KR100229673B1 - 연속가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펌프, 특히 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프의 출력측에서 압력을 부여할 수 있으며, 압력이 증가함에 따라 유연성이 있는 복원소자의 힘에 대항하여 이동가능한 조정피스톤을 갖는 윤활제 펌프의 다단식 조정기에 관한 것이다.

Description

연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기

본 발명은 펌프, 특히 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌프의 출력측에서 압력을 부여할 수 있으며, 압력이 증가함에 따라 유연성이 있는 복원소자의 힘에 대항하여 이동가능한 조정피스톤을 갖는 윤활제 펌프의 다단식 조정기에 관한 것이다.

상기 조정기의 경우, 예를 들면 조정가능한 베인-셀이 알려져 있다. 이와 같은 펌프에 있어서는 통상적으로 원형단면을 갖는 피스톤을 실린더내에 도입하고, 펌프의 출력측에서 분기관에 의해 압력을 피스톤에 부여하고 있다. 펌프압력이 작동한 결과, 실린더내의 피스톤이 이동되고, 이 이동에 카운터압축스프링이 저항한다. 피스톤과 스프링 사이에는, 예를 들면 베인-셀 펌프의 조정링을 위한 구동핀이 배치되어 있다. 조정링을 베인-셀 펌프의 로터에 대해서 이동 또는 회동시킴에 따라, 베인-셀 펌프의 편심량이 변화하고 이에 따라 펌프 개개 셀의 미는 용적 및 전체적인 유압펌프용량이 변화한다. 또한, 피스톤, 스프링, 로터, 조정링 및 구동핀의 상대적 배열은 다음과 같이 선택되고 있다. 요컨대, 압력의 상승으로 압축스프링의 힘에 저항해서 피스톤이 전방으로 더욱 이동한 결과, 로터에 대한 편심이 적다고 하는 의미에 있어, 여기에 따라 조정링이 구동핀에 눌려지기 때문에 펌프용량이 감소하고 출력되는 압력이 하강 또는 일정하게 된다. 미리 설정할 수 있는 펌프의 패러미터, 구체적으로 로터와 조정링의 형상과 수치, 피스톤-스프링-구동핀 장치의 최대조절거리에 의해서 결정되는 이들의 최대 및 최소 편심량 및 피스톤 특성은, 조정기의 특성, 특히 펌프출력시의 최대압력을 결정한다. 펌프의 출력측에 접속되어 있는 부하의 속도는 다소 조정가능하고, 통상적으로 온도에 의존하는 유동저항을 수반하는 압력의 저하를 나타내고 있다.

상기와 같은 펌프는 내연엔진에 가끔 사용되고 있으며 통상적으로 광범위한 회전속도 및 가변 동작온도에서 사용되고 있다. 이와 같은 경우,펌프샤프트가 통상적으로 직접엔진의 크랭크샹프트에 접속되어 엔진과 동일한 회전속도 또는 적어도 엔진의 회전속도에 비례하는 속도로 크랭크샤프트를 회전시킨다.

상기 펌프에 의해 생성되는 유압을 엔진회전속도에 대한 그래프로 나타내면 (소정온도에 대한), 미리 설정 가능한 최대치 (예를 들면 5바아(bar))까지는 선형구간의 진전이 나타나고, 이 최대치에 도달한 때의 회전속도 이상에서는 조정기에 의해 압력이 일정하게 된다. 내연엔진에 필요한 유압은 또한 회전속도에도 좌우된다. 특히, 엔진이 회동베어링이나 회전부품을 구비하고 있기 때문에, 이와 같은 부품을 충분하고 원활하게 하기 위해서는 윤활제의 일부가 원심력에 대항하여 회전부품의 경방향 출력측에서 내측으로 운반되어야 한다. 그 결과, 일반적으로는 회전속도가 증가하면 최소한의 필요한 유압은 비직선상으로 증가하게 된다. 대표적인 내연엔진내의 최소유압의 이동을 제1도의 곡선으로 나타내었다. 본 도에 따르면 엔진에 연결되고 압력제어기가 부착된 윤활오일펌프에 대한 유압의 추이도 곡선 b로 나타내었다.

