KR20150128089A - 중장비 트랜스미션의 중립 제어를 위한 유압밸브체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비의 트랜스미션에 장착되어, 중장비의 중립을 제어하는 유압밸브체에 관한 것이다. 본 발명의 밸브체는, 개구된 일측을 통하여 내부통로(163)가 형성된 블럭(162)과, 상기 블럭(162)의 내부통로에서 일정 구간 이동 가능하게 설치되는 스풀(170), 그리고 상기 내부통로의 개구측에서 커버(182)와 스풀 사이에 설치되는 스프링(180)을 포함한다. 그리고 블럭(162)에는, 굴삭기 자체의 오일이 유입될 수 있는 제1포트(Pa) 및 제2포트(Pb), 그리고 외부 오일이 유입될 수 있는 중립포트(Pn), 상기 제1포트, 제2포트, 그리고 중립포트 중의 적어도 어느 하나를 통하여 유입되는 오일이 출력되는 제1출력포트(PaO) 및 제2출력포트(PbO)가 성형된다. 스풀(170)의 외주면에는, 제1포트로 유입된 오일을 제1출력포트로 연결하는 제1유로와, 제2포트로 유입된 오일을 제2출력포트로 연결하는 제2유로가 각각 형성되고, 스풀의 내부에는 상기 중립포트를 통하여 유입되는 오일이 제1포트 및 제2포트로 동시에 공급되는 중립유로가 형성된다. 상기 스프링의 탄성력에 의하여 스풀은 제1포트가 제1출력포트와 연결되고 제2포트가 제2출력포트와 연결될 수 있는 위치를 유지한다. 그리고 중립포트를 통하여 유입되는 오일의 힘에 의하여 이동한 스풀은, 중립유로의 출구(Fna,Fnb)가 제1출력포트와 제2출력포트에 연결되는 위치를 유지한다.

Description

중장비 트랜스미션의 중립 제어를 위한 유압밸브체{Valve assembly for transmission of heavy equipment}

본 발명은 굴삭기 등과 같은 중장비의 트랜스미션용 밸브 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중립 상태를 더욱 손쉽게 제공할 수 있도록 구성되는 굴삭기의 트랜스미션용 유압밸브체에 관한 것이다.

굴삭기와 같은 중장비에 사용되는 트랜스미션은 엔진에서 발생하는 동력을 이용하여 고속모드 또는 저속모드로 주행할 수 있도록 제어하거나, 파킹 또는 굴삭 작업시 필요한 파킹브레이크 모드, 그리고 고장 등과 같은 상황하에서 외력에 의하여 이동할 수 있는 중립모드로 제어된다고 할 수 있다. 그리고 이러한 중장비용으로 사용되는 트랜스미션으로써의 구동장치에 대한 일례가 WO 2003/029038에 개시되어 있다.

이러한 공보에 의하여 개시되는 구동장치는 한 쌍의 클러치를 이용하면서 상기 클러치에 의하여 동력전달계가 변환되는 유성기어감속기를 이용하고 있다. 그러나 이와 같은 종래 기술에 의하면, 굴삭기의 중립모드의 제어가 복잡할 뿐만 아니라, 중립모드를 구현하기 위한 트랜스미션 자체의 구성도 복잡하다는 단점이 지적될 수 있다.

본 발명은 유성기어감속기를 이용하는 중장비용 트랜스미션에서, 중립모드를 보다 손쉽게 구현할 수 있도록 구성되는 유압밸브체를 제공하는데 있다고 할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 목적은 실질적으로 중립모드로 진입하기 위한 조작이 보다 간편하게 수행될 수 있다는 것을 의미하는 것이라고 할 수 있어서, 궁극적으로는 중장비 자체의 사용의 편의성을 향상시키는 것이라고 할 수 있다

