KR20130118044A

KR20130118044A - 브레이커용 유압 컨트롤 밸브

Info

Publication number: KR20130118044A
Application number: KR1020120040926A
Authority: KR
Inventors: 문병윤
Original assignee: 주식회사 지엘비; 문병윤
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-10-29
Also published as: KR101332260B1

Abstract

본 발명은 유체의 방향을 전환하기 위해 스풀이 이동하는 과정에서 슬리브와의 접촉시 발생하는 충격에 의한 파손을 방지할 수 있는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브에 관한 것이다. 구조를 살펴보면, 브레이커의 실린더 내부에 형성된 밸브실에 설치되고 복수의 배출공이 형성된 슬리브와, 상기 슬리브의 내부에 설치되며 유체가 유입되는 유입구가 형성된 플러그와, 상기 슬리브와 상기 플러그 사이에 마련된 작동공간과, 상기 작동공간에 이동 가능하게 설치되고 상기 유입구와 상기 배출공을 연결하는 연결공이 형성된 스풀을 포함한다. 이때, 상기 작동공간의 일단에는 유체가 충전되는 완충공간이 형성되어, 상기 스풀의 이동시 상기 슬리브와의 접촉을 방지한다.
상술한 구성에 따르면, 스풀이 이동 가능하게 설치되는 작동공간의 일단에 유체가 충전되는 완충공간이 형성되는바, 밸브실로 유입된 유체의 방향을 전환하기 위해 스풀이 이동하는 과정에서 스풀과 슬리브가 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 스풀과 슬리브의 접촉에 의한 충격으로 인해 스풀, 슬리브가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

브레이커용 유압 컨트롤 밸브{HYDRAULIC CONTROL VALVE FOR BREAKER}

본 발명은 브레이커에 사용되는 유압 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 유체의 방향을 전환하기 위해 스풀이 이동하는 과정에서 하우징 또는 슬리브와의 접촉시 발생하는 충격에 의한 파손을 방지할 수 있는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브에 관한 것이다.

브레이커는 굴삭기, 로더 등의 건설장비에 장착되어 암반이나 콘크리트 등을 파쇄하는 장비로서, 유압에 의해 왕복운동을 하는 피스톤이 파쇄공구인 치즐(chisel)을 타격함으로써 콘크리트 및 암반 등에 충격력을 가해 파쇄를 하는 장비이다.

유압 브레이커는 유압을 적절하게 제어할 수 있도록 다양한 구조로 변경되어 왔다. 예컨대, 대한민국등록특허 제10-0343888호, 대한민국등록특허 제10-0901145호, 대한민국공개특허 제10-2010-0067207호에는 다양한 구조의 유압 브레이커가 공지되어 있다.

상술한 유압 브레이커들은 다소 차이는 있지만, 피스톤의 상부와 하부에 선택적으로 유압을 공급하여 피스톤에 타격력을 제공하는 밸브실을 포함한다. 밸브실의 내부에는 스풀이 이동 가능하게 설치되고, 스풀의 둘레에는 슬리브 또는 밸브 하우징이 구비된다. 이때, 스풀은 왕복운동을 하며 슬리브 또는 밸브 하우징에 형성된 복수의 유로를 선택적으로 개폐하고, 이를 통해 밸브실로 유입된 유체의 공급방향을 전환한다.

그런데, 스풀은 슬리브 또는 밸브 하우징의 내부에 위치되므로, 유체의 방향전환을 위하여 왕복운동을 하는 과정에서 슬리브 또는 밸브 하우징에 접촉되며, 이 과정에서 충격이 발생하게 된다. 이러한 충격이 지속적으로 반복될 경우 스풀을 감싸는 슬리브 또는 밸브 하우징에 균열이 발생되고, 심할 경우 스풀과 접촉하는 부분을 파손시키게 된다. 이와 같이, 슬리브 또는 밸브 하우징에 균열이 생기거나 파손되면 누유가 발생하며, 누유로 인해 유압 브레이커가 정상적으로 작동되지 않거나 타격력이 저하된다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 유체의 방향을 전환하기 위해 스풀이 이동하는 과정에서 하우징 또는 슬리브와의 접촉시 발생하는 충격에 의한 파손을 방지할 수 있는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 브레이커용 유압 컨트롤 밸브는, 브레이커의 내부에 설치되는 내장형과, 브레이커의 외부에 탈착 가능하게 설치되는 외장형으로 구분된다.

