KR20070116627A - 편심형 레이디얼 피스톤펌프 및 편심형 레이디얼피스톤모터 - Google Patents

Abstract

편심형 레이디얼 피스톤펌프에 있어서는, 편심 캠링(3)의 토출측에서의 끝부분 내주면의 소정범위에 걸쳐서, 레이디얼방향으로 돌출하는 리브(12)를 형성한다. 또, 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서는, 편심 캠링(3)의 고압측에서의 끝부분 내주면의 소정범위에 걸쳐서, 레이디얼방향으로 돌출하는 리브(12)를 형성한다. 레이디얼방향에 형성한 리브(12)에 의하여 편심 캠링(3)의 강성을 향상시켜, 편심캠링이 피스톤으로부터 추력에 의해 변형하는 것을 방지할 수가 있다. 이로부터, 편심 캠링의 두께를 두텁게 하지 않고도 편심 캠링의 강성을 높이며, 게다가, 레이디얼방향의 외형치수를 작게 구성한 편심형 레이디얼 피스톤펌프 및 편심형 레이디얼 모터를 제공할 수 있다.

편심 캠링, 리브, 편심형 레이디얼 피스톤펌프, 편심형 레이디얼 모터.

Description

편심형 레이디얼 피스톤펌프 및 편심형 레이디얼 피스톤모터{ECCENTRIC RADIAL PISTON PUMP AND ECCENTRIC RADIAL PISTON MOTOR}

본 발명은, 편심형 레이디얼 피스톤 펌프 및 편심형 레이디얼 피스톤모터에 관한 것이다.

편심형 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터에서는, 편심 캠링의 중심과 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서의 케이싱의 회전중심을 편심시키며, 이의 편심량을 변경하는 것으로서 실린더 블록내에 있어서의 피스톤의 스트로크량을 변경하고 있다. 피스톤의 스트로크량을 변경하는 것으로서, 피스톤에 의한 압유(壓油))의 변위(displacement)용적을 변화시켜, 편심형 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터의 용량을 가변(可變)으로 제어할 수가 있다.

종래부터 사용되고 있는 편심형 레이디얼 피스톤펌프로서는, 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 구성의 것이 사용되고 있다. 특허문헌 1에 기재된 편심형 레이디얼 피스톤펌프는, 편심 캠링 구동용의 제어피스톤과 서보제어밸브의 배치관계를 특정해서 레이디얼방향에 있어서의 점유(占有) 스페이스의 삭감을 도모하고 있는 것이다.

특허문헌 1에 기재된 편심형 레이디얼 피스톤펌프를 본원 발명에서는 종래 예로서, 도13에는 그 단면형상을 나타내고 있다. 실린더블록(40)의 각 실린더보어 내에는, 피스톤(41)이 배설되어 있다. 각 피스톤(41)에는, 피스톤슈(42a)를 가진 커넥팅로드(42)가 회동이 자유롭게 접합해 있다.

피스톤슈(42a)는 실린더블록(40)의 외주측에 배설한 편심 캠링(43)의 내주(內周) 면(面))에 따라 슬라이딩한다.

실린더블록(40)의 중심에는, 흡입 포트(port)를 가진 핀틀(pintle)(44)이 배설되며, 핀틀(44)의 중심과 편심 캠링(43)의 중심은, 편심(偏芯)으로 배설할 수 있다. 편심 캠링(43)은, 실린더블록(40)의 중심축선과 평행상태를 유지하기 때문에 편심으로 이동할 수 있다.

편심 캠링(43)의 편심량은, 제어피스톤(46)(47)에 의해 제어된다. 제어피스톤(46)(47)의 각 끝부분은 편심 캠링(43)에 맞닿고(當接)), 스프링(48)(49)의 배력(urging force)에 의해 편심 캠링(43)을 양측에서 압압(押壓)하고 있다. 제어피스톤(46)에 작용하는 압유에 의해, 편심 캠링(43)을 피스톤(44)의 중심축에 대해서 편심되게 할 수 있다.

제어피스톤(46)에 공급하는 압유는, 케이싱(45)의 원주방향으로 경사져서 배설된 서보제어밸브(50)에 의해 제어된다.

특허문헌 1: 일본국 공개특허 2004- 68796호 공보

(발명이 해결하여야 하는 과제)

편심형 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터에서는, 편심 캠링의 중심과 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서의 케이싱의 회전중심과의 편심량은, 편심 캠링의 이동량에 의해 규제되는 것이다. 또, 피스톤에 의해 발생하는 추력(推力)은, 편심 캠링의 내주 면에 의해 지지 된다. 이 때문에 피스로부터 추력의 전체는, 편심 캠링 하면에 있어서 집중하중을 떠받치는 형(形)으로 지지 되게 된다.

따라서, 편심 캠링의 강성이 낮은 경우에는, 예컨대, 편심 캠링의 두께가 얇은 경우에는, 피스톤으로부터 추력에 의해 편심 캠링이, 삼각형상의 주먹밥모양으로 변형하여서 버리게 된다. 즉, 도14에 표시한 바와 같이 무부하상태에서 원형이었던 편심 캠링은, 실린더보어 안이 고압으로 이루어진 피스톤에서의 추력(도15에 화살 표시하다.)을 받음으로 해서, 편심 캠링은 내부로부터 변형응력을 받아 변형된다. 이와 같이, 편심 캠링은 도14에 표시한 바와 같이 무부하상태에서 원형이었던 것이 변형응력을 받아서 도15에 표시한 바와 같이 삼각형상의 주먹밥모양으로 변형하여서 버린다.

