KR100814496B1 - 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압컨트롤 밸브 - Google Patents

스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압컨트롤 밸브 Download PDF

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백인철
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주식회사 파카한일유압
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Abstract

본 발명은 분리형을 일체형으로 형성하여 설치가 용이하며, 누유현상으로 감소되는 작동유체를 재공급하여 공기가 혼입되는 현상을 방지하고, 스풀의 작동시 정확성과 정교한 제어가 이루어지도록 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압펌프로부터 가압된 고압의 작동유체를 각 액츄에이터로 공급하기 위한 로드체크밸브로 개폐되는 유로가 각각 형성되며, 각 유로에 연통되는 한 쌍의 스풀홀이 형성된 밸브블록과, 밸브블록의 스풀홀에 삽입되어 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체의 힘에 의해 상/하방향으로 이동되는 스풀과, 스풀의 하부 끝단을 감싸며 스풀홀의 끝단측이 폐쇄되게 밸브블록에 설치되며, 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀을 상부로 이동시킬 수 있도록 형성된 마감스풀캡과, 마감스풀캡의 반대측에 위치되며 한 쌍의 스풀들의 상부 끝단을 동시에 감싸도록 밸브블록에 설치되되, 중앙에는 외부의 유압장치에 연결되어 보충용작동유체를 공급 및 배출하여 체적변화를 방지하는 드레인유로 및 드레인유로의 작동을 위한 파일럿신호유로가 형성되고, 양측에는 스풀의 끝단을 지지하는 스프링이 삽입되는 제1,2챔버가 내부에 각각 형성되며, 이러한 제1,2챔버에 연결되어 드레인유로를 통해 공급되는 보충용 작동유체가 유동될 수 있는 제1,2보충용유로가 형성된 단일형스풀캡에 연결된 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀을 하부로 이동시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
유압, 굴삭기, 스풀, 컨트롤밸브, 유압조이스틱, 보충용체크밸브, 포펫

Description

스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브{Control of spoolvalve for Hydraulic fluid supplement hydraulic control valve}
도 1a는 종래의 유압 컨트롤 밸브의 구성도,
도 1b는 종래의 유압 컨트롤 밸브의 유압회로도,
도 2는 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 보충용체크밸브를 나타낸 구성도,
도 4는 다른 실시 예에 따른 보충용체크밸브를 나타낸 구성도,
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 각각의 역류차단포펫을 나타낸 사시도 및 설치단면도,
도 6은 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브의 유압회로도,
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 밸브브록 11 : 로드체크밸브
12 : 유로 13 : 스풀홀
14 : 센터바이패스유로 15 : 홀딩밸브
20 : 스풀 30 : 마감스풀캡
40 : 단일형스풀캡 41 : 드레인유로
42 : 파일럿신호유로 43,44 : 제1,2챔버
45,46 : 제1,2보충용유로 45a,46a : 설치공간
45a',46a' : 지지단 45a",46a" : 역류차단단
50,60 : 보충용체크밸브 51 : 압축스프링
52,53,54,55,56 : 역류차단포펫 52a,53a,54a : 삽입공간
52b : 밀폐단 53b : 경사밀폐단
54b : 구면밀폐단 55a : 밀폐볼
56a : 삽입단 56b : 밀폐단
61 : 오리피스블록 100 : 유압유보충장치
S : 스프링
본 발명은 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 특히 분리형을 일체형으로 형성하여 설치가 용이하며, 누유현상으로 감소되는 작동유체를 재공급하여 공기가 혼입되는 현상을 방지하고, 스풀의 작동시 정확성과 정교한 제어가 이루어지도록 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 컨트롤 밸브는 굴삭기, 지게차, 크레인, 로우더 등과 같은 건설기계의 유압기기에서 가압 펌프에 의해 가압된 작동유체가 액츄에이터(ACTUATOR)에서 작업을 수행할 수 있도록 작동유체를 공급하거나 회수하도록 하 는 작동유체의 흐름을 제어하기 위한 장치이다.
