KR850001244B1

KR850001244B1 - 폐회로 유압 전동장치의 플러싱 밸브장치

Info

Publication number: KR850001244B1
Application number: KR8200904A
Authority: KR
Inventors: 에이끼 이즈미; 히로시 와다나베; 유끼오 아오야기; 가즈오 혼마; 기찌오 나까지마
Original assignee: 니시모도 후미하라; 히다찌 겡끼 가부시기 가이샤
Priority date: 1981-03-02
Filing date: 1982-02-27
Publication date: 1985-08-23
Also published as: EP0059406A1; US4531369A; EP0059406B1; JPS57144344A; DE3271304D1; KR830009398A; JPS6128854B2

Abstract

내용 없음.

Description

폐회로 유압 전동장치의 플러싱 밸브장치

제 1 도는 종래의 플러싱 밸브를 이용한 폐회로 유압 전동 장치의 유압회로도.

제 2 도는 내지 제 5 도는 본 발명의 실시예인 유압 전동 장치의 유압 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A, B : 주관로 C : 저압관로

1 : 유압펌프 2 : 유압모터

3, 5, 9 : 릴리프밸브 24, 25 : 파일럿 릴리프밸브

4 : 플러싱밸브 4a : 밸브 본체

4b : 스풀 4c, 4d, 12e, 13e, 14f, 14g : 스프링

4e, 4f, 12f, 13f : 밸브시이트 4g, 4h : 압력실

4i : 출력실 4j, 4k : 입력구

4l : 출력구 6 : 챠지펌프

14h : 공통구 7, 8, 22, 23 : 체크밸브

9 : 챠지압력설정 릴리프밸브 10 : 유체탱크

12, 13 : 포핏밸브 12a, 13a : 입력실

12b , 13b : 출력실 12c, 13c, 14d, 14e : 포핏

12d, 13d : 압력실 12f, 13f : 밸브시이트

14 : 절환밸브 14a, 14b : 압력실

14c : 푸시로드 14i : 절환실

14j, 14k : 절환구 14, 16 : 드로틀

17, 18 : 압력센서 19 : 제어장치

20 : 방향조절밸브 26 : 유압실린더

27 : 피스톤

본 발명은 유압폐회로내에서 서로 접속된 가변용량 유압펌프 및 유압액튜에이터를 포함하는 유압전동장치 특히 압유의 새로운 공급으로 폐회로내의 작동유를 복귀시키기 위해 챠지펌프 등의 압유보충장치와 협동하여 동작하고 폐회로내의 유압전동장치에 이용된 플러싱밸브에 관한 것이다.

본 발명의 플러싱 밸브장치는 유압 쇼벨(Shovel)의 설비에 있어서 적당하다.

종전의 페회로 유압전동장치는 폐유압회로의 양 주관로중의 한 관로에 각각 접속된 양 입력구와 작동유 탱크에 접속된 한 출력구 및 양 주로로의 한 주관로로부터 압력을 각각 받는 양단을 가지고, 출력구와 연통되는 양 입력구중의 한 압력구의 위치에서 압차에 의해 움직이는 스풀(Spool)을 구비하는 스풀형 플러시 밸브등으로 구성된다. 이런 형태의 플러싱 밸브는 주관로 간에 설정된 압차가 발생할 때 고압측의 주관로에 접속된 입력구를 스풀로 차단되게 하고 저압측의 주관로에 접속된 입력구를 작동유 탱크와 연동되게 하여 주관로에 있는 작동유의 일부를 탱크내로 토출시킨다.

종래의 스풀형 플러싱 밸브에 있어서, 플러싱 밸브의 몸체와 스풀간의 틈을 통해 고압측의 주관로로부터 압유의 누출로 인한 유압모터의 슬립(Slip)을 방지하고 저압측의 주관로에 연통하고 있는 입력구와 탱크에 접속된 출력구간의 통로면적을 증대시키기 위해서 큰 행정의 스플을 갖는 것이 일반적으로 이용되었다. 이것은 종래 플러싱 밸브가 한 입력구를 출력구와 연동시키는 제 1 의 위치에서 옳기는 시간을 오래 결리게 했었다. 다시 말하면, 종래의 프러싱 밸브는 스위칭 시간이 길었다. 이것은 때때로 폐회로 유압전동장치에 있어서 주관로의 내부압력이 급격한 변화를 일으킨다.

예를 들면 압유가 유압모터를 구동하기 위해 유압펌프로부터 높은 관성의 부하에 접속된 유압모터에 공급될 경우, 유압펌프의 토출측에 접속된 주관로는 고압측 주관로가 되고 흡입측에 접속된 주관로는 저압측 주관로가 된다. 만일 유압모터의 회전을 정지시키기 위해 유압펌프에 의해 토출된 압유의 양을 급격히 감소시키면 그 때 유압모터는 유압모터에 접속된 주관로가 순간적으로 고압측 주관로로 되고 고압측 주관로였던 펌프토출측에 접속된 주관로가 순간적으로 저압측 주관로로 되는 결과를 가져온다.

