KR101837627B1 - 가변용량형 더블 피스톤 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 몸체의 상,하부의 양측 각각에 오일을 흡입하고 토출할 수 있는 오일흡입경로관과 오일토출경로관이 각각 복수개 형성되고 일정형상으로 형성되어 보호케이스역할을 수행하는 하나의 케이스하우징과; 상기 케이스하우징의 중심부에 수평으로 삽입설치되고 외부에 연결된 장치에 연동되어 회전하는 회전축과; 상기 회전축이 몸체의 중심부에 배치되도록 설치되고 케이스하우징내의 좌측 및 우측에 각기 한쌍씩 배치되어 오일을 유통시키는 제1 및 제2 펌프블록과; 상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 사이의 중앙부에 몸체가 서로 마주보는 복수개의 병렬판 부재형태로 형성되고 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업을 수평중심선을 기준으로 일정각도로 교번되게 가변제어하는 제1 및 제2 사판부재와; 상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 중심부에 구형상으로 설치되고 상기 제1 및 제2 사판부재의 경사각도를 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하는 가변기구부재와;상기 제1 및 제2 사판부재의 상부 내측으로 삽입하여 마찰되게 설치되고 그 접촉되는 몸체의 단부가 타원형구조로 형성되어 제1 및 제2 사판부재의 상부를 타원궤도를 따라 유동시키는 캠가이드부와; 상기 케이스하우징의 전면과 후면에 각각 설치되고 상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업시 오일이 흡입되는 흡입부와, 오일이 토출되는 토출부가 형성되는 플레이트와; 상기 케이스하우징의 상면에 위치하고 캠가이드부의 일단에 연결설치되어 캠가이드부로 구동력을 인가하는 보조 구동모터부를 포함하는 가변용량형 더블피스톤 펌프를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 하나의 하우징에 두 개의 펌프를 내장하는 구조이기 때문에 오일펌프의 부품수를 상당히 줄일 수 있고 펌프 제1사판부재와 제2사판부재의 구동을 편부하없이 대칭되게 가변제어하는 효과가 있다.

Description

가변용량형 더블 피스톤 펌프{VARIABLE DISPLACEMENT TYPE DOUBLE PISTON PUMP}

본 발명은 가변용량형 더블 피스톤 펌프에 관한 것으로, 특히 하나의 펌프 하우징내에 펌프 2개를 좌,우측에 배치하고 복수개의 사판의 상부에 타원형의 캠가이드부를 설치하므로써, 하나의 하우징에 구비된 두 개의 유압펌프의 흡입.토출하는 오일용량을, 캠가이드부의 유동에 의해 복수개의 사판의 경사각도를 편부하없이 동시에 가변제어하므로 펌프의 내구성능을 향상기키고 오일펌프의 제조비용을 상당히 저감시키는 가변용량형 더블 피스톤 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에는 다양한 형태의 기계 기구 또는 작동장치가 사용되고 있으며, 이러한 기계 또는 장치에는 이들을 작동시키기 위해 펌프 또는 모터와 같은 액튜에이터가 구비되어 있다. 상기와 같은 펌프장치들 가운데는 사판식 피스톤펌프 등이 포함된다. 이러한 사판식 피스톤펌프는 몸체의 일측에 설치된 사판의 경사각을 바꾸는 것만으로 유량의 토출량을 간단하게 조절할 수 있다.

그러면, 상기와 같은 종래 사판식 피스톤펌프를 도 1을 참고로 살펴보면, 원통 형상의 하우징(70)과, 상기 하우징(70) 내에 설치되며, 오일이 유통되는 유통공(71)이 형성되는 실린더 블록(72)과, 상기 하우징(70) 중앙에서 볼 베어링(73) 및 메탈 베어링(74)에 의해 지지되는 회전축(75)과, 상기 하우징(70)의 내면에 설치되며 오일이 흡입되는 흡입 유로(도시안됨)와, 오일이 토출되는 토출 유로(도시안됨)가 형성되는 플레이트(76)와, 상기 실린더 블록(72)의 유통공(71)과 연결되는 복수 개의 피스톤 홀(77)과, 상기 피스톤 홀(77)의 내부에 스프링(78)를 매개로 설치되어 각각의 피스톤 홀(77) 내에서 슬라이딩 운동을 하는 한쌍의 피스톤(79A,79B)과, 상기 피스톤 홀(77)의 내면과 상기 피스톤(79A,79B) 사이의 공간에 형성되는 피스톤 지지 압력실(80)과, 상기 피스톤(79A)의 후면부 일측에 스러스트 베어링(81A)을 매개로 설치하는 한편, 또다른 피스톤(79B)의 후면부 일측을 또다른 스러스트 베어링(81B)을 매개로 설치하여 이들 피스톤(79A,79B)를 교번되게 지지하도록 설치되는 사판(82)과, 상기 사판(40)의 후면부의 일측에 접촉되도록 설치되고 상기 사판(82)의 경사각도를 내부 압력에 따라 조절하는 경사피스톤부재(83)와, 상기 실린더 블록(72)의 각 유통공(71)과 연관되는 흡입유로와 토출유로와 연결되어 유압의 압력변화를 실행시키는 압력감응밸브(84)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기와 같은 종래 사판식 피스톤펌프의 동작은 먼저 외부에 연결된 기계나 장치가 구동될 경우 회전축(75)이 회전을 하게되고 그에따라 상기 피스톤펌프의 각 피스톤(79A,79B)도 각 피스톤(79A,79B)의 내부에 형성되어 있는 스프링(78)의 장력에 의해 사판(82)이 가압되어 전진과 후진의 왕복행정이 교호적으로 이루어지고, 교호적으로 실린더 블록(72)내에서 왕복 행정운동을 하면서 오일을 흡입하고 몸체 전체가 회전을 하면서 오일을 해당 장비로 토출하게된다. 이때, 상기 각 피스톤(79A,79B)의 후면부에 설치된 사판(82)은 사판(82)의 후면부의 일측에 접촉되도록 설치된 경사피스톤부재(83)가 압력감응밸브(84)와의 압력변이차에 의해 상기 사판(82)의 경사각도를 조절하게된다. 예컨대, 상기 펌프의 몸체가 시계방향으로 회전한다고 가정할 경우 사판(82)이 후진함에 따라 오일이 플레이트(76)의 좌측 영역에 위치한 흡입구를 통해 유입되어 피스톤(79A)이 결합된 유통공(71)을 경유하여 실린더 블록(72)으로 흡입되는 한편, 상기 플레이트(76)의 반대편 우측 영역에서는 이미 이전 위치에서 피스톤(79B)이 결합된 유통공(71)을 경유하여 실린더 블록(72)으로 흡입하고 있던 오일을 사판(82)이 전진함에 따라 설정된 장치로 토출시킨다. 여기서, 상기와 같은 종래 유압펌프는 경사피스톤부재(83)가 각 실린더 블록(72)로부터 일부 귀환되는 오일의 압력과 압력감응밸브(84)의 내부에 형성된 압력과 경사피스톤부재(83)의 내부에 형성된 압력변이차에 의해 상기 사판(82)의 경사각도를 조절하여 상기 피스톤(79A,79B)의 오일의 흡입 및 토출행정을 계속 교호적으로 동작시켜 오일을 공급하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래 사판식 피스톤펌프는 피스톤의 후면부에 구비된 하나의 사판에 의해 힘이 한쪽방향으로 만 작용하는 편부하가 발생되므로 그에 따라 펌프의 수명이 짧고 대용량 펌프를 제작하는데 문제점이 발생되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기위해 발명된 것으로, 하나의 하우징에 구비된 두 개의 유압펌프의 구동을 타원형 캠가이드부의 유동에 의해 복수개의 사판의 경사각도를 동시에 가변제어하여 오일을 연결장비의 상태에 따라 가변하여 공급하므로써, 하나의 하우징에 두 개의 펌프를 내장하는 구조이기 때문에 오일펌프의 부품수를 상당히 줄일 수 있는 대용량의 가변용량형 더블 피스톤 펌프를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 2개의 펌프의 후면에 각기 대칭되게 설치된 사판의 상부에 타원형의 캠가이드부를 설치하기때문에 펌프 제1사판부재와 제2사판부재의 구동을 편부하없이 대칭되게 가변제어하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 몸체의 상,하부의 양측 각각에 오일을 흡입하고 토출할 수 있는 오일흡입경로관과 오일토출경로관이 각각 복수개 형성되고 일정형상으로 형성되어 보호케이스역할을 수행하는 하나의 케이스하우징과;

