KR20000052373A - 유압제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압셔블(shovel)로 크레인작업을 행하여 목적물을 하강시킬 때 만약 부하유지관로가 파열되었다고 해도 그 목적물이 급하강하는 것을 방지할 수 있는 유압제어장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이를 해결하기 위한 수단으로 콘트롤밸브(2)를 하강위치(b)로 변환하기 위한 파이롯압이 소정압 이하이면 제 1변환수단만이 변환되고, 이 파일롯압이 소정압을 넘으면 제 1변환수단뿐만 아니라 제 2변환수단도 변환되는 구성으로 하고 있다.

Description

유압제어장치{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM}

본 발명은 유압셔블(shovel) 등의 유압작업기기를 제어하기 위한 유압제어장치에 관한 것이다.

도 11에 종래예의 유압제어장치를 도시한다. 이 유압제어장치는 유압셔블 등의 유압작업기기를 제어하기 위한 것이다.

펌프(1)에는 콘트롤밸브(2)를 통해 실린더장치(3)를 접속하고 있다.

콘트롤밸브(2)는 파이롯실(2a)(2b)로 인도되는 파일롯압에 의해 변환하는 것이다. 그리고 이들 파일롯실(2a)(2b)로 이끄는 파일롯압을 파일롯밸브(4)로 제어하고 있다. 예를들어 파일롯실(2a)에 파일롯압을 인도하면 그 파일롯압의 크기에 비례하여 콘트롤밸브(2)는 도면 좌측의 상승위치(a)로 변환된다. 역으로 파일롯실(2b)로 파일롯압을 인도하면 그 파일롯압의 크기에 비례하여 콘트롤밸브(2)는 도면 우측의 하강위치(b)로 변환된다.

상기 콘트롤밸브(2)와 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과의 사이에는 부하유지밸브(6)를 배치하고 있다. 이 부하유지밸브(6)는 파일롯체크밸브(7)와, 변환밸브(9)와, 오버로드 릴리프밸브(10)로 이루어지는 것이다.

구체적으로 말하면 콘트롤밸브(2)에 부하유지 관로(5)를 접속함과 동시에 이 부하유지 관로(5)에 파일롯체크밸브(7)를 배치하고 있다.

이 파일롯체크밸브(7)는 콘트롤밸브(2)측으로부터의 흐름만을 허용하는 것이다. 단 파일롯통로(8)가 탱크에 연통할 때에는 이 파일롯체크밸브(7)의 체크기능이 해제되는 구성으로 된다.

그리고 상기 파일롯체크밸브(7)의 파일롯통로(8)를 변환밸브(9)에 접속하고 있다.

이 변환밸브(9)는 도 11에 도시하는 노멀상태에 있을 때 파일롯통로(8)를 닫는 차단위치에 있다. 따라서 이 때는 파일롯체크밸브(7)가 통상의 체크기능을 발휘하게 된다. 그에 대해 파일롯실(9a)에 파일롯압이 인도되게 되면 이 변환밸브(9)는 연통위치로 변환되고, 파일롯통로(8)를 탱크에 연통한다. 따라서 이 때는 파일롯체크밸브(7)의 체크기능이 해제되게 된다.

이와같은 변환밸브(9)의 파일롯실(9a)에는 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)의 파일롯압을 인도하고 있다. 즉 콘트롤밸브(2)를 도면 우측의 하강위치(b)로 변환할 때에 동시에 변환밸브(9)가 연통위치로 변환하도록 하고 있다.

또한 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이에는 오버로드 릴리프밸브(10)를 접속하고 있다. 이 오버로드 릴리프밸브(10)는 부하(W)를 고정한 상태에서 그 부하 (W)측으로부터 외력이 가해진 경우 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압이 이상으로 상승하는 것을 방지하고, 쇼크를 흡수하기 위한 것이다.

다음 이 종래예의 유압제어장치의 작용을 설명한다.

도 11에 도시하는 것과 같이 콘트롤밸브(2)가 중립위치에 있으면 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a) 및 로드측 압력실(3b) 어디에도 펌프(1)의 토출유는 인도되지 않는다.

이 때 파일롯실(9a)에도 파일롯압은 인도되지 않고 변환밸브(9)가 차단위치에 있기 때문에 파일롯체크밸브(7)는 체크기능을 발휘한다. 따라서 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)측으로부터의 흐름을 저지하고, 부하(W)를 확실히 유지할 수 있다.

부하(W)를 상승시키고자 할 때는 파일롯밸브(4)로부터 파일롯실(2a)로 파일롯압을 인도하고 콘트롤밸브(2)를 도면 좌측의 상승위치(a)로 변환한다.

이 때도 변환밸브(9)가 차단위치를 유지하므로 파일롯체크밸브(7)는 체크기능을 발휘한다. 따라서 펌프(1)의 토출압이 적당히 상승하면 그 토출유가 파일롯체크밸브(7)를 열어 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)로 인도되고 또 실린더장치(3)의 로드측 압력실(3b)의 작동유가 탱크로 배출되어 부하(W)를 상승시킬 수 있다.

역으로 부하(W)를 하강시키고자 할 때는 파일롯밸브(4)로부터 파일롯실(2b)로 파일롯압을 인도하고 콘트롤밸브(2)를 도면우측의 하강위치(b)로 변환한다.

이 때 그 파일롯압이 파일롯실(9a)에도 인도되기 때문에 변환밸브(9)가 연통위치로 변환되고, 파일롯체크밸브(7)의 체크기능을 해제한다. 따라서 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유는 파일롯체크밸브(7)를 통과하고, 콘트롤밸브(2)의 개방각도에 따라 탱크로 배출되어 부하(W)를 하강시킬 수 있다.

상기 종래예의 유압제어장치에서는 다음과 같은 문제가 있었다.

즉 유압셔블로 크레인작업을 행하여 목적물을 하강시킬 때 만일 부하유지 관로(5)가 파열하면 그 파열부분에서 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 한꺼번에 배출되고, 이 목적물이 급하강하게 된다.

이 경우 콘트롤밸브(2)를 중립위치로 복귀시키면 변환밸브(9)가 차단위치로 복귀하므로 파일롯체크(7)에 체크기능을 발휘하여 목적물의 하강을 멈출 수 있다.

그러나 목적물을 급하강하므로 콘트롤밸브(2)를 중립위치로 되돌리기 전에 완전히 낙하되어 이 목적물이 파손될 염려가 있다.

또 상기 종래예의 유압제어장치에서는 부하(W)를 유지한 상태에서 그 부하(W)측으로부터 외력이 가해졌을 때의 쇼크를 흡수하기 때문에 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7)와의 사이에 오버로드 릴리프밸브(10)를 접속하고 있다.

그런데 부하유지밸브(6)는 실린더장치(3) 부근에 설치되는 경우가 많고, 이 부하유지밸브(6)에 내장된 오버로드 릴리프밸브(10)도 작업기기 본체측으로부터 멀어진 실린더장치(3)부근에 위치하게 된다.

한편 탱크는 작업기기 본체측에 설치되는 경우가 많다. 그 때문에 상기 오버로드 릴리프밸브(10)가 작업기기 본체측으로부터 멀어지면 이 오버로드 릴리프밸브(10)를 탱크에 접속하기 위한 배관이 그 만큼 길어지게 된다.

특히 오버로드 릴리프밸브(10)는 과부하압을 피하기 위한 것이기 때문에 상기 배관으로서는 용량이 큰 것을 이용해야 한다. 그 때문에 그 배관이 길어지면 원가가 상승됨과 동시에 대형화된다.

