KR20110107175A - 피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스페이서 링에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 유압 피스톤 펌프에 구비되는 피스톤 슈와 리테이너가 불규칙으로 상대운동을 하면서 발생되는 마찰을 감소시켜 유압 피스톤 펌프가 고속회전이 가능하도록 하는 스페이서 링을 제공함에 있다.
본 발명에 의한 피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링은, 내부에 방사상으로 배열되는 다수의 실린더보어(11)가 형성된 실린더배럴(10); 상기 실린더배럴(10)의 전방측에 설치되는 전방하우징(20); 상기 실린더배럴(10)의 후방측에 설치되는 후방하우징(30); 상기 실린더보어(11) 각각의 내부에 왕복운동가능하게 삽입되고 전단부에 슈(41)가 구비된 다수의 피스톤(40); 일단부가 상기 전방하우징(20)을 회전가능하게 관통하고 타단부는 상기 실린더배럴(10)의 중앙에 삽입되어 회전가능하게 지지되는 구동축(50); 판형으로 형성되어 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되며, 상기 실린더보어(11)가 형성된 위치에 대응하는 위치에 통공(61)이 형성되어 상기 슈(41)가 상기 통공(61)을 통과하여 상기 피스톤(40)과 결합되도록 배치되는 리테이너(60); 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되며 상기 전방하우징(20)과 상기 리테이너(60) 사이에 구비되어 상기 슈(41)의 끝단을 지지하는 요크(70);를 포함하여 구성되는 피스톤 펌프(100)에 구비되며, 원주 형태로 형성되어 상기 슈(41)와 결합되되 상기 슈(41)와 상기 리테이너(60) 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 스페이서 링(42)은 상기 슈(41) 및 상기 리테이너(60)와 비교하여 상대적으로 경재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링 {Spacer Ring between Piston-Shoe and Retainer for Decreasing Friction}

본 발명은 피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링에 관한 것이다.

유압 장치는, 특히 전동기에 의한 전기적 동력 전달 장치와 비교하면, 소형의 장치로서 큰 힘을 낼 수 있고, 과부하(Over Load) 방지가 쉬우며, 정확한 힘 조정 / 위치 제어 / 속도제어 등이 가능한 장점이 있다. 또한 무단 변속이 간단하며, 작동이 원활하고, 오일이 기계 장치에 비해 가볍기 때문에, 관성이 적어서 진동이 적다는 장점도 있다. 더불어, 파이프로 연결함으로써 원격 조작을 쉽게 구현할 수 있고, 마모가 적어 내구성 및 윤활 특성이 좋으며, 반응 속도가 빠른(유압력 전달속도는 1000m/s, 공압은 약 50m/s) 등, 많은 장점을 가지고 있어, 산업 현장 등에서 다양한 형태로 널리 사용되고 있다.

그러나 유압 장치에는, 오일의 복귀 라인이 필요하여 배관이 까다로울 수 있으며, 오일이 누설되거나 연소되는 등의 위험성이 존재하고, 오염 물질에 민감하며, 부품 가격이 상당히 고가라는 점 등의 단점들도 존재하는 바, 현재까지 사용되고 있는 다양한 유압 장치에 대한 꾸준한 개선 노력이 있어 왔다.

유압 피스톤 펌프는 유압 장치들 중에서도 효율이 좋고 압력 범위, 회전수 범위 등이 넓으며 운전 특성이 유리하여 다양한 분야에 널리 활용되고 있다. 그러나 유압 피스톤 펌프는 또한, 유압 장치들 중에서도 부품 가격이 가장 높으며, 소음 및 맥동 등이 상대적으로 크게 발생하고, 오염에 취약한 등의 단점들을 가지고 있는 문제가 있다. 특히 상술한 바와 같이 유압 피스톤 펌프의 경우 부품의 가격이 고가이기 때문에, 작동 시 마모를 줄여 내구성을 최대화하고자 하는 연구 및 노력이 지속되어 왔다.

