KR100516473B1 - 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브 - Google Patents

지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브를 제공한다. 본 발명은 리프트 실린더로 공급 또는 배출되는 작동유를 제어하기 위한 리프트 콘트롤밸브를 갖는 지게차용 유압시스템에 있어서, 보어와, 보어로 작동유를 도입하는 도입통로와, 보어로 도입된 작동유를 리프트 실린더로 공급하거나 또는 리프트 실린더로부터 배출되는 작동유를 보어로 도입하는 출입통로와, 보어로 도입된 리프트 실린더의 작동유를 드레인시키는 드레인통로를 구비하되, 출입통로는 보어와 연통되는 제 1통로와 리프트 실린더와 연통되는 제 2통로로 구성된 밸브블록과; 중립위치로부터 좌우의 제 1위치와 제 2위치로 운동할 수 있도록 보어에 배치되며, 제 1위치에서 도입통로와 출입통로를 연통시키는 제 1노치부와, 제 2위치에서 출입통로와 드레인통로를 연통시키는 연통유로를 구비하는 리프트스풀과; 보어에 도입된 작동유가 리프트 실린더로 공급되는 것은 허용하고, 리프트 실린더로부터 배출된 작동유가 보어로 역류되는 것은 제한하도록 출입통로의 제 1통로와 제 2통로사이에 설치되는 체크밸브와; 리프트스풀을 제 2위치에 배치시킬 때, 리프트 실린더의 작동유가 보어로 역류될 수 있도록 상기 체크밸브를 제어하는 체크밸브 제어수단을 포함한다.

Description

지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브{CONTROL VALVE FOR HYDRAULIC SYSTEM IN FORKLIFT TRUCK}
본 발명은 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하물을 들어올리기 위한 마스트의 자연침하를 방지할 수 있고, 마스트를 상승시키기 위한 리프트 실린더의 작동유 배출량을 제어할 수 있도록 구성된 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브에 관한 것이다.
지게차는 대표적인 운반하역장비로서, 고중량의 하물(荷物)을 들어올리고, 내리거나 또는 이것을 소망하는 위치로 운반하는데 사용된다. 이러한 지게차는 도 1에 도시된 바와 같이 차체(1)가 제공되며, 차체(1)의 전방에는 마스트조립체(3)가 설치된다. 마스트조립체(3)는 상, 하로 이동가능한 캐리지(5)를 갖추고 있으며, 이 캐리지(5)는 마스트조립체(3)에 수직하게 설치되는 리프트 실린더(8)에 의해 상, 하로 승강가능하다.
한편, 지게차는 마스트조립체(3)를 작동시키기 위한 유압시스템을 갖추고 있다. 유압시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 유압펌프(10)를 갖는다. 유압펌프(10)는 내연기관 또는 전기모터 등과 같은 동력원에 의해 구동되며, 오일탱크(T)의 작동유를 흡입하여 고압으로 토출한다. 그리고 유압시스템은 메인라인(20)과 드레인라인(22)을 갖는다. 메인라인(20)은 유압펌프(10)의 출력단과 연결되어 고압의 작동유를 압송한다. 드레인라인(22)은 메인라인(20)의 작동유를 오일탱크(T)로 드레인시킨다.
그리고 메인라인(20)상에는 리프트 콘트롤밸브(30)가 설치된다. 리프트 콘트롤밸브(30)는 리프트스풀(40)을 갖추고 있으며, 이 리프트스풀(40)은 유압라인 (40a)을 통하여 리프트 실린더(8)와 연결된다. 여기서, 유압라인(40a)은 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)와 접속연통되는 것으로, 리프트스풀(40)의 작동 위치에 따라 메인라인(20)과 연통되어 압송되는 작동유를 하부챔버(8a)에 공급하거나 또는 드레인라인(22)과 연통되어 하부챔버(8a)의 작동유를 드레인시킨다.
