KR101808680B1 - 컨트롤 밸브 - Google Patents

Abstract

리프트 컨트롤 밸브(1)는, 메인 스풀(17)과 컴펜세이터 스풀(21)을 갖고 있다. 메인 스풀(17)은 제1 오프셋 위치(17B)로 이동시키면 리프트 실린더 기구(8)에 작동유를 공급할 수 있고, 제2 오프셋 위치(17C)로 이동시키면 리프트 실린더 기구(8)에 공급된 작동유를 탱크 통로(41)를 통해 탱크(13)에 배출할 수 있다. 컴펜세이터 스풀(21)은 메인 스풀(17)이 제2 오프셋 위치(17C)로 이동했을 때에 상기 탱크 통로(41)의 개도를 조절하여 리프트 실린더 기구(8)의 작동유 압력 변동에 상관없이 탱크(13)에 배출되는 작동유의 최대 유량을 소정의 유량으로 규제한다. 그리고 컴펜세이터 스풀(21)은 메인 스풀(17) 안에 삽입되어 있다.

Description

컨트롤 밸브{CONTROL VALVE}

본 발명은 포크리프트(forklift) 등의 산업 기계에 구비되는 액추에이터(actuator)에 대한 유체의 공급 및 배출을 전환하는 컨트롤 밸브에 관한 것이다.

포크리프트는 주행 구동하는 차량 본체를 구비하고 있으며, 차량 본체의 전방에 화물 등을 승강하기 위한 리프트 장치가 설치되어 있다. 리프트 장치는 한 쌍의 포크를 구비하고 있다. 한 쌍의 포크는 전방으로 연장되어 화물을 실을 수 있도록 되어 있다. 한 쌍의 포크는 리프트 실린더로 구동된다. 리프트 실린더는 이른바 단동 실린더이며, 구동용 유압 장치에 연결되어 있다. 구동용 유압 장치는 리프트 실린더에 대한 작동유의 공급 및 배출을 전환할 수 있도록 되어 있다. 리프트 실린더는, 작동유가 공급되면 신장하여 포크를 상승시키고, 또 그 안의 작동유가 배출되면 수축하여 포크를 하강시키도록 되어 있다.

이처럼 리프트 실린더를 구동하는 구동용 유압 장치로는 예를 들어 특허문헌1과 같은 리프트 실린더용 유압 장치가 있다. 이 리프트 실린더용 유압 장치는 유압 펌프와, 컨트롤 밸브와, 인하 속도 규제 밸브를 구비하고 있다. 유압 펌프는 컨트롤 밸브를 통해 리프트 실린더에 연결되어 있다. 컨트롤 밸브는 리프트 실린더의 연결처를 유압 펌프 또는 탱크로 전환할 수 있도록 되어 있으며, 유압 펌프로 전환함으로써 리프트 실린더를 신장하여 포크를 상승시키고, 또 탱크로 전환함으로써 리프트 실린더를 수축시켜 포크를 하강시키도록 되어 있다. 이렇게 포크의 승강을 전환할 수 있는 컨트롤 밸브에는 리프트 실린더와의 사이에 인하 속도 규제 밸브가 설치되어 있다.

인하 속도 규제 밸브는 스로틀 밸브(絞り)와 체크 밸브를 갖고 있다. 이러한 스로틀 밸브와 체크 밸브는 컨트롤 밸브와 리프트 실린더를 연결하는 유로에 병렬로 배치되어 있다. 체크 밸브는 컨트롤 밸브에서 리프트 실린더로 흐르는 작동유를 허용하고 그 반대 방향으로 흐르는 유체를 멈추도록 되어 있다. 이와 같이 구성되는 인하 속도 규제 밸브에서는, 포크를 상승시킬 때 작동유가 체크 밸브를 통해서 리프트 실린더로 흐르기 때문에, 포크를 신속하게 상승시킬 수 있다. 반대로, 포크를 하강시킬 때 리프트 실린더에 공급된 작동유가 체크 밸브를 통과하지 않고 스로틀 밸브를 통해 탱크로 배출되므로 포크의 하강 속도가 제한된다.

특허문헌1: 일본특허출원공개 2000-255998호

특허문헌1의 리프트 실린더용 유압 장치에서는 컨트롤 밸브와 인하 속도 규제 밸브를 연결하는 통로가 길어지는 것을 방지하기 위해 컨트롤 밸브와 인하 속도 규제 밸브가 일체로 설치되어 있다. 하지만, 컨트롤 밸브와 인하 속도 규제 밸브를 연결하는 유로를 컨트롤 밸브의 케이싱에 형성하지 않으면 안 되어 여분의 유로가 형성되어 버린다. 이러한 여분의 유로를 형성하고 또한 별도로 인하 속도 규제 밸브를 설치해야 하므로 부품 수가 많고 구성이 대형화함으로써 고가화해버린다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌1의 리프트 실린더용 유압 장치에서는 리프트 실린더의 관성 부하에 의한 유량을 제어할 때 진동이 발생한다는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 컴팩트한 구조로 액추에이터의 최대 배출 유량을 규제할 수 있는 동시에, 관성 부하에 의한 유량 제어 때의 진동 발생을 방지할 수 있는 컨트롤 밸브를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 컨트롤 밸브는 액추에이터로부터의 유체를 밀봉하는 중립 위치에서 액추에이터로부터 유체를 탱크로 배출하는 배출 위치로 이동시키면 탱크 통로를 형성하는 메인 스풀과, 상기 메인 스풀 안에 변위 가능하게 삽입되는 컴펜세이터 스풀을 구비하며, 상기 컴펜세이터 스풀은 상기 탱크 통로의 개도를 조절하여 상기 액추에이터로부터 상기 탱크로 배출되는 유체의 최대 유량을 그 압력 변동에 상관없이 소정의 유량으로 규제하도록 되어 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 메인 스풀을 공급 위치로 이동시키면 액추에이터에 유체가 공급되고, 메인 스풀을 배출 위치로 이동시키면 액추에이터에 공급된 유체가 탱크 통로를 통해 배출된다. 탱크 통로는 그 개도가 컴펜세이터 스풀에 의해 조절되고 있으며, 액추에이터에 공급된 유체의 압력에 상관없이 소정의 유량만 탱크에 흐르도록 상기 유체의 유량을 규제하고 있다. 이와 같이 유량을 규제하는 컴펜세이터 스풀이 메인 스풀에 삽입되어 있음으로써 콤팩트한 구성이 되어 저가의 컨트롤 밸브를 실현할 수 있다.

상기 발명에 있어서, 상기 탱크 통로가 열리는 방향으로 상기 컴펜세이터 스풀을 가압하는 가압 수단과, 상기 탱크 통로의 중간에 설치되는 가변 스로틀과, 상기 가변 스로틀의 상류에 설치되는 고정 스로틀과, 상기 고정 스로틀의 상류측 유체가 도입되어 상기 가압 수단에 대항하는 방향으로 상기 컴펜세이터 스풀에 힘을 가하는 제1 압력실과, 상기 고정 스로틀의 하류측 유체가 도입되어 상기 가압 수단과 같은 방향으로 상기 컴펜세이터 스풀에 힘을 가하는 제2 압력실을 가지며, 상기 컴펜세이터 스풀은 상기 제1 압력실의 유체 압력을 받는 제1 수압면(受壓面)과, 상기 제2 압력실의 유체 압력을 받는 제2 수압면과, 상기 고정 스로틀보다 상류측으로부터 상기 제1 압력실에 유체를 인도하는 상류측 스풀 내부 통로와, 상기 고정 스로틀보다 하류측으로부터 상기 제2 압력실에 유체를 인도하는 하류측 스풀 내부 통로를 갖는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 컴펜세이터 스풀이 가압 수단, 제1 수압면 및 제2 수압면의 힘이 균형을 이루도록 이동함으로써 메인 스풀과 컴펜세이터 스풀로 형성되는 가변 스로틀의 개도가 제어되어 가변 스로틀의 상류에 설치되는 고정 스로틀 전후의 차압을 거의 일정하게 하는 압력 보상이 가능해진다.

