KR101587840B1 - 중장비용 양방향 차징펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙으로는 샤프트가 통과되는 샤프트홀이 관통되고, 상면에는 흡입 유체의 공급을 위한 흡입포트 및 토출 유체의 안내를 위한 토출포트가 상기 샤프트홀을 중심으로 서로 대칭되도록 형성되어 이루어진 펌프플레이트; 상기 펌프플레이트의 상면을 덮도록 형성됨과 더불어 내부에는 동작 공간을 제공하도록 형성되며, 내부의 상측면에는 반원링 형상의 안내홈이 요입 형성되어 이루어진 펌프커버; 상기 펌프커버 내의 동작 공간에 회전 가능하게 설치되며, 중앙으로는 상기 샤프트의 상측 끝단이 수용되는 수용공이 형성됨과 더불어 내측으로는 상기 수용공의 중심으로부터 편심된 상태의 로터실이 형성되고, 상면에는 상기 펌프커버의 안내홈을 따라 이동 가능하게 형성된 이동돌기가 구비되어 이루어진 펌프케이스; 상기 펌프케이스의 로터실 내에 회전 가능하게 설치되며, 내주면으로는 내부치형이 형성되어 이루어진 아웃터로터 및 상기 아웃터로터의 내측에 위치되면서 외주면으로는 외부 치형이 형성됨과 더불어 상기 샤프트에 의해 회전되는 인너로터로 이루어진 로터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 중장비용 양방향 차징펌프가 제공되며, 이를 통해 체 흡입량을 최대화하면서도 토출시의 누설됨은 방지하고, 토출 방향의 선택적인 변경이 가능하며, 안정적인 동작이 가능하도록 한 것이다.

Description

중장비용 양방향 차징펌프{bi-rotational charging pump}

본 발명은 차징펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체 흡입량을 최대화하면서도 토출시의 누설됨은 방지하고, 토출 방향의 선택적인 변경이 가능하며, 안정적인 동작이 가능한 새로운 형태에 따른 중장비용 양방향 차징펌프에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기와 같은 중장비의 구동은 트랜스미션 구동방식과 유압모터 구동방식으로 분류할 수 있으며, 유압을 형성시키기 위하여 유체(예컨대, 오일)를 공급하는 차징펌프가 필수적으로 장착된다.

특히, 트랜스미션 구동방식의 경우 굴삭기의 전진 및 후진상태와 무관하게 항상 한쪽 방향으로만 동력원이 전달되므로 단일방향으로 회전하는 차징펌프가 적용되며, 유압모터 구동방식의 경우 굴삭기가 전진하면 동력원이 정회전하고, 후진하면 동력원이 역회전하므로 동력원의 정회전 및 역회전에 상관없이 유체를 항상 일정한 방향으로 공급하는 양방향 차징펌프가 적용된다.

이러한 양방향 차징펌프는 기어펌프 및 베인 펌프에 비해 토출용량이 많으면서도 기간 사용해도 효율이 일정할 뿐만 아니라 소음 수준이 낮은 지로터(gerotor) 타입이 주로 사용되고 있다. 이러한 지로터 타입의 차징펌프(혹은, 오일펌프)에 관련하여는 등록특허 제10-1177594호, 등록특허 제10-0726815호, 등록특허 제10-1230044호, 등록특허 제10-1520766호, 등록특허 제10-1189357호, 등록특허 제10-1163776호 등에 개시된 바와 같다.

하지만, 전술된 종래의 기술들이 적용된 종래 중장비용 양방향 차징펌프의 경우 제품의 허용 압력 및 허용 회전수 등이 중장비용으로 사용될 수 있을 정도의 요구 수준을 충족시키지 못하고 있으며, 실제 중장비의 운전조건과 동일한 부하조건에서의 내구성 검증이 미흡한 수준이다.

즉, 차징펌프의 순방향 회전시와 역방향 회전시에는 유체 유입량이 서로 달라짐과 더불어 토출되는 유체의 누설이 발생됨으로써 원하는 정도의 성능을 얻지 못하였던 것이다.

