본 발명은 전자비례감압 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시스템내의 작동유 압력을 제어하는 전자비례감압 밸브에 관한 것이다.
굴삭기, 크레인, 지게차, 등과 같은 산업용차량은 장치를 구동시키기 위한 유압시스템을 구비하며, 이러한 유압시스템은 시스템내의 작동유 압력을 제어하기 위한 전자비례감압 밸브를 갖추고 있다.
전자비례감압밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 밸브몸체(10)를 갖는다. 밸브몸체(10)는 연자성체이며, 내경부(12) 및 내경부(12)와 연통되는 제 1유입포트(14)와 제 2유입포트(16) 그리고 배출포트(18)를 갖는다.
내경부(12)는 대직경부(12a)와 중직경부(12b)와 소직경부(12c)로 구성된다. 그리고 제 1유입포트(14)는 공급측 작동유, 예를 들면 유압펌프(도시하지 않음)의 작동유를 도입한다. 제 2유입포트(16)는 제 1유입포트(14)로 도입된 공급측 작동유보다 낮은 압력을 유지하고자 하는 제어측 작동유를 도입한다. 배출포트(18)는 제 2유입포트(16)로 도입된 제어측 작동유를 오일탱크(도시하지 않음)로 배출하여 제어측 작동유의 압력을 낮춘다.
한편, 밸브몸체(10)의 내경부(12)에는 스풀(20)이 운동가능하게 배치된다. 스풀(20)은 내경부(12)의 소직경부(12c)에 배치되며, 소직경부(12c)의 일측에 제 2유입포트(16)와 연통되는 압력실(20a)을 형성하도록 구성된다. 그리고 스풀(20)은 압력실(20a)과 연통되는 내부유로(22)를 가지며, 그 둘레에는 내부유로(22)와 연통되는 노치부(24)가 형성되어 있다. 노치부(24)와 내부유로(22)는 스풀(20)의 움직임에 따라 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시키거나 또는 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시킨다.
이러한 스풀(20)은 그 움직임에 따라 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시키거나 또는 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시킴으로써 제 1유입포트(14)로 도입된 작동유를 압력실(20a)로 유입시키거나 또는 압력실(20a)로 유입된 제 2 유입포트(16)의 작동유를 배출포트(18)로 배출시킨다. 여기서, 스풀(20)은 압력실 (20a)로 도입되는 제 2유입포트(16)의 작동유 및 압력실(20a)에 배치되는 압축스프링(20b)에 의해 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시키는 방향으로 가압된다.
그리고 내경부(12)의 대직경부(12a)에는 플런저(30)가 운동가능하게 배치되며, 플런저(30)와 대응되는 밸브몸체(10)의 둘레에는 원통형 코일(40)이 배치된다.
원통형 코일(40)은 인가되는 전류에 의해 상기 밸브몸체(10)를 여자시켜 자력을 발생시킨다. 플런저(30)는 밸브몸체(10)에 자력이 발생되면, 발생된 자력에 의해 대직경부(12a)를 따라 운동하면서 스풀(20)을 가압한다. 특히, 스풀(20)을 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시키는 방향으로 가압하여, 압력실(20a)과 배출포트(18)를 차단하고 동시에 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시킨다. 여기서, 플런저(30)의 일측에는 푸시로드(32)가 뻗어 있으며, 이 푸시로드(32)는 중직경부(12b)를 통과하여 스풀(20)과 접촉되어 있다.
이러한 원통형 코일(40)과 플런저(30)는 스풀(20)을 가압하여 압력실(20a)과 배출포트(18)를 차단하고 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시킴으로써 압력실(20a)로 도입된 제 2유입포트(16)의 작동유가 배출포트(18)로 배출되는 것을 제한하며, 아울러 제 1유입포트(14)로 도입된 작동유를 압력실(20a)로 유입시킨다.
여기서, 스풀(20)을 가압하는 플런저(30)의 가압력은, 제 2유입포트(16)로 도입되는 작동유 압력과 동일하게 구성된다. 이는 제 2유입포트(16)의 압력이 스풀 (20)을 가압하는 플런저(30)의 가압력보다 클 경우, 제 2유입포트(16)의 작동유가 상기 스풀(20)을 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시키는 방향으로 이동시킬 수 있게 하기 위함이며, 이는 제 2유입포트(16)로 도입되는 제어측 작동유의 압력이 플런저(30)의 가압력 보다 큰 경우에, 제 2유입포트(16)의 제어측 작동유를 오일탱크로 드레인시켜 제어측 작동유의 압력을 공급측 압력보다 낮은 특정(임의의)압력으로 유지시키기 위함이다.