이로써 액추에이터에서 배출되는 유체의 유량을 유체의 압력 변동에 상관없이 소정의 유량으로 규제할 수 있다.

상기 발명에 있어서, 상기 컴펜세이터 스풀은 상기 제1 압력실과 상기 상류측 스풀 내부 통로 사이에 설치되어 상기 제1 압력실로부터 상기 상류측 스풀 내부 통로에 유체를 배출하는 것을 규제하는 체크 밸브를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 탱크 통로로부터 상류측 스풀 내부 통로를 통해 제1 압력실에 인도된 유체가 상류측 스풀 내부 통로로 돌아가는 것을 방지할 수 있다. 즉, 컴펜세이터 스풀이 탱크 통로를 닫는(가변 스로틀의 개도를 줄이는) 방향으로 이동할 때에는 상류측 스풀 내부 통로로부터 체크 밸브를 통해 제1 압력실에 유체를 신속하게 도입할 수 있고, 컴펜세이터 스풀이 탱크 통로를 여는(가변 스로틀의 개도를 확대하는) 방향으로 이동할 때에는 체크 밸브에 의해 제1 압력실로부터 상류측 스풀 내부 통로에 유체가 배출되는 것을 제한할 수 있다. 이로써 컴펜세이터 스풀의 작동에 강한 댐핑력을 부가할 수 있기 때문에 관성 부하에 의한 유량을 제어할 때에 발생하는 압력 변화로 인한 헌팅을 방지할 수 있다.

상기 발명에 있어서, 상기 컴펜세이터 스풀은 그 외주부의 상기 제1 수압면 측에 둘체 전체에 걸쳐 연장되는 고리형 제3 압력실을 갖고, 상기 제3 압력실은 상기 탱크 통로의 하류측과 상기 제1 수압면 사이에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 제1 압력실로부터 메인 스풀과 컴펜세이터 스풀의 간극을 통해 탱크 통로에 배출되는 유량을 감소시킬 수 있다. 즉, 컴펜세이터 스풀이 탱크 통로를 닫는(가변 스로틀의 개도를 줄이는) 방향으로 이동할 때에 제1 압력실로부터 메인 스풀과 컴펜세이터 스풀의 간극을 통해 탱크 통로에 유체가 배출된다. 하지만, 제1 압력실과 탱크 통로 사이에 제3 압력실을 마련함으로써 제1 압력실의 배출 유량에 관계하는 제1 압력실과 제3 압력실의 압력차를 줄일 수 있기 때문에, 제1 압력실로부터 탱크 통로에 배출되는 유량이 감소한다. 이로써 컴펜세이터 스풀의 작동에 강한 댐핑력을 부가할 수 있기 때문에 관성 부하에 의한 유량을 제어할 때에 발생하는 압력 변화로 인한 헌팅을 방지할 수 있다.

상기 발명에 있어서, 상기 컴펜세이터 스풀은 그 외주부에 둘레 전체에 걸쳐 연장되는 돌환부를 갖고, 상기 고정 스로틀은 상기 돌환부와 상기 메인 스풀의 내주부에 의해 형성되어 고리형으로 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 스로틀이 링형으로 되어 있기 때문에 컴펜세이터 스풀의 외경을 줄여도 스로틀의 개구 면적을 확보할 수 있다. 이로써 컨트롤 밸브를 컴팩트하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 컴팩트한 구조로 액추에이터의 최대 배출 유량을 규제할 수 있는 동시에 관성 부하에 의한 유량 제어 때 진동 발생을 방지할 수 있다.

본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면 참조 아래 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명백하게 된다.

도 1은 포크리프트를 측방에서 바라본 측면도이다.
도 2는 포크리프트에 구비된 유압 구동 장치의 유압 회로를 나타내는 유압 회로도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 유압 구동 장치에 구비된 리프트 실린더용 컨트롤 밸브의 주변을 확대하여 나타내는 유압 회로도이다.
도 4는 리프트 실린더용 컨트롤 밸브를 절단하여 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 리프트 실린더용 컨트롤 밸브에 구비된 컴펜세이터 스풀의 주변을 확대하여 나타낸 확대 단면도이다.

이하에서는, 본 발명에 따른 리프트 실린더용 컨트롤 밸브(1) 및 이를 구비한 포크리프트(2)에 대해 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다. 이하 설명하는 리프트 실린더용 컨트롤 밸브(1) 및 포크리프트(2)는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되지 않고 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 추가, 삭제, 변경이 가능하다. 또한, 이하의 설명에 있어서 방향의 개념은 설명의 편의상 이용한 방향의 개념이며, 같은 방향의 개념을 갖는 것에 한정되는 것이 아니다.

[포크리프트]

포크리프트(2)는 전방에 놓인 화물 등을 들어올려서 이송하는 산업 기계이다. 포크리프트(2)는 도 1에 나타내는 바와 같이 주행 가능한 차량 본체(3)를 구비하고 있으며, 차량 본체(3)의 주행 방향 전방에 리프트 장치(4)가 설치되어 있다. 리프트 장치(4)는 한 쌍의 마스트(5), 한 쌍의 틸트 실린더 기구(6), 한 쌍의 포크(7), 및 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)를 가지고 있다. 한 쌍의 마스트(5)는 상하 방향으로 각각 연장되어 있고, 전후 방향으로 틸팅 가능하게 차량 본체(3)의 앞쪽 부분에 각각 설치되어 있다. 한 쌍의 마스트(5) 각각에는 틸트 실린더 기구(6)가 장착되어 있다. 한 쌍의 틸트 실린더 기구(6)는 차량 본체(3)에 각각 장착되어 있다. 한 쌍의 틸트 실린더 기구(6)는 서로 연동하고 있으며, 신축함으로써 해당하는 마스트(5)를 전후 방향으로 틸팅시킬 수 있도록 되어 있다.

이처럼 틸팅 가능한 한 쌍의 마스트(5)에는 포크(7)가 각각 장착되어 있다. 한 쌍의 포크(7)는 전후 방향으로 연장되어 있고, 해당하는 마스트(5)를 따라 상하 방향으로 슬라이딩하도록 되어 있다. 즉, 각 포크(7)는 해당하는 마스트(5)를 따라 승강하도록 되어 있다. 이와 같이 승강 가능한 한 쌍의 포크(7)에는 리프트 실린더 기구(8)가 각각 설치되어 있다. 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)는 이른바 단동 실린더 기구이며, 한 쌍의 마스트(5)에 장착되어 있다. 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)는 서로 연동하고 있으며, 신장함으로써 한 쌍의 포크(7)를 상승시키고, 수축함으로써 한 쌍의 포크(7)를 하강시키도록 되어 있다. 이처럼 신축하는 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)에는 이것들을 신축 구동하기 위한 유압 구동 장치(10)가 연결되어 있다.

