KR20230098669A - 통합 펌프장치 - Google Patents

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KR20230098669A
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vane
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토모히로 타카하시
카즈노리 우치다
모토요시 안도
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가부시키가이샤 덴소
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Abstract

통합 펌프장치는, 모터(10)와, 모터(10)의 구동력에 의해 회전하는 오일펌프(30)와, 오일펌프(30)로부터 공급되는 유압에 의해 작동하는 유압 액추에이터(60)가 일체로 구성된 모듈을 이루고 있다. 유압 액추에이터(60)는, 하나 이상의 베인실(621―624)을 가지는 하우징(61)과, 하우징(61)에 수용되어, 베인실에 대응하는 하나 이상의 베인(641―644)이 설치된 베인 로터(63)를 구비한다. 베인실에서의 베인의 원주방향의 한쪽에 전진측 유압실(651―654)이 형성되고, 베인의 원주방향의 다른 쪽에 리턴측 유압실(661―664)이 형성된다. 전진측 유압실(651―654)로 유압이 공급되었을 때, 베인 로터(63)가 일방향으로 회전하여 전진 상태로 되고, 리턴측 유압실(661―664)로 유압이 공급되었을 때, 베인 로터(63)가 타방향으로 회전하여 리턴 상태로 된다.

Description

통합 펌프장치
본 출원은 2020년 12월 17일에 출원된 특허출원번호 제2020―209129호에 기초하는 것으로, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.
본 개시는 통합 펌프장치에 관한 것이다.
종래, 모터 및 전동 오일펌프와 유압 액추에이터를 통합한 유압 시스템이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 개시된 자동차용의 유압 시스템은 모터 및 전동 오일펌프와 유압 파킹록 액추에이터와 클러치 걸어맞춤 제어유로가 통합되어 있다. 모터의 정회전 시, 유압 파킹록 액추에이터 및 클러치가 작동한다. 모터의 역회전 시, 오일펌프로부터 모터 제너레이터 냉각용의 오일(油)이 공급된다.
특허문헌 1: 국제공개 제2020／043235호
특허문헌 1의 유압 시스템에서는, 실린더 내를 피스톤이 왕복 이동하는 실린더식의 유압 파킹록 액추에이터가 이용되고 있다. 그 때문에, 수압(受壓) 면적이나 스트로크 길이를 확보하기 위한 체격이 커진다.
본 개시의 목적은, 모터 및 전동 오일펌프와 일체로 구성된 유압 액추에이터를 소형화한 통합 펌프장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 통합 펌프장치는, 모터와, 오일펌프와, 유압 액추에이터가 일체로 구성된 모듈을 이루고 있다. 여기에서, 예를 들면, 자동차에 탑재되는 통합 펌프장치에 있어서 “일체로 구성된 모듈”이란, 반드시 하나의 부품으로서 자동차 메이커에 납품되는 것에 한정되지 않는다. 부분품(part)별로 납입되어, 자동차에 부착된 후에 일체 구성을 이루는 것도 “일체로 구성된 모듈”에 포함된다고 해석한다.
오일펌프는 모터의 구동력에 의해 회전하여, 오일팬으로부터 흡입한 오일을 토출한다. 유압 액추에이터는 오일펌프로부터 공급되는 유압에 의해 전진 상태와 리턴 상태를 전환하도록 작동한다. 예를 들면, 유압 액추에이터는 자동차의 파킹록 기구를 작동시키는 파킹록 액추에이터이다.
유압 액추에이터는 하나 이상의 베인(vane)실을 가지는 하우징과, 하우징에 수용되어 베인실에 대응하는 하나 이상의 베인이 설치된 베인로터를 구비한다.
베인은 대응하는 베인실에서 원주방향으로 회전 이동 가능하다. 베인실에서의 베인의 원주방향의 한쪽에 전진측 유압실이 형성되고, 베인의 원주방향의 다른 쪽에 리턴측 유압실이 형성된다. 전진측 유압실로 오일이 공급되었을 때, 베인 로터가 일방향으로 회전하여 전진 상태로 되고, 리턴측 유압실로 오일이 공급되었을 때, 베인 로터가 타방향으로 회전하여 리턴 상태로 된다.
유압 액추에이터의 작동력은 수압 면적과 유압의 곱으로 결정되는 바, 본 개시에서는 회전식 유압 액추에이터를 이용함으로써 하나 이상의 베인에 의해 수압 면적을 확보하여, 유압 액추에이터를 소형화할 수 있다. 따라서, 탑재 스페이스가 제약되는 파킹록 액추에이터 등의 유압 액추에이터로서 특히 유효하게 적용된다.
본 개시에 관한 상기 목적 및 그 밖의 목적, 특징이나 잇점은 첨부의 도면을 참조하면서 하기의 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다.
도 1은 본 실시형태에 의한 통합 펌프장치의 기본 구성도이고,
도 2는 제 1 내지 제 6 실시형태에 의한 통합 펌프장치 및 파킹록 기구의 구성도이고,
도 3은 제 1, 3, 5 실시형태에 의한 회전식 유압 액추에이터의 외관 및 오일의 흐름을 도시하는 도면이고,
도 4는 제 1, 3, 5 실시형태의 록 해제 시(리턴 상태) 및 록 시(전진 상태)에서의 도 3의 Ⅳ―Ⅳ선 단면도이고,
도 5는 제 1 실시형태에 의한 록 해제 시(리턴 상태)의 유압 경로도이고,
도 6은 제 1 실시형태에 의한 록 시(전진 상태)의 유압 경로도이고,
도 7은 제 2, 4, 6 실시형태에 의한 회전식 유압 액추에이터의 외관 및 오일의 흐름을 도시하는 도면이고,
도 8은 제 2, 4, 6 실시형태의 록 해제 시(리턴 상태) 및 록 시(전진 상태)에서의 도 7의 Ⅷ―Ⅷ선 단면도이고,
도 9는 제 2 실시형태에 의한 록 해제 시(리턴 상태)의 유압 경로도이고,
도 10은 제 2 실시형태에 의한 록 시(전진 상태)의 유압 경로도이고,
도 11은 제 3 실시형태에 의한 록 해제 시(리턴 상태)의 유압 경로도이고,
도 12는 제 3 실시형태에 의한 록 시(전진 상태)의 유압 경로도이고,
도 13은 제 4 실시형태에 의한 록 해제 시(리턴 상태)의 유압 경로도이고,
도 14는 제 4 실시형태에 의한 록 시(전진 상태)의 유압 경로도이고,
도 15는 제 5 실시형태에 의한 록 해제 시(리턴 상태)의 유압 경로도이고,
도 16은 제 5 실시형태에 의한 록 시(전진 상태)의 유압 경로도이고,
도 17은 제 6 실시형태에 의한 록 해제 시(리턴 상태)의 유압 경로도이고,
도 18은 제 6 실시형태에 의한 록 시(전진 상태)의 유압 경로도이고,
도 19는 참고 형태에 의한 실린더식 유압 액추에이터를 이용한 통합 펌프장치 및 파킹록 기구의 구성도이다.
