KR20020030748A - 언로드 밸브 - Google Patents

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KR20020030748A
KR20020030748A KR1020017015950A KR20017015950A KR20020030748A KR 20020030748 A KR20020030748 A KR 20020030748A KR 1020017015950 A KR1020017015950 A KR 1020017015950A KR 20017015950 A KR20017015950 A KR 20017015950A KR 20020030748 A KR20020030748 A KR 20020030748A
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pressure
spool
pressure chamber
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oil
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KR1020017015950A
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도가사키미쓰히사
니시무라요시즈미
노자와유사쿠
다카하시긴야
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세구치 류이치
히다치 겡키 가부시키 가이샤
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
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    • E02F9/2267—Valves or distributors
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Abstract

스풀 보어(32)에 칼라부(39)를 형성한 스풀(33)이 삽입되고, 제2 압력실(35) 내에서 스풀(33)에는 항상 칼라부(39)를 통해 스프링(52)에 의한 가압력이 부가되어 있다. 스풀 보어(32) 내주면의 접착면(51) 근방 위치에 오일 홈(60)이 형성되어 있고, 이 오일 홈(60)은 밸브 본체(31)에 형성된 유로(61)를 통해 제2 압력실(35)과 동일 압력(P2)의 압유가 인도되고 있다. 칼라부(39)와 접촉면(51)의 밀착 시에 오일 홈(60)으로부터 이들 사이에 압유가 침입함으로써, 칼라부(39)의 강도를 저하시키지 않고 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지하여, 안정된 스풀(33)의 개폐 특성이 얻어진다.

Description

언로드 밸브 {UNLOADING VALVE}
종래부터 건설 기계 등의 유압 회로에는 여러 가지의 유압 제어 밸브가 사용되며, 그 하나로 언로드 밸브가 있다. 언로드 밸브는 유압 배관의 압력이 기준 압력보다도 설정값 이상 높아지면 그 압력을 탱크로 해방하여, 당해 압력이 기준압에 대하여 일정 이상 높아지지 않도록 하는 것이다.
도 5에 언로드 밸브의 일례를 나타낸다. 도 5에서, 언로드 밸브는 스풀 보어(3)를 형성한 밸브 본체(2)를 가지며, 스풀 보어(3)의 양단에는 제1 압력실(4)과 제2 압력실(5)이 형성되고, 그 중간에 탱크 포트(6)가 형성되어 있다. 스풀 보어(3)에는 스풀(1)이 슬라이드 가능하게 삽입되어 있고, 제1 압력실(4)에는 압력을 제어해야 할 압유가 인도되고, 제2 압력실(5)에는 제어의 기준이 되는 압력의 압유가 인도된다. 또, 스풀(1)의 제2 압력실(5)측 단부(端部)에는 밸브 본체(2)에 형성된 접촉면(8)에 접촉함으로써 스풀(1)의 슬라이드를 규제하여 중립 시의 위치 결정을하며, 또한 스풀(1)의 이탈을 방지하는 스토퍼로서의 칼라부(7)가 형성되어 있다. 이 칼라부(7)는 스프링받이의 기능을 가지며, 제2 압력실(5) 내에 설치된 스프링(10)을 지지하고 있다.
또, 스풀(1)의 제1 압력실(4)측 단부 부근에는, 세로 구멍(1a)을 통해 제1 압력실(4)로 직통하는 가로 구멍(1b)이 형성되어 있다.
이상의 구성에서, 제1 압력실(4)로 인도되는 압유의 압력을 P1, 제2 압력실(5)로 인도되는 압유의 압력을 P2, 스프링(10)의 가압력을 Fk로 하면, 언로드 밸브의 스풀(1)은 하기의 유압 밸런즈식을 만족시키도록 동작한다.
P1 ·A = P2 ·A + Fk (1)
여기에서, A는 도 6에 나타내는 것과 같이, 스풀(1)의 제1 압력실(4)측 및 제2 압력실(5)측 수압부(受壓部)의 유효 수압 면적이다. 즉, 제2 압력실(5)측에서는, 칼라부(7)의 환형(環形) 부분의 수압 면적 dA는 칼라부(7)의 반대측(접촉면(8)측)과 동일 면적을 가지고 있으므로 양자가 서로 상쇄되어, 환형 부분의 수압 면적 dA는 스풀(1)의 동작에는 관여하지 않는다.
