KR20020088266A - 유압 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유압장치는 급속 하강 관로상의 실린더 내벽 주위로 보조 오일 유출구를 형성하고, 상기 실린더 내에 전후방향으로 슬라이딩 운동하는 실린더형 밸브의 후단에 관통공을 형성하여 급속 하강 관로를 통과하는 오일을 순차적으로 차단시키는 것과 동시에 보조 오일 유출구를 통해 작은 양의 오일이 유출되도록 함으로써 급속하강에서 서행 하강으로의 전환을 자연스럽게 구현하여 급속하강에서 서행하강으로의 전환시 따르는 기계장치의 충격에 의한 진동 발생을 해소할 수 있고, 몸체블록 내부에 다수의 유압장치 들을 동시에 구비함으로써 유압장치의 규모를 소형화함과 동시에 장치의 조립 및 해체가 용이하고, 외관상 깔끔한 이미지를 구현할 수 있다. 아울러, 상승밸브의 구조를 개선하여 종래의 실린더 램의 하중 압력에 의한 자중낙하의 위험을 해소시킬 수 있다.

Description

유압 장치{Hydraulic device}

본 발명은 유압 장치에 관한 것으로, 특히 산업용 설비에 설치되는 유압기계에 있어서, 유압기계의 유압회로 구성에 필요한 일련의 부품들을 하나의 부품내에 구비시킴과 아울러 유압기계의 작동 성능을 향상시킨 유압 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 설비 중 많은 기계가 오일을 이용한 유압 시스템을 적용하여 소정의 기계 동작을 수행하고 있다. 예컨데 유압 프레스나 유압 절곡기와 같은 설비는 유압을 이용하여 가공물에 일정한 힘을 가하여 소정의 형상으로 성형하는 장치이다.

이와 같은 유압기계에 있어서는 가공물을 성형하기 위한 램의 상승과 하강에 따른 반복 운동이 이루어져야 하는데, 이 운동은 실린더내의 유압에 의해 이루어진다.

따라서 램의 상승운동과 하강운동을 반복적으로 수행하기 위해서는 유압기계에 있어서 일련의 구성부품들을 구비해야 한다. 예컨데, 램의 하강속도를 조절하기 위한 급속 하강 조절밸브와 서행 하강 조절밸브, 오일의 흐름을 차단하거나 개방하는 상승밸브와 하강밸브 및 램의 상승 및 하강운동으로의 전환을 위한 솔레노이드 밸브 등이 유압기계 자체 내 별도로 하나씩 필수적으로 구비되어야 한다.

따라서 이러한 종래의 유압기계에 있어서는, 유압회로를 구성하기 위해 기계 자체내 다수개의 부품들을 결합시켜야 하므로 기계 자체의 몸체블록이 커지게 되고, 부품 상호간의 연결과정이 많아 기계 제조에 따른 작업공정이 복잡해지고 소요시간도 증가하게 되어 작업효율이 저하되고 제조경비가 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 램의 급속하강 진행 중 서행으로의 전환 시, 기계 충격에 의한 진동이 발생하고, 램이 상승하는 중 정지하거나 작업 종료시 자중에 의한 낙하가 발생하여 사용 중이던 금형이나 지그가 손상될 우려가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크기가 작으면서도 정확한 제어 시스템으로 작업품질을 향상시킬 수 있고 하나의 기계 장치내에 여러 가지 유압회로를 구성하는 다수의 부품을 구비하여 유압기계의 작동성능을 크게 향상시킬 수 있는 유압장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명의 유압 시스템이 적용되는 유압장치의 일 예를 도시한 사시도,

