KR100965041B1

KR100965041B1 - 액츄에이터 제어 장치

Info

Publication number: KR100965041B1
Application number: KR1020087016830A
Authority: KR
Inventors: 가즈미 오오시마
Original assignee: 카야바 고교 가부시기가이샤
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2010-06-21
Also published as: US20090282825A1; EP1961973B1; EP1961973A1; WO2007069748A1; EP1961973A4; KR20080077007A; US7913612B2

Abstract

액압 실린더의 신축 작동을 제어하는 액츄에이터 제어 장치로서, 메인 스풀(52)이 액압 실린더의 작동 유체를 배출시키는 배출 위치로 절환된 경우에는 오퍼레이트 체크 밸브(51)는 배압실(7)이 제1 포트(14)를 통하여 탱크 통로(13)에 연통됨으로써 밸브 개방되어, 액압 실린더의 작동 유체는 액츄에이터 포트(1)로부터 복귀 통로(4)로 유입되는 동시에 제2 포트(15)를 통하여 파일럿실(20)로 유입된다. 파일럿 스풀(53)은 제어 교축부(25)의 전후 차압에 의해 작용하는 파일럿실(20)의 압력과, 스프링실(21)의 스프링(22)의 압박력으로 밸런스를 맞춘 위치를 유지함으로써 제1 포트(14)의 개구 면적을 일정하게 유지하도록 제어한다.

액압 실린더, 액츄에이터, 제어 교축부, 포트, 탱크 통로

Description

액츄에이터 제어 장치{ACTUATOR CONTROL DEVICE}

본 발명은, 포크리프트 등에 있어서의 리프트 실린더의 하강 동작의 제어에 적합한 액츄에이터 제어 장치에 관한 것이다.

포크리프트 등에 있어서의 리프트 실린더의 동작을 제어하는 종래의 액츄에이터 제어 장치로서, 실린더로의 작동유의 유통을 허용하는 오퍼레이트 체크 밸브를 실린더 포트에 설치하고, 오퍼레이트 체크 밸브의 포펫에 오퍼레이트 체크 밸브의 파일럿실에 연통되는 오리피스를 형성하고, 스풀의 이동에 따라 파일럿실과 탱크 통로를 연통시키는 것이 알려져 있다(예를 들어, 일본 실용 신안 공고평6-45682호 공보 참조).

이와 같은 종래의 액츄에이터 제어 장치에서는, 오퍼레이트 체크 밸브의 파일럿실이 탱크 통로에 연통되었을 때 오퍼레이트 체크 밸브가 밸브 개방된다. 오퍼레이트 체크 밸브가 밸브 개방되었을 때에는 오퍼레이트 체크 밸브에 작용하고 있던 압력은 급격하게 저하된다. 이 경우에는 오퍼레이트 체크 밸브는 파일럿실에 설치한 스프링의 스프링력의 작용으로 다시 밸브 폐쇄된다. 그리고, 오퍼레이트 체크 밸브가 밸브 폐쇄되었을 때에는 오퍼레이트 체크 밸브에 작용하고 있었던 압력이 상승하여 다시 밸브 개방을 반복한다.

이와 같이, 종래의 장치에서는 오퍼레이트 체크 밸브가 밸브 개방과 밸브 폐쇄를 반복하는 소위 난조(hunting)(이하, 헌팅이라 한다)가 발생한다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 오퍼레이트 체크 밸브의 헌팅의 발생을 억제할 수 있는 액츄에이터 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 액압 실린더의 신축 작동을 제어하는 액츄에이터 제어 장치로서, 상기 액압 실린더에 접속된 액츄에이터 포트와, 상기 액츄에이터 포트와 작동 유체의 공급 통로 또는 복귀 통로의 유통을 절환하는 메인 스풀과, 상기 액압 실린더와 상기 메인 스풀 사이에 개재 장착되어 상기 공급 통로로부터 상기 액츄에이터 포트로의 작동 유체의 유통을 허용하는 동시에, 배압실의 압력에 따라 상기 액츄에이터 포트로부터 상기 복귀 통로로의 작동 유체의 유통을 허용하는 오퍼레이트 체크 밸브를 구비하고, 상기 액츄에이터 포트는 도압 통로를 통해 상기 오퍼레이트 체크 밸브의 상기 배압실과 항상 연통되고, 상기 메인 스풀은 상기 메인 스풀에 미끄럼 이동 가능하게 수용 장착된 파일럿 스풀과, 상기 파일럿 스풀의 일단측에 구획된 파일럿실과, 상기 파일럿 스풀의 타단부측에 구획된 스프링실과, 상기 스프링 실에 수용 장착되어 상기 파일럿 스풀을 파일럿실의 압력에 대항하여 압박하는 압박 부재와, 상기 메인 스풀이 상기 액압 실린더의 작동 유체를 배출시키는 배출 위치로 절환된 경우에 상기 배압실을 상기 복귀 통로 하류의 탱크 통로에 연통시키는 제1 포트와, 상기 복귀 통로를 상기 파일럿실에 연통시키는 제2 포트를 구비하고, 상기 파일럿 스풀은 상기 파일럿실로부터 상기 탱크 통로로 유출되는 작동 유체의 흐름에 저항을 부여하는 제어 교축부를 구비하고, 상기 메인 스풀이 배출 위치로 설정된 경우에는 상기 파일럿 스풀은 상기 제어 교축부의 전후 차압에 의해 작용하는 상기 파일럿실의 압력과, 상기 스프링실의 상기 압박 부재의 압박력으로 밸런스를 맞춘 위치를 유지함으로써 상기 제1 포트의 개구 면적을 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 메인 스풀이 배출 위치로 절환된 경우에는 파일럿 스풀은 파일럿실의 압력과 스프링실의 압박 부재의 압박력에 의해 밸런스를 맞춘 위치를 유지하여, 제1 포트의 개방도가 일정하게 되도록 동작한다. 이에 의해, 오퍼레이트 체크 밸브의 밸브체 배면에 구획된 배압실의 압력이 일정하게 유지되기 때문에 오퍼레이트 체크 밸브의 헌팅의 발생이 억제된다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액츄에이터 제어 장치에 있어서 메인 스풀이 중립 위치에 있는 상태를 도시하는 단면도.

