KR20070046905A - 외부 압력 공급원으로부터 공급되는 압력에 의해 구동되는모터 - Google Patents

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KR20070046905A
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레이달 소르비
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알케이지 홀딩 에이에스
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Abstract

모터(20)는 외부 압력 공급원으로부터 전달되는 압력 매체에 의해 구동된다. 회전자부(28)는 모터(20)의 원통형 내벽(21c)의 국부 영역(21d)에 대해 밀봉 인접부를 형성한다. 피스톤 형성 판부(30)는 한 단부가 회전자부(28)에 피봇식으로 장착될 수 있으며, 회전자부(28)에 대해 모터 케이싱의 작동 챔버(21) 내에서 전방 및 후방으로 피봇팅될 수 있다. 동시에, 피스톤 형성 판부(30)는 다른 단부에 모터 케이싱(26)의 원형 내벽(21c)을 따라서 밀봉 인접부를 형성한다.

Description

외부 압력 공급원으로부터 공급되는 압력에 의해 구동되는 모터 {A MOTOR DRIVEN BY PRESSURE MEDIUM SUPPLIED FROM AN EXTERNAL PRESSURE SOURCE}
본 발명은 제 1 축선에 평행한 제 2 축선 둘레에 피봇식으로 장착되는, 피스톤에 의해 압력 챔버 및 배출 챔버로 분리되는 작동 챔버를 구비한 모터 케이싱, 및 제 1 축선 둘레에 회전가능하게 장착되며 작동 챔버의 주 축선에 대해 편심적으로 배열되어 압력 챔버의 입구 포트의 개방 및 폐쇄를 제어하는 회전자부를 포함하며, 외부 압력 공급원으로부터 공급되는 압력 매체에 의해 구동되는 모터에 관한 것이다.
US 3 871 337 및 GB 1 578 644 호에는 4 행정 내연 기관이 기재되어 있다. 둘 모두의 경우에서, 상기 기관은 모터 케이싱의 주 축선에 동축 배열되는, 모터 케이싱 내의 원형 공동 내에 축선 둘레에서 회전가능한 회전자부를 구비하고 있다.
US 3 871 337 호에는 네 개의 작동 챔버가 기재되어 있으며, 각각의 범위는 모터 케이싱 내의 회전자부의 방사상 치수 내에서 90도로 제한된다. 작동 챔버는 내연 기관 내에서 이들의 4 행정 각각에서 차례로 영향을 받는다. 각각의 작동 챔버에서, 평판부의 형태로 피스톤을 작동시키며, 이들 각각은 회전자부에 힌지연결된다. 평판부는 각각, 회전자부 내의 작동 챔버와 관련된 제한 영역 내에서 강제 적 선회 전방 및 후방 이동에 영향을 받는다.
GB 1 578 644 호에는 여섯 개의 작동 챔버를 구비한 유사한 종류의 모터가 기재되어 있다.
본 발명에 따른 모터는 팽창 모터, 즉, 가스, 공기, 스트림 또는 수압과 같은 압력 매체에 의해 공급되는 압력에 의해 구동되는 간단한 단일 행정 모터를 포함한다. 피스톤에 의해 회전자부는 회전자부의 인출 구동 샤프트(outgoing drive shaft)로부터 원동력을 발생시켜 회전된다. 본질적으로 공지된 방식으로, 회전자부는 모터 케이싱 내에 편심적으로 위치되는 축선 둘레에서 회전가능할 수 있으며, 따라서 회전자부 둘레의 제한된 영역에서 회전자부가 모터 케이싱의 내벽에 대해 회전 밀봉 인접부를 형성시키지만, 회전자부 둘레의 나머지 부분은 실제 작동 챔버를 형성하는 나머지 공동에 대해 덮이지 않는다. 피스톤은 처분가능한 챔버(disposable chamber)를 피스톤에 의해 압력 챔버와 배출 챔버로 분리시킨다.
NO 107 036 호에는 관련 공동 내에 편심적으로 장착되는 회전자부 및 원통형 공동을 갖춘 단일 행정 모터가 기재되어 있다. 회전자부는 압력 스프링에 의해 공동 둘레 벽에 대해 슬라이딩 지지 인접부에 로터의 방사상 방향으로 추진되는 피스톤 형성 평판부를 운반한다. 방사상으로 이동가능한, 회전자부 내의 피스톤 형성 평판부 이용의 결과로서, 회전자부는 모터 케이싱의 대부분을 부득이하게 차지하며, 피스톤 형성 평판부를 위한 축선 이동에 있어서 작동 챔버의 부피가 상응하게 제한되는 성능으로 엄격히 제한되는 결과를 갖는다.
