KR20000066173A - 중장비용 유압제어밸브장치 - Google Patents

Abstract

굴삭기 등의 작업장치를 구동시키는 유압실린더의 부하를 보호,유지하도록 장착되는 로크밸브를 이용한 중장비용 유압제어밸브장치에 관한 것이다.

본 발명은, 유압펌프와, 상기 유압펌프의 토출유로에 설치되어 신축구동하는 유압실린더와, 상기 유압펌프와 상기 유압실린더사이의 유로에 설치되며, 소정의 파일럿신호압 인가시 절환접속되어 작동유의 흐름을 제어하여 상기 유압실린더를 신장, 정지 및 수축구동시키는 방향제어밸브와, 자체의 일단이 상기 방향제어밸브에 접속되며 타단이 상기 유압실린더의 라지챔버에 접속되는 유로에 설치되어 상기 유로를 개폐하는 록포펫과, 상기 방향제어밸브에 인가되는 파일럿신호압보다 상대적으로 낮은 압력의 파일럿신호압 인가시 절환접속되며, 절환시 통과되는 유량을 상기 록포펫의 시이트부입구측에 공급시키는 보조스플을 구비한다.

이로 인해, 유압실린더의 부하를 보호,유지하도록 장착되는 로크밸브가 작동 불량인 경우 유압실린더의 구동되는 것을 방지하여 안전성을 증대시키며, 유압실린더의 수축구동시 로크밸브에 의해 부하가 순간적으로 떨어지는 것을 방지하여 유압실린더가 원활하게 구동될 수 있게된다. 메인스플과 보조스플의 구조에 의해 누유되는 것을 최소화하며, 오리피스통로 및 노치가공이 불필요하게되는 스플타입을 사용하여 피스톤일체형보다 순간적인 쇼크량을 방지하며 유압실린더의 원활한 작동을 확보할 수 있도록 한 이점을 갖는다.

Description

중장비용 유압제어밸브장치{hydraulic control valve apparatus for heavy equipment}

본 발명은 중장비용 유압제어밸브장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기 등의 작업장치를 구동시키는 유압실린더의 부하를 보호,유지하도록 장착되는 로크밸브(lock valve)를 이용한 중장비용 유압제어밸브장치에 관한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 중장비용 유압제어밸브장치는, 유압펌프(1)와, 유압펌프(1)의 토출유로에 설치되어 신축구동하는 유압실린더(4)와, 유압펌프(1)와 유압실린더(4)사이의 유로에 설치되어 파일럿신호압 인가시 절환접속되어 작동유의 흐름을 제어하는 방향제어밸브(2)와, 파일럿신호압(Pp)을 토출하는 파일럿펌프(35)와, 파일럿펌프(35)의 토출유로에 설치되어 사용자에 의한 조작시 방향제어밸브(2)를 절환시키는 파일럿신호압을 제어하는 RCV(3)와, 자체의 일단이 유압실린더(4)의 라지챔버(42)에 접속되며 타단이 방향제어밸브(2)에 접속되는 유로에 설치되어 유압실린더(4)에 발생되는 부하를 보호,유지하게되는 로직밸브(5) 및 선택밸브(6)를 구비하여 구성된다.

위와 같이 구성되는 종래의 유압제어밸브장치는, 전술한 선택밸브(6)를 포펫(63)(poppet)을 적용시켜 밸런스 피스톤일체형 타입으로 형성하였다. 이는 시이트부(68)의 마모로 인한 포펫(63)의 수압단면적의 증가를 초래하여 쉽게 개방되며, 마모시 이들을 교체시킴에 따라 일체형으로 형성할때의 원가절감 효과가 반감되는 문제점이 발생된다.

또한, 선택밸브(6)의 밸브스프링(64)의 탄성력을 상대적으로 증가시키면 전술한 RCV(3)로 부터 토출되어 포트(65)를 통하여 인가되는 소정의 파일럿신호압에 의해 선택밸브(6)를 절환시킬 수 없게되며, 이로 인해 방향절환밸브(2)를 절환접속 시키는 파일럿압력에 대해 선택밸브(6)를 절환시키는 파일럿압력을 작게 설정하는 것에 반하게되는 문제점을 갖게된다. 이를 감안하여 선택밸브(6)의 파일럿신호압 공급라인(66)에 별도의 보조변환밸브(미도시됨)를 설치하여 선택밸브(6)에 인가되는 파일럿압력이 RCV(3)의 초기설정된 압력으로 공급되도록 하는 경우, 부품수 증가로 원가비용이 상승되는 문제점을 갖게된다.

