KR20030061688A - 축류피스톤식 유체기계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 피스톤 펌프 및 피스톤 모터의 축류피스톤(axial piston)에 있어서 슈(shoe)와 피스톤의 요동각을 크게 하는 것이다.

본 발명은 상기해결수단으로서 연결부재와 피스톤(6)이 회전운동이 가능하게 연결되어 있는 연결부에 있어서 연결부재의 회동에 의한 피스톤(6)과 간섭하는 부위에 방출부(escape)(18)를 형성한다.

Description

축류피스톤식 유체기계{AXIAL PISTON TYPE HYDRAULIC COMPONENT}

본 발명은 피스톤 펌프 및 피스톤 모터에 관한 축류피스톤식 유체(流體)기계에 관한 것이다.

종래의 기술은 축류(axial)피스톤 펌프에 있어서, 구동원(驅動源)의 동력에 의해 회전구동되는 드라이브 샤프트(drive shaft)를 통하여 실린더 블록장치를 회전구동시키어 복수개의 보어(bore)를 가진 실린더 블록내의 각 피스톤에 대하여 왕복운동을 하도록 함으로써 탱크내의 오일을 흡인하여 고압유로서 토출하므로서 기계 에너지를 유체 에너지로 변환하는 기계는 널리 알려져 있다. 또 이 오일의 흐름과는 역으로 외부펌프에서 토출된 고압유를 복수개의 실린더블록내에 도입하므로서 각 피스톤을 왕복운동시키어 동 실린더블록과 피스톤을 내장하는 실린더블록장치 및 동 실린더블록장치와 일체로 회전하는 드라이브샤프트를 회전구동시킴으로서 유체에너지를 역으로 기계에너지로 변환하는 기구를 구비한 축류피스톤모터도 알려져 있다.

축류피스톤 펌프 또는 모터는 구동축과 실린더블록 중심축이 경사되어 있는 경사식과 이들이 동일축선상에 놓여있고 동일축선에 대하여 경사지게 고정된 경사판(傾斜板)을 가진 사판식(斜板式)도 있다.

실린더블록장치의 기본 구조는 경사식 또는 경사판식의 축류피스톤 펌프 및축류피스톤 모터에서도 변하지 않으므로 본 발명에서는 경사판식의 축류피스톤 펌프를 사용하여 아래에 설명한다.

본원 발명에 있어서, 경사판식의 축류피스톤펌프에서 설명한 사항은 경사식의 축류피스톤 펌프에서도 또한 경사식이나 경사판식의 축류피스톤 모터에 있어서도 그대로 적용되는 것임은 주의할 일이다.

도1은 전형적인 경사판식 축류피스톤펌프(이하 축류피스톤펌프를 간략히 유압펌프라 칭함)의 요부(要部)의 단면도를 나타내고 있다. 경사판식의 유압펌프에서는 출력을 일정하게 제어하기 위하여 도시되지 않는 레귤레이터 및 서보피스톤(servo piston)에 의해 경사판(4)의 경사각()제어가 이루어진다. 도시되지 않은 케이스에 의해 샤프트(1)는 회전축선(L1)주위에 축지지(軸支持)된다.

샤프트(1)에 장착되어 샤프트(1)와 일체로 회전하는 실린더블록(7)은 상기 케이스 내에 수용되며 실린더 블록(7)의 축선방향 한쪽(도1의 왼쪽)에는 경사판(4)이 샤프트(1)에 고정배치되어 있다. 실린더블록(7)도 상기 도시되지 않은 케이스 내에 수용된다. 실린더블록(7)에는 축선(L1)을 중심으로 하여 둘레방향으로 복수개의 보어(10)가 형성되며 보어(10)는 실린더블록(7) 의 한쪽측 단면에서 열리고 샤프트(1)에 대하여 평행하게 형성되는 동시에 둘레방향의 등간격으로 복수개 배치된다. 각 보어(10)에는 피스톤(6)이 축선 방향으로 삽탈(揷脫)(집어넣었다가 빼내는것이) 가능하게 삽입되며, 피스톤(6)의 선단부에는 각각 연결부재가 회동(回動)(회전운동)가능하게 (rotatably) 수용연결된다. 연결부재(2)로서는 경사판에 연결부재(2)를 설치한 것, 경사판과는 별체로 슈로서 연결부재(2)를 사용하는 것이다. 연결부재와 피스톤과의 관련구성은 같은 구성으로 되므로 여기에서는 슈(5)에 대하여 설명한다.

각 슈(5)는 슈리테이너(21)의 면에 등간격으로 동심원(同心圓) 형상으로 형성 배치된 슈삽입공에 삽입되고, 동 슈리테이너(21)는 코일스프링(20)에 의하여 경사판(4)쪽에 눌려져 있다. 이에 의하여 상기 슈(5)는 경사판(4)에 대하여 눌려져서 슬라이딩이 가능한 상태로 접촉되는 동시에, 슈리테이너(21)에 지지되면서 경사판(4)위에서 회전축선(L1) 둘레를 회동하면서 슈(5)와 연결된 피스톤(6)이 보어(bore)(10)내에서 왕복 미끄럼 운동을 한다.

