KR20200094091A - 제어 밸브 및 방향 전환 밸브 - Google Patents

Abstract

제어 밸브(3a)는, 밸브 본체(40)와, 밸브 본체(40)의 스풀 구멍(41) 내에 이동 가능하게 배치된 스풀(30)과, 스풀(30)에 탄성력을 부여하고, 스풀(30)의 다른 위치에서 탄성 상수가 다른 탄성 부재(62)를 구비한다.

Description

제어 밸브 및 방향 전환 밸브{CONTROL VALVE AND DIRECTION SWITCHING VALVE}

본 발명은, 제어 밸브 및 방향 전환 밸브에 관한 것이다.

종래부터, 유압 셔블 등의 건설 기계의 액추에이터에 대한 작동 유체의 급배를 제어하는 방향 전환 밸브가 알려져 있다. 방향 전환 밸브와 같은 제어 밸브는, 밸브 본체와, 밸브 본체에 형성된 스풀 구멍에 수용된 스풀을 갖고 있다.

밸브 본체에는, 메인 펌프와 연통하는 공급 포트와, 탱크와 연통한 탱크 포트가 마련되어 있다. 또한, 액추에이터는 작동 유체를 수용하는 유체실을 갖고 있으며, 밸브 본체에는, 이 유체실과 연통하는 액추에이터 포트가 마련되어 있다. 또한, 밸브 본체에는, 각 포트와 연통하는 통로가 마련되어 있다. 이들 통로는 스풀 구멍에 개구되어, 스풀 구멍을 통해 접속되고, 스풀 구멍과 함께 작동 유체의 유로를 형성한다. 즉, 각 포트는, 상기 유로에 의해 접속된다. 스풀 구멍의 내벽 중 상기 유로가 개구하는 개구부 사이의 부분은, 환상 랜드부를 이루고 있다.

스풀은, 환상 랜드부와 끼워 맞춤 가능한 복수의 랜드부와, 랜드부의 사이에 배치된 절결부를 갖는다. 스풀을 스풀 구멍 내에 있어서 이동시켜 상기 환상 랜드부에 대한 랜드부 및 절결부의 위치를 변경함으로써, 상기 포트를 접속하는 유로를 개폐할 수 있어, 액추에이터에 대한 작동 유체의 급배를 제어할 수 있게 되어 있다.

예를 들어, 스풀의 랜드부를, 액추에이터 포트에 연통하는 액추에이터 통로의 개구부와 탱크 포트에 연통하는 탱크 통로의 개구부 사이의 환상 랜드부(이하, 「탱크측 환상 랜드부」라고 칭함)와 끼워 맞춰서 당해 환상 랜드부의 내부 공간을 폐쇄함으로써, 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로를 폐쇄할 수 있다. 이에 의해, 액추에이터로부터의 작동 유체의 배출을 방지할 수 있다. 한편, 랜드부를 탱크측 환상 랜드부로부터 이탈시켜서, 탱크측 환상 랜드부의 내부 공간에 절결부를 배치함으로써, 당해 내부 공간을 개방할 수 있다. 이에 의해, 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로를 개방할 수 있어, 액추에이터로부터의 작동 유체의 배출이 가능해진다.

상술한 바와 같이, 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로, 그리고, 액추에이터 포트와 공급 포트를 접속하는 유로를 개폐함으로써, 액추에이터에 대한 작동 유체의 급배를 제어할 수 있어, 액추에이터를 원하는 바와 같이 동작시킬 수 있다. 또한, 스풀이 소위 「중립 위치」에 있는 경우, 스풀의 랜드부가 액추에이터 포트와 탱크 포트 사이의 유로, 그리고 액추에이터 포트와 공급 포트 사이의 유로를 폐쇄하여, 액추에이터에 대한 작동 유체의 급배가 정지된다. 이 결과, 액추에이터는 동작하지 않고, 그 자세가 유지된다.

이와 같은 제어 밸브에 있어서, 예를 들어 랜드부가 탱크측 환상 랜드부로부터 이탈해야 비로소 액추에이터로부터의 작동 유체의 배출이 이루어지는 것으로 하면, 액추에이터가 급격하게 동작하여, 충격 및 진동을 발생시켜버린다. 이러한 사태를 방지하기 위해서, 스풀의 랜드부의 외주면에 노치를 마련하여 작동 유체의 소위 「선행 흐름」을 발생시킴으로써, 액추에이터에 의한 충격 및 진동의 발생을 방지하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 랜드부가 탱크측 환상 랜드부로부터 이탈할 때의 액추에이터에 의한 충격 및 진동의 발생을 방지하는 경우, 랜드부의 외주면에, 당해 랜드부의 액추에이터 통로측의 단부로부터 탱크 통로측으로 당해 랜드부의 중간 정도까지 연장되는 노치를 마련한다. 그리고, 스풀이 중립 위치로부터 탱크 통로측으로 이동해서 랜드부가 탱크측 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에, 노치를 통하여 액추에이터 통로와 탱크 통로를 연통시키고, 액추에이터로부터 작동 유체를 소량씩 배출한다. 이에 의해 랜드부가 탱크측 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에 액추에이터의 동작을 개시시킬 수 있어, 액추에이터가 급격하게 동작함에 따른 진동 및 충격의 발생을 방지할 수 있다.

그런데, 이와 같은 노치는, 일반적으로, 랜드부가 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에 액추에이터를 안정적으로 동작시킬 수 있도록, 충분한 길이를 갖고 있다.

한편, 노치가 상기 충분한 길이를 갖고 있으면, 제어 밸브 내에 있어서 의도치 않은 작동 유체의 누설이 발생해버리는 경우가 있다. 예를 들어, 탱크 통로측 환상 랜드부에 끼워 맞추는 랜드부에 상술한 바와 같은 노치가 마련되어 있는 경우, 랜드부는, 노치보다도 탱크 통로측이 되는 부분에서만, 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로를 폐쇄 가능하다. 이 부분과 탱크 통로측 환상 랜드부가 중첩되는 영역의, 상기 스풀의 이동 방향을 따른 길이는, 오버랩량이라고 불린다. 이 오버랩량이 충분히 크지 않으면, 탱크 통로측 환상 랜드부의 한쪽으로부터 다른 쪽의 측으로, 구체적으로는 액추에이터 통로의 측으로부터 탱크 통로의 측으로, 작동 유체가 누출되어버린다. 그 때문에, 액추에이터의 유체실 내의 작동 유체가 감소하여, 액추에이터의 자세를 유지할 수 없다.

이와 같은 작동 유체의 누설을 저감시키기 위해서 노치의 길이를 짧게 하여 오버랩량을 크게 하면, 액추에이터의 제어성이 바뀌어버린다. 예를 들어, 제어 밸브의 조작을 개시하고 나서 액추에이터가 동작을 개시할 때까지의 시간 길이가, 바뀌어버린다. 또한, 랜드부가 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에 액추에이터를 충분히 동작시킬 수 없다. 이 때문에, 조작자에게 위화감을 생기게 된다. 또한, 작동 유체의 누설을 방지하기 위해서, JPH01-269705A에 기재된 제어 밸브와 같이, 액추에이터 포트에 체크 포핏을 마련하여 액추에이터로부터의 작동 유체의 유출을 방지하는 것도 생각되지만, 이 경우, 제어 밸브가 복잡화 및 대형화되어버린다.

