KR102489675B1 - 유압 밸브 및 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치 - Google Patents

유압 밸브 및 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유압 밸브 및 유압 밸브 및 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치를 제공한다. 본 발명에 따른 유압 밸브는 내부에 오일 유로 및 스풀 수용홀이 형성되는 밸브 본체; 및 스풀 수용홀에 이동 가능하게 설치되어 오일 유로 내의 오일 이동 경로를 전환하도록 구성되는 스풀;을 포함하고, 오일 유로는 오일 공급펌프에 연결되는 오일 공급유로, 구동 실린더에 각각 연결되는 제1 유로와 제2 유로 및 오일 탱크에 연결되는 오일 배출유로를 포함하고, 스풀은 제1 유로와 오일 공급유로를 연결하고 제2 유로와 오일 배출유로를 연결하는 제1 이동위치, 제1 유로와 오일 배출유로를 연결하고 제2 유로와 오일 공급유로를 연결하는 제2 이동위치, 및 제1 유로, 제2 유로, 오일 공급유로 및 오일 배출유로 사이의 연결을 차단하는 중립위치를 가지며, 밸브 본체에는 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛이 구비되고, 스풀은, 제1 밸브 유닛에 결합되어 중립위치에서 제1 또는 제2 이동위치로 이동 시 제1 밸브 유닛의 개폐부를 개방하도록 구동하는 구동부를 구비하여, 제1 밸브 유닛이 제1 또는 제2 이동위치에서 구동부에 의해 개방되어 오일 공급유로에 연결된 제2 또는 제1 유로의 오일 이동 경로를 연결시키고, 중립위치에서 폐쇄되어 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성된다.

Description

유압 밸브 및 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치{HYDRAULIC VALVE AND HYDRAULIC CONTROLLING APPARATUS OF AGRICULTURAL TRACTOR FRONT LOADER}
본 발명은 유압 밸브에 관한 것으로, 구체적으로 프론트 로더의 유압 제어장치에 사용될 수 있는 유압 밸브에 관한 것이다.
유압 밸브는 유압 프레스 또는 농업용 트랙터의 작업기 등 유압 장치에 구비되는 구동 실린더에 연결되어 구동 실린더의 동작을 제어함으로써 유압 장치가 작동된다. 예로, 농업용 트랙터의 프론트 로더의 경우, 프론트 로더의 아암, 버킷, 집게 등 작업부재를 작동시키기 위한 구동 실린더에 유압 밸브가 연결되어, 구동 실린더의 동작을 제어한다. 구동 실린더의 동작을 통해 프론트 로더의 아암, 버킷, 집게 등 작업부재가 작동되어 중량물 등을 옮기는 등 작업을 행하도록 한다.
이러한 유압 밸브는 밸브 본체 내에 상기 구동 실린더의 양측에 각각 연결되어 선택적으로 오일 공급하도록 구성되는 작업 유로가 형성된다. 또한 밸브 본체 내에는 오일을 공급하는 오일 공급펌프에 연결되는 오일 공급유로 및 오일을 배출하는 오일 탱크에 연결되는 오일 배출유로가 형성된다. 밸브 본체에는 스풀 수용홀이 형성되어 스풀이 상기 스풀 수용홀에서 이동 가능하게 수용되어, 상기 작업 유로, 오일 공급유로 및 오일 배출유로 간의 오일 유동경로를 전환시켜 구동 실린더의 동작을 제어한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0098488호
본 발명은 밸브 내부의 오일 리크 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 유압 밸브 및 유압 밸브를 포함하는 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 오일 유로 및 스풀 수용홀이 형성되는 밸브 본체; 및 상기 스풀 수용홀에 이동 가능하게 설치되어 상기 오일 유로 내의 오일 이동 경로를 전환하도록 구성되는 스풀;을 포함하는 유압 밸브로서,상기 오일 유로는 오일 공급펌프에 연결되는 오일 공급유로, 구동 실린더에 각각 연결되는 제1 유로와 제2 유로 및 오일 탱크에 연결되는 오일 배출유로를 포함하고, 상기 스풀은 상기 제1 유로와 상기 오일 공급유로를 연결하고 상기 제2 유로와 상기 오일 배출유로를 연결하는 제1 이동위치, 상기 제1 유로와 상기 오일 배출유로를 연결하고 상기 제2 유로와 상기 오일 공급유로를 연결하는 제2 이동위치, 및 상기 제1 유로, 제2 유로, 오일 공급유로 및 오일 배출유로 사이의 연결을 차단하는 중립위치를 가지며, 상기 밸브 본체에는 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛이 구비되고, 상기 스풀은, 상기 제1 밸브 유닛에 결합되어 상기 중립위치에서 상기 제1 또는 제2 이동위치로 이동 시 상기 제1 밸브 유닛의 개폐부를 개방하도록 구동하는 구동부를 구비하여, 상기 제1 밸브 유닛이 상기 제1 또는 제2 이동위치에서 상기 구동부에 의해 개방되어 상기 오일 공급유로에 연결된 제2 또는 제1 유로의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성되는, 유압 밸브를 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 프론트 로더의 작업부재에 연결되는 복수 개의 구동 실린더, 상기 복수 개의 구동 실린더에 각각 연결되어 대응되는 상기 구동 실린더의 동작을 제어하는 복수 개의 상기 유압 밸브를 포함하는 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치를 추가로 제공한다.
본 발명에 따른 유압 밸브는 구동 실린더에 연결되어 작동할 때, 스풀은 중립위치에서 제1 또는 제2 이동위치로 이동 시 스풀(200)의 구동부에 의해 제1 유로 및 제2 유로 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛이 구동되어 개방되어 제1 유로 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로가 연결되어 정상적으로 오일 공급유로로부터 유입된 오일을 구동 실린더로 공급하거나, 구동 실린더로부터 유입된 오일을 오일 배출유로로 배출시킬 수 있으며, 중립위치에서 제1 유로 및 제2 유로 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛이 폐쇄되어 제1 유로 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시켜 구동 실린더에 연결되는 제1 유로 및 제2 유로 중 적어도 하나의 부분이 기밀을 유지하게 되므로 구동 실린더로부터 인가되는 잔압으로 인해 제1 유로 또는 제2 유로에서 오일 배출유로로의 오일 리크가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 유압 밸브를 포함하는 프론트 로더의 유압 제어장치가 설치된 농업용 트랙트는 작업부재가 상승된 상태로 주차되어, 구동 실린더에 가해지는 작업부재의 중력으로 인해 회생라인측의 작업 유로에 잔압이 존재할 경우에도, 중립위치에서 구동 실린더의 회생라인측에 연결되는 제1 또는 제2 유로의 부분이 제1 밸브 유닛에 의해 기밀이 유지되므로, 작업유로의 오일이 오일 배출유로로 이동하는 오일 리크의 발생을 효과적으로 방지할 수 있어, 작업부재가 하강되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브를 나타낸 단면예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브의 중립위치에서의 구조를 나타낸 단면 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브의 제1 이동위치에서의 구조를 나타낸 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브의 제2 이동위치에서의 구조를 나타낸 단면 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유압 밸브의 제1 밸브 유닛과 제1 유로 간의 연결을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유압 밸브를 나타낸 분해도이다.
