KR20220050052A

KR20220050052A - 제어 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 액추에이터 구동 제어 방법

Info

Publication number: KR20220050052A
Application number: KR1020210133012A
Authority: KR
Inventors: 히토시 이와사키; 도미오 시가키; 료마 마사타니
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2022-04-22
Also published as: JP2022065351A; CN114370075A

Abstract

실시 형태의 독립 미터링 밸브(2)는, 제1 미터인 스풀(5)과, 제2 미터인 스풀(6)과, 브리지 유로(30)를 구비한다. 제1 미터인 스풀(5)은, 제1 펌프(110A)에 통하는 제1 미터인 유로(11)를 갖는다. 제2 미터인 스풀(6)은, 제2 펌프(110B)에 통하는 제2 미터인 유로(12)를 갖는다. 브리지 유로(30)는, 제1 미터인 유로(11) 및 제2 미터인 유로(12)에 통함과 함께, 유압 액추에이터(111)의 각 포트(Hp, Rp)에 통한다.

Description

제어 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 액추에이터 구동 제어 방법{CONTROL VALVE, FLUID SYSTEM, CONSTRUCTION MACHINE AND DRIVING CONTROL METHOD FOR ACTUATOR}

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

예를 들어 유압 셔블 등의 건설 기계는, 다양한 액추에이터에 의해 구동된다. 액추에이터는, 펌프(유압 펌프)로부터 토출되는 작동유(유체)에 의해 구동된다. 액추에이터의 구동 제어는, 작동유의 유량을 조정하는 유체 시스템에 의해 행하여진다. 유체 시스템은, 예를 들어 스풀이 마련된 제어 밸브 등을 구비한다. 제어 밸브는, 스풀을 이동함으로써 작동유가 흐르는 유로의 폭(형상)을 조정할 수 있다. 이에 의해, 액추에이터에 공급되는 작동유의 유량을 조정할 수 있다.

일본 특허 공개 평6-193604호 공보

그러나, 상술한 종래 기술과 같은 제어 밸브나 유체 시스템에서는, 건설 기계의 작업에 대응시켜서, 액추에이터에 공급되는 작동유의 유량을 고성능으로 조정하는 것이 곤란할 가능성이 있었다.

본 발명은 액추에이터에 공급되는 유체의 유량을 고성능으로 조정할 수 있는 제어 밸브, 유체 시스템, 건설 기계 및 액추에이터 구동 제어 방법을 제공한다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 제어 밸브는, 제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과, 제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과, 상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로를 구비한다.

이렇게 구성함으로써, 제1 미터인 스풀을 구동 제어하여 제1 펌프에 제1 미터인 유로를 통하게 한다. 또한, 제2 미터인 스풀을 구동 제어하여 제2 펌프에 제2 미터인 유로를 통하게 한다. 이에 의해, 예를 들어 제1 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정하고, 제2 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정한 후에, 제1 펌프 및 제2 펌프의 적어도 한쪽으로부터 토출된 유체를 공급 유로에서 합류시킬 수 있다.

이 결과, 제1 펌프 및 제2 펌프로부터 액추에이터에 공급되는 유체의 비율을, 각 펌프의 토출량의 2배의 범위에서 임의(자유)로 바꿀 수 있다. 이 때문에, 액추에이터에 공급되는 유체의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

(2) 상기 구성에서, 상기 제1 미터인 스풀 및 상기 제2 미터인 스풀을 통합하여 수용하는 미터인 스풀 수용부를 구비해도 된다.

(3) 상기 구성에서, 상기 미터인 스풀 수용부는, 상기 제1 미터인 스풀과 상기 제2 미터인 스풀이 각 미터인 스풀의 축 방향으로 대향하는 사이에 마련되어, 탱크에 통하는 중간부를 가져도 된다.

(4) 상기 구성에서, 상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀을 구비해도 된다.

(5) 상기 구성에서, 상기 제1 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 오목부를 가져도 된다.

(6) 상기 구성에서, 상기 제2 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 다른 오목부를 가져도 된다.

(7) 상기 구성에서, 상기 제1 미터인 스풀, 상기 제2 미터인 스풀 및 상기 미터 아웃 스풀을 통합하여 마련하는 블록체를 구비해도 된다.

(8) 본 발명의 다른 양태에 관한 제어 밸브는, 제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과, 제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과, 상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와, 상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀과, 상기 제1 미터인 스풀, 상기 제2 미터인 스풀 및 상기 미터 아웃 스풀을 통합하여 마련하는 블록체와, 상기 블록체에 마련되어, 상기 제1 미터인 스풀 및 상기 제2 미터인 스풀을 통합하여 수용하는 미터인 스풀 수용부를 구비한다. 상기 미터인 스풀 수용부는, 상기 제1 미터인 스풀과 상기 제2 미터인 스풀이 각 미터인 스풀의 축 방향으로 대향하는 사이에 마련되고, 탱크에 통하는 중간부를 갖는다.

이렇게 구성함으로써, 제1 미터인 스풀을 구동 제어하여 제1 펌프에 제1 미터인 유로를 통하게 한다. 또한, 제2 미터인 스풀을 구동 제어하여 제2 펌프에 제2 미터인 유로를 통하게 한다. 이에 의해, 예를 들어 제1 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정하고, 제2 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정하고, 제1 펌프 및 제2 펌프의 적어도 한쪽으로부터 토출된 유체를 공급 유로에서 합류시킬 수 있다.

이 결과, 제1 펌프 및 제2 펌프부터 액추에이터에 공급되는 유체의 비율을, 각 펌프의 토출량의 2배의 범위에서 임의(자유)로 바꿀 수 있다. 이 때문에, 액추에이터에 공급되는 유체의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

또한, 미터 아웃 스풀의 유로를, 공급 유로에 통하게 함과 함께 액추에이터의 급배 포트에 통하게 하였다. 공급 유로에는, 제1 미터인 스풀의 제1 미터인 유로와 제2 미터인 스풀의 제2 미터인 유로가 통한다. 이 때문에, 미터 아웃 스풀을, 제1 미터인 스풀과 제2 미터인 스풀에 대하여 공통으로 대응시킬 수 있다. 따라서, 미터 아웃 스풀을 1개로 저감시킬 수 있고, 제어 밸브의 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 제1 미터인 스풀, 제2 미터인 스풀 및 미터 아웃 스풀을 통합하여 블록체에 마련하도록 하였다. 이에 의해, 블록체를 저감시킬 수 있고, 제어 밸브를 간소화하여 콤팩트하게 구성할 수 있다.

게다가, 제1 미터인 스풀 및 제2 미터인 스풀의 2개의 스풀을 통합하여 미터인 스풀 수용부에 수용하도록 하였다. 이에 의해, 미터인 스풀 수용부를 저감시킬 수 있고, 제어 밸브의 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 미터인 스풀 수용부의 제1 미터인 스풀과 제2 미터인 스풀이 축 방향으로 대향하는 사이에, 중간부를 형성하였다. 이 중간부에 탱크를 통하게 하였다. 이 때문에, 예를 들어 중간부의 체적이 작아지도록 제1 미터인 스풀, 제2 미터인 스풀이 이동한 경우, 중간부의 유체를 탱크에 배출시킬 수 있다. 이 결과, 중간부의 유체 압력이 높아져서 각 미터인 스풀이 이동하기 어려워지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1 미터인 스풀과 제2 미터인 스풀을 미터인 스풀 수용부의 내부에서 원활하게 이동할 수 있다.

(9) 본 발명의 다른 양태에 관한 제어 밸브는, 제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과, 제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과, 상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와, 상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀과, 상기 제1 미터인 스풀, 상기 제2 미터인 스풀 및 상기 미터 아웃 스풀을 통합하여 마련하는 블록체와, 상기 블록체에 마련되어, 상기 제1 미터인 스풀 및 상기 제2 미터인 스풀을 통합하여 수용하는 미터인 스풀 수용부를 구비한다. 상기 미터인 스풀 수용부는, 상기 제1 미터인 스풀과 상기 제2 미터인 스풀이 각 미터인 스풀의 축 방향으로 대향하는 사이에 마련되어, 탱크에 통하는 중간부를 갖는다. 상기 제1 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 오목부를 갖는다. 상기 제2 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 다른 오목부를 갖는다.

이렇게 구성함으로써, 제1 미터인 스풀을 구동 제어하여 제1 펌프에 제1 미터인 유로를 통하게 한다. 또한, 제2 미터인 스풀을 구동 제어하여 제2 펌프에 제2 미터인 유로를 통하게 한다. 이에 의해, 예를 들어 제1 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정하고, 제2 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정하여, 제1 펌프 및 제2 펌프의 적어도 한쪽으로부터 토출된 유체를 공급 유로에서 합류시킬 수 있다.

또한, 제1 미터인 스풀은 오목부를 갖고, 공급 유로와 액추에이터의 급배 포트 사이에 오목부를 개재시키도록 하였다. 이 때문에, 공급 유로를, 오목부를 거쳐서 액추에이터의 급배 포트에 통하게 할 수 있다. 따라서, 공급 유로로부터 액추에이터에 공급하는 유체의 압력 손실(압력 손실)을 저감시킬 수 있다.

또한, 액추에이터의 급배 포트와 탱크 사이에 오목부를 개재시키도록 하였다. 이 때문에, 액추에이터를, 오목부를 거쳐서 탱크에 통하게 할 수 있다. 따라서, 액추에이터로부터 탱크로 되돌아가는 유체의 유량을 증가시킬 수 있다.

게다가, 제2 미터인 스풀은 다른 오목부를 갖고, 액추에이터의 급배 포트와 탱크 사이에 다른 오목부를 개재시키도록 하였다. 이 때문에, 액추에이터를, 다른 오목부를 거쳐서 탱크에 통하게 할 수 있다. 따라서, 액추에이터로부터 탱크로 되돌아가는 유체의 유량을 증가시킬 수 있다.

또한, 공급 유로와 액추에이터의 급배 포트 사이에 다른 오목부를 개재시키도록 하였다. 이 때문에, 공급 유로를, 다른 오목부를 거쳐서 액추에이터에 통하게 할 수 있다. 따라서, 공급 유로로부터 액추에이터에 공급하는 유체의 압력 손실(압력 손실)을 저감시킬 수 있다.

(10) 본 발명의 다른 양태에 관한 유체 시스템은, 제1 펌프 및 제2 펌프와, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프로부터 토출되는 유체에 의해 구동되는 액추에이터와, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프와 상기 액추에이터 사이에 마련되어, 상기 액추에이터에 공급되는 상기 유체의 유량 또는 상기 액추에이터로부터 배출되는 상기 유체의 유량을 조정하는 제어 밸브를 구비한다. 상기 제어 밸브는, 제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과, 제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과, 상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와, 상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀을 구비한다.

이러한 유체 시스템으로 함으로써, 제1 미터인 스풀을 구동 제어하여 제1 펌프에 제1 미터인 유로를 통하게 한다. 또한, 제2 미터인 스풀을 구동 제어하여 제2 펌프에 제2 미터인 유로를 통하게 한다. 이에 의해, 예를 들어 제1 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정하고, 제2 펌프에 의한 유체의 토출량을 0 내지 100％로 조정하여, 제1 펌프 및 제2 펌프의 적어도 한쪽으로부터 토출된 유체를 공급 유로에서 합류시킬 수 있다.

(11) 본 발명의 다른 양태에 관한 건설 기계는, 유체 시스템과, 상기 유체 시스템이 탑재되어, 상기 유체 시스템에 의해 구동 제어되는 차체를 구비한다. 상기 유체 시스템은, 제1 펌프 및 제2 펌프와, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프로부터 토출되는 유체에 의해 구동되어 상기 차체를 동작시키는 액추에이터와, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프와 상기 액추에이터 사이에 마련되어, 상기 액추에이터에 공급되는 상기 유체의 유량 또는 상기 액추에이터로부터 배출되는 상기 유체의 유량을 조정하는 제어 밸브를 구비한다. 상기 제어 밸브는, 제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과, 제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과, 상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와, 상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀을 구비한다.

이렇게 구성함으로써, 건설 기계의 구동 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.

(12) 본 발명의 다른 양태에 관한 액추에이터 구동 제어 방법은, 2개의 미터인 스풀의 구동 제어를 행함으로써, 각각 상기 미터인 스풀에 제각각 통하는 2개의 펌프로부터 토출되는 유체의 합류 유량을 조정하는 유량 조정 공정과, 상기 유량 조정 공정에 의해 상기 합류 유량이 조정된 상기 유체를 액추에이터에 공급하고, 상기 액추에이터를 구동하는 유체 공급 공정을 갖는다.

이러한 제어 방법으로 함으로써, 액추에이터에 공급되는 유체의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다. 이 때문에, 액추에이터의 구동 제어를 고정밀도로 행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 액추에이터에 공급되는 유체의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 모식도.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 시스템의 모식도.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 제1 미터인 스풀 및 제2 미터인 스풀이 제1 중립 위치 및 제2 중립 위치에 위치할 때의 유압 시스템 동작의 일례의 설명도.
도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 붐을 올릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도.
도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 붐을 내릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도.
도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 독립 미터링 밸브로 붐을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템의 일례를 도시하는 설명도.
도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 붐을 올릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도.
도 8은, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 붐을 내릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도.
도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 독립 미터링 밸브로 붐을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템의 일례를 도시하는 설명도.
도 10은, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 붐을 올릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도.
도 11은, 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 독립 미터링 밸브로 암을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템의 일례를 도시하는 설명도.
도 12는, 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 암을 누를 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도.
도 13은, 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서의 독립 미터링 밸브로 암을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템의 일례를 도시하는 설명도.
도 14는, 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 암을 당길 때의 이동의 일례를 도시하는 설명도.
도 15는, 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서의 독립 미터링 밸브로 암을 당길 때의 굴삭의 일례를 도시하는 설명도.
도 16은, 본 발명의 제5 실시 형태에 있어서의 유압 시스템으로 암을 누를 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도.

이어서, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 이하의 실시 형태에서는, 건설 기계로서 유압 시스템을 구비한 유압 셔블을 예로 들어 설명한다. 이하의 설명에 사용하는 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해서, 각 부재의 축척을 적절히 변경하고 있다.

[제1 실시 형태]

<건설 기계>

도 1은, 제1 실시 형태의 건설 기계(100)의 모식도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 건설 기계(100)는, 예를 들어 유압 셔블이다. 건설 기계(100)는, 선회체(청구항의 차체의 일례)(101)와, 주행체(청구항의 차체의 일례)(102)와, 이들 선회체(101)나 주행체(102)에 탑재되어, 선회체(101)나 주행체(102)의 구동 제어를 행하는 유압 시스템(109)을 구비한다.