도 2 는 상기 도 1 의 유압장치내의 유압 시스템을 설명하기 위한 유압장치 주요 요부의 개략적인 단면도,

도 3 은 제1 밸브 형성부에 구비된 상승밸브의 설치상태를 도시한 상세 단면도로서,

도 3(a)는 본 발명의 기술에 따른 상승밸브의 설치상태를 도시한 단면도,

도 3(b)는 종래의 상승밸브의 구성을 도시한 단면도,

도 4 는 본 발명의 제2 밸브 형성부에 구비된 하강밸브의 구조를 도시한 단면도,

도 5 는 본 발명에 따른 제3 밸브 형성부에 구비된 실린더형 밸브의 동작상태를 단계별로 도시한 단면도,

도 6 은 상기 도 5 의 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 상승밸브(종래) 3 : 스프링

10 : 제1 밸브 형성부 15 : 상승밸브

17 : 하강밸브 19 : 실린더형 밸브

21 : 보조 오일 유출구 23 : 하강 실린더

25 : 관통홈 27 : 보조 오일 배출구

30 : 제2 밸브 형성부 50 : 제3 밸브 형성부

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 유압장치는 장치의 전체 하우징을 형성하는 몸체블록과, 상기 몸체블록의 내부에 형성되며 유압장치의 실린더 램을 상승시키거나 하강시키기 위한 오일통로가 되는 다수의 유로와, 상기 유로중 소정의 유로상에 설치되어 오일의 흐름 방향을 조절하는 밸브가 설치된 밸브 형성부, 및상기 유로 중 배출로 상에 설치되어 오일의 흐름 양을 조절하는 오일 조절변을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의하면, 밸브 형성부는 상승밸브를 구비한 제1 밸브 형성부와, 하강밸브를 구비한 제2 밸브 형성부, 급속하강에서 서행하강으로의 전환을 자연스럽게 유도하는 실린더형 밸브를 구비한 제3 밸브 형성부로 구성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 본 발명의 상승밸브는 밸브의 헤드부가 실린더의 외측으로 돌출되어 나오고, 헤드부의 직경이 본체부보다 크게 형성되어 오일 리크를 방지하도록 한다.

또한 본 발명의 상기 제3 밸브 형성부는 내측면 둘레를 따라 보조 오일 배출구가 다수개 형성된 실린더와, 상시 실린더 내부에 수용되어 그 길이 방향을 따라 움직이는 것에 의해 상기 보조 오일배출구를 개폐시켜 배출되는 오일의 양을 조절하는 실린더형 밸브를 구비하도록 하며,

상기 실린더형 밸브는 전면과 내부가 비어 있는 원통형의 피스톤으로, 그 후면부에는 관통공이 형성시킬 경우 오일의 배출이 원할히 이루어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유압장치의 일 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 유압 시스템이 적용되는 유압장치의 일 예를 도시한 사시도이고,

도 2 는 상기 도 1 의 유압장치내의 유압 시스템을 설명하기 위한 유압장치주요 요부의 개략적인 단면도이다.

참고로, 상기 도면에서는 설명의 편의상, 유압의 흐름에 따라 움직이는 유압장치의 피스톤 및 램과, 오일의 흐름방향을 제어하는 솔레노이드 밸브에 대한 도시는 생략하였다.

아울러, 도 2 의 제1 밸브 형성부(10)는 상기 도 1에서의 몸체블록(20)의 다른 부위와 절단면의 방향이 다르나 다른 구성부재와의 연결관계를 용이하게 설명하기 위해 편의상 동일 단면 상태로 도시하였다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명의 유압장치(100)는 장치의 전체 하우징을 형성하는 몸체블록(20)과, 상기 몸체블록(20)의 내부에 유압장치의 실린더 램을 상승 시키거나 하강시키기 위한 오일의 통로를 형성하는 다수의 유로(40,60,80,120,140)와, 상기 각 유로(40,60,80,120,140)상에 설치되어 오일의 흐름 방향을 조절하는 밸브가 구비된 밸브 형성부(10,30,50) 및 상기 유로상에 설치되어 오일이 흐르는 양을 조절하는 조절변(C1,C2) 등으로 구성된다.

먼저, 유압장치의 실린더 램을 상승시키기 위한 신호가 주어지면 관로(미도시)를 통해 오일이 a 방향으로 유입되어 유로(120)를 따라 흐르게 된다. 이때 상기 상승신호의 지시는 펌프의 메인 솔레노이드(미도시)에 의해 이루어진다.

