KR100289419B1 - 분류밸브부착 방향제어밸브 - Google Patents

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유사쿠 노자와
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미노루 아오키
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세구치 류이치
히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

스풀(2)의 랜드부(4-1)에 형성된 유량과 방향제어의 양 기능을 가지는 한쌍의 미터링노치(6)와 한쌍의 액튜에이터포트 A, B와의 사이에 한쌍의 분류밸브(8) 및 홀드체크밸브(9)를 배치하고, 각 홀드체크밸브는 시트부(12)가 외주에 형성되고 또한 액튜에이터포트에 연결되는 출구통로(10)의 압력이 밸브폐쇄방향으로 작용하는 중공(中空)스풀형의 밸브체(90)를 가지고, 각 분류밸브는 이 밸브체에 슬라이드 가능하게 내장되고 또한 전면(前面)이 미터링노치에 연결되는 입구통로(7)에 면하고 배면이 신호검출유로에 연결되는 제어압실(30)에 면한 밸브체(80)를 가지고, 밸브체(90)는 제어압실의 압력에 의한 힘이 밸런스되는 형상으로 되고, 밸브체(80)와 밸브체(90)와의 사이에 가변불감대(可變不感帶) X2의 슬릿(21)을 형성하고, 분류밸브의 출구부와 홀드체크밸브의 입구부 간의 압력을 검출하여 제어압실로 유도한다. 이로써, 후치형(後置型)의 분류밸브를 구비한 방향제어밸브의 케이싱구조 및 기기를 간소화한다.

Description

분류밸브부착 방향제어밸브
유압펌프의 토출압유(吐出壓油)를 복수의 유압액튜에이터에 공급하는데는, 유압펌프의 토출로에 복수의 방향제어밸브를 설치하고, 이 방향제어밸브를 전환함으로써 각 유압액튜에이터에 압유를 공급한다. 그러나, 이와 같이 하면 복수의 유압액튜에이터에 동시에 압유를 공급할 때, 부하(負荷)가 작은 유압액튜에이터에만 압유가 공급되어 부하가 큰 유압액튜에이터에 압유가 공급되지 않게 되어 버린다.
이러한 것을 해소하는 유압회로로서, 예를 들면 일본국 특공평 4(1992)-4896호 공보나 미국특허 제5,305,789호 명세서에 기재된 것이 제안되어 있다.
일본국 특공평 4-4896호 공보에서는, 유압펌프의 토출로에 복수의 방향제어밸브를 설치하고, 유압펌프와 각 방향제어밸브의 가변스로틀부와의 사이의 회로부분에, 로드센싱(load sensing)차압(差壓)(복수의 유압액튜에이터의 최고 부하압과 유압펌프의 토출압력과의 차압)에 따라 설정차압을 가변으로 한 압력보상밸브를 설치하고, 이 압력보상밸브에 의해 가변스로틀부의 전후차압을 제어하고 있다.
미국특허 제5,305,789호 명세서에서는, 유압펌프의 토출로에 복수의 방향제어밸브를 설치하고, 각 방향제어밸브의 가변스로틀부와 각 유압액튜에이터와의 사이의 회로부분에 최고 부하압 응답의 압력제어밸브를 설치하고, 이 압력제어밸브에 의해 가변스로틀부의 출구측 압력을 대략 최고 부하압으로 제어하고 있다.
다음에, 일본국 특공평 4-4896호 공보에 기재된 압력보상밸브를 전치형(前置型)이라고 부르고, 미국특허 제5,305,789호 명세서에 기재된 압력제어밸브를 후치형(後置型)이라고 부르기로 하고, 전치형의 압력보상밸브를 가변압력보상밸브라고 부르고, 후치형의 압력제어밸브를 분류변이라고 부르기로 한다.
또한, 이들의 밸브를 기능시키기 위해 최고 부하압을 셔틀밸브 등을 사용하여 검출하고, 신호통로로 유도하고 있다.
일본국 특공평 4-4896호 공보의 유압회로를 도 7에 나타냈다. 셔틀밸브(237)에 의해 검출된 최고 부하압은 통로(238)에 출력되고, 유압펌프(201)와 각 방향제어밸브(208,218) 간에 설치된 가변압력보상밸브(206,216)의 일단으로 신호통로(239,241)를 통해, 신호통로(238)로부터의 최고 부하압이 전달되고 있다.
이와 같이 최고 부하압이 전달되면,
방향제어밸브(208)측에서,
(통로(240)의 펌프압)-(통로(239)의 최고 부하압)
=(통로(225)의 가변스로틀 상류압(上流壓))-(통로(224)의 가변스로틀 하류압(下流壓))
방향제어밸브(218)측에서,
(통로(242)의 펌프압)-(통로(241)의 최고 부하압)
=(통로(227)의 가변스로틀 상류압)-(통로(226)의 가변스로틀 하류압)
으로 되도록 가변압력보상밸브(206,216)가 동작하고,
(통로(240)의 펌프압)=(통로(242)의 펌프압)
(통로(239)의 최고 부하압)=(통로(241)의 최고 부하압)
이므로, 방향제어밸브(208 및 218)의 각 가변스로틀의 전후차압이 동일하게 된다.
따라서, 유압액튜에이터(212,222) 간에 부하압차가 있어도 유압펌프(201)의 토출유량은 각 가변스로틀의 개구면적비로 분류되므로, 작은 부하압을 가지는 유압액튜에이터에 우선적으로 압유가 흘러 버리는 일이 없다.
미국특허 제5,305,789호 명세서의 유압회로를 도 8에 나타내고, 밸브의 구조실시예의 1개를 도 9에 나타냈다. 또한 변형예를 도 10에 나타냈다.
도 8 및 도 9에 있어서, 최고 부하압을 검출하는 셔틀밸브를 겸용하는 분류밸브(314)가 방향제어밸브스풀(304)과 각 유압액튜에이터를 접속하는 A포트 및 B포트 간에 배치되어 있다. 분류밸브(314)에서 검출된 최고 부하압은 신호통로(308)로 유도되고, 또한 각 방향제어밸브에 설치된 분류밸브(314)로 유도된다.
이 구성의 경우, 저부하액튜에이터측에서는 분류밸브(314)의 입구유로(312)의 압력이 신호통로(308)내의 최고 검출압과 동일하게 되지 않으면 분류밸브(314)가 개방되지 않는다.
부하압차가 있는 복수의 유압액튜에이터의 방향제어밸브을 동시에 조작했을 때, 조작된 방향제어밸브의 분류밸브(314)의 입구유로(312)의 압력은 모두 최고 부하압과 동일하게 된다. 그 결과, 방향제어밸브스풀(304)의 가변스로틀의 전후차압은 모든 방향제어밸브에서 동일하게 된다. 따라서, 이 경우에도 부하압의 대소에 관계없이 미터링노치(가변스로틀)(320)의 개구면적비에 따라 유압펌프의 토출유량이 분배된다.
