WO2014200131A1 - 건설기계용 유량 제어밸브 - Google Patents

건설기계용 유량 제어밸브 Download PDF

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WO2014200131A1
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control valve
signal pressure
hydraulic
orifice
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PCT/KR2013/005257
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박성복
최진윤
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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    • F15B2211/30525—Directional control valves, e.g. 4/3-directional control valve

Definitions

  • the present invention relates to a flow control valve for a construction machine, and more particularly, to a flow control valve for a construction machine that can control the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator.
  • Flow control valve for construction machinery that controls the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 1 to the hydraulic actuator 2 (for example, a boom cylinder) at the time of switching by applying the signal pressure from the remote control valve A (RCV).
  • a spool 10 which is internally switchable to the valve body 9 and selectively communicates the supply passage 6 and the actuator port 7 or 8 when switching by applying a signal pressure.
  • the hydraulic oil from the hydraulic pump 1 is supplied to the hydraulic actuator 2 through one actuator port 7 by switching, and the hydraulic oil discharged from the hydraulic actuator 2 is supplied to the hydraulic oil tank through the other actuator port 8. Can be returned as (T).
  • the flow rate control valve 3 of the related art switches the spool 10 by the signal pressure applied as the remote control valve A is operated, so that the flow rate supplied from the hydraulic pump 1 to the hydraulic actuator 2 is reduced. It is possible to control and to operate the work device 5 consisting of the boom, the arm and the bucket by driving the hydraulic actuator (2).
  • the remote control valve (A) is operated using the driver's hand or foot, there is a limit to the fine and smooth operation of the remote control valve (A) to the degree desired by the driver.
  • the remote control valve A is initially operated to start the flat stop operation.
  • the amount of arm operation (referring to arm-in or arm-out) is relatively larger than the amount of boom operation (referring to boom-up or boom-down).
  • the displacement amount of the hydraulic actuator 2 is large at the bucket end at which the actual flat stop work is performed due to the length L of the working device 5. That is, even when the hydraulic actuator 2 is operated unstable in a very small amount, the bucket end is sensitively moved, and thus, the flat stop operation cannot be performed smoothly.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems, to prevent the spool of the flow control valve for controlling the hydraulic oil supplied to the work device initially being excessively operated, the shock to the work device due to the rapid movement at the beginning of the spool operation It is an object of the present invention to provide a flow control valve for a construction machine that can prevent the occurrence.
  • a valve body having a pump passage through which hydraulic oil is supplied from a hydraulic pump, a supply passage connected to the pump passage, and an actuator port connected to the hydraulic actuator;
  • a spool that is internally switchable to the valve body and selectively communicates the supply passage and the actuator port when switching by applying the signal pressure
  • the hydraulic actuator is characterized in that at least one of the boom cylinder, the arm cylinder, the bucket cylinder.
  • the orifice is
  • An outlet is formed at a position away from the spool end to which the signal pressure is applied so that the orifice is blocked after the spool is moved by a predetermined section by the signal pressure application.
  • the orifice is
  • the present invention having the above-described configuration, it is possible to prevent the spool of the flow control valve from being excessively operated at the beginning of operation, and to prevent the occurrence of shock in the work device due to the sudden movement of the spool.
  • FIG. 1 is a view showing a spool neutral state in a flow control valve for a construction machine according to the prior art
  • FIG. 2 is a view showing an initial spool operation in the control valve shown in FIG.
  • Figure 3 is an enlarged view of the main portion extract of the control valve at the beginning of the spool operation shown in FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a spool neutral state in a flow control valve for a construction machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing the initial spool operation in the control valve shown in FIG.
  • Figure 6 is an enlarged view of the main portion extract of the control valve at the beginning of the spool operation shown in FIG.
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the spool is moved a predetermined section in the control valve shown in FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged view illustrating main parts of the control valve in which the spool shown in FIG. 7 is moved by a predetermined section.
  • FIG. 4 is a view showing a spool neutral state in a construction machine flow control valve according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a view showing the initial spool operation in the control valve shown in Figure 4
  • Figure 6 5 is an enlarged view of the main portion of the control valve at the beginning of the spool operation shown in Figure 5
  • Figure 7 is a view showing a state in which the spool is moved a predetermined section in the control valve shown in Figure 4
  • Figure 8 is An enlarged view of the main portion of the control valve in which the illustrated spool is moved by a predetermined section.
