KR100998608B1 - Control valve spool structure for for heavy construction equipment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 관한 것으로, 밸브 블럭과;The present invention relates to a control valve spool structure for construction equipment, the valve block;

상기 밸브블럭의 일측에 형성된 파일럭 압력 공급포트에 도입되는 파일럿 압력에 의해 절환되는 스풀;을 포함하며,And a spool switched by pilot pressure introduced into a pilot pressure supply port formed at one side of the valve block.

상기 스풀의 절환시 펌프포트로 부터 토출되는 유량이 로드체크포펫을 밀어 병렬유로를 거쳐 공급측 스풀노치 및 공급유로를 지나 작업장치용 실린더라지챔버에 공급되고, 실린더를 작동하고 귀환되는 유량이 작업장치용 실린더스몰챔버로부터 귀환유로를 거쳐 귀환측 스풀노치, 재생유로 및 탱크통로를 통해서 유압탱크에 귀환되는 건설중장비용 콘트롤밸브에 설치되는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 있어서,When the spool is switched, the flow rate discharged from the pump port pushes the rod check poppet, passes through the parallel flow path, passes through the supply side spool notch and the supply flow path, and is supplied to the cylinder large chamber for the working device. In the control valve spool structure for heavy equipment installed in the control valve for heavy equipment returned to the hydraulic tank through the return side spool notch, regeneration flow path and the tank passage from the small cylinder chamber for

상기 스풀노치의 일단부에 연장형성되고, 상기 스풀의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈 형성되며, 상기 귀환유로에 인접하게 구성되는 스풀넥과, A spool neck extending from one end of the spool notch, having a groove formed to have an inclination from an outer circumference of the spool, and configured to be adjacent to the return flow path;

상기 스풀노치의 타단부에 연장형성되고, 상기 스풀의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈형성되며, 상기 재생유로에 인접하게 구성되는 경사노치;를 포함하여 구성된 본 발명에 의하면, 본 발명에 따르면, 스풀의 절환시 초기 구간의 파일럿 압력 변화에 상응하여 스풀노치가 개방됨으로써 작업장치용 콘트롤밸브에서 선형적인 유량제어가 가능함과 동시에 밸브 응답성이 크게 상승되는 장점이 있다.According to the present invention comprising: an inclined notch extending from the other end of the spool notch, the groove is formed to have an inclination from the outer circumference of the spool, and is formed adjacent to the regeneration flow path. When the spool is switched, the spool notch is opened to correspond to the pilot pressure change in the initial section, thereby enabling linear flow rate control at the control valve for the work device and increasing valve response.

또한, 붐이나 아암을 포함하는 작업장치용 액츄에이터 측으로 부터 귀환되는 압유가 스풀노치를 통과할 때 발생하는 플로우 포스를 경감하여 컨트롤 밸브에서 최적의 유량제어 성능을 유지하고, 운전자의 피로 방지는 물론 연비 향상 및 작업효율이 대폭 상승하는 장점이 있다.In addition, by reducing the flow force generated when the hydraulic oil returned from the actuator for the work device including the boom or the arm passes through the spool notch, it maintains the optimum flow control performance in the control valve and prevents driver fatigue and fuel economy. There is a merit that the improvement and work efficiency greatly increase.

굴삭기, 콘트롤밸브, 플로우포스(flow force), 스풀노치, 경사노치 Excavator, Control Valve, Flow Force, Spool Notch, Slope Notch

Description

건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조{CONTROL VALVE SPOOL STRUCTURE FOR FOR HEAVY CONSTRUCTION EQUIPMENT}CONTROL VALVE SPOOL STRUCTURE FOR FOR HEAVY CONSTRUCTION EQUIPMENT}

본 발명은 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스풀의 절환시 스풀노치에서 발생하는 플로우 포스를 상쇄하여 스풀 스트로크가초기 구간의 파일럿 압력 변화에 상응하여 제어되도록 함으로써 작업장치용 콘트롤밸브에서 선형적인 유량제어 및 밸브 응답성을 크게 상승시킬 수 있도록 개량된 건설중장비용 컨트롤밸브 스풀구조에 관한 것이다.The present invention relates to a control valve spool structure for construction equipment, and more particularly, to offset the flow force generated in the spool notch during the switching of the spool so that the spool stroke is controlled in accordance with the pilot pressure change in the initial section The present invention relates to a control valve spool structure for construction equipment which is improved to significantly increase linear flow control and valve responsiveness in a control valve.

일반적으로, 굴삭기와 같은 건설중장비에 있어서, 작업장치 조정을 위해 붐액츄에이터나 아암액츄에이터, 버켓액츄에이터를 포함하는 작업장치 액츄에이터는 유압펌프로 부터 유량을 공급받는 각각의 작업장치 액츄에이터용 콘트롤밸브를 사용하며, 각각의 콘트롤밸브는 스풀의 절환시 유압펌프로 부터 토출되는 유량이 스풀노치를 통하여 유압탱크로 귀환할 때 붐실린더나, 아암실린더 및 버켓실린더의 구동을 제어할 수 있다.In general, in construction equipment such as excavators, work tool actuators including boom actuators, arm actuators, and bucket actuators for adjusting work tools use control valves for respective work actuators which are supplied with a flow rate from a hydraulic pump. Each control valve can control the operation of the boom cylinder, the arm cylinder and the bucket cylinder when the flow rate discharged from the hydraulic pump returns to the hydraulic tank through the spool notch.

