KR101789899B1

KR101789899B1 - Vane pump with multiple control chambers

Info

Publication number: KR101789899B1
Application number: KR1020157027875A
Authority: KR
Inventors: 매튜 윌리엄슨; 데이비드 알. 슐버; 세자르 타나수카
Original assignee: 마그나 파워트레인 인크.
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2017-10-25
Also published as: EP2971779B1; WO2014141013A1; CN105074217B; CA3014939A1; JP6130525B2; CA2902472C; CN105074217A; MX365215B; MX2015012591A; CA2902472A1; KR20150128866A; EP2971779A1; JP2016510102A; CA3014939C; EP2971779A4

Abstract

가변 용량형 베인 펌프는 펌프 케이싱과 펌프 제어 링의 제1 부분 사이에 제1 제어 챔버를 구비한다. 제어 링의 제1 부분은 피봇 핀의 양쪽에서 원주 방향으로 연장된다. 펌프 케이싱과 펌프 제어 링의 제2 부분 사이에 제2 제어 챔버가 제공된다. 제1 및 제2 제어 챔버는 펌프의 체적 용량을 감소시키도록 펌프 제어 링을 이동시키기 위한 힘을 생성하기 위해 가압 유체를 수용하도록 작동 가능하다. 리턴 스프링은 펌프 링을 최대 체적 용량의 위치를 향해 바이어스시킨다. The variable displacement vane pump has a first control chamber between the pump casing and a first portion of the pump control ring. The first portion of the control ring extends circumferentially on both sides of the pivot pin. A second control chamber is provided between the pump casing and a second portion of the pump control ring. The first and second control chambers are operable to receive a pressurized fluid to create a force for moving the pump control ring to reduce the volume capacity of the pump. The return spring biases the pump ring toward the position of the maximum volume capacity.

Description

[0001] VANE PUMP WITH MULTIPLE CONTROL CHAMBERS [0002]

(관련 출원에 대한 상호-참조)(Cross-reference to related application - reference)

본 출원은 2004년 12월 22일자 미국 가출원 제60/639,185호의 이익을 청구하는 2005년 12월 21일자 국제 출원 PCT/CA2005/001946호의 국내 단계인, 2007년 6월 4일자 미국 특허출원 제11/720,787호(지금은 2010년 9월 14일자 특허 제7,794,217호)의 계속 출원인, 2010년 9월 10일자 미국 특허출원 제12/879,406호(지금은 2012년 11월 27일자 미국 특허 제8,317,486호)의 계속 출원인, 2012년 11월 27일자 미국 특허출원 제13/686,680호의 일부 계속 출원인, 2013년 3월 13일자 미국 실용 출원 제13/800,227호에 대해 우선권을 주장한다. 상기 출원 각각의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 원용된다. This application is a continuation-in-part of U.S. Provisional Patent Application Serial No. 11 / 307,145, filed June 4, 2007, which is the national phase of International Application No. PCT / CA2005 / 001946, filed December 21, 2005, which claims benefit of U.S. Provisional Application No. 60 / 639,185, Filed on September 10, 2010, U.S. Patent Application No. 12 / 879,406 (now U.S. Patent No. 8,317,486, issued November 27, 2012), which is a continuation of U.S. Patent Application No. 720,787 (now U.S. Patent No. 7,794,217, Priority application Ser. No. 13 / 800,227, filed on March 13, 2013, which is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 13 / 686,680, filed November 27, The entire contents of each of the above applications are incorporated herein by reference.

본 발명은 가변 용량형 베인 펌프에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다중 제어 챔버를 구비하는 가변 용량형 베인 펌프에 관한 것이다. 펌프 배수량을 제어하기 위해 제어 챔버에는 가압 유체의 다양한 소스가 제공될 수 있다. The present invention relates to a variable displacement vane pump. More specifically, the present invention relates to a variable displacement vane pump having multiple control chambers. Various chambers of pressurized fluid may be provided in the control chamber to control pump displacement.

가변 용량형 베인 펌프는 주지되어 있으며, 이는 펌프의 회전자 편심도를 변경하여 펌프의 체적 용량을 변경하기 위해 이동될 수 있는 펌프 제어 링 형태의 용량 조절 요소를 구비할 수 있다. 펌프가 자동차 엔진 윤활 시스템과 같은 거의 일정한 오리피스 크기를 갖는 시스템을 공급할 경우, 펌프의 출력 유동을 변경하는 것은 펌프에 의해 생산되는 압력을 변경하는 것과 동등하다. Variable volume vane pumps are well known and may include a capacity control element in the form of a pump control ring that can be moved to change the volumetric capacity of the pump by altering the rotor eccentricity of the pump. When the pump supplies a system with a substantially constant orifice size, such as an automotive engine lubrication system, changing the output flow of the pump is equivalent to changing the pressure produced by the pump.

평형 압력을 유지하기 위해 펌프의 체적 용량을 변경하는 능력을 갖는 것은, 펌프가 광범위한 작동 속도에 걸쳐서 작동될 자동차 윤활 펌프와 같은 환경에서 중요하다. 이러한 환경에서는, 평형 압력을 유지하기 위해, 펌프의 출력부로부터 펌프 제어 링 근처 제어 챔버로의 작업 유체(예를 들면, 윤활유) 피드백 공급을 이용하는 것이 알려져 있으며, 제어 챔버내 압력은 펌프의 용량을 변경하기 위해 제어 링을 통상적으로 리턴 스프링으로부터의 바이어싱력에 대항하여 이동시키도록 작용한다. Having the ability to change the volume capacity of the pump to maintain the equilibrium pressure is important in environments such as automotive lubrication pumps where the pump will operate over a wide range of operating speeds. In such an environment it is known to use a working fluid (e.g., lubricant) feedback supply from the output of the pump to the control chamber near the pump control ring to maintain the equilibrium pressure, The control ring typically acts to move against the biasing force from the return spring.

펌프의 작동 속도가 증가하는 경우와 같이 펌프 출력부에서의 압력이 증가하면, 증가된 압력은 제어 링에 인가되어 리턴 스프링의 바이어싱력을 극복하고 제어 링을 이동시켜 펌프의 용량을 감소시키며, 따라서 펌프 출력부에서 출력 유량과 그로 인한 압력을 감소시킨다. As the pressure at the pump output increases, such as when the operating speed of the pump increases, the increased pressure is applied to the control ring to overcome the biasing force of the return spring and move the control ring to reduce the capacity of the pump, Reduce the output flow rate and the resulting pressure at the pump output.

역으로, 펌프의 작동 속도가 감소하는 경우와 같이 펌프 출력부에서의 압력이 감소되면, 제어 링 근처의 제어 챔버에 인가되는 감소된 압력은 리턴 스프링의 바이어스가 제어 링을 이동시켜 펌프의 용량을 증가시킬 수 있고, 펌프의 출력 유량과 그로 인한 펌프의 압력을 증가시킬 수 있다. 이런 식으로, 펌프의 출력부에서 평형 압력이 얻어진다. Conversely, if the pressure at the pump output is reduced, such as when the operating speed of the pump is reduced, the reduced pressure applied to the control chamber near the control ring causes the bias of the return spring to shift the control ring And the output flow rate of the pump and the resulting pressure of the pump can be increased. In this way, an equilibrium pressure is obtained at the output of the pump.

평형 압력은 제어 챔버내 작업 유체가 작용하는 제어 링의 면적, 챔버에 공급되는 작업 유체의 압력, 및 리턴 스프링에 의해 발생되는 바이어싱력에 의해 결정된다. The equilibrium pressure is determined by the area of the control ring in which the working fluid in the control chamber acts, the pressure of the working fluid supplied to the chamber, and the biasing force generated by the return spring.

