KR101132315B1

KR101132315B1 - 유압 장치

Info

Publication number: KR101132315B1
Application number: KR1020110082110A
Authority: KR
Inventors: 김정술; 김시원
Original assignee: 김시원; 김정술
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2012-04-05

Abstract

유압 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 모터, 모터로부터 구동력을 전달받아 회전 운동하는 회전축, 회전축에 결합되어 회전축과 함께 회전 운동하는 펌핑 캠, 펌핑 캠에 의해 작동되어 오일 탱크로부터 오일을 펌핑하는 펌프, 내부 공간이 피스톤을 중심으로 제1 공간과 제2 공간으로 구획된 유압 실린더의 제1 공간과 펌프를 연결하는 제1 유로, 유압 실린더의 제2 공간과 펌프를 연결하는 제2 유로, 제1 유로 또는 제2 유로를 개방시켜, 오일을 유압 실린더의 제1 공간 또는 제2 공간으로 공급하는 제1 전환 밸브, 회전축에 나사 결합되어 회전축의 회전 운동에 따라 회전축의 길이 방향으로 직선 운동하면서 제1 전환 밸브를 작동시키는 제1 전환 밸브 캠, 유압 실린더와 제2 공간과 오일 탱크를 연결하는 제3 유로, 유압 실린더의 제1 공간과 오일 탱크를 연결하는 제4 유로, 제1 유로가 개방된 경우 제3 유로를 개방시키고 제2 유로가 개방된 경우 제4 유로를 개방시켜, 오일을 오일 탱크로 배출하는 제2 전환 밸브, 및 제1 전환 밸브 캠에 결합되어 제1 전환 밸브 캠과 함께 직선 운동하면서 제2 전환 밸브를 작동시키는 제2 전환 밸브 캠을 포함하는 유압 장치가 제공된다.

Description

유압 장치{HYDRAULIC APPARATUS}

본 발명은 유압 장치에 관한 것이다.

유압 장치는 오일 등의 작동 유체를 이용하여 구동력을 발생시키는 장치로서, 비교적 저속으로 작동되나 모터만을 사용하는 경우에 비해 상대적으로 큰 구동력을 얻을 수 있어, 다양한 산업 분야에 이용되고 있다.

종래 기술에 따르면, 유압 장치는 오일 펌프, 이를 작동시키기 위한 모터, 오일 펌프로부터 펌핑되는 오일의 이송을 적절히 제어하기 위한 각종 밸브, 및 모터와 각종 밸브의 작동을 위한 전기를 공급하는 전원 공급부 등으로 구성될 수 있다.

그러나 이와 같은 종래 기술에 따르면, 모터 및 각종 밸브에 개별적으로 전기 공급이 요구되었으며, 이에 따라 모터와 각종 밸브의 작동을 별도로 제어하기 위한 제어 장치가 요구되었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1998-0044295호(1998.09.05)에 개시되어 있다.

본 발명은, 모터의 작동만으로 작동 가능하며, 모터와 각 밸브의 개별 제어가 불필요한 유압 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 모터, 모터로부터 구동력을 전달받아 회전 운동하는 회전축, 회전축에 결합되어 회전축과 함께 회전 운동하는 펌핑 캠, 펌핑 캠에 의해 작동되어 오일 탱크로부터 오일을 펌핑하는 펌프, 내부 공간이 피스톤을 중심으로 제1 공간과 제2 공간으로 구획된 유압 실린더의 제1 공간과 펌프를 연결하는 제1 유로, 유압 실린더의 제2 공간과 펌프를 연결하는 제2 유로, 제1 유로 또는 제2 유로를 개방시켜, 오일을 유압 실린더의 제1 공간 또는 제2 공간으로 공급하는 제1 전환 밸브, 회전축에 나사 결합되어 회전축의 회전 운동에 따라 회전축의 길이 방향으로 직선 운동하면서 제1 전환 밸브를 작동시키는 제1 전환 밸브 캠, 유압 실린더와 제2 공간과 오일 탱크를 연결하는 제3 유로, 유압 실린더의 제1 공간과 오일 탱크를 연결하는 제4 유로, 제1 유로가 개방된 경우 제3 유로를 개방시키고 제2 유로가 개방된 경우 제4 유로를 개방시켜, 오일을 오일 탱크로 배출하는 제2 전환 밸브, 및 제1 전환 밸브 캠에 결합되어 제1 전환 밸브 캠과 함께 직선 운동하면서 제2 전환 밸브를 작동시키는 제2 전환 밸브 캠을 포함하는 유압 장치가 제공된다.

제1 전환 밸브 캠은 회전축의 회전 방향이 변경됨에 따라 직선 운동의 방향이 변경될 수 있다.

제1 전환 밸브는 일단부가 제1 전환 밸브 캠과 접하도록 배치되어, 제1 전환 밸브 캠이 회전축의 길이 방향으로 직선 운동함에 따라 전진 또는 후진하는 전환 로드를 포함하며, 제1 유로 및 제2 유로는 전환 로드의 타단부에 의해 선택적으로 개방될 수 있다.

제1 전환 밸브 캠은, 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제1 대경부 및 제1 소경부를 포함할 수 있다.

제2 전환 밸브는, 제1 유로가 개방된 경우 제3 유로를 개방시키는 제1 배출 밸브, 및 제2 유로가 개방된 경우 제4 유로를 개방시키는 제2 배출 밸브를 포함하고, 제2 전환 밸브 캠은, 제1 배출 밸브를 작동시키는 제1 배출 밸브 캠, 및 제2 배출 밸브를 작동시키는 제2 배출 밸브 캠을 포함할 수 있다.

제3 유로는 제2 유로에 연결되고, 제1 배출 밸브는 제2 유로와 제3 유로를 통해 오일을 유압 실린더의 제2 공간에서 오일 탱크로 배출하며, 제4 유로는 제1 유로에 연결되고, 제2 배출 밸브는 제1 유로와 제4 유로를 통해 오일을 유압 실린더의 제1 공간에서 오일 탱크로 배출할 수 있다.

제1 배출 밸브는, 일단부가 제1 배출 밸브 캠과 접하도록 배치되어, 제1 배출 밸브 캠이 회전축의 길이 방향으로 직선 운동함에 따라 전진 또는 후진하는 제1 배출 로드, 제3 유로를 폐쇄하도록 배치되며 제1 배출 로드의 전진에 의해 제3 유로를 개방시키는 제1 차단 부재, 및 제3 유로에 설치되어 제1 배출 로드의 후진시 제1 차단 부재를 원위치시키는 제1 탄성 부재를 포함하고, 제2 배출 밸브는, 일단부가 제2 배출 밸브 캠과 접하도록 배치되어, 제2 배출 밸브 캠이 회전축의 길이 방향으로 직선 운동함에 따라 전진 또는 후진하는 제2 배출 로드, 제4 유로를 폐쇄하도록 배치되며 제2 배출 로드의 전진에 의해 제4 유로를 개방시키는 제2 차단 부재, 및 제4 유로에 설치되어 제2 배출 로드의 후진시 제2 차단 부재를 원위치시키는 제2 탄성 부재를 포함하며, 제3 유로 및 제4 유로는 제1 배출 로드 및 제2 배출 로드의 타단부에 의해 선택적으로 개방될 수 있다.

제1 배출 밸브 캠은, 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제2 대경부 및 제2 소경부를 포함하고, 제2 배출 밸브 캠은, 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제3 대경부 및 제3 소경부를 포함하며, 제2 전환 밸브 캠은, 제2 소경부, 제2 대경부, 제3 대경부 및 제3 소경부 순으로 배열될 수 있다.

