KR100966846B1 - 유압방향전환밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압의 방향을 전환하는 밸브에 관한 것으로, 특히 기밀성의 향상과 스풀의 분리 교체가 용이하도록 한 유압방향전환 밸브에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 실시예로 공기가 에어포트로 유출입되는 에어실린더홀과, 에어실린더홀의 후단에 유체가 유통되는 제1 내지 제3포트가 차례로 연통된 작동홀이 구비된 본체와, 에어실린더홀의 내부에는 공기압과 탄성수단에 의하여 작동홀의 내부로 파일럿을 유출입시키는 에어피스톤이 구비되고, 작동홀의 내부에 결합되어 유로를 형성하며 본체의 후단으로 일체로 분리되는 블록과, 블록의 전단에 위치하여 전방에는 제1포트와 연통되며, 파일럿이 유출입되는 입구가 형성되고, 측면에는 제2포트와 연통되는 스풀하우징이 구비되며, 유로를 통과하는 유체의 유압과 파일럿에 의하여 스풀하우징 내에서 전후로 이동하며 블록과 면접함으로써 제2포트와 제1 또는 제3포트 간의 유체의 흐름을 선택적으로 차폐하는 스풀이 구비되어, 기밀성을 향상시킴과 동시에 블록을 일체로 분리하여 스풀의 교체에 편의성을 더한 것이다.

밸브, 유압, 스풀

Description

유압방향전환밸브{Hydraulic directional valve}

본 발명은 유압의 방향을 전환하는 밸브에 관한 것으로, 특히 기밀성의 향상과 스풀의 분리 교체가 용이하도록 한 유압방향전환 밸브에 관한 것이다.

유압이 이동하는 3개의 포트가 구비된 유압밸브는 고압 유체를 이용한 장치의 유압회로에서 유체의 흐름을 제어하기 위한 기능을 가지는 것으로, 고압의 환경에서 유압 기계 장치의 정밀한 작동을 위하여 기밀성이 뛰어나야 하고, 각 포트를 개방하는 스풀의 마모시 용이하게 교체 가능하여 수리가 용이할 것이 요구된다.

이하, 종래의 유압방향전환밸브의 구성과 작용을, 도 6a의 종래의 기술을 나타낸 단면도를 참조하여 설명한다.

종래의 유압방향전환밸브(100)에는 에어포트(111)로 유입된 공기압과 탄성수단(112)에 의하여 전후로 이동되는, 파일럿(21)이 구비된 에어피스톤(2)이 작동되는 에어실린더홀(11)과, 이 에어실린더홀(11)의 후방에 작동홀(12)이 형성된 본체(1)가 구비된다.

또한, 작동홀(12)에는 길이방향에 따라 차례로 연통되는 제1 내지 제3포 트(121,122,123)가 연통되고, 제1 및 제2포트(121,122)간 유로를 형성하는 스풀하우징(3), 이 스풀하우징(3)과 제3포트(123)간의 유로를 형성하는 중앙블록(4), 제3포트(123)와 중앙블록(4)간의 유로를 형성하는 제1,2보조블록(5,6) 및 중앙블록(4)의 후단에는 본체(1)와 착탈가능하게 결합되는 후단블록(7)이 조립된다.

이때, 스풀하우징(3) 내부에는 전,후에 스풀하우징(3) 또는 중앙블록(4)과 선 접촉함으로써 유로를 선택적으로 차단하는 전방볼(81) 및 후방볼(82)이 구비된 스풀(8)이 더 구비되고, 제1,2보조블록(6,7) 내에는 제1보조블록(5)에 지지하는 스프링(91)에 의하여 제2보조블록(7)에 선 접촉함에 따라 제3포트(123)로 유체의 유출을 방지하는 체커(9)가 구비된다.

이러한 구성을 가지는 종래의 유압방향전환밸브(100)는 에어포트(111)에 유입된 공기의 압력으로 에어피스톤(2)이 후퇴함에 따라 작동홀(12) 내로 유입된 파일럿(21)에 의하여 스풀(8)이 후방으로 이동되고, 이 스풀(8)의 후방볼(82)이 중앙블록(4)과 선 접촉함으로써 중앙블록에 형성된 유로를 폐쇄함과 동시에 제1,2포트(121,122)간의 유체 이동이 가능하게 된다.

