KR101389690B1 - 고압용 유압펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 고압용 유압펌프는, 하나의 하우징 블럭의 내부에 모터의 회전축에 의해 구동되는 저압 펌프 및 편심되는 상기 회전축에 방사상으로 배치되어 피스톤 운동에 의해 2차 압축하는 다수의 고압 펌프 그리고, 부하에 따라 선택적으로 저압측의 오일을 드레인하는 언로드 밸브가 구비되며, 하우징 블럭의 상부에 환상의 토출 유로가 형성되어 다수의 고압 펌프에서 압축된 오일 및 저압 펌프에서 토출되는 오일이 하나의 출구로 토출되도록 하여 컴팩트하게 구성될 수 있는 고압용 유압펌프에 관한 것이다.

Description

고압용 유압펌프 { flatness gauge for steel plate }
본 발명은 고압용 유압펌프에 관한 것이다.
일반적으로 유압펌프는 외부에서 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시키는 장치로, 기어형, 베인형, 회전피스톤형, 왕복피스톤형 등 다양하게 나누어진다. 그리고, 고압의 작동유를 얻기 위한 다양한 구조의 펌프들이 개발되고 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0248252호에는 고압을 얻기 위해 저압용 기어펌프와 고압용 피스톤 펌프가 병행되어 있는 고압용 유압펌프가 개시되어 있다. 이를 상세히 살펴보면, 하우징의 외부에 모터가 구비되고, 하우징의 내부에 모터에 의해 회전되는 기어 펌프와 피스톤 펌프가 결합되도록 구성된다. 그리고, 상기 하우징 내부의 오일은 상기 기어펌프에서 1차적으로 압축된 후 내부의 유로를 통해 피스톤 펌프에서 2차 압축되어 고압의 작동유가 배출될 수 있도록 구성된다.
그러나, 이와 같은 구조를 가지는 고압용 유압펌프에서는 하나의 기어 펌프에 하나의 피스톤 펌프가 장착되어 고유량을 필요로 하는 경우 이를 구현하기가 어려운 문제점이 있다.
즉, 고유량을 위해 유로가 커지게 되고, 유로가 커지게 되는 경우 압축력이 부족하여 소음 및 진동이 발생하거나 모터에 무리가 발생하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서는 고성능의 모터를 사용하여야 하므로 전체 펌프의 크기가 커질 뿐만 아니라 제조 비용이 증가하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 펌프의 부피를 줄여 컴팩트한 구성을 가지도록 하며, 블럭의 수를 줄여 생산성을 향상시키고 작동유가 누설을 최소화할 수 있도록 하는 고압용 유압펌프에 관한 것이다.
본 실시예에 의한 고압용 유압펌프는, 회전 동력을 제공하며, 오일이 저장된 오일 탱크 외측에 장착되는 모터; 상기 오일 탱크의 내측에 구비되며, 상기 모터의 구동축이 수용되는 하우징; 상기 하우징에 장착되며, 상기 구동축의 회전에 의해 상기 오일 탱크 내부의 오일을 흡입하여 1차 압축하는 저압 펌프; 상기 하우징의 외측 둘레면에 상기 구동축을 중심으로 방사상으로 다수개가 장착되며, 상기 구동축에 형성된 캠부재와 연동하여 왕복 운동되는 피스톤에 의해 상기 저압 펌프에서 공급되는 오일을 2차 압축하는 고압 펌프; 상기 하우징의 개구된 상면을 차폐하며, 원형으로 형성되어 상기 다수의 고압 펌프 출구와 모두 연통되는 토출 유로 및 상기 토출 유로와 연통되어 외부로 작동유를 토출하는 토출 포트가 형성되는 토출 블럭; 상기 하우징의 일측에 구비되며, 상기 토출 유로의 압력이 설정압력 이상인 경우 상기 저압 펌프에서 1차 압축되는 오일의 일부를 드레인시키는 언로딩 밸브 유닛; 상기 하우징의 내측에 구비되며, 상기 토출 유로와 상기 언로딩 밸브 유닛을 연결하여 상기 언로딩 밸브 유닛의 동작을 위한 압력을 제공하는 고압 유로; 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 저압 펌프에서 토출되는 작동유를 상기 토출 포트측으로 공급하는 제 1 저압 유로와; 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 저압 펌프에서 토출되는 작동유를 상기 고압펌프측으로 공급하는 제 2 저압 유로와; 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 저압 펌프에서 토출되는 작동유를 상기 언로딩 밸브 유닛으로 공급하는 제 3 저압 유로를 포함한다.