본 발명의 제 1의 목적은 유압셔블로 크레인작업을 행하여 목적물을 하강시킬 때에 만일 부하유지 관로(5)가 파열된다고 해도 그 목적물이 급하강하는 것을 방지할 수 있는 유압제어장치를 제공하는 것으로 제 2의 목적은 오버로드 릴리프밸브(10)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이에 접속할 필요가 없어 원가절감 및 소형화를 도모할 수 있는 유압제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 펌프와, 실린더장치와, 부하압이 발생하는 실린더장치의 압력실과, 중립위치에 있을 때 실린더장치를 펌프로부터 차단하는 한편 상승위치로 변환했을 때 실린더장치의 압력실에 펌프의 토출유를 인도하여 부하를 상승시키고 또 하강위치로 변환했을 때 실린더장치의 압력실의 작동유를 배출하여 부하를 하강시키는 콘트롤밸브와, 콘트롤밸브를 상승위치 또는 하강위치로 변환하기 위한 파일롯압을 제어하는 파일롯압 제어수단과, 실린더장치의 압력실과 콘트롤밸브 사이에 마련한 파일롯체크밸브와, 실린더장치의 압력실의 부하압이 인도되는 파일롯체크밸브의 배압실을 갖추며, 파일롯체크밸브의 배압실의 압력이 실린더장치의 압력실의 부하압으로 되었을 때 이 파일롯체크밸브에 의해 실린더장치의 압력실측으로부터의 흐름을 저지하고, 파일롯체크밸브의 배압실의 작동유를 배출했을 때 이 파일롯체크밸브가 열려 실린더장치의 압력실측으로부터의 흐름을 허용하는 구성으로 한 유압제어장치를 전제로 한다.

그리고 제 1발명은 실린더장치의 압력실을 콘트롤밸브와 파일롯체크밸브 사이의 부하유지 관로에 접속하는 분기통로와, 노멀상태에서 분기통로를 차단하고 변환된 상태에서 조리개를 통해 실린더장치의 압력실과 부하유지 관로를 연통하는 제 1변환수단과, 노멀상태에서 파일롯체크밸브의 배압실의 압력을 실린더장치의 압력실의 부하압으로 유지하고, 변환된 상태에서 배압실의 작동유를 배출하는 제 2변환수단을 갖추며, 이들 제 1, 2변환수단은 콘트롤밸브를 하강위치로 변환하기 위한 파일롯압에 의해 변환하는 구성으로 하여 그 파일롯압이 소정압 이하이면 제 1변환수단만이 변환되며 이 파일롯압이 소정압을 넘으면 제 1변환수단뿐만 아니라 제 2변환수단도 변환하는 구성으로 한 점에 특징을 갖는다.

제 2의 발명은 제 1발명에 있어서 파일롯체크밸브의 배압실과, 실린더장치의 압력실을 연통하는 유로에는 파일롯체크밸브의 밸브부재의 밀어올리는 양에 따라 그 개방각도를 가변으로 한 가변조리개를 마련한 것을 특징으로 한다.

제 3의 발명은 상기 제 1 또는 제 2의 발명에 있어서, 제 1변환수단은 실린더장치의 압력실과 부하유지 관로의 연통을 차단하는 노멀위치와, 실린더장치의 압력실과 부하유지 관로의 조리개를 통해 연통하는 제 1변환위치와, 실린더장치의 압력실과 부하유지 관로와의 연통을 차단하는 제 2변환위치를 갖추어, 파일롯압이 소정압 이하이면 제 1변환수단이 제 1변환위치로 변환하고, 파일롯압이 소정압을 넘으면 제 1변환수단이 제 2변환위치로 변환되는 구성으로 한 점을 특징으로 한다.

제 4의 발명은 상기 제 1∼3의 발명에 있어서 콘트롤밸브와 파일롯체크밸브 사이의 부하유지 관로에 접속하는 오버로드 릴리프밸브와, 실린더장치의 압력실과 파일롯체크밸브사이에 접속하는 릴리밸브와, 이 릴리프밸브의 하류측에 배치한 오리피스를 갖추고, 릴리프밸브가 열렸을 때 오리피스의 상류측에 발생하는 압력에 의해 제 2변환수단이 변환되는 구성으로 한 점에 특징을 갖는다.

제 5의 발명은 상기 제 1∼4의 발명에 있어서 바디에 형성한 접동공에 밸브부재를 짜 넣어 파일롯체크밸브를 구성하는 한편 콘트롤밸브를 접속하는 포트에 밸브부재의 선단을 임하게 함과 함과 동시에 이 밸브부재의 선단에는 내부에 유로를 갖춘 노멀부를 마련하고, 또한 이 노즈부의 기단측에 내부통로에 연통하는 개구면적이 작은 소공을 형성하며, 제 2변환수단이 변환되었을 때에 콘트롤밸브를 접속하는 포트와, 실린더장치의 압력실에 연통하는 포트가 상기의 소공을 통해 연통하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

도 1은 제 1실시예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

도 2는 제 1실시예의 유압제어장치에 있어 부하유지밸브(6)의 구체적 구조를 도시하는 단면도.

도 3은 제 2실시예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

도 4는 제 3실시예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

도 5는 제 4실시예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

도 6은 제 4실시예의 유압제어장치에 있어 부하유지밸브(6)의 구체적구조를 도시하는 단면도.

도 7은 제 5실시예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

도 8은 제 6실시예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

도 9는 제 6실시예의 유압제어장치에 있어 부하유지밸브(6)의 구체적구조를 도시하는 단면도.

도10은 제 7실시예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

도11은 종래예의 유압제어장치를 도시하는 회로도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 펌프 2: 콘트롤밸브

3: 실린더장치 3a: 바닥측 압력실

4: 파일롯밸브 5: 부하유지 관로

7: 파일롯체브밸브 10: 오버로드 릴리프밸브

14: 배압실 18: 분기통로

19: 변환밸브 19a: 파일롯실

20: 조리개 21: 릴리프밸브

22: 오리피스 54,70: 제 1변환밸브

55,56: 제 2변환밸브 57: 가변조리개통로

65: 노즈부 66: 소공

도 1, 2에 본 발명의 유압제어장치의 제 1실시예를 도시한다. 이 제 1실시예는 부하유지밸브(6)의 구조를 변경한 것으로, 그 이외의 기본적인 회로구성에 대해서는 상기 종래예에서 설명한 것과 거의 같다. 따라서 다음에서는 종래예의 유압제어장치와의 상위점을 중심으로 설명함과 동시에 동일 구성요소에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1과 같이 파일롯체크밸브(7)는 밸브부재(13)를 마련하며, 이 밸브부재(13)의 선단에 제 1수압면(11)을 형성하고 또 측부에 제 2수압면(12)을 형성하고 있다. 그리고 이 밸브부재(13) 배면의 배압실(14)에 스프링(15)을 배치하고 그 스프링(15)의 탄성력에 의해 밸브부재(13)를 밸브좌(16)에 착좌시키고 있다.

밸브부재(13)가 좌금(16)에 착좌한 상태에서 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 부하유지 관로(5)가 차단된다. 이 때 밸브부재(13)의 제 1수압면(11)에는 부하유지관로(5)의 압력이 작용하고, 또 제 2수압면(12)에는 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압이 작용한다. 그리고 상기 배압실(14)에는 밸브부재(13)에 형성한 조리개통로(17)를 통해 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압을 인도하고 있다.

이와같은 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)에 파일롯통로(8)를 접속하고 있다.

또 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이에는 분기통로(18)를 접속하고 있다.

상기 파일롯통로(8)와 분기통로(18)에는 변환밸브(19)를 배치하고 있다.

변환밸브(19)는 차단위치(x), 제 1연통위치(y), 제 2연통위치(z)의 3개의 변환위치를 갖는다. 그리고 차단위치(x)에서는 파일롯통로(8) 및 분기통로(18)의 양쪽을 닫고 있다. 또 제 1연통위치(y)에서는 파일롯통로(8)를 닫은 상태이지만 분기통로(18)를 조리개(20)를 통해 부하유지 관로(5)에 연통한다. 또한 제 2연통위치(z)에서는 파일롯통로(8) 및 분기통로(18)의 양쪽을 부하유지 관로(5)에 연통한다.

상기 변환밸브(19)는 노멀상태에서 차단위치(x)에 있다. 그리고 파일롯실(19a)에 소정압 이하의 파일롯압이 인도되면 제 1연통위치(y)로 변환된다. 또한 파일롯실(19a)에 소정압을 넘는 파일롯압이 인도되면 제 2연통위치(z)로까지 변환된다.

이와같은 변환밸브(19)의 파일롯실(19a)에는 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)의 파일롯압을 인도하고 있다.

