KR101323861B1 - 유압모터 - Google Patents

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KR101323861B1
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Abstract

본 발명은 유압펌프로부터 작동유가 공급 및 토출되는 유압포트(1,2)와; 상기 유압포트(1,2)와 연결되어, 작동유에 의해 양방향으로 이동가능하게 설치되는 방향제어밸브(4)와; 상기 유압포트(1,2)와 상기 방향제어밸브(4)가 구비되며, 내부에 다수의 유로가 형성되는 리어플랜지(12)와; 상기 리어플랜지(12)와 결합되며, 작동유가 공급 및 토출되어 왕복운동하는 피스톤부(28)와; 상기 피스톤부(28)의 왕복운동에 의해 회전되는 실린더블럭(24)과; 상기 실린더블럭(24)의 회전력을 전달 받아 회전되는 구동샤프트(22)를 포함하며; 상기 리어플랜지(12)의 내부에는 과부하방지밸브(18,20)가 설치되어, 상기 구동샤프트(22)의 회전방향에 따라 서로 다른 과부하방지밸브(18,20)가 연결되는 것을 특징으로 하는 유압모터에 관한 것이다.
이와 같은 본발명에 의하면, 리어플랜지의 내부에 릴리브밸브를 삽입 결합함으로써 누수를 방지고 복수의 과부하방지밸브를 설치하여 유압모터의 정역회전시에 각각의 과부하방지밸브의 기준압력을 다르게 설정하여 구동샤프트의 정역회전시의 회전속도가 변경되어도 유압모터의 과부하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

유압모터{A HYDRAULIC MOTOR}
본 발명은 유압모터에 관한 것으로서, 중장비 등에 장착되는 유압모터와 같은 회전체에 공급되는 작동유를 제어하는 과부하방지밸브에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 중장비에 과부하가 발생되면 유압펌프로부터 공급되는 작동유에 압력이 높아져 유압모터가 작동되는 도중에, 과부하방지밸브가 일정 이상의 압력에 의해 작용되어 작동유를 유압탱크로 경유하여 릴리프되도록 함으로써 유압모터의 과부하 발생을 방지하는 유압모터에 관한 것이다.
일반적으로, 양방향의 유압모터는 유압력을 회전력으로 전환하는 장치로 유압회로를 통해 유통되는 작동유에 의해 회전되어 동축 결합된 회전축을 회전시킨다. 상기한 유압모터는 압력원으로부터 유동되는 작동유의 유동 방향을 절환시킴으로써, 양방향으로의 회전방향 절환을 행할 수 있다.
상기한 바와 같은 작동유 유동방향의 절환은 상기 유압회로에 의해 행하여지는데, 이러한 유압회로는 유압모터와 압력원을 연결시키는 복수의 유로를 구비하여 구성된다. 상기 유로는 압력원으로부터 공급되는 작동유가 어느 하나의 유로로 유동되어 유압모터를 회전시킨 다음, 다른 또 하나의 유로를 통해 유압탱크로 리턴되는 순환경로로 이루어진다.
상기의 유로에 유동되는 작동유의 유동방향을 절환하게 되며, 이와 같은 카운트밸런스 밸브에 의한 유압모터의 회전방향 절환시에는 어느 유로에 유압모터의 관성에 의한 순간적인 초과압력이 충격력으로 작용되어 유압회로를 구성하는 각 구성요소의 부품들을 손상시킨다.
이와 같은 초과압력에 의한 부품 손상을 방지하기 위하여 유압모터와 카운트밸런스 밸브 사이의 유로에 이 유로들을 필요에 따라 선택적으로 연통시키는 릴리프밸브를 설치하여 유로 절환시의 어느 유로에 작용하는 초과압력의 작동유를 다른 유로로 유동시킨다. 또한, 단일의 릴리프밸브의 사용으로 유압모터의 정역회전시에 그 출력값이 동일하게 사용되어야 하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2011-0042987
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유압모터의 작동중에, 유압모터로부터 유입되는 작동유의 유로상에 과부하방지밸브가 설치되어 유로에 작용하는 압력의 과부하를 방지하고, 리어플랜지의 내부에 과부하방지밸브가 삽입 결합되어 누유를 방지하는 유압모터를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 유압모터는, 유압펌프로부터 작동유가 공급 및 토출되는 유압포트와, 상기 유압포트와 연결되어 작동유에 의해 양방향으로 이동가능하게 설치되는 방향제어밸브(4)와, 상기 유압포트와 상기 메인스플이 구비되며 내부에 다수의 유로가 형성되는 리어 플랜지와, 상기 리어 플랜지와 결합되며 작동유가 공급 및 토출되어 왕복운동하는 기구와, 상기 피스톤부의 왕복운동에 의해 회전되는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭의 회전력을 전달 받아 회전되는 구동샤프트를 포함하며, 상기 리어 플랜지의 내부에는 과부하방지밸브가 설치되어, 상기 구동샤프트의 회전방향에 따라 서로 다른 과부하방지밸브가 연결된다.
