KR20000033074A - 파일럿 밸브 - Google Patents

Abstract

비교적 간단한 구성으로 큰 댐퍼효과를 얻으며, 헌팅현상을 충분히 억제할 수 있도록 하기 위하여 파일럿 밸브는 밸브 본체(2)에 장착된 푸쉬로드(46)(48)와, 밸브 본체(2)의 스풀공(14)(16)에 장착된 스풀(18)(20)과, 밸브 본체(2)의 스프링 챔버(8)(10)에 배설된 스프링베어링 부재(54)(56)와, 밸브 본체(2)와 스프링베어링 부재(54)(56)의 사이에 개재된 제1 스프링부재(62)(64)와 스프링베어링 부재(54)(56)와 스풀(18)(20)과의 사이에 개재된 제2 스프링부재(70)(72)와, 푸쉬로드(46)(48)를 압압하기 위한 조작레버(96)를 구비한 것이다. 스풀공(14)(16)의 일단외측에는 유체 챔버(31)가 설치되고, 이 유체 챔버(31)는 드로틀부를 가지는 드로틀 유로(114)를 통해 드레인 유로(40)와 연통된다.

Description

파일럿 밸브

본 발명은 방향절환 밸브, 가변용량형 펌프의 레귤레이터 및 기타 밸브, 그리고 유압작동식 클러치 등의 유압기기의 작동제어에 이용되는 파일럿 밸브(pilot valve)에 관한 것이다.

유압기기의 작동제어에 이용되는 파일럿 밸브로서, 예를 들면 일본국 실개소 62-15662호공보(실공평 4-14645호 공보)에는, 밸브 본체와, 이 밸브 본체에 이동 가능하게 장착되는 푸쉬로드와, 밸브 본체의 스풀공에 이동 가능하게 장착되는 스풀을 구비한 파일럿 밸브가 개시되어 있다. 밸브 본체에는 스프링 챔버가 설치되고, 이 스프링 챔버에는 제1 및 제2 스프링부재가 배설되어 있다. 스풀에는 상대적으로 이동 가능하게 스프링베어링 부재가 장착되어 있다. 제1 스프링부재는 밸브 본체와 스프링베어링 부재 사이에 개재되고, 스프링베어링 부재를 통해 푸쉬로드를 상방향으로 탄성적으로 바이어스시킨다. 또한, 제2 스프링부재는 스프링베어링 부재와 스풀간에 개재되고, 스풀을 푸쉬로드로부터 이격된 방향으로 탄성적으로 바이어스시킨다. 밸브 본체에는 조작레버가 설치되어 있다. 조작레버를 선회조작하면, 제1 스프링부재의 탄성력에 저항하여 푸쉬로드가 압압된다. 스풀은 축선 방향으로 일정간격을 두고 설치된 제1 및 제2 스풀부를 가지며, 제1 스풀부와 제2 스풀부의 사이에는 절결홈이 형성되어 있다. 제1 스풀부의 외경은 제2 스풀부의 외경보다 약간 작다. 제1 스풀부의 수압부(受壓部)의 수압면적은 제2 스풀부의 수압부의 수압면적보다 작게 설정되어 있다.

이와 같은 파일럿 밸브에 있어서 조작레버를 조작하지 않는 경우에는 조작레버는 중앙위치에 유지되어 있다. 조작레버를 중앙위치에 놓은 경우에 상기 푸쉬로드는 제1 스프링부재의 작용에 의해 돌출위치에 유지되고, 스풀은 제2 스프링부재의 작용에 의해 비작용위치에 유지된다. 이것에 의해 스풀의 상기 제1 스풀부가 1차 압력측 유로와 2차 압력측 유로의 연통을 차단하는 한편, 스풀의 상기 절결홈이 1차 압력측 유로와 탱크유로를 연통시키며, 2차 압력측 유로의 유체가 탱크유로에 흐른다. 이와 같은 상태에서 조작레버를 선회조작하여 푸쉬로드를 압압하면, 제2 스프링부재의 작용에 의해 스풀이 하방향으로 이동되며, 스풀의 절결홈이 1차 압력측 유로와 2차압측 유로를 연통시키고, 1차 압력측 유로로부터 압력유체가 2차 압력측 유로에 공급된다. 이 2차 압력측 유로를 흐르는 압력유체는 제1 및 제2 스풀부의 수압부에 작용하고, 양 수압부에 작용하는 압력차에 의해 스풀은 상방향으로 바이어스된다. 그에 따라 제2 스프링부재에 의한 바이어스력과 2차 압력측 유로의 압력유체에 의한 바이어스력(수압면의 면적차에 의해 발생된 압력유체에 의한 바이어스력)이 균형을 이루는 위치에서 스풀이 유지된다.

