JP2014535025A - スマートハイブリッドアクチュエータ - Google Patents

Abstract

本発明は、内部にピストン（５３１）が往復運動するための空間部が形成され、壁体には油圧油が流動する流路空間部（５１５）が形成され、一側が開口され他側にロッド孔（５１１）が通孔するカバー部（５１２）を備えた本体（５１）と、前記本体（５１）内に位置する油圧ポンプ（１）を駆動する駆動モータ（３０）と、前記本体（５１）内に備えられ、ピストンロッド（５３１）が、前記カバー部（５１２）のロッド孔（５１１）を通じて外部に延長され、前記本体（５１）の長さ方向に沿って運動するように備えられたピストン（５３１）と、前記本体（５１）内に備えられて前記駆動モータ（３０）によって駆動し、前記ピストン（５３１）が運動するようにする油圧ポンプ（１）を含んで構成されるスマートハイブリッドアクチュエータに関するものであり、壁体に流路空間部が形成されているので、配管を別途に備えていなくても良く、設置に必要な空間を最小限に抑えることができ、本体の内部で循環がなされることによって油圧油の発熱や外部温度によって変化する膨張や収縮がピストンストロークに与える影響が最小化され、アクチュエータの外部に油圧配管が存在しないので、漏れや衝撃によるアクチュエータの機能喪失の問題を解決することができる。【選択図】図６

Description

本発明は、スマートハイブリッドアクチュエータに関するもので、より詳細には、油圧油が流動する別途の配管を備えていない、シンプルでスマートな構成によって、生産単価の節減はもちろん、設置作業を容易に行うことができるだけでなく、スマートな外観によって、設置空間を大きく占有しないことによって、設置空間の空間活用性を大きく向上させることができるようにしたスマートハイブリッドアクチュエータに関するものである。

一般的に、アクチュエータは、様々な動力を用いて作動し、使用する動力によってアクチュエータの構造が大きく異なるので、動力によって電動式アクチュエータ(electric actuator)、空圧式アクチュエータ(pneumatic actuator)、油圧式アクチュエータ(hydraulic actuator)などに大きく分類される。

油の圧力と摩擦によって発生するバルブの操作負荷に対して、電力を用いて電動機を回して回転力と推力を出力するようにするものを電動式アクチュエータといい、圧縮空気もしくは圧縮ガスを用いてシリンダやベーンモータなどの装置を通じて駆動力を出力するようにするものを空気圧アクチュエータ、圧縮オイルの物理的なエネルギーを用いるものを油圧式アクチュエータという。

アクチュエータに備えられる油圧ポンプは、外部から供給される機械的エネルギーを油圧システムの作動油の圧力エネルギーに変換させる装置であり、押し出す流体の体積が一定の定容量型(Fixed delivery type)と押し出す流体の体積を運転中に変化させることができる可変容量型(Variable delivery type)に分けることができる。

その中で、定容量型油圧ポンプは、特許文献１（韓国登録特許１０−０５０９９２５号）に開示されたことがある。図１に示すように、従来の定容量型油圧ポンプ８は、ハウジング８１と、移送ローラー８２と、移送管８３と駆動モータ（未図示）で構成されている。ハウジング８１は、円筒形容器の形態に形成され、片側に、後述する駆動モータの回転軸が貫通するための貫通孔が形成される。移送ローラー８２は、円筒管の形態で形成され、その内部に軸を回転可能に挿入して回転することができるように、円筒状の溝が形成される。この場合、軸は、円板状の回転板（未図示）に三つの円柱形で立設した構造を有する。移送管８３は、軟質のゴム系チューブで構成され、ハウジング８１の内側と移送ローラー８２との間に備えられている。駆動モータは、回転軸がハウジング８１の貫通孔を通過して回転軸、および３つ移送ローラー８２を回転させるように構成されている。