도2는 동일하게 액츄에이터 제어 장치에 있어서, 메인 스풀이 배출 위치에 있는 상태를 도시하는 단면도.

도3은 동일하게 액츄에이터 제어 장치에 있어서, 메인 스풀이 배출 위치이고 또한 제1 포트가 제어 상태일 경우를 도시하는 단면도.

도4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 액츄에이터 제어 장치에 있어서 메인 스풀이 중립 위치에 있는 상태를 도시하는 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

우선, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액츄에이터 제어 장치에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 액츄에이터 제어 장치는 포크리프트의 리프트 실린더(도시하지 않음)의 신축 작동을 제어하는 것이다. 리프트 실린더는 오일 등의 작동 유체에 의해 구동하는 액압 실린더이다.

액츄에이터 제어 장치는 보디(50)에 각 부재가 부착됨으로써 구성되고, 리프트 실린더에 접속된 액츄에이터 포트(1)와, 보디(50)에 형성된 스풀 구멍(2)에 미끄럼 이동 가능하게 개재 장착되어 액츄에이터 포트(1)와 작동 유체의 공급 통로(3) 또는 복귀 통로(4)의 유통을 절환하는 메인 스풀(52)과, 리프트 실린더와 메인 스풀(52) 사이에 개재 장착된 오퍼레이트 체크 밸브(51)를 구비한다.

오퍼레이트 체크 밸브(51)는 공급 통로(3)와 복귀 통로(4)의 합류 부분에 배치되어, 밸브체(5)에 의해 보디(50)에 설치된 시트부(6)를 개폐한다. 즉, 밸브체(5)가 시트부(6)를 개방하고 있을 때에는 액츄에이터 포트(1)는 공급 통로(3) 및 복귀 통로(4)와 연통된다. 또한, 밸브체(5)가 시트부(6)에 착좌되어 시트부(6)를 폐쇄하고 있을 때에는 액츄에이터 포트(1)와 공급 통로(3) 및 복귀 통로(4)의 연통이 차단된다.

밸브체(5)는 시트부(6)에 착좌됨으로써 작동 유체의 통과를 차단하는 포펫부(5a)와, 포펫부(5a)의 기단측에 설치된 통 형상의 통부(5b)를 구비한다. 통부(5b)의 동체부에는 액츄에이터 포트(1)와 통부(5b)의 내부를 연통하는 도압 통로로서의 오리피스(8)가 형성된다. 밸브체(5)의 배면에는 오리피스(8)를 통하여 액츄에이터 포트(1)의 작동 유체가 유도되는 배압실(7)이 구획된다. 이와 같이, 액츄에이터 포트(1)는 오리피스(8)를 통하여 배압실(7)에 항상 연통되어 있다. 또한, 배압실(7) 내에는 밸브체(5)를 밸브 폐쇄 방향으로 압박하는 압박 부재로서의 스프링(9)이 수용 장착된다.

밸브체(5)에 있어서의 액츄에이터 포트(1)에 면하는 외주면에는 액츄에이터 포트(1)의 작동 유체의 압력이 작용하는 수압부(5c)가 형성된다. 수압부(5c)에 작용하는 작동 유체의 압력에 의해, 밸브체(5)에는 밸브 개방 방향의 힘이 작용한다. 이에 대하여 밸브체(5)의 배면에는 배압실(7)의 압력이 작용하고, 이에 의해 밸브체(5)에는 밸브 폐쇄 방향의 힘이 작용한다. 밸브체(5)에 있어서의 밸브 폐쇄 방향의 수압 면적은 밸브 개방 방향의 수압 면적보다도 크다. 따라서, 수압부(5c)에 작용하는 압력과, 밸브체(5)의 배면에 작용하는 압력이 동일할 경우, 즉 액츄에이터 포트(1)와 배압실(7)의 압력이 동일할 경우에는 오퍼레이트 체크 밸브(51)는 밸브 폐쇄 상태를 유지하게 된다.

