KR20140003807U - 굴삭기용 메인펌프 실린더블록의 부싱이탈방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 일실시예에 따른 굴삭기용 메인펌프 실린더블록의 부싱이탈방지장치는, 중앙에 축삽입공이 구비되는 몸체(5); 상기 몸체(5)의 테두리에 관통 형성되어, 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하며, 입측에 단턱부를 구비하는 실린더(110); 및 상기 실린더(110)의 내주면에 압입되는 부싱(120);을 포함하되, 상기 부싱(120)은, 이탈방지수단에 의하여 실린더 내주면에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 실린더블록의 제조에 따른 단가를 저감시킴과 동시에, 장기간에 걸친 피스톤의 왕복 운동에도 불구하고, 부싱이 용이하게 이탈하거나 변형되지 않도록 한다.

Description

굴삭기용 메인펌프 실린더블록의 부싱이탈방지장치{apparatus for preventing separation of bushing for clynder block of main pump}

본 고안은 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전운동하는 실린더와 왕복운동하는 피스톤 사이의 부싱이 실린더블록으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해, 스웨징(swaging) 기법을 적용함으로써, 부싱의 이탈을 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 관한 것이다.

일반적으로, 피스톤펌프(Piston pump)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 작동에 소요되는 동력을 제공할 수 있도록 하는 펌프 및 모터로서의 역할을 수행하게 된다.

여기서, 이러한 피스톤펌프 또는 피스톤모터에 사용되는 실린더블록 중, 피스톤의 삽입 깊이가 서로 다르게 되도록 구성되는 사판식(斜板式) 실린더블록에 있어서, 피스톤의 왕복 운동에 의한 유체의 토출 압력을 높이기 위해서는, 피스톤과 실린더의 사이에 해당하는 주요 습동부에서의 간극(Clearance)을 가급적 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.

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

따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위하여 각각의 실린더(도 1의 도면부호 110) 내벽을 따라, 피스톤(도 1의 도면부호 4)의 왕복운동에 대한 내마모성 및 윤활성능을 부여할 수 있도록, 내마모성과 윤활성능이 우수한 관(管)(liner) 형상의 부싱(Bushing: 통상적으로 동이나 동합금 재료를 이용한다. 도 1의 도면부호 120)을, 모재가 되는 실린더블록의 실린더 내측면에 직접 끼워 맞추도록 한 것이 대표적으로 사용되었다.

하지만, 이러한 부싱은 압입량을 조절하여 압입되는데, 이러한 경우 압입된 부싱이 실린더블록으로부터 이탈하는 현상이 발생할 수밖에 없었다.

따라서, 종래기술에 따른 피스톤펌프(Piston pump)나 피스톤모터(Piston motor)에 있어서, 실린더블록의 제조에 따른 비용이 급격하게 증가되거나, 피스톤의 왕복운동을 통해 부싱이 이탈되거나, 변형이 발생되는 심각한 문제점이 발생되었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은, 피스톤펌프 또는 피스톤모터에 사용되는 실린더블록의 경우, 실린더블록의 제조에 따른 단가를 저감시킴과 동시에, 장기간에 걸친 피스톤의 왕복 운동에도 불구하고, 부싱이 용이하게 이탈하거나 변형되지 않도록 하는 굴삭기용 메인펌프 실린더블록의 부싱이탈방지장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 일실시예에 따른 이탈방지수단이 구비된 펌프 및 모터의 실린더블록은, 중앙에 축삽입공이 구비되는 몸체; 상기 몸체의 테두리에 관통 형성되어, 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하며, 입구측에 단턱부를 구비하는 실린더; 및 상기 실린더의 내주면에 압입되는 부싱;을 포함하되, 상기 부싱은, 이탈방지수단에 의하여 실린더 내주면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 이탈방지수단은, 스웨이징(swaging) 기법에 의하여 상기 실린더의 단턱부가 변형ㆍ구비되는 걸림부로서, 상기 부싱의 전방측 단부를 지지한다.

또한, 상기 부싱은, 재질이 고력황동인 것이 바람직하다.

본 고안의 일실시예에 따르면, 피스톤펌프 또는 피스톤모터에 사용되는 실린더블록에 있어서, 실린더블록의 제조에 따른 단가를 저감시킴과 동시에, 장기간에 걸친 피스톤의 왕복운동에 불구하고, 부싱이 용이하게 이탈하거나 변형되지 않도록 하는 효과를 제공한다.

특히, 상기 이탈방지수단은 스웨이징 기법에 의하여 상기 실린더의 단턱부가 변형ㆍ구비되는 걸림부로서, 상기 부싱의 전방측 단부를 지지토록 함으로써 달성된다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 부싱의 이탈을 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록을 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 실린더블록에 있어서, 실린더에 부싱이 압입된 상태를 나타낸 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시한 실린더블록에 있어서, 실린더 입구측에 걸림부로써 이탈방지수단이 구비된 상태를 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 실린더블록을 도시한 개략도이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하고, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 도면들을 참고하여, 본 고안의 실시예에 따른 이탈방지수단이 구비된 펌프 및 모터의 실린더블록을 설명하도록 한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 부싱의 이탈을 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록을 도시한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 이탈방지수단이 구비된 펌프 및 모터의 실린더블록은, 몸체(5)의 테두리에 관통 형성되어, 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하는 구성요소이다.