그러나, 이와 같은 파일럿 밸브는 다음과 같이 해결해야 할 과제가 존재한다. 즉, 조작레버를 조작하여 스풀을 비작용위치로부터 이동시키면, 1차 압력측 유로로부터 2차 압력측 유로까지 압력유체가 유입하는 것이 된다. 이때, 만일 스풀이 하방향으로 이동하여 1차 압력측 유로로부터 2차 압력측 유로까지 압력유체를 송급하면, 2차 압력측 유로의 압력이 상승하고, 이것에 의해 제2 스프링부재의 탄성력에 저항하여 스풀이 상방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 스풀이 상방향으로 약간 이동되면, 2차 압력측 유로의 유체의 일부가 탱크라인에 흐르고, 2차 압력측 유로의 압력이 저하된다. 이렇게되면, 제2 스프링부재에 의해 스풀이 하방향으로 이동되고, 1차 압력측 유로로부터 유입하는 압력유체에 의해 2차 압력측 유로의 압력이 다시 상승된다. 이와 같은 제어상태에서 파일럿 밸브의 스풀은 진동현상, 소위 헌팅(hunting)현상이 발생하기 쉬워 파일럿 밸브의 작동이 불안정하게 된다.

이와 같은 헌팅현상을 방지하기 위한 개량된 파일럿 밸브가 일본국 실개평 3-39602호 공보에 개시되어 있다. 이 개량된 파일럿 밸브에 있어서, 스풀의 일단부에는 단부피스톤이 이동 가능하게 장착되고, 이 단부피스톤이 밸브 본체의 일단에 지지되어 있다. 그래서 스풀에 단부피스톤을 장착하는 것에 의해 타단부에 압력 챔버와 댐퍼 챔버가 형성되고, 압력 챔버가 2차 압력측 유로에 연통되며, 댐퍼 챔버가 탱크라인에 연통된다. 이와 같은 파일럿 밸브에서는 댐퍼 챔버의 댐퍼효과에 의해 스풀의 상기 헌팅현상을 억제할 수 있다.

그러나, 이 개량된 파일럿 밸브에서는 단부피스톤 등이 필요하기 때문에 그 구조가 복잡해지고, 또한 부품수도 많아지게 되는 결점이 있다. 더욱이 댐퍼 챔버는 스풀의 타단부에 내장하는 형태로 형성되므로써 댐퍼 챔버를 위해 큰 용량을 확보하는 것이 곤란하고, 충분한 댐퍼효과를 얻을 수 없는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 비교적 간단한 구성으로 큰 댐퍼효과가 얻어지고, 헌팅현상을 충분히 억제할 수 있는 파일럿 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 스프링 챔버 및 이것에 연통되는 스풀공(spool hole)을 가지는 밸브 본체와, 이 밸브 본체에 이동 가능하게 장착되는 푸쉬로드와, 상기 스풀공에 이동 가능하게 장착되는 스풀과, 상기 스프링 챔버에 밸브 본체에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 배설된 스프링베어링 부재와, 밸브 본체와 스프링베어링 부재의 사이에 개재되고 상기 스프링베어링 부재를 통해 상기 푸쉬로드를 돌출위치에서 탄성적으로 바이어스시키는 제1 스프링부재와, 상기 스프링베어링 부재와 상기 스풀과의 사이에 개재되고 스풀을 상기 푸쉬로드로부터 이격된 방향으로 탄성적으로 바이어스시키는 제2 스프링부재와, 상기 푸쉬로드를 압압하기 위한 조작레버를 구비하고, 상기 스풀은 수압부의 수압면적이 작은 제1 스풀부와, 수압부의 수압면적이 큰 제2 스풀부와, 상기 제1 스풀부와 상기 제2 스풀부와의 사이에 형성된 절결홈을 가지며, 상기 푸쉬로드부가 상기 돌출위치에 있는 경우에는 스풀의 상기 제1 스풀부가 1차 압력측 유로와 2차 압력측 유로의 연통을 차단하는 한편, 스풀의 상기 절결홈이 2차 압력측 유로와 탱크유로를 연통시키고, 또한 상기 조작레버에 의해 상기 푸쉬로드가 압압되면, 상기 제2 스프링부재의 작용에 의해 스풀이 이동되고, 스풀의 상기 절결홈이 1차 압력측 유로와 2차 압력측 유로를 연통시키며, 이 2차 압력측 유로를 흐르는 압력유체가 제1 및 제2 스풀부의 수압부에 작용하는 파일럿 밸브로서, 상기 스풀 일단의 외측에는 유체 챔버가 형성되고, 이 유체 챔버가 드로틀(throttle)부를 구비한 드로틀 유로를 통해 상기 탱크라인에 연통되는 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브가 제공된다.

본 발명에 따르면, 스풀 일단의 외측에 설치된 유체 챔버와 탱크라인을 드로틀 유로를 통해 접속하는 간단한 구성으로 스풀에 대한 댐퍼효과를 얻을 수 있다. 또한, 유체 챔버가 스풀 일단의 외측에 설치되므로써 이 유체 챔버의 용적이 크게되고, 유체 챔버의 유체압력은 스풀의 일단면의 전체영역에 작용하며, 이것에 의해 충분한 댐퍼효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 밸브 본체에 상기 스프링 챔버로부터 연장된 드레인 유로가 설치되고, 상기 스풀의 제1 스풀부에는 상기 드로틀 유로가 설치되며, 상기 유체 챔버와 상기 드레인 유로를 연통하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 드로틀 유로는 스풀의 제1 스풀부에 설치되고, 이와 같은 드로틀 유로를 설치하므로써 유체 챔버와 탱크라인을 연통시키는 드로틀 유로를 간단하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 드로틀 유로가 상기 스풀의 일단으로부터 축선방향으로 제1 및 제2 스풀부를 관통하여 연장되어, 상기 유체 챔버와 상기 스프링 챔버를 연통하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 드로틀 유로는 스풀의 일단으로부터 제1 및 제2 스풀을 관통하여 설치되고, 이와 같은 드로틀 유로를 설치하므로써 유체 챔버와 탱크라인을 비교적 간단한 구성으로 하여 연통할 수 있다.

