KR101766773B1 - 유체 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예를 들어 가스, 공기, 오일과 같은 유체에 의해 작동하는 유체 모터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유체 모터는 외부로부터의 유체가 유입되는 유체 유입로와 유입된 유체가 외부로 배출되는 유체 배출로가 형성되어 있는 제1플레이트와 제2플레이트; 상기 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 회전 가능하게 배치되어 있는 실린더 블록과 상기 실린더 블록 내에 배치되어 방사상으로 왕복 운동하는 복수의 피스톤;을 포함한다. 상기 피스톤의 측면에는 가이드 롤러가 장착되어 있고, 상기 가이드 롤러에 대응되는 상기 실린더 블록에는 방사상으로 가이드 홈이 형성되어 있으며, 상기 가이드 롤러가 배치되는 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트의 내측에는 편심 궤도가 형성되어 있다. 상기 유체 유입로를 통해 유입된 유체의 순차적인 압력 공급에 의해 상기 피스톤이 방사상으로 운동함으로써 상기 실린더 블록이 회전하게 된다. 본 발명에 의한 유체 모터는 유체의 공급에 의존하여 연속적으로 회전하며, 실런더 블록 내에서 피스톤이 안정적으로 구동하는 장점이 있다.

Description

유체 모터 {Fluid Motor}

본 발명은 예를 들어 가스, 공기, 오일과 같은 유체에 의해 작동하는 유체 모터에 관한 것이다.

산업계에서 모터의 대부분은 전기에 의해 구동된다. 이와 같이 전기에 의해 구동되는 모터들은 이의 회전 구동축의 전단에 필요에 따른 기어가 구비된다. 이러한 기어는 각종의 기계장치에 동력이 직접 전달되게 하거나 벨트 등의 매개 수단에 의해 동력이 전달되게 한다.

전기에 의해 구동되는 모터 외에, 산업계에서는 에어 그라인더(air grinder)와 같이 에어(air)에 의해 구동되는 공구들이 존재한다. 이러한 에어그라인더와 같이 에어에 의해 작동되는 공구들은 에어컴푸레셔와 같은 에어 공급 수단에 의해 공급되는 에어의 힘에 의해 작동되는 구조를 채택하고 있다.

그러나, 에어와 같은 유체의 압력에 의해 특정 목적으로만 사용될 뿐 범용 모터로는 사용되고 있지 않다.

특허공개 제10-1996-0034758호 (1996.10.24. 공개, 발명의 명칭 "유체배력모터")

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제1목적은 유체에 의해 선택적인 방향으로 구동하는 유체 모터를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제2목적은 소형화된 상태에서 안정적으로 구동할 수 있는 유체 모터를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제3목적은 실린더 블록 내에서 방사상으로 슬라이딩하는 피스톤의 안정적인 운동을 통해 소형화된 상태에서도 고속으로 구동할 수 있는 유체 모터를 제공하는 데에 있다.

상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

외부로부터의 유체가 유입되는 유체 유입로와 유입된 유체가 외부로 배출되는 유체 배출로가 형성되어 있는 제1플레이트와 제2플레이트;

상기 제1플레이트와 제2플레이트 사이에 회전 가능하게 배치되어 있는 실린더 블록과 상기 실린더 블록 내에 배치되어 방사상으로 왕복 운동하는 복수의 피스톤;을 포함하여 이루어지되,

상기 피스톤의 측면에는 가이드 롤러가 장착되어 있고, 상기 가이드 롤러에 대응되는 상기 실린더 블록에는 방사상으로 가이드 홈이 형성되어 있으며, 상기 가이드 롤러가 배치되는 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트의 내측에는 편심 궤도가 형성되어 있고,

상기 유체 유입로를 통해 유입된 유체의 순차적인 압력 공급에 의해 상기 피스톤이 방사상으로 운동함으로써 상기 실린더 블록이 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 유체 모터를 제공한다.