메인 스풀(52)에는, 펌프(도시하지 않음)가 토출하는 작동 유체가 유도되는 펌프 통로(12)와 항상 연통되는 공급측 고리 형상 홈(10)과, 복귀 통로(4)의 작동 유체가 배출되는 탱크 통로(13)와 항상 연통되는 복귀측 고리 형상 홈(11)이 형성 된다.

메인 스풀(52)이 도1에 도시하는 중립 위치로부터 리프트 실린더로 작동 유체를 공급하는 공급 위치(도1에서 우측 방향)로 이동한 경우에는, 공급 통로(3)는 공급측 고리 형상 홈(10)을 통해 펌프 통로(12)와 연통된다. 또한, 메인 스풀(52)이 중립 위치로부터 리프트 실린더의 작동 유체를 배출시키는 배출 위치(도1에서 좌측 방향)로 이동한 경우에는, 복귀 통로(4)는 복귀측 고리 형상 홈(11)을 통해 탱크 통로(13)에 연통된다.

또한, 공급 통로(3)에는 펌프 통로(12)로부터 액츄에이터 포트(1)로의 유통만을 허용하는 로드 체크 밸브(29)가 개재 장착된다. 또한, 메인 스풀(52)의 단부에는 메인 스풀(52)을 압박하여 중립 위치로 유지하기 위한 센터링 스프링(28)이 설치된다.

메인 스풀(52)의 내부에는 메인 스풀(52)과 동축 방향으로 파일럿 스풀(53)이 미끄럼 이동 가능하게 개재 장착된다. 파일럿 스풀(53)의 일단측에는 파일럿실(20)이 구획되고, 타단부측에는 스프링실(21)이 구획된다.

스프링실(21)에는, 파일럿 스풀(53)을 파일럿실(20)의 압력에 대항하여 압박하는 압박 부재로서의 스프링(22)이 수용 장착된다. 통상의 상태에서는, 파일럿 스풀(53)은 스프링(22)의 압박력에 의해 파일럿실(20)의 단부면에 압접되어 있다.

파일럿 스풀(53)의 외주면은 일부가 고리 형상으로 절결되고, 그 절결된 부분과 메인 스풀(52)의 내주면에 의해 고리 형상의 압력실(24)이 형성된다. 압력실(24)은 파일럿 스풀(53)에 형성된 연통로(27)를 통하여 파일럿실(20)에 항상 연 통되어 있다. 압력실(24)과 연통로(27)는 파일럿실(20)로부터 압력실(24)로의 작동 유체의 흐름에 저항을 부여하는 제어 교축부(25)에 의해 접속되어 있다. 또한, 파일럿실(20)과 압력실(24)을 연통로(27)에 의해 연통시켜, 그 연통로(27)에 제어 교축부(25)를 개재 장착하도록 하여도 된다.

또한, 메인 스풀(52)에는 외주면과 파일럿 스풀(53)이 미끄럼 이동하는 내주면에 개구부를 갖는 제1 포트(14), 제2 포트(15) 및 제3 포트(16)가 형성된다.

제1 포트(14)의 일단부는 압력실(24)에 연통되고, 타단부는 메인 스풀(52)이 중립 위치인 경우에는 보디(50)에 의해 닫힌다. 메인 스풀(52)이 중립 위치로부터 배출 위치(도1에서 좌측 방향)로 이동한 경우에는 제1 포트(14)의 타단부는 보디(50)에 형성된 유로(17)를 통하여 배압실(7)에 연통된다.

제2 포트(15)의 일단부는 파일럿실(20)에 연통되고, 타단부는 메인 스풀(52)이 중립 위치인 경우에는 보디(50)에 의해 닫힌다. 메인 스풀(52)이 중립 위치로부터 배출 위치로 이동한 경우에는 제2 포트(15)의 타단부는 복귀 통로(4)에 연통된다.

제3 포트(16)의 일단부는 파일럿 스풀(53)이 스프링(22)의 작용으로 도1에 도시하는 노멀 위치에 있을 경우에는 파일럿 스풀(53)에 형성된 랜드부(26)에 의해 닫힌다. 타단부는 메인 스풀(52)에 형성된 연통로(23)를 통해 스프링실(21)에 연통되어 있다. 메인 스풀(52)이 중립 위치로부터 배출 위치로 이동한 경우에는 제3 포트(16)의 타단부는 스풀 구멍(2)의 내면에 형성된 고리 형상 홈(18)을 통하여 탱크 통로(13)에 연통된다. 이에 의해. 스프링실(21)도 제3 포트(16) 및 고리 형상 홈(18)을 통하여 탱크 통로(13)에 연통된다.