종래의 플러싱 밸브는 주관로의 내부압력의 급격한 변화를 따를 수가 없기 때문에 저압측 주관로가 고압측 주관로로 된 후일지라도 주관로는 플러싱 밸브를 경유하여 탱크와 연통되는 상태로 있게 된다.

그래서 고압작동유가 탱크로 토출되고 유압모터는 정지하지 않고 계속 회전된다.

더욱이 가변용량 유압펌프가 토출된 압유의 양을 감소시켰음에도 불구하고 유압모터는 그 때까지 회전되었던 속도로 회전할려고 하므로 유압모터로 흐르는 압유의 양은 감소되고 펌프토출측에 접속된 주관로내의 압력은 부압이 되므로 공동현상이 나타나며 유압모터에 손산을 주는 원인이 된다. 이러한 사고를 방지하기 위해서 공동현상의 발생을 방지하는데 충분한 높은 압력으로 압유를 주관로에 보충하기 위해 챠지펌프의 용량을 증가시키거나 가변용량 유압펌프에 의해 토출되는 압유량의 변화율을 감소시키는 것이 일반적으로 사용되어 왔다. 그러나 챠지펌프의 용량을 증가시키는 것은 에너지손실이 많고 설계에 문제가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 가변용량 유압펌프에 의해 토출된 압유량의 변화율 감소는 작업능률을 저하시킨다.

따라서 본 발명의 목적은 종래의 상기한 결점이 없는 고속으로 절환되고 압유의 누출이 적은 새로운 플러싱 밸브장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의하면 가변용량 유압펌프와, 유압액튜에이터와, 페유압회로내에 가변용량 유압펌프와 유압액튜에이테를 접속하는 제 1 및 제 2 주관로와, 유체탱크와, 그 유체탱크에서 작동유를 보충하기 위해 제 1 및 제 2 주관로에 접속된 유체 보충장치와, 제 1 및 제 2 주관로와 유체탱크간에서 삽입되고 설정된 압차가 제 1 및 제 2 주관로간에 발생된 경우 저압측에 있는 주관로를 유체탱크와 연통시키고 고압측에 있는 주관로를 차단상태에 있게 하는 플러싱 밸브장치로 이루어지는 폐회로 유압전동장치에 있어서,

상기 플러싱 밸브장치가 제 1 주관로와 유체탱크간에 위치하여 이들을 서로 개방 및 차단상태로 하기 위한 제 1 포핏밸브와, 제 2 주관로와 유체탱크간에 위치하여 이들을 개방 및 차단상태로 하기 위한 제 2 포핏밸브 와 포핏밸브를 차단상태에서 고압측의 주관로와 연통상태에 있게 하고 개리상태에서 저압측의 주관로와 연통상태로 있게 하기 위해 제 1 및 제 2 주관로간의 압력차에 응답하기 쉬운 압차응답장치로 이루어져 있는것을 특징으로 한다.

본 발명의 상세한 실시예를 설명하기 전에 종래의 플러싱 밸브를 갖추고 있는 폐회로 유압전동장치를 제 2 도에 나타낸 도면에 의거하여 설명하면, 폐회로 유압전동장치는 가변용량 유압펌프(1), 유압액튜에이터 또는 유압모터(2), 폐유압회로내에 함께 가변용량 유압펌프(1)와 유압모터(2)에 접속되는 양 주관로(A), (B)를 포함한다. 양 주관로(A), (B)는 설정된 허용할 수 있는 최대압력을 초과하는 것으로부터 일정한 압력을 유지시키기 위해 양 주관로(A), (B)의 내부압력을 조절하는 교차릴리프(crossover relief)밸브(3)와, 양주관로(A), (B)중의 한 관로를 유체탱크(10)와 연통하는 저압측관로(C)에 연통되도록 하는 플러싱 밸브(4)와 유체탱크와의 사이에 설치된 릴리프 밸브(5) 등을 갖고 있다. 또한 양 주관로(A), (B)에는 챠지펌프(6)를 구비하는 유체보충장치 및 체크밸브(7), (8)와 챠치압력의 설정 릴리프 밸브(9)가 접속되어 있다. 플러싱밸브(4)는 본체(4a), 스폴(4b), 스프링(4c), (4d), 시이트(4e), (4f), 압력실(4g), (4h), 출력실(4i), 입력구(4j), (4k), 출력구(4l)를 포함한다. 가변용량 유압펌프(1)가 유압모터(2)를 구동하기 위해 동작되고 주관로(A)가 고압측의 주관로가 된다고 가정하면, 이 때의 압력차는 압력실(4g), (4h)간에 발생되고, 제 1 도에서 스풀(4b)을 우측으로 이동시키는 원인이 된다.

