KR20210147879A

KR20210147879A - 유체 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20210147879A
Application number: KR1020210052788A
Authority: KR
Inventors: 히토시 이와사키
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2021-12-07
Also published as: CN113738722A

Abstract

본 발명의 유체 밸브(4)는, 스풀 구멍(10)과, 스풀 구멍(10)에 접속된 2개의 유로 (P1), (P2)를 갖는 밸브 바디와, 스풀 구멍(10)에 이동 가능하게 마련된 스풀(5)을 구비하고, 스풀(5)을 일방향으로 이동시키면 2개의 유로 (P1), (P2)로부터의 유체를 합류하여 흘린다.

Description

유체 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 제어 방법{FLUID VALVE, FLUID SYSTEM, CONSTRUCTION MACHINERY AND CONTROL METHOD}

본 발명은, 유체 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 제어 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 유압 셔블 등의 건설 기계는, 유압 액추에이터를 갖는 유압 시스템에 의해 구동된다. 예를 들어, 유압 액추에이터는, 펌프(유압 펌프)로부터 토출되는 작동유에 의해 구동된다. 예를 들어, 유압 시스템은, 펌프로부터 토출된 작동유를 유량 제어하는 유체 밸브(유압 밸브)를 구비한다. 예를 들어, 유압 밸브는, 밸브 바디와 스풀을 구비한다. 밸브 바디는, 스풀 구멍과, 스풀 구멍에 접속된 유로를 갖는다. 스풀은, 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는, 스풀의 이동에 의해 1개의 펌프로부터의 작동유가 유압 밸브로부터 흘려진다. 1개의 펌프로부터의 작동유는, 유로를 거쳐 유압 밸브로부터 유압 액추에이터에 흘려진다.

일본 특허 공개 2004-360751호 공보

그런데, 스풀의 일방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘릴 것이 요망되고 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 스풀의 일방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘릴 수 있는 유체 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명의 양태는 이하의 구성을 갖는다.

(1) 본 발명의 양태에 관한 유체 밸브는, 스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와, 상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고, 상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘린다.

이 구성에 의하면, 스풀의 일방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘릴 수 있다.

(2) 상기 (1)에 기재된 유체 밸브에서는, 상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 적어도 한쪽을 흘려도 된다.

(3) 상기 (1)에 기재된 유체 밸브에서는, 상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘려도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 유체 밸브에서는, 상기 스풀은, 유로의 폐색, 및 유량의 조정이 가능한 노치를 가져도 된다.

(5) 본 발명의 양태에 관한 유체 시스템은, 유체를 토출하는 적어도 2개의 펌프와, 상기 2개의 펌프로부터 토출된 유체를 유량 제어하여 액추에이터에 흘리는 유체 밸브를 갖는 유체 제어 장치를 구비하는 유체 시스템이며, 상기 유체 밸브는, 스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와, 상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고, 상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘린다.

(6) 상기 (5)에 기재된 유체 시스템에서는, 상기 유체 제어 장치는, 상기 스풀을 이동시키는 전자 밸브를 더 구비해도 된다.

(7) 상기 (6)에 기재된 유체 시스템에서는, 상기 유체 제어 장치는, 상기 전자 밸브를 제어하는 제어부를 더 구비해도 된다.

(8) 본 발명의 양태에 관한 건설 기계는, 붐과, 유체를 토출하는 2개의 펌프와, 상기 2개의 펌프로부터 토출된 유체를 유량 제어하는 유체 밸브를 갖는 유체 제어 장치와, 상기 유체 밸브에서 유량 제어된 유체가 흘려져 상기 붐을 구동하기 위한 액추에이터를 구비하는 건설 기계이며, 상기 유체 밸브는, 스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와, 상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고, 상기 유체 제어 장치는, 상기 스풀을 이동시키는 전자 밸브와, 상기 전자 밸브를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘리고, 상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘린다.

이 구성에 의하면, 스풀의 일방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 액추에이터에 유체를 흘릴 수 있다. 예를 들어, 액추에이터의 부하 변동에 따라서 액추에이터로의 유체의 공급량을 용이하게 조정할 수 있다.

게다가, 스풀의 타방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘림으로써, 필요 최소한의 출력이 되기 때문에, 에너지 절약에 기여한다. 예를 들어, 붐의 올림 내림 동작을 에너지 절약으로 할 수 있다.

게다가, 유체 제어 장치는, 스풀을 이동시키는 전자 밸브와, 전자 밸브를 제어하는 제어부를 구비함으로써, 스풀의 구동 제어를 전기적으로 조정 가능하게 되기 때문에, 회로 구성을 간소화할 수 있다.

(9) 본 발명의 양태에 관한 건설 기계는, 암과, 유체를 토출하는 2개의 펌프와, 상기 2개의 펌프로부터 토출된 유체를 유량 제어하는 유체 밸브를 갖는 유체 제어 장치와, 상기 유체 밸브에서 유량 제어된 유체가 흘려져 상기 암을 구동하기 위한 액추에이터를 구비하는 건설 기계이며, 상기 유체 밸브는, 스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와, 상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고, 상기 유체 제어 장치는, 상기 스풀을 이동시키는 전자 밸브와, 상기 전자 밸브를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 2개의 펌프의 토출 유량은 각각 다르고, 상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘리고, 상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘린다.

게다가, 스풀의 타방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 액추에이터에 유체를 흘릴 수 있다.

게다가, 2개의 펌프의 토출 유량은 각각 다름으로써, 액추에이터의 사용 상황에 따라서 2개의 펌프의 토출 유량을 조정할 수 있다. 예를 들어, 암의 구동 상황에 따라서 2개의 펌프의 토출 유량을 조정함으로써 에너지 절약으로 할 수 있다.

(10) 본 발명의 양태에 관한 제어 방법은, 붐을 올리는 상승 공정과, 상기 붐을 내리는 하강 공정을 포함하고, 상기 상승 공정에서는, 스풀을 일방향으로 움직이게 하여 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘리고, 상기 하강 공정에서는, 상기 스풀을 타방향으로 움직이게 하여 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘린다.

이 방법에 의하면, 상승 공정에서는, 스풀을 일방향으로 움직이게 하여 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘림으로써, 붐의 올림 동작에 있어서, 스풀의 일방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘릴 수 있다. 게다가, 하강 공정에서는, 스풀을 타방향으로 움직이게 하여 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘림으로써, 붐의 내림 동작에 있어서, 필요 최소한의 출력이 되기 때문에, 에너지 절약에 기여한다. 따라서, 붐의 올림 내림 동작을 에너지 절약으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스풀의 일방향의 이동에 의해 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘릴 수 있는 유체 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 건설 기계의 모식도.
도 2는 제1 실시 형태의 유압 시스템의 모식도.
도 3은 제1 실시 형태의 미터인 스풀이 중립 위치에 위치할 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.
도 4는 제1 실시 형태의 붐을 올릴 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.
도 5는 제1 실시 형태의 붐을 내릴 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.
도 6은 제2 실시 형태의 암을 밀 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.
도 7은 제2 실시 형태의 암을 당길 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.
도 8은 제3 실시 형태의 미터인 스풀이 중립 위치에 위치할 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.
도 9는 제3 실시 형태의 붐을 올릴 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.
도 10은 제3 실시 형태의 붐을 내릴 때의 유압 시스템의 동작의 일례의 설명도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 실시 형태에서는, 건설 기계로서 유압 시스템(유체 시스템)을 구비한 유압 셔블을 예로 들어 설명한다. 이하의 설명에 사용하는 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 각 부재의 축척을 적절히 변경하고 있다.

<제1 실시 형태>

<건설 기계>

도 1은 제1 실시 형태의 건설 기계(100)의 모식도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 건설 기계(100)는, 예를 들어 유압 셔블이다. 건설 기계(100)는, 선회체(101)와, 주행체(102)를 구비하고 있다. 선회체(101)는, 주행체(102) 상에 선회 가능하게 마련되어 있다. 선회체(101)에는, 유압 펌프(110)와, 유압 펌프(110)로부터 토출되는 작동유(유체)의 유량 제어를 행하는 유압 제어 장치(유체 제어 장치의 일례)(1)가 탑재되어 있다.

