KR20050032623A

KR20050032623A - 기다란 피스톤을 갖는 유압기계

Info

Publication number: KR20050032623A
Application number: KR1020057003519A
Authority: KR
Inventors: 이. 글리스만 베르논; 이. 글리스만 케이트; 알. 우로나 매튜
Original assignee: 토르벡 인코포레이티드
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2005-04-07
Also published as: AU2003265692B2; CA2494996A1; AU2003265692A1; EP1546559A4; WO2004020827A2; CN100406726C; US20040042906A1; JP4350038B2; CA2494996C; EP1546559A2; WO2004020827A3; MXPA05002282A; BR0313882A; KR100659682B1; CN1688812A; AU2003265692B8; JP2006510833A

Abstract

보다 소형이고 보다 경량인 유압 펌프/모터는 각각의 실린더의 축방향 길이와 실질적으로 동일하고 그 내부에서 왕복동하는 몸체 부분을 갖는 피스톤에 의해 상당히 개선된 체적 효율을 제공한다. 각각의 실린더 둘레에 형성되고 반경방향으로 그 벽을 가로질러 횡단하는 복수의 윤활 채널은, 각각의 피스톤의 전체 스트로크 동안에 그 축상 원통체에 의해 항상 거의 완전하게 폐쇄되도록 각각 위치된다. 각각의 윤활 채널은 상호연결되어 실린더 블록 내부에 전체적으로 하나의 연속하는 윤활 통로를 형성하며, 유체 "주입구" 또는 유체 "배출구" 통로에 의해 연결되지 않는다. 윤활 채널은 각각의 실린더의 밸브 단부로부터 들어와서 각각의 실린더의 원통형 벽과 각각의 피스톤의 축상 원통체 사이를 통과하는 유체의 최소 유동에 의해서만 보충된다. 상기 각각의 실린더의 개방 단부 근처에 각각 위치되는 복수의 밀봉 부재는 윤활 통로로부터 블로바이를 실질적으로 제거하며, 이로 인해 체적 효율이 상당히 증가된다.

Description

기다란 피스톤을 갖는 유압기계 {LONG-PISTON HYDRAULIC MACHINES}

본 발명은 실린더 내에서 왕복동하는 기다란 피스톤을 갖는 유압 펌프/모터 기계에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 이러한 피스톤의 헤드와 펌프/모터의 회전사판(swash-plate) 사이의 접촉을 유지하는 동안에 이들 피스톤을 윤활시키는 시스템에 관한 것이다.

유압 펌프 및 모터는 공지되어 있고 널리 사용되고 있으며, 실린더 블록에 형성되는 각각의 실린더에 장착되고 구동 부재의 회전축을 중심으로 하여 제1 반경 거리를 두어 원주방향으로 위치되는 황복동 피스톤을 갖는다. 이들 펌프/모터 기계 중 다수는 변위가 가변될 수 있고, 대개 2가지의 기본 설계로 된다. 즉, (a) 임의의 피스톤은 다양하게 경사지지만 고정되는 회전사판에 대하여 회전하는 실린더 블록 내에서 왕복동하거나 (b) 이들 피스톤은 다양하게 경사지고 회전되며 회전(그리고 경동)하는 로터의 표면을 슬라이드하는 비회전(그러나 경동하는) 워블러(wobbler)를 포함하도록 대개 분할된 회전사판에 대하여 왕복동한다. 본 명세서에서는 본 발명이 상기 2가지 설계 모두에 적용 가능하지만, 특히 후자의 기계에 대한 개선과 관련하여 설명하기로 한다.

고정된 실린더 블록을 구비하는 유압기계는 중량의 회전하는 실린더 블록을 지지하고 보호해야 하며 회전사판 워블러의 장착 및 지지가 항상 주요 문제가 되는 기계보다 훨씬 경량이고 소형으로 제작될 수 있다. 고압/고속 운전을 위해, 워블러는 비회전 피스톤과 워블러 사이의 상대 동작이 비원형 경로를 따를 수 있도록 지지되어야 한다. 또한, 실린더 블록이 고정된 기계는 기존에는 각각의 피스톤의 일 단부를 경동-비회전(nutating-but-not-rotating) 워블러와 상호연결시키기 위해 "도그본(dog-bone)" 연장 로드(즉, 2개의 구형 단부를 가지는 로드)를 사용하였다. 도그본의 한쪽 구형 단부는 피스톤의 헤드 단부에 피벗식으로 장착되고, 다른 쪽 구형 단부는 일반적으로 회전사판 워블러에 항상 유지되어야 하는 피벗식으로 장착되는 통상적인 "슈(shoe)"에 의해 커버된다. 이러한 부재는 상당히 복잡한 구성이며 이들 기계의 회전하는 회전사판의 제조 비용을 증가시킨다.

또한, 도그본 로드는 간혹 각각의 피스톤의 일 단부와, 회전식 실린더 블록을 가지는 유압기계의 경사진(그러나 회전하지 않는) 회전사판을 상호연결하는데 사용된다. 그러나, 대부분의 상기 종류의 유압기계는 상기와 같은 도그본 대신에, 일 단부에 각각이 구형 헤드를 가지며(마찬가지로 통상적인 피벗식으로 장착되는 슈 부재에 의해 커버됨) 회전사판의 비회전 편평면과 효과적으로 접촉하는 기다란 피스톤을 사용한다. 이러한 기다란 피스톤은 피스톤이 최대 스트로크인 동안에도 각각의 피스톤의 축상 원통체(axial cylindrical body)의 상당한 부분이 항상 각각의 실린더 벽에 의해 지지되어 있도록 설계된다. 이러한 기다란 피스톤에 대한 추가적인 지지는, 피스톤이 그들의 실린더 블록에 대하여 회전될 때에 경사지고 비회전인 회전사판 전체를 슬라이딩하기 때문에 각각의 구형 피스톤 헤드의 측방 변위가 최소로 되도록 설계된다.

일반적으로, 이들 기다란 피스톤은 왕복동 피스톤이 고압 유체에 의해 구동됨에 따라 각각의 실린더 벽과 각각의 피스톤 몸체의 외주 사이에 고압 가스가 밀려들어가는, 이른바 "블로바이(blow-by)"에 의해 주로 윤활된다. 이러한 블로바이는 실린더 벽과 피스톤의 기다란 원통체 사이에 충분한 유체의 유동을 허용하는 간극이 있는 경우에만 양호한 윤활 효과를 제공하며, 양호한 윤활을 보장하기에 충분한 블로바이도 간혹 펌프 또는 모터 기계의 체적 효율에 부정적인 영향을 준다. 예를 들어, 10 입방인치의 기계는 블로바이를 위해 분당 4갤런이나 되는 유체를 사용할 수 있다. 블로바이를 감소시키기 위해 간극이 보다 작은 것을 사용할 수도 있지만, 간극의 감소는 적절한 윤활의 필요에 따라 제한된다.

