KR19990077204A - 압력 보상 유압 제어 밸브장치 - Google Patents

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KR19990077204A KR1019980705345A KR19980705345A KR19990077204A KR 19990077204 A KR19990077204 A KR 19990077204A KR 1019980705345 A KR1019980705345 A KR 1019980705345A KR 19980705345 A KR19980705345 A KR 19980705345A KR 19990077204 A KR19990077204 A KR 19990077204A
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Abstract

하나 이상의 유압 액츄에이터(20)로 유압 유체를 공급하기 위한 개선된 압력 보상식 유압장치가 개시된다. 멀리 위치되어 있는 가변 펌프(16)는 입력 압력에 일정한 여유치를 더한 합과 동일한 출력 압력을 제공한다. 압력 보상장치는 로드 감지 회로를 통해 펌프 입력부로 제공되는 로드 의존 압력을 필요로 한다. 왕복 스풀식 다중 포트 절연체는 로드 의존 압력을 펌프 입력부로 전달하지만, 로드 감지 회로 내의 유체가 로드 감지 회로를 떠나는 것을 방지하며 멀리 위치되어 있는 펌프에 이르는 비교적 긴 도관을 통해 유동하는 것을 방지한다. 다중 밸브 조립체(12)에서, 적어도 한 개의 밸브 섹션(13, 14, 15)은 역류 방지 셔틀 밸브를 가지며, 이 셔틀 밸브는 주 릴리프 밸브가 작동하는 경우에 압력 보상장치를 통한 역류를 방지한다.

Description

압력 보상 유압 제어 밸브장치
기계상의 유압 피동 부재의 속도는 유압장치의 주요 좁은 오리피스의 단면적과 이 오리피스에 걸친 압력 강하에 따라 좌우된다. 용이한 제어를 위하여, 압력 보상 유압 제어 밸브장치는 압력 강하를 없애도록 설계되어 왔다. 이러한 종래의 제어장치는 감지 라인을 포함하는데, 이 감지 라인은 제어장치 내에서 가압된 유체를 공급하는 가변 유압 펌프의 입구로 밸브 작업포트에서의 압력을 전달한다. 펌프 출구의 자체 조절의 결과로, 기계 조작자에 의해 제어될 수 있는 단면적을 갖춘 제어 오리피스에 걸쳐 거의 일정한 압력 강하가 제공된다. 이것은 제어를 용이하게 하는데, 그 이유는 압력 강하가 일정하면 작업 부재의 이동 속도는 오리피스의 단면적에 의해서만 결정되기 때문이다. 그러한 장치 중의 하나가 본원에 참조되는 제목이 "포스트 압력 보상 단일 유압 밸브"인 미국특허 제 4,693,272호에 개시되어 있다.
그러한 장치 내에서 제어 밸브와 유압 펌프는 일반적으로 서로에 대해 가깝게 인접해있지 않기 때문에, 변화 로드 압력 정보는 비교적 긴 호오스나 다른 도관 등을 통해 원격 펌프 입구로 전송되어야 한다. 얼마간의 유압 유체는 기계가 정지되어 있는 중립 상태동안에 이러한 도관의 외부로 유출되는 경향이 있다. 작동자가 재 작업을 원할 때, 이러한 도관은 압력 보상장치가 충분하게 유효해지기 전에 보충되어야 한다. 이러한 도관의 길이에 따라서, "지연 시간" 및 "시동 디핑(start-up dipping)" 문제점으로 일컬어지는, 펌프의 반응이 지연될 수도 있으며 로드의 미세한 디핑이 발생할 수 있다.
어떤 종류의 유압 장치에서는, 로드를 구동하는 피스톤의 "최저(bottoming out)"는 전체 장치를 "지체(hang up)"시킨다. 이것은 압력 보상 장치에 동기를 주는데 가장 큰 작업포트 압력으로 사용되는 장치 내에서 발생한다. 이 경우, 최저 로드는 가장 큰 작업포트 압력을 갖고 펌프는 더 큰 압력을 제공할 수 없으므로, 제어 오리피스를 통한 압력 강하는 더 이상 없다. 개선책으로서, 이러한 장치는 유압 제어 장치의 로드 감지 회로 내에 압력 릴리프 밸브를 포함할 수 있다. 최저 상황에서, 릴리프 밸브는 감지된 압력을 로드 감지 릴리프 압력으로 강하시키도록 개방되어, 펌프가 제어 오리피스를 통해 압력을 제공할 수 있게 한다.
이러한 해결책이 효과적이기는 하지만, 제어 오리피스를 통해 거의 일정한 압력 강하를 유지하는 수단의 일부로서 압력 보상 체크 밸브를 사용하는 장치에서는 바람직하지 않은 부작용을 초래할 수 있다. 작업포트 압력이 로드 감지 릴리프 밸브의 설정점을 초과한다면 피스톤이 최저가 아니라도 압력 릴리프 밸브가 개방될 수 있다. 이 경우, 얼마간의 유체는 작업포트로부터 압력 보상 체크 밸브를 통해 펌프 챔버로 역류할 수 있다. 그 결과, 로드는 "역류" 문제점으로 일컬어지는 디핑될 수 있다.
