KR102227744B1 - vane motor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a vane motor which comprises: a casing into which has an inlet and an outlet, through which a pressure fluid is inputted and discharged; and a rotor formed to rotate around a rotary shaft held on the casing by receiving the pressure of the pressure fluid in the casing. The rotor includes: a mainframe entirely in a cylindrical shape having a central shaft matching the rotary shaft; and a vane installed in a groove formed on a side surface of the mainframe to have a varying width which protrudes from the groove in accordance with the rotary phase. The casing accommodates the rotor inside. Also included is a cylinder-shaped inner tank which possesses the pressure fluid inside until the pressure fluid inputted through the inlet of the casing is discharged through the outlet of the casing, and whose inner wall surface comes in contact with an end of the vane, being able to rotate along with the rotor when the rotor rotates even if the position of its rotary center in the casing is apart from the rotary shaft. In accordance with the present invention, the structure is changed to solve the problem in the conventional vane motor that when the rotor rotates, an end of the vane makes a friction with the inner side surface of the casing, causing the abrasion of the inner side surface of the casing and the vane, leading to a high number of replacements and frequent repair. In addition, the present invention provides high durability to reduce maintenance costs, reduce energy consumed by friction, use the remaining energy for generating the rotary force, and increase the energy conversion efficiency of the vane motor.

Description

베인 모터{vane motor}Vane motor

본 발명은 베인 모터에 대한 것으로, 보다 상세하게는 공압을 통해 회전력을 발생시킬 수 있는 베인 모터에서 출력 효율을 높일 수 있는 구성에 관한 것이다.The present invention relates to a vane motor, and more particularly, to a configuration capable of increasing output efficiency in a vane motor capable of generating rotational force through pneumatic pressure.

베인 모터는 유체 압력을 회전 동력으로 바꾸는 기계장치의 하나이다. 도1은 기존의 베인 모터의 한 예를 나타낸다.A vane motor is one of the mechanisms that converts fluid pressure into rotational power. 1 shows an example of a conventional vane motor.

여기서, 케이싱(211)) 내에 회전하는 로터가 설치되고, 케이싱(211) 일부에는 압력을 작용시키는 유체가 유입되는 유체 입구(253)와 유체가 방출되는 유체 출구(255)가 있다. 유체 입구(253)로 압력 유체를 유입시키면 유체 압력은 로터의 외측으로 뻗으며 그 뻗는 길이가 가변되는 베인(235)에 작용하게 된다. 따라서 베인(235)은 압력 방향으로 이동하면서 로터 전체가 케이싱(211) 내에서 회전하게 된다. 베인(235)에 압력을 전달한 유체는 케이스의 유체 출구(255)에 도달하면 압력이 낮은 유체 출구(255)를 통해 방출된다.Here, a rotating rotor is installed in the casing 211, and a portion of the casing 211 includes a fluid inlet 253 through which a fluid that applies pressure is introduced and a fluid outlet 255 through which the fluid is discharged. When the pressurized fluid flows into the fluid inlet 253, the fluid pressure extends to the outside of the rotor and acts on the vane 235 whose length is variable. Accordingly, the vane 235 moves in the pressure direction and the entire rotor rotates within the casing 211. When the fluid that has transmitted pressure to the vanes 235 reaches the fluid outlet 255 of the case, it is discharged through the fluid outlet 255 having a low pressure.

즉, 유체 입구로 들어온 압력 유체가 압력이 낮은 유체 출구를 만나면 유체 출구로 빠져나가면서 그 과정에서 베인(235)에 압력을 주어 로터를 회전하도록 한다.That is, when the pressurized fluid entering the fluid inlet meets the fluid outlet with low pressure, it exits the fluid outlet and applies pressure to the vane 235 in the process to rotate the rotor.

이때 베인(235)은 로터 본체(231)에 결합되며, 베인(235)의 본체(231)에서 돌출되는 길이는 가변될 수 있다. 이를 위해 베인(235)은 로터 본체(231)의 홈(231a)에 삽입되며, 홈(231a) 내에서 홈의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 케이싱(211) 내벽면과 로터 본체(231)의 회전축(233)은 케이싱 내벽면 위치에 따라 그 간격이 다르므로, 간격이 넓은 곳에서는 베인(235)의 많은 부분이 본체(231)의 홈(231a)에서 빠져나와 베인(235)의 돌출 길이가 증가하고, 간격이 좁은 곳에서는 베인의 대부분은 본체 홈에 삽입된 상태가 되어 베인의 돌출 길이가 감소하게 된다.At this time, the vane 235 is coupled to the rotor body 231, and the length of the vane 235 protruding from the body 231 may be variable. To this end, the vane 235 is inserted into the groove 231a of the rotor body 231, and may move in the longitudinal direction of the groove within the groove 231a. Since the distance between the inner wall surface of the casing 211 and the rotation shaft 233 of the rotor body 231 differs depending on the position of the inner wall surface of the casing, a large portion of the vanes 235 is formed in the groove ( The protruding length of the vanes 235 increases after exiting from 231a, and in a place where the gap is narrow, most of the vanes are inserted into the groove of the main body, so that the protruding length of the vanes decreases.