이하에 설명하는 본 발명은 상기와 같은 기다란 피스톤을 갖는 기계의 체적 효율을 개선하는 동시에, (a) 피스톤의 적절한 윤활 및 (b) 피스톤과 회전사판 사이의 접촉을 유지시키기 위해 사용되는 장치의 단순화를 위한 것이다.

도 1은 고정된 실린더 블록 및 경사도가 고정된 회전/경동 회전사판을 구비한 유압기계의 부분단면도로서, 실린더 블록 및 피스톤/회전사판 인터페이스가 통합되어 있는 것을 나타낸다.

도 2는 도 1 및 도 3에 나타낸 유압기계에서 가상평면 2-2를 따라 취하고 일부 부품을 생략하여 나타낸 고정된 실린더 블록의 부분단면도이다.

도 3은 고정된 실린더 블록 및 경사도가 가변되는 회전/경동 회전사판을 구비한 유압기계의 부분단면도로서, 실린더 블록 및 피스톤/회전사판 인터페이스가 통합되어 있는 것을 나타낸다.

도 4A 및 도 4B는 도 1 및 도 3에 나타낸 회전사판 및 피스톤 슈 홀드-다운 어셈블리에서 회전사판이 +25°경사졌을 때의 부분단면도로서, 피스톤의 헤드 단부, 슈, 및 스페셜 와셔의 상대 위치, 그리고 회전사판의 편평면에 대하여 각각의 슬라이딩 슈를 편향시키는 스프링 탄지된 홀드-다운 부재를 나타내는 것이며, 도 4A는 도 3의 가상평면 4A-4A를 따라 취한 것이고, 도 4B는 도 4A의 가상평면 4B-4B를 따라 취한 것이다.

도 5A 및 도 5B, 도 6A 및 도 6B, 도 7A 및 도 7B는 회전사판이 3가지의 경사도, 즉 +15°, 0°, -25°로 작동되고 있을 때를 각각 나타내는, 도 4A 및 도 4B와 동일한 도면이다.

도 8은 도 1 및 도 3에 나타낸 것과 유사한 다른 유압기계의 하나의 실린더 및 피스톤을 나타내는 부분확대 단면도로서, 피스톤 슈에 대하여 탄지된 홀드-다운 어셈블리의 간소화된 제2 실시예를 나타낸다.

본 발명은 2개의 상이한 유압기계에 관한 것이다. 양자 모두 고정된 실린더 블록 및 회전/경동 회전사판의 바람직한 형태를 갖는다. [그러나, 당업자는 본 발명이 회전하는 실린더 및 유압기계의 구동 부재에 대하여 회전하지 않는 회전사판을 갖는 유압기계에도 적용 가능하다는 것을 이해하여야 한다.] 각각의 설명하는 유압기계는 펌프 또는 모터로서 작동할 수 있다. 한쪽은, 기계의 구동 부재에 의해 항상 회전하는 동안, 상기 구동 부재의 축에 대하여 소정의 각도로 경사를 이루어 고정되는 회전사판을 가져서, 피스톤이 항상 최대로 설정된 스트로크로 움직이도록 되어 있다. 다른 쪽 기계의 회전사판은 각각의 방향으로 최대로 이동할 수 있는 범위에서 피스톤의 스트로크를 제어하기 위해 종래 공지된 방식으로 각도 범위 내에서 변화될 수 있는 경사를 갖는다.

각각의 기계에서, 각각의 피스톤은 왕복동 각각의 실린더의 실질적으로 축방향 길이만큼의 길이가 바람직한 축상 원통체를 가지는 기다란 피스톤이다. 바람직하게, 각각의 피스톤은 또한 통상적인 방식으로 피벗되는 슈 및 비교적 간단한 장치에 의해 기계의 회전사판의 편평면과 효과적으로 슬라이딩 접촉이 유지되는 구형 헤드 단부를 갖는다. 각각의 원통형 피스톤 몸체의 축방향 길이는 항상 피스톤의 구형 제1 단부의 측방 변위를 최소화할 수 있도록 선택된다. 그러므로, 각각의 피스톤이 최대 스트로크로 전진되는 경우에도 피스톤 몸체의 여전히 각각의 실린더 내부에 지지되는 부분은 피스톤의 전진된 구형 단부가 회전사판의 회전/경동 편평면과 슬라이딩 접촉되어 있는 경우에는 그 측방 변위가 최소화되도록 하기에 충분하다.

본 발명에 따르면, 각 기계의 실린더 블록 내부에 형성되는 각각의 실린더에는 각각의 실린더의 원통형 벽에 형성되는 각각의 윤활 채널이 제공된다. 이러한 윤활 채널는, 피스톤이 각각의 실린더 내에서 왕복동하는 동안에 항상 각각의 윤활 채널이 그 전체 스트로크 동안에 피스톤의 축상 원통체에 의해 실질적으로 폐쇄되어 있도록 위치된다. 각각의 윤활 채널은 외주에 형성되며 각각의 실린더를 반경방향으로 가로질러 횡단하는 것이 바람직하다.

각 기계의 고정된 실린더 블록에는 전술한 윤활 채널 각각을 상호연결하는 추가의 복수 개의 통로가 형성된다. 모든 윤활 채널의 상호연결은 서로 하나의 연속하는 윤활 통로를 실린더 블록 내에 형성한다. 이러한 연속하는 윤활 통로는 실린더 블록 내부 전체에 형성되며, 실린더가 구동 부재의 회전축을 중심으로 하여 정렬되어 있으므로 각각의 실린더를 가로지르며 실질적으로 동일한 반경 거리로 외주상에 정렬되는 것이 바람직하다.

[주: 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위해, 각각의 피스톤은 축상 원통체 부분 및 구형 헤드 단부를 가지며, 각각의 실린더는 밸브 단부 및 각각의 피스톤의 구형 헤드 단부가 항상 전진되어 벗어나는 오픈 헤드부를 갖는 것으로 설명한다.] 바람직한 실시예에서, 전술한 바와 같은 연속하는 윤활 통로는 유체 "주입구" 통로 또는 유체 "배출구" 통로에 의해 연결되지는 않지만, 대신에 기계가 작동하는 동안 항상 피스톤의 원통형 몸체 부분에 의해 실질적으로 폐쇄된다. 작동하는 동안, 윤활 통로는 대부분 각각의 실린더의 밸브 단부에서 들어간 후 각각의 실린더 벽과 각각의 구동되는 피스톤의 몸체 부분의 외주 사이를 통과하는 고압 유체의 초기 블로바이에 의해 순간적으로 채워진다. 이러한 블로바이는 연속하는 윤활 통로 내부를 항상 효과적으로 고압을 유지시킨다. 각각의 실린더의 개방 단부 근처에 각각 위치되는 복수의 밀봉 부재는, 각각의 피스톤의 몸체 부분과 각각의 실린더의 개방된 헤드 부분 사이에서 블로바이를 실질적으로 제거하기 위해 비교적 완벽한 밀봉을 제공하며, 이로 인해 윤활 통로로부터 최소의 블로바이만이 실린더의 개방 단부를 지나서 빠져나가도록 한다.