편심 캠링에 변형이 생기는 경우, 편심 캠링 내주(안둘레) 면에 따라서 슬라이딩하는 피스톤슈(piston shoe)의 원통면과 변형한 편심 캠링 내주 면과의 사이에는, 면상태에서의 접촉이 일어나지 않고 간극이 발생한다.이 간극에 의해서,편심 캠링 내주 면에 대한 피스톤 슈의 접촉이 불균일하게 된다.

예컨대, 피스톤 슈가 편심 캠링 내주 면에 따라 슬라이딩하고 있는 때에, 피스톤 슈의 원통면에 있어서의 외경이 편심 캠링의 내경보다도 크게 되어 있는 장소에 이르면, 피스톤슈의 둘레방향에 있어서의 양단 가장자리측만이 편심 캠링의 내경에 슬라이딩 접촉하여서, 상기 양단 가장자리측에 커다란 면압(面壓))이 가해지게 된다.

피스톤슈의 둘레방향에서의 양단 가장자리측에 가해지는 커다란 면압에 의해, 피스톤슈에는 굽힘 응력이 발생한다. 또 피스톤슈의 원통 면에 있어서의 외경이 편심 캠링의 내경보다도 작게 되어 있는 장소에 이르면, 피스톤슈의 맞닿음이 적게 되므로 위로 뜨는 모양세가 된다.

특허문헌 1에 대해서는 도13에 표시된 바와 같이, 종래의 편심형 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서는 편심 캠링의 두께를 두텁게 구성해서, 편심 캠링의 변형을 방지하고 있다.

그러나, 편심 캠링의 두께를 두텁게 구성하면, 심형(芯型)레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스턴모터에 있어서의 레이디얼방향의 외형치수가 크게되는 문제가 발생한다.. 특히, 편심형 레이디얼 피스톤 펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서는, 레이디얼방향의 외형치수를 가능한 한 작게 구성함이 요구되고 있는 것에 반하여서, 레이디얼방향의 외형치수를 크게 함은 요구에 역행한 구성으로 된다.

본원 발명은, 종래에 있어서의 문제점을 해결하고, 편심 캠링의 두께를 두텁게 구성하지 않고도 편심 캠링의 강성을 높일 수 있으며, 게다가, 레이디얼방향의 외형치수를 작게 구성하는 것으로 할 수 있는 편심형 레이디얼 피스톤펌프 및 편심형 레이디얼 피스톤모터를 제공함에 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본원 발명의 과제는 청구의 범위 제1~10항에 기재된 각 발명에 의해 달성할 수 있다.

즉, 본원 제1발명에서는, 편심 캠링의 편심량에 따라, 압유의 변위용적을 변화시키는 편심형 레이디얼 피스톤펌프에 있어서, 편심 캠링에 있어서의 토출측의 끝부분 내주 면의 소정범위에 걸쳐서, 레이디얼방향에 돌출하는 리브를 형성하는 것을 가장 주요한 특징으로 하고 있다.

또, 본원 제2발명에서는, 리브의 형상을 한정함을 주요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원 제3발명에서는, 편심 캠링의 두께와 리브의 두께와의 관계를 한정한 것을 주요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원 제4발명 및 제5발명에서는, 리브의 측단면에 있어서의 구성을 한정함을 주요한 특징으로 하고 있다.

본원 제6발명에서는, 편심 캠링의 편심량에 따라, 압유의 누름용적을 변화시키는 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서, 편심 캠링에 있어서의 고압측의 끝부분 내주 면의 소정범위에 걸쳐서 레이디얼방향에 돌출하는 리브를 형성한 것을 다른 가장 주요한 특징으로 하고 있다.

또, 본원 제7발명에서는, 리브의 형상을 한정함을 주요한 특징으로 한다.

또한, 본원 제8발명에서는, 편심 캠링의 두께와 리브의 두께의 관계를 한정함을 주요한 특징으로 한다.

또한, 본원 제9발명 및 제 10발명에서는, 리브의 측단면에 있어서의 구성을 한정함을 주요한 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본원 발명에서는, 편심형 레이디얼 피스톤펌프 및 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서, 편심 캠링의 두께를 두텁게 함이 없이, 편심 캠링의 내주 면에 레이디얼방향의 리브를 형성함에 의해, 편심 캠링의 강성을 높일 수 있다.

게다가, 편심형 레이디얼 피스톤펌프에 있어서는, 리브를 편심 캠링에 있어서의 토출측의 끝부분 내주 면에 형성함으로서, 또, 편심형레이디얼피스톤모터에 있어서는, 리브를 편심 캠링에 있어서의 고압측의 끝부분 내주 면에 형성함으로서, 피스톤으로부터의 추력에 의한 편심 캠링이 변형을 방지할 수 있다.

또, 본원 발명에서는, 편심 캠링의 끝부분 내주 면의 전 내주에 걸쳐서 리브를 배설함으로서 설치도 할 수도 있다. 끝부분 내주 면의 전 내주에 걸쳐서 리브를 배설함으로서, 편심 캠링의 변형방지를 보다 튼튼히 구성할 수 있다.