선회체(101)는, 조작자가 탑승 가능한 캡(103)과, 선회체(101)에 일단이 요동 가능하게 연결되어 있는 붐(104)과, 붐(104)의 선회체(101)와는 반대측의 타단(선단)에 요동 가능하게 일단이 연결되어 있는 암(105)과, 암(105)의 붐(104)과는 반대측의 타단(선단)에 요동 가능하게 연결되어 있는 버킷(106)과, 캡(103)에 마련된 조작부(107)를 구비하고 있다. 주행체(102), 선회체(101), 붐(104), 암(105), 및 버킷(106)은, 다양한 유압 액추에이터(청구항에 있어서의 액추에이터의 일례)(111)에 의해 구동된다. 유압 액추에이터(111)는, 유압 제어 장치(1)를 통해 공급되는 유압 펌프(110)로부터의 작동유에 의해 구동된다.

<유압 시스템>

도 2는 제1 실시 형태의 유압 시스템(109)의 모식도이다. 도 2는 유압 제어 장치(1)의 단면을 포함하는 모식도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 유압 시스템(109)은, 유압 제어 장치(1), 유압 펌프(110), 및 유압 액추에이터(111)를 구비하고 있다.

유압 액추에이터(111)는, 예를 들어 주행체(102)를 주행시키거나 선회체(101)를 선회시키거나 하는 유압 모터(112)와, 붐(104), 암(105), 및 버킷(106)을 구동시키기 위한 다양한 유압 실린더(청구항에 있어서의 액추에이터의 일례)(113)에 의해 구성되어 있다(도 1 참조).

이하, 다양한 유압 실린더(113) 중, 하나의 유압 실린더(113)를 대표예로서 설명한다. 대표예의 유압 실린더(113)는, 붐(104), 암(105) 및 버킷(106)으로부터 선택한 하나를 구동하는 실린더이다.

유압 실린더(113)는, 실린더(114)와, 실린더(114) 내에 슬라이드 이동 가능하게 마련된 피스톤 로드(115)와, 실린더(114)에 마련된 헤드 포트(액추에이터의 급배 포트의 일례) Hp, 및 로드 포트(액추에이터의 급배 포트의 일례) Rp를 갖고 있다. 유압 실린더(113)는, 2개의 급배 포트로서, 헤드 포트 Hp와, 로드 포트 Rp를 갖고 있다.

헤드 포트 Hp는, 실린더(114) 중 실린더 헤드측의 부위(114a)에 마련되어 있다. 로드 포트 Rp는, 실린더(114) 중 피스톤 로드(115)측의 부위(114b)에 마련되어 있다.

유압 펌프(110)는, 도시하지 않은 원동기에 의해 구동된다. 유압 펌프(110)는, 캡(103)에 마련된 조작부(107)의 조작 신호에 기초하여, 작동유의 토출량을 가변시킨다(도 1 참조). 또한, 조작부(107)의 조작 신호에 기초하여, 유압 제어 장치(1)도 구동 제어된다(도 1 참조).

실시 형태에 있어서, 유압 펌프(110)는, 2개 마련되어 있다. 이하, 2개의 유압 펌프(110) 중 한쪽을 「제1 펌프(110A)」, 2개의 유압 펌프(110) 중 다른 쪽을 「제2 펌프(110B)」라 한다.

<유압 제어 장치>

유압 제어 장치(1)는, 다양한 IMV(Independent Metering Valve)(2)(이하 「독립 미터링 밸브」라고도 함)를 구비하고 있다. 다양한 독립 미터링 밸브(2)(청구항에 있어서의 유체 밸브의 일례)는, 붐(104), 암(105) 및 버킷(106)을 구동시키는 다양한 유압 실린더(113)를 제어한다.

이하, 다양한 독립 미터링 밸브(2) 중, 하나의 독립 미터링 밸브(2)를 대표예로서 설명한다. 대표예의 독립 미터링 밸브(2)는, 붐(104), 암(105) 및 버킷(106)으로부터 선택한 하나를 구동하는 유압 실린더(113)를 제어하는 밸브이다.

<독립 미터링 밸브(IMV)>

독립 미터링 밸브(2)는, 밸브 바디(3)(청구항에 있어서의 밸브 바디의 일례)와, 밸브 바디(3)에 수납된 둥근 막대 형상의 미터인 스풀(5)(청구항에 있어서의 스풀의 일례)과, 미터인 스풀(5)을 이동시키는 제1 미터인 전자 비례 밸브(청구항에 있어서의 전자 밸브의 일례)(6) 및 제2 미터인 전자 비례 밸브(청구항에 있어서의 전자 밸브의 일례)(7)를 주구성으로 하고 있다. 독립 미터링 밸브(2)는, 유압 펌프(110)로부터 토출되는 작동유의 유량을 미터인 스풀(5)의 이동에 의해 조정하여 유압 실린더(113)에 작동유를 흘린다.

또한, 독립 미터링 밸브(2)는, 밸브 바디(3)에 수납된 둥근 막대 형상의 미터아웃 스풀(15)과, 미터아웃 스풀(15)을 이동시키는 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)를 주구성으로 하고 있다.

또한, 독립 미터링 밸브(2)는, 전자 비례 밸브(6, 7, 16, 17)를 제어하는 제어부(25)를 구비한다. 제어부(25)는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서가 프로그램 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 제어부(25)는, LSI(Large Scale Integration), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 또는 FPGA(Field-Programmable Gate Array) 등의 하드웨어에 의해 실현되어도 되고, 소프트웨어와 하드웨어가 협동함으로써 실현되어도 된다.

밸브 바디(3)는, 미터인 스풀(5)을 수납하는 제1 스풀 구멍(10)(청구항에 있어서의 스풀 구멍의 일례)과, 이 제1 스풀 구멍(10)에 접속된 제1 펌프 포트 P1, 제2 펌프 포트 P2, 제1 공급 포트 S1 및 제2 공급 포트 S2와, 미터아웃 스풀(15)을 수납하는 제2 스풀 구멍(20)과, 이 제2 스풀 구멍(20)에 접속된 제1 탱크 포트 T1, 제2 탱크 포트 T2, 제1 배출 포트 D1 및 제2 배출 포트 D2를 갖는다.

밸브 바디(3) 및 미터인 스풀(5)은, 청구항에 있어서의 유체 시스템의 구성의 일례이다. 제1 펌프 포트 P1은, 청구항에 있어서의 2개의 유로 중 한쪽에 상당한다. 제2 펌프 포트 P2는, 청구항에 있어서의 2개의 유로 중 다른 쪽에 상당한다. 유로는, 유체가 흐르는 길을 의미한다. 유로에는, 유체의 흐름의 방향을 따른 길이를 갖는 것뿐만 아니라, 펌프 포트와 같은 유입구도 포함된다.

또한, 밸브 바디(3)는, 단면으로 보아 역U자상을 갖는 브리지 유로(30)와, 브리지 유로(30)의 일측방에 위치하는 제1 로드 유로(31)와, 제1 로드 유로(31)에 접속되어 있는 제2 로드 유로(32)와, 브리지 유로(30)의 타측방에 위치하는 제1 헤드 유로(33)와, 제1 헤드 유로(33)에 접속되어 있는 제2 헤드 유로(34)와, 제1 로드 유로(31)의 측방에 위치하는 제1 탱크 유로(35)와, 제2 로드 유로(32)의 측방에 위치하는 제2 탱크 유로(36)와, 단면으로 보아 U자상을 갖는 바이패스 유로(37)를 갖는다.

제1 스풀 구멍(10) 및 제2 스풀 구멍(20)은, 밸브 바디(3)에 있어서 일방향(즉, 미터인 스풀(5) 및 미터아웃 스풀(15)의 축 방향)을 따라서 형성되어 있다. 제1 스풀 구멍(10) 및 제2 스풀 구멍(20)은, 축 방향을 따르는 단면이 원 형상이다. 제1 스풀 구멍(10) 및 제2 스풀 구멍(20)은, 예를 들어 각 스풀 구멍(10, 20)의 긴 변 방향(즉, 축 방향)에 대하여 직교하는 방향으로 간격을 두고, 병렬로 형성되어 있다.

제1 펌프 포트 P1은, 제1 공급 유로(131)를 개재하여 제1 펌프(110A)에 접속되어 있다. 제2 펌프 포트 P2는, 제2 공급 유로(132)를 개재하여 제2 펌프(110B)에 접속되어 있다. 제1 공급 포트 S1은, 제1 체크 밸브(41)를 개재하여 브리지 유로(30)에 접속되어 있다. 제2 공급 포트 S2는, 제2 체크 밸브(42)를 개재하여 브리지 유로(30)에 접속되어 있다.

