KR20190012527A - 유압 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압 체크밸브에 관한 것으로서, 일측에 주입구가 형성되고 내부에 밸브유로가 형성되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 타측 내주면에 결합되는 지지부재와, 상기 밸브유로를 따라 슬라이딩 되면서 상기 주입구를 개폐하는 개폐수단과, 상기 개폐수단과 지지부재 사이에 개재되는 탄성부재를 포함하는 유압 체크밸브에 있어서, 상기 개폐수단은, 상기 탄성부재에 의해 탄력 지지되면서 상기 밸브유로를 따라 슬라이딩 이동되고 측면에 통공이 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더의 단부에 원통형으로 돌출되어 내부에 볼수용공간이 형성되게 하는 격벽과, 상기 주입구 측으로 볼록한 반구 형상을 이루고 상기 격벽 내에 안착되어 상기 주입구의 모서리부와 선접촉에 의해 기밀을 유지하는 개폐볼을 포함하되, 상기 개폐볼의 외경은 상기 격벽의 내경보다 작게 구비되어 상기 개폐볼과 격벽 사이에 유격이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유압 체크밸브{Hydraulic check valve}

본 발명은 유압 체크밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계나 장비에 유압을 보충하기 위해 주입구를 통해 유압을 공급할 수 있으며 공급된 오일이 역류하지 않도록 차단하는 유압 체크밸브에 관한 것이다.

유압 체크밸브는 다양한 장비나 기계에 유압이 들어가는 곳에 사용되는 체크밸브로, 스프링과 체크볼(개폐볼)을 이용해 유압이 주입되지만 역류하여 나오는 것을 차단한다.

도 1은 종래 유압 체크밸브의 구조를 나타내는 단면도이다.

종래 유압 체크밸브는, 일측에 유압을 공급하는 주입구(1a)가 형성되고 내부에 밸브유로(1b)가 형성된 밸브바디(1)와, 상기 밸브유로(1b)에 슬라이딩 가능하게 구비되는 슬라이더(2)와, 상기 슬라이더(2)를 탄성 지지하도록 지지부재(5)에 의해 설치되는 스프링(3)과, 상기 슬라이더(2)의 단부에 개폐볼(4)이 구비되어 상기 슬라이더(2)의 왕복 이동에 의해 상기 주입구(1a)를 개폐한다.

상기와 같이 체크밸브에서 개폐수단을 볼 타입으로 사용하는 경우 주입구(1a)의 모서리부(1c)와 개폐볼(4)은 선접촉(line contact)을 하게 된다.

선접촉의 경우 기밀성이 우수하지만, 상기 개폐볼의 위치가 약간만 변경되면 기밀성이 급격하게 저하된다. 특히, 상기 슬라이더는 상기 밸브유로 상에서 부드럽게 슬라이딩 이동할 수 있기 위해서는 상기 밸브유로의 내주면과 슬라이더의 외주면 사이에 미세한 간격이 형성되어야 한다.

즉 상기 슬라이더의 외경과 상기 밸브유로의 내경이 동일하면 상기 슬라이더가 이동하는 것이 어렵다.

이러한 구조적 간격으로 인해 실제 상기 슬라이더는 전후진하면서 미세하게 요동할 가능성이 있는데, 이로 인해 상기 개폐볼의 위치가 변경되어 상기 주입구의 모서리부에 정확하게 선접촉 하면서 밀착되는 것을 어렵게 한다.

이를 극복하기 위해 상기 모서리부를 라운딩 처리하거나 경사지게 가공하여 개폐볼과 면접촉(face contact)하는 방식의 구조가 제시되었다.

그러나 기본적으로 면접촉의 경우 선접촉보다 기밀성이 떨어지는 경우가 많다. 이것은 개폐볼의 가공시 가공면이 나선 방향으로 형성되기 때문에 개폐볼이 완전한 구라고 할 수 없다. 따라서, 접촉하는 면적을 최소화하는 것이 기밀을 유지하는데 유리하다.

따라서, 선접촉 가능하면서 기밀이 확실히 유지될 수 있는 유압 체크밸브의 구조가 요구된다 할 것이다.

