KR100253947B1 - 토출유체의 맥동을 감소시켜 소음, 진동을 감소시킨 가변용량형 피스톤기계 - Google Patents

토출유체의 맥동을 감소시켜 소음, 진동을 감소시킨 가변용량형 피스톤기계 Download PDF

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야스유키 무라카미
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이노우에 노리유끼
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Abstract

고압포트에서 저압포트 및 드레인으로 유출하는 작동유의 양의 변동을 작게하여, 토출유체의 맥동을 저감시켜서, 소음, 진동을 감소시킬 수 있는 가변용량형 피스톤기계를 제공한다. 밸브플레이트(1)의 접동면(1a)에 고압포트(3a) 및 도유홈(4)에 직접 연통하지 않도록 간헐드레인통로(5)를 설치한다. 이 간헐드레인통로(5)는 고압포트(3a)와 실린더포트(54a)와 도유홈(4)을 통해 연통하여, 고압포트(3a)에서 실린더포트(54a)로 역류가 발생될때는, 고압포트(3a)및 실린더포트(54a)에 연통하지 않는다. 이 상태에서 실린더블록(55)이 더 회전하면 간헐드레인통로(5)가 고압포트(3a)에 실린더포트(54a)를 통해 연통한다.

Description

[발명의 명칭]
토출유세의 맥동을 감소시켜 소음, 진동을 감소시킨 가변용량형 피스톤 기계
[기술분야]
본 발명은 가변용량형 피스톤펌프 또는 가변용량형 피스톤모터등의 가변용량형 피스톤기계에 관한 것이다.
[배경기술]
종래, 가변용량형 피스톤펌프로서는, 제 15도에 도시된 것이 있다(실개소 54-176102호공보). 이 가변용량형 피스톤펌프는 저압포트로서 흡입포트(51) 및 고압포트로서 토출포트(52)를 구비한 밸브플레이트(53)와, 그 밸브플레이트(53)의 접동면에 접동하면서 회전하며, 축방향으로 복수의 실린더(54,54,...)를 가진 실린더블록(55)과, 상기 실린더블록(55)의 회전에 따라 경사판(56)에 의해 상기 실린더(54,54,...)내를 왕복운동하는 복수의 피스톤(57,57,...)을 구비한다. 제16도에 도시된 바와같이, 상기 밸브플레이트(53)의 흡입포트(51)와 토출포트(52) 사이의 접동면(58)에는 토출포트(52)에서 도면중 B로 나타낸 하사점의 근방으로 향해 연장하는 도유홈(59)을 설치한다. 그 도유홈(59)은 제16, 17도에 도시된 바와같이, 절결부(59a)와 V노치(59b)로 되어 있다.
상기 실린더블록(55)의 회전에 의해 실린더포트(53a)가 흡입포트(51)에서 토촐포트(52)로 이동하는 경우에, 상기 도유홈(59)에 의해 토출포트(52)에서 실린더(54)로의 역류를 서서히 발생시키도록, 실린더(54) 및 토출포트(52)내의 압력변화를 서서히 일으키게 하여, 그 실린더포트(54a)가 흡입포트(51)에서 토출포트(52)로 이동하는 경우에 실린더(54) 및 토출포트(52)내의 압력변동을 완충시키게 되어, 가변용량형 피스톤펌프 및 그의 배관에서의 소음, 진동을 감소키시도록 한다.
그러나, 상기 종래의 가변용량형 피스톤펌프에서는, 토출포트(52)에서 실린더(54)로의 유체의 흐름이 실린더블록(55)의 회전에 따르게 되어, 실린더포트(54a)가 도유홈(59)으로 통하는 경우마다 간헐적으로 발생되기 때문에, 맥동이 커지게 되고, 소음 및 진동이 크게되며, 또한 유체장치전체의 작동특성을 손상시키는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 고압포트와 실린더를 간헐적으로 연통시키는 도유홈을 구비한 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 도유홈으로 역류가 발생되지 않을때, 고압포트에서 작동유를 드레인으로 도입하도록 함에 의해, 고압포트에서 저압포트 및 드레인으로 유출하는 작동유의 양의 변동을 작게하여, 토출유체의 맥동을 저감시켜, 소음, 진동을 감소시키며, 또한 장치전체의 작동특성을 양호하게 할 수 있는 가변용량형 피스톤기계를 제공하는 것이다.
[발명의 개시]
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가변용량형 피스톤기계는, 접동면으로 저압 포트와 고압포트가 개방되는 밸브플레이트와, 축방향으로 설치된 복수의 실린더내를 피스톤이 왕복운동하는 한편, 상기 밸브플레이트의 접동면으로 접동하는 접동면에 상기 실린더에 연통하는 실린더포트가 개방되고, 상기 밸브플레이트에 대해 회전하는 실린더블록과, 상기 밸브플레이트의 저압포트와 고압포트 사이의 접동면에 설치되며, 상기 고압포트에서 하사점으로 향해 연장하는 도유홈을 구비하며, 상기 고압포트와 실린더포트를 도유홈을 통해 연통시켜서, 상기 실린더내 및 고압포트내의 압력변동을 서서히 행하도록 한 가변용량형 피스톤기계에 있어서,
상기 밸브플레이트의 접동면으로 개방되며, 상기 고압포트 및 도유홈에 직접적으로는 연통하지 않도록 설치되 간헐드레인통로를 구비하고,
상기 간헐드레인통로는 상기 고압포트와 실린더포트가 도유홈을 통해 연통하는 당초에는, 상기 고압포트, 도유홈 및 실린더포트에 연통하지 않는 한편, 상기 실린더블록이 회전할때, 상기 고압포트로 상기 실린더포트를 통해 연통하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 가변용량형 피스톤기계에서, 그 가변용량형 피스톤기계는 가변용량형 피스톤펌프로 한다. 이 경우, 상기 도유홈은 고압포트에서 하사점으로 향해 연장하도록 접동면에 설치된다. 상기 실린더블록이 밸브플레이트의 접동면에 접촉하여 회전하며, 실린더포트가 상기 저압포트에서 고압포트로 이동하는 경우에, 상기 실린더포트는 고압포트와 연통하기 전에 하사점 근방에서 도유홈과 먼저 연통한다. 이 때문에, 그 도유홈을 통해 고압펌프에서 실린더로 작동유가 서서히 역류한다. 따라서, 실린더가 저압 포트에서 고압포트로 이동하는 경우에 실린더 및 고압포트내의 급격한 압력변동이 방지된다.
이때, 간헐드레인통로는 실린더포트로 연통하지 않고 또한 이 때문에 고압포트 및 도유홈에도 연통하지 않는다. 따라서, 이때는 간헐드레인통로에 작동유가 실제로 흐르지 않는다.
이 상태에서, 상기 실린더가 더 회전하면 실린더내의 압력이 상승되어, 고압포트에서 실린더포트로의 도유홈을 통한 작동유의 역류가 없게된다. 그러나, 이때 간헐드레인 통로는 실린더포트에 연통하여 그 실린더포트를 통해 고압포트로 연통한다. 따라서, 고압포트에서 간헐드레인통로를 통해 케이스드레인 또는 탱크로 향해 작동유의 흐름이 발생된다.
이와같이, 도유홈에 역류가 있을 경우에는 간헐드레인통로를 폐쇄하는 한편, 도유홈으로 역류가 없을때에는, 간헐드레인통로를 개방하여 고압포트에서 드레인으로 작동유를 배출함으로써, 고압포트내의 압력변동이 작게된다. 따라서, 맥동이 작게되어, 소음, 진동을 감소시키고, 장치전체의 작동특성을 양호하게 할 수 있다.