이와 같은, 종래의 유압컨트롤 밸브의 전형적인 일예가 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 유압컨트롤 밸브는 유압펌프로부터 가압된 고압의 작동유체가 센터바이패스유로(1d)를 통해 각 액츄에이터로 공급하기 위한 로드체크밸브(1a)로 개폐되는 유로(1b)가 각각 형성되며, 각 유로(1b)에 연통되는 한 쌍의 스풀홀(1c)이 형성된 밸브블록(1)과, 밸브블록(1)의 스풀홀(1c)에 삽입되어 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체의 힘에 의해 상/하방향으로 이동되는 스풀(2)과, 스풀(2)의 하부 끝단 측에는 각각 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체가 충진되어 스풀(2)을 상부로 이동시킬 수 있는 마감스풀캡(3)이 밸브블록(1)에 체결되는 한편, 스풀(2)의 상부 끝단측에는 스풀(2)의 끝단을 지지하는 스프링(S)이 삽입되는 동시에 작동유체가 충진가능한 챔버(4a)를 내부에 형성하는 한 쌍의 작동스풀캡(4)이 각각 형성되되, 일측의 작동스풀캡(4)에는 밸브블록(1)내 공간을 유동하는 작동유체를 공급 및 배출하여 체적변화를 방지하는 드레인유로(4b) 및 누유를 방지하는 홀딩밸브(4d)의 작동을 위한 파일럿신호유로(4c)로 구성된다.
상기와 같은, 유압컨트롤 밸브는 스풀(2)을 상부로 작동시키기 위해서는 마감스풀캡(3)에 연결된 유압조이스틱을 작동시키게 되면 고압으로 압축되어 공급되는 작동유체가 마감스풀캡(3)의 내부공간에 충진되게 되면, 스풀(2)의 하부끝단을 밀어 올리게 되어 스풀(2)이 상부로 이동되는데, 이때 스풀(2)의 상부 끝단은 스프링(S)에 지지된 상태로 스프링(S)이 압축됨과 동시에 상부로 밀어올려지게 된다.
아울러, 스풀(2)을 하부로 작동시키기 위해서는 스풀캡(4)의 상부면에 각각 연결된 유압조이스틱을 작동시키게 되면 챔버(4a)에 작동유체가 충진되어 스풀(2)의 상부 끝단을 밀게되어 스풀(2)이 하부로 이동되는 것이다.
그리고, 유로(1b)를 통해 공급되는 작동유체는 로드체크밸브(1a)에 의해 역류되지 못한 상태로 스풀홀(1c)에 공급되어 스풀(2)의 작동이 원활히 이루어지도록 한다.
그러나, 종래의 유압컨트롤 밸브는 스풀이 직립된 상태로 설치되어 유압컨트롤 밸브가 구성된 굴삭기와 같은 건설기계가 잠시 작업을 수행하지 않는 휴면상태 즉, 스풀이 작동되지 않는 상태가 되면 챔버공간에 충진되어진 작동유체가 스풀과 스풀홀이 접하는 틈새로 누유현상이 발생되어 챔버에 작동유체가 누유된 공동현상이 발생되어 휴면상태 후 스풀의 작동시 작동유체와 공동현상에 존재하는 공기입자가 혼합되는 문제점이 있었다.
아울러, 홀딩밸브가 파일럿신호유로를 통해 공급되는 파일럿 압유의 작용력이 약하거나 공급되지 않게 되면, 스풀과 스풀홀 사이의 틈새로 작동유체가 유동되어 하부방향으로 누유되는 현상을 완전하게 방지하지 못하는 문제점이 있었다.
더불어, 유압조이스틱으로부터 공급받는 작동유체의 압력을 정확히 공급할 수 없는 추가적인 문제점이 있었다.
그리고, 유압조이스틱의 조작시 공급되는 작동유체의 압력대비 스풀의 움직임을 정확히 제어할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 유압컨트롤 밸브가 구성된 굴삭기와 같은 건설기계의 제어성이 저하되 어 장비 운전자로 하여금 정확하고, 정교한 제어가 불가능하여 작업의 속도저하와 작업의 조작성 저하 등의 문제점이 가중되는 실정이다.