- 대한민국 등록특허 10-0879066(2009.1.9) "유압제어시스템의 라인압 릴리프 밸브" - 대한민국 등록특허 10-0552255(2006.2.8) "피스톤 펌프용 체크밸브" - 대한민국 등록실용 20-0204689(2000.9.18) "워터제트 직기용 체크밸브"

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 유압 체크밸브의 개폐볼이 선접촉을 이루는 주입구의 모서리부와 유동적으로 접촉하도록 하여 어떤 상태에서도 기밀성이 유지될 수 있는 유압 체크밸브를 제공하는 것이다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 유압 체크밸브는, 일측에 주입구가 형성되고 내부에 밸브유로가 형성되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 타측 내주면에 결합되는 지지부재와, 상기 밸브유로를 따라 슬라이딩 되면서 상기 주입구를 개폐하는 개폐수단과, 상기 개폐수단과 지지부재 사이에 개재되는 탄성부재를 포함하는 유압 체크밸브에 있어서, 상기 개폐수단은, 상기 탄성부재에 의해 탄력 지지되면서 상기 밸브유로를 따라 슬라이딩 이동되고 측면에 통공이 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더의 단부에 원통형으로 돌출되어 내부에 볼수용공간이 형성되게 하는 격벽과, 상기 주입구 측으로 볼록한 반구 형상을 이루고 상기 격벽 내에 안착되어 상기 주입구의 모서리부와 선접촉에 의해 기밀을 유지하는 개폐볼을 포함하되, 상기 개폐볼의 외경은 상기 격벽의 내경보다 작게 구비되어 상기 개폐볼과 격벽 사이에 유격이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 유격은 상기 밸브유로 내주면과 슬라이더 사이의 간격의 2 ~ 3배일 수 있다.

그리고 상기 격벽의 단부에는 상기 개폐볼의 이탈을 방지할 수 있도록 내측으로 벤딩된 방지턱이 형성될 수 있다.

또 상기 개폐볼의 선단에는 평면으로 가공된 평탄부가 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, 개폐볼이 격벽과 유격을 가지므로 격벽 내에서 좌우로 이동 가능하다. 따라서, 개폐볼이 주입구를 밀폐할 때 모서리부와 틈이 생기지 않도록 이동하면서 밀착되기 때문에 완벽한 선접촉이 이루어져 우수한 기밀 효과를 가져온다.

그리고 방지턱에 의해 개폐볼이 이탈되지 않고, 평탄부를 가압하여 밸브 내부 유압을 조절할 수 있다.

도 1은 종래 유압 체크밸브의 구조를 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 유압 체크밸브의 구조를 나타내는 단면도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 주요부를 나타내는 확대단면도
도 4는 본 발명의 작동상태의 실시 예를 나타내는 확대단면도
도 5는 본 발명의 작동상태의 다른 실시 예를 나타내는 확대단면도

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 유압 체크밸브의 구조를 나타내는 단면도이다.

도시된 바를 참조하면, 본 발명은 유압 체크밸브에 관한 것으로 기계나 장비에 오일을 보충할 때, 주입구를 통해 오일을 공급하기 위한 것이다.

구체적으로 본 발명은 크게 밸브바디(10), 지지부재(20), 개폐수단(30) 및 탄성부재(40)를 포함해서 이루어지며, 상기 개폐수단(30)의 구조에 기술적 특징이 있다.

먼저, 상기 밸브바디(10)는 전체적으로 내부에 유체가 통과할 수 있는 유로가 형성되도록 관 형상일 수 있다.

상기 밸브바디(10)의 일측에는 오일을 주입할 수 있는 주입구(11)가 형성되고 타측에 배출구(12)가 형성될 수 있으며, 상기 주입구(11)와 배출구(12) 사이에는 밸브유로(10a)가 형성된다.

여기서, 상기 주입구(11)의 내부 후방에 각진 모서리부(11a)가 형성된다.

다시 말해, 즉 상기 주입구(11)와 밸브유로(10a)가 연결되는 지점에 단이 지는 형태로 상기 모서리부(11a)가 형성된다. 즉 상기 주입구(11)의 내경보다 상기 밸브유로(10a)의 내경이 더 크도록 형성된다.

다음으로 상기 지지부재(20)는 상기 밸브바디(10)의 타측 내주면에 고정, 구비되는 것으로, 상기 밸브유로(10a)의 내경에 삽입되는 형태로 결합될 수 있다.

상기 지지부재(20)는 도시된 바와 같이 일정한 두께를 가지는 원통형일 수 있고, 단부에 상기 탄성부재(40)가 끼움, 지지될 수 있는 지지턱(20a)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 지지턱(20a)은 내측으로 형성되어 상기 지지턱(20a)의 안쪽에 상기 탄성부재(40)가 끼워질 수 있는 구조이다.

