KR20170020934A - 가변 베인 펌프 - Google Patents

Abstract

종래의 가변 베인 펌프에서는, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하였을 때, 압축실 내에 작동 유체가 체류하여, 압축실이 고온으로 되는 문제가 있었다. 본 발명의 가변 베인 펌프는, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재(10)측으로 이동하였을 때, 즉 가변 베인 펌프가 풀 플로우 상태로부터 데드 헤드 상태로 변화하였을 때, 압축실(9)과 캠링(7)의 직경 방향 외측의 외측 공간(11)이 연통되지 않는 상태로부터 연통된 상태로 변화하도록 구성되는 연통부(31)를 갖는다.

Description

가변 베인 펌프 {VARIABLE VANE PUMP}

본 발명은 가변 베인 펌프에 관한 것이다.

종래의 가변 베인 펌프로서는, 환형의 캠링과, 캠링의 내측에 배치된 로터와, 로터의 외주면에 형성된 복수의 슬릿에 각각 진퇴 가능하게 배치되고, 캠링의 내주면에 맞닿아 복수의 압축실을 형성하는 복수의 베인과, 캠링 및 로터의 단부면에 배치되는 단부면 부재와, 캠링을 가압하는 가압 부재를 갖고 있다. 단부면 부재에는, 압축실에 작동 유체(예를 들어 기름)를 공급하는 흡입 구멍과, 압축실 내의 작동 유체를 토출시키는 토출 구멍이 형성되어 있다. 이 가변 베인 펌프에서는, 캠링이 가압 부재에 가압됨으로써, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심되어 있다. 그리고, 운전이 개시되어 로터가 회전하면, 슬릿에 배치된 베인이 그 위치에 따라 진퇴하여, 흡입측에 있어서 압축실이 확대되어 압축실에 작동 유체가 공급되고, 토출측에 있어서 압축실이 축소되어 압축실 내의 작동 유체가 토출된다.

일본 특허 공개 제2007-315349호 공보

상기와 같은 가변 베인 펌프에서는, 예를 들어 압력 유지 시 등에, 압축실 내의 압력이 상승하여 압축실 내의 압력이 가압 부재의 가압력을 상회하여, 캠링이 가압 부재측으로 이동하는 경우가 있다. 그리고, 캠링의 중심 위치와 로터의 중심 위치가 일치하면, 로터가 회전해도 압축실의 크기가 변화하지 않게 되므로, 압축실 내의 작동 유체가 토출 구멍으로부터 거의 토출되지 않게 되어, 압축실 내에 작동 유체가 체류하여, 압축실이 고온으로 되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하였을 때, 압축실이 고온으로 되는 것을 방지할 수 있는 가변 베인 펌프를 제공하는 것이다.

제1 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 환형의 캠링과, 상기 캠링의 내측에 배치되고, 둘레 방향으로 이격되어 배치된 복수의 슬릿을 외주면에 갖는 로터와, 상기 복수의 슬릿에 각각 진퇴 가능하게 배치되고, 상기 캠링의 내주면에 맞닿아 복수의 압축실을 형성하는 복수의 베인과, 상기 캠링의 직경 방향 외측에 배치되고, 상기 캠링을 가압하는 가압 부재와, 상기 캠링이 상기 로터에 대하여 상기 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 상기 가압 부재측으로 이동하였을 때, 상기 압축실과 상기 캠링의 직경 방향 외측의 외측 공간이 연통되지 않는 상태로부터 상기 압축실과 당해 외측 공간이 연통된 상태로 변화하도록 구성되는 연통부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하여, 압축실 내의 작동 유체가 토출 구멍으로부터 거의 토출되지 않는 상태로 되었을 때, 압축실과 외측 공간이 연통되므로, 압축실과 외측 공간이 연통되지 않는 경우에 비하여, 압축실 내의 작동 유체가 외측 공간으로 배출되기 쉽다. 그로 인해, 온도가 낮은 작동 유체가 흡입 구멍으로부터 압축실로 많이 공급되게 되어, 압축실 내의 온도가 저하된다. 따라서, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하였을 때, 압축실이 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다.

제2 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 제1 발명에 관한 가변 베인 펌프에 있어서, 상기 캠링 및 상기 로터의 단부면에 배치되는 단부면 부재를 갖고 있고, 상기 연통부는, 상기 단부면 부재의 상기 가압 부재측에 배치됨과 함께, 상기 캠링이 상기 로터에 대하여 상기 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 상기 가압 부재측으로 이동하였을 때, 상기 캠링에 막힌 상태로부터 상기 캠링에 막히지 않는 상태로 변화함으로써 상기 압축실과 상기 외측 공간을 연통시키는 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하는 것을 이용하여, 압축실과 외측 공간을 연통시키고 있으므로, 압축실과 외측 공간을 용이하게 연통시킬 수 있다.