상기 언로딩 밸브 유닛은, 상기 하우징의 내측에 형성되며, 언로딩 피스톤이 왕복이동 할 수 있도록 형성되는 언로딩 밸브 유로; 상기 언로딩 밸브 유로를 개폐하며, 상기 언로딩 피스톤의 일 단부를 지지하는 언로딩 체크밸브; 상기 언로딩 피스톤의 다른 단부가를 수용하며, 상기 고압 유로와 연결되어 작동유의 압력에 따라 상기 언로딩 피스톤을 이동시키는 언로딩 챔버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 언로딩 유로는 상기 언로딩 피스톤의 외경보다 더 큰 내경을 가지며, 상기 하우징의 외측으로 개구되는 저압 드레인 유로와, 상기 제 3 저압 유로와 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징에는 상기 토출 유로와 상기 토출 포트의 사이를 연결하는 혼합 유로가 형성되며, 상기 제 1 저압 유로는 상기 혼합 유로와 연통되는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합 유로에는 상기 토출 유로의 압력에 따라 상기 혼합 유로를 개폐하는 메인 체크밸브가 구비되며, 상기 제 1 저압 유로는 상기 메인 체크밸브와 토출 포트 사이의 상기 혼합 유로에 연통되고, 상기 제 1 저압유로에는 상기 제 1 저압유로의 압력에 따라 개폐되는 저압 배출 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 하면에는 상기 하우징의 개구된 하면을 차폐하며, 상기 구동축을 지지하는 커버 블럭이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 내측에는 상기 고압펌프의 출구와 상기 토출 유로를 연결하여 2차 압축된 오일의 이동을 안내하는 연결유로가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 토출 블럭은 상기 구동축에 의해 관통되며, 상기 하우징의 상면과 상기 오일 탱크의 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 고압용 유압펌프는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고압용 유압펌프는, 저압 펌프에서 1차 압축된 오일이 다수의 고압 펌프에서 다시 2차 압축되어 고압의 작동유를 토출할 수 있게 된다. 이때, 상기 다수의 고압 펌프에서 토출되는 고압의 작동유는 토출 블럭 내부의 토출 유로를 통해 하나로 합해져 배출될 수 있게 된다.
그리고, 이때 유로의 확장 없이 다수의 고압 펌프를 병렬 배치하여 고유량을 확보할 수 있게 됨으로써 유량 대비 전체적인 시스템의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다. 그리고, 고유량 시의 소음이나 진동을 대폭적으로 절감시킬 수 있는 효과를 기대할 수도 있다.
또한, 하우징의 상부에 배치되는 토출 블럭의 내부에 환상의 토출 유로가 형성되고, 상기 토출 유로는 다수의 고압 펌프의 출구와 상기 하우징을 통해 직접 연결될 수 있게 되어, 펌프 어셈블리에 연결되는 단일 유로를 통해 작동유의 공급이 가능하게 되므로 전체적인 시스템이 간결하게 구성될 수 있게 된다.
그리고, 상기 하우징의 내부에 언로드 밸브가 구비되어 설정 압력 이상의 부하에서 저압의 작동유를 드레인 할 수 있게 된다. 이와 같이 언로드 밸브가 하우징의 내부에 위치될 수 있으며, 언로드 밸브와 접속되는 고압 유로 및 저압 드레인 유로 등이 모두 상기 하우징에 구비될 수 있도록 함으로써 별도의 매니폴더가 구비될 필요가 없이 상기 고압용 유압펌프를 구성하는 하우징에 모두 제공될 수 있어 전체적인 시스템이 매우 컴팩트하게 구성될 수 있게 된다.
그리고, 펌프 어셈블리가 하우징과 상기 하우징 상방 및 하방에 구비되는 토출 블럭 및 커버 블럭에 의해 구성되도록 함으로써, 상기 펌프 어셈블리를 구성하는 블럭의 수 및 상기 펌프 어셈블리의 외부를 통해 연결되는 유로를 최소화 함으로써 생산성의 향상은 물론 오일이 새는 것을 최소화할 수 있는 효과를 기대할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 고압용 유압펌프의 전체 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 펌프 어셈블리의 상면도이다.
도 3은 상기 펌프 어셈블리의 측면도이다.
도 4는 상기 펌프 어셈블리의 하면도이다.
도 5는 도 2의 A-A'단면도이다.
도 6은 도 5의 B-B'단면도이다.
도 7은 도 5의 C-C'단면도이다.
도 8은 저 부하 상태에서의 오일 유동 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 고 부하 상태에서의 오일 유동 상태를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 고압용 유압펌프에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 고압용 유압펌프의 전체 구조를 도시한 도면이다. 도 1 에서는 본 발명의 실시예에 의한 고압용 유압펌프를 구성하는 오일 탱크절 절개하여 상기 오일 탱크의 내부에 구비되는 펌프 어셈블리의 구성을 도시할 수
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 고압용 유압펌프(1)는 모터(2)와 오일 탱크(3) 그리고 펌프 어셈블리(10)로 구성될 수 있다.
상기 모터(2)는 상기 펌프 어셈블리(10)의 구동을 위한 동력을 제공하는 것으로 일반적으로 사용되는 유압펌프용 DC모터가 사용될 수 있다. 상기 모터(2)는 상기 오일 탱크(3)의 외부로 노출될 수 있도록 상기 오일 탱크(3)의 상면에 안착되며, 상기 모터(2)의 구동축(20)이 상기 펌프 어셈블리(10)의 내부로 연장되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 오일 탱크(3)는 작동유로 사용되는 오일의 저장 및 상기 펌프 어셈블리(10)가 수용되는 것으로 내부에 소정의 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 펌프 어셈블리(10)는 흡입되는 오일을 저압으로 1차 압축하는 저압 펌프(200)와, 상기 저압 펌프(200)에서 공급되는 오일을 고압으로 2차 압축하는 고압 펌프(300) 및 이들 펌프가 장착되는 하우징(100) 및 상기 하우징(100)의 상방 및 하방에 배치되는 토출 블럭(400) 및 커버 블럭(500)을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 상기 펌프 어셈블리에 관하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 펌프 어셈블리의 상면도이다. 그리고, 도 3은 상기 펌프 어셈블리의 측면도이다. 그리고, 도 4는 상기 펌프 어셈블리의 하면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 펌프 어셈블리(10)는 상기 하우징(100)과 토출 블럭(400)과 커버 블럭(500)에 의해 외형이 형성된다.
