KR101082821B1 - 유압조작밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자에 의해 조작되는 캠이 축결합되며, 상하 관통되는 적어도 한쌍의 실린더가 형성되는 케이스; 상기 실린더 각각의 내측에 수용되며, 상기 캠의 조작에 의해 선택적으로 눌려지는 푸쉬로드; 상기 푸쉬로드의 상하운동에 따라 선택적으로 조작되어, 작동유의 선택적인 유동이 가능하도록 하는 스풀; 상기 실린더의 내측을 상부챔버와 하부챔버로 상하 구획하며, 상기 푸쉬로드에 고정되어 상하이동되는 피스톤; 상기 푸시로드의 하단에서 외주면 일측까지 관통되는 오일유로; 상기 피스톤의 하방에서 상기 푸쉬로드에 의해 관통 고정되며, 상기 오일유로와 연통되는 조절유로가 형성되는 볼시트; 상기 볼시트와 상기 피스톤 사이에 개재되며, 상기 피스톤의 이동시 발생되는 압력에 따라 이동하여 상기 조절유로를 선택적으로 개폐하는 스틸볼; 및 상기 피스톤의 하방에 제공되어 상기 피스톤에 의해 선택적으로 가압되어, 상기 피스톤을 복귀시키는 피스톤스프링을 포함하여 구성되는 유압조절밸브. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 작동 안정성 및 조립 편의성이 향상되는 이점이 있다.

유압조작밸브, 스틸볼, 댐핑, 스풀

Description

유압조작밸브 { Hydrauic control valve }

본 발명은 유압조작밸브에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기 또는 크레인 등과 같은 중장비에는 주행의 조작을 위해서 파일롯 방식의 유압조작밸브가 구비된다. 그리고, 중장비의 운전자가 이와 같은 유압조작밸브를 조작하는 것에 의해 유압모터 또는 다른 유압식 엑추에이터(actuator)를 조작할 수 있게 된다.

이와 같은 종래의 유압조작밸브는 회전조작되는 페달과 연결된 캠에 의해 스풀이 선택적으로 이동하여 유로를 개폐하는 것에 의해 작동하게 되며, 상기 캠이 중립위치로의 복귀시 스프링이 가지는 탄성력에 의해 중립위치로 복귀하도록 구성된다.

따라서, 상기 캠의 중립위치로의 복귀시 상기 스프링의 과도한 탄성력에 의한 반발력으로 캠이 중립위치를 지나 회동할 수 있으며, 이로 인해 기기자체의 오작동 또는 진동을 유발할 수 있게 된다.

이와 같은 유압조작밸브는 비교적 크기가 큰 중장비에 채용되며, 내부에 다수의 유압밸브 및 유압식 엑츄에이터가 구비되어 유압조절밸브로 인한 오작동 및 진동은 중장비의 수명 및 작업 안전성에 심각한 문제를 야기할 수 있게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로 대한민국 공개특허 제1996-018315호와 대한민국 공개특허 제1998-087734호가 안출된 바 있다.

대한민국 공개특허 제1996-018315호는 탱크포트의 배출압이 연결되는 유압진동방지실에 충격흡수스프링을 장착하여 탄발력을 흡수토록 한 것으로, 이러한 충격흡수스프링은 스풀에 장착된 복귀스프링의 탄성에 따라 그 탄성도를 미세조절하여야 하는 데 이러한 충격흡수스프링의 탄성을 복귀스프링의 탄성도에 따라 정확하고 미세하게 조절하는 작업이 상당히 난해하고 까다로운 단점이 있다.

대한민국 공개특허 제1998-087734호는 유압조작밸브의 중립복귀시 복귀스프링의 급작한 탄발복원력으로부터 발생되는 진동과 충격을 흡수, 상쇄시킬 수 있도록 피스톤에 볼체크밸브와 연결유로를 형성하고, 푸쉬로드의 직경을 다르게 하여 체적차에 의한 압력차가 발생하도록 구성된다.

따라서, 상기 푸쉬로드의 복귀가 복귀스프링 및 압력차에 의해서만 이루어지게 됨으로써 상기 푸쉬로드가 중립위치까지 복귀하는 속도가 느리게 되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 대한민국 등록특허 제10-0803963호는 연결유로 및 안내통로에 의해 스프링실과 연통되는 댐핑실를 형성하여 캠의 중립복귀시 댐핑효과를 가지게 하는 한편, 피스톤을 탄성지지하는 피스톤스프링이 구비되어 피스톤의 중립복귀를 신속하게 할 수 있도록 구성된다.

그러나, 상기와 같은 구조를 가지는 유압밸브는 그 구조가 복잡하여 가공상 의 어려움이 있을 뿐만 아니라, 조립이 어려운 문제점이 있다.

