KR20150091976A

KR20150091976A - 유압 회로용 구멍의 폐색 구조

Info

Publication number: KR20150091976A
Application number: KR1020147025149A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 노하라; 히로유키 지쿠고; 슈우지 호리; 미츠마사 아카시
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2015-08-12
Also published as: JP5859126B2; JPWO2015104792A1; WO2015104792A1; DE112014000059T5; CN104919226A

Abstract

유압 회로용 구멍으로부터의 오일의 누출을 장기간에 걸쳐 방지하기 위해, O 링 (30) 이 장착되는 수용홈 (25) 의 기단측이 되는 부위에 축부 (21) 보다 외경이 큰 플랜지부 (22) 를 가짐과 함께, 플랜지부 (22) 의 기단측이 되는 부위에 체결 공구가 장착되는 다각 기둥상의 헤드부 (23) 를 갖고, 플랜지부 (22) 는 축부 (21) 의 길이 방향을 따른 판두께 치수 (d) 가 헤드부 (23) 의 높이 치수 (c) 보다 작고, 또한 헤드부 (23) 는 유압 회로용 구멍 (10) 의 개구 (φ) 보다 작은 외경 (a) 을 갖도록 플러그 (20) 를 구성하고, 유압 회로용 구멍 (10) 의 개구 단부에 나사 결합시킨 경우에 플랜지부 (22) 를 시트면으로 하여 본체 보디의 외표면에 압접시켰다.

Description

유압 회로용 구멍의 폐색 구조{BLOCKING CONFIGURATION OF OIL PRESSURE CIRCUIT HOLE}

본 발명은 본체 보디에 형성한 유압 회로용 구멍의 개구 단부 (端部) 를 폐색시키기 위한 구조에 관한 것이다.

유압 기기의 본체 보디 내부에 유압 통로나 스풀공을 형성하는 경우에는, 본체 보디의 외표면에 개구되도록 유압 회로용 구멍을 형성한 후, 이 유압 회로용 구멍의 개구 단부를 플러그에 의해 폐색하는 방법이 많이 사용된다. 플러그는, 선단부에 수나사부가 형성된 축부와, 축부의 기단부에 형성된 헤드부를 가진 것이다. 헤드부는, 스패너 등의 체결 공구가 장착되는 부분으로, 축부보다 외경이 큰 다각 기둥상으로 구성되어 있다. 축부의 기단부에는, O 링을 장착하기 위한 수용홈이 형성되어 있다. 수용홈은, 축부보다 외경이 작아지도록 형성한 환상의 오목부이다.

이 플러그를 적용하여 유압 회로용 구멍의 개구 단부를 폐색하는 경우에는, 수용홈에 O 링을 장착한 상태에서 플러그를 유압 회로용 구멍의 개구 단부에 나사 결합시킨다. 설정된 표준 토크로 플러그가 유압 회로용 구멍에 나사 결합된 상태에 있어서는, 플러그와 유압 회로용 구멍의 내주면 사이에서 압축된 O 링이 수용홈의 외주면 및 유압 회로용 구멍의 내주면으로 가압되어, 유압 회로용 구멍과 플러그 사이가 시일되게 된다 (예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).

유압 회로용 구멍과 플러그 사이부터의 오일의 누출을 방지하려면, 플러그를 헐거워지지 않게 유압 회로용 구멍에 나사 결합시킨 상태로 유지할 필요가 있다. 즉, 플러그에 계속해서 축력을 작용시키면, O 링이 수용홈의 외주면 및 유압 회로용 구멍의 내주면으로 가압된 상태를 유지하여, 유압 회로용 구멍과 플러그 사이로부터의 오일의 누출을 방지할 수 있다. 플러그에 작용하는 축력은, 유압 회로용 구멍에 나사 결합시켰을 때에 플러그에 발생하는 길이 방향을 따른 탄성 변형의 반력에 의한 것이다. 상기 서술한 플러그의 경우에는, 수용홈이 다른 축부보다 외경이 작아지도록 구성되어 있기 때문에, 유압 회로용 구멍에 나사 결합시켰을 때에 수용홈을 형성한 부분이 길이 방향으로 탄성 변형됨으로써 플러그에 축력이 작용하게 된다.

그러나, 축부에 있어서 수용홈을 형성한 부분의 탄성 변형은, 양으로는 매우 약간 기대할 수 있을 뿐이다. 이 때문에, 예를 들어 세월의 영향에 의해, 시트면이 되는 플러그의 헤드부에 소성 변형이나 내려앉음이 매우 약간이라도 발생한 경우에는, 축력이 소실되고 플러그가 이완되어, 유압 회로용 구멍의 내주면과의 간극으로부터 오일이 누출되는 사태를 초래할 우려가 있다. 특히, 유압 기기의 본체 보디 내부에 형성한 유압 통로나 스풀공을 폐색시키는 플러그에는, 480 기압 정도의 매우 높은 유압이 반복해서 작용하게 되기 때문에, 상기 서술한 문제가 한층 더 현저해진다.