[도1] 편심형 레이디얼 피스톤펌프의 개략 종단면도이다.(실시예 1)

[도2] 편심 캠링의 종단면도이다.(실시예 1)

[도3] 다른 편심 캠링의 종단면도이다.(실시예 1)

[도4] 별도의 편심 캠링의 종단면도이다.(실시예 1)

[도5] 편심 캠링의 사시도이다.(실시예 1)

[도6] 편심 캠링의 다른 사시도이다.(실시예 1)

[도7] 편심 캠링의 별도의 사시도이다.(실시예 1)

[도8] 편심 캠링의 강성을 해석하는 모델도이다.(실시예 1)

[도9] 해석모델의 응력분포의 표시도이다.(실시예 1)

[도10] 해석결과를 표시하는 표이다.(실시예 1)

[도11] 편심형 레이디얼 피스톤펌프의 개략 종단면도이다.(실시예 2)

[도12] 편심형 레이디얼 피스톤모터의 개략 종단면도이다.(실시예 3)

[도13] 편심형 레이디얼 피스톤펌프의 개략 종단면도이다.(종래예)

[도14] 무부하상태에서의 편심 캠링의 형상도이다.(설명예)

[도15] 부하가 가해진 때의 편심 캠링의 변형도이다.(설명예)

(부호의 설명)

1: 편심형 레이디얼 피스톤펌프, 3: 편심 캠링, 4: 실린더 블록,

5: 피스톤, 8: 핀틀, 10: 흡입(吸入)포트, 11: 토출포트,

12: 리브, 15a,15b: 피스톤, 22,23: 작동기구, 25a,25b: 피스톤,

28a,28b: 압압(壓押)부재, 30,31: 계합(係合:걸어맞춤)부재,

32: 편심형 레이디얼 피스톤모터, 33: 핀틀, 34,35: 포트,

40: 실린더블록, 41: 피스톤, 43: 편심 캠링, 44: 핀틀,

46,47: 제어피스톤, 50: 서보제어밸브

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명의 가장 적합한 실시의 형태에 관해서, 첨부도면에 의거하여 이하에 구체적으로 설명한다. 본원 발명의 편심형 레이디얼 피스톤펌프 및 편심형 레이디얼 피스톤모터의 구성으로서는, 이하에 설명하는 형상, 배치구성 이외에도 본원 발명의 과제를 해결할 수 있는 형상, 배치구성이라면, 그러한 형상, 배치구성을 채용할 수가 있다. 그러므로 본 발명은, 이하에 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경이 가능하다.

또, 본원 발명에 관계한 편심형 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터로는, 펌프작용과 모터작용을 병용할 수 있는 편심형 레이디얼 피스톤펌프 및 모터를 포함한다.

(실시예 1)

도1에는, 본 발명의 실시형태에 관계한 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 개략종단면을 표시하고 있다. 도2에는, 편심 캠링(3)의 종단면을 표시하고 있다. 도1에 표시한 바와 같이, 케이싱(2)안에는, 편심 캠링(3)이 배설되어 있고, 편심 캠 링(3)의 내측에는 실린더블록(4)이 회전가능하게 배설되어 있다. 실린더블록(4)에는 그 레이디얼방향에 복수의 실린더보어(7)가 형성되며, 각 실린더보어(7)안에는 피스톤(5)이 슬라이딩이 자유롭게 배설되어 있다.

피스톤(5)에는, 피스톤슈(6)가 요동이 자유롭게 지지되어 있다. 피스톤슈(6)는 편심 캠링(3)의 캠면(3A)에 슬라이딩접촉하고, 실린더블록(4)의 회전에 따라, 캠면(3A) 위를 슬라이딩한다. 피스톤슈(6)의 캠면(3A)에서의 슬라이딩에 의해 피스 톤(5)에 대해서 왕복운동을 가능하게 한다.

케이싱(2)에 배설된 핀틀(8)은, 실린더블록(4)의 핀틀 삽입부(9)내에 끼워 넣어져 있으며, 실린더블록(4)을 회전이 자유롭게 지지하고 있다. 핀틀(8)에는, 흡입 포트(10)와 토출포트(11)가 형성되어 있다. 실린더 블록(4)의 회전에 의하여, 피스톤(5)은 흡입공정과 토출공정을 반복하게 된다.

흡입공정에서는, 피스톤(5)은 상사점에서 하사점으로 향해 실린더 보어(7)에서 돌출하는 방향으로 슬라이딩해서, 압유를 흡입포트(10)로부터 실린더보어(7)내로 흡입한다. 토출공정에서는, 피스톤(5)은 하사점으로부터 상사점을 향해 슬라이딩하여, 실린더보어(7)내의 압유를 압축한다. 압축해서 고압으로 된 압유는, 토출포트(11)로부터 토출된다.

도2에 표시한 바와 같이, 편심 캠링(3)은 그 내주 면에 걸쳐 환상(環狀)의 리브(12)가 형성되어 있다. 편심 캠링(3)의 내주 면에 걸쳐서 형성된 환상의 리브(12)는, 도1에서는, 캠면(3)에서 편심 캠링(3)의 중심측에 연설(延設)한 형상으로 나타내고 있다.

케이싱(2)의 좌우에는, 실린더실(14a),(14b)이 형성되며, 각 실린더실(14a),(14b)안에는, 편심 캠링(3)의 바깥 둘레 면에 맞닿는 피스톤(15a).(15b)이 각각 슬라이딩이 가능하게 배설(配設)되어 있다. 각 피스톤(15a),(15b)은 각각 스프링(16a),(16b)에 의해 힘을 배력이 가해지고 있으며, 각 피스톤(15a),(15b)의 선단부(先端部)는, 항상 편심 캠링의 바깥둘레면(外周面)을 누르면서 맞닿은 상태로 되어 있다.

전환(Switch)밸브(18)의 전환 조작에 의해, 유압펌프(19)로부터의 압유(壓油)를 한쪽의 실린더실(14a) 또는 실린더실(14b)에 공급하고, 다른 쪽의 실린더 실(14b) 또는 실린더 실(14a)안의 압유를 탱크(20)에 배출할 수 있다.