  • the spool (10) which is internally switchable to the valve body (9) and selectively connects the supply passage (6) and the actuator port (7 or 8) at the time of switching by application of signal pressure.
  • the hydraulic oil from the hydraulic pump 1 is supplied to the hydraulic actuator 2 through one actuator port 7, and the hydraulic oil discharged from the hydraulic actuator 2 is supplied to the hydraulic oil tank T through the other actuator port 8.
  • Inlet 12 is formed at the end to which the signal pressure is applied, orifice 14 formed in the spool 10 so that the outlet 13 communicates with the hydraulic oil tank T, and part of the signal pressure at the beginning of operation of the spool 10. It is discharged to the hydraulic oil tank (T) through the orifice (14).
  • the hydraulic actuator 2 may be at least one of a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder.
  • the orifice 14 is
  • the outlet 13 may be formed at a position away from the end of the spool 10 to which a signal pressure is applied so that the orifice 14 is blocked after the spool 10 is moved by a predetermined section by the signal pressure application. .
  • the orifice 14 is
  • the spool 10 is operated at the beginning of operation. (10) The sudden operation can be prevented. Therefore, since the shock or sudden operation of the hydraulic actuator 2 is prevented, the working device 5 can be operated smoothly.
  • the orifice 14 is blocked after the spool 10 is moved by a predetermined section when the signal pressure is applied by the remote control valve A operation. That is, the outlet 13 of the orifice 14 is blocked by the inner circumference of the valve body 9 corresponding to the outer diameter of the spool 10. Therefore, it is possible to prevent unnecessary flow loss caused when the signal pressure applied to the valve body 9 by the operation of the remote control valve (A) is continuously drained to the hydraulic oil tank (T).
  • the present invention having the above-described configuration, by preventing the spool of the flow control valve from being excessively operated at the beginning of operation, and also limiting the rapid movement of the flow control valve spool, the impact generated during the initial operation of the work device and It is effective to minimize sudden movements.

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Abstract

유압펌프로부터 유압액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하기 위한 건설기계용 유량 제어밸브를 개시한다. 본 발명에 따른 유량 제어밸브에 있어서, 유압펌프로부터 작동유가 공급되는 펌프통로와, 펌프통로와 연결되는 공급통로와, 유압액츄에이터에 연결되는 액츄에이터포트가 형성되는 밸브바디; 상기 밸브바디에 절환가능하게 내설되고, 신호압 인가에 의해 절환시 상기 공급통로와 액츄에이터포트를 선택적으로 연통시키는 스풀; 상기 밸브바디에 내설되고 작동유탱크와 연결되는 탱크통로; 및 상기 신호압이 인가되는 단부에 입구가 형성되고 상기 탱크통로에 출구가 연통되도록 상기 스풀에 형성되는 오리피스, 상기 스풀 동작초기에 상기 신호압 일부를 상기 오리피스를 통해 상기 작동유탱크로 배출시키는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량 제어밸브를 제공한다.

Description

건설기계용 유량 제어밸브
본 발명은 건설기계용 유량 제어밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 유압펌프로부터 유압액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어할 수 있는 건설기계용 유량 제어밸브에 관한 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 종래 기술에 의한 건설기계용 유량 제어밸브는,
리모트컨트롤밸브(A)(RCV)로부터 신호압 인가에 의해 절환시 유압펌프(1)로부터 유압액츄에이터(2)(일 예로서 붐실린더를 말함)에 공급되는 작동유를 제어하는 건설기계용 유량 제어밸브(3)는,
유압펌프(1)로부터 작동유가 공급되는 펌프통로(4)와, 펌프통로(4)와 연결되는 공급통로(6)와, 유압액츄에이터(2)에 연결되는 액츄에이터포트(7,8)가 형성되는 밸브바디(9);
상기 밸브바디(9)에 절환가능하게 내설되고, 신호압 인가에 의해 절환시 공급통로(6)와 액츄에이터포트(7 또는 8)를 선택적으로 연통시키는 스풀(10);을 포함하여, 스풀(10) 절환에 의해 유압펌프(1)로부터의 작동유를 일측 액츄에이터포트(7)를 통해 유압액츄에이터(2)에 공급하며, 유압액츄에이터(2)로부터 배출되는 작동유를 타측 액츄에이터포트(8)를 통해 작동유탱크(T)로 리턴시킬 수 있다.
