KR101188227B1 - 3-방향 다목적 전환 밸브 - Google Patents

3-방향 다목적 전환 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3-방향 다목적 전환 밸브에 관한 것이다. 이는 유압기계를 작동하는 유압 밸브로서, 펌프(11)로부터의 유압을 제1동작경로(A)와 제2동작경로(B) 중 어느 하나로 전환시키는 파일롯 밸브(12)와; 상기 파일롯 밸브(12)에 의해 절환된 제1 및 제2 동작경로에 연동하여, 상기 펌프(11)로부터의 유압을 실린더(16)로 제1동작경로(A) 또는 제2동작경로(B)에 전환하여 출력하는 메인 밸브(14)를 포함하고, 여기서, 상기 메인 밸브(14)는 서로 대칭적으로 구성된 2개의 스풀 유닛을 포함하고, 각각의 스풀 유닛은 단면이 ㄷ자형태인 드레인 차단 스풀(141)과, 상기 드레인 차단 스풀의 내부 공간에 일단이 스프링(143)을 개재하여 슬라이딩가능하게 안착되는 펌프 차단 스풀(142)로 구성된다. 이에 따라 출력포트 절환시 충격압의 발생을 최소화하는 등의 현저한 효과를 제공한다.

Description

3-방향 다목적 전환 밸브{3-Port Multi Directional Valve}
본 발명은 3-방향 다목적 전환 밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유압기계를 작동하는 절환 장치인 유압 밸브에서, 출력포트가 바뀔 때 동작하는 스풀을 탄성부재를 사이에 둔 이중 부재로 구성하고 또한 이중의 스풀 사이에 좁은 통공들을 통해 유체가 이동하도록 함으로써, 출력포트 절환시 충격압의 발생을 최소화하도록 한 새로운 구조의 3-방향 다목적 전환 밸브에 관한 것이다.
일반적으로, 유압 기계를 작동하는 절환 장치로서 유압 밸브가 알려져 있다. 종래 통상적인 밸브는 방향 전환시 무시할 수 없는 충격압이 발생하며, 출력 포트가 바뀔 때 유량이 변화할 뿐만 아니라, 피스톤 방식이기 때문에 절환 속도가 느려서, 밸브와 유압기계에 고장 원인을 유발시킨다는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로 로직 밸브가 있다. 로직 밸브는 비교적 많은 유량을 통과시키므로 절환 속도가 빨라 사용하기 편하다는 장점을 제공한다. 그러나 밸브의 제작 및 유압 유닛트 구성 및 장착 블록의 제작시 부피가 크고 기공이 복잡하여 단가가 높다는 문제가 있었다. 이러한 문제는 1개의 실린더를 작동시키기 위하여 4개의 로직 밸브를 사용하여야 한다는 것 때문에 더욱 가중되고 있다.
따라서 유압 밸브의 구조에 있어서, 장착 블록을 소형화시킬 수 있고 가공이 용이한 새로운 밸브에 대한 절실한 요구가 여전히 존재한다.
문헌1: 일본 공개특허공보 특개2008-039020호(2008.02.21)
문헌2: 등록특허공보 제10-0494072호(2005.08.31)
본 발명은 상술한 종래 유압 밸브 구조의 문제점을 해결하고 추가 장점을 제공하기 위하여 창안된 것으로서, 특히 유압기계를 작동하는 절환 장치인 유압 밸브에서, 출력포트가 바뀔 때 동작하는 스풀을 탄성부재를 사이에 둔 이중 부재로 구성하고 또한 이중의 스풀 사이에 좁은 통공들을 통해 유체가 이동하도록 함으로써, 출력포트 절환시 충격압의 발생을 최소화하도록 한 새로운 구조의 3-방향 다목적 전환 밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 3-방향 다목적 전환 밸브에 의하여 달성된다.