이상의 제1 내지 제3 포트(14 내지 16)는 메인 스풀(52)이 중립 위치로부터 배출 위치로 이동한 경우 우선 제3 포트(16)가 고리 형상 홈(18)에 연통되고, 그 후 제1 포트(14)가 유로(17)를 통하여 배압실(7)에 연통되는 동시에 제2 포트(15)가 복귀 통로(4)에 연통되는 상대 위치 관계로 되어 있다. 또한, 도2, 도3에 도시한 바와 같이 제2 포트(15)가 복귀 통로(4)와 연통된 후, 복귀 통로(4)는 메인 스풀(52)에 형성된 노치(19)를 통해 탱크 통로(13)에 연통되는 상대 위치 관계로 되어 있다.

다음에, 본 실시 형태의 액츄에이터 제어 장치의 작용에 대하여 설명한다.

메인 스풀(52)이 중립 위치일 경우 공급 통로(3)는 펌프 통로(12)와의 연통이 차단되고, 복귀 통로(4)는 탱크 통로(13)와의 연통이 차단된다. 또한, 제1 내지 제3 포트(14 내지 16)는 모두 닫혀, 오퍼레이트 체크 밸브(51)의 배압실(7)은 탱크 통로(13)의 연통이 차단된 상태로 된다. 배압실(7)에는 오리피스(8)를 통하여 액츄에이터 포트(1)의 작동 유체가 유도되기 때문에, 리프트 실린더의 유지압이 작용한다. 오퍼레이트 체크 밸브(51)의 밸브체(5)에 있어서의 밸브 폐쇄 방향의 수압 면적은 밸브 개방 방향의 수압 면적보다도 크기 때문에, 오퍼레이트 체크 밸브(51)는 밸브 폐쇄 상태를 유지한다.

메인 스풀(52)이 중립 위치로부터 공급 위치(도1에서 우측 방향)로 이동한 경우에는 공급 통로(3)는 공급측 고리 형상 홈(10)을 통하여 펌프 통로(12)와 연통된다. 따라서, 펌프 통로(12)로부터 공급 통로(3)로 공급된 작동 유체는 로드 체 크 밸브(29)를 경유하는 동시에 오퍼레이트 체크 밸브(51)를 밀면서 열어 액츄에이터 포트(1)로부터 리프트 실린더로 공급된다.

메인 스풀(52)이 중립 위치로부터 배출 위치(도1에서 좌측 방향)로 이동한 경우에는, 도2에 도시한 바와 같이 최초로 제3 포트(16)가 고리 형상 홈(18)을 통하여 탱크 통로(13)에 연통된다. 이에 의해, 스프링실(21)은 제3 포트(16) 및 고리 형상 홈(18)을 통하여 탱크 통로(13)에 연통된다. 그 후, 메인 스풀(52)이 더욱 좌측 방향으로 이동하면, 제1 포트(14)가 유로(17)를 통하여 배압실(7)에 연통되는 동시에, 제2 포트(15)가 복귀 통로(4)에 연통된다.

제1 포트(14)가 배압실(7)에 연통됨으로써, 배압실(7)의 유지압이 압력실(24) 및 제어 교축부(25)를 통해 파일럿실(20)로 유도된다. 이때, 스프링실(21)은 탱크압으로 유지되어 있기 때문에, 파일럿 스풀(53)은 스프링(22)의 스프링력에 대항하여 파일럿실(20)의 용적을 넓히는 방향(도1에서 좌측 방향)으로 이동한다.

이렇게 파일럿 스풀(53)이 이동함으로써, 제3 포트(16)의 일단부는 도2에 도시한 바와 같이 파일럿 스풀(53) 외주의 압력실(24)에 연통된다. 이에 의해, 제1 포트(14)와 제3 포트(16)가 압력실(24)을 통하여 연통되기 때문에, 배압실(7)은 유로(17), 제1 포트(14), 압력실(24), 제3 포트(16) 및 고리 형상 홈(18)의 순서대로 탱크 통로(13)에 연통된다.

배압실(7)이 탱크 통로(13)와 연통됨으로써 배압실(7)의 압력이 저하된다. 따라서, 오퍼레이트 체크 밸브(51)의 수압부(5c)에 작용하는 압력에 의해 밸브체(5)의 포펫부(5a)는 시트부(6)로부터 떨어져, 오퍼레이트 체크 밸브(51)가 밸브 개방된다. 이에 의해, 리프트 실린더의 작동 유체는 액츄에이터 포트(1)로부터 복귀 통로(4)측으로 유입된다.

