KR20220167133A

KR20220167133A - 압력 제어밸브

Info

Publication number: KR20220167133A
Application number: KR1020210076288A
Authority: KR
Inventors: 윤소남; 함영복; 박정우; 칸 하룬
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-12-20

Abstract

실시예들에 따른 압력 제어밸브는, 유압 탱크에 결합되며, 일측으로 상기 유압 시스템의 유체가 유입될 수 있는 메인 밸브, 상기 메인 밸브와 결합하며, 유압이 한계압력 이상인 경우에만 개방되는 파이로트 밸브, 중심축에 소정의 직경을 갖는 유로가 형성되어 통과 유량을 제어하는 오리피스 포펫을 포함하며, 상기 메인 밸브는, 내부가 비어있는 원주형의 메인 밸브 바디, 상기 메인 밸브 바디의 내측에 구비되는 메인 밸브 포펫 및 상기 메인 밸브 포펫과 상기 파이로트 밸브의 사이에 배치되는 제1 탄성체를 포함하고, 상기 오리피스 포펫은, 상기 메인 밸브 포펫의 전단에 결합되며, 상기 제1 탄성체에 의해 전방으로 가압되어 보다 강한 유압에도 유동을 방지할 수 있다.

Description

압력 제어밸브 {PRESSURE CONTROL VALVE}

본 발명은 압력 제어밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유입되는 유량을 조절할 수 있는 오리피스 포펫을 포함하여, 높은 유압에도 불구하고 유동의 발생을 방지하며, 생산공정상 불량률을 절감할 수 있는 압력 제어밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 크레인, 건설용 장비나 산업용 장비에는 유압펌프로부터 토출되는 압유를 이용하여 중장비에 장착된 여러 가지 작업기를 구동하기 위한 유압회로 시스템이 사용된다. 유압펌프로부터 토출되는 압유는 각각의 작업기의 액추에이터로 공급되는데, 이때, 유압회로 시스템에 구비되는 릴리프 밸브, 또는 압력 제어밸브는 과도한 부하로부터 구동원을 포함한 유압회로 전체 시스템을 보호하기 위해 최고압을 규제하는 기능을 수행한다.

압력 제어밸브는 회로의 압력이 밸브의 설정압력에 도달하면 유체의 일부 또는 전량을 배출시켜 회로 내의 압력을 설정값 이하로 유지하는 기능을 수행할 수 있다.

한국 공개특허 제10-2005-0081056호는 압력 제어밸브의 하나로서, 특히 파일럿 포펫을 구비하여 설정압력을 가변할 수 있는 압력 제어밸브에 대하여 개시하고 있다.

종래기술은 파일럿 포펫 스프링을 가압하는 피스톤 내부에 신호통로를 설치하는 압력 제어밸브를 개시하고 있다.

그러나, 종래기술은 순간적으로 강한 유압이 가해지는 경우, 유입되는 유량을 제어할 수 없어, 통제 가능한 최고압이 낮은 존재하다는 문제점이 있다.

또한, 피스톤의 외경과 파일럿 포펫의 내경이 일치하여 결합공정 상 불량품의 발생률이 높은 문제점이 있었다.

나아가, 강한 유압이 강해지는 경우, 압력 제어밸브에 유동이 발생하여 유압 탱크로부터 결합이 해제되거나 누유가 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 최대 유입 유량을 제어가능해, 보다 높은 유압을 안정적으로 제어할 수 있는 압력 제어밸브를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 단계별로 복수개의 유로가 개폐되어, 높은 유압에 불구하고 유동이나 와류의 발생을 방지할 수 있는 압력 제어밸브를 제공하는데 목적이 있다.

나아가, 본 발명은 생산 과정에서 발생할 수 있는 불량품의 발생률을 절감하고, 생산 시간 및 생산 공수를 감소할 수 있는 압력 제어밸브를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브는, 유압 탱크에 결합되며, 일측으로 상기 유압 시스템의 유체가 유입될 수 있는 메인 밸브; 상기 메인 밸브와 결합하며, 유압이 한계압력 이상인 경우에만 개방되는 파이로트 밸브; 및 중심축에 소정의 직경을 갖는 유로가 형성되어 통과 유량을 제어하는 오리피스 포펫; 을 포함하며, 상기 메인 밸브는, 내부가 비어있는 원주형의 메인 밸브 바디; 상기 메인 밸브 바디의 내측에 구비되는 메인 밸브 포펫; 및 상기 메인 밸브 포펫과 상기 파이로트 밸브의 사이에 배치되는 제1 탄성체; 포함하고, 상기 오리피스 포펫은, 상기 메인 밸브 포펫의 전단에 결합되며, 상기 제1 탄성체에 의해 전방으로 가압될 수 있다.