연결부재(2)가 경사판에 설치되어 있는 것에 있어서는 동 슈리테이너(21)가 사용되지 않고 연결부재가 경사판에 직접 설치되어 있기 때문에, 연결부재가 경사판에 대하여 미끄러지는 일이 없이 피스톤(6)과 연결부재와의 회동중심을 중심으로하여 피스톤(6)이 회동하는 동시에 보어(10)내에서 왕복슬라이딩 운동하게 된다.

밸브플레이트(8)는 도시되지 않은 밸브커버와 실린더블록(7)간에 설치되어 있고 동 밸브플레이트(8)는 밸브커버에 대하여 회동축선(L1) 주위에서의 회전이 저지된 상태에서 장착되어 실린더블록(7)의 다른쪽 측면과 슬라이딩이 가능하게 접촉되어 있다.

도2는 밸브플레이트(8) 및 실린더 블록(7)을 나타낸 정면도이며, 샤프트(1)의 축끝(軸端)측에서의 투시도이다. 밸브플레이트(8)에는 축선(L1)을 통하며 회전하는 피스톤(6)의 상하사점(上下死點)을 연결하는 중심선 C 에 관하여 일방측(도2의 좌측, 도1의 지면에 관하여 앞쪽)의 흡인영역(S1)에 흡인밸브공(22)이 형성되어있으며 중심선 C에 관하여 타측(도2의 우측, 도1의 지면의 안쪽)의 토출영역(S2)에는 토출밸브공(23)이 형성되어 있다. 흡인밸브공(22) 및 토출밸브공(23)은 각각 도시되지 않은 오일탱크 또는 유압 액추에이터등에 접속되어 있다.

흡인밸브공(22) 및 토출밸브공(23)은 축선(L1)을 중심으로 각각 반원호(半圓弧) 형상의 홈으로 형성되어 있다. 실린더블록(7)에 형성되어 있는 각 보어(10) 에는 연통(連通)포트(25)가 연통되고 연통포트(25)의 타단부는 실린더 블록(7)의 회전위치에 따라서 밸브플레이트(8)에 형성된 흡인밸브공(22) 또는 토출밸브공(23)과 연통된다.

따라서 도2에 표시한 바와 같이 보어(10)가 8개 설치된 경우, 밸브플레이트(8)의 흡인밸브공(22)에는 도의 좌측에 있는 4개의 연통보어(25)가 연통하고 토출밸브공(23)에는 동 우측에 있는 4개의 연통포트(25)가 연통한다.

도시되지 않은 엔진등을 구동하므로서 샤프트(1)를 도1의 화살표로 표시된 왼쪽측에서 보아 반시계방향 주위에 회전구동시키면 도1의 지면의 앞쪽에 배치된 피스톤(6)은 실린더블록(7)에서 꺼내져서 흡인밸브공(22)에서 작동유를 흡인하고 보어(10) 내에는 최대로 흡인한 때의 용적 F를 얻는다. 또 도1의 지면의 안쪽에 배치된 피스톤(6)은 실린더블록(7) 내에 밀려 들어가 보어(10) 내의 작동유를 토출밸브공(23) 측에 토출하고 보어(10) 내의 용적을 최대로 흡인한 때의 용적 F에서 감소하여 최대로 토출한 때의 용적 E로 된다.

즉, 도1의 지면의 앞쪽에 배치된 피스톤(6)에 있어서는 실린더블록(7)의 회전에 의해 실린더 실내의 용적은 확대하여 가고 그 과정에서 오일은 흡인된다. 한편, 도1의 지면의 안쪽에 배치된 피스톤(6)에 있어서는 실린더블록(7)의 회전에 의해 실린더 실내의 용적은 축소하여 가며 그 과정에서 오일은 토출된다.

유압펌프 A에서의 토출량 및 흡인량은 경사판(4)의 경사각에 의해 규정된다. 동 경사각의 각도제어는 도시되지 않는 레귤레이터 및 서보 피스톤 등을 제어하므로서 경사판(4)의 경사각를 변화시킴으로서 행할 수 있다. 경사가의 제어에 의해서 보어(10) 내는 최대로 흡인한 때의 용적 F 와 최대로 토출시킨 때의 용적 E 로 변화시킬 수 있고, 용적 E 와 F 와의 차이(F-E)만큼 흡입 또는 토출할 수 있다. 경사각가 90도인 때는 도3에 표시한 바와 같이 실린더내에 용적이 항상 일정하게 된다. 이 때 샤프트(1) 및 실린더 블록(7)이 회전하여도 피스톤(6)의 보어(10) 에서의 왕복운동이 이루어지 않고 유압펌프에 의한 흡인도 토출도 이루어지지지 않는다.

