KR20180130245A - 유압감지용 유니온 볼트 - Google Patents

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KR20180130245A
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Abstract

본 발명은 유압 체결 부품 중 하나인 유니온 볼트에 관한 것으로서, 특히 유니온 볼트를 통과하는 유체의 압력을 외부에 감지할 수 있도록 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 유로가 형성된 구조물에 별도 부재을 체결 고정함에 있어 상기 구조물의 유로와 상기 별도 부재의 유로를 연결하는 유니온 볼트로서, 상기 구조물의 유로와 상기 별도 부재의 유로를 연결하도록 내부에 형성된 유로와, 내부에 형성된 상기 유로에서 외측으로 형성된 관통홀과, 상기 관통홀에 위치하며 상기 유로에 채워진 유체의 압력에 의해 관통홀의 길이방향으로 이동 가능한 피스톤과, 상기 피스톤이 상기 유로 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성체를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

유압감지용 유니온 볼트{Union Bolt for Oil Pressure Sensing}
본 발명은 유압 체결 부품 중 하나인 유니온 볼트에 관한 것으로서, 특히 유니온 볼트를 통과하는 유체의 압력을 외부에 감지할 수 있도록 구성한 것이다.
유니온 볼트는 구조물과 별도 부재를 체결함에 있어 구조물에 형성된 유로와 별도 부재에 형성된 유로를 연결할 수 있도록 내부에 유로가 형성된 유압 체결 부품이다.
종래의 유니온 볼트는 아래에서 설명하고 있는 바와 같이 구성된다.
도면에서, 도 1은 종래 기술에 따른 유니온 볼트의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 유니온 볼트의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 유니온 볼트를 이용하여 유로를 연결한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유니온 볼트(10)는 헤드(11)와, 헤드(11)의 저면에 연장된 스템(13)과, 스템(13)의 하단에 형성된 탭(15)으로 구분되며 스템(13)과 탭(15)의 중심에는 길이방향으로 중심 유로(17)가 형성되고, 스템(13)의 측면에 형성된 측면 홀(19)은 스템(13)의 중심에 형성된 중심 유로(17)까지 연장된다.
한편 유니온 볼트(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 유로(3)가 형성된 블록(1)과 내부에 유로가 형성된 조인트(20)를 체결함과 더불어, 블록(1)의 유로(3)와 조인트(20)의 유로(21)를 연결하는 유압 체결 부품으로 이용된다.
구체적으로 블록(1)의 유로(3) 끝단에는 탭 가공된 암나사부(5)가 형성되고, 조인트(20)에 형성된 중공(23)에 유니온 볼트(10)가 삽입된 상태에서 유니온 볼트(10)의 탭(15)이 블록(1)의 암나사부(5)에 체결된다. 이때 유니온 볼트(10)의 스템(13)에 형성된 측면 홀(19)은 조인트(20)의 중공(23)과 대응해 위치한다.
따라서 블록(1)의 내부에 형성된 유로(3)는 유니온 볼트(10)의 중심 유로(17)와 연통하며, 유니온 볼트(10)의 측면 홀(19)은 조인트(20) 내부에 형성된 유로(21)와 연통한다. 유니온 볼트(10)가 조인트(20)의 중공(23)을 관통하여 체결됨에 있어서 조인트(20)를 블록(1)에 고정함과 더불어 블록(1) 내부의 유로(3)는 유니온 볼트(10)의 중심 유로(17)와 측면 홀(19) 그리고 조인트(20)의 중공(23)과 내부 유로(21)가 연통된다.
이와 같이 종래의 유니온 볼트(10)는 구조물에 별도 부재를 체결함과 더불어 구조물의 유로와 별도 부재의 유로를 연결하는 커넥터의 기능을 수행한다.
한편, 종래의 유니온 볼트는 설명한 체결과 커넥터의 기능만 수행할 뿐, 별도로 유압상태를 감지하기 위해서는, 조인트에 연결되는 다른 외부 유로에 압력게이지 등을 설치하거나 조인트에 압력게이지를 설치하여 유압을 측정하게 된다.