이로 인하여, 유압컨트롤 밸브에서 스풀과 스풀홀의 틈새 사이로 누유되는 작동유체의 손실을 보상할 수 있는 보충용작동유체를 공급할 수 있는 장치 및 원활한 공급을 위해 역류현상을 방지할 수 있는 개선된 유압컨트롤 밸브의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 한 쌍으로 분리되었던 작동스풀캡을 일체의 형상인 단일형스풀캡으로 형성하여 구조가 간단하며, 설치작업이 용이하고, 제작비용을 절감하여 생산성이 향상되도록 개선된 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 단일형스풀캡의 내부에 제1,2챔버로 연결되는 보충용유로를 형성하여 제1,2챔버에 충진된 작동유체가 스풀이 작동되지 않을 경우에 스풀과 스풀홀 사이의 유격을 따라 누유되어 제1,2챔버에 빈공간이 발생되는 동시에 공기와 작동유체가 혼합되는 현상을 방지할 수 있도록 보충용 작동유체를 재공급가능하게 개선된 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 제1,2챔버에 충진된 작동유체의 누유현상이 발생되더라도 보충용 작동유체를 지속적으로 재공급하여 스풀의 정교한 제어 및 작 동에 따른 정확성이 증대되도록 개선된 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
아울러, 본 발명의 다른 목적은 보충용유로에 보충용체크밸브를 설치하여 제1,2챔버로 공급되는 보충용 작동유체의 역류를 방지하는 동시에 작동유체가 일정한 체적으로 제1,2챔버 공간에 충진되도록 개선된 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유압펌프로부터 가압된 고압의 작동유체를 각 액츄에이터로 공급하기 위한 로드체크밸브로 개폐되는 유로가 각각 형성되며, 각 유로에 연통되는 한 쌍의 스풀홀이 형성된 밸브블록과,
밸브블록의 스풀홀에 삽입되어 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체의 힘에 의해 상/하방향으로 이동되는 스풀과,
스풀의 하부 끝단을 감싸며 스풀홀의 끝단측이 폐쇄되게 밸브블록에 설치되며, 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀을 상부로 이동시킬 수 있도록 형성된 마감스풀캡과,
마감스풀캡의 반대측에 위치되며 한 쌍의 스풀들의 상부 끝단을 동시에 감싸도록 밸브블록에 설치되되, 중앙에는 외부의 유압장치에 연결되어 보충용작동유체를 공급 및 배출하여 체적변화를 방지하는 드레인유로 및 누유를 방지하는 홀딩밸브의 작동을 위한 파일럿신호유로가 형성되고, 양측에는 스풀의 끝단을 지지하는 스프링이 삽입되는 제1,2챔버가 내부에 각각 형성되며, 이러한 제1,2챔버에 연결되어 드레인유로를 통해 공급되는 보충용 작동유체가 유동될 수 있는 제1,2보충용유로가 형성된 단일형스풀캡에 연결된 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀을 하부로 이동시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1,2보충용유로에는 제1,2챔버측을 기준으로 지지단 및 역류차단단이 형성된 설치공간이 형성되며, 설치공간에는 보충용 작동유체를 제1,2챔버의 방향으로 공급하되, 역류를 방지하는 보충용체크밸브가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보충용체크밸브는 설치공간의 지지단에 지지되는 압축스프링 및 압축스프링이 삽입되게 일측단에는 삽입공간이 형성되며, 반대측에는 역류차단단측으로 공급되는 작동유체가 유로를 통과하여 제1,2챔버로 유입될 수 있는 유로홀이 형성되는 한편, 역류차단단을 개폐하도록 밀폐단이 형성된 캡 형태의 역류차단포펫으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 보충용체크밸브는 설치공간의 지지단과 압축스프링의 사이에 삽입되어 지지단에 지지되는 동시에 압축스프링을 지지하며, 보충용 작동유체가 유동 될 수 있는 유로가 형성된 오리피스블록이 더 포함하여 작동유체의 과도공급으로 인해 발생되는 쇼크현상을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 역류차단포펫은 일측에 압축스프링이 삽입되는 삽입공간이 형성되고, 반대측에는 역류차단단측으로 공급되는 작동유체가 유로를 통과하여 제1,2챔버로 유입될 수 있는 유로홀이 형성된 사다리꼴 형태의 경사밀폐단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 역류차단포펫은 일측에 압축스프링이 삽입되는 삽입공간이 형성되고, 반대측에는 역류차단단측으로 공급되는 작동유체가 유로를 통과하여 제1,2챔버로 유입될 수 있는 유로홀이 형성된 반구형태의 구면밀폐단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역류차단포펫은 압축스프링에 지지되는 구형태의 밀폐볼로 구성되는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 역류차단포펫은 압축스프링의 내경으로 삽입되는 삽입단이 일단에 형성되며, 타단에는 역류차단단측으로 공급되는 작동유체가 유로를 통과하여 제1,2챔버로 유입될 수 있는 유로홀이 형성된 피스톤 형태의 밀폐단으로 구성되는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브를 제공한다.