제1 탱크 포트 T1은, 제1 배출 유로(135)를 개재하여 탱크(120)에 접속되어 있다. 제2 탱크 포트 T2는, 제2 배출 유로(136)를 개재하여 탱크(120)에 접속되어 있다. 제1 배출 포트 D1은, 각 로드 유로(31, 32) 및 로드측 유로(134)를 거쳐 로드 포트 Rp에 접속되어 있다. 제2 배출 포트 D2는, 각 헤드 유로(33, 34) 및 헤드측 유로(133)를 거쳐 헤드 포트 Hp에 접속되어 있다.

브리지 유로(30)의 양단은, 제1 스풀 구멍(10)에 접속되어 있다. 브리지 유로(30)의 양단은, 축 방향에 있어서 제1 공급 포트 S1 및 제2 공급 포트 S2의 외측에 배치되어 있다.

제1 로드 유로(31)는, 축 방향에 있어서 브리지 유로(30)의 일단과 제1 탱크 유로(35) 사이에 배치되어 있다. 제1 로드 유로(31)는, 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 축 방향에 대하여 직교하는 방향은, 도 2의 지면 상하 방향에 상당한다. 제1 로드 유로(31)는, 과도한 고압을 방출하기 위한 제1 릴리프 밸브(45)를 개재하여 제1 탱크 유로(35)에 접속되어 있다.

제2 로드 유로(32)는, 제1 스풀 구멍(10)과 제2 스풀 구멍(20) 사이에 배치되어 있다. 제2 로드 유로(32)는, 제1 로드 유로(31)의 연장선 상에 배치되어 있다.

제1 헤드 유로(33)는, 축 방향에 있어서 브리지 유로(30)의 타단과 제2 탱크 유로(36) 사이에 배치되어 있다. 제1 헤드 유로(33)는, 축 방향에 대하여 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 제1 헤드 유로(33)는, 과도한 고압을 방출하기 위한 제2 릴리프 밸브(46)를 개재하여 제2 탱크 유로(36)에 접속되어 있다. 제1 헤드 유로(33)에는, 누설 저감을 위한 로크 밸브(47)(붐이 관성으로 내려가는 것을 억제하기 위한 보유 지지 밸브)가 마련되어 있다.

제2 헤드 유로(34)는, 제1 스풀 구멍(10)과 제2 스풀 구멍(20) 사이에 배치되어 있다. 제2 헤드 유로(34)는, 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다.

제1 탱크 유로(35)는, 제1 로드 유로(31)의 외측에 있어서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다.

제2 탱크 유로(36)는, 제1 헤드 유로(33)의 외측에 있어서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다.

바이패스 유로(37)의 양단은, 제2 스풀 구멍(20)에 접속되어 있다. 바이패스 유로(37)는, 제3 체크 밸브(43) 및 제4 체크 밸브(44)를 개재하여, 제1 바이패스 포트 G1 및 제2 바이패스 포트 G2에 각각 접속되어 있다.

밸브 바디(3)의 축 방향의 일단에는, 제1 위치 결정 기구(50)가 마련되어 있다. 제1 위치 결정 기구(50)는, 제1 스풀 구멍(10) 및 제2 스풀 구멍(20)의 각각의 일단을 폐색하도록 밸브 바디(3)의 축 방향의 일단에 설치되어 있는 제1 케이싱(51)을 구비한다. 제1 케이싱(51)은, 제1 스풀 구멍(10)의 일단에 이어져 제1 코일 스프링(52)을 수용하는 제1 수용실(53)과, 제2 스풀 구멍(20)의 일단에 이어져 제2 코일 스프링(54)을 수용하는 제2 수용실(55)을 갖는다. 또한, 제1 케이싱(51)은, 제1 수용실(53) 및 제2 수용실(55)의 외측에 있어서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제1 펌프 유로(56)와, 제1 펌프 유로(56)의 외측에 있어서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제1 드레인 유로(57)를 갖는다.

밸브 바디(3)의 축 방향의 타단에는, 제2 위치 결정 기구(60)가 마련되어 있다. 제2 위치 결정 기구(60)는, 제1 스풀 구멍(10) 및 제2 스풀 구멍(20)의 각각의 타단을 폐색하도록 밸브 바디(3)의 축 방향의 타단에 설치되어 있는 제2 케이싱(61)을 구비한다. 제2 케이싱(61)은, 제1 스풀 구멍(10)의 타단에 이어지는 제3 수용실(63)과, 제2 스풀 구멍(20)의 타단에 이어지는 제4 수용실(65)을 갖는다. 또한, 제2 케이싱(61)은, 제3 수용실(63) 및 제4 수용실(65)의 외측에 있어서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제2 펌프 유로(66)와, 제2 펌프 유로(66)의 외측에 있어서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제2 드레인 유로(67)를 갖는다.

밸브 바디(3)의 제1 스풀 구멍(10)에, 미터인 스풀(5)이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 수납되어 있다. 미터인 스풀(5)은, 제1 스풀 구멍(10)의 축 방향의 중앙 위치(도 3 참조), 제1 스풀 구멍(10)의 축 방향의 일단측의 위치(도 4 참조), 제1 스풀 구멍(10)의 축 방향의 타단측의 위치(도 5 참조)의 3개의 위치에 위치 결정되도록 수납되어 있다.

이하, 제1 스풀 구멍(10)의 축 방향의 중앙 위치를 제1 중앙 위치라 한다. 또한, 제1 스풀 구멍(10)의 축 방향의 일단측의 위치를 제1 공급 위치라 하고, 제1 스풀 구멍(10)의 축 방향의 타단측의 위치를 제2 공급 위치라 한다.

제1 스풀 구멍(10) 및 미터인 스풀(5) 등으로 미터인 밸브(4)가 구성되어 있다. 미터인 밸브(4)는, 4포트 3위치 전환 밸브이다. 미터인 밸브(4)는, 2개의 펌프(110A, 110B)로부터 토출된 작동유를 유량 제어한다. 미터인 밸브(4)는, 청구항에 있어서의 유체 밸브의 일례이다.

미터인 스풀(5)은, 예를 들어 환상으로 형성된 복수의 오목부(5a), 오목부(5a)간에 형성된 복수의 랜드(5b), 랜드(5b)에 형성된 복수의 노치(5c)를 갖는다. 미터인 스풀(5)은, 오목부(5a), 랜드(5b), 노치(5c) 등에 의해, 유로를 폐색하거나 유량을 조정하거나 하는 것이 가능하다. 또한, 미터인 스풀(5)은, 예를 들어 오목부(5a)나 노치(5c) 등으로 형성된 제1 미터인 유로(11)(청구항에 있어서의 유로의 일례)와, 오목부(5a)나 노치(5c) 등으로 형성된 제2 미터인 유로(12)(청구항에 있어서의 유로의 일례)를 갖는다(도 4 참조).

도 3은 제1 실시 형태의 미터인 스풀(5)이 중립 위치(제1 중립 위치)에 위치할 때의 유압 시스템(109)의 동작의 일례의 설명도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 미터인 스풀(5)은, 제1 중립 위치에 배치된 상태에서, 예를 들어 제1 펌프 포트 P1, 제2 펌프 포트 P2, 제1 공급 포트 S1, 제2 공급 포트 S2를 랜드(5b) 등에 의해 폐색한다.

도 4는 제1 실시 형태의 붐을 올릴 때의 유압 시스템(109)의 동작의 일례의 설명도이다. 도 4는 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 미터인 스풀(5)은, 제1 공급 위치에 배치된 상태에서, 제1 펌프 포트 P1과 제1 공급 포트 S1을 제1 미터인 유로(11)에 의해 통하게 한다. 제1 미터인 유로(11)는, 오목부(5a)나 노치(5c) 등으로 형성된 유로이며 화살표 Vs1을 따르는 유로이다. 또한, 미터인 스풀(5)은, 제1 공급 위치에 배치된 상태에서, 제2 펌프 포트 P2와 제2 공급 포트 S2를 제2 미터인 유로(12)에 의해 통하게 한다. 제2 미터인 유로(12)는, 오목부(5a)나 노치(5c) 등으로 형성된 유로이며 화살표 Vs2를 따르는 유로이다. 이 결과, 제1 펌프 포트 P1 및 제2 펌프 포트 P2는, 각각 제1 공급 포트 S1 및 제2 공급 포트 S2 등을 거쳐 헤드 포트 Hp에 통한다. 통하게 한다(통한다)란, 작동유(즉 유체)가 흐르도록 하는 것을 말한다. 예를 들어, 「제1 펌프 포트 P1과 제1 공급 포트 S1을 제1 미터인 유로(11)에 의해 통하게 한다.」란, 제1 펌프 포트 P1과 제1 공급 포트 S1이 제1 미터인 유로(11)에 의해 접속되어 작동유가 흐르도록 하는 것이다.