본 발명에 있어, 상기 제1플레이트와 상기 실린더 블록 사이에는, 한편으로는 상기 유체 유입로를 통해 유입된 유체가 상기 실린더 블록을 통해 상기 피스톤의 후방 공간으로 공급되게 하고, 다른 한편으로는 상기 피스톤의 후방 공간에 채워져 있는 유체가 상기 유체 배출로를 통해 배출되게 구성되어 있는 전환 밸브 유닛이 제공되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 전환 밸브 유닛은, 상기 제1플레이트에 대하여 회전 가능하게 제공되되, 축방향으로 유체 진입로가 형성되어 있고, 상기 유체 진입로가 형성되어 있는 부분에는 상기 실린더 블록에만 유체적으로 연결되게 공압 입력실이 형성되어 있으며, 상기 공압 입력실에 이웃하는 다른 부분에는 일측은 상기 실린더 블록과 연결되고 다른 일측은 개방된 홈에 의해 유체 배출로와 유체적으로 연결되게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 전환 밸브 유닛의 전방에는 파도 형상의 와셔의 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 전환 밸브 유닛의 일부는 상기 실린더 블록에 배치되어 있는 피스톤 중의 일부에 유체가 공급되게 구성되어 있고, 다른 일부는 상기 실린더 블록에 배치되어 있는 피스톤 중의 일부로부터의 유체가 배출되게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 전환 밸브 유닛의 회전 조작에 의해 실린더 블록의 회전 방향이 전환되게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 유체 모터는 유체의 공급에 의존하여 연속적으로 회전하며, 실런더 블록 내에서 피스톤이 안정적으로 구동하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시 형태에 따른 유체 모터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유체 모터의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실린더 블록과 실린더 블록의 내부에 방사상으로 슬라이딩 가능하게 배치되는 피스톤을 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1플레이트와 제2플레이트의 내부 모습을 각각 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 전환 밸브 유닛을 다양한 각도에서 바라본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 바람직한 실시 형태에 따른 유체 모터의 유체 유입 및 유체 배출 경로를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 하나의 바람직한 실시 형태에 따른 유체 모터의 작동 원리를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 하나의 바람직한 실시 형태에 따른 유체 모터를 나타낸다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 바람직한 실시 형태에 따른 유체 모터는 하우징으로서의 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)를 포함한다. 제1플레이트(100)에는 유체가 내부로 유입되는 통로로서의 역할을 하는 유체 유입로(102)와 내부의 유체가 배출되는 통로로서의 역할을 하는 유체 배출로(104)가 형성된다.

제1플레이트(100)와 제2플레이트(200) 사이에는 실린더 블록(300)이 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)에 대하여 회전 가능하게 배치되어 있다. 실린더 블록(300)의 보다 원활한 회전을 위해 본 발명에서는 회전하는 부위에 베어링이 마련된다.

실린더 블록(300)의 내부에는 특히 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 피스톤(400)이 방사상으로 슬라이딩 가능하게 배치된다. 이들 피스톤(400)은 제1플레이트(100)에 형성된 유체 유입로(102)를 통해 유입되는 유체의 압력 공급 및 유체 배출로(104)를 통해 배출되는 유체의 압력 해제에 따라 방사상으로 팽창 및 수축되게 구성된다.

각각의 피스톤(400)의 측면에는 가이드 롤러(410)가 장착되고, 가이드 롤러(410)가 장착되는 실린더 블록(300)에는 방사상으로 가이드 홈(310)이 형성된다. 이와 함께, 가이드 롤러(410)가 배치되는 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)의 내측에는 특히 도 4에 도시된 바와 같이 편심된 궤도(110)(210)가 형성된다. 본 발명에서는 이와 같은 편심 궤도(110)(210)의 도움으로 피스톤(400)의 팽창 및 수축 거리가 조정되어 실린더 블록(300)이 회전하게 된다.

또한, 실린더 블록(300)의 일측에는 제1플레이트(100)의 유체 유입로(102)와 유체 배출로(104)와 유체적으로 연결되게 구성되어 있는 유체 통로(302)가 형성되어 있다. 이러한 유체 통로(302)는 특히 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 개별적으로 피스톤(400)의 후방 공간과 유체적으로 연결되게 구성된다.