상기 케이스하우징의 중심부에 수평으로 삽입설치되고 외부에 연결된 장치에 연동되어 회전하는 회전축과;

상기 회전축이 몸체의 중심부에 배치되도록 설치되고 케이스하우징내의 좌측 및 우측에 각기 한쌍씩 배치되어 오일을 유통시키는 제1 및 제2 펌프블록과;

상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 사이의 중앙부에 몸체가 서로 마주보는 복수개의 병렬판 부재형태로 형성되고 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업을 수평중심선을 기준으로 일정각도로 교번되게 가변제어하는 제1 및 제2 사판부재와;

상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 중심부에 구형상으로 설치되고 상기 제1 및 제2 사판부재의 경사각도를 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하는 가변기구부재와;

상기 제1 및 제2 사판부재의 상부 내측으로 삽입하여 마찰되게 설치되고 그 접촉되는 몸체의 단부가 타원형구조로 형성되어 제1 및 제2 사판부재의 상부를 타원궤도를 따라 유동시키는 캠가이드부와;

상기 케이스하우징의 전면과 후면에 각각 설치되고 상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업시 오일이 흡입되는 흡입부와, 오일이 토출되는 토출부가 형성되는 플레이트와;

상기 케이스하우징의 상면에 위치하고 캠가이드부의 일단에 연결설치되어 캠가이드부로 구동력을 인가하는 보조 구동모터부를 포함하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프를 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징은 몸체의 상,하부의 양측 각각에 오일을 흡입하고 토출할 수 있는 오일흡입경로관과 오일토출경로관이 각각 복수개 형성되고 일정형상으로 형성되어 보호케이스역할을 수행하는 하나의 케이스하우징과;

상기 케이스하우징의 중심부에 수평으로 삽입설치되고 외부에 연결된 기계나 장치 예컨대, 풍력발전기에 연동되어 회전하는 회전축과;

상기 회전축이 몸체의 중심부에 배치되도록 설치되고 케이스하우징내의 좌측 및 우측에 각기 한쌍씩 배치되어 오일을 유통시키는 예컨대, 원통형상의 제1 및 제2 펌프블록과;

상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 사이의 중앙부에 몸체가 서로 마주보는 복수개의 병렬판 부재형태로 형성되고 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업을 수평중심선을 기준으로 일정각도로 교번되게 가변제어하는 제1 및 제2 사판부재와;

상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 중심부에 구형상으로 설치되고 상기 제1 및 제2 사판부재의 경사각도를 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하는 가변기구부재와;

상기 제1 및 제2 사판부재의 상부 외면에 결합수단를 매개로 설치되고 내외부에 의해 형성되는 압력의 조건에 따라 상기 제1 및 제2 사판부재를 가변기구부재를 매개로 시소운동시키는 압력구동부와;

상기 오일토출경로관의 일측과 상기 압력구동부가 서로 연통되게 연결되어 오일토출경로관의 일부 오일을 상기 압력구동부로 입력시키는 오일경로관과;

상기 케이스하우징의 전면과 후면에 각각 설치되고 상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업시 오일이 흡입되는 흡입부와, 오일이 토출되는 토출부가 형성되는 플레이트를 포함하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프를 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 하나의 펌프 하우징내에 펌프 2개를 좌,우측에 배치하고 그 배치된 펌프와 펌프사이의 중앙에 운동각도의 가변이 가능한 대칭의 사판과, 그 상부에 타원형의 캠가이드부를 설치하므로써, 하나의 하우징에 두 개의 유압펌프를 배치하여 복수개의 사판의 경사각도를 동시에 가변제어하므로 오일을 연결장비의 상태에 따라 가변하여 공급할 수 있기때문에 오일펌프의 부품수를 상당히 줄어줄게하므로 그에 따라 오일펌프의 제조비용을 상당히 저감시키는 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명은 2개의 펌프의 후면에 각기 대칭되게 설치된 사판의 상부에 타원형의 캠가이드부를 설치하기때문에 펌프 제1사판부재와 제2사판부재의 구동을 편부하없이 대칭되게 가변하게 되므로 내구성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 종래 사판식 피스톤펌프의 일례를 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 개략적으로 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 저속저유량으로 캠샤프트부재의 작용이 최소가 되는 상태를 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 고속대유량으로 캠샤프트부재의 작용이 최대가 되는 상태를 설명하는 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프를 전면에서 개락적으로 바라본 상태를 설명하는 설명도.
도 6은 본 발명에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프의 플레이트의 작용을 설명하는 설명도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 저속저유량으로 압력구동부가 후진된 상태를 설명하는 설명도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예의 중속 중간유량으로 압력구동부가 중간으로 전진하는 상태를 설명하는 설명도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예의 고속대유량으로 압력구동부가 최대로 전진한 상태를 설명하는 설명도.