제3 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 제2 발명에 관한 가변 베인 펌프에 있어서, 상기 연통부가, 상기 단부면 부재의 양 단부면 중 상기 캠링측의 단부면에 형성된 홈인 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 연통부가, 단부면 부재의 양 단부면 중 캠링측의 단부면에 형성된 홈이므로, 연통부를 설치하기 쉽다.

제4 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 제2 또는 제3 발명에 관한 가변 베인 펌프에 있어서, 상기 단부면 부재가, 상기 압축실에 작동 유체를 공급하는 흡입 구멍을 갖고 있고, 상기 연통부 중 상기 압축실에 연통할 수 있는 개구부가, 둘레 방향에 대하여 상기 흡입 구멍과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 연통부의 개구부가, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍과 이격되어 배치되므로, 흡입 구멍으로부터 압축실로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.

제5 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 제4 발명에 관한 가변 베인 펌프에 있어서, 상기 개구부와 상기 흡입 구멍의 사이의 거리가, 모든 상기 압축실의 둘레 방향 길이보다 긴 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 연통부의 개구부와 흡입 구멍의 사이의 거리가, 모든 압축실의 둘레 방향 길이보다 길므로, 개구부와 흡입 구멍이 하나의 압축실로 동시에 개구되는 일이 없다. 따라서, 흡입 구멍으로부터 압축실로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부로부터 배출되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

제6 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 제5 발명에 관한 가변 베인 펌프에 있어서, 상기 흡입 구멍으로부터 상기 개구부측을 향하여 연장된 절결을 갖고 있고, 상기 개구부와 상기 절결의 사이의 거리가, 모든 상기 압축실의 둘레 방향 길이보다 긴 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 연통부의 개구부와 절결의 사이의 거리가, 모든 압축실의 둘레 방향 길이보다 길므로, 절결로부터 압축실로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.

제7 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 제4 내지 제6 중 어느 하나의 발명에 관한 가변 베인 펌프에 있어서, 상기 단부면 부재가, 둘레 방향에 대하여 상기 흡입 구멍과 이격되어 배치되고, 상기 압축실 내의 작동 유체를 토출시키는 토출 구멍을 갖고 있고, 상기 개구부가, 둘레 방향에 대하여 상기 흡입 구멍과 상기 토출 구멍의 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 연통부의 개구부가 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍과 토출 구멍의 사이에 있으므로, 개구부가 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍 또는 토출 구멍과 동일한 위치에 있는 경우에 비하여, 개구부를 형성하기 쉽다.

제8 발명에 관한 가변 베인 펌프는, 제1 내지 제7 중 어느 하나의 발명에 관한 가변 베인 펌프에 있어서, 상기 캠링이 내부에 배치되는 케이싱이, 상기 가압 부재측에 배치되고, 또한 상기 외측 공간 내의 작동 유체를 외부로 배출하는 배출 구멍을 갖는 것을 특징으로 한다.

이 가변 베인 펌프에서는, 연통부로부터 캠링의 직경 방향 외측의 외측 공간으로 배출된 작동 유체가 배출 구멍으로부터 배출되므로, 연통부로부터 캠링의 직경 방향 외측의 외측 공간으로 배출된 작동 유체를 배출하는 배출 구멍을 새롭게 형성할 필요가 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이하의 효과가 얻어진다.

제1 발명에서는, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하여, 압축실 내의 작동 유체가 토출 구멍으로부터 거의 토출되지 않는 상태로 되었을 때, 압축실과 외측 공간이 연통되므로, 압축실과 외측 공간이 연통되지 않는 경우에 비하여, 압축실 내의 작동 유체가 외측 공간으로 배출되기 쉽다. 그로 인해, 온도가 낮은 작동 유체가 흡입 구멍으로부터 압축실로 많이 공급되게 되어, 압축실 내의 온도가 저하된다. 따라서, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하였을 때, 압축실이 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다.

제2 발명에서는, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하는 것을 이용하여, 압축실과 외측 공간을 연통시키고 있으므로, 압축실과 외측 공간을 용이하게 연통시킬 수 있다.

제3 발명에서는, 연통부가, 단부면 부재의 양 단부면 중 캠링측의 단부면에 형성된 홈이므로, 연통부를 설치하기 쉽다.

제4 발명에서는, 연통부의 개구부가, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍과 이격되어 배치되므로, 흡입 구멍으로부터 압축실로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.

제5 발명에서는, 연통부의 개구부와 흡입 구멍의 사이의 거리가, 모든 압축실의 둘레 방향 길이보다 길므로, 개구부와 흡입 구멍이 하나의 압축실로 동시에 개구되는 일이 없다. 따라서, 흡입 구멍으로부터 압축실로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부로부터 배출되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

제6 발명에서는, 연통부의 개구부와 절결의 사이의 거리가, 모든 압축실의 둘레 방향 길이보다 길므로, 절결로부터 압축실로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.

