KR101058418B1 - 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치 - Google Patents

굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부 사판의 경사각을 조절함으로써 저속 및 고속의 속도절환이 되는 유압 피스톤 모터에 있어서, 유압 피스톤 모터의 내부로 상, 하 위치조절되는 메카니컬 스톱퍼를 구비하여, 사판의 경사각이 설정 변속범위 내에서 자유롭게 조절이 가능토록 하며, 이러한 사판의 경사각 조절시, 경사각이 조절된 사판을 안정적으로 고정지지함으로써, 유압모터 회전을 위한 피스톤 공급압력에 따른 2속 절환 각도가 불안정해지지 않도록 하여, 정확하고 안정적인 유압 피스톤 모터의 2속 절환을 꾀할 수 있도록 한 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치에 관한 것이다.

Description

굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치{Variable Device of Swash Plate type Hydraulic Piston Motor for Track Drive Unit of the Excavator}
사판의 경사각을 조절하여 속도를 조절하는 유압 피스톤 모터에 있어서, 경사각 조절을 위해 사판을 가압하는 압력과, 다수 유압피스톤의 합력이 상호간 정적평행조건을 만족하지 않아도, 가변범위 내에서 조절되는 사판각도에 맞춰 상, 하 이동되는 메카니컬 스톱퍼를 통해 사판의 위치를 지지고정함으로써, 유압 피스톤 모터의 속도를 변속범위 내에서 확실하고 정확하게 변속이 가능토록 하는 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치에 관한 것이다.
종래 유압식 주행장치는 경량화 및 고속화를 추진하기 위하여 부품수를 줄이거나 동일유량으로 2배의 속도를 내는 장치가 채택되고 있다.
그러나, 고정용량형의 유압모터인 경우에는 펌프에서 토출되는 유량에 제한을 받아 유압모터로 공급되는 최대유량에 의하여 최고회전수가 결정되는 것이므로 최대유량에서 부하 토오크가 크지 않고 고속주행이 요구되는 경우에 최고 회전속도를 얻기 위하여 유압모터의 1회전당 요구유량(배제용적, volumetric displacement)을 감소시킬 수 있는 가변기구를 사용하고 있으며, 사판식 유압 피스톤 모터에 있어서는 배제용적을 가변시키기 위하여 피스톤 직경, 피스톤 배열원의 직경 또는 피스톤의 수를 가변시키는 가변기구를 채택할 수 있으나 이러한 가변기구는 유압모터의 회전작동중에는 조작이 불가능한 문제점이 있었다.
이에, 근래에는 사판 절환용 피스톤과 제어밸브 등을 이용하여 유압모터의 작동중에도 사판을 저속상태 및 고속상태의 상이한 각도로 가변시킬 수 있도록 된 사판식 유압모터의 가변기구가 제안되고 있으나,
이와 같은 사판 절환용 피스톤의 경우, 사판을 절환시키려는 힘과, 사판 절환용 피스톤 내부에 설치된 다수의 피스톤(ex: 9개)의 합력이 정적평행조건을 만족해야만, 내부의 사판이 과하게 뒤집어지지않고, 정확하고 안정적으로 변속이 된다.
다시 말해, 사판을 속도를 변화시키려는 힘(T1)은, 사판을 하우징 내부로 가압하는 속도절환의 에셈블리 힘(F2s) × 속도절환 어셈블리의 중심에서부터 절환중심(볼 피벗)까지의 거리(a)이며, 사판이 절환되지 않도록 하는 힘(T2)은 다수의 피스톤의 합력(FP) × 사판 절환용 피스톤의 구동축 중심에서부터 절환중심(볼 피벗)까지의 거리(b)로써, 상기 T1이 T2보다 크게 되면, 상기 사판이 과하게 뒤집어지는 경우가 발생하는데,
이때, 사판이 과도하게 절환되는 힘(T3)은, 사판을 하우징 내부로 가압하는 속도절환 어셈블리의 힘(F2s) × 속도절환 어셈블리의 중심에서부터 사판 끝단까지의 거리(a + c)이고, 사판이 과도하게 절환되는 않도록 방해하는 힘(T4)은 다수 피스톤의 합력(FP) × 사판 절환용 피스톤의 구동축 중심에서부터 사판 끝단까지의 거리(b + c)가 된다.