통상적으로, 평형 압력은 엔진의 예상 작동 범위에 대해 허용 가능한 압력이도록 선택되며, 따라서 예를 들어 엔진이 보다 높은 엔진 작동 속도에서 요구되는 것보다 낮은 작업 유체 압력으로 보다 낮은 작동 속도로 허용 가능하게 작동할 수 있기 때문에 다소 타협적이다. 엔진에 대한 과도한 마모 또는 기타 손상을 방지하기 위해, 엔진 설계자는 최악의 경우(높은 작동 속도)의 조건을 충족시키는 펌프에 대한 평형 압력을 선택할 것이다. 따라서, 낮은 속도에서, 펌프는 그 속도에 필요한 것보다 높은 용량으로 작동할 것이며, 과잉의 불필요한 작업 유체를 펌핑하는 에너지를 낭비할 것이다. Typically, the equilibrium pressure is selected to be an acceptable pressure for the expected operating range of the engine, so that, for example, the engine is allowed to operate at a lower operating speed with a working fluid pressure lower than that required at higher engine operating speeds It is somewhat compromised because it can be done. To prevent excessive wear or other damage to the engine, the engine designer will choose an equilibrium pressure for the pump that meets the worst case (high operating speed) conditions. Thus, at low speeds, the pump will operate at a higher capacity than needed for that speed, wasting energy to pump excess undesired working fluid.

상당히 콤팩트한 펌프 하우징 내에 적어도 두 개의 선택 가능한 평형 압력을 제공할 수 있는 가변 용량형 베인 펌프를 구비하는 것이 바람직하다. 펌프 제어 링을 위한 피봇 핀에 대한 반력이 감소되는 가변 용량형 베인 펌프를 구비하는 것도 바람직하다. It is desirable to have a variable displacement vane pump capable of providing at least two selectable equilibrium pressures within the substantially compact pump housing. It is also desirable to have a variable displacement vane pump in which the reaction force against the pivot pin for the pump control ring is reduced.

본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 하나의 단점을 제거하거나 완화시키는 신규 가변 용량형 베인 펌프를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a novel variable displacement vane pump that eliminates or mitigates at least one disadvantage of the prior art.

가변 체적 용량형 베인 펌프는 입구 포트와 출구 포트를 갖는 펌프 챔버를 구비하는 펌프 케이싱을 구비한다. 펌프 제어 링은 펌프의 체적 용량을 변경하기 위해 펌프 챔버 내에서 피봇된다. 회전자는 펌프 제어 링 내에 회전 가능하게 장착되며, 슬라이드 가능한 베인을 수용하는 슬롯을 구비한다. 펌프 케이싱과 펌프 제어 링의 외표면 사이에는 제1, 제2 및 제3 제어 챔버가 형성된다. 제1 및 제2 제어 챔버는 펌프의 체적 용량을 감소시키도록 펌프 제어 링을 이동시키기 위한 힘을 생성하기 위해 가압 유체를 수용하도록 선택적으로 작동 가능하다. 제3 챔버는 펌프의 출구로부터 가압 유체를 일정하게 수용한다. 리턴 스프링은, 펌프 링을 최대 체적 용량의 위치를 향해 바이어스시키도록 펌프 링과 케이싱 사이에 작용하고 제1 및 제2 제어 챔버 내의 가압 유체에 의해 발생되는 힘에 대항하여 작용하도록 케이싱 내에 배치된다. The variable volume vane pump has a pump casing having a pump chamber having an inlet port and an outlet port. The pump control ring is pivoted in the pump chamber to change the volume capacity of the pump. The rotor is rotatably mounted within the pump control ring and has a slot for receiving a slidable vane. The first, second and third control chambers are formed between the outer surface of the pump casing and the pump control ring. The first and second control chambers are selectively operable to receive a pressurized fluid to create a force for moving the pump control ring to reduce the volume capacity of the pump. The third chamber receives the pressurized fluid uniformly from the outlet of the pump. The return spring is disposed within the casing to act between the pump ring and the casing to bias the pump ring toward the position of the maximum volume capacity and to act against a force generated by the pressurized fluid in the first and second control chambers.

이제 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 단지 예시적으로 설명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가변 용량형 베인 펌프의 정면도이며, 제어 링이 최대 회전자 편심을 위해 위치한 상태의 도시도이다.
도 2는 도 1의 펌프의 정면 사시도이며, 제어 링이 최대 회전자 편심을 위해 위치한 상태의 도시도이다.
도 3은 도 1의 펌프의 정면도이며, 제어 링이 최소 편심을 위해 위치하고 펌프 제어 챔버의 영역이 해칭선으로 표시된 상태의 도시도이다.
도 4는 종래 기술의 가변 용량형 베인 펌프의 개략도이다.
도 5는 도 1의 펌프의 정면도이며, 펌프 내의 힘을 나타내기 위해 회전자 및 베인이 제거된 상태의 도시도이다.
도 6은 대체 가변 용량형 펌프의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 펌프의 다른 분해 사시도이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 펌프의 횡단면도이다.
도 9는 다른 대체 가변 용량형 베인 펌프의 횡단면도를 포함하는 개략도이다.
도 10은 도 9에 도시된 베인 펌프의 분해 사시도이다.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 펌프의 부분 평면도이며, 펌프 제어 링이 최소 펌프 체적 용량 위치에 위치한 상태의 도시도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: Fig.
1 is a front view of a variable displacement vane pump according to the present invention, in which a control ring is positioned for maximum rotor eccentricity.
Fig. 2 is a front perspective view of the pump of Fig. 1, with the control ring positioned for maximum rotor eccentricity; Fig.
Fig. 3 is a front view of the pump of Fig. 1, with the control ring positioned for minimum eccentricity and the area of the pump control chamber indicated by a hatched line;
4 is a schematic view of a variable capacity vane pump of the prior art.
Fig. 5 is a front view of the pump of Fig. 1, with the rotor and vanes removed to show the force in the pump. Fig.
6 is an exploded perspective view of an alternative variable displacement pump.
7 is another exploded perspective view of the pump shown in Fig.
8 is a cross-sectional view of the pump shown in Figs. 6 and 7. Fig.
Figure 9 is a schematic diagram including a cross-sectional view of another alternative variable displacement vane pump.
10 is an exploded perspective view of the vane pump shown in Fig.
Fig. 11 is a partial plan view of the pump shown in Figs. 9 and 10, with the pump control ring positioned at the minimum pump volume displacement position; Fig.

본 발명의 일 실시예에 따른 가변 용량형 베인 펌프는 도 1, 도 2 및 도 3에서 전반적으로 도면부호 20으로 도시되어 있다. The variable capacity vane pump according to an embodiment of the present invention is shown generally at 20 in FIGS. 1, 2 and 3.

이제 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 펌프(20)는 펌프(20)가 가압 작업 유체를 공급하는 엔진(도시되지 않음) 등에 대한 적절한 개스킷 및 펌프 커버(도시되지 않음)로 밀봉되는 전면(24)을 갖는 하우징 또는 케이싱(22)을 구비한다. Referring now to Figures 1, 2 and 3, the pump 20 is configured such that the pump 20 is sealed with a suitable gasket and pump cover (not shown) for an engine (not shown) And a housing or casing (22) having a front surface (24).

펌프(20)는, 펌프(20)를 작동시키기 위해 펌프가 작업 유체를 공급하는 엔진 또는 기타 기구와 같은 임의의 적절한 수단에 의해 구동되는 입력 부재 또는 구동 샤프트(28)를 구비한다. 구동 샤프트(28)가 회전됨에 따라, 펌프 챔버(36) 내에 설치된 펌프 회전자(32)는 구동 샤프트(28)와 함께 회전된다. 일련의 슬라이드 가능한 펌프 베인(40)이 회전자(32)와 함께 회전하며, 각 베인(40)의 외측 단부는 펌프 챔버(36)의 외벽을 형성하는 펌프 제어 링(44)의 내표면과 결합한다. 펌프 챔버(36)는 펌프 제어 링(44)의 내표면, 펌프 회전자(32) 및 베인(40)에 의해 형성되는 일련의 작업 유체 챔버(48)로 분할된다. 펌프 회전자(32)는 펌프 제어 링(44)의 중심에서 편심된 회전축을 갖는다. The pump 20 includes an input member or drive shaft 28 that is driven by any suitable means, such as an engine or other mechanism by which the pump supplies the working fluid to operate the pump 20. As the drive shaft 28 is rotated, the pump rotor 32 installed in the pump chamber 36 is rotated together with the drive shaft 28. A series of slidable pump vanes 40 rotate with the rotors 32 and the outer ends of each vane 40 are connected to the inner surface of the pump control ring 44 forming the outer wall of the pump chamber 36 do. The pump chamber 36 is divided into a series of working fluid chambers 48 formed by the inner surface of the pump control ring 44, the pump rotor 32 and the vanes 40. The pump rotor 32 has a rotational axis that is eccentric at the center of the pump control ring 44.

