KR100196766B1

KR100196766B1 - 로터형 펌프

Info

Publication number: KR100196766B1
Application number: KR1019970020624A
Authority: KR
Inventors: 쇼지 모리따
Original assignee: 도오다 고오이찌로; 가부시끼가이샤 유니시아 젝스
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970075376A; EP0810371A2; EP0810371A3; US5944499A

Abstract

로터형 펌프는 트로코이드형 커브면과 흡기 포트와 배기 포트를 가지는 하우징을 구비한다. 구동 샤프트는 하우징에서 제1 정점을 중심으로 회전 가능하게 장착된다. 제1 축에 편심한 제2 축을 가지는 로터는 구동 샤프트에 회전 가능하게 장착된다. 로터는 트로코이드형 커브면과 상호 작동한다. 다수의 작동 유체 챔버는 트로코이드형 커브면과 로터의 외주면에 의해 한정되고 로터가 회전할 때 체적이 가변한다. 흡기 포트는 챔버들 중의 한 챔버속으로 개방되고 배기 포트는 다른 챔버속으로 개방된다. 연통로는 챔버들 중 적어도 인접한 두개 챔버를 상호 유체 연결한다. 로터 제어 기구는 로터의 회전시 그 사이에서 소정의 간극을 두고 트로코이드형 커브면을 따라 이동하도록 로터를 제어하기 위해 제공된다.

Description

로터형 펌프

본 발명은 다양한 가동 엔진 부품과 같은 자동차 부품에 윤활유를 순환시키거나, 파워 스티어링에 작동 유체를 공급하기 위하여 요구되는 오일 압력을 형성하는 유압 펌프에 적합한 로터형 펌프에 관한 것이다.

윤활유를 내연 기관에 공급하거나 또는 작동 유체를 파워 스티어링 시스템에 공급하기 위하여 압력 공급 시스템에 사용되는 다양한 형태의 오일 펌프가 일반적으로 공지되어 있다. 예를 들어 기어펌프 및 플런저 펌프가 있다.

부가적으로, 더욱 높은 성능을 가지는 유압 펌프를 제공하기 위해, 반켈 엔진(Wankel-engine)의 기본 구조, 즉 4 행정 사이클 로터리 피스톤 엔진을 유압 펌프에 적용하는 것이 바람직하다. 반켈 엔진의 구조 및 작동은 이후에 설명된다. 반켈 엔진은 전형적으로 내측 페리 트로코이드(peri-trochoidal)형 커브면을 가지는 로터 하우징, 하우징을 둘러싸서 밀폐하는 이격 측면 하우징, 구동 샤프트의 중심 축에 편심한 로터 저널을 갖는 구동 샤프트 또는 크랭크 샤프트를 가진다. 일반적으로 삼각형 로터는 로터 하우징에 회전 가능하게 편심 배치되며, 서로 원주 방향으로 등간격 배치된 3개의 로터 로브 즉 정점을 가지며, 로터가 로터 저널 상에서 회전할 때 하우징의 내측 페리 트로코이드형 커브면 상에서 슬라이드 한다.

고정 기어는 하나의 측면 하우징에 고정되고 구동 샤프트의 일 단부를 지지하는 베어링을 가진다. 로터 내측 기어는 로터에 장착된다. 로터는 로터 내측 기어가 고정 기어와 맞물리도록 편심 로터 저널 상에 설치된다. 로터는 고정 기어에 의해 안내되며 고정 기어의 주위를 회전한다. 3개 로브 상의 정점 밀봉부는 내측 페리 트로코이드형 커브면과 접촉하고 치밀하게 계합하여 기밀부를 제공한다. 이 후, 3개의 개별 챔버는 내측 페리 트로코이드형 커브면, 개별적으로 인접한 두개의 로터 로브 및 두개의 로터 로브 사이에서 연장하는 외주면 부분에 의해 한정된다. 로터가 측면 하우징의 고정 기어의 주위를 회전할 때, 챔버의 체적이 증가 및 감소한다. 흡기 포트와 배기 포트는 로터 하우징 또는 내측 하우징에 서로 평행하게 제공된다. 한 쌍의 스파크 플러그가 두 포트들을 향하도록 하우징 내에 제공된다.

널리 공지된 하나의 로터 반켈 엔진의 경우에, 로터 내측 기어와 고정 기어의 기어비는 로터의 매 회전마다 구동 샤프트가 3번 회전하도록 1 : 3 으로 설정된다. 따라서, 4 단계, 즉 로터의 외주면과 내측 페리 트로코이드형 커브면에 의해 한정된 각각의 챔버들에 대해 로터의 1 회전 동안 흡기 행정, 압축 행정, 동력 행정 및 배기 행정이 있다. 특히, 로터가 회전하여 하나의 로터 로브가 흡기 포트를 떠날 때, 하나의 로브(전방 로브), 인접 로브(후방 로브) 및 하우징 사이의 챔버는 부분 진공 형성을 증대시키도록 작동 개시하여서 공기 혼합 연료가 로터 하우징으로 흘러 들어가게 한다. 계속적인 로터 회전에 의해, 챔버 체적이 계속 증가한다. 후방 로브가 흡기 포트를 통과하는 지점에 로터가 도달할 때, 공기 혼합 연료는 전방 및 후방 로브들 사이에 기밀된다. 로터가 계속 회전하면, 챔버 체적이 감소하여 그곳의 혼합 연료를 압축시킨다. 혼합 연료의 압축이 압축 행정 상의 TDC 부근에 도달할 때, 혼합 연료는 스파크 플러그에 의해 점화되어 연소된다. 따라서, 동력 행정이 개시한다. 이 단계에서, 고온 연소 가스는 로터를 압박하여 계속 회전시키고, 전방 로브가 배기 포트를 떠날 때까지 팽창한다. 고온 연소 가스는 챔버로부터 배기 포트를 거쳐 배기하여서 배기 행정이 계속된다. 이 후, 전방 로브가 흡기 포트를 다시 떠나서 흡기 행정이 시작된다. 이러한 방식으로, 로터의 각 회전마다 4 단계가 반복 수행된다. 종래의 반켈 엔진의 한 실예는 일본 실개소 제64-15726호 공보에 개시되었다.

그러나, 다음에 기술된 이유 때문에, 전술한 바와 같은 반켈 엔진의 기본 구조를 자동차 엔진의 압력 공급 윤활 시스템에 사용되는 오일 펌프에 적용하기가 매우 어렵다.

