KR100255013B1 - 유압 제어 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

피스톤 수단을 구비한 로드 체크 밸브를 병설한 유압 제어 밸브 장치에 있어서, 장치 전체를 소형으로 구성하는 동시에, 부하 압력이 낮은 액튜에이터의 단독 조작시에도 장치의 양호한 에너지 절약 특성을 유지하는 유압 제어 밸브 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

복수의 제어 밸브(14, 16)를 거쳐서 복수의 작동기(10, 12)를 하나의 펌프(20)로 구동하는 유압 회로의 특정(비우선 구동)의 제어 밸브(14)에 대해, 피스톤 수단(42)을 구비한 로드 체크 밸브(44)를 병설 형성한 유압 제어 밸브 장치(40)에 있어서, 피스톤 수단(42)에 형성한 각각의 압력실, 즉 대형 피스톤부(42b)의 압력실(42c)에 다른 유압 장치(예를 들면 제어 밸브(16))로부터의 신호 압력(p)을 소형 피스톤부(42d)의 압력실(42e)에 평행 통로(22) 또는 공급 통로(14b)의 압력 중 높은 쪽 압력을 및 연장 소형 피스톤부(42f)의 보상 압력실(42g)에 상기 압력실(42e)과 동일 압력을 각각 작용시킨다. 또, 필요에 따라서 로드 체크 밸브에 형성한, 상기 압력실(42e)과 공급 통로(14b)의 사이의 접속부(62)를 로드 체크 밸브의 개구시에 연통하도록 구성한다.

Description

유압 제어 밸브 장치

본 발명은 부하 압력이 다른 복수의 액츄에이터의 동시 구동시에 부하 압력이 낮은 액츄에이터의 공급 통로를 규제함으로써, 부하 압력이 높은 액츄에이터를 우선적으로 구동할 수 있게 구성한 유압 제어 밸브 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제7도에 도시한 바와 같이, 복수(도시한 예에서는 2개)의 액츄에이터 [10(예를 들면, 아암 실린더), 12(예를 들면, 선회 모터)]를 평행 통로(22)에 접속한 각각의 제어 밸브(14, 16)를 거쳐 하나의 펌프(20)로 구동하는 유압 회로에 있어서, 제어 밸브(14, 16) 중의 특정 제어 밸브(14)에 피스톤 수단(32)을 구비한 로드 체크 밸브(34)를 병설하여 유압 제어 밸브 장치(30)를 형성한다. 그리고, 상기 피스톤 수단(32)에 상기와는 별도의 유압 장치 [16(예를 들면, 제어 밸브)]로부터의 신호 압력(p, 양 신호 압력(16a, 16b) 중에서 샤프트 밸브(16c)를 거쳐 선택되어 있음)을 파일럿 유로(16d)로부터 작용시켜 로드 체크 밸브(34)를 제어함으로써, 특정 제어 밸브(14)에 접속한 특정 액츄에이터(10)보다 다른 제어 밸브(16)에 접속한 다른 액츄에이터(12)를 우선하여 구동하도록 구성한 장치는 공지이다(예를 들면, 일본 특허 공보 평6-27522호 공보 참조).

상기 유압 제어 밸브 장치(30)의 제어 밸브(14)는 기본적으로는 스풀(14a)로 이루어지는 스풀 밸브이다. 그리고, 이 스풀(14a)이 신호 압력(도시 않음)을 거쳐서 좌우 어느 쪽으로 절환됨으로써, 평행 회로(22) 및 로드 체크 밸브(34)를 거쳐서 펌프(20)로 연통하고 있는 공급 통로(14b)가 포트(14c 또는 14d)에 접속되고, 펌프(20)의 토출유를 아암 실린더(10)에 공급하는 동시에, 아암 실린더(10)로부터의 복귀유를 탱크 통로(14e 또는 14f)를 거쳐서 탱크(26)로 배출한다.

또, 피스톤 수단(32)은 실린더부(32a) 내에 구획되는 수압 면적(受壓 面積)이 큰 대형 피스톤부(32b)측의 압력실(32c)과, 수압 면적이 작은 소형 피스톤부(32d)측의 압력실(32e)을 갖는다. 한편, 로드 체크 밸브(34)는 기본적으로 대형 포펫(36)과 소형 포펫(38)으로 이루어진다. 그리고, 대형 포펫(36)은 평행 통로(22)의 시트부(22a)를 개폐하는 대형 포펫부(36a)를 갖고, 소형 포펫(38)은 대형 포펫(36)의 원통부(36b)내에 미끄럼 가능하게 개재되어 대형 포펫부(36a) 내의 연통구(36c)를 개폐하는 소형 포펫부(38a)를 갖는다.

또, 압력실(32e)은 대형 포펫 원통부(36b) 상의 주위면 홈(36d)을 거쳐서 공급 통로(14b)에 연통되어 있으며, 한편, 압력실(32c)에는 전술한 바와 같이, 제어 밸브(16)로부터의 신호 압력(p)이 파일럿 유로(16d)로부터 작용하고 있다. 또, 피스톤 수단(32)과 로드 체크 밸브(34) 사이에 개재 장착되어 있는 스프링(32f, 32g)의 힘은 모두 미약하고, 상기 피스톤 수단(32)과 로드 체크 밸브(34)의 작동을 방해하는 것은 아니다.