상기 리어플랜지의 내부에는 과부하방지밸브가 삽입 결합되어 누유를 방지한다.
상기 각각의 과부하방지밸브는, 유압에 의한 작동 압력이 서로 다르게 설정된다.
상기 과부하방지밸브는, 제 1 작동유로와 연결되어 유압을 감지하는 제 1 과부하방지밸브와, 제 2 작동유로와 연결되어 유압을 감지하는 제 2 과부하방지밸브를 포함하며, 상기 제 1 과부하방지밸브와 상기 제 2 과부하방지밸브는 서로 다른 바이패스유로를 구비한다.
상기 피스톤부는 속도조절기구에 의해 고속단과 저속단으로 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 유압모터는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 리어플랜지의 내부에 릴리브밸브를 삽입 결합함으로써 누수를 방지고 복수의 과부하방지밸브를 설치하여 유압모터의 정역회전시에 각각의 과부하방지밸브의 기준압력을 다르게 설정하여 구동샤프트의 정역회전시의 회전속도가 변경되어도 유압모터의 과부하를 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 유압모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.
도 2는 본 발명 실시예를 구성하는 리어플랜지의 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 유압모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 유압회로도.
이하 본 발명에 의한 유압모터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 유압모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도이고, 도 2에는 본 발명 실시예를 구성하는 리어플랜지의 구성을 보인 단면도이고, 도 3에는 본 발명에 의한 유압모터의 바람직한 실시예의 구성을 보인 유압회로도가 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 통형상의 케이싱(14)과 리어플랜지(12)을 접합하여 하우징(10)이 형성된다. 도 1와 도 2을 참조하여 살펴보면, 상기 리어플랜지(12)는 상기 케이싱(14)의 후방에 설치된다. 상기 리어플랜지(12)는 다수의 유로가 형성되므로 주조로 형성하는 것이 바람직한다. 상기 리어플랜지(12)는 내부에 다수의 유로와 다수의 부품이 설치된다.
상기 리어플랜지(12)의 중심을 기준으로 좌,우측 상측에는 일정한 간격으로 유압포트(1,2)가 형성된다. 상기 유압포트(1,2)는 원통형상으로 형성되어 상기 리어플랜지(12)의 내부로 일정깊이 만큼 관통되게 형성된다. 상기 유압포트(1,2)는 유압탱크(미도시)와 연결되어 작동유를 공급 및 배출한다.
상기 유압포트(1,2)의 하부에는 방향제어밸브(4)가 설치된다. 상기 방향제어밸브(4)는 일반적인 카운트밸런스밸브로 자세한 설명은 생략한다. 상기 방향제어밸브(4)는 작동유가 유입되는 유압포트(1,2)에 따라 좌우로 이동되어 작동유의 유로를 개방한다.
상기 리어플랜지(12)의 하부에는 내측으로 함몰 형성되는 밸브결합부(16)가 형성된다. 상기 밸브결합부(16)에는 아래에서 설명한 과부하방지밸브(18,20)가 설치된다. 상기 과부하방지밸브(18,20)는 상기 밸브결합부(16)에 삽입 결합되어 견고하게 고정된다.
상기 하우징(10)의 내부에는 구동샤프트(22)가 회전가능하게 지지되고, 상기 구동샤프트(22)에 실린더블럭(24)이 스플라인 결합되어져 구동샤프트(22)와 함께 회전할 수 있도록 되어 있다. 실린더블럭(24)에는 상기 구동샤프트(22)와 병행으로 복수의 실린더홀(26)이 원주방향으로 간격을 두고 형성되고, 각 실린더홀(26)에는 피스톤부(28)가 이동 가능하게 삽입된다.
또한, 상기 구동샤프트(22)에는 스러스트볼(30)이 스플라인 결합되고, 스러스트볼(30)에는 경사판(32)을 따름으로써 상기 구동샤프트(22)에 대하여 경사가 되는 슈우(34)가 결합되어 있고, 스러스트볼(30) 및 슈우(34)는 구동샤프트(22)와 함께 회전할 수 있도록 되어 있는 동시에 스러스트볼(30)과 상기 실린더블럭(24)과의 사이에 개재되어진 스프링(36)에 의해서 상기 경사판(32)측으로 가압되어 있다.