반켈 엔진에서, 로터가 구동 샤프트의 주위를 편심 회전하고 로터 하우징의 페리 트로코이드형 커브면을 따르도록 로터를 제어하기 위하여 하나의 치합쌍, 즉 고정 기어와 로터 내측 기어가 제공된다. 고정 기어와 로터 내측 기어로 구성된 종래 로터 제어 장치는 치합쌍의 높은 기계 가공 정밀도를 요한다. 또한, 종래 로터 제어 장치는 복잡한 구조와 많은 부품을 가지므로, 하우징에 비교적 큰 설치 공간을 요한다. 따라서, 종래 로터 제어 장치가 로터형 펌프에 사용된다면, 치합 기어의 높은 기계 가공 정밀도와 복잡한 구조는 생산 공정에서의 작동 효율 감소를 초래하여 로터형 펌프의 생산 비용 증가를 초래한다. 부가적으로, 종래 로터 제어 장치를 로터형 펌프에 사용하는 경우, 치합 기어의 설비에 적합한 비교적 큰 공간은 로터형 펌프의 전체 크기 및 중량 증가를 초래한다.

또한, 로터의 로브가 항상 페리 트로코이드형 커브면 상을 활주하도록 종래 로터 제어 장치는 로터를 안내하므로, 시간이 경과하는 동안, 로브와 페리 트로코이드형 커브면은 그들 사이의 활주 접촉에 기인하여 마찰 마모된다. 이것은 페리 트로코이드형 커브면과 로터의 내구성 감소를 초래한다. 따라서, 로터와 페리 트로코이드형 커브면은 내마모성 부재로 커버되거나 적합한 항마모 재료로 만들어져야 한다. 그러므로, 종래 로터 제어 장치를 로터형 펌프에 사용하는 경우, 그의 생산 및 재료 비용 증가를 초래한다.

또한, 반켈 엔진에서, 연료 시스템은 분무 상태의 연료를 공기와 혼합하여서 연소 및 압축 가능한 공기 혼합 연료를 만들고, 압축 가능한 공기 혼합 연료는 압축 행정에서 압축되고 동력 행정에서 팽창된다. 즉, 압축 유체가 적용되는 반켈 엔진은 압축 유체의 압축 및 팽창 작용, 즉 연소 챔버의 체적 변화에 의하여 내연 기관으로 작용하도록 설계된다. 한편, 오일 펌프는 자동차의 가동 즉 회전 부품용 윤활유 또는 파워 스티어링 장치용 작동 유체와 같은 비압축성 유체에 적용된다.

본 발명의 목적은 성능 및 펌핑 효율이 증대된 로터형 펌프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하우징의 트로코이드형 커브면과 로터의 마찰 마모를 방지하고 증대된 내구성을 제공할 수 있는 로터형 펌프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 로터형 펌프의 전체 크기 및 중량을 감소시키는 단순 구조 및 큰 체적 용량을 가지는 로터형 펌프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하우징과 로터에 각각 장착되는 치합 기어를 사용하지 않고 로터를 트로코이드형 커브면을 따라 안내하기 위한 단순 로터 제어 기구를 갖는 로터형 펌프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 트로코이드형 커브면과 흡기 포트와 배기 포트를 갖는 하우징을 포함하는 로터형 펌프가 제공된다. 구동 샤프트는 하우징의 제1 축 주위에 회전 가능하게 장착된다. 제1 축에 편심한 제2 축을 가지는 로터는 구동 샤프트에 회전 가능하게 장착되어 트로코이드형 커브면과 상호 작동한다. 다수의 작동 유체 챔버는 트로코이드형 커브면과 로터의 외주면에 의해 한정되며 로터가 회전할 때 체적이 가변한다. 흡기 포트는 다수의 작동 유체 챔버들중 한 챔버에 개방되고 배기 포트는 다른 챔버에 개방된다. 연통로는 다수의 작동 유체 챔버들중 인접한 적어도 두개 챔버를 상호 유체 연결한다. 로터 제어 기구는 로터의 회전시 소정의 간극을 사이에 갖는 트로코이드형 커브면을 따라 로터가 이동하는 것을 제어하기 위해 제공된다.

도1은 본 발명에 따른 로터형 펌프의 제1 실시예의 구동 샤프트의 축을 따른 횡단면도.

도2는 도1의 선2-2를 따른 횡단면도.

도3은 도1의 일부분의 부분 확대도.

도4는 로터형 펌프의 제2 실시예의 부분 횡단면도.

도5는 본 발명의 로터형 펌프의 제3 실시예의, 구동 샤프트의 축을 따른 횡단면도.

도6은 도5의 선6-6을 따른 횡단면도.

도7은 도5의 선7-7을 따른 횡단면도이지만, 로터를 도시하지 않은 도면.

도8은 도5의 일부분의 부분확대도.

도9는 로터가 회전 위치에 배치된 것을 도시하는, 도5의 선9-9를 따른 횡단면도.

도10 내지 도14는 도9와 유사하지만, 로터가 다른 회전 위치에 배치된 것을 도시하는 횡단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 로터형 펌프 12 : 하우징

14 : 하우징 본체 16 : 커버

18 : 접시 머리 볼트 24 : 트로코이드형 커브면

28 : 구동 샤프트 66 : 로터

76 : 외주면 부분 82, 84, 86 : 작동 유체 챔버

92 : 흡기 포트 94 : 배기 포트

96 : 연통로

이제 도1 및 도2를 참조하여 본 발명에 따른 로터형 펌프(10)의 제1 실시예를 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이, 로터형 펌프(10)는 개방단을 갖는 하우징 본체(14)로 구성된 하우징(12)과, 하우징(12) 내 공동을 한정하도록 하우징 본체(14)의 개방단을 밀봉 폐쇄하는 커버(16)를 포함한다. 하우징 본체(14)는 실린더 블록(도시되지 않음)과 같은 고정 엔진 부분에 장착된다. 하우징 본체(14)는 도2에 도시된 바와같이 직사각형의 형상으로 되어있다. 하우징 본체(14)와 형상이 유사한 커버(16)는 도시되지 않은 위치 설정 핀에 의해 위치 설정되고, 접시 머리 볼트(18)에 의해 하우징 본체(14)의 개방단에 고정된다. 하우징 본체(14)는 반경 방향으로 연장하는 평바닥면(26)과 원주 방향으로 연장하는 무한 벨트형 커브면(24)으로 구성된 리세스부(22)를 한정하는 벽(20)을 가진다. 원주 방향으로 연장하는 무한 벨트형 커브면(24)은 트로코이드형 커브면으로 형성된다.