또한, 간헐드레인통로가 간헐적으로 실린더포트로 연통하여, 항상 드레인흐름을 발생시키는 것이 아니며, 항상 드레인 흐름을 발생시키는 통로를 설치한 것에 비해 용적 효율이 높다.
가변용량형 피스톤기계가 가변용량형 피스톤모터인 경우는, 도유홈은 고압포트에서 상사점으로 향해 연장하도록 접동면에 설치되며, 간헐드레인통로는 고압포트 및 도유홈의 근방에 설치된다. 작용은 가변용량형 피스톤펌프의 경우와 동일하다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서는, 상기 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로가 제 1 간헐드레인통로부와 제2 간헐드레인통로부를 가지며, 제1상태에서는, 상기 제 1 간헐드레인통로부가 상기 실린더포트에 연통하여 상기 고압포트에 상기 실린더포트를 통해 연통하고 제2간헐드레인통로부가 상기 실린더포트에 연통하지 않으며, 제1상태에서 실린더블록이 회전한 제2상태에서는, 상기 제1간헐드레인통로부 및 제2간헐드레인통로부의 양방이 실린더포트에 연통하여 상기 고압포트에 실린더포트를 통해 연통하게 되며, 제2상태에서 실린더블록이 회전한 제 3 상태에서는, 상기 제2간헐드레인통로부가 실린더포트에 연통하여 상기 고압포트에 상기 실린더포트를 통해 연통하게 됨과 동시에, 상기 제1간헐드레인통로부가 실린더포트에 연통하지 않게 된다.
상기 가변용량형 피스톤기계에서는, 도유홈을 흐르는 역류의 양이 작은 제1상태에서는, 제1간헐드레인통로부가 실린더포트를 통해 고압포트로 연통하는 한편, 제2간헐드레인통로부가 실린더포트로 연통하지 않는다. 따라서, 이때, 고압포트에서는 제1간헐드레인통로부만을 통해 소량의 작동유가 드레인으로 배출된다. 제1상태에서 도유홈으로 역류하지 않는 제2상태로 이동하면, 제1간헐드레인통로부 및 제2간헐드레인통로부의 양방이 실린더포트를 통해 고압포트에 연통한다. 따라서, 이때, 고압 포트에서 제1간헐드레인통로부 및 제2간헐드레인통로부의 양방을 통해 다량의 작동유가 드레인으로 배출된다. 또한, 제2상태에서 도유홈을 흐르는 역류의 양이 작은 제3상태로 이동하면, 제2간헐드레인통로부가 실린더포트를 통해 고압포트로 연통하는 한편, 제1간헐드레인통로부가 실린더포트에 연통하지 않는다. 따라서, 이때, 고압포트에서는 제2간헐드레인통로부만을 통해 소량의 작동유가 드레인으로 배출된다.
이와같이, 제 1, 제2 간헐드레인통로부에 의해, 도유홈으로 흐르는 역류의 양에 대응하여 드레인의 유량을 2단계로 제어하여, 역류의 양과 드레인유량의 합을 거의 일정하게 할 수 있어서, 고압포트내의 맥동을 더욱 작게할 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서는, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치되며, 실린더포트에 실린더블록의 회전에 따라 간헐적을 연통하는 하나의 간헐드레인홈을 가진다.
이와같이, 상기 간헐드레인통로를 접동면네 형성된 간헐드레인홈으로 구성하면, 밸브플레이트의 접동면에 대해 실린더블록이 접동하고, 밸브플레이트는 실린더블록에서 작은 충격 또는 진동을 흡수함으로써, 간헐드레인홈에 먼지 또는 이물이 쌓이지 않고, 또한 쌓이더라도 먼지등이 용이하게 제거될 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 제1간헐드레인통로부 및 제2간헐드레인통로부는 각각 상기 밸브플레이트의 접동면에 설치된 제1간헐드레인홈 및 제2간헐드레인홈이다.
이와같이, 제1, 제2 간헐드레인통로부를 접동면에 형성된 제1, 제2 간헐드레인 홈으로 구성하면, 밸브플레이트의 접동면에 대해 실린더블록이 접동하고, 밸브플레이트는 실린더블록에서 작은 진동 또는 충격을 흡수함으로써, 제 1, 제2 간헐드레인홈에 먼지 또는 이물이 쌓이지 않고 또한 쌓이더라도 먼지등이 용이하게 제거될 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치된 간헐드레인홈과, 그 간헐드레인홈에 연통하며 상기 밸브플레이트를 축방향으로 관통하여 드레인으로 연통하는 관통구멍으로 되어 있다.
상기 실시예의 가변용량형 피스톤기계에서는, 상기 접동면상의 간헐드레인홈은, 그 위에서 실린더블록이 미소진동을 하면서 접동하므로, 먼지등이 쌓이지 않고, 쌓이더라도 용이하게 제거될 수 있다. 또한, 간헐드레인홈에서 작동유는 밸브플레이트를 축방향으로 관통하는 관통구멍을 통해 드레인으로 배출됨으로써, 간헐드레인홈과 관통구멍의 접속부에서 작동유의 흐름방향이 전환되어, 에너지가 소비됨으로써, 케이스드레인등에 작동유를 배출하는 경우의 소음을 작게할 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치되어, 상기 밸브플레이트의 원주면으로 개방되는 간헐드레인홈만으로 되어 있다.
이 경우, 간헐드레인통로는 밸브 플레이트의 원주면으로 개방되는 간헐드레인홈만으로 되어 있음으로써, 먼지등에 의한 막힘이 발생되지 않고, 먼지등이 용이하게 제거될 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트를 관통하는 관통구멍만으로 되어 있다.
이 경우, 간헐드레인통로의 가공이 용이하다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 실린더블록의 회전에 따라, 순서대로 실린더포트에 연통하는 복수의 간헐드레인홈을 갖는다.
이와같이, 간헐드레인통로가 복수의 간헐드레인홈으로 구성되는 경우 간헐드레인통로를 통해 드레인으로 배출되는 작동유의 양을 도유홈의 역류의 양에 대응하여 다단계로 제어할 수 있다. 따라서, 맥동, 진동 및 소음을 더욱 감소시킬 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서는, 상기 복수의 간헐드레인홈은 서로 평행하게 된다.
이 경우, 간헐드레인홈의 가공을 용이하게 할 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트를 축방향으로 관통하여 접동면과 이면으로 개방되는 간헐 드레인관통구멍과, 밸브플레이트의 이면에 설치되어 간헐드레인관통구멍과 드레인에 연통하는 홈으로 되어 있다.
이 경우, 상기 간헐드레인관통구멍의 직경을 크게하여, 이면의 홈에 의해 간헐드레인량을 규제할 수 있다. 이와같이, 간헐드레인량을 이면의 홈에 의해 규제할 수 있으므로, 간헐드레인관통구멍의 직경을 크게하여 그의 막힘을 방지할 수 있다.
또한, 상기 간헐드레인량을 규제하는 홈은 밸브플레이트의 이면에 있고, 접동면에는 없으므로, 접동면이 마모되어도 치수가 변화하지 않는다. 따라서, 이 실시예에 의하면, 간헐드레인량은 밸브플레이트의 접동면의 마모의 영향을 받지 않는다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 밸브플레이트의 접동면은 구면의 일부로 되고, 밸브플레이트의 이면은 평면으로 되어, 실린더블록의 접동면이 밸브플레이트의 접동면에 결합되는 구면의 일부로 된다.