한편, 리프트스풀(40)의 유압라인(40a)에는 유량제어밸브(50)가 설치되는데, 이 유량제어밸브(50)는 메인라인(20)과 접속연통되는 주통로(52)와, 주통로(52)상에 설치되는 오리피스(54)와, 오리피스(54)의 입력단으로부터 분지되어 오리피스 (54)의 출력단에 연결되는 바이패스통로(56)와, 바이패스통로(56)상에 설치되는 체크밸브(58)로 구성된다. 여기서, 오리피스(54)는 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)로부터 배출되는 작동유의 흐름량을 제어함으로써, 리프트 실린더(8)가 급격히 수축되어 하부로 낙하하는 것을 방지한다. 그리고 바이패스통로(56)는 주통로(52)로 도입되는 유압라인(40a)의 작동유를 바이패스하여 리프트 실린더(8)의 하부챔버 (8a)로 유입시키는 역할을 한다. 그리고 체크밸브(58)는 하부챔버(8a)로부터 배출되는 작동유가 오리피스(54)로만 흐를 수 있도록 바이패스통로(56)를 차단하는 역할을 한다. 이러한 구성의 유량제어밸브(50)는 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)로부터 배출되는 작동유의 배출량을 일정하게 제어함으로써, 리프트 실린더(8)의 수축속도를 항상 일정하게 유지시킨다. 이와 같은 유량제어밸브(50)는 리프트 콘트롤밸브(30)와는 별도로 구성된 외장형 밸브이다.
다음으로는, 상기와 같은 유압회로도와 연계하여 리프트 콘트롤밸브(30)의 구성에 대해서 상세하게 살펴본다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 리프트 콘트롤밸브(30)는 밸브블록(32)을 갖는다. 밸브블록(32)은 상기 리프트스풀(40)이 이동가능하게 배치될 수 있는 보어(32a)를 갖추고 있다. 그리고 밸브블록(32)은 작동유를 보어(32a)내로 도입하기 위한 도입통로(34)와, 보어(32a)내로 도입된 작동유를 리프트 실린더(8)로 공급하거나 또는 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유를 보어(32a)내로 도입하기 위한 출입통로(36)와, 리프트 실린더(8)로부터 보어(32a)내로 도입된 작동유를 오일탱크(T)로 드레인시키는 드레인통로(38)를 갖추고 있다. 여기서, 도입통로(34)는 도 2에서의 메인라인(20)과 연결되고, 출입통로(36)는 유압라인(40a)과 연결되며, 드레인통로(38)는 드레인라인(22)과 연결됨은 물론이다.
한편, 보어(32a)에 배치되는 리프트스풀(40)은, 중앙의 "중립위치"(N)로부터 밸브블록(32)에 대해 우측의 "제 1위치(A)"와, 밸브블록(32)에 대해 좌측의 "제 2위치"(B)로 운동가능하게 구성되는 것으로, "제 1위치(A)"에서 상기 도입통로(34)와 출입통로(36)를 연통시키는 노치부(42)를 갖추고 있으며, 아울러 "제 2위치"(B)에서 상기 출입통로(36)와 드레인통로(38)를 연통시키는 연통유로(44)를 갖추고 있다. 이러한 리프트스풀(40)은 그 움직임에 따라 도입통로(34)와 출입통로(36) 또는 출입통로(36)와 드레인통로(38)를 선택적으로 연통시킴으로써, 도입된 작동유를 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)에 공급하거나 또는 하부챔버(8a)의 작동유를 외부로 드레인시키는 역할을 한다.
이와 같은 구성을 갖는 리프트 콘트롤밸브와 유압시스템의 작동을 도 2의 유압회로도를 참고로하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 리프트스풀(40)을 "중립위치" (N)에서 "제 1위치"(A)로 조작하여 메인라인(20)과 유압라인(40a)을 연통시키면, 메인라인(20)의 작동유는 유압라인(40a)을 거쳐 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)로 유입되고, 유입된 작동유는 하부챔버(8a)의 용적을 증가시키면서 리프트 실린더 (8)를 신장시키게 된다. 결국, 도 1에서의 캐리지(5)는 마스트조립체(3)를 따라 상승되어 하물을 들어올릴 수 있는 것이다. 한편, 이러한 상태에서 리프트스풀(32)을 "제 1위치"(A)에서 "중립위치"(N)로 배치시키게 되면, 유압라인(32a)은 폐쇄되며, 따라서 캐리지(5)는 상승된 상태를 유지할 수 있게 된다.
그리고 리프트스풀(40)을 "중립위치"(N)에서 "제 2위치"(B)로 조작하여 유압라인(40a)과 드레인라인(22)을 연통시키면, 리프트 실린더(8) 하부챔버(8a)의 작동유는 유압라인(40a)과 드레인라인(22)을 거쳐 오일탱크(T)로 드레인되며, 이에 따라 캐리지(5)는 마스트조립체(3)를 따라 하강하게 된다.