베인(235)이 본체(231) 홈(231a)에 원활히 출입하기 위해 홈의 저부에는 베인과의 사이에 스프링과 같은 탄성체를 포함할 수 있다. 혹은, 로터의 회전 원심력에 의해 베인은 홈에서 빠져나올 수 있으므로 별도의 스프링은 설치되지 않을 수 있다.In order for the vanes 235 to smoothly enter and exit the main body 231 and the groove 231a, an elastic body such as a spring may be included at the bottom of the groove between the vanes. Alternatively, a separate spring may not be installed because the vane may come out of the groove by the rotational centrifugal force of the rotor.

로터 본체(231)와 내벽면 사이 간격이 좁아지는 구간에서는 로터 본체(231)가 회전할 때 배인(235) 끝단은 내벽면과 접하면서 홈(231a)으로 삽입되도록 하는 압력을 받게 된다.In a section in which the distance between the rotor body 231 and the inner wall surface is narrowed, when the rotor body 231 rotates, the end of the vane 235 is in contact with the inner wall surface and is subjected to pressure to be inserted into the groove 231a.

그런데, 기존의 베인 모터에서는 베인(235) 끝단과 케이싱(211) 내벽면 사이의 틈이 너무 크면 유체가 이 틈으로 빠져나가 압력의 손실을 초래하고, 틈이 너무 작으면 베인과 케이싱 내벽면 사이의 마찰이 심하여 유체 압력으로 인한 에너지가 마찰로 상당부분 손실되고 베인과 내벽면의 마모로 인하여 교체 및 유지 보수의 비용이 증가하는 문제가 있다. 이런 문제는 서로 트레이드 오프(trade off) 관계가 있으며, 기존의 베인 모터에서 완전히 해결할 수 없는 문제이므로, 다양한 재질을 가지고 다양한 사이즈를 가진 개개의 베인 모터 종류에서 실험적으로 가장 효율이 우수하고 내구성이 있는 적절한 틈의 크기를 파악해야 한다. However, in the existing vane motor, if the gap between the end of the vane 235 and the inner wall of the casing 211 is too large, the fluid escapes through this gap, causing a loss of pressure, and if the gap is too small, the gap between the vane and the inner wall of the casing There is a problem in that energy due to the fluid pressure is lost due to friction due to severe friction, and the cost of replacement and maintenance increases due to wear of the vanes and the inner wall surface. These problems have a trade off relationship with each other and cannot be completely solved by conventional vane motors, so the most efficient and durable experimentally in individual vane motor types with various materials and various sizes. You need to figure out the appropriate gap size.

또한, 유체 압력에 의한 로터의 회전력을 크게 하기 위해서는 베인에 미치는 유체의 힘의 총량을 늘려야 하며, 이 힘은 단위면적당 작용하는 힘인 압력에 이 압력이 작용하는 면적을 곱한 값이므로 로터가 회전할 때 베인과 유체가 닿는 면적을 늘릴 필요가 있다. In addition, in order to increase the rotational force of the rotor due to fluid pressure, the total amount of fluid force applied to the vanes must be increased, and this force is the value of the pressure, which is the force acting per unit area, multiplied by the area of this pressure, so when the rotor rotates It is necessary to increase the area where the vane and the fluid contact it.

그러나 베인이 홈에서 너무 멀리 빠져나오면 완전히 이탈되거나, 베인이 케이싱 내벽면에서 마찰되는 가운데 진동이나 기타 불안정한 상태를 이룰 수 있으므로 로터에 안정적으로 결합을 유지하는 한도 내에서 유체와의 접속면적을 늘리는 설계 형태를 이루는 것이 중요하게 된다.However, it is designed to increase the connection area with fluid within the limit of maintaining a stable coupling to the rotor, as vanes may come out completely if they come out too far from the groove, or vibration or other unstable conditions may occur while the vanes are rubbed against the inner wall of the casing. It becomes important to be in shape.

대한민국 등록특허 10-1116511: 라이너가 구성된 에어베인모터Republic of Korea Patent Registration 10-1116511: Air vane motor with liner 대한민국 등록특허 10-1874583: 베인모터Republic of Korea Patent Registration 10-1874583: Vane motor

본 발명은 상술한 기존의 베인 모터의 한계점을 극복하여 기존에 비해 효율성이 높은 구성을 가진 베인 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to overcome the limitations of the conventional vane motor described above and provide a vane motor having a higher efficiency than the conventional one.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

압력 유체가 투입되고 배출되는 입구 및 출구를 가지는 케이싱, A casing having an inlet and an outlet through which pressure fluid is introduced and discharged,

케이싱 내에서 압력 유체의 압력을 전달받아 케이싱에 거치된 회전축을 중심으로 회전하도록 이루어진 로터를 구비하고, It is provided with a rotor configured to rotate around a rotation shaft mounted on the casing by receiving the pressure of the pressure fluid in the casing,

로터는 회전축과 일치하는 중심축을 가진 전체적으로 원기둥 형태의 본체와 본체의 측면에 형성된 홈에 설치되며 회전 위상에 따라 홈으로부터 돌출되는 폭이 변화하는 베인을 가지는 베인 모터에 있어서,A rotor is a vane motor having a cylindrical body with a central axis coinciding with the rotation axis and a vane that is installed in a groove formed on the side of the body and whose width protrudes from the groove according to the rotational phase,

