KR100323033B1 - 공압유체모터용파워조정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 모터양단의 가용 압력 강하를 효과적으로 감소시킴으로써 모터의 동력 출력을 감소시키는 수단으로서 모터 배기로의 공급된 압력유체의 선택된 부분의 바이패스를 포함하는 유체 파워 모터의 출력 동력을 조정하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.

Description

공압 유체 모터용 파워 조정기

본 발명은 파워 공구용 역전 밸브에 관한 것으로, 특히 공압 작동식 핸드 유기 파워 공구(pneumatically operated hand held power tool)에 공급되는 압력 유체를 제어하여 파워 출력을 조정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래, 파워 감소를 위한 압력 유체 구동식 파워 공구의 파워 조정은 파워 공구에 공급되는 압력 유체의 흐름을 억제하거나 또는 배기를 억제하여 공구에 배압력(back pressure)을 가하여 이루어졌었다. 일반적인 억제 기구는, 공급 압력 유채가 아직은 "전체" 파워 설정값으로 장치를 통과하여야 하기 때문에, 최소간의 억제 설정에 의해서도 공구의 파워 출력이 감소하게 되는 결함이 있다. 이러한 사실은, 현재의 파워 공구용 역전 밸브에 존재하는 공지된 결합이다.

본원은 상술된 결함을 해결할 목적으로 발명된 것으로서, 이하에서 상세하게 설명되는 특징을 가진 양호한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 1면에 의거, 본 발명은, 압력 유체를 모터에 공급하는 유입수단과; 모터로부터 팽창된 압력 유체를 배출시키는 배기수단과; 압력 유체 모터의 출력 파워를 선택적으로 감소시키기 위한 수단으로서, 공급된 압력 유체에서 선택된부분을 배기수단으로 우회(bypass)시키는 조절수단을 포함하는 압력 유체 모터용파워 조절수단을 제공하는 것이다.

상술된 본 발명의 특징은 첨부 도면과 관련하여 이하에 기술되는 바람직한 실시예에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

제 1도는 파워 공구의 일 부분을 부분 단면으로 하여 나타낸 도면이다. 파워 공구(1)에는 공압 작동식 모터 또는 공기 모터(13)에 기동(motive) 유체를 공급하는 공압 유체 또는 공기 유입구(3)가 있는 손잡이(2)가 설치된다. 공기는 공기유입로(4)를 통해 공기 모터에 공급된다. 틸트(tilt) 밸브(5)는 트리거(6)에 의해 작동되어 압력 유체를 챔버(9)에 유입시킨다.

챔버(9) 내부에는 압력 유체를 전진 공급 포트(20) 또는 선택적인 후진 포트(21)(전진 포트(20) 뒤에 평판(12)에 전진 포트와 대략적으로 반대되는 위치에 가려져 있음)에 선택적으로 분배하는 역전 밸브 수단으로 작동하는 로터리 스풀 요소(rotary spool element)가 배치된다.

역전 밸브 스풀(10)에는 평판(12)의 평면과 미끄럼식으로 함께 동작하는 평판 세그먼트 단부(planer segmented end)가 설치된다. 후술되는 바와 같이, 스풀(10)은 전진로(22) 또는 후진로(23)(은폐 도시됨)와 2차 배기를 처리하는 노치 영역(29)을 포함한다.

전진 또는 후진 포트로 유입되는 공기는, 모터 실린더(15)에 모터 베인(14)애 대한 공기의 팽창으로, 공기 모터(13)가 정방향 또는 역방향으로 선택적으로 구동하도록 진행된다. 베어링(16, 16')상에서의 모터 회전은, 순차적으로 작업 출력장치(19)의 회전 축(18)을 구동시키는 출력 축(17)을 구동시킨다.

이하, 제 8도 및 제 9도를 참고로 설명한다. 챔버(9)내의 공기 유입로(4)로부터 스풀(10)을 통과하는 공기는, 선택된 격벽(24)의 방향에 따르는 2개 면 마감통로(face termination passage)인 전진로 또는 후진로(22 또는 23)로 향한다. 상기 전진로 또는 후진로(22 또는 23)는 밸브 평판(12)내의 전진 포트(20) 또는 후진포트(21)의 어느 하나와 선택적으로 맞추어진다. 노치 영역(29)은 재압축을 방지하는 2차 배기가 이루어지도록 대응 포트(20 또는 21)와 일치한다. 노치 영역(29)은 2차 배기의 주 배기 공동(7)에 유입이 이루어진다.