즉, 상기와 같이 사판 절환용 피스톤에서, 안정적이고 정확하게 속도절환이 되기 위해서는 T1 > T2 이되, T3 < T4 이라는 조건을 만족하는 힘균형이 이루어져 하는 것으로, 속도절환을 위한 힘이 너무 크면 사판의 평형이 깨지고, 너무 작으면 완전한 변속이 되질 않는 것이다.
더불어, 사판 절환용 피스톤 모터의 속도를 저속에서 고속절환하는 경우, 하우징의 내주연과 접촉되는 설정각(θ)의 크기만큼만 경사각(β)을 조절하여 속도를 조절할 수 있는 것이기에, 원하는 속도에 비해 설정각(θ)이 작은 경우, 사판의 설정각(θ)이 더 커지도록 사판을 깍아 사용할 수 밖에 없었으며, 안정적이고 정확한 속도절환을 위한 정적평행조건을 위해서, 복잡한 수학식을 통해 절환중심(볼 피벗)의 편심위치를 결정하는 정확한 힘의 계산으로 사판 피스톤을 설계해야 한다.
하지만, 이에 정확한 수학적 계산 및 설계에도 불구하고, 정적평행조건이 맞지 않음으로 인해 불안전한 사판의 변위가 발생되어, 유압 피스톤 모터의 속도변화가 원만하지 못하고 차량의 속도가 단속적으로 작동(덜걱거림)하는 문제점이 발생되었고, 2속 범위를 한번 고정(약 30%)하면 변화를 줄 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사판식 유압 피스톤 모터의 속도절환시, 기존과 같이 속도절환을 위한 정적평행조건과는 무관하게, 경사각이 조절된 사판의 위치에 맞춰 메카니컬 스톱퍼를 승, 하강시켜 사판의 위치가 고정지지되도록 하여, 유압모터 회전을 통한 피스톤 공급압력에 따라 절환각도가 불안정해지는 것을 해결하고, 사판의 경사각 조절을 위해 사판 자체를 깍아 설계하는 등의 작업 없이, 소정의 변속범위 내 어떠한 위치에서도 사판의 지지고정이 가능토록 하여, 사판식 유압 피스톤 모터의 속도를 3 내지 35% 내에서 정확하고 안정적으로 가변조절할 수 있도록 한 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치에 있어서, 상기 유압 피스톤 모터의 하우징(10)에 내설되되, 상부 일측면은 경사각(β)을 가지고, 하부 일측면은 설정각(θ)을 가지는 사판(20); 사판(20)의 상부 타측면에 압력을 가해 설정각(θ) 범위 내에서 경사각(β)의 크기를 변화시킴으로써, 경사각(β)의 변화에 따라 유압 피스톤 모터가 저속에서 고속으로, 또는 고속에서 저속으로 가변될 수 있도록 하는 속도절환 어셈블리(40); 상기 유압 피스톤 모터의 다수개 유압 피스톤에서 가해지는 압력과, 속도절환 어셈블리(40)에서 가해지는 압력의 평행과는 무관하게, 속도절환을 위해 경사각(β)이 조절된 사판(20)의 위치가 고정되도록 지지함으로써, 유압 피스톤 모터의 속도를 사용자가 원하는 속도로 조절할 수 있도록 하는 메카니컬 스톱퍼(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 기존 사판식 유압 피스톤 모터가 일정한 경사각(약 30%)으로 조절되는 것과는 달리, 3 내지 35% 내에서의 경사각 조절이 가능하여, 가변적인 속도조절이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 유압모터 회전을 위한 다수의 피스톤 공급압력에 따라 불안정해지는 절환각도가, 메카니컬 스톱퍼를 통한 사판의 각도유지를 통해, 안정적이고 정확하게 유지 및 가변될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 저속절환상태의 사판을 