KR100976358B1 - 유압 제어 장치 - Google Patents

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다케시 고바야시
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

본 유압 제어 장치 (1) 는 전환 밸브 (11), 밸브 지지실 (35), 이 장치 안에서 움직일 수 있는 유동 제어 밸브 (12), 유동 제어 밸브 (12) 내부에 장착된 연통로실 (12a) 과 함께 움직일 수 있는 개폐 밸브 (13) 와 밸브 제어 장치 (14) 를 포함한다. 상기 유동 제어 밸브 (12) 와 밸브 지지실 (35) 을 형성하는 벽면 사이에 형성된 조절기는 실린더 라인 (32) 과 연통로실 (12a) 을 연결한다. 이 조절기 개구는 유동 제어 밸브 (12) 의 운동에 따라 변경된다. 상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치에 있으면, 밸브 제어 장치 (14) 는 실린더 라인 (32) 의 압력보다 낮은 파일럿 압력을 유동 제어 밸브 (12) 의 배압실 (12d) 로 공급하여, 연통로 (X) 를 개방하는 방향으로 개폐 밸브 (13) 를 움직인다.

Description

유압 제어 장치{HYDRAULIC CONTROL APPARATUS}
본 발명은 실린더로의 유압의 공급 및 배출을 제어하는 전환 밸브를 구비한 유압 제어 장치에 관한 것이다.
유체를 실린더로 제공하고 실린더로부터 배출하는 것을 제어하는 전환 밸브를 구비한 유압 제어 장치로서, 사용되는 유압 제어 장치로는 예를 들어 포크 리프트가 알려져 있다. 이러한 유압 제어 장치는 일본 공개 특허 문헌 No. 2002 - 327706 에 설명된 바와 같이 포크를 선택적으로 상승 및 하강시키는 포크 리프트의 리프트 실린더를 작동시킬 목적으로 사용될 수 있다.
상기 공개 문헌의 유압 제어 장치는 주요 라인에 형성되는 유동 조절기와 작동되는 체크 밸브를 포함한다. 이 주요 라인은 리프트 레버에 의해 작동되는 리프트 제어 밸브를 리프트 실린더에 연결한다. 이 리프트 제어 밸브는 다양한 조절기를 포함하고 상승위치, 중립 위치 및 하강 위치 중에서 전환된다. 특히, 스풀이 중립 위치나 하강 위치에 배치되어 있으면, 리프트 제어 밸브는 작동되는 체크 밸브의 배압실을 밀폐한다. 따라서, 상기 작동된 체크 밸브는 주요 라인을 차단하는 방향으로 가압을 받는다. 한편, 펌프는 유동 조절기의 제 2 압력실로 유압을 공급할 목적으로 작동하고, 유동 조절기의 밸브 본체는 완전히 개방위 치에 유지되어 있다.
반대로, 스풀이 하강 위치에 배치되면, 탱크는 작동되는 체크 밸브의 배압실로 유압을 제공할 목적으로 작동한다. 따라서, 상기 작동되는 체크 밸브는 리프트 실린더에 의해 발생된 유압을 이용하는 주요 라인을 개방한다. 한편 , 탱크의 유압은 유동 조절기의 제 2 압력실로 공급된다. 이로써, 유량 조절기의 밸브 본체가 다양한 조절기의 상류부의 압력과 하류부의 압력간의 차이가 미리 정해진 범위 이하로 유지되도록 움직인다. 따라서, 상기 리프트 실린더에서 유출하는 유압 작동유의 유량은 조정된다.
그러나, 유압 제어 장치에서는, 상기 작동된 체크 밸브 및 유동 조절기가 개별적으로 형성된다. 게다가, 유압 제어 장치는 다수의 구성 장치를 포함하고 있어, 상대적으로 복잡한 구성을 갖는다. 더 나아가, 상기 작동되는 체크 밸브 및 유동 조절기는 두 다른 공간에 개별적으로 수용되어야 하기 때문에, 유압 제어 장치는 상대적으로 커진다.
따라서, 본 발명은 안정적으로 폐쇄작동을 수행하는 컴팩트한 유압 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
앞서 말한 목적을 달성하기 위해서 그리고 본 발명의 일 양태에 따르면, 유압 제어 장치는 실린더용으로 제공된다. 이 장치는 전환 밸브, 실린더 라인, 전환 밸브 라인, 밸브 지지실, 유동 제어 밸브, 개폐 밸브 및 밸브 제어 장치를 포함한다. 상기 전환 밸브는 실린더에 대한 유체의 공급 및 배출을 제어한다. 이 전환 밸브는 실린더에 유압을 공급하는 공급 위치와, 실린더로부터 상기 유체를 배출하는 배출 위치와, 상기 실린더에 대해 유체의 공급 및 배출을 억제하는 중립 위치 중에서 전환된다. 상기 실린더 라인은 실린더에 연결된다. 이 전환 밸브에 전환 밸브 라인이 연결된다. 밸브 지지실이 상기 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이에 배치된다. 이 밸브 지지실은 상기 실린더 라인과 연통하는 실린더측 개구와, 전환 밸브 라인과 연통하는 전환 밸브측 개구를 구비한다. 유동 제어 밸브가 밸브 지지실에 이동 가능하게 장착된다. 이 유동 제어 밸브는 상기 실린더 라인과 전환 밸브 라인을 서로에 대해 선택적으로 연결 및 차단한다. 이 유동 제어 밸브는 연통로실을 포함한다. 이 유동 제어 밸브는 연통로실을 실린더측 개구에 연결하는 실린더측 관통 구멍 및 연통로실을 전환 밸브측 개구에 연결하는 전환 밸브측 관통 구멍을 구비한다. 개폐 밸브가 연통로실에만 이동 가능하게 장착된다. 이 개폐 밸브는 연통로실에 배압실을 형성한다. 이 개폐 밸브에 작용하는 유압은 상기 배압실로 도입된다. 이 개폐 밸브는 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이의 연통로를 선택적으로 개방하고 차단한다. 밸브 제어 장치가 유동 제어 밸브와 개폐 밸브의 작동을 제어한다. 조절기가 유동 제어 밸브와 밸브 지지실을 형성하는 벽 사이에 형성된다. 이 조절기는 실린더 라인과 연통로실을 서로에 대해 연결한다. 조절기의 개도는 유동 제어 밸브의 운동에 따라 변경된다. 상기 전환 밸브가 중립 위치 또는 공급 위치에 있으면, 밸브 제어 장치는 연통로를 차단하는 방향으로 개폐 밸브를 가압하기 위해 실린더 라인내의 유압을 배압실에 공급한다. 상기 전환 밸브가 배출 위치에 있으면, 실린더 라인의 유압보다 낮은 파일럿 압력을 배압실에 공급하여, 연통로를 개방하는 방향으로 개폐 밸브를 움직인다. (1항 참조)
본 발명의 다른 양태에 의하면, 다른 실린더용 다른 유압 제어 장치가 제공된다. 본 유압 제어 장치는 전환 밸브, 실린더 라인, 전환 밸브 라인, 밸브 지지실 , 유동 제어 밸브, 개폐 밸브 및 밸브 제어 장치를 포함한다. 상기 전환 밸브는 실린더에 대해 유체의 공급과 배출을 제어한다. 이 전환 밸브는 실린더에 유체를 공급하는 공급위치와, 실린더로부터 유체를 배출하는 배출 위치와 실린더에 대해 유체의 공급 및 배출을 억제하는 중립위치 중에서 전환된다. 실린더 라인이 상기 실린더에 연결되어 있다. 전환 밸브 라인이 상기 전환 밸브에 연결되어 있다. 밸브 지지실이 상기 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이에 배치되어 있다. 유동 제어 밸브가 상기 밸브 지지실에 이동 가능하게 장착되어 있다. 상기 유동 제어 밸브는 실린더 라인과 전환 밸브 라인을 서로에 대해 선택적으로 연결 및 차단한다. 이 유동 제어 밸브는 연통로실을 포함한다. 상기 개폐 밸브는 연통로실에 이동 가능하게 장착되어 있다. 상기 개폐 밸브는 연통로실에 배압실을 형성한다. 상기 개폐 밸브에 작용하는 유압은 배압실로 도입된다. 상기 개폐 밸브는 실린더 라인과 전환 밸브 라인사이의 연통로를 선택적으로 개방 및 차단한다. 밸브 제어 장치가 상기 유동 제어 밸브와 개폐 밸브의 작동을 제어한다. 유동 제어 밸브와 밸브 지지실을 형성하는 벽 사이에 조절기가 형성되어 있다. 이 조절기는 실린더 라인과 연통로실을 서로에 연결한다. 이 조절기의 개도는 유동 제어 밸브의 운동에 따라 변경된다. 상기 전환 밸브가 중립 위치 또는 공급 위치에 있으면, 밸브 제어 장치는 연통로를 차단하는 방향으로 개폐 밸브를 가압하기 위하여 실린더 라인내의 유압을 배압실에 공급한다. 상기 방향 전환 밸브가 배출 위치에 있으면, 실린더 라인의 압력보다 낮은 파일럿 압력을 배압실에 공급하여, 연통로를 개방하는 방향으로 개폐 밸브를 움직인다.
