KR100318870B1 - 엑시얼 피스톤 펌프 - Google Patents

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마쯔다카츄히데
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오오니와 히로시
가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 엑시얼 피스톤 펌프에 관한 것이다. 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프는, 어느 피스톤 챔버의 압력이 배출포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구가 제1 개구부와 겹치기 시작하며, 어느 피스톤 챔버의 압력이 흡입포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구가 제2 개구부와 겹치기 시작하는 것을 특징으로 한다.

Description

엑시얼 피스톤 펌프{Axial Piston Pump}
엑시얼 피스톤 펌프(axial piston pump)는, 밸브 요소에 대하여 실린더 블럭을 상대적으로 회전시키는 동안에, 유체를 흡입포트로부터 피스톤 챔버로 흡입하고 그 유체를 배출포트로 배출하므로써 펌프 작용을 수행한다. 이 경우, 실린더 블럭에 형성된 각각의 피스톤 챔버에는 압력의 변동이 발생된다. 압력의 변동은 펌프 장치에 진동발생력으로 작용하게 되어 펌프 장치를 진동시키게 되고, 그 결과 소음이 발생하게 된다. 하나의 피스톤 챔버에서 압력이 변동하게 되는 과정은 압력상승과정과 압력하강과정을 포함한다. 만일 압력상승과정 및 압력하강과정에서 압력이 급격히 변동하면, 압력변동곡선에는 고주파성분이 많이 포함되며, 그 결과, 매우 귀에 거슬리는 소음이 발생하게 된다.
압력상승과정 및 압력하강과정에서의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 밸브부재상에 노치 및 바이패스 포트(bypass port)를 형성하려는 시도가 있었다(예를 들면, 일본 공개특허공보 소54-44208호 참조). 엑시얼 피스톤 펌프에 있어서는, 노치가 배출포트에 대하여 연속적으로 형성되어 있으므로, 압력상승과정의 초기 단계에서 피스톤 챔버의 압력변동곡선을 완만하게 만든다. 흡입포트와 연통하는 바이패스 포트는 밸브부재상에 형성되는데, 피스톤의 압력이 배출포트의 압력에 도달하기 전에 피스톤 챔버의 압력이 상기 바이패스 포트를 통하여 흡입포트로 빠져나가도록 한다. 그 결과, 압력상승과정의 후기 단계에서 압력이 급격하게상승하는 것이 방지된다.
또한, 흡입포트에 대하여 연속적으로 노치가 형성되어 있으므로, 압력하강과정의 초기 단계에서 피스톤 챔버의 압력변동곡선을 완만하게 만들 수 있다. 배출포트와 연통하는 바이패스 포트가 밸브부재 상에 형성되는데, 피스톤의 압력이 흡입포트의 압력에 도달하기 전에 배출포트의 압력이 상기 바이패스 포트를 통하여 피스톤 챔버로 이끌어지도록 한다. 그 결과, 압력하강과정의 후기 단계에서 압력이 급격하게 하강하는 것이 방지된다.
피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선에 관한한 앞서 설명한 구조에 의하여 압력변동곡선을 완만하게 만들 수 있다, 그러나, 모든 피스톤에서 펌프 소음이 발생된다. 따라서, 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선이 완만하게 되더라도, 모든 피스톤 챔버에 의하여 발생되는 소음에는 고주파가 많이 포함되어 있다.
본 발명은, 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 할 뿐만 아니라, 피스톤 챔버의 상호간의 압력상승 및 압력하강 타이밍을 조절하여 피스톤 챔버에 의하여 발생되는 고주파 소음을 감소시키는 것을 목적으로 하고 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는, 다 수개의 피스톤, 상기 피스톤이 슬라이딩하게 되는 다 수개의 피스톤 챔버가 구비된 실린더 블럭, 흡입포트와 배출포트가 형성되어 있는 밸브부재, 및 상기 실린더 블럭이 수용되어 있는 케이싱을 구비하며, 상기 밸브부재에 대하여 상대적으로 상기 실린더 블럭이 회전할때 상기 피스톤을 왕복운동시키며 그에 따라 유체를 상기 흡입포트로부터 상기 피스톤 챔버로 흡입하고, 상기 유체를 상기 배출포트로 배출시키는 엑시얼 피스톤 펌프로서, 상기 엑시얼 피스톤 펌프는, 압력상승과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연결되어 있는 제1 개구부와, 압력하강과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재상에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연결되어 있는 제2 개구부와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연통되는 제1 바이패스 포트와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연통되는 제2 바이패스 포트를 구비하고 있으며, 상기 제1 바이패스 포트의 개구는, 상기 피스톤 챔버의 개구가 상기 제1 개구부와 겹치기 시작한 후에, 그 피스톤 챔버의 압력이 상기 배출포트의 압력에 도달하기 전에 그 피스톤 챔버의 개구와 겹치기 시작하는 위치에 놓여 있으며, 상기 제2 바이패스 포트의 개구는, 상기 피스톤 챔버의 개구가 상기 제2 개구부와 겹치기 시작한 후에, 그 피스톤 챔버의 압력이 상기 흡입포트의 압력에 도달하기 전에 그 피스톤 챔버의 개구와 겹치기 시작하는 위치에 놓여 있으며, 상기 피스톤 챔버 중의 어느 하나의 압력이 상기 배출포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구가 제2 개구부와 겹치기 시작하며, 상기 피스톤 챔버 중의 어느 하나의 압력이 상기 흡입포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구가 제1 개구부와 겹치기 시작하는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프가 제공된다.
이와 같은 구조에 의하여, 피스톤 챔버 각각의 압력상승과정 및 압력하강과정에서의 압력변동곡선은 완만하게 된다. 피스톤 중의 어느 하나의 압력상승과정의 완료점은 다른 피스톤 챔버의 압력하강과정의 시작점과 겹치게 된다. 또한 피스톤 중의 어느 하나의 압력하강과정의 완료점은 다른 피스톤 챔버의 압력상승과정의 시작점과 겹치게 된다. 따라서, 모든 피스톤 챔버에서 발생되는 진동발생력은 전체적으로 싸인(sine) 파형 곡선과 유사하다. 결과적으로, 모든 피스톤 챔버로부터 만들어지는 소음에 포함되어 있는 고주파 성분이 감소된다.
또한 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프는 사판을 더 구비하여, 사판의 경사에 따라 피스톤을 왕복운동시키게 할 수도 있다. 더 구체적으로 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프는 사판형 엑시얼 피스톤 펌프로 구성될 수 있는 것이다.