본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 3-방향 다목적 전환 밸브는, 유압기계를 작동하는 유압 밸브로서, 펌프로부터의 유압을 제1동작경로와 제2동작경로 중 어느 하나로 전환시키는 파일롯 밸브와; 상기 파일롯 밸브에 의해 절환된 제1 및 제2 동작경로에 연동하여, 상기 펌프로부터의 유압을 실린더로 제1동작경로 또는 제2동작경로에 전환하여 출력하는 메인 밸브를 포함하고, 여기서, 상기 메인 밸브는 서로 대칭적으로 구성된 2개의 스풀 유닛을 포함하고, 각각의 스풀 유닛은 단면이 ㄷ자형태인 드레인 차단 스풀과, 상기 드레인 차단 스풀의 내부 공간에 일단이 스프링을 개재하여 슬라이딩가능하게 안착되는 펌프 차단 스풀로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 펌프 차단 스풀의 자유단은 항상 상기 펌프로부터의 유압이 가해지는 제1공간에 노출되며, 상기 펌프로부터의 유압은 상기 자유단에서 상기 스프링이 설치된 제2공간과 연통되어 있는 펌프 통공에 의하여 상기 제2공간에 가해지도록 구성되고; 상기 드레인 차단 스풀(141)은, 한편으로 외측의 제3공간에서 상기 파일롯 밸브로부터의 가해지는 유압이 있는 경우 상기 스프링의 탄성력에 대항하여 상기 펌프 차단 스풀 쪽으로 전진하여 탱크 리턴 라인을 차단하도록 동작하고, 다른 한편으로 상기 제3공간에서 상기 파일롯 밸브로부터의 가해지는 유압이 없는 경우 상기 스프링의 탄성력에 의하여 후진하여 상기 탱크 리턴 라인을 개방하도록 동작하며; 상기 펌프 차단 스풀은, 한편으로 상기 드레인 차단 스풀이 전진하는 경우 상기 제2공간의 유압이 측부 통공을 통해 상기 제1공간으로 유출되면서 상기 스프링의 탄성력에 대항하여 후진하면서 실린더 라인을 개방하도록 동작하고, 다른 한편으로 상기 드레인 차단 스풀이 후진하는 경우 상기 제1공간의 유압이 상기 펌프 통공를 통해 상기 제2공간으로 유입됨에 따라 상기 스프링의 탄성력에 의하여 전진하여 상기 실린더 라인을 폐쇄하도록 동작한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 드레인 차단 스풀의 측면에는 릴리프 통공이 더 마련되고, 이 릴리프 통공에는 외부의 릴리프와 연결되어 펌프로부터의 유압이 미리 결정된 값을 넘지 않도록 조절가능하게 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 드레인 차단 스풀의 측면에는 릴리프 통공이 더 마련되고, 이 릴리프 통공에는 구동 솔레노이드에 의해 동작하는 언로딩 밸브가 연결되어, 밸브 전체의 유압을 언로딩하는 기능이 가능하게 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 드레인 차단 스풀이 상기 제3공간 내에서 전진 또는 후진하는 거리를 제한함으로써 유량을 조정하는 유량조절부재를 더 구비할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 여기서, 상기 파일롯 밸브는 서로 대칭적으로 구성된 2개의 스풀 유닛을 포함하고, 각각의 스풀 유닛은 단면이 ㄷ자형태인 드레인 차단 스풀과, 상기 드레인 차단 스풀의 내부 공간에 일단이 슬라이딩가능하게 안착되는 펌프 차단 스풀, 및 구동 솔레노이드에 의하여 상기 드레인 차단 스풀과 상기 펌프 차단 스풀 사이의 공간에 유압이 공급 또는 중단되도록 하는 구동 스풀을 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 장착 블록이 소형화될 수 있고 가공이 용이한 유압 밸브를 제공할 수 있다. 본 발명의 밸브는 빠른 응답과 정확한 유량 송출로 로직 밸브의 기능을 만족시키면서도 소형화 및 저가 공급이 가능하여 수용자의 부담을 줄일 수 있는 등의 현저한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3-방향 다목적 전환 밸브의 전체적인 구성을 예시하는 개략적인 부분 단면도.
도 2는 도 1의 3-방향 다목적 전환 밸브의 출력 포트가 전환된 구조를 예시하는 개략적인 부분 단면도.
도 3은 도 1의 3-방향 다목적 전환 밸브의 메인 밸브 부분을 상세하게 보여주는 개략적인 단면도.
도 4 및 도 5는 도 1의 3-방향 다목적 전환 밸브의 제어 방식을 개략적으로 예시하는 제어 회로도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3-방향 다목적 전환 밸브의 메인 밸브 부분을 상세하게 보여주는 개략적인 단면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3-방향 다목적 전환 밸브의 전체적인 구성을 예시하는 개략적인 부분 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3-방향 다목적 전환 밸브의 파일롯 밸브 부분을 상세하게 보여주는 개략적인 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 특히 유압기계를 작동 즉 실린더를 전후진 동작시키는 절환 장치인 유압 밸브에서, 출력포트가 바뀔 때 동작하는 스풀을 탄성부재를 사이에 둔 이중 부재로 구성하고 또한 이중의 스풀 사이에 좁은 통공들을 통해 유체가 이동하도록 함으로써, 출력포트 절환시 스프링과 좁은 통공을 통해 이동하는 유압에 의하여 충격압의 발생이 최소화되는 구조를 가진다는 점을 특징으로 한다.