본 발명은, 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 액추에이터의 급격한 동작에 의해 진동 및 충격이 발생하는 것을 방지 가능한 제어 밸브이며, 제어 밸브를 대형화하지 않고 간이한 구성으로 제어 밸브에서의 작동 유체의 누설을 저감시킬 수 있으며, 또한, 액추에이터의 제어성을 유지 가능한 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그러한 제어 밸브를 포함해 유압 액추에이터의 동작 방향을 전환하는 방향 전환 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 제어 밸브는,

밸브 본체와,

상기 밸브 본체의 스풀 구멍 내에 이동 가능하게 배치된 스풀과,

상기 스풀의 위치에 따라서 변화하는 탄성 상수로 상기 스풀을 누르는 탄성 부재를 구비한다.

또는, 본 발명에 의한 제어 밸브는,

스풀 구멍 및 액추에이터 통로를 갖는 밸브 본체와,

상기 스풀 구멍 내를 이동하고, 상기 액추에이터 통로에 접속된 액추에이터에 펌프로부터의 작동 유체를 공급 가능하게 함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 스풀과,

상기 스풀에 탄성력을 부여하고, 상기 스풀의 다른 위치에서 탄성 상수가 다른 탄성 부재를 구비한다.

예를 들어, 상기 스풀에 의한 상기 탄성 부재의 압입 거리가 가장 긴 경우에, 상기 탄성 상수는 가장 커져도 된다.

또한, 예를 들어 상기 스풀에 의한 상기 탄성 부재의 압입 거리가 짧으면 상기 탄성 상수는 작고, 상기 스풀에 의한 상기 탄성 부재의 압입 거리가 길면 상기 탄성 상수는 커져도 된다.

구체적으로는, 상기 탄성 부재는, 비선형 스프링을 포함하고 있어도 된다.

또한, 상기 탄성 부재는 다른 스프링 상수를 갖고 직렬로 배치된 2 이상의 부분을 구비하는 스프링을 포함하고 있어도 된다.

또한, 상기 탄성 부재는, 다른 스프링 상수를 갖고 직렬로 배치된 2 이상의 스프링을 포함하고 있어도 된다.

또는, 본 발명에 의한 제어 밸브는,

스풀 구멍 및 액추에이터 통로를 갖는 밸브 본체와,

상기 밸브 본체의 스풀 구멍 내를 이동하고, 상기 액추에이터 통로에 접속된 액추에이터에 펌프로부터의 작동 유체를 공급 가능하게 함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 스풀과,

상기 스풀에 의한 압입 거리가 짧으면 상기 탄성 상수는 작고, 상기 스풀에 의한 압입 거리가 길면 상기 탄성 상수는 크게 상기 스풀에 탄성력을 부여하는 비선형 스프링을 구비한다.

또는, 본 발명에 의한 방향 전환 밸브는, 상기 제어 밸브를 포함해 유압 액추에이터의 동작 방향을 전환한다.

본 발명에 따르면, 액추에이터의 급격한 동작에 의해 진동 및 충격이 발생하는 것을 방지 가능한 제어 밸브이며, 제어 밸브를 대형화하지 않고 간이한 구성으로 제어 밸브 내에서의 작동 유체의 누설을 저감시킬 수 있으며, 또한, 액추에이터의 제어성을 유지 가능한 제어 밸브를 제공할 수 있다. 또한, 그러한 제어 밸브를 포함해 유압 액추에이터의 동작 방향을 전환하는 방향 전환 밸브를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 의한 방향 전환 밸브를 사용한 작동 유체 회로의 일례를 나타내는 작동 유체 회로도.
도 2는, 도 1에 도시한 방향 전환 밸브의 단면도.
도 3은, 도 2에 도시한 방향 전환 밸브의 일측 단부를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 4는, 도 2에 도시한 방향 전환 밸브에 사용되는 탄성 부재의 일례인 비선형 스프링을 나타내는 사시도.
도 5는, 도 4에 도시한 스프링의, 스프링에 가해지는 부하와 스프링의 압입 거리의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은, 도 2에 도시한 방향 전환 밸브의 일측 단부를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 7은, 도 2에 도시한 방향 전환 밸브의 일측 단부를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 8은, 도 2에 도시한 방향 전환 밸브의 일측 단부를 모식적으로 나타내는 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본건 명세서에 첨부하는 도면은 간략화되어 있으며, 예를 들어 각 요소의 치수, 각 요소 간의 치수비 및 각 요소의 구체적인 형상이, 실물의 그것들로부터 다른 부분이 도면에 포함될 수 있다. 단, 당업자라면 그와 같은 간략화된 도면으로부터, 이하에 설명하는 실시 형태 및 본 발명의 그 밖의 실시 형태를 충분히 이해하는 것이 가능하다.

도 1에, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 방향 전환 밸브를 사용한 작동 유체 회로의 일례를 나타낸다.

도 1에 도시한 작동 유체 회로(1)는, 액추에이터(2)와, 액추에이터(2)에 대한 작동 유체(도시한 예에서는 압유)의 급배를 제어하기 위한 방향 전환 밸브(3)와, 방향 전환 밸브(3)를 통해 액추에이터(2)에 작동 유체를 공급하는 메인 펌프(5)를 갖는다. 또한, 작동 유체 회로(1)는, 방향 전환 밸브(3)의 동작을 제어하기 위한 파일럿 컨트롤 밸브(이하, 「리모컨 밸브」라고 칭함)(4)와, 파일럿 펌프(6)와, 탱크(7)를 갖는다.

도시한 예에서는, 액추에이터(2)는, 유압 액추에이터이다. 보다 구체적으로는, 유압 액추에이터(2)는, 피스톤 로드(2r)를 갖는 유압 실린더이며, 헤드측 유체실(2a)과 로드측 유체실(2b)을 갖는다.

방향 전환 밸브(3)는, 유압 액추에이터(2)의 동작 방향을 전환하는 것이며, 제어 밸브(3a)를 포함한다. 방향 전환 밸브(3)는, 제어 밸브(3a) 이외의 다른 기능부를 포함하고 있어도 된다.

제어 밸브(3a)는, 방향 전환 밸브(3)는, 메인 펌프(5) 및 탱크(7)에 접속되어 있다. 제어 밸브(3a)는, 스풀(30)을 갖고 있으며, 스풀(30)을 제1 방향(도 1의 좌우 방향) D1로 이동시킴으로써, 메인 펌프(5) 및 탱크(7)와, 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a) 및 로드측 유체실(2b)의 접속 상태를 변경할 수 있도록 되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 제어 밸브(3a)는, 제1 방향 D1의 양단에 파일럿압 작용부(51, 52)를 포함하고 있다. 파일럿압 작용부(51, 52)는, 스풀(30)의 구동을 목적으로 하여, 스풀(30)의 단부에 파일럿압을 부하하기 위한 수단이다. 제1 방향 D1의 타측(도 1의 좌측)에 위치하는 파일럿압 작용부(51)에 파일럿압을 부하함으로써, 스풀(30)을, 도 1에 도시한 중립 위치로부터, 제1 방향 D1의 일측(도 1의 우측 방향)에 이동한 제1 작동 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 방향 D1의 일측(도 1의 우측)에 위치하는 파일럿압 작용부(52)에 파일럿압을 부하함으로써, 스풀(30)을, 도 1에 도시한 중립 위치로부터, 제1 방향 D1의 타측(도 1의 좌측 방향)에 이동한 제2 작동 위치로 이동시킬 수 있다.

제어 밸브(3a)는, 또한, 스풀(30)에 제1 방향 D1에 탄발력을 가하는 탄성 부재(61, 62)를 갖는다. 탄성 부재(61, 62)에 의해, 파일럿압 작용부(51, 52)의 어느 쪽에도 파일럿압이 발생하지 않은 경우, 스풀(30)은, 도 1에 도시한 중립 위치에 보유 지지된다.