한편, 에어포트(111)에서 공기가 배출되면 파일럿(21)에 의한 가압력은 사라지고, 제3포트(123)에서 유입되는 유체의 압력으로 후방으로 이동되었던 스풀(8)이 전방으로 이동되며, 스풀(8)의 전방볼(81)이 스풀하우징(3)의 유로를 막아, 제3포트(123)에서 유입된 유체가 제2포트(122)로 유입될 수 있게 된다.

이러한, 종래의 유압방향전환밸브(100)의 작동이 정확하게 이루어지기 위하여 스풀(8)에 구비된 전, 후방볼(81,82)이 스풀하우징(3) 및 중앙블록(4)에 형성된 유로를 완전하게 차단할 수 있어야 한다. 그러나, 구 형상을 가지는 전, 후방볼(81,82)이 작은 직경을 가지는 유로와 선 접촉되므로 유로를 완전히 차단하지 못하고, 고압의 유체가 누설되는 문제가 있다.

각 유로의 기밀성을 향상시키기 위해서는 전, 후방볼과 유로의 선 접촉이 일어나는 부분의 가공 정밀도가 향상되어야 하는데, 이는 제조 원가의 상승과 직결되어 가격 경쟁력을 떨어뜨리는 문제가 있다.

스풀하우징(3)과 전방볼(81)과의 기밀성을 향상시키기 위한 다른 방안으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 스풀(8) 내에 탄성계수가 높은 압축스프링(83)을 구비하여 전방볼(81)을 강하게 가압하는 방식이 사용되기도 하였다. 그러나, 압축스프링(83)에 의하여 릴리프밸브의 성격을 가지게 되어, 유로를 확보하기 위하여 압축스프링(83)의 탄성력을 이기고 스풀(8)을 전방으로 밀어낼 대, 제3포트(123)에서 유입되는 유체의 유압의 손실이 있게 되는 문제가 있다. 유압의 손실에 따라 통과하는 유체에 고열이 발생하는 문제도 있는 것이다.

또한, 전,후방볼(81,82)에 의한 선접촉은 유체에 함유된 이물질에 매우 취약하여, 이물질이 선 접촉이 이루어지는 부분에 개재되는 경우 기밀성이 매우 떨어지는 문제도 갖는다.

한편, 유압방향전환밸브(100)의 사용 중 마모 등의 원인으로 스풀(8)을 교체 하는 경우, 제1보조블록(5)이 중앙블록(4)의 내부로 삽입되는 형상을 가짐에 따라 먼저 제3포트(123)에 결합된 제1,2보조블록(6,7)을 분리하여야 하며, 작동홀(12) 내부에 씰링 부재가 결합된 상태로 끼움결합된 중앙블록(4)을 본체의 후단으로 빼내기 위하여, 에어피스톤(2)을 분리하고, 파일럿이 유출입하는 입구부에 길이 부재를 이용하여 스풀(8)과 중앙블록(4)을 강제로 후단으로 밀어내야 하는 번거로움이 있다.

즉, 스풀(8)을 교체하기 위해서는 제1,2보조블록(5,6) 및 에어피스톤(2) 등 밸브를 구성하는 대부분의 구성요소 전부를 분리해야 하는 문제가 있다.

또한, 조립 분리에 있어서 각 블록 및 스프링 등 다수의 구성요소를 구비함에 따라 구성요소를 구비함에 있어 가공비용의 상승 및 조립의 난이도 증가로 조립 불량률이 커지는 문제도 있다.

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 실시예는 유체의 방향전환시 스풀의 기밀성을 향상시키며, 전체 구성요소의 분해가 없이도 스풀의 교체가 간단히 이루어지게 하는 목적을 갖는다.

또한, 스풀이 정밀하게 가공되지 아니한 경우에도 유로의 폐쇄가 안정적으로 이루어지게 하는 목적을 갖는다.

