KR900008511B1

KR900008511B1 - 유압펌프

Info

Publication number: KR900008511B1
Application number: KR1019870013759A
Authority: KR
Inventors: 김용재; 김철
Original assignee: 김용재; 김철
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1990-11-24
Also published as: KR890010418A

Abstract

내용 없음.

Description

유압펌프

제1도는 본 발명의 분해사시도.

제2도는 본 발명의 단면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면을 보인 것으로, 구성요소가 작동상태의 한 위치에 있음을 보인 단면도.

제4도는 제2도의 B-B선 단면을 보인 것으로, 펌프작동 상태에 있음을 보인 단면도.

제5도는 본 발명 유압펌프가 사용되는 사용기기의 유압회로에 과부하가 걸려 있을 때에 펌프작동을 하지 않는 상태에 있음을 보인 단면도.

제6도는 제2도의 C-C선 단면도.

제7도는 편심회전체의 운동상태를 보인 개략설명도.

제8도는 편심회전체의 원심력으로 피스턴작동용 로타가 원운동하는 것을 보인 개략설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 제1작동부 12 : 제2작동부

13 : 제3작동부 23, 23', 23" : 작동챔버

24 : 케이싱 25 : 실린더

26 : 피스턴 29, 29', 29" : 로타

32 : 회전축 33 : 로타휠

40a, 40b, 40a', 40b', 47a, 47b : 편심회전체

본 발명은 유압펌프에 관한 것으로, 특히 중량의 편심회전체의 원심력을 이용하여 이 편심회전체에 중심축이 결합된 로타가 원운동토록함으로써 방사상으로 배열된 다수의 피스턴을 작동시켜 높은 토출압을 얻을 수 있도록 하고, 이러한 토출압을 이용하는 유압회로에 과부하가 걸리는 경우에는 로타가 그 중심축을 중심으로 하여 회전운동케 함으로써 유압펌프를 구동시키는 구동모우터에는 과부하가 걸리지 않도록 한 유압펌프에 관한 것이다.

종래 원형단면의 작동 챔버를 갖는 케이싱에 수개의 실린더가 배설되어 이에 작동챔버측으로 향하는 피스턴이 삽입되고 케이싱 내의 작동 챔버 내에는 이 작동챔버의 내면에 접하면서 원운동하는 편심휠이 착설되어 이 편심휠이 각 피스턴을 작동시켜 높은 토출유압을 얻도록 한 형태의 유압펌프가 알려진 바 있다.

그러나 종래의 이러한 형태의 유압펌프에 있어서는 편심휠이 작동챔버의 중심축선상에 일치하는 회전축에 형성된 편심보스에 착설되어 편심휠이 작동챔버 내에서 원운동하게 되어 있다.

물론 이러한 유압펌프는 요구된 토출유압을 얻을 수 있으나 이와 같은 유압펌프를 이용하는 사용기기의 유압회로에 과부하가 걸리는 경우 유압이 역류하여 각 피스턴에 균일하게 가하여져 편심휠에 전달됨으로써 편심휠을 고정시키려함으로써 이 편심휠의 회전축에 연결된 구동모우터에 과부하가 걸려 과다한 전력이 소모되는 문제점이 있다.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 유압회로의 과부하시에는 오히려 유압펌프를 구동시키는 구동모우터가 로타회전축을 단순히 회전운동시키는 작용만을 가하는 결과를 가져오게 됨으로써 유압회로의 과부하시에는 구동모우터의 소비전력이 떨어질 수 있도록 함으로써 전체 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것인바, 이를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 전체 구성요소를 분해표시한 것으로, 본 발명 유압펌프는 크게 나누어, 예를 들어 전기구동모우터(도시하지 않았음)로부터 동력이 입력되는 입력부(10), 제1작동부(11), 이 제1작동부(11)의 용량보다 거의 두배 정도가 큰 용량을 갖는 제2작동부(12)와, 제1작동부(11)와 동일한 구성으로 이 제1작동부(11)와의 평형을 위한 제3작동부(13)로 구성된다. 또한 제3작동부(13)에 인접하여 입력부(10)와 대칭이고 유사한 구조의 지지부(14)가 구성되어 있다.

입력부(10)는 지지부(14)와 함께 본 발명 유압펌프의 지지측부를 구성하며, 이는 주면에 연결공(15)을 갖는 수개의 연결편(16)을 갖는 지지원판(17)으로 구성되고 외측으로 부싱(18)이 연장되며 부싱(18)으로 입력 회전축(19)이 삽입되어 외측단부에 구동모우터와 연결되는 커플링(20)이 연결되고 내측단부에는 판상의 전동판(21)을 착설하여 입력회전축(19)에 대하여 편심위치에 연결봉(22)이 연장되어 있다.