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 중장비 트랜스미션용 중립 제어 유압밸브체는, 개구된 일측을 통하여 내부통로(163)가 형성된 블럭과, 상기 블럭의 내부통로에서 일정 구간 이동 가능하게 설치되는 스풀, 그리고 상기 내부통로의 개구측에서 커버와 스풀 사이에 설치되는 스프링을 포한다. 그리고 상기 블럭에는, 굴삭기 자체의 오일이 유입될 수 있는 제1포트 및 제2포트, 그리고 외부 오일이 유입될 수 있는 중립포트, 그리고 상기 제1포트, 제2포트, 그리고 중립포트 중의 적어도 어느 하나를 통하여 유입되는 오일이 출력되는 제1출력포트 및 제2출력포트가 성형된다. 그리고 상기 스풀(170)의 외주면에는, 제1포트로 유입된 오일을 제1출력포트로 연결하는 제1유로와, 제2포트로 유입된 오일을 제2출력포트로 연결하는 제2유로가 각각 형성되고, 스풀의 내부에는 상기 중립포트를 통하여 유입되는 오일이 제1포트 및 제2포트로 동시에 공급되는 중립유로가 형성된다. 그리고 상기 스프링의 탄성력에 의하여 스풀은 제1포트가 제1출력포트와 연결되고 제2포트가 제2출력포트와 연결될 수 있는 위치를 유지하고, 상기 중립포트를 통하여 유입되는 오일의 힘에 의하여 이동한 스풀은, 중립유로의 출구가 제1출력포트와 제2출력포트에 연결되는 위치를 유지하는 것을 특징으로 한다.

그리고 실시예에 의하면, 상기 중립포트는 스프링의 반대측에 형성된다. 다른 실시예에 의하면, 중립포트와 연결되는 중립유로의 입구에는 중립유로 보다 면적이 큰 수압면이 형성되어 있다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 굴삭기용 트랜스미션장치는, 단순히 중립포트를 통하여 오일을 주입하는 것만으로 굴삭기는 중립상태로 변환됨을 알 수 있다. 따라서 종래에 수행하던 방식, 예를 들면 엄청난 회수의 회전을 통하여 직선운동을 일으키는 방식에 비하여 현저하게 간단하고 편리함을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 트랜스미션 장치의 제1상태 단면 예시도.
도 2는 본 발명의 트랜스미션 장치의 제2상태 단면 예시도.
도 3은 본 발명의 트랜스미션 장치의 제3상태의 단면 예시도.
도 4는 본 발명의 밸브어셈블리의 제1상태 단면 예시도.
도 5는 본 발명의 밸브어셈블리의 제2상태 단면 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 먼저 도 1 내지 도 3을 참고하면서 중장비용 트랜스미션에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 의한 트랜스미션장치의 케이싱(10)의 내부에는 유성기어감속기(100)가 내장되어 있다. 그리고 본 발명의 트랜스미션의 입력축(Sa), 즉 엔진의 출력에 기초한 회전력이 인가되는 입력축은 태양기어(120)를 회전시키게 된다. 도시한 실시예에서 태양기어(120)는 입력축(Sa)의 단부에 형성되어 있다.

그리고 유성기어감속기(100)는, 입력축(Sa)과 연결되는 태양기어(120)와, 태양기어의 외측면에 맞물려 있는 복수 개의 유성기어(112), 그리고 상기 유성기어(112)가 내접하도록 그 외측에 맞물리고 있는 링기어(110), 그리고 다수개의 유성기어(112)의 공전과 연동하여 회전하고 감속된 회전수를 출력하는 캐리어(114)를 포함하고 있다. 그리고 이러한 유성기어감속기 자체의 원리는 공지된 것이어서, 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 캐리어(114)는 종동기어(118)과 맞물리도록 설치되어 있으며, 상기 종동기어(118)는 출력축(124)를 회전시키게 된다. 상기 출력축(124)의 회전은 실질적으로 굴삭기의 주행모드를 결정하게 될 것이다. 상기 케이싱(10)의 내부에는 한 쌍의 클러치(20,30)가 내장되어 있다. 상기 클러치(20,30)는 습식다판클러치로 구성되는 것이고 그 구조 자체는 공지된 것이어서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