그리고, 상기 (1)식에서, 압력 P1이 상승하여, 압력 P1과 압력 P2의 차압이 스프링력 Fk의 유압 환산값(설정 압력) 이상으로 되면 상기 (1)식이 유압 밸런스가 무너져, 스풀(1)은 도시(圖示) 좌측으로 이동하고 제1 압력실(4) 내의 압유는 세로 구멍(1a)을 통해 탱크 포트(6)로 해방되어, 즉 언로드 밸브가 개방되어 압력 P1이 저하된다. 이에 따라, 압력 P1은 압력 P2보다 스프링(10)의 설정 압력만큼 높아지도록 제어된다.
또, 미국 특허 제5,305,789호 명세서의 도 8에는, 칼라부의 외경을 아주 작게한 언로드 밸브가 개시되어 있다.
본 발명은 건설 기계 등의 유압 회로에 사용되는 언로드 밸브에 관한 것이며, 특히 스풀에 스풀의 슬라이드를 규제하여, 중립 시의 위치 결정을 하는 칼라부를 형성한 언로드 밸브에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 언로드 밸브의 축방향 종단면도 및 예로서 LS 제어 유압 회로에 적용한 경우의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 언로드 밸브의 축 방향 종단면도 중 스풀 보어 주변을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 언로드 밸브의 축방향 종단면 중 칼라부 및 접촉면의 주변을 나타내는 도면이다.
도 4 (A)는 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 언로드 밸브의 축방향 종단면 중 칼라부 및 접촉면의 주변을 나타내는 도면이며, 도 4 (B)는 도 4 (A) 중의 IV-IV선을 화살표 방향으로 본 도면이다.
도 5는 언로드 밸브의 축방향 종단면도이다.
도 6은 스풀 본체의 단면적 A와 그 외주 부분에 접촉하는 환형(環形) 부분 면적 dA를 설명하는 도면이다.
도 7은 칼라부의 외경을 작게 형성한 경우의 언로드 밸브의 축방향 종단면 중 칼라부 및 접촉면의 주변을 나타내는 도면이다.
그러나, 상기 종래 기술에는 다음과 같은 문제가 있다.
언로드 밸브의 스풀(1)에는 상기와 같이 칼라부(7)가 형성되어 있다. 이 칼라부(7)와, 이것과 접촉하는 언로드 밸브 본체(2)의 접촉면(8)은 중립 시에 정확한 위치 결정을 할 필요 때문에, 모두 높은 평활도로 마무리되어 있다. 그러나, 칼라부(7)와 접촉면(8)은 그 높은 평활도가 원인이 되어 밀착되기 쉽게 되어 있고, 또한 제2 압력실(5)의 고압 압유가 있으면 칼라부(7)와 접촉면(8) 사이로 극소량의 압유가 흘러 들어가, 칼라부(7)와 접촉면(8)과의 밀착 정도가 조장된다. 이와 같이 칼라부(7)와 접촉면(8)이 밀착되면, 칼라부(7)의 양면 중, 접촉면(8)측에 압력 P2가 작용하지 않게 되어, 칼라부(7) 환형 부분의 수압 면적 dA가 유효하게 되어, 스풀(1)의 제2 압력실(5)측 수압 면적은 A에서 A + dA로 증대된다.
따라서, 스풀(1)의 유압 밸런스식은 다음 식과 같이 된다.
P1 ·A = P2 ·(A + dA) + Fk (2)
즉, (1) 식과 (2) 식을 비교하면, 칼라부(7)가 접촉면(8)에 밀착된 결과, 스풀(1)이 도시 좌측으로 이동을 개시하여 언로드 밸브가 개방되는 크래킹 압력은 P2 ·dA/A만큼 높은 압력이 되며, 그 결과 언로드 밸브의 적정한 동작이 저해된다.
미국 특허 제5,305, 789호 명세서의 도 8에 나타나는 언로드 밸브는 칼라부(7)의 외경을 아주 작게 하고 있으며, 도 7에는 이 생각에 따라 도 5 및 도 6의 언로드 밸브의 칼라부(7) 외경을 작게 한 것을 나타낸다. 도 7 중, (7A)가 외경을 작게 한 칼라부이며, 이와 같이 칼라부(7A)의 외경을 작게 하면, 칼라부(7A)가 접촉면(8)에 밀착되었을 때의 제2 압력실(5)측 수압 면적의 증대도 dA로부터 dA'로 감소되고, 크래킹 압력의 상승도 저하된다. 그러나, 칼라부(7A)의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 완전히 방지할 수는 없다. 또, 이와 같이 칼라부(7A)의 외경을 작게 하면, 칼라부(7A)의 강도가 저하된다고 하는 문제가 있다.
