KR20060125011A - Inclined board structure for oil hydraulic pump - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 유압펌프의 구조를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional hydraulic pump.
도 2는 본 발명에 따른 유압펌프의 단면을 나타낸 도면.Figure 2 is a view showing a cross section of the hydraulic pump according to the present invention.
도 3은 종래의 경사판과 본 발명에 따른 경사판 구조를 대비한 개념도.3 is a conceptual view comparing the inclination plate structure according to the present invention with a conventional inclination plate.
도 4는 본 발명에 따른 경사판을 구비한 유압펌프의 작동상태를 보여주는 도면.Figure 4 is a view showing the operating state of the hydraulic pump having an inclined plate according to the present invention.
도 5는 유압펌프의 실린더 블록의 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공이 일직선이 되도록 실린더 블록에 경사각을 주어 공동현상이 발생하지 않도록 한 유압펌프의 실린더 블록 구조를 나타낸 도면.5 is a view showing a cylinder block structure of a hydraulic pump in which the inclined angle is given to the cylinder block so that the hydraulic access hole of the cylinder block of the hydraulic pump and the hydraulic access hole of the valve plate are aligned.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 설명 ♣♣ Description of the main parts of the drawing ♣
1: 구동축 2: 오일 실1: drive shaft 2: oil seal
3: 롤러 베어링 4, 4': 경사판3: roller bearing 4, 4 ': sloped plate
5: 슈 리테이너 6: 슈5: shoe retainer 6: shoe
7: 드레인 볼트 8: 피스톤7: drain bolt 8: piston
9: 실린더 블록 10: 밸브 플레이트9: cylinder block 10: valve plate
11: 니들 베어링 12: 리어 하우징11: needle bearing 12: rear housing
13: 미들 하우징 14: 코일 스프링13: middle housing 14: coil spring
15: 컵 스프링 16: 구면 링15: cup spring 16: spherical ring
17: 볼트 18: 프런트 하우징17: bolt 18: front housing
25: 스플라인25: Spline
본 발명은 유압펌프의 경사판 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 평평한 경사판을 원추형으로 개량하여 토출시 발생하는 추력이 경사판의 경사면에 수직으로 작용하도록 함으로써 추력으로 발생할 수 있는 문제를 방지하고 추력에 의한 지지력을 강화시킨 유압펌프의 경사판 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an inclined plate structure of a hydraulic pump, and more particularly, to improve the conventional flat inclined plate into a conical shape so that the thrust generated during discharge acts perpendicular to the inclined surface of the inclined plate to prevent problems that may occur with thrust and thrust It relates to an inclined plate structure of a hydraulic pump with enhanced bearing capacity by.
일반적으로 유압펌프(hydraulic pump)는 외부에서 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템의 작동유의 압력 에너지로 변환시키는 장치이다.In general, a hydraulic pump (hydraulic pump) is a device for converting the mechanical energy supplied from the outside to the pressure energy of the working oil of the hydraulic system.
유압펌프는 고압이 요구되므로 용적식(positive displacement type)이 주로 사용된다. 유압펌프는 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.Since hydraulic pumps require high pressure, a positive displacement type is mainly used. The hydraulic pump is a gear type that presses by using a gap between two rotating gear teeth, a vane type that pushes and compresses hydraulic fluid by using a vane installed on a rotating shaft, and a rotating shaft Rotary piston type compresses by making the volume in several cylinders installed vertically or parallel to the cylinder smaller in accordance with the rotational direction of the cylinder, and the reciprocating piston which presses the working oil in the cylinder immediately by converting the rotational motion into a reciprocating motion. Or reciprocating piston type.
또한, 유압펌프는 밀어내는 부피가 일정한 정용량형(fixed delivery type)과, 부피를 운전 중에 변화시킬 수 있는 가변용량형(variable delivery type)으로 나눌 수 있다.In addition, the hydraulic pump can be divided into a fixed delivery type (fixed delivery type) with a constant pushing volume, and a variable delivery type that can change the volume during operation.
