KR20100105687A

KR20100105687A - 유압 펌프·모터 및 팬 구동 장치

Info

Publication number: KR20100105687A
Application number: KR1020107015740A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 오가사와라; 가즈히로 마루타; 무츠미 오노
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-09-29
Also published as: CN101925739A; US20100287926A1; DE112008003624T5; WO2009096118A1; DE112008003624B4; JP2009174505A; JP5183225B2; US8677884B2; CN101925739B; KR101268745B1

Abstract

본 발명의 유압 모터 (10) 는, 실린더 블록 (14) 의 외주면에 형성된 피검출부 (52) 와, 이 피검출부 (52) 에 대향하여 배치되고, 피검출부 (52) 를 검출하는 회전 센서 (50) 를 갖는다. 회전 센서 (50) 는, 실린더 블록의 축방향에 있어서, 실린더 구멍 (29) 의 최심부 (41) 부터 실린더 블록의 후단면 (28) 까지 사이에 대응하는 위치에 형성된다. 팬 구동 장치 (60) 는, 유압 모터 (10) 와, 관통공 (64) 을 개재하여 표면측에 회전축 (13) 의 선단을 배치시킨 상태에서 유압 모터가 장착되는 브래킷 (61) 과, 회전축 (13) 에 장착되고 유압 모터에 의해 구동되는 팬 (62) 을 구비한다. 유압 모터는, 회전 센서 (50) 가 브래킷 (61) 의 이면측에 배치되도록, 브래킷 (61) 에 장착된다.

Description

유압 펌프·모터 및 팬 구동 장치{HYDRAULIC PUMP MOTOR AND FAN DRIVER}

본 발명은, 회전 센서를 구비한 유압 펌프·모터 및 팬 구동 장치에 관한 것이다.

종래, 건설 기계 등에서는, 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프나, 오일에 의해 구동되는 유압 모터가 다용되고 있다.

예를 들어, 액셜형의 사판식 유압 펌프·모터는, 케이싱 내에 회전 가능하게 장착된 회전축과, 이 회전축과 함께 회전하는 실린더 블록과, 실린더 블록에 형성된 복수의 실린더 구멍 내에 자유롭게 왕복 이동할 수 있도록 끼워넣어진 복수의 피스톤과, 회전축에 대해 경사지도록 케이싱 내에 형성되고 피스톤 선단부를 자유롭게 슬라이딩 접촉할 수 있도록 지지하는 사판과, 실린더 블록 후단면에 슬라이딩 접촉하는 밸브판을 구비하고 있고, 밸브판에 형성된 포트를 개재하여, 실린더 구멍의 내부에 오일을 유통시키도록 구성한 것이다.

이 사판식 유압 펌프·모터를 유압 펌프로서 사용하는 경우에는, 회전축을 엔진 등으로 회전 구동시켜 실린더 블록을 회전시키고, 피스톤을 왕복 이동시킴으로써, 저압측의 포트로부터 실린더 구멍으로 빨려 들여간 오일을 피스톤에 의해 가압하여 고압측의 포트로부터 토출한다.

또한, 사판식 유압 펌프·모터를 유압 모터로서 사용하는 경우에는, 고압측의 포트로부터 오일을 실린더 구멍에 공급하고, 피스톤을 실린더 구멍으로부터 돌출시켜 사판을 가압함으로써, 실린더 블록과 함께 회전축을 회전시킨다.

이와 같은 사판식 유압 펌프·모터에 있어서, 실린더 블록의 회전 수를 검출하는 회전 센서를 구비한 것이 알려져 있다 (특허문헌 1 을 참조). 도 7 은, 특허문헌 1 의 사판식 유압 펌프·모터의 개요 구성을 나타내는 단면도이다. 이 사판식 유압 펌프·모터 (100) 는, 케이싱 (110), 덮개체 (120), 회전축 (130), 실린더 블록 (140), 피스톤 (150), 밸브판 (160), 및 사판 (170) 을 구비하고 있다. 실린더 블록 (140) 의 외주 (外周) 면에는, 소정 간격을 두고 피검출 오목부 (520) 가 형성되어 있다. 이 피검출 오목부 (520) 에 대향하는 위치에는, 피검출 오목부 (520) 를 검출하는 전자 픽업식의 회전 센서 (500) 가 배치되어, 케이싱 (110) 에 고정되어 있다. 실린더 블록 (140) 이 회전하면, 각 피검출 오목부 (520) 가 회전 센서 (500) 의 위치를 통과함으로써, 회전 센서 (500) 와 피검출 오목부 (520) 사이의 거리 (자계) 가 주기적으로 변화한다. 회전 센서 (500) 는, 자계 변화에 따른 검출 신호를 도시되지 않은 컨트롤러에 송신한다. 컨트롤러는, 회전 센서 (500) 로부터의 검출 신호의 교류 파형을 파형 정형하고, 그 주파수를 실린더 블록 (140) 의 회전 수로 하여 산출한다.

일본 공개특허공보 2002-267679호

그런데, 상기 서술한 사판식 유압 펌프는, 실린더 블록을 회전시킴으로써, 동일 원주 상에 나열된 실린더 구멍 내를 슬라이딩하는 피스톤의 위치를 변화시킨다. 또한, 사판식 유압 모터는, 동일 원주 상에 나열된 실린더 구멍 내에 고압의 오일을 공급함으로써, 실린더 구멍 내를 슬라이딩하는 피스톤의 위치가 시간과 함께 변화되는 것에 의해, 실린더 블록을 회전시킨다. 이 때문에, 펌프·모터 어느 경우에 있어서도, 실린더 블록의 회전은 흔들림 회전이 된다.

