KR20060099191A - 자기압력 방향전환밸브 - Google Patents

Abstract

개시된 자기압력 방향전환밸브는, 작동체로 향하는 유압 경로를 가변시키는 스풀유닛과, 작동체가 일방향으로 끝까지 움직여서 내압이 증가하면 그 압력이 스풀유닛에 작용되게 하여 유압 경로를 바꿔줌으로써 작동체가 타방향으로 움직이게 하는 압력제어부 및, 압력제어부에서 스풀유닛의 한 쪽으로 유체를 공급하여 이동시킬 때 다른 쪽에 있던 유체가 빠져나갈 수 있게 해주는 배출수단을 포함하며, 이 배출수단으로서 유체가 빠져나가는 리턴유로에 설치된 체크밸브를 구비한다. 이와 같은 구조에 의하면, 압력제어부와 연결된 배출수단으로 유체가 빠져나갈 때 체크밸브의 통제된 기구를 통과해야 하기 때문에, 내부 압력이 손실되어 작동 불능 상태가 되는 현상이 억제되며, 따라서 유량의 많고 적음에 관계없이 항상 원활한 왕복운동 상태를 유지할 수 있다.

방향전환밸브, 자기압력, 체크밸브

Description

자기압력 방향전환밸브{Self-pressure directional valve}

도 1 및 도 2는 종래의 자기압력 방향전환밸브의 구조를 개략적으로 보인 도면,

도 3은 본 발명에 따른 자기압력 방향전환밸브의 구조를 개략적으로 보인 도면,

도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 자기압력 방향전환밸브의 작동 상태를 단계별로 도시한 도면,

도 7은 도 3에 도시된 자기압력 방향전환밸브의 변형 가능한 구조를 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100...펌프 200...스풀유닛

310,320...압력제어부 400...체크밸브

410...리턴유로 500...실린더

510...피스톤 600...유체탱크

본 발명은 왕복운동기구 등에 사용되는 방향 전환밸브에 관한 것으로서, 특히 자기압력에 의해 방향을 전환하는 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 정해진 구간을 반복해서 왕복하며 작업을 수행하는 왕복운동기구의 구동부에는, 도 1에 도시된 바와 같은 자기압력 방향전환밸브가 많이 사용되고 있다. 이것은 방향 전환을 위한 별도의 기구를 갖지 않고도 자체의 압력을 이용해서 유압 작용 방향을 계속해서 바꾸는 장치로서, 도면에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 실린더(50)로 향하는 펌프(10)의 유압 경로를 가변시키는 스풀유닛(20)과, 실린더(50)의 피스톤(51)이 일방향으로 끝까지 움직여서 내압이 증가하면 자동적으로 스풀유닛(20)을 움직여서 유압 경로를 바꿔줌으로써 피스톤(51)이 타방향으로 움직이게 하는 압력제어부(31)(32), 그리고 압력제어부(31)(32)에서 스풀유닛(20)의 한 쪽으로 유체를 공급하여 스풀유닛(20)을 이동시킬 때 다른 쪽에 있던 유체가 빠져나갈 수 있도록 통로 즉, 배출수단의 기능을 해주는 오리피스(40)를 구비하고 있다.

이와 같은 구성에서, 예를 들어 도 1과 같이 펌프(10)에 의해 공급된 유체가 A포트를 통해 실린더(50)의 A부로 유입되면 상기 피스톤(51)이 유압에 의해 B부 쪽으로 움직이게 된다. 이후, 피스톤(51)이 B부로 끝까지 이동하여 더 이상 갈 수가 없게 되면 A부로 들어오는 유체의 유압이 증가하게 되며, 이와 같이 증가된 유압은 A측 압력제어부(31)의 포펫(미도시)을 열고 스풀유닛(20)에까지 작용하게 된다. 그러면, 스풀유닛(20)이 움직이게 되어 유로를 도 2와 같이 바꾸게 되고, 펌프(10)에 의해 공급된 유체는 B포트를 통해 실린더(50)의 B부로 유입되어 피스톤(51)을 A 부 쪽으로 이동시키게 된다. 그리고, 피스톤(51)이 A부 끝까지 움직이게 되면, 이번에는 B측 압력제어부(32)의 포펫이 열리면서 스풀유닛(20)을 반대로 움직여서 도 1의 상태로 돌아가게 된다. 따라서, 펌프(10)가 가동되는 동안 스풀유닛(20)이 자체의 압력에 의해 계속 유로를 바꾸게 되고, 실린더(50)는 왕복운동을 하게 되는 것이다.