상기 연결부재와 피스톤(6)과의 회전가능한 연결 결합으로 한 구성에 대하여 그 확대도가 도8에 표시되어 있다. 이 도면에서는 연결부재로서 슈를 사용한 예를 나타내고 있으나 연결부재가 경사판(傾斜板) 또는 구동축의 플랜지부에 설치된 경우에도, 연결부와 피스톤과의 배치관계는 도8에 표시된 피스톤과 슈와의 관계와 같으므로, 여기에서도 이어서 연결부재(2)와 슈(5)를 사용하여 설명한다.

슈(5)의 경사판(4)에 슬라이딩 가능하게 접촉한 슈 슬라이딩 운동면(30)에는 마모방지용의 패드(pad)가 설치되며 슈 슬라이딩 운동면(30)의 이면측에는 슈 리테이너(21)의 슈 삽입공(24)에 삽입되는 동경부(胴經部)(31), 동경부(31)에서 협착부(33)를 통하여 구형상부(32)가 일체로 구성되어 있다. 동 구형상부 (球形狀部)(32)는 피스톤(6)의 일단에 형성된 구상요부(球狀凹部)(35)에 회동가능하게 연결되어 있다. 상기 구형상부(32)와 피스톤(6)의 일단에 형성된 구상요부(35)는 동 구상요부(35)의 선단을 코킹(cauking)등의 수단으로 변형시키므로서 회동가능하게 연결되어 있다.

슈(5)와 피스톤(6)과의 연결은, 피스톤(6)의 선단부에 구형상부를 형성하고 동 구형상부가 슈에 형성된 구상요부에 수용되어 슈(5)와 피스톤(6)을 연결해도 된다.

연결부재가 경사판 또는 플랜지부에 설치된 것에 있어서는, 동 슈슬라이딩 운동면이 사용됨이 없이 연결부재가 경사판 또는 플랜지부에 직접 설치되어 있다.

유압펌프 및 축류피스톤 모터(이하 유압모터라 함)에 있어서는 슈(5)의 회동각(回動角)회전을 크게 하기 위하여, 슈(5)의 회동중심인 구형상부의 구중심에서 슈 슬라이딩 운동면까지의 거리 h(도4 참조)를 크게 하거나 피스톤 선단부에 구형상부가 형성된 것에 있어서는 도7에 표시한 바와 같이 피스톤 선단부의 구형상부의 구중심에서 피스톤본체 까지의 거리를 크게 하는 것에 의해 행하고 있었다.

그러나, 상기 구(球)중심에서 슈 슬라이딩 운동면까지의 거리 h를 크게 하거나 상기 피스톤 선단부의 구형상부의 구중심에서 피스톤 본체까지의 거리를 크게하면 펌프의 전길이가 길게 되는 문제점이 있다. 또 상기 슈(5)의 구중심에서 슈슬라이딩 운동면까지의 거리를 길게하면 동 슈(5)가 경사판(4)의 경사면 위를 고속으로 슬라이딩 운동하면서 회전할 때에 슈(5)의 구 중심 둘레의 회전모멘트가 크게 되어, 슈(5)가 크게 흔들려서 슈의 장착강도상에 문제가 생기거나, 슈(5)가 슈 리테이너부의 슈 삽입공 내에서 격렬하게 충돌하여 소음이 발생하는 등의 문제가 생긴다. 상기 피스톤 선단부의 구형상부의 구중심에서 피스톤본체까지의 거리를 크게 취한 경우에는 동 구형상부의 장착강도가 저하되는 문제가 생긴다.

본 발명에서는 이들 문제를 해결하고 연결부재에 형성한 구형상부의 구중심에서 슈 슬라이딩 운동면 또는 경사판 또는 플랜지부까지의 거리를 짧게 하거나 또는 피스톤 선단부의 구형상부의 구(球)중심에서 피스톤 본체까지의 거리를 짧게 하므로서 경사판(4)의 경사각을 크게 하거나 또는 사축식(斜軸式)의 축경사각(軸傾斜角)을 크게 하는 것을 목적으로 하여 유압피스톤, 유압모터의 전 길이를 단축할 수 있는 축류피스톤식 유체기계를 제공함에 있다.

〔과제해결의 수단〕

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 상기 연결부재와 피스톤과의 연결구조에 대하여 여러각도에서 검토를 거듭한 결과 다음 점을 알게 되었다.

즉, 연결부재가 슈의 경우를 예를 들어 설명하면 슈(5)가 경사판(4)의 경사면 위를 슬라이딩 운동하면서 회동하면, 슈(5)는 구형상부(32)의 구중심을 중심으로하여 피스톤(6)에 대하여 요동하는 것이 된다. 이 때 슈(5)가 소정 각도 이상 회동하면 피스톤(6)과 슈(5)와의 일부가 간섭하여 접촉되고 만다. 다른 표현을 빌면 상기 소정각도가 슈(5)에 있어서의 최대의 회동각으로서 규정되게 된다.

