KR101545675B1 - 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로 - Google Patents

플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은, 붐 등과 같은 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현할 경우, 메인 컨트롤밸브(MCV) 내에 결합되는 어태치먼트 조작용 스풀을 활용하여 플로팅 기능을 수행함에 따라, 외부의 별도의 플로팅 밸브를 사용하지 않아 플로팅 밸브의 장착 및 배관을 위한 공간이 불필요한 것으로,
본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로는,
유압펌프와,
유압펌프에 연결되고 작업장치를 구동시키는 유압실린더와,
유압실린더의 라지챔버와 연통되는 제1포트 및 스몰챔버와 연통되는 제2포트가 각각 형성되는 메인 컨트롤밸브와,
메인 컨트롤밸브에 내설되고, 절환시 유압펌프로부터 유압실린더에 공급되는 작동유의 양 및 흐름방향을 제어하는 작업장치용 스풀과,
제1,2포트에 각각 연통되도록 스풀에 형성되는 중공 홀과,
중공 홀의 일측에 탄성지지되고, 중공 홀을 통해 전달되는 압력에 의해 이동시 제1포트, 제2포트 및 탱크챔버에 각각 연통되는 플로팅공이 형성되는 슬리브와,
유압실린더를 플로팅 상태로 전환하기 위해 외부로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 절환시, 노치를 통해 슬리브 후단의 챔버와 탱크챔버를 연통시키고, 제1포트와 챔버를 연통시키는 통로를 차단시키는 파일럿 스풀을 포함한다.
플로팅, 컨트롤밸브, 어태치먼트

Description

플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로{hydraulic circuit of control valve having floating function}
본 발명은 붐 등과 같은 어태치먼트(attachment)의 플로팅 기능을 구현할 경우, 외부의 별도의 플로팅 밸브를 사용하지 않아 플로팅 밸브의 장착 및 배관을 위한 공간이 불필요 하므로, 해당 부품수를 줄여 원가비용을 절감할 수 있도록 한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현할 경우, 메인 컨트롤밸브(MCV) 내에 결합되는 어태치먼트 조작용 스풀을 활용하여 플로팅 기능을 수행할 수 있도록 한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로에 관한 것이다.
전술한 플로팅(floating) 기능은 유압펌프로부터의 작동유가 붐 등의 어태치먼트를 구동시키는 유압실린더에 공급이 일시적으로 차단된 상태에서, 유압실린더의 라지챔버(large chamber)와 스몰챔버(small chamber)가 서로 연통되어 무부하 상태를 유지하게 되는 것을 의미한다.
도 1은 종래 기술에 의한 플로팅 기능을 설명하기 위한 도면으로서,
유압펌프(1)와,
유압펌프(1)에 연결되어 붐 등의 어태치먼트를 구동시키는 유압실린더(2)와,
유압펌프(1)와 유압실린더(2)사이의 유로에 설치되고, 조작레버(3)의 조작으로 인해 절환시 유압실린더(2)를 플로팅 상태로 전환시키는 플로팅 밸브(4)를 포함한다.
즉, 플로팅 밸브(4)에 의해 유압펌프(1)로부터 유압실린더(2)에 공급되는 작동유가 차단되고, 유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와, 스몰챔버(2b) 및 탱크통로는 각각 연통된다. 이로 인해 붐 등과 같은 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현할 수 있게 된다.
따라서, 붐 등과 같은 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현하기 위하여 별도의 플로팅 밸브를 사용하게 되므로, 부품수 증가로 인해 원가비용이 상승되고, 플로팅밸브의 장착 및 배관으로 인한 공간을 확보해야 되는 문제점을 갖는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 다른 기술에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로는,
유압펌프(1)와,
유압펌프(1)에 연결되어 붐 등의 어태치먼트를 구동시키는 유압실린더(2)와,
유압펌프(1)와 유압실린더(2)사이의 유로에 설치되고, 유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와 연통되는 제1포트(5) 및 스몰챔버(2b)와 연통되는 제2포트(6)가 각각 형성되는 메인 컨트롤밸브(7)(MCV)와,
메인 컨트롤밸브(7)에 내설되고, 외부로부터의 파일럿 신호압(Pi) 공급으로 절환시 유압펌프(1)로부터 유압실린더(2)에 공급되는 작동유의 양 및 흐름방향을 제어하는 작업장치용 스풀(8)을 포함한다.