본 발명의 엑시얼 피스톤 펌프에서, 압력상승과정에서의 피스톤 챔버의 압력변동곡선은 극소점에서부터 극대점으로 이어지는 싸인 파형 곡선과 실질적으로 동일하며, 압력하강과정에서의 피스톤 챔버의 압력변동곡선은 극대점으로부터 극소점으로 이어지는 싸인 파형 곡선과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 다 수개의 피스톤, 상기 피스톤이 슬라이딩하게 되는 다 수개의 피스톤 챔버가 구비된 실린더 블럭, 중심축을 중심으로 상기 실린더블럭을 회전시키는 회전축, 흡입포트와 배출포트가 형성되어 있는 밸브부재, 및 상기 실린더 블럭이 수용되어 있는 케이싱을 구비하며, 상기 밸브부재에 대하여 상기 회전축의 중심축을 중심으로 하여 상대적으로 상기 실린더 블럭이 회전할 때 상기 피스톤을 왕복운동시키며 그에 따라 유체를 상기 흡입포트로부터 상기 피스톤 챔버로 흡입하고, 상기 유체를 상기 배출포트로 배출시키는 엑시얼 피스톤 펌프로서, 상기 엑시얼 피스톤 펌프는, 압력상승과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연결되어 있는 제1 개구부와, 압력하강과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재상에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연결되어 있는 제2 개구부와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연통되는 제1 바이패스 포트와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연통되는 제2 바이패스 포트를 구비하고 있으며, 상기 피스톤 챔버의 개구는, 상기 모든 피스톤 챔버의 압력상승과정 및 압력하강과정에서의 압력변동곡선이 싸인 파형 곡선을 형성하도록, 상기 제1 개구부, 상기 제1 바이패스 포트의 개구, 상기 제2 개구부, 및 상기 제2 바이패스 포트의 개구와 겹치는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프가 제공된다.
이와 같은 구조에 의하면, 모든 피스톤 챔버에서 발생되는 진동발생력은 전체적으로 싸인 파형 곡선과 유사하다. 따라서, 소음에 포함되어 있는 고주파 성분은 감소하게 되고, 결과적으로 모든 피스톤 챔버로부터 만들어지는 소음에 포함되어 있는 고주파 성분이 감소된다.
또한 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프는 위와 같은 구조에 사판이 더 구비되어, 사판의 경사에 따라 피스톤을 왕복운동시키게 할 수도 있다. 더 구체적으로 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프는 사판형 엑시얼 피스톤 펌프로 구성될 수 있는 것이다.
바람직하게는, 엑시얼 피스톤 펌프에 있어서, 하사점에 위치하는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력이 압력상승과정의 중간점으로 설정되고, 상사점에 위치하고 있는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력은 압력하강과정의 중간점으로 설정된다.
피스톤 챔버 각각의 압력은 사판의 경사각을 변화시키는 모멘트력으로 작용한다. 이러한 구조에 따르면, 모멘트력은 실린더 블럭의 일회전 동안 상쇄된다. 엑시얼 피스톤 펌프에 있어서, 피스톤 챔버의 개구들은 동일한 각도 간격으로 배열된다. 이상에서 설명한 구조에 의하여 펌프 제어력의 발생이 방지된다.
엑시얼 피스톤 펌프에 있어서, 배출포트로부터 연장되어 있는 파이프 시스템 상에 맥동흡수기가 구비될 수 있다. 이 경우, 펌프의 정격회전속도에 피스톤의 갯수를 곱하여 얻어진 값은 실질적으로 맥동흡수기가 흡수하고자 하는 대상이 되는 최소 주파수와 동일하게 된다. 배출포트로부터 보내지는 맥동의 기본 주파수 성분을 맥동흡수기를 이용하여 제거하므로써 소음을 더 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 맥동흡수기는 배출포트로부터 분기된 폐쇄된 파이프로 구성되거나 또는 헬름홀츠형으로 구성될 수 있다, 이와 같은 맥동흡수기는 단순한 구조를 가지고 있으며, 크기가 작을 뿐만 아니라, 설치 공간이 적게 소요되며, 배출포트로부터 보내어지는 맥동의 기본 주파수 성분을 제거하므로서 소음을 감소시키게 된다.
본 발명의 기타 목적, 특징 및 장점은 하기에서 설명되는 내용과 첨부도면에 의하여 더욱 명확하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 사판(斜板:swash plate)형 엑시얼 피스톤 펌프의 구조를 도시한 종방향 단면도이고,
도 2a는 슬라이딩면 위에서의 피스톤 챔버의 개구 배열관계를 도시한 개략도이고,
도 2b는 슬라이딩면 위에서의 흡입포트와 배출포트의 배열관계를 도시한 개략도이고,
도 3a는 노치와 도관 주위의 밸브부재를 도시한 부분단면도이고,
도 3b는 바이패스 포트 주위의 밸브부재를 도시한 부분단면도이고,
도 4a는 상기 피스톤 챔버의 개구 중의 하나가 하사점(下死點) 보다 10°적은 위치에 있을 경우, 슬라이딩면 위에서의 흡입포트와 배출포트에 대한 피스톤 챔버의 개구 배열관계를 도시한 개략도이고,
도 4b는 실린더 블럭의 회전각이 도 4a에 도시된 상태보다 20°더 시계방향으로 진행한 경우, 슬라이딩면 위에서의 흡입포트와 배출포트에 대한 피스톤 챔버의 개구 배열관계를 도시한 개략도이고,
도 4c는 실린더 블럭의 회전각이 도 4b에 도시된 상태보다 추가적으로 20°더 시계방향으로 진행한 경우, 슬라이딩면 위에서의 흡입포트와 배출포트에 대한 피스톤 챔버의 개구 배열관계를 도시한 개략도이고,
도 5는 피스톤 챔버의 압력변동곡선의 그래프도이고,
도 6은 피스톤 챔버의 압력변동곡선의 그래프도이고,
도 7은 슬라이딩면에서의 흡입포트, 배출포트 등의 배열관계를 도시한 개략도이고,
도 8은 슬라이딩면에서의 흡입포트, 배출포트 등의 배열관계를 도시한 개략도이고,
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프에 있어서, 배출포트에서 배출압력의 압력맥동파형의 측정결과를 보여주는 그래프도이고,
도 9b는 종래기술에 따른 엑시얼 피스톤 펌프에 있어서, 배출포트에서 배출압력의 압력맥동파형의 측정결과를 보여주는 그래프도이고,
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 구조를 도시한 개략도이고,
도 11은 폐쇄된 파이프 구조를 가진 맥동흡수기의 출력특성을 보여주는 특성도이고,
도 12는 본 발명의 또다른 실시예맥동흡수기에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 구조를 도시한 개략도이고,
도 13은 헬름홀츠(Helmholtz)형 맥동흡수기의 출력특성을 보여주는 특성도이고,
도 14a는 배출포트로부터 뻗어있는 파이프 시스템에 연결된 슬라이딩 입력측상의 점에서 측정된 압력맥동파형의 측정결과를 도시한 그래프도이고,
도 14b는 배출포트로부터 뻗어있는 파이프 시스템에 연결된 맥동흡수기의 출력측상의 점에서 측정된 압력맥동파형의 측정결과를 도시한 그래프도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 밸브부재 2 : 실린더 블럭
4 : 사판 5 : 케이싱
6 : 회전축 7 : 슈우
8 : 커버 10, 20 : 맥동흡수기
21 : 제한부 22 : 챔버
30 : 파이프 시스템 A, A1, A2 : 엑시얼 피스톤 펌프
C1 ~ C9 : 개구 e : 절취부
F : 슬라이딩면 U : 피스톤부
M1, M2 : 바이패스 포트 N1, N2 : 노치
L1, L2 : 도관 O : 중심축
P :피스톤 S : 흡입포트
T : 배출포트
첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 사판(swash plate)형 엑시얼 피스톤 펌프(A)의 구조를 도시한 종방향 단면도이다, 회전축(6)이 중심축(O)을 중심으로 회전할 때, 케이싱(5)에 내장되어 있는 실린더 블럭(2)도 회전하며, 피스톤(P)은 실린더 블럭(2)에 형성된 피스톤 챔버내에서 왕복하여 슬라이딩한다. 즉, 피스톤(P) 로드의 일단부를 지지하는 슈우(7)는 사판(4) 위를 슬라이딩하면서 회전하고, 그에 따라 피스톤(P)이 사판(4)의 경사에 따라 왕복하게 되는 것이다. 케이싱(5)의 단부에는 밸브부재커버(8)가 고정되어 있다. 케이싱(5)의 밸브부재커버(8)에는 밸브부재(1)가 고정설치된다. 밸브부재(1)에는 흡입포트(S)와 배출포트(T)가 형성되어 있다. 밸브부재(1)와 실린더 블럭(2)은 슬라이딩면(F)에서 서로 접촉하고 있다. 실린더 블럭(2)이 밸브부재(1)에 대하여 상대적으로 회전하는 경우, 밸브부재(1)와 실린더 블럭(2)은 슬라이딩면에서 서로 접하여 슬라이딩한다. 따라서, 유체는 흡입포트(S)로부터 피스톤 챔버로 흡입되고 배출포트(T)로 배출된다. 케이싱(5) 내의 공간에는 드레인 포트(도시되지 않음)를 통하여 탱크(도시되지 않음)가 연결된다.