이하, 본 개시에 의한 통합 펌프장치의 복수의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 복수의 실시형태에 있에서, 실질적으로 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 제 1 내지 제 6 실시형태를 포괄하여 “본 실시형태”라 한다. 본 실시형태의 통합 펌프장치는 모터 및 전동 오일펌프와 유압 액추에이터가 일체로 구성된 모듈을 이루고 있다.
도 1에, 본 실시형태의 통합 펌프장치(90)에 공통되는 기본 구성이 도시되어 있다. 통합 펌프장치(90)는 모터(10), 오일펌프(30) 및 유압 액추에이터(60)가 일체로 구성되어 있다. 도면 중, 모터를 “M”, 전동 오일펌프를 “EOP”라 기재한다.
오일펌프(30)는 모터(10)의 구동력에 의해 회전하는 전동 오일펌프이고, 오일팬으로부터 흡입한 오일을 토출한다.
유압 액추에이터(60)는 오일펌프(30)로부터 공급되는 유압에 의해 전진 상태와 리턴 상태를 전환하도록 작동한다. 여기에서, “전진 상태” 및 “리턴 상태”는 상대하는 2개의 극 상태를 편의상 구별하는 용어에 불과하고, 어느 쪽의 상태를 전진 상태 또는 리턴 상태로 정의해도 좋다.
본 실시형태의 유압 액추에이터(60)는 자동차의 파킹록 기구(80)를 작동시키는 파킹록 액추에이터이다. 유압 액추에이터(60)는 전진 상태에서 파킹록 기구(80)를 록(lock)하고, 리턴 상태에서 파킹록 기구를 록 해제하도록 작동력을 부여한다. 시프트 레인지가 P레인지로 조작되었을 때가 록 시(時)에 상당하고, notP레인지로 조작되었을 때가 록 해제 시에 상당한다. 여기에서, notP레인지는 2포지션 구성에서는 하나의 레인지이다. 또한, 다단 변속 레인지 등을 포함하는 구성에서는, P레인지 이외의 복수의 레인지를 포괄하여 notP레인지로 해석하면 좋다.
(제 1 실시형태)
이하, 각 실시형태의 통합 펌프장치의 부호는 실시형태의 번호에 대응하여 “901”∼“906”으로 한다. 우선, 도 2 내지 도 6을 참조하여 제 1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 2에, 제 1 실시형태의 통합 펌프장치(901) 및 파킹록 기구(80)가 도시되어 있다. 통합 펌프장치(901)는 외형이 원기둥 형상인 회전식 유압 액추에이터(60)가 이용되고 있고, 모터(10), 오일펌프(30) 및 유압 액추에이터(60)의 3개가 일체로 구성되어 있다. 도 2의 예에서는 3개가 동축이고 직렬로 나열하여 일체로 구성되어 있지만, 축이 어긋난 상태에서 직렬로 나열하여 일체로 구성되어도 좋고, 병렬로 나열하여 일체로 구성되어도 좋다.
파킹록 기구(80)는 디텐트(detent) 샤프트(81), 디텐트 플레이트(82), 디텐트 스프링(83), 전환 로드(84), 파킹 로드(85), 원추체(86), 파킹록 폴(87), 파킹 기어(88) 등을 가진다. 디텐트 샤프트(81)는 유압 액추에이터(60)의 출력축이고, 유압 액추에이터(60)의 작동에 의해 사전 결정 각도 범위로 양방향으로 회전한다. 디텐트 플레이트(82)는 디텐트 샤프트(81)에 고정되어 있고, 디텐트 샤프트(81)와 함께 회전한다.
디텐트 플레이트(82)의 디텐트 스프링(83)측에는 복수의 오목부(823)가 형성되어 있다. 디텐트 플레이트(82)에 사전 결정 이상의 회전력이 가해지면, 디텐트 스프링(83)이 탄성 변형하여, 선단에 설치된 디텐트 롤러(833)가 어느 한쪽의 오목부(823)에 끼워 넣어짐으로써, 디텐트 플레이트(82)의 회전이 규제된다. 디텐트 플레이트(82)의 판면으로부터 돌출하는 핀(824)은 전환 로드(84)의 선단에 형성된 홈에 걸어 맞추어진다. 또한, 핀(824) 및 전환 로드(84)는 도 19에 도시하는 참고 형태에서 이용되는 것이고, 제 1 실시형태에서는 없어도 좋다.
파킹 로드(85)는 대략 L자 형상으로 형성되고, 일단(851)측이 디텐트 플레이트(82)에 고정되어 있다. 파킹 로드(85)의 타단(852)측에는, 타단(852)에 가까워짐에 따라서 직경이 축소되는 원추체(86)가 설치되어 있다. 디텐트 롤러(833)가 P레인지에 대응하는 오목부에 끼워 넣어지는 방향으로 디텐트 플레이트(82)가 회전하면, 원추체(86)가 화살표(P) 방향으로 이동한다.