도 7는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유압 밸브를 나타낸 단면 예시도이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 유압 밸브의 유압회로를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에서, '제1','제2' 등 용어는 단지 설명의 편의 상 관련 구성요소를 구분하기 위해 사용된 것일 뿐 본 발명을 한정하는데 사용된 것이 아니며, '제1' 및 '제2'등 용어로 설명된 관련 구성요소 간 모순되지 않는 한 서로 교체 가능한 것은 물론이다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
일반적으로, 유압 밸브는 유압 프레스 또는 농업용 트랙터의 작업기 등 유압 장치에 구비되는 구동 실린더에 연결되어 구동 실린더의 동작을 제어함으로써 유압 장치가 작동된다.
예로, 농업용 트랙터의 프론트 로더에 적용된 유압 밸브의 경우, 프론트 로더의 아암, 버킷, 집게 등 작업부재를 작동시키기 위한 구동 실린더에 유압 밸브가 연결되어, 구동 실린더의 동작을 제어한다. 구동 실린더의 동작을 통해 프론트 로더의 아암, 버킷, 집게 등 작업부재가 작동되어 중량물 등을 옮기는 등 작업을 행하도록 한다.
이러한 유압 밸브는 밸브 본체 내에 상기 구동 실린더의 양측에 각각 연결되어 선택적으로 오일 공급하도록 구성되는 작업 유로가 형성된다. 또한 밸브 본체 내에는 오일을 공급하는 오일 공급펌프에 연결되는 오일 공급유로 및 오일을 배출하는 오일 탱크에 연결되는 오일 배출유로가 형성된다. 밸브 본체에는 스풀 수용홀이 형성되어 스풀이 상기 스풀 수용홀에서 이동 가능하게 수용되어, 상기 작업 유로, 오일 공급유로 및 오일 배출유로 간의 오일 유동경로를 전환시켜 구동 실린더의 동작을 제어한다.
상기 유압 밸브를 구비한 농업용 트랙트는 일반적으로 유휴 상태 등 주차된 상태에 놓일 때 유압 밸브의 스풀과 밸브 본체 간의 가공 공차, 작업 유로와 오일 배출유로 사이에 위치한 스풀과 밸브 본체 간의 오버랩 구간으로 인해 오일 배출유로를 통해 오일 배출탱크로의 오일 누설 문제점이 발생될 수 있으며, 나아가 포론트 로더의 아암, 버킷, 집게 등 작업부재의 하강 등 문제가 초래될 수 있다. 특히, 농업용 트랙트는 작업부재가 상승된 상태로 주차될 경우, 구동 실린더에 가해지는 작업부재의 중력으로 인해 작업 유로에 잔압이 존재함으로 작업유로의 오일이 오일 배출유로로 이동하는 오일 리크의 문제점이 발생하여 작업부재가 하강되는 현상이 일어날 수 있다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 내부의 오일 리크 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 유압 밸브를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브를 나타낸 단면예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브의 중립위치에서의 구조를 나타낸 단면 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브의 제1 이동위치에서의 구조를 나타낸 단면 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브의 제2 이동위치에서의 구조를 나타낸 단면 예시도이며, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유압 밸브의 제1 밸브 유닛과 제1 유로 간의 연결을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유압 밸브를 나타낸 분해도이고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유압 밸브를 나타낸 단면 예시도이며, 도 8은 도 6 및 도 7의 유압 밸브의 유압회로를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 밸브는 내부에 오일 유로 및 스풀 수용홀(110)이 형성되는 밸브 본체(100); 및 상기 스풀 수용홀(110)에 이동 가능하게 설치되어 상기 오일 유로 내의 오일 이동 경로를 전환하도록 구성되는 스풀(200);을 포함한다.
여기서, 밸브 본체(100)의 오일 유로는 오일 공급펌프(P)에 연결되는 오일 공급유로(120), 구동 실린더에 각각 연결되는 제1 유로(130)와 제2 유로(140) 및 오일 탱크(T)에 연결되는 오일 배출유로(150)를 포함한다. 오일 공급유로(120) 및 오일 배출유로(150)는 밸브 본체(100)에서 각각 복수 개, 예로 2개 이상으로 형성될 수 있다. 오일 공급펌프(P)로부터 공급되는 오일은 분기되어 각 오일 공급유로(120)로 공급될 수 있다. 각 오일 배출유로(150)에 유입되는 오일은 합류되어 오일 탱크(T)로 배출될 수 있다. 오일 공급유로(120)에는 유입되는 오일의 역류를 방지하도록 체크 밸브(600)가 설치될 수 있다. 오일 배출유로(150)(예로 제2 유로(140)에 연결되는 오일 배출유로(150))에는 오일 배출유로(150)를 폐쇄하는 폐쇄플러그가 배치되어 설치될 수 있다.
밸브 본체(100)는 필요에 따라 분리구조로 형성될 수도 있으며, 일체로 형성될 수도 있다.
상기 스풀(200)은 제1 이동위치, 제2 이동위치 및 중립위치를 갖는다. 제1 이동위치는 제1 유로(130)와 오일 공급유로(120)를 연결하고 제2 유로(140)와 오일 배출유로(150)를 연결하는 작동 위치이다. 제2 이동위치는 제1 유로(130)와 오일 배출유로(150)를 연결하고 제2 유로(140)와 오일 공급유로(120)를 연결하는 작동 위치이다. 중립위치는 제1 유로(130), 제2 유로(140), 오일 공급유로(120) 및 오일 배출유로(150) 사이의 연결을 모두 차단하는 차단상태에 놓인 위치이다.