또, 편심 캠링(3)의 외주면은, 케이싱(2)의 상하부위에 형성한 안내면(13)에 슬라이딩 접촉해있다. 전환밸브(18)의 전환조작에 따라 피스톤(15a)(15b)을 작동시킴으로서, 편심 캠링(3)을 안내면(13)에 따라 이동할 수 있고, 실린더블록(4)의 회전중심에 대해서 편심량을 조정할 수 있다.

도2에 표시한 바와 같이, 편심 캠링(3)의 끝부분(端部) 내주 면에는 리브(12)가, 레이디얼 방향의 내측을 향해서 환상으로 형성되어 있으며, 리브(12)에 의해 편심 캠링(3)의 강성을 높이고 있다.

리브(12)를 형성함에 의해, 편심 캠링(3)의 강성을 높이어 그 변형을 방지할 수 있기 때문에, 편심 캠링(3)의 캠면(3A)으로서는 항상 일정한 형상을 유지할 수 있다. 이에 의해, 피스톤슈(piston shoe)(6)와 캠면(3A)의 슬라이딩 접촉상태를 항상 양호하게 유지할 수 있으며, 피스톤 슈(6)가 캠면(3A)에서 떠오르는 것을 방지할 수 있다.

리브(12)로서는, 편심 캠링(3)과 일체로 구성할 수도, 편심 캠링(3)과 별체(別體)로서 구성할 수도 있다. 리브(12)를 별체로서 구성했을 때에는, 리브(12)를 편심 캠링(3)의 내주 면에 대해서 압입 등에 의해 끼워 맞추어 고정하는 것도, 용접 등의 고정수단을 이용해 리브(12)를 편심 캠링(3)에 고정하는 것도 가능하다.

리브(12)의 레이디얼 방향의 돌출량은, 피스톤(5)으부터의 추력에 의해, 편 심 캠링이 변형하는 것을 방지할 수 있는 정도의 강성을 갖게 할 수 있는 돌출량으로서 구성하여 두는 것이 필요하다. 또, 리브(12)의 재질이나 두께와의 관계로서, 레이디얼(radial) 방향의 돌출량을 조정할 수도 있다.

편심 캠링(3)의 양 끝부분에 각각 배설(配設)하는 리브(rib)(12)로는, 도3에 표시한 바와 같이 한쪽의 리브를 편심 캠링(3)과 일체로 구성하고, 다른 쪽의 리브(12)를 편심 캠링(3)과 별체로서 구성하는 것도 가능하다. 별체로서 구성한 리브(12)는, 도3에 표시한 바와 같이 편심 캠링(3)의 내주 면측에 돌출한 플랜지 부를 가진 구성으로 하는 것도, 도4에 표시한 바와 같이 편심 캠링(3)의 내주 면측 및 외주 면측에 각각 돌출한 플랜지부를 가진 구성으로 하는 것도 가능하다.

별체로서 구성한 리브(12)는, 압입 등에 의한 끼워 맞춤 고정방법, 용접 등에 의한 고정방법 등을 이용해서 편심 캠링(3)에 고정할 수 있다.

리브(12)의 구성으로는, 환상의 리브형상 이외에도, 도5∼도7에 각각 편심 캠링(3)의 사시도로 표시한 형상으로 구성할 수도 있다. 또한, 도5∼도7에 나타낸 리브(12)의 형상은 예시이고, 본원 발명은 상술한 형상에 한정되는 것은 아니다. 편심 캠링(3)의 강성을 높일 수 있는 리브 형상이면, 그 형상을 본원 발명의 리브로서 사용할 수 있는 것이며, 또, 그때의 리브형상은 본원 발명에 포함되어 있는 것이다.

도5에 표시한 바와 같이, 편심 캠링(3)의 끝부분(端部) 내주(內周) 면의 일부에 리브(12)를 배설해 두는 것도 가능하다. 이 경우에는, 동 리브(12)를, 실린더 블록(4)에 배설한 피스톤(5)으로부터의 추력(推力)이 크게 가해지는 부위에 배설해 둘 수 있다. 즉, 리브(12)를 편심 캠링(3)에 있어서의 토출측의 끝부분 내주 면에 배설해 놓을 수 있다.

또한, 상기 리브(12)를 끝부분 내주 면에 배설하는 구성으로서는, 리브(12)를 편심 캠링(3)의 내주 면 안에 배설하는 구성과, 리브(12)의 측면과 편심 캠링(3)의 끝부분 면(端部)을 밀착시키는 구성으로 하는 두가지 구성을 포함한다.

도6에 표시한 바와 같이, 피스톤(5)으로부터의 추력이 크게 가해진 부위로서 편심 캠링(3)의 양 끝부분에 각각 배설해 둘 수도 있다. 또, 도7에 표시한 바와 같이, 리브(12)를 편심 캠링의 양 포트측의 끝부분 내주 면에 각각 배설해 둘 수도 있다.

이와 같이하여, 커다란 변형하중을 받는 편심 캠링(3)의 끝부분 내주 면의 영역 내에, 리브(12)를 형성할 수 있다. 이와 같이 구성함에 의해, 필요최소한의 범위에 걸쳐서 배설한 리브(12)에 의해, 효율적으로 편심 캠링의 변형을 방지할 수 있다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 편심 캠링(3)의 끝부분 내주 면에 배설하는 리브(12)로는, 편심 캠링(3)의 끝부분 내주 면의 전 둘레에 걸쳐서 형성하는 것도, 실린더보어(7)안의 압유가 고압으로 되어, 피스톤(5)으로부터의 추력으로서 커다란 변형하중을 받는 편심 캠링(3)의 끝부분 내주면의 영역내에 형성하여 놓는 것도 가능하다.