구체적으로 본 발명에 따른 밸브는 절환시 충격이 없다는 장점 외에 포펫형으로서 작동이 원활할 뿐만 아니라 절환 속도가 빠르다는 장점도 있다. 또한 소형이고 대용량이고 다목적 기능을 구현할 수 있으면서도 구성이 간단하므로 원가 절감형이라 할 수 있다. 더 나아가 본 발명의 밸브는 파일럿 펌프를 사용하지 않고, 배관이 간단하고, 압력 조정이 가능하다. 유압장치 즉 실린더가 전진/후진할 때의 단면적 차이로 유량 차이가 생길 때 별도 밸브를 사용하지 않고 맞춤형으로 제작 사용할 수 있다. 또한 별도의 압력 제어 밸브를 추가할 필요가 없으며, 유량 조절이 가능하기 때문에 실린더의 속도 조절도 가능하다.
이제 도면을 참조하면, 도 1 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3-방향 다목적 전환 밸브(10)의 구조와 제어 방식 등이 예시된다.
본 밸브(10)는 크게 파일롯 밸브(12)와 메인 밸브(14)를 포함한다. 파일롯 밸브(12)는, 펌프(11)로부터 공급되는 유압을 메인 밸브(14)에 보내는 경로를 절환함으로써, 메인 밸브(14)의 동작을 제어하는 부분이다. 메인 밸브(14)는 파일롯 밸브(12)로부터의 유압에 의하여 제어되어, 펌프(11)로부터 공급되는 유압이 실린더(16)에 보내지는 경로를 절환함으로써 실린더의 동작을 제어하는 부분이다.
도시된 바와 같이, 파일롯 밸브(12)에는 펌프 라인(P)을 통해 유입된 펌프(11)로부터의 유압이 메인 밸브(14)의 제1공간(G)을 경유하여 파일롯 연결공(1409)을 통해 가해진다. 파일롯 밸브(12)에는 탱크 리턴 라인(T)(1204), 펌프 라인(P)(1202), 제1동작경로(A) 즉 제1실린더 라인(A)(1203), 및 와 제2동작경로(B) 즉 제2실린더 라인(B)(1201)이 구비된다. 파일롯 밸브(12)는 파일롯 연결공(1409)을 통해 펌프 라인(1202)에 인가된 유압을 제1실린더 라인(1203)이나 제2실린더 라인(1201) 중 어느 하나로 전환시키도록 동작한다.
도 1은 파일롯 밸브(12)에서 제1실린더 라인(A)(1203)으로 유압이 전환되는 경우를 도시하고 있다. 도시된 예에서 파일롯 밸브(12)의 제1실린더 라인(1203)으로 가해진 유압은 오른쪽 스풀 유닛의 파일롯 통공(1400)을 통해 메인 밸브(14) 내로 출력됨으로써, 아래에서 상세히 설명될 바와 같이, 메인 밸브(14)의 오른쪽 스풀 유닛이 펌프 라인과 탱크 리턴 라인의 연결을 폐쇄하고 펌프 라인과 제1실린더 라인의 연결을 개방하도록 동작하게 한다. 이때 왼쪽 스풀 유닛은 펌프 라인과 제2실린더 라인의 연결을 폐쇄하고 펌프 라인과 탱크 리턴 라인의 연결을 개방하도록 동작한다.
한편, 도 2는 파일롯 밸브(12)에서 제2실린더 라인(B)(1201)으로 유압이 전환되는 경우를 도시하고 있다. 도시된 예에서 파일롯 밸브(12)의 제2실린더 라인(1201)으로 가해진 유압은 왼쪽 스풀 유닛의 파일롯 통공(1400)을 통해 메인 밸브(14) 내로 출력됨으로써, 역시 아래에서 상세히 설명될 바와 같이, 메인 밸브(14)의 왼쪽 스풀 유닛이 펌프 라인과 탱크 리턴 라인의 연결을 폐쇄하고 펌프 라인과 제1실린더 라인의 연결을 개방하도록 동작하게 한다.
메인 밸브(14)는, 상술한 바와 같이 파일롯 밸브(12)에 의해 절환된 제1 및 제2 동작경로에 연동하여, 펌프(11)로부터의 유압을 실린더(16)로 제1동작경로(A) 또는 제2동작경로(B)에 전환하여 출력하게 된다.
