KR100698382B1 - Axial piston fluid pump?motor - Google Patents
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Abstract
간단한 구조이면서 고속 회전시의 소음을 효과적으로 억제하는 액셜 피스톤형 유체 펌프ㆍ모터를 제공한다.An axial piston fluid pump and motor that are simple in structure and effectively suppress noise at high speeds are provided.
타이밍 플레이트(42)에 설치된 고압측 유체 포트(43)의 회전 방향 후측단에 절삭홈(51)을 형성하고, 동시에 이 절삭홈(51)을 저압측 유체 포트(44)로 향함에 따라 깊이가 얕아지는 단면이 대략 사각형인 홈으로 구성함과 동시에, 이 홈의 양측면(53, 54)을 슬라이드 접촉면(50)을 향하여 넓어지도록 경사시켰기 때문에, 절삭홈(51)의 유로 단면적이 어느 위치에서도 종래의 절삭홈(V 노치 등)보다 넓어지며, 이 결과, 절삭홈(51)을 통해 실린더실 또는 유체 포트로 분출되는 유체의 속도가 저하되어 소음이 억제된다.A cutting groove 51 is formed at the rear end of the high pressure side fluid port 43 provided in the timing plate 42 in the rotational direction, and at the same time, the depth of the cutting groove 51 toward the low pressure side fluid port 44 increases. Since the shallower cross section is constituted by a substantially rectangular groove and both sides 53 and 54 of the groove are inclined to be wider toward the slide contact surface 50, the channel cross-sectional area of the cutting groove 51 is conventional at any position. It becomes wider than the cutting groove (V notch, etc.) of this, As a result, the speed of the fluid ejected to the cylinder chamber or the fluid port through the cutting groove 51 is lowered, the noise is suppressed.
유체펌프, 액셜 피스톤, 펌프 모터Fluid pump, axial piston, pump motor
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 정면 단면도.1 is a front sectional view showing a first embodiment of the present invention.
도 2는 타이밍 플레이트의 우측면도.2 is a right side view of the timing plate.
도 3은 도 2의 I-I 선을 따라 자른 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2.
도 4는 도 3의 II-II 선을 따라 자른 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 실시예 2를 나타내는 도 4와 같은 방식의 단면도.Fig. 5 is a sectional view of the same manner as in Fig. 4 showing Embodiment 2 of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예 3을 나타내는 도 4와 같은 방식의 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view in the same manner as in FIG. 4 showing Embodiment 3 of the present invention; FIG.
도 7은 시험 결과를 나타내는 그래프.7 is a graph showing test results.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
11 유체 펌프ㆍ모터11 Fluid Pumps & Motors
15 케이스15 cases
23 실린더 블록23 cylinder blocks
25 실린더실25 cylinder chamber
26 플랜저26 flanger
42 타이밍 플레이트42 timing plate
43, 44 유체 포트43, 44 fluid ports
50 슬라이드 접촉면 50 Slide Contact
51, 52, 57, 58 절삭홈51, 52, 57, 58 cutting groove
53, 54 측면53, 54 side
A 경사각A tilt angle
본 발명은 타이밍 플레이트를 개량한 액셜(axial) 피스톤형 유체 펌프ㆍ모터에 관한 것이다.The present invention relates to an axial piston fluid pump and motor with an improved timing plate.
종래의 액셜 피스톤형 유체 펌프ㆍ모터로는, 예를 들면 일본 특개 2000-97146호 공보(이하, 특허문헌 1)에 기재되어 있는 것이 알려져 있다.As a conventional axial piston fluid pump motor, what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-97146 (following patent document 1) is known, for example.
이것은 케이스와, 케이스에 수납되며 축선 둘레로 회전 가능한 실린더 블록과, 실린더 블록에 형성된 실린더실에 슬라이딩 가능하게 삽입되며 실린더실로 유체의 유출입시에 돌출 혹은 인입되는 복수의 플랜저와, 상기 케이스와 실린더 블록 사이에 설치된 상태로 케이스에 장착되며 상기 실린더실로의 유체의 유출입을 수행하는 활 형상의 한 쌍의 유체 포트를 갖는 타이밍 플레이트를 구비하며, 이 타이밍 플레이트의 실린더 블록과 슬라이드 접촉하는 슬라이드 접촉면에서, 고압측 유체 포트의 회전 방향 후측단에 저압측 유체 포트를 향하여 연장하는 절삭홈이 형성된 것이다.It includes a case, a cylinder block housed in the case and rotatable about an axis, a plurality of flangers slidably inserted into a cylinder chamber formed in the cylinder block and protruding or drawing in and out of the fluid into the cylinder chamber, and the case and the cylinder block. A timing plate having a bow-shaped pair of fluid ports mounted on the case and installed in the casing and performing flow in and out of the cylinder chamber, the slide contact surface being in sliding contact with the cylinder block of the timing plate; The cutting groove extending toward the low pressure side fluid port is formed at the rear end in the rotational direction of the side fluid port.