펌프의 유압용량은 펌프의 출력과 입력의 압력차와 함께 생성된 체적유량의 차에 의해 결정된다. 예를 들면, 베인-셀 펌프와 같은 조정가능한 유활제 펌프는, 압력이 피스톤링의 편심량을 변화시킬수 있는 조정부품에 비간접적으로 작용하기 때문에, 압력을 조정하는 패러미터로서 사용되는 특성을 가지고 있다. 따라서, 조절량 즉 펌프의 압력패러미터를 조절함에 따라 변화되는 양은, 조정링의 편심량을 변화시켜서 미는 용적을 변화시키기 때문에 펌프의 체적유량이다. 이것은 조정링의 편심을 변화시킴에 따라 미는 용적을 변화시키기 위한 것이다. 가능한 회전속도 범위의 적어도 광범위한 영역에 대해 조절가능한 베인-셀 펌프의 구조로 인하여, 펌프출력의 압력은 미는 용적을 적절하게 변화시킴에 따라 일정하게 유지되고 있다. 그러나, 예를 들면 엔진의 유동저항도 동작온도에 의해 변화함으로 일정한 압력을 유지시키기 위하여 필요한 미는 용적도 온도에 의해 최소한 변화하게 된다.

미는 용적과 출력의 실질적인 관계와는 별도로, 부하 예를 들면 엔진에는 소정의 동작조건하에서 유화제압력 및 윤활제 양 모두에 관계된 일정한 윤활제의 최소조건이 필요하다. 종래의 조절가능한 베인-셀 펌프에서는 이들 조건의 하나만을 조정할 뿐으로, 다른 쪽은 소정의 유동저항에 따라 항시 조정되었다. 또한 종래의 펌프는 윤활제의 양과 압력에 대한 엔진의 최대조건에 따라 제작되었다.

따라서, 윤활제펌프, 즉 베인-셀 펌프에 설치되는 압력제어장치를 특히 회전속도의 중간역내에서 사용하는 경우, 펌프에 의해 부여되는 실제압력 및 미는 윤활제의 양은 부하(구체적으로 내연엔진)의 실제적으로 필요한 양보다도 실질적으로 크게 된다. 이와같은 펌프의 과잉유압용량은 동작에너지를 불필요하게 소비하는 결과가 된다. 요컨데, 압력제어 윤활제펌프는, 미는 양이 단순히 부분적으로 압력제어발브를 끼어 발향회전만을 가능한 고정용량 펌프에 비해 개선되었음에도 불구하고 광범위한 요구에 부응하는 동작을 할수 없다는 의미를 지니고 있다.

이와 같은 기술적 상황에 대해서, 본 발명은 가능한 한 간편한 구조에 의해 조절특성을 품질면에서 개선하고 윤활제의 압력 및 미는 용량에 관해서 엔진의 실제적 필요량에 보다 고도적으로 대응하고 이 결과 손실 즉 과잉 유압용량을 발생시키지 않고 광범위하게 동작할 수 있는 조절가능한 윤활제펌프용의 조정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적의 달성은 시스템에서의 압력을 동시에 부여할 수 있고, 한정된 조절거리를 서로 평행으로 이동 시킬수 있는 복수의 부분피스톤에서 구성되는 조절피스톤에 의해 가능하다. 이 조절피스톤에는 부분피스톤의 적어도 하나를 제동하는 제동부품이 설치되어 있으며, 펌프의 압력 출력이 증가함에 따라 복원소자의 힘방향에 대항해서 이동하는 상기부분 피스톤의 조절거리가 제한되는 한편, 적어도 하나의 다른 쪽 부분피스톤은 복원소자의 힘에 대항해서 이동가능한 상태로 된다.