메카니컬 스톱퍼를 통해 부동시킨 모습을 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 2는 도 1에서 고속절환상태로 변경되는 사판을 메카니컬 스톱퍼를 통해 부동시킨 모습을 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 사판의 속도절환에 따른 메카니컬 스톱퍼의 작동을 나타낸 일실시예의 단면도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등 물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이를 위한 본 발명의 일실시예는 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치에 있어서, 상기 유압 피스톤 모터의 하우징(10)에 내설되되, 상부 일측면은 경사각(β)을 가지고, 하부 일측면은 설정각(θ)을 가지는 사판(20); 사판(20)의 상부 타측면에 압력을 가해 설정각(θ) 범위 내에서 경사각(β)의 크기를 변화시킴으로써, 경사각(β)의 변화에 따라 유압 피스톤 모터가 저속에서 고속으로, 또는 고속에서 저속으로 가변될 수 있도록 하는 속도절환 어셈블리(40); 상기 유압 피스톤 모터의 다수개 유압 피스톤에서 가해지는 압력과, 속도절환 어셈블리(40)에서 가해지는 압력의 평행과는 무관하게, 속도절환을 위해 경사각(β)이 조절된 사판(20)의 위치가 고정되도록 지지함으로써, 유압 피스톤 모터의 속도를 사용자가 원하는 속도로 조절할 수 있도록 하는 메카니컬 스톱퍼(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메카니컬 스톱퍼(50)는 상기 하우징(10) 내부를 향해 상, 하로 이동가능토록 설치되고, 경사각(δ)을 가지며 직경이 점차 감소되는 테이퍼부(51)를 일단에 형성하여, 경사각(β)이 변화된 사판(20)의 위치에 맞춰 상, 하 이동되며, 상기 테이퍼부(51)가 사판(20)에 대응접촉되며 사판(20)을 부동시킴으로써, 사판(20)을 변속범위 내 다양한 위치에 고정시켜 유압 피스톤 모터의 속도조절이 가능토록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메카니컬 스톱퍼(50)는 상기 하우징(10)의 내부에 일단이 돌출되도록 하우징(10)에 수직하방으로 나사체결되어, 돌출된 일단이 사판(20)과 접촉되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치는 사판(20), 속도절환 에셈블리(40), 메카니컬 스톱퍼(50)를 포함한다.
본 발명의 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치가 적용되는 사판식 유압 피스톤 모터의 구성을 먼저 살펴보면, 하우징(10), 구동축(11), 사판(20), 슈(13), 피스톤(15), 실린더 블록(16), 밸브 플레이트(17) 등으로 이루어지는데,
상기 피스톤(15)은 원통형이고 다른 쪽은 구면 형으로 이루어져 있고, 실린더 블록(16)은 피스톤(15)이 삽입되는 곳으로 다수개의 실린더 구멍이 일정한 간격으로 동일 피치원상에 가공되어 있다.
상기 밸브 플레이트(17)는 펌프 후면 케이싱에 고정되며 그 위를 실린더 블록(16)이 고속으로 회전하고, 흡입 및 토출 포트가 설계되어 있고, 슈(13)는 피스톤 구부와 구(14)로 연결되어 고정된 사판(20) 위를 고속으로 회전하게 된다.