후치형에서는 도 8 및 도 9와 같이 일반적으로 분류밸브(314)는 1개이다. 후치형에서 분류밸브를 2개 사용한 예로서 도 10가 있다. 이 도 10에서는, 스풀(304)에 설치된 미터링노치(320)는 유량·방향제어의 양 기능을 가지므로, 분류밸브(314)를 통과한 압유는 재차 스풀부분을 경유하지 않고 A, B포트로 흐른다.
본 발명은 분류(分流)밸브부착 방향제어밸브에 관한 것이고, 특히, 유압쇼벨 등의 건설기계에 있어서, 복수의 액튜에이터를 작동시키는 유압회로에 사용되고, 복합조작시의 분류특성을 확보하는 분류밸브부착 방향제어밸브에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 의한 방향제어밸브의 단면도.
도 2는, 도 1에 나타낸 방향제어밸브의 주요부분의 상세확대도.
도 3은, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도.
도 4 (A)∼(D)는, 단독조작에서의 동작상태를 나타낸 도면.
도 5 (A) 및 (B)는, 복합조작에서의 동작상태를 나타낸 도면.
도 6 (A)는, 미터링노치를 2개소 설치한 경우의 비교예를 나타낸 도면이고, 도 6 (B)는 도 6 (A)의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도.
도 7 (A)는, 미터링노치를 4개소 설치한 경우의 비교예를 나타낸 도면이고, 도 7 (B)는 도 7 (A)의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도.
도 8은, 미터링노치에 작용하는 유압력의 밸런스를 설명하는 도면.
도 9는, 유압력이 밸런스되는 미터링노치의 다른 형상을 나타낸 도면.
도 10은, 본 발명의 제2 실시형태에 의한 방향제어밸브의 단면도.
도 11은, 도 10에 나타낸 방향제어밸브의 주요부분의 상세확대도.
도 12는, 종래 기술의 회로도.
도 13은, 다른 종래 기술의 회로도.
도 14는, 도 13에 나타낸 종래 기술의 구조도.
이상과 같이 복수의 액튜에이터를 작동시키는 유압회로에서는, 복합조작시의 분류특성을 확보하기 위해 압력보상밸브 또는 압력제어밸브가 배치되고, 이것에는 도 7에 나타낸 바와 같은 전치형과 도 8, 9에 나타낸 바와 같은 후치형이 있다.
전치형의 경우, 가변압력보상밸브(206,216)를 기능시키는데 4개의 신호를 필요로 하고, 후치형의 경우, 분류밸브(314)를 기능시키는데 1개의 신호로 끝난다. 따라서, 이들 분류밸브부의 구조는 후치형으로 상당히 간소화할 수 있으므로, 후치형이 유리하다.
한편, 스풀이 설치되는 부분에서 비교하면, 전치형은 가변압력보상밸브(206,216)가 스풀의 미터링노치(가변스로틀)의 바로 앞에서 기능하고 있어, 1개의 스풀랜드로 유량·방향제어의 기능을 달성할 수 있다.
후치형의 경우, 일반적으로는 도 9에 보이는 바와 같이, 스풀(304)의 미터링노치(320)는 유량제어의 기능밖에 가지지 않아, 분류밸브(314)를 통과한 후의 유압을 A, B 어느 쪽의 포트로 흐르게 하는가를 결정하는 좌우의 포트(323,324) 및 스풀랜드부(방향제어부)를 필요로 하고, 포트(323)와 분류밸브부를 접속하는 브리지통로(321)도 필요하게 된다.
이상으로부터, 분류밸브부에서 보면 후치형이 유리하고, 스풀부분에서 보면 전치형이 유리하다.
후치형의 유리함을 남겨두고, 스풀부분의 랜드수를 줄이는 연구를 한 것이 도 10의 제안이고, 이 구조에서는 분류밸브(314)를 2개 사용하고, 유량제어와 방향제어의 기능을 겸비하는 미터링노치(320)를 동일 랜드에 설치하여, 랜드수를 줄이고 있다. 그러나, 이 구조의 경우, 분류밸브(314)와 홀드체크밸브(322)의 부착스페이스의 관계로부터 고압포트(port) (325) 및 A, B포트가 양단에 배치되고, 작동유탱크에 접속되는 저압포트(326)가 그 내측에 배치되는 구조로 되어 있다. 그러므로,
1) 고압포트(325)의 양단에 드레인포트(400)를 필요로 하고, 스풀의 주위에 형성되는 포트의 수가 증가해, 이 정도만큼 스풀축 방향의 치수가 커져, 케이싱(casing)구조가 복잡해 진다. 직접 미캐니컬을 작동할 경우, 스풀 양단에 오일실(oil seal)을 부착하면 드레인포트(400)는 생략할 수 있지만, 이 경우는 오일실의 저항이 증가하여 많은 조작력이 필요하게 된다.
유압적으로 움직이게 하는 경우 오일실은 필요없지만, 스풀용 스프링실로 고압유가 새, 오동작을 일으키게 할 위험이 있다.
2) 저압포트(326)와 드레인포트(400)를 동일 단면(斷面)내에서 접속할 수 없으므로, 스택(stack)타입으로 케이싱을 구성할 경우 케이싱 간의 접속이 귀찮게 된다.
3) 또한, 도 9에서 사용되는 외향(外向) 흐름의 릴리프밸브(500)를 사용할 수 없게 되고, 도 10의 경우는 내향 흐름의 특수한 릴리프밸브(501)가 필요하게 된다.
본 발명의 목적은, 후치형의 분류밸브를 구비한 것으로 케이싱구조 및 기기를 간소화한 분류밸브부착 방향제어밸브를 제공하는 것이다.
(1) 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 스풀의 랜드부에 형성되고, 유량제어와 방향제어의 양 기능을 겸비하는 한쌍의 미터링노치와, 한쌍의 액튜에이터포트와, 한쌍의 미터링노치와 한쌍의 액튜에이터포트와의 사이에 각각 배치된 한쌍의 분류밸브 및 한쌍의 홀드체크밸브와를 구비한 분류밸브부착 방향제어밸브에 있어서, (a) 상기 한쌍의 홀드체크밸브는, 각각, 개폐밸브를 구성하는 시트부가 외주에 형성되고 또한 상기 액튜에이터포트에 연결되는 출구통로의 압력이 밸브폐쇄방향으로 작용하는 중공(中空)스풀형의 밸브체를 가지고, (b) 상기 한쌍의 분류밸브는, 각각, 최소한 부분적으로 상기 중공스풀형 밸브체내에 슬라이드 가능하게 내장되고, 또한 전면(前面)이 상기 미터링노치에 연결되는 입구통로에 면하고, 배면이 신호검출유로에 연결되는 제어압실에 면한 밸브체를 가지는 것으로 한다.