입력축(Sa)을 중심으로 외측에 설치되어 있는 저속클러치(20)는, 고정된 상태를 유지하는 케이싱(10)과 링기어(110) 사이의 동력을 단속하기 위한 것이다. 즉 저속클러치(20)의 일측은 링기어(110)에 연결되고 타측은 케이싱(10)에 연결되어 있어서, 상기 저속클러치(20)가 클로즈상태가 되면 링기어(110)는 케이싱(10)과 연결되기 때문에 링기어(110)의 회전이 불가능한 상태로 된다. 참고로 상기 링기어(110)는 유성기어(112)의 외측을 감싸면서 치합되어 있음과 동시에 도면상 우측으로 연장되어, 상기 저속클러치(20)의 내측부분에 연결되어 있다.

그리고 내측에 설치되어 있는 클러치(30)는 고속클러치로써, 태양기어(120)와 링기어(110) 사이의 동력을 단속할 수 있도록 설치되어 있다. 상기 고속클러치(30)도 습식다판클러치로 구성되고, 일측은 상기 태양기어(120)와 연결되고 타측은 링기어(110)와 연결되어 있다. 그리고 상기 고속클러치(30)가 클로즈 상태가 되면 상기 태양기어(120)와 링기어(110)가 서로 동력을 전달할 수 있는 상태, 즉 연동하여 회전하는 상태가 되고 오픈되면 그 사이의 동력이 차단된다.

다음에는 상기와 같은 고속클러치(30) 및 저속클러치(20)를 제어하기 위한 구성을, 도 1의 케이싱(10) 내부의 우측 부분을 참고하여 살펴보기로 한다. 상기 태양기어(120)가 단부에 형성되어 있는 입력축(Sa)의 주위에는, 브레이크실린더(210)와 클러치실린더(220)가 설치되어 있다.

상기 브레이크실린더(210)는, 그 좌측단부가 저속클러치(20)와 접촉 또는 해제되어 클로즈 또는 오픈상태로 할 수 있는 대략 실린더형상의 부재이고, 그 우측단부는 스프링으로 구성되는 탄성부재(212)에 의하여 케이싱(10) 내에서 탄성적으로 지지되어 있다. 유압이 공급되지 않는 상태에서, 상기 브레이크실린더(210)는 탄성부재(212)의 탄성력에 기초하여 상기 저속클러치(20) 측으로 탄성적으로 지지되고 있고, 이러한 상태는 상기 저속클러치(20)를 클로즈 상태로 유지한다.

그리고 상기 브레이크실린더(210)의 내측부분에는 클러치실린더(220)가 입력축(Sa)를 중심으로 좌우 이동 가능하게 설치되어 있다. 상기 클러치실린더(220)의 좌측단부는 연동실린더(230)의 단부와 접촉되어 있고, 우측단부는 케이싱과의 사이에서 또 하나의 탄성부재(222)에 지지되어 있다. 따라서 유압이 공급되지 않는 상태에서 상기 클러치실린더(220)는 탄성부재(222)의 탄성력에 의하여 도면상 좌측으로 가압되어 있고, 연동실린더(230)를 좌측으로 밀고 있는 상태이다.

상기 연동실린더(230)의 좌측단부는 고속클러치(30)를 좌측으로 밀어서 클로즈 상태로 지지하고 있다. 따라서 유압이 공급되고 있지 않은 상태에서, 상기 클러치실린더(220)는 탄성부재(222)에 의하여 연동실린더(230)를 밀어서 실질적으로 고속클러치(30)를 클로즈 상태로 유지하게 된다.

상기 클러치실린더(220)의 좌측단부는, 상기 연동실린더(230)를 좌측으로 밀 수 있도록 구성되면 충분하고, 도시한 실시예에서는 상기 클러치실린더(220)의 좌측단부는 연동실린더(230)의 걸림턱(232)에 걸쳐서 연동클러치를 좌측으로 밀수 있도록 구성되고 있음을 알 수 있다. 그리고 상기 입력축(Sa)의 중간에 형성된 돌출부분과 연동실린더(230) 사이에는 스프링(234)이 개재되어, 상기 연동실린더(230)를 우측으로 미는 힘을 발생시키도록 구성되고 있다.