한편, 밸브몸체(10)에는 내경부(12)의 대직경부(12a)와 배출포트(18)를 연결하는 벤트유로(50)가 형성되어 있는데, 이 벤트유로(50)는 플런저(30)가 대직경부 (12a)를 따라 이동함에 따라 대직경부(12a)와 중직경부(12b)에 발생되는 부압을 해소시킨다.
이러한 구성에 의하면, 압력실(20a)로 도입된 제 2유입포트(16)의 작동유 압력이 코일에 인가된 전류에 상당하는 압력보다 크면, 도입된 작동유는 스풀(20)의 일측을 가압하여 이동시킨다. 이러한 상태에서 스풀(20)은 일측으로 이동하면서 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시키며, 따라서 압력실(20a)로 유입된 제 2유입포트(16)의 작동유를 오일탱크로 배출시킨다.
그리고 압력실(20a)로 도입된 제 2유입포트(16)의 작동유 압력이 코일에 인가된 전류에 상당하는 압력보다 작아지면, 플런저(30)는 밸브몸체(10)에 발생된 자력에 의해 이동하면서 스풀(20)의 타측을 가압하여 운동시킨다. 이러한 상태에서 스풀(20)은 타측으로 이동하면서 압력실(20a)과 배출포트(18)를 차단시켜 작동유의 배출을 제한한다.
한편, 스풀(20)이 타측을 향해 더 이동하여 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시키면, 연통된 통로를 통해 제 1유입포트(14)의 작동유는 압력실(20a)로 유입되고, 유입된 작동유로 인해 제 2유입포트(16)의 압력은 다시 상승하게 된다. 그리고 상승된 압력이 설정압력, 즉 코일에 인가된 전류에 상당하는 압력보다 더 커지면, 커진 작동유 압력은 스풀(20)을 가압하여 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시키게 된다. 결과적으로, 이같은 동작이 반복되면서 제 2유입포트(16)의 제어측 작동유 압력은 코일에 인가된 전류에 상당하는 압력을 유지할 수 있게 된다.
그러나, 이러한 종래의 전자비례감압밸브는 밸브몸체(10)에 형성된 벤트유로 (50) 때문에 불균일한 자력이 형성됨으로써 밸브의 응답성 떨어지고 히스테리시스를 크게 하는 등, 밸브 성능이 저하되는 단점이 있다.
즉, 플런저(30)는 둘레에 형성된 밸브몸체(10)의 자력에 의해 운동한다. 따라서 플런저(30)의 원활하게 제어하기 위해서는 플런저(30) 둘레에 형성된 밸브몸체(10)의 자력이 균일해야 한다. 그러나, 밸브몸체(10)에는 내경부(12)의 부압을 해소하기 위한 벤트유로(50)가 형성되어 있고, 이 벤트유로(50)로 인해 밸브몸체 (10)의 단면 형상이 비대칭을 이룬다. 따라서, 밸브몸체(10)의 단면 형상이 비대칭을 이룸에 따라 밸브몸체(10)에 불균일한 자력이 형성되는 단점이 있다. 이같은 단점은 플런저(30)의 운동 특성을 저하시키고, 밸브의 응답성을 떨어뜨리는 등, 밸브의 성능을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 밸브몸체에 형성된 자력의 불균일을 최소화시켜 플런저의 운동을 원활하게 함으로써 성능이 향상될 수 있는 전자비례감압밸브를 제공하는데 있다.
이러한, 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 대직경부와 중직경부와 소직경부 및 상기 소직경부와 연통되는 제 1유입포트와 제 2유입포트와 배출포트를 갖는 밸브몸체와, 상기 소직경부에 배치되며 상기 제 1유입포트와 제 2유입포트를 연통시키는 위치와 상기 제 2유입포트와 배출포트를 연통시키는 위치 사이에서 운동하는 스풀과, 인가되는 전류에 의해 상기 밸브몸체를 여자시키는 원통형 코일과, 상기 대직경부에 운동가능하게 배치되며 상기 밸브몸체의 여자에 따라 상기 스풀을 제 1유입포트와 제 2유입포트를 연통시키는 방향으로 가압하는 플런저와, 상기 플런저의 운동에 따라 상기 대직경부에서 발생되는 부압을 해소하는 벤트유로를 구비하는 전자비례감압 밸브에 있어서, 상기 벤트유로는 상기 중직경부와 배출포트를 연결하되, 상기 플런저와 이격되는 위치인 중직경부의 단부와 배출포트를 연결하여 상기 밸브몸체의 비대칭 영역을 최소화한다.