도 7 에 나타내는 사판식 유압 펌프·모터를 구동시킨 경우, 이 실린더 블록 (140) 의 흔들림에 의해, 케이싱 (110) 에 장착된 회전 센서 (500) 와 실린더 블록 (140) 에 형성된 피검출 오목부 (520) 사이의 거리가 변화되어 버리기 때문에, 실린더 블록 (140) 의 회전 수의 검출에 오차가 생긴다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 실린더 블록의 흔들림에 관계없이, 양호한 정밀도로 실린더 블록의 회전 수를 검출할 수 있는 유압 펌프·모터를 제공할 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1 에 관련된 유압 펌프·모터는, 케이싱 내에 회전 가능하게 장착된 회전축과, 상기 회전축과 함께 회전하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록에 형성된 복수의 실린더 구멍 내에 자유롭게 왕복 이동할 수 있도록 끼워넣어진 복수의 피스톤과, 상기 회전축에 대해 경사지도록 상기 케이싱 내에 형성되고, 상기 복수의 피스톤의 선단부를 자유롭게 슬라이딩 접촉할 수 있도록 슬라이딩시키는 사판과, 상기 실린더 블록의 후단면에 슬라이딩 접촉하는 밸브판을 갖고, 상기 밸브판에 형성된 포트를 개재하여, 상기 실린더 구멍의 내부에 오일을 유통시키는 것으로, 상기 실린더 블록의 외주면에 형성된 피검출부와, 상기 피검출부에 대향하는 상태에서 상기 케이싱에 배치되며, 상기 피검출부를 검출하는 회전 센서를 구비하고, 상기 회전 센서가, 상기 실린더 블록의 축방향에 있어서, 상기 실린더 구멍의 최심부로부터 상기 실린더 블록의 후단면까지 사이에 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 2 에 관련된 유압 펌프·모터는, 상기 청구항 1 에 있어서, 상기 회전 센서가, 상기 회전축의 축심에 직교하는 상기 사판의 슬라이딩면 상의 선과 상기 축심을 포함하는 면내에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 3 에 관련된 팬 구동 장치는, 케이싱으로부터 선단을 돌출시킨 상태에서 케이싱 내에 회전 가능하게 장착된 회전축과, 상기 회전축과 함께 회전하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록에 형성된 복수의 실린더 구멍 내에 자유롭게 왕복 이동할 수 있도록 끼워넣어진 복수의 피스톤과, 상기 회전축에 대해 경사지도록 상기 케이싱 내에 형성되고, 상기 복수의 피스톤의 선단부를 자유롭게 슬라이딩 접촉할 수 있도록 슬라이딩시키는 사판과, 상기 실린더 블록의 후단면에 슬라이딩 접촉하는 밸브판을 갖고, 상기 밸브판에 형성된 포트를 개재하여, 상기 실린더 구멍의 내부에 오일을 유통시키는 유압 모터와, 관통공을 갖는 평판 형상의 기부를 구비하고, 상기 케이싱을 상기 관통공에 끼워넣음으로써, 상기 기부의 표면측에 상기 회전축의 선단을 배치시킨 상태에서 상기 유압 모터가 장착되는 브래킷과, 상기 회전축의 선단에 장착되고, 상기 유압 모터에 의해 구동되는 팬을 구비하고, 상기 유압 모터는, 상기 실린더 블록의 외주면에 형성된 복수의 피검출부와, 상기 실린더 블록의 축방향에 있어서, 상기 실린더 구멍의 최심부로부터 상기 실린더 블록의 후단면까지 사이에 대향하는 상태에서 상기 케이싱에 배치되며, 상기 피검출부를 검출하는 회전 센서를 구비하고, 상기 회전 센서를 상기 기부의 이면측에 위치시킨 상태에서, 상기 브래킷에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 4 에 관련된 팬 구동 장치는, 상기 청구항 3 에 있어서, 상기 유압 모터가, 상기 회전 센서를 상기 기부의 이면에 근접시킨 상태에서, 상기 브래킷에 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 5 에 관련된 팬 구동 장치는, 상기 청구항 3 또는 4 에 있어서, 상기 회전 센서가, 상기 회전축의 축심에 직교하는 상기 사판의 슬라이딩면 상의 선과 상기 축심을 포함하는 면내에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유압 펌프·모터 및 팬 구동 장치는, 실린더 블록의 외주면에 피검출부를 형성함과 함께, 이 피검출부를 검출하는 회전 센서를, 실린더 블록의 축방향에 있어서, 실린더 구멍의 최심부로부터 실린더 블록 후단면까지 사이에 대응하는 위치에 형성한 구성으로 하고 있다. 이 회전 센서의 배치 위치는 회전축의 기단측이기 때문에, 실린더 블록의 흔들림의 영향을 받기 어려운 위치이다. 따라서, 실린더 블록의 흔들림에 관계없이, 회전 센서와 피검출부 사이의 거리는 거의 일정하게 유지되게 된다. 그 결과, 종래와 비교하여 실린더 블록의 회전 수의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 팬 구동 장치는, 회전 센서를 브래킷의 이면측에 위치시킨 상태에서 유압 모터를 브래킷에 장착한 구성으로 하고 있다. 그 결과, 팬의 회전에 의해 외부로부터 침입하는 먼지나 진흙이 회전 센서에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 은 본 실시형태인 팬 구동 장치에 적용되는 유압 모터의 개요 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 유압 모터의 A-A 선 단면도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 유압 모터의 B-B 선 단면도이다.
도 4 는 본 실시형태인 팬 구동 장치의 배면도이다.
도 5 는 도 4 에 나타낸 팬 구동 장치의 C-C 선 단면도이다.
도 6 은 도 4 에 나타낸 팬 구동 장치의 D-D 선 단면도이다.
도 7 은 종래의 유압 펌프·모터의 개요 구성을 나타내는 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 유압 펌프·모터 및 팬 구동 장치 에 있어서의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시형태에서는, 본 발명의 유압 펌프·모터를 사판식 유압 모터에 적용하고, 이 사판식 유압 모터를 팬 구동 장치에 적용한 예에 대해 설명한다.

