KR20230006214A - 로직밸브가 설치된 유압장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치는 유압의 방향을 전환하는 로직밸브가 설치된 유압장치에 있어서, 유압펌프로부터 제공되는 고압의 유체를 각 액츄에이터로 공급 및 회수하기 위한 제1통로와 연통되는 제2통로가 형성된 몸체와, 상기 제2통로에 삽입되어 작동 유체의 압력에 의해 동작되는 작동축과, 상기 제1통로의 내주연 지름을 조절하여 작동축의 작동 속도를 제어하도록 회전에 의한 방향 전환에 의해 제1통로를 개폐하는 로직밸브와, 상기 로직밸브에 이음된 구동라인과 연결되어 유체 압력을 조절하여 로직밸브를 구동시키는 작동밸브로 구성한다.

Description

로직밸브가 설치된 유압장치{Hydraulic system with logic valve installed}

본 발명은 로직밸브가 설치된 유압장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로직밸브 내부에 실링부의 밀착력을 향상시켜 압력 과부하에 의해 발생하는 체터링 현상을 방지하는 로직밸브가 설치된 유압장치에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기, 로우더, 크레인 등과 같은 건설기계에는 작동자의 작동에 따라 유압펌프의 유량을 제어하기 위한 작업속도 제어시스템이 설치되어 있다.

이와 같은, 작업속도 제어시스템은 일반적으로 파일롯압력에 의해 제어되며, 또한 2개의 유압펌프를 구비하고 있어 저속 또는 낮은 동력이 요구되는 작동모드에서는 하나의 가변형의 유압펌프를 이용하여 액튜에이터 또는 작동실린더에 압유를 공급하는 반면, 고속 또는 높은 동력을 필요로 하는 경우에는 2개의 펌프 모두를 이용하여 그로부터의 압유를 합류시켜 2개의 작동실린더 모두에 소정의 압유를 공급함으로써 소정의 작업을 행할 수 있는 것이다.

이러한, 속도제어에는 가변용량형 유압펌프나 방향제어밸브 내의 스풀을 통한 면적 제어로써 유량을 제어하는 방식을 이용하고 있으나, 가변용량형 유압펌프의 제어방식은 구조가 복잡하고 제작단가가 고가이며, 특성도 다르므로 작동유체의 공급압력 대비 유량을 변화시킬 수 있는 스풀에 의한 면적제어가 주로 사용되었다.

이와 같은, 종래의 로드체크밸브의 전형적인 일례가 도 1a에 도시되어 있다.

이러한, 종래의 로드체크밸브가 적용된 유압밸브는 유압펌프로부터 가압된 고압의 작동유체를 각 액츄에이터로 공급 및 회수하기 위한 유로 1a에 연통되는 스풀홀 1b이 형성된 밸브블록 1과, 스풀홀 1b에 삽입되어 작동 유체의 작용에 의해 작동되는 스풀 2과, 유로 1a의 개구면적을 조절가능하여 스풀 2의 작동속도를 제어하도록 유로 1a를 개폐하는 포펫 3a 및 포펫 3a을 지지하는 스프링 3b을 지지하며 밸브블록 1에 결합되는 플러그 3c로 형성된 로직밸브 3와, 스풀 2의 상하단부를 각각 감싸는 스풀캡 4 및 마감스풀캡 5으로 구성된다.

이러한, 종래의 로드체크밸브 3는 유압펌프로부터 공급되는 작동유체가 출구 1a'를 통해 유동하게 되면 포펫 3a이 후방측으로 스프링 3b을 압축하며 밀리게 된다.

이때, 포펫 3a의 폐쇄된 상태의 출구 1a'를 개방하게 되어 작동 유체가 유로 1를 통해 유동되게 된다.

즉, 포펫 3a은 작동유체의 작동력에 의해 밀려 폐쇄된 상태의 출구 1a'를 개방하여 유로 1a로 작동유체가 유동되게 하는 역활과 유로 1a로 유동된 작동유체가 역류하여 출구 1a'로 유동되는 것을 방지하는 것이다.

아울러, 스풀 2을 하부로 작동시키기 위해서는 스풀캡 4의 상부면에 각각 연결된 유압조이스틱을 작동시키게 되면 챔버 4a에 작동유체가 충진되어 스풀 2의 상부 끝단을 밀게 되어 스풀 2이 하부로 이동되는 것이다.