예를 들면, 유압 펌프의 로드 센싱 제어(이하, LS 제어라고 함)의 유압 회로에서 사용되는 언로드 밸브에서는, 유압 펌프의 토출압이 압력 P1로 되고, 액추에이터의 부하압(최고 부하압)이 압력 P2로 되어, 펌프와 출압(出壓)과 부하압의 차압이 설정값으로 유지되도록 기능한다. 이 경우, 액추에이터의 기동 시 등에는, 제2 압력실(5)에 순간적으로, 예를 들면, 300MPa라고 하는 고압의 부하압이 작용하는 일이 있어, 스풀(1)의 칼라부(7A)는 300MPa의 고압으로 접착면(8)에 충돌하여 큰 충격력을 받는다. 이 때문에, 칼라부(7A)의 외경을 작게 하면, 칼라부(7A)의 강도가 저하되어, 그 충격력에 견디지 못하게 되어 칼라부(7A)가 파손될 우려가 있다.
본 발명의 목적은 칼라부의 강도를 저하시키지 않고 칼라부와 그 접촉면과의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있는 언로드 밸브를 제공하는 것에 있다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제1 압력실, 제2 압력실, 스풀 보어를 가지는 밸브 본체와, 일단이 상기 제1 압력실에 위치하고 타단이 상기 제2 압력실에 위치하도록 상기 스풀 보어에 삽입된 스풀 본체를 가지는 스풀과, 상기스풀의 상기 제2 압력실측 단부(端部)에 형성되고, 상기 밸브 본체측에 형성된 접촉면에 접촉하여 상기 스풀 본체 중립 시의 위치 결정을 하는 칼라부와, 상기 제2 압력실에 배치되고, 상기 칼라부가 상기 밸브 본체측의 접촉면에 접촉하도록 상기 스풀에 힘을 가하는 스프링을 구비하고, 상기 제1 압력실의 압력이 상기 제2 압력실의 압력보다도 상기 스프링의 설정값 이상 높아지면 상기 스프링이 상기 제2 압력실측으로 이동하여 상기 제1 압력실의 압력을 탱크에 개방하는 언로드 밸브에 있어서, 상기 밸브 본체 및 상기 스풀 본체의 적어도 한쪽에 상기 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유를 상기 칼라부와 상기 밸브 본체측 접촉면 사이로 인도하는 유압 유도 수단을 설치하는 것으로 한다.
이와 같이 유압 유도 수단을 설치하여, 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유를 칼라부와 밸브 본체측의 접촉면 사이로 인도함으로써, 제2 압력실의 압력이 고압으로 되어도 칼라부와 접촉면 사이에도 동일 압력으로 되기 때문에, 칼라부와 접촉면과의 밀착을 방지할 수 있고, 그 결과 칼라부의 강도를 저하시키지 않아, 칼라부와 그 접촉면과의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있다.
(2) 상기 (1)의 언로드 밸브에 있어서, 바람직하게는, 상기 유압 유도 수단은 상기 밸브 본체의 스풀 보어 내주면에서의 상기 접촉면 근방에 형성된 원주형의 오일 홈과, 이 원주형의 오일 홈에 상기 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유를 인도하는 유로(油路)를 가지는 것으로 한다.
이에 따라, 원주형의 오일 홈으로 인도되는 압유는 스풀 보어와 스풀 본체의 슬라이드면 사이의 미소 간극을 통해 칼라부와 접촉면 사이로 인도되며, 동(同) 부에는 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유가 인도된다.
(3) 또, 상기 (1)의 언로드 밸브에 있어서, 바람직하게는, 상기 유압 유도 수단은 상기 스풀의 스풀 본체 외주면에서의 상기 접촉면 근방에 형성된 원주형의 오일 홈과, 이 원주형의 오일 홈에 상기 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유를 인도하는 유로를 가지는 것으로 한다.
이에 따라, 원주형의 오일 홈으로 인도된 압유는 스풀 보어와 스풀 본체의 슬라이드면 사이의 미소 간극을 통해 칼라부와 접촉면 사이로 인도되며, 동 부에는 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유가 인도된다.
(4) 또한, 상기 (1)의 언로드 밸브에 있어서, 바람직하게는, 상기 유압 유도 수단은 상기 밸브 본체에서의 상기 스풀 보어의 상기 제2 압력실측의 개구 단부에 형성된 원주형의 오일 홈과, 이 원주형의 오일 홈에 상기 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유를 인도하는 유로를 가지는 것으로 한다.