여기서, 제2 포트(15)는 복귀 통로(4)에 연통되어 있기 때문에, 파일럿실(20)에는 제2 포트(15)를 통해 복귀 통로(4)의 유체가 유입된다. 파일럿실(20)로 유입된 작동 유체는 도3에 도시한 바와 같이 제어 교축부(25), 압력실(24), 제3 포트(16) 및 고리 형상 홈(18)의 순서대로 통과하여 탱크 통로(13)로 유입된다. 이와 같이, 제어 교축부(25)에 흐름이 발생함으로써, 제어 교축부(25)의 전후에는 차압이 발생하여 그 상류측의 압력이 파일럿실(20)에 작용한다.

이에 의해, 파일럿 스풀(53)은 스프링(22)을 압축하여 도면에서 좌측 방향으로 더욱 이동한다. 파일럿 스풀(53)의 이동에 의해, 제1 포트(14)의 일단부의 개구부에 파일럿 스풀(53)의 외주면이 걸쳐져, 압력실(24)에 대한 제1 포트(14)의 개구 면적, 즉 제1 포트(14)의 개방도가 변화된다.

제1 포트(14)의 개방도에 의해 파일럿실(20) 내의 압력이 변화되기 때문에, 파일럿 스풀(53)은 파일럿실(20) 내의 압력과 스프링(22)의 압박력에 의해 밸런스를 맞춘 위치를 유지한다.

구체적으로는, 파일럿 스풀(53)은 이하와 같이 하여 밸런스를 맞춘 위치를 유지한다.

파일럿 스풀(53)이 도면에서 좌측으로 이동함으로써 제1 포트(14)의 개방도가 작아진다. 이에 의해, 배압실(7)의 압력이 높아지기 때문에 오퍼레이트 체크 밸브(51)는 밸브 폐쇄 방향으로 이동하여 액츄에이터 포트(1)로부터 복귀 통로(4) 측으로 유입되는 작동 유체의 유량이 감소된다. 이에 의해, 파일럿실(20)로 유입되는 작동 유체의 유량도 감소되기 때문에 파일럿실(20) 내의 압력이 저하되어, 파일럿 스풀(53)은 스프링(22)의 압박력에 의해 파일럿실(20)의 용적을 좁히는 방향(도면에서 우측 방향)으로 이동한다. 파일럿 스풀(53)이 도면에서 우측 방향으로 이동함으로써, 제1 포트(14)의 개방도는 커지기 때문에 배압실(7)의 압력은 반대로 저하된다. 이에 의해, 오퍼레이트 체크 밸브(51)는 밸브 개방 방향으로 이동하기 때문에, 파일럿 스풀(53)은 스프링(22)의 압박력에 대항하여 파일럿실(20)의 용적을 넓히는 방향(도면에서 좌측 방향)으로 이동한다.

이상과 같이, 메인 스풀(52)을 공급 위치로 절환한 경우, 공급 통로(3)의 압력이 액츄에이터 포트(1)의 압력보다도 크고 또한 그 압력차가 소정값 이상이 됨으로써, 오퍼레이트 체크 밸브(51)는 스프링(9)의 압박력에 대항하여 밸브 개방되어 공급 통로(3)로부터 액츄에이터 포트(1)로의 작동 유체의 유통을 허용한다. 또한, 메인 스풀(52)을 배출 위치로 절환한 경우 배압실(7)의 압력이 저하됨으로써 오퍼레이트 체크 밸브(51)는 밸브 개방되어 액츄에이터 포트(1)로부터 복귀 통로(4)로의 작동 유체의 유통을 허용한다.

또한, 파일럿 스풀(53)은 파일럿실(20) 내의 압력과 스프링(22)의 압박력에 의해 밸런스를 맞춘 위치를 유지함으로써, 제1 포트(14)의 개방도를 일정하게 유지하도록 제어한다. 제1 포트(14)의 개방도가 일정하게 제어되면, 그에 수반하여 배압실(7) 내의 압력도 일정하게 유지되기 때문에 오퍼레이트 체크 밸브(51)의 헌팅은 방지된다.

또한, 복귀 통로(4)의 압력을 안정적으로 유지한 상태로 노치(19)를 이용하여 소량씩 작동 유체를 배출하는 인칭 제어(cinching control)를 할 수 있기 때문에 그 인칭 제어를 원활하게 행할 수 있게 된다. 즉, 노치(19)가 복귀 통로(4)에 연통되는 위치에 메인 스풀(52)을 유지하면, 그 노치(19)의 개구에 비례한 적은 유량을 탱크 통로(13)로 복귀시킬 수 있어, 리프트 실린더를 천천히 하강시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음에, 도4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 액츄에이터 제어 장치에 대하여 설명한다. 또한, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 제2 실시 형태와 상기 제1 실시 형태의 차이는 오퍼레이트 체크 밸브(51)의 구성이 상이하다는 점이다. 이하, 그 상이점을 중심으로 설명한다.