또한, 종래의 제3포트에 위치한 체커의 위치를 변경하여 구조를 간단하게 하여 분해 조립을 용이하게 하는 목적을 갖는다.

또한, 스풀 이하의 구성요소를 후방으로 일체로 분리할 수 있게 하는 목적을 갖는다.

또한, 유체 속의 이물질을 걸러 밸브의 오작동을 방지하는 목적도 갖는다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실시예로 공기가 에어포트로 유출입되는 에어실린더홀과, 상기 에어실린더홀의 후단에 유체가 유통되는 제1 내지 제3포트가 차례로 연통된 작동홀이 구비된 본체와, 상기 에어실린더홀의 내부에는 공기압과 탄성수단에 의하여 상기 작동홀의 내부로 파일럿을 유출입시키는 에어피스톤이 구비되고, 상기 작동홀의 내부에 결합되어 유로를 형성하며 상기 본체의 후단으로 일체로 분리되는 블록과, 상기 블록의 전단에 위치하여 전방에는 상기 제1포 트와 연통되며, 상기 파일럿이 유출입되는 입구가 형성되고, 측면에는 상기 제2포트와 연통되는 스풀하우징이 구비되며, 상기 유로를 통과하는 유체의 유압과 상기 파일럿에 의하여 상기 스풀하우징 내에서 전후로 이동하며 상기 블록과 면접함으로써 상기 제2포트와 상기 제1 또는 제3포트 간의 유체의 흐름을 선택적으로 차폐하는 스풀이 구비되는 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브를 제시한다.

또한, 상기 스풀의 전단에는, 상기 파일럿의 가압력을 분산시켜 상기 스풀의 후단과 상기 블록의 면 접촉에 의한 폐쇄가 안정적으로 이루어지게 하는 볼이 삽입되는 함몰홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브를 제시한다.

또한, 상기 함몰홈은 상기 볼과의 접촉면으로 상기 파일럿의 가압력을 분산하도록 내측에 원뿔홈을 가지는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브를 제시한다.

또한, 상기 유체가 상기 제3포트로 역류하는 것을 방지하는 체커가 상기 블록 내에 구비되는 특징으로 하는 유압방향전환밸브를 제시한다.

또한, 상기 블록은 후단이 상기 체커를 압축력으로 탄성있게 지지하는 탄성수단이 지지되는 전단블록과, 상기 체커가 면접하여 유로가 차단되는 후단블록이 억지끼움방식으로 결합되어 상기 본체의 후방으로 일체로 분리가능한 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브를 제시한다.

또한, 상기 제3포트와 연통되는 상기 후단블록에는 유체의 이물질의 유입을 방지하는 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브를 제시한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 유압방향전환 밸브에 따르면, 스풀의 전단이 스풀하우징과 면접하고, 후단이 블록과 면접함으로써 유로를 차단하게 되므로, 종래의 선 접촉에 비하여 기밀성이 향상되어 정확한 유압제어가 가능해지는 효과를 갖는다. 또한, 면접촉에 의한 유로의 폐쇄는 높은 가압력을 요구하지 아니하므로 내부에 스풀의 가압력을 향상시키기 위한 별도의 스프링 등을 구비할 필요가 없어 구성이 단순해져 관련부품의 가공 및 조립에 따른 제조 단가가 저렴해지는 효과를 갖는다.

더하여, 스풀의 교체가 하나의 부재로 취급되는 블록의 분해만으로 이루어지므로, 작업량이 매우 단순해지는 효과를 갖는다.

한편, 스풀의 전단에 함몰홈과 볼이 구비되는 경우에는 파일럿에 의한 가압력의 분산으로 스풀이 후방으로 흔들림 없이 이동되어, 스풀의 후단과 블록의 면 접촉이 안정되게 이루어져 밸브의 작동에 대한 신뢰성이 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 체커가 블록의 내부에 위치되는 경우, 종래에 제3포트에 구비된 제1,2보조블록이 필요없게 되므로, 구성을 단순화하여 제조의 편의성을 높이며, 좁은 공간에 다수의 구성요소가 조립되는 과정에서 발생되는 조립 불량의 발생과, 각 구성요소간 공차로 인한 추가적인 유체의 누수를 차단할 수 있어 기밀성이 더욱 향상되는 효과를 갖는다. 블록의 측면에 걸리는 제1보조블록이 없으므로 추가적인 분해없이 블록을 후방으로 바로 분리할 수 있어 스풀의 교체가 용이한 효과를 갖는다.