그러나 이와 같은 종래의 유압시스템은 도 1에서의 캐리지(5)를 상승시킨 상태에서, 상기 캐리지(5)와 마스트조립체(3)가 자중과 들어올린 하물의 무게에 의해 하부로 침하되는 문제점이 있었다. 즉, 캐리지(5)를 상승시킨 상태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)에 많은 압력이 가해진다. 따라서 하부챔버(8a)의 작동유는 유압라인(40a)으로 역류하면서 다시 리프트 콘트롤밸브(30)로 유입되고, 리프트 콘트롤밸브(30)로 유입된 작동유는 리프트스풀(40)과 밸브블럭(32) 사이의 틈새를 통하여 누유된다. 결국, 계속적으로 누유된 작동유로 인하여 캐리지(5)와 마스트조립체(3)는 서서히 하부로 자연침하되는 것이다.
또한, 종래의 유압시스템은 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유의 배출량을 제어하기 위한 유량제어밸브(50)가 외장형으로 구성되는 바, 상기 외장형 유량제어밸브(50)를 설치하기 위해 별도의 배관과 별도의 연결작업이 필요하다는 단점이 지적되고 있다. 이같은 단점은 설치비용을 증가시키고, 작업성을 떨어뜨리는 원인이 된다.
또한, 종래의 유압시스템은 유량제어밸브(50)에 설치되는 체크밸브(58)로 인하여 작동유에 흐름저항이 발생된다는 단점이 지적되고 있다. 즉, 유량제어밸브 (50)에는 도 2에 도시된 바와 같이 주통로(52)로 도입된 유압라인(40a)의 작동유를 리프트 실린더(8)로 곧바로 공급시킬 수 있도록 바이패스통로(56)를 갖추고 있다. 그러나 바이패스통로(56)에는 역방향 흐름을 제한하는 체크밸브(58)가 설치되는 바, 이러한 체크밸브(58)로 인하여 바이패스통로(56)를 따라 흐르는 작동유에 흐름저항이 발생되는 단점이 있는 것이다. 이같은 단점은 유압펌프(10)에 작업부하로 가해지고, 유압펌프(10)에 가해진 작업부하는 결국, 내연기관 또는 전기모터 등과 같은 동력원의 동력손실을 가져오게 하는 결과를 초래한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 캐리지와 마스트조립체의 자연침하를 방지할 수 있는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 리프트 실린더의 배출유량을 제어하기 위한 유량제어밸브를 리프트 콘트롤밸브내에 일체로 내장함으로써 종래와 같이 외장형 유량제어밸브를 설치하기 위한 별도의 배관 및 설치작업을 시행하지 않아도 되는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 체크밸브를 거치지 않고도 리프트 실린더에 작동유를 공급할 수 있도록 구성함으로써, 작동유의 흐름저항을 제거하고, 그에 따른 동력원의 추가적인 동력손실을 게거할 수 있는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 리프트 실린더로 공급 또는 배출되는 작동유를 제어하기 위한 리프트 콘트롤밸브를 갖는 지게차용 유압시스템에 있어서, 보어와, 상기 보어로 작동유를 도입하는 도입통로와, 상기 보어로 도입된 작동유를 상기 리프트 실린더로 공급하거나 또는 리프트 실린더로부터 배출되는 작동유를 보어로 도입하는 출입통로와, 상기 보어로 도입된 리프트 실린더의 작동유를 드레인시키는 드레인통로를 구비하되, 상기 출입통로는 상기 보어와 연통되는 제 1통로와 상기 리프트 실린더와 연통되는 제 2통로로 구성된 밸브블록과; 중립위치로부터 좌우의 제 1위치와 제 2위치로 운동할 수 있도록 상기 보어에 배치되며, 제 1위치에서 상기 도입통로와 출입통로를 연통시키는 제 1노치부와, 제 2위치에서 상기 출입통로와 드레인통로를 연통시키는 연통유로를 구비하는 리프트스풀과; 상기 보어에 도입된 작동유가 리프트 실린더로 공급되는 것은 허용하고, 상기 리프트 실린더로부터 배출된 작동유가 보어로 역류되는 것은 제한하도록 상기 출입통로의 제 1통로와 제 2통로사이에 설치되는 체크밸브와; 상기 리프트스풀을 제 2위치에 배치시킬 때, 상기 리프트 실린더의 작동유가 보어로 역류될 수 있도록 상기 체크밸브를 제어하는 체크밸브 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 리프트 콘트롤밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 먼저, 본 발명의 콘트롤밸브(100)는 밸브블록(110)을 갖는다. 밸브블록(110)은 보어(110a)를 갖추고 있으며, 이 보어(110a)에는 리프트스풀(120)이 이동가능하게 배치된다.