[유압 구동 장치에 대하여]

유압 구동 장치(10)는 도 2에 나타낸 바와 같은 유압 회로이며, 기본적으로 유압 펌프(11)와 리프트 실린더용 컨트롤 밸브(이하, 간단히 "리프트 컨트롤 밸브"라고도 한다)(1)와, 도시되지 않은 틸트 실린더용 컨트롤 밸브(이하, 간단히 "틸트 컨트롤 밸브"라고도 한다)를 구비하고 있다. 유압 펌프(11)는 모터 또는 엔진 등 구동원(12)의 출력축(12a)에 기계적으로 연결되어 있으며, 구동원(12)이 구동함으로써 탱크(13)로부터 작동유를 흡입하여 토출 포트(11a)에서 토출하도록 되어 있다. 유압 펌프(11)의 토출 포트(11a)에는 펌프 통로(14)가 연결되어 있다. 펌프 통로(14)에는 릴리프 밸브(15)가 연결되어 있으며, 릴리프 밸브(15)보다 하류측에 리프트 컨트롤 밸브(1) 및 틸트 컨트롤 밸브가 직렬로 연결되어 있다. 또한, 틸트 컨트롤 밸브의 하류측에는 도시되지 않은 언로더 밸브를 통해 탱크(13)가 연결되어 있다.

<리프트 컨트롤 밸브에 대하여>

리프트 컨트롤 밸브(1)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 센터 오픈형 전자(電磁) 비례 제어 밸브이며, 5개의 포트(1a~1e)를 가지고 있다. 제1 포트(1a)는 펌프 통로(14)를 통해 유압 펌프(11)에 연결되어 있다. 또한, 제2 포트(1b)는 메인 체크 밸브(16)를 통해 펌프 통로(14)에 연결되어 있으며, 제1 포트(1a)와 병렬로 유압 펌프(11)에 연결되어 있다. 제3 포트(1c)는 드레인 통로(51)를 통해 탱크(13)에 연결되어 있다. 제4 포트(1d)는 틸트 컨트롤 밸브에 연결되고, 제5 포트(1e)는 로직 밸브(43)를 통해 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8) 각각에 연결되어 있다.

이와 같이 5개의 포트(1a~1e)를 가진 리프트 컨트롤 밸브(1)는 메인 스풀(17)을 가지고 있으며, 이 메인 스풀(17)을 중립 위치(17A)에서 제1 오프셋 위치(17B) 또는 제2 오프셋 위치(17C)로 이동시킴으로써 5개 포트(1a~1e)의 연결 상태가 전환되도록 되어 있다. 연결 상태에 대해 설명하면 메인 스풀(17)이 중립 위치(17A)에 있는 경우 제1 포트(1a)가 제4 포트(1d)에 연결되고, 그 밖의 제2 포트, 제3 포트 및 제5 포트(1b,1c,1e)가 각각 차단되어 있다. 그러므로 메인 스풀(17)이 중립 위치(17A)에 있으면 유압 펌프(11)에서 토출되는 작동유는 도시되지 않은 틸트 컨트롤 밸브로 인도된다. 또한, 틸트 컨트롤 밸브에서는 리프트 컨트롤 밸브와 마찬가지로 작동유가 흐르는 방향을 전환할 수 있도록 되어 있으며, 리프트 컨트롤 밸브(1)에서 흐르는 작동유의 방향을 전환함으로써 틸트 실린더 기구(6)를 신축시켜 한 쌍의 마스트(5)를 전후 방향으로 틸팅할 수 있도록 되어 있다.

다음으로, 메인 스풀(17)을 중립 위치(17A)에서 제1 오프셋 위치(17B)로 이동시켰을 경우, 제2 포트(1b)가 제5 포트(1e)에 연결되고, 다른 제1 포트, 제3 포트 및 제4 포트(1a,1c,1d)가 각각 차단된다. 이에 따라 유압 펌프(11)에서 토출되는 작동유가 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8) 각각에 인도된다. 리프트 실린더 기구(8)는 실린더(8a)와 피스톤(8b)을 갖고 있으며, 피스톤(8b)이 실린더(8a)에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 실린더(8a) 내부는 피스톤(8b)에 의해 상하 2개의 공간(8c,8d)으로 나누어져 있으며, 하측의 공간(8c)이 로직 밸브(43)를 통해 제5 포트(1e)에 연결되고, 상측의 공간(8d)이 탱크(13)에 연결되어 있다. 그러므로 리프트 실린더 기구(8)에서는 유압 펌프(11)에서 토출되는 작동유가 하측의 공간(8c)에 인도되고, 인도된 작동유에 의해 피스톤(8b)이 위쪽으로 밀어 올려지도록 되어 있다. 밀어 올려짐으로써 리프트 실린더 기구(8)가 신장하고 포크(7)가 승강한다.

반대로, 메인 스풀(17)을 중립 위치(17A)에서 제2 오프셋 위치(17C)로 이동시켰을 경우, 새롭게 제3 포트(1c)가 제5 포트(1e)에 연결된다. 또한, 제2 포트(1b)는 차단된 상태 그대로이다. 이와 같이 제3 포트(1c)와 제5 포트(1e)가 연결됨으로써 리프트 실린더 기구(8)와 탱크(13)가 연결된다. 이에 따라 하측의 공간(8c)에 있는 작동유가 탱크(13)로 배출되어 리프트 실린더 기구(8)가 수축하고 포크(7)가 하강한다. 또한, 리프트 컨트롤 밸브(1)는 후술하는 제1 파일럿 압력(p1) 및 제2 파일럿 압력(p2)을 제어하기 위해 제1 전자 비례 감압 밸브(18) 및 제2 전자 비례 감압 밸브(19)를 가지고 있다.

제1 전자 비례 감압 밸브(18) 및 제2 전자 비례 감압 밸브(19)는 제어 장치(미도시)에 연결되며, 이 제어 장치에 의해 제어되고 있다. 제어 장치는 운전석에 설치되는 리프트용 레버(20)(도 1 참조)의 조작량에 따른 전류를 제1 전자 비례 감압 밸브(18) 및 제2 전자 비례 감압 밸브(19)에 공급하도록 되어 있다. 제1 전자 비례 감압 밸브(18) 및 제2 전자 비례 감압 밸브(19)는 그 전류에 따른 압력으로 제1 파일럿 압력(p1) 및 제2 파일럿 압력(p2)을 조절하여 메인 스풀(17)에 제공하도록 되어 있다. 즉, 리프트 컨트롤 밸브(1)에서는 제1 전자 비례 감압 밸브(18) 및 제2 전자 비례 감압 밸브(19)의 작용에 의해 리프트용 레버(20)의 조작에 따른 위치에 메인 스풀(17)을 이동시켜서 개구 면적이 제어된다. 이에 따라 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)의 공급 유량, 또는 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)의 배출 유량을 제어할 수 있어 포크(7)를 승강시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 리프트 컨트롤 밸브(1)는 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8) 각각으로부터 탱크(13)에 배출되는 최대 배출 유량을 규제하기 위해 컴펜세이터 스풀(21)을 구비하고 있다. 컴펜세이터 스풀(21)은 고정 스로틀(22) 및 가변 스로틀(23)를 가진다. 고정 스로틀(22)는 메인 스풀(17)의 내주면과 컴펜세이터 스풀(21)의 외주면에 의해 형성되며, 가변 스로틀(23)보다 제5 포트(1e) 측에 설치되어 있다. 가변 스로틀(23)는 메인 스풀(17)의 개구부와 컴펜세이터 스풀(21)의 랜드부에 의해 형성되며, 고정 스로틀(22)보다 상류측 및 하류측의 유압, 즉 상류 압력과 하류 압력의 차압에 따라 개도가 바뀌도록 되어 있다. 이처럼 고정 스로틀(22) 및 가변 스로틀(23)를 구성하는 컴펜세이터 스풀(21)은 메인 스풀(17) 내에 삽입되어 있다. 이하에서는 메인 스풀(17) 및 컴펜세이터 스풀(21)을 중심으로 리프트 컨트롤 밸브(1)의 구조에 대해 설명한다.