한편, 이러한 일반적인 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 있었는바, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 각 유압 출입공에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 유압펌프를 개발하여 특허출원 제10-2004-0099069호로 출원한 바 있다.On the other hand, such a common hydraulic pump has a cavitation in the hydraulic access hole formed in the cylinder block and the hydraulic access hole formed in the cylinder block is the hydraulic force generated when the piston inserted in the cylinder block reciprocates by the rotational movement of the drive shaft (空洞 現象; In order to solve this problem, the present applicant has developed a hydraulic pump that prevents the cavitation from occurring in each hydraulic access hole, and has applied for a patent application No. 10-2004-0099069. .
도 1에는 본 출원인이 개발하여 출원한 공동현상을 방지한 유압펌프인 특허출원 제10-2004-0099069호의 구조를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.1 is a cross-sectional view showing the structure of Patent Application No. 10-2004-0099069, which is a hydraulic pump that prevents the cavitation developed and filed by the present applicant.
도 1의 유압펌프는 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 것이다. The hydraulic pump of FIG. 1 gives an inclined angle to the cylinder block coupled to the drive shaft and the spline which rotates so that the diameter of the piston inlet cylinder block reciprocating is larger than the diameter of the cylinder outlet cylinder block. The hydraulic access holes of the ball and the valve plate are formed in a straight line so that the cavitation does not occur in each hydraulic access hole.
그러나, 도 1에 도시된 유압펌프는 실린더 블록이 경사짐에 따라서, 피스톤과 슈가 축 바깥방향으로 경사지게 되고, 따라서 펌프의 토출시 피스톤에 가해지는 추력 F가 회전축과 바깥방향으로 경사져서 가해지기 때문에 이로 인하여 유압펌프의 작동효율이 떨어지고 지지력 및 내구성이 약해질 수 있다는 문제점이 있다.However, in the hydraulic pump shown in FIG. 1, as the cylinder block is inclined, the piston and the shoe are inclined outward of the axis, and therefore, the thrust F applied to the piston at the time of discharge of the pump is inclined outward from the rotational axis. Due to this, there is a problem that the operating efficiency of the hydraulic pump is lowered and the bearing capacity and durability may be weakened.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유압펌프의 토출시의 추력과 수직이 되도록 경사판을 원추형으로 형성하여 토출시 발생하는 추력 F가 원추형상의 경사판의 면에 거의 수직으로 작용하도록 하여 유압펌프의 작동효율을 높이고 내구성을 강화시키는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in order to solve the above problems, by forming the inclined plate in the conical shape so as to be perpendicular to the thrust during the discharge of the hydraulic pump so that the thrust F generated during the discharge acts substantially perpendicular to the surface of the conical inclined plate. The purpose is to increase the operating efficiency of the hydraulic pump and to enhance durability.
또한, 본 발명은 유압펌프에서 추력이 가해지는 방향의 사판 두께가 가장 커지도록 설계하여 추력에 대한 경사판의 지지강도를 강하게 하고 경사판의 가로방향 길이를 감소시킴으로써, 유압펌프의 내구성을 향상시킴과 동시에 재료 및 비용절감을 달성하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is designed so that the thickness of the swash plate in the direction in which the thrust is applied in the hydraulic pump is the largest to strengthen the support strength of the inclined plate against the thrust and to reduce the horizontal length of the inclined plate, thereby improving the durability of the hydraulic pump It aims to achieve material and cost savings.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유압펌프의 경사판 구조는 유압펌프의 경사판 구조에 있어서, 상기 경사판의 하부면이 실린더 블록에서 왕복운동하는 피스톤의 추력이 작용하는 방향과 수직을 이루도록 원추 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the inclined plate structure of the hydraulic pump according to the present invention, in the inclined plate structure of the hydraulic pump, so that the lower surface of the inclined plate is perpendicular to the direction in which the thrust of the piston reciprocating in the cylinder block acts. It is characterized in that formed in a conical shape.
