KR100379862B1 - 방향 전환 밸브 장치 - Google Patents

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KR100379862B1
KR100379862B1 KR10-2000-7007756A KR20007007756A KR100379862B1 KR 100379862 B1 KR100379862 B1 KR 100379862B1 KR 20007007756 A KR20007007756 A KR 20007007756A KR 100379862 B1 KR100379862 B1 KR 100379862B1
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다카하시긴야
니시무라요시즈미
노자와유사쿠
이치키노부히코
도가사키미쓰히사
Original Assignee
히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

스풀(2) 내부에 재생 체크 밸브(26)와 피스톤 밸브(27)가 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 동축적으로 배치되고, 피스톤 밸브(27)의 원통부(27a) 내부에 축 방향 오일 통로(32)를 형성하고, 원통부(27a)의 개방측 단부에 재생 체크 밸브의 시트부(33)를 형성하고, 피스톤 밸브의 원통부(27a)에 스풀(2)이 유압 펌프의 압유를 유압 실린더의 하부 측으로 안내하도록 조작되었을 때, 오일 통로(32)의 압유를 브릿지 통로(21)로 안내하는 구멍(36)을 형성하고, 스풀 내부에 스풀이 반대 방향으로 조작되었을 때 피스톤 밸브의 폐쇄측 단부에 브릿지 통로(21)의 압유의 압력을 안내하는 오일 통로(40, 31)를 형성한다. 이에 따라 재생 체크 밸브가 부가된 방향 전환 밸브와 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브가 혼재된 경우에도, 밸브 장치의 크기를 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브의 크기와 동일한 크기로 할 수 있다.

Description

방향 전환 밸브 장치{DIRECTIONAL CONTROL VALVE DEVICE}
본 발명은 건설 기계의 유압 구동 장치에 사용되는 방향 전환 밸브 장치에 관한 것으로, 특히 예를 들어 유압 셔블(shovel)의 암 실린더로의 압유(壓油)의 흐름을 재생하는 재생 체크 밸브를 스풀(spool)에 내장한 방향 전환 밸브 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 체크 밸브를 구비한 방향 전환 밸브 장치를 도시한 도면으로, 스풀이 중립에 있는 상태를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시한 방향 전환 밸브 장치에서 스풀을 도면의 좌측으로 이동시킨 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시한 방향 전환 밸브 장치에서 스풀을 도면의 우측으로 이동시킨 상태를 도시한 도면.
도 4는 종래 기술의 방식에 따라 설계한 재생 체크 밸브를 구비한 방향 전환밸브 장치를 도시한 도면으로, 스풀이 중립에 있는 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시한 방향 전환 밸브 장치에서 스풀을 도면의 좌측으로 이동시킨 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 4에 도시한 방향 전환 밸브 장치에서 스풀을 도면의 우측으로 동시킨 상태를 도시한 도면.
유압 액츄에이터로의 압유의 흐름을 재생하는 재생 체크 밸브를 구비한 방향 전환 밸브 장치로서, 장치의 간소화를 도모하기 위해, 예를 들면 일본국 실용신안 공고 공보 제7(1995)－17841호에 기재된 바와 같이, 재생 체크 밸브를 스풀에 내장한 것이 알려져 있다.
일본국 실용신안 공고 공보 제7－17841호의 도 1 등에서는 방향 전환 밸브 장치가 재생 체크 밸브가 있는 쪽과 재생 체크 밸브가 없는 쪽이 대략 동일한 길이로 도시되어 있다. 그러나, 실제 설계에서는 일본국 실용신안 공고 공보 제7－17841호의 기술과 동일한 방식으로 재생 체크 밸브를 스풀에 내장시킨 경우, 재생 체크 밸브가 있는 쪽이 없는 쪽보다 길어지는 것을 알 수 있었다. 이 것을 도 4 내지 도 6에 의해 설명한다.
도 4 내지 도 6은 일본국 실용신안 공고 공보 제7－17841호 공보에 기재된기술과 동일한 방식으로 설계한 방향 전환 밸브 장치를 도시한다.