일반적으로 콘트롤밸브에 설치된 스풀 절환을 제어하기 위한 파일럿 압력은 콘트롤밸브의 스풀캡 내부에 스풀을 지지하는 스프링의 탄성력과, 스풀의 절환시 노치의 출구를 통과하는 유량에 의한 플로우 포스를 고려하여야 한다.In general, the pilot pressure for controlling the spool switching installed in the control valve should take into account the elastic force of the spring supporting the spool inside the spool cap of the control valve and the flow force due to the flow rate through the outlet of the notch when the spool is switched. .

스풀의 노치 상에서 발생하는 플로우 포스(F:flow force)는 "F=ρQVcosθ"으로 정의되며, 여기서 ρ는 유체의 밀도, Q는 유량, V는 유체의 속도, θ는 노치출구에서의 유체흐름 각도를 나타낸다. 유체의 속도는 노치의 단면적이 적을수록 속도가 증대되고 플로우 포스는 유량의 증가 및 스풀의 절환량에 따라 변화하기 때문에, 스풀의 절환시 플로우 포스를 고려한 유량제어 및 작업장치용 액츄에이터의 구동 성능 제어가 난해하며, 작업장치 및 장비의 조작성능 또한 플로우 포스의 영향을 크게 받는다.The flow force (F) on the notch of the spool is defined as "F = ρQVcosθ", where ρ is the density of the fluid, Q is the flow rate, V is the velocity of the fluid, and θ is the angle of fluid flow at the notch outlet. Indicates. Since the velocity of the fluid increases as the cross-sectional area of the notch increases, the flow force changes according to the increase in the flow rate and the switching amount of the spool. Therefore, the flow control and the driving performance control of the actuator for the working device in consideration of the flow force during the switching of the spool It is difficult and the operation performance of work tools and equipment is also greatly influenced by the flow force.

도 1은 종래 건설중장비용 콘트롤밸브를 개략적으로 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 표시된 "A"의 부위를 확대한 것으로 종래 스풀구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional control valve for heavy equipment, Figure 2 is an enlarged view of the portion of "A" shown in Figure 1 is a schematic view showing a conventional spool structure.

통상적으로 작업장치용 실린더의 구동을 제어하기 위한 밸브블록(1)에 설치된 스풀(2)은 외부에서 입력되는 파일롯 압력에 의해 도면을 기준으로 좌측 및 우측으로 절환된다.Typically, the spool 2 installed in the valve block 1 for controlling the driving of the cylinder for the work device is switched to the left and right sides with reference to the drawings by a pilot pressure input from the outside.

예를 들면, 파일럿 공급포트(15)에 공급되는 파일럿 압력이 스풀캡(16)의 내부에서 파일럿 압력에 대항하는 스프링(14)의 탄성력을 극복할 때 스풀(2)은 도면상 좌측으로 절환된다. 이때, 유압펌프로부터 토출되어 펌프포트(3)으로 토출되는유량은 로드체크포펫(4)을 밀고 병렬유로(5)를 거쳐 공급측 스풀노치(6) 및 공급유로(7)를 지나 작업장치용 실린더라지챔버(8a)에 공급된다.For example, when the pilot pressure supplied to the pilot supply port 15 overcomes the elastic force of the spring 14 against the pilot pressure inside the spool cap 16, the spool 2 is switched to the left in the drawing. . At this time, the flow rate discharged from the hydraulic pump to the pump port (3) pushes the rod check poppet (4) and passes through the supply side spool notch (6) and the supply passage (7) through the parallel passage (5) cylinder for the work machine It is supplied to the large chamber 8a.

실린더를 작동하고 귀환되는 유량은 작업장치용 실린더스몰챔버(8b)로부터 귀환유로(9)를 거쳐 귀환측 스풀노치(10), 재생유로(11) 및 탱크통로(12)를 통해서 유압탱크에 귀환된다.The flow rate of operating the cylinder and returning it is returned to the hydraulic tank from the cylinder small chamber 8b for the work device through the return flow path 9 through the return side spool notch 10, the regeneration flow path 11, and the tank path 12. do.

이때, 스풀노치(6,10)에서 발생하는 플로우 포스는 스풀(2)의 절환시 스풀노치를 통과하는 유량의 흐름에 의해 스풀이동방향과 반대 방향으로 플로우 포스가 발생한다.At this time, the flow force generated in the spool notches 6 and 10 is generated in the opposite direction to the spool moving direction by the flow of the flow rate passing through the spool notch when the spool 2 is switched.

특히, 스풀(2)의 절환에 의해 압유가 실린더(8) 측으로 부터 재생통로(11) 및 탱크통로(12) 측으로 탱크측으로 귀환할 때 스풀노치(10) 상에서 발생하는 플로우 포스는 유량의 증가에 따라서 증대되고, 속도는 노치의 단면적이 적을수록 증대되므로 스풀노치의 단면적으로 초기에 최대한 축소하여 급격한 유량 유입에 따른 속도변화를 억제함으로써 제어성능을 유지하여야 한다.In particular, when the hydraulic oil returns from the cylinder 8 side to the regeneration passage 11 and the tank passage 12 side by the switching of the spool 2 to the tank side, the flow force generated on the spool notch 10 is increased due to the increase in flow rate. Therefore, as the cross-sectional area of the notch increases and the speed increases, the cross-sectional area of the spool notch should be initially reduced as much as possible to suppress the speed change caused by the rapid flow inflow to maintain the control performance.