전술한 이유들로 인하여, 일부 유압 장치에서는 지연 시간, 시동 디핑, 및 역류의 문제점들을 감소시키거나 제거하는 수단이 필요하다.
본 발명은 유압 동력식 기계를 제어하는 밸브 조립체, 특히 일정한 유동율을 유지하기 위하여 고정 차압이 유지되는 압력 보상 밸브에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 밸브 조립체를 결합한 유압 장치의 개략 선도이고,
도 2는 본 발명의 실시예인 밸브의 부분 측면 개략도이고,
도 3은 도 2에 도시된 밸브의 직각 단면도이고, 그리고
도 4는 도 3과 유사한 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 유압 장치 12 : 밸브 조립체
13, 14, 15 : 밸브 섹션 16 : 펌프
18 : 저장조 20 : 액츄에이터
22 : 실린더 하우징 24 : 피스톤
26 : 하부 챔버 28 : 상부 챔버
30 : 공급 도관 31 : 공급 통로
32 : 제어 입력 포트 34 : 이동 통로
36 : 저장조 통로 40 : 본체
42 : 제어 스풀 43 : 공급 통로
44 : 스풀 미터링 노치 46 : 가변 오리피스
48 : 압력 보상 체크 밸브 50 : 브리지 통로
52 : 작업포트 통로 54, 56 : 작업포트
58 : 작업포트 통로 60 : 포핏
62 : 보어 64, 66 : 제 1 및 제 2 챔버
68 : 제 1 스프링 70, 71 : 포핏의 상면 및 하면
72 : 셔틀 밸브 74 : 셔틀 통로
76 : 관통 통로 78 : 말단 섹션
80 : 압력 릴리프 밸브 82 : 밸브 부재
84 : 제 2 스프링 85 : 중앙 보어
86 : 구멍 링 87 : 측면 구멍
88 : 스냅 링 102 : 본체
104 : 보어 106 : 압력 보상 체크 밸브
108 : 포핏 110 : 제 1 챔버
112 : 제 2 챔버 114 : 제 1 스프링
116 : 브리지 통로 118 : 내측 보어
120 : 파일럿 통로 122 : 체크 밸브
본 발명은 상술한 필요성을 만족시킨다.
적어도 하나의 로드로 유압 유체를 공급하기 위한 유압 밸브 조립체는 어떠한 경우에도 펌프 입력 포트에서의 입력 압력과 일정한 여유 압력의 합인 가변 출력 압력을 생산하는 형태의 펌프를 포함한다. 펌프로부터 유압 액츄에이터로 흐르는 유압 유체의 흐름을 제어하는 분리 밸브 섹션은 로드 중의 하나에 연결되고 로드 압력을 생성하는 로드 힘에 영향을 받는다. 밸브 섹션은 가장 큰 로드 압력이 펌프의 제어 입력 포트로 전달되는 로드 감지 압력을 제공하도록 감지되는 형태로 되어 있다.
각각의 밸브 섹션은 미터링 오리피스를 갖고 있으며, 이 미터링 오리피스를 통해 펌프로부터 각각의 액츄에이터로 유압 유체가 흐른다. 따라서, 펌프 출력 압력은 미터링 오리피스의 한쪽 면에 인가된다. 각각의 밸브 섹션 내에서 압력 보상 밸브는 미터링 오리피스의 다른 측면에 로드 감지 압력을 제공하여, 미터링 오리피스에 걸친 압력 강하는 일정한 여유 압력과 거의 동일하다. 압력 보상기는 보어 내에서 활주하며 보어를 제 1 및 제 2 챔버로 분할한다. 제 1 챔버는 미터링 오리피스의 다른 측면과 연통하고 제 2 챔버는 로드 감지 압력과 연통상태에 있다. 제 1 및 제 2 챔버 사이의 차압의 변화로 인해 포핏이 움직임으로써, 차압의 크기와 방향은 보어 내 포핏의 위치를 결정한다.
보어는 각각의 유압 액츄에이터로 유체를 공급하는 출구 포트를 갖고 있다. 포핏은 통로를 갖고 있으며, 이 통로를 통해 미터링 오리피스와 출구 포트 사이에서 유체가 흐를 수 있고, 유량은 포핏의 위치에 의해 좌우된다. 이러한 흐름은 제 1 챔버 내의 압력이 제 2 챔버 내의 압력보다 큰 경우에 가능하며, 제 2 챔버 내의 압력이 제 1 챔버 내의 압력보다 상당히 큰 경우에는 불가능하다.
체크 밸브는 포핏 내에 위치되고 출구 포트와 제 2 챔버 중의 하나와 제 1 챔버 사이의 압력의 소통을 제어한다. 본 발명의 한 실시예에서, 체크 밸브는 포핏의 통로 내에 존재하고 제 1 챔버 내의 압력보다 큰 출구 포트의 압력에 반응하여 상기 통로를 폐쇄함으로써, 초과 로드 압력 하에서 액츄에이터로부터 펌프로의 유체의 역류를 방지한다. 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 포핏은 제 1 챔버와 제 2 챔버 사이에 파일럿 통로를 갖는다. 체크 밸브는 제 1 챔버 내의 압력보다 큰 제 2 챔버 내의 압력에 반응하여 파일럿 통로를 폐쇄한다.