펌프 제어 링(44)은 펌프 제어 링(44)의 중심이 회전자(32)의 중심에 대해 이동되게 할 수 있는 피봇 핀(52)을 거쳐서 케이싱(22) 내에 장착된다. 펌프 제어 링(44)의 중심이 펌프 회전자(32)의 중심에 대해 편심 배치되고 펌프 제어 링(44) 내부의 각각과 펌프 회전자(32)가 원형 형상이기 때문에, 작업 유체 챔버(48)의 체적은 챔버(48)가 펌프 챔버(36) 주위로 회전함에 따라 변화하며, 그 체적은 펌프(20)의 저압측[도 1에서 펌프 챔버(36)의 좌측]에서 커지고 펌프(20)의 고압측[도 1에서 펌프 챔버(36)의 우측]에서 작아진다. 이러한 작업 유체 챔버(48)의 체적 변화는 펌프(20)의 펌핑 작용을 발생시키고, 입구 포트(50)로부터 작업 유체를 흡인하여 출구 포트(54)로 송출한다. The pump control ring 44 is mounted in the casing 22 via a pivot pin 52 that allows the center of the pump control ring 44 to be moved relative to the center of the rotor 32. Since the center of the pump control ring 44 is eccentrically disposed with respect to the center of the pump rotor 32 and each of the pump control ring 44 and the pump rotor 32 is in a circular shape, As the chamber 48 rotates about the pump chamber 36 and its volume increases at the low pressure side of the pump 20 (left of the pump chamber 36 in FIG. 1) Pressure side (the right side of the pump chamber 36 in Fig. 1). This change in the volume of the working fluid chamber 48 causes the pumping action of the pump 20 and sucks the working fluid from the inlet port 50 and delivers it to the outlet port 54.

펌프 제어 링(44)을 피봇 핀(52) 주위로 이동시킴으로써, 펌프 회전자(32)에 대한 편심 정도가 변화할 수 있으며, 이는 작업 유체 챔버(48)의 체적이 펌프(20)의 저압측으로부터 펌프(20)의 고압측으로 변화하는 양을 변경하여, 펌프의 체적 용량을 변화시킨다. 리턴 스프링(56)은 펌프 제어 링(44)을 펌프가 최대 편심을 갖는 도 1 및 도 2에 도시된 위치로 바이어스시킨다. By moving the pump control ring 44 around the pivot pin 52 the degree of eccentricity with respect to the pump rotor 32 may vary which may cause the volume of the working fluid chamber 48 to decrease to the low pressure side of the pump 20 To the high pressure side of the pump 20 to change the volume capacity of the pump. The return spring 56 biases the pump control ring 44 to the position shown in Figures 1 and 2 where the pump has maximum eccentricity.

전술했듯이, 가변 용량형 베인 펌프의 펌프 링을 이동시켜 평형 출력 유동 및 그 관련 평형 압력을 수립하기 위해 펌프 제어 링 및 리턴 스프링 근처에 제어 챔버를 제공하는 것은 공지되어 있다. As described above, it is known to provide a control chamber near the pump control ring and the return spring to move the pump ring of the variable displacement vane pump to establish a balanced output flow and its associated equilibrium pressure.

그러나, 본 발명에 따르면, 펌프(20)는 펌프 링(44)을 제어하기 위해 도 3에 가장 잘 도시되어 있는 두 개의 제어 챔버(60, 64)를 구비한다. 도 3의 최우측 해칭 영역인 제어 챔버(60)는 펌프 케이싱(22), 펌프 제어 링(44), 피봇 핀(52), 및 펌프 제어 링(44)과 충합 케이싱(22) 상에 장착된 탄성 시일(68) 사이에 형성된다. 도시된 실시예에서, 제어 챔버(60)는 펌프 출구(54)에 공급되는 펌프(20)로부터의 가압 작업 유체 역시 제어 챔버(60)를 채우도록 펌프 출구(54)와 직접 유체 연통된다. However, according to the present invention, the pump 20 has two control chambers 60, 64, best seen in FIG. 3, for controlling the pump ring 44. The control chamber 60, which is the rightmost hatching region in FIG. 3, includes a pump casing 22, a pump control ring 44, a pivot pin 52, and a pump control ring 44, Is formed between the elastic seal (68). The control chamber 60 is in direct fluid communication with the pump outlet 54 so that the pressurized working fluid from the pump 20 supplied to the pump outlet 54 also fills the control chamber 60. In the illustrated embodiment,

통상의 기술자에게 자명하듯이, 제어 챔버(60)는 펌프 출구(54)와 직접 유체 연통될 필요가 없으며, 대신에 펌프(20)에 의해 공급되는 자동차 엔진 내의 오일 갤러리와 같은 임의의 적합한 작업 유체 소스로부터 공급될 수 있다. As will be apparent to those of ordinary skill in the art, the control chamber 60 need not be in direct fluid communication with the pump outlet 54, but instead may be any suitable working fluid, such as an oil gallery in an automotive engine supplied by the pump 20 Source.

제어 챔버(60) 내의 가압 작업 유체는 펌프 제어 링(44)에 대해 작용하며, 가압 작업 유체의 압력에 기인하는 펌프 제어 링(44)에 대한 힘이 리턴 스프링(56)의 바이어싱력을 극복하기에 충분할 때, 펌프 제어 링(44)은 펌프(20)의 편심을 감소시키기 위해 피봇 핀(52) 주위로 도 3에서 화살표 72로 표시하듯이 피봇된다. 가압 작업 유체의 압력이 리턴 스프링(56)의 바이어싱력을 극복하기에 충분하지 않을 때, 펌프 제어 링(44)은 펌프(20)의 편심을 증가시키기 위해 피봇 핀(52) 주위로 화살표 72로 표시되는 방향과 반대 방향으로 피봇된다. The pressurized working fluid in the control chamber 60 acts on the pump control ring 44 and the force on the pump control ring 44 due to the pressure of the pressurized working fluid overcomes the biasing force of the return spring 56 The pump control ring 44 is pivoted about the pivot pin 52 as indicated by arrow 72 in Figure 3 to reduce the eccentricity of the pump 20. When the pressure of the pressurized working fluid is not sufficient to overcome the biasing force of the return spring 56, the pump control ring 44 is pushed by the arrow 72 around the pivot pin 52 to increase the eccentricity of the pump 20 And is pivoted in a direction opposite to the direction in which it is displayed.

펌프(20)는 펌프 케이싱(22), 펌프 제어 링(44), 탄성 시일(68) 및 제2 탄성 시일(76) 사이에 형성되는, 도 3의 최좌측 해칭 영역인 제2 제어 챔버(64)를 추가로 구비한다. 탄성 시일(76)은 제어 챔버(64)를 펌프 입구(50)로부터 분리시키기 위해 펌프 케이싱(22)의 벽과 충합하며 탄성 시일(68)은 챔버(64)를 챔버(60)로부터 분리시킨다. The pump 20 is connected to the second control chamber 64, which is the leftmost hatching region of Fig. 3, formed between the pump casing 22, the pump control ring 44, the elastic seal 68 and the second elastic seal 76 ). The resilient seal 76 fits with the wall of the pump casing 22 to separate the control chamber 64 from the pump inlet 50 and the resilient seal 68 separates the chamber 64 from the chamber 60.

