KR100742866B1 - 베인 펌프 - Google Patents

Abstract

캠 링의 측부에 배치되어 토출 포트(21, 34)가 개구 형성된 사이드 플레이트와, 상기 캠 링 내에 회전 가능하게 수용되어 구동축에 의해 회전 구동되는 회전자와, 상기 회전자의 외주부에 방사 방향을 따라 형성된 복수의 슬롯 내에 상기 캠 링의 내주면 방향으로 출몰 가능하게 보유 지지된 베인을 구비하고 있다. 상기 사이드 플레이트의 회전자와 미끄럼 접촉하는 내측면에 상기 토출 포트와 연통하는 미세한 홈(40, 40)을 형성하는 동시에, 상기 미세한 홈을 상기 토출 포트로부터 상기 회전자의 회전 방향과 반대 방향을 따라 점차 끝이 가늘어지는 형상으로 형성하는 동시에, 미세한 홈의 선단부(40b, 40b)를 각 베인의 미세한 홈의 기단부(40a, 40a)를 통과하는 회전 궤적선(X)보다도 내측으로 지향하여 형성하였다.

베인 펌프, 토출 포트, 회전자, 슬롯, 캠 링, 사이드 플레이트

Description

베인 펌프{VANE PUMP}

본 발명은 차량의 파워 스티어링의 유압 공급원 등에 이용되는 베인 펌프에 관한 것이다.

이러한 종류의 차량에 이용되는 베인 펌프로서는, 종래부터 다양하게 제공되고 있지만, 그 중 하나로서 일본 특허청 발행의 일본 특허 공개 평10-89266호 공보에 기재된 것이 알려져 있다.

이 베인 펌프는 펌프 하우징의 내부에 캠 링과, 상기 캠 링의 측부에 사이드 플레이트가 각각 수용되어 있는 동시에, 상기 캠 링 내에 상기 캠 링 사이에 압력실을 형성하는 베인 회전자가 회전 가능하게 설치되어 있다.

이 베인 회전자의 외주부에는 원주 방향의 대략 등간격 위치에 방사 방향을 따라 복수의 슬롯이 형성되어 있고, 이 각 슬롯의 내부에는 각각 베인이 캠 링의 내주면 방향으로 출몰 가능하게 보유 지지되어 있다.

또한, 상기 사이드 플레이트는 베인 회전자측의 일단부면에 토출 포트가 형성되어 있는 동시에, 기단부(基端部)가 토출 포트의 구멍 가장자리에 개구되는 미세한 홈이 베인 회전자의 회전 방향과 반대 방향으로 연장 설치되어 있고, 상기 미세한 홈은 개구 면적이 토출 포트를 향함에 따라 순조롭게 변화되는 곡선으로 형성 되어 있다.

상기 베인 회전자는 펌프 하우징 내에 삽통된 구동축의 일단부에 연결되어 있다. 이 구동축은 타단부측에 부착된 종동 풀리를 거쳐서 기관의 크랭크샤프트로부터 타이밍 벨트에 의해 회전력이 전달되도록 되어 있다.

그리고, 상기 구동축의 회전 구동에 수반하여 베인 회전자가 회전하면, 각 베인은 등압실의 압력에 의해 슬롯으로부터 돌출되면서 각 베인 선단부가 캠 링의 내주면에 미끄럼 접촉하면서 회전한다. 이에 의해, 펌프 하우징 내에 형성되어 있는 흡입 포트로부터 각 베인 사이의 펌프실 내로 유입한 작동 유체가 각 베인에 의해 압축되면서 토출 포트에 토출되어 펌프 작용이 행해지도록 되어 있다.

또한, 상기 펌프실이 토출 포트에 연통할 때에, 토출 포트의 고압이 급격하게 펌프실로 유입하는 것을 방지하기 위해 이른바 미세한 홈을 형성하고, 이 미세한 홈에 의해 원활하게 상승시켜 작동 유체의 압력이 토출 포트에서 급격하게 변화하지 않도록 제어하여 유압 맥동을 저감시키도록 되어 있다.

그러나, 상기 종래의 베인 펌프에 있어서는, 사이드 플레이트에 형성된 각 미세한 홈이 토출 포트를 향함에 따라서 순조롭게 변화되는 곡선으로 형성되어 있지만, 선단부가 회전 이동된 베인의 일측면의 직경 방향 외측으로 지향하고 있다.

이로 인해, 상기 베인 회전자의 회전에 수반하여 하나의 베인이 미세한 홈의 선단부에 회전 이동하여 토출 포트 내가 고압이 되었을 때에, 이 고압의 작동 유체가 미세한 홈 내를 역류하여 선단부로부터 인접하는 다음 베인의 일측면 직경 방향의 외단부 부근에 충돌한다. 따라서, 이 베인에 회전 방향과 반대 방향의 부하가 작용하여 베인 회전자에 역전 방향의 저항 부하가 걸리게 된다. 이 결과, 펌프 효율이 저하될 우려가 있다.

