KR200186167Y1 - 사축식 가변유압모터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사축식 가변유압모터에 관한 것이다.

본 고안은 회전력을 발생시키는 로터리부와, 로터리부에 작동유를 공급하면서 제어하는 콘트롤부로 구성되며, 콘트롤부는 로터리부가 원활하게 작동되도록 배압을 발생시키는 카운터 밸런스밸브와 로터리부의 회전 토오크를 조절하는 경전절환장치와 작동유를 감압하여 외부 작동기기로 공급하는 감압밸브를 포함하여 구성되는 사축식 가변유압모터에 있어서, 감압밸브로 향하는 작동유가 상기 카운터 밸런스밸브를 통하여 감압밸브로 유입될 수 있도록 구성하여 감압밸브로 유입되는 압유의 압력변동을 사전에 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 고안은 감압밸브로 향하는 작동유가 카운터 밸런스밸브를 통해 흐르도록 구성되기 때문에 작동유가 감압밸브로 유입되기 전에 그 압력과 유량 및 맥동이 조절되는 장점이 있다. 특히, 압력과 유량 및 맥동이 저감된 작동유는 감압밸브에 충격을 주지 않아 상기 감압밸브의 수명을 연장시킨다.

Description

사축식 가변유압모터{Slant-axis variable hydraulic motor}

본 고안은 유압모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사축식 가변유압모터에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 굴삭기, 크레인, 등과 같은 중장비는 장치를 구동시키기 위한 유압시스템을 구비한다. 이러한 유압시스템은 작동유를 발생시키는 유압펌프와, 작동유의 운동방향 및 유량을 제어하는 유압제어밸브, 및 기계적인 일을 하는 유압 액추에이터 등을 포함하여 구성한다. 유압 액추에이터는 유압실린더와 유압모터 등을 포함하여 구성된다.

유압모터는 중장비를 주행시키기 위한 주행모터로 사용되기도 하며, 화물을 견인하는 견인모터로 사용되기도 한다. 한편, 중장비의 유압모터는 자체가 고중량인 중장비를 주행시켜야 하고, 고중량의 화물을 견인해야하기 때문에 보다 강력한 회전력이 요구된다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 중장비에는 강력한 회전능력을 발휘하는 사축식 가변유압모터가 설치되고 있다.

도 1에는 사축식 가변유압모터(이하, '가변유압모터'라 약칭함)를 나타내는 도면이 도시되어 있다. 이에 따르면, 가변유압모터는 크게 하우징(1)과, 회전력을 발생시키는 로터리부(10)와, 상기 로터리부(10)에 작동유를 공급하거나 이를 제어하는 콘트롤부(20)로 구성된다. 로터리부(10)는 하우징(1)에 회전가능하게 설치되는 구동축(11)을 가지며, 구동축(11)의 일단에는 피스톤 조립부(12)가 일체로 형성되어 있다. 피스톤 조립부(12)의 일측에는 다수의 피스톤(13)이 볼대우를 이루면서 축중심을 중점으로 동심원상에 조립되어 있다. 그리고 피스톤(13)의 전방에는 다수의 실린더(15)를 갖는 실린더 블록(14)이 배치되며, 실린더 블록(14)의 실린더(15)에는 피스톤(13)이 끼워진다. 여기서, 실린더 블록(14)은 구동축(11)과 소정각을 이루도록 배치되며, 이에 의해 피스톤(13)은 실린더(15)를 따라 왕복운동하면서 공전하게 된다.

그리고 실린더 블록(14)의 일측에는 밸브 플레이트(16)가 도 1에서 상하 일정각 범위내에서 회전가능하도록 배치되며, 이 밸브 플레이트(16)는 도 2에서와 같이 흡입포트(17)와 배출포트(18)를 갖는다. 이 흡입포트(17)와 배출포트(18)는 후면에 배치되는 다수의 실린더(15) 중에 대략 절반씩 연통되도록 구성되는 것으로, 흡입포트(17)는 고압의 작동유를 실린더 블록(14)의 실린더(15)에 공급시켜 피스톤(13)을 가압하도록 하며, 배출포트(18)는 피스톤(13)을 가압한 작동유를 배출시키는 역할을 한다. 따라서, 피스톤(13)은 흡입포트(17)와 배출포트(18)를 통하여 유통되는 작동유에 의해 실린더(15)를 따라 왕복운동하면서 구동축(11)을 회전시킨다.