도 4 내지 도 6에서 도시한 방향 전환 밸브 장치는 케이싱(101)과, 이 케이싱의 스풀 구멍에 축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치된 스풀(102)과, 로드 체크 밸브(load check valve)(103)를 가지고 있고, 케이싱(101)의 스풀 구멍에는 축 방향 외측으로부터 순서대로 2개의 탱크 포트(104, 105), 2개의 액츄에이터 포트(actuator port)(106, 107), 2개의 연락 포트(communicating port)(111, 112), 3개의 센터 바이패스 포트(center bypass port)(108, 109, 110)가 형성되고, 또한 2개의 연락 포트(111, 112)를 접속하는 브릿지 통로(bridge passage)(121)와, 유압 펌프(hydraulic pump)(122)와 3개의 센터 바이패스 포트(108, 109, 110) 중 가운데에 위치하는 포트(110)를 접속하는 센터 바이패스 통로(123)와, 나머지 2개의 센터 바이패스 포트(108, 109)를 서로 연결하며 탱크(125)에 접속되는 센터 바이패스 통로(124)가 형성되고, 또 스풀(102) 내부에 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치되며 스풀(102)이 유압 펌프(122)의 압유를 유압 실린더(150)의 하부 측(bottom side)으로 안내하도록 조작되었을 때, 유압 실린더(150)의 로드 측으로부터의 복귀 오일을 브릿지 통로(121)로 재생시키는 재생 체크 밸브(recovery check valve)(126)가 설치되어 있다.
이 방향 전환 밸브 장치의 동작을 다음에 설명한다.
(1) 중립 (도 4)
유압 펌프(122)로부터 토출된 압유는 방향 전환 밸브 장치로 안내되지만 스풀(102)의 조작이 없기 때문에, 상기 압유는 센터 바이패스 통로(123, 124)를 통하여 탱크(125)로 안내된다. 또, 유압 실린더(150)의 유지 압력(holding pressure)은 랜드(land)(113)와 랜드(114)에 의해 폐쇄되어 있다.
(2) 유압 실린더 팽창：재생 (도 5)
유압 실린더(150)를 팽창시키기 위해 스풀(102)을 도면의 좌측 방향으로 이동시키면 센터 바이패스 통로(123, 124)의 도통(導通)이 랜드(116)와 랜드(117)에 의해 폐쇄되고, 또 스풀(102)의 도면 좌측 방향의 이동에 의해 연락 포트(112)와 액츄에이터 포트(107)가 도통하면 유압 펌프(122)로부터 토출되는 압유는 로드 체크 밸브(103), 브릿지 통로(121), 연락 포트(112), 액츄에이터 포트(107)를 통하여 유압 실린더(150)의 하부 측으로 안내된다. 한편, 유압 실린더(150)의 로드 측으로부터의 복귀 오일은 스풀(102)의 도면 좌측 방향의 이동에 의해 도통하는 액츄에이터 포트(106)와 탱크 포트(104)를 통하여 탱크(125)로 유출된다. 또, 이때 재생 체크 밸브(126)의 입구측 구멍(129)은 액츄에이터 포트(106)로 개구되고, 재생 체크 밸브(126)의 출구측 구멍(130)은 연락 포트(111)를 통하여 브릿지 통로(121)와 연통됨으로써, 유압 실린더(150)가 부하(W)의 자중(自重)에 의해 팽창되는 동작 시에는 유압 실린더(150)의 로드 측으로부터 밀려나오는 압유의 압력이 유압 실린더(150)의 하부 측에 공급되는 압유의 압력보다 높아지기 때문에, 유압 실린더(150)의 로드 측으로부터의 압유 대부분은 액츄에이터 포트(106)로부터 구멍(129)으로 들어가 스풀(102)에 내장되어 있는 재생 밸브로서의 체크 밸브(126)를 밀어 개방하고, 구멍(130)을 통하여 브릿지 통로(121)로 재생된다.
(3) 유압 실린더 압축 (도 6)
유압 실린더를 압축시키기 위해 스풀(102)을 도면 우측 방향으로 이동시키면 센터 바이패스 통로(123, 124)의 도통이 랜드(116)와 랜드(117)에 의해 폐쇄되고, 또 스풀(102)의 도면 우측 방향의 이동에 의해 연락 포트(111)와 액츄에이터 포트(106)가 도통하면 유압 펌프(122)로부터 토출되는 압유는 로드 체크 밸브(103), 브릿지 통로(121), 연락 포트(111), 액츄에이터 포트(106)를 통하여 유압 실린더(150)의 로드 측으로 안내된다. 이때, 구멍(130)은 랜드(115)에 의해 폐쇄되어 있으므로, 유압 펌프(122)로부터의 토출 오일이 탱크(125)로 새지 않는다. 한편, 유압 실린더(150)의 하부 측으로부터의 복귀 오일은 스풀(102)의 도면 우측 방향의 이동에 의해 도통하는 액츄에이터 포트(107)와 탱크 포트(105)를 통하여 탱크(125)로 유출된다.
