KR910007262B1 - 유체에너지 변환기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

유체에너지 변환기

제1도~제5도는 본 발명의 실시예를 도면으로서,

제1도는 종단면도.

제2도는 제1도에 있어서, II-II선 단면도.

제3도는 횡단면도.

제4도는 제1도에 있어서의 IV화살표부분을 확대해서 도시한 부분 단면도.

제5도는 사용태양을 도시한 설명도.

제6도는 종래예를 도시한 제5도 상당의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이스 21 : 케이스 본체

21b : 개구단면 22 : 덮개(후면덮개)

23 : 테이퍼면 25 : 계지면

27 : 테이퍼면

본 발명의 유체펌프 또는 유체모우터로서 사용되는 유체에너지 교환기에 관한 것으로서, 특히 그 케이스 부분에 개량에 관한 것이다.

이러한 종류의 유체에너지 변환기, 즉 일반적인 레이디얼피스톤형의 액압펌프/모우터나, 후술하는 바와 같은 특수한 액압펌프/모우터등에 있어서는 그 케이스의 개구단부에 후면덮개를 개착(蓋착)하고, 이 후면덮개에 상기 캐이스내에 배설된 실린더배럴을 편심축 혹은 피스톤을 개재해서 지지하도록 한 것이 적지않다.

그리고 이와같은 구성의 것에서는, 고압의 작동유체의 영향에 의해서 상기 케이스와 상기 후면덮개는 정확히 위치결정된 상태에서 결합시키지 않으면 원활한 작동이 손상된다는 사정도 있다.

이 때문에 종래의 것은 상기 케이스본체와 상기 후면덮개사이에 소켓 조인트부를 형성함과 동시에 그 바깥쪽에 플랜지 결합부를 형성하고, 그 플랜지 결합부에 보울트 등의 고착기구를 정착함으로써 양자를 견고하고 정확하게 연결하도록 하고 있다.

그러나, 소켓조인트부로 고정밀도의 위치결정을 확보할려면, 고정밀도의 가공이 필요하고, 또한 그 정밀도를 너무 높이면 상호의 감합에 시간이 많이 걸린다는 문제가 있다. 또, 이 소켓조인트부의 바깥쪽에 플랜지 결합부를 형성하지 않으면 안되므로, 케이스의 외경수치가 커지게되어 콤팩트화가 곤란하다는 문제가 있다. 특히, 이러한 종류의 유체에너지변환기를 2대 근접해서 배설하여, 한쪽을 펌프, 다른쪽을 모우터로서 사용할 경우, 즉 2대의 유체에너지 변환기에 의해서 유니트화된 HST나 HMT방식의 트랜스밋숀을 구성할 경우에는, 양자의 직경방향의 부피가 커지는 것에 의해서 전체가 매우 대형의 것이 되지 않을 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 간단하고 확실하게 해소하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 케이스본체와 덮개의 결합부에 나선형상의 테이퍼면에 의한 나선구조를 채용한 것을 특징으로 하는 것이다.

즉, 본 발명에 관한 유체에너지 변환기는 상기 케이스 본체의 개구단부의 내주 또는 외주에 축심에 대해서 45°이상의 각도를 이루는 테이퍼면을 나선형상으로 형성함과 동시에, 상기 덮개에 상기 테이퍼 면과 같은 각도를 이루는 나선형상의 테이퍼면과, 상기 케이스본체의 개구단면을 계지시키는 계지면을 형성하여, 상기 케이스본체의 테이퍼면 형성부분을 상기 덮개의 테이퍼면 형성부분에 그 개구단면이 상기 계지면에 계지되는 위치까지 나사결합시키도록 한 것을 특지으로 하는 것이다.

이와 같은 구성의 것으로 하면, 테이퍼면을 나선형상으로 형성한 케이스 본체의 개구단부 외주 또는 내주에, 같은 각도를 이루는 나선형상의 테이퍼면을 가진 덮개를 나사결합시키고, 이 계지면에 상기 케이스 본체의 개구단면이 당접할 때까지 비틀어 넣어서 조이면, 이 케이스본체의 테이퍼면이 상기 덮개의 테이퍼면에 얹히되도록 해서 밀착한다. 그결과, 케이퍼 안내 작용이 발휘되어상기 덮개와 상기 케이스 본체가 소정의 위치결정상태가 된다. 그리고, 이 상태에서는 케이스 본체와 덮개의 반경방향의 간극이 완전히 없어진다.

