KR101317073B1 - 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브 - Google Patents

체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 등의 제어장치로 작동유가 유출입 되는 입력포트와, 펌프에서 공급된 작동유가 유출입 되는 출력포트와, 작동유가 유동되는 작동유로로 형성된 하우징과, 입력포트를 통해 공급된 작동유가 수용된 제 1챔버와, 상기 제 1챔버 내부에 일측단이 지지된 리턴 스프링의 외주연을 감싼 스풀이 형성된 제 1커버와, "ㄷ"자 형상의 제 2캡과, 내측에 형성된 제1캡과 제 2커버로 구성된 프라이어리티 스풀 밸브에 있어서, 상기 제 2커버는 작동유 이송시 원기둥 형태의 체크 오리피스와, 상기 제 1캡과 제 2커버 사이에 작동유가 이송되는 제 2챔버가 형성된 구조로 이루어진다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 체크오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브는, 제 1,2캡이 스풀의 작동에 의해 소정거리 이동되는 체크오리피스가 삽입됨으로써, 지게차와 같이 작업장치와 스티어링 제어계통을 동일한 펌프로부터 공급받는 유압차량에서 시스템 최고압력으로 급조작하여 사용시 작동된 스풀의 원상복귀가 원활히 이루어져 작업장치 조작중에 주행을 위한 스티어링 휠의 조작감이 급변하지 않고 안정적으로 유지되는 효과가 있다.