그리고, 스풀 2을 상부로 작동시키기 위해서는 마감스풀캡 5에 연결된 유압조이스틱을 작동시키면 고압으로 압축되어 공급되는 작동유체가 마감스풀캡 5의 내부공간에 충진되는 동시에 스풀 2의 하부끝단을 밀어 올리게 되어 스풀 2이 상부로 이동되는데, 이때 스풀 2의 상부 끝단은 스프링 S에 지지된 상태로 스프링 S이 압축됨과 동시에 상부로 밀어 올려지게 된다.

그러나, 종래의 로드체크밸브는 유압펌프로부터 공급되는 작동유체를 유로에 일정량으로 공급 및 공급된 작동유체가 역류되는 것을 방지하는 체크밸브의 역할을 수행하게되어 스풀로의 작동유체의 유입을 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 복합동작을 수행하기 위하여 여러 개의 스풀을 작동시킬 때 선택적으로 많은 양의 작동유체를 필요로 하는 엑츄에이터에 전달하지 못하게 되어 작동성능 및 작동능력이 현저하게 감소되는 문제점이 있었다.

더불어, 선택적으로 작동유체를 공급할 수 없게 되어 작업 및 작동을 위한 제어 요구 성능을 만족하기가 어려운 문제점이 있었다.

그리고, 고압의 작동유체가 유압펌프로부터 급격하게 공급받게 되면, 유로의 출구를 폐쇄하는 포펫이 급격하게 이동되어 스프링의 파손현상이 발생할 가능성의 문제점이 있었으며, 급격하게 개방되는 포펫에 의해 많은 양의 작동유체가 유로를 따라 유동되어 스풀에 큰 충격을 전달할 수 있는 문제점이 있었다.

이로 인하여. 고압의 작동유체의 작용력을 완화시켜 파손 및 안정화된 구조로써, 일정한 양으로 작동유체를 유로로 공급하는 동시에 역류를 차단하는 기능을 겸비하고, 작동유체의 공급량을 조절할 수 있도록 외부의 파일럿 신호를 전달받아 유로의 개구면적을 조절하여 작동자가 의도하는 작업장치의 작업속도를 제어하여 성능을 향상시킬 수 있으며, 선택적으로 작동유체의 공급량을 제어할 수 있는 개선된 로직밸브가 절실히 요구되는 실정이다.

이때, 기존의 로직 밸브의 경우 방향 전환용으로 사용하면, 대유량에서는 문제 없이 정상 작동하나, 소유량으로 사용할 경우 밸브에서 체터링 현상이 발생한다.

여기서, 체터링 현상이란, 유체가 로직 밸브의 구멍를 통과할 때 과부화에 의한 미세 틈새 발생으로 압력 균형이 깨지면서 소음이 발생하는 것을 말한다.

이렇게 소음 발생을 통해 밸브의 작동 조절이 어려울 뿐만 아니라, 소음의 발생원인은 틈새의 발생 원인으로 판단될 수 있어 유체의 압력 변화가 발생할 수 도 있는 문제점이 있다.

[특허문헌 001] 대한민국 등록특허 제10-0637675호,(2006년10월17일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로, 로직밸브 내부에 실링부의 밀착력을 향상시켜 압력 과부하에 의해 발생하는 체터링 현상을 방지하는 데 있다.

본 발명의 목적은 실링부의 하부에 기밀부를 연장되게 형성시켜 로직밸브의 메인부 구멍 내주연과의 내부 밀착력을 향상시켜 체터링 현상 및 유체 유출을 방지하도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치는 유압의 방향을 전환하는 로직밸브가 설치된 유압장치에 있어서, 유압펌프로부터 제공되는 고압의 유체를 각 액츄에이터로 공급 및 회수하기 위한 제1통로와 연통되는 제2통로가 형성된 몸체와, 상기 제2통로에 삽입되어 작동 유체의 압력에 의해 동작되는 작동축과, 상기 제1통로의 내주연 지름을 조절하여 작동축의 작동 속도를 제어하도록 회전에 의한 방향 전환에 의해 제1통로를 개폐하는 로직밸브와, 상기 로직밸브에 이음된 구동라인과 연결되어 유체 압력을 조절하여 로직밸브를 구동시키는 작동밸브로 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 몸체의 상부 외주연에 분기된 연결라인에 체결되는 메인부와, 상기 메인부에 체결되어 상기 연결라인 내부로 인입되고 내부의 구멍과 연통되는 복수의 연결공을 갖는 서브부와, 상기 구멍에 설치되어 회전에 의해 연결공을 밀폐 또는 개방시키는 연통홈을 갖는 실링부로 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 로직밸브는 상기 실링부의 외주연 끝단부에 단턱을 형성시켜 연결공의 입구 단부에 밀착된 상태에서 회전하도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 실링부는 단턱 하부에 연결공과 밀착된 면적을 연장시킨 밀착부를 형성한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치는 유압의 방향을 전환하는 로직밸브가 설치된 유압장치에 있어서, 유압펌프로부터 제공되는 고압의 유체를 각 액츄에이터로 공급 및 회수하기 위한 제1통로와 연통되는 제2통로가 형성된 몸체와, 상기 제2통로에 삽입되어 작동 유체의 압력에 의해 동작되는 작동축과, 상기 제1통로의 내주연 지름을 조절하여 작동축의 작동 속도를 제어하도록 회전에 의한 방향 전환에 의해 제1통로를 개폐하는 로직밸브와, 상기 로직밸브에 이음된 구동라인과 연결되어 유체 압력을 조절하여 로직밸브를 구동시키는 작동밸브로 구성한다.