<리프트 컨트롤 밸브의 구조에 대하여>

리프트 컨트롤 밸브(1)는 도 4에 나타내는 바와 같이 케이싱(24)을 가진다. 케이싱(24)은 케이싱 블록(25)과, 제1 커버(26)와, 제2 커버(27)를 가지고 있으며, 케이싱 블록(25)은 이것을 도 4의 좌우 방향으로 거의 일직선으로 관통하는 스풀 구멍(28)이 형성되어 있다. 이 스풀 구멍(28)에서는 8개소에서 부분적으로 확경되어 있으며, 각각의 확경된 부분에 있어서 링 모양의 유체실이 형성되어 있다. 이러한 8개의 유체실은 좌에서부터 차례로 제1 탱크실(28a), 배출실(28b), 제1 펌프실(28c), 제2 탱크실(28d), 제2 펌프실(28e), 제3 펌프실(28f), 공급실(28g) 및 제3 탱크실(28h)이다.

　제1 탱크실(28a)은 제3 포트(1c)(도 2 및 도 3 참조)를 통해 탱크(13)(도 2 및 3 참조)에 연결되어 있다. 배출실(28b)은 케이싱 블록(25)에 형성되는 연통로(29)에 의해 공급실(28g)과 연통되어 있다. 이 연통로(29)는 제5 포트(1e) 및 로직 밸브(43)를 통해 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)에 연결되어 있다. 제1, 2 펌프실(28c,28e)은 제1 포트(1a)(도 2 및 도 3 참조)를 통해 유압 펌프(11)(도 2 참조)에 연결되고, 제2 탱크실(28d)은 제4 포트(1d)( 도 2 및 도 3 참조)를 통해 틸트용 컨트롤 밸브(미도시)에 연결되어 있다. 제3 펌프실(28f)은 제2 포트(1b)를 통해 메인 체크 밸브(16)에 연결되어 있다. 이 메인 체크 밸브(16)는 케이싱 블록(25)에 일체로 형성되어 있다.

이와 같이 8개의 유체실(28a~28h)이 형성되는 스풀 구멍(28)에는 메인 스풀(17)이 삽입되어 있다. 메인 스풀(17)은 대략 중공의 원기둥형으로 되어 있으며, 양단부(도 4의 좌측 단부 및 우측 단부)가 스풀 구멍(28)에서 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 케이싱 블록(25)의 양단면(도 4의 좌단면과 우단면)에는 제1 커버(26) 및 제2 커버(27)가 각각 고정되어 있다. 제1 커버(26)는 제1 파일럿실(26a)을 가지고 있으며, 이 제1 파일럿실(26a)에는 메인 스풀(17)의 좌측 단부가 삽입되어 있다. 또한, 제2 커버(27)는 제2 파일럿실(27a)을 가지고 있으며, 이 제2 파일럿실(27a)에는 메인 스풀(17)의 우측 단부가 삽입되어있다.

이와 같이 메인 스풀(17)의 양단부가 각각 삽입되는 제1 파일럿실(26a) 및 제2 파일럿실(27a)에는 또한 제1 스프링 부재 (30) 및 제2 스프링 부재(31)가 각각 수용되어 있다. 제1 스프링 부재(30)는 메인 스풀(17)의 좌측 단부에 끼워 삽입되어 있으며, 메인 스풀(17)을 제2 파일럿실(27a)을 향해(즉, 도 4의 우측을 향해) 가압하고 있다. 또한, 제2 스프링 부재(31)는 메인 스풀(17)의 우측 단부에 끼워 삽입되어 있으며, 메인 스풀(17)을 제1 파일럿실(26a)을 향해(즉, 도 4의 좌측을 향해) 가압하고 있다. 제1 스프링 부재(30) 및 제2 스프링 부재(31)는 도 4에 나타내는 바와 같은 중립 위치(17A)에 위치하도록 거의 같은 가압력으로 메인 스풀(17)을 가압하고 있다.

또한, 케이싱 블록(25)에는 제1 전자 비례 감압 밸브(18) 및 제2 전자 비례 감압 밸브(19)가 일체로 설치되어 제1 전자 비례 감압 밸브(18)와 제1 파일럿실(26a)을 연결하는 제1 파일럿 통로(32)와, 제2 전자 비례 감압 밸브(19)와 제2 파일럿실(27a)을 연결하는 제2 파일럿 통로(33)가 형성되어 있다. 제1 전자 비례 감압 밸브(18)는 전술한 바와 같이 제1 파일럿 압력(p1)을 조압할 수 있고, 또한 제2 전자 비례 감압 밸브(19)는 제2 파일럿 압력(p2)을 조압할 수 있도록 되어 있다. 제1 파일럿 통로(32)는 조압된 제1 파일럿 압력(p1)을 제1 파일럿실(26a)에 인도하고 또한 제2 파일럿 통로(33)는 조압된 제2 파일럿 압력(p2)을 제2 파일럿실(27a)에 인도하도록 되어 있다. 그리고 메인 스풀(17)은 인도된 2개의 파일럿 압력(p1,p2)을 각각 받아 2개의 파일럿 압력(p1,p2)의 차압에 따른 위치로 이동하도록 되어 있다. 이와 같이 차압에 따라 이동하는 메인 스풀(17)은 중립 위치(17A)에 있어서, 제1 탱크실(28a), 배출실(28b) 및 제1 펌프실(28c) 각각의 사이를 차단하고 또한 공급실(28g)과 제3 탱크실(28h)의 사이를 차단하고 있다.

이와 같이 각 실을 차단하는 메인 스풀(17)은 그 축선 방향 중간 부분의 외주부에 오목부(17a)가 있다. 오목부(17a)는 메인 스풀(17)의 외주면에 있어서 둘레 방향 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 메인 스풀(17)의 축선 방향 중간 부분의 외주부에는 제1, 2 칸막이부(17b,17c)가 형성되어 있다. 제1, 2 칸막이부(17b,17c)는 메인 스풀(17)의 축선 방향으로 이격하여 설치되며 둘레 방향 전체에 걸쳐 연장되어 있다. 또한, 제1, 2 칸막이부(17b,17c)는 반경 방향 바깥쪽을 향해 돌출되어 있으며, 그 외주면은 스풀 구멍(28)을 규정하는 내주면에 맞닿아 있다.

제1 칸막이부(17b)는 메인 스풀(17)이 제1 오프셋 위치(17B)에 있으면 제2 탱크실(28d)과 제2 펌프실(28e)의 사이를 차단하도록 되어 있다. 이때, 제2 탱크실(28d)은 메인 스풀(17)에 의해 제1 펌프실(28c)로부터도 차단되어 있다. 또한, 메인 스풀(17)이 제2 오프셋 위치(17C)로 이동되면 제1 칸막이부(17b)는 제2 탱크실(28d)과 제1 펌프실(28c)의 사이를 차단하도록 되어 있다. 반면에, 제2 칸막이부(17c)는 메인 스풀(17)의 위치에 상관없이 제2 펌프실(28e)과 제3 펌프실(28f)을 차단하고 있다. 이렇게 차단된 제3 펌프실(28f)은 메인 스풀(17)이 중립 위치(17A) 및 제2 오프셋 위치(17C)에 있을 때 공급실(28g)과 차단되어 있지만, 메인 스풀(17)이 제1 오프셋 위치(17B)까지 이동하면 공급실(28g)과 연결된다.