상기 하우징(100)은 대략 육면체 형상으로 형성되고 중앙이 상하로 관통되어 내부에 상기 구동축(20)과 상기 저압 펌프(200) 및 고압 펌프(300)의 적어도 일부가 수용될 수 있도록 형성된다. 즉, 상기 하우징(100)은 하나의 블럭에 상기 구동축(20)과 상기 저압 펌프(200) 및 고압 펌프(300)가 장착되는 구조를 가지도록 형성된다.
그리고, 상기 하우징(100)의 둘레면은 4개의 면을 형성하여 상기 고압 펌프(300)를 구성하는 고압 펌프 블럭(310)이 각각의 면에 1개씩 장착된다. 즉, 상기 고압 펌프(300)는 상기 구동축(20)을 중심으로 하여 방사상으로 배치될 수 있게 된다. 따라서, 상기 하우징(100)은 상기 하우징(100)에 장착되는 고압 펌프(300)의 수에 비례하는 둘레면을 가지는 입면체로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 하우징(100)의 내부에는 아래에서 상세하게 설명할 언로딩 밸브 유닛(600)이 구비될 수 있으며, 상기 하우징(100)의 외측으로 상기 언로딩 밸브 유닛(600)을 구성하는 언로딩 체크밸브(610)와 언로딩 플러그(620)의 일부가 노출될 수 있게 된다.
한편, 상기 하우징(100)의 하면에는 커버 블럭(500)이 구비된다. 상기 커버 블럭(500)은 원형 단면을 가지며, 상기 하우징(100)의 개구된 하면을 차폐할 수 있도록 구성된다. 그리고 상기 커버 블럭(500)의 중앙부에는 상기 구동축(20)의 하단 또는 상기 구동축(20)을 지지하는 베어링이 위치될 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 하우징(100)의 상면에는 토출 블럭(400)이 구비된다. 상기 토출 블럭(400)은 대략 원형 단면을 가지며, 상기 토출 블럭(400)의 둘레 일측에는 상기 토출 블럭(400)의 내측에서 작동유가 토출되는 토출 포트(420)가 노출된다. 그리고, 상기 토출 블럭(400)의 둘레 다른 일측에는 토출 유로(410) 내의 압력이 설정압력 이상일 때 작동유를 드레인 하기 위한 릴리프 포트(430)가 더 형성된다.
이하에서는 도면을 참조하여 상기 펌프 어셈블리의 내부 구성에 관하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 5는 도 2의 A-A'단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 펌프 어셈블리(10)의 내부에는 구동축(20)이 하방으로 연장 형성된다. 이때, 상기 구동축(20)은 상기 저압 펌프(200)의 회전축이 되는 로우 샤프트(21)와, 상기 로우 샤프트(21)의 상방에 형성되며, 상기 고압 펌프(300)의 구동을 위해 편심된 캠 샤프트(22)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 저압 펌프(200)는 상기 펌프 어셈블리(10)의 하단에 구비되며, 일반적인 베인펌프와 같은 구조를 가지도록 형성된다. 상기 저압 펌프(200)는 상기 로우 샤프트(21)에 의해 회전되어 흡입되는 오일을 압축하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 저압 펌프(200)는 베인펌프가 아닌 기어펌프로 구성될 수도 있을 것이다.
상기 저압 펌프(200)는 상기 하우징(100)의 내부에 구비되는 베인 어셈블리(210)와 상기 베인 어셈블리(210) 상부에 구비되며, 상기 베인 어셈블리(210)에 의해 오일이 압축될 수 있도록 하우징(100)의 내부를 구획하고 압축된 오일의 유동을 안내하는 스페이서(220)를 포함하여 구성된다.
상기 베인 어셈블리(210)는 상기 커버 블럭(500)의 결합시 상기 커버 블럭(500)의 상면에 위치되며, 상기 스페이서(220)와 커버 블럭(500)의 사이에서 각각 접하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 스페이서(220)와 상기 베인 어셈블리(210)를 관통하는 상기 구동축(20)은 상기 커버 블럭(500)의 내측까지 하방으로 연장되어 지지될 수 있다.
상기 커버 블럭(500)에는 오일 탱크(3) 내부의 오일이 유입되어 상기 하우징(100)의 내부로 안내하는 흡입 포트(510)와 흡입 유로(520)가 형성된다. 상기 흡입 포트(510)는 상기 커버 블럭(500)의 측방으로 개구되도록 형성되며, 필요에 따라 별도의 필터 등의 악세사리가 부착될 수도 있다. 그리고, 상기 흡입 유로(520)는 상기 흡입 포트(510)에서부터 상기 베인 어셈블리(210)가 구비되는 하우징(100)의 내측까지 연장되어 흡입되는 오일을 상기 하우징(100)의 내측으로 안내하게 된다.
