KR20240076195A

KR20240076195A - Structure for reducing friction of radial piston hydraulic motor

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Publication number: KR20240076195A
Application number: KR1020220158457A
Authority: KR
Inventors: 차순용; 신지원
Original assignee: 성보 피앤티 주식회사
Priority date: 2022-11-23
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2024-05-30

Abstract

본 발명은 컷오프 밸브 및 전자비례제어 릴리프 밸브로 구성된 한 쌍의 밸브 세트만을 이용하여 상용차의 주행부에 사용되는 사판식 유압펌프의 토출압력 제어를 할 수 있도록 구성된 상용차용 유압펌프 제어를 위한 유압회로를 제공하는데 주된 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상용차용 유압펌프 제어를 위한 유압회로는, 사판식 유압펌프의 토출압력이 상용차의 하나 이상의 주행 휠에 구비된 주행모터에 전달되어 주행에 필요한 회전 구동력을 발생시키도록 마련된 상용차용 유압펌프 제어를 위한 유압회로에 있어서, 상기 사판식 유압펌프는 상기 주행모터에 작동유를 전달하는 펌프 토출 라인과 유압탱크로부터 작동유를 유입시키는 펌프 석션 라인과 상기 주행모터로부터 배출된 작동유가 유압탱크로 전달되는 펌프 드레인 라인을 포함하며, 상기 사판식 유압펌프의 펌프 토출 라인으로부터 분기 연결되는 컷오프 밸브, 상기 사판식 유압펌프의 펌프 토출 라인으로부터 분기 연결되며, 상기 주행 휠로부터 입력되는 주행 부하에 따라 설정 릴리프 압력을 변동하는 전자비례제어 릴리프 밸브, 및 상기 사판식 유압펌프와 연결되어 사판의 경사도를 조절하기 위해 설치되고, 이를 위해 상기 컷오프 밸브 및 전자비례제어 릴리프 밸브로부터 결정되는 유압을 전달받도록 연결된 서보 피스톤을 포함할 수 있다.The present invention is a hydraulic circuit for controlling a hydraulic pump for a commercial vehicle configured to control the discharge pressure of a swash plate hydraulic pump used in the running part of a commercial vehicle using only a pair of valve sets consisting of a cutoff valve and an electronic proportional control relief valve. The main purpose is to provide.
In order to achieve the above-described object, a hydraulic circuit for controlling a hydraulic pump for a commercial vehicle according to an embodiment of the present invention transmits the discharge pressure of the swash plate hydraulic pump to the driving motor provided on one or more driving wheels of the commercial vehicle to enable driving. In the hydraulic circuit for controlling a hydraulic pump for a commercial vehicle provided to generate the necessary rotational driving force, the swash plate hydraulic pump includes a pump discharge line that delivers hydraulic oil to the driving motor, a pump suction line that introduces hydraulic oil from the hydraulic tank, and the It includes a pump drain line through which the hydraulic oil discharged from the traveling motor is delivered to the hydraulic tank, a cut-off valve branched and connected from the pump discharge line of the swash plate hydraulic pump, and a cutoff valve branched and connected from the pump discharge line of the swash plate hydraulic pump, An electronic proportional control relief valve that changes the set relief pressure according to the driving load input from the driving wheel, and is connected to the swash plate hydraulic pump and installed to adjust the inclination of the swash plate, and for this purpose, the cutoff valve and the electronic proportional control relief valve It may include a servo piston connected to receive hydraulic pressure determined from the valve.

Description

Friction reduction structure of radial piston hydraulic motor {STRUCTURE FOR REDUCING FRICTION OF RADIAL PISTON HYDRAULIC MOTOR}

본 발명은 래이디얼 피스톤 유압모터의 마찰 저감구조에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 래이디얼 피스톤 유압모터의 피스톤 블록 내에 공급되는 작동유를 이용하여 피스톤 바디와 볼 베어링 사이의 마찰을 감소시킬 수 있는 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a friction reduction structure for a radial piston hydraulic motor, and more specifically, to a structure that can reduce friction between the piston body and ball bearings using hydraulic oil supplied into the piston block of a radial piston hydraulic motor. It's about.

유압모터는 유압펌프로부터 발생된 고압을 작동축에 전달하여 동력을 발생시키는 기계장치로서, 구동 원리에 따라서 기어 유압모터, 베인 유압모터, 엑시얼 피스톤 유압모터(Axial piston Hydraulic motor), 래이디얼 피스톤 유압모터(Radial piston Hydraulic motor) 등으로 구분된다. A hydraulic motor is a mechanical device that generates power by transmitting high pressure generated from a hydraulic pump to the operating shaft. Depending on the driving principle, it is divided into a gear hydraulic motor, a vane hydraulic motor, an axial piston hydraulic motor, and a radial piston. It is classified into hydraulic motor (radial piston hydraulic motor), etc.