도 1은 백호우(backhoe)의 붐 및 버켓과 같은 기계의 유체 동력식 작동 부재의 모든 동작을 제어하는 다중 밸브 조립체(12)를 갖춘 유압 장치(10)를 개략적으로 도시하고 있다. 밸브 조립체(12)는 작동 부재의 거동의 단계를 제어하는데 사용되는 각각의 섹션을 갖고 병렬로 상호 연결되어 있는 다수의 개별 밸브 섹션(13, 14, 15)으로 구성되어 있다. 주어진 밸브 섹션(13, 14, 15)은 펌프(16)로부터 작동 부재에 연결되어 있는 다수의 액츄에이터(20) 중의 하나로 흐르는 유압 유체의 흐름과 저장조 또는 탱크(18)로의 유체 복귀를 제어한다. 각각의 액츄에이터(20)는 실린더 하우징(22)을 갖고 있으며, 실린더 하우징(22) 내부에는 하우징의 내부를 하부 챔버(26)와 상부 챔버(28)로 분할하는 피스톤(24)이 있다.
펌프(16)는 통상적으로 밸브 조립체(12)로부터 멀리 떨어져서 위치되며 공급 도관 또는 호오스(30)에 의해 밸브 조립체(12)를 관통 연장하는 공급 통로(31)에 연결되어 있다. 펌프(16)는 변위 제어 입력 포트(32)에서의 압력과 "여유치"인 일정 압력을 더한 합으로 설계되는 출력 압력을 갖춘 가변식이다. 제어 입력 포트(32)는 밸브 조립체(12)의 밸브 섹션(13, 14, 15)을 관통 연장하는 이동 통로(34)에 연결되어 있다. 또한, 저장조 통로(36)도 밸브 조립체(12)를 관통 연장하며 저장조(18)에 연결되어 있다.
본원에 대한 이해를 돕기 위하여, 도시되어 있는 실시예 내의 밸브 섹션 중의 하나(14)에 대해서 기본 유동을 설명하는 것이 바람직할 것이다. 밸브 조립체(12) 내의 밸브 섹션(13, 14, 15) 각각은 유사하게 작동하며, 아래의 설명은 이들 각각에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 밸브 섹션(14)은 본체(40) 및 도시되어 있지는 않지만 부착 가능한 제어 부재를 작동함으로써 기계 조작자가 본체(40)의 보어 내에서 왕복 운동할 수 있는 제어 스풀(42)을 갖고 있다. 제어 스풀(42)이 움직이는 방향에 따라서, 유압 유체 또는 오일은 실린더 하우징(22)의 하부 및 상부 챔버(26, 28)로 보내져서 피스톤(24)을 상하로 구동시킨다. 상부 및 하부 또는 상방 및 하방 등과 같이 방향 관계 및 이동에 관한 언급은 도면에 도시된 방위에서 구성요소의 관계성과 이동을 말함이며, 본 발명에 따른 특정 구성요소의 방위와는 관계가 없을 수 있다. 기계 조작자가 제어 스풀(42)을 움직이는 범위는 피스톤(24)에 연결되어 있는 작동 부재의 속도를 결정한다.
피스톤(24)을 상승시키기 위해서는, 기계 조작자가 제어 스풀(42)을 좌측으로 이동시킨다. 이것은 통로들을 개방시켜, (후술되어질 로드 감지 네트워크의 제어 하에서) 펌프(16)가 저장조(18)로부터 유압 유체를 회수하고 공급 도관(30)을 통해 본체(40)의 공급 통로(31) 내로 유압 유체를 가압할 수 있게 한다. 공급 통로(31)로부터 유체는 제어 스풀(42)의 스풀 미터링 노치(44)에 의해 형성되는 미터링 오리피스와, 공급 통로(43)와, 그리고 압력 보상 체크 밸브(48)에 의해 형성된 가변 오리피스(46, 도 3)를 통해 유동한다. 압력 보상 체크 밸브(48)가 개방된 상태에서, 유압 유체는 브리지 통로(50)와 제어 스풀(42)의 통로(53)를 통과한 후, 작업포트 통로(52)를 통과하고, 작업포트(54)의 밖으로 하여 실린더 하우징(22)의 하부 챔버(26)로 이동한다. 그러므로, 피스톤(24)의 하부에 전해진 압력은 피스톤(24)을 상방으로 이동시켜서, 실린더 하우징(22)의 상부 챔버(28)의 외부로 유압 유체를 가압한다. 이러한 외부로 가압되는 유압 유체는 작업포트(56) 내로 유입되고, 작업포트 통로(58)를 지나서, 통로(59)를 통해 제어 스풀(42)을 통과하여 저장조(18)에 연결되어 있는 저장조 통로(36)로 흐른다.
