KR102546676B1 - 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브 - Google Patents

Abstract

방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브가 제공된다. 이 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브는 원기둥 형상의 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 내부로 작동유를 공급하기 위한 공급구, 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 외부로 작동유를 유출하기 위한 유출구 및 몸체의 외주면에 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성되어 몸체의 회전 방향에 따라 작동유를 방사형 피스톤 유압 모터의 복수의 실린더들로 순차적으로 공급하고, 그리고 복수의 실린더들로부터 순차적으로 유출하기 위한 분배구들을 포함한다.

Description

방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브{Rotary Valve of Radial Piston Hydraulic Motor}

본 발명은 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브에 관한 것으로, 더 구체적으로 크기를 줄이고, 그리고 부품의 수를 줄여 소형화 및 제조 원가를 감소시킬 수 있는 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 유압 모터(hydraulic motor)는 굴삭기나 포크레인(excavator) 등과 같은 중장비 등에 설치되어 버킷(bucket) 등의 장비를 회전시키는 것으로, 피스톤(piston)을 회전력으로 전환하는 유압 모터는 레이디얼(radial) 모터와 피스톤 모터로 크게 구분할 수 있다.

레이디얼 유압 모터는 캠(cam)의 안쪽에 실린더(cylinder)를 배치함으로써, 회전력을 얻게 되는바, 실린더의 용량이 작아서 빠른 회전력을 얻을 수 있지만, 토크가 작아서 별도의 감속기와 일체형으로 제작하여 사용하게 되는 문제점이 있었다.

참고로, 하기 특허문헌인 대한민국 등록특허 제10-1066448호에는 감속기가 부착된 레이디얼 모터가 기재되어 있다.

피스톤 모터는 회전축을 중심으로 커넥팅 로드(connector rod)와 커넥팅 암(arm)을 연결하여 회전력을 얻게 되나, 중심 축의 바깥 지점에 편심 축과 연결되어 중공 홀(hole)을 부설할 수가 없기 때문에, 그 활용도에 제약이 따르게 되는 문제점이 있었다. 즉, 회전 축에 유압 호스(hose)와 전선 케이블(cable) 등을 관통할 수 없으므로, 다양한 기계에 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 방사형 피스톤 유압 모터에 사용되는 로터리 밸브(rotary valve)는 크기가 크고, 그리고 부품 수가 많아 제조 원가인 가격이 비싼 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1066448호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 소형화 및 제조 원가를 절감할 수 있는 새로운 구조의 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 제공한다. 이 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브는 원기둥 형상의 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 내부로 작동유를 공급하기 위한 공급구, 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 외부로 작동유를 유출하기 위한 유출구 및 몸체의 외주면에 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성되어 몸체의 회전 방향에 따라 작동유를 방사형 피스톤 유압 모터의 복수의 실린더들로 순차적으로 공급하고, 그리고 복수의 실린더들로부터 순차적으로 유출하기 위한 분배구들을 포함할 수 있다.

공급구는 내부 동심 원형 홀이고, 그리고 유출구는 외부 동심 원형 홀일 수 있다.

방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브는 몸체의 타 단부에 형성되어 방사형 피스톤 유압 모터의 샤프트와 올담 이음으로 결합하기 위한 결합 홈을 포함할 수 있다.

방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브는 분배구의 양측의 몸체의 외주면의 둘레 전체에 따라 형성된 각각 한 쌍의 피스톤 링 장착 홈들을 포함할 수 있다.

방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브는 한 쌍의 피스톤 링 장착 홈들 사이의 몸체의 외주면의 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성된 홈들로 구성된 유압 밸런스부를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 과제의 해결 수단에 따르면 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브는 원기둥 형상의 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 내부로 작동유를 공급하기 위한 공급구, 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 외부로 작동유를 유출하기 위한 유출구 및 몸체의 외주면에 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성되어 몸체의 회전 방향에 따라 작동유를 방사형 피스톤 유압 모터의 복수의 실린더들로 순차적으로 공급하고, 그리고 복수의 실린더들로부터 순차적으로 유출하기 위한 분배구들을 포함함으로써, 크기가 줄어들 수 있고, 그리고 부품의 수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 소형화 및 제조 원가를 감소시킬 수 있는 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터를 설명하기 위한 부분 절단 입체도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위한 입체도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위해 도 2와는 다른 방향에서 본 입체도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위한 부분 절단 입체도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위해 도 4와는 다른 방향에서 본 입체도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.