그리고, 전술한 선택밸브(6)에 포트(65)를 통하여 인가되는 파일럿신호압과 유압실린더(4)의 부하통로(61)와의 압력간섭을 차단하기 위하여 시일(69)를 사용하였다. 이는 시일(69)의 저항에 따른 선택밸브(6)에 인가되는 파일럿신호압의 상승을 초래하며, 시일(69)의 손상시 유압실린더(4)의 부하통로(61)에서의 고압이 전달되어 RCV(3)의 초기설정된 압력이 선택밸브(6)에 인가되는 경우 선택밸브(6)를 절환시키지 못하게되는 문제점을 갖게된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유압실린더의 부하를 보호,유지하도록 장착되는 로크밸브가 작동불량인 경우 유압실린더의 구동되는 것을 방지하여 안전성을 증대시킬 수 있도록 한 중장비용 유압제어밸브장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 유압실린더의 수축구동시 부하가 순간적으로 떨어지는 것을 로크밸브에 의해 방지하여 유압실린더가 원활하게 작동될 수 있도록 한 중장비용 유압제어밸브장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 메인스플과 보조스플의 구조에 의해 누유되는 것을 최소화하며, 오리피스통로 및 노치가공이 불필요하게되는 스플타입을 사용하여 피스톤일체형보다 상대적으로 순간적인 쇼크량을 방지하며, 유압실린더의 원활한 작동을 확보할 수 있도록 한 중장비용 유압제어밸브장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 중장비용 유압제어밸브장치의 유압회로도,

도 2는 도 1의 요부발췌단면도,

도 3은 본 발명에 의한 중장비용 유압제어밸브장치의 유압회로도,

도 4는 도 3의 요부발췌단면도 이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1,4,7,14,16; 통로

2; 록포펫(lock poppet)

3,6; 밸브스프링

5; 보조스플

8; 유입통로

9; 유압실린더

10; 방향제어밸브

11; 유압펌프

12; 록밸브본체

15; 백 챔버(back chamber)

17; 메인밸브블록

전술한 본 발명의 목적은, 유압펌프와, 상기 유압펌프의 토출유로에 설치되어 신축구동하는 유압실린더와, 상기 유압펌프와 상기 유압실린더사이의 유로에 설치되며, 소정의 파일럿신호압 인가시 절환접속되어 작동유의 흐름을 제어하여 상기 유압실린더를 신장, 정지 및 수축구동시키는 방향제어밸브와, 자체의 일단이 상기 방향제어밸브에 접속되며 타단이 상기 유압실린더의 라지챔버에 접속되는 유로에 설치되어 상기 유로를 개폐하는 록포펫과, 상기 방향제어밸브에 인가되는 파일럿신호압보다 상대적으로 낮은 압력의 파일럿신호압 인가시 절환접속되며, 절환시 통과되는 유량을 상기 록포펫의 시이트부입구측에 공급시키는 보조스플을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 중장비용 유압제어밸브장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 보조스플은 상기 파일럿신호압에 비례하는 조작성을 확보하여 상기 보조스플이 원활하게 구동되도록 외주연에 홈이 형성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 유압실린더의 초기 수축구동시 상기 유압실린더를 미세구동시킬 수 있도록, 상기 보조스플의 절환시 상기 유압실린더의 라지챔버로 부터 토출되는 작동유를 상기 록포펫의 시이트부의 입구측에 공급시키는 과정에서 발생되는 압력손실으로 인해 상기 라지챔버의 공급측유로의 작동유압력과의 압력차에 상응하는만큼 상기 록포펫을 이동시키도록 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 설명하며, 이는 본원 기술내용의 이해를 돕기 위하여 동업종분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지 이로 인해 본원의 기술내용이 한정되는 것은 아니다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 중장비용 유압제어밸브장치는, 유압펌프(11)와, 유압펌프(11)의 토출유로에 설치되어 신축구동하는 유압실린더(9)와, 유압펌프(11)와 유압실린더(9)사이의 유로에 설치되며 소정의 파일럿신호압 인가시 절환접속되어 작동유의 흐름을 제어하여 유압실린더(9)를 신장, 정지 및 수축구동시키는 방향제어밸브(10)와, 자체의 일단이 방향제어밸브(10)에 접속되며 타단이 유압실린더(9)의 라지챔버(9a)에 접속되는 유로(8)에 설치되어 유로(8)를 개폐하는 록포펫(2)(lock poppet)과, 방향제어밸브(10)에 인가되는 파일럿신호압보다 상대적으로 낮은 압력의 파일럿신호압 인가시 절환접속되며, 절환시 통과되는 유량을 유로(7)를 통하여 록포펫(2)의 시이트부입구측에 공급시키는 보조스플(5)을 구비하여 구성된다.

