KR20200113570A

KR20200113570A - 유압 컨트롤 밸브

Info

Publication number: KR20200113570A
Application number: KR1020190033989A
Authority: KR
Inventors: 임창현; 홍상기
Original assignee: 홍상기
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-10-07
Also published as: KR102213256B1

Abstract

본 발명은 유압 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 유압장치에 작용하는 유압의 유량을 미세 조절하는 유압 컨트롤 밸브로서, 컨트롤 밸브는, 그 내부에 보어와, 이 보어와 각각 연통되어 밸런스 밸브로부터 유입되는 유압이 출입되고 배출되는 공급포트와 배출포트를 갖는 밸브몸체; 밸브몸체의 보어 내주면에 접하여 회전가능하게 구비되는 한편 그 내부에는 하방으로 개구되어 밸브몸체의 배출포트와 연통되는 배출로가 구비되고, 그 원주면에는 배출로와 연통되는 연결포트를 갖는 요홈부가 구비되는 밸브축; 밸브축의 외주면에 형성되어 밸브축이 회전됨에 따라 밸브몸체의 공급포트와 연통되고 그 일측에는 배출로와 연통되는 연결포트가 형성되어 있는 연통로;를 포함하는 유압 컨트롤 밸브를 제공한다.

Description

유압 컨트롤 밸브{Hydraulic control valve}

본 발명은 유압 컨트롤 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압장치에 구비되어 유압의 유량을 미세 조절할 수 있도록 한 유압 컨트롤 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 톱기계, 커팅머신, 절단 장치 등과 같은 절삭 장치나, 굴삭기, 지게차, 크레인, 특장차 등과 같은 중장비에는 다양한 유압장치들이 구비되어 있다.

이러한 유압장치가 적용된 유압기계의 일례로, 절삭 장치 중 하나인 기계톱을 일례로 들어 설명한다.

종래에는 국내 등록특허 제10-0861391호에서 기계톱이 제안되어 개시된 바 있고, 국내 등록특허 제10-0861391호에 개시된 기계톱은, 띠톱의 회전에 의해 가공물을 절단하는 장치로서, 지지 기능을 하도록 이격되어 대향하도록 구성되는 받침블럭과, 받침블럭의 상면에 수직이 되도록 부착된 지지로드와, 지지로드가 내입되어 상하로 안내되는 실린더와, 양측 실린더를 연결하는 연결프레임과, 실린더와 연결프레임에 부착되어 띠톱이 실린더 전방을 지나서 후방으로 회전되도록 하는 구동부와, 구동부는 일측 받침블럭에 고정되어 구동부를 상하 이송시키는 유압실린더로 구성된다.

구동부는 실린더의 양측에 휠이 고정되도록 부착되고 전방으로 하향 경사지게 형성되는 장착플레이트와, 장착플레이트를 연결프레임 후방에서 연결하는 연결플레이트로 구성된 지지판과, 장착플레이트에 회동하도록 장착된 휠과, 휠에 감기어 실린더의 전방을 지나서 연결프레임 후방으로 회전하는 띠톱과, 지지판을 덮는 커버와, 일측 장착플레이트 후방에서 휠을 회동시키는 모터(미도시)로 구성된다.

이와 같은 기계톱은 모터의 회전에 의해 띠톱이 회전하게 되고, 유압실린더에 의해 구동부를 하강시키면, 띠톱이 가공물을 하방으로 가압하면서 절삭하여 커팅하게 된다.

하지만, 종래와 같이 기계톱을 작동시키는 유압실린더는 이에 작용되는 유압유(오일)가 온도에 따라 그 점도가 크게 달라지게 때문에, 유압유의 온도차에 의해 기계톱의 이동속도 즉 절삭속도가 크게 달라지게 되고, 이로 인해 제품의 상품성이 저하됨은 물론 기계톱의 마모율이 심해져 교환주기가 빨라질 뿐 아니라 톱날이 부러지는 등의 문제가 발생된다.

