KR101793089B1

KR101793089B1 - 퀵 커플러의 제어 밸브유닛

Info

Publication number: KR101793089B1
Application number: KR1020160048762A
Authority: KR
Inventors: 김성훈
Original assignee: (주)아엠비하이드로릭스
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-11-20
Also published as: KR20170120369A

Abstract

본 발명은 유체가 공급되는 포트와 온오프밸브가 설치되는 관로를 추가하여 퀵 커플러의 해제 시 유체가 공급되는 관로의 유압과 추가된 관로의 유압이 일정 조건을 충족해야지만 퀵 커플러의 해제를 수행할 수 있는 퀵 커플러의 제어 밸브유닛을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 헤드에 의해 내부가 체결챔버와 해제챔버로 구획되는 실린더를 포함하는 퀵커플러의 작동을 제어하는 것으로, 공급되는 유체가 제1 인렛포트, 솔레노이드밸브 및 파일롯체크밸브를 거쳐 상기 실린더의 체결챔버로 공급되는 제1 관로 및, 상기 실린더의 해제챔버 내부의 유체가 솔레노이드밸브 및 아웃렛포트를 거쳐 배출되는 제2 관로를 포함하여 이루어지며, 상기 솔레노이드밸브가 절환됨에 따라 상기 제1 인렛포트를 통해 공급되는 유체가 상기 제2 관로로 공급됨과 더불어 상기 제2 관로와 파일롯체크밸브를 연통시키는 파일롯관로로 공급되어 상기 파일롯체크밸브를 개방시켜, 상기 체결챔버 내부의 유체가 상기 제1 관로의 파일롯체크밸브 및 솔레노이드밸브 거쳐 상기 제2 관로의 아웃렛포트로 배출되게 하는 밸브유닛에 있어서, 상기 제2 관로 상의 파일롯관로와 솔레노이드밸브 사이에 설치되는 체크밸브; 상기 제2 관로 상의 파일롯관로와 체크밸브 사이 및 솔레노이드밸브와 체크밸브 사이를 연통시키며 유체가 공급되는 제2 인렛포트를 포함하는 제3 관로; 상기 제3 관로 상에 설치되며, 상기 솔레노이드밸브의 절환에 따라 제2 관로로 공급되는 유체압력 및 제2 인렛포트를 통해 제3 관로로 공급되는 유체압력의 합이 미리 정해진 압력보다 상대적으로 더 크게 되면 상기 제3 관로로 공급되는 유체를 해체챔버 및 파일롯관로로 공급 가능케 하는 온오프밸브;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

퀵 커플러의 제어 밸브유닛 {Valve unit for controlling quick coupler}

본 발명은 퀵 커플러의 제어 밸브유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기 등의 중장비에 설치되어 중장비에 버켓 등과 같은 어태치먼트를 선택적으로 장착시킬 수 있는 퀵 커플러의 작동을 제어하는 밸브유닛에 관한 것이다.

일반적으로 중장비에는 흙,모래등을 퍼내는데 사용되는 버켓(bucket)이나 바위, 아스팔트, 건물 등을 깨뜨리고 부수는데 사용하는 브레이커(breaker) 및 크러셔(crusher) 등의 어태치먼트(attachment)가 장착되며, 퀵 커플러(quick coupler)의 작동에 따라 어테치먼트가 선택적으로 장착되는 구조로 이루어진다.

그리고 퀵 커플러에는 도 1에 도시된 바와 같이 밸브유닛이 설치되어 퀵 커플러의 작동을 제어하게 된다.

이러한 종래의 밸브유닛(1)은 퀵 커플러의 체결작동을 위해 유입포트(10)로 공급되는 유체가 솔레노이드밸브(20), 감압밸브(30), 파일롯체크밸브(40)를 거쳐서 퀵 커플러의 실린더 작동포트(50)로 공급되며, 해제포트(60)로 배출되는 유체는 솔레노이드밸브(20)를 거처셔 배출포트(70)로 배출되는 구성으로 이루어진다. 그리고 밸브유닛(1)은 어태치먼트로부터 퀵 커플러를 해제작동을 위해 솔레노이드밸브(20)를 절환시켜 유입포트(10)로 유입되는 유체를 해제포트(60)와 파일롯체크밸브(40)로 공급하여 파일롯체크밸브(40)의 유로를 개방시켜 작동포트(50)로부터 유체가 배출되게 하는 구성으로 이루어진다.