도 1 은 사판식 유압 모터의 개요 구성을 나타내는 단면도 (X-Z 평면에서의 단면도), 도 2 는 도 1 에 나타낸 사판식 유압 모터의 A-A 선 단면도 (X-Y 평면에서의 단면도), 도 3 은 도 1 에 나타낸 사판식 유압 모터 (10) 의 B-B 단면도이다. 또한, 도 4 는 도 1 에 나타낸 사판식 유압 모터를 적용한 팬 구동 장치의 배면도, 도 5 는 도 4 의 C-C 선 단면도, 도 6 은 도 4 의 D-D 선 단면도이다.

도 4 ∼ 도 6 에 나타내는 팬 구동 장치 (60) 는, 건설 기계 등의 엔진의 라디에이터 (80) 를 냉각시키기 위한 팬을 구동시키는 장치이다. 이 팬 구동 장치 (60) 는, 사판식 유압 모터 (10) (이하, 생략하여 「유압 모터」라고 한다) 와, 이 유압 모터 (10) 를 지지하는 브래킷 (61) 과, 유압 모터 (10) 의 회전축에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되고, 유압 모터 (10) 에 의해 구동되는 팬 (62) 및 쉬라우드 (63) 로 구성되어 있다.

유압 모터 (10) 는, 유압 펌프 (2) (도 1 을 참조) 로부터 공급되는 오일을 회전력으로 변환하여, 팬 (62) 을 회전시키는 것이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 유압 모터 (10) 의 후단측에는, 팬 (62) 의 회전 수를 검출하는 회전 센서 (50) 가 장착되어 있다. 이 유압 모터 (10) 와 회전 센서 (50) 에 대해서는 다음에 상세하게 설명한다.

브래킷 (61) 은, 유압 모터 (10) 가 장착된 판 형상의 부재이다. 이 브래킷 (61) 은, 길이 방향의 치수가 라디에이터 (80) 의 치수와 거의 동일하게 형성된 장척 평판 형상을 이루는 기부 (65) 와, 기부 (65) 의 양측 테두리부로부터 각각 후방을 향하여 직각으로 굴곡된 평판 형상을 이루는 측벽부 (66) 로 구성되어 있다. 기부 (65) 의 중앙부에는, 유압 모터 (10) 를 장착하기 위한 관통공 (64) 이 형성되어 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 유압 모터 (10) 는, 브래킷 (61) 의 기부 (65) 의 표면측 (팬 설치측) 에 회전축 (13) 의 선단을 배치시키고, 또한 기부 (65) 의 이면측에 회전 센서 (50) 를 배치시킨 상태에서 관통공 (64) 에 끼워넣어져, 복수의 볼트 (71) 에 의해 기부 (65) 에 대해 고정되어 있다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 유압 모터 (10) 의 기부 이면측에 위치하는 부위, 즉, 후술하는 케이싱 (11) 의 후단측 및 엔드 커버 (12) 는, 그 양측이 브래킷 (61) 의 측벽부 (66) 에 의해 덮여 있다.

팬 (62) 은, 팬보스 (67) 와 복수의 날개 (68) 로 구성되어 있다. 각 날개 (68) 는 볼트에 의해 팬보스 (67) 에 각각 체결되고, 팬보스 (67) 는, 볼트 (72) 에 의해 유압 모터 (10) 의 회전축 (13) 에 체결되어 있고, 유압 모터 (10) 를 구동시키면 팬 (62) 이 회전한다.

쉬라우드 (63) 는, 팬 (62) 의 송풍 성능을 향상시키기 위해서, 팬 (62) 의 주위를 둘러싸는 양태로 배치 형성된 정면에서 보았을 때 정방형인 프레임 형상 부재로서, 적절한 수단을 이용하여 라디에이터 (80) 와 브래킷 (61) 에 장착되어 있다. 쉬라우드 (63) 의 중앙에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 원형의 개구부 (69) 가 형성되어 있다.

상기 구성을 갖는 팬 구동 장치 (60) 에서는, 유압 모터 (10) 가 구동되면 팬 (62) 이 회전하고, 팬 (62) 의 회전에 의해 빨려 들여간 온도가 낮은 공기가 라디에이터 (80) 를 통과함으로써, 라디에이터 (80) 의 열교환이 촉진된다.

