KR101293455B1 - 임의 변속 방지 수단이 구비된 유압모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조작에 의하지 않은 임의 변속을 방지할 수 있는 유압 모터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 임의 변속 방지 수단이 구비된 유압 모터는 구동유가 유입되는 제1라인과; 제1연통공에 의해 상기 제1라인과 연통되는 제2라인과; 일단이 제2연통공에 의해 상기 제2라인과 연통되고, 타단이 상기 사판의 경사각을 변경시키는 실린더에 연통되는 제3라인과; 상기 제2라인의 내부에서 슬라이딩하여 상기 제1연통공과 제2연통공을 개폐하는 1-2속 절환 스풀과; 상기 1-2속 절환 스풀이 상기 제1연통공과 제2연통공을 폐쇄하도록 탄성력을 부가하는 탄성부재와; 상기 제2라인과 연통되고, 상기 1-2속 절환 스풀의 후방에 형성된 가압부와; 제3연통공에 의해 상기 가압부와 연통되고, 상기 제3연통공을 통해 상기 가압부에 파일럿유(pilot oil)에 의해 상기 1-2속 절환 스풀이 상기 탄성부재를 가압하도록 이동시키는 파일럿 라인과; 상기 제2라인과 상기 가압부가 상호 연통되게 구성되되, 상기 파일럿유가 상기 제2라인으로 일방향 이송되게 하는 체크밸브부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 크레인과 같은 유압구동차를 2속 이상으로 고속 주행하거나 2속 이상의 고속으로 비탈길을 주행할 때 또는 2속 이상의 속도로 주행하는 중에 좌우 회전할 때 조작에 의하지 않고 구동유의 공급 압력이 떨어지는 경우에도 파일럿유에 의한 압력이 보충되어 1속으로의 변속을 방지할 수 있는 효과가 제공된다.

Description

임의 변속 방지 수단이 구비된 유압모터 {Oil hydraulic motor having means inhibiting arbitrary change of speed}

본 발명은 유압 모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 조작에 의하지 않은 임의 변속을 방지할 수 있는 유압 모터에 관한 것이다.

예를 들어, 중량물을 들어 올려서 상하, 좌우, 전후로 운반하는 기계장치인 크레인과 같은 유압구동차는 차축에 유압 모터가 연결되어 있고, 이러한 유압모터에 의해 크레인과 같은 유압구동차의 변속이 이루어진다.

크레인과 같은 유압 구동차에서 사용되는 유압모터는 일반적으로 저속인 1속과 고속인 2속의 2단계 변속을 제어한다.

이러한 유압모터는 등록특허공보 제10-0559294호(특허문헌 1)에 상세히 개시되어 있다.

이 특허문헌 1에 개시된 종래기술에 따른 유압모터는 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이 특허문헌 1에 개시된 종래의 유압모터는 유압원(미도시), 액츄에이터(1), 방향절환밸브(2), 경전피스톤(3), 다단조정용 경전피스톤(6) 및 다단조정용 컨트롤밸브(7)를 포함하여 이루어진다.

상기 액츄에이터(1)는 유압원에 접촉되며, 유압원으로 부터의 작동유 공급에 따라 구동한다.

상기 방향절환밸브(1)는 상기 유압원과 상기 액츄에이터(1) 사이의 유로에 절환 가능하게 설치되어 상기 액츄에이터(1)에 공급되는 작동유를 제어한다.

상기 다단조정용 경전피스톤(6)은 상기 액츄에이터(1)의 공급측유로에 병렬연결된 병렬유로(5)와 상기 액츄에이터(1) 사이에 설치되어 상기 액츄에이터(1)의 사판경전각을 다단계로 조절한다.

상기 다단조정용 컨트롤밸브(7)는 상기 병렬유로(5)와 다단조정용 경전피스톤(6) 사이의 유로에 절환 가능하게 설치되며, 절환 시 상기 다단조정용 경전피스톤(6)에 공급되는 작동유를 제어하여 상기 액츄에이터(1)의 회전속도를 다단계로 조정한다.