우선, 내장형 유압 컨트롤 밸브에 대해 살펴보면, 브레이커의 실린더 내부에 형성된 밸브실에 설치되고 복수의 배출공이 형성된 슬리브와, 상기 슬리브의 내부에 설치되며 유체가 유입되는 유입구가 형성된 플러그와, 상기 슬리브와 상기 플러그 사이에 마련된 작동공간과, 상기 작동공간에 이동 가능하게 설치되고 상기 유입구와 상기 배출공을 연결하는 연결공이 형성된 스풀을 포함한다. 이때, 상기 작동공간의 일단에는 유체가 충전되는 완충공간이 형성되어, 상기 스풀의 이동시 상기 슬리브와의 접촉을 방지한다.

한편, 외장형 유압 컨트롤 밸브는, 브레이커에 탈착 가능하게 결합되고 내부에 밸브실이 마련되며 상기 밸브실과 연결된 유입공 및 배출공이 형성된 하우징과, 상기 밸브실에 설치되며 내부에 이송로가 형성된 플러그와, 상기 하우징과 상기 플러그 사이에 마련된 작동공간과, 상기 작동공간에 이동 가능하게 설치되고 상기 유입구와 상기 배출공을 상기 이송로와 연결하는 연결공이 형성된 스풀을 포함한다. 이때, 상기 작동공간의 일단에는 유체가 충전되는 완충공간이 형성되어, 상기 스풀의 이동시 상기 하우징과의 접촉을 방지한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 스풀이 이동 가능하게 설치되는 작동공간의 일단에 유체가 충전되는 완충공간이 형성되는바, 밸브실로 유입된 유체의 방향을 전환하기 위해 스풀이 이동하는 과정에서 스풀과 슬리브(또는 하우징)가 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 스풀과 슬리브(또는 하우징)의 접촉에 의한 충격으로 인해 스풀, 슬리브(또는 하우징)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 컨트롤 밸브를 포함하는 브레이커의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 컨트롤 밸브를 확대한 도면.
도 3은 도 2의 "A"부분을 확대한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 컨트롤 밸브를 포함하는 브레이커의 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압 컨트롤 밸브를 확대한 도면.
도 6은 도 5의 "B"부분을 확대한 도면.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 브레이커(300)는, 실린더(310)와, 실린더(310)의 상단에 결합된 백헤드(back head, 320)와, 실린더(310)의 하단에 결합된 프런트헤드(front head, 330)와, 실린더(310)의 내부에 이동 가능하게 설치된 피스톤(340)과, 프런트헤드(330)의 내부에 이동 가능하게 설치된 치즐(350)과, 프런트헤드(330)의 하단에 결합된 프런트커버(360)를 포함하여 구성된다. 이때, 백헤드(320)의 내부에는 압력실(370)이 구비되고, 실린더(310)의 측면에는 유압 컨트롤 밸브(100,200)가 마련되며, 유압 컨트롤 밸브(100,200)와 인접한 위치에는 어큐뮬레이터(380)가 설치된다.

상술한 구성 중 유압 컨트롤 밸브(100,200)는 설치 구조에 따라 실린더(310)의 내부에 설치되는 내장형 유압 컨트롤 밸브(도 1의 100)과, 실린더(310)의 외부에 탈착 가능하게 설치되는 외장형 유압 컨트롤 밸브(도 4의 200)로 구분된다.

도 2와 도 3은 내장형 유압 컨트롤 밸브(이하, 내장형 밸브라 함)에 관한 도면으로, 도 2와 도 3을 참조하여 내장형 밸브(100)에 대해 설명하도록 한다.