다음으로, 도 1 ∼ 도 3 을 이용하여, 팬 (62) 을 구동시키는 유압 모터 (10) 에 대해 상세하게 설명한다. 유압 모터 (10) 는, 케이싱 (11), 엔드 커버 (12), 회전축 (13), 실린더 블록 (14), 피스톤 (15), 밸브판 (16), 및 사판 (17) 을 구비하고 있다.

케이싱 (11) 은, 그 내부에 회전축 (13), 실린더 블록 (14), 밸브판 (16) 및 사판 (17) 을 수용하는 것으로, 일단이 개구된 통 형상부 (21) 와, 단벽부 (22) 로 구성되는 원통 형상을 이루고 있다. 이하, 케이싱 (11) 의 단벽부 (22) 측을 「선단측」이라고 하고, 개구측을 「후단측」이라고 한다. 도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 통 형상부 (21) 에는, 개구측의 단부 (端部) 로부터 직경 바깥 방향으로 돌출되는 플랜지 형상의 장착부 (18) 가 형성되어 있다. 이 장착부 (18) 에는, 상기 서술한 팬 구동 장치의 브래킷 (61) 에 유압 모터 (10) 를 장착하기 위한 볼트 구멍 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 장착부 (18) 는, 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 유압 모터 (10) 를 팬 구동 장치에 있어서의 브래킷 (61) 의 기부 (65) 에 장착할 때에, 기부 (65) 의 이면에 맞닿게 하여 볼트 (71) 에 의해 기부 (65) 에 체결된다.

엔드 커버 (12) 는, 케이싱 (11) 의 후단측의 개구를 막는 덮개체이다. 이 엔드 커버 (12) 의 내부에는, 방향 전환 밸브 (1) 가 내장되어 있고, 스풀 (1a) 을 전환함으로써, 유압 펌프 (2) 로부터의 오일의 급배 방향을 전환하고 있다. 케이싱 (11) 에 있어서의 통 형상부 (21) 의 단벽부 (22) 와 회전축 (13) 사이에는 오일 시일 (23a) 이 형성되어 있다. 또한, 케이싱 (11) 과 엔드 커버 (12) 사이에는 오일 시일 (23b) 이 형성되어 있다. 이 오일 시일 (23a) 과 오일 시일 (23b) 로 케이싱 (11) 에 오일을 봉입하고 있다.

회전축 (13) 은, 케이싱 (11) 및 엔드 커버 (12) 에, 베어링 (24a, 24b) 을 개재하여 자유롭게 회전할 수 있도록 지승 (支承) 되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 회전축 (13) 이 베어링 (24a) 에 의해 지지되는 측을 회전축의 「기단측」이라고 하고, 회전축 (13) 이 베어링 (24b) 에 의해 지지되는 측을 회전축의 「선단측」이라고 한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 회전축 (13) 의 선단은, 케이싱 (11) 의 단벽부 (22) 로부터 외부로 돌출되어 있다. 이 회전축 (13) 의 선단에는, 상기 서술한 팬 (62) 의 팬보스 (67) 가 장착된다.

실린더 블록 (14) 은, 스플라인 (26) 을 개재하여 회전축 (13) 과 연결되고, 케이싱 (11) 내에서 회전축 (13) 과 일체로 회전하는 것이다. 이 실린더 블록 (14) 은, 선단측의 단면 (端面) (27) (이하, 「선단면 (27)」이라고 한다) 이 사판 (17) 에 대향하는 한편, 후단측의 단면 (28) (이하, 「후단면 (28)」이라고 한다) 이 밸브판 (16) 의 표면에 슬라이딩 접촉하도록 배치되어 있어, 밸브판 (16) 에 접촉한 채로 회전할 수 있게 되어 있다. 실린더 블록 (14) 에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (14) 의 축을 중심으로 둘레 방향으로 등간격 또한 회전축 (13) 과 평행하게, 복수의 실린더 구멍 (29) 이 천공 형성되어 있다. 그리고, 실린더 블록 (14) 의 후단면 (28) 측에 위치하는 각 실린더 구멍 (29) 의 기 단 부분에는, 후술하는 밸브판 (16) 의 급배 포트 (31) 와 연통하는 실린더 포트 (32) 가 형성되어 있다.

각 실린더 구멍 (29) 에는, 피스톤 (15) 이 자유롭게 왕복 이동할 수 있도록 끼워넣어져 있다. 피스톤 (15) 은, 실린더 구멍 (29) 내에 오일이 공급됨으로써 사판을 가압하고, 이 사판 (17) 을 가압했을 때에 발생하는 회전 방향 성분의 힘에 의해 실린더 블록 (14) 에 회전력을 발생시키는 것이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 각 피스톤 (15) 의 선단부는, 오목 구형상 부분에 피스톤슈 (33) 가 장착된 구조로 되어 있다. 피스톤슈 (33) 는, 슈리테이너 (34) 에서 사판 (17) 의 슬라이딩면 S 에 자유롭게 슬라이딩 접촉할 수 있도록 슬라이딩한다.