이에 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 보충용체크밸브를 나타낸 구성도이고, 도 4는 다른 실시 예에 따른 보충용체크밸브를 나타낸 구성도이며, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 각각의 역류차단포펫을 나타낸 사시도 및 설치단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브의 유압회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압 파일럿라인의 유압유 보충장치는 밸브블록(10), 밸브블록(10)의 내부에 삽입되는 한 쌍의 스풀(20)과, 스풀(20)의 하부측을 밀폐하는 마감스풀캡(30)과, 스풀(20)의 상부단을 밀폐하는 단일형스풀캡(40)으로 유압유보충장치(100)가 구성된다.
여기서, 밸브블록(10)은 유압펌프로부터 가압된 고압의 작동유체를 각 액츄에이터로 공급하기 위한 로드체크밸브(11)로 개폐되는 유로(12)가 각각 형성되며, 각 유로(12)에 연통되는 한 쌍의 스풀홀(13)로 구성된다.
아울러, 로드체크밸브(11)는 유압펌프에서 고압의 작동유체가 공급되는 센터바이패스유로(14)에서 유로(12)를 통해 일정한 유량으로 작동유체를 유동되게 하며, 센터바이패스유로(14)로 유동되는 역류현상이 발생되지 않도록 차단하는 동시에 스풀홀(13)에 공급될 수 있도록 구성된 것이다.
그리고, 유로(12)는 로드체크밸브(11)를 기준으로 스풀홀(13)의 상하부측으로 연통되도록 형성되어 작동유체를 양방향으로 공급할 수 있도록 구성된 것이다.
한편, 스풀(20)은 밸브블록(10)의 스풀홀(13)에 삽입되어 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체의 힘에 의해 상/하방향으로 이동되도록 구성된다.
즉, 스풀(20)은 마감스풀캡(30)과 단일형스풀캡(40)에 연결된 유압조이스틱을 작동하게 되면 고압의 작동유체가 스풀(20)을 이동시키도록 구성된 것이다.
또한, 마감스풀캡(30)은 스풀(20)의 하부 끝단을 감싸며 스풀홀(13)의 끝단측이 폐쇄되게 밸브블록(10)에 설치되며, 외부에 연결된 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀(20)을 상부로 이동시킬 수 있도록 구성된다.
이때, 마감스풀캡(30)은 유압조이스틱의 작동으로 작동유체를 공급받을 수 있도록 연결되며, 스풀(20)의 하부 끝단이 마감스풀캡(30)의 내부공간으로 일부분 삽입되어 작동유체가 마감스풀캡(30)의 내부공간으로 충진하게 되면 스풀(20)이 상부로 이동되도록 구성된 것이다.
아울러, 단일형스풀캡(40)은 마감스풀캡(30)의 반대측에 위치되며 한 쌍의 스풀(20)들의 상부 끝단을 동시에 감싸도록 밸브블록(10)에 설치되어 구성된다.
그리고, 단일형스풀캡(40)의 중앙에는 외부의 유압장치에 연결되어 보충용작동유체를 공급 및 배출하여 체적변화를 방지하는 드레인유로(41) 및 홀딩밸브(15)의 작동을 위한 파일럿신호유로(42)가 형성된다.
즉, 파일럿신호유로(42)로는 파일럿압유가 공급되어 홀딩밸브(15)가 작동될 수 있도록 구성된다.
여기서, 홀딩밸브(15)는 스풀(20)이 작동되지 않을 때, 스풀(20)과 스풀홀(13)의 틈새로 작동유체가 하부방향으로 누유되는 것을 방지하는 역할을 수행하는 것이나, 완전한 누유현상을 차단할 수 없는 경우가 발생되기도 한다.