케이싱 내에 로터를 수용하고, 케이싱의 입구를 통해 투입된 압력 유체가 케이싱 출구를 통해 배출될 때까지 압력 유체를 내부에 보유하면서 베인 끝단이 그 내벽면에 접하도록 이루어져 케이싱 내에서 회전중심 위치는 회전축과 이격되지만 로터가 회전할 때 함께 회전할 수 있도록 이루어진 실린더형 내통를 구비하는 것을 특징으로 한다. The rotor is housed in the casing, and the vane end is in contact with the inner wall surface while holding the pressure fluid inside until the pressure fluid injected through the inlet of the casing is discharged through the casing outlet. It is characterized by having a cylindrical inner cylinder that is spaced apart but can rotate together when the rotor rotates.

본 발명에서 케이싱 내에서 실린더의 회전 중심과 로터의 회전축은 일정한 위치를 유지하며, 실린더가 케이싱 내에서 회전할 때 실린더 외측 벽면과 케이싱 내벽면 사이의 마찰을 줄이도록 구름수단이 더 구비될 수 있다. In the present invention, the rotation center of the cylinder and the rotation axis of the rotor in the casing maintain a constant position, and when the cylinder rotates in the casing, a rolling means may be further provided to reduce friction between the outer wall of the cylinder and the inner wall of the casing. .

본 발명에서 케이싱은 내통보다 더 큰 실린더형 외통의 양단을 전체적으로 원판 형태의 마감판으로 닫도록 이루어진 것일 수 있다.In the present invention, the casing may be made to close both ends of the cylindrical outer cylinder larger than the inner cylinder with a disk-shaped finishing plate as a whole.

이때 마감판의 적어도 하나는 로터의 회전축이 회전동력을 전달하기 위해 인출될 수 있게 이루어지고, 회전축과 마감판의 마찰을 줄이기 위한 베어링이 개재될 수 있다. At this time, at least one of the closing plates may be made so that the rotational shaft of the rotor can be withdrawn to transmit rotational power, and a bearing for reducing friction between the rotational shaft and the closing plate may be interposed.

본 발명에서 마감판과 내통의 길이 방향(회전축 방향) 양단, 마감판과 로터 본체 및 베인의 양단은 미끌어지는 것은 가능하고 압력 유체는 새어나오기 어려운 미세 틈을 가지도록 설치될 수 있다. In the present invention, both ends of the finish plate and the inner cylinder in the longitudinal direction (rotation axis direction), both ends of the finish plate and the rotor body and vanes can be installed to have microscopic gaps that are difficult to leak out of the pressure fluid.

마감판의 적어도 하나 혹은 양쪽 모두에 압력 유체의 입구 및 출구가 설치될 수 있다. 이런 경우, 입구 및 출구는 회전축 방향으로 볼 때 실린더형 내통의 내측이면서 로터 본체 외측인 공간에 적어도 그 일부가 겹치도록 설치되고, 원주 방향으로 길게 원호형으로 이루어질 수 있다.At least one or both of the closing plate may be provided with an inlet and an outlet of the pressure fluid. In this case, the inlet and the outlet are installed so that at least a portion thereof overlaps a space that is inside the cylindrical inner cylinder and outside the rotor body when viewed in the direction of the rotation axis, and may be formed in an arc shape long in the circumferential direction.

본 발명에서, 특히 입구 및 출구가 회전축 방향으로 볼 때 실린더형 내통의 내측이면서 로터 본체 외측인 공간에 설치될 때 바람직하게, 로터 본체와 베인을 결합시키는 홈의 입구에서 압력 유체 입구 측(회전 방향 기준으로 뒤쪽)에는 베인을 더 드러내도록 확장부를 가질 수 있다.In the present invention, in particular, when the inlet and outlet are installed in a space that is inside the cylindrical inner cylinder and outside the rotor body when viewed in the direction of the rotation axis, preferably, the pressure fluid inlet side at the inlet of the groove coupling the rotor body and the vanes (rotation direction As a reference), it may have an extension to further reveal the vanes.

이때 확장부는 특히 길이 방향 양단 부분에, 그리고 길이 방향으로 볼 때 특히 원호형 입구가 시작되는 부분과 겹치는 부분에 확장부를 가질 수 있다.In this case, the extension portion may have an extension portion at both ends in the longitudinal direction, and particularly at a portion overlapping with a portion where the arc-shaped entrance begins when viewed in the length direction.

본 발명에 따르면 기존의 베인 모터에서 로터 회전시 베인 끝단이 케이싱의 내측면과 마찰을 일으키며 케이싱 내측면과 베인이 모두 마모되어 교체, 수리의 빈도가 높던 것을 구조적으로 바꾸어 내구성 및 유지 보수 비용을 절약할 수 있고, 마찰에 의해 소모되던 에너지가 줄어들어 회전력 발생에 사용될 수 있으므로 베인 모터의 에너지 전환 효율을 높일 수 있다.According to the present invention, the end of the vane causes friction with the inner surface of the casing when the rotor rotates in the conventional vane motor, and both the inner surface of the casing and the vane are worn out, and the replacement and repair are structurally changed to save durability and maintenance costs. In addition, since the energy consumed by friction is reduced and can be used to generate rotational force, the energy conversion efficiency of the vane motor can be improved.