그래서 슈(5)의 회동각을 크게 하기 위하여는, 피스톤(6)과 슈(5)가 슈의 회동시에 간섭하는 부위에 방출부(escape)(18)를 형성함으로서 슈(5)의 구(球)중심에서 슈 슬라이딩 운동면까지의 거리를 단축할 수 있고, 또는 피스톤 선단부에 구형상부가 형성되어있는 경우에는, 동 구형상부의 중심에서 피스톤 본체까지의 거리를 단축할 수도 있다. 이것은 슈(5)의 최대회동각을 크게 할수 있는 것으로서, 슈와 슈 슬라이딩 운동면 까지의 거리가 변동되지 않으므로 회동에 의하여 슈의 진동이 크게 될 수도 없고 또한 구형상부의 장착강도를 그대로 유지할 수가 있다. 또한 이것에 의하여 유압펌프, 유압피스톤의 전길이에 대하여 그 길이를 단축할 수가 있음을 알게 되었다.

본원 발명의 과제는 본 발명 청구항 1~6에 기재된 각 발명에 의하여 달성된다. 즉, 본 발명 청구항 1에 관한 발명은, 축류피스톤·펌프 또는 모터등의 유체기계에 있어서, 피스톤(6)과 상대적으로 회동가능하게 연결된 연결부재의 회동시에 있어서의 동 연결부재와 피스톤(6)과의 간섭부위에 방출부(18)가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 피스톤과 상대적으로 회동가능하게 연결된 연결부재의 회동시에, 동 연결부재와 피스톤과의 간섭부위에 방출부를 형성하므로서 종래의 피스톤과 연결부재를 일직선상으로 병열시킨 것과 같은 치수(규격)의 구성임에도 불구하고 연결부재와 피스톤 사이에서의 회동각을 크게 할 수 있으므로 실린더의 흡인용량을 증대시킬 수 있다. 이 때문에 같은 크기의 유압펌프라 해도 토출용량을 크게 할 수 있다. 이것은 본 발명에서의 축류피스톤식 유체기계로서 종래의 크기의 유압펌프와 같은 출력의 유압펌프에 대하여 소형의 유압펌프로 대응할 수 있게 된다.

연결부재와 피스톤과의 간섭부위로서는 연결부재측에서 피스톤의 일부가 접촉되는 부위, 또는 피스톤측에서 연결부재의 일부가 접촉되는 부위로서 그 부위를 확인할 수가 있다. 또 방출부의 형성으로서는 상기 접촉하는 부위에 환상의 홈 또는 외주면위를 모따기등으로 절삭하여 형성할 수 있다.

본 발명에 의해 연결부재에 형성한 구형상부의 구중심에서 슈 슬라이딩 운동면, 또는 경사판 이나 플랜지부 까지의 거리를 단축할 수 있고 또 피스톤선단부의 구형상부의 구중심에서 피스톤 본체까지의 거리를 단축할 수가 있으므로 경사판의 경사각을 크게 할 수 있다.

청구항 2에 관한 발명은 청구항 1의 사항에 부가하여 연결부재가 경사판 위를 슬라이딩 운동하는 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤이다.

본 발명에서는 연결부재가 경사판 위를 슬라이딩 하도록 형성된것을 특징으로 한 것으로서, 경사판식의 축류 피스톤펌프 또는 모터에 있어서의 경사판부의 구성으로서 특정지울 수 있다.

청구항 3에 관한 발명은 청구항 1의 사실에 부가하여 연결부재(2)가 슈(5)인 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 연결부재(2)로서의 경사판(4)과는 별체(別體)로 구성된 슈(5)를 이용하는 것을 한정한 것이다. 동 슈의 구성으로는 상기 종래의 기술로서 설명한 슈의 구성을 그대로 이용할 수 있다.

청구항4에 관한 발명은 청구항 3의 사항에 부가하여 피스톤 선단부에 구상요부가 형성되고 상기 슈에 구형상부가 형성되어 이루어지며 상기 구형상부가 상기구상요부에 수용되며 상기 구상요부의 선단부를 축경(縮徑)방향으로 변형시킴으로서 피스톤과 슈가 연결되는 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 슈 측에 구형상부를 구비하고 피스톤의 선단부에 동 구형상부를 수용하는 구상요부를 구비한 구성으로 한정한 것이다. 슈 및 피스톤으로서 상기 종래 기술로서 설명한 슈 및 피스톤을 사용할 수 있다. 다만 본 발명에서는 피스톤 과 슈의 간섭부위에 방출부가 형성된 점에서 종래의 것과 다르다.