상기 벤트유로는 상기 중직경부와 배출포트를 사선형태를 이루며 소정각도로 연결한다.
이하 본 발명에 따른 전자비례감압밸브의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전자비례감압밸브를 나타내는 단면도이다. 도 2를 참고로하여 본 발명을 설명함에 있어서, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 부여하여 표시하였다.
먼저, 본 발명에 따른 전자비례감압 밸브는 밸브몸체(10)를 갖는다. 밸브몸 체(10)는 내경부(12) 및 내경부(12)와 연통되는 제 1유입포트(14)와 제 2유입포트 (16) 그리고 배출포트(18)를 갖는다.
내경부(12)는 대직경부(12a)와 중직경부(12b)와 소직경부(12c)로 구성된다. 제 1유입포트(14)는 공급측 작동유의 작동유를 도입하고, 제 2유입포트(16)는 제어측 작동유를 도입하며, 배출포트(18)는 제 2유입포트(16)로 도입된 제어측 작동유를 오일탱크로 배출한다.
그리고 밸브몸체(10)의 소직경부(12c)에는 스풀(20)이 배치되며, 소직경부 (12c)의 일측에 제 2유입포트(16)와 연통되는 압력실(20a)을 형성한다. 그리고 스풀(20)은 압력실(20a)과 연통되는 내부유로(22)를 가지며, 그 둘레에는 내부유로 (22)와 연통되는 노치부(24)가 형성되어 있다.
스풀(20)은 그 움직임에 따라 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시키거나 또는 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시킨다. 여기서, 스풀(20)은 압력실 (20a)로 도입되는 제 2유입포트(16)의 작동유 및 압력실(20a)에 배치되는 압축스프링(20b)에 의해 압력실(20a)과 배출포트(18)를 연통시키는 방향으로 가압된다.
그리고 내경부(12)의 대직경부(12a)에는 플런저(30)가 운동가능하게 배치되며, 플런저(30)와 대응되는 밸브몸체(10)의 둘레에는 원통형 코일(40)이 배치된다.
원통형 코일(40)은 인가되는 전류에 의해 밸브몸체(10)를 여자시킨다. 플런저(30)는 밸브몸체(10)가 여자되면, 발생된 자력에 의해 대직경부(12a)를 따라 운동하면서 스풀(20)을 가압한다. 특히, 스풀(20)을 제 1유입포트(14)와 압력실(20a)을 연통시키는 방향으로 가압한다. 여기서, 플런저(30)의 일측에는 스풀(20)과 접 촉하는 푸시로드(32)가 뻗어 있다.
이러한 원통형 코일(40)과 플런저(30)는 압력실(20a)로 도입된 제 2유입포트 (16)의 작동유가 배출포트(18)로 배출되는 것을 제한하며, 아울러 제 1유입포트 (14)로 도입된 작동유를 압력실(20a)로 유입시킨다.
한편, 본 발명의 밸브몸체(10)에는 상기 플런저(30)가 대직경부(12a)를 따라 운동함에 따라 대직경부(12a)와 중직경부(12b)에서 발생되는 부압을 해소시키는 벤트유로(50)가 형성되어 있다.
벤트유로(50)는 중직경부(12b)와 배출포트(18)를 연결하도록 구성된다. 특히, 플런저(30)와 이격되는 위치인 중직경부(12b)의 단부와 배출포트(18)를 사선형태를 이루며 소정각도로 연결하도록 구성되어 벤트유로(50)로 인한 밸브몸체(10)의 비대칭 영역을 최소화시켰다.
이러한 벤트유로(50)는 중직경부(12b)와 배출포트(18)를 연결함으로써 플런저(30)의 운동에 의해 발생된 대직경부(12a)의 부압을 해소한다. 특히, 밸브몸체 (10)의 비대칭 영역을 최소화시킴으로써 밸브몸체(10)에 형성된 자력의 불균일을 최소화시키며, 따라서 플런저(30)의 운동을 원활하게 제어할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자비례감압밸브는 밸브몸체의 비대칭 영역을 최소화시켜 상기 밸브몸체에 형성된 자력의 불균일을 최소화시킴으로써 플런저의 운동을 원활하게 제어할 수 있으며, 따라서 밸브의 성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.