 유입된다. 한편, 후방 본체(6)의 원형 홈(472)에는 배출 압력 챔버(50)를 연결하는 통로를 가지지 않기 때문에, 원형 홈(472)으로 유입되는 오일은 원형 홈(472)의 시작점(472a)측방향에 역류한다. 압력 판(40)의 배출 영역(B)의 원형 홈(470)이 형성된 부분에 도달한다면, 오일은 이 부분에 위치된 슬릿(32)의 저부(배압도입 구멍(32a))를 통과하여 압력 판(40)의 원형 홈(472) 내로 유입된다.
압력 판(40)의 배출 영역(B)에 형성된 원형 홈(470)과 배출 압력 챔버(50)를 연결하는 통과 구멍(471)은 제한된 직경에 의한 제한된 통로이다. 그러므로, 원형 홈(470) 내의 압력이 상승하고, 슬릿(32) 내의 베인(34)이 캠 링(16)과 접촉하는 위치로 돌출되지 않을 때에는, 압력 판(40)의 배출 영역(B)의 원형 홈(470)으로 유입되는 오일은 베인(34)을 밀어내고, 가변 용량 펌프를 작동시키도록 캠 링(16)에 대향하여 베인(34)을 가압한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 가변 용량 펌프는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같은 형상의 원형 홈(470, 472)을 갖는다. 압력 판(40)의 배출 영역(B)의 원형 홈(470)과 배출 압력 챔버(50)와의 연통로(471)는 제한된 통로로 형성된다. 그러므로, 가변 용량 펌프에 대한 시동회전수가 대폭으로 저하될 수 있다. 또한, 이 구성에 부가하여, 릴리프 밸브(90)로부터 경감된 오일을 도입하는 릴리프 통로(68) 및 배출 영역(B)의 원형 홈(470, 472)으로부터 회전자(24)의 측면의 클리어런스를 통해 드라이브 샤프트(30)의 외주 둘레에 누출된 오일을 도입하는 도입 통로(108)가 설치된다. 그러므로, 가변 용량 펌프가 작동중인 동안, 다른 실시예와 같이, 베인(34)은 충분한 힘에 의해 캠 링(16)의 내주 캠 면에 대향하여 가압될 수 있다.
제5 실시예에서 릴리프 통로(68)와 누출된 오일의 도입 통로(108) 대신에, 제1 실시예와 같이, 파워 스티어링 기어(PS)와 탱크(T) 사이의 유체 통로(62)를 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)으로 연결하는 연통로(64)가 설치될 수 있다. 제2 실시예와 같이, 탱크(T)와 펌프 흡입 챔버로의 흡입 통로의 중간에 설치된 제한기(104)의 상류측을 흡입 영역(A)의 원형 홈(60)으로 연결하는 접속 통로(106)가 형성될 수 있다. 또한, 제4 실시예에서 기술된 것과 같이 배압 제어 밸브(304)가 후방 본체(6) 내부에 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 베인이 전후수축가능하게 삽입되어 있는 슬릿의 저부측에 연통하는 원형 홈은 흡입 영역의 홈 및 배출 영역의 홈으로 구분되며, 흡입 영역의 홈 내에, 펌프 흡입 측의 압력보다 다소 높은 압력이 도입되므로, 베인의 기단부에 작용하는 압력은 펌프 흡입측의 압력보다 다소 높으며, 이에 의해 베인은 회전자의 슬릿으로부터 확실하게 밀려 나오고, 캠 링의 내면에 대향하여 가압될 수 있다. 또한, 베인의 기단부에 작용하는 압력은 펌프 흡입 압력보다 다소 높지만, 종래의 펌프 배출 압력보다 현저하게 낮으므로, 캠 링의 내면의 캠과 베인 사이의 마찰 손실을 저하시켜, 펌프의 구동 동력이 저감될 수 있다. 본 발명에서, 바람직하게는, 베인의 기단부에 작용하는 압력과 펌프 흡입 압력 사이의 차이는 0.01 MPa 내지 0.1 MPa의 범위이다. 본 발명의 제2 실시예에 따라, 베인이 전후수축가능하게 삽입되는 슬릿의 저부측을 연통하는 원형 홈은 흡입 영역의 홈 및 배출 영역의 홈으로 구분되고, 배출 영역의 홈은 흡입 영역의 단부에 근접한 시작점으로부터 양쪽 판 중 일측 압력 판의 배출 영역의 중간에 위치된 종점의 범위에 형성되며, 흡입 영역의 단부에 근접한 시작점으로부터 타측 판의 흡입 영역의 시작부에 근접한 종점의 범위에 형성되며, 압력 판의 배출 영역의 홈과 배출실는 제한기 통로를 통해 연결된다. 그러므로, 펌프로부터 오일의 배출이 시작되지 않는 시동시에 베인은 슬릿에서 밀려 나오고 배출을 빠르게 시작하는 캠 링에 대향하여 가압되며, 이에 의해 가변 용량 펌프는 저회전수로 시동될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따라, 펌프 흡입측보다 다소 높은 압력이 흡입 영역의 홈으로 도입된다. 