특히, 이와 같은 유압유는 하절기보다 상대적으로 온도차가 큰 동절기의 아침과 오후엔 점도차가 심해져, 아침에는 유압실린더의 작동속도가 느린 반면에, 오후엔 유압실린더의 작동속도가 너무 빨라지게 되므로, 이에 기계톱은 동절기의 아침엔 너무 느린 이동속도로 인해 절삭속도가 느려 생산성 저하 및 이로 인한 경제적 손실을 야기시켰고, 동절기의 오후엔 너무 빠른 이동속도로 인해 절삭속도가 빨라져 톱의 마모율이 심해지고, 더 나아가서는 톱날이 부러지는 등의 이유로 인해 기계톱의 교환주기가 빨라져 유지보수에 어려움이 따르는 문제가 있다.

국내 등록특허 제10-0861391호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 온도 변화에 따라 유압의 유량을 미세 조절함으로써 유압장치가 유압의 점도차에 관계없이 항상 일정한 속도로 작동될 수 있도록 한 유압 컨트롤 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브는, 유압장치에 작용하는 유압의 유량을 미세 조절하는 유압 컨트롤 밸브로서, 컨트롤 밸브는, 그 내부에 보어와, 이 보어와 각각 연통되어 밸런스 밸브로부터 유입되는 유압이 출입되고 배출되는 공급포트와 배출포트를 갖는 밸브몸체; 밸브몸체의 보어 내주면에 접하여 회전가능하게 구비되는 한편 그 내부에는 하방으로 개구되어 밸브몸체의 배출포트와 연통되는 배출로가 구비되고, 그 원주면에는 배출로와 연통되는 연결포트를 갖는 요홈부가 구비되는 밸브축; 밸브축의 외주면에 형성되어 밸브축이 회전됨에 따라 밸브몸체의 공급포트와 연통되고 그 일측에는 배출로와 연통되는 연결포트가 형성되어 있는 연통로;를 포함할 수 있다.

그리고, 연통로는 밸브축의 외주면에 원주방향으로 형성되고, 그 일단부에서 타단부로 갈수록 유로의 폭과 깊이가 점차 좁고 낮아지도록 형성되며, 연통로의 연결포트는 유로가 상대적으로 넓고 깊은 일단부에 구비될 수 있다.

또한, 컨트롤 밸브에는 밸브축에 연결되어 밸브축을 회전시키는 서보모터가 더 구비되어, 밸브몸체의 공급포트와 연통되는 연통로의 유로를 가변시킬 수 있도록 구비될 수 있다.

본 발명의 유압 컨트롤 밸브에 따르면, 유압장치에 작용하여 유압장치를 작동시키는 유압을 온도 변화에 따라 유압의 유량을 미세 조절하여 공급함으로써 유압장치는 유압의 점도차에 관계없이 항상 일정한 속도로 작동되어, 제품의 품질을 항상 일정하게 유지할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브의 결합 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브의 분리 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 컨트롤 밸브의 결합 단면도로서, 도 3의 (a) 및 (b)는 컨트롤 밸브에서 밸브축이 회전된 작동상태도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 유압 컨트롤 밸브가 그 일례로서 톱 기계의 유압 제어시스템에 적용된 사용상태를 나타낸 유압회로도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략하고, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브 및 유압 컨트롤 밸브가 적용된 톱 기계의 유압회로를 도시한 도면들이다.

본 발명의 유압 컨트롤 밸브(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 유압장치의 유압라인 상에 구비되어, 유압장치에 작용하는 유압유(오일, 이하 "유압"이라 한다)의 유량을 미세 조절하여 공급하기 위한 밸브이다.

이러한 컨트롤 밸브(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 중공의 밸브몸체(110)와, 밸브몸체(110)에 회전가능하게 삽입되어 구비되는 밸브축(120)을 포함한다.

밸브몸체(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 직육면체 형상으로 형성되고, 그 내부에는 원통형상의 보어(113)가 밸브몸체(110)의 긴 방향으로 관통되게 형성된다.