이와 같이 도 4 내지 도 6에 도시한 방향 전환 밸브 장치에서는 간단한 구조로 재생 기능을 수행하고 있다.
그런데, 이와 같이 구성된 방향 전환 밸브 장치는 재생과 반대 방향으로 동작시킨 경우, 즉 도 6에 도시한 바와 같이 스풀(102)을 도면 우측으로 이동시킨 경우, 브릿지 통로(121)와 센터 바이패스 통로(124)가 접속되지 않도록 스풀(102)이 랜드(115, 118)에 대해 X1의 랩 값(lap allowance)이 필요하게 된다. 이것은 브릿지 통로(121)와 센터 바이패스 통로(124)가 접속되면 유압 펌프(122)로부터 토출된 압유가 로드 체크 밸브(103), 브릿지 통로(121)를 통하여 재생 체크 밸브(126)를 밀어 개방하고, 센터 바이패스 통로(124)로 빠져 나오기(escaping) 때문이다. 한편, 재생 동작을 시킨 경우, 즉 도 5에 도시한 바와 같이 스풀(102)을 도면의 좌측으로 이동시킨 경우, 액츄에이터 포트(106)와 브릿지 통로(121)가 접속되도록 구멍(130)은 연락 포트(111)에 대해 X2의 개구 폭이 필요하게 된다.
여기에서, 좌우의 연락 포트(111, 112)를 동일한 Xa의 길이로 하고, 도 4의 중립 상태에서의 랜드(115, 118)의 센터 바이패스 포트(108, 109) 측 에지(edge)로부터의 스풀 돌출부를 동일한 Xb의 길이로 한 경우, 도 4에서의 재생 체크 밸브(126) 측의 랜드(115)의 길이(Xh)와 재생 체크 밸브(126)가 없는 쪽의 랜드(118)의 길이(Xm)를 비교하면, 재생 체크 밸브(126) 측의 랜드(115)의 길이(Xh)는 스풀(102)의 도면 우측 방향의 스트로크(X)와 랩 값(X1)과 도면 좌측 방향의 스트로크(X)와 개구 폭(X2)을 만족시킨 값으로부터 연락 포트(111)의 길이(Xa)를 뺀 길이가 필요한 데 비해, 재생 체크 밸브(126)가 없는 쪽의 랜드(118)의 길이(Xm)는 스풀(102)의 스트로크(X)와 랩 값(X1)을 만족시킨 길이로부터 돌출 길이(Xb)를 뺀 값으로 할 수 있다. 즉,
Xh＝(X＋X1)＋(X＋X2)－Xa
Xm＝X＋X1－Xb
또, 실제 설계에서는 방향 전환 밸브 장치의 전체 구성을 가능한 소형으로 하기 위해 랜드나 포트는 필요한 최소한의 길이로 설정하는 것이 보통이다. 이와 같은 조건으로 도 4 내지 도 6에 도시한 방향 전환 밸브 장치를 설계할 때, 랜드(115, 118)의 길이(Xh, Xm)가 상기와 같이 정의되기 때문에, 재생 체크 밸브(126) 측의 랜드(115)는 재생 체크 밸브(126)가 없는 쪽의 랜드(118)보다 길어진다.
즉, 스풀(102)에 형성되는 구멍(130)의 위치를, 스풀을 도 5에 도시한 바와 같이 도면의 좌측 방향으로 움직였을 때 개구 폭(X2)을 확보할 수 있도록 설정한 상태에서 랜드(115)의 길이(Xh)를 랜드(118)의 길이(Xm)와 동일하게 하기 위해, 센터 바이패스 포트(108) 측의 에지의 위치로부터 도면의 좌측으로 Xh－Xm의 길이만큼 스풀(102) 및 랜드(115)를 절제한 것으로 한다. 이 경우, 도 6과 같이 스풀(102)을 도면의 우측 방향으로 스트로크(X) 만큼 움직이면 구멍(130)은 센터 바이패스 포트(108)로 개구되어 유압 펌프(22)로부터 토출된 압유가 재생 체크 밸브(126)를 밀어 개방하고, 구멍(130), 센터 바이패스 포트(108)를 통하여 탱크(125)로 빠져 나온다. 이로 인해, 랜드(115)의 길이(Xh)는 랜드(118)의 길이(Xm)보다 길게 할 필요가 있다.