또한, 스풀(30)이 중립 위치에 있는 경우, 메인 펌프(5) 및 탱크(7)는, 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a) 및 로드측 유체실(2b) 중 어디에도 접속되어 있지 않고(도 1 참조), 액추에이터(2)에 대한 작동 유체의 급배는 이루어지지 않는다. 한편, 스풀(30)이 제1 작동 위치에 있는 경우, 메인 펌프(5) 및 탱크(7)는, 각각, 액추에이터(2)의 로드측 유체실(2b) 및 헤드측 유체실(2a)에 접속된다. 이 결과, 로드측 유체실(2b)에 작동 유체가 공급되고, 동시에 헤드측 유체실(2a)로부터 작동 유체가 배출되어, 피스톤 로드(2r)가 후퇴하는 방향으로 이동한다. 또한, 스풀(30)이 제2 작동 위치에 있는 경우, 메인 펌프(5) 및 탱크(7)는, 각각, 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a) 및 로드측 유체실(2b)에 접속된다. 이 결과, 헤드측 유체실(2a)에 작동 유체가 공급되고, 동시에 로드측 유체실(2b)로부터 작동 유체가 배출되어, 피스톤 로드(2r)가 나오는 방향으로 이동한다. 이와 같이, 제어 밸브(3a)의 스풀(30)을 이동시켜, 메인 펌프(5) 및 탱크(7)와 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a) 및 로드측 유체실(2b)의 접속 상태를 변경함으로써, 액추에이터(2)를 원하는 바와 같이 동작시킬 수 있다.

리모컨 밸브(4)는, 상술한 파일럿압을 제어하기 위한 밸브이다. 여기서, 제어 밸브(3a)의 파일럿압 작용부(51, 52)의 각각에는, 파일럿 라인(11, 12)이 접속되어 있다. 리모컨 밸브(4)는, 그 조작 레버(4a)의 조작 방향에 대응하는 측의 파일럿 라인(11, 12)과 파일럿 펌프(6)를 연통시켜, 당해 파일럿 라인(11, 12)에 작동 유체를 공급한다. 이 결과, 당해 파일럿 라인(11, 12)에 접속한 파일럿압 작용부(51, 52)에 파일럿압이 발생한다. 또한, 리모컨 밸브(4)는, 한쪽의 파일럿 라인(11, 12)과 파일럿 펌프(6)를 연통시킬 때, 다른 쪽의 파일럿 라인(12, 11)과 탱크(7)를 연통시킨다. 또한, 조작 레버(4a)가 조작되지 않은 경우, 리모컨 밸브(4)는, 양쪽의 파일럿 라인(11, 12)을, 탱크(7)에 연통시킨다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 제어 밸브(3a)에 대하여, 더욱 상세히 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시한 제어 밸브(3a)의 스풀(30)의 길이 방향을 따른 단면을 나타내고 있다. 도 3은, 도 2에 도시한 제어 밸브(3a)의 일측 단부를 모식적으로 나타내는 부분 확대도이다.

도 2에 도시한 제어 밸브(3a)는, 주된 구성 요소로서, 제1 방향 D1을 따라 연장되는 가늘고 긴 형상의 스풀(30)과, 스풀(30)을 수용하는 스풀 구멍(41)이 마련된 밸브 본체(40)와, 밸브 본체(40)의 양측에 설치된 밸브 커버(53, 54)를 갖는다.

밸브 커버(53, 54)는, 그 제1 방향 D1의 일단부가 파일럿 라인(11, 12)과 접속하는 접속부를 구비한 통상의 부재이다. 밸브 커버(53, 54)는, 각각, 스풀(30)의 타측 단부 및 일측 단부를 수용한다. 밸브 커버(53, 54)의 내부는, 각각, 파일럿 라인(11, 12)에 접속되고, 파일럿 라인(11, 12)에 작동 유체가 공급되면, 밸브 커버(53, 54)의 내부에 파일럿압이 발생하고, 파일럿압이 스풀(30)의 타측 단면(31) 및 일측 단면(32)에 작용하도록 되어 있다. 즉, 밸브 커버(53, 54)의 내부는, 상술한 파일럿압 작용부(51, 52)를 이루고 있다. 또한, 스풀(30)의 타측 단면(31) 및 일측 단면(32)은, 밸브 커버(53, 54)의 내부에 발생한 파일럿압이 작용하는 수압면을 이루고 있다.

밸브 커버(53, 54)의 내부에는, 각각, 스풀(30)에 제1 방향 D1의 일측 및 타측을 향해 탄발력을 부여하는 탄성 부재(61, 62)가 배치되어 있다. 도시된 예에서는, 탄성 부재(61, 62)는 스프링이다.

밸브 본체(40)에는, 제1 방향 D1로 연장되는 스풀 구멍(41)이 형성되어 있다. 스풀 구멍(41) 내에는, 스풀(30)이 이동 가능하게 배치된다. 또한, 밸브 본체(40)에는, 공급 통로(44), 액추에이터 통로(45) 및 탱크 통로(46)를 포함하는 각종 통로가 형성되어 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 밸브 본체(40)에는, 메인 펌프(5)에 접속되는 공급 포트, 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a)에 접속되는 헤드측 액추에이터 포트, 액추에이터(2)의 로드측 유체실(2b)에 접속되는 로드측 액추에이터 포트, 및 탱크(7)에 접속되는 탱크 포트가 형성되어 있다.

공급 통로(44)는, 공급 포트에 통하고 있다. 도 2에 도시된 예에서는, 공급 통로(44)는, 도중에 분기하여, 한쪽이 제1 공급 통로(44a)를 이루고, 다른 쪽이 제2 공급 통로(44b)를 이룬다. 제1 내지 제2 공급 통로(44a, 44b)는, 스풀 구멍(41)에 개구되어 있다.

액추에이터 통로(45)는, 제1 액추에이터 통로(45a) 및 제2 액추에이터 통로(45b)를 갖는다. 제1 내지 제2 액추에이터 통로(45a, 45b)는, 각각, 헤드측 액추에이터 포트 및 로드측 액추에이터 포트에 통하고 있다. 따라서, 제1 액추에이터 통로(45a)는, 헤드측 액추에이터 포트를 통해 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a)에 접속된다. 또한, 제2 액추에이터 통로(45b)는, 로드측 액추에이터 포트를 통해 액추에이터(2)의 로드측 유체실(2b)에 접속된다. 제1 내지 제2 액추에이터 통로(45a, 45b)는, 또한, 스풀 구멍(41)에 개구되어 있다.

탱크 통로(46)는, 탱크 포트에 통하고 있다. 도 2에 도시된 예에서는, 탱크 통로(46)는, 도중에 분기하여, 한쪽이 제1 탱크 통로(46a)를 이루고, 다른 쪽이 제2 탱크 통로(46b)를 이룬다. 제1 내지 제2 탱크 통로(46a, 46b)는, 각각, 스풀 구멍(41)에 개구되어 있다.

스풀 구멍(41)의 내벽(41a)에는, 밸브 커버(54)의 측부터 순서대로 제1 탱크 통로(46a)의 개구부, 제1 액추에이터 통로(45a)의 개구부, 제1 공급 통로(44a)의 개구부, 제2 공급 통로(44b)의 개구부, 제2 액추에이터 통로(45b)의 개구부, 및 제2 탱크 통로(46b)의 개구부가 형성되어 있다. 스풀 구멍(41)의 내벽(41a)의 각 개구부 사이의 영역은, 환상 랜드부 RL을 이루고 있다.