제어 챔버(64)에는 가압 작업 유체가 제어 포트(80)를 통해서 공급된다. 제어 포트(80)에는 펌프(20)로부터 공급되는 엔진 또는 기타 장치 내의 작업 유체 갤러리 또는 펌프 출구(54)를 구비하는 임의의 적절한 소스로부터의 가압 작업 유체가 공급될 수 있다. 후술하듯이 작업 유체를 제어 포트(80)를 통해서 챔버(64)에 선택적으로 공급하기 위해 솔레노이드 작동 밸브 또는 다이버터(diverter) 기구와 같은 제어 기구(도시되지 않음)가 사용된다. 제어 챔버(60)의 경우와 마찬가지로, 제어 포트(80)로부터 제어 챔버(64)에 공급되는 가압 작업 유체는 펌프 제어 링(44)에 대해 작용한다. The control chamber 64 is supplied with the pressurized working fluid through the control port 80. [ The control port 80 can be supplied with pressurized working fluid from any suitable source, including a working fluid gallery or pump outlet 54 in an engine or other apparatus fed from a pump 20. A control mechanism (not shown) such as a solenoid operated valve or a diverter mechanism is used to selectively supply working fluid to the chamber 64 through the control port 80 as will be described later. As in the case of the control chamber 60, the pressurized working fluid supplied from the control port 80 to the control chamber 64 acts on the pump control ring 44.

이제 자명해지듯이, 펌프(20)는 펌프 출구(54)에 공급되는 가압 작업 유체 역시 제어 챔버(60)를 채울 때 평형 압력을 달성하기 위해 통상의 방식으로 작동할 수 있다. 작업 유체의 압력이 평형 압력보다 클 때, 공급되는 작업 유체의 압력에 의해 챔버(60) 내의 펌프 제어 링(44) 부분 위에 생성되는 힘은 펌프(20)의 체적 용량을 감소시키도록 펌프 링(44)을 이동시키기 위해 리턴 스프링(56)의 힘을 극복할 것이다. 역으로, 작업 유체의 압력이 평형 압력보다 작을 때, 리턴 스프링(56)의 힘은 공급되는 작업 유체의 압력에 의해 챔버(60) 내의 펌프 제어 링(44) 부분 위에 생성되는 힘을 초과할 것이며 리턴 스프링(56)은 펌프(20)의 체적 용량을 증가시키도록 펌프 링(44)을 이동시킬 것이다. As will now be appreciated, the pump 20 can also operate in a conventional manner to achieve an equilibrium pressure when filling the control chamber 60 with the pressurized working fluid supplied to the pump outlet 54 as well. When the pressure of the working fluid is greater than the equilibrium pressure, the force generated on the portion of the pump control ring 44 in the chamber 60 by the pressure of the working fluid being fed causes the pump ring Will overcome the force of the return spring 56 to move it. Conversely, when the pressure of the working fluid is less than the equilibrium pressure, the force of the return spring 56 will exceed the force generated on the portion of the pump control ring 44 in the chamber 60 by the pressure of the working fluid being supplied The return spring 56 will move the pump ring 44 to increase the volume capacity of the pump 20.

그러나, 종래의 펌프와 달리, 펌프(20)는 제2 평형 압력으로 작동될 수 있다. 구체적으로, 가압 작업 유체를 제어 포트(80)를 거쳐서 제어 챔버(64)에 선택적으로 공급함으로써, 제2 평형 압력이 선택될 수 있다. 예를 들어, 엔진 제어 시스템에 의해 제어되는 솔레노이드-작동 밸브는, 펌프(20)에 대한 새로운 더 낮은 평형 압력을 수립하기 위해 가압 작업 유체에 의해 챔버(64) 내의 펌프 제어 링(44)의 관련 영역에 생성된 힘이 가압 작업 유체에 의해 제어 챔버(60) 내에 생성된 힘에 추가되어 펌프 제어 링(44)을 그렇지 않은 경우보다 멀리 이동시키도록 가압 작업 유체를 제어 포트(80)를 거쳐서 제어 챔버(64)에 공급할 수 있다. However, unlike a conventional pump, the pump 20 can be operated at a second equilibrium pressure. Specifically, by selectively supplying the pressurized working fluid to the control chamber 64 via the control port 80, a second equilibrium pressure can be selected. For example, a solenoid-actuated valve controlled by an engine control system may be actuated by a pressure working fluid to establish a new lower equilibrium pressure for the pump 20, The force created in the region is added to the force created in the control chamber 60 by the pressurized working fluid to control the pressurized working fluid through the control port 80 to move the pump control ring 44 further away Can be supplied to the chamber (64).

예로서, 펌프(20)의 낮은 작동 속도에서, 가압 작업 유체는 양 챔버(60, 64)에 제공될 수 있으며, 펌프 링(44)은 펌프의 용량이 낮은 작동 속도에서 허용될 수 있는 제1의 낮은 평형 압력을 발생시키는 위치로 이동될 것이다. By way of example, at low operating speeds of the pump 20, pressurized working fluid may be provided to both chambers 60, 64, and the pump ring 44 may be provided to the first and second chambers 60, Lt; RTI ID = 0.0 > low < / RTI >

펌프(20)가 보다 높은 속도로 구동될 때, 제어 기구는 펌프(20)에 대해 제1 평형 압력보다 높은 제2 평형 압력을 수립하기 위해 제어 챔버(64)에 대한 가압 작업 유체의 공급을 제거하여 펌프 링(44)을 리턴 스프링(56)을 거쳐서 이동시키도록 작동할 수 있다. When the pump 20 is driven at a higher speed, the control mechanism removes the supply of pressurized working fluid to the control chamber 64 to establish a second equilibrium pressure for the pump 20 that is higher than the first equilibrium pressure So as to move the pump ring 44 via the return spring 56.

도시된 실시예에서는 챔버(60)가 펌프 출구(54)와 유체 연통하고 있지만, 필요할 경우 펌프 출구(54)로부터가 아니라 제어 포트(80)와 유사한 제어 포트로부터 가압 작업 유체가 공급되도록 제어 챔버(60)의 설계를 변경하는 것이 간단한 일임은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 이러한 경우에, 작업 유체를 제어 포트를 통해서 챔버(60)에 선택적으로 공급하기 위해 솔레노이드 작동 밸브 또는 다이버터 기구와 같은 제어 기구(도시되지 않음)가 사용될 수 있다. 각각의 제어 챔버(60, 64) 내의 제어 링(44)의 영역이 다르기 때문에, 가압 작업 유체를 제어 챔버(60)에, 제어 챔버(64)에 또는 제어 챔버(60, 64) 양자에 선택적으로 인가함으로써, 세 개의 다른 평형 압력이 필요에 따라 수립될 수 있다. Although the chamber 60 is in fluid communication with the pump outlet 54 in the illustrated embodiment, the pressure in the control chamber (not shown) may be supplied from a control port similar to the control port 80, 60 will be apparent to those of ordinary skill in the art. In this case, a control mechanism (not shown) such as a solenoid operated valve or a diverter mechanism may be used to selectively supply working fluid to the chamber 60 through the control port. The pressurized working fluid can be selectively introduced into the control chamber 60 and into the control chamber 64 or into both of the control chambers 60 and 64 since the area of the control ring 44 in each of the control chambers 60 and 64 is different. By applying, three different equilibrium pressures can be established as needed.

통상의 기술자에게도 자명하듯이, 추가 평형 압력이 요구되면, 펌프 케이싱(22) 및 펌프 제어 링(44)은 필요에 따라 하나 이상의 추가 제어 챔버를 형성하도록 제조될 수 있다. As will be apparent to those of ordinary skill in the art, if additional balancing pressures are required, the pump casing 22 and pump control ring 44 may be manufactured to form one or more additional control chambers as needed.