도 2a 및 도 2b에는 슬라이딩면(F) 위에 형성되어 있는 피스톤 챔버(B1~B9)의 개구(C1 ~ C9), 흡입포트(S), 배출포트(T) 등의 배열관계가 도시되어 있다.
도 2a에는 슬라이딩면(F) 위에서의 피스톤 챔버의 개구(C1 ~ C9)의 배열관계가 도시되어 있다. 실린더 블럭(2)에는 9개의 피스톤 챔버(B1 ~ B9)(도시되지 않음)가 구비되어 있으며, 상기 피스톤 챔버(B1 ~ B9)에 대응하는 개구(C1 ~ C9)가 균등한 각도(40°)의 간격으로 슬라이딩면(F) 상에 구비되어 있다. 이와 같이, 개구(C1 ~ C9)는 실질적으로 타원형으로 되어 있으며, 그 주변의 일부분에는 절취부(e)가 형성되어 있다.
도 2b에는 슬라이딩면(F) 위에서의 흡입포트(S), 배출포트(T) 등의 배열관계가 도시되어 있다. 밸브부재(1)에는 제1 노치(N1), 제1 도관(L1), 제2 노치(N2), 제2 도관(L2)이 구비되어 있는데, 도2b에서는 이들을 슬라이딩면(F) 상에 표현하였다. 본 실시예에서, 제1 노치(N1)와 제1 도관(L1)은 특허청구범위에서의 제1 개구부를 구성하고, 제2 노치(N2)와 제2 도관(L2)는 특허청구범위에서의 제2 개구부를 구성한다. 제1 개구부로서, 제1 노치(N1)는 형성되지 아니하고 단지 제1 도관(L1)만이 형성되거나, 또는 제1 도관(L1)은 형성되지 아니하고 단지 제1 노치(N1)만이 형성될수도 있다. 제2 개구부로서는, 제2 노치(N2)는 형성되지 아니하고 단지 제2 도관(L2)만이 형성되거나, 또는 제2 도관(L2)은 형성되지 아니하고 단지 제2 노치(N2)만이 형성될수도 있다.
슬라이딩면(F)에서의 제1 노치(N1)의 개구는, 슬라이딩면(F)에서의 배출포트(T)의 개구와 연속하여 형성된다. 따라서, 제1 노치(N1)는 배출포트(T)와 연결된다. 제1 도관(L1)은 밸브부재(1)의 배출포트(T)와 연통되도록 형성되어 있다. 제1 도관(L1)의 개구는 슬라이딩면(F)에서의 제1 노치(N1)의 선단 부근에 구비되어 있다. 슬라이딩면(F)에서의 제2 노치(N2)의 개구는, 슬라이딩면(F)에서의 흡입포트(S)의 개구와 연속하여 형성된다. 따라서, 제2 노치(N2)는 흡입포트(S)와 연결된다. 제2 도관(L2)은 밸브부재(1)의 흡입포트(S)와 연통되도록 형성되어 있다. 제2 도관(L2)의 개구는 슬라이딩면(F)에서의 제2 노치(N2)의 선단 부근에 구비되어 있다.
또한, 밸브부재(1)에는 제1 바이패스 포트(M1)와 제2 바이패스 포트(M2)가 형성되어 있다. 제1 바이패스 포트(M1)는 슬라이딩면(F)으로 입구가 개방되어 있으며, 밸브부재(1) 내부에서 흡입포트(S)와 연통된다. 제2 바이패스 포트(M2)는 슬라이딩면(F)으로 입구가 개방되어 있으며, 밸브부재(1) 내부에서 배출포트(T)와 연통된다.
도면에서 중심축(O)으로부터 상향으로 연장되어 있는 선은 '하사점(下死点)(bottom dead center)'을 나타낸다. 이것은, 피스톤 챔버의 개구의 중심점이 하사점으로 도시된 선과 일치할 때 그 피스톤 챔버 내에서 슬라이딩하는 피스톤이 그 피스톤 챔버내의 하사점에 위치한다는 것을 의미한다. 이와 유사하게, 도면에서 중심축(O)으로부터 하향으로 연장되어 있는 선은 '상사점(上死点)(top dead center)'을 나타낸다. 이것은, 피스톤 챔버의 개구의 중심점이 상사점으로 도시된 선과 일치할 때 그 피스톤 챔버 내에서 슬라이딩하는 피스톤이 그 피스톤 챔버내의 상사점에 위치한다는 것을 의미한다.
도 3a 및 도 3b에는 밸브부재(1)의 부분단면도가 도시되어 있다. 도 3a에는 제1 노치(N1)와 제1 도관(L1) 주위에서의 밸브부재(1) 단면이 도시되어 있으며, 도 3b에는 제1 바이패스 포트(M1) 주위에서의 밸브부재(1) 단면이 도시되어 있다.