제1 배출 밸브 및 제2 배출 밸브는 펌프와 연동되어, 펌프가 오일을 펌핑하지 않는 경우 제3 유로 및 제4 유로를 모두 폐쇄할 수 있다.

유압 장치는, 제1 전환 밸브 캠의 직선 운동이 제한되도록 회전축의 제1 전환 밸브 캠 전후 측에 각각 결합되어 제1 전환 밸브 캠의 직선 운동을 회전 운동으로 전환시키는 한 쌍의 스톱퍼를 더 포함하고, 제2 전환 밸브 캠은 스톱퍼에 의해 제1 전환 밸브 캠의 직선 운동이 제한되는 경우 제1 전환 밸브 캠과 함께 회전 운동할 수 있다.

제2 대경부의 외주면에는 제1 배출 로드를 후진시켜 제3 유로를 폐쇄하기 위한 제1 함몰부가 형성되고, 제3 대경부의 외주면에는 제2 배출 로드를 후진시켜 제4 유로를 폐쇄하기 위한 제2 함몰부가 형성될 수 있다.

펌프는, 펌핑 챔버, 펌핑 챔버에 단부가 펌핑 캠과 접하도록 배치되어, 펌핑 캠의 회전 운동에 따라 전진 또는 후진하는 펌핑 로드, 오일이 오일 탱크에서 펌핑 챔버로 흡입되도록, 펌핑 로드의 후진에 의해 개방되는 제1 체크 밸브, 및 오일이 펌핑 챔버에서 제1 전환 밸브로 배출되도록, 펌핑 로드의 전진에 의해 개방되는 제2 체크 밸브를 포함할 수 있다.

펌핑 캠은 원기둥 형상을 가지며, 회전축과 편심되도록 결합될 수 있다.

유압 장치는, 펌핑 챔버 내부의 압력이 기준값을 초과하는 경우 오일을 펌핑 챔버로부터 오일 탱크로 배출하는 릴리프 밸브를 더 포함할 수 있다.

유압 장치는, 내부에 오일이 저장되는 오일 탱크, 및 오일로 인한 피스톤의 전진 또는 후진에 의해 구동력을 발생시키는 유압 실린더를 더 포함할 수 있다.

삭제

본 발명에 따르면, 모터의 작동만으로 유압 장치의 작동이 가능하게 되며, 모터와 각 밸브에 대한 개별적인 제어가 불필요하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 펌핑 캠을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 제1 배출 밸브 캠을 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 제2 배출 밸브 캠을 나타낸 평면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 개략도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 장치를 나타낸 단면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 추적 장치를 나타낸 도면.

본 발명에 따른 유압 장치 및 이를 포함하는 태양광 추적 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치를 나타낸 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 펌핑 캠(140)을 나타낸 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 제1 배출 밸브 캠(191)을 나타낸 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 제2 배출 밸브 캠(195)을 나타낸 평면도이다.

본 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 유로(111), 제2 유로(112), 제3 유로(113), 제4 유로(114), 가이드 홀(115)이 형성된 본체(110), 모터(120), 회전축(130), 펌핑 캠(140), 펌핑 챔버(151), 펌핑 로드(152), 제1 체크 밸브(153), 제2 체크 밸브(154)로 이루어진 펌프(150), 제1 전환 밸브(160), 제1 대경부(172), 제1 소경부(174)로 구성된 제1 전환 밸브 캠(170), 제1 배출 밸브(181) 및 제2 배출 밸브(185)로 이루어진 제2 전환 밸브(180), 제1 배출 밸브 캠(191), 제2 배출 밸브 캠(195)으로 구성되는 제2 전환 밸브 캠(190), 제4 탄성 부재(40), 감속기(50), 커플링(55), 휠(60), 스러스트 베어링(65), 스톱퍼(70), 실링 부재(80), 미끄럼 부재(85), 볼(90), 및 릴리프 밸브(95) 등으로 구성되는 유압 장치가 제시된다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 모터(120)의 작동만으로 유압 장치의 작동이 가능하게 되며, 이에 따라 모터(120)와 각 밸브에 대한 개별적인 제어가 불필요하게 된다.

즉, 본 실시예의 경우, 단일 모터(120)의 구동력이 회전축(130) 및 이에 결합된 펌핑 캠(140), 제1 전환 밸브 캠(170), 및 제2 전환 밸브 캠(190)을 통해 펌프(150), 제1 전환 밸브(160), 및 제2 전환 밸브(180) 모두에 전달될 수 있으므로, 이들 밸브의 작동을 위한 별도의 구동원이 불필요하게 되며 이들 밸브에 대한 개별적인 제어 역시 생략될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 실시예에 따른 유압 장치의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110)에는 제1 유로(111), 제2 유로(112), 제3 유로(113), 제4 유로(114), 가이드 홀(115)이 형성될 수 있으며, 모터(120), 회전축(130), 펌프(150), 제1 전환 밸브(160), 제2 전환 밸브(180), 실링 부재(80), 미끄럼 부재(85), 및 릴리프 밸브(95)가 설치될 수 있다.

제1 유로(111)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유압 실린더(30)의 제1 공간과 펌프(150)를 연결할 수 있다. 유압 실린더(30)는 그 내부 공간이 피스톤(32)을 중심으로 제1 공간과 제2 공간으로 구획될 수 있으며, 이러한 제1 공간 또는 제2 공간에 공급되는 오일의 양에 따라 피스톤(32)이 전진 또는 후진될 수 있다. 제1 유로(111)는 이러한 유압 실린더(30)의 제1 공간에 형성된 포트(port)와 펌프(150)를 연결하여 오일 탱크(20)에 저장된 오일을 펌프(150)를 통해 유압 실린더(30)의 제1 공간으로 공급할 수 있다.

제2 유로(112)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유압 실린더(30)의 제2 공간과 펌프(150)를 연결할 수 있다. 상술한 바와 같이 피스톤(32)에 의해 구획된 유압 실린더(30)의 내부 공간 중 제2 공간에 형성된 포트는 제2 유로(112)에 의해 펌프(150)와 연결될 수 있다.

제1 전환 밸브 캠(170)에 의한 제1 전환 밸브(160)의 작동에 의해 오일의 이동 경로는 제1 유로(111) 및 제2 유로(112) 중 어느 하나로 결정될 수 있으며, 이에 따라 피스톤(32)의 전진 또는 후진이 결정될 수 있다. 예를 들어 제1 유로(111)를 통해 오일이 유압 실린더(30)의 제1 공간에 공급되는 경우 피스톤(32)은 전진될 수 있으며, 제2 유로(112)를 통해 오일이 유압 실린더(30)의 제2 공간에 공급되는 경우 피스톤(32)은 후진될 수 있다.

제3 유로(113)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유압 실린더(30)와 제2 공간과 오일 탱크(20)를 연결할 수 있다. 제1 유로(111)를 통해 유압 실리더의 제1 공간에 오일이 공급되면, 유압 실린더(30)의 제2 공간으로부터 그 공급량에 상응하는 양만큼 오일이 배출될 필요가 있다. 제1 전환 밸브(160)의 작동에 의해 유압 실린더(30)의 제1 공간으로 오일이 공급되는 경우, 제2 전환 밸브(180)의 작동에 의해 제3 유로(113)가 개방되어 유압 실린더(30)의 제2 공간으로부터 오일이 배출될 수 있다.