파킹록 폴(87)은 원추체(86)의 원추면과 맞닿고, 축부(877)를 중심으로 요동 가능하다. 파킹록 폴(87)에는 파킹 기어(88)와 맞물림 가능한 볼록부(878)가 설치되어 있다. 원추체(86)가 화살표 'P' 방향으로 이동하면, 파킹록 폴(87)이 밀어 올려지고, 볼록부(878)와 파킹 기어(88)가 맞물려서 록 상태로 된다. 원추체(86)가 화살표 'notP' 방향으로 이동하면, 볼록부(878)가 파킹 기어(88)로부터 떨어져서 록 상태가 해제된다.
다음에, 도 3 및 도 4를 참조하여, 회전식 유압 액추에이터(60)의 구성예에 대해서 설명한다. 도 3 및 도 4의 구성은 후술되는 제 3 및 제 5 실시형태에도 공통된다. 도 4의 상측에는, 시프트 레인지가 P레인지로부터 notP레인지로 조작된 록 해제 시에서의 작동완료 상태가 도시되고, 도 4의 하측에는, 시프트 레인지가 notP레인지로부터 P레인지로 조작된 록 시에서의 작동완료 상태가 도시된다.
유압 액추에이터(60)는 회전축(O)을 중심으로 하는 원통 형상의 하우징(61)과, 하우징(61)에 동축으로 수용된 베인로터(63)를 구비한다. 하우징(61)은 원주방향으로, 예를 들면, 4개의 베인실(621―624)을 가진다. 베인실(621―624)은 반경방향 외측의 내벽이 원호 형상으로 형성된 부채 형상을 나타내고 있다. 도면에서는 베인실(621―624)의 부호의 인출선을 반경방향 외측의 내벽으로부터 인출하고 있다.
베인로터(63)는 베인실(621―624)에 대응하는 예를 들면, 4개의 베인(641―644)이 외주에 설치되어 있다. 4개의 베인(641―644) 중 하나의 베인(641)은 회전 한계를 규제하는 스토퍼부(645, 646)가 원주방향 양단에 설치되어 있고, 다른 3개의 베인(642, 643, 644)보다도 크게 형성되어 있다. 다른 3개의 베인(642, 643, 644)은 유압실의 용적을 확보하기 위해 비교적 작게 형성되어 있다. 각 베인(641―644)의 반경방향 외벽의 슬라이딩부에는 시일재가 설치되어 있다.
각 베인(641―644)은 대응하는 베인실(621―624)에서 원주방향으로 회전 이동 가능하다. 베인실(621―624)에서의 베인(641―644)의 원주방향의 한쪽에 전진측 유압실(651―654)이 형성된다. 또한, 베인(641―644)의 원주방향의 다른 쪽에 리턴측 유압실(661―664)이 형성된다. 도시하지 않지만, 전진측 유압실(651―654)은 분배유로를 경유하여 공통의 전진측 포트에 접속되어 있다. 마찬가지로, 리턴측 유압실(661―664)은 분배유로를 경유하여 공통의 리턴측 포트에 접속되어 있다.
도 4의 상측에 도시하는 록 해제 시에는, 파선 해칭을 붙인 리턴측 유압실(661―664)로 유압이 공급된다. 이에 따라, 베인 로터(63)가 도면의 반시계 회전방향으로 회전하여 리턴 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록 해제된다. 전진측 유압실(651―654)로부터는 오일이 배출된다. 도 3의 이점쇄선 화살표는 이때의 오일의 흐름을 모식적으로 나타낸다.
도 4의 하측에 도시하는 록 시에는, 파선 해칭을 붙인 전진측 유압실(651―654)로 유압이 공급된다. 이에 따라, 베인 로터(63)가 도면의 시계 회전방향으로 회전하여 전진 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록된다. 리턴측 유압실(661―664)로부터는 오일이 배출된다. 도 3의 일점쇄선 화살표는 이때의 오일의 흐름을 모식적으로 나타낸다.
다음에, 도 5 및 도 6을 참조한다. 오일펌프(30)는 유압 액추에이터(60)로 유압을 공급하는 유로로부터 분기한 직접 공급유로(35, 38)를 통하여 모터 제너레이터(39)에 접속되어 있다. 도면 중 및 이하의 명세서 중에서 모터 제너레이터를 “MG”로 기재한다. MG(39)는 오일펌프(30)로부터의 오일의 공급 대상인 “오일 소비기”에 상당한다. 구체적으로는, MG(39)의 스테이터에서 통전에 의해 발열하는 코일을 냉각하도록 개방 공간에서 오일이 분출된다.
이하의 제 1 내지 제 6 실시형태는 유압 액추에이터(60)의 작동 방향의 전환에 관한 3패턴의 구성 및 MG(39)로의 오일의 공급 경로에 관한 2패턴의 구성을 조합한 것이다. 유압 액추에이터(60)의 작동 방향의 전환에 관해, 제 1 및 제 2 실시형태에서는 오일펌프(30)의 회전방향은 일정하고, 오일팬(31)으로부터 흡입유로(32)를 경유하여 흡입된 오일은 흡입구(342)로부터 토출구(343)로의 일방향으로만 흐른다.
오일펌프(30)와 유압 액추에이터(60)의 사이에는, 오일펌프(30)로부터 전진측 유압실(651―654) 및 리턴측 유압실(661―664)로의 오일의 흐름을 전환하는 방향전환밸브(56)가 설치되어 있다. 방향전환밸브(56)의 3개의 IN포트 중, 중앙에 도시된 포트는 액추에이터 유로(360)를 경유하여 오일펌프(30)의 토출구(343)에 접속되어 있다. 3개의 IN포트 중, 양측에 도시된 2개의 포트는 각각 액추에이터 유로(365, 366)를 경유하여 흡입유로(32)에 접속되어 있다.