또한, 본 발명에 따른 유압펌프의 경사판 구조는 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 프런트 하우징과 구동축에 고정되어 피스톤과 연결된 슈와 면접촉되는 경사판 구조에 있어서, 상기 경사판의 하부면이 실린더 블록에서 왕복운동하는 피스톤의 추력이 작용하는 방향과 수직을 이루도록 원추 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the inclined plate structure of the hydraulic pump according to the present invention has an inclination angle such that the diameter of the piston inlet cylinder block reciprocating the piston in the cylinder block coupled to the drive shaft and the spline for rotational movement is larger than the diameter of the cylinder outlet side cylinder block. The inclined plate is fixed to the front housing of the hydraulic pump and the drive shaft connected to the piston connected to the piston so that the hydraulic access hole of the cylinder block and the hydraulic access hole of the valve plate are formed in a straight line so that no cavitation occurs in each hydraulic access hole. In the structure, the lower surface of the inclined plate is characterized in that it is formed in a conical shape to be perpendicular to the direction in which the thrust of the piston reciprocating in the cylinder block acting.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 유압펌프의 경사판 구조를 상세히 설명한다.Hereinafter, the inclined plate structure of the hydraulic pump according to the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
도 1은 본 출원인의 특허출원 제10-2004-0099069호의 유압 출입공에서 공동현상이 발생하지 않도록 한 유압펌프 단면을 나타낸 도면이고, 도 2는 이를 더욱 개량한 본 발명에 따른 유압펌프의 단면을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a cross-sectional view of the hydraulic pump to prevent the cavitation from occurring in the hydraulic opening of the patent application No. 10-2004-0099069 of the present applicant, Figure 2 is a cross-sectional view of the hydraulic pump according to the present invention further improved The figure shown.
또한, 도 3은 종래의 평평한 경사판과 본 발명에 따른 경사판의 구조를 대비한 개념도이며, 도 4는 본 발명에 따라 유압펌프에 원추형 경사판이 조립된 상태 및 그 작동을 설명하기 위한 도면이다.3 is a conceptual view comparing the structure of the conventional flat inclined plate and the inclined plate according to the present invention, and FIG. 4 is a view for explaining a state in which a conical inclined plate is assembled to a hydraulic pump and its operation according to the present invention.
본 명세서에서는 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면 부호를 사용한다.In the present specification, the same reference numerals are used for the same components.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 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.1 and 2, the
그리고 구동축(1)은 리어 하우징(12) 내의 니들 베어링(11)과 프런트 하우징(18) 내의 롤러 베어링(3)의 지지에 의해 회전운동을 한다. The
또한, 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.In addition, in the front end of the
상기 실린더 블록(9)의 내측에는 복수개(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 슈(6)가 경사판(4)에서 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.A plurality of (usually seven or nine)
도 3에는 종래의 경사판 및 본 발명에 따라 개선된 경사판의 개략적인 형상이 도시되어 있다.3 shows a schematic shape of a conventional swash plate and an improved swash plate according to the invention.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래의 유압펌프(100)의 경사판(4)은 평평한 면을 갖는다. 즉, 종래의 유압펌프(100)의 경사판(4)은 원기둥을 비스듬하게 자른 형태를 갖는다. As shown in Figure 3 (a), the
이와 같은 종래의 평평한 경사판(4)의 경우, 실린더 블록(9)이 경사져 있기 때문에 이에 따라 피스톤(8)과 슈(6)가 축의 외측방향으로 경사지게 된다. 따라서, 펌프의 토출시에 피스톤(8)에 가해지는 추력 F가 회전축과 바깥방향으로 경사지도록 가해져, 이로 인하여 유압펌프(100)의 작동효율이 떨어지고 내구성이 약해져 고장이 발생할 우려가 있는 등의 문제점이 발생할 수 있다.In the case of the conventional flat
반면에, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 유압펌프(100')의 경사판(4')은 원기둥을 비스듬하게 자른 형태인 종래의 경사판(4)을 그 하부면에서 다시 원추형으로 자른 형상을 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 유압펌프(100')는 펌프 의 토출시에 발생하는 추력 F가 경사판(4')의 면에 가능한한 수직으로 작용하도록 경사판(4')이 원추 형상으로 형성되어 있다.On the other hand, the inclined plate 4 'of the hydraulic pump 100' according to the present invention as shown in Fig. 3 (b) is a conventional
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압펌프(100')는 슈 리테이너(5) 경사판(4')과 면접촉하면서 회전하는데 이 때 피스톤(8)과 슈(6)가 경사판(4')의 면과 이루는 각도가 거의 수직을 유지하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 경사판(4')을 적용하면 종래의 평평한 경사판(4)에 비하여 피스톤(8)과 슈(6)가 경사판(4')의 면과 수직으로부터 벗어나는 각도가 훨씬 작아지게 되는 것이다.As shown in FIG. 4, the
이와 같이, 슈(6)가 면접촉되는 경사판(4')의 면을 원추형상으로 형성함으로써, 피스톤(8)과 슈(6)가 경사판(4')과 거의 수직으로 면접촉하게 되어 종래에 피스톤과 슈가 경사져서 발생할 수 있는 문제점을 완전히 해소한 것이다.Thus, by forming the surface of the inclined plate 4 'in which the
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압펌프(100')의 경사판(4')은 추력 F가 가해지는 부분의 두께가 다른 부분보다 더 두꺼워지도록 형성되기 때문에 추력 F에 의한 경사판(4')의 지지강도가 더욱 강화되고, 경사판(4')의 가로방향의 길이를 감소시킬 수 있다는 특징이 있다.4, the inclined plate 4 'of the hydraulic pump 100' according to the present invention is formed so that the thickness of the portion to which the thrust F is applied becomes thicker than the other portion. The support strength of 4 'is further enhanced, and the length of the inclined plate 4' in the transverse direction can be reduced.