또 상기 슈측에 구형상부가 형성되어 있는 경우에 있어서는 상기 동경부(몸체지름부)의 구형상부측의 면에 방출부를 형성하며 동 구형상부와 연결하는 피스톤의 구상요부의 선단부와의 간섭위치를 옮길 수 있다. 이 때 방출부의 형성으로서는 동경부의 중심축선을 중심으로 한 환상의 홈을 형성함으로서 이룰 수 있다. 또는 피스톤측에 형성한 구상요부의 선단부를 둘레방향에 따라 모따기등으로 절삭하여 형성할 수 있다.

또한 피스톤측에 구형상부가 형성되어 있는 경우에 있어서는 동 구형상부를 연결하는 슈측의 구상요부 선단부에 방출부를 형성하므로서 피스톤과 슈의 간섭위치를 옮길 수 있다. 이때 방출부의 형성으로서는 상기 구상요부 선단부를 둘레방향을 따라 모따기되게 절삭하여 형성할 수 있다. 또는 피스톤 본체와 구형상부 사이의 연결부의 외주면에 환상홈을 형성하므로서 방출부를 형성할 수 있다. 이 경우에는 상기 피스톤 본체와 구형상부와의 사이에 연결부의 강도가 유지되도록 구성할 필요가 있다.

청구항 5에 관한 발명은 청구항 2 내지 4의 어느 항에 기재된 사항에 부가하여 방출부가 연결부재측에 형성된 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 피스톤과 간섭하는 연결부재측의 간섭부위에 방출부를 형성한 것으로 연결부재측에 구형상부가 형성된 경우에는 동 구형상부의 중심선과 동 중심상(同中心狀)으로 환상의 홈을 형성함으로서 방출부를 형성할 수 가 있다. 또 연결부재측에 피스톤에 형성된 구형상부를 수용하는 구상요부를 형성하고 있는 경우에는 동 구상요부의 선단부 외주면을 모따기되게 절삭하여 방출부를 형성 할 수 있다.

청구항 6에 관한 발명은 청구항 1의 사항에 부가하여 방출부를 피스톤측에 형성되는 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 연결부재측에 구형상부가 있는 경우에 있어서 동 구형상부를 연결하는 피스톤측의 구상요부 선단부에 방출부를 형성하므로서 피스톤 슈와의 간섭위치를 옮길 수 있다. 또한 피스톤측에 구형상부가 형성된 피스톤 어셈블리에 있어서는 피스톤본체에서 구형상부에의 연결부 외주면에 방출부를 형성할 수 있다. 또 이때 동 연결부 외주에 방출부를 형성함으로서 연결부재와 피스톤의 결합부에서 펌프의 작동시에 회전운동에 견디는 지름(徑)이상으로 방출부를 형성하지 않토록 할 필요가 있다. 또한 본 발명에서의 방출부의 형성은 상기 청구항 5에 설명한 것과 동일하게 환상홈, 외주면을 모따기등으로 절삭하여 형성할 수 있다.

도1은 경사판식 유압펌프의 단면 개략도.

도2는 밸브플레이트의 투시도.

도3은 경사판의 중립상태를 표시하는 도.

도4는 본 발명의 실시예의 피스톤 어셈블리의 도.

도5는 슈가 요동한 상태를 나타내는 도.

도6은 제2실시예의 피스톤 어셈블리의 도.

도7은 제3실시예의 피스톤 어셈블리의 도.

도8은 종래의 피스톤 어셈블리의 도.

도9는 종래의 슈가 요동한 상태를 나타내는 도.

[도면중 중요한 부호 설명]

1: 샤프트 2: 연결부재 4: 경사판 5: 슈

6: 피스톤 7: 실린더블록 8: 밸브플레이트 10: 보어

18: 방출부 20: 코일스프링 21: 슈 리테이너 22: 흡인밸브공

23: 토출밸브공 24: 슈 삽입공 25: 연통포트 30:슈 슬라이딩 운동면 31: 동경부(胴徑部) 32: 구형상부 33: 협착부 35: 구상요부

36: 피스톤 어셈블리 A: 유압펌프 L1: 샤프트 회전축선

S1: 흡인영역 S2: 토출영역: 경사각

이하 본 발명의 구성을 바람직한 실시형태로 첨부도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 예컨대 도시되지 않은 건설·토목관계의 기계, 차량 등에서의 유압모터, 유압펌프로서 효과적으로 적용된다. 또한 본 실시형태에서는 건설용 차량에 장비된 유압펌프를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 건설용 차량에서의 유압펌프에 한정하지 않고 예컨대 유압펌프, 유압모터가 사용되는 각종 기계, 수송차량등에 적용되며 당업자가 용이하게 적용가능한 기술적 범위도 당연히 포함하는 것이다.