펌프(20)는 도 4에 도시된 펌프(200)와 같은 종래의 베인 펌프에 비해 추가 장점을 제공한다. 펌프(200)와 같은 종래의 베인 펌프에서, 펌프 챔버 내의 저압 유체(204)는 펌프 챔버 내의 고압 유체(208)가 그러하듯이 펌프 링(216)에 대해 힘을 발휘한다. 이들 힘은 펌프 제어 링(216)에 상당한 알짜힘(212)이 가해지는 결과를 초래하며, 이 힘은 주로 힘(212)이 작용하는 지점에 위치하는 피봇 핀(220)에 의해 지지된다. The pump 20 provides additional advantages over a conventional vane pump, such as the pump 200 shown in FIG. In a conventional vane pump, such as pump 200, the low pressure fluid 204 in the pump chamber exerts a force on the pump ring 216 as does the high pressure fluid 208 in the pump chamber. These forces result in a significant net force 212 being applied to the pump control ring 216 and this force is mainly supported by the pivot pin 220 located at the point where the force 212 acts.

또한, 피봇 핀(220)과 탄성 시일(222) 사이의 펌프 링(216) 영역에 걸쳐서 작용하는, 출구 포트(224) 내의 고압 유체(점선으로 도시됨) 역시 펌프 제어 링(216)에 대해 상당한 힘(228)을 가하는 결과를 초래한다. 힘(228)은 리턴 스프링(236)의 힘(232)에 의해 다소 상쇄되지만, 힘(232)에서 힘(228)을 뺀 알짜힘은 여전히 상당할 수 있으며 이 알짜힘 역시 주로 피봇 핀(220)에 의해 지지된다. The high pressure fluid (shown in phantom) within the outlet port 224, which also acts over the area of the pump ring 216 between the pivot pin 220 and the resilient seal 222, Resulting in the application of force 228. The force 228 is somewhat canceled by the force 232 of the return spring 236 but the net force minus the force 228 from the force 232 may still be significant, .

따라서 피봇 핀(220)은 알짜힘(212, 228)에 각각 대항하기 위해 큰 반력(240, 244)을 받게 되고, 이들 힘은 결과적으로 시간 경과에 따른 피봇 핀(220)의 바람직하지 않은 마모를 초래하거나 및/또는 펌프 제어 링(216)이 피봇 핀(220) 주위로 원활하게 피봇하지 않는 펌프 제어 링(216)의 "정지마찰(stiction)"을 초래할 수 있으며, 펌프(200)의 미세한 제어를 달성하기가 더 어렵게 만든다. The pivot pins 220 are subjected to large reaction forces 240 and 244 to counteract the neutral forces 212 and 228 respectively and these forces result in undesirable wear of the pivot pin 220 over time Quot; stiction "of the pump control ring 216 that does not smoothly pivot about the pivot pin 220 and / or causes the pump control ring 216 to pivot about the pivot pin 220, Making it more difficult to achieve.

도 5에 도시하듯이, 펌프(20)의 저압측(300) 및 고압측(304)은 피봇 핀(52)의 거의 바로 위에 있는 펌프 제어 링(44)에 인가되는 알짜힘(308)을 초래하며, 수평(도면에 도시된 배향에 대한) 힘(312)으로 도시된 대응 반력이 피봇 핀(52) 상에 발생된다. 펌프(200)와 같은 종래의 가변 용량형 베인 펌프와 달리, 펌프(20)에서는 제어 챔버(60) 내의 가압 작업 유체가 작용하는 펌프 제어 링(44)의 영역을 감소시키고 따라서 펌프 제어 링(44)에 대해 발생되는 힘(316)의 크기를 현저히 감소시키기 위해 탄성 시일(68)이 피봇 핀(52)에 비교적 근접하여 배치된다. 5, the low pressure side 300 and high pressure side 304 of the pump 20 cause a net force 308 applied to the pump control ring 44, which is just above the pivot pin 52 , And a corresponding reaction force shown in horizontal (with respect to the orientation shown) force 312 is generated on the pivot pin 52. Unlike a conventional variable capacity vane pump such as the pump 200, the pump 20 reduces the area of the pump control ring 44 where the pressurized working fluid in the control chamber 60 acts, An elastic seal 68 is disposed relatively close to the pivot pin 52 to significantly reduce the magnitude of the force 316 generated relative to the pivot pin 52. [

추가로, 제어 챔버(60)는 힘(316)이 수평 성분을 갖도록 배치되며, 이 수평 성분은 힘(308)에 대항하도록 작용하고 따라서 피봇 핀(52)에 대한 반력(312)을 감소시키도록 작용한다. 힘(316)의 수직(도면에 도시된 배향에 대한) 성분은 피봇 핀(52)에 대해 수직 반력(320)을 초래하지만, 전술했듯이 힘(316)은 종래의 펌프의 경우에 비해서 크기가 작으며, 수직 반력(320)은 또한 리턴 스프링(56)에 의해 발생되는 바이어싱력(324)의 수직 성분에 의해 감소된다. The control chamber 60 is arranged such that the force 316 has a horizontal component which acts against the force 308 and thus reduces the reaction force 312 against the pivot pin 52 . The vertical component of the force 316 (relative to the orientation shown in the drawing) results in a vertical reaction force 320 relative to the pivot pin 52, but the force 316 is smaller in magnitude than the conventional pump case And the vertical reaction force 320 is also reduced by the vertical component of the biasing force 324 generated by the return spring 56. [

따라서, 피봇 핀(52)에 대한 제어 챔버(60) 및 리턴 스프링(56)의 고유한 위치설정은 피봇 핀(52)에 대한 반력의 감소를 초래하고, 펌프(20)의 작동 수명을 향상시킬 수 있으며, 펌프(20)의 보다 원활한 제어가 가능하도록 펌프 제어 링(44)의 "정지마찰"을 감소시킬 수 있다. 통상의 기술자에게 자명하듯이, 이 고유한 위치설정은 두 개 이상의 평형 압력을 갖는 가변 용량형 베인 펌프에서의 사용으로 제한되지 않으며, 단일의 평형 압력을 갖는 가변 용량형 베인 펌프에 사용될 수 있다. The unique positioning of the control chamber 60 and the return spring 56 relative to the pivot pin 52 thus results in a reduction of the reaction force on the pivot pin 52 and improves the operating life of the pump 20 And can reduce the "stiction friction" of the pump control ring 44 to allow for a more smooth control of the pump 20. As will be apparent to those of ordinary skill in the art, this unique positioning is not limited to use with a variable displacement vane pump having two or more equilibrium pressures, and may be used with a variable displacement vane pump having a single equilibrium pressure.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 교시에 따라 구성되고 도면부호 400으로 지칭되는 다른 가변 용량형 베인 펌프를 도시한다. 펌프(400)는 다수의 체결구(408)에 의해 제2 커버(406)에 고정되는 제1 커버(404)를 갖는 하우징(402)을 구비한다. 맞춤 핀(409)이 제1 커버와 제2 커버를 정렬시킨다. 펌프(400)는 하우징(402)으로부터 돌출하는 적어도 하나의 단부를 갖는 입력 또는 구동 샤프트(410)를 구비한다. 구동 샤프트(410)는 내연기관과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 구동될 수 있다. 회전자(412)는 구동 샤프트(410)와 함께 회전하도록 고정되며, 펌프 하우징(402)에 형성되는 펌핑 챔버(414) 내에 배치된다. 베인(416)은 회전자(412)에 형성된 반경방향 연장 슬롯(418) 내에 슬라이드 가능하게 결합된다. 각각의 베인의 외표면(420)은 가동 펌프 제어 링(424)의 밀봉면(422)과 슬라이드 가능하게 결합된다. 밀봉면(422)은 구동 샤프트(410)의 중심으로부터 오프셋될 수 있는 중심을 갖는 원형 실린더로서 형상화된다. 유지 링(425)은 표면(420)과 표면(422)의 결합을 유지하기 위해 베인이 슬라이딩할 수 있는 내측 정도를 제한한다. Figures 6-8 illustrate another variable capacity vane pump constructed in accordance with the teachings of the present invention and designated at 400. The pump 400 includes a housing 402 having a first cover 404 that is secured to the second cover 406 by a plurality of fasteners 408. The fitting pin 409 aligns the first cover and the second cover. The pump 400 includes an input or drive shaft 410 having at least one end protruding from the housing 402. The drive shaft 410 may be driven by any suitable means, such as an internal combustion engine. The rotor 412 is fixed to rotate with the drive shaft 410 and is disposed in a pumping chamber 414 formed in the pump housing 402. The vane 416 is slidably engaged in a radially extending slot 418 formed in the rotor 412. The outer surface 420 of each vane is slidably engaged with the sealing surface 422 of the movable pump control ring 424. The sealing surface 422 is shaped as a circular cylinder having a center that can be offset from the center of the drive shaft 410. The retaining ring 425 limits the inner extent to which the vane can slide to maintain engagement of the surface 420 with the surface 422.

