KR20150074164A - 완충 밸브 - Google Patents

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료 카와카미
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

완충 밸브(1)는 한 쌍의 일차 챔버(25A,25B) 및 한 쌍의 이차 챔버(26A,26B)를 갖는 하우징(2)을 구비하고 있다. 하우징(2) 내에는 제1 스풀(3) 및 한 쌍의 제2 스풀(4A,4B)이 배치되고, 그 사이에는 가압 부재(6)가 배치되어 있다. 제1 스풀(3)에는 탱크 포트(23)와 연통하는 제1 내부 통로(35)가 형성되어 있다. 각 제2 스풀은 일차 챔버와 이차 챔버 사이에 형성된 개구(27A 또는 27B)를 개폐하는 랜드부(43)를 가지며, 각 제2 스풀에는 스로틀(46)을 갖는 제2 내부 통로(45)가 형성되어 있다. 한 쪽의 제2 스풀이 제1 스풀(3)을 향해 이동하면, 제1 내부 통로(35)가 다른 쪽의 제2 스풀 측의 이차 챔버와 연통한다.

Description

완충 밸브{SHOCK-ABSORBING VALVE}
본 발명은 액추에이터에 작동 오일을 공급하는 것을 제어하는 제어 밸브와, 이 제어 밸브를 구동하는 파일럿 조작 밸브 사이에 배치되는 완충 밸브에 관한 것이다.
종래, 예를 들면, 건설 기계의 유압 회로에서는 작업자에 의한 급조작 시의 쇼크를 완화하기 위하여 파일럿 완충 밸브가 사용된다. 이 파일럿 완충 밸브는 예를 들면 작업자의 레버 조작에 의해 직접 구동되는 파일럿 조작 밸브와, 이 파일럿 조작 밸브에서 레버 조작에 따른 압력의 파일럿 오일이 공급되는 액추에이터에 작동 오일을 공급하는 것을 제어하는 제어 밸브 사이에 배치된다.
파일럿 완충 밸브에는 급조작 시에 제어 밸브에 파일럿 오일을 공급하는 것을 규제하는 미터인형의 것과, 급조작 시에 제어 밸브로부터 파일럿 오일을 배출하는 것을 규제하는 미터아웃형의 것이 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 미터아웃형 파일럿 완충 밸브가, 파일럿 조작 밸브와 제어 밸브를 연결하는 2개의 파일럿 라인 양쪽에 배치된 유압 회로가 개시되어 있다. 또한, 이 파일럿 완충 밸브는 파일럿 조작 밸브로부터 제어 밸브에 파일럿 오일을 공급할 때에는 일차 측과 이차 측의 압력차에 따라 응답 지연을 일으키도록 구성되어 있다.
일본실용신안공개공보 소62-44105호
그러나, 2개의 파일럿 완충 밸브를 사용하여 유압 회로를 구성했을 경우에는 그 설치 스페이스를 확보할 필요가 있는 동시에 그 설치에 시간이 걸린다. 따라서 2개의 파일럿 완충 밸브를 단일 장치로 하는 것이 바람직하다.