이 중에서 래이디얼 피스톤 유압모터는 실린더 블록 내에 복수개의 피스톤이 방사상으로 배치되고 캠 하우징의 굴곡면을 따라 회전할 수 있도록 설치되어 유압 에너지가 피스톤을 왕복 운동시킴에 따라 실린더 블록이 회전될 수 있도록 구성된 것으로서, 건설 중장비, 사출 성형기, 선박용 윈치, 압연 설비의 롤러 등 유압의 전 분야에서 폭 넓게 사용되고 있는 유압 장치이다. Among these, the radial piston hydraulic motor is configured so that a plurality of pistons are arranged radially within the cylinder block and are installed to rotate along the curved surface of the cam housing, so that the cylinder block can rotate as hydraulic energy reciprocates the piston. It is a hydraulic device that is widely used in all fields of hydraulics, such as heavy construction equipment, injection molding machines, ship winches, and rollers in rolling facilities.

래이디얼 피스톤 유압모터 중 볼 베어링 타입의 피스톤을 사용하는 경우 유압펌프로부터 고압의 작동유가 전달됨에 따라 피스톤의 상부에 장착된 볼 베어링 부분이 캠 하우징의 굴곡면에 강하게 밀착되면서 회전하게 된다. 이 때 피스톤의 볼 베어링 표면과 캠 하우징의 굴곡면 사이의 마찰력이 큰 경우에 실린더 블록의 회전을 방해하여 모터의 전체 효율을 저하시키는 원인이 된다. 이를 위해 상기 볼 베어링 표면과 캠 하우징의 굴곡면의 표면 조도를 최대한 높여 마찰 저항을 감소시킬 수 있도록 구성되어 있다. When using a ball bearing type piston among radial piston hydraulic motors, as high pressure hydraulic oil is delivered from the hydraulic pump, the ball bearing part mounted on the top of the piston rotates while strongly adhering to the curved surface of the cam housing. At this time, if the friction between the ball bearing surface of the piston and the curved surface of the cam housing is large, it interferes with the rotation of the cylinder block and reduces the overall efficiency of the motor. To this end, it is configured to reduce frictional resistance by maximizing the surface roughness of the ball bearing surface and the curved surface of the cam housing.

그러나, 피스톤 바디와 볼 베어링 사이도 강하게 밀착되어 마찰 저항이 발생하게 된다. 이는 볼 베어링의 회전을 방해하여 결과적으로 실린더 블록의 회전을 감소시켜 모터의 전체 효율을 저하시키는 원인으로 작용한다는 것을 발견하였는 바, 피스톤 바디와 볼 베어링 사이의 마찰 저항을 감소시킬 수 있는 방안의 개발이 필요한 실정이다. However, the piston body and the ball bearing are also in close contact, resulting in frictional resistance. It was discovered that this interferes with the rotation of the ball bearings and consequently reduces the rotation of the cylinder block, thereby reducing the overall efficiency of the motor. Therefore, a method to reduce frictional resistance between the piston body and ball bearings was developed. This is necessary.

미국 공개특허 제2018-0009312호(공개일 2018. 01. 11)U.S. Patent Publication No. 2018-0009312 (published on January 11, 2018)