또한, 상기 베인의 회전 방향과 반대 방향의 부하에 의해 상기 베인 회전자의 슬롯에 과대한 응력이 가해져 상기 슬롯이 변형될 우려가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 기술적 과제에 비추어 안출된 것으로, 청구항 1에 기재된 발명은 펌프 하우징 내에 수용 배치된 캠 링과, 상기 캠 링의 측부에 배치되어 토출 포트가 개구 형성된 사이드 플레이트와, 상기 캠 링 내에 회전 가능하게 수용되어 구동축에 의해 회전 구동되는 회전자와, 상기 회전자의 외주부에 방사 방향을 따라 형성된 복수의 슬롯 내에 상기 캠 링의 내주면 방향으로 출몰 가능하게 보유 지지된 베인과, 상기 사이드 플레이트의 상기 회전자측 내측면에 대략 원주 방향을 따라 절결 형성되어, 상기 토출 포트와 연통하는 미세한 홈을 구비한 베인 펌프에 있어서, 상기 미세한 홈을 상기 토출 포트로부터 상기 회전자의 회전 방향과 반대 방향을 따라 테이퍼(tapered) 형상으로 형성하는 동시에, 상기 미세한 홈의 선단부를 상기 각 베인의 미세한 홈의 기단부를 통과하는 회전 궤적선보다도 내측으로 지향하여 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 베인 회전자의 회전에 수반하여 하나의 베인이 미세한 홈의 선단부를 통과하였을 때에, 토출 포트로부터 미세한 홈 내를 역류한 고압인 작동 유체는 미세한 홈의 선단부, 즉 내측으로 지향한 선단부로부터 인접하는 다음 베인의 일측면의 직경 방향 내단부측에 충돌한다. 이로 인해, 이러한 베인에 대한 회전 방향과 반대 방향으로의 부하(모멘트)가 충분히 작아져, 베인 회전자로의 역전 방향으로의 힘도 대폭으로 저감된다. 이 결과, 펌프 효율의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

청구항 2의 발명은, 상기 미세한 홈의 선단부의 연장선을 상기 회전자의 회전에 수반하여 미세한 홈 부근에 회전 이동한 베인의 일측면의 직경 방향 길이의 대략 기부측에 지향시킨 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 전술한 바와 같이 토출 포트로부터 미세한 홈을 역류한 작동 유체가 인접하는 베인의 일측면 내단부의 또한 기부측에 충돌하도록 하였으므로, 베인에 대한 반대 방향의 부하를 보다 저감시키는 것이 가능해진다.

청구항 3에 기재된 발명은, 상기 미세한 홈의 선단부를 상기 회전자의 회전에 수반하여 미세한 홈 부근에 회전 이동한 베인 방향으로 연장 형성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 미세한 홈의 선단부를 연장 형성함으로써, 인접하는 베인의 일측면의 직경 방향의 내단부 방향으로의 지향성이 강해져, 고압인 작동 유체를 일측면의 내단부 방향으로 보다 확실하게 안내하는 것이 가능해진다.

또한, 미세한 홈의 연장화에 의해, 예를 들어 특히 차량의 직진 운전시 등에 있어서 스티어링 휠을 크게 회전 조작하지 않는 경우의 토출 유압의 변화를 작게 할 수 있다. 즉, 스티어링 휠을 크게 회전 조작하지 않은 경우에는, 토출 포트와 그 근방으로 회전 이동한 한 쌍의 베인 사이의 펌프실과의 차압이 작아지고 있다. 그리고, 회전자의 회전에 수반하여 토출 포트 부근으로 회전 이동한 상기 펌프실이 연장된 미세한 홈에 의해 토출 포트와의 연통 개시점이 빨라져 베인의 회전 속도에 대해 상기 펌프실과 토출 포트와의 연통 시간이 길어진다. 따라서, 토출 포트 내의 작동 유체의 펌프실로의 이동 시간이 길어지므로, 토출 포트 내에서의 작동 유체의 압력(유압) 변화가 작아진다.

이 결과, 이러한 스티어링 휠의 약간의 회전 조작시에도 토출 포트 내의 유압의 맥동을 저감시키는 것이 가능해진다.

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 베인 펌프를 도시하는 종단면도이다.

도2는 도1의 A-A선 단면도이다.

도3은 본 실시 형태에 이용되는 베인 회전자와 캠 링의 정면도이다.

도4는 도3의 B-B선 단면도이다.

도5는 도1의 화살표 C-C 방향에서 본 사이드 플레이트의 정면도이다.

도6은 미세한 홈의 종단면도이다.

도7은 미세한 홈을 도시하는 도6의 D 화살표도이다.

도8은 상기 사이드 플레이트의 배면도이다.

도9는 도8의 E-E선 단면도이다.

도10은 다른 예를 나타내는 베인 펌프의 종단면도이다.

도11은 도10의 화살표 F-F 방향으로부터 본 후방 플레이트의 정면도이다.