이에 따라, 원주형의 오일 홈으로 인도된 압유는 직접 칼라부와 접촉면 사이로 인도되며, 동 부에는 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유가 인도된다.
(5) 또, 상기 (1)의 언로드 밸브에 있어서, 바람직하게는, 상기 오일 홈 유도 수단은 상기 밸브 본체 측의 접촉면에 설치되며, 일부가 상기 제2 압력실에 항상 개구되는 오일 홈인 것으로 한다.
이에 따라, 칼라부와 접촉면 사이에 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유가 직접 인도된다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 언로드 밸브를 유압 회로와 함께 나타낸 도면이다. 이 실시 형태는 유압 펌프를 로드 센싱 제어하는 유압 회로에 사용하는 언로드 밸브에 본 발명을 적용한 경우이다.
도 1에서, 본 실시 형태에 관한 유압 회로는 유압 펌프(12), 이 유압펌프(12)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(13)를 포함하는 복수의 액추에이터, 유압 펌프(12)로부터 유압 액추에이터(13)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 미터인(meterin) 가변 스로틀부(14), 유압 액추에이터(13)로부터 탱크(15)로 유출하는 압유의 유량을 제어하는 미터아웃(meterout) 가변 스로틀부(16), 복수의 액추에이터의 최고 부하압을 검출하는 최고 부하압 검출 회로(17)를 가지고 있다. 최고 부하압 검출 회로(17)는 미터인 가변 스로틀부(14)의 하루측에 접속되고, 유압 액추에이터(13)의 부하압을 검출하는 부하압 검출 라인(18), 다른 액추에이터의 부하압을 검출하는 동일한 부하압 검출 라인(19), 부하압 검출 라인(18)의 압력과 부하압 검출 라인(19) 압력의 고압측을 선택하는 셔틀 밸브(20), 셔틀 밸브(20)로 선택된 압력(최고 부하 압력)이 출력되는 최고 부하압 라인(21)을 구비하고 있다.
유압 펌프(12)는 가변 용량형이며, 로드 센싱 레귤레이터(이하, LS 레귤레이터라고 함)(22)에 의해 사판 경전(斜板傾轉)(용량 또는 행정(行程) 용적)이 제어된다. 즉, LS 레귤레이터(22)는 신호 라인(23)을 통해 유압 펌프(12)의 토출압이 인도되고, 신호 라인(24)을 통해 전술한 최고 부하압 라인(21)에 검출된 최고 부하압이 인도되고, 유압 펌프(12)의 토출압이 최고 부하압에 의해 소정값(△PLSO)만큼 높아지도록 유압 펌프(12)의 사판 경전을 제어한다.
또, 유압 회로에 미터인 가변 스로틀(14)의 전후 차압을 일정하게 유지하는 도시하지 않은 압력 보상 밸브가 설치되어 있다.
이상과 같은 유압 회로에 본 실시 형태의 언로드 밸브(30)가 설치되어 있다. 이 언로드 밸브(30)는 밸브 본체(31)를 가지며, 밸브 본체(31)에는 스풀 보어(32)가 형성되고, 스폴 보어(32)에 스풀(33)이 슬라이드 가능하게 삽입되어 있다. 또,밸브 본체(31) 내에서, 스풀(33)의 양단에는 제1 압력실(34), 제2 압력실(35)이 형성되고, 제1 압력실(34)과 제2 압력실(35) 사이에 스풀(33)을 에워싸는 탱크 포트(36)가 형성되고, 제1 압력실(34)은 신호 라인(37)을 통해 유압 펌프(12)의 토출 라인(12a)에 접속되고, 제2 압력실(35)은 신호 라인(38)을 통해 상기 최고 부하압 라인(21)에 접속되고, 탱크 포트(36)는 탱크(15)에 접속되어 있다.
스풀(33)은 스풀 본체(44)와 칼라부(39)를 가지며, 스풀 본체(44)의 제1 압력실(34)측 단부(33a)에는 세로 구멍(40)이 형성되고 또한 그 스풀 단부 근방에 세로 구멍(40)에 연통(連通)되는 가로 구멍(41)이 형성되고, 제1 압력실(33)이 도시(圖示) 좌측으로 이동했을 때, 제1 압력실(34)은 세로 구멍(40), 가로 구멍(41)을 통해 탱크 포트(36)에 연통 가능하게 되어 있다. 또, 스풀 본체(44)의 외주면에는 스풀 본체(44)의 슬라이드를 원활하게 하기 위한 복수의 원주형 유활유 홈(42)이 형성되고, 또한 스풀 본체(44)와 칼라부(39)와의 경계부에는 원주형의 릴리프 홈(43)이 형성되어 있다.