피스톤부(28)의 선단은 볼(38)을 거쳐서 슈우(34)에 자유롭게 결합되어 있다. 실린더블럭(24)의 유압실 내부에 작동유를 공급 및 배출하여 상기 피스톤(28)을 왕복 운동시키면 경사판(32)이 슈우(34)와 함께 상기 피스톤부(28)을 원주방향으로 안내하는 것으로 실린더블럭(24)과 함께 구동샤프트(22)를 회전시킨다.
상기 경사판(32)의 중앙 하부(도2 참조)에는 속도조절기구가 설치된다. 상기 2속 피스톤(70)은 아래에서 설명한 2속 전환 밸브(72)에 의해 작동유가 공급되면 상기 경사판(32)을 밀어 각도로 변경하여 상기 구동샤프트(22)의 회전속도를 변경한다.
상기 실린더블럭(24)과 하우징에 상기 구동샤프트(22)와 평행한 방향으로 적층되도록 다수의 분리판(40) 및 마찰판(42)이 교대로 설치된다. 상기 분리판(40) 및 마찰판(42)과 대향하는 위치에는 브레이크스프링(44)이 설치된다. 상기 브레이크스프링(44)은 상기 분리판(40) 과 마찰판(42)을 일정한 힘으로 가압한다.
상기 마찰판(42)과 브레이크스프링(44) 사이에는 브레이크피스톤(46)이 설치된다. 상기 브레이크피스톤(46)에 작동유가 공급되면 상기 브레이크피스톤(46)이 이동되어 상기 마찰판(42)과 분리판(40)을 해제시킨다. 즉, 작동유가 공급되지 않으면 브레이크스프링(44)이 브레이크피스톤(46)을 일정한 힘으로 가압하여 마찰판(42)과 분리판(40)에 작용하여 제동상태가 되고, 작동유가 공급되면 브레이크피스톤(46)이 유압에 의해 상기 마찰판(42)과 분리판(40)을 해제하여 실린더블럭(24) 비제동상태가 된다.
도 3을 참조하여 유압회로도를 자세하게 설명한다. 유압모터(100)는, 제 1 유압 포트(1) 및 제 2 유압 포트(2)에 작동유를 급배 제어하는 방향제어밸브(4)와 접속되어 있다. 상기 방향제어밸브(4)에는 유압모터(100)에 작동유를 공급하기 위한 유압탱크(미도시)가 접속되고, 유압모터(100)에 공급된 작동유는 유압탱크(미도시)로 되돌아간다. 또, 유압모터(100)는, 저속 모드와 고속모드 중 어느 하나로 그 운전 상태를 전환하기 위한 파일럿 압유를 공급하는 파일럿 펌프(102)와, 감속기(104)에도 접속되어 있다.
유압모터(100)는 감속기(104)에 접속되는 유압펌프(106)를 구비하고 있으며, 상기 유압펌프(106)와 제 1 유압포트(1)의 사이는 제 1 유압유로(50)에 의해 연통되어 있다. 상기 유압펌프(106)와 제 2 유압포트(2)의 사이는 제 2 유압유로(52)에 의해 연통되어 있다. 상기 제 1 유압유로(50) 및 상기 제 2 유압유로(52)는 각각 스로틀이 달린 유로(54,56)를 통해 방향제어밸브(4)와 접속된다. 제 1 유압유로(50)로 부터 작동유는 스로틀이 달린 유로(54)를 통해 방향제어밸브(4)의 한쪽의 파일럿실에 도입되고, 제 2 유압유로(52)로 부터 작동유는 스로틀이 달린 유로(56)를 통해 방향제어밸브(4)의 다른 쪽의 파일럿실에 도입된다. 상기 제 1 유압유로(50) 및 제 2 유압유로(52)에는, 각각 체크밸브(58,60)가 배치된다.
상기 방향제어밸브(4)는, 3위치 밸브이며, 제 2 유압유로(52)를 통해 유압탱크(미도시)에 접속하는 제 1 전환 위치(4a)와, 제 1 유압유로(50)를 유압탱크(미도시)에 접속하는 제 2 전환 위치(4c)와, 제 1 유압유로(50) 및 제 2 유압유로(52)를 유압탱크(미도시)와 차단하는 중립위치(4b)를 구비하고 있다.