따라서, 이와 같은 유압 제어 밸브 장치(30)에 있어서 아암 실린더(10)와 선회 모터(12)를 동시에 조작하는 경우, 아암 실린더(10)의 부하 압력 [즉, 공급 통로(14b) 내의 압력] (P1)이 선회 모터(12)를 구동하는 압력(P2) 보다 낮을 때에는, 로드 체크 밸브(32)의 대형 포펫부(36a)는 피스톤 수단(32)이 양 압력실(32c, 32e) 사이의 작용력의 차에 따라서 도시한 위치로부터 더욱 하강하여 대형 포펫(36)을 압박하므로 대형 포펫부(36a)는 시트부(22a)와의 접촉 폐지를 유지하고 있다. 그러나, 한 쪽 소형 포펫부(38a)는 평행 통로 압력(P)이 공급 통로(14b)의 압력(P1)보다 높아지면 리프트되어 연통구(36c)를 개구한다.

따라서, 펌프(20)로부터의(즉, 평행 통로(22) 내의) 작동유는 연통구(36c)에 통하는 통로로부터 공급 통로(14b)로 공급되는 아암 실린더(10)를 구동하지만, 이 경우에 평행 통로(22) 내의 압력(P)은 상기 통로에 오리피스(36e)가 개재하고 있어서 이 오리피스의 교축 효과에 의해 소망의 압력으로 승압되므로, 상기 작동유는 제어 밸브(16)을 거쳐서 선회 모터(12)를 구동하기에 이른다.

또, 아암 실린더(10)의 부하 압력(P1)이 선회 모터(12)를 구동할 수 있을 정도로 충분히 높은 경우에는 피스톤 수단(32)이 리프트되어 도시한 위치로 복귀하므로, 대형 포펫부(36a)는 시트부(22a)로부터 리프트되어 펌프(20)로부터의 작동유는 공급 통로(14b)로 규제되지 않고 공급된다. 따라서, 선회 모터(12)와 마찬가지로 아암 실린더(10)도 교축에 의한 에너지 손실을 발생하지 않고 구동할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 이런 종류의 장치에 따르면 부하 압력이 높은 액츄에이터를 부하 압력이 낮은 액츄에이터보다 우수하여 구동할 수 있다.

그러나, 상기 종래의 유압 제어 밸브 장치에는 다음에 서술하는 바와 같은 난점이 있었다.

즉, 상기 종래의 유압 제어 밸브 장치에 있어서, 아암 실린더(10)의 부하 압력(P1)이 낮은 경우에는 피스톤 수단(32)은 전술한 바와 같이 도시된 위치로부터 더욱 하강하여 로드 체크 밸브(34)의 대형 포펫부(36a)를 시트부(22a)에 더욱 압박함으로써, 그 닫혀진 상태를 유지해야 한다.

그러나, 이 경우, 대형 피스톤부(32b)측의 압력실(32c)의 작용력 [F1=대형 피스톤부(32b)의 수압 면적(S1)×신호 압력(p)]은 대형 포펫부(38a)의 시트부(22a)의 작용력(압박력 [F2=시트부(22a)의 면적(S2)×평행 통로(22) 내의 압력(P2)] 보다 커야 한다. 따라서, 다음 식(1)이 성립해야 한다.

S1≥S2×P2/p ……(1)

그런데, 이 경우에 유압 셔블 등에 있어서는, 통상 선회 모터의 부하 압력(P2)는 20MPa 정도이며 한편 그 신호 압력(p)는 3MPa 정도이므로, 대형 피스톤부(32b)의 면적(S1)은 시트부(22a)의 면적(S2)의 6배 이상 필요해진다. 그 때문에, 상기 종래의 유압 제어 밸브 장치에 있어서는 피스톤 수단(32)의 노출 실린더부(32a)가 특히 대형이 되며, 결과적으로 포트(14c, 14d)부의 배관 설계의 자유도가 제한되는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 피스톤 수단을 구비한 체크 밸브를 병설 형성한 유압 제어 밸브 장치에 있어서, 상기 피스톤 수단의 특히 노출 실린더부를 소형으로 구성할 수 있고 게다가 부하 압력이 낮은 액츄에이터의 단독 조작시(특히, 작동유의 유량이 큰 고속 구동시)에도 장치의 소비 에너지를 대폭 감소시킬 수 있는 유압 제어 밸브 장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 본 발명에 관한 유압 제어 밸브 장치의 일 실시예를 도시하는 전체 단면도.

제2도는 제1도에 도시한 로드 체크 밸브의 기본 실시예를 도시한 확대도.

제3도는 제1도에 도시한 로드 체크 밸브의 다른 기본 실시예를 도시하는 확대도.

제4도는 제2도에 도시한 로드 체크 밸브의 리프트시의 상태를 도시하는 확대 부분도.

제5도는 제1도에 도시한 로드 체크 밸브의 변경 실시예를 도시하는 확대도.

