KR100995488B1 - Reciprocating pump for delivering fluids - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유체 송출용 피스톤 펌프에 관한 것이며, 특히, 차량용 시트 시스템에서 시트 쿠션을 공기로 채워 팽창시키거나 또는 시트 쿠션으로부터 공기를 배출시켜 시트 쿠션을 수축시키는 역할을 하는 공기를 송출하기 위한 피스톤 펌프에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a piston pump for fluid delivery, and more particularly, to a piston pump for delivering air, which serves to inflate or expand the seat cushion with air in a vehicle seat system or to discharge air from the seat cushion to shrink the seat cushion. It is about.
본 발명은 또한 통합된 피스톤 펌프를 포함한 시트 시스템에 관한 것이다. The invention also relates to a seat system comprising an integrated piston pump.
유체 송출용 작동 기계들은 종래 기술에서 상이한 형태로 공지되어 있다. 예컨대 피스톤 펌프, 베인 펌프(vane pump), 나사 압축기, 루츠 압축기 등이 사용된다. 상기 공지된 작동 기계들은, 작동시 특히 소정 송출 흐름을 보장하기 위해 작동 기계들이 빠른 속도로 작동되면 소음이 크다는 단점을 가진다. 또한 최근에는, 시트에 앉아 있는 사람에게 마사지 기능을 제공하기 위해 또는 예컨대 커브 운행시 차량에 작용하는 가로방향 가속에 따라 시트 쿠션 영역을 팽창 또는 수축시키기 위해, 차량의 시트에서 팽창 및 수축 가능한 시트 쿠션의 사용이 증가했다. 특히, 커브 운행 동안 시트에 앉아 있는 사람의 측면 지지를 개선시기 위해 시트 쿠션을 팽창 또는 수축시키려면, 시트 쿠션의 재빠른 팽창 또는 수축이 필수적이다. 이 경우, 시트에 사용되는 공지된 작동 기계들이 빠른 속도로 작동되면, 작동중에 바람직하지 않은 소음을 유발한다. 차량 시트 내의 공간 비율이 비교적 작기 때문에, 상기 방식의 작동 기계들도 가능한 작게 설계되어야 하므로, 상기 작동 기계들은 행정 또는 회전당 비교적 작은 체적만을 송출할 수 있다. 높은 체적 흐름을 달성하기 위해, 작동 기계들은 더 빠른 속도로 작동되어야 하고, 따라서 소음 문제는 더 심각해 진다. Actuating machines for fluid delivery are known in different forms in the prior art. For example, piston pumps, vane pumps, screw compressors, Roots compressors and the like are used. Known actuating machines have the disadvantage that they are loud during operation, especially when the actuating machines are operated at high speed to ensure a certain delivery flow. Also recently, seat cushions that are inflatable and retractable in the seat of the vehicle to provide a massage function to a person sitting on the seat or to inflate or retract the seat cushion area, for example, in response to lateral acceleration acting on the vehicle during curve driving. The use of increased. In particular, rapid inflation or deflation of the seat cushion is essential to inflate or deflate the seat cushion to improve lateral support of the person sitting on the seat during the curve run. In this case, if the known operating machines used for the seats are operated at high speeds, they cause undesirable noise during operation. Since the space ratio in the vehicle seat is relatively small, the actuating machines of the above manner must also be designed as small as possible, so that the actuating machines can deliver only a relatively small volume per stroke or revolution. In order to achieve high volumetric flow, the working machines must be operated at higher speeds, so the noise problem becomes more serious.
이와는 달리, 청구항 제 1 항의 특징을 포함한 본 발명에 따른 유체 송출용 피스톤 펌프는, 상기 피스톤 펌프가 매우 컴팩트하게 설계되고, 특히 소음을 적게 내면서 유체를 송출할 수 있는 장점을 가진다. 이것은 본 발명에 따라, 피스톤 부재가 크랭크 구동 장치에 의해 운동 가능하고, 상기 크랭크 구동 장치는 기어에 고정되고, 상기 기어는 구동 장치에 의해 구동됨으로써 가능해진다. 이로써, 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 특히 차량의 시트에서 사용될 수 있는데, 왜냐하면 상기 피스톤 펌프가 작게 설계되고 빠른 속도에서도 소음 없이 작동하기 때문이다. On the contrary, the piston pump for fluid delivery according to the present invention comprising the features of claim 1 has the advantage that the piston pump is designed very compactly and in particular can deliver fluids with less noise. This is made possible according to the invention by the piston member being movable by the crank drive device, the crank drive device being fixed to the gear and the gear being driven by the drive device. Thereby, the piston pump according to the invention can be used in particular in the seat of a vehicle, since the piston pump is designed small and operates without noise even at high speeds.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 제시한다.The dependent claims present preferred embodiments of the invention.