이것은 입력구(4j)를 출력구(4l)와 차단시키고, 입력구(4k)를 출력구(4l)와 연통시킨다. 이와 같이 주관로(A)는 차단되고 주관로(B)는 릴리프 밸브(5)를 갖는 저압관로(C)와 연통된다. 주관로(B)의 내부압력이 릴리프 밸브(5)에 설정되어 있는 압력레벨 이상으로 높아지면 주관로(B)내의 압유는 유체탱크(10)로 되돌아간다.

반면에 주관로(A), (B)의 내부압력이 릴리프 밸브(9)에 설정된 압력 레벨보다 저압이면 압유는 챠크펌프(6)에 체크밸브(7 또는 8)를 경유하여 주관로(A 또는 B)에 새롭게 공급된다. 릴리프 밸브(9)에 설정된 압력레벨이 릴리프밸브(5)에 설정된 압력레벨보다 높아지면 챠지펌프(6)는 고압측의 주관로(A) 또는 저압측의 주관로(B)에 압유를 공급하고 유압모터(2)로부터 토출된 압유는 변위량만큼 상당하는 량만큼 플러싱밸브(4)를 경유하여 유체탱크로 되돌아간다.

상술한 바와 같이 신장된 스풀을 갖는 종래의 실시예에서 스풀형 플러싱밸브(4) 때문에 스위칭 시간이 길어지고 따라서 유압전동장치는 저 응답특성을 갖고 공동형상이 발생할 위험을 갖게 된다. 이와 같은 결점은 필연적으로 대형의 챠지펌프를 사용한다.

제 2 도에서 참조부호(11)로 나타낸 플러싱 밸브장치는 양 포핏(poppet)밸브(12), (13), 절환밸브(14) 및 양드로틀(throttle)(15)(16) 등으로 구성된다. 포핏밸브(12), (13)는 주관로(A), (B)에 각각 접속된 입력실(12a), (13a), 저압관로(C)에 접속된 출력실(12b), (12b), 밸브시이트(12f), (13f), 입력실(12a), (13a)과 출력실(12b), (13b)의 연통을 각각 개페하는 밸브이트(12f), (13f)와 협동하는 포핏(12c), (13c), 밸브시이트(12f), (13f)를 각각 동일방향으로 밀어내기 위해서 포핏(12c), (13c)에 동작하는 압력을 정하는 압력실(12d), (13d) 및 밸브시이트(12f), (13f)측으로 포핏(12c), (13c)을 강압하는 스프링(12e), (13e) 등을 구비하고 있는

포핏(12c), (13c)은 압력실(12a), (13a)의 내부 압력에 의해 각각 밸브시이트(12f), (13f)로부터 떨어지도록 배열된다. 스프링(12e), (13e)은 압력실(12d), (13d)이 유체탱크(10)와 연통되면 포핏(12c), (13c)은 설정압력 레벨이 입력실(12a), (13a) 또는 주관로(A), (B)의 내부압력에 의해 초과될 때까지 밸브시이트(12f), (13f)와 각각 접촉을 유지하는 식으로 무부하로 된다.

다시 말하면 포핏밸브(12), (13)의 스프링(12e), (13e)은 저압측에 있는 주관로에 있는 주관로에 대해서는 최대의 압력을 설정한다. 포핏밸브(12), (13)를 개방하기 위해 설정된 압력은 유체보충장치의 릴리프밸브(9)를 개방하기 위해 설정된 압력보다 저레벨의 압력으로 설정되어 있다.

절환밸브(14)는 각각 주관로(A), (B)에 서로 접속된 압력실(14a), (14b), 푸시로드(14c)를 통해 압력을 서로 압력실(14a), (14b)내에 밀어내는 양 포핏(14d), (14e), 주관로(A), (B)간에 압력차가 없을 경우 중립위치에 포핏(14d), (14e)을 복귀시키기 위한 약한 스프링(14f), (14g), 저압관로(C)에 접속된 공통구(14h), 절환실(14i), 및 포핏밸브(12), (13)의 각각의 압력실(12d), (13d)에 접속된 절환구(14j), (14k) 등으로 구성된다. 푸시로드(14c)는 한 포핏(14e)이 근접 절환구(14k)를 공통구(14h)와 차단되는 상태의 위에 있을 때 다른 포핏(14d)이 근접절환구(14i)를 공통구(14h)와 연통되는 상태의 위치에 배치될 수 있을 정도로 일정한 길이를 갖는다. 드로틀(15)와 주관로(A)와 포핏밸브(12)의 압력실(12d)을 접속하는 통로중에 설치되고, 드로틀(16)은 주관로(B)와 포핏밸브(13)의 압력실(13d)을 접속하는 통로중에 설치된다. 절환밸브(14)와 드로틀(15), (16)은 포핏밸브(12), (13)를 제어하기 위해 주관로(A), (B) 사이의 압차에 응답하는 압차응답장치를 구성한다.