또한, 체커가 탄성수단에 의하여 지지되면서 후단블록에 면접되는 구성과, 전, 후단블록의 억지끼움 결합으로 체커에 의한 기밀성의 향상과 아울러, 전, 후단블록이 일체로 본체의 후단으로 분리될 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 후단블록에 필터가 더 구비됨에 따라 유체내의 이물질을 걸러 밸브의 오작동이 방지되고, 밸브의 작동에 대한 신뢰성이 향상되는 효과를 갖는다.

이하, 첨부도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명인 유압방향전환 밸브의 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명인 실시예에 따른 유압방향전환밸브의 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 유압방향전환밸브의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유압방향전환밸브(10)에는 본체(1), 에어피스톤(2), 스풀하우징(3), 블록(4) 및 스풀(5)이 구비된다.

본체(1) 전방에는 에어실린더홀(11)이 형성되고, 에어실린더홀의 후방에는 에어실린더홀과 연통되는 작동홀(12)이 형성된다. 이때, 작동홀(12)에는 전방에서 후방으로 유체가 이동하는 제1 내지 제3포트(121,122,123)가 차례로 연통된다.

이때, 에어실린더홀(11)에는 실린더캡(111)이 결합되어 밀폐공간을 형성하고, 일측에는 에어실린더홀의 내부로 공기가 유출입되는 에어포트(112)가 형성된 다. 또한, 에어실린더홀(11)에는 작동홀의 내부로 돌출된 파일럿(21)이 구비된 에어피스톤(2)이 구비되고, 이 에어피스톤(2)은 스프링 등의 탄성수단(22)에 의하여 전방으로 탄성있게 이동된 상태가 되어, 에어포트로 유입된 공기압에 의하여 후방으로 이동되는 것이다. 에어피스톤의 후방 이동에 따라 파일럿도 후방으로 이동하여 스풀을 후방으로 이동시키는 것이다.

한편, 스풀하우징(3)은 제2포트(122)가 연통된 작동홀(12)의 중간 부분에 결합되되, 전면에는 제1포트(121)로 유입 또는 유출되는 유체와 파일럿(21)이 드나드는 입구(31)가 형성되고, 내부는 스풀이 작동되는 작동공간(32)이 형성되며, 작동공간을 형성하는 측면(33)은 제2포트(122)와 연통된다. 또한, 스풀하우징(3)의 후방은 개방되어 밸브 분해시 후방으로 스풀(5)이 교체 가능하게 된다. 이때, 입구(31)의 직경은 파일럿(21)의 직경보다 크게 형성되어, 입구(31)와 파일럿(21) 사이로 유체가 흐르는 유로(34)가 되는 것이다.

한편, 블록(4)은 스풀하우징(3)의 후단에 결합되어 스풀(5)이 작동되는 공간을 한정하고, 내부에 형성된 공간을 통하여 스풀하우징(3) 내부와 제3포트(123) 간의 유로를 형성한다. 이때, 블록(4)은 본체(1)의 후방에 형성된 작동홀(12)로 일체가 분리될 수 있게 형성됨으로써, 전술된 스풀하우징의 개방된 후방으로 스풀의 교체가 이루어지게 되는 것이다.

한편, 스풀(5)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 측면(51)이 함몰된 원통형상으로, 함몰된 측면(51)으로 유체가 이동되는 유로가 되는 것이며, 이로써 스풀하우징(3)의 측면과 연통된 제2포트(122)의 유체가 밸브 내부로 유입되거나 밸브 내부의 유체가 제2포트로 유출될 수 있게 된다.