제6도는 제5도에 도시한 로드 체크 밸브의 리프트시의 상태를 도시하는 확대 부분도.

제7도는 종래의 유압 제어 밸브 장치를 도시하는 확대 부분도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 아암 실린더 12 : 선회 모터

14 : 제어 밸브 14a : 스풀

14b : 공급 통로 14c,14d : 포트

14e,14f : 탱크 통로 20 : 펌프

22 : 평행 통로 22a,22b : 시트부

26 : 탱크 40,50 : 유압 제어 밸브 장치

42,52 : 피스톤 수단 42a,52a : 실린더부

42b,52b : 대형 피스톤부 42c,52c : 압력실

42d,52d : 소형 피스톤부 42e,52e : 압력실

42e′ : 외주 확대부 42f,52f : 연장 소형 피스톤부

42g,52g : 보상 압력실 42h,52h : 유로

42i,52i : 스프링 42j,52j : 스프링

52x : 스프링 52y : 유로

44, 54 : 로드 체크 밸브 46,56 : 대형 포펫부

46a,56a : 원통부 46a′ : 외주 홈부

46b,56b : 대형 포펫부 48,58 : 원통부

48b,58b : 소형 포펫부 59 : 포펫

59a : 포펫부 59b : 시트부

59c : 스프링 59d : 유로

60 : 개구부 62 : 접속부

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 유압 제어 밸브 장치는 평행 통로에 병렬로 접속된 복수의 제어 밸브를 거쳐서 복수의 액츄에이터를 하나의 펌프로 구동하는 유압 회로에서의 상기 제어 밸브 중 특정 제어 밸브에 피스톤을 수단을 구비한 로드 체크 밸브를 병설 형성한 유압 제어 밸브 장치로 이루어지며, 상기 피스톤 수단에 상기 특정 제어 밸브와는 다른 유압 장치로부터의 신호 압력을 작용시켜서 상기 로드 체크 밸브를 제어함으로써 상기 특정 제어 밸브에 접속한 특정 액츄에이터보다 다른 제어 밸브에 접속한 다른 액츄에이터를 우선하여 구동하도록 구성된다. 상기 피스톤 수단은 수압 면적이 큰 대형 피스톤부의 압력실과, 수압 면적이 작은 소형 피스톤부의 압력실과, 이 소형 피스톤부의 압력실의 피스톤 작용력을 상쇄하는 보상 압력실로 형성된다. 상기 대형 피스톤부의 압력실에는 다른 유압 장치로부터의 상기 신호 압력을 작용시키고, 상기 소형 피스톤부의 압력실에는 평행 통로의 압력이 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력보다 낮을 때는 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력을 작용시키며 평행 통로의 압력이 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력보다 높을 때는 평행 통로의 압력 내지 이 압력과 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력의 중간 압력을 작용시키고, 상기 보상 압력실에는 소형 피스톤부의 압력실에 작용하는 상기 압력을 그대로 도입 작용시킨다.

또, 상기 구성에 있어서 더욱 바람직하게는 로드 체크 밸브에는 소형 피스톤부의 압력실과 그 제어 밸브의 공급 통로 사이를 접속하는 접속부를 형성하고, 상기 접속부는 상기 로드 체크 밸브가 닫혀 있을 때는 차폐되고 완전 개구되어 있을 때는 연통되도록 구성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 유압 제어 밸브 장치에서는 피스톤 수단을 대형 피스톤부, 소형 피스톤부 및 보상의 3개의 압력실로 형성하고, 그리고 대형 피스톤부의 압력실에는 신호 압력(p)을 작용시켜서 로드 체크 밸브의 대형 포펫부를 압박 폐쇄하는 작용력(F1)을 발생시키고, 소형 피스톤부와 보상의 2개의 압력실에는 동일한 압력을 작용시켜서 그 작용력을 서로 상쇄시킨다. 게다가, 이 2개의 압력실의 압력은 대형 포펫에 작용하여 이를 닫는 힘(F5)을 발생시키고, 이 힘이 평행 통로의 압력(P)를 받아서 대형 포펫을 리프트 개구하는 작용력(F2)과 대향하므로 대형 포펫을 리프트 개구하는 힘을 실질적으로 극히 작게 설정할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 대형 피스톤부의 압력실의 작용력(F1)을 극히 작게 설정할 수 있으므로, 피스톤 수단의, 특히 노출 실린더부를 가급적 소형으로 구성하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명에 있어서는 소형 피스톤부의 압력실과 제어 밸브의 공급 통로의 사이의 접속부를 로드 체크 밸브가 닫혀 있을 때는 차폐하고 완전 개구되어 있을 때는 연통하도록 구성한다. 따라서, 이에 따르면 결과적으로 부하 압력이 낮은 액츄에이터의 단독 구동시에 있어서는 대형 포펫과 평행 통로 사이의 개구부의 리프트량이 풀 리프트 위치에 유지될 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 부하 압력이 낮은 액츄에이터의 상기 단독 구동시에 있어서의 상기 개구부의 압력 손실을 최소한으로 유지할 수 있고, 따라서 상기 압력 손실에 기인하는 소비 에너지의 증대를 방지하는 것이 가능해진다.

