KR101679887B1 - 파일럿 밸브 장치 - Google Patents

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미쯔히로 요시모또
히데아끼 이또오
사꾸라꼬 히라노
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

파일럿 밸브 장치는 밸브 케이싱 내에서 변위되도록 구성된 스풀을 채용하여 유압 포트 및 출력 포트가 내외로 서로 연통하게 하는 파일럿 밸브 본체, 거기에 캠 부재가 부착되는 조작 레버를 갖는 조작 수단, 파일럿 밸브 본체의 단부 판 상에서 직립하고 유니버설 조인트를 통해 수동 조작 레버에 연결되는 피봇 샤프트 및 상기 유니버설 조인트, 캠 부재 및 푸셔를 완전하게 덮는 방식으로 단부 판과 조작 수단 사이에 밀폐 연결되는 탄성 재료의 부츠로 구성되고, 단부 판은 장착 부재에 탈거 가능하게 고정되고, 부츠는 그 일단부가 조작 수단에 연결되게 하고 타단부가 단부 판과 장착 부재 사이에 밀폐식으로 협지되게 한다.

Description

파일럿 밸브 장치 {PILOT VALVE DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 유압식 건설 기계의 캡 내부에 설치되어 기계 제어시 조작자에 의해 수동으로 조작되는 유압 파일럿식 제어 밸브에 유압 파일럿 신호를 공급하기 위해 이용되는 파일럿 밸브에 관한 것이다.
유압식 건설 기계의 일례로서 유압식 파워 셔블(shovel) 형태의 굴삭기를 들면, 크게 하부 차량 주행체를 구동하고 상부 선회체를 선회 운동시키는 유압 모터와 함께 하부 차량 주행체 및 상부 선회체로 구성된다. 또한, 이러한 부류의 유압식 굴삭기 상에는 작업 기구가 제공된다. 전형적인 예로서, 작업 기구는 토사의 굴삭용으로 작동된다. 작업 기구는 일반적으로 상부 선회체 상에 리프팅(lifting) 가능하게 지지되는 붐, 링크 기구를 통해 붐의 첨단부에 피봇 가능하게 연결되는 아암 및 링크 기구를 통해 아암의 첨단부에 피봇 가능하게 연결되는 프런트 어태치먼트(front attachment)로 구성된다. 이들 붐, 아암 및 프런트 어태치먼트는 유압 실린더에 의해 개별적으로 구동된다.
유압 액추에이터로서, 전술된 유압 모터 및 유압 실린더 각각은 유압 펌프에 연결되는 일 포트 및 작동유 탱크에 연결되는 다른 포트를 가진다. 각각의 유압 액추에이터는 유압 파일럿 신호에 의해 작동되는 제어 밸브를 통해 유압 펌프 또는 작동유 탱크 중 하나에 절환 가능하게 연결된다. 유압 파일럿 신호를 제어 밸브의 유압 파일럿부에 적용하기 위해, 파일럿 밸브는 제어 밸브와 공동으로 제공된다. 이와 관련하여, 조작자가 착석하는 조작자 좌석의 좌측 또는 우측 상에 있는 캡 내부 콘솔 박스의 상부 패널 상에 파일럿 밸브를 설치하는 것이 일반적인 실시 형태이다.
파일럿 밸브는 크게 조작 레버를 포함하는 수동 조작 수단 및 유압 배관에 접속되는 파일럿 밸브 본체로 구성된다. 통상, 파일럿 밸브 본체에는 밸브 케이싱의 일단부 상에 고정되는 단부 판이 제공된다. 수동 조작 레버가 유니버설 조인트를 통해 피봇 가능하게 연결되는 지지축은 단부 판에 직립한다. 단부 판이 고정되어야 하는 콘솔 박스의 상부 패널에는 개구가 형성된다. 파일럿 밸브 본체는 수동 조작 수단이 콘솔 박스의 상부 패널 상방으로 돌출하는 방식으로 콘솔 박스 내부에 위치하게 된다. 조작 레버는 조작자에 의해 임의의 방향으로 수동적으로 기울어지게 된다.
파일럿 밸브 본체의 케이싱은 밸브 챔버 내에서 밸브 챔버를 따른 미끄럼 이동을 위해 적어도 2개의 스풀(spool)을 수용하는 밸브 챔버를 형성한다. 이들 스풀에는 한 쌍의 푸셔(pusher)가 연결되어 밸브 케이싱의 단부 판 밖으로 돌출된다. 개별 푸셔에 연결되는 스풀은, 밸브 챔버 내부에서 각기 조작 레버 상에 부착된 캠 부재에 접하는 쌍을 이루는 푸셔와 공동으로 미끄럼 가능하다. 조작 레버가 수동으로 기울어지면, 푸셔들 중 하나 및 그 푸셔에 연결된 스풀은 밸브 챔버 내부에서 미끄럼 변위를 하게 되는 반면, 나머지 푸셔 및 스풀은 정지 상태로 유지된다. 통상, 파일럿 밸브 본체에는 한 쌍의 스풀과 조합되는 한 쌍의 푸셔가 제공되고, 조작 레버는 좌측 또는 우측 방향뿐만 아니라 전방 또는 후방 방향으로 기울어짐이 가능하여, 조작 레버가 전방 또는 후방 방향으로 기울어질 때 쌍을 이루는 스풀 중 하나를 작동시키고, 조작 레버가 좌측 또는 우측 방향으로 기울어질 때 쌍을 이루는 스풀 중 다른 하나를 작동시킨다.