미터인 스풀(5)은, 제1 공급 위치에 배치된 상태에서, 로드 포트 Rp를 제2 로드 유로(32) 등에 통하게 한다.

도 5는 제1 실시 형태의 붐을 내릴 때의 유압 시스템(109)의 동작의 일례의 설명도이다. 도 5는 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 인입하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 미터인 스풀(5)은, 제2 공급 위치에 배치된 상태에서, 제1 펌프 포트 P1과 제1 공급 포트 S1을 제1 미터인 유로(11)에 의해 통하게 한다. 이 결과, 제1 펌프 포트 P1은, 제1 공급 포트 S1 등을 거쳐 로드 포트 Rp에 통한다. 또한, 미터인 스풀(5)은, 제2 공급 위치에 배치된 상태에 있어서, 제2 공급 포트 S2를 랜드(5b) 등에 의해 폐색한다.

미터인 스풀(5)은, 2개의 유압 펌프(110) 중 적어도 한쪽으로부터 토출된 작동유를, 펌프 포트 등을 거쳐 헤드 포트 Hp, 로드 포트 Rp로부터 유압 실린더(113)에 흘리기 위한 스풀이다. 또한, 미터인 스풀(5)은, 유압 실린더(113)에 작동유를 흘릴 때, 유압 실린더(113)로의 작동유의 공급량의 제어를 행한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 미터인 스풀(5)의 축 방향의 일단측에는, 제1 미터인 전자 비례 밸브(6)가 마련되어 있다. 미터인 스풀(5)의 축 방향의 타단측에, 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)가 마련되어 있다. 제1 미터인 전자 비례 밸브(6) 및 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)는, 일반적으로 사용되고 있는 밸브이며, 구성의 상세한 설명을 생략한다.

제1 미터인 전자 비례 밸브(6) 및 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)는, 양쪽의 미터인 전자 비례 밸브(6, 7)의 비통전 시에, 미터인 스풀(5)을 제1 중립 위치(도 3 참조)에 배치한다.

제1 미터인 전자 비례 밸브(6)는, 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)의 비통전 상태에서 통전됨으로써, 미터인 스풀(5)을 이동시켜 제1 공급 위치(도 4 참조)에 배치한다. 제1 미터인 전자 비례 밸브(6)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 따라서(비례시켜) 제1 공급 위치를 무단계로 제어(조정)할 수 있다.

제2 미터인 전자 비례 밸브(7)는, 제1 미터인 전자 비례 밸브(6)의 비통전 상태에서 통전됨으로써, 미터인 스풀(5)을 이동시켜 제2 공급 위치(도 5 참조)에 배치한다. 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 따라서(비례시켜) 제2 공급 위치를 무단계로 제어(조정)할 수 있다.

밸브 바디(3)의 제2 스풀 구멍(20)에, 미터아웃 스풀(15)이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 수납되어 있다. 미터아웃 스풀(15)은, 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향 중앙 위치(도 3 참조), 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 일단측의 위치(도 5 참조), 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 타단측의 위치(도 4 참조)의 3개의 위치에 위치 결정되도록 수납되어 있다.

이하, 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 중앙 위치를 제2 중앙 위치라 한다. 또한, 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 일단측의 위치를 제1 배출 위치, 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 타단측의 위치를 제2 배출 위치라 한다.

제2 스풀 구멍(20) 및 미터아웃 스풀(15) 등으로 미터아웃 밸브(14)가 구성되어 있다. 미터아웃 밸브(14)는, 미터인 밸브(4)와 마찬가지로, 4포트 3위치 전환 밸브이다.

미터아웃 스풀(15)은, 예를 들어 환상으로 형성된 복수의 오목부(15a), 오목부(15a)간에 형성된 복수의 랜드(15b), 랜드(15b)에 형성된 복수의 노치(15c)를 갖는다. 미터아웃 스풀(15)은, 오목부(15a), 랜드(15b), 노치(15c) 등에 의해, 유로를 폐색하거나 유량을 조정하거나 하는 것이 가능하다. 또한, 미터아웃 스풀(15)은, 예를 들어 오목부(15a) 등으로 형성된 제1 미터아웃 유로(21)(도 4 참조)와, 오목부(15a) 등으로 형성된 제2 미터아웃 유로(22)(도 5 참조)를 갖는다.

도 3은 제1 실시 형태의 미터아웃 스풀(15)이 중립 위치(제2 중립 위치)에 위치할 때의 유압 시스템(109)의 동작의 일례의 설명도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 미터아웃 스풀(15)은, 제2 중립 위치에 배치된 상태에 있어서, 예를 들어 제1 탱크 포트 T1, 제2 탱크 포트 T2, 제1 배출 포트 D1, 제2 배출 포트 D2, 제1 바이패스 포트 G1 및 제2 바이패스 포트 G2를 랜드(15b) 등에 의해 폐색한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 미터아웃 스풀(15)은, 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제2 배출 포트 D2와 제2 바이패스 포트 G2를 제2 미터아웃 유로(22)에 의해 통하게 한다. 또한, 미터인 스풀(5)은, 제1 배출 위치에 배치된 상태에 있어서, 헤드 포트 Hp를 제2 헤드 유로(34) 등에 통하게 한다. 이 결과, 바이패스 유로(37)에, 제2 배출 포트 D2 및 제2 바이패스 포트 G2를 거쳐 헤드 포트 Hp가 통한다.

또한, 미터아웃 스풀(15)은, 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 바이패스 포트 G1을 제2 로드 유로(32) 등에 통하게 한다. 이 결과, 제2 배출 포트 D2는, 바이패스 유로(37)를 거쳐 제2 로드 유로(32)에 통한다.

또한, 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제2 탱크 포트 T2를 랜드(15b) 등에 의해 폐색한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 미터아웃 스풀(15)은, 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 탱크 포트 T1과 제1 배출 포트 D1을 제1 미터아웃 유로(21)에 의해 통하게 한다. 이 결과, 제1 탱크 포트 T1에, 제1 배출 포트 D1을 거쳐 로드 포트 Rp가 통한다. 또한, 미터아웃 스풀(15)은, 제2 배출 위치에 배치된 상태에 있어서, 제2 배출 포트 D2를 랜드(15b) 등에 의해 폐색한다.

미터아웃 스풀(15)은, 헤드 포트 Hp, 로드 포트 Rp로부터 유압 실린더(113)의 내부의 작동유를, 탱크 포트 등을 거쳐 탱크로 배출하기 위한 스풀이다. 또한, 미터아웃 스풀(15)은, 탱크에 작동유를 배출할 때, 유압 실린더(113)로부터의 작동유의 배출량의 제어를 행한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 미터아웃 스풀(15)의 일단측에는, 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)가 마련되어 있다. 또한, 미터아웃 스풀(15)의 타단측에는, 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)가 마련되어 있다. 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)는, 제1 미터인 전자 비례 밸브(6) 및 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)와 마찬가지로, 일반적으로 사용되고 있는 밸브이며, 구성의 상세한 설명을 생략한다.

제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)는, 양쪽의 미터아웃 전자 비례 밸브(16, 17)의 비통전 시에, 미터아웃 스풀(15)을 제2 중립 위치(도 3 참조)에 배치한다.

제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)는, 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)의 비통전 상태에서 통전됨으로써, 미터아웃 스풀(15)을 이동시켜 제1 배출 위치(도 5 참조)에 배치한다. 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 따라서(비례시켜) 제1 배출 위치를 무단계로 제어(조정)할 수 있다.

제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)는, 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)의 비통전 상태에서 통전됨으로써, 미터아웃 스풀(15)을 이동시켜 제2 배출 위치(도 4 참조)에 배치한다. 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 따라서(비례시켜) 제2 배출 위치를 무단계로 제어(조정)할 수 있다.