본 발명은 이러한 업계의 필요성을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 래이디얼 피스톤 유압모터의 피스톤 블록 내에 공급되는 고압의 작동유를 피스톤 바디 내에 형성된 유압 라인을 따라 볼 베어링 장착 부위로 공급하여 볼 베어링을 부양시킴으로써 피스톤 바디와 볼 베어링 사이의 마찰을 감소시킬 수 있도록 해주는데 그 주된 목적이 있다. The present invention was developed to solve this need in the industry, and the high-pressure hydraulic oil supplied into the piston block of a radial piston hydraulic motor is supplied to the ball bearing mounting area along the hydraulic line formed within the piston body to lift the ball bearing. The main purpose is to reduce friction between the piston body and ball bearings.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 마찰 저감구조는, 모터 하우징 내에 장착되어 유압펌프로부터 공급되는 고압의 작동유를 분배하는 분배기; 상기 하우징 내에 회전 가능하게 장착된 구동축과 결합되어 함께 회전될 수 있도록 설치된 실린더 블록; 상기 실린더 블록 내에 상기 구동축을 중심으로 방사상 형태로 장착되고, 상기 분배기로부터 공급되는 고압의 작동유에 의해 상하로 왕복 운동하는 복수개의 피스톤; 및 상기 실린더 블록의 외부 둘레에 설치되고, 상기 상하로 왕복 운동하는 피스톤이 밀착되면서 상기 실린더 블록이 회전될 수 있도록 해주는 내부 굴곡면이 형성된 캠 하우징을 포함하고, 상기 피스톤은 피스톤 바디의 상단에 회전 가능하게 장착되어 상기 캠 하우징의 내부 굴곡면에 선택적으로 밀착되는 볼 베어링과, 상기 피스톤 바디 내부에 상기 볼 베어링이 장착된 부위로 상기 고압의 작동유를 공급하는 유압 라인을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the friction reduction structure of the radial piston hydraulic motor according to an embodiment of the present invention includes a distributor mounted in the motor housing to distribute high-pressure hydraulic oil supplied from the hydraulic pump; a cylinder block installed so as to be rotated together with a drive shaft rotatably mounted within the housing; a plurality of pistons mounted in a radial shape around the drive shaft within the cylinder block and reciprocating up and down by high-pressure hydraulic oil supplied from the distributor; and a cam housing installed on the outer periphery of the cylinder block and having an internal curved surface formed to allow the cylinder block to rotate while being in close contact with the piston that reciprocates up and down, and the piston rotates at the top of the piston body. It may include a ball bearing that is installed and selectively in close contact with the inner curved surface of the cam housing, and a hydraulic line that supplies the high-pressure hydraulic oil to a portion of the piston body where the ball bearing is mounted.

또한, 상기 분배기는 상기 실린더 블록의 내부로 상기 고압의 작동유를 공급하여 상기 실린더 블록을 정방향으로 회전시키는 정방향 유로와 상기 실린더 블록을 역방향으로 회전시키는 역방향 유로가 형성될 수 있다.Additionally, the distributor may supply the high-pressure hydraulic oil into the cylinder block to form a forward flow path for rotating the cylinder block in the forward direction and a reverse flow path for rotating the cylinder block in the reverse direction.

또한, 상기 정방향 유로는 상기 캠 하우징의 굴곡면의 프로파일이 상기 피스톤이 상승할 때 정방향으로 회전될 수 있도록 형성된 부위와 대향되도록 위치할 수 있다. Additionally, the forward flow path may be positioned so that the profile of the curved surface of the cam housing opposes a portion formed to rotate in the forward direction when the piston rises.

또한, 상기 역방향 유로는 상기 캠 하우징의 굴곡면의 프로파일이 상기 피스톤이 상승할 때 역방향으로 회전될 수 있도록 형성된 부위와 대향되도록 위치할 수 있다. Additionally, the reverse flow path may be positioned so that the profile of the curved surface of the cam housing opposes a portion formed to rotate in the reverse direction when the piston rises.

또한, 상기 피스톤 바디에 형성된 유압 라인 상에는 상기 볼 베어링에 작용하는 상기 작동유의 압력을 조절하는 오리피스가 형성될 수 있다.Additionally, an orifice that regulates the pressure of the hydraulic oil acting on the ball bearing may be formed on the hydraulic line formed in the piston body.

또한, 상기 피스톤에는 상기 피스톤 바디와 상기 볼 베어링 사이에 부시가 장착되고, 상기 유압 라인은 상기 부시를 관통하도록 형성될 수 있다.Additionally, a bush may be mounted on the piston between the piston body and the ball bearing, and the hydraulic line may be formed to pass through the bush.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 래이디얼 피스톤 유압모터의 작동시에 캠 하우징의 굴곡면을 따라 피스톤이 왕복 운동하면서 받게 되는 큰 가압력에 의해 발생하는 마찰력을 감소시켜 피스톤의 회전 이동을 원활하게 함으로써 유압모터의 효율을 향상시켜 준다.According to the present invention configured as described above, when the radial piston hydraulic motor operates, the friction force generated by the large pressing force received while the piston reciprocates along the curved surface of the cam housing is reduced to smooth the rotational movement of the piston. Improves the efficiency of hydraulic motors.