그러나 상기 스프링(234)은 유압이 공급된 경우 상기 연동실린더(230)가 우측으로 밀리도록 하는 것으로, 유압이 공급되지 않는 상태에서는 상기 탄성부재(222)에 의하여 클러치실린더(220) 및 연동실린더(230)는 고속클러치(30)을 가압하여 클로즈 상태로 하고 있다.

이와 같이 트랜스미션에 유압이 공급되지 않는 상태는 파킹브레이크 모드이고, 예를 들면 굴삭기의 굴삭 작업을 수행하는 경우에 굴삭기가 움직이지 않도록 견고한 지지력을 제공하는 모드라고 할 수 있다. 즉 유압의 공급이 없는 상태이고, 탄성부재(212,222)의 탄성력에 의하여 상기 클러치실린더(220) 및 브레이크실린더(210)이 모두 클로즈 상태인 경우에 해당하는 것이라고 할 수 있다.

상술한 클러치실린더(220) 및 브레이크실린더(210)는 유압의 공급에 의하여 동작하게 된다. 여기서 유압은 유압밸브체(160)을 경유하여, 트랜스미션의 내부로 공급된다. 본 발명의 트랜스미션의 일측에 설치되는 상기 유압밸브체(160)의 상세한 내부 구성이 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 이를 참조하여, 상기 유압밸브체(160)의 구성 및 유압의 공급에 의한 트랜스미션의 동작에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 유압밸브체(160)는, 일측이 개구되고, 중앙에 내부 통로(163)를 가지는 블럭(162)과, 상기 블럭(162)의 내부 통로(163)에서 좌우 방향으로 이동 가능한 스풀(170)으로 구성되고, 상기 스풀(170) 및 블럭(162)의 내부통로는 원통상으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 블럭(162)에는 외부에서 유압이 공급되기 위한 입구로써 세 개의 포트(Pa,Pb,Pn)이 마련되어 있고, 트랜스미션의 내부로 들어가는 두 개의 출구포트(Pao,Pbo)가 마련되어 있다.

제1포트(Pa)는 외부에서 유입되는 오일을 고속유로(P10)로 유입시키기 위한 것이고, 제2포트(Pb)는 외부에서 유입되는 오일을 저속유로(P10)로 유입시키기 위한 것이며, 이들 포트(Pa,Pb)는 실질적으로 작업자의 선택에 의하여 결정된다. 그리고 또 하나의 포트(Pn)은 중립 상태를 제공하기 위한 중립포트이다.

여기서 고속유로(P10) 및 저속유로(P20)는, 트랜스미션의 내부로 유압이 공급되는 통로 및 트랜스미션의 내부에서 공급된 유로가 머물면서 후술하는 바와 같이 각각의 실린더를 동작시킬 수 있도록 오일이 멈추는 리저버를 포함하는 의미로 사용하기로 한다. 즉 상기 제1포트(Pa) 및 제2포트(Pb)를 통하여 선택적으로 고속유로(P10) 및 저속유로(P20)로 유압을 공급할 수 있다.

그리고 스풀(170)의 외주면에 형성된 제1유로(Fa)는 제1포트(Pa)와 제1출구포트(Pao)를 서로 연결하는 것이고, 제2유로(Fb)는 제2포트(Pb)와 제2출구포트(PbO)를 서로 연결하는 것이다. 상기 제1유로(Fa) 및 제2유로(Fb)는 상기 스풀(170)의 원통상의 외주면에 형성되어 있음을 알 수 있다.

상기 스풀(170)에 형성되는 중립유로(Fn)는, 외부와 연결되는 중립포트(Pn)를 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(PbO)와 동시에 연결하기 위한 것이다. 즉 중립유로(Fn)는 상기 스풀(170)의 내부에 형성되면서, 중립포트(Pn)로 들어온 오일을 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(PbO)로 동시에 공급하게 되는 것이다.