본 발명의 원리를 첨부도면과 함께 실시예를 통해 이하 설명하여, 본 발명의 다른 양태와 이점은 명백해질 것이다.
본 발명의 목적과 이점과 더불어 본 발명은 이하 설명하는 바람직한 실시형태를 이하 첨부된 도면을 참조하여 이해되어야 한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 유압 제어 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 유압 제어 장치의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 유압 제어 장치의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 4 는 도 1 의 유압 제어 장치의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 유압 제어 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6 은 도 5 의 유압 제어 장치의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따라 유압 제어 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 유압 제어 장치 (1) 를 나타내는 단면도이다. 유압 제어 장치 (1) 는 포크를 선택적으로 상승 및 하강시키는 포크 리프트의 리프트 실린더 (50) 를 작동시킬 목적으로 사용된다. 이 리프트 실린더 (50) 는 단동 실린더로 형성된다. 상기 포크 리프트는 리프트 실린더 제어 회로 또는 리프트 실린더 (50) 가 배치되어 있는 유압회로를 포함한다. 이 유압 제어 장치 (1) 는 리프트 실린더 제어 회로의 일부를 형성한다. 상기 포크 리프트는 유압 펌프 (51) 및 경사 실린더 제어 회로와 파워 스티어링 유압 회로를 포함하는 다른 유압 회로 (도시 생략) 를 더 포함한다. 상기 유압 펌프 (51) 는 유압 작동유(유체) 를 리프트 실린더 제어 회로를 포함하는 다른 회로에 공급한다. 그 다음에, 이 유압 작동유는 상기 회로에서 상기 포크 리프트에 제공되어 있는 탱크 (52) 로 되돌아오고, 상기 유압 펌프 (51) 에 의해 재가압되고 나서 상기 회로로 재순환된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 유압 제어 장치 (1) 는 밸브 하우징 (10), 전환 밸브 (11), 유동 제어 밸브 (12), 개폐 밸브 (13), 밸브 제어 장치 (14) 를 포함한다. 상기 밸브 하우징 (10) 에는, 다양한 포트와 라인이 형성되어 있고, 상기의 전환 밸브 (11), 유동 제어 밸브 (12) , 개폐 밸브 (13), 밸브 제어 장치 (14) 는 상기 밸브 하우징 (10) 안에 결합되어 있다.
실린더 포트 (31) 가 상기 밸브 하우징 (10) 에 형성되어 있고, 상기 리프트 실린더 (50) 에 연결되어서, 상기 유압 작동유를 이 리프트 실린더 (50) 에 선택적 으로 공급하고, 리프트 실린더 (50) 로부터 유압 작동유를 배출하는 공급 - 배출 포트를 형성한다. 상기 밸브 하우징 (10) 은 공급 라인 (36) 과 제 1 탱크 라인 (37) 과 제 2 탱크 라인 (38) 을 포함한다. 상기 공급 라인 (36) 은 유압 펌프 (51) 에 연통하고, 이 유압 펌프 (51) 로부터 유압 작동유가 공급된다. 제 1 탱크 라인 (37) 및 제 2 탱크 라인 (38) 은 상기 탱트 (52) 에 연통한다. 상기 밸브 하우징 (10) 은 실린더 라인 (32) 과 전환 밸브 라인 (33) 과 연결 통로 (34) 를 더 포함한다. 상기 실린더 라인 (32) 은 실린더 포트 (31) 에서부터 연속적으로 형성되어 있고 이 실린더 포트 (31) 를 통해 리프트 실린더 (50) 와 연통한다. 상기 방향 전환 벨브 라인 (33) 은 상기 전환 밸브 (11) 와 연통한다.
상기 유동 제어 밸브 (12) 는 실린더 라인 (32) 과 전환 밸브 라인 (33) 사이에 형성된 밸브 지지실 (35) 안에 장착되어 있고, 이 밸브 지지실 (35) 을 형성하는 벽을 따라 움직일 수 있다. 이 밸브 지지실 (35) 을 형성하는 벽은 실린더측 개구 (35a) 와 전환 밸브측 개구 (35b) 를 포함한다. 이 실린더측 개구 (35a) 는 상기 실린더 라인 (32) 에 열려있고, 상기 전환 밸브측 개구 (35b) 는 전환 밸브 라인 (33) 에 열려있다. 연통로실 (12a) 이 유동 제어 밸브 (12) 안에 형성되어 있다. 상기 연통로실 (12a) 은 개폐 밸브 (13) 를 수용할 수 있는 원통형 공간이다. 상기 유동 제어 밸브 (12) 는 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 을 갖는다. 상기 실린더측 관통 구멍 (12b) 은 연통로실 (12a) 을 실린더측 개구 (35a) 에 선택적으로 연결한다. 상기 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 은 연통로실 (12a) 을 상기 전환 밸브측 개구 (35b) 에 선 택적으로 연결한다. 따라서, 상기 실린더 라인 (32) 은 유동 제어 밸브 (12) 의 연통로실 (12a) 을 통하여 전환 밸브 라인 (33) 에 연결될 수 있다.
이와 같이, 유동 제어 밸브 (12) 와 밸브 지지실 (35) 은 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 실린더측 개구 (35a) 사이에 조절기를 형성한다. 이 조절기는 유동 제어 밸브 (12) 의 운동에 따라, 실린더 라인 (32) 과 연통로실 (12a) 사이의 개도를 변경한다. 상기 유동 제어 밸브 (12) 는 길이 방향의 단부에 스프링 지지부재 (18) 와 가압 부재의 역할을 하는 스프링 (17) 을 갖는다. 이 스프링 (17) 은 스프링 지지부재 (18) 를 통해 유동 제어 밸브 (12) 의 개도가 커지는 방향으로 (도면에서 볼 때 우측 방향으로) 유동 제어 밸브 (12) 를 가압한다.
상기 개폐 밸브 (13) 는 연통로실 (12a) 의 내주를 따라 이동할 수 있게 원주 형상을 갖는다. 이 개페 밸브 (13) 는 연통로실 (12a) 을 유체실 (12h) 과 배압실 (12d) (back pressure chamber) 로 분할한다. 상기 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 은 유체실 (12h) 에 배치되어 있다. 이 개폐 밸브 (13) 는 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 사이의 연통 경로 (X) (도 1 에서 화살표 X 로 표시된) 을 선택적으로 차단한다.
전술한 바와 같이, 배압실 (12d) 은 연통로실 (12a) 을 구획해서 형성되는 영역과 밸브 지지실 (35) 에 의해 형성되는 공간이다. 이 배압실 (12d) 은 개폐 밸브의 배압실의 역할을 하고, 유동 제어 밸브 (12) 의 배압실의 역할도 담당한다.
압력 도입 라인 (13b) 은 상기 개폐 밸브 (13) 에 형성된 관통 구멍이다. 이 압력 도입 라인 (13b) 은 배압실 (12d) 을 실린더측 관통 구멍 (12b) 및 실린더 라인 (32) 에 선택적으로 연결하여, 배압실 (12d) 을 실린더 라인 (32) 의 유체의 압력에 노출시킨다. 이 배압실 (12d) 내의 유압은 후술하는 바와 같이 밸브 제어 장치 (14) 에 의해 제어된다.
더 나아가, 상기 개폐 밸브 (13) 는 가압 부재의 역할을 하는 스프링 (16) 을 수용하기 위해 형성된 공간을 갖는다. 상기 배압실 (12d) 에는 개폐 밸브 (13) 와 스프링 지지부재 (18) 사이에 스프링 (16) 이 배치된다. 상기 개폐 밸브 (13) 는 연통로 (X) 를 차단하는 방향 (도면에서 볼 때 우측으로) 으로 스프링 (16) 에 의해서 가압을 받는다. 상기 개폐 밸브 (13) 의 말단부 (13a) 는 연통로실 (12a) 을 형성하는 벽에 형성된 단차형 (step) 인 밸브 시트 (12e) 와 접촉하며, 연통로 (X) 는 차단된다.
연결 통로 (34) 는 실린더 라인 (32) 과 전환 밸브 라인 (33) 사이를 연통할 수 있게 형성된다. 상기 연결 통로 (34) 는 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 사이의 연통로 (X) 를 포함하는 유압 작동유 경로 (제 1 라인) 와는 개별적으로 형성되고, 실린더 라인 (32) 을 전환 밸브 라인 (33) 에 연결하는 제 2 라인의 역할을 한다. 상기 전환 밸브 라인 (33) 과 연결 라인 (34) 사이에는 체크 밸브 (39) 가 제공되어 있다.