하나의 구성 요소(element)가 다른 구성 요소와 '접속된(connected to)' 또는 '결합한(coupled to)'이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접적으로 연결된 또는 결합한 경우, 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 '직접적으로 접속된(directly connected to)' 또는 '직접적으로 결합한(directly coupled to)'으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. '및/또는'은 언급된 아이템(item)들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '밑(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 장치 또는 구성 요소들과 다른 장치 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 장치의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 장치를 뒤집을 경우, 다른 장치의 '아래(below)' 또는 '밑(beneath)'으로 기술된 장치는 다른 장치의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 장치는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나(rounded) 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터를 설명하기 위한 부분 절단 입체도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위한 입체도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위해 도 2와는 다른 방향에서 본 입체도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위한 부분 절단 입체도이고, 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브를 설명하기 위해 도 4와는 다른 방향에서 본 입체도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 방사형 피스톤 유압 모터(10)는 방사형으로 배치된 복수의 실린더들에 각각 수용된 복수의 피스톤들이 샤프트(shaft)(12)의 회전에 따라 회전하는 로터리 밸브(100)의 한 쌍의 분배구들(130)을 통해 작동유가 복수의 실린더들로 순차적으로 공급되고, 그리고 복수의 실린더들로부터 순차적으로 유출되는 것에 의한 복수의 피스톤들이 구동되는 방식을 이용합니다. 이러한 복수의 피스톤들의 구동에 의해 발생하는 힘은 샤프트 편심부에 전달되어 샤프트(12)를 회전시킵니다.

방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브(100)는 원기둥 형상의 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 내부로 작동유를 공급하기 위한 공급구(110), 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 외부로 작동유를 유출하기 위한 유출구(120) 및 몸체의 외주면에 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성되어 몸체의 회전 방향에 따라 작동유를 방사형 피스톤 유압 모터의 복수의 실린더들로 순차적으로 공급하고, 그리고 복수의 실린더들로부터 순차적으로 유출하기 위한 분배구들(130)을 포함할 수 있다.

공급구(110)는 내부 동심 원형 홀이고, 그리고 유출구(120)는 외부 동심 원형 홀일 수 있다. 즉, 공급구(110)는 몸체의 일 단부의 중심에 가까운 동심 원형 홀 형태를 가지고, 그리고 유출구(120)는 공급구(110)보다 몸체의 일 단부의 중심으로부터 먼 동심 원형 홀 형태를 가질 수 있다.

여기서, 한 쌍의 분배구들(130) 중 하나는 공급구(110)와 몸체 내에서 연결된 유로를 가지고, 그리고 나머지 하나는 유출구(120)와 몸체 내에서 연결된 유로를 가질 수 있다.

이에 따라, 종래의 로터리 밸브는 몸체의 외주면에 형성된 공급부와 유출구가 형성된 것과는 달리, 한 쌍의 분배구들과 공급부 사이 및 공급부와 유출구 사이에는 각각 피스톤 링(ring)이 구비되어야 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 밸브(100)는 공급구(110)와 유출구(120)이 몸체의 일 단부에 형성되기 때문에, 종래의 로터리 밸브의 몸체의 외주면에 형성된 한 쌍의 분배구들과 공급부 사이 및 공급부와 유출구 사이에 각각 구비되는 피스톤 링을 필요로 하지 않을 수 있다.