펌프 제어 링(424)은 챔버(414) 내에 배치되며 피봇 핀(426)을 거쳐서 하우징(402)에 피봇식으로 결합된다. 펌프 제어 링(424)은 반경방향 외측으로 연장되는 아암(428)을 구비한다. 바이어스 스프링(430)은 펌프 제어 링(424)을 최대 용량 위치를 향해 밀어붙이기 위해 아암(428)과 결합한다. A pump control ring 424 is disposed within the chamber 414 and is pivotally coupled to the housing 402 via a pivot pin 426. The pump control ring 424 has an arm 428 extending radially outwardly. The biasing spring 430 engages the arm 428 to push the pump control ring 424 toward the maximum capacity position.

펌프 제어 링(424)은 도면부호 432, 434, 436으로 지칭되는 제1 내지 제3 돌기를 구비한다. 제1 내지 제3 돌기의 각각은 관련 홈(438, 440, 442)을 구비한다. 제1 시일 또는 시일 조립체(446)는 하우징(402)과 밀봉 결합하기 위해 제1 홈(438) 내에 배치된다. 제2 시일 또는 시일 조립체(448)는 하우징(402)의 다른 부분과 밀봉 결합하기 위해 제2 홈(440) 내에 배치된다. 제3 시일 조립체(450)는 제3 홈(442) 내에 배치된다. 제3 시일 또는 시일 조립체(450)는 하우징(402)의 다른 부분과 밀봉 결합한다. 각각의 시일 조립체는 실질적으로 장방형 횡단면을 갖는 제2 탄성중합체(454)와 결합하는 원통형 제1 탄성중합체(452)를 구비한다. 각각의 시일 조립체는 관련 시일 홈 내에 배치된다. 제1 챔버(460)는 제1 시일 조립체(446)와 제3 시일 조립체(450) 사이에서 및 펌프 제어 링(424)의 외표면과 하우징(402) 사이에서 연장된다. 제2 챔버(462)는 제1 시일 조립체(446)와 제2 시일 조립체(448) 사이에 뿐만 아니라 펌프 제어 링(424)의 다른 표면과 하우징(402) 사이에 형성된다. The pump control ring 424 has first, second, and third projections 432, 434, and 436, respectively. Each of the first to third projections has an associated groove 438, 440, 442. A first seal or seal assembly 446 is disposed within the first groove 438 for sealing engagement with the housing 402. A second seal or seal assembly 448 is disposed within the second groove 440 for sealing engagement with other portions of the housing 402. The third seal assembly 450 is disposed in the third groove 442. The third seal or seal assembly 450 is sealingly engaged with another portion of the housing 402. Each seal assembly has a cylindrical first elastomer 452 that engages a second elastomer 454 having a substantially rectangular cross-section. Each seal assembly is disposed within an associated seal groove. The first chamber 460 extends between the first seal assembly 446 and the third seal assembly 450 and between the outer surface of the pump control ring 424 and the housing 402. A second chamber 462 is defined between the first seal assembly 446 and the second seal assembly 448 as well as between the other surface of the pump control ring 424 and the housing 402.

제1 시일 조립체(446)는 제1 반경 또는 모멘트 아암(R₁)을 형성하기 위해 피봇 핀(426)에 대해 위치한다. 제3 시일 조립체(450)의 위치는 또한 피봇 핀(426)의 중심에 대해 반경 또는 모멘트 아암(R₂)을 형성한다. 제1 시일 조립체(446)에 의해 형성되는 모멘트 아암(R₁)의 길이는 제1 챔버(460)가 가압될 때 터닝 모멘트가 발생되도록 제3 시일 조립체(450)의 위치에 의해 형성되는 모멘트 아암(R₂)의 길이보다 크다. 터닝 모멘트는 바이어스 스프링(430)에 의해 인가되는 힘에 대항하도록 펌프 제어 링(424)을 밀어붙인다. 제1 시일 조립체(446)는 제3 시일 조립체(450)로부터 원주 방향으로 100도 초과의 각도로 이격되며, 각도 정점은 표면(422)에 의해 경계지어지는 펌프 제어 링 공동의 중심이다. 도 8은 이 각도를 대략 117도로 도시한다. 피봇 핀(426)에 대한 제1 시일 조립체(446) 및 제2 시일 조립체(448)의 위치 또한 제2 챔버에 진입하는 가압 유체가 바이어스 스프링(430)에 의해 인가되는 힘에 대항하는 펌프 제어 링(424)의 모멘트를 제공하는 것을 알아야 한다. The first seal assembly 446 is positioned relative to the pivot pin 426 to form a first radius or moment arm R ₁ . The position of the third seal assembly 450 also forms a radius or moment arm R ₂ with respect to the center of the pivot pin 426. The length of the moment arm R ₁ formed by the first seal assembly 446 is such that the moment arm formed by the position of the third seal assembly 450 such that a turning moment is generated when the first chamber 460 is pressed. (R ₂ ). The turning moment pushes pump control ring 424 against the force applied by biasing spring 430. The first seal assembly 446 is spaced at an angle of more than 100 degrees circumferentially from the third seal assembly 450 and the angular apex is the center of the pump control ring cavity bounded by the surface 422. Figure 8 shows this angle at about 117 degrees. The position of the first seal assembly 446 and the second seal assembly 448 relative to the pivot pin 426 also ensures that the pressurized fluid entering the second chamber is in fluid communication with the pump control ring 382 against the force exerted by the biasing spring 430. [ RTI ID = 0.0 > 424 < / RTI >

출구 포트(470)는 가압 유체가 펌프(400)를 빠져나갈 수 있도록 하우징(402)을 통해서 연장된다. 하우징(402)에는 확대 배출 공동(472)이 형성된다. 확대 배출 공동(472)은 제3 시일 조립체(450)로부터 출구 포트(470)로 연장된다. 확대 배출 공동은 피봇 핀(426)의 양쪽에서 연장되는 것을 알아야 한다. 이 특징은 하우징(402)의 내벽(478)으로부터 이격되는 펌프 제어 링(424)의 외표면(476)을 구비함으로써 제공된다. 특히, 제1 커버(404)는 피봇 핀(426)의 수용을 위한 개구(484)를 갖는 지주(482)를 구비한다. 지주(482)는 내벽(478)으로부터 이격된다. 이 구성을 포함시킴으로써 유체 배출에 대한 비교적 낮은 저항을 마주한다. The outlet port 470 extends through the housing 402 so that pressurized fluid can exit the pump 400. An enlarged discharge cavity 472 is formed in the housing 402. An enlarged exhaust cavity 472 extends from the third seal assembly 450 to the outlet port 470. It should be noted that the enlarged exhaust cavity extends from both sides of the pivot pin 426. This feature is provided by having the outer surface 476 of the pump control ring 424 spaced from the inner wall 478 of the housing 402. In particular, the first cover 404 has a post 482 having an opening 484 for receiving the pivot pin 426. The post 482 is spaced from the inner wall 478. By including this configuration, a relatively low resistance to fluid discharge is encountered.