이와 같이 각 실(28a~28h)의 연결 상태를 전환하는 메인 스풀(17)은 그 우단부를 구성하는 본체부(35)와 좌단부를 구성하는 덮개부(36)를 갖는다. 본체부(35)는 대략 원통형으로 형성되어 있고, 그 좌단에는 축선을 따라 삽입 구멍(35a)이 형성되어 있다. 삽입 구멍(35a)은 바닥이 있는 구멍이며, 메인 스풀(17)의 좌단 측에 형성되고, 여기에는 컴펜세이터 스풀(21)이 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 이렇게 컴펜세이터 스풀(21)이 삽입된 삽입 구멍(35a)의 개구에는 덮개부(36)가 나사 결합되어 있고, 삽입 구멍(35a)은 덮개부(36)로 막혀 있다.

컴펜세이터 스풀(21)은 도 5에 나타내는 바와 같이 대략 원기둥 모양으로 되어 있으며, 그 축선 방향 선단 측(도 4의 우측)이 기단 측(도 4의 좌측)보다 작은 직경으로 되어 있다. 이러한 형상을 가진 컴펜세이터 스풀(21)은 선단 측에 스프링 베어링부(21a)가 형성되어 있다. 이 스프링 베어링부(21a)는 둘레 방향 전체에 걸쳐 연장되어 있고, 외주면이 본체부(35)의 내주부(35b)에 슬라이딩 가능하게 맞닿아 있다.

또한, 컴펜세이터 스풀(21)에 있어서 스프링 베어링부(21a) 근처의 선단 측에는 가압 수단인 컴펜용 코일 스프링(37)이 장착되어 있다. 컴펜용 코일 스프링(37)은 압축 코일 스프링이며, 스프링 베어링부(21a)와 삽입 구멍(35a)의 바닥면(35c) 사이에 설치되어 있다. 컴펜용 코일 스프링(37)은 컴펜세이터 스풀(21)을 덮개부(36)를 향해 가압한다. 이에 따라 컴펜세이터 스풀(21)의 선단이 바닥면(35c)에서 떨어져서 컴펜세이터 스풀(21)과 바닥면(35c) 사이에 제2 압력실(35d)이 형성된다. 한편, 컴펜세이터 스풀(21)의 기단이 덮개부(36)에 맞닿는다. 이와 같이 맞닿는 컴펜세이터 스풀(21)의 기단과 덮개부(36) 사이에 제1 압력실(35e)이 형성되어 있다. 또한, 컴펜세이터 스풀(21)이 바닥면(35c) 측으로 이동함으로써 상류측 파일럿실(35e)이 넓어져 간다(예를 들어, 도 5 참조).

컴펜세이터 스풀(21)의 외주부에 있어서 스프링 베어링부(21a)보다 기단 측에는 반경 방향 안쪽을 향해 움푹 들어간 오목부(21d)가 있다. 오목부(21d)는 둘레 방향 전체에 걸쳐 연장되어 본체부(35)의 내주부 (35b)와의 사이에 링 모양의 내부 유로(38)를 형성한다. 이 오목부(21d)에는 돌환부(21e)가 형성되어 있다.

돌환부(21e)는 오목부(21d)의 둘레 방향 전체에 걸쳐 연장되며 반경 방향 바깥쪽을 향해 돌출되어 있다. 돌환부(21e)는 그 외경이 컴펜세이터 스풀(21)의 기단 측 외경보다 작은 직경으로 되어 있다. 그러므로 돌환부(21e)와 본체부(35)의 내주부(35b) 사이에 간극이 형성되고, 이 간극이 링 모양의 고정 스로틀(22)를 이루고 있다. 이러한 링 모양의 고정 스로틀(22)는 컴펜세이터 스풀(21)의 외경을 줄여도 고정 스로틀(22)의 개구 면적을 확보할 수 있다. 즉, 돌환부(21e)의 외경이 컴펜세이터 스풀(21)의 외경보다 작기 때문에, 컴펜세이터 스풀(21)과 함께 본체부(35)의 내주부(35b)의 외경을 작게하더라도, 고정 스로틀(22)의 개구 면적을 고정적으로 확보 할 수 있다. 그러므로 컴펜세이터 스풀(21)의 외경을 줄일 수 있다. 이러한 장점을 가진 고정 스로틀(22)는 내부 유로(38)의 중간에 개재되고, 이 고정 스로틀(22)에 의해 내부 유로(38)가 하류측(38a)(도 4 및 도 5의 좌측)과 상류측(38b)(도 4 및 도 5의 우측)으로 나뉜다.

또한, 컴펜세이터 스풀(21)에는 하류측 스풀 내부 통로(21f) 및 상류측 스풀 내부 통로(21g)가 형성되어 있다. 하류측 스풀 내부 통로(21f)는 내부 유로(38)의 하류측(38a)과 제2 압력실(35d)을 연결하도록 되어 있다. 상류측 스풀 내부 통로(21g)는 내부 유로(38)의 상류측(38b)과 제1 압력실(35e)을 연결하도록 되어 있다. 이에 따라 제2 압력실(35d)에는 내부 유로(38)의 하류측(38a)으로부터 하류 압력에 따른 하류측 탱크 통로 압력(p3)이 인도되고, 제1 압력실(35e)에는 내부 유로(38)의 상류측(38b)으로부터 상류 압력에 따른 상류측 탱크 통로 압력(p4)이 인도된다. 컴펜세이터 스풀(21)은 하류측 탱크 통로 압력(p3)을 제2 수압면(21b)(도 4의 우측 단면)에서 받고, 상류측 탱크 통로 압력(p4)을 제1 수압면(21c)(도 4의 좌측 단면)에서 받도록 되어 있다. 이러한 하류측, 상류측 탱크 통로 압력(p3,p4)에는 고정 스로틀(22)로 분리된 내부 유로(38)의 하류측(38a)의 하류 압력 및 상류측(38b)의 하류 압력이 각각 인도되기 때문에 하류측, 상류측 탱크 통로 압력(p3,p4) 사이에 차압이 발생하고 있으며, 컴펜세이터 스풀(21)의 위치는 이 차압에 따라 바뀌도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 컴펜세이터 스풀(21)이 삽입되는 메인 스풀(17)의 본체부(35)에는 내부 유로(38)의 하류측(38a) 및 상류측(38b)을 본체부(35) 외부로 각각 개방하는 하류측 연통로(35f) 및 상류측 연통로(35g)가 형성되어 있다. 상류측 연통로(35g)는 메인 스풀(17)의 위치에 상관없이 배출실(28b)에 연결되어 있다. 한편, 하류측 연통로(35f)는 메인 스풀(17)이 중립 위치(17A) 또는 제1 오프셋 위치(17B)에 있으면 배출실(28b)에 연결된다. 하지만, 메인 스풀(17)이 제2 오프셋 위치(17C)로 이동하면 하류측 연통로(35f)는 제1 탱크실(28a)에 연결되어 배출실(28b), 상류측 연통로(35g) 및 내부 유로(38)와 함께 연통로(29)와 탱크(13)를 연결하는 탱크 통로(41)를 이룬다.

또한, 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)의 수축시(포크(7)의 하강시) 최대 속도까지는 메인 스풀(17)의 작동에 의한 하류측 연통로(35f)의 개구 면적 변화로 유량 제어를 한다. 메인 스풀(17)의 전환량이 커져 하류측 연통로(35f)의 개구 면적이 소정 값을 초과하면 후술하는 바와 같이, 컴펜세이터 스풀(21)이 작동한다. 또한, 메인 스풀(17)의 개구부와 컴펜세이터 스풀(21)의 랜드부에 의해 형성되는 가변 스로틀(23)를 닫음으로써 최대 유량이 제한되어 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)의 수축시(포크(7)의 하강시) 속도를 제한할 수 있다.