그러나, 스풀의 절환량이 적을 때, 즉 스풀노치의 단면적이 적게 형성되는 스풀 절환 초기에 스풀노치의 단면적 축소에 따른 유량 속도의 증대로 인하여 플로우 포스가 크게 증가하여 스프링의 탄성력만 고려한 파일럿 압력 제어만으로는 선형적인 제어성능을 구현할 수 없는 문제점이 있었다.However, when the switching amount of the spool is small, that is, at the initial stage of the spool switching in which the cross-sectional area of the spool notch is formed, the flow force is increased due to the increase of the flow rate due to the reduction of the cross-sectional area of the spool notch. There was a problem that can not implement a linear control performance.

도 3에 도시된 스풀절환시 스풀스트로크에 대한 파일럿 압력 변화선도를 참조하면, 스풀에 작용하는 파일럿 압력에 대해 스풀절환을 위한 압력(Pi)이 증가해도 스풀의 스트로크(St)가 비례적으로 증가되지 않는 비선형 구간(St-1)이 발생한다.Referring to the pilot pressure change diagram for the spool stroke in spool switching shown in FIG. 3, the stroke St of the spool increases proportionally even if the pressure Pi for spool switching increases with respect to the pilot pressure acting on the spool. Nonlinear interval St-1 occurs.

이 구간(St-1)은, 파일럿 압력(Pi)이 스풀의 스프링(14)의 탄성력을 이기더라도 노치의 구조에 의해 통과하는 압유에 의해 플로우 포스(F)가 탄성력과 동일방 향으로 스풀(2)을 가압함에 따라 나타나는 것이며, 궁극적으로 스풀의 절환을 제대로 제어하기 위해서는 스프링의 탄성력 뿐 아니라 플로우 포스(F)를 함께 고려하여 파일럿 압력(Pi)이 설정되어야 함을 의미한다.In this section St-1, even if the pilot pressure Pi overcomes the elastic force of the spring 14 of the spool, the flow force F is spooled in the same direction as the elastic force by the pressure oil passing by the structure of the notch. 2) Pressurized, and ultimately, in order to properly control the switching of the spool, it means that the pilot pressure Pi should be set in consideration of the flow force F as well as the elastic force of the spring.

대유량이 소요되는 굴삭기나 건설중장비에서 플로우 포스(F)가 심해지면 운전자의 작업장치의 조작이 수행되더라도 해당 콘트롤밸브의 스풀이 원할하게 움직이지 않아 콘트롤밸브에서 선형적으로 유량제어를 수행할 수 없으며, 그에 따라 장비 조작성 및 밸브 응답성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.If the flow force (F) is increased in the excavator or heavy construction equipment that requires a large flow rate, the spool of the corresponding control valve does not move smoothly even if the operator's work device is operated. No, there was a problem that the equipment operability and valve responsiveness is greatly reduced.

또한, 장비 조작성 및 밸브 응답성이 떨어짐에 따라서 장기간 장비조작시 운전자의 피로를 유발함은 물론 연비 및 작업효율이 크게 저하되는 문제점이 있었다.In addition, as the equipment operability and valve responsiveness are deteriorated, there is a problem of causing fatigue of the operator when operating the equipment for a long time, as well as fuel efficiency and work efficiency.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로써, 스풀노치에서 발생하는 플로우 포스를 구조적으로 저감함으로써 장비 조작성 및 밸브 응답성을 향상시킬 수 있는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, to provide a control valve spool structure for construction equipment that can improve the equipment operability and valve response by structurally reducing the flow force generated in the spool notch. The purpose is.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로써,The present invention was created to solve the conventional problems,

밸브 블럭과;A valve block;

상기 밸브블럭의 일측에 형성된 파일럿 압력 공급포트에 도입되는 파일럿 압력에 의해 절환되는 스풀;을 포함하며,And a spool switched by pilot pressure introduced into a pilot pressure supply port formed at one side of the valve block.

상기 스풀의 절환시 펌프포트로 부터 토출되는 유량이 로드체크포펫을 밀어 병렬유로를 거쳐 공급측 스풀노치 및 공급유로를 지나 작업장치용 실린더라지챔버에 공급되고, 실린더를 작동하고 귀환되는 유량이 작업장치용 실린더스몰챔버로부터 귀환유로를 거쳐 귀환측 스풀노치, 재생유로 및 탱크통로를 통해서 유압탱크에 귀환되는 건설중장비용 콘트롤밸브에 설치되는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 있어서,When the spool is switched, the flow rate discharged from the pump port pushes the rod check poppet, passes through the parallel flow path, passes through the supply side spool notch and the supply flow path, and is supplied to the cylinder large chamber for the working device. In the control valve spool structure for heavy equipment installed in the control valve for heavy equipment returned to the hydraulic tank through the return side spool notch, regeneration flow path and the tank passage from the small cylinder chamber for

상기 스풀노치의 일단부에 연장형성되고, 상기 스풀의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈 형성되며, 상기 귀환유로에 인접하게 구성되는 스풀넥과, A spool neck extending from one end of the spool notch, having a groove formed to have an inclination from an outer circumference of the spool, and configured to be adjacent to the return flow path;

상기 스풀노치의 타단부에 연장형성되고, 상기 스풀의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈 형성되며, 상기 재생유로에 인접하게 구성되는 경사노치;를 포함하여 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.And an inclined notch extending from the other end of the spool notch, the groove being formed to have an inclination from the outer circumference of the spool and configured to be adjacent to the regeneration flow passage. do.