하지만, 공간이 협소하거나 구조물 및 별도 부재의 구성이 작아 압력게이지의 설치가 용이치 않는 경우 또는 압력게이지를 설치할 정도의 중요 부품이 아닌 경우와 같이 압력게이지를 장착할 수 없거나 필요성이 없을 경우에는 유압을 감지할 수 없다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1538137호(공고일 2015년07월24일)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 구조물의 유로와 별도 부재의 유로를 연결하도록 별도 부재를 구조물에 체결함과 더불어 연결된 유로 내의 압력을 감지할 수 있게 구성한 유압감지용 유니온 볼트를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 유로가 형성된 구조물에 별도 부재를 체결 고정함에 있어 상기 구조물의 유로와 상기 별도 부재의 유로를 연결하는 유니온 볼트로서, 상기 구조물의 유로와 상기 별도 부재의 유로를 연결하도록 내부에 형성된 중심 유로와, 내부에 형성된 상기 중심 유로에서 외측으로 형성된 관통홀와, 상기 관통홀에 위치하며 상기 중심 유로에 채워진 유체의 압력에 의해 상기 관통홀의 길이방향으로 이동 가능한 피스톤 및 상기 피스톤이 상기 중심 유로 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성체를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 피스톤은 상기 관통홀에 위치하며 상기 중심 유로에 채워진 유체와 접하는 평판과, 상기 평판에 고정되며 상기 관통홀을 따라 위치한 로드를 포함하며, 상기 유체의 압력이 상기 탄성체의 탄성력보다 클 경우, 상기 평판은 상기 유체의 압력에 의해 이동되고 상기 로드의 끝단이 상기 유니온 볼트의 외측 밖으로 돌출된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유체의 압력이 상기 탄성체의 탄성력보다 작을 경우, 상기 평판은 상기 탄성체의 탄성력에 의해 이동되고 상기 로드의 끝단이 상기 관통홀 내부 방향으로 움직인다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 헤드와, 상기 헤드의 저면에 형성된 스템과, 상기 스템의 하부에 형성된 탭과, 상기 스템의 측면에서 상기 중심 유로까지 연장된 측면 홀을 포함하며, 상기 관통홀은 상기 헤드의 상면에서 상기 중심 유로까지 형성되어 상기 중심 유로와 상기 관통홀이 연결된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 관통홀의 상단에 형성되며 상기 로드가 관통하는 스토퍼와, 상기 스토퍼와 상기 로드 사이에 위치하여 누유를 방지하는 상부 오링과, 상기 평판과 상기 관통홀의 내측면 사이에 위치하여 누유를 방지하는 하부 오링을 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄성체는 상기 스토퍼와 상기 평판의 사이에 위치한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄성체는 코일스프링이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 로드에 결합되어 상기 로드가 관통홀 내부 방향으로 이동하는 것을 제한하는 걸림부재를 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압감지용 유니온 볼트는 구조물의 유로와 별도 부재의 유로를 연결하도록 별도 부재를 구조물에 체결함과 더불어 연결된 유로 내의 압력을 감지할 수 있게 구성한 것으로서, 피스톤의 이동을 통해 유압을 감지할 수 있다는 장점이 있다.