본 발명에 따르면, 조절피스톤의 구성요소인 부분피스톤이 일체적으로 평행하게 이동하는 한, 상기 조정기에서는 앞에서 설명한 종래의 조절가능한 베인-셀 펌프의 조정기와 동일한 특성의 압력이동이 나타난다. 요컨데, 특히 낮은 회전속도에 있어서는 어떠한 실질속도에서도 제어기구를 구동시킴이 없이 펌프의 초기압력이 회전속도의 증가에 따라 최초에는 비교적 급속하게 상승하는 반면, 부분피스톤은 펌프에서 출력된 압력을 받고 압축스프링 등의 복원소자의 힘에 대항해서 이동하게 되며 펌프의 미는 용적을 검소시키고 이에 따라 유압용량도 감소된다. 이러한 상황하에서, 다소 일정한 압력이 넓은 회전속도 범위에 걸쳐서 발생한다. 회전속도가 더욱 증가함으로써 부분피스톤이 가일층 이동할 경우에만, 이들 부분피스톤중의 하나가 제동부품과 접촉하게 되고 그 이상의 조절거리는 한정된다. 따라서, 아직도 이동가능하고 제어압력을 받고 있는 하나 또는 복수의 부분피스톤의 표면이 작아지기 때문에 이 부분피스톤에서 복원소자에 작용하고 있는 힘은 복원소자의 힘에 대항해서 이 부분피스톤을 더 이동시키는 것은 충분하지 않다. 여기서 회전속도가 더욱 증가함에 따라 미는 용적도 증가함으로, 펌프가 출력하는 압력도 제2한계압력에 도달할 때까지 상승한다. 이 제2한계 압력점에 있어, 아직 가동상태에 있는 하나 또는 그 이상의 부분피스톤에 가해지는 힘은, 복원소자 힘에 대항하여 이들 피스톤을 이동시키고, 이에 따라 미는 양 및 출력압력을 제1한계압력보다도 높게 한정되어 있는 푸셔(pusher), 조정부품 또는 펌프의 기타소자를 이동시키는 것이 충분하다.

회전속도에 대한 압력곡선의 특성적 추이는 제2도의 곡선C에 도시되어 있다. 제2도의 경우, 제1도에 따른 곡선B의 추이는 쇄선으로 도시되어 있다. 본 도에서 알 수 있는 바와 같이, 곡선C는 곡선B보다도 곡선A에 의해 "적응"하고 있고, 펌프는 평균회전속도의 범위내에서 낮은 압력으로 소량의 오일을 이동시킨다(제3도 참조). 이에 따라 펌프에 필요한 동작에너지를 대응시켜서 감소시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제1부분피스톤은 출력측의 링피스톤이며 제2부분피스톤은 내측중앙피스톤이다. 요컨데, 내측중앙피스톤은 출력측의 링피스톤내로 이동이 가능하고, 이러한 이동은 적어도 한쪽 방향에 따라 유리하게 한정되고 있으므로 양쪽 부분피스톤은 일정한 동작조건시 하나의 단위로서 이동한다. 유리한 측면에서 볼때, 중앙피스톤은 복원소자로서 사용되고 있는 압축스프링과 계합(契合)되는 한편, 링피스톤에는 캐취(Catch)가 설치되어 이에 따라 일정한 압력이 피스톤에 작용했을때 압축스프링의 힘에 대항하여 중앙피스톤이 이동되게 된다. 그 결과, 압축스프링에 작용하는 중앙피스톤 및 링 피스톤의 힘은 합계하여 누적된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 캐취(Catch)는 중앙피스톤에 함몰된 유지링 내부에 그루브(groove)의 형상으로 형성되어 있다.

출력측의 링피스톤 및 내측중앙피스톤은 필수적으로 독립되어 있는 안내부 예를 들면 가이드 부쉬(guide bush) 등으로 설치할 수가 있으나, 링피스톤이 중앙피스톤의 안내 슬리브(sleeve) 또는 안내실린더로서 동작하는 실시예가 바람직하다. 이와 같이, 중앙피스톤의 외경이 링피스톤의 내경에 거의 동일하고 이들 피스톤의 한쪽으로 다른 방향이 이동하여 맞물리도록 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 구체적인 실시예에 따라 링피스톤을 안내하기 위하여 안내실린더에는 제1원주상스페이스이 설치되고, 상기 원주상스페이스는 링피스톤의 외경에 대응하는 내경을 가지고 있다. 또한, 제1원주상스페이스는 단계적으로 좁아져서 제2원주상스페이스에 인접되어 있다. 이 제2원주상스페이스의 내경은 적어도 중앙피스톤의 외경과 동일한 크기이며 중앙피스톤, 링피스톤 및 안내링의 상기 두개의 스페이스 축은 일렬로 배치되어 있는 것이 특징이다. 그러나, 적어도 중앙피스톤이 링피스톤에 완전히 삽입되지 않은 경우에는 제2원주상스페이스에 중앙피스톤의 안내부를 형성할 필요는 없다.