그리고, 이 특허문헌 1에 기재된 것은 절삭홈으로서 폭 및 깊이가 저압측 유체 포트에 접근함에 따라 서서히 작아짐과 동시에, 단면이 V자형을 나타내는 V노 치, 혹은 깊이가 저압측 유체 포트에 접근함에 따라 서서히 얕아짐과 동시에 단면이 대략 직사각형을 나타내는 점천(漸淺)노치를 이용하고 있다.The
여기에서, 최근 상술한 바와 같은 액셜 피스톤형 유체 펌프ㆍ모터(이하, 유체 모터로 설명)의 성능을 향상시키기 위하여, 유체 모터로 공급되는 유체의 압력을 높게 하여 이 유체 모터를 고속 회전시키도록 하고 있는데, 이렇게 유체 모터를 고속 회전시키면 큰 소음이 발생하게 되는 문제가 있었다.Herein, in order to improve the performance of the axial piston type fluid pump and motor (hereinafter, referred to as a fluid motor) as described above, the fluid motor is rotated at high speed by increasing the pressure of the fluid supplied to the fluid motor. There is a problem that a large noise occurs when the fluid motor rotates at high speed.
그 이유는 첫번째로, 상술한 바와 같이 유체의 공급 압력을 높게 하면, 상기 노치를 통해 실린더실로 분출되는 유체의 속도도 빨라지고, 그 결과 이 분출되는 유체(이하, 분류)가 실린더실(키드니 포트) 내면에 충돌했을 때의 충격음이 커지기 때문이며, 두번째로, 상술한 바와 같이 실린더실(키드니 포트)로 유체가 분출되면, 이 분류 주위의 유체(키드니 포트 내의 유체)가 분류로 끌려 들어가기 때문에, 분류 주위의 압력이 저하하는데, 이 분류 속도가 빨라짐에 따라 상기 압력 저하도 커져 캐비테이션(cavitation)이 보다 넓은 범위에서 심하게 발생하고, 그 결과 캐비테이션에 의해 발생한 기포가 터질 때의 충격음이 커지기 때문이라고 생각된다.The reason for this is that, firstly, when the supply pressure of the fluid is increased as described above, the velocity of the fluid ejected into the cylinder chamber through the notch is also increased, so that the ejected fluid (hereinafter referred to as "classification") becomes the cylinder chamber (Kidney port). This is because the impact sound when it collides with the inner surface becomes large. Secondly, when the fluid is ejected into the cylinder chamber (kidney port) as described above, the fluid (fluid in the Kidney port) around this jet is drawn into the jet. In this case, the pressure around the jet decreases, and as the jet velocity increases, the pressure drop also increases, causing cavitation to occur severely in a wider range, and as a result, the impact sound when the bubbles generated by the cavitation bursts. I think.
이 발명은, 간단한 구조이면서, 분류의 실린더실 내에서의 충돌이나 분류 내 주위의 압력 저하를 감소시킴으로써 고속 회전시의 소음을 효과적으로 억제할 수 있는 액셜 피스톤형 유체 펌프ㆍ모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an axial piston type fluid pump and motor which is simple in structure and can effectively suppress noise during high speed rotation by reducing collisions in a cylinder chamber of a jet or pressure drop around the jet. do.
이러한 목적은, 케이스와, 케이스에 수납되며 축선 둘레로 회전 가능한 실린 더 블록과, 실린더 블록에 형성된 실린더실에 슬라이딩 가능하게 삽입되며 실린더실로 유체의 유출입시에 돌출 혹은 인입되는 복수의 플랜저와, 상기 케이스와 실린더 블록 사이에 설치된 상태로 케이스에 장착되며 상기 실린더실로 유체의 유출입을 수행하는 활 형상의 한 쌍의 유체 포트를 갖는 타이밍 플레이트를 구비하고, 이 타이밍 플레이트의 실린더 블록과 슬라이드 접촉하는 슬라이드 접촉면에서, 고압측 유체 포트의 회전 방향 후측단에 저압측 유체 포트를 향하여 연장하는 절삭홈이 형성된 액셜 피스톤형 유체 펌프ㆍ모터에 있어서, 상기 절삭홈을 저압측 유체 포트로 향함에 따라 깊이가 얕아지는 단면이 대략 사각형인 홈으로 구성함과 동시에, 이 홈의 양측면을 슬라이드 접촉면을 향해 넓어지도록 경사시킴으로써 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 유체 펌프ㆍ모터는 접속되는 유로에 의해 동일한 구성으로 모터 작용 및 펌프 작용을 나타내는 유체 장치이다.This object includes a case, a cylinder block housed in the case and rotatable about an axis, a plurality of flangers slidably inserted into a cylinder chamber formed in the cylinder block and protruding or retracting when the fluid flows in and out of the cylinder chamber, A slide contact surface mounted on the case and installed between the case and the cylinder block, the timing plate having a bow-shaped pair of fluid ports for the inflow and outflow of the fluid into the cylinder chamber, the slide contact surface being in sliding contact with the cylinder block of the timing plate. In the axial piston fluid pump motor having a cutting groove extending toward the low pressure side fluid port at the rear end of the high pressure side fluid port, the depth becomes shallower as the cutting groove is directed toward the low pressure side fluid port. It consists of grooves of approximately rectangular cross section, and at the same time both sides of this groove This can be achieved by inclining to widen toward the slide contact surface. Moreover, the fluid pump motor of this invention is a fluid apparatus which shows a motor action and a pump action by the same structure by the flow path connected.