따라서 압력게이지를 장착할 수 없거나 필요성이 없을 경우라도 쉽게 유압의 상태를 인식할 수 있고, 그에 따라 신속한 조치를 통해 발생할 수 있는 사고를 미연에 예방할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유니온 볼트의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 유니온 볼트의 단면도이며,
도 3은 도 2에 도시된 유니온 볼트를 이용하여 유로를 연결한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유니온 볼트의 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 유니온 볼트의 단면도이며,
도 6은 도 5에 도시된 유니온 볼트를 이용하여 유로를 연결한 상태를 나타낸 단면도이고,
도 7은 유압의 증가에 따른 피스톤의 이동관계를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 유니온 볼트에 결림부재를 추가한 실시예를 나타낸 단면도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 유압감지용 유니온 볼트의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 4는 본 발명에 따른 유니온 볼트의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 유니온 볼트의 단면도이며, 도 6은 도 5에 도시된 유니온 볼트를 이용하여 유로를 연결한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7은 유압의 증가에 따른 피스톤의 이동관계를 나타낸 단면도이다. 또한 도 8은 도 7에 도시된 유니온 볼트에 결림부재를 추가한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유니온 볼트(100)는 헤드(101)와, 헤드(101)의 저면에 연장된 스템(103)과, 스템(103)의 하단에 형성된 탭(105)으로 구분되며, 스템(103)과 탭(105)의 중심에는 그 길이방향으로 중심 유로(107)가 형성되고, 스템(103)의 측면에 형성된 측면 홀(109)은 스템(103)의 중심에 형성된 중심 유로(107)까지 연장된다.
그리고 중심 유로(107)와 연결되어 헤드(101)의 상면까지 연결되는 관통홀(110)이 형성되며, 관통홀(110)의 상단에는 스토퍼(121)가 관통홀(110)의 내측 둘레에 형성되며, 스토퍼(121)에는 단차(122)가 형성된다.
이와 같이 구성된 유니온 볼트(100)의 관통홀(110) 내부에는 인디케이터(120)가 장착된다. 인디케이터(120)는 관통홀(110)의 내부에 위치하여 중심 유로(107)에 채워진 유체에 작용하는 압력에 따라 관통홀(110)을 따라 상하방향으로 이동하는 피스톤(130)과, 피스톤(130)이 상향으로 이동하였을 때에 탄성력이 증가하여 피스톤(130)을 하향으로 밀어내는 코일스프링(140)과, 관통홀(110)과 피스톤(130)의 사이로 유체가 누유되는 것을 방지하기 위한 실링부재를 포함한다.
아래에서는 이와 같이 구성된 유압감지용 유니온 볼트에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 인디케이터(120)의 피스톤(130)은 관통홀(110)의 하단에 위치하여 중심 유로(107)에 채워진 유체와 접하는 평판(131)과 상기 평판(131)의 중심에서 상향으로 연장된 로드(133)를 포함하며, 로드(133)는 관통홀(110)의 상단에 형성된 스토퍼(121)를 관통해 위치한다. 이때 평판(131)과 접한 유체가 관통홀(110)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 평판(131)의 상면에는 로드(133)의 둘레와 평판(131)의 상면 및 관통홀(110)의 내측면에 접하는 실링부재인 하부 오링(150L)이 위치한다. 즉 평판(131)과 관통홀(110)의 내측면 사이에 누유를 방지하는 하부 오링(150L)이 위치한다.
또한 관통홀(110)의 상단에 형성된 스토퍼(121)의 단차(122)에도 상부 오링(150H)이 위치하여 유체가 관통홀(110)의 외부 즉 헤드(101) 밖으로 누유되는 것을 차단한다. 즉 스토퍼(121)와 로드(133) 사이에 누유를 방지하는 상부 오링(150H)이 위치한다.
그리고 하부 오링(150L)의 상부에는 하부 스페이서(160L)가 위치하고, 하부 스페이서(160L)의 상부에는 코일스프링(140)이 위치한다. 그리고 코일스프링(140)의 상면에는 상부 스페이서(160H)가 위치하며 상부 스페이서(160H)는 단차(122)에 접하여 위치한다. 즉, 코일스프링(140)은 상기 스토퍼(121)와 상기 평판(131)의 사이에 위치한다.
이와 같이 구성된 인디케이터(120)에 있어서, 유니온 볼트(100)의 중심 유로(107)에 채워진 유압이 증가하면, 그 유압이 피스톤(130)의 평판(131)에 작용하게 되며, 유압이 코일스프링(140)의 탄성력보다 클 경우 코일스프링(140)은 수축되면서 피스톤(130)은 상향으로 이동하게 된다. 이때 피스톤(130)의 이동거리는 유압의 크기에 비례하므로 유압이 크게 증가할 경우 피스톤(130)의 로드(133)는 헤드(101) 밖으로 돌출됨에 있어 돌출된 길이가 길어지게 된다.