이에 의해, 가변 용량 펌프는 저회전수로 시동될 수 있으며, 구동중에 베인은 슬릿에서 밀려 나오고 캠 링에 대향하여 확실하게 가압될 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따라, 청구항 1의 가변 용량 펌프는 2개의 인접한 베인 사이에 형성된 펌프실로부터 방출된 압력 유체에 공급된 유체 압력 이용 장치와 펌프 사이 통로에 흡입 영역의 홈에 연결한 연통로가 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 베인은 확실하게 밀려 나오고 캠 링에 대향하여 가압되며, 캠 링의 내면의 캠과 베인 사이 마찰 손실이 낮아지며, 펌프의 구동 동력이 저감될 수 있다. 또한, 파워 스티어링 기어에서 사용된후의 작동유가 사용되기 때문에, 펌프로부터의 배출 유량이 낭비없이 파워 스티어링 기어에 거의 전부 공급될 수 있으며, 펌프의 구동 동력이 저감될 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따라, 청구항 1의 가변 용량 펌프는 탱크로부터 펌프실에 흡입 통로 중간에 제한기가 설치되며, 제한기의 상류측의 압력을 흡입 영역의 홈으로 도입하는 연결 통로가 형성되는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 제한기의 상류측과 하류측 사이의 압력차이에 기인하여, 베인이 확실하게 밀려 나오고, 캠 링의 내면에 대향하여 가압될 수 있다. 또한, 제한기의 상류측의 압력은 종래의 펌프 배출 압력보다 현저하게 낮으며, 이에 의해 상기 발명과 같은 동일 효과가 있다.
도 1은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 취한 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량 펌프의 단면도이다.
도 2는 드라이브 샤프트의 축선을 따라 취한 가변 용량 펌프의 단면도이다.
도 3은 가변 용량 펌프를 포함하는 유압회로를 도시하는 간략도이다.
도 4는 가변 용량 펌프의 후방 본체의 정면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 후방 본체의 종단면도이다.
도 6은 드라이브 샤프트의 축선을 따라 취한 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 용량 펌프의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 용량 펌프를 포함하는 유압회로를 도시하는 간략도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가변 용량 펌프를 포함하는 유압회로를 도시하는 간략도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가변 용량 펌프의 후방 본체의 정면도이다.
도 10은 가변 용량 펌프의 후방 본체의 종단면도이다.
도 11은 드라이브 샤프트의 축선을 따라 취한 본 발명의 제5 실시예에 따른 가변 용량 펌프의 단면도이다.
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 취한 단면도이다.
도 13은 도 11의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선을 따라 취한 단면도이다.
도 14는 도 11의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선을 따라 취한 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
A : 펌프 흡입 영역 B : 펌프 배출 영역
PS : 파워 스티어링 기어 T : 탱크
6 : 후방 본체 8 : 펌프 본체
16 : 캠 링 24 : 회전자
30 : 드라이브 샤프트 32 : 슬릿
34 : 베인 36 : 펌프실
40 : 압력 판 60 : 흡입 영역의 홈
62 : 유체 압력 이용 장치와 탱크 사이의 통로
64 : 연통로 68 : 릴리프 통로
70 : 배출 영역의 홈 90 : 릴리프 밸브
104 : 제한기 106 : 접속 통로
108 : 도입 통로

Claims (24)

  1. 펌프 본체 내에 수용된 캠 링,
    이 캠 링 내에서 회전하며, 그 외주에 원주방향으로 근접하게 일정 간격으로 슬릿이 형성된 회전자,
    슬릿 내에 전후수축가능하게 삽입된 복수 개의 베인, 및
    상기 캠 링과 회전자를 양측으로부터 지지하는 2개의 판을 구비하는 가변 용량 펌프에 있어서,
    상기 판 중 적어도 하나가 일 측의 회전자측의 면상에, 상기 슬릿의 저부측을 연통하는 원형 홈이 형성되고,
    이 원형 홈 내에 압력 유체를 도입하여 상기 베인을 밀어 내며,
    상기 원형 홈이 흡입 영역의 홈과 배출 영역의 홈으로 구분되고,
    적어도 하나의 판에 펌프 흡기구가 형성되고,
    흡입 영역의 홈으로 도입된 압력이 펌프 흡기구에서의 압력보다 다소 높은 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  2. 펌프 본체 내에 수용된 캠 링,