또한, 전술한 종래기술들은 스풀의 조립시 단차부분에 스풀이 걸리거나, 동작 중 스풀이 편심되어 유압조작밸브의 오작동을 초래하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 푸쉬로드의 복귀시 충격을 완화하고, 피스톤스프링과, 스틸볼의 개폐에 의해 선택적으로 개폐되는 조절유로가 형성된 볼시트가 구비되어 푸쉬로드의 복귀를 보다 신속하게 하는 유압조절밸브에 관한 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 스풀의 함몰부에 상기 스풀의 이동을 가이드하는 가이드돌기가 더 구비되어 스풀의 조립 신뢰성 및 작동의 안정성을 향상시킬 수 있는 유압조절밸브에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 유압조절밸브는, 사용자에 의해 조작되는 캠이 축결합되며, 상하 관통되는 적어도 한쌍의 실린더가 형성되는 케이스; 상기 실린더 각각의 내측에 수용되며, 상기 캠의 조작에 의해 선택적으로 눌려지는 푸쉬로드; 상기 푸쉬로드의 상하운동에 따라 선택적으로 조작되어, 작동유의 선택적인 유동이 가능하도록 하는 스풀; 상기 실린더의 내측을 상부챔버와 하부챔버로 상하 구획하며, 상기 푸쉬로드에 고정되어 상하이동되는 피스톤; 상기 푸시로드의 하단에서 외주면 일측까지 관통되는 오일유로; 상기 피스톤의 하방에서 상기 푸쉬로드에 의해 관통 고정되며, 상기 오일유로와 연통되는 조절유로가 형성되는 볼시트; 상기 볼시트와 상기 피스톤 사이에 개재되며, 상기 피스톤의 이동시 발생되는 압력에 따라 이동하여 상기 조절유로를 선택적으로 개폐하는 스틸볼; 및 상기 피스톤의 하방에 제공되어 상기 피스톤에 의해 선택적으로 가압되어, 상기 피스톤을 복귀시키는 피 스톤스프링을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 푸쉬로드의 하단에는 상기 스풀의 상단이 수용되는 스풀수용부가 형성되며, 상기 스풀수용부의 내측에는 상기 오일유로가 상기 스풀에 의해 선택적으로 차폐되도록 형성된다.

그리고, 상기 조절유로는, 상기 볼시트의 내주면을 따라 내측으로 함몰되며, 상기 오일유로와 연결되는 연결통로와, 상기 연결통로에서 상기 볼시트의 상면까지 관통되어, 상기 하부챔버와 연통되는 적어도 하나 이상의 조작통로를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 스틸볼은 상기 조작통로의 개구된 단부에 위치하여, 상기 실린더 내의 압력차이에 따라 상기 조작통로를 선택적으로 개폐하여 오일의 일방향 유동을 안내하도록 구성된다.

그리고, 상기 조작통로의 개구된 상단에는 상기 스틸볼이 안착될 수 있도록 함몰된 안착부가 더 형성된다.

그리고, 상기 조작통로의 단부와 상기 피스톤의 하면 사이의 거리는 상기 스틸볼의 직경보다 더 작게 형성되며, 상기 스틸볼이 유동 가능하도록 형성된다.

그리고, 상기 피스톤에는 오일이 상기 상부챔버와 하부챔버 사이를 유동할 수 있도록 하는 연결유로가 적어도 하나 이상 형성된다.

그리고, 상기 스풀에는, 상기 스풀의 둘레를 따라 함몰 형성되며, 상기 스풀의 상하이동에 따라 펌프포트와 선택적으로 연결되는 함몰부와, 상기 함몰부에 형성되며, 출력포트의 유로와 선택적으로 연통되어 작동유의 유동을 안내하는 오일출 구와, 상기 스풀이 관통되는 상기 케이스의 슬리브와 접하도록 상기 함몰부에서 외측으로 돌출되어, 상기 스풀의 편심을 방지하는 가이드돌기가 더 형성된다.

그리고, 상기 가이드돌기는 상기 오일출구를 제외한 상기 함몰부의 둘레를 따라 형성된다.

상기 함몰부는, 상기 가이드돌기에 의해 상부에 형성되는 제1함몰부와, 하부에 형성되는 제2함몰부로 구획되며, 상기 제1함몰부의 폭이 제2함몰부의 폭보다 더 작게 형성된다.

그리고, 상기 오일출구와 대응하는 상기 함몰부의 상단과 하단에는 각각 상하방으로 함몰되어 오일유입의 시작을 원활하게 하는 노치가 더 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 유압조절밸브는, 피스톤에는 상부챔버와 하부챔버를 관통하는 연결유로가 제공되며, 연결유로에 의해 오일의 일방향 유동시 저항이 발생하도록 하여 작동시 충격을 완화할 수 있게 된다. 그리고, 실린더의 내측에 피스톤스프링이 구비되고, 상기 피스톤의 하방이동시 가압되어 상기 푸쉬로드의 복귀를 보다 신속하게 할 수 있게 된다. 그리고, 스틸볼에 의해 상기 푸쉬로드의 복귀시 조절통로가 개방되어 보다 신속하게 상기 푸쉬로드가 복귀될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 유압조절밸브의 조작시 푸쉬로드의 중립복귀 충격을 완화하면서도 푸쉬로드의 복귀를 신속하게 하여 조작편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상기 푸쉬로드에 피스톤과 볼시트를 끼워서 고정시켜 상기 볼시트 상 에 스틸볼을 개재시킬 수 있으며, 스틸볼이 체크밸브와 같이 선택적으로 조절통로를 차폐할 수 있도록 구성된다.