여기에서 중장비 운전자 또는 작업자가 실수로 솔레노이드밸브(20)를 작동시키게 되면 작업 중에 퀵 커플러가 해제되어 어태치먼트가 낙하됨에 따라 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있어 왔다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0117480호 (공개일자: 2015.10.20) "굴삭기의 퀵 커플러 제어방법 및 이를 수행하기 위한 장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유체가 공급되는 포트와 온오프밸브가 설치되는 관로를 추가하여 퀵 커플러의 해제 시 유체가 공급되는 관로의 유압과 추가된 관로의 유압이 일정 조건을 충족해야지만 퀵 커플러의 해제를 수행할 수 있는 퀵 커플러의 제어 밸브유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러 온오프밸브에 포펫형 기밀피스톤을 설치하여 기존의 유체가 공급되는 관로의 유압에 의한 추가된 관로의 누유를 차단할 수 있는 퀵 커플러의 제어 밸브유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 함께 본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 더욱 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 퀵 커플러의 제어 밸브유닛은, 헤드에 의해 내부가 체결챔버와 해제챔버로 구획되는 실린더를 포함하는 퀵커플러의 작동을 제어하는 것으로, 공급되는 유체가 제1 인렛포트, 솔레노이드밸브 및 파일롯체크밸브를 거쳐 상기 실린더의 체결챔버로 공급되는 제1 관로 및, 상기 실린더의 해제챔버 내부의 유체가 솔레노이드밸브 및 아웃렛포트를 거쳐 배출되는 제2 관로를 포함하여 이루어지며, 상기 솔레노이드밸브가 절환됨에 따라 상기 제1 인렛포트를 통해 공급되는 유체가 상기 제2 관로로 공급됨과 더불어 상기 제2 관로와 파일롯체크밸브를 연통시키는 파일롯관로로 공급되어 상기 파일롯체크밸브를 개방시켜, 상기 체결챔버 내부의 유체가 상기 제1 관로의 파일롯체크밸브 및 솔레노이드밸브 거쳐 상기 제2 관로의 아웃렛포트로 배출되게 하는 밸브유닛에 있어서, 상기 제2 관로 상의 파일롯관로와 솔레노이드밸브 사이에 설치되는 체크밸브; 상기 제2 관로 상의 파일롯관로와 체크밸브 사이 및 솔레노이드밸브와 체크밸브 사이를 연통시키며 유체가 공급되는 제2 인렛포트를 포함하는 제3 관로; 상기 제3 관로 상에 설치되며, 상기 솔레노이드밸브의 절환에 따라 제2 관로로 공급되는 유체압력 및 제2 인렛포트를 통해 제3 관로로 공급되는 유체압력의 합이 미리 정해진 압력보다 상대적으로 더 크게 되면 상기 제3 관로로 공급되는 유체를 해체챔버 및 파일롯관로로 공급 가능케 하는 온오프밸브;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 온오프밸브의 제2 관로로부터 유체를 공급받는 해제유압포트에는, 길이방향을 따라 점진적으로 단면적이 증가되도록 형성되는 포펫이 형성된 기밀피스톤이 설치되어 상기 포펫에 의해 해제유압포트로의 유체 공급을 차단하게 되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

밸브유닛에 유체가 공급되는 포트와 온오프밸브가 설치되는 관로를 추가하여 기존의 유체가 공급되는 관로의 유압과 추가된 관로의 유압이 일정 조건을 충족해야지만 퀵 커플러의 해제를 수행할 수 있게 됨으로써 어태치먼트가 낙하하여 발생될 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

그리고 온오프밸브에 포펫형 기밀피스톤을 설치하여 기존의 유체가 공급되는 관로의 유압에 의한 추가된 관로의 누유를 차단하여 누유로 인한 밸브유닛의 손상 및 오작동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 기존관로의 유압과 추가된 관로의 유압이 일정 조건을 충족될 때에만 온오프밸브가 작동하게 됨으로써 퀵커플러의 해제 시에만 온오프밸브의 작동을 가능케 하여 온오프밸브의 내구성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

이와 함께 본 발명의 다른 효과는 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

도 1은 종래 퀵 커플러의 제어 밸브유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 퀵 커플러의 제어밸브유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 이러한 용어 중 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것임을 주지하는 바이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 퀵 커플러의 제어 밸브유닛은 양측에 로드가 마련된 헤드에 의해 내부가 체결챔버(R) 및 해제챔버(L)로 구획되며 체결챔버(R)에 마련되는 체결포트(RP) 및 해체챔버(L)에 마련되는 해제포트(LP)로 유체가 공급 또는 배출되는 실린더(C)를 포함하는 퀵 커플러의 체결작동과 해제작동을 제어하기 위한 것으로, 제1 관로(100), 제2 관로(200), 파일롯관로(700) 및 제3 관로(300)를 포함하여 이루어진다.