바람직하게는 출력 샤프트와, 크랭크 구동 장치가 배치된 기어 사이에, 구동 장치의 출력 속도를 증감시킬 수 있도록 기어 장치가 배치된다. 상기 기어 장치는 개별 아이들러 기어로서 형성되는 것이 특히 바람직한데, 상기 아이들러 기어는 웜을 포함한 출력 샤프트와, 크랭크 구동 장치의 기어 사이에 배치된다. 바람직하게는 아이들러 기어가 웜 기어 영역 및 스퍼 기어 영역을 포함한다. 웜 기어 영역과 스퍼 기어 영역은 외주에서 서로 접하도록 배치된다. Preferably, the gear device is arranged between the output shaft and the gear on which the crank drive device is arranged so as to increase or decrease the output speed of the drive device. The gear device is particularly preferably formed as a separate idler gear, which is arranged between the output shaft containing the worm and the gear of the crank drive device. Preferably the idler gear comprises a worm gear region and a spur gear region. The worm gear region and the spur gear region are arranged to contact each other on the outer periphery.
송출 흐름을 증가시키기 위해, 바람직하게는 일렬로 배치되는 다수의 피스톤 부재들이 제공되는 것이 바람직하다. 피스톤 부재들이 일렬로 배치됨으로써, 본 발명에 따른 피스톤 펌프가 특히 평편하게 설계될 수 있는데, 왜냐하면 피스톤 펌프의 두께는 피스톤의 직경 또는 실린더의 직경에만 의존하기 때문이다. 피스톤 부재들의 본 발명에 따른 크랭크 구동 장치는 공지된 크랭크 샤프트와는 달리 필요 조립 공간을 증가시키지 않는데, 왜냐하면 본 발명에 따른 크랭크 구동 장치가 기어에 고정되기 때문이다.In order to increase the delivery flow, it is preferred that a plurality of piston members are preferably provided arranged in line. By arranging the piston members in line, the piston pump according to the invention can be designed particularly flat, since the thickness of the piston pump depends only on the diameter of the piston or the diameter of the cylinder. The crank drive according to the invention of the piston members does not increase the required assembly space, unlike known crankshafts, because the crank drive according to the invention is fixed to the gear.
특히 컴팩트한 구조로 설계하기 위해, 바람직하게는 제 1 피스톤 부재의 제 1 기어가 인접한 제 2 피스톤 부재의 제 2 기어를 구동시킨다. 피스톤 부재들이 2개보다 더 많다면, 바람직하게는 제 2 피스톤 부재의 기어가 제 3의 피스톤 부재의 인접한 기어를 구동시킨다. In order to design a particularly compact structure, the first gear of the first piston member preferably drives the second gear of the adjacent second piston member. If there are more than two piston members, preferably the gear of the second piston member drives the adjacent gear of the third piston member.
특히 컴팩트한, 충분히 큰 송출 흐름들로 작동하는 작동 피스톤 펌프를 제공하기 위해, 바람직하게는 4개의 피스톤 부재들이 배치되고, 피스톤 부재들의 크랭크 구동 장치들은 각각 90°오프셋 된 위치로 기어들에 배치된다.In order to provide an actuating piston pump which operates in particular with a compact, sufficiently large delivery flows, preferably four piston members are arranged, and the crank drive of the piston members is arranged in the gears in a 90 ° offset position, respectively. .
또한, 피스톤 펌프의 밸브들은 실린더의 덮개 영역 내에 배치된다. 이를 통해 컴팩트한 구조와 더불어 사용 가능한 송출 체적이 커질 수 있다. In addition, the valves of the piston pump are arranged in the cover region of the cylinder. This increases the usable delivery volume in addition to its compact structure.