WO 03/012259 호에는 모터 케이싱 내에 비 원통형 공동을 구비한 단일 행정 모터가 기재되어 있다. 모터 케이싱에서, 원통형 회전자부는 회전가능하게 장착되며, 모터의 피스톤을 형성하여 적용되는 압력 매체로부터 회전력을 구비한다. 게다가, 모터 케이싱 내에서, 평판부의 한 단부는 피봇식으로 장착되며, 압력 매체에 의로 압력에 의해 제어되며, 회전하는 회전자부에 대해 밀봉 인접부를 형성하기 위해서 회전자부를 향해 대향 단부 내부로 피봇팅되도록 배열된다. 평판부는 길이방향으로 곡선을 형성하여, 모터 케이싱의 공동 내에서 전방 및 후방으로 피봇팅될 때, 회전자부에 대해 슬라이딩 밀봉 인접부를 형성한다. 평판부는 모터의 압력 챔버에 압력 매체의 공급을 위해서 외측 반경방향 포트 개구를 덮지않거나 덮으면서, 회전자부는 배출 챔버로부터 배출 매체를 배수하기 위해서 내측 반경방향으로 위치된 포트 개구를 유사하게 덮거나 덮지않는다. 원통형 원주면을 갖춘, 피스톤 형성 회전자부는 원통형 형상이며, 모터에 공급되는 에너지의 열악한 유용성을 제공한다. 게다가, 해결책은 복잡한 형상을 갖는 작동 챔버, 즉, 대략 8자형(approximate figure-of-eight shape)을 필요로 한다. 게다가, 회전자부 및 평판부를 위해 이용되는 상대적으로 큰 치수는 작동 챔버 부피의 상대적으로 열악한 유용성을 제공한다.
본 발명의 목적은 당업계의 가장 명백한 기술적 수준을 나타내는 WO 03/012259호로부터 고안된 것보다 더 단순하며 효율적인 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 모터는 작동 챔버의 원형 둘레 벽의 국부 영역에 대해 밀봉 형성 인접부를 본질적으로 공지된 방식으로 생성시키며, 피스톤은 곡선형 평판부에 의해 형성되며, 한 단부가 회전자부 상에 피봇식으로 장착되며, 다른 단부에 작동 챔버의 원형 둘레 벽에 대해 밀봉 형성 인접부가 배열되며, 그리고, 평판부는 회전자부의 원주면으로 향하거나 멀어지게 작동 챔버 내에서 전방 및 후방으로 피봇팅될 수 있으며 압력 매체에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라서, 8자형 공동 대신에 모터 내에 원통형 공동을 이용하고, 실제 회전자부로부터 형성된 피스톤 대신에 전방 및 후방으로 피봇팅되는 평판부로부터 형성된 피스톤을 이용함으로써, 몇몇의 이로운 효과가 달성된다.
예를 들어, 단순하게 설계되고 상대적으로 부피가 큰 작동 챔버와, 회전자부에 대해 피스톤의 순조로운 이동으로, 작동 챔버를 특히 효율적인 방식으로 이용할 수 있다. 그중에서도 특히, 곡선형 평판부가 오목한 곡선형 압력 측면을 갖는 사실로 인해, 압력 챔버의 동시 팽창 중에 피스톤의 방사상 길이 내에서 효율 증가가 달성되어 상대적으로 큰 각도의 회전을 넘어서 높은 회전력을 달성한다. 이에 상응하여, 배출 챔버로부터 배출 매체의 배수 중에, 피스톤의 압력 평형, 볼록한 곡선형 측면의 효율 감소가 달성된다. 이와 관련하여, 상당한 이점은 모터 케이싱의 공동으로부터 배출 매체를 배수하기 위한 포트 개구가 일정하게 개방되어, 편리한 방식으로 압력 평형 배출 챔버 내에서 운반되어 배수되게 한다.
수동적인 작동 상태에서, 피스톤의 오목한 곡선형 압력 표면은 회전자부 상의 이에 상응하는 볼록한 곡선형 부분에 밀봉 형성 방식으로 결합될 수 있으며, 동시에 볼록한 곡선형 후면은 모터 케이싱과 회전자부 사이의 좁은 간극 내 공동의 원통형 내벽에 밀봉 형성 방식으로 결합될 수 있다. 이는 관련된 피스톤부를 갖춘 회전자부가 특히, 수동 작동 위치에서 공동의 내벽에 대해 효율적인 밀봉을 위해 용이할 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 모터는 고정자부가 회전자부에 압력 매체의 공급을 위해 축방향 공급 파이프를 형성하며, 고정자부 내의 포트 개구는 작동 챔버에 압력 매체의 공급을 위해 회전자부 내의 포트 개구와 상호작용하며, 모터 케이싱의 벽 내에 배출을 위해 작동 챔버로부터 일정하게 개방되는 배출 개구가 제공되는 것을 더 특징으로 한다.