또한, 편심 캠링(3)의 끝부분 내주 면의 일부에 리브(12)를 배설하는 경우에는, 리브(12)를 배설한 부위와 배설하지 않은 부위와의 경계에 있어서, 즉, 리 브(12)와 편심 캠링(3)의 끝부분 면과의 사이의 경계에 있어서, 집중하중이 가해지지 않도록, 리브(12)의 형상을 구성하여 둠이 필요하다.

리브(12)를 편심 캠링(3)의 양 끝부분 내주 면에 각각 배설하는 경우에는, 적어도 일단 측에 배설하는 리브(12)를 분할형상으로 편심 캠링(3)과는 별체로 구성하여서 놓는 것이나, 도6에 표시된 것처럼, 일단 측에 배설하는 리브(12)의 레이디얼 방향의 돌출량을 타 끝부분측에 배설하는 리브(12)의 레이디얼 방향의 돌출량 보다 약간 낮게 구성하여 둘 수 있다.

이와 같이 구성해 둠으로서, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 조립시에는, 실린더블록으로 피스톤의 삽입조립에 맞추어서, 복수로 분할하여서 별체로 형성한 리브 편을 순차로 조립하여 갈 수 있다.

혹은, 피스톤(5)을 실린더블록(4)의 각 실린더보어(7)안에서 각각 상사점위치까지 삽입한 때에 있어서의 피스톤슈(6)를 포함한 외주 지름을 , 리브(12)의 레이디얼 방향의 돌출량을 적게 한 측에 있어서의 리브(12)의 상단과 편심 캠링(3)의 내주 면으로 형성되는 개구에 삽입할 수 있는 외주 지름으로 되도록 구성하여 둔다.

이에 의해, 편심 캠링의 양 끝부분에 리브를 배설할 수 있으며, 편심 캠링(3)안에 배설한 실린더블록(4)에 피스톤(5)을 장착하는 조립작업을 용이하게 행할 수 있다.

리브(12)의 두께는, 편심 캠링(3)의 살 두께와 대략 같은 살 두께로 함이 바람직하다. 도8은, 편심 캠링(3)의 두께(t1)와 리브(12)의 두께(t2)의 관계를 표시 하는 해석용 모델 도면으로 표시하고, 편심 캠링(3)의 주변부에 있어서의 단면형상을 표시하고 있다.

도8에 표시하는 편심 캠링(3)을 사용하여서, 편심 캠링(3)의 내경, 플랜지(flange)의 내경, 및 캠 폭을 고정치수로 한 조건아래에서, 편심 캠링(3)의 두께(t1)와 리브(12)의 두께(t2)의 비를 변경한 편심 캠링(3)의 각 모델을 만들고, 각 모델에 있어서의 캠 응력에 관하여 유한요소법에 의한 해석을 하였다. 또, 유한요소법에서의 해석을 함에 있어서, 두께(t1)와 두께(t2)의 비는, 편심 캠링(3)의 질량을 거의 일정하게 한 조건 아래에서 변화시켰다.

유한요소법을 사용하여 연산한 캠 응력의 응력분포는, 도9에 표시한 바와 같은 응력분포로 되었다. 도9는, 편심 캠링(3)이 케이싱(2)의 안내면(13)과 맞닿는 부위를 중심으로 한, 요부사시도이다. 도9로부터 알 수 있는 바와 같이, 토출측에 있어서의 편심 캠링(3)이 케이싱(2)의 안내면(13)에 맞닿아 있는 부위에 있어서, 최대의 응력 σ₁이 발생한다. 또, 안내면(13)에 맞닿아 있는 부위로부터 떨어짐에 따라 응력은, σ₂로부터 σ₃, σ₄로 작아지는 것을 알 수 있다.

또, 도9로부터 알 수 있는 바와 같이, 적어도 최대의 응력 σ₁이 발생하는 부위, 혹은 소망하는 응력보다도 커다란 응력(예컨대, σ₃이상의 응력)이 발생하는 부위에 관해서도, 편심 캠링(3)의 끝부분에 별도 리브를 형성하여 둠으로서, 발생하는 응력을 작게 억제하여 둘 수가 있다. 즉, 도9에서는 편심 캠링(3) 한쪽에 리브(12)를 형성한 예를 표시하고 있지만, 예컨대, 도6에 표시한 바와 같이 편심 캠링(3)의 양 끝부분에 리브(12)를 형성하여 둠으로서, 편심 캠링(3)으로서 한층 변형이 어려운 구성으로 할 수 있다.

도9는, 상기조건에서 유한요소법에 의하여 구한, 상기 각 모델에 있어서의 캠 응력의 해석결과를 나타내는 표이다. 도9에서 알 수 있는 바와 같이, 편심 캠링(3)의 두께t1과 리브(12)의 두께t2와의 비를 1:1로 구성했을 때, 캠 응력은 최소로 된다. 게다가, 그때에 생기는 최대 캠 응력으로서는, 허용할 수 있는 범위 내로 할 수 있었다. 또한, 두께t1과 두께 t2와의 비를 1:1로 구성한 때에는, 편심 캠링(3)의 외형을 최소치수로 구성할 수 있다.

이로부터, 두께t1과 두께t2와의 비를 1:1로 함으로서, 편심형(型) 레이디얼 피스톤 펌프(1)의 레이디얼 방향의 크기를 작게 구성할 수 있다. 또한, 편심 캠링(3)으로서의 강성을, 편심 캠링(3)의 변형을 방지할 수 있는 충분한 강성으로 할 수 있다.