따라서, 복잡한 구조를 가지는 구성을 대신하여 간단한 조립에 의해 오일의 유동을 선택적으로 조절하는 구조를 가질 수 있으므로, 제조비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 상기 스풀의 함몰부에 가이드돌기를 형성하여 상기 스풀의 최초 조립시 또는 스풀의 동작시 상기 스풀이 편심되지 않도록 잡아주게 된다. 따라서, 상기 스풀의 오작동을 방지할 수 있게 되어 작동 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 구조를 보인 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 실린더 내부에 장착되는 구성의 결합을 보인 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 유압조절밸브(1)는 케이스(10)와 커버(20)에 의해 외형이 형성되며, 상기 커버(20)의 상부에는 축결합되어 회전조작가능한 캠(30)이 제공된다. 상기 캠(30)에는 사용자에 의해 조작되는 페달이 장착되며, 상기 페달의 조작에 의해 상기 캠(30)이 함께 회동 가능하도록 구성된다. 그리고, 상기 캠(30)과 커 버(20)에는 부트(40)가 제공되어 전체적인 외부 형상이 형성된다.

상기 케이스(10)의 내부에는 아래에서 상세하게 설명할 푸쉬로드(100)와 스풀(600)이 수용되는 실린더(12)가 형성된다. 상기 실린더(12)는 상기 케이스(10)를 상하 관통하며, 인접한 위치에 동일한 형상으로 한쌍이 형성된다.

상기 케이스(10)는 모델에 따라서 두쌍 혹은 그 이상의 실린더(12)가 형성될 수 있으며, 한쌍의 실린더(12)가 형성된 케이스(10)가 서로 결합되어 형성될 수도 있을 것이다.

상기 커버(20)는 상기 케이스(10)의 상부에 결합되며, 상기 실린더(12)에 장착된 푸쉬로드(100) 상단이 외부로 노출될 수 있도록 대응하는 위치에 개구되도록 형성된다. 그리고, 상기 커버(20)에는 플러그(22)가 장착되어 상기 푸쉬로드(100)를 안내함과 동시 상기 실린더(12)의 내부를 밀봉하게 된다.

상기 캠(30)은 하측 중앙부가 상기 커버(20)의 중앙에 축결합되며, 상기 한쌍의 실린더(12) 사이에 회전축이 배치된다. 따라서, 상기 캠(30)의 회전조작에 따라 각각의 상기 실린더(12)에 장착된 푸쉬로드(100)를 선택적으로 조작 가능하도록 구성된다.

한편, 상기 실린더(12)의 내측에는 푸쉬로드(100)와 스풀(600)을 비롯한 다수의 구성이 장착되며, 상기 실린더(12)의 내측에는 로드가이드(400)가 장착되어 상기 실린더(12)의 내부를 푸쉬로드(100)가 수용되는 상부공간과 스풀(600)이 수용되는 하부공간으로 구획하게 된다.

상기 푸쉬로드(100)는 상기 캠(30)의 조작에 따라 상하 이동되어 스풀(600) 을 조작하기 위한 것으로 상기 실린더(12) 내에 장착되며, 상기 플러그(22)와 로드가이드(400)에 의해 안내될 수 있도록 상기 플러그(22) 및 로드가이드(400)를 관통하도록 장착된다.

상기 푸쉬로드(100)는 상부와 하부의 직경이 다르도록 형성되어 걸림턱(110)이 형성되며, 상기 걸림턱(110)에 피스톤(200)의 상단이 밀착 구속될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 걸림턱(110)의 하부에는 아래에서 상세하게 설명할 볼시트(300)가 고정될 수 있도록 하는 스냅링(310)이 장착되는 스냅링홈(120)이 형성된다.

그리고, 상기 푸쉬로드(100)의 내측에는 상기 실린더(12)의 내측 상부공간과 하부공간이 서로 연통될 수 있도록 하는 오일유로(130)가 형성된다. 상기 오일유로(130)는 상기 푸쉬로드(100)의 하단에서 외주면 일측까지 관통형성되어 오일의 유동통로를 형성하게 된다.

상기 푸쉬로드(100)의 하단에는 스풀(600)의 상부를 스풀수용부(140)가 형성된다. 상기 스풀수용부(140)의 상면에는 상기 오일유로(130)의 개구된 일측이 노출되며, 상기 스풀(600)의 상단과 선택적으로 차폐되어 상기 오일유로(130)가 선택적으로 차폐될 수 있도록 구성된다.

상기 오일유로(130)의 다른 개구된 일측은 상기 걸림턱(110)과 스냅링홈(120) 사이에 위치하게 되며, 상기 푸쉬로드(100)의 둘레를 따라서 동일간격으로 4개가 형성된다. 즉, 상기 오일유로(130)는 상기 스풀수용부(140)의 상면에서 개구되어 상방으로 연장 형성되고, 연장된 상단에서 4방향으로 각각 수직하게 연장되어 개구되도록 형성된다.

이때, 상기 푸쉬로드(100)의 외주면으로 개구된 상기 오일유로(130)는 아래에서 상세하게 설명할 볼시트(300)에 형성된 조절유로(320)와 연통될 수 있도록 형성된다.

한편, 상기 푸쉬로드(100)에는 피스톤(200)이 장착된다. 상기 피스톤(200)은 상기 푸쉬로드(100)에 의해 관통되며, 상기 실린더(12)의 상부공간을 상부챔버(12a)와 하부챔버(12b)로 구획하게 된다.

