KR100368057B1 - 유압장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 고압을 요하는 유압펌프나 유압실린더의 단점들을 감안하여 발명된 것으로 행정중 피스턴로드의 전후진 방향전환 및 제동이 자유롭고 그 구조가 간단하며 고장 및 오동작이 방지되고 경제적인 유압장치를 제공하는 것이다.

그 구성은, 모터(10)의 정역구동에 의해 제1,2펌프(30)(30')가 선택적으로 작동되게 설치하고, 제1,2제어밸브(80)(80')들과 상기 제1,2펌프의 작동에 의해 유체의 이동방향이 전환되어 실린더(50)의 피스턴로드(53)가 전후진되게 하며, 모터(10)가 정지되면 유체의 이동이 즉시 정지됨과 동시에 이동이 정확하게 차단되어 제동이 확실히 유지되게 한 것이다.

Description

유압장치{pressure oil apparatus}

본 발명은 유압장치에 관한 것으로, 특히 고압을 이용하는 유압펌프나 유압실린더에 적용되며, 그 구조 및 운전이 간단 용이하고 오동작 및 고장이 배제 되게 한 유압장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업 분야에서 널리 활용되고 있는 저압펌프나 기어펌프는 전자식 방향전환밸브의 사용으로 적은 힘으로 유체의 이동방향 전환등 요구하는 동작 및 기능을 발휘할 수 있었다.

그러나, 고압을 이용하는 유압펌프나 유압실린더의 경우에는 유체의 이동방향 제어와 정지동작시 큰 힘이 작용되기 때문에, 피스턴 가압식으로 특수 제작된 고압의 유압장치를 1대 또는 여러대를 병렬 및 직렬로 연결하여 사용하였다.

그런데, 상기와 같은 고압의 유압장치는 방향전환의 중간 중간에 멈춤등의 기능이 요구되어 여러개의 방향전환밸브와 체크밸브가 부설되며, 또 그 구조가 매우 복잡하고 특수 제작되므로 고가임은 물론 전량 수입에 의존하였기 때문에 비경제적이었다.

또한, 수명이 짧고 고장이 빈발하여 대형 사고를 유발하게 되는등 사용상 많은 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 유압장치의 문제들을 감안하여 발명된 것으로, 행정(stroke)중 유체의 이동방향 전환과 정지시 전자식의 방향전환밸브 및 별도의 체크밸브등을 사용하지 않고도 요구되는 동작이 수행되는 유압장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적으로는, 가격이 저렴하고 수입의 대체에 따른 경제성과 수명이 길고 안전한 유압장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 목적들은, 모터의 정역 회전에 따른 기구적인 동작으로 유체의 이동방향의 전환 및 제동이 정확하고도 신속하게 이루어지며, 그 구조가 간단하고 오동작 및 고장이 배제되는 유압장치를 제공함으로써 달성된다.

도 1은 본 발명 유압장치의 구성도,

도 2는 동 작동상태도,

도 3은 동 유압장치중 클러치기어 부분을 발췌한 확대 평면도,

도 4는 도 2의 일부를 발췌한 확대도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 모터, 11 ; 축,

12 ; 기어, 20,20' ; 제1,2클러치기어,

21,21' ; 제1,2캠, 30,30' ; 제1,2펌프,

31,31' ; 펌프관체, 32,32' ; 체크볼,

33,33' ; 피스턴, 34,34' ; 스프링,

35,35' ; 토출밸브, 36,36' ; 밸브볼'

37,37' ; 밸브스프링, 311, 311' ; 흡입공,

312,312' ; 토출공, 40 ; 유체탱크,

50 ; 실린더, 70,70' ; 제1,2유로,

80,80' ; 제1,2제어밸브, 81,81' ; 개폐볼,

82,82' ; 스프링, 83,83' ; 피스턴,

84,84' ; 로드, 85,85' ; 배출로,

90,90' ; 안전밸브, 91,91' ; 밸브관체,

92,92' ; 배출공, 93,93' ; 회수로,

94,94' ; 개폐변, 95,95' ; 스프링,

96,96' ; 캡나사,

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도면 부호중 (10)은 모터이며, 이 모터의 축(11)에는 기어(12)가 축착되어 함께 회전된다.