오퍼레이트 체크 밸브(51)의 포펫부(5a)에는 축 방향으로 밸브 구멍(30)이 형성되는 동시에, 이 밸브 구멍(30)은 도압 통로로서의 포트(31)를 통하여 액츄에이터 포트(1)에 항상 연통되어 있다. 밸브 구멍(30)에는 안내 부재로서의 플러그(32)가 끼워 맞추어진다. 또한, 포트(31)는 상기 제1 실시 형태에서의 오리피스(8)에 대응하는 것이나, 그 개구 면적은 오리피스(8)와 비교하여 충분히 크다.

플러그(32)에 있어서의 밸브 구멍(30)에 삽입된 단부에는 오목부(33)가 형성되고, 이 오목부(33)는 플러그(32)에 형성된 통로(34)를 통해 배압실(7)에 연통되어 있다. 오목부(33)에는 제2 밸브체로서의 보조 밸브체(35)가 미끄럼 이동 가능 하게 개재 장착된다. 이렇게 보조 밸브체(35)는 오퍼레이트 체크 밸브(51)의 밸브체(5) 내에 수용 장착되어, 액츄에이터 포트(1)와 배압실(7)을 연통하는 것이다.

보조 밸브체(35)에는 보조 밸브체(35)의 선단부가 포펫부(5a)의 단부면에 접촉됨으로써 구획되는 파일럿실(41)과, 파일럿실(41)에 개구되는 제1 제어 오리피스(37)와, 제1 제어 오리피스(37)에 연통되는 동시에 개구 직경이 제1 제어 오리피스(37)보다도 큰 제2 제어 오리피스(38)와, 제2 제어 오리피스(38)에 연통되는 동시에 통로(34)를 통해 배압실(7)에도 연통되어, 보조 밸브체(35) 배면에 구획된 스프링실(39)이 각각 직렬이면서 축 방향을 따라 형성된다. 이와 같이, 파일럿실(41)과 스프링실(39)은 제1 제어 오리피스(37) 및 제2 제어 오리피스(38)를 통하여 연통되어 있다.

스프링실(39)에는 압박 부재로서의 스프링(40)이 수용 장착된다. 스프링(40)은 보조 밸브체(35)를 플러그(32)의 오목부(33)로부터 후퇴시키는 방향으로 압박한다. 따라서, 파일럿실(41)에 압력이 작용하지 않는 상태에서는 스프링(40)의 압박력에 의해 보조 밸브체(35)의 선단부는 포펫부(5a)의 단부면에 압박되어, 제1 제어 오리피스(37)에서의 작동 유체의 흐름은 차단된다.

보조 밸브체(35)의 몸통부에는 외주면에 개구부를 갖는 동시에 제2 제어 오리피스(38)에 연통되는 고리 형상의 도입 포트(36)가 형성된다. 도입 포트(36) 외주면의 개구부(36a)의 개구 면적은 보조 밸브체(35)와 플러그(32)의 상대 위치에 의해 결정된다. 보조 밸브체(35)가 스프링(40)의 압박력에 의해 포펫부(5a)의 단부면에 접촉되어 있는 상태에서는 플러그(32)의 오목부(33) 내주면에 의해 도입 포 트(36)의 개구부(36a)가 폐색될 일은 없다. 한편, 보조 밸브체(35)가 스프링(40)을 압축하면서 플러그(32)의 오목부(33) 내로 진입할 경우에는 그것에 수반하여 개구부(36a)의 개구 면적은 작아진다. 그리고, 보조 밸브체(35)가 오목부(33)의 저면에 접촉된 상태에서는 개구부(36a)는 플러그(32)의 오목부(33) 내주면에 의해 폐색된다. 이와 같이, 보조 밸브체(35)가 플러그(32)의 오목부(33) 내주면을 따라 미끄럼 이동함으로써, 개구부(36a)의 개구 면적은 변화된다.

메인 스풀(52)이 중립 위치일 경우 배압실(7)과 탱크 통로(13)의 연통은 차단되기 때문에, 액츄에이터 포트(1)와 배압실(7)의 압력은 동등하게 된다. 이때, 보조 밸브체(35)의 양 단부에 구획된 스프링실(39)과 파일럿실(41)도 동일한 압력으로 되기 때문에, 보조 밸브체(35)는 스프링(40)의 압박력에 의해 도4에 도시하는 노멀 위치를 유지한다. 이 상태에서는 보조 밸브체(35)는 스프링(40)의 압박력에 의해 선단부가 포펫부(5a)의 단부면에 접촉되기 때문에, 제1 제어 오리피스(37)에는 흐름이 발생하지 않는다. 이에 대하여 도입 포트(36)는 개구되어 있기 때문에, 포트(31)는 도입 포트(36)를 통하여 제2 제어 오리피스(38)와 연통된다. 이와 같이, 도입 포트(36)는 파일럿실(41)에 압력이 작용하지 않을 경우에는 제1 제어 오리피스(37)를 바이패스하여, 포트(31)와 제2 제어 오리피스(38)를 연통시키는 것이다. 즉, 보조 밸브체(35)가 노멀 위치인 경우에는 액츄에이터 포트(1)는 포트(31), 도입 포트(36) 및 제2 제어 오리피스(38)를 통하여 배압실(7)에 연통된다.