(실시예 1)(Example 1)
이하, 본 발명의 실시예 1을 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter,
도 1에 있어서, 11은 액셜 피스톤형 유체 펌프ㆍ모터, 여기에서는 경사판식 유체 모터로서, 이 유체 모터(11)는 케이스 본체(12)를 가지며, 이 케이스 본체(12)의 일단면에는 다른 쪽을 향해 연장하는 단면 원형의 수납실(13)이 형성되어 있다. 또한, 이 케이스 본체(12)의 일단에는 측판(14)이 도시하고 있지 않은 볼트 등으로 고정되고, 이로 인해 상기 수납실(13)은 그 일단의 개방이 이 측판(14)에 의해 막혀 밀폐된 공간이 된다. 상술한 케이스 본체(12), 측판(14)은 전체로 유체 모터(11)의 케이스(15)를 구성한다.In Fig. 1, reference numeral 11 denotes an axial piston fluid pump motor, in which an inclined plate type fluid motor, the fluid motor 11 has a
16은 일측부가 수납실(13) 내에 삽입된 회전축으로서, 이 회전축(16)은 한 쌍의 베어링(17, 18)을 통하여 상기 케이스(15)에, 상세하게는 측판(14) 및 케이스 본체(12)에 각각 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 이 회전축(16)의 타단부는 케이스 본체(12)로부터 돌출함과 동시에, 도시하고 있지 않은 감속기에 연결되어 있다. 또한, 19는 회전축(16)의 타단부와 케이스 본체(12) 사이에 설치된 실링 부재이다.16 is a rotating shaft in which one side is inserted into the
23은 케이스(15)의 수납실(13) 내에 수납된 원통 형상의 실린더 블록으로서, 이 실린더 블록(23) 내에는 대략 원통 형상을 한 스러스트 부재(24)가 삽입되며, 이 스러스트 부재(24)와 상기 실린더 블록(23)은 스플라인 결합에 의해 서로 연결되어 있다. 또한, 상기 스러스트 부재(24)는 상기 회전축(16)의 외측에 끼워 맞춰짐과 동시에, 이 회전축(16)에 스플라인 결합으로 연결되어 있으며, 이 결과, 이들 회전축(16), 실린더 블록(23) 및 스러스트 부재(24)는 회전축(16)의 축선 둘레로 일체적으로 회전할 수 있다.23 is a cylindrical cylinder block accommodated in the
이 실린더 블록(23)에는 축선에 평행하게 연장하는 복수의 실린더실(25)이 형성되고(본 실시예에서는 9개), 이들 실린더실(25)은 둘레 방향으로 등거리 떨어져 배치되어 있다. 이들 실린더실(25) 내에는 복수(실린더실(25)과 동수)의 플랜저(26)가 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 각 플랜저(26)의 선단, 즉 타단에는 구 형상의 볼부(27)가 형성되어 있다. 또한, 각 실린더실(25)은 일단부에 상기 축선을 중심으로 하는 활 형상의 키드니 포트(28)를 가지며, 이들 키드니 포트(28)는 실린더 블록(23)의 일단면으로 개방되어 있다. 또한, 실린더실(25) 및 플랜저(26)의 수 는 특별히 한정되지는 않지만, 홀수로 하는 것이 바람직하며, 9개 외에 7개, 11개 등으로 할 수 있다.The cylinder block 23 is provided with a plurality of cylinder chambers 25 extending in parallel to the axis line (nine in the present embodiment), and these cylinder chambers 25 are arranged at equal distances in the circumferential direction. In these cylinder chambers 25, a plurality of flangers 26 (the same number as the cylinder chambers 25) are inserted so as to be slidable, and a
31은 실린더 블록(23)으로부터 타측의 케이스(15) 내, 상세하게는 실린더 블록(23)의 타단면과 케이스(15)의 타측 내면 사이의 수납실(13)에 배치된 경사판으로서, 이 경사판(31)은 도시하고 있지 않은 핀 등에 의해 케이스(15)에 회전 불가능하게 연결됨과 동시에, 그 내부를 상기 회전축(16)이 관통하고 있다. 이 경사판(31)의 실린더 블록(23)에 대향하는 경사면(32)은 축선에 수직인 수직면에 대하여 경사져 있으며, 이 결과 이 경사판(31)은 중앙을 경계로 하여 두꺼운 부분(33)과 얇은 부분(34)으로 구분할 수 있다. 35는 플랜저(26)와 동수의 슈로서, 각 슈(35)에는 상기 볼부(27)의 대략 반 정도가 수납된 볼 구멍(36)이 형성되어 있다.31 is an inclined plate disposed in the