상기 리모트컨트롤밸브(A)로부터의 신호압이 밸브바디(9)의 좌측 신호압포트에 인가되어 스풀(10)을 도면상, 우측방향으로 절환시킬 경우, 유압펌프(1)로부터의 작동유는 펌프통로(4) - 공급통로(6) - 스풀(10)의 노치(10a) - 액츄에이터포트(7)를 차례로 경유하여 유압액츄에이터(2)에 공급된다.
이와 동시에, 상기 유압액츄에이터(2)로부터 배출되는 작동유는 액츄에이터포트(8) - 스풀(10)의 노치(10b) - 탱크통로(11)를 차례로 경유하여 작동유탱크(T)로 리턴된다.
따라서, 상기 유압액츄에이터(2)의 신장구동에 의해 붐-업(boom-up) 구동시킬 수 있게 된다.
종래 기술의 유량 제어밸브(3)는, 상기 리모트컨트롤밸브(A)를 조작함에 따라 인가되는 신호압에 의해 스풀(10)을 절환시키므로 유압펌프(1)로부터 유압액츄에이터(2)에 공급되는 유량을 제어하고, 유압액츄에이터(2) 구동에 의해 붐, 아암 및 버킷으로 이뤄지는 작업장치(5)를 동작시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 리모트컨트롤밸브(A)는 운전자의 손 또는 발을 이용하여 조작하게 되므로, 리모트컨트롤밸브(A)를 운전자가 원하는 정도의 미세하고 부드럽게 조작하는 데에는 한계가 있다. 일 예로서 작업장치(5)를 최대한 전개시킨 상태에서, 평탄 정지작업을 시작하기 위해 리모트컨트롤밸브(A)를 초기조작할 경우이다.
도 2 및 도 3에서와 같이 평탄 정지작업할 경우, 붐 조작량(붐-업 또는 붐-다운을 말함)보다 아암 조작량(아암-인 또는 아암-아웃을 말함)이 상대적으로 많게 된다.
전술한 바와 같이 상기 유압액츄에이터(2)의 조작량이 적은 경우에도, 작업장치(5)의 길이(L)로 인해 실제 평탄 정지작업이 이뤄지는 버킷 끝단에서 변위량은 많게 된다. 즉 상기 유압액츄에이터(2)가 아주 적은 량으로 불안정하게 조작되는 경우에도 버킷 끝단은 민감하게 움직이므로, 평탄 정지작업을 원활하게 수행할 수 없게 되는 문제점을 갖는다.
따라서 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 작업장치에 공급되는 작동유를 제어하는 유량 제어밸브의 스풀이 초기에 과다하게 조작되는 것을 방지하고, 스풀 동작초기에 급격한 움직임으로 인해 작업장치에 쇼크 발생을 방지할 수 있는 건설기계용 유량 제어밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면,
유압펌프로부터 작동유가 공급되는 펌프통로와, 상기 펌프통로와 연결되는 공급통로와, 유압액츄에이터에 연결되는 액츄에이터포트가 형성되는 밸브바디;
상기 밸브바디에 절환가능하게 내설되고, 상기 신호압 인가에 의해 절환시 상기 공급통로와 액츄에이터포트를 선택적으로 연통시키는 스풀;
상기 밸브바디에 내설되고 작동유탱크와 연결되는 탱크통로; 및
상기 신호압이 인가되는 단부에 입구가 형성되고 상기 탱크통로에 출구가 연통되도록 상기 스풀에 형성되는 오리피스, 상기 스풀 동작초기에 상기 신호압 일부를 상기 오리피스를 통해 상기 작동유탱크로 배출시키는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량 제어밸브를 제공한다.