건설 기계로서, 유압식 파워 셔블 형태의 굴삭기는 야외 작업을 위해 대량의 먼지가 공기 중에 날리는 먼지가 많은 환경에서 주로 가동된다. 따라서, 파일럿 밸브 본체 및 스풀과 조작 레버의 결합부 상에서의 먼지의 퇴적을 방지하기 위해 방진 부재를 장착할 필요가 있다. 따라서 방진 부재로서, 특허 문헌 1에 도시된 바와 같은 고무 또는 탄성 재료의 벨로우즈(bellows) 형태의 부츠가 널리 사용되어 왔다. 방진 부츠의 일단부는 조작 수단에 연결되는 반면, 타단부는 중간 벨로우즈 섹션의 반대 단부에서 단부 판에 연결된다. 탄성 재료로 제조된 방진 부츠는 회복 불가능하게 손상될 수 있기 때문에 대체 가능한 부재로서 제공된다. 더 구체적으로는, 부츠의 일단부는 수동 조작 수단의 측면에 탈거 가능하게 고정이 가능한 첨단부 고정부로서 기능하도록 배열되는 반면, 부츠의 타단부는 밸브 케이싱의 단부 판의 측면에 탈거 가능하게 고정이 가능한 근원 단부 고정부로서 기능하도록 배열된다. 첨단부 및 근원 단부 고정부 모두는 두꺼운 환형 립의 형상으로 형성된다.
특허 문헌 1의 파일럿 밸브 유닛에서는, 방진 부츠의 대향 단부가 캠 및 단부 판의 외주연면에 개별적으로 고정되어야 하는 첨단부 고정부 및 근원 단부 고정부로서 배열된다. 부츠의 첨단부 고정부는 캠의 외주연면 상에 형성되는 환형 스톱퍼 홈에 고정 끼워 맞춤된다. 또한, 단부 판의 표면 상에 환형 스톱퍼 홈을 형성하기 위해, 단부 판과 스톱퍼 판 사이에 환형 스톱퍼 홈을 형성하도록 하는 방식으로 용접함으로써 장착 판이 단부 판의 표면 상에 고정되어, 단부 판 상의 이러한 환형 홈에 부츠의 근원 단부 고정부를 수용한다.
특허 문헌 1: 일본 실용신안 출원 공개 평7-49167호
앞서 언급된 특허 문헌 1의 파일럿 밸브에 따르면, 기밀 방진 부츠의 대향 단부는 스톱퍼 홈에 개별적으로 고정 끼워 맞춤된다. 즉, 이러한 목적을 위해, 환형 스톱퍼 홈이 밸브 케이싱의 단부 판 및 캠 부재 모두에 형성된다. 캠 부재가 외주연면을 가지기 때문에, 환형 스톱퍼 홈은 그 표면에 직접 형성될 수 있다. 반면, 편평한 형상의 단부 판 상에 환형 홈을 직접 형성하는 것은 어렵다. 따라서, 특허 문헌 1에서는, 장착 판이 단부 판 상에 추가 부착되어, 결과적으로 파일럿 밸브의 부품 수가 증가된다.
또한, 스톱퍼 홈에 개별적으로 결합되는 첨단부 및 근원 단부 고정 단부 부분에서의 밀폐 밀봉을 확보하기 위해, 첨단부 및 근원 단부 고정부 각각은 대응하는 스톱퍼 홈의 외부 진입 개구의 직경 보다 작은 내경을 가지도록 배열된다. 그러나, 캠 부재 상에서 첨단부 고정부를 스톱퍼 홈과 결합 유지시키면서 스톱퍼 홈으로의 끼워 맞춤시 근원 단부 고정부 전체를 확경시켜야 하는 어려움이 있다. 또한, 부츠의 비틀림을 방지하기 위해, 근원 단부 고정부를 스톱퍼 홈에 끼워 맞춤할 때 통상 부츠를 올바른 방향으로 조정 및 배향시킬 필요가 있다는 추가의 문제가 있다. 따라서, 방진 부츠를 장착하는 작업은 많은 시간을 소비하고 매우 귀찮은 작업이었다.
또한, 방진 부츠의 조립 후, 파일럿 밸브 장치는 예를 들어 콘솔 박스의 상부 패널 상에 고정 설치된다. 밸브 조립체의 고정을 위해, 통상 밸브 케이싱의 단부 판 상에 고정되고 그 외주연부 상에 다수의 볼트 구멍이 제공되는 밸브 장착 판과 협동하여 볼트가 사용된다. 스위치, 다른 조작 부재 및 계기류의 존재로 인해, 콘솔 박스의 상부 패널은 파일럿 밸브 장치 설치용으로 제한된 공간만을 가진다. 몇몇 경우, 설치 공간의 제약으로 방진 부츠를 장착하기 어려운 경우도 발견된다.
