KR20000022653A

KR20000022653A - 에어 하이드로펌프

Info

Publication number: KR20000022653A
Application number: KR1019990024571A
Authority: KR
Inventors: 이소가이슈운지
Original assignee: 스기우라 야스나리; 스기야스 고교 가부시키 가이샤
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2000-04-25
Also published as: JP2000097162A; TW419566B; KR100321330B1

Abstract

본 발명은 오일실에 발생한 기포를 자동적에 배출하여 항상 안정한 펌프효율을 얻는 것이다.

이를 위하여 대략 수평으로 설치되는 펌프케이싱(22)에 하나의 피스톤실(5)과 2개의 오일실(4A, 4B)을 병설한다. 피스톤실(5)에 피스톤(8)을 수용하고, 피스톤(8)에 오일실(4A, 4B)에서 진퇴하는 2개의 램(9A, 9B)을 연달아 설치한다. 오일실(4A, 4B)을 테이퍼형상으로 형성하고, 그 천장부에 램(9A, 9B)의 축선에 대하여 경사지는 경사면과, 경사면보다 위쪽의 위치로부터 오일을 토출하는 토출구멍(31A, 31B)을 설치하고, 토출구멍(31A, 31B)을 그것보다 위쪽에 설치한 오일 토출구에 접속한다.

Description

에어 하이드로펌프{AIR HYDRAULIC PUMP}

본 발명은 압축공기를 동력원으로 하여 오일을 토출하는 에어 하이드로펌프에 관한 것이다.

이러한 종류의 펌프로서 일본국 실개 소53-55129호 공보에는 피스톤실에서의 피스톤의 일방향 이동에 의하여 오일실에 간헐적인 유압을 발생하는 편구동식의 에어 하이드로펌프가 개시되어 있다. 또 일본국 특공 소55-40761호 공보에는 피스톤실에서의 피스톤의 양방향 이동에 의하여 오일실에 연속적인 유압을 발생하는 왕복구동식의 에어 하이드로펌프가 개시되어 있다.

그런데 일반적으로 에어 하이드로펌프는, 전동유압펌프와 비교하여 오일실에 기포가 발생하기 쉬운 것이 있다. 기포의 발생원인에는 오일중에 녹아든 에어가 압력변화에 의해 나타나는 현상 외에, 특히 오일실과 피스톤실과의 밀봉부가 성능열화한 경우, 오일 흡입행정에서 피스톤실의 압축공기가 밀봉부를 통과하여 오일실로 유입하는 현상이 있다. 오일실에 기포가 발생하면, 그 팽창·수축의 반복에 의하여 오일실의 흡입유량 및 토출유량이 변동하여 펌프효율이 불안정하게 된다. 이때문에 종래의 에어 하이드로펌프에 의하면 정기적으로 공기뽑기를 행할 필요가 있어 유지,관리에 번거로움이 있었다.

그래서 본 발명의 과제는 오일실에 발생한 기포를 자동적으로 배출하여 항상 안정된 펌프효율을 얻을 수 있는 에어 하이드로펌프를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 에어 하이드로펌프를 유압 동조장치(同調裝置)에 실시한 형태를 나타내는 회로도,

도 2는 본 발명의 에어 하이드로펌프를 상세하게 나타내는 단면도,

도 3은 도 2의 A-A 선 단면도,

도 4는 도 3의 B-B 선 단면도,

도 5는 에어 하이드로펌프의 다른 실시형태를 나타내는 부분단면도,

도 6은 에어 하이드로펌프의 또 다른 실시형태를 나타내는 부분단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 에어 하이드로펌프 4A, 4B : 오일실

5 : 피스톤실 7 : 에어 컴프레서

8 : 피스톤 9A, 9B : 램

22 : 펌프 케이싱 26A, 26B : 에어 급배기구

27A, 27B : 오일 흡입구 28A : 오일 토출구

30A : 흡입구멍 31A, 31B : 토출구멍

37A : 경사면 38A : 경사홈

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 에어 하이드로펌프는, 대략 수평으로 설치되는 펌프케이싱에 2개의 오일실과 적어도 1개의 피스톤실을 병설하고, 피스톤실에 피스톤을 수용하여 피스톤에 오일실에서 진퇴하는 2개의 램을 연달아 설치하고, 각 오일실의 천장부에 램의 축선에 대하여 경사지는 경사면과, 경사면보다 위쪽의 위치로부터 오일을 토출하는 토출구멍을 설치하고, 토출구멍을 그것보다 위쪽에 설치한 오일 토출구에 접속하여 구성된다(청구항 1).