더욱이 본 발명은 상기 스풀공이 상기 밸브 본체의 일단에 개구되고, 밸브 본체의 상기 일단에는 상기 스풀공의 개구를 폐쇄하여 상기 유체 챔버를 형성하기 위한 커버부재가 장착되고, 상기 밸브 본체 및 상기 커버부재에는 상기 스프링부재로부터 연장된 드레인 유로가 설치되며, 상기 드로틀 유로는 상기 밸브 본체와 커버부재와의 접합면에 설치되어, 상기 유체 챔버와 상기 드레인 유로를 연통하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유체 챔버는 밸브 본체의 일단에 커버부재를 장착하므로써 형성되고, 드로틀 유로는 밸브 본체와 커버부재와의 접합면에 형성되며, 이와 같은 유체 챔버 및 드로틀 유로를 형성하므로써 매우 간단히 유체 챔버와 탱크라인을 연통할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 제1 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 파일럿 밸브에 있어서 조작레버를 조작한 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 제2 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 제3 실시예를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

2 : 밸브 본체

8,10 : 스프링 챔버

14,16 : 스풀공

18,20 : 스풀

31 : 유체 챔버

40 : 드레인 유로

46,48 : 푸쉬로드

54,56 : 스프링베어링 부재

62,62 : 제1 스프링부재

70,72 : 제2 스프링부재

96 : 조작레버

114 : 드로틀 유로

이하, 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 제1 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 1에 있어서, 도시된 파일럿 밸브는 밸브 본체(2)를 구비하고 있다. 밸브 본체(2)의 상부(6)에는 도 1에 있어서 좌우방향으로 일정간격을 두고 한 쌍의 스프링 챔버(8)(10)가 설치되고, 그 하부(12)에는 각 스프링 챔버(8)(10)에 대응하는 스풀공(14)(16)이 설치되어 있다. 각 스풀공(14)(16)의 일단(도 1에 있어서 하단)은 폐쇄되어 있지만, 그 타단은 각 스프링 챔버(8)(10)에 연통되고, 그것의 내경은 각 스프링 챔버(8)(10)의 내경보다 작게 설정되어 있다. 스풀공(14)(16)에는 스풀(18)(20)이 도 1에 있어서 상하방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 스풀(18)(20)은 실질적으로 동일한 구성이므로 그 한쪽의 구성에 대해서 설명한다. 스풀(18)((20))의 일단부(하단부)에는 제1 스풀부(22)가 형성되고, 스풀(18)의 중간부에는 제2 스풀부(24)가 형성되며, 제1 스풀부(22)와 제2 스풀부(24)의 사이에는 환형 절결홈(25)이 형성되어 있다. 후술하겠지만, 절결홈(25)에 의해 형성된 제1 스풀부(22)의 환형면(도 1에 있어서 상면)(27)과 제2 스풀부(24)의 환형면(도 1에 있어서 하면)(29)은 압력유체가 작용하는 수압부로서 기능을 한다. 본 실시예에서 제2 스풀부(24)의 외경은 제1 스풀부(22)의 외경보다도 크게 설정되므로 제2 스풀부(24)의 수압부 환형면(29)의 수압면적은 제1 스풀부(22)의 수압부의 수압면적보다도 크게된다. 스풀공(14)((16))은 제1 스풀부(22)의 외경에 대응하는 내경을 가지는 제1 구멍부(26)와, 제2 스풀(24)의 외경에 대응하는 내경을 가지는 제2 구멍부(28)를 구비하고, 제2 구멍부(28)의 내경은 제1 구멍부(26)의 내경보다 크게 설정된다. 스풀(18)((20))의 제1 스풀부(22)는 스풀공(14)((16))의 제1 구멍부(26)에 슬라이딩 가능하게 지지된다. 이것에 의해 스풀(18)((20))은 상기 제1 구멍부(26)에 안내되어 상하방향으로 이동된다. 또한, 그 제2 스풀부(24)는 스풀(18)((20))의 상하 이동에 의해 스풀공(14)((16))의 제2 구멍부(28)에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 제2 구멍부(28)에 안내된다.

이처럼 스풀(18)((20))을 장착하는 것에 의해 스풀(18)((20))의 일단 외측에 즉, 스풀공(14)((16))의 제1 구멍부(26)의 저부에 유체 챔버(31)가 형성되고, 유체 챔버(31)내의 유체는 스풀(18)((20))의 일단면의 전체 영역에 작용한다. 또 스풀(18)(20)의 타단부는 상방향으로 스프링 챔버(8)(10)에 연장된다.

