KR20030019921A - 밸브 장치 - Google Patents

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KR20030019921A
KR20030019921A KR10-2003-7002113A KR20037002113A KR20030019921A KR 20030019921 A KR20030019921 A KR 20030019921A KR 20037002113 A KR20037002113 A KR 20037002113A KR 20030019921 A KR20030019921 A KR 20030019921A
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KR
South Korea
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pressure
throttle
port
valve
differential pressure
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Application number
KR10-2003-7002113A
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노자와유사쿠
도가사키미쓰히사
니시무라요시즈미
다카하시긴야
Original Assignee
히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

유압펌프(1)와 동일한 엔진(9)으로 회전 구동되는 고정펌프(11)의 토출로(11a)에 고정스로틀(12)을 설치하고, 고정스로틀(12)에 대하여 그 전후차압을 검출하고, 이 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 출력하는 차압검출밸브(31)를 설치하고, 이 차압검출밸브(31)의 출력을 신호압으로 로드센싱밸브(5)의 수압부(5c)에 유도하여 목표차압을 설정한다. 이에 의하여 엔진 회전속도에 링크한 압력을 그대로 로드센싱밸브의 설정차압으로 사용할 수 있게 되고, 로드센싱밸브의 구조의 복잡을 회피함과 함께, 작업량이 적은 아이들회전영역에 있어서 유압펌프의 용량을 작게하여 미조작성을 향상, 연료소비량의 저감이 가능하게 된다.

Description

밸브 장치 {VALVE UNIT}

본 발명은 유압펌프의 토출압과 복수의 엑츄에이터의 최고 부하압의 차압(差壓)을 설정차압으로 유지하도록 유압펌프의 용량을 제어하는 로드 센싱 시스템을 구비한 유압구동장치의 펌프 용량 제어장치에 관한 것으로, 특히, 유압펌프의 용량을 엔진의 회전속도에 링크하여 제어하는 펌프 용량 제어장치 및 그 펌프 용량 제어장치에 사용하는 밸브장치에 관한 것이다.

유압 셔블(shovel)의 각 엑츄에이터를 제어하는 유압 시스템의 하나로서, 각 엑츄에이터의 부하압을 검출하고, 그 부하압 내에서 가장 높은 압력으로 설정차압의 합의 압력이 유압펌프의 토출압력으로 되도록, 유압펌프의 토출량을 제어하는 펌프 용량 제어장치를 구비한, 소위 로드 센싱 시스템으로 불리는 시스템이 있다. 이 시스템에 있어서, 통상, 상기 설정차압(이하, 적정 LS 설정차압 이라 한다)은 가압수단, 예를 들면 스프링에 의하여 어느 일정치(예를 들면 15bar)로 설정된다.

또한, 이와 같은 통상의 로드 센싱 시스템에 있어서, 엑츄에이터의 속도를 엔진 회전속도에 링크하여 변화시키도록 하는 것으로서, 일본 실개평2-149881호 공보나 일본 특개평5-99126호 공보에 기재된 펌프 용량 제어장치가 있다.

일본 실개평2-149881호 공보에 기재된 펌프 용량 제어장치에서는, 유압 리모트 컨트롤 밸브군 등의 기기를 조작하는 파일럿 유압 회로의 유압원으로서 설치되어 있는 고정용량펌프의 토출로에 스로틀(throttle)을 배치하고, 이 스로틀의 상류압을 신호압(Pc)으로서 검출하고, 이 신호압(Pc)을 신호 유로를 통하여 로드 센싱 밸브의 부하압(P1s)의 수압부와 동일측의 수압부로 유도한 것이다. 스로틀의 상류압은 고정용량펌프의 회전속도에 따라서 변화하기 때문에, 검출된 신호압(Pc)은 회전속도의 정보를 가지고 있게 된다.

일본 특개평5-99126호 공보에 기재된 펌프 용량 제어장치는, 가변용량형의 유압펌프의 경사판을 경전(傾轉)하는 서보 피스톤과, 유압펌프의 토출압(Ps)과 이 유압펌프에 의하여 구동되는 엑츄에이터의 부하압(PLS)의 차압(△PLS)에 의하여, 펌프 토출압을 서보 피스톤에 공급하여 차압을 설정치(△PLSref)로 유지하고, 용량제어하는 경전제어장치를 구비한다. 또한, 가변용량의 유압펌프와 함께 엔진에 의하여 구동되는 고정용량 유압펌프와, 이 고정용량 유압펌프의 토출로에 설치된 스로틀과, 이 스로틀의 전후(前後) 차압(△Pp)에 의하여 경전제어장치의 설정치(△PLSref)를 변경하는 수단을 구비하고, 고정용량 유압펌프의 토출로에 설치된 스로틀의 전후 차압의 변화로서 엔진 회전속도를 검출하고, 경전제어장치의 설정치(△PLSref)를 변경하도록 한다.

로드센싱밸브의 설정(設定)차압을 스프링에 의하여 부여하는 종래의 일반적인 로드 센싱 시스템을 구비한 유압구동장치에서는, 엔진의 회전속도를 내려도 유압펌프의 용량은 변하지 않기 때문에, 엑츄에이터의 공급 유량은 변하지 않고, 엑츄에이터의 속도를 엔진 회전속도에 링크하여 감속할 수 없다. 유량제어밸브의 스로틀을 개도 조정하여 작업 속도의 조정은 가능하지만, 이를 위하여는 유량제어밸브의 스로틀을 개도 조정하는 조작 레버의 조작위치를 중간영역에 유지할 필요가 있다. 미조작성(微操作性)을 향상하기 위하여는, 조작 레버를 풀위치로 유지하여도, 엔진 회전속도를 저하시키면 이에 따라서 엑츄에이터의 최대 속도(엑츄에이터의 최대 공급 유량)가 저감하고, 최대 작업 속도를 조정할 수 있는 것이 바람직하다.

일본 실개평2-149881호 공보에 기재된 펌프 유량 제어장치에서는, 로드센싱밸브의 설정차압은 고정펌프의 토출로에 설치된 스로틀의 상류압을 신호압(Pc)으로서 검출하고, 이 신호압(Pc)에 의하여 부여되고 있다. 그 결과, 엔진 회전속도를 내리면 신호압(스로틀의 상류압)(Pc)이 저하하기 때문에, 로드센싱밸브의 설정차압도 저하하고, 유압펌프의 용량이 감소하고 엑츄에이터의 작업속도가 지연된다. 이 때문에, 엔진 회전속도에 링크하여 유압펌프의 용량을 제어하고 작업속도를 조정할 수 있다.

