KR200207441Y1 - 임펠러 흡입식 유압펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 장갑차나 자주포와 같은 기동장비를 비롯하여, 항공기, 건설중장비 등의 액튜에이터에 공급되는 유압원을 형성하는 임펠러 흡입식 유압펌프에 관한 것으로, 이 유압펌프는 대용량이지만 콤팩트한 구성을 지니며, 종속장치를 통해 엔진의 구동축에 연결되어 고속회전함으로써 대용량의 유량을 발생하며 장비의 특성상 극한 상황이 요구되는 환경조건에서도 사용이 가능하다. 또한, 보상밸브 및 솔레노이드 밸브의 채용으로 펌프의 고속회전에 따른 압력을 적절히 조절할 수 있으며, 엔진 기동시에는 시스템의 압력을 낮춰서 동력손실을 감소시킴으로써 엔진을 보호함과 동시에, 시스템의 이상으로 과부하가 발생할 경우에는 펌프의 토출량을 줄여 압력을 낮출 수 있도록 구성하였다.

Description

임펠러 흡입식 유압펌프{IMPELLER INTAKE TYPE HYDRAULIC PUMP}

본 고안은 임펠러 흡입식 유압펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 장갑차나 자주포와 같은 기동장비를 비롯하여, 항공기, 건설중장비 등의 액튜에이터에 공급되는 유압원을 형성하는 임펠러 흡입식 유압펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 장갑차나 자주포와 같은 육상 기동장비와, 항공기, 건설중장비 등의 액튜에이터에 유압을 압송하는 유압펌프는 협소한 공간에 장착되어 대용량 및 고기능을 필요로 함과 동시에, 그 크기에 있어서는 콤팩트한 소형구조를 지녀 종속장치를 개재하여 엔진 구동축에 연결하여 사용할 수 있어야 한다.

또한, 엔진으로부터 전달되는 고속회전을 통해서 대용량을 얻는 한편, 장비의 특성상 극한 환경하에서도 고장없이 사용할 수 있는 조건이 요구되므로 성능이 우수하고 기능적으로 고도화되어야 한다.

그러나, 자동화된 펌프의 수요량은 급증하는 추세이지만 기술적인 이유로 인해 고성능 고효율의 유압펌프를 개발하는데에는 많은 어려움이 따르며, 대부분의 유압펌프들은 대형이며 상기 장비들에서 요구하고 있는 적절한 유압조절 능력을 구비하고 있지 못하다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 항공기나 건설중장비, 기동장비, 정밀 유압시험장비 등의 고급화에 따른 고효율, 소형화가 가능하고, 솔레노이드 밸브와 보상밸브로 이루어진 유압조절수단에 의해서 엔진의 기동시 과부하 압력에 유압을 적절히 조절할 수 있도록 구성한 임펠러 흡입식 유압펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 임펠러 흡입식 유압펌프의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 고안에서 채용한 솔레노이드 밸브조립체의 구성을 보인 단면도,

도 3은 본 고안의 유압펌프와 관련된 유압 회로도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1:유압펌프 2:펌프 하우징