이상과 같이 구성한 본 발명에서는, 분류밸브로서 한쌍의 미터링노치와 한쌍의 액튜에이터포트와의 사이에 각각 배치된 후치형인 한쌍의 분류밸브를 사용하고, 각 분류밸브의 밸브체를 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체에 내장시켰으므로, 액튜에이터포트의 외측에 유출제어용의 탱크포트(저압포트)를 배치할 수 있도록 되어, 특별한 드레인포트를 설치할 필요가 없어지는 동시에, 액튜에이터포트의 외측에 탱크포트를 배치할 수 있으므로, 통상의 외향 흐름의 릴리프밸브를 사용할 수 있다. 그러므로, 신호의 수가 적은 후치형 분류밸브의 유리함을 남겨두고, 케이싱구조 및 기기를 간소화할 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 분류밸브가 2개 필요하게 되지만, 유압쇼벨의 복합조작에서는, 예를 들면 붐과 선회의 복합조작과 같이 붐의 올림조작에서는 분류밸브의 기능을 죽인 특성, 내림조작에서는 살린 특성이 요망된다고 하는 버라이어티(variety)가 풍부한 것으로 되므로, 2개의 분류밸브를 가지는 것은 이들의 요구에 대답하는 것이다.
(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 각 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체는, 상기 제어압실의 압력에 의한 힘이 밸런스되는 형상을 가지고 있다.
홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체에 내장된 분류밸브의 밸브체는 입구통로의 압력과 제어압실의 압력의 힘의 밸런스에 의해 동작한다. 이 때, 제어압실의 압력은 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체에도 작용하지만, 이 중공스풀형 밸브체를 제어압실의 압력의 힘이 밸런스되는 형상으로 함으로써, 분류밸브의 밸브체의 기본적인 동작은 분류밸브와 홀드체크밸브를 분리한 종래의 것과 동등하게 되어, 분류밸브의 밸브체를 홀드체크밸브에 내장함에 따른 오동작의 우려가 없어진다.
(3) 또, 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 각 분류밸브의 밸브체는, 상기 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체와의 사이에, 상기 입구통로의 압력과 상기 제어압실의 압력과의 밸런스로 개폐하는 부하압 검출수단을 형성하고, 이 부하압 검출수단에 의해 분류밸브의 출구부와 홀드체크밸브의 입구부 간의 중간실의 압력을 검출하여 상기 제어압실로 유도한다.
이로써, 분류밸브의 밸브체와 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체로 종래의 부하압 검출용 셔틀밸브의 기능을 달성할 수 있으므로, 기기의 간소화가 도모된다. 또, 검출되는 부하압은 분류밸브의 출구부와 홀드체크밸브의 입구부 간의 중간실의 압력이므로, 부하압 검출에 따르는 액튜에이터의 부하 낙하 등의 문제는 생기지 않는다.
(4) 상기 (3)에 있어서, 바람직하게는, 상기 부하압 검출수단은 상기 분류밸브의 밸브체의 외주와 상기 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체의 내주의 최소한 한쪽에 형성된 슬릿과, 상기 분류밸브의 밸브체가 상기 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체에 대하여 소정 거리 이상 이동하여 처음으로 상기 중간실을 상기 제어압실에 상기 슬릿을 통해 연통시키는 불감대(不感帶)를 가진다.
이로써, 홀드체크밸브가 개방될 때. 분류밸브의 밸브체는 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체에 추종하여 움직이고, 부하압 검출수단의 불감대가 가변불감대이므로, 이 정도만큼 분류밸브의 개구면적이 증대하여, 분류밸브에서 생기는 압력손실을 경감할 수 있다.
(5) 또, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 분류밸브의 밸브체는, 상기 제어압실에 면하는 배면측의 직경보다 상기 입구통로에 면하는 전면측의 직경을 크게 한다.
이로써, 분류밸브를 통과하여 압유가 흐를 때, 분류밸브의 밸브체에 작용하는 유체력의 영향을 완화할 수 있다.
(6) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체는 상기 시트부로 종단(終端)되고, 상기 분류밸브의 밸브체는, 케이싱에 슬라이드 가능하게 끼워맞춰 가변스로틀을 구성하는 랜드를 가지고 있다.
이로써, 홀드체크밸브의 시트부를 압유가 흐를 때, 중공스풀형 밸브체는 유로저항으로 되지 않아, 압력손실을 경감할 수 있다.
(7) 또, 상기 (1)에 있어서, 상기 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체는 상기 시트부로부터 입구통로측으로 스풀연장부분을 가지고, 이 스풀연장부분에 경(徑)방향의 개구를 형성하는 동시에, 상기 분류밸브의 밸브체는, 상기 스풀연장부분내에 슬라이드 가능하게 끼워 맞춰, 상기 개구와 협동하여 가변스로틀을 구성하는 랜드를 가져도 된다.
이로써 스풀연장부분은 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체가 움직일 때의 가이드로서 기능하여, 중공스풀형 밸브체의 움직임이 스무스하게 된다.
(8) 또, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 분류밸브의 밸브체는, 상기 입구통로와 상기 홀드체크밸브의 시트부와의 사이에 위치하는 랜드를 가지고, 이 랜드의 원주상의 3개소에 가변스로틀을 구성하는 미터링노치를 형성한다.
이로써 노치부분에서의 압력손실도 저감하고 또한 밸브체의 움직임도 안정되어 스무스하게 된다.
(9) 또한, 상기 (8)에 있어서, 바람직하게는, 상기 3개소의 미터링노치는, 각각의 노치면에 작용하는 유압력이 서로 밸런스되도록 상기 랜드에 형성되어 있다.
이로써 밸브체의 움직임이 한층 안정되어 스무스하게 된다.
(10) 또, 상기 (8)에 있어서, 바람직하게는, 상기 3개소의 미터링노치는, 원주방향으로 균등하게 배열되어 있다.
이로써 각각의 노치면에 작용하는 유압력이 서로 밸런스되고, 밸브체의 움직임이 한층 안정되어 스무스하게 된다.
다음에, 본 발명의 실시형태를 도면에 의해 설명한다.
먼저, 본 발명의 제1 실시형태를 도 1∼도 9에 의해 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 방향제어밸브의 단면도이고, 케이싱(1)의 안에 스풀(2)이 슬라이드 가능하게 삽입되어 있다. 스풀(2)에는 중앙부에 1개의 랜드(4-1)가 설치되고, 그 양측에 랜드(4-2,4-3)가 2개씩 설치되어 있다. 중앙의 랜드(4-1)에는, 유량제어와 방향제어의 양 기능을 겸비하는 유입제어용의 미터링노치(6,6)가 설치되고, 그 양측의 랜드(4-2,4-2)에는 노치는 설치되어 있지 않고, 또한 그 양측의 랜드(4-3,4-3)에는 유출제어용의 미터링노치(16,16)가 설치되어 있다.