여기서, 파일럿 유압회로는 유압 리모트 컨트롤 밸브군 등의 기기를 조작하는 신호압을 생성하기 위한 것이고, 엔진 회전속도 검출용의 스로틀의 하류측의 압력은 파일럿 1차압 설정용 릴리프 밸브에 의하여 설정된다. 이 설정압을 Pa로 하고, 엔진 회전속도 검출용의 스로틀의 압력손실을 Pb로 하면, 해당 스로틀의 상류압(신호압) Pc는, Pc = Pa + Pb 로 된다.

예를 들면, 파일럿 1차압 설정용의 릴리프 밸브의 설정압(Pa)을 45 bar로 하고, 엔진의 회전속도가 2000rpm 일때에 고정펌프의 토출유량을 35 liter/min(설정압(Pa)은 유량이 소비되어도 45bar로 유지되는 것으로 가정)로 하고, 엔진 회전속도 검출용 스로틀에서의 압력손실(Pb)을 15bar로 하면, 해당 스로틀의 상류압(Pc)은 60bar로 된다. 이때, 로드센싱밸브의 설정차압을 스프링에 의하여 부여하는 종래의 일반적인 로드 센싱 시스템의 스프링의 등가압력은 예를 들면 15bar 정도이고, 일본 실개평2-149881호 공보에 기재된 것도 이와 동등의 15bar의 설정차압을 얻도록 하면, 로드센싱밸브의 수압부에서 상류압(Pc)의 60bar를 15bar로 약 1/4로 모듈레이트할 필요가 있고, 이 모듈레이트 기능을 갖기 위하여 로드센싱의 구조가 복잡하게 된다.

일본 특개평5-99126호 공보에 기재된 펌프 용량 제어장치에서는, 엔진 회전속도 검출용의 스로틀의 상류압(Pc)이 아니고, 스로틀의 전후차압(△Pp)에 의하여경전제어장치의 설정치(△PLSref)를 변경한다. 이 스로틀의 전후차압(△Pp)의 압력손실(Pb)에 일치하고, 상기의 예에서는 15bar 이다. 이것은 일반적인 로드 센싱 시스템의 스프링의 등가압력(15bar)과 동일하다. 따라서, 스로틀의 상류압(Pc)에 대신하여 스로틀의 전후차압(△Pp)을 사용하는 경우에는, 해당 전후차압(△Pp)을 직접 로드센싱밸브의 수압부에 작용시킬 수 있고, 로드센싱밸브의 구조의 복잡화를 회피할 수 있다. 그러나, 이 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

엔진의 정격회전속도가 상기의 2000rpm이고 아이들링 회전속도가 1000rpm일 때, 엔진의 회전속도의 변화범위는 1000∼2000rpm이다. 한편, 엔진 회전속도가 2000rpm일 때, 엔진 회전속도 검출용의 전후차압을 상기와 같이 15bar로 하면, 엔진 회전속도가 1000rpm일 때의 스로틀의 전후차압은 7.5 bar 이고, 엔진 회전속도의 변화범위 1000∼2000rpm에 대하여 스로틀의 전후 차압은 7.5∼15bar의 범위에서 변화한다. 이것은 엔진 회전속도의 변화범위 1000∼2000rpm에 대하여 설정차압이 7.5∼15bar의 범위에서 변화하는 것을 의미하고, 설정차압은 7.5bar 이하로는 작게 될 수 없다. 따라서, 작업량이 적은 아이들 회전영역에 있어서 유압펌프의 용량을 일정 이상으로 적게 할 수 없고, 미조작성의 향상에 한계가 있으며 또한 연료소비량을 적게 할 수 없었다.

본 발명의 목적은, 엔진 회전속도에 링크한 압력을 그대로 로드센싱밸브의 설정차압으로 사용할 수 있도록 하고, 로드센싱밸브의 구조의 복잡을 회피할 수 있게 함과 동시에, 작업량이 적은 아이들 회전 영역에 있어서 유압펌프의 용량을 작게하여 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 적게할 수 있는 펌프 용량 제어장치 및 이 펌프 용량 제어장치에 사용하는 밸브장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프 용량 제어장치를 도시한 회로도이다.

도 2는 도 1에 도시한 펌프 용량 제어장치에 있어서 차압검출밸브의 출력 특성을 도시한 도면이다.

도 3은 도 1에 도시한 고정스로틀과 차압검출밸브를 일체화한 밸브장치의 회로도이다.

도 4a는 도 3에 도시한 밸브장치의 구조를 도시한 단면도,

도 4b는 차압검출밸브의 각 수압부를 도시한 도면이다.

(1) 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 엔진과, 이 엔진에 의하여 회전 구동되고, 각각의 유량제어밸브를 통하여 복수의 엑츄에이터에 유압을 공급하는 가변용량형의 유압펌프를 가지는 유압구동장치에 구비되고, 상기 유압펌프의 토출압과 상기 복수의 엑츄에이터의 최고부하압의 차압을 목표차압으로 유지하도록 상기 유압펌프의 용량을 제어하는 로드센싱밸브(load sensing valve)와, 상기 가변용량형의 유압펌프와 함께 상기 엔진에 의하여 회전 구동되는 고정용량형의 유압펌프와, 이 고정용량형의 유압펌프의 토출로에 설치된 스로틀을 가지고, 이 스로틀의 전후차압의 변화로서 상기 엔진의 회전속도의 변화를 검출하여 상기 목표차압을 변경하고, 상기 가변용량형의 유압펌프의 용량을 제어하는 펌프 용량제어장치에 있어서, 상기 스로틀의 전후차압을 검출하고, 이 전후 차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 신호압으로 출력하는 차압검출수단을 구비하고, 그 신호압에 기초하여 상기 로드센싱밸브의 목표차압을 설정한다.

이와 같이 차압검출수단을 설치하고, 스로틀의 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 신호압으로서 출력하고, 이 신호압에 기초하여 로드센싱밸브의 목표차압을 설정함에 의하여, 다음과 같이 상기 과제가 해결된다.

1) 차압검출수단의 출력인 스로틀의 전후 차압 보다도 소정치만큼 낮은 압력(신호압)은, 엔진회전속도의 정보를 가지고 있으므로, 엔진 회전속도에 링크하여 유압펌프의 용량을 제어할 수 있고, 게다가 스로틀의 상류압이 아니고 전후차압을 엔진회전속도에 링크한 신호압으로서 검출하기 때문에, 로드센싱밸브측에서 그 신호압을 모듈레이터 하지 않고 목표압을 설정할 수 있게 되고, 로드센싱밸브의 구조를 간소화 할 수 있다.

2) 엔진의 정격회전속도에서의 차압검출수단의 출력인 스로틀의 전후차압 보다도 소정치만큼 낮은 압력이, 스로틀의 전후차압을 그대로 사용하는 종래의 스로틀의 전후차압과 동일하게 되도록 스로틀의 개구면적을 설정하면, 엔진회전속도에 대한 스로틀의 전후차압의 저하 비율은 종래보다도 크게 되기 때문에, 아이들 회전영역에 있어서 차압검출수단의 출력은 종래의 스로틀의 전후차압 보다도 작게 되고, 작업량이 적은 아이들 회전영역에 있어서 유압펌프의 용량을 작게하여 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 적게 할 수 있다.