제4 유로(114)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유압 실린더(30)의 제1 공간과 오일 탱크(20)를 연결할 수 있다. 제2 유로(112)를 통해 유압 실리더의 제2 공간에 오일이 공급되면, 유압 실린더(30)의 제1 공간으로부터 그 공급량에 상응하는 양만큼 오일이 배출될 필요가 있다. 제1 전환 밸브(160)의 작동에 의해 유압 실린더(30)의 제2 공간으로 오일이 공급되는 경우, 제2 전환 밸브(180)의 작동에 의해 제4 유로(114)가 개방되어 유압 실린더(30)의 제1 공간으로부터 오일이 배출될 수 있다.

모터(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110)에 설치되며, 펌프(150), 제1 전환 밸브(160), 제2 전환 밸브(180)의 작동을 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 이 경우 모터(120)에는 다수의 기어로 구성된 감속기(50)가 결합될 수 있다.

모터(120)의 출력축에는 도 1에 도시된 바와 같이, 커플링(55)에 의해 회전축(130)이 결합될 수 있으므로, 회전축(130)은 모터(120)의 구동력을 전달받아 정방향 또는 역방향으로 회전 운동할 수 있다. 회전축(130)의 양단에는 회전을 지지하기 위한 래디얼 베어링이 결합될 수 있다.

이러한 회전축(130)에는 펌핑 캠(140), 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)이 설치될 수 있으므로, 펌프(150), 제1 전환 밸브(160) 및 제2 전환 밸브(180)는 이들 회전 축 및 이에 결합된 펌핑 캠(140), 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)을 통해 모터(120)의 구동력을 전달받아 작동될 수 있다.

펌핑 캠(140)은 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(130)에 결합되어 회전축(130)과 함께 회전 운동할 수 있다. 즉, 펌핑 캠(140)은 회전축(130)에 고정 결합되어 회전축(130)과 일체로 회전 운동할 수 있으며, 이에 따라 회전축(130) 1회전시 1회의 오일 펌핑이 가능하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 펌핑 캠(140)은 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 회전축(130)과는 편심되어 결합될 수 있다. 이와 같이 원기둥 형상의 펌핑 캠(140)이 회전축(130)에 편심되어 설치됨으로써, 그 회전에 의해 펌핑 캠(140)의 외주면과 접하는 펌핑 로드(152)를 전진시키거나 후진시키면서 펌프(150)를 구동시킬 수 있다.

펌프(150)는 도 1에 도시된 바와 같이, 펌핑 캠(140)에 의해 작동되어 오일 탱크(20)로부터 오일을 펌핑할 수 있다. 이러한 펌프(150)는 펌핑 챔버(151), 펌핑 로드(152), 제1 체크 밸브(153), 제2 체크 밸브(154)로 구성될 수 있으며, 제1 체크 밸브(153)와 제2 체크 밸브(154)는 제3 차단 부재(155) 및 제3 탄성 부재(156)로 이루어질 수 있다.

펌핑 챔버(151)는 오일이 일시적으로 저장되는 공간으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 펌핑 챔버(151) 내에서 펌핑 로드(152)가 직선 운동하면서 오일 탱크(20)로부터 펌핑 챔버(151) 내로 오일을 흡입하고, 펌핑 챔버(151) 내의 오일을 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)로 배출하게 된다.

펌핑 로드(152)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 가이드 홀(115)에 삽입되어 그 단부가 펌핑 캠(140)과 접하도록 펌핑 챔버(151) 내에 배치될 수 있다. 이러한 펌핑 로드(152)는 회전축(130)에 편심되게 설치된 펌핑 캠(140)의 회전 운동에 따라 전진 또는 후진될 수 있다.

펌핑 캠(140)과 접하는 펌핑 로드(152)의 단부에는 휠(60)이 회전 가능하게 설치될 수 있다. 그리고 펌핑 로드(152)에는 펌핑 로드(152)에 하측 방향으로 탄성력을 제공하는 제4 탄성 부재(40)가 설치될 수 있다. 펌핑 캠(140)에 의해 전진된 펌핑 로드(152)는 제4 탄성 부재(40)의 탄성력에 의해 후진이 가능하게 된다.

또한 본체(110)와 펌핑 로드(152) 사이에는 오일의 실링을 위한 실링 부재(80)가 설치될 수 있으며, 펌핑 로드(152)의 원활한 직선 운동을 위한 미끄럼 부재(85)가 설치될 수도 있다.

제1 체크 밸브(153)는 도 1에 도시된 바와 같이, 오일 탱크(20)로부터 오일이 유입되는 경로에 설치될 수 있으며, 오일이 오일 탱크(20)에서 펌핑 챔버(151)로 흡입되도록, 펌핑 로드(152)의 후진에 의해 개방될 수 있다.

제2 체크 밸브(154)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전환 밸브(160)로 오일이 배출되는 경로에 설치될 수 있으며, 오일이 펌핑 챔버(151)에서 제1 전환 밸브(160)로 배출되도록, 펌핑 로드(152)의 전진에 의해 개방될 수 있다.

이러한 제1 체크 밸브(153)와 제2 체크 밸브(154)는 오일을 일방향으로만 이송하는 밸브로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 오일 경로를 폐쇄하도록 배치되어 펌핑 로드(152)의 후진 또는 전진에 의한 오일 압력에 의해 오일 경로를 개방시키는 구형의 제3 차단 부재(155), 및 오일 경로에 설치되어 오일 압력 제거시 제3 차단 부재(155)를 원위치시키는 제3 탄성 부재(156)로 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 펌핑 챔버(151)로부터 제1 전환 밸브(160)로 오일이 배출되는 경로에는 압력 조절을 위한 릴리프 밸브(95)가 설치될 수 있다. 릴리프 밸브(95)는 펌핑 챔버(151) 내부의 압력이 기준값을 초과하는 경우 오일을 펌핑 챔버(151)로부터 오일 탱크(20)로 배출할 수 있다. 릴리프 밸브(95)는 제1 체크 밸브(153) 및 제2 체크 밸브(154)와 유사하게 차단 부재 및 탄성 부재로 구성될 수 있다.

후방(도 1을 기준으로 좌측)에 배치된 스톱퍼(70)에 제1 전환 밸브 캠(170)이 접한 상태에서 회전축(130)과 함께 정방향으로 회전 운동하는 경우, 제1 유로(111)를 통해 유압 실린더(30)의 제1 공간에 오일이 공급되고 제3 경로를 통해 유압 실린더(30)의 제2 공간으로부터 오일이 배출되어 피스톤(32)의 전진이 가능하게 된다.

이와 반대로 회전축(130)이 역방향으로 회전 운동하는 경우, 제1 전환 밸브 캠(170)과 제2 전환 밸브 캠(190)은 전방(도 1을 기준으로 우측)에 배치된 스톱퍼(70)를 향해 직선 이동하게 되고, 회전축(130)의 계속적인 역방향 회전에 따라 제2 전환 밸브 캠(190)은 전방에 배치된 스톱퍼(70)에 접한 상태에서 회전축(130)과 함께 역방향 회전 운동하게 되어, 제2 유로(112)를 통해 유압 실린더(30)의 제2 공간에 오일이 공급되고 제4 경로를 통해 유압 실린더(30)의 제1 공간으로부터 오일이 배출되어 피스톤(32)의 후진이 가능하게 된다.