상기 스풀넥이 상기 스풀의 외주연으로 부터 10°각도 내지 15°각도로 경사진 스풀넥 바텀과 상기 스풀의 외주연으로 부터 55°각도 내지 65°각도로 경사진 스풀넥 경사부를 구비하되, 상기 스풀넥 경사부가 상기 스풀노치의 일단부에 연장형성되어 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.The spool neck is provided with a spool neck bottom inclined at an angle of 10 ° to 15 ° from the outer circumference of the spool and a spool neck inclined portion at an angle of 55 ° to 65 ° from the outer circumference of the spool, The spool neck inclination portion is extended to one end of the spool notch characterized in that the control valve spool structure for heavy equipment construction.

바람직하게는 상기 스풀넥 바텀부가 12.8 °각도로 형성되고, 상기 스풀넥 경사부는 60°각도를 구비하여 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.Preferably the spool neck bottom portion is formed at an angle of 12.8 °, the spool neck inclined portion is characterized in that the control valve spool structure for construction equipment made of 60 ° angle.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 경사노치가 상기 스풀넥에 인접하는 제1 경사노치와 상기 제1 경사노치에 연결되는 제2 경사노치를 요홈 형성하 여 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the control valve spool for construction equipment is formed by forming the inclined notch groove in the first inclined notch adjacent to the spool neck and the second inclined notch connected to the first inclined notch. It is characterized by a structure.

상기 제1 경사노치가 15°각도 내지 25°각도로 요홈 형성되고, 상기 제2 경사노치가 40°각도 내지 50°각도로 요홈 형성되어 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.The first inclined notch is grooved at an angle of 15 ° to 25 °, and the second inclined notch is grooved at an angle of 40 ° to 50 °.

바람직하게는, 상기 제1 경사노치가 20°각도로 요홈 형성되고, 상기 제2 경사노치가 45 °각도로 요홈 형성되어 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.Preferably, the first inclined notch is formed in the groove at an angle of 20 °, the second inclined notch is characterized in that the control valve spool structure for construction equipment consisting of a groove formed at an angle of 45 °.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 스풀넥 경사부가 상기 노치의 일단부 아래로 연장 형성되며 인접하는 그루브를 형성하여 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the spool neck inclined portion is formed to extend below the one end of the notch, characterized in that the control valve spool structure for construction equipment formed by forming an adjacent groove.

상기 그루브의 일측에 연장되는 스풀넥 바텀이 상기 스풀의 외주연으로부터 5°각도 내지 9°각도로 범위의 경사면을 구비하여 이루어진 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 특징으로 한다.The spool neck bottom extending on one side of the groove is characterized in that the control valve spool structure for construction equipment made of an inclined surface in the range of 5 ° to 9 ° angle from the outer periphery of the spool.

본 발명에 따르면, 스풀의 절환시 초기 구간의 파일럿 압력 변화에 상응하여 스풀노치가 개방됨으로써 작업장치용 콘트롤밸브에서 선형적인 유량제어가 가능함과 동시에 밸브 응답성이 크게 상승되는 장점이 있다.According to the present invention, when the spool is switched, the spool notch is opened in response to the pilot pressure change in the initial section, thereby enabling linear flow rate control in the control valve for the work device and at the same time, the valve responsiveness is greatly increased.

또한, 붐이나 아암을 포함하는 작업장치용 액츄에이터 측으로 부터 귀환되는 압유가 스풀노치를 통과할 때 발생하는 플로우 포스를 경감하여 컨트롤 밸브에서 최적의 유량제어 성능을 유지하고, 운전자의 피로 방지는 물론 연비 향상 및 작업 효율이 대폭 상승하는 장점이 있다.In addition, by reducing the flow force generated when the hydraulic oil returned from the actuator for the work device including the boom or the arm passes through the spool notch, it maintains the optimum flow control performance in the control valve and prevents driver fatigue and fuel economy. There is a merit that the improvement and work efficiency are greatly increased.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용효과를 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조의 부분확대도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조의 부분확대도, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조의 부분확대도, 도 7은 본 발명에 의한 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 의해 플로우 포스의 상쇄작용을 설명하기 위한 파일럿 압력-스풀스트로크 작용상태도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and effect according to an embodiment of the present invention. 4 is a partially enlarged view of a control valve spool structure for construction equipment according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a partially enlarged view of a control valve spool structure for construction equipment according to another embodiment of the present invention, Figure 6 Partial enlarged view of a control valve spool structure for construction equipment according to another embodiment of the invention, Figure 7 is a pilot pressure-spool stroke for explaining the offset action of the flow force by the control valve spool structure for construction equipment according to the present invention This is a state diagram.