제 2 도에 나타난 본 실시의 동작에 대해 설명한다. 주관로(A), (B) 사이에 압차가 없으면 절환밸브(14)는 절환실(14i)을 경유하는 양 절환구(14j), (14k)와 연통하는 공통구(14h)와 중립위치에 있다. 이것은 포핏밸브(12), (13)의 압력실(12d), (13d)을 저압관로를 경유하는 유체탱크(10)와 연통상태에 있게 한다. 비록 압력실(12d), (13d)이 각각 주관로(A), (B)와 연통하고 있어도 압력실(12d), (13d)내의 압력은 드로틀(15), (16)이 주관로(A), (B)와 압력실(12d), (13d) 사이에 각각 적당한 압력강하를 발생시키기 때문에 유체탱크와 거의 동일한 레벨로 감소된다. 압력실(12d), (13d)이 유체탱크(10)에 접속되고, 압력실(12d), (13d)내의 압력이 유체탱크(10)이 압력과 거의 동일하게 되는 포핏밸브(12), (13)의 상태를 개리상태라 칭한다.

이러한 상태에 있어서 주관로(A), (B)의 내부압력 즉 입력실(12a), (13a)의 내부압력은 각각의 포핏밸브(12), (13)의 스프링(12e), (13e)에 의해 설정된 충격압력 이상으로 상승되고 포핏(12c), (13c)은 입력실(12a), (13a)과 출력실(12b), (13b)이 각각 연통하도록 각각의 밸브시이트(12f), (13f)와의 접촉으로부터 해제되거나 포핏밸브(12a), (13a)를 개구한다. 이와 같이 주관로(A), (B)는 압유를 주관로(A), (B)로부터 유체탱크(10)내로 토출하도록 유체탱크(10)와 연통된다. 이러한 상태는 예를 들면 유압펌프(1)에 의한 토출량이 0(zero)으로 감소되고 유압모터(2)가 챠지펌프(6)만이 작동하는 동작하지 않을 때 나타낸다.

이 상태에서 유압모터(2)의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 가변용량 유압펌프(1)는 주관로(A)에 압유를 토출하는 식으로 작동한다. 유압펌프(1)에 의해 주관로(A)에의 압유의 토출은 주관로(A)의 내부압력을 상승시킨다. 주관로(A)의 상승내부압력이 포핏밸브(12)의 충격압력 레벨에 이르기 전에 절환밸브(14)는 포핏밸브(12)의 압력실(12d)이 유체탱크(10)와 차단상태에 있도록 주관로(A, B)의 압력차에 의해 제 2 도에서 우측으로 이동하는 원인이 되는 한편 포핏밸브(13)의 압력실(13d)은 유체탱크와 연통하고 있다.

포핏밸브(12)의 압력실(12d)이 드로틀(15)을 경유에서 주관로(A)에 접속되므로, 주관로(A)의 내부압력은 압력실(12d)에 전해진다. 이와 같이 포핏밸브(12)의 포핏(12c)은 압력실(12d) 또는 주관로(A)의 내부압력과 스프링(12e)의 바이어스힘의 조화에 의해 밸브시이트(12f)에 대해 힘을 받는다. 그것에 의해 입력실(12a)의 내부압력이 충격압력 레벨보다 상승되더라도 포핏밸브(12c)가 밸브시트(12f)와의 떨어짐을 방지한다. 이러한 상태를 차단상태라 칭한다.

상기한 바와 같이 주관로(A)의 내부압력의 상승은 즉시 주관로(A)와 결합된 포핏밸브(12)를 차단상태에 있게 하므로 주관로(A)내의 모든 압유는 유압모터의 회전이 일정하도록 유압모터(2)에 토출된다.

반면에 주관로(B)와 결합된 포핏밸브(13)는 개리상태로 유지되므로, 챠지펌프(6)로부터 새로운 압유공급이 주관로(B)로부터 포핏밸브(13)를 경유하여 유체탱크(10)로 압유가 흐르도록 충격압력레벨보다 높게 주관로(B)의 내부압력을 상승시킬 때 포핏밸브(13)가 개리된다.

이 상태에서 유압펄프(1)에 의한 압유의 송출량이 유압모터(2)를 정지시키기 우해 급격히 감소된다는 것을 가정한다. 그 결과 유압모터(2)에 의해 구동되었던 부하는 그 관성에 의해 유압모터(2)를 구동할려고 한다. 이것은 유압펌프(1)의 흡입측에 접속된 주관로(B)의 내부압력을 급격히 상승시키고, 저압을 가지며 주관로(A)를 고압측에서 저압측으로 변화시킨다. 이러한 주관로(A), (B)의 내부압력의 변화는 바로 절환밸브(14)에 전달되므로 주관로(A)와 결합된 포핏밸브(12)를 개리상태에 있게 하고 주관로(B)와 결합된 포핏밸브(13)를 차단상태에 있게 한다. 이들은 적은 량의 이동으로 큰 유체통로가 충분하게 차단된 위치에서 개리된 위치로 절환할 수 있기 때문에 포핏밸브(12), (13)의 고속 스위칭 시간을 갖는다.