또한, 파일럿 조작 밸브의 레버가 조작되었을 때에는 비조작 측의 파일럿 라인에서는 파일럿 오일이 파일럿 라인 및 파일럿 조작 밸브를 포함한 파일럿 회로를 통해 탱크로 배출되거나 탱크에서 공급되거나 한다. 그러나 일반적으로 파일럿 회로는 압력 손실이 많기 때문에, 비조작 측의 파일럿 라인에서는 탱크와 단락하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 2개의 파일럿 라인에 설치 가능하면서도 탱크와 직접 연결할 수 있는 완충 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 완충 밸브는 한 쌍의 일차 포트와 연통하는 한 쌍의 일차 챔버, 및 상기 한 쌍의 일차 챔버의 내측에 한 쌍의 이차 포트와 연통하는 한 쌍의 이차 챔버를 가지며, 상기 한 쌍의 이차 챔버 사이에 탱크 포트가 형성된 하우징과, 상기 한 쌍의 이차 챔버에 걸쳐 연장되는 제1 스풀이며 상기 탱크 포트와 연통하는 제1 내부 통로가 형성된 제1 스풀과, 상기 제1 스풀의 양측에 배치된, 각각이, 상기 일차 챔버와 상기 이차 챔버 사이에 형성된 개구를 개폐하는 랜드부를 갖는 한 쌍의 제2 스풀이며, 각각에, 스로틀을 갖는 제2 내부 통로가 상기 일차 챔버와 상기 이차 챔버를 연결하도록 형성된 제2 스풀과, 상기 제1 스풀과 상기 한 쌍의 제2 스풀의 각각 사이에 배치된, 이것들을 서로 이격하는 방향으로 가압하는 가압 부재를 구비하며, 상기 한 쌍의 제2 스풀 중 하나가 상기 제1 스풀을 향해 이동했을 때에, 상기 제1 스풀이 중립 위치에서 상기 한 쌍의 제2 스풀 중 다른 하나를 향해 이동하여 상기 제1 내부 통로가 상기 한 쌍의 제 2 스풀 중 다른 하나 측의 상기 2차 챔버에 연통하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 완충 밸브의 1차 포트에 예를 들면 레버가 있는 파일럿 조작 밸브가 연결되고, 완충 밸브의 이차 포트에 액추에이터에 작동 오일을 공급하는 것을 제어하는 제어 밸브가 연결된 상태에서는 가압 부재의 가압력에 의해 제2 스풀이 대기 위치에 위치하는 동시에 제1 스풀이 중립 위치에 위치한다. 그리고 파일럿 조작 밸브의 레버가 기울어져 한 쪽의 제2 스풀 측의 일차 챔버 압력이 높아지면, 제2 스풀의 이동에 의해 그 일차 챔버가 개구를 통해 이차 챔버와 연통하는 동시에, 제1 스풀의 이동에 의해 다른 쪽의 제2 스풀 측에서 제1 내부 통로가 다른 쪽의 이차 챔버와 연통한다. 이 때문에, 일차 포트로부터 이차 포트를 통하여 제어 밸브에 파일럿 오일을 공급하는 것 및 제어 밸브에서 이차 포트를 통해 탱크 포트에 파일럿 오일을 배출하는 것이 이루어진다. 한편, 파일럿 조작 밸브의 레버가 중립 위치로 되돌려지면, 가압 부재의 가압력에 의해 한 쪽의 제2 스풀이 되밀려서 먼저 개구가 닫히고, 이어서 제2 스풀이 대기 위치로 돌아온다. 개구가 닫힌 후에는 제어 밸브에서 배출되는 파일럿 오일은 스로틀을 갖는 제2 내부 통로를 통과하여 탱크로 배출된다. 파일럿 조작 밸브의 레버가 반대로 조작되었을 경우에도 완충 밸브는 한 쪽의 제2 스풀과 다른 쪽의 제2 스풀이 바뀔 뿐 동일하게 작동한다.
즉, 레버가 기울어진 상태에서 중립 위치로 급조작될 때의 쇼크는 파일럿 오일이 제2 내부 통로의 스로틀을 흐름으로써 완화된다. 그리고 완충 밸브는 한 쌍의 일차 포트, 한 쌍의 이차 포트 및 탱크 포트를 가지고 있기 때문에, 2개의 파일럿 라인에 설치 가능하면서도 탱크와 직접 연결할 수 있다.
상기 제1 스풀 및 상기 한 쌍의 제 2 스풀이 늘어서는 방향에서 보았을 때에, 상기 랜드부의 투영 면적은 상기 제1 스풀의 투영 면적보다 커도 좋다. 이 구성에 따르면, 액추에이터의 동작이 반전하도록 파일럿 조작 밸브에서 절환 조작이 이루어져도 양호한 응답성을 얻을 수 있다.