このように構成されている従来の定容量型油圧ポンプ８は、駆動モータの回転軸が正回転することによって、三つの移送ローラー８２が回転軸を中心に正回転し、移送ローラー８２の外周面と移送管８３が接する部位は、移送ローラー８２が移送管８３を圧迫してくびれた形態になり、移送ローラー８２と隣接する他の移送ローラー８２との間の区間に位置する移送管８３内部の流体は、移送管８３の流入側８３１から吐出側８３２に順次にかつ継続的に吐出されることになる。これとは逆に、駆動モータの回転軸が逆回転すると、三つの移送ローラー８２が回転軸を中心に逆回転して移送管８３内の流体は、吐出側８３２から流入側８３１に順次にかつ継続に吐出されることになる。

ところが、従来の定容量型油圧ポンプ８は、ポンプ能力、すなわち、ポンプの容量と直結する因子である流体の吐出量を増加させるためには、いくつかの制約があった。すなわち、流体の吐出量を増加させるためには、移送管８３の直径を大きくしたり、移送管８３の数を増やしたりするなどの方法を検討することができる。

しかし、移送管８３の直径と流路の半径を大きくする方法は、ハウジング８１の半径を大きくし、移送管８３の数を増やす方法は、ハウジング８１の幅を大きくするので、結果的に全体的な油圧ポンプの体積を大きくするという問題点があった。移送管８３の数を増やすためには、移送管８３を回転軸の長さ方向に多数積層しなければならず、最終的にはハウジング８１は、移送管８３の数に比例して回転軸の長さ方向に体積が大きくなるようになる。

そのため、コンパクトなデザインの駆動装置に、従来の定容量型油圧ポンプ８を適用する場合、ポンプ能力を向上させるのに限界があり、制約された空間内で最小限の体積を占めながらも、液体の吐出量を増加させ、ポンプ能力を向上させることができる油圧ポンプの開発が求められている。併せて、従来の定容量型油圧ポンプ８は、移送管８３の流入側８３１と吐出側８３２が同一方向に配置された構造であるため、例えば、シリンダのように長さ方向に密閉された構造に挿入して、流体の流入方向と吐出方向が反対方向に形成された構造に適用してポンピングを実行することは、不可能だった。

一方、従来のアクチュエータは、ピストンを往復運動させるための加圧油圧油が流れる配管が備えられ、生産単価が増加するという問題点があり、配管等の設置及び保守、管理が難しく、油圧動力源の故障の際に、システム全体に動作不能が発生するという問題点があるのみならず、高精度の制御が不可能であるという問題点があり、特に外部に露出して設置されている配管からの漏洩および圧力損失が発生するようになる問題点がある。

韓国登録特許１０−０５０９９２５号

このような従来の問題点を解決するために、本発明では、本体内に流路空間部を形成して、本体内部に備えられたピストンの往復運動による油圧油が本体内に形成された流路空間部を通じて循環流動するようにし、大きさと体積をスマートに備えることにより、設置空間の活用が効果的に行われ、配管が別に構成されていないので、配管の設置と保守作業に伴う問題点を解決できるようにしたスマートハイブリッドアクチュエータを提供することにその目的がある。

前記のような目的のために、本発明は、内部にピストンが往復運動するための空間部が形成され、壁には油圧油が流動する流路空間部が形成され、片側が開口され他側にロッド孔が通孔されたカバー部を備える本体と、前記本体内に位置する油圧ポンプを駆動する駆動モータと、前記本体内に備えられピストンロッドが前記カバー部のロッド孔を通じて外部に延長され、前記本体の長さ方向に沿って運動するように備えられたピストンと、前記本体内に備えられて前記駆動モータによって駆動し、前記ピストンが運動するようにする油圧ポンプを含んで構成され、前記本体をなす壁体は内壁を備え、流路空間部は壁体に形成されたスマートハイブリッドアクチュエータを提供する。

前記では、本体をなす壁体は内壁と外壁で構成され、前記流路空間部は内壁と外壁の間にピストンの運動方向に延長形成されることを特徴とする。

前記では、油圧ポンプは、ピストンの下部に位置し、駆動モータの駆動軸に連結して駆動することを特徴とする。

本発明は、本体に内部に油圧油が流動する流路空間部が形成されているので、配管を別途に備えていなくてもよく、設置に必要な空間を最小限にすることができ、本体の内部で循環が行われることによって、油圧油の発熱や外部温度によって膨張や収縮がピストンストロークに与える影響が最小化され、アクチュエータの外部に油圧配管が存在しないため、漏れや衝撃によるアクチュエータの機能喪失の問題点を解決することができる。