(2) 상기(1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 차압검출수단은, 상기 스로틀의 상류측의 압력을 유도하고, 자신의 출력측을 상기 스로틀의 상류측에 접속하도록 작동하는 제1수압부와, 상기 스로틀의 하류측의 압력을 유도하고, 자신의 출력측을 탱크에 접속하도록 작동하는 제2수압부와, 자신의 출력측의 압력을 유도하고, 해당 자신의 출력측을 탱크에 접속하도록 작동하는 제3수압부와, 자신의 출력측을 탱크에 접속하도록 작동하고 상기 소정치를 설정하는 스프링을 갖는 차압검출밸브이다.

이에 따라 차압검출수단은 스로틀의 전후차압에 대하여 스프링의 설정치인 상기 소정치만큼 출력을 내리도록 작동하고, 스로틀의 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 출력하게 된다.

(3) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 차압검출수단은 상기 스로틀과 일체의 밸브장치로서 구성되고, 이 밸브장치는, 상기 고정용량형의 유압펌프의 토출로에 접속되는 펌프포트, 탱크에 접속되는 탱크포트, 상기 고정용량형의 유압펌프의 토출유에 의하여 작동하는 파일럿 유압회로에 접속되는 회로포트, 상기 로드센싱밸브에 접속되는 로드센싱포트와, 상기 펌프포트와 상기 회로포트를 항상 연통하고 상기 스로틀로서 기능하는 스로틀통로, 상기 펌프포트와 상기 로드센싱포트의 연통을 제어하는 제1노치 및 상기 로드센싱포트와 상기 탱크포트의 연통을 제어하는 제2노치를 형성한 스풀과, 상기 제1노치 및 제2노치를 선택적으로 열어주고, 상기 스로틀의 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 상기 로드센싱포트에 생성하는 스풀가압수단을 구비한다.

이와 같이 차압검출수단을 스로틀과 일체의 밸브장치로서 구성함에 의하여, 스로틀과 차압검출수단의 복합체를 간소화한 구성으로 실현할 수 있다.

(4) 상기(3)에 있어서, 바람직하게는, 상기 스풀에 형성된 스로틀통로는 스풀의 직경 방향으로 열리는 스로틀구멍을 가진다.

이에 따라 스르틀통로에 유체력은 일어나지 않기 때문에, 스풀 변위에 대한 유체력의 영향을 회피할 수 있고, 엔진 회전속도에 링크한 정확한 신호압을 생성할 수 있다.

(5) 또한, 상기(3)에 있어서, 바람직하게는, 상기 스풀가압수단은, 상기 펌프포트의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제1노치의 열림 방향으로 가압하도록 형성된 제1수압부와, 상기 회로포트의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제2노치의 열림방향으로 가압하도록 형성된 제2수압부와, 상기 로드센싱포트의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제2노치의 열림 방향으로 가압하기 위한 제3수압부와, 상기 제2노치의 열림 방향으로 가압하고 상기 소정치를 설정하도록 상기 스풀에 작용하는 스프링을 갖는다.

이에 따라 스풀가압수단은, 제1노치 및 제2노치를 선택적으로 열어주고, 스로틀의 전후차압 보다도 소정치만큼 낮은 압력을 로드센싱포트에 생성하게 된다.

(6) 또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 가변용량형의 유압포트와 함께 엔진에 의하여 회전 구동되는 고정용량형의 유압펌프의 토출로에 설치되고, 상기 엔진 회전속도에 따른 신호압을 출력하고, 상기 가변용량형의 유압펌프에 설치된 로드센싱밸브의 목표차압을 설정하는 밸브장치에 있어서, 상기 고정용량형의 유압펌프의 토출로에 접속되는 펌프포트, 탱크에 접속되는 펌프포트, 상기 고정용량형의 유압펌프의 토출유에 의하여 작동하는 파일럿 유압회로에 접속되는 회로포트, 상기 신호압을 출력하는 로드센싱포트와, 상기 펌프포트와 상기 회로포트를 항상 연통하고 상기 스로틀로서 기능하는 스로틀통로, 상기 상기 펌프포트와 상기 로드센싱포트의 연통을 제어하는 제1노치 및 상기 로드센싱포트와 상기 탱크포트의 연통을 제어하는 제2노치를 형성한 스풀과, 상기 제1노치 및 제2노치를 선택적으로 열어주고, 상기 스로틀의 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 상기 로드센싱포트에 생성하는 스풀가압수단을 구비한다.

이에 따라 스로틀의 전후차압보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 생성하고, 이를 신호압으로서 출력하고 로드센싱밸브의 목표차압을 설정함에 의하여, 상기(1)의1) 및 2)에서 서술한 바와 같이, 로드센싱밸브의 구조의 복잡을 회피할 수 있음과 동시에, 작업량이 적은 아이들 회전영역에 있어서 유압펌프의 용량을 작게하여 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 적게할 수 있다.

또한, 상기 (3)에서 서술한 바와 같이, 스로틀과 차압검출수단의 복합체를 간소화한 구성으로 실현할 수 있다.

(7) 상기 (6)에 있어서, 바람직하게는, 상기 스풀에 형성된 스로틀통로는 스풀의 직경방향으로 열리는 스로틀구멍을 갖는다.

이에 따라 상기(4)와 마찬가지로, 스로틀통로에 있어서 유체력의 영향이 회피되고, 엔진 회전속도에 링크한 정확한 신호압을 생성할 수 있다.

(8) 또한, 상기 (6)에 있어서, 바람직하게는, 상기 스풀가압수단은, 상기 펌프포트의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제1노치의 열림 방향으로 가압하도록 형성된 제1수압부와, 상기 회로포트의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제2노치의 열림 방향으로 가압하도록 형성된 제2수압부와, 상기 로드센싱포트의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제2노치의 열림 방향으로 가압하도록 형성된 제3수압부와, 상기 제2노치의 열림방향으로 가합하여 상기 소정치를 설정한다.

이에 따라 상기 (5)와 마찬가지로, 스풀가압수단은, 제1노치 및 제2노치를 선택적으로 열어주고, 스로틀의 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 로드센싱포트에 생성하게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 사용하여 설명한다.

도 1에 있어서, (1)은 가변용량형의 유압펌프이고, 유압펌프(1)는 용량조정부재(2)를 가지며, 엔진(9)에 의하여 회전 구동된다. 유압펌프(1)의 토출로(1a)는 방향제어밸브(6,6)에 접속되고, 유압펌프(1)에서 토출유가 이 방향제어밸브(6, 6)에 공급된다. 방향제어밸브(6,6)는 미터인의 유량제어스로틀(6a, 6a)을 가지고, 유량제어스로틀(6a,6a)을 통과한 압유는 유량제어스로틀(6a,6a)의 전후차압이 동일하게 되도록 제어하는 압력보상밸브(7,7)를 통과하고, 홀드체크밸브(20,20)를 통하여 엑츄에이터(21,21)에 유입한다.