다음으로 도 3을 함께 참조하여 상기 개폐수단(30)에 대해 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 주요부를 나타내는 확대단면도이다.

상기 개폐수단(30)은 상기 밸브유로(10a) 상에 놓여 상기 주입구(11)를 열거나 닫는 수단에 해당한다.

구체적으로 상기 개폐수단(30)은 슬라이더(31), 격벽(32), 개폐볼(33)로 이루어질 수 있다.

상기 슬라이더(31)는 상기 밸브유로(10a) 상에 배치되어 상기 밸브유로(10a)를 따라 슬라이딩 이동 가능하다.

그리고 상기 슬라이더(31)는 일단이 밀폐된 헤드부(31a)가 형성되고 타단은 개방된 형상의 원통형일 수 있다.

또 상기 헤드부(31a)와 인접하여 상기 슬라이더(31)의 측면에는 오일이 통과할 수 있는 통공(31b)이 복수개 형성될 수 있으며, 타단에는 상기 지지부재(20)의 지지턱(20a)과 대응되는 형상의 안착턱(31c)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 안착턱(31c)도 상기 슬라이더(31)의 내측으로 형성되고 상기 안착턱(31c)의 안쪽에 상기 탄성부재(40)가 안착될 수 있다.

한편, 상기 슬라이더(31)의 외경은 상기 밸브유로(10a)의 내경보다 약간 작게 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 슬라이더(31)는 상기 밸브유로(10a) 내에서 슬라이딩 되면서 왕복 이동하기 때문에 약간의 간격이 있어야 원활하게 슬라이딩이 이루어질 수 있다.

즉, 상기 슬라이더(31)의 외주면과 밸브유로(10a)의 내주면 사이 간격(g)은 대략 0.01mm ~ 0.02mm일 수 있으며, 0.015mm 정도가 적절하다.

만일, 0.01mm 보다 작으면 상기 슬라이더(31)가 밸브유로(10a) 내주면에 밀착되어서 마찰로 인해 원활한 슬라이딩이 어렵고, 0.02mm 이상이면 압력의 누설 위험과 상기 슬라이더(31)가 좌우로 요동하는 문제가 있다.

상기 슬라이더(31)의 단부에는 격벽(32)이 구비된다.

상세하게, 상기 격벽(32)은 상기 슬라이더(31)의 헤드부(31a) 상면에 원통 형상으로 돌출되어 내부에 볼수용공간(32a)이 형성된다. 상기 볼수용공간(32a)에는 상기 개폐볼(33)이 수용된다.

상기 격벽(32)의 두께는 일정 두께 이상을 가져 수용된 상기 개폐볼(33)이 좌우로 움직이면서 충돌하더라도 견딜 수 있는 정도가 되어야 한다.

또 상기 격벽(32)의 높이는 상기 개폐볼(33)이 상기 주입구(11)의 모서리부(11a)에 접촉한 상태에서 상기 격벽(32)이 상기 모서리부(11a)에 접촉하지 않을 정도의 높이를 가지는 것이 바람직하다.

상기 개폐볼(33)은 강(steel) 재질로 이루어지고 대략 반구 형상을 이루는데, 실제로는 강구(steel shpere)의 일부를 절단하여 반구 형상으로 만들 수 있다.

그리고 상기 개폐볼(33)은 상기 볼수용공간(32a)에 수용된다. 즉, 상기 격벽(32)에 의해 둘러싸이도록 수용되고 절단면이 상기 헤드부(31a)의 상면에 안착된다.

이때, 상기 개폐볼(33)의 외경은 상기 격벽(32)의 내경보다 작게 가공된다. 즉, 상기 개폐볼(33)이 상기 볼수용공간(32a)에 딱 맞게 끼움, 삽입되는 것이 아니라 격벽(32)과 유격(p)을 가지도록 삽입된다. 즉, 상기 개폐볼의 외경이 상기 격벽의 내경보다 작다.

상기 유격(p)이 있기 때문에 상기 개폐볼(33)은 상기 볼수용공간(32a) 내에서 좌우로 유격만큼 움직일 수 있다.

