KR101478199B1 - 유압실린더 제어밸브 - Google Patents

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KR101478199B1
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hydraulic
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pump
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김정한
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대성나찌유압공업(주)
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Abstract

본 발명은 승하강용으로 사용되는 실린더의 작동이 전류제어에 의해 이루어지며, 특히 작동 중 엔진 정지, 전원공급의 차단과 같은 긴급상황이 발생한 경우에 실린더의 현재상태를 유지할 수 있는 유압실린더 제어밸브에 관한 것으로, 외형을 구성하고, 상기 유압펌프와 연결되는 펌프포트와, 상기 유압실린더와 연결되는 실린더포트와, 배출되는 작동유를 저장하는 작동유탱크와 연결되는 탱크포트를 가지는 밸브바디; 상기 밸브바디에 설치되어 상기 유압실린더를 승하강시키도록 상기 실린더포트를 통해 공급되는 작동유를 조절하는 메인스풀; 외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀을 이동시켜 상기 유압펌프와 상기 실린더를 유통시키는 개방비례제어밸브; 외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀을 이동시켜 상기 유압펌프와 상기 실린더를 차단시키는 폐쇄비례제어밸브; 및상기 메인스풀과 상기 실린더 사이에 배치되어 전류에 의해 작동되고, 오프상태에서 메인스풀로부터 실린더로의 작동유의 흐름만 허용하며, 온상태에서 상기 메인스풀과 상기 실린더 사이를 연통시키는 잠금제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유압실린더 제어밸브{Hydraulic cylinder control valve}
본 발명은 유압실린더 제어밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 승하강용으로 사용되는 실린더의 작동이 전류제어에 의해 이루어지며, 특히 작동 중 엔진 정지, 전원공급의 차단과 같은 긴급상황이 발생한 경우에 실린더의 현재상태를 유지할 수 있는 유압실린더 제어밸브에 관한 것이다.
이앙기, 지게차 등은 하물을 들어 올리거나 내리며 하물을 일정한 위치로 운반하는데 사용되며 이러한 조작을 위한 유압시스템을 갖추고 있다.
종래 승하강용 기구에 사용되는 실린더를 제어하기 위한 유압제어밸브는 조작자의 수동조작에 의해 밸브의 제어가 이루어지고 있다. 따라서, 원격제어 또는 미리 입력된 데이터에 따른 순응제어에 사용될 수 없는 문제점이 있다.
또한, 하물을 들어올린 상태에서 엔진 정지나 전원공급의 차단으로 인한 에너지 공급원의 결함이 발생한 경우에, 종래기술에 따른 지게차는 하물의 상태를 유지하지 못하고, 실린더가 하물의 하중에 의해 하강하게 된다. 따라서, 하물의 파손 및 이앙기, 지게차 등의 고장 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
한국특허공개 제10-2008-0059736호
상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 승하강용으로 사용되는 실린더의 작동이 전류제어에 의해 이루어지도록 전자비례제어밸브를 사용하여 원격제어 또는 순응제어가 가능한 유압실린더 제어밸브를 제공하는 데에 있다.
또 다른 목적은, 작동 중 엔진 정지, 전원공급의 차단과 같은 긴급상황이 발생한 경우에 실린더의 현재상태를 유지할 수 있는 유압실린더 제어밸브를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 작동유를 공급하는 유압펌프와 연결되어, 유압실린더를 승하강 작동시키는 유압실린더 제어밸브로서, 외형을 구성하고, 상기 유압펌프와 연결되는 펌프포트와, 상기 유압실린더와 연결되는 실린더포트와, 배출되는 작동유를 저장하는 작동유탱크와 연결되는 탱크포트를 가지는 밸브바디; 상기 밸브바디에 설치되어 상기 유압실린더를 승하강시키도록 상기 실린더포트를 통해 공급되는 작동유를 조절하는 메인스풀; 외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀을 이동시켜 상기 유압펌프와 상기 실린더를 유통시키는 개방비례제어밸브; 외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀을 이동시켜 상기 유압펌프와 상기 실린더를 차단시키는 폐쇄비례제어밸브; 및상기 메인스풀과 상기 실린더 사이에 배치되어 전류에 의해 작동되고, 오프상태에서 메인스풀로부터 실린더로의 작동유의 흐름만 허용하며, 온상태에서 상기 메인스풀과 상기 실린더 사이를 연통시키는 잠금제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인스풀과 상기 펌프포트 사이에는 분배기가 설치되고, 상기 분배기는 상기 밸브바디에 연결되는 유압기구에 공급되는 작동유의 유량과, 상기 메인스풀을 향해 공급되는 작동유의 유량을 분배하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 메인스풀의 전후에는 압력유지밸브가 각각 연결되어 상기 메인스풀로 입력되는 작동유와, 상기 메인스풀로부터 배출되는 작동유의 압력을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 잠금제어밸브는 상기 메인스풀과 상기 실린더 사이에 배치되어 오프상태에서 메인스풀로부터 실린더로의 작동유의 흐름만 허용하는 체크밸브와, 온상태에서 상기 메인스풀과 상기 실린더 사이를 연통시키는 연통관을 가지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 잠금제어밸브와 상기 실린더포트 사이에 위급배출밸브가 설치되어 상기 실린더 내의 작동유를 상기 작동유탱크로 강제로 드레인하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 이앙기, 지게차 등은 하물승강장치의 원격제어 또는 순응제어가 가능하다. 또, 급작스런 긴급상황에도 대체할 수 있으므로 장치의 고장 또는 화물의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압실린더 제어밸브의 사시도이다.
