KR102198509B1 - 중장비용 카운터 밸런스 밸브 - Google Patents

중장비용 카운터 밸런스 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 유로 및 제2 유로가 형성되고, 일 방향의 길이 방향으로 형성된 내측 공간이 형성된 밸브 본체, 상기 밸브 본체의 내측 일 측과 댐핑 공간을 사이에 두고 배치되어 상기 길이 방향을 따라 동작하는 카운터 스풀, 상기 제1 유로로부터 상기 내측 공간으로 유입되는 유압에 의해, 상기 길이 방향을 따라 형성된 카운터 스풀의 내측 홈 상에서 동작되는 체크밸브 부재 및 상기 체크밸브 부재의 전단보다 후방에 구비되어, 상기 체크밸브 부재와 연동하여 동작되는 릴리프밸브 부재를 포함하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브로서, 본 발명에 의하면, 카운터 밸런스 밸브의 기능을 유지하면서 복합적인 기능을 수행함으로써 구조를 간결하게 할 수 있고 중량 및 원가 등에서 보다 유리하다.

Description

중장비용 카운터 밸런스 밸브{COUNTER BALANCE VALVE FOR HEAVY EQUIPMENT}
본 발명은 유압펌프로부터 토출되어 전달되는 작동유의 흐름을 제어하기 위한 중장비용 카운터 밸런스 밸브에 관한 것이다.
카운터 밸런스 밸브는 굴삭기나 크레인 등과 같은 중장비에 설치되며, 유압모터로부터 전달되는 작동유를 제어하여 중장비의 유압장치나 주행장치를 원활하게 작동시키기 위한 것이다.
도 1은 유압모터와 작동부 간에 장착된 카운터 밸런스 밸브(1)를 개략적으로 도시한 것으로서, 이러한 카운터 밸런스 밸브(1)는 복수 개의 유로가 형성된 밸브 본체, 밸브 본체 내에서 이동하면서 복수의 유로들의 접속을 절환시키며, 작동유가 소통할 수 있는 관통공이 그 내부에 형성되어 있는 스풀, 스풀을 바이어스시키기 위한 스프링 등을 포함하여, 중장비가 작동하거나 정지할 때 빠르게 반응하여 중장비의 주행 정지시 밀림을 최소화할 수 있게 하고, 중장비의 주행 및 정지 또는 유압장치의 작동 및 정지 시에 발생하는 충격을 감소시키고, 중장비의 주행이나 작업을 위해 유압모터로부터 발생하는 출력을 안정적으로 유지시킨다.
도시와 같이, 이러한 카운터 밸런스 밸브(1)와 함께 작동유의 유로 개폐를 위해 한 쌍의 체크 밸브(3)가 별도로 구비되고, 또한 카운터 밸런스 밸브(1)에 의해 공급되는 유압을 낮춰 공급하기 위한 릴리프 밸브(2)가 별도로 구비된다.
이와 같이 중장비에 유압을 공급하기 위해 카운터 밸런스 밸브와 함께 체크 밸브 및 릴리프 밸브가 별도로 구비됨으로써, 그 구조를 복잡하게 하고 중량 및 원가, 그리고 제조, 유지 공정상 불리하게 하는 측면이 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 제10-2018-0115025호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 카운터 밸런스 밸브의 기능을 유지하면서 복합적인 기능을 수행함으로써 구조를 간결하게 할 수 있고 중량 및 원가 등에서 보다 유리한 중장비용 카운터 밸런스 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 카운터 밸런스 밸브는, 제1 유로 및 제2 유로가 형성되고, 일 방향의 길이 방향으로 형성된 내측 공간이 형성된 밸브 본체, 상기 밸브 본체의 내측 일 측과 댐핑 공간을 사이에 두고 배치되어 상기 길이 방향을 따라 동작하는 카운터 스풀, 상기 제1 유로로부터 상기 내측 공간으로 유입되는 유압에 의해, 상기 길이 방향을 따라 형성된 카운터 스풀의 내측 홈 상에서 동작되는 체크밸브 부재 및 상기 체크밸브 부재의 전단보다 후방에 구비되어, 상기 체크밸브 부재와 연동하여 동작되는 릴리프밸브 부재를 포함한다.
