KR200331789Y1 - 고압발생용 유압펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고압발생 장치를 구비한 유압장치에 관한 것으로, 다수의 피스톤을 경사캠에 의하여 차례로 작동시켜서 유압을 발생시키는 피스톤 펌프식 유압장치에서 고압이 필요한 경우에 고압발생장치내의 유로를 변경하여 용이하게 고압이 발생토록 하는 것이다.

본 고안은 방사상으로 배열되는 다수개의 피스톤과 흡입실이 형성된 실린더 블록을 구비하는 피스톤 펌프식 유압장치에서, 상기 흡입실들을 연결하는 유로들이 2개의 그룹으로 분리되며, 각 그룹간을 연결하는 유로에는 유로차단수단이 구비되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 그룹중에 한 그룹에는 배출관이 연결되고 다른 그룹에는 누출 조절 수단(유량 및 압력)을 통하여 누출관으로 연결되는 것을 특징으로 한다. 또한 각 흡입실내에는 흡입관과 흡입관 개폐수단이 설치되고, 각 흡입실과 연결된 유로에는 유로개폐수단이 구비된다. 이러한 구성의 본 고안은 고압이 필요한 경우에 상기 누출 조절 수단을 이용하여 유로차단수단을 동작시켜서 상기 그룹중 한 그룹의 유로를 폐쇄시켜서 고압이 발생토록 하는 것이다.

Description

고압발생용 유압펌프{A hydraulic pump with a pressure boosting device}

본 고안은 고압발생 장치를 구비한 유압장치에 관한 것으로, 다수의 피스톤과 흡입 실린더 및 유로등이 형성된 실린더 블록을 구비하는 피스톤 펌프식 유압장치에서 고압이 필요한 경우에 상기 실린더 블록내의 유로를 변경하여 용이하게 고압이 발생토록 하는 것이다.

종래의 피스톤 펌프식 유압장치는 펌프 하우징내에 구동축이 설치되고 그 축상에 흡입펌프, 캠이 설치되며 상기 구동축은 모터나 엔진등과 같은 구동원에 연결된다. 상기 펌프 하우징내에는 상기 캠의 프로파일에 따라 구동되는 다수의 피스톤이 설치되는 흡입실이 형성되고, 이 흡입실들은 배출관과 연결된 유로와 연결되어 흡입된 유체를 고압으로 배출한다. 종래의 피스톤 펌프는 구동축이 회전함에 따라 흡입펌프와 캠이 회전하고, 이에 따라 캠의 프로파일 높이차 만큼 피스톤이 왕복직선운동을 하여 유체를 흡입 또는 압축한다.

따라서 종래의 유압장치는 발생가능한 최대 유압이 구동축의 최대 회전속도, 피스톤의 행정거리, 흡입펌프의 용량에 따라 결정된다. 이같은 종래의 피스톤 펌프식 유압장치는 유체의 압력을 증가시키기 위하여는 구동축의 회전속도를 증가시키거나 캠의 프로파일 높이차를 크게하여 피스톤 행정거리를 늘리거나 흡입펌프의 용량을 증가시켜야 하였다. 그러나 이러한 방법들은 회전속도를 증가시킴으로 인하여 진동발생이나 축 내구성을 저하시키는 문제가 있고, 캠의 프로파일 높이차를 크게하면 유압장치가 커지게 되며, 펌프의 용량을 증가하면 유압장치를 소형화하는데 문제가 있었다. 또한 파스칼 원리를 이용하는 증압펌프를 사용하는 고압발생 방식은 유압펌프, 유압밸브, 기름탱크등이 필요하여 장치가 대형화되는 문제가 있고, 압축공기에 의한 파스칼 원리를 이용하는 증압방식도 대형 공기압축기등의 부대장치가 필요한 문제가 있다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여, 별도의 유압장치나 유압장치의 대용량화 없이 사용자가 용이하게 고압을 얻는 것을 목적으로 하고 있으며, 동시에 유압장치의 소형화 및 유압장치의 이동성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.

도1은 본 고안에 따른 유압장치의 분해 사시도,

도2는 본 고안에 따른 유압장치의 작동 상태도,

도3은 본 고안에 따른 유압장치의 유압회로도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 구동축 20: 경사캠

30: 흡입펌프 100: 실린더블록

110: 흡입실 120: 배축구

130: 누출구 150: 흡입실 개폐수단

160: 유로개폐수단 170: 유로차단수단

180: 누출조절수단

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 다수의 피스톤과 흡입 실 및 유로등이 형성된 실린더 블록을 구비하는 피스톤 펌프식 유압장치에서 상기 실린더 블록내의 유로를 용이하게 변경토록 하는 수단을 구비하여 고압이 용이하게 발생토록 한다.