그리고 밸브블록(110)은 작동유를 도입하기 위한 도입통로(112)를 갖추고 있다. 도입통로(112)는 도 7에 도시된 바와 같이 메인라인(20)과 연결 접속되는 것으로, 메인라인(20)으로부터 압송되는 유압펌프(10)의 작동유를 보어(110a)내로 도입시킬 수 있도록 상기 보어(110a)와 연통된다.
다시 도 4를 살펴보면, 밸브블록(110)은 리프트 실린더(8)와 연결 접속되는 출입통로(114)를 갖는다. 출입통로(114)는 보어(110a)로 도입된 작동유를 리프트 실린더(8)로 공급하거나 또는 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유를 보어 (110a)로 도입하기 위한 것으로, 제 1통로(114a)와 제 2통로(114b)로 구성된다. 여기서, 제 1통로(114a)는 보어(110a)와 연통되도록 구성되며, 제 2통로(114b)는 유압라인(40a)을 통해 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)와 연통되도록 구성된다.
그리고 밸브블록(110)은 드레인통로(116)를 갖추고 있다. 드레인통로(116)는 리프트 실린더(8)로부터 보어(110a)로 도입되는 작동유를 외부로 드레인시키는 역할을 한다. 드레인통로(116)는 도 7에 도시된 바와 같이 드레인라인(22)과 연결되도록 구성된다.
한편, 도 4에서와 같이 보어(110a)에 배치되는 리프트스풀(120)은, 중앙의 "중립위치"(N)로부터 밸브블록(110)에 대해 우측의 "제 1위치(A)"와, 밸브블록(110)에 대해 좌측의 "제 2위치"(B)로 운동가능하게 구성되는 것으로, "제 1위치(A)"에서 상기 도입통로(112)와 출입통로(114)를 연통시키는 제 1노치부(122)를 갖추고 있으며, 아울러 "제 2위치"(B)에서 상기 출입통로(114)와 드레인통로(116)를 연통시키는 연통유로(124)를 갖추고 있다. 이러한 리프트스풀(120)은 그 움직임에 따라 도입통로(112)와 출입통로(114) 또는 출입통로(114)와 드레인통로(116)를 선택적으로 연통시킴으로써, 도입된 작동유를 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)에 공급하거나 또는 하부챔버(8a)의 작동유를 외부로 드레인시키는 역할을 한다.
다시, 도 4를 참조하면, 본 발명의 콘트롤밸브(100)는 도입통로(112)로부터 보어(110a)로 도입된 작동유가 리프트 실린더(8)로 공급되는 것은 허용하고, 리프트 실린더(8)로부터 배출된 작동유가 보어(110a)로 역류되는 것은 제한하도록 출입통로(114)에 설치되는 비평형포핏식 체크밸브(130)를 갖는다. 비평형포핏식 체크밸브(130)는 절두원추형 포핏을 이용하는 체크밸브로서, 출입통로(114)의 제 1통로 (114a)를 차단할 수 있도록 상기 제 1통로(114a)와 제 2통로(114b)사이의 밸브실 (114c)에 이동가능하게 설치되는 포핏(132)과, 제 1통로(114a)를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏(132)을 탄성가압하는 스프링(134)으로 구성된다. 특히, 포핏(132)은 포핏헤드(132a)와, 제 1통로(114a)를 향해 테이퍼지도록 포핏헤드(132a)에 형성되는 포핏페이스(132b)와, 밸브실(114c)과 제 2통로(114b)를 서로 연통시킬 수 있도록 연통로(132c)를 갖추고 있다. 여기서, 포핏페이스(132b)는 제 1통로(114a)의 둘레와 밀착하여 제 1통로(114a)를 폐쇄하는 역할을 한다. 그리고 연통로(132c)는 도 5에 도시된 바와 같이 도입통로(112)로부터 보어(110a)로 도입된 작동유가 포핏 (132)을 가압하여 제 1통로(114a)를 개방하려고 할 때, 포핏(132)에 의해 압축된 밸브실(114c)의 작동유가 제 2통로(114b)로 빠져나갈 수 있게 하며, 이에 따라 밸브실(114c)의 내부압력을 해소시켜 제 1통로(114a)의 개방이 용이하게 이루어질 수 있게 한다.