상기 유압액츄에이터는 붐실린더, 아암실린더, 버킷실린더 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 오리피스는,
상기 신호압 인가에 의해 상기 스풀이 소정구간 이동된 후 상기 오리피스가 막히도록, 상기 신호압이 인가되는 스풀 단부로부터 소정거리 떨어진 위치에 출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 오리피스는,
상기 스풀의 양단 또는 어느 한 쪽에만 형성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 유량 제어밸브의 스풀이 동작초기에 과다하게 조작되는 것을 방지하고, 스풀의 급격한 움직임으로 인해 작업장치에 쇼크 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 유량 제어밸브의 스풀 초기작동시 발생되는 충격을 최소화함에 따라, 작업장치의 동작이 부드럽게 이뤄지므로, 굴삭기를 이용한 평탄 정지작업시 작업능률을 향상시키고, 운전자의 피로도를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 건설기계용 유량 제어밸브에서, 스풀 중립상태를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 제어밸브에 있어서, 스풀 동작초기를 나타내는 도면,
도 3은 도 2에 도시된 스풀 동작초기시 제어밸브의 요부발췌확대도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유량 제어밸브에서, 스풀 중립상태를 나타내는 도면,
도 5는 도 4에 도시된 제어밸브에 있어서, 스풀 동작초기를 나타내는 도면,
도 6은 도 5에 도시된 스풀 동작초기시 제어밸브의 요부발췌확대도,
도 7은 도 4에 도시된 제어밸브에 있어서, 스풀이 소정구간 이동된 상태를 나타내는 도면,
도 8은 도 7에서 도시된 스풀이 소정구간 이동된 제어밸브의 요부발췌확대도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명〉
1; 유압펌프
2; 유압액츄에이터
3; 유량 제어밸브
4; 펌프통로
5; 작업장치
6; 이동통로
7,8; 액츄에이터포트
9; 밸브바디
10; 스풀
11; 탱크통로
12; 입구
13; 출구
14; 오리피스
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건설기계용 유량 제어밸브를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유량 제어밸브에서, 스풀 중립상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 제어밸브에 있어서, 스풀 동작초기를 나타내는 도면이며, 도 6은 도 5에 도시된 스풀 동작초기시 제어밸브의 요부발췌확대도이며, 도 7은 도 4에 도시된 제어밸브에 있어서, 스풀이 소정구간 이동된 상태를 나타내는 도면이며, 도 8은 도 7에서 도시된 스풀이 소정구간 이동된 제어밸브의 요부발췌확대도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 유량 제어밸브는
리모트컨트롤밸브(A)(RCV)로부터 신호압 인가에 의해 절환시 유압펌프(1)로부터 유압액츄에이터(2)에 공급되는 작동유를 제어하는 건설기계용 유량 제어밸브(3)에 있어서:
상기 유압펌프(1)로부터 작동유가 공급되는 펌프통로(4)와, 펌프통로(4)와 연결되는 공급통로(6)와, 유압액츄에이터(2)에 연결되는 액츄에이터포트(7,8)가 형성되는 밸브바디(9);
상기 밸브바디(9)에 절환가능하게 내설되고, 신호압 인가에 의해 절환시 공급통로(6)와 액츄에이터포트(7 또는 8)를 선택적으로 연통시키는 스풀(10), 스풀(10) 절환에 의해 유압펌프(1)로부터의 작동유를 일측 액츄에이터포트(7)를 통해 유압액츄에이터(2)에 공급하며, 유압액츄에이터(2)로부터 배출되는 작동유를 타측 액츄에이터포트(8)를 통해 작동유탱크(T)로 리턴시킴; 및
상기 신호압이 인가되는 단부에 입구(12)가 형성되고 작동유탱크(T)에 출구(13)가 연통되도록 스풀(10) 내에 형성되는 오리피스(14), 스풀(10) 동작초기에 신호압 일부를 오리피스(14)를 통해 작동유탱크(T)로 배출시킴;을 포함한다.
상기 유압액츄에이터(2)는 붐실린더, 아암실린더, 버킷실린더 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 오리피스(14)는,
상기 신호압 인가에 의해 상기 스풀(10)이 소정구간 이동된 후 오리피스(14)가 막히도록, 신호압이 인가되는 스풀(10) 단부로부터 소정거리 떨어진 위치에 출구(13)가 형성될 수 있다.
상기 오리피스(14)는,
상기 스풀(10)의 양단 중 적어도 어느 한 쪽에 형성될 수 있다(일 예로서 도면에는 스풀(10)의 좌측단에 오리피스(14)가 형성됨을 도시함).
전술한 구성에 따르면, 도 4에서와 같이, 상기 리모트컨트롤밸브(A)의 레버가 중립을 유지하므로 유량 제어밸브(3)의 스풀(10)이 중립을 유지하게 된다. 이로 인해 상기 유압펌프(1)로부터 작동유가 공급되는 펌프통로(4)에 공급통로(6)가 차단된 상태이므로 유압액츄에이터(2)에 작동유가 공급되지 않게 된다.