본 발명의 실시예에 관한 설명에 있어서, 도면부호 1은 밸브블럭, 2는 스풀, 5는 유압펌프로부터 압유가 토출되는 펌프포트, 5는 병렬유로, 7은 실린더라지챔버(8a)측으로 유량이 공급되는 공급유로, 9는 실린더스몰챔버(8b)측으로 부터 유량이 도입되는 귀환유로, 11은 재생통로, 12는 탱크통로, 14 파일럿 압력에 대항하는 탄성부재, 16은 스풀캡을 개략적으로 나타낸 것이다.In the description of the embodiment of the present invention, reference numeral 1 is a valve block, 2 is a spool, 5 is a pump port through which hydraulic oil is discharged from a hydraulic pump, 5 is a parallel flow path, and 7 is a cylinder large chamber 8a side. 9 is a return flow path through which a flow rate is introduced from the cylinder small chamber 8b, 11 is a regeneration path, 12 is a tank path, an elastic member against 14 pilot pressures, and 16 is a spool cap. .

본 발명의 일실시예에 의한 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조는,Control valve spool structure for construction equipment according to an embodiment of the present invention,

밸브 블럭(1)과;A valve block 1;

상기 밸브블럭(1)의 일측에 형성된 파일럿 압력 공급포트(15)에 도입되는 파일럿 압력에 의해 절환되는 스풀(2);을 포함하며,And a spool (2) switched by a pilot pressure introduced into a pilot pressure supply port (15) formed at one side of the valve block (1).

상기 스풀(2)의 절환시 펌프포트(3)로 부터 토출되는 유량이 로드체크포 펫(4)을 밀어 병렬유로(5)를 거쳐 공급측 스풀노치(6) 및 공급유로(7)를 지나 작업장치용 실린더라지챔버(8a)에 공급되고, 실린더(8)를 작동하고 귀환되는 유량은 작업장치용 실린더스몰챔버(8b)로부터 귀환유로(9)를 거쳐 귀환측 스풀노치(18), 재생유로(11) 및 탱크통로(12)를 통해서 유압탱크에 귀환되는 건설중장비용 콘트롤밸브에 설치되는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 있어서,When the spool 2 is switched, the flow rate discharged from the pump port 3 pushes the rod check poppet 4 and passes through the supply side spool notch 6 and the supply channel 7 via the parallel channel 5. The flow rate supplied to the cylinder large chamber 8a for the device and operating and returning the cylinder 8 is returned from the cylinder small chamber 8b for the working device via the return flow path 9 to the return side spool notch 18 and the regeneration flow path. (11) and the control valve spool structure for heavy equipment installed in the control valve for heavy equipment returned to the hydraulic tank through the tank passage (12),

상기 귀환측 스풀노치(18)의 일단부에 연장형성되고, 상기 스풀(2)의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈 형성되며, 상기 귀환유로(9)에 인접하게 구성되는 스풀넥(19)과, A spool neck 19 extending from one end of the return side spool notch 18 and having a groove formed to be inclined from an outer circumference of the spool 2 and configured to be adjacent to the return flow path 9; ,

상기 귀환측 스풀노치(18)의 타단부에 연장형성되고, 상기 스풀(2)의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈 형성되며, 상기 재생유로(11)에 인접하게 구성되는 경사노치(20);를 포함하여 구성된다.An inclined notch 20 extending from the other end of the return side spool notch 18 and having a groove formed to have an inclination from the outer circumference of the spool 2 and configured to be adjacent to the regeneration flow passage 11; It is configured to include.

상기 스풀넥(19)이 상기 스풀(2)의 외주연으로 부터 10°각도 내지 15°각도로 경사진 스풀넥 바텀(19a)과 상기 스풀(2)의 외주연으로 부터 55°각도 내지 65°각도로 경사진 스풀넥 경사부(19b)를 구비하되, 상기 스풀넥 경사부(19b)가 상기 귀환측 스풀노치(18)의 일단부에 연장형성되어 이루어진다.The spool neck 19 is inclined at an angle of 10 ° to 15 ° from the outer circumference of the spool 2 and the spool neck bottom 19a and 55 ° to 65 ° from the outer circumference of the spool 2. A spool neck inclined portion 19b inclined at an angle is provided, and the spool neck inclined portion 19b extends at one end of the return side spool notch 18.

상기 스풀넥 바텀(19a) 및 스풀넥 경사부(19b)는 파일럿 압력이 파일럿 포트(15)에 도입될 때 스풀(2)이 도면상 좌측으로 절환시, 귀환유로(9)를 통하여 실린더스몰챔버(8b)로부터 귀환되는 압유를 재생통로(11)로 안내하는 기능을 수행하며, 동시에 귀환되는 압유가 스풀넥 바텀(19a) 및 스풀넥 경사부(19b)의 단면적을 지나며 속도를 감축함으로써 플로우 포스를 상쇄하는 기능을 수행한다.The spool neck bottom 19a and the spool neck inclined portion 19b are cylinder small chambers through the return flow path 9 when the spool 2 is switched to the left in the drawing when the pilot pressure is introduced to the pilot port 15. (8b) to guide the pressure oil returned to the regeneration passage (11), and at the same time the flow pressure is reduced by passing the cross-sectional area of the spool neck bottom 19a and the spool neck inclined portion (19b) flow force Perform the function of offsetting.