또한, 본 발명의 하나의 바람직한 실시 형태에서는, 상기 제1플레이트(100)와 상기 실린더 블록(300) 사이에, 한편으로는 상기 유체 유입로(102)를 통해 유입된 유체가 상기 실린더 블록(300)을 통해 상기 피스톤(400)의 후방 공간으로 공급되게 하고, 다른 한편으로는 상기 피스톤(400)의 후방 공간에 채워져 있는 유체가 상기 유체 배출로(104)를 통해 배출되게 구성되어 있는 전환 밸브 유닛(500)이 제공된다.

이를 위해, 전환 밸브 유닛(500)에는 특히 도 5에 도시된 바와 같이 실린더 블록(300)을 향하여 유체 진입로(502)가 형성된다. 전환 밸브 유닛측 유체 진입로(502)의 선단은 제1플레이트(100)에 형성된 유체 유입로(102)와 유체적으로 연결되게 구성된다. 전환 밸브 유닛측 유체 진입로(502)의 끝단에는 공압 입력실(510)이 마련되고, 공압 입력실(510)에 이웃하는 부분에는 유입된 유체가 배출되는 공압 배출실(520)이 마련된다. 공압 배출실(520)에는 유입된 유체가 제1플레이트(100)의 유체 배출로(104)를 통해 배출될 수 있게 측면으로 홈이 형성된다. 이러한 홈은 도 6에 도시된 바와 같이 제1플레이트(100)에 형성된 유체 배출로(104)를 통해 유체가 배출되게 하는 역할을 한다. 또한, 바람직하게, 공압 입력실(510)과 공압 배출실(520) 사이에는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 실린더 블록측 유체 통로(302) 중의 적어도 2개의 유체 통로(302)가 순간적으로 차단되게 하는 폭을 갖는다.

전환 밸브 유닛(500)의 전단에는 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 전체적으로 파도 형상의 와셔(530)가 배치된다. 이러한 와서(530)는 제1플레이트(100)에 형성되어 있는 유체 유입로(102)를 통해 유입된 유체에 의해 도 6의 도면상 좌측으로 전환 밸브 유닛(500)을 밀어 전환 밸브 유닛(500)과 실린더 블록(300)이 더욱 더 밀착되게 하여 본 발명에 따른 유체 모터가 더욱 더 안정적으로 구동되게 하는 역할을 한다.

전환 밸브 유닛(500)의 전단에는 외부로 돌출되게 형성된 방향 전환 조작바(504)가 장착되어 이의 회전 조작에 따라 본 발명에 따른 유체 모터의 회전 방향이 전환되게 한다.

도 6 및 도 7을 참조하여, 제1플레이트(100)에 형성된 유체 유입로(102)를 통해 공기와 같은 유체가 유입되면 일부는 전환 밸브 유닛(500)을 도면상 좌측으로 밀어내고 다른 일부는 도면부호 502로 도시되어 있는 유체 진입로를 통해 공압 입력실(510)로 유입된다.

공압 입력실(510)로 유입된 유체는 이어서 연속적으로 공압 입력실(510)과 유체적으로 연결되어 있는 실린더 블록측 유체 통로(302)를 통해 피스톤(400)의 후방으로 공급된다. 이때, 도 7의 도면부호 410a, 410b 및 410c로 표기된 가이드 롤러는 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)의 편심 궤도(110)(210)에 구속되어 있어 유입되는 유체의 양과 힘이 각각 달라 도 7의 도면상 시계방향으로 실린더 블록(300)이 회전하게 된다.

반대로, 공압 배출실(520)과 유체적으로 연결되어 있는 피스톤(400)의 후방에 채워져 있는 유체는 공압 배출실(520)로 배출되고, 공압 배출실(520)로 배출된 유체는 도 6에 도시된 바와 같이 제1플레이트(100)에 형성된 유체 배출로(104)를 통해 배출된다. 이러한 공정은 연속적으로 수행된다. 이와 같은 연속적은 유체 흐름에 의해 실린더 블록(300)은 사용자의 설정된 회전 방향으로 회전하게 되고, 그 회전은 실린더 블록(300)의 중심축에 연결되어 있는 출력 샤프트(350)를 통해 동력 전달된다.