내장형 밸브(100)는 실린더(310)의 내부에 마련된 밸브실(390)에 설치되고, 그 작동시 밸브실(390)에 유입된 유체가 피스톤(도 1의 340)의 상부로 공급되거나 피스톤(340)의 하부로 공급될 수 있도록 유체의 흐름(즉, 배출방향)을 전환한다.

내장형 밸브(100)의 구성을 살펴보면, 밸브실(390)에 설치되는 슬리브(110)와, 슬리브(110)의 내부에 결합되는 플러그(120)와, 슬리브(110)와 플러그(120) 사이에 설치되는 스풀(130)을 포함한다. 이때, 밸브실(390)의 둘레에는 유체가 유입되는 유입통로(392), 유체가 배출되는 배출통로(394) 및 다수의 홈(396)이 형성된다.

슬리브(110)는 양단이 개방된 원통 형상이다. 슬리브(110)의 하단 내주면에는 후술할 완충공간(140)을 이루는 제1돌출부(112)가 형성되고, 슬리브(110)의 외주면에는 밸브실(390)의 배출통로(394)와 연결되는 배출공(114) 및 밸브실(390)의 홈(396)과 연결되는 다수의 관통공(116)이 형성된다.

플러그(120)는 상단에 플랜지(122)가 형성된 원기둥 형상이다. 플러그(120)의 하단에는 밸브실(390)의 유입통로(392)와 연결된 유입구(124)가 형성되며, 플러그(120)의 하단 외주면에는 유입구(124)와 배출공(114)을 연결하는 배출구(126)가 형성된다. 그리고 플러그(120)의 하단 외주면에는 제1돌출부(112)와 함께 완충공간(140)을 형성하는 제2돌출부(128)가 형성된다.

여기서, 플러그(120)는 슬리브(110)와의 사이에 작동공간(150)이 마련될 수 있도록 슬리브(110)의 내경보다 작은 직경으로 형성된다. 또한, 제2돌출부(128)는 슬리브(110), 제1돌출부(112)와 함께 완충공간(140)을 형성할 수 있도록 제1돌출부(112)에 비해 플러그(120)의 길이방향으로 길게 연장된다. 또한, 플러그(120)의 플랜지(122)와 슬리브(110)의 상단 사이에는 슬리브(110)의 유동을 방지하기 위한 고정링(160)이 설치된다.

스풀(130)은 슬리브(110)보다 작은 길이와 작은 직경으로 형성된 원통 형상이다. 스풀(130)의 하단 외주면에는 배출구(126)와 배출공(114)을 연결하는 연결공(132)이 형성된다. 이때, 스풀(130)의 두께는 슬리브(110)의 내주면과 제2돌출부(128)의 외주면 사이 간격, 즉 완충공간(140)의 폭보다 작게 형성된다.

이와 같이 스풀(130)을 얇게 제작할 경우 스풀(130)의 이동시 스풀(130)의 하단이 완충공간(140)에 삽입될 수 있다. 또한, 스풀(130)의 하단이 완충공간(140)에 삽입될 경우 완충공간(140)에 충전된 유체가 스풀(130)의 내주면과 제2돌출부(128)의 외주면 사이의 이격유로(134)를 통해 배출될 수 있다.

완충공간(140)은 슬리브(110)의 하단 내주면, 제1돌출부(112)의 상면, 제2돌출부(128)의 외주면에 의해 형성된 공간이다. 이러한 완충공간(140)은 스풀(130)의 이동시 슬리브(110)와의 접촉을 방지하기 위한 것으로, 좀 더 상세하게는 슬리브(110)에 형성된 제1돌출부(112)와의 접촉을 방지하기 위한 것이다. 이를 위하여 완충공간(140)에는 유체가 충전되며, 완충공간(140)에 충전된 유체는 스풀(130)이 삽입될 경우 이격유로(134)를 통해 배출된다.

