KR960004185Y1 - 굴삭기 유압회로의 가변 오리피스장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

굴삭기 유압회로의 가변 오리피스장치

제1도는 종래기술에 의한 굴삭기 유압회로의 회로도.

제2도는 평행라인에 체크밸브 일체형 가변 오리피스를 장치한 본 고안에 의한 굴삭기의 유압회로도.

제3도는 제2도의 유압회로도에서 체크밸브 일체형 가변 오리피스의 구성을 설명하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유압펌프 5, 6 : 제1, 제2방향전환밸브

9, 12 : 평행라인 10 : 오리피스

11 : 체크밸브 13 : 체크밸브 일체형 가변오리피스

본 고안은 유압작동 굴삭기의 유압회로에 관한 것으로, 특히 작업장치의 복합동작이 요구되고, 이 복합동작에서 우선 순위를 부여해야하는 굴삭기의 유압회로에서 평행 유압라인에 설치되는 오리피스의 규격을 임의 조정할 수 있는 굴삭기의 유압회로에 관한 것이다.

일반적으로 유압작동 굴삭기에는 버킷, 아암(또는 디퍼스틱 이라함), 부음, 스윙부, 주행부와 같은 다수개의 작업장치가 부착되고, 이들 작업장치를 운전자의 조작에 따라 작동시키기 위한 다수개의 작동기(액튜에이터라고도 함)가 구비된다. 또한, 상기 작동기측에 대한 유압펌프로 부터의 압유의 공급방향을 제어하기 위한 다수개의 방향전환밸브와 압유를 토출하는 유압펌프로 이루어진 유압회로가 설치된다.

이러한, 유압작동시 굴삭기의 경우에 있어, 통상적으로 2개 이상의 작업장치를 동시에 조작해야 하는 복합동작이 필요하고, 이 경우에 복합동작되는 작업장치에 우선 순위를 부여하여 고부하의 작업장치측에 충분한 압유를 공급할 수 있도록 유압라인을 구성해야 한다.

제1도에서는 작업장치의 복합동작시 우선 순위를 부여하기 위해 바이패스 유로와는 별도로 평행유로를 구비하는 종래의 굴삭기용 유압회로의 일 실시예를 도시하고 있는 것으로, 이 도면에 도시된 실시예는 일본국의 중장비 제작회사인 도시바사의 실시예이다.

제1도에 의하면, 엔진(도시생략)의 구동에 의해 압류를 토출하는 유압펌프(1)의 출력측에 바이패스 유로(2)가 연결되고, 이 바이패스 유로(2)의 끝단은 귀환라인(3)을 거쳐 귀환탱크(4)로 이어져 있다. 상기 바이패스유로(2)는 2개의 방향 전환밸브, 즉 제1 및 제2방향전환 밸브(5,6)에 체크밸브(7,8)를 거쳐 입구포트(5a, 6a)로 연결되며, 이 방향전환 밸브(5,6)는 파일럿 펌프(도시생략)로 부터의 제어신호가 양단 파일럿 포트에 전달되어 밸브(5,6)의 스푸울이 움직임으로써 해당 작동기측에 제어된 압유를 송출하도록 구성되어 있다.

아울러, 제1방향 전환밸브(5)측으로부터 제2방향 전환밸브(6)측으로 이어지는 별도의 평행라인(9)이 구비된다. 이 평행라인(9)은 굴삭기의 작업장치에서 복합동작이 이루어질 때 우선 순위를 부여하기 위해 설치되는 것이며, 제1도에 도시된 바와 같이, 제1방향전환밸브(5; 이하에서는 제1밸브라 한다)의 입구포트(5a)측에 연결되는 유압라인의 체크밸브(7)전방에서 제2방향전환밸브(6; 이하에서는 제2밸브라 한다)의 입구포트(6a)측으로 연결되고 있다. 따라서, 유압펌프(1)로부터 토출되는 압유는 바이패스 유로(2), 그리고 평행라인(9)을 거쳐 제2방향전환밸브(6)의 입구포트(6a)측에 인가될 수 있다.

상기 평행라인(9)에는 하나의 오리피스(10)와 체크밸브(11)가 각각 설치되는데, 이는 작업장치를 동시조작하는 복합동작모드에서 각 작업장치의 부하(load)차이에 따른 유량의 편중을 막기 위한 것이며, 평행라인(9)의 적당한 위치에 설치된다. 또한, 상기 체크밸브(11)는 제1밸브(5)측에서 제2밸브(6)측으로 압유의 유동을 보장하고 그 반대의 경우, 즉 제2밸브(6)측에서 제1밸브(5)측으로의 유동을 차단하기 위해 오리피스(10)후방에 설치되는 것이다. 이때, 상기 오리피스(10)는 제1 및 제2밸브(5,6)에 연결된 작업장치들에 대한 부하테스트를 통해 유량을 측정하고 이 유량에 맞도록 오리피스 규격, 즉 교축규격(throttle size)을 결정하여 가공한 오리피스 플러그를 평행라인(9)에 끼워 구성하게 된다.