도 5 및 도 6에서와 같이, 상기 리모트컨트롤밸브(A)를 도면상, 우측방향으로 조작하는 경우, 신호압이 유량 제어밸브(3)의 좌측 신호압포트에 인가되어 스풀(10) 좌측단을 가압하게 된다. 상기 스풀(10) 절환에 의해 유압펌프로부터 공급되는 작동유는 펌프통로(4) - 공급통로(6) - 스풀(10)의 노치(10a) - 액츄에이터포트(7)를 차례로 경유하여 유압액츄에이터(2)에 공급된다. 이때 유압액츄에이터(2)로부터 배출되는 작동유는 액츄에이터포트(8) - 스풀(10)의 노치(10b) - 탱크통로(11)를 차례로 경유하여 작동유탱크(T)로 리턴된다. 따라서 유압액츄에이터(2)가 신장구동되므로 붐-업 구동시킬 수 있다.
상기 리모트컨트롤밸브(A)의 조작에 의해 밸브바디(9)의 신호압포트에 인가되는 신호압 중, 신호압 일부는 상기 스풀(10)을 절환시켜 유압펌프(1)로부터의 작동유를 유압액츄에이터(2)에 공급하고, 신호압 일부는 스풀(10) 단부에 형성된 오리피스(14)의 입구(12)를 통해 유입된 후, 오리피스(14)의 출구(13)를 통해 작동유탱크(T)로 배출(bleeding)된다.
즉, 상기 리모트컨트롤밸브(A)로부터 스풀(10)에 인가되는 신호압 중, 일부 신호압을 오리피스(14)를 통해 작동유탱크(T)로 배출시킴에 따라, 스풀(10) 동작초기에 스풀(10) 급동작되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 유압액츄에이터(2)의 쇼크 또는 급동작되는 것이 방지되므로 작업장치(5)를 부드럽게 동작시킬 수 있게 된다.
도 7 및 도 8에서와 같이, 상기 리모트컨트롤밸브(A) 조작에 의한 신호압 인가시 스풀(10)이 소정구간 이동된 후 오리피스(14)가 막히게 된다. 즉 오리피스(14)의 출구(13)가 스풀(10) 외경에 대응되는 밸브바디(9)의 내주연에 의해 막히게 된다. 이로 인해 상기 리모트컨트롤밸브(A)의 조작에 의해 밸브바디(9)에 인가되는 신호압이 작동유탱크(T)로 지속적으로 드레인될 경우 발생되는 불필요한 유량 손실을 방지할 수 있게 된다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 유량 제어밸브의 스풀이 동작초기에 과다하게 조작되는 것을 방지하고, 또한 유량 제어밸브 스풀의 급격한 움직임을 제한함에 따라, 작업장치의 초기 동작시 발생되는 충격 및 급작스런 동작을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 유량 제어밸브의 스풀이 소정구간 이동된 후 오리피스가 막히므로 불필요한 유량 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 유압펌프로부터 작동유가 공급되는 펌프통로와, 상기 펌프통로와 연결되는 공급통로와, 유압액츄에이터에 연결되는 액츄에이터포트가 형성되는 밸브바디;
    상기 밸브바디에 절환가능하게 내설되고, 상기 신호압 인가에 의해 절환시 상기 공급통로와 액츄에이터포트를 선택적으로 연통시키는 스풀;
    상기 밸브바디에 내설되고 작동유탱크와 연결되는 탱크통로; 및
    상기 신호압이 인가되는 단부에 입구가 형성되고 상기 탱크통로에 출구가 연통되도록 상기 스풀에 형성되는 오리피스, 상기 스풀 동작초기에 상기 신호압 일부를 상기 오리피스를 통해 상기 작동유탱크로 배출시키는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량 제어밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유압액츄에이터는 붐실린더, 아암실린더, 버킷실린더 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량 제어밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오리피스는,
    상기 신호압 인가에 의해 상기 스풀이 소정구간 이동된 후 상기 오리피스가 막히도록, 상기 신호압이 인가되는 스풀 단부로부터 소정거리 떨어진 위치에 출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량 제어밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 오리피스는,
    상기 스풀의 양단 또는 어느 한 쪽에만 형성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량 제어밸브.
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