이 실시예에 따라, 제2원주상스페이스에 대하여 제1원주상스페이스가 단계적으로 좁아지고 있는 것은 링피스톤의 제동부품으로서 역할을 다하고 있는 것이다. 한 편, 압력을 적절히 부여함으로써 중앙피스톤은 압축스프링의 힘에 대항하여 더욱 제2원주상스페이스내로 이동할 수 있다. 또한, 상기 스페이스는 반드시 원주상이 아니라도 무방하다. 본 발명에 따른 다단식 조정기는, 출력측의 링피스톤과 중앙피스톤사이에 링피스톤을 추가로 설치할 수 있다. 이 추가된 피스톤은 출력측 피스톤에 연이어서 각기 배분된 제동부품과 결합한다. 또한, 중앙피스톤도 부분적으로 중심이 빈 원주로서 형성되어도 좋다. 적어도 하나의 부분피스톤 바람직하게는 위에서 기술한 링피스톤의 제동부품이 가변적이며, 또한 온도에 대하여 가변적인 실시예가 바람직하다. 구체적으로, 저온에 있어 고온의 경우보다도 정지되어 있는 부분피스톤의 조절거리가 길어지게 되는 제동부품으로 구성되는 것이 좋다.

한정된 제동부품을 사용하고 유활제가 저온인 경우에는, 높은 압력이 비교적 낮은 회전속도에 따라 발생된다. 이는 제1부품피스톤이 비교적 빨리 제동부품의 위치에 도착하고, 이에 따라 미는 체적 또는 미는 압력이 비교적 낮은 회전속도에서 제1압력제어한계에서 높은 수준까지 시기상조로 상승하는 것을 의미한다. 한편, 가변적인 제동부품에 의해 특히 윤활제의 온도가 낮은 경우에는 정지시간을 느리게 한다든지 또는 과잉적으로 회전속도가 빠른 경우에는 정지시간을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 다단식 조정기는 한쪽의 내측에 다른 쪽을 삽입한다든가, 링피스톤에 형상에 구애됨이 없이 그 대신에 유사한 피스톤을 인접시킬 수 있도록 배치하여 형성하는 일도 가능하다. 이에 따라, 피스톤은 초기에 조절링에 대해서 공통의 힘을 추가하고 미리 결정할 수 있는 조절거리가 이동하면, 이들 피스톤의 하나 또는 그 이상이 제동부품에 접촉될 수 있도록 구성되어 있다.

본 발명의 다른 이점, 특성 및 응용가능성에 대해서는 첨부한 도면을 참조하여 이하에 기술된 바람직한 실시예에 따라 명확하게 하였다.

제1도는, 종래의 조절 메인-셀 펌프를 사용한 경우, 엔진속도에 대한 압력의 추이 및 회전속도에 따른 엔진의 대표적인 최소유압을 나타낸다.

제2도는 본 발명에 따른 압력제어장치의 조절특성을 나타내고 또한 제1도에 대응하는 유압곡선을 나타낸 그래프이다.

제3도는 다른 일정한 압력 및 가변압력에 대한 회전속도에 따라 변화하고 제2도에 나타낸 곡선C에 의해 얻어진 엔진의 질량유량을 나타낸다.

제4도는 본 발명에 따라 압력제어장치를 갖는 베인-셀 펌프의 단면도이다.

제5도는 고정제동부품을 갖는 다단식 조정기의 다른 온도에 대한 조절특성을 나타낸다.

제6도는 온도의존 제동부품에 의해 최적화된 본 발명에 따른 다단식 조정기의 조절특성을 나타낸다.

제7도는 가변제동부품을 사용한 베인-셀 펌프의 조절부를 나타낸다.

제1도는, 내연엔진에 따라 엔진속도에 대한 두개의 유압곡선 a,b의 추이를 나타낸 것이다. 본 도에 있어, 곡선 a는 모든 엔진부품의 원활한 유지를 위하여 각 회전속도에 따라 엔진이 필요로 하는 최소유압을 나타내고 있다. 곡선 b는 조절윤활제펌프(구체적으로 조절베인-셀 펌프)에 의해 실제적으로 발생되는 압력 추이를 나타낸 것이다.

이 경우, 곡선 b의 초기 상승구배는 당시 동작온도에 의존하며, 오일 소비점 및 오일 공급의 유동저항에 의한 것이다.

곡선 a의 상승이 회전속도에 비례하지 않은 것은 회전속도에 대해서 2차 숫적으로 증가하는 원심력에 대항하여 회전부품의 경방향 내측에 베어링이나 다른 회전부품에 윤활제 또는 오일을 밀어넣어야 하는 사실과 관련하고 있다.

