KR100397263B1 - Capable of changing the capacity there of vane pump - Google Patents

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KR100397263B1
KR100397263B1 KR10-1999-0004717A KR19990004717A KR100397263B1 KR 100397263 B1 KR100397263 B1 KR 100397263B1 KR 19990004717 A KR19990004717 A KR 19990004717A KR 100397263 B1 KR100397263 B1 KR 100397263B1
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Abstract

본 발명은 가변용량형 베인펌프(vane pump)에 관한 것이다. 본 발명은, 펌프하우징의 내부에 설치되는 캠링(15)이 그 내부에 상기 로터(18)의 베인(18a)이 접촉되는 원형공간(15a)이 형성된 장방형 몸체로 이루어지고, 상기 펌프하우징(11)의 내부에는 상기 캠링(15)의 장방형 몸체 상, 하면과 각각 접촉되어 캠링(15)의 상하 이동거리를 규제하는 스토퍼턱(21)(22)이 형성된 이동공간부(20)가 형성되며, 상기 펌프하우징(11)의 이동공간부(20) 상측에는 상기 캠링(15)을 하방으로 가압하는 복귀스프링(23)이 설치되고, 상기 펌프하우징(11)의 토출포트(11b)에는 내부의 압력 변화에 따라서 토출포트(11b)를 통해 토출되는 유체의 유량을 제어하는 유량제어밸브(24)가 설치된 것을 특징으로 한다. 따라서 펌프가 소모하는 에너지를 최소화시켜 성에너지화를 도모할 수 있게 되고, 저압시에는 불필요한 유체의 토출을 방지할 수 있게 된다.The present invention relates to a variable displacement vane pump. The present invention, the cam ring 15 is installed in the pump housing is made of a rectangular body formed with a circular space (15a) in which the vanes (18a) of the rotor 18 in contact therein, the pump housing (11) ) Is formed in the inside of the rectangular body of the cam ring 15, the moving space portion 20 is formed with a stopper jaw 21, 22 is formed in contact with the lower surface, respectively, to regulate the vertical movement distance of the cam ring 15, A return spring 23 for pressing the cam ring 15 downward is installed above the moving space 20 of the pump housing 11, and an internal pressure is provided in the discharge port 11b of the pump housing 11. According to the change, it is characterized in that the flow rate control valve 24 for controlling the flow rate of the fluid discharged through the discharge port (11b). Therefore, it is possible to minimize the energy consumed by the pump to achieve sex energy, and to prevent unnecessary fluid discharge at low pressure.

Description

가변용량형 베인펌프{CAPABLE OF CHANGING THE CAPACITY THERE OF VANE PUMP}Variable Capacity Vane Pump {CAPABLE OF CHANGING THE CAPACITY THERE OF VANE PUMP}

본 발명은 가변용량형 베인펌프에 관한 것으로서, 특히 압력의 변화에 따라서 캠링을 상하로 이동시켜서 펌프의 기본배제용적을 가변시킴으로써 효율을 향상시켜 펌프에서 소모되는 동력을 최소화할 수 있도록 한 가변용량형 베인펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a variable displacement vane pump. In particular, the variable displacement type vane pump improves efficiency by minimizing the power consumed by the pump by moving the cam ring up and down according to the pressure change to change the basic exhaust volume of the pump. It is related to a vane pump.

종래의 베인펌프는 도 1에 도시되어 있는 바와같이, 펌프하우징(1)의 내부에 캠링(5)이 설치되고, 이 캠링(5)의 전후 양측에는 흡입측 측판(3)과 토출측 측판(4)이 각각 설치되며, 이중 토출측 측판(4)은 캠링(5)의 초기 틈새를 결정하는 스프링(6)에 의해 캠링(5)쪽으로 탄성바이어스되도록 설치된다.In the conventional vane pump, as shown in FIG. 1, a cam ring 5 is installed inside the pump housing 1, and the suction side side plate 3 and the discharge side side plate 4 are provided at both front and rear sides of the cam ring 5. Are respectively installed, and the double discharge side side plate 4 is installed to be elastically biased toward the cam ring 5 by a spring 6 which determines the initial clearance of the cam ring 5.