또한 이 제 1실시예에서는 오버로드 릴리프밸브(10)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이가 아닌 부하유지 관로(5)에 접속하고 있다.

그리고 부하유지밸브(6)에는 오버로드 릴리프밸브(10)에 비해 소형의 릴리프밸브(21)를 내장하고, 이 릴리프밸브(21)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이에 접속하고 있다. 또한 릴리프밸브(21)의 하류측에 오리피스(22)를 배관함과 동시에 이 오리피스(22)의 상류측의 압력을 상기 변환밸브(19)의 파일롯실(19a)측으로 인도하고 있다.

다음은 제 1실시예의 유압제어장치의 작용을 설명한다.

도 1과 같이 콘트롤밸브(2)가 중립위치에 있으면 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a) 및 로드측 압력실(3b) 어디에도 펌프(1)의 토출유는 인도되지 않는다.

이 때 파일롯실(19a)에도 파일롯압은 인도되지 않고 변환밸브(19)가 차단위치(x)에 있기 때문에 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)의 압력은 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압으로 유지된다. 따라서 이 배압실(14)의 부하압에 의한 압력작용과 스프링(15)의 탄성력에 의해 밸브부재(14)가 밸브좌(16)에 착좌한 상태를 유지하고, 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)측으로부터의 흐름을 저지하여 부하(W)를 확실히 유지할 수 있다.

부하(W)를 상승시키고자 할 때는 파일롯밸브(4)로부터 파일롯실(2a)로 파일롯압을 인도하고 콘트롤밸브(2)를 도면 좌측의 상승위치(a)로 변환한다.

콘트롤밸브(2)가 상승위치(a)로 변환하면 펌프(1)의 토출압이 파일롯체크밸브(7)의 밸브부재(13)의 제 1수압면(11)에 작용한다. 여기서 콘트롤밸브(2)를 상승위치(a)로 변환했을 때에도 변환밸브(19)가 차단위치에 있기 때문에 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)의 압력은 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압으로 유지된다. 따라서 밸브부재(13)의 제 1수압면(11)에 작용하는 압력작용이 배압실(14)의 부하압에 의한 압력작용 및 스프링(15)의 탄성력보다 커졌을 때 밸브부재(13)가 밸브좌(16)로부터 떨어져 펌프(1)의 토출유를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)로 인도되게 된다.

또 콘트롤밸브(2)가 상승위치(a)로 변환되면 실린더장치(3)의 로드측 압력실(3b)의 작동유가 탱크로 배출된다.

이와같이 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)에 펌프의 토출유를 인도하고 또한 로드측 압력실(3b)의 작동유를 탱크로 배출하면 부하(W)를 상승시킬 수 있다.

역으로 부하(W)를 하강시키고자 할 때는 파일롯밸브(4)로부터 파일롯실(2b)로 파일롯압을 인도하고 콘트롤밸브(2)를 도면우측의 하강위치(b)로 변환한다.

이때 그 파일롯압이 파일롯실(19a)로 인도되므로 변환밸브(19)가 변환되게 된다.

현재 상기 파일롯압이 소정압 이하이면 변환밸브(19)는 제 1연통위치(y)로 변환된다.

이 제 1연통위치(y)에서는 파일롯통로(8)를 닫은 상태이기 때문에 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)의 압력은 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압으로 유지된다. 따라서 이 배압실(14)의 부하압에 의한 압력작용과 스프링(15)의 탄성력에 의해 밸브부재(14)의 밸브좌(16)에 착좌한 상태를 유지하고 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)측으로부터의 흐름을 저지한다.

단 이 제 1연통위치(y)에서는 분기통로(18)를 조리개(20)을 통해 부하유지 관로(5)에 연통하므로 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유는 분기통로(18)로부터 조리개(20)를 통해 콘트롤밸브(2)로 인도된다. 따라서 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유는 조리개(20)의 개방각도와 콘트롤밸브(2)의 개방각도에 따라 탱크로 배출되게 되어 부하(W)를 하강시킬 수 있다.

그에 대해 파일롯압이 소정압을 넘으면 변환밸브(19)는 제 2연통위치(z)로까지 변환된다.

이 제 2연통위치(z)에서는 파일롯통로(8)를 부하유지 관로(5)에 연통하기 때문에 조리개통로(17) 전후에서 차압이 발생하고, 이 차압이 생긴 만큼 배압실(14)의 압력이 낮아진다. 그 때문에 배압실(14)의 압력작용에 의해 밸브부재(13)에 부여된 닫힌 방향의 힘이 약해진다.

그리고 이 배압실(14)에 의한 작용력 및 스프링(15)의 탄성력에 제 2수압면(12)에 실린더장치(3)의 부하압이 작용함으로써 발생하는 힘이 극복되면 밸브부재(13)가 밸브좌(16)로부터 멀어지게 된다. 이와같이 밸브부재(13)가 밸브좌(16)로부터 멀어지면 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유의 대부분은 이 파일롯체크밸브(7)를 통과하고, 콘트롤밸브(2)로부터 탱크로 배출되게 된다. 즉 변환밸브(19)가 제 2연통위치(z)에 있는 상태는 상기 종래예의 유압제어장치에 있어서 파일롯체크밸브(7)가 열린 상태와 실질적으로 같은 것이 된다.

여기서 파일롯실(19a)로 인도되는 파일롯압과, 유압셔블의 작업상황과의 관계에 대해 설명한다.

유압셔블로 크레인작업을 행하여 목적물을 하강시킬 경우는 천천히 하강시키기 위해 콘트롤밸브(2)를 약간만 하강위치(b)로 변환할 뿐이다. 따라서 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)로 인도하는 파일롯압은 소정압 이하의 범위에서 발생시키게 된다.

즉 크레인작업을 행하여 목적물을 하강시키는 경우에는 변환밸브(19)의 파일롯실(19a)로 인도되는 파일롯압도 소정압 이하이고, 변환밸브(19)는 제 1연통위치(y)까지밖에 변환되지 않는다.

그리고 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)에 있을 때 만일 부하유지 관로(5)가 파열되었다고 해도 그 파열부분보다도 상류측에 조리개(20)가 있기 때문에 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 부하유지 관로(5)의 파열부분으로부터 한번에 배출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 목적물이 급하강하는 것을 방지하고 이 목적물이 부서지는 것을 방지할 수 있다.

그에 대해 유압셔블로 지면의 굴삭작업이나 땅고르기작업을 행할 경우에는 대용량이 필요하기 때문에 콘트롤밸브(2)를 크게 하강위치로 변환한다. 따라서 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)로 인도하는 파일롯압은 소정압을 넘는 범위에서 발생시키게 된다.

즉 지면의 굴삭작업이나 땅고르기작업을 행하는 경우에는 변환밸브(19)의 파일롯실(19a)로 인도되는 파일롯압도 소정압을 넘고, 변환밸브(19)는 제 2연통위치(z)로까지 변환되게 된다.

변환밸브(19)가 제 2연통위치(z)에 있을 때는 만일 부하유지 관로(5)가 파열하면 종래예의 유압제어장치와 마찬가지로 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 부하유지 관로(5)의 파열부분으로부터 한번에 배출되게 된다. 단 이 경우는 지면의 굴삭작업이나 땅고르기 작업에 필요한 힘을 발휘할 수 없게 될 뿐으로 크레인작업과 같이 목적물이 급하강하는 문제는 일어나지 않는다.

또한 콘트롤밸브(2)의 하강위치(b)에 있어 개방각도(T)와, 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)에 있을 때의 개방각도(t)와의 합계 개방각도는 부하(W)의 하강스피드를 어떻게 설정할 지에 의해 어느 정도 정해져 버린다. 그런 중에 이들 개방각도(T)(t)의 상대적인 크기관계에 대해서는 예를들어 다음과 같이 정해도 좋다.

부하유지 관로(5)가 파열된 경우에도 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 배출되는 것을 방지한다는 의미에서는 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)에 있을 때에 그 조리개(20)의 개방각도(t)를 작게 해 두는 것이 좋다. 즉 개방각도 T개방각도 t인 것이 바람직하다고 할 수 있다.