일반적으로 재생 체크 밸브는 면적 차가 있는 유압 실린더 등의 방향 전환 밸브에 구비되어 있으므로, 유압 셔블과 같이 모터 등의 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브와 유압 실린더 등의 재생 체크 밸브가 부가된 방향 전환 밸브가 혼재된 방향 전환 밸브 장치에서는, 밸브 장치 전체의 크기를 재생 체크 밸브가 부가되어 있는 방향 전환 밸브의 크기에 맞출 것이 요구되어 밸브 장치의 크기가 커진다.
본 발명의 목적은 재생 체크 밸브가 부가된 방향 전환 밸브와 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브가 혼재된 방향 전환 밸브 장치에서도 밸브 장치의 크기를 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브의 크기와 동일한 크기로 할 수 있는 방향 전환 밸브 장치를 제공함에 있다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 케이싱과, 상기 케이싱의 스풀 구멍에 축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치된 스풀과, 로드 체크 밸브를 가지고, 상기 케이싱의 스풀 구멍에는 축 방향의 양쪽 외측으로부터 중앙을 향하여 순서대로 2개의 탱크 포트, 2개의 액츄에이터 포트, 2개의 연락 포트, 3개의 센터 바이패스 포트가 형성되며, 상기 케이싱에는 유압 펌프에 상기 로드 체크 밸브를 통하여 접속되며 또한 상기 2개의 연락 포트를 접속하는 브릿지 통로와, 상기 유압 펌프와 상기 3개의 센터 바이패스 포트 중 가운데에 위치하는 포트를 접속하는 센터 바이패스 통로와, 나머지 2개의 센터 바이패스 포트를 서로 연결하며 탱크에 접속되는 센터 바이패스 통로가 형성되고, 상기 스풀에 재생 입구측 통로, 재생 출구측 통로를 형성하며 또한 상기 스풀 내부의 상기 재생 입구측 통로와 출구측 통로 사이에 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 재생 체크 밸브를 배치하여 상기 스풀이 일방향으로 조작되었을 때 상기 재생 체크 밸브를 개방하여 상기 재생 입구측 통로와 출구측 통로를 연결하고, 상기 2개의 액츄에이터 포트 중 미터 아웃 측이 되는 포트(meter-out-side port)로부터의 복귀 오일을 상기 재생 입구측 통로, 재생 체크 밸브, 재생 출구측 통로, 상기 미터 아웃 측이 되는 액츄에이터 포트와 동일한 쪽의 연락 포트를 통하여 상기 브릿지 통로로 재생시키는 방향 전환 밸브 장치에 있어서, 상기 스풀 내부에 상기 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 상기 재생 출구측 통로를 폐쇄하는 피스톤 밸브 수단을 설치한 것으로 한다.
이와 같이 스풀 내부에 피스톤 밸브 수단을 설치함으로써, 재생 체크 밸브가있는 쪽의 랜드 길이가 재생 체크 밸브가 없는 쪽의 랜드 길이와 동일한 경우에도 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 피스톤 밸브 수단에 의해 재생 출구측 통로가 폐쇄되므로, 유압 펌프로부터 토출된 압유가 센터 바이패스 포트를 통하여 탱크로 빠져 나오지 않게 되어 종래와 동일한 기능을 얻을 수 있다.
(2) 상기 (1)에서, 상기 피스톤 밸브 수단은 상기 스풀 내부에 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치되며 상기 재생 출구측 통로를 개폐 가능한 피스톤 밸브와, 상기 스풀 내부에 형성되며 상기 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 상기 2개의 연락 포트 중 미터 인 측이 되는 포트(meter-in-side port)로 개구되어 상기 피스톤 밸브에 상기 브릿지 통로의 압유를 안내하여 상기 피스톤 밸브를 폐쇄 방향으로 가압하는 오일 통로를 가지는 것이 바람직하다.
이에 따라 피스톤 밸브 수단은 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 재생 출구측 통로를 폐쇄하게 된다.