중심 축(X)을 가지는 구동 샤프트(28)는 하우징 본체(14)의 원형 중심 보어(30)와 커버(16)의 원형 중심 보어(32)를 통해 연장한다. 구동 샤프트(28)는 도시되지 않은 내연 기관의 도시되지 않은 크랭크 샤프트에 연결되어 그와 함께 동시 회전할 수 있다. 구동 샤프트(28)는 구동 풀리(36)에 연결된 전방단(34)과, 스프로켓(40)에 연결된 후방단(38)과, 전방단(34) 및 후방단(38) 사이의 중간부(42)를 포함한다. 전방단(34) 상에 계합되고 축방향으로 후방 연장하는 보스부(44)가 구동 풀리(36)에 형성되고 볼트(46)에 의해서 고정된다. 구동 풀리(36)는 회전력 즉 구동 토크를 도시되지 않은 타이밍 벨트를 통해 구동 샤프트(28)로 전달한다. 스프로켓(40)은 그의 한 측면이 후방단(38)의 견부(48)상에 접촉하는 방식으로 후방단(38) 상에 고정된다. 하우징 본체(14)에 일체로 형성되고 전체적으로 원통형인 오일 밀봉 하우징(50)은 구동 풀리(36)의 보스부(44) 상에 배치된다. 보스부(44)의 외주부와 오일 밀봉 하우징(50)의 내주부 사이에 견고한 밀봉을 제공하기 위해 오일 밀봉부(52)가 오일 밀봉 하우징(50)에 배치된다.

편심 로터 저널(54)은 전체적으로 환상의 칼라(collar)로 형성되며, 구동 샤프트(28)의 외주부에 축방향으로 연장 형성된 키이 통로(58)에 설치된 키이(56)에 의해 구동 샤프트(28)의 중간부(42)에 고정된다. 도1 및 도2로 부터 알 수 있는 바와 같이, 편심 로터 저널(54)은 구동 샤프트(28)의 중간부(42)에 설치되어 키이(56)와 키이 통로(58)에 의해 그곳에 고정된 원통형 부분(60)과, 원통형 부분(60)에 일체로 형성되고 원통형 부분(60)의 외주부로 부터 반경 외측 방향으로 연장하는 편심 플랜지부(62)를 가진다. 편심 플랜지부(62)는 구동 샤프트(28)의 중심 축(X)에 반경 방향으로 편심한 중심 축(P)을 가진다. 도2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 편심 플랜지부(62)의 중심 축(P)은 소정의 거리(E)를 두고 구동 샤프트(28)의 중심 축(X)에 반경 방향으로 편심하다. 편심 플랜지부(62)는 경량화하고 무게의 평형을 맞추기 위해 서로 원주 방향으로 이격되어 배열된 다수의 홀(64)을 가진다. 도1에 도시된 바와 같이, 원통형 부분(60)은 하우징 본체(14)의 중심 보어(30)를 통해 외측 방향으로 연장하고 구동 풀리(36)의 보스부(44)에 대해 접촉하는 일단부, 즉 전방단을 가진다. 원통형 부분(60)은 커버(16)의 중심 보어(32)로부터 외측 방향으로 돌출하여 스프로켓(40)의 전방 측면에 대해 접촉하는 대향 단부, 즉 후방단을 가진다. 이 접촉에 의해서, 편심 로터 저널(54)은 구동 샤프트(28) 상에서 축방향으로부터 변위되는 것을 방지하도록 정위치에 지지된다.

로터(66)는 하우징(12)의 공동 내에 배치되어 편심 로터 저널(54)에 회전 가능하게 장착된다. 로터(66)는 편심 로터 저널(54)의 편심 플랜지부(62)가 설치되는 원형의 중심 보어(68)를 가진다. 로터(66)는 편심 로터 저널(54)의 편심 플랜지부(62)와 동축이다. 회전력은 편심 플랜지부(62)를 거쳐 구동 샤프트(28)로부터 로터(66)로 전달된다. 로터(66)는 하우징 본체(14) 리세스부(22)의 트로코이드형 커브면(24)보다도 축방향 길이가 약간 작도록 설계된다. 그의 외주면상에 다수의 원주 방향으로 등간격으로 배치된 정점 또는 로브(lobes)가 로터(66)에 형성된다. 다수의 작동 유체 챔버는 트로코이드형 커브면(24)과 로터(66)의 외주면, 즉 원주 방향으로 등간격으로 형성된 정점들중 각각 인접한 두개 정점들 사이에 연장하는 외주면 부분들에 의하여 한정된다. 작동 유체 챔버들은 하우징(12) 내에서 서로 인접하게 배치된다. 작동 유체 챔버들은 나중에 상세히 설명되는 바와 같이 로터(66)가 회전할 때 체적이 변한다. 작동 유체 챔버는 펌프의 압축 단계에서 체적이 감소하는 적어도 하나의 압축 챔버와, 그의 팽창 단계에서 체적이 증가하는 적어도 하나의 팽창 챔버를 포함한다.

이 실시예에서, 도2에 도시된 바와같이, 로터(66)는 원주 방향으로 등간격 배치된 3개의 정점 즉 로브(70, 72, 74)와, 정점(70, 72, 74)들 사이에 연장하는 외주면 부분(76, 78, 80)을 가진다. 로터(66)가 도2에 도시된 위치에 배치되는 경우, 3개의 작동 유체 챔버(82, 84, 86)는 트로코이드형 커브면(24)과 로터(66) 사이에 배치된다. 특히, 작동 유체 챔버(82)는 정점(70, 72)사이의 외주면 부분(76)과 트로코이드형 커브면(24)에 의해 한정된다. 작동 유체 챔버(84)는 정점(72, 74)사이의 외주면 부분(78)과 트로코이드형 커브면(24)에 의해 한정된다. 작동 유체 챔버(86)는 정점(74, 70)사이의 외주면 부분(80)과 트로코이드형 커브면(24)에 의해 한정된다. 도2에서 화살표로 표시된 바와 같이, 로터(66)가 시계 방향으로 회전하여 도2에 도시된 위치로부터 이동하는 경우에, 챔버(82) 체적이 증가하고, 챔버(84) 체적이 감소하고, 챔버(86) 체적이 감소한다. 3개 정점(70, 72, 74)은 로터(66)가 회전할 때 페리 트로코이드형 커브(peri-trochoidal curve)를 그리도록 하우징 본체(14)의 트로코이드형 커브면(24)을 따라서 이동한다.

도2에 도시된 바와 같이, 하우징 본체(14)의 트로코이드형 커브면(24)은 구동 샤프트(28)의 중심 축(X)에 대해 서로 직경방향으로 대향한 두개의 내향으로 볼록 부분(88, 90)을 가진다. 트로코이드형 커브면(24)은 두개의 볼록부(88, 90)에 대해, 도2에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 아치형 부품들을 포함한다. 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)는 하우징 본체(14)의 일측, 즉 도2에 도시된 바와 같이 우측 상에서 실제로 서로 평행하게 배치된다. 흡기 포트(92)는 트로코이드형 커브면(24)의 하부 아치형 부품으로 개방되고, 배기 포트(94)는 커브면(24)의 상부 아치형 부품으로 개방된다.