피스톤(24)을 하강시키기 위해서는, 기계 조작자가 제어 스풀(42)을 우측으로 이동시킨다. 이것은 상응하는 통로들의 세트를 개방시켜, 펌프(16)는 유압 유체를 상부 챔버(28)로 가압하고 피스톤(24)을 하방으로 이동시켜 실린더 하우징(22)의 하부 챔버(26)의 외부로 유체를 가압한다.
압력 보상 장치가 없는 경우에, 기계 조작자는 피스톤(24)을 제어하는데 어려움을 겪는다. 이러한 어려움은 유동 경로에서 가장 제한적인 오리피스의 단면적과 이러한 오리피스를 통한 압력 강하인 두 개의 변수에 의해 주로 결정되는, 유압 유체의 유동율과 직접적으로 관련된 피스톤의 이동 속도로부터 기인한다. 가장 제한적인 오리피스 중의 하나는 제어 스풀(42)의 스풀 미터링 노치(44)이고, 조작자는 제어 스풀(42)을 움직임으로써 오리피스의 단면적을 제어할 수 있다. 이것은 유동율을 결정하는 하나의 변수를 제어하기는 하지만, 유동율이 주로 스풀 미터링 노치(44)에 걸쳐 발생하는 장치 내의 전체 압력 강하의 제곱근에 정비례하기 때문에 보다 낮은 최적 제어를 제공한다. 예를 들어, 백호우의 버켓에 물질을 추가하는 것은 펌프(16)에 의한 압력과 로드 압력간의 차이를 감소시키는 하부 챔버(26) 내의 압력을 증가시킬 수 있다. 압력 보상 없이, 전체 압력 강하의 이러한 감소는 유동율을 감소시킬 수 있으므로 기계 조작자가 일정한 단면적으로 스풀 미터링 노치(44)를 유지할지라도 피스톤(24)의 속도를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 각각의 밸브 섹션(13, 14, 15) 내의 압력 보상 체크 밸브(48)를 기초로 하는 압력 보상 메커니즘과 관련이 있다. 도 3을 주로 참조하면, 압력 보상 체크 밸브(48)는 밸브 본체(40)의 보어(62) 내에서 밀봉적으로 왕복 활주하는 포핏(60)을 갖고 있으며, 이 포핏(60)은 보어(62)를 공급 통로(43)와 연통하는 제 1 챔버(64)와 제 2 챔버(66)로 분할한다. 포핏(60)은 제 1 챔버(64) 내에 위치되어 있는 제 1 스프링(68)에 의해 (도시 방위에서) 아래쪽으로 편향되어 있다. 포핏(60)의 상면(70)과 하면(71)은 동일한 면적을 갖고 있다. 포핏(60)은 측면 구멍(87)을 갖춘 중앙 보어(85)를 갖고 있으며, 이 측면 구멍(87)은 전술한 가변 오리피스(46)인 압력 보상 체크 밸브(48)를 통과하는 통로를 함께 형성한다.
포핏(60)은 중앙 보어(85) 내에 내측 체크 밸브를 갖고 있다. 이 체크 밸브는 제 2 스프링(84)에 의해 구멍 링(86)과 접촉하는 폐쇄 상태로 편향되는 밸브 부재(82)를 포함하고 있다. 구멍 링(86)은 보어 내의 환형 홈 내에 수용되는 스냅 링(88)에 의해 포핏 보어의 어깨부에 대해 고정된다. 개방되는 브리지 통로(50)와 제 1 챔버(64) 사이의 압력 보상 체크 밸브(48)를 통과하는 가변 오리피스 경로를 위하여, 포핏(60)은 측면 구멍(87)이 브리지 통로(50)와 연통하도록 아래로 움직여야 하며 체크 밸브 부재(82)도 개방되어야 한다.
압력 보상 메커니즘은 밸브 조립체(12) 내의 모든 밸브 섹션(13, 14, 15) 각각의 작업포트에서 압력을 감지하고, 펌프(16)의 제어 입력 포트(32)에 인가되는 이러한 작업포트의 압력 중의 가장 큰 압력을 선택한다. 이러한 선택은 일련의 셔틀 밸브(72)에 의해 실행되며, 각각의 셔틀 밸브(72)는 상이한 밸브 섹션(13, 14) 내에 존재한다. 제 1 밸브 섹션(15)은 셔틀 밸브를 갖고 있지 않다(도 1). 일례로서 도 1 및 도 3에 도시되어 있는 밸브 섹션(14)에 대해 언급하면, 셔틀 밸브(72)로의 입력부는 (a) (셔틀 통로(74)를 경유하는) 공급 통로(43)와 (b) 중간의 밸브 섹션(14)으로부터 밸브 상류에서 동력식 작업포트 압력을 갖는 밸브 섹션(15)의 관통 통로(76)이다. 공급 통로(43)는 작업포트(54 또는 56) 중의 하나의 압력을 경험하거나 제어 스풀(42)이 중립위치에 있을 때 저장조 통로(36)의 압력을 경험한다. 셔틀 밸브(72)는 인접 하류 밸브 섹션(13)의 셔틀 밸브(72)로 섹션의 관통 통로(76)를 통해 입력부(a) 및 (b)에서 가장 큰 압력을 전송하도록 작동한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일련의 셔틀 밸브(72)에서 가장 먼 하류 밸브 섹션(13)의 관통 통로(76)는 제어 입력 포트(32)에 연결되어 있는 이동 통로(34)로 개방된다. 그러므로, 전술한 방법으로 밸브 조립체 내의 모든 동력식 작업포트 압력 중에서 가장 큰 압력이 제어 입력 포트(32)로 전송된다. 또한, 동력식 작업포트 압력 중에서 가장 큰 압력은 이동 통로(34)를 경유하여 각각의 밸브 섹션(13, 14, 15)을 통해 압력 보상 체크 밸브(48)의 제 2 챔버(66)로 인가됨으로써, 포핏(60)의 하면(71)에 압력을 가한다.