선회체(101)는, 주행체(102) 상에 선회 가능하게 마련되어 있다. 선회체(101)에는, 유압 펌프(110)와, 유압 펌프(110)로부터 토출되는 작동유(청구항의 유체의 일례)의 유량 제어를 행하는 유압 제어 장치(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) 중 선회체(101)와는 반대측에 위치하는 타단(선단)에 요동 가능하게 일단이 연결되어 있는 암(105)과, 암(105) 중 붐(104)과는 반대측에 위치하는 타단(선단)에 요동 가능하게 연결되어 있는 버킷(106)과, 캡(103)에 마련된 조작부(107)를 구비한다.

주행체(102), 선회체(101), 붐(104), 암(105) 및 버킷(106)은, 여러가지 유압 액추에이터(111)에 의해 구동된다. 유압 액추에이터(111)는, 유압 제어 장치(1)를 통해 공급되는 유압 펌프(110)로부터의 작동유에 의해 구동되는 건설 기계(100)의 작업기부이다.

<유압 시스템>

도 2는, 제1 실시 형태의 유압 시스템(109)의 모식도이다. 도 2는, 유압 제어 장치(1)의 단면을 포함하는 모식도이다. 도 2에서는, 제1 실시 형태의 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)이, 각각 제1 중립 위치 및 제2 중립 위치에 위치한 상태가 도시되어 있다. 또한, 제1 실시 형태의 미터 아웃 스풀(15)이 중앙 위치에 위치한 상태가 도시되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 유압 시스템(청구항의 유체 시스템의 일례)(109)은, 유압 제어 장치(1)와, 유압 제어 장치(1)에 작동유를 공급하는 유압 펌프(110)와, 유압 제어 장치(1)에 의해 구동 제어되는 유압 액추에이터(청구항의 액추에이터의 일례)(111)를 구비한다.

또한, 도 2 이하에서는, 방향에 관한 설명을 간소화하기 위해서, 한쪽 또는 일단을 그 도면 중의 우측 방향을 가리키는 것으로 하고, 다른 쪽 또는 타단을 그 도면 중의 좌측 방향을 가리키는 것으로서 설명한다. 각 도면 중에는, 한쪽 및 다른 쪽을 화살표로 나타낸다.

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

이하, 여러가지 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 붐(104)를 구동하는 붐 구동용의 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(청구항의 급배 포트의 일례)(Hp) 및 로드 포트(청구항의 급배 포트의 일례)(Rp)를 갖고 있다.

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

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

유압 펌프(110)는, 2개 마련되어 있다. 이하, 2개의 유압 펌프(110)의 한쪽을 「제1 펌프(110A)」라고 한다. 2개의 유압 펌프(110)의 다른 쪽을 「제2 펌프(110B)」라고 한다.

제1 펌프(110A)는, 예를 들어 1회전당의 작동유의 토출량을 0 내지 100％의 범위에서 조정 가능한 가변 용량형 펌프이다. 제2 펌프(110B)는, 예를 들어 제1 펌프(110A)와 마찬가지로, 1회전당의 작동유의 토출량을 0 내지 100％의 범위에서 조정 가능한 가변 용량형 펌프이다. 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)는, 예를 들어 펌프 용량이 동일하다.

<유압 제어 장치>

유압 제어 장치(1)는, 여러가지 IMV(Independent Metering Valve)(2)(이하 「독립 미터링 밸브」라고도 한다)를 구비한다. 여러가지 독립 미터링 밸브(청구항의 제어 밸브의 일례)(2)는, 붐(104), 암(105) 및 버킷(106)을 구동시키는 여러가지 유압 실린더(113)를 제어한다.

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

<독립 미터링 밸브(IMV)>

독립 미터링 밸브(2)는, 밸브 보디(청구항의 블록체의 일례)(3)와, 밸브 보디(3)에 수납된 둥근 봉상의 제1 미터인 스풀(5)과, 제1 미터인 스풀(5)을 구동 제어하는 제1 미터인 전자 비례 밸브(7)와, 밸브 보디(3)에 수납된 둥근 봉상의 제2 미터인 스풀(6)과, 제2 미터인 스풀(6)을 구동 제어하는 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)를 주 구성으로 하고 있다.

즉, 독립 미터링 밸브(2)는, 미터인 스풀로서, 2개의 독립한 제1 미터인 스풀(5)과, 제2 미터인 스풀(6)을 구비한다.

독립 미터링 밸브(2)는, 밸브 보디(3)에 수납된 둥근 봉상의 미터 아웃 스풀(15)과, 미터 아웃 스풀(15)을 구동 제어하는 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)를 주 구성으로 하고 있다.

또한, 독립 미터링 밸브(2)는, 제1 미터인 전자 비례 밸브(7), 제2 미터인 전자 비례 밸브(8), 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(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 보디(3)는, 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)을 수납하는 제1 스풀 구멍(청구항의 미터인 스풀 수용부의 일례)(10)과, 이 제1 스풀 구멍(10)에 개구하는 제1 펌프 포트(P1), 제2 펌프 포트(P2), 제1 공급 포트(S1) 및 제2 공급 포트(S2)를 갖는다.

또한 밸브 보디(3)는, 미터 아웃 스풀(15)을 수납하는 제2 스풀 구멍(20)과, 이 제2 스풀 구멍(20)에 개구하는 제1 탱크 포트(T1), 제2 탱크 포트(T2), 제1 배출 포트(D1) 및 제2 배출 포트(D2)를 갖는다.

즉, 1개의 밸브 보디(3)에, 제1 미터인 스풀(5), 제2 미터인 스풀(6) 및 미터 아웃 스풀(15)이 통합하여 공통으로 마련되어 있다.

밸브 보디(3)는, 밸브 보디(3)의 일 방향(즉, 제1 미터인 스풀(5), 제2 미터인 스풀(6) 및 미터 아웃 스풀(15)의 축 방향, 이하, 이 축 방향을 단순히 축 방향이라고 하는 경우가 있다)을 따르는 단면이 U자상으로 형성된 브리지 유로(청구항의 공급 유로의 일례)(30)와, 브리지 유로(30)의 일측쪽에 위치하는 제1 로드 유로(31)와, 제1 로드 유로(31)에 통하는 제2 로드 유로(32)와, 브리지 유로(30)의 타측쪽에 위치하는 제1 헤드 유로(33)와, 제1 헤드 유로(33)에 통하는 제2 헤드 유로(34)와, 제1 로드 유로(31)의 측쪽에 위치하는 제1 탱크 유로(35)와, 제2 헤드 유로(34)의 측방에 위치하는 제2 탱크 유로(36)와, 축 방향을 따르는 단면이 U자상으로 형성된 바이패스 유로(37)를 갖는다.

제1 스풀 구멍(10) 및 제2 스풀 구멍(20)은, 밸브 보디(3)의 일 방향을 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 쪽 방향(즉, 축 방향)에 대하여 직교하는 방향으로 간격을 두고, 병렬로 형성되어 있다.

제1 스풀 구멍(10)의 1개의 구멍에, 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)이 통합하여 수용되어 있다. 제1 스풀 구멍(10)은, 축 방향의 중앙에 중간부(13)를 갖는다. 중간부(13)는, 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)이 대향하는 사이에 형성되는 방이다. 중간부(13)에는, 제3 배출 유로(137)를 거쳐서 탱크(120)가 통하고 있다(도 3 참조).

제1 펌프 포트(P1)는, 제1 공급 유로(131)를 통해 제1 펌프(110A)에 통한다. 제2 펌프 포트(P2)는, 제2 공급 유로(132)를 통해 제2 펌프(110B)에 통한다. 제1 공급 포트(S1)는, 제1 체크 밸브(41)를 통해 브리지 유로(30)에 통한다. 제2 공급 포트(S2)는, 제2 체크 밸브(42)를 통해 브리지 유로(30)에 통한다.

또한, 통한다(혹은, 후술하는 통과하게 하다)란, 작동유(즉, 유체)가 흐르도록 하는 것을 말한다. 예를 들어, 「제1 펌프 포트(P1)는, 제1 공급 유로(131)를 통해 제1 펌프(110A)에 통한다.」란, 제1 펌프 포트(P1)와 제1 펌프(110A)가 제1 공급 유로(131)를 통해 접속되어서 작동유를 흐르도록 하는 것이다.

제1 탱크 포트(T1)는, 제1 배출 유로(135)를 통해 탱크(120)에 통한다. 제2 탱크 포트(T2)는, 제2 배출 유로(136)르 통해 탱크(120)에 통한다. 제1 배출 포트(D1)는, 각 로드 유로(31, 32) 및 로드측 유로(133)를 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통한다. 제2 배출 포트(D2)는, 각 헤드 유로(33, 34) 및 헤드측 유로(134)를 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통한다.

브리지 유로(30)의 양단은, 제1 스풀 구멍(10)에 통한다. 브리지 유로(30)는, 축 방향으로 제1 공급 포트(S1) 및 제2 공급 포트(S2)의 외측에 배치되어 있다.

제1 로드 유로(31)는, 축 방향으로 브리지 유로(30)의 일단과 제1 탱크 유로(35) 사이에 배치되어 있다. 제1 로드 유로(31)는, 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 제1 로드 유로(31)는, 과도한 고압을 놓치기 위한 제1 릴리프 밸브(45)를 통해 제1 탱크 유로(35)에 통한다.

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 방향으로 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 놓치기 위한 제2 릴리프 밸브(46)를 통해 제2 탱크 유로(36)에 통한다. 제1 헤드 유로(33)에는, 누설 저감을 위한 로크 밸브(47)(붐(104)이 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 외측에서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 제2 탱크 유로(36)는, 제1 헤드 유로(33)의 외측에서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 바이패스 유로(37)의 양단은, 제2 스풀 구멍(20)에 통한다. 바이패스 유로(37)는, 제3 체크 밸브(43)를 통해 바이패스 포트(G1)에 통한다.

밸브 보디(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 각각 일단을 막도록 밸브 보디(3)의 축 방향 일단에 설치된 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.

제1 케이싱(51)은, 제1 수용실(53) 및 제2 수용실(55)의 외측에서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제1 펌프 유로(56)와, 제1 펌프 유로(56)의 외측에서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제1 드레인 유로(57)를 갖는다.

밸브 보디(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 막도록 밸브 보디(3)의 축 방향의 타단에 설치된 제2 케이싱(61)을 구비한다.

제2 케이싱(61)은, 제1 스풀 구멍(10)의 타단에 이어져 제3 코일 스프링(62)을 수용하는 제3 수용실(63)과, 제2 스풀 구멍(20)의 타단에 이어져 작동유가 유도되는 공간으로서의 제4 수용실(65)을 갖는다.

제2 케이싱(61)은, 제3 수용실(63) 및 제4 수용실(65)의 외측에서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제2 펌프 유로(66)와, 제2 펌프 유로(66)의 외측에서 축 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 제2 드레인 유로(67)를 갖는다.

밸브 보디(3)의 제1 스풀 구멍(10) 중 한쪽측에는, 제1 미터인 스풀(5)이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 수용되어 있다. 제1 미터인 스풀(5)은, 제1 중립 위치(도 2에 도시하는 위치)와, 제1 공급 위치(도 4에 도시하는 위치)와, 제1 중립 위치 및 제1 공급 위치 사이의 임의 공급 위치에 위치 결정되도록 수용되어 있다.

제1 중립 위치는, 중간부(13)가 축 방향으로 가장 크게 확장된 상태에서, 중간부(13)의 일방측에 제1 미터인 스풀(5)이 배치되는 위치이다. 제1 공급 위치는 중간부(13)이 축 방향으로 가장 작게 좁혀진 상태에서, 중간부(13)의 일방측에 제1 미터인 스풀(5)이 배치되는 위치이다. 제1 공급 위치는, 제1 펌프(110A)를 브리지 유로(30)에 통하게 하여, 제1 펌프(110A)로부터 토출된 작동유를 브리지 유로(30)에 공급하는 제1 미터인 스풀(5)의 풀 스트로크 위치이다.

밸브 보디(3)의 제1 스풀 구멍(10) 중 타방측에는, 제2 미터인 스풀(6)이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 수용되어 있다. 제2 미터인 스풀(6)은, 제2 중립 위치(도 2에 도시하는 위치)와, 제2 공급 위치(도 4에 도시하는 위치)와, 제2 중립 위치 및 제2 공급 위치의 사이의 임의 공급 위치에 위치 결정되도록 수용되어 있다.

제2 중립 위치는 중간부(13)이 축 방향으로 가장 크게 확장된 상태에서, 중간부(13)의 타방측에 제2 미터인 스풀(6)이 배치되는 위치이다. 제2 공급 위치는, 중간부(13)이 축 방향으로 가장 작게 좁혀진 상태에서, 중간부(13)의 타방측에 제2 미터인 스풀(6)이 배치되는 위치이다. 제2 공급 위치는, 제2 펌프(110B)를 브리지 유로(30)에 통시켜서, 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유를 브리지 유로(30)에 공급하는 제2 미터인 스풀(6)의 풀 스트로크 위치이다.

제1 스풀 구멍(10), 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6) 등으로 미터인 밸브(4)가 구성되어 있다.

제1 미터인 스풀(5)는, 예를 들어 환상으로 형성된 제1 오목부(5a), 제1 오목부(5a)의 축 방향 양측(일방측과 타방측)에 형성된 복수의 제1 랜드(5b)를 갖는다. 제1 미터인 스풀(5)은, 제1 오목부(5a), 제1 랜드(5b) 등에 의해, 유로를 막거나 유량을 조정하거나 하는 것이 가능하다. 제1 미터인 스풀(5)은, 예를 들어 제1 오목부(5a) 등으로 형성된 제1 미터인 유로(11)를 갖는다.

제2 미터인 스풀(6)은, 예를 들어 환상으로 형성된 제2 오목부(6a), 제2 오목부(6a)의 축 방향 양측(일방측과 타방측)에 형성된 복수의 제2 랜드(6b)를 갖는다. 제2 미터인 스풀(6)은, 제2 오목부(6a), 제2 랜드(6b) 등에 의해, 유로를 막거나 유량을 조정하거나 하는 것이 가능하다. 제2 미터인 스풀(6)은, 예를 들어 제2 오목부(6a) 등으로 형성된 제2 미터인 유로(12)를 갖는다.

도 3은, 제1 실시 형태의 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)이 제1 중립 위치 및 제2 중립 위치에 위치할 때의 유압 시스템(109)의 동작의 일례의 설명도이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(5)은, 제1 중립 위치에 배치된 상태에서, 제1 랜드(5b) 등에 의해, 예를 들어 제1 펌프 포트(P1) 및 제1 공급 포트(S1)를 폐색한다. 제2 미터인 스풀(6)은, 제2 중립 위치에 배치된 상태에서, 제2 랜드(6b) 등에 의해, 예를 들어 제2 펌프 포트(P2) 및 제2 공급 포트(S2)를 폐색한다.