한편, 단일형스풀캡(40)의 양측에는 스풀(20)의 끝단을 지지하는 스프링(S)이 삽입되는 제1,2챔버(43,44)가 내부에 각각 구성된다.
이때, 스프링(S)은 스풀(20)이 마감스풀캡(30)의 내부에 작동유체가 공급되어 상부로 이동될 때, 스풀(20)의 급격히 이동되어 상부 끝단이 단일형스풀캡(40)의 제1,2챔버(43,44)의 내부 천정면과 충돌하는 현상을 방지할 뿐만 아니라 스풀(20)의 비례제어 이동을 가능하게 하며, 스풀(20)이 복귀할 때 빠른 복귀로 인해 작동성을 향상시키기 위해 형성된 것이다.
더불어, 제1,2챔버(43,44)에 연결되어 드레인유로(41)를 통해 공급되는 보충 용 작동유체가 유동될 수 있는 제1,2보충용유로(45,46)가 형성된다.
여기서, 제1,2보충용유로(45,46)는 스풀(20)의 작동이 장시간 이루어지지 않을 때에 스풀홀(13)과 스풀(20)이 이루는 미세한 간격을 통해 제1,2챔버(43,44)에 충진되어진 작동유체가 하부로 유동되어 제1,2챔버(43,44)에 작동유체가 배출된 빈공간을 형성하게 되는데, 이때 하부로 유동되어져 배출된 작동유체를 재보충할 보충용작동유체를 공급하기 위해 드레인유로(41)와 연결된 상태로 제1,2챔버(43,44)와 연결되어 형성된다.
즉, 단일형스풀캡(40)은 마감스풀캡(30)과 스풀(20)을 작동시키기 위해 형성된 것으로, 상부측에 연결된 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀(20)을 하부로 이동시킬 수 있도록 구성된다.
아울러, 제1,2보충용유로(45,46)에는 제1,2챔버(43,44)측을 기준으로부터 지지단(45a',46a') 및 역류차단단(45a",46a")이 순차적으로 형성된 설치공간(45a,46a)이 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 설치공간(45a,46a)에는 보충용 작동유체를 제1,2챔버(43,44)의 방향으로 공급하되, 역류를 방지하는 보충용체크밸브(50,60)가 설치되어 구성된다.
즉, 보충용체크밸브(50)는 드레인유로(41)를 통해 공급되는 보충용작동유체가 역류되어 드레인유로(41)로 유입되는 것을 방지하며 작동유체가 배출되어 발생된 빈 공간에 강제적으로 공급하기 위한 것이다.
이러한, 보충용체크밸브(50)는 설치공간(45a,46a)의 지지단(45a',46a')에 지 지되는 압축스프링(51) 및 압축스프링(51)이 삽입되게 일측단에는 삽입공간(52a)이 형성되며, 반대측에는 역류차단단(45a",46a")을 개폐하도록 밀폐단(52b)이 형성된 캡 형태의 역류차단포펫(52,53,54,55,56)으로 구성된다.
여기서,압축스프링(51)은 드레인유로(41)를 통해 공급되는 보충용작동유체가 큰 압력으로 공급되어 역류차단포펫(52,53,54,55)이 지지단(45a',46a')에 충돌되어 파손되는 현상을 방지하며, 보충용작동유체가 공급되지 않을 때에는 역류차단포펫(52,53,54,55)의 빠른 복귀현상으로 역류현상을 빠르게 차단할 수 있는 동시에, 밀폐단(52b)이 역류차단단(45a",46a")에 긴밀하게 밀착될 수 있도록 하는 기능을 수행하도록 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 보충용체크밸브(60)는 설치공간(45a,46a)의 지지단(45a',46a')과 압축스프링(51)의 사이에 삽입되어 지지단(45a',46a')에 지지되는 동시에 압축스프링(51)을 지지하며, 보충용 작동유체가 유동 될 수 있는 유로(61a)가 형성된 오리피스블록(61)을 더 포함하여 작동유체의 과도공급으로 인해 발생되는 쇼크현상을 방지하도록 구성된다.