예를 들어, 상기 개구는 원통 면에 의해 규정되어 있으며, 상기 랜드부는 상기 개구에 슬라이딩 접촉하는 원반형이며, 상기 제1 스풀은 단면 원 형상의 막대형이고, 상기 랜드부의 직경은 상기 제1 스풀의 최대 직경보다 커도 좋다.
상기 제1 스풀은 그 축 방향으로 분할된 2개의 스풀 몸체에 의해 형성되어 있어도 좋다. 이 구성에 따르면, 제1 스풀을 용이하게 제조 할 수 있으며, 고응답성의 완충 밸브를 쉽게 실현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 2개의 라인에 설치 가능한 단순한 구조의 완충 밸브를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 밸브의 단면도이다.
도 2는 파일럿 밸브의 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 나타낸 완충 밸브의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 나타낸 완충 밸브의 동작을 나타내는 도면이다.
도 1에, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충 밸브(1)를 나타낸다. 이 완충 밸브(1)는 2개의 파일럿 라인에 설치 가능하면서도 탱크와 직접 연결할 수 있는 것이며, 예를 들면 건설 기계의 유압 회로에 사용된다. 구체적으로, 완충 밸브(1)는 액추에이터(미도시)에 작동 오일을 공급하는 것을 제어하는 제어 밸브(8)와, 파일럿 조작 밸브(7) 사이에 배치된다.
파일럿 조작 밸브(7)는 예를 들면 레버가 있는 파일럿 조작 밸브이며, 작업자의 레버 조작에 의해 직접 구동된다. 다만, 파일럿 조작 밸브(7)는 레버 대신에 직동식 또는 회전식 손잡이 등 다른 조작 도구를 가지고 있어도 좋다. 더욱 상세하게는 파일럿 조작 밸브(7)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 유압원(11) 및 탱크(12)에 연결된 한 쌍의 밸브 기구(7a)와, 한 쌍의 밸브 기구(7a)에서 연장되는 한 쌍의 급배 통로(7b)를 가지고 있다. 한 쌍의 밸브 기구(7a)는 작업자의 레버 조작에 의해 어느 한 쪽이 선택적으로 구동된다. 밸브 기구(7a)는 레버 조작에 의해 구동되지 않을 때는 급배 통로(7b)가 탱크(12)와 연통된 상태를 유지하고, 레버 조작에 의해 구동되면, 레버 조작에 따른 압력의 파일럿 오일을 급배 통로(7b)에 공급한다.
완충 밸브(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이 해당 완충 밸브(1)의 중심에 대해 대칭의 구조를 가지고 있다. 구체적으로, 완충 밸브(1)는 일차 포트(21A,21B), 이차 포트(22A,22B) 및 탱크 포트(23)가 형성된 하우징(2)을 갖추고 있다. 하우징(2) 내에는 제1 스풀(3)이 배치되어 있는 동시에 그 양측에 한 쌍의 제2 스풀(4A,4B)이 배치되어 있다. 일차 포트(21A,21B)는 일차 파일럿 관로(71,72)를 통해 파일럿 조작 밸브(7)의 급배 통로(7b)에 연결되어 있다. 이차 포트(22A,22B)는 이차 파일럿 관로(81,82)를 통해 제어 밸브(8)의 파일럿 포트에 연결되어 있다. 탱크 포트(23)는 탱크 관로(15)를 통해 탱크(12)에 연결되어 있다.
하우징(2)은 중공의 통형 몸체이며, 그 양측의 개구는 뚜껑(5)으로 막혀 있다. 또한, 하우징(2)의 양 단면과 뚜껑(5) 사이에는 씰 부재(51)가 배치되어 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 하우징(2)의 축 방향 중 한 쪽을 오른쪽, 다른 쪽을 왼쪽이라고도 한다.