제7 발명에서는, 연통부의 개구부가 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍과 토출 구멍의 사이에 있으므로, 개구부가 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍 또는 토출 구멍과 동일한 위치에 있는 경우에 비하여, 개구부를 형성하기 쉽다.

제8 발명에서는, 연통부로부터 캠링의 직경 방향 외측의 외측 공간으로 배출된 작동 유체가 배출 구멍으로부터 배출되므로, 연통부로부터 캠링의 직경 방향 외측의 외측 공간으로 배출된 작동 유체를 배출하는 배출 구멍을 새롭게 형성할 필요가 없다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 가변 베인 펌프의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 II-II선을 따른 주요부 단면도이다.
도 3의 (a)는, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치에 있는 경우를 도시하는 도면이고, (b)는, 캠링의 중심 위치와 로터의 중심 위치가 일치한 경우를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 (b)에 도시하는 A부 확대도이다.
도 5는 제1 측판(단부면 부재)의 평면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 가변 베인 펌프의 실시 형태에 대하여 설명한다.

[가변 베인 펌프의 구성]

가변 베인 펌프(1)는, 예를 들어 유압 기기로의 유압 공급원으로서 사용되는 것이며, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 외측이 케이싱(2)으로 덮여 있다. 케이싱(2)의 내부에는, 베어링(2A) 및 베어링(2B)에 의해 회전축(3)이 회전 가능하게 축 지지되어 있다. 회전축(3)에는, 키(4)를 통하여 원통형의 로터(5)가 회전축(3)과 일체적으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 로터(5)의 외주면에는, 환형으로 배열된 복수의 슬릿(6)(이 가변 베인 펌프(1)에서는 13개)이 형성되어 있다. 복수의 슬릿(6)은, 로터(5)를 축 방향으로 관통하고, 또한 방사 방향을 따라 형성되어 있고, 둘레 방향에 있어서 대략 등간격으로 배치되어 있다. 또한, 로터(5)의 직경 방향 외측에는, 환형(원환형)의 캠링(7)이 배치되어 있다.

복수의 슬릿(6)에는, 각 슬릿(6) 내에 직경 방향으로 진퇴 가능하게 배치되는 복수의 베인(8)(이 가변 베인 펌프(1)에서는 13개)이 배치되어 있다. 복수의 베인(8)은, 로터(5)의 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 캠링(7)의 내주면에 맞닿아, 복수의 압축실(9)을 형성하고 있다. 이 가변 베인 펌프(1)에서는, 인접하는 2개의 베인(8), 로터(5), 캠링(7), 및 후술하는 2개의 측판(제1 측판(21) 및 제2 측판(22))에 의해 13개의 압축실(9)이 형성되어 있다. 또한, 로터(5), 캠링(7), 베인(8) 등은, 케이싱(2)의 내주면(12)에 의해 형성되는 단면에서 보아 원 형상의 공간에 배치되어 있다. 또한, 회전축(3), 로터(5) 및 베인(8)은, 도 1의 화살표 방향으로 회전한다.

캠링(7)의 직경 방향 외측에는, 캠링(7)의 외주면에 맞닿아, 캠링(7)의 직경 방향 외측으로부터 캠링(7)을 가압하는 가압 부재(10)가 배치되어 있다. 이 가압 부재(10)는, 케이싱(2)의 내주면(12)으로부터 직경 방향 외측을 향하여 연장된 가압 부재 수용부(13)에 배치되어 있다. 이 가압 부재 수용부(13)에는, 외측 공간(11) 내의 작동 유체(예를 들어 기름)를 외부로 배출하는 배출 구멍(14)이 형성되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 가압 부재(10)는, 탄성 부재(15)(이 가변 베인 펌프(1)에서는, 스프링 부재)와 피스톤(16)에 의해 구성되어 있다. 또한, 가압 부재(10)에서의 캠링(7)과 반대측에는, 볼트 부재(17)가 배치되어 있다. 이 가변 베인 펌프(1)에서는, 볼트 부재(17)를 로터(5)의 직경 방향을 따라 변위시킴으로써, 피스톤(16)에 의해 캠링(7)에 작용하는 탄성 부재(15)의 탄성력이 변화하고, 압축실(9) 내로부터 토출되는 작동 유체의 토출 압력이 조정된다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 이 가변 베인 펌프(1)에서는, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치에 배치된다. 즉, 캠링(7)의 중심 위치는, 로터(5)의 중심 위치에 대하여 가압 부재(10)의 반대측에 있다. 이때, 캠링(7) 중 가압 부재(10)와 반대측의 외주면은, 케이싱(2)의 내주면(12)에 맞닿아 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 캠링(7) 및 로터(5)의 양 단부면에는, 원통형의 제1 측판(21)(단부면 부재) 및 원통형의 제2 측판(22)이 배치되어 있다. 제1 측판(21) 및 제2 측판(22)의 중앙에는 관통 구멍이 형성되어 있고, 이들 관통 구멍에는 회전축(3)이 삽입 관통되어 있다.