여기서, 메인 밸브(14)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 대칭적으로 구성된 2개의 스풀 유닛을 포함한다. 각각의 스풀 유닛은, 도 3에 더 상세히 도시된 바와 같이, 단면이 ㄷ자형태인 드레인 차단 스풀(141)과, 상기 드레인 차단 스풀의 내부 공간에 일단이 스프링(143)을 개재하여 슬라이딩가능하게 안착되는 펌프 차단 스풀(142)을 구비하여 구성된다. 드레인 차단 스풀(141)의 외측은 밸브 본체(140)에 결합되어 있는 커버(144)와의 사이에 제3공간(F)을 가지고 인접해 있다.
펌프 차단 스풀(142)의 자유단(1423)은 항상 펌프(11)로부터의 유압이 가해지는 제1공간(G)에 노출된다. 펌프(11)로부터의 유압은 이 자유단(1423)에서 스프링(143)이 설치된 제2공간(E)과 연통되어 있는 펌프 통공(1422)에 의하여 제2공간(E)에 가해진다.
따라서 제1공간(G)과 제2공간(E)은 펌프(11)로부터의 유압이 항상 가해지고 있다.
제1공간(G)의 측부면에는 하측에 제2탱크 리턴 라인(T)(1401), 제2실린더 라인(B)(1402), 펌프 라인(P)(1403), 제1실린더 라인(A)(1404), 및 제1탱크 리턴 라인(T)(1405)와 연통되어 있고, 상측에 서로 연결되어 있는 제1 및 제2 드레인 연결공(1407, 1408)과 파일롯 밸브(12)와 연결되어 있는 파일롯 연결공(1409)이 구비되어 있다.
제1공간(G) 내에서 양 펌프 차단 스풀(142)과 양 드레인 차단 스풀(141)이 전후진하면서 이들 하부측 라인들(1401~1405)과 상부측 연결공(1407~1409) 사이의 연결을 폐쇄 또는 개방함으로써 유압 연결 경로가 제어된다.
드레인 차단 스풀(141)은, 한편으로 외측의 제3공간(F)에 파일롯 밸브(12)로부터의 가해지는 유압이 있는 경우 스프링(143)의 탄성력에 대항하여 펌프 차단 스풀(142) 쪽으로 전진하여 탱크 리턴 라인(T)과 드레인 연결공(1407 또는 1408)을 차단하도록 동작한다. 이에 따라 펌프 라인(P)과 탱크 리턴 라인(T) 사이의 연결이 폐쇄된다. 다른 한편으로, 드레인 차단 스풀(141)은 제3공간(F)에 파일롯 밸브(12)로부터의 가해지는 유압이 없는 경우 스프링(143)의 탄성력에 의하여 후진하여 탱크 리턴 라인(T)을 개방하도록 동작한다. 이에 따라 펌프 라인(P)과 탱크 리턴 라인(T) 사이의 연결이 개방된다.
그리고, 펌프 차단 스풀(142)은, 한편으로 드레인 차단 스풀(141)이 전진하는 경우 제2공간(E)의 유압이 측부 통공(1421)을 통해 유출된 후 드레인 차단 스풀(141)의 전단부 내벽에 형성되어 있는 돌기 내에 형성되어 있는 돌기 통공(1414)을 통과하여 제1공간(G)으로 유출된다. 그러면 제2공간(E)의 압력이 낮아지면 스프링(143)의 탄성력에 대항하여 후진하면서 실린더 라인(A)을 개방하도록 동작한다. 이에 따라 펌프 라인(P)과 실린더 라인(A)의 연결이 개방된다. 다른 한편으로, 펌프 차단 스풀(142)은, 드레인 차단 스풀(141)이 후진하는 경우 제1공간(G)의 유압이 펌프 통공(1422)를 통해 제2공간(E)으로 유입됨에 따라 스프링(143)의 탄성력에 의하여 전진하여 실린더 라인(A)을 폐쇄하도록 동작한다. 이에 따라 펌프 라인(P)과 실린더 라인(A)의 연결이 폐쇄된다.
여기서 전진 및 후진이라는 방향을 지시하는 용어가 의미하는 방향은, 별도로 지시하고 있지 않는 한, 양 스풀 유닛이 서로 마주보고 있는 중심부(즉 제1공간의 중앙지점)를 향하는 방향으로 즉 서로 가까워지는 방향으로 이동할 때를 의미한다고 간주한다. 따라서 후진이라 함은 양 스풀 유닛이 서로 멀어지는 방향으로 즉 커버(144) 쪽으로 이동하는 방향을 의미한다고 해석하여야 한다.