바람직하게는 상기 스풀넥 바텀(19a)가 12.8 °각도로 형성되고, 상기 스풀넥 경사부(19b)는 60°각도로 구성하는 것이 적당하다.Preferably, the spool neck bottom 19a is formed at an angle of 12.8 degrees, and the spool neck inclination portion 19b is appropriately configured at an angle of 60 degrees.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 경사노치(20)가 상기 스풀넥(19)에 인접하는 제1 경사노치(21)와 상기 제1 경사노치(21)에 연결되는 제2 경사노치(22)를 요홈 형성하여 이루어진다. 이때, 상기 제2 경사노치(22)는 재생유로(11)에 인접하게 형성된다.According to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the inclined notch 20 is connected to the first inclined notch 21 and the first inclined notch 21 adjacent to the spool neck 19. It is made by forming a groove on the second inclined notch 22 to be connected. In this case, the second inclined notch 22 is formed adjacent to the regeneration flow passage 11.

또한, 상기 제1 경사노치(21)가 15°각도 내지 25°각도로 경사 형성되고, 상기 제2 경사노치(22)는 40°각도 내지 50°각도로 경사 형성된다. 바람직하게는, 상기 스풀(2)의 외주연에 대하여 상기 제1 경사노치(21)가 20°각도로 형성되고, 상기 제2 경사노치(22)가 45 °각도로 경사 형성되는 요홈으로 구성된다.In addition, the first inclined notch 21 is inclined at an angle of 15 degrees to 25 degrees, and the second inclined notch 22 is inclined at an angle of 40 degrees to 50 degrees. Preferably, the first inclined notch 21 is formed at an angle of 20 degrees with respect to the outer circumference of the spool 2, and the second inclined notch 22 is formed of a recess formed at an inclination angle of 45 degrees. .

상기 제1 경사노치(21) 및 제2 경사노치(22)는 파일럿 압력이 파일럿 포트(15)에 도입될 때 스풀(2)이 도면상 좌측으로 절환시, 귀환유로(9)를 통하여 실린더스몰챔버(8b)로부터 귀환되는 압유를 재생통로(11)로 안내하는 기능을 수행하며, 동시에 귀환되는 압유가 제1 경사노치(21) 및 제2 경사노치(22)의 단면적을 지나며 속도를 감축함으로써 플로우 포스를 상쇄하는 기능을 수행한다.The first inclined notch 21 and the second inclined notch 22 have a cylinder small through the return flow path 9 when the spool 2 is switched to the left in the drawing when the pilot pressure is introduced into the pilot port 15. The pressure oil returned from the chamber 8b is guided to the regeneration passage 11, and at the same time, the pressure oil returned is reduced by passing the cross sectional area of the first inclined notch 21 and the second inclined notch 22. Function to offset the flow force.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스풀넥 경사부(19b)가 상기 귀환측 스풀노치(18)의 일단부 아래로 연장형성되며 인접하는 그루브(24)를 형성하여 이루어진다. 이때, 상기 그루브(24)의 일측에 연장되는 스풀넥 바텀(19b)은 상기 스풀(2)의 외주연으로부터 5°각도 내지 9°각도 범위의 경사면을 형성하게 된다. 이때, 상기 그루브(24)는 귀환측 스풀노치(18)의 아래에 배치되어 재생유로(11)에 인접하게 구성된다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the spool neck inclined portion 19b extends below one end of the return side spool notch 18 and is adjacent to the groove 24. Is formed. At this time, the spool neck bottom 19b extending on one side of the groove 24 forms an inclined surface in the range of 5 ° to 9 ° from the outer circumference of the spool 2. At this time, the groove 24 is disposed below the return side spool notch 18 to be adjacent to the regeneration flow passage 11.

상기 그루브(24)는 파일럿 압력이 파일럿 포트(15)에 도입될 때 스풀(2)이 도면상 좌측으로 절환시, 귀환유로(9)를 통하여 실린더스몰챔버(8b)로부터 귀환되는 압유를 재생통로(11)로 안내하는 기능을 수행하며, 동시에 귀환되는 압유가 스풀넥(19) 및 그루브(24)의 단면적을 지나며 속도를 감축함으로써 플로우 포스를 상쇄하는 기능을 수행한다.The groove 24 is a passage for regenerating pressure oil returned from the cylinder small chamber 8b through the return passage 9 when the spool 2 switches to the left in the drawing when the pilot pressure is introduced to the pilot port 15. At the same time, the function of guiding to (11) is carried out, and at the same time, the returning oil passes through the cross-sectional areas of the spool neck 19 and the groove 24 to reduce the speed to cancel the flow force.