그리고 캠링(5) 내부의 대략 타원형 공간에는 구동축(7)에 지지된 로타(8)가 회전가능하게 설치되고, 이 로터(8)에는 도 2에 도시된 바와같이 다수개의 베인홈(9a)이 방사상으로 형성되고, 이 베인홈(9a)에는 베인(9)이 출몰가능하게 수용되어 있다.In the substantially oval space inside the cam ring 5, a rotor 8 supported by the drive shaft 7 is rotatably installed, and the rotor 8 has a plurality of vane grooves 9a as shown in FIG. It is formed radially and the vane 9 is housed so that the vane 9 can be sunk.

이와같이 구성된 종래 베인펌프는, 로터(8)의 회전에 따라 베인(9)의 선단면이 원심력에 의해 캠링(5)의 대략 타원형 내주면과 접하면서 오일과 같은 유체가 흡입측 측판(3)을 통해 흡입된 후, 흡입측 측판(3)에 형성된 토출통로(3b)를 통해 캠링(5)의 내부로 흡입되고, 흡입된 유체는 캠링(5) 내부의 용적 감소에 의해 압축된 후 토출측 측판(4)의 토출통로(4b)를 통하여 배출되게 된다.In the conventional vane pump configured as described above, fluid such as oil is introduced through the suction side side plate 3 while the front end surface of the vane 9 comes into contact with the substantially elliptical inner circumferential surface of the cam ring 5 by centrifugal force as the rotor 8 rotates. After being sucked, it is sucked into the cam ring 5 through the discharge passage 3b formed in the suction side side plate 3, and the sucked fluid is compressed by the volume reduction inside the cam ring 5, and then the discharge side side plate 4 Is discharged through the discharge passage (4b).

그러나 이와같이 구성된 종래의 베인펌프는, 펌프하우징(1)에 캠링(5)이 위치고정된 상태로 설치되어 있으므로, 캠링(5)의 내부에 위치되는 로터(8)와 캠링(5)의 타원형 내부공간 사이에 형성되는 흡입영역 및 토출영역이 항시 일정하게 유지되게 된다. 따라서 압력의 변화에 따라 흡입영역 및 토출영역을 가변시킬 수 없는 문제점이 있었다.However, in the conventional vane pump configured as described above, since the cam ring 5 is installed in the pump housing 1 in a fixed position, the rotor 8 and the elliptical inside of the cam ring 5 positioned inside the cam ring 5 are fixed. The suction area and the discharge area formed between the spaces are always kept constant. Therefore, there is a problem in that the suction area and the discharge area cannot be changed according to the pressure change.

따라서 배제용적이 최대가 되는 고압시에는 과도한 유량을 토출하게 되고 또한 비조향시(저압시)에는 필요 이상으로 유체가 토출되게 되므로, 펌프의 효율이 저하되어 펌프에서 소모되는 에너지가 증가하게 되므로 성에너지화에 불리한 문제점이 있었다.As a result, excessive flow rate is discharged at high pressure where the exclusion volume is maximum, and fluid is discharged more than necessary during non-steering (low pressure), so that the efficiency of the pump decreases and the energy consumed in the pump increases. There was a disadvantageous problem with energyification.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 압력의 변화에 따라서 캠링을 상하로 이동시켜서 펌프의 기본배제용적을 가변시킬 수 있도록 한 가변용량형 베인펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and provides a variable displacement vane pump capable of varying the basic drainage volume of the pump by moving the cam ring up and down according to the pressure change. There is this.