여기서 상기 경사면의 실시형태로서는 오일실을 테이퍼형상으로 형성하고, 그 천장부에 경사면을 설치하는 것이 바람직하다(청구항 2). 또 오일실을 기울어진 형상으로 형성하고, 그 천장부에 경사면을 설치하여도 좋다(청구항 3). 또는 오일실을 수평으로 형성하고, 그 천장부에 경사면을 포함하는 경사홈을 설치하는 것도 가능하다(청구항 4).

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 에어 하이드로펌프를 사용한 유압 동조장치(同調裝置)를 개략적으로 나타내는 것으로, 도면에 있어서 굵은 선은 유압회로를 나타내고, 가늘은 선은 공기 압력회로를 나타낸다. 도 2 내지 도 4는 에어 하이드로펌프의 구성을 상세하게 나타내는 것으로 도 1과 동일 부호는 동일 부재를 나타낸다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 이 실시형태의 유압 동조장치(1)는, 같은 크기의 2대의 복동형 유압실린더(2A, 2B)를 동조제어하는 것으로서, 각 유압실린더(2A, 2B)에 공통하는 1대의 에어 하이드로펌프(3)를 구비하고 있다. 에어 하이드로 펌프(3)에는 2개의 오일실(4A, 4B)과 1개의 피스톤실(5)이 병설되어 오일실(4A)은 유압실린더(2A)와 오일탱크(6)에 접속되고, 오일실(4B)은 유압실린더(2B)와 오일탱크 (6)에 접속되며, 피스톤실(5)은 압축공기 공급원인 에어 컴프레서(7)에 접속되어 있다.

피스톤실(5)에는 피스톤(8)이 수용되고, 이 피스톤(8)에는 오일실(4A, 4B)내에서 진퇴하는 동일 단면적의 2개의 램(9A, 9B)이 연달아 설치되어 있다. 에어 하이드로펌프(3)와 에어 컴프레서(7) 사이의 공기 압력회로에는 수동 개폐밸브(10)와 방향전환 밸브(11)와 리밋밸브(12A, 12B)가 배치되고, 리밋밸브(12A, 12B)와 피스톤(8) 사이에는 연동부재(13A, 13B)가 설치되어 있다.

이 공기 압력회로에 있어서 수동 개폐밸브(10)가 개방되면, 에어 컴프레서(7)로부터부의 압축공기가 방향전환 밸브(11)와 리밋밸브(12A, 12B)로 유도되고, 방향전환 밸브(11)를 통과한 압축공기는 피스톤(8)에서 좌측의 피스톤실 (5)로 들어가 피스톤(8) 및 램(9A, 9B)을 오른쪽으로 이동한다. 피스톤 (8)이 우측 끝에 도달하면 연동부재(13B)가 리밋밸브(12B)를 개방하고, 리밋밸브 (12B)를 통과한 압축공기가 방향전환 밸브(11)를 전환한다.

그리고 방향전환 밸브(11)를 통과한 압축공기가 이번에는 피스톤(8)에서 우측의 피스톤실(5)로 들어가 피스톤(8) 및 램(9A, 9B)을 왼쪽으로 이동한다. 피스톤(8)이 좌측 끝에 도달하면 연동부재(13A)가 리밋밸브(12A)를 개방하고, 리밋 밸브 (12A)를 통과한 압축공기가 방향전환 밸브(11)를 전환한다. 따라서 이 에어 하이드로펌프(3)에 의하면 전동모터를 사용하는 일 없이 압축공기에 의해 피스톤 (8)을 왕복구동할 수 있다.

한편, 에어 하이드로펌프(3)와 유압 실린더(2A, 2B) 사이의 유압회로에는 체크밸브(15A, 15B)와 수동전환 밸브(16A, 16B)와 릴리프 밸브(17A, 17B)가 배치되어 있다. 또 오일탱크(6)와 에어 하이드로펌프(3) 사이의 유압회로에는 필터(18A, 18B)와 체크밸브(19A, 19B)와 릴리프 밸브(20A, 20B)가 배치되어 있다. 또한 수동전환 밸브(16A, 16B)는 수동개폐 밸브(10)와 공통하는 1개의 조작레버(21)로 동시에 전환되도록 기계적으로 연결되어 있다.