이러한 해결책은 회전자부를 통해 작동 챔버 내의 내측 반경방향으로 고정자부로부터의 압력 매체의 유리한 유동을 허용한다. 동시에, 고정자부에 대한 회전자부의 회전에 의해 회전자부 입구 포트의 유리한 제어가 달성된다. 작동 챔버로부터 일정한 개방 배출은 작동 챔버로부터의 외측 반경방향으로 배출 매체의 유리한 유동을 유사하게 허용한다.
본 발명에 따른 모터의 효율성은 모터 용량에서의 추가의 단순한 증가에 의해 용이하게 강화될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 이와 관련하여, 회전자부는 직경방향 대향 측면 상의 회전자부 상에 작착되는, 두 개의 전방 및 후방으로 피봇팅되는 피스톤 형성 평판부를 구비한다.
제 2 바람직한 실시예에서, 두 개 이상의 분리된 공동은 모터의 중앙 라인을 따라서 일렬로 배열되며, 각각의 공동은 작동 챔버를 형성하며, 각각의 공동과 관련된 포트 개구들은 서로에 대해 각도를 형성하여 배치되며, 회전자부의 저장 슬리브 내에 배열된다.
본 발명의 도면은 다음 첨부 도면과 관련하여 명백해질 수 있다.
도 1은 세 개의 분리된 작동 챔버 형성 공동을 구비한, 본 발명에 따른 모터의 사시도이며,
도 2는 중간 챔버의 사시도이며,
도 3은 모터 내의 작동 챔버의 단면도이며,
도 4는 작동 챔버에 회전자부를 통해 압력 매체를 위한 공급 파이프를 형성하는 고정자부의 사시도이며,
도 5는 관련, 인출 구동 샤프트를 구비한 회전자부의 사시도이며,
도 6은 회전자부의 피스톤을 위한 회전자부의 힌지부의 사시도이다.
도 1에서, 본 발명에 따른 모터(20)는 한 단부에는 압력 매체를 위한 취수구(intake; 20a)와 대향 단부에는 인출 구동 샤프트(20b)를 구비하여 도시되어 있다. 모터(20)는 외부 압력 매체 공급원으로부터 전달되는 압력 매체에 의해 구동되는, 단일 행정 모터의 형태이다. 구동 압력은 예를 들어, 가스, 공기, 스팀 또는 수압에 의해 회전자부에 전해질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모터는 네 개의 주요 부품: 모터 케이싱(26), 고정자부(31), 관련 힌지부(29)를 갖춘 회전자부(28), 추가로 두 개의 피스톤(30)으 로 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같은 실시예에 따라서, 세 개의 모터 섹션은 모터의 축선 방향에서 일렬로 이용되지만, 실제로 단일 모터 섹션은 요구되는 바와 같이 이용될 수 있거나 유사하게 일렬로 장착된 두 개 이상의 이러한 모터 섹션으로서 이용될 수도 있다. 이러한 경우에, 모터(20)는 세 개의 공동을 구비하며, 이들 각각은 공통의, 원통형 모터 케이싱(26) 내에 일렬로 배열된다.
일반적으로, 모터 케이싱(26)은 정면 챔버(22a) 및 홀(20d) 내에서 관통하는 볼트(도시되지 않음) 에 의해 서로 연결되는, 후방 판(23)과 함께 두 개의 중간 챔버(22)로 구성된다.
도 2에서, 중간 챔버(22)는 원통형 슬리브를 형성하며, 방사상 및 축선 방향으로 원통형 공동을 형성하는 것으로 도시되어 있다. 정면 챔버(22a)는 회전자부(28)를 장착하기 위한 베어링(도시되지 않음)을 갖는다는 점에서 중간 챔버(22)와 다르다.
정면 챔버(22a) 및 각각의 중간 챔버(22)는 모터 케이싱(26)으로부터 관련 배출 포트(27)를 형성하는 컷 아웃(cut-out)에 의해 둘레에 각각 제공된다. 배출 포트(27)는 모터 케이싱(26) 내의 관련 배출 챔버(21b)로부터 배출 매체를 배수하기 위해 일정하게 개방된다.