특히, 피스톤의 상단에 회전 가능하게 장착된 볼 베어링을 유압모터의 실린더 내부에 공급되는 고압의 작동유를 이용하여 부양시킴으로써 캠 하우징의 굴곡면과의 밀착시에 가해지는 큰 가압력으로부터 발생하는 마찰력을 효과적으로 감소시켜 준다. In particular, by floating the ball bearing rotatably mounted on the top of the piston using the high-pressure hydraulic oil supplied inside the cylinder of the hydraulic motor, the friction force generated from the large pressing force applied when in close contact with the curved surface of the cam housing is effectively reduced. It reduces.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 일부 절개 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 단면도.
도 3은 도 2의 분배기 구조를 도시한 도면.
도 4는 도 2의 분배기 구조에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 작동방식을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 구조를 나타낸 사시도.
도 6은 도 5의 피스톤 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 7은 도 5의 피스톤 구조를 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 마찰 구조를 나타낸 단면도.1 is a partially cut-away perspective view of a radial piston hydraulic motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of a radial piston hydraulic motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the structure of the distributor of Figure 2.
Figure 4 is a diagram showing the operation method of the radial piston hydraulic motor according to the distributor structure of Figure 2.
Figure 5 is a perspective view showing a piston structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exploded perspective view showing the piston structure of Figure 5.
Figure 7 is a cross-sectional view showing the piston structure of Figure 5.
Figure 8 is a cross-sectional view showing a piston friction structure according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. Additionally, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, 설명되는 각 단계들은 특별한 인과관계에 의해 나열된 순서에 따라 수행되어야 하는 경우를 제외하고, 나열된 순서와 상관없이 수행될 수 있다.In this application, each step described may be performed regardless of the listed order, except when it must be performed in the listed order due to a special causal relationship.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 마찰 저감구조에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the friction reduction structure of a radial piston hydraulic motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 일부 절개 사시도 및 단면도이다. 1 and 2 are partially cut-away perspective and cross-sectional views of a radial piston hydraulic motor according to an embodiment of the present invention.

래이디얼 피스톤 유압모터는 실린더 블록(50) 내에 복수개의 피스톤(60)이 방사상으로 배치되고 캠 하우징(40)의 굴곡면을 따라 회전할 수 있도록 설치되어 유압 에너지가 피스톤(60)을 왕복 운동시킴에 따라 실린더 블록(50)이 회전되고, 그 결과 실린더 블록(50)과 결합된 구동축(70)에 회전 구동력이 전달되도록 구성된다. In the radial piston hydraulic motor, a plurality of pistons 60 are arranged radially within the cylinder block 50 and are installed to rotate along the curved surface of the cam housing 40, so that hydraulic energy reciprocates the piston 60. The cylinder block 50 is rotated according to, and as a result, the rotational driving force is transmitted to the drive shaft 70 coupled to the cylinder block 50.

보다 상세하게 설명하면, 상부 모터 하우징(10)과 하부 모터 하우징(20)이 연결 결합되고, 그 중앙에 구동축(70)이 회전 가능하게 장착된다. 상기 상부 모터 하우징(10)의 내부에는 유압모터(미도시)로부터 공급되는 고압의 작동유를 분배하는 분배기(30)가 장착된다. 이 분배기(30)는 공급받은 고압의 작동유를 2개의 유로를 따라 실린더 블록(50)에 배분하여 공급함으로써, 실린더 블록(50)이 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있도록 해주는 것인 바, 이 분배기(30)의 구체적인 구성 및 작동 관계에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조로 후술하기로 한다.In more detail, the upper motor housing 10 and the lower motor housing 20 are connected and a drive shaft 70 is rotatably mounted at the center thereof. A distributor 30 is installed inside the upper motor housing 10 to distribute high-pressure hydraulic oil supplied from a hydraulic motor (not shown). This distributor 30 distributes and supplies the supplied high-pressure hydraulic oil to the cylinder block 50 along two flow paths, allowing the cylinder block 50 to rotate in the forward or reverse direction. This distributor ( The specific configuration and operational relationship of 30) will be described later with reference to FIGS. 3 and 4.

상기 실린더 블록(50)은 상기 상부 및 하부 모터 하우징(10,20)의 내부에 상기 구동축(70)가 회전 가능하게 결합되어 함께 회전될 수 있도록 설치된다. 상기 실린더 블록(50)은 일정한 두께를 가진 원판 형태로 구성되고, 그 원주 방향을 따라 복수개의 피스톤(60)이 소정의 간격을 두고 장착된다. 또한, 상기 피스톤(60)은 상기 실린더 블록(50) 내에 상기 구동축(70)을 중심으로 방사상 형태로 장착된다. The cylinder block 50 is installed so that the drive shaft 70 is rotatably coupled to the upper and lower motor housings 10 and 20 so that they can rotate together. The cylinder block 50 is configured in the form of a disk with a constant thickness, and a plurality of pistons 60 are mounted at predetermined intervals along the circumferential direction. Additionally, the piston 60 is mounted radially around the drive shaft 70 within the cylinder block 50.