이때, 상기 파이로트 밸브는, 상기 메인 밸브 포펫의 내부에 적어도 일부가 인입하여 결합되는 파이로트 밸브 바디; 상기 파이로트 밸브 바디의 전방측 입구를 개폐하는 파이로트 포펫; 및 상기 파이로트 포펫를 후방에서 지지하는 제2 탄성체; 를 포함하고, 상기 파이로트 포펫은, 전단에 가해지는 유압이 제2 탄성체의 탄성력보다 강한 경우 후단을 향하여 이동하며, 상기 제2 탄성체는, 상기 파이로트 포펫에 가해지는 유압이 한계압력 이상인 경우 압축될 수 있다.

한편, 상기 오리피스 포펫은, 상기 파이로트 밸브 포펫의 내주면에 접촉가능하게 구비되는 안착부; 을 더 포함하고, 상기 메인 밸브 포펫은, 서로 다른 직경을 갖는 적어도 2 이상의 유입 유로를 포함하며, 상기 안착부는, 상기 메인 밸브 포펫의 유로 중에서 적어도 하나의 외경보다 더 길게 형성될 수 있다.

이때, 상기 메인 밸브 포펫의 유로는, 상기 오리피스 포펫에 가해지는 압력이 한계압력 이하인 경우, 상기 안착부에 의해 밀폐될 수 있다.

한편, 상기 메인 밸브 바디는, 상기 메인 밸브 포펫에 의해 개폐되는 제1 연통홀; 및 상기 파이로트 밸브에 의해 개폐되는 제2 연통홀; 을 포함하며, 상기 제1 연통홀은, 상기 제2 연통홀이 개방된 상태에서 폐쇄된 상태일 수 있다.

한편, 상기 파이로트 포펫은, 상기 파이로트 밸브 바디의 내측 직경에 대응하여 대략적인 원반형상으로 형성되는 주판부; 및 상기 주판부의 전후방을 연통하는 연통홀; 을 포함하며, 상기 연통홀은, 상기 주판부의 반경방향을 따라 복수개가 서로 균일한 간격을 가지도록 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브는, 상기 메인 밸브 포펫의 내부로 안내되는 유체는 반드시 상기 오리피스 포펫의 내부 유로를 통해서만 유입될 수 있다.

한편, 상기 메인 밸브는, 상기 메인 밸브 포펫과 상기 파이로트 밸브 사이에 구비되는 실링부; 를 포함할 수 있다.

한편, 상기 메인 밸브 포펫은, 내주면이 적어도 2회 이상 단차지게 형성되어, 직경이 서로 다른 유로가 적어도 2 이상 구비될 수 있다.

이때 상기 제1 탄성체는, 상기 메인 밸브 포펫의 단차지게 형성된 면에 배치될 수 있다.

한편, 상기 오리피스 포펫은, 전방측에 구비되어 유체가 유입 후 안내되는 유입부; 상기 유입부의 후방측에 연결되는 대략적인 원반형상의 안착부; 및 상기 안착부의 후면에 연결되며, 상기 유입부를 통해 유입된 유체가 토출되는 유출부; 를 포함하며, 상기 유출부는, 상기 메인 밸브 포펫의 내부 공간에 배치되어, 상기 메인 밸브 포펫의 내부로 유체를 안내할 수 있다.

또한, 상기 유출부의 내부 유로는, 전방보다 후방이 더 넓은 직경을 갖는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 유입부는, 전방측 직경이 후방측 직경보다 더 짧은 유선형으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 메인 밸브 포펫은, 내부 유로의 직경이 상기 유입부의 외경보다 더 길게 형성될 수 있다.