또한, MG(39)로의 오일의 공급경로에 관해, 제 1, 제 3, 제 5 실시형태에서는, 직접 공급유로(35, 38)의 도중에, 직접 공급유로(35, 38)의 연통 또는 차단을 전환하는 공급전환밸브(50)가 설치되어 있다. 직접 공급유로(35, 38) 중, 공급전환밸브(50)보다도 오일펌프(30)측(즉, 상류측)에 위치한 것을 “토출유로(35)”로 하고, 공급전환밸브(50)보다도 MG(39)측(즉, 하류측)에 위치한 것을 “도달유로(38)”로 한다. 또한, 공급전환밸브(50)와 흡입유로(32)의 사이에 파선으로 도시되어 있는 순환유로(37)는 제 1, 제 3, 제 5 실시형태에서는 기본적으로 사용을 상정하지 않는다. 즉, 공급전환밸브(50)를 구성하는 3개의 전환 모드 중, 가장 아래의 모드는 사용되지 않는다. 토출유로(35)는 도달유로(38)와 연통되거나, 또는 차단된다. 공급전환밸브(50)는 통합 펌프장치(901)의 모듈로서 일체로 구성되어도 좋다.
도 5에 도시하는 록 해제 시, 공급전환밸브(50)는 직접 공급유로(35, 38)를 연통하는 위치로 조작된다. 방향전환밸브(56)는 액추에이터 유로 '360'가 리턴측 유압실(661―664)에 접속되고, 액추에이터 유로 '365'가 전진측 유압실(651―654)에 접속되는 위치로 조작된다. 오일펌프(30)의 토출구(343)로부터 토출된 오일은 직접 공급유로(35, 38)를 경유하여 MG(39)로 공급되고, 또한 액추에이터 유로(360)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로 공급된다. 또한, 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로부터 액추에이터 유로(365)를 경유하여 흡입유로(32)로 오일이 되돌아간다. 이렇게 하여 유압 액추에이터(60)는 리턴 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록 해제된다.
도 6에 도시하는 록 시, 공급전환밸브(50)는 직접 공급유로(35, 38)를 차단하는 위치로 조작된다. 방향전환밸브(56)는 액추에이터 유로(360)가 전진측 유압실(651―654)에 접속되고, 액추에이터 유로(366)가 리턴측 유압실(661―664)에 접속되는 위치로 조작된다. 오일펌프(30)의 토출구(343)로부터 토출된 오일은 액추에이터 유로(360)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로 공급된다. 또한, 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로부터 액추에이터 유로(366)를 경유하여 흡입유로(32)로 오일이 되돌아간다. 이렇게 하여 유압 액추에이터(60)는 전진 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록된다.
유압 액추에이터의 작동력은 수압면적과 유압의 곱으로 결정되는 바, 회전식 유압 액추에이터(60)를 이용함으로써, 복수의 베인(641―644)에 의해 수압면적을 확보하여, 유압 액추에이터(60)를 소형화할 수 있다. 따라서, 탑재 스페이스가 제약되는 파킹록 액추에이터 등의 유압 액추에이터로서 특히 유효하게 적용된다. 이 효과는 제 1 내지 제 6 실시형태에 공통된다.
제 1 실시형태에서는, 유압 액추에이터(60)의 작동방향의 전환에 관하여, 방향전환밸브(56)를 이용함으로써 확실한 전환을 할 수 있다. 또한, 제 1 실시형태에서는, MG(39)로의 오일의 공급경로에 관하여, 직접 공급유로(35, 38)에 설치된 공급전환밸브(50)를 이용함으로써, 유압 액추에이터(60)의 작동과는 독립하여, MG(39)로의 냉각유의 공급을 임의의 타이밍으로 전환할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 7 내지 도 10을 참조하여 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 제 2 실시형태의 통합 펌프장치(902)는 제 1 실시형태에 비하여, “오일 소비기”로서의 MG(39)로 오일을 공급하는 경로가 다르다. 제 2 실시형태에서는, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이에 제 1 실시형태와 같은 직접 공급유로(35, 38)가 없다. 또한, 제 2 실시형태에서는 공급전환밸브(50)가 설치되어 있지 않다.
도 7 및 도 8을 참조하여 제 2 실시형태의 회전식 유압 액추에이터(60)의 구성예에 대해서 설명한다. 도 7 및 도 8의 구성은 후술하는 제 4 및 제 6 실시형태에도 공통된다. 도 7 및 도 8은 각각 제 1 실시형태의 도 3 및 도 4에 대응한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 베인(641)이 작동하는 베인실(621)은 전진측 유압실(651)과 리턴측 유압실(661)의 회전방향의 중간부에 연통구(67)가 형성되어 있다. 연통구(67)는 하나의 베인실(62)에 한정되지 않고, 복수의 베인실에 형성되어도 좋다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 연통구(67)는 간접 공급유로(68)를 통하여 MG(39)에 접속되어 있다. 간접 공급유로(68)의 도중에는, MG(39)로부터 유압 액추에이터(60)로의 오일의 역류를 방지하는 소비측 역류방지밸브(69)가 설치되어 있다. 소비측 역류방지밸브(69)는 하나에 한정되지 않고, 복수개 설치되어도 좋다.
여기에서, 도 8의 상측에 도시하는 “록 해제 시”의 상태는 록 시에서의 베인 로터(63)의 회전 초기 상태이다. 도 8의 하측에 도시하는 “록 시”의 상태는 록 해제 시에서의 베인 로터(63)의 회전 초기 상태이다. 도 7의 이점쇄선 화살표는 록 상태로부터 록 해제 상태로 이행할 때의 오일의 흐름을 모식적으로 나타낸다. 일점 쇄선 화살표는 록 해제 상태로부터 록 상태로 이행할 때의 오일의 흐름을 모식적으로 나타낸다.