그럼에도 불구하고, 폐쇄된 연속적인 윤활 통로 내의 윤활 유체는 피스톤의 왕복동에 따른 각각의 실린더 내의 일정하게 변화하는 압력에 의해 일정하게 이동한다. 즉, 각각의 실린더 압력이 각각의 피스톤의 복귀 스트로크에서 저압으로 감압됨에 따라, 폐쇄된 유체 통로 내의 고압 유체는 다시 각각의 실린더 벽과 각각의 피스톤 몸체의 외주 사이로 유도되어 각각의 실린더의 감압된 밸브 단부로 이동한다. 그러나, 이러한 2차 블로바이는 급기 펌프에 의해 폐루프(closed loop) 유압 시스템에 보충될 섬프(sump)로 복귀되지 않는다. 그 대신, 이러한 2차 블로바이는 급기 펌프를 사용할 필요 없이 폐루프에 직접 복귀되고, 폐쇄된 연속의 윤활 통로는 각각의 승압된 실린더의 밸브 단부로부터 유사한 고압 블로바이의 유동이 유입됨으로써 즉시 보충된다.

전술한 윤활 통로는 실질적으로 블로바이를 감소시키면서 피스톤의 고속 왕복동에 대하여 적절한 윤활을 제공한다. 본 발명에 따라 제작된 상용 시작품의 성공적인 운전에서, 블로바이는 90% 감소되었다. 즉, 통상적인 상용 유압기계의 블로바이는 분당 4-5갤런인데 반해, 본 발명의 시작품의 블로바이는 분당 0.5-0.7갤런이었으며, 이로 인해 본 발명의 유압기계의 체적 효율이 상당히 증대되는 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 실린더 블록이 고정된 유압기계는 동일한 사양의 통상적인 실린더 블록이 회전하는 유압기계에 비해 소형 경량으로 제작될 수 있다. 기다란 피스톤의 개선된 윤활 결과에 따라, 본 발명은 자동차에 요구되는 고속/고압의 사양을 만족시키기 위해 이러한 소형 경량의 설계를 이용하는 것을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 유압기계의 여러 가지 회전하는 회전사판에 대하여 상당히 간소화된 지지 어셈블리가 만족된다. 본 발명의 지지 어셈블리 각각은 (a) 각각의 피스톤의 외측 단부와 통상적인 회전/경동 회전사판의 경동만 하는(nutating-only) 워블러 부분 사이에 일반적으로 장착되는 도그본을 생략할 수 있고, (b) 통상적인 회전/경동 회전사판의 경동만 하는 워블러 부분도 생략할 수 있다. 그 대신, 통상적인 슈는 각각의 피스톤의 구형 헤드에 직접 장착되어, 최소한의 스프링 바이어스에 의해 회전사판의 로터 부분의 편평면과 효과적인 스라이딩 접촉을 유지이 유지되며, 상기 최소한의 스프링 바이어스는 펌프의 실린더의 밸브 단부에서 유체의 압력의 부재 하에 효과적으로 슬라이딩 접촉하도록 하는 힘이다.

이하에서 2가지의 간소화된 지지 메커니즘을 설명한다. 첫 번째의 간소화된 지지 메커니즘은, 펌프의 구동 부재의 회전축을 중심으로 하여 원주상에 위치되는 코일스프링에 의해 편향되는 홀드-다운(hold-down) 플레이트 어셈블리를 포함한다. 두 번째의 지지 메커니즘은 보다 간단하며, 각각의 피스톤의 몸체 부분과 각각의 실린더의 밸브 단부 사이에 각각 위치되는 복수의 스프링에 의해 제공되는 최소한의 바이어스에 의해 각각의 피스톤의 구형 헤드에 직접 장착되는 통상적인 슈를 포함할 뿐이다. 후자의 지지 메커니즘은 전자의 메커니즘에 비해 조립은 약간 더 난해하지만, 상당히 간단하고, 경량이며, 제조비용이 저렴하다.

본 발명의 중요한 특징은 동일한 사양을 갖는 통상적인 유압기계에 비해 보다 경량이고 소형인 유압기계를 제공하는 것이지만, 또한 기계의 무게 및 크기를 감소시키며 제조비용을 저감시키고 조립을 간소화하면서 보다 큰 체적 효율을 갖는 유압기계를 제공하는 것이기도 하다.

본 발명이 적용되는 유형의 유압기계의 작동은 공지되어 있으므로, 이에 대하여는 상세하게 설명하지 않는다.

<유압 모터>

도 1을 참조하면, 유압 모터(10)는 내부에 각각 짝을 이루는 복수의 피스톤(16)이 그 후퇴 위치와 전진 위치 사이에서 왕복동하는 복수이 실린더(14)(하나만 도시함)를 갖는 복수의 고정된 실린더 블록(12)을 포함한다. 각각의 피스톤은 기다란 축상 원통체(22)의 일 단부에 있는 네크(neck)(20) 상에 장착되는 구형 헤드(18)를 가지며, 바람직한 실시예에서, 각각의 피스톤의 기다란 원통체(22)는 각각의 실린더(14)와 그 길이가 실질적으로 동일하다.

각각의 구형 단부(18)는 구동 부재, 즉 기계의 샤프트(30)에 고정되는 로터(28)의 표면 상에 형성되는 편평면(26)에 걸쳐 슬라이드되는 각각의 슈(24) 내부에 끼워진다. 샤프트(30)는 실린더 블록(12)의 중심에 있는 보어(31) 내의 베어링에 지지된다. 고정된 로터(28)의 편평면(26)은 구동 샤프트(30)의 축(32)에 대하여 소정의 최대 각도(예를 들어 25°)로 경사져서 적절한 스러스트 베어링 어셈블리(35)에 의해 지지된다.

실린더 블록(12)의 좌측 단부 상에 캡으로서 볼트에 의해 고정되는 모듈형 밸브 어셈블리(33)는 실린더(14)에 출입하는 유체의 전달을 조절하는 복수의 스풀 밸브(34)(하나만 도시함)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 유압기계는 펌프 또는 모터로서 작동한다. 바람직한 실시예에서, 도 1에 나타낸 각도 고정 회전사판 기계는 모터로서 작동한다. 그러므로, 구동 샤프트(30)의 제1 반회전 동안, 주입구(36)로부터 고압의 유체가 포트(37)를 통해 각각의 실린더(14)의 밸브 단부에 들어가서 각각의 피스톤을 그 후퇴 위치로부터 완전히 전진된 위치로 구동시키고, 제2 반회전 동안, 각각의 피스톤이 완전히 후퇴된 위치로 복귀함에 따라 저압 유체가 각각의 실린더로부터 포트(37) 및 유체 배출구(39)를 통해 회수된다.