다음에, 본 발명에 관한 유압 제어 밸브 장치의 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또, 설명의 편의상, 제7도에 도시한 종래의 구조와 동일한 구성 부분에는 동일 참조 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

또, 이 실시예에 관한 설명에 있어서는 우선 처음에 전반적인 기본 실시예인 특허 청구의 범위의 청구항 1에 관한 실시예에 대해 서술하고, 다음에 부가적인 변경 실시예인 동 청구항 2에 관한 실시예에 대해 서술한다.

우선, 본 발명의 기본 실시예를 도시하는 제1도에 있어서, 그 유압 제어 밸브 장치는 제어 밸브 자체를 포함하는 기본적 구성을 상기 종래의 것과 같다고 한다. 즉, 중복하지만 다시 간단히 설명하면, 유압 제어 밸브 장치(40)는 복수(2개)의 액츄에이터(아암 실린더 및 선회 모터)(10, 12)를 평행 통로(22)에 접속한 각각의 제어 밸브(14, 16)를 거쳐서 하나의 펌프(20)로 구동하는 유압 회로에 있어서, 그 특정 제어 밸브(14)에 피스톤 수단(42)을 구비한 로드 체크 밸브(44)를 병설함으로써 형성되어 있다.

이 유압 제어 밸브 장치(40)는 피스톤 수단(42)에 상기와는 별도의 유압 장치 [제어 밸브(16)]로부터의 신호 압력(p)를 파일럿 유로(16d)로부터 작용시켜 로드 체크 밸브(14)를 제어함으로써, 특정 제어 밸브(14)에 접속한 특정 액츄에이터(10)보다 다른 제어 밸브(16)에 접속한 다른 액츄에이터(12)를 우선하여 구동하도록 구성되어 있다.

그리고, 제어 밸브(14)는 스풀(14a)을 신호 압력(도시 않음)을 거쳐서 좌우 어느 쪽으로 절환함으로써, 평행 통로(22) 및 로드 체크 밸브(44)를 거쳐서 펌프(20)에 연통하고 있는 공급 통로(14b)가 포트(14c 또는 14d)에 접속되고, 펌프(20)의 토출유를 아암 실린더(10)에 공급하는 동시에, 아암 실린더(10)로부터의 복귀유를 탱크 유로(14e 또는 14f)를 거쳐서 탱크(26)로 배출하도록 구성되어 있다.

그런데, 본 발명의 상기 구성에 있어서, 제2도에도 도시한 바와 같이, 피스톤 수단(42)은 수압 면적이 큰 대형 피스톤부(42b)의 압력실(42c)과, 수압 면적이 작은 소형 피스톤부(42d)의 압력실(42e)과, 이 소형 피스톤부의 압력실(42e)의 피스톤 작용력(f3)을 상쇄하는 연장 소형 피스톤부(42F)의 보상 압력실(42g)로 형성된다.

상기 대형 피스톤부의 압력실(42c)에는 전술한 바와 같이, 다른 제어 밸브(16)로부터의 신호 압력(P)을 작용시킴으로써 작용력(f1)을 발생시키고, 소형 피스톤부의 압력실(42e)에는 평행 통로(22)의 압력(p)이 특정 제어 밸브(14)의 공급 통로(14b)의 압력(P1)보다 낮을 때는 이 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력(P1)을 작용시키고, 평행 통로(22)의 압력(P)이 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력(P1) 보다 높을 때는 평행 통로 압력(P) 내지 이 압력과 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력의 중간 압력(실질적으로는 P)을 각각 작용시킴으로써, 작용력(F3) 및 작용력(F5)을 발생시킨다. 그리고, 보상 압력실(42g)에는 소형 피스톤부의 압력실(42e)에 작용하는 상기 압력을 그대로 도입 작용시킴으로써, 상기 작용력(F3)을 상쇄하는 반대 방향의 작용력(F4)을 발생하도록 구성되어 있다.

또, 여기서 소형 피스톤부(42d)와 연장 소형 피스톤부(42f)는 동일 직경으로 구성되어 있다. 또, 참조 부호 42a는 케이싱을 도시하고, 42h는 유로를 도시한다.