이하, 본 발명에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 본 발명에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예를 개략적으로 설명하는 설명도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 저속저유량으로 캠샤프트부재의 작용이 최소가 되는 상태를 설명하는 설명도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 고속대유량으로 캠샤프트부재의 작용이 최대가 되는 상태를 설명하는 설명도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프를 전면에서 개락적으로 바라본 상태를 설명하는 설명도이며, 도 6은 본 발명에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프의 플레이트의 작용을 설명하는 설명도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예의 저속저유량으로 압력구동부가 후진된 상태를 설명하는 설명도이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예의 중속 중간유량으로 압력구동부가 중간으로 전진하는 상태를 설명하는 설명도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예의 고속대유량으로 압력구동부가 최대로 전진한 상태를 설명하는 설명도이다.

제1 실시예

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프(1)는, 몸체의 상,하부의 양측 각각에 오일을 흡입하고 토출할 수 있는 오일흡입경로관(2)과 오일토출경로관(3)이 각각 복수개 형성되고 일정형상 예컨대, 원통형상으로 형성되어 보호케이스역할을 수행하는 하나의 케이스하우징(4)과;

상기 케이스하우징(4)의 중심부에 수평으로 삽입설치되고 외부에 연결된 기계나 장치 예컨대, 풍력발전기에 연동되어 회전하는 회전축(5)과;

상기 회전축(5)이 몸체의 중심부에 배치되도록 설치되고 케이스하우징(4)내의 좌측 및 우측에 각기 한쌍씩 배치되어 (회전축(5)과 스프라인 으로 결합되어 회전하면서) 오일을 유통시키는 예컨대, 원통형상의 제1 및 제2 펌프블록(6,7)과;

상기 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)의 사이의 중앙부에 몸체가 서로 마주보는 복수개의 병렬판 부재형태로 형성되고 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)의 오일 흡입 및 토출작업을 수평중심선을 기준으로 일정각도로 교번되게 가변제어하는 제1 및 제2 사판부재(8,9)와;

상기 회전축(5)을 회피하여 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 중앙에 구형상으로 설치되고 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각도를 예컨대, 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하는 가변기구부재(10)와;

상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부 내측으로 삽입하여 마찰되게 설치되고 그 접촉되는 몸체의 단부가 타원형구조로 형성되어 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부를 타원궤도를 따라 유동시키는 캠가이드부(11)와;

상기 케이스하우징(4)의 전면과 후면에 각각 설치되고 상기 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)의 오일 흡입 및 토출작업시 오일이 흡입되는 흡입부(12)와, 오일이 토출되는 토출부(13)가 형성되는 플레이트(14)와;

상기 케이스하우징(4)의 상면에 위치하고 캠가이드부(11)의 일단에 연결설치되어 캠가이드부(11)로 구동력을 인가하는 보조 구동모터부(15)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제1 펌프블록(6)에는 도 2에 도시된 바와같이 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제1 펌프블록(6)내에 회전축(5)을 중심으로 다수개 설치되는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과,

상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀(17)이 형성되는 다수개의 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와,

상기 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)의 삽입홀(17)에 삽입설치함과 더불어 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)의 전면에 고정되어 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재(19)가 구비된다.

또한 상기 제2 펌프블록(7)에는 도 2에 도시된 바와같이 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제2 펌프블록(7)내에 회전축(5)을 중심으로 다수개 설치되는 제2 펌프 실린더블록(20a-n)과,

상기 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀(17)이 형성되는 다수개의 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)와,

상기 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 삽입홀(17)에 삽입설치함과 더불어 상기 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 전면에 고정되어 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재(19)가 구비된다.

더나아가, 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)에는 상기 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 후면에 돌출형성된 구형상의 볼부재(22)를 내부에 수용하여 다방향으로 마찰운동을 수행하는 볼수용부재(23)가 상,하부에 각각 설치된다.

또한 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)에는 몸체의 중앙에 상기 가변기구부재(10)가 상기 회전축(5)을 회피하여 설치되어 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각도를 타원형의 캠가이드부(11)에 의해 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하므로, 제1 사판부재(8)의 상부측과 제2 사판부재(9)의 상부측은 상기 캠가이드부(11)의 타원이 최소가 되는 위치에서는 서로 가장 가까이 위치하는 반면, 상기 가변기구부재(10)의 시소작용에 의해 그 반대측에 위치한 제1 사판부재(8)의 하부측과 제2 사판부재(9)의 하부측은 상기 캠가이드부(11)의 타원이 최대가 되는 위치에서는 서로 가장 먼 위치가 되면서, 상기 상부측과는 반대로 작용한다.

또한 상기 회전축(5)은 케이스하우징(4)의 중앙부에 위치한 볼 베어링 및 메탈 베어링(24)에 의해 지지된다. 또한 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 전면에는 유통공(25)이 각각 설치된다.

한편, 상기 캠가이드부(11)에는 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부 내측으로 삽입하여 마찰되게 설치되고 그 접촉되는 몸체의 단부가 타원형구조로 형성되어 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부를 타원궤도를 따라 유동시키는 캠샤프트부재(26)와, 상기 캠샤프트부재(26)의 고정축(27)이 연동하도록 설치되는 웜휠기어부재(28)를 더 포함한다. 또한 상기 웜휠기어부재(28)에 웜샤프트(29)를 경유하여 보조 구동모터부(15)가 연결된다.

다음에는 상기와 같은 본 발명의 제1 일시예의 작용, 효과를 설명한다.

먼저, 외부 산업장치 예컨대, 풍력발전기의 날개축(도시안됨)이 펌프 회전축(5)에 결합된후 회전구동을 시작할 경우 보조 구동모터부(15) 역시 풍력에 따른 회전속도에 맞게 캠가이드부(11)의 캠샤프트부재(26)의 구동을 실행시킨다.

예컨대, 상기 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)이 회전축(5)을 따라 시계방향으로 회전한다고 가정할 경우 먼저, 시계방향을 따라 오른쪽에 위치하는 (상부에서 하부로 회전하는) 다수개의 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)에 내장된 스프링부재(19)의 장력으로 좌.우에 각각 위치한 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 사판 경사각을 따라 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 피스톤이 후진을 하면서 플레이트(14)의 오른쪽에 위치한 흡입부(12)를 통해 오일을 흡입하는 한편, 왼쪽에 위치하는(하부측에서 상부측으로 회전하는) 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 좌.우에 각각 위치한 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 사판 경사각을 따라 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 피스톤이 전진을 하면서 플레이트(14)의 오른쪽에 위치한 토출부(13)를 통해 충진하고 있던 오일을 토출한다.