상기 기어의 양면에는, 제1,2클러치기어(20)(20')들이 각각 맞물려 회전되게축착 설치되고, 이들 클러치기어의 각 축에는 제1,2캠(21)(21')들이 각각 착설된다.

이때, 모터(20)가 정구동되면 제1클러치기어(20)는 회전되는 반면 제2클러치기어(20')는 공회전되게 설치되며, 반대로 상기 모터가 역구동되면 제1클러치기어가 공회전되고 제2클러치기어는 회전하게 설치된다.

따라서, 모터(10)가 정구동 되면 제1캠(21)이 동작되고 제2캠(21')은 정지되어 있게 되며, 반대로 상기 모터가 역구동되면 제1캠은 정지되어 있고 제2캠이 동작된다.

그리고, 상기 제1캠은 제1펌프(30)를 작동 시켜주고 제2캠은 제2펌프(30')를 작동시켜 준다.

상기 제1,2펌프들은, 각각 외단면 중앙에는 흡입공(311)(311')들이 형성되고 외단부측의 저면에는 토출공(312)(312')들이 형성되며 내단이 개방된 펌프관체(31)(31')들과, 이들 관체에 내장되어 상기 흡입공들을 개폐하는 체크볼(32)(32')들과, 상기 펌프관체에 개방된 내단을 통해 결합되며 제1,2캠(21)(21')들에 의해 각기 전진 동작되는 피스턴(33)(33')들과, 이들 피스턴을 후진시켜 주게 상기 펌프관체의 내단과 피스턴의 내단측에 결착시킨 지지링(331)(331')들 사이에 개재되게 장착되는 스프링(34)(34')들과, 상기 토출공들의 외단에 상단이 연통되게 부설되는 토출밸브(35)(35')들과, 이들 밸브내에 밸브스프링(37)(37')들에 의해 탄발 상승되어 상기 토출공을 닫아 주는 밸브볼(36)(36')들로 구성된다.

또한, 상기 흡입공들은 각각 유체탱크(40)에 배관(60)(60')으로 연결되고, 토출밸브(35)의 하단은 실린더(50) 후단측의 유입구(51)에 토출밸브(35')의 하단은 선단측의 유출구(52)에 각각 통하게 제1,2유로(70)(70')로 연결된다.

또, 상기 유로들 사이에는 중간부분이 좌우측부분들 보다 내경이 작게 형성된 제1,2제어밸브(80)(80')들이, 각기 그 좌우단이 상기 유로들과 통하게 병렬로 부설된다.

상기 제1제어밸브의 좌측부분 내에는 개폐볼(81)이 스프링(82)에 의해 우측으로 탄발되게 장착되어 중간부분의 좌단을 닫아주게 되며, 우측부분 내에는 좌단면에 상기 중간부분의 내경보다 직경이 작으며 이 중간부분을 관통하게 결합되는 로드(84)가 연장된 피스턴(83)이 장착된다.

반대로, 상기 제2제어밸브의 좌측부분내에는 우단면에 상기 중간부분의 내경보다 직경이 작으며 이 중간부분을 관통하게 결합되는 로드(84')가 연장된 피스턴(83')이 장착되고, 우측부분 내에는 개폐볼(81')이 스프링(82')에 의해 좌측으로 탄발되어 상기 중간부분의 우단을 닫아 주게 장착된다.

다시말하면, 상기 제1,2제어밸브내에는 개폐볼(81)(81')과, 로드(84)(84')가 연장된 피스턴(83)(83')들이 서로 반대로 장착되는 것이며, 상기 제1,2제어밸브들의 중간부분은 각기 배출로(85)(85')에 의해 유체탱크(40)와 연결된다.

한편, 상기 제1,2유로에는 제1,2펌프들의 작동으로 발생되는 유압이 필요한 수준을 넘게되는 경우, 해당 유압을 유체탱크(40) 측으로 역류시켜 주므로 실린더(50)에 무리가 발생되지 않게하여 주는 안전밸브(90)(90')들이 부설된다.