전술된 상황을 고려하여, 방진 부츠를 밸브 케이싱 단부 판의 단부 판과 밸브 조작 수단 사이에 쉽고 정확하게 연결시키는 것을 허용하는 컴팩트하고 단순한 구조의 유압식 파일럿 밸브 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 다른 목적은 방진 부츠를 장착 부재 상에 밀폐 조립하는 것을 효율적이고 바람직한 방식으로 용이하게 하도록 배열되는 유압식 파일럿 밸브 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전술된 목적을 달성하기 위해, 각각 케이싱 내부에서 변위되도록 구성된 스풀과 합체되어 유압 포트가 출력 포트 내외로 연통하게 하는 파일럿 밸브 본체, 캠 부재가 연결되는 조작 레버를 포함하는 조작 수단, 상기 파일럿 밸브 본체의 단부 판 외부로 돌출되고 유니버설 조인트를 통해 상기 조작 레버에 연결되는 피봇 샤프트 및 상기 조작 수단과 상기 단부 판 사이에 개재되는 탄성 재료의 부츠로 구성되고, 상기 단부 판이 장착 부재에 탈거 가능하게 고정되고, 상기 부츠의 일단부는 상기 조작 수단에 끼워 맞춤되고, 상기 부츠의 타단부는 상기 단부 판과 장착 부재 사이에 고정식으로 협지되는 파일럿 밸브 장치가 제공된다.
이러한 경우, 중간 벨로우즈부의 대향 단부에서, 부츠는 각각 두꺼운 립 형태인 첨단부 및 근원 단부 고정부로 형성된다. 이러한 예에서, 스톱퍼 홈이 수동 조작 수단의 캠 부재의 거더(girder) 주위에 형성되고, 부츠의 첨단부 고정부는 이러한 스톱퍼 홈에 끼워 맞춤된다. 장착 부재에는 부츠 및 수동 조작 수단이 통과 가능하지만 부츠의 근원 단부 고정부 및 단부 판의 외형과 비교하여 직경이 작은 개구가 제공되고, 단부 판은 부츠의 근원 단부 고정부를 그 사이에 협지시키는 방식으로 복수의 볼트를 사용하여 장착 부재에 고정된다. 이러한 배열에 의해, 부츠의 근원 단부 고정부는 압축된 상태로 밀폐식으로 적절한 위치에 고정된다. 이와 관련하여, 건설 기계의 캡 내부에 콘솔 박스를 제공하는 것이 일반적인 실시 형태이다. 따라서, 파일럿 밸브 장치용 장착 부재로서 콘솔 박스의 상부 패널을 이용하여, 상부 패널 내의 개구를 통해 하부측으로부터 수동 조작 수단이 돌출하게 하는 것이 가능하게 된다.
근원 단부 고정부가 압축된 상태로 단부 판과 장착 부재 사이에 협지될 때, 근원 단부 고정부 상으로의 압축력의 크기를 규제하기 위해 압축 규제 부재가 개재될 수 있다. 예를 들면, 규제 부재는 근원 단부 고정부의 두께와 비교하여 작은 두께로, 단부 판과 일체로 또는 별도로 형성될 수 있다. 이렇게 배열함으로써, 부츠의 근원 단부 고정부는 두께 차이에 대응하는 정도로 압축된 상태로 고정될 수 있다.
파일럿 밸브 장치를 유압식 건설 기계에 설치할 때, 예를 들어, 장착 부재는 기계의 캡 내의 콘솔 박스 상에서 제한된 공간 내에 놓이게 된다. 파일럿 밸브 본체는 다수의 볼트를 사용하여 적절한 위치에 고정되고, 더 구체적으로는 3개 또는 4개의 구분 위치에서 볼트에 의해 적절한 위치로 체결된다. 설치 공간을 최소화하기 위해, 파일럿 밸브 장치를 가능한 서로 근접하여 위치하는 볼트-다운 위치에 고정시키는 바람직하다. 이를 구현하기 위해, 부츠의 벨로우즈부는 볼트-다운 위치와 일치하는 오목 측면부 사이에 교대로 원호형 측면부를 가지는 비원형 형상으로 형성된다. 비원형 벨로우즈부를 가지는 부츠의 경우, 근원 단부 고정부의 내주연 형상은 벨로우즈부의 외형과 유사한 원형 또는 비원형 중 하나가 될 수 있다. 개구가 부츠의 근원 단부 고정부와 동일 또는 유사한 형상으로, 결합 부재로서 이용되는 콘솔 박스의 상부 패널에 제공된다. 이렇게 개구를 형성함으로써, 부츠는 장착 부재의 측면 상에서 복수의 볼트-다운 위치와 정렬된 위치에 용이하게 놓이게 된다.