스풀(200)에는 하나 이상의 연결홈이 형성되어 제1 및 제2 이동위치에서 제1 유로(130), 제2 유로(140), 오일 공급유로(120) 및 오일 배출유로(150)에 연결될 수 있고, 중립위치에서 연결홈은 제1 유로(130), 제2 유로(140), 오일 공급유로(120) 및 오일 배출유로(150) 간의 연결이 차단되도록 구성된다. 이러한 유압 밸브가 트랙터의 프론트 로더에 적용될 경우, 스풀(200)의 중립위치에서 유압 밸브는 상기 차단 상태가 되어, 트랙터의 오일 공급 펌프에 의해 오일 탱크 내의 오일이 유압 밸브를 통과하여 오일 탱크로 순환되는 상태일 수 있거나, 트랙터의 작동이 중단된 유휴 상태일 수도 있다.
상기 밸브 본체(100)에는 상기 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 구비되고, 상기 스풀(200)은, 제1 밸브 유닛(400)에 결합되어 상기 중립위치에서 상기 제1 또는 제2 이동위치로 이동 시 상기 제1 밸브 유닛(400)의 개폐부를 개방하도록 구동하는 구동부를 구비하여, 상기 제1 밸브 유닛(400)이 상기 제1 또는 제2 이동위치에서 상기 구동부에 의해 개방되어 상기 오일 공급유로(120)에 연결된 제2 유로(140) 또는 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성된다.
이러한 구성에 따르면, 본 발명의 유압 밸브는 구동 실린더에 연결되어 작동할 때, 스풀(200)은 중립위치에서 제1 또는 제2 이동위치로 이동 시 스풀(200)의 구동부에 의해 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 구동되어 개방되어 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로가 연결되어 정상적으로 오일 공급유로(120)로부터 유입된 오일을 구동 실린더로 공급하거나, 구동 실린더로부터 유입된 오일을 오일 배출유로(150)로 배출시킬 수 있으며, 중립위치에서 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 폐쇄되어 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시켜 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 부분이 기밀을 유지하게 되므로 구동 실린더로부터 인가되는 잔압으로 인해 제1 유로(130) 또는 제2 유로(140)에서 오일 배출유로(150)로의 오일 리크가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치를 제공한다. 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치는 프론트 로더의 작업부재에 연결되는 복수 개의 구동 실린더, 상기 복수 개의 구동 실린더에 각각 연결되어 대응되는 구동 실린더의 동작을 제어하는 복수 개의 상기 유압 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 농업용 트랙터의 프론트 로더는 프론트 로더의 아암, 버킷, 집게 등 작업부재를 작동시키기 위한 구동 실린더에 각각 유압 밸브를 연결시켜, 구동 실린더의 동작을 각각 제어할 수 있다.
이러한 농업용 트랙터의 프로트 로더에서 아암의 승강을 구동하는 구동실린더에 연결되는 유압 밸브의 경우, 일 예로 유압 밸브의 제1 유로(130)에 제1 밸브 유닛(400)을 연결하고 제1 유로(130)는 구동 실린더의 헤드측에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 농업용 트랙트는 아암 등 작업부재가 상승된 상태로 주차되어, 구동 실린더에 가해지는 작업부재의 중력으로 인해 유압 밸브의 회생라인의 작업 유로인 제1 유로(130)에 잔압이 존재할 경우에도, 중립위치에서 구동 실린더의 헤드측(회생라인측)에 연결되는 제1 유로(130)의 부분이 제1 밸브 유닛(400)에 의해 기밀이 유지되므로, 작업유로의 오일이 오일 배출유로(150)로 이동하는 오일 리크의 발생을 효과적으로 방지할 수 있어, 아암 등 작업부재가 하강되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 8에 도시된 'A'는 제1 유로(130)에 연결됨을 나타내고, 'B'는 제2 유로(140)에 연결됨을 나타내고, 'T'는 오일 탱크(T)에 연결됨을 나타내고, 'P'는 오일 공급펌프(P)에 연결됨을 나타내며, 'LC'는 스풀(200)의 중립위치에서 오일 공급펌프(P)를 통해 오일 탱크(T)의 오일이 유압 밸브를 통과하여 오일 탱크(T)로 순환되는 프리 플로우 라인(Free flow line)에 연결됨을 나타낸다.
제1 밸브 유닛(400)의 구체적인 구조에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 제1 밸브 유닛(400)이 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 선택적으로 차단하는 기능을 가진 구조라면, 적절하게 다양한 형태로 구성될 수 있다.
여기서, 설명해야 할 것은, 제1 밸브 유닛(400)은 작업 수요에 따라 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 모두에 연결될 수 있고, 선택적으로 제1 유로(130) 또는 제2 유로(140)에 연결될 수 있다.
이하에서 설명을 명확하게 하기 위해, 제1 밸브 유닛(400)이 제1 유로(130)에 연결되는 방식을 구체적인 예로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 동일한 구현방식으로 제2 유로(140)에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압 밸브는 내부에 오일 유로 및 스풀 수용홀(110)이 형성되는 밸브 본체(100); 및 상기 스풀 수용홀(110)에 이동 가능하게 설치되어 상기 오일 유로 내의 오일 이동 경로를 전환하도록 구성되는 스풀(200);을 포함하고, 상기 오일 유로는 오일 공급펌프(P)에 연결되는 오일 공급유로(120), 구동 실린더에 각각 연결되는 제1 유로(130)와 제2 유로(140) 및 오일 탱크(T)에 연결되는 오일 배출유로(150)를 포함하고, 상기 스풀(200)은 상기 제1 유로(130)와 상기 오일 공급유로(120)를 연결하고 상기 제2 유로(140)와 상기 오일 배출유로(150)를 연결하는 제1 이동위치, 상기 제1 유로(130)와 상기 오일 배출유로(150)를 연결하고 상기 제2 유로(140)와 상기 오일 공급유로(120)를 연결하는 제2 이동위치, 및 상기 제1 유로(130), 제2 유로(140), 오일 공급유로(120) 및 오일 배출유로(150) 사이의 연결을 차단하는 중립위치를 가지며, 상기 밸브 본체(100)에는 상기 제1 유로(130)에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 구비되고, 상기 스풀(200)은 상기 중립위치에서 상기 제2 이동위치로 이동 시 상기 제1 밸브 유닛(400)의 개폐부를 개방하도록 구동하는 구동부를 구비하여, 상기 제1 밸브 유닛(400)이 상기 제2 이동위치에서 상기 구동부에 의해 개방되어 상기 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성될 수 있다. 여기서 밸브 본체(100)에는 스풀 수용홀(110)에 연결되는 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)이 형성되고, 제1 밸브 유닛(400)이 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)에 수용될 수 있다.