또한, 스풀(5)은 파일럿(21)에 의하여 전단이 밀려져 후방으로 이동하거나, 블록(4)에서 유입된 유체의 압력으로 후단이 밀려져 전방으로 이동되며, 블록(4) 또는 스풀하우징(3)과 스풀의 전,후단이 면으로 접촉하여 제2포트와 제1 또는 제3포트 간의 유체의 흐름을 선택적으로 차폐하게 된다.

즉, 파일럿(21)에 의하여 후방을 이동되는 경우에는 스풀의 후단(53)이 블록(4)과 면접함에 따라 제3포트(123)에서 유입되는 유체는 차단되고, 제2포트(122)에서 제1포트(121)로 유체가 흐르게 된다.

반면에 파일럿(21)의 가압력이 제거되면 제3포트(123)에서 유입되는 유체의 압력으로 전방으로 이동하여 입구(31) 주변의 스풀하우징(3)과 면접하여 제1포트(121)와 제2포트(122) 간의 유로가 차단되고, 제3포트(123)에서 제2포트(122)로 유체가 흐르게 된다.

이때, 스풀(5)에 의한 스풀하우징(3) 및 블록(4)의 접촉은 면적을 확보한 면 접촉으로 이루어짐에 따라, 종래의 선 접촉 방식에 비하여, 기밀성이 매우 향상되는 것이다.

또한, 면 접촉으로 기밀이 이루어지기 때문에, 접촉부분의 변형을 가져올 수 있는 가압력은 접촉 면적에 비례하여 낮아져, 면 접촉부분에 금속보다 낮은 경도를 가지며 기밀성이 더 우수한 수지를 사용할 수 있게 된다. 이러한 수지의 사용으로 기밀성은 더욱 향상되는 것이다.

한편, 스풀의 전단(52)에는, 파일럿(21)의 가압력을 분산시켜 스풀의 후단(53)과 블록(4)의 면 접촉에 의한 폐쇄가 안정적으로 이루어지게 하는 볼(55)이 삽입되는 함몰홈(54)이 형성될 수 있다.

즉, 스풀(5)의 사용에 의한 마모와 스풀하우징(3) 및 블록(4)의 가공 공차로 인하여 스풀(5)의 후방 이동시 스풀하우징(3) 내에서 스풀(5)의 중심이 스풀하우징(3)의 중심과 일치되지 아니하는 경우가 있으며 특히, 스풀의 전단(52)을 한 점으로 가압하는 파일럿(21)이 공차 등의 원인으로 스풀(5)의 중앙을 가압하지 못하고, 중앙에서 벗어난 위치를 가압함에 따라 스풀의 후단(53)이 유로가 형성된 블록(4)의 단면과 비스듬한 각도로 접하게 됨에 따라 기밀성이 낮아질 수 있다. 이러한 스풀의 불안정한 움직임을 해소하고, 스풀의 후단(53)과 블록(4)의 안정적인 면접을 위하여 파일럿(21)의 가압력은 보다 넓은 면적으로 분산되어 스풀(5)의 전단을 가압하도록 스풀의 전단(52)에 함몰되게 형성된 함몰홈(54)에 파일럿(21)이 가압하는 볼(55)이 삽입된다.

이때, 파일럿(21)에 의하여 중심 또는 중심 근처가 가압된 볼(55)은 스풀(5)의 중앙에 형성된 함몰홈(54)에 파일럿의 가압력을 스풀(5)의 중심을 향하여 작용되게 한다. 즉, 파일럿(21)이 스풀 전단(52)을 가압하는 위치를 볼(55)과 함몰홈(54)이 수정함으로써 파일럿(21)이 스풀의 정중앙을 가압하지 않더라도 스풀의 정중앙을 가압하는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이를 위하여, 스풀(5)의 함몰홈은, 볼(55)에 전달된 가압력이 스풀(5)의 중앙에 작용하도록, 볼(55)의 후단부 전체를 균일하게 감싸는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 일예로 함몰홈의 내측에는 볼의 외경에 따른 반구형 함몰홈이 형성될 수 있는 것이다.

한편, 가공의 용이성을 위하여 함몰홈(54)은 볼(55)과의 접촉면으로 파일럿의 가압력을 분산하도록 내측에 원뿔홈(541)을 가지는 원통형으로 형성될 수 있다.