도 4는 본 발명의 대표적인 실시형태인 피스톤 슈가 회전운동이 가능하게 연결된 구성인 피스톤 어셈블리의 한예를 개략적으로 표시한 개략단면도이며,

도5는 슈(5)가 요동한 상태를 나타낸 단면 개략도이다.

또 피스톤 어셈블리를 제외한 구성부품은 "종래의 기술"과 다른 것이 없으므로 동일부품에는 동일부호를 부착하여 설명은 생략한다.

(실시예 )

도4에는 본 발명에 관한 피스톤 어셈블리(36)의 단면도가 표시되어 있으며 이 피스톤 어셈블리(36)는 종래와 같은 슈(5)와 피스톤(6)으로 구성된다. 슈(5)의 구형상부(32)가 피스톤(6)의 구상요부(35)에 회전운동이 가능하게 연결되어 있다. 연결은 종래 기술과 같은 연결수단으로 연결되어 있다.

피스톤은 일단면측(한쪽끝면측)에서 속에 구멍이 난 원주(圓柱)로 되며 구멍의 상기 일단측이 막혀 있어 동 구멍속에는 구상요부(35)에 공급하는 윤활유가 채워 있다. 구상요부(35)에 공급된 윤활유의 일부는 슈(5)의 중심축부에 형성된 구멍에서 슈슬라이딩 운동면(30)에 공급되어 경사판(4)면에 윤활로 이용된다.

슈(5)의 구형상부(32)를 회전운동이 가능하게 연결하는 구상요부(35)의 선단부는 코킹등의 수단에 의하여 외형이 변형되며 슈(5)의 구형상부(32)를 연결하며 구상요부와 슈가 접촉하는 범위에서 회전운동이 가능하게 되어 있다. 피스톤(6)의 외경둘레면측은 실린더블록(7)에 설치된 보어(10)에 축삽(軸揷)되고 피스톤(6)의 단면에 작용하는 고압유를 피스톤(6)의 외원주부(外圓周部)에 밀폐하고 있다.

슈(5)의 동경부(몸체지름부)(31)는 슈 리테이너(21)(도1 참조)에 형성된 슈 삽입공(24)의 내주면에 다소의 유격을 가지고 삽입되며, 슈 리테이너(21)와 슈(5)와는 슈 슬라이딩 운동면(30)을 형성하는 대경부(大徑部)에 의하여 축방향으로 빠지지 않게 되어 있다. 또 슈 리테이너(21)는 코일 스프링(20)에 의하여 경사판 측에 눌려져 있다.

상기 구상요부(35)의 선단부와 접촉하는 슈(5)의 동경부(31)의 접촉부위를 일부 환상으로 절삭하는 것으로 방출부(18)를 형성할 수 있다. 방출부(18)로서는 상기 구상요부(35)의 선단부에 의해 형성되어 있는 포락선(包絡線)이 수용되는 형상, 또는 환상의 홈으로 절삭가공에 의하여 형성할 수 있다. 도 5에 표시된 바와 같이 방출부(18)를 형성한 슈(5)의 회전운동각을 방출부(18)를 형성하지 않은 슈(도9참조)에 비하여 크게 할 수가 있다. 이 때 동경부(31)의 외경은 변화하지 않으므로 슈(5)의 강도는 종래의 방출부(18)를 형성하지 않는 경우와 손색없이 구성할 수 있을 뿐 아니라 역으로 슈(5)의 요동각은 방출부(18)를 형성하지 않은 때보다크게 할 수가 있다.

방출부(18)의 형성부위로서는 상기 슈(5)에서의 동경부(31)의 접촉부위에 환상의 홈으로 형성하는 대신 도 6에 표시한 바와 같이 피스톤(6)의 선단에 설치한 상기 구상요부(35)의 선단외주부의 둘레면을 절삭가공 등에 의해 형성할 수 있다.

도6에서 실선으로 표시한 것이 방출부(18)를 형성한 상태를 나타내며, 점선이 방출부(18)를 형성하기 전의 상태를 나타내고 있다. 구상요부(35)의 선단부에 방출부(18)를 형성하여도 슈의 요동각을 크게 할 수가 있다.

또 도6에 표시된 바와 같이 구형상부(32)가 피스톤(6)측에 형성되며 구형상부(32)를 수용하는 구상요부(35)가 슈(5)측에 설치된 피스톤 어셈블리에 있어서도 슈(5)의 요동에 의해 피스톤(6)의 구형상부의 부착부와 접촉간섭하는 구상요부 (35)의 선단부의 부위에 방출부(18)를 형성하여 슈(5)의 요동각을 크게 할 수 있다.

또 피스톤(6)의 구형상부의 부착부에 방출부(18)를 형성할 수도 있으나 그 경우 구형상부를 유지하는 강도가 약화되는 경우가 있으므로 구형상부(32)가 피스톤(6)측에 형성되는 경우에는 슈 측의 구상요부의 선단에 방출부(18)를 형성하는 것이 바람직하다.