<독립 미터링 밸브의 작용>

다음에, 독립 미터링 밸브(2)의 작용에 대하여 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 미터인 전자 비례 밸브(6) 및 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)를 비통전 상태로 하여, 미터인 스풀(5)을 제1 중립 위치에 배치한다. 배치한 미터인 스풀(5)로, 제1 펌프 포트 P1, 제2 펌프 포트 P2, 제1 공급 포트 S1, 제2 공급 포트 S2를 폐색한다.

또한, 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)를 비통전 상태로 하여, 미터아웃 스풀(15)을 제2 중립 위치에 배치한다. 배치한 미터아웃 스풀(15)로, 제1 탱크 포트 T1, 제2 탱크 포트 T2, 제1 배출 포트 D1 및 제2 배출 포트 D2를 폐색한다.

각 유압 펌프(110A, 110B)가 도시하지 않은 원동기에 의해 구동되면, 각 유압 펌프(110A, 110B)의 토출 포트로부터 소정 유량의 작동유가 토출된다. 예를 들어, 토출된 작동유는, 도시하지 않은 리턴 회로를 거쳐 탱크로 되돌려져도 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 미터아웃 스풀(15)을 화살표 A1 방향으로 이동시켜 제2 배출 위치에 배치한다. 이 경우, 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)의 비통전 상태에서, 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)를 통전 상태로 전환함으로써, 미터아웃 스풀(15)을 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)(도 2 참조)측의 방향으로 이동시켜 제2 배출 위치에 배치한다. 미터아웃 스풀(15)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제1 탱크 포트 T1과 제1 배출 포트 D1을 제1 미터아웃 유로(21)로 통하게 한다. 이 결과, 제1 탱크 포트 T1을, 제1 미터아웃 유로(21) 및 제1 배출 포트 D1을 거쳐 로드 포트 Rp에 통하게 한다. 한편, 제2 배출 포트 D2를 미터아웃 스풀(15)로 폐색한다.

또한, 미터인 스풀(5)을 화살표 B1 방향으로 이동시켜 제1 공급 위치에 배치한다. 이 경우, 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)의 비통전 상태에서, 제1 미터인 전자 비례 밸브(6)를 통전 상태로 전환함으로써, 미터인 스풀(5)을 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)(도 2 참조)측의 방향으로 이동시켜 제1 공급 위치에 배치한다. 미터인 스풀(5)을 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제1 펌프 포트 P1과 제1 공급 포트 S1을 제1 미터인 유로(11)로 통하게 한다. 또한, 미터인 스풀(5)을 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제2 펌프 포트 P2와 제2 공급 포트 S2를 제2 미터인 유로(12)로 통하게 한다. 이 결과, 제1 펌프 포트 P1을 제1 미터인 유로(11) 및 제1 공급 포트 S1을 거쳐 헤드 포트 Hp에 통하게 함과 함께, 제2 펌프 포트 P2를 제2 미터인 유로(12) 및 제2 공급 포트 S2 등을 거쳐 헤드 포트 Hp에 통하게 한다.

구체적으로는, 제1 펌프 포트 P1을 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1, 제1 역지 밸브(71), 브리지 유로(30)의 일부, 제1 헤드 유로(33), 헤드측 유로(133)를 거쳐 헤드 포트 Hp에 통하게 함과 함께, 제2 펌프 포트 P2를 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트 S2, 제2 역지 밸브(72), 브리지 유로(30)의 일부, 제1 헤드 유로(33), 헤드측 유로(133)를 거쳐 헤드 포트 Hp에 통하게 한다.

미터인 스풀(5)을 제1 공급 위치에 배치함으로써, 로드 포트 Rp를 제2 로드 유로(32) 등에 통하게 한다.

이 상태에서는, 실린더(114) 중 피스톤 로드(115)측의 작동유가, 로드 포트 Rp, 제1 배출 포트 D1, 제1 미터아웃 유로(21) 및 제1 탱크 포트 T1을 거쳐 화살표 Vd1과 같이 탱크(120)로 배출된다(되돌려진다). 구체적으로는, 실린더(114) 중 피스톤 로드(115)측의 작동유가, 로드 포트 Rp, 로드측 유로(134), 제1 로드 유로(31), 제2 로드 유로(32), 제1 배출 포트 D1, 제1 미터아웃 유로(21), 제1 탱크 포트 T1, 및 제1 배출 유로(135)를 거쳐 화살표 Vd1과 같이 탱크(120)에 배출된다. 본 실시 형태에서는, 붐을 올리는 경우, 제1 배출 포트 D1로부터의 작동유를 탱크(120)로 환류한다.

한편, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1 및 헤드 포트 Hp를 거쳐 실린더(114) 중 실린더 헤드측에 화살표 Vs1과 같이 유입된다. 구체적으로는, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 공급 유로(131), 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1, 제1 역지 밸브(71), 브리지 유로(30)의 일부, 제1 헤드 유로(33), 헤드측 유로(133) 및 헤드 포트 Hp를 거쳐 실린더(114) 중 실린더 헤드측에 화살표 Vs1과 같이 유입된다.

또한, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 펌프 포트 P2, 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트 S2 및 헤드 포트 Hp를 거쳐 실린더(114) 중 실린더 헤드측에 화살표 Vs2와 같이 유입된다. 구체적으로는, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 공급 유로(132), 제2 펌프 포트 P2, 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트 S2, 제2 역지 밸브(72), 브리지 유로(30)의 일부, 제1 헤드 유로(33), 헤드측 유로(133) 및 헤드 포트 Hp를 거쳐 실린더(114) 중 실린더 헤드측에 화살표 Vs2와 같이 유입된다.

본 실시 형태의 유압 시스템(109)에서는, 붐을 올리는 경우와 같이 관성 부하가 역치 이상일 때, 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유가 합류하여 미터인 밸브(4)로부터 흘려진다.

즉, 미터인 스풀(5)을 화살표 B1 방향(청구항에 있어서의 일방향의 일례)으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2를 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유의 양쪽이 미터인 밸브(4)로부터 함께 흘려진다. 2개의 펌프(110A, 110B)로부터 토출된 작동유는, 2개의 펌프 포트 P1, P2, 2개의 미터인 유로(11, 12), 제1 헤드 유로(33) 등을 거쳐 합류하여 미터인 밸브(4)로부터 유압 실린더(113)의 실린더 헤드측에 흘려진다.

이 때문에, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)가 실린더(114)로부터 돌출되도록 화살표 E1과 같이 압출된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 미터아웃 스풀(15)을 화살표 A2 방향으로 이동시켜 제1 배출 위치에 배치한다. 이 경우, 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)를 비통전 상태로 전환하고, 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)를 통전 상태로 전환함으로써, 미터아웃 스풀(15)을 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)(도 2 참조)측의 방향으로 이동시켜 제1 배출 위치에 배치한다. 미터아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제2 배출 포트 D2와 제2 바이패스 포트 G2를 제2 미터아웃 유로(22)로 통하게 한다. 이 결과, 제2 바이패스 포트 G2를, 제2 미터아웃 유로(22) 및 제2 배출 포트 D2를 거쳐 헤드 포트 Hp에 통하게 한다. 한편, 제1 배출 포트 D1, 제1 탱크 포트 T1 및 제2 탱크 포트 T2를 미터아웃 스풀(15)로 폐색한다.

또한, 미터아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제1 바이패스 포트 G1을 제2 로드 유로(32) 등에 통하게 한다. 이에 의해, 제2 배출 포트 D2를, 바이패스 유로(37)를 거쳐 제2 로드 유로(32)에 통하게 한다.

또한, 미터인 스풀(5)을 화살표 B2 방향으로 이동시켜 제2 공급 위치에 배치한다. 이 경우, 제1 미터인 전자 비례 밸브(6)를 비통전 상태로 전환하고, 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)를 통전 상태로 전환함으로써, 미터인 스풀(5)을 제1 미터인 전자 비례 밸브(6)(도 2 참조)측의 방향으로 이동시켜 제2 공급 위치에 배치한다. 미터인 스풀(5)을 제2 공급 위치에 배치함으로써, 제1 펌프 포트 P1과 제1 공급 포트 S1을 제1 미터인 유로(11)로 통하게 한다. 이에 의해, 제1 펌프 포트 P1을, 제1 미터인 유로(11) 및 제1 공급 포트 S1을 거쳐 로드 포트 Rp에 통하게 한다. 한편, 제2 공급 포트 S2를 미터인 스풀(5)로 폐색한다.