도 3 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 측판(21)(단부면 부재)은, 압축실(9)에 작동 유체(예를 들어 기름)를 공급하는 흡입 구멍(23)과, 압축실(9) 내의 작동 유체를 토출시키는 토출 구멍(24)과, 압축실(9) 내의 작동 유체를 캠링(7)의 직경 방향 외측의 외측 공간(11)으로 배출하는 연통부(31)를 갖고 있다. 흡입 구멍(23)은, 도시하지 않은 흡입 포트에 접속되고, 토출 구멍(24)은, 도시하지 않은 토출 포트에 접속되어 있다.

흡입 구멍(23)은, 가압 부재(10)의 중심선을 연장한 선(L1)(도 5 참조)에 대하여 평면에서 보아 좌측에 배치되어 있고, 복수의 압축실(9)에 연통되도록 둘레 방향을 따라 연장되어 있다. 따라서, 흡입 구멍(23)의 둘레 방향 길이는, 각 압축실(9)의 둘레 방향 길이보다 길다. 여기서, 압축실(9)의 둘레 방향 길이란, 압축실(9)의 가장 직경 방향 외측의 둘레 방향 길이를 말한다. 흡입 구멍(23)의 양단부 중, 로터(5)의 회전 방향 상류측 단부(25)가, 압축실(9)로의 작동 유체의 공급이 개시되는 공급 개시점이고, 로터(5)의 회전 방향 하류측 단부(26)가, 압축실(9)로의 작동 유체의 공급이 종료되는 공급 종료점이다. 제1 측판(21)의 양 단부면 중 캠링(7)측의 단부면에는, 흡입 구멍(23)의 회전 방향 상류측 단부(25)로부터 연통부(31)의 후술하는 제2 개구부(33)측을 향하여 연장된 예를 들어 V자형의 절결(27)(노치)이 형성되어 있다. 이 절결(27)에 의해, 흡입 구멍(23)의 회전 방향 상류측 단부(25)보다 상류측으로부터 압축실(9) 내로 서서히 작동 유체가 공급되므로, 흡입 구멍(23)의 회전 방향 상류측 단부(25)에 있어서, 압축실(9)의 압력이 급격하게 상승하는 것이 방지된다. 또한, 절결(27)은, 제1 측판(21)을 관통하고 있어도 된다.

토출 구멍(24)은, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍(23)과 이격되어 배치되어 있고, 상세하게는, 가압 부재(10)의 중심선을 연장한 선(L1)(도 5 참조)에 대하여 흡입 구멍(23)과 반대측(평면에서 보아 우측)에 배치되어 있다. 이 토출 구멍(24)은, 복수의 압축실(9)로 연통되도록 둘레 방향을 따라 연장되어 있다. 따라서, 토출 구멍(24)의 둘레 방향 길이는, 각 압축실(9)의 둘레 방향 길이보다 길다. 토출 구멍(24)의 양단부 중, 로터(5)의 회전 방향 상류측 단부(28)가, 압축실(9) 내로부터의 작동 유체의 토출이 개시되는 토출 개시점이고, 로터(5)의 회전 방향 하류측 단부(29)가, 압축실(9) 내로부터의 작동 유체의 토출이 종료되는 토출 종료점이다. 또한, 흡입 구멍(23)의 회전 방향 상류측 단부(25)와 토출 구멍(24)의 회전 방향 하류측 단부(29)의 사이의 둘레 방향 거리, 및 흡입 구멍(23)의 회전 방향 하류측 단부(26)와 토출 구멍(24)의 회전 방향 상류측 단부(28)의 사이의 둘레 방향 거리는, 둘레 방향에 대하여 압축실(9)의 둘레 방향 길이보다 멀게 되어 있다.

연통부(31)는, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재(10)측으로 이동하였을 때, 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통되지 않는 상태로부터 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통된 상태로 변화하도록 구성된다. 여기서, 압축실(9)과 외측 공간(11)은, 실제로는, 캠링(7)과 2개의 측판(제1 측판(21) 및 제2 측판(22))의 사이의 약간의 간극에 의해 항상 연통되어 있지만, 본 발명에서는, 캠링(7)과 2개의 측판(제1 측판(21) 및 제2 측판(22))의 사이에 약간의 간극이 있어도, 그것은 압축실(9)과 외측 공간(11)을 연통한 것은 아니라고 간주한다.