본 실시예에서 밸브 본체(2)의 하부(12)의 대략 중앙부에는 압력포트로서 제1 챔버(30)가 형성되어 있다. 제1 챔버(30)는 도 1에 있어서 횡방향으로 연장되고, 스풀공(14)(16)의 제1 구멍부(26)에 연통된다. 제1 챔버(30)는 밸브 본체(2)에 형성된 1차압측 유로(32)를 통해 유압펌프와 같은 유압공급원(33)에 접속되어 있다. 유압공급원(33)으로부터 공급되는 작동유체인 압유는 1차 압력측 유로(32)를 통해 제1 챔버(30)에 공급된다. 1차 압력측 유로(32) 및 제1 챔버(30)는 유압공급원(34)으로부터 압유가 송급된 압력라인을 구성한다. 또한 밸브 본체(2)의 하부(12)에는 스풀(18)(20)에 의해 절환 제어된 2차 압력측 유로(34)(36)가 형성되어 있다. 2차 압력측 유로(34)는 스풀공(14)에 연관되어 형성되고, 스풀공(14)의 제1 구멍부(26)와 제2 구멍부(28)의 사이에 접속되어 있다. 이 2차 압력측 유로(34)는 유로(35)를 통해 콘트롤 밸브(37)의 스풀제어용 파일럿 포트(39)에 접속된다. 또한, 타방의 2차 압력측 유로(36)는 스풀공(16)에 연관되어 형성되고, 스풀공(16)의 제1 구멍부(26)와 제2 구멍부(28)의 사이에 접속된다. 이 2차 압력측 유로(36)는 유로(41)를 통해 콘트롤밸브(37)의 스풀제어용 반대측 파일럿 포트(43)에 접속된다.

밸브 본체(2)의 상부(6)의 대략 중앙부에는 탱크포트로서 제2 챔버(38)가 형성되어 있다. 제2 챔버(38)는 도 1에 있어서 좌우방향으로 연장되고, 스프링 챔버(8)(10)에 연통되어 있다. 제2 챔버(38)는 밸브 본체(2)의 하부(12)에 형성된 드레인 유로(40)를 통해 탱크(45)에 연통되어 있고, 제2 챔버(38)내의 오일은 드레인 유로(40)를 통해 오일탱크(45)로 귀환된다. 스프링 챔버(8)(10), 제2 챔버(38) 및 드레인 유로(40)는 오일을 2차 압력측 유로(34)(36)로부터 오일탱크(45)로 귀환시키기 위한 탱크라인을 구성한다.

스프링 챔버(8)(10)의 상단부에는 원통형의 플러그 부재(42)(44)가 각각 배설되어 있다. 각각의 플러그 부재(42)(44)에는 단부(42a)(44a)가 형성되어 있고, 상부커버(47)를 단부(42a)(44a)에 접하게 하여 고정나사(도시되지 않음)로 밸브 본체(2)에 고정하므로써 플러그 부재(42)(44)가 스프링 챔버(8)(10)에 장착된다. 플러그 부재(42)(44)에는 이것을 관통하는 로드 구멍(47)(49)이 형성되어 있고, 이 로드 구멍(47)(49)에 푸쉬로드(46)(48)가 도 1에 있어서 상하방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다.

푸쉬로드(46)(48)의 일단부(상단부)는 각각의 플러그 부재(42)(44)로부터 상방향으로 돌출되어 있고, 각각의 돌출단부는 반구형으로 형성된다. 또한, 푸쉬로드(46)(48)의 타단부(하단부)는 플러그 부재(42)(44)로부터 스프링 챔버(8)(10)까지 돌출되고, 각각의 돌출단부에는 반경방향 외방으로 돌출된 플랜지(50)(52)가 형성되어 있다. 플랜지(50)(52)의 외경은 로드 구멍(47)(49)의 내경보다 크게 설정한다. 따라서, 푸쉬로드(46)(48)는 플랜지(50)(52)가 플러그 부재(42)(44)의 내면에 접하게되므로 도 1에 도시된 돌출위치를 넘어서 상방향으로 이동되지는 않는다.

각각의 스프링 챔버(8)(10)에는 스프링베어링 부재(54)(56)가 도 1에 있어서 상하방향으로 이동 가능하게 수용된다. 스프링베어링 부재(54)(56)는 원통형이고, 그 하단면에 형성된 제1 오목부에 의해 제1 스프링베어링부(58)(60)가 형성되어 있다. 제1 스프링베어링부(58)(60)와 밸브 본체(2)의 일부(실시예에서는 스프링 챔버(8)(10)의 하단면을 규정하는 벽부)의 사이에는 제1 스프링부재(62)(64)가 개재되어 있다. 제1 스프링부재(62)(64)는 코일스프링으로 구성된다. 스프링베어링 부재(54)(56)는 도 1에 있어서 푸쉬로드(46)(48)쪽을 향하여 상방향으로 탄성적으로 바이어스되며, 이것에 의해 푸쉬로드(46)(48)가 상기 돌출위치에 탄성적으로 유지된다. 스프링베어링 부재(54)(56)는 푸쉬로드(46)(48)의 플랜지(50)(52)에 접하는 위치(도 1에 나타낸 위치)에 유지된다.