한편, 하우징(1)의 일측에 설치되는 콘트롤부(20)는 도 1에서는 도시하지 않은 카운터 밸런스 밸브, 릴리프 밸브 등을 포함하고 있으며, 아울러 구동축(11)에 대한 실린더 블록(14)의 각도를 변화시켜 구동축(11)의 회전 토오크를 변화시키는 경전절환장치(21)를 포함하여 구성된다. 경전절환장치(21)는 크게 밸브 플레이트(16)가 밀착되면서 구면운동 할 수 있도록 콘트롤부(20)에 형성되는 구면의 슬라이딩 면(22)과, 밸브 플레이트(16)를 이동시키는 경전피스톤(23)과, 작동유의 압력에 따라 경전피스톤(23)을 이동시키는 경전밸브(24)로 구성된다. 따라서, 경전피스톤(23)에는 외부 신호 압력에 따라 작동하는 경전밸브(24)에 의해 작동유가 경전피스톤(23)위 또는 아래로 흘러 밸브 플레이트(16)를 이동시켜 구동축(11)에 대한 실린더 블록(14)의 각도를 변화시키는 것이다. 결국, 실린더(15)내에서의 피스톤(13)의 행정거리가 조절되므로 구동축(11)의 회전 토오크는 변화되는 것이다.

한편, 도 3에는 가변유압모터의 유압회로도가 도시되어 있으며, 이를 참조로하여 가변유압모터의 전반적인 구성 및 그 작동을 살펴본다. 이에 따르면, 사축식 가변유압모터는 작동유를 공급 받을 수 있는 A 포트와 B 포트를 갖는다. A 포트와 B 포트는 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)을 보유하며, 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)은 로터리부(10)와 직결되어 있다. 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)상에는 제 1분지라인(27), 제 2분지라인(28) 및 제 3분지라인(29)이 차례로 분지되며, 제 2분지라인(28)과 제 3분지라인(29)사이의 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)에는 체크밸브(30)가 설치된다. 제 1분지라인(27)과 제 2분지라인(28)은 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)을 서로 잇는다.

한편, 가변유압모터는 카운터 밸런스밸브(31)와 셔틀밸브(32)를 갖는다. 카운터 밸런스밸브(31)는 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)에서 분지되는 파이롯트 라인(33)의 작동유에 의해 작동되는 것으로, 제 1메인라인(25)의 제 3분지라인(29)과 제 2메인라인(26)의 제 3분지라인(29)중 어느 한 라인을 제 2분지라인(28)에 선택적으로 접속 연통시킨다. 아울러 제 1분지라인(27)상에는 셔틀밸브(32)가 설치되며, 이 셔틀밸브(32)는 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)의 작동유를 경전밸브(24)로 유도하여 경전피스톤(23)을 작동시키거나 외부의 작동기기로 공급한다. 여기서, 셔틀밸브(32)의 출력단에는 감압밸브(35)가 연결되며, 이 감압밸브(35)는 제 1메인라인(25)과 제 2메인라인(26)으로 유통되는 고압의 작동유를 적절한 압력으로 낮추어 경전밸브(24) 또는 외부의 작동기기(M)로 공급한다.

이와 같은 구성에 의해 A 포트 또는 B 포트로 작동유가 유입되면, 작동유는 제 1메인라인(25) 또는 제 2메인라인(26)을 통하여 로터리부(10)로 압송되면서 로터리부(10)를 작동시킨다. 그리고 로터리부(10)를 작동시킨 작동유는 반대측 라인으로 흐르게 된다. 이때, 작동유는 체크밸브(30)에 의해 배출유로가 차단되어 있으므로 상대적으로 높은 압력을 유지하게 되며, 이에 의해 제 1메인라인(25) 또는 제 2메인라인(26)의 파이롯트 라인(33)으로 작동유가 유입되면서 카운터 밸런스밸브(31)를 작동시킨다. 결국, 카운터 밸런스밸브(31)는 제 3분지라인(29)과 제 2분지라인(28)을 선택적으로 접속 연통시켜 작동유를 배출시키는 것이다.

한편, 제 1메인라인(25) 또는 제 2메인라인(26)의 작동유는 셔틀밸브(32)를 통하여 경전밸브(24)로 압송되면서 경전피스톤(23)을 작동시켜 구동축(11)의 회전 토오크를 변화시킨다. 또한, 작동유는 셔틀밸브(32)로부터 별도의 유압라인을 통하여 외부로 압송된다. 여기서, 작동유는 감압밸브(35)를 통과하면서 적절한 압력으로 낮추어져 경전밸브(24) 및 외부 작동기기(M)로 압송된다.