도 2는 도 1의 유압실린더 제어밸브의 정면도이다.
도 3은 도 1의 유압실린더 제어밸브의 저면도이다.
도 4는 도 1의 유압실린더 제어밸브의 회로도이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 4에서 참조번호 100은 본 발명의 실시예에 따른 유압실린더 제어밸브를 지시한다.
상기 유압실린더 제어밸브(100)는 기본적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유압실린더 제어밸브(100)에 작동유를 공급하는 유압펌프(50)와, 작동유에 의해 대상물을 승강시키는 실린더(30)와, 상기 유압실린더 제어밸브(100)로부터 배출되는 작동유를 저장하는 제1 및 제2작동유탱크(10,40)와 연결된다. 또한, 추가적으로 분배기(104)를 통해 상기 유압펌프(50)로부터 공급되는 작동유를 분배하여 다른 유체기구(예를 들면, 이양기의 수평제어밸브)(20)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 유압실린더 제어밸브(100)의 몸체를 이루는 밸브바디(101)에는 상기 유압펌프(50)와 연결되는 펌프포트(132)와, 상기 유압실린더(30)와 연결되는 실린더포트(126)와, 배출되는 작동유를 저장하는 제1 및 제2작동유탱크(10,40)와 연결되는 제1 및 제2탱크포트(128,130)가 형성된다. 또한, 상기 유체기구(20)가 연결되는 기구포트(124)가 형성될 수 있다.
이러한 상기 유압실린더 제어밸브(100)는 외형을 이루는 밸브바디(101)와, 상기 밸브바디(101)에 설치되어 상기 유압실린더를 승하강시키도록 상기 실린더포트(126)를 통해 공급되는 작동유를 조절하는 메인스풀(116)과, 외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프(50)로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀(116)을 이동시켜 상기 유압펌프(30)와 상기 실린더를 유통시키는 개방비례제어밸브(112)와, 외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프(50)로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀(116)을 이동시켜 상기 유압펌프(30)와 상기 실린더(30)를 차단시키는 폐쇄비례제어밸브(114)와, 상기 메인스풀(116)과 상기 실린더(30) 사이에 배치되어 전류에 의해 작동되는 작동유의 흐름을 제어하는 잠금제어밸브(118)를 포함하여 이루어진다.
상기 밸브바디(101)는 도 1에 도시된 바와 같이 육면체를 이루거나, 설계자의 의도에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 펌프포트(132)에는 유압펌프(30)가 연결되며, 상기 펌프포트(132)에는 스트레이너(102)가 설치되어 작동유 내에 혼입된 불순물이 상기 밸브바디(101) 내의 유로로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 펌프포트(132)는 유로(L1)을 통해 분배기(104)와 연결된다. 상기 분배기(104)는 상기 유압펌프(50)로부터 공급되는 작동유의 유량을 분배하여, 다른 유압기구(20)를 작동하도록 한다. 이 때, 상기 다른 유압기구(20)와 상기 분배기(104)를 연결하는 유로(L3)에는, 유로(L4)가 분지되어 병렬로 제1압력유지밸브(106)가 설치될 수 있다. 상기 유로(L4)는 제1작동유탱크(10)와 연결되는 제1탱크포트(128)와 연통되는 유로(L7)과 연결된다.
상기 분배기(104)는 상기 메인스풀(116)과 유로(L2)에 의해 연결된다. 상기 유로(L2)에는 메인스풀(116)의 전후 압력을 유지하기 위해 분기되는 유로(L5)와, 상기 개방비례제어밸브(112)와 상기 폐쇄비례제어밸브(114)에 각각 연결되도록 분기되는 유로(L8,L9)가 형성된다.
상기 유로(L5)에는 유량유지밸브(110)가 설치되고, 상기 유로(L5)는 상기 제1작동유탱크(10)와 연결되는 제1탱크포트(128)와 연통되는 유로(L7)과 연결된다. 상기 유량유지밸브(110)는 상기 메인스풀(116)의 후단측 유로(L12)와 연결되어 기준입력으로 활용하는 것에 의해 유로(L7)를 향해 배출되는 작동유의 유량을 제어하여, 상기 유로(L12)의 유량을 일정하게 유지할 수 있다.