상승신호에 의한 오일이 유로(120)를 따라 흐르게 되면, 제1 밸브 형성부(10)의 상승밸브(15)와 스프링(16)의 작용에 의해 오일은 상승 실린더로 보내지기 위해 유로(40)을 따라 b 방향으로 흐르게 된다.

다음, 상기 오일의 상승으로 실린더 램이 상승한 후에는 다시 하강모드로 변환되어야 하는데, 이러한 전환은 제2 밸브 형성부(30)내에서 이루어진다. 즉, 하강모드하에서는 오일이 유로(40)을 따라 c 방향으로 흐르게 되며, 펌프의 메인 솔레노이드로부터 하강신호를 받게 되면 하강밸브(17)가 자동으로 개방되어 유로(40)을 따라 흐르던 오일이 하강 실린더(23) 내부로 흐르게 된다. 즉 유로(140)의 내부를 흐르게 된다.

상기 하강 실린더(23)의 내부로 유입된 오일은 제3 밸브 형성부(50)에서의 오일의 효과적인 배출에 의해 실린더 램을 급속하강시키되, 임의의 위치에서 하강속도를 자연스럽게 줄여 하강에 따른 유압장치의 충격을 방지하도록 한다. 즉 상기 제3 밸브 형성부(50)는 하강 실린더(23)의 내측면 둘레를 따라 그 길이 방향으로 일정간격 이격되어 보조 오일 배출구(21)가 다수개 형성되어 있으며, 상기 보조 오일 배출구(21)는 실린더형 밸브(19)의 움직임에 따라 자동으로 개폐되어 배출되는 오일의 양을 효과적으로 조절할 수 있게 한다.

기본적으로 제2 밸브 형성부(30)를 통과하는 오일, 즉 하강신호에 의해 하강밸브(17)가 개방되어 유로(40)를 따라 상승한 오일은 제3 밸브 형성부(50)의 실린더(23) 내부로 유입되며, 이 오일은 유로(80)을 통해 그대로 배출되므로 실린더 램은 급속 하강하게 된다. 그러나 실린더(23) 내부에는 많은 양의 오일이 배출되는 상기 유로(80)가 형성되는 것과 함께 내측면 둘레를 따라 보조 오일 배출구(21)가 형성되어 있어 실린더 내부에 구비된 실린더형 밸브(19)가 일정 거리 이동하여 상기 유로(80)를 일부 차단할 경우, 유입된 오일의 일부는 보조 오일 배출구(21)를 통해 부분적으로 유출되어진다.

또한, 상기 실린더형 밸브(19)는 전면과 내부가 비어 있는 원통형의 피스톤으로서 그 후면부에는 관통공(25)이 형성되어 있어 오일의 일부가 상기 관통공(25)을 통해 배출되고, 상기 관통공(25)을 통해 배출된 오일은 실린더(23)의 측벽에 형성된 보조 오일통로(27)를 통해 빠져 나가게 된다. 상기 보조 오일통로(27)는 블록몸체(20) 내부로 길게 연장되어 나와 급속하강 오일 배출 통로(80)에 연결된다.

한편, 도 3 은 제1 밸브 형성부(10)에 구비된 상승밸브(15)의 설치상태를 도시한 상세 단면도로서,

도 (a)는 본 발명의 기술에 따른 상승밸브의 설치상태를 도시하였고,

도 (b)는 종래의 상승밸브의 구성을 도시한 단면도이다.

실린더 램의 상승 신호가 주어지면 오일은 관로를 통해 a 방향으로 유입되어지고, 유입된 오일은 상승밸브(15)를 후방으로 밀면서 배출되어 상승 실린더 유로(40)로 유입된다. 이때 본 발명의 상기 상승밸브(15)는 오일을 차단하고 배출시키는 헤드부(13)가 실린더의 외측에 위치한 구조이고, 상승밸브(15)의 후단부의 단면적(폭 W1)이 오일이 배출되는 전면부의 단면적(폭 W2)보다 작기 때문에 제1 밸브 형성부의 유로(120)를 통해 유입된 오일이 상승밸브(15)를 자연스럽게 열고 상승 실린더로 갈수 있게 된다.