다음에, 메인 스풀(52)을 공급 위치로 이동시켜 오퍼레이트 체크 밸브(51)의 밸브체(5)가 밸브 개방된 상태로부터 메인 스풀(52)을 중립 위치를 초과하여 한번에 배출 위치로 절환할 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 밸브체(5)의 개방도가 큰 상태로 복귀 통로(4)와 탱크 통로(13)가 연통되면 리프트 실린더로부터의 복귀 유체가 복귀 통로(4)와 복귀측 고리 형상 홈(11)의 랩 부분에 한번에 유입되게 된다. 이에 의해, 랩 부분에서의 압력 손실이 급격하게 커져 충격이 발생한다.

따라서, 본 실시 형태는 리프트 실린더를 상승시키고 나서, 한번에 하강시키는 경우에도 충격이 적어지도록 밸브체(5)를 원활하게 제어 상태로 복귀하도록 한 것이다.

메인 스풀(52)을 공급 위치로부터 배출 위치로 절환한 경우, 상기 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 배압실(7)은 탱크 통로(13)에 연통된다. 이에 의해, 액츄에이터 포트(1)는 포트(31), 도입 포트(36), 제2 제어 오리피스(38) 및 배압실(7)을 경유하여 탱크 통로(13)에 연통된다. 따라서, 제2 제어 오리피스(38)에 흐름이 발생한다.

여기서, 제2 제어 오리피스(38)의 개구 면적은 크기 때문에 리프트 실린더로부터의 작동 유체는 제2 제어 오리피스(38)를 통하여 배압실(7)로 유입되기 쉽다. 따라서, 배압실(7)의 압력이 상승하여 밸브체(5)는 밸브 폐쇄 방향으로 원활하게 이동하여 제어 상태로 복귀된다.

밸브체(5)가 제어 상태로 복귀되어 시트부(6)의 개방도가 어느 정도 작아지면 제2 제어 오리피스(38)를 통과하는 유체의 압력 손실의 작용에 의해 파일럿실(41)의 압력이 상승한다. 그리고, 파일럿실(41)과 스프링실(39)의 압력차가 소 정 이상에 도달한 경우에는 보조 밸브체(35)는 스프링(40)의 압박력에 대항하여 이동하고, 도입 포트(36)의 개구부(36a)는 플러그(32)의 오목부(33) 내주면에 의해 폐색된다. 이것과 동시에 보조 밸브체(35)의 선단부도 포펫부(5a)의 단부면으로부터 떨어지기 때문에, 제1 제어 오리피스(37)와 포트(31)가 연통되어, 작동 유체가 제1 제어 오리피스(37)를 통과하게 된다. 이후에는 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 통상의 제어가 행해지게 된다.

또한, 보조 밸브체(35)는 리프트 실린더 상승 시에는 제1 제어 오리피스(37)로 절환되고, 밸브체(5)가 리시트(reset)할 때에는 절환되지 않는 설정으로 하고 있다. 보조 밸브체(35)가 절환되지 않으면 작동 유체는 제1 제어 오리피스(37)를 바이패스하기 때문에 보조 밸브체(35)의 복귀가 빨라진다.

이상의 본 실시 형태에 의하면, 종래와 같이 공급 통로(3)로부터 액츄에이터 포트(1)로 작동 유체를 공급하는 공급 모드로부터, 액츄에이터 포트(1)로부터 복귀 통로(4)로 작동 유체를 복귀시키는 복귀 모드로 급격하게 절환했다고 해도 밸브체(5)가 제어 상태로 원활하게 복귀되기 때문에 종래보다도 쇼크가 완화된다.

본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적인 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변경을 이룰 수 있는 것은 명백하다.

본 발명은 포크리프트에 있어서의 리프트 실린더의 신축 작동의 제어에 이용되는 액츄에이터 제어 장치에 적용할 수 있다.