한편, 특허문헌 3 에는, 작동유 탱크의 급유구를 폐색시키기 위한 플러그에 대하여 기재가 있다. 이 플러그는, 급유구의 개구 단부와의 사이에 와셔를 개재시켜 급유구를 폐색시키도록 한 것이다.

일본 공개특허공보 평5-288281호 일본 공개특허공보 2013-29126호 일본 공개특허공보 2007-78094호

특허문헌 3 에 기재된 플러그, 와셔, 시일과 걸림 수단으로 이루어지는 플러그 구조는, 매우 낮은 유압이 작용하는 부분에 적용되는 것으로, 유압 기기의 본체 보디 내부에 형성한 유압 통로나 스풀공을 폐색시키는 플러그의 보다 높은 유압이 작용하는 것을 상정한 것은 아니다. 만일, 고압 부분에 적용하기 위해 체결 토크를 높게 설정한 경우에는, 플랜지가 연신되고 변형되어, 플랜지와 와셔 사이에 간극이 생겨 오일의 누출을 초래한다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여, 유압 회로용 구멍으로부터의 오일의 누출을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있는 유압 회로용 구멍의 폐색 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 유압 회로용 구멍의 폐색 구조는, 축부의 선단부에 수나사부가 형성됨과 함께, 상기 축부의 기단부 외주에 O 링이 장착된 플러그를 본체 보디에 형성한 유압 회로용 구멍의 개구 단부에 나사 결합시키고, 상기 O 링을 상기 축부의 외주면 및 상기 유압 회로용 구멍의 내주면으로 각각 가압시킴으로써, 상기 유압 회로용 구멍과 상기 플러그 사이를 시일하도록 한 유압 회로용 구멍의 폐색 구조에 있어서, 상기 플러그는, 상기 O 링이 장착되는 수용홈의 기단측이 되는 부위에 상기 축부보다 외경이 큰 플랜지부를 가짐과 함께, 상기 플랜지부의 기단측이 되는 부위에 체결 공구가 장착되는 다각 기둥상의 헤드부를 가진 것으로, 상기 플랜지부는 상기 축부의 길이 방향을 따른 판두께 치수가 상기 헤드부의 높이 치수보다 작고, 또한 상기 헤드부는 상기 유압 회로용 구멍의 개구 이하가 되는 외경을 갖도록 구성하고, 상기 유압 회로용 구멍의 개구 단부에 나사 결합시킨 경우에 상기 플랜지부를 시트면으로 하여 상기 본체 보디의 외표면에 압접시키는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 서술한 유압 회로용 구멍의 폐색 구조에 있어서, 상기 유압 회로용 구멍의 개구 단부에는, 개구단을 향함에 따라 점차 내경이 증대되는 테이퍼부를 형성하고, 상기 테이퍼부의 내주면에 상기 O 링을 가압시키는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 서술한 유압 회로용 구멍의 폐색 구조에 있어서, 상기 플러그는, 상기 헤드부의 외경이 상기 축부의 외경 이하가 되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 본체 보디에 형성한 유압 회로용 구멍의 개구 단부에 플러그를 나사 결합시킨 경우, 수용홈을 형성한 부분에 추가하여, 플랜지부가 탄성적으로 굽힘 변형됨으로써 플러그에 축력이 작용하게 된다. 이 때문에, 플러그의 길이 방향을 따른 탄성 변형량이 증대되게 되어, 만일 세월의 영향에 의해 플러그의 시트면에 소성 변형이나 내려앉음이 발생한 경우라 하더라도, 탄성 변형된 상태가 여전히 유지되어, 축력이 소실될 우려가 없다. 이로써, 장기간에 걸쳐 플러그가 이완되는 사태는 발생하지 않아, 유압 회로용 구멍으로부터의 오일의 누출을 방지할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 실시형태인 유압 회로용 구멍의 폐색 구조를 적용한 유압 기기의 주요부를 나타낸 단면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 유압 기기의 본체 보디에 대해 플러그를 나사 결합 시키기 이전의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 유압 기기의 주요부를 모식적으로 확대하여 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 관련된 유압 회로용 구멍의 폐색 구조의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태인 유압 회로용 구멍의 폐색 구조를 적용한 유압 기기의 주요부를 나타낸 것이다. 여기에서 예시하는 유압 기기는, 본체 보디 (1) 의 외표면 (1a) 에 개구되도록 유압 회로용 구멍 (10) 을 형성한 후, 유압 회로용 구멍 (10) 의 개구 단부를 플러그 (20) 에 의해 폐색시킴으로써, 본체 보디 (1) 의 내부에 유압 통로 (10A) 를 구성하도록 한 것이다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본체 보디 (1) 의 유압 회로용 구멍 (10) 에는, 암나사부 (11) 및 테이퍼부 (12) 가 형성되어 있다. 암나사부 (11) 는, 유압 회로용 구멍 (10) 의 내주면에 나사 홈을 형성함으로써 구성한 것이다. 테이퍼부 (12) 는, 유압 회로용 구멍 (10) 에 있어서 암나사부 (11) 보다 개구측이 되는 부위에 형성한 것으로, 개구단을 향함에 따라 점차 내경이 증대되도록 형성되어 있다.

