KR101942229B1 - 비상 조작 밸브 및 언로드 회로 - Google Patents

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Abstract

개변 상태와 폐변 상태를 택일적으로 전환 가능한 비상 조작 밸브로서, 공동 형상의 밸브실을 가지는 밸브 박스와, 밸브 박스에 형성되고, 밸브실에 공급되는 작동유의 유로인 제1 유로와, 밸브 박스에 형성되고, 밸브실로부터 배출되는 작동유의 유로인 제2 유로와, 제1 유로를 제2 유로에 연통시키는 제1 위치와 제1 유로를 제2 유로로부터 차단하는 제2 위치와의 사이를 변위 가능한 상태로 밸브실에 배치된 수압부와, 제2 위치로부터 제1 위치를 향하는 방향으로 수압부를 가압하고 있는 탄성 부재를 구비하도록 구성한다.

Description

비상 조작 밸브 및 언로드 회로
본 발명은, 비상 조작 밸브 및 언로드 회로에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 트럭 적재형 크레인 등의 유압 작업기에서 이용되는 비상 조작 밸브 및 언로드 회로에 관한 것이다.
트럭 적재형 크레인은, 크레인 붐의 선단으로부터 와이어로 매단 훅을 윈치로 권상·권하하는 기계적 구성과, 윈치를 구동하는 유압 회로를 구비하고 있다. 그리고, 훅을 지나치게 감으면 훅 또는 붐이 손상되기 때문에, 유압 회로에는, 윈치 구동을 정지시키기 위한 언로드 회로가 설치되어 있다. 이른바 훅의 과권 방지 장치(over winding-proof device)는, 이와 같은 언로드 회로를 포함하여 구성되어 있다.
언로드 회로의 구성은, 특허문헌 1, 2에 나타내는 바와 같이, 릴리프 밸브와, 이 릴리프 밸브의 파일럿 회로에 개재하여 장착된 전자(電磁) 개폐 밸브에 의해 구성되어 있다. 이와 같은 언로드 회로는, 이 전자 개폐 밸브에 의한 파일럿압의 부가/해제에 의해, 작동유를 언로드 또는 온로드하도록 구성되어 있다.
다만, 특허문헌 1, 2의 언로드 회로는, 도난 방지 장치를 구성하는 것으로서, 훅의 과권 방지 장치를 구성하는 것은 아니다.
트럭 적재형 크레인에 있어서의 훅의 과권 방지 장치를 구성하는 언로드 회로(100)에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 유압 펌프(101)에 의해 토출된 작동유는, 공급 유로(102)를 지나 각 유압 액추에이터에 공급된다. 한편, 각 유압 액추에이터로부터 배출된 작동유는, 배출 유로(103)를 지나 탱크(104)로 되돌려진다.
공급 유로(102)와 배출 유로(103)와의 사이에는, 릴리프 밸브(105)가 개재하여 장착되어 있다. 릴리프 밸브(105)는, 스프링의 압압력과 파일럿압이 합쳐졌을 때 폐변되고, 공급 유로(102)에 작동유가 흐르는 온로드 상태가 된다. 한편, 릴리프 밸브(105)는, 파일럿압이 없어졌을 때에 개변된다. 릴리프 밸브(105)가 개변하면, 공급 유로(102) 내의 작동유가, 배출 유로(103)로 직접 배출되어, 각 유압 액추에이터에 공급되지 않는 언로드 상태가 된다.
그리고, 파일럿압의 급배(給排)를 전환 제어하는 전자 개폐 밸브(106)가 설치되어 있다.
트럭 적재형 크레인은, 훅의 과권(過卷)을 검지하는 리밋 스위치(109; limit switch)가 붐 선단부에 설치되어 있다. 리밋 스위치(109)가 훅의 과권을 검지했을 경우에는, 전자 개폐 밸브(106)를 개(開) 위치로 하여 파일럿압을 해제시킨다. 그러면, 릴리프 밸브(105)가 개변하여, 윈치 모터의 구동이 멈춘다.
그런데, 훅의 과권을 검출하는 전기 계통에 단선이 발생하면, 전자 개폐 밸브(106)는, 스프링에 의해 개변 상태로 유지된다. 이 때문에, 릴리프 밸브(105)도 개변 상태인 채가 되어, 크레인을 작동시킬 수 없다.
그래서, 종래는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 수동의 개폐 밸브(120)가, 비상 조작 밸브로서, 전자 개폐 밸브(106)에 대해 직렬로 개재하여 장착되어 있다. 비상 조작 밸브(120)가 폐변하면 릴리프 밸브(105)도 폐변한다. 그러면, 작동유가 공급 유로(102)에 온로드 되어, 크레인을 작동시킬 수 있다.
그런데, 종래의 비상 조작 밸브(120)는, 도 8에 나타내는 바와 같이 구성되어 있다. 밸브 박스(121)에는, 펌프측 통로(122)와 탱크측 통로(123)가 형성되어 있다. 펌프측 통로(122)와 탱크측 통로(123)와의 교점이 되는 위치에는, 밸브실(124)이 형성되고, 밸브체(125)가 삽입되어 있다. 밸브체(125)는, 나사식으로서, 밸브 박스(121)에 형성된 암나사(126)에 밸브체(125)의 숫나사가 맞물리고 있다. 밸브체(125)의 머리 부분에 형성된 오목홈(127)에 드라이버를 넣어 정역(正逆) 회전시켜 밸브체(125)를 진퇴시키면, 펌프측 통로(122)와 탱크측 통로(123)를 연통시키거나 차단시키거나 할 수 있다.