상술한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 흡입포트와 토출포트를 가지는 펌프하우징과, 상기 펌프하우징의 내부에 설치되는 캠링과, 상기 캠링의 전후 양측에 설치되는 흡입측 측판 및 토출측 측판과, 상기 캠링의 내부에 설치되는 로터와, 상기 로터에 방사상으로 출몰 가능하게 설치되는 베인을 구비하는 베인펌프에 있어서, 상기 캠링은 그 내부에 상기 로터의 베인이 접촉되는 원형공간이 형성된 장방형 몸체로 이루어지고, 상기 펌프하우징의 내부에는 상기 캠링의 장방형 몸체 상, 하면과 각각 접촉되어 캠링의 상하 이동거리를 규제하는 스토퍼턱이 형성된 이동공간부가 형성되며, 상기 펌프하우징의 이동공간부 상측에는 상기 캠링을 하방으로 가압하는 복귀스프링이 설치되고, 상기 펌프하우징의 토출포트에는 내부의 압력 변화에 따라서 토출포트를 통해 토출되는 유체의 유량을 제어하는 유량제어밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 가변용량형 베인펌프를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a pump housing having a suction port and a discharge port, a cam ring provided inside the pump housing, suction side plates and discharge side plates provided at both front and rear sides of the cam ring. And a vane pump having a rotor installed inside the cam ring, and a vane mounted radially on the rotor, wherein the cam ring has a rectangular body having a circular space in which the vane of the rotor is contacted. The inside of the pump housing is formed with a moving space portion having a stopper jaw formed on the rectangular body of the cam ring and contacting a lower surface thereof to regulate the vertical movement distance of the cam ring, and above the moving space portion of the pump housing. A return spring for pressing the pressure downward is installed, and the discharge port of the pump housing is adapted to the pressure change inside. Because it provides a variable displacement vane pump, characterized in that installed in the flow control valve for controlling the flow rate of the fluid discharged through the discharge port.

도 1은 종래의 베인펌프를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional vane pump.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 가변용량형 베인펌프를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a variable displacement vane pump according to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 B-B선 단면도로서 저압 및 고압인 상태를 나타내는 작동도.4A and 4B are sectional views taken along the line B-B in FIG. 3 to show low and high pressures.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>

11 : 펌프하우징 11a : 흡입포트11: pump housing 11a: suction port

11b : 토출포트 13 : 흡입측 측판11b: discharge port 13: suction side plate

13b : 토출통로 14 : 토출측 측판13b: discharge passage 14: discharge side plate

14b : 토출통로 15 : 캠링14b: discharge passage 15: cam ring

15a : 원형공간 18 : 로터15a: circular space 18: rotor

19 : 베인 20 : 이동공간부19: vane 20: moving space

21,22 : 상,하부 스토퍼턱 23 : 복귀스프링21,22: upper and lower stopper jaw 23: return spring

24 : 유량제어밸브 25 : 스풀24: flow control valve 25: spool

26 : 스프링26: spring

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가변용량형 베인펌프의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a variable displacement vane pump according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

도 3은 본 발명에 따른 가변용량형 베인펌프를 도시한 단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 B-B선 단면도로서, 각각 저압시와 고압시의 상태를 도시한 작동도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a variable displacement vane pump according to the present invention, and FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views taken along the line B-B of FIG. 3, respectively, showing operation conditions at low pressure and high pressure, respectively.

본 발명에 따른 가변용량형 베인펌프는 도 3에 도시된 바와같이, 흡입포트(11a)와 토출포트(11b)를 가지는 펌프하우징(11)의 내부에 캠링(15)이 설치되고, 이 캠링(15)의 전후 양측에는 흡입측 측판(13)과 토출측 측판(14)이 각각 위치되며, 이중 토출측 측판(14)은 캠링(15)의 초기 틈새를 결정하는 스프링(16)에 의해 캠링(15)쪽으로 탄성바이어스되도록 설치된다.In the variable displacement vane pump according to the present invention, as shown in FIG. 3, a cam ring 15 is installed inside the pump housing 11 having the suction port 11a and the discharge port 11b. The suction side side plate 13 and the discharge side side plate 14 are respectively located at the front and rear sides of the front side 15, and the double discharge side side plate 14 is cam ring 15 by the spring 16 which determines the initial clearance of the cam ring 15. It is installed to elastically bias toward the side.