따라서 중립포트(Pn)을 통하여 외부에서 유압이 제공되면, 스풀(170)의 중립유로 입구(172)에서 중립유로(Fn)를 따라, 그리고 제1 및 제2출구포트(Pao,Pbo)를 통하여 고속유로(P10) 및 저속유로(P20)로 동시에 유압이 제공된다. 그리고 상기 중립포트(Pn)을 통한 유압의 공급은 통상 수작업으로 이루어지는 것이라고 할 수 있는데, 중장비 자체의 유압이 아니라, 외부에서 별도의 유압을 상기 중립포트(Pn)으로 공급하게 된다.

그리고 상기 스풀(170)에서 상기 입구(172)의 반대측 내부통로(163)에는 스프링(180)이 설치되어 있고, 상기 스프링(180)은 커버(182)에 의하여 내부통로(163)내에 지지되고 있다. 상기 커버(182)는 예를 들면 스크류 결합에 의하여 블럭(162)의 내부통로(163)에 착탈 가능함과 동시에, 상기 스프링(180)을 정해진 위치에 유지하게 된다.

따라서, 상기 중립포트(Pn)을 통하여 유압이 공급되지 않는 상태에서는, 스풀(170)은 스프링(180)의 탄성력에 의하여 도 4에 도시한 바와 같은 상태를 유지하게 되는데, 이러한 상태는 실질적으로 스풀의 제1유로(Fa)가 제1포트(Pa) 및 제1출구포트(PaO)와 연통하고, 제2유로(Fb)가 제2포트(Pb) 및 제2출구포트(PbO)와 각각 연통할 수 있는 상태이다.

그리고 상기 중립포트(Pn)을 통하여 유압이 공급되면, 이러한 유압은 입구(172) 부분에서 상대적으로 넓은 면적을 가지는 수압면(173) 등을 통하여 스풀(170)에 작용하게 된다. 이러한 오일의 힘은 실질적으로 스프링(180)의 탄성력을 이기면서 스풀(170)을 도면 상 우측으로 이동시켜서, 도 5에 도시한 상태로 스풀(170)이 위치하도록 한다.

도시한 실시예에 있어서는 수압면(173)을 형성하고 있지만, 실질적으로 상기 스풀(170)을 도면 상 오른쪽으로, 즉 스프링을 가압하도록 이동시킬 수 있는 구성에는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면 중립포트(Pn)에서 공급되는 오일에 의한 힘을 받는 면적을, 중립유로 상에서 우측 부분이 더 넓도록 중립유로를 형성하는 것으로, 중립포트(Pn)를 통하여 유입되는 오일에 의하여 스풀(170)이 스프링(180) 측으로 이동하도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

도 5에 도시한 상태는 스풀(170)이 이동하여, 제1유로(Fa) 및 제2유로(Fb)가 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(PbO)와 이격됨과 동시에, 상기 중립유로(Fn)의 각각의 출구(Fna,Fnb)가 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(FbO)와 연통하는 위치이다. 따라서 오일이 상기 중립포트(Pn)을 통하여 유입되면 그 압력에 의하여 스풀(170)이 이동하게 되고, 중립유로(Fn)의 출구(Fna,Fnb)를 통하여 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(FbO)로 동시에 공급됨을 알 수 있다. 그리고 상기 중립포트(Pn)에서의 오일이 제거되면, 스프링(180)의 복원력에 의하여 스풀(170)은 다시 원래의 상태, 즉 도 4에 도시한 상태로 복귀하게 된다.

다음에는 상기와 같은 유압밸브체(160)의 각각의 포트를 통하여 유압의 공급에 의한 주행 모드의 변화를 트랜스미션 전체를 통하여 살펴보기로 한다.