밸브 조립체(12)의 말단 섹션(78)은 공급 통로(31), 이동 통로(34) 및 저장조 통로(36)를 펌프(16)와 저장조(18)로 연결하기 위한 포트를 포함하고 있다. 또한, 상기 말단 섹션은 이동 통로(34)의 초과 압력을 저장조(18)로 덜어주는 압력 릴리프 밸브(80)를 포함하고 있다.
유압 유체가 펌프로부터 작업포트(54 또는 56)로 흐르기 위하여, 압력 보상 체크 밸브(48)를 관통하는 가변 오리피스는 적어도 부분적으로 개방되어야 한다. 이를 위하여, 포핏(60)은 측면 구멍(87)이 브리지 통로(50)와 연통하도록 아래로 움직여야 한다. 포핏(60)의 상면(70)과 하면(71)의 면적이 동일하기 때문에, 유동은 가변 오리피스(46)에서 절기되어, 압력 보상 체크 밸브(48)의 제 1 챔버(64) 내의 압력은 제 2 챔버(66) 내의 가장 큰 작업포트 압력과 거의 동일하게 된다. 이러한 압력은 도 2의 공급 통로(43)를 경유하여 스풀 미터링 노치(44)의 한 측면에 연통한다. 스풀 미터링 노치(44)의 대향 측면은 가장 큰 작업포트 압력과 여유치를 합한 것과 같은 펌프 출력 압력을 수용하는, 공급 통로(31)와 연통상태에 있다.
그 결과, 스풀 미터링 노치(44)에 걸친 압력 강하는 여유치와 동일하다. 가장 큰 작업포트 압력의 변화는 스풀 미터링 노치(44)의 공급 통로(31)와 포핏(60)의 하면(71)에서 나타난다. 그러한 변화에 대한 반응에서, 압력 보상 포핏(60)은 로드 감지 여유치가 스풀 미터링 노치(44)에 걸쳐 유지되도록 균형 위치를 찾는다.
만일 특정 밸브 섹션(예를 들어 14)에서 작업포트 압력이 로드 동력 상태에서 공급 통로(43) 내의 공급 압력보다 크다면, 유압 유체는 액츄에이터(20)로부터 압력 보상 체크 밸브(48)를 통해 펌프 출구로 가압된다. 포핏(60) 내부의 체크 밸브 부재(82)는 압력 보상 체크 밸브(48)를 지나는 통로를 폐쇄함으로써 역류가 발생하는 것을 방지한다.
그러므로, 압력 보상 체크 밸브(48)의 작동은 펌프 여유 압력이 스풀 미터링 노치(44)에 걸쳐 거의 일정하게 압력 강하되도록 한다.
도 4는 셔틀 밸브 체인을 사용하지 않는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 밸브 섹션(100)은 제어 스풀(도시 안함)을 갖춘 밸브 본체(102)를 구비하고 있으며, 제어 스풀은 압력 보상 체크 밸브(106)의 보어(104)의 제 1 챔버(110)와 연통하는 제어 스풀로부터의 공급 통로(43)를 갖춘 전술한 실시예에 관하여 기술한 바와 같은 동일한 방법으로 작동한다. 밸브 보어(104)의 제 2 챔버(112)는 펌프(16)의 제어 입력 포트(32)에 이르는 이동 통로(34)와 연통한다.
압력 보상 체크 밸브(106)는 보어(104) 내에서 밀봉적으로 왕복 활주하며 보어를 제 1 챔버(110)와 제 2 챔버(112)로 분할하는 포핏(108)을 포함하고 있다. 포핏(108)의 상면과 하면은 동일한 면적을 갖고 있다. 포핏(108)은 제 1 챔버(110) 내에 위치되어 있는 제 1 스프링(114)에 의해 (도시된 방위에서) 아래로 편향된다. 포핏(108)이 아래로 움직임에 따라, 중앙 포핏 보어(118)를 관통하는 통로는 제 1 실시예의 브리지 통로(50)와 유사한 브리지 통로(116)와 제 1 챔버(110) 사이에서 개방된다. 이러한 통로는 전술한 밸브 섹션과 같은 가변 오리피스이다.