(3) 상기 (1)에서, 상기 피스톤 밸브 수단은 상기 스풀 내부에 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 재생 체크 밸브와 동축적(同軸的)으로 배치되며 또한 상기 재생 체크 밸브 측에 위치하는 단부(端部)에 재생 체크 밸브에 대한 시트부(seat portion)를 형성한 피스톤 밸브와, 상기 스풀 내부에 형성되며 상기 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 상기 피스톤 밸브에 상기 브릿지 통로의 압유를 안내하여 상기 피스톤 밸브를 상기 재생 체크 밸브를 향하여 가압하는 오일 통로를 가지고, 상기 피스톤 밸브는 상기 시트부 측에서 개방되고 반대측에서 폐쇄되며 내부에 축 방향 오일 통로를 형성한 원통부를 가지고, 상기 원통부에 상기 축 방향 오일통로를 상기 재생 출구측 통로에 연결하는 구멍을 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 피스톤 밸브 수단을 구성함으로써, 스풀이 상기 일방향으로 조작되었을 때는 피스톤 밸브의 시트부가 재생 체크 밸브로부터 이격되어 재생 체크 밸브가 개방되고, 미터 아웃 측이 되는 액츄에이터 포트로부터의 복귀 오일을 재생 입구측 통로, 재생 체크 밸브, 피스톤 밸브의 원통부 내의 축 방향 오일통로, 원통부의 구멍, 재생 출구측 통로, 미터 아웃 측이 되는 액츄에이터 포트와 동일한 쪽의 연락 포트를 통하여 브릿지 통로로 재생시키는 한편, 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때는 스풀 내부의 오일 통로를 통하여 브릿지 통로의 압유, 즉 펌프 압력이 피스톤 밸브에 안내되어 피스톤 밸브가 재생 체크 밸브 측으로 가압되어 피스톤 밸브의 시트부가 재생 체크 밸브를 폐쇄하기 때문에, 재생 출구측 통로가 폐쇄된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 재생 체크 밸브를 구비한 방향 전환 밸브 장치를 도 1 내지 도 3에 의해 설명한다.
도 1은 본 실시예의 방향 전환 밸브 장치가 중립 상태를 나타내고, 도 2는 스풀을 도면의 좌측으로 이동시킨 상태(스풀이 유압 펌프의 압유를 유압 실린더의 하부 측으로 안내하도록 조작된 상태)를 나타내고, 도 3은 스풀을 도면의 우측으로 이동시킨 상태(스풀이 유압 펌프의 압유를 유압 실린더의 로드 측으로 안내하도록 조작된 상태)를 나타내고 있다.
이러한 도 1 내지 도 3에서, 본 실시예의 방향 전환 밸브 장치는 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 스풀 구멍(1a)에 축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치된 스풀(2)과, 로드 체크 밸브(3)를 가지고 있다. 케이싱(1)의 스풀 구멍(1a)에는 축 방향의 양쪽 외측으로부터 중앙을 향하여 순서대로, 2개의 탱크 포트(4, 5), 2개의 액츄에이터 포트(6, 7), 2개의 연락 포트(11 12), 3개의 센터 바이패스 포트(8, 9, 10)가 형성되고, 이들 각 포트 사이는 랜드(13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20)로 구획되어 있다. 케이싱(1)에는 브릿지 통로(21), 센터 바이패스 통로(23, 24)가 형성되고,연락 포트(11)와 연락 포트(12)는 브릿지 통로(21)에 의해 접속되며, 유압 펌프(22)와 3개의 센터 바이패스 포트(8, 9, 10) 중 가운데에 위치하는 센터 바이패스 포트(10)는 센터 바이패스 통로(23)에 의해 접속되고, 나머지 2개의 센터 바이패스 포트(8, 9)는 센터 바이패스 통로(24)에 의해 연결되며 탱크(25)에 접속되어 있다.
스풀(2) 내부에는 재생 체크 밸브(26)와 피스톤 밸브(27)가 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 동축적으로 배치되고, 재생 체크 밸브(26)의 도면의 좌측단 측에는 재생 체크 밸브(26) 내의 스프링 챔버(spring chamber)(34)에 위치하며 재생 체크 밸브(26)를 폐쇄 방향으로 가압하는 스프링(28)이 구비되어 있다. 또, 스풀(2)에는 스풀(2)이 중립 시(도 1)에 랜드(14)에 의해 차단되고 스풀(2)이 도면의 좌측으로 이동하면(도 2) 액츄에이터 포트(6)로 개구되며 스풀(2)이 도면의 우측으로 이동하면(도 3) 연락 포트(11)로 개구되는 구멍(29)과, 스풀(2)이 중립 시(도 1)와 도면의 좌측으로 이동한(도 2)경우에 연락 포트(11)로 개구되고 스풀(2)이 도면의 우측으로 이동하면(도 3) 센터 바이패스 포트(8)로 개구되는 구멍(30)과, 스풀(2)이 중립 시(도 1)에 랜드(18)에 의해 차단되고 스풀(2)이 도면의 좌측으로 이동하면(도 2) 센터 바이패스 포트(9)로 개구되며 스풀(2)이 도면의 우측으로 이동하면(도 3) 연락 포트(12)로 개구되는 구멍(31)이 구비되어 있다. 구멍(29)은 재생 입구 통로로 기능하고 구멍(30)은 재생 출구 통로로 기능한다.