실제로 C형 유체 연통로(96)는 하우징 본체(14)의 타측, 즉 도2에 도시된 바와 같이 좌측상에 배치된다. 연통로(96)는 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)에 대향한 관계로 배치된 입구 포트(98)와 출구 포트(100)를 가진다. 입구 포트(98)는 트로코이드형 커브면(24)의 하부 아치형 부품에 개방되고, 출구 포트(100)는 커브면(24)의 상부 아치형 부품에 개방된다. 하나의 정점이 입구 포트(98) 및 출구 포트(100) 사이의 트로코이드형 커브면(24) 볼록부에 대향하는 위치에 로터(66)가 있을 때, 연통로(96)는 한 정점의 양 측면 상에 배치된 다수의 작동 유체 챔버들중 인접한 두 챔버를 상호 유체 연결한다.

특히, 로터(66)가 도2에 도시된 위치로부터 약 30°정도 지체된 위치에 있고, 여기서 정점(74)이 트로코이드형 커브면(24)의 볼록부(90)에 대향한 위치에 배치되어 있다고 가정하면, 입구 포트(98)와 출구 포트(100)는 정점(74)의 양 측면 상에서 챔버(84)와 챔버(86)에 개방된다. 따라서, 인접한 두 챔버(84, 96)는 연통로(96)를 거쳐 유체 연통된다.

연통로(96) 체적은 로터(66)가 회전할 때 야기되는 입구 포트(98)와 출구 포트(100)의 개구도 변화에 기인하여 변한다. 로터(66)가 도2에 도시된 위치에 있을 때 감소하는 하나의 작동 유체 챔버 체적을 로터(66)가 같은 위치 또는 그에 대해 직경 방향으로 대향한 위치에 있을 때 증가하여 최대가 되는 다른 작동 유체 챔버 체적으로 감함으로써 얻어지는 소정값 이상의 최대 체적을 갖도록 연통로(96)가 설계된다. 특히, 3개의 작동 유체 챔버들중의 하나는 도2에 도시된 챔버(84)이고, 다른 하나의 챔버는 챔버(86) 또는 정점(70, 72, 74)들의 나머지 하나가 트로코이드형 커브면(24)의 최상부 위치에 대향할 때 연통로(96)의 흡기 포트(92)와 입구 포트(98)에 실제로 대향하는 3개의 정점들 중의 두개의 정점들 사이에 배치된 챔버이다. 또한, 로터가 시계 방향으로 회전할 때, 챔버(84) 체적이 감소한다. 챔버(84) 체적 감소는 연통로(96)의 배열에 의해 허용된다.

이제, 로터(66)의 정점(70, 72, 74)들과 그 사이에 배치된 작동 유체 챔버들 사이의 위치 관계는 작동 유체 챔버와 연통로(96)와 흡기 및 배기 포트(92, 94)중의 유체연통과 함께 상세히 설명될 것이다.

로터(66)가 도2에 도시된 위치에 있을 때, 정점(70)은 배기 포트(94)를 통과하여 폐쇄하기 시작하고, 정점(72)은 트로코이드형 커브면(24)의 최하부 위치에 대향되며, 정점(74)은 출구 포트(100)를 통과하여 폐쇄하기 시작한다. 이 위치에서, 흡기 포트(92)는 챔버(82)와 연통하며 연통로(96)의 입구 포트(98)는 챔버(84)와 연통한다. 챔버(82, 86)사이의 유체 연통은 정점(70)에 의해 차단된다. 챔버(82, 84)사이의 유체 연통은 정점(72)에 의해 차단되며 연통로(96)를 경유하여 챔버(84, 86)사이의 유체 연통은 정점(74)에 의해 차단된다.

도2에 도시된 위치로부터 정점(74)이 트로코이드형 커브면(24)의 최상부 위치와 마주보는 전진 위치로 이동하기 위해 로터(66)가 시계 방향으로 회전한다고 가정하면, 정점(70)은 배기 포트(94)와 챔버(86)사이의 유체 연통을 허용하고 흡기 포트(92)와 챔버(82)사이의 유체 연통을 차단하기 위해 흡기 포트(92)와 실제로 대향하게 배치된다. 이 위치에서, 정점(72)은 연통로(96)와 챔버(82)사이의 유체 연통을 차단하기 위해 입구 포트(98)와 실제로 대향하게 배치된다. 동시에, 정점(74)은 정점(72, 74)사이의 외주면 부분(78)과 트로코이드형 커브면(24)과의 사이에 새로 배치된 또 다른 작동 유체 챔버와 연통로(96)와의 사이에서 유체 연통을 차단한다. 도2에 도시된 위치로부터 전진위치로 로터(66)가 이동하는 동안, 챔버(82)는 체적이 증가하는 과정에 있고, 챔버(86)는 체적이 감소하는 압축상태로 진행하며, 챔버(84)는 체적이 감소하는 과정에 있고 그 다음에 입구 포트(98)의 부근에서 소멸하는 한편 새 챔버는 정점(72, 74)사이의 외주면 부분(78)과 도2에 도시된 트로코이드형 커브면(24)의 상부 좌측 부품 사이에 형성된다.

로터가 시계 방향으로 계속 회전하여 상술한 전진 위치로부터 정점(74)이 배기 포트(94)의 바로 앞 위치로 이동할때, 챔버(86) 체적이 더욱 감소하여 배기 포트(94) 부근에서 소멸하는 반면, 다른 작동 유체 챔버는 정점(70, 74)사이의 외주면 부분(80)과 도2에 도시된 바와 같은 트로코이드형 커브면(24)의 하부 우측 부품 사이에 새로 형성된다.

이해되는 바와 같이, 이 실시예의 로터형 펌프의 흡기 단계와 배기 단계는 전형적인 반켈 엔진의 흡기 및 배기 행정과 각각 유사한 반면, 예시된 로터 펌프의 압축 단계와 팽창 단계는 반켈 엔진과 상당히 다르다. 압축 가능한 공기 혼합 연료를 사용하는 반켈 엔진의 경우, 로터 정점들 사이의 3개 챔버는 정점 밀봉에 의해 서로 분리되며, 따라서 압축 행정에서의 소정 챔버는 팽창 행정의 다른 챔버로부터 완전히 분리된다. 한편, 비압축성 유체를 사용하는 본 발명의 로터형 펌프에서, 챔버, 예를 들면 체적이 감소하는 과정에 있는 도2의 하부 좌측챔버(84)는, 앞쪽의 정점, 예를 들면 정점(74)이 입구 포트(98)를 통과했을 때로부터 앞쪽의 정점이 출구 포트(100)를 통과했을 때까지 소정 기간동안 연통로(96)를 거쳐, 챔버, 예를 들면 체적이 증가하는 과정에 있는 도2의 상부챔버(86)와 연통된다. 따라서, 연통로(96)는 체적이 감소하는 과정 및 체적이 증가하는 과정에 있는 2개의 인접한 챔버들의 체적 변화를 각각 허용한다.

로터 제어 기구는 로터(66)의 회전시 로터(66)와 트로코이드형 커브면(24)사이의, 도3에 도시된 소정의 간극(C1)을 두고 트로코이드형 커브면(24)을 따라 이동하도록 로터(66)를 제어하기 위해 제공된다. 즉, 로터 제어 기구는 로터(66)의 회전중 트로코이드형 커브면(24)과 비접촉상태로 로터(66)를 지지한다.