또한, 이하에서는, 제1 탱크 통로(46a)의 개구부와 제1 액추에이터 통로(45a)의 개구부 사이의 환상 랜드부 RL을, 「제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1」이라고 칭한다. 또한, 제1 액추에이터 통로(45a)의 개구부와 제1 공급 통로(44a)의 개구부 사이의 환상 랜드부 RL을, 「제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2」라고 칭한다. 또한, 제2 공급 통로(44b)의 개구부와 제2 액추에이터 통로(45b)의 개구부 사이의 환상 랜드부 RL을, 「제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3」이라고 칭한다. 또한, 제2 액추에이터 통로(45b)의 개구부와 제2 탱크 통로(46b)의 개구부 사이의 환상 랜드부 RL을, 「제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4」라고 칭한다.

스풀(30)은, 전체적으로 원기둥상의 부재이며, 제1 방향 D1에 서로 이격하여 배치되는 복수의 랜드부 L과, 랜드부 L 간에 마련되는 복수의 절결부 M을 갖는다. 각 랜드부 L의 외경은 스풀 구멍(41)의 환상 랜드부 RL의 내경과 거의 일치한다. 각 절결부 M의 외경은 환상 랜드부 RL의 내경보다도 작다.

각 랜드부 L이 대응하는 환상 랜드부 RL에 끼워 맞춰진 경우, 당해 환상 랜드부 RL의 내부 공간이 폐쇄된다. 이에 의해, 당해 랜드부 L의 양측에서 개구하는 2개의 통로에 접속하는 2개의 포트 간의 유로가 차단된다. 한편, 랜드부 L이 대응하는 환상 랜드부 RL로부터 이탈하여 절결부 M이 당해 환상 랜드부 RL의 내부 공간에 배치된 경우, 당해 환상 랜드부 RL의 양측에서 개구하는 2개의 통로 간의 작동 유체의 흐름이 허용된다. 즉, 상기 2개의 통로에 접속하는 2개의 포트 간의 유로가 개방된다. 스풀(30)은, 이와 같이 절결부 M에서 2개의 포트를 접속하거나, 랜드부 L에서 2개의 포트를 차단하거나 하여, 작동 유체의 유동 방향을 바꿀 수 있다.

또한, 이하에서는, 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1에 대응하는 랜드부 L을, 「제1 탱크 통로측 랜드부 L1」이라고 칭한다. 또한, 제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2에 대응하는 랜드부 L을, 「제1 공급 통로측 랜드부 L2」라고 칭한다. 또한, 제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3에 대응하는 랜드부 L을, 「제2 공급 통로측 랜드부 L3」이라고 칭한다. 또한, 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4에 대응하는 랜드부 L을, 「제2 탱크 통로측 랜드부 L4」라고 칭한다. 그리고, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1과 제1 공급 통로측 랜드부 L2 사이의 절결부 M을, 「제1 절결부 M1」이라고 칭한다. 또한, 제2 공급 통로측 랜드부 L3과 제2 탱크 통로측 랜드부 L4 사이의 절결부 M을, 「제2 절결부 M2」라고 칭한다.

구체적으로는, 스풀(30)이 도 2에 도시한 중립 위치에 배치되어 있는 경우, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1이 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1에 끼워 맞춰져서, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 탱크 통로(46a)의 사이를 차단한다. 이에 의해, 헤드측 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로가 폐쇄된다. 또한, 제1 공급 통로측 랜드부 L2가 제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2에 끼워 맞춰져서, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 공급 통로(44a)의 사이를 차단한다. 이에 의해, 헤드측 액추에이터 포트와 공급 포트를 접속하는 유로가 폐쇄된다. 또한, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4가 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4에 끼워 맞춰져서, 제2 액추에이터 통로(45b)와 제2 탱크 통로(46b)의 사이를 차단한다. 이에 의해, 로드측 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로가 폐쇄된다. 또한, 제2 공급 통로측 랜드부 L3이 제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3에 끼워 맞춰져서, 제2 액추에이터 통로(45b)와 제2 공급 통로(44b)의 사이를 차단한다. 이에 의해, 로드측 액추에이터 포트와 공급 포트를 접속하는 유로가 폐쇄된다. 이상에 의해, 공급 포트에 접속된 메인 펌프(5)로부터의 작동 유체는, 액추에이터(2)의 어느 쪽의 유체실(2a, 2b)에도 공급되지 않는다. 또한, 액추에이터(2)의 어느 쪽의 유체실(2a, 2b)의 작동 유체도, 탱크 포트에 접속된 탱크(7)로 배출되지 않는다. 이 때문에, 액추에이터(2)는 동작하지 않고, 그 자세는 유지된다.

스풀(30)이 스풀 구멍(41)에 있어서 도 2에 도시한 중립 위치로부터 제1 방향의 일측(도 2에서는 우측)으로 제1 작동 위치에 이동된 경우, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1은 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1로부터 이탈하고, 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 내부 공간에는, 제1 절결부 M1이 배치된다. 이에 의해, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 탱크 통로(46a)가, 제1 절결부 M1과 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1 사이의 공간을 통하여 연통한다. 따라서, 헤드측 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로가 개방된다. 또한, 이때, 제1 공급 통로측 랜드부 L2는, 제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2에 끼워 맞춘 채 그대로이며, 제1 공급 통로(44a)와 제1 액추에이터 통로(45a)의 사이는 차단된 채 그대로이다. 따라서, 헤드측 액추에이터 포트와 공급 포트를 접속하는 유로는, 폐쇄된 채 그대로이다. 또한, 제2 공급 통로측 랜드부 L3이 제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3으로부터 이탈하고, 제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3의 내부 공간에는, 제2 절결부 M2가 배치된다. 이에 의해, 제2 액추에이터 통로(45b)와 제2 공급 통로(44b)가, 제2 절결부 M2와 제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3 사이의 공간을 통하여 연통한다. 따라서, 로드측 액추에이터 포트와 공급 포트를 접속하는 유로가 개방된다. 또한, 이때, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4는 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4에 끼워 맞춘 채 그대로이며, 제2 액추에이터 통로(45b)와 제2 탱크 통로(46b)의 사이는 차단된 채 그대로이다. 따라서, 로드측 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로는, 폐쇄된 채 그대로이다. 이상에 의해, 공급 포트에 접속된 메인 펌프(5)로부터의 작동 유체는, 제2 공급 통로(44b), 제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3의 내부 공간 및 제2 액추에이터 통로(45b)를 통하여, 로드측 유체실(2b)에 유입된다. 또한, 헤드측 유체실(2a) 내의 작동 유체가, 제1 액추에이터 통로(45a), 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 내부 공간 및 제1 탱크 통로(46a)를 통하여, 탱크(7)에 유입된다. 이 결과, 액추에이터(2)의 피스톤 로드(2r)가 후퇴하는 방향으로 이동한다.