그리고, 상기 피스톤(200)에는 적어도 하나 이상의 연결유로(210)가 상기 상부챔버(12a)와 하부챔버(12b)를 관통하도록 형성된다. 이때 상기 연결유로(210)의 하단 즉, 상기 하부챔버(12b)측에는 오리피스(212)가 형성되어 상기 하부챔버(12b)에서 상부챔버(12a)측으로 유입되는 오일의 유량을 조절할 수 있게 된다.

한편, 상기 피스톤(200)의 하방에는 피스톤스프링(220)이 제공되며, 상기 피스톤(200)의 하방이동시 압축되며, 탄성복원력에 의해 상기 피스톤(200)이 상방으로 이동할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 상부공간의 하측에는 상기 피스톤스프링(220)을 하방에서 지지하는 스프링시트(230)가 상기 실린더(12) 내측벽에 스냅링(232)에 의해 고정된다.

그리고, 상기 푸쉬로드(100)에는 볼시트(300)가 장착된다. 상기 볼시트(300)는 상기 피스톤(200)의 하방에 배치되며, 상기 푸쉬로드(100)에 의해 관통되고, 상기 스냅링홈(120)에 체결되는 스냅링(310)에 의해 상기 푸쉬로드(100)상에 고정된다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 볼시트를 보인 사시도로 서, 도 2 와 도 3 을 참조하여 상기 볼시트에 관하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

상기 볼시트(300)는 상기 푸쉬로드(100)의 직경과 대응하는 내경을 가지도록 형성되어 상기 푸쉬로드(100)에 의해 관통되며, 상기 피스톤(200)보다 더 작은 외경을 가지는 링형상으로 형성된다.

상기 볼시트(300)의 내측에는 상기 오일유로(130)로부터 유입되는 오일을 안내하는 조절유로(320)가 더 형성되며, 상기 볼시트(300)가 상기 푸쉬로드(100)에 장착되는 것에 의해 상기 오일유로(130)와 상기 조절유로(320)는 서로 연결된다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 조절유로(320)는 연결통로(322)와 조작통로(324)로 구성된다. 상기 연결통로(322)는 상기 푸쉬로드(100) 외측으로 개구된 오일유로(130)의 단부와 연통되는 것으로, 상기 볼시트(300)의 내주면을 따라서 함몰형성되는 것으로, 상기 다수개의 오일유로(130)의 개구된 부분을 모두 수용하도록 형성된다.

그리고, 상기 조작통로(324)는 상기 연결통로(322)와 연결되며, 상방으로 연장 형성되어 상기 볼시트(300)의 상면에 개구되도록 형성된다. 따라서, 상기 스풀수용부(140)측의 개구된 상기 오일유로(130)를 통해 유입되는 오일은 상기 볼시트(300) 상면의 조작통로(324)의 개구된 부분으로 배출될 수 있게 된다.

한편, 상기 조작통로(324)는 적어도 하나 이상 형성되며, 도 3 에서와 같이 동일 간격으로 4개가 형성되어 상기 볼시트(300)의 상면으로 개구되도록 형성된다.

상기 조작통로(324)의 개구된 상면 각각에는 상기 조작통로(324)를 선택적으 로 차폐하는 스틸볼(330)이 안착되는 안착부(340)가 형성된다. 상기 안착부(340)는 상기 스틸볼(330)의 곡률과 대응하도록 형성되어 상기 스틸볼(330)이 상기 피스톤(200)과 볼시트(300)의 사이에 개재될 수 있게 된다.

그리고, 상기 볼시트(300)의 상면에는 상방으로 돌출되어 상기 피스톤(200)의 하면과 접하는 접촉부(350)가 더 형성된다. 상기 접촉부(350)는 상기 볼시트(300)의 상면과 상기 피스톤(200)의 하면이 소정의 간격으로 이격될 수 있도록 하는 것으로, 상기 볼시트(300)와 피스톤(200)의 이격된 간격에 의해 상기 스틸볼(330)이 상하 유동 가능한 상태로 장착될 수 있게 된다.

즉, 상기 볼시트(300)의 상면과 상기 피스톤(200)의 하면은 상기 스틸볼(330)의 직경보다 작게 형성되어 상기 스틸볼(330)이 개재된 상태에서 탈거되지 않도록 하며, 상기 스틸볼(330)은 상기 안착부(340)에 수용된 상태에서 상하 유동 가능하도록 장착되어 상기 조절유로(320)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 피스톤(200)의 하방이동시에는 상기 하부챔버(12b)의 내측에서 작용되는 압력에 의해 상기 스틸볼(330)이 하방으로 이동하여 상기 조절유로(320)를 차폐함으로써 오일의 유입을 차단하게 되고, 상기 피스톤(200)의 상방이동시에는 상기 하부챔버(12b)의 내측에 흡입압력에 의해 상기 스틸볼(330)이 상방으로 이동하여 상기 조절유로(320)를 개방함으로써 오일이 유입이 발생하게 된다.