피스톤 밸브(27)는 재생 체크 밸브(26) 측이 개방되고 반대측이 폐쇄되며 내부에 축 방향의 오일 통로(32)를 형성한 원통부(27a)로 이루어지고, 원통부(27a)의오일 통로(32)가 개방된 도면의 좌측 단부인 개방단(開放端)에 재생 체크 밸브(26)의 시트부(33)가 형성되어 있다. 또, 상기 오일 통로(32)와 재생 체크 밸브(26)의 스프링 챔버(34)는 재생 체크 밸브(26)에 구비되어 있는 작은 구멍(35)을 통하여 접속되고, 피스톤 밸브(27)의 오일 통로(32)와 스풀(2)에 구비되어 있는 구멍(30)은 피스톤 밸브(27)의 원통부(27a)에 형성된 구멍(36)을 통하여 접속되며, 스풀(2)이 도면의 좌측으로 이동했을 때(도 2), 오일 통로(32)의 압유를 브릿지 통로(21)에 안내하는 구성으로 되어 있다.
또한, 스풀(2)에는 상기 구멍(31)에 연결되는 축 방향의 오일 통로(40)가 형성되고, 이 오일 통로(40)는 피스톤 밸브(27)의 도면 우측의 폐쇄 단부 측에서 개구되어 스풀(2)이 도면 우측으로 이동했을 때(도 3), 브릿지 통로(21)의 압유의 압력(펌프 압력)을 안내하는 구성으로 되어 있다.
랜드(15)와 랜드(18)는 동일한 길이이며 또한 도 4 내지 도 6에 도시한 방향 전환 밸브 장치의 재생 체크 밸브가 없는 쪽의 랜드(118)와 동일한 길이이다.
즉, 도 1의 중립 상태에서의 랜드(15, 18)의 센터 바이패스 포트(8, 9) 측 에지로부터의 스풀 돌출부를, 도 4 내지 도 6에 도시한 것과 마찬가지로 동일한 Xb의 길이로 하고, 도 2 및 도 3의 동작 상태에서의 랜드(15)에 대한 스풀(2)의 랩 값을, 도 4 내지 도 6에 도시한 것과 마찬가지로 동일한 X1로 한 경우, 재생 체크 밸브(26) 측의 랜드(15)의 길이(XH)와 재생 체크 밸브(26)가 없는 쪽의 랜드(18)의 길이(XM)를 비교하면, 양 랜드부 모두 스풀(2)의 스트로크(X)와 랩 값(X1)을 만족시킨 길이로부터 돌출 길이(Xb)를 뺀 동일한 길이이다. 즉, 다음의 식과 같이 표시된다.
XH＝XM＝X＋X1－Xb(＝Xm)
또, 좌우의 연락 포트(11, 12)의 길이도 동일한 길이이며 또한 도 4 내지 도 6에 도시한 방향 전환 밸브 장치의 재생 체크 밸브가 없는 쪽의 연락 포트(112)와 동일한 길이이다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 방향 전환 밸브 장치의 동작을 다음에 설명한다.
(1) 중립 (도 1)
유압 펌프(22)로부터 토출된 압유는 방향 전환 밸브 장치로 안내되지만 스풀(2)의 조작이 없기 때문에, 상기 압유는 센터 바이패스 통로(23), 센터 바이패스 포트(10), 센터 바이패스 포트(8, 9), 센터 바이패스 통로(24)를 통하여 탱크(25)로 안내된다.
또, 유압 실린더(50)의 유지 압력은 랜드(13)와 랜드(14)에 의해 폐쇄되어 있다.
(2) 유압 실린더 팽창：재생 (도 2)
유압 실린더(50)를 팽창시키기 위해 스풀(2)을 도면의 좌측 방향으로 이동시키면, 센터 바이패스 포트(8, 10)의 도통이 랜드(16)에 의해, 센터 바이패스 포트(9, 10)의 도통이 랜드(17)에 의해 폐쇄되고, 또 스풀(2)의 도면 좌측 방향의 이동에 의해 연락 포트(12)와 액츄에이터 포트(7)가 도통하면 유압 펌프(22)로부터 토출되는 압유는 로드 체크 밸브(3), 브릿지 통로(21), 연락 포트(12), 액츄에이터포트(7)를 통하여 유압 실린더(50)의 하부 측으로 안내된다.