상기 실린더 블록(50)에 상기 분배기(30)에 형성된 유로를 따라 고압의 작동유가 공급되면, 이 작동유의 압력에 의해 상기 피스톤(60)이 상승 및 하강 운동을 진행한다. 상기 캠 하우징(40)은 상기 상부 모터 하우징(10)과 하부 모터 하우징(20)의 사이에 위치하는 링 형태로 장착되고, 상기 실린더 블록(50)의 외주면 둘레를 따라 대향되도록 형성된 내주면에는 상기 상하로 왕복 운동하는 피스톤(60)이 밀착되면서 상기 실린더 블록(50)이 회전될 수 있도록 해주는 물결 모양의 내부 굴곡면이 형성되어 있다. When high-pressure hydraulic oil is supplied to the cylinder block 50 along the passage formed in the distributor 30, the piston 60 moves upward and downward due to the pressure of the hydraulic oil. The cam housing 40 is mounted in a ring shape located between the upper motor housing 10 and the lower motor housing 20, and the upper and lower inner peripheral surfaces are formed to face each other along the outer peripheral peripheral surface of the cylinder block 50. A wave-shaped internal curved surface is formed that allows the cylinder block 50 to rotate as the piston 60, which reciprocates, comes into close contact with it.

상기 피스톤(60)은 피스톤 바디(61)의 상단에 회전 가능하게 장착되어 상기 캠 하우징(40)의 내부 굴곡면에 선택적으로 밀착되는 볼 베어링(63)과, 상기 피스톤 바디(61) 내부에 상기 볼 베어링(63)이 장착된 부위로 고압의 작동유를 공급하는 유압 라인(66)을 포함한다. 이 유압 라인(66)은 피스톤(60)이 캠 하우징(40)의 내주면에 형성된 물결 모양의 내부 굴곡면과 밀착될 때 가해지는 높은 가압력으로 인해 발생하는 마찰력을 감소시켜주는 것인 바, 이 유압 라인(66)의 구체적인 구성 및 작용에 대해서는 도 5 내지 도 8을 참조로 후술하기로 한다.The piston 60 includes a ball bearing 63 that is rotatably mounted on the top of the piston body 61 and is selectively in close contact with the inner curved surface of the cam housing 40, and It includes a hydraulic line 66 that supplies high-pressure hydraulic oil to the area where the ball bearing 63 is mounted. This hydraulic line 66 reduces the friction force generated by the high pressing force applied when the piston 60 comes into close contact with the wave-shaped internal curved surface formed on the inner peripheral surface of the cam housing 40. The specific configuration and operation of the line 66 will be described later with reference to FIGS. 5 to 8.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 분배기(30)의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 상기 분배기(30)의 구조에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 작동방식을 도시한 도면이다. Figure 3 is a diagram showing the structure of the distributor 30 of the radial piston hydraulic motor according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 shows the operating method of the radial piston hydraulic motor according to the structure of the distributor 30. This is a drawing.

상기 분배기(30)는 도 3의 (a)에서 보듯이 중공의 원통 형태를 이루고, 그 내부에 2가지 종류의 유로, 즉 정방향 유로(32)와 역방향 유로(34)가 형성된다. 상기 정방향 유로(32) 및 역방향 유로(34)는 도 3의 (b)에서 보듯이 일정 반경의 원주를 따라 상호 교대로 배치된다. As shown in (a) of FIG. 3, the distributor 30 has a hollow cylindrical shape, and two types of flow paths are formed therein, namely, a forward flow path 32 and a reverse flow path 34. The forward flow path 32 and the reverse flow path 34 are alternately arranged along the circumference of a certain radius, as shown in (b) of FIG. 3.

상기 정방향 유로(32)는 상기 캠 하우징(40)의 굴곡면의 프로파일이 상기 피스톤(60)이 상승할 때 정방향으로 회전될 수 있도록 형성된 부위와 대향되도록 위치한다. 반면에 상기 역방향 유로(34)는 상기 캠 하우징(40)의 굴곡면의 프로파일이 상기 피스톤(60)이 상승할 때 역방향으로 회전될 수 있도록 형성된 부위와 대향되도록 위치한다. The forward passage 32 is positioned so that the profile of the curved surface of the cam housing 40 is opposite to a portion formed to rotate in the forward direction when the piston 60 rises. On the other hand, the reverse flow passage 34 is located so that the profile of the curved surface of the cam housing 40 is opposed to a portion formed so that the piston 60 can rotate in the reverse direction when it rises.