이와 같이 포핏밸브(12), (13)는 고압측에 있는 주관로를 주관로(A), (B)의 내부압력의 급격한 변화에 따라 빠르게 유체탱크(10)와 차단상태에 있게 한다. 이 방법에 있어서, 유압모터(2)의 감속은 유압펌프(1)에 의한 송출량의 급격한 저하에 빨리 응답함으로써 달성할 수 있고, 종래의 스풀형 플러싱밸브를 사용하는 유압전동장치에 흔히 있는 일이지만 저레벨에서 고레벨로 압력의 급격한 변화가 발생하는 주관로에서 프러싱 밸브를 통해 고압유체의 토출에 기인한 폐회로내의 작동유의 결핍때문에 생길 수도 있는 저업측에 있는 주관로내의 공동현상을 방지할 수 있다. 또 포핏밸브(12), (13)가 압단상태에 있을 때 포핏밸브(12), (13)는 입력실(12a), (13a)과 출력실(12b), (13b)간의 연통을 안전한게 차단할 수 있기 때문에 포핏밸브를 통해 고압측의 주관로로부터 누출하여 유체탱크(10)내로 토출되는 압유의 위험이 제거된다.

제 3 도에 나타낸 본 발명의 다른 실시예는 압차의 응답장치로써 전기적으로 작동하는 장치를 사용한 것이다. 압차의 응답장치는 압력센서(Sensor)(17), (18), 제어장치(19) 및 솔레노이드로 동작되는 방향조절밸브(20) 등으로 구성된다. 참조부호(21)는 전원을 나타낸다. 압력센서(17), (18)는 주관로(A), (B)의 내부압력을 전기적 신호를 변환시키기 위해 동작되고 입력된 전기신호간의 압차를 감지하는 제어장치(19)에 동일하게 공급하여 포핏밸브가 개리상태에 있게 할 것인가 차단상태에 있게 할 것인가를 결정한다.

주관로(A)가 고압측에 있거나 주관로(A), (B)간에 압차가 없을 때 제어장치(19)는 제 3 도에 나타낸 위치에 방향조절밸브(20)를 유지하고 체크밸브(22)를 경유해서 주관로(A)와 포핏밸브(12)의 압력실(12d)이 연통하는 한편, 저압관로(C)를 경유해서 유체탱크(10)와 포핏밸브(13)의 압력실(13d)이 연통한다. 주관로(B)가 고압측에 있을 경우 제어장치(19)는 제 3 도에 나타낸 위치로부터 다른 위치로 방향조절밸브(20)를 스위칭함으로써 저압관로(C)를 경유하여 유체탱크(10)와 포핏밸브(12)의 압력실(12d)을 연통하고, 체크밸브(23)를 경유해서 주관로(B)와 포핏밸브(13)의 압력실(13d)을 연통한다.

이와 같이 고압측의 주관로와 연통된 포핏밸브(12 또는 13)는 차단상태로 되고 저압측의 주관로와 연통된 포핏밸브(13 또는 12)는 개리상태로 되므로 포핏밸브는 특히 주관로의 압력이 충격압력 레벨보다 높게 상승할 때 개리된다.

본 실시예는 미세한 압력차라도 감지하여 방향조절밸브(20)를 스위칭할 수 있다.

제 4 도에 나타낸 또 다른 실시예는 제 2 도에 나타낸 바와 같이 포핏밸브(12), (13), 절환밸브(14) 및 드로틀(15), (16) 등을 포함한다. 이외에도 제 4 도에 나타낸 실시예는 출구 또는 저압관로(C)에 드로틀(15), (16)을 접속하고 있는 통로를 구비한다.

그러나 제 2 도에 나타낸 교차 릴리프밸브(3)는 제 4도에서는 필요로 하지 않는다.

압력실(12a), (13a)에 작용하는 주관로 압력이 허용가능한 최대압력에 도달할 때까지 페회로 내의 포핏(12c), (13c)을 유지하는데 충분한 고압이 각각 포핏밸브(12), (13)의 압력실(12e), (13e)내에 유지될 수 있을 정도로 파일럿 릴리프밸브(24), (25)의 설정압력은 값을 갖는다.

이와 같이 주관로(A 또는 B)의 내부압력이 파일럿 릴리프밸브(24 또는 25)의 설정압력을 초과할 경우에 파일럿 릴리프밸브(24 또는 25)가 열리므로 포핏밸브(12 또는 13)의 압력실(12d), (13d)내에 전해진 압력은 상기한 설정압력으로 유지된다. 한편 주관로(A 또는 B)작 내부압력이 포핏밸브(12 또는 13)의 입력실(12a 또는 13a)에 의용하므로 허용할 수 있는 최대압력이 주관로(A 또는 B)의 내부압력에 의해 초과될 경우 포핏밸브(12 또는 13)는 열린다.