상기 안전밸브들은, 각기 외단이 개방된 밸브관체(91)(91')들과, 이들 관체의 각 내단에 상기 제1,2유로와 연결되게 형성된 배출공(92)(92')들과, 상기 밸브관체들의 중간부분 상면과 유체탱크(40)를 연결시켜 주는 회수로(93)(93')들과, 상기 밸브관체내에 스프링(95)(95')들로 각각 탄발되게 장착되어 배출공들을 닫아주는 개폐변(94)(94')들과, 상기 밸브관체들의 개방된 외단을 밀봉하게 체결되는 캡나사(96)(96')들로 구성된다.

따라서, 상기 제1,2펌프의 작동으로 발생되는 유압이 필요한 수준을 넘어 스프링(95)(95')의 탄력보다 크게 되면, 개폐변(94)(94')을 밀고 배출공(92)(92')을 통해 밸브관체(91)(91')로 유입되어 회수로(93)(93')를 거쳐 유체탱크(40)로 보내지므로 실린더(50)에 과도한 압력이 공급되지 않게되어 손상등이 방지된다.

이와 같이 구성되는 본 발명 실시예에 따른 유압장치는, 모터(10)를 정구동시켜 주면 기어(12)에 의해 제1클러치기어(20)는 회전되고 제2클러치기어(20')는 공회전 되므로, 제1캠(21)이 작동되어 제1펌프(30)는 유체를 펌핑하게 되며 제2캠(21')은 작동하지 않기 때문에 제2펌프(30')는 펌핑을 하지 않게 된다.

따라서, 상기 제1캠의 작동으로 피스턴(33)이 전전되면 체크볼(32)이 압력에 의해 밀려서 흡입공(311)을 닫아주게 되고, 밸브볼(36)은 압력에 의해 밸브스프링(37)을 압축시키면서 하강되므로 펌프관체(31)내에 있는 유체는 토출공(312)을 통해 토출밸브(35) 측으로 토출된다.

이후 제1캠(21)이 피스턴(33)을 전진시켜 주지 못하게 될 때에는, 이 피스턴의 전진시 압축된 스프링(34)의 탄발로 상기 피스턴이 후진되므로 밸브관체(31)내에는 흡입력이 발생되고, 이에 따라 체크볼(32)이 당겨져 흡입공(311)이 열리게 되어 이 흡입공을 통해 유체탱크(40)로부터 유체가 흡입되며, 이때 밸브볼(36)은 상기 흡입력과 밸브스프링(37)의 탄발력으로 상승되어 토출공(312)을 닫아 주기 때문에 토출된 유체는 역류하지 않게 된다.

이러한 작동으로, 피스턴(33)의 1회 전후진 될 때마다 밸브관체(31) 내에는 토출과 흡입작용이 교대로 발생되므로, 유체가 제1유로(70)와 유입구(51)를 거쳐 실린더(50)의 후측내로 공급되어 피스턴로드(53)를 전진시켜 준다.

이러한 과정에서, 상기 제1유로 측으로 토출되는 고압의 유체중 일부는 제1,2제어밸브(80)(80')들의 좌측내로 유입되는데, 이때 상기 제1제어밸브의 좌측내로 유입된 고압의 유체는 스프링(82)의 탄발력과 함께 개폐볼(81)을 우측으로 밀어주므로 이 개폐볼은 내경이 좁은 중간부분의 좌단을 단단히 닫아주게 되며, 상기 제2제어밸브의 좌측내로 유입되는 고압의 유체는 피스턴(83')을 우측으로 밀어준다.

이렇게 되면, 로드(84')가 우측으로 전진되어 내경이 좁은 중간부분의 우단을 닫아주고 있는 개폐볼(81')을 밀어 주므로, 스프링(82')은 압축되고 상기 우단은 열리게 된다.

이에 따라, 상기 제2제어밸브의 중간부분 우단이 열리게 되면 실린더(50)내의 전측에 충만되어 있다가 피스턴로드(53)의 전진에 의해 유출구(52)를 통해 제2유로(70') 측으로 유출되는 저압의 유체는, 제2펌프(30')의 토출공(312')은 밸브볼(36')에 의해 닫혀있고 제1제어밸브(80)의 우측내부는 피스턴(83)에 의해 막혀있기 때문에 열려있는 제2제어밸브(80')의 우측으로 유입되어, 그 중간부분과 이 중간부분의 내경보다 작은 직경의 로드(84')들 사이의 틈새를 통과하여 배출로(85')를 거쳐 유체탱크(40)로 보내지므로, 피스턴로드(53)는 원활히 전진하게 된다.