각각의 스프링베어링 부재(54)(56)에 있어서, 제1 오목부의 내측에는 제2 오목부가 형성되어 있다. 이 제2 오목부에 의해 제2 스프링베어링부(66)(68)가 형성되며, 스풀(18)(20)의 제2 스풀부(24)와 제2 스프링베어링부(66)(68)의 사이에 제2 스프링부재(70)(72)가 각각 개재되어 있다. 제2 스프링부재(70)(72)는 코일스프링으로 구성되고, 각 제1 스프링부재(62)(64)의 내측에 배설된다. 또한, 각 푸쉬로드(46)(48)의 타단부에는 스풀(18)(20)에 대응하는 수용 오목부(74)(76)가 형성되어 있다. 수용 오목부(74)(76)는 푸쉬로드(46)(48)의 타단면으로부터 그 축선방향에 내측으로 연장된다. 스풀(18)(20)의 타단부는 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링베어링 부재(54)(56)에 형성된 구멍을 통과하여 상방으로 푸쉬로드(46)(48)의 수용 오목부(74)(76)내에 돌출된다. 돌출단부에는 약간 큰 직경을 가지는 두부(78)(80)가 형성되고, 두부(78)(80)는 수용 오목부(74)(76)에서 상하방향으로 이동 가능하게 수용된다.

이와 같이 구성되므로써 제2 스프링부재(70)(72)는 스풀(18)(20)에 작용하여 도 1에 있어서 하방에 즉, 푸쉬로드(46)(48)에서 이격된 방향으로 탄성적으로 바이어스시킨다. 이것에 의해 스풀(18)(20)은 두부(78)(80)가 스프링베어링 부재(54)(56)의 상면에 접하여 도 1에 도시된 비작용위치에 유지된다. 스풀(18)(20)이 상기 비작용위치에 있는 경우에는 제1 스풀부(22)가 스풀공(14)(16)의 제1 구멍부(26)에 위치하여 제1 챔버(30)와 2차 압력측 유로(34)(36)와의 연통을 차단한다. 그에 따라 제1 챔버(30)의 압유가 2차 압력측 유로(34)(36)로 흐르지 않게 된다. 이때, 스풀(18)(20)의 제2 스풀부(24)는 스프링 챔버(8)(10)에 위치하게 되고, 스풀(18)(20)의 절결홈(25)을 통해 제2 챔버(38)와 2차 압력측 유로(34)(36)가 연통되어 2차 압력측 유로(34)(36)의 압유는 제2 챔버(38)로 흐른다. 본 실시예에서는 스프링베어링 부재(54)(56)가 스프링 챔버(8)(10)에 이동 가능하게 장착하다 있지만, 스풀(18)(20)의 타단부에 이동 가능하게 장착할 수 있다.

밸브 본체(2)의 상부(6)의 중앙부, 즉 스프링 챔버(8)(10)의 사이의 부위에는 암스크류부가 설치되고, 이 암스크류부에는 취부부재(90)의 숫스크류부(92)가 고정장착되어 있다. 취부부재(90)의 상단부에는 핀(94)이 장착된다. 이 핀(94)을 끼워 조작레버(96)의 하단부가 도 1에 있어서 좌우방향으로 선회 가능하게 연결된다. 또한, 조작레버(96)의 하단부에는 압압부재(98)가 고정장착되어 있고, 이 압압부재(98)는 각 푸쉬로드(46)(48)에 대응한 작용부(100)(102)를 가지고 있다. 조작레버(96)를 조작하지 않는 상태에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 푸쉬로드(46)(48)는 상기 돌출위치에 있고, 푸쉬로드(46)(48)의 상단이 압압부재(98)의 작용부(100)(102)에 접촉 또는 비교적 약한 힘으로 접하게되며, 이것에 의해 조작레버(96)는 중앙위치에 유지된다. 이 중앙위치에서 조작레버(96)를 화살표(104)(또는 (106))로 나타낸 방향으로 선회하면, 압압부재(98)의 작용부(100)(또는 (102))가 푸쉬로드(46)(또는 (48))를 압압하고, 이것에 의해 후술하는 바와 같이 스풀(18)(20)이 이동된다.

본 실시예에서 밸브 본체(2)의 하부(12)에는 제1 챔버(30)의 하방향으로 제 3실(112)이 형성되어 있다. 제 3실(112)은 드레인 유로(40)에 연통되어 있다. 또한, 각 스풀공(14)(16)의 제1 구멍(26)의 저부에 형성된 유체 챔버(31)는 스풀(18)(20)의 제1 스풀부(22)에 형성된 유로(114)를 통과하여 제 3실(112)에 연통되어 있다. 유로(114)는 스풀(18)(20)의 일단으로부터 축선방향으로 연장된 제1 구멍(116)과, 제1 구멍(116)으로부터 반경방향으로 그 외주면까지 연장된 제2 구멍(118)으로 구성되어 있다. 제2 구멍(118)은 내경이 작게되어 있고, 이 제2 구멍(118)이 드로틀부로서 기능을 한다. 이렇게 구성되므로써 스풀(18)(20)의 유로(114) 및 제3 챔버(112)가 드로틀 유로를 구성하고, 드로틀 유로는 유체 챔버(31)와 드레인 유로(40)를 연통시킨다.