제1작동부(11)는 제1도에서 그 일부를 분해표시하고 제2도-제4도에서 단면을 도시하였으며 이 제1작동부(11)와 대칭인 제3작동부(13)가, 제1작동부(11)와 함께 설명된다.

제1작동부(11)는 원형단면의 작동챔버(23)를 갖는 케이싱(24)으로 구성되고 이 케이싱(24)에는 수개의 원통형 실린더(25)가 방사상으로 형성되어 있으며, 이들 실린더(25)에 각각 원주형 피스턴(26)이 삽입되어 있다. 케이싱(24)의 양측으로는 작동챔버(23)보다 직경이 작은 원형공(27)을 갖는 안내측판(28a), (28b)이 착설된다. 작동챔버(3) 내에는 로타(29)가 착설된다.

이 로타(29)는 동심원상으로 중앙에 직경이 큰 대경보스(30)와 양측에 소경보스(31a), (31b)가 형성된 회전축(32)으로 구성되고, 대경보스(30)에는 작동챔버(23) 내에서 작동하는 로타휠(33)이 착설된다. 이 로타휠(33)은 실제로는 볼베어링(34)의 외측레이스에 해당한다. 로타휠(33)의 외측에는 소경보스(31a), (32b)에 외측레이스(35)가 안내측판(28a), (28b)의 원형공(27)에서 내면에 접하면서 원운동하는 볼베어링형태외 안내베어링(36a), (36b)이 착설된다. 로타휠(33)의 직경은 원형단면인 작동챔버(23)의 내경보다 작으며 마찬가지로 안내베어링(36a), (36b)의 외경은 원형공(27)의 내경보다 작다. 로타(29)의 회전축(32)은 케이싱(24)의 양측으로 연장되고 이에 반원형의 중량부(37)와 직사각형의 안내공(38)을 갖는 연장부(39)로 구성되는 편심회전체(40a), (40b)가 고정적으로 착설된다. 또한 케이싱(24)의 외면에는 실린더(25)의 외측에 흡인밸브(41)와 토출밸브(42)가 실린더(25) 측에 연통된 밸브블럭(43)이 착설되고, 이후 다시 상세히 설명되는 바와 같이 밸브 블럭(43) 상에는 흡입밸브(41)와 연통된 흡입관부(44)와 토출밸브(42)와 연통된 토출관부(45)가 형성된 오일유통관(46)이 착설된다.

제3작동부(13)는 상기 언급된 바와 같이 제1작동부(11)의 구조와 동일하므로 동일부분에 대하여 프라임부호(')를 부가한 부호로 표시하였으며 그 구성의 설명은 생략키로 한다.

제2작동부(12)는 이미 구성설명의 서두에서 언급된 바와 같이 제1작동부(11)의 용량에 약 두배의 용량을 갖는 형태이며, 제1작동부(11)및 제2작동부(13)의 편심회전체(40a), (40b)에 해당하는 편심회전체(47a), (47b)의 형태가 반원형의 중량부(48)만으로 구성되고 연결봉(49)이 착설되어 있는 것을 제외하고는 유사한 구조이므로 유사한 부분에 대하여 더블 프라임부호(")로 표시하고 그 구성설명은 생략키로 한다. 이 제2작동부(12)의 편심 회전체(47)는 제1 및 제3작동부의 편심회전체 보다 질량이 거의 두배가 크다.

또한 지지부(14)는 입력부(10)와 대칭으로 배치되고 입력부(10)의 커플링(20)이 도시되지 아니한 것을 제외하고는 이 입력부(10)와 동일한 구성이므로 동일부분에 대하여서 프라임부호(')를 부가하여 동일부호로 표시하였다. 이상과 같은 본 발명의 주요구성부분인 입력부(10), 제1작동부(11), 제2작동부(12), 제3작동부(13) 및 지지부(14)는 다음과 같이 결합된다.