압력보상밸브(7,7)와 홀드체크밸브(20,20)의 사이에서 고압선택밸브(8)을 통하여 최고부하압(P1s)이 검출되고, 이 최고부하압(P1s)은 압력보상밸브(7,7)의 닫힘밸브측 수압부에 유도되고, 상기와 같이 유량제어스로틀(6,6)의 전후차압을 제어한다.

유압펌프(1)의 토출로(1a)에는 언로드밸브(22)가 접속되고, 고압선택밸브(8)에서 검출된 최고부하압(P1s)은 언로드밸브(22)에도 유도되고, 유압펌프(1)의 토출압과 최고부하압(P1s)의 차압의 최대치를 규정한다.

또한, 도 1에 있어서, (25)는 본 실시예의 펌프용량제어장치이고, 이 펌프용량제어장치(25)는, 유압펌프(1)의 용량조정부재(2)를 소용량방향으로 작동하는 대직경 피스톤(3)과, 용량조절부재(2)를 대용량방향으로 작동하는 소직경 피스톤(4)과, 로드센싱밸브(5)를 가지고, 대직경 피스톤(3)의 수압실(3a)은 로드센싱밸브(5)에 의하여 탱크(T) 또는 유압펌프(1)의 토출로(1a)에 접속 제어되고, 소직경 피스톤(4)의 수압실(4a)은 토출로(1a)에 접속된다.

로드센싱밸브(5)는, 토출로(1a)를 대직경 피스톤(3)의 수압부(3a)에 접속하도록 작동하는 측에 수압부(5a)를 가지고, 탱크(T)를 수압부(3a)에 접속하도록 작동하는 측에 수압부(5b,5c)를 가지고, 수압부(5a)에는 토출로(1a)의 압력(Pi)(펌프토출압)이 유도되고, 수압부(5b)에는 상기 고압선택밸브(8)로서 검출된 최고부하압(P1s)이 신호로(26)를 통하여 유도되고, 수압부(5c)에는 신호압(Pc)(후술)이 유도된다. 또한, 로드센싱밸브(5)의 토출로(1a)를 대직경 피스톤(3)의 수압부(3a)에 접속하도록 작동하는 측에는 다시 레버부(5d)가 설치된다.

이에 따라 로드센싱밸브(5)는 토출로(1a)의 압력(Pi)과 최고부하압(P1s)과 신호압(Pc)의 힘의 평행으로 동작하고, 차압(Pi-P1s)이 신호압(Pc)보다 클 때는 로드센싱밸브(5)를 도시 우방향으로 이동시키고, 토출로(1a)의 압유가 수압실(3a)에 유도되고, 토출로(1a)의 압력(Pi)과 최고부하압(P1s)의 차압이 신호압(Pc)으로 동일하게 될 때까지 유압펌프(1)의 용량(경전각)을 감소시키고, 반대의 경우는 로드센싱밸브(5)는 도시의 위치에 있고, 수압실(3a)의 압력을 탱크(T)에 배출하고, 소직경 피스톤(4)의 힘으로 유압펌프(1)의 용량(경전각)을 증가시킨다. 이와 같은 로드센싱밸브(5)의 작용에 의하여 유량제어밸브(6a,6a)의 전후 차압이 일정하게 유지됨과 동시에, 압력보상밸브(7,7)의 작용에 의하여, 각 엑츄에이터(21,21)의 부하압에 차이가 있어도 유량제어스로틀(6a,6a)의 전후 차압은 모두 엑츄에이터에서 동일한 값으로 되고, 유량제어스로틀(6a,6a)의 개구면적비에 대응하여 통과유량이 제어되고, 부가압차이가 있는 엑츄에이터(21,21)의 복합 조작이 가능하게 된다.

또한, 펌프용량제어장치(25)는, 유압펌프(1)와 동일한 엔진(9)에서 회전구동되는 고정용량형의 유압펌프(이하, 고정펌프로 한다)(11)의 토출로(11a)에 배치된고정스로틀(12)과, 고정스로틀(12)의 전후차압을 검출하고, 이 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 출력하는 차압검출밸브(31)와, 이 차압검출밸브(31)의 출력을 신호압으로서 로드센싱밸브(5)의 수압부(5c)에 유도하는 신호유로(14)를 가진다.

고정펌프(11)는, 본래, 유압리모트 컨트롤밸브군(40) 등의 기기를 조작하는 파일럿유압회로(41)의 유압원으로서 사용되는 것으로, 예를 들면 엔진(9)의 회전속도가 2000rpm 때에 35 l/min 정도의 토출량이 얻어지는 용량을 가진다. 파일럿유압회로(41)에는 릴리프밸브(13)가 설치되고, 이 릴리프밸브(13)에 의하여 파일럿유압회로(41)의 고정스로틀(12)의 하류측의 압력은 예를 들면 45bar 정도의 일정한 압력으로 설정된다.

고정스로틀(12)은, 엔진(9)의 회전속도가 2000rpm에서 고정펌프(11)의 토출유량(q)이 35 l/min 때에, 예를 들면 종래의 15bar 보다 큰 25bar 정도의 전후차압(저항)이 얻어지도록 개구면적이 설정된다.

차압검출밸브(31)는, 고정스로틀(12)의 상류측을 자신의 출력측에 접속하도록 작동하는 측에 수압부(31a)와, 탱크(T)를 자신의 출력측에 접속하도록 작동하는 측에 수압부(31b,31c)를 가지고, 수압부(31a)에는 유로(32)를 통하여 고정스로틀(12)의 상류측의 압력(P1)이 유도되고, 수압부(31b)에는 유로(33)를 통하여 고정스로틀(12)의 하류측의 압력(P2)이 유도되고, 수압부(31c)에는 유로(34)를 통하여 압력(P1)을 감압하여 얻은 자신의 출력압, 즉 신호압(Pc)이 유도된다. 또한, 차압검출밸브(31)는, 탱크(T)를 자신의 출력측에 접속하도록 작동하는 측에스프링(31d)을 가진다. 유로(34)에는 수압부(31a)에 작용하는 유압력의 급격한 변화를 억제하는 스로틀(35)이 설치된다.

이와 같이 구성한 차압검출밸브(31)는 고정스로틀(12)의 상류측의 압력(P1)과, 고정스로틀(12)의 하류측의 압력(P2)와, 자신의 출력압(Pc)과, 스프링(31d)의 가압력의 유압환산치(Pk)와 힘의 평행으로 동작하고,

P1 = P2 + Pc + Pk…(1)

의 관계에서,

Pc = P1 - P2 - Pk…(2)

를 만족하는 Pc가 차압검출밸브(31)의 출력측에 작용할 때 평행조건이 만족된다. 즉, 차압검출밸브(31)는 고정스로틀(12)의 전후차압(P1-P2) 보다도 Pk 만큼 낮은 압력을 출력한다.