그리고, 본 고안의 일실시예에 따른 이탈방지수단이 구비된 펌프 및 모터의 실린더블록은, 입구측에 단턱부를 구비하는 실린더(110); 및 상기 실린더(110)의 내주면에 압입되는 부싱(120);을 포함하되, 상기 부싱(120)은, 이탈방지수단에 의하여 실린더 내주면에 결합되는 것을 기술적 특징으로 한다.

여기서, 본 고안의 일실시예에 따른 부싱의 이탈을 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록에 있어서, 상기 몸체(5)는, 원통 형상으로 이루어지며, 중앙에 축삽입공을 구비한다.

그리고, 실린더(110)는, 상기 몸체(5)의 테두리에 형성된다. 이러한 실린더(110)는 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련한다.

또한, 부싱(도 2 내지 도 3의 120)은, 상기 실린더(110)의 내주면에 압입되는 형태로 이루어진다.

상기와 같은 구성의 상세한 설명 및 그 구성에 따른 작동관계에 대하여, 이하 도 2 내지 도 4를 참고하여 상세하게 후술하도록 한다.

여기서, 도 2 내지 도 3에 도시된 고안은 입구측에 단턱부를 구비하는 실린더(110)에 따른 실시예이다.

반면, 도 4에 도시된 고안은, 입구측에 단턱부를 구비하지 않은 실린더(110)에 따른 또 다른 실시예이다.

우선, 도 2 및 도 3을 참고하여, 일실시예로서 '스웨이징(swaging) 기법'으로 부싱(120)을 실린더(110)에 압입하여, 피스톤 왕복 운동을 통해 부싱(120)이 이탈하는 것을 방지하는 것을 살펴본다.

도 2는 도 1에 도시한 실린더블록에 있어서, 실린더에 부싱이 압입된 상태를 나타낸 확대도이다.

도 3은 도 2에 도시한 실린더블록에 있어서, 실린더 입구측에 걸림부로써 이탈방지수단이 구비된 상태를 나타낸 확대도이다.

여기서, 도 2 및 도 3을 참고하면, 본 고안의 일실시예에 따른 부싱의 이탈을 방지할 수 있는 굴삭기용 펌프 및 모터의 실린더블록은, 크게 몸체(5), 실린더(110) 및 부싱(120)으로 구성된다.

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 2 및 도 3에서는 각 구성에 대한 부연설명과 그 구성 간 작동관계에 대해 살펴보기로 한다.

여기서, 도시된 실린더(110)는 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하며, 입구측에 단턱부(110a)를 구비한다.

그리고, 이러한 실린더(110)의 내주면에 부싱(120)을 압입한다.

이때, 상기 실린더(110)는 단조의 일종인 스웨이징(swaging) 기법을 이용해 별도의 지그(jig)를 이용해, 실린더(110)의 입구측에 내측으로 변형된 플랜지 형상으로 단턱부(110b)를 형성시킨다.

그리고, 상기 실린더(110) 및 부싱(120)과의 압입과정은 하기에 후술하도록 한다.

여기서, 상기 스웨이징(swaging)이란, 압축 가공의 일종으로서 선, 관, 봉재 등을 공구 사이에서 압축 성형하는 것을 말한다.

그리고, 이러한 스웨이징의 방법에는, 로터리 스웨이지, 엑스트루션 스웨이지, 드로잉 스웨이지, 스피닝 스웨이지 등이 있다.

또한, 상기 부싱(120)은, 상기 실린더(110)에 대하여 윤활기능을 부여한다.

이때, 상기 부싱(120)은, 고력황동 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 고력황동이란 구리-아연 합금에 Ni, Al, Sn, Si, Mn, Fe 등을 첨가한 것을 말한다.

상기와 같은 조성으로 이루어지는 고력황동은, 고항장력이며 인성도 있어, 주로 고급 구조용 재료를 비롯하여, 기계, 항공기, 선박 부품에 사용된다.

특히, 부싱(120)을 실린더(110)의 내주면에 압입할 경우, 도시된 바와 같이, 부싱(120)의 이탈을 방지하기 위하여 상술된 스웨이징 기법이 사용된다.

이때, 스웨이징 기법에 의하여, 별도의 지그(jig)를 통해 실린더(110)의 형태를 도 3에서처럼 내측방향으로 변형ㆍ가공되는 플랜지 형상으로 변형시키게 된다.

이로써, 부싱(120)은 실린더(110)의 내주면에 안정적으로 압입될 수 있다.

따라서, 본 고안은 이러한 스웨이징 기법을 통한 형상변형으로 부싱(120)이 실린더(110)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

본 고안이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는, 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 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.

본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

5 : 몸체 110 : 실린더
110a : 단턱부 110b : 걸림부
120 : 부싱

Claims (3)

1. 중앙에 축삽입공이 구비되는 몸체;
   상기 몸체의 테두리에 관통 형성되어, 피스톤이 왕복 운동하는 공간을 마련하며, 입구측에 단턱부를 구비하는 실린더; 및
   상기 실린더의 내주면에 압입되는 부싱;
   을 포함하되,
   상기 부싱은, 이탈방지수단에 의하여 실린더 내주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 메인펌프 실린더블록의 부싱이탈방지장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 이탈방지수단은, 스웨이징(swaging) 기법에 의하여 상기 실린더의 단턱부가 변형ㆍ구비되는 걸림부로서, 상기 부싱의 전방측 단부를 지지함을 특징으로 하는 굴삭기용 메인펌프 실린더블록의 부싱이탈방지장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 부싱은, 재질이 고력황동인 것을 특징으로 하는 굴삭기용 메인펌프 실린더블록의 부싱이탈방지장치.

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