이와 같이, 편심 캠링(3)의 두께t1과 리브(12)의 두께t2를 대략 같은 두께로 한 구성으로 함으로서, 피스톤으로부터 추력에 의한 변형을 방지할 수 있는 강성을 구비한 편심 캠링(3)으로서 구성할 수 있고, 편심 캠링(3)의 치수형상이 최소의 치수형상으로 되도록 구성할 수 있다.

또한, 피스톤슈(6)의 슬라이딩안정성이 얻어지며, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 안정 구동(驅動)을 행할 수 있다. 또, 편심 캠링(3)의 두께t1을 두텁게 구성함이 없이, 편심 캠링(3)의 강성을 높일 수 있다. 이에 의해, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 레이디얼 방향에 있어서의 외형치수를 작게 구성할 수 있으며, 게다가, 용적효율을 향상시킬 수가 있다.

또, 편심 캠링(3)의 작동기구 등을 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)내에 배설했다 하더라도, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 레이디얼 방향에 있어서의 외형치수를 작게 할 수 있다.

편심 캠링(3)에 편심량을 부여하는 작동기구 등을 편심 캠링(3)의 축 방향 외측에 배설한 경우에는, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 축방향의 길이는 길어진다. 그러나 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 레이디얼 방향에 있어서의 외형치수를 작게 할 수 있기 때문에, 결과로서 편심 형 레이디얼 피스톤 펌프(1)의 세로

가로

높이로 이루어진 최대치수는 작게 구성할 수 있다.

게다가, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 레이디얼 방향에 있어서의 외형치수를 작게 함으로서, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)를 탑재하는 용적을 작게 할 수 있어서 소형의 유압기구 등에 대해서도 유효하게 탑재할 수 있게 된다.

(실시예 2)

도11은, 본 발명의 실시형태에 관계한 다른 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 개략 종단면을 표시하고 있다. 편심 캠링(3)을 편심시키는 구성으로서, 실시예 1에서는, 케이싱(2)의 좌우에 형성한 피스톤(15a),(15b)의 작동에 의해, 편심 캠링(3)을 편심되게 하는 구성으로 되어 있다.

이에 대해서, 실시예 2에서는, 편심 캠링(3)에 배설한 리브(12)의 측면에 계합(係合)부재(30),(31)를 형성하고, 편심량을 부여하는 작동기구(22),(23)를 계합부재(30),(31)에 작용토록함으로써, 편심 캠링(3)을 편심되게 하는 구성으로 되어 있다.

이 구성에 있어서, 실시예 2는 실시예 1의 구성과 다른 구성으로 되어 있다. 다른 구성은, 실시 예1과 같은 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 실시예 1에 있어서의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재 부호를 붙여서 이하 설명을 생략한다.

리브(12)의 측면에 형성한 계합부재(30),(31)는, 도 2에 표시하는 구멍(12a)에 끼어 맞추는 부재로서 리브(12)의 측면에 배설하는 것도, 리브(12)와 일체적으로 형성하는 것도 가능하다. 작동기구(22)는, 유압펌프(19)로부터 압유를 받아서, 계합부재(30)를 압압(押壓)하는 한 쌍의 피스톤(25a),(25b)과 한 쌍의 피스톤(25a),(25b)을 각각 계합부재(30)측에 압압하는 스프링(26a),(26b)을 구비하고 있다. 작동기구(23)는, 계합부재(31)의 양단으로부터 압압하는 한 쌍의 압압부재(28a),(28b)와, 한 쌍의 압압부재(28a),(28b)에 압압력을 가하는 스프링(29a),(29b)을 구비하고 있다.

작동기구(22)에 있어서의 한 쌍의 피스톤(25a),(25b) 및 스프링(26a),(26b)은, 각각 실린더실(24a),(24b)안에 배설되어 있다. 전환밸브(18)의 전환에 의하여, 유압펌프(19)로부터의 압유를 실린더실(24b)에 공급하고, 실린더실(24a)안의 압유를 탱크(20)로 배출한 때에는, 피스톤(25b)은 도11에 있어서 마주본 왼쪽(左) 방향으로 슬라이딩하고, 편심 캠링(3)도 도11에 있어서 마주 본 좌 방향에 이동하게 된다. 또, 이 전환밸브(18)의 전환위치로부터 반대측의 전환위치로 전환하면, 편심 캠링(3)을 도11에 있어서 마주본 오른쪽(右) 방향으로 이동시킬 수 있다.

작동기구(23)에 있어서의 한 쌍의 압압부재(28a),(28b)는, 각각 스프 링(27a),(27b)안에 배설한 스프링(29a),(29b)의 배력(urging force)에 의해서, 서로 근접하는 방향으로 배력이 가해지고 있다

또, 한 쌍의 압압부재(28a),(28b)에 의해, 편심 캠링(3)의 회전 멈춤 기능이 작용하고 있다.

작동기구(22)에 있어서의 한 쌍의 피스톤(25a),(25b)의 작동에 의해, 편심 캠링(3)이 이동하는 때에는, 스프링(29a),(29b)이 각각 변형해서 편심 캠링(3)을 평행이동시킬 수 있다.