이 때, 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)이 한 쌍의 스톱퍼(70) 사이에서 직선 운동하고 있는 경우에는, 피스톤(32) 위치의 고정을 위하여 유압 실린더(30)로부터의 오일 배출이 차단될 필요가 있으므로, 이에 따라 제1 배출 밸브(181) 및 제2 배출 밸브(185)의 조절을 통해 제3 경로 및 제4 경로 모두를 폐쇄하게 된다.

그러나 이러한 경우에도 회전축(130)의 회전에 의해 펌핑 챔버(151) 내부에는 계속 오일 탱크(20)로부터 오일이 흡입되는 반면, 배출은 원활히 이루어지지 못하게 되므로, 펌핑 챔버(151) 내부의 오일 압력은 기준값 이상으로 상승하게 된다. 이에 대해 본 실시예의 경우, 릴리프 밸브(95)를 이용하여 펌핑 챔버(151)의 압력 증가시 내부의 오일을 오일 탱크(20)로 효과적으로 배출할 수 있으므로, 유압 장치의 오작동이나 손상을 최소화할 수 있다.

제1 전환 밸브(160)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)를 개방시켜, 오일을 유압 실린더(30)의 제1 공간 또는 제2 공간으로 공급할 수 있다. 즉, 제1 전환 밸브(160)는 제1 전환 밸브 캠(170)의 작용에 의하여 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)를 선택적으로 개방시킬 수 있으며, 이에 따라 펌프(150)로부터 펌핑된 오일을 제1 유로(111)를 통해 유압 실린더(30)의 제1 공간으로 또는 제2 유로(112)를 통해 유압 실린더(30)의 제2 공간으로 공급할 수 있다.

제1 전환 밸브(160)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일단부가 제1 전환 밸브 캠(170)과 접하도록 배치되는 전환 로드(162)와 이러한 전환 로드(162)에 하측 방향으로 탄성력을 제공하는 제4 탄성 부재(40)로 이루어질 수 있다. 전환 로드(162)의 일단부에는 볼(90)이 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 본체(110)와 전환 로드(162) 사이에는 실링 부재(80) 및 미끄럼 부재(85)가 설치될 수 있다.

전환 로드(162)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전환 밸브 캠(170)이 회전축(130)의 길이 방향으로 직선 운동(전진 또는 후진)함에 따라 제1 전환 밸브 캠(170)의 외주면을 따라 전진 또는 후진될 수 있으며, 제1 유로(111) 및 제2 유로(112)는 이러한 전환 로드(162)의 타단부에 의해 선택적으로 개방될 수 있다.

즉, 제1 전환 밸브 캠(170)이 회전축(130)의 나사산을 따라 회전축(130)의 길이 방향으로 전진(도 1을 기준으로 우측으로 직선 운동)하는 경우 전환 로드(162)는 그 일단부가 제1 소경부(174) 및 제1 대경부(172)와 차례로 접하며 상승할 수 있으며, 이에 따라 제1 유로(111)를 폐쇄하고 제2 유로(112)를 개방하게 된다.

이와 반대로 제1 전환 밸브 캠(170)이 회전축(130)의 길이 방향으로 후진(도 1을 기준으로 좌측으로 직선 운동)하는 경우 전환 로드(162)는 그 일단부가 제1 대경부(172) 및 제1 소경부(174)와 차례로 접하며 하강할 수 있으며, 이에 따라 제2 유로(112)는 폐쇄되고 제2 유로(112)는 개방될 수 있다.

한편, 제1 전환 밸브 캠(170)이 좌측 스톱퍼(70)에 접하여 회전축(130)과 함께 정방향 회전하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 전환 로드(162)는 계속 하강된 상태를 유지하게 되므로, 이에 따라 제1 유로(111) 역시 개방된 상태를 유지하여, 회전축(130)의 1회전마다 일정량의 오일이 유압 실린더(30)의 제1 공간으로 공급될 수 있다.

그리고 제2 전환 밸브 캠(190)이 우측 스톱퍼(70)에 접하여 회전축(130)과 함께 역방향 회전하는 경우, 전환 로드(162)는 계속 상승된 상태를 유지하게 되므로, 이에 따라 제2 유로(112) 역시 개방된 상태를 유지하여, 회전축(130)의 1회전마다 일정량의 오일이 유압 실린더(30)의 제2 공간으로 공급될 수 있다.

제1 전환 밸브 캠(170)은 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(130)에 나사 결합되어 회전축(130)의 회전 운동에 따라 회전축(130)의 길이 방향으로 직선 운동하면서 제1 전환 밸브(160)를 작동시킬 수 있다.

전환 로드(162), 제1 배출 로드(182) 및 제2 배출 로드(186)를 통해 제4 탄성 부재(40)의 탄성력이 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)의 외주면에 작용하게 되므로, 제1 전환 밸브 캠(170)과 제2 전환 밸브 캠(190)의 직선 운동을 위한 별도의 가이드 없이도 이들은 회전축(130)의 회전 운동에 따라 직선 운동이 가능하게 된다.

제1 전환 밸브 캠(170)은, 원기둥 형상을 갖는 제1 대경부(172)와 제1 소경부(174)로 이루어질 수 있으며, 이들은 서로 상이한 직경을 갖는다. 전진 방향에 대해 제1 대경부(172), 제1 소경부(174) 순으로 배치될 수 있다.

회전축(130)에는 회전축(130)의 정방향 회전시 제1 전환 밸브 캠(170)이 전진(도 1을 기준으로 우측으로 직선 운동) 가능하도록 나사산이 형성될 수 있으며, 제1 전환 밸브 캠(170)의 내주면에는 이러한 나사산과 맞물리도록 나사홈이 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 전환 밸브 캠(170)은 회전축(130)의 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 변경됨에 따라 직선 운동의 방향이 전진에서 후진으로 변경될 수 있다.

한 쌍의 스톱퍼(70)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전환 밸브 캠(170)의 직선 운동이 제한되도록 회전축(130)의 제1 전환 밸브 캠(170) 전후 측에 각각 결합될 수 있다. 이러한 스톱퍼(70)에 의해 제1 전환 밸브 캠(170)의 직선 운동은 회전 운동으로 전환될 수 있다.

이 경우, 제2 전환 밸브 캠(190)은 제1 전환 밸브 캠(170)에 고정 결합되므로, 제2 전환 밸브 캠(190)은 스톱퍼(70)에 의해 제1 전환 밸브 캠(170)의 직선 운동이 제한되는 경우 제1 전환 밸브 캠(170)과 함께 회전 운동할 수 있다.

상술한 바와 같이 제1 전환 밸브 캠(170)이 좌측 스톱퍼(70)에 접하여 더 이상의 후진이 불가능하게 되는 경우, 제1 전환 밸브 캠(170)은 회전축(130)과 함께 정방향으로 회전 운동하게 된다. 따라서 제1 유로(111)는 개방된 상태가 유지될 수 있어 회전축(130)의 1회전마다 오일이 일정량씩 펌핑되어 유압 실린더(30)의 제1 공간으로 공급될 수 있다.

그리고 제2 전환 밸브 캠(190)이 우측 스톱퍼(70)에 접하여 더 이상의 전진이 불가능하게 되는 경우, 제1 전환 밸브 캠(170)은 회전축(130)과 함께 역방향으로 회전 운동하게 된다. 따라서 제2 유로(112)는 개방된 상태가 유지될 수 있어 회전축(130)의 1회전마다 오일이 일정량씩 펌핑되어 유압 실린더(30)의 제2 공간으로 공급될 수 있다.