이때, 전술한 보조스플(5)은 파일럿신호압(Pa)에 비례하는 조작성을 확보하여 보조스플(5)이 원활하게 구동되도록 외주연에 홈(5a)이 형성된다.

이때, 유압실린더(9)의 초기 수축구동시 유압실린더(9)를 미세구동시킬 수 있도록, 보조스플(5)의 절환시 유압실린더(9)의 라지챔버(9a)로 부터 토출되는 작동유를 록포펫(2)의 시이트부의 입구측에 공급시키는 과정에서 발생되는 압력손실으로 인해 라지챔버(9a)의 공급측유로(8)의 작동유압력과의 압력차에 상응하는만큼 록프펫(2)을 이동시키도록 형성된다.

위와 같이 구성되는 본 발명에 의한 유압제어밸브장치의 작동을 설명하면 아래와 같다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유압실린더(9)의 수축구동 또는 정지시를 설명하면 다음과 같다.

사용자의 조작으로 인해 미도시된 RCV로 부터의 파일럿신호압(Pa)을 전술한 방향제어밸브(10) 및 록밸브본체(12)에 동시에 인가시키되, 이때, 록밸브본체(12)의 보조스플(5)에 인가되는 파일럿압력이 방향제어밸브(10)에 인가되는 파일럿압력 보다 상대적으로 낮도록 보조스플(5)의 밸브스프링(6)의 탄성력을 설정하게 된다.

그 이유는, 파일럿신호압(Pa)의 인가로 인해 방향제어밸브(10)가 보조스플(5)보다 먼저 절환되는 경우, 유압실린더(9)의 라지챔버(9a)로 부터의 귀환유가 위치절환된 방향제어밸브(10)를 경유하여 곧바로 탱크(13)로 귀환된다. 이로 인해, 유압실린더(9)의 초기작동(수축구동)시 이로 부터 토출되는 작동유가 아무런 제어없이 탱크(13)로 귀환되므로, 유압실린더(9)가 급격하게 수축되어 작동이 불안정하게 되는 문제점을 갖게된다.

따라서, 록밸브본체(12)의 보조스플(5)에 인가되는 파일럿압력(Pa)을 방향제어밸브(10)에 비해 상대적으로 낮게 설정하는 경우, 파일럿신호압(Pa)의 공급으로 인해 보조스플(5)을 도 4의 도면상, 우측방향으로 절환시키면, 유압실린더(9)의 라지챔버(9a)로 부터 유입통로(8)를 통하여 귀환되는 작동유는 록포펫(2)의 통로(14)를 경유하여 록밸브본체(12)의 백챔버(15)에 유입된 다음, 통로(4) 및 위치절환된 보조스플(5)을 경유하여 통로(16,7)를 경유하여 방향제어밸브(10)의 통로(1)에 공급된다.

이때, 유압실린더(9)의 유입통로(8)의 작동유 압력에 비해 통로(14,4,16,7)를 경유하면서 압력손실이 발생되므로 압력이 상대적으로 떨어진다. 이로 인해, 백챔버(15)내의 밸브스프링(3)의 탄성력을 이기고 압력차에 상응하는 만큼 록포펫(2)을 도 4의 도면상, 상측방향으로 들어올리게 된다. 유압실린더(9)의 유입통로(8)의 작동유는 통로(1)와 연통되어 체적변화에 상응하는 만큼의 미소유량으로 유압실린더(9)를 미세하게 구동시킬 수 있게된다. 파일럿압력(Pa)이 소정압력에 이르면 방향제어밸브(10)를 절환시켜 유압실린더(9)의 유입통로(8)의 부하압력을 탱로(13)로 드레인시켜 유압실린더(9)를 이의 자중으로 떨어지면서 수축되도록 한다.