도 3a로부터 알 수 있듯이, 제1 노치(N1)는 슬라이딩면(F) 상에서 배출포트(T)와 연결되어 있고, 제1 도관(L1)은 밸브부재(1) 내에서 배출포트(T)와 연결되어 있다. 제2 노치(N2)와 제2 도관(L2) 역시 동일한 방법으로 흡입포트(S)와 연결되어 있다. 도 3b로부터 알 수 있듯이, 제1 바이패스 포트(M1)는 밸브부재(1)내에서 흡입포트(S)와 연통되어 있고, 제2 바이패스 포트(M2)도 이와 동일한 방법으로 배출포트(T)와 연통되어 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c에는 슬라이딩면(F) 위에서의 흡입포트(S), 배출포트(T), 개구(C1 ~ C5) 등의 배열상태가 도시되어 있다. 도 4a에는 개구(C1)가 하사점보다 10°의 각도 만큼 못미친 위치에 놓여진 상태가 도시되어 있다. 도 4b에는 실린더 블럭(2)의 회전각이 도 4a에 도시된 상태보다 시계방향으로 20°의 각도 만큼 더 진행된 위치에 있게 되어 개구(C1)가 하사점보다 10°의 각도 만큼 더 진행한 위치에 놓여진 상태가 도시되어 있다. 도 4c에는 실린더 블럭(2)의 회전각이 도 4b에 도시된 상태보다 시계방향으로 추가로 20°의 각도 만큼 더 진행된 위치에 있게 되어, 개구(C1)가 하사점보다 30°의 각도 만큼 더 진행된 위치에 놓여진 상태가 도시되어 있다. 도 5에는 개구(C1, C5, C9)에 대응하는 피스톤 챔버(B1, B5, B9)의 압력변동곡선이 도시되어 있다. 도 5에서 가로축은 하사점에 기초한 개구(C1)의 회전각을 나타내며, 세로축은 압력값을 나타낸다. 세로축에서 PL은 흡입포트(S)에서의 압력값을 나타네며, PH는 배출포트(T)에서의 압력값을 나타낸다. 상기한 도면을 참조하여 개구(C1, C5, C9)의 위치와 피스톤 챔버(B1, B5, B9)의 압력과의 관계에 대하여 설명한다.
도 4a에는 개구(C1)가 하사점보다 10°의 각도 만큼 못미친 위치에 놓여진 상태가 도시되어 있다. 개구(C1)는 실린더 블럭(2)의 회전에 따라 흡입포트(S)와 배출포트(T)에 대하여 도 4a에서 시계방향으로 회전한다. 개구(C5)도 중심축(O)을중심으로 시계방향으로 회전한다. 도 4a에 도시된 상태에서, 개구(C1)의 단부는 제1 노치(N1)의 단부 부근에 구비된 제1 도관(L1)에 접근한다. 따라서, 이러한 상태는, 개구(C1)에 대응하는 피스톤 챔버(B1)에서의 압력상승과정의 시작점으로 설정된다. 도 5에서는 피스톤 챔버(B1)의 압력이 실선으로 도시되어 있는데, 도 4a의 상태에서 피스톤 챔버(B1)의 압력은 도 5에서 점(a1)으로 표시되어 있다.
도 4a에 도시된 상태에서, 개구(C5)는 상사점보다 30°각도 만큼 못미치는 상태에 위치하며, 피스톤 챔버(B5)의 압력은 배출포트(T)의 압력값(PH)과 일치한다. 도 5에서 피스톤 챔버(B5)의 압력은 일점쇄선으로 도시되어 있는데, 도 4a에 도시된 상태에서 피스톤 챔버(B5)의 압력은 도 5에서 점(a2)로 표시되어 있다.
개구(C1, C5)가 도 4a의 상태에서 10°의 각도만큼 더 시계방향으로 회전하게 되면, 개구(C1)는 하사점에 도달하게 된다. 이때, 피스톤 챔버(B1)의 압력은 PH와 PL의 평균값 즉, 도 5에서 점(a3)으로 표시된 값을 갖는다. 또한, 개구(C1)가 시계방향으로 회전하게 되면, 개구(C1)의 절취부(e)는 제1 바이패스 포트(M1)와 겹치게 되고 그에 따라 피스톤 챔버(B1)의 압력은 흡입포트(S)로 빠져나가게 된다. 따라서, 피스톤 챔버(B1)의 압력이 급격히 PH에 도달하게 되는 것이 방지된다. 결과적으로, 압력상승과정의 후기 단계에서 압력변동곡선이 완만하게 된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 개구(C1)가 하사점보다 10°더 진행하게 되면, 피스톤 챔버(B1)의 압력은 PH에 도달하게 되는데, 이때의 피스톤 챔버(B1)의 압력은 도 5에서 점(a4)으로 표시되었다. 따라서, 피스톤 챔버(B1)의 압력상승과정이 완료된다. 도 5로부터 알 수 있듯이, 피스톤 챔버(B1)의 압력상승과정에서의 압력변동곡선은, 극소점부터 극대점까지의 싸인(sine) 파형 곡선과 실질적으로 일치하는 완만한 곡선이 된다. 이 완만한 곡선은 제1 도관(L1), 제1 노치(N1) 및 제1 바이패스 포트(M1)의 작용에 의하여 달성된다.
반면에, 도 4b에 도시된 상태에서, 개구(C5)는 상사점보다 10°의 각도가 못미치는 위치에 있게 되며, 개구(C5)의 단부는 제2 노치(N2)의 단부 부근에 구비된 제2 도관(L2)에 접근하게 된다. 따라서, 이러한 상태는 개구(C5)에 대응하는 피스톤 챔버(B5)의 압력하강과정의 시작점으로 설정된다. 도 4b에 도시된 상태에서의 피스톤 챔버(B5)의 압력은 도 5에서 점(a4)으로 표시되어 있다. 개구(C1, C5)가 도 4b의 상태에서 10°더 시계방향으로 회전하게 되면, 개구(C5)는 상사점에 도달하게 된다. 이때, 피스톤 챔버(B5)의 압력은 PH와 PL의 평균값 즉, 도 5에서 점(a5)으로 표시된 값을 갖는다. 또한, 개구(C5)가 시계방향으로 더 회전하게 되면, 개구(C5)의 절취부(e)는 제2 바이패스 포트(M2)와 겹치게 되고 그에 따라 피스톤 챔버(B5)의 압력은 배출포트(T)로 빠져나가게 된다. 따라서, 피스톤 챔버(B5)의 압력이 급격히 PL에 도달하게 되는 것이 방지된다. 결과적으로, 압력하강과정의 후기 단계에서 압력변동곡선이 완만하게 된다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 개구(C5)가 상사점보다 10°더 진행하게 되면, 피스톤 챔버(B5)의 압력은 PL에 도달하게 되는데, 이때의 피스톤 챔버(B5)의 압력은 도 5에서 점(a6)로 표시되었다. 따라서, 피스톤 챔버(B5)의 압력하강과정이 완료된다. 도 5로부터 알 수 있듯이, 피스톤 챔버(B5)의 압력하강과정에서의 압력변동곡선은, 극대점부터 극소점까지의 싸인(sine) 파형 곡선과 실질적으로 일치하는 완만한 곡선이 된다. 이 완만한 곡선은, 제2 도관(L2), 제2 노치(N2) 및 제2 바이패스 포트(M2)의 작용에 의하여 달성된다.