즉, 보충용체크밸브(60)는 보충용체크밸브(50)와 동일한 기능을 수행하는 것으로서, 유로(61a)가 형성된 오리피스블록(61)을 추가적으로 설치하여 드레인유로(41)에서 보충용작동유체가 일정한 유량으로 공급되도록 하여 과도한 압력으로 스풀홀(13) 및 스풀(20)측에 보충용작동유체에 의한 쇼크 및 충격현상을 방지하도록 구성된 것이다.
아울러, 여러 가지 형태로 범용성을 증대시킬 수 있는 역류차단포펫을 살펴 보면 다음과 같다.
1. 역류차단포펫(52)은 도 5a에 도시된 바와 같이, 일측에 압축스프링(51)이 삽입되는 삽입공간(52a)이 형성되고, 반대측에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(52c)이 형성된 밀폐단(52b)으로 구성된다.
2. 역류차단포펫(53)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 일측에 압축스프링(51)이 삽입되는 삽입공간(53a)이 형성되고, 반대측에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(53c)이 형성된 사다리꼴 형태의 경사밀폐단(53b)으로 구성된다.
이러한, 역류차단포펫(53)은 본 발명에서 가장 기본적으로 실시하고 있는 형태로서, 단면 투영시 사다리꼴 형상의 경사밀폐단(53b)이 형성되어 역류차단포펫(52)보다 역류차단단(45a",46a")에 접하는 접촉면적이 미세하여 역류차단효과가 극대화 된다.
3. 역류차단포펫(54)은 도 5c에 도시된 바와 같이, 일측에 압축스프링(51)이 삽입되는 삽입공간(54a)이 형성되고, 반대측에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(53c)이 형성된 반구형태의 구면밀폐단(54b)으로 구성된다.
즉, 역류차단포펫(54)은 반구형태의 구면밀폐단(54b)으로 형성되어, 역류차단포펫(53)과 동일한 기능을 수행하도록 구성된 것이다.
4. 역류차단포펫(55)은 도 5d에 도시된 바와 같이, 압축스프링(51)에 지지되 는 구형태의 밀폐볼(55a)로 구성된다.
이러한, 역류차단포펫(55)은 역류차단포펫(54)과 동일한 기능을 수행하며, 압축스프링(51)에 지지될 수 있는 밀폐볼(55a)로 구성되는 것이다.
5. 역류차단포펫(56)은 도 5e에 도시된 바와 같이, 압축스프링(51)의 내경으로 삽입되는 삽입단(56a)이 일단에 형성되며, 타단에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(56c)이 형성된 피스톤 형태의 밀폐단(56b)으로 구성된다.
이때, 역류차단포펫(56)은 보충용작동유체의 유동량이 많을 경우에 압축스프링(51)과의 결합력을 증진시키기 위해 피스톤 형태로 구성된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 유압유보충장치(100)는 밸브블럭(10)에 간단하게 결합 및 해체할 수 있는 구조로 하나 또는 한 쌍 이상의 스풀(20)에 적용하여 사용가능한 것이다.
즉, 단일형스풀캡(40)을 형성하여 한 쌍의 스풀(20)의 상부단을 동시에 밀폐시키며 결합시킬 수 있어 작업성이 향상되며, 특히 구조가 간단화 되어 제작의 간편성과 제작비용이 감소되는 이점이 있는 것이다.
그리고, 스풀(20)을 상부로 작동시키기 위해서는 마감스풀캡(30)에 연결된 유압조이스틱을 작동시키게 되면 고압으로 압축되어 공급되는 작동유체가 마감스풀캡(30)의 내부공간에 충진되게 되면, 스풀(20)의 하부끝단을 밀어 올리게 되어 스풀(20)이 상부로 이동되는데, 이때 스풀(20)의 상부 끝단은 스프링(S)에 지지된 상 태로 스프링(S)이 압축됨과 동시에 상부로 밀어올려지게 된다.
아울러, 스풀(20)을 하부로 작동시키기 위해서는 단일형스풀캡(40)의 상부면에 각각 연결된 유압조이스틱을 작동시키게 되면 제1,2챔버(43,44)에 작동유체가 충진되어 스풀(20)의 상부 끝단을 밀게되어 스풀(20)이 하부로 이동되는 것이다.