도 1과 도 2를 참조하여 아래에서 파일럿 밸브의 작용효과에 대하여 설명한다.

조작레버(96)가 중앙위치에 있는 경우에는 상술한 바와 같이, 푸쉬로드(46)(48)가 제1 스프링부재(62)(64)의 작용에 의해 상기 돌출위치에 유지되며, 스풀(18)(20)은 제2 스프링부재(70)(72)에 의해 상기 비작용위치에 유지된다. 따라서, 각각의 스풀(18)(20)의 제1 스풀부(22)에 의해 제1 챔버(30)와 2차 압력측 유로(34)(36)의 연통은 차단된다. 그러나 스풀(18)(20)의 절결홈(25)을 통해 제2 챔버(38)와 2차 압력측 유로(34)(36)가 연통되며, 콘트롤밸브(37)의 스풀 제어용 파일럿 포트(39)(43)가 2차 압력측 유로(34)(36), 제2 챔버(38) 및 드레인 유로(40)를 통해 오일탱크(45)에 연통되며, 콘트롤밸브(37)의 스풀이 중앙위치에 유지된다.

상기 중앙위치에서 조작레버(96)를 화살표(104)로 나타낸 방향으로 선회하면, 파일럿 밸브는 도 2에 도시된 상태로 된다. 즉, 조작레버(96)를 조작하면, 압압부재(98)의 작용부(100)가 푸쉬로드(46)를 압압하고, 제1 스프링부재(62)의 탄성바이어스력에 저항하여 푸쉬로드(46) 및 스프링베어링 부재(54)가 하방향으로 이동된다. 그에 따라 스프링베어링 부재(54)의 이동과 함께 제2 스프링부재(70)의 작용에 의해 스풀(18)이 하방향으로 이동된다. 이때, 스프링 챔버(8) 내의 오일은 스프링베어링 부재(54)의 구멍을 통과하여 스프링베어링 부재(54)의 외측으로 흐른다.

이처럼 스풀(18)이 하방향으로 이동하면, 스풀(18)의 절결홈(25)이 제1 챔버(30)와 2차 압력측 유로(34)를 연통시킨다. 따라서, 유압공급원(33)으로부터 압유가 1차 압력측 유로(32), 제1 챔버(30) 및 2차 압력측 유로(34)를 통과하여 콘트롤밸브(37)의 스풀제어용의 한쪽 파일럿포트(39)에 송급된다. 콘트롤밸브(37)의 스풀은 유압공급원(33)으로부터의 압유에 의해 중앙위치에서 도 1에 있어서 좌측으로 이동된다. 이 파일럿 밸브에 있어서는 상술한 바와 같이, 유체 챔버(31)는 제3 챔버(112)를 경유하여 드레인 유로(40)에 연통되어 있다. 또한, 제1 스풀부(22)의 외경이 제2 스풀부(24)의 외경보다 작게 설정되어 제1 스풀부(22)의 수압면적이 제2 스풀부(24)의 수압면적보다 작게된다. 그렇기 때문에, 2차 압력측 유로(34)에 송급된 유압은 수압면적차에 의해 발생하는 힘에 의해 스풀(18)을 상방향으로 밀어 올리도록 작용한다. 따라서, 스풀(18)은 조작레버(96)에 의한 조작력, 다시말하면 제2 스프링부재(70)에 의한 하향 가압력과 2차 압력측 유로(34)의 압유에 의한 상기 상향 가압력이 균형을 이루는 위치에 유지된다.

이와 같은 파일럿 밸브에 있어서, 스풀(18)((20))이 하방향으로 이동하여 1차 압력측 유로(32)로부터 2차 압력측 유로(34)((36))로 유압이 송급되면, 2차 압력측 유로(34)((36))의 압력이 상승하여 스풀(18)((20))이 상방향으로 이동된다. 이와 같이 이동하여 2차 압력측 유로(34)(36)와 제2 스프링 챔버(8)(10)가 연통되면, 2차 압력측 유로(34)((36))의 압력이 저하하여 스풀(18)((20))은 하방향으로 이동되고, 이와 같은 제어상태에서는 스풀(18)((20))의 상하진동, 소위 헌팅현상이 발생하는 경우가 있지만, 이와 같은 제어상태에서는 유체 챔버(31) 및 드로틀 유로(114)가 다음과 같이 작용한다. 즉, 2차 압력측 유로(34)(36)의 압력이 저하하여 제2 스프링부재(70)((72))의 작용에 의해 스풀(18)((20))이 하방향으로 이동하면, 유체 챔버(31)내의 오일이 스풀(18)(20)의 일단면에 작용함과 동시에 그 오일의 일부가 드로틀 유로(114)를 통과하여 제 3실(112)에 배출되고, 제3 챔버(112)로 배출된 오일량은 드로틀 유로(114)의 드로틀부(본 실시예에서는 제2 구멍(118))에 의해 제한되고, 스풀(18)(20)의 상하진동에 의한 압유의 흡입 및 배출이 드로틀을 통해 이루어지므로 유체 챔버(31)에는 차동압력(differential pressure)이 발생한다. 따라서, 유체 챔버(31) 및 드로틀 유로(114)가 스풀(18)(20)의 급격한 상하운동을 억제하는 댐퍼수단으로서 작용하고, 그에 따라 헌팅현상의 발생이 방지된다.