그리고, 각 플랜저(26)의 선단(타단)은 슈(35)를 통하여 경사판(31)의 경사면(32)에 슬라이딩 가능하게 걸려 있다. 이 결과, 실린더실(25)로 유체가 공급(유입)되면, 플랜저(26)는 실린더실(25)로부터 서서히 돌출하면서 두꺼운 부위(33)에서 얇은 부위(34)를 향해 회전 이동하고, 한편, 실린더실(25)로부터 유체가 배출(유출)되면, 플랜저(26)는 실린더실(25) 내로 서서히 인입되면서 얇은 부위(34)에서 두꺼운 부위(33)를 향해 회전 이동한다.In addition, the front end (the other end) of each
38은 회전축(16)의 외측에 유동 가능하게 삽입된 대략 링 형상의 리테이너 플레이트로서, 이 리테이너 플레이트(38)는 실린더 블록(23)과 경사판(31) 사이에 배치되어 있다. 또한, 이 리테이너 플레이트(38)는 모든 슈(35)에 걸려 맞춰져 있음과 동시에, 반경 방향 내단부가 상기 스러스트 부재(24)의 타단부 외주에 구면( 球面) 접촉하고 있다. 39는 실린더 블록(23)의 일단부 내주에 걸린 스냅 링(40)과 스러스트 부재(24) 사이에 배치된 스프링으로서, 이 스프링(39)의 부세력은 스러스트 부재(24), 리테이너 플레이트(38)를 통하여 슈(35)로 전달되어, 이 슈(35)를 경사판(31)의 경사면(32)으로 밀어 붙임과 동시에, 실린더 블록(23)으로 전달되어 이 실린더 블록(23)을 후술하는 타이밍 플레이트로 밀어 붙인다.38 is a substantially ring-shaped retainer plate inserted to the outside of the
도 1, 2, 3, 4에 있어서, 42는 실린더 블록(23)과 케이스(15), 상세하게는 측판(14)과의 사이에 이들에 면접촉한 상태로 설치되며, 실린더 블록(23)보다 약간 큰 지름을 가진 링 형상의 타이밍 플레이트로서, 이 타이밍 플레이트(42)는 상기 케이스(15)에 핀 등을 통하여 회전 불가능하게 장착되어 있다. 이 타이밍 플레이트(42)에는 축선을 중심으로 하는 긴 활 형상의 한 쌍의 유체 포트(43, 44)가 형성되며, 상기 유체 포트(43)는 플랜저(26)의 돌출측 스트로크 엔드와 인입측 스트로크 엔드를 연결하는 직선의 일측에, 또한 유체 포트(44)는 상기 직선의 다른 일측에 배치되어, 서로 둘레 방향으로 180도 떨어져 있다.1, 2, 3, and 4, 42 is provided between the cylinder block 23 and the case 15, specifically, the side plate 14, in surface contact with them, and is better than the cylinder block 23. As a ring-shaped timing plate with a slightly larger diameter, the
45, 46은 케이스(15), 상세하게는 측판(14)에 형성된 유출입 통로로서, 상기 유출입 통로(45)는 유체 포트(43)에, 유입출 통로(46)는 유체 포트(44)에 각각 상시 연통하고 있다. 이들 유출입 통로(45, 46)는 도시하고 있지 않은 전환 밸브를 통하여 펌프 및 탱크에 접속되며, 상기 전환 밸브가 전환됨으로써 어느 하나가 고압(공급)측으로, 나머지가 저압(배출)측으로 된다.45 and 46 are the inflow and outflow passages formed in the case 15, specifically the side plate 14, the inflow and
그리고, 상기 유출입 통로(45)가 펌프에 접속되어 고압측이 되고, 유출입 통로(46)가 탱크에 접속되어 저압측이 되었을 때에는, 고압측의 유체 포트(43)가 유 출입 통로(45)로부터 공급된 고압 유체를 상기 직선의 일측에 위치하는 실린더실(25)로 안내하는 한편, 저압측의 유체 포트(44)가 직선의 나머지 일측에 위치하는 실린더실(25)로부터 배출된 저압 유체를 유출입 통로(46)로 안내하여, 실린더 블록(23)을 도 2에 화살표로 나타내는 방향으로 정회전시킨다.Then, when the
이와는 반대로, 유출입 통로(46)가 펌프에 접속되어 고압측으로 되고, 유출입 통로(45)가 탱크에 접속되어 저압측으로 되었을 때에는, 고압측의 유체 포트(44)가 유출입 통로(46)로부터 공급된 고압 유체를 실린더실(25)로 안내하는 한편, 저압측의 유체 포트(43)가 실린더실(25)로부터 배출된 저압 유체를 유출입 통로(45)로 안내하여, 실린더 블록(23)을 도 2에 화살표로 나타내는 방향과는 역방향으로 역회전시킨다.On the contrary, when the
상술한 바와 같이 유출입 통로(45)에 고압 유체가 공급되면, 유체 포트(43)가 고압측 유체 포트로 됨과 동시에 실린더 블록(23)이 정회전하는데, 이 유체 포트(43)의 회전 방향 후측단에서 타이밍 플레이트(42)의 실린더 블록(23)과 슬라이드 접촉하는 슬라이드 접촉면(50)에는 저압측 유체 포트인 유체 포트(44)를 향하여 연장하는 활 형상의 절삭홈(51)이 형성되어 있다. 한편, 상술한 것과는 반대로 유출입 통로(46)에 고압 유체가 공급되면, 유체 포트(44)가 고압측 유체 포트로 됨과 동시에, 실린더 블록(23)이 역회전하는데, 이 유체 포트(44)의 회전 방향 후측단에서 타이밍 플레이트(42)의 슬라이드 접촉면(50)에는, 저압측 유체 포트인 유체 포트(43)를 향하여 연장하는 활 형상의 절삭홈(52)이 형성되어 있다. 여기에서, 상술한 회전 방향이라 함은 실린더 블록(23)의 회전 방향을 의미한다.