하우징(2)은 중앙에 제1 스풀을 슬라이딩 가능하게 유지하는 제1 슬라이딩 챔버(2a)를 가지며, 그 양측에 제2 스풀(4A,4B)을 슬라이딩 가능하게 유지하는 한 쌍의 제2 슬라이딩 챔버(2b)를 갖고 있다. 제2 슬라이딩 챔버(2b)는 하우징(2)의 단면에 개구되어 있다. 또한, 제1 슬라이딩 챔버(2a)와 각 제2 슬라이딩 챔버(2b) 사이에는 내측에 이차 챔버(26A 또는 26B), 외측에 일차 챔버(25A 또는 25B)가 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 제1 슬라이딩 챔버(2a), 이차 챔버(26A 또는 26B), 일차 챔버(25A 또는 25B) 및 제2 슬라이딩 챔버(2b)는 하우징(2)의 축 방향을 따라 중심 측에서부터 이 순서로 줄지어 있다. 또한, 이차 챔버(26A 또는 26B)와 일차 챔버(25A 또는 25B) 사이에는 이것들을 연속시키는 개구(27A 또는 27B)가 형성되어 있다.
제1 스풀(3)과 각 제2 스풀(4A 또는 4B) 사이에는 이것들을 서로 이격하는 방향으로 가압하는 가압 부재(6)가 배치되어 있다. 본 실시예에서는 가압 부재(6)로서 스프링이 사용되고 있다. 후술하는 랜드부(43)에 의해 구획되는 일차 챔버(25A,25B)와 이차 챔버(26A,26B)의 압력차가 없을 때에는 가압 부재(6)의 가압력에 의해 제2 스풀(4A,4B)이 뚜껑(5)에 접촉하는 대기 위치에 유지되는 동시에, 제1 스풀(3)이 해당 제1 스풀(3)의 중앙이 하우징(2)의 중앙과 일치하는 중립 위치에 유지된다.
본 실시예에서는 제1 스풀(3) 및 제2 스풀(4A,4B)의 각각이 단면 원 형상의 막대형이며, 상술한 각 챔버의 형상이 하우징(2)의 축 방향으로 연장되는 원통형이다. 또한, 개구(27A,27B)도 단면 원 형상이며, 원통 면에 의해 규정되어 있다.
제1 슬라이딩 챔버(2a)에는 중앙에 확경부(24)가 설치되어 있으며, 이 확경부(24)에 탱크 포트(23)가 연통되어 있다. 또한, 각 이차 챔버(26A 또는 26B)에는 이차 포트(22A 또는 22B)가 연통되어 있으며, 각 일차 챔버(25A 또는 25B)에는 일차 포트(21A 또는 21B)가 연통되어 있다.
본 실시예에서는 제1 스풀(3)의 직경은 전체 길이에 걸쳐 일정하다. 제1 스풀(3)의 길이는 제1 슬라이딩 챔버(2a)의 축 길이보다 길게 설정되어 있으며, 제1 스풀(3)은 이차 챔버(26A,26B)에 걸쳐 연장되어 있다. 제1 스풀(3)에는 확경부(24)를 통해 탱크 포트(23)와 연통하는 제1 내부 통로(35)가 형성되어 있다. 또한, 제1 스풀(3)의 양단면에는 가압 부재(6)의 단부를 수용하기 위한 오목부(33)가 형성되어 있다.
본 실시예에서는 제1 스풀(3)은 그 축 방향으로 분할된 2개의 스풀 몸체(31)로 형성되어 있다. 이로써 제1 스풀(3)을 용이하게 제조할 수 있다. 다만, 제1 스풀(3)은 단일 부품이어도 좋다. 각 스풀 몸체(31)에는 오목부(33)의 바닥 벽을 남겨 두도록, 중심 측의 단면에 개구된 축 구멍(32)이 마련되어 있는 동시에, 중심 측의 단부에, 축 구멍(32)에서 반경 방향으로 연장되는 복수(도면 예에서는 4개)의 관통 구멍(36)이 마련되어 있다. 또한, 각 스풀 몸체(31)의 오목부(33) 측의 단부에는 축 구멍(32)에서 반경 방향으로 연장되는 복수(도면 예에서는 4개)의 관통 구멍(37)이 마련되어 있는 동시에, 이러한 관통 구멍(37)을 연결하는 고리형 홈(38)이 마련되어 있다. 그리고 양쪽의 스풀 몸체(31)의 고리형 홈(38), 관통 구멍(37), 축 구멍(32) 및 관통 구멍(36)에 의해 제1 내부 통로(35)가 구성되어 있다.