도12는 도11의 G-G선 단면도이다.

도13은 도12의 화살표 H부의 확대도이다.

이하, 본 발명에 관한 베인 펌프의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 상세하게 서술한다.

이 베인 펌프는 종래와 같이 차량의 파워 스티어링 장치 등의 유압 기기에 유압을 공급하는 공급원으로서 펌프에 적용된 것으로, 도1에 도시한 바와 같이 내연 기관의 실린더 블럭 등에 볼트에 의해 고정된 펌프 하우징(1)과, 상기 펌프 하우징(1) 내에 배치된 펌프 본체(2)와, 일단부측이 펌프 하우징(1)의 내부에 삽통된 구동축(3)으로 주로 구성되어 있다.

상기 펌프 하우징(1)은 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 흡입 통로(4)와 토출 통로(5)를 갖는 블럭 형상의 펌프 보디(6)와, 그 펌프 보디(6)에 결합된 펌프 커버(7)로 이루어지고, 이 펌프 보디(6)와 펌프 커버(7) 사이에 펌프 본체(2)를 수용하는 공간부가 마련되어 있다.

상기 펌프 본체(2)는 도1 내지 도4에 도시한 바와 같이 상기 펌프 커버(7)의 내부에 수용 배치된 캠 링(8)과, 상기 캠 링(8)의 내측으로 회전 가능하게 설치된 베인 회전자(9)와, 상기 캠 링(8)의 양측에 배치된 한 쌍의 사이드 플레이트(10, 11)를 구비하고 있다.

상기 구동축(3)은 펌프 보디(6)로부터 돌출된 타단부에 구동 전달용 종동 풀리(19)가 부착되고, 이 종동 풀리(19)에 권취된 도시하지 않은 벨트를 통해 엔진의 동력이 전달되도록 되어 있다.

상기 캠 링(8)은 도3에 도시한 바와 같이 외주면의 대략 180°위치에 형성된 한 쌍의 작은 반원 형상의 핀 받침 홈(8b, 8c)에 끼워 맞춘 로케이트 핀(13, 13)에 의해 펌프 하우징(1)에 원주 방향의 위치 결정이 이루어져 있는 동시에, 내주면(8a)이 대략 타원 형상으로 형성되어 있다.

상기 베인 회전자(9)는 소결 합금에 의해 거의 원반 형상으로 일체로 성형되어, 외주면과 캠 링(8)의 내주면(8a) 사이에 대략 둥근 고리 형상의 펌프실(14)을 이격하고 있다. 또, 베인 회전자(9)의 중앙에는 상기 사이드 플레이트(10, 11)를 관통하는 상기 구동축(3)의 선단부(3a)가 세레이션 결합하는 세레이션 구멍(9a)이 관통 형성되어 있는 동시에, 외주부에는 10개의 슬롯(15)이 원주 방향의 등간격 위치에 방사 방향으로 형성되어 있다.

또한, 이 각 슬롯(15)은 내부에 두께가 얇은 판 형상의 베인(16)을 각각 방사 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지하고 있는 동시에, 바닥부에는 각 베인(16)을 슬롯(15)의 개구단부로부터 캠 링(8)의 내주면(8a) 방향으로 돌출시키는 등압실(15a)이 형성되어 있다.

또한, 이 베인 회전자(9)는 도1, 도3, 도5에 도시한 바와 같이 외주면의 상기 각 슬롯(15)이 형성되는 상기 슬롯 형성부(17) 이외의 부위에 절결부인 원호 형상의 오목부(18)가 형성되어 있다.

상기 각 슬롯 형성부(17)는 각 오목부(18)의 존재에 의해 각각 볼록 형상으로 형성되어 있는 동시에, 원주 방향의 대략 중심 위치에 상기 슬롯(15)이 각각 형성되어 있다.

상기 한쪽 사이드 플레이트(10)는 펌프 보디(6)의 단부면에 압접되고, 그 압 접부에 있어서 도1, 도2 및 도5, 도8에 도시한 바와 같이 베인 회전자(9)와 미끄럼 접촉하는 측의 일측면에 펌프 보디(6)에 갖는 흡입 통로(4)에 접속되는 직경 방향에 좌우 한 쌍의 흡입 포트(20, 20)가 형성되어 있는 동시에, 상기 흡입 포트(20, 20)와 크로스하는 방향 위치에 한 쌍의 제1, 제2 토출 포트(21, 34)가 형성되어 있다.

또한, 상기 다른 측의 사이드 플레이트(11)에는 상기 제1 토출 포트(21)에 대해 캠 링(8)을 사이에 둔 대칭 위치에 제3 토출 포트(35)가 형성되어 있고, 상기 제1 토출 포트(21)와 제3 토출 포트(35)는 후술하는 압력실(22) 내에 연통하고 있다. 또한, 사이드 플레이트(10)의 캠 링(8)과 반대측에 상기 제1 토출 포트(21)의 작은 개구 면적의 개구부(21a)가 형성되어 있다.

