1.펌프산업 관련 주요 특허기술

유체 송출용 피스톤 펌프

·초록

본 발명은 유체 송출용 피스톤 펌프에 관한 것으로, 상기 피스톤 펌프는 실린더(10) 내에 운동 가능한 적어도 하나의 피스톤 부재(2) 및 구동 장치(9)를 포함하고,

상기 구동 장치는 출력 샤프트(5)를 구동시키고, 상기 출력 샤프트(5)는 웜 (6)을 포함하고, 상기 웜은 기어(4)를 구동시키고, 상기 피스톤 부재(2)는 크랭크 샤프트 구동 장치(3)에 의해 상기 기어(4)에 고정된다.

·대표청구항

유체 송출용 피스톤 펌프로서,실린더(10) 내에 운동 가능한 적어도 하나의 피스톤 부재(2) 및 구동 장치(9)를 포함하고, 상기 구동 장치는 출력 샤프트(5)를 구동시키고, 상기 출력 샤프트(5)는 웜(6)을 포함하고, 상기 웜은 기어(4)를 구동시키고, 상기 피스톤 부재(2)는 크랭크 샤프트 구동 장치(3)에 의해 상기 기어(4)에 고정되는 유체 송출용 피스톤 펌프.

·배경기술

유체 송출용 작동 기계들은 종래 기술에서 상이한 형태로 공지되어 있다.
 
예컨대 피스톤 펌프, 베인 펌프(vane pump), 나사 압축기, 루츠 압축기 등이 사용된다.
 
상기 공지된 작동 기계들은, 작동시 특히 소정 송출 흐름을 보장하기 위해 작동 기계들이 빠른 속도로 작동되면 소음이 크다는 단점을 가진다.

또한 최근에는, 시트에 앉아 있는 사람에게 마사지 기능을 제공하기 위해 또는 예컨대 커브 운행시 차량에 작용하는 횡방향 가속에 따라 시트 쿠션 영역을 팽창 또는 수축시키기 위해, 차량의 시트에서 팽창 및 수축 가능한 시트 쿠션의 사용이 증가했다.
 
특히, 커브 운행 동안 시트에 앉아 있는 사람의 측면 지지를 개선시기 위해 시트 쿠션을 팽창 또는 수축시키려면, 시트 쿠션의 재빠른 팽창 또는 수축이 필수적이다.

이 경우, 시트에 사용되는 공지된 작동 기계들이 빠른 속도로 작동되면, 작동중에 바람직하지 않은 소음을 유발한다.
 
차량 시트 내의 공간 비율이 비교적 작기 때문에, 상기 방식의 작동 기계들도 가능한 작게 설계되어야 하므로, 상기 작동 기계들은 행정 또는 회전당 비교적 작은 체적만을 송출할 수 있다.
 
높은 체적 흐름을 달성하기 위해, 작동 기계들은 더 빠른 속도로 작동되어야 하고, 따라서 소음 문제는 더 심각해 진다.




대표표면

·발명의 상세한 설명

이와는 달리, 청구항 제 1 항의 특징을 포함한 본 발명에 따른 유체 송출용 피스톤 펌프는, 상기 피스톤 펌프가 매우 컴팩트하게 설계되고, 특히 소음을 적게 내면서 유체를 송출할 수 있는 장점을 가진다.
 
이것은 본 발명에 따라, 피스톤 부재가 크랭크 샤프트 구동 장치에 의해 운동 가능하고, 상기 크랭크 샤프트 구동 장치는 기어에 고정되고, 상기 기어는 구동 장치에 의해 구동됨으로써 가능해진다.
이로써, 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 특히 차량의 시트에서 사용될 수 있는데, 왜냐하면 상기 피스톤 펌프가 작게 설계되고 빠른 속도에서도 소음 없이 작동하기 때문이다.

종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 제시한다.

바람직하게는 출력 샤프트와, 크랭크 샤프트 구동 장치가 배치된 기어 사이에, 구동 장치의 출력 속도를 증감시킬 수 있도록 기어 장치가 배치된다.
 
상기 기어 장치는 개별 아이들러 기어로서 형성되는 것이 특히 바람직한데, 상기 아이들러 기어는 웜을 포함한 출력 샤프트와, 크랭크 샤프트 구동 장치의 기어 사이에 배치된다.
 