곡선 b의 추이는 베인-셀 펌프의 미는 체적이 회전속도에 거의 비례하기 때문에, 일정한 유동저항에 의해 압력은 회전속도의 증가에 따라 처음에는 비교적 빨리 상승하고 이와 동시에 피스톤과 스프링으로 형성되어 있는 조정기구는 미는 체적을 저하시킬 수 있도록 조절함으로써 일정한 출력 압력이 일정한 회전속도 이상으로 발생할 수 있도록 미는 체적을 한정하고 있는 것을 나타내고 있다. 그러나, 일정한 출력압력은 최고가능 회전속도와 최고동작온도에 따라 적어도 엔진이 필요로 하는 압력에 대응시켜야 한다.

한편, 윤활펌프의 최대로 미는 체적은 동작시 두개의 최고 중요점 즉 최고 회전속도와 최고 동작온도를 고려하여 설정하여야 한다. 일반적으로 최고 출력압력은 고온의 엔진오일을 사용한 경우에도 최고 회전속도를 훨씬 저하시킨 회전속도에 따라 구성된다. 제1도는, 펌프가 발생시키는 압력은 특히 회전속도의 중간역내에서 엔진이 필요로 하는 최소압력보다도 실질적으로 크다는 것을 나타내고 있다. 동시에, 이 최고압력때문에 다량의 오일이 흡수된다. 이 경우 유압펌프용량은 단위 시간당 압력과 흡수된 오일량과의 체적에 비례한다. 따라서, 압력과 흡수된 오일량이 각기 설정된 최소 필요유압의 2배인 경우, 요구되는 유압용량은 최소필요 용량의 4배가 된다.

펌프의 파워소비가 낮음에 따라 엔진의 에너지 소비가 감소되는 경우, 특히 회전속도가 중간역에 있을 때 펌프에 의해 생성되는 유압을 엔진이 필요로 하는 최소유압에 접근하는 편이 좋다는 것을 나타내고 있다.. 이와 같은 조정은 본 발명의 조정기에 따라 행하여 지고, 이 경우에는 2단계 제어에 의해 제2도의 곡선 C에서 그 추이를 특성적으로 나타낼 수 있는 압력이 생성된다. 보다 상세한 비교를 위하여 제1도의 곡선 b에 대응하는 곡선 b를 제2도에 쇄선으로 나타내었다.

제2도를 참조하면, 곡선 a와 곡선 b의 거리가 가장 크기 때문에 펌프가 특히 과량의 펌프유압량을 생성하고 이에 대응하는 구동력이 소비되고 있는 영역에 따라 곡선 C에 의한 압력 추이는 현저하게 감소하고 곡선 a에 보다 근접하고 있다. 따라서, 출력압력이 곡선 C와 같이 추이된 경우, 펌프가 소비하는 파워는 이에 대하여 보다 작아지게 된다.

제3도에서는 엔진 속도에 대한 윤활제의 질량유량의 변화를 몇개의 곡선으로 나타내고 있다. 곡선 a' 및 b'는 압력이 2.5바아(bar)와 5 바아(bar)의 일정한 정수치 (이 수치는 제2도의 곡선 C의 한정압력에 대응한다.)에 있을 때, 엔진의 질량유량을 각각 나타내고 있다. 제2도에서도 알 수 있는 바와 같이, 이들은 회전속도의 일정한 영역에 있어 본 발명에 따른 압력조정기가 베인-셀 펌프 정수의 곡선 C에 따라 출력압력을 가지고 있을 때의 두개 압력단계이다.

제2도의 곡선 C에 따라 압력을 조정한 경우, 엔진의 실제적 질량유량을 제3도의 곡선 C에 나타내고 있다. 또한, 압력을 일정한 영역의 질량유량의 추이도 제3도의 등압선에 따른 것은 명확하다.. 그러나, 2.5바아(bar)의 일정압력은 최고회전속도에 있는 엔진의 회전을 원활하게 하기 위해서는 충분하지 않다는 사실이 제2도에서도 알수 있다. 이때문에 보다 높은 압력 및 높은 질량으로 전환하는 것이 필요하게 되고 제2도 및 제3도의 곡선 C,C'에 따라 전환이 행해진다.