예를 들어 도 4에서 보는 바와 같이, 10개의 피스톤(60)이 방사상 형태로 배치되고, 이 피스톤(60)은 캠 하우징(40)의 내부면에 형성된 물결 모양의 굴곡면과 대향되도록 배치된다. 상기 정방향 유로(32)와 역방향 유로(34)는 동심원 상에 일정 간격을 따라 상호 교대로 배치된다. 상기 정방향 유로(32)로 공급된 고압의 작동유에 의해 피스톤(60)이 상승할 때 만나는 캠 하우징(40)의 굴곡면은 시계 방향으로 상승 회전하도록 유도하는 프로파일을 가진다. 따라서, 정방향 유로(32)에 작동유가 공급되면 상승하는 피스톤(60)은 정방향인 시계방향으로 회전하게 된다. 반대로, 상기 역방향 유로(34)로 공급된 고압의 작동유에 의해 피스톤(60)이 상승할 때 만나는 캠 하우징(40)의 굴곡면은 반시계 방향으로 상승 회전하도록 유도하는 프로파일을 가진다. 따라서, 역방향 유로(34)에 작동유가 공급되면 상승하는 피스톤(60)은 역방향인 반시계방향으로 회전하게 된다. For example, as shown in FIG. 4, ten pistons 60 are arranged in a radial form, and the pistons 60 are arranged to face a wavy curved surface formed on the inner surface of the cam housing 40. The forward flow path 32 and the reverse flow path 34 are arranged alternately at regular intervals on a concentric circle. The curved surface of the cam housing 40 that meets when the piston 60 rises due to the high-pressure hydraulic oil supplied to the forward passage 32 has a profile that induces upward rotation in a clockwise direction. Therefore, when hydraulic oil is supplied to the forward passage 32, the rising piston 60 rotates clockwise, which is the forward direction. Conversely, the curved surface of the cam housing 40 that meets when the piston 60 rises due to the high-pressure hydraulic oil supplied to the reverse flow passage 34 has a profile that induces upward rotation in a counterclockwise direction. Accordingly, when hydraulic oil is supplied to the reverse passage 34, the rising piston 60 rotates in the reverse direction, counterclockwise.

이러한 작동 원리에 따라 래이디얼 피스톤 유압모터는 정방향 또는 역방향으로 회전하게 된다. 이 때, 상기 피스톤(60)은 고압의 작동유에 의해 상승하면서 캠 하우징(40)의 굴곡면에 강하게 밀착된다. 강한 가압력은 피스톤(60)과 캠 하우징(40)의 굴곡면 사이에 큰 마찰력을 발생시키고 이는 실린더 블록의 회전을 방해한다. 이러한 마찰력에 의한 유압모터의 회전 효율 저하를 방지하기 위해 피스톤(60)의 상단에 장착된 볼 베어링(63)과 캠 하우징(40)의 굴곡면은 높은 표면조도를 가지도록 연마된다. 이에 의해 실제 피스톤(60)과 캠 하우징(40)의 밀착 부위의 마찰력은 어느 정도 해소되어 왔다.According to this operating principle, the radial piston hydraulic motor rotates in the forward or reverse direction. At this time, the piston 60 is raised by high-pressure hydraulic oil and is strongly adhered to the curved surface of the cam housing 40. The strong pressing force generates a large frictional force between the curved surface of the piston 60 and the cam housing 40, which prevents rotation of the cylinder block. In order to prevent a decrease in the rotational efficiency of the hydraulic motor due to such friction, the curved surfaces of the ball bearing 63 and the cam housing 40 mounted on the top of the piston 60 are polished to have high surface roughness. As a result, the frictional force at the actual contact area between the piston 60 and the cam housing 40 has been resolved to some extent.

그러나, 본 발명자는 상기 마찰력에 의한 회전력 저하를 야기하는 또 다른 위치를 확인하였고, 이 부위에서의 마찰 저항을 감소하기 위한 새로운 기술구성을 개발한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 마찰력 저감 구조에 대하여 도 5 내지 도 8을 참조로 상세히 설명한다. However, the present inventor identified another location that causes a decrease in rotational force due to the friction force, and developed a new technical configuration to reduce friction resistance at this location. The friction force reduction structure according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 래이디얼 피스톤 유압모터의 피스톤 구조를 설명한다. 상기 피스톤(60)은 크게 상단에 안착부가 마련된 피스톤 바디(61)와 이 피스톤 바디(61)의 안착부 상에 회전 가능하게 장착되어 상기 캠 하우징(40)의 내주면에 형성된 물결 모양의 굴곡면에 선택적으로 밀착되는 볼 베어링(63)을 포함한다. 상기 볼 베어링(63)의 안착을 위하여 피스톤 바디(61)의 안착부 바닥면과의 사이에 부시(62)가 삽입 설치될 수 있다. 상기 볼 베어링(63)이 전후 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 볼 베어링(63)의 앞 뒤 방향으로 피스톤 캡(62)이 장착된다. 상기 피스톤 바디(61) 상에는 고압의 작동유가 누설되는 것을 방지하기 위한 피스톤 링(65)이 설치된다. Figures 5 and 6 explain the piston structure of a radial piston hydraulic motor according to an embodiment of the present invention. The piston 60 is largely rotatably mounted on a piston body 61 having a seating portion at the top and a seating portion of the piston body 61, and is mounted on a wavy curved surface formed on the inner peripheral surface of the cam housing 40. It includes a ball bearing 63 that is selectively in close contact. In order to seat the ball bearing 63, a bush 62 may be inserted and installed between the bottom surface of the seating portion of the piston body 61. To prevent the ball bearing 63 from being separated in the front-to-back direction, a piston cap 62 is installed in the front-to-rear direction of the ball bearing 63. A piston ring 65 is installed on the piston body 61 to prevent high-pressure hydraulic oil from leaking.