등록특허 제10-1177594호 등록특허 제10-0726815호 등록특허 제10-1230044호 등록특허 제10-1520766호 등록특허 제10-1189357호 등록특허 제10-1163776호

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 토출 방향의 선택적인 변경이 가능함과 더불어 이러한 토출 방향의 변경이 이루어질 경우에도 유체 흡입량이 최대화될 수 있도록 하면서도 토출시의 누설됨은 방지할 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 중장비용 양방향 차징펌프를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중장비용 양방향 차징펌프에 따르면 중앙으로는 샤프트가 통과되는 샤프트홀이 관통되고, 상면에는 흡입 유체의 공급을 위한 흡입포트 및 토출 유체의 안내를 위한 토출포트가 상기 샤프트홀을 중심으로 서로 대칭되도록 형성되어 이루어진 펌프플레이트; 상기 펌프플레이트의 상면을 덮도록 형성됨과 더불어 내부에는 동작 공간을 제공하도록 형성되며, 내부의 상측면에는 반원링 형상의 안내홈이 요입 형성되어 이루어진 펌프커버; 상기 펌프커버 내의 동작 공간에 회전 가능하게 설치되며, 중앙으로는 상기 샤프트의 상측 끝단이 수용되는 수용공이 형성됨과 더불어 내측으로는 상기 수용공의 중심으로부터 편심된 상태의 로터실이 형성되고, 상면에는 상기 펌프커버의 안내홈을 따라 이동 가능하게 형성된 이동돌기가 구비되어 이루어진 펌프케이스; 상기 펌프케이스의 로터실 내에 회전 가능하게 설치되며, 내주면으로는 내부치형이 형성되어 이루어진 아웃터로터 및 상기 아웃터로터의 내측에 위치되면서 외주면으로는 외부 치형이 형성됨과 더불어 상기 샤프트에 의해 회전되는 인너로터로 이루어진 로터부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 펌프플레이트의 상면에 형성되는 흡입포트 및 토출포트 각각은 양측 부위가 서로 대칭되는 형상의 라운드진 반원형의 홈으로 형성되고, 상기 흡입포트 및 토출포트 각각의 양측면에는 로터부의 정역회전에 상관없이 아웃터로터와 인너로터 간의 접촉 부위에 이르기까지 연장된 연장포트가 각각 형성되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 펌프케이스 내의 상면 양측 부위에는 서로 대칭되게 형성되면서 흡입측으로 갈수록 점차 확장되도록 이루어지면서 유체 펌핑시의 충격을 완화하는 완충홈이 각각 더 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 펌프커버와 펌프케이스 간의 대향면 사이에는 상기 펌프케이스를 가압하여 상기 펌프케이스의 저면이 상기 펌프플레이트에 밀착되도록 하는 밀착유지부가 더 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 밀착유지부는 복수로 제공됨과 더불어 서로는 대칭되는 부위에 각각 구비되어 상기 펌프케이스의 상면을 균일하게 가압하도록 구성되고, 상기 각 밀착유지부는 상기 펌프커버 내의 상측면에 요입 설치되는 탄력부재 및 상기 탄력부재의 탄성 복원력에 의해 상기 펌프케이스의 상면을 가압하는 볼(ball) 형상의 접촉부재로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 중장비용 양방향 차징펌프는 로터실을 가지면서 180°의 각도만큼 로터부의 회전 방향으로 회전되도록 구성되며, 특히 흡입포트 및 토출포트에는 상기 로터부의 회전 방향에 상관없이 유체의 흡입량은 최대화하면서도 토출시에는 누설됨을 방지할 수 있는 연장포트의 추가적 제공에 의해 로터부의 회전 방향에 상관없이 유체의 흡입 및 토출 방향은 항상 일정하게 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 중장비용 차징펌프는 펌프케이스에 완충홈을 추가로 형성함에 따라 유체의 유입 및 유출시 발생되는 충격을 완화할 수 있게 되며, 이로써 상기 충격에 의한 동작 소음이나 진동을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 중장비용 차징펌프는 펌프커버와 펌프케이스 간의 대향면 사이에 밀착유지부가 더 구비되고, 이러한 밀착유지부 중 펌프케이스에 접촉되는 접촉부재는 볼 형상을 이루도록 형성함으로써 상기 펌프케이스의 저면이 펌프플레이트에 항상 밀착된 상태를 유지할 수 있으면서도 펌프케이스의 회전은 원활히 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프를 설명하기 위해 나타낸 분해 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프를 설명하기 위해 나타낸 결합 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 펌프플레이트를 평면에서 본 평면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 펌프커버를 평면에서 본 상태의 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 펌프커버를 저면에서 본 저면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 펌프케이스를 저면에서 본 저면도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 로터부를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 각 상태 중 정방향 구동시의 로터부와 펌프케이스 및 펌프플레이트 간의 배치 상태를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 각 상태 중 정방향 구동시 펌프케이스와 펌프커버 간의 관계를 설명하기 위해 펌프케이스를 저면에서 본 저면도
도 10 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 정방향 구동시 유체가 펌핑되는 과정을 설명하기 위해 나타낸 동작도
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 각 상태 중 역방향 구동시 펌프케이스와 펌프커버 간의 관계를 설명하기 위해 펌프케이스를 저면에서 본 저면도
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 각 상태 중 정방향 구동시의 로터부와 펌프케이스 및 펌프플레이트 간의 배치 상태를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 17 내지 도 21은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 역방향 구동시 유체가 펌핑되는 과정을 설명하기 위해 나타낸 동작도
도 22 및 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프 중 펌프케이스의 180° 회전시 각 완충홈의 배치 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도