상기 비상 조작 밸브(120)에서는, 밸브체(125)를 나사 삽입시키면, 펌프측 통로(122)와 탱크측 통로(123)가 차단되어, 파일럿압을 도 7에 나타내는 릴리프 밸브(105)에 계속 가할 수 있다. 그러나, 비상 조작 밸브(120)는 수동 조작이므로, 기억해 두었다 해제 조작하지 않는 한, 윈치 모터의 운전 가능한 상태가 계속되어 버린다. 윈치 모터의 운전 가능한 상태가 계속되면, 훅의 과권에 의한 손상이 생길 가능성이 있다.
일본특허공개 제2008-137454호 공보 일본특허공개 제2009-154740호 공보
본 발명은 상기 사정을 감안하여, 해제 잊어버림이 생기지 않는 비상 조작 밸브 및 이를 이용한 언로드 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 비상 조작 밸브의 일 태양은, 개변 상태와 폐변 상태를 택일적으로 전환 가능한 비상 조작 밸브로서, 공동(空洞) 형상의 밸브실을 가지는 밸브 박스와, 상기 밸브 박스에 형성되고, 상기 밸브실에 공급되는 작동유의 유로인 제1 유로와, 상기 밸브 박스에 형성되고, 상기 밸브실로부터 배출되는 작동유의 유로인 제2 유로와, 상기 제1 유로를 상기 제2 유로에 연통시키는 제1 위치와 상기 제1 유로를 상기 제2 유로로부터 차단하는 제2 위치와의 사이를 변위 가능한 상태로 상기 밸브실에 배치된 수압(受壓)부와, 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치를 향하는 방향으로 상기 수압부를 가압하고 있는 탄성 부재를 구비하고 있다.
또한, 본 발명에 관한 언로드 회로의 일 태양은, 유압 작업기의 유압 회로에 이용되는 언로드 회로로서, 펌프에 연결되는 공급 유로와 탱크에 연결되는 배출 유로와의 사이에 개재하여 장착된 릴리프 밸브와, 상기 릴리프 밸브에의 파일럿압의 급배를 제어하는 파일럿압 제어 밸브를 구비하고, 상기 파일럿압 제어 밸브는 상술한 비상 조작 밸브를 포함하여 구성되어 있다.
본 발명에 관한 차량 및 언로드 회로의 일 태양에 의하면, 해제 잊어버림 가능성을 저감시킬 수 있다.
[도 1] 본 발명의 일 실시형태에 관한 비상 조작 밸브의 구조 설명도로서, 도 1a는 개변 상태이며, 도 1b는 폐변 상태이다.
[도 2] 본 발명의 일 실시형태에 관한 언로드 회로의 회로도이다.
[도 3] 도 3a는 비조작 상태에 있어서의 비상 조작 밸브의 동작 설명도이며, 도 3b는 비상 조작 밸브가 비조작 상태인 경우의 언로드 회로의 동작 설명도이다.
[도 4] 도 4a는 손으로 눌러 조작된 비상 조작 밸브의 동작 설명도이며, 도 4b는 비상 조작 밸브가 손으로 눌러 조작된 상태의 언로드 회로의 동작 설명도이다.
[도 5] 도 5a는 자동 유지된 비상 조작 밸브의 동작 설명도이며, 도 5b는 비상 조작 밸브가 자동 유지된 상태의 언로드 회로의 동작 설명도이다.
[도 6] 도 6a는 자동 복귀한 비상 조작 밸브의 동작 설명도이며, 도 6b는 비상 조작 밸브가 자동 복귀한 상태의 언로드 회로의 동작 설명도이다.
[도 7] 종래의 언로드 회로의 회로도이다.
[도 8] 종래의 비상 조작 밸브의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관한 비상 조작 밸브를 도면에 기초하여 설명한다.
＜1. 비상 조작 밸브(A)에 대해＞
우선, 도 1에 기초하여, 비상 조작 밸브(A)를 설명한다. 또한, 도 1에 있어서, 상방을 일단 방향으로 하고, 하방을 타단 방향으로 하여 설명한다.
먼저, 비상 조작 밸브(A)의 개요에 대해 설명한다. 본 실시형태에 관한 비상 조작 밸브는, 개변 상태와 폐변 상태를 택일적으로 전환 가능한 비상 조작 밸브로서, 공동 형상의 밸브실(예를 들어, 후술하는 밸브실(12))을 가지는 밸브 박스(예를 들어, 후술하는 밸브 박스(11))와, 상기 밸브 박스에 형성되고, 상기 밸브실에 공급되는 작동유의 유로인 제1 유로(예를 들어, 후술하는 펌프측 통로(17))와, 상기 밸브 박스에 형성되고, 상기 밸브실로부터 배출되는 작동유의 유로인 제2 유로(예를 들어, 후술하는 탱크측 통로(18))와, 상기 제1 유로를 상기 제2 유로에 연통시키는 제1 위치(예를 들어, 도 1a의 수압부(15)의 위치)와 상기 제1 유로를 상기 제2 유로로부터 차단하는 제2 위치(예를 들어, 도 1b의 수압부(15)의 위치)와의 사이를 변위 가능한 상태로 상기 밸브실에 배치된 수압부(예를 들어, 후술하는 수압부(15))와, 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치를 향하는 방향(예를 들어, 도 1a, 1b의 상방)으로 상기 수압부를 가압하고 있는 탄성 부재(예를 들어, 후술하는 스프링(16))을 구비하고 있다.