여기서 설명해야 할 것은, 상기 제1 밸브 유닛(400)은 구체적 구조에 따라 제1 이동위치에서 폐쇄되거나 개방되도록 구성될 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술될 것이다.
상기와 같은 구성에 따르면, 본 발명의 유압 밸브는 구동 실린더에 연결되어 작동할 때, 스풀(200)은 도 2에 도시된 중립위치에서 도 4의 제2 이동위치로 이동 시 스풀(200)의 구동부에 의해 제1 유로(130)에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 구동되어 개방되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로가 연결되어 정상적으로 구동 실린더로부터 유입된 오일을 오일 배출유로(150)로 배출시킬 수 있으며, 도 2에 도시된 중립위치에서 제1 유로(130)에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 폐쇄되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 차단시켜 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130)의 부분이 기밀을 유지하게 되므로 구동 실린더로부터 인가되는 잔압으로 인해 제1 유로(130)에서 오일 배출유로(150)로의 오일 리크가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 밸브 유닛(400)과 제1 유로(130)는 직접 연결방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 밸브 유닛(400)은 상기 제1 유로(130)의 양단부 사이에 직접 연결 배치되어 상기 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 연결 또는 차단시키고, 상기 제1 밸브 유닛(400)은 상기 제1 이동위치에서 개방되어 상기 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 연결할 수 있다. 구체적으로, 제1 유로(130)는 구동 실린더와 제1 밸브 유닛용 수용홀(180) 사이에 연결되는 구동 실린더 측 유로 및 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)과 스풀 수용홀(110) 사이에 연결되는 스풀 수용홀 측 유로를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)에 수용된 제1 밸브 유닛(400)이 스풀(200)의 구동부에 의해 구동되어 제1 유로(130)의 구동 실린더 측 유로와 스풀 수용홀 측 유로를 연결시킬 수 있다. 상기 제1 유로(130)의 스풀 수용홀 측 유로는, 스풀(200)의 제1 이동위치에서 오일 공급유로(120)에 연결될 수 있고, 스풀(200)의 제2 이동위치에서 오일 배출유로(150)에 연결될 수 있으며, 또한 중립위치에서 오일 공급유로(120) 및 오일 배출유로(150)와의 연결이 모두 차단될 수 있다.
또한, 제1 밸브 유닛(400)과 제1 유로(130)는 간접 연결방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에서, 밸브 본체(100)에는 상기 제1 유로(130)에서 분기되어 상기 제1 밸브 유닛(400)을 통해 상기 오일 배출유로(150)에 연결되는 분기유로(S)가 형성되고, 상기 제1 밸브 유닛(400)은 상기 제1 유로(130)와 분기유로(S) 사이에 연결되는 중간 차단부재(M)를 통해 상기 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 차단 또는 개방시키고, 상기 제1 밸브 유닛(400)은 상기 제1 이동위치에서 폐쇄되어 상기 분기유로(S)의 오일 이동 경로를 차단할 수 있다. 상기 중간 차단부재(M)는 제1 유로(130)와 분기유로(S) 사이에 연결되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 직접적으로 차단하는 구조라면, 다양한 형태로 구성될 수 있음은 물론이다. 예로, 중간 차단부재(M)는 밸브 형태일 수 있으며, 또한 단지 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 선택적으로 차단하는 격리구조 등 간단한 구조로 구현될 수도 있다. 이에 대해 아래 내용에서 더욱 상세하게 후술될 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 스풀(200)의 구동부는 제1 밸브 유닛(400)을 기계적으로 구동하여 개폐할 수 있는 구성이라면, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 구동부는 상기 중립위치에서 상기 제1 및 제2 이동위치 중 적어도 하나의 위치로의 이동방향을 따라 상기 스풀(200)의 외경이 경사지거나 만곡되게 축소되는 부분이 구비되는 축경부(210)로 구성되고, 상기 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(440)은 상기 축경부(210)에 압착 결합될 수 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 일 실시예로, 도 1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 제1 밸브 유닛(400)과 제1 유로(130)는 직접 연결방식으로 구현될 경우, 상기 구동부는 중립위치에서 제2 이동위치로의 이동방향을 따라 스풀(200)의 외경이 경사지거나 만곡되게 축소되는 부분이 구비되는 축경부(210)로 구성되고, 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(440)은 축경부(210)에 압착 결합될 수 있다. 따라서, 스풀(200)이 중립위치에서 제2 이동위치로 이동하는 과정에서, 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(440)은 스풀(200)의 축경부(210)의 구동에 의해 개방되는 방향(도면에서 상향)으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 축경부(210)는 중립위치에서 제1 이동위치로의 이동방향을 따라 스풀(200)의 외경이 경사지거나 만곡되게 축소되는 부분이 더 구비되어, 스풀(200)이 중립위치에서 제1 이동위치로 이동하는 과정에서, 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(440)은 스풀(200)의 축경부(210)의 구동에 의해 개방되는 방향(도면에서 상향)으로 이동될 수 있다. 이 경우, 중립위치에서 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(400)은 축경부(210)의 중간부분에 위치하여 폐쇄된 상태로 된다. 다른 일 실시예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 밸브 유닛(400)과 제1 유로(130)는 중간 차단부재(M)를 통해 간접 연결방식으로 구현될 경우, 상기 구동부는 중립위치에서 제2 이동위치로의 이동방향을 따라 스풀(200)의 외경이 경사지거나 만곡되게 축소되는 부분이 구비되는 축경부(210)로 구성되고, 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(440)은 축경부(210)에 압착 결합될 수 있다. 따라서, 스풀(200)이 중립위치에서 제2 이동위치로 이동하는 과정에서, 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(440)은 스풀(200)의 축경부(210)의 구동에 의해 개방되는 방향(도면에서 상향)으로 이동될 수 있다. 이 경우, 제1 밸브 유닛(400)은 유압 밸브의 구조에 따라 제1 이동위치에서 폐쇄되거나 개방될 수 있으며, 개폐의 필요성에 따라 중립위치에서 제1 이동위치로 이동할 때 구동부에 의해 구동되거나 구동되지 않을 수 있다.
아래에서 도 6 내지 도 8을 참조하여 상기 중간 차단부재(M)에 대해 제2 밸브 유닛(300)으로 구현하는 방식에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밸브 본체(100)에는 중간 차단부재(M)로서 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나와 대응되는 분기유로(S)의 연결부에 배치되는 제2 밸브 유닛(300)이 구비되어, 제2 밸브 유닛(300)이 제1 및 제2 이동위치에서 개방되어 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 연결시키고, 중립위치에서 폐쇄되어 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성될 수 있다.