이러한 비평형포핏식 체크밸브(130)는 포핏(132)을 통해 제 1통로(114a)를 폐쇄함으로써 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)로부터 배출된 작동유가 보어(110a)로 역류되는 것을 제한한다. 또한, 제 1통로(114a)로 도입된 보어(110a)의 작동유가 포핏(132)을 밀어올려 상기 제 1통로(114a)를 개방하도록 함으로써 보어(110a)로 도입된 작동유가 제 2통로(114b)를 통과하여 리프트 실린더(8)로 공급될 수 있게 한다.
결과적으로, 이와 같은 구성의 비평형포핏식 체크밸브(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이 리프트 실린더(8)를 신장시키고자 리프트스풀(120)을 "제 1위치"(A)에 배치시킬 경우에는 도입통로(112)로 도입된 작동유가 보어(110a)와 출입통로 (114)를 지나 리프트 실린더(8)로 공급될 수 있게 한다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이 리프트 실린더(8)의 작동을 멈추고자 리프트스풀(120)을 "중립위치"(N)에 배치시킬 경우에는 출입통로(114)를 차단함으로써 리프트 실린더(8)로부터 작동유가 역류되는 것을 제한한다. 결국, 비평형포핏식 체크밸브(130)는, 리프트 실린더 (8)를 신장시켜 도 1에서의 캐리지(5)를 상부에 배치시키더라도 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)로 공급된 작동유가 역류되지 못하도록 제한함으로써 캐리지(5)의 자연침하를 방지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 체크밸브(130)의 포핏(132)은 도 4의 확대도에서와 같이 연통로(132c)와 연통되는 내경(136)을 갖추고 있는데, 이 내경(136)에는 플러그(137)가 고정적으로 나사결합되어 있다. 여기서, 플러그(137)는 상기 연통로(132c)와 밸브실 (114c)을 격리, 구획하기 위한 것으로서, 포핏(132)의 내경(136)과 소정의 틈새(t)를 두고 배치되는 헤드부(138)를 갖추고 있으며, 이 헤드부(138)에는 포핏(132)의 연통로(132c)와 밸브실(114c)을 연통시키기 위한 오리피스(139)가 형성되어 있다. 이러한 플러그(137)는 포핏(132)의 연통로(132c)와 밸브실(114c)을 격리, 구획함으로써 연통로(132c)에 가해지는 리프트 실린더(8)의 작동유 압력이 밸브실(114c)의 작동유에 직접적으로 미치는 것을 최대한으로 줄여주되, 오리피스(139)를 통해 밸브실(114c)의 작동유가 연통로(132c)로 출입할 수 있게 하는 역할을 한다. 또한, 포핏(132)의 내경(136)과 환형의 틈새(t)를 이루는 플러그(137)의 헤드부(138)는 연통로(132c)를 출입하는 작동유속의 이물질을 걸러주는 역할도 수행한다.
다시, 도 4를 참조하면, 본 발명의 콘트롤밸브(100)는 리프트 실린더(8)를 수축시키고자 리프트스풀(120)을 "제 2위치"(B)에 배치시킬 경우에만 리프트 실린더(8)의 작동유가 보어(110a)로 역류될 수 있도록 상기 체크밸브(130)를 제어하는 체크밸브 제어수단(140)을 갖추고 있다. 체크밸브 제어수단(140)은 체크밸브(130)의 밸브실(114c)과 보어(110a)를 서로 연통시킬 수 있도록 밸브블록(110)에 형성되는 벤트통로(142)와, "제 2위치(B)"에서 벤트통로(142)와 드레인통로(116)를 연통시킬 수 있도록 리프트스풀(120)에 형성되는 제 2노치부(144)로 구성된다.
벤트통로(142)는 밸브실(114c)의 작동유가 보어(110a)로 배출될 수 있게 함으로써, 체크밸브(130)의 포핏(132)이 밸브실(114c)을 압축하는 방향, 즉 제 1통로 (114a)를 개방하는 방향으로 이동할 수 있게 하는 역할을 하며, 따라서 리프트 실린더(8)로부터 역류되는 작동유가 도 6에서와 같이 포핏(132)의 포핏페이스(132b)를 밀어올려 제 1통로(114a)를 개방할 수 있게 한다.
그리고 제 2노치부(144)는 리프트스풀(120)이 "제 2위치"(B)에 배치될 때만, 벤트통로(142)와 드레인통로(116)를 연통시켜 밸브실(114c)의 작동유를 배출시킴으로써 리프트 실린더(8)를 수축시키고자 상기 리프트스풀(120)을 "제 2위치"(B)에 배치시킬 경우에만, 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유가 출입통로(114)를 역류하여 보어(110a)로 유입될 수 있게 한다.
