KR102092481B1

KR102092481B1 - 건설장비용 선회모터의 반전방지 밸브

Info

Publication number: KR102092481B1
Application number: KR1020180165492A
Authority: KR
Inventors: 오승환; 황경원
Original assignee: 주식회사 두산
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-04-20
Also published as: CN111336291A; CN111336291B

Abstract

본 발명은 제1 챔버 및 제2 챔버에 수용되어 각각 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 내에서 동작되고, 일 측이 서로 맞대어지는 대칭 구조로 배치되며, 타 측은 탄성력에 의해 가압되는 한 쌍의 밸브 바디를 포함하는 건설장비용 선회모터의 반전방지밸브로서, 본 발명에 의하면, 반전방지밸브의 기능을 유지하면서도 중량 및 원가상 유리할 수 있다.

Description

건설장비용 선회모터의 반전방지 밸브{REVERSING PREVENTION VALVE FOR A CONSTRUCTION VEHICLE}

본 발명은 굴삭기와 같이 상부체가 회전하고 정지시 반전현상이 발생하는 건설장비에 적용되는 반전방지 밸브에 관한 것이다.

굴삭기나 크레인 등의 건설장비는 유압으로 구동되는 상부체를 구비하고 있다. 이러한 상부체는 운전자의 조작에 의해 좌선회 또는 우선회, 그리고 선회정지를 하도록 이루어져 있다.

통상적으로, 상부체의 선회는 유압 선회모터의 구동에 의해 선회가 이루어지게 되며, 이러한 선회모터는 유압펌프로부터 유압의 제공을 통한 선회 및 유압의 차단에 의해서 정지하게 된다.

한편, 상부체의 선회 정지 제어시, 좌선회용 포트 또는 우선회용 포트를 통해 작동유의 공급이 차단되고, 이와 연결된 선회모터의 좌선회용 연결포트와 우선회용 연결포트에 작동유의 공급이 차단된 상태에서 상부체는 관성력에 의해 계속 선회하게 된다.

그로 인해 선회모터의 내부에는 상부체의 관성에 따른 계속된 선회에 의해 한 쪽의 연결포트에 반대 방향으로 저항하는 제동 압력이 쌓이며, 상부체의 자중에 의해 최종적으로는 상부체의 선회가 멈추게 된다.

이와 같이 상부체의 선회가 멈춘 시점에서 위와 같이 쌓이는 한 쪽 연결포트의 제동 압력은 이와 연결되는 해당 좌선회용 릴리프 밸브 또는 우선회용 릴리프 밸브를 통해 제한되고, 작동유는 해당하는 좌선회용 릴리프 밸브 또는 우선회용 릴리프 밸브를 통해 탱크로 나가지만 여전히 선회모터 내에 쌓여있는 한 쪽의 제동 압력으로 인해 상부체가 선회 반대방향으로 반전을 하게 된다.

이때, 선회모터의 내부에 형성되는 압력은 릴리프 압력보다 낮아 작동유가 빠져나가지 못하며, 이로 인해 제동 역할을 하던 한 쪽의 고압은 압력이 하강하고, 저압이었던 반대 쪽은 압력이 상승하게 되면서 또 다시 쌓이는 고압으로 인해 반전현상이 다시 일어나게 된다.

이러한 반전현상을 방지하기 위해 한 쪽의 고압이 하강하고 반대 쪽의 저압이 상승할 때 반전방지밸브의 좌선회용 포트와 우선회용 포트를 서로 연통시켜 작동유가 흐르도록 서로 소통시켜 압력이 재차 쌓이는 것을 방지하여 상부체의 재반전현상을 방지하고 있다.

도 1은 이러한 작용을 하는 반전방지밸브를 도시한 것으로서, 도 1을 참조하면, 반전방지밸브는 각각 좌우 선회용 유로와 연통되는 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)가 격벽(13)에 의해 구분 형성되고, 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)에 각각 밸브 바디(20)가 수용된다.

그리고, 밸브 바디(20)에 형성된 내측 공간 내에 이동 가능하게 수용되며, 서로 맞대어지는 대칭 구조로 양 편에 각각 배치되는 포펫(30)을 포함한다.

도시와 같이, 밸브 바디(20) 내측 공간의 일 단에는 스프링 지지 플레이트(21)가 마련되고, 제1 스프링(31)이 포펫(30)과 스프링 지지 플레이트(21) 간에 연결되어 탄성 지지한다.

플런저(40)는 스프링 지지 플레이트(40)를 가압할 수 있게 마련되고, 플런저(40)는 제2 스프링(41)에 의해 탄성 지지되며, 플러그(50)는 제2 스프링(41)을 특정 압력으로 설정시켜 준다.

반전방지밸브는 이와 같은 구성에 의해서 포펫(30)의 동작에 의해 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)로부터 각각 좌선회용 유로와 우선회용 유로로의 유압의 공급 또는 차단을 제어하고, 제1 챔버(11)와 제2 챔버(12)가 서로 연통되게 하여 상부체가 재반전되는 것을 방지시킨다.