이러한 밸브몸체(110)의 보어(113)에는 밸브축(120)이 회전가능하게 삽입되어 구비되고, 보어(113) 하부에는 보어(113)보다 넓은 직경을 갖는 배출챔버(114)가 형성된다.

그리고, 밸브몸체(110)의 일측면에는 유압이 유입되는 공급포트(111)가 형성되고, 공급포트(111)와 이격된 일측에는 밸브몸체(110)의 유압이 배출되는 배출포트(112)가 형성되며, 공급포트(111)와 배출포트(112)는 각각 보어(113)와 배출챔버(114)에 연통되게 구비된다.

한편, 밸브축(120)은 밸브몸체(110)의 보어(113)에 축방향으로 삽입되어 회전가능하게 구비된다.

이러한 밸브축(120)은 그 내부에 상방으로는 막혀있고 하방으로 개구되어 있는 배출로(123)가 형성되고, 이 배출로(123)는 밸브몸체(110)의 보어(113) 및 배출챔버(114)와 연통되게 구비된다.

특히, 밸브축(120)의 원주면에는 공급포트(111)를 기준으로 하여 공급포트(111)의 상부와 하부에 각각 위치된 요홈부(121)가 단차지게 형성되고, 양 요홈부(121)의 내측면에는 밸브축(120)의 축방향과 직교하는 연결포트(122)가 형성되어, 양 요홈부(121)는 연결포트(122)에 의해 밸브축(120)의 배출로(123)와 연통되게 구비된다.

이로써, 컨트롤 밸브(100)의 공급포트(111)로 유입된 유압은 보어(113)와 밸브축(120) 사이를 통해 밸브축(120)의 상하 요홈부(121)로 유입되고, 이는 다시 양 요홈부(121)의 연결포트(122)를 통해 밸브축(120)의 배출로(123)로 유입되어 밸브축(120) 하부의 배출챔버(114)로 떨어져 집유된 후, 배출포트(112)를 통해 배출된다.

이때, 상하 요홈부(121) 사이의 밸브축(120)의 원주면에는 밸브축(120)이 회전됨에 따라 밸브몸체(110)의 공급포트(111)와 연통되는 연통로(124)가 형성되고, 이 연통로(124)에는 밸브축(120)의 축방향과 직교하는 연결포트(125)가 형성되어, 연통로(124)는 이의 연결포트(125)에 의해 밸브축(120)의 배출로(123)와 연통되게 구비된다.

한편, 연통로(124)는 밸브축(120)의 원주면에 원주방향을 따라 형성되는 유로로서, 밸브축(120)이 회전됨에 따라 밸브축(120)의 배출로(123)를 밸브몸체(110)의 공급포트(111)와 연통시키도록 구비되어, 컨트롤 밸브(100)로 공급되어 배출되는 유압의 유량을 미세 조절하게 된다.

이러한 연통로(124)는 밸브축(120)의 원주면에 단차진 홈으로 형성되는 한편 밸브축(120)의 원주면을 360도 일주하지 않고 270도까지만 회전되도록 형성한다.

이는, 연통로(124)가 형성되지 않은 밸브축(120)의 외측면이 공급포트(111)에 위치되게 함으로써 컨트롤 밸브(100)로 유입된 대부분의 유압이 밸브축(120)의 요홈부(121)를 통해서 배출로(123)로 배출되도록 하여 유량을 초미세하게 조절하기 위함이고, 연통로(124)가 공급포트(111)에 위치될 시엔 배출되는 유량을 늘려 미세 조절하기 위함이다.

그리고, 상기와 같은 연통로(124)는 연통로(124)의 일단부(시작점)에서 타단부(종료점)로 갈수록 그 폭과 깊이가 점차 좁고 낮아지게 형성되거나 또는 반대로 점차 넓고 깊어지게 형성될 수 있다. 특히, 연통로(124)의 유로 중 유로가 넓고 깊은 일단부는 대경부라 하고, 유로가 좁고 낮은 타단부는 소경부라 한다.