먼저 고속주행모드에 대하여 살펴보면, 제1포트(Pa)를 통해서만 유압이 공급되는데, 이는 내부의 제1유로(Fa)를 거쳐서 제1출구포트(Pao)를 통하여 고속유로(P10)로 유압이 공급된다. 상기 고속유로(P10)의 내부로 유압이 공급되어 머물게 되면, 도 1에 도시한 바와 같이, 브레이크실린더(210)는 예를 들면 케이싱(10) 내부의 스토퍼(217)의 구성에 의하여, 케이싱(10) 내부에서 우측으로 이동하게 된다. 그리고 상기 브레이크실린더(210)가 우측으로 이동하게 되면, 저속클러치(20)는 오픈상태로 된다.

이러한 상태에서는, 탄성부재(222)의 탄성력에 의하여 클러치실린더(220) 및 연동실린더(230)가 도면상 좌측으로 가압되어 있는 상태라고 할 수 있고, 상기 연동실린더(230)에 의하여 고속클러치(30)가 클로즈 상태로 된다. 따라서 고속클러치(30)를 통하여 동력이 전달되는 상태로 된다. 그리고 이러한 상태를 구체적으로 살펴보면, 상기 고속클러치(30)가 클로즈된 상태이기 때문에, 태양기어(120)가 단부에 형성된 입력축(Sa)의 회전력은 링기어(110)을 회전시키게 되고, 링기어(110)의 회전에 따라서 그 내부에 있는 복수 개의 유성기어(112)도 공정하고, 이에 따라서 캐리어(114)도 같이 회전하게 된다.

이러한 회전은 실질적으로 유성기어감속기의 감속이 발생하지 않는 상태라고 할 수 있고, 캐리어(114)와 맞물린 종동기어(118) 및 출력축(124)이 고속으로 회전하게 됨을 알 수 있다. 따라서 굴삭기에서는 이와 같은 출력축(124)의 고속 회전에 따라서 고속으로 주행할 수 있는 고속주행모드가 되는 것이다.

다음에는 저속주행모드에 대하여 살펴보기로 한다. 중립 제어밸브체(160)의 제2포트(Pb)만을 통하여 유압이 공급되면, 스풀(170)의 외주연에 형성된 제2유로(Fb) 및 제2출구포트(Pbo)를 통하여 트랜스미션 내의 저속유로(P20)로 오일이 공급되어 유압이 작용하게 된다

그리고 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 저속유로(P20)를 통하여 유압이 트랜스미션의 내부로 공급되면 오일은 실질적으로 클러치실린더(200)와 브레이크실린더(210) 사이로 공급된다. 따라서 클러치실린더(220)는 우측으로 이동하게 되고, 브레이크실린더(210)는 좌측으로 이동하게 된다. 브레이크실린더(210)가 좌측으로 이동하게 되면, 그 단부가 저속클러치(20)를 클로즈 상태로 만들게 되어, 실질적으로 케이싱(10)과 링기어(110)가 서로 고정상태를 유지하게 된다.

즉, 링기어(110)가 케이싱(10)에 고정됨에 따라서, 유성치차감속기는 감속된 회전수를 출력하게 된다. 즉, 입력축(Sa)의 회전은 태양기어(120)을 통하여 유성기어(112)를 회전시킨다. 유성기어(112)는, 케이싱에 고정된 상태의 링기어(110)의 내주면을 따라 공전하게 되고 이러한 공전은 캐리어(114)의 회전으로 연결된다. 따라서 캐리어(114)는 감속된 비율로 회전하게 되며 상기 캐리어(114)와 맞물린 종동기어(118) 및 출력축(124)도 저속으로 회전하게 된다. 그리고 이러한 상태는 굴삭기의 저속 주행 모드라고 할 수 있다.

다음에는 본 발명의 유압밸브체(160)를 이용하는 중립모드에 대하여 살펴보기로 한다. 중립모드는 상술한 브레이크실린더(210) 및 클러치실린더(220)를 모두 오픈시킴으로써, 굴삭기가 외력에 의하여 움직일 수 있는 모드를 의미한다. 예를 작업을 수행하고 있는 파킹모드에서 고장이 발생하는 등 굴삭기를 자체의 동력으로 이동할 수 없는 경우, 트랜스미션을 중립모드로 설정해야만 적어도 외력에 의해서는 굴삭기가 움직일 수 있게 되는 것이다.

