KR100599293B1 - oil pump for controling flow rate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터에 회전에 따라 흡입 및 토출 공간에서 오일을 외부로 토출시키도록 동작하는 베인의 출몰 정도를 차속에 따라 상이하도록 제어함으로써, 오일 펌프로부터 토출되는 유량을 차속에 상응하여 조절할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to control the appearance of the vanes operating to discharge the oil to the outside in the suction and discharge space in accordance with the rotation speed to the rotor, so that the flow rate discharged from the oil pump can be adjusted according to the vehicle speed Its purpose is to.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 외부로부터 인가되는 구동력에 의해 회전하는 회전축과; 상기 회전축의 둘레에 설치된 자화 코일; 상기 회전축과 연동되어 회전하는 로터; 상기 로터에 반경 방향으로 출몰 가능하게 설치되면서 극성을 가지는 다수개의 베인; 상기 자화 코일에 직류 전원을 공급하여 상기 회전축을 자화시킴과 더불어 상기 회전축의 극성을 변화시키는 전류 변환기; 상기 전류 변환기의 작동을 제어하여 상기 회전축의 극성을 변화시키도록 하는 제어부 및; 상기 제어부에 주행중인 차량의 차속을 검출하여 입력하는 차속 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a rotating shaft that rotates by a driving force applied from the outside; A magnetization coil installed around the rotation shaft; A rotor that rotates in association with the rotation shaft; A plurality of vanes having a polarity and rotatably installed in the rotor in a radial direction; A current converter for supplying DC power to the magnetizing coil to magnetize the rotating shaft and to change the polarity of the rotating shaft; A control unit for controlling the operation of the current converter to change the polarity of the rotating shaft; And a vehicle speed detector configured to detect and input a vehicle speed of the vehicle being driven to the controller.

Description

유량 제어식 오일 펌프{oil pump for controling flow rate}Oil pump for controling flow rate

도 1은 종래 오일 펌프의 특성을 도시한 그래프.1 is a graph showing the characteristics of a conventional oil pump.

도 2는 본 발명에 따른 유량 제어식 오일 펌프를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view of a flow controlled oil pump according to the present invention.

도 3은 도 2의 내부 구조를 도시한 사시도.3 is a perspective view showing the internal structure of FIG.

도 4는 도 3의 요부 구성과, 본 발명의 주요 구성을 도시한 도면.Fig. 4 is a diagram showing the main parts of Fig. 3 and the main parts of the present invention.

도 5는 본 발명의 오일 펌프에서 하우징내 흡입 및 토출 공간에 설치된 로터와 베인을 도시한 도면.5 is a view showing a rotor and vanes installed in the suction and discharge space in the housing in the oil pump of the present invention.

도 6은 고속 주행시 오일 펌프에서 로터의 중심 방향으로 이동하는 베인을 도시한 도면.6 is a view showing vanes moving in the direction of the center of the rotor in the oil pump during high speed travel.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >    <Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10-풀리 12-회전축10-pulley 12-spindle

14-하우징 16-로터14-housing 16-rotor

18-베인 20-흡입 및 토출 공간18-vane 20-suction and discharge space

22-자화 코일 24-전류 변환기22-magnetized coil 24-current transducer

26-제어부 28-차속 검출부26-control unit 28-vehicle detection unit

30-전류 증폭기30-current amplifier

본 발명은 유량 제어식 오일 펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중인 차량의 차속에 따라 오일 펌프로부터 토출되는 유량을 조절할 수 있도록 하는 유량 제어식 오일 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a flow-controlled oil pump, and more particularly, to a flow-controlled oil pump to adjust the flow rate discharged from the oil pump according to the vehicle speed of the running vehicle.