이때, 스풀(20)이 작동될 때 유압펌프로부터 공급되는 작동유체가 유로(12)를 통해 스풀홀(13)에 유입되어 스풀(20)이 원활히 이동되며 작동할 수 있도록 윤활역활을 수행한다.
그러나, 스풀(20)의 사용시 배치상태는 단일형스풀캡(40)이 상부에 위치되며, 마감스풀캡(30)이 하부에 위치되어 스풀(20)이 직립된 상태를 이루게 된다.
이러한, 스풀(20)의 직립상태에서 스풀(20)이 장시간 작동하지 않거나, 마감스풀캡(30) 및 단일형스풀캡(40), 유로(12)를 통해 작동유체가 공급되지 않게 되면, 단일형스풀캡(40)의 제1,2챔버(43,44)에 충진되어진 작동유체가 스풀(20)의 외주면과 스풀홀(13)의 내주면 사이에 형성된 미세한 틈새를 통해 하부로 유동하는 누유현상이 발생하게 된다.
즉, 작동유체가 스풀(20)과 스풀홀(13)의 미세한 틈새를 통해 유동하게 되면 제1,2챔버(43,44)에 작동유체가 감소되는 동시에 빈공간인 공동현상이 발생되게 된다.
이때, 공동현상을 방지하기 위하여 파일럿신호유로(42)를 통해 드레인유로(41)를 개방시켜 항상 일정한 압력(약 0.5 ~ 1.5bar의 압력)으로 보충용작동유체를 드레인유로(41) -> 제1,2보충용유로(45,46) -> 보충용체크밸브(50,60)의 순서로 제1,2챔버(43,44)에 재공급하게 되는 것이다.
이로 인하여, 작동유체가 감소되어 발생되는 공동현상을 방지하여 작동유체와 공기입자가 혼합되어 스풀(20)의 작동력이 감소되는 것을 방지하고, 보충용작동유체를 지속적으로 보충하여 다음 작업시 작동유체의 재 공급작업이 불필요하게 되어 초기의 작업성을 향상시켰으며, 스풀(20)의 제어를 원활히 구현할 수 있는 기능을 한다.
또한, 제1,2보충용유로(45,46)에 보충용체크밸브(50,60)를 형성시켜 드레인유로(41)를 통해 공급되는 보충용작동유체가 제1,2챔버(43,44)측의 일방향으로 유동되도록 하여 보충용작동유체의 손실의 우려가 없으며, 오리피스블록(61)이 보충용체크밸브(60)에 형성되어 보충용작동유체의 과도한 공급으로 인한 쇼크현상을 방지하여 진동 및 충격현상이 발생되지 않는 이점이 있다.
그리고, 스풀(20)이 작동될 때에는 마감스풀캡(30)이나 단일형스풀캡(40)을 통해 작동유체가 지속적으로 안정된 상태로 공급되므로, 제1,2챔버(43,44)의 공간에는 항상 보충용 작동유체가 충만하게 되어 부족현상이 발생하지 않게 되는 것이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 한 쌍으로 분리되었던 작동스풀캡을 일체의 형상인 단일형스풀캡으로 형성하여 구조가 간단하며, 설치작업이 용이하고, 제작비용을 절감하여 생산성이 향상되도록 개선되는 효과가 있다.
그리고, 단일형스풀캡의 내부에 제1,2챔버로 연결되는 보충용유로를 형성하여 제1,2챔버에 충진된 작동유체가 스풀이 작동되지 않을 경우에 스풀과 스풀홀 사이의 유격을 따라 누유되어 제1,2챔버에 빈공간이 발생되는 동시에 공기와 작동유체가 혼합되는 현상을 방지할 수 있도록 보충용 작동유체를 재공급가능하게 개선되는 효과가 있다.
또한, 제1,2챔버에 충진된 작동유체의 누유현상이 발생되더라도 보충용 작동유체를 지속적으로 재공급하여 스풀의 정교한 제어 및 작동에 따른 정확성이 증대되도록 개선되는 효과가 있다.