한편, 상기 메인 밸브 바디는, 유체가 유입되는 입구로서 기능하는 전단부; 를 포함하며, 상기 오리피스 포펫은, 유체가 유입되는 입구가, 상기 메인 밸브 바디의 전단부보다 전방에 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 유로의 유량을 조절할 수 있는 오리피스 포펫을 구비하여, 급격히 유압이 상승하더라도 유동을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 유체를 외부로 단계를 거쳐 순차적으로 배출하여, 와류의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 메인 밸브 포펫에 오리피스 포펫을 결합할 때 불량품 발생률을 최소화하며 생산 비용을 절감할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따르면, 액추에이터에 과유압이 가해지는 것을 방지할 수 있어, 액추에이터의 파손을 방지하고 기대 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압 회로에서 특히 압력제어회로를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브를 일측에서 바라본 모습을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브를 타측에서 바라본 모습을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브의 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브의 작동 과정을 도시한 작동 상태도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메인 밸브 포펫에 오리피스 포펫이 결합된 결합상태도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 메인 밸브 포펫(320)에 오리피스 포펫이 결합된 결합상태도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오리피스 포펫의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 메인 밸브 포펫에 오리피스 포펫이 결합된 결합상태도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 오리피스 포펫의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 파이로트 포펫의 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 의한 압력 제어밸브를 포함하는 유압 제어 시스템에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압 회로에서 특히 압력제어회로를 도시하고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유압 제어 시스템(1)은 파워소스(100), 액추에이터(200), 메인 밸브(300), 파이로트 밸브(400), 오리피스 포펫(500) 및 유압 탱크(600)를 포함할 수 있다. 물론, 전술한 구성 외에 유체의 흐르는 방향을 제어하거나, 유속을 제어하기 위한 구성들이 추가될 수도 있으나, 본 발명의 특징을 설명하기 위하여 해당 구성들에 대한 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 파워소스(100)는 유압 탱크(110) 및 유압 펌프(120)를 포함할 수 있다.

유압 탱크(110)는 시스템에 공급되는 작동 유체를 수용하는 구성이다. 유압 탱크(110)는 공급용 유압 탱크(110)와 회수용 유압 탱크(600)가 별도의 구성으로 존재할 수도 있으며, 하나의 구성으로 존재할 수도 있다.

유압 펌프(120)는 유압 탱크(110)에서 유체를 유도하는 힘을 공급하는 구성이다. 업계에서 통용되는 다양한 펌프가 필요한 유량, 유압, 유속 및 유체의 성질 등을 고려하여 선택될 수 있다.

액추에이터(200)는 유압을 선형 운동으로 변환하는 구성을 의미한다.

일반적으로, 액추에이터(200)는 실린더 및 피스톤을 구비할 수 있다. 실린더의 내부에 피스톤이 구비되며, 피스톤이 작동 유체로부터 압력을 받으면 작동하여 유압을 선형 운동으로 변형할 수 있다.

본 발명에서, 액추에이터(200)는 유체를 통해 힘을 받아 강한 압력을 전달할 수 있다. 따라서, 크레인, 굴삭기 등 강한 힘을 필요로 하는 건설용 중장비에 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유압 제어 시스템은 유압을 제어하기 위한 압력 제어밸브를 포함할 수 있다. 압력 제어밸브는 메인 밸브(300), 파이로트 밸브(400) 및 오리피스 포펫(500)를 포함하여 구성될 수 있다. 각 구성에 대한 상세한 설명은 도 2 이하를 참조하여 후술하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 유압 제어 시스템은 유압 펌프(120)를 통해 작동 유체에 압력을 가하여 액추에이터(200)를 작동시킬 수 있다.

액추에이터(200)는 과도한 압력을 받으면 오작동하거나, 파손이 생길 수 있으며, 수명이 단축될 수 있다. 따라서, 액추에이터(200)의 안정된 구동을 위해 유압 제어 시스템 내부의 압력은 한계압력(P_s) 이하로 유지될 필요가 있다.

압력 제어밸브는 시스템 내부 유체의 압력이 한계압력(Ps) 이상인 경우 작동하여, 압력을 강하할 수 있다.

구체적으로, 압력 제어밸브는 유체의 압력이 한계압력(Ps) 미만인 경우에는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 그러나, 유체의 압력이 한계압력(Ps) 이상인 경우에는 작동하여, 일정량의 유체를 유압 탱크(600)로 안내할 수 있다. 따라서, 유압 시스템(1) 내부의 작동 유체의 압력을 강하할 수 있다.