그리고 캠링(15)의 내부에는 구동축(17)에 지지된 로터(18)가 설치되고, 이 로터(18)에는 도 4a에 도시된 바와같은 다수개의 베인(19)이 출몰가능하게 수용된다.A rotor 18 supported by the drive shaft 17 is installed inside the cam ring 15, and a plurality of vanes 19 as shown in FIG. 4A are housed in the rotor 18.

그리고 본 발명의 특징에 따라 캠링(15)은 장방형 몸체로 이루어지고 장방형 몸체의 내부에는 상기 로터(18)의 베인(19)이 접촉되는 원형공간(15a)이 형성된다.And according to the characteristics of the present invention, the cam ring 15 is made of a rectangular body and the inside of the rectangular body is formed with a circular space 15a in which the vanes 19 of the rotor 18 are in contact.

그리고 펌프하우징(11)의 내부에는 상기 캠링(15)의 장방형 몸체 상, 하면과 각각 접촉되어 캠링(15)의 상하 이동거리를 규제하는 스토퍼턱(21)(22)이 형성된 이동공간부(20)가 형성되고, 펌프하우징(11)의 이동공간부(20) 상측에는 장방형 몸체로 이루어진 캠링(15)을 하방으로 가압하여 캠링(15)을 최초의 위치로 복귀시키는 복귀스프링(23)이 설치된다.In addition, the inside of the pump housing 11, the moving space portion 20 is formed with stopper jaws 21 and 22 which are in contact with the upper and lower surfaces of the rectangular body of the cam ring 15 to regulate the vertical movement distance of the cam ring 15, respectively. Is formed, and a return spring 23 is installed above the moving space 20 of the pump housing 11 to press the cam ring 15 having a rectangular body downward to return the cam ring 15 to its initial position. do.

그리고 펌프하우징(11)의 토출포트(11b)에는 내부의 압력 변화에 따라서 토출포트(11b)를 통해 토출되는 유체의 유량을 제어하는 유량제어밸브(24)가 설치되고, 유량제어밸브(24)는 스풀(25)과 이 스풀(25)을 탄력적으로 지지하는 스프링(26)을 구비한다.In addition, the discharge port 11b of the pump housing 11 is provided with a flow rate control valve 24 for controlling the flow rate of the fluid discharged through the discharge port 11b according to the pressure change therein, and the flow rate control valve 24 is provided. The spool 25 has a spool 25 and a spring 26 that elastically supports the spool 25.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 가변용량형 베인펌프는 다음과 같이 동작된다.The variable displacement vane pump according to the present invention configured as described above is operated as follows.

먼저, 구동축(17)의 구동에 따라 로터(18)가 회전하면, 로터(18)에 설치된 베인(19)의 선단부가 원심력에 의해 캠링(15)의 원형공간(15a) 내주면과 접하면서 회전하게 되고, 이로 인하여 유체는 흡입측 측판(13)의 토출통로(13b)를 통해 캠링(15)의 원형공간(15a)으로 흡입되어 압축된 후, 토출측 측판(14)의 토출통로(14b)를 통해 토출되게 된다.First, when the rotor 18 rotates in accordance with the drive shaft 17, the tip of the vane 19 provided on the rotor 18 rotates while contacting the inner circumferential surface of the circular space 15a of the cam ring 15 by centrifugal force. Due to this, the fluid is sucked into the circular space 15a of the cam ring 15 through the discharge passage 13b of the suction side side plate 13 and compressed, and then through the discharge passage 14b of the discharge side side plate 14. It will be discharged.