통로(22, 23)가 대작 90°로 이격 배치되고 전진 및 후진 포트(20, 21)가 대략 180°로 되어서, 당분야의 기술인은 전진 주시 버튼(30) 또는 후진 푸시 버튼(25)을 누름으로써 역전 밸브 스풀(10)을 대략 90°회전시키어 일 통로(22 또는 23)가 모터의 전진 챔버 또는 후진 챔버로 유도하는 포트(20 또는 21)와 접촉할 것임을 예측할 수 있을 것이다.

당분야의 기술인은 역전 밸브 스풀(10)의 회전동작이 기동 유체가 모터를 정방향 또는 역방향으로 향하게 할 것임도 예측할 수 있을 것이다.

본 발명은 특히 공기 모터에 공급되는 압력 유체를 조절하는 것이다. 상술한 바와 같이, 종래 기술의 시도는, 압력 유체 모터에 공급되는 압력 유체를 조절하거나 또는 모터에 배압(背壓)을 제공하도록 배기를 억제하여, 파워 출력을 감소시키는 것이었다. 본 발명에 의거, 공급된 압력 유체를 억제하거나 배기를 억제하는 것을 포함하지 않아서, 적어도 일 선택된 동작 위치에서, 억제장치를 통하는 압력 유체를 통과시킬 필요가 없는 전체(full) 파워 공급을 허용하는 압릭 유체 조절방법이 제공된다. 이러한 사실은 배기부로 직접 공급된 압력 유체의 선택된 부분을 우회시키어 일부 가용 압력 유체를 방출하면서 배기를 효과적으로 배압시키는(back pressuring) 양호한 실시예에 의해 이루어진다.

본 발명의 이중 작용은 파워 출력을 효과적으로 감소시키며, 우회 조정기(40)가 모티와 일직선으로 파워공구의 후방 단부에 설치된, 제 1도에 양호하게 도시된 장치로서 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이 이루어지는 것이다. 제 3도 내지 제 6도에 가장 잘 도시되어 있는 조정기는, 조정기의 회전이 용이하도록 폐쇄단부에 행성된 노브(31)를 가진 일 단부가 폐쇄된 부정형 원통체이다.

원통체의 주위에 일 단부를 향하는 방향으로, 우회 조정기를 유지하고 공구보어(37) 내의 원통형 축선을 중심으로 회전하는 공구 하우징의 단부에 형성된 홈(33)에 견부와 함께 동작하는 베어링 링(32)이 형성된다. 또한, 홈(33)이 "O"링(34)을 수용하는 원통체의 폐쇄 단부에 인접한 둘레에 형성된다. "O"링(34)은 압력 유체가 하우징에서 빠져나가는 것을 막는다.

제 6도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 개방 단부쪽의 조정기(40) 주위에는 원통체 둘레로부터 내려가는 순서로 일련의 파워 조정단(A,B,C,D)이 제공된다.

후술되는 바와 같이, 상기 조정단(step)은 압력 유체 공급 포트와 함께 동작하여, 기본적으로 0(제로)(A단이 포트와 협동할 때)에서 최대(압력 유체 포트가 D단에 인접하게 위치될 때)까지 많은 양의 압력 유체의 우회를 허용하는 것이다.

또한, 제 7도에 가장 잘 도시된 바와 같이, 조정기 실린더에는 공구 하우징의 후방에 형성된 일련의 지시 만입부(36, 36', 36", 36"')와 함께 동작하는 축방향 연장 지시 핑거(35)가 제공된다.

도시된 4개의 위치 지시 만입부(36) 각각은 전술한 압력 유체 공급 포트에 반응하는 A단 내지 D단의 위치 변경에 대응한다. 최대 파워 출력은 A단이 포트와의 정합 시에 이루어지고 그리고 최소 파워 출력은 D단이 압력 유체 포트에 인접할 시에 이루어진다.