로터 제어 기구는 커버(16)의 내측면(104)에 형성된 무한 안내홈(102)과 로터(66)에 고정된 다수의 안내핀(106)을 포함한다. 안내홈(102)은 도2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 트로코이드형 커브면(24)의 반경 내측 방향으로 배치되고 커브면(24)의 트로코이드형 커브를 따라 정밀하게 형성된다. 안내홈(102)은 도1에 도시된 바와 같은 직사각 형상의 횡단면을 가진다. 이 실시예에서, 서로 평행한 3개 안내핀(106)은 로터(66)에 형성된 3개의 핀 삽입홀(108)에 가압 설치된다. 핀 삽입홀(108)은 각각의 안내핀(106)의 중심 축이 로터(66)의 중심 축(P)과 정점(70, 72, 74)과의 사이를 연장하는 라인 세그먼트상에 위치되도록 정점(70, 72, 74) 부근에 배열된다. 핀 삽입홀(108)은 로터(66)를 통해 축방향으로 연장하며 커버(16)의 안내홈(102)과 대향한다. 안내핀(106)의 각각은 적합한 금속으로 만들어지며, 안내홈(102)의, 도3에 도시된 두개의 대향한 방사상 내측 및 외측면(110, 112)사이의 거리보다 더 작은 외경을 가지는 원통형 형상으로 형성된다.

특히, 도3에 도시된 바와 같이, 안내핀(106)은 핀 삽입홀(108)에 치밀하게 계합된 하나의 평평한 단부(114)와 로터(66)의 한 측면(118)으로부터 돌출하여 반경 방향 간극(C2)을 두고 안내홈(102)속으로 느슨하게 계합된 평평한 대향 단부(116)를 가진다. 반경 방향 간극(C2)은 안내핀(106)의 외주면과 각각의 안내홈(102) 반경 방향 내측 및 외측면(110, 112) 사이에 형성된다. 반경 방향 간극(C2)은 안내홈(102)내에서 안내핀(106)이 완만하게 이동하도록 제공되며, 로터(66)의 회전시 로터(66)의 반경 방향 변위를 제한하는 작용을 한다.

소정 간극(C1)은 로터(66)의 각각의 외주면 정점(70, 72, 74)과 트로코이드형 커브면(24) 사이에 형성된다. 소정 간극(C1)은 반경 방향 간극(C2)보다 크고 각각의 로터(66) 외주면 부분(76, 78, 80)과 트로코이드형 커브면(24) 사이의 거리보다 작도록 설계된다. 소정 간극(C1)은 실제로 균일하다. 소정 간극(C1)은 이 실시예의 로터형 펌프가 엔진 부품용 윤활유 또는 파워 스티어링용 작동 유체와 같은 비압축성 점성 유체에 적용되므로 펌핑 효율에 영향을 주지 않는다. 로터 제어 기구는 로터가 트로코이드형 커브면(24) 상에서 활주하기에 적합한 경우에 야기되는 트로코이드형 커브면(24)과 정점(70, 72, 74)과의 마찰 접촉에 의해 로터(66)가 감속되는 것을 방지한다.

제1 실시예의 로터형 펌프(10)의 작동이 이후에 설명된다.

편심 로터 저널(54)을 갖는 구동 샤프트(28)가 구동 풀리(36)에 의해 회전될 때, 회전력 즉 토크는 편심 로터 저널(54)의 편심 플랜지부(62)의 외주면을 통해 로터(66)에 전달된다. 안내홈(102)을 따라 완만하게 활주하는 3개 안내핀(106)의 뒤를 따라서, 로터(66)는 완만하게 그리고 편심적으로 회전되어 트로코이드형 커브면(24)을 따라 이동된다. 하나의 정점, 예를 들면 도2의 정점(70)이 배기 포트(94)를 폐쇄하고 작동 유체 또는 윤활유가 챔버, 예를 들면 챔버(82)속으로 흡입되자마자, 흡기 포트(92)와 유체 연통된다. 다음에, 로터(66)는 시계 방향으로 회전하여 도2에 도시된 위치로부터 정점(72)이 입구 포트(98)에 접근하고, 정점(70)이 흡기 포트(92)를 막 통과하여 흡기 포트(92)를 폐쇄하고, 정점(74)이 트로코이드형 커브면(24)의 최상부부분에 도달하는 선행 위치로 이동한다. 로터(66)의 이동중, 정점(72, 74)사이의 챔버(84) 체적이 감소한 후 소멸하는 한편, 정점(70, 72)사이의 챔버(82) 체적이 최대치까지 증가하여 다른 챔버가 정점(72, 74)사이에서 새로 형성된다. 체적이 감소하는 과정에서, 챔버(84)는 입구 포트(98)가 개방된 연통로(96)를 거쳐 새로 형성된 다른 챔버와 연통된다. 이와같은 챔버(84)의 압축상태에서, 로터(66)의 외주면 부분(78)은 챔버(84)로부터 인접한 챔버(86)로 작동 유체를 밀어내는 압력 인가 표면으로 작용한다. 다음에, 로터(66)가 계속 회전하여 선행 위치로부터 이동할 때, 챔버(82)는 팽창 상태로부터 압축 상태로 변하고, 동시에 새로 형성된 다른 챔버는 최대치까지 계속 팽창되며 챔버(86)는 계속 압축된 후 소멸된다. 이 압축 상태에서, 챔버(86)는 챔버(86)내의 작동 유체가 로터(66)의 외주면 부분(80)에 의해 가압되어 챔버(86)에서 배기 포트(94)속으로 강요되도록 배기 포트(94)와 연통된다. 이러한 방식으로, 일련의 펌핑 작용이 연통로(96) 설치에 의해 성취될 수 있다.

제1 실시예의 로터형 펌프(10)와 같은 크기의 종래 기술의 내부 기어형 펌프와 비교할 때, 제1 실시예의 로터형 펌프(10)는 내부 기어형 펌프보다도 더 큰 모든 작동 유체 챔버의 총 체적을 가지는데, 이것에 의해 로터의 1회전마다 많은 양의 작동 유체가 배기된다. 따라서, 로터형 펌프(10)는 작은 크기를 갖지만 종래 기술의 기어형 펌프와 같은 펌핑 용량을 가지도록 설계될 수 있는데, 이것에 의해 로터형 펌프의 총 중량을 감소시킨다.

또한, 제1 실시예의 로터형 펌프(10)는 구조적으로 간단하고, 펌프의 생산효율을 개선하며, 비용을 절감할 수 있다.

또한, 제1 실시예의 로터형 펌프(10)에서, 안내홈(102)과 안내핀(106)으로 구성된 로터 제어 기구는 구조적으로 단순화되고, 생산효율의 증대는 물론 설치공간과 기구의 부품개수의 감소에 기여하며, 따라서 비용을 절감시킨다.