본 실시예에서는 상술한 바와 같이 구성되어 있지만, 다음과 같은 특징을 더 가진다. 스풀공(14)((16))의 제1 구멍부(22)의 저부를 유체 챔버(31)로서 이용하고, 스풀(18)((20))에 제3 챔버(112)와 연통하는 드로틀 유로(114)를 설치하여 간단한 구성으로 만들므로써 스풀(18)(20)에 댐퍼효과를 기대할 수 있다. 또한, 제1 구멍부(22)의 저부를 이용하므로써 유체 챔버(31)로서 충분한 용량을 확보할 수 있다. 또한 유체 챔버(31)의 압압력은 스풀(18)(20)의 단면 전체영역에 작용하며, 그렇기 때문에, 스풀(18)(20)에 대한 충분한 댐퍼효과를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 제2 실시예를 나타낸 단면도이다. 이 제2 실시예에서는 탱크라인과 이것에 연통되는 드로틀 유로에 변경이 가해진다. 또 이하의 설명에 있어서 제1 실시예와 실질적으로 동일한 부재는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

도 3에 도시된 제2 실시예에 있어서, 밸브 본체(2a)의 하부(12)에는 상방향으로 연장되는 드레인 유로(40)가 형성되고, 드레인 유로(40)가 제2 챔버(38)에 연통되어 있다. 또한, 각 스풀(18)(20)에는 드로틀 유로(202)가 형성되어 있다. 드로틀 유로(202)의 일단이 각 스풀(18)(20)의 일단면에 개구되고, 스풀공(14)(16)의 제1 구멍부(26)의 저부에 설치된 유체 챔버(31)에 연통된다. 드로틀 유로(202)는 각 스풀(18)(20)의 축선방향으로 제1 및 제2 스풀부(22)(24)를 관통하여 상방향으로 연장되어 있다. 각 드로틀 유로(202)의 타단은 스프링 챔버(8)(10)에 개구된다. 이 실시예에서는 각 드로틀 유로(202)의 스프링 챔버(8)(10)에 연통하는 타단부는 내경이 작게 되고, 이 타단부가 드로틀부로서 기능을 한다. 이 드로틀부는 상술한 타단부를 대신하여 유체 챔버(31)에 연통하는 드로틀 유로(202)의 일단부에 설치되어도 좋다. 또 이와 같이 구성된 경우에는 드로틀부를 가지는 드로틀 부재를 드로틀 유로(202)에 장착하면 좋다. 제2 실시예에서의 기타의 구성은 제1 실시예와 실질적으로 동일하다.

이 제2 실시예에서는 유체 챔버(31) 및 드로틀 유로(202)를 구비한 기본적 구성이 제1 실시예와 실질적으로 동일하여 제1 실시예와 동일한 작용효과가 달성된다.

도 4는 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 제 3실시예를 나타낸 단면도이다. 이 제 3실시예에서는 밸브 본체 및 드로틀 유로에 변경이 가해진다.

도 4에 있어서, 밸브 본체(2b)의 일단에는 커버부재(302)가 취부(도시되지 않음)나사에 의해 고정된다. 스풀(18)(20)이 장착된 스풀공(14)(16)은 밸브 본체(2b)의 하부(12)를 관통하여 형성되고, 밸브 본체(2b)의 일단(하단)에 상술한 바와 같이 커버부재(302)를 장착한다. 그에 따라 스풀공(14)(16)의 일단이 폐쇄되고, 커버부재(302)에 의해 폐쇄된 스풀공(14)(16)의 제1 구멍부(26)의 저부가 유체 챔버(31)로서 기능을 한다. 또한, 이와 같은 커버부재(302)가 장착되므로써 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(30)에 연통하는 1차 압력측 유로(32), 콘트롤밸브의 스풀제어용 파일럿포트에 연통하는 2차 압력측 유로(34)(36) 및 제2 챔버(38)에 연통하는 드레인 유로(40)는 밸브 본체(2b)의 하부(12)를 통과하여 커버부재(302)를 관통하여 연장된다.