도1은 기존의 베인 모터 구성을 나타내는 사시도,
도2는 본 발명의 베인 모터의 일 실시예를 나타내는 외관 사시도,
도3은 본 발명의 베인 모터의 일 실시예를 나타내는 분해 사시도,
도4는 도3에서 로터 및 내통을 조립한 상태를 나타내는 베인 모터의 사시도,
도5는 도4의 로터 및 내통을 조립한 부분을 측면에서 본 측면도,
도6은 도5에 마감판을 더 결합하여 마감판의 유체 입, 출구와 로터 및 내통의 상대적 위치관계를 나타내는 투시적 측면도,
도7은 도3의 베인 모터의 회전축을 포함한 로터 본체를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional vane motor configuration;
2 is an external perspective view showing an embodiment of the vane motor of the present invention;
3 is an exploded perspective view showing an embodiment of the vane motor of the present invention;
Fig. 4 is a perspective view of a vane motor showing a state in which the rotor and the inner cylinder are assembled in Fig. 3;
Fig. 5 is a side view of the assembly of the rotor and inner cylinder of Fig. 4 as viewed from the side;
Figure 6 is a perspective side view showing the relative positional relationship between the fluid inlet and outlet of the finish plate, the rotor and the inner cylinder by further coupling the finish plate to Figure 5;
7 is a perspective view showing a rotor body including a rotation shaft of the vane motor of FIG. 3.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples with reference to the drawings.

도2 내지 도7에 도시된 본 발명의 베인 모터의 일 실시예를 참조하면, Referring to an embodiment of the vane motor of the present invention shown in Figures 2 to 7,

먼저 전체 베인 모터(1)는 최외각을 이루는 케이싱과, 실린더형 내통(20)과 내통(20) 내에 위치하는 로터를 구비하여 이루어진다. First, the entire vane motor 1 includes a casing forming the outermost shell, a cylindrical inner cylinder 20 and a rotor positioned within the inner cylinder 20.

케이싱은 대략 실린더 형태의 케이싱 본체(11)와 본체(11)의 길이 방향 양단을 마감하는 마감판(13, 15)을 구비하며, 각각의 마감판에는 로터에 연결되는 회전축(33)이 거치되거나 통과하는 회전축 설치구멍(131, 151), 외부의 고압 유체가 투입되는 원호형 유체 입구(135, 155), 고압 유체가 내부를 거쳐 배출되는 원호형 유체 출구(133, 153)가 배치된다. 회전축 설치구멍(131, 151)에는 베어링(17)이 설치되어 회전축(33)은 마감판(13, 15)과 직접 닿지 않고 베어링(17)에 의해 회전시 마찰을 줄일 수 있다.The casing is provided with a casing body 11 in a substantially cylindrical shape and a closing plate 13 and 15 closing both ends of the body 11 in the longitudinal direction, and a rotation shaft 33 connected to the rotor is mounted on each of the closing plates. Rotating shaft installation holes 131 and 151 passing through, arc-shaped fluid inlets 135 and 155 through which the external high-pressure fluid is injected, and arc-shaped fluid outlets 133 and 153 through which the high-pressure fluid is discharged are disposed. A bearing 17 is installed in the rotation shaft installation holes 131 and 151 so that the rotation shaft 33 does not directly contact the closing plates 13 and 15 and reduces friction during rotation by the bearing 17.

케이싱 본체(11) 내부에는 실린더형 내통(20)이 설치된다. 내통(20)은 케이싱 본체(11)와 실질적으로 같은 길이를 가져 케이싱의 마감판(13,15) 내측면과 내통의 길이 방향 양단이 미새한 틈을 개재하면서 접하여 케이싱 내에서 내통(20)이 회전하면 마감판(13, 15) 내측면과 미끌어지는 마찰을 발생시킬 수 있다. 내통(20)은 설치될 때 케이싱 본체(11) 내벽 오목부(119)에 설치된 복수의 구름수단(19), 여기서는 구름대(19b)의 롤러(19a) 위에 놓인다. 구름대(19b)는 원기둥형태 혹은 축 형태로 이루어질 수 있고, 회전축(33)과 평행하면서 회전 가능하게 설치되어 케이싱 본체(11) 내에서 내통(20)이 회전하면 내통(20) 외측면과 접한 롤러(19a) 및 구름대(19b)가 회전하여 내통(20)과의 케이싱 본체(11) 내측벽 사이에 내통 회전으로 인한 미끄럼 마찰이 발생하지 않도록 한다. A cylindrical inner cylinder 20 is installed inside the casing body 11. The inner cylinder 20 has substantially the same length as the casing body 11 so that the inner surfaces of the closing plates 13 and 15 of the casing and both ends of the inner cylinder in the longitudinal direction are in contact with each other through a fine gap, so that the inner cylinder 20 is Rotation may cause sliding friction with the inner surfaces of the finishing plates 13 and 15. When installed, the inner cylinder 20 rests on a plurality of rolling means 19 installed in the inner wall recess 119 of the casing body 11, here on the rollers 19a of the rolling platform 19b. Rolling platform (19b) may be formed in the form of a cylinder or shaft, and is installed to be rotatable while being parallel to the rotation shaft (33), so that when the inner cylinder (20) rotates within the casing body (11), the roller in contact with the outer surface of the inner cylinder (20) (19a) and the rolling base (19b) are rotated to prevent sliding friction due to rotation of the inner cylinder between the inner cylinder (20) and the inner wall of the casing body (11).