부가적으로, 로터형 펌프(10)의 로터 제어 기구가 로터(66)의 회전시 로터(66)의 반경 방향 변위를 제한하므로, 로터(66)는 항상 트로코이드형 커브면(24)과 비접촉 상태로 유지된다. 따라서, 로터(66)와 트로코이드형 커브면(24)은 그 사이의 미끄럼 접촉에 의해 야기된 마찰 마모로부터 보호된다. 이것은 로터형 펌프의 내구성을 크게 증대시키고, 로터(66) 및/또는 트로코이드형 커브면(24)상에 장착된 내마모성 부재 또는 로터(66) 및/또는 트로코이드형 커브면(24)을 완전하게 생산하기 위한 항마모 재료를 사용할 필요가 없게 한다.

도4를 참조하여, 로터 제어 기구의 배열을 제외하고는 상술한 제1 실시예와 유사한 제2 실시예의 로터형 펌프(200)가 이후에 설명된다. 같은 참조부호는 같은 부품을 표시하므로 상세한 설명은 생략된다.

도4에 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 로터형 펌프(200)의 로터 제어 기구는 하우징 본체(14)의 리세스부(22)의 평 바닥면(26)에 형성된 무한 안내홈(202)을 포함한다. 안내홈(202)은 위에서 설명된 제1 실시예의 안내홈(102)과 유사하게 구성된다. 안내핀(106)은 평평한 단부(114)가 로터(66)의 다른 측면(204)으로부터 돌출하는 방식으로 로터(66)에 고정되고 안내홈(202)에 느슨하게 계합된다. 제2 실시예는 또한 위에서 설명된 제1 실시예와 같은 결과를 수행한다.

또한, 본 발명의 로터형 펌프의 로터 제어 기구는 무한 안내홈이 정점의 부근에서 로터(66)의 하나의 대향 측면에 형성되고 다수의 안내핀(106)이 하우징 본체(14)의 리세스부(22)의 바닥면(26) 또는 커버(16)의 내측면에 형성된 대응 핀 삽입홀에 견고하게 계합되는 방식으로 변형될 수 있다. 제1 및 제2 실시예와 유사하게, 안내핀(106)과 안내홈사이의 간극과, 이 간극보다 더 크고 로터(66)의 외주면과 트로코이드형 커브면(24)사이에 배치된 소정 간극이 제공된다.

도5 내지 도14를 참조하여 제3 실시예의 로터형 펌프(300)가 이후에 설명된다. 이것은 로터 제어 기구와 유체 연통로의 배열을 제외하고는 상술한 제1 및 제2 실시예와 유사하다. 같은 참조 부호는 같은 부품을 표시하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도5, 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 로터형 펌프(300)의 로터 제어 기구는 토로코이드형 커브면(24)을 따라 만들어지고 하우징 본체(14)의 리세스부(22)의 바닥면(26)에 형성된 무한 안내홈(302)을 포함한다. 제2 실시예와 유사하게, 안내핀(106)은 로터(66)의 외주면과 트로코이드형 커브면(24)사이의 소정 간극(C1)보다 더 작은 반경 방향 간극(C2)으로 안내홈(302)에 느슨하게 계합된다. 로터 제어 기구의 이러한 배열은 로터(66)가 회전할때 로터(66)가 트로코이드형 커브면(24)과 미끄럼 접촉에 의해 감속되는 것을 방지하며, 이것은 로터가 트로코이드형 커브면(24)을 따라 완만하게 이동할 수 있게 한다. 이것은 로터형 펌프의 성능 개선에 기여한다.

도5, 도6 및 도9 내지 도14에 도시된 바와 같이, 로터형 펌프(300)는 다수의 작동 유체 챔버들중 인접한 적어도 두개를 상호 유체 연결하는 유체 연통로(396)를 가진다. 연통로(396)는 작동 유체 챔버들중 인접한 두개 챔버 사이의 압력 변화 차이를 보상하기에 적합하다. 작동 유체 챔버들중 인접한 두개 챔버중 한 챔버 체적이 감소하는 과정에 있고, 다른 챔버 체적이 증가하는 과정에 있다. 연통로(396)는 로터(66)가 소정 위치에 배치될 때 로터(66)의 외주면에 정렬되도록 만들어지는 대향 입구 및 출구 포트(398, 400)를 가지며, 이 예정된 위치에서 연통로(396)는 흡기 및 배기 포트(92, 94)로부터 유동적으로 끊어지며, 서로 체적이 같은 다수의 작동 유체 챔버들중 인접한 두개 챔버를 상호 유체 연결한다.

특히, 연통로(396)는 도6에 도시된 바와 같이 전체적으로 초승달형상을 하고있고, 도5에 도시된 바와 같이 비교적 더욱 큰 두께를 가지는 커버(16)로 형성된다. 연통로(396)의 입구 포트(398)와 출구 포트(400)는, 로터(66)가 도6 및 도12에 도시된 소정의 위치에 배치될 때, 외주면 부분(78, 80)을 구성하는 로터(66)의 외측주변을 따라 정렬되는 외주를 가진다. 즉, 입구 포트(398)는 로터(66)의 80 으로 표시된 외측주변의 일부에 정렬되고, 출구 포트(400)는 로터(66)의 78 로 표시된 외측주변의 일부에 정렬된다. 이러한 배열에 의해, 연통로(396)는 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)로부터 유체 차단된다. 연통로(396)는 하우징(12)에 형성된 4 챔버중 인접한 두 챔버(402, 404)를 상호 유체 연결한다. 로터(66)의 소정 위치에서, 인접한 두 챔버(402, 404) 체적이 서로 동일하다. 챔버(402)는 체적 감소, 즉 압력 증가 과정에 있는 반면, 챔버(404)는 체적 증가, 즉 압력 감소 과정에 있다.

한편, 로터(66)의 소정 위치에서, 나머지 인접한 두 챔버(406, 408)는 연통로(396)로부터 유체 차단되며 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)에 각각 유체 연결된다. 나머지 챔버(406, 408)는 또한 서로 체적이 동일하고, 챔버(406)는 체적 증가, 즉 압력 감소 과정에 있는 반면, 챔버(408)는 체적 감소, 즉 압력 증가 과정에 있다.

연통로(396)는 하우징 본체(14)의 동일 측면 상의 인접한 두 챔버(402, 404)의 각각과 연통 하도록 인접한 두 챔버(402, 404)를 따라 연장한다. 달리 말하면, 연통로(396)는 로터(66)의 축방향에서 챔버(402, 404)와 나란히 배열된다. 또한, 전체적으로 초승달형상의 연통로(396)는 도6에서 76 으로 표시된 바와 같이 로터(66)의 외측주변을 따라 연장하는, 도6에서 가장 잘 도시된 바와 같은 반경 방향으로 간격진 커브면을 가진다. 반경 방향으로 간격진 커브면은 실제로 균일한 거리를 두고 서로 떨어져 있다.