When the high pressure fluid is supplied to the
그리고, 이러한 위치에 절삭홈(51, 52)을 설치하도록 하면, 실린더실(25)의 키드니 포트(28)가 실린더 블록(23)의 회전에 의해 고압측의 유체 포트(43 또는 44)에 중첩되어 고압측의 유체 포트(43 또는 44)로부터 실린더실(25)로 고압 유체가 대량으로 유입하게 되기 직전에, 절삭홈(51 또는 52)을 통하여 고압 유체가 실린더실(25)로 서서히 유량을 증가시키면서 약간량 유입하기 때문에, 고압 유체의 급격하고 큰 폭인 압력 변화가 완화되어 소음을 저감시킬 수 있다.If the cutting
여기에서, 상기 절삭홈(51, 52)은 모두 저압측 유체 포트(절삭홈(51)에 대해서는 유체 포트(44), 절삭홈(52)에 대해서는 유체 포트(43))를 향함에 따라 깊이가 서서히 얕아짐과 동시에, 반경 방향 단면이 대략 사각형을 나타내는 홈으로 구성되어 있으며, 또한 이들 홈의 양측면(53, 54)은 슬라이드 접촉면(50)(실린더 블록(23))을 향하여 넓어지도록 경사져 있다. 이 결과, 상기 절삭홈(51, 52)의 반경 방향 단면은 슬라이드 접촉면(50)측이 긴 변이고, 바닥면이 짧은 변인 사다리꼴 형상을 나타내고 있다. 또한, 이러한 형상의 절삭홈(51, 52)은 이 절삭홈(51, 52)의 단면 형상에 합치하는 절삭 공구(예를 들면, 엔드 밀)를 이용하여 프레이즈반 등으로 용이하게 절삭 가공할 수 있으므로 가공 비용을 상승시키는 일은 없다.Here, the cutting
그리고, 절삭홈(51, 52)을 상술한 바와 같은 구성으로 하면, 실린더 블록(23)의 회전에 의해 실린더실(25)(키드니 포트(28))이 절삭홈(51 또는 52)에 당도하여 고압측 유체 포트(43 또는 44)에 접근하고 있을 때, 환언하면, 키드니 포트(28)와 절삭홈(51 또는 52)과의 중첩량이 서서히 증대하고 있을 때, 이 절삭홈(51 또는 52)을 통하여 흐르는 고압 유체의 유로 단면적이 어느 둘레 방향 위치에 있어서도 배경 기술에서 설명한 절삭홈(V 노치, 점천(漸淺) 노치)보다 넓어진다.When the cutting
이 결과, 절삭홈(51 또는 52)을 지나 실린더실(25)(키드니 포트(28))로 분출되는 유체의 속도가 저하하고, 이로 인해 분류의 충돌에 의한 충격음이 작아짐과 동시에, 분류 주위의 압력 저하도 작아져 캐비테이션의 기포가 터질 때의 충격음도 작아진다. 이렇게 간단한 구조이면서, 고속 회전을 시키기 위하여 유체 압력을 높게 하여도 소음을 효과적으로 억제할 수 있는 것이다.As a result, the velocity of the fluid ejected through the cutting
또한, 이 실시예 1에 있어서는, 상기 슬라이드 접촉면(50)에서 저압측의 유체 포트(44, 43)에서의 회전 방향 전측단에도 고압측의 유체 포트(43, 44)를 향하여 연장하는 절삭홈(57, 58)을 각각 형성하고, 동시에 이 절삭홈(57, 58)도 저압측의 유체 포트(43, 44)를 향함에 따라 깊이가 얕아지는 단면이 대략 사각형(사다리꼴 형상)인 홈으로 구성됨과 동시에, 이 홈의 양측면(53, 54)을 슬라이드 접촉면(50)을 향하여 넓어지도록 경사시키고 있다.In addition, in the first embodiment, the cutting groove extending from the
이렇게 절삭홈(57, 58)을 유체 포트(44, 43)에 설치하면, 전환 밸브가 흐름 위치로부터 중립 위치로 전환되어 유체 모터(11)가 펌프 작용을 수행하게 되었을 때, 실린더실(25)로부터 플랜저(26)에 의해 압출된 고압 유체가, 정회전시에는 절삭홈(57)을 통하여 저압측의 유체 포트(44)로, 역회전시에는 절삭홈(58)을 통하여 저압측의 유체 포트(43)로 각각 분출되는데, 이 때의 분류 속도를 상술한 바와 마찬가지로 저하시킬 수 있기 때문에 소음을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서는, 유체 모터(11)가 정·역회전하기 때문에 절삭홈(51, 52, 57, 58)을 설치하였으나, 유체 모터(11)가 한쪽 방향 회전(예를 들면 정회전)만 하는 경우 에는 절삭홈(52, 58)은 생략하거나 혹은 배경 기술에서 설명한 V 노치, 점천(漸淺) 노치를 이용할 수도 있다.Thus, when the cutting
여기에서, 상기 절삭홈(51, 52, 57, 58)에서의 홈의 양측면(53, 54)의 경사각(슬라이드 접촉면(50)에 수직인 직선에 대한 경사각)(A)을 30도 이상으로 하면 소음을 강력하게 억제할 수 있다. 그러나, 상기 경사각(A)이 50도를 넘으면, 절삭홈(51, 52, 57, 58)의 기단의 폭이 유체 포트(43, 44)의 폭보다 넓어져 소음의 억제 효과가 포화되어 버리는 경우가 있다. 이러한 점에서 상기 경사각(A)은 30 내지 50도의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Here, when the inclination angle (inclination angle with respect to the straight line perpendicular to the slide contact surface 50) A of both side surfaces 53 and 54 of the groove in the cutting