한편, 유압 회로용 구멍 (10) 의 개구 단부를 폐색시키는 플러그 (20) 는, 축부 (21), 플랜지부 (22) 및 헤드부 (23) 가 S43C 등의 기계 구조용 탄소강에 의해 일체로 성형되어 있다. 축부 (21) 는, 선단부에 수나사부 (24) 를 갖는 한편, 기단부에 수용홈 (25) 을 가진 원주상 부분이다. 수나사부 (24) 는, 본체 보디 (1) 에 형성한 유압 회로용 구멍 (10) 의 암나사부 (11) 에 나사 결합되는 부분이다. 수용홈 (25) 은, 수나사부 (24) 의 골 직경보다 외경이 작아지도록 형성한 환상의 오목부이다. 플랜지부 (22) 는, 수용홈 (25) 의 기단으로부터 외주 방향으로 돌출된 원판상 부분이다. 이 플랜지부 (22) 는, 본체 보디 (1) 의 외표면 (1a) 에 개구되는 유압 회로용 구멍 (10) 의 개구 (φ) 보다 큰 외경을 갖도록 구성되어 있다. 헤드부 (23) 는, 스패너 등의 체결 공구가 장착되는 부분이다. 본 실시형태에서는, 외접원의 직경 (a) 이 축부 (21) 의 외경 (b) 보다 작은 정육각 기둥상을 이루도록, 플랜지부 (22) 의 기단측이 되는 부위에 헤드부 (23) 가 형성되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 헤드부 (23) 의 길이 방향을 따른 높이 치수 (c) 는, 체결 공구를 장착하여 나사 결합 조작을 실시하는 것이 가능한 크기로 형성되어 있다. 이에 비해, 상기 서술한 플랜지부 (22) 는, 헤드부 (23) 의 길이 방향을 따른 높이 치수 (c) 보다 작은 판두께 치수 (d) 를 갖도록 구성되어 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 플랜지부 (22) 의 판두께 치수 (d) 가, 예를 들어 축부 (21) 의 외경 (b) 의 1/4 보다 작아지도록 플러그 (20) 가 구성되어 있다.

상기의 구성을 가진 플러그 (20) 를 사용하여 본체 보디 (1) 의 유압 회로용 구멍 (10) 을 폐색시키는 경우에는, 수용홈 (25) 에 O 링 (30) 을 장착하고, 또한 플랜지부 (22) 가 시트면으로서 본체 보디 (1) 의 외표면 (1a) 에 압접되는 상태에서, 플러그 (20) 를 유압 회로용 구멍 (10) 의 개구 단부에 나사 결합시키면 된다. 나사부의 호칭 지름에 따라 설정된 표준 토크로 플러그 (20) 가 유압 회로용 구멍 (10) 에 나사 결합된 상태에 있어서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 플러그 (20) 와 유압 회로용 구멍 (10) 에 형성한 테이퍼부 (12) 의 내주면 사이에서 압축된 O 링 (30) 이 수용홈 (25) 의 외주면 및 테이퍼부 (12) 의 내주면으로 가압되어, 유압 회로용 구멍 (10) 와 플러그 (20) 사이가 시일되게 된다.

