KR20060060168A - 유압펌프의 실린더 블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압펌프의 실린더 블록에 관한 것으로, 유압펌프에 있어서, 회전운동을 하는 구동축과 스플라인으로 결합되는 실린더 블록에 피스톤이 왕복운동하는 피스톤 입구측 실린더 블록의 직경이 피스톤 출구측 실린더 블록의 직경보다 크도록 경사각을 주어 실린더 블록의 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공이 일직선이 되도록 형성하여 각 유압 출입공에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 것이다.

유압펌프, 실린더 블록, 피스톤, 유압 출입공, 공동현상

Description

유압펌프의 실린더 블록{Passage Structure of Cylinder Block for Oil Hydraulic Pump}

도 1은 일반적인 유압펌프의 구조를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 유압펌프의 단면을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 유압펌프의 실린더 블록을 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 유압펌프의 실린더 블록이 밸브 플레이트와 결합되는 단면 및 측면을 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 실린더 블록을 나타낸 단면도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 설명 ♣

1: 구동축 2: 오일 실

3: 롤러 베어링 4: 경사판

5: 슈 리테이너 6: 슈

7: 드레인 볼트 8: 피스톤

9: 실린더 블록 10: 밸브 플레이트

11: 니들 베어링 12: 리어 하우징

13: 미들 하우징 14: 코일 스프링

15: 컵 스프링 16: 구면 링

17: 볼트 18: 프런트 하우징

25: 스플라인

본 발명은 유압펌프의 실린더 블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압을 생성하는 유압펌프의 실린더 블록의 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공이 일직선이 되도록 하여 각 유압 출입공 내에서 공동현상(空洞現象; cavitation)이 발생하지 않도록 한 유압펌프의 실린더 블록에 관한 것이다.

일반적으로 유압펌프(hydraulic pump)는 외부에서 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시키는 장치이다.

유압펌프는 고압이 요구되므로 용적식(positive displacement type)이 주로 사용된다. 더욱이 회전하는 두 개의 기어 이빨 사이의 공극을 이용하여 가압하는 기어형(gear type)과, 회전하는 축에 설치된 베인을 이용하여 작동유를 밀어 압축시키는 베인형(vane type)과, 회전하는 축에 수직 또는 평행하게 설치된 여러 개의 실린더 안의 부피를 축의 회전방향에 따라 작아지게 만들어 압축하는 회전피스톤형(rotary piston type)과, 회전운동을 왕복운동으로 바꾸어 바로 실린더 안의 작동유를 피스톤으로 가압하는 왕복피스톤형(reciprocating piston type) 등으로 나눌 수 있다.

또, 밀어내는 부피가 일정한 정용량형(fixed delivery type)과, 그 부피를 운전 중에 변화시킬 수 있는 가변용량형(variable delivery type)으로 나눌 수 있다.

일반적인 유압펌프의 하나로서, 도 1은 회전하는 구동축(1)에 실린더 블록(9)이 스플라인(spline)으로 결합되고, 실린더 블록(9)에는 복수의 피스톤(8)이 각각 삽입된다. 피스톤(8)은 슈(6)와 결합되어 있고, 슈(6)는 경사판(4)의 면상에 구동축(1)을 중심으로 회전한다. 구동축(1)이 회전하면 실린더 블록(9)도 구동축(1)에 의해 회전하며, 실린더 블록(9)에 삽입된 피스톤(8)이 경사판(4)을 따라 회전하면서 왕복운동을 함으로서 실린더 블록(9)으로 작동유가 흡입되고 토출되는 구조로 이루어져 있다.

또한, 경사판(4)의 경사각에 의하여 피스톤(8)의 스트로크가 결정되고, 스트로크와 피스톤의 직경에 의해서 1회전당 고유의 흡입 및 토출 용적이 결정된다.

그러나 종래의 유압펌프는 실린더 블록에 삽입된 피스톤이 구동축의 회전운동에 의하여 왕복운동을 할 때에 발생하는 유압력이 실린더 블록에 형성된 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공에서 공동현상(空洞現象; cavitation)이 발생하는 문제가 있었다.