도 9에 도시하는 록 해제 시, 베인 로터(63)의 회전 초기에는 “오일펌프(30)로부터 유압이 공급되는 측의 유압실”인 리턴측 유압실(661)에 있어서, 베인(641)이 연통구(67)를 폐색하고 있다. 베인 로터(63)의 회전 개시 후, 어떤 회전 위치에서, 리턴측 유압실(661)에서 연통구(67)가 개방된다. 그러면, 오일펌프(30)로부터 리턴측 유압실(661)로 공급된 오일의 적어도 일부는 연통구(67)로부터 유출되고, 간접 공급유로(68)를 경유하여 MG(39)로 공급된다.
도 10에 도시하는 록 시, 베인 로터(63)의 회전 초기에는 “오일펌프(30)로부터 유압이 공급되는 측의 유압실”인 전진측 유압실(651)에 있어서, 베인(641)이 연통구(67)를 폐색하고 있다. 베인 로터(63)의 회전 개시 후, 어떤 회전 위치에서, 전진측 유압실(651)에서 연통구(67)가 개방된다. 그러면, 오일펌프(30)로부터 전진측 유압실(651)로 공급된 오일의 적어도 일부는 연통구(67)로부터 유출되고, 간접 공급유로(68)를 경유하여 MG(39)로 공급된다.
제 1 실시형태에서는, 오일펌프(30)로부터 MG(39)로의 유로와, 오일펌프(30)로부터 유압 액추에이터(60)로의 유로가 평행하게 구성되어 있다. 그에 비하여, 제 2 실시형태에서는, 오일펌프(30)로부터 유압 액추에이터(60)를 경유하여 MG(39)로 접속되도록 유로를 연속으로 구성한다. 하나의 경로로 정리함으로써, 유로의 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 베인 로터(63)의 회전을 이용하여 MG(39)로의 오일의 공급을 전환함으로써 공급전환밸브(50)를 삭감할 수 있다. 따라서, 통합 펌프장치를 포함하는 시스템을 보다 소형화할 수 있다.
(제 3 실시형태)
도 11 및 도 12를 참조하여 제 3 실시형태에 대해서 설명한다. 제 3 실시형태의 통합 펌프장치(903)는 제 1 실시형태에 대해, 유압 액추에이터(60)의 작동 방향을 전환하는 유압 회로의 구성이 다르다. 오일펌프(30)는 모터(10)와 함께 정회전 및 역회전 가능하고, 정회전 시와 역회전 시에서 흡입구와 토출구가 서로 교체(交替)된다. 즉, 정회전 시 흡입구(342)는 역회전 시 토출구이고, 역회전 시 흡입구(343)는 정회전 시 토출구이다.
도 11 및 도 12에서는 편의상, 제 1 실시형태의 회전방향, 즉, 정회전 시 토출구(343)로부터 직접 공급유로(35, 38)를 경유하여 MG(39)로 오일이 공급되는 오일펌프(30)의 회전방향을 정회전으로 한다. 공급 전환 밸브(50)는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 직접 공급유로(35, 38)의 연통 또는 차단을 전환한다.
정회전 시 흡입구(342)는 액추에이터 유로(367)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)에 접속되어 있다. 정회전 시 흡입구(342)에 접속되는 정회전 시 흡입유로(32)에는, 오일펌프(30)측으로부터 오일팬(31)측으로의 역류를 방지하는 흡입측 역류 방지 밸브(57)가 설치되어 있다.
역회전 시 흡입구(343)는 액추에이터 유로(368)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)에 접속되어 있다. 역회전 시 흡입구(343)에 접속되는 역회전 시 흡입유로(33)에는, 오일펌프(30)측으로부터 오일팬(31)측으로의 역류를 방지하는 흡입측 역류방지밸브(58)가 설치되어 있다. 도시예에서는, 정회전 시 흡입유로(32) 및 역회전 시 흡입유로(33)는 모두 일단이 오일팬(30)에 접속되어 있다. 이에 한정되지 않고, 오일팬(30)에 접속된 공통의 흡입유로로부터 정회전 시 흡입유로(32) 및 역회전 시 흡입유로(33)가 분기하여도 좋다.
도 11에 도시하는 록 해제 시, 공급전환밸브(50)는 직접 공급유로(35, 38)를 연통하는 위치로 조작된다. 오일펌프(30)가 정회전하면, 오일팬(31)으로부터 정회전 시 흡입유로(32)를 경유하여 정회전 시 흡입구(342)로 오일이 흡입된다. 정회전 시 토출구(343)로부터 토출된 오일은 직접 공급유로(35, 38)를 경유하여 MG(39)로 공급되고, 또한 액추에이터 유로(368)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로 공급된다.
이때, 흡입측 역류방지밸브(58)는 “×”표로 도시한 바와 같이, 역회전 시 흡입유로(33)를 지나서 오일팬(31)측으로 오일이 역류하는 것을 방지한다. 또한, 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로부터 액추에이터 유로(367)를 경유하여 정회전 시 흡입유로(32)로 오일이 되돌아간다. 이렇게 하여 유압 액추에이터(60)는 리턴 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록 해제된다.
도 12에 도시하는 록 시, 공급 전환 밸브(50)는 직접 공급유로(35, 38)를 차단하는 위치로 조작된다. 오일펌프(30)가 역회전하면, 오일팬(31)으로부터 역회전 시 흡입유로(33)를 경유하여 역회전 시 흡입구(343)로 오일이 흡입된다. 역회전 시 토출구(342)로부터 토출된 오일은 액추에이터 유로(367)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로 공급된다.
이때, 흡입측 역류 방지 밸브(57)는 “×”표로 도시한 바와 같이, 정회전 시 흡입유로(32)를 지나서 오일팬(31)측으로 오일이 역류하는 것을 방지한다. 또한, 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로부터 액추에이터 유로(368)를 경유하여 역회전 시 흡입유로(33)로 오일이 되돌아간다. 이렇게 하여 유압 액추에이터(60)는 전진 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록된다.