일반적으로 자동차의 동력 조향 장치에 있어, 오일 펌프는 엔진의 크랭크 축 풀리와 벨트를 매개로 연결되어 있어, 이를 통해 구동력을 전달받아 작동되는 데, 종래 오일 펌프의 동작 특성은 도 1에 도시된 그래프와 같다.In general, in the power steering apparatus of an automobile, the oil pump is connected to the crankshaft pulley of the engine via a belt, and is operated by receiving a driving force. The operating characteristic of the conventional oil pump is shown in FIG. Same as

즉, 엔진 회전수가 0 에서 1000 rpm인 영역에서는 토출 유량이 빠르게 최대로 상승하게 되고, 1000 에서 2500 rpm인 상용의 주행 구간에서는 최대의 토출 유량을 유지하다가, 엔진 회전수가 2500 rpm을 초과하는 영역에서는 토출 유량을 줄여 고속의 주행 영역에서 조타력을 무겁게 함으로써 주행의 안정성을 도모하도록 되어 있다.That is, in the region where the engine speed is 0 to 1000 rpm, the discharge flow rate rapidly rises to the maximum, while the maximum discharge flow rate is maintained in the commercial running section at 1000 to 2500 rpm, while in the region where the engine speed exceeds 2500 rpm By reducing the discharge flow rate, the steering force is made heavy in the high speed travel range to achieve the stability of the travel.

그런데, 종래 오일 펌프는 엔진의 크랭크 축과 연동되는 구조이므로, 엔진 회전수가 높은 수준으로 상승하게 되면, 토출되는 유량도 역시 상승하게 되기 때문에, 상기 오일 펌프에는 고속시 토출 유량을 낮추기 위한 별도의 유량 조절 밸브를 가지고 있어야 한다.However, since the conventional oil pump has a structure linked to the crank shaft of the engine, when the engine speed increases to a high level, the discharged flow rate also increases, so that the oil pump has a separate flow rate for lowering the discharge flow rate at high speed. Must have a regulating valve.

그러나, 종래 오일 펌프에서는 고속의 주행 영역에서 토출되는 유량을 낮추는 데 한계가 있어, 차속에 상응하는 조타력을 부여하기 위해서는 별도의 부품을 구비해야 하는 등, 비용적인 측면에서 부담이 되어 왔다.However, in the conventional oil pump, there is a limit in lowering the flow rate discharged in the high-speed traveling area, and it has been a burden in terms of cost, such as providing a separate component in order to give a steering force corresponding to the vehicle speed.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 로터에 회전에 따라 흡입 및 토출 공간에서 오일을 외부로 토출시키도록 동작하는 베인의 출몰 정도를 차속에 따라 상이하도록 제어함으로써, 오일 펌프로부터 토출되는 유량을 차속에 상응하여 조절할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, by controlling the appearance of the vanes operating to discharge the oil to the outside in the suction and discharge space in accordance with the rotation to the rotor, according to the vehicle speed, thereby controlling from the oil pump The purpose is to be able to adjust the discharge flow rate corresponding to the vehicle speed.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

외부로부터 인가되는 구동력에 의해 회전하는 회전축과; A rotating shaft rotating by a driving force applied from the outside;

상기 회전축과 연동되어 회전하는 로터; A rotor that rotates in association with the rotation shaft;

상기 로터에 반경 방향으로 출몰 가능하게 설치되면서 동일한 극성을 가지는 자성체로 이루어진 다수개의 베인; A plurality of vanes made of a magnetic material having the same polarity while being rotatably installed in the rotor in a radial direction;

상기 회전축과 상기 로터를 내부에 수용함과 더불어, 상기 로터에 출몰 가능하게 설치된 베인과는 소정의 흡입 및 토출 공간을 형성하는 하우징; A housing for accommodating the rotating shaft and the rotor therein and forming a predetermined suction and discharge space between the vane provided to be protruded from the rotor;

상기 로터의 회전시 상기 하우징의 흡입 및 토출 공간에 대한 상기 베인의 출몰 정도를 조절하여 토출되는 유량을 조절하는 유량 조절부 및; A flow rate controller for controlling a discharge rate by adjusting the degree of appearance of the vanes to the suction and discharge spaces of the housing when the rotor is rotated;

주행중인 차량의 차속을 검출받아 상기 유량 조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
It is characterized in that it comprises a control unit for detecting the vehicle speed of the running vehicle to control the operation of the flow rate adjusting unit.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 엔진의 크랭크 축과 연동하는 풀리(10)를 일측 선단에 장착한 회전축(12)이 하우징(14)의 내부로 설치되고, 상기 회전축(12)의 타측 선단에는 회전축(12)과 연동되어 회전하는 로터(16)가 구비되어 있다.In the present invention, as shown in the figure, a rotary shaft 12 mounted on one end of the pulley 10 that interlocks with the crank shaft of the engine is installed into the housing 14, the other end of the rotary shaft 12 It is provided with a rotor 16 that rotates in conjunction with the rotary shaft (12).