한 편, 로드 체크 밸브(44)는 피스톤 수단(42)의 상기 구성에 대응하도록 기본적으로는 대형 포펫(46)과 소형 포펫(48)으로 형성된다. 그리고, 대형 포펫(46)은 그 원통부(46a)가 압력실(42e) 내에 미끄럼 이동 가능하게 개재 장착되는 동시에 그 대형 포펫부(46b)로 평행 통로(22)의 시트부(22a)를 개폐한다. 또, 상기 소형 포펫(48)은 그 원통부(48a)가 대형 포펫(46)의 원통부(46a) 내에 미끄럼 가능하게 개재 장착되는 동시에 그 소형 포펫부(48b)로 대형 포펫부(46)의 시트부(22b)를 개폐한다. 또, 여기서, 참조 부호 46c는 연통구, 46d는 오리피스, 46e는 압력실, 48c는 유로를 각각 도시하고 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 소형 피스톤부의 압력실(42e) 내의 압력을 전술한 바와 같이 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력(P1) 또는 평행 통로의 압력(P) 중에서 높은 쪽 압력으로(실질적으로) 설정할 수 있다. 즉, P1≥P이면 대형 포펫(46) 및 소형 포펫(48)은 그 체크 밸브로서의 기능에 의해 대응하는 시트부(22a 및 22b)를 시트하므로, 압력실(42e)에는 공급 통로의 압력(P1)이 오리피스(46d), 압력실(46e), 유로(48c)를 거쳐서 전달되고, P1＜P이면 소형 포펫(48)이 리프트하므로 압력실(46e)에는 평행 통로의 압력(P)이 연통구(46c), 압력실(46e), 유로(48c)를 거쳐서 전달된다. 또, 피스톤 수단(42)과 로드 체크 밸브(44) 사이에는 스프링(42i 42j)이 개재 장착되어 있으나, 이들 힘은 전술한 바와 같이 모두 미약하고 상기 피스톤 수단(42)과 로드 체크 밸브(44)의 작동을 방해하는 것은 아니다.

따라서, 이와 같은 구성에 따르면 부하 압력이 낮은 아암 실린더(10)와 부하 압력이 높은 선회 모터(12)를 동시에 구동하는 경우, 상기 작용력(F1)에 의해 피스톤 수단(42)이 대형 포펫(46)을 압박하고 시트부(22a)의 접촉 폐쇄를 유지하는 동시에, 평행 통로(22)로부터 연통구(46c), 압력실(46e), 오리피스(46d)를 통하여 공급 통로(14b)로 흐르는 작동유는 오리피스(46d)의 효과에 의해 그 흐름이 규제되므로, 평행통로(22)의 압력은 저하되는 일이 없고, 이 평행 통로(22)에 제어 밸브(16)를 접속한 선회모터(12)를 우선하여 구동할 수 있음은 명백하다.

그런데, 본 발명에 있어서는 이 경우에, 로드 체크 밸브(44)의 부설 피스톤 수단(42)을 가급적 소형화할 수 있는 잇점이 얻어진다. 즉, 피스톤 수단(42) 상의 작용력은 보상 압력실(42g) 내의 작용력(F4), 대형 피스톤부의 압력실(42c) 내의 작용력(F1), 소형 피스톤부의 압력실(42e)의 작용력(F3)으로 구성된다. 그런데, 여기서 작용력(F3)와 작용력(F4)은 완전히 상쇄되어 있으며, 전술한 바와 같이 대형 포펫(46)을 리프트 개구하는 힘은 실질적으로는 극히 작아져 있다.

즉, 상기 양 작용력((F2, F5) 사이의 차 ΔF는 다음 식(2)에 의해 규정된다.

ΔF=[시트부(22a)와 소형 피스톤부 압력실(42e) 사이의 면적차(ΔS)]×[평행 통로(22)와 공급 통로(14b) 사이의 압력차(ΔP)] ……(2)

이 경우, 상기 면적차(ΔS)는 가급적 작게 설계할 수 있다.

또, 대형 포펫(46)이 시트부(22a)의 접촉 폐지를 유지하기 위해서는 F≥ΔF이면 되며, ΔF의 힘은 극히 작게 할 수 있으므로, 이 결과 피스톤 수단(42) 상의 작용력은 실질적으로 상기 작용력(F1), 즉 다음 식(3) 만으로 한정된다.

F1=[대형 피스톤부(42b)의 수압 면적(S1)]×[신호 압력(P)] ……(3)

따라서, 대형 피스톤부(42b)의 직경 [수압 면적(S1)]을 가급적 작게 설정하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시예에서는 신호 압력으로서 선회 모터(12)의 제어 밸브를 제어하는 신호 압력을 유도하였으나, 이 신호 압력은 도시하지 않은 다른 유압 장치로부터 유도하여도 본 발명의 목적, 작용, 효과에 영향을 미치는 것은 아니다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 피스톤 수단의, 특히 노출 실린더부를 가급적으로 소형화할 수 있으므로, 이런 종류의 유압 제어 밸브 장치에 있어서의 배관 등의 설계의 자유도를 크게 할 수 있다.

다음에, 제3도는 본 발명에 관한 상기 기본 실시예와 다른 실시예를 도시한다.

우선, 본 실시예와 먼저 실시예(제1도 및 제2도)의 주된 차이점을 설명하면, 그 차이점은, 요약하면, 먼저 실시예에 있어서는 신호 압력(p)에 비례하여 압력차가 평행 통로(22)와 공급 통로 압력(14b) 사이에 발생함으로써 부하 압력이 높은 선회 모터(12)를 부하 압력이 낮은 아암 실린더(10)보다 우선하여 구동하는 데 대해, 본 실시예에 있어서는 신호 압력(p)에 반비례하여 대형 포펫부(56b)의 시트부(22a)로 부터의 리프트량을 제어함으로써 전술한 바와 마찬가지로 부하 압력이 높은 선회 모터(12)를 부하 압력이 낮은 아암 실린더(10)보다 우선하여 구동하는 데 있다.