여기서, 상기 과정을 좀 더 구제적으로 설명하면, 상기 펌프가 시계방향으로 회전한다고 가정할 경우 시계방향을 따라 오른쪽에 위치하는(상부에서 하부로 회전하는) 다수개의 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 스프링부재(19)가 압축되어 있다가 신장되면서 그 스프링부재(19)의 장력이 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 제1 및 제2 사판부재(8,9)방향으로 후진시킨다.

이때, 상기 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 후진됨에 따라 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 빈공간으로 케이스하우징(4)의 상부 양측에 각각 형성된 오일흡입경로관(2)을 통해 오일이 플레이트(14)의 흡입부(12)와 유통공(25)을 경유하여 흡입된다. 여기서, 상기 플레이트(14)의 오른쪽에 위치하는(상부에서 하부로 회전하는) 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)들은 회전위치에 따라 오일을 흡입하는 공간의 체적이 계속 가변되게된다. 즉, 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)은 상부측에서 하부측으로 갈수록 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 후진을 하므로 용량이 커지게 되어 오일을 흡입하는 구조가 된다.

반면에 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)과는 반대로 시계방향을 따라 왼쪽에 위치하는(하부측에서 상부측으로 회전하는) 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각도에 의해 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)방향으로 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 각각 밀어줌에 따라 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 피스톤이 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 각기 전진을 하게된다. 따라서, 상기와 같이 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 피스톤이 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 전진을 함에 따라 이전 과정에서 충진하고 있던 오일을 플레이트(14)의 왼쪽에 위치한 토출부(13)를 경유하여 오일토출경로관(3)으로 토출시킨다. 즉, 상기 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)은 하사측에서 상사측으로 갈수록 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 각각 전진을 하므로 하사측에서 충진하고 있던 오일을 상사측으로 회전하면서 모두 토출시키게 되는 구조가 된다.

이 과정에서, 상기 풍력발전기의 풍력에 따른 회전속도가 변이할 경우 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부 내측으로 삽입 설치된 타원형구조의 캠샤프트부재(26)의 그 접촉되는 타원각도변위도 도 2에 도시된 바와같이 계속 변이되게 된다.

예컨대, 상기 과정중에 풍력발전기의 회전속도가 증가 되면 유량에 대한 분당토출량이 증가하여 압력도 증가하므로 그에 따라 보조구동모터(15)가 가동되어 웜휠기어부재(28)의 웜샤프트(29)를 구동하고 상기 웜샤프트(29)와 결함된 캠샤프트부재(26)의 타원도 점점 커지게 된다. 그러면, 상기 캠샤프트부재(26)와 연동하는 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 간격은 상부측에서는 최대가 되고 반면에 하부측은 최소로 벌어지게 된다. 그러면, 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부측은 상사점을 지나는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 최대로 전진시키는 반면, 반대로, 상기와 같이 간격이 최소로 가까워진 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 하부측은 왼쪽과 오른쪽의 하사점을 지나는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 최대로 후진시킨다.

따라서, 상기와 같이 왼쪽에 위치하는 즉, 상부측에서 하부측으로 회전하면서 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 피스톤 행정거리를 최대로 하여 후진하므로 최대공간을 형성하게되고 그 형성된 최대공간에 오일을 플레이트(14)의 흡입부(12)를 통해 최대로 충진시킨다.

반면에 상기와 같이 오른쪽에 위치하는 즉, 하부측에서 상부측으로 회전하면서 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)은 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 최대로 전진을 하면서 하부측에서 최대 용량으로 충진하고 있던 오일을 왼쪽에 위치하는 즉, 하부측에서 상부측으로 회전하면서 플레이트(14)의 오른쪽에 위치한 토출부(13)를 경유하여 오일토출경로관(3)으로 토출시킨다.

한편, 상기 풍력발전기의 풍속이 점점 약해져 펌프회전 속도가 최저가 될 경우 유량에 대한 분당토출량도 감소하고 압력도 감소하게 되는데, 이때, 상기 캠샤프트부재(26)의 타원도 점점 작아져 최소가 된다. 그러면, 상기 캠샤프트부재(26)와 연동하는 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 간격은 상부측에서 더 가까워지는 반면, 하부측에서는 더 멀어지게 된다. 그러면, 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 오른쪽에 위치하는 즉, 상부측에서는 전진하는 거리가 감소하는 반면, 하부측에서는 후진하는 거리가 감소한다. 즉. 상기와 같이 간격이 최소로 가까워진 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각에 의해 플레이트(14)의 오른쪽 방향 에서는 상부측에서 하부측으로 회전하는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 최소로 후진시킨다.

따라서, 상기와 같이 하부측을 지나는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)와 제2실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 피스톤 행정거리를 최소로 후진시키므로 그 형성된 최소공간에 오일을 플레이트(14)의 흡입부(12)를 통해 최소로 충진된다.

반면에 상기와 같이 왼쪽에 위치하는 즉, 하부측에서 상부측을 지나는 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n) 역시 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 최소로 후진해 있기 때문에 오일을 최소로 충진하고 있다가 하부측에서 상부측으로 회전진행하면서 플레이트(14)의 오른쪽에 위치한 토출부(13)를 경유하여 오일토출경로관(3)으로 최소로 토출시킨다.

환언하면, 종래의 정압, 정용량 풍력발전기의 경우 풍속이 약해지면 분당 토출유량과 압력도 낮아지게 되므로 그에 맞게 유량펌프에서도 최저압력과 최저 토출용량으로 조절해주어야 하는데 그렇게 할 수 없는반면, 고속일 경우에도 최고 분당토출용량과 최고 압력으로 오일을 공급해야하는데 어려웠다. 그렇치만, 본 발명의 더블 피스톤 가변유압펌프는 상기와 같은 종래 유압펌프의 문제점을 모두 해결하고 풍속에 맞게 분당 토출유량과 압력을 조절하여 제공한다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 제1 실시예의 경우 전동모터로 타원형 캠 가이드를 사용하는 본발명의 가변피스톤 펌프는 정지상태에서는 타원형 캠가이드의 직선거리가 짧은 위치에서 펌프 좌.우 사판 기울기 각도를 작게 지지하므로 펌프 피스톤 의 전.후진 하는 행정거리가 짧아지게 되어 그에따라 소량의 오일을 흡입 토출하고. 펌프회전이 증가하면서 펌프회전 증가 속도에 비례하여 타원형캠의 짧은거리에서 긴거리로 회전하면서 펌프 좌,우 사판 기울기 각도를 크게 하므로 펌프피스톤의 전,후진 행정거리를 길게하여 대량의 오일용량을 흡입 토출한다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에 따른 가변용량형 더블 피스톤 펌프는, 도 5내지 도 9에 도시된 바와같이 몸체의 상,하부의 양측 각각에 오일을 흡입하고 토출할 수 있는 오일흡입경로관(2)과 오일토출경로관(3)이 각각 복수개 형성되고 일정형상 예컨대, 원통형상으로 형성되어 보호케이스역할을 수행하는 하나의 케이스하우징(4)과;