구체적인 일 예로, 밸브 본체(100)에는 제1 유로(130)의 양단부 사이에 연결 배치되며 상기 분기유로(S)(도7에서 연결유로(170)로 도시됨, 이하 설명에서 분기유로(S)를 연결유로(170)로 칭함)에 연결되는 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)이 형성되고, 유압 밸브는 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)에 수용되는 제2 밸브 유닛(300)을 구비하여, 제2 밸브 유닛(300)이 제1 및 제2 이동위치에서 개방되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 연결시키고, 중립위치에서 폐쇄되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성된다. 여기서, 설명해야 할 것은, 제1 및 제2 이동위치 중 적어도 제2 이동위치에서 스풀(200)의 구동부에 의해 제1 밸브 유닛(400)이 개방된 상태가 되면, 제2 밸브 유닛(300)이 개방될 수 있도록 동작할 수 있다.
제2 밸브 유닛(300)은 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 선택적으로 차단하는 기능을 가진 구조라면, 적절하게 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 예로 유압으로 구동되는 유압 구동형 밸브, 전기적 구동되는 전기 구동형 밸브 등일 수 있다. 여기서, 제1 유로(130)와 분기유로(S) 사이에 제2 밸브 유닛(300)이 배치된 구조를 설명하였으나, 제1 밸브 유닛(400)이 제2 유로(140)에도 배치될 경우, 제2 밸브 유닛(300)도 추가로 배치될 수 있다.
이하에서 설명을 명확하게 하기 위해, 제2 밸브 유닛(300)이 제1 유로(130)에 설치되는 방식을 구체적인 예로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 동일한 구현방식으로 제2 유로(140)에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 밸브 유닛(400) 및 제2 밸브 유닛(300)은 제1 유로(130)에 배치되고, 제2 밸브 유닛(300)이 유압에 의해 구동되는 구조를 예로 설명한다. 밸브 본체(100)에는 제1 유로(130)의 양단부 사이에 연결 배치되는 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)이 형성될 수 있다. 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)에 수용되는 제2 밸브 유닛(300)에는 차압 구동용 유로(310)가 형성되고, 밸브 본체(100)에는 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)과 오일 배출유로(150)를 연결하는 연결유로(170)가 형성되고, 연결유로(170)는 차압 구동용 유로(310)에 연결되고, 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부의 둘레면에는 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130)의 부분과 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)의 연결부분에 위치하며 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130)의 부분에 연결되어 극소량의 오일이 차압 구동용 유로(310)로 유입되는 오리피스 홀(321)이 형성되어, 제2 이동위치에서 제2 밸브 유닛(300)은 오일 배출유로(150)에 연결되는 제1 유로(130)의 부분과 차압 구동용 유로(310)의 차압에 의해 개방될 수 있다. 여기서, 연결유로(170)는 제1 유로(130)가 연결되는 오일 배출유로(150)에 연결될 수 있다. 즉, 연결유로(170)와 제1 유로(130)는 동일한 오일 배출유로(150)에 연결될 수 있다.
이러한 유압 밸브가 작동할 때, 스풀(200)의 제1 이동위치에서 스풀(200)의 연결홈은 오일 공급유로(120)와 제1 유로(130)를 연결시키고 오일 배출유로(150)와 제2 유로(140)를 연결시킨다. 오일은 오일 공급펌프(P)에 의해 밸브 본체(100)의 오일 공급유로(120)로 공급되어 제1 유로(130)로 유동된다. 이때, 제1 밸브 유닛(400)은 폐쇄되거나 스풀(200)의 구동부에 의해 개방된 상태이고, 구동 실린더의 타측(예로 로드측) 내부의 오일이 제2 유로(140)를 통해 오일 배출유로(150)를 거쳐 오일 탱크(T)로 배출됨으로써, 구동 실린더의 일측에 연결된 제1 유로(130)의 부분의 압력이 떨어짐에 의해 제2 밸브 유닛(300)이 개방되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 연결시켜 밸브 본체(100)의 오일 공급유로(120)를 통해 공급된 제1 유로(130) 내의 오일이 구동 실린더의 일측(예로 헤드측)으로 공급된다.
스풀(200)의 제2 이동위치에서 스풀(200)의 연결홈은 오일 공급유로(120)와 제2 유로(140)를 연결시키고 오일 배출유로(150)와 제1 유로(130)를 연결시킨다. 오일은 오일 공급펌프(P)에 의해 밸브 본체(100)의 공급유로(120)로 공급되어 제2 유로(140)를 거쳐 구동 실린더의 타측(예로 로드측)으로 공급된다. 구동 실린더의 일측 내부의 오일은 제1 유로(130)로 유동된다. 이때, 제1 밸브 유닛(400)은 스풀(200)의 구동부에 의해 개방된 상태이고, 이에 따라 제1 유로(130)로 유동되는 오일은 제2 밸브 유닛(300)의 오리피스 홀(321)을 통해 제2 밸브 유닛(300)의 차압 구동용 유로(310)를 거쳐 개방된 제1 밸브 유닛(400)에 의해 연결유로(170)를 통과하여 오일 배출유로(150)로 유동될 수 있다. 여기서 오리피스 홀(321)은 제2 밸브 유닛(300)에서 작은 사이즈로 가공되어 단지 오리피스 홀(321)의 입구측과 출구측의 압력강하에 따른 유동 시그널을 전달할 뿐 실질적으로 극소량의 오일이 오리피스 홀(321)을 통과하는 것임을 이해할 수 있다. 상기 유동 시그널을 통해, 오일 배출유로(150)에 연결되는 제1 유로(130)의 부분과 차압 구동용 유로(310)의 차압에 의해 제2 밸브 유닛(300)이 개방될 수 있다. 따라서, 제2 이동위치에서 제2 밸브 유닛(300)의 개방동작에 의해 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 연결시켜 구동 실린더의 일측(헤드측)으로부터 유입된 오일이 오일 배출유로(150)로 배출되어 오일 탱크(T)로 회생될 수 있다.