즉, 컴펜세이터 스풀(21)의 위치에 따라 탱크 통로(41)의 개도가 바뀌도록 되어 있으며, 하류측 연통로(35f)와 내부 유로(38)로 가변 스로틀(23)를 이루고 있다. 이 가변 스로틀(23)는 전술한 바와 같이 컴펜세이터 스풀(21)의 위치에 따라 탱크 통로(41)의 개도를 바꾸지만, 컴펜세이터 스풀(21)의 위치가 전술한 바와 같이 하류측 탱크 통로 압력(p3) 및 상류측 탱크 통로 압력(p4)의 차압에 의존하고 있기 때문에, 하류측 탱크 통로 압력(p3) 및 상류측 탱크 통로 압력(p4)의 차압에 따라 탱크 통로(41)의 개도를 조절하도록 되어 있다. 그러므로 가변 스로틀(23)는 실린더(8) 하측에 있는 공간(8c)의 유압 고저에 상관없이 탱크(13)에 배출하는 배출 유량을 일정 유량으로 제한한다.

이와 같이 일정 유량으로 제한하는 컴펜세이터 스풀(21)의 상류측 스풀 내부 통로(21g)에는 체크 밸브(39)가 설치되어 있다. 체크 밸브(39)는 내부 유로(38)의 상류측(38b)에서 제1 압력실(35e)로의 흐름을 허용하고 그 반대 방향의 흐름을 차단하도록 되어 있다. 이러한 체크 밸브(39)를 설치함으로써 탱크 통로(41)로부터 상류측 스풀 내부 통로(21g)를 통해 제1 압력실(35e)에 인도된 유체가 상류측 스풀 내부 통로(21g)로 되돌아가는 것을 방지할 수 있다. 즉, 컴펜세이터 스풀(21)이 탱크 통로(41)를 닫는(가변 스로틀의 개도를 줄이는) 방향으로 이동할 때에는 상류측 스풀 내부 통로(21g)로부터 체크 밸브(39)를 통해 제1 압력실(35e)에 유체를 신속하게 도입할 수 있다. 또한, 컴펜세이터 스풀(21)이 탱크 통로(41)를 여는(가변 스로틀의 개도를 확대하는) 방향으로 이동할 때에는 체크 밸브(39)에 의해 제1 압력실(35e)로부터 상류측 스풀 내부 통로(21g)에 유체가 배출되는 것을 제한할 수 있다. 이로써 컴펜세이터 스풀(21)의 작동에 강한 댐핑력을 부가할 수 있으므로 관성 부하에 의한 유량을 제어할 때에 발생하는 압력 변화로 인한 헌팅을 방지할 수 있다.

또한, 컴펜세이터 스풀(21)의 외주면에는 오목부(21d)보다 제1 압력실(35e) 측에 링 형상의 제3 압력실(40)이 형성되어 있다. 제3 압력실(40)은 둘레 방향 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 컴펜세이터 스풀(21)의 위치에 상관없이 메인 스풀(17)의 본체부(35)의 내주부(35b)에 대향하고 있다. 제3 압력실(40)은 상류측 스풀 내부 통로(21g)에 연결되어 있으며, 내부 유로(38)의 하류측(38a)보다 고압으로 유지되고 있다. 이에 따라 제1 압력실(35e)의 상류측 탱크 통로 압력(p4)이 내주부(35b)와 컴펜세이터 스풀(21)의 사이를 통해서 내부 유로(38)의 하류측(38a)으로 리크(leak)되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 컴펜세이터 스풀(21)이 탱크 통로(41)를 닫는(가변 스로틀의 개도를 줄이는) 방향으로 이동할 때에 제1 압력실(35e)로부터 메인 스풀(17)과 컴펜세이터 스풀(21)의 간극을 통해 탱크 통로에 유체가 배출된다. 하지만, 제1 압력실(35e)과 탱크 통로(41) 사이에 제3 압력실(40)을 마련함으로써 제1 압력실(35e)의 배출 유량에 관계되는 제1 압력실(35e)과 제 3 압력실(40)의 압력차를 줄일 수 있기 때문에, 제1 압력실(35e)로부터 탱크 통로(41)에 배출되는 유량이 감소한다. 이로써 컴펜세이터 스풀(21)의 작동에 강한 댐핑력을 부가할 수 있으므로 관성 부하에 의한 유량을 제어할 때에 발생하는 압력 변화로 인한 헌팅을 방지할 수 있다.

이와 같이 구성되는 리프트 컨트롤 밸브(1)는 메인 스풀(17)이 중립 위치(17A)에 있을 때 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8) 각각에 대한 작동유의 공급을 중지한다. 메인 스풀(17)을 제1 오프셋 위치(17B)로 이동시키면 리프트 컨트롤 밸브(1)는 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8) 각각에 작동유를 공급하고 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)를 신장시켜 포크(7)를 상승시킨다. 이때 작동유의 공급량이 제한 되는 경우가 없기 때문에, 포크(7)를 신속하게 상승시킬 수 있다. 한편, 메인 스풀(17)을 제2 오프셋 위치(17C)로 이동시키면 리프트 컨트롤 밸브(1)는 탱크 통로(41)를 통해 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8) 각각의 작동유를 탱크(13)에 배출하고(도 5 화살표 참조) 피스톤(8b)의 자중에 의해 한 쌍의 리프트 실린더 기구(8)를 수축시켜 포크(7)를 하강시킨다. 이때 리프트 실린더 기구(8)로부터 탱크(13)에 배출되는 작동유의 유량은 가변 스로틀(23)에 의해 일정 유량으로 규제된다. 이로써 포크(7)의 하강 속도를 규제하여 천천히 포크(7)를 하강시킬 수 있다. 이와 같이 구성되는 리프트 컨트롤 밸브(1)와 리프트 실린더 기구(8) 사이에는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 로직 밸브(43)가 설치되어 있다.

<로직 밸브에 대해>

로직 밸브(43)는 도 4에 나타내는 바와 같이 케이싱 블록(25)에 일체로 설치되어 있다. 로직 밸브(43)는 A포트(43a)와 B포트(43b)를 갖고 있다. A포트(43a)는 리프트 컨트롤 밸브(1)의 제5 포트(1e)에 연결되고, B포트(43b)는 리프트 실린더 기구(8) 하측의 공간(8c)에 연결되어 있다. 이렇게 연결되는 로직 밸브(43)는 밸브 본체(44) 및 스프링(45)을 가지고 있다. 밸브 본체(44)는 A포트(43a)를 닫는 닫힘 위치와 A포트(43a)를 여는 열림 위치 사이에서 이동하도록 되어 있다. 이와 같이 이동하는 밸브 본체(44)는 A포트(43a)를 여는 방향으로 A포트(43a) 유압(이하, 간단히 "입구 압력"이라고도 한다)를 받고 스프링(45)에 의해 닫힘 위치를 향해 가압되고 있다. 그러므로 로직 밸브(43)는 입구 압력으로부터 밸브 본체(44)가 받는 작용력이 스프링(45)의 가압력보다 높아지면 밸브 본체(44)가 열림 위치 쪽으로 이동하여 A포트(43a)가 열리도록 되어 있다.

