KR20130104840A - 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 실린더블록과 부싱 사이로 침투하는 고압의 작동유를 사전에 배출시킴으로써, 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 관하여 개시한다.
이를 위하여 본 발명은, 원통 형상으로 이루어지며, 중앙에 축삽입공을 구비하는 몸체와, 이러한 몸체의 테두리에 형성되어, 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하며, 측면에 드레인 홀을 구비하는 실린더와, 실린더의 내주면에 압입되어 실린더에 윤활기능을 부여하는 부싱을 포함하며, 상술된 드레인 홀은, 실린더와 부싱 사이에 침투하는 고압의 작동유를 미연에 배출시킴으로써 부싱의 압입량 저하를 방지하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록을 제공한다.

Description

부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록{CYLINDER BLOCK OF PUMP OR THE MOTOR THAT PREVENTS DECREASE OF THE PRESS-FIT PRESSURE FROM THE BUSHING}

본 발명은 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 실린더블록과 부싱 사이로 침투하는 고압의 작동유를 사전에 배출시킴으로써, 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 관한 것이다.

일반적으로 피스톤펌프(Piston pump)나 피스톤모터(Piston motor)는, 실린더블록에 형성된 다수 개의 실린더 내부를 왕복 운동하는 피스톤이 유체의 흡입과 압축작용을 수행하여 고압의 유압원을 발생시킨다.

이와 같이 피스톤펌프나 피스톤모터는, 상기와 같이 발생된 고압의 유압원을 이용하여, 유압실린더 또는 유압기계 등에 작동유를 공급하거나, 각종 산업기계나 선박기자재 및 건설중장비 등의 작동을 위한 동력을 제공할 수 있도록 하는 펌프 및 모터의 역할을 수행하게 된다.

이러한 피스톤펌프 또는 피스톤모터에 사용되는 실린더블록 중, 피스톤의 삽입 깊이가 서로 다르게 되도록 한 사판식(斜板式) 실린더블록에 있어, 피스톤의 왕복 운동에 의한 유체의 토출 압력을 높이기 위해서는 피스톤과 실린더의 사이에 해당하는 주요 습동부에서의 간극(Clearance)을 줄이는 것이 바람직하다. 하지만, 트라이볼로지(Tribology: 마찰공학) 측면과 관련하여 발생하는 많은 문제점들이 이러한 간극을 줄이는 데 장애요인으로 작용하고 있다.

특히, 피스톤과 실린더 사이의 간극은 윤활특성상 피스톤펌프나 피스톤모터의 체적효율(Volumetric efficiency) 및 신뢰성과 같은 성능특성에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 정확한 이해가 요구된다.

그리고 실린더 및 실린더 내부를 고속으로 왕복 운동하는 피스톤 사이의 좁은 간극 내에서는, 유압유(Hydraulic oil)의 박막유동(Thin film flow)에 의해서 피스톤의 원주 방향으로 비대칭적인 압력 분포가 형성되며, 이는 결과적으로 피스톤의 운동 방향에 수직인 측력(Hydraulic lateral force)으로 작용한다.

이러한 측력은 피스톤에 작용하는 마찰력을 증대시키거나, 피스톤과 실린더의 내벽에 과도한 마모 혹은 피스톤과 실린더가 직접 접촉하게 되어, 사용이 불가능한 상태에 이르게 되는 유체고착(Hydraulic locking) 등을 유발시키기도 한다.

따라서 이러한 문제점을 개선하기 위하여 각각의 실린더 내벽을 따라서는, 피스톤의 왕복운동에 대한 내마모성 및 윤활성능을 부여할 수 있도록, 내마모성과 윤활성능이 우수한 관(管)(liner) 형상의 부싱(Bushing: 통상적으로 동이나 동합금 재료를 이용한다)을, 모재가 되는 실린더블록의 실린더 내측면에 직접 끼워 맞추도록 한 것이 대표적으로 사용되어져 왔다.

하지만, 이러한 부싱은 압입량을 조절하여 압입되는데, 펌프나 모터에 사용되는 실린더블록 내에는 피스톤이 왕복 운동함에 따라 고압의 작동유가 실린더와 부싱 사이의 틈으로 침투할 수 있다.

이렇게 되면, 부싱의 압입량이 저하되어 문제가 발생할 수 있다. 또한, 이로 인해 압입된 부싱이 실린더블록으로부터 이탈하는 현상이 발생할 수도 있다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0605668호(2006.07.31. 공고)가 있다.

본 발명은 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 실린더블록과 부싱 사이로 침투하는 고압의 작동유를 사전에 배출시킴으로써, 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 원통 형상으로 이루어지며, 중앙에 축삽입공을 구비하는 몸체; 상기 몸체의 테두리에 형성되어, 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하며, 측면에 드레인 홀을 구비하는 실린더; 및 상기 실린더의 내주면에 압입되어 상기 실린더에 윤활기능을 부여하는 부싱;을 포함하며, 상기 드레인 홀은, 상기 실린더와 부싱 사이에 침투하는 고압의 작동유를 미연에 배출시킴으로써 상기 부싱의 압입량 저하를 방지하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록을 제공한다.