또한, 상기 제2 토출 포트(34)는 도1, 도8, 도9에 도시한 바와 같이 캠 링(8)측의 원호 띠 형상의 토출 포트부와 반대측 면에 상기 토출 포트부보다도 개구 면적이 작은 개구부(34a)가 유체의 입구로부터 출구에 걸쳐서 대략 부채꼴 형상으로 형성되어 있고, 그 개구 면적이 상기 제1 토출 포트(21)의 개구부(21a) 및 제3 토출 포트(35)의 개구 면적보다는 작지만 종래의 개구부보다는 큰 개구 면적으로 설정되어 있다.

또한, 상기 제2 토출 포트(34)의 개구부(34a)의 가장 넓은 폭 위치에 브리지(36)가 걸쳐서 설치되어 있는 동시에, 상기 브리지(36)의 상기 출구측에 작동 유체의 흐름을 안내하는 절결부(37)가 브리지(36)의 전체 길이에 걸쳐서 형성되어 있다.

또한, 상기 사이드 플레이트(10)는 동일 일측면에 상기 각 토출 포트(21, 34)의 베인 회전자(9)의 회전 방향과 역방향의 구멍 가장자리(21b, 34b)에 한 쌍의 미세한 홈(40, 40)이 형성되어 있다.

이 각 미세한 홈(40, 40)은 도3 및 도5에 도시한 바와 같이, 각 토출 포트(21, 34)의 각 구멍 가장자리(21b, 34b)로부터 베인 회전자(9)의 회전 방향과 역방향으로 대략 원호 형상으로 연장 설치되어 기단부(40a)로부터 선단부(40b)에 걸쳐서 선단부 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되어 있는 동시에, 깊이가 도6의 종단면에서 도시한 바와 같이 가장 깊은 기단부(40a)로부터 선단부(40b)로 감에 따라 점차 얕게 형성되고, 상기 선단부(40b)에서 약간 급하게 상승 형성되어 있다. 또한, 도7의 횡단면에 도시한 바와 같이 대략 V자 형상으로 형성되어 바닥부(40c)가 예각 형상으로 형성되어 있다.

또한, 선단부(40b)는 상기 기단부(40a)의 대략 중심을 통과하는 각 베인(16)의 회전 궤적선(일점 쇄선 X로 나타냄)보다도 내측으로 지향하여 형성되어 있다. 즉, 이 선단부(40b)는 그 연장선(P선)이 상기 베인 회전자(9)의 회전에 수반하여 미세한 홈(40) 부근으로 회전 이동한 베인(16)의 직경 방향 길이의 대략 중앙 위치보다도 기부측으로 지향하여 형성되어 있다.

또한, 선단부(40b)는 상기 종래의 미세한 홈보다도 길게 연장 형성되어 있고, 그 길이는 최대로도 인접하는 한 쌍의 베인(16, 16) 사이의 원주 방향의 길이의 절반 이하로 설정되어 있는 동시에, 또한 점차 끝이 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다.

또한, 펌프 본체(2)의 외주면과 펌프 커버(7)의 내주면 사이에는 상기 제1 내지 제3 토출 포트(21, 34, 35)로부터 토출된 작동유가 유입하는 압력실(22)이 설치되어 있다. 이 압력실(22)은 펌프 보디(6)에 마련된 토출 통로(5)와 상기 토출 통로(5)와 직경 방향의 반대측에 형성된 드레인 통로(24)에 병렬로 접속되어 있다.

상기 토출 통로(5)에는 가변 교축 기구(25)가 설치되어 있는 한편, 드레인 통로(24)의 상류 단부에는 가변 교축 기구(25)의 전후 차압에 따라 대응 동작하는 드레인 밸브(26)가 설치되어 있다.

상기 가변 교축 기구(25)는 펌프 보디(6)의 압력실(22)측 단부면에 형성된 스풀 수용 구멍(27)과, 이 스풀 수용 구멍(27)에 진퇴 가능하게 수용되고, 그 진퇴 위치에 따라서 토출 통로(5)의 개구 면적을 증감 변화시키는 스풀(28)과, 그 스풀(28)을 압력실(22)측으로 압박하는 스프링(29)을 구비하고 있다.

그리고, 이 가변 교축 기구(25)는 스풀(28)의 일단부에 작용하는 압력실(22)의 유압과 스프링(29)의 스프링력과의 밸런스에 의해 진퇴 작동하는 동시에, 스풀(28)이 사이드 플레이트(10)에 접촉하는 초기 위치에 있어서 토출 통로(5)의 개구 면적이 최대가 되도록 설정되어 있다. 또, 상기 제2 토출 포트(34)는 사이드 플레이트(10) 중 스풀(28)의 단부면에 대향하는 위치에 개구되어 있다.