아래에서는 이와 같이 구성된 유압감지용 유니온 볼트의 장착관계에 대해 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 유니온 볼트(100)는 내부에 유로(3)가 형성된 구조물인 블록(1)과, 블록(1) 외부의 구성으로 내부에 유로(3)가 형성된 별도 부재인 조인트(20)를 체결함과 더불어 블록(1)의 유로(3)와 조인트(20)의 유로(21)를 연결하는 유압 체결 부품으로 이용된다.
구체적으로 블록(1)의 유로(3)의 끝단에는 탭 가공된 암나사부(5)가 형성되고, 조인트(20)에 형성된 중공(23)에 유니온 볼트(100)가 삽입된 상태에서 유니온 볼트(100)의 탭(105)이 블록(1)의 암나사부(5)에 체결된다. 이때 유니온 볼트(100)의 스템(103)에 형성된 측면 홀(109)은 조인트(20)의 중공(23)과 대응해 위치한다.
따라서 블록(1)의 내부에 형성된 유로(3)는 유니온 볼트(100)의 중심 유로(107)와 연통되며, 유니온 볼트(100)의 측면 홀(109)은 조인트(20) 내부에 형성된 유로(21)와 연통된다. 유니온 볼트(100)가 조인트(20)의 중공을 관통하여 체결됨에 있어서 조인트(20)를 블록(1)에 고정함과 더불어 블록(1) 내부의 유로는 유니온 볼트(100)의 중심 유로(107)와 측면 홀(109), 조인트(20)의 중공(23)과 내부 유로(21)가 연통된다.
연통된 유로에 유체가 채워지면, 유체는 피스톤(130)의 평판(131)과 접하게 되며, 유체에 가해지는 유압은 평판(131)에도 가해진다. 이때 평판(131)은 코일스프링(140)에 의해 지지됨으로써, 유압이 코일스프링(140)의 탄성력보다 클 경우 피스톤(130)은 유압에 밀려 관통홀(110)의 내부로 이동하게 된다.
이와 같이 피스톤(130)이 관통홀(110)의 내부로 이동함에 따라 피스톤(130)의 로드(133)는 유니온 볼트(100)의 헤드(101) 상면으로 돌출되는데, 돌출되는 길이는 평판(131)에 가해지는 유압의 크기에 비례하게 된다.
작업자는 헤드(101) 밖으로 돌출되는 피스톤(130)의 로드(133) 길이를 확인하고 유압을 인식할 수 있게 된다. 만약 작업자의 조치를 통해 유압이 작아지면서 정상적인 상태로 되돌아오면, 평판(131)에 작용하던 유압의 크기도 작아지면서 코일스프링(140)의 탄성력에 의해 피스톤(130)은 하향으로 이동하게 되고, 피스톤(130)의 로드(133) 또한 관통홀(110)의 내부로 진입해 들어가면서 헤드(101) 밖으로 돌출된 로드(133)는 짧아지게 된다.
한편, 도 7에 도시된 유니온 볼트(100)의 경우 피스톤(130)이 관통홀(110) 내부로 진입함에 있어 로드(133)가 관통홀(110) 내부로 완전히 들어가는 것을 방지하도록 로드(133)의 상단에 걸림부재(170)가 장착된 예를 도 8에 도시하고 있다.
로드(133)의 상단에는 걸림부재(170)가 장착되는데, 걸림부재(170)는 관통홀(110)의 직경보다 큰 직경의 원판 또는 관통홀(110)의 직경보다 긴 길이의 바(bar) 구조의 걸림턱(171)이 형성되고, 걸림턱(171)의 중심에 수직 하향으로 수나사(173)가 고정된다. 그리고 도 8에 보이듯이, 로드(133)의 상단면에 암나사를 형성하고, 걸림부재(170)의 수나사(173)를 암나사에 나사 체결함으로써, 로드(133) 즉 피스톤(130)이 관통홀(110) 내부로 진입함에 있어 걸림부재(170)에 의해 피스톤(130)의 진입 깊이를 제한할 수 있다.