그런데, 이러한 반전방지밸브는 도시와 같이 많은 부품에 의한 복잡한 구성을 가질 수밖에 없어 중량 및 원가 상 불리한 한계를 가지고 있다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국공개특허공보 제10-2018-0071693호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 반전방지밸브의 기능을 유지하면서도 중량 및 원가상 유리할 수 있는 건설장비용 선회모터의 반전방지 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 건설장비용 선회모터의 반전방지 밸브는, 제1 챔버 및 제2 챔버에 수용되어 각각 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 내에서 동작되고, 일 측이 서로 맞대어지는 대칭 구조로 배치되며, 타 측은 탄성력에 의해 가압되는 한 쌍의 밸브 바디를 포함한다.

그리고, 상기 밸브 바디 각각의 타 측은 내측으로 홈이 형성되고, 상기 밸브 바디 각각의 홈 내에 배치되는 한 쌍의 감압밸브 부재를 더 포함할 수 있다.

나아가, 상기 각각의 감압밸브 부재와 상기 각각의 밸브 바디의 홈 면 간을 지지하는 한 쌍의 제1 스프링을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 각각의 감압밸브 부재는 일 측으로 홈이 형성되어, 상기 제1 스프링은 상기 각각의 감압밸브 부재의 홈에 수용되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 각각의 밸브 바디의 홈의 내측면에는 내측으로 돌출된 지지단이 형성되고, 상기 각각의 감압밸브 부재의 타 측은 상기 각각의 지지단에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 밸브 바디의 홈 내측에는 단차부가 형성되고, 상기 각각의 밸브 바디를 가압하는 제1 스프링은 상기 각각의 밸브 바디의 단차부를 지지하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 한 쌍의 제1 스프링의 일 측과 연결되어 상기 한 쌍의 제1 스프링의 탄성력을 특정값으로 설정하는 한 쌍의 플러그를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 건설장비용 선회모터의 반전방지 밸브는 기존의 반전방지 밸브의 기능을 수행하면서, 종래의 포펫을 비롯한 부품의 삭제가 가능하여 원가 및 중량상 기존에 비해 보다 유리하다.

도 1은 종래의 반전방지밸브를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 반전방지밸브를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 반전방지밸브의 작동상태를 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 반전방지밸브를 도시한 것이다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 건설장비용 선회모터의 반전방지밸브를 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 건설장비용 선회모터의 방전방지밸브는 각각 좌선회용 유로 또는 우선회용 유로와 연통되는 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)가 격벽(113)에 의해 구분 형성되고, 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112)에 각각 밸브 바디(120, 130)가 수용된다.

그리고, 밸브 바디(120, 130)는 각각 제1 챔버(111) 및 제2 챔버(112) 공간 내에 이동 가능하게 수용되며, 서로 맞대어지는 대칭 구조로 배치되어 포펫과 같은 역할을 수행한다.

도시와 같이, 밸브 바디(120, 130)는 일 측(중앙측)은 서로 맞대어질 수 있도록 평탄한 형상을 가지고, 타 측은 내측으로 홈이 형성된 구조를 가진다.

그래서, 밸브 바디(120, 130)의 홈 내에 감압밸브 부재(141, 142)가 각각 배치되고, 각각의 감압밸브 부재(141, 142)와 밸브 바디(120), 130) 각각의 홈 면 간을 제1 스프링(121, 131)이 지지하도록 구성된다.

그리고, 감압밸브 부재(141, 142)의 후단은 각각 밸브 바디(120, 130)의 홈의 측면으로부터 내측으로 돌출 형성되는 지지단(123, 133)에 의해 지지되고, 감압밸브 부재(141, 142)는 일 측에 홈이 형성되어 홈 내에 제1 스프링(121, 131)이 수용되도록 한다.

제2 스프링(122, 132)은 일 측은 플러그(151, 152)와 결합되어 탄성력이 설정되고, 타 측은 밸브 바디(120, 130)를 탄성 지지하게 배치된다.

제2 스프링(122, 132)은 밸브 바디(120, 130)의 측면을 가압하는 형태도 가능할 것이나, 도시와 같이 홈 내측에 형성된 단차부를 탄성 지지하는 것이 더 바람직할 수 있다.

본 발명에 의한 반전방지밸브는 이와 같이 별도의 포펫을 요하지 않고, 대신 밸브 바디(120, 130)와 감압밸브 부재(141, 142) 등의 형상 및 배치 구성에 의해서 포펫의 역할을 대신할 수 있게 하고, 그에 따라 부품수를 줄여 원가 및 중량상 유리한 점을 가진다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 반전방지밸브의 작동상태를 도시한 것이다.

우선, 본 발명이 적용되는 건설장비는 유압으로 구동되는 상부체의 선회 중에는 고압을 형성하는 작동유가 선회하고자 하는 방향의 해당 유로로 공급이 된다. 설명의 편의상, 도시상의 우측을 우선회용 유로, 챔버 및 밸브 바디, 도시상의 좌측을 좌선회용 유로, 챔버 및 밸브 바디로 설명하기로 한다.