우회 조정기(40)는 원통형 보어(37)내에 설치되고. 그 안에서 자유로이 회전하는 것이다. 제 2도에 도시된 파워 출력 정도 지시부로 나타낸 바와 같이, 우회 조정기의 회전 위치는 노브(31)를 소망하는 방향으로 회전시킴으로써 선택할 수 있다. 선택된 위치는 상술된 지시용 위치설정 만입부(36)와 함께 동작하는 지시 핑거(35)에 의해 유기된다.

유입 압력 유체 포트(38)는 조정기의 주위와 협동하도록 보어의 주위에 배치된다. 보어(37) 주위에 있고 압력 유체 유입 포트(38)로부터 이격된 배기 보어(39)는, 우회 압력 유체가 파워 공구 모터의 배기부에 유입되도록 허용한다.

공구의 작동은 주요 부품형태를 도시하면서 그 부품을 개략적으로 연결시키어서 용이하게 이해할 수 있도록 나타낸 제 8도 및 제 9도를 참조하여 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 당분야의 기술인은 파워 공구의 케이싱에 설치된 포트는 하우징 내에 형성된 상호 이격 공간진 채널을 활용하며, 평면으로 나타내는 것이 곤란하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 이유로, 유체 채널을 개략적으로 나타내어서 파워 공구 내에 흐름 패턴이 용이하게 이해될 수 있도록 나타내었다.

제 8도는 예를 들어 충격 렌치에서의 전형적인 조임 모드 중에 파워 공구의 전진 동작을 나타낸 도면이다. 전술한 바와 같이, 그 유체가 공기인 유입 압력 유체가, 부가로 역전 밸브 스풀(10)로 도입된 챔버(9)에 선택적으로 공급된다. 역전 밸브 스풀의 회전 위치는 적절한 푸시 버튼을 눌러 선택한다.

트리거(6)가 당겨지면, 공기가 정방향 모터 포트로 이어지는 압력 유체 공급포트(20)에 유입되어, 그곳에서 유체 또는 공기가 공기 모터(13)의 베인에 유입된다. 모터에서, 공기는 베인(14)에 대하여 팽창되어 모터를 정방향으로 회전시킨다. 팽창 공기는 배기 통로 또는 배기 공동(7)을 경유해 모터를 빠져 나와 궁극적으로는 손잡이 배기 통로(41)와 배기 스크린 또는 머플러(42)를 통해 대기로 배기된다.

본 발명에 따라, 모터에 공급되는 압력 유체의 일부분은 통로(43)를 경유하여 조정기(40)를 향하고, 그 조정기를 통해 조정 단(도시된 경우는 B단)을 지나가 빠져 나와서, 배기 보어(39)를 통해 배기 공동(7)으로 보내져 1차 배기 유체와 통합되어져, 모터에 공급된 공기 압력을 방출하면서 모터 파워를 조정하는 수단으로 베기를 배압(背壓)하는 것이다.

전술한 바와 같이, 모터내의 압력 유체의 2차 재압축과 배기는 포트(21)를 나가 노치 영역(29)을 통해 배기 공동(7)으로 보내져 마침내는 대기로 배기되는 것이다.

제 9도는 공구의 역동작을 나타낸 도면이며, 여기에서, 역전 푸시 버튼(30)을 누르면 역전 밸브가 도시된 위치로 회전한다. 밸브 격벽(24)은 전진 공급 포트를 차단하고 공기 또는 압력 유체를 모터의 후진 포트(21)로 재방향지게 한다. 전술한 바와 같이, 압력 유체는 모터 베인(14)에 대하여 팽창되어 모터를 역방향으로 회전시켜 배기 공동(7)을 통해 다시 배기 된다.

전술한 바와 같이, 2차 역전 재압축과 배기는 전진 포트(20)를 통해 역방향으로 통과되어 노치 영역(29)을 통해 배기 공동(7)으로 보내져, 궁극적으로 대기로 보내진다. 또한, 전술한 바와 같이 2차 역전 재압축과 배기는 파워 조정기(40)와, 통로(43)와 배기 보어(39)와, 배기 공동(7)을 통해 대기로 자유롭게 흐른다.