스러스트 베어링(65)은 도 1에 도시된 바와 같이, 스톱퍼(70)의 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)을 향하는 일면에 설치될 수 있다. 이와 같이 스러스트 베어링(65)이 설치됨으로써 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)과 스톱퍼(70) 간 마찰력을 감소시킬 수 있으므로, 좌측 스톱퍼(70)에 접한 제1 전환 밸브 캠(170)이 회전축(130)의 역방향에 회전에 따라 전진할 시, 및 우측 스톱퍼(70)에 접한 제2 전환 밸브 캠(190)이 회전축(130)의 정방향에 회전에 따라 후진할 시, 제1 전환 밸브 캠(170)과 제2 전환 밸브 캠(190)의 보다 원활한 이동을 보장할 수 있게 된다.

제2 전환 밸브(180)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 유로(111)가 개방된 경우 제3 유로(113)를 개방시키고 제2 유로(112)가 개방된 경우 제4 유로(114)를 개방시켜, 오일을 오일 탱크(20)로 배출할 수 있다.

이 경우 제2 전환 밸브(180)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 유로(111)가 개방된 경우 제3 유로(113)를 개방시키는 제1 배출 밸브(181), 및 제2 유로(112)가 개방된 경우 제4 유로(114)를 개방시키는 제2 배출 밸브(185)로 구성될 수 있다. 제3 유로(113) 및 제4 유로(114)는 제1 배출 밸브(181)의 제1 배출 로드(182) 및 제2 배출 밸브(185)의 제2 배출 로드(186)의 타단부(제1 차단 부재(183) 및 제2 차단 부재(187)와 각각 접하는 상단부)에 의해 선택적으로 개방될 수 있으며, 이들 제1 배출 밸브(181)와 제2 배출 밸브(185)는 각각 제1 배출 밸브 캠(191)과 제2 배출 밸브 캠(195)에 의해 작동될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제3 유로(113)는 제2 유로(112)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 배출 밸브(181)는 제2 유로(112)와 제3 유로(113)를 통해 오일을 유압 실린더(30)의 제2 공간에서 오일 탱크(20)로 배출할 수 있다.

그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 제4 유로(114)는 제1 유로(111)에 연결될 수 있다. 이에 따라 제2 배출 밸브(185)는 제1 유로(111)와 제4 유로(114)를 통해 오일을 유압 실린더(30)의 제1 공간에서 오일 탱크(20)로 배출할 수 있다.

제1 배출 밸브(181)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 배출 로드(182), 구형상의 제1 차단 부재(183) 및 제1 탄성 부재(184)로 구성될 수 있다.

제1 배출 로드(182)는 도 1에 도시된 바와 같이 일단부가 제2 전환 밸브 캠(190)의 제1 배출 밸브 캠(191)과 접하도록 배치되어, 제1 배출 밸브 캠(191)이 회전축(130)의 길이 방향으로 직선 운동함에 따라 전진 또는 후진될 수 있다. 제1 배출 로드(182)의 일단부에는 볼(90)이 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 본체(110)와 제1 배출 로드(182) 사이에는 실링 부재(80) 및 미끄럼 부재(85)가 설치될 수 있다.

제2 전환 밸브 캠(190)이 회전축(130)의 정방향 회전에 따라 후진(도 1을 기준으로 좌측으로 직선 운동)하는 경우 제1 배출 로드(182)는 제1 배출 밸브 캠(191)의 제2 대경부(192)와 접하여 상승될 수 있으며, 이에 따라 제1 배출 밸브(181)는 제3 유로(113)를 개방시켜 제2 유로(112) 및 제3 유로(113)를 통해 오일을 유압 실린더(30)의 제2 공간으로부터 오일 탱크(20)로 배출하게 된다. 이 경우 제2 배출 로드(186)는 제2 배출 밸브 캠(195)의 제3 소경부(197)에 접하여 하강되므로, 제2 배출 밸브(185)는 제4 유로(114)를 폐쇄하게 된다.

이와 반대로 제2 전환 밸브 캠(190)이 회전축(130)의 역방향 회전에 따라 전진(도 1을 기준으로 우측으로 직선 운동)하는 경우 제1 배출 로드(182)는 제1 배출 밸브 캠(191)의 제2 소경부(193)와 접하여 하강될 수 있으며, 이에 따라 제1 배출 밸브(181)는 제3 유로(113)를 폐쇄시키게 된다. 이 경우 제2 배출 밸브 캠(195)의 제3 대경부(196)에 의한 제2 배출 로드(186)의 상승으로 인해, 오일은 제1 유로(111) 및 제4 유로(114)를 통해 유압 실린더(30)의 제1 공간으로부터 오일 탱크(20)로 배출될 수 있다.

제1 차단 부재(183)는 제3 유로(113)를 폐쇄하도록 배치되며 도 1에 도시된 바와 같이 제1 배출 로드(182)의 전진에 의해 상측으로 밀려 올라가 제3 유로(113)를 개방시킬 수 있다. 그리고 제3 유로(113)에는 제1 탄성 부재(184)가 설치되어 제1 배출 로드(182)의 후진시 제1 차단 부재(183)를 원위치시키기 위한 탄성력을 제공하게 된다.

제2 배출 밸브(185)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 배출 로드(186), 제2 차단 부재(187), 및 제2 탄성 부재(188)로 구성될 수 있으며, 이들은 상술한 제1 배출 로드(182), 제1 차단 부재(183), 및 제1 탄성 부재(184)와 동일 또는 유사한 구조와 기능을 가지므로, 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

제2 전환 밸브 캠(190)은 도 1에 도시된 바와 같이 제1 전환 밸브 캠(170)에 결합되어 제1 전환 밸브 캠(170)과 함께 직선 운동하면서 제2 전환 밸브(180)를 작동시킬 수 있으며, 제1 전환 밸브 캠(170)이 스톱퍼(70)에 의해 직선 운동이 제한되는 경우에는 제1 전환 밸브 캠(170)과 함께 회전 운동하게 된다. 제2 전환 밸브 캠(190)은, 제1 배출 밸브(181)를 작동시키는 제1 배출 밸브 캠(191), 및 제2 배출 밸브(185)를 작동시키는 제2 배출 밸브 캠(195)으로 구성될 수 있다.

제1 배출 밸브 캠(191)은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제2 대경부(192) 및 제2 소경부(193)로 구성될 수 있으며, 제2 배출 밸브 캠(195)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제3 대경부(196) 및 제3 소경부(197)로 구성될 수 있다. 제2 전환 밸브 캠(190)은, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 소경부(193), 제2 대경부(192), 제3 대경부(196) 및 제3 소경부(197) 순으로 회전축(130) 상에 배열될 수 있다.

한편, 제1 배출 밸브(181) 및 제2 배출 밸브(185)는 펌프(150)와 연동되어, 펌프(150)가 오일을 펌핑하지 않는 경우 제3 유로(113) 및 제4 유로(114)를 모두 폐쇄할 수 있다. 즉 제1 배출 밸브 캠(191)과 제2 배출 밸브 캠(195)의 외주면에 제3 유로(113) 및 제4 유로(114)를 모두 폐쇄하기 위한 제1 함몰부(194) 및 제2 함몰부(198)가 마련될 수 있다.