실린더 실(24b)의 배치위치와 압압부재(28a)를 구비한 스프링실(27a)의 배설위치를 역(逆)으로 배설하여서, 작동기구(22) 및 작동기구(23)를 구성할 수도 있다. 이때, 작동기구(22)로서는, 피스톤(25a)을 구비한 실린더실(24a)과 실린더실(24b)대신 배설한 압압부재(28a)를 구비한 스프링 실(27a)로 구성되며, 작동기구(23)는, 스프링 실(27a)의 대신으로 배설한 피스톤(25b)을 구비한 실린더실(24b)과 압압부재(28b)를 구비한 스프링실(27b)로 구성되게 된다.

또한 동일하게, 실린더 실(24b)의 배치위치와 압압부재(28b)를 구비한 스프링 실(27b)의 배설위치를 역으로 배설하여서, 작동기구(22) 및 작동기구(23)를 구성할 수도 있다. 이와 같이 구성한 때에도, 전환밸브(18)로부터 출력되는 압유를 실린더 실(24a)과 실린더 실(24b)로 선택적으로 공급함으로서, 편심 캠링(3)의 이동을 제어할 수도 있다.

또, 실시예 2의 구성으로서, 도11에 나타내는 계합부재(30),(31)의 양측에 각각 맞닿는 한 쌍의 피스톤을, 각 계합부재(30),(31)의 양측에 각각 배설할 수도 있다.

도11에 나타낸 바와 같이, 작동기구(22),(23)의 배설 부위(部位)로서는, 편심 캠링(3)의 축 방향 외측이면서도 편심 캠링(3)의 내경측에 배설할 수도 있으므로, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 레이디얼 방향의 외형을 작게 구성할 수 있다.

이 경우, 편심 캠링(3)에 편심량을 부여하는 작동기구(22),(23)가 편심 캠링(3)의 축 방향 외측에 배설되게 되므로, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 축방향의 길이는 길게 된다.

그러나 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 레이디얼 방향에 있어서의 외형치수를 작게 할 수 있기 때문에, 결과로서 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 세로

가로

높이로 되는 최대치수는 작게 구성할 수 있다.

도2에 표시한 구멍(12a)을 작동기구(22),(23)에 걸어 맞추는 계합부재(30),(31)를 장착하는 구멍으로 사용하는 대신에, 편심 캠링(3)의 회전멈춤용의 회전멈춤 부재로서 사용할 수도 있다. 또, 리브(12)의 측면에 구멍(孔)(12a)을 형성하는 대신에, 회전멈춤 부재를 편심 캠링과 일체로 구성해 둘 수도 있다.

(실시예 3)

도12에는, 본 발명의 실시형태에 관한 편심형 레이디얼 피스톤모터(32)의 개략 종단면을 표시하고 있다. 실시예 3에서는, 편심형 레이디얼 피스톤모터(32)의 구성을 표시하고 있는 점(点)을 빼고는 실시예 1에 있어서의 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 구성과 동일한 구성으로 되어 있다. 그러므로 편심형 레이디얼 피스톤 펌프(1)의 구성과 동일한 구성에 대하여는, 도1에서 이용한 부재부호를 사용하므로서 이하에서 설명을 생략한다.

편심형 레이디얼 피스톤모터(32)에서는, 실린더블록(4)과 핀틀(33)이 일체적으로 회전하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 포트(34),(35)에 각각 연통해 있는 핀틀(33)에 형성한 압유의 통로는, 각각 같은 지름의 통로로서 형성되어 있다.

이와 관련하여, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)에서는, 실린더 블록(4)이 회전하는 것에 대하여 핀틀(8)은 비 회전으로 구성되어 있다. 이 때문에, 핀틀(33)에 형성한 압유의 통로로서는, 흡입포트(10)에 연통하는 통로지름이, 토출포트(11)에 연통하는 통로지름보다도 큰 지름으로 구성되어 있다.

또한, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)에 있어서, 흡입포트(10)에 연통하는 통로지름과, 토출포트(11)에 연통하는 통로지름을 동일지름으로 구성할 수도 있다. 특히, 편심형 레이디얼 피스톤펌프/모터에 있어서는, 흡입포트(10)에 연통하는 통로지름과, 토출포트(11)에 연통하는 통로지름을 동일지름으로 구성해 둘 필요가 있다.

또, 도1에서는, 흡입포트(10)를 도면의 하측에 배치하고, 토출포트(11)를 도면의 상측에 배치한 구성 예를 표시하고 있지만, 흡입포트(10)와 토출포트(11)의 배치위치를 도1과는 역으로 구성할 수도 있다.

도12에 나타내는 편심형 레이디얼 피스톤모터(32)에서는, 예를 들면, 도12에 있어서 하측으로 온 포트(34)가 고압측의 유압에 연통하고, 상측에 온 포트(35)가 저압측의 유압에 연통할 수 있다. 실린더블록(4) 및 핀틀(33)의 회전에 의해, 상측 에서 저압측에서 저압측에 연통해 있던 포트(35)가 하측에 오면, 이번에는 고압측의 유압에 연통하게 된다.

동시에, 하측에서 고압측에 연통하여 있던 포트(34)는, 저압측의 유압에 연통하게 된다. 즉, 포트(34),(35)는 각각, 실린더블록(4) 및 핀틀(33)의 회전에 수반하여 교호로 고압측의 압유와 저압측의 압유에 연통하게 된다.

고압측의 유압에 연통한 포트(34) 또는 포트(35)로부터는, 실린더 보어(7)안에 고압의 압유가 공급된다. 실린더보어(7)안에 공급된 고압의 압유에 의해서, 실린더보어(7)안의 피스톤(5)이 압압되어, 실린더블록(4)을 회전시키게 된다.