한편, 상기 실린더(12)의 하부공간에는 스풀(600), 상기 스풀(600)의 복귀를 위한 스풀스프링(510), 그리고, 상기 스풀스프링(510)의 압축을 위한 스프링시 트(230)가 수용된다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 스프링시트를 보인 사시도로서, 도 1 과 도 4 를 참조하여 상기 스프링시트에 관하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

상기 스프링시트(500)는 스풀스프링(510)을 탄성지지함과 동시에 상기 스풀(600)의 상방이동을 가능하게 하는 것으로, 원판형상으로 형성되며, 삽입구(520)와 구속구(530)가 형성된다.

상기 삽입구(520)는 상기 스풀(600)의 조립시 상기 스풀(600)이 삽입될 수 있도록 하는 것으로, 상기 스풀(600)의 상부 횡단면의 크기보다 다소 크게 형성되며, 상기 스프링시트(230)의 중앙에서 다소 떨어진 위치에서 상기 스프링시트(500)를 관통하게 된다.

그리고, 상기 구속구(530)는 상기 스프링시트(500)의 중앙부를 관통하도록 형성되며, 상기 스풀(600)의 상부 횡단면보다 다소 작은 직경을 가지도록 형성된다. 그리고, 상기 구속구(530)는 상기 삽입구(520)와 연결되도록 형성되어 상기 스풀(600)의 조립시 상기 삽입구(520)로 삽입한 후에 상기 스풀(600)을 측방으로 이동시켜 상기 구속구(530)에 상기 스풀(600)의 상부가 구속될 수 있도록 형성된다.

이때, 상기 스풀(600)은 상기 실린더(12)의 내측에 삽입된 상태에서는 상기 구속구(530)의 내측에 위치한 상태를 유지하게 되며, 상기 삽입구(520)를 통해 오일의 유동이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기 스프링시트(230)의 하방에는 한쌍의 스풀스프링(510)이 장착된 다. 상기 스풀스프링(510)은 상기 스풀(600)의 복귀를 위한 것으로 상기 스프링시트(500)의 하방이동시 압축되며, 탄성복원력에 의해 상기 스프링시트(500)가 상방으로 이동될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 스프링시트(500)의 상방 이동시 상기 구속구(530)와 걸림상태인 상기 스풀(600)은 상방으로 이동될 수 있게 된다.

또한, 상기 스풀스프링(510)은 내측에 제공되는 압력조절스프링(512)과 외측에 제공되는 리턴스프링(514)으로 구성된다. 상기 압력조절스프링(512)은 상기 스풀(600)의 단차진 부분 또는 와셔(610)에 하단이 접하고, 상단은 상기 스프링시트(500)의 하면과 접하도록 장착된다. 그리고, 상기 리턴스프링(514)은 내부에 상기 압력조절스프링(512)이 위치할 수 있도록 상기 압력조절스프링(512)보다 더 큰 직경을 가지며, 상기 실린더(12)의 하면과 상기 스프링시트(500)의 하면에 각각 접하도록 장착된다.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 스풀을 보인 사시도로서, 도 2 와 도 5 를 참고로 하여 상기 스풀(600)에 관하여 살펴보면, 상기 스풀(600)은 상기 실린더(12)의 하부공간에 수용되며, 상부가 상기 스프링시트(500)의 구속구(530)에 삽입되며, 하부는 상기 실린더 하방에 형성된 슬리브(14)에 삽입되어 상하 이동시 가이드 되도록 구성된다.

상기 스풀(600)의 상단은 상기 푸쉬로드(100)에 형성된 스풀수용부(140)에 수용될 수 있도록 대응하는 형상으로 형성되며, 상기 스풀(600)의 하부는 상기 슬리브(14)의 직경과 대응하는 형상으로 형성된다.

한편, 실린더(12)의 하방에 형성되는 슬리브(14)는 상부와 하부 각각 두개가 형성되며, 상부에 형성되는 슬리브(14)와 대응하는 위치에는 함몰부(620)가 형성된다. 상기 함몰부(620)는 상기 스풀(600)의 둘레를 따라 함몰형성되는 것으로 내측을 경사지게 형성되며, 상기 함몰부(620)를 따라서 일정간격으로 다수의 오일출구(630)가 형성된다.

상기 오일출구(630)는 상기 출력포트(16)와 연통되도록 형성되며, 상기 함몰부(620)를 통해 유입되는 작동유가 상기 출력포트(16)측으로 안내될 수 있도록 하며, 상기 스풀(600)을 관통하도록 형성된다.

한편, 상기 함몰부(620)의 상단과 하단에는 모서리부분이 함몰되어 오일의 최초 유입을 원활하게 하는 노치(626)가 형성된다. 상기 노치(626)는 상기 함몰부(620)의 모서리를 따라서 일정간격으로 다수개가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 함몰부(620)에는 상기 함몰부(620)의 둘레를 따라 돌출되는 가이드돌기(640)가 더 형성된다. 상기 가이드돌기(640)는 상기 스풀(600)의 편심을 방지하기 위한 것으로, 상기 스풀의 하부 외주면과 동일한 높이를 가지도록 형성되며, 상기 슬리브(14)의 내주면과 접하도록 돌출 형성되어 상기 스풀(600)의 이동시 상기 스풀(600)이 유동되지 않고 상하 이동될 수 있도록 안내하도록 구성된다.