결과적으로, 이러한 체크밸브 제어수단(140)은 리프트스풀(120)을 "제 2위치"(B)에 배치시킬 때, 밸브실(114c)의 내부압력을 해소시켜 포핏(132)을 이동가능한 상태로 만든 다음, 리프트 실린더(8)로부터 배출된 작동유로 하여금 포핏(132)을 상부로 밀어 제 1통로(114a)를 개방토록 구성함으로써, 리프트 실린더(8)로부터 배출된 작동유가 보어(110a)와 리프트스풀(120)의 연통유로(124)와 드레인통로 (116)를 거쳐 외부로 배출될 수 있게 하며, 따라서 리프트 실린더(8)가 원활하게 수축될 수 있게 한다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 콘트롤밸브(130)는 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유의 배출량을 제어하기 위한 유량제어수단(150)을 갖추고 있다. 유량제어수단(150)은 작동유의 배출통로인 리프트스풀(120)의 연통유로(124)와, 연통유로(124)의 입구(124a)와 출구(124b)사이에 "복원위치"(C)와 "눌림위치"(D) 사이를 따라 운동가능하게 설치되는 감압스풀(152)과, 감압스풀(152)을 "복원위치" (C) 방향으로 탄성가압하는 스프링(156)으로 구성된다.
감압스풀(152)은 도입구(154a)와 배출구(154b)를 갖는 통로(154)를 구비하는데, 통로(154)의 도입구(154a)는 연통유로(124)의 입구(124a)와 연통되며, 통로 (154)의 배출구(154b)는 연통유로(124)의 출구(124b)와 연통되도록 구성된다. 특히, 통로(154)의 배출구(154b)는 직경이 큰 메인배출구(154c)와 직경이 작은 서브배출구(154d)로 구성되는데, 직경이 큰 메인배출구(154c)는 감압스풀(152)이 연통유로(124)의 입구(124a)로부터 도입되는 작동유에 의해 눌려져 "눌림위치"(D)로 이동함에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 점차적으로 폐쇄되는 구성을 갖는다. 물론, 직경이 작은 서브배출구(154d)는 상기 감압스풀(152)의 위치에 관계없이 연통유로 (124)의 출구(124b)와 항상 연통되도록 구성된다.
이러한 유량제어수단(150)은 연통유로(124)로 유입되는 리프트 실린더(8)의 작동유가 감압스풀(152)을 가압하게 구성한 다음, 작동유에 가압된 감압스풀(152)이 "복원위치"(C)에서 "눌림위치"(D)로 이동가능하게 구성하고, "눌림위치"(D)에 이동된 감압스풀(152)이 직경이 작은 서브배출구(154d)로만 도입된 작동유를 배출시키도록 구성함으로써 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유의 배출량이 조절될 수 있게 하며, 따라서 리프트 실린더(8)의 수축속도로 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동을 도 4 내지 도 6 및 유압시스템과 연계하여 도시한 도 7의 유압회로도를 참고로하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 5와 도 7에 도시된 바와 같이 콘크롤밸브(100)의 리프트스풀(120)을 "중립위치"(N)에서 "제 1위치"(A)로 조작한다. 그러면, 메인라인(20)의 작동유는 콘트롤밸브(100)의 도입통로(112)로 도입되고, 도입된 작동유는 곧바로 리프트스풀 (120)의 제 1노치부(122)를 통하여 출입통로(114)의 제 1통로(114a)로 유입된다. 이때, 제 1통로(114a)로 유입된 작동유는 체크밸브(130)의 포핏(132)을 가압하여 제 1통로(114a)를 개방하면서 제 2통로(114b)로 유입된다.
이와 같은 상태에서 제 2통로(114b)로 유입된 작동유는 유압라인(40a)을 거쳐 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)로 유입되고, 유입된 작동유는 하부챔버(8a)의 용적을 증가시키면서 리프트 실린더(8)를 신장시키게 된다. 이렇게 신장된 리프트 실린더(8)는 도 1에서의 캐리지(5)를 상승시켜 하물을 들어올릴 수 있게 된다.