내통(20) 내에는 회전축(33)을 가진 원기둥형 로터 본체(31)와 로터 본체(31)의 홈(31a)에 결합된 베인(35)을 구비한 로터가 설치된다. 로터 본체(31)를 이루는 원기둥의 길이도 케이싱 본체(11)의 길이와 실질적으로 동일하여 로터 회전시 마감판(13, 15) 내면과 원기둥형 로터 본체(31)의 양단 표면 사이에도 미세 틈을 개재시킨 상태로 서로 접하면서 미끌어짐 마찰을 발생시킨다.A rotor having a cylindrical rotor body 31 having a rotation shaft 33 and a vane 35 coupled to a groove 31a of the rotor body 31 is installed in the inner cylinder 20. The length of the cylinder constituting the rotor body 31 is also substantially the same as the length of the casing body 11, so when the rotor rotates, a fine gap is also formed between the inner surfaces of the finish plates 13 and 15 and both ends of the cylindrical rotor body 31. In the interposed state, they contact each other to generate slippage friction.

로터 본체(31)와 베인(35)의 결합 형태는 기존의 베인 모터의 결합 형태와 동일하게 이루어질 수 있으며, 홈(31a) 내에서의 베인(35)의 동작도 주지의 것이므로 이에 대한 더 상세한 설명은 생략하기로 한다.The combination of the rotor body 31 and the vane 35 may be the same as that of the conventional vane motor, and the operation of the vane 35 in the groove 31a is also known, so a more detailed description thereof Will be omitted.

단, 여기서는 기존의 로터와 달리 로터가 케이싱 본체(11) 내측면에 직접 접하도록 설치되지 않고, 내통(20) 내측면에 직접 접하도록 설치되는 점에서 차이를 가진다.However, here, unlike the conventional rotor, the rotor is not installed to directly contact the inner surface of the casing body 11, but has a difference in that it is installed to directly contact the inner surface of the inner cylinder 20.

로터의 회전축은 내통(20)의 가상의 회전중심축과 평행하지만 일정 거리 이격되어 설치된다. 케이싱의 마감판(13, 15)에는 이렇게 설치된 회전축(33)이 관통되거나 걸리는 구멍(151, 131)이 있다. 구멍의 위치는 케이싱 본체(11)가 이루는 실린더의 가상의 회전 중심축과도 일정 거리 이격되어 있다.The rotation axis of the rotor is parallel to the virtual rotation center axis of the inner cylinder 20, but is installed at a certain distance apart. The closing plates 13 and 15 of the casing have holes 151 and 131 through which the rotation shaft 33 installed in this way is penetrated or caught. The position of the hole is also spaced a certain distance from the virtual rotational center axis of the cylinder formed by the casing body 11.

이런 구성에 의해 케이싱 내에서 로터는 실린더형 내통(20)을 케이싱의 구름대(19b)가 있는 일측으로 밀어붙여 케이싱 본체를 이루는 실린더의 가상의 회전 중심축과 실린더형 내통(20)의 가상의 회전 중심축도 서로 일정 거리 이격된 상태가 되도록 한다. 로터가 내통을 밀어붙이면서 접하는 곳에서 로터 본체(31)와 내통(20) 내벽면 사이의 거리는 최소가 되어 베인(35)은 홈(31a) 내로 완전히 들어가 로터 본체가 내통과 닿거나 베인이 본체로부터 돌출된 폭이 작게 된다. 그 반대편(회전축을 기준으로 반대편)에서는 로터 본체(31)와 내통(20) 내벽면 사이의 거리가 최대가 되어 로터 본체(31)로부터 베인(35)이 돌출된 폭이 크게 된다. With this configuration, the rotor in the casing pushes the cylindrical inner cylinder 20 to one side of the casing with the rolling bar 19b, and the virtual rotation center axis of the cylinder forming the casing body and the virtual rotation of the cylindrical inner cylinder 20 Make sure that the central axis is also spaced a certain distance from each other. The distance between the rotor body 31 and the inner wall surface of the inner cylinder 20 at the place where the rotor is in contact with the inner cylinder is minimized, so that the vane 35 completely enters the groove 31a so that the rotor body contacts the inner cylinder or the vane is in contact with the inner cylinder. The protruding width becomes small. On the opposite side (opposite side with respect to the rotation axis), the distance between the rotor body 31 and the inner wall surface of the inner cylinder 20 is maximized, and the width of the vanes 35 protruding from the rotor body 31 is increased.