보다 구체적으로, 유압 시스템(1) 내의 유압이 한계압력(Ps) 이상인 경우, 먼저 파이로트 밸브(400)가 개방되며, 이후 메인 밸브(300)가 개방되어 2단계에 걸쳐 작동 유체를 유압 탱크(600)로 안내할 수 있다. 압력 제어밸브의 구체적인 작동 과정은 도 5 내지 도 9를 참조하여 보다 상세하게 후술하기로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유압 제어 시스템은 압력 제어밸브를 구비하여, 시스템 내부의 유압을 한계압력(Ps) 이하로 유지할 수 있다. 따라서, 액추에이터(200)의 기대 수명을 향상할 수 있으며, 액추에이터(200)의 오작동을 방지할 수도 있다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브의 세부 구성을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브를 일측에서 바라본 모습을 도시하고 있고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브를 타측에서 바라본 모습을 도시하고 있으며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브의 단면을 도시하고 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브는 메인 밸브(300), 파이로트 밸브(400), 오리피스 포펫(500) 및 커버부(700)를 포함할 수 있다.

메인 밸브(300)는 메인 밸브 바디(310), 메인 밸브 포펫(320), 제1 탄성체(330) 및 실링부(340)를 포함할 수 있다.

메인 밸브 바디(310)는 압력 제어밸브의 외형의 적어도 일부를 구성할 수 있다. 메인 밸브 바디(310)의 외형은 일방향으로 연장되는 대략 원주형으로 형성될 수 있다.

메인 밸브 바디(310)는 전단부(311), 전방 연통홀(312), 나사산(313), 및 후방 연통홀(314)을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 대한 서술에서 전방이란, 파이로트 밸브(400)를 기준으로, 메인 밸브 바디(310)에 유체가 최초 유입되는 지점을 바라보는 방향을 의미할 수 있다. 또한, 파이로트 밸브(400)를 기준으로 메인 밸브 바디(310)의 전단부(311)가 배치되는 방향을 의미할 수 있다.

반대로, 본 발명의 실시예에 대한 서술에서 후방이란, 메인 밸브 바디(310)의 전단부(311)를 기준으로 파이로트 밸브(400)가 위치되는 방향을 의미할 수 있다.

따라서 메인 밸브 바디(310)의 전단부(311)에서, 유로는 전방에서 후방으로 형성될 수 있다.

전단부(311)는 유압 회로에서 압력 제어밸브로 작동 유체가 최초 도착하는 입구로 기능할 수 있다. 전단부(311)는 압력 제어밸브의 최전방에 구비될 수 있다. 전단부(311)는 내부가 비어있는 원주형의 구성으로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 오리피스 포펫(500)의 유입부(510)가 전단부(311)보다 더 전방에 돌출되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 유압 시스템(1) 내부의 유체는 전단부(311)보다 유입부(510)에 먼저 도달할 수도 있다.

전방 연통홀(312)은 메인 밸브 바디(310)의 외주면에 대략적인 원형으로 형성될 수 있다. 전방 연통홀(312)을 통해, 메인 밸브 바디(310)의 내부에서 외부로 유체가 배출될 수 있다. 전방 연통홀(312)이 개방/폐쇄되는 작동 과정에 대하여는 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.

도 2를 참조하면, 전방 연통홀(312)은 메인 밸브 바디(310)의 외주를 따라 복수개가 구비될 수 있다. 전방 연통홀(312)의 개수는 유압 시스템(1)내 작동 유체의 물성치, 설정 유압, 유량 등을 고려하여 선택적으로 가변 가능하다.

전방 연통홀(312)은 메인 밸브 바디(310)의 외주를 따라 복수개가 형성되어, 전방 연통홀(312)이 개방되어 유체가 배출될 때의 유로의 방향이 균형을 유지할 수 있다. 이에 따라, 전방 연통홀(312)이 개방되어 유체가 배출될 때, 유체의 반발력에 의해 압력 제어밸브에서 유동이 발생하거나 균형이 깨지는 것을 방지할 수 있다.

나사산(313)은 메인 밸브 바디(310)의 외주면에 형성되며, 압력 제어밸브는 나사산(313)을 통해 유압 탱크(600)와 결합될 수 있다.

실링부(340)는 메인 밸브 바디(310)의 후방측에 구비될 수 있다.

실링부(340)는 메인 밸브 바디(310)와 파이로트 밸브(400)의 사이에 구비되어, 메인 밸브 바디(310)의 내부 공간에서 유체가 유출되는 것을 방지할 수 있다.

실링부(340)는 고무 오링(O-ring)이나 플라스틱 재질의 링과 같은 실링을 위해 통용되는 부재가 선택될 수 있다.