그래서, 본 실시예의 구성을 더욱 상세히 설명한다. 우선, 피스톤 수단(52)은, 케이싱부(52a)의 내부에 대형 피스톤부(52b)의 압력실(52c), 소형 피스톤부(52d)의 압력실(52e) 및 연장 소형 피스톤부(52f)의 보상 압력실(52g)이 형성된다. 그리고, 압력실(52c)에는 다른 제어 밸브(16)(제1도 참조)로부터의 신호 압력(p)을 인가하여 작용력(F1)을 발생시키고, 압력실(52e)에는 공급 통로(14b)의 압력(P1) 또는 평행 통로의 압력(P) 중 높은 쪽의 압력을 인가하여(이에 대해서는 다시 후술한다) 작용력(F3)을 발생시킨다. 또, 보상 압력실(52g)에는 압력실(52e)과 동일 압력(P)을 유로(52h)로부터 그대로 도입 인가하여 상기 작용력(F3)를 상쇄하는 반대 방향의 작용력(F4)을 발생시키도록 구성되어 있다.

또, 본 실시예에서는 먼저 실시예와 달리 대형 피스톤부(52b)에는 스프링(52x)이 삽입 부착되어 있는데, 이 스프링(52x)은 피스톤이 압력실(52c) 내의 신호 압력(p)에 비례하여 도시한 하방으로 압박될 때의 이동량을 조정한다.

한 편, 로드 체크 밸브(54)는 상기 피스톤 수단(52)에 대응하도록 기본적으로는 대형 포펫(56)과 소형 포펫(58)으로 형성되고, 대형 포펫(56)은 그 (시트부(22a)의 직경보다 대직경의) 원통부(56a)를 압력실(52e) 내(후술함, 다른 포펫(59)이 개재되어 있음)에 미끄럼 이동 가능하게 개재 장착시키는 동시에 그 대형 포펫부(56b)에서 평행 통로(22)의 시트부(22a)를 개폐하도록 구성되어 있다. 한편, 소형 포펫(58)은 그 원통부(58a)를 대형 포펫부(56)의 원통부(56a)내에 미끄럼 이동 가능하게 개재 장착시키는 동시에, 그 소형 포펫부(58b)로 대형 포펫부(56b)의 시트부(22b)를 개폐하도록 구성되어 있다. 또, 피스톤 수단(52)과 로드 체크 밸브(54) 사이의 스프링(52i, 52j)의 힘은 먼저 실시예의 경우와 마찬가지로 모두 미약하고 상기 피스톤 수단(52)과 체크 밸브(54)의 작동을 방해하는 것은 아니다.

다음에, 이와 같은 구성으로 이루어지는 본 실시예의 동작에 대해 설명한다. 우선, 압력실(52c) 내에 신호 압력이 작용하면, 피스톤은 상기 작용력(F1)이 스프링(52i)의 힘과 균형 잡히는 위치까지 도시한 하방으로 이동하여 피스톤 하단부와 오리피스(56f)의 하단부 사이의 거리(L)를 도시한 상태로부터 단축한다. 이 때, 이 상태에서 평행 통로의 압력(P)이 공급 통로(14b)의 압력보다 상승하면, 대소 포펫부(56b, 58b)는 함께 그 시트부(22a, 22b)로부터 리프트하여, 이를 개구한다. 그런데 이 때, 피스톤 하단부가 상기 리프트한 대형 포펫의 오리피스(56f)를 차폐하면(즉, 거리(L)가 제로로 된다). 이에 의해 공급 통로(14b)와 압력실(52e)의 사이가 차폐된다.

따라서, 평행 통로(22)의 상기 압력(p)이 오리피스(56c), 연통구(56d), 압력실(56e), 유로(58c), 유로(52Y)를 거쳐서 압력실(52e)에 작용하고, 대형 포펫의 원통부(56a)에 대해 도시한 하향 작용력(F5)을 발생한다. 그런데, 이 작용력(F5)은 마찬가지로 상기 압력(p)에 의해 대형 포펫부(56b)에 작용하고 있는 작용력(F2)보다 크다. 왜냐 하면 원통부(56a)의 면적이 시트부(22a)의 면적보다 크기 때문이다. 이 때문에, 대형 포펫 원통부(56a)는 평행 통로 내의 압력(P)을 아무리 상승시켜도 상기 위치 이상으로는 리프트되지 않는다.

즉, 본 실시예에 있어서는 전술한 바와 같이, 신호 압력(p)에 반비례하여 대형 포펫부(56b)의 시트부(22a)로부터의 리프트량을 제어함으로써 평행 통로로부터 공급 통로(14b)에 흐르는 작동유에 교축 효과를 부여하여 평행 통로(22)의 부하 압력을 상승시키도록 구성되어 있다. 또, 본 실시예의 기타 특성 및 특징은 상기 제1 실시예의 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

또, 여기서, 전술한 압력실(52e) 내에 존재하고 있는 다른 포펫(59)에 대해 설명하면, 이 포펫(59)은 포펫부(59a)를 시트부(59b)상에 스프링(59c)을 거쳐서 개재 장착함으로써 이런 종류의 로드 체크 밸브(54)에 요구되는 공급 통로(14b)로부터 평행 통로(22) 방향으로의 역지 밸브 기능을 달성한다. 즉, 공급 통로(14b)의 압력이 평행 통로(22)의 압력보다 급격히 상승하면, 상기 포펫(59)이 개구되고, 이에 의해 공급 통로(14b)의 압력이 유로(59d)를 거쳐서 압력실(52e)에 작용하고, 그리고 그 결과, 대소 포펫부(56b, 58b)가 모두 그 각각의 시트부(22a, 22b)에 안착한다. 따라서, 상기 역류가 즉시 방지된다.