그러나 이와 같은 종래의 사축식 가변유압모터는 고압의 작동유로 인하여 감압밸브의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

즉, A 포트 또는 B 포트를 통하여 로터리부(10)로 압송되는 작동유는 매우 고압이면서 주기적인 맥동이 발생되는 바, 제 1분지라인(27)을 통하여 고압의 작동유를 공급받는 감압밸브(35)에는 소정의 충격이 발생한다. 이 충격은 감압밸브(35)의 내구력을 약화시켜 그 수명을 단축시킨다. 특히, 로터리부(10)에 부하가 가해진 상태에서는 작동유의 압력이 더욱 높아지므로 감압밸브(35)는 더욱 강력한 충격을 받게 되며, 이 충격이 장시간동안 지속적으로 가해지면, 감압밸브(35)는 작동하지 않게 되는 것이다. 만약, 감압밸브(35)가 작동하지 않게 되면, 고압의 작동유가 외부작동기기(M)로 유입되고, 이 고압의 작동유으로 인해 외부작동기기(M)의 내구력도 약화되며, 결국 구동체의 작동이 원활하게 조절되지 않는 결과를 초래한다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 감압밸브에 가해지는 작동유의 압력을 감소시킴으로써 감압밸브의 내구력을 향상시키기 위한 사축식 가변유압모터를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 사축식 가변유압모터의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 일반적인 사축식 가변유압모터의 유압회로도,

도 4는 본 고안에 따른 사축식 가변유압모터의 구성을 나타내는 유압회로도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

100: 로터리부 110: 콘트롤부

112: 카운터 밸런스밸브 115: 경전절환장치

120: 체크밸브 124: 셔틀밸브

130: 감압밸브

이러한 목적들은 회전력을 발생시키는 로터리부와, 상기 로터리부에 작동유를 공급하면서 제어하는 콘트롤부로 구성되며, 상기 콘트롤부는 상기 로터리부가 원활하게 작동되도록 배압을 발생시키는 카운터 밸런스밸브와 상기 로터리부의 회전 토오크를 조절하는 경전절환장치와 작동유를 감압하여 외부 작동기기로 공급하는 감압밸브를 포함하여 구성되는 사축식 가변유압모터에 있어서, 상기 감압밸브로 향하는 작동유가 상기 카운터 밸런스밸브를 통하여 상기 감압밸브로 유입될 수 있도록 구성하여 상기 감압밸브로 유입되는 압유의 압력변동을 사전에 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사축식 가변유압모터에 의해 달성될 수 있다.

이하 본 고안에 따른 사축식 가변유압모터의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 사축식 가변유압모터의 구성을 나타내는 사축식 가변유압모터의 유압회로도이다. 이에 따르면, 본 고안의 사축식 가변유압모터는 크게 회전력을 발생시키는 로터리부(100)와, 상기 로터리부(100)에 작동유를 공급하는 콘트롤부(110)로 구성됨을 알 수 있다. 먼저, 로터리부(100)는 구동축과 피스톤 조립부와 피스톤과 실린더 블록과 밸브 플레이트로 구성되는 것으로, 회전력을 발생시킨다. 그 구성과 작동은 상술한 바와 동일하므로 생략한다.

그리고 콘트롤부(110)는 카운터 밸런스밸브(112)와, 릴리프 밸브(114)와, 로터리부(100)의 회전 토오크를 변화시키는 경전절환장치(115)를 갖는다. 상세하게는, 콘트롤부(110)는 작동유를 공급 받을 수 있는 A 포트와 B 포트를 갖는다. A 포트와 B 포트는 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)을 보유하며, 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)은 로터리부(100)와 직결되어 있다. 그리고 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)에는 제 1서브라인(118)과 제 2서브라인(119)이 차례로 분지되어 있으며, 제 1서브라인(118)과 제 2서브라인(119)사이의 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)상에는 체크밸브(120)가 설치된다. 한편, 제 1서브라인(118)은 카운터 밸런스밸브(112)의 C 포트와 D 포트에 각각 접속 연통되며, 제 2서브라인(119)은 카운터 밸런스밸브(112)의 P 포트와 Q 포트에 각각 접속 연통되어 있다. 여기서, 카운터 밸런스밸브(112)는 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)에서 분지되는 파이롯트 라인(121)에 의해 작동된다.

그리고 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)에는 제 1분지라인(122)과 제 2분지라인(123)이 차례로 분지되어 있다. 이 제 1분지라인(122)과 제 2분지라인(123)은 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)을 잇는 것으로, 제 1분지라인(122)에는 릴리프밸브(114)가 설치되며, 제 2분지라인(123)에는 셔틀밸브(124)가 각각 설치된다. 릴리프밸브(114)는 장치내의 압력을 일정하게 유지하도록 하는 것이며, 셔틀밸브(124)는 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)의 작동유를 경전절환장치(115)로 유도한다. 여기서, 경전절환장치(115)는 로터리부(100)의 밸브 플레이트를 이동시키는 경전피스톤(115a)과 경전피스톤(115a)을 제어하는 경전밸브(115b)로 구성된다.