제1 관로(100)는 체결포트(RP)로의 유체 공급 및 체결포트(RP)로부터 유체 배출을 가능케 하기 위한 것으로, 관로 상에는 유체가 공급되는 제1 인렛포트(110)오리피스(O), 솔레노이드밸브(500)의 공급변 또는 절환공급변, 감압밸브(120) 및 파일롯체크밸브(130)가 설치된다.

그리고 제2 관로(200)는 해제포트(LP)로부터 유체 배출 및 작통포트(LP)로부터 유체배출을 가능케 하기 위한 것으로, 관로 상에는 체크밸브(200) 솔레노이드밸브(500)의 배출변 또는 절환배출변 및 유체가 배출되는 아웃렛포트가 설치된다.

이와 함께 파일롯관로(700)는 제2 관로의 해제포트(LP)와 솔레노이드밸브(500) 사이와 파일롯체크밸브를 연통시키는 관로이다.

다음으로 제3 관로(300)는 해제포트(LP)로의 유체 공급을 가능케 하기 위한 것으로, 제2 관로 상의 파일롯관로와 체크밸브 사이 및 솔레노이드밸브와 체크밸브 사이를 연통시키게 되며, 관로 상에는 유체가 공급되는 제2 인렛포트(310)와 온오프밸브(900)가 설치된다.

이러한 온오프밸브(900)는 솔레노이드밸브(500)의 절환에 따라 제2 관로(200)로부터 공급되는 유체압력 및 제2 인렛포트(310)를 통해 제3 관로(300)로 공급되는 유체압력의 합이 미리 정해진 압력보다 상대적으로 더 크게 되면 제3 관로(300)로 공급되는 유체를 해체포트(LP) 및 파일롯관로(700)로 공급 가능케 한다.

상술된 본 발명에 따른 퀵 커플러의 제어 밸브유닛의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 체결 작동 시에는 제1 관로로 유체를 공급시키고 제2 관로로 유체를 배출시키게 된다. 즉 제1 인렛포트(100)로 공급되는 유체가 오리피스(O)를 거쳐서 솔레노이드밸브(500)로 공급된다. 솔레노이드밸브(500)에 전류가 미인가 됨에 따라 유체는 솔레노이드밸브(500)의 공급변을 거쳐서 감압밸브(120)로 공급된다. 감압밸브(120)는 솔레노이드밸브(500)로부터 공급된 유체 압력을 250bar로 일정하게 감압하여 파일롯체크밸브(130)로 공급된다. 파일롯체크밸브(130)를 통과한 유체는 체결포트(RP)를 거쳐 체결챔버(R)로 공급된다. 해제챔버(L) 내의 유체는 해제포트(LP)를 통해 체크밸브(220) 및 솔레노이드밸브(500)의 배출변을 통해 아웃렛포트(210)로 배출됨으로써 퀵 커플러의 체결 작동을 가능케 한다.

다음으로 해제 작동 시에는 제2 관로 및 제3 관로로 유체를 공급시키고 제1 관로 및 제2 관로를 통해 유체를 배출시키게 된다. 즉 솔레노이드밸브(500)에 전류가 인가되어 절환됨에 따라 제1 인렛포트(100)로 공급되는 유체가 오리피스(O)를 거쳐서 솔레노이드밸브(500)의 절환공급변을 통해 공급되지만 체크밸브(220)에 의해 막히게 된다. 이때 제2 인렛포트(310)로 유체가 공급되면서 솔레노이드밸브(500)의 절환공급변을 통해 공급되는 유체 압력과 제2 인렛포트를 통해 공급되는 유체의 압력이 600bar를 넘게 되면 온오프밸브(900)가 작동하여 제2 인렛포트로 공급되는 유체가 해제포트(LP)와 파일롯관로(700)로 공급된다. 이에 따라서 해제챔버(L)로 유체가 공급되며 파일롯체크밸브(130)가 개방됨에 따라 체결챔버(R) 내의 유체는 체결포트(RP), 파일롯체크밸브(130), 감압밸브(120) 및 솔레노이드밸브(500)의 절환배출변을 거쳐서 아웃렛포트(210)로 배출됨으로써 퀵 커플러의 해제 작동을 가능케 한다.