한편, 드레인 밸브(26)는 펌프 보디(6)의 압력실(22)측 단부면에 형성된 스풀 수용 구멍(30)과, 이 스풀 수용 구멍(30)에 진퇴 가능하게 수용된 스풀(31)과, 그 스풀(31)을 압력실(22)측으로 압박하는 스프링(32)과, 스풀(31)이 후퇴하였을 때에 그 후퇴량에 따라서 압력실(22)에 개구되고, 또한 상기 드레인 통로(24)의 개 구단부를 구성하는 드레인 포트(33)를 구비하고 있다.

상기 스풀 수용 구멍(30)의 바닥부(30a)측에는 가변 교축 기구(25)의 하류측 압력이 압력 도입 통로(23)를 거쳐서 도입되도록 되어 있다. 상기 스풀(31)의 일단부는 압력실(22)측에 면하고, 이에 의해 스풀(31)의 전후에는 상기 가변 교축 기구(25)의 전후의 압력이 작용하므로, 드레인 밸브(26)는 그 전후의 차압에 따라서 드레인 포트(33)로부터 드레인 통로(24)에의 배출 유량을 증감 제어하도록 되어 있다.

따라서, 본 실시 형태에 따르면, 구동축(3)[베인 회전자(9)]의 회전 속도가 낮은 동안에, 가변 교축 기구(25)가 토출 통로(5)를 최대로 개방한 상태에서 드레인 밸브(26)가 스프링(32)의 힘에 의해 드레인 포트(33)를 폐쇄하고 있으므로, 회전 속도의 증대에 따라서 토출 통로(5)의 공급 유량도 증대한다.

그리고, 구동축(3)의 회전 속도가 어느 정도 높아져 가변 교축 기구(25)의 전후 차압이 설정치를 초과하면, 그 전후 차압에 따라 대응 동작하여 드레인 밸브(26)의 스풀(31)이 드레인 포트(33)를 개방하고, 드레인 통로(24)로부터 작동유를 배출하므로, 토출 통로(5)의 공급 유량의 증대가 억제되게 된다.

또한, 이 상태로부터 구동축(3)의 회전 속도가 증대하면, 가변 교축 기구(25)의 스풀(28)이 압력실(22)측 작동유의 유압에 의해 스프링(29)의 스프링력에 저항하여 후퇴하고, 토출 통로(5)의 개구 면적이 점차 축소되게 된다. 이에 의해, 토출 통로(5)의 공급 유량은 점차로 감소하여, 소위 플로우 다운 특성을 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 베인 회전자(9)의 회전에 수반하여 하나의 베인(16)이 미세한 홈(40, 40)의 선단부(40b, 40b)를 통과하였을 때에, 각 토출 포트(21, 34)로부터 미세한 홈 내를 역류한 고압인 작동 유체는 미세한 홈(40, 40)의 선단부(40b, 40b), 즉 내측으로 지향한 선단부(40b, 40b)로부터 인접하는 다음 베인(16)의 일측면의 직경 방향 내단부(16a)측이나 상기 내단부(16a)보다도 기부측으로 충돌한다. 이로 인해, 이러한 베인(16)에 대한 회전 방향과 반대 방향으로의 부하, 즉 모멘트가 충분히 작아져 베인 회전자(9)에의 역전 방향으로의 힘도 대폭으로 저감된다. 이 결과, 펌프 효율의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 각 미세한 홈(40, 40)의 선단부(40b, 40b)를 연장 형성함으로써, 인접하는 베인(16)의 일측면의 직경 방향의 내단부(16a) 방향으로의 지향성이 강해져, 고압인 작동 유체를 일측면의 내단부(16a) 방향에 대해 보다 확실하게 안내하는 것이 가능해진다.

게다가, 미세한 홈(40, 40)의 연장화에 의해, 예를 들어 특히 차량의 직진 운전시 등에 있어서 스티어링 휠을 크게 회전 조작하지 않는 경우의 토출 유압의 변화를 작게 할 수 있다. 즉, 스티어링 휠을 크게 회전 조작하지 않은 경우에는, 토출 포트(21, 34)와 그 근방으로 회전 이동한 한 쌍 베인(16, 16) 사이의 펌프실과의 차압이 작아지고 있다. 그리고, 베인 회전자(9)의 회전에 수반하여 각 토출 포트(21, 34) 부근에 회전 이동한 상기 펌프실이 연장된 미세한 홈(40, 40)에 의해 제1, 제2 토출 포트(21, 34)와의 연통 개시점이 빨라지고, 베인(16)의 회전 속도에 대해 상기 펌프실과 제1, 제2 토출 포트(21, 34)와의 연통 시간이 길어진다. 따라 서, 토출 포트(21, 34) 내의 작동 유압의 펌프실로의 이동 시간이 길어지므로, 토출 포트(21, 34) 내에서의 작동 유체의 유압 변화가 작아진다.

이 결과, 이러한 스티어링 휠의 약간의 회전 조작시에도 토출 포트(21, 34) 내의 유압의 맥동을 저감시키는 것이 가능해진다.