4:마운팅 플레이트 6:커버

8:커플링 12:회전축

14:베어링 16:힌지

18:스프링 20:피스톤

24:슈우 30:요크캠

32:가압볼 34:플런저

36:스프링 38:시일

40:조정로드 42:축수베어링

50:실린더 블록 60:밸브블록

62:임펠러 64:디퓨저

70:밸브판 72, 74:유출, 유입통로

80:솔레노이드 밸브조립체 82:솔레노이드 밸브

84:연결통로 86:보상밸브

87:스프링 88:조절나사

90:드레인 밸브 94:오일 리저브탱크

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 임펠러 흡입식 유압펌프는 자주포, 장갑차와 같은 기동장비나 항공기, 건설중장비 등의 액튜에이터에 유압을 압송하는 임펠러 흡입식 유압펌프에 있어서, 일단에는 엔진으로부터 동력을 전달받는 커플링이 고정되고 타단에는 임펠러가 고정되는 회전축과, 상기 회전축의 외주부에 고정되며 일측에는 피스톤이 길이방향으로 왕복 이동 가능하게 장착되는 실린더 블록과, 오일 리저브탱크로부터 오일이 유입되는 흡입구와, 흡입된 오일을 액튜에이터로 압송하는 토출구와, 유입통로 및 유출통로가 형성되어 있는 밸브블록과, 상기 실린더 블록과 상기 밸브블록 사이에 배치되어 통로로 유입된 오일을 압력실로 공급하는 밸브판과, 상기 실린더 블록을 감싸며 일단은 상기 밸브블록과 결합되고 타단은 마운팅 플레이트와 결합되는 펌프 하우징과, 힌지에 의해 상기 회전축에 요동 가능하게 고정되며 피스톤 슈우 및 슈우 고정판을 개재하여 상기 회전축의 회전운동에 의해서 상기 피스톤을 왕복운동시키는 요크캠과, 스프링에 의해 가압된 상태로 가압볼을 통해서 상기 요크캠을 가압하는 플런저와, 상기 요크캠의 가압단에 밀착되어 요크캠의 경사각도를 조절하는 조정로드와, 유입통로를 통해 유입되는 유압을 조절하여 상기 조정로드를 개재하여 상기 요크캠의 경사각도를 조절하는 솔레노이드 밸브조립체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 임펠러 흡입식 유압펌프에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 고안에 따른 임펠러 흡입식 유압펌프의 구성을 보인 단면도이다. 본 고안의 바람직한 실시예에서는 유압펌프의 고효율 및 고기능화를 위해서 요크캠(30)에 의해서 회전축(12)의 회전운동을 피스톤(20)의 왕복운동으로 변환하여 오일을 압축함으로써 유압을 생성하는 구성을 채용하였다.

본 고안에 따른 유압펌프(1)의 전체적인 구성을 보면, 일단에는 엔진으로부터 동력을 전달받는 커플링(8)이 고정되고 타단에는 임펠러(62)가 고정되는 회전축(12)과, 상기 회전축(12)의 외주부에 고정되며 일측에는 피스톤(20)이 길이방향으로 왕복 이동 가능하게 장착되는 실린더 블록(50)과, 오일 리저브탱크(90)로부터 오일이 유입되는 흡입구와, 흡입된 오일을 액튜에이터로 압송하는 토출구와, 유입통로(74) 및 유출통로(72)가 형성되어 있는 밸브블록(60)과, 상기 실린더 블록(50)과 상기 밸브블록(60)사이에 배치되어 통로(66)로 유입된 오일을 압력실(22)로 공급하는 밸브판(70)과, 상기 실린더 블록(50)을 감싸며 일단은 상기 밸브블록(60)과 결합되고 타단은 마운팅 플레이트(4)와 결합되는 펌프 하우징(2)과, 힌지(16)에 의해 상기 회전축(12)에 요동 가능하게 고정되며, 피스톤 슈우(24)에 의하여 상기 회전축(12)의 회전운동에 의해서 피스톤(20)을 왕복운동시키는 요크캠(30)과, 스프링(36)에 의해 가압된 상태로 가압볼(32)을 통해서 상기 요크캠(30)을 가압하는 플런저(34)와, 상기 요크캠(30)의 가압단(30a)에 밀착되어 요크캠(30)의 경사각도를 조절하는 조정로드(40)와, 유입통로(72)를 통해 유입되는 유압을 조절하여 상기 조정로드(40)를 개재하여 상기 요크캠(30)의 경사각도를 조절하는 솔레노이드 밸브조립체(80)로 이루어져 있다.