공지된 방법에서, 유체 주입구(36) 및 배출구(39)는 적절한 "폐루프" 배관을 통해 짝을 이루는 유압 펌프(예를 들어 도 3에 나타낸 펌프(110)로서, 후술함)와 바람직하게 연결되어, 유체 압력이 구형 단부(18) 및 각각의 슈(24)를 편평면(26)에 대하여 항상 편향시키도록 한다. 각각의 피스톤의 일련의 전진 및 후퇴는 로터(28)가 구동 샤프트(30)를 회전시키도록 한다. 편평면(26)은 최대 경사도로 고정되어, 주입구(36) 및 배출구(39)를 통해 폐루프를 순환하는 유압 유체의 유동량이 비교적 적은 경우, 피스톤(16)이 비교적 저속으로 왕복동하여 구동 샤프트(30)가 비교적 저속으로 회전되도록 한다. 그러나, 폐루프를 순환하는 유체의 유동량이 증가하면, 피스톤의 왕복동 속도가 따라서 증가하여 구동 샤프트(30)의 회전 속도를 증가시킨다. 자동차의 속도 또는 압력(예를 들어 4000rpm 또는 4000psi)으로 작동되는 경우, 피스톤의 윤활은 임계 상태가 되고, 블로바이 손실 또한 상당히 증가될 수 있다. 실린더 블록(12)은 상기와 같은 윤활의 요구 및 블로바이 손실의 저감을 달성하기 위해 본 발명에 의해 변경되었다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 각각의 실린더의 원통형 벽은 그 외주에 형성되는 각각의 윤활 채널(40)에 의해 반경방향으로 가로질러 횡단된다. 복수의 통로(42)는 모든 윤활 채널(40)을 상호연결하여 실린더 블록(12) 내에 연속하는 윤활 통로를 형성하도록 한다. 각각의 윤활 채널(40)은 각각의 피스톤의 전체 스트로크 동안에 각각의 피스톤(16)의 축상 원통체(22)에 의해 실질적으로 폐쇄되어 있다. 즉, 각각의 원통체(22)의 외주는 항상 각각의 윤활 채널(40)을 감싸는 벽으로서 작용한다. 따라서, 피스톤(16)이 최대 스트로크로 왕복동하는 경우에도, 모든 윤활 채널(40)을 상호연결하여 연속하는 윤활 통로는 실질적으로 폐쇄되어 있다. 연속하는 윤활 통로(40, 42)는 도 2에 나타낸 바와 같이 간단하고 경제적으로 실린더 블록(12) 내에 형성되며, 도면에서는 이해를 돕기 위해 유체 채널 및 연결 통로의 상대적인 크기가 강조되어 있다.

유압 모터(10)의 작동 중, 상호연결된 모든 윤활 통로(40)는 주입구(36)로부터 포트(37)를 통해 각각의 실린더(14)에 들어오는 고압의 블로바이에 의해 거의 순간적으로 충전되어 실린더 벽과 피스톤(16)의 외주 사이로 보내진다. 각각의 윤활 채널(40)로부터의 윤활 유체의 손실은 각각의 실린더(14)의 개방 단부 근처에 위치되는 서라운딩 시일(surrounding seal)(44)에 의해 제한된다. 그럼에도 불구하고, 윤활 채널(40)의 이러한 폐쇄되어 연속하는 윤활 통로 내의 윤활 유체는, 피스톤의 왕복동에 따라 피스톤 운동 및 구동 샤프트(30)의 회전의 각각의 1/2 사이클에서의 압력 변화에 응답하여 2차 블로바이에 의해 적절하게 연속적으로 유동한다. 각각의 피스톤(16)의 복귀 스트로크에 따라 각각의 실린더(14) 내의 압력이 저압으로 강하됨으로써, 폐쇄된 윤활 통로(40, 42) 내의 고압 유체는 각각의 실린더(14)와 각각의 피스톤(16)의 몸체 부분(22)의 외주 사이를 다시 경유하여 감압된 각각의 실린더(14)의 밸브 단부로 유동한다.

그러나, 당업자는 전술한 실린더(14)로 회귀하는 2차 블로바이가 "손실"이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 그 대신, 펌프와 모터를 상호연결하는 공지된 유압 유체 폐루프로 즉시 복귀한다. 또한, 이러한 2차 블로바이는 섬프(sump)로 복귀하지 않으므로, 급기 펌프에 의해 폐루프 유압 시스템을 보충할 필요가 없다. 최종적으로, 폐쇄된 연속하는 윤활 통로(40, 42)는 승압된 각각의 실린더의 밸브 단부로부터 유사한 고압의 블로바이 유동이 들어감으로써 즉시 보충된다.

전술한 바와 같이, 모든 윤활 채널(40)을 상호연결하는 폐쇄된 연속 윤활 통로(42)로부터의 블로바이 손실은 최소로 된다. 즉, 각각의 실린더(14)의 단부에 있는 시일(44)을 지나 폐쇄된 연속 윤활 통로로부터 유출되는 유체의 유동은 최소로 될 수 있다. 그러나, 이러한 최소의 블로바이는 각각의 피스톤(16)의 반대쪽 단부 근방에서 들어가는 유사한 블로바이의 유동에 의해 즉시 보충된다.

전술한 윤활 장치는 상당히 간단할 뿐 아니라 유압기계의 피스톤/회전사판 인터페이스 장치도 간소화하여 제조비용 및 운전비용을 더욱 저감시킨다.

유압 모터(10)의 설명을 마무리함에 있어서, 도 1에 나타낸 피스톤/회전사판 인터페이스 장치는, (a) 통상적인 니들 및 스러스트 베어링을 사용하는 구동 샤프트(30) 상에 장착되는 로터(28), 및 (b) 피스톤 슈(24)를 로터(28)의 회전 및 경동하는 편평면(26)과 연속적으로 접촉하도록 하는 간단한 스프링 탄지식 홀드-다운 어셈블리만을 포함한다. [주: 본 발명의 간소화된 피스톤/회전사판 인터페이스 어셈블리에 대한 2가지 실시예는 이하에서 별도로 상세하게 설명한다.]

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 홀드-다운 어셈블리의 제1 실시예는 샤프트(30)를 중심으로 하여 위치되며 축(32)을 중심으로 하여 실린더 블록(12)의 둘레에 형성되는 적절한 크레비스(crevice)(52) 내에 수용되는 코일스프링(50)을 포함한다. 스프링(50)은 샤프트(30) 및 축(32)을 중심으로 하여 원주상에 위치되는 홀드-다운 부재(54)를 탄성적으로 지지한다. 홀드-다운 부재(54)에는 각각이 피스톤(16) 각각의 네크(20)를 감싸는 복수의 개구부가 제공된다. 홀드-다운 부재(54)와 각각의 피스톤 슈(24) 사이에는 스페샬 와셔(56)가 각각 위치된다. 각각의 와셔(56)는 각각의 슈(24)의 외주와 접촉하여 슈가 항상 로터(28)의 편평면(26)과 접촉을 유지하도록 하는 연장부(58)를 갖는다.