従来の定容量型油圧ポンプの構成を示す断面図。 本発明の一実施例による定容量型油圧ポンプの斜視図。 本発明の一実施例による定容量型油圧ポンプの分解斜視図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。 本発明の多用な変形例による動作を説明するために図式的に示したものである。 本発明の一実施形態による油圧ポンプを備えたスマートハイブリッドアクチュエータを示す断面図である。 本発明の一実施形態による油圧ポンプを備えたスマートハイブリッドアクチュエータを示す断面図である。

以下、添付した図によって定容量型油圧ポンプの技術的構成を下記に詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施例による定容量型油圧ポンプの斜視図で、図３は、本発明の一実施例による定容量型油圧ポンプの分解斜視図で、図４は、図２のＡ−
Ａ線の断面図で、図５は、本発明の種々の変形例による動作を説明するために図式的に示したものであり、図６および図７は、本発明による油圧ポンプを備えたスマートハイブリッドアクチュエータの断面図である。

以下の説明では、図３の縦方向を上下方向、長さ方向または軸方向とする。

図２〜図４に示すように、本発明の一実施例による定容量型油圧ポンプ１は、チューブ１０と、ハウジング２０と、加圧部４０を含んでいる。図２〜図４において、図面番号３０は、定容量型油圧ポンプ１を駆動する駆動モータを示したものである。

前記チューブ１０は、シリコンゴムとフレキシブルな軟質の材質からなり、内部が空いている中空の管形状を有する。チューブ１０は、一つ以上備えられて成り立ち得、好ましくは２個、４個、６個、８個などの偶数個からなる。その理由は、後述する加圧部４０の加圧による流体の吐出量を均一にして、加圧部４０にかかる負荷を均一に分散させるためである。図３には、４つのチューブ１０を備えたものが示めされている。本発明においてチューブ１０は、一つ以上備えることができるが、以下の説明では説明の便宜上、チューブ１０は、４つ備えたもので説明する。

最初のチューブ１０ａは、長さ方向に両端１１、１２が各々流体が流動するように、互いに反対方向に向けて開口されており、長さ方向の一端１１から他端１２まで螺旋形に延長形成される。第二のチューブ１０ｂは、最初のチューブ１０ａと同様に螺旋形に延長され、最初のチューブ１０ａの一端１１に対して最初のチューブ１０ａの螺旋形の半径がなす円周方向に９０°の間隔をおいて離隔するように配置される。結局、最初のチューブ１０ａの一端１１と第二のチューブ１０ｂの一端は、同一円弧上で９０°の間隔で配置される。第三のチューブ１０ｃも最初のチューブ１０ａのように螺旋形に延長され、第二のチューブ１０ｂに対して９０°の間隔を有するように配置される。併せて、第四のチューブ１０ｄも最初のチューブ１０ａのように螺旋形に延長され、第３のチューブ１０ｃに対して９０°の間隔を有するように配置される。前記チューブの１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの一端は、互いに円周方向に９０°の間隔をもって備えられている。

各チューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、互いに同一の形状を有し、各端部が円周方向に９０°の間隔で配置のみ異なるので、以後は各チューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、説明の便宜上、同一図面番号のチューブ１０を使用することにする。

前記ハウジング２０は、チューブ１０が形成される螺旋形の半径の外側に配置され、チューブ１０を包みながらチューブ１０の外側と接している。本実施例では、ハウジング２０は、チューブ１０の上部、下部、および側部のすべて覆う形で備えられる。ハウジング２０は、後述する加圧部４０とともに、半径方向に内外からチューブ１０を加圧してチューブ１０をくびれさせることにより、チューブ１０の内部の流路を閉鎖する。結局、ハウジング２０は、加圧部４０がチューブ１０を加圧する時に、チューブ１０を基準に加圧部４０の反対側からチューブ１０を加圧する機能をする。さらに、ハウジング２０は、チューブ１０の両端１１、１２を固定して支持するとともに、チューブ１０の両端１１、１２から吐出される液体をチューブ１０の外部に円滑に排出させる通路になる。