후방 연통홀(314)은 파이로트 밸브(400)의 연통홀과 연결 가능하게 구비될 수 있다. 따라서, 파이로트 밸브(400) 내부의 유체가 압력 제어밸브의 외부 공간으로 안내되는 유로를, 파이로트 밸브(400)의 연통홀(440)과 함께 형성할 수 있다.

메인 밸브 포펫(320)은 메인 밸브(300)의 내주면에 결합되는 구성으로 메인 밸브(300)의 전단측에 배치될 수 있다. 메인 밸브 포펫(320)은 전방측은 직경이 짧고 후방측으로 갈수록 직경이 긴, 대략적인 컵(cup)의 형상으로 이루어질 수 있다.

메인 밸브 포펫(320)은 메인 밸브 바디(310)의 내부공간에 배치될 수 있다. 메인 밸브 포펫(320)은 전후방으로 이동 가능하게 구비되어 전방 연통홀(312)을 개폐할 수 있다.

구체적으로, 메인 밸브 포펫(320)은 메인 밸브 바디(310)의 입구측의 직경보다 긴 직경을 가지고, 메인 밸브 바디(310)의 후방측의 직경보다는 짧은 직경으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 메인 밸브 바디(310)의 후방측에서 인입되며, 메인 밸브 바디(310)의 전방측에 걸려져 결합될 수 있다.

메인 밸브 포펫(320)의 구체적인 형상에 대하여는 도 10 및 도 11을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

제1 탄성체(330)는 메인 밸브 포펫(320)의 내부에 배치될 수 있다. 제1 탄성체(330)는 일측이 메인 밸브 포펫(320)의 내주면에 접촉되고, 타측은 파이로트 밸브 바디(410)에 결합될 수 있다. 즉, 제1 탄성체(330)는 메인 밸브 포펫(320)과 파이로트 밸브 바디(410)의 사이에 구비될 수 있다.

제1 탄성체(330)는 메인 밸브 포펫(320)이 유압에 의해 후방으로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 메인 밸브 포펫(320)은 후방으로 가해지는 유압이 제1 탄성체(330)가 전방으로 가하는 탄성력보다 작은 상태에서, 평형을 이루며 배치된 상태를 유지할 수 있다.

파이로트 밸브(400)는 메인 밸브(300)와 결합되며, 전방측에 인가되는 유압이 한계유압(Ps) 이상인 경우 개방될 수 있다.

파이로트 밸브(400)는 파이로트 밸브 바디(410), 파이로트 포펫(420) 및 제2 탄성체(430)를 포함할 수 있다.

파이로트 밸브 바디(410)는 파이로트 밸브(400)의 외형을 형성할 수 있다.

파이로트 밸브 바디(410)는 대략적인 원주형상으로 형성될 수 있다. 파이로트 밸브 바디(410)의 내부 공간에 파이로트 밸브(400)의 구성들이 구비될 수 있다.

파이로트 밸브 바디(410)는 메인 밸브 바디(310)의 내주면에 인입되어 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 메인 밸브 바디(310)와 파이로트 밸브 바디(410)가 결합되는 양면(315)에는 나사산이 형성될 수 있다. 나사산이 형성되는 실시예에서, 메인 밸브 바디(310)와 파이로트 밸브 바디(410)는 서로 돌려 끼워져 결합될 수 있다. 이때, 파이로트 밸브 바디(410)는 메인 밸브 바디(310)와 이동 불가능하게, 일체로 결합될 수 있다.

파이로트 밸브 바디(410)의 외경은, 메인 밸브 바디(310)의 내경에 대응 형성될 수 있다. 따라서, 유체가 메인 밸브 바디(310)와 파이로트 밸브 바디(410)의 사이로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

파이로트 포펫(420)은 파이로트 밸브 바디(410)의 전방측 입구에 결합될 수 있다. 파이로트 포펫(420)은 제2 탄성체(430)에 의하여 전방으로 가압될 수 있다.

또한, 파이로트 포펫(420)의 전단부(421)는 적어도 일부분이 파이로트 밸브 바디(410)의 외부에 노출될 수 있다. 따라서, 도 5를 참조하면, 파이로트 포펫(420)의 전단부(421)는 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 수용된 유체에 의해 후방으로 가압될 수 있다.

나아가, 파이로트 포펫(42)의 전단부(421)의 최전방측은 반구형상으로 형성될 수 있다.