윤활 및 피스톤/회전사판 인터페이스 모두를 대폭 간소화한, 전술한 유압 모터는 효율적이고, 제조가 용이하며, 운전이 경제적이다.

<가변 유압 펌프>

도 3은 본 발명에 따른 유압기계의 바람직한 제2 실시예를 나타낸다. 가변 유압 펌프(110)는 도 1에 나타내고 전술한 유압 모터(10)의 실린더 블록(12)과 동일한 모듈형의 고정된 실린더 블록(112)을 포함한다. 실린더 블록(112)은 각각 짝을 이루는 복수의 피스톤(116)이 그 후퇴 위치와 가변 전진 위치(최대 전진은 피스톤(116')의 위치로 나타냄) 사이에서 왕복동하는 복수이 실린더(114)(하나만 도시함)를 갖는다. 각각의 피스톤은 기다란 축상 원통체(122)의 일 단부에 있는 네크(20) 상에 장착되는 구형 헤드(118)를 가지며, 바람직한 실시예에서, 각각의 피스톤의 기다란 원통체(122)는 각각의 실린더(114)와 그 길이가 실질적으로 동일하다. 각각의 구형 단부(118)는 구동 부재, 즉 샤프트(130)에 피벗식으로 부착되며, 상세하게 후술하는 로터(28)의 표면 상에 형성되는 편평면(126)에 걸쳐 슬라이드되는 각각의 슈(124) 내부에 끼워진다. 샤프트(130)는 실린더 블록(112)의 중심에 있는 보어(131) 내의 베어링에 지지된다.

유압 모터(10)에 관하여 전술한 것과 유사한 방식으로, 가변 펌프(10)에도 모듈형 실린더 블록(112)의 좌측 단부 상에 캡으로서 볼트에 의해 고정되는 모듈형 밸브 어셈블리(133)가 제공되며, 마찬가지로 실린더(114)에 출입하는 유체의 전달을 조절하는 복수의 스풀 밸브(134)(하나만 도시함)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 유압기계는 펌프 또는 모터로서 작동한다. 본 바람직한 실시예에 있어서, 도 3에 나타낸 각도 가변 회전사판 기계(110)는 펌프로서 작동되며, 구동 샤프트(130)는 주 구동부(미도시), 즉 차량의 엔진에 의해 구동된다. 그러므로, 구동 샤프트(130)의 제1 반회전 동안, 각각의 피스톤(116)이 전진 위치로 이동되면 순환하는 유압 유체의 "폐루프"로부터 주입구(136)를 통해 저압의 유체가 포트(137)로 들어가서 각각의 실린더(14)로 유입된다. 제2 반회전 동안, 각각의 피스톤(116)은 완전히 후퇴된 위치로 복귀되어 고압 유체를 포트(137)로부터 배출구(139)를 통해 유압 폐루프로 보낸다. 그리고, 고압의 유체는 적절한 폐루프 배관(미도시)을 통해 짝을 이루는 유압 모터, 예를 들어 전술한 모터(10)에 전달되어, 상기 짝을 이루는 피스톤이 공지된 방식으로 전달되는 고압 유체의 용적(분당 갤런)을 가변시키는 속도로 이동되도록 한다.

다시 설명하자면, 모듈형 실린더 블록(112)은 전술한 실린더 블록(12)과 동일하게 구성된다. 즉, 각각의 실린더(114)의 원통형 벽은 그 외주에 형성되는 각각의 윤활 채널(40')에 의해 반경방향으로 가로질러 횡단된다. 복수의 통로(42')는 모든 윤활 채널(40')을 상호연결하여 실린더 블록(112) 내에 연속하는 윤활 통로를 형성한다. 가상평면 2-2를 따라 취한 실린더 블록(112)의 단면은 도 2에 나타낸 실린더 블록(12)의 단면과 동일하다.

실제로, 도 1 및 도 2에 나타낸 유압 모터(10)의 장치에 관한 본 발명의 연속하는 윤활 통로(40, 42)에 대한 전술한 내용의 대부분은, 도 3에 나타내는 유압 펌프(110)의 실린더 블록(112) 내의 연속하는 윤활 통로(40', 42')의 작동에 대등하게 적용되며, 각각의 실린더(114)의 개방 단부 근처에 위치되는 서라운딩 시일(144)에 의해 각각의 윤활 채널(40')로부터 윤활 유체의 손실을 최소화시킬 수 있다. 마찬가지로, 폐쇄된 연속 윤활 통로(40', 42')내의 윤활 유체의 유동은, 피스톤의 왕복동에 따라 피스톤 운동 및 구동 샤프트(130)의 회전의 각각의 1/2 사이클에서의 압력 변화에 응답하여 2차 블로바이에 의해 적절하게 연속적으로 유동한다. 물론, 펌프(110)에서 상이한 점으로서, 각각의 피스톤(116)이 전진 위치로 이동하면 각각의 실린더(114) 내에는 보다 낮은 유체 압력이 존재하며, 각각의 피스톤(116)이 주 구동부(미도시)에 의한 구동 샤프트(130)의 회전에 의해 그 연장 위치로부터 완전히 후퇴된 위치로 이동됨에 따라 실린더 벽과 각각의 피스톤(116)의 외주 사이에 고압 유체가 유입된다.

그러나, 당업자는 전술한 실린더(114)로 회귀하는 2차 블로바이가 "손실"이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 그 대신, 펌프와 모터를 상호연결하는 공지된 유압 유체 폐루프로 즉시 복귀한다. 즉, 이러한 2차 블로바이는 섬프로 복귀하지 않으므로, 급기 펌프에 의해 폐루프 유압 시스템을 보충할 필요가 없다. 또한, 각각의 실린더(114)의 단부에 있는 시일(144)을 지나 폐쇄된 연속 윤활 통로(40', 42')로부터 유출되는 유체의 유동은 최소로 될 수 있으며, 이러한 최소의 블로바이는 각각의 피스톤(116)의 반대쪽 단부 근방에서 들어가는 유사한 블로바이의 유동에 의해 즉시 보충된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 (a) 각각의 피스톤의 외측 단부와 통상적인 회전/경동 회전사판의 경동만 하는 워블러 부분 사이에 일반적으로 장착되는 도그본을 생략할 수 있고, (b) 워블러 부분 그 자체, 및 비회전 워블러를 회전사판의 회전/경동 로터에 장착하기 위한 통상적인 장치를 생략함으로써 기계의 회전사판 장치를 간소화할 수 있다.