그리고, 일 측은 상기 카운터 스풀의 측면으로부터 측방으로 연장된 스프링 지지단을 지지하고, 타 측은 상기 댐핑 공간 측에 형성된 내측 단차부를 지지하는 카운터 스프링을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 체크밸브 부재는, 상기 카운터 스풀의 내측 홈의 길이 방향과 같은 길이 방향으로 형성된 밸브 로드 및 상기 밸브 로드의 직경보다 큰 직경을 가지며, 밸브 로드 전단에 형성되는 푸쉬단을 포함한다.
그리고, 상기 밸브 로드가 관통되며 상기 카운터 스풀의 내측면과 대응되는 외경을 가지는 체크밸브 지지부재 및 일 측은 상기 체크밸브 지지부재와 결합되고, 타 측은 상기 카운터 스풀 내측 홈 면 상에 결합되는 체크밸브 스프링을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 릴리프밸브 부재는, 길이 방향 및 측방으로 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 통해 상기 밸브 로드가 관통하여 상기 체크밸브 부재와 결합되고, 상기 푸쉬단의 외경은 상기 관통공의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 릴리프밸브 부재는, 외경이 상기 카운터 스풀의 내경보다 큰 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 밸브 로드가 관통되며 상기 카운터 스풀의 내측면과 대응되는 외경을 가지는 체크밸브 지지부재 및 일 측은 상기 릴리프밸브 부재의 후면을 지지하고, 타 측은 상기 체크밸브 지지부재를 지지하는 릴리프밸브 스프링을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 밸브 본체에는 상기 릴리프밸브 부재의 돌출을 저지하기 위한 릴리프밸브 저지단이 내측으로 형성되고, 상기 제1 유로를 통해 상기 밸브 본체로 유압이 공급되지 않으면, 상기 릴리프밸브 전단은 상기 릴리프밸브 저지단과 접하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 유로를 통해 상기 밸브 본체로 유압이 공급되면 상기 체크밸브 부재 및 상기 릴리프밸브 부재가 후퇴 동작함으로써, 상기 제1 유로와 상기 제1 유로보다 후방에 형성된 상기 제2 유로가 연통하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 제2 유로를 통해 상기 밸브 본체로 유압이 공급되면 상기 체크밸브 부재 및 상기 릴리프밸브 부재는 전진 동작하되, 상기 릴리프밸브 부재는 상기 릴리프밸브 저지단에 의해 전진 이동이 저지됨으로써, 상기 제2 유로로 유입된 유압은 상기 릴리프밸브 부재의 관통공을 경유하여 상기 릴리프밸브 부재와 상기 푸쉬단의 이격된 공간을 통해 상기 제1 유로로 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 카운터 밸런스 밸브에 의하면, 카운터 밸런스 밸브의 기능을 유지하면서 체크 밸브와 릴리프 밸브의 역할을 수행함으로써 별도의 체크 밸브 및 릴리프 밸브의 구성을 요하지 않는다.
그에 따라, 기존보다 구조를 보다 간결하게 할 수 있고, 중량 및 원가를 절감시킬 수가 있다.
또한, 제조 공정 및 분해 등의 유지 공정도 보다 경제적이도록 한다.
도 1은 종래의 카운터 밸런스 밸브를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 중장비용 카운터 밸런스 밸브를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 중장비용 카운터 밸런스 밸브의 작동 상태를 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 중장비용 카운터 밸런스 밸브를 도시한 것이다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 중장비용 카운터 밸런스 밸브를 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 중장비용 카운터 밸런스 밸브는 밸브 본체(110), 카운터 스풀(120), 카운터 스프링(130) 등을 포함하여 카운터 밸런스 밸브로서 기능하면서, 또한 체크밸브 부재(210) 및 릴리프밸브 부재(310)가 일체로 구성됨으로써 체크밸브와 릴리프밸브로서의 기능도 함께 수행한다.
