KR101348531B1 - 분진방폭형 고효율 유공압 모터 - Google Patents

분진방폭형 고효율 유공압 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분진방폭형 고효율 유공압 모터에 관한 것으로, 정역회전 결정을 위한 정역 체크 밸브가 구비되며 공기가 압력에 의하여 투입되는 공기 투입부와 상기의 공기 투입부에서 투입된 공기와 에어 솔레노이드 밸브에 의하여 왕복 가능한 구동 피스톤과 투입된 공기의 흐름을 변환하는 도그로 구성되는 구동실과 상기의 구동 피스톤과 결합되어 왕복 가능한 증압 피스톤이 내부에 구비되는 증압실과 상기의 증압실 상측에 위치하며, 내부에 유체와 토출 체크 밸브를 포함하는 압력조와 상기의 증압실 하측에 위치하며, 내부에 유체와 흡입 체크 밸브를 포함하는 저장조와 속도 조절 밸브와 유압 솔레노이드 밸브 및 회전 절환 포핏이 구비되는 조절실과 상기의 증압 피스톤에 의하여 증압되고 압력조를 거친 유체가 두개의 유압분배판으로 유입되며 상기 유압분배판사이에 있는 모터에 의하여 회전되는 출력샤프트를 포함하는 모터부로 구성되어 전기 설비가 필요치 않고 모터의 과부하 및 전기적 설비 장치로 인한 화재 및 폭발을 방지하고, 공압모터 또는 유압모터의 단점인 소음과 저출력, 낮은 효율성 등의 문제를 개선하는 효과는 물론, 일정한 회전 속도 유지 및 브레이크를 통한 용이한 모터 제어의 효과가 있다.