파일럿 통로(120)는 포핏(108)을 통해 하부면으로부터 내측 보어(118)로 연장되어 있으며 체크 밸브(122)는 파일럿 통로 내에 형성되어 있다. 내측 보어(118) 내의 압력이 모든 밸브 섹션(13, 14, 15)의 가장 큰 작업포트 압력인 경우에, 체크 밸브(122)는 그러한 압력이 이동 통로(34)로 그리고 펌프(16)의 제어 입력 포트(32)로 인가되도록 개방된다. 그러나, 밸브 섹션(14)의 작업포트 압력이 전체 다중 밸브 조립체(12) 내에서 가장 큰 작업포트 압력이 아닌 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 체크 밸브(122)가 폐쇄된다. 이것은 다른 밸브 섹션(13 또는 15)으로부터 이동 통로(34)를 통해 수용되는 제 2 보어 챔버(112) 내의 압력이 밸브 섹션(114)의 포핏 보어(118) 내의 작업포트 압력보다 큰 경우에 발생한다.
본 발명의 양호한 실시예만이 기술되었지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 범위 내에서 본 실시예의 다양한 변형예 및 변경예가 있을 수 있다. 그러므로, 본 발명은 상기의 특정 설명에 의해 제한되지 않으며 첨부된 청구범위에 의해 판단되어야 한다.

Claims (15)

  1. 펌프로부터 다수의 유압 액츄에이터로 흐르는 유압 유체의 흐름을 제어하기 위한 밸브 섹션 배열체를 갖춘 유압 장치로서, 각각의 상기 밸브 섹션이 상기 다수의 유압 액츄에이터 중의 어느 하나와 연결되어 있는 작업포트를 갖추고 있고, 상기 펌프는 제어 입력부에서의 압력보다 큰 일정량의 출력 압력을 생성하는 타입으로 구성되어 있고, 상기 밸브 섹션 배열체는 상기 제어 입력부로 전달되는 로드 감지 압력을 제공하도록 상기 작업포트 중에서 가장 큰 압력이 감지되는 타입으로 구성되어 있는, 유압 장치에 있어서,
    상기 각각의 밸브 섹션 내에 압력 보상 밸브 및 체크 밸브를 포함하고 있으며,
    상기 압력 보상 밸브는 미터링 오리피스에 걸친 압력 강하가 상기 일정량과 동일하도록 상기 펌프의 출력 압력을 상기 미터링 오리피스의 한쪽 측면상에서 경험하는 상기 미터링 오리피스의 대향 측면에 상기 로드 감지 압력을 제공하고,
    상기 압력 보상 밸브는 보어 내에 활주 가능하게 위치되어 있는 포핏을 구비하고 있어서 상기 보어의 제 1 및 제 2 챔버를 형성하고,
    상기 제 1 챔버는 상기 미터링 오리피스와 연통하고 상기 제 2 챔버는 상기 로드 감지 압력과 연통하여, 상기 제 1 및 제 2 챔버 사이의 차압이 상기 보어 내에서의 상기 포핏의 위치를 결정하고,
    상기 보어는 상기 유압 액츄에이터 중의 하나로 공급되는 유체가 통과하는 출력 포트를 갖고 있고,
    상기 포핏은 통로를 갖고 있으며, 상기 통로를 통하여 유체는 상기 제 2 챔버 내의 압력보다 큰 상기 제 1 챔버 내의 압력에 반응하여 제 1 위치에 상기 포핏이 있는 경우에 상기 미터링 오리피스와 상기 출력 포트 사이에서 흐를 수 있고, 그리고
    상기 체크 밸브는 상기 포핏 내에 있으며, 상기 출력 포트와 상기 제 2 챔버 중의 하나와 상기 제 1 챔버 사이의 압력의 소통을 제어하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 압력 릴리프 밸브를 더 포함하고 있으며, 상기 작업포트 중에서 가장 큰 압력이 상기 압력 릴리프 밸브로 전달되어, 상기 제어 입력부에서의 압력이 (a) 상기 압력 릴리프 밸브의 설정 압력과 (b) 상기 작업포트 중에서 가장 큰 압력 중에서 더 낮은 압력과 동일한 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내에 위치되어 있고 상기 제 1 위치 쪽으로 상기 포핏을 편향시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  4. 제어 입력부를 갖고 있으며 제어 입력 압력보다 큰 일정량의 출력 압력을 생성하는 가변 유압 펌프로부터 로드 압력을 생성하는 로드 힘에 영향을 받는 액츄에이터로 흐르는 가압 유체의 흐름을 조작자가 제어할 수 있게 하는 유압 밸브 장치에 있어서,