이 유압회로에 있어서 피스톤(8)이 오른쪽으로 이동하면 램(9B)의 전진에 의해 오일실(4B)의 압유가 체크밸브(15B) 및 수동전환 밸브(16B)를 통과하여 유압실린더(2B)로 공급됨과 동시에 램(9A)의 후퇴에 의하여 오일탱크(6)의 압유가 필터 (18A) 및 체크밸브(19A)를 통과하여 오일실(4A)로 흡입된다. 반대로 피스톤(8)이 왼쪽으로 이동하면 램(9A)의 전진에 의해 오일실(4A)의 압유가 유압실린더(2A)에 공급되고, 램(9B)의 후퇴에 의해 오일탱크(6)의 압유가 오일실(4B)로 흡입된다.

또 수동전환 밸브(16A, 16B)가 도 1에 나타내는 위치로 전환하면, 에어 하이드로펌프(3)로부터의 토출유가 유압실린더(2A, 2B)의 하실로 유입하여 실린더(2A, 2B)가 신장동작하고, 상실의 압유는 릴리프 밸브(17A, 17B)로 압력 컨트롤된 후에 탱크(6)로 복귀한다. 수동전환 밸브(16A, 16B)가 반대쪽으로 전환하면 에어 하이드로펌프(3)의 토출유가 유압실린더(2A, 2B)의 상실로 유입하여 실린더(2A, 2B)가 수축동작하고, 하실의 압유는 릴리프 밸브(17A, 17B)로 압력 컨트롤된 후에 탱크 (6)로 복귀한다.

여기서 에어 하이드로펌프(3)의 단위 시간당의 토출유량(V)은

V = (램의 단면적 ×피스톤의 스트로크 ×단위 시간당의 피스톤의 왕복회수) ×2 로 구해진다.

또 에어 하이드로펌프(3)의 최대 토출압(Pmax)은

Pmax = {(피스톤의 단면적 - 램의 단면적) / 램의 단면적} ×압축공기의 압력 ×효율로 나타낸다.

도 2 내지 도 4에 나타내는 바와 같이 에어 하이드로펌프(3)의 펌프케이싱 (22)은 실린더 튜브(23)의 양쪽 끝에 실린더 블럭(24A, 24B)을 조립하여 구성되고, 설치대(25)상에 대략 수평으로 설치되어 있다. 실린더 튜브(23)에는 피스톤실(5)이 형성되고, 피스톤실(5)에 피스톤(8)이 패킹(35)을 거쳐 슬라이딩 가능하게 수용되어 있다. 실린더 블럭(24A, 24B)에는 오일실(4A, 4B)이 테이퍼형상으로 형성됨과 동시에, 가이드부재(29A, 29B)가 조립되고, 가이드부재(29A, 29B)에 램(9A, 9B)이 패킹(36)을 거쳐 슬라이딩 자유롭게 삽입되어 있다.

또 실린더 블럭(24A, 24B)에는 리밋밸브(12A, 12B)가 설치됨과 동시에 연동부재(13A, 13B)가 복귀 스프링(32A, 32B)을 거쳐 피스톤실(5)에 출몰가능하게 지지되고, 연동부재(13A, 13B)와 리밋밸브(12A, 12B) 사이에 완충 스프링(33A, 33B)이 설치되어 있다. 또한 실린더 블럭(24A)에는 에어컴프레서(7)에 접속되는 에어 급배기구(26A, 26B)와 탱크(6)에 접속되는 오일 흡입구(27A, 27B)와 유압실린더(2A, 2B)에 접속되는 오일 토출구(28A)(한쪽만 도시)가 설치되어 있다. 또한 도 3에 있어서 34는 연동부재(13A)에 대한 급유구멍이다.

도 3 및 도 4는 한쪽의 실린더 블럭(24A)을 나타내는 것이나, 다른쪽의 실린더 블럭(24B)도 동일하게 구성되어 있다. 오일 흡입구(27A)는 오일실(4A)보다 아래쪽에 설치되고, 오일 토출구(28A)는 오일실(4A)보다 위쪽에 설치되어 있다. 오일실(4A)의 천장부에는 램(9A)의 축선에 대하여 경사지는 경사면(37A)과, 경사면(37A)보다 위쪽의 위치로부터 오일을 토출하는 토출구멍(31A)이 설치되고, 토출구멍(31A)은 그것보다 위쪽의 오일 토출구(28A)에 접속되어 있다. 또 오일실(4A)의 바닥부에는 흡입구멍(30A)이 설치되고, 이 흡입구멍(30A)은 그것보다 아래쪽의 오일 흡입구(27A)에 접속되어 있다.