또한, 상기 절삭홈(51, 52, 57, 58)의 선단으로부터 유체 포트(43, 44)측으로 10도만큼 둘레 방향으로 떨어진 위치에서의 이 절삭홈(51, 52, 57, 58)의 반경 방향 단면적을 3㎟ 이상으로 하면 보다 강력하게 소음을 억제할 수 있다. 그러나, 상기 단면적이 6㎟를 넘으면 절삭홈(51, 52, 57, 58)의 둘레 방향 길이가 짧아져 소음의 억제 효과가 저감되는 경우가 있다. 이러한 점에서 상기 단면적은 3 내지 6㎟의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Further, the radial direction of the cutting
또한, 상술한 바와 같이 절삭홈(51, 52, 57, 58)의 선단으로부터 10도만큼 떨어진 위치에서의 단면적이 3 내지 6㎟의 범위 내일 때, 마찬가지로 14도만큼 떨어진 위치에서의 단면적을 5 내지 9㎟의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 그것은 이 범위 내로 하면 절삭홈(51, 52, 57, 58)에서의 단면적의 증가율이 적정한 값이 되어 소음의 억제 효과가 확실하게 되기 때문이다.In addition, as described above, when the cross-sectional area at a position 10 degrees away from the tip of the cutting
다음으로 상기 실시예 1의 작용에 대하여 설명한다. Next, the operation of the first embodiment will be described.
지금 전환 밸브가 전환되어 유출입 통로(45), 유체 포트(43)가 펌프에 접속되어 고압측으로 되고, 유출입 통로(46), 유체 포트(44)가 탱크에 접속되어 저압측으로 되어 있다고 하자. 이 때, 유출입 통로(45)로부터 고압 유체가 유체 포트(43)를 통하여 직선의 일측에 위치하는 실린더실(25)로 공급(유입)되고, 이 실린더실(25) 내의 플랜저(26)를 경사판(31)을 향하여 돌출시켜 경사면(32)으로 밀어 붙인다. 이 결과, 이들 플랜저(26)에는 경사판(31)의 가장 얇은 부위로 향하는 힘이 작용하고, 이로 인해 실린더 블록(23)에 축선 둘레의 토르크가 부여된다. 이 결과, 플랜저(26), 실린더 블록(23), 회전축(16)은 일체적으로 정회전 방향으로 회전하는데, 이 때 상기 일측의 플랜저(26)는 슈(35)와 함께 경사면(32) 위를 경사판(31)의 가장 얇은 부위를 향하여 슬라이딩한다.It is assumed that the switching valve is now switched, and the
이러한 실린더 블록(23)의 회전에 의해, 직선의 나머지 일측에 위치하는 플랜저(26)는 경사판(31)의 경사면(32)에 슈(35)를 통하여 걸려 맞추어지면서 경사판(31)의 가장 두꺼운 부위를 향하여 이동하기 때문에, 이 경사면(32)에 밀려 실린더실(25) 내로 서서히 인입되어 이 실린더실(25) 내의 유체를 압출하고, 유체 포트(44), 유출입 통로(46)를 통하여 탱크로 배출(유출)시킨다. 그리고, 상술한 바와 같은 실린더 블록(23)의 회전에 의해 직선의 일측 및 나머지 일측에 위치하는 실린더실(25)과 유체 포트(43, 44)의 접속이 잇달아 변화한다.By the rotation of the cylinder block 23, the
여기에서, 인입측 스트로크 엔드로부터 경사판(31)의 얇은 부위(34)측으로 약간 회전 이동한 실린더실(25)의 키드니 포트(28)가 절삭홈(51)에 이르러 이들이 중첩하면, 절삭홈(51)을 통하여 고압 유체가 실린더실(25)(키드니 포트(28))로 분 출되는데, 이 때 절삭홈(51)을 저압측 유체 포트(44)로 향함에 따라 깊이가 얕아지는 단면이 대략 사각형인 홈으로 구성함과 동시에, 이 홈의 양측면(53, 54)을 슬라이드 접촉면(50)을 향하여 넓어지도록 경사시키고 있기 때문에, 실린더실(25)(키드니 포트(28))로 분출되는 유체의 속도가 저하하고, 이로 인해 소음이 효과적으로 억제된다.Here, when the
또한, 전환 밸브가 전환되어 유출입 통로(46)가 펌프에, 유출입 통로(45)가 탱크에 접속되면, 유출입 통로(46), 유체 포트(44)로부터 고압 유체가 직선의 나머지 일측에 위치하는 실린더실(25)로 공급(유입)됨과 동시에, 직선의 일측에 위치하는 실리더실(25) 내로부터 밀어 내보내진 유체가 유체 포트(43), 유출입 통로(45)로부터 배출(유출)되어, 회전축(16), 실린더 블록(23)이 역방향으로 회전한다. 이러한 상태일 때에 키드니 포트(28)가 절삭홈(52)에 중첩하면 이 절삭홈(52)을 통하여 고압 유체가 실린더실(25)(키드니 포트(28))로 분출되는데, 이 때도 상술한 바와 마찬가지로 실린더실(25)(키드니 포트(28))로 분출되는 유체의 속도가 저하되며, 이로 인해 소음이 효과적으로 억제된다.Further, when the switching valve is switched so that the
또한, 전환 밸브가 흐름 위치로부터 중립 위치로 전환되어 유체 모터(11)가 펌프 작용을 수행하게 되었을 때, 실린더실(25)로부터 플랜저(26)에 의해 압출된 고압 유체가, 정회전시에는 절삭홈(57)을 통하여 저압측의 유체 포트(44)로, 역회전시에는 절삭홈(58)을 통하여 저압측의 유체 포트(43)로 각각 분출되는데, 이 때의 분류의 속도도 상술한 바와 마찬가지로 저하시킬 수 있기 때문에 소음을 효과적으로 억제할 수 있다.