한편, 도 5에는 유압펌프의 실린더 블록의 유압 출입공과 밸브 플레이트의 유압 출입공이 일직선이 되도록 실린더 블록에 경사각을 주어 공동현상이 발생하지 않도록 한 유압펌프의 실린더 블록 구조가 도시되어 있다.On the other hand, Figure 5 shows the cylinder block structure of the hydraulic pump in which the inclined angle to the cylinder block so that the hydraulic access hole of the cylinder block of the hydraulic pump and the hydraulic access hole of the valve plate is in a straight line so that no cavitation occurs.
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.At one end of the
실린더 블록(9)과 면접촉으로 결합된 밸브 플레이트(10)는 도 5의 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)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.Referring to the
또한, 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 형성함으로써, 각 유압 출입공(9a, 10a)에서 발생할 수 있는 공동현상(cavitation)을 배제시켜 유압펌프(100)의 유압 작동력과 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, the diameter (b) of the cylinder block (9) in the portion where the piston (8) is inserted into and coupled to the cylinder block (9) of the present invention is the diameter (b) of the cylinder block in the portion in surface contact with the valve plate (10). (A> b) to give an inclination angle, so that the
본 발명은 유압펌프의 토출시의 추력과 수직이 되도록 경사판의 형상을 원추형으로 개량하여 토출시 발생하는 추력 F가 원추형상의 경사판의 면에 거의 수직으로 작용하도록 하여 유압펌프의 작동효율을 높이고 경사판에 의한 지지강도 및 내구성을 강화시킬 수 있다는 효과가 있다.The present invention improves the operating efficiency of the hydraulic pump and improves the operating efficiency of the hydraulic pump by improving the shape of the inclined plate into a conical shape so as to be perpendicular to the thrust during discharge of the hydraulic pump so that the thrust F generated during discharge acts almost perpendicular to the surface of the conical inclined plate. There is an effect that can strengthen the support strength and durability.
또한, 본 발명은 유압펌프의 추력이 가해지는 방향의 사판 두께가 가장 커지 도록 설계하여 추력에 대한 지지강도를 강하게 하여 내구성을 향상시키고, 경사판의 가로방향 길이를 감소시켜 비용절감을 할 수 있다는 효과가 있다. In addition, the present invention is designed so that the thickness of the swash plate in the direction in which the thrust of the hydraulic pump is applied is the largest to increase the support strength against the thrust to improve durability, and to reduce the cost by reducing the horizontal length of the inclined plate There is.
상술한 바와 같이, 본 발명은 유압펌프의 토출시의 추력과 수직이 되도록 경사판을 원추형으로 개량한 것으로, 상술한 실시예에만 한정되지 않고, 본 발명의 사상 및 범주에 속하는 범위 내에서 당업자가 용이하게 변경, 또는 치환할 수 있을 것이다.As described above, the present invention is a conical shape of the inclined plate to be perpendicular to the thrust at the time of discharge of the hydraulic pump, and is not limited to the above-described embodiment, it is easy for those skilled in the art within the scope and spirit of the present invention. May be changed or substituted.
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