그리고 토출된 유체는 펌프하우징(11)에 형성된 유로를 통해 이동공간부(20)의 하부로 유입된 후, 유량제어밸브(24)의 스풀(25)을 상방으로 밀어올리고 토출포트(11b)를 통해 토출되게 된다.The discharged fluid flows into the lower portion of the moving space 20 through the flow path formed in the pump housing 11, and then pushes up the spool 25 of the flow control valve 24 upwards to raise the discharge port 11b. It is discharged through.

이때, 본 발명의 특징에 따라 내부의 압력이 저압인 경우에는, 도 4a에 도시되어 있는 바와같이, 캠링(15)의 하면이 이동공간부(20)의 하부 스토퍼턱(22)에 접촉된 상태로 캠링(15)의 원형공간(15a)과 로터(18)의 편심량이 최소가 되므로 유체의 토출량이 최소가 된다.At this time, when the internal pressure is low pressure according to the characteristics of the present invention, as shown in Figure 4a, the lower surface of the cam ring 15 is in contact with the lower stopper jaw 22 of the moving space 20 Since the eccentric amount of the circular space 15a of the furnace cam ring 15 and the rotor 18 is minimum, the discharge amount of the fluid is minimum.

그리고 내부의 압력이 고압인 경우에는, 캠링(15)이 이동공간부(20) 하부에 작용하는 압력에 의하여 복귀스프링(23)을 압축시키면서 상승하여 도 4b에 도시되어 있는 바와같이, 캠링(15)의 상면이 이동공간부(20)의 상부 스토퍼턱(22)에 접촉된 상태로 캠링(15)의 원형공간(15a)과 로터(18)의 편심량이 최대가 되므로 유체의 토출량이 최대가 된다.When the internal pressure is high, the cam ring 15 rises while compressing the return spring 23 by the pressure acting on the lower portion of the moving space 20, and as shown in FIG. 4B, the cam ring 15 ), The eccentricity of the circular space 15a of the cam ring 15 and the rotor 18 is maximized in the state where the upper surface of the upper surface is in contact with the upper stopper jaw 22 of the moving space 20, so that the discharge amount of the fluid is maximum. .

즉, 본 발명에서는 압력은 일정하고 회전속도가 저속에서 고속으로 변화하면, 속도에 의한 토출량의 증가로 캠링(15)의 이동공간부(20) 하부에 작용하는 유압력이 증가하여 캠링(15)이 위로 들어올려지고, 로터(18)와 캠링(15)간의 편심량이 증가하여 토출유량은 증가하다가 유량제어밸브(24)에 의하여 일정유량으로 제어되고, 고속저압시는 캠링(15) 상단의 복귀스프링(23)에 의해서 배제용적이 최소화됨으로써 펌프에서 소모되는 에너지를 최소화할 수 있게 된다.That is, in the present invention, when the pressure is constant and the rotational speed changes from low speed to high speed, the hydraulic force acting on the lower portion of the moving space 20 of the cam ring 15 increases due to the increase in the discharge amount due to the speed, and thus the cam ring 15. Lifted above this, the amount of eccentricity between the rotor 18 and the cam ring 15 is increased, the discharge flow rate is increased and then controlled by a constant flow rate by the flow control valve 24, and at high speed low pressure, the return of the upper end of the cam ring 15 is returned. The exclusion volume is minimized by the spring 23 to minimize the energy consumed in the pump.

또한, 펌프의 회전속도는 일정하고 압력이 저압에서 고압으로 변할때는 회전속도에 의해서 최초의 토출유량이 결정되지만 압력이 증가함에 따라서 캠링(15)이 위로 들어올려져 로터(18)와 캠링(15)의 편심량이 증가함으로 토출량은 증가하다가 유량제어밸브(24)에 의해서 일정유량으로 제어된다.In addition, the rotational speed of the pump is constant and when the pressure changes from low pressure to high pressure, the initial discharge flow rate is determined by the rotational speed, but as the pressure increases, the cam ring 15 is lifted up and the rotor 18 and the cam ring 15 are rotated. As the amount of eccentricity increases, the discharge amount increases, and then the flow rate control valve 24 controls the constant flow rate.