도 4c에 도시된 상태에서, 개구(C1)에 이웃한 개구(C9)는 하사점보다 10°의 각도가 못미치는 위치에 있게 되며, 개구(C9)의 단부는 제1 노치(N1)의 단부 부근에 구비된 제1 도관(L1)에 접근하게 된다. 따라서, 이러한 상태는 개구(C9)에 대응하는 피스톤 챔버(B9)의 압력상승과정의 시작점으로 설정된다. 후속하여, 앞서 살펴본 피스톤 챔버(B1)의 압력상승과정과 동일한 압력상승과정이 수행된다. 피스톤 챔버(B9)의 압력변동곡선은 도 5에서 점선으로 도시되어 있다.
도 5로부터 알 수 있듯이, 피스톤 챔버(B1)의 압력상승과정에서의 압력변동곡선과 피스톤 챔버(B5)의 압력하강과정에서의 압력변동곡선이 서로 결합되면, 점들(a1, a3, a4, a5, a6)을 순차적으로 지나가는 한 주기의 싸인 파형 곡선과 실질적으로 일치하게 된다. 따라서, 실린더 블럭(2)의 일회전 동안 전체 피스톤 챔버(B1부터 B9까지)에 대한 압력상승과정 및 압력하강과정의 압력변동곡선을 결합하게 되면, 9번의 주기에 대한 싸인 파형 곡선을 구할 수 있다. 피스톤 챔버(B1부터 B9까지) 각각의 압력 변동은 엑시얼 피스톤 펌프에 대한 진동발생력으로 작용하게 되며, 그에 따라 소음이 발생한다. 그러나, 전체 피스톤 챔버(B1부터 B9까지)에 대한 압력상승과정 및 압력하강과정의 압력변동곡선은 전체적으로 연속하는 싸인 파형 곡선을 그리게 되므로, 소음은 고주파를 많이 포함하지 않게 되며, 결과적으로 그 소음은 귀에 거슬리는 소음이 되지 않는다.
도 6에는 피스톤 챔버(B1)의 압력 변동이 도시되어 있다. 가로축은 피스톤 챔버(B1)에 대응하는 개구(C1)의 회전각을 나타낸다. 상기 회전각은 하사점을 기준으로 한 것이다. 세로축은 피스톤 챔버(B1)의 압력을 나타낸다. 세로축에서 PL은 흡입포트(S)의 압력을 나타내며, PH는 배출포트(T)의 압력을 나타낸다. 도 6으로부터 알 수 있듯이, 개구(C1)가 피스톤 챔버(B1)의 압력상승과정의 중간(중간점)에서 실질적으로 회전각이 0°으로되는 지점에 위치하면, 이때, 피스톤 챔버(B1)내의 피스톤은 하사점에 위치한다. 개구(C1)가 피스톤 챔버(B1)의 압력하강과정의 중간(중간점)에서 실질적으로 회전각이 +180°으로되는 지점에 위치하면, 이때, 피스톤 챔버(B1)내의 피스톤(P)은 상사점에 위치한다. 개구(C1)의 회전각과 피스톤 챔버(B1)의 압력 변동이 이와 같은 관계를 갖는다면, 피스톤 챔버(B1)의 압력에 의하여 발생되어 사판(4)의 경사각을 변화시키도록 작용하는 모멘트력은 실린더 블럭(2)의 일회전 동안 상쇄된다. 또다른 피스톤 챔버(B2 ~ B9)에 대해서도 유사한 결론이 얻어진다. 개구(C1 ~ C9)들은 균등한 각도의 간격으로 배열된다. 따라서, 피스톤 챔버(B1 ~ B9) 각각의 압력에 의하여 발생되는 사판(4)에 대한 모멘트력은 전체적으로 상쇄되며, 그 결과, 펌프 제어력은 발생되지 않는다.
도 7에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프내의 슬라이딩면 위에서의 흡입포트(S), 배출포트(T) 등의 배열상태가 도시되어 있다. 본 실시예에서도 케이싱(5)의 공간은 드레인 포트(도시되지 않음)를 통하여 탱크(도시되지 않음)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 슬라이딩면(F) 상에서 개방되어 있는 제1 바이패스 포트(M1)는 흡입포트(S)와는 연통되지 않으나, 밸브부재(1) 내측상의 케이싱(5) 내의 공간과 연통된다. 구체적으로, 바이패스 포트(M1)는 슬라이딩면(F)과 밸브부재(1)의 외주면에서 개방되어 있는 것이다. 본 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 기타 구조는 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 구조와 동일하다. 이상과 같은 구조를 가지므로써, 피스톤 챔버(B1 ~ B9) 각각의 압력은, 압력상승과정에서 배출포트(T)의 압력에 도달하기 전에 케이싱(5)의 내측으로 빠져나가게 된다. 따라서, 피스톤 챔버(B1 ~ B9) 각각의 압력이 급격하게 배출포트(T)의 PH 압력에 도달하는 것이 방지된다. 결과적으로, 압력상승과정의 후기단계에서 압력변동곡선이 완만하게 될 수 있다. 또한, 본 실시예에서도 압력변동곡선은 도 5에 도시된 것과 같은 곡선으로 된다.
도 8에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프내의 슬라이딩면(F) 위에서의 흡입포트(S), 배출포트(T) 등의 배열상태가 도시되어 있다. 본 실시예에서도 케이싱(5)의 공간은 드레인 포트(도시되지 않음)를 통하여 탱크(도시되지 않음)에 연결되어 있다. 본 실시예에서, 슬라이딩면(F) 상에서 개방되어 있는 제2 도관(L2)은 흡입포트(S)와는 연통되지 않으나, 밸브부재(1) 내측상의 케이싱(5) 내의 공간과 연통된다. 구체적으로, 제2 도관(L2)은 슬라이딩면(F)과 밸브부재(1)의 외주면에서 개방되어 있는 것이다. 본 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 기타 구조는 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 구조와 동일하다. 이상과 같은 구조에서, 피스톤 챔버(B1 ~ B9) 각각의 개구 단부가 제2 도관(L2)에 접근할 때가, 피스톤 챔버(B1 ~ B9) 각각의 압력하강과정의 시작점으로 설정된다. 피스톤 챔버의 압력은 제2 도관(L2)을 통하여 케이싱(5)의 내측으로 점차로 빠져나가게 된다. 따라서, 압력이 급격하게 하강하는 것이 방지되며, 그에 따라 압력하강과정의 초기단계에서의 압력변동곡선이 완만하게 될 수 있다. 또한, 본 실시예에서도 압력변동곡선은 도 5에 도시된 것과 같은 곡선으로 된다.