한편, 완충공간(140)에 충전된 유체가 스풀(130)과 슬리브(110)의 접촉을 방지할 수 있도록 적절하게 완충역할을 한 다음 이격유로(134)를 통해 배출될 수 있도록 완충공간(140)과 이격유로(134)의 규격을 제한하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 슬리브(110)의 내주면과 제2돌출부(128)의 외주면 사이의 간격(완충공간(140)의 폭)을 x라 하고, 제1돌출부(112)와 제2돌출부(128)의 길이 차이(완충공간(140)의 높이)를 y라 하며, 스풀(130)의 내주면과 제2돌출부(128)의 외주면 사이 간격(이격유로(134)의 폭)을 z라고 할 때, 그 비율이 7~10 : 05~1.5 : 0.1~0.4인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 x : y: z = 8.5 : 1 : 0.25인 것이 좋다.

또한, 이격유로(134)를 통해 유체가 배출되는 과정에서 저항이 없도록 제2돌출부(128)의 상단 외주연과, 스풀(130)의 하단 내주연은 테이퍼지게 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 외장형 유압 컨트롤 밸브(200, 이하 외장형 밸브)는 실린더(310)의 일측에 탈착 가능하게 결합되고, 그 작동시 밸브실(390)에 유입된 유체가 피스톤(340)의 상부로 공급되거나 피스톤(340)의 하부로 공급될 수 있도록 유체의 배출방향을 전환한다.

도 5와 도 6을 참조하면, 외장형 밸브(200)는 실린더(도 4의 310)에 탈착 가능하게 결합되고 내부에 밸브실(211)이 마련된 하우징(210)과, 밸브실(211)에 설치된 플러그(220)와, 하우징(210)과 플러그(220) 사이에 마련된 스풀(230)을 포함한다.

하우징(210)은 내부에 밸브실(211)이 마련된 파이프 형상이다. 하우징(210)의 일측에는 유체가 출입되는 유입구(212) 및 배출구(213)가 형성되고, 하우징(210)의 내주면에는 유입구(212) 및 배출구(213)와 각각 연결된 다수의 홈(214)이 형성된다. 또한, 하우징(210)의 하단 내주면은 돌출부(215)를 포함하는 다단으로 형성되고, 돌출부(215)의 상부에는 챔버(216)가 마련된다.

플러그(220)는 상단에 플랜지(222)가 형성된 원기둥 형상이다. 플러그(220)의 내부에는 이송로(미도시)가 형성되어 유입구(212)에서 유입된 유체를 배출구(213) 측으로 이동시킨다. 또한, 플러그(220)의 하단은 다단으로 형성된 하우징(210)의 소경부(217)에 삽입되어, 하우징(210)의 내주면 및 돌출부(215)와 함께 완충공간(240)을 형성한다. 이때, 플러그(220)는 하우징(210)과의 사이에 작동공간(250)이 마련될 수 있도록 하우징(210)의 내경보다 작은 직경으로 형성된다.

스풀(230)은 작동공간(250)에 설치되어 이동할 수 있는 길이와 직경으로 형성된 원통 형상이다. 스풀(230)의 외주면에는 유입구(212)와 이송로(미도시), 배출구(213)와 이송로(미도시)를 선택적으로 연결하는 연결공(232)이 형성된다. 또한, 스풀(230)의 일단 외주면에는 완충공간(240)에 충전된 유체가 챔버(216)로 이송될 수 있도록 배출홈(234)이 형성된다.