밸브 본체(110)는 카운터 밸런스 밸브의 외관을 형성하며, 제1 유로(10) 및 제2 유로(20)가 형성되고, 내측 공간 상에 카운터 스풀(120), 체크밸브 부재(210) 및 릴리프밸브 부재(310) 등을 수용한다.
도시와 같이 내측 공간은 일 방향의 길이 방향으로 형성되고, 길이 방향 상에 카운터 스풀(120)이 구비되어 길이 방향을 따라 동작하게 된다.
이를 위해, 카운터 스풀(120)의 일 측과 밸브 본체(110)의 내측 간에는 이격되어 댐핑 공간(111)이 형성된다.
또한, 후술할 릴리프밸브 부재(310)의 돌출을 저지하기 위한 릴리프밸브 저지단(113)이 내측 공간에 형성된다.
그리고, 카운터 스풀(120)을 탄성 지지하기 위해 카운터 스프링(130)이 구비되는데, 이를 위해 카운터 스풀(120)에는 측면으로부터 측방으로 연장된 스프링 지지단(121)이 형성되고, 밸브 본체(110)의 댐핑 공간(112) 측에는 내측 단차부(112)가 형성됨으로써, 카운터 스프링(130)의 일 측은 내측 단차부(112)와 결합되고 타 측은 스프링 지지단(121)과 결합된다.
나아가, 스프링 지지단(121)과 카운터 스풀(130) 간 에는 별도의 지지 플레이트(122)가 결합될 수 있다.
그리고, 카운터 스풀(120)은 도시와 같이 내측에 홈이 형성되고, 상부(도시상 좌측에 해당함)가 개방된 원통 형상으로 마련된다.
다음으로, 체크밸브 부재(210)는 카운터 스풀(120)의 내측 홈 상에서 동작될 수 있도록 배치되고, 밸브 로드(211)와 푸쉬단(212)으로 구성된다.
밸브 로드(211)는 카운터 스풀(120)의 내측 홈의 길이 방향과 같은 길이 방향으로 마련되고, 이를 중심에 지지하기 위해 밸브 로드(211)가 관통되며 카운터 스풀(120) 내측면과 대응되는 외경을 가지는 체크밸브 지지부재(220)가 밸브 로드(211)를 지지한다.
그리고, 푸쉬단(212)은 후술할 릴리프밸브 부재(310)를 가압하기 위한 것으로서, 릴리프밸브 부재(210)의 관통공(311)의 직경보다 크고, 후술할 릴리프밸브 저지단(113)의 내경보다는 작은 직경을 가진다.
이러한 체크밸브 부재(210)를 탄성 지지하기 위해 체크밸브 스프링(230)이 구비되는데, 체크밸브 스프링(230)은 일 측은 체크밸브 지지부재(220)와 결합되고 타 측은 카운터 스풀(120) 내측 홈 면 상에 결합되게 된다.
다음으로, 릴리프밸브 부재(310)는 도시와 같이 길이 방향 및 측방으로 관통공(311)이 형성되고, 길이 방향의 관통공(311)을 체크밸브 부재(210)의 밸브 로드(211)가 관통하여 체크밸브 부재(210)와 결합된다.
그리고, 체크밸브 부재(210)의 푸쉬단(212)의 외경은 관통공(311)보다 크게 마련되어 체크밸브 부재(210)가 가압되게 되면 릴리프밸브 부재(310)도 함께 가압되게 구성된다.
또한, 외경의 크기는 카운터 스풀(120)의 내경의 크기보다 큰 형상으로, 가압되더라도 카운터 스풀(120)의 내측 홈 상으로 삽입되지는 않는 구조를 가진다.