작동 시에, 펌프(400)는 적어도 두 개의 다른 모드로 작동하도록 구성될 수 있다. 각각의 작동 모드에서, 제1 챔버(460)에는 가압 유체가 펌프 출구 압력으로 제공된다. 제1 작동 모드에서, 제2 챔버(462)에는 임의의 압력 소스로부터의 가압 유체가 온/오프 솔레노이드 밸브의 사용을 통해서 선택적으로 공급될 수 있다. 이 제1 작동 모드에서, 펌프(400)의 상부 평형 압력은 펌프 출구 압력에 의해 한정되고 하부 평형 압력은 제2 소스에 의해 한정될 수 있다. In operation, the pump 400 may be configured to operate in at least two different modes. In each mode of operation, the first chamber 460 is provided with a pressurized fluid at the pump outlet pressure. In the first mode of operation, the pressurized fluid from any pressure source can be selectively supplied to the second chamber 462 through the use of an on / off solenoid valve. In this first mode of operation, the upper equilibrium pressure of the pump 400 may be defined by the pump outlet pressure and the lower equilibrium pressure may be defined by the second source.

제2 작동 모드에서, 펌프(400)는 제2 챔버(462)로의 압력을 연속적으로 변경하고 중간 평형 압력을 허용하도록 작동될 수 있는 비례 솔레노이드 밸브와 연관될 수 있다. 따라서, 펌프(400)는 제1 구성에서 제공되는 두 개의 고정 압력뿐 아니라 무한 개수의 평형 압력으로 작동한다. In a second mode of operation, the pump 400 may be associated with a proportional solenoid valve that can be actuated to continuously change the pressure to the second chamber 462 and to allow for an intermediate balanced pressure. Thus, the pump 400 operates at an infinite number of equilibrium pressures as well as the two fixed pressures provided in the first configuration.

도 9 내지 도 11은 도면부호 500으로 지칭되는 다른 대체 가변 용량형 펌프를 도시한다. 펌프(500)는 엔진, 변속기 또는 기타 차량 동력전달 기구에 가압 윤활유를 공급하기에 유용한 윤활 시스템(502)의 일부를 형성할 수 있다. 윤활 시스템(502)은 펌프(500)의 입구(508)와 유체 연통하는 입구 파이프(506)에 유체를 제공하는 저장조(504)를 구비한다. 펌프(500)의 출구(510)는 냉각기(512), 필터(514) 및 메인 갤러리(516)에 가압 유체를 제공한다. 메인 갤러리(516)를 통해서 이동하는 가압 유체는 내연기관과 같은 윤활 대상 부품에 공급된다. 가압 유체는 피드백 라인(518)에도 공급된다. 피드백 라인(518)은 펌프(500)의 제1 제어 챔버(520)와 직접 연통한다. 솔레노이드 밸브(522)는 피드백 라인(518)과 제2 제어 챔버(524) 사이의 유체 연통을 제어하도록 작용한다. Figures 9-11 illustrate another alternative variable displacement pump, The pump 500 may form part of a lubrication system 502 useful for supplying pressurized lubricant to an engine, transmission or other vehicle power transmission mechanism. The lubrication system 502 includes a reservoir 504 that provides fluid to the inlet pipe 506 in fluid communication with the inlet 508 of the pump 500. The outlet 510 of the pump 500 provides pressurized fluid to the cooler 512, the filter 514 and the main gallery 516. The pressurized fluid moving through the main gallery 516 is supplied to a part to be lubricated such as an internal combustion engine. The pressurized fluid is also supplied to the feedback line 518. The feedback line 518 is in direct communication with the first control chamber 520 of the pump 500. The solenoid valve 522 serves to control the fluid communication between the feedback line 518 and the second control chamber 524.

펌프(500)는 피봇되는 펌프 제어 링(526), 제1 내지 제4 시일 또는 시일 조립체(528, 530, 532, 534), 바이어스 스프링(536), 베인(538), 회전자(540), 회전자 샤프트(542) 및 유지 링(544)의 사용과 관련하여 펌프(400)와 유사하다. 유사한 요소에 대해서는 자세히 설명하지 않을 것이다. The pump 500 includes a pumping pump control ring 526, first through fourth seal or seal assemblies 528,530,532 and 534, bias spring 536, vane 538, rotor 540, Is similar to pump 400 with respect to the use of rotor shaft 542 and retaining ring 544. Similar elements will not be discussed in detail.

제1 시일 조립체(528) 및 제2 시일 조립체(530)는 제1 제어 챔버(520)를 적어도 부분적으로 형성하기 위해 제어 링(526)의 외표면(546) 및 공동 벽(548)과 협력하여 작용한다. 제2 제어 챔버(524)는 제2 시일 조립체(530)와 제3 시일 조립체(532) 사이에서 뿐만 아니라 외표면(546)과 공동 벽(548) 사이에서 연장된다. 출구 통로(550)는 제1 시일 조립체(528)와 제4 시일 조립체(534) 사이에서 연장된다. 지주(554)는 제어 링(526)을 지주(554)와 함께 회전하도록 결합시키기 위해 피봇 핀(558)을 수용하는 개구(556)를 구비한다. 펌프(400)와 관련하여 전술했듯이, 확대 출구 통로(550)는 펌프(500)를 빠져나가는 가압 유체에 대한 제한을 현저히 감소시킨다. 도시되지 않은 또 다른 대체 구성에서, 피봇 핀(558)은 밀봉 기능을 제공할 수 있고 제4 시일 조립체(534)의 제거를 가능하게 할 수 있다. The first seal assembly 528 and the second seal assembly 530 cooperate with the outer surface 546 and the cavity wall 548 of the control ring 526 to at least partially define the first control chamber 520 . The second control chamber 524 extends between the second seal assembly 530 and the third seal assembly 532 as well as between the outer surface 546 and the cavity wall 548. Outlet passageway 550 extends between first seal assembly 528 and fourth seal assembly 534. The post 554 has an opening 556 that receives the pivot pin 558 to couple the control ring 526 with the post 554 for rotation. As described above with respect to pump 400, enlarged outlet passage 550 significantly reduces the restriction on pressurized fluid exiting pump 500. In yet another alternative arrangement, not shown, the pivot pin 558 may provide a sealing function and may enable removal of the fourth seal assembly 534.

제1 시일 조립체(528)는 제1 모멘트 아암(R₁)을 형성하기 위해 피봇 핀(558)의 중심으로부터 제1 거리에 위치한다. 마찬가지로, 피봇 핀(558)에 대한 제4 시일 조립체(534)의 위치에 의해 모멘트 아암(R₂)이 형성된다. 모멘트 아암 길이(R₁, R₂)가 동일하게 설정되면, 출구 통로(550) 내의 압력은 압력 조절에 대한 기여가 전혀 없다. 한편, 펌프 출구 압력으로부터의 영구적 기여가 요구될 경우 모멘트 아암(R₁, R₂)은 동일하지 않게 설계될 수 있다. 따라서, 출구 통로(550)는 제3 제어 챔버로서 기능할 수 있다. 예를 들면, 차량 저온 시동(cold start) 조건에서 압력 조절을 제공하는 것이 유익할 수 있다. 저온 시동 시에는, 제어 링(526)을 도 11에 도시된 최소 용량 위치를 향해 밀어붙이는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 모멘트 아암(R₁)을 모멘트 아암(R₂)보다 길게 함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 펌프(500) 내에 내부적으로 작용하고 펌프 제어 링(526) 상에 작용하는 힘을 보상하는 것이 바람직할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 펌프 제어 링(526)을 최대 용량 위치를 향해 밀어붙이기 위해 모멘트 아암(R₁)을 모멘트 아암(R₂)의 길이보다 짧게 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 도 9는 최대 편심 위치에 있고 따라서 최대 펌프 용량을 제공하는 제어 링(526)을 도시한다. 도 9 내지 도 11에 도시된 펌프에서, 제1 시일 조립체(528)는 제4 시일 조립체(534)로부터 원주 방향으로 80도 초과의 각도로 이격된다. The first seal assembly 528 is located a first distance from the center of the pivot pin 558 to form the first moment arm R ₁ . Similarly, the moment arm R ₂ is formed by the position of the fourth seal assembly 534 relative to the pivot pin 558. When the moment arm lengths (R ₁ , R ₂ ) are set equal, the pressure in the outlet passage 550 has no contribution to pressure regulation. On the other hand, if a permanent contribution from the pump outlet pressure is required, the moment arm (R ₁ , R ₂ ) can be designed not to be the same. Thus, outlet passage 550 can function as a third control chamber. For example, it may be beneficial to provide pressure regulation in vehicle cold start conditions. During cold start, it may be desirable to push the control ring 526 toward the minimum capacity position shown in FIG. This can be achieved by making the moment arm R ₁ longer than the moment arm R ₂ . Alternatively, it may be desirable to compensate for the force acting internally in the pump 500 and acting on the pump control ring 526. To solve this problem, it may be desirable to configure the moment arm R ₁ to be shorter than the moment arm R _{2 in} order to push the pump control ring 526 toward the maximum capacity position. Figure 9 shows a control ring 526 that is at the maximum eccentric position and therefore provides maximum pump capacity. In the pump shown in Figures 9-11, the first seal assembly 528 is spaced at an angle of greater than 80 degrees circumferentially from the fourth seal assembly 534.