칼라부(39)는 스풀 본체(44)의 제2 압력실(35)측 단부에 형성되며, 스풀(33)의 도시 우측의 이동을 규제하여 중립 시의 위치 결정을 하는 동시에, 스풀(33)의 이탈을 방지하는 스토퍼로서 기능하는 것이며, 제2 압력실(35) 내에서 밸브 본체(31)에는 칼라부(39)가 접촉하는 접촉면(51)이 형성되어 있다. 또, 칼라부(39)는 스프링받이부로서도 기능하며, 제2 압력실(35)에 배치된 스프링(52)의 일단을 지지하고 있다. 제2 압력실(35)은 캡(53)에 의해 폐쇄되어 있고, 스프링(52)의 타단은 캡(53)에 의해 지지되어 있다. 스프링(52)은 스풀(33)을 도시 우측으로 눌러, 언로드 밸브(30)의 목표 차압을 설정한다.
그리고, 이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 언로드 밸브(30)는 그 특징적 구성으로서, 밸브 본체(31)의 스풀 보어(32)의 내주면에서 상기 접촉면(51) 근방에 형성된 원주형의 오일 홈(60)과, 이 오일 홈(60)에 연결되는 유로(油路)(61)를 구비하고 있다. 유로(61)는 최고 부하압 라인(21)에 접속되어 있다. 이와 같이 유로(61)가 최고 부하압 라인(21)에 접속되고, 제2 압력실(35)이 신호 라인(38)을 통해 최고 부하압 라인(21)에 접속되어 있는 결과, 오일 홈(60)에는 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유가 인도된다.
그리고, 상기 실시 형태에서는, 스풀 보어(32) 및 접촉면(51)을 직접 밸브 본체(31)에 형성했지만, 스풀 보어와 접촉면을 형성한 카트리지를 준비하고, 이 카트리지를 밸브 본체에 내장해도 된다. 이 경우에는, 오일 홈(60)도 카트리지에 형성되게 된다.
다음에, 이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 언로드 밸브(30)의 동작을 설명한다.
언로드 밸브(30)의 기본 동작은 종래의 언로드 밸브와 동일하다. 즉, 제1 압력실(34)로 인도되는 압유의 압력을 P1, 제2 압력실(35)에 인도되는 압유의 압력을 P2, 스프링(52)의 가압력을 Fk로 하면, 언로드 밸브(30)의 스풀(33)은 발명이 해결하려고 하는 과제의 항에서 설명한 하기 (1) 식의 유압 밸런스식을 만족시키도록 동작한다.
P1 ·A = P2 ·A + Fk (1)
여기에서, A는 스풀(33)의 제1 압력실(34)측 및 제2 압력실(35)측 수압부의 유효 수압 면적이다. 즉, 제2 압력실(35)측에서는, 칼라부(39)의 환형 부분 수압 면적 dA(도 6 참조)는 칼라부(39)의 반대측(접촉면(51)측)과 동일 면적을 가지고 있으므로, 양자가 서로 상쇄되어 환형 부분의 수압 면적 dA는 스풀(33)의 동작에는 관여하지 않는다.
그리고, 상기 (1) 식에서 압력 P1이 상승하고, 압력 P1과 압력 P2이 차압이 스프링력 Fk의 유압 환산값(설정 압력) 이상으로 되면, 상기 (1) 식의 유압 밸런스가 무너져, 스풀(33)은 도시 좌측으로 이동하고, 제1 압력실(34) 내의 압유는 세로 구멍(40)을 통해 탱크 포트(36)로 해방된다. 즉, 언로드 밸브(30)가 개방되어, 압력 P1이 저하된다. 이에 따라, 압력 P1은 압력 P2보다 스프링(52)의 설정 압력만큼 높아지도록 제어된다.
그런데, 종래의 언로드 밸브에서는, 전술한 것과 같이 칼라부(39)와 접촉면(51)이 모두 높은 평활도로 마무리되어 있기 때문에 서로 강하게 접촉한 경우에 칼라부(39)와 접촉면(51)이 강력하게 밀착되어 버려, 칼라부(39)의 환형 부분의 수압 면적 dA(도 6 참조)가 유효하게 되며, 그 결과, 이 상태에서 스풀(33)을 도시 좌측으로 이동하여 언로드 밸브(30)가 개방되는 크래킹 압력은 P2 ·dA/A만큼 높은 압력으로 되어 버린다고 하는 문제점이 있었다.