그리고, 상기 로터(16)는 반경 방향으로 출몰 가능하게 설치되는 다수개의 베인(18)을 갖추고 있는 바, 상기 베인(18)은 동일한 특정의 극성(N 또는 S)을 가지는 자성체로 이루어진다.In addition, the rotor 16 is provided with a plurality of vanes 18 which are installed in a radial direction, and the vanes 18 are made of a magnetic material having the same specific polarity (N or S).

또한, 상기 하우징(14)은 상기 회전축(12)과 상기 로터(16)를 내부에 수용함과 더불어, 상기 로터(16)에 대해 출몰 가능하게 설치된 다수개의 베인(18)과는 소정의 흡입 및 토출 공간(20)을 형성하게 된다.In addition, the housing 14 accommodates the rotary shaft 12 and the rotor 16 therein, and has a predetermined suction and a plurality of vanes 18 installed to be protruding with respect to the rotor 16. The discharge space 20 is formed.

한편, 본 발명은 상기 로터(16)의 회전시 상기 하우징(14)의 흡입 및 토출 공간(20)에 대한 상기 베인(18)의 출몰 정도를 조절하여 토출되는 유량을 조절하는 유량 조절부를 구비하고 있는 바, 상기 유량 조절부는 상기 회전축(12)에 인접하게 설치되어, 전원의 인가시 상기 회전축(12)을 자화시키는 자화 코일(22)과, 상기 자화 코일(22)에 전원을 공급하여 상기 회전축(12)을 자화시킴과 더불어, 자화시 상기 회전축(12)의 극성을 선택적으로 변화시키는 전류 변환기(24)로 구성된다.On the other hand, the present invention is provided with a flow rate control unit for controlling the flow rate is discharged by adjusting the appearance of the vanes 18 to the suction and discharge space 20 of the housing 14 when the rotor 16 is rotated The flow rate adjusting unit is provided adjacent to the rotating shaft 12, and supplies a power to the magnetizing coil 22 and the magnetizing coil 22 to magnetize the rotating shaft 12 upon application of power. In addition to magnetizing (12), it is composed of a current converter (24) for selectively changing the polarity of the rotating shaft (12) during magnetization.

그리고, 본 발명은 주행중인 차량의 차속을 검출받아 상기 유량 조절부의 작동을 제어하는 제어부(26)를 갖추고 있는 바, 상기 제어부(26)에는 주행중인 차량의 차속을 검출하는 차속 검출부(28)가 연결되어 있다.In addition, the present invention is provided with a control unit 26 for detecting the vehicle speed of the running vehicle to control the operation of the flow control unit, the control unit 26 has a vehicle speed detection unit 28 for detecting the vehicle speed of the running vehicle It is connected.

또한, 상기 자화 코일(22)은 상기 회전축(12)의 전 둘레에 걸쳐 이를 감싸는 형태로 설치되어 있어, 상기 자화 코일(22)은 통전시 상기 회전축(12)을 효과적으로 자화시킬 수 있도록 되어 있다.In addition, the magnetizing coil 22 is installed in a form surrounding the entire rotation of the rotary shaft 12, the magnetizing coil 22 is to be able to effectively magnetize the rotary shaft 12 when energized.

아울러, 상기 전류 변환기(24)에는 전류 증폭기(30)가 더 포함되어 있어, 상기 자화 코일(22)에 인가되는 전원을 증폭하여 공급할 수 있도록 되어 있다.In addition, the current converter 24 further includes a current amplifier 30 to amplify and supply the power applied to the magnetizing coil 22.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 유량 제어식 오일 펌프의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 오일 펌프의 작용 설명은 주지된 사실이므로 생략하기로 하고, 본 발명의 특징적 구조에 따른 작용만을 중점적으로 설명하기로 한다.Referring to the operation of the flow-controlled oil pump according to the present invention having the configuration as described above are as follows. Here, the description of the operation of the general oil pump is well known and will be omitted, and only the operation according to the characteristic structure of the present invention will be described.