이와 같은 구성을 갖는 유압모터의 경우에는 예를 들어 유압구동차를 2속 고속 주행하거나 2속으로 비탈길을 주행할 때 또는 2속 이상의 속도로 주행하는 중에 좌우 회전할 때 조작에 의하지 않고 2속에서 1속으로 떨어지는 경우가 발생한다. 조작에 의하지 않고 2속에서 1속으로 떨어지는 현상은 유압원으로부터의 구동유에 의한 압력이 1,2속 변환 밸브에 안정적으로 공급되지 않아 발생하는 경우가 많다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 예를 들어 크레인과 같은 유압구동차를 2속 이상으로 고속 주행하거나 2속 이상의 고속으로 비탈길을 주행할 때 또는 2속 이상의 속도로 주행하는 중에 좌우 회전할 때 조작에 의하지 않고 임의로 발생할 수 있는 1속으로의 변속을 방지할 수 있는 수단을 포함하는 유압모터를 제공하는 데에 있다.

상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 관점은,

사판의 경사각에 의해 변속되는 유압모터에 있어서,

구동유가 유입되는 제1라인과;

제1연통공에 의해 상기 제1라인과 연통되는 제2라인과;

일단이 제2연통공에 의해 상기 제2라인과 연통되고, 타단이 상기 사판의 경사각을 변경시키는 실린더에 연통되는 제3라인과;

상기 제2라인의 내부에서 슬라이딩하여 상기 제1연통공과 제2연통공을 개폐하는 1-2속 절환 스풀과;

상기 1-2속 절환 스풀이 상기 제1연통공과 제2연통공을 폐쇄하도록 탄성력을 부가하는 탄성부재와;

상기 제2라인과 연통되고, 상기 1-2속 절환 스풀의 후방에 형성된 가압부와;

제3연통공에 의해 상기 가압부와 연통되고, 상기 제3연통공을 통해 상기 가압부에 파일럿유(pilot oil)에 의해 상기 1-2속 절환 스풀이 상기 탄성부재를 가압하도록 이동시키는 파일럿 라인과;

상기 제2라인과 상기 가압부가 상호 연통되게 구성되되, 상기 파일럿유가 상기 제2라인으로 일방향 이송되게 하는 체크밸브부를 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 변속 방지 수단이 구비된 유압모터를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 체크밸브부는 상기 제2라인으로 유입되는 구동유의 압력이 상기 파일럿유의 압력보다 크면 닫혀서 연통을 폐쇄하고, 상기 제2라인으로 유입되는 구동유의 압력이 상기 파일럿유의 압력보다 작으면 개방되어 상기 제2라인과 가압부의 연통을 개방하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 체크밸브부의 유체 연통로 중에 볼과 상기 볼이 수용되는 볼 수용홈이 형성되어 있고, 상기 볼 수용홈의 파일럿유 공급측은 원형 단면으로 형상화되어 있으며 상기 볼 수용홈의 구동유 공급측은 상기 볼의 접촉시 볼의 구체 표면을 따라 유체가 이동할 수 있는 하나 이상의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 1-2속 절환 스풀의 전진 시 제1라인과 제2라인이 연통되게 상기 1-2속 절환 스풀의 외주면에 전방 시일부재와 후방 시일 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

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이상에서와 같이, 본 발명에 따른 유압모터는 예를 들어 크레인과 같은 유압구동차를 2속으로 고속 주행하거나 2속으로 비탈길을 주행할 때 또는 2속 이상의 속도로 주행하는 중에 좌우 회전할 때 조작에 의하지 않고 구동유의 공급 압력이 떨어지는 경우에도 파일럿유에 의한 압력이 보충되어 1속으로의 변속을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따른 유압모터를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유압모터의 요부를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 1속일 때의 상태를 보여주는 요부 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 유압모터의 요부만을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 2속일 때의 상태를 보여주는 요부 단면도이다.
도 5의 (a)는 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이고, 도 5의 (b)는 도 2의 C 부분을 확대한 단면도이다.
도 6의 (a)는 도 5의 D 부분을 확대한 단면도로서 파일럿유의 압력이 구동유의 압력보다 큰 경우를 도해하는 도면이고, 도 6의 (b)는 파일럿유의 압력이 구동유의 압력보다 작은 경우를 도해하는 도면이다.
도 7은 종래기술에 따른 유압모터를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 본 발명의 명세서에서는 구동유, 작동유, 파일럿유로 구별하여 기재하고 있지만, 이는 설명을 위해 편의상 구별하여 사용하는 것일 뿐이며, 달리 설명하지 않으면 같은 또는 유사한 오일인 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따른 유압모터를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 유압모터의 요부만을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 1속일 때의 상태를 보여주는 요부 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 유압모터의 요부만을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 2속 일 때의 상태를 보여주는 요부 단면도이며, 도 5의 (a)는 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이고, 도 5의 (b)는 도 2의 C 부분을 확대한 단면도이고, 도 6의 (a)는 도 5의 D 부분을 확대한 단면도로서 파일럿유의 압력이 구동유의 압력보다 큰 경우를 도해하는 도면이고, 도 6의 (b)는 파일럿유의 압력이 구동유의 압력보다 작은 경우를 도해하는 도면이다.