본 발명의 실시예에 따른 경사노치(20), 제1 경사노치(21), 제2 경사노치(22) 및 그루브(24)가 스풀넥(19) 상에 인접하게 구성될 때, 엔드밀가공 공정에 의해서 제조하는 것이 바람직하다.When the inclined notch 20, the first inclined notch 21, the second inclined notch 22 and the groove 24 according to the embodiment of the present invention are configured adjacent to the spool neck 19, end milling It is preferable to manufacture by a process.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조는 실린더를 작동하고 귀환되는 유량이 작업장치용 실린더스몰챔버(8b)로부터 귀환유로(9)를 거쳐 귀환측 스풀노치(18)를 통과 할 때, 파일럿 압력 공급포트(15)에서 가해지는 압력에 대하여 반대방향으로 작용하는 플로우 포스, 특히 스풀(2)의 절환시 초기에 크게 발생하는 플로우 포스를 대폭 상쇄하는 것으로 나타났다.The control valve spool structure for construction equipment according to the present invention configured as described above operates the cylinder and returns the flow rate of the return side spool notch 18 from the cylinder small chamber 8b for the working device via the return flow path 9. When passing, it has been shown to significantly cancel the flow force acting in the opposite direction to the pressure applied at the pilot pressure supply port 15, in particular, the flow force that occurs initially at the time of switching of the spool 2.

즉, 종래에는 스풀노치에서 파일럿 압력에 반대방향으로 작용하는 플로우 포스로 인하여 스풀(2)의 절환시 초기 구간의 파일럿 압력 P1 및 P2로 변화하더라도 스풀 스트로크가 S1에 고정되는 바, 콘트롤밸브의 유량제어가 곤란하고 그에 따라 붐이나 아암 등의 작업장치용 콘트롤밸브의 응답성이 크게 떨어지는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따르면 플로우 포스가 스풀노치(18) 및 경사노치(20), 스풀넥(19)의 구조를 통하여 상쇄됨으로 인하여 스풀(2)의 절환시 초기 구간의 파일럿 압력 P1로부터 P2으로 스풀(2)에 공급되면 스풀 스트로크(St)는 파일럿 압력 P1 및 P2에 상응하여 S1으로부터 S2로 절환되어 스풀노치가 개방됨으로써 작업장치용 콘트롤밸브에서 선형적인 유량제어가 가능함과 동시에 응답성이 크게 상승되는 나타났다(도 7 참조).That is, in the related art, the spool stroke is fixed to S1 even when the spool 2 is changed to pilot pressures P1 and P2 during the switching of the spool 2 due to the flow force acting in the opposite direction to the pilot pressure in the spool notch. There was a problem in that the control was difficult and the response of the control valve for the work device such as the boom or the arm was greatly reduced. However, according to the present invention, the flow force is the spool notch 18, the inclined notch 20, and the spool neck 19. When the spool 2 is supplied to the spool 2 from the pilot pressure P1 of the initial section during the switching of the spool 2 by the offset through the structure of the spool 2, the spool stroke St is switched from S1 to S2 corresponding to the pilot pressures P1 and P2. Opening the spool notch allows linear flow control at the control valve for the work tool and at the same time, responsiveness is significantly increased (see FIG. 7).

본 발명의 설명에 있어서, 비록 스풀(2)의 절환시 본 발명에 따른 스풀노치(18) 및 경사노치(20), 제1 경사노치(21), 제2 경사노치(22), 그루브(24), 스풀넥(19)의 바텀부(19a) 및 스풀넥(19)의 경사부(19b)의 구성을 통하여 귀환유로가 귀환유로(9)로 부터 재생유로(11) 및 탱크통로(12) 측으로 유동할 때를 기준으로 설명하였으나, 스풀(2)의 절환방향과 요구되는 유량의 대소에 따라 여러 가지 기하학적 변형이 가능하고 당업자에 있어서 그러한 변형은 본 발명의 청구범위에 기재된 기술적 사상에 포함되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.In the description of the present invention, although the spool 2 is switched, the spool notch 18 and the inclined notch 20, the first inclined notch 21, the second inclined notch 22, and the groove 24 according to the invention. ), The return flow path from the return flow path 9 to the regeneration flow path 11 and the tank path 12 through the configuration of the bottom portion 19a of the spool neck 19 and the inclined portion 19b of the spool neck 19. Although described on the basis of the flow to the side, various geometrical modifications are possible depending on the switching direction of the spool 2 and the magnitude of the required flow rate, and those skilled in the art can include such modifications in the technical spirit described in the claims of the present invention. It will be understood that.

도 1은 종래 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조를 설명하기 위한 건설중장비용 콘트롤밸브의 단면도,1 is a cross-sectional view of a control valve for construction equipment for explaining a conventional control valve spool structure for construction equipment,

도 2는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 의한 스풀노치가 귀환유로 상에서 작용하는 도 1에 표시된 "A" 부위의 부분확대도,FIG. 2 is a partially enlarged view of a portion “A” shown in FIG. 1 in which a spool notch acting on a return flow path by a control valve spool structure for construction equipment;

도 3은 종래 스풀구조에 의해 플로우 포스의 작용을 설명하기 위한 파일럿 압력-스풀스토로크 작용상태도,3 is a pilot pressure-spool stroke operating state diagram for explaining the action of the flow force by the conventional spool structure,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조의 부분확대도,Figure 4 is an enlarged partial view of the control valve spool structure for construction equipment according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조의 부분확대도,5 is an enlarged partial view of a control valve spool structure for construction equipment according to another embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조의 부분확대도,Figure 6 is an enlarged partial view of the control valve spool structure for construction equipment according to another embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명에 의한 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 의해 플로우 포스의 상쇄작용을 설명하기 위한 파일럿 압력-스풀스트로크 작용상태도,7 is a pilot pressure-spool stroke action state diagram for explaining the offset action of the flow force by the control valve spool structure for construction equipment according to the present invention,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 밸브블럭1: valve block