여기서, 고정스로틀(12)이 상기와 같이, 엔진 회전속도 2000rpm에서 25bar 정도의 전후차압(저항)을 얻을 수 있도록 설정될 때, 스프링(31d)은 상기 Pk가 예를 들면 10bar 정도로 되도록 설정된다.

다음에, 이상과 같이 구성한 펌프용량제어장치(25)의 동작을 설명한다.

먼저, 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)과 유압펌프(1)의 용량(유량제어스로틀(6a)의 통과유량)의 관계를 설명한다.

고정스로틀(12)의 전후차압(P1-P2)를 Pc'로 하고, 고정스로틀(12)을 통과하는 유량을 q로 하고, 고정펌프(11)의 1회전당의 토출량을 Dp로 하면, 유량(q)과 차압(Pc')과 엔진 회전속도(N)의 사이에 다음의 관계가 있다.

q = Dp ·N…(3)

q = c ·a√(2g / r)·√Pc' = α·√Pc' …(4)

로서, Pc'와 N의 관계는 다음과 같이 된다.

Pc' = (Dp ·N/α)2…(5)

종래는 고정스로틀(12)의 전후차압(Pc')이 직접 로드센싱밸브(5)에 설정되는 목표압으로서 부여되고, 유량제어스로틀(6a)의 전후차압이 차압(Pc')에 동일하도록 유압펌프(1)의 경전각(용량)이 제어된다. 이 경우의 유량제어스로틀(6a)을 통과하는 유량(Q)과 차압(Pc')의 관계는,

Q = c ·A·√(2g / r) ·√Pc' = β·√Pc'…(6)

로 되고, 차압(Pc')에 (5)식의 관계를 대입하면,

Q = β·(Dp ·N/α) = (β·Dp/α)·N…(7)

로 되고, 유량제어스로틀(6a)을 통과하는 유량(Q)은 엔진 회전속도에 비례하여 제어되고, 유압펌프(1)의 용량은 엔진 회전속도(N)에 비례하여 제어된다.

본 발명에 있어서는, 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)은 상기 (2)식의 Pc = P1-P2-Pk 로 되기 위하여, 유량제어스로틀(6a)을 통과하는 유량(Q)과 신호압(Pc)의 관계는,

Q = c ·A·√(2g / r) ·√Pc = β·√Pc

= β·√(P1 - P2 - Pk)…(8)

로 되고, Pc' = P1 - P2 이므로,

Q = β·√(Pc' - Pk)

차압(Pc')에 (5)식의 관계를 대입하면,

Q = β·√( (Dp ·N/α)2- Pk) …(9)

로 된다. 따라서, 본 발명에서도, 유량제어스로틀(6a)을 통과하는 유량(Q)은 엔진 회전속도(N)에 링크하여 제어되고, 유압펌프(1)의 용량은 엔진 회전속도(N)에 링크하여 제어된다.

다음에, 차압검출밸브(31)의 작용을 설명한다.

차압검출밸브(31)는 상기와 같이 스프링(31d)을 설치하고, 고정스로틀(12)의 전후차압(P1-P2)보다도 스프링(31d)에서의 설정치(Pk) 만큼 낮은 압력(Pc)을 출력한다. 이와 같이 차압검출밸브(31)의 출력 특성을 도 2에 종래와 비교하여 도시한다. 도 중에서, 실선(A)이 본 발명의 차압검출밸브(31)의 특성이고, 일점쇄선(B)이 고정스로틀(12)의 특성이고, 점선(C)이 종래의 차압검출밸브 및 고정스로틀의 특성이다.

종래는, 고정스로틀은, 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일때에 고정펌프(11)의 토출유량(q)이 35 l/min 이고, 15bar 정도의 전후차압(P1 - P2)이 발생하도록 개구면적이 설정되어 있고, 엔진 회전속도가 저하함에 따라서 고정스로틀의 전후차압은 점선(C)으로 도시된 바와 같이 저하되고, 아이들영역의 예를 들면 1000rpm 부근에서는 2000rpm 일 때의 절반의 7.5 bar 정도로 된다.

또한, 종래는 고정스로틀의 전후 차압(P1 - P2)을 그대로 신호압으로서 사용하기 위하여, 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일때는 Pc=15bar 정도이고, 1000rpm 부근에서는 Pc=7.5bar 정도로 된다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 고정스로틀(12a)은 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일때에 고정펌프(11)의 토출유량(q)이 35 l/min 이고, 25bar 정도의 전후차압(P1 - P2)이 발생하도록 개구면적이 설정되어 있고, 엔진 회전속도가 저하함에 따라서 고정스로틀의 전후차압은 일점쇄선(B)으로 도시된 바와 같이 저하하고, 아이들영역의 예를 들면 1000rpm 부근에서는 2000rpm 일 때의 절반의 12.5bar 정도로 된다.

또한, 차압검출수단(31)은 스프링(31d)을 구비하고, 출력압(Pc)은 상기 (2)식의 Pc =P1-P2-Pk 로 되기 때문에, 고정스로틀(12)의 전후차압(P1-P2) 보다 스프링(31d)의 설정치(Pk) 분만큼 출력압(Pc)은 저하된다. 여기서, Pk는 상기와 같이 10bar 정도로 설정되기 때문에, 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)은, 실선(A)으로 도시 되도록 고정스로틀(12)의 전후 차압 보다도 10bar 정도만큼 하방으로 시프트(shift)하는 특성으로 되고, 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일 때는 Pc=15bar 정도이고, 1000rpm 부근에서는, 종래의 7.5 bar 보다는 훨씬 작은 Pc=2.5bar 정도로 된다.

여기서, 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)과 유량제어스로틀(6a)의 통과유량(Q) 및 유압펌프(1)의 용량의 관계는 상기한 바와 같고, 신호압(Pc)이 작게 되면 유압펌프(1)의 용량을 작게 제어할 수 있고, 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 차압검출밸브(31)에 의하여 고정스로틀(12)의 전후차압 보다도 소정치(Pk) 만큼 낮은 압력을 신호압으로 하여 로드센싱밸브(5)에 유도하여 목표 차압을 설정하기 때문에, 다음과 같은 효과가 얻어진다.

1) 차압검출밸브(31)의 출력압인 고정스로틀(12)의 전후차압 보다도 소정치(Pk) 만큼 낮은 압력(신호압)(Pc)은, 엔진 회전속도의 정보를 가지고 있기 때문에, 엔진 회전속도에 링크하여 유압펌프(1)의 용량을 제어할 수 있고, 게다가 고정스로틀(12)의 상류압이 아니고 전후차압을 엔진 회전속도에 링크한 신호압으로서 사용하기 때문에, 그 신호압(Pc)을 모듈레이트하지 않고 로드센싱밸브(5)에서 사용할 수 있도록 되고, 로드센싱밸브(5)의 구조를 간소화할 수 있다.