도면중, 5a와 6a는 제1 및 제2밸브(5,6)로부터 귀환라인(3)으로 이어지는 귀환 포트라인이다.

그러나, 종래의 경우에 있어 상기와 같이 부하테스트를 거쳐 산출된 유량에 맞게 오리피스의 규격을 가공한다는 것이 매우 어렵고, 더구나, 오리피스의 규격이 일단 가공하여 결정된 것이므로 운전자가 만약 작동기의 복합동작시 우선의 정도를 변경조작하고자 하더라도 오리피스의 규격을 전혀 변경 조작할 수 없다는 문제가 있다.

따라서, 본 고안에서는 상기와 같이 평행라인에 설치되는 오리피스의 규격설정 및 가공의 어려움을 해소하고, 나아가 운전자가 작동기의 복합동작시 우선의 정도를 용이하게 변경조작할 수 있도록 오리피스의 규격을 외부에서 변경조작 가능하게 하는데 있다.

본 고안의 또다른 목적은 유압라인의 평행라인에 설치되는 체크밸브와 오리피스를 일체화시키고, 체크밸브의 스프링력을 외부에서 조정가능하게 하여 운전자가 오리피스의 규격을 임의로 조정하게 할 수 있는 체크밸브 일체형 가변 오리피스를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적은 굴삭기의 유압회로중 2개의 방향전환밸브 사이에 연결되는 평행라인에서 체크밸브의 포핏밸브와 이 포핏밸브의 밸브시트 사이에 오리피스가 형성될 수 있도록 하고, 이 오리피스의 규격 조정을 상기 포핏밸브의 후방측에 설치되는 스프링의 가압력을 조정보울트를 이용하여 외부에서 조정하게 함으로써 달성된다.

이하에서는 본 고안의 일 실시예에 대해 첨부한 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안에 의한 체크밸브 일체형 가변 오리피스를 구비하는 굴삭기의 유압회로의 회로도이며, 제3도는 상기 가변 오리피스의 확대단면도이다.

먼저, 제2도를 참조하면, 본 고안에 의한 체크밸브 일체형 가변오리피스(13)를 장치한 평행라인(12)을 제외하고 나머지의 구성은 제1도의 종래 실시예에서와 같다. 따라서, 제1도에서와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하고 이하에서 상세한 설명을 생략한다.

본 고안에 의한 체크밸브 일체형 가변 오리피스(13)는 평행라인(12)에서 제2밸브(6)의 체크밸브(8)로 이어지는 적당한 부위에 설치되며, 그 상세한 구성 및 작동원리는 다음과 같다.

제3도를 참조하면, 본 고안의 체크밸브 일체형 가변 오리피스(13; 이하에서는 ＂가변 오리피스＂라 약칭한다)는 유로 A와 유로 B가 연결되는 지점에 설치되며, 여기서 유로 A는 제1밸브(5)의 체크밸브(7)와 연통되는 유로이며, 유로 B는 제2밸브(6)의 체크밸브(8)측에 연통되는 유로이다. 유로 A, B는 도면에 도시된 것처럼 체크밸브의 포핏밸브(14; poppet valve)의 선단에 의해 서로 분리되며, 이 포핏밸브(14)의 후방에는 압축코일 스프링과 같은 탄성가압부재(15)가 위치하고, 이 가압부재(15)의 후방측에는 가동 슬라이드 부재(16)가 위치한다. 이 슬라이드 부재(16)에는 0-링과 같은 밀봉수단(16a)이 끼워져 있다.

상기 포핏밸브(14)는 가압부재(15)의 탄성복원력에 의해 유로 A측으로 밀려지며 상기 가압부재(15)의 탄성복원력, 즉 가압력은 슬라이드부재(16)의 뒤쪽에 배치되는 조정나사(17)의 조정에 따라 결정된다. 이 조정나사(17)는 블럭(19)에 끼워져 고정된 고정나사(18)속에 나사결합되어 있으며, 드라이버 등으로 외부에서 쉽게 조정할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 구성의 가변 오리피스(13)를 구비하는 평행라인(12)에서의 압유의 유동관계를 살펴보면, 먼저 유압펌프(1)에서 토출된 압유는 평행라인(12)에서 지점 A를 지나 포핏밸브(14)의 선단부와 밸브시트(20,valve seat)사이에 만들어지는 오리피스를 통과하여 유로 B로 들어가서 제2밸브(6)의 입구포트(6a)로 연결된다. 이때, 상기 오리피스를 기준으로 A유로와 B유로 사이의 체크밸브에 발생하는 역학적 관계는 다음과 같다. 즉, 제3도에서 평행라인(12)이 폐쇄되는 경우는,가 되고, 상기 가변 오리피스(13)을 통한 유체 유동이 있기 위해서는,가 되어야 한다.