따라서 본 발명에서는 내부의 압력변화에 따라서 캠링(15)의 원형공간(15a)과 로터(18)간의 편심량이 변화되면서 유체의 토출량이 가변되게 되므로, 내부 압력의 변화에 따라 적절한 압유를 공급할 수 있어 펌프가 소모하는 에너지를 최소화시켜 성에너지화를 도모할 수 있게 되고, 또한 저압시에는 불필요한 유체의 토출을 방지할 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, since the discharge amount of the fluid is varied as the amount of eccentricity between the circular space 15a of the cam ring 15 and the rotor 18 changes according to the internal pressure change, appropriate pressure oil can be supplied according to the change of the internal pressure. By minimizing the energy consumed by the pump, it is possible to achieve sex energy, and also to prevent unnecessary fluid discharge at low pressure.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명 가변용량형 베인펌프에 의하면, 내부의 압력변화에 따라서 캠링의 원형공간과 로터간의 편심량이 변화되면서 유체의 토출량이 가변되도록 되어 있으므로, 펌프가 소모하는 에너지를 최소화시켜 성에너지화를 도모할 수 있게 되고, 저압시에는 불필요한 유체의 토출을 방지할 수 있게 된다.As described above, according to the variable displacement vane pump of the present invention, since the discharge amount of the fluid is varied as the eccentric amount between the circular space of the cam ring and the rotor changes according to the pressure change therein, the energy consumed by the pump is minimized. Energy can be achieved, and unnecessary fluid can be prevented from being discharged at low pressure.

Claims (1)

흡입포트와 배출포트를 가지는 펌프하우징과, 상기 펌프하우징의 내부에 설치되는 캠링과, 상기 캠링의 전후 양측에 설치되는 흡입측 측판 및 토출측 측판과, 상기 캠링의 내부에 설치되는 로터와, 상기 로터에 방사상으로 출몰 가능하게 설치되는 베인을 구비하는 베인펌프에 있어서,A pump housing having a suction port and a discharge port, a cam ring provided inside the pump housing, suction side plates and discharge side plates installed at both front and rear sides of the cam ring, a rotor provided inside the cam ring, and the rotor. In the vane pump having a vane that is radially mounted on the vane, 상기 캠링(15)은 그 내부에 상기 로터(18)의 베인(18a)이 접촉되는 원형공간(15a)이 형성된 장방형 몸체로 이루어지고,The cam ring 15 is formed of a rectangular body having a circular space 15a formed therein contacting the vanes 18a of the rotor 18, 상기 펌프하우징(11)의 내부에는 상기 캠링(15)의 장방형 몸체 상, 하면과 각각 접촉되어 캠링(15)의 상하 이동거리를 규제하는 스토퍼턱(21)(22)이 형성된 이동공간부(20)가 형성되며,A moving space 20 having stopper jaws 21 and 22 formed therein in contact with upper and lower surfaces of the rectangular body of the cam ring 15 to regulate the vertical movement distance of the cam ring 15 in the pump housing 11. ) Is formed, 상기 펌프하우징(11)의 이동공간부(20) 상측에는 상기 캠링(15)을 하방으로 가압하는 복귀스프링(23)이 설치되고,A return spring 23 is installed above the moving space 20 of the pump housing 11 to press the cam ring 15 downward. 상기 펌프하우징(11)의 토출포트(11b)에는 내부의 압력 변화에 따라서 토출포트(11b)를 통해 토출되는 유체의 유량을 제어하는 유량제어밸브(24)가 설치된 것을 특징으로 하는 가변용량형 베인펌프.A variable displacement vane is installed in the discharge port 11b of the pump housing 11 to control the flow rate of the fluid discharged through the discharge port 11b according to a change in pressure therein. Pump.
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