    이 캠 링 내에서 회전하며, 그 외주에 원주방향으로 근접하게 일정 간격으로 슬릿이 형성된 회전자,
    슬릿 내에 전후수축가능하게 삽입된 복수 개의 베인, 및
    상기 캠 링과 회전자를 양측으로부터 지지하는 2개의 판을 구비하는 가변 용량 펌프에 있어서,
    상기 판 각각이 일 측의 회전자측의 면상에, 상기 슬릿의 저부측을 연통하는 원형 홈이 형성되고,
    이 원형 홈 내에 압력 유체를 도입하여 베인을 밀어 내며,
    상기 원형 홈이 흡입 영역의 홈과 배출 영역의 홈으로 구분되고,
    상기 판 중 어느 하나의 배출 영역의 홈이, 흡입 영역의 단부에 근접한 시작점 및 배출 영역의 중간에 위치된 종점을 가지며,
    배출 영역의 홈이 제한기 통로에 의해, 상기 판 중 상기 어느 하나에 형성된 배출실에 연결되며,
    상기 판 중 다른 하나의 배출 영역의 홈이 흡입 영역의 단부에 근접한 시작점 및 흡입 영역의 시작부에 근접한 종점을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    펌프 흡기구는 적어도 하나의 판에 형성되며,
    상기 흡입 영역의 홈 내에 도입된 압력은 펌프 흡기구의 압력보다 다소 높은 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  4. 제1항에 있어서,
    펌프실은 2개의 인접한 베인 사이에 형성되고,
    연통로는 펌프실에서 배출된 압력 유체가 공급되는 유체 압력 이용 장치와 탱크 사이의 통로를 흡입 영역의 홈에 연결하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  5. 제2항에 있어서,
    펌프실은 2개의 인접한 베인 사이에 형성되고,
    연통로는 펌프실에서 배출된 압력 유체가 공급되는 유체 압력 이용 장치와 탱크 사이의 통로를 흡입 영역의 홈에 연결하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  6. 제1항에 있어서,
    펌프실은 2개의 인접한 베인 사이에 형성되고,
    제한기는 탱크로부터 펌프실로의 흡입 통로의 중간에 설치되고,
    흡입 영역의 홈으로 제한기의 상류측의 압력을 도입하는 연결 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  7. 제2항에 있어서,
    펌프실은 2개의 인접한 베인 사이에 형성되고,
    제한기는 탱크로부터 펌프실로의 흡입 통로의 중간에 설치되고,
    흡입 영역의 홈으로 제한기의 상류측의 압력을 도입하는 연결 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  8. 제6항에 있어서,
    배출 영역으로부터 회전자를 구동시키는 샤프트의 외주로 누출된 유체를 흡입 영역의 홈으로 도입하는 도입 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  9. 제7항에 있어서,
    배출 영역으로부터 회전자를 구동시키는 샤프트의 외주로 누출된 유체를 흡입 영역의 홈으로 도입하는 도입 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  10. 제4항에 있어서,
    가변 용량 펌프에 조립되는 릴리프 밸브를 더 구비하며,
    릴리프 밸브로부터 경감된 유체를 흡입 영역의 홈으로 공급하는 릴리프 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  11. 제5항에 있어서,
    가변 용량 펌프에 조립되는 릴리프 밸브를 더 구비하며,
    릴리프 밸브로부터 경감된 유체를 흡입 영역의 홈으로 공급하는 릴리프 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  12. 제1항에 있어서,
    가변 용량 펌프에 조립되는 릴리프 밸브를 더 구비하며,
    릴리프 밸브로부터 경감된 유체를 흡입 영역의 홈으로 공급하는 릴리프 통로가 형성되며,
    배출 영역으로부터 회전자를 구동시키는 샤프트의 외주로 누출된 유체를 흡입 영역의 홈으로 도입하는 도입 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  13. 제2항에 있어서,
    가변 용량 펌프에 조립되는 릴리프 밸브를 더 구비하며,
    릴리프 밸브로부터 경감된 유체를 흡입 영역의 홈으로 공급하는 릴리프 통로가 형성되며,
    배출 영역으로부터 회전자를 구동시키는 샤프트의 외주로 누출된 유체를 흡입 영역의 홈으로 도입하는 도입 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량 펌프.