전술한 유압실린더(2)에 의해 구동되는 붐 등과 같은 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현하고자 할 경우, 중립을 유지하는 스풀(8)에 의해 유압펌프(1)로부터의 작동유가 유압실린더(2)에 공급이 일시적으로 차단된다.
따라서, 도면에는 미 도시되었으나, 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현하기 위하여 메인 컨트롤밸브(7)와 유압실린더(2)사이의 유로에 별도의 플로팅 밸브를 설치해야 되므로, 부품수 증가로 인해 원가비용이 상승되는 문제점을 갖는다.
본 발명의 실시예는, 붐 등과 같은 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현할 경우, 메인 컨트롤밸브 내에 결합되는 어태치먼트 조작용 스풀을 활용하여 플로팅 기능을 수행함에 따라, 외부의 별도의 플로팅 밸브를 사용하지 않아 부품수를 줄여 원가비용을 절감하고, 별도의 플로팅 밸브의 장착 및 배관을 위한 공간이 불필요한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로와 관련된다.
본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로는,
유압펌프와,
유압펌프에 연결되고 작업장치를 구동시키는 유압실린더와,
유압실린더의 라지챔버와 연통되는 제1포트 및 스몰챔버와 연통되는 제2포트가 각각 형성되는 메인 컨트롤밸브와,
메인 컨트롤밸브에 내설되고, 절환시 유압펌프로부터 유압실린더에 공급되는 작동유의 양 및 흐름방향을 제어하는 작업장치용 스풀과,
제1,2포트에 각각 연통되도록 스풀에 형성되는 중공 홀과,
중공 홀의 일측에 탄성지지되고, 중공 홀을 통해 전달되는 압력에 의해 이동시 제1포트, 제2포트 및 탱크챔버에 각각 연통되는 플로팅공이 형성되는 슬리브와,
유압실린더를 플로팅 상태로 전환하기 위해 외부로부터 공급되는 파일럿 신 호압에 의해 절환시, 노치를 통해 슬리브 후단의 챔버와 탱크챔버를 연통시키고, 제1포트와 챔버를 연통시키는 통로를 차단시키는 파일럿 스풀을 포함한다.
바람직한 실시예에 의하면, 전술한 플로팅공은,
슬리브에 축방향으로 형성되어 중공 홀을 통해 제1포트와 연통되는 제1플로팅공과,
제1플로팅공에 연통되도록 슬리브에 반경방향으로 관통형성되고, 슬리브의 이동시 제2포트와 연통되는 제2플로팅공과,
제1플로팅공에 연통되도록 슬리브에 반경방향으로 관통형성되고, 슬리브의 이동시 탱크챔버와 연통되는 제3플로팅공을 포함한다.
전술한 슬리브는,
슬리브의 양단 수압부의 단면적 차이 및 챔버에서 슬리브 후단부를 탄성지지하는 탄성부재의 탄성력에 의해 슬리브를 탄성지지하여, 제1포트에 대해 제2포트 및 탱크챔버를 차단하는 초기상태를 유지하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로는 아래와 같은 이점을 갖는다.
붐 등과 같은 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현할 경우, 외부의 별도의 플로팅 밸브를 사용하지않고 메인 컨트롤밸브 내에 결합되는 어태치먼트 조작용 스풀을 활용함에 따라, 부품수를 줄여 원가비용을 절감하고, 별도의 플로팅 밸브의 장착 및 배관을 위한 공간이 불필요하여 작업공간을 유용하게 활용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로는,
유압펌프(1)와,
유압펌프(1)에 연결되고 붐 등의 작업장치를 구동시키는 유압실린더(2)와,
유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와 연통되는 제1포트(5) 및 스몰챔버(2b)와 연통되는 제2포트(6)가 각각 형성되는 메인 컨트롤밸브(7)(MCV)와,
메인 컨트롤밸브(7)에 내설되고, 절환시 유압펌프(1)로부터 유압실린더(2)에 공급되는 작동유의 양 및 흐름방향을 제어하는 작업장치용 스풀(8)과,
제1,2포트(5,6)에 각각 연통되도록 스풀(8)에 형성되는 중공 홀(9)과,
중공 홀(9)의 일측에 탄성지지되고, 중공 홀(9)을 통해 전달되는 압력에 의해 이동시 제1포트(5), 제2포트(6) 및 탱크챔버(10)에 각각 연통되는 수개의 플로 팅공이 형성되는 슬리브(11)와,
유압실린더(2)를 플로팅 상태로 전환하기 위해 외부로부터 공급되는 파일럿 신호압(Pi)에 의해 절환시, 노치(12)를 통해 슬리브(11) 후단의 챔버(13)와 탱크챔버(10)를 연통시키고, 제1포트(5)와 챔버(13)를 연통시키는 통로(14)를 차단시키는 파일럿 스풀(15)을 포함한다.