펌프 차단 스풀(142)과 드레인 차단 스풀(141)이 전후진 이동시 각각 탱크 리턴 라인(T)과 실린더 라인(A, B)을 폐쇄하는 것을 보장하기 위하여, 부싱 시트(145)가 구비될 수 있다. 부싱 시트(145)는 드레인 차단 시트(1451)와 펌프 차단 시트(1452)를 구비한다.
드레인 차단 시트(1451)는, 드레인 차단 스풀(141)이 전진하였을 때, 탱크 리턴 라인(T)을 폐쇄하는 위치에 접촉하여 멈추도록 제1공간(G) 내측으로 돌출된 부분이다. 한편, 펌프 차단 스풀(142)의 자유단(1423)이 전진하였을 때 실린더 라인(A, B)을 폐쇄하는 위치에 접촉하여 멈추도록 제1공간(G) 내측으로 돌출된 부분이다.
위와 같은 구성을 가진 본 발명의 밸브(10)에 의한 제어 동작은 도 4 및 도 5에 제어 회로도로서 개략적으로 도시되어 있다. 도 4는 펌프(11)로부터의 유압이 파일롯 밸브(12)에서 제1실린더 라인(A)으로 연결된 모습을 보여준다. 제1실린더 라인(A)으로 연결된 유압은 제1 스풀 유닛(14A)의 드레인 차단 스풀의 외측 통로(C)를 통해 유입되어 제1 스풀 유닛(14A)이 펌프 라인(P)과 제1실린더 라인(A) 사이의 연결을 개방하도록 동작한다. 제1실린더 라인(A)을 통해 출력된 펌프(11)로부터의 유압은 실린더(16)를 도시된 예에서와 같이 한 방향 예컨대 오른쪽 방향으로 이동시키게 된다.
한편, 도 5는 펌프(11)로부터의 유압이 파일롯 밸브(12)에서 제2실린더 라인(B)으로 연결된 모습을 보여준다. 이 때, 제2실린더 라인(B)으로 연결된 유압은 제2 스풀 유닛(14B)의 드레인 차단 스풀의 외측(C)으로 유입되어 제2 스풀 유닛(14B)이 펌프 라인(P)과 제2실린더 라인(B) 사이의 연결을 개방하도록 동작한다. 제2실린더 라인(B)을 통해 출력된 펌프(11)로부터의 유압은 실린더(16)를 도시된 예에서와 같이 한 방향 예컨대 왼쪽 방향으로 이동시키게 된다.
도 6에는, 상술한 밸브(10)의 구조를 약간 변형시킨 변형예로서 메인 밸브(24)의 제2공간(E) 내에 스프링(243)에 추가하여, 제3공간(F)의 유압이 제1파일롯 통공(2400a)을 통해 별도의 외부 파일롯 밸브(22)로부터 직접 조절되고, 또한 제2공간에 제2파일롯 통공(2400b)을 통해 제2공간(E) 내부까지 돌출된 삽입 부재(2441)을 경유하여 별도의 외부 파일롯 밸브(22)로부터 추가 조절하는 구조를 가지는, 3-방향 다목적 전환 밸브의 메인밸브(24)를 구성하는 스풀 유닛의 세부 구성이 도시되어 있다. 그 외에 도 6에 도시된 예에 지시된 도면 부호는 도 3에 지시된 도면 부호와 유사하며, 번호의 앞 부분이 도 3이 1로 시작하는 반면에 도 6은 2로 시작한다는 점 등이 다르다.
또한 도 7 및 도 8에는, 상술한 밸브(10)의 구조를 약간 변형시킨 다른 변형예로서, 제3공간(F)에 제어를 위한 파일롯 밸브로부터의 유압이 유입되는 파일롯 통공(3400)이 버퍼 공간을 가지도록 확장된 구조를 가지는, 3-방향 다목적 전환 밸브(30)를 예시하고 있다. 이렇게 버퍼 공간을 가지는 파일롯 통공(3400)의 구조에 의하여, 전환시 충격압의 발생이 추가로 낮아질 수 있다. 그 외에 도 7 및 도 8에 도시된 예에 지시된 도면 부호는 도 1 및 도 2에 지시된 도면 부호와 유사하며, 번호의 앞 부분이 도 1 및 도 2에서는 1로 시작하는 반면에 도 7 내지 도 8은 3으로 시작한다는 점 등이 다르다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 드레인 차단 스풀(141)의 측후면에는 릴리프 통공(1411)이 더 마련되고, 이 릴리프 통공(1411)에는 외부의 릴리프(17)와 연결되어 펌프(11)로부터의 유압이 미리 결정된 값을 넘지 않도록 조절가능하게 구성될 수 있다.