한편, 상기 오리피스(40)는 상기 압력제어부(31)(32)를 통해 스풀유닛(20)이 한 쪽으로 움직일 때 반대 쪽에 있던 유체가 빠져나가는 경로의 역할을 한다.

그런데, 이와 같은 오리피스(40)는 유체의 일부를 그대로 통과시켜 버리는 방식이기 때문에, 유체의 유량이 많은 시스템에서는 별 문제가 없지만, 유량이 적은 시스템에서는 스풀유닛(20)의 작동이 안 되는 문제가 빈발한다. 즉, 압력제어부(31,32)에서 스풀유닛(20)을 구동하려면 어느 정도 내부에 유압이 보존되어야 하는데, 상기와 같이 오리피스(40)를 통해 유체가 계속 빠져나가는 구조에서는 압력이 잘 올라가지 않게 된다. 특히나 유량이 적은 경우에는, 유체 일부가 오리피스(40)를 통해 계속 빠져나가고 나면, 압력이 떨어져서 스풀유닛(20)을 움직이기에 부족해지는 현상이 발생되는 것이다. 이렇게 되면, 스풀유닛(20)이 움직이지 못하여 실린더(50)의 왕복운동도 멈추게 되는 작동 불능의 상태에 빠지게 된다.

따라서, 유체의 유량이 적은 경우에도 왕복운동을 위한 작동을 원활하게 유지할 수 있는 새로운 구조의 밸브가 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 작동 유체의 유량에 관계없이 왕복운동을 위한 작동을 원활하게 유지할 수 있도록 개선된 자기압력 방향전환밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 작동체로 향하는 유압 경로를 가변시키는 스풀유닛과, 상기 작동체가 일방향으로 끝까지 움직여서 내압이 증가하면 그 압력이 상기 스풀유닛에 작용되게 하여 유압 경로를 바꿔줌으로써 상기 작동체가 타방향으로 움직이게 하는 압력제어부 및, 상기 압력제어부에서 상기 스풀유닛의 한 쪽으로 유체를 공급하여 이동시킬 때 다른 쪽에 있던 유체가 빠져나갈 수 있게 해주는 배출수단을 포함하는 자기압력 방향전환밸브에 있어서, 상기 배출수단은, 유체가 빠져나가는 경로를 형성하는 리턴유로 및, 상기 리턴유로 상에 설치된 체크밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 자기압력 방향 전환밸브의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 자기압력 방향 전환밸브는, 작동체인 실린더(500)로 향하는 펌프(100)의 유압 경로를 가변시키는 스풀유닛(200)과, 실린더(500)의 피스톤(510)이 일방향으로 끝까지 움직여서 내압이 증가하면 자동적으로 스풀유닛(200)을 움직여서 유압 경로를 바꿔줌으로써 피스톤(510)이 타방향으로 움직이게 하는 압력제어부(310)(320), 그리고 압력제어부(310)(320)에서 스풀유닛(200)의 한 쪽으로 유체를 공급하여 이동시킬 때 다른 쪽에 있던 유체가 빠져나갈 수 있게 해주는 배출수단으로서 유체가 빠져나가는 리턴유로(410)에 설치된 체크밸브(400)를 구비하고 있다. 이 체크밸브(400)는 스프링(402)에 의해 탄력적으로 리턴유로(410)를 막고 있는 포펫(401)을 구비하고 있어서, 유체가 이 포펫(401)을 밀어낼 수 있는 압력 이상이 되어야 리턴유로(410)로 통과할 수 있게 된다. 즉, 기존과 같이 오리피스를 통해 유체가 그냥 빠져나가는 것이 아니라, 체크밸브(400)를 통한 통제된 배출경로를 통해서 빠져나가는 것이다. 이렇게 되면 배출수단과 연결된 압력제어부(310)(320) 내부에는 체크밸브(400)가 열릴 때까지 유압이 어느 수준으로 유지가 될 수 있기 때문에, 스풀유닛(200)을 가동시키기에는 충분한 압력상태 를 보유하게 된다.

도 4 내지 도 6은 이러한 구성의 방향전환밸브의 작동 상태를 보다 구체적인 내부 구조와 함께 보인 것이다.