도 4는, 제1 실시 형태의 유압 시스템(109)으로 붐(104)(도 1 참조)을 올릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 4는, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(5)은, 제1 공급 위치에 배치된 상태에서, 제1 펌프 포트(P1)와 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 유로(11)에 의해 통하게 한다. 제2 미터인 스풀(6)은, 제2 공급 위치에 배치된 상태에서, 제2 펌프 포트(P2)와 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 유로(12)에 의해 통하게 한다. 이 결과, 제1 펌프 포트(P1) 및 제2 펌프 포트(P2)는, 각각 제1 공급 포트(S1) 및 제2 공급 포트(S2) 등을 거쳐서 브리지 유로(30)에 통한다.

브리지 유로(30)는, 후술하는 미터 아웃 스풀(15)이 제2 배출 위치(도 5에 도시하는 위치)에 배치된 때, 후술하는 제1 절결 유로(21), 제2 로드 유로(32) 및 제1 로드 유로(31) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(5)의 축 방향의 일단측에는, 제1 미터인 전자 비례 밸브(7)가 마련되어 있다. 제2 미터인 스풀(6)의 축 방향의 타단측에, 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)가 마련되어 있다. 제1 미터인 전자 비례 밸브(7) 및 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)는, 일반적으로 사용되고 있는 밸브이고, 구성의 상세한 설명을 생략한다.

제1 미터인 전자 비례 밸브(7)의 비통전 시에, 제1 미터인 스풀(5)이 제1 중립 위치(도 2, 도 3에 도시하는 위치)에 배치된다. 제1 미터인 전자 비례 밸브(7)가 통전됨으로써, 제1 미터인 스풀(5)이 전기 신호에 기초하여 구동되고, 제1 공급 위치(도 4, 도 5에 도시하는 위치)에 배치된다.

여기서, 제1 미터인 전자 비례 밸브(7)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 따라서(비례시켜), 제1 미터인 스풀(5)을 제1 중립 위치와 제1 공급 위치의 범위에서 임의의 공급 위치에 무단계로 제어(조정)할 수 있다.

제2 미터인 전자 비례 밸브(8)의 비통전 시에, 제2 미터인 스풀(6)이 제2 중립 위치(도 2, 도 3에 도시하는 위치)에 배치된다. 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)가 통전됨으로써, 제2 미터인 스풀(6)이 전기 신호에 기초하여 구동되고, 제2 공급 위치(도 4, 도 5에 도시하는 위치)에 배치된다.

여기서, 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)는, 통전되는 전기 신호의 「전류값」에 따라서(비례시켜), 제2 미터인 스풀(6)을 제2 중립 위치와 제2 공급 위치의 범위에서 임의의 공급 위치에 무단계로 제어(조정)할 수 있다.

밸브 보디(3)의 제2 스풀 구멍(20)에, 미터 아웃 스풀(15)이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 수납되어 있다. 미터 아웃 스풀(15)은, 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 중앙 위치(도 2, 도 3에 도시하는 위치), 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 일단측의 위치 및 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 타단측의 위치의 3개의 위치에 위치 결정되도록 수납되어 있다.

이하, 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 일단측의 위치를 제1 배출 위치(도 4에 도시하는 위치), 제2 스풀 구멍(20)의 축 방향의 타단측의 위치를 제2 배출 위치(도 5에 도시하는 위치)라고 한다. 제2 스풀 구멍(20) 및 미터 아웃 스풀(15) 등으로 미터 아웃 밸브(14)가 구성되어 있다.

미터 아웃 스풀(15)은, 예를 들어 환상으로 형성된 복수의 오목부(15a), 오목부(15a) 사이에 형성된 복수의 랜드(15b) 및 랜드(15b)에 형성된 복수의 노치(15c)를 갖는다. 미터 아웃 스풀(15)은, 오목부(15a), 랜드(15b), 노치(15c) 등에 의해, 유로를 막거나 유량을 조정하거나 하는 것이 가능하다.

미터 아웃 스풀(15)은, 예를 들어 오목부(15a) 등으로 형성된 제1 절결 유로(청구항의 유로의 일례)(21)(도 5 참조)와, 오목부(15a) 등으로 형성된 제2 절결 유로(청구항의 유로의 일례)(22)(도 4 참조)를 갖는다.

도 3은, 제1 실시 형태의 미터 아웃 스풀(15)이 중립 위치에 위치할 때의 유압 시스템(109)의 동작의 일례의 설명도이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 미터 아웃 스풀(15)은, 중앙 위치에 배치된 상태에서, 예를 들어 제1 탱크 포트(T1), 제2 탱크 포트(T2), 제1 배출 포트(D1) 및 제2 배출 포트(D2) 등을 랜드(15b) 등에 의해 폐색한다. 즉, 중앙 위치는, 제1 탱크 포트(T1), 제2 탱크 포트(T2), 제1 배출 포트(D1) 및 제2 배출 포트(D2) 등을 랜드(15b) 등으로 폐색하는 중립 위치이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 미터 아웃 스풀(15)은, 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 배출 포트(D1)와 제1 탱크 포트(T1)를 제1 절결 유로(21)에 의해 통하게 한다. 이 결과, 제1 탱크 포트(T1)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32) 및 제1 로드 유로(31) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

미터 아웃 스풀(15)은, 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 브리지 유로(30)와 제2 배출 포트(D2)를 제2 절결 유로(22)에 의해 통하게 한다. 이 때문에, 브리지 유로(30)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34) 및 제1 헤드 유로(33) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)은, 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제2 탱크 포트(T2)를 랜드(15b) 등에 의해 폐색시킨다.

도 5는, 제1 실시 형태의 유압 시스템(109)으로 붐(104)(도 1 참조)을 내릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도이다. 도(5)는, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 인입하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 미터 아웃 스풀(15)은, 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 제2 배출 포트(D2)와 제2 탱크 포트(T2)를 제2 절결 유로(22)에 의해 통하게 한다.

이 결과, 제2 탱크 포트(T2)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34) 및 제1 헤드 유로(33) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

미터 아웃 스풀(15)은, 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 브리지 유로(30)와 제1 배출 포트(D1)를 제1 절결 유로(21)에 의해 통하게 한다. 이 때문에, 브리지 유로(30)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32) 및 제1 로드 유로(31) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)은, 제2 배출 위치에 배치된 상태에서는, 제1 탱크 포트(T1)를 랜드(15b) 등에 의해 폐색한다.

미터 아웃 스풀(15)은, 헤드 포트(Hp), 로드 포트(Rp)로부터 유압 실린더(113)의 내부의 작동유를, 탱크 포트 등을 거쳐서 탱크(120)에 배출하기 위한 스풀이다. 미터 아웃 스풀(15)은, 탱크(120)에 작동유를 배출할 때에, 유압 실린더(113)로부터의 작동유의 배출량의 제어를 행한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 미터 아웃 스풀(15)의 일단측에는, 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16)가 마련되어 있다. 미터 아웃 스풀(15)의 타단측에는, 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)가 마련되어 있다. 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)는, 제1 미터인 전자 비례 밸브(7) 및 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)와 마찬가지로, 일반적으로 사용되고 있는 밸브이고, 구성의 상세한 설명을 생략한다.

제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)는, 양쪽의 미터 아웃 전자 비례 밸브(16, 17)의 비통전 시에, 중앙 위치에 미터 아웃 스풀(15)을 배치한다.

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

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

<독립 미터링 밸브, 유압 시스템에 의한 유압 액추에이터의 구동 제어 방법>

이어서, 독립 미터링 밸브(2), 유압 시스템(109)에 의한 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법을 도 2로부터 도 5에 기초하여 설명한다.

우선, 독립 미터링 밸브(2)로 건설 기계(100)의 붐(104)(도 1 참조)을 정지 상태로 유지하는 예를 도 2, 도 3에 기초하여 설명한다.

도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 전자 비례 밸브(7)를 비통전 상태로 하여, 제1 미터인 스풀(5)을 제1 중립 위치에 배치한다. 제1 중립 위치의 제1 미터인 스풀(5)로, 제1 펌프 포트(P1) 및 제1 공급 포트(S1)를 폐색한다.

또한 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)를 비통전 상태로 하고, 제2 미터인 스풀(6)을 제2 중립 위치에 배치한다. 제2 중립 위치의 제2 미터인 스풀(6)로, 제2 펌프 포트(P2) 및 제2 공급 포트(S2)를 폐색한다.

또한 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16) 및 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)를 비통전 상태로 하여, 미터 아웃 스풀(15)을 중앙 위치(즉, 중립 위치)에 배치한다. 중앙 위치의 미터 아웃 스풀(15)로, 제1 탱크 포트(T1), 제2 탱크 포트(T2), 제1 배출 포트(D1) 및 제2 배출 포트(D2)를 폐색한다.

제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)가 도시하지 않은 원동기에 의해 구동되면, 각 펌프(110A, 110B)의 토출 포트로부터 소정 유량의 작동유가 토출된다. 예를 들어, 토출된 작동유는, 도시하지 않은 리턴 회로를 거쳐서 탱크(120)로 되돌려져도 된다. 이 상태에서, 붐(104)(도 1 참조)이 정지 상태로 유지된다.

이어서, 독립 미터링 밸브(2)로 붐(104)을 올리는 예를 도 2, 도 4에 기초하여 설명한다.

도 2, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(5)을 화살표(A1) 방향으로 이동하여 제1 공급 위치에 배치한다. 이 경우, 제1 미터인 전자 비례 밸브(7)를 통전 상태로 전환함으로써, 제1 미터인 스풀(5)을, 중간부(13)를 좁히는 방향으로 이동하여 제1 공급 위치에 배치한다. 제1 미터인 스풀(5)을 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제1 펌프 포트(P1)와 제1 공급 포트(S1)가 제1 미터인 유로(11)에 의해 통한다.

또한 제2 미터인 스풀(6)을 화살표(A2) 방향으로 이동하여 제2 공급 위치에 배치한다. 이 경우, 제2 미터인 전자 비례 밸브(8)를 통전 상태로 전환함으로써, 제2 미터인 스풀(6)을, 중간부(13)를 좁히는 방향으로 이동하여 제2 공급 위치에 배치한다. 제2 미터인 스풀(6)을 제2 공급 위치에 배치함으로써, 제2 펌프 포트(P2)와 제2 공급 포트(S2)가 제2 미터인 유로(12)에 의해 통한다.

이 결과, 제1 펌프 포트(P1) 및 제2 펌프 포트(P2)가, 각각 제1 공급 포트(S1) 및 제2 공급 포트(S2) 등을 거쳐서 브리지 유로(30)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 화살표(A3) 방향으로 이동하여 제1 배출 위치에 배치한다. 이 경우, 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16)를 비통전 상태에서, 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)를 통전 상태로 전환함으로써, 미터 아웃 스풀(15)을 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16)측의 방향으로 이동하여 제1 배출 위치에 배치한다.

미터 아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제1 배출 포트(D1)와 제1 탱크 포트(T1)가 제1 절결 유로(21)에 의해 통한다. 이 결과, 제2 탱크 포트(T1)에, 제1 절결 유로(21), 제2 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한 미터 아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 브리지 유로(30)와 제2 배출 포트(D2)가 제2 절결 유로(22)에 의해 통한다. 구체적으로는, 브리지 유로(30)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다. 바꾸어 말하면, 제2 절결 유로(22)는, 브리지 유로(30)에 통하여, 제2 배출 포트(D2) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제2 탱크 포트(T2)를 미터 아웃 스풀(15)의 랜드(15b) 등으로 폐색한다.

이 상태에서는, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트(P1), 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트(S1) 및 제1 체크 밸브(41)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V1)와 같이 유도된다. 또한, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 펌프 포트(P2), 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트(S2) 및 제2 체크 밸브(42)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V2)와 같이 유도된다.

이 때문에, 제1 펌프(110A)로부터 토출된 작동유와, 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유가, 브리지 유로(30)에서 합류한다.

브리지 유로(30)에서 합류한 작동유는, 제2 절결 유로(22) 및 제2 배출 포트(D2)를 거쳐서 제2 헤드 유로(34)에 화살표(V3)와 같이 유도된다. 제2 헤드 유로(34)에 유도된 작동유는, 제1 헤드 유로(33), 헤드측 유로(134) 및 헤드 포트(Hp)를 거쳐서 실린더(114) 중 실린더 헤드측에 화살표(V3)와 같이 유입한다.

한편, 실린더(114) 중 로드 엔드측의 작동유가, 로드 포트(Rp), 로드측 유로(133) 및 제1 로드 유로(31)를 거쳐서 제2 로드 유로(32)에 화살표(V4)와 같이 유도된다. 제2 로드 유로(32)에 유도된 작동유는, 제1 배출 포트(D1), 제1 절결 유로(21), 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 유로(135)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V4)와 같이 배출된다(되돌려진다). 즉, 제1 실시 형태에서는, 붐(104)을 올리는 경우, 제1 배출 포트(D1)로부터의 작동유를 탱크(120)에 환류한다.

이 때문에, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)가 실린더(114)로부터 돌출되도록 화살표(E1)와 같이 압출되어, 붐(104)(도 1 참조)이 올려진다.

이와 같이, 독립 미터링 밸브(2)는, 미터인 스풀로서, 독립한 2개의 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)을 구비한다.

제1 미터인 스풀(5)은, 제1 펌프(110A)에 통하는 제1 미터인 유로(11)를 갖는다. 제2 미터인 스풀(6)은, 제2 펌프(110B)에 통하는 제2 미터인 유로(12)를 갖는다. 제1 미터인 유로(11) 및 제2 미터인 유로(12)에는, 브리지 유로(30)가 통하고 있다. 브리지 유로(30)는, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 적어도 한쪽으로부터 토출된 작동유를, 실린더(114)의 실린더 헤드측, 또는 로드 엔드측에 공급하는 유로이다.

이 때문에, 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)을 개별로 제어하여, 예를 들어 1개의 제1 펌프(110A)로부터 토출된 작동유를 브리지 유로(30)에 유도할 수 있다. 또한, 각 미터인 스풀(5, 6)을 개별로 제어하여, 예를 들어 1개의 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유를 브리지 유로(30)에 유도할 수 있다. 또한, 각 미터인 스풀(5, 6)을 개별로 제어하여, 예를 들어 2개의 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유를 브리지 유로(30)에 유도할 수 있다.

여기서, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)는, 예를 들어 펌프 용량이 동일하고, 1회전당의 토출량을 0 내지 100％의 범위에서 조정 가능하다.