또한, 이 본 실시 형태에 있어서는, 제2 토출 포트(34)의 개구부(34a)를 비교적 크게 형성하여 개구 면적을 종래의 것보다 크게 설정하였으므로, 작동 중에 있어서의 베인 회전자(9)의 도1 중 상방[제1 토출 포트(21)측]에의 편심 이동이 방지된다.

즉, 제1 토출 포트(21)측은 제3 토출 포트(35)와 함께 전체의 개구 면적이 큰 데 반해, 제2 토출 포트(34)측은 단일 포트이므로, 상기 제2 토출 포트(34)를 통과하는 작동 유압이 제1, 제3 토출 포트(21, 35)를 통과하는 작동 유압보다도 커진다. 이로 인해, 베인 회전자(9)가 펌프의 작동 중에 고압인 제2 토출 포트(34)측의 유압에 의해 제1, 제3 토출 포트(21, 35)측, 즉 도1 중 상방측으로 밀려 올라가 편심 이동하게 된다. 따라서, 이러한 부근의 각 베인(16)의 선단부가 캠 링(8)의 내주면에 강한 힘으로 미끄럼 접촉하므로, 마찰 저항이 커져 펌프 효율이 저하될 우려가 있다.

그러나, 본 실시 형태와 같이 제2 토출 포트(34)의 개구부(34a)의 개구 면적을 크게 설정하였으므로, 제1 토출 포트(21)측과의 토출압이 대략 균일에 가깝게 균형잡히므로, 베인 회전자(9)의 편심 이동의 발생을 억제할 수 있다. 이 결과, 캠 링(8)의 내주면(8a)에 대한 각 베인(16)의 국부적인 큰 미끄럼 이동 마찰 저항 의 발생을 저감시킬 수 있다. 따라서, 펌프 효율의 저하를 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 제2 토출 포트(34)의 개구부(34a)의 가장 넓은 폭 위치에 브리지(36)를 걸쳐서 설치하였으므로, 상기 제2 토출 포트(34) 주위의 강성을 확보할 수 있는 것은 물론, 이 브리지(36)에 의해 교축 효과가 발휘되어 상기 가변 교축 기구(25)에 의한 파일럿압의 제어 정밀도를 높게 할 수 있다.

또한, 브리지(36)의 상기 출구측에 작동 유체의 흐름을 안내하는 절결부(37)를 브리지(36)의 전체 길이에 걸쳐서 형성하였으므로, 상기 절결부(37)에 의해 토출 통로(5)에의 작동 유체의 유동 방향(도1 화살표)을 적절하게 제어하는 것이 가능해지고, 이 결과, 가변 교축 기구(25)의 높은 제어 정밀도를 얻을 수 있다.

도10 내지 도13은 다른 실시 형태를 나타내고, 베인 펌프의 구조 중, 펌프 하우징의 구조 등이 앞의 것과 다르지만, 그 밖의 기본적 구조는 동일하다.

즉, 펌프 하우징(50)은 후단부 개구가 상기 펌프 하우징(50)에 볼트 고정된 플레이트 부재인 후방 플레이트(51)에 의해 폐색되어 있고, 펌프 하우징(50)의 내부에는 상기 캠 링(52)과, 상기 캠 링(52) 내부에 회전 가능하게 설치된 소결 합금재로 이루어진 베인 회전자(53)가 각각 수용 배치되어 있는 동시에, 캠 링(52)의 일측면에 한쪽 사이드 플레이트(54)가 배치되어 있다. 또한, 상기 펌프 하우징(50)을 관통한 구동축(55)은 선단부(55a)가 후방 플레이트(51)의 대략 중앙에 형성된 베어링 구멍(51b)에 베어링되어 있는 동시에, 상기 선단부(55a)측 부위가 상기 베인 회전자(53) 중앙의 세레이션 구멍(53a)에 세레이션 결합되어 있는 한편, 기단 부측이 볼 베어링(56)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

또한, 베인 회전자(53)에 갖는 복수의 슬롯에 도시하지 않은 베인이 방사 방향으로 설치되어 있는 동시에, 상기 베인 사이에 형성된 펌프실은 베인 회전자(53)의 회전에 의해 그 용적이 변화하고, 이 변화에 의해 용적이 증가하는 부분에 흡입 구간이, 용적이 감소하는 부분에 토출 구간이 형성되어 있다.

상기 펌프실은 사이드 플레이트의 연통 구멍(57)에 의해 펌프 하우징(50)의 내부 오목부에 형성된 고압실(58)에 연통하고 있다. 또한 펌프 하우징(50)에 설치된 흡입구(59)는 도11에 도시한 바와 같이 후방 플레이트(51)에 형성된 좌우 한 쌍의 흡입 포트(60, 60)와 내부의 저압 통로(61)를 거쳐서 펌프실에 연통하고 있다.