상기 부싱은, 고력황동 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명인 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 따르면, 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 실린더블록과 부싱 사이로 침투하는 고압의 작동유를 사전에 배출시킴으로써, 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 있어서, 고압의 작동유가 드레인 홀을 통해 외부로 배출되는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면임.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다."고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록(100)은 크게, 몸체(110)와, 실린더(130)와, 부싱(도 2의 150)을 포함한다.

몸체(110)는, 원통 형상으로 이루어지며, 중앙에 축삽입공(112)을 구비한다.

실린더(130)는, 상기 몸체(110)의 테두리에 형성된다. 이러한 실린더(130)는 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련한다.

그리고 이러한 실린더(130)는, 측면에 드레인 홀(도 2의 134)을 구비한다.

상기 드레인 홀(도 2의 134)은, 상기 실린더(130)와 부싱 사이에 침투하는 고압의 작동유를 미연에 배출시킴으로써 부싱의 내,외경의 면적차이로부터 기인한 고압유가 발생시키는 상기 부싱(도 2의 150)의 압입량 저하를 방지할 수 있다.

부싱(도 2의 150)은, 상기 실린더(130)의 내주면에 압입되는 형태로 이루어지며, 상기 실린더(130)에 윤활기능을 부여한다.

상기와 같은 구성의 상세한 설명 및 그 구성에 대한 작동관계에 대해선 도 2를 통해 상세하게 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 있어서, 고압의 작동유가 드레인 홀을 통해 외부로 배출되는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록(100)은 크게, 몸체(110)와, 실린더(130)와, 부싱(도 2의 150)을 포함한다.

상기와 같은 구성들은 도 1에서 상술된 내용이므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상술된 내용이라도 도면의 이해를 돕기 위해 부분적으로 중복되는 부분이 포함될 수 있다. 아울러, 도 2에서는 각 구성에 대한 부연설명과 그 구성 간 작동관계에 대해 살펴보기로 한다.

도시된 실린더(130)는 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련한다.

이러한 실린더(130)의 내주면에 부싱(150)을 압입한다. 이때, 상기 부싱(150)은 상기 실린더(130)에 윤활기능을 부여한다.

상기 부싱(150)은, 고력황동 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 고력황동이란, 구리-아연 합금에 Ni, Al, Sn, Si, Mn, Fe 등을 첨가한 것을 말한다. 이러한 고력황동은 고항장력이며 인성도 있어, 고급 구조용 재료를 비롯하여 기계, 항공기, 선박 부품에 사용된다.

지금부터는 본 발명의 일실시예에 따른 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록(100)의 기능에 대해 살펴보기로 한다.

굴삭기용 펌프 및 모터가 작동하게 되면, 실린더(130) 내에서 피스톤(미도시)이 왕복 운동으로 인해, 고압의 작동유가 부싱(150)과 실린더(130) 틈 사이로 침투될 수 있다. 이때, 부싱(150)의 내, 외경 면적차이로 인해 부싱(150)의 직경이 줄어드는 방향. 즉, 압입량이 저하되는 방향으로의 힘이 발생하게 된다.

이 발생된 힘으로 인해 부싱(150)의 외경이 줄어드는 변형이 발생하여 압입량이 저하되고, 이에 따라 부싱(150)의 실린더(130)에서 이탈이 될 가능성이 있다.

이때, 실린더(130)의 측면에 구비된 드레인 홀(134)에, 상기 실린더(130)와 부싱(150) 사이의 틈으로 침투된 고압의 작동유가 외부로 배출된다.

즉, 실린더(130)의 측면에 관통된 드레인 홀(130)을 구비함으로써, 상기 실린더(130)와 부싱(150) 사이의 틈으로 침투하는 고압의 작동유를 미연에 외부로 배출할 수 있다. 이에 따라, 부싱(150)의 외경에서의 고압유로부터 발생하는 압입량이 저하되는 방향의 힘을 제거 할 수 있게 되어 압입량 저하를 방지할 수 있게 된다. 이때, 상기 드레인 홀(130)은 실린더(130)의 일측에 형성되는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 본 발명인 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록은, 실린더 측면에 드레인 홀을 구비하여 실린더블록과 부싱 사이로 침투하는 고압의 작동유를 사전에 배출시킴으로써, 부싱의 압입량 저하를 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100 : 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록
110 : 몸체 112 : 축삽입공
130 : 실린더 132 : 단턱
134 : 드레인 홀 150 : 부싱

Claims (2)

1. 원통 형상으로 이루어지며, 중앙에 축삽입공을 구비하는 몸체;
   상기 몸체의 테두리에 관통 형성되어, 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하며, 측면에 드레인 홀을 구비하는 실린더; 및
   상기 실린더의 내주면에 압입되어 상기 실린더에 윤활기능을 부여하는 부싱;을 포함하며,
   상기 드레인 홀은, 상기 실린더와 부싱 사이에 침투하는 고압의 작동유를 미연에 배출시킴으로써 상기 부싱의 압입량 저하를 방지하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부싱은,
   고력황동 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록.

Images