한편 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)에 있을 때 그 조리개(20)의 개방각도(t)를 작게한다는 것은 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 주로 이 조리개(20)에 의해 제어되는 것을 의미한다. 그 때문에 변환밸브(19)가 제 2연통위치(z)로 변환되면 제 1연통위치(y)에서는 주로 조리개(20)의 개방각도(t)로 제어된 바닥측 압력실(3a)이 갑자기 콘트롤밸브(2)의 개방각도(T)만으로 제어되게 되어 유량변동이 커지게 된다.

이상을 고려하면 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)에 있을 때는 개방각도 T개방각도로 해 두고, 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)로부터 제 2연통위치(z)로 이행하기 전의 위치에서 합계 각도를 유지하면서 개방각도 T < 개방각도 t가 되는 특성을 유지할 수 있으면 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

또 상기 제 1실시에의 유압제어장치에서는 부하(W)를 유지하고 있을 때 즉 콘트롤밸브(2)가 중립위치에 있을 때에 그 부하(W)측으로부터 외력이 가해지면 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압이 상승하고, 릴리프밸브(21)를 연다. 따라서 오리피스(22)의 상류측에 압력이 발생하고, 그 압력이 변환밸브(19)의 파일롯실(19a)측으로 인도된다.

여기서 상기 변환밸브(19)는 오리피스(22)의 상류측에 발생하는 압력이 파일롯실(19a)측으로 인도되면 제 2연통위치(z)로까지 변환하도록 세팅되고 있다. 그리고 변환밸브(19)가 제 2연통위치(z)로까지 변환되면 파일롯체크밸브(7)를 열고 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)을 오버로드 릴리프밸브(10)측에 연통시킬 수 있다.

따라서 오버로드 릴리프밸브(10)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크(7) 사이에 접속하지 않아도 부하(W)측에서 외력이 가해졌을 때의 쇼크를 흡수하여 부하압이 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있다.

이와같은 제 1실시예에서는 릴리프밸브(21)를 배치했기 때문에 오버로드 릴리프밸브(10)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이가 아닌 부하유지 관로(5)에 접속하므로 이 오버로드 릴리프밸브(10)를 탱크가 설치되어있는 작업기기 본체부근에 설치할 수 있다. 따라서 오버로드 릴리프밸브(10)를 탱크에 접속하기 위한 배관도 짧아지므로 원가절감 및 소형화를 도모할 수 있게 된다.

물론 부하유지밸브(6)에 내장한 릴리프밸브(21)를 작업기기 본체측에 설치된 탱크에 접속하기 위한 배관은 필요하다. 단 이 릴리프밸브(21)는 오리피스(22)의 상류측에 압력을 발생시키기 위한 것으로, 오버로드 릴리프밸브(10)에 비하면 매우 소형이다. 따라서 이 릴리프밸브(21)를 탱크에 접속하기 위한 배관은 용량이 작아도 좋기 때문에 대형화되는 것을 피할 수 있다.

이상 설명한 제 1실시예에서는 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)이 본 발명에서 말하는 실린더장치의 압력실을 구성한다.

또 파일롯밸브(4)는 본 발명에서 말하는 파일롯압 제어수단을 구성한다.

또한 변환밸브(19)가 본 발명에서 말하는 제 1,2변환수단을 구성한다. 즉 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)로 변환된 상태에서 이 변환밸브(19)는 제 1변환수단으로서 기능하고, 변환밸브(19)가 제 2연통위치(z)로까지 변환된 상태에서 이 변환밸브(19)는 제 1,2변환수단으로서의 기능을 하게 된다.

도 2에는 상기 제 1실시예의 유압제어장치에 있어 부하유지밸브(6)의 구체적구조를 도시한다. 다음에서는 도 1의 회로도에서 나타내는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명한다.

처음에 파일롯체크밸브(7)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

제 1바디(23)에는 도시하지 않은 부하유지 관로(5)에 연통하는 포트(24)와, 도시하지 않은 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)에 연통하는 통로(25)를 형성하고 있다.

그리고 이 제 1바디(23)에 접동공(26)을 형성하고, 밸브부재(13)를 접동이 자유롭도록 짜 넣고 있다. 이 밸브부재(13)의 선단에는 제 1수압면(11)을 형성하고, 또 밸브부재(13)의 측부에는 단부형상의 제 2수압면(12)을 형성하고 있다.

또 접동공(26)을 스프링받이부재(27)로 폐쇄하고, 밸브부재(13)배면에 배압실(14)을 형성하고 있다. 그리고 이 배압실(14)에 배치한 스프링(15)의 탄성력을 밸브부재(13)에 작용시키고 있다. 따라서 밸브부재(13)가 밸브좌(16)에 착좌하여 포트(24)와 통로(25)를 차단하게 된다. 이 상태에서는 밸브부재(13)의 제 1수압면(11)에는 포트(24)에 연통하는 부하유지 관로(5)의 압력이 작용하고, 제 2수압면(12)에는 통로(25)에 연통하는 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압이 작용한다.

또한 상기 배압실(14)에는 밸브부재(13)에 형성한 연통로(28)를 통해 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압을 인도하고 있다. 그리고 이 연통로(28) 중간에는 조리개부재(29)를 짜 넣고 있다. 즉 이들 연통로(28)와 조리개부재(29)가 어울려 도 1에서 말하는 조리개통로(17)를 구성한다.

또한 제 1바디(23)에는 분기통로(18)를 형성하고, 이 분기통로(18)에 통로(25)의 압력 즉 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압을 인도하고 있다.

상기 제 1바디(23)에는 제 2바디(30)를 고정하고 있다. 그리고 이 제 2바디(30)에 변환밸브(19)와 릴리프밸브(21)를 짜 넣고 있다.

우선 변환밸브(19)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

제 2바디(30)에는 스풀공(31)을 형성하고, 스풀(32)을 미끄럼 이동이 자유롭도록 짜 넣고 있다.

그리고 이 제 2바디(30)의 중앙부근에 포트(33)를 형성하고, 이 포트(33)를 구체적으로는 도시하지 않지만 부하유지 관로(5)에 접속하고 있다. 또 포트(33)의 도면 우측에는 분기통로(18)에 연통하는 포트(35)를 형성하고 있다.

제 2바디(30)의 도면 우단에는 캡(36)을 부착하고, 스풀공(31)의 단부에 스프링실(37)을 형성하고 있다. 그리고 이 스프링실(37)에 마련한 스프링(38)의 탄성력을 스풀(32)에 작용시키고 있다. 또한 이 스프링실(37)을 제 2바디(30)에 형성한 탱크통로(39)에 연통시키고 있다. 또 캡(36)에는 어져스터(40)를 짜 넣어 두고, 스프링(38)의 이니셜하중을 자유롭게 변경할 수 있도록 하고 있다.

제 2바디(30)의 도면 좌단에는 캡(41)을 마련하고, 스풀공(31)의 단부에 파일롯실(19a)을 형성하고 있다. 단 이 파일롯실(19a)에는 스풀(32)의 단부를 직접 임하게 하는 것이 아닌 스풀(32)에 인접시킨 서브스풀(32)의 단부를 임하게 하고 있다. 그리고 이 파일롯실(19a)에 캡(41)에 형성한 파일롯포트(43)를 통해 도시하지 않은 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)의 파일롯압을 인도하고 있다.

현재 도 2와 같이 스풀(32)이 노멀상태에 있으면 포트(33)와 포트(34)가 차단되고, 또 포트(33)와 포트(35)가 차단된다. 이 상태에서는 파일롯통로(8) 및 분기통로(18)의 양쪽이 닫히게 되고, 변환밸브(19)가 차단위치(x)에 있게 된다.

상기 노멀상태로부터 파일롯실(19a)로 파일롯압이 인도되면 그 파일롯압이 서브스풀(42)의 단면에 작용한다. 따라서 이 서브스풀(42)로 미는 모양으로 스풀(32)이 스프링(38)에 맞서 이동하고, 노치(44)를 통해 포트(33)와 포트(34)가 연통한다. 그리고 포트(33)와 포트(34)가 노치(44)를 통해 연통한다는 것은 분기통로(18)가 조리개(20)을 통해 부하유지 관로(5)에 연통하는 것으로 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)로 변환되게 된다.