바람직하게는, 전술한 플로팅공은,
슬리브(11)에 축방향으로 형성되어 중공 홀(9)을 통해 제1포트(5)와 연통되는 제1플로팅공(16)과,
제1플로팅공(16)에 연통되도록 슬리브(11)에 반경방향으로 관통형성되고, 슬리브(11)의 이동시 제2포트(6)와 연통되는 제2플로팅공(17)과,
제1플로팅공(16)에 연통되도록 슬리브(11)에 반경방향으로 관통형성되고, 슬리브(11)의 이동시 탱크챔버(10)와 연통되는 제3플로팅공(18)을 포함한다.
전술한 슬리브(11)는,
슬리브(11)의 양단 수압부의 단면적 차이 및 챔버(10)에서 슬리브(11) 후단부를 탄성지지하는 탄성부재(19)(압축코일스프링이 사용됨)의 탄성력에 의해 슬리브(11)를 탄성지지하여, 제1포트(5)에 대해 제2포트(6) 및 탱크챔버(10)를 차단하는 초기상태를 유지하게 된다.
이때, 전술한 유압펌프(1)와, 유압실린더(2)와, 메인 컨트롤밸브(7) 등을 포함하는 구성은 도 2에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 적용되므로, 이들의 상세한 설명은 생략하고 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로에 있어서, 어태치먼트의 플로팅 기능이 사용되지않을 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 전술한 유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와 연통되는 제1포트(5)측 압력은 작업장치용 스풀(8)에 축방향으로 형성된 중공 홀(9)을 통해 슬리브(11)의 제1플로팅공(16)에 유입된다(화살표로 표기됨). 동시에 제1포트(5)측 압력은 통로(14)를 통해 파일럿 스풀(15)의 노치(12)를 통해 슬리브(11) 후단의 챔버(13)에 유입된다(화살표로 표기됨).
전술한 중공 홀(9)을 통해 공급되는 압력이 가해지는 슬리브(11) 일단의 수압부의 단면적과, 통로(14)를 통해 공급되는 압력이 가해지는 슬리브(11) 후단의 단면적의 차이와, 챔버(13)에서 슬리브(11) 후단을 탄성지지하는 탄성부재(19)의 탄성력에 의해, 슬리브(11)는 도 4에 도시된 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와 연통되는 제1포트(5)에 대해, 유압실린더(2)의 스몰챔버(2b)와 연통되는 제2포트(6) 및 탱크챔버(10)를 차단하는 초기상태를 유지할 수 있다.
이때, 붐 등의 어태치먼트를 조작하기 위하여 외부로부터의 파일럿 신호 압(Pi)이 작업장치용 스풀(8)의 일단부에 공급되는 경우, 슬리브(11)는 고정된 상태에서(도 4에 도시된 상태) 작업장치용 스풀(8)이 절환된다. 이로 인해 유압펌프(1)로부터 유압실린더(2)에 공급되는 작동유의 양 및 흐름방향을 제어하여 어태치먼트를 구동시킬 수 있다.
도 3 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로에 있어서, 어태치먼트의 플로팅 기능이 사용되는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현하기 위하여 외부로부터의 파일럿 신호압(Pi)이 파일럿 스풀(15)의 일단부에 공급됨에 따라, 도 4의 도면상, 좌측방향으로 절환된다.
이로 인해, 슬리브(11) 후단의 챔버(13) 내의 압력은 파일럿 스풀(15)의 노치(12)를 통해 탱크챔버(10)와 연통된다(화살표로 표기됨). 반면에 통로(14)를 통해 유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와 연통되는 제1포트(5)측 압력은 파일럿 스풀(15)에 의해 챔버(13)측으로 공급되는 것이 차단된다.