그리고, 상기 유로(L5)에는 유로(L6)가 분지되어 병렬로 제2압력유지밸브(108)가 설치된다. 상기 유로(L6)는 제1작동유탱크(10)와 연결되는 제1탱크포트(128)와 연통되는 유로(L7)과 연결된다. 따라서, 상기 메인스풀(116)의 전단측 유로(L2)의 유량을 기준값과 비교하여 유로(L7)를 향해 작동유를 배출하는 것에 의해 상기 유로(L2)의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 유로(L8,L9)에는 각각 상기 개방비례제어밸브(112)와 상기 폐쇄비례제어밸브(114)가 연결되고, 상기 개방비례제어밸브(112)와 상기 폐쇄비례제어밸브(114)에 공급되는 작동유는 상기 메인스풀(116)을 이동시키는 구동력으로 활용된다.
따라서, 상기 메인스풀(116)을 개방시키는 경우에는 상기 개방비례제어밸브(112)에 의해 도 1을 기준으로 상기 메인스풀(116)을 왼쪽에서 오른쪽으로 밀게 되고, 이 때 상기 메인스풀(116)의 움직임으로 인하여 상기 폐쇄비례제어밸브(114)를 통해 메인스풀(116)의 우측에 존재하는 작동유가 배출된다. 이 작동유는 상기 유로(L7)을 통해 제1탱크포트(128)로 배출된다. 반대로, 상기 메인스풀(116)을 폐쇄시키는 경우에는 상기 폐쇄비례제어밸브(114)에 의해 도 1을 기준으로 상기 메인스풀(116)을 오른쪽에서 왼쪽으로 밀게 되고, 이 때 상기 메인스풀(116)의 움직임으로 인하여 상기 개방비례제어밸브(112)를 통해 메인스풀(116)의 좌측에 존재하는 작동유가 배출된다. 이 작동유는 상기 유로(L7)을 통해 제1탱크포트(128)로 배출된다.
이 결과, 상기 메인스풀(116)은 상기 개방비례제어밸브(112)와 상기 폐쇄비례제어밸브(114)에 의해 상기 유로(L12)를 경유하여 상기 유압실린더(30)에 작동유를 공급하거나, 작동유의 공급을 차단하고 이미 유압실린더(30)에 채워진 작동유를 배출할 수 있다. 배출시에는 상기 메인스풀(116)은 유로(L14)와 연통되어 상기 실린더(130)와 상기 제2탱크포트(130)를 연통시킨다.
상기 유로(L12)에는 잠금제어밸브(118)이 설치된다. 상기 잠금제어벨브(118)는 오프상태에서 메인스풀(116)로부터 실린더(30)로의 작동유의 흐름만 허용하는 체크밸브와, 온상태에서 상기 메인스풀(116)과 상기 실린더(30) 사이를 연통시키는 연통관을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 잠금제어밸브(118)는 외부로부터 전류를 공급받아 자동으로 작동하는 솔레노이드밸브를 사용한다.
그리고, 상기 유로(L12)에는 유로(L13)가 분지되어 상기 유로(L14)에 연결되고, 상기 유로(L13) 상에는 위급배출밸브(120)가 설치되어 상기 실린더(30) 내의 작동유를 상기 제2작동유탱크(40)로 강제로 드레인한다.
상기 제1작동유탱크(10)와 상기 제2작동유탱크(40)는 배출시 압력이 서로 상이하므로 별도로 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 실린더포트(126)에는 스트레이너(122)가 설치되어서, 상기 실린더(30)가 작동하면서 내부에서 발생되는 금속입자 등이 상기 밸브바디(101) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유압실린더 제어밸브(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 유압실린더 제어밸브(100)의 작동과정에 대하여 설명한다.
상기 유압실린더(30)의 작동상태는 중립, 하강, 상승의 3가지로 구성될 수 있고, 이에 맞추어 상기 유압실린더 제어밸브(100)는 작동하게 된다.
먼저, 상승하는 경우에는 상기 유압펌프(50)로부터 가압되어 공급되는 작동유가 유로(L2)를 통해 상기 메인스풀(116)까지 공급된다. 그리고, 개방비례제어밸브(112)에 의해 유로(L8)를 통해 공급되는 작동유가 상기 메인스풀(116)을 도 1을 기준으로 왼쪽에서 오른쪽으로 밀게 되면, 상기 유로(L2)를 통해 공급되는 작동유는 상기 메인스풀(116)을 지나 상기 유로(L12)의 잠금제어밸브(118)를 경유하여 유압실린더(30)로 공급된다. 이 결과, 상기 유압실린더(30)는 상승하게 된다. 상기 잠금제어밸브(118)는 오프상태이며, 체크밸브의 순방향으로 작동유가 흐르게 된다.