케이싱(1)의 중앙랜드(4-1)가 위치하는 부분에는 오일통로(3)가 형성되고, 이 오일통로(3)는 유압펌프(100)(도 2 참조)의 토출로(101a)(도 2 참조)에 접속된다. 오일통로(3)의 양측에는 랜드(4-1,4-1)를 사이에 두고 분류밸브(8,8)로 통하는 오일통로(5,5)가 형성되고, 오일통로(5,5)의 양측에 랜드(4-2,4-2)를 사이에 두고 홀드체크밸브(9,9)의 출구측 오일통로(10,10)가 형성되고, 이 오일통로(10,10)는 액튜에이터포트 A, B에 각각 접속되어 있다. 액튜에이터포트 A, B는 액튜에이터(14)의 보텀(bottom)측 및 로드(rod)측에 각각 접속되어 있다. 또한, 오일통로(10,10)의 양측에 랜드(4-3,4-3)를 사이에 두고 탱크포트(15,15)가 형성되고, 또한 액튜에이터포트 A, B와 탱크포트(15,15)의 사이에는 외향 흐름의 릴리프밸브(70,70)가 설치되어 있다.
이와 같이 유출억제용의 미터링노치(16,16)가 설치된 랜드(4-3,4-3)의 외측에 탱크포트(15,15)가 형성되어 있으므로, 도 10에 나타낸 종래 기술과 같이 특별한 드레인포트를 설치할 필요는 없고, 또 통상의 외향 흐름의 릴리프밸브(70,70)를 사용할 수 있다.
분류밸브(8,8)는 오일통로(5,5)에 연결되는 오일통로(7,7)에 위치하고, 또한 일부가 홀드체크밸브(9,9)에 내장되어 있다(후술).
방향제어밸브의 오일의 흐름은 다음과 같이 된다.
스풀(2)을 예를 들면 도시한 우측으로 움직이게 하면, 유압펌프(100)(도 2 참조)의 토출유는 스풀(2)에 설치된 좌측의 미터링노치(6)를 통해 오일통로(3)로부터 오일통로(5)로 흐른다. 이 때, 오일통로(3)와 우측의 오일통로(5)는 차단상태에 있다. 또한, 우측의 오일통로(10)와 탱크포트(15)가 연통되고, 좌측의 오일통로(10)와 탱크포트(15) 간은 차단상태에 있다. 오일통로(5)로 유입된 토출유는 오일통로(7)부에 있는 분류밸브(8)를 개방하여, 신호검출유로(13)(후술)로 유입된다. 유압펌프의 토출압이 오일통로(10)내의 부하압보다도 높은 경우는 홀드체크밸브(9)를 개방하여, 신호검출유로(13)로부터 오일통로(10)로 흘러들어가고, 액튜에이터포트 A를 통해 액튜에이터(14)의 보텀측으로 흐른다. 액튜에이터(14)의 로드측으로부터의 귀환유는 액튜에이터포트 B를 거쳐 우측의 오일통로(10)로부터 스풀(2)에 설치된 미터링노치(16)를 통해 탱크포트(15)로 환류된다.
방향제어밸브의 전체구성 및 오일의 흐름은 이상과 같다. 다음에, 분류밸브(8) 및 홀드체크밸브(9)의 상세에 대하여 도 2를 토대로 설명한다.
도 2에 있어서, 홀드체크밸브(9)는 외경(外徑) D2 및 내경(內徑) d2를 가지는 대경부(91)와 외경 D3(＜D2) 및 내경 d3(＜d2)를 가지는 소경부(92)로 이루어지는 중공스풀형 밸브체(90)를 가지고, 중공스풀형 밸브체(90)의 선단에는 시트부(12)가 설치되어 있다. 중공스풀형 밸브체(90)의 대경부(91)는 케이싱(1)과 슬라이드 가능하게 끼워 맞추고, 소경부(92)는 케이싱(1)내에 삽입된 슬리브(23)의 내경부와 슬라이드 가능하게 끼워 맞추어져 있다. 대경부(91)와 소경부(92)의 경계단부(境界段部)와 슬리브(23)의 단면(端面) 간에는 부하압실(31)이 형성되고, 대경부(91)의 외주에는 오일통로(10)로부터 부하압을 부하압실(31)로 유도하는 복수의 슬릿(22)이 형성되어 있다.
분류밸브(8)는 미터링노치(20)가 형성된 랜드(11)와 스템부(81)를 구비한 밸브체(80)를 가지고, 밸브체(80)의 스템부(81)가 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)의 대경부(91)의 구멍부(91a)에 슬라이드 가능하게 끼워 맞추어지고, 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)와 분류밸브(8)의 스템부(81)로 제어압실(30)을 형성하고 있다. 이 제어압실(30)에는 분류밸브(8)의 스템부(81)의 외주에 설치된 슬릿(21)을 통해 신호검출유로(13)의 유압이 유도된다. 신호검출유로(13)는, 후술하는 바와 같이 분류밸브(8)의 랜드(11)와 홀드체크밸브(9)의 시트부(12)와의 사이에 형성되어 있다.
또, 홀드체크밸브(9)의 소경부(92)의 외경 D3과 대경부(91)의 내경 d2(=분류밸브(8)의 스템부(81)의 외경)는 동일치수로 제작되어 있고, 이로써 제어압실(30)내의 유압이 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)에 작용하는 힘의 영향을 완전히 없앨 수 있다.
제어압실(30)은 홀드체크밸브(9)의 소경부(92)의 구멍부(27)를 통해 슬리브(23)내에 형성된 홀드체크밸브(9)의 스프링실(28)과 연통하고 있다. 이 스프링실(28)은 슬리브(23)에 설치된 소공(小孔)(25)을 통해, 슬리브(23)의 외주와 케이싱(1)으로 형성되는 홈(26)으로 통하고 있다.
여기에서, 복수의 방향제어밸브를 상정하고, 도시한 방향제어밸브를 (1-1), 그 이외의 방향제어밸브를 차례로 (1-2), (1-3), (1-4), …로 하면, 방향제어밸브 (1-2), (1-3), (1-4), …의 각 홈(26)은 방향제어밸브 (1-1)부터 차례로 (1-2), (1-3), (1-4), …로, 케이싱(1)에 설치된 신호검출유로(104-1)로 연결되어 있다.
또, 도 2에 있어서 신호검출유로(104-1)는 좌측의 것이지만, 우측은 (104-2)가 이 신호검출유로에 상당하고, 좌우의 신호유로(104-1), (104-2)는 또한 신호유로(104-3)로 결합되고, 여기에서부터 분기된 신호유로(104)는 유압펌프(100)의 토출량을 제어하는 제어기(102)의 일단에 접속되어, 최고 부하압의 검출신호가 전해진다.
제어기(102)는, 신호유로(101)내의 유압펌프(100)의 토출신호와 신호유로(104)내의 최고 부하압신호와의 차압에 따라 기능하고, 이 차압은 최고 부하압의 신호유로(104)측에 설치된 스프링(106)으로 설정된다. 신호유로(104)는 제어기(102)에 최고압을 전달한 후, 스로틀(103)을 통해 탱크 T에 접속된다.