또한, 로직 밸브(43)는 파일럿실(46)을 가지고 있다. 파일럿실(46)은 밸브 본체(44)에 형성되는 로직 밸브용 스로틀(47)를 통해 B포트(43b)에 연결되어 있다. 그러므로 파일럿실(46)에는 B포트(43b)의 유압(이하, 간단히 "출구 압력"이라고도 한다)에 따른 로직 밸브용 파일럿 압력(p5)이 인도된다. 이 로직 밸브용 파일럿 압력(p5)은 밸브 본체(44)를 닫힘 위치를 향해 압압하도록 작용한다. 그러므로 로직 밸브용 파일럿 압력(p5)이 높아지면 입구 압력에서 로직 밸브용 파일럿 압력(p5)을 뺀 차압이 작아진다. 그러면 스프링(45)의 가압력으로 밸브 본체(44)가 닫힘 위치를 향해 이동한다. 제2 포트(1b) 및 제5 포트(1e)의 사이가 차단되는 등을 하여 입구 압력이 하강하면 이윽고 A포트(43a)가 닫히고 로직 밸브(43)에 의해 리프트 실린더 기구(8)와 리프트 컨트롤 밸브(1)의 사이가 차단된다.

이와 같이 로직 밸브(43)에 의해 리프트 실린더 기구(8)와 리프트 컨트롤 밸브(1)의 사이가 차단되면 리프트 실린더 기구(8) 하측의 공간(8c)에서 탱크(13)로 유출이 없어지므로 포크(7)가 정 위치에 유지된다. 이렇게 포크(7)를 유지하는 로직 밸브(43)는 파일럿실(46)에 연결되는 컨트롤 포트(43c)를 가지고 있다. 컨트롤 포트(43c)는 셀렉터 밸브(48)를 통해 탱크(13)에 연결되어 있다.

<셀렉터 밸브에 대해>

셀렉터 밸브(48)는 도 4에 나타내는 바와 같이 케이싱 블록(25)에 일체로 설치되어 있다. 셀렉터 밸브(48)는 제1 포트(48a), 제2 포트(48b) 및 두 포트(48a,48b)를 연결하는 통로(48h)의 개폐를 하는 밸브부(48g)로 구성되어 있다. 제1 포트(48a)는 케이싱(25)에 마련된 유로(50)를 통해 상기 컨트롤 포트(43c)와 연통되어 있고, 제2 포트(48b)는 제3 탱크실(28h)과 연통되어 있다. 따라서 셀렉터 밸브는 상기 로직 밸브의 파일럿실(46)과 탱크(13)의 연결 및 차단을 전환할 수 있도록 되어 있다. 셀렉터 밸브(48)의 파일럿실(48d)(도 4의 우측 공간)은 제2 파일럿실(27a)과 파일럿 통로(49)를 통해 연결되어 있고, 파일럿실(48d)에 제2 파일럿 압력(p2)이 인도되어 있다. 또한, 밸브부(48g)에는 스풀(48e)이 일체 성형되어 있고, 스풀(48e)에는 스프링(48f)이 설치되어 있다. 스프링(48f)은 밸브부(48g)에 의해 통로(48h)를 닫도록 스풀(48e)을 가압하고 있다.

이와 같이 구성되는 셀렉터 밸브(48)는 제2 파일럿 압력(p2)이 소정의 압력까지 상승하면 스풀(48e)이 스프링(48f)에 대항하여 좌행한다. 이에 따라 통로(48h)가 열려 파일럿실(46)과 탱크(13)가 연결되고 제2 파일럿 압력(p2)이 소정의 압력 미만이 되면 파일럿실(46)과 탱크(13)의 사이를 차단하도록 되어 있다. 파일럿실(46)과 탱크(13)가 연결됨으로써 파일럿실(46)이 탱크 압력으로 된다. 이에 따라 입구 압력 B포트(43b)에 작용하는 부하 압력에 의해 밸브 본체(44)가 열림 위치를 향해 이동하여 A포트(43a) 열리고 리프트 실린더 기구(8)와 리프트 컨트롤 밸브(1)가 연결된다. 이때 메인 스풀(17)이 제2 오프셋 위치(17C)에 있으면 리프트 실린더 기구(8)의 자중에 의해 밀린 작동유가 리프트 컨트롤 밸브(1)를 통해 탱크(13)에 인도되어 피스톤(8b)이 하강하고 포크(7)가 하강한다.

[유압 구동 장치의 동작에 대해]

이하에서는 유압 구동 장치(10)에 의해 포크(7)를 승강시키는 승강 동작에 대해 설명한다. 포크리프트(2)를 시동시키면 구동원(12)이 유압 펌프(11)를 구동하여 작동유를 토출시킨다. 시동시 리프트용 레버(20)는 중간 위치에 있고, 이에 따라 메인 스풀(17)이 중립 위치(17A)에 위치하고 있다. 중립 위치(17A)에서는 제2 펌프실(28e)이 제2 탱크실(28d)에 연결된다. 즉, 제1 포트(1a)와 제4 포트(1d)가 연결되어 유압 펌프(11)에서 토출되는 작동유가 틸트 컨트롤 밸브(미도시)에 인도된다. 틸트 컨트롤 밸브도 또한 센터 오픈형 밸브이기 때문에, 작동유는 틸트 컨트롤 밸브 및 언로더 밸브를 통해 탱크(13)로 되돌아가게 된다.

포크(7)를 상승시키기 위해 리프트용 레버(20)를 조작하면(예를 들어, 후방으로 당기면) 제1 전자 밸브(18)가 열려 제1 파일럿실(26a)에 제1 파일럿 압력(p1)이 인도된다. 이렇게 함으로써 메인 스풀(17)이 제1 오프셋 위치(17B)로 이동하여 제3 펌프실(28f)과 공급실(28g)이 연결된다. 즉, 제2 포트(1b)와 제5 포트(1e)가 연결되어 유압 펌프(11)에서 토출되는 작동유는 메인 체크 밸브(16) 및 연통로 (29)를 통해 로직 밸브(43)의 A포트(43a)에 인도된다. 이때 제1 탱크실(28a)과 배출실(28b)의 사이가 메인 스풀(17)에 의해 차단되어 있기 때문에 연통로(29)를 흐르는 작동유가 탱크(13)에 되돌아가게 되는 경우는 없다.

유압 펌프(11)의 토출 압력이 높기 때문에, 입구 압력은 스프링(45)의 가압력보다 충분히 높게 되어 있다. 그러므로 상기 유압이 스프링(45)의 가압력을 극복하여 A포트(43a)를 열고 작동유가 A포트(43a) 및 B포트(43b)를 통해서 리프트 실린더 기구(8) 하측의 공간(8c)에 공급된다. 이렇게 하측의 공간(8c)에 작동유가 공급됨으로써 피스톤(8b)이 상승하고 리프트 실린더 기구(8)가 신장하여 포크(7)가 상승한다.

포크(7)를 원하는 위치까지 상승시킨 후 리프트용 레버(20)를 중간 위치로 되돌리면 제1 파일럿실(26a)의 파일럿 오일이 탱크(13)로 되돌아가게 된다. 그러면 메인 스풀(17)이 제2 스프링 부재(31)에 의해 밀려서 중립 위치(17A)로 되돌아가게 된다. 메인 스풀(17)이 중립 위치(17A)로 되돌아가면 제3 펌프실(28f)과 공급실(28g)이 차단된다. 차단됨으로써 로직 밸브(43)의 입구 압력이 감소한다. 반면에, 로직 밸브(43)에서는 하측 공간(8c)의 작동유 압력이 스로틀(47)를 통해 파일럿실(46)에 작용하고 있으며, 입구 압력이 감소함으로써 로직 밸브(43)의 밸브 본체(44)가 닫힘 위치로 이동하여 A포트(43a)가 닫히고 하측 공간(8c)과 리프트 컨트롤 밸브(1)의 사이가 차단된다. 이에 따라 피스톤(8b)이 내려가지 않게 되고 포크(7)가 원하는 높이로 유지된다.