도 1은 종래의 피스톤 펌프의 분해사시도이며, 도 2는 종래의 피스톤 펌프의 단면도이다. 도시된 바와 같이 종래의 피스톤 펌프는 다수 개의 실린더보어(11)가 형성된 실린더배럴(10), 전방 및 후방하우징(20)(30), 다수 개의 피스톤 및 슈(40)(41), 구동축(50), 리테이너(60), 요크(70)를 포함하여 이루어진다.

상기 실린더보어(11)는 다수 개가 원통형으로 형성되는 상기 실린더배럴(10)에 방사상으로 배치되게 되며, 각각의 상기 실린더보어(11) 내에 상기 피스톤(40)이 하나씩 삽입 배치된다. 상기 리테이너(60)는 상기 실린더보어(11)가 형성된 위치에 대응되는 위치에 통공(61)이 형성되어 있다. 상기 피스톤(40)의 전방에는 상기 슈(41)가 결합되는데, 이 때 상기 피스톤(40)은 상기 리테이너(60)의 상기 통공(61)을 통과하여 상기 슈(41)와 결합된다.

상기 구동축(50)은 상기 전방하우징(20) 및 상기 요크(70)를 관통하여 상기 실린더배럴(10)의 중앙에 삽입되며, 상기 구동축(50)과 함께 상기 실린더배럴(10)이 회전함에 따라 상기 피스톤(40)이 왕복운동을 하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유압 피스톤 펌프에 구비되는 피스톤 슈와 리테이너가 불규칙으로 상대운동을 하면서 발생되는 마찰을 감소시켜 유압 피스톤 펌프가 고속회전이 가능하도록 하는 스페이서 링을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링은, 내부에 방사상으로 배열되는 다수의 실린더보어(11)가 형성된 실린더배럴(10); 상기 실린더배럴(10)의 전방측에 설치되는 전방하우징(20); 상기 실린더배럴(10)의 후방측에 설치되는 후방하우징(30); 상기 실린더보어(11) 각각의 내부에 왕복운동가능하게 삽입되고 전단부에 슈(41)가 구비된 다수의 피스톤(40); 일단부가 상기 전방하우징(20)을 회전가능하게 관통하고 타단부는 상기 실린더배럴(10)의 중앙에 삽입되어 회전가능하게 지지되는 구동축(50); 판형으로 형성되어 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되며, 상기 실린더보어(11)가 형성된 위치에 대응하는 위치에 통공(61)이 형성되어 상기 슈(41)가 상기 통공(61)을 통과하여 상기 피스톤(40)과 결합되도록 배치되는 리테이너(60); 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되며 상기 전방하우징(20)과 상기 리테이너(60) 사이에 구비되어 상기 슈(41)의 끝단을 지지하는 요크(70);를 포함하여 구성되는 피스톤 펌프(100)에 구비되며, 원주 형태로 형성되어 상기 슈(41)와 결합되되 상기 슈(41)와 상기 리테이너(60) 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 스페이서 링(42)은 상기 슈(41) 및 상기 리테이너(60)와 비교하여 상대적으로 경재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 피스톤 슈의 보호를 위하여 경재질의 스페이서 링을 삽입함으로써, 피스톤과 리테이너 간의 마찰을 최소화함과 동시에 피스톤 슈의 마모를 감소시키는 큰 효과가 있다. 물론 이에 따라 피스톤 슈의 수명이 늘어나게 되어, 궁극적으로는 피스톤 펌프의 내구성을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 피스톤 펌프의 분해사시도.
도 2는 종래의 피스톤 펌프의 단면도.
도 3은 본 발명의 피스톤 펌프의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 피스톤 펌프의 단면도.
도 5는 본 발명의 피스톤, 슈, 스페이서 링의 상세도.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 피스톤 펌프의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 피스톤 펌프의 단면도이다.