따라서, 부츠의 일단부를 수동 조작 수단 상에 끼우고, 이어서 단부 판과 협동하여 타단부를 고정 협지하는 방식으로 장착 부재를 단부 판 상에서 타단부와 결합시킴으로써 부츠가 쉽고 정확하게 끼워질 수 있다.
도 1은 유압식 건설 기계의 일례로서 취하여진 유압식 파워 셔블의 전체 구성을 도시한 설명도.
도 2는 파일럿 밸브와 이 파일럿 밸브의 제어하에 있는 제어 밸브를 포함하는 유압 회로의 개략도.
도 3은 본 발명을 실시하는 파일럿 밸브 장치의 단면도.
도 4는 도 3의 파일럿 밸브 장치의 평면도.
도 5는 도 4의 선 X-X를 따라 취한 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 있어서 파일럿 밸브 장치의 부분 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 파일럿 밸브 장치의 부분 단면도.
도 8은 본 발명의 추가 실시예에 있어서 파일럿 밸브 장치용으로 채택된 상부 패널 및 부츠의 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 부츠의 평면도.
도 10은 도 8의 실시예에 있어서 부츠를 상부 패널과 조립하는 방식을 설명하는 부분 단면도.
이하, 본 발명이 그 양호한 실시예에 의해 설명된다. 유압식 건설 기계의 일례로서, 도 1은 유압식 파워 셔블 형태의 굴삭기의 전체 구성을 도시한다. 상기 도면에서, 하부 차량 주행체가 도면 부호 1로 표시되고, 상부 선회체가 도면 부호 2로 표시되고, 하부 주행체(1)와 상부 선회체(2) 사이에 제공되는 선회 기구가 도면 부호 3으로 표시된다. 상부 선회체(2) 상에는 기계의 제어시 조작자가 착석하게 되는 캡(4)이 붐(6), 아암(7) 및 버켓 또는 프런트 어태치먼트(8)를 포함하는 작업 기구(5)와 함께 장착된다.
유압 모터에 의해 개별적으로 하부 차량 주행체(1)는 주행하게 되고, 상부 선회체(2)는 선회 운동하게 된다. 붐(6), 아암(7) 및 버켓(8)은 유압 실린더, 더 구체적으로는 붐 실린더(6a), 아암 실린더(7a) 및 버켓 실린더(8a)에 의해 개별적으로 구동된다. 이들 유압 실린더 각각에는 유압 액추에이터로서 기능하는 한 쌍의 입력 및 출력 포트가 제공된다. 즉, 각각의 유압 실린더는 복귀 측 상의 다른 포트와의 상극(antagonistic) 관계에 있는 일 포트에 압유를 공급함으로써 구동된다.
이러한 목적을 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 유압 액추에이터의 입력 및 출력 포트는 제어 밸브(10)를 통해 유압 펌프(12) 및 작동유 탱크(12) 사이에 절환 가능하게 연결된다. 제어 밸브(10)의 위치는 대향 파일럿 압력 배관(13L, 13R)과 개별적으로 연통하는 대향 파일럿부(10L, 10R) 중 어느 하나에 적용되는 유압 파일럿 압력에 따라 변화된다. 파일럿 압력 배관(13L, 13R) 중 하나가 파일럿 압력 펌프(14)에 연결되고, 다른 하나가 작동유 탱크(12)에 연결됨으로써, 제어 밸브(10)의 위치에 대한 변화가 이루어진다.
전술된 제어 밸브(10)의 절환 동작을 제어하기 위한 목적으로, 파일럿 밸브 장치(15)가 캡(4) 내부에 설치된다. 파일럿 밸브 장치(15)는 수동 조작 수단(16) 및 파일럿 밸브 본체(17)로 구성된다. 전술된 파일럿 압력 배관(13L, 13R)은 파일럿 밸브 본체(17)의 케이싱(18)에 개별적으로 연결되어 출력 배관으로서 기능한다. 또한, 파일럿 펌프(14)로부터의 유압 배관(19)은 작동유 탱크(12)에 연결되는 복귀 배관(20)과 함께 파일럿 밸브 본체(17)에 연결된다. 조작 수단(16)을 조작함으로써, 파일럿 배관(13L, 13R) 중 하나는 파일럿 밸브 본체(17)에 연결되는 유압 배관(19)에 연결되는 반면, 파일럿 배관(13L, 13R) 중 다른 하나는 복귀 배관(20)에 연결되어, 제어 밸브(10)의 유압 파일럿부(10L, 10R) 사이의 압력차를 생성시켜 후자의 위치를 변화시킨다.