구체적으로, 도시된 바와 같이 릴리프 통공(1411)은 제2공간(E) 내의 유압이 일정한 수준을 초과하는 경우, 초과된 유압이 누출될 수 있도록 하기 위하여, 밸브 몸체(140)에 형성된 외부 통공(1413)과 연결될 수 있고, 릴리프(17)는 이 외부 통공(1413)에 연결될 수 있다. 릴리프 통공(1411)과 외부 통공(1413)과의 유격을 조절하기 위하여 유격 홈(1412)이 더 마련될 수 있다. 릴리프 통공(1411)이 외부 통공(1413)에 연결되는 경우는, 드레인 차단 스풀(141)이 최대한 후진한 경우, 즉 제2공간(E) 내의 압력이 오로지 펌프(11)로부터의 유압만 작용하고 스프링(143)이 최대한 느슨해져서 탄성력을 작용하고 있지 않을 때인 것이 바람직하다. 이 경우에는 릴리프(17)를 통해 누출되는 유압을 조절함으로써 펌프(11)의 유압을 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 드레인 차단 스풀(141)의 측면에 구비된 릴리프 통공(1411)에는 구동 솔레노이드에 의해 동작하는 언로딩 밸브(18)가 연결되어, 밸브 전체의 유압을 언로딩하는 기능이 가능하게 구성될 수 있다. 언로딩 기능은 밸브(10) 내의 유압 즉 유체를 완전히 빼낼 수 있게 하는 기능으로서, 본 발명에 따라 밸브(10)를 기계적으로 해체 분해하지 않고서도 가능하다는 장점이 제공된다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 도 3에 예시되어 있는 바와 같이, 드레인 차단 스풀(141)이 제3공간(F) 내에서 전진 또는 후진하는 거리를 제한함으로써 유량을 조정하는 유량조절부재(146)를 더 구비할 수 있다. 본 발명에 다라 밸브(10)의 전환 동작 제어시 필요한 유량은 드레인 차단 스풀(141)이 제3공간(F) 내에서 전진 또는 후진하는 거리에 의하여 한정된다. 따라서 이 전후진 거리를 조절하여 제어시 필요한 유량을 조절할 수 있다. 이것은 커버(144) 외부에서 조작가능하게 설치된, 예컨대 볼트 형태의 유량조절부재(146)를 사용하여 간단히 해결될 수 있다.
이제 도 9 및 도 10을 참조하면, 메인 밸브(14) 뿐만 아니라 파일롯 밸브(12)도 마찬가지로 두 개의 스풀로 이루어진 구조를 가지는 본 발명에 따른 구조가 예시된다.
도시된 바와 같이, 파일롯 밸브(12)는 서로 대칭적으로 구성된 2개의 스풀 유닛을 포함하고, 각각의 스풀 유닛은 단면이 ㄷ자형태인 드레인 차단 스풀(124)과, 상기 드레인 차단 스풀(124)의 내부 공간에 일단이 슬라이딩가능하게 안착되는 펌프 차단 스풀(123), 및 구동 솔레노이드에 의하여 상기 드레인 차단 스풀(124)과 상기 펌프 차단 스풀(123) 사이의 공간(E)에 유압이 공급 또는 중단되도록 하는 구동 스풀(125)을 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 파일롯 밸브(12)에는 펌프 라인(P)(1202)을 통해 유입된 펌프로부터의 유압이 메인 밸브를 경유하여 가해진다. 파일롯 밸브(12)에는 탱크 리턴 라인(T)(1204), 펌프 라인(P)(1202), 제1동작경로(A) 즉 제1실린더 라인(A)(1203), 및 와 제2동작경로(B) 즉 제2실린더 라인(B)(1201)(도 1 참조)이 구비된다. 다시 말해서 파일롯 밸브(12)는 펌프 라인(P)(1202)에 인가된 유압을 실린더 라인(A)에 연결시키거나 연결시키지 않도록 동작한다.
도면에 도시된 기호들은, 각각 밸브 몸체(121), 부싱 시트(122), 펌프 차단 스풀(123), 드레인 차단 스풀(124), 작동 스풀(125), 커버(126), 스프링(127), 푸시공이(128), 코일(129), 전자석(130), 푸시 가이드 몸체(131), 고정 너트(132)이다.