또한 스풀(32)이 이동하면 포트(33)가 포트(34) 뿐만 아니라 환상홈(45)을 통해 포트(35)에도 연통한다. 그리고 포트(33)와 포트(35)가 연통한다는 것은 파일롯통로(8)가 부하유지 관로(5)에 연통하는 것으로, 변환밸브(19)가 제 1연통위치(z)로까지 변환되게 된다.

다음 릴리프밸브(21)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.

제 2바디(30)에는 부착공(46)을 형성하고, 이 조립공(46)을 상기 포트(34)에 연통시키고 있다. 그리고 이 부착공(46)에 밸브고정부재(47)를 삽입고정하고 있다.

밸브고정부재(47)의 내부에는 포펫(48)을 짜 넣고 있다. 그리고 포펫(48)에 스프링(49)의 탄성력을 작용시키고, 이 포펫(48)을 밸브고정부재(47)내에 형성한 밸브좌(50)에 착좌시키고 있다.

또 제 2바디(30)에는 포펫(48)의 배면측의 압력을 상기 탱크통로(39)에 연통하는 제 1연락통로(51)를 형성하고, 이 제 1연락통로(51) 중간에 오리피스(22)를 구성하는 조리개부재(52)를 마련하고 있다.

또한 제 2바디(30)에는 상기 부착공(46)을 끼우고 제 1연락통로(51)와 반대측에 제 2연락통로(53)를 형성하고 있다. 이 제 2연락통로(53)의 일단을 제 1연락통로(51)에 연통시키고, 타단을 스풀(31)에 개방시키고 있다. 그리고 스풀(32)이 노멀상태에 있을 때 도 2와 같이 제 2연락통로(53)를 스풀공(31)에 개방시킨 부분에 스풀(32)과 서브스풀(42)의 인접부분이 꼭 맞게 위치하도록 하고 있다.

상술한 것과 같이 부하(W)를 고정하고 있을 때 즉 여기서는 도시하지 않은 콘트롤밸브(2)가 노멀상태에 있을 때에 그 부하(W)측으로부터 외력이 가해지면 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압이 상승한다. 따라서 분기통로(18)의 압력이 상승하고, 그 압력작용에 의해 포펫(48)이 밸브좌(50)로부터 멀어진다. 그리고 포펫(48)이 밸브좌(50)로부터 멀어지면 분기통로(18)의 작동유가 포펫(48)의 배면측으로 흐름과 동시에 제 1연락통로(51)로 인도되어 조리개부재(52)의 상류측에 압력이 발생한다.

조리개부재(52)의 상류측에 발생한 압력은 제 2연락통로(53)로부터 스풀공(31)에 인도되어 서브스풀(42)의 인접면과 스풀(32)의 인접면에 작용한다. 따라서 서브스풀(42)과 스풀(32)은 서로 멀어지는 방향으로 이동하고, 스풀(32)이 포트(33)와 포트(35)를 연통하는 제 2연통위치(z)로까지 변환되게 된다.

도 3에 도시하는 제 2실시예는 상기 제 1실시예에서 설명한 변환밸브(19)의 기능을 제 1변환밸브(54)와 제 2변환밸브(55)와의 2가지로 발휘하도록 한 것이다.

도 3에 도시하는 분기통로(18)를 제 1변환밸브(54)에 접속하고 있다. 이 제 1변환밸브(54)는 노멀상태에서 분기통로(18)를 닫는 차단위치에 있다. 그리고 파일롯실(54a)에 파일롯압이 인도되면 연통위치로 변환되고, 분기통로(18)를 부하유지 관로(5)에 연통한다.

또 파일롯통로(8)를 제 2변환밸브(55)에 접속하고 있다. 이 제 2변환밸브(55)는 노멀상태에서 파일롯통로(8)를 닫는 차단위치에 있다. 그리고 파일롯실(55a)에 파일롯압이 인도되면 연통위치로 변환되고, 파일롯통로(8)를 부하유지 관로(5)에 연통한다.

이들 제 1, 2변환밸브(54)(55)의 파일롯실(54a)(55a)에는 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)의 파일롯압을 인도되고 있다. 그리고 그 파일롯압이 소정압 이하일 때 제 1변환밸브(54)만이 연통위치로 변환되고, 소정압을 넘을 때 제 2변환밸브(55)도 연통위치로 변환되도록 하고 있다.

이와같은 제 2실시예에서도 유압셔블로 크레인작업을 행하여 목적물을 하강시키는 경우는 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)로 인도되는 파일롯압이 소정압 이하에 있기 때문에 제 1변환밸브(54)만이 연통위치로 변환된다. 따라서 만일 부하유지 관로(5)가 파열했다고 해도 목적물이 급하강하는 것을 방지하고, 이 목적물이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

또한 제 1, 2변환밸브(54)(55)를 따로따로 하는 것으로 각 변환밸브(54)(55)마다 변환타이밍을 조정할 수 있다. 따라서 다른 기기류와의 매칭 등에 맞추어 이들 제 1,2변환밸브(54)(55)의 적절한 변환타이밍을 실현할 수 있게 된다.

또 이 제 2실시에에서는 오리피스(22)의 상류측의 압력을 제 2변환밸브(55)의 파일롯실(55a)측으로 인도하고 있다. 그리고 릴리프밸브(21)가 열려 오리피스(22)의 상류측에 압력이 발생했을 때 제 2변환밸브(55)가 연통위치로 변환하도록 하고 있다.

이와같은 제 2실시에에서도 부하(W)를 고정하고 있을 때 즉 콘트롤밸브(2)가 중립위치에 있을 때에 그 부하(W)측으로부터 외력이 가해졌다고 해도 파일롯체크밸브(7)를 열고, 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)을 오버로드 릴리프밸브(10)측에 연통시킬 수 있기 때문에 그 쇼크를 흡수할 수 있다. 그리고 오버로드 릴리프밸브(10)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이에 접속하지 않아도 되므로 원가절감 및 소형화를 도모할 수 있다.

도 4에 도시하는 제 3실시에에서는 상기 제 2실시예와 비교하면 파일롯체크밸브(7)의 구조를 변경함과 동시에 제 2변환밸브(55)와는 다른 제 2 변환밸브(56)를 마련하고 있다. 또한 제 1변환밸브(54)에 대해서는 제 2실시예에서 설명한 것과 같다.

도 4에 도시하는 파일롯체크밸브(7)의 밸브부재(13)에는 도1, 도 3에서 도시하는 조리개통로(17)를 형성하고 있지 않다. 그리고 이 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)에는 제 2변환수단(56)을 통해 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압을 인도하고 있다.

제 2변환밸브(56)는 노멀상태에서 상기 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)에 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압을 인도하고 있다. 이 상태에서 배압실(14)의 압력이 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 부하압으로 유지되므로 파일롯체크밸브가 통상의 체크기능을 발휘한다. 그리고 파일롯실(56a)로 파일롯압이 인도되면 이 제 2변환밸브(56)는 변환되어 배압실(14)을 탱크에 연통한다. 이 상태에서는 배압실(14)의 작동유가 배출되므로 파일롯체크밸브(7)의 체크기능이 해제되게 된다.

이들 제 1, 2변환밸브(54)(56)의 파일롯실(54a)(56a)에는 제 2실시예와 마찬가지로 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)의 파일롯압을 인도하고 있다. 그리고 그 파일롯압이 소정압 이하일 때 제 1변환밸브(54)만이 연통위치로 변환되고, 소정압을 넘을 때 제 2변환밸브(56)도 연통위치로 변환하도록 하고 있다.

이와같은 제 3실시예에서도 유압셔블로 크레인작업을 행하여 목적물을 하강시킬 경우는 콘트롤밸브(2)의 파일롯실(2b)로 인도되는 파일롯압이 소정압 이하에 있기 때문에 제 1변환밸브만이 연통위치로 변환된다. 따라서 만일 부하유지 관로(5)가 파열했다고 해도 목적물이 급하강하는 것을 방지하고 이 목적물이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

또 이 제 3실시예에서도 오리피스(22)의 상류측의 압력을 제 2변환밸브(56)의 파일롯실(56a)측으로 인도하고 있다. 그리고 릴리프밸브(21)가 열리고, 오리피스(22)의 상류측에 압력이 발생했을 때 제 2변환밸브(56)가 연통위치로 변환하도록 하고 있다.