파일럿 밸브(15)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같은 방식으로 구성된다. 이들 도면에 도시된 파일럿 밸브(15)는 캡 내부의 조작자 좌석의 일측에 있는 콘솔 박스의 상부 패널 상에 설치하기 위한 것이다. 파일럿 밸브 장치(15)의 파일럿 밸브 본체(17)는 수동 조작 수단(16)이 상부 패널(21) 위로 돌출되는 방식으로 상부 패널(21) 아래에 위치하게 된다. 밸브 챔버(22)는 파일럿 밸브 본체(17)의 케이싱(18) 내부에 나란히 제공되고, 각각 그 안에 미끄럼 가능하게 끼워지는 스풀(22)을 구비한다. 각각의 밸브 챔버(22)는 고압측에서 유압 배관(19)에 연결되는 고압 포트(24)와 연통하고, 복귀 배관(20)에 연결되는 저압 포트(25)와 연통하여, 스풀(23)의 변위에 의해 고압 포트(24)와 저압 포트(25) 사이에서 출력 포트(26)를 절환한다. 복귀 스프링(27)의 편향 작동의 영향하에서, 통상 두 개의 출력 포트 중 하나는 각기 저압 포트(25)와의 연통이 유지된다. 스풀(23) 중 하나가 복귀 스프링(27)의 편향 작동에 대해 눌려 넣어지면, 일 출력 포트(26)는 고압 포트(24)에 연결되어 파일럿 신호를 제어 밸브(10)의 유압 파일럿부(10L, 10R) 중 어느 하나에 인가한다.
복귀 스프링(27) 각각은 스풀(23)의 연결 로드(23a)의 전방 단부가 부착되는 스프링 슈(shoe)(28) 상에 힘을 가하도록 구성된다. 반면, 푸셔(29)는 스프링 슈(28)에 접촉된다. 단부 판(30)은 파일럿 밸브 본체(17)의 밸브 케이싱(18)의 상부 단부 상에 부착되어, 푸셔(29)가 단부 판(30) 상방으로 돌출하게 한다. 파일럿 밸브(15)는 단부 판(30)을 상부 패널(21)에 확실하게 고정함으로써 콘솔 박스의 상부 패널(21) 상에 고정 장착된다. 파일럿 밸브 본체(17) 내에서의 유압 통로의 연결은 푸셔(29) 중 하나를 눌려 넣음으로써 절환된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 밸브 챔버(22), 스풀(23) 및 푸셔(29)로 구성되는 밸브 유닛은 쌍, 즉 전방 및 후방 위치 쌍 그리고 좌측 및 우측 위치 쌍으로서 제공된다.
푸셔(29)의 눌러 넣음에 의해 스풀(23)을 밸브 챔버(22) 내부에서 미끄럼 변위시키기 위해, 수동 조작 수단(16)에는 조작 레버(31)가 제공된다. 이러한 조작 레버(31) 상에는 캠 부재(32)가 캠 부재(32)의 캠면(32a)이 각각의 푸셔(29)의 첨단부와 접촉 결합된 상태로 부착된다. 조작 레버(31)는 전후 방향은 물론 좌우 방향으로 모두 기울어짐이 가능한 방식으로 단부 판(30) 상에 피봇 가능하게 지지된다. 따라서, 조작 레버(31)는 피봇 샤프트(33) 상에서 지지되고 밸브 케이싱의 단부 판(30)을 통해 상향으로 돌출된다. 수동 조작 수단, 즉 조작 레버(31) 및 캠 부재(32)의 조립체는 유니버설 조인트 부재(34)를 통해 피봇 샤프트(33)와 결합된다.
단부 판(30)은 본 실시예에서 장착 부재로서 이용되는 콘솔 박스의 상부 패널(21)에 고정된다. 상부 패널(21)에는 단부 판(30)의 외형과 비교하여 작은 개방 면적을 가지는 개구(35)가 제공된다. 단부 판(30)은 상부 패널(21)의 하부측으로부터 적절한 위치에 놓여져, 조작 레버(31)를 포함하는 수동 조작 수단(16)이 상부 패널(21) 내의 개구(35)를 통해 상방으로 돌출되게 한다. 파일럿 밸브 본체(17)는 주요 본체(17)의 단부에서 단부 판(30)과 함께 개구(35)의 개방 면적보다 큰 외형을 가져, 파일럿 밸브 장치(15)를 다수의 볼트(36)에 의해 콘솔 박스 상에 고정 장착할 때 사용될 볼트-다운 영역의 확보를 허용한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 파일럿 밸브 장치(15)는 볼트(36)에 의해 4개의 위치에서 콘솔 박스의 상부 패널(21)에 고정된다. 이러한 목적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 파일럿 밸브 본체(17)의 케이싱(18)에는 90도의 환형 간격으로 4개의 돌출 플랭크부(18a)가 제공된다. 돌출 플랭크부(18a)에는, 볼트 삽입 구멍(21a, 30a)이 단부 판(30) 및 상부 패널(21)에 천공되어, 파일럿 밸브 장치(15)는 상부 패널(21) 및 단부 판(30)에 있어서 개별 볼트 삽입 구멍(21a, 30a)을 통해 볼트(36)를 나사 구멍(37) 내부로 나사 결합시킴으로써 콘솔 박스 상에 고정 장착될 수 있다.