사판식 피스톤 모터의 경우는 실린더 내부로 들어온 고압유가 피스톤(15)을 밀면 피스톤 구부가 기울어진 사판(20)면 위를 접하면서 회전하게 되고 그에 따라 실린더 블록(16)이 구동축(11)과 함께 회전하게 된다. 실린더 블록(16)이 1회전할 때 피스톤(15)은 흡입 및 토출 행정을 한번씩 행하게 된다. 즉, 피스톤(15)이 실린더 내부로부터 빠져나오는 반회전 구간에서는 흡입행정이 이루어지고, 피스톤(15)이 실린더 안쪽으로 들어가는 쪽으로 움직이는 반회전 구간에서는 토출행정이 이루어진다. 이러한 흡입/토출은 밸브 플레이트(17)에 설계된 흡입/토출 포트를 통해 반복적으로 이루어진다. 모터의 경우 흡입행정에서 피스톤(15)은 유압력에 의해 사판(20)으로 밀어 붙여지지만, 그 반대의 경우는 실린더 블록(16) 내의 스프링에 통해 피스톤 슈(13)를 사판(20)쪽으로 밀어붙이기 때문에 슈(13)는 항상 사판(20)면 위를 접하면서 운동하게 된다. 이러한, 상기의 유압 피스톤 모터는 공지된 기술이기에 더 이상의 설명은 하지 않는다.
상기 사판(20)은 하우징(10) 내에 원판의 형태로 설치되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 볼 피벗(Ball Pivot, 12)을 유압 피스톤 모터의 구동축(11)으로부터 편심이 지도록 지지되어 사용된다. 또한, 전술된 바와 같이, 다수의 피스톤(15)이 사판(20) 위를 접하면서 회전하게 되는데, 상기 사판(20)의 경사각(β)을 조절함으로써, 유압 피스톤 모터의 속도를 저속에서 고속으로(도 1에서 도 2로) 또는 고속에서 저속으로(도 2에서 도 1로)의 2속 절환형태로 변화시킬 수가 있다.
또한, 상기 사판(20)은 상부 일측면에는 제 1경사면(20a)을 가지고, 하부 일측면에는 제 2경사면(20b)을 가지고 있는 것으로, 상기 제 1경사면(20a)의 경사각(β)이 조절됨으로써 유압 피스톤 모터의 속도가 변화된다. 즉, 사판(20)의 상부 타측면은 하우징(10)의 내주연에 접촉하는 상태를 가지게 되고, 제 2경사면(20b)을 가지는 사판(20)의 하부 일측면은 하우징(10)의 내주연에서 설정각(θ)만큼 이격되어 있는 상태를 가지게 된다.
즉, 상기 하우징(10)의 사판(20) 상부 원주면 일측에서 속도절환 피스톤(41)과 속도절환 스프링(42)으로 이루어지는 속도절환 에셈블리(40)를 통해 사판(20)에 압력을 가하게 되면, 상기 사판(20)은 볼 피벗(12)을 중심으로 시소운동을 하며 상부(A)가 실린더 블록(16)측으로 밀리게 되고, 하부(B)는 하우징(10)의 내주연에 밀착되는 형태가 된다.
유압 피스톤 모터의 실린더 블록(16)에 등간격으로 다수의 피스톤(15)이 설치되어 작동을 하게 되면, 최소 4개에서 최대 5개의 피스톤(15)에 순차적으로 고압이 작용하여, 피스톤(15)이 사판(20)에 힘으로 사판(20)은 최대 경사각(1속)을 유지하게 된다.
이때, 유압 피스톤 모터의 배제용적(Vth)은 최대가 되고 최대 토크(Tout)를 출력할 수 있다.
Figure 112011035579229-pat00001
(경사각 α가 최대일때 최대 배제용적이 됨, *는 곱하기를 의미함. 여기서, A: 피스톤 1개의 단면적(
Figure 112011035579229-pat00002
), d: 피스톤 외경(㎝), Z: 피스톤의 수량, D: 실린더 블록에 등 간격으로 배열된 피스톤의 원주지름(㎝), α: 사판의 경사각(tilting angle)을 의미함.)
Figure 112011035579229-pat00003
(최대배제용적이 최대일때 최대출력토크가 됨, *는 곱하기를 의미함, 여기서, ΔP: 모터의 입구 압력 - 출구압력(kgf/㎠),
Figure 112011035579229-pat00004
: 모터의 기계효율(%))
굴삭기에서 평지를 달리거나 내리막길을 갈 때는 회전력(torque) 부하가 적게 걸리므로 속도를 높여야 할 필요가 발생한다.