본 고안은 다수개의 피스톤과 흡입실이 형성된 실린더 블록을 구비하는 피스톤 펌프식 유압장치에서, 상기 흡입실들을 연결하는 유로들이 2개의 그룹으로 분리되며, 각 그룹을 연결하는 유로에는 유로차단수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.또한 상기 그룹중에 한 그룹에는 배출관이 연결되고 다른 그룹에는 누출 조절 수단(유량 및 압력)을 통하여 누출관으로 연결되는 것을 특징으로 한다. 또한 각 흡입실내에는 흡입관과 흡입실 개폐수단이 설치되고, 각 흡입실과 연결된 유로에는 유로개폐수단이 구비된다. 이러한 구성의 본 고안은 고압이 필요한 경우에 상기 누출 조절 수단을 이용하여 유로차단수단을 동작시켜서 상기 그룹중 한 그룹의 유로를 폐쇄시켜서 고압이 발생토록 하는 것이다.

아래에서는 이와 같이 구성된 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.

본원의 유압장치는 구동원(미도시)과 연결되는 구동축(10)과;

상기 구동축(10)과 연결되는 경사캠(20)과;

상기 경사캠(20)이 설치되고 흡입실(110)과 배출구(120) 및 누출구(130)가 형성되는 실린더 블록(100)과;

상기 실린더 블록의 흡입실(110)측에 설치되며 상기 구동축(10)과 연결되는 흡입펌프(30)를 포함한다.

상기 실린더 블록에는 다수개의 피스톤(111)과 흡입실(110)이 방사상으로 배열되고, 상기 흡입실(110)에는 상기 경사캠(20)과 접촉하여 상기 흡입실내에서 직선왕복운동을 하도록 피스톤(111)이 설치되며, 상기 피스톤(111)에 의하여 작동되는 흡입실 개폐수단(150)이 구비되고, 상기 흡입펌프와 연결되는 흡입관(112)이 설치된다. 상기 흡입실 개폐수단의 일실시예로 볼(151), 스프링(152), 지지격판(153)으로 구성되는 볼밸브가 사용되어, 상기 스프링(152)은 지지격판(153)에 의하여 지지되면서 동시에 상기 피스톤(111)과 상기 볼(151)을 탄성지지한다. 이러한 구성의 볼밸브는 상기 피스톤(111)이 상기 경사캠(20)에 의하여 흡입실내를 직선왕복운동을 하면 스프링 힘과 피스톤 작동에 의하여 흡입실(110)을 개폐하는 작용을 한다.

상기 경사캠(20)은 내부에 스러스트 베어링이 설치되어 구동축(10)과 같이 회전하는 회전 부분과 회전하지 않는 비회전 부분으로 구성된다. 경사캠(20)의 회전시에 비회전부분은 상기 피스톤(111)과 접촉하여 캠(20)의 프로파일을 따라 비회전부분이 지그재그로 움직인다. 따라서 상기 피스톤(111)들은 경사캠(20)의 프로파일을 따라서 상기 흡입실(110)내를 직선 왕복 운동하게 된다.

상기 실린더 블록(100)내에는 상기 복수의 흡입실(110)들을 연결하는 유로들이 도3과 같이 2개의 그룹으로 분리되며, 각 그룹을 연결하는 유로에는 유로차단수단(170)이 구비된다. 또한 상기 그룹중에 한 그룹(제1그룹)은 배출구(120)로 연결되고 다른 그룹(제2그룹)은 유량 및 압력을 각각 또는 동시에 조절하는 누출 조절 수단(180)을 통하여 누출구(130)로 연결된다. 또한 각 흡입실(110)과 연결된 유로에는 유로 개폐수단(160)이 구비된다. 상기 유로차단수단(170)과 상기 유로 개폐수단(160)은 모두 볼과 스프링으로 구성되는 볼밸브 형식이 사용될 수 있다.

본원 고안의 작동과정을 설명하면, 상기 구동축(10)이 모터나 엔진등과 같은 구동원에 의하여 회전하면 구동축(10)과 연결된 흡입펌프(30)와 경사캠(20)이 작동된다. 도2와 같이 흡입실(110)의 흡입배출 작용은 상기 피스톤(111)에 의하여 작동되는 흡입실 개폐수단(150)과 흡입실(110)과 연결되는 유로에 설치된 유로개폐수단(160)의 작용으로 발생된다.