상기 전환 밸브 (11) 는 리프트 실린더 (50) 에 대한 유압 작동유의 공급 및 배출을 제어한다. 이 전환 밸브 (11) 는 스풀 (spool)(22), 스풀 구멍 (23) 및 스프링 장치 (24) 를 갖는 스풀 밸브로 형성된다. 이 스풀 (22) 은 스풀 구 멍 (23) 안에 축방향으로 움직일 수 있게 배치되어 있다. 스프링 장치 (24) 는 스풀 (22) 을 중립 위치에 유지한다. 이 스풀 (22) 은 미도시된 리프트 레버의 조작으로 축방향으로 운동하여, 공급위치 및 중립 위치 및 배출 위치 중에서 전환 밸브 (11) (더 구체적으로는 스풀 (22)) 를 전환한다.
도 1 에서는, 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에 유지되어 있는 상태이며, 이 중립 위치에서는 리프트 실린더 (50) 에 대한 유압 작동유의 공급 또는 배출을 하지 못하게 한다. 이 중립 위치에서 스풀 (22) 이 도 1 의 화살표 (A) 로 표시된 방향으로 운동하면, 전환 밸브 (11) 는 공급 위치로 전환된다. 이 상태에서, 이하 후술하는 바와 같이 유압 펌프 (51) 는 리프트 실린더 (50) 에 다시 말해, 리프트 실린더 (50) 의 하부실 (54) 에 유압 작동유를 공급한다(도 2 참조). 반대로, 도 1 에 중립 위치로부터 도면의 화살표 (B) 로 표시된 방향으로 스풀 (22) 을 운동시키면, 전환 밸브 (11) 는 배출 위치로 전환된다. 이 상태에서, 리프트 실린더 (50) 에서 탱크 (52) 로 유압 작동유가 배출된다(도 3 참조). 상기 스풀 (22) 은 이 스풀 (22) 의 두 축부에 형성되어 있는 상대적으로 작은 직경을 갖는 제 1 랜드부 (22a) 및 제 2 랜드부 (22b) 를 포함한다.
상기 설명한 바와 같이 구성된 개폐 밸브 (13) 는 제 1 가압력과 제 2 가압력에 기초하여 작동한다. 특히, 상기 제 1 가압력은 스프링 (16) 의 힘과 배압실 (12d) 에 작용하는 유압으로 인해 개폐 밸브 (13) 의 배압실 (12d) 을 향하는 단면에서 발생된다. 제 2 가압력은 개폐 밸브 (13) 의 유압실 (12h) 을 향하는 단면 (13c) 에 작용하는 유압으로 인해 발생된다. 상기 제 1 가압력이 제 2 가 압력보다 크면, 개폐 밸브 (13) 는 밸브 시트 (12e) 에 접촉한 상태로 유지된다. 반대로, 제 2 가압력이 제 1 가압력보다 크면, 개폐 밸브 (13) 는 개방 상태로 전환된다.
상기 개폐 밸브 (13) 의 단면 (13c) 이 배치되어 있는 유체실 (12h) 은 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 를 통해 전환 밸브 라인 (33) 과 연통하기 때문에, 이 개폐 밸브 (13) 의 단면 (13c) 은 전환 밸브 라인 (33) 의 유압과 실질적으로 동일한 유압을 받는다.
상기 개폐 밸브 (13) 가 연통로 (X) 를 개방한 상태에서, 전술한 바와 같이 구성된 유동 제어 밸브 (12) 는 개도를 증가시키는 방향을 따라 (도면에서 볼 때 우측으로) 배압실 (12d) 의 유동 제어 밸브 (12) 단면에 작용하는 유압으로 인한 가압력과 스프링 지지 부재 (18) 를 통해 스프링 (17) 의 가압력을 받는다. 또한 유동 제어 밸브 (12) 는 유체실 (12h) 에 상응하는 단면에 작용하는 유압으로 인하여, 개도를 줄이는 방향을 따라 (도면에서 볼 때 우측으로) 가압력을 받는다. 더 나아가, 스프링 지지 부재 (18) 는 개폐 밸브 (13) 에 의해 한정된 영역의 유압차 다시 말해, 배압실 (12d) 과 유체실 (12h) 사이의 유압차에 상응하는 가압력을 받는다. 상기 유동 제어 밸브 (12) 는 상기 가압력들이 평형을 이루는 위치에 유지된다.
상기 개폐 밸브 (13) 가 연통 경로 (X) 를 개방한 상태에서, 유체실 (12h) 과 전환 밸브 라인 (33) 의 유압이 증가하면, 유동 제어 밸브 (12) 및 개폐 밸브 (13) 또는 배압실 (12d) 에 작용하는 가압력은 증가된다. 상기 개폐 밸브 (13) 에 작용하는 가압력은 스프링 (16) 을 통해 스프링 지지 부재 (18) 에 전달된다. 대안적으로, 개폐 밸브 (13) 가 스프링 지지 부재 (18) 에 접촉할 때, 가압력은 스프링 (16) 과 개폐 밸브 (13) 를 통하여 스프링 지지 부재 (18) 에 전달된다. 또한, 유동 제어 밸브 (12) 에 작용하는 가압력은 스프링 지지 부재 (18) 에 전달된다. 따라서, 스프링 (17) 은 스프링 지지 부재 (18) 에 의해 수축되고, 유동 제어 밸브 (12) 는 이 스프링 (17) 의 탄성력과 상기 설명한 가압력이 평형이 될 때까지, 배압실 (12d) 을 향해 움직인다 (도면에서 볼때 좌측으로). 이로써, 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 실린더측 개구 (35a) 사이의 조절기의 개도가 줄어든다. 이러한 방법으로, 유동 제어 밸브 (12) 는 상기 전환 밸브 라인 (33) 의 유압에 따라 움직인다.
상기 밸브 제어 장치 (14) 는 유동 제어 밸브 (12) 와 개폐 밸브 (13) 의 작동을 제어하고, 도 1 에서 도시되어 있는 바와 같이 파일럿 라인 (20) 과 전자기 전환 밸브 (21) 를 포함한다.
상기 전자기 전환 밸브 (21) 의 전환에 따라 유동 제어 밸브 (12) 및 개폐 밸브 (13) 의 배압실 (12d) 을 탱크 (52) 에 연결하는 통로로서의 밸브 하우징 (10) 안에 상기 파일럿 라인 (20) 이 형성되어 있다. 이 파일럿 라인 (20) 은 실린더 라인 (32) 의 유압보다 낮은 파일럿 압력을 발생시키는 파일럿 압력 생성부를 형성하고, 배압실 (12d) 에 유압을 공급한다. 상기 파일럿 라인 (20) 은 전환 밸브 (11) 의 스풀 구멍 (23) 과 연통하는 개구 (20a) 를 갖는다. 상기 스풀 (22) 이 도 1 의 화살표 (B) 로 표시된 방향으로 움직이면, 전환 밸브 (11) 는 도 3 의 배출 위치로 전환된다. 이러한 상태에서, 스풀 (22) 의 제 2 랜드부 (22b) 는 개구 (20a) 에 상응하고 이로써, 파일럿 라인 (20) 은 스풀 구멍 (23) 을 통해 제 2 탱크 라인 (38) 에 연결된다.
상기 파일럿 라인 (20) 의 개구 (20a) 에서 제 2 랜드부 (22b) 에 상응하는 부분만이 제 2 탱크 라인 (38) 과 연통할 수 있는 부분으로 기능한다. 다시 말해, 상기 스풀 (22) 이 도 1 의 화살표 (B) 에 표시한 방향으로 움직일 때, 제 2 랜드부 (22b) 에 상응하는 개구 (20a) 의 상기 부분의 면적은 서서히 증가한다. 상기 파일럿 라인 (20) 과 제 2 탱크 라인 (38) 사이의 통로의 연통 면적 (개도) 은 이에 상응하여 서서히 증가한다.