파이로트 포펫(420)의 전단부(421)는 외부에 노출된 상태에서 유체에 의해 후방으로 가압될 수 있다. 따라서, 전단부(421)의 최전방측(421a)은 반구형상으로 형성되어, 사방에서 전해지는 압력을 분산하여 유동을 방지할 수 있다.

제2 탄성체(430)는 파이로트 포펫(420)의 후방에 배치된다. 또한, 제2 탄성체(430)는 파이로트 밸브(400)의 후방쪽에 인입되어 결합하는 제1 커버(710)와 결합될 수 있다. 즉, 제2 탄성체(430)는 파이로트 포펫(420)과 제1 커버(710) 사이에 배치되어, 파이로트 포펫(420)을 전방을 향해 가압할 수 있다.

제2 탄성체(430)의 탄성력은 압력 제어밸브의 작동 기준 압력을 설정할 수 있다. 즉, 제2 탄성체(430)의 탄성력에 의해 압력 제어밸브의 작동 개시가 결정된다. 본 발명에서, 제2 탄성체(430)는 유압이 한계압력(Ps) 이상인 경우 압축될 수 있다.

오리피스 포펫(500)는 유로상에 배치되어 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간으로 유입되는 최대 유량을 설정하는 구성이다.

오리피스 포펫(500)는 전후방을 관통하는 유로가 형성될 수 있다. 오리피스 포펫(500)에 형성된 유로의 단면적에 따라, 통과 가능한 최대 유량을 설정할 수 있다. 오리피스 포펫(500)의 유로를 통해 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 작동 유체가 유입될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 오리피스 포펫(500)의 전방측은 유압 시스템의 유로측에 배치되며, 후방측 일부는 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 구비될 수 있다. 오리피스 포펫(500)의 전방측에 형성되는 유압은, 메인 밸브 바디(510)와 메인 밸브 포펫(520)의 사이에 측정되는 유압과 동일하게 형성될 수 있다.

오리피스 포펫(500)의 구체적인 형상은 도 10 이하를 참조하여 상술하기로 한다.

커버부(700)는 압력 제어밸브의 최후방에 구비되는 구성으로, 압력 제어밸브의 후방으로 작동 유체가 유출되는 것을 방지할 수 있다.

커버부(700)는 제1 커버(710) 및 제2 커버(720)를 포함할 수 있다.

제1 커버(710)는 적어도 일부분이 파이로트 밸브(400)의 내주면에 인입되어 결합될 수 있다.

제1 커버(710)는 전방측에 제2 탄성체(430)가 인입될 수 있는 비어있는 원주형의 홀이 형성될 수 있다. 제2 탄성체(430)가 탈락되는 것을 방지하기 위하여, 상기 홀의 직경은 제2 탄성체(430)의 직경에 대응하게 형성될 수 있다.

제2 커버(720)는 압력 제어밸브의 최후방에 구비될 수 있다. 제2 커버(720)는 압력 제어밸브의 내부 공간을 흐르는 유체가 외부에 유출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 메인 밸브 바디(310)의 입구에 측정되는 유압을 P1, 메인 밸브 포펫(320)과 파이로트 포펫(420) 사이의 내부 공간에서 측정되는 유압을 P2, 파이로트 밸브 바디(410)의 내부 공간에서 측정되는 유압을 P3로 정의할 수 있다. 이하, 도 5 내지 도 9에서 P1, P2 및 P3는 각각 전술한 공간의 유압을 의미한다.

이하 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브의 작동 과정을 상술한다.

도 5 내지 도 9는 각각 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브의 작동 과정을 나타내고 있다. 이하 서술상의 편의를 위해, 도 5부터 도 9에서 도시된 압력 제어밸브의 배치 상태를 각각 제1 상태 내지 제5 상태로 정의하기로 한다.

도 5는 압력 제어밸브의 작동 전 상태인 제1 상태를 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, 파워소스(100)를 통해 압력 제어밸브를 향해 안내되는 작동 유체는, 메인 밸브(300)의 전단 및 오리피스 포펫(500)를 통해 메인 밸브 바디(310) 내부 공간으로 유입된다.

제1 상태에서, 메인 밸브 바디(310)의 입구 유압(P1)은 메인 밸브 포펫(320)의 내부 유압(P2)과 동일하게 유지된다. (P1 = P2) 또한, 메인 밸브 포펫(320)의 내부 유압(P2)는 한계압력(Ps)보다 작은 상태로 유지된다. (P1 = P2 < Ps) 따라서, 파이로트 포펫(420)은 전방을 향해 가압 고정된다.