    (a) 유체 통로 내에서 미터링 오리피스를 자신들의 사이에서 제공하도록 병치되어 있고, 상기 미터링 오리피스의 크기를 변경하여 상기 액츄에이터로의 유체 흐름을 제어하는 조작자의 제어 하에서 하나 이상이 이동 가능한 제 1 및 제 2 밸브 요소와,
    (b) 상기 액츄에이터에서 로드 압력을 감지하고 상기 펌프의 제어 입력부로 상기 로드 압력을 인가하기 위한 센서와,
    (c) 상기 일정량과 동일한 압력 강하를 상기 미터링 오리피스에 걸쳐서 유지하기 위한 압력 보상기로서, 상기 압력 보상기는 보어 내에 활주 가능하게 위치되어 있는 포핏을 구비하고 있어서 상기 포핏의 양측면상에서 상기 보어의 제 1 및 제 2 챔버를 형성하고, 상기 제 1 챔버는 상기 미터링 오리피스와 연통하고 상기 제 2 챔버는 상기 센서에 의해 감지된 상기 로드 압력과 연통하여 상기 제 1 및 제 2 챔버 사이의 차압이 상기 보어 내에서의 상기 포핏의 위치를 결정하고, 상기 보어는 상기 액츄에이터로 공급되는 유체가 통과하는 출력 포트를 갖고 있고, 상기 포핏은 통로를 갖고 있으며 상기 통로를 통하여 유체는 상기 제 2 챔버 내의 압력보다 큰 상기 제 1 챔버 내의 압력에 반응하여 제 1 위치에 상기 포핏이 있는 경우에 상기 미터링 오리피스와 상기 출력 포트 사이에서 흐를 수 있는, 압력 보상기와, 그리고
    상기 포핏 내에 있으며, 상기 제 1 챔버 내의 압력보다 큰 출력 포트에서의 압력에 반응하여 상기 통로를 폐쇄하는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 밸브 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내에 위치되어 있고 상기 제 1 위치 쪽으로 상기 포핏을 편향시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 밸브 장치.
  6. 제어 입력부를 갖고 있으며 펌프 입력 압력보다 큰 일정량의 출력 압력을 생성하는 가변 유압 펌프로부터 로드 압력을 생성하는 로드 힘에 영향을 받는 액츄에이터로 흐르는 가압 유체의 흐름을 조작자가 제어할 수 있게 하는 유압 밸브 장치에 있어서,
    (a) 유체 통로 내에서 미터링 오리피스를 자신들의 사이에서 제공하도록 병치되어 있고, 상기 미터링 오리피스의 크기를 변경하여 상기 액츄에이터로의 유체 흐름을 제어하는 조작자의 제어 하에서 하나 이상이 이동 가능한 제 1 및 제 2 밸브 요소와,
    (b) 상기 펌프의 제어 입력부로 상기 로드 압력을 전달하기 위한 이동 통로와,
    (c) 상기 일정량과 동일한 압력 강하를 상기 미터링 오리피스에 걸쳐서 유지하기 위한 압력 보상기로서, 상기 압력 보상기는 보어 내에 활주 가능하게 위치되어 있는 포핏을 구비하고 있어서 상기 보어의 제 1 및 제 2 챔버를 형성하고, 상기 제 1 챔버는 상기 미터링 오리피스와 연통하고 상기 제 2 챔버는 상기 이동 통로와 연통하여 상기 제 1 및 제 2 챔버 사이의 차압이 상기 보어 내에서의 상기 포핏의 위치를 결정하고, 상기 보어는 상기 액츄에이터로 공급되는 유체가 통과하는 출력 포트를 갖고 있고, 상기 포핏은 통로를 갖고 있으며 상기 통로를 통하여 유체는 상기 제 2 챔버 내의 압력보다 큰 상기 제 1 챔버 내의 압력에 반응하여 제 1 위치에 상기 포핏이 있는 경우에 상기 미터링 오리피스와 상기 출력 포트 사이에서 흐를 수 있고, 상기 포핏이 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 파일럿 통로를 갖고 있는, 압력 보상기와, 그리고
    상기 포핏의 파일럿 통로 내에 있으며, 상기 제 1 챔버 내의 압력보다 큰 상기 제 2 챔버 내의 압력에 반응하여 상기 파일럿 통로를 폐쇄하는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 밸브 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내에 위치되어 있고 상기 제 1 위치 쪽으로 상기 포핏을 편향시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 밸브 장치.