상기 케이스하우징(4)의 중심부에 수평으로 삽입설치되고 외부에 연결된 기계나 장치 예컨대, 풍력발전기에 연동되어 회전하는 회전축(5)과;

상기 회전축(5)이 몸체의 중심부에 배치되도록 설치되고 케이스하우징(4)내의 좌측 및 우측에 각기 한쌍씩 배치되어 오일을 유통시키는 예컨대, 원통형상의 제1 및 제2 펌프블록(6,7)과;

상기 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)의 사이의 중앙부에 몸체가 서로 마주보는 복수개의 병렬판 부재형태로 형성되고 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)의 오일 흡입 및 토출작업을 수평중심선을 기준으로 일정각도로 교번되게 가변제어하는 제1 및 제2 사판부재(8,9)와;

상기 회전축(5)을 회피하여 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 중앙에 구형상으로 설치되고 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각도를 예컨대, 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하는 가변기구부재(10)와;

상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부 외면에 결합수단(30)를 매개로 설치되고 내외부에 의해 형성되는 유압의 조건에 따라 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)를 가변기구부재(10)를 매개로 시소운동시키는 압력구동부(31)와;

상기 오일토출경로관(3)의 일측과 상기 압력구동부(31)가 서로 연통되게 연결되어 오일토출경로관(3)의 일부 오일을 상기 압력구동부(31)로 입력시키는 오일경로관(32)과;

상기 케이스하우징(4)의 전면과 후면에 각각 설치되고 상기 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)의 오일 흡입 및 토출작업시 오일이 흡입되는 흡입부(12)와, 오일이 토출되는 토출부(13)가 형성되는 플레이트(14)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제1 펌프블록(6)에는 도 7에 도시된 바와같이 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제1 펌프블록(6)내에 회전축(5)을 중심으로 다수개 설치되는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과,

상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀(17)이 형성되는 다수개의 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와,

상기 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)의 삽입홀(17)에 삽입설치함과 더불어 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)의 전면에 고정되어 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재(19)가 구비된다.

또한 상기 제2 펌프블록(7)에는 도 7에 도시된 바와같이 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제2 펌프블록(7)내에 회전축(5)을 중심으로 다수개 설치되는 제2 펌프 실린더블록(20a-n)과,

상기 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀(17)이 형성되는 다수개의 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)와,

상기 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 삽입홀(17)에 삽입설치함과 더불어 상기 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 전면에 고정되어 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재(19)가 구비된다.

더 나아가, 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 상,하부 각 외측 단부에는 테이퍼(33)가 형성되되, 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 상부에 위치한 테이퍼(33)에는 압력구동부(31)의 결합수단(30)을 내부에 수용하여 다방향으로 마찰운동을 수행하는 결합수용부재(34)가 각각 설치된다.

또한 상기 압력구동부(31)에는 도 7 내지 9에 도시된 바와같이 몸체프레임(36)의 내부에 오일경로관(32)과 연결되어 오일을 수용할 수 있는 공간이 형성되는 오일압력실(P1)과, 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 테이퍼(33)상에 설치된 결합수용부재(34)에 결합되는 볼형상의 결합수단(30)을 상단 외면에 각기 형성하고 봉형상의 하단 몸체부가 케이스하우징(4)에 형성된 통공(35)을 통하여 상기 오일압력실(P1)의 내벽에 마찰되도록 설치되는 피스톤로드부재(37)와, 상기 피스톤로드부재(37)의 몸체에 설치되고 압력구동부(31)의 내에서 압축, 신장하여 피스톤로드부재(37)에 탄성력을 제공하는 압력스프링부재(39)를 더 포함하여 구성된다. 이때, 상기 오일압력실(P1)의 (피스톤에는 전체 단면적에 압력이 작용하고.주변압력실(P2)의 피스톤은 피스톤로드부재(37) 의 면적 만큼 감소하여 오일압력실(p1)과 주변압역실(p2)에는 단면적 차이만큼 압력차이가 발생된다. )

그리고, 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)에는 상기 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 후면에 돌출형성된 구형상의 볼부재(22)를 내부에 수용하여 다방향으로 마찰운동을 수행하는 볼수용부재(23)가 상,하부에 각각 설치된다.

또한 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)에는 몸체의 중앙에 상기 가변기구부재(10)가 상기 회전축(5)을 회피하여 설치되어 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각도를 압력구동부(31)의( 전.후진) 작용에 의해 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 (각도)조정하게된다.

또한 상기 회전축(5)은 케이스하우징(4)의 중앙부에 위치한 볼 베어링 및 메탈 베어링(24)에 의해 지지된다. 또한 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 전면에는 유통공(25)이 각각 설치된다.

다음에는 상기와 같은 본 발명의 제2 실시예의 작용, 효과를 설명한다.

먼저, 본 발명 제2 실시예의 제1 및 제2 펌프블록(6,7)의 가변 동작원리를 살펴보면, 외부에 풍력발전기가 연결된 상기 제1 및 제2 펌프블록(6,7)이 정지상태에 있을 때, 상기 압력구동부(31)의 주변압력실(P2)내의 압력스프링부재(39)의 장력으로 인하여 피스톤로드부재(37)가 오일압력실(P1)쪽으로 밀려나게되고, 상기 제1 사판부재(8)과 제2 사판부재(9)는 수직에 가까운 각도를 유지한다.

이때 상기 풍력발전기의 주변에 바람이 불어 제1 펌프블록(6)과 제2 펌프블록(7)이 시계방향으로 회전을 할 경우, 도 7에 도시된 바와같이 본발명의 펌프는 저속 저유량상태가 되므로 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 작게 전진하고 작게 후진하여 행정거리가 짧게된다.

즉, 상기 저속 저유랑상태에서는 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 각도가 수직에 가까울 만큼 서로 작은 상태이기 때문에 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 전진과 후진하는 행정거리가 짧은상태로 유동하게 된다. 따라서, 상기 시계방향을 따라 오른쪽에 위치하는(상부측에서 하부측으로 회전하는) 다수의 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 스프링부재(19)가 압축되어 있다가 신장되면서 그 스프링부재(19)의 장력이 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 제1 및 제2 사판부재(8,9)방향으로 후진시킨다. 이때, 상기와 같이 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 후진됨에 따라 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 빈공간으로 케이스하우징(4)의 상부 양측에 각각 형성된 오일흡입경로관(2)을 통해 오일이 플레이트(14)의 흡입부(12)와 유통공(25)을 경유하여 흡입된다.