前記ハウジング２０は、第１のキャップ部材２１と、第２キャップ部材２２と側壁部材２３を含んでなる。

前記第１のキャップ部材２１は、チューブ１０の一端部側に備えられている。第１キャップ部材２１は、円形板の形状からなり、上下方向に第１の貫通孔２１１が９０°の間隔で４ヶ所に形成される。第１の貫通孔２１１は、チューブ１０の一端１１と結合されて流体が流通する通路を形成する。前記第１のキャップ部材２１の下面［チューブ１０に向いた面］には、第１貫通孔２１１から下方に延長され、突出した第１結合部２１３が備えられている。第１結合部２１３は、チューブ１０の一端１１が結合されるもので、各チューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの一端と対応する位置に備えられ、螺旋形チューブ１０の方向に螺旋をなして延長して備えられる。そして、第１のキャップ部材２１の中央には、後述する駆動モータ３０の駆動軸３１を回転可能に支持するための第１の中央ホール２１９が形成される。前記第１結合部２１３の内面やチューブ１０の一端１１の外面に接着剤を塗布し、図４に示すように、チューブ１０の一端１１を第１結合部２１３に挿入し、チューブ１０を第１キャップ部材２１に連結することが可能である。逆に、前記第１結合部２１３の外面やチューブ１０の一端１１の内面に接着剤を塗布し、チューブ１０の一端１１に第１結合部２１３を挿入してチューブ１０を第１キャップ部材２１に連結することが可能である。

前記第２のキャップ部材２２は、第１キャップ部材２１に対して上下方向に所定距離離隔するように対向配置され、チューブ１０の他側を覆うように備えられる。第２キャップ部材２２は、円形板の形状からなり、上下方向に第２の貫通孔２２１が円周方向に９０°の間隔で４ヶ所に形成される。第２の貫通孔２２１は、チューブ１０の他端１２と結合して流体が両側に連通するようにする。併せて、第２キャップ部材２２の上面には、第２の貫通孔２２１から上方に螺旋形に延長され、突出した第２結合部２２３が備えられている。第２結合部２２３は、チューブ１０の他端１２が結合されるもので、各チューブの１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの他端のように螺旋形からなり延長される。そして、第２キャップ部材２２の中央には、後述する駆動モータ３０の駆動軸３１を回転可能に支持する第２の中央ホール２２９が形成される。前記第２結合部２２３の内面やチューブ１０の他端１２の外面に接着剤を塗布し、図４に示したように、チューブ１０の他端１２を第２結合部２２３に挿入し、チューブ１０を第２キャップ部材２２に連結することが可能である。逆に、前記第２結合部２２３の外面やチューブ１０の他端１２の内面に接着剤を塗布し、チューブ１０の他端１２に第２結合部２２３を挿入してチューブ１０を第２キャップ部材２２に連結することが可能である。

前記の第１結合部２１３と第２結合部２２３は、チューブ１０のように、シリコンゴムとフレキシブルな軟質の材料であり得、金属材料からなることも可能である。

前記側壁部材２３は、第１キャップ部材２１と第２キャップ部材２２の間に位置し、チューブ１０の外側と接する。側壁部材２３は、両側が開口し、内部が中空である円筒形状からなり、内側面がチューブ１０の外側と接する。前記側壁部材２３の内部には、チューブ１０と、後述する加圧部４０が配置され、側壁部材２３がチューブ１０の外側を包んでいる。前記側壁部材２３の上部と下部には、各々第１キャップ部材２１及び第２キャップ部材２２が結合される。前記側壁部材２３は、別個に製作して、第１キャップ部材２１及び第２キャップ部材２２に結合するか、第１キャップ部材２１と第２キャップ部材２２のいずれかと一体に形成することができる。側壁部材２３は、後述する加圧部４０と一緒に内側と外側からチューブ１０を加圧し密着支持するもので、第１キャップ部材２１と第２キャップ部材２２との間に形成される別途の部材であることも可能であり、場合によっては、油圧ポンプ１が設置されているシリンダなどの内壁であり得る。本実施例を通じて備えられた側壁部材２３の構造は一例に過ぎず、本発明がこれに限定されるものでないことは自明である。