이하, 본 발명의 중장비용 양방향 차징펌프에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 23을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프를 설명하기 위해 나타낸 분해 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프를 설명하기 위해 나타낸 결합 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프는 크게 펌프플레이트(100)와, 펌프커버(200)와, 펌프케이스(300)와, 로터부(400)를 포함하여 이루어지며, 특히 상기 로터부(400)는 양방향 동작이 가능함과 더불어 상기 펌프케이스(300)는 상기 로터부(400)의 동작 방향에 따라 180° 회전되면서 상기 로터부(400)의 동작 방향에 상관없이 항상 동일한 유체(예컨대, 오일)의 흡입 및 토출이 이루어질 수 있도록 구성되며, 또한 유체의 흡입 및 토출시 손실 발생을 최소화할 수 있도록 함을 특징으로 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 상기 펌프플레이트(100)는 후술될 펌프커버(200)와 함께 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 외관을 형성하는 부위이다.

이와 같은 펌프플레이트(100)는 원형의 평판 구조로 형성되어 구동모터(도시는 생략됨)에 결합 고정되며, 중앙으로는 상기 구동모터의 구동에 의해 회전되는 샤프트(혹은, 모터축)(10)이 통과되도록 샤프트홀(110)이 관통 형성되어 이루어진다.

또한, 상기 펌프플레이트(100)의 저면 중 상기 샤프트홀(110)의 양측으로는 펌핑하고자 하는 유체가 유입되는 유체유입홀(120) 및 유체가 토출되는 유체유출홀(130)이 각각 형성됨과 더불어 상기 펌프플레이트(100)의 상면 중 상기 샤프트홀(110)의 양측으로는 상기 유체유입홀(120)을 통해 유입된 유체를 로터부(400)로 공급하기 위한 흡입포트(140) 및 상기 로터부(400)로부터 펌핑되어 배출되는 유체을 상기 유체유출홀(130)로 안내하는 토출포트(150)가 각각 형성된다.

여기서, 상기 흡입포트(140) 및 토출포트(150)는 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이 상기 샤프트홀(110)을 중심으로 서로 좌우 대칭되도록 각각 형성됨과 더불어 그 각각은 상기 샤프트홀(110)을 둘러 후술될 로터부(400)의 회전 방향을 따라 라운드진 구조의 반원형으로 이루어진 홈으로 형성된다. 이때 상기 흡입포트(140) 및 토출포트(150)의 좌우 길이는 로터부(400)의 흡입영역 및 토출영역을 서로 구분하여 감쌀 수 있을 정도의 길이를 갖도록 형성된다.

특히, 상기 흡입포트(140) 및 토출포트(150) 각각의 양측 끝단면에는 로터부(400)의 정역회전에 상관없이 아웃터로터(410)와 인너로터(420) 간의 접촉 부위에 이르기까지 연장된 연장포트(141,151)가 서로 대칭되게 각각 형성된다. 이때 상기 각 연장포트(141,151)는 로터부(400)를 이루는 아웃터로터(410) 및 인너로터(420) 간이 접촉되는 접촉 지점을 최대한 덮을 수 있을 정도의 영역에 이르도록 연장되게 형성됨으로써 유체 흡입량은 최대화되도록 하는 구성이다.