회전자부(28)의 회전력은 실질적인 각도 회전 예를 들어, 일 회전 당 피스톤(30)의 각각에 대해 120°회전을 위해 최적으로 배열되며, 여섯 개의 압력 챔버(21b)에서의 회전자부(28)의 총 회전력은 유사하게 360°이상의 회전 각도가 최적 이다. 상기 360°각도의 회전으로 공급되는 압력 매체의 최적 유용성이 달성되면서, 동시에 구동 중에 모터 내 최소의 진동이 있게 된다. 모터부 및 모터의 구조는 모든 부분이 자동화 기계로 용이하게 제조될 수 있도록 설계된다. 모터를 조립 및 해제하기에 매우 용이하며, 대부분의 경우에, 이는 특별한 공구 없이 수행될 수 있다. 시동 모터 및 플라이휠은 필요 없다. 모터는 매우 잘 구동되며 세 개 이상의 피스톤으로 순조롭게 구동된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 중간 챔버(22)에서 보어(25)는 회전자부(28)의 중앙 부분(28b)을 수용하기 위해서 제공된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 후방 판(23)에, 모터의 압력 매체 취수구(20a)를 구비하는 고정자부(31)의 한 단부를 수용하기 위한 보어(23)가 있다. 고정자부(31)는 관형이며, 취수구(20a)로부터 회전자부(28)에 압력 매체의 공급을 위해서 내부 공급 파이프를 형성한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모터 케이싱(26), 고정자부(31), 힌지부(29)를 갖춘 회전자부가 있다. 회전자부(28) 및 힌지부(29)는 키에 의해 상호연결된다. 키는 회전자부 상의 키홈(28d) 및 힌지부(29) 상의 키홈(29d) 내에 수용된다. 축선(30d)에서 힌지부(29)에 피봇식으로 장착되는 피스톤(30)은 회전자부(28) 상의 관련 키홈(28d)과 딱 맞는 키에 의해 회전자부(28)에 부착된다. 상부에 힌지연결된 피스톤(30', 30")을 갖춘 힌지부(29)는 포인트(21d)에서 모터 케이싱(26)의 내벽에 대해 밀봉 표면을 형성한다. 힌지부(29)는 피스톤(30', 30")이 완전히 내부로 피봇되는 상태로 통과할 때, 모터 케이싱(26)의 내벽(21d)에 대해 대안적으로 밀봉 표면을 형성하는, 피스톤(30', 30")을 수용하기 위한 컷 아웃을 갖기도 한다.
회전자부(28) 및 관련 고정자부(31)는 모터 케이싱(26) 내의 챔버(21) 각각을 통하는 축선 방향이다. 회전자부(28)의 회전 축선(28c) 및 고정자부(31)의 동심 중앙 축선(28c)은 모터 케이싱(26)의 주 축선(20c)에 대해 편심적으로 배열된다.
도 5에서, 회전자부(28)는 샤프트(20b)를 갖춘 원통형 슬리브의 형태로 도시되어 있다. 회전자부(28)의 슬리브 벽에, 여섯 개의 관통하는 포트 개구(28a)는 힌지부(29) 내의 포트 개구(29a)와 연통되어 제공되어 관련 압력 챔버(21a) 내측으로 직접 배출시킨다.
도 4에서, 고정자부(31)는 고정자부의 길이방향으로 일렬로 축선 배열되는 세 개의 포트 개구(31a)를 구비하여 도시되어 있다. 특정 각도 위치에서, 각각의 회전자부(28)의 포트 개구(28a)는 고정자부(31) 내의 관련 정지 포트 개구(31)와 연속으로 연통된다.
도 6에 상세히 도시된 피스톤부(30)는 모터 케이싱(26)의 내벽(21c)에 대해 롤링 지지 및 밀봉을 제공하는 두 개의 지지 롤러(30a)를 외향 단부에 구비하고 있다. 회전자부에 대한 피스톤부(30)의 후방 및 전방 피봇팅은 회전자부(28)의 회전 축선(28c)에 평행한 힌지부(29) 상의, 축방향으로 연장하는 축선(30d) 둘레에서 발생한다. 피스톤 형성 평판부(30)는 압력 챔버(21a) 또는 힌지부(29)를 향하는 오목한 곡선형 압력 표면(30b)을 구비하고 있으며, 배출 챔버(21b)를 향하는 이에 대응하는 볼록한 곡선형 후방 표면(30c)를 구비하고 있다.
회전자부(28)의 피스톤(30)이 회전자부(28)에 대해 전방 및 후방으로 피봇팅 이동될 때, 비활성화 상태의 피스톤(30)은 컷 아웃(29c) 내에 수용된다. 이러한 위치에서, 피스톤(30)의 오목한 곡선형 후방 표면(30c)은 모터 케이싱(26)의 원통형 내벽(21d)에 대해 밀봉 형성 인접부를 제공한다.