Claims

액압 실린더의 신축 작동을 제어하는 액츄에이터 제어 장치로서,

상기 액압 실린더에 접속된 액츄에이터 포트와,

상기 액츄에이터 포트와 작동 유체의 공급 통로 또는 복귀 통로와의 유통을 절환하는 메인 스풀과,

상기 액압 실린더와 상기 메인 스풀 사이에 개재 장착되어, 상기 공급 통로로부터 상기 액츄에이터 포트로의 작동 유체의 유통을 허용하는 동시에, 배압실의 압력에 따라 상기 액츄에이터 포트로부터 상기 복귀 통로로의 작동 유체의 유통을 허용하는 오퍼레이트 체크 밸브를 구비하고,

상기 액츄에이터 포트는, 도압 통로를 통하여 상기 오퍼레이트 체크 밸브의 상기 배압실과 항상 연통되고,

상기 메인 스풀은,

상기 메인 스풀에 미끄럼 이동 가능하게 수용 장착된 파일럿 스풀과,

상기 파일럿 스풀의 일단측에 구획된 파일럿실과,

상기 파일럿 스풀의 타단부측에 구획된 스프링실과,

상기 스프링실에 수용 장착되어 상기 파일럿 스풀을 파일럿실의 압력에 대항하여 압박하는 압박 부재와,

상기 메인 스풀이 상기 액압 실린더의 작동 유체를 배출시키는 배출 위치로 절환된 경우에, 상기 배압실을 상기 복귀 통로 하류의 탱크 통로에 연통시키는 제1 포트와, 상기 복귀 통로를 상기 파일럿실에 연통시키는 제2 포트를 구비하고,

상기 파일럿 스풀은,

상기 파일럿실로부터 상기 탱크 통로로 유출되는 작동 유체의 흐름에 저항을 부여하는 제어 교축부를 구비하고,

상기 메인 스풀이 배출 위치로 절환된 경우에는, 상기 파일럿 스풀은, 상기 제어 교축부의 전후 차압에 의해 작용하는 상기 파일럿실의 압력과 상기 스프링실의 상기 압박 부재의 압박력에 의해 밸런스를 맞춘 위치를 유지함으로써 상기 제1 포트의 개구 면적을 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 메인 스풀은,

상기 스프링실에 연통되어 설치되는 동시에, 상기 메인 스풀이 배출 위치로 절환된 경우에 상기 탱크 통로에 연통되는 제3 포트와,

상기 파일럿 스풀의 외주에 구획되어, 당해 파일럿 스풀이 상기 스프링실의 상기 압박 부재의 압박력에 대항하여 이동했을 때에, 상기 제1 포트와 상기 제3 포트를 연통시키는 압력실을 더 구비하고,

상기 메인 스풀이 배출 위치로 절환된 경우에는, 상기 오퍼레이트 체크 밸브의 상기 배압실이, 상기 제1 포트, 상기 압력실 및 상기 제3 포트를 통하여 상기 탱크 통로에 연통됨으로써 상기 오퍼레이트 체크 밸브가 밸브 개방되어, 상기 액츄에이터 포트와 상기 복귀 통로가 연통되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제어 장 치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오퍼레이트 체크 밸브는,

밸브체 내에 수용 장착되어 상기 액츄에이터 포트와 상기 배압실을 연통하여, 안내 부재를 따라 미끄럼 이동 가능하게 이동하는 제2 밸브체를 더 구비하고,

상기 제2 밸브체는,

당해 제2 밸브체의 선단부에 개구부를 갖는 제1 제어 오리피스와,

당해 제1 제어 오리피스에 연통되고, 개구 직경이 제1 제어 오리피스보다도 큰 제2 제어 오리피스와,

당해 제2 제어 오리피스에 연통되는 동시에 상기 배압실에도 연통되어, 상기 제2 밸브체 배면에 구획된 스프링실과,

상기 스프링실에 수용 장착되어, 상기 제2 밸브체를 상기 안내 부재로부터 후퇴시키는 방향으로 압박하고, 상기 제2 밸브체의 선단부를 상기 밸브체에 대하여 압박하여 상기 제1 제어 오리피스에서의 흐름을 차단하는 압박 부재와,

상기 도압 통로로부터의 작동 유체를 상기 제2 제어 오리피스로 도입 가능하고, 상기 제2 밸브체가 상기 압박 부재의 압박력에 대항하여 이동하여 상기 안내 부재 내로 진입하는 것에 수반하여 그 개구 면적이 작아지는 도입 포트를 구비하고,

상기 제2 제어 오리피스의 전후 차압이 소정값 이하인 경우에는, 상기 액츄에이터 포트는 상기 도입 포트 및 상기 제2 제어 오리피스를 통해 상기 배압실에 연통되고,

상기 제2 제어 오리피스의 전후 차압이 소정값을 초과한 경우에는, 상기 제2 밸브체는 상기 압박 부재의 압박력에 대항하여 이동하고, 상기 액츄에이터 포트는 상기 제1 제어 오리피스를 통하여 상기 배압실에 연통되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 도입 포트는 상기 제2 밸브체 외주면에 개구부를 갖고,

상기 제2 제어 오리피스의 전후 차압이 소정값을 초과한 경우에는, 상기 도입 포트의 상기 개구부는 상기 안내 부재의 내주면에 의해 폐색되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 제어 장치.