Description

체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브 { Check-orifice in priority spool valve apparatus }
본 발명은 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브에 관한 것으로, 상세하게는 소정거리 이동되는 체크 오리피스를 통해 작동유의 이송이 원활이 이루어짐으로써 스풀의 복귀가 명확해지도록 한 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 지게차와 같은 유압시스템 차량의 경우, 펌프로부터 공급된 작동유를 분배하여 사용할 때 스티어링 기능을 우선(Priority)하여 공급되게 하고 LIFT 및 TILT 등의 작업장치로 유량을 공급하게 되어 있으므로 작업장치 사용중에도 주행을 위한 스티어링을 원활히 작동시킬 수 있어야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복합동작 기능은 프라이어리티 밸브 블록 내부의 프라이어리티 스풀(220)의 습동에 의해 조절되는데, 펌프의 압력이 발생하면 스풀(220)의 제1 오리피스(310)를 통과한 작동유의 압력에 의해 스풀(220)이 리턴 스프링(230)의 힘을 이기고 스티어링 출력포트(110)에 필요한 최소한 작동유를 공급하는 적정 위치에서 압력 밸런스를 유지한다. 그 결과, 작동유로(130) 및 출력포트(110)에는 필요한 작동유가 공급 된다.
한편, 스풀(220)이 압력밸런스를 유지하는 원리는 제1,2,3오리피스(310, 320,330)의 간단한 조합에 의한 것인데, 그 중에서 제1오리피스(310)의 내경 치수는 스풀(220) 이동에 전적인 영향을 준다. 스풀(220)의 급작스런 이동은 회로상의 충격압을 상승시킬 수 있으므로 제1오리피스(310)의 내경을 스풀(220) 외경에 대비 1/20 보다 작게 제작하는 경우가 일반적이다.
그러나 이와 같은 오리피스와 스풀 작동 방식은 급속조작의 경우나 시스템의 고압력 조건에서는 제1챔버(210)를 채우고 있는 작동유가 제1오리피스(310)를 통해 빠지는 동안, 리턴 스프링(230)에 의해 더디게 복귀하게 되어 그 결과로, 스풀(220) 복귀가 원활치 못해 일시적으로 출력포트(110)로 향하는 유량 분배가 끊기면서 스티어링 휠의 조작이 버거워지고 갑자기 해소되는 등의 문제점이 있었다.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 고압력, 급조작 조건에서 작동유가 제 2챔버 내부로 급속이동되어 스풀이 스티어링 공급유로를 차단한 이후에도 리턴스프링의 힘만으로 원활히 제 1챔버의 작동유가 체크오리피스를 지나 제 2챔버로 이동됨으로써 스풀이 안정적으로 복귀할 수 있도록, 분리된 체크오리피스가 삽입된 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브를 제공하는데 목적이 있다.
입력포트 및 출력포트와 작동유가 유동되는 작동유로로 형성된 하우징과; 상기 하우징 말단에 결합되는 제 1커버와; 상기 하우징 타단에 결합되는 제 2커버와;상기 하우징 내부에 형성되며 리턴 스프링이 내장되고 한쪽 말단에 제 1캡 및 체크오리피스를 포함한 제 2캡이 결합되는 스풀과; 상기의 제 1커버와 스풀 사이에 형성되며 작동유가 저장되는 제 1챔버 및; 상기의 제 2커버와 스풀 사이에 형성되며 작동유가 저장되는 제 2챔버로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징으로는 상기의 제 1챔버의 압력이 낮을 경우 체크 오리피스를 포함한 제 2캡이 제 1캡 측으로 밀착되고, 제 1챔버의 압력이 높을 경우 체크 오리피스를 포함한 제 2캡과 제 1캡 사이에 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 체크오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브는, 제 1,2캡이 스풀의 작동에 의해 소정거리 이동되는 체크 오리피스가 삽입됨으로써, 지게차와 같이 작업장치와 스티어링 제어계통을 동일한 펌프로부터 공급받는 유압차량에서 시스템 최고압력으로 급조작하여 사용시 작동된 스풀의 원상복귀가 원활히 이루어져 작업장치 조작중에 주행을 위한 스티어링 휠의 조작감이 급변하지 않고 안정적으로 유지되는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 밸브 단면도
도 2는 본 발명에 따른 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브 단면도
도 3은 본 발명에 따른 체크 오리리스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브의 확대 단면도
이하 본 발명에 의한 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 체크 오리리스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브의 확대 단면도를 나타내는 것이다.
본 발명의 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브는, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력포트(11) 및 출력포트(12)와 작동유가 유동되는 작동유로(13)로 형성된 하우징(10)과 상기 하우징(10) 말단에 결합되는 제 1커버(20)와 상기 하우징(10) 타단에 결합되는 제2커버(30)와 상기 하우징(10) 내부에 형성되며 리턴 스프링(41)이 내장되고 한쪽 말단에 제 1캡(42) 및 체크 오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)이 결합되는 스풀(40)과 상기의 제 1커버(20)와 스풀(30) 사이에 형성되며 작동유가 저장되는 제 1챔버(50) 및 상기의 제 2커버(30)와 스풀(30) 사이에 형성되며 작동유가 저장되는 제 2챔버(60)로 구성된다.
상기 하우징(10)은 차량 또는 제어장치의 제어를 위해 작동유가 각각 유출입되는 입력포트(11)가 일측단에 구비되며, 상기 입력포트(11)로 이송되는 작동유를 펌프(도면 미도시)를 통해 공급되도록 하는 작동유가 유출입되는 출력포트(12)와, 입력포트(11)를 통해 유입된 작동유가 수용된 작동유로(13)가 형성되며, 상기 작동유로(13)와 마찬가지로 출력포트(12)로부터 유입된 작동유가 수용된 제 1챔버(50)가 제 1커버(20)에 밀폐된 하우징(10) 내부에 형성된다.
또한, 상기 제 1챔버(50)에는 제 1커버(20)에 의해 일측단이 지지된 리턴 스프링(41)과, 상기 리턴 스프링(41)의 외주연을 감싸며 출력포트(12) 또는 입력포트(11)로 유출입되는 작동유에 의해 리턴 스프링(41)이 압축/복귀됨에 따라 좌우로 이송되는 스풀(40)이 형성된다.
한편, 상기 제 2커버(30)는 'ㄷ'자 형상의 제 2캡(44)과, 마주보는 일측면에 제 1캡(42)이 제 2캡(44) 오일씰(도면 미도시) 등을 통해 기밀이 유지되며 상호 결합된다.
특히, 상기의 제 1챔버(50)의 압력이 낮을 경우 체크 오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)이 제 1캡(42) 측으로 밀착되고, 제 1챔버(50)의 압력이 높을 경우 체크 오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)과 제 1캡(42) 사이에 공간(S)이 형성된다.
이하, 상기 구성에 따른 본 발명에 따른 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브의 작동에 대하여 설명한다.
본 발명의 체크 오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브는 도 3b와 같이 사용자의 조작에 의해 펌프에서 출력포트(12)를 통해 작동유가 공급되며 제1챔버(50)로 작동유가 이송되는데 이때 스풀(40)이 리턴 스프링(41)을 압입하며 좌측으로 이동하게 되는 것이다. 상기 스풀(40)의 이동으로 제1챔버(50)의 압력이 낮아짐에 따라 체크 오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)이 제 1캡(42) 측으로 밀착되어 제 2챔버(60)에 수용된 작동유가 빠져나오게 되며 출력포트(12)로 유입된 작동유와 함께 입력포트(11)를 통해 차량 또는 제어장치로 작동유가 공급될 수 있는 것이다.
도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 사용자에 의해 입력포트(11)를 차단시에는 스풀(40)이 리턴 스프링(41)에 의해 우측으로 이동하게 되는데, 제 1챔버(50)와 제 2챔버(60)의 압력 변화에 따라 체크 오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)과 제 1캡(42) 사이에 공간(S)이 형성되어 스풀(40) 전방에 있던 작동유가 제2챔버(60) 내부로 원활히 이송되게 되고, 이데 따라 리턴 스프링(41)의 복원력에 의해 스풀(40)이 우측으로 이동할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 체크오리피스 기능을 삽입한 프라이어리티 스풀 밸브는, 제 1,2캡이 스풀의 작동에 의해 소정거리 이동되는 체크 오리피스가 삽입됨으로써, 지게차와 같이 작업장치와 스티어링 제어계통을 동일한 펌프로부터 공급받는 유압차량에서 시스템 최고압력으로 급조작하여 사용시 작동된 스풀의 원상복귀가 원활히 이루어져 작업장치 조작중에 주행을 위한 스티어링 휠의 조작감이 급변하지 않고 안정적으로 유지되는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 특징의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10:하우징 11:입력포트
12:출력포트 13:작동유로
20:제1커버 30:제2커버
40 : 스풀 41 : 리턴 스프링
42 : 제 1캡 43 :체크 오리피스
44 : 제 2캡 50 : 제 1챔버
60 : 제 2챔버 S : 공간