회전시, 로터(66)는 도9 내지 14에 도시된 바와같은 위치를 포함하는 다수의 회전 위치를 취하며, 챔버는 상술한 제1 실시예에서 설명된 바와 같은 하우징(12)내에 배치된다. 이제 도9 내지 도14를 참조하여 제3 실시예에서의 챔버, 흡기 및 배기 포트(92, 94) 및 연통로(396)사이의 관계가 이후에 설명될 것이다.

먼저, 로터(66)가 도12에 도시된 소정위치와 실제로 직경 방향으로 대향하는, 도10에 도시된 위치 내에 배치된다고 가정한다. 도10의 이러한 위치에서, 흡기 포트(92)는 로터형 펌프(300)의 팽창 단계가 개시되도록 챔버(406)에 개방된다. 동시에, 챔버(410)에 개방된 배기 포트(94) 체적이 감소하는 과정의 끝에 있고, 따라서 로터형 펌프(300)의 압축 단계가 종료된다. 인접한 챔버(406, 410)와 대향하는 인접한 두개 챔버(402, 408)는 연통로(396)를 통해 상호 유체 연결되며 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)와 유체 차단된다. 연통로(396)의 입구 포트(398)와 출구 포트(400)는 로터(66)에 의해 노출 또는 오버랩 되어 인접한 두 챔버(402, 408)로 개방된다. 이 위치에서, 인접한 두 챔버(406, 410)(402, 408) 쌍들의 체적은 실제로 서로 동일하다.

로터(66)가 시계 방향으로 회전하여 도10에 도시된 위치로부터 도9에 도시된 위치까지 이동할 때, 흡기 포트(92)에 연결된 챔버(406) 체적이 증가하는 반면, 챔버(410) 체적은 감소하여 소멸한다. 챔버(402) 체적이 감소하는 반면, 챔버(408) 체적은 증가하여 최대로 된다. 인접한 챔버(402, 408)는 연통로(396)에 의해 여전히 상호 유체 연결되며, 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)로부터 유동적으로 계속 단절된다. 연통로(396)의 입구 포트(398)와 출구 포트(400)는 로터(66)에 의해 노출되어 챔버(402, 408)로 각각 개방된다. 연통로(396)는 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)로부터 유체 차단된다.

로터(66)가 이때 도11에 도시된 위치에 도달하면, 흡기 포트(92)에 연결된 챔버(406)는 여전히 체적이 증가하는 과정에 있다. 챔버(408)는 배기 포트(94)와 유체연결되어 체적이 감소한다. 그 다음에, 로터형 펌프(300)의 압축 단계가 개시된다. 챔버(402)는 여전히 체적이 감소하는 과정에 있다. 챔버(404)는 챔버(402, 408)사이에서 새로 형성되고 계속해서 체적이 증가하기 시작한다. 연통로(396)의 입구 포트(398)는 로터(66)로 커버되고 그의 출구 포트(400)는 로터(66)에 의해 노출되어 챔버(408)로 개방된다. 따라서, 연통로(396)는 흡기 포트(92)로부터 유체 차단되지만, 배기 포트(94)에 유체 연결된다. 인접한 3개 챔버(402, 404, 408)는 연통로(396)에 의해 상호 유체 연결되며, 배기 포트(94)에 유체 연결되는 반면 흡기 포트(92)로부터 유체 차단된다. 도11에 도시된 바와 같은 이러한 위치에서, 챔버(402)내 체적 감소는 챔버(404)내 체적 증가보다 더 크다. 따라서, 챔버(402)와 챔버(404) 사이에서 체적 변화, 즉 압력 변화에 차이가 있다. 이 차이는 챔버(402, 404)로부터 배기 포트(94)에 연결된 챔버(408)로 유체 연통을 형성함으로써 보상된다.

다음에, 로터(66)는 상술한 바와 같이 도12에 도시된 소정 위치로 이동한다. 이 위치에서, 체적이 감소하고 체적이 증가하는 과정에 있는 인접한 챔버(402, 404)의 체적은 각각 서로 동일하며, 연통로(396)의 입구 포트(398)와 출구 포트(400)는 로터(66)의 외측주변(78, 80)에 정렬되어서 폐쇄된다. 챔버(402, 404)는 연통로(396)에 의해 상호 유체 연결되고 흡기 포트(92)에 연결된 챔버(406)와 배기 포트(94)에 연결된 챔버(408)로부터 유체 차단된다.

로터(66)가 도12에 도시된 소정위치로부터 변위된 도13에 도시된 바와 같은 위치로 계속 이동할 때, 흡기 포트(92)에 연결된 챔버(406) 체적은 계속 증가한다. 챔버(402) 체적이 계속 감소하는 반면, 새로 형성된 챔버(404) 체적은 증가한다. 배기 포트(94)에 연결된 챔버(408)는 여전히 체적이 감소하는 과정에 있다. 연통로(396)의 출구 포트(400)는 로터(66)로 커버되고 그의 입구 포트(398)는 로터(66)에 의해 노출되어서 챔버(406)에 개방된다. 연통로(396)는 흡기 포트(92)에 유체 연결되지만, 배기 포트(94)로부터 유체 차단된다. 인접한 3개의 챔버(406, 402, 404)는 연통로(396)에 의해 상호 유체 연결되며 흡기 포트(92)에 유체 연결되는 반면 배기 포트(94)로부터 유체 차단된다. 도13에 도시된 바와 같은 이러한 위치에서, 챔버(402)에서 체적 감소는 챔버(404)에서 체적 증가보다 더 작다. 따라서, 챔버(402)와 챔버(404) 사이에서 체적 변화, 즉 압력 변화에 차이가 있다. 이 차이는 흡기 포트(92)에 연결된 챔버(406)로부터 챔버(402, 404)로 유체 연통을 형성함으로써 보상된다.

또한, 로터(66)는 도9의 위치에 실제로 직경 방향으로 대향한, 도14에 도시된 위치로 진행한다. 챔버(406) 체적은 최대로 되어 흡기 포트(92)로부터 유체 차단되고 챔버(402)는 소멸되었다. 챔버(404) 체적이 더욱 증가하고, 챔버(408) 체적이 더욱 감소하고 배기 포트(94)에 유체 연결된다. 연통로(396)의 입구 포트(398)와 출구 포트(400)는 로터(66)에 의해 노출되어 챔버(406, 404)로 각각 개방된다. 챔버(406, 404)는 연통로(396)에 의해 상호 유체 연결되며 입구 포트(92)와 배기 포트(94)로부터 유체 차단된다. 따라서, 연통로(396)는 흡기 포트(92)와 배기 포트(94)로부터 유체 차단된다.