이때, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 속도절환 에셈블리(40)에 압력을 공급하면, 속도절환 에셈블리(40)가 전진하면서 사판(20)의 각도(tilting angle, 경사각)를 감소시킨다. (본 발명에서는 도 1과 같은 저속절환상태에서 15°의 경사각을 가지는 사판(20)의 경사각(α)을, 도 2와 같이 고속절환상태로 절환시 35% 감소시켜 약 9° 정도로 경사각을 감소시킨다.)
즉, 펌프로부터 동일한 입력유량(Qin)일 때, 배제용적을 감소시켜 회전속도(Nout)를 증가시킨다.
Figure 112011035579229-pat00005
(동일한 유량이 입력될 경우, 최소 배제용적이 최대일 때 최대출력회전수가 됨.)
다시 말해, 도 1의 저속절환상태에서 상기 유압 피스톤 모터의 속도를 고속으로 절환시, 후술될 속도절환 어셈블리(40)를 통해 사판(20)의 상부 타측면을 가압하게 되면, 제 2경사면(20b)이 형성된 설정각(θ)이 작아지게 되고, 사판(20)의 경사각(β)이 감소되면서 사판(20) 위를 접하면서 회전하게 되는 피스톤(15)의 운동이 빨라지므로 고속절환상태가 되는 것이다. 이와 동시에, 볼 피벗(12)을 중심으로 제 2경사면(20b)을 가지는 하부 일측면은 하우징(10)의 내주연 측으로 이동 후, 설정각(θ)만큼 이동된 후에는 하우징(10)의 내주연에 접촉되어 더이상 사판(20)이 기울어지지 않게 된다.
즉, 상기 후술될 속도절환 어셈블리(40)를 통해 압력을 가해 경사각(β)을 조절함으로써 유압 피스톤 모터의 속도를 조절하는 것이되, 경사각(β)을 아무리 좁혀도 설정각(θ)이 하우징(10)의 내주연에 접촉하게 되면 더 이상 경사각(β)의 조절이 되지 않는 것이므로, 결과적으로 경사각(β)은 설정각(θ)의 범위 내에서 조절이 가능한 것이다.
기존에는 상기 사판(20)이 경사각의 조절없이 설정각(θ) 크기만큼 움직여 단순히 저속에서 고속으로 또는 고속에서 저속으로의 2속 절환만이 가능하였으며, 유압 피스톤 모터의 더 큰 고속절환을 위해서는 사판(20)의 제 2경사면(20b)의 설정각(θ)이 더 커져야 하므로 사판(20)의 하단 일측면을 더 깍아 사용해야 하고, 상지 설정각(θ)을 충분히 깍아 사용할 시에는 설정각(θ)보다 작은 경사각을 가지는 사판으로는 사용이 불가능했다.
또한, 이와 같이 순간적으로 출력부하가 변동될 경우(유압 피스톤 모터를 회전시키는 다수 피스톤(15)의 공급압력의 변동), 정확한 수학적 계산에 의해 설계를 함에도 빈번한 압력 변동에 의해 속도변화가 끊기는 문제점이 발생되었다.
이에, 본 발명에서는 메카니컬 스톱퍼(50)를 더 구비함으로써, 이러한 문제점을 해결하는 것이다.
상기 메카니컬 스톱퍼(50)는 하우징(10) 내에 설치되는 사판(20)의 제 1경사면(20a)(상부 일측면측)에 대응되도록 일단이 내설되는 것으로서, 이러한, 상기 메카니컬 스톱퍼(50)는 하우징(10) 내에 일단이 돌출되어, 제 1경사면(20a)을 가지는 사판(20)의 상부 일측면에 접촉될 수 있도록, 상기 하우징(10)에 수직하방으로 설치된다.