또한 고압실(58)과 연통하는 도시하지 않은 고압 통로와 상기 저압 통로(61) 사이에는 유량 제어 밸브(62)가 설치되어 있고, 이 유량 제어 밸브(62)에 의해 고압실(58)로 유도된 토출유 중 잉여분을 저압 통로(61)에 환류시켜 도시하지 않은 토출 구멍으로부터 액튜에이터에 토출하는 작동 유체를 일정량으로 제어하도록 되어 있다.

그리고, 상기 후방 플레이트(51)는 알루미늄 합금재에 의해 일체로 성형되고, 도10 내지 도12에 도시한 바와 같이 내단부면(51a)이 상기 베인 회전자(53)의 회전에 수반하여 상기 베인 회전자(53)의 일측면(53b)에 미끄럼 접촉하도록 되어 있는 동시에, 상기 내단부면(51a) 중 적어도 상기 베인 회전자(53)의 일측면(53b)과의 미끄럼 접촉 부위에 도13도 도시한 바와 같이 미소한 오일 저장부(63)가 무수히 형성되어 있다.

이 오일 저장부(63)는 이른바 랩 가공에 의해 상기 내단부면(51a)의 표면에 랜덤한 방향으로 형성된 선 형상 절결부(64)의 교점 오목 홈에 의해 무수히 형성된 것이며, 그 깊이는 매우 작아 약 0.3a, 혹은 그보다도 약간 작게 설정되어 있다.

따라서, 이 무수한 오일 저장부(63)에 저장된 윤활유에 의해 상기 내단부면(51a)과 베인 회전자(53)의 일측면(53b) 사이에 오일막이 형성되므로 양자(51a, 53b) 사이의 윤활 성능이 높아지고, 베인 회전자(53)보다도 경도가 낮은 후방 플레이트(51)의 내단부면(51a)의 마모의 발생을 충분히 방지할 수 있다.

또한, 오일 저장부(63)는 랩 가공에 의해 형성하도록 하였으므로, 그 형성 작업이 간단한 동시에 미소한 가공이 가능해진다.

또한, 오일 저장부(63)는 그 크기가 상술한 바와 같이 매우 작으므로, 가령 내단부면(51a)의 전면에 형성되어 있어도 펌프 하우징(50) 사이의 시일성이 저하되는 일은 없다.

또한, 상기 미소한 오일 저장부(63)를 베인 회전자(53)의 일측면(53b)에만 형성하는 것도 가능하고, 또한 상기 일측면(53b)과 후방 플레이트(51)의 내단부면(51a) 양쪽에 형성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태로부터 파악할 수 있는 청구항 이외의 기술적 사상에 대해 이하에 기재한다.

(1) 펌프 하우징 내에 수용 배치된 캠 링과,

상기 캠 링의 측부에 배치된 사이드 플레이트와,

상기 사이드 플레이트의 대략 직경 방향의 대상 위치에 개구 형성된 한 쌍의 토출 포트와,

상기 캠 링 내에 회전 가능하게 수용되고 구동축에 의해 회전 구동되는 회전자와,

상기 회전자의 외주부에 방사 방향을 따라 형성된 복수의 슬롯 내에 상기 캠 링의 내주면 방향으로 출몰 가능하게 보유 지지된 베인을 구비한 베인 펌프에 있어서,

상기 한쪽의 제1 토출 포트의 캠 링을 사이에 끼운 반대측에 제3 토출 포트를 형성하고, 상기 제1, 제3 토출 포트를 상기 펌프 하우징과 캠 링 사이에 형성된 압력실에 연통하는 2계통으로 형성하는 한편, 다른 쪽의 제2 토출 포트의 개구 면적을 상기 제1, 제3 토출 포트의 전체의 개구 면적에 가까워지도록 크게 형성한 것을 특징으로 하는 베인 펌프.

본 발명에 따르면, 제2 토출 포트의 개구부의 개구 면적을 크게 설정하였으므로, 제1 토출 포트측과의 토출압이 대략 균일에 가깝게 균형잡히게 되므로, 회전자의 편심 이동의 발생을 억제할 수 있다. 이 결과, 캠 링의 내주면에 대한 각 베인의 국부적인 큰 미끄럼 이동 마찰 저항의 발생을 저감시킬 수 있다. 따라서, 펌프 효율의 저하를 방지하는 것이 가능해진다.

(2) 상기 제2 토출 포트의 개구부를 유체의 입구로부터 출구에 걸쳐서 대략 부채꼴 형상으로 확대 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 (1)에 기재된 베인 펌프.

본 발명에 따르면, 제2 토출 포트의 개구부의 개구 형상이 대략 부채꼴 형상으로 확대 형성되어 있으므로, 가변 교축 기구 방향으로의 작동 유체가 양호한 유 동성을 얻을 수 있는 동시에, 토출압을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

(3) 상기 제2 토출 포트의 개구부의 가장 넓은 폭 위치에 브리지를 걸쳐 설치하는 동시에, 상기 브리지의 상기 출구측에 작동 유체의 흐름을 안내하는 절결부를 브리지의 전체 길이에 걸쳐서 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 (1) 또는 (2)에 기재한 베인 펌프.