즉 입력부(10)의 전동판(21)에 착설된 연결봉(22)은 슬라이더(50)를 통하여 제1작동부(11)의 일측 편심 회전체(40a)의 연장부(39)에 형성된 직사각형 안내공(38)에 삽입결합되고, 제1작동부(11)의 타측 편심회전체(40b)는 그 연장부(39)의 직사각형 안내공(38)에 슬라이더(51)를 통하여 제2작동부(12)의 일측 편심회전체(47a)에 착설된 연결봉(49)이 삽입연결되고, 제1작동부(11)의 타측 편심회전체(40b)와 제2작동부(12)의 일측 편심회전체(47a)는 18°의 반대방향으로 결합된다. 마찬가지로 제2작동부(12)의 타측 편심회전체(47b)의 연결봉(49)은 다른 슬라이더(52)를 통하여 제3작동부(13)의 일측 편심회전체(40')에 결합되고 제3작동부(13)의 타측 편심회전체(40b')에는 지지부(14)의 크랭크판(21')에 착설된 연결봉(22')이 슬라이더(53)를 통하여 결합된다.

그리고 정렬된 입력부(10)와 지지부(14)는 이들의 지지원판(17), (17')에 형성된 연결판(16), (16')의 일치하는 연결공(15), (15')을 통하여 수개의 체결봉(54)으로 체결되고, 입력부(10), 제1작동부(11), 제2작동부(12), 제3작동부(13) 및 지지부(14) 사이에는 링형의 하우징(55a), (55b), (55c), (55d)이 개재되며, 입력부(10)와 지지부(14)에 지지각(56a), (56b)이 착설된다.

한편 각 밸브블럭(43), (43'), (43")에 연결되는 오일유통관(46)은 각 흡입관부(44)와 토출관부(45)가 공통으로 연결되어 본 발명 유압펌프의 흡입관과 토출관(도시하지 않았음)을 구성한다.

본 발명 유압펌프는 다음과 같이 작동한다.

입력부(10)의 지지원판(17)에서 연장한 부싱(18)을 통하여 동력원인 전기구동모우터에 연결된 입력회전축(19)이 전기구동모우터에 의하여 회전하면 전동판(21)과 이에 착설된 연결봉(22), 슬라이더(50)를 통하여 연장부(39)에 편심회전체(40a)가 결합된 제1작동부(11)의 로타(29)가 회전운동으로 편심회전체(40a), (40b)와 함께 로타(29)가 회전운동하기 시작하며, 동시에 제1작동부(11)의 편심회전체(40b)와 대향되게 배설된 제2작동부(12)의 편심회전체(47a)가 회전하여 이 편심회전체(47a)가 결합된 제2작동부(12)의 로터(29")와 타측 편심회전체(47b)가 회전하여 이 제2작동부(12)의 결합된 제3작동부(13)의 로타(29')와 편심회전체(40a'), (40b')가 회전한다.

예를 들어 각 작동부(11), (12), (13)에서 각 로타(29), (29"), (29')와 이에 결합된 편심회전체(40a), (40b), (47a), (47b), (40a'), (40b')의 운동상태는 상기 언급된 바와 같이 이들 구성이 동일 또는 대칭이거나 크기에 있어서만 상이하므로 제1작동부(11)에서 로타(29)와 이에 결합된 하나의 편심회전체(40a)만으로 우선 설명될 수 있으며, 제7도와 제8도에서 간단히 설명될 수 있을 것이다.

도면에서 제7도는 하나의 편심회전체(40a)의 회전과 이에 회전축(32)으로 연결된 로타(29)가 작동챔버(23) 내에서 원운동하는 것을 보인 것으로, 회전축(32)은 로타(29) 대하여서는 중심축이나 편심회전체(40a)에 대하여서는 그 외형상의, 즉 원호부분의 중심일뿐 무게 중심은 아니다. 제8도에서는 편심회전체(40a)를 질량(M)으로 표시하고 작동챔버(23)의 중심을 01이라 하였다. 편심회전체(40a)가 회전시 원심력이 발생할 것이다. 그러나 로타(29)는 이 로타(29)보다 직경이 큰 작동챔버(23) 내에 한정되어 있으므로 편심회전체(40a)는 로타(29)와 함께 그 중심축인 회전축(32)이 작동챔버(23) 내에서 원운동하면서 회전운동할 것이며 로타(29)의 중심이 02위치에서 03위치로 이동하는 원운동을 하게 된다.