분류밸브(8)의 밸브체(80)의 랜드(11)부분은 오일통로(7)측으로 뻗어 있다. 오일통로(7)와 신호검출유로(13)는 랜드(11)에 의해 항상 연통이 단절되어 있다. 또, 신호검출유로(13)와 오일통로(10)의 사이는 홀드체크밸브(9)의 시트부(12)에 의해 항상 연통이 단절되어 있다.
분류밸브(8)의 밸브체(80)의 랜드(11)는 유체력 저감을 위해 스템부(81)의 외경 d2보다 큰 외경 d1을 가지고, 오일통로(7)와 오일통로(10)와의 사이에 형성된 관통공(83)에 슬라이드 가능하게 삽입되어 있다. 관통공(83)의 오일통로(10)측의 개구부(84)는 랜드(11)의 외경 d1보다 크고 홀드체크밸브(9)의 대경부(91)의 외경 D2보다 작은 내경 D1을 가지고, 이 개구부(84)의 에지에 홀드체크밸브(9)의 시트부(12)가 접촉하여 지지된다. 이로써 개구부(84)에는, 분류밸브(8)의 랜드(11)와 홀드체크밸브(9)의 시트부(12)와의 사이의 중간실이 형성되고, 이 중간실이 상기 신호검출회로(13)로 된다.
분류밸브(8)의 밸브체(80)는 제어압실(30)의 압력 및 스프링(29)에 의해 항상 오일통로(7)의 내벽(7-1)에 닿도록 힘이 가해져 있고, 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)는 부하압실(31)의 압력 및 스프링(24)에 의해 시트부(12)가 개구부(84)의 에지에 접촉하여 지지되도록 힘이 가해져 있다.
또한, 오일통로(7)와 신호검출유로(13)의 사이에 위치하는 분류밸브(8)의 미터링노치(20)는 랜드(11)에 불감대 X1을 가지고, 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)내에 있는 분류밸브(8)의 부하압 유도를 위한 슬릿(21)은 스템부(81)에 불감대 X2를 가지고, X1＜X2의 관계에 있다. 불감대 X2가 0으로 되면 신호검출유로(13)의 압력이 제어압실(30)로 유도된다.
여기에서, 불감대 X2는 홀드체크밸브(8)의 중공스풀형 밸브체(90)에 대해서는 일정하지만, 중공스풀형 밸브체(90)가 도시한 좌측 방향으로 이동하면, 중공스풀형의 밸브체(90)의 위치에 따라 변화하는 값이다. 그러므로, 불감대 X2는 가변불감대라고 할 수 있다.
또, 분류밸브(8)의 미터링노치(20)는, 도 3에 단면으로 나타낸 바와 같이 랜드(11)의 원주상에 3개소 형성되어 있고, 또한 이 3개소의 노치(20)는 원주방향으로 균등하게 형성, 배열되어 있다. 또, 각 미터링노치(20)의 형상은 평면(20a)에 의해 형성되어 있다. 미터링노치(20)의 평면(20a)의 사이의 부분은 가이드부(20b)로 된다.
다음에, 이상과 같이 구성한 방향제어밸브의 동작기능을 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 도 4 및 도 5 중에서 화살표가 붙어 있는 수자는, 일예로서 당해 화살표부위의 압력을 나타내는 것이다.
(A) 중립 시
어느 방향제어밸브도 조작되지 않고, 스풀(2)이 도 1에 나타낸 중립위치에 있을 때, 신호검출유로(104)는 대략 탱크압으로 되어 있으므로, 유압펌프(100)의 제어기(102)는 도 2의 (B)의 위치에 있고, 유압펌프(100)의 토출량은 설정된 최저 토출량으로 유지되고 있다. 이 최저 토출량은 언로드밸브(105)를 통해 탱크 T에 환류된다. 이 때, 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)는 부하압실(31)의 압력 및 스프링(24)에 의해 시트부(12)가 개구부(84)의 에지에 접촉하여 지지되도록 힘이 가해지고 있어, 액튜에이터(14)에 부하가 걸려 있어도 부하의 낙하는 생기지 않는다(도 4의 (A) 참조).
(B) 단독조작 시
도 1에 나타낸 방향제어밸브(1-1)를 조작하여, 스풀(2)을 예를 들면 도시한 오른쪽 방향으로 움직이게 하면, 오일통로(3)로부터 좌측의 오일통로(5,7)로 토출압유가 흘러들어간다. 이 때의 압력은 언로드밸브(105)의 설정압이지만, 분류밸브(8)의 제어압실(30)의 압력은 대략 탱크압에 가까우므로, 왼쪽으로 분류밸브(8)의 밸브체(80)를 이동시킨다(도 4의 (A)→(B)). 분류밸브(8)의 밸브체(80)가 불감대 X1만큼 이동하면 미터링노치(20)가 열림으로써 밸브체(80)가 개방되고, 오일통로(7)와 신호검출유로(13)가 연통된다. 이 때, 홀드체크밸브의 부하압실(31)의 압력이 언로드밸브(105)의 설정압 이상이면, 홀드체크밸브(9)는 닫힌대로이다.
또한, 분류밸브(8)의 밸브체(80)가 왼쪽으로 이동하여 밸브체(80)의 스템부(81)와 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)로 형성하는 불감대 X2를 초과하면, 신호검출유로(13)의 압유가 스템부(81)의 외주에 설치된 슬릿(21)을 통해 제어압실(30)로 유도되고, 이 압력은 신호유로(104)에 전달된다. 이 때, 오일의 흐름은 신호유로(104)에 설치된 스로틀(103)의 흐름뿐이므로, 신호유로(101)의 유압펌프(100)의 토출압과 신호유로(104)의 검출압력은 거의 동일하고, 따라서 유압펌프(100)의 제어기(102)를 (A)의 위치로 밀어 되돌려, 유압펌프(100)의 토출유량이 증가한다. 그러므로, 오일통로(7)의 압력이 언로드밸브(105)의 설정압으로부터 상승하여, 홀드체크밸브(9)를 개방하는데에 이른다(도 4의 (B)→(C)). 그 후, 유압펌프(100)의 토출압이 신호유로(104)의 검출압력보다 설정치만큼 높게 될 때까지 상승하여, 정상상태(定常狀態)로 된다(도 4의 (C)→(D) ; (C) (D)는 통과유량이 최대의 상태를 나타냄).
이상의 과정에서, 최고 부하압으로서 검출되어 신호유로(104)로 유도되는 압유는 유압펌프(100)의 토출압유이므로, 부하압 검출에 따르는 액튜에이터(14)의 부하 낙하 등의 문제는 생기지 않는다.
또한, 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체(90)가 도시한 왼쪽으로 이동할 때, 분류밸브(8)의 밸브체(80)가 원래대로의 위치에 있으면, 슬릿(21)과 제어압실(30)의 연통이 끊어져, 제어압실(30)의 압력이 저하하므로, 분류밸브(8)의 밸브체(80)는 더욱 왼쪽으로 이동하여 평형을 확보하게 된다. 즉, 분류밸브(8)의 밸브체(80)는 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형의 밸브체(90)에 추종하여, 불감대 X2가 가변으로 되도록 동작한다.