이러한 릴리프밸브 부재(310)를 탄성 지지하기 위해 릴리프밸브 스프링(320)이 구비되는데, 릴리프밸브 스프링(320)은 일 측은 릴리프밸브 부재(310)의 후면을 지지하고 타 측은 체크밸브 지지부재(220)를 지지하게 배치된다.
이상에서 살펴본 본 발명에 의한 중장비용 카운터 밸런스 밸브의 작동 상태를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 체크밸브 부재(210)가 작동된 상태를 나타낸 것이다.
제1 유로(10)는 밸브 본체(110)의 일 측에 형성되는데, 체크밸브 부재(210)의 푸쉬단(212)에 대응되는 위치에 형성되고, 릴리프밸브 저지단(113)의 상측(도시상 좌측)에 형성된다.
그래서, 제1 유로(10)를 통해 유압이 공급되지 않는 도 2와 같은 상태에서는 릴리프밸브 부재(310)가 릴리프밸브 저지단(113)에 접하여 있으므로 제1 유로(10)와 제2 유로(20)는 연통되지 않는다.
이때, 제1 유로(10)를 통해서 유압이 공급되면 도 3과 같이 체크밸브 부재(210)가 동작하게 된다.
즉, 제1 유로(10)를 통해 유입되는 유압이 체크밸브 부재(210)를 가압함으로써, 체크밸브 부재(210)와 릴리프밸브 부재(310)를 함께 후퇴시키게 된다.
그러면, 체크밸브 스프링(230)이 압축되게 되고, 릴리프밸브 저지단(113)과 릴리프밸브 부재(310)가 이격되어 제1 유로(10)와 제2 유로(20)가 연통됨으로써 제2 유로(20)를 통해 유압이 공급되게 한다.
이후 제2 유로(20)로 유압이 기준 이상 공급되면 도 4와 같이 유압이 반전되어 제2 유로(20)로부터 밸브 본체(110) 내측 공간으로 유압이 공급되게 된다.
그래서, 더 이상 제1 유로(10)를 통해서 유압이 공급되지 않으면 체크밸브 부재(210)는 체크밸브 스프링(230)의 복원력에 의해 다시 제1 유로(10) 측으로 전진하게 된다.
이 과정에서 릴리프밸브 부재(310) 또한 함께 전진하되, 릴리프밸브 부재(310)는 릴리프밸브 저지단(113)에 의해 전진 이동이 저지가 된다.
그러면, 제2 유로(20)를 통해 공급된 유압은 릴리프밸브 부재(310)의 측면에 형성된 관통공(311)을 통해서 릴리프밸브 부재(310) 내측으로 유입되고, 체크밸브 부재(210)가 릴리프밸브 부재(310)보다 더 전진함에 따라 푸쉬단(212)가 릴리프밸브 부재(310) 간이 이격되어 릴리프밸브 부재(310)의 길이방향으로 형성된 관통공(311)을 통해서 제1 유로(10)로 유압이 공급되게 된다.
이상과 같이 본 발명의 카운터 밸런스 밸브는 이와 같이 체크밸브 부재에 의해서 유로를 개방시키고, 릴리프밸브 부재를 통해서 공급되는 유압이 조절될 수 있게 동작한다.
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.