물론, 상기 연장포트(141,151)는 클수록 유체 흡입량이 더욱 증가되지만, 이러한 연장포트(141,151)를 과도하게 연장 형성할 경우에는 비록 흡입포트(140) 혹은, 토출포트(150)의 어느 한 측에 위치된 연장포터(141,151)가 아웃터로터(410) 및 인너로터(420) 간이 접촉되는 어느 한 접촉 지점을 완전히 덮을 수 있지만, 이의 경우 흡입포트(140) 혹은, 토출포트(150)의 반대 측에 위치된 연장포트(141,151)는 아웃터로터(410) 및 인너로터(420) 간이 접촉되는 또 다른 접촉 지점을 초과하여 덮도록 위치됨으로써 해당 부위를 통한 유체의 누설이 발생될 수 있다. 따라서 일부의 미세한 누설이 발생된다 하더라도 연장포트(141,151)를 과도하게 연장 형성하지는 않도록 함이 가장 바람직하다.

다음으로, 상기 펌프커버(200)는 전술된 바와 같이 펌프플레이트(100)와 함께 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 외관을 형성하는 부위이다.

이와 같은 펌프커버(200)는 상기 펌프플레이트(100)의 상면을 덮도록 형성됨과 더불어 내부에는 동작 공간을 제공하도록 형성된다. 이때 상기 펌프커버(200)의 둘레측에는 상기 펌프플레이트(100)의 둘레측 상면에 밀착되면서 체결 고정되는 플랜지부(210)가 돌출 형성된다. 이는 첨부된 도 1 및 도 2의 단면도와 첨부된 도 4의 사시도를 통해 도시된 바와 같다.

또한, 상기 펌프커버(200)의 각 부위 중 내부의 상측면에는 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이 반원링 형상의 안내홈(220)이 요입 형성되어 이루어진다. 상기 안내홈(220)은 후술될 펌프케이스(300)의 이동돌기(310)가 수용되면서 상기 이동돌기(310)의 이동을 안내함과 더불어 이러한 이동돌기(310)가 180°의 각도만큼 정역 회전될 수 있도록 한정하는 역할을 수행한다.

다음으로, 상기 펌프케이스(300)는 후술될 로터부(400)의 동작을 위한 로터실(320)을 제공함과 더불어 로터부(400)의 정역 구동시 로터부(400)를 샤프트(10)의 중심과는 편심된 지점으로부터 180°로 회전될 수 있도록 보조하는 부위이다.

이러한 펌프케이스(300)는 상기 펌프커버(200) 내의 동작 공간에 회전 가능하게 설치되며, 중앙으로는 상기 샤프트(10)의 상측 끝단이 수용되는 수용공(330)이 형성됨과 더불어 내측으로는 상기 수용공(330)의 중심으로부터 편심된 상태의 로터실(320)이 형성되고, 상면에는 상기 펌프커버(200)의 안내홈(220)을 따라 이동 가능하게 형성된 이동돌기(310)가 구비되어 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 6에 도시된 바와 같이 상기 펌프케이스(300) 내의 상면 양측 부위에 서로 대칭되는 구조의 두 완충홈(340)이 각각 더 형성됨을 추가로 제시한다. 이러한 두 완충홈(340)은 로터부(400)의 동작에 의한 유체의 펌핑시 순간적인 유체의 유입 및 유출에 따라 발생될 수 있는 유체 충격을 완화하기 위한 부위로써, 로터부(400)의 유체 흡입측 및 유체 배출측을 각각 덮으면서 라운드지게 형성되어 이루어진다.

특히, 상기 두 완충홈(340) 중 어느 한 완충홈(341)은 흡입포트(140)와 대향되는 부위에 위치되도록 형성되고, 다른 한 완충홈(342)은 토출포트(150)와 대향되는 부위에 위치되도록 형성된다.

이때, 상기 흡입포트(140)와 대향되는 부위에 위치되는 완충홈(340)의 경우 유체가 토출되는 측으로 갈수록 점차 확장되는 구조로 형성됨과 더불어 토출포트(150)와 대향되는 부위에 위치되는 완충홈(340)의 경우는 유체가 유입되는 측으로 갈수록 점차 확장되는 구조로 형성된다. 이러한 구조에 의해 펌프케이스(300)의 180° 회전시 상기 두 완충홈(340) 역시 180°회전되면서 좌우가 반전된 구조를 이루더라도 흡입포트(140)와 대향되는 부위에 위치되는 완충홈(340)은 유체가 토출되는 측으로 갈수록 점차 확장되는 구조를 이룸과 더불어 토출포트(150)와 대향되는 부위에 위치되는 완충홈(340)의 경우는 유체가 유입되는 측으로 갈수록 점차 확장되는 구조를 이루게 된다.