2) 고정스로틀(12)의 개구면적은, 엔진(9)의 정격 회전속도에서의 차압검출밸브(31)의 출력압인 고정스로틀(12)의 전후차압 보다도 소정치(Pk) 만큼 낮은 압력이, 고정스로틀(12)의 전후차압을 그대로 사용하는 종래의 스로틀의 전후차압과 동일하게 되도록 설정되고, 엔진 회전속도에 대한 고정스로틀(12)의 전후차압의 저하 비율(도 2의 실선(A) 및 일점쇄선(B)의 특성의 기울기)은 종래의 것(도 2의 점선(C)의 기울기) 보다도 커지기 때문에, 아이들 회전영역에 있어서 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)은 종래의 스로틀의 전후 차압 보다도 작게 되고, 작업량이 적은 아이들 회전영역에 있어서 유압펌프(1)의 용량을 작게하여 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 적게할 수 있다.

다음에, 차압검출밸브(31)를 고정스로틀(12)과 일체로 조립한 밸브장치의 실시예를 도 3 및 도 4a, 도 4b 에 의하여 설명한다.

차압검출밸브(31)는 상기와 같이 스프링(31d)을 설치하고, 고정스로틀(12)의 전후차압(P1-P2)보다도 스프링(31d)에서의 설정치(Pk) 만큼 낮은 압력(Pc)을 출력한다. 이와 같이 차압검출밸브(31)의 출력 특성을 도 2에 종래와 비교하여 도시한다. 도 중에서, 실선(A)이 본 발명의 차압검출밸브(31)의 특성이고, 일점쇄선(B)이 고정스로틀(12)의 특성이고, 점선(C)이 종래의 차압검출밸브 및 고정스로틀의 특성이다.

종래는, 고정스로틀은, 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일때에 고정펌프(11)의 토출유량(q)이 35 l/min 이고, 15bar 정도의 전후차압(P1 - P2)이 발생하도록 개구면적이 설정되어 있고, 엔진 회전속도가 저하함에 따라서 고정스로틀의 전후차압은 점선(C)으로 도시된 바와 같이 저하되고, 아이들영역의 예를 들면 1000rpm 부근에서는 2000rpm 일 때의 절반의 7.5 bar 정도로 된다.

또한, 종래는 고정스로틀의 전후 차압(P1 - P2)을 그대로 신호압으로서 사용하기 위하여, 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일때는 Pc=15bar 정도이고, 1000rpm 부근에서는 Pc=7.5bar 정도로 된다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 고정스로틀(12a)은 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일때에 고정펌프(11)의 토출유량(q)이 35 l/min 이고, 25bar 정도의 전후차압(P1 - P2)이 발생하도록 개구면적이 설정되어 있고, 엔진 회전속도가 저하함에 따라서 고정스로틀의 전후차압은 일점쇄선(B)으로 도시된 바와 같이 저하하고, 아이들영역의 예를 들면 1000rpm 부근에서는 2000rpm 일 때의 절반의 12.5bar 정도로된다.

또한, 차압검출수단(31)은 스프링(31d)을 구비하고, 출력압(Pc)은 상기 (2)식의 Pc =P1-P2-Pk 로 되기 때문에, 고정스로틀(12)의 전후차압(P1-P2) 보다 스프링(31d)의 설정치(Pk) 분만큼 출력압(Pc)은 저하된다. 여기서, Pk는 상기와 같이 10bar 정도로 설정되기 때문에, 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)은, 실선(A)으로 도시 되도록 고정스로틀(12)의 전후 차압 보다도 10bar 정도만큼 하방으로 시프트(shift)하는 특성으로 되고, 엔진 회전속도가 정격의 2000rpm 일 때는 Pc=15bar 정도이고, 1000rpm 부근에서는, 종래의 7.5 bar 보다는 훨씬 작은 Pc=2.5bar 정도로 된다.

여기서, 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)과 유량제어스로틀(6a)의 통과유량(Q) 및 유압펌프(1)의 용량의 관계는 상기한 바와 같고, 신호압(Pc)이 작게 되면 유압펌프(1)의 용량을 작게 제어할 수 있고, 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 차압검출밸브(31)에 의하여 고정스로틀(12)의 전후차압 보다도 소정치(Pk) 만큼 낮은 압력을 신호압으로 하여 로드센싱밸브(5)에 유도하여 목표 차압을 설정하기 때문에, 다음과 같은 효과가 얻어진다.

1) 차압검출밸브(31)의 출력압인 고정스로틀(12)의 전후차압 보다도 소정치(Pk) 만큼 낮은 압력(신호압)(Pc)은, 엔진 회전속도의 정보를 가지고 있기 때문에, 엔진 회전속도에 링크하여 유압펌프(1)의 용량을 제어할 수 있고, 게다가고정스로틀(12)의 상류압이 아니고 전후차압을 엔진 회전속도에 링크한 신호압으로서 사용하기 때문에, 그 신호압(Pc)을 모듈레이트하지 않고 로드센싱밸브(5)에서 사용할 수 있도록 되고, 로드센싱밸브(5)의 구조를 간소화할 수 있다.

2) 고정스로틀(12)의 개구면적은, 엔진(9)의 정격 회전속도에서의 차압검출밸브(31)의 출력압인 고정스로틀(12)의 전후차압 보다도 소정치(Pk) 만큼 낮은 압력이, 고정스로틀(12)의 전후차압을 그대로 사용하는 종래의 스로틀의 전후차압과 동일하게 되도록 설정되고, 엔진 회전속도에 대한 고정스로틀(12)의 전후차압의 저하 비율(도 2의 실선(A) 및 일점쇄선(B)의 특성의 기울기)은 종래의 것(도 2의 점선(C)의 기울기) 보다도 커지기 때문에, 아이들 회전영역에 있어서 차압검출밸브(31)의 출력압(Pc)은 종래의 스로틀의 전후 차압 보다도 작게 되고, 작업량이 적은 아이들 회전영역에 있어서 유압펌프(1)의 용량을 작게하여 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 적게할 수 있다.

다음에, 차압검출밸브(31)를 고정스로틀(12)과 일체로 조립한 밸브장치의 실시예를 도 3 및 도 4a, 도 4b 에 의하여 설명한다.

도 3은 본 실시예의 밸브장치(50)의 회로도이고, 차압검출밸브(31)는 고정펌프(11)가 정지시의 중립의 위치에 있는 상태를 도시한다. 도 4a는 밸브장치(50)의 구조도이고, 도 4b는 차압검출밸브(31)의 수압부(31a, 31b, 31c)를 도시한다.