  8. 펌프로부터 다수의 액츄에이터로 흐르는 유압 유체의 흐름을 제어하기 위한 밸브 섹션 배열체를 갖춘 유압 장치로서, 각각의 상기 밸브 섹션이 상기 다수의 액츄에이터 중의 하나와 연결되어 있는 작업포트를 갖고 있고, 상기 펌프는 제어 입력부에서의 압력보다 큰 일정량의 출력 압력을 생성하는 타입으로 구성되어 있고, 상기 밸브 섹션 배열체는 상기 제어 입력부로 전달되는 로드 감지 압력을 제공하도록 상기 작업포트 중에서 가장 큰 압력이 감지되는 타입으로 구성되어 있는, 유압 장치에 있어서,
    상기 각각의 밸브 섹션 내에 압력 보상 밸브 및 체크 밸브를 포함하고 있으며,
    상기 압력 보상 밸브는 미터링 오리피스에 걸친 압력 강하가 상기 일정량과 동일하도록 상기 펌프의 출력 압력을 상기 미터링 오리피스의 한쪽 측면상에서 경험하는 상기 미터링 오리피스의 대향 측면에 상기 로드 감지 압력을 제공하고,
    상기 압력 보상 밸브는 보어 내에 활주 가능하게 위치되어 있는 포핏을 구비하고 있어서 상기 보어의 제 1 및 제 2 챔버를 형성하고,
    상기 제 1 챔버는 상기 미터링 오리피스와 연통하고 상기 제 2 챔버는 상기 로드 감지 압력과 연통하여, 상기 제 1 및 제 2 챔버 사이의 차압이 상기 보어 내에서의 상기 포핏의 위치를 결정하고,
    상기 보어는 상기 액츄에이터 중의 하나로 공급되는 유체가 통과하는 출력 포트를 갖고 있고,
    상기 포핏은 통로를 갖고 있으며, 상기 통로를 통하여 유체는 상기 제 2 챔버 내의 압력보다 큰 상기 제 1 챔버 내의 압력에 반응하여 제 1 위치에 상기 포핏이 있는 경우에 상기 미터링 오리피스와 상기 출력 포트 사이에서 흐를 수 있고, 그리고
    상기 체크 밸브는 상기 포핏의 통로 내에 있으며, 상기 제 1 챔버 내의 압력보다 큰 상기 출력 포트에서의 압력에 반응하여 상기 통로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내에 위치되어 있고 상기 제 1 위치 쪽으로 상기 포핏을 편향시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 유압 장치의 작업포트 중에서 가장 큰 압력을 선택하기 위하여 일련의 셔틀 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 각각의 밸브 섹션이 출력부와, 상기 제 1 챔버에 연결되어 있는 제 1 입력부와, 그리고 상기 유압 장치의 다른 밸브 섹션 내의 셔틀 밸브의 출력부에 연결되어 있는 제 2 입력부를 갖춘 셔틀 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 압력 릴리프 밸브를 더 포함하고 있으며, 상기 작업포트 중에서 가장 큰 압력이 상기 압력 릴리프 밸브로 전달되어, 상기 제어 입력부에서의 압력이 (a) 상기 압력 릴리프 밸브의 설정 압력과 (b) 가장 큰 작업포트 압력 중에서 더 낮은 압력과 동일한 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  13. 펌프로부터 다수의 액츄에이터로 흐르는 유압 유체의 흐름을 제어하기 위한 밸브 섹션 배열체를 갖춘 유압 장치로서, 각각의 상기 밸브 섹션이 상기 다수의 액츄에이터 중의 하나와 연결되어 있는 작업포트를 갖고 있고, 상기 펌프는 제어 입력부에서의 압력보다 큰 일정량의 출력 압력을 생성하는 타입으로 구성되어 있고, 상기 밸브 섹션 배열체는 상기 제어 입력부로 전달되는 로드 감지 압력을 제공하도록 상기 작업포트 중에서 가장 큰 압력이 감지되는 타입으로 구성되어 있는, 유압 장치에 있어서,
    미터링 오리피스에 걸친 압력 강하가 상기 일정량과 동일하도록 상기 펌프의 출력 압력을 상기 미터링 오리피스의 한쪽 측면상에서 경험하는 상기 미터링 오리피스의 대향 측면에 상기 로드 감지 압력을 제공하는 압력 보상 밸브를 상기 각각의 밸브 섹션 내에 포함하고 있으며,
    상기 압력 보상 밸브는 (a) 보어 내에 활주 가능하게 위치되어 있는 포핏으로서, 상기 포핏은 상기 보어의 제 1 및 제 2 챔버를 형성하고, 상기 제 1 챔버는 상기 미터링 오리피스와 연통하고 상기 제 2 챔버는 상기 펌프의 제어 입력부와 연통하여, 상기 제 1 및 제 2 챔버 사이의 차압이 상기 보어 내에서의 상기 포핏의 위치를 결정하고, 상기 보어는 상기 액츄에이터 중의 하나로 공급되는 유체가 통과하는 출력 포트를 갖고 있고, 상기 포핏은 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 사이에 파일럿 통로를 갖고 있는 포핏과, 그리고
    (c) 상기 체크 밸브는 상기 포핏의 파일럿 통로 내에 있으며, 상기 제 1 챔버 내의 압력보다 큰 상기 제 2 챔버 내의 압력에 반응하여 상기 파일럿 통로를 폐쇄하는 체크 밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 압력 릴리프 밸브를 더 포함하고 있으며, 상기 작업포트 중에서 가장 큰 압력이 상기 압력 릴리프 밸브로 전달되어, 상기 제어 입력부에서의 압력이 (a) 상기 압력 릴리프 밸브의 설정 압력과 (b) 가장 큰 작업포트 압력 중에서 더 낮은 압력과 동일한 것을 특징으로 하는 유압 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 챔버 내에 위치되어 있고 상기 제 1 위치 쪽으로 상기 포핏을 편향시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 장치.
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