한편, 상기 저압 펌프(200)가 배치되는 저압실(230)에는 상기 저압 펌프(200)에 의해 압축된 작동유가 이동되는 다수의 유로가 형성된다.
이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 저압실(230)의 일측에는 상기 토출 포트(420)로 연장되는 제 1 저압 유로(110)가 형성된다. 상기 제 1 저압 유로(110)는 상기 저압실(230)의 일측에서 상기 하우징(100)의 상면까지 연장된다. 그리고, 상기 토출 블럭(400)의 결합시 상기 토출 포트(420)와 연통될 수 있다. 또한, 상기 하우징(100) 상단의 상기 제 1 저압 유로(110) 일측에는 저압 배출 체크밸브(111)가 구비된다.
상기 저압 배출 체크밸브(111)는 상기 고압용 펌프(1)와 연결되는 실린더 등과 같은 엑츄에이터의 부하에 대응하여, 상기 제 1 저압 유로(110)를 통해 공급되는 저압의 작동유가 상기 토출 포트(420)를 통해 선택적으로 배출될 수 있도록 한다.
상기 저압실(230)의 다른 일측에는 상기 고압 펌프(300)와 연통되는 제 2 저압 유로(120)가 형성된다. 상기 제 2 저압 유로(120)는 상기 저압실(230)의 일측에서 연장되어 상기 하우징(100)의 측면에서 개구되며, 상기 고압 펌프 블럭(310)의 결합시 상기 고압 펌프(300)의 입구와 연통될 수 있게 된다.
그리고, 상기 저압실(230)의 또 다른 일측에는 상기 언로딩 밸브 유닛(600)과 연통되는 제 3 저압 유로(130)가 형성된다. 상기 제 3 저압 유로(130)는 상기 저압실(230)의 일측에서 상기 하우징(100)의 내부에 구비되는 상기 언로딩 밸브 유닛(600)의 언로딩 밸브 유로(630)와 연통될 수 있다.
한편, 상기 하우징(100)의 중앙부에는 상기 구동축(20)이 상하로 관통되도록 설치되며, 상기 하우징(100)의 상부에는 상기 캠 샤프트(22) 및 상기 고압 펌프(300)의 구동을 위한 캠 부재(320)가 수용될 수 있도록 형성된다. 그리고, 상기 하우징(100)의 측방에는 상기 고압 펌프(300)가 구비된다. 상기 고압 펌프(300)는 다수개가 상기 하우징(100)의 측방에 방사상으로 연속 배열되며, 상기 캠 부재(320)와 동일 연장선상에 배치될 수 있다.
상기 캠 부재(320)는 상기 캠 샤프트(22)에 의해 관통되며, 상기 캠 샤프트(22)와 함께 회전되도록 구성된다. 그리고, 상기 캠 부재(320)는 외주면이 동심원 형상으로 형성되어 상기 캠 샤프트(22)의 회전시 아래에서 설명할 피스톤(330)을 왕복 운동시킬 수 있도록 구성된다.
이를 위해 상기 캠 부재(320)의 측방에 해당하는 상기 하우징(100)의 둘레를 따라서 다수의 고압 펌프(300)가 구비된다. 상기 고압 펌프(300)는 상기 제 2 저압 유로(120)와 연결되어 상기 저압 펌프(200)에서 1차 압축된 오일을 고압으로 2차 압축할 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 고압 펌프(300)는 상기 하우징(100)의 둘레면에 장착되며, 다수개가 일정한 간격만큼 떨어져 장착될 수 있다. 상기 고압 펌프(300)는 모두 4개가 장착될 수 있으며, 상기 하우징(100)의 둘레에는 상기 고압 펌프(300)의 장착을 위해 평면으로 형성된 장착면이 형성된다.
한편, 상기 고압 펌프(300)는 피스톤 펌프와 같은 구성을 가지며, 외형을 형성하는 고압 펌프 블럭(310)과, 상기 고압 펌프 블럭(310)에 장착되는 피스톤(330), 그리고 상기 오일의 이동 경로를 형성하는 다수의 유로를 포함하여 구성될 수 있다.
이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 고압 펌프 블럭(310)은 상기 고압 펌프(300)의 외형을 형성하며, 내부에 피스톤(330)과 유로를 형성하게 된다. 상기 유로는 압축 유로(340)와, 저압측 유로(350) 및 고압측 유로(360)로 구성된다. 상기 압축 유로(340)와, 저압측 유로(350) 및 고압측 유로(360)는 상기 고압 펌프 블럭(310)에서 상하 방향으로 배열될 수 있으며, 서로 연결되도록 구성된다. 따라서, 상기 고압 펌프 블럭(310)은 가로 방향보다 세로 방향으로 길게 형성된다. 따라서, 상기 하우징(100)을 컴팩트하게 구성하면서도 상기 다수의 고압 펌프 블럭(310)이 상기 하우징(100)의 둘레를 따라 배치될 수 있는 공간을 제공하게 된다.
상기 압축 유로(340)는 상기 피스톤(330)의 길이 방향으로 연장 형성되며, 내부에 피스톤(330)의 로드(331)가 수용될 수 있도록 형성된다. 그리고, 상기 압축 유로(340)는 상기 저압 펌프(200)에서 유입된 저압의 오일을 상기 피스톤(330)의 왕복운동에 의해 압축될 수 있는 공간을 형성하게 된다.