또한 실린더 램의 정지 신호가 주어질 경우, 상승밸브(15)의 헤드부(13) 후방에 설치된 스프링(16)의 힘에 의해 상승밸브(15)는 자동으로 닫히게 된다. 이때 스프링(16)의 힘과 실린더 램의 하중압력은 상승밸브의 헤드부(13)에 가해지기 때문에 무게에 의한 자중압력이 높거나 낮은 경우에 관계없이 오일의 리크가 발생하지 않으므로 자중낙하의 위험은 없는 것이다.

참고로, 이와 같은 본 발명의 상승밸브의 구성과 동작에 따른 기능을 보다 잘 이해하기 위해 종래의 상승밸브의 구성에 대해 살펴 보기로 한다.

도 3의 (b)는 종래의 상승밸브의 구조를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 상승밸브(1)에 있어서, 상승 신호시 펌프에서 관로를 통과한 오일이 a 방향으로 유입되어 상승밸브(1)를 밀고 있는 후방 스프링(3)의 힘을 이기어 상승밸브(1)를 상승시킨 상태에서 통과하여 상승 실린더 방향으로(b 방향) 보내지며, 정지 신호시에는 스프링(3)의 힘에 의해 원 위치되어 상승 밸브(1)는 닫혀진다.

이러한 구조를 가진 종래의 상승밸브(1)에 있어서는, 상승된 실린더 램의 무게 의한 하중압력이 상승밸브(1)에 역으로 작용하여 스프링(3)의 힘이 하중합력에 비해 작을 경우 오일의 유출이 발생하여 실린더 램의 자중낙하가 이루어질 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 하중압력에 맞는 스프링 압력을 증가시켜 주어야 하는데, 이 경우 실린더와 상승밸브(1)가 접촉되는 모서리부(E부)에서의 마모가 쉽게 발생되는 문제가 있다.

그러나 도 3 의 (a)에 도시된 본 발명의 상승밸브(1)는 무게에 의한 하중압력이 실린더의 외측으로 돌출되어 나온 헤드부(13)에 작용하게 되므로 상기와 같은 문제는 발생되지 않는다.

한편, 도 4 는 본 발명의 제2 밸브 형성부(30)에 구비된 하강밸브(17)의 구조를 도시한 단면도이다.

상기 도시된 본 발명의 하강밸브(17)는 펌프의 메인 솔레노이드로부터 하강신호가 주어지면 열리고, 전원이 차단되면 스프링(19)의 힘에 의해 닫히게 된다.

본 발명에 따른 하강밸브(17)는 오일을 차단하는 면과 밸브 후단부를 지지하는 축의 직경을 같은 크기로 형성해 줌으로써 무게에 의한 하중의 압력이 양면으로 분산되기 때문에 스프링(19)의 힘만으로도 오일의 리크에 의한 자중낙하를 방지할 수 있게 된다.

도 5 는 본 발명에 따른 제3 밸브 형성부(50)에 구비된 실린더형 밸브(19)의 동작상태를 단계별로 도시한 단면도이고,

도 6 은 상기 도 5 를 사시도로 도시한 도면이다.