Description

분진방폭형 고효율 유공압 모터{Dustproof and Non-Explode Type High Efficiency Hydraulic and Pneumatic Motor}
본 발명은 유압과 공압을 동시에 이용하는 혼합형 유공압 모터에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 외부로부터 투입되는 공기의 압력에 의하여 내부에 저장된 유체를 증압하고, 증압된 유체가 내부에 형성된 관로 및 밸브 등을 통하여 출력 샤프트를 회전시키는 분진방폭형 고효율 유공압 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 전기를 사용하는 모터는 과부하 및 전기적 설비장치로 인하여 폭발 위험성이 있으며, 감전의 위험으로 인하여 물이 있는 장소에서 사용할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 펌프를 구비하여 펌프로부터 토출된 유체 또는 공기의 압력을 기계적인 회전에너지로 변환 시키는 유압모터 또는 공압모터가 이용된다. 그러나, 유압모터 또는 공압모터는 소음이 크고 에너지 변환 효율이 낮으며, 압축성으로 인하여 제어성능이 떨어지고 회전속도의 변동이 큰 단점이 있다. 이를 해결하기 위하여 대한민국 특허출원 제10-1999-0022718호에서는 포트 스위치 방식의 공기 분배조를 구비하여 소음을 줄이고, 마찰 마모로 인한 수명 단축을 방지하는 공압모터를 개시하고 있다. 하지만, 이 역시 전기모터와 비교하였을 때 효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 특허출원 제10-1999-0022718호
본 발명은 전기모터가 갖는 폭발 및 화재, 감전의 위험을 방지하며, 공압모터 또는 유압모터가 갖는 소음 및 저출력, 낮은 효율 등의 문제를 개선하는 공압 모터와 유압모터의 복합 형태인 분진방폭형 고효율 유공압 모터를 제공하는 데에 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성으로는 정역회전 결정을 위한 정역 체크 밸브가 구비되며 공기가 압력에 의하여 투입되는 공기 투입부와 상기의 공기 투입부에서 투입된 공기와 에어 솔레노이드 밸브에 의하여 왕복 가능한 구동 피스톤과 투입된 공기의 흐름을 변환하는 도그로 구성되는 구동실과 상기의 구동 피스톤과 결합되어 왕복 가능한 증압 피스톤이 내부에 구비되는 증압실과 상기의 증압실 상측에 위치하며, 내부에 유체와 토출 체크 밸브를 포함하는 압력조와 상기의 증압실 하측에 위치하며, 내부에 유체와 흡입 체크 밸브를 포함하는 저장조와 속도 조절 밸브와 유압 솔레노이드 밸브 및 회전 절환 포핏이 구비되는 조절실과 상기의 증압 피스톤에 의하여 증압되고 압력조를 거친 유체가 두개의 유압분배판으로 유입되며 상기 유압분배판사이에 있는 모터에 의하여 회전되는 출력샤프트를 포함하는 모터부가 있다.
본 발명의 다른 특징으로는 브레이크 스프링에 의하여 출력 샤프트와 마찰하여 모터부의 회전을 제동시키는 브레이크 디스크와 공기의 압력으로 제동을 해제시키는 브레이크 실린더로 구성되는 브레이크 및 댐퍼 스프링과 결합되는 댐퍼로 구성되는 유량 댐퍼를 포함한다. 그리고, 상기의 에어 솔레노이드 밸브와 유압 솔레노이드 밸브는 기계식, 압력식, 전기식 중 하나로, 속도 조절 밸브는 미터인 또는 미터아웃 방식 중 하나로 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징으로는, 상기의 모터는 유체 유입로와 유체 배출로 및 다수 개의 베인으로 구성되는 베인 타입, 유체 유입로와 유체 배출로 및 다수 개의 실린더 와 캠으로 구성되는 실린더 타입, 유체 유입로와 유체 배출로 및 제 1기어와 제 2기어로 구성되는 기어 타입 중 하나를 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터는 전기 설비가 필요치 않고 모터의 과부하 및 전기적 설비 장치로 인한 화재 및 폭발을 방지하고, 공압모터 또는 유압모터의 단점인 소음과 저출력, 낮은 효율성 등의 문제를 개선하는 효과는 물론, 일정한 회전 속도 유지 및 브레이크를 통한 용이한 모터 제어의 효과가 있다.
도 1은 기존의 공기 분배조가 구비된 공압모터의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 내부도.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크를 추가 구비한 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 내부도.
도 4는 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 상면도.
도 5는 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 증압실 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 베인 타입의 모터 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 실린더 타입의 모터 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 기어 타입의 모터 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 유압회로도.
도 10은 본 발명에 따른 브레이크를 추가 구비한 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 유압회로도.
도 2는 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 내부도이고, 도 3은 본 발명에 따른 브레이크를 추가 구비한 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 내부도이며, 도 4는 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 상면도, 도 5는 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 증압실 단면도로서 이를 참고하여 본원 발명인 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 구성요소를 설명하면 다음과 같다. 유압과 공압을 동시에 이용하는 혼합형 유공압 모터에 있어서, 정역회전 결정을 위한 정역 체크 밸브(11)가 구비되며 공기가 압력에 의하여 투입되는 공기 투입부(10);와 상기의 공기 투입부(10)에서 투입된 공기와 에어 솔레노이드 밸브(21)에 의하여 왕복 가능한 구동 피스톤(22)과 투입된 공기의 흐름을 변환하는 도그(23)로 구성되는 구동실(20);과 상기의 구동 피스톤(22)과 결합되어 왕복 가능한 증압 피스톤(31)이 내부에 구비되는 증압실(30);과 상기의 증압실(30) 상측에 위치하며, 내부에 유체와 토출 체크 밸브(41)를 포함하는 압력조(40);와 상기의 증압실(30) 하측에 위치하며, 내부에 유체와 흡입 체크 밸브(51)를 포함하는 저장조(50);와 속도 조절 밸브(61)와 유압 솔레노이드 밸브(62) 및 회전 절환 포핏(63)이 구비되는 조절실(60);과 상기의 증압 피스톤(31)에 의하여 증압되고 압력조(40)를 거친 유체가 두개의 유압분배판(71)으로 유입되며 상기 유압분배판(71)사이에 있는 모터(72)에 의하여 회전되는 출력샤프트(73)를 포함하는 모터부(70);로 구성되는 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터이다. 