펌프 차단 스풀(123)의 자유단(1232)은 부싱 시트(122)의 펌프 차단 시트(1221)에 접촉하여 안착함으로써 실린더 라인(A)을 차단할 수 있고, 드레인 차단 스풀(124)의 선단부는 부싱 시트(122)의 드레인 차단 시트(1222)에 접촉하여 안착함으로써 탱크 리턴 라인(T)을 폐쇄할 수 있다.
메인 밸브와 마찬가지로 펌프(11)로부터의 유압이 항상 가해지는 제1공간(G)의 압력은 펌프 차단 스풀(123)에 형성된 펌프 통공(1231)을 통해 제2공간(E)으로 가해진다. 제2공간(E)에는 메인 밸브와는 달리 스프링이 설치될 필요는 없는데, 왜냐하면 파일롯 밸브(12)는 전체적으로 메인 밸브보다 소형이기 때문이다.
작동 스풀(125)은 중간 부분에 형성된 측부 작동 통공(1252, 1253)과 길이 방향으로 형성된 길이 작동 통공(1251)을 통하여, 제2공간(E)의 유압이 제3공간(F)으로 연통하거나 연통되지 않거나 하게 할 수 있다. 작동 스풀(125)의 전후진 동작은, 코일(129)에 가해지는 전원에 의하여 전자석(130)이 푸시 공이(128)를 밀고 당기는 것에 의하여 결정된다. 푸시 공이(128)가 전후진함에 따라 스프링(127)이 압축되거나 복원되면서 작동 스풀(125)이 전후진하게 된다.
도 9는, 코일(129)에 가해지는 전원에 의하여 전자석(130)이 푸시 공이(128)를 밀어 푸시 공이(128)가 전진함에 따라 스프링(127)이 압축되면서 작동 스풀(125)이 전진한 상태를 보여준다. 제3공간(F)은, 한편으로 작동 스풀(125) 내에 형성된 통공들(1251, 1252, 1253)에 의하여 제2공간(E)과 연통되고, 제1공간(G)은 펌프 통공(1231)에 의하여 제2공간(E)과 연통된다. 그리고 제3공간(F)은 다른 한편으로 누출공들(1261, 1262, 1263)은 작동 스풀(125)의 연결홈(1254)의 위치가 어긋남에 따라 차단됨으로써 탱크 리턴 라인(1204)(T)와의 연결이 폐쇄된다. 이에 따라 제1공간(G)과 제2공간(E)의 오일이 제3공간(F)으로 유입되어 채워짐으로써 드레인 차단 스풀(124)이 전진하고 펌프 차단 스풀(123)이 후진토록 한다. 이에 따라, 펌프 라인(P)과 실린더 라인(A)의 연결이 개방된 반면 펌프 라인(P)과 탱크 리턴 라인(T)의 연결은 폐쇄된다.
한편, 도 10은, 코일(129)에 가해지는 전원에 의하여 전자석(130)이 푸시 공이(128)를 당기고 푸시 공이(128)가 후진함에 따라 스프링(127)이 원위치 복원되면서 작동 스풀(125)이 후진한 상태를 보여준다. 제3공간(F)은, 한편으로 작동 스풀(125) 내에 형성된 통공들(1251, 1252, 1253)과 제2공간(E)의 연결 경로가 폐쇄된다. 그리고 다른 한편으로 작동 스풀(125)의 연결홈(1254)과 누출공들(1261, 1262, 1263)이 서로 연통하는 위치에 있게 되어, 제3공간(F)의 누출공들(1261, 1262, 1263)과 탱크 리턴 라인(1204)(T)과의 연결이 개방된다. 제3공간(F)의 유압이 누출공들(1261, 1262, 1263)을 통해 탱크 리턴 라인(1204)로 빠져나가, 드레인 차단 스풀(124)이 후진하고 펌프 차단 스풀(123)이 전진토록 한다. 이에 따라, 펌프 라인(P)과 실린더 라인(A)의 연결이 폐쇄되는 반면 펌프 라인(P)과 탱크 리턴 라인(T)의 연결은 개방된다.
이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 구성이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.