한편, 상기한 두 완충홈(340)의 추가 구성에도 불구하고, 유체의 펌핑 동작이 수행되는 도중에는 상기 펌프케이스(300)가 유체의 유입 및 유출시 발생되는 공동현상에 의한 진동이나 충격으로 인해 상하 방향으로 유동될 수 있다. 이는 상기 펌프케이스(300)를 펌프커버(200)와 펌프플레이트(100) 사이에서 회전 가능하게 설치되도록 하여야만 하기 때문에 펌프커버(200) 내의 상면과 펌프케이스(300)의 상면 사이에 틈새가 존재할 수밖에 없기 때문이다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 상기 펌프커버(200)와 펌프케이스(300) 간의 대향면 사이에 상기 펌프케이스(300)를 가압하여 상기 펌프케이스(300)의 저면이 상기 펌프플레이트(100)에 밀착되도록 하는 밀착유지부(500)가 더 구비됨을 추가로 제시한다. 즉, 상기 밀착유지부(500)에 의해 상기 펌프케이스(300)의 회전 동작은 원활히 이루어질 수 있도록 하면서도 상기 펌프케이스(300)가 정지된 상태에서는 상기 펌프케이스(300)의 저면이 펌프플레이트(100)의 상면에 정확히 밀착된 상태를 이룰 수 있도록 한 것이다.

이와 같은 밀착유지부(500)는 상기 펌프커버(200) 내의 상측면에 요입 설치되면서 탄성 복원력을 제공하는 탄력부재(510) 및 상기 탄력부재(510)의 탄성 복원력에 의해 상기 펌프케이스(300)의 상면을 가압하는 볼(ball) 형상의 접촉부재(520)로 이루어진다. 이때 상기 펌프커버(200) 내의 상측면에는 상기 탄력부재(510)의 장착을 위한 장착홈(230)이 요입 형성되며, 상기 탄력부재(510)는 상기 장착홈(230) 내에 장착됨과 더불어 상기 접촉부재(520)는 상기 탄력부재(510)와 상기 펌프케이스(300)의 상면 사이에 개재되도록 구성된다.

또한, 밀착유지부(500)는 둘 이상 복수로 제공되면서 샤프트(10)의 중심을 기준으로 하여 서로 대칭되는 부위에 각각 구비되며, 더욱이 본 발명의 실시예에서는 상기 밀착유지부(500)가 세 개로 제공되면서 서로 대칭되게 각각 위치되도록 하여 상기 펌프케이스(300)의 상면 전 부위를 균일하게 가압할 수 있도록 함을 그 예로 한다.

다음으로, 상기 로터부(400)는 유체유입홀(120)을 통해 흡입포트(140)로 제공된 유체를 토출포트(150)로 강제 유동시키는 부위이다.

이러한 로터부(400)는 상기 펌프케이스(300)의 로터실(320) 내에 회전 가능하게 설치되며, 아웃터로터(410) 및 인너로터(420)로 이루어진다.

여기서, 상기 아웃터로터(410)는 내주면으로 복수의 내부치형(411)이 라운드지게 형성되어 이루어짐과 더불어 상기 인너로터(420)는 외주면으로 복수의 외부치형(421)이 라운드지게 형성되어 이루어진다. 이에 대하여는 첨부된 도 7에 도시된 바와 같다.