이것은 종래 개폐볼의 위치가 고정되어 있어서 주입구의 모서리부와 완전한 선접촉이 이루어지지 않는 경우 기밀이 불완전한 문제가 있었지만, 본 발명은 상기 유격에 의해 상기 개폐볼(33)이 좌우로 이동이 가능하므로 상기 볼수용공간(32a) 내의 특정 위치에서 상기 개폐볼(33)이 상기 모서리부(11a)와 선접촉이 완전히 이루어지기 어렵더라도 자연스럽게 정확한 선접촉이 이루어질 수 있는 위치로 이동할 수 있는 것이다.

이때, 상기 개폐볼(33)과 격벽(32) 사이의 유격(p)은 상기 슬라이더(31)와 밸브유로(10a) 내주면 사이의 간격보다 큰 것이 좋다. 바람직한 것은 상기 개폐볼(33)과 격벽(32) 사이의 유격(p)이 상기 슬라이더(31)와 밸브유로(10a) 사이의 간격(g)의 2 ~ 3배인 것이 적절하다.

만일, 2배보다 작으면 상기 개폐볼(33)의 이동이 줄어들어 본 발명에서 요구되는 기밀성이 떨어질 수 있고, 3배보다 크면 상기 개폐볼(33)의 이동성이 너무 커져 진동, 소음이 발생할 수 있고, 상기 개폐볼(33)이 상기 볼수용공간(32a)으로부터 이탈될 가능성이 있다.

다음으로 상기 탄성부재(40)는 상기 개폐수단(30)과 지지부재(20) 사이에 개재되는 것으로, 상세하게는 상기 개폐수단(30)의 슬라이더(31)와 지지부재(20) 사이에 설치되어 상기 개폐수단(30)을 탄성 지지할 수 있다.

상기 탄성부재(40)는 압축력에 의해 압축되고, 압축력이 제거되면 원래 길이로 복원되는 압축 코일스프링일 수 있다.

그리고 상기 탄성부재(40)는 양단부가 각각 상기 슬라이더(31)의 안착턱(31c)과 지지부재(20)의 지지턱(20a)에 끼워져 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예로 상기 격벽(32)의 단부가 내측으로 벤딩되어 방지턱(32b)이 형성될 수 있다. 상기 방지턱(32b)은 도시된 바와 같이 상기 격벽(32)의 끝 부분이 내측으로 오므려지도록 만곡지게 가공할 수 있다.

따라서, 상기 방지턱(32b)은 상기 개폐볼(33)이 상기 볼수용공간(32a)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 방지턱(32b)은 상기 개폐볼(33)의 곡률와 동일하거나 더 작은 곡률을 가지도록 가공할 수 있다.

한편, 상기 개폐볼(33)의 선단은 평면으로 절삭가공시켜 곡률이 없이 평평한 평탄부(33a)가 형성될 수 있다.

상기 평탄부(33a)는 상기 주입구(11)를 통해 외부에서 상기 개폐볼(33)을 누를 수 있도록 하기 위함이다. 상기 개폐볼(33)을 가압하여 억지 개방시키는 이유는 내부의 압력을 조절하기 위함이다.

종래처럼 상기 개폐볼(33)의 선단이 둥근 경우 가압용 바(bar)나 공구가 접촉하면서 미끄러지기 때문에 수동으로 상기 개폐볼(33)을 용이하게 개방시킬 수 없기 때문이다.

이하에서 도 4, 도 5를 참조하여 본 발명의 작동상태에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 작동상태의 실시 예를 나타내는 확대단면도, 도 5는 본 발명의 작동상태의 다른 실시 예를 나타내는 확대단면도이다. 여기서, 점선은 개폐볼의 슬라이딩 전을 나타내고, 실선은 개폐볼이 슬라이딩되어 밀폐가 완료된 상태를 나타낸다.

작업자는 상기 주입구(11)를 통해 오일을 주입하면 압력에 의해 상기 개폐볼(33)이 상기 주입구(11)를 개방시킨다. 즉, 상기 탄성부재(40)가 압축되면서 상기 슬라이더(31)가 슬라이딩 되면서 후진하고, 상기 개폐볼(33)과 모서리부(11a) 사이에 유로가 형성된다.

따라서, 상기 주입구(11)로 주입된 오일이 상기 통공(31b)을 통해 상기 밸브유로(10a)를 따라 상기 배출구(12)로 배출되어 장비나 기계에 충진된다.