이때, 함몰홈(54)의 원통형 측면(542)은 삽입하여 끼워진 볼의 측면과 접촉하여 볼이 함몰홈의 전면으로 이탈되지 않게 한다. 한편, 함몰홈(54)의 내측에 형성된 원뿔홈(541)에는 파일럿(21)의 가압력을 분산하도록 볼(55)이 내접하게 된다. 즉, 파일럿에 의하여 볼에 전달된 가압력은 볼(55)과 접촉하는 원뿔홈(541)에 의하여 스풀의 중앙을 가압하는 방향으로 작용하여 스풀(5)의 후방 이동이 안정되게 유도하고, 이에 따라 스풀의 후단(53)이 블록(4)과 안정적으로 면접하여 유로를 기밀할 수 있게 되는 것이다.

한편, 스풀의 교체를 용이하게 하기 위하여 블록(4)은 본체(1)의 후단에서 일체로 배출될 수 있어야 하며, 이를 위하여 종래의 기술에서 제3포트에 구비된 제1,2보조블록을 대신하여, 제1포트(121) 또는 제2포트(122)로 일단 유입된 유체가 역류하여 제3포트(123)로 유출되는 것을 방지하는 체커(44)가 블록(4) 내에 구비된 다.

즉, 블록(4) 내에 제3포트(123)에서 유입되는 유체는 통과시키고, 제1포트(121) 또는 제2포트(122)에서 역류하는 유체가 제3포트(123)로 흘러나가지 못하게 하는 체커(44)를 블록(4) 내에 일체화시킴으로써, 밸브(10)의 유로 흐름 조건을 만족시키면서, 본체(1)의 후단으로 블록(4)을 배출할 수 있게 된다.

이때, 블록(4)은 스풀하우징(3)의 후단과 면접되면서, 측면(41)이 제3포트(123)와 연통되어 유로를 형성하는 것으로, 체커(44)는 제3포트와 연통된 유로 내에 구비되는 것이다.

이 경우, 종래에 제3포트에 구비된 제1,2보조블록이 필요없게 되므로, 구성을 단순화하여 제조의 편의성을 높이며, 좁은 공간에 다수의 구성요소가 조립되는 과정에서 발생되는 조립 불량의 발생과, 각 구성요소간 공차로 인한 추가적인 유체의 누수를 차단할 수 있어 기밀성이 더욱 향상되는 것이다.

이러한 블록(4)은 유로 내부에 체커(44)를 구비하기 위하여 스풀하우징(3)의 후단에 면접하는 전단블록(42)과, 이 전단블록과 억지끼움결합되는 후단블록(43)으로 이루어질 수 있다.

전단블록(42)과 후단블록(43)에는 내부에 체커(44)와, 이 체커에 탄성을 부여하기 위한 탄성수단(45)이 삽입되는 공간이 형성된다.

즉, 전단블록(42)에는 탄성수단(45)의 일예로 압축스프링이 지지되고, 압축스프링에 의하여 후단블록(43)에 형성된 공간 내에 체커(44)가 탄성있게 지지된 상 태로, 후단블록(43)과 전단블록(42)이 억지끼움에 의하여 결합되는 것이다.

이때, 후단블록(43)에는 본체(1)와의 결합시 추후에 분리가 용이하도록 본체(1)의 작동홀(12) 외부로 돌출되는 인장부(46)가 형성된다.

이때, 후단블록(43)과 체커(44)는 면접함으로써 후단블록(43)에 형성된 유로의 기밀성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 전단블록(42)과 후단블록(43)은 억지끼움에 의하여 일체로 결합됨에 따라 본체(1)에서 인장부(46)를 잡고 후단블록(43)을 분리시킬 때, 전단블록이 후단블록과 일체로 인출됨에 따라 블록(4) 전체가 한번에 본체(1)에서 한 번에 분리되는 것이다.

또한, 전단블록과 후단블록이 억지끼움으로 인하여 일체가 되면서, 체커(44)가 블록 내에 구비되어 있으므로, 종래의 기술과 같이 부가적인 보조블록의 분해가 요구되지 아니하여 블록의 분해가 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 제3포트(123)와 연통되는 후단블록(43)에는 유체의 이물질의 유입을 방지하는 필터(431)가 더 구비될 수 있다.