이 때문에, 독립 미터링 밸브(2)에 의하면, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 각각의 토출량의 2배의 토출량의 조정이 가능해진다. 즉, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 실린더(114)의 로드 엔드측에 공급되는 작동유의 비율을, 각 펌프(110A, 110B)의 토출량의 2배의 범위에서 임의(자유)로 바꾸는 것이 가능해진다. 이에 의해, 붐(104)을 올릴 때에, 실린더(114)의 로드 엔드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

이어서, 독립 미터링 밸브(2)로 붐(104)을 내리는 예를 도 2, 도 5에 기초하여 설명한다.

도 2, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)을, 붐(104)을 올리는 경우와 마찬가지로, 각각 제1 공급 위치 및 제2 공급 위치에 보유 지지한다. 이 상태에서는, 미터 아웃 스풀(15)을 화살표(A4) 방향으로 이동하여 제2 배출 위치에 배치한다. 이 경우, 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)를 비통전 상태에서, 제1 미터 아웃 전자 비례 밸브(16)를 통전 상태로 전환함으로써, 미터 아웃 스풀(15)을 제2 미터 아웃 전자 비례 밸브(17)측의 방향으로 이동하여 제2 배출 위치에 배치한다.

미터 아웃 스풀(15)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제2 배출 포트(D2)와 제2 탱크 포트(T2)가 제2 절결 유로(22)에 의해 통한다. 이 결과, 제2 탱크 포트(T2)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

또한 미터 아웃 스풀(15)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 브리지 유로(30)와 제1 배출 포트(D1)가 제1 절결 유로(21)에 의해 통한다. 구체적으로는, 브리지 유로(30)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다. 바꾸어 말하면, 제1 절결 유로(21)는, 브리지 유로(30)에 통하여, 제1 배출 포트(D1) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제1 탱크 포트(T1)를 미터 아웃 스풀(15)의 랜드(15b) 등으로 폐색한다.

이 상태에서는, 붐(104)을 올리는 경우와 마찬가지로, 제1 펌프(110A)로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트(P1), 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트(S1) 및 제1 체크 밸브(41)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V1)와 같이 유도된다. 또한, 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유가, 제2 펌프 포트(P2), 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트(S2) 및 제2 체크 밸브(42)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V2)와 같이 유도된다.

브리지 유로(30)에서 합류한 작동유는, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1)를 거쳐서 제2 로드 유로(32)에 화살표(V5)와 같이 유도된다. 제2 로드 유로(32)에 유도된 작동유는, 제1 로드 유로(31), 로드측 유로(133) 및 로드 포트(Rp)를 거쳐서 실린더(114) 중 로드 엔드측에 화살표(V5)와 같이 유입한다.

한편, 실린더(114) 중 실린더 헤드측의 작동유가, 헤드 포트(Hp), 헤드측 유로(134) 및 제1 헤드 유로(33)를 거쳐서 제2 헤드 유로(34)에 화살표(V6)와 같이 유도된다. 제2 헤드 유로(34)에 유도된 작동유는, 제2 배출 포트(D2), 제2 절결 유로(22), 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 유로(136)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V6)과 같이 배출된다(되돌려진다). 즉, 제1 실시 형태에서는, 붐(104)(도 1 참조)을 내리는 경우, 제2 배출 포트(D2)로부터의 작동유를 탱크(120)에 환류한다.

이에 의해, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)가 실린더(114)에 압입되도록 화살표(E2)와 같이 인입되어, 붐(104)(도 1 참조)이 내려진다.

독립 미터링 밸브(2)는, 붐(104)을 올리는 경우와 마찬가지로, 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)을 개별로 제어할 수 있다. 각 미터인 스풀(5, 6)을 개별로 제어함으로써, 예를 들어 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 적어도 한쪽으로부터 토출된 작동유를 브리지 유로(30)에 유도할 수 있다.

이 때문에, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 각각의 토출량의 2배의 토출량의 조정이 가능해진다. 즉, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 실린더(114)의 실린더 헤드측에 공급되는 작동유의 비율을, 각 펌프(110A, 110B)의 토출량의 2배의 범위에서 임의(자유)로 바꾸는 것이 가능해진다. 이에 의해, 붐(104)을 내릴 때에, 실린더(114)의 실린더 헤드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

이와 같이, 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법에서는, 2개의 미터인 스풀(5, 6)의 구동 제어를 행함으로써 2개의 펌프(110A, 110B)로부터 토출되는 작동유의 합류 유량을 조정하는 유량 조정 공정과, 유량 조정 공정에 의해 합류 유량이 조정된 작동유를 유압 액추에이터(111)에 공급하고, 유압 액추에이터(111)를 구동하는 유체 공급 공정을 갖는다.

이하의 실시 형태에서도 마찬가지의 공정을 가지므로, 이하의 실시 형태에서는, 유량 조정 공정 및 유체 공급 공정의 문언은 생략하여 설명한다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 유압 시스템(109)의 독립 미터링 밸브(2)는, 미터인 스풀로서, 독립한 2개의 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)을 구비한다.

제1 미터인 스풀(5)은, 제1 펌프(110A)에 통하는 제1 미터인 유로(11)를 갖는다. 제2 미터인 스풀(6)은, 제2 펌프(110B)에 통하는 제2 미터인 유로(12)를 갖는다. 제1 미터인 유로(11) 및 제2 미터인 유로(12)에는, 브리지 유로(30)가 통하고 있다. 브리지 유로(30)는, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 적어도 한쪽으로부터 토출된 작동유를, 실린더(114)의 로드 엔드측, 또는 실린더 헤드측에 공급하는 유로이다.

이 때문에, 독립 미터링 밸브(2), 유압 시스템(109) 및 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법에 의하면, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 각각의 토출량의 2배의 토출량의 조정이 가능해진다. 즉, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 실린더(114)의 로드 엔드측에 공급되는 작동유의 비율을, 각 펌프(110A, 110B)의 토출량의 2배의 범위에서 임의(자유)로 바꾸는 것이 가능해진다. 이에 의해, 붐(104)을 올리거나 내리거나 할 때에 실린더(114)의 로드 엔드측, 또는 실린더 헤드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

또한, 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)은, 제1 스풀 구멍(10)의 1개의 구멍에 통합하여 수용되어 있다. 이에 의해, 제1 스풀 구멍(10)을 저감시킬 수 있고, 유압 시스템(109)이나 독립 미터링 밸브(2)의 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 제1 스풀 구멍(10)은, 축 방향의 중앙에 중간부(13)를 갖는다. 즉, 중간부(13)는, 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)이 대향하는 사이에 형성된다. 중간부(13)에는, 제3 배출 유로(137)를 거쳐서 탱크(120)가 통하고 있다. 이 때문에, 제1 미터인 스풀(5), 제2 미터인 스풀(6)의 이동에 의한 중간부(13)의 체적 변화에 대응시켜서, 중간부(13)와 탱크(120) 사이에서 작동유를 이동시킬 수 있다.

구체적으로는, 중간부(13)의 체적이 작아지도록 제1 미터인 스풀(5), 제2 미터인 스풀(6)이 이동한 경우에는, 중간부(13)의 작동유를 탱크(120)에 배출시킬 수 있다. 이 결과, 중간부(13)의 작동유의 압력이 높아져서 각 미터인 스풀(5, 6)이 이동하기 어려워지는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)을 제1 스풀 구멍(10)의 내부에서 원활하게 이동할 수 있다.

게다가, 미터 아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치(도 4에 도시하는 위치)에 배치함으로써, 제2 절결 유로(22)를, 브리지 유로(30)에 통하게 함과 함께, 헤드 포트(Hp)에 제2 배출 포트(D2) 등을 통하게 할 수 있다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 제2 배출 위치(도 5에 도시하는 위치)에 배치함으로써, 제1 절결 유로(21)를, 브리지 유로(30)에 통하게 함과 함께, 로드 포트(Rp)에 제1 배출 포트(D1) 등을 거쳐서 통하게 할 수 있다.

여기서, 브리지 유로(30)에는, 제1 미터인 스풀(5)의 제1 미터인 유로(11)와, 제2 미터인 스풀(6)의 제2 미터인 유로(12)가 통한다. 이 때문에, 미터 아웃 스풀(15)을, 2개의 제1 미터인 스풀(5)과 제2 미터인 스풀(6)에 대하여 공통으로 대응시킬 수 있다. 이에 의해, 미터 아웃 스풀(15)을 1개로 저감시킬 수 있고, 유압 시스템(109)이나 독립 미터링 밸브(2)의 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 제1 미터인 스풀(5), 제2 미터인 스풀(6) 및 미터 아웃 스풀(15)은, 1개의 밸브 보디(3)에 통합하여 마련되어 있다. 이에 의해, 밸브 보디(3)를 저감시킬 수 있고, 유압 시스템(109)이나 독립 미터링 밸브(2)를 간소화하여 콤팩트하게 구성할 수 있다.

이하, 제2 실시 형태로부터 제4 실시 형태의 독립 미터링 밸브, 유압 시스템 및 유압 액추에이터의 구동 제어 방법을 도 6으로부터 도 16에 기초하여 설명한다. 또한, 제2 실시 형태로부터 제4 실시 형태에서, 제1 실시 형태와 동일, 유사한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 상세한 설명을 생략한다.

[제2 실시 형태]

<독립 미터링 밸브>

도 6은, 제2 실시 형태의 독립 미터링 밸브(청구항의 제어 밸브의 일례)(151)로 붐(104)을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템(청구항의 유체 시스템의 일례)(150)의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 6은, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 정지시키는 설명도에 상당한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태의 독립 미터링 밸브(151)는, 제1 미터인 스풀(153)과, 제2 미터인 스풀(154)을 구비한다. 제2 실시 형태의 독립 미터링 밸브(151)의 다른 구성은, 전술한 제1 실시 형태의 독립 미터링 밸브(2)와 마찬가지이다.

제1 미터인 스풀(153)은, 제1 쇼트컷 오목부(청구항의 오목부의 일례)(153a)를 갖고, 그 밖의 구성은 제1 실시 형태의 제1 미터인 스풀(5)과 마찬가지이다. 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 예를 들어 제1 랜드(153b)에 대하여 전체 둘레에 오목해지는 단차부로 형성되어 있다. 또한, 제1 쇼트컷 오목부(153a)를, 예를 들어 단차부와 노치로 형성해도 된다.

제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 브리지 유로(30)의 일단보다 일방측에 형성되어 있다. 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 제1 미터인 스풀(153)이 제1 중립 위치(도 6에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에 전체가 배치된다.

도 7은, 제2 실시 형태의 유압 시스템(150)으로 붐(104)(도 1 참조)을 올릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 7은, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 8은, 제2 실시 형태의 유압 시스템(150)으로 붐(104)(도 1 참조)을 내릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 8은, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 인입하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 7, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 제1 미터인 스풀(153)이 제1 공급 위치(도 7, 도 8에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에 일부가 배치(개재)된다. 이 때문에, 제1 쇼트컷 오목부(153a)에서, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에 개재하는 유로의 단면적이 크게 확보된다.

제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제2 배출 위치(도 8에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 제2 로드 유로(32), 제1 배출 포트(D1) 및 제1 절결 유로(21)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 통한다. 또한, 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133)를 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통한다.

즉, 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 브리지 유로(30)를 로드 포트(Rp)(구체적으로는, 실린더(114)의 로드 엔드측)에 통한다.

한편, 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치(도 7에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 제2 로드 유로(32), 제1 배출 포트(D1), 제1 절결 유로(21), 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 유로(135)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다. 또한, 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133)를 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통한다.

즉, 제1 쇼트컷 오목부(153a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 로드 포트(Rp)(구체적으로는, 실린더(114)의 로드 엔드측)를 탱크(120)에 통한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 제2 미터인 스풀(154)은, 제2 쇼트컷 오목부(청구항의 다른 오목부의 일례)(154a)를 갖고, 그 밖의 구성은 제1 실시 형태의 제2 미터인 스풀(6)과 마찬가지이다. 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 예를 들어 제2 랜드(154b)에 대하여 전체 둘레에 오목해지는 단차부로 형성되어 있다. 또한, 제2 쇼트컷 오목부(154a)를 단차부와 노치로 형성해도 된다.

제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 브리지 유로(30)의 타단보다 타방측에 형성되어 있다. 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 제2 미터인 스풀(154)이 제2 중립 위치(도 6에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에 전체가 배치된다.

도 7, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 제2 미터인 스풀(154)이 제2 공급 위치(도 7, 도 8에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에 일부가 배치(개재)된다. 이 때문에, 제2 쇼트컷 오목부(154a)에서, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에 개재하는 유로의 단면적이 크게 확보된다.

제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제2 배출 위치(도 8에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 제2 헤드 유로(34), 제2 배출 포트(D2), 제2 절결 유로(22), 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 유로(136)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다. 또한, 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134)를 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통한다.

즉, 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 헤드 포트(Hp)(구체적으로는, 실린더(114)의 실린더 헤드측)를 탱크(120)에 통하게 한다.

또한, 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치(도 7에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 제2 헤드 유로(34), 제2 배출 포트(D2) 및 제2 절결 유로(22)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 통한다. 또한, 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134)를 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통한다.

즉, 제2 쇼트컷 오목부(154a)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 브리지 유로(30)를 헤드 포트(Hp)(구체적으로는, 실린더(114)의 실린더 헤드측)에 통하게 한다.

이어서, 독립 미터링 밸브(151), 유압 시스템(150)에 의한 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법을 도 6으로부터 도 8에 기초하여 설명한다.

우선, 독립 미터링 밸브(151)로 건설 기계(100)의 붐(104)(도 1 참조)을 정지 상태로 유지하는 예를 도 6에 기초하여 설명한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(153)을 제1 중립 위치에 배치하여, 제1 펌프 포트(P1) 및 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 스풀(153)로 폐색한다. 또한, 제2 미터인 스풀(154)을 제2 중립 위치에 배치하여, 제2 펌프 포트(P2) 및 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 스풀(154)로 폐색한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 중앙 위치에 배치하여, 제1 탱크 포트(T1), 제2 탱크 포트(T2), 제1 배출 포트(D1) 및 제2 배출 포트(D2)를 미터 아웃 스풀(15)로 폐색한다.

이 상태에서, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 각 토출 포트로부터 토출된 작동유는, 예를 들어 도시하지 않은 리턴 회로를 거쳐서 탱크(120)로 되돌려져, 붐(104)(도 1 참조)이 정지 상태로 유지된다.