다음으로, 비상 조작 밸브(A)의 구체적 구성에 대해 설명한다. 도 1a에 있어서, 밸브 박스(11)는, 내부에 원통형의 공동인 밸브실(12)이 형성되어 있다. 밸브실(12) 내에는, 밸브체(13)가 왕복 운동 가능하게 삽입되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어, 밸브체(13)의 왕복 운동에 관한 일방(도 1a, 도 1b의 상방)을 제1 방향이라고도 하고, 마찬가지로 타방(도 1a, 도 1b의 하방)을 제2 방향이라고도 한다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 비상 조작 밸브(A)의 언로드 상태란, 비상 조작 밸브(A)의 개변 상태이다. 한편, 비상 조작 밸브(A)의 온로드 상태란, 비상 조작 밸브의 폐변 상태이다. 또한, 언로드 회로의 언로드 상태란, 작동유가, 언로드 회로의 릴리프 밸브(5)(도 2 참조)를 통과 가능한 상태(즉, 릴리프 밸브(5)의 개변 상태)이다. 한편, 언로드 회로의 온로드 상태란, 작동유가, 언로드 회로의 릴리프 밸브(5)를 통과할 수 없는 상태(즉, 릴리프 밸브(5)의 폐변 상태)이다. 또한, 언로드 회로가 내장된 유압 회로의 언로드 상태란, 유압 작업기의 유압 액추에이터에 작동유가 공급되지 않는 상태이다. 한편, 언로드 회로가 내장된 유압 회로의 온로드 상태란, 유압 작업기의 유압 액추에이터에 작동유가 공급되는 상태이다.
밸브체(13)는, 둥근 막대 형상의 밸브 봉(14)과, 밸브 봉(14)의 중간부에 형성된 플랜지 형상의 수압부(15)로 이루어진다. 수압부(15)는, 밸브 봉(14)보다 직경이 큰 부재이다. 수압부(15)의 상면(즉, 제1 방향측의 면)에는, 작동유의 압력을 받는 수압면이 형성되어 있다. 한편, 수압부(15)의 하면(즉, 제2 방향의 면)에는, 후술하는 스프링(16)의 스프링압을 받는 스프링측 수압면이 형성되어 있다. 수압부(15)가 작동유의 압력을 받음으로써, 밸브체(13)가 제2 방향측(타단측으로서, 도 1a의 하측)으로 눌려 내려질 수 있다.
수압부(15)는, 밸브실(12)을 상하로 2분하고 있다. 밸브실(12) 중 수압부(15)보다 제1 방향측(일단측으로서, 도 1a, 도 1b의 상측)이 되는 공간을 수압실(12a)이라 한다. 한편, 밸브실(12) 중 수압부(15)보다 제2 방향측(도 1a, 도 1b의 하측)이 되는 공간을 스프링실(12b)이라 한다. 즉, 수압부(15)는, 제1실인 수압실(12a)과 제2실인 스프링실(12b)로 밸브실(12)을 구획하고 있다.
수압실(12a) 및 스프링실(12b)의 체적은, 수압부(15)의 왕복 운동에 따라 변화한다. 도 1a에 나타내는 바와 같이, 수압부(15)가 밸브실(12)의 제1 방향측으로 변위하여 버린 상태에서는, 수압실(12a) 의 체적은 가장 작아지고, 스프링실(12b)의 체적은 가장 커지게 된다.
스프링실(12b)에는, 탄성 부재의 일례인 스프링(16)이 배치되어 있다. 스프링(16)의 상단은, 수압부(15)의 하면(즉, 스프링측 수압면)에 접촉하고 있다. 스프링(16)의 하단은, 밸브 박스(11)의 내면에 있어서의 제2 방향(도 1a, 도 1b의 하측)의 단면에 접촉하고 있다. 이 상태에서, 스프링(16)은, 밸브체(13)를 제1 방향측(도 1a, 도 1b의 상측)으로 눌러 붙여 가압하고 있다. 또한, 탄성 부재의 종류 및 탄성 부재의 위치는, 본 실시형태의 경우로 한정되지 않는다.
밸브 박스(11)에는, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)가 형성되어 있다. 펌프측 통로(17)는, 밸브실(12)의 중앙부와 제1 방향측의 단부와의 사이에 형성되어 있다. 환언하면, 펌프측 통로(17)는, 밸브체(13)가, 스프링(16)의 스프링압에 의해 제1 방향의 단부로 변위한 상태에서, 수압부(15)보다 제2 방향측(도 1a, 도 1b의 하측)에 형성되어 있다.
탱크측 통로(18)는, 밸브실(12)의 제2 방향의 단부(도 1a, 도 1b의 하단)에 형성되어 있다. 즉, 밸브체(13)가, 스프링(16)의 스프링압에 의해 제1 방향의 단부로 변위한 상태에서, 펌프측 통로(17) 및 탱크측 통로(18)가, 수압부(15)보다 제2 방향이 된다. 환언하면, 비상 조작 밸브(A)의 개변 상태에 있어서, 펌프측 통로(17) 및 탱크측 통로(18)는, 밸브실(12)의 스프링실(12b)에 연통하고 있다. 또한, 밸브 봉(14)과 밸브 박스(11)와의 사이에는, 밸브실(12)을 액밀하게 시일하기 위한 패킹(19)이 설치되어 있다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 밸브체(13)의 수압부(15)가 스프링(16)에 의해 제1 방향으로 밀어 올려져 펌프측 통로(17)보다 제1 방향측(도 1a의 상방)으로 기울어 있는 상태에서는, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)가 연통하고 있다. 이 상태가, 비상 조작 밸브(A)의 개변 상태이다.