상기 방향제어밸브(4)와 유압모터(100) 사이의 제 1 유압유로(50)에는 제 1 과부하방지밸브(18)가 연결되고, 상기 방향제어밸브(4)와 유압모터(100) 사이의 제 2 유압유로(52)에는 제 2 과부하방지밸브(20)가 연결된다. 상기 제 1 과부하방지밸브(18)는 제 1 유압유로(50)에 작동유의 유압이 상기 제 1 과부하방지밸브(18)의 작동압 이상이 되면 개방된다. 상기 제 1 과부하방지밸브(18)가 개방되면 작동유는 상기 제 1 바이패스유로(62)를 통해 제 2 유압유로(52)와 연결되어 유압탱크로 배출된다.
상기 제 2 과부하방지밸브(20)는 제 2 유압유로(52)에 작동유의 유압이 상기 제 2 과부하방지밸브(20)의 작동압 이상이 되면 개방된다. 상기 제 2 과부하방지밸브(20)가 개방되면 작동유는 상기 제 2 바이패스유로(64)를 통해 제 1 유압유로(50)와 연결되어 유압탱크(미도시)로 배출된다. 상기 제 1 과부하방지밸브(18)와 상기 제 2 과부하방지밸브(20)에는 일반적인 릴리프밸브가 사용될 수 있다.
즉, 상기 방향제어밸브(4)의 제 1 전환위치(4a)에서는 제 1 유압유로(50)와 제 1 과부하방지밸브(18)가 연결되어 제 1 유압유로(50)의 과부하를 방지하고, 제 2 전환위치(4c)에서는 제 2 과부하방지밸브(20)가 연결되어 제 2 유압유로(52)의 과부하를 방지한다.
상기 유압모터(100)는, 저속 모드와 고속 모드 중 어느 하나로 그 운전 상태를 전환하기 위한 속도조절기구가 구비된다. 상기 속도조절기구는, 2속 피스톤(70)과 2속 전환밸브(72)로 구성된다. 상기 2속 전환밸브(72)는, 2위치 밸브이며, 2속피스톤(70)의 압력실로부터 작동유를 배출하기 위한 제 1 전환위치(72a)와, 2속 피스톤(70)의 압력실로 작동유를 공급하기 위한 제 2 전환위치(72b)를 구비한다.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 유압모터의 작용에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴본다.
먼저, 유압모터(100)의 정회전시에는 유압탱크로 부터 제 1 유압포트(1)로 작동유가 공급되면 제 1 유압유로(50)를 통해 유압펌프(106)에 공급된다. 제 1 유압포트(1)로부터의 작동유는 스로틀이 달린 유로(54)를 통해 방향제어밸브(4)의 한쪽의 파일럿실에도 공급되고, 이에 의해 상기 방향제어밸브(4)가 중립위치(4b)로부터 제 1 전환위치(4a)로 전환된다.
상기 방향제어밸브(4)가 제 1 전환위치(4a)로 전환되면, 브레이크유로(66)를 통해 유압펌프(106)의 압력실에도 작동유가 공급되고, 이에 의해 유압펌프(106)의 브레이크(68)가 해제된다.
상기 방향제어밸브(4)가 제 1 전환위치(4a)로 전환되면, 유압펌프(106)로부터 토출되는 작동유는 제 2 유압유로(52)와 방향제어밸브(4)를 경유하여 유압탱크로 배출된다. 또한, 상기 제 1 유압유로(50)와 유압펌프(106) 사이에는 제 1 과부하방지밸브(18)가 연결되며, 상기 제 1 과부하방지밸브(18)는 작동유가 공급되는 유로상에 설치되어 유압이 일정 이상 상승하게 되면 작동되어 제 1 바이패스유로(62)를 통해 제 2 유압유로(52)와 연결되어 유압탱크로 작동유를 배출한다.
유압모터(100)의 역회전시에는 유압탱크로 부터 제 2 유압포트(2)로 작동유가 공급되면 제 2 유압유로(52)를 통해 유압펌프(106)에 공급된다. 제 2 유압포트(2)로부터의 작동유는 스로틀이 달린 유로(56)를 통해 방향제어밸브(4)의 한쪽의 파일럿실에도 공급되고, 이에 의해 상기 방향제어밸브(4)가 중립위치(4b)로부터 제 2 전환위치(4c)로 전환된다.
상기 방향제어밸브(4)가 제 2 전환위치(4c)로 전환되면, 브레이크유로(66)를 통해 유압펌프(106)의 압력실에도 작동유가 공급되고, 이에 의해 유압펌프(106)의 브레이크(68)가 해제된다.