상기 전자기 전환 밸브 (21) 는 유동 제어 밸브 (12) 및 개폐 밸브 (13) 의 배압실 (12d) 과 파일럿 라인 (20) 을 선택적으로 연결 및 차단할 수 있게 전환되는 전자기 밸브로 형성되어 있다. 이 전자기 전환 밸브 (21) 는 밸브 하우징 (10) 안에 결합된 한계 스위치 (25) 의 조작 상태를 검출하는 (도시되지 않은) 제어장치에 의해 여자 (excited) 또는 소자 (de-excited) 상태가 된다. 상기 전환 밸브 (11) 가 중립 위치 또는 공급 위치에 유지되어 있을 때, 전자기 스위치 밸브 (21) 는 파일럿 라인 (20) 으로부터 배압실 (12d) 을 차단한다(도 1 , 도 2 참조). 반대로, 전환 밸브 (11) 가 배출위치에 유지되어 있으면, 전자기 전환 밸브 (21) 는 배압실 (12d) 을 파일럿 라인 (20) 에 연결한다.(도 3, 도 4 참조). 상기 배압실 (12d) 이 파일럿 라인 (20) 에서 차단된 상태에서는, 개폐 밸브 (13) 의 압력 도입 라인 (13b) 을 통하여 도입되는 실린더 라인 (32) 의 유압은 밸브 본 체 (14) 의 압력 도입 라인 (14c) 을 통하여 배압실 (12d) 에 공급된다. 반대로, 배압실 (12d) 이 파일럿 라인 (20) 에 연결되었을 때, 실린더 라인 (32) 의 유압보다 낮은 전술한 파일럿 압력인 제 2 탱크 라인 (38) 의 유압은 파일럿 라인 (20) 을 통하여 배압실 (12d) 에 공급된다. 즉, 상기 전환 밸브 (11) 가 중립 위치 또는 공급 위치에 유지되어 있을 때에는 전환부의 역할을 하는 전자기 전환 밸브 (21) 가 작동하여 실린더 라인 (32) 의 유압을 배압실 (12d) 에 공급하기 위해 작동한다. 상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치에 있을 때에는, 상기 전자기 전환 밸브 (21) 가 작동하여 상기 파일럿 압력을 배압실 (12d) 에 공급하기 위해 작동한다.
상기 실린더 라인 (32) 의 유압이 배압실 (12d) 에 공급될 때, 개폐 밸브 (13) 는 전환 밸브 라인 (33) 에서부터 실린더 라인 (32) 을 차단하도록 밸브 시트 (12e) 쪽으로 가압력을 받는다. 반대로, 실린더 라인 (32) 의 유압보다 낮은 파일럿 압력이 배압실 (12d) 에 공급되면 실린더 라인 (32) 을 상기 전환 밸브 라인 (33) 에 연결시키도록, 개폐 밸브 (13) 는 밸브 시트 (12e) 로부터 이간된다. 이러한 상태에서, 유동 제어 밸브 (12) 는 전환 밸브 라인 (33) 의 유압에 따라 움직여서, 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 실린더측 개구 (35a) 사이의 조절기의 개도를 조정한다.
다음으로, 상기 유압 제어 장치 (1) 의 작동을 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에 유지되어 있으면, 공급 라인 (36) 및 제 1 탱크 라인 (37) 을 전환 밸브 라인 (33) 로부터 차단하도록 스풀 (22) 이 위치한다. 그러므로, 유압 작동유는 전환 밸브 라인 (33) 에 공급되지도 않고, 그로부터 배출되지도 않는다. 더욱이, 이러한 상태에서는 전자기 전환 밸브 (21) 는 파일럿 라인 (20) 으로부터 개폐 밸브 (13) 의 배압실 (12d) 을 차단하기 위해 작동한다. 따라서, 상기 실린더 라인 (32) 의 유압은 압력 도입 라인 (13b) 을 경유하여 배압실 (12d) 에 도입된다. 이 단계에서는, 상기 실린더 라인 (32) 의 유압과 스프링 (16) 에 의해 발생된 제 1 가압력은 전환 밸브 라인 (33) 의 유압에 의해 발생된 제 2 가압력보다 크고, 개폐 밸브 (13) 의 말단부 (13a) 는 밸브 시트 (12e) 에 접촉하게 된다. 이로써, 실린더 라인 (32) 이 전환 밸브 라인 (33) 로부터 차단된 상태로 유지된다. 이와 마찬가지로, 유동 제어 밸브 (12) 는 이의 단차 (stepped) 부 (12f) 가 밸브 지지실 (35) 를 형성하는 벽의 돌출부 (35f) 에 접촉한 상태로 유지된다. 다시 말하면, 개폐 밸브 (13) 는 유압 작동유를 리프트 실린더 (50) 로부터 배출하는 방향으로 유압 작동유의 유동을 차단한다는 것이다. 이로써, 리프트 실린더 (50) 가 후퇴 (즉, 자체의 무게로 인하여 하강) 되지 않게 되어, 포크를 미리 정해진 높이에 유지시킬 수 있다. 더욱이, 실린더 라인 (32) 에서부터 전환 밸브 라인 (33) 까지 걸쳐있는 연결 통로 (34) 는 체크 밸브 (39) 에 의해 차단된다.
상기 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에서 공급 위치로 전환될 때, 유압 제어 장치 (1) 는 이하와 같은 방식으로 작동한다. 도 2 는 전환 밸브 (11) 가 공급 위치에 유지되어 있을 때의, 유압 제어 장치 (1) 를 나타낸다. 이 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에서 공급 위치로 전환되면, 스풀 (22) 은 도 1 의 화살표 (A) 로 표시된 방향으로 이동한다. 따라서, 펌프 (51) 로부터 공급 라인 (36) 에 유압 작동유를 공급한 후에, 이 유압 작동유는 도 2 의 상응하는 화살표로 나타내는 바와 같이, 연통 통로 (36a) 및 스풀 (22) 의 제 1 랜드부 (22a) 와 스풀 구멍 (23) 의 대응 벽 사이에 한정되어 있는 통로를 통하여, 전환 밸브 라인 (33) 으로 도입된다. 이러한 상태에서, 제 1 탱크 라인 (37) 은 전환 밸브 라인 (33) 로부터 차단된 상태로 유지된다. 이리하여, 전환 밸브 라인 (33) 의 유압이 상승되고, 이로써 상응하여 증가된 가압력이 체크 밸브 (39) 에 가해진다. 따라서, 가압력이 상기 실린더 라인 (32) 의 유압과 스프링에 의해 발생되어 체크 밸브 (39) 에 작용하는 가압력을 초과할 때, 체크 밸브 (39) 는 개방된다. 이로써, 전환 밸브 라인 (33) 이 연결 통로 (34) 를 통해 실린더 라인 (32) 에 연결되어, 이 실린더 라인 (32) 에 유압 작동유가 보내진다. 그리고 나서, 이 유압 작동유는 리프트 실린더 (50) 에 공급되어, 포크를 상승시킨다. 이러한 상태에서, 전자기 전환 밸브 (21) 는 파일럿 라인 (20) 을 배압실 (12d) 로부터 차단된 상태로 유지시킨다. 그러므로, 배압실 (12d) 의 유압과 스프링 (16) 에 의해 발생된 제 1 가압력은 전환 밸브 라인 (33) 의 유압에 의해 발생된 제 2 가압력보다 크다. 따라서, 상기 개폐 밸브 (13) 는 폐쇄 상태를 유지한다. 이와 마찬가지로, 유동 제어 밸브 (12) 는 그의 단차부 (12f) 가 밸브 지지실 (35) 을 형성하는 벽의 돌출부 (35f) 에 접촉되어 있는 상태로 유지된다.
상기 전환 밸브 (11) 가 도 1 의 중립 위치에서 배출 위치로 전환되면, 유압 제어 장치 (1) 는 이하와 같이 작동한다. 도 3 은 전환 밸브 (11) 가 배출 위 치에 있을 때, 다시 말해 개폐밸브 (13) 를 이동시킬 때의 유압 제어 장치 (1) 를 나타낸다. 도 4 는 상기 개폐 밸브 (13) 와 유동 제어 밸브 (12) 가 함께 이동할 때의 유압 제어 장치 (1) 를 나타낸다. 상기 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에서 배출 위치로 전환되면, 상기 스풀 (22) 은 도 1 의 화살표 (B) 로 표시된 방향으로 이동한다. 따라서, 상기 전환 밸브 라인 (33) 은 스풀 (22) 의 1 랜드부 (22a) 와 스풀 구멍 (23) 의 대응 벽 사이에 형성된 통로를 통해 제 1 탱크 라인 (37) 에 연결된다.
더 나아가, 상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치로 전환되면, 한계 스위치 (25) 는 검출 신호를 발생시킨다. 이 검출 신호에 응답하여, 제어기 (미 도시) 는 파일럿 라인 (20) 을 배압실 (12d) 에 연결시키도록 전자기 전환 밸브 (20) 를 전환시킨다. 따라서, 상기 유압 작동유는 배압실 (12d) 에서 파일럿 라인 (20) 에 보내어진다.