스풀(30)이 스풀 구멍(41)에 있어서 도 2에 도시한 중립 위치로부터 제1 방향 D1의 타측(도 2에서는 좌측)으로 제2 작동 위치에 이동된 경우, 제1 공급 통로측 랜드부 L2가 제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2로부터 이탈하고, 제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2의 내부 공간에는, 제1 절결부 M1이 배치된다. 이에 의해, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 공급 통로(44a)가, 제1 절결부 M1과 제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2 사이의 공간을 통하여 연통한다. 따라서, 헤드측 액추에이터 포트와 공급 포트를 접속하는 유로가 개방된다. 또한, 이때, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1은 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1에 끼워 맞춘 채 그대로이며, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 탱크 통로(46a)의 사이는 차단된 채 그대로이다. 따라서, 헤드측 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로는 폐쇄된 채 그대로이다. 또한, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4가 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4로부터 이탈하고, 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4의 내부 공간에는, 제2 절결부 M2가 배치된다. 이에 의해, 제2 액추에이터 통로(45b)와 제2 탱크 통로(46b)가, 제2 절결부 M2와 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4 사이의 공간을 통하여 연통한다. 따라서, 로드측 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로가 개방된다. 또한, 이때, 제2 공급 통로측 랜드부 L3은 제2 공급 통로측 환상 랜드부 RL3에 끼워 맞춘 채 그대로이며, 제2 액추에이터 통로(45b)와 제2 공급 통로(44b)의 사이는 차단된 채 그대로이다. 따라서, 로드측 액추에이터 포트와 공급 포트를 접속하는 유로는 폐쇄된 채 그대로이다. 이상에 의해, 공급 포트에 접속된 메인 펌프(5)로부터의 작동 유체는, 제1 공급 통로(44a), 제1 공급 통로측 환상 랜드부 RL2의 내부 공간 및 제1 액추에이터 통로(45a)를 통해 헤드측 유체실(2a)에 유입된다. 또한, 로드측 유체실(2b)의 작동 유체가, 제2 액추에이터 통로(45b), 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4의 내부 공간 및 제2 탱크 통로(46b)를 통해 탱크(7)에 유입된다. 이 결과, 액추에이터(2)의 피스톤 로드(2r)가 나오는 방향으로 이동한다.

이와 같이, 스풀(30)은, 스풀 구멍(41) 내를 이동하여, 액추에이터 통로(45)에 접속된 액추에이터(2)에, 펌프(5)로부터의 작동 유체의 공급을 가능하게 한다. 또한, 제어 밸브(3a)는, 스풀(30)의 이동 방향을 전환함으로써, 액추에이터(2)의 동작 방향을 전환할 수 있다.

이와 같은 제어 밸브(3a)에 있어서, 예를 들어 로드(2r)를 후퇴시키기 위해 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a)로부터 작동 유체를 배출할 때, 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1로부터 제1 탱크 통로측 랜드부 L1이 이탈해야 비로소 헤드측 액추에이터 포트와 탱크 포트를 접속하는 유로가 개방되는 것으로 하면, 액추에이터(2)가 급격하게 동작하여, 충격 및 진동을 발생시켜버릴 우려가 있다. 이러한 사태를 방지하기 위해서, 랜드부의 외주면에 스풀의 이동 방향으로 연장되는 노치를 마련하는 것이 알려져 있다. 즉, 스풀을 이동시킬 때, 랜드부가 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에, 당해 환상 랜드부의 양측에 개구하는 통로를, 노치를 통하여 연통시키고, 한쪽의 통로로부터 다른 쪽의 통로로, 소위 작동 유체의 선행 흐름을 발생시킨다. 이에 의해, 액추에이터는, 랜드부가 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에 동작을 개시할 수 있어, 액추에이터가 급격하게 동작함에 따른 진동 및 충격의 발생을 방지할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 예에서는, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1의 외주면에, 제1 노치 N1이 마련되어 있다. 도 3에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 제1 노치 N1은, 스풀(30)의 이동 방향 D1에 가늘고 길게, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1의 제1 액추에이터 통로(45a) 측의 단부로부터 제1 탱크 통로(46a)의 측으로 연장되어 있다. 제1 탱크 통로측 랜드부 L1의 외주면에 제1 노치 N1이 마련되어 있음으로써, 스풀(30)이 제1 방향 D1의 일측(도 3에서는 우측)으로 이동하여 제1 탱크 통로측 랜드부 L1이 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1로부터 이탈하기 전에, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 탱크 통로(46a)를 제1 노치 N1을 통하여 연통시키고, 제1 액추에이터 통로(45a)로부터 제1 탱크 통로(46a)로, 제1 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름을 발생시킬 수 있다. 즉, 제1 액추에이터 통로(45a)로부터 제1 탱크 통로(46a)로, 제1 노치 N1을 통하여, 작동 유체를 소량씩 배출할 수 있다. 또한, 이하에서는, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1 중, 제1 노치 N1보다도, 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 내부 공간을 폐쇄하는 위치로부터 개방하는 위치로의 제1 탱크 통로측 랜드부 L1의(스풀(30)의) 이동 방향(도 3에서는 우측 방향)에 있어서의 전방측(도 3에서는 우측)이 되는 부분을, 제1 노치 비형성부 L1a라 칭한다.

여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 스풀(30)이 중립 위치에 있는 경우, 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 내부 공간은, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1의 제1 노치 비형성부 L1a에 의해 폐쇄되어 있다. 따라서, 스풀(30)이 중립 위치에 있는 경우에는, 제1 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름은 발생하지 않는다. 제1 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름은, 스풀(30)이 제1 방향 D1의 일측(도 3에서는 우측)으로 이동하여, 제1 노치 N1의 일측 단부가 제1 탱크 통로(46a)와 대면하면 시작된다. 이에 의해, 액추에이터(2)가 동작을 개시한다. 또한, 제1 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름은, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1이 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1로부터 이탈할 때까지 계속된다.

그런데, 일반적으로, 이러한 노치는, 랜드부가 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에 액추에이터를 충분히 동작시킬 수 있도록, 충분한 길이를 갖고 있다. 이 때문에, 다음과 같은 문제가 발생하였다. 우선, 노치 N1의 길이가 길수록, 스풀(30)이 중립 위치에 있는 경우의, 랜드부 L1의 노치 비형성부 L1a와 환상 랜드부 RL1이 중첩되는 영역 L1b의, 스풀(30)의 이동 방향 D1을 따른 길이(이하, 「오버랩량 W1」이라고 칭함)가 짧아진다. 오버랩량 W1이 짧으면, 스풀(30)을 중립 위치에 배치하여 액추에이터(2)의 자세를 유지하려고 해도, 환상 랜드부 RL1의 한쪽의 측(통로(45a)의 측)으로부터 다른 쪽의 측(통로(46a)의 측)으로 작동 유체가 누출되어버려서, 액추에이터(2)의 자세를 유지할 수 없다.

이러한 점을 고려하여, 도시한 예에서는, 제1 노치 N1의 길이를 종래보다도 짧게 하여, 스풀(30)이 중립 위치에 있는 경우의 오버랩량 W1을 종래보다도 크게 설정하고 있다.

그런데, 일반적으로, 오버랩량이나 노치의 길이를 변경하면, 액추에이터의 제어성도 변경되어버린다. 예를 들어, 종래와 마찬가지로 리모컨 밸브의 조작 레버를 조작하여도, 조작 레버의 조작을 개시하고 나서 작동 유체의 선행 흐름이 시작될 때까지의 시간 길이가 종래와는 다른 시간 길이로 되기 때문에, 조작 레버의 조작을 개시하고 나서 액추에이터가 동작을 개시할 때까지의 시간 길이도, 종래와는 다른 시간 길이로 된다. 또한, 노치의 길이를 짧게 한 경우, 작동 유체의 선행 흐름이 지속하는 시간 길이가 종래보다도 짧아지기 때문에, 랜드부가 환상 랜드부로부터 이탈하기 전에 액추에이터를 충분히 동작시킬 수 없다. 이것은, 조작 레버의 조작자에게 위화감을 생기게 한다.

이러한 사정을 고려하여, 본 실시 형태의 제어 밸브(3a)는, 중립 위치에 있어서의 제1 탱크 통로측 랜드부 L1과 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 오버랩량 W1을 충분히 크게 설정하면서, 액추에이터(2)의 제어성을 유지하기 위한 고안이 이루어져 있다.