이와 같이 플러싱밸브장치(11)가 평형을 이루는 피스톤형 릴리프밸브와 같은 기능을 갖게 함으로써 작은 용량의 파일럿 릴리프밸브(24), (25)를 이용하여 용량(제 1 도 내지 제 3 도에 도시)이 큰 교차 릴리프밸브(3)를 이용할 필요가 없게 된다.

제 2 도 내지 제 4 도에 나타낸 저압관로(C), (C')는 직접 유체탱크(10)에 연결되고 압력감소장치가 구비되어 있지 않으므로 압력실이 저압관로(C), (C')를 통해 유체탱크(10)와 연통되어 있을 경우 포핏밸브(12), (13)의 압력실(12d), (13d)내의 압력은 탱크(10)와 동일한 압력레벨로 감소된다. 그러나 본 발명은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다.

제 1 도에서 참조부호(5)로 도시한 것과 같은 적당한 릴리프밸브 또는 적당한 드로틀이 저압관로(C 또는 C')에 사용될 수 있기 때문에 압력실이 탱크와 연통되고 있을 경우 유체탱크(10)내의 압력보다 높게 설정된 압력은 포핏밸브의 압력실내에 유지된다. 만약 이런 경우라면 포핏밸브의 스프링(12e), (13e)의 무부하는 감소될 수 있다.

본 발명에 의한 플러싱 밸브장치는 유압펌프를 갖고 있는 폐유압전동장치뿐만 아니라 편로드 실린더를 갖고 있는 폐유압전동장치에 이용할 수 있다. 제 5 도에 나타낸 본 발명 실시예에 있어서 편로드 실린더(26)는 제 4 도에 나타낸 실시예의 유압모터(2) 대신에 사용된다. 또한 제 5도의 실시예에 있어서, 포핏밸브(12), (13) 및 절환밸브(14)에 접속된 저압관로(C)는 챠지펌프(6)의 토출관로에 접속되어 있기 때문에 그것은 릴리프밸브(9)를 통해 유체탱크(10)에 접속된다. 어큐뮤레이터(accumulator)(28)도 챠지펌프(6)의 토출관로에 접속된다.

제 5 도의 본 실시예의 동작을 설명한다.

유압펌프(1)는 유압실린더(26)의 피스톤(27)을 우측으로 움직이기 위해 주관로(A)에 압유를 토출하고, 주관로(A)가 고압측 주관로라면 주관로(B)가 저압측 주관로라고 가정한다. 이 때에 고압측 주관로(A)에 접속된 포핏밸브(12)는 주관로(A)내의 압력이 압력실(12d)로 전해지는 차단상태에 있고 한편 저압측 주관로(B)에 접속된 다른 포핏밸브(13)는 압력실(13d)내의 압력이 릴리프밸브(9)의 릴리프압력에 의해 결정된 챠지펌프(6)의 토출압력과 거의 동일한 개리상태에 있다. 피스톤(27)이 핀로드 실린더(26)내부로 복귀될 경우(제 5 도에 우측으로 동작), 압유는 로드측과 편로드실린더(26)의 저면측 사이의 면적차에 의해 실린더 로드측을 통해 주관로(A)에서 실린더에 전해진 많은 량의 압유는 실린더 저면측을 통해 실린더에서 주관로(B)로 토출된다.

이것은 주관로(A), (B)를 포함하는 폐유압 회로내의 작동유중에 초과량을 발생시키는 원인이 되고 저압측의 주관로(B)내에 압력상승을 일으키게 되는 결과가 된다. 주관로(B) 또는 포핏밸브(13)의 입력실(13a)의 압력이 스프링(13e)에 의해 결정된 포핏밸브의 충격압력 및 압력실(13d)의 압력 이상으로 상승할 경우, 포핏밸브(13)는 저압측 주관로(B)에서 저압관로(C)로 토출된 초과의 작동유를 토출하기 위해 개리된다. 저압관로(C)내로 흐르는 초과의 작동유의 일부는 릴리프밸브(9)를 통해 유체탱크(10)에 토출되고 잔량은 어큐뮤레이터(28)내에 저장된다.

유압펌프(1)의 유동율이 유압실린더(26)의 피스톤의 움직임을 정지시키기 의해 급격히 감소될 경우, 주관로(A) 및 (B)의 압력이 급격히 변화한다. 재 2 도의 실시예에서 설명한 바와 같이 플러싱 밸브장치(11)는 주관로의 압력변화에 따라 신속하게 응답할 수 있다. 이와 같이 유압실린더(26)는 유압펌프에서 토출된 유체의 유동을 변화에 응답하여 신속히 동작한다.

이와 반대로 피스톤(27)이 좌측으로 움직일 동안 폐유압회로내에 작동유의 부족현상이 일어난다. 작동유는 어큐뮤레이터(28)와 챠지펌프(6)에서 공급된다. 어큐뮤레이터(28)의 이용은 챠지펌프(6)의 공동현상을 감소시킬 수 있다.