이와 함께, 상기 인너로터(420)의 각 외부치형(421)은 상기 아웃터로터(410)의 각 내부치형(411) 중 일부에만 맞물리도록 설치되고, 상기 인너로터(420)는 샤프트(10)에 의해 상기 샤프트(10) 중심을 회전 중심으로 하여 회전되도록 구성됨과 더불어 상기 아웃터로터(410)는 상기 인너로터(420)의 회전 중심과는 편심된 지점을 회전 중심으로 하여 회전되도록 구성된다. 이때, 상기 아웃터로터(410)의 회전 중심은 상기 펌프케이스(300) 내에 형성되는 로터실(320)의 중심이다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 양방향 차징펌프의 작용을 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 첨부된 도 8과 같은 최초의 상태에서 중장비의 전진 이동을 위한 동작 제어가 이루어지게 되면 구동모터의 정방향 구동이 이루어짐과 더불어 이러한 구동모터의 정방향 구동에 의한 샤프트(10)의 정방향 회전(도면상 반시계방향으로의 회전)이 이루어지면서 이 샤프트(10)에 결합된 인너로터(420)를 회전시키게 되고, 이러한 인너로터(420)의 회전에 의해 상기 인너로터(420)의 맞물린 아웃터로터(410)의 회전이 이루어짐으로써 로터부(400) 전체가 샤프트(10)와 동일한 반시계방향으로 회전된다.

이때, 상기 아웃터로터(410)는 상기 인너로터(420)의 회전 중심과는 다른 위치를 회전 중심으로 갖기 때문에 상기 인너로터(420)와 아웃터로터(410)는 서로 편심된 위치에서 각각 회전된다.

특히, 상기 인너로터(420)와 아웃터로터(410)의 회전이 이루어질 경우 해당 로터부(400)를 덮고 있던 펌프케이스(300)는 상기 로터부(400)의 동작에 따른 마찰에 의해 상기 로터부(400)의 회전 방향을 향하여 회전되려고 하지만, 상기 펌프케이스(300)의 상면에 형성된 이동돌기(310)는 첨부된 도 9에 도시된 바와 같이 펌프커버(200)의 내측 상면에 형성된 안내홈(220)의 어느 한 측 끝단(시계 방향측의 끝단)에 걸려 더는 회전되지 못하고 해당 위치를 유지하게 된다.

따라서, 상기한 로터부(400)의 회전에 의해 유체유입홀(120)을 통한 유체의 유입이 이루어지고 이렇게 유입된 유체는 흡입포트(140)를 통해 인너로터(420)와 아웃터로터(410) 사이의 공간으로 제공된 후 점차 토출포트(150)가 위치된 측으로 강제 이동되고, 이후 상기 토출포트(150)를 통과하여 유체유출홀(130)을 통해 중장비의 전진 이동을 위한 유압 요구측으로 공급된다.

이때, 상기 로터부(400)의 동작에 의한 흡입포트(140)로부터 유체가 유입되고, 토출포트(150)로 유체가 유출되는 과정에 대하여는 첨부된 도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같다.

특히, 전술된 바와 같은 유체의 펌핑이 수행되는 도중 상기 흡입포트(140)의 시계 방향측 끝단면에 형성되는 연장포트(141)로 인해 이 연장포트(141)의 연장 영역만큼 더욱 많은 유체를 인너로터(420)와 아웃터로터(410) 사이로 공급할 수 있게 된다.

그리고, 전술된 중장비의 전진 이동을 위한 동작 제어가 이루어지는 도중 상기 중장비의 후진 이동을 위한 동작 제어가 이루어지게 되면 구동모터의 역방향 구동이 이루어짐과 더불어 이러한 구동모터의 역방향 구동에 의한 샤프트(10)의 역방향 회전(도면상 시계방향으로의 회전)이 이루어지면서 이 샤프트(10)에 결합된 인너로터(420)를 회전시키게 되고, 이러한 인너로터(420)의 회전에 의해 상기 인너로터(420)의 맞물린 아웃터로터(410)의 회전이 이루어짐으로써 로터부(400) 전체가 샤프트(10)와 동일한 역방향으로 회전된다.

이때, 상기 아웃터로터(410)는 상기 인너로터(420)의 회전 중심과는 다른 위치를 회전 중심으로 갖기 때문에 상기 인너로터(420)와 아웃터로터(410)는 서로 편심된 위치에서 각각 회전된다.

특히, 상기 인너로터(420)와 아웃터로터(410)의 회전이 이루어질 경우 해당 로터부(400)를 덮고 있던 펌프케이스(300)는 상기 로터부(400)의 동작에 따른 마찰에 의해 상기 로터부(400)의 회전 방향(시계 방향)을 향하여 회전되며, 이의 과정에서 상기 펌프케이스(300)의 상면에 형성된 이동돌기(310)가 첨부된 도 15에 도시된 바와 같이 펌프커버(200)의 내측 상면에 형성된 안내홈(220)의 다른 한 측 끝단(시계 방향측의 끝단)에 이르기까지 이동되면서 상기 펌프케이스(300)의 회전이 이루어지게 된다.