前記第１のキャップ部材２１と第２キャップ部材２２の一部または全部を、上下方向両側から側壁部材２３に挿入して側壁部材２３と結合することも可能である。

前記駆動モータ３０は、加圧部４０を回転させる動力源であり、片側に駆動軸３１が形成され、駆動モータ３０の駆動軸３１は、ハウジング２０の内部に挿入され、第１中央ホール２１９と第２の中央ホール２２９に回転可能に支持される。前記駆動軸３１は、第２の中央ホール２２９のみ回転可能に支持する構造とすることもできる。前記駆動モータ３０の駆動軸３１は、チューブ１０が形成される螺旋形円柱の軸方向と平行方向に形成される。駆動モータ３０の駆動軸３１は、順番に、第２キャップ部材２２の第２中央ホール２２９と、後述する加圧部４０の回転体４１及び第１キャップ部材２１の第１中央ホール２１９を貫通する。前記駆動軸３１は、第１の中央ホール２１９まで延長されていないことがあり得る。この場合、前記第１のキャップ部材２１は、第１の中央ホール２１９が形成され得ないことがある。

一方、図示してはいないが、駆動モータ３０には、別途の減速機が備えられ得る。前記第２の中央ホール２２９にベアリングを設置し、駆動軸３１は、回転可能に支持され得る。

前記加圧部４０は、チューブ１０が形成する螺旋形の半径範囲の内側に配置され、チューブ１０を内側から加圧して、駆動モータ３０の駆動軸３１に連結され、駆動軸３１を中心に回転する。前記加圧部４０は、駆動軸３１の長さ方向と平行方向、つまり上下方向に長さを有し、チューブ１０の内側を加圧する。したがって、加圧部４０と側壁部材２３の間に位置するチューブ１０の一部分はくびれるように加圧された状態となり、加圧部４０と側壁部材２３の間に位置していないチューブ１０の他の部位は、加圧されていない状態になる。結局、チューブ１０の加圧されていない部分の流体は流動可能であり、くびれるように加圧された状態のチューブ１０の部位で流体は遮断される。このような構造において、加圧部４０が駆動モータ３０により回転すると、くびれたチューブ１０の部位は、円周方向に沿って移動してチューブ１０内の流体を螺旋形に移動させることにより、流体がチューブ１０の一端１１または他端１２に、駆動モータ３０の回転方向に応じて選択的に吐出される。

このように、加圧部４０によって加圧され、流体が移動するチューブ１０が加圧部４０の長さ方向に沿って螺旋形からなることによって、チューブ１０の個数を増やしても、追加的な体積の増加を必要とせず、制約された体積内で流体の吐出量を増やしてポンプの能力を大幅に向上させ、チューブ１０の直径、長さ、個数などを調節することにより、流体の吐出量を制御することが容易である。

前記加圧部４０は、回転体４１と加圧ローラー４２を含む。

前記回転体４１は、第１支持部材４１１と、第２支持部材４１２と、柱部材４１３とからなる。前記第１の支持部材４１１と第２支持部材４１２は上下方向に互いに離隔され、第１キャップ部材２１と第２キャップ部材２２の間に位置する。前記第１支持部材４１１は、第１キャップ部材２１の下部に配置され、第２支持部材４１２は、第１支持部材４１１に対して駆動軸３１の長さ方向に離隔して、第２キャップ部材２２の上部に配置される。