하강신호에 의해 제2 밸브 형성부(30)를 통과한 오일은 다시 유로(80)를 통해 빠져나감으로써 급속하강이 이루어지게 된다. 이때 상기 유로(80)를 통과하는 오일의 양을 필요한 시기에 적절히 조절해줌으로써 급속하강으로 인한 유압장치의 충격이나 진동을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 밸브 형성부(50)에 구비된 실린더(23)는 실린더 내벽 둘레로 축 방향으로 일정 간격 이격 되도록 보조 오일유출구(21)를 형성함과 동시에, 실린더형 밸브(19)의 후단에 관통공(25)을 형성하고 있다. 따라서 실린더형 밸브(19)가 제3 실린더(23) 내부를 전진하게 되면 유로(80)의 일부를 차단함과 동시에 제3 실린더 내벽에 형성된 보조 오일 유출구(21)를 통해 작은 양의 오일이 배출되도록 한다. 상기 실린더형 밸브(19)가 더욱 전진하여 유로(80)를 완전히 차단하게 되면 보조 오일 유출구(21)도 차단이 되고, 실린더형 밸브 후단에 형성된 관통공(25)을 통해서만 오일이 배출되어진다. 따라서 실린더형밸브(19)의 전,후진되는 길이에 따라 유출되는 오일의 양을 조절할 수 있게 되어 많은 양의 오일을 유로(80)을 통해 일시적으로 배출시키는 것으로 발생되는 유압장치의 충격이나 진동 등을 자연스럽게 방지할 수 있다.

또한, 급속하강을 유도하는 유로(80)와 보조 오일 배출로(D) 상에는 오일 조절변(C1,C2,C3)을 설치하여 유로상에서 흐르는 오일을 수동으로 조절할 수 있게 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 유압장치는 급속 하강 관로상의 실린더 내벽 둘레로 보조 오일유출구를 형성하고, 상기 실린더 내에 전후방향으로 슬라이딩 운동하는 실린더형 밸브 후단에 관통공을 형성하여 급속 하강 관로를 통과하는 오일을 순차적으로 차단시키는 것과 동시에, 보조 오일유출구를 통해 작은 양의 오일이 유출되도록 함으로써, 급속하강에서 서행하강으로의 전환을 자연스럽게 구현할 수 있으므로 유압장치의 충격에 의한 진동 발생을 해소할 수 있다. 아울러, 한 개의 몸체블록 내부에 일련의 유압장치 들을 함께 구비함으로써 유압장치의 규모를 소형화함과 동시에 장치의 조립 및 해체가 용이하고, 외관상 깔끔한 이미지를 구현할 수 있다. 또한, 상승밸브의 구조를 개선하여 종래의 실린더 램의 하중 압력에 의한 자중낙하의 위험을 해소시켰다.

Claims (5)

1. 유압장치에 있어서,

   장치의 전체 하우징을 형성하는 몸체블록(20)과,

   상기 몸체블록(20)의 내부에 형성되며 유압장치의 실린더 램을 상승시키거나 하강시키기 위한 오일통로가 되는 다수의 유로(40,60,80,120,140)와;

   상기 유로(40,60,80,120,140)중 임의의 유로상에 설치되어 오일의 흐름 방향을 조절하는 밸브가 설치된 밸브 형성부(10,30,50); 및

   상기 유로 중 배출로 상에 설치되어 오일의 흐름 양을 조절하는 오일 조절변(C1,C2)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유압장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브 형성부는 상승밸브를 구비한 제1 밸브 형성부와, 하강밸브를 구비한 제2 밸브 형성부, 급속하강에서 서행하강으로의 전환을 자연스럽게 유도하는 실린더형 밸브를 구비한 제3 밸브 형성부로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 상승밸브는 밸브의 헤드부가 실린더의 외측으로 돌출되어 나오고, 헤드부의 직경이 본체부보다 크게 형성되어 오일 리크를 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 유압장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제3 밸브 형성부는 내측면 둘레를 따라 보조 오일 배출구(21)가 다수개 형성된 실린더(23)와, 상시 실린더(23) 내부에 수용되어 그 길이 방향을 따라 움직이는 것에 의해 상기 보조 오일배출구(21)를 개폐시켜 배출되는 오일의 양을 조절하는 실린더형 밸브(19)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 실린더형 밸브는 전면과 내부가 비어 있는 원통형의 피스톤으로, 그 후면부에는 관통공(25)이 형성된 것을 특징으로 하는 유압장치.