이와 함께, 상기한 펌프케이스(300)의 회전에 의해 로터부(400)를 이루는 아웃터로터(410)의 회전 중심 역시 인너로터(420)의 회전 중심으로부터 180°의 위치로 변경된다. 이는 첨부된 도 16에 도시된 바와 같다.

물론, 상기 펌프케이스(300)는 각 밀착유지부(500)에 의해 펌프플레이트(100)에 밀착된 상태를 유지하고 있지만 상기 각 밀착유지부(500)를 이루는 접촉부재(520)는 볼 형상으로 형성되면서 펌프케이스(300)의 상면에 구름 가능하게 접촉되어 있기 때문에 상기 펌프케이스(300)의 회전은 원활히 이루어질 수 있게 된다.

따라서, 상기한 로터부(400)의 회전에 의해 유체유입홀(120)을 통한 유체의 유입이 이루어짐과 더불어 이렇게 유입된 유체는 흡입포트(140)를 통해 인너로터(420)와 아웃터로터(410) 사이의 공간으로 제공된 후 점차 토출포트(150)가 위치된 측으로 강제 이동되고, 이후 상기 토출포트(150)를 통과하여 유체유출홀(130)을 통해 중장비의 후진 이동을 위한 유압 요구측으로 공급되며, 이에 대하여는 첨부된 도 17 내지 도 21에 도시된 바와 같다.

한편, 전술된 로터부(400)의 동작에 의한 유체의 펌핑이 진행되는 도중 흡입포트(140)로부터 아웃터로터(410)와 인너로터(420) 사이의 영역으로 유입된 유체는 상기 인너로터(420) 및 아웃터로터(410)의 회전에 의해 이동되는 과정에서 펌프케이스(300)의 내의 상면 양측 부위에 서로 대칭되는 구조로 형성된 두 완충홈(340)으로도 제공되고, 이로써 상기 유체의 유입 및 유출에 따라 발생될 수 있는 유체 충격이 완화된다. 특히, 상기 각 완충홈(340) 중 흡입포트(140)와 대향되는 부위에 위치되는 완충홈(340)의 경우 항상 유체가 토출되는 측으로 갈수록 점차 확장되는 구조로 배치됨과 더불어 토출포트(150)와 대향되는 부위에 위치되는 완충홈(340)의 경우는 항상 유체가 유입되는 측으로 갈수록 점차 확장되는 구조로 배치되기 때문에 유체의 유입 및 유출시 발생되는 유체 충격은 더욱 원활히 완화시킬 수 있게 된다. 이때 상기 펌프케이스의 회전에 의한 완충홈의 배치 상태는 첨부된 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같다.

이와 함께, 상기 펌프커버(200)와 펌프케이스(300) 간의 대향면 사이에 구비된 각 밀착유지부(400)는 상기 펌프케이스(300)를 가압하여 상기 펌프케이스(300)의 저면이 상기 펌프플레이트(100)에 밀착되도록 함으로써 로터부(400)의 구동에 따른 진동이 발생된다 하더라도 상기 펌프케이스(300)와 펌프플레이트(100)는 항상 정확히 밀착된 상태를 이룰 수 있게 됨으로써 유체의 누설이 방지될 수 있게 된다.

결국, 본 발명에 따른 중장비용 양방향 차징펌프는 로터실(320)을 가지면서 180°의 각도만큼 로터부(400)의 회전 방향으로 회전되도록 구성되며, 특히 흡입포트(140) 및 토출포트(150)에는 상기 로터부(400)의 회전 방향에 상관없이 유체의 흡입량은 최대화하면서도 토출시에는 누설됨을 방지할 수 있는 연장포트(141,151)의 추가적 제공에 의해 로터부(400)의 회전 방향에 상관없이 유체의 흡입 및 토출 방향은 항상 일정하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 중장비용 차징펌프는 펌프케이스(300)에 완충홈(340)을 추가로 형성함에 따라 유체의 유입 및 유출시 발생되는 충격을 완화할 수 있게 되며, 이로써 상기 충격에 의한 동작 소음이나 진동을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 중장비용 차징펌프는 펌프커버(200)와 펌프케이스(300) 간의 대향면 사이에 밀착유지부(500)가 더 구비되고, 이러한 밀착유지부(500) 중 펌프케이스(300)에 접촉되는 접촉부재(520)는 볼 형상을 이루도록 형성함으로써 상기 펌프케이스(300)의 저면이 펌프플레이트(100)에 항상 밀착된 상태를 유지할 수 있으면서도 펌프케이스(300)의 회전은 원활히 이루어질 수 있게 된다.