이러한 밸브축(120)은 밸브몸체(110)의 상단부에 고정된 서보모터(130)에 연결되어 고정되고, 서보모터(130)는 제어수단에 의해 밸브축(120)을 일정 각도로 회전시키도록 구비된다. 즉, 제어수단이 유압장치의 유량속도를 감지하는 감지수단의 감지값에 따라 서보모터(130)를 통해 밸브축(120)을 회전시키게 됨으로써 컨트롤 밸브(100)의 개도량 즉 공급포트(111)와 연통되는 연통로(124)의 위치를 제어하여 컨트롤 밸브(100)의 개도량을 미세 조절하게 된다.

따라서, 서보모터(130)에 의해 일정 각도마다 밸브축(120)이 회전됨에 따라 밸브축(120)의 연통로(124)에 형성된 소경부 또는 대경부가 공급포트(111)에 연통되게 구비될 수 있고, 이에 따라 공급포트(111)로 유입된 유압은 도 3의 (a)에서와 같이 연통로(124)의 소경부를 통해 미세 유량으로 배출되며, 도 3의 (b)에서와 같이 연통로(124)의 대경부를 통해서는 상대적으로 많은 유량이 신속하게 배출되므로 컨트롤 밸브(100)를 유동하는 유압의 유량을 미세 조절할 수 있게 된다.

여기서, 미설명부호 "126"은 요홈부(121) 상부와 하부의 밸브축(120)에 결합되어 구비되는 오링을 도시한 것이고, 이 오링은 밸브몸체(110)의 보어(113) 내주면에 접하여 유압의 누유를 방지하는 실링을 하게 된다.

한편, 상기와 같은 유압 컨트롤 밸브(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 톱 기계의 유압 제어시스템(10)에 적용되어 사용될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 유압 컨트롤 밸브(100)가 적용된 톱 기계의 유압 제어시스템(10)을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

톱 기계의 유압 제어시스템(10)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 톱 기계(미도시)에 구성되어 톱 기계를 이동시키는 작동실린더(1)의 작동속도를 제어하여 톱 기계의 이동속도 즉 절삭속도를 일정하게 유지하기 위한 제어시스템이다.

즉, 작동실린더(1)에 공급되는 유압의 유량을 일정하게 조절하여 작동실린더(1)에서 이동되는 피스톤로드(2)의 이동속도를 일정하게 제어할 수 있고, 이에 따라 피스톤로드(2)에 연결된 톱 기계의 이동속도를 일정하게 제어할 수 있으므로 톱 기계의 절삭속도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

이러한 유압 제어시스템(10)은, 작동실린더(1)에 유압을 공급하는 유압펌프(20)와, 작동실린더(1)에 공급되는 유량의 속도를 감지하는 변위센서(500)와, 작동실린더(1)로 공급되는 유압의 방향을 전환시키는 솔레노이드밸브(400)와, 톱 기계의 급가속을 방지하는 공급밸브(200) 및 밸런스 밸브(300)와, 유압을 미세 조절하여 톱 기계의 절삭속도를 일정하게 유지시키는 컨트롤 밸브(100)와, 컨트롤 밸브(100)의 개도량을 조절하는 제어부(600)를 포함한다.

상기와 같은 유압 제어시스템(10)은 유압라인으로 모두 연결되게 구비되고, 작동실린더(1)로 공급되는 유압은 오일탱크(30)에 저장되며, 오일탱크(30)에 저장된 유압은 유압펌프(20)에 의해 압송되어 작동실린더(1)로 공급되는 순환구조를 갖는다.

이와 같이 작동실린더(1)로 공급되는 유압에 의해 피스톤로드(2)가 작동실린더(1)에서 이동되어 인출 또는 인입되고, 이 피스톤로드(2)에는 톱 기계가 연결되어 있어 피스톤로드(2)와 같이 이동된다.

그리고, 작동실린더(1)의 양 단부에는 제 1,2 연결라인(11)(12)이 각각 연결되어 구비되고, 제 1,2 연결라인(11)(12)은 후술될 솔레노이드밸브(400)에 각각 연결되어 구비되며, 오일탱크(30)와 유압펌프(20), 솔레노이드밸브(400), 공급밸브(200), 밸런스 밸브(300), 컨트롤 밸브(100)는 유압이 공급되는 공급라인(40)과, 유압이 배출되는 배출라인(41)으로 모두 연결되어 구비된다.