이 연통부(31)는, 직경 방향을 따라 연장된 홈이며, 제1 측판(21)(단부면 부재)의 양 단부면 중 캠링(7)측의 단부면, 또한 제1 측판(21)의 가압 부재(10)측에 형성되어 있다. 또한, 가압 부재(10)측이란, 도 5에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보아, 가압 부재(10)의 중심선을 연장한 선(L1)과 직교하고, 또한 로터(5)의 중심을 통과하는 선(L2)보다도 가압 부재(10)측을 가리킨다.

도 3 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 이 연통부(31)는, 길이 방향 길이가 캠링(7)의 폭보다 긴 홈이며, 외측 공간(11)으로 개구된 제1 개구부(32)와, 압축실(9)로 개구될 수 있는 제2 개구부(33)를 갖고 있다. 이 제2 개구부(33)가, 본 발명에 있어서, 연통부 중 압축실로 연통될 수 있는 개구부에 상당한다. 제1 개구부(32)는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치에 있을 때, 및 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 캠링(7)의 중심 위치와 로터(5)의 중심 위치가 일치할 때의 어느 상태에 있어서도, 항상 외측 공간(11)으로 개구되어 있다.

한편, 제2 개구부(33)는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치에 있을 때에는, 평면에서 보아, 그 전역이 캠링(7)과 겹쳐 있다. 그로 인해, 제2 개구부(33)가 캠링(7)에 막혀 있고, 제2 개구부(33)는 압축실(9)로 개구되지 않는다. 한편, 제2 개구부(33)가, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치(도 3의 (a) 참조)로부터, 캠링(7)의 중심 위치와 로터(5)의 중심 위치가 일치하는 위치(도 3의 (b) 참조)까지의 어느 한 지점(실제로는, 캠링(7)의 중심 위치와 로터(5)의 중심 위치가 일치하는 위치의 약간 앞)까지 캠링(7)이 이동하면, 제2 개구부(33)가 캠링(7)에 막히지 않는 상태로 되어, 제2 개구부(33)가, 압축실(9)로 개구된다. 그 결과, 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통된다. 그리고, 캠링(7)의 중심 위치와 로터(5)의 중심 위치가 일치하는 위치까지, 캠링(7)이 이동한 상태에 있어서도, 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통된 상태가 계속된다.

여기서, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치에 있을 때에는, 압축실(9) 내의 압력이 소정 미만이며, 흡입 구멍(23)으로부터 압축실(9)로 작동 유체가 공급되고, 또한 압축실(9) 내의 작동 유체가 토출 구멍(24)으로부터 토출되는 상태이다. 이 가변 베인 펌프(1)에서는, 이 상태를 풀 플로우 상태라고 칭한다. 한편, 압력 유지 시 등, 압축실(9) 내의 압력이 소정 이상으로 되어, 압축실(9) 내의 압력이 탄성 부재(15)의 탄성력을 상회하는 경우에는, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 캠링(7)의 중심 위치와 로터(5)의 중심 위치가 일치하여, 압축실(9) 내의 작동 유체가 토출 구멍(24)으로부터 거의 토출되지 않는 상태로 된다. 이 가변 베인 펌프(1)에서는, 이 상태를 데드 헤드 상태라고 칭한다.

이 가변 베인 펌프(1)에서는, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치에 있을 때, 즉 풀 플로우 상태로부터, 캠링(7)의 중심 위치와 로터(5)의 중심 위치가 일치할 때, 즉 데드 헤드 상태로 변하면, 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통되지 않는 상태로부터 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통되는 상태로 변화하므로, 데드 헤드 상태일 때, 연통부가 없는 종래의 가변 베인 펌프에 비하여, 압축실(9) 내의 작동 유체가 외측 공간(11)으로 누설되기 쉽게 되어 있다.

또한, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)는, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍(23)의 회전 방향 상류측 단부(25)와 토출 구멍(24)의 회전 방향 하류측 단부(29)의 사이에 배치되어 있다. 따라서, 연통부(31)의 제2 개구부(33)는, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍(23)과 이격되어 배치되어 있다. 또한, 둘레 방향에서의 제2 개구부(33)와 흡입 구멍(23)의 회전 방향 상류측 단부(25)의 사이의 거리는, 각 압축실(9)의 둘레 방향 길이보다 길게 되어 있고, 또한 둘레 방향에서의 제2 개구부(33)와 절결(27)의 선단의 사이의 거리도, 각 압축실(9)의 둘레 방향 길이보다 길게 되어 있다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 연통부(31)의 제1 개구부(32)는, 가압 부재(10)의 근방, 즉 둘레 방향에 대하여 가압 부재 수용부(13)의 양단(13a, 13b)의 사이에 있으므로, 연통부(31)의 제1 개구부(32)로부터 분류로 되어 토출되는 기름이, 케이싱(2)의 내주면(12)에 닿기 어렵다. 따라서, 연통부(31)의 제1 개구부(32)로부터 분류로 되어 토출되는 기름이, 케이싱(2)의 내주면(12)에 닿아 케이싱(2)에 부하가 걸리는 것이 방지된다. 또한, 연통부(31)의 제1 개구부(32)는, 배출 구멍(14)의 근방, 둘레 방향에 대하여 가압 부재 수용부(13)의 양단(13a, 13b)의 사이에 있으므로, 연통부(31)의 제1 개구부(32)로부터 토출된 기름이, 배출 구멍(14)으로부터 외부로 배출되기 쉽다.