이런 구성에서 홈(31a)은 필요에 따라 여러 형태로 형성될 수 있고, 이 홈을 따라 외측 및 내측으로 이동하는 베인(35)은 원기둥형 로터 본체(31)의 측면에서 수직하게 혹은 일정 각도를 가지게 기울어진 방향으로 돌출될 수 있다. 이 실시예에서 홈(31a)은 로터 본체(31)의 측면에서 길이 방향으로 전체 범위에 걸쳐 형성되며, 회전축(33)을 중심으로 하는 방사 방향과 일정 각도를 가져 로터가 회전하는 방향으로 약간 기울어져 있고, 그에 따라 베인(35)도 본체의 측면에서 수직 방향 기준으로 회전 진행 방향으로 약간 기울어지도록 돌출되어 있다.In this configuration, the groove (31a) may be formed in various shapes as needed, and the vane (35) moving outward and inward along the groove is vertically or at a certain angle from the side of the cylindrical rotor body (31). It can protrude in a direction inclined to have In this embodiment, the groove (31a) is formed over the entire range in the longitudinal direction from the side of the rotor body (31), has a radial direction centered on the rotation shaft (33) and a certain angle, slightly inclined in the direction in which the rotor rotates. Accordingly, the vane 35 also protrudes from the side surface of the main body so as to be slightly inclined in the direction of rotation with respect to the vertical direction.

여기서 베인(35)은 홈(31a(에 약각의 틈새를 가지도록 설치되어 로터가 회전하면 원심력에 따라 항상 외측으로 돌출되려는 경향을 가지지만 내통(20)의 내벽면에 의해 한정되며, 내통의 내벽면은 로터가 회전함에 따라 베인(35)에 홈(31a) 방향의 힘을 작용시킨다. 따라서 베인은 스프링과 같은 탄성체가 홈에 설치되지 않아도 로터가 회전하면서 홈을 따라 외측 혹은 내측으로 이동할 수 있다. Here, the vane 35 is installed so as to have a weak angle gap in the groove 31a, so that when the rotor rotates, it always has a tendency to protrude outward according to the centrifugal force, but is limited by the inner wall surface of the inner cylinder 20, and The wall surface exerts a force in the direction of the groove 31a on the vane 35 as the rotor rotates. Therefore, the vane can move outward or inward along the groove while the rotor rotates even if an elastic body such as a spring is not installed in the groove. .

이런 구성의 베인 모터에서의 구성 요소들의 작용 혹은 동작을 살펴보면, 먼저 베인 모터의 입구에는 외측으로부터 고압의 유체를 공급하는 공급기(미도시)가 결합된다. 여기서는 베인 모터의 길이 방향 양쪽에 있는 마감판(13, 15) 모두에 유체 입구(135, 155)와 유체 출구(133, 153)가 형성되므로 고압 유체 공급기는 중도에서 분기되어 양쪽 입구 모두로 고압 유체를 공급한다. 마찬가지로 고압 유체 회수기는 중도에서 분기되어 양쪽 출구 모두로부터 모터에서 사용된 압력이 떨어진 유체를 회수하게 된다. Looking at the action or operation of the constituent elements in the vane motor having this configuration, first, a supply device (not shown) that supplies high-pressure fluid from the outside is coupled to the inlet of the vane motor. Here, since the fluid inlet (135, 155) and the fluid outlet (133, 153) are formed in both the end plates (13, 15) on both sides of the longitudinal direction of the vane motor, the high-pressure fluid supply is branched off in the middle and the high-pressure fluid Supply. Likewise, the high-pressure fluid recovery device is branched off in the middle to recover the depressurized fluid used by the motor from both outlets.

원호형 유체 입구(135, 155)에 고압 유체가 공급되면 마감판의 원호형 유체 입구를 통과한 고압 유체는 도6에서 보이는 바와 같이 그 위치에서 로터 본체(31)와 내통(20) 내벽면 사이의 공간으로 주입된다. 유체의 압력은 공간의 경계면 일부를 이루는 베인(35)에 작용하게 된다. 베인의 후면에 작용하는 압력이 그 전면에 작용하는 압력보다 높으면 베인은 전방으로 이동하는데, 베인이 설치된 로터 전체는 회전축(33)에 의해 회전 가능하게 고정되어 있으므로 평행이동은 하지 않고 회전이동만 하게 된다. 유체 입구(135, 155) 위치 이후에 로터와 내통 사이의 공간이 확대되며, 베인(35)도 홈(31a)에서 최대로 돌출되어 베인에 작용하는 압력도 점차 증가한다. 최대 간격 위치 이후에는 원호형 출구가 시작되므로 이 출구를 통해 유체가 빠져나가고 유체 압력은 줄어들게 된다. When high-pressure fluid is supplied to the arc-shaped fluid inlets (135, 155), the high-pressure fluid that has passed through the arc-shaped fluid inlet of the finish plate is located between the rotor body 31 and the inner wall of the inner cylinder 20 as shown in FIG. Is injected into the space of. The pressure of the fluid acts on the vanes 35 forming a part of the boundary of the space. If the pressure acting on the rear side of the vane is higher than the pressure acting on the front side, the vane moves forward, but the entire rotor with the vane is fixed rotatably by the rotation shaft 33 so that it does not move in parallel but only rotates. do. After the positions of the fluid inlets 135 and 155, the space between the rotor and the inner cylinder is enlarged, and the vane 35 also protrudes to the maximum from the groove 31a, thereby gradually increasing the pressure acting on the vane. After the maximum gap position, the arc-shaped outlet starts, so the fluid escapes through this outlet and the fluid pressure decreases.