앞서 설명한 바와 같이, 피스톤(60)의 볼 베어링(63)과 캠 하우징(40)의 굴곡면 사이에 발생하는 마찰력은 두 부재의 표면조도를 높여서 마찰 저항을 감소시키는 방향으로 해결해 왔다. 그러나, 피스톤(60)의 볼 베어링(63)이 캠 하우징(40)에 강하게 밀착되면 그 압력에 의해 볼 베어링(63)과 피스톤 바디(61)의 안착부 바닥면 사이에도 강한 마찰력이 발생한다. 보다 정확하게는 볼 베어링(63)과 피스톤 바디(61)의 안착부 바닥면에 삽입 설치되는 부시(64)의 표면 사이에 강한 마찰력이 발생하게 된다. As previously explained, the frictional force occurring between the ball bearing 63 of the piston 60 and the curved surface of the cam housing 40 has been solved by increasing the surface roughness of the two members to reduce frictional resistance. However, when the ball bearing 63 of the piston 60 is strongly adhered to the cam housing 40, a strong friction force is generated between the ball bearing 63 and the bottom surface of the seating portion of the piston body 61 due to the pressure. More precisely, a strong friction force is generated between the ball bearing 63 and the surface of the bush 64 inserted into the bottom surface of the seating portion of the piston body 61.

물론, 볼 베어링(63)과 피스톤 바디(61)의 안착부 사이에도 작동유가 채워져 있기는 하나, 두 부재의 표면에 높은 가압력이 가해지는 경우 유막이 깨지면서 마찰력이 발생하게 되는 것이다. Of course, hydraulic oil is also filled between the ball bearing 63 and the seating portion of the piston body 61, but when a high pressing force is applied to the surfaces of the two members, the oil film is broken and friction is generated.

이 부위에는 안착부 또는 부시의 오목한 형상으로 인해 표면을 연마하여 조도를 높이기 어려운 문제점이 있고 연마 비용도 상승하는 바, 본 발명에 따르면 도 7에서 보듯이 상기 피스톤 바디(61)의 내부에 볼 베어링(63)이 장착된 부위로 상기 고압의 작동유를 공급하는 유압 라인(66)을 간단히 형성하고, 이 유압 라인(66)을 통해 공급된 작동유가 볼 베어링(63)에 부양력을 부여함으로써 피스톤 바디(61)와의 마찰력을 저감시키도록 구성한 것이다. 즉, 정방향 유로(32) 또는 역방향 유로(34)에 의해 실린더 블록(50)에 공급되는 고압의 작동유를 이용하여 마찰력을 저감시킬 수 있는 최적의 마찰 저감 구조를 제공하는 것이다. In this area, there is a problem that it is difficult to increase the roughness by polishing the surface due to the concave shape of the seat or bush, and the polishing cost also increases. According to the present invention, as shown in FIG. 7, a ball bearing is installed inside the piston body 61. A hydraulic line 66 that supplies the high-pressure hydraulic oil to the area where (63) is mounted is simply formed, and the hydraulic oil supplied through this hydraulic line 66 gives a lifting force to the ball bearing 63, thereby giving the piston body ( 61) It is designed to reduce friction with the device. In other words, an optimal friction reduction structure that can reduce friction using high-pressure hydraulic oil supplied to the cylinder block 50 through the forward flow path 32 or the reverse flow path 34 is provided.

상기 볼 베어링(63)과 상기 피스톤 바디(61) 사이에 부시(64)가 장착되는 경우 상기 유압 라인(66)은 상기 부시(64)를 관통하도록 형성되어 볼 베어링(63)에 직접적으로 부양력이 발생되도록 하는 것이 바람직하다. When the bush 64 is mounted between the ball bearing 63 and the piston body 61, the hydraulic line 66 is formed to pass through the bush 64 to provide a lifting force directly to the ball bearing 63. It is desirable to allow this to occur.