이어서, 독립 미터링 밸브(151)로 붐(104)을 올리는 예를 도 7에 기초하여 설명한다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(153)을 화살표(A5) 방향으로 이동하여 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제1 펌프 포트(P1)와 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 유로(11)로 통하게 한다. 또한, 제2 미터인 스풀(6)을 화살표(A6) 방향으로 이동하여 제2 공급 위치에 배치함으로써, 제2 펌프 포트(P2)와 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 유로(12)로 통하게 한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 화살표(A7) 방향으로 이동하여 제1 배출 위치에 배치한다. 미터 아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제1 배출 포트(D1)와 제1 탱크 포트(T1)가 제1 절결 유로(21)에 의해 통한다. 이 결과, 제1 탱크 포트(T1)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제2 절결 유로(22)를, 브리지 유로(30)에 통하게 함과 함께, 제2 배출 포트(D2) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통하게 한다. 구체적으로는, 브리지 유로(30)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

또한, 제2 배출 위치에 배치한 미터 아웃 스풀(15)로, 제2 탱크 포트(T2)를 폐색한다.

이 상태에서는, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트(P1), 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트(S1) 및 제1 체크 밸브(41)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V7)와 같이 유도된다. 또한, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 펌프 포트(P2), 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트(S2) 및 제2 체크 밸브(42)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V8)와 같이 유도된다. 이 때문에, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유가, 브리지 유로(30)에서 합류한다.

합류한 작동유는, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2)를 거쳐서 제2 헤드 유로(34)에 화살표(V9)와 같이 유도된다. 제2 헤드 유로(34)에 유도된 작동유는, 제1 헤드 유로(33), 헤드측 유로(134) 및 헤드 포트(Hp)를 거쳐서 실린더(114) 중 실린더 헤드측에 화살표(V9)와 같이 유입한다.

여기서, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에 제2 쇼트컷 오목부(154a)가 개재된다. 이 때문에, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에 개재하는 유로의 단면적을 크게 확보할 수 있다. 이에 의해, 브리지 유로(30)로부터 실린더(114)의 실린더 헤드측에 공급하는 작동유의 압력 손실(압력 손실)을 저감시킬 수 있다. 즉, 실린더(114)의 실린더 헤드측에 작동유를 효율적으로 공급할 수 있다.

한편, 실린더(114) 중 로드 엔드측의 작동유가, 로드 포트(Rp), 로드측 유로(133) 및 제1 로드 유로(31)를 거쳐서 제2 로드 유로(32)에 화살표(V10)와 같이 유도된다. 제2 로드 유로(32)에 유도된 작동유는, 제1 배출 포트(D1), 제1 절결 유로(21), 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 유로(135)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V10)와 같이 배출된다(되돌려진다).

여기서, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에 제1 쇼트컷 오목부(153a)가 개재된다. 이 때문에, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에 개재하는 유로의 단면적을 크게 확보할 수 있다. 이에 의해, 실린더(114)의 로드 엔드측으로부터 탱크(120)로 되돌아가는 작동유의 유량을 증가시킬 수 있고, 작동유를 로드 엔드측으로부터 탱크(120)에 효율적으로 되돌릴 수 있다.

실린더(114)의 실린더 헤드측에 작동유를 공급하고, 로드 엔드측으로부터 탱크(120)에 작동유를 되돌림으로써, 피스톤 로드(115)가 실린더(114)로부터 화살표(E3)과 같이 압출되어, 붐(104)(도 1 참조)이 올려진다.

이어서, 독립 미터링 밸브(151)로 붐(104)을 내리는 예를 도 8에 기초하여 설명한다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(153) 및 제2 미터인 스풀(154)을, 붐(104)을 올리는 경우와 마찬가지로, 각각 제1 공급 위치 및 제2 공급 위치에 보유 지지한다. 이 상태에서는, 미터 아웃 스풀(15)을 화살표(A8) 방향으로 이동하여 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제2 배출 포트(D2)와 제2 탱크 포트(T2)가 제2 절결 유로(22)에 의해 통한다. 이 결과, 제2 탱크 포트(T2)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제1 절결 유로(21)가, 브리지 유로(30)에 통하여, 제1 배출 포트(D1) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통한다. 구체적으로는, 브리지 유로(30)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한, 제2 배출 위치에 배치한 미터 아웃 스풀(15)로, 제1 탱크 포트(T1)를 폐색한다.

이 상태에서는, 붐(104)을 올리는 경우와 마찬가지로, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유가, 브리지 유로(30)에서 합류한다. 합류한 작동유는, 제1 절결 유로(21) 및 제1 배출 포트(D1)를 거쳐서 제2 로드 유로(32)에 화살표(V11)와 같이 유도된다. 제2 로드 유로(32)에 유도된 작동유는, 제1 로드 유로(31), 로드측 유로(133) 및 로드 포트(Rp)를 거쳐서 실린더(114)의 로드 엔드측에 화살표(V11)와 같이 유입한다.

여기서, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에, 제1 쇼트컷 오목부(153a)가 개재된다. 이 때문에, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에, 개재하는 유로의 단면적을 크게 확보할 수 있다. 이에 의해, 브리지 유로(30)로부터 실린더(114)의 로드 엔드측에 공급하는 작동유의 압력 손실(압력 손실)을 저감시킬 수 있다. 즉, 실린더(114)의 로드 엔드측에 작동유를 효율적으로 공급할 수 있다.

한편, 실린더(114) 중 실린더 헤드측의 작동유가, 헤드 포트(Hp), 헤드측 유로(134) 및 제1 헤드 유로(33)를 거쳐서 제2 헤드 유로(34)에 화살표(V12)와 같이 유도된다. 제2 헤드 유로(34)에 유도된 작동유는, 제2 배출 포트(D2), 제2 절결 유로(22), 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 유로(136)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V12)와 같이 배출된다(되돌려진다).

여기서, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에, 제2 쇼트컷 오목부(154a)가 개재된다. 이 때문에, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에 개재하는 유로의 단면적을 크게 확보할 수 있다. 이에 의해, 실린더(114)의 실린더 헤드측으로부터 탱크(120)로 되돌아가는 작동유의 유량을 증가시킬 수 있고, 작동유를 실린더 헤드측으로부터 탱크(120)로 효율적으로 되돌릴 수 있다.

이와 같이, 실린더(114)의 로드 엔드측에 작동유를 공급하고, 실린더 헤드측으로부터 탱크(120)로 작동유를 되돌림으로써, 피스톤 로드(115)가 실린더(114)에 화살표(E4)와 같이 인입되어, 붐(104)(도 1 참조)이 내려진다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 유압 시스템(150)의 독립 미터링 밸브(151)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 미터인 스풀로서, 독립한 2개의 제1 미터인 스풀(153)과 제2 미터인 스풀(154)을 구비한다.

이에 의해, 독립 미터링 밸브(151), 유압 시스템(150) 및 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법에 의하면, 붐(104)을 올리거나 내리거나 할 때에, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 실린더(114)의 로드 엔드측, 또는 실린더 헤드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에 관한 독립 미터링 밸브(151), 유압 시스템(150) 및 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또한, 제2 실시 형태에 관한 유압 시스템(150)의 독립 미터링 밸브(151)는, 제1 미터인 스풀(153)에 제1 쇼트컷 오목부(153a)를 갖고, 제2 미터인 스풀(154)에 제2 쇼트컷 오목부(154a)를 갖는다.

이에 의해, 독립 미터링 밸브(151), 유압 시스템(150) 및 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법에 의하면, 상술한 바와 같이, 유압 실린더(113)에 유입하는 작동유의 압력 손실을 저감시킬 수 있고, 유압 실린더(113)로부터 배출하는 작동유의 유량을 증가시킬 수 있다.

[제3 실시 형태]

<독립 미터링 밸브>

도 9는, 제3 실시 형태의 독립 미터링 밸브(청구항의 제어 밸브의 일례)(171)로 붐(104)을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템(청구항의 유체 시스템의 일례)(170)의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 9는, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 정지시키는 설명도에 상당한다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 제3 실시 형태의 독립 미터링 밸브(171)는, 밸브 보디(청구항의 블록체의 일례)(173)와, 제1 미터인 스풀(174)과, 제2 미터인 스풀(175)을 구비한다. 제3 실시 형태의 독립 미터링 밸브(171)의 다른 구성은, 제1 실시 형태의 독립 미터링 밸브(2)와 마찬가지이다.

밸브 보디(173)는, 제3 탱크 포트(T3)와, 제4 탱크 포트(T4)를 갖고, 그 밖의 구성은 제1 실시 형태의 밸브 보디(3)와 마찬가지이다. 제3 탱크 포트(T3)는, 제2 로드 유로(32)의 일방측에 위치하고, 제1 스풀 구멍(10)(도 2 참조)에 개구되어 있다. 제3 탱크 포트(T3)는, 제4 배출 유로(177)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다. 제4 탱크 포트(T4)는, 제2 헤드 유로(34)의 타방측에 위치하고, 제1 스풀 구멍(10)에 개구되어 있다. 제4 탱크 포트(T4)는, 제5 배출 유로(178)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다.

제1 미터인 스풀(174)은, 제1 쇼트컷 오목부(청구항의 오목부의 일례)(174a)를 갖고, 그 밖의 구성은 제1 실시 형태의 제1 미터인 스풀(5)과 마찬가지이다. 제1 쇼트컷 오목부(174a)는, 예를 들어 제1 랜드(174b)에 대하여 전체 둘레에 오목해지는 단차부로 형성되어 있다. 또한, 제1 쇼트컷 오목부(174a)를, 예를 들어 단차부와 노치로 형성해도 된다.

제1 쇼트컷 오목부(174a)는, 브리지 유로(30)의 일단보다 일방측에 형성되어 있다. 제1 쇼트컷 오목부(174a)는, 제1 미터인 스풀(174)이 제1 중립 위치(도 9에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제3 탱크 포트(T3)에 통한다.

도 10은, 제3 실시 형태의 유압 시스템(170)으로 붐(104)(도 1 참조)을 올릴 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 10은, 유압 실린더(113)의 피스톤 로드(115)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 쇼트컷 오목부(174a)는, 제1 미터인 스풀(174)이 제1 공급 위치(도 10에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에, 타방측의 일부가 배치(개재)된다. 이때, 제1 쇼트컷 오목부(174a)는, 제3 탱크 포트(T3)에, 일방측의 일부가 통하고 있다.

이 때문에, 제1 쇼트컷 오목부(174a)는, 제1 로드 유로(31)를 제3 탱크 포트(T3)에 통한다. 이에 의해, 로드 포트(Rp)(구체적으로는, 실린더(114)의 로드 엔드측)는, 로드측 유로(133) 및 제1 로드 유로(31), 제1 쇼트컷 오목부(174a), 제3 탱크 포트(T3) 및 제4 배출 유로(177)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치(도 10에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 로드 포트(Rp)는, 로드측 유로(133) 및 제1 로드 유로(31)를 거쳐서 제2 로드 유로(32)에 통한다. 또한, 제2 로드 유로(32)는, 제1 배출 포트(D1), 제1 절결 유로(21), 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 유로(135)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다. 즉, 로드 포트(Rp)(구체적으로는, 실린더(114)의 로드 엔드측)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 미터 아웃 스풀(15)의 제1 절결 유로(21)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다.

제2 미터인 스풀(175)은, 제2 쇼트컷 오목부(청구항의 다른 오목부의 일례)(175a)를 갖는다. 제2 미터인 스풀(175)의 다른 구성은, 제1 실시 형태의 제2 미터인 스풀(6)과 마찬가지이다. 제2 쇼트컷 오목부(175a)는, 예를 들어 제2 랜드(175b)에 대하여 전체 둘레에 오목해지는 단차부로 형성되어 있다. 또한, 제2 쇼트컷 오목부(175a)를, 예를 들어 단차부와 노치로 형성해도 된다.

제2 쇼트컷 오목부(175a)는, 브리지 유로(30)의 타단보다 타방측에 형성되어 있다. 제2 쇼트컷 오목부(175a)는, 제2 미터인 스풀(175)이 제2 중립 위치(도 9에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에 배치(개재)된다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 제2 쇼트컷 오목부(175a)는, 제2 미터인 스풀(175)이 제2 공급 위치(도 10에 도시하는 위치)에 배치된 때, 브리지 유로(30)에, 일방측의 일부가 통한다. 이때, 제1 쇼트컷 오목부(174a)는, 제1 헤드 유로(33)에, 타방측의 일부가 통한다. 이 때문에, 제2 쇼트컷 오목부(175a)는, 브리지 유로(30)를 제1 헤드 유로(33)에 통하게 한다. 이에 의해, 브리지 유로(30)는, 제2 쇼트컷 오목부(175a), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134)를 거쳐서 헤드 포트(Hp)(구체적으로는, 실린더(114)의 실린더 헤드측)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치(도 10에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 브리지 유로(30)는, 제2 절결 유로(22) 및 제2 배출 포트(D2)를 거쳐서 제2 헤드 유로(34)에 통한다. 제2 헤드 유로(34)는, 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134)를 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통한다. 즉, 브리지 유로(30)는, 미터 아웃 스풀(15)이 제1 배출 위치에 배치된 상태에서, 제2 절결 유로(22)를 거쳐서 헤드 포트(Hp)(구체적으로는, 실린더(114)의 실린더 헤드측)에 통한다.

이어서, 독립 미터링 밸브(171), 유압 시스템(170)에 의한 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법을 도 9, 도 10에 기초하여 설명한다.

우선, 독립 미터링 밸브(171)로 건설 기계(100)의 붐(104)(도 1 참조)을 정지 상태로 유지하는 예를 도 9에 기초하여 설명한다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(174)을 제1 중립 위치에 배치하여, 제1 펌프 포트(P1) 및 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 스풀(174)로 폐색한다. 또한, 제2 미터인 스풀(175)을 제2 중립 위치에 배치하여, 제2 펌프 포트(P2) 및 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 스풀(175)로 폐색한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 중앙 위치(도 9에 도시하는 위치)에 배치하여, 제1 탱크 포트(T1), 제2 탱크 포트(T2), 제1 배출 포트(D1) 및 제2 배출 포트(D2)를 미터 아웃 스풀(15)로 폐색한다.

이어서, 독립 미터링 밸브(171)로 붐(104)을 높이는 예를 도 10에 기초하여 설명한다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(174)을 화살표(A9) 방향으로 이동하여 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제1 펌프 포트(P1)와 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 유로(11)로 통하게 한다.

또한, 제1 미터인 스풀(174)을 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제1 쇼트컷 오목부(174a)에서, 제1 로드 유로(31)와 제3 탱크 포트(T3)가 통한다.

이 결과, 제3 탱크 포트(T3)에, 제1 쇼트컷 오목부(174a), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한, 제2 미터인 스풀(175)을 화살표(A10) 방향으로 이동하여 제2 공급 위치에 배치함으로써, 제2 펌프 포트(P2)와 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 유로(12)로 통하게 한다. 이 결과, 제1 펌프 포트(P1) 및 제2 펌프 포트(P2)가, 각각 제1 공급 포트(S1) 및 제2 공급 포트(S2) 등을 거쳐서 브리지 유로(30)에 통한다.