[가변 베인 펌프의 동작]

이어서, 도 3을 참조하면서 가변 베인 펌프(1)의 동작에 대하여 설명한다. 이 가변 베인 펌프(1)에서는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치에 있는 경우에 있어서, 운전이 개시되어 로터(5)가 회전하면, 슬릿(6)에 배치된 베인(8)이 그 위치에 따라 진퇴하여, 흡입 구멍(23)이 배치되는 흡입측에 있어서 압축실(9)이 서서히 확대되어 흡입 구멍(23)으로부터 압축실(9)로 작동 유체가 공급되고, 토출 구멍(24)이 배치되는 토출측에 있어서 압축실(9)이 서서히 축소되어 압축실(9) 내의 작동 유체가 토출 구멍(24)으로부터 토출된다(풀 플로우 상태). 이 경우에 있어서, 연통부(31)의 제1 개구부(32)는, 외측 공간(11)으로 개구되어 있지만, 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)는, 압축실(9)로 개구되어 있지 않으므로, 연통부(31)로부터 외측 공간(11)으로 배출되는 작동 유체(예를 들어 기름)는 거의 없다. 따라서, 압축실(9) 내의 작동 유체가 낭비되어 버리는 일이 없다.

한편, 예를 들어 압력 유지 시 등, 압축실(9) 내의 압력이 소정 이상으로 되어, 압축실(9) 내의 압력이 탄성 부재(15)의 탄성력을 상회하면, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재(10)측으로 이동한다. 그리고, 캠링(7)의 중심 위치와 로터(5)의 중심 위치가 일치하면, 로터(5)가 회전해도 압축실(9)의 크기가 변화하지 않게 되고, 압축실(9) 내의 작동 유체가 토출되지 않는 상태로 된다(데드 헤드 상태). 이 경우에 있어서, 연통부(31)의 제1 개구부(32) 및 제2 개구부(33)는, 각각 외측 공간(11) 및 압축실(9)로 개구되어 있으므로, 압축실(9) 내의 작동 유체가 연통부(31)로부터 외측 공간(11)으로 배출되기 쉽다. 그 결과, 연통부(31)로부터 외측 공간(11)으로 배출된 작동 유체의 양만큼, 새로운 작동 유체가 흡입 구멍(23)으로부터 압축실(9)로 공급되므로, 압축실(9)이 고온으로 되는 것이 방지된다.

또한, 금속 부재의 가공 정밀도가 그다지 높지 않은 가변 베인 펌프에서는, 캠링의 중심 위치와 로터의 중심 위치가 일치하여, 압축실 내의 작동 유체가 토출 구멍으로부터 토출되지 않는 경우라도, 캠링과 단부면 부재의 사이의 간극으로부터, 압축실 내의 작동 유체가 외측 공간으로 누설되기 때문에, 온도가 낮은 작동 유체가 압축실에 공급된다. 그로 인해, 본 발명의 연통부(31)가 있는 경우 쪽이, 압축실 내가 고온으로 되는 것을 보다 방지하기 쉽지만, 본 발명의 연통부(31)가 없는 경우라 해도, 압축실 내가 고온으로 되기 어렵다.

그러나, 최근의 가공 정밀도의 향상에 의해, 금속 부재의 가공 정밀도가 높은 가변 베인 펌프에서는, 캠링과 단부면 부재의 사이의 간극이 충분히 작기 때문에, 캠링의 중심 위치와 로터의 중심 위치가 일치하였을 때, 캠링과 단부면 부재의 사이의 유로로부터 작동 유체가 거의 누설되지 않는다. 그로 인해, 압축실 내에 작동 유체가 체류하고, 압축실이 고온으로 된다. 따라서, 본 발명의 연통부(31)를 적용함으로써, 금속 부재의 가공 정밀도가 그다지 높지 않은 가변 베인 펌프에 비하여, 높은 효과를 얻을 수 있다.

<본 실시 형태에 관한 가변 베인 펌프의 특징>

본 실시 형태에 관한 가변 베인 펌프(1)에는, 이하의 특징이 있다.