이 경우, 상기 간헐드레인통로의 홈은 밸브플레이트의 평면으로 된 이면에 설치도고, 밸브플레이트의 구면의 일부로 된 접동면에는 간헐드레인통로의 간헐드레인통로관통구멍이 개방된다. 따라서, 구면의 일부로 된 접동면에 간헐드레이통로의 홈을 설치할 필요가 없어서, 간헐드레인통로의 가공이 용이하게 된다.
밸브플레이트의 접동면과 실린더블록의 접동면을 서로 결합하는 구면으로 하고 있음으로써, 서로 접동하는 접동면의 면적이 크게되어, 접동면 사이에서의 누출이 작게되어, 접동면의 면압이 작게되며, 그들의 마모도 작게된다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치되며 양단이 폐쇄된 간헐드레인홈으로 되고, 상기 간헐드레인홈은 실린더블록의 접동면에 형성되며 드레인으로 연통하는 환상의 홈에 항상 연통하게 된다.
이 경우, 간헐드레인이 밸브플레이트의 접동면의 간헐드레인홈에서 실린더블록의 접동면의 환상 홈을 통해 드레인으로 배출된다. 따라서, 간헐드레인이 간헐드레인홈에서 환상의 홈을 통해 드레인으로 배출되는 사이에 에너지가 서서히 감쇠되어 소음이 작게된다.
또한, 실린더블록의 환상의 홈은 원래 실린더블록과 밸브플레이트 사이의 압력 발란스를 위해 설치된 것으로서, 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면으로 양단이 폐쇄된 간헐드레인홈을 형성할 수 있다. 따라서, 간단하고 저렴하게 간헐드레인통로를 형성할 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인홈은 밸브플레이트의 반경방향으로 연장하고 간헐드레인홈의 외단부가 환상의 홈으로 연통하게 된다.
이 경우, 상기 간헐드레인홈은 밸브플레이트의 반경방향으로 연장하게 됨으로써 간헐드레인홈을 간단하게 가공할 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 제1실시예의 가변용량형 피스톤펌프의 밸브플레이트의 정면도.
제2a, 2b, 2c도는 제1도에 도시된 간헐드레인통로와 실린더포트의 위치관계를 나타낸 동작설명도.
제3a, 3b, 3c도는 간헐드레인통로를 흐르는 드레인유량과 도유홈을 흐르는 역류의 양을 나타낸 그래프.
제4도는 종래예의 맥동을 나타낸 그래프.
제5도는 제1실시예의 맥동을 나타낸 그래프.
제6a, 6b, 6c도는 제2실시예의 간헐드레인통로와 실린더포트의 위치관계를 나타낸 도면.
제7a, 7b, 7c도는 제2실시예의 간헐드레인통로와 실린더포트의 위치관계를 나타낸 도면.
제8a, 8b, 8c도는 제2실시예의 간헐드레인통로와 실린더포트의 위치관계를 나타낸 도면.
제9도는 제1실시예의 드레인통로를 흐르는 드레인유량과 도유홈을 흐르는 역류의 양을 나타낸 그래프.
제10도는 제2실시예의 드레인통로를 흐르는 드레인유량과 도유홈을 흐르는 역류의 양을 나타낸 그래프.
제11a, 11b, 11c도는 제3실시예의 밸브플레이트의 정면도와 단면도 및 배면도.
제12도는 제4실시예의 밸브플레이트의 정면도.
제13도는 제4실시예의 실린더블록의 접동면을 나타낸 도면.
제14도는 제4실시예의 실린더블록의 단면도.
제15도는 종래의 가변용량형 피스톤펌프의 단면도.
제16도는 제15도에 나타낸 가변용량형 피스톤펌프의 밸브플레이트의 정면도, 및
제17도는 제16도에 나타낸 밸브플레이트의 도유홈 위치의 단면도이다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하, 본 발명을 도시된 실시예에 따라 상세하게 설명한다.
[제1실시예]
제1도는 본 발명의 제1실시예의 가변용량형 피스톤펌프의 밸브플레이트(1)의 정면도이다. 이 가변용량형 피스톤펌프는 상기 밸브플레이트(1)이외의 부품은 제15도에 도시한 종래의 것과 동일하므로, 그 부품에 대해서는 제15도를 원용한다.
제1도에 도시된 바와같이, 밸브플레이트(1)는 저압포트로서의 흡입포트(2a,2b,2c)와 고압 포트로서의 토출포트(3a,3b,3c)를 가진다. 상기 흡입포트(2a,2b,2c)는 도시되지는 않았지만 밸브플레이트(1)의 이면측에서 서로 연통하며, 또한 토출포트(3a,3b,3c)도 도시되지는 않았지만, 밸브플레이트(1)의 이면측에서 서로 연통하고 있다. 상기 밸브플레이트(1)의 접동면(1a)에는 토출포트(3a)에서 하사점(B) 근방까지 연장하는 V자형 도유홈(4)이 설치된다. 또한, 상기 흐입포트(2c)에서 상서점(A) 근방까지 연장하는 V자형 도유홈(A)이 설치된다.
또한, 밸브플레이트(1)의 접동면(1a)에는 상기 토출포트(3a)에서 연장하는 도유홈(4)의 근원에 대해 반경방향 외측으로 위치한 간헐 드레인 통로(5)가 설치된다. 그 간헐 드레인 통로(5)는 반경방향으로 연장하는 간헐 드레인 홈(5a)과, 그 홈(5a)에 연통하며 밸브플레이트(1)를 축방향으로 관통하여 제15도에 나타낸 케이스드레인(60)으로 연통하는 관통구멍(5b)으로 되어있다. 상기 간헐드레인통로(5)는 직접적으로는 도유홈(4) 및 토출포트(3a)에는 연통하고 있지 않다. 단, 실린더(54)에 연통하는 실린더포트(54a)를 통해 간헐드레인통로(5)가 다음과 같이 도유홈(4) 및 토출포트(3a)에 연통하게 될 수 있다. 즉, 실린더블록(55)의 화살표방향의 회전에 따라, 실린더 포트(54a)는 상사점(A) 근방에서 처음에는 도유홈(4a)만으로 연통하고, 실린더블록(55)이 더욱 회전하면, 도유홈(4)과 간헐드레인통로(5)의 간헐드레인홈(5a) 양방으로 연통하게 되며, 실린더블록(55)이 더 회전하면, 도유홈(4)과 간헐드레인홈(5a)과 토출포트(3a)로 연통하게 되어 있다.
상기 구성의 가변용량형 피스톤펌프는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 실린더헤드(55)가 밸브플레이트(1)에 접동하면서 화살표방향으로 회전하고, 제2a도에 도시된 바와같이, 밸브플레이트(1)에 대해 실린더포트(54a-1, 54a-2)가 위치하게 된다.
이때, 실린더포트(54a-1)는 하사점(B)에서 소전각도회전한 상태에서, 실린더포트(54a-1)에 연통하는 실린더(54)(제15도 참조)의 압력이 고압으로 상승된다. 한편, 상기 실린더포트(54a-1)는 토출포트(3a), 도유홈(4) 및 간헐드레인홈(5a)에 중첩되어 연통 하지만, 다음에 주행하게 되는 실린더포트(54a-2)는 도유홈(4)과 연통하지 않는다. 따라서, 고압포트(3a)에서 실린더포트(54a-1)를 통해 간헐드레인홈(5a)으로 유량 Q1의 작동유가 배출되어, 그 동작유가 관통구멍(5b)에서 방향회전하여, 밸브플레이트(1)의 이면측으로 도입되며, 케이스드렌인(60)으로 배출된다. 또한, 제2a도의 상태에서는, 유량 Q1의 드레인이 토출포트(3a)에서 실린더포트(54a-1), 간헐드레인통로(5)를 통해 케이스드레인(60)으로 배출되게 된다. 이 상태가 제3a도에 ⓛ로 나타내진다.