즉, 먼저 실시예에 있어서는 시트부(22a)의 면적이 대형 포펫 원통부(46a)의 면적보다 크므로(본 실시예에 있어서는 역으로 대형 포펫 원통부(56a)의 면적이 시트부(22a)의 면적보다 크다), 전술한 바와 같은 다른 포펫부(59)를 요하지 않고, 상기 역지 밸브 기능이 간단히 달성된다. 즉, 공급 통로(14b)의 압력이 평행 통로(22)의 압력보다 급격히 상승하면, 이 공급 통로(14b)의 높은 압력은 한편으로는 직접적으로 대형 포펫부(46b)의 대응 외주 모서리부로 작용하고, 다른편으로는 오리피스(46d), 유로(48c)를 거쳐서 압력실(42e) 내로 각각 동시에 작용하므로 대소 포펫부(46b, 48b)를 모두 그 시트부(22a, 22b)에 즉시 안착시킬 수 있다.

다음에, 본 발명에 관한 전술한 변경 실시예에 대해 설명한다.

이 설명에 앞서서, 우선 이 변경 실시예의 상기 기본 실시예에 대한 변경 요지를 설명하면, 그 요지는 상기 기본 실시예에 있어서는 특정 조건 하에서 부하 압력이 낮은 액츄에이터의 단독 조작시(특히, 작동유의 유량이 큰 고속 구동시)에 장치의 에너지 절약 특성 및 안정성이 충분히 발휘될 수 없음이 자주 발생하고 있음에 비추어, 이를 회피하는 데 있다.

즉, 상기 난점은 전술한 제2도의 요부를 더욱 확대하여 도시하는 제4도에 있어서, 대형 포펫(46)의 대형 포펫부(46b)와 평행 통로(22)의 시트부(22a)의 사이의 개구부(60)에 작동유가 흐르면 개구부(60)에는 소위 유동력(Flow Force)이라 불리우는 힘이 발생하므로, 대형 포펫부(46b)에는 도시한 하향 흡인력(f)를 받아서 도시한 리프트 위치(L)로부터 파선의 흡인 위치(L1)로 강하되고, 이 결과, 평행 통로(22)의 압력(P)과 공급 통로(14b)의 압력(P1)의 사이에 압력 손실(ΔP)이 발생되는데 기인하고 있다. 또, 이 압력 손실(ΔP)은 아암 실린더(10)의 구동시에 에너지를 손실하는 것임이 분명하다.

그래서, 본 발명의 상기 변경 실시예는 그 전체적인 구성은 상기 기본 실시예의 경우(제1도 및 제2도)와 동일하지만, 상기 구성에 있어서 그 로드 체크 밸브에는 소형 피스톤부의 압력실과 공급 통로 사이를 접속하는 접속부를 설치하고, 이 접속부를 로드 체크 밸브가 완전 개구하고 있을 때는 연통되게 구성한다.

즉, 제5도 및 제6도에 있어서 로드 체크 밸브(44)에는 소형 피스톤부(42d)의 압력실(42e)과 그 제어 밸브(14)의 공급 통로(14b) 사이를 접속하는 [압력실(42e)의 상기 외주 확대부(42e′)와 대형 포펫부(46a)의 하부 외주 종방향 홈(46a′)으로 이루어지는] 접속부(62)를 형성하고, 이 접속부(62)를 로드 체크 밸브(44)가 그 대형 포펫부(46b)를 평행 통로(22a)에 접촉하여 평행 통로(22)와 공급 통로(14) 사이의 개구부(60)를 폐쇄하고 있을 때는 차폐되고, 한편 완전 개구하고 있을 때는 연통되도록 구성한다.

따라서, 이와 같은 구성에 있어서는 개구부(60)에 작동유가 흐르고 이 때문에 대형 포펫부(46b)가 전술한 바와 같이 유동력에 기인하는 흡인력(f)을 받아서 리프트 위치(L)로부터 하강되게 해도, 이 대형 포펫부(46b)는 압력실(42e) 내의 압력이 [접속부(62)가 연통되어 있어서 평행 통로(22)의 압력(P) 보다 낮은] 공급 통로(14b)의 압력(P1)에 가까운 압력이 되므로, 상기 흡인력(f)와는 역방향의 상승력(f′)을 받는다. 따라서, 상기 대형 포펫부(46b)의 압력은 강하되지 않고, 즉 개구부(60)에 있어서의 압력 손실(ΔP)은 실질적으로 무시될 정도로 유지될 수 있다. 또, 이 변경 실시예 전체의 작동은 상기 기본 실시예의 경우와 마찬가지임은 명백하다.