도 4a에 있어서, 밸브장치(50)는 밸브블록(51)을 가지고, 밸브블록(51)에는 고정펌프(11)의 토출로(11a)에 접속된 펌프포트(52), 탱크(T)에 접속된 탱크포트(53), 파일럿유압회로(41)에 접속된 회로포트(54), 신호유로(14)에 접속된로드센싱포트(55)의 4개의 포트가, 도시 좌측에서 포트 54,52,55,53의 순서로 형성된다. 또한, 밸브블록(51)에는 스풀공(56)이 형성되고, 스풀공(56)에 스풀(57)이 슬라이드 가능하게 삽입된다. 스풀(57)은 소직경부(57a)와 대직경부(57b)와 양자의 중간의 축부(57c)를 가지고, 스풀(57a)의 소직경부(57a) 및 대직경부(57b)에 대응하여 스풀공(56)에도 소직경부(56a) 및 대직경부(56b)가 형성된다. 또한, 스풀공(56)의 소직경부(56a)에는 펌프포트(52)에 연결되는 내부포트(61)와, 이 내부포트(61) 보다 외측에 위치하고 엑츄에이터포트(54)에 연결되는 내부포트(62)가 형성되고, 대직경부(56b)에는 로드센싱포트(55)에 연결되는 내부포트(63)와, 이 내부포트(63) 보다 외측에 위치하고 탱크포트(53)에 연결되는 내부포트(64)가 형성되고, 양 외측의 내부포트(61,64)는 밸브블록(51)의 외면으로 열리는 개구부(65,66)의 일부로서 구성되고, 이들의 개구부(65,66)는 각각 플러그(67,68)로써 패쇄된다.

스풀(57)의 소직경부(57a) 내에는, 내부포트(61) 부근에서 축방향으로 연장되고 소직경측 단부로 열리는 중공부(70)가 형성되고, 그 선단 개구부는 스프링가이드(71)로써 패쇄됨과 동시에, 소직경부(57a)에는 내부포트(61)를 중공부(70)에 연통하는 상기의 고정스로틀(12)을 구성하는 직경방향의 스로틀공(72)과, 중공부(70)를 내부포트(62)에 연통하는 개구공(73)이 형성된다. 소직경부(57a)의 축부(57c)에 인접하는 견부(肩部)에는, 펌프포트(52)와 로드센싱포트(55)의 연통을 제어하는 승압용(昇壓用)의 가변스로틀로서의 제1노치(74)가 형성되고, 대직경부(57b)의 축부(57c)에 인접하는 견부에는, 로드센싱포트(55)와 탱크포트(53)의 연통을 제어하는 감압용의 가변스로틀로서의 제2노치(75)가 형성된다. 또한, 스풀(57)의 대직경부(57b) 내에는 대직경측 단부에 열리는 피스톤실(81)이 형성되고, 피스톤실(81)은 직경방향 통로(82a) 및 축방향 통로(82b)를 통하여 내부포트(61)에 연통한다. 또한, 피스톤실(81)에는 피스톤(83)이 슬라이드 가능하게 삽입되고, 피스톤(83)의 배부(背部)는 플러그(68)에 대하여 인접한다. 축방향 통로(82b)에는 상기 스로틀(35)을 구성하는 스로틀공(84)을 형성한 플러그(85)가 설치된다.

또한, 이상과 같은 구성에 의하여 스풀(57)에는, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기의 수압부(31a, 31b, 31c)가 형성된다. 즉, 피스톤실(81) 내의 피스톤(83)에 대향하는 단면에는 수압부(31a)가 형성되고, 이 수압부(31a)에 펌프포트(52)의 압력이 유도되고, 스풀(57)을 도시 좌방향(제1노치(74)의 열림방향)으로 가압하고, 스풀(57)의 소직경부(57a)의 단부에는 수압부(31b)가 형성되고, 이 수압부(31b)에 회로포트(54)의 압력이 유도되고, 스풀(57)을 도시 우방향(제2노치(75)의 열림방향)으로 가압하고, 스풀(57)의 중간축부(57c)에 인접하는 대직경부(57b)의 단면에는 소직경부(57a)의 단면과의 면적차이에 의하여 수압부(31c)가 형성되고, 이 수압부(31c)에 로드센싱포트(55)의 압력이 유도되고, 스풀(57)을 도시 우방향(제2노치(75)의 열림방향)으로 가압한다. 수압부(31a, 31b, 31c)의 수압면적은 완전히 동일하게 설정된다.

내부포트(62)를 형성하는 개구부(65)의 플러그(67) 측면 부분에 있어서, 플러그(67)와 스프링 가이드(71)의 사이에는 상기의 스프링(31d)이 탄성 지지되고, 스풀(57)을 도시 우방향으로 가압한다.

수압부(31a~31c) 및 스프링(31d)는, 제1노치(74) 및 제2노치(75)를 선택적으로 열어주고, 스로틀공(72)(고정스로틀(12))의 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력(Pc)을 로드센싱포트(55)에 생성하는 스풀가압수단을 구성한다.

이상과 같이 구성한 밸브장치(50)에 있어서, 스풀(57)의 힘의 평행은 이하의 식으로 표현된다.

P2·Aa + Pc·Als + k (x + xs) = P1 ·Asd…(10)

Aa : 수압부(31b)의 수압면적

Asd : 수압부(31a)의 수압면적

Als : 수압부(31c)의 수압면적

(Aa = Asd = Als)

x : 스프링(31d)의 변위량

xs : 스프링(31d)의 세트 휨(초기 휨)

k : 스프링(31d)의 스프링정수

여기서, Aa = Asd = Als = Ao 로 두면,

P2 + Pc + k (x + xs) / Ao = P1…(11)

고정펌프(11)가 토출을 개시하고, 펌프포트(52)에서 압유가 유입하면, 압유는 스로틀공(72)(고정스로틀(12)) 통하여 엑츄에이터포트(54)로 유입함과 동시에, 스로틀공(84)(스로틀(35))을 통하여 피스톤실(81)에 유입한다. 고정펌프(11)의 정지시에는, x = 0, P1s = 0 이고, 상기의 평행식(10)은 다음과 같이 정리할 수 있다.