구체적으로는, 탄성 부재(62)로서, 스풀(30)의 다른 위치에서 탄성 상수가 다른 탄성 부재가 사용되고 있다. 바꾸어 말하면, 스풀(30)의 위치에 따라서 변화하는 탄성 상수로 스풀(30)을 누르는 탄성 부재가 사용되고 있다. 여기서, 탄성 상수란, 탄성 부재(62)에 가해지는 부하를 F라 하고, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리(도시한 예에서는, 스풀(30)의 중립 위치로부터 탄성 부재(62)를 향한 이동 거리)를 x라 한 경우에, k=F/x라는 관계를 만족하는 상수이다.

도시한 예에서는, 탄성 부재(62)의 탄성 상수 k는, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리 x가 가장 짧은 경우에, 가장 작아진다. 바꾸어 말하면, 탄성 부재(62)의 탄성 상수 k는, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리 x가 가장 긴 경우에, 가장 커진다.

더욱 구체적으로는, 탄성 부재(62)는, 도 4에 도시한 바와 같은 비선형 스프링을 포함한다. 여기서, 「비선형 스프링」이라 함은, 스프링에 가해지는 부하 F와 스프링의 압입 거리(스프링의 수축량) x의 관계가 1차 식으로 표시되지 않는 스프링을 말한다. 보다 구체적으로는, 스프링에 가해지는 부하 F와 스프링의 압입 거리 x가, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같은 관계를 갖고, 상기 탄성 상수 k가, 스프링의 압입 거리 x에 따라서 변화하는 스프링이다. 또한, 상술한 바와 같이, 도시한 예에서는 탄성 부재(62)는 스프링이기 때문에, 이하에서는, 탄성 상수를 「스프링 상수」라고도 칭한다.

도시한 예에서는, 탄성 부재(62)는, 서로 스프링 상수의 다른 제1 스프링 요소(62a) 및 제2 스프링 요소(62b)를 포함한다. 제1 스프링 요소(62a) 및 제2 스프링 요소(62b)는, 제1 방향 D1으로 나열되고, 일련의 스프링을 구성하고 있다. 그리고, 탄성 부재(62)의 스프링 상수 k는, 탄성 부재(62)의 압입 거리 x가 0 내지 x1의 사이에서는, 스프링 상수 ka이며, 스프링의 압입 거리 x가 0 내지 x1보다도 큰 x1 내지 x2의 사이에는, 스프링 상수 ka보다도 큰 스프링 상수 kb이다. 이러한 탄성 부재(62)는, 스프링의 압입 거리 x가 0 내지 x1의 사이에는 변형되기 쉽고, x1 내지 x2의 사이에는 변형되기 어렵다. 이에 의해, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리 x가 0 내지 x1의 범위에서는 스풀(30)을 비교적 빠르게 이동시킬 수 있고, 압입 거리 x가 x1 내지 x2의 범위에서는 스풀(30)을 비교적 느리게 이동시킬 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 예에서는 탄성 부재(62)는, 연속한 스프링으로서 형성되어 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 탄성 부재(62)는, 다른 스프링 상수를 갖고 직렬로 배치된 2 이상의 부분을 포함하고 있어도 된다. 또한, 탄성 부재(62)는, 다른 스프링 상수를 갖고 직렬로 배치된 2 이상의 별개의 스프링을 포함해도 된다.

또한, 도 5에 도시한 예에서는, 탄성 부재(62)의 탄성 상수 k는 단계적으로 변화하지만, 탄성 상수 k는 연속적으로 변화해도 된다. 이 경우, 탄성 부재(62)의 탄성 상수 k는, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리 x가 짧으면 작아진다. 바꾸어 말하면, 탄성 부재(62)의 탄성 상수 k는, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리가 길면 커진다.

이와 같은 탄성 상수가 스풀(30)의 위치에 따라서 변화하는 탄성 부재(62)를 사용함으로써, 제1 노치 N1의 길이를 종래보다도 짧게 하여, 중립 위치에 있어서의 제1 탱크 통로측 랜드부 L1과 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 오버랩량 W1을 종래보다도 길게 해도, 액추에이터(2)의 제어성이 바뀌는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 제1 노치 N1의 길이를 종래보다도 짧게 하여 상기 오버랩량 W1을 종래보다도 크게 해도, 상기 압입 거리 x와 스프링 상수 k의 관계를 적절히 결정함으로써, 중립 위치로부터 제1 노치 N1의 일측 단부가 제1 탱크 통로(46a)에 대면할 때까지는 스풀(30)을 종래보다도 빠르게 이동시킬 수 있고, 또한, 제1 노치 N1의 일측 단부가 제1 탱크 통로(46a)에 대면해서 작동 유체의 선행 흐름이 개시된 후에는 스풀(30)을 종래보다도 천천히 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 레버(4a)의 조작을 개시하고 나서 작동 유체의 선행 흐름이 시작될 때까지의 시간 길이(따라서, 액추에이터(2)가 동작을 개시할 때까지의 시간 길이), 및 작동 유체의 선행 흐름이 시작되고 나서 제1 탱크 통로측 랜드부 L1이 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1로부터 이탈할 때까지의 시간 길이(따라서 작동 유체의 선행 흐름이 지속하는 시간 길이)를, 종래와 동일한 시간 길이로 유지할 수 있다. 이에 의해, 스풀(30)을 중립 위치로부터 제1 작동 위치로 이동시킬 때의 액추에이터(2)의 제어성을, 종래와 마찬가지로 유지할 수 있다.

또한, 도 2에 도시한 예에 있어서는, 제1 노치 N1과 마찬가지의 제2 노치 N2가, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4의 외주면에 마련되어 있다. 제2 노치 N2는, 스풀(30)의 이동 방향 D1을 따라 가늘고 길게, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4의 제2 액추에이터 통로(45b)측의 단부로부터 제2 탱크 통로(46b)를 향해 연장되어 있다. 이 경우, 스풀(30)이 중립 위치로부터 제1 방향 D1의 타방측(도 2에서는 좌측)으로 제2 작동 위치에 이동되었을 때, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4가 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4로부터 이탈하기 전에, 제2 액추에이터 통로(45b)로부터 제2 탱크 통로(46b)로, 제2 노치 N2를 통한 작동 유체의 선행 흐름을 발생시킬 수 있다.

제2 노치 N2의 길이는, 제1 노치 N1과 마찬가지로, 종래보다도 짧다. 이에 의해, 스풀(30)이 중립 위치에 있는 경우의, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4와 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4의 오버랩량 W2(스풀(30)이 중립 위치에 있는 경우의, 랜드부 L4의 제2 노치 비형성부 L4a와 환상 랜드부 RL4가 중첩되는 영역의, 스풀(30)의 이동 방향 D1을 따른 길이. 여기서, 「제2 노치 비형성부 L4a」는, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4 중, 제2 노치 N2보다도, 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4의 내부 공간을 폐쇄하는 위치로부터 개방하는 위치로의 제2 탱크 통로측 랜드부 L4의(스풀(30)의) 이동 방향 D1에 있어서의 전방측(도 2에서는 좌측)이 되는 부분)을 종래보다도 크게 할 수 있어, 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4의 한쪽의 측(제2 액추에이터 통로(45b)의 측)으로부터 다른 쪽의 측(제2 탱크 통로(46b)의 측)으로의 작동 유체의 누설을 저감시킬 수 있다. 또한, 탄성 부재(61)는, 탄성 부재(62)와 마찬가지의 탄성 상수를 갖고 있다. 보다 구체적으로는, 탄성 부재(61)는, 탄성 부재(62)와 마찬가지의 비선형 스프링이다. 이 때문에, 제2 노치 N2의 길이를 종래보다도 짧게 하여 상기 오버랩량 W2를 종래보다도 크게 확보해도, 스풀(30)을 중립 위치로부터 제2 작동 위치로 이동시킬 때의 액추에이터(2)의 제어성을, 종래와 마찬가지로 유지할 수 있다.

