KR100261340B1 - 회전식 감속 유압 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 공급량을 조절하는 밸브에 관한 것으로, 특히 유체의 공급 말단부 가까이에 이르면 공급되던 유체의 양이 점차 감소되고 마지막에는 유체의 공급이 차단되게 하는 유체의 압력 점차 감소 밸브를 제공하기 위한 것인 바, 피스톤(2)을 작동시키는 실린더(1)에의 유체공급을 위한 관체(6, 7)에 각각 유체공급량 조절장치(8)(9)를 설치하되, 유체공급량조절장치(8)(9)는 유채의 공급이 그 말단부 가까이에 이르게 되면 유체의 공급량을 점차 감소시키고 마지막에는 유체의 공급을 차단시키게 하므로서, 예컨대 아티큐레이티드 비히클 등과 같은 구조체의 경우에 있어서와 같이 조향량을 한껏 증가시키더라도 몸체에 충돌로 인한 충격이 발생되지 아니하도록 한 것임.

Description

회전식 감속 유압 밸브

본 발명은 유체의 공급량을 조절하는 회전식 감속 유압 밸브에 관한 것으로, 특히 유체의 공급 말단부 가까이에 이르면 공급되던 유체의 양이 점차 감소되고 마지막에는 유체의 공급이 차단되게 하는 유체의 압력 점차 감소 밸브를 제공하기 위한 것이다.

종래의 유체압력 장치는, 유체 압력의 작용 중간점이나 작용 말단부 가까이에 있어서나, 그 작용압력이 동일하여 유압에 의해 작동되는 구조체에 강한 충격을 일으키는 결점이 있으며, 특히 유압에 의하여 작동되는 구조체가, 휠로더(Wheel loader)나 쇼벨로더(Shovel loader) 등의 아티큐레이티드 비히클(Articulated vehicle)에서 보는 바와 같이, 양분된 몸체를 그 중간에서 축설하고 축설된 분할체를 유압장치로 회전되게 하여 조향하는 장비인 경우에 있어서는, 피스톤이 유체의 압력에 의하여 최대한 신축될 경우 장비의 앞뒤 몸체가 유체의 압력의 힘과 관성 모멘트에 의해 강하게 충돌하게 되는 결점이 있었던 것이다. 즉, 휠로더(Wheel loader)나 쇼벨로더(Shovel loader) 등의 아티큐레이티드 비히클(Articulated vehicle)의 경우에 있어서는 작업시의 회전 반경을 감소시키기 위하여, 몸체를 이등분시키고 그 중앙을 축으로 연결하되 양분된 몸체 사이에 실린더와 피스톤을 설치하여 피스톤을 작동시키므로서 몸체를 회전시켜 방향전환이 가능하도록 구성시켜왔으며, 이와 같은 아티큐레이티드 비히클에 있어서는 회전 반경을 줄이기 위하여 조향이 가능한 한 최대 각도로 몸체를 회전시키는 일이 허다하고, 이때에 몸체끼리 심하게 충돌하게 되었던 것이다. 이러한 충격을 완화시키기 위하여 종래에는 캠식 감압 밸브(Cam식 Deceleration Valve)를 사용하거나, 몸체의 충돌되는 부분에 폴리우레탄이나 고무 등과 같은 완충장치를 부착하여 왔었다. 그러나 이러한 밸브나 탄성재는 충돌자체를 방지하는 것이 아닐 뿐 아니라, 이들로써 충격을 흡수하는 일이 용이하지 않았으며, 또한 쇼벨로더 등 중장비의 경우 몸체의 중량이 크고 관성 모멘트가 크기 때문에 위와 같은 종래의 방식들은 내구성이 부족한 결점이 있었던 것이다.

그리하여 본 발명은 장비의 몸체끼리 충돌하여 충격이 발생하지 않도록 장비의 조향각도에 따라 움직이는 작동봉이 조향각도의 한계점 가까이에 이르면, 조향실린더에 공급되는 유량을 점차 감소시켜서, 조향 피스톤의 작동 속도를 감소시키고, 동시에 관성 모멘트를 감소시키다가, 조향각도의 한계점에 이르러서는 조향실린더에 공급되는 유량을 차단하여 피스톤의 작동거리를 제어함으로써, 아티큐레이티드 비히클에 있어서의 조향시 몸체의 앞뒤 부분이 충돌하지 않토록 한 것인 바, 이와 같은 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개략 설명도.