여기에서, 커플링(8)에는 풀리 등이 고정되어 벨트를 통해서 엔진의 크랭크샤프트 풀리와 함께 회전되도록 연결된다. 커플링(8)은 볼트(10)에 의해서 회전축(12)과 결합되어 있고, 회전축(12)은 볼 베어링(14) 및 축수 베어링(42)에 의해서 마운팅 플레이트(4) 및 밸브블록(60)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 회전축(12)의 타단에는 볼트(68)에 의해서 오일 리저브탱크(도 3의 90)내의 오일을 흡입하는 임펠러(62)가 고정되어 있다. 마운팅 플레이트(4)와 베어링(14)간에는 기밀유지를 위한 시일(38)이 끼워져 있으며, 임펠러(62)는 커버(6)에 의해서 보호되어 있다.

또한, 회전축(12)에는 힌지(16)에 의해서 요크캠(30)을 구성하는 요크(24)가 회전 가능하게 장착되어 있으며, 요크(24)에는 피스톤(20)의 결합단(20a)이 결합되어 있다. 이때, 실린더 블록(50)의 일단은 스프링(18)에 의해서 요크(24)쪽으로 가압된 상태를 유지한다.

요크캠(30)은 회전축(12)에 의해 작동되면서 요크(24)를 통해 피스톤(20)을 왕복이동시켜 유체가 압송되도록 하는 것으로, 요크캠(30)의 경사각도에 따라 피스톤(20)의 왕복 이동량이 가변되어 유압이 변화된다. 이 요크캠(30)의 경사각도를 가변시키기 위한 가압단(30a)이 구비되어 있다. 이 가압단(30a)의 일측에는 가압볼(32)을 개재하여 플런저(34)가 미끄럼 접촉되어 있으며, 타측에는 조정로드(40)가 미끄럼 접촉되어 있다. 또한, 플런저(34)는 스프링(36)에 의해 가압된 상태를 유지함으로써 항상 요크캠(30)의 가압단(30a)이 조정로드(40)와 밀착된 상태를 유지하도록 한다. 이 조정로드(40)의 위치는 솔레노이드 밸브조립체(80)의 작용에 의해 가변됨으로써 요크캠(30)의 각도를 조절하게 되는데, 그에 대해서는 도 3에서 상세히 설명한다.

임펠러(62)가 회전 가능하게 장착되는 밸브블록(60)에는 오일 리저브탱크(90)로부터 오일이 유입되는 흡입구와, 흡입된 오일을 액튜에이터로 압송하는 토출구와, 유입통로(74) 및 유출통로(72)가 형성되어 있다. 그러므로, 회전축(12)에 의해 임펠러(62)가 회전하게 되면, 오일 리저브탱크(90)로부터 흡인된 오일은 디퓨저(64)와 오일통로(66)로 유입된 다음, 밸브판(70)을 거쳐 흡입실(22)로 공급되며, 이때, 요크캠(30)에 의한 피스톤(20)의 왕복 이동으로 오일을 압축시켜 필요로 하는 유압이 생성되도록 한다.

다음에, 도 2는 본 고안에서 채용한 솔레노이드 밸브조립체의 구성을 보인 단면도로, 이 솔레노이드 밸브조립체(80)는 유입통로(74) 및 유출통로(72)를 가변시켜 유량을 조절하는 솔레노이드 밸브(82) 및 연결통로(84)를 통해서 솔레노이드 밸브(82)와 연통되어 있으며, 스프링(87)에 의해 가압된 상태에서 솔레노이드 밸브의 전원 입력에 따라 유압을 조절하는 보상밸브(86)를 포함하고 있다. 보상밸브(86)에는 유량을 가변시키기 위한 조절나사(88)가 끼워져 있다.