스풀(200)의 중립위치에서, 스풀(200)의 연결홈은 오일 공급유로(120), 제1 유로(130), 제2 유로(140) 및 오일 배출유로(150) 간의 연결을 모두 차단한다. 이때, 제1 밸브 유닛(400)은 폐쇄된 상태이고, 제1 유로(130) 상에 연결되는 제2 밸브 유닛(300)도 폐쇄되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 차단시켜 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130)의 부분이 기밀을 유지하게 되므로, 제1 밸브 유닛(400)과 제2 밸브 유닛(300)의 이중 차단구조에 의해 구동 실린더로부터 인가되는 잔압으로 인해 제1 유로(130)에서 오일 배출유로(150)로의 오일 리크가 발생하는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
다시 말해 중립위치에서 리브 방지 밸브(300)에 의해 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 차단하는 동시에, 제1 밸브 유닛(400)에 의해, 제2 밸브 유닛(300)과 오일 배출유로(150)에 연결되는 연결유로(170)의 이동 경로를 차단함으로써 이중 차단효과를 구현하여, 오일 배출유로(150)로의 오일 리크 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
여기서, 제2 밸브 유닛(300)과 제1 밸브 유닛(400)은 일체로 구성된 밸브 본체(100)에 수용, 즉, 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)과 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)은 일체로 구성된 밸브 본체(100)에 형성될 수 있어, 구조를 간단하게 하여 제조비용을 줄일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것이 아니며 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)과 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)은 분리구조로 구성된 밸브 본체(100)에 수용될 수도 있다. 일 예로, 밸브 본체(100)는 분리된 별도의 장착부재(101)를 구비하여, 장착부재(101)에 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)을 형성할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 밸브 유닛(300)은 구체적으로 밸브 커버(330), 밸브 커버(330)에 이격되어 배치되며 오리피스 홀(321)이 형성되는 밸브체(320) 및 밸브 커버(330)와 밸브체(320)가 공동으로 구성되는 차압 구동용 유로(310)에 배치되는 제2 탄성부재(340)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 제2 밸브 유닛(300)은 이러한 구성에 한정되는 것이 아니라, 다양한 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 밸브 유닛(300)의 유지보수 확보를 구현하기 위해, 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)은 밸브 본체(100)에서 외부로 개방된 개구가 형성되고, 제2 밸브 유닛(300)은 개구로부터 외부로 노출될 수 있다.
나아가, 제2 밸브 유닛(300)이 설치되는 상기 제1 유로(130)는 스풀 수용홀(110)에 연결되는 제1 연결유로(131), 구동 실린더에 연결되는 제2 연결유로(132) 및 제1 연결유로(131)와 제2 연결유로(132) 사이에 연결되며 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)에 대응되게 연결되어 배치되는 제3 연결유로(133)를 포함하고, 제1 연결유로(131)와 제3 연결유로(133)의 연결부분의 내벽면에는 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부에 밀폐 접촉 가능한 단턱이 형성될 수 있으므로, 중립위치에서 제2 밸브 유닛(300)은 제1 유로(130)의 단턱에 밀폐 접촉되어 제1 연결유로(131)와 제3 연결유로(133)의 완전한 차단을 구현할 수 있다. 제2 밸브 유닛(300) 및 제1 유로(130)가 이러한 배치구조로 구성될 경우, 제3 연결유로(133)의 단면적이 차압 구동용 유로(310)의 단면적보다 작게 설계하는 것을 통해, 제1 밸브 유닛(400)이 개방된 상태에서 제2 밸브 유닛(300)의 오리피스 홀(321)의 입구측과 출구측의 압력강하에 따른 유동 시그널이 발생할 때, 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부의 양측, 즉 제3 연결유로(133)와 차압 구동용 유로(310)의 단면적 차이로 제3 연결유로(133) 측의 압력이 제2 밸브 유닛(300)의 차압 구동용 유로(310)의 압력보다 커지게 되어 차압 구동에 의해 제2 밸브 유닛(300)이 개방될 수 있도록 한다. 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)과 제3 연결유로(133)는 일 예로 일렬로 연결될 수 있으며, 제1 연결유로(131)는 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)에 수직되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 유로(130)의 단턱과의 밀폐 접촉을 구현하기 위해, 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부의 외부 가장자리면은 상기 단턱과 선접촉을 이루는 경사면(322)으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것이 아니며, 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부의 외부 가장자리면은 곡면 등 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연결유로(170)는 밸브 본체(100), 제1 밸브 유닛(400) 및 스풀 수용홀(110)과 스풀(200) 사이의 간극에 의해 공동으로 제2 밸브 유닛(300)의 잔압 드레인 유로로 구성될 수 있다. 구체적으로, 잔압 드레인 유로는 제1 드레인 유로(171) 및 제2 드레인 유로(172)를 포함할 수 있다. 제1 드레인 유로(171)는 밸브 본체(100)에 형성되어 제2 밸브 유닛용 수용홀(160)과 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)을 연결할 수 있다. 제2 드레인 유로(172)는 밸브 본체(100)의 스풀 수용홀(110)의 내주면과 스풀(200)의 외주면 사이의 간극에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 드레인 유로(172)는 제1 밸브 유닛용 수용홀(180)과 제1 유로(130)에 인접하는 오일 배출유로(150) 사이에 위치하는 밸브 본체(100)의 스풀 수용홀(110)의 내주면과, 스풀(200)의 외주면 사이의 간극에 의해 형성될 수 있다. 스풀(200)의 제2 이동위치에서 차압 구동용 유로(310), 제1 드레인 유로(171), 제2 드레인 유로(172) 및 제1 유로(130)에 인접하는 오일 배출유로(150)가 연결될 수 있다.
스풀(200)이 중립위치에서 제2 이동위치로 이동하는 과정에서, 제1 밸브 유닛(400)의 포펫(440)은 스풀(200)의 축경부(210)의 구동에 의해 개방되는 방향(도면에서 상향)으로 이동되어 개방된 상태가 됨으로 제1 드레인 유로(171)과 제2 드레인 유로(172)를 연결시킬 수 있다. 그러나, 본 발명에서 스풀(200)의 구동부는 이에 한정되는 것이 아니며, 일 예로 스풀(200)의 외주면에서 반경방향 내측으로 경사지거나 곡면을 가지도록 함몰된 구동홈 등 구조로 적절하게 다양한 형태로 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 밸브 유닛(400)은 상기 제1 유로(130)에 연결되는 내부 유로(411)가 형성되는 본체(410), 상기 본체(410)에 순차적으로 배열되는 제1 탄성부재(420), 상기 내부 유로(411)를 개폐하는 볼체(430) 및 상기 볼체(430)를 이동시키는 포펫(440)을 포함하고, 상기 포펫(440)은 상기 구동부에 압착 결합될 수 있다. 따라서, 스풀(200)의 제1 이동위치 및 중립위치에서 볼체(430)는 내부 유로(411)를 폐쇄하고 스풀(200)이 중립위치에서 제2 이동위치로 이동하는 과정에서 스풀(200)의 구동부에 의해 포펫(440)이 볼체(430)와 함께 개방방향으로 이동되어, 연결유로(170)의 오일 이동 경로를 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 유압 밸브는 밸브 본체(100)의 양측에 결합되어 스풀(200)의 양단부를 실링 및 지지하는 제1 엔드 커버(191) 및 제2 엔드 커버(192)를 포함할 수 있다.