위 식을 정리하면 다음 식(1)을 얻는다.

[수학식 1]

또한, 유로 A에서 오리피스를 지나 유로 B로 들어가는 압유의 유량은,

[수학식 2]

가 되며, (2)식에 (1)식을 대비하면,

[수학식 3]

이 된다.

상기 (1)식과 (2)식에서 PA는 A유로의 압력, PB는 B유로의 압력, A는 A유로의 단면적, FS는 가압부재 (15)의 가압력, AX는 오리피스의 면적, Q는 유량, Cd는 속도계수, g는 중력가속도이고, γ는 압유의 비중량이다.

상기 (3)식에 의하면, Cd, g, A 및 γ가 이미 알려진 수치이므로 오리피스를 통과하는 유량 Q를 결정하는 변수는 FS와 AX가 되고, 이때, Ax 역시 FS에 의해 결정되는 수치이므로, 결국 유량 Q를 결정하는 것은 가압부재(15)의 가압력 FS가 된다. 따라서, FS를 크게 하면 A유로와 B유로 사이의 압력차, 즉 PA - PB = △P가 따라서 커지게 되며, 유량 Q도 증가하게 된다. 결국, FS를 크게하면 제2밸브(6)측에 공급되는 전체 유량이 많아지게 되며, 제1밸브(5)에 대한 제2밸브(6)의 우선 작동이 확실히 보장된다. 여기서 상기 가압부재(15)의 가압력 FS는 조정나사(17)를 장치의 외부에서 조정하여 용이하게 조정할 수 있는 것이다.

만약,, 운전자가 제1밸브(5)에 대한 제2밸브(6)의 우선 정도를 저하시키고자 한다면 조정나사(17)를 풀어 FS를 감소시키고, 반대로 우선 정도를 높이고자 한다면 조정나사(17)를 조여 FS를 크게 하면 된다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 의한 굴삭기의 유압회로에서는 작동기의 복합동작시 각 방향 전환밸브 사이의 우선 정도를 조정할 수 있도록 체크밸브 일체형 가변 오리피스를 평행라인에 장치하여 종래의 경우처럼 각 작업장치에 걸리는 부하 테스트에 의한 오리피스의 규격 산출과 오리피스 가공에 있어서의 어려움을 해소하고 나아가 운전자가 작동기의 복합 작동시, 각 작동기의 우선의 정도를 장치의 외부에서 용이하게 조정할 수 있도록 함으로써 작업장치에 대한 작업능률을 높일 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 본 고안에 대한 적절한 한가지 실시예에 대해 설명하였으나 본 고안은 이 실시예에 국한되지 않고 다음의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변경이 가능하다.

Claims (3)

1. 유압펌프(1)로부터 토출되는 압유가 연결되는 제1 및 제2방향전환밸브(5,6)와 상기 방향전환밸브(5,6)의 입구포트(5a,6a)사이에 연결설치되어 상기 유압펌프(1)로부터의 압유의 일부가 유동하는 평행라인(12)으로 이루어지는 중장비용 유압회로에 있어서, 상기 평행라인(12)의 적당한 장소에 체크밸브 일체형 가변 오리피스(13)를 설치한 것을 특징으로 하는 중장비용 유압회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 체크밸브 일체형 가변 오리피스(13)는 평행라인(12)의 유로를 가변 오리피스를 기준으로 제1밸브(5) 및 제2밸브(6)측의 2개의 유로부분으로 탄력적으로 분리하는 포핏밸브(14)와, 이 포핏밸브(14)를 제1밸브(5) 측으로 가압하는 탄성가압부재(15)와, 상기 탄성 가압부재(15)의 가압력을 외부에서 조정할 수 있는 조정수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비용 유압회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 조정수단은 상기 탄성 가압부재(15)의 일단을 지지하고 나사운동에 의한 직선운동으로 상기 탄성 가압부재(15)의 가압력을 조정할 수 있는 조정나사(17)인 것을 특징으로 하는 중장비용 유압회로.