연결부재가 경사판 또는 구동축의 플랜지부에 설치되어 있는 경우에는 상술한 도 4 내지 도 7을 사용하여 설명한 슈(5)의 요동면측이 상기 경사판으로서 구성되는 것으로 파악하므로서 연결부재(2)와 피스톤의 관계를 설명할 수 있으므로 방출부를 형성하는 설명은 상기 도4 내지 도7을 사용하여 설명한 것으로 대체한다.

본 발명 피스톤 펌프및 피스톤모터에서의 축류피스톤에 있어서 슈와 피스톤의 요동각을 크게하며, 연결부재와 피스톤이 회전가능하게 연결되어 있는 연결부에 있어 연결부재와 회동피스톤의 간섭하는 부위에 방출부(18)를 형성함으로서, 피스톤과 상대적으로 회동가능하게 연결된 연결부재의 회동시에 종래의 피스톤과 연결부재를 일직선상으로 병열시킨 것과 같은 치수(규격)의 구성임에도 불구하고 연결부재와 피스톤 사이에서의 회동각을 크게 할 수 있으므로 실린더의 흡인용량을 증대시킬 수 있다. 이 때문에 같은 크기의 유압펌프라 해도 토출용량을 크게 할 수 있어 이는 본 발명에서의 축류피스톤식 유체기계로서 종래의 크기의 유압펌프와 같은 출력의 유압펌프에 대하여 소형의 유압펌프로 대응할 수 있게 된 것이다.

또 상기 방출부(18)의 형성으로 슈(5)의 구(球)중심에서 슈 슬라이딩 운동면까지의 거리를 단축할 수 있고, 또는 피스톤(6) 선단부에 구형상부가 형성되어있는 경우에는, 동 구형상부의 중심에서 피스톤 본체까지의 거리를 단축할 수도 있다. 이는 슈(5)의 최대회동각을 크게 할수 있는 것으로서, 슈와 슈 슬라이딩 운동면 까지의 거리가 변동되지 않으므로 회동에 의하여 슈의 진동이 크게 될 수도 없고 또한 구형상부의 장착강도를 그대로 유지할 수가 있다. 또한 이에 의하여 유압펌프, 유압피스톤의 전길이에 대하여 그 길이를 단축할 수가 있다.

즉, 상기 연결부재에 형성한 구형상부의 구중심에서 슈 슬라이딩 운동면 또는 경사판 또는 플랜지부까지의 거리를 짧게 하거나 또는 피스톤 선단부의 구형상부의 구(球)중심에서 피스톤 본체까지의 거리를 짧게 하므로서 경사판(4)의 경사각을 크게 하거나 또는 사축식(斜軸式)의 축경사각(軸傾斜角)을 크게 함으로 유압피스톤, 유압모터의 전 길이를 단축할 수 있는 축류피스톤식 유체기계를 제공할수 있다.

본 발명은 상기 연결부재와 피스톤과의 간섭부위로서 연결부재측에서 피스톤의 일부가 접촉되는 부위, 또는 피스톤측에서 연결부재의 일부가 접촉되는 부위로서 그 부위를 확인할 수가 있으며, 또 방출부의 형성은 상기 접촉하는 부위에 환상의 홈 또는 외주면위를 모따기등으로 절삭하여 형성할 수 있어 연결부재와 피스톤 사이에서의 회동각을 크게 할 수 있으며, 본 발명에 의해 연결부재에 형성한 구형상부의 구중심에서 슈 슬라이딩 운동면, 또는 경사판 이나 플랜지부 까지의 거리를 단축할 수 있고,

청구항 2에 관한 발명은 청구항 1의 사항에 부가하여 연결부재가 경사판 위를 슬라이딩 운동하는 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤이다.

본 발명에서는 연결부재가 경사판 위를 슬라이딩 하도록 형성된것을 특징으로 한 것으로서, 경사판식의 축류 피스톤펌프 또는 모터에 있어서의 경사판부의 구성으로서 특정지울 수 있는 특징이 있다.

청구항 3에 관한 발명은 청구항 1의 사실에 부가하여 연결부재(2)가 슈(5)인 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 연결부재로서의 경사판(4)과는 별개체로 구성된 슈(5)를 이용하는 것을 한정한 것이다. 동 슈(5)의 구성으로는 상기 종래의 기술로서 설명한 슈의 구성을 그대로 이용할 수 있는 특징이 있다.