상기 저압측 유로(350)는 상기 제 2 저압 유로(120)와 상기 압축 유로(340)를 연결하여, 상기 저압 펌프(200)에서 압축된 오일이 상기 압축 유로(340)로 유입될 수 있는 통로가 된다. 상기 저압측 유로(350)에는 고압 흡입 체크밸브(351)가 구비된다. 상기 고압 흡입 체크밸브(351)는 상기 저압 펌프(200)에서 토출되는 오일이 유입될 수 있도록 탄성부재에 의해 지지되며, 상기 압축 유로(340)의 압력이 높아지게 되면 닫히게 되어 고압의 오일이 상기 저압 펌프(200)측으로 역류하는 것을 방지하게 된다.
상기 고압측 유로(360)는 상기 압축 유로(340)와 상기 토출 유로(410)를 연결하여, 상기 압축 유로(340)에서 압축된 고압의 오일을 상기 토출 유로(410)로 안내할 수 있도록 구성된다. 그리고, 상기 고압측 유로(360)의 내부에는 고압 배출 체크밸브(361)가 구비된다. 상기 고압 배출 체크밸브(361)는 상기 고압측 유로(360) 내에서 압축된 고압의 오일이 배출될 수 있도록 개폐되는 것으로, 상기 고압측 유로(360)의 내부에 저압의 오일이 유입되어 저압 상태인 경우에는 탄성부재에 의해 닫힌 상태를 유지하고, 상기 피스톤(330)의 이동으로 상기 압축 유로(340)의 내부 압력이 증가하는 경우 개방될 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 고압측 유로(360)의 출구는 상기 하우징에 형성된 연결 유로(140)를 통해 상기 토출 유로(410)와 연결된다. 물론, 필요에 따라 상기 고압 펌프 블럭(310)이 상기 토출 블럭(400)과 연결되도록 구성되는 경우 상기 고압측 유로(360)는 상기 토출 유로(410)와 직접 연결될 수도 있을 것이다.
상기 피스톤(330)의 로드(331)는 상기 압축 유로(340)의 내부에 위치되고, 상기 피스톤(330)의 헤드(332)는 상기 하우징(100) 내부의 캠 부재(320)의 외측면과 접하도록 형성된다. 이때, 상기 헤드(332)는 탄성부재(333)에 의해 지지되어 상기 헤드(332)가 상기 탄성부재(333)에 접촉되는 상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 하우징(100)의 상방에는 토출 블럭(400)이 구비된다. 상기 토출 블럭(400)은 상기 다수의 고압 펌프(300)와 연결되어 상기 고압 펌프(300)에서 2차 압축된 고압의 오일이 유입될 수 있도록 형성된다. 즉, 상기 토출 블럭(400)의 내부에는 아래에서 설명할 고압측 유로(360)와 연결되는 토출 유로(410)가 형성된다.
상기 토출 유로(410)는 상기 토출 블럭(400)의 내부를 따라 형성되며, 원 형상으로 형성될 수 있다. 상기 토출 유로(410)는 상기 다수의 고압 펌프(300)에 각각 형성되는 토출 유로(410) 모두와 연결될 수 있도록 형성된다. 따라서, 다수의 고압 펌프(300)에서 압축된 고압의 작동유는 상기 토출 유로(410)에서 모두 합해지게 되며, 상기 토출 블럭(400)에 형성되는 토출 포트(420)를 통해서 상기 펌프 어셈블리(10)의 외부로 토출될 수 있게 된다. 이를 위해 환상의 상기 토출 유로(410)와 상기 토출 포트(420)는 혼합 유로에 의해 연결될 수 있다.
상기 혼합 유로(430)는 상기 토출 유로(410)와 상기 토출 포트(420)를 연결함과 동시에 상기 제 1 저압 유로(110)와 연결되어 상기 저압 펌프(200)에서 토출되는 저압의 작동유가 상기 토출 유로(410)를 통해 토출되는 고압의 작동유와 혼합되어 배출될 수 있게 된다.
이를 위해 상기 혼합 유로(430)에는 메인 체크밸브(431)가 더 구비될 수 있다. 상기 메인 체크밸브(431)는 상기 토출 유로(410)에서 토출되는 압력이 상기 토출 포트(420)로부터 유입되는 엑츄에이터의 배압보다 더 큰 경우에 개방되도록 구성된다.
이때, 상기 토출 포트(420)에는 별도의 배관이 연결될 수 있으며, 별도의 배관을 통해서 상기 오일 탱크(3) 외측으로 작동유가 엑츄에이터로 공급될 수 있게 되며 엑추에이터의 구동을 가능하게 한다.
한편, 상기 토출 유로(410)는 상기 하우징(100)에 형성되는 고압 유로(640)를 통해서 상기 언로딩 밸브 유닛(600)과 연결된다. 상기 고압 유로(640)는 상기 토출 유로(410)와 상기 언로딩 밸브 유로(630)를 연결하는 것으로, 상기 하우징(100)의 상면으로 개구되도록 형성되며, 필요에 따라 대응하는 상기 토출 블럭(400)의 일측까지 연당되어 상기 토출 유로(410)와 상기 언로딩 밸브 유로(630)를 서로 연결할 수 있게 된다.