상기 가이드돌기(640)는 상기 오일출구(630)를 제외한 부분에 형성되며, 상기 가이드돌기(640)에 의해서 상기 함몰부(620)는 상부에 형성되는 제1함몰부(622)와 하부에 형성되는 제2함몰부(624)로 나뉘어진다. 이때, 상기 함몰부(620)의 하측에서 유입되는 오일의 유입을 보다 원활하게 하기 위해서 상기 제2함몰부(624)의 상하폭은 상기 제1함몰부(622)의 상하폭보다 더 크게 형성되는 것이 바람직할 것이 다.

한편, 상기 스풀(600)의 하면에는 관통구(650)가 형성된다. 상기 관통구(650)는 상방으로 연장되어 상기 오일출구(630)와 연통되도록 형성된다. 따라서, 상기 오일출구(630)를 통해 유입되는 작동유는 상기 관통구(650)를 통해 상기 출력포트(16)로 배출될 수 있게 된다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 유압조절밸브(1)의 작용을 도면을 참고하여 살펴보기로 한다.

도 6 내지 도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 작동상태를 보인 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 유압조절밸브(1)는 중립 상태에서 도 6 과 같은 상태가 된다. 이와 같은 상태에서는 상기 캠(30)이 수평상태로 양측의 푸쉬로드(100) 상단과 접하게 된다. 상기 푸쉬로드(100)가 가장 상방에 위치한 상태에서는 피스톤스프링(220)과 스풀스프링(510) 모두 압축되지 않은 상태이며, 상기 볼시트(300)에 안착된 스틸볼(330)은 상기 조절유로(320)를 차폐한 상태가 된다.

그리고, 상기 스풀(600)의 함몰부(620)는 상기 슬리브(14)에 의해 차폐되며, 상기 펌프포트측 유로(18)와 출력포트(16)가 연결되지 않은 상태가 되어 상기 출력포트(16)를 통해서 작동유의 공급이 이루어지지 않게 된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 상기 캠(30)을 반시계방향으로 회동 조작하게 되면, 상기 캠(30)의 일측이 좌측의 푸쉬로드(100)를 누르게 되어 도 7 과 같은 상태가 된다.

상기 푸쉬로드(100)가 하방으로 이동하게 되면, 상기 푸쉬로드(100)에 고정된 상기 피스톤(200)과 볼시트(300)도 함께 하방으로 이동하게 된다. 상기 피스톤(200)의 하방이동으로 상기 피스톤스프링(220)은 압축되며, 상기 하부챔버(12b)의 오일들은 상기 연결유로(210)를 통해서 상기 상부챔버(12a)로 유동된다. 이때, 상기 하부챔버(12b)의 내부에는 상기 피스톤(200)의 이동으로 인한 압력증가 상태가 되며, 이때의 압력에 의해 상기 스틸볼(330)은 상기 볼시트(300)에 밀착되어 상기 조절유로(320)를 차폐하게 된다.

상기 푸쉬로드(100)의 하방이동으로 상기 푸쉬로드(100)의 하단과 접하는 상기 스프링시트(500) 또한 하방으로 이동하게 되며, 이에 따라 2개의 상기 스풀스프링(510)이 압축되면서, 상기 스풀(600) 또한 하방으로 이동되기 시작한다.

이와 같은 상태에서 상기 캠(30)을 반시계방향으로 더 회동시키게 되면, 상기 푸쉬로드(100)의 하단에 형성된 상기 스풀수용부(140)의 내측면과 상기 스풀(600)이 접하게 되고, 상기 스풀(600)을 직접적으로 누르게 되어, 도 8 과 같은 상태가 된다.

상기 캠(30)이 완전하게 반시계방향으로 회동하게 되면, 상기 캠(30)의 일측과 상기 커버(20)의 일측이 접하여 더 이상 상기 캠(30)의 회동이 진행되지 않고, 상기 스풀(600)은 최저 지점에 위치하게 된다.

한편, 상기 캠(30)이 회전하게 됨에 따라서, 상기 캠(30)에 의해 눌려지는 좌측(도 7에서 볼 때)의 푸쉬로드(100)와 달리 우측의 푸쉬로드(100)는 피스톤스프링(220) 및 스풀스프링(510)에 의해 작용되는 탄성복원력에 의해 상방으로 이동하 게 된다.

즉, 상기 캠(30)의 좌우 양측에 각각 접하는 푸쉬로드(100)는 상기 캠(30)이 수평상태가 아니라 회동하게 되는 한 상기 푸쉬로드(100)는 서로 대향되는 방향으로 이동하도록 구성된다.

따라서, 상기 좌측의 푸쉬로드(100)가 하강하게되면, 상기 우측의 푸쉬로드(100)가 상승하게 되면서 우측의 하부챔버(12b)에는 흡입압력이 발생하게 된다. 따라서, 상기 우측의 볼시트(300)에 안착된 스틸볼(330)이 상방으로 이동되면서 상기 조절유로(320)가 개방되고, 상기 조절유로(320)를 통한 오일의 유입이 이루어지게 되어 상기 우측의 푸쉬로드(100)가 신속하게 상방으로 이동될 수 있게 된다.

도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 스풀의 작동을 보인 부분 단면도로서, 도 8 의 A 지점을 확대한 도면이다.