작동유가 드레인으로서 배출될때, 간헐드레인홈(5a)에서 관통구멍(5b)으로 흐르게 되는 경우, 90도 방향전환되기 때문에, 에너지가 소비되어, 드레인을 배출하는 경우의 소음이 감소된다.
다음, 실린더블록(55)이 더욱 회전하여 제2b도의 상태로 된다.
이때, 다음으로 주행되는 하사점 근방의 실린더포트(54a-2)가 도유홈(4)에 중첩되어 연통한다. 한편, 상기 실린더포트(54a-2)에 연통하는 실린더(54)내의 압력은 토출행정에 진입하여 조금밖에 경과되지 않기 때문에, 압력이 충분하게 상승되지 않는다. 따라서, 토출포트(3a)에서 도유홈(4)을 통해 실린더포트(54a-2)로 유량Q2의 작용유가 서서히 역류한다. 따라서, 상기 실린더포트(54a-2)내에 연통하는 실린더(54)의 압력이 서서히 상승한다. 이로써, 흡입행정에서 토출행정으로 이동하는 경우에, 실린더(54)내의 압력이 급격하게 상승하지 않고, 또한 토출포트(3a)의 압력이 급격하게 저하하지 않게되어, 소음 및 진동이 감소된다.
한편, 이 경우에, 간헐드레인통로(5)의 간헐드레인홈(5a)은 선행하는 실린더포트(54a-1)에서 분리되기 시작하므로, 이 간헐드레인통로(5)를 통한 작동유의 배출이 정지된다. 이 상태는 제3b도에서 ②의 영역으로 나타내진다.
다음, 실린더블록(55)이 더욱 회전하여 제 2c도의 상태로 된다.
이때, 후속하는 실린더포트(54a-2)로 연통하는 실린더(54)내의 압력은 이미 고압으로 되어 있으므로, 토출포트(3a)에서 실린더포트(54a-2)로의 역류가 없게된다. 한편, 상기 실린더포트(54a-2)는 간헐드레인홈(5a) 및 도유홈(4)에 중첩되어 연통하기 때문에, 토출포트(3a)에서 간헐드레인홈(5a) 및 관통구멍(5b)을 통해 케이스드레인(60)으로 유동 Q1의 작동유가 배출된다. 이 상태는 제 3a도에서 ③으로 나타낸다.
이와같이, 상기 간헐드레인통로(5)는 기본적으로는, 토출포트(3a)에서 실린더포트(54a)로의 도유홈(4)을 통해 역류가 발생될때에는, 실린더포트(54a)와 중첩되지 않아서 차단됨으로써, 작동유를 배출하지 않고, 반면에 실린더(54)내의 압력이 상승되어, 상기 역류가 되지 않을때는, 실린더포트(54a)에 중첩되어 실린더포트(54a)를 통해 토출포트(3a)로 연통하여 작동유를 케이스드레인(60)으로 배출하게 된다. 또한, 제3a, 3b도에 도시된 바와같이, 토출포트(3a)에서 실린더(54)로의 역류 Q2와, 토출포트(3a)에서 간헐드레인통로(54)로의 드레인 Q1을 교대로 행하여 전행정에서 제3c도에 도시된 바와 같이 변동하지 않는 일정량의 유체 Q3를 토출포트(3a)에서 배출하게 된다 따라서, 토출포트(3a,3b,3c)측의 맥동이 작게되어, 진동, 소음이 감소됨으로써, 장치전체의 작동특성이 양호하게 된다.
제5도는 제1실시예의 토출포트(3a,3b,3c)측의 압력의 맥동의 크기(0.19Pa)를 나타내며, 제1실시예의 맥동의 크기(0.19Pa)는 제4도에 나타낸 종래의 맥동의 크기(0.50Pa)에 비해 40%이하로 감소되는 것으로 분석되었다.
제9도는 실린더블록(55)의 회전각()에 따라 도유홈(4)을 통한 역류 Q2의 유무가 발생되면, 그 역류 Q2의 유무에 대응하여 간헐드레인통로(5)를 흐르는 드레인 유량 Q1이 제어되는 것을 표로 나타낸다.
또한, 이 가변용량형 피스톤펌프에서는, 도유홈(4)에 역류가 발생하는 경우에, 간헐드레인통로(5)가 폐쇄되어 드레인 배출을 정지하는 것으로서, 항상 드레인 배출을 행하는 것에 비해 용적효율이 향상된다.
또한, 이 가변용량형 피스톤펌프에서는, 간헐드레인홈(5a)을 밸브플레이트(1)의 접동면(1a)에 설치함으로써, 그 접동면(1a)에 대한 실린더블록(55)의 접동 및 미소한 진동등에 의해 간헐드레인홈(5a)에 먼지등의 이물이 쌓이지 않고, 만약 쌓이더라도 제거가 용이하다.
[제2실시예]
제 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 8a, 8b도는 본 발명의 제2실시예의 가변용량형 피스톤펌프의 동작을 설명하는 도면이다. 이 가변용량형 피스톤펌프는 제15도에 도시한 실린더블록(55)에 40도의 등간격으로 각각 9개의 실린더(54) 및 실린더포트(54a)를 설치한 점과, 간헐드레인통로(15)의 구조만이 제1실시예와 다른 것이다. 제1실시예의 부품과 동일 구성의 부품은 제1실시예와 동일참조부호로 나타내며 설명은 생략한다.
제6a도에 도시된 바와 같이, 제2실시예의 가변용량형 피스톤펌프의 밸브플레이트(11)의 접동면(11a)에는 토출포트(3a)와 도유홈(4)에 독립적으로(분리하여), 간헐드렌인통로(15)가 설치된다. 이 간헐드레인통로(15)는 반경방향으로 연장하는 2개의 평행한 미소폭의 제1, 제2간헐드레인홈(15a,15b)과, 상기 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)에 연통하여 반경방향으로 연장하는 밸브플레이트(11)의 단면으로 개방되는 광폭의 제3간헐드레인홈(15c)으로 되어 있다.
상기 실린더포트(54a)가 40도 등간격으로 설치됨으로써, 실린더블록(55)의 40도 회전에 따라, 실린더포트(54a)는 토출포트(3a,3b,3c), 흡입포트(2a,2b,2c) 및 간헐드레인통로(15)에 대하여 동일한 위치관계를 반복하게 된다.
상기 제1, 제2 간헐드레인홈(15a, 15b), 도유홈(4) 및 토출포트(3a)에 대한 실린더포트(54a-1,54a-2)의 위치관계는 제 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 8a, 8b도에 도시된 바와 같이 된다.
제6a도에 도시된 바와같이, 0도 회전에서는, 도유홈(4)의 선단이 실린더포트 (54a-2)에 중첩되어 연통하며, 선행하는 실린더포트(54a-1)가 토출포트(3a) 및 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)에 중첩되어 연통한다. 따라서, 이때, 고압의 토출포트(3a)내의 작동유는 도유홈(4)을 통해 후속하는 실린더포트(54a-2) 및 실린더(54)에 서서히 유입되며, 실린더(54)내의 압력변동을 완충시킴과 동시에, 선행하는 실린더포트(54a-1), 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b) 및 제 3 간헐드레인홈(15c)을 통해 반경방향으로 배출되어, 케이스드레인(60)으로 방출된다. 도유홈(4)을 역류하는 작동유의 양과 제3간헐드레인홈(15c)에서 배출된 작동유의 양의 합은 거의 일정하게 된다.