아울러, 보충용유로에 보충용체크밸브를 설치하여 제1,2챔버로 공급되는 보충용 작동유체의 역류를 방지하는 동시에 작동유체가 일정한 체적으로 제1,2챔버 공간에 충진되도록 개선되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 유압펌프로부터 가압된 고압의 작동유체를 각 액츄에이터로 공급하기 위한 로드체크밸브(11)로 개폐되는 유로(12)가 각각 형성되며, 각 유로(12)에 연통되는 한 쌍의 스풀홀(13)이 형성된 밸브블록(10)과,
    밸브블록(10)의 스풀홀(13)에 삽입되어 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체의 힘에 의해 상/하방향으로 이동되는 스풀(20)과,
    스풀(20)의 하부 끝단을 감싸며 스풀홀(13)의 끝단측이 폐쇄되게 밸브블록(10)에 설치되며, 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀(20)을 상부로 이동시킬 수 있도록 형성된 마감스풀캡(30)과,
    마감스풀캡(30)의 반대측에 위치되며 한 쌍의 스풀(20)들의 상부 끝단을 동시에 감싸도록 밸브블록(10)에 설치되되, 중앙에는 외부의 유압장치에 연결되어 보충용작동유체를 공급 및 배출하여 체적변화를 방지하는 드레인유로(41) 및 누유를 방지하는 홀딩밸브(15)의 작동을 위한 파일럿신호유로(42)가 형성되고, 양측에는 스풀(20)의 끝단을 지지하는 스프링(S)이 삽입되는 제1,2챔버(43,44)가 내부에 각각 형성되며, 이러한 제1,2챔버(43,44)에 연결되어 드레인유로(41)를 통해 공급되는 보충용 작동유체가 유동될 수 있는 제1,2보충용유로(45,46)가 형성된 단일형스풀캡(40)에 연결된 유압조이스틱 작동시 공급되는 작동유체에 의해 스풀(20)을 하부로 이동시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1,2보충용유로(45,46)에는 제1,2챔버(43,44)측을 기준으로 지지단(45a',46a') 및 역류차단단(45a",46a")이 형성된 설치공간(45a,46a)이 형성되며, 설치공간(45a,46a)에는 보충용 작동유체를 제1,2챔버(43,44)의 방향으로 공급하되, 역류를 방지하는 보충용체크밸브(50,60)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 보충용체크밸브(50)는 설치공간(45a,46a)의 지지단(45a',46a')에 지지되는 압축스프링(51) 및 압축스프링(51)이 삽입되게 일측단에는 삽입공간(52a)이 형성되며, 반대측에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(52c)이 형성되는 한편, 역류차단단(45a",46a")을 개폐하는 밀폐단(52b)이 형성된 캡 형태의 역류차단포펫(52,53,54,55,56)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 보충용체크밸브(60)는 설치공간(45a,46a)의 지지단(45a',46a')과 압축스프링(51)의 사이에 삽입되어 지지단(45a',46a')에 지지되는 동시에 압축스프링(51)을 지지하며, 보충용 작동유체가 유동 될 수 있는 유로(61a)가 형성된 오리피스블록(61)을 더 포함하여 작동유체의 과도공급으로 인해 발생되는 쇼크현상을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
  5. 청구 3항에 있어서, 상기 역류차단포펫(53)은 일측에 압축스프링(51)이 삽입되는 삽입공간(53a)이 형성되고, 반대측에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(53c)이 형성된 사다리꼴 형태의 경사밀폐단(53b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
  6. 청구 3항에 있어서, 상기 역류차단포펫(54)은 일측에 압축스프링(51)이 삽입되는 삽입공간(54a)이 형성되고, 반대측에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(54c)이 형성된 반구형태의 구면밀폐단(54b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
  7. 청구 3항에 있어서, 상기 역류차단포펫(55)은 압축스프링(51)에 지지되는 구 형태의 밀폐볼(55a)로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
  8. 청구 3항에 있어서, 상기 역류차단포펫(56)은 압축스프링(51)의 내경으로 삽입되는 삽입단(56a)이 일단에 형성되며, 타단에는 역류차단단(45a",46a")측으로 공급되는 작동유체가 유로(45,46)를 통과하여 제1,2챔버(43,44)로 유입될 수 있는 유로홀(56c)이 형성된 피스톤 형태의 밀폐단(56b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스풀밸브의 제어성능 향상을 위한 유압유 보충용 유압 컨트롤 밸브.
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