본 발명의 피스톤 펌프(100)는, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 종래의 피스톤 펌프와 마찬가지로 다수 개의 실린더보어(11)가 형성된 실린더배럴(10), 전방 및 후방하우징(20)(30), 다수 개의 피스톤 및 슈(40)(41), 구동축(50), 리테이너(60), 요크(70)를 포함하여 이루어지되, 여기에 실린더배럴 베어링내륜(81) 및 실린더배럴 베어링외륜(82)을 더 포함하여 이루어진다. 이하에서 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다.

상기 실린더배럴(10)에는 내부에 방사상으로 배열되는 다수의 실린더보어(11)가 형성되며, 상기 전방하우징(20) 및 상기 후방하우징(30)은 각각 상기 실린더배럴(10)의 전방측 및 후방측에 설치된다.

상기 실린더배럴(10)에 형성된 상기 실린더보어(11) 각각의 내부에는, 사익 피스톤(40)이 왕복운동가능하게 삽입된다. 이 때 상기 피스톤(40)의 전단부에 슈(41)가 구비된다.

상기 구동축(50)은 일단부가 상기 전방하우징(20)을 회전가능하게 관통하고 타단부는 상기 실린더배럴(10)의 중앙에 삽입되어 회전가능하게 지지된다. 따라서 상기 구동축(50)이 회전함에 따라 상기 실린더배럴(10)이 함께 회전하게 된다.

상기 리테이너(60)는 도시된 바와 같이 판형으로 형성되어 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되되, 상기 실린더보어(11)가 형성된 위치에 대응하는 위치에 통공(61)이 형성된다. 이 때, 상기 슈(41)가 상기 통공(61)을 통과하여 상기 피스톤(40)과 결합되도록 배치되게 된다. 물론 상기 슈(41)의 일측은 상기 통공(61)에 걸려 지지되도록 상기 통공(61)보다 지름이 크게 형성되며, 타측은 상기 통공(61)을 통과할 수 있도록 상기 통공(61)보다 지름이 같거나 작게 형성된다. 상기 슈(61)의 타측이 상기 통공(61)을 통과하여 상기 피스톤(40)과 결합하게 되면 상기 리테이너(60), 상기 피스톤(40)들 및 상기 슈(41)들, 그리고 상기 피스톤(40)들이 삽입되어 있는 상기 실린더배럴(10)은 하나의 조립체를 이루게 된다.

상기 요크(70)는 상기 전방하우징(20)과 마찬가지로 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되며, 상기 전방하우징(20)과 상기 리테이너(60) 사이에 구비되어 상기 슈(41)의 끝단을 지지한다. 상기 요크(70)는 소정의 기울어진 각도를 가지고 있으며, 상기 슈(41)의 끝단이 상기 요크(70)의 표면을 따라 지지되기 때문에, 상기 구동축(50)의 회전에 따라 상기 슈(41)가 상기 요크(70)에 지지되는 위치가 변화함에 따라서, 상기 피스톤(40)이 상기 실린더보어(11)를 따라 이동하는 운동을 하게 된다.

종래의 피스톤 펌프와 마찬가지로 본 발명의 피스톤 펌프(100)도, 상기 구동축(50)이 상기 전방하우징(20) 및 상기 요크(70)를 관통하여 상기 실린더배럴(10)의 중앙에 삽입되고, 상기 구동축(50)과 함께 상기 실린더배럴(10)이 회전함에 따라 상기 피스톤(40)이 왕복운동을 하게 된다.