제6a도에 도시된 상태에서 5도 회전하여, 제6b도에 도시된 상태로 되면, 선행하는 실린더포트(54a-1)과 제2간헐드레인홈(15b)이 분리되는 한편, 도유홈(4)과 후속 하는 실린더포트(54a-2)와의 중첩이 커지게 된다. 따라서, 토출포트(3a)로부터 드레인 통로(15)로의 드레인이 없게되는 한편, 도유홈(4)을 통한 역류의 양이 커지게 된다. 이 역류량은 제6a도에 도시된 도유홈(4)을 역류하는 작동유의 양과 제3간헐드레인홈(15c)에서 배출되는 작동유의 양과의 합과 거의 동일하다.
제6c도에 도시된 상태는, 실린더블록(55)이 10도 회전된 상태로서, 선행하는 실린더포트(54a-1) 및 후속하는 실린더포트(54a-2)양자가 드레인통로(15)와 완전히 분리되어, 토출포트(3a)에서 실린더포트(54a-2)로의 도유홈(4)을 통한 역류만이 발생된다. 이때, 도유홈(4)과 실린더포트(54a-2)의 중첩이 제 6b도에 도시된 상태보다도 커지게 되지만, 후속하는 실린더포트(54a-2) 및 실린더(54)의 압력이 상승되어, 토출포트(3a)측의 압력과 실린더측(54)의 압력차가 제 6b도의 상태일때보다도 작게되기 때문에, 제6c도에서의 역류량은 제 6b도에서의 역류량과 거의 동일하게 된다.
제 7a도에 도시된 바와 같이, 실린더블록(55)이 15도 회전한 상태로 되면, 후속하는 실린더포트(54a-2)가 도유홈(4)에 크게 중첩됨과 동시에, 제1 간헐드레인홈(15a)에 중첩되어 연통한다. 이때, 후속하는 실린더포트(54a-2) 및 그에 연통하는 실린더(54)의 압력이 제 6c도에 도시된 상태에서보다도 상승되 때문에, 토출포트(3a)에서 도유홈(4)을 통해 후속하는 실린더포트(54a-2)로 유입하는 역류량이 감소한다. 그러나, 이때, 후속하는 실린더포트(54a-2)가 제 1 간헐드레인홈(15c)으로 연통하기 때문에, 상기 제1 간헐드레인홈(15a)을 통한 드레인양에 의해 역류의 감소분이 보상된다. 따라서, 제 7a도에서 토출포트(3a)에서 후속하는 실린더(54) 및 제 1 간헐드레인홈(15a)으로 유출하는 작동유의 양은 제 6c도에 도시된 상태에서의 도유홈(4)에서의 역류량과 거의 동일하다.
제 7b도에 도시된 바와같이, 실린더블록(55)이 20도 회전한 상태로 되면, 후속하는 실린더포트(54a-2) 및 그에 연통하는 실린더(54)내의 압력이 상승되어, 토출포트(3a)내의 압력과 동일하게 되어, 상기 실린더(54)로 도유홈(4)에서 작동유가 유입되지 않는다. 그러나, 후속하는 실린터포트(54a-2)가 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)의 양방에 중첩되어 연통하기 때문에, 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)을 통해 케이스드레인(60)으로 배출되는 작동유의 양은 제7a도에 도시된 제 1 간헐드레인홈(15a)만을 통해 케이스드레인(60)으로 배출되는 작동유의 양보다 증가한다. 그 결과, 제 7b도에 도시된 상태에서, 토출포트(3a)에서 실린더포트(54a-2) 및 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)을 통해 케이스드레인(60)으로 배출되는 작동유의 양은 제7a도에 도시된 상태에서, 토출포트(3a)에서 후속하는 실린더(54) 및 제 1 간헐드레인홈(15a)으로 유출하는 작동의 양과 거의 동일하다.
제7c도는 실린더블록(55)이 25도 회전한 상태를 나타내며, 제8a도는 실린더블록(55)이 30도 회전한 상태를 나타낸다. 제7c및 8a도에 나타낸 상태에서는, 후속하는 실린더포트(54a-2) 및 그에 연통하는 실린더(54)내의 압력이 토출포트(3a)측의 압력과 거의 동일하게 되어, 도유홈(4)에서 실린더(54)로의 역류가 없게된다. 한편, 제1, 제2간헐드레인홈(15a,15b)은 후속하는 실린더포트(54a-2)에 연통하기 때문에, 토출포트(3a)에서 실린더포트(54a-2), 도유홈(4), 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b) 및 제 3간헐드레인홈(15c)을 통해 작동유가 케이스드레인(60)으로 배출된다. 배출된 작동유의 양은 제 7b도에서 케이스드레인(60)으로 배출된 작동유의 양과 거의 동일하다.
제8b도는 실린더블록(55)이 35도 회전한 상태를 나타내며, 35도보다 더 회전하면 후속하는 실린더포트(54a-2)는 도시되지 않았지만, 제1 간헐드레인홈(15a)과 분리되는 한편, 제2간헐드레인홈(15b), 도유홈(4) 및 토출포트(3a)에 중첩되어 연통한다. 따라서, 제2간헐드레인홈만이 실린더포트(54a-2)에 연통하기 때문에, 토출포트(3a)에서 제2간헐드레인홈(15b) 및 제 3 간헐드레인홈(15c)을 통해 케이스드레인(60)으로 배출되는 작동유의 양이 제8a도에서 케이스드렌인(60)으로 배출되는 작동유의 양보다도 감소된다. 그러나, 이때, 도유홈(4)이 실린더포트(54a-2)에 이어 실린더포트(54a-3)에 연통하기 때문에, 상기 실린더포트(54a-3)로의 도유홈(4)을 통한 역류가 발생되어, 상기 케이스드레인(60)으로 배출되는 작동유의 감소분을 보상한다.
이와같이, 도유홈(4)으로 흐르는 역류의 유무 및 대소에 따라, 제1, 제2간헐드레인홈(15a,15b)과 토출포트(3a)의 사이를 차단시킨 상태, 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)중 어느 하나와 토출포트(3a)를 실린더토트(54a)를 통해 연통시킨 상태, 및 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b) 양방과 토출포트(3a)를 실린더포트(54a)를 통해 연통시킨 상태가 발생되게 하여, 간헐드레인통로(15)를 통한 드레인의 유무 및 대소를 제어함으로써, 항상 도유홈(4)을 통한 역류의 양이 간헐드레인통로(15)를 통한 드레인량과의 합을 거의 일정하게 할 수 있다. 따라서, 토출포트(3a,3b,3c)에서의 맥동을 작게하여, 소음 및 진동을 감소시키고, 또한 장치전체의 작동특성을 양호하게 할 수 있다.
제10도는 제2실시예의 제1, 제2간헐드레인홈(15a,15b)에 의해 2단계로 드레인 유량을 제어하여, 도유홈(4)을 통한 역류의 양의 증감을 보상하는 양태를 나타내고 있다. Q2는 도유홈(4)을 통한 역류의 유량을 나타낸다. Q11은 제1 또는 제2 간헐드레인홈(15a) 또는 (15b)중 어느 하나만에 의한 드레인 유량을 표시한다. Q1=2xQ11은 제1간헐드레인홈(15a)과 제2간헐드레인홈(15b) 양방에 의한 드레인 유량을 표시한다. 이와같이, 드레인 유량을 2단계로 제어함으로써, 도유홈(4)의 역류의 유뮤 및 증감에 대해 제9도에 나타낸 제1 실시예의 것보다도 높은 정도로 보상을 행할 수 있다.