제2도 및 제3도의 곡선 C,C'에 나타낸 추이는, 예를 들면 제4도에 개략적으로 나타낸 압력 조정기를 갖는 베인-셀 펌프에 의해 얻을 수 있다..

제4도는, 하우징(16), 로터(12), 로터에 의해 구동되는 베인(14) 및 조정링(11)에서 구성되는 베인-셀 펌프(10)을 나타낸다. 조절링(11)에는 경방향 흡입개구부(13)이 설치되어 있다. 베인(14)와 조정링(11) 사이에 형성된 셀의 체적이 도시되어 있는 회전방향에 있어, 조정링의 상부에 따라 증가되고 이 개구부(13)을 끼어넣어 흡인스페이스(15)에서 오일을 흡인한다. 셀의 체적이 회전방향으로 회전함에 따라 감소하고 있는 조정링의 하부에 있어서, 도시되어 있지 않거나 보이지 않는 출력개구부를 끼어 넣어 오일이 밀려나간다. 로터가 회전시에 한번 미는 체적은 조정링의 상부 및 하부 영역에 있는 개개 셀의 체적 변화량의 차이에 의해 변화하고 또한 조정링(11)의 로터(12)에 대한 편심량에 의해서도 결정된다. 조정링(11)은 오목하게 올라와 있으며, 한편으로는 조절피스톤(1)과 결합하고 다른 한편으로는 압축스프링(2)와 결합하고 있는 조정링(6)과 함께 스윙샤프트(17)과 거리를 두고 하부면에 설치되어 있다. 압축스프링(2)은 하우징(16)의 리세스(recess)내에 설치되고 함몰되어 있는 스리브(9)에 의해 지지되고 있다. 말단 스토퍼(7)은 하우징(16)내에 피스톤(1)을 유지시키고 있으며 동시에 압력공급개구부를 생성하여 출력압력이 피스톤(3)과 링피스톤(4)에 작용하게 된다. 출력압력이나 시스템압력(p)은 펌프에 의해 생성되어 스토퍼(7)와 조정피스톤(1) 사이에 있는 스페이스(18)내에서 우세하게 된다. 이 압력은 중앙피스톤(3)의 단면 및 링피스톤(4) 단면의 모두에 작용한다. 링피스톤(4)의 내벽에는 실링 링(5)를 가진 연속 구루브가 설치되어 있어 이 구루브는 링피스톤(4)가 제4도에 따라 좌측으로 이동한 때 중앙피스톤(3)의 단면상의 유지링에 단접하고 스프링(2)에 대항하는 힘이 허용되는 한, 상기 피스톤을 이동시키기 위한 것이다. 링피스톤(4)의 유지링(5)은 중앙피스톤(3)의 단면과 몇개로 결합되어 있기 때문에, 두개의 부분피스톤(3, 4)는 단일의 피스톤으로서 피스톤(6)을 압력으로 밀어 이에 따라 우세 압력과 두개의 부분피스톤(3,4)의 합계 단면적의 용적에 동등한 힘으로 압축스프링(2)을 압력으로 밀어낸다.

펌프의 미는 체적은 조정링(11) 및 조절핀(6)의 작은 조정에 대해서도 비교적 민감하게 반응하므로 피스톤(3,4)의 피스톤 표면과 펌프의 회전속도의 일정한 범위 에너지의 압축스프링(2)의 스프링 점수에 따라 일정한 압력(제2도의 경우 약 2.5바아(bar))을 생성시키는 조정기구를 얻을 수 있다. 그러나, 회전속도가 증가하면 링피스톤(4)의 전단면은 제동부품(9)에 도달한다. 이제 제동부품(9)은 링피스톤(4)을 위한 원주상 안내스페이스는 중앙피스톤(3)이 클리어런스를 가지고 이동할 수 있는 정도에 의해 작은 경(俓)을 갖는 원주상스페이스와 단계상으로 변화함에 따라 형성되고 있다. 또한 회전속도가 증가하면 링피스톤(4)의 우측단면에 작용하는 압력의 힘이 제동부품(9)에 빼앗겨서 중앙피스톤(3)에 가해지지 않기 때문에 링피스톤(4)는 조정링(8)을 이동시킬 수 없게 된다. 이 단계에서는 중앙피스톤(3)의 단면에만 작동하는 압력의 힘이 스프링(2)에 대항하는 힘에 적절히 대처할 때까지 회전속도가 증가함에 따라 압력도 증가한다. 그리고, 압력이 스프링 힘에 대항할 수 있는 시점에서 압력은 대개 5바아(bar)의 높은 수준이지만, 다시 일정한 수준으로 조정된다.(제2도 참조)