제1 엔드 커버(191)에는 스풀(200)의 일단에 결합되는 래버(500)의 일부가 수용될 수 있다. 제2 엔드 커버(192)에는 제1 탄성 지지부재(193)가 내장되어, 제1 탄성 지지부재(193)가 스풀(200)의 일단에 지지 연결되어 제1 이동위치와 제2 이동위치에서 스풀(200)의 중립위치 방향으로 탄성력을 작용하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 밸브 본체(100)에는 중간 차단부재(M)로서 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 배치되는 제2 밸브 유닛(300)이 구비되고, 제2 밸브 유닛(300)은 개폐부에 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130) 및 제2 유로 중 적어도 하나의 부분에 연결되어 극소량의 오일이 제2 밸브 유닛(300)의 내부로 유입되는 오리피스 홀(321) 및 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부에 패쇄 방향으로 압력을 제공하는 제2 탄성부재(340)가 구비되어, 제2 밸브 유닛(300)이 제1 및 제2 이동위치에서 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부의 내부와 외부의 차압에 의해 개방되어 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 이러한 구성을 가진 유압 밸브는 구동 실린더에 연결되어 작동할 때, 제1 또는 제2 이동위치에서 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부의 내부와 외부의 차압에 의해 제2 탄성부재(340)의 탄성력을 극복하여 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 연결되는 제2 밸브 유닛(300)이 개방되어 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로가 연결됨으로써 정상적으로 구동 실린더로부터 유입된 오일을 오일 배출유로(150)로 배출시킬 수 있다. 또한, 제1 또는 제2 이동위치에서, 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 다른 하나가 오일 배출유로(150)를 통해 오일 탱크로 배출됨으로써, 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 부분의 압력이 떨어짐으로 상기 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 제2 밸브 유닛(300)이 개방되어 정상적으로 구동 실린더로 오일을 공급시킬 수 있다. 중립위치에서 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 연결되는 제2 밸브 유닛(300)은 폐쇄되어 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시켜 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 부분이 기밀을 유지하게 되므로 구동 실린더로부터 인가되는 잔압으로 인해 제1 유로(130) 또는 제2 유로(140)에서 오일 배출유로(150)로의 오일 리크가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
일 예로서, 제1 유로(130)에 제2 밸브 유닛(300)이 배치된 경우, 제1 이동위치에서 구동 실린더의 타측에 연결되는 제2 유로(140)가 오일 배출유로(150)를 통해 오일 탱크에 연결됨으로써, 구동 실린더의 일측에 연결되는 제1 유로(130)의 부분의 압력이 떨어짐에 의해 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부가 제2 탄성부재(340)의 압력을 극복하여 개방되므로, 오일 공급유로(120)로부터 유입된 오일이 정상적으로 제1 유로(130)를 통해 구동 실린더로 공급될 수 있다. 제2 이동위치에서 구동 실린더로부터 유입된 오일은 제2 밸브 유닛(300)의 오리피스 홀(321)을 통해 극소량의 오일이 제2 밸브 유닛(300)의 내부로 유입될 수 있다. 이 때 오리피스 홀(321)의 입구측과 출구측의 압력강하에 따른 유동 시그널을 전달할 뿐 실질적으로 극소량의 오일이 오리피스 홀(321)을 통과하는 것임을 이해할 수 있다. 오리피스 홀(321)에 따른 상기 유동 시그널을 통해, 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부의 내부와 외부의 차압에 의해 제2 밸브 유닛(300)의 개폐부가 제2 탄성부재(340)의 압력을 극복하여 개방되므로, 구동 실린더로부터 유입된 오일을 제1 유로(130)를 통해 오일 배출유로(150)로 배출시킬 수 있다. 중립위치에서 제2 밸브 유닛(300)은 폐쇄되어 제1 유로(130)의 오일 이동 경로를 차단시켜 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130)의 부분이 기밀을 유지하게 되므로 구동 실린더로부터 인가되는 잔압으로 인해 제1 유로(130)에서 오일 배출유로(150)로의 오일 리크가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 유압 밸브는 기술적 모순이 없는 한 상기 실시예에서 제기된 구성들을 적용할 수 있음은 물론이며, 중복을 피하기 위해 여기서 해당 설명들을 생략하기로 한다.
한편, 일 예로서 종래의 기술에서 유압 밸브의 제1 유로에 본 발명의 제2 밸브 유닛이 설치되는 않은 유압 밸브가 농업용 트랙트의 프론트 로더의 아암을 작동시키는 구동 실린더에 연결된 구조인 경우, 유압 밸브가 100bar의 압력으로 동작하도록 설정될 때, 유압 밸브의 스풀과 밸브 본체 간의 가공 공차, 작업 유로와 오일 배출유로 사이에 위치한 스풀과 밸브 본체 간의 오버랩 구간으로 인해 오일 배출유로를 통해 오일 탱크로의 오일 리크가 발생하는데, 제1 유로로부터 오일 배출유로로의 오일 리크가 3cc/min인 것을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 6 내지 도 8에 도시된 바, 유압 밸브의 제1 유로(130)에 제1 밸브 유닛(400)과 제2 밸브 유닛(300)이 설치된 유압 밸브가 농업용 트랙트의 프론트 로더의 아암을 작동시키는 구동 실린더에 연결된 구조인 경우, 유압 밸브가 100bar의 압력으로 동작하도록 설정될 때, 제1 유로(130)로부터 오일 배출유로(150)로의 오일 리크는 0.1~1.0cc/min로 확인되어, 밸브 내부의 오일 리크 발생이 보다 더욱 효과적으로 방지되는 것을 알 수 있다.