본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재(10)측으로 이동하여, 압축실(9) 내의 작동 유체가 토출 구멍(24)으로부터 거의 토출되지 않는 상태로 되었을 때, 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통되므로, 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통되지 않는 경우에 비하여, 압축실(9) 내의 작동 유체가 외측 공간(11)으로 배출되기 쉽다. 그로 인해, 온도가 낮은 작동 유체가 흡입 구멍(23)으로부터 압축실(9)로 많이 공급되게 되어, 압축실(9) 내의 온도가 저하된다. 따라서, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재(10)측으로 이동하였을 때, 압축실(9)이 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재(10)측으로 이동하는 것을 이용하여, 압축실(9)과 외측 공간(11)을 연통시키고 있으므로, 압축실(9)과 외측 공간(11)을 연통하는 유로를 용이한 구성으로 크게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 연통부(31)가, 제1 측판(21)(단부면 부재)의 양 단부면 중 캠링(7)측의 단부면에 형성된 홈이므로, 연통부(31)를 보다 설치하기 쉽다.

또한, 본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)가, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍(23)과 이격되어 배치되므로, 흡입 구멍(23)으로부터 압축실(9)로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부(31)로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)와 흡입 구멍(23)의 사이의 거리가, 모든 압축실(9)의 둘레 방향 길이보다 길므로, 연통부(31)의 제2 개구부(33)와 흡입 구멍(23)이 하나의 압축실(9)로 동시에 개구되는 일이 없다. 따라서, 흡입 구멍(23)으로부터 압축실(9)로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부(31)로부터 배출되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)와 절결(27)(노치)의 사이의 거리가, 모든 압축실(9)의 둘레 방향 길이보다 길므로, 절결(27)로부터 압축실(9)로 공급된 작동 유체가 쇼트컷하여 바로 연통부(31)로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)가, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍(23)과 토출 구멍(24)의 사이에 있으므로, 제2 개구부(33)가 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍(23) 또는 토출 구멍(24)과 동일한 위치에 있는 경우에 비하여, 제2 개구부(33)를 형성하기 쉽다.

또한, 본 실시 형태의 가변 베인 펌프(1)에서는, 캠링(7)이 내부에 배치되는 케이싱(2)이, 가압 부재(10)측에 배치되고, 또한 외측 공간(11) 내의 작동 유체를 외부로 배출하는 배출 구멍(14)을 가지므로, 연통부(31)로부터 캠링(7)의 외측으로 배출된 작동 유체를 배출하는 배출 구멍을 새롭게 형성할 필요가 없다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성은, 이들 실시 형태에 한정되는 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기 실시 형태의 설명이 아니라 특허청구범위에 의해 나타나고, 또한 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

상술한 실시 형태에서는, 제1 측판(21)(단부면 부재)에 형성된 연통부(31)에 의해, 압축실(9)과 외측 공간(11)을 연통시킨 경우에 대하여 설명하였지만, 캠링(7)이 로터(5)에 대하여 가압 부재(10)와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재(10)측으로 이동하였을 때, 압축실(9)과 외측 공간(11)이 연통되는 것이면, 연통부는 캠링에 형성되어도 된다. 예를 들어, 연통부가, 캠링의 내주면과 외주면을 연통하는 관통 구멍, 또는 캠링의 단부면에 배치되고, 또한 캠링의 내주면과 외주면을 연통하는 관통 홈이며, 풀 플로우 상태(도 3의 (a) 참조)에 있어서는, 캠링의 내주면의 개구가 로터에 의해 막히고, 데드 헤드 상태(도 3의 (b) 참조)에 있어서는, 캠링의 내주면의 개구가 열리는 것이어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 연통부(31)가 제1 측판(21)(단부면 부재)에 배치되는 경우에 있어서, 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)가, 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍(23)의 회전 방향 상류측 단부(25)와, 토출 구멍(24)의 회전 방향 하류측 단부(29)의 사이에 배치되는 경우에 대하여 설명하였지만, 연통부가 가압 부재측에 있으면, 연통부는 어디에 있어도 된다. 따라서, 연통부가 토출 구멍과 연통되지 않는 것이면, 연통부가 둘레 방향에 대하여 토출 구멍과 동일한 위치에 있어도 되고, 연통부가 흡입 구멍과 연통되지 않는 것이면, 연통부가 둘레 방향에 대하여 흡입 구멍과 동일한 위치에 있어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 복수의 슬릿(6)이 둘레 방향으로 대략 등간격으로 형성됨으로써, 복수의 압축실(9)의 둘레 방향 길이가 모두 동일한 경우에 대하여 설명하였지만, 복수의 슬릿(6)이 둘레 방향으로 대략 등간격으로 형성되지 않음으로써, 복수의 압축실(9)의 둘레 방향 길이가 상이해도 된다. 그 경우에 있어서, 연통부의 개구부와 흡입 구멍의 사이의 거리가, 모든 압축실의 둘레 방향 길이보다 긴 것이 바람직하고, 또한 연통부의 개구부와 절결의 사이의 거리가, 모든 압축실의 둘레 방향 길이보다 긴 것이 바람직하다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 베인(8) 및 압축실(9)이 13개 형성되는 경우에 대하여 설명하였지만, 베인 및 압축실은 복수라면 몇 개라도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 흡입 구멍(23)으로부터 연통부(31)의 제2 개구부(33)(개구부)측을 향하여 연장된 절결(27)(노치)을 갖는 경우에 대하여 설명하였지만, 절결은 없어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 연통부(31)가 홈인 경우에 대하여 설명하였지만, 연통부는 단부면 부재에 형성된 구멍이어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 배출 구멍(14)이 케이싱(2)의 가압 부재 수용부(13)에 형성되는 경우에 대하여 설명하였지만, 배출 구멍은, 가압 부재측이면 케이싱의 어디에 형성되어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 흡입 구멍(23), 토출 구멍(24) 및 연통부(31)가, 제1 측판(21)(단부면 부재)에 형성되는 경우에 대하여 설명하였지만, 흡입 구멍, 토출 구멍 및 연통부는, 캠링 및 로터의 양 단부면에 배치되는 단부면 부재의 어느 쪽에 배치되어도 된다. 따라서, 예를 들어 흡입 구멍, 토출 구멍 및 연통부가, 각각 제1 측판 및 제2 측판에 배치되어도 되고, 예를 들어 흡입 구멍 및 토출 구멍이 제1 측판에 배치되고, 연통부가 제2 측판에 배치되어도 된다.