도 9a 및 도 9b에는 배출포트(T)의 배출압력 측정결과가 그래프로 도시되어 있다. 또 9a에는 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프(A)에서 배출압력의 압력맥동파형이 도시되어 있으며, 또 9b에는 종래기술에 따른 엑시얼 피스톤 펌프에서 배출압력의 압력맥동파형이 도시되어 있다.
도 9a로부터 알 수 있듯이, 종래기술에 의한 엑시얼 피스톤 펌프와 비교해 볼 때, 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프(A)는 싸인 파형에 더 가까운 배출압력의 압력맥동파형을 갖는다. 또한, 측정결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프(A)에서는, 배출포트(T)의 배출압력 변동에 의하여 발생되는 소음에 고주파성분이 더 적게 포함되어 있으므로, 이 소음은 귀에 거슬리지 않게 된다.
도 10에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 구조가 도시되어 있다. 엑시얼 피스톤 펌프(A1)는, 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프(A)의 구조와 동일한 구조를 가지는 피스톤부(U)를 구비하고 있다. 따라서, 배출포트(T)에서의 배출압력의 압력맥동파형에는 고주파성분이 더 적적게 포함되어 있다, 엑시얼 피스톤 펌프(A1)에는 맥동흡수기(10)가 구비되어 있다. 맥동흡수기(10)는 배출포트(T)로부터 연장되어 있는 파이프 시스템(30) 상에 구비된다. 맥동흡수기(10)는 폐쇄된 파이프로 구성되어 있다. 폐쇄된 파이프는지관(branch pipe)과 같이 파이프 시스템으로부터 분기되어 접속된다. 맥동흡수기(10)의 특성들은 실질적으로 파이프 길이에 따라 결정된다.
도 11에는, 폐쇄된 파이프 구조를 가지는 맥동흡수기(10)의 출력특성을 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 특성그래프에는, 주파수축상에서의 성분레벨이 일정한 압력맥동을 맥동흡수기(10)의 입력측의 입력으로 하는 경우, 출력측으로부터의 압력맥동출력 레벨이 도시되어 있다. 비록 압력맥동이 펌프의 소음을 발생시키는 진동발생력으로 작용하지만, 도 11에서 보여지는 바와 같이, 특정 주파수 성분은 맥동흡수기(10)에 의하여 흡수된다. 맥동흡수기(10)는 기본주파수(f1)에 대한 맥동흡수효과 뿐만 아니라, 상기 기본 주파수(f1)의 홀수배가 되는 주파수(3×f1, 5×f1, 7×f1, …)에 대해서도 맥동흡수효과를 발휘한다. 한편, 폐쇄된 파이프 구조를 가지는 맥동흡수기는 상기 기본 주파수(f1)의 짝수배가 되는 주파수(2×f1, 4×f1, 6×f1, …)를 증폭시키는 경향을 가진다는 특징이 있다. 기본 주파수(f1)의 홀수배가 되는 주파수(3×f1, 5×f1, 7×f1, …)가 맥동흡수기(10)의 맥동흡수대상이다. 맥동흡수기(10)의 맥동흡수대상인 최소 주파수(f1)(Hz)는, 엑시얼 피스톤 펌프(A1)의 정격회전속도(R)(회전수/초)와 피스톤의 갯수(N)를 곱한값(R×N)과 실질적으로 일치한다.
맥동흡수기(10)의 입력측 압력맥동파형은 주기가 1/(R×N)이고 고주파성분을 적게 가지는 주기적인 파형이다. 맥동흡수기(10)의 작용에 의하여 기본 주파수 성분인 R×N 성분(Hz)과, 상기 R×N 성분의 홀수배인 고주파 성분이, 압력맥동파형으로부터 제거된다. 앞서 살펴본 바와 같이, 폐쇄된 파이프 구조를 가진 맥동흡수기는 기본 주파수의 짝수배가 되는 주파수 성분들을 증폭시키는 경향이 있다. 그러나, 맥동흡수기(10)의 입력측상의 압력맥동파형은 원칙적으로 더 적은 고주파 성분을 가진다. 따라서, 기본 주파수 성분이 제거되며, 충분한 소음 감소 효과를 얻을 수 있게 된다.
맥동흡수기에는, 예를 들면, 펄스 댐퍼에서와 같이 넓은 주파수 범위에서 맥동흡수효과를 가지는 것도 있으나, 이들은 크기가 크고, 설치를 위해서 상당히 큰 공간이 요구된다. 반면에, 폐쇄된 파이프 구조를 가지는 맥동흡수기는 크기가 작고 단순한 구조를 가지면서도 기본 주파수 요소를 제거할 수 있다, 따라서, 충분한 맥동흡수효과를 얻을 수 있다.
도 12에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 구조가 도시되어 있다. 엑시얼 피스톤 펌프(A2)는, 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에 따른 엑시얼 피스톤 펌프(A)의 구조와 동일한 구조를 가지는 피스톤부(U)를 구비하고 있다. 따라서, 배출포트(T)에서의 배출압력의 압력맥동파형에는 고주파성분이 더 적게 포함되어 있다, 엑시얼 피스톤 펌프(A2)에도 맥동흡수기(20)가 구비되어 있다. 그러나, 상기 맥동흡수기(20)는 도 10에 도시된 맥동흡수기(10)와는 다른 구조를 가지고 있는데, 이 맥동흡수기(20)는 헬름홀츠형 맥동흡수기 즉, 레조네이터(resonator)이다. 상기 맥동흡수기(20)는 제한부(21)와 챔버(22)를 구비하고 있다. 상기 챔버(22)는 제한부(21)를 통하여 배출포트(T)로 뻗어 있는 파이프 시스템(30)과 연통된다. 상기 맥동흡수기(20)의 특성은 실질적으로 챔버(22)의 체적에 따라 결정된다.
도 13에는 헬름홀츠형 맥동흡수기(20)의 출력특성을 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 특성그래프에는, 주파수축상에서의 성분레벨이 일정한 압력맥동을 맥동흡수기(20)의 입력측의 입력으로 하는 경우, 출력측으로부터의 압력맥동출력 레벨이 도시되어 있다. 도 13으로부터 알 수 있듯이, 맥동흡수기(20)는 기본주파수(f0)에 대한 맥동흡수효과를 가지고 있으나, 다른 주파수에 대한 맥동흡수효과는 가지고 있지 않다.
단지 기본주파수(f0) 만이 맥동흡수기(20)의 맥동흡수대상이 된다. 따라서 기본주파수(f0)는 맥동흡수대상이 되는 최소 주파수가 된다. 기본주파수(f0)는 엑시얼 피스톤 펌프(A2)의 정격회전속도(R)(회전수/초)와 피스톤의 갯수(N)를 곱한값(R×N)과 실질적으로 일치한다.