즉 실린더 블록에 형성된 유압 출입공의 각도와 밸브 플레이트에 형성된 유압 출입공의 각도가 달라 작동유의 작동 중에 유압 출입공의 단면이 급변하거나 흐름의 방향이 바뀌게 되므로 그 주위에서 공동부가 발생하여 와류를 일으키게 된다. 이러한 공동현상으로 인하여 소음이나 진동의 원인이 되고, 금속 표면에 접하는 액체의 압력 저하나 상승이 국부적으로 고진동도로 일어날 때, 금속 표면에 기포의 발생과 붕괴가 일어나 이에 의해서 금속이 손상을 받게 되는 문제로 유압펌프의 내구성이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여, 유압펌프의 실린더 블록의 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공이 일직선이 되도록 실린더 블록에 경사각을 주어, 유압펌프의 작동유가 피스톤의 왕복운동에 의하여 흡입 및 토출될 때에 유압 출입공 내에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 유압펌프의 실린더 블록을 제공하기 위한 것이 목적이다.

본 발명 상기의 목적을 위하여, 유압펌프에 있어서, 회전운동을 하는 구동축과 스플라인으로 결합되는 실린더 블록에 피스톤이 왕복운동하는 피스톤 입구측 실린더 블록의 직경이 피스톤 출구측 실린더 블록의 직경보다 크도록 경사각을 주어 실린더 블록의 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공을 일직선이 되도록 형성하여 각 유압 출입공에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 유압펌프의 실린더 블록을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 유압펌프에 있어서, 회전운동을 하는 구동축과 스플라인으로 결합되는 실린더 블록을 구동축과 평행하게 구성하고, 실린더 블록의 유압 출입공도 구동축과 평행하게 형성하며, 실린더 블록의 유압 출입공과 일직선으로 결합되도록 밸브 플레이트의 유압 출입공을 형성하여 각 유압 출입공에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 유압펌프의 실린더 블록을 제공한 것이 특징이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 유압펌프의 단면을 나타낸 도면이고, 도 3은 실린더 블록과 밸브 플레이트의 결합상태를 나타낸 주요부분의 단면도이다.

본 발명은 유압펌프에 있어서, 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)과 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)이 일정 각으로 절곡되거나 구부려지지 않고 일직선으로 연결되도록 한 것이다.

유압펌프(100)의 구동축(1)은 엔진이나 모터 등으로부터 회전력을 공급받아 회전운동을 하는 것으로, 유압펌프(100)에 연결된 구동축(1)에는 스플라인이 형성되어 있고, 스플라인에는 실린더 블록(9)이 결합되어 있어 구동축(1)의 회전에 의하여 실린더 블록(9)도 같이 회전하도록 되어 있다. 그리고 구동축(1)은 리어 하우징(12) 내의 니들 베어링(11)과 프런트 하우징(18) 내의 롤러 베어링(3)의 지지에 의해 회전운동을 한다. 또 프런트 하우징(18)의 전단에는 오일 실(2)에 의하여 구동축(1)은 기밀상태가 유지된다. 프런트 하우징(18)과 리어 하우징(12) 사이에는 미들 하우징(13)이 결합되고, 미들 하우징(13) 내측에는 실린더 블록(9)이 축 결합되어 위치한다.

상기 실린더 블록(9)의 내측에는 다수개(보통 7 또는 9개)의 피스톤(8)이 설치되고, 피스톤(8)의 일단이 슈(6)에 연결되며, 슈(6)는 슈 리테이너(5)와 결합되어 있다. 그리고 슈 리테이너(5)는 슈가 사판에서 이탈되지 않도록 고정하는 역할을 하며, 슈(6)는 프런트 하우징(18)과 구동축(1)에 고정된 소정의 경사각을 갖는 경사판(4)과 면접촉되어 있고, 슈 리테이너(5)는 경사판(4)과 면접촉하면서 회전된다.

그리고 피스톤(8)이 왕복운동하는 실린더 블록(9)의 일단에는 작동유가 흡입 및 토출되는 유압 출입공(9a)이 형성되고, 유압 출입공(9a)이 형성된 실린더 블록(9)은 밸브 플레이트(10)와 면접촉하도록 되어 있다. 밸브 플레이트(10)는 리어 하우징(12)에 고정되어 있다.