<산업상 이용가능성>

본 발명을 이용하면, 캠링이 로터에 대하여 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 가압 부재측으로 이동하였을 때, 압축실이 고온으로 되는 것을 방지할 수 있다.

1: 가변 베인 펌프
2: 케이싱
5: 로터
6: 슬릿
7: 캠링
8: 베인
9: 압축실
10: 가압 부재
11: 외측 공간
14: 배출 구멍
21: 제1 측판(단부면 부재)
23: 흡입 구멍
24: 토출 구멍
27: 절결
31: 연통부
33: 제2 개구부(개구부)

Claims (8)

1. 환형의 캠링과,
   상기 캠링의 내측에 배치되고, 둘레 방향으로 이격되어 배치된 복수의 슬릿을 외주면에 갖는 로터와,
   상기 복수의 슬릿에 각각 진퇴 가능하게 배치되고, 상기 캠링의 내주면에 맞닿아 복수의 압축실을 형성하는 복수의 베인과,
   상기 캠링의 직경 방향 외측에 배치되고, 상기 캠링을 가압하는 가압 부재와,
   상기 캠링이 상기 로터에 대하여 상기 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 상기 가압 부재측으로 이동하였을 때, 상기 압축실과 상기 캠링의 직경 방향 외측의 외측 공간이 연통되지 않는 상태로부터 상기 압축실과 당해 외측 공간이 연통된 상태로 변화하도록 구성되는 연통부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 캠링 및 상기 로터의 단부면에 배치되는 단부면 부재를 갖고 있고,
   상기 연통부는,
   상기 단부면 부재의 상기 가압 부재측에 배치됨과 함께, 상기 캠링이 상기 로터에 대하여 상기 가압 부재와 반대측으로 편심된 위치로부터 상기 가압 부재측으로 이동하였을 때, 상기 캠링에 막힌 상태로부터 상기 캠링에 막히지 않는 상태로 변화함으로써 상기 압축실과 상기 외측 공간을 연통시키는 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.
3. 제2항에 있어서, 상기 연통부가, 상기 단부면 부재의 양 단부면 중 상기 캠링측의 단부면에 형성된 홈인 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 단부면 부재가, 상기 압축실에 작동 유체를 공급하는 흡입 구멍을 갖고 있고,
   상기 연통부 중 상기 압축실로 연통될 수 있는 개구부가, 둘레 방향에 대하여 상기 흡입 구멍과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.
5. 제4항에 있어서, 상기 개구부와 상기 흡입 구멍의 사이의 거리가, 모든 상기 압축실의 둘레 방향 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.
6. 제5항에 있어서, 상기 단부면 부재가, 상기 흡입 구멍으로부터 상기 개구부측을 향하여 연장된 절결을 갖고 있고,
   상기 개구부와 상기 절결의 사이의 거리가, 모든 상기 압축실의 둘레 방향 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단부면 부재가, 둘레 방향에 대하여 상기 흡입 구멍과 이격되어 배치되고, 상기 압축실 내의 작동 유체를 토출시키는 토출 구멍을 갖고 있고,
   상기 개구부가, 둘레 방향에 대하여 상기 흡입 구멍과 상기 토출 구멍의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캠링이 내부에 배치되는 케이싱이, 상기 가압 부재측에 배치되고, 또한 상기 외측 공간 내의 작동 유체를 외부로 배출하는 배출 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 가변 베인 펌프.

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