청구항4에 관한 발명은 청구항 3의 사항에 부가하여 피스톤 선단부에 구상요부(35)가 형성되고 상기 슈(5)에 구형상부(32)가 형성되어 이루어지며 상기 구형상부(32)가 상기 구상요부(35)에 수용되며 상기 구상요부(35)의 선단부를 축경(縮徑)방향으로 변형시킴으로서 피스톤(6)과 슈(5)가 연결되는 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 슈(5)측에 구형상부(32)를 구비하고 피스톤(6)의 선단부에 동 구형상부(32)를 수용하는 구상요부(35)를 구비한 구성으로 한정한 것이다. 슈(5) 및 피스톤(6)으로서 상기 종래 기술로서 설명한 슈 및 피스톤을 사용할 수 있다. 다만 본 발명에서는 피스톤(6) 과 슈(5)의 간섭부위에 방출부가 형성된 점에서 종래의 것과 다르다.

또 상기 슈(5)측에 구형상부(32)가 형성되어 있는 경우에 있어서는 상기 동경부(몸체지름부)(31)의 구형상부(32)측의 면에 방출부(18)를 형성하며 동 구형상부(32)와 연결하는 피스톤(6)의 구상요부(35)의 선단부와의 간섭위치를 옮길 수 있다. 이 때 방출부(18)의 형성으로서 동경부(31)의 중심축선을 중심으로 한 환상의 홈을 형성함으로서 이룰 수 있다. 또는 피스톤(6)측에 형성한 구상요부(35)의 선단부를 둘레방향에 따라 모따기등으로 절삭하여 형성하여 상기 동경부(31)의 방출부(18)와 피스톤(6)측의 구상요부(35)의 선단부와 간섭위치를 옮기어 간섭을 방지하여 슈(5)의 요동각을 크게 할수 있다.(도 5)

또는 피스톤(6) 본체와 구형상부(32) 사이의 연결부의 외주면에 환상홈을 형성하므로서 즉 방출부(18)를 형성함으로 상기 피스톤(6) 본체와 구형상부(32)와의 사이에 연결부의 강도가 유지되도록 구성한 것 이다.

청구항 5에 관한 발명은 청구항 2 내지 4의 어느 항에 기재된 사항에 부가하여 방출부(18)가 연결부재측에 형성된 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계이다.

본 발명에서는 피스톤(6)과 간섭하는 연결부재측의 간섭부위에 방출부(18)를 형성한 것으로 연결부재측에 구형상부(32)가 형성된 경우에는 동 구형상부(32)의 중심선과 동 중심상(同中心狀)으로 환상의 홈을 형성함으로서 방출부(18)를 형성하고 또 연결부재측에 피스톤(6)에 형성된 구형상부(32)를 수용하는 구상요부(35)를 형성하고 있는 경우에는 동 구상요부(35)의 선단부 외주면을 모따기되게 절삭하여 방출부(18)를 형성하여 간섭을 방지할 수 있다.

청구항 6에 관한 발명은 청구항 1의 사항에 부가하여 방출부(18)를 피스톤(6)측에 형성되는 사항을 한정한 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계로서 본 발명에서 연결부재측에 구형상부(32)가 있는 경우에 있어서 동 구형상부(32)를 연결하는 피스톤(6)측의 구상요부(35) 선단부에 방출부(18)를 형성하므로서 피스톤(6)과 슈(5)와의 간섭위치를 옮길 수 있다.

또한 도6에서와 같이 피스톤(6)측에 구형상부(32)가 형성된 피스톤 어셈블리에 있어서는 피스톤(6)본체에서 구형상부(32)에의 연결부 외주면에 방출부(18)를 형성할 수 있다. 또 이때 동 연결부 외주에 방출부(18)를 형성함으로서 연결부재와피스톤(6)의 결합부에서 펌프의 작동시에 회전운동에 견디는 지름(徑)이상으로 방출부(18)를 형성하지 않토록 구성한 것으로 본 발명에서의 방출부(18)의 형성은 상기 청구항 5에 설명한 것과 동일하게 환상홈, 외주면을 모따기등으로 절삭하여 형성할 수 있는 특징이 있다.

Claims (6)

1. 축류피스톤·펌프(axial piston pump)나 모터 등의 유체기계에 있어서,

   피스톤(6)과 상대적으로 회전운동이 가능하게 연결된 연결부재(2)의 회전운동시에 있어 연결부재(2)와 피스톤(6)과의 간섭부위에 방출부(18)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 연결부재(2)가 경사판(4) 위를 슬라이딩 운동하는 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계.
3. 제1항에 있어서, 상기 연결부재(2)가 슈(5)인 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계.
4. 제3항에 있어서, 상기 피스톤 선단부에 구상요부(35)가 형성되고 상기 슈 (5)에 구형상부(32)가 형성되어 있으며 상기 구형상부(32)가 상기 구상요부(35)에 수용되어 상기 구상요부(35)의 선단부를 축경(縮徑)방향으로 변형시키어 피스톤(6)과 슈(5)가 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계.
5. 제2항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서, 방출부(18)가 연결부재측에 형성된 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계.
6. 제1항에 있어서, 상기 방출부(18)가 피스톤(6) 측에 형성된 것을 특징으로 하는 축류피스톤식 유체기계.