제2 대경부(192)의 외주면에는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1 배출 로드(182)를 후진시켜 제3 유로(113)를 폐쇄하기 위한 제1 함몰부(194)가 형성될 수 있다. 그리고 이러한 제1 함몰부(194)의 위치는 펌프(150)의 흡입 행정과 대응되도록 설정될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 제1 전환 밸브 캠(170)이 좌측 스톱퍼(70)에 의해 직선 운동이 제한되어 회전축(130)과 함께 정방향으로 회전 운동하는 경우, 펌프(150)의 흡입 행정시 제1 배출 로드(182)는 제1 함몰부(194)에 접하여 하강하게 되므로, 이에 따라 제3 유로(113)가 폐쇄되어 유압 실린더(30)로부터의 오일 배출이 차단될 수 있다. 이 경우 제2 배출 로드(186)는 제3 소경부(197)와 접하도록 하강되어 있으므로, 제4 유로(114)는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.

제3 대경부(196)의 외주면에는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 제2 배출 로드(186)를 후진시켜 제4 유로(114)를 폐쇄하기 위한 제2 함몰부(198)가 형성될 수 있다. 그리고 이러한 제2 함몰부(198)의 위치는 펌프(150)의 흡입 행정과 대응되도록 설정될 수 있다. 또한 제2 함몰부(198)는 제1 함몰부(194)와는 달리 제2 전환 밸브 캠(190)이 우측 스톱퍼(70)에 의해 직선 운동이 제한되어 역회전하는 경우 제2 배출 로드(186)에 작용하게 되므로, 제1 함몰부(194)로부터 180도 회전 이동된 위치에 형성될 수 있다.

제2 전환 밸브 캠(190)이 우측 스톱퍼(70)에 의해 직선 운동이 제한되어 회전축(130)과 함께 역방향으로 회전 운동하는 경우, 펌프(150)의 흡입 행정시 제2 배출 로드(186)는 제2 함몰부(198)에 접하여 하강하게 되므로, 이에 따라 제4 유로(114)가 폐쇄되어 유압 실린더(30)로부터의 오일 배출이 차단될 수 있다. 이 경우 제1 배출 로드(182)는 제2 소경부(193)와 접하도록 하강되어 있으므로, 제3 유로(113)는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 작동 원리에 대해 설명한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 개략도이다. 도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.

먼저 도 5 및 도 8을 참조하여, 제1 전환 밸브 캠(170)이 좌측 스톱퍼(70)에 접하여 직선 운동이 제한됨에 따라 회전축(130)과 함께 정회전할 때의 펌프(150)의 흡입 행정에 대하여 설명한다. 도 5 및 도 8은 펌프(150)의 흡입 행정이 종료된 시점을 나타낸다.

도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 회전축(130)과 함께 펌핑 캠(140)이 정회전함에 따라 펌핑 로드(152)가 하강하면서 오일 탱크(20)로부터 펌핑 챔버(151)의 내부로 오일을 흡입하게 된다. 이 경우 제1 체크 밸브(153)는 개방되고 제2 체크 밸브(154)는 폐쇄된 상태를 유지한다.

그리고 제2 배출 밸브(185)는 제3 소경부(197)에 의해 흡입 행정과 무관하게 폐쇄된 상태를 유지하며, 제1 배출 밸브(181)는 제1 함몰부(194)에 의해 흡입 행정시에만 선택적으로 폐쇄된다. 이와 같이 제1 배출 밸브(181)와 제2 배출 밸브(185)가 모두 폐쇄됨으로써 유압 실린더(30) 내부의 오일은 오일 탱크(20)로 배출되지 않으므로, 유압 실린더(30)의 피스톤(32)은 일정한 위치에 안정적으로 유지될 수 있다.

이와 같이, 흡입 행정이 종료된 이후에는 펌핑 캠(140)에 의해 펌핑 로드(152)가 상승하면서 펌핑 행정이 이루어질 수 있으며, 이에 따라 유압 실린더(30)의 제1 공간에는 제1 유로(111)를 통해 오일이 공급될 수 있다. 그리고 이와 같은 펌핑 행정시에는 제1 배출 로드(182)의 단부가 제1 함몰부(194)를 지나 제2 대경부(192)에 의해 다시 상승될 수 있으므로, 제1 배출 밸브(181)는 유압 실린더(30)의 제2 공간으로부터 제2 유로(112) 및 제3 유로(113)를 통해 오일을 배출할 수 있다.

한편, 제2 전환 밸브 캠(190)이 우측 스톱퍼(70)에 접하여 직선 운동이 제한됨에 따라 회전축(130)과 함께 역회전할 때의 펌프(150) 흡입 행정의 경우, 제1 배출 밸브(181)는 제2 소경부(193)에 의해 흡입 행정과 무관하게 폐쇄된 상태를 유지하며, 제2 배출 밸브(185)는 제2 함몰부(198)에 의해 흡입 행정시에만 선택적으로 폐쇄된다. 그리고 전환 로드(162)는 제1 대경부(172)에 의해 상승되어 제2 유로(112)를 개방시키게 된다.

이어서, 도 6 및 도 9를 참조하여, 제1 전환 밸브 캠(170)이 좌측 스톱퍼(70)에 접하여 직선 운동이 제한됨에 따라 회전축(130)과 함께 정회전할 때의 펌프(150)의 펌핑 행정에 대하여 설명한다. 도 6 및 도 9는 펌프(150)의 펌핑 행정이 종료된 시점을 나타낸다.

도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 회전축(130)과 함께 펌핑 캠(140)이 정회전함에 따라 펌핑 로드(152)가 상승하면서 펌핑 챔버(151) 내부의 오일은 제1 전환 밸브(160) 측으로 이송될 수 있다. 이 경우 제2 체크 밸브(154)는 개방되고 제1 체크 밸브(153)는 폐쇄된 상태를 유지한다.

그리고 제1 전환 로드(162)는 제1 소경부(174)에 의해 하강되어 제1 유로(111)를 개방시키게 되며, 이에 따라 제1 전환 밸브(160) 측으로 이송된 오일은 제1 유로(111)를 통해 유압 실린더(30)의 제1 공간으로 공급될 수 있다.

이 경우, 제1 배출 로드(182)는 제2 대경부(192)에 의해 상승되어 제3 유로(113)를 개방시키게 되며, 제2 배출 로드(186)는 제3 소경부(197)에 의해 하강된 상태를 유지하면서 제4 유로(114)를 폐쇄하게 된다. 이에 따라 유압 실린더(30) 제2 공간의 오일은 제2 유로(112) 및 제3 유로(113)를 거쳐, 유압 실린더(30) 제1 공간에 공급된 오일의 양과 상응하는 양만큼 오일 탱크(20)로 배출될 수 있다.

한편, 모터(120)의 작동에 의해 회전축(130)이 역회전을 시작하게 되면, 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)은 회전축(130)의 나사산을 따라 전진(도 1을 기준으로 우측으로 직선 운동)을 시작하게 된다.

이와 같이 제1 전환 밸브 캠(170) 및 제2 전환 밸브 캠(190)이 한 쌍의 스톱퍼(70) 사이에서 직선 운동하고 있는 과도기 상태의 경우에도, 펌핑 행정은 회전축(130)이 정회전하는 동안 회전축(130)의 1회전마다 1회씩 수행되므로, 이에 따라 펌핑 챔버(151) 내부의 압력이 기준값 이상으로 상승될 수 있다. 본 실시예의 경우, 릴리프 밸브(95)를 이용하여 이와 같은 펌핑 챔버(151)의 압력 증가시 내부의 오일을 오일 탱크(20)로 배출할 수 있다.