도 1에는 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따른 유압모터의 전체적인 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 이하에서는, 도 1에 도시된 유압모터의 일부 구성 요소가 생략되거나 일부 구성 요소가 확대된 도면과 함께 설명될 것이다. 비록, 일부 구성 요소가 생략되거나 특정 부분만 확대되어 도시되어 있는 도면일지라도 기본적으로 도 1에 제시되어 있는 구성요소가 모두 제시되어 있는 것으로 보아야 할 것이다.

먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따른 유압모터는 크레인과 같은 유압구동차의 주행을 목적으로 사용되는 모터로서, 케이싱(100), 유압원(미도시), 구동부(300), 실린더(400), 1-2속 절환 스풀(600) 및 체크밸브부(200)를 포함하여 이루어진다.

케이싱(100)은 유압모터에서 하우징 역할을 한다. 케이싱(100)의 내부에는 구동부(300), 실린더(400), 1-2속 절환 스풀(600) 및 체크밸브부(200) 등이 설치된다.

케이싱(100)의 내부에 설치된 구동부(300)는 크게 사판볼(340)과 사판(350) 그리고 실린더 블록(320)과 피스톤(330)을 포함한다.

사판(350)은 사판볼(340)을 중심으로 선회될 수 있게 지지되어 있다. 도 1 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 사판볼(340)을 중심으로 사판(350)이 선회되지 않은 상태를 1속이라 하고, 도 4와 같이 사판볼(340)을 중심으로 사판(350)이 선회되어 있는 상태를 2속이라 한다. 사판(350)의 선회 동작은 후술되어 있는 실린더(400)의 전진 또는 후퇴 동작에 의존하며, 실린더(400)의 전진 또는 후퇴 동작은 유압원(도시되어 있지 않음)으로부터의 구동유 공급 압력에 따라 달려 있다.

또한, 케이싱(100)의 내부에는 실린더 블록(320)이 자유롭게 회전할 수 있도록 배치되는 동시에 실린더 블록(320)에 구동축(310)이 고정되어 있다. 이러한 구동축(310)은 도시되어 있지는 않지만 크레인과 같은 유압구동차의 주행차축에 연결된다.

실린더 블록(320)에는 복수의 피스톤(330)이 방사상으로 배치된다. 각각의 피스톤(330)은 축방향으로 슬라이딩될 수 있게 실린더 블록(320)에 끼움 결합된다. 각각의 피스톤(330)의 두부는 도 1에 도시된 바와 같이 사판(350)에 ??닿아 제공된다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 케이싱(100)의 내부에는 유압원(도시되어 있지 않음)으로부터의 구동유가 유입되는 제1라인(810, 820), 제1라인(810, 820)을 통해 유입된 구동유가 선택적으로 이송되는 제2라인(154), 제2라인(154)과 연통되어 실린더(400)에 구동유를 공급함으로써 사판(350)의 경사각을 변경시키는 제3라인(158)이 형성되어 있다.

제1라인(810, 820)은 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 라인이 서로 연결되어 있으며, 도면부호 152로 표시되어 있는 제1연통공으로 합류한다.

제1라인(810, 820)과 제2라인(154)은 특히 도 3에 도시된 바와 같이 제1연통공(152)에 의해 상호 연통된다. 제2라인(154)과 제3라인(158)은 제2연통공(156)에 의해 상호 연통된다. 제2연통공(156)은 도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 1-2속 절환 스풀(600)의 외주에 있는 케이싱(100) 부분에 형성되고, 이 제2연통공(156)은 가상선으로 표시된 케이싱(100) 부분의 라인을 통해 제3라인(158)과 연통되어 있다.

한편, 제2라인(154)은 1-2속 절환 스풀(600)이 전진할 때 1-2속 절환 스풀(600)의 특정 범위 외주면과 케이싱(100)에 의해 만들어지는 구동유 통로를 의미한다.