여기에서, 도 15에 나타낸 종래의 밸브구조에서는 부하압 검출용 슬릿의 불감대는 고정되어 있으므로, 분류밸브(14)의 최대 개구면적은 일정하다. 이에 대하여, 본 발명에서는 가변불감대 X2이므로, 분류밸브(8)의 밸브체(80)는 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)의 뒤를 쫓아 이동하고, 그만큼 분류밸브(8)의 밸브체(80)의 변위가 커져 개구면적이 증대된다. 그러므로, 분류밸브(8)에서 생기는 압력손실이 경감된다.
또, 이상과 같이 분류밸브(8)의밸브체(80)가 개방되고, 오일통로(7)로부터 오일통로(10)로 압유가 흐를 때, 밸브체(80)에는 유체력이 작용하고, 이 유체력에 의해 밸브체(80)는 밸브폐쇄방향으로 움직이려고 한다. 그러나, 본 실시형태에서는 분류밸브(8)의 밸브체(80) 랜드(11)의 외경 d1을 스템부(81)의 외경 d2보다 크게 제작되어 있으므로, 이와 같은 유체력의 영향을 완화할 수 있다. 또, 외경 d1을 외경 d2보다 크게 해도 밸브체(80)가 조립되지 않는 일이 없다.
또한, 분류밸브(8)의 미터링노치(20)를 랜드(11)의 원주상에 3개소 균등하게 형성, 배열하고 있으므로, 노치부분에서의 압력손실도 저감하고 또한 밸브체(8)를 안정되게 스템으로 움직이게 할 수 있다(후술).
(C) 복합조작 시 I
지금, 도 2에 나타낸 방향제어밸브(1-2)측의 액튜에이터(14)의 부하압이 방향제어밸브(1-1)측 액튜에이터(14)의 부하압보다 고압이고, 방향제어밸브(1-2)만의 좌측분류밸브(8) 및 홀드체크밸브(9)가 동작하도록 조작되어 있는 것으로 한다. 이 경우, 방향제어밸브(1-1)의 제어압실(30)에는 방향제어밸브(1-2)측으로부터 고압신호가 전달되어 있다(도 5 (A)).
이 상태에서, 방향제어밸브(1-1)의 좌측의 분류밸브(8) 및 홀드체크밸브(9)가 동작하도록 도 1의 스풀(2)을 오른쪽 방향으로 움직이게 하면, 오일통로(3)로부터 좌측의 오일통로(5,7)로 토출압유가 흘러들어가고, 오일통로(7)에 제어압실(30)에 전달되어 있는 고압신호에 알맞는 압력이 생기면 분류밸브(8)의 밸브체(80)는 개방되고, 또한 홀드체크밸브(9)를 개방한다(도 5의 (A)→(B) ; (B)는 통과유체량이 최대의 상태를 나타냄). 이것은 미터링노치(6)의 전후차압이 고압측인 방향제어밸브(1-2)와 저압측인 방향제어밸브(1-1)에서 동일하게 되는 것을 의미하고, 유압펌프(100)의 토출유량이 미터링노치(6)의 개구면적비에 따라 분류된다.
여기에서, 방향제어밸브(1-1)는 저압부하측이므로, 오일통로(7)와 신호압검출로(13)의 사이에서 2개의 액튜에이터의 부하차압에 상당하는 압력손실을 만들어 내지 않으면 안된다. 만일, 저부하측인 방향제어밸브(1-1)의 분류밸브(8)의 밸브체(80)가 고부하측의 분류밸브와 비슷한 변위를 했다고 하면, 오일통로(7)의 압력은 방향제어밸브(1-1)측(저부하측)의 액튜에이터(14)의 부하압과 대략 동일하게 되므로, 밸브체(80)는 제어압실(30)의 고부하신호로 폐쇄측으로 되돌아간다. 또, 만일 밸브체(80)가 지나친 폐쇄의 상태에 있으면, 오일통로(7)의 압력이 제어압실(30)의 압력을 상회하게 되어, 밸브체(80)는 개방측으로 이동된다. 따라서, 저부하측인 방향제어밸브(1-1)의 분류밸브(8)의 밸브변위는, 불감대 X1 이상에서 불감대 X2 이하의 변위로 달성되어, 고부하측의 압력이 분류밸브(8)의 슬릿(21)을 통해 저부하측의 액튜에이터로 역류하는 일은 없다.
(C) 복합조작 시 II
방향제어밸브(1-1)측의 액튜에이터(14)의 부하압이 방향제어밸브(1-2)측의 액튜에이터(14)의 부하압보다 고압이고, 방향제어밸브(1-2)만의 좌측 분류밸브(8) 및 홀드체크밸브(9)가 동작하도록 조작되어 있는 상태로부터, 방향제어밸브(1-1)의 좌측 분류밸브(8) 및 홀드체크밸브(9)가 동작하도록 스풀(2)을 움직이게 한 경우의 동작은, 방향제어밸브(1-1)의 제어압실(30)에는 탱크압이 아니고, 방향제어밸브(1-2)측으로부터 압력신호가 전달되어 있는 점을 제외하고, (B)의 단독조작의 경우와 실질적으로 동일하다.
이 경우도, 최고 부하압으로서 검출되어 신호유로(104)로 유도되는 압유는 유압펌프(100)의 토출압유이므로, 부하압 검출에 따르는 액튜에이터(14)의 부하 낙하 등의 문제는 생기지 않는다.
또, 부하압 검출을 위한 불감대 X2는 가변불감대이고, 분류밸브(8)의 밸브체(80)는 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)의 뒤를 쫓아 이동하므로, 고압측인 방향제어밸브(1-1)의 분류밸브(8)에서 생기는 압력손실의 경감에 도움이 된다.
이상과 같이 구성한 본 실시형태에 의하면 다음의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 분류밸브로서는 후치형인 한쌍의 분류밸브(8)를 사용하고, 각 분류밸브(8)의 밸브체(80)를 홀드체크밸브(9)의 밸브체(중공스풀형 밸브체)(90)에 내장시켰으므로, 액튜에이터포트 A, B의 외측에 유출제어용의 탱크포트(저압포트)(15,15)를 배치할 수 있게 되어, 특별한 드레인포트를 설치할 필요가 없어진다. 또, 액튜에이터포트 A, B의 외측에 탱크포트(15,15)를 배치하므로, 통상의 외향 흐름의 릴리프밸브(70,70)를 사용할 수 있다.
또, 분류밸브(8)의 밸브체(80)와 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)와의 사이의 슬릿(21)으로 부하압 검출수단을 구성했으므로, 종래의 부하압 검출용 셔틀밸브를 생략할 수 있다.
이상에 따라, 신호의 수가 적은 후치형 분류밸브의 유리함을 남겨두고, 케이싱구조 및 기기를 간소화할 수 있다.