이런 작용에서 본 발명의 로터는 종래의 베인 모터의 로터와 별다른 차이가 없이 압력차를 통해 회전하게 되지만 여기서는 케이싱 대신 실린더형 내통(20)이 고압 유체가 작용하는 공간을 만든다. 그리고, 내통은 고정된 것이 아니므로 로터가 회전할 때 베인 끝단과 접한 실린더형 내통에도 마찰에 의해 회전력이 전달되고, 내통도 로터와 거의 같은 선속도로 회전하게 된다. In this action, the rotor of the present invention rotates through a pressure difference without any difference from the rotor of the conventional vane motor, but here, the cylindrical inner cylinder 20 instead of the casing creates a space in which the high-pressure fluid acts. In addition, since the inner cylinder is not fixed, the rotational force is transmitted to the cylindrical inner cylinder in contact with the vane end when the rotor rotates, and the inner cylinder rotates at approximately the same linear speed as the rotor.

이런 내통(20)의 회전은 케이싱 본체(11) 내에서 이루어지며 내통과 케이싱 본체 사이에는 구름대와 같은 구름 수단(19)이 설치되어 내통과 케이싱 사이의 미끄러짐에 의한 마찰을 줄일 수 있다. The rotation of the inner cylinder 20 is made within the casing body 11, and a rolling means 19 such as a rolling rod is installed between the inner cylinder and the casing body to reduce friction due to slipping between the inner cylinder and the casing.

그 결과로서, 베인(35)과 내통(20) 내벽면 사이의 미끄러짐에 의한 마모와 마찰열에 의한 에너지 소모는 줄어들고, 에너지 소모가 줄어들면서 압력 유체에 의한 회전력발생 효율은 늘어나게 된다.As a result, energy consumption due to wear and friction heat due to slipping between the vane 35 and the inner wall of the inner cylinder 20 is reduced, energy consumption is reduced, and the rotational force generation efficiency by the pressure fluid is increased.

물론 이 과정에서도 케이싱의 마감판(13, 15)은 정지되어 있고, 이 마감판과 접하는 실린더형 내통(20)과 로터는 회전하게 되므로 내통과 로터 본체(31) 및 베인(35)의 길이 방향 양단부는 마감판(13, 15)과 접하면서 미끌어져 마찰열을 발생시키고, 에너지 소모를 하지만 종래에 비해 전체적으로 마찰에 의한 에너지 소모는 줄어들게 된다. 물론, 효율을 더 향상시기키 위해 종래와 같이 마감판과 로터 본체 및 베인의 치수 관리와 표면 관리가 이루어져야 하고, 케이싱의 마감판(13, 15)과 회전축(33) 사이의 베어링(17)에서 마찰을 줄이도록 해야 한다. Of course, even in this process, the closing plates 13 and 15 of the casing are stopped, and the cylindrical inner cylinder 20 and the rotor in contact with the closing plate are rotated, so the longitudinal direction of the inner cylinder and the rotor body 31 and the vanes 35 Both ends slide while in contact with the finishing plates 13 and 15 to generate frictional heat, and consume energy, but overall energy consumption due to friction is reduced compared to the prior art. Of course, in order to further improve the efficiency, dimension management and surface management of the finishing plate, the rotor body and vanes should be performed as in the prior art, and in the bearing 17 between the finishing plates 13 and 15 of the casing and the rotating shaft 33 Try to reduce friction.

이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. In the above, the present invention has been described through limited embodiments, but this has been illustratively described to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific embodiments.

따라서, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Therefore, those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs may implement various changes or application examples based on the present invention, and it is natural that such modifications or application examples fall within the scope of the appended claims.

11: 케이싱 본체 13, 15: 마감판
17: 베어링 19: 구름수단
19a: 롤러 19b: 구름대
20: 내통 31, 231: 로터 본체
31a, 231a: 홈 31b: 확장부
33, 233: 회전축 35, 235: 베인
119: 내벽 오목부 135, 155, 253: 유체 입구
133, 153, 255: 유체 출구 211: 케이싱11: casing body 13, 15: finishing plate
17: bearing 19: rolling means
19a: roller 19b: rolling rod
20: inner cylinder 31, 231: rotor body
31a, 231a: groove 31b: extension
33, 233: rotary shaft 35, 235: vane
119: inner wall recesses 135, 155, 253: fluid inlet
133, 153, 255: fluid outlet 211: casing

Claims (4)