한편, 슬리브(11)는 중공 홀(9)을 통해 공급되는 압력에 의해 도 4의 도면상, 우측방향으로 이동된다(이때 탄성부재(19)는 압축된다). 이로 인해 유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와 연통되는 제1포트(5)측의 작동유 압력은 중공 홀(9)을 통해 슬리브(11)의 제1플로팅공(16)에 유입된다. 제1플로팅공(16)에 유입되는 작동유는 유압실린더(2)의 스몰챔버(2b)와 연통되는 제2포트(6)와 연통되고, 동시에 탱크챔버(10)와 연통된다.
즉, 작업장치용 스풀(8)이 일시적으로 중립상태를 유지하므로 유압펌프(1)로부터 유압실린더(2)에 공급되는 작동유가 일시적으로 차단된 상태에서 유압실리더(2)의 라지챔버(2a)와, 스몰챔버(2b) 및 탱크챔버(10)가 각각 연통된다. 이로 인해 유압실린더(2)의 라지챔버(2a)와 스몰챔버(2b)가 연통되어 무부하 상태를 유지하므로 붐 등의 어태치먼트의 플로팅 기능을 구현할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로는, 붐 등과 같은 어태치먼트를 조작할 수 있는 메인 컨트롤밸브(MCV) 내에 결합되는 어태치먼트 조작용 스풀을 활용하여 어태치먼트의 플로팅 기능을 수행함에 따라, 외부의 별도의 플로팅 밸브를 사용하지 않아 부품수를 줄이고, 별도의 플로팅 밸브의 장착 및 배관을 위한 공간이 불필요한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 플로팅 기능을 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래 다른 기술에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로도에서, 컨트롤밸브의 개략도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로도에서, 어태치먼트의 플로팅 기능이 사용되지않을 경우의 사용상태도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로도에서, 어태치먼트의 플로팅 기능이 사용되는 경우의 사용상태도이다.
*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명
1; 유압펌프
2; 유압실린더
5; 제1포트
6; 제2포트
7; 메인 컨트롤밸브(MCV)
8; 작업장치용 스풀
9; 중공 홀
10; 탱크챔버
11; 슬리브
12; 노치(notch)
13; 챔버
14; 통로
15; 파일럿 스풀
16; 제1플로팅공
17; 제2플로팅공
18; 제3플로팅공
19; 탄성부재

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 유압펌프;
    상기 유압펌프에 연결되고 작업장치를 구동시키는 유압실린더;
    상기 유압실린더의 라지챔버와 연통되는 제1포트 및 스몰챔버와 연통되는 제2포트가 각각 형성되는 메인 컨트롤밸브;
    상기 메인 컨트롤밸브에 내설되고, 절환시 상기 유압펌프로부터 유압실린더에 공급되는 작동유의 양 및 흐름방향을 제어하는 작업장치용 스풀;
    상기 제1,2포트에 각각 연통되도록 상기 스풀에 형성되는 중공 홀;
    상기 중공 홀의 일측에 탄성지지되고, 상기 중공 홀을 통해 전달되는 압력에 의해 이동시 제1포트, 제2포트 및 탱크챔버에 각각 연통되는 플로팅공이 형성되는 슬리브; 및
    상기 유압실린더를 플로팅 상태로 전환하기 위해 외부로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 절환시, 노치를 통해 상기 슬리브 후단의 챔버와 상기 탱크챔버를 연통시키고, 상기 제1포트와 상기 챔버를 연통시키는 통로를 차단시키는 파일럿 스풀을 포함하는 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로에 있어서:
    상기 플로팅공은,
    상기 슬리브에 축방향으로 형성되어 상기 중공 홀을 통해 제1포트와 연통되는 제1플로팅공과,
    상기 제1플로팅공에 연통되도록 슬리브에 반경방향으로 관통형성되고, 상기 슬리브의 이동시 상기 제2포트와 연통되는 제2플로팅공과,
    상기 제1플로팅공에 연통되도록 슬리브에 반경방향으로 관통형성되고, 상기 슬리브의 이동시 상기 탱크챔버와 연통되는 제3플로팅공을 포함하는 것을 특징으로 하는 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 슬리브는,
    상기 슬리브의 양단 수압부의 단면적 차이 및 상기 챔버에서 상기 슬리브 후단부를 탄성지지하는 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 슬리브를 탄성지지하여, 상기 제1포트에 대해 상기 제2포트 및 탱크챔버를 차단하는 초기상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 플로팅 기능이 구비된 컨트롤밸브를 포함하는 유압회로.
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