본 발명에 따르면, 제2 토출 포트의 개구부의 가장 넓은 폭 위치에 브리지를 걸쳐서 설치하였으므로, 상기 제2 토출 포트 주위의 강성을 확보할 수 있는 것은 물론, 이 브리지에 의해 교축 효과가 발휘되어 상기 가변 교축 기구에 의한 파일럿압의 제어 정밀도를 높게 할 수 있다.

또한, 작동 유체의 흐름을 안내하는 절결부를 브리지의 전체 길이에 걸쳐서 형성하였으므로, 상기 절결부에 의해 토출 통로로의 작동 유체의 유동 방향을 적절하게 제어하는 것이 가능해지고, 이 결과, 가변 교축 기구의 높은 제어 정밀도를 얻을 수 있다.

(4) 펌프 하우징 내에 수용 배치된 캠 링과,

상기 펌프 하우징의 일단부 개구를 폐색하고 또한 상기 캠 링의 일측면에 접촉하는 플레이트 부재와,

상기 캠 링 내에 회전 가능하게 수용되고, 구동축에 의해 회전하였을 때, 일측면이 상기 플레이트 부재의 내단부면에 미끄럼 접촉하는 회전자와,

상기 회전자의 외주부에 방사 방향을 따라 형성된 복수의 슬롯 내에 상기 캠 링의 내주면 방향으로 출몰 가능하게 보유 지지되어 베인을 구비한 베인 펌프에 있 어서,

상기 플레이트 부재의 내단부면 혹은 회전자의 일측면 중 적어도 어느 한쪽에 미소한 오일 저장부를 형성한 것을 특징으로 하는 베인 펌프.

본 발명에 따르면, 미소한 오일 저장부에 저장된 윤활유에 의해 상기 내단부면과 회전자의 일측면 사이에 항상 오일막이 형성되므로, 양자간의 윤활 성능이 높아지고, 회전자와 후방 플레이트 사이의 미끄럼 이동 마모의 발생을 충분히 방지할 수 있다.

(5) 상기 오일 저장부를 랜덤한 방향으로 형성한 선 형상 절결부의 교점 오목 홈에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 (4)에 기재된 베인 펌프.

(6) 상기 랜덤한 방향으로 형성된 선 형상의 절결부의 교점 오목 홈을 랩 가공에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 청구항 (5)에 기재된 베인 펌프.

본 발명에 따르면, 오일 저장부를 랩 가공에 의해 형성하도록 하였으므로, 그 형성 작업이 간단한 동시에, 미소한 가공이 가능해진다.

본 발명은 상기 각 실시 형태의 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 오일 저장부를 제1 실시 형태에 적용하는 것도 가능하고, 이 경우, 양 사이드 플레이트(10, 11)의 대향면, 즉 베인 회전자의 양측면과 미끄럼 접촉하는 대향면에 형성하거나, 혹은 베인 회전자의 양측면에 형성하는 것도 가능하다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 펌프 하우징 내에 수용 배치된 캠 링과,

   상기 캠 링의 측부에 배치되어 토출 포트가 개구 형성된 사이드 플레이트와,

   상기 캠 링 내에 회전 가능하게 수용되어 구동축에 의해 회전 구동되는 동시에, 외주부에 방사 방향으로 연장되는 슬롯이 원주 방향으로 복수개 형성되고, 상기 슬롯의 원주 방향의 양측부에 직경 방향 외측으로 연장되는 볼록 형상의 슬롯 형성부가 형성된 회전자와,

   상기 슬롯 내에 상기 캠 링의 내주면 방향으로 출몰 가능하게 보유 지지된 베인과,

   상기 사이드 플레이트의 상기 회전자와 미끄럼 접촉하는 내측면에 절결 형성되어 상기 토출 포트와 연통하는 미세한 홈을 구비한 베인 펌프에 있어서,

   상기 미세한 홈을 상기 토출 포트로부터 상기 회전자의 회전 방향과 반대 방향을 따라 테이퍼 형상으로 형성하는 동시에, 상기 미세한 홈의 선단부를 상기 슬롯 형성부와 오버랩하도록 형성된 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
5. 제4항에 있어서, 상기 미세한 홈의 선단부를 상기 각 베인의 미세한 홈의 기단부를 통과하는 회전 궤적선보다도 내측으로 지향하여 형성한 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
6. 제4항에 있어서, 상기 미세한 홈의 선단부의 연장선을 상기 회전자의 회전에 수반하여 미세한 홈 부근에 회전 이동한 베인의 직경 방향 길이의 중앙 위치보다도 기부측으로 지향시킨 것을 특징으로 하는 베인 펌프.
7. 제4항에 있어서, 상기 미세한 홈의 선단부를 상기 회전자의 회전에 수반하여 미세한 홈 부근에 회전 이동한 베인 방향으로 연장 형성한 것을 특징으로 하는 베인 펌프.

Images