이때, 배출로(85')로 배출되는 저압의 유체중 일부가 이 배출로와 연결된 제1제어밸브(80)의 중간부분으로 유입되어도, 개폐볼(81)을 고압의 유체와 스프링(82)이 밀어주고 있기 때문에 상기 제1제어밸브의 좌측으로는 유출되지 않게 되며, 또 배출로(85)로 유입되면 역시 유체탱크(40)로 보내지므로 피스턴로드(53)는 원활히 전진하게 된다.

이러한 작동중 피스턴로드(53)의 전진을 정지시켜 주고져 하거나 또는 전진이 완료된 경우에는 모터(10)의 구동을 정지시켜 주면 된다.

이렇게 되면, 제1펌프(30)의 펌핑작동이 중단되므로 유체의 흡입 토출이 정지되어 유압이 소멸되기 때문에, 이 제1펌프의 밸브볼(36)이 밸브스프링(37)의 탄발력으로 토출공(312)을 즉시 닫아주게 되고, 피스턴(83')은 개폐볼(81')을 더 이상 밀어주지 못하게 됨에 따라 압축되어 있던 스프링(82')의 탄발력으로 상기 개폐볼이 제2제어밸브(80')의 열려 있던 중간부분의 우단을 즉시 닫아주게 되어, 유체의 이동이 즉시 중단되므로 피스턴로드(53)는 신속 정확하게 제동됨과 동시에 정지상태가 확실하게 유지된다.

한편, 피스턴로드(53)를 후진시켜 주고져 할 때에는 모터(10)를 역구동시켜 주면되는데, 이렇게되면 기어(12)의 역회전으로 이번에는 제1클러치기어(20)는 공회전되어 제1펌프(30)는 정지되어 있고, 클러치기어(20')가 회전되어 제2캠(21')을 동작시켜 주기 때문에 제2펌프(30')가 작동되어 유체를 펌핑하게 된다.

따라서, 이때는 상기 제1펌프가 작동할 때와는 반대로 제2유로(70')로 고압의 유체가 토출되므로, 일부는 제1제어밸브(80)의 우측으로 유입되어 피스턴(83)을 밀어 로드(84)가 좌측으로 이동하여 개폐볼(81)을 열어주게 하고, 일부는 제2제어밸브(80')의 우측으로 유입되어 개폐볼(81')을 밀어 중간부분의 우단을 닫아준다.

이후, 상기 제2유로 측으로 토출되는 고압의 유체는 유출구(52)를 통해 실린더(50)의 전측내로 유입되어 피스턴로드(53)를 후진시켜 준다.

이렇게 되면, 상기 실린더내의 후측에 충만되어 있던 유체는 피스턴로드(53)의 후진에 따라 유입구(51)를 통해 유출되어, 제1유로(70)와 열려있는 제1제어밸브(80)의 좌측부분과 중간부분을 통과하여 배출로(85)를 거쳐 유체탱크(40)로 유입되므로 상기 피스턴로드는 원활하게 후진된다.

이러한 과정에서, 상기 피스턴로드의 후진을 정지시켜 주거나 또는 후진이 완료된 경우에는, 모터(10)의 구동을 정지시켜 주면 제2펌프(30')의 펌핑작동이 즉시 정지되므로 유압이 소멸되어 스프링(37')(82)들이 동시에 밸브볼과 개폐볼(36')(81)을 각기 밀어 토출공과 제1제어밸브(312')(80)를 즉시 닫아주기 때문에 유체의 이동이 정지되어 상기 피스턴로드는 그 후진이 신속 정확하게 정지됨은 물론 제동상태가 확실하게 유지된다.