양쪽의 스풀 몸체(31)의 고리형 홈(38)은 제1 스풀(3)이 중립 위치에 위치하고 있을 때에 제1 슬라이딩 챔버(2a)의 벽면에 의해 막히도록 형성되어 있다. 즉, 제1 스풀(3)이 중립 위치에 위치할 때에는 제1 내부 통로(35)가 양쪽의 이차 챔버(26A,26B)에서 차단된다. 그리고 제1 스풀(3)이 중립 위치에서 약간 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동했을 때에는 그 이동한 방향의 고리형 홈(38)이 이차 챔버(26A 또는 26B)에 연통된다.
다만, 제1 내부 통로(35)는 중앙에 탱크 포트(23)와 연통하는 적어도 1개의 개구를 갖는 동시에 제1 슬라이딩 챔버(2a)에 막히면서도 이차 챔버(26A,26B)에 연통할 수 있는 2개의 개구를 가지면 좋다. 이를 충족시키는 한, 제1 내부 통로(35) 및 그 주위의 구성은 적절하게 변경 가능하다. 예를 들어, 대경부(24)를 생략하여 탱크 포트(23)를 제1 스풀(3)까지 늘리고, 중심 측의 복수의 관통 구멍(36) 대신에 각 스풀 몸체(31)의 중심 측의 단면에 축 구멍(32)에서 반경 방향으로 연장되는 절결부를 마련하여 양쪽의 스풀 몸체(31)의 절결부에 의해 1개의 관통 구멍이 형성되도록 하여도 좋다.
각 제2 스풀(4A 또는 4B)은 개구(27A 또는 27B)에 슬라이딩 접촉하는 원반형 랜드부(43)와, 제2 슬라이딩 챔버(2b)와 슬라이딩하는 대경부와, 랜드부(43)와 대경부 사이의 소경부를 가지고 있다. 상술한 가압 부재(6)는 랜드부(43)의 제1 스풀(3)과 대향하는 표면에서 받치게 된다. 본 실시예에서는 랜드부(43)의 직경은 대경부의 직경과 동일하지만, 이것들은 상이하여도 좋다. 다만, 랜드부(43)의 직경은 소경부의 직경보다 크고, 이것들 사이에는 단차가 형성되는 것이 바람직하다.
각 제2 스풀(4A 또는 4B)이 대기 위치에 위치할 때에는 랜드부(43)가 개구(27A 또는 27B)와 소정 거리(ΔD)만큼 겹치고 있다. 이 소정 거리(ΔD)는 개구가 랜드부(43)에 의해 열리는데 필요한 제2 스풀의 이동 거리이다.
본 실시예에서는 하우징(2)의 축 방향에서 보았을 때에, 랜드부(43)의 투영 면적은 제1 스풀(3)의 투영 면적보다 크게 설정되어 있다. 구체적으로는 랜드부(43)의 직경(D1)은 제1 스풀(3)의 최대 직경(D2)(본 실시예에서는 제1 스풀(3)의 직경은 전체 길이에 걸쳐 일정하기 때문에 그 직경)보다 크다.
각 제2 스풀(4A 또는 4B)에는 스로틀(46)을 갖는 제2 내부 통로(45)가 일차 챔버(25A 또는 25B)와 이차 챔버(26A 또는 26B)를 연결하도록 형성되어 있다.