상기 설명에서 분명해진 것과 같이 제 5 도에 나타낸 본 실시예는 유압전동장치의 응답성을 개선시킬 수 있고 제 2 도 내지 제 4 도에 나타낸 실시예 등의 플러싱밸브장치(11)의 고속스위칭 속도를 이용함으로써 공동현상의 발생을 피할 수 있다. 또한 제 5 도의 실시예는 이하 설명하는 바와 같은 장점을 갖는다.

편 로드 실린더(26)의 피스톤(27)이 우측방향으로 움직이는 동작은 작동유중에 초과량을 발생시키는 원인이 되고, 저압관로(C)로 한 포핏밸브중의 하나를 통해 토출된다. 편로드 실린더(26)의 피스톤(27)이 실린더(26)내로 복귀(제 5 도에 우측으로 이동)되는 시간 동안 부하가 가해진 방향이 갑자기 역전될 수도 있다는 것은 가능하다. 예를 들면, 부하가 피스톤(27)에 의해 구동되는 동안 피스톤(27)이 부하에 의해 부주의하게 밀려질 수도 있다. 이러한 현상이 발생되면 고압측의 주관로(A)는 저압측으로되고 저압측의 주관로(B)는 고압측으로 된다.

제 1 도에서 나타낸 종래의 스풀형 플러싱밸브(4)가 플러싱밸브장치(11) 대신으로 이용되었다면 스위칭은 주관로의 압력의 변화에 따라 제 1 도에 나타낸 중립위치를 통해 지나는 플러싱밸브(4)와 같이 이루어졌을 것이다.

그러나 플러싱밸브(4)가 중립위치에 있을 경우에 양 입력구(4j), (4k)는 둘 다 출력구(4l)와 차단상태에 있게 되므로 실린더(26)내의 피스톤(27)의 복귀로 인해 발생된 초과의 압유는 유출될 곳이 없고 폐유압회로 내에 감금된다.

이와 같이 피스톤(27)은 급격히 정지상태에 있게 되고 과도한 고압이 페유압 회로내에 발생되어 정동장치에 충격을 준다.

제 5 도에 나타낸 본 실시예에서 플러싱밸브장치(11)가 스위칭될 동안 또는 전환밸브(14)가 중립위치에 있을 경우, 포핏밸브(12), (13)의 압력실(12d), (13d)은 저압관로(C)와 연통된다. 이와 같이 주관로(A), (B)의 압력이 포핏밸브(12), (13)의 충격압력보다 높아질 때, 압유는 주관로(A), (B)에서 유체탱크(10)로 흐르게 되어 폐유압회로내에 초과의 압유가 감금(監禁)되는 것을 방지할 수 있다.

제 5 도의 실시예에서 저압관로(C)는 릴리프밸브(9)를 통해 유체탱크(10)에 접속된다. 그러나 저압관로(C)는 유체탱크(10)에 직접 접속된다는 것에 주의해야 한다.

제 2 도, 제 4 도 및 제 5 도읜 실시예에 있어서 절환밸브(14)가 중립위치에 있을 경우 저압관로(C)는 양포핏밸브(12), (13)의 압력실(12d), (13d)과 연통된다. 그러나 본 발명은 이러한 배치에 한정되는 것이 아니고 저압관로(C)는 원하는 효과를 달성하기 의해 그들의 한 압력실에 접속되어도 좋다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 포핏밸브는 각각의 주관로와 유체탱트 사이에 장착되고 압차응답장티가 포핏밸브를 차단상태로 고압측 주관로와 연통하고, 포핏밸브를 개리상태로 저압측 주관로와 연통하는데 이용된다는 것을 알게 될 것이다.

이러한 특징으로 인해 플러싱 밸브장치의 스위칭 속도가 빨라지고 압유의 누출을 극소화할 수 있다. 이와 같이 챠지펌프의 용량을 증가시키지 않고 공동현상의 발생을 방지하거나 가변용량 유압펌프에 의해 토출량의 변화율을 감소시킬 수 있다.