한편, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 밸브체(13)를 인위적으로 눌러 내려서, 수압부(15)가 펌프측 통로(17)보다 하방까지 내려가면, 펌프측 통로(17)를 통해서 수압실(12a)로 작동유가 공급된다. 수압실(12a)에 작동유가 충만하면, 수압부(15)가 받은 압력에 의해 밸브체(13)가 눌러 내려진다. 또한, 밸브체(13)를 눌러 내리는 동작은, 사람이 직접 누르는 경우로 한정되지 않는다. 또한, 밸브체(13)를 눌러 내리는 주체는, 사람으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 컴퓨터 제어된 로봇 등에 의해 기계적으로 밸브체(13)를 눌러 내려도 된다.
밸브체(13)가 눌려 내려진 상태에서는, 밸브체(13)를 눌러 밀어붙이는 조작을 멈추어도(즉, 인위적으로 밸브체(13)에 가하고 있는 힘을 제거하여도) 밸브체(13)는 그 위치에 유지된다. 이 기능을 자동 유지 기능이라 한다. 이 자동 유지 기능이 작용하고 있는 동안, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)가 차단된다. 이 상태가, 비상 조작 밸브(A)의 폐변 상태이다.
한편, 펌프측 통로(17)에의 작동유 공급이, 어떠한 이유(예를 들어, 펌프 정지)에 의해 끊어지면, 수압부(15)를 눌러 내리는 힘이 없어지므로, 스프링(16)에 의해 밸브체(13)가 제1 방향측(도 1b의 상측)으로 밀어 올려져, 도 1a의 상태로 복귀한다. 이 기능을 자동 복귀 기능이라 한다. 자동 복귀하면 다시 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)가 연통한 상태가 된다.
본 발명의 비상 조작 밸브(A)는, 상기와 같은 자동 복귀 기능을 갖기 때문에, 비상 시 대처가 끝난 후의 정상 상태로 되돌리는 것을 잊는 것을 방지할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
＜2. 언로드 회로(B)에 대해＞
다음으로, 유압 작업기의 일례인 트럭 적재형 크레인의 언로드 회로에 비상 조작 밸브(A)를 적용한 실시형태를 설명한다. 우선, 도 2에 기초하여 언로드 회로(B) 주위의 회로 구성을 설명한다.
도 2에는, 유압 펌프(1), 작동유의 공급 유로(2), 작동유의 배출 유로(3) 및 탱크(4)가 도시되어 있다.
공급 유로(2)와 배출 유로(3)에는, 조작 밸브 유닛(20)을 거쳐 크레인용 각 액추에이터가 접속되어 있다. 도 2에는, 윈치 모터(21), 붐 기복 실린더(22) 및 붐 신축 실린더(23)가 도시되어 있지만, 그 밖에도 도시되어 있지 않은 각종 유압 액추에이터가 존재한다. 상술한 바와 같은 기본 구성을 가지는 유압 회로에 있어서, 공급 유로(2)와 배출 유로(3)와의 사이에, 본 발명의 언로드 회로(B)가 설치되어 있다.
이하, 언로드 회로(B)에 대해 더 상술한다. 유압 펌프(1)는, 차량의 엔진 등을 구동원으로 하고 있다. 엔진이 구동되고 있어, 동력 취출 장치가 ON으로 되어 있을 때, 엔진 동력이 유압 펌프(1)로 전달되어 유압 펌프(1)가 운전 상태가 된다. 동력 취출 장치가 OFF로 되거나, 엔진이 정지하면 유압 펌프(1)는 정지 상태태로 된다.
공급 유로(2)는, 유압 펌프(1)에 의해 토출된 작동유를 윈치 모터(21), 붐 기복 실린더(22) 및 붐 신축 실린더(23) 등의 각 유압 액추에이터에 공급한다. 각 유압 액추에이터로부터 배출되는 작동유는, 배출 유로(3)를 거쳐 탱크(4)로 되돌려진다. 언로드 회로(B)는, 공급 유로(2)와 배출 유로(3)를 연결하는 유로(7)와, 유로(7)에 개재하여 장착된 릴리프 밸브(5)를 포함하고 있다.
릴리프 밸브(5)는, 개변 방향으로 가압하는 파일럿 회로(5a)와, 폐변 방향으로 가압하는 스프링(5b) 및 파일럿 회로(5c)를 구비하고 있다. 파일럿 회로(5a)와 파일럿 회로(5c)는 ,함께 유로(7)로부터 파일럿압의 공급을 받는다.
파일럿 회로(5a)의 압력(Pa)이, 스프링(5b)의 스프링압과 파일럿 회로(5c)의 파일럿압을 합친 합계 압력(Pb)보다 작은 경우에는, 릴리프 밸브(5)는 폐변 상태가 된다. 릴리프 밸브(5)가 폐변 상태인 경우에는, 작동유는, 언로드하지 않고 각 유압 액추에이터에 공급된다. 그리고, 유압 작업기가 동작한다.
그러나, 파일럿 회로(5c)의 압력이 빠져 없어지면, 압력(Pa)과 압력(Pb)이 밸런스 하여 개변한다(도 3b에 나타내는 릴리프 밸브(5)의 상태). 이 경우, 유압 펌프(1)에 의해 토출된 작동유는, 유로(7) 및 릴리프 밸브(5)를 거쳐 배출 유로(3)로 되돌려진다(즉, 언로드된다). 따라서, 상기 작동유는, 각 유압 액추에이터에는 공급되지 않고, 유압 작업기는 동작하지 않는다.