도면을 참조로 하면, 상기 스풀(600)이 최저지점에 위치하게 된 상태에서는 상기 스풀(600)의 함몰부(620) 하단이 상부의 슬리브(14) 하단보다 하방에 위치되며, 상기 함몰부(620)가 상기 펌프포트측 유로(18)의 유로가 연결된다. 따라서, 상기 펌프포트측 유로(18)의 작동유가 상기 노치(626)를 통해 상기 함몰부(620)로 유입되며, 상기 오일출구(630)를 통해서 상기 출력포트(16)로 배출되어 파일롯압력을 발생시키게 된다.

한편, 상기 캠(30)에 가해지는 힘을 줄이거나 상기 캠(30)에 가해지는 힘을 제거하게 되면, 상기 피스톤스프링(220)과 스풀스프링(510)이 가지는 탄성복원력에 의해 상기 푸쉬로드(100)와 스풀(600)은 상방으로 이동하게 되며, 상기 캠(30)은 중립상태가 된다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 스풀(600)이 최저지점에 위치하고 있을 때 캠(30)에 가해지는 힘을 제거하게 되면, 상기 스풀스프링(510)의 복원력에 의해 상기 스프링시트(500)는 상방으로 이동하게 되고, 이에 따라서 상기 스풀(600)과 푸쉬로드(100)가 상방으로 이동하게 된다.

그리고, 상기 피스톤(200)을 지지하는 피스톤스프링(220)의 복원력이 더해지게 되어 상기 피스톤(200)을 상방으로 이동시키게 되어 상기 푸쉬로드(100)와 볼시트(300)도 상방으로 이동하게 된다. 상기 피스톤(200)의 상방이동으로 상기 연결유로(210)를 통해 상부챔버(12a)의 오일이 하부챔버(12b)측으로 유입되고, 상기 하부챔버(12b)의 내측에는 흡입압력이 작용하게 된다.

상기 스프링시트(500)가 상기 로드가이드(400)의 하면과 접할 때까지 상승하게 된 후에도 상기 푸쉬로드(100)는 지속적으로 상방으로 이동하게 되어, 도 10과 같은 상태가 된다.

이와 같은 상태에서 상기 스풀수용부(140) 내부에 수용된 스풀(600)의 상단이 상기 스풀수용부(140)측으로 개구된 상기 오일유로(130)를 개방하게 되고, 이와 동시에 상기 피스톤(200)의 상방이동에 의해 흡입압력이 장용하는 상기 하부챔버(12b)의 상태에 의해 상기 스틸볼(330)은 상방으로 이동되어 조절유로(320)를 개방하게 된다.

따라서, 상기 오일유로(130)를 통해 유입되는 오일은 개방된 상기 조작통로(324)를 거쳐서 상기 하부챔버(12b)로 유입되며, 상기 상부챔버(12a)의 오일은 지속적으로 상기 연결유로(210)를 통하여 상기 하부챔버(12b)의 내측으로 유입 된다.

이로 인해 상대적으로 저압상태인 하부챔버(12b)에 오일이 채워지면서 압력이 조절되어 상기 푸쉬로드(100)는 보다 신속하게 상방으로 이동할 수 있으며, 상기 피스톤스프링(220)이 완전히 복원되고, 상기 상부챔버(12a)와 하부챔버(12b)의 압력이 평형상태가 되면 상기 캠(30)은 중립상태가 된다.

물론 상기 캠(30)이 복원되는 순간 관성에 의해 상기 캠(30)이 시계방향으로 회동하여 우측의 푸쉬로드(100)와 접하게 되지만, 중립상태에서는 상기 하부챔버(12b)가 다소 고압으로 상기 스틸볼(330)이 상기 조절유로(320)를 차폐하고 있고, 상기 연결유로(210)의 오리피스(212)의 영향으로 오일의 유동이 순간적인 저항을 가지게 될 뿐만 아니라 피스톤스프링(220)에 의해 상기 피스톤(200)이 탄성지지되고 있으므로 상기 캠(30)이 중립상태가 되는 순간의 충격을 흡수하게 된다.

한편, 상기 캠(30)의 시계방향 회동에 의해 좌측의 상기 푸쉬로드(100)는 전술한 바와 같이 동작되며, 상기 캠(30)의 타측과 접하는 우측의 상기 푸쉬로드(100)는 하방으로 이동된다.

사용자가 상기 캠(30)을 시계방향으로 회동시켜 상기 우측의 푸쉬로드(100)를 이동시키는 경우에도 전술한 바와 동일하게 동작하게 되므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 유압조절밸브(1)의 조립을 위해서는, 상기 실린더(12)의 내측에 스풀(600)을 삽입하게 된다. 상기 스풀(600)은 상기 스프링시트(500)의 구속 구(530)에 삽입된 상태로 실린더(12)의 상방에서 하방으로 삽입되며, 이때, 상기 스풀(600)의 하단이 상기 슬리브(14)로 삽입될 때에 상기 가이드돌기(640)가 상기 슬리브(14)와 접하게 되어, 상기 함몰부(620)가 상기 슬리브(14)의 단턱에 걸리지 않고 안정적으로 삽입될 수 있게 된다.

물론, 상기 스풀(600)의 삽입 전에 스풀스프링(510)을 먼저 장착하게 되며, 상기 스풀(600)의 장착 후에 상기 로드가이드(400)를 장착하고, 스프링시트(230), 피스톤스프링(220), 상기 피스톤(200)과 볼시트(300)가 장착된 푸쉬로드(100)를 차례로 삽입한 후에 상기 플러그(22)를 체결하게 된다.