드로틀 유로는 밸브 본체(2b)의 단면(하단면)과 커버부재(302)의 내면과의 접합면에 설치된다. 이 실시예에서는 각 스풀공(14)(16)에 대응하여 커버부재(302)의 내면에 슬롯(304)(306)이 형성되고, 각 슬롯(304)(306)에 각 슬롯(304)(306)의 단면을 감소시키는 드로틀부재(308)(310)가 배설되어 있다. 한쪽 슬롯(304)은 스풀공(14)의 저부, 즉 한쪽 유체 챔버(31)와 드레인 유로(40)를 연통하는 드로틀 유로를 구성하고, 드로틀부재(308)는 그것을 흐르는 오일유량을 제한하는 드로틀부로서 기능을 한다. 또한, 타측 슬롯(306)은 스풀공(16)의 저부, 즉 타측 유체 챔버(31)와 드레인 유로(40)를 연통하는 드로틀 유로를 구성하고, 드로틀 유로(31)는 그것을 흐르는 오일유량을 제한하는 드로틀부로서 기능을 한다. 슬롯(308)(310)은 커버부재(302)의 내면에 설치되는 대신에 밸브 본체(2b)의 단면에 또는 커버부재(302)의 내면과 밸브 본체(2b)의 단면의 쌍방으로 설치될 수 있다. 또한, 제 3실시예의 기타의 구성은 제1 실시예와 실질적으로 동일하다.

상술한 제 3실시예에서도 유체 챔버(31) 및 드로틀 유로를 구비하는 기본적인 구성은 제1 실시예와 실질적으로 동일하여 제1 실시예와 실질적으로 동일한 효과가 달성된다. 제 3실시예에서는 더욱이 드로틀 유로가 밸브 본체(2b)와 커버부재(302)와의 접합면에 설치되므로써 이 드로틀 유로를 간단하고 용이하게 형성할 수 있고, 제조비용도 절감할 수 있다.

이상 본 발명에 따른 파일럿 밸브의 여러 가지 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 범위를 이탈되지 않고 여러 가지 변형, 수정이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시예에서는 밸브 본체에 2개의 스풀이 이동 가능하게 배설된 형태의 파일럿 밸브에 적용하여 설명하였지만, 1개 또는 4개의 스풀이 이동 가능하게 배설된 형태의 파일럿 밸브도 마찬가지로 적용할 수 있다.

Claims (4)

1. 스프링 챔버 및 이것에 연통하는 스풀공을 가지는 밸브 본체와, 이 밸브 본체에 이동 가능하게 장착된 푸쉬로드와, 상기 스풀공에 이동 가능하게 장착된 스풀과, 상기 스프링 챔버에 밸브 본체에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 배설된 스프링베어링 부재와, 밸브 본체와 스프링베어링 부재와의 사이에 개재되고 상기 스프링베어링 부재를 통해 상기 푸쉬로드를 돌출위치쪽으로 탄성적으로 바이어스시키는 제1 스프링부재와, 상기 스프링베어링 부재와 상기 스풀과의 사이에 개재되고 스풀을 상기 푸쉬로드에서 이격되는 방향으로 탄성적으로 바이어스시키는 제2 스프링부재와, 상기 푸쉬로드를 압압하기 위한 조작레버를 구비하고 있으며, 상기 스풀은 수압부의 수압면적이 작은 제1 스풀부와, 수압부의 수압면적이 큰 제2 스풀부와, 상기 제1 스풀부와 상기 제2 스풀부와의 사이에 형성된 절결홈을 가지며, 상기 푸쉬로드가 상기 돌출위치에 있는 경우에는 스풀의 상기 제1 스풀부가 1차 압력측 유로와 2차 압력측 유로와의 연통을 차단하는 한편, 스풀의 상기 절결홈이 2차 압력측 유로와 탱크유로를 연통시키고, 상기 조작레버에 의해 상기 푸쉬로드를 압압하면 상기 제2 스프링부재의 작용에 의해 스풀이 이동되고, 스풀의 상기 절결홈이 1차 압력측 유로와 2차 압력측 유로를 연통하고, 이 2차 압력측 유로를 흐르는 압력유체가 제1 및 제2 스풀부의 수압부에 작용하는 파일럿 밸브로서, 상기 스풀의 일단 외측에는 유체 챔버가 형성되고, 이 유체 챔버가 드로틀부를 가지는 드로틀 유로를 통해 상기 탱크라인에 연통되도록 된 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 본체에는 상기 스프링 챔버에서 연장되는 드레인 유로가 형성되고, 상기 드로틀 유로는 상기 스풀의 제1 스풀부에 형성되어 상기 유체 챔버와 상기 드레인 유로를 연통하는 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 드로틀 유로는 상기 스풀의 일단으로부터 축선방향으로 상기 제1 및 제2 스풀부를 관통하여 연장되어 상기 유체 챔버와 상기 스프링 챔버를 연통하는 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 스풀공은 상기 밸브 본체의 일단에 개구되고, 밸브 본체의 상기 일단에는 상기 스풀공의 개구를 폐쇄하여 상기 유체 챔버를 형성하기 위한 커버부재가 장착되며, 상기 밸브 본체 및 상기 커버부재에는 상기 스프링 챔버로부터 연장되는 드레인 유로가 형성되며, 상기 드로틀 유로는 상기 밸브 본체와 커버부재와의 접합면에 형성되어 상기 유체 챔버와 상기 드레인 유로를 연통하는 것을 특징으로 하는 파일럿 밸브.