본 실시 형태의 언로드 밸브(30)에서는, 오일 홈(60)과 유로(61)가 형성되고, 오일 홈(60)에는 제2 압력실(35)의 압력 P2와 동일 압력의 압유가 인도되고 있다. 이 오일 홈(60)으로 인도된 압유는 오일 홈(60)으로부터 스풀 보어(32)와 스풀 본체(44)의 슬라이드면 사이의 미소 간극으로 침투하고, 또한 칼라부(39)와 접촉면(51) 사이로 인도된다. 이에 따라, 제2 압력실(35)의 압력이 고압으로 되어도, 칼라부(39)와 접촉면(51) 사이도 제2 압력실(35)과 동일 압력으로 되기 때문에, 칼라부(39)와 접촉면(51)은 밀착되지 않아, 칼라부(39)의 환형 부분의 수압 면적 dA가 유효화되지 않는다. 그 결과, dA만큼 크래킹 압력이 상승되지 않고 언로드 밸브(30)를 개방할 수 있어, 안정된 언로드 밸브(30)의 작동이 얻어진다.
또, 본 실시 형태에서는, 스풀(33)의 칼라부(39) 외경을 작게 할 필요가 없기 때문에, 칼라부(39)의 강도를 저하시키지 않고 칼라부(39)와 접촉면(51)의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있다. 이 때문에, 유압 펌프(12)가 LS 레귤레이터(22)에 의해 로드 센싱 제어될 때, 유압 액추에이터(13)의 기동 시 등에 제2 압력실(35)에 순간적으로, 예를 들면, 300MPa라고 하는 고압의 부하압이 작용하여, 칼라부(39)가 그 고압으로 접촉면(51)에 충격적으로 접촉했다고 해도, 그 충격에 충분히 견딜 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태를 도 2에 의해 설명한다. 도 2는 본 실시 형태에 관한 언로드 밸브의 축방향 종단면 중 스풀 보어 및 스풀 주변을 나타내는 도면이다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동일한 것에는 동일 부호를 붙이고 있다. 도 1에 나타내는 제1 실시 형태에서는, 오일 홈을 스풀 보어의 내주면에 형성했지만,본 실시 형태는 오일 홈을 스풀 본체의 외주면에 형성한 것이다.
도 2에서, 본 실시 형태에 관한 언로드 밸브(30A)는 스풀(33A)을 가지며, 이 스풀(33A)은 스풀 본체(44A)와 칼라부(39)로 이루어지며, 스풀 본체(44A) 외주면의 칼라부(39) 근방에는 원주형의 오일 홈(63)이 형성되어 있다. 또, 밸브 본체(31A)에유로(61A)가 형성되고, 이 유로(61A)는 언로드 밸브(30A)가 폐쇄되는 위치에서 스풀 보어(32A)의 슬라이드면에서 오일 홈(63)에 개구되는 압유구(62)를 가지며, 유로(61A)는 제1 실시 형태와 동일하게, 최고 부하압 라인(21)(도 1 참조)에 접속되고, 이에 따라 오일 홈(63)에는 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유가 인도되고 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 동일하게 오일 홈(63)으로 인도된 압유는 스풀 보어(32A)와 스풀 본체(44A)의 슬라이드면 사이의 미소 간극을 통해 칼라부(39)와 접촉면(51) 사이로 인도되고, 칼라부(39)와 접촉면(51) 사이에는 제2 압력실(35)의 압력 P2와 동일 압력의 압유가 인도되기 때문에, 칼라부(39)의 강도를 저하시키지 않고, 칼라부(39)와 접촉면(51)과의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있어, 안정된 스풀(33A) 작동이 얻어진다.
본 발명의 제3 실시 형태를 도 3에 의해 설명한다. 도 3은 본 실시 형태에 관한 언로드 밸브의 축방향 종단면 중 칼라부 및 접촉면의 주변을 나타내는 도면이다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동일한 것에는 동일 부호를 붙이고 있다. 도 1에 나타내는 제1 실시 형태에서는, 오일 홈을 스풀 보어의 슬라이드면 도중에 형성하고 있지만, 본 실시 형태는 오일 홈을 스풀 보어의 개구 단부에 형성한 것이다.