본 실시예에서는 각 제2 스풀(4A 또는 4B)은 본체(41)와 스로틀 부재(42)를 포함한다. 다만, 각 제2 스풀은 단일 부품이어도 좋다. 본체(41)에는 랜드부(43)의 제1 스풀(3) 측의 표면에서부터 소경부에 도달하는 위치까지 오목한 오목부가 마련되어 있으며, 이 오목부에 스로틀 부재(42)가 끼워져 있다. 또한, 본체(41)에는 그 중심선 상에서 해당 본체(41)를 관통하는 축 구멍(47)이 마련되어 있는 동시에 축 구멍(47)에서 반경 방향으로 연장되어 소경부의 외주면에 개구되는 복수(도면 예에서는 4개)의 관통 구멍(48)이 마련되어 있다.
스로틀 부재(42)는 관형 부재이다. 스로틀 부재(42)의 내경은 이차 챔버 측에서는 상대적으로 크게, 축 구멍(47)에서는 상대적으로 작게 되어 있어 스로틀(46)을 규정하고 있다. 즉, 스로틀 부재(42)의 내부, 관통 구멍(48) 및 축 구멍(47)에 있어서의 관통 구멍(48)에서부터 스로틀 부재(42) 측의 부분에 의해 제2 내부 통로(45)가 구성되어 있다.
또한, 랜드부(43)의 중심 측의 표면의 주변부에서는 가압 부재(6)의 단부를 수용하는 오목부를 형성하도록 원주 벽(44)이 제1 스풀(3)을 향해 돌출되어 있다. 이 원주 벽(44)에는 해당 원주 벽(44)이 제1 스풀(3)에 접촉했을 때에도 원주 벽(44)의 내측과 외측 사이에서 파일럿 오일의 유통을 가능하게 하기 위한 복수의 관통 구멍(44a)이 마련되어 있다.
다음으로, 완충 밸브(1)의 동작을 설명한다. 먼저, 도 3a 및 3b를 참조하여 파일럿 조작 밸브(7)의 레버가 오른쪽으로 기울어졌을 때의 동작을 일례로 설명한다. 다만, 레버가 왼쪽으로 기울어졌을 때도 우측과 좌측이 바뀔 뿐 완충 밸브(1)가 같은 동작을 하는 것은 말할 필요도 없다.
파일럿 조작 밸브(7)의 레버가 조작되지 않는 상태에서는 2차 챔버(27A,27B)는 제2 내부 통로(45), 일차 챔버(26A,26B) 및 일차 파일럿 관로(71,72) 및 파일럿 조작 밸브(7)를 통해 탱크(12)에 개방되어 있다. 따라서 완충 밸브(1) 내의 모든 챔버의 압력은 게이지 압력에서는 0이다.
레버가 오른쪽으로 기울어지면, 파일럿 조작 밸브(7)에서 레버 조작에 따른 압력의 파일럿 오일이, 우측의 일차 파일럿 관로(72) 및 우측의 일차 포트(21B)를 통해 우측의 일차 챔버(25B)에 공급된다.
일차 챔버(25B)에 파일럿 오일을 공급함으로써 일차 챔버(25B)의 압력이 이차 챔버(26B)의 압력보다 소정 압력 이상 높아지면, 우측의 제2 스풀(4B)이 대기 위치에서 제1 스풀(3)을 향해 이동한다. 이 소정 압력은 가압 부재(6)의 가압력에 따른 압력이다. 제2 스풀(4B)은 상술한 소정 거리(ΔD)만큼 랜드부(43)가 개구(27B)와 겹쳐진 채, 즉 랜드부(43)에 의해 개구(27B)가 닫힌 채 이동한다. 또한 제2 스풀(4B)이 이동함으로써, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 랜드부(43)가 개구(27B)를 개방한다. 이에 따라 일차 포트(21B)로부터 일차 챔버(25B), 개구(27B), 이차 챔버(26B) 및 이차 포트(22B)를 통해 제어 밸브(8)에 파일럿 오일의 공급이 이루어진다.