바람직하게는 아이들러 기어가 웜 기어 영역 및 스퍼 기어 영역을 포함한다.
 
웜 기어 영역과 스퍼 기어 영역은 외주에서 서로 접하도록 배치된다.

송출 흐름을 증가시키기 위해, 바람직하게는 일렬로 배치되는 다수의 피스톤 부재들이 제공되는 것이 바람직하다.
 
피스톤 부재들이 일렬로 배치됨으로써, 본 발명에 따른 피스톤 펌프가 특히 평편하게 설계될 수 있는데, 왜냐하면 피스톤 펌프의 두께는 피스톤의 직경 또는 실린더의 직경에만 의존하기 때문이다.

피스톤 부재들의 본 발명에 따른 크랭크 샤프트 구동장치는 공지된 크랭크 샤프트와는 달리 필요 조립 공간을 증가시키지 않는데, 왜냐하면 본 발명에 따른 크랭크 샤프트 구동 장치가 기어에 고정되기 때문이다.

특히 컴팩트한 구조로 설계하기 위해, 바람직하게는 제 1 피스톤 부재의 제 1 기어가 인접한 제 2 피스톤 부재의 제 2 기어를 구동시킨다. 피스톤 부재들이 2개보다 더 많다면, 바람직하게는 제 2 피스톤 부재의 기어가 제 3의 피스톤 부재의 인접한 기어를 구동시킨다.

특히 컴팩트한, 충분히 큰 송출 흐름들로 작동하는 작동 피스톤 펌프를 제공하기 위해, 바람직하게는 4 개의 피스톤 부재들이 배치되고, 피스톤 부재들의 크랭크 샤프트 구동 장치들은 각각 90°오프셋 된 위치로 기어들에 배치된다.

또한, 피스톤 펌프의 밸브들은 실린더의 덮개 영역 내에 배치된다. 이를 통해 컴팩트한 구조와 더불어 사용 가능한 송출 체적이 커질 수 있다.

바람직하게는 피스톤 펌프의 구동 장치는 전기 모터이다. (이후 생략)

왕복동 및 회전 피스톤을 구비한 용적 펌프

·초록

공동 실린내에 포함된 적어도 하나의 피스톤을 포함하는 펌프(1)는,

상기 피스톤의(2) 흡입 행정 동안에 적어도 하나의 펌프 챔버(3`)로 흡입될 수 될 수 있는 유체(15)가 통과되는 적어도 하나의 유입구(10)와, 상기 피스톤(2)의 토출 행정동안에 배출될 수 있는 유체(15)가 통과하는 적어도 하나의 유출구(11)를 가지는 상기 펌프에 있어서,

상기 피스톤(2) 또는 상기 공동 실린더(3)는 적어도 하나의 로터(5)에 의하여 직접 또는 간접적으로 구동될 수 있는 것을 특징으로 하고,
 
상기 로터(5)는 한편으로 상기 피스톤(2)을 상기 실린더(3) 내부에서 상기 실린더(3)에 상대적으로 전후방향으로 슬라이딩 되도록 하기 위하여 양방향 선형운동을, 다른 편으로 상기 유입구(10)와 유출구(11)를 교대로 개폐하기 위하여 상기 피스톤(2) 또는 상기 실린더(3)에 대하여 상대적으로 각 운동이 가능한 또다른 요소(24)중 어느 하나에 양방향 각운동을 전달하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

·대표청구항  

공동 실린내에 적어도 하나의 피스톤(2)을 포함하는 용적 펌프(1)로서, 상기 피스톤의(2) 흡입 행정 동안에 적어도 하나의 펌프 챔버(3`)로 흡입될 수 될 수 있는 유체(15)가 통과되는 적어도 하나의 유입구(10)와,

상기 피스톤(2)의 토출 행정동안에 배출될 수 있는 유체(15)가 통과하는 적어도 하나의 유출구(11)를 가지는 용적 펌프에 있어서,

상기 피스톤(2) 또는 상기 공동 실린더(3)는 적어도 하나의 로터(5)에 의하여 직접 또는 간접적으로 구동될 수 있으며, 상기 로터(5)는 한편으로 상기 피스톤(2)을 상기 실린더(3) 내부에서 상기 실린더(3)에 상대적으로 전후방향으로 슬라이딩 되도록 하기 위하여 상기 피스톤(2)으로 혹은 상기 실린더(3)로 양방향 선형운동을,

다른 편으로 상기 유입구(10)와 유출구(11)를 교대로 개폐하기 위하여 상기 피스톤(2) 또는 상기 실린더(3)에 대하여 상대적으로 각 운동이 가능한 또다른 요소(24)중 어느 하나에 양방향 각운동을 전달하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 용적 펌프(1).