10 : 3-방향 다목적 전환 밸브
11 : 펌프
12 : 파일롯 밸브
14 : 메인 밸브
140 : 밸브 본체
141 : 드레인 차단 스풀
142 : 펌프 차단 스풀
143 : 스프링
144 : 커버
145 : 부싱 시트
1451 : 드레인 시트
1452 : 펌프 시트
16 : 실린더
17 : 릴리프
18 : 언로딩 밸브

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 유압기계를 작동하는 유압 밸브로서,
    펌프(11)로부터의 유압을 제1동작경로(A)와 제2동작경로(B) 중 어느 하나로 전환시키는 파일롯 밸브(12)와;
    상기 파일롯 밸브(12)에 의해 절환된 제1 및 제2 동작경로에 연동하여, 상기 펌프(11)로부터의 유압을 실린더(16)로 제1동작경로(A) 또는 제2동작경로(B)에 전환하여 출력하는 메인 밸브(14)를 포함하고,
    여기서, 상기 메인 밸브(14)는 서로 대칭적으로 구성된 2개의 스풀 유닛을 포함하고, 각각의 스풀 유닛은 단면이 ㄷ자형태인 드레인 차단 스풀(141)과, 상기 드레인 차단 스풀의 내부 공간에 일단이 스프링(143)을 개재하여 슬라이딩가능하게 안착되는 펌프 차단 스풀(142);
    로 구성되고, 여기서
    상기 펌프 차단 스풀(142)의 자유단(1423)은 항상 상기 펌프(11)로부터의 유압이 가해지는 제1공간(G)에 노출되며, 상기 펌프(11)로부터의 유압은 상기 자유단(1423)에서 상기 스프링(143)이 설치된 제2공간(E)과 연통되어 있는 펌프 통공(1422)에 의하여 상기 제2공간(E)에 가해지도록 구성되고;
    상기 드레인 차단 스풀(141)은, 한편으로 외측의 제3공간(F)에서 상기 파일롯 밸브(12)로부터의 가해지는 유압이 있는 경우 상기 스프링(143)의 탄성력에 대항하여 상기 펌프 차단 스풀(142) 쪽으로 전진하여 탱크 리턴 라인(T)을 차단하도록 동작하고, 다른 한편으로 상기 제3공간(F)에서 상기 파일롯 밸브(12)로부터의 가해지는 유압이 없는 경우 상기 스프링(143)의 탄성력에 의하여 후진하여 상기 탱크 리턴 라인(T)을 개방하도록 동작하며;
    상기 펌프 차단 스풀(142)은, 한편으로 상기 드레인 차단 스풀(141)이 전진하는 경우 상기 제2공간(E)의 유압이 측부 통공(1421)을 통해 상기 제1공간(G)으로 유출되면서 상기 스프링(143)의 탄성력에 대항하여 후진하면서 실린더 라인(A)을 개방하도록 동작하고, 다른 한편으로 상기 드레인 차단 스풀(141)이 후진하는 경우 상기 제1공간(G)의 유압이 상기 펌프 통공(1422)를 통해 상기 제2공간(E)으로 유입됨에 따라 상기 스프링(143)의 탄성력에 의하여 전진하여 상기 실린더 라인(A)을 폐쇄하도록 동작하는
    것을 특징으로 하는, 3-방향 다목적 전환 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 드레인 차단 스풀(141)의 측면에는 릴리프 통공(1411)이 더 마련되고, 이 릴리프 통공(1411)에는 외부의 릴리프(17)와 연결되어 펌프(11)로부터의 유압이 미리 결정된 값을 넘지 않도록 조절가능하게 구성된 것을 특징으로 하는, 3-방향 다목적 전환 밸브.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 드레인 차단 스풀(141)의 측면에는 릴리프 통공(1411)이 더 마련되고, 이 릴리프 통공(1411)에는 구동 솔레노이드에 의해 동작하는 언로딩 밸브(18)가 연결되어, 밸브 전체의 유압을 언로딩하는 기능이 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는, 3-방향 다목적 전환 밸브.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 드레인 차단 스풀(141)이 상기 제3공간(F) 내에서 전진 또는 후진하는 거리를 제한함으로써 유량을 조정하는 유량조절부재(146)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 3-방향 다목적 전환 밸브.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 파일롯 밸브(12)는 서로 대칭적으로 구성된 2개의 스풀 유닛을 포함하고, 각각의 스풀 유닛은 단면이 ㄷ자형태인 드레인 차단 스풀(124)과, 상기 드레인 차단 스풀(124)의 내부 공간에 일단이 슬라이딩가능하게 안착되는 펌프 차단 스풀(123), 및 구동 솔레노이드에 의하여 상기 드레인 차단 스풀(124)과 상기 펌프 차단 스풀(123) 사이의 공간(E)에 유압이 공급 또는 중단되도록 하는 구동 스풀(125)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 3-방향 다목적 전환 밸브.
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