다음으로, 도 7 및 도 10을 참조하여, 제2 전환 밸브 캠(190)이 우측 스톱퍼(70)에 접하여 직선 운동이 제한됨에 따라 회전축(130)과 함께 역회전할 때의 펌프(150)의 펌핑 행정에 대하여 설명한다. 도 7 및 도 10은 펌프(150)의 펌핑 행정이 종료된 시점을 나타낸다.

도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이 회전축(130)과 함께 펌핑 캠(140)이 역회전함에 따라 펌핑 로드(152)가 상승하면서 펌핑 챔버(151) 내부의 오일은 제1 전환 밸브(160) 측으로 이송될 수 있다. 이 경우 제2 체크 밸브(154)는 개방되고 제1 체크 밸브(153)는 폐쇄된 상태를 유지한다.

그리고 제1 전환 로드(162)는 제1 대경부(172)에 의해 상승되어 제2 유로(112)를 개방시키게 되며, 이에 따라 제1 전환 밸브(160) 측으로 이송된 오일은 제2 유로(112)를 통해 유압 실린더(30)의 타측으로 공급될 수 있다.

이 경우, 제2 배출 로드(186)는 제3 대경부(196)에 의해 상승되어 제4 유로(114)를 개방시키게 되며, 제1 배출 로드(182)는 제2 소경부(193)에 의해 하강된 상태를 유지하면서 제3 유로(113)를 폐쇄하게 된다. 이에 따라 유압 실린더(30) 제1 공간의 오일은 제1 유로(111) 및 제4 유로(114)를 거쳐, 유압 실린더(30) 제2 공간에 공급된 오일의 양과 상응하는 양만큼 오일 탱크(20)로 배출될 수 있다.

이와 같은 펌핑 행정은 회전축(130)이 역회전하는 동안 회전축(130)의 1회전마다 1회씩 수행될 수 있다. 그리고 펌핑 행정이 종료된 이후에는 펌핑 캠(140)에 의해 펌핑 로드(152)가 하강하면서 흡입 행정이 이루어질 수 있다. 이러한 흡입 행정시, 제2 배출 밸브(185)는 제2 함몰부(198)에 의해 폐쇄되며, 제1 배출 밸브(181)는 제2 소경부(193)에 의해 흡입 행정과 무관하게 폐쇄된 상태를 유지한다.

이어서, 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 장치에 대해 설명한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 장치를 나타낸 단면도이다.

본 실시예에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이, 오일 탱크(20) 및 유압 실린더(30)를 포함한 유압 장치 모듈로 제공될 수 있다. 도 11에 도시된 본체(110), 모터(120), 회전축(130), 펌핑 캠(140), 펌프(150), 제1 전환 밸브(160), 제2 전환 밸브(180), 제1 전환 밸브 캠(170), 제2 전환 밸브(180) 및 제2 전환 밸브 캠(190)은 전술한 실시예를 통해 설명한 바 있으므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

오일 탱크(20)의 내부에는 오일이 저장될 수 있다. 이러한 오일은 모터(120)의 구동력에 의한 펌핑 캠(140), 제1 전환 밸브 캠(170), 및 제2 전환 밸브 캠(190)의 작동에 따라 유압 실린더(30) 내부의 제1 공간 또는 제2 공간으로 공급될 수 있다.

이와 같이 유압 실린더(30)의 제1 공간 또는 제2 공간에 공급된 오일로 인해 유압 실린더(30)내부의 피스톤(32)은 전진 또는 후진될 수 있으며, 이러한 피스톤(32)의 직선 운동에 상응하여 피스톤(32)에 결합된 피스톤 로드 역시 직진 운동하면서 외부 장치의 구동을 위한 구동력이 발생될 수 있다.

다음으로, 도 12를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 추적 장치(10)에 대해 설명하도록 한다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 추적 장치(10)를 나타낸 도면이다.

전술한 실시예를 통해 설명한 유압 장치는 도 12에 도시된 바와 같이, 태양광 추적 장치(10)에 적용될 수 있다. 태양광 추적 장치(10)는 태양전지 모듈의 전기 에너지 생산 효율을 증가시키기 위하여, 태양전지 모듈이 태양광을 향하도록 태양전지 모듈의 위치를 조절하는 장치로서, 이러한 태양광 추적 장치(10)는 그 구동을 위한 구동 유닛을 필수적으로 포함하고 있다.

즉, 태양광 추적 장치(10)는, 건축물의 옥외 등에 설치되는 지지대, 이러한 지지대에 이동 가능하게 설치되어 태양전지 모듈을 지지하는 지지 프레임, 지지 프레임의 구동을 위한 구동 유닛 등으로 구성될 수 있다.

본 실시예의 경우, 이러한 구동 유닛으로 유압 장치가 이용된다. 보다 구체적으로 유압 장치의 본체(110)는 지지대에 설치될 수 있으며, 유압 장치의 유압 실린더(30)는 외부로 노출되도록 설치되어 지지 프레임의 이동을 위한 구동력을 제공할 수 있다.

이와 같이 유압 장치를 이용함으로써, 단순히 모터 및 기어 구조를 이용하는 경우에 비해 보다 큰 구동력을 발생시킬 수 있을 뿐 아니라, 지지 프레임을 일정 위치에 고정시키는 지지력 또한 크게 작용될 수 있으므로, 보다 안정적인 태양광 추적 장치(10)의 구현이 가능하게 된다.

유압 장치는 도 12에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 배치될 수 있으며, 각 유압 장치는 지지 프레임을 수직축 및 수평축을 중심으로 각각 회전 태양전지 모듈의 위치를 태양광을 향하도록 조절할 수 있다.

유압 실린더(30)는 직선 운동을 위한 구동력을 발생시키므로, 유압 실린더(30)와 지지프레임 사이에는 직선 운동을 회전 운동으로 변환시키기 위한 링크 구조물 또는 랙, 피니언 구조물이 개재될 수 있다. 이러한 링크 구조물 및 랙, 피니언 구조물은 공지된 구조로 설계의 필요에 따라 다양한 변경이 가능하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 유압 장치
110: 본체
111: 제1 유로
112: 제2 유로
113: 제3 유로
114: 제4 유로
115: 가이드 홀(guide hole)
120: 모터(motor)
130: 회전축
140: 펌핑 캠(pumping cam)
150: 펌프(pump)
151: 펌핑 챔버(pumping chamber)
152: 펌핑 로드(pumping rod)
153: 제1 체크 밸브(first check valve)
154: 제2 체크 밸브
155: 제3 차단 부재
156: 제3 탄성 부재
160: 제1 전환 밸브
162: 전환 로드
170: 제1 전환 밸브 캠
172: 제1 대경부
174: 제1 소경부
180: 제2 전환 밸브
181: 제1 배출 밸브
182: 제1 배출 로드
183: 제1 차단 부재
184: 제1 탄성 부재
185: 제2 배출 밸브
186: 제2 배출 로드
187: 제2 차단 부재
188: 제2 탄성 부재
190: 제2 전환 밸브 캠
191: 제1 배출 밸브 캠
192: 제2 대경부
193: 제2 소경부
194: 제1 함몰부
195: 제2 배출 밸브 캠
196: 제3 대경부
197: 제3 소경부
198: 제2 함몰부
10: 태양광 추적 장치
20: 오일 탱크(oil tank)
30: 유압 실린더
32: 피스톤(piston)
40: 제4 탄성 부재
50: 감속기
55: 커플링(coupling)
60: 휠(wheel)
65: 스러스트 베어링(thrust bearing)
70: 스톱퍼(stopper)
80: 실링 부재(sealing member)
85: 미끄럼 부재
90: 볼(ball)
95: 릴리프 밸브(relief valve)