이를 통해, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로, 로직밸브 내부에 실링부의 밀착력을 향상시켜 압력 과부하에 의해 발생하는 체터링 현상을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치는 실링부의 하부에 기밀부를 연장되게 형성시켜 로직밸브의 메인부 구멍 내주연과의 내부 밀착력을 향상시켜 체터링 현상 및 유체 유출을 방지하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유압 컨트롤 밸브를 도시한 정단면도,
도 2는 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 작동밸브가 제외된 유압장치를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치의 내부 일부를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 로직밸브를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 로직밸브를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 로직밸브의 실링부를 나타낸 사시도.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 " 약 ", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적이니 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 2는 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 작동밸브가 제외된 유압장치를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치의 내부 일부를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 로직밸브를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 로직밸브를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 로직밸브의 실링부를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 로직밸브가 설치된 유압장치는 몸체 110, 작동축 120, 로직밸브 130 및 작동밸브 140로 구성한다.

상기 몸체 110는 유압의 방향을 전환하는 로직밸브 130가 설치된 유압장치 100에 설치된다.

즉, 상기 몸체 110는 유압펌프로부터 제공되는 고압의 유체를 각 액츄에이터로 공급 및 회수하기 위한 제1통로 111와 연통되는 제2통로 112가 형성된다.

상기 작동축 120은 상기 제2통로 112에 삽입되어 작동 유체의 압력에 의해 동작된다.

상기 로직밸브 130는 상기 제1통로 111의 내주연 지름을 조절하여 작동축 120의 작동 속도를 제어하도록 회전에 의한 방향 전환에 의해 제1통로 111를 개폐한다.

상기 작동밸브 140는 상기 로직밸브 130에 이음된 구동라인 114과 연결되어 유체 압력을 조절하여 로직밸브 130를 구동시킨다.

상기 로직밸브 130는 유압펌프로부터 공급되는 유압이 제1통로 111를 통해 유동하게 되면 작동축 120이 후방측으로 스프링(미부호)를 압축하며 이동한다.

그리고, 제1통로 111를 통해 고압의 유체가 제2통로 112를 통해 유동되게 된다.

이때, 상기 로직밸브 130는 제1통로 111를 개방하여 제2통로 112로 작동유체가 유동되게 하는 역활과 제1통로 111로 유동 된 유체가 역류하여 제2통로 112로 유동되는 것을 방지한다.

상기 로직밸브 130는 외부신호에 의해 구동되는 작동밸브 140의 동작을 통해 고압의 유체를 로직밸브 130 내부로 인입시켜 작동시키면 제1통로 111에서 제2통로 112로 유체를 이동시키거나, 이동시키지 않도록 할 수 있다.

또한, 유체의 유동량을 조절할 수 있어 유압의 세기를 조절시켜 최종 유압장치 100의 속도 조절도 가능하다.

이와 같은, 기능은 유압장치 100의 제어 시스템을 통제하여 저속 또는 낮은 동력이 요구되는 작동모드에서는 하나의 가변형의 유압펌프를 이용하여 유압장치 100에 압유를 공급하는 반면, 고속 또는 높은 동력을 필요로 하는 경우에는 고압의 유체의 이동을 차단시켜 유압장치 100의 제어를 가능하다.