제2 스풀(4B)이 왼쪽으로 이동을 시작하면, 제1 스풀(3)이 가압 부재(6)를 통해 제2 스풀(4B)에 밀려서 좌측의 제2 스풀(4A)을 향해 이동한다. 이때, 좌측의 이차 챔버(26A) 내의 파일럿 오일은 제2 스풀(4B)의 제2 내부 통로(45)를 통해 이차 챔버(26A)로부터 일차 챔버(25A)에 인도된다. 그리고 제1 스풀(3)이 약간 좌측으로 이동하면, 제1 내부 통로(35)가 좌측의 이차 챔버(26A)에 연통된다. 이로써 제어 밸브(8)에서 이차 포트(22A), 이차 챔버(26A) 및 제1 내부 통로(35)를 통해 탱크 포트(23)로 파일럿 오일의 배출이 이루어진다.
또한, 우측의 이차 챔버(26B)와 좌측의 이차 챔버(26A)의 압력차에 의해, 일반적으로는 먼저 제1 스풀(3)이 좌측의 제2 스풀(4A)에 접촉하고, 그 후에 우측의 제2 스풀(4B)이 제1 스풀(3)에 접촉한다.
한편, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 레버가 기울어진 상태에서 중립 위치로 되돌려지면, 먼저 우측의 일차 챔버(25B)의 압력이 즉시 감소하여 가압 부재(6)의 가압력에 의해 제2 스풀(4B)이 오른쪽으로 되밀린다. 이로써 개구(27B)가 랜드부(43)에 의해 즉시 닫히고, 그 다음에 제2 스풀(4B)이 대기 위치로 돌아온다. 개구(27B)가 닫힌 후에는 제어 밸브(8)로부터의 파일럿 오일은 제2 내부 통로(45)를 통해 이차 챔버(26B)에서 일차 챔버(25B)로 인도된다. 즉, 파일럿 오일이 제2 내부 통로(45)의 스로틀(46)을 통과하여 탱크(12)로 배출된다. 또한, 좌측에서는 탱크 포트(23), 제1 내부 통로(35), 이차 챔버(26A) 및 이차 포트(22A)를 통해 탱크(12)로부터 조작 밸브(8)에 파일럿 오일이 공급된다. 우측의 이차 챔버(26B)의 압력이 좌측의 이차 챔버(26A)의 압력과 같아졌을 때에, 제1 스풀(3)은 중립 위치로 돌아온다.
이와 같이, 본 실시예의 완충 밸브(1)에서는 제어 밸브(8)로부터 파일럿 오일이 배출될 때에는 파일럿 오일이 제2 내부 통로(45)의 스로틀(46)을 통과한다. 즉, 레버가 기울어진 상태에서 중립 위치로 급조작될 때의 쇼크는 파일럿 오일이 제2 내부 통로(45)의 스로틀(46)을 흐름으로써 완화된다.
다음으로, 도 3a에 나타낸 레버를 오른쪽으로 기울인 상태에서 도 4a에 나타낸 레버를 왼쪽으로 기울인 상태로 바꾸는 절환 조작을 실시했을 경우의 완충 밸브(1)의 동작을 설명한다.