前記柱部材４１３は上下方向に延長され、一側に第１支持部材４１１が連結され、他側に第２支持部材４１２が連結される。前記第１の支持部材４１１と第２支持部材４１２は、柱部材４１３に固定連結される。柱部材４１３に駆動モータ３０の駆動軸３１を挿入して固定し、駆動軸３１の回転により柱部材４１３は、駆動軸３１と一体に回転する。前記柱部材４１３に駆動軸３１を挿入し、側(左右)方向にピンを挿入して、柱部材４１３と固定軸３１が一体に回転するようにすることもでき、柱部材４１３に多角形のホールを形成して多角形の駆動軸３１を挿入して一体に回転することができるようにすることができ、柱部材４１３の内径面にメス型スプラインを形成し、駆動軸３１の外径面にオス型スプラインを形成し、互いに歯合して柱部材４１３と固定軸３１が一体に回転するようにすることが可能である。

前記第１支持部材４１１と第２支持部材４１２は、柱部材４１３に固定連結され、半径方向に延長された構造を有する。

前記加圧ローラー４２は、駆動軸３１を中心に両側に各々一つずつ２つ備えられ、各々が駆動軸３１を中心に１８０°の間隔を置いて配置される。前記加圧ローラー４２は、第１支持部材４１１と第２支持部材４１２の間に両端が各々第１支持部材４１１と第２支持部材４１２に回転可能に結合される。前記第１支持部材４１１と第２支持部材４１２の上下方向に貫通した穴を形成して加圧ローラー４２の両端を、一側は第１支持部材４１１に形成された穴に挿入し、他側は第２支持部材４１２に形成されたホールに挿入する構造とすることが可能である。

前記加圧ローラー４２は、チューブ１０が形成する螺旋形半径の軸方向に長さを有するように形成され、チューブ１０の一端１１から他端１２までの範囲で、チューブ１０の内側と接しながら、一つ以上のチューブ１０を加圧する。

前記の第１結合部２１３と第２結合部２２３は、チューブ１０のように、シリコンゴムとフレキシブルな軟質の材料からなる場合、加圧ローラー４２は、一端１１から他端１２までの軸方向の長さを有するように備えることができ、第１結合部２１３と第２結合部２２３が、金属材料からなる場合、加圧ローラー４２は、図４に示すように、第１の結合部２１３と第２結合部２２３が加圧されない長さを有するようにする。

前記加圧ローラー４２は、円柱形状を有し、チューブ１０が形成する螺旋形の半径の内側でチューブ１０と接触する。この場合、加圧ローラー４２とチューブ１０の接触によってチューブ１０内の流動路が閉塞される。回転体４１の回転により加圧ローラー４２とチューブ１０の接触部が移動し、そのような接触部の移動がチューブ１０内の流体をまるで絞り出すような作用をして、流体が螺旋形チューブ１０の流路にそって上部または下部に移動する。

一方、本実施例の変形例による加圧部４０は、加圧ローラー４２が駆動軸３１を中心に放射状に複数備えることができ、例えば、２つ、３つ、または４つ備えることができる。併せて、図示してはいないが、加圧ローラー４２は、駆動軸３１を中心に放射状に四つ以上配置することも可能である。この場合、加圧ローラー４２は、駆動軸３１を中心に円周方向に９０°の間隔を置いて配置される。

ここからは、本発明の一実施例によるチューブの構造をより詳細に説明することにする。

前述したように、チューブ１０は、一つ以上複数備えることができ、各々のチューブ１０は、螺旋形をなして互いに加圧部４０の長さ方向（図３の上下方向）に、重畳するように具備される。前記チューブ１０は、各々が加圧部４０の長さ方向に沿って螺旋形に構成され、加圧部４０の正回転または逆回転により、チューブ１０内の流体が上部側または下部側に移動する。前記チューブ１０の一端１１は、互いに同心円上で、同じ平面上に位置し、チューブ１０の他端１２は、互いに同心円上で、同じ平面上に位置する。

図５は、本発明の多様な変形例によるチューブの概略構成図であり、多数のチューブと加圧部を上部から見た状態であり、実際のチューブは同一直径で重畳しているが、説明の便宜上、直径を異にして示した。