이를 위해서는 도 5에 도시한 바와 같이 유압밸브체(160)를 조작해야 한다. 즉, 외부에서 공급되는 오일을, 중립포트(Pn)을 통하여 유압밸브체(160)의 내부로 공급하여야 한다. 중립포트(Pn)을 통하여 외부의 유압이 공급되는 것은 예를 들면 별도의 수작업으로 진행될 수 있음은 상술한 바와 같다.

그리고 상기 중립포트(Pn)을 통하여 유압이 공급되면, 스풀(170)의 입구(172) 부분에서 상대적으로 넓은 면적을 가지는 수압면(173) 등을 통하여 스풀(170)에 작용하게 되는데, 이러한 오일의 힘은 실질적으로 스프링(180)의 탄성력을 이기면서 스풀(170)을 도면 상 우측으로 이동시켜서, 도 5에 도시한 상태로 스풀(170)이 위치하도록 한다.

도 5에 도시한 상태는 스풀(170)이 이동하여면, 제1유로(Fa) 및 제2유로(Fb)가 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(PbO)와 이격됨과 동시에, 상기 중립유로(Fn)의 각각의 출구(Fna,Fnb)가 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(FbO)와 연통하는 위치이다. 따라서 오일이 상기 중립포트(Pn)을 통하여 유입되면 그 압력에 의하여 스풀(170)이 이동하게 되고, 오일은 중립유로(Fn)의 출구(Fna,Fnb)를 통하여 제1출구포트(PaO) 및 제2출구포트(FbO)로 동시에 공급됨을 알 수 있다.

따라서 중립포트(Pn)을 통하여 외부에서 유압이 제공되면, 스풀(170)의 입구(172)에서 중립유로(Fn)를 따라, 그리고 제1 및 제2출구포트(PaO,PbO)를 통하여 고속유로(P10) 및 저속유로(P20)로 동시에 유압이 제공된다.

그리고 상기 고속유로(P10) 및 저속유로(P20)를 통하여 유압이 동시에 공급되면, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 브레이크실린더(210) 및 클러치실린더(220)가 동시에 우측으로 이동하게 된다. 즉 고속유로(P10)에 공급되는 유압에 의하여, 브레이크실린더(210)가 우측으로 이동하고, 저속유로(P20)을 통하여 공급되는 유압에 의하여 클러치실린더(220)도 우측으로 이동하게 된다. 이렇게 되면 실질적으로 브레이크실린더(210) 및 클러치실린더(220)이 모두 고속클러치(30) 및 저속클러치(20)와는 무관한 상태로 되기 때문에, 실질적으로 두 개의 클러치(20,30)가 모두 오픈 상태인 중립상태가 되는 것이다. 이러한 중립상태에서 굴삭기는 외력에 의하여 이동할 수 있는 상태가 된다.

여기서 상기 유압밸브체(160)의 구성을 정리하면, 외부에서 유입이 제공될 수 있는 입력포트로써 제1포트(Pa), 제2포트(Pb) 그리고 중립포트(Pn)가 각각 형성되어 있고, 출력포트(트랜스미션의 내부로 공급하기 위한 포트)로써 제1출력포트(PaO) 및 제2출력포트(PbO)가 구비되어 있다. 그리고 스풀(170)에는 세 개의 유로(Fa,Fb,Fn)가 각각 형성되어 있고. 그리고 스풀(170)의 내부에 형성된 중립유로(Fn)는 상기 두 개의 출력포트(PaO,PbO)와 대응할 수 있도록 한 쌍의 출구(Fna,Fnb)을 구비하고 있음을 알 수 있다.