이와 같이 작동되는 본 발명 유압장치는, 단일 모터의 정,역구동에 의해제1,2펌프가 선택적으로 작동되어 유체의 이동방향을 전환시켜 주고, 또 제1,2펌프들의 토출공을 닫아주는 밸브들과 제1,2제어밸브들의 작동에 의해 펌핑작동이 정지되면 유체의 순환을 즉시 차단시켜 주기 때문에, 작동중 제동이 용이하고 피스턴로드의 밀림 현상이 방지됨은 물론 전후진 방향을 정확하게 제어할 수 있게 되는 특징이 있다.

또한, 기구적인 장치로 유체의 이동방향전환 및 제동을 수행토록 하였기 때문에 전체적인 구조가 간단하고 운전이 용이하며, 고장 및 오동작이 배제됨은 물론 수명이 길고 안전사고의 유발이 방지되며 제작비용이 절감되고 수입대체에 따른 경제적인 잇점등 많은 장점이 있다.

Claims (2)

1. 모터(10)의 축(11)에 축착된 기어(12)의 양면에 각각 맞물리게 축착 설치되어 상기 모터의 정,역회전에 따라 선택적으로 회전되는 제1,2클러치기어(20)(20')들의 축에 각각 착설된 제1,2캠(21)(21')들에 의해 각각 작동되며, 외단면에는 유체탱크(40)와 연결되는 흡입공(311)(311')들이 형성되고 외단부측 저면에는 토출공(312)(312')들의 형성된 펌프관체(31)(31')들과, 이들 관체에 내장되어 상기 흡임공들을 개폐하는 체크볼(32)(32')들과, 상기 펌프관체들에 그 개방된 내단을 통해 결합되어 상기 제1,2캠들에 의해 전전되는 피스턴(33)(33')들과, 이들 피스턴을 후진시켜 주게 장착되는 스프링(34)(34')들과, 상기 토출공들에 부설되는 토출밸브(36)(36')들과, 이들 밸브내에 밸브스프링(37)(37')으로 탄발되게 장착되어 상기 토출공들을 개폐하는 밸브볼(36)(36')들로 구성되는 제1,2펌프(30)(30')들과;

   상기 제1,2펌프의 토출밸브(35)(35')와 실린더(50)의 유입구(51)와 유출구(52)를 각각 연결하는 제1,2유로(70)(70')들 사이에 좌우단이 통하게 연결되며, 중간부분이 좌우측부분들 보다 내경이 작게되고, 좌측부분에는 개폐볼(81)이 스프링(82)에 의해 우측으로 탄발되어 상기 중간부분의 좌단을 닫아주게 장착되며, 상기 우측부분내에는 중간부분의 내경보다 직경이 작으며 이 중간부분을 관통하게 결합되는 로드(84)가 연장된 피스턴(83)이 장착되고, 상기 중간부분은 배출로(85)에 의해 유체탱크(40)와 연결되는 제1제어밸브(80)와;

   상기 제1제어밸브와 병렬로 설치되게 상기 제1,2유로들 사이에 좌우단이 연결되며, 중간부분이 좌우측부분들 보다 내경이 작게되고, 좌측부분내에는 상기 중간부분의 내경보다 직경이 작으며 이 중간부분을 관통하게 결합되는 로드(84')가 연장된 피스턴(83')이 장착되고, 우측부분내에는 개폐볼(81')이 스프링(82')에 의해 좌측으로 탄발되어 상기 중간부분의 우단을 닫아주게 장착되며, 상기 중간부분은 배출로(85')에 의해 유체탱크(40)와 연결되는 제2제어밸브(80')를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 유압장치.
2. 제1항에 있어서, 제1,2유로(70)(70')에는, 각기 외단이 개방되게 형성된 밸브관체(91)(91')들과, 이들 밸브관체의 각 내단에 상기 제1,2유로와 연결되게 형성된 배출공(92)(92')들과, 상기 밸브관체들의 중간부분 상면과 유체탱크(40)를 연결시켜 주는 회수로(93)(93')들과, 상기 밸브관체내에 스프링(95)(95')들로 각각 탄발되게 장착되어 배출공(92)(92')들을 닫아주는 개폐변(94)(94')들과, 상기 밸브관체들의 개방된 외단을 밀봉하게 체결되는 캡나사(96)(96')들로 구성되는 안전밸브(90)(90')들을 각각 설치하여 되는 것을 특징으로 하는 유압장치.