밸브판 (16) 은, 원판 형상으로 형성된 것으로, 실린더 블록 (14) 의 후단면 (28) 에 슬라이딩 접촉하도록, 엔드 커버 (12) 에 고정되어 있다. 이 밸브판 (16) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향을 따라 형성된 긴 구멍 형상의 급배 포트 (31, 31) 를 구비하고 있다. 각 급배 포트 (31) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 밸브판 (16) 을 축방향으로 관통하고 있고, 실린더 블록 (14) 에 맞닿는 측의 개구는, 복수의 실린더 포트 (32) 에 연통할 수 있다. 그리고, 각 급배 포트 (31) 의 엔드 커버 (12) 에 맞닿는 측의 개구는, 엔드 커버 (12) 의 내부에 형성된 급배 통로 (42, 42) 에 연통되어 있다. 또한, 엔드 커버 (12) 에 형성된 급배 통로 (42, 42) 는, 관로 (3, 4) 및 방향 전환 밸브 (1) 를 개재하여 유압 펌프 (2) 또는 오일 탱크 (5) 에 접속되어 있다.

사판 (17) 은, 케이싱 (11) 의 단벽부 (22) 와 실린더 블록 (14) 사이에 형성되고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, X-Y 평면과 평행한 면내에서 소정 각도 경사진 평탄한 슬라이딩면 S 를 가지고 있다. 상기 서술한 바와 같이, 각 피스톤슈 (33) 는, 실린더 블록 (14) 의 회전에 수반하여, 이 슬라이딩면 S 상에 가압되면서 원 형상으로 슬라이딩한다. 본 실시형태에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 사판 (17) 이 단벽부 (22) 에 고정된 고정 용량식인 것을 적용하고 있다. 또한, 사판 (17) 의 경사 각도를 변경하는 사판 경전 (傾轉) 장치를 구비한 가변 용량식인 것을 적용할 수도 있다. 가변 용량식인 경우, 슬라이딩면 S 의 경사 각도를 변경하여 피스톤 (15) 이 왕복 이동하는 거리를 변화시킴으로써, 모터의 용량을 변경할 수 있다.

상기 구성을 갖는 유압 모터 (10) 에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 유압 펌프 (2) 로부터의 오일이 일방의 급배 통로 (42) 및 급배 포트 (31) 를 개재하여 실린더 구멍 (29) 에 공급되는 한편, 각 실린더 구멍 (29) 의 오일이, 다른 일방의 급배 포트 (31) 를 개재하여 급배 통로 (42) 에 배출되어, 오일 탱크 (5) 에 되돌려진다. 오일이 공급된 실린더 구멍 (29) 내의 피스톤 (15) 은 사판 (17) 을 가압한다. 그리고, 피스톤 (15) 에 발생하는 회전 방향 성분의 힘에 의해 회전력이 발생한다. 이 회전력은 실린더 블록 (14) 을 개재하여 회전축 (13) 에 전해져, 회전축 (13) 을 회전시킨다.

다음으로, 상기 서술한 유압 모터 (10) 에 형성된 회전 센서 (50) 와, 이 회전 센서 (50) 에 의해 검출되는 피검출부 (52) 에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 케이싱 (11) 의 후단측에는, 직경 방향으로 관통하는 관통공 (25) 이 형성되어 있고, 이 관통공 (25) 에 회전 센서 (50) 가 장착되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 1 에 있어서 회전축 (13) 과 수직으로 장착부 (18) 를 포함하는 면을 고려하여, 그 면의 일부를 포함하도록, 회전 센서 (50) 가 설치되어 있다. 이 회전 센서 (50) 는, 상기 서술한 실린더 블록 (14) 의 소정 시간 내의 회전 수를 검출하는 것이다. 실린더 블록 (14) 과 회전축 (13) 은 일체로 회전하고, 회전축 (13) 과 팬 (62) 은 일체로 회전한다. 따라서, 실린더 블록 (14) 의 회전 수는 팬 (62) 의 회전 수와 동등해진다.

회전 센서 (50) 는, 실린더 블록 (14) 의 외주면에 형성된 피검출부 (52) 를 검출하는 검출부 (51) 를 구비하고 있다. 이 검출부 (51) 는, 피검출부 (52) 와 소정 간격을 두고 대향한 상태에서, 케이싱 (11) 에 고정되어 있다. 검출부 (51) 에 의한 검출 결과는 도시되지 않은 연산부에 송신된다. 연산부는, 검출부 (51) 의 검출 결과에 기초하여 실린더 블록 (14) 의 회전 수를 산출한다.

상기 회전 센서 (50) 로는, 예를 들어 MR 소자 (자기 저항 효과 소자) 나 홀 소자를 사용한 전자 픽업식의 센서를 적용할 수 있다. 전자 픽업식의 회전 센서는, 영구 자석의 주위에 코일을 감은 구조를 갖는 일반적인 센서로서, 검출부와 피검출부 사이의 자속의 변화를 검출하는 것이다.

피검출부 (52) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (14) 의 외주면의 한 둘레에 걸쳐 일정한 간격으로 오목부 (53) 를 절삭함으로써 형성된 기어 형상의 요철부이다. 이 피검출부 (52) 는, 상기 서술한 회전 센서 (50) 의 배치 위치에 대응하는 위치, 즉, 실린더 블록 (14) 의 후단측에 형성되어 있다.

실린더 블록 (14) 이 회전하면, 피검출부 (52) 의 오목부 (53) 와 볼록부 (54) 가 회전 센서 (50) 의 위치를 통과함으로써, 검출부 (51) 와 피검출부 (52) 사이의 거리 (자계) 가 주기적으로 변화한다. 회전 센서 (50) 의 검출부 (51) 는, 이 자계 변화에 의해 발생한 교류 전압을 신호로서 출력하고, 이 신호를 연산부에 송신한다. 연산부는, 이 교류 전압을 펄스로 정형하고, 펄스 수를 카운트하여 실린더 블록 (14) 의 회전 수 (즉 팬 (62) 의 회전 수) 를 산출한다.