이와같은 제 3실시예에서도 부하(W)를 고정하고 있을 때 즉 콘트롤밸브(2)가 중립위치에 있을 때 그 부하(W)측으로부터 외력이 가해졌다고 해도 파일롯체크밸브(7)를 열어 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)을 오버로드 릴리프밸브(10)측에 연통시킬 수 있기 때문에 그 쇼크를 흡수할 수 있다. 그리고 오버로드 릴리프밸브(10)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7) 사이에 접속하지 않아도 되므로 원가절감 및 소형화를 도모할 수 있다.

도 5, 도 6에 도시하는 제 4실시예는 상기 제 1실시예(도 1, 2참조)의 파일롯체크(7)에 마련한 조리개통로(17)를 가변조리개통로(57)로 변경한 점과, 제 2변환수단(19)이 제 2연통위치(z)에서 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)과 부하유지통로(5)를 조리개(58)을 통해 연통하도록 한 점과, 파일롯체크밸브(7)의 밸브부재(13)에 노즈부(65)를 마련한 점에 특징을 갖는 것으로 그 외의 구성에 대해서는 상기 제 1실시예와 같다.

도 5에 도시하는 파일롯체크밸브(7)는 그 배압실(14)과 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)을 가변조리개통로(57)를 통해 연통하고 있다. 이 가변조리개통로(57)의 구체적구성은 도 6에 도시하는 바와 같다. 즉 파일롯체크밸브(7)의 밸브부재(13)의 접동면에는 축방향 홈(59)과, 이 축방향 홈(59)에 연통하는 테이퍼홈(60)을 형성하고, 이 테이퍼홈(60)과, 접동공(26)의 상부에 형성한 단부(61)가 어울려 가변조리개(62)을 구성하고 있다. 그리고 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유를 통로(25)에서 축방향 홈(59) 및 가변조리개(62)을 통해 배압실(14)로 인도하도록 하고있다.

상기 가변조리개(62)의 개방각도는 도시하는 것과 같이 밸브부재(13)를 밸브좌(16)로 밀어붙인 상태에서 최소가 되고, 밸브부재(13)가 위쪽으로 밀어올려짐에 따라 커지도록 하고 있다. 즉 파일롯체크밸브(7)의 개방각도에 따라 가변조리개(62)의 개방각도도 커지도록 하고 있다.

이와같이 가변조리개(62)의 개방각도를 파일롯체크밸브(7)의 개방각도에 대응시킨 것은 파일롯체크밸브(7)가 한번에 열리지 않도록 하기 위해서이다. 그 이유는 다음에 설명한다.

파일롯체크밸브(7)는 가변조리개(62)의 전후에 발생하는 차압에 의해 열리는 것이지만 이 차압이라고 하는 것은 가변조리개(62)이 개방각도에 반비례한다.

그 때문에 파일롯체크밸브(7)를 열때 가변조리개(62)의 개방각도가 증가하도록 해 두면 파일롯체크밸브가 열리면 열릴수록 가변조리개(62)의 전후의 차압이 작아져 파일롯체크밸브(7)를 열려는 힘이 약해진다.

따라서 상기한 것과 같이 파일롯체크밸브(7)가 한번에 열리거나 하지 않고 그 개구면적은 완만하게 증가하게 된다. 이와같이 파일롯체크밸브의 개구면적이 완만하게 증가하도록 하면 통로(25)측으로부터 포트(24)측으로 많은 유량이 한번에 흘러들어가거나 하지 않는다.

한편 도 5와 같이 변환밸브(19)는 그 제 2연통위치(z)에 있어서, 부하유지 관로(5)와 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)을 조리개(58)를 통해 연통하도록 하고 있다. 단 이 조리개(58)의 개구면적은 배압실(14)과 부하유지 관로(5)를 연통하는 조리개(20)의 개구면적보다도 작게하고 있다.

왜냐하면 조리개(58)는 가변조리개통로(57) 전후에 소정의 차압을 발생시킬 수 있는 유량만을 흐르게 할 수 있으면 되기 때문이다.

이에 대해 조리개(20)는 그 개방각도가 너무 작으면 실린더장치(3)의 하강속도가 극단히 늦어져 버리므로 어느 정도의 크기를 필요로 하고 있다.

또 상기 조리개(58)는 구체적으로는 도 6과 같이 변환밸브(19)의 스풀(32)의 랜드부(63)에 형성한 노치(64)에 의해 구성하고 있다.

상기 노치(64)는 도시하는 노멀상태로부터 스풀(32)이 도면 오른쪽방향으로 이동하면 포트(33)와 포트(35)를 연통하고, 배압실(14)의 유압을 포트(33)에 연통하는 부하유지 관로(5)로 인도한다.

또한 도 6과 같이 파일롯체크밸브(7)의 밸브부재(13)의 선단에는 내부에 유로(65a)를 갖춘 원통형의 노즈부(65)를 마련하고 있다. 이 노즈부(65)의 기단측에는 상기 유로(65a)에 연통하는 개구면적이 큰 소공(66)을 여러개 형성하고, 노즈부(65)의 선단측에는 상기 유로(65a)에 연통하는 개구면적이 큰 대공(67)을 여러개 형성하고 있다.

이와같이 구멍(66)(67)을 갖춘 노즈부(65)는 도시하는 상태로부터 밸브부재(13)가 밀어올려지면 이 밸브부재(13)와 일체적으로 위쪽으로 이동하여 처음에 소공(66)을 통로(25)측에 개구하고, 다음 대공(67)을 통로(25)측에 개구한다. 즉 밸브부재(13)가 밀어올리는 양이 많은 만큼 포트(24)와 통로(25)의 연통면적이 커지고 포트(24)와 통로(25)를 통과하는 유량도 늘어난다.

그리고 이 밸브부재(13)의 밀어올리는 양이라고 있는 것은 실린더장치(3)를 하강시킬 때 즉 가변조리개통로(57) 전후의 차압으로 파일롯체크밸브(7)가 열릴 때 소공(66)만이 통로(25)에 개구하도록 설정하고, 실린더장치(3)를 상승시킬 때 즉 제 1수압면(11)에 펌프압이 작용했을 때 소공(66) 및 대공(67)이 통로(25)에 개구하도록 하고 있다.

다음 이 제 4실시예의 작용을 설명하지만 파일롯밸브(2)가 중립위치나 상승위치(a)에 있을 때의 작용에 대해서는 상기 제 1실시예와 같기 때문에 여기서는 파일롯밸브(2)를 하강위치(b)로 한 경우의 작용에 대해서만 설명한다.

파일롯밸브(2)의 파일롯실(2b)에 파일롯압을 인도하고, 그것을 하강위치(b)로 변환할 때 파일롯압이 소정의 압력이하이면 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)로 변환된다. 그 때문에 이 변환밸브(19)의 조리개(20)를 통해 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 부하유지 관로(5)가 연통하고, 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 탱크로 배출된다. 단 이 때 변환밸브(19)의 조리개(20)와 콘트롤밸브(2)의 조리개로 압력손실이 발생하므로 탱크로 배출되는 유량이 규제되고, 부하(W)는 천천히 하강한다.

상기의 상태에서 파일롯압이 소정의 압력을 넘으면 변환밸브(19)가 제 2연통위치(z)로 변환되고, 조리개(58)를 통해 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)도 부하유지 관로(5)에 연통한다. 그 때문에 배압실(14)내의 유압이 배출되어 가변조리개통로(57)에 흐름이 생기고 그 전후에 차압이 발생한다.

이와같이 가변조리개통로(57)의 전후에 차압이 생기면 파일롯체크밸브(7)가 열리지만 상기한 것과 같이 가변조리개통로(57)전후의 차압은 파일롯체크밸브(7)가 열리면 열릴 수록 작아지도록 했기 때문에 이 파일롯체크밸브(7)의 개구면적은 완만하게 증가한다.