절환 조작을 실시했을 경우에는 도 3b에 나타낸 상태가 한순간이기 때문에, 우측의 이차 챔버(26B) 내의 파일럿 오일이 빠져나가지 않고 이차 챔버(26B) 내의 압력이 충분히 낮아지기 전에, 좌측의 일차 챔버(25A)에 파일럿 오일이 공급되는 경우가 있다. 이때, 제1 스풀(3)은 중립 위치보다 좌측에 위치하기 때문에, 도 4a에 나타낸 바와 같이 좌측의 제2 스풀(4A)이, 좌측의 개구(27A)(도 4b 참조)가 열리기 전에 제1 스풀(3)에 접촉하는 경우가 있다. 반면에, 본 실시예에서는 랜드부(43)의 직경(D1)이 제1 스풀(3)의 최대 직경(D2)보다 크게 설정되어 있기 때문에, 개구(27A)가 열리기 전에 좌측의 제2 스풀(4A)이 제1 스풀(3)에 접촉해도 도 4b에 나타낸 바와 같이 제1 스풀(3)을 강제로 오른쪽으로 이동시킬 수 있다. 즉, 본 실시예의 완충 밸브(1)에 따르면, 액추에이터의 동작이 반전하도록 파일럿 조작 밸브(8)에서 절환 조작이 이루어져도 양호한 응답성을 얻을 수 있다.
또한, 소정 거리(ΔD)의 설정에 따라서는 랜드부(43)의 직경(D1)을 제1 스풀(3)의 최대 직경(D2)과 동일하게 하는 것도 가능하다.
(변형예)
본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 제1 스풀(3) 및 제2 스풀(4A,4B)의 단면 형상은 반드시 원 형상일 필요는 없고, 다각 형상과 스플라인형이어도 좋다.
본 발명의 완충 밸브는 건설 기계뿐만 아니라 각종 기계의 유압 회로에 효과적으로 사용할 수 있다.
1: 완충 밸브 2: 하우징
21A, 21B: 일차 포트 22A, 22B: 이차 포트
23: 탱크 포트 25A, 25B: 일차 챔버
26A, 26B: 이차 챔버 27A, 27B: 연통로
3: 제1 스풀 35: 제1 내부 통로
4A, 4B: 제 2 스풀 43: 랜드부
45: 제2 내부 통로 46: 스로틀
6: 가압 부재

Claims (4)

  1. 한 쌍의 일차 포트와 연통하는 한 쌍의 일차 챔버, 및 상기 한 쌍의 일차 챔버의 내측에 한 쌍의 이차 포트와 연통하는 한 쌍의 이차 챔버를 가지며, 상기 한 쌍의 이차 챔버 사이에 탱크 포트가 형성된 하우징과,
    상기 한 쌍의 이차 챔버에 걸쳐 연장되고, 상기 탱크 포트와 연통하는 제1 내부 통로가 형성된 제1 스풀과,
    상기 제1 스풀의 양측에 배치되고, 각각 상기 일차 챔버와 상기 이차 챔버 사이에 형성된 개구를 개폐하는 랜드부를 가지며, 각각 스로틀을 갖는 제2 내부 통로가 상기 일차 챔버와 상기 이차 챔버를 연결하도록 형성된 한 쌍의 제2 스풀과,
    상기 제1 스풀과 상기 한 쌍의 제2 스풀 각각의 사이에 배치되며, 상기 제1 스풀과 상기 한 쌍의 제2 스풀을 서로 이격하는 방향으로 가압하는 가압 부재를 구비하며,
    상기 한 쌍의 제2 스풀 중 하나가 상기 제1 스풀을 향해 이동했을 때, 상기 제1 스풀이 중립 위치에서 상기 한 쌍의 제 2 스풀 중 다른 하나를 향해 이동하여 상기 제1 내부 통로가 상기 한 쌍의 제2 스풀 중 다른 하나 측의 상기 2차 챔버에 연통하는 것을 특징으로 하는 완충 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 스풀 및 상기 한 쌍의 제 2 스풀이 늘어서는 방향에서 보았을 때, 상기 랜드부의 투영 면적은 상기 제1 스풀의 투영 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 완충 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 개구는 원통면에 의해 규정되어 있으며, 상기 랜드부는 상기 개구에 슬라이딩 접촉하는 원반형이고,
    상기 제1 스풀은 단면이 원 형상인 막대형이고,
    상기 랜드부의 직경은 상기 제1 스풀의 최대 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 완충 밸브.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스풀은 그의 축 방향으로 분할된 2개의 스풀 몸체에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충 밸브.
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