도 8의 (a)에서 보듯이 상기 유압 라인(66)을 통해 공급되는 고압의 작동유는 볼 베어링 표면에 유막을 형성하는 기능도 하지만, 주된 마찰 저감 원리는 미세한 유압 라인(66)을 통해 공급되는 작동유의 높은 압력을 이용해 볼 베어링(63)을 수 마이크로 정도로 부양시킴으로써 피스톤 바디(61)와의 표면 마찰력을 저감시키는 것이다. As shown in (a) of FIG. 8, the high-pressure hydraulic oil supplied through the hydraulic line 66 also functions to form an oil film on the ball bearing surface, but the main friction reduction principle is that the high-pressure hydraulic oil supplied through the fine hydraulic line 66 The surface friction force with the piston body 61 is reduced by levitating the ball bearing 63 to a few micrometers using the high pressure of the hydraulic oil.

또한, 도 8의 (b)에서 보듯이 상기 유압 라인(66) 상에는 상기 볼 베어링(63)에 작용하는 상기 작동유의 압력을 조절하는 오리피스(67)가 추가로 형성될 수 있다. 이 오피리스(67)을 통해 고압의 작동유에 의해 가해지는 부양력을 조절할 수 있다.In addition, as shown in (b) of FIG. 8, an orifice 67 may be additionally formed on the hydraulic line 66 to regulate the pressure of the hydraulic oil acting on the ball bearing 63. Through this office 67, the lifting force applied by the high-pressure hydraulic oil can be adjusted.

본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.The technical features disclosed in each embodiment of the present invention are not limited to the corresponding embodiment, and unless they are incompatible with each other, the technical features disclosed in each embodiment may be combined and applied to other embodiments.

따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.Therefore, in each embodiment, each technical feature is mainly explained, but unless the technical features are incompatible with each other, they can be applied in combination with each other.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various modifications and variations will be possible from the perspective of those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should be determined not only by the claims of this specification but also by equivalents to these claims.

10: 상부 모터 하우징 20: 하부 모터 하우징
30: 분배기 40: 캠 하우징
50: 실린더 블록 60: 피스톤
61: 피스톤 바디 62: 피스톤 캡
63: 볼 베어링 64: 피스톤 부시
65: 피스톤 링 66: 유압 라인
67: 오리피스10: upper motor housing 20: lower motor housing
30: distributor 40: cam housing
50: cylinder block 60: piston
61: Piston body 62: Piston cap
63: Ball bearing 64: Piston bush
65: Piston ring 66: Hydraulic line
67: Orifice

Claims

A distributor (30) mounted within the motor housing (10, 20) to distribute high-pressure hydraulic oil supplied from the hydraulic pump; A cylinder block (50) installed so as to be coupled to and rotated with a drive shaft (70) rotatably mounted within the housing; a plurality of pistons (60) mounted in a radial shape around the drive shaft (70) within the cylinder block (50) and reciprocating up and down by high-pressure hydraulic oil supplied from the distributor (30); And a cam housing 40 installed on the outer periphery of the cylinder block 50 and having an internal curved surface that allows the cylinder block 50 to rotate while the piston 60, which reciprocates up and down, comes into close contact with it. Contains,
The piston 60 includes a ball bearing 63 that is rotatably mounted on the top of the piston body 61 and is selectively in close contact with the inner curved surface of the cam housing 40, and Friction reduction structure of a radial piston hydraulic motor including a hydraulic line (66) that supplies the high-pressure hydraulic oil to the area where the ball bearing (63) is mounted.

In claim 1,
The distributor 30 supplies the high-pressure hydraulic oil into the cylinder block 50 to rotate the cylinder block 50 in the forward direction and the forward flow path 32 to rotate the cylinder block 50 in the reverse direction. Friction reduction structure of a radial piston hydraulic motor, characterized in that a reverse flow path (34) is formed.

In claim 2,
The forward flow passage 32 is a radial piston hydraulic motor, characterized in that the profile of the curved surface of the cam housing 40 is positioned to oppose a portion formed to rotate in the forward direction when the piston 60 rises. Friction reduction structure.

In claim 2,
The reverse passage 34 is a radial piston hydraulic motor, characterized in that the profile of the curved surface of the cam housing 40 is positioned to oppose a portion formed so that the piston 60 can rotate in the reverse direction when it rises. Friction reduction structure.

In claim 1,
Friction reduction structure of a radial piston hydraulic motor, characterized in that an orifice 67 is formed on the hydraulic line 66 formed in the piston body 61 to regulate the pressure of the hydraulic oil acting on the ball bearing 63.

In claim 1,
A bush 64 is mounted on the piston 60 between the piston body 61 and the ball bearing 63, and the hydraulic line 66 is formed to pass through the bush 64. Friction reduction structure of dial piston hydraulic motor.