실린더 블록(9)과 면접촉으로 결합된 밸브 플레이트(10)는 도 4의 도면을 참조하면, 복수의 유압 출입공(10a)이 형성되어 있고, 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)과 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)은 동일한 회전축에 위치해 있다. 즉 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)이 9개이고, 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)이 9개이며, 실린더 블록(9)이 회전하면서 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)과 일치되도록 된 것이다. 상기 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)과 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)이 일치하는 타이밍은 구동축(1)의 회전속도에 따라 제어할 수 있을 것이다.

본 발명의 실린더 블록(9)에 피스톤(8)이 삽입되어 결합되는 부분의 실린더 블록(9)의 직경(a)이 밸브 플레이트(10)와 면접촉하는 부분의 실린더 블록의 직경(b) 보다 크게 형성(a〉b)하여 경사각을 줌으로서, 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)과 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)이 일직선이 되도록 형성하였다.

즉 피스톤(8)이 삽입된 실린더 블록(9)을 밸브 플레이트(10)에 형성된 유압 출입공(10a)의 경사각과 동일한 각도로 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)을 형성 함으로서, 실린더 블록(9) 상단의 경사각이 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)의 경사각과 일치하도록 형성한 것이다.

따라서, 피스톤(8)의 일단에 형성된 슈(6)와, 슈(6)를 따라 작동하는 슈 리테이너(5)의 작동 각도도 달라진다. 슈(6)와 슈 리테이너(5)의 작동 각도는 슈 리테이너(5)가 슈(6)의 작동 각도를 충분히 흡수할 수 있을 정도인 것이 바람직하다.

이와 같이 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)과 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)이 면접촉하면서 절곡되거나 구부려진 부분이 없이 일직선으로 작동유의 유압을 전달하므로, 각 유압 출입공(9a, 10a)에서 발생할 수 있는 공동현상(cavitation)을 배제시켜 유압펌프(100)의 유압 작동력과 내구성을 향상시킬 수 있었다.

더욱이 구동축(1)과 실린더 블록(9)이 스플라인(25)으로 결합되는 부분이 더욱 두꺼워져 스플라인(25)으로 연결되는 부위의 강성을 증대시키는 효과도 거둘 수 있다.

한편, 도 5의 다른 실시예에서는 실린더 블록(9)을 평행한 상태로 유지시키면서 유압 출입공(9a)을 평행하게 형성시키고, 실린더 블록(9)과 면접촉하는 밸브 플레이트(10)에 형성된 유압 출입공(10a)도 경사각이 없이 평행한 상태로 형성시킴으로서, 실린더 블록(9)의 유압 출입공(9a)과 밸브 플레이트(10)의 유압 출입공(10a)이 모두 평행한 상태가 유지되도록 하여도 각 유압 출입공(9a, 10a)에서 공동현상을 배제할 수 있는 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상술한 실시예에 의한 본 발명의 유압펌프의 실린더 블록은 실린더 블록과 면접촉하는 밸브 플레이트에 형성된 각각의 유압 출입공을 절곡되거나 구부려지지 않고 일직선이 되도록 결합하여 피스톤의 왕복운동에 의한 작동유에 의하여 발생하는 유압이 유압 출입공에서 공동현상(cavitation)을 일으키지 않도록 함으로서, 유압펌프의 내구성을 향상시킨 것인 바, 상술한 실시예에만 한정되지 않고, 당업자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 유압펌프에 있어서,

   회전운동을 하는 구동축과 스플라인으로 결합되는 실린더 블록에 피스톤이 왕복운동하는 피스톤 입구측 실린더 블록의 직경이 피스톤 출구측 실린더 블록의 직경보다 크도록 경사각을 주어 실린더 블록의 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공이 일직선이 되도록 형성하여 각 유압 출입공에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 유압펌프의 실린더 블록.
2. 유압펌프에 있어서,

   회전운동을 하는 구동축과 스플라인으로 결합되는 실린더 블록을 구동축과 평행하게 구성하고, 실린더 블록의 유압 출입공도 구동축과 평행하게 형성하며, 실린더 블록의 유압 출입공과 일직선으로 결합되도록 밸브 플레이트의 유압 출입공을 형성하여 각 유압 출입공에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 유압펌프의 실린더 블록.

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