図５のａは、本発明の一実施例によるものであり、４本のチューブの１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの一端と他端が３６０°の位相差を有して配置されている。この場合、加圧ローラー４２は、全区間で同時に４つのチューブを加圧しており、各加圧ローラー４２にかかる負荷は均一に分散される。チューブの一端と他端が３６０°の位相差ａを有する場合、軸方向には互いに離隔されるが、円周方向には一致しているので、図５のａで半径方向に示したラインは、各チューブの一端と他端の位置を示すために示したものである。４本のチューブの１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの端部の位置は、互いに円周方向に９０°離隔して備えられている。

図５のｂのように２本のチューブ１０ａ、１０ｂの一端と他端が３６０°の位相差を有して配置された場合でも、加圧ローラー４２は、全区間で同時に２つのチューブを加圧し、各加圧ローラー４２にかかる負荷は均一に分散される。チューブの一端と他端が３６０°の位相差ａを有する場合、軸方向には互いに離隔されるが、円周方向には一致するので、図５のｂで半径方向に示したラインは、各チューブの一端と他端の位置を示すために示したものである。２本のチューブの１０ａ、１０ｂの端部の位置は、互いに円周方向に１８０°離隔して備えられている。この場合、加圧ローラー４２が円周方向に等間隔で複数個備えられると、加圧部４０に偏荷重が作用しなくなる。

図５のａ、ｂの場合、加圧ローラー４２を円周方向に等間隔で複数本備えれば、加圧部４０に偏荷重が作用しなくなる。そして、加圧ローラー４２が円周方向に等間隔に２つ以上備えられると、いずれか一つの加圧ローラー４２の加圧が終了する前に、他の加圧ローラー４２の加圧が開始されるので、ポンプとして作用することができるようになる。

図５のｃのように４本のチューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの一端と他端が１８０°の位相差ａを有する場合、図５のｄのように、４本のチューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの一端と他端が２７０°の位相差を有する場合にも、加圧ローラー４２は、全区間で同時に各々２本および３本のチューブを加圧しているので、加圧ローラー４２が円周方向に等間隔で複数本備えられると、加圧部４０に偏荷重が作用しなくなる。

そして、加圧ローラー４２が円周方向に等間隔に２つ以上備えられると、いずれか一つの加圧ローラー４２の加圧が終了する前に、他の加圧ローラー４２の加圧が開始されるため、ポンプとして作用することができるようになる。

一方、図５のｅのように、３本のチューブ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの一端と他端が１８０°の位相差を持って配置された場合は、一部の区間で加圧ローラー４２が、２本のチューブを同時に加圧しており、他の一部の区間では、加圧ローラー４２が１本のチューブのみを加圧していることになる。したがって、各加圧ローラー４２にかかる負荷が不均一になり、加圧部４０に偏荷重が作用することになる。しかし、この場合にも、加圧ローラー４２が円周方向に等間隔で２つ以上備えられると、いずれか一つの加圧ローラー４２の加圧が終了する前に、他の加圧ローラー４２の加圧が開始されるため、ポンプとして作用することができるようになる。

図示してはいないが、チューブが４本からなる場合の位相差ａは、９０°で形成することができ、この場合、加圧ローラーによって同時に加圧されるチューブは一本になる。

整理すると、チューブ１０の数、位相差ａ、直径および長さを調節することにより、油圧ポンプ１の吐出量を増加させ、ポンプの能力を調節することができ、このようなチューブ１０の因子はすべて油圧ポンプ１の体積を増加させないため、小型でありながらもコンパクトなアクチュエータに内蔵設置することが容易である。それとともに、油圧ポンプ１の流体の流入および吐出方向が互いに逆方向に配置され、幅が狭く、相対的に長さが長い形体のシリンダ内部に適合して設置することができる。

図６および図７は、本発明による油圧ポンプを備えたスマートハイブリッドアクチュエータを示したもので、スマートハイブリッドアクチュエータ５は、本体５１と、ピストン５３１と油圧ポンプ１、および油圧ポンプ１を駆動するモータ３０を含んでいる。