한편, 변위센서(500)는 작동실린더(1)에 공급되는 유량의 속도를 감지하는 센서로서, 구체적으로는 유압이 공급됨에 따라 작동실린더(1)에서 출입되는 피스톤로드(2)의 이동속도를 검출하는 엔코더로 구비될 수 있다.

변위센서(500)에서 감지된 신호는 제어부(CPU)(600)로 출력되고, 이에 제어부(600)는 후술될 컨트롤 밸브(100)의 개도량을 조절함으로써 작동실린더(1)에서 인출 또는 인입되는 피스톤로드(2)의 이동속도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

즉, 변위센서(500)에 의해 감지된 피스톤로드(2)의 이동속도가 빠른 경우에는 제어부(600)가 컨트롤 밸브(100)의 개도량을 조금 열어 유압의 흐름을 정체시켜 피스톤로드(2)의 이동속도를 느리게 조절하고, 반대로 피스톤로드(2)의 이동속도가 느린 경우에는 제어부(600)가 컨트롤 밸브(100)의 개도량을 많이 열어 유압이 신속하게 흐를 수 있도록 하여 피스톤로드(2)의 이동속도를 빠르게 조절하게 된다.

이로써, 피스톤로드(2)와 같이 연동되는 톱 기계의 이동속도 즉 절삭속도가 일정한 속도로 유지되어, 톱 기계의 마모율을 낮출 수 있으면서도 생산성이 향상되어 계획 생산을 할 수 있게 된다.

그리고, 솔레노이드밸브(400)는 작동실린더(1)와 제 1,2 연결라인(11)(12)으로 각각 연결되고, 유압펌프(20) 및 후술될 공급밸브(200)와는 공급라인(40)과 배출라인(41)으로 각각 연결되어 구비된다.

이러한 솔레노이드밸브(400)는 제 1 연결라인(11)을 통해 작동실린더(1)로 유압을 공급할 시는 도 4에서와 같이 제 1 연결라인(11)과 공급라인(40), 제 2 연결라인(12)과 배출라인(41)을 연결시키고, 제 2 연결라인(12)을 통해 작동실린더(1)로 유압을 공급할 시는 도 5에서와 같이 제 2 연결라인(12)과 공급라인(40), 제 1 연결라인(11)과 배출라인(41)을 연결시키도록 방향 전환된다.

이로써, 작동실린더(1)의 피스톤로드(2)는 작동실린더(1)에서 직선 이동되면서 톱 기계를 전진(또는 상승) 이동시키거나 또는 후진(또는 하강) 이동시키게 된다.

공급밸브(200)는 솔레노이드밸브(400)와 밸런스 밸브(300) 사이의 배출라인(41) 상에 구비된다.

이러한 공급밸브(200)는 그 내부의 피스톤판(미도시)의 일단부 또는 양단부에 스프링(210)이 구비되어, 공급밸브(200)로 유입되는 유압의 공급량을 완충시킬 수 있게 된다.

즉, 공급밸브(200)에는 톱 기계의 초기 작동시 닫혀 있던 솔레노이드밸브(400)가 열리면서 솔레노이드밸브(400)로부터 다량의 유압이 배출되어 유입될 수 있는데, 이때 공급밸브(200)로 유입되는 다량의 유압에 의해 피스톤판이 일방향으로 밀림에 따라 스프링(210)이 압축되었다가 인장되면서 피스톤판이 원위치로 복귀됨으로써 공급밸브(200)는 과도한 유량에 의한 충격을 완충할 수 있는 댐퍼 기능을 갖게 된다.

따라서, 톱 기계의 초기 작동시에 솔레노이드밸브(400)로부터 유입되는 다량의 유량을 공급밸브(200)의 스프링(210)이 완충함으로써 톱 기계의 급가속을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 밸런스 밸브(300)는 공급밸브(200)와 배출라인(41)으로 연결되게 구비되어, 작동실린더(1)의 밸런스를 조절하게 된다.