도 3은 두 개의 피스톤부(30', 30")를 갖춘 힌지부(29)를 도시하고 있다. 피스톤부(30', 30")는 힌지부(29)의 직경방향 대향 측면 상에 피봇식으로 장착된다. 이는 피스톤(30', 30")이 회전자부(28)의 각도(360°)회전 중에 두 개의 대향 작동 단계에서 작동할 수 있으며, 동시에, 각각 두 개의 대향 작동 단계에서 회전자부(28)에 효율적인 회전력을 제공함을 의미한다.
도 3은 또한, 피스톤부(30')가 회전자부(28)의 방사상 평면을 따라서 최적의 표면적을 갖추고 있지만 피스톤(30")은 회전자부(28)의 방사상 평면을 따라서 최소의 표면적을 갖는 것으로 도시되어 있다. 이러한 위치에서, 평판부(30")는 모터 케이싱(26)의 밀봉 포인트(21d)의 통행을 허용하는 컷 아웃(29c) 내에 수용된다.

Claims (5)

  1. 제 1 축선(28c)에 평행한 제 2 축선(30d) 둘레에 피봇식으로 장착되는 피스톤(30')에 의해 압력 챔버(21a) 및 배출 챔버(21b)로 분리되는 작동 챔버(21)를 구비한 모터 케이싱(26), 및 제 1 축선(28c) 둘레에 회전가능하게 장착되며, 상기 작동 챔버(21)의 주 축선(20c)에 대해 편심적으로 배열되어 상기 압력 챔버(21a)의 입구 포트(28a)의 개방 및 폐쇄를 제어하는 회전자부(28)를 포함하며,
    외부 압력 공급원으로부터 공급되는 압력 매체에 의해 구동되는 모터(20)에 있어서,
    힌지부(29)는 상기 작동 챔버(21)의 원형 둘레 벽(21c)의 국부 영역(21d)에 대해 밀봉 형성 인접부를 공지된 방식으로 제공하며,
    상기 피스톤은 한 단부가 상기 회전자부(28) 상에 피봇식으로 장착되며, 다른 단부에 상기 작동 챔버(21)의 원형 둘레 벽(21c)에 대해 밀봉 형성 인접부가 배열되는 원형 곡선형 평판부(30'; 30")에 의해 형성되며,
    상기 피스톤부(30, 30")는 상기 회전자부(28)의 원주면으로 향하거나 멀어지게 상기 작동 챔버(21) 내에서 전방 또는 후방으로 피봇팅될 수 있으며, 상기 압력 매체에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는,
    압력 매체에 의해 구동되는 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    고정자부(31)는 상기 회전자부(28)에 압력 매체의 공급을 위해 축방향 공급 파이프를 형성하며,
    상기 고정자부(31) 내의 포트 개구(31a)는 상기 압력 챔버(21a)에 압력 매체의 공급을 위해 상기 회전자부(28) 내의 입구 포트(28a)와 상호작용하며,
    상기 모터 케이싱(26)의 벽 내에, 상기 작동 챔버(21)의 배출 챔버(21b)로부터 배출을 위해서 일정하게 개방되는 배출 개구(27)가 배열되는 것을 특징으로 하는,
    압력 매체에 의해 구동되는 모터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 힌지부(29)를 갖춘 상기 회전자부(28)는 직경방향 대향 측면 상에 장착되는, 두 개의 전방 또는 후방으로 피봇팅되는 피스톤 형성 평판부(30', 30")를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    압력 매체에 의해 구동되는 모터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤 형성 평판부(30', 30")는 상기 회전자부(28)의 원주면에 대해 밀봉 형성 인접부를 제공할 수 있는 원형의, 오목한 곡선형 압력 표면(30b)을 구비하며, 상기 모터 케이싱(26)의 내벽(21d)에 대해 밀봉 인접부를 형성하기 위해서 원형의 볼록한 곡선형 후방 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    압력 매체에 의해 구동되는 모터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터(20)의 중앙 축선(20c)을 따라서 일렬로, 하나 이상의 분리된 공동이 배열되며, 각각의 상기 공동은 작동 챔버(21)를 형성하며, 작동 챔버를 분리하기 위해서 상기 회전자부(28) 내의 상기 입구 개구(28a)가 서로에 대해 각도를 형성하여 위치되는 것을 특징으로 하는,
    압력 매체에 의해 구동되는 모터.
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