또한, 제2실시예에서는, 도유홈(4)의 역류의 양이 크게되는 경우에는, 간헐드레인통로(15)를 폐쇄하여, 드레인의 배출을 행하지 않도록 함으로써, 드레인이 항상 발생되는 구조의 것에 비해 용적효율이 향상된다.
또한, 제2실시예에서는, 간헐드레인통로(15)를 실린더블록(55)이 미소한 진동을 하면서 접동하는 제1, 제2, 제3 간헐드레인홈(15a,15b,15c)만에 의해 형성됨으로써, 간헐드레인통로(15)에 먼지등이 쌓이지 않고, 또한 쌓이더라도 제거가 용이하다.
또한, 제2실시예에서는, 간헐드레인통로(15)를 제1, 제2, 제3 간헐드레인홈(15a,15b,15c)만으로 구성함으로써, 가공이 용이하다. 또한, 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)이 서로 평행하게 됨으로써, 가공이 용이하다.
상기 제2실시예에서는, 합계 2개의 제1, 제2 간헐드레인홈(15a,15b)이 토출포트(3a)에 대해 실린더포트(54a)의 위치에 의해 개폐되게 하고 있지만, 도시되지 않은 3개 이상의 간헐드레인홈이 토출포트에 대해 실린더포트의 위치에 의해 개폐되도록 할 수 있다.
또한, 간헐드레인통로는 홈을 갖지 않고, 밸브플레이트를 관통하는 하나 또는 복수의 관통구멍만으로 구성될 수도 있다. 이 경우는, 가공이 용이하게 된다.
[제3실시예]
제11a, 11b, 11c도는 제3실시예를 나타내며, 제11a,11b,11c도에서 제1,제2실시예와 동일 구성부는 동일참조부호를 부기하며 설명은 생략한다.
제11b도에 도시된 바와같이, 밸브플레이트(71)의 표면에서 접동면(71a)은 구면의 일부로 되고, 이면(71b)은 평면으로 되어 있다. 제11a도에 도시된 바와같이, 밸브플레이트(71)에는, 고압포트로 된 토출포트(3a,3b,3c)와 저압포트로 된 흡입포트(2a,2b,2c)와 V자형의 도유홈(4)을 설치하며, 이들은 각각 제1실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용을 행한다. 상기 밸브플레이트(71)의 접동면(71a)의 하사점(B) 근방의 도유홈(4)에 대해 밸브플레이트(71)의 반경방향 외측의 위치에 대직경 간헐드레인관통구멍(75a)을 설치한다. 제11c도에 도시된 바와같이, 밸브플레이트(11)의 이면(71b)에는, 상기 간헐드레인관통구멍(75a)의 구멍으로 연통하는 반경방향의 홈(75b)을 형성한다. 그 반경방향의 홈(75b)의 외단은 이면(71b)에 설치된 환상의 홈(74)에 연통하고, 그 환상의 홈(74)은 절결부(77)에 의해 도시되지 않은 드레인에 연통한다. 따라서, 상기 간헐드레인관통구멍(75a)은 반경방향의 홈(75b), 환상의 홈(74)및 절결부(77)를 통해 드레인에 연통한다. 상기 간헐드레인관통구멍(75a)과 반경방향의 홈(75b)에 간헐드레인통로(75)를 형성한다. 그 간헐드레인통로(75)의 간헐드레인관통구멍(75a)은 상기 토출포트(3a)와 실린더포트(도시안됨)가 도유홈(4)을 통해 연통하고 있는 당초에는, 상기 토출포트(3a), 도유홈(4) 및 실린더포트에 연통하지 않는 한편, 실린더블록(도시안됨)이 회전하는 때에, 상기 토출포트(3a)에 상기 실린더포트를 통해 연통하도록 됨으로써, 도유홈(4)으로의 역류가 있는 경우에는 간헐드레인통로(75)를 폐쇄하는 한편, 도유홈(4)으로의 역류가 되지 않을때에는 간헐드레인통로(75)를 실린더포트를 통해 토출포트(3a)로 연통시켜 토출포트(3a)에서 드레인으로 작동유를 배출하게 된다. 따라서, 토출포트(3a,3b,3c)내의 맥동이 작아지게 되어, 소음, 진동이 감소되어 진다.
상기 벨트플레이트(71)의 접동면(71a)측에는 외주부에 환상의 단차부(76)를 설치한다.
제3실시예에서는, 상기 간헐드레인관통구멍(75a)의 직경을 크게하여, 이면(71b)의 홈(75b)에 의해 간헐드레인의 양을 규제한다. 이와같이, 이면(71b)의 홈(75b)에서 간헐드레인량을 규제함으로써, 접동면(71b)으로 개방되는 간헐드레인관통구멍(75a)의 직경을 크게하여, 간헐드레인관통구멍(75a)의 막힘을 방지할 수 있다.
상기 간헐드레인량을 규제하는 홈(75b)은 밸브플레이트(71)의 이면(71b)에 있고, 접동면(71a)에는 없게 되어 있으므로, 접동면(71a)이 마모하여도 치수는 변화하지 않는다. 따라서, 간헐드레인량은 밸브플레이트(71)의 접동면(71a)의 마모의 영향을 받지 않는다.
또한, 상기 간헐드레인통로(75)의 홈(75b)은 밸브플레이트(71)의 평면에 있는 이면(71b)에 설치되고, 상기 밸브플레이트(71)의 구면의 일부로 된 접동면(71a)에는, 상기 간헐드레인통로(75)의 간헐드레인관통구멍(75a)이 개방되어 진다. 따라서, 구면의 일부인 접동며(71a)에 간헐드레인통로(75)의 간헐드레인량을 조정하는 홈(75b)을 설치할 필요가 없어서, 간헐드레인통로(75)의 가공이 용이하다.
상기 밸브플레이트(71a)의 접동면(71a)과 실린더블록의 접동면을 서로 접하는 구면으로 함으로써, 서로 접동하는 접동면의 면적이 커지게 되어, 접동면 사이에서의 누출이 작게되고, 접동면의 면압이 작게되어, 그들의 마모가 작아지게 된다.
[제4실시예]
제12, 13, 14도는 제4실시예를 나타낸다.
제12도에 도시된 바와같이, 밸브플레이트(81)에는 토출포트(3a,3b,3c)와 흡입포트(2a,2b,2c)와 V자형 도유홈(4)을 설치하며, 이들은 제1실시예와 각각 동일 구성을 가지며 동일 작용을 행한다. 상기 밸브플레이트(81)의 접동면(81a)의 하사점(B) 근방의 도유홈(4)에 대해 밸브플레이트(81)의 반경방향 외측의 위치에, 양단이 폐쇄되어 있고 반경방향으로 연장하는 간헐드레인홈(85)을 형성한다. 그 간헐드레인홈(85)만으로 간헐드레인통로(85)를 구성한다. 그 간헐드레인홈(85)의 실린더포트(94a)(제12도 및 제14도 참조)및 도유홈(4)에 대한 연통관계는 제1실시예와 동일하다.
한편, 제13,14도에 도시된 바와같이, 축방향으로 연장하는 실린더(94)를 가진실린더블록(95)의 접동면(95a)에는 실린더포트(94a)가 동일 원주상에 소정간격으로 복수 개방되어 있다. 제13도에 도시된 바와같이, 상기 실린더블록(95)의 접동면(95a)에는 실린터포트(94a,94a,...)의 외측에 위치하는 환상의 홈(97)을 설치한다. 그 환상의 홈(97)은 실린더블록(81)의 접동면(81a)에 형성된 간헐드레인홈(85)의 외단부로 연통하고 있다. 또한, 상기 환상의 홈(97)에는 원주상 120도 간격으로 설치된 절결부(98a,98b,98c)에 의해 드레인에 연통한다.