파일럿 밸브 장치(15)가 콘솔 박스 상에 장착될 때, 유니버설 조인트(34)는 푸셔(29) 및 캠 부재(32)의 접합부와 함께 상부 패널(21)의 상방에 위치하게 된다. 도 3에 도시된 시일 부재(38)와 협동하여 먼지로부터의 보호를 위해, 이들 부분의 외측으로의 노출을 피하고 단부 판(30)의 상부측 상에서 돌출되는 푸셔(29)의 상부 부분을 밀폐 밀봉하기 위해서, 부츠(40)는 부츠(40)의 내부 밀폐 밀봉 공간을 제공하는 방식으로 단부 판(30) 및 수동 조작 수단(16)의 캠 부재(34) 사이에 끼워 맞추어져 고정된다. 부츠(40)는 고무와 같은 탄성 재료로 형성되고 일단부에 첨단부 고정부(41)가 제공되고 중간 벨로우즈부(43)의 타단부에 근원 단부 고정부(42)가 제공된다.
부츠(40)의 첨단부 고정부(41)는 환형 형상으로 형성되는 반면, 근원 단부 고정부(42)는 외형에 있어서 정사각 형상으로 형성되고 중심으로 원형 구멍이 제공된다. 첨단부 및 근원 단부 부분(41, 42) 모두 부츠(40)의 다른 부분과 비교하여 벽 두께가 증가된다. 환형 스톱퍼 홈(44)은 캠 부재(32)의 외주연 상과 주위에 형성되어 부츠(30)의 첨단부 고정부(41)를 수용한다. 스톱퍼 홈(40)은 첨단부 고정부(41)의 두께보다 작은 폭으로 형성되어, 후자는 압축된 상태로 스톱퍼 홈(44)에 고정된다. 첨단부 고정부(41)는 환형으로 안쪽으로 돌출하는 형태인 반면, 근원 단부 고정부(42)는 외형이 정사각 형상의 시트 형태이고 벨로우즈부(43)의 외향으로 연장된다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 볼트(36)의 삽입을 위해 볼트 삽입 구멍(42a)이 근원 단부 고정부(42)의 4개의 외부 코너부에 천공된다.
첨단부 고정부(41)는 스톱퍼 홈(44)의 폭과 비교하여 작은 두께를 가지고 캠 부재(32)의 외경과 비교하여 작은 내경을 가지도록 배열된다. 따라서, 첨단부 고정부(41)를 그 내경을 탄성 변형을 통해 증가시키는 방식으로 반경 방향 외측으로 신장시킴으로써, 첨단부 고정부(41)는 가압되어 캠 부재(32)의 외주연에 올라타게 되고 스톱퍼 홈(44)에 있어서 내경의 수축에 의해 스톱퍼 홈(44) 내부로 삽입될 수 있다.
설명된 그대로의 방식으로, 부츠(40)의 첨단부 고정부(41)는 캠 부재(32) 상에서 스톱퍼 홈(44)과의 결합에 의해 끼워 맞춤된다. 반면, 부츠(40)의 근원 단부 고정부(42)는 장착 부재로서 기능하도록 구성된, 콘솔 박스의 상부 패널(21)과 단부 판(30) 사이에서 이를 협지함으로써 적절한 위치에 고정된다. 부츠(40)에는 상부 패널(21) 내의 개구(35) 주위에서 가장자리 벽부와의 결합을 위해 근원 단부 고정부(42) 주위에 얕은 결합 홈(42b)이 제공된다. 이러한 결합 홈(42b)은 부츠(40)의 고정을 위해서가 아니라 상부 패널(21)의 개구(35) 내에 장착할 때 조정된 위치로 부츠(40)를 배향하기 위해 제공된다.
파일럿 밸브 장치(15)를 콘솔 박스 상에 장착할 때, 수동 조작 수단(16)의 조작 레버(31)와 아직 조립되지 않은 파일럿 밸브 장치(15) 상의 부츠(40)는 상부 패널(21)에 대해 소정의 조정된 위치로 배향된다. 더 구체적으로는, 부츠(40)는 부츠(40)의 측면 상의 볼트 삽입 구멍(42a)을 단부 판(30)의 측면 상의 볼트 삽입 구멍(30a)과 정렬시키는 방식으로 배향된다. 다음, 파일럿 밸브 장치(15)는 조작 레버(31) 없이 위로부터 상부 패널(21)의 개구(35)에 놓여지고, 볼트(36)가 상부 패널(21) 내의 볼트 삽입 구멍(21a)을 통해 파일럿 밸브 본체(17)의 돌출 플랭크부(18a) 내부로 나사 결합된다. 그래서, 근원 단부 고정부(42)는 상부 패널(21)과 단부 판(30) 사이에 압축된 상태로 적절한 위치에 고정된다. 이어서, 첨단부 고정부(41)가 캠 부재(32)의 외주연 상에서 스톱퍼 홈(44)에 끼워 맞춤되어 부츠(40)를 파일럿 밸브 장치(15)에 연결시킨다. 이 후, 조작 레버(31)가 첨단에 조립되어 파일럿 밸브 장치(15)의 설치를 완성한다.