또한, 제2 미터인 스풀(6)을 제2 공급 위치에 배치함으로써, 제2 쇼트컷 오목부(175a)에서, 브리지 유로(30)와 제1 헤드 유로(33)를 통하게 한다.

이 결과, 브리지 유로(30)에, 제2 쇼트컷 오목부(175a), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(15)을 화살표(A11) 방향으로 이동하여 제1 배출 위치에 배치한다. 미터 아웃 스풀(15)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제1 배출 포트(D1)와 제1 탱크 포트(T1)가 제1 절결 유로(21)에 의해 통한다.

이 결과, 제1 탱크 포트(T1)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

게다가, 제1 배출 위치에 배치한 미터 아웃 스풀(15)로, 제2 탱크 포트(T2)를 폐색한다.

이 상태에서는, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트(P1), 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트(S1) 및 제1 체크 밸브(41)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V13)와 같이 유도된다. 또한, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 펌프 포트(P2), 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트(S2) 및 제2 체크 밸브(42)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V14)와 같이 유도된다. 이 때문에, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유가, 브리지 유로(30)에서 합류한다.

합류한 작동유의 일부는, 제2 쇼트컷 오목부(175a)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 화살표(V15)와 같이 유도된다. 또한, 합류한 작동유의 나머지는, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 화살표(V16)와 같이 유도된다. 이하, 합류한 작동유의 일부를 「제1 작동유」, 합류한 작동유의 나머지를 「제2 작동유」라고 한다.

제1 헤드 유로(33)에 유도된 제1 작동유 및 제2 작동유는, 헤드측 유로(134) 및 헤드 포트(Hp)를 거쳐서 실린더(114) 중 실린더 헤드측에 화살표(V17)와 같이 유입한다.

이와 같이, 브리지 유로(30)에서 합류된 작동유 중 제1 작동유를, 미터 아웃 스풀(15)의 제2 절결 유로(22)를 통과시키지 않고, 제2 쇼트컷 오목부(175a)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 유도할 수 있다. 이에 의해, 브리지 유로(30)로부터 실린더(114)의 실린더 헤드측에 공급하는 작동유의 압력 손실(압손)을 저감시킬 수 있다. 즉, 실린더(114)의 실린더 헤드측에 작동유를 효율적으로 공급할 수 있다.

한편, 실린더(114) 중 로드 엔드측의 작동유가, 로드 포트(Rp) 및 로드측 유로(133)를 거쳐서 제1 로드 유로(31)에 화살표(V18)와 같이 유도된다. 제1 로드 유로(31)에 유도된 작동유의 일부는, 제1 쇼트컷 오목부(174a) 및 제4 배출 유로(177)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V19)와 같이 배출된다(되돌려진다).

또한, 제1 로드 유로(31)에 유도된 작동유의 나머지는, 제2 로드 유로(32), 제1 배출 포트(D1), 제1 절결 유로(21), 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 유로(135)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V20)와 같이 배출된다(되돌려진다). 이하, 제1 로드 유로(31)에 유도된 작동유의 일부를 「제3 작동유」, 유도된 작동유의 나머지를 「제4 작동유」라고 한다.

이와 같이, 제1 로드 유로(31)에 유도된 작동유 중 제3 작동유를, 미터 아웃 스풀(15)의 제1 절결 유로(21)를 통과시키지 않고, 제1 쇼트컷 오목부(174a)를 거쳐서 탱크(120)에 유도할 수 있다. 이에 의해, 실린더(114)의 로드 엔드측으로부터 탱크(120)로 되돌아가는 작동유의 유량을 증가시킬 수 있고, 작동유를 로드 엔드측으로부터 탱크(120)로 효율적으로 되돌릴 수 있다.

실린더(114)의 실린더 헤드측에 작동유를 공급하고, 로드 엔드측으로부터 탱크(120)에 작동유를 되돌림으로써, 피스톤 로드(115)가 실린더(114)로부터 화살표(E5)와 같이 압출되어, 붐(104)(도 1 참조)이 올려진다.

이상 설명한 바와 같이, 제3 실시 형태에 관한 유압 시스템(170)의 독립 미터링 밸브(171)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 미터인 스풀로서, 독립한 2개의 제1 미터인 스풀(174)과 제2 미터인 스풀(175)을 구비한다.

이에 의해, 독립 미터링 밸브(171), 유압 시스템(170) 및 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법에 의하면, 붐(104)을 올리거나 내리거나 할 때에, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 실린더(114)의 로드 엔드측, 또는 실린더 헤드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에 관한 독립 미터링 밸브(171), 유압 시스템(170) 및 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또한, 제3 실시 형태에 관한 유압 시스템(170)의 독립 미터링 밸브(171)는, 제1 미터인 스풀(174)에 제1 쇼트컷 오목부(174a)를 갖고, 제2 미터인 스풀(175)에 제2 쇼트컷 오목부(175a)를 갖는다.

이에 의해, 독립 미터링 밸브(171), 유압 시스템(170) 및 유압 액추에이터(111)(유압 실린더(113))의 구동 제어 방법에 의하면, 상술한 바와 같이, 유압 실린더(113)에 유입하는 작동유의 압력 손실을 저감시킬 수 있고, 유압 실린더(113)로부터 배출하는 작동유의 유량을 증가시킬 수 있다.

[제4 실시 형태]

<독립 미터링 밸브>

도 11은, 제4 실시 형태의 독립 미터링 밸브(청구항의 제어 밸브의 일례)(181)로 암(105)(도 1 참조)을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템(청구항의 유체 시스템의 일례)(180)의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 11은, 유압 실린더(116)의 피스톤 로드(118)를 정지시키는 설명도에 상당한다.

도 1, 도 11에 도시하는 바와 같이, 제4 실시 형태의 독립 미터링 밸브(181)는, 건설 기계(100)의 암(105)을 구동하는 유압 실린더(청구항의 액추에이터의 일례)(116)를 제어하는 밸브이다.

또한, 암(105)을 작동하는 유압 실린더(116)는, 예를 들어 일반적으로 암(105)의 근방에 배치되지만, 도 1에서는, 유압 실린더(116)는, 편의상, 붐(104)의 유압 실린더(113)와 동일 위치에 배치되어 있다고 하여 설명한다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 유압 실린더(116)는, 실린더(117)와, 실린더(117) 내에 슬라이드 이동 가능하게 마련된 피스톤 로드(118)와, 실린더(117)에 마련된 헤드 포트(Hp) 및 로드 포트(Rp)를 갖고 있다.

헤드 포트(Hp)는, 실린더(117) 중 실린더 헤드측의 부위(117a)에 마련되어 있다. 로드 포트(Rp)는, 실린더(117) 중 피스톤 로드(118)측의 부위(117b)에 마련되어 있다.

독립 미터링 밸브(181)는, 밸브 보디(청구항의 블록체의 일례)(183)와, 제1 미터인 스풀(184)과, 제2 미터인 스풀(185)과, 미터 아웃 스풀(186)을 구비한다. 독립 미터링 밸브(181)의 다른 구성은, 제3 실시 형태의 독립 미터링 밸브(171)와 마찬가지이다.

밸브 보디(183)는, 제3 실시 형태의 밸브 보디(173)와 동일한 구성이고, 각 구성에 밸브 보디(173)와 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

미터 아웃 스풀(186)은, 제1 실시 형태의 미터 아웃 스풀(15)과 마찬가지로 형성되어 있다. 이하, 미터 아웃 스풀(186)의 각 구성에, 제1 실시 형태의 미터 아웃 스풀(15)와 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

제1 미터인 스풀(184)은, 제3 실시 형태의 제1 미터인 스풀(174)의 제1 쇼트컷 오목부(174a) 대신에 제1 쇼트컷 오목부(청구항의 오목부의 일례)(184a)를 갖는다. 제1 미터인 스풀(184)의 다른 구성은, 제1 미터인 스풀(174)과 동일하다.

제1 쇼트컷 오목부(184a)는, 예를 들어 제1 랜드(184b)에 대하여 전체 둘레에 오목해지는 단차부로 형성되어 있다. 또한, 제1 쇼트컷 오목부(184a)를, 예를 들어 단차부와 노치로 형성해도 된다.

제1 쇼트컷 오목부(184a)는, 브리지 유로(30)의 일단보다 일방측에 형성되어 있다. 제1 쇼트컷 오목부(184a)는, 제1 미터인 스풀(184)이 제1 중립 위치(도 11에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에 배치된다.

도 12는, 제4 실시 형태의 유압 시스템(180)으로 암(105)을 누를 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 12는, 유압 실린더(116)의 피스톤 로드(118)가 실린더(117)에 인입되는 작용의 설명도에 상당한다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 쇼트컷 오목부(184a)는, 제1 미터인 스풀(184)이 제1 공급 위치(도 12에 도시하는 위치)에 배치된 때, 브리지 유로(30)에, 타방측의 일부가 통한다. 이때, 제1 쇼트컷 오목부(184a)는, 제1 로드 유로(31)와 제2 로드 유로(32) 사이에, 일방측의 일부가 배치(개재)되어 있다.

이 때문에, 제1 쇼트컷 오목부(184a)는, 브리지 유로(30)를 제1 로드 유로(31)에 통하게 한다. 이에 의해, 브리지 유로(30)는, 제1 쇼트컷 오목부(184a), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133)를 거쳐서 로드 포트(Rp)(구체적으로는, 실린더(117)의 로드 엔드측)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(186)이 제2 배출 위치(도 12에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 브리지 유로(30)는, 제1 절결 유로(21) 및 제1 배출 포트(D1)를 거쳐서 제2 로드 유로(32)에 통한다. 제2 로드 유로(32)는, 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133)를 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통한다. 즉, 브리지 유로(30)는, 미터 아웃 스풀(186)이 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 제1 절결 유로(21)를 거쳐서 로드 포트(Hp)(구체적으로는, 실린더(117)의 로드 엔드측)에 통한다.

제2 미터인 스풀(185)은, 제3 실시 형태의 제2 미터인 스풀(175)의 제2 쇼트컷 오목부(175a) 대신에 제2 쇼트컷 오목부(청구항의 다른 오목부의 일례)(185a)를 갖는다. 제2 미터인 스풀(185)의 다른 구성은, 제2 미터인 스풀(175)과 동일하다. 제2 쇼트컷 오목부(175a)는, 예를 들어 제2 랜드(185b)에 대하여 전체 둘레에 오목해지는 단차부로 형성되어 있다. 또한, 제2 쇼트컷 오목부(185a)를, 예를 들어 단차부와 노치로 형성해도 된다.

제2 쇼트컷 오목부(185a)는, 브리지 유로(30)의 타단보다 타방측에 형성되어 있다. 제2 쇼트컷 오목부(185a)는, 제2 미터인 스풀(185)이 제2 중립 위치(도 11에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제4 탱크 포트(T4)에 통하고 있다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 제2 쇼트컷 오목부(185a)는, 제2 미터인 스풀(185)이 제2 공급 위치(도 12에 도시하는 위치)에 배치된 때, 제1 헤드 유로(33)와 제2 헤드 유로(34) 사이에, 일방측의 일부가 배치(개재)된다. 이때, 제1 쇼트컷 오목부(184a)는, 제4 탱크 포트(T4)에, 타방측의 일부가 통하고 있다.

이 때문에, 제2 쇼트컷 오목부(185a)는, 제1 헤드 유로(33)를 제4 탱크 포트(T4)에 통한다. 이에 의해, 헤드 포트(Hp)(구체적으로는, 실린더(117)의 실린더 헤드측)는, 헤드측 유로(134) 및 제1 헤드 유로(33), 제2 쇼트컷 오목부(185a), 제4 탱크 포트(T4) 및 제5 배출 유로(178)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(186)이 제2 배출 위치(도 12에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 헤드 포트(Hp)는, 헤드측 유로(134) 및 제1 헤드 유로(33)를 거쳐서 제2 헤드 유로(34)에 통한다. 또한, 제2 헤드 유로(34)는, 제2 배출 포트(D2), 제2 절결 유로(22), 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 유로(136)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다. 즉, 헤드 포트(Rp)(구체적으로는, 실린더(117)의 실린더 헤드측)는, 미터 아웃 스풀(186)이 제2 배출 위치에 배치된 상태에서, 미터 아웃 스풀(186)의 제2 절결 유로(22)를 거쳐서 탱크(120)에 통한다.

이어서, 독립 미터링 밸브(181), 유압 시스템(180)에 의한 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법을 도 11, 도 12에 기초하여 설명한다.

우선, 독립 미터링 밸브(181)로 건설 기계(100)의 암(105)(도 1 참조)을 정지 상태로 유지하는 예를 도 11에 기초하여 설명한다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(184)을 제1 중립 위치에 배치하여, 제1 펌프 포트(P1) 및 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 스풀(184)로 폐색한다. 또한, 제2 미터인 스풀(185)을 제2 중립 위치에 배치하여, 제2 펌프 포트(P2) 및 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 스풀(185)로 폐색한다.

또한, 미터 아웃 스풀(186)을 중앙 위치(도 11에 도시하는 위치)에 배치하여, 미터 아웃 스풀(186)로, 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 포트(D1)를 폐색함과 함께, 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 포트(D2)를 폐색한다.

이 상태에서, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 각 토출 포트로부터 토출된 작동유는, 예를 들어 도시하지 않은 리턴 회로를 거쳐서 탱크(120)로 되돌려져, 암(105)(도 1 참조)이 정지 상태로 유지된다.

이어서, 독립 미터링 밸브(181)로 암(105)을 누르는 예를 도 12에 기초하여 설명한다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(184)을 화살표(A12) 방향으로 이동하여 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제1 펌프 포트(P1)와 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 유로(11)로 통하게 한다.

또한, 제1 미터인 스풀(184)을 제1 공급 위치에 배치함으로써, 제1 쇼트컷 오목부(184a)에서, 브리지 유로(30)와 제1 로드 유로(31)를 통하게 한다. 이 결과, 브리지 유로(30)에, 제1 쇼트컷 오목부(184a), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한, 제2 미터인 스풀(185)을 화살표(A13) 방향으로 이동하여 제2 공급 위치에 배치함으로써, 제2 펌프 포트(P2)와 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 유로(12)로 통하게 한다. 이 결과, 제1 펌프 포트(P1) 및 제2 펌프 포트(P2)가, 각각 제1 공급 포트(S1) 및 제2 공급 포트(S2) 등을 거쳐서 브리지 유로(30)에 통한다.