도 14a 및 도 14b에는 배출포트(T)로부터 뻗어있는 파이프 시스템(30)에 연결되어 있는 맥동흡수기(20)의 입력-출력 압력맥동파형의 측정 결과가 그래프로 도시되어 있다. 도 14a에는, 맥동흡수기(20)의 내측 상의 점(p1)(도 12 참조)에서 얻어진 압력맥동파형이 도시되어 있다. 도 14b에는, 맥동흡수기(20)의 외측 상의 점(p2)(도 12 참조)에서 얻어진 압력맥동파형이 도시되어 있다. 도 14a 및 도 14b에서 세로축은 압력을 나타내며, 가로축은 시간을 나타낸다.
도 14a에 도시된 압력맥동파형은 주기가 1/(R×N)인 주기적인 파형이며, 도 9a에 도시된 압력맥동파형에 대응된다. 압력맥동파형은 R×N(Hz)의 싸인파형과 유사한 형상을 가지며, 기본 주파수성분을 주된 성분으로 가진다는 것을 알 수 있다.
도 14b에는, 기본 주파수 성분 즉, R×N(Hz) 성분이 맥동흡수기(20)의 작용에 의하여 도 14a에 도시된 압력맥동파형으로부터 대부분 제거되고, 제2 고주파 성성분 및 후속하는 고주파 성분이 주된 성분이 되어 있는 파형이 도시되어 있다. 도 14a에 도시된 압력맥동파형에는 고주파 성분이 더 적게 포함되어 있으므로, 도 14b에 도시된 파형은 진폭이 작다. 헬름홀츠형 맥동흡수기는 맥동흡수기로서의 크기가 작으며 단순한 구조를 가지고 있으나, 기본 주파수 성분을 제거할 수 있으며, 따라서, 충분한 소음감소 효과를 발휘할 수 있다,
도 10 내지 도 14a 및 도 14b를 참조하여 폐쇄된 파이프 구조를 가진 맥동흡수기와, 배출포트로부터 연장된 파이프 시스템 상에 구비된 헬름홀츠형 맥동흡수기를 설명하였으나 다른 구조를 가진 맥동흡수기를 사용할 수도 있다.
이상에서 본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프의 다양한 실시예에 대하여 설명하였다, 본 발명에 따른 밸브부재는, 배출포트와 흡입포트가 형성되어 있는 블럭을 의미하지만 반드시 하나의 부재로 구성될 필요는 없으며, 다수개의 부재가 결합되어 구성되어도 무방하다.
이상에서 본 발명이 회전사판형 엑시얼 피스톤 펌프에 적용된 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명이 적용되는 엑시얼 피스톤 펌프는 반드시 회전사판형에만 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 경사축형 엑시얼 피스톤 펌프에도 적용할 수 있다.
당업자라면, 본 발명의 다양한 변형과 실시예가 가능하다는 것을 명백하게 이해할 것이다. 따라서, 이상의 개시는 설명을 위한 것이며, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하기 위한 것이다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위애서 구체적인 구조나 기능은 변형이 가능하다.
본 발명에 따른 엑시얼 피스톤 펌프에 의하면, 피스톤 챔버 각각의 압력상승과정 및 압력하강과정에서의 압력변동곡선은 완만하게 되고, 모든 피스톤 챔버에서 발생되는 진동발생력은 전체적으로 싸인 파형 곡선과 유사하다. 결과적으로, 모든 피스톤 챔버로부터 만들어지는 소음에 포함되어 있는 고주파 성분이 감소된다.

Claims (26)

  1. 다 수개의 피스톤, 상기 피스톤이 슬라이딩하게 되는 다 수개의 피스톤 챔버가 구비된 실린더 블럭, 중심축을 중심으로 상기 실린더 블럭을 회전시키는 회전축, 흡입포트와 배출포트가 형성되어 있는 밸브부재, 및 상기 실린더 블럭이 수용되어 있는 케이싱을 구비하며, 상기 밸브부재에 대하여 상대적으로 상기 회전축의 중심축을 중심으로하여 상기 실린더 블럭이 회전할 때 상기 피스톤을 왕복운동시키며 그에 따라 유체를 상기 흡입포트로부터 상기 피스톤 챔버로 흡입하고, 상기 유체를 상기 배출포트로 배출시키는 엑시얼 피스톤 펌프로서,
    상기 엑시얼 피스톤 펌프는,
    압력상승과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연결되어 있는 제1 개구부와, 압력하강과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재상에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연결되어 있는 제2 개구부와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연통되는 제1 바이패스 포트와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연통되는 제2 바이패스 포트를 구비하고 있으며,
    상기 제1 바이패스 포트의 개구는, 상기 피스톤 챔버의 개구가 상기 제1 개구부와 겹치기 시작한 후에, 그 피스톤 챔버의 압력이 상기 배출포트의 압력에 도달하기 전에 그 피스톤 챔버의 개구와 겹치기 시작하는 위치에 놓여지며,
    상기 제2 바이패스 포트의 개구는, 상기 피스톤 챔버의 개구가 상기 제2 개구부와 겹치기 시작한 후에, 그 피스톤 챔버의 압력이 상기 흡입포트의 압력에 도달하기 전에 그 피스톤 챔버의 개구와 겹치기 시작하는 위치에 놓여지며,
    상기 피스톤 챔버 중의 어느 하나의 압력이 상기 배출포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구가 제2 개구부와 겹치기 시작하며,
    상기 피스톤 챔버 중의 어느 하나의 압력이 상기 흡입포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구가 제1 개구부와 겹치기 시작하는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  2. 제1항에 있어서, 압력상승과정에서의 상기 피스톤 챔버의 압력변동곡선은 극소점에서 극대점으로의 싸인 파형 곡선과 동일하며, 압력하강과정에서의 상기 피스톤 챔버의 압력변동곡선은 극대점에서 극소점의 싸인 파형 곡선과 동일한 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  3. 제1항에 있어서, 하사점에 위치하는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력이 압력상승과정의 중간점으로 설정되고, 상사점에 위치하고 있는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력은 압력하강과정의 중간점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 배출포트로부터 연장되어 있는 파이프 시스템상에 맥동흡수기가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  5. 제4항에 있어서, 정격회전속도에 피스톤의 갯수를 곱한 값이, 상기 맥동흡수기의 흡수대상이 되는 주파수의 최소 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  6. 제4항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 배출포트로부터 분기된 폐쇄된 파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  7. 제4항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 헬름홀츠형 맥동흡수기인 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  8. 사판, 다 수개의 피스톤, 상기 피스톤이 슬라이딩하게 되는 다수개의 피스톤 챔버가 구비된 실린더 블럭, 중심축을 중심으로 상기 실린더 블럭을 회전시키는 회전축, 흡입포트와 배출포트가 형성되어 있는 밸브부재, 및 상기 실린더 블럭이 수용되어 있는 케이싱을 구비하며, 상기 밸브부재에 대하여 상대적으로 상기 회전축의 중심축을 중심으로 하여 상기 실린더 블럭이 회전할 때 상기 사판의 경사에 따라 상기 피스톤을 왕복운동시키며 그에 따라 유체를 상기 흡입포트로부터 상기 피스톤 챔버로 흡입하고, 상기 유체를 상기 배출포트로 배출시키는 엑시얼 피스톤 펌프로서,
    상기 엑시얼 피스톤 펌프는,
    압력상승과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연결되어 있는 제1 개구부와, 압력하강과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재상에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연결되어 있는 제2 개구부와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연통되는 제1 바이패스 포트와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연통되는 제2 바이패스 포트를 구비하고 있으며,
    상기 제1 바이패스 포트의 개구는, 상기 피스톤 챔버의 개구가 상기 제1 개구부와 겹치기 시작한 후에, 그 피스톤 챔버의 압력이 상기 배출포트의 압력에 도달하기 전에 상기 피스톤 챔버의 개구와 겹치기 시작하는 위치에 놓여지며,