먼저, 도 4와 같이 펌프(100)에 의해 P포트를 통해 공급된 유체가 A포트를 통해 실린더(500)의 A부로 유입되면, 피스톤(510)이 유압에 의해 B부 쪽으로 움직이게 된다. 이때, 실린더(500)의 B부에 있던 유체는 B포트를 통해 T포트로 빠져나와 유체탱크(600)로 돌아온다. 이후, 피스톤(510)이 B부로 끝까지 이동하여 더 이상 갈 수가 없게 되면 A부로 들어오는 유체의 유압이 증가하게 되며, 이와 같이 증가된 유압은 A측 압력제어부(310)의 포펫(311)을 열고 스풀유닛(200)에까지 작용하게 된다. 스풀유닛(200)에는 파일럿스풀(210)과 방향전환스풀(220)의 두 스풀이 동축상에서 각각 움직일 수 있도록 구성되어 있는데, A측 압력제어부(310)를 통한 압력이 작용하면, 도 5와 같이 파일럿스풀(210)이 먼저 움직이게 된다. 이렇게 되면 P포트를 통한 유압이 상기 이동된 파일럿스풀(210)을 거쳐 방향전환스풀(220)과 본체 내벽(700) 사이에 작용하게 되며, 그 반작용으로 방향전환스풀(220)이 A부 측으로 움직이게 된다. 이 과정에서 파일럿스풀(210)의 우측에 있던 유체는 B측 체크밸브(400)를 통해 유체탱크(600)로 빠져나간다. 결국, 도 6과 같이 유로가 바뀌게 되고, 펌프(100)로 공급된 유체는 B포트를 통해 실린더(500)의 B부로 유입되어 피스톤(510)을 A부 쪽으로 이동시키게 된다. 그리고, 피스톤(510)이 A부 끝까지 움직이게 되면, 이번에는 B측 압력제어부(320)의 포펫(321)이 열리면서 스풀유닛(200)을 반대로 움직여서 도 4의 상태로 돌아가게 된다. 따라서, 펌프(100)가 가 동되는 동안 스풀유닛(200)은 자체의 압력에 의해 계속 유로를 바꾸게 되고, 실린더(500)는 왕복운동을 하게 된다.

그리고, 이 과정에서 상기 체크밸브(400)는 압력제어부(310)(320)에서 스풀유닛(200)을 움직일 때 유체가 빠져나가는 배출수단의 기능을 수행한다. 즉, 전술한 바와 같이 유체의 압력이 증가하여 포펫(401)을 밀어낼 수 있는 압력 이상이 되어야 리턴유로(410)를 통해 유체가 빠져나갈 수 있게 함으로써, 스풀유닛(200)에 작용할 압력제어부(310)(320)의 압력이 미리 저하되지 않게 하여 작동불능 상태가 되는 현상을 막아준다. 다시 말해서, 스풀유닛(200)을 작동시키기 위한 압력제어부(310)(320)의 압력이 손실되지 않게 보존해줄 수 있다.

따라서, 유량이 적은 시스템이라도 압력제어부(310)(320)와 연결된 유체가 배출수단을 통해 계속 빠져나가지 않고 소정 압력이 될 때만 빠져나가게 통제해주기 때문에, 원활한 왕복운동을 유지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 A측과 B측의 압력제어부(310)(320)에 모두 체크밸브(400)를 적용한 것을 예시하고 있으나, 도 7과 같이 한쪽에만 체크밸브(400)를 적용하고 다른 쪽은 수동방향전환핀(800)을 채용하여 수동제어가 가능하게 할 수도 있고, 아니면 다른 쪽을 전자제어가 되게 구성할 수도 있다. 이러한 변형예들은 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 설계적 변경사항들이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자기압력 방향 전환밸브는, 압력제어부에서 스풀유닛에 작용하는 압력이 손실되지 않도록 체크밸브로 통제해주기 때문에, 압력이 부족하여 작동 불능 상태가 되는 현상을 막아주며, 따라서 유량의 많고 적음에 관계없이 원활한 왕복운동 상태를 유지할 수 있게 해준다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (1)

1. 작동체로 향하는 유압 경로를 가변시키는 스풀유닛과, 상기 작동체가 일방향으로 끝까지 움직여서 내압이 증가하면 그 압력이 상기 스풀유닛에 작용되게 하여 유압 경로를 바꿔줌으로써 상기 작동체가 타방향으로 움직이게 하는 압력제어부 및, 상기 압력제어부에서 상기 스풀유닛의 한 쪽으로 유체를 공급하여 이동시킬 때 다른 쪽에 있던 유체가 빠져나갈 수 있게 해주는 배출수단을 포함하는 자기압력 방향전환밸브에 있어서,

   상기 배출수단은,

   유체가 빠져나가는 경로를 형성하는 리턴유로 및,

   상기 리턴유로 상에 설치된 체크밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기압력 방향전환밸브.

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