110 : 밸브 본체
111 : 댐핑 공간
112 : 내측 단차부
113 : 릴리프 밸브 저지단
120 : 카운터 스풀
121 : 스프링 지지단
122 :지지 플레이트
130 : 카운터 스프링
210 : 체크밸브 부재
211 : 밸브 로드
212 : 푸쉬단
220 : 체크밸브 지지부재
230 : 체크밸브 스프링
310 : 릴리프밸브 부재
311 : 관통공
320 : 릴리프밸브 스프링

Claims (10)

  1. 제1 유로 및 제2 유로가 형성되고, 일 방향의 길이 방향으로 형성된 내측 공간이 형성된 밸브 본체;
    상기 밸브 본체의 내측 일 측과 댐핑 공간을 사이에 두고 배치되어 상기 길이 방향을 따라 동작하는 카운터 스풀;
    상기 제1 유로로부터 상기 내측 공간으로 유입되는 유압에 의해, 상기 길이 방향을 따라 형성된 카운터 스풀의 내측 홈 상에서 동작되는 체크밸브 부재;
    적어도 일부의 체크밸브 부재가 상기 제1 유로를 향해 돌출 배치되도록 상기 체크밸브 부재를 삽입 지지하게 길이 방향을 따라 형성된 길이 방향의 관통공 및 측방향으로 형성된 측방향의 관통공을 포함하며, 상기 체크밸브 부재와 연동하여 동작 가능한 릴리프밸브 부재; 및
    상기 제1 유로와 상기 제2 유로 사이의 상기 밸브 본체 내측에 형성되어 상기 릴리프밸브 부재와 접촉시 상기 릴리프밸브 부재가 상기 제1 유로 방향으로 이동하는 것을 제한하는 릴리프밸브 저지단을 포함하고,
    상기 제1 유로를 통해 상기 밸브 본체로 유압이 공급되면 상기 체크밸브 부재 및 상기 릴리프밸브 부재가 후퇴 동작함으로써, 상기 제1 유로와 상기 제1 유로보다 후방에 형성된 상기 제2 유로가 연통하고,
    상기 제2 유로를 통해 상기 밸브 본체로 유압이 공급되면 상기 체크밸브 부재 및 상기 릴리프밸브 부재는 전진 동작하되, 상기 릴리프밸브 부재는 상기 릴리프밸브 저지단에 의해 전진 이동이 저지됨으로써, 상기 제2 유로로 유입된 유압은 상기 릴리프밸브 부재의 상기 측방향의 관통공을 경유하여 상기 체크밸브 부재를 상기 제1 유로를 향해 돌출 배치된 상기 체크밸브 부재의 일부가 상기 릴리프밸브 부재 보다 제1 유로와 인접해 지는 방향으로 전진 동작되도록 하여 상기 릴리프밸브 부재의 상기 길이 방향의 관통공과 전진된 상기 체크밸브 부재의 일부 사이의 이격된 공간을 통해 상기 제1 유로로 공급되는 것을 특징으로 하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    일 측은 상기 카운터 스풀의 측면으로부터 측방으로 연장된 스프링 지지단을 지지하고, 타 측은 상기 댐핑 공간 측에 형성된 내측 단차부를 지지하는 카운터 스프링을 더 포함하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 체크밸브 부재는,
    상기 카운터 스풀의 내측 홈의 길이 방향과 같은 길이 방향으로 형성된 밸브 로드; 및
    상기 밸브 로드의 직경보다 큰 직경을 가지며, 밸브 로드 전단에 형성되는 푸쉬단
    을 포함하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밸브 로드가 관통되며 상기 카운터 스풀의 내측면과 대응되는 외경을 가지는 체크밸브 지지부재; 및
    일 측은 상기 체크밸브 지지부재와 결합되고, 타 측은 상기 카운터 스풀 내측 홈 면 상에 결합되는 체크밸브 스프링을 더 포함하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 릴리프밸브 부재는,
    상기 길이 방향의 관통공을 통해 상기 밸브 로드가 관통하여 상기 체크밸브 부재와 결합되고,
    상기 푸쉬단의 외경은 상기 길이 방향의 관통공의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 릴리프밸브 부재는,
    외경이 상기 카운터 스풀의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸브 로드가 관통되며 상기 카운터 스풀의 내측면과 대응되는 외경을 가지는 체크밸브 지지부재; 및
    일 측은 상기 릴리프밸브 부재의 후면을 지지하고, 타 측은 상기 체크밸브 지지부재를 지지하는 릴리프밸브 스프링
    을 더 포함하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 유로를 통해 상기 밸브 본체로 유압이 공급되지 않으면, 상기 릴리프밸브 전단은 상기 릴리프밸브 저지단과 접하는 것을 특징으로 하는 중장비용 카운터 밸런스 밸브.
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