다음으로, 도 1 내지 3, 6 내지 8을 참조하여, 제어 밸브(3a)의 동작에 대하여 설명한다. 이하에서는, 스풀을 도 2 및 도 3에 도시한 중립 위치로부터 제1 작동 위치로 이동시키는 경우의, 제어 밸브(3a)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 리모컨 밸브(4)의 조작 레버(4a)가 조작되지 않은 경우, 파일럿 라인(11, 12)은, 어느 것이나 탱크(7)에 연통하고 있다. 이 때문에, 파일럿 펌프(6)로부터 파일럿 라인(11, 12)으로의 작동 유체의 공급이 이루어지지 않고, 파일럿압 작용부(51, 52)의 어느 것에도 파일럿압은 발생하지 않는다. 이 때문에, 스풀(30)에는 파일럿압이 작용하지 않고, 스풀(30)은, 탄성 부재(61, 62)의 탄발력에 의해, 도 1 및 도 2에 도시한 중립 위치에 보유 지지된다. 이때, 도 3에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1은 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1에 끼워 맞춰지고, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4는 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4에 끼워 맞춰져 있다. 그리고, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1과 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 오버랩량 W1이 충분히 크게 설정되어 있는 점에서, 작동 유체가 제1 액추에이터 통로(45a) 측으로부터 제1 탱크 통로(46a) 측으로 누출되는 것이 저감되어 있다. 이에 의해, 액추에이터(2)의 헤드측 유체실(2a)로부터 작동 유체가 유출되는 것이 저감된다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 탱크 통로측 랜드부 L4와 제2 탱크 통로측 환상 랜드부 RL4의 오버랩량 W2가 충분히 크게 설정되어 있음으로써, 작동 유체가 제2 액추에이터 통로(45b)측으로부터 제2 탱크 통로(46b)측으로 누출되는 것이 저감되어 있다. 이에 의해, 액추에이터(2)의 로드측 유체실(2b)로부터 작동 유체가 유출되는 것이 저감되어 있다. 이 결과, 액추에이터(2)의 자세가 유지된다.

다음으로, 스풀(30)을 중립 위치로부터 제1 작동 위치로 이동시키는 경우, 리모컨 밸브(4)의 조작 레버(4a)를 조작하여, 파일럿 펌프(6)와 파일럿 라인(11)을 연통시켜, 파일럿 펌프(6)로부터 파일럿 라인(11)에 작동 유체를 공급한다. 파일럿 라인(11)에 공급된 작동 유체는, 밸브 커버(53) 내에 유입된다. 이에 의해, 밸브 커버(53) 내에, 조작 레버(4a)의 조작량에 따른 파일럿압이 발생한다.

밸브 커버(53) 내에 파일럿압이 발생하면, 스풀(30)은, 파일럿압에 따른 거리만큼 제1 방향 D1의 일측(도 3의 우측)을 향해서 이동하고, 탄성 부재(62)를 압입한다. 이때, 스풀(30)이, 도 3에 도시한 중립 위치로부터, 도 6에 도시한 위치에 거리 x1만큼 이동할 때까지는, 즉, 제1 노치 N1의 일측 단부가 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1의 제1 탱크 통로(46a) 측의 단부에 도달할 때까지는, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 탱크 통로(46a)는 제1 노치 N1에 의해 연통하지 않고, 제1 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름은 발생하지 않는다. 그 후, 도 7에 도시한 바와 같이, 스풀(30)이 제1 방향 D1의 일측으로 더 이동하여, 제1 노치 N1의 일측 단부가 제1 탱크 통로(46a)에 대면하면, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 탱크 통로(46a)가 제1 노치 N1에 의해 연통하고, 제1 액추에이터 통로(45a)로부터 제1 탱크 통로(46a)에, 제1 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름이 발생한다. 이 결과, 액추에이터(2)의 로드측 유체실(2b) 내의 작동 유체가 유출되고, 액추에이터(2)는 동작을 개시한다. 구체적으로는, 로드(2r)가 후퇴하는 방향으로 이동하기 시작한다. 그리고, 도 8에 도시한 위치까지 스풀(30)이 제1 방향 D1의 일측(도 8의 우측)으로 더 이동하여, 제1 탱크 통로측 랜드부 L1이 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1로부터 이탈하면, 제1 액추에이터 통로(45a)와 제1 탱크 통로(46a)가, 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1과 제1 절결부 M1 사이의 공간을 통하여 연통한다. 이에 의해, 제1 액추에이터 통로(45a)로부터 제1 탱크 통로(46a)로 흐르는 작동 유체의 유량이 증가하고, 액추에이터(2)의 동작 속도가 빨라진다. 구체적으로는, 로드(2r)의 후퇴하는 속도가 빨라진다.

또한, 도시한 예에서는, 스풀(30)은, 도 3에 도시한 중립 위치로부터, 도 6에 도시한 위치로 이동할 때까지(따라서, 작동 유체의 선행 흐름이 시작되기 전까지)는, 탄성 상수 ka에 따른 비교적 빠른 속도로 이동하고, 그 후에는(따라서, 작동 유체의 선행 흐름이 시작된 후에는), 탄성 상수 kb에 따른 비교적 느린 속도로 이동한다.

탄성 부재(62)의 탄성 상수 ka, kb나, 탄성 부재(62)의 탄성 상수가 탄성 상수 ka일 때의 탄성 부재(62)의 압입 거리 x1을 조정함으로써, 스풀(30)이 이동을 개시하고 나서 제1 노치 N1의 일측 단부가 제1 탱크 통로(46a)에 대면할 때까지의 시간 길이, 및 제1 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름이 지속하는 시간 길이를, 원하는 시간 길이로 할 수 있다. 즉, 액추에이터(2)의 제어성을 원하는 바와 같이, 예를 들어 종래와 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 탄성 부재(62)의 탄성 상수 ka, kb나 압입 거리 x1의 조정은, 예를 들어 탄성 부재(62)를 구성하는 스프링 요소(62a, 62b)의 길이나 스프링 상수를 조정함으로써, 조정할 수 있다.

또한, 이상으로 설명한 본 실시 형태에서는, 제1 노치 N1의 길이를 종래보다도 짧게 하여 오버랩량 W1을 종래보다도 크게 설정하는 경우에 대하여 설명해 왔다. 이 경우, 종래의 제어 밸브 스풀 및 탄성 부재를 상술한 스풀(30) 및 탄성 부재(62)로 교환하는 것만으로, 즉 밸브 본체에는 아무런 변경도 가하지 않고, 간편하고 또한 저렴하게 본 실시 형태의 제어 밸브(3a) 및 방향 전환 밸브(3)를 실현할 수 있다. 또한, 제어 밸브(3a) 혹은 방향 전환 밸브(3)가 대형화하는 일도 없다.

물론, 오버랩량 W1을 충분히 확보하는 방법으로서는, 상술된 예로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 노치 N1의 길이는 종래인 채 그대로, 제1 탱크 통로측 환상 랜드부 RL1 및/또는 제1 탱크 통로측 랜드부 L1의 길이를 종래보다도 길게 함으로써, 오버랩량 W1을 충분히 확보해도 된다. 이 경우에도, 상술한 탄성 부재(62)와 마찬가지의 탄성 부재를 사용함으로써 액추에이터(2)의 제어성을 유지할 수 있다.