상기 서술한 회전 센서 (50) 의 배치 위치에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 회전 센서 (50) 의 검출부 (51) 를, 케이싱 (11) 의 후단측에 배치한 구성으로 하고 있다.

여기서, 「케이싱의 후단측」이란, 실린더 블록 (14) 의 축방향에 있어서 실린더 구멍 (29) 의 내경이 피스톤 직경인 부분의 최심부 (41) 와, 실린더 블록 (14) 의 후단면 (28) 까지 사이의 위치에 대향하는 위치이다. 회전 센서 (50) 를 케이싱 (11) 의 후단측에 배치하는 이유는 이하와 같다. 회전축 (13) 은, 베어링 (24a, 24b) 에 의해 기단측과 선단측이 각각 지지되어 있다. 따라서, 흔들림 회전에 의한 회전축 (13) 의 흔들림은, 기단측과 선단측 사이의 중앙 부분이 가장 커진다. 이 때문에, 검출부 (51) 를, 도 1 에 나타내는 바와 같이 회전축 (13) 의 기단측, 즉, 실린더 블록 (14) 의 축방향에 있어서 실린더 구멍 (29) 의 최심부 (41) 와 실린더 블록 (14) 의 후단측 단면 (28) 까지 사이의 위치에 대향하는 위치에 형성한 경우, 도 1 에 나타내는 위치보다 선단측에 형성한 경우와 비교하여, 회전축 (13) 의 흔들림의 영향을 받기 어렵다. 즉, 실린더 블록 (14) 의 외주면에 형성된 피검출부 (52) 와 회전 센서 (50) 의 검출부 (51) 사이의 거리는, 실린더 블록 (14) 의 흔들림에 관계없이 항상 거의 일정하게 유지되게 된다.

또한, 상기 서술한 바와 같이, 유압 모터 (10) 는, 동일 원주 상에 나열된 실린더 구멍 (29) 내를 슬라이딩하는 피스톤 (15) 의 위치를 시간과 함께 변화시킴으로써, 실린더 블록 (14) 을 회전시키고 있다. 이 때문에, 실린더 블록 (14) 의 흔들림은, 사판 (17) 의 최대 경사각 방향, 즉, 도 2 에 나타내는 X-Y 평면 내에서 발생한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 회전 센서 (50) 의 검출부 (51) 를, 도 1 에 나타내는 X-Z 평면 내에 배치하고 있다.

여기서, 「X-Z 평면」이란, 회전축 (13) 의 축심 (13a) 에 직교하는 사판 (17) 의 슬라이딩면 S 상의 선과, 축심 (13a) 의 양방을 포함하는 면이다. 즉, 「축심 (13a) 에 직교하는 사판 (17) 의 슬라이딩면 S 상의 선」이란, 사판 (17) 의 최대 경사각 방향의 선과 직교하는 선이다. 바꾸어 말하면, 「축심 (13a) 에 직교하는 사판 (17) 의 슬라이딩면 S 상의 선과 축심 (13a) 의 양방을 포함하는 면」은, 사판 (17) 의 슬라이딩면 S 상의 경사각 방향의 선과 축심 (13a) 의 양방을 포함하는 면 (도 2 에 있어서의 X-Y 평면) 과 직교하는 면이다.

회전 센서 (50) 를, X-Y 평면에 직교하는 X-Z 평면 내에 배치한 경우, 실린더 블록 (14) 의 X-Y 방향의 진동의 영향을 최소 한도로 억제할 수 있다. 또한, 「회전축의 축심에 직교하는 사판의 슬라이딩면 상의 선과 축심의 양방을 포함하는 면」에는, 도 1 에 나타낸 X-Z 평면을 회전축 (13) 의 축심 둘레에 몇차례 정도 회전시킨 면도 포함되는 것으로 한다.

또한, 사판 (17) 의 경사 각도가 변경 가능한 가변 용량식을 적용한 경우에는, 상기 X-Z 평면은, 사판 (17) 을 경전시키는 사판 회전축의 축심 (도시 생략) 과 회전축 (13) 의 축심 (13a) 의 양방을 포함하는 면을 의미한다.

회전 센서 (50) 의 검출부 (51) 가 케이싱 후단측에 배치되는 데에 대응하여, 피검출부 (52) 는, 실린더 블록 (14) 의 축방향에 있어서, 실린더 구멍 (29) 의 내경이 피스톤 직경인 부분의 최심부 (41) 와, 실린더 블록 (14) 의 후단측 단면 (28) 까지 사이에 형성된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 실린더 포트 (32) 의 Z 방향의 치수는, 실린더 구멍 (29) 의 직경 치수보다 작기 때문에, 실린더 포트 (32) 의 형성 위치의 외주 부위는, 실린더 구멍 (29) 의 형성 위치의 외주 부위보다 두꺼워져 있다. 이 두꺼운 부분을 이용하여 피검출부 (52) 를 형성하는 경우, 이하의 이점이 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 실린더 구멍 (29) 의 형성 위치의 외주 부위는 얇게 되어 있다. 이 때문에, 피검출부 (52) 를 도 1 에 나타내는 위치보다 실린더 블록 선단측에 형성하는 경우, 강도 확보를 위해서, 이 얇은 부위를 피하도록 하여, 인접하는 실린더 구멍끼리의 사이에 오목부 (53) 를 형성할 필요가 있다. 이 경우, 오목부 (53) 의 형성 개수는 실린더 구멍 (29) 의 개수와 동 수개가 된다. 이에 대하여, 상기 두꺼운 부위에 피검출부 (52) 를 형성하는 경우, 요철 부분을 기어 형상으로 연속하여 형성할 수 있기 때문에, 절삭 가공이 용이한 데다, 실린더 구멍 (29) 의 개수에 관계없이 오목부 (53) 를 형성할 수 있다.