도 6은 도 5의 B-B'단면도이다. 그리고, 도 7은 도 5의 C-C'단면도이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 상기 언로딩 밸브 유닛(600)은 고압 펌프(300) 하방의 상기 하우징(100) 일측에 구비되며, 상기 고압 유로(640)와 상기 제 3 저압 유로(130) 그리고 상기 저압 드레인 유로(650)와 각각 연통되도록 구성된다.
상세히, 상기 언로딩 밸브 유닛(600)의 장착을 위해, 상기 하우징(100)의 하부 일측이 가로방향으로 관통된다. 그리고, 관통된 일측에는 언로딩 체크밸브(610)가 장착되고, 다른 일측에는 언로딩 플러그(620)가 장착된다. 그리고, 상기 언로딩 체크밸브(610)와 상기 플러그 사이에는 언로딩 피스톤(631)이 구비된다.
상기 언로딩 피스톤(631)은 상기 하우징(100) 내측에 형성되는 언로딩 밸브 유로(630)의 내측에서 좌우 이동될 수 있도록 형성된다. 상기 언로딩 밸브 유로(630)는 상기 언로딩 피스톤(631)의 직경보다 다소 크게 형성되며, 상기 제 3 저압 유로(130) 및 저압 드레인 유로(650)와 연결될 수 있다.
즉, 상기 언로딩 밸브 유로(630)는 상기 언로딩 체크밸브(610)에 의해 개폐되며, 상기 언로딩 체크밸브(610)의 개방시 상기 언로딩 밸브 유로(630)는 상기 저압 드레인 유로(650)는 연통될 수 있도록 구성된다. 그리고, 상기 언로딩 체크밸브(610)와 상기 언로딩 챔버(660) 사이에서 상기 언로딩 밸브 유로(630)는 상기 제 3 저압 유로(130)와 연통된다. 그리고, 상기 언로딩 챔버(660)는 상기 고압 유로(640)와 연통된다.
그리고, 상기 언로딩 피스톤(631)의 일단은 상기 언로딩 체크밸브(610)에 접하고 다른 일단은 상기 언로딩 밸브 유로(630)를 지나 상기 고압 유로(640)와 연통되는 언로딩 챔버(660) 내측에 위치된다.
따라서, 상기 고압 유로(640)에서 제공되는 압력이 상기 언로딩 체크밸브(610)의 설정 압력보다 더 큰 경우 상기 언로딩 피스톤(631)은 이동되어 상기 언로딩 체크밸브(610)를 밀어 상기 언로딩 밸브 유로(630)를 개방하고 상기 제 3 저압 유로(130)와 언로딩 밸브 유로(630) 그리고 상기 저압 드레인 유로(650)가 모두 연통되도록 할 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 의한 고압용 유압펌프의 동작에 관하여 상펴보기로 한다.
도 8은 저 부하 상태에서의 오일 유동 상태를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 엑추에이터에서 부하가 낮아 저압의 작동유가 필요한 경우에는 상기 엑츄에이터에 의해 작용되는 배압보다 상기 토출 유로(410) 및 상기 제 1 저압 유로(110) 상의 압력이 더 높게 되어 상기 메인 체크밸브(431)와 저압 배출 체크밸브(111)는 모두 개방되는 상태가 된다.
이와 같은 상태에서, 상기 모터(2)의 구동에 따라 상기 캠 샤프트(22)와 로우 샤프트(21)가 회전하게 되고, 상기 저압 펌프(200)와 상기 고압 펌프(300)가 구동된다.
상기 오일 탱크(3) 내부에 저장된 오일은 상기 흡입 포트(510)를 통해서 상기 저압 펌프(200)로 유입된다. 상기 저압 펌프(200)에 의해 1차적으로 압축된 작동유는 상기 저압실(230)의 내측에서 각각 제 1 저압 유로(110)와 제 2 저압 유로(120) 및 제 3 저압 유로(130)측으로 공급된다.
이때, 상기 제 1 저압 유로(110)로 공급되는 저압의 작동유는 상기 저압 배출 체크밸브(111)가 개방되어 있으므로 상기 혼합 유로(430)를 지나 상기 토출 포트(420)로 배출될 수 있게 된다. 그리고, 상기 제 2 저압 유로(120)로 공급되는 저압의 작동유는 상기 고압 펌프(300)의 저압측 유로(350)로 유입된다. 이때, 상기 고압 펌프(300)는 다수개가 구비되며, 상기 제 2 저압 유로(120)는 분지되어 다수의 저압측 유로(350) 각각에 1차 압축된 오일을 공급하게 된다.
상기 저압측 유로(350)로 공급되는 오일의 압력에 의해 상기 고압 흡입 체크밸브(351)는 개방되며, 상기 압축 유로(340)의 내부로 오일이 공급될 수 있게 된다. 이때, 탄성부재(333)에 의해 상기 피스톤(330)의 로드(331)의 이동(도 8에서 좌에서 우)시 상기 압축 유로(340)의 내부는 저압이 될 수 있으며, 상기 고압 흡입 체크밸브(351)는 압력차에 의해 개방되고, 고압 배출 체크밸브(361)는 닫히게 된다.