완충공간(240)은 하우징(210)의 하단 내주면, 돌출부(215)의 상면, 플러그(220)의 하단 외주면에 의해 형성된 공간이다. 이러한 완충공간(240)은 스풀(230)의 이동시 하우징(210)와의 접촉을 방지하기 위한 것이며, 그 내부에는 유체가 충전된다. 완충공간(240)에 충전된 유체는 스풀(230)이 삽입될 경우 배출홈(234)를 통해 챔버(216)로 배출된다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 내장형 밸브 110: 슬리브
112: 제1돌출부 114: 배출공
116: 관통공 120: 플러그
122: 플랜지 124: 유입구
126: 배출구 128: 제2돌출부
130: 스풀 132: 연결공
134: 이격유로 140: 완충공간
150: 작동공간 160: 고정링
200: 외장형 밸브 210: 하우징
211: 밸브실 212: 유입구
213: 배출구 214: 홈
215: 돌출부 216: 챔버
217: 소경부 220: 플러그
230: 스풀 232: 연결공
234: 배출홈 240: 완충공간
250: 작동공간

Claims

밸브실에 설치되어 유체의 흐름을 전환하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브에 있어서,
상기 밸브실에 설치되고, 복수의 배출공이 형성된 슬리브;
상기 슬리브의 내부에 설치되며, 유체가 유입되는 유입구가 형성된 플러그;
상기 슬리브와 상기 플러그 사이에 마련된 작동공간; 및
상기 작동공간에 이동 가능하게 설치되고, 상기 유입구와 상기 배출공을 연결하는 연결공이 형성된 스풀을 포함하고,
상기 작동공간의 일단에 유체가 충전되는 완충공간이 형성되어, 상기 스풀의 이동시 상기 슬리브와의 접촉을 방지하는 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브의 일단 내주면에 제1돌출부가 형성되고, 상기 플러그의 일단 외주면에 제2돌출부가 형성되며,
상기 완충공간은, 상기 슬리브, 상기 제1돌출부, 상기 제2돌출부에 의해 형성된 공간인 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 제2돌출부는 상기 제1돌출부에 비해 상기 플러그의 길이방향으로 길게 연장된 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 슬리브의 내주면과 상기 제2돌출부의 외주면 사이 간격이 상기 스풀의 두께보다 크게 형성되어, 상기 제2돌출부의 외주면과 상기 스풀의 내주면 사이에 이격유로가 형성되며,
상기 스풀이 상기 완충공간에 삽입될 때 상기 완충공간에 충전된 유체가 상기 이격유로를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 작동공간에 위치된 상기 제2돌출부의 타단 외주연과, 상기 스풀의 일단 내주연이 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 5에 있어서,
상기 슬리브의 내주면과 상기 제2돌출부의 외주면 사이의 간격이 x, 상기 제1돌출부와 상기 제2돌출부의 길이 차이가 y, 상기 제2돌출부의 외주면과 상기 스풀의 내주면 사이 간격이 z일 때,
x : y: z = 7~10 : 05~1.5 : 0.1~0.4
인 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
유체의 흐름을 전환하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브에 있어서,
상기 브레이커에 탈착 가능하게 결합되고, 내부에 밸브실이 마련되며, 상기 밸브실과 연결된 유입구 및 배출구가 형성된 하우징;
상기 밸브실에 설치되며, 내부에 이송로가 형성된 플러그;
상기 하우징과 상기 플러그 사이에 마련된 작동공간; 및
상기 작동공간에 이동 가능하게 설치되고, 상기 유입구와 상기 배출구를 상기 이송로와 연결하는 연결공이 형성된 스풀을 포함하고,
상기 작동공간의 일단에 유체가 충전되는 완충공간이 형성되어, 상기 스풀의 이동시 상기 하우징과의 접촉을 방지하는 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 7에 있어서,
상기 하우징의 하단 내주면에는 돌출부가 형성되고,
상기 완충공간은 상기 하우징의 내주면, 상기 돌출부, 상기 플러그의 외주면에 의해 형성된 공간인 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 8에 있어서,
상기 스풀의 일단에는 배출홈이 형성되고,
상기 스풀이 상기 완충공간에 삽입될 때 상기 완충공간에 충전된 유체가 상기 배출홈을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.
청구항 9에 있어서,
상기 하우징의 일단 내주면에는 상기 배출홈을 통해 배출된 유체가 저장되는 챔버가 형성된 것을 특징으로 하는 브레이커용 유압 컨트롤 밸브.