결과적으로 본 발명에 따른 유압 밸브는 구동 실린더에 연결되어 작동할 때, 스풀(200)은 중립위치에서 제1 또는 제2 이동위치로 이동 시 스풀(200)의 구동부에 의해 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 구동되어 개방되어 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로가 연결되어 정상적으로 오일 공급유로(120)로부터 유입된 오일을 구동 실린더로 공급하거나, 구동 실린더로부터 유입된 오일을 오일 배출유로(150)로 배출시킬 수 있으며, 중립위치에서 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛(400)이 폐쇄되어 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시켜 구동 실린더에 연결되는 제1 유로(130) 및 제2 유로(140) 중 적어도 하나의 부분이 기밀을 유지하게 되므로 구동 실린더로부터 인가되는 잔압으로 인해 제1 유로(130) 또는 제2 유로(140)에서 오일 배출유로(150)로의 오일 리크가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
여기서 설명해야 할 것은, 이상에서 본 발명의 제1 밸브 유닛 및 제2 밸브 유닛의 구조에 대해 구체적인 실시예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 형태로 변경될 수 있음은 물론이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 밸브 본체 110 스풀 수용홀
120 오일 공급유로 130 제1 유로
131 제1 연결유로 132 제2 연결유로
133 제3 연결유로 140 제2 유로
150 오일 배출유로 160 제2 밸브 유닛용 수용홀
170 연결유로 171 제1 드레인 유로
172 제2 드레인 유로 180 제1 밸브 유닛용 수용홀
200 스풀 210 축경부
300 제2 밸브 유닛 310 차압 구동용 유로
320 밸브체 321 오리피스 홀
322 경사면 330 밸브 커버
340 제2 탄성부재 400 제1 밸브 유닛
410 본체 411 내부 유로
420 제1 탄성부재 430 볼체
440 포펫 500 래버
P 오일 공급펌프 T 오일 탱크

Claims (9)

  1. 내부에 오일 유로 및 스풀 수용홀이 형성되는 밸브 본체; 및 상기 스풀 수용홀에 이동 가능하게 설치되어 상기 오일 유로 내의 오일 이동 경로를 전환하도록 구성되는 스풀;을 포함하는 유압 밸브로서,
    상기 오일 유로는 오일 공급펌프에 연결되는 오일 공급유로, 구동 실린더에 각각 연결되는 제1 유로와 제2 유로 및 오일 탱크에 연결되는 오일 배출유로를 포함하고,
    상기 스풀은 상기 제1 유로와 상기 오일 공급유로를 연결하고 상기 제2 유로와 상기 오일 배출유로를 연결하는 제1 이동위치, 상기 제1 유로와 상기 오일 배출유로를 연결하고 상기 제2 유로와 상기 오일 공급유로를 연결하는 제2 이동위치, 및 상기 제1 유로, 제2 유로, 오일 공급유로 및 오일 배출유로 사이의 연결을 차단하는 중립위치를 가지며,
    상기 밸브 본체에는 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나에 연결되는 제1 밸브 유닛이 구비되고, 상기 스풀은, 상기 제1 밸브 유닛에 결합되어 상기 중립위치에서 상기 제1 또는 제2 이동위치로 이동 시 상기 제1 밸브 유닛의 개폐부를 개방하도록 구동하는 구동부를 구비하여,
    상기 제1 밸브 유닛이 상기 제1 또는 제2 이동위치에서 상기 구동부에 의해 개방되어 상기 오일 공급유로에 연결된 제2 또는 제1 유로의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성되는, 유압 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 밸브 유닛은 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 양단부 사이에 직접 연결 배치되어 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 연결 또는 차단시키고,
    상기 제1 밸브 유닛은 상기 제1 또는 제2 이동위치에서 개방되어 상기 오일 배출유로에 연결된 상기 제2 또는 제1 유로의 오일 이동 경로를 연결하는, 유압 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 밸브 본체에는 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나에서 분기되어 상기 제1 밸브 유닛을 통해 상기 오일 배출유로에 연결되는 분기유로가 형성되고, 상기 제1 밸브 유닛은 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나와 대응되는 분기유로 사이에 연결되는 중간 차단부재를 통해 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단 또는 개방시키고,
    상기 제1 또는 제2 이동위치에서 상기 오일 공급유로에 연결된 상기 제1 또는 제2 유로에 대응되는 상기 제1 밸브 유닛은 폐쇄되어 대응되는 상기 분기유로의 오일 이동 경로를 차단하는, 유압 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 밸브 본체에는 상기 중간 차단부재로서 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나와 대응되는 분기유로의 연결부에 배치되는 제2 밸브 유닛이 구비되어,
    상기 제2 밸브 유닛이 상기 제1 및 제2 이동위치에서 개방되어 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성되는, 유압 밸브.
  5. 제3항에 있어서, 상기 밸브 본체에는 상기 중간 차단부재로서 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나에 배치되는 제2 밸브 유닛이 구비되고, 상기 제2 밸브 유닛은 개폐부에 구동 실린더에 연결되는 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 부분에 연결되어 오일이 상기 제2 밸브 유닛의 내부로 유입되는 오리피스 홀 및 상기 제2 밸브 유닛의 개폐부에 패쇄 방향으로 압력을 제공하는 제2 탄성부재가 구비되어,
    상기 제2 밸브 유닛이 상기 제1 및 제2 이동위치에서 상기 제2 밸브 유닛의 개폐부의 내부와 외부의 차압에 의해 개방되어 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성되는, 유압 밸브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 상기 중립위치에서 상기 제1 및 제2 이동위치 중 적어도 하나의 위치로의 이동방향을 따라 상기 스풀의 외경이 경사지거나 만곡되게 축소되는 부분이 구비되는 축경부로 구성되고, 상기 제1 밸브 유닛의 포펫은 상기 축경부에 압착 결합되는, 유압 밸브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 밸브 유닛은 상기 제1 및 제2 유로 중 적어도 하나에 연결되는 내부 유로가 형성되는 본체, 상기 본체에 순차적으로 배열되는 제1 탄성부재, 상기 내부 유로를 개폐하는 볼체 및 상기 볼체를 이동시키는 포펫을 포함하고, 상기 포펫은 상기 구동부에 압착 결합되는, 유압 밸브.
  8. 제1항에 있어서, 상기 밸브 본체에는 상기 스풀 수용홀에 연결되는 제1 밸브 유닛용 수용홀이 형성되고, 상기 제1 밸브 유닛은 상기 제1 유로에 연결되고,
    상기 제1 밸브 유닛이 상기 제2 이동위치에서 상기 구동부에 의해 개방되어 상기 제1 유로의 오일 이동 경로를 연결시키고, 상기 중립위치에서 폐쇄되어 상기 제1 유로의 오일 이동 경로를 차단시키도록 구성되는, 유압 밸브.
  9. 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치로서, 상기 프론트 로더의 작업부재에 연결되는 복수 개의 구동 실린더, 상기 복수 개의 구동 실린더에 각각 연결되어 대응되는 상기 구동 실린더의 동작을 제어하는 복수 개의 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유압 밸브를 포함하는 농업용 트랙터 프론트 로더의 유압 제어장치.
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