결과적으로, 6개의 피스톤 링들을 필요로 하는 종래의 로터리 밸브와는 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 밸브(100)는 4개의 피스톤 링들만을 필요로 할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브(100)는 한 쌍의 분배구들(130)의 양측의 몸체의 외주면의 둘레 전체에 따라 형성된 각각 한 쌍으로 이루어진 4개의 피스톤 링 장착 홈들(150)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브(100)는 몸체의 타 단부에 형성되어 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 샤프트(12)와 올담 이음(oldham coupling)으로 결합하기 위한 결합 홈(105)을 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브(100)는 몸체의 일 단부에 공급구(110)와 유출구(120)가 형성되고, 그리고 몸체의 타 단부에 요입 형성된 결합 홈(105)을 가지기 때문에, 종래의 로터리 밸브와는 달리, 몸체의 양 단부들로부터 돌출된 부위들을 가지기 않기 때문에, 로터리 밸브(100)의 회전을 위해 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브 케이싱(casing)과 로터리 밸브(100) 사이에 구비되는 2개의 베어링(bearing)들을 필요로 하지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브(100)는 한 쌍의 피스톤 링 장착 홈들(150) 사이의 몸체의 외주면의 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성된 홈들로 구성된 유압 밸런스부(140)를 포함할 수 있다.

여기서, 한 쌍으로 대칭되게 한 쌍의 피스톤 링 장착 홈들(150) 사이의 몸체의 외주면의 일부에 형성된 홈들로 구성된 유압 밸런스부(140)는 몸체 내에서 서로 연결된 유로를 가질 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브(100)는 종래의 로터리 밸브의 전장이 188mm를 가지는 것에 비해 63% 정도인 70mm의 전장을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터(10)의 로터리 밸브(100)는 종래의 로터리 밸브가 필요로 하는 부품의 수에 비해 적은 부품의 수로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브는 원기둥 형상의 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 내부로 작동유를 공급하기 위한 공급구, 몸체의 일 단부에 형성되어 몸체의 외부로 작동유를 유출하기 위한 유출구 및 몸체의 외주면에 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성되어 몸체의 회전 방향에 따라 작동유를 방사형 피스톤 유압 모터의 복수의 실린더들로 순차적으로 공급하고, 그리고 복수의 실린더들로부터 순차적으로 유출하기 위한 분배구들을 포함함으로써, 크기가 줄어들 수 있고, 그리고 부품의 수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 소형화 및 제조 원가를 감소시킬 수 있는 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브가 제공될 수 있다.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 방사형 피스톤 유압 모터
12 : 샤프트
100 : 로터리 밸브
105 : 결합 홈
110 : 공급구
120 : 유출구
130 : 분배구
140 : 유압 밸런스부
150 : 피스톤 링 장착 홈

Claims (5)

1. 원기둥 형상의 몸체의 일 단부에 형성되어 상기 몸체의 내부로 작동유를 공급하기 위한 공급구;
   상기 몸체의 상기 일 단부에 형성되어 상기 몸체의 외부로 상기 작동유를 유출하기 위한 유출구; 및
   상기 몸체의 외주면에 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성되어 상기 몸체의 회전 방향에 따라 상기 작동유를 방사형 피스톤 유압 모터의 복수의 실린더들로 순차적으로 공급하고, 그리고 상기 복수의 실린더들로부터 순차적으로 유출하기 위한 분배구들을 포함하며;
   상기 공급구는 내부 동심 원형 홈이고, 그리고 상기 유출구는 외부 동심 원형 홈임을 특징으로 하는 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 몸체의 타 단부에 형성되어 상기 방사형 피스톤 유압 모터의 샤프트와 올담 이음으로 결합하기 위한 결합 홈을 포함하는 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 분배구의 양측의 상기 몸체의 상기 외주면의 둘레 전체에 따라 형성된 각각 한 쌍의 피스톤 링 장착 홈들을 포함하는 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 한 쌍의 피스톤 링 장착 홈들 사이의 상기 몸체의 상기 외주면의 일부에 한 쌍으로 대칭되게 형성된 홈들로 구성된 유압 밸런스부를 포함하는 방사형 피스톤 유압 모터의 로터리 밸브.

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