제5도는 3개의 다른 윤활제의 온도(즉, 30℃, 80℃, 130℃)에서의 제2도에 나타낸 곡선 C에 대응하는 곡선을 나타낸 것이다. 이들 곡선은 제4도 및 제7도에 도시되어 있는 제어기구를 참조해서 아래와 같이 해석된다. 점선에 의해 나타낸 곡선은 윤활제의 온도가 약 30℃의 경우에서 회전속도가 특히 느린 때는 처음에 조정기가 실제로 동작을 개시할 때까지 유압은 연속적으로 증가하고 있다. 회전속도가 증가함에 따라 미는 체적 및 압력이 증가하고 이 결과 약 2.5바아(bar)의 압력에서 제어기구가 동작을 개시하고 제4도에 스프링(2)으로 나타내어 있는 복원소자의 활동에 대항해서 양쪽의 피스톤이 피스톤링(11)을 이동시키고 이에 따라 압력을 일정하게 한다.

최종적으로 출력측 링피스톤이 제동부품(9)과 당접하기 위해 부분피스톤(3)에만 힘이 작용하고 이 힘만으로는 스프링(2)을 더욱 압축시키기에는 불충분하다. 이와 같이, 조정기는 다시 동작하지 않게 되며 압력 및 유량은 다시 회전속도와 함께 증가하게 된다. 이 단계는 제5도에 있어, 2.5 바아(bar)에서 5바아(bar)까지의 증가로서 도시되어 있다. 엔진속도에 대한 유압의 곡선에 따라 링피스톤(4)와 제동부품(9)이 당접하는 시점은 2.5바아(bar) 수준의 최종점에서 선의 굴곡에 의해 도시되어 있다. 5바아(bar)의 압력에 도달하면 부분피스톤(3)에 작용하는 힘이 스프링(2)의 작용에 대항해서 조정링(11)을 밀어주는데에 충분한 힘이 되기 때문에 압력은 최종회전속도가 되기 까지 5바아(bar)의 일정한 수준을 가진다.

윤활제는 보다 높은 온도에서 라인이나 마찰 베어링등의 유량저항내에서 보다 쉽게 흐르게 되고, 이 결과 회전속도에 대한 유압의 추이는 특성적으로 변화하지 않으나, 양적으로 압력 증가가 보다 완만하게 되고 전환점은 보다 높은 회전속도에 따라 나타낼 수 있게 된다. 요컨대, 하나의 부품피스톤은 보다 높은 회전속도에 따라, 즉, 압력이 2.5바아(bar)의 중간 수준에 도달한 때에 처음으로 이동을 개시하고, 압력측 링피스톤(4)가 제동부품(9)에 당접할 때까지 이들 피스톤이 안쪽 방향으로 이동하기 때문에 압력은 일정하게 유지되고 그후 다시 압력이 5바아(bar)정도로 되기까지 상승하기 사작한다. 제5도에 도시된 바와 같이, 90℃ 및 130℃에 따른 곡선의 추이는 보다 완만하고, 전환점 즉 출력측 링피스톤(4)이 대응하는 제동부품(9)에 의해 제동되는 시점은 윤활제 온도가 높아짐에 따라 높은 회전속도로 나타나게 된다.