이어서, 로터(66)가 계속 회전하면, 챔버(408) 체적이 감소하는 과정의 끝으로 간 다음, 로터형 펌프(300)의 압축 단계가 종료된다. 동시에, 챔버(406) 체적이 감소하기 시작하고, 챔버(406)와 챔버(408)사이에 챔버가 새로 형성된다. 따라서, 로터형 펌프(300)의 일련의 펌핑 작용이 반복된다.

상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 연통로(396)는 로터(66)가 압력 변화에서의 차이를 두고 감속되는 것을 방지하여, 로터형 펌프(300)의 완만한 펌핑 작용을 성취한다. 이것은 로터형 펌프의 성능을 개선하는 작용을 한다. 제3 실시예는 또한 위에서 설명된 바와 같이 제1 실시예와 같은 결과를 수행한다.

이러한 제3 실시예에서, 연통로(396)는 로터(66)가 소정 위치에 있을 때 그의 커버측 상의 전체 영역에 걸쳐 인접한 챔버(402, 404)와 연통하도록 배치된다. 연통로(396)는 로터(66)가 소정위치에 있을 때 그의 커버측 영역의 적어도 일부분 상에서 인접한 챔버(402, 404)와 연통하기 위해 변형될 수 있다. 연통로(396)는 또한 로터(66)가 소정 위치에 있을 때 대향한 포트들이 로터(66)의 외측주변과 정렬하는 다른 형상으로 형성될 수 있다.

부가적으로, 연통로(396)는 하우징 본체(14)내에 형성될 수 있고, 안내홈(302)은 커버(16)내에 형성될 수 있으며, 안내핀(106)은 로터(66)의 정점(70, 72, 74) 가까이에 각각 배치될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 펌핑 성능 및 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 내마모성이 향상되고 전체 크기 및 총 중량이 감소한 로터형 펌프를 제공한다.

Claims

로터형 펌프에 있어서,

트로코이드형 커브면과 흡기 포트와 배기 포트를 가지는 하우징;

상기 하우징의 제1 축 주위에로 회전 가능하게 장착된 구동 샤프트;

제1 축에 편심한 제2 축을 가지며 상기 구동 샤프트에 회전 가능하게 장착되어 트로코이드형 커브면과 상호 작동하는 로터;

상기 로터의 외주면과 트로코이드형 커브면에 의해 한정되고 상기 로터가 회전할 때 체적이 가변하는 다수의 작동 유체 챔버;

상기 다수의 작동 유체 챔버들중 인접한 적어도 두개 챔버를 상호 유체 연결하는 연통로; 및

상기 로터의 회전시 그 사이에서 소정 간극을 가지고 트로코이드형 커브면을 따라 이동하도록 상기 로터를 제어하기 위한 로터 제어 기구를 구비하며;

상기 흡기 포트는 상기 다수의 작동 유체 챔버중 한 챔버에 개방되고 상기 배기 포트는 다른 챔버에 개방되는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제1항에 있어서, 상기 로터 제어 기구는 트로코이드형 커브면을 따라 형성된 안내홈과 반경 방향 간극을 두고 안내홈속으로 느슨하게 계합된 다수의 안내핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제2항에 있어서, 상기 소정 간극은 상기 반경 방향 간극보다 더 큰 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제3항에 있어서, 상기 소정 간극은 상기 로터 외주면 상의 다수의 원주 방향으로 간격진 각각의 정점들과 트로코이드형 커브면 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제4항에 있어서, 상기 하우징은 하우징 본체와 하우징 본체에 결합된 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제5항에 있어서, 상기 안내홈은 상기 커버에 형성되고 상기 다수의 안내핀은 상기 로터의 정점 부근에 배치되는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제5항에 있어서, 상기 안내홈은 상기 하우징 본체내에 형성되고 상기 다수의 안내핀은 상기 로터의 정점들 부근에 배치되는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제1항에 있어서, 상기 연통로는 상기 다수의 작동 유체 챔버들 사이의 압력 변화 차이를 보상하기에 적합한 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제1항에 있어서, 흡기 및 배기 포트로부터 상기 연통로가 유체 차단되고 체적이 서로 같은 상기 다수의 작동 유체 챔버들중 인접한 두개 챔버를 상호 유체 연결하는 소정위치에 상기 로터가 있을 때, 상기 연통로는 상기 로터의 외측주변에 정렬되도록 형성된 대향 포트들을 가지는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제9항에 있어서, 상기 다수의 작동 유체 챔버들중 상기 인접한 두개 챔버중 한 챔버는 체적이 증가하는 과정에 있고 다른 챔버는 체적이 감소하는 과정에 있는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제9항에 있어서, 상기 로터가 상기 소정위치에 있을 때, 4개의 작동 유체 챔버가 형성되고, 그중 상호 유체 연결된 상기 인접한 두개 챔버 이외의 두개 작동 유체 챔버는 상기 연통로로부터 유체 차단되고 흡기 및 배기 포트에 유동적으로 각각 연결되며, 상기 두 작동 유체 챔버 체적이 서로 동일하며, 상기 하나의 작동 유체 챔버 체적이 증가하는 과정에 있고 다른 챔버 체적이 감소하는 과정에 있는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제9항에 있어서, 상기 로터는 상기 소정 위치로부터 변위된 위치에 있을 때, 상기 연통로의 대향 포트들중 하나는 흡기 및 배기 포트중 하나와 상기 다수의 작동 유체 챔버의 인접한 두개 챔버 사이에 유체 연통을 허용하도록 상기 로터에 의해 노출되는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제9항에 있어서, 상기 로터가 상기 소정 위치로부터 변위된 또 다른 위치에 있을 때, 상기 연통로의 대향 포트들은 상기 로터에 의해 노출되고 상기 연통로는 흡기 및 배기 포트로부터 유체 차단되어 상기 다수의 작동 유체 챔버중 인접한 두개 챔버를 상호 유체 연결하는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제9항에 있어서, 상기 연통로는 상기 하우징의 같은 측면상에서 상기 다수의 작동 유체 챔버의 상기 인접한 두개 챔버와 각각 연통하도록 다수의 작동 유체 챔버중 인접한 두개 챔버를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제14항에 있어서, 상기 연통로는 상기 로터의 외측주변을 따라 연장하는 반경 방향으로 간격진 커브면을 가지며, 상기 반경 방향으로 간격진 커브면은 실제로 균일한 거리를 두고 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제15항에 있어서, 상기 연통로는 전체적으로 초승달형상을 가지는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제2항에 있어서, 상기 연통로는 상기 커버내에 형성되고, 상기 안내홈은 상기 하우징 본체내에 형성되며, 상기 안내핀은 상기 로터의 정점 부근에 배치되는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.
제2항에 있어서, 상기 연통로는 상기 하우징 본체내에 형성되고, 상기 안내홈은 상기 커버내에 형성되며, 상기 다수의 안내핀은 상기 로터의 정점 부근에 배치되는 것을 특징으로 하는 로터형 펌프.