릴리프 밸브(5)의 파일럿 회로(5c)와 배출 유로(3)와의 사이에는, 파일럿 제어 회로(8)가 설치되어 있다. 파일럿 제어 회로(8)에는, 전자 개폐 밸브(6)와 비상 조작 밸브(A)가 직렬로 개재하여 장착되어 있다.
전자 개폐 밸브(6)와 비상 조작 밸브(A)는, 함께 릴리프 밸브(5)의 파일럿 회로(5c)에의 파일럿압의 공급과 배출을 전환시킬 수 있다. 릴리프 밸브(5)의 파일럿 회로(5c)에 파일럿압을 공급하면 릴리프 밸브(5)는 폐변한다. 한편, 파일럿 회로(5c)로부터 파일럿압을 빼내면 릴리프 밸브(5)는 개변한다. 이와 같은 전자 개폐 밸브(6)와 비상 조작 밸브(A)와의 개폐 전환에 의해, 언로드 회로(B)의 언로드 상태와 온로드 상태가 전환된다.
전자 개폐 밸브(6)는, 평상 작업 시에 사용되며, 훅의 과권 방지 장치의 스위치(9)로부터의 신호에 기초하여 동작한다. 한편, 비상 조작 밸브(A)는, 스위치(9)와 전자 개폐 밸브(6)와의 사이의 통신선에 단선 등이 생겼을 경우의 비상 시 대처를 위해, 파일럿 제어 회로(8)에 설치되어 있다. 이와 같은 비상 조작 밸브(A)는, 수동으로 조작된다.
＜2. 1　언로드 회로(B)의 동작에 대해＞
이하, 도 3~도 6을 참조하여, 언로드 회로(B)의 동작에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 솔레노이드 구동 전류가 단선 등의 이유로 전자 개폐 밸브(6)에 통전되지 않아, 전자 개폐 밸브(6)가, 스프링에 의해 개변 상태로 유지되고 있는 것으로 한다.
＜2. 1. 1　비조작 시＞
도 3a는 비상 조작 밸브(A)를 누름 조작하고 있지 않은 상태(환언하면, 개변 상태)를 나타내고 있다. 비상 조작 밸브(A)의 개변 상태에 있어서, 수압부(15)는, 스프링(16)의 밀어 붙임에 의해 밸브실(12) 내의 제1 방향의 단부에 위치하고 있다. 또한, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)는, 화살표 y로 가리키는 바와 같이 연통하고 있다.
비상 조작 밸브(A)의 개변 상태에 대해, 도 3a를 참조하여 구체적으로 설명한다. 비상 조작 밸브(A)의 개변 상태에 있어서, 수압부(15)는, 스프링(16)의 밀어 붙임에 의해 밸브실(12)의 제1 방향(도 3a의 상측)의 단부에 위치하고 있기 때문에, 수압실(12a)의 체적은, 후술하는 수동 누름 조작 상태 및 자동 유지 상태의 수압실(12a)보다 작다.
한편, 비상 조작 밸브(A)의 개변 상태에 있어서, 스프링실(12b)의 체적은, 후술하는 수동 누름 조작 상태 및 자동 유지 상태의 수압실(12a) 보다 크다.
비상 조작 밸브(A)의 개변 상태에 있어서, 펌프측 통로(17) 및 탱크측 통로(18)는, 스프링실(12b)에 통하고 있다. 따라서, 비상 조작 밸브(A)의 개변 상태에 있어서, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)는, 스프링실(12b)을 거쳐 연통하고 있다.
비상 조작 밸브(A)가 개변 상태일 경우에, 언로드 회로(B) 내의 비상 조작 밸브(A)를 유압 기호로 표시하면, 도 3b에 나타내는 바와 같이 되고, 파일럿 제어 회로(8)는 배출 유로(3)에 연통된다. 이 결과, 릴리프 밸브(5)로부터 파일럿압이 빠져서, 릴리프 밸브(5)는 개변 상태로 된다.
이 경우, 작동유는 도 3b에 화살표 Xa로 나타내는 바와 같이, 유로(7)(도 2 참조)를 거쳐 공급 유로(2)로부터 배출 유로(3)로 보내지는 언로드 상태로 된다. 즉, 언로드 상태에서는 작동유는 각 유압 액추에이터에 공급되지 않기 때문에, 유압 작업기의 각 유압 액추에이터는 구동하지 않는다. 이에 의해, 훅의 과권 등의 사고가 방지된다.
＜2. 1. 2 수동 누름 조작 시＞
훅의 과권 방지 후는, 훅을 권하하거나, 붐을 격납 위치로 이동시키거나 해야 한다. 이 때문에, 유압 회로 전체를 온로드 상태로 할 필요가 있다. 그래서 크레인 조작자는, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 손으로 비상 조작 밸브(A)의 밸브체(13)를 밀어넣는다. 구체적으로는, 크레인 조작자는, 밸브 봉(14)의 일단(도 3a의 상단)을 제2 방향(도 3a의 하방)으로 압압한다.