(제 4 실시형태)
도 13 및 도 14를 참조하여, 제 4 실시형태에 대해서 설명한다. 제 4 실시형태의 통합 펌프장치(904)는 제 3 실시형태에 의한 유압 액추에이터(60)의 작동방향전환 구성과, 제 2 실시형태에 의한 MG(39)로의 오일공급 구성이 조합되어 있다. 즉, 오일펌프(30)의 정회전 또는 역회전의 전환 및 흡입측 역류방지밸브(57, 58)의 기능에 의해 유압 액추에이터(60)의 작동 방향이 전환된다. 또한, 유압 액추에이터(60)에 형성된 연통구(67)로부터 간접 공급유로(68)를 경유하여 MG(39)로 오일이 공급된다. 간접 공급유로(68)에는 소비측 역류방지밸브(69)가 설치되어 있다.
도 13에 도시하는 록 해제 시, 오일펌프(30)가 정회전하면, 정회전 시 토출구(343)로부터 토출된 오일은 액추에이터 유로(368)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로 공급된다. 베인 로터(63)의 회전 초기에는 연통구(67)가 폐색되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 차단된다. 베인 로터(63)의 회전 개시 후, 연통구(67)가 개방되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 도통된다.
도 14에 도시하는 록 시, 오일펌프(30)가 역회전하면, 역회전 시 토출구(342)로부터 토출된 오일은 액추에이터 유로(367)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로 공급된다. 베인 로터(63)의 회전 초기에는 연통구(67)가 폐색되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 차단된다. 베인 로터(63)의 회전 개시 후, 연통구(67)가 개방되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 도통된다.
제 3 및 제 4 실시형태에서는, 오일펌프(30)의 정회전 또는 역회전의 전환에 의해 유압 액추에이터(60)의 작동 방향유의 흐름을 전환하기 때문에 방향전환밸브(56)를 삭감할 수 있다. 또한, 흡입측 역류방지밸브(57, 58)에 의해 흡입측으로의 오일의 역류를 방지함으로써 유압 액추에이터(60)로 공급되는 유압이 확보된다. 또한, 흡입측 역류방지밸브(57, 58)는 각 흡입유로(32, 33)에 하나로 한정되지 않고, 복수개 설치되어도 좋다.
(제 5 실시형태)
도 15 및 도 16을 참조하여, 제 5 실시형태에 대해서 설명한다. 제 5 실시형태의 통합 펌프장치(905)는 제 1 및 제 3 실시형태에 비하여, 유압 액추에이터(60)의 작동 방향을 전환하는 유압 회로의 구성이 다르다. 제 3 실시형태와 마찬가지로, 오일펌프(30)는 모터(10)와 함께 정회전 및 역회전 가능하고, 정회전 시와 역회전 시에서 흡입구와 토출구가 서로 교체된다. 또한, 오일펌프(30)의 정회전 시 흡입구(342) 및 역회전 시 흡입구(343)와 유압 액추에이터(60)의 접속 구성에 대해서도 제 3 실시형태와 동일하다.
정회전 시 흡입유로(32) 및 역회전 시 흡입유로(33)에는, 제 3 실시형태의 흡입측 역류방지밸브(57, 58) 대신에, 선택차단밸브(59)가 설치되어 있다. 선택차단밸브(59)는 오일펌프(30)의 정회전 시에 정회전 시 흡입 통로(32)를 도통하여 역회전 시 흡입유로(33)를 차단하고, 오일펌프(30)의 역회전 시에 역회전 시 흡입 통로(33)를 도통하여 정회전 시 흡입유로(32)를 차단한다. 선택차단밸브(59)는 통합 펌프장치(905)의 모듈로서 일체로 구성되어도 좋다. 또한, 선택차단밸브(59)는 전자밸브에 한정되지 않고, 조작압에 의해 스풀이 전환되는 유압전환밸브로 구성되어도 좋다.
도 15에 도시하는 록 해제 시, 공급전환밸브(50)는 직접 공급유로(35, 38)를 연통하는 위치로 조작된다. 선택차단밸브(59)는 정회전 시 흡입유로(32)를 도통한다. 오일펌프(30)가 정회전하면, 오일팬(31)으로부터 정회전 시 흡입유로(32)를 경유하여 정회전 시 흡입구(342)로 오일이 흡입된다. 정회전 시 토출구(343)로부터 토출된 오일은 직접 공급유로(35, 38)를 경유하여 MG(39)로 공급되고, 또한 액추에이터 유로(368)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로 공급된다.
이때, 선택차단밸브(59)는 “×”표로 도시한 바와 같이, 역회전 시 흡입유로(33)를 차단한다. 또한, 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로부터 액추에이터 유로(367)를 경유하여 정회전 시 흡입유로(32)로 오일이 되돌아간다. 이렇게 하여 유압 액추에이터(60)는 리턴 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록 해제된다.
도 16에 도시하는 록 시, 공급전환밸브(50)는 직접 공급유로(35, 38)를 차단하는 위치로 조작된다. 선택차단밸브(59)는 역회전 시 흡입유로(33)를 도통한다. 오일펌프(30)가 역회전하면, 오일팬(31)으로부터 역회전 시 흡입유로(33)를 경유하여 역회전 시 흡입구(343)로 오일이 흡입된다. 역회전 시 토출구(342)로부터 토출된 오일은 액추에이터 유로(367)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로 공급된다.
이때, 선택차단밸브(59)는 “×”표로 도시한 바와 같이, 정회전 시 흡입유로(32)를 차단한다. 또한, 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로부터 액추에이터 유로(368)를 경유하여 역회전 시 흡입유로(33)로 오일이 되돌아간다. 이렇게 하여 유압 액추에이터(60)는 전진 상태로 되고, 파킹록 기구(80)가 록된다.