이때, 상기 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 후진됨에 따라 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)의 빈공간으로 케이스하우징(4)의 상부 양측에 각각 형성된 오일흡입경로관(2)을 통해 오일이 플레이트(14)의 흡입부(12)와 유통공(25)을 경유하여 흡입된다.

예컨대, 상기 플레이트(14)의 오른쪽에 위치하는(상부에서 하부로 회전하는) 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)들은 회전위치에 따라 오일을 흡입하는 공간의 체적이 계속 가변되게된다. 즉, 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)은 상부측에서 하부측으로 갈수록 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 후진을 하므로 용량이 커지게 되어 오일을 흡입하는 구조가 된다.

반면에 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)과는 반대로 시계방향을 따라 왼쪽에 위치하는(하부측에서 상부측으로 회전하는) 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각도에 의해 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)방향으로 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 각각 밀어줌에 따라 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 피스톤이 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 각기 전진을 하게된다.

따라서, 상기와 같이 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 피스톤이 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 전진을 함에 따라 이전 과정에서 충진하고 있던 오일을 플레이트(14)의 왼쪽에 위치한 토출부(13)를 경유하여 오일토출경로관(3)으로 토출시킨다.

즉, 상기 제1 펌프 실린더블록(20a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)은 하사측에서 상사측으로 갈수록 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 각각 전진을 하므로 하사측에서 충진하고 있던 오일을 상사측으로 회전하면서 모두 토출시키게 되는 구조가 된다.

한편, 상기 과정에서, 상기 풍력발전기에 적용되는 바람이 빨라지면 도 7의 저속 저유량 상태에서 도 8의 중속 중간유량상태가 되어 펌프의 회전 속도도 증가하면서 유량이 많아지고 압력이 높아진다. 따라서, 상기 본발명의 펌프는 저속 저유량상태에서 중속 중간유량상태로 가변되어야 하므로 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 상기 저속 저유량때보다 더욱더 전진하고(중간정도거리만큼 더 전진하고) 후진(중간정도거리만큼 더 후진)하여 행정거리 역시 중간정도 거리만큼 이동하게된다.

즉, 도 8에 도시된 바와같이 상기 중속 중간유랑상태에서는 상기 오일토출경로관(3)의 오일의 일부가 오일경로관(32)을 경유하여 연결되어 있는 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2)로 입력되게되고 그에 따라 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2)에는 압력차가 발생되게 된다. 따라서, 상기 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2) 사이의 피스톤로드부재(37)는 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2)의 단면적 차이 만큼 발생되는 압력차에 따른 힘에 의해 주변압력실(P2) 방향으로 이동하려 한다. 한편, 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)는 가변기구부재(10)를 매개로 한 시소작용시 중심에서 편심되게 설치된 만큼 토출상태에 있던 제1 피스톤부재(18a-n)와 제2 피스톤부재(21a-n)의 편심 단면적 넓이의 압력만큼 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)에 작용한다.

한편, 상기와 같이 중속 중간유량상태에서 펌프의 회전속도가 최대로 증가하면 유량이 더욱더 많아지고 압력이 더 높아지면서 압력구동부(31)의 피스톤로드부재(37) 역시 주변압력실(P2) 방향으로 이동할려고 한다. 예컨대, 도 8의 중속 중간유량 상태에서 도 9의 고속 대유량상태가 되어 펌프의 회전 속도도 최고로 증가하면서 유량도 최대로 많아지고 압력이 높아진다. 따라서, 상기 본발명의 펌프는 중속 중간유량상태에서 고속 대유량상태로 가변되어야 하므로 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 상기 중속 중간유량때보다 최대로 전진하고 최대로 후진하여 행정거리 역시 최대거리만큼 이동하게된다.

따라서, 상기 피스톤로드부재(37)가 주변압력실(P2) 방향으로 이동하려 할 경우 상기 피스톤로드부재(37)의 전단부에 결합되어 있는 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 경사각에 빗면 압력으로(테이퍼부분에 압력이 인가됨) 작용한다(즉, 상기 피스톤로드부재(37)의 전단부에 형성된 볼형상의 결합수단(30)가 하부방향으로 압력이 인가됨에 따라 상기 결합수단(30)을 각각 수용하고 있는 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 결합수용부재(34)로 그 압력에 따른 힘이 전달된다). 다시말하면, 상기 오일압력실(P1)의 힘이 피스톤로드부재(37) 사이의 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2)사이의 압력차에 따른 힘과, 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 가이드 혹은 상기 결합수용부재(34)에 가해지는 힘과, 주변압력실(P2)에 구비된 압력스프링부재(39)의 탄성 힘을 합한 힘보다 크면 피스톤로드부재(37)가 주변압력실(P2)방향으로 전진하여 제1 및 제2 사판부재(8,9)를 밀어 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 사판 기울기 각도를크게한다. 그러면 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 사판 기울기 각도가 크게됨에 따라(제1 사판부재와 제2 사판부재의 상부가 서로 가장 멀어지게 되고) 제1 피스톤부재(18a-n)와 제2 피스톤부재(21a-n)의 상부측에서는 전, 후진하는 행정거리가 길게되는 한편, 반면에 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 상부가 서로 가장 멀어질 경우 그 반대편에 있는 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 하부측은 가장 가깝게 된다.

따라서, 상기와 같은 과정에 의해, 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 상부측은 상사점을 지나는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 (최대로 전진)시키는 반면, 반대로, 상기와 같이 간격이 최소로 가까워진 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 하부측은 왼쪽과 오른쪽의 하사점을 지나는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)를 최대로 (후진시킨다.)

따라서, 상기와 같이 오른쪽의 상사점을 지나는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에 들어있는 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)의 피스톤 행정거리를 최대로 하여 (전진했다가 하사점으로 내려가면서 후진하여) 형성된 최대공간에 오일을 플레이트(14)의 흡입부(12)를 통해 최대로 충진시킨다.

반면에 상기와 같이 왼쪽의 하사점에서 상사점을 지나는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)와 제2 펌프 실린더블록(20a-n)은 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)가 최대로 (후진을 하면서 하사점에서 최대용량으로 충진하고 있던 오일을 상사점으로 전진하면서) 플레이트(14)의 왼쪽에 위치한 토출부(13)를 경유하여 오일토출경로관(3)으로 토출시킨다.