Claims

가변용량 유압 펌프(1)와 유압 엑튜에이터에 접속되고 있는 제1, 제2주관로(A, B), 유체탱크(10), 및 상기 유체탱크에서 작동유를 보충하는 상기 제1, 제2주관로(A, B)에 접속된 압유보충장치와, 상기 제1, 제2주관로(A, B)와 유체탱크(10) 사이에 삽입된 플러싱밸브장치와 설정된 압차레벨이 제1, 제2주관로(A, B)에 발생될 경우 유체탱크(10)와 연통하는 저압측의 주관로와 유체탱크(10)와 차단되는 고압측의 주관로등을 구비하는 폐회로 유압전동장치에 있어서, 제1주관로(A)와 유체탱크(10)가 서로 개폐되도록 주관로(A)와 유체탱크(10) 사이에 위치하는 제1포핏밸브(12)와, 제2주관로(B)와 유체탱크(10)가 서로 개폐되도록 주관로(B)와 유체탱크(10) 사이에 위치하는 제2포핏밸브(13) 및 차단상태에서 고압측의 주관로(A)와 포핏밸브를 연통하고 개방상태에서 저압측의 주관로(B)와 연통시키기 위한 제1주관로(A)와 제2주관로(B) 사이의 압차에 따라 응답하는 압차응답장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐회로 유압전동장치의 플러싱밸브장치.
제1항에 있어서 상기 포핏밸브(12, 13)가 주관로에 접속된 입력실(12a), (13a), 유체탱크(10)에 접속된 출력실(12b, 13b), 상기 입력실(12a, 13a)과 출력실(12b, 13b), 사이에 삽입된 밸브시이트(12f, 13f), 상기 입력실(12a, 13a)과 상기 출력실(12b, 13b)이 서로 연통이 개폐되도록 상기 밸브시이트(12f, 13f)와 협동하며, 밸브시이트(12f, 13f)에서 떨어진 방향으로 입력실(12a, 13a)의 내부압력에 의해 밀어내는 포핏(12c, 13c), 스프링(12e, 13e)의 바이어스 힘에 의해 상기 밸브시이트(12f, 13f)측으로 이동되도록 상기 포핏(12c, 13c)을 밀어내는 스프링장치(12e, 13e)를 각각 구비하고 있고, 상기 압차응답장치가 주관로와 결합된 포핏밸브의 압력실내에 고압측의 주관로내의 압력과 거의 동일한 고압을 설정하고, 설정된 저레벨로 다른 포핏밸브의 압력실내의 압력을 해제시키도록 제1과 제2의 주관로(A, B) 사이의 압차에 응답하기 쉬운 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐회로 유압전동장치의 플러싱밸브장치.
제2항에 있어서 상기 압차응답장치가 제1포핏밸브(12)의 압력실(12d)에 제1주관로(A)를 접속하고 드로틀(15)을 취부하는 제1통로와, 제2포핏밸브(13)의 압력실(13d)에 제2주관로(B)를 접속하고 드로틀(16)을 취부하는 제2통로와, 제1 및 제2포핏밸브(12, 13)의 압력실중의 하나를 유체탱크(10)와 연통되도록 주관로(A, B)간의 압차에 의해 작동되는 절환밸브(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐회로 유압전동장치의 플러싱밸브장치.
제3항에 있어서 상기 절환밸브(14)가 절환실(14i), 상기 절환실(14i)을 유체탱크(10)와 연통시키는 공통구(14h)와 상기 절환실(14i)을 상기 제1포핏밸브(12)의 압력실(12d)과 연통시키는 제1절환구(14j)와 상기 절환실(14i)을 상기 제2포핏밸브(13)의 압력실(13d)과 연통시키는 제2절환구(14k)와 상기 공통구(14h)를 각각 제1절환구(14j) 및 제2절환구(14k)와 각각 연통을 개폐하도록 상기 절환실의 반대측단부에 마주보게 위치한 제1포핏 및 제2포핏(14d, 14e)와 상기한 포핏중의 하나가 그 포핏에 근접한 절환구를 근접해서 공통구(14h)와 차단될 때 상기 다른 한 포핏을 공통구(14h)와 연통시키도록 제1포핏 및 제2포핏을 서로 접속하는 접속장치와, 제2포핏(14e)과 동일한 방향으로 바이어스하기 위해서 제1포핏(14d)에 제1주관로(A)의 압력을 가하도록 작용하는 제1압력실(14a)과 제1포핏(14d)과 동일한 방향으로 바이어스하기위해서 제2포핏(14e)에 제2주관로(B)내의 압력을 가하도록 작용하는 제2압력실(14b)을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐회로 유압전동장치의 플러싱밸브장치.
제2항에 있어서, 상기 압차응답 수단장치가 두 개의 입력구 및 두 개의 출력구를 갖는 솔레노이드로 동작되는 방향조절밸브(20)와 각각의 체크밸브를 통해 두 개의 입력구중의 한 입력구를 두 개의 주관로에 접속하는 제1통로와, 다른 입력구를 유체탱크(10)에 접속하고 있는 제2통로와, 상기 제2(12) 및 제2포핏밸브(13)의 압력실에 상기 두 개의 출력구를 각각 접속하고 있는 제3통로 및 제4통로와, 주관로(A 및 B) 중의 한 관로내의 압력을 전기신호로 변화시키는 압력센서(17), (18) 및 솔레노이드로 동작되는 방향조절밸브(20)를 제어하기 위해 압력센서로부터의 전기신호로 응답하는 제어장치(19)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐회로 유압전동장치의 플러싱밸브장치.
제3항 또는 제4항에 있어서 유체탱크(10)의 저면단부에 드로틀(15), (16)에 각각 접속하는 부가통로와 상기 부가통로중의 한 통로에 각각 설치된 파이롯트 릴리프밸브(24), (25)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐회로 유압전동장치의 플러싱밸브장치.
제2항에 있어서 상기 유압액튜에이터가 편로드 실린더(26)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐회로 유압전동장치의 플러싱밸브장치.