상기 구성의 에어 하이드로펌프(3)에 있어서는 펌프조립시에 잔류한 공기, 오일중에서 석출된 공기, 또는 열화한 패킹(36)으로부터 침입한 공기에 의하여 오일실(4A, 4B)에 기포가 발생하나, 이들 기포는 경사면(37A)을 거쳐 오일실(4A, 4B)의 최상위 부위에 집결하고, 램(9A, 9B)의 토출 행정시에 오일과 함께 토출구멍 (31A, 31B)을 통하여 오일 토출구(28A)로 부터 에어 하이드로펌프(3)의 외부로 자동적에 배출되고, 그후 유압 실린더(2A, 2B)를 거쳐 탱크(6)에서 대기중으로 방출된다.

따라서 오일실(4A, 4B)의 흡입유량 및 토출유량을 일정하게 유지하여 항상 안정된 펌프효율로 운전할 수 있고, 공기뽑기를 위한 유지,관리작업을 생략할 수 있다. 또 오일실(4A, 4B)에 발생한 기포를 경사면(37A)의 작용으로 강제적으로 집결시키기 때문에 펌프 케이싱(22)의 수평도를 정확하게 낼 필요가 없어 펌프의 설치작업이 용이하게 되는 이점도 있다.

또한 이 실시형태의 에어 하이드로펌프(3)에 의하면 램(9A, 9B)의 진퇴에 의하여 오일을 흡입 및 토출하기 위해서 슬라이딩식의 피스톤을 이용한 경우와 비교하여 부품점수를 적게 하여 구성을 간략화할 수 있다. 게다가 오일실(4A, 4B)의 내면은 비슬라이딩면이기 때문에 여기를 높은 정밀도로 가공하는 필요가 없어 펌프의 제작비용을 저렴하게 할 수 있는 이점도 있다.

도 5 도 6은 에어 하이드로펌프(3)의 다른 실시형태를 나타내는 것이다. 도 5의 에어 하이드로펌프(3)에 있어서는 오일실(4A)이 램(9A)의 축선에 대하여 경사형상으로 형성되고, 그 천장부에 경사면(37A)이 설치되어 있다. 도 6의 에어 하이드로펌프(3)의 경우는 오일실(4A)이 램(9A)과 동일 축선상에 수평으로 형성되고, 그 천장부에 경사홈(38A)이 설치되며, 경사홈(38A)의 상면이 경사면(37A)으로 되어있다. 어느 구성에 의하더라도 기포를 경사면(37A)으로 강제 안내하여 오일실(4A)의 최상위 부위에 집결시키고, 오일과 함께 토출구멍(31A)을 통하여 오일 토출구 (28A)로부터 에어 하이드로펌프(3)의 외부로 자동적으로 배출할 수 있다.

또한 본 발명의 에어 하이드로펌프는 유압 실린더의 동조장치에만 적용되는 것이 아니라, 유압모터의 동조장치나 각종 유압 액츄에이터의 구동장치로서 적용할 수도 있다. 그외, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 각부의 형상 및 구성을 적절하게 변경하여 실시하는 것도 가능하다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명의 에어 하이드로펌프에 의하면, 오일실에 발생한 기포를 자동적으로 배출하여 항상 안정된 펌프효율로 운전할 수 있다는 뛰어난 효과를 가진다.

Claims

대략 수평으로 설치되는 펌프 케이싱에 2개의 오일실과 적어도 1개의 피스톤실을 병설하고, 상기 피스톤실에 피스톤을 수용하며, 상기 피스톤에는 오일실에서 진퇴하는 2개의 램을 연달아 설치하고, 각 오일실의 천장부에는 램의 축선에 대하여 경사지는 경사면과, 이 경사면보다 위쪽의 위치로부터 오일을 토출하는 토출구멍을 설치하고, 상기 토출구멍을 그것보다 위쪽에 설치한 오일 토출구에 접속하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 하이드로펌프.
제 1항에 있어서,

오일실을 테이퍼형상으로 형성하고, 그 천장부를 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 에어 하이드로펌프.
제 1항에 있어서,

오일실을 경사형상으로 형성하고, 그 천장부를 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 에어 하이드로펌프.
제 1항에 있어서,

오일실을 수평으로 형성하고, 그 천장부에 경사면을 포함하는 경사홈을 설치한 것을 특징으로 하는 에어 하이드로펌프.