도 3과 같이, 고압의 작동유가 우선회용 유로를 통해서 반전방지밸브로 공급이 되면, 고압의 작동유는 제2 챔버(112)를 채우게 된다.

제2 챔버(112)로 공급된 작동유에 의해서 우측 밸브 바디(130)와 감압밸브 부재(141)가 좌측으로 이동하고, 좌측 밸브 바디(120)를 밀면서 전진하게 된다.

그러면, 좌측 밸브 바디(120)가 제2 스프링(122)을 압축시키면서 좌선회용 유로를 막는 상태가 됨으로써 작동유가 제1 챔버(111)로 흐르지 못하게 된다.

이와 같은 상태에서 상부체의 선회가 정지되도록 제어되면, 반전방지 밸브로 공급되던 작동유는 차단되게 되고, 그 상태에서 상부체는 선회하는 관성에 의해 계속 선회를 하게 된다.

그로 인해서 모터 구동부(미도시)에는 상부체의 관성 방향과 반대 방향으로 작용하는 작동유에 대한 제동 압력이 쌓이게 되어 도시와 같이 좌측 유로를 통해 제1 챔버(111)에 고압이 형성되게 된다.

이렇게 제1 챔버(111)에 고압이 형성되면, 좌측 밸브 바디(120)가 우측 밸브 바디(130)를 밀면서 전진 이동하게 된다.

이와 같이 좌측 밸브 바디(120)가 우측 밸브 바디(130)를 밀게 되면 제1 챔버(111)에 존재하는 작동유가 밸브 바디(120) 내측에 형성된 내부유로를 통해 제1 챔버(111)로부터 제2 챔버(112)로 빠져나가게 되고, 우측 밸브 바디(130)는 제2 스프링(132)을 압축시키면서 우측 유로를 막아서 제2 챔버(112)로는 작동유가 흐르지 못하게 한다.

이를 통해 제1 챔버(111)의 압력은 점차 낮아지게 되어 제2 챔버(112)와 압력 평형을 이루게 되며, 각 챔버에 압력이 쌓이는 것이 해소됨으로써 상부체의 재반전을 방지할 수 있게 한다.

이때, 감압밸브 부재(142)가 작동함으로써 우측 밸브 바디(130)를 제1 스프링(131)이 가압하게 되어 밸브 바디(130)의 이동 시간을 지연시켜 작동유가 제1 챔버(111)로부터 제2 챔버(112)로 이동하는 시간이 확보될 수 있게 한다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

111 : 제1 챔버 112 : 제2 챔버
113 : 격벽
120, 130 : 밸브 바디
121, 131 : 제1 스프링
122, 132 : 제2 스프링
141, 142 : 감압밸브 부재
151, 152 : 플러그

Claims

제1 챔버 및 제2 챔버에 수용되어 각각 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 내에서 동작되고, 일 측이 서로 맞대어지는 대칭 구조로 배치되며, 타 측은 탄성력에 의해 가압되는 한 쌍의 밸브 바디를 포함하고,
상기 한쌍의 밸브 바디 내부에는 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연통시키는 내부유로가 형성되고,
상기 한쌍의 밸브 바디가 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 내부에서 이동함으로써 상기 내부유로가 연통되거나 차단되는,
건설장비용 선회모터의 반전방지밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브 바디 각각의 타 측은 내측으로 홈이 형성되고,
상기 밸브 바디 각각의 홈 내에 배치되는 한 쌍의 감압밸브 부재를 더 포함하는,
건설장비용 선회모터의 반전방지밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 각각의 감압밸브 부재와 상기 각각의 밸브 바디의 홈 면 간을 지지하는 한 쌍의 제1 스프링을 더 포함하는,
건설장비용 선회모터의 반전방지밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 각각의 감압밸브 부재는 일 측으로 홈이 형성되어, 상기 제1 스프링은 상기 각각의 감압밸브 부재의 홈에 수용되는 것을 특징으로 하는,
건설장비용 선회모터의 반전방지밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 각각의 밸브 바디의 홈의 내측면에는 내측으로 돌출된 지지단이 형성되고, 상기 각각의 감압밸브 부재의 타 측은 상기 각각의 지지단에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는,
건설장비용 선회모터의 반전방지밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 각각의 밸브 바디의 홈 내측에는 단차부가 형성되고, 상기 각각의 밸브 바디를 가압하는 제2 스프링은 상기 각각의 밸브 바디의 단차부를 지지하는 것을 특징으로 하는,
건설장비용 선회모터의 반전방지밸브.
청구항 6에 있어서,
상기 한 쌍의 제2 스프링의 일 측과 연결되어 상기 한 쌍의 제2 스프링의 탄성력을 특정값으로 설정하는 한 쌍의 플러그를 더 포함하는,
건설장비용 선회모터의 반전방지밸브.