이어서 솔레노이드밸브(500)가 절환되어 제2 관로(200)로 유체가 공급되더라도 제3 관로(300)로 유체가 공급되지 않으면 온오프밸브(900)를 작동시키지 못하게 되며, 제3 관로(300)로 유체가 공급되더라도 솔레노이드밸브(500)가 절환되지 않으면 온오프밸브(900)를 작동시키지 못하게 된다. 그리고 체결 작동 시에 체결챔버(R)로 공급된 유체는 파일롯체크밸브(130)에 의해 막히게 되어 체결을 유지할 수 있게 되며, 온오프밸브(900)를 작동시키지 못함에 따라 해제챔버(L)로 유체를 공급이 불가하여 퀵 커플러는 안정적으로 체결 작동을 유지할 수 있게 된다.

한편 온오프밸브(900)에는 해제유압포트(미도시)가 설치되어 이를 통해 제2 관로(200)로부터 유체가 공급된다. 이러한 해제유압포트에는 길이방향을 따라 점진적으로 단면적이 증가되도록 형성되는 포펫이 형성된 기밀피스톤(910)이 설치되며 해제유압포트에는 포펫이 밀착되는 시트가 설치되어 포펫이 시트에 밀착되도록 기밀피스톤(910)이 설치되어 해제유압포트로의 유체 공급을 차단하게 됨에 따라 제2 관로(200)로부터 공급되는 유체 압력으로 인한 제2 인렛포트(310)의 누유를 차단함으로써 밸브유닛의 손상 및 오작동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

아울러 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 그리고 상술한 바와 같이 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 제1 관로
110: 제1 인렛포트
120: 감압밸브
130: 파일롯체크밸브
200: 제2 관로
210: 아웃렛포트
220: 체크밸브
300: 제3 관로
310: 제2 인렛포트
500: 솔레노이드밸브
700: 파일롯관로
900: 온오프밸브
910: 기밀피스톤

Claims

헤드에 의해 내부가 체결챔버와 해제챔버로 구획되는 실린더를 포함하는 퀵커플러의 작동을 제어하는 것으로,
공급되는 유체가 제1 인렛포트, 솔레노이드밸브 및 파일롯체크밸브를 거쳐 상기 실린더의 체결챔버로 공급되는 제1 관로 및, 상기 실린더의 해제챔버 내부의 유체가 솔레노이드밸브 및 아웃렛포트를 거쳐 배출되는 제2 관로를 포함하여 이루어지며,
상기 솔레노이드밸브가 절환됨에 따라 상기 제1 인렛포트를 통해 공급되는 유체가 상기 제2 관로로 공급됨과 더불어 상기 제2 관로와 파일롯체크밸브를 연통시키는 파일롯관로로 공급되어 상기 파일롯체크밸브를 개방시켜, 상기 체결챔버 내부의 유체가 상기 제1 관로의 파일롯체크밸브 및 솔레노이드밸브 거쳐 상기 제2 관로의 아웃렛포트로 배출되게 하는 밸브유닛에 있어서,

상기 제2 관로 상의 파일롯관로와 솔레노이드밸브 사이에 설치되는 체크밸브;
상기 제2 관로 상의 파일롯관로와 체크밸브 사이 및 솔레노이드밸브와 체크밸브 사이를 연통시키며 유체가 공급되는 제2 인렛포트를 포함하는 제3 관로;
상기 제3 관로 상에 설치되며, 상기 솔레노이드밸브의 절환에 따라 제2 관로로 공급되는 유체압력 및 제2 인렛포트를 통해 제3 관로로 공급되는 유체압력의 합이 미리 정해진 압력보다 상대적으로 더 크게 되면 상기 제3 관로로 공급되는 유체를 해체챔버 및 파일롯관로로 공급 가능케 하는 온오프밸브;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러의 제어 밸브유닛.
제1항에 있어서,
상기 온오프밸브의 제2 관로로부터 유체를 공급받는 해제유압포트에는, 길이방향을 따라 점진적으로 단면적이 증가되도록 형성되는 포펫이 형성된 기밀피스톤이 설치되어 상기 포펫에 의해 해제유압포트로의 유체 공급을 차단하게 되는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러의 제어 밸브유닛.