(제 6 실시형태)
도 17 및 도 18을 참조하여, 제 6 실시형태에 대해서 설명한다. 제 6 실시형태의 통합 펌프장치(906)는 제 5 실시형태에 의한 유압 액추에이터(60)의 작동 방향전환 구성과, 제 2 실시형태에 의한 MG(39)로의 오일공급 구성이 조합되어 있다. 즉, 오일펌프(30)의 정회전 또는 역회전의 전환 및 그에 동반하는 선택차단밸브(59)의 전환에 의해 유압 액추에이터(60)의 작동방향이 전환된다. 또한, 유압 액추에이터(60)에 형성된 연통구(67)로부터 간접 공급유로(68)를 경유하여 MG(39)로 오일이 공급된다. 간접 공급유로(68)에는 소비측 역류방지밸브(69)가 설치되어 있다.
도 17에 도시하는 록 해제 시, 오일펌프(30)가 정회전하면, 정회전 시 토출구(343)로부터 토출된 오일은 액추에이터 유로(368)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 리턴측 유압실(661―664)로 공급된다. 베인 로터(63)의 회전 초기에는 연통구(67)가 폐색되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 차단된다. 베인 로터(63)의 회전 개시 후, 연통구(67)가 개방되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 도통된다.
도 18에 도시하는 록 시, 오일펌프(30)가 역회전하면,. 역회전 시 토출구(342)로부터 토출된 오일은 액추에이터 유로(367)를 경유하여 유압 액추에이터(60)의 전진측 유압실(651―654)로 공급된다. 베인 로터(63)의 회전 초기에는 연통구(67)가 폐색되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 차단된다. 베인 로터(63)의 회전 개시 후, 연통구(67)가 개방되어, 오일펌프(30)와 MG(39)의 사이가 도통된다.
제 5 및 제 6 실시형태에서는, 오일펌프(30)의 정회전 또는 역회전의 전환 및 그에 동반하는 선택차단밸브(59)의 전환에 의해 유압 액추에이터(60)의 작동방향을 전환하기 때문에 방향 전환 밸브(56)를 삭감할 수 있다. 또한, 선택차단밸브(59)에 의해 흡입측으로의 오일의 역류를 방지함으로써 유압 액추에이터(60)로 공급되는 유압이 확보된다.
(참고 실시형태)
도 19를 참조하여, 실린더식 유압 액추에이터(70)를 구비하는 참고 실시형태의 통합 펌프장치(907)에 대해서 설명한다. 실린더식 유압 액추에이터(70)는 실린더(71)와, 실린더(71) 내를 왕복 이동하는 피스톤(73)을 구비한다. 실린더(71) 내에서의 피스톤(73)의 축방향의 한쪽에 전진측 유압실(75)이 형성되고, 피스톤(73)의 축방향의 다른 쪽에 리턴측 유압실(76)이 형성되어 있다.
굵은 선 화살표로 도시한 바와 같이, 피스톤(73)은 파킹록 기구(80)의 전환 로드(84)에 링크되어 있다. 전환 로드(84)의 선단부는 디텐트 플레이트(82)에 설치된 핀(824)에 걸어 맞추어져 있다. 피스톤(73)의 왕복 이동에 동반하여 전환 로드(84)가 왕복 이동하면, 핀(824)을 통하여 디텐트 플레이트(82)가 회전하고, 파킹 로드(85)가 이동함으로써 P레인지와 notP레인지가 전환된다.
오일펌프(30)는 포트(721, 722)를 통하여 전진측 유압실(75) 및 리턴측 유압실(76)로 오일을 공급할 수 있다. 각 유압실(75, 76)로의 오일의 흐름은 회전식 유압 액추에이터(60)의 제 1 또는 제 2 실시형태에 준하여 전환된다. 배출측의 유압실의 오일은 오일펌프(30)의 흡입측으로 되돌아간다. 도 19에는 오일의 흐름의 전환 경로의 도시를 생략한다.
록 해제 시, 오일펌프(30)로부터 리턴측 유압실(76)로 유압이 공급되고, 피스톤(73)이 도 19의 왼쪽 방향으로 이동하여 리턴 상태로 된다. 그러면, 전환 로드(84)의 이동에 동반하여 파킹 로드(85)가 notP방향으로 이동하고, 파킹록 기구(80)가 록 해제된다. 록 시, 오일펌프(30)로부터 전진측 유압실(75)로 유압이 공급되고, 피스톤(71)이 도 19의 오른쪽 방향으로 이동하여 전진 상태로 된다. 그러면, 전환 로드(84)의 이동에 동반하여 파킹 로드(85)가 P방향으로 이동하고, 파킹록 기구(80)가 록된다.
참고 실시형태에서는 제 1 내지 제 6 실시형태와 동일한 유압 액추에이터의 작동이 실현된다. 다만, 통합 펌프장치의 소형화를 목적으로 하는 것은 아닌 점에서 제 1 내지 제 6 실시형태와 다르다.
(그 밖의 실시형태)
(1) 유압 액추에이터(60)는 파킹록 액추에이터 이외에 한정되지 않고, 변속용 드럼 시프트 등, 어떠한 용도의 액추에이터에 적용되어도 좋다. 또한, 적용되는 액추에이터에 따라서, 어떠한 상태를 전진 상태 및 리턴 상태로 하는가는 적절히 설정되어도 좋다.
(2) 유압 액추에이터(60)에서의 베인 로터의 베인 수는 도 4에 예시한 4개에 한정되지 않고, 수압면적을 확보할 수 있으면, 하나 이상, 몇 개이어도 좋다. 하우징의 베인실은 베인 수에 대응하여 설정된다. 또한, 회전 한계를 규제하는 스토퍼부를 베인에 설치하는 것은 아니고, 베인 로터 본체와 하우징의 사이에 설치해도 좋다.
(3) 오일펌프(30)로부터의 오일의 공급 대상인 “오일 소비기”는 MG(39)에 한정되지 않고, 오일을 소비하는 어떠한 장치이어도 좋다. 또한, 제 2, 제 4, 제 6 실시형태에 있어서 오일 소비기의 내부에 역류 방지 기능을 가지는 경우 등에는, 간접 공급유로(68)에 소비측 역류방지밸브(69)가 설치되지 않아도 좋다.
이상, 본 개시는 상기 실시형태에 조금도 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형태로 실시 가능하다.