그러면, 밸브 봉(14)과 함께 수압부(15)가 제2 방향으로 이동하여, 비상 조작 밸브(A)는, 도 4a에 나타내는 상태(이하, 「폐변 상태」라 함)가 된다. 이 결과, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)가, 수압부(15)에 의해 차단된다. 또한, 비상 조작 밸브(A)의 밸브체(13)는, 직접 손으로 밀어 넣어질 뿐만 아니라, 예를 들어, 기계 등을 거쳐 밀어 넣어져도 된다.
비상 조작 밸브(A)의 폐변 상태에 관해서, 도 4a를 참조하여 구체적으로 설명한다. 비상 조작 밸브(A)의 폐변 상태에 있어서, 수압부(15)는, 밸브실(12)의 거의 중앙부에 위치하고 있다. 이 상태에서, 펌프측 통로(17)는, 수압실(12a)에 통하고 있다. 한편, 탱크측 통로(18)는, 스프링실(12b)에 통하고 있다. 따라서, 비상 조작 밸브(A)의 폐변 상태에 있어서, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)는, 연통하고 있지 않다.
비상 조작 밸브(A)가 폐변 상태일 경우에, 언로드 회로(B) 내의 비상 조작 밸브(A)를 유압 기호로 표시하면, 도 4b에 나타낸 것처럼 되고, 파일럿 제어 회로(8)는 닫혀진다. 이 결과, 릴리프 밸브(5)에는 스프링압에 더하여 파일럿 회로(5c)로부터의 파일럿압이 더해져, 릴리프 밸브(5)는 폐변 상태가 된다. 이 경우, 작동유는, 도 4b에 화살표 Xo로 가리키는 바와 같이, 공급 유로(2)로부터 각 유압 액추에이터로 보내지는 온로드 상태가 된다. 이에 의해, 훅의 권하나 붐의 격납 동작이 가능하게 된다.
＜2. 1. 3　자동 유지 상태＞
그런데, 훅의 권하 또는 붐의 격납 조작을 행할 때, 크레인 조작자는, 편방의 손으로 비상 조작 밸브(A)를 누른 상태에서, 타방의 손에 의해 크레인을 조작할 필요가 있다.
도 5a는, 크레인 조작자가 손을 밸브체(13)로부터 떼서 밀어 넣음 조작을 멈춘 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서는 펌프측 통로(17)로부터 수압실(12a)로 유입한 작동유 압력이, 수압부(15)를 눌러 내려 밸브체(13)를 유지하고 있기 때문에, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)는 차단된 상태로 유지된다. 즉, 비상 조작 밸브(A)의 폐변 상태가 자동 유지된다.
환언하면, 도 5a에 나타내는 상태에 있어서, 수압실(12a) 내의 작동유의 압력에 기초하여 수압부(15)가 제2 방향(도 5a의 하방)으로 압압되는 힘(이하, 제1 압압력이라 함)과, 스프링(16)의 탄성력에 기초하여 수압부(15)가 제1 방향(도 5a의 상방)으로 압압되는 힘(이하, 제2 압압력이라 함)이 균형을 이루고 있다. 이 때문에, 수압부(15)의 위치가, 도 5a에 나타내는 위치(즉, 제2 위치)에 유지된다. 본 실시형태의 경우, 상기 제1 압압력과 상기 제2 압압력이 균형을 이루고 있는 것이 소정의 조건이다.
릴리프 밸브(5)에 있어서 스프링(5b)의 스프링압에 파일럿 회로(5c)의 파일럿압이 더해진 상태가 유지되면, 릴리프 밸브(5)는 폐변 상태인 채 유지된다. 즉, 도 5b에 나타내는 유압 회로에서 보았을 경우에, 작동유가 공급 유로(2)로부터 각 유압 액추에이터로 보내지는(도 5b의 화살표 Xo 참조) 온로드 상태가 유지된다. 이에 의해, 크레인 조작자는, 훅의 권하 및 붐의 격납을 계속할 수 있다.
＜2. 1. 4　자동 복귀＞
본 실시형태에 관한 비상 조작 밸브(A)는, 폐변 상태로부터 개변 상태로 자동 복귀한다. 이하, 비상 조작 밸브(A)의 자동 복귀에 대해 설명한다. 크레인 조작자는, 붐의 격납 조작이 종료하면 차량의 엔진을 정지한다. 엔진이 정지하면, 유압 펌프(1)의 회전이 멈추어, 유압 펌프(1)로부터 작동유가 토출되지 않게 된다. 그러면, 비상 조작 밸브(A)의 수압실(12a)로부터 압력이 빠져, 상기 제1 압압력이 상기 제2 압압력보다 작아진다. 이 결과, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 스프링(16)의 밀어 붙임(즉, 상기 제2 압압력)에 의해 밸브체(13)가 제1 방향(도 6b의 상방)으로 변위된다. 그리고, 수압부(15)가 펌프측 통로(17)보다 제1 방향측(도 6b의 상방)에 위치하고, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)가 연통한다. 이와 같이 하여, 비상 조작 밸브(A)는, 폐변 상태로부터 개변 상태로 자동 복귀한다.
이상과 같이 비상 조작 밸브(A)가 자동 복귀하면, 릴리프 밸브(5)로부터 파일럿압이 빠져 릴리프 밸브(5)가 개변한다. 릴리프 밸브(5)가 개변하면, 작동유가, 도 6에 화살표 Xa로 가리키는 바와 같이 공급 유로(2)로부터 배출 유로(3)로 흐르는 언로드 상태가 된다. 이 때문에, 예를 들어, 차량의 엔진을 시동하여 유압 펌프(1)가 재기동했을 경우에도, 훅 또는 붐의 의도하지 않는 움직임을 방지할 수 있다. 이에 의해, 불측의 사고가 방지된다.