한편, 스풀(2)의 도면 좌측 방향의 이동에 의해 액츄에이터 포트(6)와 탱크 포트(4)가 도통하면 유압 실린더(50)의 로드 측으로부터의 복귀 오일의 일부가 액츄에이터 포트(6), 탱크 포트(4)를 통하여 탱크(25)로 유출된다. 또, 이때 재생 체크 밸브(26)의 입구측 구멍(29)은 액츄에이터 포트(6)로 개구되고, 재생 체크 밸브(26)의 출구측 통로의 일부가 되는 피스톤 밸브(27) 내의 오일 통로(32)는 구멍(36, 30) 및 연락 포트(11)를 통하여 브릿지 통로(21)와 연통함으로써, 유압 실린더(50)가 부하(W)의 자중에 의해 팽창하는 동작 시에는, 유압 실린더(50)의 로드 측으로부터 밀려나오는 압유의 압력이 유압 실린더(50)의 하부 측으로 공급되는 압유의 압력보다 높아지기 때문에, 유압 실린더(50)의 로드 측으로부터의 압유 대부분은 액츄에이터 포트(6)로부터 구멍(29)으로 들어가 스풀(2)에 내장되어 있는 재생 체크 밸브(26)를 밀어 개방하고, 오일 통로(32), 구멍(36, 30), 연락 포트(11)를 통하여 브릿지 통로(21)로 재생된다.
(3) 유압 실린더 압축 (도 3)
유압 실린더(50)를 압축시키기 위해 스풀(2)을 도면의 우측 방향으로 이동시키면, 센터 바이패스 포트(8, 10)의 도통이 랜드(16)에 의해 센터 바이패스 포트(9, 10)의 도통이 랜드(17)에 의해 폐쇄되고, 또 스풀(2)의 도면 우측 방향의 이동에 의해 액츄에이터 포트(6)와 연락 포트(11)가 도통하면 유압 펌프(22)로부터 토출되는 압유는 로드 체크 밸브(3), 브릿지 통로(21), 연락 포트(11), 액츄에이터 포트(6)를 통하여 유압 실린더(50)의 로드 측으로 안내된다.
이때, 구멍(29)은 연락 포트(11)에, 구멍(30)은 센터 바이패스 포트(8)로 개구되고, 구멍(31)이 연락 포트(12)로 개구됨으로써 브릿지 통로(21)의 펌프 압력이 피스톤 밸브(27)의 도면 우측의 폐쇄단에 작용하여 피스톤 밸브(27)와 재생 체크 밸브(26)는 도면의 좌측 방향으로 가압되어 시트부(33)를 폐쇄한 상태로 유지한다.
한편, 스풀(2)의 도면 우측 방향의 이동에 의해 액츄에이터 포트(7)와 탱크 포트(5)가 도통하면 유압 실린더(50)의 하부 측으로부터의 복귀 오일은 액츄에이터 포트(7), 탱크 포트(5)를 통하여 탱크(25)로 유출된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 방향 전환 밸브 장치는 재생 체크 밸브 측의 랜드(15)의 길이(XH)가 재생 체크 밸브(26)가 없는 쪽의 랜드(18)의 길이(XM)와 동일한 경우에도 재생과 반대 방향으로 동작시킨 경우, 즉 도 3에 도시한 스풀(2)을 도면 우측으로 이동시킨 경우에 유압 펌프(22)로부터 토출된 압유가 센터 바이패스 포트(8)를 통하여 탱크(25)로 빠져 나오지 않게 되어 종래와 동일한 기능을 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 의하면 유압 셔블과 같이 모터 등의 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브와 유압 실린더 등의 재생 체크 밸브가 부가된 방향 전환 밸브가 혼재된 방향 전환 밸브 장치에서도, 밸브 장치 전체의 크기를 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브의 크기에 맞출 수 있어 밸브 장치의 소형화를 도모할 수 있고 제조 비용도 저가가 된다.
본 발명에 의하면, 재생 체크 밸브 측의 랜드 길이가 재생 체크 밸브가 없는쪽의 랜드 길이와 동일한 경우에도 재생과 반대 방향으로 동작시킨 경우에 유압 펌프로부터 토출된 압유가 센터 바이패스 포트를 통하여 탱크로 빠져 나오지 않게 되어 종래와 동일한 기능을 얻을 수 있다.