상기 방향제어밸브(4)가 제 2 전환위치(4c)로 전환되면, 유압펌프(106)로부터 토출되는 작동유는 제 1 유압유로(50)와 방향제어밸브(4)를 경유하여 유압탱크로 배출된다. 또한, 상기 제 2 유압유로(52)와 유압펌프(106) 사이에는 제 2 과부하방지밸브(20)가 연결되며, 상기 제 2 과부하방지밸브(20)는 작동유가 공급되는 유로상에 설치되어 유압이 일정 이상 상승하게 되면 작동되어 제 2 바이패스유로(64)를 통해 제 1 유압유로(50)와 연결되어 유압탱크로 작동유를 배출한다.
상기 유압모터(100)의 정역회전시 회전속도나 토크를 다르게 설정할 때에는, 상기 제 1 과부하방지밸브(18)와 상기 제 2 과부하방지밸브(20)의 작동압력이 서로 다른 것을 설치하여 과부하를 방지 할 수 있다.
이러한 본 발멸의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
1. 제 1 유압포트 2. 제 2 유압포트
4. 방향제어밸브 10. 케이싱
12. 리어플랜지 14. 하우징
16. 밸브결합부 18. 제 1 과부하방지밸브
20. 제 2 과부하방지밸브 22. 구동샤프트
24. 실린더블럭 26. 실린더홀
28. 피스톤부 30. 스러스트볼
32. 경사판 34. 슈우
36. 스프링 38. 볼

Claims (5)

  1. 유압탱크로부터 작동유의 공급 및 토출을 안내하는 유압포트(1,2)와;
    상기 유압포트(1,2)를 통해 공급되는 작동유가 공급되며, 작동유를 토출하여 2속 피스톤(70)를 작동시키는 상기 유압펌프(106)와;
    상기 유압포트(1,2)와 상기 유압펌프(106) 사이에 구비되며, 3위치 전환밸브로 이루어져 상기 유압펌프(106)의 회전 및 정지시에 위치가 변경되어 작동유의 유로를 변경하는 방향전환밸브(4)와;
    상기 방향전환밸브(4)와 연결되며, 상기 유압펌프(106)의 회전을 정지시키는 브레이크(68)가 해제되도록 작동유의 공급을 안내하는 브레이크 유로(66)와;
    상기 브레이크 유로(66)와 연결되며, 작동유의 공급에 따라 선택적으로 유압펌프(106)의 회전을 차단하는 브레이크(68)와;
    상기 방향전환밸브(4)와 연결되며, 작동유의 공급을 안내하여 상기 2속 피스톤(70)에 작동유를 선택적으로 공급하여 2속 피스톤(70)의 속도를 조절하는 2속 전환밸브(70)와;
    상기 제1,2 유압포트(1,2)와 상기 유압펌프(106) 사이에 구비되며, 상기 유압펌프(106)에 작동유가 공급되도록 안내하는 제1,2 유압유로(50,52)와;
    상기 제1,2 유압유로(50,52)에 설치되며, 상기 제1,2 유압유로(50,52)에 일정 압력 이상의 압력이 발생하면 개방되어 유압탱크로 작동유를 배출하여 제1,2 유압유로(50,52)의 파손을 방지하는 제1,2 과부하방지밸브(18,20);를 포함하는 유압모터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방향전환밸브(4)의 양측에는,
    작동유가 공급되는 제1유압포트(1) 또는 제2유압포트(2)에 따라 상기 방향전환밸브(4)의 위치를 변경하기 위해 작동유의 공급을 안내하는 스로틀이 달린 유로(54,56);가 더 구비됨을 특징으로 하는 유압모터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 2속 전환밸브(72)는, 2속 위치밸브로 이루어지며,
    상기 2속 피스톤(70)의 압력실로 부터 작동유가 배출되는 제 1 전환위치(72a)와;
    상기 2속 피스톤(70)의 압력실로 작동유를 공급하는 제 2 전환위치(72b);를 포함하는 유압모터.
  4. 제 1 항에 있어서, 제1,2 과부하방지밸브(18,20)는,
    유압에 의한 작동압력이 서로 다르게 설치되는 것을 특징으로 하는 유압모터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1,2 과부하방지밸브(18,20)는,
    상기 제1,2 유압유(50,52)에 일정 압력 이상의 압력이 가해지면, 서로 다른 바이패스유로(62,64)를 통해 유압탱크로 작동유를 배출하는 것을 특징으로 하는 유압모터.
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