보다 구체적으로, 제2라인(154)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 케이싱(100)에 대하여 슬라이딩 가능하게 장착되어 있는 1-2속 절환 스풀(600)의 전방에 수밀하게 마련되어 있는 전방 시일부재(602)와 후방에 수밀하게 마련되어 있는 후방 시일부재(604) 사이의 원주면과 케이싱(100)이 이루는 공간을 의미한다.

이러한 제2라인(154)은 1-2속 절환 스풀(600)이 도 3에 도시된 바와 같이 후퇴된 상태로 있는 경우에는 제1연통공(152)과는 연통되고 제2연통공(156)과는 연통되지 않은 상태로 유지된다. 즉, 이 때에는, 유압원으로부터 제1라인(810, 820)을 경유하여 공급된 구동유가 차단된다. 이러한 상태를 1속이라 한다.

그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 1-2속 절환 스풀(600)이 전방으로 전진하는 경우, 제2라인(154)은 상기한 제1연통공(152)과 제2연통공 모두에 대하여 연통되어 있는 상태로 유지된다. 즉, 이 때에는, 제1연통공(152)으로부터의 구동유가 제2라인(154)을 거쳐 제2연통공(156)으로 유입되고, 제2연통공(156)으로 유입된 구동유는 도 4에 가상선으로 도시된 제3라인(158)을 통해 실린더(400)로 공급되어 사판(350)이 사판볼(340)을 중심으로 선회되게 한다. 이 상태를 2속이라 한다.

또한, 케이싱(100)의 내부에는 도시되어 있지 않지만 파일럿 라인이 형성된다. 파일럿 라인을 통해서 파일럿유(pilot oil)가 이송되어 제3연통공(160)을 통해 1-2속 절환 스풀(600)의 후방으로 유입된다. 이러한 경로를 통해 유입된 파일럿유는 1-2속 절환 스풀(600)을 전진시키는 역할을 하게 된다.

1-2속 절환 스풀(600)의 전방에는 특히 도 3에 도시된 바와 같이 파일럿 라인으로부터의 파일럿유의 압력에 저항하는 방향으로 힘을 작용시키기 위한 대항수단으로서의 탄성부재(630)가 장착되어 있다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기한 대항수단으로서 압축스프링과 같은 탄성부재(630) 이외에도 작동유를 1-2속 절환 스풀(600)의 전방에 공급함으로써 상기한 파일럿 라인으로부터의 파일럿유의 압력에 저항하는 방향으로 1-2속 절환 스풀(600)이 후퇴되게 구성할 수 있다.

본 발명에서는 상기한 구성에 더하여 상기한 제2라인(154)과 상기 가압부에 연결되어 상기 제2라인(154)과 가압부 사이의 연통 여부를 제어하는 체크밸브부(200)가 더 포함된다.

이러한 체크밸브부(200)는 제2라인(154)으로 유입되는 구동유의 압력이 파일럿유의 압력보다 크게 되면 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 볼(202)이 도면상 우측으로 이동하여 제2라인(154)과 가압부의 연통을 폐쇄하고, 반대로 제2라인(154)으로 유입되는 구동유의 압력이 상기 파일럿유의 압력보다 작아지게 되면 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 볼(202)이 도면상 좌측으로 이동하여 제2라인(154)과 가압부의 연통을 개방하여 파일럿유가 구동유쪽으로 보충적으로 공급된다.

예를 들어 크레인과 같은 유압구동차를 2속 이상으로 고속 주행하거나 2속 이상의 고속으로 비탈길을 주행할 때 또는 2속 이상의 속도로 주행하는 중에 좌우 회전할 때 조작에 의하지 않고 구동유의 공급 압력이 떨어지는 경우가 발생한다. 이와 같이 구동유의 공급 압력이 떨어지게 되면 실린더(400)가 후퇴하여 사판볼(340)에 대하여 선회된 상태에 있는 사판(350)이 원위치로 복귀하게 된다. 즉, 사용자의 조작에 의하지 않고 2속에서 1속으로 떨어지게 되는 것이다.

본 발명에서는 상기와 같이 체크밸브부(200)를 통해 파일럿유에 의한 압력이 구동유에 의한 압력에 보충되어 결국에는 구동유의 압력이 항시 유지되게 하는 것이다. 즉, 파일럿유에 의한 압력이 보충되어 1속으로의 변속을 방지할 수 있는 효과가 제공되는 것이다.