즉, 후단블록(43)의 외주면에 구비된 필터(431)로 제3포트에서 유입되는 유체 내의 이물질을 걸러, 체커(44)와 스풀(5)의 면접촉에 의한 기밀시 접촉되는 면 사이에 이물질이 끼어 기밀성이 낮아지는 것을 방지하고, 체커(44)와 스풀(5)의 기밀성능을 보다 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

이러한 필터(431)는 스풀(5)의 교체시 본체(1)와 분리된 블록(4)에서 교체됨으로써 밸브의 성능을 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유압방향전환 밸브의 작용을 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 에어포트(112)로 고압의 공기가 주입되는 경우 에어피스톤(2)에 구비된 파일럿(21)은 후방으로 이동하여 스풀(5)에 구비된 볼(55)을 가압하게 된다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 파일럿(21)이 볼(55)의 정중앙을 가압하지 아니한 경우라도 볼(55)은 함몰홈(54)에 형성된 원뿔홈(541)과의 접촉면을 통하여 파일럿의 가압력을 분산하여 스풀(5)에 전달함으로써 스풀(5)이 비틀림 없이 후방으로 이동하게 된다. 이후 스풀의 후단(53)과 블록(4)은 서로 면접되어, 스풀하우징 내부의 공간과 블록의 내부에 형성된 공간은 서로 차폐된 상태가 된다.

이후, 제2포트(122)에서 유입된 유체는 스풀(5)의 측면(51)과, 스풀하우징(3)에 형성된 입구(31)를 통과하여 제1포트로만 유출되는 것이다.

한편, 에어포트(112)를 통하여 고압의 공기가 빠져나가는 경우에는 에어피스톤(2)의 반대측을 가압하는 탄성수단(22)에 의하여 에어피스톤(2)이 전방으로 이동되어 스풀(5)을 후방으로 강제이동시키는 가압력이 사라지게 된다.

이때, 제3포트(123)에서 유입되는 고압의 유체는 체커(44)를 전방으로 이동시켜 밀어냄에 따라 유체가 블록(4) 내로 이동된다. 이때, 후단블록(43)에 구비된 필터(431)를 먼저 통과하게 되어 밸브(10)의 오작동을 일으킬만한 이물질을 먼저 거르게 된다.

체커(44)를 통과한 유체는 스풀의 후단(53)에 직접 닿게 되면서 스풀(5)을 전방으로 밀게 되고, 스풀의 전단(52)과 스풀하우징(3)의 입구(31) 부분은 면 접촉하여 유로를 차단함으로써 제1포트(121)와 유통되는 입구(31)가 기밀되고, 스풀하우징(3)에 유입된 유체는 스풀(5)의 측면(51)을 통과하여 제2포트(122)로 유출되는 것이다.

이때, 제3포트(123)에서 유입된 유체가 밸브(10)의 좁은 유로를 통과함에 따라 저항이 급증하는 경우 또는 순간적으로 제2포트(122)에서 역류가 발생하는 경우로 유체가 제2포트(122)에서 제3포트(123)로 이동하려는 때에, 블록(4) 내에 구비된 체커(44)가 탄성수단(45) 및 유입된 유체의 압력으로 후단블록(43)과 면 접촉하게 되므로 제3포트(123)로 통하는 유로를 밀폐하여, 제2포트(122)에서 유입된 유체가 제3포트(123)로 유출되는 것을 방지하게 된다.

이와 같은 작용으로 작동되는 유압방향전환밸브(10)의 스풀(5) 교체는, 도 5에 도시된 바와 같이, 본체(1)의 후방에서 블록(4)을 강제로 분리시킴으로써 전단블록(42), 후단블록(43) 및 체커(44)가 한 번에 작동홀(12)에서 이탈되는 것이고, 본체(1)의 후방에 개방된 작동홀(12)을 통하여 스풀(5)을 교체할 수 있는 것이다. 이로써 스풀의 교체시 유압방향전환밸브 전체의 분해가 필요치 아니하므로 신속하고 용이한 스풀의 교체가 가능해지는 것이다.