한편, 상기 과정에서, 펌프의 회전속도가 감소하면 유량이 적어지고 압력도 낮아지게 될 경우 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 가이드 혹은 결합수용부재(34)에 가해지는 힘과 상기 주변압력실(P2)의 압력스프링부재(39)의 힘을 합한 힘이 압력구동부(31)의 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2)의 압력차이의 힘보다 크면 상기 피스톤로드부재(37)는 오일압력실(P1)방향으로 후진하게된다. 따라서, 상기와 같이 피스톤로드부재(37)가 후진을 하게 될 경우 상기 피스톤로드부재(37)의 전단부에 가이드 혹은 결합수용부재(34)를 매개로 결합되어 있던 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 기울기 각도 역시 작게되기때문에(제1 사판부재와 제2 사판부재가 서로 가까워지게 되고) 제1 피스톤부재(18a-n)와 제2 피스톤부재(21a-n)의 전, 후진하는 행정거리도 짧게되어 감소된 오일 용량으로 흡입 및 토출하게 된다.

상기 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 상부측 제2 펌프 실린더블록(20a-n)와 결합된 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 가이드 혹은 결합수용부재(34)에 가해지는 힘과 상기 주변압력실(P2)의 압력스프링부재(39)의 힘을 합한 힘이 압력구동부(31)의 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2)의 압력차이의 힘보다 크게되므로 상기 피스톤로드부재(37)는 오일압력실(P1)방향으로 후진하게된다. 따라서, 상기와 같이 피스톤로드부재(37)가 후진을 하게 될 경우 상기 피스톤로드부재(37)의 전단부에 가이드 혹은 결합수용부재(34)를 매개로 결합되어 있던 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 기울기 각도 역시 작게되기때문에(제1 사판부재와 제2 사판부재가 서로 가까워지게 되고) 제1 피스톤부재(18a-n)와 제2 피스톤부재(21a-n)의 전, 후진하는 행정거리도 짧게되어 소량의 오일 용량으로 흡입 및 토출하게 된다.

환언하면, 본 발명의 펌프는 예컨대, 풍력발전기의 회전속도에 따라 저속 소량(도7 참조), 중속 중량(도8 참조), 고속 대용량(도9 참조)으로 가변구동되는데, 예컨대, 상기 제1 사판부재(8)의 상부측과 제2 사판부재(9)의 상부측의 간격이 점점 가까워짐에 따라 상기 제1 사판부재(8)의 상부측과 제2 사판부재(9)의 상부측과 연동하는 상부측 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 상부측 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 전, 후진하는 행정거리를 짧게한 상태로, 상부측 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 상부측 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 후진을 하면서 유통공(25)을 통해 플레이트(14)의 흡입부(12)를 경유하여 오일흡입경로관(2)로부터 소량의 오일 용량을 흡입한다.

이 과정에서, 상기 펌프의 회전속도가 증가하여 유량이 많아지고 압력이 높아지면 압력구동부(31)의 피스톤로드부재(37)는 주변압력실(P2) 방향으로 이동할려고 한다. 그리고 상기와 같이 피스톤로드부재(37)가 주변압력실(P2) 방향으로 이동하려 할 경우 즉, 상기 오일압력실(P1)의 힘이 피스톤로드부재(37) 사이의 오일압력실(P1)과 주변압력실(P2)사이의 압력차에 따른 힘과, 상기 제1 및 제2 사판부재(8,9)의 가이드 혹은 상기 결합수용부재(34)에 가해지는 힘과, 주변압력실(P2)에 구비된 압력스프링부재(39)의 탄성 힘을 합한 힘보다 크면 상기 피스톤로드부재(37)의 전단부는 주변압력실(P2)방향으로 전진한다. 그러면, 상기 피스톤로드부재(37)의 전단부가 볼형상의 결합수단(30)를 매개로 결합되어 있는 결합수용부재(34)를 밀게되고 그에따라 상기 결합수용부재(34)에 각각 결합되어 있는 상기 제1 사판부재(8)의 상부측과 제2 사판부재(9)의 상부측의 간격이 점점 벌어지게된다. 그러면, 상기 제1 피스톤부재(18a-n)와 제2 피스톤부재(21a-n)는 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 전, 후진하는 행정거리가 길게된다. 따라서, 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 상부측과 연동하는 상부측 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 상부측 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 상부측 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 상부측 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 전진을 하는 반면, 상기 제1 사판부재(8)와 제2 사판부재(9)의 하부측과 연동하는 하부측 제1 펌프 피스톤부재(18a-n)와 하부측 제2 펌프 피스톤부재(21a-n)는 하부측 제1 펌프 실린더블록(16a-n)과 하부측 제2 펌프 실린더블록(20a-n)내에서 후진을 하면서 상기 플레이트(14)의 흡입부(12)를 통하여 대량의 오일 용량을 흡입하는 한편, 상기 플레이트(14)의 토출부(13)를 통하여 대량으로 토출한다.

1 : 가변용량형 더블 피스톤 펌프 2 : 오일흡입경로관
3 : 오일토출경로관 4 : 케이스하우징
5 : 회전축 6 : 제1 펌프블록
7 : 제2 펌프블록 8 : 제1 사판부재
9 : 제2 사판부재 10: 가변기구부재
11: 캠가이드부 12: 흡입부
13: 토출부 14: 플레이트
15: 보조 구동모터부 16a-n: 제1 펌프 실린더블록
17: 삽입홀 18a-n: 제1 펌프 피스톤부재
19:스프링부재 20a-n: 제2 펌프 실린더블록
21a-n:제2 펌프 피스톤부재 22:볼부재
23: 볼수용부재 24:볼 베어링 및 메탈 베어링
25: 유통공 26: 캠샤프트부재
27: 고정축 28: 웜휠기어부재
29: 웜샤프트 30: 결합수단
31: 압력구동부 32: 오일경로관
33: 테이퍼 34: 결합수용부재
35: 통공 36: 몸체프레임
37: 피스톤로드부재 38: 유압압력관
39: 압력스프링부재
P1: 오일압력실 P2: 주변압력실

Claims (10)