도 3에서, 본 실시 형태에 관한 언로드 밸브(30B)는 밸브 본체(31B)를 가지며, 밸브 본체(31B)에는 스풀 보어(32B)가 형성되어 있다. 스풀 보어(32B)에는 스풀(33)이 슬라이드 가능하게 삽입되어 있고, 스풀(33)은 스풀 본체(44)와 칼라부(39)를 가지고 있다. 또, 밸브 본체(31B) 내에서, 스풀 보어(32B)의 도시 좌측의 일단에 제2 압력실(35)이 형성되고, 이 제2 압력실측에서 밸브 본체(31B)에는 칼라부(39)가 접촉하는 접촉면(51B)이 형성되어 있다. 그리고, 이 스풀 보어(32B)와 접촉면(51B) 사이의 직교각부, 즉 밸브 본체(31B)에서의 제2 압력실(35)측의 스풀 보어(32B)의 개구 단부에서 원주형의 오일 홈(64)이 형성되어 있다. 또, 제1 및 제2 실시 형태와 동일하게, 밸브 본체(31B)에는 오일 홈(64)을 최고 부하압 라인(21)(도 1 참조)에 접속하는 유로(61B)가 형성되고, 이에 따라 오일 홈(64)에는 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유가 인도되고 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시 형태에서도, 칼라부(39)와 접촉면(51B)의 간극으로 제2 압력실(35)의 압력 P2와 동일 압력의 압유를 직접적으로 인도할 수 있기 때문에, 칼라부(39)의 강도를 저하시키지 않고, 칼라부(39)와 접촉면(51B)과의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있어, 안정된 스풀(33)의 작동이 얻어진다.
또, 스풀(33)의 스풀 본체(44)와 칼라부(39)와의 경계부에는, 통상, 본 실시 형태와 같이 원주형의 릴리프 홈(43)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 스풀 보어(32B)의 개구 단부에 오일 홈(64)을 형성했으므로, 이 릴리프 홈(43)과의 조합으로 압유 도입 부분의 용적이 커져, 칼라부(39)와 접촉면(51B)의 밀착을 더욱 유효하게 방지하여 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 실시 형태에서는 스풀 보어(32B)의 개구 단부에 오일 홈(64)을 형성했지만, 특별한 오일 홈은 형성하지 않고 상기 릴리프 홈을 오일 홈으로서 이용하여, 유로(61B)를 스풀(33) 상의 릴리프 홈(43)에 직접 개구하도록 형성해도 된다. 이와 같은 경우에서도, 칼라부(39)와 접촉면(51B)의 간극으로 제2 압력실(35)의 압력 P2와 동일 압력의 압유를 직접적으로 인도할 수 있기 때문에, 칼라부(39)의 강도를 저하시키지 않고, 칼라부(39)와 접촉면(51B)과의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있어, 안정된 스풀(33)의 작동이 얻어진다.
본 발명의 제4 실시 형태를 도 4 (A) 및 도 4 (B)에 의해 설명한다. 도 4 (A)는 본 실시 형태에 관한 언로드 밸브의 축방향 종단면 중 칼라부 및 접촉면의 주변을 나타내는 도면이며, 도 4 (B)는 도 4 (A)의 IV-IV선 화살표로부터 본 접촉면을 나타내는 도면이다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동일한 것에는 동일 부호를 붙이고 있다. 도 3에 나타낸 제3 실시 형태에서는, 오일 홈을 스풀 보어의 제2 압력실측의 개구 단부에 형성했지만, 본 실시 형태는 오일 홈을 접촉면에 형성한 것이다.
도 4에서, 본 실시 형태에 관한 언로드 밸브(30C)는 밸브 본체(31C)를 가지며, 밸브 본체(31C)에는 스풀 보어(32C)가 형성되어 있다. 스풀 보어(32C)에는 스풀(33)이 슬라이드 가능하게 삽입되어 있고, 스풀(33)은 스풀 본체(44)와 칼라부(39)를 가지고 있다. 또, 밸브 본체(31B) 내에서, 스풀 보어(32B)의 도시 좌측의 일단에 제2 압력실(35)이 형성되고, 이 제2 압력실측에서 밸브 본체(31B)에는칼라부(39)가 접촉하는 접촉면(51C)이 형성되어 있다. 이 접촉면(51C)에는 스풀 보어(32C)의 중심으로부터 방사형으로 신장되는 복수, 예를 들면, 8개의 오일 홈(65)이 등간격으로 형성되어 있다. 또, 각각의 오일 홈(65) 내단(內端)은 스풀 보어(32C)의 개구 단부 내주면에 개구되고, 외단(外端)은 칼라부(39)와의 접촉 범위보다 외측에 위치하고 있다. 이에 따라, 오일 홈(65)에는 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유가 직접 인도된다.