本体５１は、内側に後述するピストン５３１が往復運動するための空間部が形成されていて、壁体には、流体が流動するための流路空間部５１５が形成されている。前記本体５１は、シリンダをなすもので内壁５１３を有し、本体５１の内壁５１３は、油圧ポンプ１の側壁部材２３となり得、内壁５１３の外側には、内壁５１３に対応する概念として外壁５１４が備えられる。前記流路空間部５１５は、図６及び図７に示すように、内壁５１３と外壁５１４との間に形成される。流路空間部５１５は、ピストン５３１の運動方向に延長形成される。

前記本体５１は、片側が開口され、他側にロッド孔５１１が通孔したカバー部５１２が備えられている。また、ピストン５３１は、本体５１内に備えられ、ピストンロッド５３１が、カバー部５１２のロッド孔５１１を通じて外部に延長され、本体５１の内部で長さ方向に沿って往復運動する。油圧ポンプ１は、本体５１内に位置して駆動モータ３０の回転により、本体５１内で流体が流動するようにすることによって、ピストン５３１を往復運動させる。この場合、油圧ポンプ１は、ピストン５３１の下部に配置される。

このように構成されたスマートハイブリッドアクチュエータ５の操作を簡単に見てみると、図６に示されたように、駆動モータ３０が回転して油圧ポンプ１が作動すると、駆動モータ３０の回転方向にしたがって流体が矢印の方向に流路空間部５１５に沿って流動して油圧ポンプ１の下部に流動し、以後、油圧ポンプ１のポンピングによって油圧ポンプ１の上部に吐出された流体は、ピストン５３１を上部に前進させる。これと反対に、図７に示されたように、駆動モータ３０が逆方向に回転すると、ピストン５３１と油圧ポンプ１との間の流体は、油圧ポンプ１の上部から下部にポンピングされ、矢印の方向に流路空間部５１５に沿って流動してピストン５３１を下方に後退させる。

本発明による定容量型油圧ポンプ１は、吐出方向と吸入方向が軸方向に互いに反対方向であり、吐出位置と吸入位置も軸方向に互いに反対方向であるため、図６及び図７に示したようなスマートハイブリッドアクチュエータの運動方向と流体吐出流入方向が同じであるので、そのまま本体５１内に備えて動作することが可能になる。

ここまで、本発明による定容量型油圧ポンプは、図に示した実施例を参考に説明したが、それは例示的なことに過ぎず、当業者であれば、誰でもこのことから多様な変形及び均等な異なる実施例が可能であることを理解するであろう。したがって、真の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。

本発明は、本体内部に油圧油が流動する流路空間部が形成されているので、配管を別途に備えなくても良く、設置に必要な空間を最小限に抑えることができる。

Claims (3)

1. 内部にピストン５３１が往復運動するための空間部が形成され、壁体には油圧油が流動する流路空間部５１５が形成され、一側が開口され他側にロッド孔５１１が通孔されたカバー部５１２を備えた本体５１と、前記本体５１内に位置する油圧ポンプ１を駆動する駆動モータ３０と、前記本体５１内に備えられ、ピストンロッド５３１が、前記カバー部５１２のロッド孔５１１を通じて外部に延長され、前記本体５１の長さ方向に沿って運動するように備えられたピストン５３１と、前記本体５１内に備えられて前記駆動モータ３０によって駆動し、前記ピストン５３１が運動するようにする油圧ポンプ１を含んで構成されて、前記本体５１をなす壁体は内壁５１３を備え、流路空間部５１５は、壁体に形成されたことを特徴とするスマートハイブリッドアクチュエータ。
2. 前記本体５１をなす壁体は、内壁５１３と外壁５１４で構成され、前記流路空間部５１５は、内壁５１３と外壁５１４の間でピストン５３１の運動方向に延長形成されることを特徴とする、請求項１に記載のスマートハイブリッドアクチュエータ。
3. 前記油圧ポンプ１は、ピストン５３１の下部に位置し、駆動モータ３０の駆動軸３１に連結されて駆動することを特徴とする、請求項１に記載のスマートハイブリッドアクチュエータ。

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