In addition, when the switching valve is switched from the flow position to the neutral position and the fluid motor 11 performs the pumping action, the high pressure fluid extruded by the
(실시예 2)(Example 2)
도 5는 본 발명의 실시예 2를 나타내는 도면이다. 이 실시예 2에서는, 각 절삭홈(59)의 홈 바닥에 이 홈 바닥과 같은 폭으로 단면이 직사각형인 활 형상의 홈(60)을 형성하고 있다. 이렇게 절삭홈(59)의 홈 바닥에 활 형상의 홈(60)을 더 형성하도록 하면, 유로 단면적이 증대하여 소음을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.5 is a diagram showing Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, the groove bottom of each cutting
(실시예 3)(Example 3)
도 6은 본 발명의 실시예 3을 나타내는 도면이다. 이 실시예 3에서는, 각 절삭홈(61)의 홈 바닥을 폭 방향 중앙을 향함에 따라 깊어지도록 단면을 활 형상으로 형성하고 있다. 이렇게 하면 유체의 흐름이 원활하게 됨과 동시에 유로 단면적을 홈 바닥이 평탄한 것에 비해 약간 증가시킬 수 있어, 소음을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.Fig. 6 is a diagram showing Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, the cross section is formed in a bow shape so as to deepen the groove bottom of each cutting
다음으로, 시험예에 대하여 설명한다. 이 시험에서는, 고압, 저압측 유체 포트의 회전 방향 전, 후측단 모두에 V 노치를 형성한 종래 모터와, 고압, 저압측 유체 포트의 회전 방향 전, 후측단 모두에 상기 실시예 1에서 설명한 절삭홈을 형성한 공시(供試) 모터와, 고압, 저압측 유체 포트의 회전 방향 전, 후측단 모두에 폭 및 깊이가 둘레 방향 위치에 관계없이 일정하고 단면이 대략 직사각형을 나타내는 공지의 등심(等深) 노치를 형성한 참고 모터를 준비하였다.Next, a test example is demonstrated. In this test, the conventional motor in which the V notches were formed in both the front and rear ends of the high pressure and low pressure side fluid ports, and the cutting described in Example 1 in both the front and rear ends of the high pressure and low pressure side fluid ports were rotated. A well-known sirloin whose grooves are formed in a groove and a high and low pressure side fluid port, both before and after the rotational direction, whose width and depth are constant irrespective of the circumferential position and whose cross section is substantially rectangular. A reference motor with notches was prepared.
그리고, 이들 각 모터의 단위 시간당의 회전수를 변화시키면서 소음을 측정하였으며, 그 결과를 도 7에 나타낸다. 도 7에 있어서, 일점쇄선으로 나타낸 곡선이 V 노치를 갖는 종래 모터에, 실선으로 나타낸 곡선이 본 발명 절삭홈을 갖는 공 시 모터에, 점선으로 나타낸 곡선이 등심 노치를 갖는 참고 모터에 대응하고 있으며, 공시 모터에서의 소음이 종래 모터에서의 소음보다 고속 회전시에 효과적으로 억제되고 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 참고 모터에서는, 키드니 포트와 등심 노치의 중첩 초기부터 어느 정도의 양의 유체가 등심 노치를 통과하여 실린더실로 분출하기 때문에 압력 변화의 완화가 불충분하게 되어, 어느 회전수에 있어서도 공시 모터보다 큰 소음이 발생하고 있다.And the noise was measured while changing the rotation speed per unit time of each of these motors, and the result is shown in FIG. In Fig. 7, the curve indicated by the dashed-dotted line corresponds to the conventional motor having the V notch, the curve indicated by the solid line corresponds to the published motor having the cutting groove of the present invention, and the curve indicated by the dotted line corresponds to the reference motor having the fillet notch. In other words, it can be seen that the noise of the published motor is effectively suppressed at a high speed of rotation than the noise of the conventional motor. Further, in the reference motor, since a certain amount of fluid passes through the fillet notch and is ejected into the cylinder chamber from the initial stage of overlapping the Kidney port and the fillet notch, the pressure change is insufficient, and at any rotational speed, A loud noise is occurring.