Claims (2)

  1. 차량의 제어장치로 펌프에서 공급된 작동유가 유출입 되는 프라이어리티 스풀 밸브에 있어서,
    입력포트(11) 및 출력포트(12)와 작동유가 유동되는 작동유로(13)로 형성된 하우징(10)과;
    상기 하우징(10) 말단에 결합되는 제 1 커버(20)와;
    상기 하우징(10) 타단에 결합되는 제 2 커버(30)와;
    상기 하우징(10) 내부에 형성되며 리턴 스프링(41)이 내장되고 한쪽 말단에 제 1캡(42) 및 체크오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)이 결합되는 스풀(40)과;
    상기의 제 1커버(20)와 스풀(40) 사이에 형성되며 작동유가 저장되는 제 1챔버(50) 및;
    상기의 제 2커버(30)와 스풀(40) 사이에 형성되며 작동유가 저장되는 제 2챔버(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프라이어리티 스풀 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기의 제 1챔버(50)의 압력이 낮을 경우 체크 오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)이 제 1캡(42) 측으로 밀착되고, 제 1챔버(50)의 압력이 높을 경우 체크 오리피스(43)를 포함한 제 2캡(44)과 제 1캡(42) 사이에 공간(S)이 형성되는 것을 특징으로 하는 프라이어리티 스풀 밸브.
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US5433076A (en) * 1992-10-29 1995-07-18 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic control valve apparatus and hydraulic drive system
KR20000048458A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 추호석 산업차량용 브레이크 밸브 장치
US20100269935A1 (en) * 2007-11-28 2010-10-28 Alfred Breunig Valve system

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