그리고 도면에 도시된 도면부호 '25'는 와셔로서, 체결된 유니온 볼트(100)의 헤드(101)와 조인트(20)의 상면, 그리고 블록(1)과 조인트(20)의 하면 사이에 각각 위치한다.
한편, 앞서 설명한 실시예에서는 작업자가 헤드(101)의 상부로 돌출된 로드(133)를 통해 유압의 변화를 확인할 수 있으나, 헤드(101)의 상부에 변위센서 및 가압센서를 장착하고 로드(133)의 이동을 감지한 상태에서 설정된 길이 이상으로 이동하면 경고음이 발생하도록 구성할 수 있다.
100 : 유니온 볼트
101 : 헤드
103 : 스템
105 : 탭
107 : 중심 유로
109 : 측면 홀
110 : 관통홀
120 : 인디케이터
121 : 스토퍼
122 : 단차
130 : 피스톤
140 : 코일스프링
150L, 150H : 오링
160L, 160H : 스페이서
170 : 걸림부재

Claims (9)

  1. 내부에 유로(3)가 형성된 구조물에 별도 부재를 체결 고정함에 있어 상기 구조물의 유로(3)와 상기 별도 부재의 유로(21)를 연결하는 유니온 볼트로서,
    상기 구조물의 유로(3)와 상기 별도 부재의 유로(21)를 연결하도록 내부에 형성된 중심 유로(107);
    내부에 형성된 상기 중심 유로(107)에서 외측으로 형성된 관통홀(110);
    상기 관통홀(110)에 위치하며 상기 중심 유로(107)에 채워진 유체의 압력에 의해 상기 관통홀(110)의 길이방향으로 이동 가능한 피스톤(130); 및
    상기 피스톤(130)이 상기 중심 유로(107) 방향으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤(130)은 상기 중심 유로(107)에 채워진 유체와 접하는 평판(131)과, 상기 평판(131)에 고정되며 상기 관통홀(110)을 따라 위치한 로드(133)를 포함하며,
    상기 유체의 압력이 상기 탄성체의 탄성력보다 클 경우, 상기 평판(131)은 상기 유체의 압력에 의해 이동되고 상기 로드(133)의 끝단이 상기 유니온 볼트(100)의 외측 밖으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유체의 압력이 상기 탄성체의 탄성력보다 작을 경우, 상기 평판(131)은 상기 탄성체의 탄성력에 의해 이동되고 상기 로드(133)의 끝단이 상기 관통홀(110) 내부 방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
  4. 제3항에 있어서,
    헤드(101)와, 상기 헤드(101)의 저면에 형성된 스템(103)과, 상기 스템(103)의 하부에 형성된 탭(105)과, 상기 스템(103)의 측면에서 상기 중심 유로(107)까지 연장된 측면 홀(109)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 관통홀(110)은 상기 헤드(101)의 상면에서 상기 중심 유로(107)까지 형성되어 상기 중심 유로(107)와 상기 관통홀(110)이 연결된 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관통홀(110)의 상단에 형성되며 상기 로드(133)가 관통하는 스토퍼(121)와,
    상기 스토퍼(121)와 상기 로드(133) 사이에 위치하여 누유를 방지하는 상부 오링(150H)과,
    상기 평판(131)과 상기 관통홀(110)의 내측면 사이에 위치하여 누유를 방지하는 하부 오링(150L)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 스토퍼(121)와 상기 평판(131)의 사이에 위치하는 것을 유니온 볼트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는 코일스프링(140)인 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 로드(133)에 결합되어 상기 로드(133)가 관통홀(110) 내부 방향으로 이동하는 것을 제한하는 걸림부재(170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니온 볼트.
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