  14. 펌프 본체내에 수용된 캠 링;
    상기 캠 링내에서 회전하며, 그 외주에 원주방향으로 일정 간격으로 슬릿이 형성된 회전자;
    상기 회전자를 구동하는 드라이브 샤프트;
    상기 슬릿 내에 전후수축가능하게 삽입된 복수 개의 베인;
    상기 캠 링과 회전자의 양측으로부터 상기 캠 링과 회전자를 지지하는 2개의 판을 포함하며,
    상기 판 중 적어도 하나는 상기 회전자의 일측상에서 흡기구를 형성하는 부분과 상기 회전자의 일측상에서 원형 홈을 형성하는 부분을 가지고, 상기 원형 홈은 상기 슬릿의 저부측을 연통하며 흡입 영역의 홈과 배출 영역의 홈으로 구분되며, 상기 원형 홈 내에 압력 유체를 도입하여 상기 베인들을 밀어내고,
    적어도 배기구로부터 갑압된 유체가 상기 흡입 영역의 홈 내에 도입되는, 가변 용량 펌프.
  15. 제14항에 있어서, 상기 판 중 적어도 하나는, 배출 영역으로부터 누출된 상기 갑압된 유체를 상기 흡입 영역의 홈 내로 도입하기 위한 도입 통로를 형성하는 부분을 갖는, 가변 용량 펌프.
  16. 제15항에 있어서, 상기 도입 통로는 상기 감압된 유체를, 상기 드라이브 샤프트의 외주를 통해, 상기 흡입 영역의 홈 내로 도입하는, 가변 용량 펌프.
  17. 제14항에 있어서, 상기 펌프 본체에 설치되어 배출유 압력을 경감시키는 릴리프 밸브를 더 포함하며,
    상기 판 중 적어도 하나는, 상기 릴리프 밸브로부터 상기 감압된 유체를 상기 흡입 영역의 홈 내로 도입하기 위한 도입 통로를 형성하는 부분을 갖는, 가변 용량 펌프.
  18. 제17항에 있어서, 상기 릴리프 밸브는 배출 영역과 상기 흡입 영역의 홈 사이에 제공되며, 상기 릴리프 밸브에 인가된 상기 배출유 압력이 소정값보다 큰 경우에는 상기 배출 영역과 상기 흡입 영역의 홈 사이에서 연통하는, 가변 용량 펌프.
  19. 제14항에 있어서, 상기 펌프 본체에 설치된 상기 흡입 영역의 홈 내에 도입된 배출유 압력을 제어하기 위한 배압 제어 밸브를 더 포함하며,
    상기 판 중 적어도 하나는, 상기 배압 제어 밸브로부터 상기 감압된 유체를 상기 흡입 영역의 홈 내로 도입하기 위한 도입 통로를 형성하는 부분을 갖는, 가변 용량 펌프.
  20. 제19항에 있어서, 상기 배압 제어 밸브는 배출 영역과 상기 흡입 영역의 홈 사이에 제공되며, 상기 배압 제어 밸브는,상기 배압 제어 밸브에 인가된 상기 배출유 압력이 소정값보다 작은 경우에 상기 배출 영역과 상기 흡입 영역의 홈 사이에서 연통하며, 상기 배출 영역과 상기 흡입 영역의 홈 사이의 연통을 차단하는, 가변 용량 펌프.
  21. 제20항에 있어서, 상기 소정값은 약 0.5Mpa인, 가변 용량 펌프.
  22. 제20항에 있어서, 상기 배압 제어 밸브에 인가된 상기 배출유 압력은 흡입 영역과 상기 배출 영역 사이의 압력 차이인, 가변 용량 펌프.
  23. 펌프 본체내에 수용된 캠 링;
    상기 캠 링내에서 회전하며, 그 외주에 원주방향으로 일정 간격으로 슬릿이 형성된 회전자;
    상기 슬릿 내에 전후수축가능하게 삽입된 복수 개의 베인;
    상기 캠 링과 회전자의 양측으로부터 상기 캠 링과 회전자를 지지하는 2개의 판을 포함하며,
    상기 판 중 적어도 하나가 일 측의 회전자측의 면상에, 상기 슬릿의 저부측을 연통하는 원형 홈이 형성되고,
    이 원형 홈 내에 압력 유체를 도입하여 상기 베인을 밀어 내며,
    상기 원형 홈이 흡입 영역의 홈과 배출 영역의 홈으로 구분되고,
    적어도 하나의 판에 펌프 흡기구가 형성되고, 적어도 상기 흡기구에서의 압력이 상기 흡입 영역의 홈에 도입되는, 가변 용량 펌프.
  24. 제23항에 있어서, 상기 흡입 영역의 홈 내에 도입된 압력과 상기 흡기구에서의 압력의 차이는 펌프 배기구에서의 압력보다 작은, 가변 용량 펌프.
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