1. 몸체의 상,하부의 양측 각각에 오일을 흡입하고 토출할 수 있는 오일흡입경로관과 오일토출경로관이 각각 복수개 형성되고 일정형상으로 형성되어 보호케이스역할을 수행하는 하나의 케이스하우징과;
   상기 케이스하우징의 중심부에 수평으로 삽입설치되고 외부에 연결된 장치에 연동되어 회전하는 회전축과;
   상기 회전축이 몸체의 중심부에 배치되도록 설치되고 케이스하우징내의 좌측 및 우측에 각기 한쌍씩 배치되어 오일을 유통시키는 제1 및 제2 펌프블록과;
   상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 사이의 중앙부에 몸체가 서로 마주보는 복수개의 병렬판 부재형태로 형성되고 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업을 수평중심선을 기준으로 일정각도로 교번되게 가변제어하는 제1 및 제2 사판부재와;
   상기 회전축을 회피하여 상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 중앙에 구형상으로 설치되고 상기 제1 및 제2 사판부재의 경사각도를 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하는 가변기구부재와;
   상기 제1 및 제2 사판부재의 상부 내측으로 삽입하여 마찰되게 설치되고 그 접촉되는 몸체의 단부가 타원형구조로 형성되어 제1 및 제2 사판부재의 상부를 타원궤도를 따라 유동시키는 캠가이드부와;
   상기 케이스하우징의 전면과 후면에 각각 설치되고 상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업시 오일이 흡입되는 흡입부와, 오일이 토출되는 토출부가 형성되는 플레이트와;
   상기 케이스하우징의 상면에 위치하고 캠가이드부의 일단에 연결설치되어 캠가이드부로 구동력을 인가하는 보조 구동모터부를 포함하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 펌프블록에는 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제1 펌프블록내에 회전축을 중심으로 다수개 설치되는 제1 펌프 실린더블록과, 상기 제1 펌프 실린더블록의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀이 형성되는 다수개의 제1 펌프 피스톤부재와, 상기 제1 펌프 피스톤부재의 삽입홀에 삽입설치함과 더불어 상기 제1 펌프 실린더블록의 전면에 고정되어 제1 펌프 피스톤부재에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재가 구비되고;
   상기 제2 펌프블록에는 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제2 펌프블록내에 회전축을 중심으로 다수개 설치되는 제2 펌프 실린더블록과, 상기 제2 펌프 실린더블록의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀이 형성되는 다수개의 제2 펌프 피스톤부재와, 상기 제2 펌프 피스톤부재의 삽입홀에 삽입설치함과 더불어 상기 제2 펌프 실린더블록의 전면에 고정되어 제2 펌프 피스톤부재에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 각각에는 상기 제1 펌프 피스톤부재와 제2 펌프 피스톤부재의 후면에 돌출형성된 구형상의 볼부재를 내부에 수용하여 다방향으로 마찰운동을 수행하는 볼수용부재가 상,하부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 각각에는 몸체의 중단부에 가변기구부재가 설치되어 상기 제1 및 제2 사판부재의 경사각도를 타원형의 캠가이드부에 의해 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
5. 제1항에 있어서,
   상기 캠가이드부에는 제1 및 제2 사판부재의 상부 내측으로 삽입하여 마찰되게 설치되고 그 접촉되는 몸체의 단부가 타원형구조로 형성되어 제1 및 제2 사판부재의 상부를 타원궤도를 따라 유동시키는 캠샤프트부재와, 상기 캠샤프트부재의 고정축이 연동하도록 설치되는 보조 구동모터부가 연결된 웜휠기어부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
6. 몸체의 상,하부의 양측 각각에 오일을 흡입하고 토출할 수 있는 오일흡입경로관과 오일토출경로관이 각각 복수개 형성되고 일정형상으로 형성되어 보호케이스역할을 수행하는 하나의 케이스하우징과;
   상기 케이스하우징의 중심부에 수평으로 삽입설치되고 외부에 연결된 장치에 연동되어 회전하는 회전축과;
   상기 회전축이 몸체의 중심부에 배치되도록 설치되고 케이스하우징내의 좌측 및 우측에 각기 한쌍씩 배치되어 오일을 유통시키는 원통형상의 제1 및 제2 펌프블록과;
   상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 사이의 중앙부에 몸체가 서로 마주보는 복수개의 병렬판 부재형태로 형성되고 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업을 수평중심선을 기준으로 일정각도로 교번되게 가변제어하는 제1 및 제2 사판부재와;
   상기 회전축을 회피하여 상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 중앙에 구형상으로 설치되고 상기 제1 및 제2 사판부재의 경사각도를 시소(seesaw)처럼 중심부를 기준으로 상,하로 가변되게 조정하는 가변기구부재와;
   상기 제1 및 제2 사판부재의 상부 외면에 결합수단를 매개로 설치되고 내외부에 의해 형성되는 압력의 조건에 따라 상기 제1 및 제2 사판부재를 가변기구부재를 매개로 시소운동시키는 압력구동부와;
   상기 오일토출경로관의 일측과 상기 압력구동부가 서로 연통되게 연결되어 오일토출경로관의 일부 오일을 상기 압력구동부로 입력시키는 오일경로관과;
   상기 케이스하우징의 전면과 후면에 각각 설치되고 상기 제1 펌프블록과 제2 펌프블록의 오일 흡입 및 토출작업시 오일이 흡입되는 흡입부와, 오일이 토출되는 토출부가 형성되는 플레이트를 포함하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 펌프블록에는 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제1 펌프블록내에 회전축을 중심으로 다수개 설치되는 제1 펌프 실린더블록과, 상기 제1 펌프 실린더블록의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀이 형성되는 다수개의 제1 펌프 피스톤부재와, 상기 제1 펌프 피스톤부재의 삽입홀에 삽입설치함과 더불어 상기 제1 펌프 실린더블록의 전면에 고정되어 제1 펌프 피스톤부재에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재가 구비되고;
   상기 제2 펌프블록에는 내부에 오일이 유통되는 일정 직경의 원통형 공간이 형성되고 제2 펌프블록내에 회전축을 중심으로 다수개 설치되는 제2 펌프 실린더블록과, 상기 제2 펌프 실린더블록의 원통형 공간내에 내벽과 마찰되도록 각각 삽입설치되고 슬라이딩 마찰운동에 의해 오일을 흡입 및 토출시키며, 몸체의 전단부에 일정크기로 삽입홀이 형성되는 다수개의 제2 펌프 피스톤부재와, 상기 제2 펌프 피스톤부재의 삽입홀에 삽입설치함과 더불어 상기 제2 펌프 실린더블록의 전면에 고정되어 제2 펌프 피스톤부재에 탄성작용을 실행시키는 스프링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 각각에는 상기 제1 펌프 피스톤부재와 제2 펌프 피스톤부재의 후면에 돌출형성된 구형상의 볼부재를 내부에 수용하여 다방향으로 마찰운동을 수행하는 볼수용부재가 상,하부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 상,하부 각 외측 단부에는 테이퍼가 형성되되, 상기 제1 사판부재와 제2 사판부재의 하부에 위치한 테이퍼에는 압력구동부의 결합수단을 내부에 수용하여 다방향으로 마찰운동을 수행하는 결합수용부재가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.
10. 제9항에 있어서,
    상기 압력구동부에는 몸체프레임의 내부에 오일경로관과 연결되어 오일을 수용할 수 있는 공간이 형성되는 오일압력실(P1)과, 상기 결합수용부재에 결합되는 볼형상의 결합수단을 상단 외면에 각기 형성하고 봉형상의 하단 몸체부가 케이스하우징에 형성된 통공을 통하여 상기 오일압력실(P1)의 내벽에 마찰되도록 설치되는 피스톤로드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변용량형 더블 피스톤 펌프.

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