작동 시에, 제1 제어 챔버(520)는 항상 활동적이며 펌프 출구와 같은 임의의 소스로부터 가압 유체를 수용할 수 있다. 제2 제어 챔버(524)는 솔레노이드(522)에 의해 스위치 온오프된다. 가압 유체의 공급은 임의의 소스로부터 이루어질 수 있다. 출구 통로(550) 또는 제3 제어 챔버(550)는 모멘트 아암(R₁, R₂)의 상대 길이와 관련하여 설명한 압력 제어 기능에 대해 기여하거나 기여하지 않을 수 있다. In operation, the first control chamber 520 is always active and can receive pressurized fluid from any source, such as a pump outlet. The second control chamber 524 is switched on and off by the solenoid 522. The supply of pressurized fluid may be from any source. The outlet passage 550 or the third control chamber 550 may not contribute or contribute to the pressure control function described with respect to the relative lengths of the moment arms R ₁ and R ₂ .

펌프(500)는 세 개의 제어 챔버의 제공으로 인해 온/오프 타입 솔레노이드 밸브(522)와 연관될 필요만 있다. 제3 제어 챔버(550)는 출구 유로에 대해 매우 낮은 제한을 제공한다. 제1 제어 챔버(520) 및 제2 제어 챔버(524)는 펌프 출구 압력 이외의 소스에 의해 결정되는 두 개의 평형 압력을 가능하게 한다. The pump 500 needs to be associated with an on / off type solenoid valve 522 due to the provision of three control chambers. The third control chamber 550 provides a very low restriction on the outlet flow path. The first control chamber 520 and the second control chamber 524 enable two equilibrium pressures determined by sources other than the pump outlet pressure.

본 발명의 상기 실시예는 본 발명의 예시이도록 의도되며, 청구범위에 의해서만 한정되는 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 그 변형예 및 수정예가 통상의 기술자에 의해 실시될 수 있다. The foregoing embodiments of the present invention are intended to be illustrative of the present invention and modifications and variations thereof may be practiced by those skilled in the art without departing from the scope of the invention defined by the claims.

Claims

A variable displacement type vane pump,
A pump casing having a pump chamber;
A pump control ring movable within the pump chamber to change the volume capacity of the pump;
A vane pump rotor disposed within the cavity of the pump control ring and rotatable about an axis offset from a center of the pump control ring cavity;
A vane driven by the rotor and engaging the inner surface of the pump control ring;
A first control chamber between the pump casing and a first portion of the pump control ring, the first portion of the control ring extending circumferentially on either side of the pivot pin, the first control chamber reducing the volume capacity of the pump A first control chamber operable to receive a pressurized fluid to create a force for moving the pump control ring;
A second control chamber between the pump casing and a second portion of the pump control ring, the second control chamber being operable to receive a pressurized fluid to create a force for moving the pump control ring to reduce the volume capacity of the pump; chamber; And
A return spring biasing the pump ring toward a position of the maximum volume capacity, the return spring including a return spring acting against a force generated by the pressurized fluid in the first and second control chambers.

2. The apparatus of claim 1 further comprising a pivot pin for supporting the control ring to rotate as well as first and second seals at least partially defining the first control chamber, A variable displacement vane pump located closer to the seal.

3. The pump of claim 2, wherein the pump control ring has first and second grooves spaced circumferentially, the first groove receiving a first seal and the second seal disposed in a second groove, A variable displacement vane pump that is sealed to the casing.

4. The variable displacement vane pump according to claim 3, wherein the pump casing has a column spaced apart from a casing wall coupled by a seal, and a pivot pin is fixed to the column.

2. The variable displacement vane pump as claimed in claim 1, wherein the first control chamber continuously receives the fluid of the pump outlet pressure.

6. The variable displacement vane pump of claim 5, wherein the first seal is spaced at an angle greater than 100 degrees circumferentially from the second seal, and wherein the apex of the angle is at the center of the pump control ring cavity.

A variable volume vane pump,
A pump casing having therein a pump chamber having an inlet port and an outlet port;
A pump control ring capable of pivoting within the pump chamber to change the volume capacity of the pump;
A vane pump rotor rotatably mounted within the pump control ring, the vane pump rotor having a plurality of radially extending slots for receiving a slidably mounted vane, the radially outer end of each vane engaging an inner surface of the pump control ring The vane pump rotor being rotatable about an axis of rotation eccentric from the center of the pump control ring and the vane pump rotor being rotatable to urge the fluid as fluid moves from the inlet port to the outlet port;
A first control chamber between the outer surface of the pump casing and the pump control ring, the first control chamber being operable to receive a pressurized fluid to create a force for moving the pump control ring to reduce the volume capacity of the pump, ;
A second control chamber between the outer surface of the pump casing and the pump control ring, the second control chamber having a second control chamber selectively operable to receive a pressurized fluid to create a force for moving the pump control ring to reduce the volume capacity of the pump, A control chamber;
A third control chamber between the outer surface of the pump casing and the pump control ring, the third control chamber being configured to receive a pressurized fluid uniformly from the outlet of the pump; And
A return spring disposed within the casing and acting between the pump ring and the casing to bias the pump ring toward a position of the maximum volume capacity, the return spring acting against a force generated by the pressurized fluid in the first and second control chambers Variable volumetric vane pump with return spring.

8. A pump according to claim 7, further comprising first, second, and third control chambers disposed between the casing and the pump control ring and at least partially defining the first, second and third control chambers, 3, and fourth seals. &Lt; RTI ID = 0.0 > [0002] < / RTI >

9. The pump control ring of claim 8, wherein the pump control ring has first and second radially outwardly projecting protrusions, each protrusion having a groove, the groove of the first protrusion having a first and a second radially outwardly projecting protrusion, And the groove of the second projection receives a seal separating the first and third control chambers.

8. The variable volume vane pump according to claim 7, further comprising a control mechanism operable to selectively supply fluid to the second control chamber.

11. The variable volume vane pump as claimed in claim 10, wherein the control mechanism comprises a solenoid-operated valve.

8. The apparatus of claim 7, wherein the first and fourth seals at least partially define a third control chamber, wherein the first seal is a variable volumetric vane located at a moment arm length different from the fourth seal relative to the control ring pivot Pump.

13. The method of claim 12, wherein the position of the first seal is selected such that the moment force acting on the control ring from the pressurized fluid in the third chamber pushes the control ring toward the minimum volume capacity, A variable volume vane pump that forms a longer moment arm.

13. The variable displacement vane pump of claim 12, wherein the first seal is spaced at an angle greater than 80 degrees circumferentially from the fourth seal, and wherein the apex of the angle is at the center of the pump control ring.