한편, 파일럿압력(Pa)을 가하지 않고 정지시키는 경우, 보조스플(5) 및 방향제어밸브(10)가 초기위치로 복귀되면서 유입통로(8)와 탱크(l3)의 연통되는 것이 차단되기 때문에 유입통로(8)의 작동유는 통로(14)를 경유하여 백챔버(15)에 공급된다. 이때, 록포펫(2)의 시이트부 단면적에 비해 백챔버(15)의 단면적이 크기 때문에 동일한 압력하에서 백챔버(15)의 큰 하중이 작용하여 록포펫(2)은 록밸브본체(!2)에 접촉되어 작동유의 이동이 없게되므로 유압실린더(9)는 구동되지않아, 유압실린더(9)에 작용하는 부하를 그상태로 보호,유지시킬 수 있어 유압실린더(9)의 수축구동되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 유압실린더(9)의 신장구동되는 것을 설명하면 아래와 같다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 방향제어밸브(10)에 미도시된 RCV로 부터의 파일럿신호압(Pb)이 인가되는 경우 방향제어밸브(10)를 도 3의 도면상, 좌측방향으로 절환시킨다. 이로 인해, 유압펌프(11)로 부터 토출되는 고압의 작동유는 위치절환된 방향제어밸브(10)를 통과하여 통로(1)에 유입된다.

이때, 록밸브본체(12)의 백챔버(15)(back chamber)는 통로(14)를 경유하여 저압인 유압실린더(9)의 유입통로(8)와 연통되며, 록밸브븐체(12)의 록포펫(2)은 밸브스프링(3)의 탄성력을 이기고 도 4의 도면상, 상방향으로 이동하게되므로, 통로(1)의 작동유는 유입통로(8)를 따라 유압실린더(9)의 라지챔버에 유입되어 유압실린더(9)를 신장구동시키게 된다.

이상에서와 같이, 바람직한 실시예에 의하면, 유압실린더의 부하를 보호,유지하도록 장착되는 로크밸브가 작동불량인 경우 방향제어밸브가 절환되지않는 한 유압실린더의 부하압을 그대로 유지할 수 있어 유압실린더의 구동되는 것을 방지하여 안전성을 증대시키며, 유압실린더의 수축구동시 로크밸브에 의해 부하가 순간적으로 떨어지는 것을 방지하여 유압실린더가 원활하게 구동될 수 있게된다.

또한, 메인스플과 보조스플의 정확한 스트로크확보와 틈새관리의 구조에 의해 누유되는 것을 최소화하며, 오리피스통로 및 노치가공이 불필요하게되는 스플타입을 사용하여 피스톤일체형보다 순간적인 쇼크량을 방지하며, 파일럿압력에 비례하는 정확한 조작성을 확보할 수 있어 유압실린더의 원활한 작동을 증대시킬 수 있도록 한 이점을 갖는다.

Claims (3)

1. 유압펌프;

   상기 유압펌프의 토출유로에 설치되어 신축구동하는 유압실린더;

   상기 유압펌프와 상기 유압실린더사이의 유로에 설치되며, 소정의 파일럿신호압 인가시 절환접속되어 작동유의 흐름을 제어하여 상기 유압실린더를 신장, 정지 및 수축구동시키는 방향제어밸브;

   자체의 일단이 상기 방향제어밸브에 접속되며 타단이 상기 유압실린더의 라지챔버에 접속되는 유로에 설치되어 상기 유로를 개폐하는 록포펫; 및

   상기 방향제어밸브에 인가되는 파일럿신호압보다 상대적으로 낮은 압력의 파일럿신호압 인가시 절환접속되며, 절환시 통과되는 유량을 상기 록포펫의 시이트부 입구측에 공급시키는 보조스플을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 중장비용 유압제어밸브장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조스플은 상기 파일럿신호압에 비례하는 조작성을 확보하여 상기 보조스플이 원활하게 구동되도록 외주연에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 중장비용 유압제어밸브장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유압실린더의 초기 수축구동시 상기 유압실린더를 미세구동시킬 수 있도록, 상기 보조스플의 절환시 상기 유압실린더의 라지챔버로부터 토출되는 작동유를 상기 록포펫의 시이트부의 입구측에 공급시키는 과정에서 발생되는 압력손실으로 인해 상기 라지챔버의 공급측유로의 작동유압력과의 압력차에 상응하는만큼 상기 록포펫을 이동시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 중장비용 유압제어밸브장치.