또한, 제2 미터인 스풀(6)을 제2 공급 위치에 배치함으로써, 제2 쇼트컷 오목부(185a)에서, 제1 헤드 유로(33)와 제4 탱크 포트(T4)가 통한다. 이 결과, 제4 탱크 포트(T4)에, 제2 쇼트컷 오목부(185a), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(186)을 화살표(A14) 방향으로 이동하여 제2 배출 위치에 배치한다. 미터 아웃 스풀(186)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제1 절결 유로(21)를, 브리지 유로(30)에 통하게 함과 함께, 제1 배출 포트(D1) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통하게 한다. 구체적으로는, 브리지 유로(30)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

게다가, 제2 배출 위치에 배치한 미터 아웃 스풀(186)로, 제1 탱크 포트(T1)를 폐색한다.

또한, 미터 아웃 스풀(186)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제2 배출 포트(D2)와 제2 탱크 포트(T2)가 제2 절결 유로(22)에 의해 통한다. 이 결과, 제2 탱크 포트(T2)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

이 상태에서는, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트(P1), 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트(S1) 및 제1 체크 밸브(41)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V21)와 같이 유도된다. 또한, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 펌프 포트(P2), 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트(S2) 및 제2 체크 밸브(42)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V22)와 같이 유도된다. 이 때문에, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유가, 브리지 유로(30)에서 합류한다.

합류한 작동유의 일부는, 제1 쇼트컷 오목부(184a)를 거쳐서 제1 로드 유로(31)에 화살표(V23)와 같이 유도된다. 또한, 합류한 작동유의 나머지는, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32)를 거쳐서 제1 로드 유로(31)에 화살표(V24)와 같이 유도된다. 이하, 합류한 작동유의 일부를 「제1 작동유」, 합류한 작동유의 나머지를 「제2 작동유」라고 한다.

제1 로드 유로(31)에 유도된 제1 작동유 및 제2 작동유는, 로드측 유로(133) 및 로드 포트(Rp)를 거쳐서 실린더(117) 중 로드 엔드측에 화살표(V25)와 같이 유입한다.

이와 같이, 브리지 유로(30)에서 합류된 작동유 중 제1 작동유를, 미터 아웃 스풀(186)의 제1 절결 유로(21)를 통과시키지 않고, 제1 쇼트컷 오목부(184a)를 거쳐서 제1 로드 유로(31)에 유도할 수 있다. 이에 의해, 브리지 유로(30)로부터 실린더(117)의 로드 엔드측에 공급하는 작동유의 압력 손실(압손)을 저감시킬 수 있다. 즉, 실린더(117)의 로드 엔드측에 작동유를 효율적으로 공급할 수 있다.

한편, 실린더(117) 중 실린더 헤드측의 작동유가, 헤드 포트(Hp) 및 헤드측 유로(134)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 화살표(V26)와 같이 유도된다. 제1 헤드 유로(33)에 유도된 작동유의 일부는, 제2 쇼트컷 오목부(185a) 및 제5 배출 유로(178)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V27)와 같이 배출된다(되돌려진다).

또한, 제1 헤드 유로(33)에 유도된 작동유의 나머지는, 제2 헤드 유로(34), 제2 배출 포트(D2), 제2 절결 유로(22), 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 유로(136)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V28)와 같이 배출된다(되돌려진다). 이하, 제1 헤드 유로(33)에 유도된 작동유의 일부를 「제3 작동유」, 유도된 작동유의 나머지를 「제4 작동유」라고 한다.

이와 같이, 제1 헤드 유로(33)에 유도된 작동유 중 제3 작동유를, 미터 아웃 스풀(186)의 제2 절결 유로(22)를 통과시키지 않고, 제2 쇼트컷 오목부(185a)를 거쳐서 탱크(120)에 유도할 수 있다. 이에 의해, 실린더(117)의 실린더 헤드측으로부터 탱크(120)로 되돌아가는 작동유의 유량을 증가할 수 있고, 작동유를 실린더 헤드측으로부터 탱크(120)로 효율적으로 되돌릴 수 있다.

실린더(117)의 로드 엔드측에 작동유를 공급하고, 실린더 헤드측으로부터 탱크(120)에 작동유를 복귀시킴으로써, 피스톤 로드(118)가 실린더(117)에 화살표(E6)와 같이 인입되어, 암(105)(도 1 참조)이 눌린다.

이상 설명한 바와 같이, 제4 실시 형태에 관한 유압 시스템(180)의 독립 미터링 밸브(181)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 미터인 스풀로서, 독립한 2개의 제1 미터인 스풀(184)과 제2 미터인 스풀(185)을 구비한다.

이에 의해, 독립 미터링 밸브(181), 유압 시스템(180) 및 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법에 의하면, 암(105)을 누를 때에, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 실린더(117)의 로드 엔드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

또한, 제4 실시 형태에 관한 독립 미터링 밸브(181), 유압 시스템(180) 및 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또한, 제4 실시 형태에 관한 유압 시스템(180)의 독립 미터링 밸브(181)는, 제1 미터인 스풀(184)에 제1 쇼트컷 오목부(184a)를 갖고, 제2 미터인 스풀(185)에 제2 쇼트컷 오목부를 갖는다.

이에 의해, 독립 미터링 밸브(181), 유압 시스템(180) 및 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법에 의하면, 상술한 바와 같이, 유압 실린더(116)에 유입하는 작동유의 압력 손실을 저감시킬 수 있고, 유압 실린더(116)로부터 배출하는 작동유의 유량을 증가시킬 수 있다.

[제5 실시 형태]

<독립 미터링 밸브>

도 13은, 제5 실시 형태의 독립 미터링 밸브(청구항의 제어 밸브의 일례)(191)로 암(105)(도 1 참조)을 정지 상태로 유지한 때의 유압 시스템(청구항의 유체 시스템의 일례)(190)의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 13은, 유압 실린더(116)의 피스톤 로드(118)을 정지시키는 설명도에 상당한다.

도 1, 도 13에 도시하는 바와 같이, 제5 실시 형태의 독립 미터링 밸브(191)는, 건설 기계(100)의 암(105)을 구동하는 유압 실린더(116)를 제어하는 밸브이다.

독립 미터링 밸브(191)는, 밸브 보디(청구항의 블록체의 일례)(193)와, 제1 미터인 스풀(194)과, 제2 미터인 스풀(195)과, 미터 아웃 스풀(196)을 구비한다. 독립 미터링 밸브(191)의 다른 구성은, 제4 실시 형태의 독립 미터링 밸브(181)와 마찬가지이다.

밸브 보디(193)는, 축 방향을 따르는 단면이 U자상으로 형성된 바이패스 유로(197)와, 바이패스 유로(197)의 도중에 마련된 제3 체크 밸브(198)와, 바이패스 포트(G2)를 갖는다. 밸브 보디(193)의 다른 구성은, 제4 실시 형태의 밸브 보디(183)와 마찬가지이다. 이하, 밸브 보디(193)의 각 구성에, 제4 실시 형태의 밸브 보디(183)의 각 구성과 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

바이패스 유로(197)는, 제3 체크 밸브(198)를 통해 제1 절결 유로(21)를 바이패스 포트(G2)에 통하고 있다. 바이패스 포트(G2)는, 미터 아웃 스풀(196)이 중앙 위치(도 13에 도시하는 위치)에 배치된 상태에서, 후술하는 제3 절결 유로(199)보다 축 방향의 내측에 배치되어 있다.

제1 미터인 스풀(194)은, 제4 실시 형태의 제1 미터인 스풀(184)로부터 제1 쇼트컷 오목부(184a)가 제거되고, 제1 펌프 포트(P1)가 제1 공급 포트(S1)보다 축 방향의 일단측(외측)에 형성되어 있다. 제1 미터인 스풀(194)의 다른 구성은, 제1 미터인 스풀(184)과 동일하다.

제2 미터인 스풀(195)은, 제4 실시 형태의 제2 미터인 스풀(185)로부터 제2 쇼트컷 오목부(185a)가 제거되고, 제2 펌프 포트(P2)가 제2 공급 포트(S2)보다 축 방향의 타단측(외측)에 형성되어 있다. 제2 미터인 스풀(195)의 다른 구성은, 제2 미터인 스풀(185)과 동일하다.

미터 아웃 스풀(196)에는, 제3 절결 유로(199)가 형성되어 있다. 미터 아웃 스풀(196)의 다른 구성은, 제4 실시 형태의 미터 아웃 스풀(186)과 마찬가지로 형성되어 있다. 이하, 미터 아웃 스풀(196)의 각 구성에, 제4 실시 형태의 미터 아웃 스풀(186)과 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

제3 절결 유로(199)는, 제2 절결 유로(22)보다 축 방향의 내측에 형성되어 있다. 제3 절결 유로(199)는, 미터 아웃 스풀(196)이 중앙 위치에 배치된 때, 바이패스 포트(G2)보다 축 방향의 외측에 배치되어, 접속 포트(G3)에 통한다. 접속 포트(G3)는, 브리지 유로(30)의 다른 쪽의 단부에 통한다.

도 14는, 제5 실시 형태의 유압 시스템(190)으로 암(105)(도 1 참조)을 당길 때의 이동의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 14는, 유압 실린더(116)의 피스톤 로드(118)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 제3 절결 유로(199)는, 미터 아웃 스풀(196)이 재생 위치(도 14에 도시하는 위치)에 배치된 때, 접속 포트(G3)에 통한 상태에서, 바이패스 포트(G2)에 통한다.

도 15는, 제5 실시 형태의 유압 시스템(190)으로 암(105)을 당길 때의 굴삭의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 15는, 유압 실린더(116)의 피스톤 로드(118)를 압출하는 작용의 설명도에 상당한다.

도 15에 도시하는 바와 같이, 제3 절결 유로(199)는, 미터 아웃 스풀(196)이 제1 배출 위치(도 15에 도시하는 위치)에 배치된 때, 바이패스 포트(G2)에 통한 상태에서, 접속 포트(G3)보다 축 방향의 내측에 배치된다.

도 16은, 제5 실시 형태의 유압 시스템(190)으로 암(105)을 누를 때의 동작의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 16은, 유압 실린더(116)의 피스톤 로드(118)가 실린더(117)에 인입되는 작용의 설명도에 상당한다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 제3 절결 유로(199)는, 미터 아웃 스풀(196)이 제2 배출 위치(도 16에 도시하는 위치)에 배치된 때, 접속 포트(G3)에 통한 상태에서, 바이패스 포트(G2)보다 축 방향의 외측에 배치된다.

이어서, 독립 미터링 밸브(191), 유압 시스템(190)의 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법을 도 13으로부터 도 16에 기초하여 설명한다.

우선, 독립 미터링 밸브(191)로 건설 기계(100)의 암(105)(도 1 참조)을 정지 상태로 유지하는 예를 도 13에 기초하여 설명한다.

도 13에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(194)을 제1 중립 위치(도 13에 도시하는 위치)에 배치하여, 제1 펌프 포트(P1) 및 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 스풀(194)로 폐색한다. 또한, 제2 미터인 스풀(195)을 제2 중립 위치(도 13에 도시하는 위치)에 배치하여, 제2 펌프 포트(P2) 및 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 스풀(195)로 폐색한다.

또한, 미터 아웃 스풀(196)을 중앙 위치에 배치하여, 미터 아웃 스풀(196)로, 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 포트(D1)를 폐색함과 함께, 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 포트(D2)를 폐색한다.

이어서, 독립 미터링 밸브(191)로 암(105)을 당길 때의 이동 예를 도 14에 기초하여 설명한다. 또한, 암(105)을 당길 때의 이동이란, 버킷(106)(도 1 참조)으로 토양 등을 굴삭하지 않는 상태에서 암(105)을 당길 때의 동작을 말한다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(194)을 화살표(A15) 방향으로 이동하여 제1 공급 위치(도 14에 도시하는 위치)에 배치함으로써, 제1 펌프 포트(P1)와 제1 공급 포트(S1)를 제1 미터인 유로(11)로 통하게 한다.

또한, 제2 미터인 스풀(195)을 화살표(A16) 방향으로 이동하여 제2 공급 위치(도 14에 도시하는 위치)에 배치함으로써, 제2 펌프 포트(P2)와 제2 공급 포트(S2)를 제2 미터인 유로(12)로 통하게 한다. 이 결과, 제1 펌프 포트(P1) 및 제2 펌프 포트(P2)가, 각각 제1 공급 포트(S1) 및 제2 공급 포트(S2) 등을 거쳐서 브리지 유로(30)에 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(196)을 화살표(A17) 방향으로 이동하여 재생 위치에 배치한다. 미터 아웃 스풀(196)을 재생 위치에 배치함으로써, 제2 절결 유로(22)를, 브리지 유로(30)에 통하게 함과 함께, 제2 배출 포트(D2) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통하게 한다. 구체적으로는, 브리지 유로(30)에, 접속 포트(G3), 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

또한, 미터 아웃 스풀(196)을 재생 위치에 배치함으로써, 제3 절결 유로(199)를, 제2 절결 유로(22)를 통하게 함과 함께, 바이패스 포트(G2) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통하게 한다. 구체적으로는, 제2 절결 유로(22)에, 접속 포트(G3), 제3 절결 유로(199), 바이패스 포트(G2), 바이패스 유로(197), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한, 재생 위치에 배치한 미터 아웃 스풀(196)로, 제1 탱크 포트(T1) 및 제2 탱크 포트(T2)를 폐색한다.

이 상태에서는, 제1 펌프(110A)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제1 펌프 포트(P1), 제1 미터인 유로(11), 제1 공급 포트(S1) 및 제1 체크 밸브(41)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V30)와 같이 유도된다. 또한, 제2 펌프(110B)의 토출 포트로부터 토출된 작동유가, 제2 펌프 포트(P2), 제2 미터인 유로(12), 제2 공급 포트(S2) 및 제2 체크 밸브(42)를 거쳐서 브리지 유로(30)에 화살표(V31)와 같이 유도된다. 이 때문에, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)로부터 토출된 작동유가, 브리지 유로(30)에서 합류한다.

합류한 작동유는, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 화살표(V32)와 같이 유도된다. 제1 헤드 유로(33)에 유도된 작동유는, 헤드측 유로(134) 및 헤드 포트(Hp)를 거쳐서 실린더(117) 중 실린더 헤드측에 화살표(V33)와 같이 유입된다.

한편, 실린더(117) 중 로드 엔드측의 작동유는, 로드 포트(Rp), 로드측 유로(133), 제1 로드 유로(31) 및 제2 로드 유로(32)를 거쳐서 바이패스 유로(197)에 화살표(V34)와 같이 유도된다. 바이패스 유로(197)에 유도된 작동유는, 제3 체크 밸브(198), 바이패스 포트(G2), 제3 절결 유로(199) 및 접속 포트(G3) 등을 거쳐서 제2 절결 유로(22)에 화살표(V34)와 같이 유입된다.