상기 실시예 4에 의하면, 간헐 드레인은 밸브플레이트(81)의 접동면(81a)의 간헐드레인홈(85)에서 실린더블록(95)의 접동면(95a)의 환상의 홈(97) 및 절결부(98a,98b,98c)를 통해 드레인으로 배출된다. 따라서, 간헐드레인이 간헐드레인홈(85)에서 환상의 홈(97)을 통해 드레인으로 배출되는 사이에 에너지가 서서히 감소됨으로써, 소음이 작아지게 된다.
또한, 상기 실린더블록(95)의 환상의 홈은 원래 실린더블록(95)과 밸브플레이트(81) 사이의 압력 발란스를 위해 설치되는 것으로서, 간헐드레인통로(85)는 밸브플레이트(81)의 접동면(81a)에 양단이 폐쇄되어 있는 간헐드레인홈(85)을 형성할 수 있다. 따라서, 간단하고 저렴하게 간헐드레인통로(85)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 간헐드레인홈(85)은 밸브플레이트(81)의 반경방향으로 연장하게 됨으로써, 간단하게 가공될 수 있다.
상기 실시예에서는 가변용량형 피스톤기계의 일예로서 가변용량형 피스톤펌프에 대해 기술하였지만, 가변용량형 피스톤기계의 다른 예로서 가변용량형 피스톤모터에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다. 가변용량형 피스톤모터의 경우에는, 도유홈이 흡입포트에서 상사점에서 향해 연장하도록 밸브플레이트의 접동면에 설치된다. 간헐드레인통로는 도유홈 근방에 설치된다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명의 가변용량형 피스톤기계는 밸브플레이트의 저압포트와 고압포트 사이의 접동면에 고압포트에서 사점을 향해 연장하는 도유홈을 설치하고, 고압포트와 실린더포트를 도유홈을 통해 연통시켜서, 실린더 및 고압포트내의 압력변동을 서서히 행하도록 한 가변용량형 피스톤기계로서, 상기 밸브플레이트의 접동면으로 개방되며 상기 고압포트 및 도유홈에 직접 연통하지 않도록 설치된 간헐드레인 통로를 설치하고, 상기 간헐드레인통로는 고압포트와 실린더포트가 도유홈을 통해 연통하는 당초에는 상기 고압포트, 도유홈 및 실린더포트로 연통하지 않는 한편, 실린더블록이 회전할때, 상기 고압포트에 상기 실린더포트를 통해 연통하도록 되고, 도유홈에 역류가 있을 경우에는 간헐드레인통로를 폐쇄하는 한편, 도유홈으로 역류가 없을때에는, 간헐드레인통로를 실린더포트를 통해 고압포트로 연통시켜 고압포트에서 드레인으로 작동유를 배출함으로서, 고압포트내의 맥동이 작게되어, 소음, 진동을 감소시키고, 장치전체의 작동특성을 양호하게 할 수 있다.
본 발명의 가변용량형 피스톤기계는 간헐드레인통로가 간헐적으로 실린더포트로 연통하여, 항상 드레인흐름을 발생시키는 것이 아니며, 항상 드레인 흐름을 발생시키는 통로를 설치한 것에 비해 용적효율이 높다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서는 상기 간헐드레인통로가 제1간헐드레인통로부와 제2간헐드레인통부를 가지며, 제1상태에서는, 상기 제1간헐드레인 통로부가 상기 실린더포트에 연통하여 상기 고압포트에 상기 실린더포트를 통해 연통하고 제2간헐드레인통로부가 상시 실린더포트에 연통하지 않으며, 제1상태에서 실린더블록이 회전한 제2상태에서는, 상기 제1간헐드레인통로부 및 제2간헐드레인 통로부의 양방이 실린더포트에 연통하여 상기 고압포트에 실린더포트를 통해 연통하게 되며, 제2상태에서 실린더블록이 회전한 제3상태에서는, 상기 제 2 간헐드레인통로부가 실린더포트에 연통하여 상기 고압포트에 상기 실린더포트를 통해 연통하게 됨과 동시에, 상기 제1간헐드레인통로부가 실린더포트에 연통하지 않게된다. 따라서, 제1, 제2 간헐드레인통로부에 의해, 도유홈으로 흐르는 역류의 양에 대응하여 드레인의 유량을 2단계로 제어하여, 역류의 양과 드레인유량의 합을 거의 일정하게 할 수 있어서, 고압포트내의 맥동을 더욱 작게 할 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서는, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치되며, 실린더블록의 회전에 따라 실린더포트에 간헐적으로 연통하는 하나의 간헐드레인홈을 가지며, 밸브플레이트의 접동면에 대해 실린더블록이 접동하고, 밸브플레이트는 실린더블록에서 작은 충격 또는 진동을 흡수하게 되며, 간헐드레인홈에 먼지 또는 이물이 쌓이지 않고, 또한 쌓이더라도 먼지등이 용이하게 제거될 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 제1 간헐드레인통로부 및 제2 간헐드레인통로부는 각각 상기 밸브플레이트의 접동면에 설치된 제1간헐드레인홈 및 제2간헐드레인홈이며, 밸브플레이트의 접동면에 대해 실린더블록이 접동하고, 밸브플레이트는 실린더블록에서 작은 진동 또는 충격을 흡수함으로써, 제1, 제2 간헐드레인홈에 먼지 또는 이물이 쌓이지 않고, 또한 쌓이더라도 먼지등이 용이하게 제거될 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치된 간헐드레인홈과, 그 간헐드레인홈에 연통하며 상기 밸브플레이트를 축방향으로 관통하여 드레인으로 연통하는 관통구멍으로 되어 있다. 따라서, 상기 접동면상의 간헐드레인홈에 실린더블록이 미소진동을 하면서 접동하여, 먼지등이 쌓이지 않고, 쌓이더라도 용이하게 제거될 수 있다. 또한, 간헐드레인홈에서 작동유는 밸브플레이트를 축방향으로 관통하는 관통구멍을 통해 드레인으로 배출됨으로서, 간헐드레인홈과 관통구멍의 접속부에서 작동유의 흐름방향이 전환되어, 에너지가 소비됨으로써, 드레인등에 작동유를 배출하는 경우의 소음을 작게할 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치되어, 상기 밸브플레이트의 원주면으로 개방되는 간헐드레인홈만으로 되어 있음으로써, 먼지등에 의한 막힘이 발생되지 않고, 먼지등이 용이하게 제거될 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트를 관통하는 관통구멍으로 되어 있음으로써, 간헐드레인통로의 가공이 용이하다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 실린더블록의 회전에 따라, 순서대로 실린더포트에 연통하는 복수의 간헐드레인홈을 갖게 되어, 간헐드레인통로를 통해 드레인으로 배출되는 작동유의 양을 도유홈의 역류의 양에 대응하여 다단계로 제어할 수 있다. 따라서, 맥동, 진동 및 소음을 더욱 감소시킬 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트를 축방향으로 관통하여 접동면과 이면으로 개방되는 간헐 드레인관통구멍과, 밸브플레이트의 이면에 설치되어 간헐드레인관통구멍과 드레인에 연통하는 홈으로 됨으로써, 이면의 홈에 의해 간헐드레인량을 규제할 수 있어서, 간헐드레인관통구멍의 직경으 크게 하여 그의 막힘을 방지할 수 있다.