본 발명에서는, 실린더 블록(300)의 내부에 배치된 피스톤(400)의 측면에 가이드 롤러(410)가 장착되어 있고 각각의 가이드 롤러(410)가 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200)의 편심 궤도(110)(210)에 구속되어 있어 피스톤(400) 자체의 출몰이 요구되지 않을 뿐만 아니라 피스톤(400)의 최소 구동 거리로 인해 보다 안정적으로 구동된다. 즉, 소형화된 상태로도 안정적으로 구동되는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 제1플레이트
200 : 제2플레이트
300 : 실린더 블록
301 : 베어링
302 : 실린더 블록측 유체 통로
303 : 베어링
310 : 가이드 홈
350 : 출력 사프트
400 : 피스톤
410 : 가이드 롤러
500 : 전환 밸브 유닛
502 : 전환 밸브 유닛측 유체 진입로
504 : 방향전환 조작바
510 : 공압 입력실
520 : 공압 배출실
530 : 와셔

Claims (6)

1. 외부로부터의 유체가 유입되는 유체 유입로(102)와 유입된 유체가 외부로 배출되는 유체 배출로(104)가 형성되어 있는 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200);
   상기 제1플레이트(100)와 제2플레이트(200) 사이에 회전 가능하게 배치되어 있는 실린더 블록(300)과 상기 실린더 블록(300) 내에 배치되어 방사상으로 왕복 운동하는 복수의 피스톤(400);을 포함하여 이루어지되,
   상기 피스톤(400)의 측면에는 가이드 롤러(410)가 장착되어 있고, 상기 가이드 롤러(410)에 대응되는 상기 실린더 블록(300)에는 방사상으로 가이드 홈(310)이 형성되어 있으며, 상기 가이드 롤러(410)가 배치되는 상기 제1플레이트(100)와 상기 제2플레이트(200)의 내측에는 편심 궤도(110)(210)가 형성되어 있고, 상기 유체 유입로(102)를 통해 유입된 유체의 순차적인 압력 공급에 의해 상기 피스톤(400)이 방사상으로 운동함으로써 상기 실린더 블록(300)이 회전하게 되며,
   상기 제1플레이트(100)와 상기 실린더 블록(300) 사이에는,
   한편으로는 상기 유체 유입로(102)를 통해 유입된 유체가 상기 실린더 블록(300)을 통해 상기 피스톤(400)의 후방 공간으로 공급되게 하고, 다른 한편으로는 상기 피스톤(400)의 후방 공간에 채워져 있는 유체가 상기 유체 배출로(104)를 통해 배출되게 구성되어 있는 전환 밸브 유닛(500)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 모터.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 전환 밸브 유닛(500)은,
   상기 제1플레이트에 대하여 회전 가능하게 제공되되, 축방향으로 유체 진입로(502)가 형성되어 있고, 상기 유체 진입로(502)가 형성되어 있는 부분에는 상기 실린더 블록(300)에만 유체적으로 연결되게 공압 입력실(510)이 형성되어 있으며, 상기 공압 입력실(510)에 이웃하는 다른 부분에는 일측은 상기 실린더 블록(300)과 연결되고 다른 일측은 개방된 홈에 의해 유체 배출로(104)와 유체적으로 연결되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 모터.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 전환 밸브 유닛(500)의 전방에는 파도 형상의 와셔(530)의 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 모터.
5. 제 1항, 제3항 및 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 전환 밸브 유닛(500)의 일부는 상기 실린더 블록(300)에 배치되어 있는 피스톤(400) 중의 일부에 유체가 공급되게 구성되어 있고, 다른 일부는 상기 실린더 블록(300)에 배치되어 있는 피스톤(400) 중의 일부로부터의 유체가 배출되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 모터.
6. 제 1항, 제3항 및 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 전환 밸브 유닛(500)의 회전 조작에 의해 실린더 블록(300)의 회전 방향이 전환되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 모터.

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