이때, 기존의 로직 밸브의 경우 방향 전환용으로 사용하면, 대유량에서는 문제 없이 정상 작동하나, 소유량으로 사용할 경우 로직밸브 130에서 체터링 현상이 발생한다.

여기서, 체터링 현상이란, 유체가 로직 밸브의 구멍 131a를 통과할 때 과부화에 의한 미세 틈새 발생으로 압력 균형이 깨지면서 소음이 발생하는 것을 말한다.

본 발명은 체터링 현상을 방지하기 위하여 하기와 같은 구성을 제시하였다.

상기 로직밸브 130는 몸체 110의 상부 외주연에 분기된 연결라인 133에 체결되는 메인부 131와, 상기 메인부 131에 체결되어 상기 연결라인 133 내부로 인입되고 내부의 구멍 131a과 연통되는 복수의 연결공 132a을 갖는 서브부 132와, 상기 구멍 131a에 설치되어 회전에 의해 연결공 132a을 밀폐 또는 개방시키는 연통홈 133a을 갖는 실링부 133로 구성한다.

즉, 메인부 131와 서브부 132는 상호 나사 체결로 연결되어, 내부에 구멍 131a이 상호 연통된 상태이다.

그리고, 상기 구멍 131a은 작동밸브 140와 연결된 구동라인 114과 이음되어 외부 신호를 통해 작동밸브 140가 구동되면 고압의 유체가 선택적으로 구동라인 114을 통해 구멍 131a 내부로 공급된다.

상기 실링부 133는 구멍 131a의 하부로 이동하면서 유체가 흐르는 연결공 132a을 밀폐시켜 유체의 공급을 차단한다.

이때, 상기 로직밸브 130는 상기 실링부 133의 외주연 끝단부에 단턱 132b을 형성시켜 연결공 132a의 입구 단부에 밀착된 상태에서 회전하도록 구성된다.

그리고, 상기 실링부 133는 단턱 132b 하부에 연결공 132a과 밀착된 면적을 연장시킨 밀착부 133b를 형성한다.

즉, 본 발명은 밀착부 133b를 통하여 구멍 131a의 내주연과 실링부 133의 밀착부 133b 외주연이 상호 밀착 상태가 긴밀하게 유지할 수 있어 압력 과부화가 발생하여 단턱 132b에 떨림등이 발생하여도 실링부 133와 구멍 131a의 내주연에 틈새가 발생하지 않아 체터링 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100 : 유압장치 110 : 몸체
111 : 제1통로 112 : 제2통로
133 : 연결라인 114 : 구동라인
120 : 작동축 130 : 로직밸브
131 : 메인부 131a : 구멍
132 : 서브부 132a : 연결공
132b : 단턱 133 : 실링부
133a : 연통홈 133b : : 밀착부
133c : 기밀부 140 : 작동밸브

Claims (4)

1. 유압의 방향을 전환하는 로직밸브가 설치된 유압장치에 있어서,
   유압펌프로부터 제공되는 고압의 유체를 각 액츄에이터로 공급 및 회수하기 위한 제1통로와 연통되는 제2통로가 형성된 몸체와,
   상기 제2통로에 삽입되어 작동 유체의 압력에 의해 동작되는 작동축과,
   상기 제1통로의 내주연 지름을 조절하여 작동축의 작동 속도를 제어하도록 회전에 의한 방향 전환에 의해 제1통로를 개폐하는 로직밸브와,
   상기 로직밸브에 이음된 구동라인과 연결되어 유체 압력을 조절하여 로직밸브를 구동시키는 작동밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 로직밸브가 설치된 유압장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 몸체의 상부 외주연에 분기된 연결라인에 체결되는 메인부와,
   상기 메인부에 체결되어 상기 연결라인 내부로 인입되고 내부의 구멍과 연통되는 복수의 연결공을 갖는 서브부와,
   상기 구멍에 설치되어 회전에 의해 연결공을 밀폐 또는 개방시키는 연통홈을 갖는 실링부로 구성한 것을 특징으로 하는 로직밸브가 설치된 유압장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 로직밸브는,
   상기 실링부의 외주연 끝단부에 단턱을 형성시켜 연결공의 입구 단부에 밀착된 상태에서 회전하도록 구성한 것을 특징으로 하는 로직밸브가 설치된 유압장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 실링부는 단턱 하부에 연결공과 밀착된 면적을 연장시킨 밀착부를 형성한 것을 특징으로 하는 로직밸브가 설치된 유압장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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