따라서 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)로부터 대량의 작동유가 파일롯체크밸브(7)를 통해 부하유지 관로(5)측으로 한번에 흘러들어가는 것을 방지할 수 있다. 이와같이 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 한번에 흘러들어가는 것을 방지하면 파일롯체크밸브(7)가 열릴 때 발생하는 쇼크도 없다.

즉 이 제 4실시예에 의하면 파일롯체크밸브(4)가 한번에 열리는 것을 규제할 수 있기때문에 그것이 열릴 때 발생하기 쉬웠던 쇼크를 완화할 수 있다.

또 상기와 같이 실린더장치(3)를 하강시킬 경우, 도 6에 도시하는 파일롯체크밸브(7)의 밸브부재(13)는 노즈부(65)의 소공(66)만을 통로(25)측에 개구하고 있기 때문에 이 상황에서 부하유지 관로(5)가 파열했다고 해도 바닥측 압력실(3a)로부터 배출되는 유량은 소연통공(66)의 개구면적분으로 억제할 수 있다. 이와같이 바닥측 압력실(3a)에서 배출되는 유량을 적게하는 것으로 실린더장치(3)에 배치한 부하(W)가 급격히 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

또한 파일롯밸브(2)를 상승위치(a)로 변환한 경우에는 상기한 것과 같이 대연통공(67)도 통로(25)측에 개구하도록 밸브부재(13)의 밀어올리는 양을 설정하고 있기 때문에 펌프(P)로부터의 유압은 소공(66)의 개구면적과 대공(67)의 개구면적과 합한 만큼의 유량을 바닥측 압력실(3a)로 공급하게 된다.

따라서 실린더장치(3)의 부하(W)를 재빠르게 상승시킬 수 있다.

도 7에 도시한 제 5실시예는 상기 제 4실시예를 상기 제 2실시예(도 3)의 회로에 적용한 것이다. 즉 상기 제 4실시예에서는 한대의 변환밸브(19)로 파일롯체크밸브(7)를 제어하는 구성으로 하고 있지만 이 제 5실시예에서는 파일롯체크밸브(7)를 제 1변환밸브(54)와 제 2변환밸브(55)로 제어하고, 또한 제 2변환밸브(55)를 변환할 때에 배압실(14)과 부하유지 관로(5)를 조리개를 통해 연통하는 구성으로 한 것이다.

또 파일롯체크밸브(7)에는 상기 제 4실시예(도 5)와 마찬가지로 가변조리개통로(57)를 배치하고 있다.

이 제 5실시예에 의하면 제 1변환밸브(54)만을 변환하고 있는 상태로부터 제 2변환밸브(55)도 변환하면 파일롯체크밸브(7)가 천천히 열리는 것과 상기 제 4실시예와 마찬가지이다. 따라서 이 제 5실시예에서도 파일롯체크밸브(7)가 열릴 때 발생하는 쇼크를 방지할 수 있다.

도 8, 도 9에 도시한 제 6실시예는 상기 제 4실시예(도 5, 도 6참조)에 있어 변환밸브(19)의 제 2연통위치(z)의 구성을 바꾼 것으로 그 외의 구성에 대해서는 제 4실시예와 동일하다.

도 8에 도시하는 것과 같이 이 제 6실시예에서는 변환밸브(19)를 제 2연통위치(z)로 변환하면 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)과 부하유지 관로(5)를 조리개(58)를 통해 연통하는 한편 분기통로(18)를 차단하도록 하고 있다.

또 상기 변환밸브(19)의 제 2연통위치(z)는 구체적으로는 도 9에 도시하는 것과 같이 스풀(32)의 랜드부(68)에 형성한 노치(69)를 환상홈(71)측에 연통시키지 않도록 구성하고 있다.

상기 노치(69)는 도시하는 노멀상태로부터 도면 오른쪽방향으로 이동하면 포트(33)와 포트(34)를 연통하지만 다시 스풀(32)이 오른쪽 방향으로 이동하면 랜드부(68)에 의해 포트(33)와 포트(34)와의 연통을 차단한다. 그리고 이와같이 포트(33)와 포트(34)와의 연통이 차단되었을 때에는 도면 왼쪽의 노치(64)를 통해 포트(33)와 포트(35)가 연통하도록 하고 있다.

다음 이 제 6실시예의 작용에 대해 설명하지만 변환밸브(19)가 제 2연통위치(z)로 변환할 때의 작용만이 상기 제 4실시예와 다를 뿐이기 때문에 여기서는 변환밸브(19)를 제 2연통위치(z)로 변환한 경우에 대해서만 설명한다.

변환밸브(19)의 파일롯실(19a)에 소정압을 넘는 파일롯압을 인도하고 변환밸브(19)를 제 2연통위치(z)로 변환하면 조리개(58)를 통해 배압실(14)과 부하유지 관로(5)가 연통하는 한편 분기통로(18)가 차단된다.

조리개(58)를 통해 배압실(14)과 부하유지 관로(5)가 연통하면 가변조리개통로(57)의 전후에 차압이 생기므로 파일롯체크밸브(7)가 열린다.

그 때문에 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유는 파일롯체크밸브(7)를 통해 탱크로 배출되어 부하(W)가 하강한다.

그리고 상기와 같이 부하(W)가 하강할 경우에 변환밸브(19)의 제 2연통위치(z)에서 분기통로(18)를 차단하고 있기 때문에 다음에 설명하는 효과를 얻을 수 있다.

즉 변환밸브(19)를 제 2연통위치(z)로 변환했을 때 만약 제 1연통위치(y)와 같이 조리개(20)를 통해 분기통로(18)가 연통한 상태이면 바닥측 압력실(3a)로부터의 작동유는 분기통로(18)와 파일롯체크밸브(7)를 통해 배출된다.

여기서 조리개(20)의 개방각도라고 하는 것은 상기와 같이 조리개(58)의 개방각도보다도 크기때문에 이 조리개(20)를 작동유가 흐를 때에 생기는 압력손실분이 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)에 배압으로서 작용한다. 그 때문에 배압실(14)내의 압력이 불안정하게 된다.

이 배압실(14)내의 압력이라고 하는 것은 파일롯체크밸브(7)의 개방각도를 정하는 요소의 하나이므로 배압실(14)의 압력이 불안정하면 파일롯체크밸브(7)의 개방각도도 안정되지 않는다. 파일롯체크밸브(7)의 개방각도가 안정되지 않으면 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)로부터 배출되는 유량도 일정하지 않기 때문에 부하(W)의 하강속도가 불안정하게 된다는 문제가 생긴다.

그러나 이 제 6실시예와 같이 변환밸브(19)의 제 2연통위치(z)에서 분기통로(18)를 차단하면 배압실(14)내의 압력이 안정되므로 부하(W)의 하강속도가 변화된다는 문제가 없어진다.

도 10에 도시한 제 7실시예는 상기 제 6실시예를 상기 제 2실시예(도 3)에 적용한 것이다. 즉 제 1변환밸브(70)에 실린더장치의 바닥측 압력실(3a)과 부하유지 관로(5)와의 연통을 차단하는 노멀위치(n)와, 바닥측 압력실(3a)과 부하유지 관로(5)를 조리개(20)를 통해 연통하는 제 1변환위치(f)와, 이 연통을 차단하는 제 2변환위치(g)를 갖추고 있다.

그리고 제 1변환밸브(70)의 파일롯실(70a)에 소정압 이하의 파일롯압을 인도하면 이 제 1변환밸브(70)가 제 1변환위치(f)로 변환하고, 파일롯압이 소정압을 넘으면 제 2변환위치(g)로 변환된다.

또한 파일롯체크밸브(7)에는 가변조리개통로(57)를 마련하고, 또 제 2변환밸브(55)는 그 변환위치에서 조리개(58)를 형성하도록 하고 있다.

이 제 7실시예에 의하면 제 2변환밸브(55)가 변환상태가 되고, 조리개(58)를 통해 파일롯체크밸브(17)의 배압실(14)과 부하유지 관로(5)를 연통시킬 때에 제 1변환밸브(70)가 제 2변환위치(g)가 되어 분류통로(18)를 차단한다.