제2도는 본 발명의 일 실시예의 일부를 절취한 요부 발췌 사시도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예의 설치 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실린더 2 : 피스톤

4 : 원통체 5 : 외부체

6,7 : 관체 8,9 : 유체공급량조절장치

11,12 : 내벽 30 : 스티어링유니트

31 : 탱크 32 : 펌프

51 : 작동간 52 : 작동구

80,90 : 안내구 81,91 : 유량조절연결부

82,92 : 통상직경연결부 83,93 : 인수구

820,920 : 마개

본 발명은 제1도에 도시된 바와 같이, 실린더(1)와 피스톤(2)으로 구성된 실린더 장치와; 실린더(1)의 양측에 교호로 유체압력을 가하여 피스톤(2)을 왕복 작동케하는 스티어링 유니트(30)와; 탱크(31)와 펌프(32)로 구성된 유체공급부로 구성된 실린더장치에 있어서, 피스톤(2)을 작동시키는 실린더(1)에의 유체공급을 위한 관체(6, 7)에 각각 유체공급량 조절장치(8)(9)를 설치하여 구성시킨다. 유체공급량 조절장치(8)(9)는 피스톤(2)이 그 작동 말단부 가까이 즉 실린더(1)의 양 내벽(11) 가까이에 이르면 유체 공급량이 점차로 감소되게 하는 유체 공급관의 직경점차감소수단과 실린더(1)에 유입된 유체의 환류수단으로 구성된다. 실린더(1)의 양측에 각각 설치되는 한쌍의 유체공급량조절장치 즉, 직경점차감소수단과 환류수단은 그 기술적 구성이 동일한 것이므로, 실린더(1)의 (가)측에 연결된 유체공급량 조절장치(8)와 환류수단만을 대표적으로 설명한다.

유체공급관의 직경점차감소수단은 유체공급을 위한 관체(6)를 분할시키고, 그 분할된 관체(6)의 일단(61)에 유량조절연결부(81)를 형성시키되, 유량조절연결부(81)는 이를 통상직경부(811)와 직경점차감소부(812)로 형성시키고, 이에 결합되는 관체(6)의 타단(62)에 통상직경연결구(82)를 설치하여, 통상직경연결구(82)가 유량조절연결부(81)에 접하여지면서 유량조절연결부(81)의 통상직경부(811)로부터 직경점차감소부(812) 또는 그 반대로 점차 이동해 가면서 연결되게 하여 통상직결연결구(82)가 통상직경부(811)와 연결되는 상당 부위에서는 통상적인 유체압력이 공급되다가, 통상직경연결구(82)가 직경점차감소부(812)에 이르고나서 부터는 직경점차감소부(812)가 위의 통상직경연결구(82)의 일부를 점차 폐쇄시켜, 공급되는 유체의 양을 줄여 그 압력이 점차 감소되게 구성시킨다.

즉, 유량조절연결부(81)를 기다란 홈 모양의 통상직경부(811)와 삼각형 모양으로 점점 가늘어지는 직경점차감소부(812)로 구성시키고, 이에 결합되는 통상직경연결구(82)는 기다란 유량조절연결부(81)의 일부에서만 서로 연통되고 나머지 부분의 유량조절연결부는 폐쇄되게 한다. 이와같이 하기 위하여 통상직경연결구(82)의 주위에는 마개(820)가 형성되어 있다. 그리하여 기다란 유량조절연결부(81)는 통상직경연결구(82)부위에서만 연통되고 나머지 부분은 마개(820)에 의하여 폐쇄된다. 그리하여 펌프(32)에 의하여 공급되는 고압 유체는 통상직경부(811)를 통하여 실린더(1)의 (가)측에 공급되고 그리하여 피스톤(2)은 후퇴한다. 그러나 통상직경연결구(82)가 직경점차감소부(812)에 이르게 되면, 이제는 통상직경연결구(82)와 유량조절연결구(81)의 연통 단면적이 점차 작아지게되어 유통량이 점차 적어지다가 통상직경연결구(82)가 직경점차감소부(812)의 선단을 지나게 되면 이제는 실린더(1) (가)측에의 유체 공급이 차단되어 피스톤(2)의 후퇴는 중지되고 따라서 피스톤(2)이 실린더 내벽(12)를 강타할 염려가 없게된다.