또한, 상기 간헐드레인량을 규제하는 홈은 밸브플레이트의 이면에 있고 접동면에는 없으므로, 접동면이 마모되어도 치수가 변화하지 않는다. 따라서, 이 실시예에 의하면, 간헐드레인량은 밸브플레이트의 접동면의 마모의 영향을 받지 않는다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 밸브플레이트의 접동면은 구면의 일부로 되고, 밸브플레이트의 이면은 평면으로 되어, 실린더블록의 접동면이 밸브플레이트의 접동면에 결합되는 구면의 일부가 됨으로써, 구면의 일부로 된 접동면에 간헐드레인통로의 홈을 설치할 필요가 없고, 간헐드레인통로의 가공이 용이하다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면에 설치되며 양단이 폐쇄된 간헐드레인홈으로 되고, 상기 간헐드레인홈은 실린더블록의 접동면에 형성되며 드레인으로 연통하는 환상의 홈에 항상 연통하게 됨으로써, 간헐드레인이 간헐드레인홈에서 환상 홈을 통해 드레인으로 배출되는 사이에 에너지가 서서히 감쇠되어 소음이 작게된다.
또한, 실린더블록이 환상의 홈은 원래 실린더블록의 밸브플레이트 사이의 압력 발란스를 위해 설치된 것으로서, 간헐드레인통로는 밸브플레이트의 접동면으로 양단이 폐쇄된 간헐드레인홈을 형성할 수 있다. 따라서, 간단하고 저렴하게 간헐드레인통로를 형성할 수 있다.
일실시예의 가변용량형 피스톤기계에서, 상기 간헐드레인홈은 밸브플레이트의 반경방향으로 연장하고 간헐드레인홈의 외단부가 환상의 홈으로 연통하게 됨으로써, 반경방향으로 연장하는 간헐드레인홈을 간단하게 가공할 수 있다.
[산업상의 이용분야]
본 발명의 가변용량형 피스톤기계는 건설기계, 공작기계, 산업기계등에서, 가변용량형 피스톤펌프 또는 가변용량형 피스톤모터로서 이용된다.

Claims (13)

  1. 접동면 (1a,71a,81a)으로 저압포트(2)와 고압포트(3)가 개방되는 밸브플레이트(1,11,53,71,81)와, 축방향으로 설치된 복수의 실린더(54,94)내를 피스톤(57)이 왕복운동하는 한편, 상기 밸브플레이트(1,11,53,71,81)의 접동면(1a,11a,71a,81a)에서 접동하는 접동면에 상기 실린더(54,94)에 연통하는 실린더포트(54a,94a)가 개방되고, 상기 밸브플레이트(1,11,53,71,81)에 대해 회전하는 실린더블록(55,95)과, 상기 밸브플레이트(1,11,53,71,81)의 저압포트(2)와 고압포트(3)의 사이의 접동면(1a,11a,71a,81a)에 설치되며, 상기 고압포트(3)에서 하사점(B)으로 향해 연장되는 도유홈(4)을 구비하며, 상기 고압포트(3)와 실린더포트(54a,94a)를 도유홈(4)을 통해 연통시켜서, 상기 실린더(54,94)내 및 고압포트(3)내의 압력변동을 서서히 행하도록 한 가변용량형 피스톤기계에 있어서,
    상기 밸브플레이트(1,11,71,81)의 접동면(1a,11a,71a,81a)으로 개방되며, 상기 고압포트(3) 및 도유홈(4)에 직접적으로는 연통하지 않도록 설치된 간헐드레인통로(5,51,75,85)를 구비하고,
    상기 간헐드레인통로(5,51,75,85)는 상기 고압포트(3)와 실린더포트(54a,94a)가 도유홈(4)을 통해 연통하는 당초에는, 상기 고압포트(3), 도유홈(4) 및 실린더포트(54a,94a)에 연통하지 않는 한편, 상기 실린더블록(55)이 회전할때, 상기 고압포트(3)로 상기 실린더포트(54a,94a)를 통해 연통하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(15)는 제1간헐드레인통로부(15a)와 제2간헐드레인통로부(15b)를 가지며, 제1상태에서는, 상기 제 1 간헐드레인통로부(15a)가 상기 실린더포트(54a)에 연통하여 상기 고압포트(3)에 상기 실린더포트(54a)를 통해 연통하고, 제2 간헐드레인통로부(54b)는 상기 실린더포트(54a)에 연통하지 않으며, 제1 상태에서 실린더블록(55)이 회전한 제2상태에서는, 상기 제1간헐드레인통로부(15a)및 제2간헐드레인통로부(15b)의 양방이 실린더포트(54a)에 연통하여 상기 고압포트(3)에 실린더포트(54a)를 통해 연통하게 되며, 제2상태에서 실린더블록(55)이 회전한 제3상태에서는, 상기 제2간헐드레인통로부(15b)가 실린더포트(54a)에 연통하여 상기 고압포트(3)에 상기 실린더포트(54a)를 통해 연통하게 됨과 동시에, 상기 제1 간헐드레인통로부(15a)가 실린더포트(54a)에 연통하지 않게됨을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(5)는 밸브플레이트(1)의 접동면(1a)에 설치되며, 실린더블록(55)의 회전에 따라 실린더포트(54a)에 간헐적으로 연통하는 하나의 간헐드레인홈(5a)을 가지는 것을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1간헐드레인통로부(15a) 및 제2 간헐드레인통로부(15b)는 각각 상기 밸브플레이트(11)의 접동면(11a)에 설치된 제 1 간헐드레인홈(15a) 및 제 2 간헐드레인홈(15b)을 갖는 것을 특징으로 하는 가변용량용 피스톤기계.
  5. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(5)는 밸브플레이트(1)의 접동면(1a)에 설치된 간헐드레인홈(5a)과, 그 간헐드레인홈(5a)에 연통하며 상기 밸브플레이트(1)를 축방향으로 관통하여 드레인(60)으로 연통하는 관통구멍(5b)으로 되어있음을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  6. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(15)는 밸브플레이트(11)의 접동면(11a)에 설치되어, 상기 밸브플레이트(11)의 원주면으로 개방되는 간헐드레인홈(15a,15b,15c)만으로 되어 있음을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  7. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로는 밸브플레이트를 관통하는 관통구멍만으로 되어 있음을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  8. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(15)는 실린더블록(55)의 회전에 따라, 순서대로 실린더포트(54a)에 연통하는 복수의 간헐드레인홈(15a,15b)을 갖는 것을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 간헐드레인홈(15a,15b)은 서로 평행하게 되어 있음을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  10. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(75)는 밸브플레이트(71)를 축방향으로 관통하여 접동면(71a)과 이면(71b)으로 개방되는 간헐 드레인관통구멍(75a)과, 밸브플레이트(71)의 이면(71a)에 설치되어 간헐드레인관통구멍(75a)과 드레인 연통하는 홈(75b)으로 됨을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  11. 제10항에 있어서, 상기 밸브플레이트(71)의 접동면(71a)은 구면의 일부로 되고, 밸브플레이트(71)의 이면(71b)은 평면으로 되어, 실린더블록의 접동면이 밸브플레이트(71)의 접동면(71a)에 결합되는 구면의 일부로 됨을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  12. 제1항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(85)는 밸브플레이트(81)의 접동면에 설치되며 양단이 폐쇄된 간헐드레인홈(85)으로 되고, 상기 간헐드레인홈(85)은 실린더블록(95)의 접동면(96)에 형성되며 드레인으로 연통하는 환상의 홈(97)에 항상 연통하게 됨을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 간헐드레인통로(85)는 밸브플레이트(81)의 반경방향으로 연장하고 간헐드레인홈(85)의 외단부가 환상의 홈(97)으로 연통하게 됨을 특징으로 하는 가변용량형 피스톤기계.
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