한편, 스풀 (22) 의 운동량에 따라, 제 2 랜드부 (22b) 는 파일럿 라인 (20) 의 개구 (20a) 에 상응하는 위치에 이른다. 이 스풀 (22) 이 더 이동하면, 개구 (20a) 에서 스풀 (22) 에 의해 차단된 부분의 면적은 서서히 작아지고, 이와 반대로 개구 (20a) 에서 제 2 랜드부 (22b) 에 상응하는 부분은 서서히 커진다. 따라서, 파일럿 라인 (20) 과 제 2 탱크 라인 (38) 사이의 통로의 연통 면적 (개도) 은 서서히 증가하고, 이로써 이 파일럿 라인 (20) 에서 제 2 탱크 라인 (38) 에 보내지는 유압 작동유의 유량이 상응하여 증가된다. 상기 개구 (20a) 가 제 2 랜드부 (22b) 에 완전히 상응할 때, 제 2 탱크 라인 (38) 에 대한 상기 파일럿 라인 (20) 의 연통 상태는 변함없이 유지된다.
상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치로 전환되면, 유압 작동유는 도 3 의 대응하는 화살표로 표시된 바와 같이 배압실 (12d) 에서 파일럿 라인 (20) 을 통해 제 2 탱크 라인 (38) 으로 흐른다. 이로써, 배압실 (12d) 의 압력은 낮아진다. 다시 말하면, 실린더 라인 (32) 의 유압보다 낮은 파일럿 압력은 배압실 (12d) 에서 작용한다. 그러므로, 유체실 (12h) 의 유압에 의해 발생된 제 2 가압력은 스프링 (16) 및 배압실 (12d) 의 유압에 의해 발생된 제 1 가압력보다 커진다. 이로써, 개폐 밸브 (13) 는 밸브 시트 (12e) 에서 분리되어, 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 사이의 연통로 (X) 가 개방된다. 따라서, 유압 작동유는 리프트 실린더 (50) 에서 실린더 라인 (32) 과 연통로 (X) 를 경유하여 전환 밸브 라인 (33) 으로 흐른다. 그리고 나서, 유압 유체는 제 1 탱크 라인 (37) 에서 상기 탱크 (52) 로 보내져서 포크를 하강시킨다.
더욱이, 전환 밸브 라인 (33) 의 유압이 변하면, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 전환 밸브 (11) 가 배출 위치에 유지되어서, 리프트 실린더 (50) 에서 유압유체가 배출될 때나, 포크가 하강되고 있을 때, 배압실 (12d) 의 유압 및 스프링 (17) 에 의해 발생된 제 1 가압력과 유체실 (12h) 의 유압에 의해 발생된 제 2 가압력 사이의 균형이 급속히 무너져서, 유동 제어 밸브 (12) 가 움직인다. 따라서 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 실린더측 개구 (35a) 사이의 조절기의 개도(α) 가 변경된다.
결과적으로, 실린더 라인 (32) 에서 유체실 (12h) 로의 유압 작동유의 유량 이 변하여, 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 에서 전환 밸브 라인 (33) 에 흐르는 오일의 유압이 조정된다. 이러한 방식으로 포크의 하강 속도가 조정된다(압력 보상 기능).
이상 설명한 바와 같이, 제 1 실시형태의 유압 제어 장치 (1) 에서 전환 밸브 (11) 가 중립 위치를 유지할 때, 전환 밸브 라인 (33) 에서 실린더 라인 (32) 을 차단하는 방식으로, 개폐 밸브 (13) 를 가압하도록 개폐 밸브 (13) 의 배압실 (12d) 에 실린더 라인 (32) 의 유압을 공급한다. 그러므로, 상기 중립 위치에 유지되어 있는 상기 전환 밸브 (11) 로 개폐 밸브 (13) 는 실린더 라인 (32) 이 전환 밸브 라인 (33) 으로부터 차단되어 있는 상태를 유지한다. 이로써, 리프트 실린더 (50) 로부터 유압 작동유의 배출을 규제해 리프트 실린더 (50) 의 후퇴 동작을 규제한다. 다시 말해, 전환 밸브 (11) 가 중립 위치를 유지하는 한, 개폐 밸브 (13) 를 갖춘 유동 제어 밸브 (12) 는 작동되는 체크 밸브로서의 기능을 수행한다.
상기 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에서 배출 위치로 전환되면, 실린더 라인 (32) 의 유압보다 낮은 파일럿 압력이 개폐 밸브 (13) 의 배압실 (12d) 에 가해진다. 이 때문에, 배압실 (12d) 에서 개폐 밸브 (13) 에 가해지는 가압력이 감소되고, 따라서 개폐 밸브 (13) 는 폐쇄 상태에서 개방 상태로 또는 실린더 라인 (32) 과 연통로 (X) 를 서로 연통시키는 상태로 전환된다. 따라서, 리프트 실린더 (50) 에서 탱크 (52) 로 유압 작동유가 배출된다. 배출 위치에 유지되어 있는 상기 전환 밸브 (11) 로, 전환 밸브 라인 (33) 의 유압의 변동에 따라 유동 제어 밸브 (12) 가 밸브 지지실 (35) 내에서 움직일 수 있다. 이 유동 제어 밸브 (12) 의 운동량에 따라, 실린더 라인 (32) 과 유체실 (12h) 사이에 형성된 조절기의 개도가 변한다. 따라서, 개폐 밸브 (13) 를 갖춘 상기 유동 제어 밸브 (12) 는 리프트 실린더 (50) 에서 배출되는 유체의 유량을 조정하는 유동 조절기의 기능도 수행한다.
다시 말해, 작동되는 체크 밸브의 역할을 하는 유동 제어 밸브 (12) 의 내부에 유량 조절기의 역할을 하는 개폐 밸브 (13) 가 배치되므로, 이 유동 제어 밸브 (12) 는 작동되는 체크 밸브의 기능과 유동 조절기로서 역할을 한다. 이로써, 작동되는 체크 밸브 및 유동 조절기를 각각 따로 장착시킬 필요가 없어서, 유압 제어 장치 (1) 의 구성은 간소화된다.
또한, 개폐 밸브 (13) 는 유동 제어 밸브 (12) 의 이동과는 독립적으로 (무관하게) 연통로 (X) 를 차단할 수 있다. 즉, 차단 작동은 유동 제어 밸브 (12) 의 개도의 변화에 거의 영향을 받지않는다. 그 때문에, 연통로 (X) 가 유동 제어 밸브 (12) 에 의해 좁혀져 있는 동안 배출을 정지하는 경우, 유동 제어 밸브 (12) 의 개도를 최대화시키지 않고도 개폐 밸브 (13) 로 연통로 (X) 를 차단함으로써 리프트 실린더 (50) 에 의한 포크의 하강 동작이 정지될 수 있다. 따라서, 배출을 정지할 때, 유체의 유량이 순간적으로 증가하는 것이 억제되어, 리프트 실린더 (50) 는 안정적으로 동작을 정지한다.
상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치를 유지하여, 리프트 실린더 (50) 로부터 유압 유체가 배출될 때, 연통로 (X) 의 일부인 유체실 (12h) 의 유압이 높아지면, 유동 제어 밸브 (12) 의 조절기의 개도가 줄어들고, 전환 밸브 라인 (33) 의 유압은 저감된다. 따라서 상기 리프트 실린더 (50) 에서 배출되는 유압 작동유의 유량은 미리 정해진 범위내로 조정된다. 즉, 포크의 하강 속도를 상응하여 조절한다 (압력 보상 기능).
상기 개폐 밸브 (13) 가 접촉해 있는 밸브 시트 (12e) 가 연통로실 (12a) 과 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 연통로 (X) 를 차단 또는 개방하기 위하여 사용되는 개폐 밸브 (13) 의 구조는 더 간소화된다.
상기 개폐 밸브 (13) 안에 압력 도입 라인 (13b) 이 형성되어 있다. 그러므로, 전환 밸브 (11) 가 중립 위치 또는 공급 위치에 유지해 있을 때, 상대적으로 간소한 구조로 유압을 실린더 라인 (32) 에서 배압실 (12d) 로 제공한다.
파일럿 라인 (파일럿 압력 발생부)(20) 과 전자기 전환 밸브 (방향 전환부)(21) 로 밸브 제어 장치 (14) 가 형성되고 이들은 서로 협력한다. 파일럿 라인 (20) 이 파일럿 압력을 발생시키는 상태에서, 전자기 전환 밸브 (21) 를 작동함으로써, 파일럿 압력은 그러한 작동에 응답하여 신속하게 배압실 (12d) 에 제공된다. 이로써, 개폐 밸브 (13) 의 응답성을 향상한다.
또한, 간단하게 배압실 (12d) 과 탱크 (52) 를 연결하는 파일럿 라인 (20) 을 형성함으로써, 실린더 라인 (32) 의 유압보다 낮은 파일럿 압력을 생성하는 파일럿 압력 생성부는 상대적으로 용이하게 형성된다. 이리하여, 상기 전환 밸브 (11) 의 상류에 있는 전환 밸브 라인 (33) 의 유압과 전환 밸브 (11) 의 하류에 있는 제 2 탱크 라인 (38) (탱크 (52)) 의 유압 간의 압력 차이가 미리 정해진의 범 위내에 유지되도록 유동 제어 밸브 (12) 를 작동시킬 수 있다. 따라서, 포크에 작용하는 부하 압력에 무관하게, 전환 밸브 (11) 의 작동량에 따라 포크의 하강 속도가 조정된다(압력 보상 기능).