(2) 검출되는 부하압은 분류밸브(8)의 출구부와 홀드체크밸브(9)의 입구부 간의 신호검출유로(중간실)(13)의 압력이므로, 부하압 검출에 따르는 액튜에이터(14)의 부하 낙하 등의 문제는 생기지 않는다.
(3) 홀드체크밸브(9)가 개방될 때, 분류밸브(8)의 밸브체(80)는 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)를 추종하여 움직이고, 부하압 검출수단의 불감대 X2가 가변불감대이므로, 분류밸브의 개구면적이 증대하여, 분류밸브에서 생기는 압력손실을 경감할 수 있다.
(4) 분류밸브(8)의 밸브체(80)의 랜드(11)의 외경 d1을 스템부(81)의 외경 d2보다 크게 했으므로, 분류밸브(8)의 밸브체(80)에 작용하는 유체력의 영향을 완화할 수 있다.
(5) 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)를 시트부(12)로 종단시켰으므로, 시트부(12)를 압유가 통과할 때, 중공스풀형 밸브체(90)는 유로저항으로 되지 않아, 이 점에서도 압력손실을 적게 할 수 있다.
(6) 분류밸브(8)의 미터링노치(20)를 랜드(11)의 원주상에 3개소 균등하게 형성, 배열하고 있으므로, 노치부분에서의 압력손실도 저감하고 또한 밸브체(80)를 안정되고 스무스하게 움직일 수 있다. 지금, 이것을 도 6∼도 8을 사용하여 더 설명한다.
(5-1) 먼저, 본 실시형태에서는 분류밸브(8)의 미터링노치(20)를 랜드(11)의 원주상에 3개소 형성하고 있으므로, 노치부분에서의 압력손실도 저감하고 또한 3개의 가이드부(20b)로 밸브체(80)의 움직임도 안정되고 스무스하게 된다.
도 6 및 도 7에 비교예로서 미터링노치(20)를 랜드(11)의 원주방향으로 2개소 형성한 경우와, 4개소 형성한 경우를 나타냈다.
도 6에 나타낸 바와 같이 미터링노치를 2개소로 하면, 노치면적이 크게 취해져 압력손실을 경감할 수 있지만, 노치 간의 가이드부가 2개소로 되어 밸브체의 지지상태가 불안정하게 되어, 스틱 등의 문제점이 생기기 쉽다.
도 7에 나타낸 바와 같이 미터링노치를 4개소로 하면, 노치 간의 가이드부는 4개소로 되어 밸브체의 지지상태는 안정되고 스무스한 움직임을 하지만, 노치면적이 크게 취해지지 않으므로 압력손실이 커져 버린다. 랜드의 직경을 크게하면 노치면적은 확보할 수 있지만, 기기가 커진다.
(5-2) 또, 본 실시형태에서는 3개소의 미터링노치(20)를 랜드(11)의 원주상에 균등하게 형성, 배열하고 있으므로, 노치(20)에 작용하는 경방향의 유압력이 밸런스되어, 이 점에서도 밸브체(80)의 움직임이 안정되고 스무스하게 된다. 도 8은 이것을 설명하는 도면이다.
도 8에 있어서, F1, F2, F은 3개의 노치(20)의 면(20a)에 작용하는 경방향의 유압력이다. 노치(20)는 3개소 모두 동일 면적이므로, 유압력 F1, F2, F3의 크기는 모두 동일하다. 또, 유압력 F2, F3의 유압력 F1에 직각방향의 성분을 F2X, F3X로 하고, 유압력 F1과 동일 방향의 성분을 F2Y, F3Y로 하면, 유압력 F1, F2, F3은 서로 120°의 각도를 이루고 있으므로, F2X=F3X, F2Y+F3Y=F1로 되어 밸런스된다. 그러므로 유압력 F1, F2, F3에 의한 불균형력은 발생하지 않아, 밸브체(80)를 안정되고 스무스하게 움직일 수 있다.
도 9에 미터링노치형상의 변형예를 나타냈다. 상기 실시형태에서는 유압력 F1, F2, F3을 밸런스시키므로, 3개소의 미터링노치(20)를 균등하게 형성, 배열했지만, 3개소의 미터링노치(2)는 반드시 균등하게 형성, 배치할 필요는 없다.
도 9는 3개의 미터링노치를 면 20A, 20B1, 20B2로 구성한 예이고, 면 20A에 대하여 면 20B1, 20B2는 135 °를 이루고, 면 20B1, 20B2는 서로 90°를 이루고 있다. 또, 면 20A, 20B1, 20B2의 면적은 면 20A의 유압력 F1이 면 20B1, 20B2의 유압력 F2, F3의 1.414배로 되도록 설정되어 있다. 이 경우, 면 20B1, 20B2의 유압력 F2, F3의 면 20A의 유압력 F1에 직각방향의 성분을 F2X, F3X로 하고, 유압력 F1과 동일 방향의 성분을 F2Y, F3Y로 하면, 상기와 마찬가지로 F2X=F3X, F2Y+F3Y=F1로 되고, 밸런스되어, 역시 밸브체(80)를 안정되고 스무스하게 움직일 수 있다.
본 발명의 제2 실시형태를 도 10 및 도 11에 의해 설명한다. 도면 중, 도 1 및 도 2에 나타낸 부재와 동일한 것에는 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 10 및 도 11에 있어서, 본 실시형태의 방향제어밸브는 분류밸브(8A)의 밸브체(80A) 및 홀드체크밸브(9A)의 중공스풀형 밸브체(90A)의 형상이 제1 실시형태의 것과 상이하다.
즉, 본 실시형태에서는 홀드체크밸브(9A)의 중공스풀형 밸브체(90A)는 시트부(12)로부터 오일통로(7)측으로 스풀연장부분(93)을 더 가지고, 이 스풀연장부분(93)을 오일통로(7)와 오일통로(10)와의 사이에 형성된 관통공(95)에 슬라이드 가능하게 삽입되어 있다. 또, 이 스풀연장부분(93)에 신호검출유로(13A)를 오일통로(10)에 연통시키는 경방향의 개구(94)를 형성하는 동시에, 분류밸브(8A)의 밸브체(80A)의 랜드(11A)를 스풀연장부분(93)내로 슬라이드 가능하게 끼워맞추게 하고, 개구(94)와 랜드(11A)로 가변스로틀을 구성하고 있다. 또, 제1 실시형태와 마찬가지로, 분류밸브(8A)의 밸브체(80A)의 랜드(11A)는 스템부(81)의 외경 d2보다 큰 외경 d1을 가지고 있다.
제1 실시형태에서는 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)는 시트부(12)로 종단되어 있으므로, 시트부(12)를 압유가 통과할 때, 중공스풀형 밸브체(90)는 유로저항으로 되지 않아, 압력손실을 적게 할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 중공스풀형 밸브체(90)의 지지형태에서 보면 시트부(21)측은 프리로 되므로, 중공스풀형 밸브체(90)의 지지가 불안정하게 될 염려가 있다. 본 실시형태에 의하면, 스풀연장부분(93)을 설치했으므로 중공스풀형 밸브체(90A)가 양단 지지로 되어, 중공스풀형 밸브체(90A)의 지지가 안정되고, 움직임이 스무스하게 된다.