여기에서, 본 실시형태에서 적용하는 플러그 (20) 에서는, 육각 기둥상을 이루는 헤드부 (23) 의 외접원이 축부 (21) 의 외경 (b) 보다 작은 직경 (a) 을 갖도록 구성되어 있다. 이 때문에, 플러그 (20) 를 유압 회로용 구멍 (10) 에 나사 결합시킨 경우에는, 도 3 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 시트면으로서 본체 보디 (1) 의 외표면 (1a) 에 압접된 플랜지부 (22) 에 대해, 헤드부 (23) 와의 경계부 (p) 를 지지점으로 하여 유압 회로용 구멍 (10) 의 개구 가장자리 (q) 로부터 힘이 가해지게 된다. 상기 서술한 바와 같이, 축부 (21) 의 길이 방향을 따른 플랜지부 (22) 의 판두께 치수 (d) 가 헤드부 (23) 의 높이 치수 (c) 보다 작아지도록 플러그 (20) 가 구성되어 있다. 따라서, 플러그 (20) 에 있어서는, 축부 (21) 에 있어서 수용홈 (25) 을 형성한 부분에 추가하여, 플랜지부 (22) 가 탄성적으로 굽힘 변형되게 되어, 길이 방향을 따른 탄성 변형량이 증대되게 된다. 특히, 본 실시형태에서는, 플랜지부 (22) 의 판두께 치수 (d) 가, 수용홈 (25) 을 형성한 부분의 길이 방향을 따른 치수 (e) 보다 더욱 작아지도록 플러그 (20) 가 구성되어 있기 때문에, 플랜지부 (22) 가 보다 탄성 변형되기 쉬운 상태에 있고, 탄성 변형량도 한층 더 커진다. 이들의 결과, 만일 세월의 영향에 의해, 시트면이 되는 플랜지부 (22) 에 소성 변형이나 내려앉음이 약간 발생했다고 해도, 여전히 탄성 변형 영역이 잔존하여, 축력이 소실될 우려가 없어진다. 이로써, 장기간이 경과해도 플러그 (20) 가 이완되는 사태는 잘 발생하지 않아, 유압 회로용 구멍 (10) 으로부터의 오일의 누출을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 본체 보디의 내부에 유압 통로를 구성하도록 한 유압 기기를 예시하고 있는데, 반드시 유압 통로를 구성하는 경우에 한정되지 않고, 본체 보디의 내부에 스풀공을 구성하는 것에도 물론 적용하는 것이 가능하다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 개구 단부에 테이퍼부를 가진 유압 회로용 구멍의 폐색 구조를 예시하고 있는데, 반드시 유압 회로용 구멍이 테이퍼부를 가지고 있을 필요는 없다. 또한, 유압 회로용 구멍의 개구 단부가 테이퍼부를 갖는 경우에 상기 서술한 실시형태에서는, 플러그의 헤드부가 축부의 외경보다 작아지도록 구성하고 있는데, 반드시 축부보다 작은 외경일 필요는 없고, 유압 회로용 구멍의 개구 이하가 되는 외경을 가지고 있으면 된다. 또, 플러그의 헤드부는, 반드시 정육각 기둥상을 이룰 필요는 없고, 체결 공구를 장착할 수 있으면 그 밖의 다각 기둥상이어도 상관없다.

1 : 본체 보디
1a : 외표면
10 : 유압 회로용 구멍
10A : 유압 통로
11 : 암나사부
12 : 테이퍼부
20 : 플러그
21 : 축부
22 : 플랜지부
23 : 헤드부
24 : 수나사부
25 : 수용홈
30 : O 링

Claims

축부의 선단부에 수나사부가 형성됨과 함께, 상기 축부의 기단부 외주에 O 링이 장착된 플러그를 본체 보디에 형성한 유압 회로용 구멍의 개구 단부에 나사 결합시키고, 상기 O 링을 상기 축부의 외주면 및 상기 유압 회로용 구멍의 내주면으로 각각 가압시킴으로써, 상기 유압 회로용 구멍과 상기 플러그 사이를 시일하도록 한 유압 회로용 구멍의 폐색 구조에 있어서,
상기 플러그는, 상기 O 링이 장착되는 수용홈의 기단측이 되는 부위에 상기 축부보다 외경이 큰 플랜지부를 가짐과 함께, 상기 플랜지부의 기단측이 되는 부위에 체결 공구가 장착되는 다각 기둥상의 헤드부를 가진 것으로, 상기 플랜지부는 상기 축부의 길이 방향을 따른 판두께 치수가 상기 헤드부의 높이 치수보다 작고, 또한 상기 헤드부는 상기 유압 회로용 구멍의 개구 이하가 되는 외경을 갖도록 구성하고, 상기 유압 회로용 구멍의 개구 단부에 나사 결합시킨 경우에 상기 플랜지부를 시트면으로 하여 상기 본체 보디의 외표면에 압접시키는 것을 특징으로 하는 유압 회로용 구멍의 폐색 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 유압 회로용 구멍의 개구 단부에는, 개구단을 향함에 따라 점차 내경이 증대되는 테이퍼부를 형성하고, 상기 테이퍼부의 내주면에 상기 O 링을 가압시키는 것을 특징으로 하는 유압 회로용 구멍의 폐색 구조.
제 2 항에 있어서,
상기 플러그는, 상기 헤드부의 외경이 상기 축부의 외경 이하가 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 유압 회로용 구멍의 폐색 구조.