또한, 이들 테이퍼면은 축심에 대해서 45°이하의 작은 경사를 이루고 있기 때문에 레이디얼 방향의 하중이 작용하여도 덮개의 테이퍼면이, 케이스 본체의 테이퍼면을 따라서 미끄러지는 일도 먼저 일어날 수 없다. 그 때문에 유체압의 영향으로 상기 케이스본체와 상기 덮개사이에 레이디얼 방향의 엇갈림력이 작용해도, 양자사이에 위치이탈이 발생하는 일이없다.

또, 상기 테이퍼면은 나선형상으로 형성되어 있기 때문에 케이스본체와 덮개를 나사결합고 같은 조작에 의해서 간단하게 연결할 수 있으며, 또한 덮개의 계지면에 케이스본체의 개구단면을 계지시킴으로써 양자의 축방향 위치결정을 정확하게 행할 수 있다.

따라서, 이와같은 것이면, 소켓조인트부와 플랜지결합부를 사용하는 일이 없이 상기 케이스본체와 상기 덮개를 확실하고 정확하게 결합할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예를 제1도~제5도를 참조해서 설명한다.

제1도 내지 제3도에 도시한 유체에너지 변환기는 일본국 특개소 58-77179호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 구성을 이루고 있다. 즉, 이 에너지변환기는 케이스(1)와, 케이스(1)의 내부(1a)에 복수의 제1의 정압베어링(2)을 개재해서 상대회전 가능하게 감합되고 상기 각 정압베어리(2)과 대응하는 부위의 내측에 각각 내평면(3)를 가지고 이루어진 토오크링(4)과 이 토오크링(4)의 내측에 배설되고 그 선단면을 제2의 정압베어링(5)을 개재해서 상기 냉평면(3)에 첨접시킨 복수의 피스톤(6)과, 이들 각 피스톤(6)을 슬라이드 가능하게 지지하고 이들 각 피스톤(6)사이에 유체유출입용공간(7)을 형성하는 실린더배럴(8)과, 상기 케이스(1) 및 토오크링(4)의 축심(m)과 직교하는 방향으로 왕복동작 가능하게 착설되고 상기 실린더 배럴(8)을 회전가능하게 지지하는 핀틀(9)과, 이 핀틀(9)의 축심(n)을 케이스(1)의 축심(m)으로부터 편심시킨 상태에서 상기 케이스(1)와 상기 토오크링(4)을 상대회전 시켰을 경우에 용적이 증대하게 되는 공간(7) 및 용적이 감소하게 되는 공간(7)에 각각 연통하는 쌍를 이루는 유체유통로(11)(12)를 구비해서 이루어진다.

그리고, 상기 각 공간(7)내에 충만한 유체를 유체통로(13)(14)를 개재해서 대응하는 제1, 제2의 정압베어리에 공급하도록 하고, 상기 제1의 정압베어링(2)에 공급된 유체의 정압과 상기 제2의 정압베어링(5)에 공급된 유체의 정압에 의해서 상기 토오크링(4)에 회전축심(m)둘레의 우력(l)이 발생하도록 구성되어 있다.

그리고, 이것은 제1도에 도시한 바와 같이 핀틀(9)의 축심(n)을 회전축심(m)으로부터 편심시킨 상태에서 고압의 유체를, 예를들면 제1의 유체유통경로(11)를 통해서 제3도에 있어서의 오른쪽 영역(A)에 존재하는 공간(7)에 공급하면, 토오크링(4)에 당해 토오크링(4)을 화살표(S)방향으로 회전시키도록 하는 우력이 발생하게 되어, 모우터로서의 기능이 발휘된다. 또, 상기 토오크링(4)을 외력에 의해서, 예를들면 화살표(R)방향으로 회전시키면 고압의 유체가 상기 제1의 유체통록경로(11)로부터 토출하게 되어 [화살표(Q)참조], 펌프로서의 기능을 한다.