또한, 상기 메카니컬 스톱퍼(50)는 상기 하우징(10)의 내부에 수직방향으로 상, 하 이동이 가능하게 설치되어, 속도절환을 위해 경사각(β)이 변화되는 사판(20)이 경사각이 조절된 위치에서 고정되도록 지지하는 것으로써, 자유로운 2속절환 범위(속도의 가변범위)를 결정할 수 있도록 한다. 본 발명에서는 하우징(10)에 메카니컬 스톱퍼(50)를 나사체결시켜 사용하는데, 메카니컬 스톱퍼(50)의 외주연에 숫나사산을 형성하고, 이러한 메카니컬 스톱퍼(50)가 대응되며 내입되는 하우징(10)의 결합공(52) 내주연에는 암나사산을 형성하는 등 사용자에 따라 다양한 구성이 사용될 수 있을 것이다. 또한, 상기 결합공(52)보다 상대적으로 더 큰 외부공(53)을 형성하여, 너트부재를 메카니컬 스톱퍼(50)의 타단방향에서 나사체결시켜 외부공(53) 내에 위치되도록 함으로써, 상기 메카니컬 스톱퍼(50)를 고정시킬 수 있을 것이다.
이로써, 상기 도 1에서 도시된 바와 같이, 저속절환상태의 유압 피스톤 모터인 경우에는 일단이 소정길이 하우징(10) 내에 내입되어, 사판(20)의 상부 일측면에 접촉됨으로써,상기 사판(20)을 지지할 수 있도록 하는 것이다.
이후, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 저속절환상태에서 도 2의 고속절환상태로 속도가 변경되는 경우, 사판(20)의 상부 타측면에 속도절환 에셈블리(40)를 통해 압력을 가해, 사판(20)의 상부가 피스톤 블록(16) 측으로 밀리도록 한다. 이에, 피스톤(15)의 상부측은 피스톤(15)의 내주연에서 이격되며 피스톤 블록(16)측으로 이동되고, 사판(20)의 하부측은 하우징(10)의 내주연 측으로 이동되어 하우징(10)에 접촉되는 것이다. 이때, 2속 절환에 의해 경사각(β)이 조절되는 사판(20)을 지지하기 위해 사용자는 메카니컬 스톱퍼(50)를 경사각이 조절된 사판(20)의 위치에 맞춰 상, 하 위치조절하여, 메카니컬 스톱퍼(50)가 사판(20)의 상부 일측면과 접촉되면서 사판(20)의 불필요한 흔들림을 멈추게 함으로써 사판(20)의 위치를 안정적으로 유지시켜 주는 것이다.
즉, 상기 메카니컬 스톱퍼는 사판(20)의 조절된 경사각(β)에 대응하여, 사판(20)과 대응접촉될 수 있도록 상, 하로 작동됨으로써, 사판(20)이 어떠한 경사각(β)으로 변경되어도 그에 맞게 사판(20)의 상부 일측면에 접촉되어 사판(20)을 지지하는 것이다. (도 3의 (a),(b),(c)에 도시, (a)에서 (c)로 갈수록 고속절환이 되는 것이고, (c)에서 (a)로 갈수록 저속절환이 되는 것임.) 이로써, 상기 기존과는 달리 사판(20)의 경사를 설정각(θ)의 범위 내에서 가변(3% 내지 35% 내)시켜 고정시켜 유압 피스톤 모터의 속도절환이 가능해지는 것이다.