따라서, 유압 셔블과 같이 모터 등의 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브와 유압 실린더 등의 재생 체크 밸브가 부가된 방향 전환 밸브가 혼재된 방향 전환 밸브 장치에서도, 밸브 장치 전체의 크기를 재생 체크 밸브가 부가되지 않은 방향 전환 밸브의 크기에 맞출 수 있어 밸브 장치의 소형화를 도모할 수 있고 제조 비용도 저가가 된다.

Claims (3)

  1. 케이싱(1)과, 상기 케이싱의 스풀 구멍(1a)에 축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치된 스풀(2)과, 로드 체크 밸브(load check valve)(3)를 가지고, 상기 케이싱의 스풀 구멍에는 축 방향의 양쪽 외측으로부터 중앙을 향하여 순서대로 2개의 탱크 포트(4, 5), 2개의 액츄에이터 포트(6, 7), 2개의 연락 포트(11 12), 3개의 센터 바이패스 포트(center bypass port)(8, 9, 10)가 형성되며, 상기 케이싱에는 유압 펌프(22)에 상기 로드 체크 밸브를 통하여 접속되며 또한 상기 2개의 연락 포트를 접속하는 브릿지 통로(21)와, 상기 유압 펌프와 상기 3개의 센터 바이패스 포트 중 가운데에 위치하는 포트(10)를 접속하는 센터 바이패스 통로(23)와, 나머지 2개의 센터 바이패스 포트(8, 9)를 서로 연결하며 탱크(25)에 접속되는 센터 바이패스 통로(24)가 형성되고, 상기 스풀에 재생 입구측 통로(29) 및 재생 출구측 통로(30)를 형성하며 또한 상기 스풀 내부의 상기 재생 입구측 통로와 출구측 통로 사이에 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 재생 체크 밸브(26)를 배치하여 상기 스풀이 일방향으로 조작되었을 때 상기 재생 체크 밸브를 개방하여 상기 재생 입구측 통로와 출구측 통로를 연결하고, 상기 2개의 액츄에이터 포트 중 미터 아웃 측이 되는 포트(meter-our-side port)(6)로부터의 복귀 오일을 상기 재생 입구측 통로, 재생 체크 밸브, 재생 출구측 통로, 상기 미터 아웃 측이 되는 액츄에이터 포트(6)와 동일한 쪽의 연락 포트(11)를 통하여 상기 브릿지 통로(21)로 재생시키는 방향 전환 밸브 장치에 있어서,
    상기 스풀(2) 내부에 상기 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 상기 재생 출구측 통로(30)를 폐쇄하는 피스톤 밸브 수단(27, 31, 40)을 설치하는 것을 특징으로 하는 방향 전환 밸브 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 밸브 수단은
    상기 스풀(2) 내부에 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치되며 상기 재생 출구측 통로(30)를 개폐 가능한 피스톤 밸브(27)와,
    상기 스풀 내부에 형성되며 상기 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 상기 2개의 연락 포트(11, 12) 중 미터 인 측이 되는 포트(meter-in-side port)(12)로 개구되어 상기 피스톤 밸브에 상기 브릿지 통로(21)의 압유를 안내하여 상기 피스톤 밸브를 폐쇄 방향으로 가압하는 오일 통로(31, 40)를 가지는 것을 특징으로 하는 방향 전환 밸브 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 밸브 수단은
    상기 스풀(2) 내부에 스풀 축 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 재생 체크 밸브(26)와 동축적(同軸的)으로 배치되며 또한 상기 재생 체크 밸브 측에 위치하는 단부(端部)에 재생 체크 밸브에 대한 시트부(seat portion)(33)를 형성하는 피스톤 밸브(27)와,
    상기 스풀 내부에 형성되며 상기 스풀이 상기 일방향과 반대 방향으로 조작되었을 때 상기 피스톤 밸브(27)에 상기 브릿지 통로(21)의 압유를 안내하여 상기 피스톤 밸브를 상기 재생 체크 밸브(26)를 향하여 가압하는 오일 통로(31, 40)를 가지고,
    상기 피스톤 밸브(27)는 상기 시트부(33) 측에서 개방되고 반대측에서 폐쇄되며 내부에 축 방향 오일 통로(32)를 형성한 원통부(27a)를 가지며, 상기 원통부에 상기 축 방향 오일통로(32)를 상기 재생 출구측 통로(30)에 연결하는 구멍(36)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방향 전환 밸브 장치.
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