제 1도는 본 발명에 따르는 파워 조정식 파워 공구의 측면도이고,

제 2도는 공구의 배면 단부에 있는 파워 조정기의 통상적인 위치를 보여주는 배면도이고,

제 3도는 본 발명에 따르는 파워 조정기의 측면도이고,

제 4도는 본 발명에 따르는 파워 조정기의 배면도이고,

제 5도는 제 4도의 구간(B-B) 에서 취해진 파워 조정기의 단면도이고,

제 6도는 제 5도의 구간(A-A) 에서 취해진 본 발명에 따르는 파워 조정기의 단면도이고,

제 7도는 하우징내 지시 만입부과 협동하는 파워 조정기의 지시 핑거의 회전단 지시를 보여주는 파워 조정기의 단면도이고,

제 8도는 정 모드 또는 조임 모드에 있는 본 발명의 파워 조정 회로의 부분 부품/부분 개략도이고,

제 9도는 역 모드 또는 풀림 모드에 있는 본 발명의 파워 조정 사이클의 부분 부품/부분 개락도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 공기 유입구 4 : 공기 유입로

5 : 틸트 밸브 7 : 공동(空洞)

14 : 모티베인 22, 23 : 전진로, 후진로

29 : 노치 영역 40 : 우회 조정기

41 : 배기 통로 42 : 머플러

Claims (10)

1. 공압 유체 모터(13);

   공압 유체를 상기 모터에 공급하는 공기 유입수단 및;

   상기 모터로부터 팽창된 압력 유체를 대기로 배기하는 배기 수단을 포함하는 공압 유체 모터용 파워 조정기(40)에 있어서, 상기 파워 조정기에는;

   상기 공압 유체 모터의 출력 파워를 감소시키는 수단으로, 공압 유체 모터를 선택적으로 배압하는, 상기 배기 수단에 공급된 압력 유체의 선택된 유체를 우회시키는 조절 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압력 유체 모터는 회전 베인 공기 모터를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 압력 유체 모터는 파워 공구에 회전 베인 공기 모터를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
4. 제 1항에 있어서, 압력 유체를 모터에 공급하는 유입 수단은 모터로의 압력 유체의 흐름을 제어하는 밸브를 구비하는 통로를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
5. 제 1항에 있어서, 배기 수단은 모터로부터 머플러(42)로, 그런 후 대기로 연장되는 통로를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
6. 제 1항에 있어서, 압력 유체를 모터에 공급하는 유입 수단은, 상기 모터로의 압력 유체 흐름을 제어하는 밸브를 구비하는 유입 통로를 부가로 포함하고,

   배기 수단은, 모터로부터 머플러로, 그런 후 대기로 연장하는 배기통로를 부가로 포함하며;

   압력 유체 모터의 출력 파워를 선택적으로 감소시키는 수단으로, 공급된 압력 유체의 선택된 유체를 배기 수단으로 우회시키기 위해 조절 수단이 유입 통로와 배기 통로를 서로 연결시키는 통로를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
7. 제 6항에 있어서, 압력 유체 모터의 출력 파워를 선택적으로 감소시키는 수단으로, 상기 배기 수단으로 공급된 압력 유체의 선택된 유체를 우회시키는 조절 수단은, 우회 통로로 우회된 압력 유체 량을 제어하는 흐름 조정 수단을 구비하는 우회 통로를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
8. 제 7항에 있어서, 우회 통로로 우회된 압력 유체 량을 제어하는 흐름 조정 수단은, 우회 통로에서 상호 이격 공간진 보어에 배치된 회전식 원통체를 부가로포함하는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
9. 제 8항에 있어서, 상기 회전식 원통체는, 그 원통체의 둘레를 따라 지나가 상기 보어에 보내지는 제 2우회 통로 포트 수단으로 가는 압력 유체의 양을 조정하는 우회 통로 포트 수단과 함께 동작하는 점진적단 완화수단(progressive step relief means)이 그 둘레에 설치되는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.
10. 제 1항에 있어서, 상기 압력 유체 모터의 출력 파워를 선택적으로 감소시키는 수단으로서 상기 공급된 압력 유체의 선택된 부분을 상기 배기 수단으로 우회시키는 조절 수단이, 역동작 모드에서 압력 유체 모터로부터의 2차 배기를 우회시키는 것을 특징으로 하는 공압 유체 모터용 파워 조정기.