또한, 상술한 실시예에서는 유체 펌프ㆍ모터가 경사판식 유체 모터인 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명에서는 경사축식 유체 모터이어도 상관없다. 또한, 상술한 실시예에서는 경사판식 유체 모터로 설명하였으나, 본 발명에서는 경사판식 혹은 경사축식 유체 펌프여도 상관없다. 이 경우에는, 플랜저가 실린더실 내로 인입될 때, 고압 유체를 고압측 유체 포트를 통하여 토출(유출)하는 한편, 플랜저가 실린더실로부터 돌출할 때 저압 유체를 저압측 유체 포트를 통하여 흡입(유입)한다.In addition, in the above-described embodiment, the case where the fluid pump motor is an inclined plate type fluid motor has been described. However, the present invention may be an inclined shaft type fluid motor. Incidentally, in the above-described embodiment, the inclination plate type fluid motor has been described. However, the present invention may be an inclination plate type or inclination axis type fluid pump. In this case, when the flanger is drawn into the cylinder chamber, the high pressure fluid is discharged (outflowed) through the high pressure side fluid port, while the low pressure fluid is sucked in (flowed in) through the low pressure side fluid port when the flanger protrudes from the cylinder chamber. do.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 절삭홈(51, 52, 57, 58)의 양측면(53, 54)의 경사각(A)을 어느 둘레 방향 위치에 있어서도 동일하게 하였으나, 본 발명에서는, 둘레 방향 중앙부에서 이들 양측면의 경사각을 변화, 예를 들면 기단측(유체 포트에 근접하는 측)의 경사각을 선단측의 경사각보다 크게 하여도 좋다. 이렇게 하면 유로 단면적이 보다 커져 소음 저감 효과가 향상한다.Incidentally, in the above-described embodiment, the inclination angles A of both side surfaces 53, 54 of the cutting
본 발명에서는, 절삭홈을 저압측 유체 포트로 향함에 따라 깊이가 얕아지는 단면이 대략 사각형인 홈으로 구성함과 동시에, 이 홈의 양측면을 슬라이드 접촉면을 향해 넓어지도록 경사시키고 있기 때문에, 실린더실이 절삭홈에 당도하여 고압측 유체 포트에 접근하고 있을 때의 절삭홈의 유로 단면적이, 어느 위치에서도 종래의 절삭홈(노치)보다 넓어진다. 이 결과, 절삭홈을 지나 실린더실 또는 유체 포트로 분출되는 유체의 속도가 저하되고, 이로 인해 분류의 충돌에 의한 충격음이 작아짐과 동시에, 분류 주위의 압력 저하도 작아져 캐비테이션의 기포가 터질 때의 충격음도 작아진다. 이렇게 간단한 구조이면서, 고속 회전을 시키기 위하여 유체 압력을 높게 하여도 소음을 효과적으로 억제할 수 있는 것이다.In the present invention, the cylinder groove is inclined so that both sides of the groove are widened toward the slide contact surface while the cutting groove is composed of a substantially rectangular groove whose depth becomes shallow as the cutting port is directed toward the low pressure side fluid port. The flow path cross section of the cutting groove when the cutting groove approaches the high pressure side fluid port is wider than the conventional cutting groove (notch) at any position. As a result, the velocity of the fluid jetted through the cutting groove into the cylinder chamber or the fluid port decreases, thereby reducing the impact noise caused by the collision of the jets and at the same time, the pressure drop around the jets. The impact sound is also reduced. In this simple structure, noise can be effectively suppressed even at high fluid pressure for high speed rotation.
또한, 청구항 2에 기재된 바와 같이 구성하면, 유체 모터가 펌프 작용을 수행하였을 때, 혹은 유체 펌프가 모터 작용을 수행하였을 때의 소음을 상술한 것과 마찬가지 작용으로 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, when configured as described in claim 2, the noise when the fluid motor performs the pumping action or when the fluid pump performs the motoring action can be effectively suppressed by the same operation as described above.
또한, 청구항 3에 기재된 바와 같이 구성하면, 강력하게 소음을 억제할 수 있다.Moreover, if comprised as described in Claim 3, a noise can be suppressed strongly.
또한, 청구항 4에 기재된 바와 같이 구성하면, 보다 강력하게 소음을 억제할 수 있다.In addition, when configured as described in claim 4, the noise can be suppressed more strongly.
또한, 청구항 5에 기재된 바와 같이 구성하면, 절삭홈에서의 유로 단면적이 증가율이 적정한 값이 되어 소음의 억제 효과가 확실하게 된다.In addition, if it constitutes as described in Claim 5, the flow path cross-sectional area in a cutting groove will become an appropriate value of increase rate, and the noise suppression effect will be sure.
또한, 본 발명은, 액셜 피스톤형, 즉 사판식, 사축식 유체 펌프ㆍ모터에 적용될 수 있다.
Further, the present invention can be applied to an axial piston type, that is, a swash plate type and a bent axis type fluid pump motor.
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