10. 샤프트 100. 펌프플레이트
110. 샤프트홀 120. 유체유입홀
130. 유체유출홀 140. 흡입포트
150. 토출포트 141,151. 연장포트
200. 펌프커버 210. 플랜지부
220. 안내홈 230. 장착홈
300. 펌프케이스 310. 이동돌기
320. 로터실 330. 수용공
340. 완충홈 400. 로터부
410. 아웃터로터 411. 내부치형
420. 인너로터 421. 외부치형
500. 밀착유지부 510. 탄력부재
520. 접촉부재

Claims (5)

1. 중앙으로는 샤프트가 통과되는 샤프트홀이 관통되고, 상면에는 흡입 유체의 공급을 위한 흡입포트 및 토출 유체의 안내를 위한 토출포트가 상기 샤프트홀을 중심으로 서로 대칭되도록 형성되어 이루어진 펌프플레이트;
   상기 펌프플레이트의 상부를 덮으면서 내부로 동작 공간을 제공하며, 내부의 상측면에는 반원링 형상의 안내홈이 요입 형성되어 이루어진 펌프커버;
   상기 펌프커버 내의 동작 공간에 위치됨과 더불어 중장비의 동작 방향에 따라 회전되도록 설치되며, 중앙으로는 상기 샤프트의 상측 끝단이 수용되는 수용공이 형성됨과 더불어 내측으로는 상기 수용공의 중심으로부터 편심된 상태의 로터실이 형성되고, 상면에는 상기 펌프커버의 안내홈을 따라 이동 가능하게 형성된 이동돌기가 구비되어 이루어진 펌프케이스;
   상기 펌프케이스의 로터실 내에 회전 가능하게 설치되며, 내주면으로는 내부치형이 형성되어 이루어진 아웃터로터 및 상기 아웃터로터의 내측에 위치되면서 외주면으로는 외부 치형이 형성됨과 더불어 상기 샤프트에 의해 회전되는 인너로터로 이루어진 로터부;를 포함하여 구성되고,
   상기 로터부의 아웃터로터 및 인너로터의 상면은 상기 펌프케이스 내의 상면과 접촉되도록 설치되어, 상기 펌프케이스가 상기 로터부의 동작에 따른 마찰에 의해 상기 로터부의 회전 방향을 향하여 정역 회전되도록 구성됨을 특징으로 하는 중장비용 양방향 차징펌프.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프플레이트의 상면에 형성되는 흡입포트 및 토출포트 각각은 양측 부위가 서로 대칭되는 형상의 라운드진 반원형의 홈으로 형성되고,
   상기 흡입포트 및 토출포트 각각의 양측면에는 로터부의 정역회전에 상관없이 아웃터로터와 인너로터 간의 접촉 부위에 이르기까지 연장된 연장포트가 각각 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 중장비용 양방향 차징펌프.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프케이스 내의 상면 양측 부위에는 서로 대칭되게 형성되면서 흡입측으로 갈수록 점차 확장되도록 이루어지면서 유체 펌핑시의 충격을 완화하는 완충홈이 각각 더 형성됨을 특징으로 하는 중장비용 양방향 차징펌프.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프커버와 펌프케이스 간의 대향면 사이에는 상기 펌프케이스를 가압하여 상기 펌프케이스의 저면이 상기 펌프플레이트에 밀착되도록 하는 밀착유지부가 더 구비됨을 특징으로 하는 중장비용 양방향 차징펌프.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 밀착유지부는 복수로 제공됨과 더불어 서로는 대칭되는 부위에 각각 구비되어 상기 펌프케이스의 상면을 균일하게 가압하도록 구성되고,
   상기 각 밀착유지부는 상기 펌프커버 내의 상측면에 요입 설치되는 탄력부재 및 상기 탄력부재의 탄성 복원력에 의해 상기 펌프케이스의 상면을 가압하는 볼(ball) 형상의 접촉부재로 이루어짐을 특징으로 하는 중장비용 양방향 차징펌프.

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