대표표면

·배경기술

유체 모듈을 갖는 피스톤 펌프들은 이미 종래 기술의 일부이다.

US 2004/101426 는 상단 및 하단의 프로파일이 소정의 경사를 가지는 원주형 피스톤 챔버를 포함한 장치를 개시하는 데, 상기 피스톤 챔버는 회전가능하고 축 방향으로 이동가능한 피스톤 펌프를 포함한다.
 
상기 피스톤의 상단 및 하단 표면들의 상기 프로파일은 상기 피스톤이 회전함에 따라 상기 챔버의 각각의 두 단부 표면들과 접촉하여 동시에 작동하도록 형성되었다.

이러한 회전은 상기 피스톤이 상방과 하방으로 교대로 움직이도록 하여, 유체의 일방향 흡입과 일방향 토출이 각각 상기 펌프 챔버 안쪽과 바깥쪽으로 일어나도록 한다.
 
상기 피스톤의 회전 운동은 상기 유입구와 유출구를 교대로 열고 닫는 밸브로서 작동한다.

이러한 시스템의 결점은 상기 원주형 챔버를 피스톤과 조립하는 때에 생기는 어려움으로부터 본질적으로 발생된다.

GB 2060131 , US 4,767,399 and US 4,850,980 는 펌핑 메카니즘 장치를 개시하는 데, 상기 장치의 흡입과 토출 과정은 챔버 내측의 피스톤의 양방향 선형 운동에 의하여 달성된다.

US 2004/101426 과 달리, 그러한 펌핑 시스템은 상기 피스톤의 운동에 독립적인 입구와 출구에서 밸브로서 작동하는 장치를 포함한다.
 
따라서, 상기 피스톤의 운동의 동기화 뿐 아니라 상기 밸브의 작동은 더 많은 구성요소들이 요구되고, 그 결과 상기 펌핑 메카니즘의 비용을 증가시킨다.

·발명의 상세한 설명

본 발명의 목적은 적은 수의 구성요소로 구성되며. 고장없는 상기 챔버를 구비한 상기 피스톤 어셈블리를 포함한 저렴한 용적 펌프를 제안하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1에서 제시된 것과 같은 용적 펌프에 의하여 달성된다.
 
이러한 용적 펌프는 내부가 비어있는 실린더(공동(空洞) 실린더)의 내부에 적어도 하나의 피스톤을 포함하는데, 상기 펌프는 상기 피스톤의 흡입 동안에 펌프 챔버로 유입될 수 있는 유체가 통과되는 적어도 하나의 유입구 및 상기 피스톤의 토출 동안에 유출될 수 있는 유체가 통과되는 적어도 하나의 유출구를 포함한다.
 
상기 피스톤 또는 상기 공동 실린더는 로터에 의하여 직접 또는 간접으로 작동될 수 있다.

이러한 로터는 한편으로는 상기 피스톤 또는 상기 실린더에 대한 양방향의 선형 운동을 전달하고, 다른 한편으로는 상기 입구와 출구를 교대로 열고 닫기 위하여 상기 피스톤 또는 다른 회전 요소 중 어느 하나로 양방향의 각운동을 전달한다.

 US 2004/101426 과는 달리, 상기 로터에 의하여 전달되는 복합된 양방향 선형운동 및 각운동은 결론적으로 상기 용적 펌프로부터 유동의 정상상태 유량을 전달하게 된다.
 
상세히, 상기 펌프에 의하여 전달되는 유체의 양은 상기 피스톤과 상기 공동 실린더 하우징 사이의 상대적 위치에 매우 밀접한 관련이 있을 만큼 대단히 정교하다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 하기되는 여러 실시예의 상세한 설명을 통하여 보다 잘 이해될 것이다.