이와같이 하여 피스톤(2)이 실린더(1)의 내벽(12)에 근접되게 후퇴한 다음, 실린더(1)의 (나)측으로 고압 유체가 공급되면 이제는 피스톤(2)이 전진하게 되는 바, 이때, 관체(6)의 타단(62)에 연결된 통상직경연결구(82)는 유량조절연결부(81)의 직경점차감소부(812)를 지난 “A”의 위치에 위치하게 되므로 실린더(1)로부터 배출되는 유체를 인수할 수가 없게 된다. 그리하여 본 발명은 실린더(1)로 부터 배출되는 유체를 인수하여 탱크(31)로 환수시키기 위한 환류수단을 구비하였다.

환류수단은 유체 공급관인 관체(6)에 관체(6)의 직경점차감소수단과 병렬로 설치된다. 즉 분할된 관체(6)의 일단(61)과 타단(62)사이에 직경점차감소수단과 병렬로 설치한다. 환류수단은 관체(6)의 일단(61)에 연결 구성된 안내구(80)와, 이에 접하여지며 관체(6)의 타단에 형성된 인수구(83)로 구성되며, 인수구(83)와 타단(62)사이에는 체크밸브(84)를 설치하여 유체가 타단으로부터 인수구(83)쪽으로는 흐르지 아니하게 한다. 따라서 실린더(1)의 피스톤(2)이 전진하여 (가)측의 유체가 배출되면, 배출되는 유체는 안내구(80)와 인수구(83)를 통하여 탱크(31)로 환류된다.

실린더(1)의 (나)측이 연결되어 펌프(32)로 부터 공급되는 고압의 유체가 통상직경연결구(92)를 통하여 통상직경부(911)와 직경점차감소부(812)로된 유량조절부(91)를 통하여 유량을 감소시키며 공급되다가, 통상직경연결구(92)가 직경점차감소부(912)의 선단을 지나 “B”의 위치에 오게 되고 그리하여 피스톤(2)을 더이상 전진시키지 아니하게 되는 상태에 이르게 되고, 이와같은 상태에서 전술한 관체(6)로 유체가 공급되어 실린더(1)의 (가)측에 유체가 공급되면, (나)측의 유체가 안내구(90)와 체크밸브(94)를 가진 인수구(93)를 통하여 탱크(31)로 환류되게 유체공급량 조절장치(9)가 설치되며, 이러한 유체공급량 조절장치(9)는 유체공급량 조절장치(8)의 설명에서 설명한 바와 같다.

이와같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예가 첨부된 도면 제2도에 도시되어 있다. 제2도에 도시된 바에 의하면, 실린더(1)에 연결된 관체(6, 7)의 일단(61, 71)에 설치되는 유량조절연결부(81, 91)와 안내구(80, 90)가 고정 설치된 원통체(4)의 외주면에 형성되어 있다. 그리고 관체(6, 7)의 타단(62, 72) 설치되는 통상직경연결구(82, 92)와 인수구(83, 93) 및 이들 주위에 형성되는 마개(820, 920)가 실린더형 외부체(5)에 형성되어 있다. 그리고 외부체(5)에 작동간(51)을 설치하고 작동간(51)을 제어하는 작동구(52)를 피스톤(2)에 연동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