한편, 리프트 실린더(8)를 신장시킨 상태에서, 리프트스풀(120)을 도 4에 도시된 바와 같이 "제 1위치"(A)에서 "중립위치"(N)로 조작한다. 그러면, 서로 연통되어 있던 콘트롤밸브(100)의 도입통로(112)와 출입통로(114)는 차단되고, 이렇게 도입통로(112)와 출입통로(114)가 차단됨에 따라 리프트 실린더(8)로의 작동유 공급은 중단되며, 이에 따라 리프트 실린더(8)는 신장된 상태를 유지하게 된다. 한편, 리프트 실린더(8)가 신장된 상태에서는 리프트 실린더(8)의 하부챔버(8a)에 많은 압력이 가해지는 바, 자칫 하부챔버(8a)의 작동유가 콘트롤밸브(100)의 보어 (110a)내로 역류될 우려가 있다. 그러나 출입통로(114)에 설치된 체크밸브(130)에 의해 상기 출입통로(114)는 완전히 차단된 상태이기 때문에 작동유의 역류는 방지되며, 따라서 신장된 리프트 실린더(8)는 침하되지 않고 항상 신장된 상태를 유지하게 되는 것이다.
그리고 리프트 실린더(8)를 수축시키고자 도 6에 도시된 바와 같이 리프트스풀(100)을 "중립위치"(N)에서 "제 2위치"(B)로 조작한다. 그러면, 콘트롤밸브(130)의 출입통로(114)와 드레인통로(116)는 리프트스풀(120)의 연통유로(124)에 의해 서로 연통된다. 그리고 이와 동시에 벤트통로(142)와 드레인통로(116)도 리프트스풀(120)의 제 2노치부(144)에 의해 서로 연통된다. 한편, 이렇게 벤트통로(142)와 드레인통로(116)가 서로 연통됨으로써 밸브실(114c)의 작동유는 벤트통로(142)를 따라 배출되는데, 이에 따라 체크밸브(130)의 포핏(132)은 운동가능한 상태가 된다. 그리고 포핏(132)이 운동가능한 상태가 됨에 따라 출입통로(114)의 제 2통로 (114b)로 도입된 리프트 실린더(8)의 작동유는 포핏(132)의 포핏페이스(132b)를 가압하여 제 1통로(114a)를 개방하면서 제 1통로(114a)로 도입된다. 결국, 리프트 실린더(8)로부터 배출된 작동유는 출입통로(114)와 리프트스풀(120)의 연통유로(124)와 드레인통로(116)를 거치면서 외부로 배출되며, 이에 따라 리프트 실린더(8)는 수축되면서 도 1에서의 캐리지(5)를 하강시키게 되는 것이다.
한편, 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유는 리프트스풀(120)의 연통유로(124)를 통해 드레인되는 과정에서, 연통유로(124)의 감압스풀(152)을 "복원위치"(C)에서 "눌림위치"(D)로 가압하게 되는데, 이때 "눌림위치"(D)로 가압된 감압스풀(152)은 작은 직경을 갖는 서브배출구(154d)만이 연통유로(124)의 출구(124a)와 연통되도록 구성되는 바, 상대적으로 작은 량의 작동유를 드레인시키게 되며, 이에 따라 리프트 실린더(8)로부터 배출되는 작동유량은 일정하게 제어되면서 리프트 실린더(8)의 수축속도를 일정하게 조절하는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브는, 리프트스풀의 조작에 따라 리프트 실린더의 하부챔버로부터 작동유가 역류되는 것을 선택적으로 허용하는 비평형포핏식 체크밸브를 갖춤으로써, 캐리지와 마스트조립체가 자중 및 하물의 무게에 의해 자연침하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 리프트 실린더의 작동유 배출량을 제어하는 유량제어수단을 일체로 구비함으로써 종래와 같이 외장형 유량제어밸브를 설치하기 위한 별도의 배관 및 설치작업을 시행하지 않아도 된다. 또한, 리프트 실린더에 공급되는 작동유가 체크밸브를 거치지 않고도 공급될 수 있게 구성함으로써 작동유의 흐름저항을 최소화시킴은 물론 그에 따른 동력원의 추가적인 동력손실을 효과적으로 게거할 수 있는 장점을 갖게 된다.