상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치로 전환될 때, 개구 (20a) 에서 제 2 랜드부 (22b) 에 대응하는 스풀 구멍 (23) 에서의 스풀 (22) 의 이동에 따라 부분은 점점 커진다. 이리하여, 탱크 (52) 에 대하여 배압실 (12d) 의 연통 상태가 서서히 변경된다. 그러므로, 전환 밸브 (11) 를 배출 위치로 전환하는 초기 단계에서, 개폐 밸브 (13) 의 개도는 서서히 증가하고, 이로써 포크 하강시 포크가 미세하게 제어된다. 이러한 이점은 간단히 스풀 (22) 의 제 2 랜드부 (22b) 를 형성하고 파일럿 라인 (20) 을 개구 (20a) 를 통하여 스풀 구멍 (23) 에 연결시킴으로써 얻어진다.
또한, 배압실 (12d) 과 파일럿 라인 (20) 사이에 배치된 상기 전자기 전환 밸브 (21) 에서 누출하는 유압 작동유는 극히 적기 때문에, 이 전자기 전환 밸브 (21) 에서 탱크 (52) 로의 유압 작동유의 누출은 억제된다. 그러므로, 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에 유지되어 있을 때, 리프트 실린더 (50) 의 후퇴 동작이 억제되어, 포크의 중량때문에 포크가 하강하는 것을 억제할 수 있다.
상기 전환 밸브 (11) 가 공급 위치로 전환되면, 유압 작동유는 전환 밸브 라인 (33) 에서 상기 연통로 (X) 와는 상이한 연결 라인 (34) 을 통해 실린더 라인 (32) 에 공급된다. 이는 연결 라인 (34) 의 구성을 간소화하여, 리프트 실린더 (50) 에 유압 작동유의 공급을 통해 초래된 압력 손실을 줄인다.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 유압 제어 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5 에 나타낸 유압 제어 장치 (2) 는 밸브 지지실 (35) 을 형성하는 벽과 유동 제어 밸브 (12) 의 외주면과의 사이에 보조 연통로 (Y) 가 형성되어 있다는 점에서, 제 1 실시형태의 유압 제어 장치 (1) 와는 다르다. 상기 보조 연통로 (Y) 는 밸브 지지실 (35) 을 형성하는 벽에 형성된 홈 및 유동 제어 밸브 (12) 의 외주면에 형성된 홈을 포함한다. 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태에 상응하는 동일 또는 유사한 부품에는 동일 또는 유사한 부호를 교부한다.
이제 유압 제어 장치 (2) 의 작동을 설명한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이 전환 밸브 (11) 가 중립 위치 상태에 유지되어 있으면, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 개폐 밸브 (13) 는 그의 말단부 (13a) 가 밸브 시트 (12e) 에 접촉해 있는 상태에서 폐쇄된 상태에 유지되어 있다. 단차형 (step-like) 보조 밸브부 (12g) 가 유동 제어 밸브 (12) 의 외주면에 형성되어 있고, 보조 밸브 시트 (35g) 가 밸브 지지실 (35) 을 형성하는 벽에 형성되어 있다. 상기 유동 제어 밸브 (12) 는 보조 밸브부 (12g) 가 보조 밸브 시트 (35g) 에 접촉하여 착석하도록 스프링 (17) 에 의해 가압력을 받는다. 이러한 상태에서, 상기 보조 연통로 (Y) 는 차단된다. 즉, 리프트 실린더 (50) 를 빠져나오는 유압 작동유의 흐름은 보조 밸브부 (12g) 및 개폐 밸브 (13) 와 보조 밸브 시트 (35g) 간의 접촉부에 의해 차단된다. 이는 리프트 실린더 (50) 가 후퇴되지 않게 하며, 미리 정해진 높이에 포크를 유지시킬 수 있다.
중립 위치에서 공급 위치로 전환 밸브 (11) 를 전환하는 것은, 제 1 실시형태에서와 같다.
상기 전환 밸브 (11) 를 도 5 의 중립 위치에서 배출 위치로 전환할 때, 유압 제어 장치 (2) 는 이하와 같이 작동한다. 도 6 은, 전환 밸브 (11) 가 배출 위치 상태에 있을 때의 유압 제어 장치 (2) 를 나타내는 단면도이다. 상기 전환 밸브 (11) 가 중립 위치에서 배출 위치로 전환되면, 개폐 밸브 (13) 가 밸브 시트 (12e) 에서 분리되어, 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 전환 밸브측 관통 구멍 (12c) 을 연결시키는 연통로 (X) 를 개방한다. 상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치에 있어 유압 작동유가 배출될 때, 연통로 (X) 의 일부인 유체실 (12h) 의 유압이 상승하면, 유체실 (12h) 로부터 유동 제어 밸브 (12) 에 작용하는 가압력이 증가하여, 유동 제어 밸브 (12) 는 스프링 (17) 을 수축하는 방향 (도면에서 볼 때 좌측) 으로 이동된다. 이로써, 실린더 라인 (32) 과 유체실 (12h) 사이의 조절기의 개도 (α) 가 줄어든다. 이와 동시에, 보조 밸브부 (12g) 는 유동 제어 밸브 (12) 와 함께 이동되어, 보조 밸브 시트 (35g) 에 착석된 상태에서 분리된 상태로 전환된다. 이리하여 보조 연통로 (Y) 가 차단된 상태에서 개방된다.
상기 유동 제어 밸브 (12) 가 적게 움직이고, 조절기의 개도(α) 가 큰 경우, 보조 연통로 (Y) 를 통해 흐르는 유체의 유량은 상기 실린더측 관통 구멍 (12b) 을 통해 유체실 (12b) 로 흐르는 유체의 유량에 비해 상대적으로 작다. 상기 보조 연통로 (Y) 를 통과하는 유동은 실질적으로 일정한 레벨로 유지된다. 따라서, 유동 제어 밸브 (12) 가 많이 움직이고, 조절기의 개도 (α) 가 작을 경우, 보조 연통로 (Y) 를 통해 흐르는 유체의 유량은 상기 실린더측 관통 구멍 (12b) 을 통해 유체실 (12h) 로 흐르는 유체의 유량에 비해 상대적으로 크다. 그러므로, 유동 제어 밸브 (12) 가 과하게 움직여서 실린더측 관통 구멍 (12b) 을 통과하는 경로가 완전하게 차단되어도, 유압 작동유는 실린더 라인 (32) 에서 보조 연통로 (Y) 를 통하여 전환 밸브 라인 (33) 에 일정량으로 배출된다.
따라서, 포크가 하강하고 있을 때, 실린더 라인 (32) 에서 전환 밸브 라인 (33) 로의 배출은 멈추지 않는다. 이리하여 포크는 부드럽게 하강될 수 있다. 더 나아가, 보조 밸브 시트 (35a) 가 밸브 지지실 (35) 이 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 보조 밸브부 (12g) 로 보조 연통로 (Y) 를 차단하는 구조는 간소화된다. 따라서, 이 구조는 용이하게 형성된다.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 유압 제어 장치 (3) 를 나타내는 단면도이다. 도 7 에 도시된 유압 제어 장치 (3) 는 유동 제어 밸브 (12) 의 단부에 댐퍼 (40) 를 구비하는 점에서, 제 1 실시형태와 다르다. 또, 제 1 실시형태의 개폐 밸브 (13) 의 형상과 다른 형상을 갖는 개폐 밸브 (43) 가 제공된다. 제 1 실시형태의 동일 또는 이에 상응하는 부품에는 동일 또는 유사한 부호를 교부한다.
유압 제어 장치 (3) 에는, 댐퍼 (40) 가 배압실 (12d) 의 반대편에 있는 유동 제어 밸브 (12) 의 단부에 위치하여, 밸브 지지실 (35) 을 형성한다. 이 댐퍼 (40) 는 유실 (oil chamber)(35h) 을 갖는다. 상기 유동 제어 벨브 (12) 가 움직일 때, 상기 댐퍼 (40) 가 움직이도록 유동 제어 밸브 (12) 에 부착되고, 유실 (35h) 내부와 외부를 연결하는 제 1 통로 (40a) 와 제 2 통로 (40b) 를 갖는다. 제 1 통로 (40a) 에는, 체크 밸브 (40c) 가 배치된다. 이 체크 밸브 (40c) 는 연통로실 (12a) 의 유체가 유실 (35h) 쪽으로만 흐르도록 한다. 제 2 통로 (40b) 는 유실 (35h) 을 전환 밸브 라인 (33) 에 연결시키고, 이 통로는 큰 유동 저항을 갖는다.