Claims

모터;
상기 모터로부터 구동력을 전달받아 회전 운동하는 회전축;
상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전 운동하는 펌핑 캠;
상기 펌핑 캠에 의해 작동되어 오일 탱크로부터 오일을 펌핑하는 펌프;
내부 공간이 피스톤을 중심으로 제1 공간과 제2 공간으로 구획된 유압 실린더의 제1 공간과 상기 펌프를 연결하는 제1 유로;
상기 유압 실린더의 제2 공간과 상기 펌프를 연결하는 제2 유로;
상기 제1 유로 또는 상기 제2 유로를 개방시켜, 상기 오일을 상기 유압 실린더의 제1 공간 또는 제2 공간으로 공급하는 제1 전환 밸브;
상기 회전축에 나사 결합되어 상기 회전축의 회전 운동에 따라 상기 회전축의 길이 방향으로 직선 운동하면서 상기 제1 전환 밸브를 작동시키는 제1 전환 밸브 캠;
상기 유압 실린더와 제2 공간과 상기 오일 탱크를 연결하는 제3 유로;
상기 유압 실린더의 제1 공간과 상기 오일 탱크를 연결하는 제4 유로;
상기 제1 유로가 개방된 경우 상기 제3 유로를 개방시키고 상기 제2 유로가 개방된 경우 상기 제4 유로를 개방시켜, 상기 오일을 상기 오일 탱크로 배출하는 제2 전환 밸브; 및
상기 제1 전환 밸브 캠에 결합되어 상기 제1 전환 밸브 캠과 함께 직선 운동하면서 상기 제2 전환 밸브를 작동시키는 제2 전환 밸브 캠을 포함하는 유압 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전환 밸브 캠은 상기 회전축의 회전 방향이 변경됨에 따라 직선 운동의 방향이 변경되는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전환 밸브는 일단부가 상기 제1 전환 밸브 캠과 접하도록 배치되어, 상기 제1 전환 밸브 캠이 상기 회전축의 길이 방향으로 직선 운동함에 따라 전진 또는 후진하는 전환 로드를 포함하며,
상기 제1 유로 및 상기 제2 유로는 상기 전환 로드의 타단부에 의해 선택적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 전환 밸브 캠은, 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제1 대경부 및 제1 소경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 전환 밸브는,
상기 제1 유로가 개방된 경우 상기 제3 유로를 개방시키는 제1 배출 밸브; 및
상기 제2 유로가 개방된 경우 상기 제4 유로를 개방시키는 제2 배출 밸브를 포함하고,
상기 제2 전환 밸브 캠은,
상기 제1 배출 밸브를 작동시키는 제1 배출 밸브 캠; 및
상기 제2 배출 밸브를 작동시키는 제2 배출 밸브 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제5항에 있어서,
상기 제3 유로는 상기 제2 유로에 연결되고,
상기 제1 배출 밸브는 상기 제2 유로와 상기 제3 유로를 통해 상기 오일을 상기 유압 실린더의 제2 공간에서 상기 오일 탱크로 배출하며,
상기 제4 유로는 상기 제1 유로에 연결되고,
상기 제2 배출 밸브는 상기 제1 유로와 상기 제4 유로를 통해 상기 오일을 상기 유압 실린더의 제1 공간에서 상기 오일 탱크로 배출하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 배출 밸브는,
일단부가 상기 제1 배출 밸브 캠과 접하도록 배치되어, 상기 제1 배출 밸브 캠이 상기 회전축의 길이 방향으로 직선 운동함에 따라 전진 또는 후진하는 제1 배출 로드;
상기 제3 유로를 폐쇄하도록 배치되며 상기 제1 배출 로드의 전진에 의해 상기 제3 유로를 개방시키는 제1 차단 부재; 및
상기 제3 유로에 설치되어 상기 제1 배출 로드의 후진시 상기 제1 차단 부재를 원위치시키는 제1 탄성 부재를 포함하고,
상기 제2 배출 밸브는,
일단부가 상기 제2 배출 밸브 캠과 접하도록 배치되어, 상기 제2 배출 밸브 캠이 상기 회전축의 길이 방향으로 직선 운동함에 따라 전진 또는 후진하는 제2 배출 로드;
상기 제4 유로를 폐쇄하도록 배치되며 상기 제2 배출 로드의 전진에 의해 상기 제4 유로를 개방시키는 제2 차단 부재; 및
상기 제4 유로에 설치되어 상기 제2 배출 로드의 후진시 상기 제2 차단 부재를 원위치시키는 제2 탄성 부재를 포함하며,
상기 제3 유로 및 상기 제4 유로는 상기 제1 배출 로드 및 상기 제2 배출 로드의 타단부에 의해 선택적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 배출 밸브 캠은, 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제2 대경부 및 제2 소경부를 포함하고,
상기 제2 배출 밸브 캠은, 각각 원기둥 형상을 가지며 서로 상이한 직경을 갖는 제3 대경부 및 제3 소경부를 포함하며,
상기 제2 전환 밸브 캠은, 상기 제2 소경부, 상기 제2 대경부, 상기 제3 대경부 및 상기 제3 소경부 순으로 배열되는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 배출 밸브 및 상기 제2 배출 밸브는 상기 펌프와 연동되어, 상기 펌프가 오일을 펌핑하지 않는 경우 상기 제3 유로 및 상기 제4 유로를 모두 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 전환 밸브 캠의 직선 운동이 제한되도록 상기 회전축의 상기 제1 전환 밸브 캠 전후 측에 각각 결합되어 상기 제1 전환 밸브 캠의 직선 운동을 회전 운동으로 전환시키는 한 쌍의 스톱퍼를 더 포함하고,
상기 제2 전환 밸브 캠은 상기 스톱퍼에 의해 상기 제1 전환 밸브 캠의 직선 운동이 제한되는 경우 상기 제1 전환 밸브 캠과 함께 회전 운동하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 대경부의 외주면에는 상기 제1 배출 로드를 후진시켜 상기 제3 유로를 폐쇄하기 위한 제1 함몰부가 형성되고,
상기 제3 대경부의 외주면에는 상기 제2 배출 로드를 후진시켜 상기 제4 유로를 폐쇄하기 위한 제2 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제1항에 있어서,
상기 펌프는,
펌핑 챔버;
상기 펌핑 챔버에 단부가 상기 펌핑 캠과 접하도록 배치되어, 상기 펌핑 캠의 회전 운동에 따라 전진 또는 후진하는 펌핑 로드;
상기 오일이 상기 오일 탱크에서 상기 펌핑 챔버로 흡입되도록, 상기 펌핑 로드의 후진에 의해 개방되는 제1 체크 밸브; 및
상기 오일이 상기 펌핑 챔버에서 상기 제1 전환 밸브로 배출되도록, 상기 펌핑 로드의 전진에 의해 개방되는 제2 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제1항에 있어서,
상기 펌핑 캠은 원기둥 형상을 가지며, 상기 회전축과 편심되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
제12항에 있어서,
상기 펌핑 챔버 내부의 압력이 기준값을 초과하는 경우 상기 오일을 상기 펌핑 챔버로부터 상기 오일 탱크로 배출하는 릴리프 밸브를 더 포함하는 유압 장치.
제1항에 있어서,
내부에 상기 오일이 저장되는 상기 오일 탱크; 및
상기 오일로 인한 상기 피스톤의 전진 또는 후진에 의해 구동력을 발생시키는 상기 유압 실린더를 더 포함하는 유압 장치.
삭제