따라서, 전술된 방식으로 파일럿 밸브 장치를 콘솔 박스 상에 장착할 때, 부츠(40)는 푸셔(29) 및 캠 부재(32)의 접합부를 덮고 또한 유니버설 조인트(34)도 덮는 방식으로 파일럿 밸브 장치(15) 상에 끼워 맞춤된다. 이때, 부츠(40)는 파일럿 밸브 장치(15) 상에 고정되어, 단부 판(30)과 근원 단부 고정부(42) 사이 및 캠 부재(32) 상의 스톱퍼 홈(44)과 첨단부 고정부(41) 사이의 밀폐 밀봉을 형성한다.
전술된 실시예에서는, 볼트(37)에 의해 부츠(40)의 근원 단부 고정부(42)의 압축 정도를 제한하는 수단은 제공되지 않는다. 근원 단부 고정부(42) 상에서의 볼트(36)의 압축 작용은 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같은 압축 규제 부재를 채택함으로써, 근원 단부 고정부(42)가 밀폐 밀봉을 유지하기 위해 필요한 최소 크기로 제한될 수 있다.
더 구체적으로는, 도 6에 도시된 변형예에 있어서, 상승된 단차부(130b)가 단부 판(130)에 있어서 각각의 볼트 삽입 구멍(130a) 주위에 제공되고, 단차부(130b)는 부츠(40)의 근원 단부 고정부(42)의 두께와 비교하여 더 큰 높이를 가진다. 따라서, 근원 단부 고정부(42)가 콘솔 박스의 상부 패널(21)과 단부 판(130) 사이에 협지될 때, 상승된 단차부(130b)의 높이와 근원 단부 고정부(42)의 두께 사이의 차에 대응하는 정도로 압축된다. 따라서, 이러한 실시에의 경우, 근원 단부 고정부(42) 내의 볼트 삽입 구멍(142a) 각각은 상승된 단차부(130b)의 외경보다 약간 큰 직경을 가지도록 배열된다. 또한, 도 7에 도시된 다른 변형예에 있어서는, 콘솔 박스의 상부 패널(21)과 단부 판(30) 사이에 와셔(100)가 개재된다. 이러한 와셔(100)는 상승된 단차부(130b)의 높이와 동등한 두께로 제조된다. 유사하게, 근원 단부 고정부(42) 내의 구멍은 도 6에 도시된 볼트 삽입 구멍(142a)과 동일한 직경을 가지도록 배열된다.
또한, 부츠(40)의 벨로우즈부(43)는 실질적으로 원통형으로 형성되거나, 또는 도 8 및 도 9에 도시된 부츠(140)와 같이 비원통형으로 형성될 수도 있다. 이러한 부츠(140)에는 실질적으로 정사각 형상인 근원 단부 고정부(142)와 협동하는 원형 링 형상인 첨단부 고정부(141)가 제공된다. 이러한 특정예에 있어서, 부츠(140)에는 단순한 원통 형상이 아닌 벨로우즈부(143), 즉 근원 단부 고정부(142) 내의 볼트 삽입 구멍(142)과 반경 방향으로 정렬되어 놓여지는 오목 측면부(143b)와 교대로 4개의 돌출 원호형 측면부(143a)를 가지는 벨로우즈부(143)가 제공된다. 즉, 볼트 삽입 구멍(142)의 중심은 볼트(36)의 중심[볼트 삽입 구멍(42a)의 중심]을 상호 연결하는 원의 반경(R2) 보다 작은 반경(R1)을 가지는 원 상에 놓여질 수 있다. 이는 근원 단부 고정부(142)가 외형 치수가 매우 크게 감소될 수 있음을 의미한다. 따라서, 파일럿 밸브 장치는 상부 패널(121)의 장착 영역이 스위치 또는 다른 부재의 존재에 의해 제한되는 경우에도 콘솔 박스의 상부 패널(121) 상에 장착될 수 있다.
전술된 부츠(140)와 같은 비원형 부츠의 경우, 비원형 형상, 즉 부츠(140)의 벨로우즈부(143)의 외형과 동일 또는 유사한 형상에 대응하는 개구(135)가 도 8에 도시된 바와 같이 상부 패널(121)에 형성된다. 도 10에 도시된 바와 같이 배열함으로써, 근원 단부 고정부(142) 내의 볼트 삽입 구멍(142a)은, 부츠(140)의 근원 단부 고정부(142) 상에서 고정 홈(142b)이 상부 패널(121)의 가장자리 에지부 상에 끼워 맞춤될 때 상부 패널(121) 내의 볼트 삽입 구멍(121a)에 대해 정렬된 위치로 놓이게 된다. 따라서, 파일럿 밸브 장치(15)의 파일럿 밸브 본체(18) 상의 나사 구멍(37)이 개별 볼트 삽입 구멍(121a, 142a)과 정렬됨으로써, 볼트(36)가 개별 나사 구멍(37)에 용이하게 나사 결합되는 것을 허용하여, 효율적인 방식으로 파일럿 밸브(15)의 조립 작업을 완성하게 된다.