로터(128)는 축(132)과 직각인 축(129)을 중심으로 하여 구동 샤프트(130)에 피벗식으로 장착된다. 그러므로, 로터(128)가 구동 샤프트(130)와 함께 회전하는 동안에 축(130)에 대한 그 경사도는 0°(즉, 직각) 내지 ±25°로 가변될 수 있다. 이러한 가변 경사는 다음과 같이 조절된다. 축(129)을 중심으로 한 로터(128)의 피벗은 구동 샤프트(130)를 감싸고 축상에서 이동 가능한 슬라이딩 칼라(180)의 위치에 의해 결정된다. 조절 링크(182)는 칼라(180)를 로터(128)를 로터(128)와 연결하여, 구동 샤프트(130)의 표면을 따라 축방향으로 이동하는 칼라(180)가 로터(128)를 축(129)을 중심으로 하여 피벗하도록 한다. 예를 들어, 칼라(128)가 도 3의 우측으로 이동하면, 로터(128)의 경사는 +25°로부터 0°(즉, 직각)를 거쳐 -25°로 연속적으로 가변된다.

칼라(180)의 축방향 이동은, 요크(186)가 요크 조절 암(188)의 관절(articulation)에 의해 요크 샤프트(190)의 축을 중심으로 하여 회전됨에 따라 요크(186)의 핑커(814)에 의해 조절된다. 요크(186)는 요크 암(188)의 바닥에 연결되는 통상적인 리니어 서보 메커니즘(미도시)에 의해 동작된다. 본 바람직한 실시예에서, 요크(186) 부재의 나머지는 모두 모듈형 회전사판 하우징(192) 내부에 수납되고 요크 샤프트(190)는 하우징(192)에 고정된 베어링에 지지되며, 요크 조절 암(188)은 하우징(192)의 외부에 위치된다.

회전사판(128)은, 조절 링크(182)와 실질적으로 동일하며 마찬가지로 칼라(180)에 연결되지만 칼라(180)의 정반대쪽에 위치되는 섀도우 링크(194)에 의해 균형을 유지한다.

<피스톤 슈 홀드-다운 어셈블리>

유체의 압력은 피스톤(116)을 로터(128)의 방향으로 계속해서 편향시키고, 부하를 전달하기 위해 스러스트 플레이트(198)가 제공된다. 그러나, 자동차에 사용하기 위한 작동 속도(예를 들어 4000rpm)에서는, 피스톤 슈(124)와 로터(128)의 편평면(126) 사이에서 계속적인 접촉을 보장하기 위해 추가의 편향 부하가 필요하다. 통상적인 도그본의 생략 및 통상적인 워블러와 그에 필요한 장착 어셈블리의 생략에 관한 본 발명의 관점에서, 본 발명의 가변 유압기계는 2개의 간단한 탄성 지지식 홀드-다운 어셈블리의 사용에 의한 상기 추가의 편향 부하 제공이 가능하며, 상기 2개의 간단한 탄성 지지식 홀드-다운 어셈블리 중 하나는, 도 1에 나타낸 유압 모터와 관련하여 설명한 것과 유사하다.

< (a) 단일 스프링 지지식 홀드-다운 어셈블리>

이하에서 설명하는 홀드-다운 어셈블리에 대한 본 발명의 제1 실시예는 도 3의 연속이지만, (a)는 도 3의 가상평면 4A-4A를 따라 취해 화살표 방향에서 본 확대도인 도 4A를 참조하고, (b)는 도 1에 나타낸 것과 동일하며 이해를 돕기 위해 부품을 생략한 확대도인 도 4B를 참조한다.

펌프(110)용 홀드-다운 어셈블리는 샤프트(130)를 중심으로 하여 위치되고 축(132)을 중심으로 하여 시린더 블록(112) 둘레에 형성되는 적절한 크레비스(152) 내에 수용되는 코일스프링(150)을 포함한다. 코일스프링(150)은 또한 샤프트(130) 및 축(132)을 중심으로 하여 원주상에 위치되는 홀드-다운 부재(154)를 탄성 지지한다. 홀드-다운 부재(154)에는 각각의 피스톤(116)의 네크(120)를 각각 감싸는 복수의 환형 개구부(160)가 제공된다. 홀드-다운 부재(154)와 각각의 피스톤 슈(124) 사이에는 복수의 스페셜 와셔(156)가 각각 위치된다. 각각의 와셔(156)는 각각의 슈(124)의 외주와 접촉하여 슈를 항상 로터(128)의 편평면(126)과 접촉하고 있도록 하는 연장부(158)를 갖는다.

회전사판 및 피스톤 슈 홀드-다운 어셈블리의 부품의 전술한 위치는 기계가 작동하는 동안에 로터(128)의 경사도가 변화됨에 따라 변화된다. 이들 상대적인 위치의 변화는 로터(128)의 여러 경사도, 즉 도 4A 및 4B의 +25°, 도 5A 및 도 5B의 +15°, 도 6A 및 도 6B의 0°, 도 7A 및 도7B의 -25°로 예시된다. [주: 당업자는 각각의 피스톤 슈(124)가 로터(128)의 편평면(126)과 접촉하는 슈(124)의 편평면 중심의 통상적인 압력 밸런싱 공동을 가지며, 각각의 슈 공동은 적절한 슈 채널(162) 및 피스톤 채널(164)을 통해 연결됨으로써 슈/로터 인터페이스에 존재하는 유체 압력이 각각의 피스톤(116)의 헤드에 있는 유체 압력과 항상 동등하도록 한다는 것을 이해하여야 한다. 피스톤 채널(164)이 각각의 피스톤(116)의 구형 헤드(118)의 중심을 통과하기 때문에, 채널(164)의 위치는 홀드-다운 어셈블리의 여러 부품의 상대 이동을 용이하게 하는데 이용될 수 있다.]

도 6A 및 6B에 나타낸 0°의 경사도에서 이들 부품의 상대적인 위치를 참조하면, 각각의 피스톤 채널(164)(각각의 피스톤(116)의 각각의 구형 헤드(118)의 중심에 있음)은 홀드-다운 부재(154)의 환형 개구부(160) 각각에 대하여 동일한 반경방향 위치를 갖는다. 회전사판(128)의 다른 경사도를 나타내는 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 0°가 아닌 모든 경사도에서, 각각의 피스톤 채널(164)의 상대적인 반경방향 위치는 각각의 개구부(160)에 대하여 상이하며, 각각의 스페셜 와셔(156)의 상대적인 위치 또한 상이하다.

이들 예시된 회전사판의 각각의 경사도에서, 9개의 개구부 각각에서의 상이한 상대적인 위치는 이들 각각의 경사도에서 로터(128)가 1회 회전 및 경동함에 따라 그 자체가 연속적으로 변화한다. 예를 들어, 도 4A에 나타낸 경사도에서, 로터(128)의 각각의 회전 중에 홀드-다운 부재(154)의 상부(즉, 12시 방향)에 있는 개구부(160)만을 통해 이동이 일어나는 것으로 하여 보면, 상부 개구부(160)에서 볼 수 있는 부품의 상대 위치는 나머지 8개의 개구부(160) 각각에 나타낸 상대 위치와 대응되도록 연속적으로 변화되게 된다.