이와같이 분기통로(18)를 차단하면 파일롯체크밸브(7)를 열어 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유를 배출할 때에 파일롯체크밸브(7)의 배압실(14)의 압력이 불안정해 지지 않는다.

따라서 이 제 7실시예에서도 상기 제 6실시예와 마찬가지로 부하(W)의 하강속도가 변화되거나 하지 않는다.

또한 상기 제 4∼7실시예에서도 상기 제 1,2실시예와 마찬가지로 변환밸브(19)가 제 1연통위치(y)에 있을 때 만일 부하유지 관로(5)가 파열된다고 해도 그 파열부분보다도 상류측에 조리개(20)가 있기 때문에 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)의 작동유가 부하유지 관로(5)의 파열부분으로부터 한번에 배출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 목적물이 급하강하는 것을 방지하고 이 목적물이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

또 유지하고 있는 부하(W)에 외력이 가해졌다고 해도 파일롯체크밸브(7) 및 오버로드 릴리프밸브(10)의 기능에 의해 회로내에 발생하는 쇼크를 흡수할 수 있다.

또한 오버로드 릴리프밸브(10)를 실린더장치(3)의 바닥측 압력실(3a)과 파일롯체크밸브(7)와의 사이에 접속하지 않아도 되므로 장치의 원가절감 및 소형화를 도모할 수 있다.

제 1발명에 의하면 콘트롤밸브를 하강위치로 변환하면 제 1,2변환수단을 변환할 수 있다.

여기서 콘트롤밸브를 하강위치로 변환하기 위한 파일롯압이 소정압 이하이면 제 1변환수단만이 변환된다. 그리고 제 2변환수단이 노멀상태에 있고, 제 1변환수단만이 변환되면 파일롯체크밸브에 의해 실린더장치의 압력실로부터의 흐름을 저지함과 동시에 실린더장치의 압력실의 작동유를 분기통로로부터 조리개를 통해 배출할 수 있다.

이 상태에서는 만일 콘트롤밸브와 파일롯체크밸브 사이의 부하유지 관로가 파열했다고 해도 그 파열부분보다도 상류측에 조리개가 있기 때문에 실린더장치의 압력실의 작동유가 부하유지 관로의 파열부분으로부터 한번에 배출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 부하가 급하강하는 것을 방지할 수 있다.

제 2의 발명에 의하면 파일롯체크밸브의 개구면적이 완만하게 증가하므로 그것이 열릴 때에 발생하는 쇼크를 방지할 수 있다.

제 3의 발명에 의하면 파일롯체크밸브가 열렸을 때에 분류통로를 차단하는 구성으로 했기 때문에 이 파일롯체크밸브의 배압실내의 압력이 분류통로측의 압력변화의 영향으로 변화되거나 하지 않는다.

따라서 파일롯체크밸브의 개방각도를 안정적으로 제어할 수 있어 부하의 하강속도가 변해버리는 문제를 방지할 수 있다.

제 4의 발명에 의하면 부하를 유지하고 있을 때 즉 콘트롤밸브가 중립위치에 있을 때 그 부하측으로부터 외력이 가해졌다고 해도 파일롯체크밸브를 열어 실린더장치의 압력실을 오버로드 릴리프밸브측에 연통시킬 수 있다. 따라서 이 오버로드 릴리프밸브를 탱크가 설치되는 작업기기 본체부근에 설치할 수 있고 오버로드 릴리프밸브를 탱크에 접속하기 위한 배관도 그만큼 짧아도 되기 때문에 원가절감 및 소형화를 도모할 수 있게 된다.

제 5의 발명에 의하면 제 2변환수단이 변환되었을 때 콘트롤밸브를 접속하는 포트와, 실린더장치의 압력실에 연통하는 포트가 개구면적이 작은 소공을 통해 연통하는 구성으로 했기 때문에 이 상태에 있어서 만일 콘트롤밸브와 파일롯체크밸브 사이의 부하유지 관로가 파열되었어도 실린더장치의 압력실로부터 배출되는 작동유가 소공에 의해 규제된다.

따라서 부하유지 관로의 파열부분으로부터 한번에 작동유가 배출되는 것을 방지할 수 있어 부하가 급하강하는 경우도 없다.

Claims (5)

1. 펌프와, 실린더장치와, 부하압이 발생하는 실린더장치의 압력실과, 중립위치에 있을 때 실린더장치를 펌프로부터 차단하는 한편 상승위치로 변환될 때 실린더장치의 압력실로 펌프의 토출유를 인도하여 부하를 상승시키고 또 하강위치로 변환될 때 실린더장치의 압력실의 작동유를 배출하여 부하를 하강시키는 콘트롤밸브와, 콘트로밸브를 상승위치 또는 하강위치로 변환하기 위한 파일롯압을 제어하는 파일롯압 제어수단과, 실린더장치의 압력실과 콘트롤밸브 사이에 마련한 파일롯체크밸브와, 실린더장치의 압력실의 부하압이 인도되는 파일롯체크밸브의 배압실을 갖추고, 파일롯체크밸브의 배압실의 압력이 실린더장치의 압력실의 부하압으로 될 때 이 파일롯체크밸브에 의해 실린더장치의 압력실로부터의 흐름을 저지하여 파일롯체크밸브의 배압실의 작동유를 배출했을 때 이 파일롯체크밸브가 열려 실린더장치의 압력실측으로부터의 흐름을 허용하는 구성으로 한 유압제어장치에 있어서, 실린더장치의 압력실을 콘트롤밸브와 파일롯체크밸브 사이의 부하유지 관로에 접속하는 분기통로와, 노멀상태에서 분기통로를 차단하고 변환된 상태에서 조리개를 통해 파일롯체크밸브의 압력실과 부하유지 관로를 연통하는 제 1변환수단과, 노멀상태에서 파일롯체크밸브의 배압실의 압력을 실린더장치의 압력실의 부하압으로 유지하고, 변환된 상태에서 배압실의 작동유를 배출하는 제 2변환수단을 갖추며, 이들 제 1, 2변환수단은 콘트롤밸브를 하강위치로 변환하기 위한 파일롯압에 의해 변환되는 구성으로 하고 또한 그 파일롯압이 소정압 이하이면 제 1변환수단만이 변환되고, 이 파일롯압이 소정압을 넘으면 제 1변환수단뿐만 아니라 제 2변환수단도 변환되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 유압제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   파일롯체크밸브의 배압실과, 실린더장치의 압력실을 연통하는 유로에는 파일롯체크밸브의 밸브부재의 밀어올리는 양에 따라 그 개방각도를 가변으로 한 가변조리개를 마련한 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   제 1변환수단은 실린더장치의 압력실과 부하유지 관로와의 연통을 차단하는 노멀위치와, 실린더장치의 압력실과 부하유지 관로를 조리개를 통해 연통하는 제 1변환위치와, 실린더장치의 압력실과 부하유지 관로와의 연통을 차단하는 제 2변환위치를 갖추고, 파일롯압이 소정압 이하이면 제 1변환수단이 제 1변환위치로 변환되고, 파일롯압이 소정압을 넘으면 제 1변환수단이 제 2변환위치로 변환되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 유량제어장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   콘트롤밸브와 파일롯체크밸브 사이의 부하유지 관로에 접속하는 오버로드 릴리프밸브와, 실린더장치의 압력실과 파일롯체크밸브 사이에 접속하는 릴리프밸브와, 이 릴리프밸브의 하류측에 배치한 오리피스를 갖추고, 릴리프밸브가 열릴 때 오리피스의 상류측에 발생하는 압력에 의해 제 2변환수단이 변환되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 유압제어장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   바디에 형성한 접동공에 밸브부재를 짜 넣어 파일롯체크밸브를 구성하는 한편 콘트롤밸브를 접속하는 포트에 밸브부재의 선단을 임하게 함과 동시에 이 밸브부재의 선단에는 내부에 유로를 갖춘 노즈부를 마련하며 또한 이 노즈부의 기단측에 내부유로에 연통하는 개구면적이 작은 소공을 형성하고, 제 2변환수단이 변환되었을 때 콘트롤밸브를 접속하는 포트와, 실린더장치의 압력실에 연통하는 포트가 상기의 소공을 통해 연통하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 유량제어장치.