또한, 본 발명에서는 상기 하우징(10) 내부로 하향돌출되는 메카니컬 스톱퍼(50)의 일단에, 소정의 경사각(δ)을 가지며 하단방향으로 직경이 점차 감소되는 테이퍼부(51)를 형성하도록 하여, 상기 사판(20)과 직접 접촉되는 부분이 메카니컬 스톱퍼(50)의 테이퍼부(51)가 되도록 한다. 즉, 상기 사판(20)과 접촉되는 메카니컬 스톱퍼(50)의 테이퍼부(51) 일측이 '＼' 사선 형태이기에, 메카니컬 스톱퍼(50)의 일단부에 테이퍼부(51)가 형성되지 않은 경우와는 달리, 사판(20)의 경사각(β) 조절이 더욱 세밀하게 가능해지는 것이다. 물론, 이와 같은 메카니컬 스톱퍼(50)를 통한 사판(20)의 경사각 조절(β)은 모터 제작회사 또는 사용자에 의해 세팅이 가능함은 당연할 것이다. 다시 말해, 상기 메카니컬 스톱퍼(50)는 사판(20)의 경사각(β)이 설정각(θ) 범위 내에서 경사 조절이 가능토록 함과 동시에, 경사각(β)이 변화되는 사판(20)이 유압 모터 피스톤의 회전을 위한 내부 다수 피스톤의 공급압력에 따라 저속에서 고속으로, 또는 고속에서 저속으로의 2속절환 각도가 불안정지지 않고 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 하우징 11: 구동축
12: 볼 피벗 13: 슈
14: 구 15: 피스톤
16: 실린더 블록 17: 밸브 플레이트
18: 롤러 베어링(Roller Bearing) 19: 볼 가이드(Ball Guide)
20: 사판 20a: 제 1경사면
20b: 제 2경사면
21: 세퍼레이션 플레이트(Separation Plate)
22: 베이스 앤 프릭션 디스크(Base & Friction Disc)
23: 실린더(Cylinder)
24: 파킹 브레이크 스프링(Parking Brake Spring)
25: 원통형 키(Cylindrical key) 26: 베어링(Bearing)
30: 밸브 하우징(Valve Housing)
31: 카운터 밸런스 밸브(Counter Balance Valve)
32: 체크 밸브(Check Valve) 40: 속도절환 에셈블리
41: 속도절환 피스톤(2-Speed C. Piston)
42: 속도절환 스프링(2-Speed C. Spring)
50: 메카니컬 스톱퍼 51: 테이퍼부
52: 결합공 53: 외부공
H: 내입길이 β: 경사각
θ: 설정각

Claims (3)

  1. 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치에 있어서,
    상기 유압 피스톤 모터의 하우징(10)에 내설되되, 상부 일측면은 경사각(β)을 가지고, 하부 일측면은 설정각(θ)을 가지는 사판(20);
    사판(20)의 상부 타측면에 압력을 가해 설정각(θ) 범위 내에서 경사각(β)의 크기를 변화시킴으로써, 경사각(β)의 변화에 따라 유압 피스톤 모터가 저속에서 고속으로, 또는 고속에서 저속으로 가변될 수 있도록 하는 속도절환 어셈블리(40);
    상기 유압 피스톤 모터의 다수개 유압 피스톤에서 가해지는 압력과, 속도절환 어셈블리(40)에서 가해지는 압력의 평행과는 무관하게, 속도절환을 위해 경사각(β)이 조절된 사판(20)의 위치가 고정되도록 지지함으로써, 유압 피스톤 모터의 속도를 사용자가 원하는 속도로 조절할 수 있도록 하는 메카니컬 스톱퍼(50);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메카니컬 스톱퍼(50)는
    상기 하우징(10) 내부를 향해 상, 하로 이동가능토록 설치되고, 경사각(δ)을 가지며 직경이 점차 감소되는 테이퍼부(51)를 일단에 형성하여,
    경사각(β)이 변화된 사판(20)의 위치에 맞춰 상, 하 이동되며, 상기 테이퍼부(51)가 사판(20)에 대응접촉되며 사판(20)을 부동시킴으로써, 사판(20)을 변속범위 내 다양한 위치에 고정시켜 유압 피스톤 모터의 속도조절이 가능토록 하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메카니컬 스톱퍼(50)는
    상기 하우징(10)의 내부에 일단이 돌출되도록 하우징(10)에 수직하방으로 나사체결되어, 돌출된 일단이 사판(20)과 접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행구동유닛용 사판식 유압 피스톤 모터의 가변장치.
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