또한, 도 4 ∼ 도 6 에 나타내는 팬 구동 장치 (60) 를 구동시킨 경우, 큰 형상을 갖는 팬 (62) 이 유압 모터 (10) 의 선단에서 회전하기 때문에, 유압 모터 (10) 의 선단이 가장 진동하기 쉽다. 그에 반해, 기부 (65) 는 고정되어 있기 때문에, 기부 (65) 의 근처는 진동이 작고, 기부 (65) 로부터 멀어질수록 진동이 커진다. 이 때문에, 유압 모터 (10) 를 기부 (65) 에 장착하는 경우, 유압 모터 구동시에 회전 센서 (50) 에 전해지는 진동을 최소 한도로 억제하려면, 회전 센서 (50) 를 가능한 한 기부 (65) 에 근접시켜 배치하는 것이 바람직하다. 상기 서술한 바와 같이, 유압 모터 (10) 는, 케이싱 (11) 을 기부 (65) 의 관통공 (64) 에 끼워넣고, 장착부 (18) 를 기부 (65) 의 이면에 맞닿게 하여 볼트 고정시킴으로써, 기부 (65) 에 장착된다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 회전 센서 (50) 는, 회전축 (13) 에 수직으로 장착부 (18) 를 포함하는 면의 일부를 포함하도록, 케이싱 (11) 에 설치되어 있다. 이 때문에, 유압 모터 (10) 를 기부 (65) 에 장착한 경우, 회전 센서 (50) 는, 기부 (65) 의 이면에 근접하는 위치에 배치되게 된다. 따라서, 유압 모터 구동시에 회전 센서 (50) 에 전해지는 진동을 최소 한도로 억제할 수 있다.

또한, 팬 구동 장치 (60) 를 구동시키면, 외부로부터 공기와 함께 먼지나 진흙 등이 빨려 들여간다. 이들 먼지나 진흙 등은, 라디에이터 (80), 팬 (62) 및 쉬라우드 (63) 의 개구부 (69) 를 통과한다. 그러나, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 유압 모터 (10) 의 후단측은, 브래킷 (61) 의 기부 (65) 의 이면측에 위치하고, 또한 측벽부 (66) 에 의해 그 양측을 덮은 상태에 있다. 따라서, 회전 센서 (50) 는 외부로부터 빨려 들여간 먼지나 진흙으로부터 보호된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 팬 구동 장치 (60) 는, 팬 (62) 을 구동시키는 유압 모터 (10) 에 있어서의 실린더 블록 (14) 의 외주면에 피검출부 (52) 를 형성함과 함께, 이 피검출부 (52) 를 검출하는 회전 센서 (50) 를, 실린더 블록 (14) 의 축방향에 있어서, 실린더 구멍 (29) 의 최심부 (41) 부터 실린더 블록 후단면 (28) 까지 사이에 대응하는 위치에 형성한 구성으로 하고 있다. 상기 구성으로 함으로써, 실린더 블록 (14) 의 흔들림에 관계없이, 회전 센서 (50) 와 피검출부 (52) 사이의 거리를 거의 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 종래와 비교하여 실린더 블록의 회전 수의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있어, 정밀도가 높은 팬 제어를 실시할 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태의 팬 구동 장치 (60) 에서는, 회전 센서 (50) 의 검출부 (51) 를, 유압 모터 (10) 의 회전축 (13) 의 축심 (13a) 에 직교하는 사판 (17) 상의 선과 축심 (13a) 의 양방을 포함하는 면내에 배치한 구성으로 하고 있다. 상기 구성으로 함으로써, 실린더 블록 (14) 의 X-Y 평면 내에서의 흔들림의 영향을 받기 어려워진다. 그 결과, 실린더 블록의 회전 수의 검출 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 팬 구동 장치 (60) 에 의하면, 상기 피검출부 (52) 를, 실린더 블록 (14) 의 축방향에 있어서, 실린더 구멍 (29) 의 내경이 피스톤 직경인 부분의 최심부 (41) 와, 실린더 블록 (14) 의 후단측 단면 (28) 까지 사이의 두꺼운 부위에 형성함으로써, 절삭 가공을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 실린더 구멍 (29) 의 개수에 관계없이 오목부 (53) 의 형성 개수를 늘릴 수 있기 때문에, 실린더 블록 (14) 의 회전 수의 검출 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 본 실시형태의 팬 구동 장치 (60) 에 의하면, 상기 회전 센서 (50) 를 기부 (65) 의 이면에 근접시킨 상태에서, 유압 모터 (10) 를 브래킷 (61) 에 장착한 구성으로 함으로써, 유압 모터 구동시에 회전 센서 (50) 에 전해지는 진동을 최소 한도로 억제할 수 있기 때문에, 회전 센서의 진동에 의한 고장을 초래할 우려를 줄일 수 있다.