즉, 0°가 아닌 경사도(즉, 도 7A에 나타낸 -25°)에서, 로터(128)의 각 회전 중, 각각의 스페셜 와셔(156)는 각각의 슈(124)가 로터(128)의 편평면(126) 위를 미끄러짐에 따라 동시에 홀드-다운 부재(154)의 표면 위를 미끄러지고, 이들 각각의 부품은 다른 8개의 개구부(160) 각각에서 볼 수 있는 여러 위치 각각을 통해 자체의 개구부(160)에 대하여 변화한다. 이들 상대 운동은 ±25°에서 가장 크며, 각각은 회전사판 로터(128)의 경사도 및 고정된 실린더 블록(112)의 피스톤(116) 각각의 수평 위치에 의해 그 크기가 다양한 순환 경로(렘니스케이트(lemniscate), 즉 "숫자 8"의 궤적을 나타냄)를 따른다.

그러므로, 각각의 슈(124)와 로터(128)의 편평면(126) 사이의 적절한 접촉을 보장하기 위해, 바람직한 실시예에서는, 각각의 개구부(160)의 크기는 개구부(160)의 경계가 로터(128)의 각각의 회전 중에 항상 각각의 스페셜 와셔(156)의 표면의 절반 이상과 접촉을 유지하도록 선택되며, 도 4A 내지 도 7A의 도면에 나타낸 바와 같이 스페셜 와셔(156)의 상대 위치 및 개구부(160) 각각의 경계로부터 볼 수 있는 로터(128)의 모든 경사도에 대하여 선택된다.

또한, 각각의 슈(124) 및 그와 짝을 이루는 스페셜 와셔(156)는 강화 열가소성 수지재(reinforced thermoplastic resin material)를 사용하여 제조되는 것이 바람직하다. 이들 짝을 이루는 부품은 또한 조합되어 하나의 열가소성 슈/와셔 조합을 형성하며, 슈 부분은 각각의 피스톤(16', 22)의 구형 헤드(118)를 중심으로 하여 형성되도록 제조된다. 마찬가지로, 강화 열가소성 수지를 사용함으로써 스러스트 베어링 어셈블리(35)의 비용 및 복잡성이 상당히 저감될 수 있다.

< (b) 다중 스프링 지지식 홀드-다운 어셈블리>

홀드-다운 어셈블리에 관한 본 발명의 제2 실시예는 조립이 약간 더 난해하지만, 상당히 간단하고 비용이 저렴하다. 본 제2 실시예를 본 발명에 따른 또 다른 유압기계(210)의 단일 피스톤을 부분적으로 확대하여 단면도로 도 8에 나타내었다. 피스톤(216)은 실린더(214) 내부에 고정된 모듈형 실린더 블록(212)으로서 위치된다. 실린더(214)는 외주에 형성되는 각각의 윤활 채널(40")에 의해 반경방향으로 가로질러 횡단된다. 전술한 다른 유압기계에 관하여 설명한 것과 마찬가지 방식으로, 윤활 채널(40")은 복수의 통로에 의해 다른 실린더의 유사한 채널과 상호연결되어 실린더 블록(212) 내에서 연속하는 윤활 통로를 형성한다. 마찬가지로, 각각의 윤활 채널(40")로부터 윤활 유체의 손실을 최소화하기 위해 각각의 실린더(214)의 개방 단부 근처에는 서라운딩 시일(244)이 위치된다.

고정된 실린더 블록(212)과 도 1 및 도 3에 나타낸 모듈형 실린더 블록 사이의 차이는 단지 고정된 실린더 블록(212)이 대형의 축방향 원주형 코일스프링이나 이 코일스프링을 유지하기 위한 축방향 원주형 크레비스를 포함하지 않는다는 것이다.

도시하지는 않았지만, 유압기계(210)의 고정된 모듈형 실린더 블록(212)은 고정 각도 모듈형 회전사판 어셈블리(도 1) 또는 가변 각도 모듈형 회전사판 어셈블리(도 3)에 연결될 수 있지만, 어느 경우에도 유압기계(210)는 홀드-다운 어셈블리를 보다 간소화시킨다. 특히, 본 실시예의 홀드-다운 어셈블리는 각각의 코일스프링(250)과만 조합되어 있는 각각의 피스톤(216)에 대하여 각각의 통상적인 피스톤 슈(224)만을 포함한다. 상기 각각의 코일스프링(250)은 또한 각각의 피스톤(216)과 연관된다.

각각의 피스톤 슈(224)는 전술한 제1 홀드-다운 어셈블리에 나타낸 통상적인 슈와 유사하며, 마찬가지로 피스톤(216)의 구형 헤드(218) 상에 장착되어 전술한 것과 유사한 방식으로 기계의 회전사판 로터(228)의 표면 상에 형성되는 편평면(226) 위를 슬라이드하도록 한다. 각각의 코일스프링(250)은 각각의 실린더(214)의 밸브 단부에 있는 유압 밸브 포트(237)를 중심으로 하여 둘레에 각각 배치되고 각각의 피스톤(216)의 몸체 부분 내부에 각각 위치된다.

전술한 방식에서, 각각의 슈(224)는 각각의 피스톤(216)의 수평 위치 및 축(230)에 대한 로터(228)의 경사도의 크기를 가변시키는 렘니스케이트 동작에 의해 로터(228)의 편평면(226) 위를 미끄러진다. 유압기계(210)가 정상적으로 작동하는 동안, 슈(224)는 유체 압력에 의해 회전사판의 편평면(226)과 접촉을 유지한다. 그러므로, 코일스프링(250)에 의해 제공되는 스프링 바이어스가 최소가 되지만 각각의 실린더(214)의 밸브 단부에서의 유체 압력의 부재 하에 각각의 슈(224)와 편평면(226) 사이의 슬라이딩 접촉을 효과적으로 유지하기에 여전히 충분하다.

전술한 스프링의 최소 바이어스(250)는 조립을 용이하게 할 뿐만 아니라 조립하는 동안이나 마모에 의해 발생하는 미세 먼지 및 금속 조각의 개재를 방지하기에도 충분하다. 또한, 본 제2 실시예는 매우 저렴한 부품만으로도 필요한 기능을 제공한다는 사실을 이해하여야 한다.

전술한 펌프/모터 및 본 발명의 다른 유압기계 모두는 윤활 및 피스톤/회전사판 인터페이스가 상당히 간단하고 제조비용이 비교적 저렴하기 때문에, 효과적인 작동 및 체적 효율의 증대에 필요한 부품의 수를 저감시킴으로써 한층 경제적이다.