상술한 실시형태에 있어서, 언로드 회로(B)는, 비상 조작 밸브(A) 및 전자 개폐 밸브(6)를 이용하여 구성되어 있다. 다만, 언로드 회로는, 비상 조작 밸브(A)만으로 구성되어도 된다.
또한, 본 실시형태에 관한 비상용 조작 밸브(A)는, 과권 방지 장치에 한정하지 않고, 크레인의 동작을 정지시키는 기능을 가지는 다른 장치(예를 들어, 과부하 방지 장치 등)에 내장되는 언로드 회로에 적용할 수도 있다.
＜3. 본 실시형태의 작용·효과에 대해＞
본 실시형태에 의하면, 이하와 같은 작용·효과를 얻을 수 있다.
우선, 본 실시형태에 관한 비상 조작 밸브(A)는, 위에서 설명한 바와 같이 폐변 상태로부터 개변 상태로 자동 복귀한다. 구체적으로는, 도 4a, 5a에 나타내는 폐변 상태에 있어서, 유압 펌프(1)의 구동 정지 등의 이유에 의해 펌프측 통로(17)로부터 수압실(12a)로 작동유가 공급되지 않게 되면, 수압실(12a) 내의 작동유로부터 수압부(15)가 받는 압력이 감소한다. 그러면, 밸브체(13)(구체적으로는, 수압부(15))는, 스프링(16)에 의해 폐변 상태의 위치로부터 제1 방향(도 4a, 5a의 상방)으로 변위된다. 이 결과, 수압부(15)가 밸브실(12)의 제1 방향의 단부(도 4a, 5b의 상단부)로 변위하고, 펌프측 통로(17)와 탱크측 통로(18)가 스프링실(12b)을 거쳐 연통한다. 즉, 비상 조작 밸브(A)는, 밸브체(13)를 인위적인 힘에 의해 조작하는 일 없이, 도 6a에 나타내는 개변 상태로 복귀한다. 이상과 같이, 본 실시형태의 비상 조작 밸브(A)는, 폐변 상태로부터 개변 상태로 자동 복귀하기 때문에, 비상 조작 밸브(A)의 해제 잊어버림이 생기지 않는다.
또한, 본 실시형태에 관한 언로드 회로(B)는, 상술한 바와 같은 비상 조작 밸브(A)를 구비하고 있다. 이 때문에, 유압 작업기의 엔진 등의 정지에 따라 유압 펌프(1)가 정지하면, 비상 조작 밸브(A)가 폐변 상태로부터 개변 상태로 자동 복귀한다. 이와 같은 비상 조작 밸브(A)의 자동 복귀에 따라, 언로드 회로(B)가 내장된 유압 회로는 온로드 상태로부터 언로드 상태로 전환된다. 이와 같이, 본 실시형태에 관한 언로드 회로(B)에 의하면, 비상 조작 밸브(A)의 해제 잊어버림이 생기지 않기 때문에, 제멋대로 유압 작업기가 동작하는 일이 없어, 사고를 방지할 수 있다.
＜4. 부기＞
비상 조작 밸브의 참고예로서 유로를 개변 상태와 폐변 상태로 택일적으로 전환하는 비상 조작 밸브를, 밸브 박스와, 밸브 박스 내에 형성된 공동 형상의 밸브실과, 밸브실 내에 왕복 운동 가능하게 삽입된 밸브체와, 밸브체를 밸브실의 일단 방향으로 밀어붙여 가압하는 스프링과, 밸브 박스에 형성되어 있고, 밸브실의 일단측에 통하는 펌프측 통로와, 밸브실의 타단측에 통하는 탱크측 통로를 구비하는 밸브체는, 펌프측 통로로부터 유입한 작동유 압력을 받아 스프링을 되밀어 내는 방향의 힘을 발생하는 수압부를 가지고 있고, 밸브체를 스프링에 대항하여 인위적으로 타단측으로 누르면 수압부가 펌프측 통로와 탱크측 통로를 차단함과 함께 누름 조작을 그만두어도 수압부에 의해 발생하는 힘에 의해 상태가 유지되고, 펌프측 통로의 압력이 없어졌을 때는 스프링에 의해 밸브체가 일단측으로 되밀어 내져 펌프측 통로와 탱크측 통로를 연통시키도록 구성할 수 있다.
상술한 비상 조작 밸브의 참고예에 의하면, 밸브체를 스프링에 대항하여 인위적으로 누르면, 수압부가 펌프측 통로로부터 공급된 작동유의 압력을 받아 밸브체가 스프링을 압축한 상태로 유지하므로, 누름 조작을 그만두어도 펌프측 통로와 탱크측 통로를 차단한 상태로 유지할 수 있다. 또한, 밸브체의 수압부가 작동유 압력을 받고 있는 동안은 인위적 누름 조작을 멈추어도 펌프측 통로와 탱크측 통로를 차단한 상태로 자동 유지할 수 있다. 그리고, 펌프의 구동 정지 등의 이유에 의해 펌프측 통로로부터 작동유가 공급되지 않게 되면 수압부가 받는 압력이 감소하여 스프링의 힘에 의해 밸브체가 가압되므로 펌프측 통로와 탱크측 통로가 연통하도록 자동 복귀한다. 이 때문에, 비상 조작 밸브의 해제 잊어버림이 생기지 않는다.