이러한 밸런스 밸브(300)는 도시되지는 않았지만, 중공의 밸브몸체와, 밸브몸체에 이동가능하게 삽입되어 구비되는 밸브스풀을 포함하여, 밸브몸체로 유입되는 유압에 의해 밸브스풀이 이동되면서 작동실린더(1)에서 이동되는 피스톤로드(2)의 밸런스를 조절하게 된다.

또한, 상기와 같은 밸런스 밸브(300)는 본 발명의 유압 컨트롤 밸브(100)와 배출라인(41)으로 연결되게 구비된다.

한편, 본 발명에 따른 유압 컨트롤 밸브(100)의 작동관계를 톱 기계의 유압 제어시스템(10)과 함께 설명하기로 한다.

먼저, 절삭하고자 하는 대상의 소재 모양과 사이즈에 맞춰 제어부(600)에서 톱 기계의 절삭속도를 입력하여 셋팅한 후, 톱 기계 및 유압 제어시스템(10)을 작동시킨다.

그러면, 제어부(600)에 셋팅된 절삭속도에 해당하는 값만큼 서보모터(130)를 작동시켜 컨트롤 밸브(100)의 개도량을 조절하게 된다.

즉, 서보모터(130)가 작동되면, 서보모터(130)에 연결된 밸브축(120)이 밸브몸체(110)의 보어(113) 내에서 일정 각도로 회전되고, 밸브축(120)의 회전에 의해 밸브축(120)에 형성된 연통로(124)의 유로 중 소경부 또는 대경부가 밸브몸체(110)의 공급포트(111)와 직접 연통되게 구비된다.

그리고, 솔레노이드밸브(400)는 스풀(미도시)의 이동에 의해 방향 전환되면서 도 4에서와 같이, 제 1 연결라인(11)과 공급라인(40), 제 2 연결라인(12)과 배출라인(41)을 연결하여, 유압펌프(20)에 의한 유압이 제 1 연결라인(11)을 통해 작동실린더(1)의 하부로 유입되고, 작동실린더(1) 상부의 유압은 제 2 연결라인(12)을 통해 배출되거나, 또는 도 5에서와 같이, 제 2 연결라인(12)과 공급라인(40), 제 1 연결라인(11)과 배출라인(41)을 연결하여, 유압펌프(20)에 의한 유압이 제 2 연결라인(12)을 통해 작동실린더(1)의 상부로 유입되고, 작동실린더(1) 하부의 유압은 제 1 연결라인(11)을 통해 배출될 수 있다.

따라서, 이와 같이 유압펌프(20)에 의해 공급되는 유압이 제 1 연결라인(11) 또는 제 2 연결라인(12)으로 공급됨에 따라 작동실린더(1)의 피스톤로드(2)는 직선 이동되면서 톱 기계를 전진(또는 상승) 이동시키거나 또는 후진(또는 하강) 이동시켜 절삭 대상을 절삭하게 된다.

이때, 상기와 같이 이동되면서 절삭 대상을 절삭하는 톱 기계는 유압기계로서 톱 기계의 작동실린더(1)에 작용하는 유압이 이의 온도나 주위 온도에 따라 점도가 달라져 작동실린더(1)의 작동속도가 달라지게 되고, 이로 인해 톱 기계의 절삭속도에 편차가 발생된다.

이에, 본 발명에서는 유압 제어시스템(10)에 구비되는 변위센서(500)가 작동실린더(1)에서 이동되는 피스톤로드(2)의 이동속도를 감지하여 이의 감지신호를 제어부(600)로 출력하고, 제어부(600)는 컨트롤 밸브(100)에 구비되는 서보모터(130)를 작동시켜 컨트롤 밸브(100)의 밸브축(120)을 밸브몸체(110)의 보어(113) 내에서 전술한 바와 같이 회전시켜 밸브축(120)에 형성된 연통로(124)와 연결포트(125)에 의해 공급포트(111)와 배출로(123) 및 배출포트(112) 간의 연통된 유로를 확보하게 된다.