그리고 콘트롤부(110)는 감압밸브(130)를 갖는다. 이 감압밸브(130)는 제 1메인라인(116)과 제 2메인라인(117)으로 유통되는 작동유를 적절한 압력으로 낮추어 외부의 작동기기(M), 예를 들어 감속기의 브레이크장치 등으로 공급하는 것으로, 카운터 밸런스밸브(112)의 R 포트와 접속 연통되는 제 1유압라인(132)과, 경전절환장치(115)의 경전밸브(115b)의 배출라인과 접속되는 제 2유압라인(134)을 갖는다. 한편, 종래와는 달리 감압밸브(130)로 공급되는 작동유는 카운터 밸런스밸브(112)를 거치면서 압력과 유량 및 맥동이 어느 정도 저감되기 때문에 감압밸브(130)에 충격을 주지 않는다. 특히, 카운터 밸런스밸브(112) 스풀에 형성된 노치 등에 의해 유로의 형상을 변화시킴으로써 작동유의 압력과 맥동을 조절하여 감압밸브(130)로 공급할 수도 있다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 고안의 작동을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, A 포트 또는 B 포트로 작동유가 유입되면, 작동유는 제 1메인라인(116) 또는 제 2메인라인(117)을 통하여 로터리부(100)로 압송되면서 로터리부(100)를 작동시킨다. 그리고 로터리부(100)를 작동시킨 작동유는 반대측 라인으로 흐르게 된다. 이때, 작동유는 체크밸브(120)에 의해 배출유로가 차단되어 있으므로 상대적으로 높은 압력을 유지하게 되며, 이러한 상태에서 제 1메인라인(116) 또는 제 2메인라인(117)의 파이롯트 라인(121)으로 작동유가 유입되면서 카운터 밸런스밸브(112)를 작동시킨다. 이에 따라, 카운터 밸런스밸브(112)는 중립위치에서 제 1위치 또는 제 2위치로 이동하면서 제 1서브라인(113)과 제 2서브라인(114)을 선택적으로 접속 연통시켜 로터리부(100)를 거쳐나온 작동유를 외부로 배출시키는 것이다.

한편, 제 1메인라인(116) 또는 제 2메인라인(117)의 작동유는 제 2분지라인(123)을 통하여 셔틀밸브(124)로 압송되고, 셔틀밸브(124)로 압송된 작동유는 다시 경전밸브(115b)로 유입되면서 경전피스톤(115a)을 작동시켜 로터리부(100)의 회전 토오크를 변화시킨다.

또한, 카운터 밸런스밸브(112)가 중립위치에서 제 1위치 또는 제 2위치로 이동함에 따라 카운터 밸런스밸브(112)의 C 포트 또는 D 포트가 R 포트와 선택적으로 접속연통되며, 이에 의해 감압밸브(130)로 작동유가 공급된다. 이어서, 감압밸브(130)로 공급된 작동유는 적절히 감압된 상태로 별도의 유로를 통하여 외부 작동기기로 공급되는 것이다.

특히, 작동유가 카운터 밸런스밸브(112)를 통하여 그 압력과 유량이 사전에 조절된 상태로 감압밸브(130)로 유입되기 때문에 감압밸브(130)에 충격을 주지 않는다.

상기한 실시예는 본 고안의 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 고안의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 본 고안은 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 사축식 가변유압모터는 감압밸브로 향하는 작동유가 카운터 밸런스밸브를 통해 흐르도록 구성함으로써 그 압력과 유량 및 맥동이 사전에 조절되는 장점이 있다. 특히, 압력과 유량 및 맥동이 저감된 작동유는 감압밸브에 충격을 주지 않아 상기 감압밸브의 수명을 연장시킨다.

Claims (1)

1. 회전력을 발생시키는 로터리부와, 상기 로터리부에 작동유를 공급하면서 제어하는 콘트롤부로 구성되며, 상기 콘트롤부는 상기 로터리부가 원활하게 작동되도록 배압을 발생시키는 카운터 밸런스밸브와, 상기 로터리부의 회전 토오크를 조절하는 경전절환장치와, 작동유를 감압하여 외부 작동기기로 공급하는 감압밸브를 포함하여 구성되는 사축식 가변유압모터에 있어서,

   상기 감압밸브로 향하는 작동유가 상기 카운터 밸런스밸브를 통하여 상기 감압밸브로 유입될 수 있도록 구성하여 상기 감압밸브로 유입되는 압유의 압력변동을 사전에 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사축식 가변유압모터.