구체적으로는, 제1 펌프 포트 P1을, 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1, 제1 역지 밸브(71), 브리지 유로(30)의 일부, 제1 로드 유로(31), 로드측 유로(134)를 거쳐 로드 포트 Rp에 통하게 한다.

이 상태에서는, 실린더(114) 중 실린더 헤드측의 작동유가, 헤드 포트 Hp, 제2 배출 포트 D2, 제2 미터아웃 유로(22) 및 제2 바이패스 포트 G2 등을 거쳐, 제2 로드 유로(32)(재생 유로의 일례)를 향하여 화살표 Ve와 같이 흐른다. 구체적으로는, 실린더(114) 중 실린더 헤드측의 작동유가, 헤드 포트 Hp, 헤드측 유로(133), 제1 헤드 유로(33), 제2 헤드 유로(34), 제2 배출 포트 D2, 제2 미터아웃 유로(22), 제2 바이패스 포트 G2, 바이패스 유로(37), 제3 역지 밸브(73), 제1 바이패스 포트 G1, 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(134)를 거쳐 화살표 Ve와 같이 로드 포트 Rp를 향하여 흐른다. 본 실시 형태에서는, 붐을 내리는 경우, 제2 배출 포트 D2로부터의 작동유를 유압 실린더(113)의 구동에 이용(재생)한다.

한편, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1 및 로드 포트 Rp를 거쳐 실린더(114) 중 피스톤 로드(115)측에 화살표 Vs3과 같이 유입된다. 구체적으로는, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 공급 유로(131), 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1, 제1 역지 밸브(71), 브리지 유로(30)의 일부, 제1 로드 유로(31), 로드측 유로(134) 및 로드 포트 Rp를 거쳐 실린더(114) 중 피스톤 로드(115)측에 화살표 Vs3과 같이 유입된다. 본 실시 형태의 유압 시스템(109)에서는, 붐을 내리는 경우와 같이 관성 부하가 역치 미만일 때, 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만(1개의 펌프 포트 P1만으로부터의 작동유)이 미터인 밸브(4)로부터 흘려진다.

즉, 미터인 스풀(5)을 화살표 B2 방향(타방향)으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2 중 한쪽만(제1 펌프 포트 P1만)을 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B) 중 한쪽만(제1 펌프(110A)만)으로부터의 작동유가 미터인 밸브(4)로부터 흘려진다. 제1 펌프(110A)로부터 토출된 작동유는, 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11), 제1 로드 유로(31) 등을 거쳐 미터인 밸브(4)로부터 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)측으로 흘려진다. 게다가, 미터아웃 스풀(15)을 화살표 A2 방향으로 이동시키면 제2 배출 포트 D2로부터의 작동유가 미터아웃 밸브(14)로부터 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)측으로 흘려진다.

이 때문에, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)가 실린더(114)에 압입되도록 화살표 E2와 같이 인입된다.

이와 같이, 독립 미터링 밸브(2)에서는, 미터인 스풀(5) 및 미터아웃 스풀(15)을 구비하였다. 미터인 스풀(5) 및 미터아웃 스풀(15)의 구동 제어에 의해, 피스톤 로드(115)를 화살표 E1 및 화살표 E2 방향의 2방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 피스톤 로드(115)의 2방향으로의 이동을 전환하는 스풀을, 미터인 스풀(5)과 미터아웃 스풀(15)로 분할할 수 있다.

또한, 미터인 스풀(5)을 제1 미터인 전자 비례 밸브(6)로 제1 공급 위치까지 구동 제어하고, 미터아웃 스풀(15)을 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)로 제2 배출 위치까지 구동 제어한다. 이 때문에, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 화살표 E1 방향(일방향)으로 이동시킬 수 있다.

또한, 미터인 스풀(5)을 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)로 제2 공급 위치까지 구동 제어하고, 미터아웃 스풀(15)을 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)로 제1 배출 위치까지 구동 제어한다. 이 때문에, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 화살표 E2 방향(타방향)으로 이동할 수 있다.

이 때문에, 미터인 스풀(5)과 미터아웃 스풀(15)의 구동 제어를, 제1 미터인 전자 비례 밸브(6), 제2 미터인 전자 비례 밸브(7), 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)로 전기적으로 개별로 조정할 수 있다. 즉, 미터인 스풀(5)과 미터아웃 스풀(15)에 의해 독립 미터링 밸브(2)를 구성할 수 있다. 이 결과, 예를 들어 건설 기계 등의 용도에 맞추어 독립 미터링 밸브(2)(즉, 유압 제어 장치(1))의 실기 조정을 행하는 경우에, 미터인 스풀(5)과 미터아웃 스풀(15)의 구동 제어를 개별로 조정할 수 있다. 이 때문에, 실기 조정을 용이하게 할 수 있어, 조정 기간의 단축을 도모할 수 있다.

제1 미터인 전자 비례 밸브(6)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 비례시켜 제1 공급 위치를 무단계로 조정할 수 있다. 제2 미터인 전자 비례 밸브(7)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 비례시켜 제2 공급 위치를 무단계로 조정할 수 있다. 또한, 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 비례시켜 제1 배출 위치를 무단계로 조정할 수 있다. 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 비례시켜 제2 배출 위치를 무단계로 조정할 수 있다.

이 때문에, 건설 기계 등의 용도에 맞추어 독립 미터링 밸브(2)(유압 제어 장치(1))의 실기 조정을 행하는 경우에, 미터인 스풀(5)과 미터아웃 스풀(15)의 구동 제어를 무단계로 조정할 수 있다. 따라서, 실기 조정을 한층 더 용이하게 할 수 있어, 조정 기간의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 미터인 스풀(5) 및 미터아웃 스풀(15)을 제1 미터인 전자 비례 밸브(6), 제2 미터인 전자 비례 밸브(7), 제1 미터아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터아웃 전자 비례 밸브(17)로 구동 제어하도록 하였다. 이 때문에, 미터인 스풀(5) 및 미터아웃 스풀(15)의 구동 제어를 전기적으로 조정 가능하게 되어, 금후 전화가 예상되는 마켓에 대응할 수 있어, 범용성을 증가시킬 수 있다.

본 실시 형태의 유압 제어 장치(1)는, 미터인 스풀(5) 및 미터아웃 스풀(15)을 각각 1개씩 구비하는 구성으로 함으로써, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 2방향으로 전환하도록 하였다. 이 때문에, 피스톤 로드(115)의 2방향으로의 전환을, 미터인 스풀(5) 및 미터아웃 스풀(15)의 각각 1개에서 공용할 수 있다. 따라서, 피스톤 로드(115)를 2방향으로 전환하기 위해, 예를 들어 미터인 스풀, 미터아웃 스풀을 각각 2개씩 구비할 필요가 없다. 따라서, 독립 미터링 밸브(2)(즉, 미터인 스풀, 미터아웃 스풀)의 회로 구성을 간소화할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 건설 기계(100)는, 독립 미터링 밸브(2)를 구비한 유압 제어 장치(1)가 선회체(101)에 탑재되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 건설 기계(100)의 용도에 맞추어 유압 제어 장치(1)의 실기 조정을 행하는 경우에, 미터인 스풀(5)과 미터아웃 스풀(15)의 구동 제어를 개별로 조정할 수 있어, 조정 기간의 단축을 도모할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 건설 기계(100)는, 붐(104)과, 작동유를 토출하는 2개의 펌프(110A, 110B)와, 2개의 펌프(110A, 110B)로부터 토출된 작동유를 유량 제어하는 미터인 밸브(4)를 갖는 유압 제어 장치(1)와, 미터인 밸브(4)에서 유량 제어된 작동유가 흘려져 붐(104)을 구동하기 위한 유압 실린더(113)를 구비한다. 미터인 밸브(4)는, 스풀 구멍(10)과, 스풀 구멍(10)에 접속된 2개의 펌프 포트 P1, P2를 갖는 밸브 바디(3)와, 스풀 구멍(10)에 이동 가능하게 마련된 스풀(5)을 구비한다. 유압 제어 장치(1)는, 스풀(5)을 이동시키는 전자 밸브(6, 7)와, 전자 밸브(6, 7)를 제어하는 제어부(25)를 구비한다. 미터인 밸브(4)는, 스풀(5)을 일방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 유압 실린더(113)에 작동유를 흘린다. 미터인 밸브(4)는, 스풀(5)을 타방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만을 흘린다. 스풀(5)은, 유로를 폐색하거나 유량을 조정하거나 하는 것이 가능한 노치(5c) 및 랜드(5b)를 갖는다.