또한, 브레이크 스프링(82)에 의하여 출력 샤프트(73)와 마찰하여 모터부(70)의 회전을 제동시키는 브레이크 디스크(81)와 공기의 압력으로 제동을 해제시키는 브레이크 실린더(83)로 구성되는 브레이크(80)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 증압실(30) 측면에 댐퍼 스프링(91)과 결합되는 댐퍼(92)로 구성되는 유량 댐퍼(90)를 구비할 수도 있다. 또한, 상기의 에어 솔레노이드 밸브(21)와 유압 솔레노이드 밸브(62)는 기계식, 압력식, 전기식 중 하나로 하며, 상기의 속도 조절 밸브(61)는 미터인 또는 미터아웃 방식 중 하나인 것을 특징으로 한다. 참고로, 상기의 공기투입부(10)는 정역회전에 따라 별도로 2개를 구비할 수도 있고, 하나일 경우 스위치 등을 구비하여 정역회전을 결정할 수도 있다. 또한, 공기와 유체가 지나는 관로에 일반적인 체크 밸브를 구비하여 각각 공기와 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있으며, 각 구성요소의 결합부에 씰 등을 구비하여 공기 및 유체의 유출을 방지할 수 있다. 그리고, 출력 샤프트(73)의 원활한 회전을 돕기 위한 베어링 및 구동 피스톤(22)의 흔들림 방지를 위한 가이드 봉 등을 추가하거나 모터(72)의 정역 회전 시 절환을 위한 볼 플랜져 등의 추가가 가능하며 이외에도 모터(72) 회전 효율을 높이기 위한 공지된 기술을 적용할 수 있다.
도 5, 6, 7은 각각 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 제 1, 2, 3실시예 모터부 단면도로서 이를 참조하여 모터부(70)의 구성요소를 설명하면 다음과 같다. 상기의 모터(72)는 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b) 및 다수 개의 베인(72b)으로 구성되는 베인 타입과 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b) 및 다수 개의 모터 실린더(72c) 와 하나의 캠(72d)으로 구성되는 실린더 타입 및 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b) 및 제 1기어(72e)와 제 2기어(72f)로 구성되는 기어 타입 중 하나로 구성된다. 상기의 3가지 타입의 모터(72)는 각각 다른 위치에 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b)를 구비하나 역할이 동일함으로 동일 명칭 및 부호로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 유압도회로로서 이를 참고하여 본원 발명인 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다. 공기투입부(10)에 에어 컴프레셔 등을 결합하여 공기를 투입하면 도그(23)를 통하여 공기의 흐름이 바뀌며, 구동 피스톤(22)에 압력을 가하여 왕복 운동을 발생시킨다. 상술한 바와 같이 공압에 의하여 왕복 운동하는 구동 피스톤(22) 타 단에 위치하는 증압 피스톤(31)이 왕복 운동하면서, 저장조(50) 내부에 유체가 흡입 체크 밸브(51)를 통하여 증압실(30)로 유입된다. 이때, 유량 댐퍼(90)를 구비하여 증압 피스톤(31)의 왕복운동 절환 시 증압 끊김을 방지할 수 있으며, 일정한 증압을 유지할 수 있다. 한편, 증압실(30) 내부로 유입된 유체는 증압 피스톤(31)의 운동으로 인하여 증압되고 토출 체크 밸브(41)를 통하여 고압의 흐름을 갖는다. 그리고, 유체는 유압 솔레노이드 밸브(62)를 거쳐 유압 분배판(71)으로 유입되어 모터(72)를 회전시킨다. 이때 모터(72)는 상술한 바와 같이 베인 타입, 실린더 타입, 기어 타입 중 하나로 구성될 수 있다. 베인 타입의 모터(72)에 경우, 유체 유입로(72a)를 통하여 유입되는 고압의 유체가 베인(72c)을 회전시키고 유체 배출로(72b)를 통하여 배출된다. 그리고, 실린더 타입의 모터(72)에 경우에는 유체 유입로(72a)를 통하여 유입되는 고압의 유체가 모터 실린더(72d)의 왕복운동을 발생시키고 유체 배출로(72b)를 통하여 배출된다. 왕복운동을 하는 각각의 모터 실린더(72d)는 모터(72) 중앙에 위치한 하나의 모터 캠(72e)에 연결되어 이를 회전시킨다. 한편, 기어 타입의 모터(72)의 경우, 유체 유입로(72a)를 통하여 유입되는 고압의 유체는 제 1기어(72f)와 제 2기어(72g)를 회전시킨 후 유체 배출로(72b)를 통하여 배출된다. 상술한 베인 타입, 실린더 타입, 기어 타입의 모터(72)는 각각 정회전과 역회전일 경우 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b)의 위치는 반대가 된다. 상술한 바와 같이 각각의 다른 타입의 모터(72)를 작동시키고 배출된 유체는 다시 저장조(50)로 복귀하게 된다. 한 편, 초기에 공기 투입구(10)를 통하여 투입되는 공기는 정역 체크 밸브(11)를 통하여 회전 절환 포핏(63)을 작동시켜 공기의 흐름이 절환되며, 압력 분배판(71)의 변경으로 정역이 결정된다.
도 10은 본 발명에 따른 브레이크를 추가 구비한 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 유압회로도서 이를 참조하여 브레이크(80)를 포함하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터의 작동 방법은 다음과 같다. 모터(72)가 작동하지 않는 때에는 브레이크 디스크(81)가 브레이크 스프링(82)의 힘에 의하여 출력 샤프트(73)에 접촉되어 출력 샤프트(73)의 회전을 방지하고, 모터(72)가 작동할 경우에는 공기 투입구(10)로부터 투입된 고압의 공기로 작동되는 브레이크 실린더(83)에 의하여 브레이크 디스크(81)를 출력 샤프트(73)와 접촉을 해제시킨다. 또한, 브레이크 스프링(82) 및 브레이크 실린더(83)는 필요한 브레이크 성능에 따라 다수 개가 구비될 수 있다. 상기의 브레이크(80)는 상술한 구조 외에도 공압을 이용한 압력식, 기계식, 전기식등의 일반적인 브레이크 구조이 적용이 가능하다.
본 발명은 상기한 특징의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10. 공기 투입부 11. 정역 체크 밸브
20. 구동실 21. 에어 솔레노이드 밸브
22. 구동 피스톤 23. 도그
30. 증압실 31. 증압 피스톤
40. 압력조 41. 토출 체크 밸브
50. 저장조 51. 흡입 체크 밸브
60. 조절실 61. 속도 조절 밸브
62. 유압 솔레노이드 밸브 63. 회전 절환 포핏
70. 모터부 71. 유압 분배판
72. 모터 72a. 유체 유입로
72b. 유체 배출로 72c. 베인
72d. 모터 실린더 72e. 캠
72f. 제 1기어 72g. 제 2기어
73. 출력 샤프트 80. 브레이크
81. 브레이크 디스크 82. 브레이크 스프링
83. 브레이크 실린더 90. 유량 댐퍼
91. 댐퍼 스프링 92. 댐퍼