본 개시는 실시형태에 준거하여 기술되었다. 그러나 본 개시는 해당 실시형태 및 구조에 한정되는 것은 아니다. 본 개시는 여러 가지 변형예 및 균등한 범위 내의 변형도 포함한다. 또한, 여러 가지 조합 및 형태, 나아가서는, 그들에 하나의 요소만, 그 이상 또는 그 이하를 포함하는 다른 조합 및 형태도 본 개시의 범주 및 사상 범위에 들어가는 것이다.

Claims (8)

  1. 모터(10);
    상기 모터의 구동력에 의해 회전하고, 오일팬(31)으로부터 흡입한 오일을 토출하는 오일펌프(30); 및
    상기 오일펌프로부터 공급되는 유압에 의해 전진 상태와 리턴 상태를 전환하도록 작동하는 유압 액추에이터(60)가 일체로 구성된 모듈을 이루고 있고,
    상기 유압 액추에이터는,
    하나 이상의 베인실(621―624)을 가지는 하우징(61); 및
    상기 하우징에 수용되어, 상기 베인실에 대응하는 하나 이상의 베인(641―644)이 설치된 베인 로터(63)를 구비하고,
    상기 베인실에서의 상기 베인의 원주방향의 한쪽에 전진측 유압실(651―654)이 형성되고, 상기 베인의 원주방향의 다른 쪽에 리턴측 유압실(661―664)이 형성되고,
    상기 전진측 유압실로 유압이 공급되었을 때, 상기 베인 로터가 일방향으로 회전하여 상기 전진 상태로 되고, 상기 리턴측 유압실로 유압이 공급되었을 때, 상기 베인 로터가 타방향으로 회전하여 상기 리턴 상태로 되는
    통합 펌프장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일펌프로부터 상기 전진측 유압실 및 상기 리턴측 유압실로의 오일의 흐름을 전환하는 방향전환밸브(56)가 설치되어 있는
    통합 펌프장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오일펌프는 정회전 및 역회전 가능하고, 정회전 시와 역회전 시에서 흡입구와 토출구가 서로 교체되어, 역회전 시 토출구인 정회전 시 흡입구(342)는 상기 전진측 유압실에 접속되고, 정회전 시 토출구인 역회전 시 흡입구(343)는 상기 리턴측 유압실에 접속되어 있고,
    상기 정회전 시 흡입구에 접속되는 정회전 시 흡입유로(32) 및 상기 역회전 시 흡입구에 접속되는 역회전 시 흡입유로(33)에는, 각각 상기 오일펌프측으로부터 상기 오일팬측으로의 역류를 방지하는 흡입측 역류방지밸브(57, 58)가 설치되어 있고,
    상기 오일펌프의 정회전 또는 역회전의 전환에 의해, 상기 오일펌프로부터 상기 전진측 유압실 또는 상기 리턴측 유압실로의 오일의 흐름을 전환하는
    통합 펌프장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오일펌프는 정회전 및 역회전 가능하고, 정회전 시와 역회전 시에서 흡입구와 토출구가 서로 교체되어, 역회전 시 토출구인 정회전 시 흡입구(342)는 상기 전진측 유압실에 접속되고, 정회전 시 토출구인 역회전 시 흡입구(343)는 상기 리턴측 유압실에 접속되어 있고,
    상기 오일팬과 상기 정회전 시 흡입구를 접속하는 정회전 시 흡입유로(32) 및 상기 오일팬과 상기 역회전 시 흡입구를 접속하는 역회전 시 흡입유로(33)에 대해, 상기 오일펌프의 정회전 시에 상기 정회전 시 흡입 통로를 도통하여 상기 역회전 시 흡입유로를 차단하고, 상기 오일펌프의 역회전 시에 상기 역회전 시 흡입 통로를 도통하여 상기 정회전 시 흡입유로를 차단하는 선택차단밸브(59)가 설치되어 있고,
    상기 오일펌프의 정회전 또는 역회전의 전환 및 그에 동반하는 상기 선택차단밸브의 전환에 의해, 상기 오일펌프로부터 상기 전진측 유압실 또는 상기 리턴측 유압실로의 오일의 흐름을 전환하는
    통합 펌프장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일펌프는 상기 유압 액추에이터로 유압을 공급하는 유로로부터 분기한 직접 공급유로(35, 38)를 통하여 오일 소비기(39)에 접속되어 있고,
    상기 직접 공급유로의 도중에, 상기 직접 공급유로의 연통 또는 차단을 전환하는 공급전환밸브(50)가 설치되어 있는
    통합 펌프장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압 액추에이터는 간접 공급유로(68)를 통하여 오일 소비기(39)에 접속되어 있고,
    적어도 하나의 상기 베인실은 상기 전진측 유압실과 상기 리턴측 유압실의 회전방향의 중간부에, 상기 간접 공급유로에 연통하는 연통구(67)가 형성되어 있고,
    상기 베인 로터의 회전 초기에는, 상기 오일펌프로부터 유압이 공급되는 측의 유압실에서 상기 베인이 상기 연통구를 폐색하고 있고,
    상기 베인 로터의 회전 개시 후, 상기 오일펌프로부터 유압이 공급되는 측의 유압실에서 상기 연통구가 개방되면, 상기 오일펌프로부터 상기 유압 액추에이터로 공급된 오일이 상기 간접 공급유로를 경유하여 상기 오일 소비기로 공급되는
    통합 펌프장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 간접 공급유로의 도중에, 상기 오일 소비기로부터 상기 유압 액추에이터로의 오일의 역류를 방지하는 소비측 역류방지밸브(69)가 설치되어 있는
    통합 펌프장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압 액추에이터는 자동차의 파킹록 기구(80)를 작동시키는 파킹록 액추에이터이고,
    상기 전진 상태에서 상기 파킹록 기구를 록하고, 상기 리턴 상태에서 상기 파킹록 기구를 록 해제하는
    통합 펌프장치.
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