(1) 본 발명에 의하면, 액튜에이터포트의 외측에 유출제어용의 탱크포트(저압포트)를 배치할 수 있으므로, 특별한 드레인포트를 설치할 필요가 없어지는 동시에, 통상의 외향 흐름의 릴리프밸브를 사용할 수 있어, 신호의 수가 적은 후치형 분류밸브의 유리함을 남겨두고, 케이싱구조 및 기기를 간소화할 수 있다.
(2) 또 본 발명에 의하면, 분류밸브의 밸브체와 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체로 종래의 부하압 검출용 셔틀밸브의 기능을 달성할 수 있으므로, 한층 기기의 간소화를 도모할 수 있다.
(3) 또한, 검출되는 부하압은 분류밸브의 출구부와 홀드체크밸브의 입구부 간의 압력이므로, 부하압 검출에 따르는 액튜에이터의 부하 낙하 등의 문제는 생기지 않는다.
(4) 또 본 발명에 의하면, 분류밸브의 밸브체는 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체에 추종하여 움직이고, 부하압 검출수단의 불감대가 가변불감대이므로, 분류밸브의 개구면적이 증대하여, 분류밸브에서 생기는 압력손실을 경감할 수 있다.
(5) 또한 본 발명에 의하면, 분류밸브의 밸브체랜드의 외경을 스템부의 외경보다 크게 했으므로, 분류밸브의 밸브체에 작용하는 유체력의 영향을 완화할 수 있다.
(6) 또 본 발명에 의하면, 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체를 시트부로 종단시켰으므로, 시트부를 압유가 통과할 때 중공스풀형 밸브체는 유로저항으로 되지 않아, 압력손실을 적게 할 수 있다.
(7) 또한 본 발명에 의하면, 중공스풀형 밸브체의 시트부 앞에 스풀연장부분을 설치했으므로, 중공스풀형 밸브체가 양단 지지로 되어, 중공스풀형 밸브체의 움직임이 스무스하게 된다.
(8) 또 본 발명에 의하면, 분류밸브의 미터링노치를 랜드의 원주상에 3개소 형성했으므로, 노치부분에서의 압력손실도 저감하고 또한 분류밸브의 밸브체의 움직임도 안정되고 스무스하게 된다.

Claims (10)

  1. 스풀(2)의 랜드부(4-1)에 형성되고, 유량제어와 방향제어의 양 기능을 겸비하는 한쌍의 미터링노치(6,6)와, 한쌍의 액튜에이터포트(A,B)와, 한쌍의 미터링노치와 한쌍의 액튜에이터포트와의 사이에 각각 배치된 한쌍의 분류(分流)밸브(8,8;8A,8A) 및 한쌍의 홀드체크밸브(9,9;9A,9A)와를 구비한 분류밸브부착 방향제어밸브에 있어서,
    (a) 상기 한쌍의 홀드체크밸브(9,9;9A,9A)는, 각각, 시트부(12)가 외주에 형성되고 또한 상기 액튜에이터포트(A,B)에 연결되는 출구통로(10)의 압력이 밸브폐쇄방향으로 작용하는 중공(中空)스풀형의 밸브체(90;90A)를 가지고,
    (b) 상기 한쌍의 분류밸브(8,8;8A,8A)는, 각각, 최소한 부분적으로 상기 중공스풀형 밸브체(90;90A)내에 슬라이드 가능하게 내장되고, 또한 전면(前面)이 상기 미터링노치(6)에 연결되는 입구통로(7)에 면하고, 배면이 신호검출유로(13)에 연결되는 제어압실(30)에 면한 밸브체(80;80A)를 가지는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 홀드체크밸브(9;9A)의 중공스풀형 밸브체(90;90A)는, 상기 제어압실(30)의 압력에 의한 힘이 밸런스되는 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 분류밸브(8;8A)의 밸브체(80;80A)는, 상기 홀드체크밸브(9;9A)의 중공스풀형 밸브체(90;90A)와의 사이에, 상기 입구통로(7)의 압력과 상기 제어압실(30)의 압력과의 밸런스로 개폐하는 부하압 검출수단(21)을 형성하고, 이 부하압 검출수단에 의해 분류밸브의 출구부와 홀드체크밸브의 입구부 간의 중간실(13)의 압력을 검출하여 상기 제어압실(30)로 유도하는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 부하압 검출수단은 상기 분류밸브(8;8A)의 밸브체(80;80A)의 외주와 상기 홀드체크밸브(9;9A)의 중공스풀형 밸브체(90;90A)의 내주의 최소한 한쪽에 형성된 슬릿(21)과, 상기 분류밸브의 밸브체가 상기 홀드체크밸브의 중공스풀형 밸브체에 대하여 소정 거리 이상 이동하여 비로서 상기 중간실을 상기 제어압실에 상기 슬릿을 통해 연통시키는 불감대(不感帶) X2와를 가지는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분류밸브(8;8A)의 밸브체(80;80A)는, 상기 제어압실(30)에 면하는 배면측의 직경 d2보다 상기 입구통로(7)에 면하는 전면측의 직경 d1을 크게 한 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 홀드체크밸브(9)의 중공스풀형 밸브체(90)는 상기 시트부(12)에 의해 종단(終端)되고, 상기 분류밸브(8)의 밸브체(80)는, 케이싱(1)에 슬라이드 가능하게 끼워맞추어져 가변스로틀을 구성하는 랜드(11)를 가지는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 홀드체크밸브(9A)의 중공스풀형 밸브체(90A)는 상기 시트부(12)로부터 입구통로(7)측에 스풀연장부분(93)을 가지고, 이 스풀연장부분에 경(徑)방향의 개구(94)를 형성하는 동시에, 상기 분류밸브(8A)의 밸브체(80A)는, 상기 스풀연장부분(93)내에 슬라이드 가능하게 끼워 맞추어지고, 상기 개구(94)와 협동하여 가변스로틀을 구성하는 랜드(11A)를 가지는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  8. 제1항에 있어서, 상기 분류밸브(8)의 밸브체(80)는, 상기 입구통로(7)와 상기 홀드체크밸브(9)의 시트부(12)와의 사이에 위치하는 랜드(11)를 가지고, 이 랜드의 원주상의 3개소에 가변스로틀을 구성하는 미터링노치(20)를 형성한 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  9. 제8항에 있어서, 상기 3개소의 미터링노치(20)는, 각각의 노치면에 작용하는 유압력이 서로 밸런스되도록 상기 랜드(11)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
  10. 제8항에 있어서, 상기 3개소의 미터링노치(20)는, 원주방향으로 균등하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 분류밸브부착 방향제어밸브.
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