이때, 체크밸브부(200)의 상기한 바와 같은 개방 또는 폐쇄 동작을 가능하게 하는 것은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 볼(202)이 수용되는 공간의 구조적 특징에 연유한다. 즉, 볼(202)이 수용되는 공간의 일측(도면상 우측)은 그 단면이 원형으로 형상화되어 있어 구동유의 압력이 파일럿유의 압력보다 큰 경우에는 볼(202)의 우측방 이동에 의해 폐쇄된다. 그러나, 타측(도면상 좌측)은 볼(202)의 구면이 접촉하는 원형 단면에 하나 이상의 홈(204)이 형성되어 있어 파일럿유의 압력이 구동유의 압력보다 큰 경우 볼(202)의 도면상 좌측방 이동에 의해서도 폐쇄되지 않아 파일럿유에 의한 압력과 구동유에 의한 압력이 제2라인(154)에서 합쳐지게 되어 그 압력이 유지되게 하는 것이다

이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 케이싱 110 : 실린더실
152 : 제1연통공 154 : 제2라인
156 : 제2연통공 158 : 제3라인
160 : 제3연통공 200 ; 체크밸브부
202 : 볼 204 : 홈
310 : 구동축 340 : 사판볼
350 : 사판 400 : 실린더
600 : 1-2속 절환 스풀 602 : 전방 시일부재
604 : 후방 시일부재 630 : 탄성부재
810, 820 : 제1라인

Claims (5)

1. 사판(350)의 경사각에 의해 변속되는 유압모터에 있어서,
   구동유가 유입되는 제1라인(810, 820)과;
   제1연통공(152)에 의해 상기 제1라인(810, 820)과 연통되는 제2라인(154)과;
   일단이 제2연통공(156)에 의해 상기 제2라인(154)과 연통되고, 타단이 상기 사판(350)의 경사각을 변경시키는 실린더(400)에 연통되는 제3라인(158)과;
   상기 제2라인(154)의 내부에서 슬라이딩하여 상기 제1연통공(152)과 제2연통공(156)을 개폐하는 1-2속 절환 스풀(600)과;
   상기 1-2속 절환 스풀(600)이 상기 제1연통공(152)과 제2연통공(156)을 폐쇄하도록 탄성력을 부가하는 탄성부재(630)와;
   상기 제2라인(154)과 연통되고, 상기 1-2속 절환 스풀(600)의 후방에 형성된 가압부와;
   제3연통공(160)에 의해 상기 가압부와 연통되고, 상기 제3연통공(160)을 통해 상기 가압부에 파일럿유(pilot oil)에 의해 상기 1-2속 절환 스풀(600)이 상기 탄성부재(630)를 가압하도록 이동시키는 파일럿 라인과;
   상기 제2라인(154)과 상기 가압부가 상호 연통되게 구성되되, 상기 파일럿유가 상기 제2라인(154)으로 일방향 이송되게 하는 체크밸브부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 변속 방지 수단이 구비된 유압모터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 체크밸브부(200)는 상기 제2라인(154)으로 유입되는 구동유의 압력이 상기 파일럿유의 압력보다 크면 닫혀서 연통을 폐쇄하고, 상기 제2라인(154)으로 유입되는 구동유의 압력이 상기 파일럿유의 압력보다 작으면 개방되어 상기 제2라인(154)과 가압부의 연통을 개방하는 것을 특징으로 하는 임의 변속 방지 장치가 구비된 유압모터.
3. 제 2항에 있어서, 상기 체크밸브부(200)의 유체 연통로 중에 볼(202)과 상기 볼이 수용되는 볼 수용홈이 형성되어 있고, 상기 볼 수용홈의 파일럿유 공급측은 원형 단면으로 형상화되어 있으며 상기 볼 수용홈의 구동유 공급측은 상기 볼(202)의 접촉시 볼(202)의 구체 표면을 따라 유체가 이동할 수 있는 하나 이상의 홈(204)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 임의 변속 방지 수단이 구비된 유압모터.
4. 제 1항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 1-2속 절환 스풀(600)의 전진 시 제1라인(810, 820)과 제2라인(154)이 연통되게 상기 1-2속 절환 스풀(600)의 외주면에 전방 시일부재와 후방 시일 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 임의 변속 방지 수단이 구비된 유압모터.
5. 삭제

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