그 다음에, 포크(7)를 하강시키기 위해 리프트용 레버(20)를 조작하면(예를 들어, 전방으로 밀면), 제2 전자 밸브(19)가 열리고 제2 파일럿실(27a)에 제2 파일럿 압력(p2)이 인도된다. 또한, 제2 파일럿실(27a)에 인도된 제2 파일럿 압력(p2)은 셀렉터 밸브(48)에 인도된다. 셀렉터 밸브(48)가 열림 위치로 전환되면(즉, 통로(48h)가 열리면) 파일럿실(46)과 탱크(13)가 연결된다. 이에 따라 로직 밸브(43)의 밸브 본체에 작용하는 파일럿 압력(p5)이 감소하여 A포트(43a)가 열리고 리프트 실린더 기구(8) 하측의 공간(8c)이 B포트(43b) 및 A포트(43a)를 통해 연통로(29) 연결된다.

또한, 제2 파일럿실(26a)에 제2 파일럿 압력(p2)이 인도됨으로써 메인 스풀(17)이 제2 오프셋 위치(17C)로 이동한다. 이에 따라 제1 탱크실(28a)과 배출실(28b)이 연결되어 탱크 통로(41)가 구성된다. 즉, 제3 포트(1c)와 제5 포트(1e)가 연결된다. 그러면 하측 공간(8c)에서 밀려난 작동유가 탱크 통로(41)를 통해서 탱크(13)에 배출된다. 이와 같이 작동유가 배출됨으로써 피스톤(8b)이 하강하고 리프트 실린더 기구(8)가 수축하여 포크(7)가 하강한다.

이때 탱크 통로(41)를 통해서 탱크(13)에 배출되는 작동유는 고정 스로틀(22) 및 가변 스로틀(23)를 통해 제1 탱크실(28a)로 인도되어 탱크(13)에 배출된다. 가변 스로틀(23)는 컴펜세이터 스풀(21)이 컴펜용 코일 스프링(37), 제2 수압면(21b) 및 제1 수압면(21c)의 힘이 균형을 이루도록 이동함으로써 그 개도가 제어되어 가변 스로틀(23)의 상류에 설치된 고정 스로틀(21e) 전후의 차압을 거의 일정하게 하는 압력 보상이 가능해진다. 이에 따라 리프트 실린더 기구(8) 하측의 공간(8c)의 유압 고저에 상관없이 탱크(13)에 배출하는 작동유의 최대 배출 유량을 일정 유량으로 제한할 수 있다. 따라서 배출되는 작동유의 최대 배출 유량을 일정 유량으로 제한함으로써 포크(7)의 하강 속도가 과대해지는 것을 방지하여 포크(7)를 원하는 속도로 하강시킬 수 있다.

또한, 컴펜세이터 스풀(21)에 체크 밸브(39) 및 제3 압력실(40)을 설치함으로써 컴펜세이터 스풀(21)의 작동에 강한 댐핑력을 부가할 수 있기 때문에 관성 부하에 의한 유량을 제어할 때에 발생하는 압력 변화로 인한 헌팅을 방지할 수 있다.

이와 같이 리프트 컨트롤 밸브(1)에서는 강한 댐핑 효과가 부가된 컴펜세이터 스풀(21)을 메인 스풀(17) 안에 설치함으로써 리프트 컨트롤 밸브(1)만으로 리프트 실린더 기구(8)에서 배출되는 작동유의 배출 유량을 제어할 때에 진동 발생을 방지하고 또한 원하는 유량을 규제할 수 있다.

본 실시예에서는 주행 가능한 포크리프트(2)에 리프트 컨트롤 밸브(1)를 적용한 경우에 대해 설명했지만, 고정식 포크리프트에 리프트 컨트롤 밸브(1)를 적용하는 것도 가능하다. 또한, 리프트 컨트롤 밸브(1)를 적용하는 기기는 포크리프트에 한정되지 않고 휠로더나 크레인 등의 산업 기계이어도 좋다.

본 실시예에서는 로직 밸브(43) 및 셀렉터 밸브(48)가 설치되어 있지만 반드시 필요하지 않다.

상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 분명하다. 따라서 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 바람직한 예를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능의 세부 사항을 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명은 포크리프트 등의 산업 기계에 구비되는 액추에이터에 대한 유체의 공급 및 배출을 전환하기 위한 컨트롤 밸브 및 이를 구비한 산업 기계에 적용할 수 있다.

1: 리프트 컨트롤 밸브 2: 포크리프트
8: 리프트 실린더 기구 13: 탱크
17: 메인 스풀 17A: 중립 위치
17B: 제1 오프셋 위치 17C: 제2 오프셋 위치
21: 컴펜세이터 스풀 21b: 제2 수압면
21c: 제1 수압면 21e: 돌환부
21f: 하류측 스풀 내부 통로
21g 상류측 스풀 내부 통로
22: 고정 스로틀 23: 가변 스로틀
35d: 제2 압력실 35e: 제1 압력실
37: 컴펜용 코일 스프링 38: 내부 유로
38a: 하류측 38b: 상류측
39: 체크 밸브 40: 제3 압력실
41: 탱크 통로

Claims (5)

1. 액추에이터로부터의 유체를 밀봉하는 중립 위치로부터, 액추에이터로부터 유체를 탱크로 배출하는 배출 위치로 이동시키고, 탱크 통로를 형성하는 메인 스풀과,
   상기 메인 스풀 안에 변위 가능하게 삽입되는 컴펜세이터 스풀을 구비하며,
   상기 탱크 통로가 열리는 방향으로 상기 컴펜세이터 스풀을 가압하는 가압 수단과,
   상기 탱크 통로의 중간에 설치되는 가변 스로틀과,
   상기 가변 스로틀의 상류에 설치되는 고정 스로틀과,
   상기 고정 스로틀의 상류측의 유체가 도입되어, 상기 가압 수단에 대항하는 방향으로 상기 컴펜세이터 스풀에 힘을 가하는 제1 압력실과,
   상기 고정 스로틀의 하류측의 유체가 도입되어, 상기 가압 수단과 같은 방향으로 상기 컴펜세이터 스풀에 힘을 가하는 제2 압력실을 가지며,
   상기 컴펜세이터 스풀은, 상기 탱크 통로의 개도를 조절하여 상기 액추에이터로부터 상기 탱크로 배출되는 유체의 최대 유량을 그 압력 변동에 상관없이 소정의 유량으로 규제하도록 되어 있고, 상기 제1 압력실의 유체 압력을 받는 제1 수압면과, 상기 제2 압력실의 유체 압력을 받는 제2 수압면과, 상기 고정 스로틀보다 상류측으로부터 상기 제1 압력실에 유체를 인도하는 상류측 스풀 내부 통로와, 상기 고정 스로틀보다 하류측으로부터 상기 제2 압력실에 유체를 인도하는 하류측 스풀 내부 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 컨트롤 밸브.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 컴펜세이터 스풀은 상기 제1 압력실과 상기 상류측 스풀 내부 통로 사이에 설치되어, 상기 제1 압력실로부터 상기 상류측 스풀 내부 통로에 유체의 배출을 규제하는 체크 밸브를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 컨트롤 밸브.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 컴펜세이터 스풀은 그 외주부의 상기 제1 수압면 측에 둘레 전체에 걸쳐 연장되는 고리형 제3 압력실을 갖고,
   상기 제3 압력실은 상기 탱크 통로의 하류측과 상기 제1 수압면 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컨트롤 밸브.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컴펜세이터 스풀은 그 외주부에 둘레 전체에 걸쳐 연장되는 돌환부를 갖고,
   상기 고정 스로틀은 상기 돌환부와 상기 메인 스풀의 내주부에 의해 형성되어 고리형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 컨트롤 밸브.
   
   
5. 삭제

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