유실 (35h) 안으로 유체가 유입할 때는, 유체는 낮은 유동 저항으로 제 1 통로 (40a) 를 통해 유입된다. 상기 유실 (35h) 에서부터 유체가 배출될 때는, 제 1 통로 (40a) 의 체크 밸브 (40c) 가 유체의 유동을 차단하기 때문에, 유체는 큰 유동 저항을 갖는 제 2 통로 (40b) 를 통해 유출된다.
상기 전환 밸브 (11) 가 배출 위치로 전환되면, 유동 제어 밸브 (12) 는 밸브 제어 장치 (14) 의 작동에 기초하여, 유실 (35h) 의 용적을 증가시키는 방향 즉, 개도를 줄이는 방향 (도면에서 볼 때 좌측) 으로 움직인다. 이러한 경우, 유압 작동유는 작은 유동 저항을 갖는 제 1 통로 (40a) 를 통해 유실 (35h) 로 유입된다. 따라서, 상기 유동 제어 밸브 (12) 가 개도를 줄이는 방향으로 움직이면, 댐퍼 (40) 는 작은 운동 저항을 받는다.
반대로, 유동 제어 밸브 (12) 가 유실 (35h) 의 용적을 줄이는 방향으로 즉, 개도를 크게 하는 방향 (도면에서 볼 때 우측) 으로 움직이는 경우에 있어서, 유실 (35h) 의 유압 작동유는 감소된 유량으로 제 2 통로 (40b) 를 통해 전환 밸브 라인 (33) 으로 유출된다. 따라서, 유동 제어 밸브 (12) 가 개도를 증가시키는 방향 으로 움직이면, 상기 댐퍼 (40) 는 큰 운동 저항을 받는다. 상기 유동 제어 밸브 (12) 의 운동량이 따라서 줄어든다.
이러한 방법으로, 상기 댐퍼 (40) 는 유동 제어 밸브 (12) 의 운동을 통해 발생될 수 있는 유압 맥동을 감쇠한다. 따라서, 상기 포크가 짐을 들고 이 상태로 하강하면, 상기 유압 맥동으로 인하여 상기 짐에 야기되는 진동을 억제할 수 있다.
체크 밸브 (40c) 가 배치된 제 1 통로 (40a) 와 오리피스를 포함하는 제 2 통로 (40b) 를 형성하는데 간소하고 용이한 구조 때문에, 유실 (35h) 로 유입하는 유체의 유동 저항력보다 유실 (35h) 에서 유출하는 유체의 유동 저항력이 더 커진다.
상기 개폐 밸브 (43) 의 외주면에는, 홈 (43a) 이 형성되어 있다. 이 홈 (43a) 은 연통로 (X) 가 차단되었을 때 실린더측 관통 구멍 (12b) 과 연통한다. 이 홈 (43a) 은 상기 개폐 밸브 (43) 의 이동 방향에 수직인 제 1 면 (43b) 과 이 제 1 면 (43b) 에 평행하게 향하는 제 2 면 (43c) 과 이러한 제 1 면 (43b) 과 제 2 면 (43c) 을 서로 연결하는 바닥 (43d) 으로 형성된다. 상기 제 1 면 (43b) 은 연통로 (X) 를 차단하는 방향 (도면에서 볼때 우측) 으로 개폐 밸브 (43) 를 가압하는 힘을 받는다. 제 2 면 (43c) 은 연통로 (X) 를 개방하는 방향 (도면에서 볼 때 좌측) 으로 개폐 밸브 (43) 를 가압하는 힘을 받는다. 제 1 면 (43b) 의 면적은 제 2 면 (43c) 의 면적보다 작다. 압력 도입 라인 (43e) 이 홈 바닥 (43d) 을 통과하여 형성된다. 압력 도입 라인 (43e) 은 실린더 라인 (32) 을 배압실 (12d) 에 연결하여, 이로써 배압실 (12d) 은 실린더 라인 (32) 의 유체의 압력을 받는다.
본 실시형태에서, 제 1 면 (43b) 과 제 2 면 (43c) 은 개폐 밸브 (43) 의 운동 방향에 수직 방향에 있다. 그러나, 개폐 밸브 (43) 의 운동 방향과 일치하는 법선을 갖는 평면에 대한 제 1 벽면 (43b) 의 투영 면적이 동일한 평면에 대한 제 2 면 (43c) 의 투영 면적보다 더 작다면, 상기 면들 (43b, 43c) 은 상기 운동 방향에 수직일 필요는 없다.
따라서, 홈 (43a) 에는 개폐 밸브 (43) 의 운동 방향으로의 수압 면적의 차는 연통로 (X) 를 개방하는 방향으로 가압력을 증가시킨다. 이 가압력은 개폐 밸브 (43) 가 연통로 (X) 를 차단하는 방향으로 움직일 때, 운동에 대한 저항력으로 작용한다.
또한, 개폐 밸브 (43) 가 개방 방향으로 움직이는 경우에 비하여, 개폐 밸브 (43) 의 반경 방향으로 제 1 면 (43b) 보다 더 바깥방향으로 돌출한 제 2 면 (43c) 은 개폐 밸브 (43) 가 차단 방향으로 운동하는 경우에 더 큰 유동 저항을 받게 된다. 따라서, 차단 방향으로 개폐 밸브 (43) 가 상대적으로 저속으로 움직일 수 있고, 이로써 연통로 (X) 를 차단함으로써 발생되는 충격을 줄인다.
본 발명은 설명한 실시형태에 한정되는 것이 아니고 이하의 형태로 변경이 가능한 것이다.
기술된 각 실시형태는 포크 리프트의 리프트 실린더 (50) 를 작동하는 유압 제어 장치에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 리프트 실린더 (50) 가 아닌 다른 종류의 단동 실린더를 작동하는 유압 제어 장치에도 적용될 수 있다.
밸브 지지실 (35) 및 유동 제어 밸브 (12) 및 개폐 밸브 (13) 의 형상은 설명한 실시형태의 형상과 반드시 같을 필요는 없고 필요한 경우 변경 가능하다.
파일럿 압력 발생부는 반드시 탱크 (52) 의 압력을 배압실 (12d) 안으로 도입하는 파일럿 라인 (20) 에 의해 형성될 필요는 없다. 실린더 라인 (32) 의 유압보다 낮은 파일럿 압력이 발생되어 배압실 (12d) 에 공급되는 한, 상기 파일럿 압력 발생부는 적절한 다른 어떠한 방법으로 구성될 수 있다. 또한, 방향 전환부는 반드시 전자기 전환 밸브 (21) 일 필요는 없다. 예를 들어, 상기 파일럿 압력 발생부는 전자기 전환 밸브 대신에 유압 파일럿형의 전환 밸브로 형성될 수 있다. 이 경우, 밸브 제어 장치는 전기 배선을 사용하지 않고 전환이 가능하다.
상기 전환 밸브 (11) 는 수동적으로 작동되는 종류에 한정하지 않고, 전자기 비례 제어 밸브에 의해 형성될 수 있다. 이 경우, 유압 제어 장치 (1) 는 전자기 유압 제어 장치로 형성된다.