이와 같이 상기 병경 실시예에 따르면, 장기 전체를 소형으로 구성하는 동시에, 또 부하 압력이 낮은 액츄에이터의 단독 조작시(특히, 작동유의 유량이 큰 고속 구동시)에도 양호한 에너지 절약 특성 및 안정성을 유지하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명의 적합한 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 정신을 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 많은 설계변경이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 유압 제어 밸브 장치는, 평행 통로에 병렬로 접속된 복수의 제어 밸브를 거쳐서 복수의 액츄에이터를 하나의 펌프로 구동하는 유압 회로에 있어서의 상기 제어 밸브 중의 특정 제어 밸브에, 피스톤 수단을 부착한 로드 체크 밸브를 병설하여 형성한 유압 제어 밸브 장치로 이루어지며, 상기 피스톤 수단에 상기 특정 제어 밸브와는 별도의 유압 장치로부터의 신호 압력을 작용시켜서 상기 로드 체크 밸브를 제어함으로써 상기 특정 제어 밸브에 접속한 특정 액츄에이터보다 다른 제어 밸브에 접속한 다른 액츄에이터를 우선하여 구동하도록 구성한 유압 제어 밸브 장치에 있어서, 상기 피스톤 수단은 수압 면적이 큰 대형 피스톤부의 압력실과, 수압 면적이 작은 소형 피스톤부의 압력실과, 이 소형 피스톤부의 압력실의 피스톤 작용력을 상쇄하는 보상 압력실로 형성하고, 상기 대형 피스톤부의 압력실에는 다른 제어 밸브로부터의 상기 신호 압력을 작용시키고, 상기 소형 피스톤부의 압력실에는 평행 통로의 압력이 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력 보다 낮을 때는 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력을 작용시키며, 평행 통로의 압력이 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력보다 높을 때는 평행 통로의 압력 내지 이 압력과 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력의 중간 압력을 작용시키고, 상기 보상 압력실에는 소형 피스톤부의 압력실에 작용하는 상기 압력을 그대로 도입 작용시키도록 구성하고, 그리고 또 필요에 따라서는 상기 로드 체크 밸브에는 상기 소형 피스톤부의 압력실과 그 제어 밸브의 공급 통로 사이를 접속하는 접속부를 형성하고, 상기 접속부는 상기 로드 체크 밸브가 폐쇄되어 있을 때는 차폐되고 완전 개구되어 있을 때는 연통되도록 구성하였다.

따라서 이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따르면, 대형 피스톤부의 압력실의 작용력(F1)을 작게 설정할 수 있고, 이에 의해, 피스톤 수단의, 특히 노출 실린더부를 가급적 소형으로 구성할 수 있는 동시에, 부하 압력이 낮은 액츄에이터의 단독 조작시(특히, 작동유의 유량이 큰 고속 구동시)에도 장치의 에너지 절약 특성 및 안정성을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다.

Claims (2)

1. 평행통로에 병렬로 접속된 복수의 제어 밸브를 거쳐서 복수의 액츄에이터를 하나의 펌프로 구동하는 유압 회로에서의 상기 제어 밸브 중 특정 제어 밸브에 피스톤 수단을 구비한 로드 체크 밸브를 병설 형성한 유압 제어 밸브 장치로 이루어지며, 상기 피스톤 수단에 상기 특정 제어 밸브와는 다른 유압 장치로부터의 신호 압력을 작용시켜서 상기 로드 체크 밸브를 제어함으로써 상기 특정 제어 밸브에 접속한 특정 액츄에이터보다 다른 제어 밸브에 접속한 다른 액츄에이터를 우선하여 구동하도록 구성한 유압 제어 밸브 장치에 있어서, 상기 피스톤 수단은 수압 면적이 큰 대형 피스톤부의 압력실과, 수압 면적이 작은 소형 피스톤부의 압력실과, 이 소형 피스톤부의 압력실의 피스톤 작용력을 상쇄하는 보상 압력실로 형성되고, 상기 대형 피스톤부의 압력실에는 다른 유압 장치로부터의 상기 신호 압력을 작용시키고, 상기 소형 피스톤부의 압력실에는, 평행 통로의 압력이 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력 보다 낮을 때는 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력을 작용시키며, 평행 통로의 압력이 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력보다 높을 때는 평행 통로의 압력 내지 이 압력과 상기 특정 제어 밸브의 공급 통로 압력의 중간 압력을 작용시키고, 상기 보상 압력실에는 소형 피스톤부의 압력실에 작용하는 상기 압력을 그대로 도입 작용시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 유압 제어 밸브 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 또 로드 체크 밸브에는 소형 피스톤부의 압력실과 그 제어 밸브의 공급 통로 사이를 접속하는 접속부를 형성하고, 상기 접속부는 상기 로드 체크 밸브가 폐쇄되어 있을 때는 차폐되고, 완전 개구되어 있을 때는 연통되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 유압 제어 밸브 제어 장치.

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