    상기 제2 바이패스 포트의 개구는, 상기 피스톤 챔버의 개구가 상기 제2 개구부와 겹치기 시작한 후에, 그 피스톤 챔버의 압력이 상기 흡입포트의 압력에 도달하기 전에 그 피스톤 챔버의 개구와 겹치기 시작하는 위치에 놓여지며,
    상기 피스톤 챔버 중의 어느 하나의 압력이 상기 배출포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구는 제2 개구부와 겹치기 시작하며,
    상기 피스톤 챔버 중의 어느 하나의 압력이 상기 흡입포트의 압력에 도달할 때 다른 피스톤 챔버의 개구는 제1 개구부와 겹치기 시작하는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  9. 제8항에 있어서, 압력상승과정에서의 상기 피스톤 챔버의 압력변동곡선은 극소점에서 극대점으로의 싸인 파형 곡선과 동일하며, 압력하강과정에서의 상기 피스톤 챔버의 압력변동곡선은 극대점에서 극소점의 싸인 파형 곡선과 동일한 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  10. 제8항에 있어서, 하사점에 위치하는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력이 압력상승과정의 중간점으로 설정되고, 상사점에 위치하고 있는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력은 압력하강과정의 중간점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  11. 제8항에 있어서, 상기 배출포트로부터 연장되어 있는 파이프 시스템상에 맥동흡수기가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  12. 제11항에 있어서, 정격회전속도에 피스톤의 갯수를 곱한 값이, 상기 맥동흡수기의 흡수대상이 되는 주파수의 최소 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  13. 제11항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 배출포트로부터 분기된 폐쇄된 파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  14. 제11항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 헬름홀츠형 맥동흡수기인 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  15. 다 수개의 피스톤, 상기 피스톤이 슬라이딩하게 되는 다 수개의 피스톤 챔버가 구비된 실린더 블럭, 중심축을 중심으로 상기 실린더 블럭을 회전시키는 회전축, 흡입포트와 배출포트가 형성되어 있는 밸브부재, 및 상기 실린더 블럭이 수용되어 있는 케이싱을 구비하며, 상기 밸브부재에 대하여 상기 회전축의 중심축을 중심으로 하여 상대적으로 상기 실린더 블럭이 회전할 때 상기 피스톤을 왕복운동시키며 그에 따라 유체를 상기 흡입포트로부터 상기 피스톤 챔버로 흡입하고, 상기 유체를 상기 배출포트로 배출시키는 엑시얼 피스톤 펌프로서,
    상기 엑시얼 피스톤 펌프는,
    압력상승과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연결되어 있는 제1 개구부와, 압력하강과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재상에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연결되어 있는 제2 개구부와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연통되는 제1 바이패스 포트와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연통되는 제2 바이패스 포트를 구비하고 있으며,
    상기 피스톤 챔버의 개구는, 상기 모든 피스톤 챔버의 압력상승과정 및 압력하강과정에서의 압력변동곡선이 싸인 파형 곡선을 형성하도록, 상기 제1 개구부, 상기 제1 바이패스 포트의 개구, 상기 제2 개구부, 및 상기 제2 바이패스 포트의 개구와 겹치는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  16. 제15항에 있어서, 하사점에 위치하는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력이 압력상승과정의 중간점으로 설정되고, 상사점에 위치하고 있는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력은 압력하강과정의 중간점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  17. 제15항에 있어서, 상기 배출포트로부터 연장되어 있는 파이프 시스템상에 맥동흡수기가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  18. 제17항에 있어서, 정격회전속도에 피스톤의 갯수를 곱한 값이, 상기 맥동흡수기의 흡수대상이 되는 주파수의 최소 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  19. 제17항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 배출포트로부터 분기된 폐쇄된 파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  20. 제17항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 헬름홀츠형 맥동흡수기인 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  21. 사판, 다 수개의 피스톤, 상기 피스톤이 슬라이딩하게 되는 다 수개의 피스톤 챔버가 구비된 실린더 블럭, 중심축을 중심으로 상기 실린더 블럭을 회전시키는 회전축, 흡입포트와 배출포트가 형성되어 있는 밸브부재, 및 상기 실린더 블럭이 수용되어 있는 케이싱을 구비하며, 상기 밸브부재에 대하여 상대적으로 상기 회전축의 중심축을 중심으로 하여 상기 실린더 블럭이 회전할 때 상기 피스톤을 왕복운동시키며 그에 따라 유체를 상기 흡입포트로부터 상기 피스톤 챔버로 흡입하고, 상기 유체를 상기 배출포트로 배출시키는 엑시얼 피스톤 펌프로서,
    상기 엑시얼 피스톤 펌프는,
    압력상승과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연결되어 있는 제1 개구부와, 압력하강과정의 초기 단계에서 상기 피스톤 챔버 각각의 압력변동곡선을 완만하게 만들기 위하여 상기 밸브부재상에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연결되어 있는 제2 개구부와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 흡입포트 또는 상기 케이싱의 내부와 연통되는 제1 바이패스 포트와, 상기 밸브부재에 형성되고 상기 배출포트와 연통되는 제2 바이패스 포트를 구비하고 있으며,
    상기 피스톤 챔버의 개구는, 상기 모든 피스톤 챔버의 압력상승과정 및 압력하강과정에서의 압력변동곡선이 싸인 파형 곡선을 형성하도록, 상기 제1 개구부, 상기 제1 바이패스 포트의 개구, 상기 제2 개구부, 및 상기 제2 바이패스 포트의 개구와 겹치는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  22. 제21항에 있어서, 하사점에 위치하는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력이 압력상승과정의 중간점으로 설정되고, 상사점에 위치하고 있는 피스톤이 수용되어 있는 피스톤 챔버의 압력은 압력하강과정의 중간점으로 설정되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  23. 제21항에 있어서, 상기 배출포트로부터 연장되어 있는 파이프 시스템상에 맥동흡수기가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  24. 제23항에 있어서, 정격회전속도에 피스톤의 갯수를 곱한 값이, 상기 맥동흡수기의 흡수대상이 되는 주파수의 최소 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  25. 제23항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 배출포트로부터 분기된 폐쇄된 파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
  26. 제23항에 있어서, 상기 맥동흡수기는 헬름홀츠형 맥동흡수기인 것을 특징으로 하는 엑시얼 피스톤 펌프.
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