2: 스풀2: spool

3: 펌프포트3: pump port

5: 병렬유로5: parallel euros

7: 공급유로7: supply path

9: 귀환유로9: return euro

11: 재생통로11: Regeneration Path

12: 탱크통로12: tank passage

13, 15: 파일럿 압력 공급포트13, 15: pilot pressure supply port

14: 탄성부재14: elastic member

16 : 스풀캡16: Spool Cap

Claims (8)

밸브 블럭과;A valve block; 상기 밸브블럭의 일측에 형성된 파일럿 압력 공급포트에 도입되는 파일럿 압력에 의해 절환되는 스풀;을 포함하며,And a spool switched by pilot pressure introduced into a pilot pressure supply port formed at one side of the valve block. 상기 스풀의 절환시 펌프포트로 부터 토출되는 유량이 로드체크포펫을 밀어 병렬유로를 거쳐 공급측 스풀노치 및 공급유로를 지나 작업장치용 실린더라지챔버에 공급되고, 실린더를 작동하고 귀환되는 유량이 작업장치용 실린더스몰챔버로부터 귀환유로를 거쳐 귀환측 스풀노치, 재생유로 및 탱크통로를 통해서 유압탱크에 귀환되는 건설중장비용 콘트롤밸브에 설치되는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조에 있어서,When the spool is switched, the flow rate discharged from the pump port pushes the rod check poppet, passes through the parallel flow path, passes through the supply side spool notch and the supply flow path, and is supplied to the cylinder large chamber for the working device. In the control valve spool structure for heavy equipment installed in the control valve for heavy equipment returned to the hydraulic tank through the return side spool notch, regeneration flow path and the tank passage from the small cylinder chamber for 상기 귀환측 스풀노치의 일단부에 연장형성되고, 상기 스풀의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈 형성되며, 상기 귀환유로에 인접하게 구성되는 스풀넥과, A spool neck extending from one end of the return side spool notch, and having a groove formed to have an inclination from an outer circumference of the spool, and configured to be adjacent to the return flow path; 상기 귀환측 스풀노치의 타단부에 연장형성되고, 상기 스풀의 외주연으로 부터 경사를 갖도록 요홈형성되며, 상기 재생유로에 인접하게 구성되는 경사노치;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.An inclined notch extending from the other end of the return side spool notch, having a groove formed to have an inclination from an outer circumference of the spool, and having an inclined notch adjacent to the regeneration flow path. Valve spool structure. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스풀넥이 상기 스풀의 외주연으로 부터 10°각도 내지 15°각도로 경사진 스풀넥 바텀과 상기 스풀의 외주연으로 부터 55°각도 내지 65°각도로 경사진 스풀넥 경사부를 구비하되, 상기 스풀넥 경사부가 상기 귀환측 스풀노치의 일단부에 연장형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.The spool neck is provided with a spool neck bottom inclined at an angle of 10 ° to 15 ° from the outer circumference of the spool and a spool neck inclined portion at an angle of 55 ° to 65 ° from the outer circumference of the spool, Control valve spool structure for heavy equipment, characterized in that the spool neck inclined portion is formed extending from one end of the return side spool notch. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 스풀넥 바텀이 12.8 °각도로 형성되고, 상기 스풀넥 경사부는 60°각도로 요홈 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.The spool neck bottom is formed at an angle of 12.8 °, the spool neck slope portion control valve spool structure for construction equipment, characterized in that the groove is formed at an angle of 60 °. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 경사노치가 상기 스풀넥에 인접하는 제1 경사노치와 상기 제1 경사노치에 연결되는 제2 경사노치를 요홈 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.And a second inclined notch connected to the first inclined notch adjacent to the spool neck and a second inclined notch connected to the first inclined notch. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 제1 경사노치가 15°각도 내지 25°각도로 요홈 형성되고, 상기 제2 경사노치가 40°각도 내지 50°각도로 요홈 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.The first inclined notch is grooved at an angle of 15 ° to 25 °, and the second inclined notch is formed in a groove at an angle of 40 ° to 50 °. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 제1 경사노치가 20°각도로 요홈 형성되고, 상기 제2 경사노치가 45 °각도로 요홈 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.The first inclined notch is formed in a groove at an angle of 20 °, the second inclined notch is formed in a groove at a 45 ° angle control valve spool structure for construction equipment. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 스풀넥 경사부가 상기 귀환측 스풀노치의 일단부 아래로 연장형성되며 인접하는 그루브를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.And a spool neck inclined portion extending below one end of the return side spool notch and forming an adjacent groove. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 그루브의 일측에 연장되는 스풀넥 바텀이 상기 스풀의 외주연으로부터 5°각도 내지 9°각도로 범위의 경사면을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건설중장비용 콘트롤밸브 스풀구조.The control valve spool structure for heavy equipment, characterized in that the spool neck bottom extending on one side of the groove has an inclined surface in the range of 5 ° to 9 ° angle from the outer periphery of the spool.
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