이와 같은 상태에서 상기 캠 부재(320)의 회전에 의해 상기 피스톤(330)의 로드(331)가 반대방향으로 이동(도 8에서 우에서 좌)하여 상기 압축 유로(340) 내부의 오일은 2차 압축시켜 고압을 형성할 수 있다. 상기 압축 유로(340)가 고압의 상태가 되면, 상기 고압 흡입 체크밸브(351)는 닫히게 되고 상기 고압 배출 체크밸브(361)는 열리게 되어 상기 고압축 유로(340)를 통해 2차 압축된 고압의 작동유가 배출된다.
상기 고압측 유로(360)를 통과한 작동유는 상기 연결 유로(140)를 통해 상기 토출 블럭(400) 내부의 토출 유로(410)로 공급된다. 이때, 상기 토출 유로(410)는 다수의 상기 고압측 유로(360) 및 연결 유로(140)와 연통되어 있는 상태로 다수의 상기 고압 펌프(300)에서 토출되는 고압의 작동유가 모두 유입될 수 있게 된다.
이를 위해 상기 연결 유로(140)는 상기 토출 블럭(400)의 내측에도 형성될 수 있으며, 필요에 따라 상기 토출 유로(410)가 상하 방향으로 길게 형성되어 상기 토출 블럭(400)의 하면으로 개구되는 경우에는 상기 토출 블럭(400)에 별도의 연결 유로(140)가 형성되지 않게 된다.
그리고, 상기 토출 유로(410) 내부의 작동유는 열려있는 상기 메인 체크밸브(431)를 통과하여 상기 토출 포트(420)로 배출될 수 있게 된다. 이때, 상기 혼합 유로(430)에서 상기 고압 펌프(300)와 저압 펌프(200)에서 토출되는 작동유가 혼합되어 상기 토출 포트(420)로 함께 토출될 수 있으며, 엑츄에이터에서 요구하는 압력과 유량을 만족할 수 있게 된다. 특히, 엑츄에이터의 신속한 기동을 위한 고유량이 필요한 상황에서 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
한편, 상기 제 3 저압 유로(130)로 유입되는 저압의 작동유는 상기 토출 유로(410)상의 압력이 상기 언로딩 밸브 유닛(600)에서 설정된 압력에 도달하지 못하는 경우, 상기 언로딩 체크밸브(610)가 닫혀있는 상태를 유지하게 되므로 저압 드레인 유로(650)로의 배출이 불가한 상태가 된다.
도 9는 고 부하 상태에서의 오일 유동 상태를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 엑추에이터의 요구 부하가 높아 고압의 작동유가 필요한 경우에는, 상기 엑추에이터에서 요구되는 압력이 상기 제 1 저압 유로(110)상의 압력보다 더 높게 되고, 이때 상기 토출 포트(420)에 작용되는 배압에 의해 상기 저압 배출 체크밸브(111)는 닫히게 되어 상기 제 1 저압 유로(110)를 통한 저압의 작동유 토출이 차단된다.
이와 같은 상태에서, 상기 모터(2)의 구동에 따라 상기 캠 샤프트(22)와 로우 샤프트(21)가 회전하게 되고, 상기 저압 펌프(200)와 상기 고압 펌프(300)가 구동된다.
상기 오일 탱크(3) 내부에 저장된 오일은 상기 흡입 포트(510) 및 흡입 유로(520)를 통해서 상기 저압 펌프(200)로 유입된다. 상기 저압 펌프(200)에 의해 1차적으로 압축된 작동유는 상기 저압실(230)의 내측에서 제 2 저압 유로(120) 및 제 3 저압 유로(130)측으로 공급된다.
상기 제 2 저압 유로(120)로 공급되는 저압의 작동유는 상기 고압 펌프(300)의 저압측 유로(350)로 유입된다. 그리고, 전술한 바와 같이 상기 피스톤(330)의 왕복에 따라, 상기 고압 흡입 체크밸브(351) 및 고압 배출 체크밸브(361)가 선택적으로 개폐되어 고압의 작동유는 상기 토출 유로(410)로 공급될 수 있게 된다. 다수의 상기 고압 펌프(300)에서 2차 압축된 고압의 작동유는 상기 열려있는 상기 메인 체크밸브(431)를 지나서 상기 토출 포트(420)로 토출되어 상기 엑츄에이터를 구동시키게 된다.
상기 엑츄에이터의 부하가 높은 경우에는 고압의 작동유가 요구되며, 이때 필요한 유량은 상대적으로 적게 되고 불필요한 저압의 작동유는 상기 언로딩 밸브 유닛(600)에 의해 다시 오일 탱크(3)로 드레인된다.
이를 도 6과 도 7을 참조하여 보다 상세히 살펴보면, 상기 토출 포트(420) 내의 고압의 작동유는 상기 고압 유로(640)에 의해 상기 언로딩 챔버(660)로 공급된다.
이때, 상기 모터의 고속회전에 의해 상기 토출 포트(420) 내의 압력이 상기 언로딩 체크밸브(610)에 설정된 압력보다 더 높아지게 되면, 상기 언로딩 챔버(660) 내부의 압력에 의해 상기 언로딩 피스톤(631)이 상기 언로딩 체크밸브(610)를 밀어서 상기 언로딩 밸브 유로(630)를 개방하게 된다.