실시예 1에 있어서 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1) 의 경우에서 설명한 것과 같이, 리브(12)의 구성으로서는, 적어도 편심 캠링(3)에 있어서의 고압측의 끝부분 내주 면의 소정범위에 걸쳐서, 레이디얼방향으로 돌출하도록 구성하여 둘 수 있다. 리브(12)를 구성함에 의해, 편심 캠링(3)이 변형하지 않도록 편심 캠링(3)의 강성을 높게 할 수 있다.

리브(12)의 구성으로서는, 도2∼도7에 표시하는 구성과 동일한 구성으로서 형성할 수 있다. 실시예 1에서의 설명에서 기재한 바와 같이, 편심 캠링(3)의 강성을 높일 수 있는 리브형상이라면, 그 형상을 본원 발명의 리브로 사용할 수 있다.

편심 캠링(3)에 리브(12)를 형성하는 것에 의해, 리브(12)를 가진 편심 캠링(3)을 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)에 사용한 실시 예1의 경우와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또, 도8∼도10을 이용하여 설명한 해석용 모델의 결과는, 편심형 레이디얼 피스톤 모터(32)의 경우에 있어서도 그대로 적용할 수 있다.

편심형 레이디얼 피스톤 모터(32)의 구성으로서 도12에 표시한 구성 이외에도, 도11에 표시한 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)와 동일한 구성으로 할 수도 있다. 이때, 흡입포트(10)와 토출포트(11)에 각각 연통하는 핀틀에 형성한 통로지름을 동일한 통로지름으로 되도록 구성해 두는 것이 바람직하다.

또, 실시예 2에 있어서 설명한 것과 같이 , 편심 캠링(3)에 배설한 리브(12)의 측면에, 편심 캠링을 편심시킬 때의 회전멈춤 계합부재나 편심 캠링에 편심량을 부여하는 작동기구와 계합부재를 설치할 수도 있다.

상술한 실시예에서는, 편심형 레이디얼 피스톤펌프(1)의 구성 및 편심형 레이디얼 피스톤 모터(32)의 구성에 관해서 설명을 하였지만, 실시예에서 설명한 편심형 레이디얼 피스톤펌프 또는 편심형 레이디얼 피스톤모터의 구성으로서는, 편심형 레이디얼 피스톤펌프

모터의 구성을 포함하고 있는 것이다.

본원 발명은, 본원발명의 기술사상을 적용할 수 있는 장치 등에 대해서는, 본원발명의 기술사상을 적용할 수 있다.

Claims (10)

1. 편심(偏芯) 캠링의 편심량에 따라서, 압유(壓油)의 변위(displacement) 용적을 변화시키는 편심형 레이디얼(radial) 피스톤펌프로서,

   편심 캠링(cam ring)에 있어서의 토출측의 끝부분(端部) 내주(內周) 면의 소정범위에 걸쳐서, 레이디얼 방향으로 돌출하는 리브를 형성한 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤펌프.
2. 제1항기재의 편심형 레이디얼 피스톤펌프에 있어서,

   상기 리브가, 상기 끝부분 내주 면의 전(全)내주에 걸쳐서 배설(配設)되어 된 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤펌프.
3. 제1항 또는 제2항기재의 편심형 레이디얼 피스톤펌프에 있어서,

   상기 편심 캠링의 두께(肉厚)와, 상기 리브의 두께가, 대략 같은 두께인 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤펌프.
4. 제1항 또는 제2항기재의 편심형 레이디얼 피스톤펌프에 있어서,

   상기 편심 캠링의 편심방향으로 평행한 상기 리브(rib)의 외측면에, 상기 편심 캠링을 편심시킬 때의 회전멈춤 계합(係合:걸어맞춤)부재 및/또는 상기 편심 캠 링으로 편심량을 부여하는 작동기구와의 계합부재가 형성되어 된 것을 특징으로 하 는 편심형 레이디얼 피스톤펌프.
5. 제3항기재의 편심형 레이디얼 피스톤펌프에 있어서,

   상기 편심 캠링의 편심방향으로 평행한 상기 리브의 외측면에, 상기 편심 캠링을 편심시킬 때의 회전멈춤 계합부재 및/또는 상기 편심 캠링에 편심량을 부여하는 작동기구와의 계합부재가 형성되어 된 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤펌프.
6. 편심 캠링의 편심량에 따라, 압유의 변위 용적을 변화시키는 편심형 레이디얼 피스톤모터로서,

   편심 캠링에 있어서의 고압측의 끝부분 내주 면의 소정범위에 걸쳐서, 레이디얼 방향으로 돌출하는 리브를 형성한 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤모터.
7. 제6항기재의 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서,

   상기 리브가 상기 끝부분 내주 면의 전 내주에 걸쳐서 배설되어 된 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤모터.
8. 제6항 또는 제7항기재의 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서,

   상기 편심 캠링의 두께와, 상기 리브의 두께가 대략 동일 두께인 것을 특징 으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤모터.
9. 제6항 또는 제7항기재의 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서,

   상기 편심 캠링의 편심방향으로 평행한 상기 리브의 외측면에, 상기 편심 캠링을 편심되는 때의 회전멈춤 계합부재 및/또는 상기 편심캠링에 편심량을 부여하는 작동기구의 계합부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤모터.
10. 제8항기재의 편심형 레이디얼 피스톤모터에 있어서,

    상기 편심 캠링의 편심방향으로 평행한 상기 리브의 외측면에, 상기 편심 캠링을 편심시킬 때의 회전멈춤 계합부재 및/또는 상기 편심 캠링에 편심량을 부여하는 작동기구와 계합부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 편심형 레이디얼 피스톤모터.

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