그러나, 온도 의존 제동부품을 사용함에 따라 적어도 출력측 링피스톤의 제동을 저온에서 보다 높은 회전속도에 의해 행할 수 있다. 요컨대, 가상적인 곡선, 엔진 필요조건 곡선에 의해 접근할 수가 있다. 이와 같은 압력추이를 제6도에 도시하였다. 또한, 이와 같은 추이는 제7도에 도시된 조정기의 온도의존 제동부품(9)에 의해 달성할 수 있다. 온도의존 제동부품(9)은 예를 들면 온도운동조절 발브에 들어 맞는 팽창소자라도 좋다. 이 소자에는 새로운 목적을 위한 특별한 조정이 실시되어 있으나 동작의 원리는 본질적으로 동일하다. 구체적으로 온도의존 제동부품(9)은 온도가 낮은 경우 부분피스톤(4)의 제동점이 왼쪽으로 이동할 수 있도록 작용한다. 요컨데 팽창소자가 축소하거나 수축되기도 한다. 이와같이 해서 윤활제의 온도가 저온인 경우 (근접하기 위하여 유활제의 온도는 팽창소자, 즉 온도존 제동부품(9)의 온도로 결정한다), 부분피스톤(4)은 보다 긴 조절거리를 가질 수 있다. 구체적으로 부분 피스톤(4)과 제동부품(9)의 접촉점인 제2전환점이 제5도와 비교해서 보다 높은 회전속도에 따라 나타난다. 온도가 상승하면 팽창소자가 팽창하기 때문에 제동부품(9)은 우측에 이동하고 따라서 부분피스톤(4)가 얻게 되는 조절거리는 짧아지게 된다. 제5도와 대조적으로 2.5바아(bar) 수준에서 5바아(bar)수준으로 증가되는 것은 장치의 유동저항의 저하, 즉 저온에 관계없이, 이와 같이 높은 회전속도에 따라 이행할 수가 없게 된다. 이 전환점은 곡선 a에 더욱 근접할 필요성이 없을 정도로 필요조건곡선에 이미 근접되어 있다. 이와 같이, 제6도에 나타낸 바와 같이, 출력측 링핀(4)의 제동가 온도에 의존하지 않고 비교적 유리한 동작을 행할 수 있다. 즉, 어떤 온도에서도 동일한 회전속도에 따라 링피스톤(4)을 제동할 수 있다. 제5도와 대비함으로서 알수 있는 바와 같이, 고온에 다른 추이에 영향을 미치지 않고 또한 저온의 경우에도 곡선 a에 나타낸 엔진조건에 보다 근접할 수 있는 이점을 가지고 있다.

Claims (9)

1. 펌프(10,20)의 출력측으로부터 공급된 압력(P)에 의하여 작동되고, 탄성복원소자(2)의 힘에 반발하여 증가되는 압력으로 변위되는 조절 피스톤(1)를 포함하여 전달체적을 가변시키는 윤활펌프용 조정기에 있어서, 다단 조정기로 형성된 상기 조정기는 상기 압력에 동시에 작동되고 제한된 조절거리로 동시에 평행하게 이송하게 되는 복수의 부분피스톤(3,4)로 구성되되, 상기 피스톤중 적어도 하나(4)에는 증가되는 압력으로 상기 복원소자(2)의 힘 방향과 반대로 조절거리를 제한하는 제동부(9)가 장착되고, 다른 피스톤(3)은 상기 복원소자(2)의 힘과 반대로 움직임 가능하게 남아 있도록 장착된 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1피스톤부는 바깥쪽에 환형 피스톤(4) 형태로 형성된 제2피스톤내에서 이동가능하게 위치된 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.
3. 제2항에 있어서, 상기 중앙 피스톤(3)는 복원소자인 압축 스프링(2)과 결착되고, 상기 환형 피스톤(4)는 중앙 피스톤(3)와 함께 이동되도록 보호링으로 형성된 이송수단(5)을 갖는 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중앙 피스톤의 외경은 환형피스톤의 내경과 동일하고, 따라서 중앙피스톤은 밀착된 슬라이딩으로 환형피스톤내로 함입되는 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 조정기에는 환형 피스톤의 외경과 일치하는 내경을 갖는 제1실린더 챔버를 포함한 가이드 실린더가 장착되고, 제2실린더 챔버는 제1실린더 챔버내의 좁아진 단에 의하여 인접되게 배열되며, 중앙피스톤(3)의 외경과 일치하는 제2실린더 챔버의 내경은 실린더 챔버간의 전이단으로서, 환형 피스톤(4)용 접촉제동부(9)를 형성하는 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.
6. 제1항에서 제5항중에 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉제동부(9)는 조정가능한 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.
7. 제6항에 있어서, 상기 접촉제동부(9)는 온도에 따라 자동으로 조절되는 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.
8. 제7항에 있어서, 보다 먼 조절거리를 선택하기 위한 방향 조절은 상기 접촉제동부에 견딜수 있는 피스톤부(4)에 낮은 온도를 제공하는 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.
9. 제1항에 있어서, 상기 피스톤부들은 서로 체결되지 않고 평행하게 위치된 것을 특징으로 하는 연속 가변형 윤활제 펌프의 다단식 조정기.