상기 볼시트(300)의 조립을 살펴보면, 상기 푸쉬로드(100)에 상기 피스톤(200)이 관통되도록 삽입되며, 상기 걸림턱(110)에 밀착시킨 후 상기 볼시트(300)를 하방에서 상기 푸쉬로드(100)에 관통되도록 장착하게 된다. 상기 볼시트(300)의 접촉부(350)가 상기 피스톤(200)의 하면과 접하기 전에 상기 스틸볼(330)을 상기 볼시트(300)와 상기 피스톤(200)의 안착부(340) 사이에 개재하게 되고, 상기 볼시트(300)를 상방으로 밀착시킨 후 상기 스냅링홈(120)에 상기 스냅링(310)을 체결하여 상기 볼시트(300)의 장착을 완료하게 된다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 구조를 보인 단면도.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 실린더 내부에 장착되는 구성의 결합을 보인 분해 사시도.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 볼시트를 보인 사시도.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 스프링시트를 보인 사시도.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 스풀을 보인 사시도.

도 6 내지 도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 유압조작밸브의 작동상태를 보인 단면도.

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 사용자에 의해 조작되는 캠이 축결합되며, 상하 관통되는 적어도 한쌍의 실린더가 형성되는 케이스;

   상기 실린더 각각의 내측에 수용되며, 상기 캠의 조작에 의해 선택적으로 눌려지는 푸쉬로드;

   상기 실린더의 내측을 상부챔버와 하부챔버로 상하 구획하며, 상기 푸쉬로드에 고정되어 상하이동되는 피스톤;

   상기 푸시로드의 하단에서 외주면 일측까지 관통되는 오일유로;

   상기 피스톤의 하방에서 상기 푸쉬로드에 의해 관통 고정되며, 상기 오일유로와 연통되는 조절유로가 형성되는 볼시트;

   상기 볼시트와 상기 피스톤 사이에 개재되며, 상기 피스톤의 이동시 발생되는 압력에 따라 이동하여 상기 조절유로를 선택적으로 개폐하는 스틸볼;

   상기 피스톤의 하방에 제공되어 상기 피스톤에 의해 선택적으로 가압되어, 상기 피스톤을 복귀시키는 피스톤스프링; 및

   상기 푸쉬로드의 상하운동에 따라 선택적으로 조작되어, 작동유의 선택적인 유동이 가능하도록 하는 스풀을 포함하여 구성되며,

   상기 조절유로는,

   상기 볼시트의 내주면을 따라 내측으로 함몰되며, 상기 오일유로와 연결되는 연결통로와,

   상기 연결통로에서 상기 볼시트의 상면까지 관통되어, 상기 하부챔버와 연통되는 적어도 하나 이상의 조작통로를 포함하여 구성되는 유압조절밸브.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스틸볼은 상기 조작통로의 개구된 단부에 위치하여, 상기 실린더 내의 압력차이에 따라 상기 조작통로를 선택적으로 개폐하여 오일의 일방향 유동을 안내하도록 구성되는 유압조절밸브.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 조작통로의 개구된 상단에는 상기 스틸볼이 안착될 수 있도록 함몰된 안착부가 더 형성되는 유압조절밸브.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 조작통로의 단부와 상기 피스톤의 하면 사이의 거리는 상기 스틸볼의 직경보다 더 작게 형성되며, 상기 스틸볼이 유동 가능하도록 형성되는 유압조절밸브.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 피스톤에는 오일이 상기 상부챔버와 하부챔버 사이를 유동할 수 있도록 하는 연결유로가 적어도 하나 이상 형성되는 유압조절밸브.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 스풀에는,

   상기 스풀의 둘레를 따라 함몰 형성되며, 상기 스풀의 상하이동에 따라 펌프포트와 선택적으로 연결되는 함몰부와,

   상기 함몰부에 형성되며, 출력포트의 유로와 선택적으로 연통되어 작동유의 유동을 안내하는 오일출구와,

   상기 스풀이 관통되는 상기 케이스의 슬리브와 접하도록 상기 함몰부에서 외측으로 돌출되어, 상기 스풀의 편심을 방지하는 가이드돌기가 더 형성되는 유압조절밸브.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 가이드돌기는 상기 오일출구를 제외한 상기 함몰부의 둘레를 따라 형성 되는 유압조절밸브.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 함몰부는,

    상기 가이드돌기에 의해 상부에 형성되는 제1함몰부와, 하부에 형성되는 제2함몰부로 구획되며,

    상기 제1함몰부의 폭이 제2함몰부의 폭보다 더 작게 형성되는 유압조절밸브.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 오일출구와 대응하는 상기 함몰부의 상단과 하단에는 각각 상하방으로 함몰되어 오일유입의 시작을 원활하게 하는 노치가 더 형성되는 유압조절밸브.
12. 제 3 항에 있어서,

    상기 푸쉬로드의 하단에는 상기 스풀의 상단이 수용되는 스풀수용부가 형성되며, 상기 스풀수용부의 내측에는 상기 오일유로가 상기 스풀에 의해 선택적으로 차폐되도록 형성되는 유압조절밸브.

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