또한, 언로드 회로의 참고예 1로서 유압 작업기의 유압 회로에 있어서의 언로드 회로를, 펌프에 연결되는 공급 유로와 탱크에 연결되는 배출 유로와의 사이에 개재하여 장착된 릴리프 밸브와, 릴리프 밸브에 파일럿압의 급배를 제어하는 파일럿압 제어 밸브로 구성하고, 파일럿압 제어 밸브를 상술한 참고예의 비상 조작 밸브를 이용하여 구성해도 된다.
상술한 언로드 회로의 참고예 1에 의하면, 비상 조작 밸브를 누름 조작하여 펌프측 통로와 탱크측 통로를 차단시킨 상태에 두면 릴리프 밸브가 파일럿압을 받아 차단 상태를 유지하여 작동유가 유압 작업기측으로 공급되므로, 유압 작업기는 통상대로 동작한다. 그리고, 유압 작업기의 엔진 등을 정지시키면 펌프도 정지하여 펌프측 통로의 압력이 없어지므로, 비상 조작 밸브의 밸브체는 스프링에 의해 가압된 상태가 되어 펌프측 통로와 탱크측 통로를 연통시킨다. 이와 같이, 비상 조작 밸브를 되돌리는 것을 잊어버리는 일이 생기지 않기 때문에, 제멋대로 유압 작업기가 동작하는 일이 없어, 사고를 방지할 수 있다.
또한, 언로드 회로의 참고예 2로서, 상술한 참고예 1의 언로드 회로에 있어서, 파일럿압 제어 밸브를, 파일럿 회로에 직렬로 개재하여 장착된 전자 개폐 밸브와 수동 개폐 밸브로 구성하고, 수동 개폐 밸브를 상술한 참고예의 비상 조작 밸브로 해도 된다.
상술한 언로드 회로의 참고예 2에 의하면, 평상 상태에서는, 전자 개폐 밸브에 의해 릴리프 밸브의 개폐가 제어되어 훅의 과권 방지가 행해지지만, 전자 개폐 밸브에 연결되는 전기 계통에 단선 등의 고장이 생겼을 경우는, 수동의 비상 조작 밸브에 의해, 릴리프 밸브의 개폐가 제어된다. 나아가, 비상 조작 밸브의 해제 잊음이 있더라도, 제멋대로 유압 작업기가 동작하는 일이 없기 때문에, 사고를 방지할 수 있다.
2016년 4월 6일 출원된 일본특허출원 제2016-076332호의 일본 출원에 포함되는 명세서, 도면 및 요약서의 개시 내용은, 모두 본원에 원용된다.
1: 유압 펌프
2: 공급 유로
3: 배출 유로
5: 릴리프 밸브
6: 전자 개폐 밸브
8: 파일럿 제어 회로
11: 밸브 박스
12: 밸브실
13: 밸브체
14: 밸브 봉
15: 수압부
16: 스프링
17: 펌프측 통로
18: 탱크측 통로
A: 비상 조작 밸브
B: 언로드 회로

Claims (8)

  1. 유압 작업기의 유압 회로에 이용되는 언로드 회로로서,
    펌프에 연결되는 공급 유로와 탱크에 연결되는 배출 유로와의 사이에 개재하여 장착된 릴리프 밸브와,
    상기 릴리프 밸브에의 파일럿압의 급배를 제어하는 파일럿압 제어 밸브를 구비하고,
    상기 파일럿압 제어 밸브는, 개변 상태와 폐변 상태를 택일적으로 전환 가능한 비상 조작 밸브를 포함하여 구성되고,
    상기 비상 조작 밸브가,
    공동(空洞) 형상의 밸브실을 가지는 밸브 박스와,
    상기 밸브 박스에 형성되고, 상기 밸브실에 공급되는 작동유의 유로인 제1 유로와,
    상기 밸브 박스에 형성되고, 상기 밸브실로부터 배출되는 작동유의 유로인 제2 유로와,
    상기 제1 유로를 상기 제2 유로에 연통시키는 제1 위치와 상기 제1 유로를 상기 제2 유로로부터 차단하는 제2 위치와의 사이를 변위 가능한 상태로 상기 밸브실에 배치된 수압(受壓)부와,
    상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치를 향하는 방향으로 상기 수압부를 가압하고 있는 탄성 부재를 구비하는,
    언로드 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브실은, 상기 수압부에 의해 제1실과 제2실로 나뉘어지고, 상기 수압부가 상기 제2 위치에 있는 상태에서, 상기 제1 유로가 상기 제1실에 연통하고, 또한, 상기 제2 유로가 상기 제2실에 연통하고 있는, 언로드 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수압부가 상기 제1 위치에 있는 상태에서, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로가 상기 제2실에 연통하고 있는, 언로드 회로.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1실 내의 작동유의 유압과 상기 탄성 부재의 탄성력이 소정의 조건을 만족하는 경우에, 상기 수압부의 위치가 상기 제2 위치에 유지되는, 언로드 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1실 내의 작동유의 유압과 상기 탄성 부재의 탄성력이 상기 소정의 조건을 만족하지 않게 되었을 경우에, 상기 수압부가, 상기 탄성 부재의 탄성력에 기초하여 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 변위하는, 언로드 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    인위적인 힘에 의해 상기 수압부를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 변위시킬 수 있는, 언로드 회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파일럿압 제어 밸브가, 파일럿 회로에 직렬로 개재하여 장착된 전자 개폐 밸브와 수동 개폐 밸브로 구성되어 있고,
    상기 수동 개폐 밸브가 상기 비상 조작 밸브인, 언로드 회로.
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