주입이 끝나면 상기 탄성부재(40)는 복원되고 상기 슬라이더(31)가 전진하여 상기 개폐볼(33)이 상기 주입구(11)를 밀폐한다. 이때, 상기 개폐볼(33)과 모서리부(11a)가 선접촉을 하면서 기밀을 유지하는데, 만일 불완전한 선접촉이 일어나는 경우 상기 개폐볼(33)은 선접촉이 보완되는 방향으로 이동하게 된다.

좀 더 설명하자면, 도 4의 경우와 같이 상기 슬라이더(31)가 상기 밸브유로(10a) 내주면의 일측으로 치우져 슬라이딩될 경우, 상기 슬라이더(31)의 중심은 상기 주입구(11)의 중심과 틀어진 상태에서 이동하는데, 이때 상기 개폐볼(33)의 일측은 상기 모서리부(11a)의 일측에 먼저 접촉하지만 타측은 이격된 상태가 된다.

그러나 상기 개폐볼(33)은 유격이 있기 때문에 좌우로 이동할 수 있어서, 상기 볼수용공간(32a) 내에서 먼저 접촉한 지점과 반대측으로 약간 이동하게 되며 결국 상기 모서리부(11a)의 모든 지점과 선접촉하게 됨으로써 기밀이 확보된다.

도 5의 경우는, 상기 슬라이더(31)가 상기 밸브유로(10a)와 평행하지 않고 경사를 이루면서 슬라이딩될 경우를 나타내는데, 이때도 상기 개폐볼(33)의 일측은 모서리부(11a)의 일지점과 먼저 접촉하고 타측은 이격된 상태가 된다.

동일하게 상기 개폐볼(33)이 이동할 수 있기 때문에 모든 지점이 선접촉될 수 있는 방향으로 상기 개폐볼(33)이 자연스럽게 이동함으로써 기밀이 확보될 수 있다.

즉, 종래에는 상기 개폐볼(33)이 좌우로 이동이 불가능했기 때문에 불완전한 선접촉이 이루어지는 상태가 그대로 방치될 수밖에 없었으나, 본 발명에서 상기 개폐볼(33)이 이동하여 불완전한 선접촉 위치로 이동함으로써 상기 모서리부(11a) 전체와 개폐볼(33)의 외주면이 원을 그리면서 완전한 선접촉이 이루어질 수 있으므로 기밀성이 보장된다.

참고로 작업자가 유압을 과하게 주입한 경우 별도의 막대나 공구를 사용하여 상기 주입구(11)를 통해 상기 개폐볼(33)의 평탄부(33a)를 가압하여 개방시킴으로써 내부 압력을 빼는 작업을 수행할 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 밸브바디
10a : 밸브유로 11 : 주입구
11a : 모서리부 12 : 배출구
20 : 지지부재 20a : 지지턱
30 : 개폐수단 31 : 슬라이더
31a : 헤드부 31b : 통공
31c : 안착턱 32 : 격벽
32a : 볼수용공간 32b : 방지턱
33 : 개폐볼 33a : 평탄부
40 : 탄성부재

Claims (4)

1. 일측에 주입구가 형성되고 내부에 밸브유로가 형성되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 타측 내주면에 결합되는 지지부재와, 상기 밸브유로를 따라 슬라이딩 되면서 상기 주입구를 개폐하는 개폐수단과, 상기 개폐수단과 지지부재 사이에 개재되는 탄성부재를 포함하는 유압 체크밸브에 있어서,
   상기 개폐수단은,
   상기 탄성부재에 의해 탄력 지지되면서 상기 밸브유로를 따라 슬라이딩 이동되고 측면에 통공이 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더의 단부에 원통형으로 돌출되어 내부에 볼수용공간이 형성되게 하는 격벽과, 상기 주입구 측으로 볼록한 반구 형상을 이루고 상기 격벽 내에 안착되어 상기 주입구의 모서리부와 선접촉에 의해 기밀을 유지하는 개폐볼을 포함하되,
   상기 개폐볼의 외경은 상기 격벽의 내경보다 작게 구비되어 상기 개폐볼과 격벽 사이에 유격이 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 체크밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유격은 상기 밸브유로 내주면과 슬라이더 사이의 간격의 2 ~ 3배인 것을 특징으로 하는 유압 체크밸브.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 격벽의 단부는 상기 개폐볼의 이탈을 방지할 수 있도록 내측으로 벤딩된 방지턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 체크밸브.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 개폐볼의 선단에는 평면으로 가공된 평탄부가 형성되는 것을 특징으로 하는 유압 체크밸브.

Images