이와 같은 유체에너지변환기의 케이스(1)는, 케이스본체(21)와, 이 케이스본체(21)의 개구단부에 개착한 후면덮개(22)로 구성되어 있다. 케이스본체(21)은 상기 토오크리(4), 피스폰(6) 및 실린더배럴(8)을 수용하는 컵 형상의 것으로서, 그 후단부가 개구되어 있다. 그리고, 이 케이스 본체(21)의 개구단부(21a)의 재주에 테이퍼면(23)을 형성하고 있다. 이 테이퍼면(23)은 이 케스본체(21)의 축심(m)에 대해서 45°이하의 각도(a)를 이루는 일정한 폭의 것으로서, 나선형상으로 형성되어 있다. 다시 말하면, 이 테이퍼면(23)은 나선형상의 테이퍼면을 이루고 있다. 그리고, 이 테이퍼면(23)의 정부쪽의 가장자리부와 골쪽의 가장자리부와의 사이에는 일정한 폭의 급경사면(24)이 형성되어 있다.

한편, 후면덮개(22)는, 상기 핀틀(9)을 개재해서 상기 실린더배럴(8)을 지지하는 판형상의 것으로서, 상기 핀들(9)의 기단부(9a)가 접동가능하게 계합하는 내모형상의 홈(22a)을 가지고 있다. 그리고, 이 후면덮개(22)에는 상기 케이스본체(21)의 개구단면(21b)을 계지하는 환형상의 계지면(25)과, 이 계지면(25)의 내측에 형성한 원형 팽출부(26)를 가지고 있다. 그리고, 이 원형 팽출부(26)의 외주에, 상기 테이퍼면(23)과 동일한 각도의 나선형상의 테이퍼면(27)을 형성하고 있다.

이 테이퍼면(27)은 상기 케이스본체(21)의 축심(m)에 대해서 같은 각도(a)를 이루는 일정한 폭의 것으로서, 상기 테이퍼면(23)과 동일한 피치가 되게 해서 나선형상으로 형성되어 있다.

그리고, 이 후면덮개(22)의 테이퍼면(27)을 형성한 부분에 상기 케이스본체(21)의 테이퍼면(23)을 형성한 부분은 그 개구단면(21b)이 상기 계지면(25)에 계지되는 위치까지 나사결합되어서 조여져 있다.

이와 같은 구성의 것이며, 켑이스본체(21)가 후면덮개(22)의 계지면(25)으로부터 받은 반력에 의해서 이 케이스본체(21)의 내주에 형성된 나선형상의 테이퍼면(23)의 상기 후면덮개(22)의 테이퍼면(27)에 얹혀지도록 해서 밀착한다. 그 결과, 테이퍼 안내작용이 발휘되어, 이 케이스본체(21)와 후면덮개(22)가 정확히 위치 결정된 상태에서 결합된다.

그리고, 이 상태에서는 케이스본체(21)와 후면덮개(22) 사이의 반경방향의 간극이 완전히 없어진다. 또한, 이들 테이퍼면(23),(27)은, 축심에 대해서 45 °이하의 작은 경사를 이루고 있기 때문에, 케이스 본체(21)에 대하여 상당히 큰 레이디얼방향의 하중이 작용하여도, 상기 케이스본체(21)의 테이퍼면(23)이, 상기 후면덮개(22)의 후면덮개(27)을 따라서 미끄러지는 것과 같은 일은 일어나기 어렵다. 그 때문에 유체압에 의해서 케이스본체(21)와 후면덮개(22) 사이에 상대적인 레이디얼방향의 엇갈림력이 작용하여도, 양자 사이에 위치이탈이 발생하는 일은 없다. 즉, 톤상의 나사와 같이 축심에 대해서 45°이상의 급경사를 이루는 헬리컬면을 가진 것에서는 레이디얼하중이 작용하면, 그 나선형상의 면을 따른 부재끼리의 슬라이딩을 초래해서 중심이탈이 발생하기 쉬우나, 상기와 같은 테이퍼면(23)(27)을 채용하면 통상의 부재를 사용해서 상식적인 하중범위에서 사용하는 한, 이 케이스본체(21)와 후면덮개(22)와의 상대위치가 정확하게 유지되게 된다.

따라서, 종래의 것과 같이 케이스본체와 후면덮개 사이에 소켓 조인트부를 형성하고, 그 상대공차를 엄밀하게 설정하는 대책이 불필요하게되어, 가공을 용이하게 할 수 있는 동시에 조립시의 곤란함을 무리없이 해소할 수 있게 된다.

또, 케이스본체(21)는, 그 개구단면(21b)을 후면덮개(22)의 계지면(25)에 당접시켜서 위치결정할 수 있으므로, 축방향의 위치결정 재현성도 양호한 것이 된다.