Claims

실린더 블록 내에 형성되고 구동 부재의 회전축을 중심으로 하여 제1 반경방향 거리의 원주상에 위치되는 실린더 각각에 왕복동식으로 장착되는 복수의 피스톤을 가지며, 상기 피스톤 각각은 몸통 부분 및 헤드 단부를 갖고, 각각의 실린더는 밸브 단부 및 개방된 헤드 부분을 갖고, 상기 각각의 피스톤의 헤드 단부는 항상 상기 개방된 헤드 부분를 지나 전진되며, 상기 피스톤은 또한 소정의 최대 스트로크까지 가변되는 유압기계로서,

상기 실린더 블록 내의 상기 각각의 실린더의 원통형 벽에는 각각의 윤활 채널이 형성되고,

상기 윤활 채널 모두는 상호연결되어 상기 실린더 블록 내에서 연속하는 윤활 통로를 형성하며,

상기 각각의 윤활 통로는 상기 각각의 피스톤의 전체 스트로크 동안에 상기 각각의 피스톤의 축상 원통체에 의해 실질적으로 폐쇄됨으로써 상기 연속하는 윤활 통로가 실질적으로 항상 폐쇄되어 있는

것을 특징으로 하는 유압기계.
제1항에 있어서,

상기 폐쇄되어 연속하는 윤활 통로는 상기 실린더 블록 내부에 전체적으로 형성되고, 상기 실린더 각각을 가로질러 횡단하며(transecting), 상기 실린더가 상기 구동 부재의 회전축을 중심으로 하여 배치되도록 실질적으로 동일한 반경방향 거리의 원주상에 위치되는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제1항에 있어서,

상기 각각의 피스톤과 상기 각각의 실린더의 헤드 부분 사이에서 실질적으로 블로바이(blow-by)를 제거하기 위해 상기 각각의 실린더의 헤브 부분 근처에 위치되는 밀봉 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제1항에 있어서,

상기 폐쇄되어 연속하는 윤활 통로는 상기 각각의 피스톤의 몸체 부분과 상기 각각의 실린더의 밸브 단부 사이에서의 블로바이에 의해서만 보충되는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제1항에 있어서,

상기 폐쇄되어 연속하는 윤활 통로 내의 윤활 유체의 1차 이동은 (a) 피스톤 동작, (b) 상기 각각의 실린더 내부의 유체 압력 변화, 및 (c) 상기 각각의 피스톤과 상기 각각의 실린더의 밸브 단부 사이의 블로바이 중 하나 이상에 의한 것임을 특징으로 하는 유압기계.
제5항에 있어서,

순환하는 유압 유체의 폐루프(closed loop)와 조합되며, 상기 각각의 피스톤과 상기 각각의 실린더의 밸브 단부 사이의 블로바이는 급기 펌프를 사용할 필요 없이 상기 폐루프로 즉시 복귀되는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제1항에 있어서,

편평면을 구비하는 회전사판(swash-plate)을 더 포함하고, 상기 회전사판은 상기 구동 부재의 회전축에 대하여 경사도를 갖고, 상기 각각의 피스톤의 헤드 단부는 상기 피스톤과 상기 회전사판 사이의 모든 상대회전 동작 동안에 상기 회전사판의 편평면과 효과적인 슬라이딩 접촉을 유지하며, 상기 피스톤의 스트로크는 상기 회전사판의 경사도에 따라 결정되고, 상기 각각의 피스톤의 몸체 부분은 상기 스트로크 동안 상기 편평면과 항상 상대적인 슬라이딩 접촉을 하는 경우에 상기 피스톤의 헤드 단부의 측방향 변위가 최소화되도록 상기 각각의 실린더 내부에 지지되기에 충분한 축방향 원통 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제7항에 있어서,

상기 실린더 블록은 하우징 내에 고정되고, 상기 회전사판은 상기 구동 부재에 의해 회전되며 회전 및 경동하는(nutate) 로터를 포함하고, 상기 편평면은 상기 로터 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제8항에 있어서,

상기 회전사판의 경사도는 가변이고, 상기 피스톤의 스트로크는 상기 경사도에 따라 소정의 최대치까지 변화되는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제7항에 있어서,

상기 피스톤은 좁아진 네크(neck) 부분에 의해 상기 피스톤 몸체에 연결되는 구형(spherical) 헤드 단부를 가지며,

상기 각각의 피스톤의 구형 헤드 단부에 피벗식으로 부착되고 상기 피스톤과 상기 편평면 사이의 모든 상대 회전 동작 동안에 상기 회전사판의 편평면과 효과적인 슬라이딩 접촉이 유지되는 각각의 슬라이딩 슈, 및

상기 슬라이딩 슈를 상기 회전사판의 편평면 쪽으로 편향시키기 위한 홀드-다운(hold-down) 어셈블리

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제10항에 있어서,

상기 홀드-다운 어셈블리는

상기 슬라이딩 슈 쪽으로 편향되며 복수의 개구부를 갖되, 상기 복수의 개구부 각각의 경계는 상기 각각의 피스톤의 좁아진 네크 부분 근처에 위치되는 홀드-다운 부재, 및

상기 홀드-다운 부재와 상기 각각의 슬라이딩 슈 사이의 상기 각각의 피스톤의 좁아진 네크 부분을 중심으로 하여 끼워지며, 각각이 상기 슬라이딩 슈 각각과 그 둘레가 접촉하도록 원통형으로 정렬되는 연장부를 갖는 와셔

를 포함하고,

상기 와셔는, 상기 로터의 편평면이 상기 구동 부재의 회전축에 대하여 경사를 이루는 경우에 상기 슬라이딩 슈의 상대 위치 변화에 응답하여 상기 홀드-다운 플레이트에 대하여 이동하도록 상기 홀드-다운 플레이트와 슬라이딩 접촉하고 있는

것을 특징으로 하는 유압기계.
제11항에 있어서,

상기 홀드-다운 플레이트의 개구부 각각의 경계는 상기 상대 이동 동안에 항상 상기 와셔 각각의 외주의 절반 이상과 접촉되도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제11항에 있어서,

상기 홀드-다운 플레이트를 상기 와셔에 대하여 편향시키기 위해 상기 구동 부재의 회전축을 중심으로 하여 상기 제1 반경방향 거리보다 작은 거리로 원주상에 위치되는 코일스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제10항에 있어서,

상기 홀드-다운 어셈블리는 상기 각각의 실린더의 밸브 단부에 유체 압력이 없이도 상기 슈와 상기 회전사판의 편평면 사이에 효과적인 슬라이딩 접촉을 유지시키기에 충분한 최소의 스프링 바이어스만을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압기계.
제10항에 있어서,

상기 최소의 스프링 바이어스는 복수의 스프링에 의해 제공되며, 상기 스프링 각각은 상기 각각의 피스톤의 몸체 부분과 상기 각각의 실린더의 밸브 단부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 유압기계.