경사캠(20)이 가장 저점(L)인 경우에, 상기 흡입펌프(30)로 가압된 유체에 의하여 흡입관(112)을 막고있던 흡입실 개폐수단(150)이 열리게 되어 흡입실(110)내로 유체가 유입된다. 동시에 상기 피스톤(111)은 경사캠(20)과 접촉될 때까지 밀려나면서 흡입실(110)내의 압력이 떨어지며, 이에 따라서 연결유로에 설치된 유로개폐수단(160)이 닫힌다. 경사캠(20)이 가장 고점(H)인 경우에, 상기 피스톤(111)은 경사캠(20)에 의하여 흡입실(110)내로 밀려들어가면서 동시에 흡입실(110)내의 압력이 증가한다. 이에 따라 흡입실 개폐수단(150)은 흡입관(112)을 막게 되고 동시에 연결유로에 설치된 유로개폐수단(160)이 개방되면서 흡입실(110)내의 유체가 배출된다.

고압이 필요없는 평상시에는 누출구(130)를 폐쇄하여 상기 흡입실(110)로 유입된 유체가 모두 배출구(120)로 유출되도록 한다. 상기 누출구(130)가 닫힌 상태에서는 상기 누출구(130)와 연결된 그룹(제2그룹)으로 유입된 유체의 유압이 유로차단수단(170)을 개방할 정도로 높으므로, 제1그룹과 제2그룹의 유로가 연결되어 제1,2그룹의 유체가 모두 배출구(120)로 유출된다.

그러나 고압이 필요한 경우에는, 누출 조절수단(180)을 조절하여 누출구(130)와 연결된 그룹(제2그룹)으로 유입된 유체의 일부가 누출되도록 한다. 일부 유체가 상기 누출구(130)로 누출되면 상기 유로차단수단(170)에 작용하는 유압이 저하되어 상기 유로차단수단(170)이 폐쇄된다. 이에 따라 제1그룹과 제2그룹간의 연결유로가 끊어진다. 이때 누출되는 유체양이나 압력은 상기 유로차단수단(170)이 폐쇄될 정도로만 조절되어야 한다. 만일 제2그룹의 누출량이적정치보다 커지면 배출구(120)의 유압이 저하될 수 있다. 제1그룹과 제2그룹간의 연결유로가 끊어지면, 제2그룹으로 유입된 대부분의 유체는 배출되지 못하고 이 배출되지 못한 유체들은 제1그룹을 통하여 배출되어야 한다. 예를 들어, 도3과 같이 하나의 그룹에 3개의 흡입실(110)이 구비된 경우에는 6개의 흡입실(110)이 흡입펌프(30)가 공급하는 단위시간당 일정량의 유체를 분담하였다. 그러나 제2그룹이 유체를 배출하지 못하면 단위시간당 동일한 양의 유체를 3개의 흡입실(110)이 분담하게 된다. 따라서 1개 흡입구당 배출되는 단위시간당 유량은 증가하게 되며 이에 따라 배출되는 유압도 증가하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 별도의 유압장치나 유압장치의 대용량화 없이 사용자가 용이하게 고압을 얻을 수 있으며, 동시에 유압장치의 소형화하고 유압장치의 이동성을 향상시키는 작용효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 구동원과 연결되는 구동축(10)과; 상기 구동축(10)과 연결되는 경사캠(20)과; 상기 경사캠(20)이 설치되고 배출구(120) 및 누출구(130)가 형성되며 피스톤(111)이 설치되는 다수의 흡입실(110)이 형성된 실린더 블록(100)과; 상기 구동축(10)과 연결되어 상기 실린더 블록의 흡입실(110)측에 설치되는 흡입펌프(30)를 포함하는 피스톤 펌프식 유압장치에서, 상기 실린더 블록내의 유로를 차단하는 유로차단수단(170)이 구비되어 용이하게 고압이 발생토록 하는 고압발생용 유압펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡입실들을 연결하는 유로들이 2개의 그룹으로 분리되며, 각 그룹을 연결하는 유로에 유로차단수단(170)이 설치되는 것을 특징으로 하는 고압발생용 유압펌프.
3. 제2항에 있어서, 상기 그룹중에 한 그룹에는 배출관이 연결되고 다른 그룹에는 누출 조절 수단(180)을 통하여 누출관이 연결되는 것을 특징으로 하는 고압발생용 유압펌프.
4. 제1항에 있어서, 각 흡입실내에는 흡입실 개폐수단(150)이 설치되는 것을 특징으로 하는 고압발생용 유압펌프.
5. 제 1항에 있어서, 각 흡입실과 연결된 유로에는 유로개폐수단(160)이 구비되는 것을 특징으로 하는 고압발생용 유압펌프.