먼저, 엔진 회전수가 0 에서 1000 rpm인 초기 시동시의 영역에서는 상기 제어부(26)는 상기 회전축(12)과 상기 베인(18)이 동일한 극성을 유지하도록 상기 전류 변환기(24)를 제어하게 된다.First, the controller 26 controls the current converter 24 so that the rotating shaft 12 and the vanes 18 maintain the same polarity in the region at the initial start-up of the engine speed from 0 to 1000 rpm.

이에 따라, 초기 시동시 오일 펌프는 토출 유량을 단 시간내에 최대로 올릴 수 있어, 저속시 조타감이 가벼워지는 효과를 얻을 수 있게 된다.As a result, the oil pump at the time of initial start-up can raise the discharge flow rate to the maximum within a short time, so that the effect of lightening the steering at low speed can be obtained.

이 경우, 저온 상태에서 시동시, 즉 오일의 점도가 높은 경우에도 상기 베인(18)은 상기 회전축(12)과의 척력에 의해 상기 하우징(14)내 흡입 및 토출 공간(20)의 내주면과 강제로 밀착될 수 있어, 단 시간내의 최대 토출 유량을 공급할 수 있게 된다.In this case, even when starting in a low temperature state, that is, even when the viscosity of the oil is high, the vanes 18 are forced to the inner circumferential surface of the suction and discharge spaces 20 in the housing 14 by the repulsive force with the rotating shaft 12. Can be in close contact with each other, it is possible to supply the maximum discharge flow rate in a short time.

이어, 엔진 회전수가 1000 에서 2500 rpm인 통상의 주행 영역에서도 상기 제어부(26)는 상기와 동일하게 하여, 오일 펌프로부터 토출되는 유량을 최대로 하여 조타력을 경감시키게 된다.Subsequently, even in a normal traveling region in which the engine speed is 1000 to 2500 rpm, the control section 26 is similar to the above, and the steering force is reduced by maximizing the flow rate discharged from the oil pump.

이 경우, 상기 하우징(14)내 로터(16)와 베인(18)의 동작 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 흡입 및 토출 공간(20)내에서 정상적인 기능을 수행하게 된다.In this case, the operating state of the rotor 16 and the vane 18 in the housing 14 is to perform a normal function in the suction and discharge space 20, as shown in FIG.

이에 반해, 엔진 회전수가 3000 rpm 이상의 고속 주행 영역에서는 상기 제어부(26)는 상기 회전축(12)과 상기 베인(18)이 상이한 극성으로 되도록 상기 전류 변환기(24)를 제어하게 된다.On the other hand, in the high-speed driving region in which the engine speed is 3000 rpm or more, the controller 26 controls the current converter 24 so that the rotation shaft 12 and the vanes 18 have different polarities.

이에 따라, 고속 주행중 상기 하우징(14)의 흡입 및 토출 공간(20)내에서 상기 베인(18)은 도 6에 도시된 바와 같이, 인력에 의해 상기 로터(16)의 반경 방향의 내부로 진입하게 되고, 이를 통해 토출되는 유량은 급속하게 감소되며, 이 결과 무거운 조타감을 얻을 수 있게 된다.Accordingly, the vanes 18 enter the radially interior of the rotor 16 by the attraction force, as shown in FIG. 6, in the suction and discharge spaces 20 of the housing 14 during high speed travel. As a result, the discharged flow rate is rapidly decreased, and as a result, a heavy steering feeling can be obtained.

즉, 고속 주행중 오일 펌프로부터 토출되는 유량은 도 1의 그래프에서 점선으로 도시된 부분에서와 같이 급속하게 감소되는 것이다.That is, the flow rate discharged from the oil pump during the high speed traveling is rapidly reduced as shown in the dotted line in the graph of FIG.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 유량 제어식 오일 펌프에 의하면, 엔진의 초기 시동시와 통상의 주행 영역에서 오일 펌프로부터 토출되는 유량을 최대화시켜 조타력을 경감시킬 수 있게 되고, 고속의 주행시에는 토출되는 유량을 최소화시켜 조타력을 무겁게 하여 주행의 안정성을 도모할 수 있게 된다.As described above, according to the flow-controlled oil pump according to the present invention, it is possible to reduce the steering force by maximizing the flow rate discharged from the oil pump at the initial start-up of the engine and in the normal running area, and discharged at high speed. By minimizing the flow rate, the steering power is increased to improve driving stability.