P2 + Pc + kxs / Ao = P1 …(12)

엑츄에이터포트(54)의 압력(P2)은 일정하기 때문에, 고정펌프(11)의 시동과 동시에 펌프토출압이 높아지면 압력(P1)이 높아지고, 상기(12)식의 우변이 크게 되고, 힘의 균형이 무너져서, 스풀(57)은 도시 좌방향으로 이동한다. 스풀(57)이 도시 좌방향으로 이동하면, 제1노치(74)가 열리어 로드센싱포트(55)에 압유가 유입하고, 동시에 제2노치(75)가 닫히어 로드센싱포트(55)에 압력(Pc)이 올라간다. 압력(Pc)가 크게 되면, 상기 (12) 식의 좌변이 크게되고, 스풀(57)은 도시 우방향으로 이동한다. 스풀(57)이 도시 우방향으로 이동하면, 제1노치(74)가 딛히어 로드센싱포트(55)으로 압유가 유입되지 않고, 동시에 제2노치(75)가 열리어 로드센싱포트(55)의 압유를 탱크포트(53)에 의하여 탱크(T)에 배출하고, 압력(Pc)을 저하시킨다. 압력(Pc)이 저하되면, 상기 (12)식의 좌변은 작게 되고, 스풀(57)은 도시 좌방향으로 이동한다. 스풀(57)이 도시 좌방향으로 이동하면, 제1노치(74)가 열리어 로드센싱포트(55)에 압유가 유입하고, 동시에 제2노치(75)가 닫히어 로드센싱포트(55)의 압유를 배출하지 않게 되어, 압력(Pc)이 회복된다.

이상의 거동을 반복하여, 압력(Pc)은, 상기 (12)식에서 얻어진다,

Pc = P1 - P2 - kxs…(13)

로 표현되는 일정 값으로 수렴한다. (13)식에 있어서, 「kxs」은 상기 스프링(31d)의 가압력의 유압환산치(Pk)에 상당하고, (13)식은 상기(2)식에 일치한다.

이상과 같이 본 실시예의 밸브장치에 따르면, 스로틀공(72)(고정스로틀(12))의 전후차압(P1-P2) 보다도 소정치(Pk) 만큼 낮은 압력(Pc)을 생성하고, 이를 로드센싱밸브에 유도하고 목표 차압을 설정함에 의하여, 상기 실시예에서 서술한 바와 같이, 로드센싱밸브(5)의 구조의 복잡화를 회피할 수 있음과 동시에, 작업량이 적은 아이들 회전영역에 있어서 유압펌프(1)의 용량을 작게하여 미소작성을 향상하며 또한 연료소비량을 적게할 수 있다.

또한, 고정스로틀(12)과 차압검출밸브(31)를 공통의 스풀(57)을 사용한 일체의 밸브장치로서 구성하기 때문에, 고정스로틀(12)과 차압검출밸브(31)의 복합체를 간소화한 구성으로 실현할 수 있다.

또한, 고정스로틀(12)을 직경방향의 스로틀공(72)으로 구성하기 때문에, 이 스로틀공(72)에서 유체력은 발생하지 않고, 엔진 회전속도의 변화로써 스로틀공(72)의 통과유량이 변화여도 스풀(57)의 스트로크는 유체력의 영향을 받지 않고, 엔진 회전속도에 링크하여 정확한 신호압을 생성하고, 제어정도의 향상이 도모된다.

즉, 이상의 실시예에서는, 차압검출밸브(31)의 출력을 신호압으로 직접 로드센싱밸브(5)의 수압부(5c)에 유도하거나, 간적적으로 유도하여도 좋다. 예를 들면, 그 신호압을 압력 로드센서로서 검출하여 컨트롤러(conteller)에 입력하고, 컨트롤러에서 적당한 처리를 행한 후, 전자비례밸브에 신호를 출력하고, 전자비례밸브의 출력압을 로드센싱밸브(5)의 수압부(5c)에 유도할 수 있다. 컨트롤러가 행하는 처리로서는, 예를 들면 부하변동에 따른 엔진 회전수의 변동의 영향을 회피하는 저역필터처리(low pass filter; 불감대처리)가 있다. 이와 같이 컨트롤러를 통시킨 경우에도, 신호압은 이미 차압검출밸브(31)로서 적절하게 처리되어 있으므로, 컨트롤러의 연산량은 적게 되고, 컨트롤러에 나머지 부담을 주지 않고 상기와 동일한 효과가 얻어진다.

본 발명에 따르면, 엔진 회전속도에 링크하여 압력을 그대로 로드센싱밸브의 설정차압으로서 사용할 수 있도록 되고, 로드센싱밸브의 구조를 간소화할 수 있음과 함께, 작업량이 적은 아이들 회전영역에 있어서 유압펌프의 용량을 작게하여 미조작성을 향상하며 또한 연료소비량을 적게할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 차압검출수단을 스로틀과 일체의 밸브장치로서 구성하기 때문에, 스로틀과 차압검출수단의 복합체를 간소화한 구성으로 실현할 수 있다.

게다가, 스로틀을 직경방향의 작은 구멍으로 형성하기 때문에, 스풀 변위에 대한 유체력의 영향을 회피할 수 있고, 엔진 회전속도에 링크하여 정확한 신호압을 생성할 수 있다.

Claims (3)

  1. 가변용량형의 유압펌프(1)와 함께 엔진(9)에 의하여 회전 구동되는 고정용량형의 유압펌프(11)의 토출로에 설치되고, 상기 엔진의 회전속도에 따른 신호압을 출력하고, 상기 가변용량형의 유압펌프에 설치된 로드센싱밸브(5)의 목표차압을 설정하는 밸브장치(50)에 있어서,
    상기 고정용량형의 유압펌프(11)의 토출로(11a)에 접속되는 펌프포트(52), 탱크에 접속되는 탱크포트(53), 상기 고정용량형의 유압펌프의 토출유에 의하여 작동하는 파일럿유압회로(41)에 접속되는 회로포트(54), 상기 신호압을 출력하는 로드센싱포트(55)와,
    상기 펌프포트(52)와 상기 회로포토(54)를 항상 연통하고 스로틀(12)로서 기능하는 스로틀통로(72), 상기 펌프포트(52)와 상기 로드센싱포트(55)의 연통을 제어하는 제1노치(74) 및 상기 로드센싱포트(55)와 상기 탱크포트(53)의 연통을 제어하는 제2노치(75)를 형성한 스풀(57)과,
    상기 제1노치 및 제2노치를 선택적으로 열어주고, 상기 스로틀(12)의 전후차압 보다도 소정치 만큼 낮은 압력을 상기 로드센싱포트(55)에 생성하는 스풀가압수단(31a,31b,31c,31d)을 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스풀(57)에 형성된 스로틀통로는 스풀의 직경방향으로 열리는 스로틀공(72)을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스풀가압수단은, 상기 펌프포트(52)의 압력을 유도하고, 상기 스풀(57)을 상기 제1노치(74)의 열림방향으로 가압하도록 형성된 제1수압부(31a)와, 상기 회로포트(54)의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제2노치(75)의 열림방향으로 가압하도록 형성된 제2수압부(31b)와, 상기 로드센싱포트(55)의 압력을 유도하고, 상기 스풀을 상기 제2노치의 열림방향으로 가압하도록 형성된 제3수압부(31c)와, 상기 제2노치의 열림방향으로 가압하고 상기 소정치를 설정하도록 상기 스풀에 작용하는 스프링(31d)을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
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