이 구성에 의하면, 스풀(5)의 일방향의 이동에 의해 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 유압 실린더(113)에 작동유를 흘릴 수 있다. 예를 들어, 유압 실린더(113)의 부하 변동에 따라서 유압 실린더(113)로의 작동유의 공급량을 용이하게 조정할 수 있다.

게다가, 스풀(5)의 타방향의 이동에 의해 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만을 흘림으로써, 필요 최소한의 출력이 되기 때문에, 에너지 절약에 기여한다. 예를 들어, 붐(104)의 올림 내림 동작을 에너지 절약으로 할 수 있다.

게다가, 스풀(5)은, 유로를 폐색하거나 유량을 조정하거나 하는 것이 가능한 노치(5c) 및 랜드(5b)를 가짐으로써, 유로의 폐색 및 유량의 조정을 간소한 구조로 실현할 수 있다.

게다가, 유압 제어 장치(1)는, 스풀(5)을 이동시키는 전자 밸브(6, 7)와, 전자 밸브(6, 7)를 제어하는 제어부(25)를 구비함으로써, 스풀(5)의 구동 제어를 전기적으로 조정 가능하게 되기 때문에, 회로 구성을 간소화할 수 있다.

본 실시 형태의 제어 방법은, 붐(104)을 올리는 상승 공정과, 붐(104)을 내리는 하강 공정을 포함한다. 상승 공정에서는, 스풀(5)을 일방향으로 움직이게 하여 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 흘린다. 하강 공정에서는, 스풀(5)을 타방향으로 움직이게 하여 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만을 흘린다.

이 방법에 의하면, 상승 공정에서는, 스풀(5)을 일방향으로 움직이게 하여 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 흘림으로써, 붐(104)의 올림 동작에 있어서, 스풀(5)의 일방향의 이동에 의해 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 흘릴 수 있다. 게다가, 하강 공정에서는, 스풀(5)을 타방향으로 움직이게 하여 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만을 흘림으로써, 붐(104)의 내림 동작에 있어서, 필요 최소한의 출력이 되기 때문에, 에너지 절약에 기여한다. 따라서, 붐(104)의 올림 내림 동작을 에너지 절약으로 할 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, 스풀(5)을 일방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 흘리고, 스풀(5)을 타방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만을 흘리는 예를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스풀(5)을 타방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 적어도 한쪽을 흘려도 된다.

예를 들어, 스풀(5)을 타방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만을 흘리는 경우와, 스풀(5)을 타방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 흘리는 경우가 전환 가능하게 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 2개의 펌프(110A, 110B)를 유압 실린더(113)의 사용 상황에 따라서 2개 사용할지 1개 사용할지를 선택할 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, 스풀(5)을 일방향으로 움직이게 하여 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유를 사용하는 예를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 스풀(5)을 일방향으로 움직이게 하여 2개의 펌프(110A, 110B) 중 한쪽만으로부터의 작동유를 사용해도 된다. 예를 들어, 이 경우, 제2 펌프(110B)측의 유로를 폐쇄하여 제1 펌프(110A)만으로부터의 작동유를 사용해도 된다. 또는, 제2 펌프(110B)측의 유로에 제1 펌프(110A)로부터의 유로를 분기시켜 접속해도 된다.

<제2 실시 형태>

도 6은 제2 실시 형태의 암을 밀 때의 유압 시스템(209)의 동작의 일례의 설명도이다. 도 6은 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 인입하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 7은 제2 실시 형태의 암을 당길 때의 유압 시스템(209)의 동작의 일례의 설명도이다. 도 7은 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

상술한 제1 실시 형태에서는, 붐을 올리거나 내리거나 할 때의 유압 시스템의 동작의 일례를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 암을 밀거나 당기거나 할 때의 유압 시스템의 동작에 본 발명을 적용해도 된다. 도 6, 도 7에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 유압 시스템(209)에서는, 암을 미는 경우, 2개의 펌프 포트 P1, P2를 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유가 토출된다. 즉, 미터인 스풀(5)을 화살표 B1 방향(일방향)으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2를 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유의 양쪽이 미터인 밸브(4)로부터 함께 흘려진다. 2개의 펌프(110A, 110B)로부터 토출된 작동유는, 2개의 펌프 포트 P1, P2, 2개의 미터인 유로(11, 12), 제1 헤드 유로(33) 등을 거쳐 합류하여 미터인 밸브(4)로부터 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)측으로 흘려진다.

이 때문에, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)가 실린더(114)에 압입되도록 화살표 E1과 같이 인입된다.

본 실시 형태의 유압 시스템(209)에서는, 2개의 펌프(110A, 110B)의 토출 유량은 각각 다르다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 유압 시스템(209)에서는, 암을 당기는 경우, 2개의 펌프 포트 P1, P2를 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유가 토출된다. 즉, 미터인 스풀(5)을 화살표 B2 방향(타방향)으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2를 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유의 양쪽이 미터인 밸브(4)로부터 함께 흘려진다. 2개의 펌프(110A, 110B)로부터 토출된 작동유는, 2개의 펌프 포트 P1, P2, 2개의 미터인 유로(11, 12), 제1 로드 유로(31) 등을 거쳐 합류하여 미터인 밸브(4)로부터 유압 실린더(113)의 실린더 헤드측으로 흘려진다.

이 때문에, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)가 실린더(114)로부터 돌출되도록 화살표 E2와 같이 압출된다.

도 7에 있어서 화살표 Vs4는, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 공급 유로(132), 제2 펌프 포트 P2, 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트 S2, 제2 역지 밸브(72), 브리지 유로(30)의 일부, 제1 로드 유로(31), 로드측 유로(134) 및 헤드 포트 Hp를 거쳐 실린더(114) 중 실린더 헤드측을 향하는 흐름을 나타낸다.

이 구성에 의하면, 미터인 밸브(4)는, 스풀(5)을 일방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 유압 실린더(113)에 작동유를 흘림으로써, 스풀(5)의 일방향의 이동에 의해 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 유압 실린더(113)에 작동유를 흘릴 수 있다.

게다가, 미터인 밸브(4)는, 스풀(5)을 타방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 유압 실린더(113)에 작동유를 흘림으로써, 스풀(5)의 타방향의 이동에 의해 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 유압 실린더(113)에 작동유를 흘릴 수 있다.

게다가, 2개의 펌프(110A, 110B)의 토출 유량은 각각 다름으로써, 유압 실린더(113)의 사용 상황에 따라서 2개의 펌프(110A, 110B)의 토출 유량을 조정할 수 있다. 예를 들어, 암의 구동 상황에 따라서 2개의 펌프(110A, 110B)의 토출 유량을 조정함으로써 에너지 절약으로 할 수 있다.

<제3 실시 형태>

도 8은 제3 실시 형태의 미터인 스풀이 중립 위치에 위치할 때의 유압 시스템(309)의 동작의 일례의 설명도이다.

도 9는 제3 실시 형태의 붐을 올릴 때의 유압 시스템(309)의 동작의 일례의 설명도이다. 도 9는 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 10은 제3 실시 형태의 붐을 내릴 때의 유압 시스템(309)의 동작의 일례의 설명도이다. 도 10은 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 인입하는 작용의 설명도에 상당한다.

상술한 제1 실시 형태에서는, 건설 기계가 2개의 펌프 포트 P1, P2가 접속된 1개의 스풀(5)을 포함하는 2개의 스풀(5, 15)을 구비하는 예를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 건설 기계는 2개의 펌프 포트 P1, P2가 접속된 1개의 스풀(5)만을 구비하고 있어도 된다. 도 8 내지 도 10에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 미터인 스풀(5)을 중립 위치에 배치함으로써, 제1 펌프 포트 P1, 제2 펌프 포트 P2, 제1 공급 포트 S1, 제2 공급 포트 S2를 폐색한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 유압 시스템(309)에서는, 붐을 올리는 경우, 2개의 펌프 포트 P1, P2를 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유가 미터인 밸브(4)로부터 흘려진다. 즉, 미터인 스풀(5)을 화살표 B1 방향(일방향)으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2를 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B)로부터의 작동유의 양쪽이 미터인 밸브(4)로부터 함께 흘려진다. 2개의 펌프(110A, 110B)로부터 토출된 작동유는, 2개의 펌프 포트 P1, P2, 2개의 미터인 유로(11, 12) 등을 거쳐 합류하여 미터인 밸브(4)로부터 유압 실린더(113)의 실린더 헤드측으로 흘려진다.