이상과 같이 구성한 본 실시 형태에서도, 칼라부(39)와 접촉면(51C)의 접촉 시에 있어서, 이들 간극으로 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유를 균등 또한 직접적으로 인도할 수 있기 때문에, 칼라부(39)의 강도를 저하시키지 않고, 칼라부(39)와 접촉면(51C)과의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있어, 안정된 스풀(33)의 작동이 얻어진다.
여기에서, 오일 홈(65)의 개수는 접촉면(51C)의 넓이를 고려하면, 바람직하게는, 적어도 8개이며, 또 이 이상 형성하는 경우에도 압유의 압력을 접촉면(51C)에 균등하게 인도할 수 있도록 각 오일 홈(65)을 등간격으로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 오일 홈(65)의 배치 형태에 대해서는, 본 실시 형태에 있는 것과 같은 방사형의 배치 이외에도, 예를 들면, 직경이 상이한 복수의 동심원으로서 배치하도록 해도 된다. 이 경우에는, 복수의 방사형 오일 홈과 조합해 동심원형의 오일 홈에 제2 압력실(35)과 동일 압력의 압유를 인도해도 되고, 도 1 등에 나타낸 실시 형태와 같이 밸브 본체의 내부에 오일 홈을 형성하고, 이 유로를 통해 동심원형의오일 홈에 제2 압력실(35)과 동일 압력의 압유를 인도해도 된다.
본 발명에 의하면, 제2 압력실의 압력과 동일 압력의 압유를 칼라부와 밸브 본체측의 접촉면 사이로 인도하도록 했으므로, 제2 압력실의 압력이 고압으로 되어도 칼라부와 접촉면 사이에도 동일 압력으로 되기 때문에, 칼라부와 접촉면과의 밀착을 방지할 수 있고, 그 결과 칼라부의 강도를 저하시키지 않고, 칼라부와 그 접촉면과의 밀착에 의한 크래킹 압력의 상승을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 제1 압력실(34), 제2 압력실(35), 스풀 보어(32)를 가지는 밸브 본체(31)와,
    일단이 상기 제1 압력실에 위치하고 타단이 상기 제2 압력실에 위치하도록 상기 스풀 보어에 삽입된 스풀 본체(44)를 가지는 스풀(33)과,
    상기 스풀의 상기 제2 압력실측 단부(端部)에 형성되고, 상기 밸브 본체측에 형성된 접촉면(51)에 접촉하여 상기 스풀 본체 중립 시의 위치 결정을 하는 칼라부(39)와,
    상기 제2 압력실에 배치되고, 상기 칼라부가 상기 밸브 본체측의 접촉면에 접촉하도록 상기 스풀에 힘을 가하는 스프링(52)을 구비하고,
    상기 제1 압력실의 압력이 상기 제2 압력실의 압력보다도 상기 스프링의 설정값 이상 높아지면 상기 스프링이 상기 제2 압력실측으로 이동하여 상기 제1 압력실의 압력을 탱크(15)에 개방하는 언로드 밸브(30)에 있어서,
    상기 밸브 본체(31) 및 상기 스풀 본체(44)의 적어도 한쪽에 상기 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유를 상기 칼라부(39)와 상기 밸브 본체측 접촉면(51) 사이로 인도하는 유압 유도 수단(60, 61)을 설치하는 것을 특징으로 하는 언로드 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유압 유도 수단은 상기 밸브 본체(31)의 스풀 보어(32) 내주면에서의상기 접촉면 근방에 형성된 원주형의 오일 홈(60)과, 상기 원주형의 오일 홈에 상기 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유를 인도하는 유로(油路)(61)를 가지는 것을 특징으로 하는 언로드 밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유압 유도 수단은 상기 스풀(33A)의 스풀 본체(44A) 외주면에서의 상기 접촉면(51) 근방에 형성된 원주형의 오일 홈(63)과, 상기 원주형의 오일 홈에 상기 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유를 인도하는 유로(61A)를 가지는 것을 특징으로 하는 언로드 밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유압 유도 수단은 상기 밸브 본체(3)에서의 상기 스풀 보어(32)의 상기 제2 압력실(35)측 개구 단부에 형성된 원주형의 오일 홈(64)과, 상기 원주형의 오일 홈에 상기 제2 압력실(35)의 압력과 동일 압력의 압유를 인도하는 유로(61B)를 가지는 것을 특징으로 하는 언로드 밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오일 홈 유도 수단은 상기 밸브 본체(31C)측의 접촉면(51C)에 설치되고, 일부가 상기 제2 압력실(35)에 항상 개구되는 오일 홈(65)인 것을 특징으로 하는 언로드 밸브.
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