또한, 고속 주행시 베인(18)과 흡입 및 토출 공간(20)의 내주면 사이의 마찰을 줄임으로써, 베인(18)의 과도한 마모를 방지할 수 있으며, 이들 사이의 접촉에 따른 이상 소음의 발생을 원천적으로 예방할 수 있는 효과를 얻게 된다.
In addition, by reducing the friction between the vanes 18 and the inner circumferential surface of the suction and discharge spaces 20 at high speed, excessive wear of the vanes 18 can be prevented, and the occurrence of abnormal noise due to contact between them is fundamental. You will get a preventable effect.

Claims (5)

외부로부터 인가되는 구동력에 의해 회전하는 회전축과; A rotating shaft rotating by a driving force applied from the outside; 상기 회전축과 연동되어 회전하는 로터; A rotor that rotates in association with the rotation shaft; 상기 로터에 반경 방향으로 출몰 가능하게 설치되면서 동일한 극성의 자성체로 이루어진 다수개의 베인; A plurality of vanes made of a magnetic material having the same polarity while being rotatably installed in the rotor in a radial direction; 상기 회전축과 상기 로터를 내부에 수용함과 더불어, 상기 로터에 출몰 가능하게 설치된 베인과는 소정의 흡입 및 토출 공간을 형성하는 하우징; A housing for accommodating the rotating shaft and the rotor therein and forming a predetermined suction and discharge space between the vane provided to be protruded from the rotor; 상기 로터의 회전시 상기 하우징의 흡입 및 토출 공간에 대한 상기 베인의 출몰 정도를 조절하여 토출되는 유량을 조절하는 유량 조절부; A flow rate controller configured to adjust the flow rate of the vanes by adjusting the degree of appearance of the vanes to the suction and discharge spaces of the housing when the rotor is rotated; 주행중인 차량의 차속을 검출하는 차속 검출부 및; A vehicle speed detector for detecting a vehicle speed of a running vehicle; 상기 차속 검출부로부터 차속을 검출받아 상기 유량 조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고; A control unit for detecting a vehicle speed from the vehicle speed detection unit and controlling an operation of the flow rate adjusting unit; 제어함에 있어 초기 시동 및 저,중속의 영역에서는 상기 로터로부터 상기 베인의 출몰을 최대로 하여 토출되는 유량을 최대화하고, 고속의 영역에서는 상기 로터로부터 상기 베인의 출몰을 최소로 하여 토출되는 유량을 최소화하도록 조절하는 제어부를 포함하고; In control, the vane is maximized in the initial start-up and low and medium speed areas, and the flow rate is maximized while the vane is minimized in the high speed area. And a control unit for adjusting to; 상기 유량 조절부는 상기 회전축에 인접하게 설치되어, 전원의 인가시 상기 회전축을 자화시키는 자화 코일과; The flow rate control unit is provided adjacent to the rotating shaft, the magnetizing coil to magnetize the rotating shaft when the power is applied; 상기 자화 코일에 전원을 공급하여 상기 회전축을 자화시킴과 더불어, 자화시 상기 회전축의 극성을 선택적으로 변화시키는 전류 변환기로 구성된 것을 특징으로 하는 유량 제어식 오일 펌프.And a current converter for supplying power to the magnetizing coil to magnetize the rotating shaft and to selectively change the polarity of the rotating shaft during magnetization. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 자화 코일은 상기 회전축의 전 둘레를 감싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 유량 제어식 오일 펌프.The magnetizing coil is a flow rate controlled oil pump, characterized in that installed to surround the entire circumference of the rotating shaft. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전류 변환기에는 전류 증폭기가 더 포함되어, 상기 자화 코일에 인가되는 전원을 증폭하여 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유량 제어식 오일 펌프.The current converter further includes a current amplifier, characterized in that configured to amplify and supply the power applied to the magnetizing coil, the flow-controlled oil pump.
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