도 1은 본 발명인 실시예에 따른 유압방향전환밸브의 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 유압방향전환밸브에 채용된 스풀의 사시도.

도 3은 도 1에 도시된 유압방향전환밸브의 작동상태를 나타낸 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 A부분을 확대한 단면도.

도 5는 도 1에 도시된 유압방향전환밸브를 일부 분리한 단면도.

도 6a는 종래의 기술을 나타낸 단면도.

도 6b는 종래의 다른 기술을 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 밸브

1 : 본체

11 : 에어실린더홀 111 : 실린더캡 112 : 에어포트

12 : 작동홀 121 : 제1포트 122 : 제2포트 123 : 제3포트

2 : 에어피스톤

21 : 파일럿 22 : 탄성수단

3 : 스풀하우징

31 : 입구 32 : 작동공간 33 : 측면 34 : 유로

4 : 블록

41 : 측면 42 : 전단블록 43 : 후단블록 431 : 필터

44 : 체커 45 : 탄성수단 46 : 인장부

5 : 스풀

51 : 측면 52 : 전단 53 : 후단 54 : 함몰홈

541 : 원뿔홈 542 : 측면 55 : 볼

Claims (6)

1. 공기가 에어포트(112)로 유출입되는 에어실린더홀(11)과, 상기 에어실린더홀(11)의 후단에 유체가 유통되는 제1 내지 제3포트(121,122,123)가 차례로 연통된 작동홀(12)이 구비된 본체(1)와,

   상기 에어실린더홀(11)의 내부에는 공기압과 탄성수단(22)에 의하여 상기 작동홀(12)의 내부로 파일럿(21)을 유출입시키는 에어피스톤(2)이 구비되고,

   상기 작동홀(12)의 내부에 결합되어 유로를 형성하며 상기 본체(1)의 후단으로 일체로 분리되는 블록(4)과, 상기 블록(4)의 전단에 위치하여 전방에는 상기 제1포트(121)와 연통되며, 상기 파일럿(21)이 유출입되는 입구(31)가 형성되고, 측면(33)은 상기 제2포트(122)와 연통되는 스풀하우징(3)이 구비되며,

   상기 유로를 통과하는 유체의 유압과 상기 파일럿(21)에 의하여 상기 스풀하우징(3) 내에서 전, 후로 이동하며 상기 블록(4)과 면접함으로써 상기 제2포트(122)와 상기 제1 또는 제3포트(121,122,123) 간의 유체의 흐름을 선택적으로 차폐하는 스풀(5)이 구비되는 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브.
2. 제1항에서,

   상기 스풀(5)의 전단(52)에는, 상기 파일럿(21)의 가압력을 분산시켜 상기 스풀(5)의 후단(53)과 상기 블록(4)의 면 접촉에 의한 폐쇄가 안정적으로 이루어지게 하는 볼(55)이 삽입되는 함몰홈(54)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유압방향전 환밸브.
3. 제2항에서,

   상기 함몰홈(54)은 상기 볼(55)과의 접촉면으로 상기 파일럿(21)의 가압력을 분산하도록 내측에 원뿔홈(541)을 가지는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브.
4. 제1항에서,

   상기 유체가 상기 제3포트(123)로 역류하는 것을 방지하는 체커(44)가 상기 블록(4) 내에 구비되는 특징으로 하는 유압방향전환밸브.
5. 제4항에서, 상기 블록(4)은,

   후단이 상기 체커(44)를 압축력으로 탄성있게 지지하는 탄성수단(45)이 지지되는 전단블록(42)과, 상기 체커(44)가 면접하여 유로가 차단되는 후단블록(43)이 억지끼움방식으로 결합되어 상기 본체(1)의 후방으로 일체로 분리가능한 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브.
6. 제4항에서,

   상기 제3포트(123)와 연통되는 상기 후단블록(43)에는 유체에 함유된 이물질을 거르는 필터(431)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유압방향전환밸브.

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