압력 유체가 투입되고 배출되는 입구 및 출구를 가지는 케이싱,
상기 케이싱 내에서 압력 유체의 압력을 전달받아 케이싱에 거치된 회전축을 중심으로 회전하도록 이루어진 로터를 구비하고,
상기 로터는 상기 회전축과 일치하는 중심축을 가진 전체적으로 원기둥 형태의 로터 본체와 상기 로터 본체의 측면에 형성된 홈에 설치되며 회전 위상에 따라 상기 홈으로부터 돌출되는 폭이 변화하는 베인을 가지는 베인 모터에 있어서,
상기 케이싱 내에 상기 로터를 수용하고, 상기 케이싱의 입구를 통해 투입된 압력 유체가 상기 케이싱의 출구를 통해 배출될 때까지 압력 유체를 내부에 보유하면서 상기 베인 끝단이 내벽면에 접하도록 이루어져 상기 케이싱 내에서 가상의 회전중심축 위치는 상기 회전축과 평행하되 이격되지만 상기 로터가 회전할 때 함께 회전하되 서로 다른 회전수로 회전할 수 있도록 이루어진 실린더형 내통을 구비하고,
상기 케이싱은 상기 내통보다 더 직경이 큰 실린더형 외통의 양단을 전체적으로 원판 형태의 마감판으로 닫도록 이루어진 것이며,
상기 마감판의 적어도 하나는 상기 로터의 회전축이 회전동력을 외부로 전달하기 위해 인출될 수 있도록 거치 구멍을 구비하고, 상기 거치 구멍에는 상기 회전축과 상기 마감판의 마찰을 줄이기 위한 베어링이 개재되고,
상기 마감판과 상기 내통의 길이 방향 양단, 상기 마감판과 상기 로터 본체 및 상기 베인의 양단은 미끌어지는 것은 가능하고 압력 유체는 새어나오기 어려운 미세 틈을 가지도록 설치되며,
상기 로터 본체와 상기 베인을 결합시키는 홈의 입구에서 로터 회전 방향 기준으로 뒤쪽이면서 상기 홈의 길이 방향 양단 중 적어도 하나에는 베인을 더 드러내도록 확장부가 형성되고,
상기 마감판의 적어도 하나 혹은 양쪽 모두에는 압력 유체의 입구 및 출구가 설치되며, 상기 압력 유체의 입구는 상기 회전축 방향으로 보는 측면도 상에서 볼 때 상기 로터가 회전할 때 상기 확장부가 그리는 궤적과 겹치는 원호형으로 이루어져 상기 압력 유체의 입구를 통해 상기 내통의 내측이면서 상기 로터 본체의 외측인 공간에 입력되는 유체는 상기 확장부를 거쳐 유입되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 베인 모터.A casing having an inlet and an outlet through which pressure fluid is introduced and discharged,
It has a rotor configured to rotate about a rotation shaft mounted on the casing by receiving the pressure of the pressure fluid in the casing,
The rotor is a vane motor having a generally cylindrical rotor body having a central axis coinciding with the rotation axis and a vane that is installed in a groove formed on a side surface of the rotor body and whose width protrudes from the groove varies according to a rotational phase,
The rotor is accommodated in the casing, and the vane end is in contact with the inner wall surface while holding the pressure fluid therein until the pressure fluid injected through the inlet of the casing is discharged through the outlet of the casing. The position of the virtual rotational center axis is parallel to the rotational axis, but spaced apart from the rotational axis, but rotates together when the rotor rotates, but has a cylindrical inner cylinder made to rotate at different rotational speeds
The casing is made to close both ends of the cylindrical outer cylinder having a larger diameter than the inner cylinder with a disk-shaped finishing plate as a whole,
At least one of the closing plate has a mounting hole so that the rotation shaft of the rotor can be withdrawn to transmit rotational power to the outside, and a bearing for reducing friction between the rotation shaft and the closing plate is interposed in the mounting hole,
Both ends of the closing plate and the inner cylinder in the longitudinal direction, both ends of the closing plate, the rotor body, and the vane are installed to have microscopic gaps that are capable of sliding, and pressure fluid is difficult to leak out,
At the entrance of the groove coupling the rotor body and the vane, an extension portion is formed to further expose the vane at at least one of both ends in the longitudinal direction of the groove while being rearward in the rotor rotation direction,
At least one or both of the closing plate is provided with an inlet and an outlet of the pressure fluid, and the inlet of the pressure fluid is an arc shape that overlaps the trajectory drawn by the extension when the rotor rotates when viewed from a side view viewed in the direction of the rotation axis. The vane motor, characterized in that the fluid input to the space inside the inner cylinder and outside the rotor body through the inlet of the pressure fluid is introduced through the expansion portion. 제 1 항에 있어서,
상기 케이싱 내에서 상기 내통의 가상의 회전중심축과 상기 로터의 회전축은 일정한 위치를 유지하며, 상기 내통이 상기 케이싱 내에서 회전할 때 상기 내통의 외측면과 상기 케이싱의 내벽면 사이의 마찰을 줄이도록 구름수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 베인 모터.The method of claim 1,
In the casing, the virtual rotation center axis of the inner cylinder and the rotation axis of the rotor maintain a constant position, and when the inner cylinder rotates in the casing, friction between the outer surface of the inner cylinder and the inner wall surface of the casing is reduced. Vane motor, characterized in that the rolling means is further provided to this. 삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 케이싱의 본체를 이루는 실린더의 가상의 회전 중심축과 상기 내통의 가상의 회전 중심축이 서로 일정 거리 이격된 상태를 이루는 것을 특징으로 하는 베인 모터. The method according to claim 1 or 2,
A vane motor, characterized in that the virtual rotation center axis of the cylinder constituting the main body of the casing and the virtual rotation center axis of the inner cylinder are spaced apart a predetermined distance from each other.
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