도 9에 있어서, 화살표 Vs31은, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 공급 유로(131), 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1, 브리지 유로(30)의 일부, 헤드측 유로(133), 및 헤드 포트 Hp를 거쳐 실린더(114) 중 실린더 헤드측을 향하는 흐름을 나타내고, 화살표 Vs32는, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 공급 유로(132), 제2 펌프 포트 P2, 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트 S2, 브리지 유로(30)의 일부, 헤드측 유로(133), 및 헤드 포트 Hp를 거쳐 실린더(114) 중 실린더 헤드측을 향하는 흐름을 나타낸다. 본 실시 형태의 제2 미터인 유로(12)의 일부는, 노치를 갖지 않는 랜드(305b)(예를 들어 노치(5c)를 갖는 랜드(5b)보다도 축 방향의 길이가 짧은 랜드) 등으로 형성되어 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 유압 시스템(309)에서는, 붐을 내리는 경우, 1개의 펌프 포트 P1을 거쳐 1개의 펌프(110A)만으로부터의 작동유가 미터인 밸브(4)로부터 흘려진다. 즉, 미터인 스풀(5)을 화살표 B2 방향(타방향)으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2 중 한쪽만(제1 펌프 포트 P1만)을 거쳐 2개의 펌프(110A, 110B) 중 한쪽만(제1 펌프(110A)만)으로부터의 작동유가 미터인 밸브(4)로부터 흘려진다. 제1 펌프(110A)로부터 토출된 작동유는, 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11) 등을 거쳐 미터인 밸브(4)로부터 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)측으로 흘려진다.

도 10에 있어서, 화살표 Vs33은, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 공급 유로(131), 제1 펌프 포트 P1, 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트 S1, 브리지 유로(30)의 일부, 로드측 유로(134) 및 로드 포트 Rp를 거쳐 실린더(114) 중 피스톤 로드(115)측을 향하는 흐름을 나타낸다.

이 구성에 의하면, 미터인 밸브(4)는, 스풀(5)을 일방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 흘림으로써, 스풀(5)의 일방향의 이동에 의해 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유를 합류하여 흘릴 수 있다.

게다가, 미터인 밸브(4)는, 스풀(5)을 타방향으로 이동시키면 2개의 펌프 포트 P1, P2로부터의 작동유 중 한쪽만을 흘림으로써, 필요 최소한의 출력이 되기 때문에, 에너지 절약에 기여한다. 예를 들어, 붐의 올림 내림 동작을 에너지 절약으로 할 수 있다.

본 발명의 기술 범위는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 건설 기계(1)가 유압 셔블인 예를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유압 크레인 등, 유압 셔블 이외의 건설 기계에 본 발명을 적용해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 유체 시스템이 유압 제어 장치를 구비하는 유압 시스템인 예를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유체 시스템은, 공기압 제어 장치나 수압 제어 장치 등, 유압 제어 장치 이외의 유체 제어 장치를 구비하고 있어도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 유체 시스템이 2개의 펌프, 유체 제어 장치 및 액추에이터를 구비하는 예를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유체 시스템은, 3개 이상의 펌프를 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 유체 시스템은, 펌프를 구비하지 않고, 유체 제어 장치 및 액추에이터를 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 유체 시스템은, 액추에이터를 구비하지 않고, 적어도 2개의 펌프, 및 유체 제어 장치를 구비하고 있어도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 1개의 스풀이 액추에이터로의 유체의 공급량을 제어하는 미터인 스풀인 예를 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 1개의 스풀이 미터인 스풀 이외의 다른 스풀이어도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 액추에이터로서 유압 실린더(113)를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유압 모터 등의 액추에이터에 본 발명을 적용해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 각 전자 밸브로서 전자 비례 밸브(6, 7, 16, 17)를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전기 신호에 기초하여 구동하는 다양한 전자 밸브에 본 발명을 적용해도 된다.

그 밖에, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 가능하다. 또한, 상술한 각 변형예를 조합해도 상관없다.

1: 유압 제어 장치(유체 제어 장치)
2: 독립 미터링 밸브(유체 밸브)
3: 밸브 바디
4: 미터인 밸브(유체 밸브)
5: 미터인 스풀(1개의 스풀)
5b, 305b: 랜드
5c: 노치
6: 제1 미터인 전자 비례 밸브(전자 밸브)
7: 제2 미터인 전자 비례 밸브(전자 밸브)
10: 제1 스풀 구멍(스풀 구멍)
11: 제1 미터인 유로(유로)
12: 제2 미터인 유로(유로)
15: 미터아웃 스풀(스풀)
25: 제어부
100: 유압 셔블(건설 기계)
104: 붐
105: 암
109, 209, 309: 유압 시스템(유체 시스템)
110: 유압 펌프(펌프)
110A: 제1 펌프(펌프)
110B: 제2 펌프(펌프)
113: 유압 실린더(액추에이터)
B1: 일방향
B2: 타방향
P1: 제1 펌프 포트(유로)
P2: 제2 펌프 포트(유로)

Claims

스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와,
상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고,
상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘리는, 유체 밸브.
제1항에 있어서,
상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 적어도 한쪽을 흘리는, 유체 밸브.
제1항에 있어서,
상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘리는, 유체 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스풀은, 유로의 폐색, 및 유량의 조정이 가능한 노치를 갖는, 유체 밸브.
유체를 토출하는 적어도 2개의 펌프와,
상기 2개의 펌프로부터 토출된 유체를 유량 제어하여 액추에이터에 흘리는 유체 밸브를 갖는 유체 제어 장치를 구비하는 유체 시스템이며,
상기 유체 밸브는,
스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와,
상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고,
상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘리는, 유체 시스템.
제5항에 있어서,
상기 유체 제어 장치는, 상기 스풀을 이동시키는 전자 밸브를 더 구비하는, 유체 시스템.
제6항에 있어서,
상기 유체 제어 장치는, 상기 전자 밸브를 제어하는 제어부를 더 구비하는, 유체 시스템.
붐과,
유체를 토출하는 2개의 펌프와,
상기 2개의 펌프로부터 토출된 유체를 유량 제어하는 유체 밸브를 갖는 유체 제어 장치와,
상기 유체 밸브에서 유량 제어된 유체가 흘려져 상기 붐을 구동하기 위한 액추에이터를 구비하는 건설 기계이며,
상기 유체 밸브는,
스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와,
상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고,
상기 유체 제어 장치는,
상기 스풀을 이동시키는 전자 밸브와,
상기 전자 밸브를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘리고,
상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘리는, 건설 기계.
암과,
유체를 토출하는 2개의 펌프와,
상기 2개의 펌프로부터 토출된 유체를 유량 제어하는 유체 밸브를 갖는 유체 제어 장치와,
상기 유체 밸브에서 유량 제어된 유체가 흘려져 상기 암을 구동하기 위한 액추에이터를 구비하는 건설 기계이며,
상기 유체 밸브는,
스풀 구멍, 및 상기 스풀 구멍에 접속된 2개의 유로를 갖는 밸브 바디와,
상기 스풀 구멍에 이동 가능하게 마련된 스풀을 구비하고,
상기 유체 제어 장치는,
상기 스풀을 이동시키는 전자 밸브와,
상기 전자 밸브를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 2개의 펌프의 토출 유량은 각각 다르고,
상기 스풀을 일방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘리고,
상기 스풀을 타방향으로 이동시키면 상기 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 상기 액추에이터에 유체를 흘리는, 건설 기계.
붐을 올리는 상승 공정과,
상기 붐을 내리는 하강 공정을 포함하고,
상기 상승 공정에서는, 스풀을 일방향으로 움직이게 하여 2개의 유로로부터의 유체를 합류하여 흘리고,
상기 하강 공정에서는, 상기 스풀을 타방향으로 움직이게 하여 상기 2개의 유로로부터의 유체 중 한쪽만을 흘리는, 제어 방법.