즉, 작동실린더(1)에서 이동되는 피스톤로드(2)의 이동속도가 빠른 경우에는 밸브축(120)의 회전에 의해 연통로(124)의 소경부가 밸브몸체(110)의 공급포트(111)와 연통되게 구비됨으로써 컨트롤 밸브(100)의 유로가 미세하게 확보되어 컨트롤 밸브(100)를 유동하는 유압이 느린 속도와 적은 유량으로 배출되어 오일탱크(30)로 유입됨에 따라 작동실린더(1)에서 유동하는 유압의 흐름 역시도 느려짐으로써 피스톤로드(2)의 이동속도가 느려져 톱 기계의 절삭속도를 일정한 속도로 제어할 수 있게 된다.

그리고, 작동실린더(1)에서 이동되는 피스톤로드(2)의 이동속도가 느린 경우에는 밸브축(120)의 회전에 의해 연통로(124)의 대경부가 공급포트(111)와 연통되게 구비됨으로써 컨트롤 밸브(100)의 유로가 최대로 확보되어 컨트롤 밸브(100)를 유동하는 유압이 신속하게 흘러 배출되고, 이에 따라 작동실린더(1)에서도 유압이 신속하게 배출되어 오일탱크(30)로 유입되는 순환구조에 의해 피스톤로드(2)의 이동속도가 빨라져 톱 기계의 절삭속도를 일정한 속도로 제어할 수 있게 된다.

따라서, 피스톤로드(2)와 같이 연동되는 톱 기계의 절삭속도(이동속도)를 일정하게 유지할 수 있으므로, 톱 기계의 마모율을 낮추면서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

1 : 작동실린더 2 : 피스톤로드
10 : 유압 제어시스템 11,12 : 연결라인
20 : 유압펌프 30 : 오일탱크
40 : 공급라인 41 : 배출라인
100 : 컨트롤 밸브 110 : 밸브몸체
111 : 공급포트 112 : 배출포트
113 : 보어 114 : 배출챔버
120 : 밸브축 121 : 요홈부
122 : 연결포트 123 : 배출로
124 : 연통로 125 : 연결포트
126 : 오링 130 : 서보모터
200 : 공급밸브 210 : 스프링
300 : 밸런스 밸브 400 : 솔레노이드밸브
500 : 변위센서 600 : 제어부

Claims

유압장치에 작용하는 유압의 유량을 미세 조절하는 유압 컨트롤 밸브로서,
컨트롤 밸브는, 그 내부에 보어와, 이 보어와 각각 연통되어 밸런스 밸브로부터 유입되는 유압이 출입되고 배출되는 공급포트와 배출포트를 갖는 밸브몸체;
밸브몸체의 보어 내주면에 접하여 회전가능하게 구비되는 한편 그 내부에는 하방으로 개구되어 밸브몸체의 배출포트와 연통되는 배출로가 구비되고, 그 원주면에는 배출로와 연통되는 연결포트를 갖는 요홈부가 구비되는 밸브축;
밸브축의 외주면에 형성되어 밸브축이 회전됨에 따라 밸브몸체의 공급포트와 연통되고 그 일측에는 배출로와 연통되는 연결포트가 형성되어 있는 연통로;를 포함하는 유압 컨트롤 밸브.
청구항 1에 있어서,
연통로는 밸브축의 외주면에 원주방향으로 형성되고, 그 일단부에서 타단부로 갈수록 유로의 폭과 깊이가 점차 좁고 낮아지도록 형성되며,
연통로의 연결포트는 유로가 상대적으로 넓고 깊은 일단부에 구비되는 유압 컨트롤 밸브.
청구항 2에 있어서,
컨트롤 밸브에는 밸브축에 연결되어 밸브축을 회전시키는 서보모터가 더 구비되어, 밸브몸체의 공급포트와 연통되는 연통로의 유로를 가변시킬 수 있는 유압 컨트롤 밸브.