이상으로 설명한 본 실시 형태에 의한 제어 밸브(3a)는, 밸브 본체(40)와, 밸브 본체(40)의 스풀 구멍(41) 내로 이동 가능하게 배치된 스풀(30)과, 스풀(30)의 위치에 따라서 변화하는 탄성 상수 k로 스풀(30)을 누르는 탄성 부재(62)를 구비한다.

이와 같은 제어 밸브(3a)에 의하면, 스풀(30)의 위치에 따라서 스풀의 이동 속도를 비교적 빠르게 하거나 느리게 하거나 할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 제어 밸브(3a)의 내부에 있어서의 작동 유체의 누설을 저감시키기 위해서, 스풀(30)의 랜드부 L1에 마련되는 노치 N1의 길이를 짧게 하여, 당해 랜드부 L1이 끼워 맞춰지는 환상 랜드부 RL1과의 오버랩량 W1을 크게 설정하여도, 제어 밸브(3a)를 통한 액추에이터(2)의 제어성을 유지할 수 있다.

보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 의한 제어 밸브(3a)는, 스풀 구멍(41) 및 액추에이터 통로(45)를 갖는 밸브 본체(40)와, 스풀 구멍(41) 내를 이동하고, 액추에이터 통로(45)에 접속된 액추에이터(2)에 펌프(5)로부터의 작동 유체를 공급 가능하게 함으로써 액추에이터(2)를 제어하는 스풀(30)과, 스풀(30)에 탄성력을 부여하고, 스풀(30)의 다른 위치에서 탄성 상수 k가 다른 탄성 부재(62)를 구비한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리가 가장 긴 경우에, 탄성 상수 k는 가장 커진다. 이 경우, 탄성 부재(62)가 가장 길게 신장되어 있는 경우에, 스풀(30)을 가장 빠르게 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 노치 N1이 마련된 랜드부 L1이 끼워 맞춰지는 환상 랜드부 RL1과의 오버랩량 W1을 종래보다도 크게 설정하여도, 스풀(30)이 이동을 개시하고 나서 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름이 시작될 때까지의 시간 길이를, 종래와 마찬가지로 할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(61)의 압입 거리가 짧으면 탄성 상수 k는 작고, 스풀(30)에 의한 탄성 부재(62)의 압입 거리가 길면 탄성 상수 k는 커져도 된다. 이 경우에도, 탄성 부재(62)가 길면 스풀(30)을 빠른 속도로 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 노치 N1이 마련된 랜드부 L1이 끼워 맞춰지는 환상 랜드부 RL1과의 오버랩량 W1을 종래보다도 크게 설정하여도, 스풀(30)이 이동을 개시하고 나서 노치 N1을 통한 작동 유체의 선행 흐름이 시작될 때까지의 시간 길이를, 종래와 마찬가지로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 탄성 부재(62)는, 비선형 스프링을 포함한다. 이 경우, 상술한 탄성 부재(61)를, 저렴하고 간단하게 작성할 수 있다.

또는, 탄성 부재(62)는 다른 스프링 상수를 갖고 직렬로 배치된 2 이상의 부분을 구비하는 스프링을 포함하고 있어도 된다. 이 경우에도, 상술한 탄성 부재(62)를, 저렴하고 간단하게 작성할 수 있다.

또는, 탄성 부재(62)는, 다른 스프링 상수를 갖고 직렬로 배치된 2 이상의 스프링을 포함하고 있어도 된다. 이 경우에도, 상술한 탄성 부재(62)를, 저렴하고 간단하게 작성할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의한 제어 밸브(3a)는, 스풀 구멍(41) 및 액추에이터 통로(45)를 갖는 밸브 본체(40)와, 밸브 본체(40)의 스풀 구멍(41) 내를 이동하고, 액추에이터 통로(45)에 접속된 액추에이터(2)에 펌프(5)로부터의 작동 유체를 공급 가능하게 함으로써 액추에이터(2)를 제어하는 스풀(30)을 구비한다. 또한, 제어 밸브(3a)는, 스풀(30)에 의한 압입 거리가 짧으면 탄성 상수 k는 작고, 스풀(30)에 의한 압입 거리가 길면 탄성 상수 k는 크며 스풀(30)에 탄성력을 부여하는 비선형 스프링을 구비한다.

이와 같은 제어 밸브(3a)에 의하면, 스풀(30)의 위치에 따라서 스풀(30)의 이동 속도를 비교적 빠르게 하거나 느리게 하거나 할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 제어 밸브(3a)의 내부에 있어서의 작동 유체의 누설을 저감시키기 위해서, 스풀(30)의 랜드부 L1에 마련되는 노치 N1의 길이를 짧게 하여, 당해 랜드부 L1이 끼워 맞춰지는 환상 랜드부 RL1과의 오버랩량 W1을 크게 설정하여도, 제어 밸브(3a)를 통한 액추에이터(2)의 제어성을 유지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의한 방향 전환 밸브(3)는, 상술한 제어 밸브(3a)를 포함해 유압 액추에이터(2)의 동작 방향을 전환한다.

본 발명은, 상술한 실시 형태로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상술한 실시 형태의 각 요소에 각종 변형이 가해져도 된다. 또한, 상술한 구성 요소 및/또는 방법 이외의 구성 요소 및/또는 방법을 포함하는 형태도, 본 발명의 실시 형태에 포함된다. 또한, 상술한 구성 요소 및/또는 방법 중 일부의 요소가 포함되지 않는 형태도, 본 발명의 실시 형태에 포함된다. 또한, 본 발명에 의해 발휘되는 효과도 상술한 효과로 한정되지 않고, 각 실시 형태의 구체적인 구성에 따른 특유의 효과도 발휘될 수 있다.

Claims (7)

1. 스풀 구멍 및 액추에이터 통로를 갖는 밸브 본체와,
   상기 스풀 구멍 내를 이동하고, 상기 액추에이터 통로에 접속된 액추에이터에 펌프로부터의 작동 유체를 공급 가능하게 함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 스풀과,
   상기 스풀에 탄성력을 부여하고, 상기 스풀의 다른 위치에서 탄성 상수가 다른 탄성 부재를 구비하는, 제어 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스풀에 의한 상기 탄성 부재의 압입 거리가 짧으면 상기 탄성 상수는 작고, 상기 스풀에 의한 상기 탄성 부재의 압입 거리가 길면 상기 탄성 상수는 큰, 제어 밸브.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스풀에 의한 상기 탄성 부재의 압입 거리가 가장 긴 경우에, 상기 탄성 상수는 가장 커지는, 제어 밸브.
4. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 부재는 비선형 스프링을 포함하는, 제어 밸브.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 부재는 다른 스프링 상수를 갖고 직렬로 배치된 2 이상의 부분을 구비하는 스프링을 포함하는, 제어 밸브.
6. 스풀 구멍 및 액추에이터 통로를 갖는 밸브 본체와,
   상기 밸브 본체의 스풀 구멍 내를 이동하고, 상기 액추에이터 통로에 접속된 액추에이터에 펌프로부터의 작동 유체를 공급 가능하게 함으로써 상기 액추에이터를 제어하는 스풀과,
   상기 스풀에 의한 압입 거리가 짧으면 탄성 상수는 작고, 상기 스풀에 의한 압입 거리가 길면 탄성 상수는 크게 상기 스풀에 탄성력을 부여하는 비선형 스프링을
   구비하는, 제어 밸브.
7. 제1항 또는 제6항에 기재된 제어 밸브를 포함해 유압 액추에이터의 동작 방향을 전환하는, 방향 전환 밸브.

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