바람직하게는 피스톤 펌프의 구동 장치는 전기 모터이다.Preferably the drive of the piston pump is an electric motor.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 피스톤 펌프를 포함하는, 차량용 시트 시스템에 관한 것이다. 차량 시트의 하나 또는 다수의 시트 쿠션 영역을 팽창 또는 수축시키기 위해, 피스톤 펌프는 유체를 송출, 특히 공기를 송출하는데 사용된다. 피스톤 펌프가 매우 컴팩트하게 형성되기 때문에, 상기 피스톤 펌프는 차량 내부의 차량 시트 내로 직접 통합될 수 있다. 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 실제로 소음을 방출하지 않기 때문에, 작동시 피스톤 펌프에 의한 방해 소음이 야기되지 않는다. The invention also relates to a vehicle seat system comprising a piston pump according to the invention. In order to inflate or deflate one or more seat cushion areas of the vehicle seat, a piston pump is used to deliver fluid, in particular to deliver air. Since the piston pump is very compact, the piston pump can be integrated directly into the vehicle seat inside the vehicle. Since the piston pump according to the invention does not actually emit noise, no disturbing noise is caused by the piston pump during operation.
차량의 시트 쿠션 영역들이 차량에 미치는 가로방향 가속에 따라 팽창 또는 수축되는 것이 특히 바람직하다. 이로써, 예컨대 커브 운행시, 시트에 앉아 있는 사람을 지지하는, 측면의 시트 쿠션 영역들이 상응하게 팽창됨으로써 시트에서 측면 지지가 개선될 수 있다. 또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 피스톤 펌프가 마사지 기능도 시트 쿠션의 지속적인 팽창 또는 수축에 의해 실시할 수 있다.It is particularly desirable for the seat cushion regions of the vehicle to expand or contract in response to lateral acceleration on the vehicle. In this way, the side support in the seat can be improved by correspondingly inflating the side seat cushion areas, which support the person sitting on the seat, for example during a curve run. Also preferably, the piston pump according to the invention may also perform massage functions by continuous inflation or deflation of the seat cushion.
피스톤 펌프용 유체로서는 가스 및 액체들이 사용될 수 있다. 차량 시트에 사용하는 경우에는, 공기를 송출 유체로 사용하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 그로 인해 내부 폐쇄 순환 흐름이 제공될 필요가 없기 때문이다. Gases and liquids may be used as the fluid for the piston pump. When used in vehicle seats, it is desirable to use air as the delivery fluid, because it does not need to provide an internal closed circulation flow.
하기에는 본 발명이 바람직한 실시예로 도면과 관련해서 설명된다. In the following the present invention is described with reference to the drawings in a preferred embodiment.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 펌프의 개략적인 도면이고;1 is a schematic view of a piston pump according to an embodiment of the invention;
도 2는 도 1에 도시된 피스톤 펌프의 개략적인 측면도이고;FIG. 2 is a schematic side view of the piston pump shown in FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 피스톤 펌프의 하우징- 및 실린더 부품들의 개략적인 도면이고;3 is a schematic view of the housing- and cylinder parts of the piston pump shown in FIGS. 1 and 2;
도 4는 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 개략적인 평면도이다. 4 is a schematic plan view of a piston pump according to the invention.