도 3은 본 고안의 유압펌프와 관련된 유압 회로도이다. 도시된 바와 같이, 엔진의 회전에 따라 회전축(12)이 회전되면서 임펠러(62)가 회전하기 시작하면, 유압펌프(1)내에서는 오일이 압축되기 시작한다. 이때, 임펠러(62)의 회전으로 과도하게 유입된 오일은 드레인 밸브(92)를 통해서 오일 리저브탱크(94)로 다시 배출된다. 유압펌프(1)에 의해 압송된 오일은 토출구를 통해서 액튜에이터로 공급됨과 동시에, 일부는 솔레노이드 밸브(82)와 보상밸브(86)로 공급된다. 이때, 솔레노이드 밸브의 전원 입력에 따라 보상밸브(86)의 위치가 변화되면서 유압펌프(1)측으로 리턴되는 오일의 양을 가변시키게 되며, 그로 인해 조정로드(40)는 스프링(36)의 힘을 극복하고 요크캠(30)을 가압하여 경사각도를 변화시킴으로써 피스톤(20)의 이동량을 조절하게 된다.

이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 액튜에이터의 작동순서에 따라 필요한 유량과 압력이 자동적으로 제어될 수 있도록 각 밸브와 부품들이 원활한 작동을 필요로 하는 고도의 메카니즘을 지님으로써, 고기능이 요구되는 장비에 효과적으로 적용할 수 있다. 또한, 고강성의 알루미늄을 이용하여 주조 및 기계 가공작업을 통해 경량화를 달성하였으며, 대용량이지만 콤팩트한 소형화를 통해 극한 환경조건에서 요구되는 고기능성을 만족할 수 있다.

Claims (2)

1. 자주포, 장갑차와 같은 기동장비나 항공기, 건설중장비 등의 액튜에이터에 유압을 압송하는 임펠러 흡입식 유압펌프에 있어서,

   일단에는 엔진으로부터 동력을 전달받는 커플링(8)이 고정되고 타단에는 임펠러(62)가 고정되는 회전축(12)과,

   상기 회전축(12)의 외주부에 고정되며 일측에는 피스톤(20)이 길이방향으로 왕복 이동 가능하게 장착되는 실린더 블록(50)과,

   오일 리저브탱크(90)로부터 오일이 유입되는 흡입구와, 흡입된 오일을 액튜에이터로 압송하는 토출구와, 유입통로(74) 및 유출통로(72)가 형성되어 있는 밸브블록(60)과,

   상기 실린더 블록(50)과 상기 밸브블록(60)사이에 배치되어 통로(66)로 유입된 오일을 압력실(22)로 공급하는 밸브판(70)과,

   상기 실린더 블록(50)을 감싸며 일단은 상기 밸브블록(60)과 결합되고 타단은 마운팅 플레이트(4)와 결합되는 펌프 하우징(2)과,

   힌지(16)에 의해 상기 회전축(12)에 요동 가능하게 고정되며, 슈우(24)에 의하여 상기 회전축(12)의 회전운동에 의해서 피스톤(20)을 왕복운동시키는 요크캠(30)과,

   스프링(36)에 의해 가압된 상태로 가압볼(32)을 통해서 상기 요크캠(30)을 가압하는 플런저(34)와,

   상기 요크캠(30)의 가압단(30a)에 밀착되어 요크캠(30)의 경사각도를 조절하는 조정로드(40)와,

   유입통로(74)를 통해 유입되는 유압을 조절하여 상기 조정로드(40)를 개재하여 상기 요크캠(30)의 경사각도를 조절하는 솔레노이드 밸브조립체(80)로 이루어진 것을 특징으로 하는 임펠러 흡입식 유압펌프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브조립체(80)는 유입통로(74) 및 유출통로(72)를 가변시켜 유량을 조절하는 솔레노이드 밸브(82) 및 연결통로(84)를 통해서 솔레노이드 밸브(82)와 연통되어 있으며, 스프링(87)에 의해 가압된 상태에서 솔레노이드 밸브의 전원 입력에 따라 유압을 조절하는 보상밸브(86)를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러 흡입식 유압펌프.