Claims (8)

  1. 유압과 공압을 동시에 이용하는 혼합형 유공압 모터에 있어서,
    정역회전 결정을 위한 정역 체크 밸브(11)가 구비되며 공기가 압력에 의하여 투입되는 공기 투입부(10);와
    상기의 공기 투입부(10)에서 투입된 공기와 에어 솔레노이드 밸브(21)에 의하여 왕복 가능한 구동 피스톤(22)과 투입된 공기의 흐름을 변환하는 도그(23)로 구성되는 구동실(20);과
    상기의 구동 피스톤(22)과 결합되어 왕복 가능한 증압 피스톤(31)이 내부에 구비되는 증압실(30);과
    상기의 증압실(30) 상측에 위치하며, 내부에 유체와 토출 체크 밸브(41)를 포함하는 압력조(40);와
    상기의 증압실(30) 하측에 위치하며, 내부에 유체와 흡입 체크 밸브(51)를 포함하는 저장조(50);와
    속도 조절 밸브(61)와 유압 솔레노이드 밸브(62) 및 회전 절환 포핏(63)이 구비되는 조절실(60);과
    상기의 증압 피스톤(31)에 의하여 증압되고 압력조(40)를 거친 유체가 두개의 유압분배판(71)으로 유입되며 상기 유압분배판(71)사이에 있는 모터(72)에 의하여 회전되는 출력샤프트(73)를 포함하는 모터부(70);로 구성되는 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    브레이크 스프링(82)에 의하여 출력 샤프트(73)와 마찰하여 모터부(70)의 회전을 제동시키는 브레이크 디스크(81)와 공기의 압력으로 제동을 해제시키는 브레이크 실린더(83)로 구성되는 브레이크(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
  3. 제 1항에 있어서,
    증압실(30) 측면에 댐퍼 스프링(91)과 결합되는 댐퍼(92)로 구성되는 유량 댐퍼(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
  4. 제 1항에 있어서,
    모터(72)는 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b) 및 다수 개의 베인(72b)으로 구성되는 베인 타입인 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
  5. 제 1항에 있어서,
    모터(72)는 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b) 및 다수 개의 실린더(72c) 와 캠(72d)으로 구성되는 실린더 타입인 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
  6. 제 1항에 있어서,
    모터(72)는 유체 유입로(72a)와 유체 배출로(72b) 및 제 1기어(72e)와 제 2기어(72f)로 구성되는 기어 타입인 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
  7. 제 1항에 있어서,
    에어 솔레노이드 밸브(21)와 유압 솔레노이드 밸브(62)는 기계식, 압력식, 전기식 중 하나인 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
  8. 제 1항에 있어서,
    속도 조절 밸브(61)는 미터인 또는 미터아웃 방식 중 하나인 것을 특징으로 하는 분진방폭형 고효율 유공압 모터.
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KR101720880B1 (ko) * 2015-12-01 2017-03-28 곽창순 유압 파워 유니트

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4974496A (en) 1986-07-23 1990-12-04 Sea Shelf Engineering Pty. Ltd. A hydrocyclic motor
KR200259705Y1 (ko) 2001-09-26 2002-01-05 허은석 유공압 스크류모터
JP3779877B2 (ja) 1998-12-07 2006-05-31 フレデリック・エル・ジンク 正逆回転可能な空気モータアッセンブリ
KR101280831B1 (ko) 2013-01-22 2013-07-02 (주) 대진유압기계 에어모터를 이용한 유압펌프

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