Claims (20)

  1. 실린더용 유압 제어 장치로서,
    실린더에 대해 유체의 공급과 배출을 제어하고, 실린더에 유체를 공급하는 공급위치, 이 실린더로부터의 유체를 배출하는 배출 위치, 및 상기 실린더에 대한 유체의 공급 및 배출을 억제하는 중립 위치 중에서 전환되는 전환 밸브와,
    상기 실린더에 연결되는 실린더 라인과,
    상기 전환 밸브에 연결되는 전환 밸브 라인과,
    상기 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이에 배치되고, 전환 밸브 라인과 연통하는 전환 밸브측 개구와, 실린더 라인과 연통하는 실린더측 개구를 갖추고 있는 밸브 지지실과,
    이 밸브 지지실에 이동가능하게 장착되어, 상기 실린더 라인과 전환 밸브 라인을 서로에 대해 선택적으로 연결 및 차단하고, 연통로실을 포함하며, 이 연통로실을 실린더측 개구에 연결하는 실린더측 관통 구멍과, 연통로실을 전환 밸브측 개구에 연결하는 전환 밸브측 관통 구멍을 갖춘 유동 제어 밸브와,
    상기 연통로실에 이동가능하게 장착되어, 이 연통로실에 배압실을 형성하는 개폐 밸브로서, 이 밸브에 작용하는 유압은 상기 배압실에 도입되고, 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이의 연통로를 선택적으로 개방 및 차단하는 개폐 밸브 및,
    상기 개폐밸브와 유동 제어 밸브의 작동을 제어하는 밸브 제어 장치를 포함하고,
    유동 제어 밸브와 밸브 지지실을 형성하는 벽 사이에 조절기가 형성되고, 이 조절기는 실린더 라인과 연통로실을 서로에 연결하고, 유동 제어 밸브의 운동에 따라 이 조절기의 개도가 변하고,
    전환 밸브가 중립 위치 또는 공급 위치에 있으면, 밸브 제어 장치는 연통로를 차단하는 방향으로 개폐 밸브를 가압하기 위해 실린더 라인내의 유압을 배압실에 공급하고, 전환 밸브가 배출 위치에 있으면, 실린더 라인의 유압보다 낮은 파일럿 압력을 배압실에 공급하여, 연통로를 개방하는 방향으로 개폐 밸브를 움직이는 실린더용 유압 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 펌프와 탱크에 연결되어 있으며, 전환 밸브가 공급위치로 전환되면, 펌프에서 전달된 유체가 전환 밸브 라인으로 유입되고, 전환 밸브가 배출 위치로 전환되면, 유체는 전환 밸브 라인에서 탱크로 흐르게 되고, 전환 밸브가 중립위치로 전환되면, 전환 밸브는 펌프와 탱크로부터 차단되는 실린더용 유압 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 전환 밸브 라인의 유압이 커질 때, 조절기의 개도가 더 작아지도록, 유동 제어 밸브는 전환 밸브 라인의 유압에 따라 움직이는 실린더용 유압 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 배압실에 가압 부재가 형성되어 있고, 이 가압 부재는 연통로를 차단하는 방향으로 개폐 밸브를 가압하는 실린더용 유압 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 배압실에 가압 부재가 형성되어 있고, 이 가압 부재는 개도를 증가시키는 방향으로 유동 제어 밸브를 가압하는 실린더용 유압 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 연통로실을 형성하는 벽은 밸브 시트를 형성하고, 이 밸브 시트에 상기 개폐 밸브가 접촉되고, 이 개폐 밸브가 밸브 시트와 접촉할 때 연통로가 차단되는 실린더용 유압 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 실린더 라인을 배압실에 연결하기 위한 압력 도입 라인이 상기 개폐 밸브에 형성되어 있는 실린더용 유압 제어 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 제어 장치는
    파일럿 압력을 발생시키는 파일럿 압력 발생부와,
    상기 전환 밸브가 중립 위치 또는 공급 위치에 있을 때, 실린더의 유압이 배압실에 공급되고, 이 전환 밸브가 배출 위치에 있으면, 파일럿 압력이 배압실에 공급되는 방식으로 전환되는 방향 전환부를 포함하는 실린더용 유압 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전환 밸브가 배출 위치로 전환되면, 유체가 전환 밸브 라인에서 이 장치에 연결된 탱크안으로 흐르게 되며, 파일럿 압력 발생부는 상기 탱크에 연결가능한 파일럿 라인을 포함하는 실린더용 유압 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전환 밸브는 스풀 보어와 이 스풀 보어 내에 움직일 수 있게 수용된 스풀을 갖춘 스풀 밸브로 형성되고, 이 스풀 보어와 연통하는 개구를 포함하는 파일럿 라인은 상기 전환 밸브가 배출 위치로 전환되고 있을 때, 스풀의 운동에 따라 연통면적을 서서히 증가시키면서 탱크와 연통되어지는 실린더용 유압 제어 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 스풀은 탱크와 연통하는 파일럿 라인을 개방시키는 랜드부를 갖추고, 이 랜드부에 대응하는 개구의 일부분의 크기는 상기 스풀의 운동에 따라서 서서히 변경되는 실린더용 유압 제어 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 방향 전환부는 전자기 전환 밸브로 형성되어, 배압실과 파일럿 라인을 서로에 대해 선택적으로 연결 및 차단하는 실린더용 유압 제어 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브 지지실을 형성하는 벽과 유동 제어 밸브의 외주면 사이에 형성된 보조 연통로를 더 포함하고, 이 보조 연통로는 상기 전환 밸브 라인에 실린더 라인을 연결시킬 수 있으며, 밸브 지지실을 형성하는 벽의 일부와 유동 제어 밸브의 외주면의 일부가 서로 접촉될 때, 상기 보조 연통로가 차단되며, 차단될 때 유동 제어 밸브가 조절기의 개도를 줄이는 방향으로 움직임에 따라, 보조 연통로는 개방상태로 전환되는 실린더용 유압 제어 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 유동 제어 밸브는 유동 제어 밸브의 외주면에 계단형으로 형성된 보조 밸브부를 포함하고, 밸브 지지실을 형성하는 벽의 일부는 보조 밸브 시트를 형성하고, 유동 제어 밸브가 조절기의 개도를 줄이는 방향으로 움직일 때, 상기 보조 밸브부는 보조 밸브 시트에서 분리되는 실린더용 유압 제어 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 연통로와는 다른 연결 통로를 더 포함하며, 이 연결 통로는 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이에 걸쳐 있고, 이 전환 밸브가 공급 위치로 전환될 때, 유체가 이 전환 밸브 라인에서 상기 연결 통로를 통해 실린더 라인으로 흐르게 되는 실린더용 유압 제어 장치.
  16. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 연통로 및 보조 연통로와는 다른 연결 통로를 더 포함하며, 이 연결통로는 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이에 결쳐있고, 전환 밸브가 공급 위치로 전환되면, 유체가 전환 밸브 라인에서 상기 연결 통로를 통하여 실린더 라인으로 흐르게 되는 실린더용 유압 제어 장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 유동 제어 밸브는 유동 제어 밸브에 있어서 배압실에 대응하는 단부의 반대편에 있는 단부에 위치하는 댐퍼를 더 포함하며, 이 댐퍼는 밸브 지지실을 형성하고 유실을 형성하며, 유실의 내부를 외부에 연결하는 통로를 갖추고, 유실에서 유체가 배출될 때의 유동저항이 유실로 유체가 유입될 때의 유동 저항보다 더 큰 실린더용 유압 제어 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 유실의 내부를 외부에 연결하는 통로는,
    유실을 연통로실에 연결하고, 유체를 연통로실에서 유실로만 흐르게 하는 체크 밸브를 갖춘 제 1 통로와,
    상기 유실을 전환 밸브 라인에 연결하고, 오리피스를 포함하는 제 2 통로를 포함하는 실린더용 유압 제어 장치.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐 밸브는 연통이 차단될 때, 실린더측 관통 구멍과 연통하는 홈을 갖추고, 이 홈은 제 1 면과 제 2 면을 가지며, 이 제 1 면은 상기 연통로를 차단하는 방향으로 개폐 밸브를 가압하는 힘을 받고, 제 2 면은 상기 연통로를 개방하는 방향으로 개폐 밸브를 가압하는 힘을 받으며, 상기 개폐 밸브의 운동 방향과 일치하는 법선을 갖는 평면에 대한 제 1 면의 투영 면적이 동일한 평면에 대한 제 2 면의 투영 면적보다 작은 실린더용 유압 제어 장치.
  20. 실린더용 유압 제어 장치로서,
    실린더에 대해 유체의 공급과 배출을 제어하고, 실린더에 유체를 공급하는 공급위치와, 이 실린더로부터의 유체를 배출하는 배출 위치, 및 상기 실린더에 대한 유체의 공급 및 배출을 억제하는 중립 위치 중에서 전환되는 전환 밸브와,
    상기 실린더에 연결되는 실린더 라인과,
    상기 전환 밸브에 연결되는 전환 밸브 라인과,
    상기 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이에 배치되는 밸브 지지실과,
    이 밸브 지지실에 이동 가능하게 장착되어, 상기 실린더 라인과 전환 밸브 라인을 서로에 대해 선택적으로 연결 및 차단하고, 연통로실을 포함하는 유동 제어 밸브와,
    상기 연통로실에 이동가능하게 장착되어, 이 연통로실에 배압실을 형성하는 개폐 밸브로서, 이 밸브에 작용하는 유압은 상기 배압실에 도입되고, 실린더 라인과 전환 밸브 라인 사이의 연통로를 선택적으로 개방 및 차단하는 개폐 밸브 및,
    상기 개폐밸브와 유동 제어 밸브의 작동을 제어하는 밸브 제어 장치를 포함하고,
    유동 제어 밸브와 밸브 지지실을 형성하는 벽 사이에 조절기가 형성되고 이 조절기는 실린더 라인과 연통로실을 서로에 연결하고, 유동 제어 밸브의 운동에 따라 이 조절기의 개도가 변하고,
    전환 밸브가 중립 위치 또는 공급 위치에 있으면, 밸브 제어 장치는 연통로를 차단하는 방향으로 개폐 밸브를 가압하기 위해 실린더 라인내의 유압을 배압실에 공급하고, 전환 밸브가 배출 위치에 있으면, 실린더 라인의 유압보다 낮은 파일럿 압력을 배압실에 공급하여, 연통로를 개방하는 방향으로 개폐 밸브를 움직이는 실린더용 유압 제어 장치.
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