회전운동이 가속되면 각 작동부(11), (12), (13)의 편심회전체(40a), (40b), (47a), (47b), (40a'), (40b')는 처음 각 로타(29), (29"), (29')의 중심축을 중심으로 하여 회전하다가 원심력에 의하여 로타(29), (29"), (29')는 이들의 운동범위를 제한하는 각 작동챔버(23), (23"), (23')의 내주면에 접하면서 원운동하게 되고 원심력이 작용하여 내주면에 가하는 압력이 크게 상승한다. 이러한 로타(29), (29"), (29')의 원운동으로 로타휠(33), (33"), (33')은 작동챔버(23), (23"), (23')의 실린더(25), (25"), (25')에 삽입되어 작동챔버(23), (23"), (23')의 내측으로 향하는 각 피스턴(26), (26"), (26')을 그 원운동방향으로 차례로 작동시켜 고압의 펌핑작용이 이루어지도록 한다. 이러한 피스턴(26), (26"), (26')의 작동으로 흡입밸브(41), (41"), (41')로 흡입된 저압오일은 토출밸브(42)를 통하여 고압의 유압회로로 공급되는 것이다.

이와 같이 원심력을 발생하여 로타(29), (29"), (29')를 원운동케하는 제1, 제2 및 제3작동부(11), (12), (13)의 편심회전체쌍(40a), (40b), (47a), (47b), (40a'), (40b')는 편심량의 균형을 위하여 제1 및 제3작동부(11), (13)의 편심회전체(40a), (40b), (40a'), (40b')는 동일질량으로 동일방향에 편심되고, 제2작동부(12)의 편심회전체쌍(47a), (47b)의 질량은 제1 및 제3작동부(11), (13)의 각 편심회전체쌍(40a), (47b), (40a'), (40b')의 질량을 합한 것과 같고 편심방향이 반대가 된다. 따라서 이들 편심회전체의 회전시에 질량편중에 의한 진동은 일어나지 않는다.

이와 같이 본 발명은 중량의 편심회전체의 원심력을 이용하여 이 편심회전체에 중심축이 결합된 로타가 원운동하도록 함으로써 방사상으로 배열된 다수의 피스턴을 작동시켜 높은 토출압을 얻을 수 있는 것이다.

한편, 이와 같은 본 발명의 유압펌프가 사용되는 사용기기의 유압회로에 과부하가 걸리어 이 유압회로를 통해 과부하가 각 작동부(11), (12), (13)로 궤환되면 고압의 오일이 피스턴(26)을 동일한 정도로 작동챔버(23), (23"), (23')측으로 향함으로써 로타(29), (29"), (29')는 각 편심회전체(40a), (40b), (47a), (47b), (40a'), (40b')의 원심력이 작용하여 원운동하던 상태에서 작동챔버(23), (23"), (23')의 중심축선상에 그 중심축이 일치하는 위치에 놓이게 되며, 각 로타(29), (29"), (29')의 회전축(32), (32"), (32')이 일직선 상에 놓이고 또한 입력부(10)와 지지부(14)의 회전축(19), (19')과 일직선상에 놓이므로 이들은 하나의 직선형 회전축과 같은 작용으로 회전하게 된다. 이러한 회전운동은 유압펌프 작동시 각 로타를 원운동시켜야하는 입력부(10)의 동력인 전기구동모우터의 소비전력을 오히려 감소시키는 결과를 가져온다. 즉 유압펌프 사용기기에 과부하가 걸리면 오히려 유압펌프를 구동시키는 전기구동모우터의 소비전력은 감소되는 것이다. 이러한 점이 종래 기술과는 현저한 차이를 보인다 할 것이다.

이와 같은 본 발명은 작동유체로서 오일이 사용되는 것으로 설명되었으나 오일이 아닌 다른 유체를 사용할 수도 있다.

Claims

수개의 방사상 실린더(25)가 형성되고 이에 피스턴(26)이 삽입된 케이싱(24)의 중앙에 원형단면의 작동챔버(23)를 형성하여 이 작동챔버(23) 내에 회전축(32)과 이에 동심원상으로 착설된 로타휠(33)로 구성되는 로타(29)를 착설하고 로타(29)의 회전축(32) 양단에 편심회전체(40a), (40b)가 착설된 제1작동부(11)와 이 제1작동부(11)의 구성과 유사하나, 약 두배의 질량을 가지며 편심방향이 반대인 편심회전체(47a), (47b)와 용량이 두배가 되는 작동챔버(23")로 구성되는 제2작동부(12)와, 제1작동부(11)와 동일한 구성의 제3작동부(13)로 구성되고, 각 제1, 제2 및 제3작동부(11), (12), (13)의 편심회전체(40a), (40b), (47a), (47b), (40a'), (40b')가 회전시 발생되는 원심력으로 각 로타(29), (29"), (29')가 작동챔버(23), (23"), (23') 내에서 원운동하도록 결합됨을 특징으로 하는 유압펌프.