중립의 경우에는 상기 폐쇄비례제어밸브(114)에 의해 유로(L9)를 공급되는 작동유가 상기 메인스풀(116)을 도 1을 기준으로 오른쪽에서 왼쪽으로 밀게 되면, 상기 유로(L2)와 유로(L12)는 차단상태가 된다. 이 때, 상기 제2압력유지밸브(108)에 의해 상기 유로(L2) 내 압력은 일정하게 유지된다. 그리고, 메인스풀(116)에 의해 유로(L12)와 유로(L14)가 서로 연통되는 상태이지만, 상기 잠금제어밸브(118)의 체크밸브에 의해 상기 실린더(30)로부터 상기 메인스풀(116)을 향하는 작동유의 흐름은 허용되지 않는다. 따라서, 상기 실린더(30)는 그 자세를 유지할 수 있게 된다.
하강의 경우에는, 중립의 상태에서 상기 잠금제어밸브(118)를 온시키는 것에 의해 상기 실린더(30)로부터 상기 메인스풀(116)을 향하는 작동유의 흐름이 허용된다. 이 결과, 상기 실린더(30) 내의 작동유는 유로(L12)와 상기 메인스풀(116)과 상기 유로(L14)를 통해 상기 제2저장유탱크(40)로 배출된다.
또, 긴급상태의 경우에는 상기 잠금제어밸브(118)를 작동시킬 수 없으므로, 상기 위급배출밸브(120)를 강제로 개방하는 것에 의해 상기 실린더(30) 내의 작동유는 유로(L13)과 유로(L14)를 거쳐 상기 제2저장유탱크(40)로 배출된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 제1저장유탱크 20: 유압기구
30: 실린더 40: 제2저장유탱크
50: 유압펌프 100: 유압실린더 제어밸브
101: 밸브바디 102,122: 스트레이너
104: 분배기 106: 제1압력유지밸브
108: 제2압력유지밸브 110: 유량유지밸브
112: 개방비례제어밸브 114: 폐쇄비례제어밸브
116: 메인스풀 118: 잠금제어밸브
120: 위급배출밸브 124: 기구포트
126: 실린더포트 128: 제1탱크포트
130: 제2탱크포트 132: 펌프포트

Claims (5)

  1. 작동유를 공급하는 유압펌프와 연결되어, 유압실린더를 승하강 작동시키는 유압실린더 제어밸브에 있어서,
    외형을 구성하고, 상기 유압펌프와 연결되는 펌프포트와, 상기 유압실린더와 연결되는 실린더포트와, 배출되는 작동유를 저장하는 작동유탱크와 연결되는 탱크포트를 가지는 밸브바디;
    상기 밸브바디에 설치되어 상기 유압실린더를 승하강시키도록 상기 실린더포트를 통해 공급되는 작동유를 조절하는 메인스풀;
    외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀을 이동시켜 상기 유압펌프와 상기 실린더를 유통시키는 개방비례제어밸브;
    외부로부터 전류를 공급하는 것에 의해 작동되어 상기 유압펌프로부터 공급받은 작동유의 압력으로 상기 메인스풀을 이동시켜 상기 유압펌프와 상기 실린더를 차단시키는 폐쇄비례제어밸브; 및
    상기 메인스풀과 상기 실린더 사이에 배치되어 전류에 의해 작동되고, 오프상태에서 메인스풀로부터 실린더로의 작동유의 흐름만 허용하며, 온상태에서 상기 메인스풀과 상기 실린더 사이를 연통시키는 잠금제어밸브를 포함하는 유압실린더 제어밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인스풀과 상기 펌프포트 사이에는 분배기가 설치되고, 상기 분배기는 상기 밸브바디의 기구포트에 연결되는 유압기구에 공급되는 작동유의 유량과, 상기 메인스풀을 향해 공급되는 작동유의 유량을 분배하는 것을 특징으로 하는 유압실린더 제어밸브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메인스풀의 전후에는 압력유지밸브가 각각 연결되어 상기 메인스풀로 입력되는 작동유와, 상기 메인스풀로부터 배출되는 작동유의 압력을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 유압실린더 제어밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 잠금제어밸브는 상기 메인스풀과 상기 실린더 사이에 배치되어 오프상태에서 메인스풀로부터 실린더로의 작동유의 흐름만 허용하는 체크밸브와, 온상태에서 상기 메인스풀과 상기 실린더 사이를 연통시키는 연통관을 가지는 것을 특징으로 하는 유압실린더 제어밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 잠금제어밸브와 상기 실린더포트 사이에 위급배출밸브가 설치되어 상기 실린더 내의 작동유를 상기 작동유탱크로 강제로 드레인하는 것을 특징으로 하는 유압실린더 제어밸브.
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