상기 언로딩 밸브 유로(630)의 개방에 의해 상기 언로딩 밸브 유로(630)와 연통되어 있는 상기 제 3 저압 유로(130)는 상기 저압 드레인 유로(650)와 연통되는 상태가 된다. 이와 같은 상태에서 상기 저압 펌프(200)에 의해 1차 압축된 저압의 작동유는 상기 제 3 저압 유로(130)와 상기 언로딩 밸브 유로(630) 및 상기 저압 드레인 유로(650)를 차례로 지나 상기 저압 드레인 유로(650)를 통해 상기 오일 탱크(3)로 드레인 될 수 있게 된다.
따라서, 상기 펌프 어셈블리(10)는 엑츄에이터가 필요로 하는 고압의 작동유만을 상기 토출 포트(420)를 통해 효과적으로 공급할 수 있게 된다.
1. 고압용 펌프 2. 모터
3. 오일 탱크 10. 펌프 어셈블리
100. 하우징 110. 제 1 저압 유로
120. 제 2 저압유로 130. 제 3 저압 유로
200. 저압 펌프 300. 고압 펌프
400. 토출 블럭 410. 토출 유로
420. 토출 포트 500. 커버 블럭
600. 언로딩 밸브 유닛 610. 언로딩 체크밸브
620. 언로딩 플러그 630. 언로딩 밸브 유로
631. 언로딩 피스톤 640. 고압유로
650. 저압 드레인 유로 660. 언로딩 챔버

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 회전 동력을 제공하며, 오일이 저장된 오일 탱크 외측에 장착되는 모터;
    상기 오일 탱크의 내측에 구비되며, 상기 모터의 구동축이 수용되는 하우징;
    상기 하우징에 장착되며, 상기 구동축의 회전에 의해 상기 오일 탱크 내부의 오일을 흡입하여 1차 압축하는 저압 펌프;
    상기 하우징의 외측 둘레면에 상기 구동축을 중심으로 방사상으로 다수개가 장착되며, 상기 구동축에 형성된 캠부재와 연동하여 왕복 운동되는 피스톤에 의해 상기 저압 펌프에서 공급되는 오일을 2차 압축하는 고압 펌프;
    상기 하우징의 개구된 상면을 차폐하며, 원형으로 형성되어 상기 다수의 고압 펌프 출구와 모두 연통되는 토출 유로 및 상기 토출 유로와 연통되어 외부로 작동유를 토출하는 토출 포트가 형성되는 토출 블럭;
    상기 하우징의 일측에 구비되며, 상기 토출 유로의 압력이 설정압력 이상인 경우 상기 저압 펌프에서 1차 압축되는 오일의 일부를 드레인시키는 언로딩 밸브 유닛;
    상기 하우징의 내측에 구비되며, 상기 토출 유로와 상기 언로딩 밸브 유닛을 연결하여 상기 언로딩 밸브 유닛의 동작을 위한 압력을 제공하는 고압 유로;
    상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 저압 펌프에서 토출되는 작동유를 상기 토출 포트측으로 공급하는 제 1 저압 유로와;
    상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 저압 펌프에서 토출되는 작동유를 상기 고압펌프측으로 공급하는 제 2 저압 유로와;
    상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 저압 펌프에서 토출되는 작동유를 상기 언로딩 밸브 유닛으로 공급하는 제 3 저압 유로를 포함하며,
    상기 언로딩 밸브 유닛은,
    상기 하우징의 내측에 형성되며, 언로딩 피스톤이 왕복이동 할 수 있도록 형성되는 언로딩 밸브 유로;
    상기 언로딩 밸브 유로를 개폐하며, 상기 언로딩 피스톤의 일 단부를 지지하는 언로딩 체크밸브;
    상기 언로딩 피스톤의 다른 단부가를 수용하며, 상기 고압 유로와 연결되어 작동유의 압력에 따라 상기 언로딩 피스톤을 이동시키는 언로딩 챔버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고압용 유압펌프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 언로딩 유로는 상기 언로딩 피스톤의 외경보다 더 큰 내경을 가지며,
    상기 하우징의 외측으로 개구되는 저압 드레인 유로와, 상기 제 3 저압 유로와 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고압용 유압펌프.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 토출 유로와 상기 토출 포트의 사이를 연결하는 혼합 유로가 형성되며,
    상기 제 1 저압 유로는 상기 혼합 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 고압용 유압펌프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼합 유로에는 상기 토출 유로의 압력에 따라 상기 혼합 유로를 개폐하는 메인 체크밸브가 구비되며,
    상기 제 1 저압 유로는 상기 메인 체크밸브와 토출 포트 사이의 상기 혼합 유로에 연통되고,
    상기 제 1 저압유로에는 상기 제 1 저압유로의 압력에 따라 개폐되는 저압 배출 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고압용 유압펌프.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징의 하면에는 상기 하우징의 개구된 하면을 차폐하며, 상기 구동축을 지지하는 커버 블럭이 구비되는 것을 특징으로 하는 고압용 유압펌프.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징의 내측에는 상기 고압펌프의 출구와 상기 토출 유로를 연결하여 2차 압축된 오일의 이동을 안내하는 연결유로가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 고압용 유압펌프.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 토출 블럭은 상기 구동축에 의해 관통되며, 상기 하우징의 상면과 상기 오일 탱크의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 고압용 유압펌프.
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