추가로, 본 실시형태의 팬 구동 장치 (60) 에 의하면, 상기 회전 센서 (50) 를 브래킷 (61) 의 이면측에 위치시킨 상태에서, 유압 모터 (10) 를 브래킷 (61) 에 장착한 구성으로 함으로써, 외부로부터 침입하는 먼지나 진흙이 회전 센서 (50) 에 부착되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 본 발명의 유압 펌프·모터를 팬 구동 장치에 적용한 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고, 다른 구동 장치 혹은 사판식 유압 펌프에도 적용할 수 있다.

1 방향 전환 밸브
2 유압 펌프
3, 4 관로
5 오일 탱크
10 사판식 유압 모터
11 케이싱
12 엔드 커버
13 회전축
13a 축심
14 실린더 블록
15 피스톤
16 밸브판
17 사판
18 장착부
21 통부
22 단벽부
23 오일 시일
24a, 24b 베어링
25 관통공
26 스플라인
27 선단측 단면
28 후단측 단면
29 실린더 구멍
31 급배 포트
32 실린더 포트
33 피스톤슈
34 슈리테이너
35 (실린더 블록의) 볼록부
36 리테이너 가이드
37 스프링
38 시트
39 핀
41 실린더 구멍 최심부
42 급배 통로
50 회전 센서
51 검출부
52 피검출부
53 오목부
54 볼록부
60 팬 구동 장치
61 브래킷
62 팬
63 쉬라우드
64 관통공
65 기부
66 측벽부
67 팬보스
68 날개
69 개구
71, 72 볼트
80 라디에이터

Claims

양 단부가 베어링을 개재하여 케이싱 및 그의 개구를 막는 엔드 커버에 회전 가능하게 장착된 회전축과,
상기 회전축과 함께 회전하는 실린더 블록과,
상기 실린더 블록에 형성된 복수의 실린더 구멍 내에 자유롭게 왕복 이동할 수 있도록 끼워넣어진 복수의 피스톤과,
상기 회전축에 대해 경사지도록 상기 케이싱 내에 형성되고, 상기 복수의 피스톤의 선단부를 자유롭게 슬라이딩 접촉할 수 있도록 슬라이딩시키는 사판과,
상기 실린더 블록의 후단면에 슬라이딩 접촉하는 밸브판을 갖고, 상기 밸브판에 형성된 포트를 개재하여, 상기 실린더 구멍의 내부에 오일을 유통시키는 유압 펌프·모터에 있어서,
상기 실린더 블록의 외주 (外周) 면에 형성된 피검출부와,
상기 피검출부에 대향하는 상태에서 상기 케이싱에 배치되며, 상기 피검출부를 검출하는 회전 센서를 구비하고,
상기 회전 센서는,
상기 실린더 블록의 축방향에 있어서, 상기 실린더 구멍의 최심부로부터 상기 실린더 블록의 후단면까지 사이에 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 펌프·모터.
제 1 항에 있어서,
상기 회전 센서는,
상기 회전축의 축심에 직교하는 상기 사판의 슬라이딩면 상의 선과 상기 축심을 포함하는 면내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 펌프·모터.
케이싱으로부터 선단을 돌출시키고, 또한 양 단부가 베어링을 개재하여 케이싱 및 그의 개구를 막는 엔드 커버에 회전 가능하게 장착된 회전축과, 상기 회전축과 함께 회전하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록에 형성된 복수의 실린더 구멍 내에 자유롭게 왕복 이동할 수 있도록 끼워넣어진 복수의 피스톤과, 상기 회전축에 대해 경사지도록 상기 케이싱 내에 형성되고, 상기 복수의 피스톤의 선단부를 자유롭게 슬라이딩 접촉할 수 있도록 슬라이딩시키는 사판과, 상기 실린더 블록의 후단면에 슬라이딩 접촉하는 밸브판을 갖고, 상기 밸브판에 형성된 포트를 개재하여, 상기 실린더 구멍의 내부에 오일을 유통시키는 유압 모터와,
관통공을 갖는 평판 형상의 기부를 구비하고, 상기 케이싱을 상기 관통공에 끼워넣음으로써, 상기 기부의 표면측에 상기 회전축의 선단을 배치시킨 상태에서 상기 유압 모터가 장착되는 브래킷과,
상기 회전축의 선단에 장착되고, 상기 유압 모터에 의해 구동되는 팬을 구비하고,
상기 유압 모터는,
상기 실린더 블록의 외주면에 형성된 복수의 피검출부와,
상기 실린더 블록의 축방향에 있어서, 상기 실린더 구멍의 최심부로부터 상기 실린더 블록의 후단면까지 사이에 대향하는 상태에서 상기 케이싱에 배치되며, 상기 피검출부를 검출하는 회전 센서를 구비하고,
상기 회전 센서를 상기 기부의 이면측에 위치시킨 상태에서, 상기 브래킷에 장착되는 것을 특징으로 하는 팬 구동 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 유압 모터는,
상기 회전 센서를 상기 기부의 이면에 근접시킨 상태에서, 상기 브래킷에 장착되는 것을 특징으로 하는 팬 구동 장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 회전 센서는,
상기 회전축의 축심에 직교하는 상기 사판의 슬라이딩면 상의 선과 상기 축심을 포함하는 면내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 팬 구동 장치.