도 1은 일반적인 지게차의 측면도,
도 2는 일반적인 지게차의 마스트조립체를 작동시키기 위한 유압시스템의 구성을 나타내는 유압회로도,
도 3은 도 2에서의 리프트 콘트롤밸브를 상세하게 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브의 구성을 나타내는 단면도,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 리프트 콘트롤밸브의 작동도,
도 7은 본 발명의 리프트 콘트롤밸브가 설치된 유압시스템의 유압회로도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
100: 리프트 콘트롤밸브 110: 밸브블록
110a: 보어 112: 도입통로
114: 출입통로 114a: 제 1통로
114b: 제 2통로 114c: 밸브실
116: 드레인통로 120: 리프트스풀
122: 제 1노치부 124: 연통유로
130: 체크밸브 132: 포핏
132a: 포핏헤드 132b: 포핏페이스
132c: 연통로 134: 스프링
136: 내경 137: 플러그
138: 헤드부 139: 오리피스
140: 체크밸브 제어수단 142: 벤트통로
144: 제 2노치부 150: 유량제어수단
152: 감압스풀 154: 통로
154a: 도입구 154b: 배출구
154c: 메인배출구 154d: 서브배출구
156: 스프링

Claims (5)

  1. 리프트 실린더로 공급 또는 배출되는 작동유를 제어하기 위한 리프트 콘트롤밸브를 갖는 지게차용 유압시스템에 있어서,
    보어와, 상기 보어로 작동유를 도입하는 도입통로와, 상기 보어로 도입된 작동유를 상기 리프트 실린더로 공급하거나 또는 리프트 실린더로부터 배출되는 작동유를 보어로 도입하는 출입통로와, 상기 보어로 도입된 리프트 실린더의 작동유를 드레인시키는 드레인통로를 구비하되, 상기 출입통로는 상기 보어와 연통되는 제 1통로와 상기 리프트 실린더와 연통되는 제 2통로로 구성된 밸브블록과;
    중립위치로부터 제 1위치와 제 2위치로 운동할 수 있도록 상기 보어에 배치되며, 제 1위치에서 상기 도입통로와 출입통로를 연통시키는 제 1노치부와, 제 2위치에서 상기 출입통로와 드레인통로를 연통시키는 연통유로를 구비하는 리프트스풀과;
    상기 보어에 도입된 작동유가 리프트 실린더로 공급되는 것은 허용하고, 상기 리프트 실린더로부터 배출된 작동유가 보어로 역류되는 것은 제한하도록 상기 출입통로의 제 1통로와 제 2통로사이에 설치되는 체크밸브와;
    상기 리프트스풀을 제 2위치에 배치시킬 때, 상기 리프트 실린더로부터 배출되는 작동유가 보어로 역류될 수 있도록 상기 체크밸브를 제어하는 체크밸브 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 체크밸브는 상기 출입통로의 제 1통로를 차단할 수 있도록 상기 제 1통로와 제 2통로사이의 밸브실에 이동가능하게 설치되는 포핏과, 상기 제 1통로를 폐쇄하는 방향으로 상기 포핏을 탄성가압하는 스프링으로 구성되며, 상기 포핏은 상기 제 1통로를 향해 테이퍼진 포핏페이스와, 상기 밸브실과 상기 제 2통로를 서로 연통시키는 연통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 체크밸브 제어수단은 상기 밸브실과 보어를 연통시킬 수 있도록 상기 밸브블록에 형성되는 벤트통로와, 제 2위치에서 상기 벤트통로와 드레인통로를 연통시킬 수 있도록 상기 리프트스풀에 형성되는 제 2노치부로 구성되는 것을 특징으로 하는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 리프트 실린더로부터 배출되는 작동유의 배출유량을 제어하기 위한 유량제어수단을 더 포함하며,
    상기 유량제어수단은 상기 리프트스풀의 연통유로와; 상기 연통유로의 입구와 출구사이에 복원위치와, 상기 입구로 도입된 작동유에 눌려진 눌림위치사이를 운동가능하게 설치되는 감압스풀과; 상기 감압스풀을 눌림위치 방향으로 탄성가압하는 스프링으로 구성되며,
    상기 감압스풀은 상기 연통유로의 입구와 출구를 연통시키는 통로를 구비하되, 상기 통로는 눌림위치에서 폐쇄되는 큰 직경의 메인배출구와, 상기 연통유로의 출구와 항상 연통되는 작은 직경의 서브배출구를 갖는 것을 특징으로 하는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 체크밸브의 포핏은 상기 연통로와 연통되는 내경을 더 갖추고 있으며, 이 내경에는 상기 연통로와 밸브실을 격리할 수 있도록 플러그가 고정적으로 설치되어 있되, 상기 플러그는 상기 포핏의 내경과 소정의 틈새를 두고 배치되는 헤드부 및 상기 포핏의 연통로와 밸브실을 연통시킬 수 있도록 상기 헤드부에 형성되는 오리피스를 구비하는 것을 특징으로 하는 지게차용 유압시스템의 리프트 콘트롤밸브.
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