상기 피스톤 펌프(100)가 작동 시에는 상기 구동축(50)이 매우 고속으로 회전하게 된다. 이 때, 상술한 바와 같이 상기 요크(70)에 의해 상기 슈(41)의 끝단이 지지됨으로써 상기 피스톤(40)이 이동을 하게 되는 바, 상기 슈(41)와 상기 리테이너(60) 사이의 접촉이 자주 발생하게 된다. 따라서 상기 슈(41) 및 상기 리테이너(60) 사이의 마찰에 의하여 에너지 낭비, 부품 마모 및 소음 발생 등의 여러 문제들이 발생하게 된다. 이 때, 본 발명의 피스톤 펌프(100)는 상기 슈(41)와 상기 리테이너(60) 사이에 스페이서 링(42)이 구비되도록 함으로써 이러한 문제를 극복하고 있다. 상기 스페이서 링(42)은 원주 형태로 형성되어 상기 슈(41)와 결합되되 상기 슈(41)와 상기 리테이너(60) 사이에 배치된다. 도 5를 참조하여 이에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 5는 상기 슈(41) - 상기 스페이서 링(42), 또한 상기 슈(41) - 상기 스페이서 링(42) - 상기 피스톤(40) 간의 결합 형태를 보다 상세히 도시하고 있다. 도 5에서 도면을 단순화하기 위해 상기 리테이너(60)는 생략되어 있으나, 물론 실제로는 상기 슈(41)와 상기 피스톤(40) 사이에는 상기 리테이너(60)가 구비되어 있음은 당연하다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 스페이서 링(42)은, 상기 슈(41)의 안쪽(즉 상기 피스톤(40) 쪽) 방향에 구비되게 된다. 따라서 상기 스페이서 링(42)은 상기 리테이너(60)와 직접 접촉을 하게 되며, 물론 상기 스페이서 링(42)이 구비됨에 의하여 상기 슈(41)와 상기 리테이너(60) 간에는 직접적인 접촉이 없어지게 된다.

이 때, 상기 스페이서 링(42)이 상기 슈(41) 및 상기 리테이너(60)와 비교하여 상대적으로 경재질로 이루어짐으로써, 상기 스페이서 링(42)이 구비되지 않았을 경우와 비교하여 상기 리테이너(60)에서 접촉에 의해 발생되는 마찰을 훨씬 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라 본 발명에 의하면, 매우 간단한 구조인 상기 스페이서 링(42)을 추가함으로써, 마찰에 의해 발생되는 여러 문제(즉 에너지 낭비, 부품 마모, 소음 발생)들이 일시에 해소할 수 있게 된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100: (본 발명의) 피스톤 펌프
10: 실린더배럴 11: 실린더보어
20: 전방하우징 30: 후방하우징
40: 피스톤 41: 슈
42: 스페이서 링 50: 구동축
60: 리테이너 70: 요크

Claims (2)

1. 내부에 방사상으로 배열되는 다수의 실린더보어(11)가 형성된 실린더배럴(10); 상기 실린더배럴(10)의 전방측에 설치되는 전방하우징(20); 상기 실린더배럴(10)의 후방측에 설치되는 후방하우징(30); 상기 실린더보어(11) 각각의 내부에 왕복운동가능하게 삽입되고 전단부에 슈(41)가 구비된 다수의 피스톤(40); 일단부가 상기 전방하우징(20)을 회전가능하게 관통하고 타단부는 상기 실린더배럴(10)의 중앙에 삽입되어 회전가능하게 지지되는 구동축(50); 판형으로 형성되어 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되며, 상기 실린더보어(11)가 형성된 위치에 대응하는 위치에 통공(61)이 형성되어 상기 슈(41)가 상기 통공(61)을 통과하여 상기 피스톤(40)과 결합되도록 배치되는 리테이너(60); 중앙으로 상기 구동축(50)이 관통되며 상기 전방하우징(20)과 상기 리테이너(60) 사이에 구비되어 상기 슈(41)의 끝단을 지지하는 요크(70);를 포함하여 구성되는 피스톤 펌프(100)에 구비되며,
   원주 형태로 형성되어 상기 슈(41)와 결합되되 상기 슈(41)와 상기 리테이너(60) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링.
   
2. 제 1항에 있어서서, 상기 스페이서 링(42)은
   상기 슈(41) 및 상기 리테이너(60)와 비교하여 상대적으로 경재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피스톤 슈와 리테이너 마찰 감소용 스페이서 링.
   

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