15 : 파일럿 밸브 장치
16 : 수동 조작 수단
17 : 파일럿 밸브 본체
18 : 케이싱
21 : 콘솔 박스의 상부 패널
21a : 볼트 삽입 구멍
23 : 스풀
24 : 유압 포트
26 : 출력 포트
29 : 푸셔
30, 130 : 파일럿 밸브 본체
30a, 130a : 볼트 삽입 구멍
31 : 조작 레버
32 : 캠 부재
33 : 피봇 샤프트
34 : 유니버설 조인트
35 : 개구
36 : 볼트
40,140 : 부츠
41, 141 : 첨단부 고정부
42, 142 : 근원 단부 고정부
42a, 142a : 볼트 삽입 구멍
43, 143 : 벨로우즈부
100 : 와셔
130b : 상승된 단차부
143a : 원호형 측면부
143b : 오목 측면부

Claims (10)

  1. 각각 케이싱 내부에서 변위되도록 구성된 스풀과 합체되어 유압 포트가 출력 포트 내외로 연통하게 하는 파일럿 밸브 본체와,
    캠 부재가 연결되는 조작 레버를 포함하는 조작 수단과,
    상기 파일럿 밸브 본체의 단부 판 외부로 돌출되고 유니버설 조인트를 통해 상기 조작 레버에 연결되는 피봇 샤프트와,
    상기 조작 수단과 상기 단부 판 사이에 개재되는 탄성 재료의 부츠를 포함하고,
    상기 단부 판은 장착 부재에 탈거 가능하게 고정되고, 상기 부츠의 일단부는 상기 조작 수단에 끼워 맞춤되고, 상기 부츠의 타단부는 상기 단부 판과 장착 부재 사이에 고정식으로 협지되고,
    상기 부츠는 첨단부 고정부, 근원 단부 고정부 및 중간 벨로우즈부를 포함하고, 상기 첨단부 고정부는 상기 조작 수단의 상기 캠 부재의 외주연면 상과 주위에 형성되는 스톱퍼 홈에 끼워 맞춤되고, 상기 장착 부재에는 상기 첨단부 고정부가 부착되는 상기 조작 수단의 삽입을 허용하는 개구가 제공되고, 상기 근원 단부 고정부는 상기 단부 판과 상기 장착 부재 사이에 협지되고, 상기 장착 부재는 복수의 볼트를 사용하여 상기 파일럿 밸브 본체 상에 견고하게 고정되며,
    상기 부츠의 상기 벨로우즈부에는 볼트 삽입 구멍과 반경 방향으로 정렬되어 위치하게 되는 오목 측면부 사이에 교대로 복수의 원호형 돌출 측면부가 제공되는, 파일럿 밸브 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장착 부재는 건설 기계의 캡 내의 콘솔 박스의 상부 패널을 포함하고, 상기 조작 수단은 상기 개구를 통해 상기 상부 패널의 하부측으로부터 상향으로 돌출하는 방식으로 장착되는, 파일럿 밸브 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 벨로우즈부는 둥근 원통 형상으로 형성되고, 상기 첨단부 고정부는 상기 벨로우즈부의 전방 단부에 인접하여 형성되는 두꺼운 환형 립 형상을 가지고, 상기 근원 단부 고정부는 정사각 시트 형상을 가지고 4개의 코너부에서 상기 볼트의 삽입을 허용하도록 구성되는, 파일럿 밸브 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장착 부재의 상기 개구가 상기 부츠의 상기 벨로우즈부의 외형과 유사한 형상으로 형성됨으로써, 상기 파일럿 밸브 본체를 상기 볼트로서 상기 장착 부재에 고정할 때에 상기 장착 부재 내의 볼트 삽입 구멍이 상기 파일럿 밸브 본체 상에서 나사 구멍과 자동으로 정렬하게 되는, 파일럿 밸브 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부츠의 상기 근원 단부 고정부에는 상기 개구의 가장자리 벽부와 결합되는 얇은 결합 홈이 제공되고, 상기 결합 홈은 상기 개구에 끼워 맞춤될 때 상기 부츠를 소정의 조정 위치로 배향 유지시키도록 구성되는, 파일럿 밸브 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 부츠의 상기 근원 단부 고정부는 상기 근원 단부 고정부 상에 작용하는 압축력을 제어하는 압축 규제 부재를 통해 상기 단부 판과 상기 장착 부재 사이에 협지되는, 파일럿 밸브 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 압축 규제 부재는 상기 단부 판 상에 형성되는 상승된 단차부 형상을 가지는, 파일럿 밸브 장치.
  8. 제6항에 있어서, 건설기계의 캡에 콘솔 박스를 설치하고, 상기 장착 부재는 상기 콘솔 박스의 상부 패널로서 구성되며,
    상기 부츠의 상기 근원 단부 고정부는 상기 단부 판과 상기 장착 부재 사이에 협지되고, 상기 장착 부재는 복수의 볼트에 의해 상기 파일럿 밸브 본체에 고정되고, 상기 압축 규제 부재는 상기 단부 판과 상기 상부 패널 사이에 개재되는 와셔를 포함하는, 파일럿 밸브 장치.
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