또한, 이와같은 것이면, 양 테이퍼면(23)(27)을 나사결합해서 조였을 경우에 그 테이퍼면(23)(27)사이에 회전방향뿐만 아니라 축방향의 쐐기 작용이 야기되어 느슨해지기 어려운 것으로 된다. 그리고, 이 구성에 의하면, 플랜지접합부가 불필요하게 되므로, 케이스(1)의 최대외경을 작게할 수 있어, 장치전체의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

제5도 및 제6도는 이 효과를 명백하게 하기 위한 설명도이다.

즉, 제5도에 도시한 것은 상기에서 설명한 유체에너지 변환기(I1)근처에, 동일한 구성을 이루는 유체에너지교환기(I2)를 배설하고, 이들 양 유체에너지 변환기(I1)(I2)의 후면덮개(22)(22)끼리를 일체화하고 있다. 그리고, 한쪽의 유체에너지변환기(I1)의 제1, 제2의 유체통로경로(11)(12)와, 다른 쪽의 유체에너지변환기 (I2)의 제1, 제2의 유체유통경로(도시하지 않음)를 후면덮개(22)내의 양축부에 형성한 제1, 제2의 연통로(28)(29)을 개재에서 각각 접속되어 있고, 이것에 의해서, 소위 HST형의 액압트랜스미숀을 구성하고 있다. 그리고, 이뒨그런 사용태양에 있어서, 각 유체에너지변환기(I1)(I2)의 케이스본체(21)와 후면덮개(22)와의 접합을 상술한 나선형상의 테이퍼면(23)(27)끼리의 나사결합에 의해서 행하도록 하면, 상기 양유체에너지변환기 (I1)(I2)의 케이스본체(21)사이의 이간거리 (La)를 매우 작게 할 수 있다. 한편, 제2도에 도시한 종래예의 경우에는 각 유체에너지변환기(II1)(II2)의 케이스본체(a)와 후면덮개(b)를 소켓조인트부(c)에 의해서 위치 결정하고, 그 바깥쪽에 형성된 플랜지 접합부(d)에 보울트(e)를 정착함으로써 이 케이스본체(a)와 후면덮개(b)를 접합시키도록 되어있기 때문에, 양 케이스본체(a)의 이간거리(Lb)를 작게하는 일이 곤란하다. 그 때문에 본 발명의 것은, 종래 장치에 비해서 그 외경치수를 대폭적으로 축소하는 일이 가능하며, 장치전체의 소형, 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 이상의 실시예에서는 케이스본체의 개구단부 내주에 테이퍼면을 형성하였을 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 케이스본체 외주에 나선형상의 테이퍼면을 형성하고, 후면덮개에 형성된 오목함몰부의 내주에 테이퍼면으로 나사결합하는 테이퍼면을 형성하도록 해도된다. 또, 유체에너지변환기의 내부구조도 상기의 것에 한정되는 것은 아니며, 예를들면 통상의 레이디얼 피스톤식의 펌프/모우터에도 본 발명을 마찬가지로 적용하는 일이 가능하다.

본 발명은, 이상과 같은 구성이므로, 고정밀도의 가공을 요구하거나 조립작업에 시간이 걸린다고 하는 불편을 초래하는 일이 없이 케이스 본체와 덮개를 정확하게 위치 결정해서 접합시킬 수 있는 동시에, 상기 케이스본체와 덮개 사이에 큰 레이디얼방향의 엇갈림력이 작용하여도 그 위치결정상태가 손상되는 일이 없으며 또한, 장치전체의 최대 외경을 무리하지 않고 확실하게 축소해서 소형경량화를 도모할 수 있는 뛰어난 유체 에너지변환기를 제공할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 케이스본체에 실린더 배럴을 지지하는 덮개를 위치결정상태에서 장착하도록한 유체에너지변환기에 있어서, 상기 케이스본체의 개구단부의 내주 또는 외주에, 축심에 대해서 45°이하의 각도를 이루는 데이퍼면을 나선형상으로 형성함과 동시에, 상기 덮개에 상기 테이퍼면과 동일 각도를 이루는 나선형상의 테이퍼면과, 상기 케이스 본체의 개구단면을 계지시키는 계지면을 형성하고, 상기 케이스 본체의 테이퍼면 형성부분을 상기 덮개의 테이퍼면 형성부분에, 그 개구단면이 상기 계지면에 계지되는 위치에까지 나사결합시키도록 한 것을 특징으로 하는 유체에너지변환기.

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