제2 절결 유로(22)에 유도된 작동유는, 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 유도된다. 제1 헤드 유로(33)에 유도된 작동유는, 헤드측 유로(134) 및 헤드 포트(Hp)를 거쳐서 실린더(117) 중 실린더 헤드측에 유입된다.

이와 같이, 암(105)을 당겨서 이동할 때에는, 실린더(117)의 로드 포트(Rp)를 헤드 포트(Hp)에 통하게 하여, 실린더(117) 중 로드 엔드측의 작동유를, 실린더 헤드측에 유입시켜서 재생할 수 있다.

로드 엔드측의 작동을 재생함으로써, 피스톤 로드(118)를 실린더(117)로부터 신속히 적은 에너지로 화살표(E7)와 같이 압출할 수 있다. 이에 의해, 암(105)을 당길 때의 이동을 적은 에너지로 신속히 조작할 수 있고, 암(105)의 이동을 높임과 함께 에너지 절약화를 도모할 수 있다.

이어서, 독립 미터링 밸브(191)로 암(105)을 당겨서 굴삭하는 예를 도 15에 기초하여 설명한다. 또한, 암(105)을 당겨서 굴삭한다란, 암(105)을 당기면서 버킷(106)(도 1 참조)으로 토양 등을 굴삭할 때의 동작을 말한다.

도 15에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(194) 및 제2 미터인 스풀(195)을, 암(105)을 당길 때의 이동 예와 마찬가지로, 각각 제1 공급 위치 및 제2 공급 위치에 보유 지지한다. 이 상태에서는, 미터 아웃 스풀(196)을 재생 위치(도 14에 도시하는 위치)로부터 화살표(A18) 방향으로 이동하여 제1 배출 위치(도 15에 도시하는 위치)에 배치한다. 제2 절결 유로(22)는, 미터 아웃 스풀(196)을 재생 위치에 배치한 때와 마찬가지로, 브리지 유로(30)에 통하게 함과 함께, 제2 배출 포트(D2) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)에 통한 상태로 유지되어 있다.

또한, 미터 아웃 스풀(196)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제3 절결 유로(199)를, 제2 배출 포트(D2)에 대하여 폐색한 상태로 유지한다.

또한, 미터 아웃 스풀(196)을 제1 배출 위치에 배치함으로써, 제1 배출 포트(D1)와 제1 탱크 포트(T1)가 제1 절결 유로(21)에 의해 통한다. 이 결과, 제1 탱크 포트(T1)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

합류한 작동유는, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 화살표(V32)와 같이 유도된다. 제1 로드 유로(31)에 유도된 작동유는, 헤드측 유로(134) 및 헤드 포트(Hp)를 거쳐서 실린더(117) 중 실린더 헤드측에 화살표(V33)와 같이 유입된다.

한편, 실린더(117) 중 로드 엔드측의 작동유는, 로드 포트(Rp), 로드측 유로(133), 제1 로드 유로(31), 제2 로드 유로(32)를 거쳐서 제1 배출 포트(D1)에 화살표(V35)와 같이 유도된다. 제1 배출 포트(D1)에 유도된 작동유는, 제1 절결 유로(21), 제1 탱크 포트(T1) 및 제1 배출 유로(135)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V35)와 같이 배출된다(되돌려진다).

이와 같이, 암(105)을 당기면서 버킷(106)으로 굴삭할 때에는, 실린더(117) 중 로드 엔드측의 작동유를, 로드 포트(Rp)로부터 탱크(120)로 되돌릴 수 있다.

이 때문에, 제1 펌프(110A) 및 제2 펌프(110B)의 각 토출 포트로부터 토출된 작동유로, 피스톤 로드(118)를 실린더(117)로부터 화살표(E7)와 같이 압출할 수 있다. 이에 의해, 암(105)을 당기면서 버킷(106)으로 굴삭 시에, 버킷(106)의 굴삭력을 확보하여 건설 기계(100)(도 1 참조)에 의한 굴삭 작업을 효율적으로 실시할 수 있다.

이어서, 독립 미터링 밸브(191)로 암(105)을 누르는 예를 도 16에 기초하여 설명한다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 제1 미터인 스풀(194) 및 제2 미터인 스풀(195)을, 암(105)을 당길 때와 마찬가지로, 각각 제1 공급 위치 및 제2 공급 위치에 보유 지지한다. 이 상태에서는, 미터 아웃 스풀(196)을 화살표(A19) 방향으로 이동하여 제2 배출 위치(도 16에 도시하는 위치)에 배치한다.

미터 아웃 스풀(196)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제1 절결 유로(21)를, 브리지 유로(30)에 통하게 함과 함께, 제1 배출 포트(D1) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)에 통하게 한다. 구체적으로는, 브리지 유로(30)에, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32), 제1 로드 유로(31) 및 로드측 유로(133) 등을 거쳐서 로드 포트(Rp)가 통한다.

또한, 제2 배출 위치에 배치한 미터 아웃 스풀(196)로, 제1 탱크 포트(T1)를 폐색한다.

게다가, 미터 아웃 스풀(126)을 제2 배출 위치에 배치함으로써, 제2 배출 포트(D2)와 제2 탱크 포트(T2)가 제2 절결 유로(22)에 의해 통한다. 이 결과, 제2 탱크 포트(T2)에, 제2 절결 유로(22), 제2 배출 포트(D2), 제2 헤드 유로(34), 제1 헤드 유로(33) 및 헤드측 유로(134) 등을 거쳐서 헤드 포트(Hp)가 통한다.

합류한 작동유는, 제1 절결 유로(21), 제1 배출 포트(D1), 제2 로드 유로(32)를 거쳐서 제1 로드 유로(31)에 화살표(V36)와 같이 유도된다. 제1 로드 유로(31)에 유도된 작동유는, 로드측 유로(133) 및 로드 포트(Rp)를 거쳐서 실린더(117) 중 로드 엔드측에 화살표(V36)와 같이 유입된다.

한편, 실린더(117) 중 실린더 헤드측의 작동유가, 헤드 포트(Hp) 및 헤드측 유로(134)를 거쳐서 제1 헤드 유로(33)에 화살표(V37)와 같이 유도된다. 제1 헤드 유로(33)에 유도된 작동유는, 제2 헤드 유로(34), 제2 배출 포트(D2), 제2 절결 유로(22), 제2 탱크 포트(T2) 및 제2 배출 유로(136)를 거쳐서 탱크(120)에 화살표(V37)와 같이 배출된다(되돌려진다).

이와 같이, 실린더(117)의 로드 엔드측에 작동유를 공급하고, 실린더 헤드측으로부터 탱크(120)에 작동유를 되돌림으로써, 피스톤 로드(118)가 실린더(117)에 화살표(E8)와 같이 인입되어, 암(105)(도 1 참조)이 눌린다.

이상 설명한 바와 같이, 제5 실시 형태에 관한 유압 시스템(190)의 독립 미터링 밸브(191)는, 제4 실시 형태와 마찬가지로, 미터인 스풀로서, 독립한 2개의 제1 미터인 스풀(194)과 제2 미터인 스풀(195)을 구비한다.

이에 의해, 독립 미터링 밸브(191), 유압 시스템(190) 및 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 암(105)을 당기면서 이동할 때나, 굴삭할 때에, 실린더(117)의 헤드 엔드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

또한, 독립 미터링 밸브(191), 유압 시스템(190) 및 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법에 의하면, 암(105)을 누를 때에, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 실린더(117)의 로드 엔드측에 유입하는 작동유의 유량을 고성능으로 조정할 수 있다.

게다가, 제5 실시 형태에 관한 독립 미터링 밸브(191), 유압 시스템(190) 및 유압 액추에이터(111)의 구동 제어 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경을 가하는 것이 가능하다.

예를 들어 상술한 실시 형태에서는, 건설 기계(100)가 유압 셔블인 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 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 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 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, 액추에이터로서 유압 실린더(113, 116)를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어 유압 모터 등의 액추에이터에 본 발명을 적용해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 각 전자 밸브로서 전자 비례 밸브(7, 8, 16, 17)를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어 전기 신호에 기초하여 구동하는 다양한 전자 밸브에 본 발명을 적용해도 된다. 또는, 전자 비례 밸브(7, 8, 16, 17) 대신에, 유압의 파일럿압으로 제1 미터인 스풀(5, 153, 174, 184, 194), 제2 미터인 스풀(6, 154, 175, 185, 195) 및 미터 아웃 스풀(15, 186, 196)을 제어해도 된다.

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

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 유체 시스템으로서 작동유를 사용한 유압 시스템(109, 150, 170, 180, 190)에 대하여 설명하였다. 그러나 이것에 한정되는 것은 아니고, 다양한 유체를 사용한 유체 시스템에 상술한 실시 형태의 구성을 적용할 수 있다. 유체 시스템으로서는, 예를 들어 유체로서 작동유 대신에 물이나 공기를 사용한 시스템을 들 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)을 수납하는 미터인 스풀 수용부로서, 제1 스풀 구멍(10)을 예로 들어 설명하였다. 그러나 미터인 스풀 수용부의 구조는, 구멍에 한정되는 것은 아니다. 미터인 스풀 수용부는, 제1 미터인 스풀(5) 및 제2 미터인 스풀(6)을 수용할 수 있는 공간을 갖는 구조라면 된다.

2, 151, 171, 181, 191: 독립 미터링 밸브(제어 밸브),
3, 173, 183, 193: 밸브 보디(블록체),
5, 153, 174, 184, 194: 제1 미터인 스풀,
6, 154, 175, 185, 195: 제2 미터인 스풀,
10: 제1 스풀 구멍(미터인 스풀 수용부),
11: 제1 미터인 유로,
12: 제2 미터인 유로,
13: 중간부,
15, 186, 196: 미터 아웃 스풀,
21, 22: 제1, 제2 절결 유로(유로),
30: 브리지 유로(공급 유로),
100: 건설 기계,
109, 150, 170, 180, 190: 유압 시스템(유체 시스템),
110A: 제1 펌프,
110B: 제2 펌프,
111: 유압 액추에이터(액추에이터),
113, 116: 유압 실린더(액추에이터),
120: 탱크,
153a, 174a, 184a: 제1 쇼트컷 오목부(오목부),
154a, 175a, 185a: 제2 쇼트컷 오목부(다른 오목부),
Hp: 헤드 포트(급배 포트),
Rp: 로드 포트(급배 포트)

Claims

제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과,
제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과,
상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로를 구비하는, 제어 밸브.
제1항에 있어서, 상기 제1 미터인 스풀 및 상기 제2 미터인 스풀을 통합하여 수용하는 미터인 스풀 수용부를 구비하는, 제어 밸브.
제2항에 있어서, 상기 미터인 스풀 수용부는, 상기 제1 미터인 스풀과 상기 제2 미터인 스풀이 각 미터인 스풀의 축 방향으로 대향하는 사이에 마련되어, 탱크에 통하는 중간부를 갖는, 제어 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀을 구비하는, 제어 밸브.
제4항에 있어서, 상기 제1 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 오목부를 갖는, 제어 밸브.
제5항에 있어서, 상기 제2 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 다른 오목부를 갖는, 제어 밸브.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 미터인 스풀, 상기 제2 미터인 스풀 및 상기 미터 아웃 스풀을 통합하여 마련하는 블록체를 구비하는, 제어 밸브.
제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과,
제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과,
상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와,
상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀과,
상기 제1 미터인 스풀, 상기 제2 미터인 스풀 및 상기 미터 아웃 스풀을 통합하여 마련하는 블록체와,
상기 블록체에 마련되어, 상기 제1 미터인 스풀 및 상기 제2 미터인 스풀을 통합하여 수용하는 미터인 스풀 수용부를 구비하고,
상기 미터인 스풀 수용부는, 상기 제1 미터인 스풀과 상기 제2 미터인 스풀이 각 미터인 스풀의 축 방향으로 대향하는 사이에 마련되고, 탱크에 통하는 중간부를 갖는, 제어 밸브.
제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과,
제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과,
상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와,
상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀과,
상기 제1 미터인 스풀, 상기 제2 미터인 스풀 및 상기 미터 아웃 스풀을 통합하여 마련하는 블록체와,
상기 블록체에 마련되어, 상기 제1 미터인 스풀 및 상기 제2 미터인 스풀을 통합하여 수용하는 미터인 스풀 수용부를 구비하고,
상기 미터인 스풀 수용부는, 상기 제1 미터인 스풀과 상기 제2 미터인 스풀이 각 미터인 스풀의 축 방향으로 대향하는 사이에 마련되어, 탱크에 통하는 중간부를 갖고,
상기 제1 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 오목부를 갖고,
상기 제2 미터인 스풀은, 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 상기 공급 유로를 통하게 하거나, 또는 탱크에 상기 액추에이터의 상기 급배 포트를 통하게 하는 다른 오목부를 갖는, 제어 밸브.
제1 펌프 및 제2 펌프와,
상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프로부터 토출되는 유체에 의해 구동되는 액추에이터와,
상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프와 상기 액추에이터 사이에 마련되어, 상기 액추에이터에 공급되는 상기 유체의 유량 또는 상기 액추에이터로부터 배출되는 상기 유체의 유량을 조정하는 제어 밸브를 구비하고,
상기 제어 밸브는,
제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과,
제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과,
상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와,
상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀을 구비하는, 유체 시스템.
유체 시스템과,
상기 유체 시스템이 탑재되어, 상기 유체 시스템에 의해 구동 제어되는 차체를 구비하고,
상기 유체 시스템은,
제1 펌프 및 제2 펌프와,
상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프로부터 토출되는 유체에 의해 구동되어 상기 차체를 동작시키는 액추에이터와,
상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프와 상기 액추에이터 사이에 마련되어, 상기 액추에이터에 공급되는 상기 유체의 유량 또는 상기 액추에이터로부터 배출되는 상기 유체의 유량을 조정하는 제어 밸브를 구비하고,
상기 제어 밸브는,
제1 펌프에 통하는 제1 미터인 유로를 갖는 제1 미터인 스풀과,
제2 펌프에 통하는 제2 미터인 유로를 갖는 제2 미터인 스풀과,
상기 제1 미터인 유로 및 상기 제2 미터인 유로에 통함과 함께, 액추에이터의 급배 포트에 통하는 공급 유로와,
상기 공급 유로 및 상기 액추에이터의 상기 급배 포트에 통하는 유로를 갖는 미터 아웃 스풀을 구비하는, 건설 기계.
2개의 미터인 스풀의 구동 제어를 행함으로써, 각각 상기 미터인 스풀에 제각각 통하는 2개의 펌프로부터 토출되는 유체의 합류 유량을 조정하는 유량 조정 공정과,
상기 유량 조정 공정에 의해 상기 합류 유량이 조정된 상기 유체를 액추에이터에 공급하고, 상기 액추에이터를 구동하는 유체 공급 공정을 갖는, 액추에이터 구동 제어 방법.