그리고 노멀모드에서는 제1포트(Pa)를 통한 유압의 제공은 제1출구포트(Pao)를 통하여 고속유로(P10)로, 그리고 제2포트(Pb)를 통하여 유압은 제2유로(Fb) 및 제2출구포트(Pbo)를 경유하여 저속유로(P20)로 각각 제공된다. 그리고 중립포트(Pn)을 통하여 외부에서의 유압이 공급되면, 상술한 바와 같이, 두 개의 출구(Fna,Fnb)를 통하여, 고속유로(P10) 및 저속유로(P20)로 동시에 오일이 공급됨을 알 수 있다.

그리고 도시한 실시예에 있어서, 상기 스프링(180)과 중립포트(Pn)은 서로 대향하는 단부에 설치되는 것으로 도시되고 설명되었지만, 이러한 실시예에 의하여 한정될 수는 없을 것이다. 예를 들면 본 발명의 중립포트는, 상기 스풀(170)을 스프링이 설치된 방향으로 가압할 수 있는 구성이면 그 위치 및 형상에 의하여 제한될 수 없음은 당연한 것이라고 할 수 있다.

그리고 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 여러 가진 다른 변형이 가능할 것임은 물론이고, 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 그 보호범위가 결정되어야 할 것임은 당연하다고 할 수 있다.

10 ..... 케이싱
18 ..... 조정볼트
20 ..... 저속클러치
30 ..... 고속클러치
100 ..... 유성기어감속기
110 ..... 링기어
112 ..... 유성기어
114 ..... 캐리어
120 ..... 태양기어
160 ..... 유압밸브체
162 ..... 블럭
163 ..... 내부통로
170 ..... 스풀
172 .... 중립유로 입구
173 .... 수압면
180 ..... 스프링
182 ..... 커버
210 ..... 브레이크실린더
212 ..... 탄성부재
220 ..... 클러치실린더
222 ..... 탄성부재
Fa ..... 제1유로
Fb ..... 제2유로
Fn ..... 중립유로
Fna, Fnb ..... 중립유로 출구
Pa ..... 제1포트
Pb ..... 제2포트
Pn ..... 중립포트
PaO .... 제1출력포트
PbO ..... 제2출력포트

Claims (3)

1. 개구된 일측을 통하여 내부통로(163)가 형성된 블럭(162)과,
   상기 블럭(162)의 내부통로에서 일정 구간 이동 가능하게 설치되는 스풀(170), 그리고
   상기 내부통로의 개구측에서 커버(182)와 스풀 사이에 설치되는 스프링(180)을 포함하여 구성되고;
   상기 블럭(162)에는, 굴삭기 자체의 오일이 유입될 수 있는 제1포트(Pa) 및 제2포트(Pb), 그리고 외부 오일이 유입될 수 있는 중립포트(Pn), 상기 제1포트, 제2포트, 그리고 중립포트 중의 적어도 어느 하나를 통하여 유입되는 오일이 출력되는 제1출력포트(PaO) 및 제2출력포트(PbO)가 성형되고;
   상기 스풀(170)의 외주면에는, 제1포트로 유입된 오일을 제1출력포트로 연결하는 제1유로와, 제2포트로 유입된 오일을 제2출력포트로 연결하는 제2유로가 각각 형성되고, 스풀의 내부에는 상기 중립포트를 통하여 유입되는 오일이 제1포트 및 제2포트로 동시에 공급되는 중립유로가 형성되며;
   상기 스프링의 탄성력에 의하여 스풀은 제1포트가 제1출력포트와 연결되고 제2포트가 제2출력포트와 연결될 수 있는 위치를 유지하고;
   상기 중립포트를 통하여 유입되는 오일의 힘에 의하여 이동한 스풀은, 중립유로의 출구(Fna,Fnb)가 제1출력포트와 제2출력포트에 연결되는 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 중장비 트랜스미션의 중립 제어를 위한 유압밸브체.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 중립포트는 스프링의 반대측에 형성되는 중장비 트랜스미션의 중립 제어를 위한 유압밸브체
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중립포트와 연결되는 중립유로의 입구에는 중립유로 보다 면적이 큰 수압면(173)이 형성되는 중장비 트랜스미션의 중립 제어를 위한 유압밸브체.

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