하기에는 도 1 내지 도 4와 관련하여, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 펌프(1)가 설명된다.In the following, with reference to FIGS. 1 to 4, a piston pump 1 according to an embodiment of the invention is described.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시되듯이, 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 일렬로 배치된 4개의 피스톤들(2)을 포함한다. 피스톤(2)들 각각은 바(3a), 제 1 볼트(3b) 및 제 2 볼트(3c)로 구성된 크랭크 구동 장치(3)를 포함한다. 제 1 볼트(3b)에 의해 바(3a)는 피스톤(2) 내에 공지된 방식으로 고정된다. 제 2 볼트(3c)는 바(3a)를 기어(4)에 고정하는데 사용된다. 도 1에 도시되듯이, 기어(4)는 제 1 스퍼 휠(4a) 및 제 2 스퍼 휠(4b)을 포함하는데, 상기 휠들은 서로 평행하게 각각 하나의 측면 핀(8)에 배치된다. 명확성을 위해 기어들의 톱니가 도 1 내지 도 4에 상세하게 도시되지 않는다. 도 1에 도시되듯이, 피스톤의 크랭크 구동 장치(3)는 각각 제 1 휠과 제 2 휠(4a 와 4b) 사이에 배치되고 제 2 볼트(3c)에 의해 고정된다. As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the piston pump according to the invention comprises four
또한, 본 발명에 따른 피스톤 펌프(1)는 모터의 출력 샤프트(5)를 구동시키는 모터(9)를 포함한다. 출력 샤프트(5) 상에는 웜(6)이 장착된다. 웜(6)은 아이들러 기어(7)와 맞물려 있다. 아이들러 기어(7)는 출력 샤프트(5)의 웜(6)과 피스톤들의 기어(4)들 사이에 기어 장치로서 배치된다. 도 1에 도시되듯이, 아이들러 기어(7)는 제 1 스퍼 휠(7a), 제 2 스퍼 휠(7b) 및 웜 기어(7c)를 포함한다. 웜 기어(7c)는 스퍼 휠들(7a 와 7b) 사이의 중간에 배치된다. 웜 기어(7c)는 출력 샤프트(5)의 웜(6)과 맞물려 있다. 도 1에 도시되듯이, 아이들러 기어의 스퍼 휠 들(7a 및 7b)은 각각 2 개의 스퍼 휠들(4a 또는 4b)과 맞물려있다. The piston pump 1 according to the invention also comprises a
따라서, 출력 샤프트(5)의 회전 속도는 웜(6)을 통해 아이들러 기어의 웜 기어(7c)로 그리고 아이들러 기어의 스퍼 휠(7a, 7b)들로부터 피스톤들의 기어(4)들의 스퍼 기어(4a, 4b)들로 전달된다. 도면들에 도시되듯이, 피스톤(2)들은 일렬로 서로 인접하게 배치된다. 이 경우, 아이들러 기어(7)에 의해 구동되는, 일렬의 기어들 중 제 1 기어(4)는, 다음 피스톤(2)의 인접한 제 2 기어(4)를 구동시키고, 상기 제 2 기어는 측면으로 다시 다음 인접한 있는 기어를 구동시킨다.Thus, the rotational speed of the
도 2에 도시되듯이, 피스톤(2)들은 각각 90°만큼 서로 오프셋 되어 배치되도록, 기어(4)에 고정된다. 상기 조치는 송출 흐름의 맥동을 최소화시킬 수 있다. 또한, 이를 통해 본 발명에 따른 피스톤 펌프가 더 조용하게 작동될 수 있다. As shown in FIG. 2, the
도 3에는 피스톤(2)들을 수용하고, 실린더 덮개(11)로 덮여 있는 실린더 하우징이 개략적으로 도시된다. 실린더 덮개(11)의 단부측에는 각각 밸브(12)들이 배치되므로, 특히 공간 절약적인 구조 설계가 가능하다. 밸브(12)들은 펌프를 용이하게 제어할 수 있도록 체크 밸브로서 형성된다.3 schematically shows a cylinder housing which houses the
아이들러 기어(7)의 기어 하우징은 도면 부호 14로서 표시된다. 도 3에 도시되듯이, 기어(4)들이 핀(8)들에 의해 회전 가능하게 지지되는 측면 플레이트(13)가 제공된다.The gear housing of the
크랭크 구동 장치(3)가 기어(4)에 본 발명에 따라 배치됨으로써, 특히 더 컴팩트하고 평편한 설계가 가능해진다. 또한, 웜(6)과 아이들러 기어(7) 사이에 웜 기어를 사용함으로써 피스톤 펌프(1)가 소음 없이 작동될 수 있다. 웜 기어를 사용함으로써, 추가 변속 소자를 사용할 필요 없이 출력 샤프트(5)의 속도를 아이들러 기어(7)에서 감속시킬 수 있다. 피스톤(2)들의 크랭크 구동 장치들(3)은 동일하게 형성된 기어(4)들에 의해 전동된다.The arrangement of the crank drive 3 in accordance with the invention on the gear 4 makes it possible to design a particularly compact and flat design. In addition, by using a worm gear between the
도 1 내지 도 4에 도시되듯이, 피스톤 펌프(1)의 두께는 실질적으로 피스톤(2)들의 직경 또는 실린더의 직경에 따라 형성된다. 크랭크 샤프트의 구동기들이 잇달아 배치됨으로써, 다실린더 펌프 또는 다실린더 압축기가 더 평편하게 설계될 수 있다. 또한, 웜 기어가 사용됨으로써, 부품의 수가 최소화되고 특히 조용하게 작동됨과 동시에 감속비가 높게 설계될 수 있다. 물론, 피스톤 펌프의 특정 압력- 또는 흡입 작용을 달성시키기 위해, 피스톤들 대신, 박막들 또는 유사한 부품들도 사용될 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 4, the thickness of the piston pump 1 is formed substantially in accordance with the diameter of the
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