제2도로 도시된 실시예를 쇼벨로더(500)에 적용한 상태가 제3도로 도시되어 있다. 제3도에 의하면, 원통체(4)와 이를 둘러싼 외부체(5)가 쇼벨로더(500)의 후부체(501)에 설치되어 있으며, 외부체(5)에 설치된 작동간(51)이 쇼벨로더(500)의 전부체(502)로 뻗쳐있고, 전부체(502)에 작동구(52)가 설치되어 있으며, 작동구(52)가 작동간(51)을 제어할 수 있도록 연결되어 있으며, 전부체(502)와 후부체(501)가 실린더(1)와 피스톤(2)에 의하여 연결되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명은, 실린더(1)의 피스톤(2)이 작동 한계점에서 강력한 충격이 발생하지 아니하도록 피스톤(2)이 피스톤(2)의 작동 한계점 가까이에 이르게 되면 작동한계점에 이를 때 까지 실린더(1)에 가하는 유체 압력을 점점 감소시키다가, 피스톤의 작동한계점에 이르러서는 실린더에 가하는 유체의 압력이 제거되어 피스톤이 실린더의 내벽에 충돌되는 일이 없게 하며, 나아가 이러한 피스톤완충장치에 작동간(51)을 결합하고, 작동간(51)에 작동구(52)를 개재시켜 피스톤(2)에 연동시키므로서 피스톤(2)의 작동 거리를 제어할 수 있게 하여, 본 발명의 피스톤 완충장치를 쇼벨로더의 조향장치에 있어서의 피스톤 완충장치로 사용할 수 있게 하였고, 그리하여 쇼벨로더의 급격하고 각도가 큰 방향 전환시에 발생하던 강력한 충격과 충격음의 발생을 방지할 수 있게 되었다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시될 수가 있다.

Claims (1)

1. 실린더(1)와 피스톤(2)으로 구성된 실린더 장치와; 실린더(1)의 양측에 교호로 유체압력을 가하여 피스톤(2)을 왕복 작동케하는 스티어링 유니트(30)와; 탱크(31)와 펌프(32)로 구성된 유체공급부로 구성된 실린더장치에 있어서, 피스톤(2)을 작동시키는 실린더(1)에의 유체공급을 위한 관체(6, 7)에 각각 유체공급량 조절장치(8)(9)를 설치하되, 유체공급량 조절장치(8)(9)는 피스톤(2)이 그 작동 말단부 가까이 즉 실린더(1)의 양 내벽(11, 12) 가까이에 이르면 유체 공급량이 점차로 감소되게 하는 유체 공급관의 직경점차감소수단과 실린더(1)에 유입된 유체의 환류수단으로 구성시키고, 유체공급관의 직경점차감소수단은 유체공급을 위한 관체를 분할시키고, 그 분할된 관체의 일단에 유량조절연결부를 형성시키되, 유량조절연결부는 이를 통상직경부와 직경점차감소부로 형성시키고, 이에 결합되는 관체의 타단에 통상직경연결구를 설치하여, 통상직경연결구가 유량조절연결부에 접하여지면서 유량조절연결부의 통상직경부로부터 직경점차감소부 또는 그 반대로 점차 이동해 가면서 연결되게 하여 통상직경연결구가 통상직경부와 연결되는 상당 기간에는 통상적인 유체압력이 공급되다가, 통상직경연결구가 직경점차감소부에 이르고나서 부터는 직경점차감소부가 위의 통상직경연결구의 일부를 점차 폐쇄시켜, 공급되는 유체의 양을 줄여 그 압력이 점차 감소되게 구성시키고, 환류수단은 유체 공급관인 관체에 직경점차감소수단과 병렬로 설치되고, 관체의 일측 분할관체에 연결 구성된 안내구와, 이에 접하여지며 관체의 타측 분할관체에 형성된 인수구로 구성되며, 인수구와 타측 분할관체 사이에 체크밸브를 설치하고, 실린더(1)에 연결된 관체(6, 7)의 일측 분할관체(61, 71)에 설치되는 유량조절연결부(81, 91)와 안내구(80, 90)가 원통체(4)의 외주면에 형성되고, 관체(6, 7)의 타측 분할관체(62, 72)에 설치되는 통상직경연결구(82, 92)와 인수구(83, 93) 및 이들 주위에 형성되는 마개(820, 920)가 실린더형 외부체(5)에 형성되고, 외부체(5)에 작동간(51)을 설치하고 작동간(51)을 제어하는 작동구(52)를 피스톤(2)에 연동시켜서 된 것을 특징으로 하는 회전식 감속 유압 밸브.

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