제1 상태에서, 압력 제어밸브의 모든 연통홀은 폐쇄된 상태로 유지될 수 있다. 즉, 메인 밸브(300)의 전방 연통홀(312) 및 후방 연통홀(314)과 파이로트 밸브(400)의 연통홀(440)이 모두 폐쇄된 상태로 유지될 수 있다.

도 6은 압력 제어밸브가 작동 개시되는 제2 상태를 도시하고 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압력 제어밸브는 제2 상태가 개시되면, 파이로트 포펫(420)이 후방으로 소정의 간격만큼 이동할 수 있다.

구체적으로, 메인 밸브 포펫(320) 내부공간의 유압(P2)은 파이로트 포펫(420)의 전단부(421)를 후방으로 가압한다. 유압(P2)이 한계압력(Ps)보다 커지면, 파이로트 포펫(420)의 전단부(421)가 후방으로 이격될 수 있다. 즉, 파이로트 포펫(420)의 전단부(421)가 받는 유압(P2)이, 파이로트 포펫(420)의 후단부를 가압하는 제2 탄성체(430)의 탄성력보다 큰 경우, 파이로트 포펫(420)이 후방으로 이동할 수 있다.

파이로트 포펫(420)은 대략적인 원판형으로 형성되는 주판부(424)와, 주판부(424)의 외주를 따라 형성된 복수개의 절곡면(425)을 포함할 수 있다. (도 15 참조)

주판부(424)의 직경은 파이로트 밸브 바디(410)의 내주면 직경에 대응 형성될 수 있다. 따라서, 파이로트 포펫(420)은 파이로트 밸브 바디(410)의 내주면에 유격 없이 결합될 수 있다.

절곡면(425)은 파이로트 포펫(420)의 중심 축을 향하여 소정의 너비만큼 함몰 형성될 수 있다.

따라서 파이로트 포펫(420)은, 파이로트 밸브 바디(410)의 내주면에 결합된 상태에서, 절곡면(425)과 파이로트 밸브 바디(410) 사이에 유체가 안내될 수 있는 유로가 형성될 수 있다.

상기 유로는 파이로트 포펫(420)이 제2 탄성체(430)에 의해 전방으로 가압되는 상태에서는 폐쇄된다. 구체적으로, 파이로트 포펫(420)이 제2 탄성체(430)에 의해 전방을 향하여 가압될 때, 경사부(422)와 파이로트 밸브 바디(410)의 전방측 입구가 밀폐 결합된다.

이때, 파이로트 포펫(420)을 후방으로 가압하는 유압(P2)이 제2 탄성체(430)의 전방을 향하는 탄성력보다 강한 경우, 파이로트 포펫(420)이 후방을 향하여 소정의 거리만큼 이동하며, 이에 따라 파이로트 밸브 바디(410)의 전방측 입구가 개방될 수 있다.

메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 수용되어 있던 유체는, 파이로트 밸브 바디(410)의 전방측 입구가 개방되면 후방을 향해 안내될 수 있다. 전방측 입구를 통과한 유체는, 전술한 파이로트 포펫(420)과 파이로트 밸브 바디(410)의 내주면 사이의 유로로 안내되어 압력 제어밸브의 외부로 유출된다. 이렇게, 유체가 파이로트 포펫(420)을 통과하여 압력 제어밸브의 외부로 안내되는 유로가 개방된 상태를, 파이로트 밸브(400)가 개방되는 상태로 정의할 수 있다.

도 7은 파이로트 밸브(400)를 통한 유체의 배출이 종료된 제3 상태를 도시하고 있다.

제2 상태에서 파이로트 밸브(400)의 내부에서 연통홀(440)을 통해 외부로 유체가 유출되면, 순간적으로 메인 밸브 포펫(320) 내부에서 많은 양의 유체가 파이로트 밸브(400)로 유출된다. 이때, 메인 밸브 포펫(320) 내부로 유입되는 유체의 양은 오리피스 포펫(500)의 유로를 통과할 수 있는 일정량 이하로 제어되는 바, 메인 밸브 포펫(320) 내부공간은 유출되는 유체가 유입되는 유체에 비해 속도가 높아, 내부공간에 수용된 유체의 양이 감소한다. 이에 따라 메인 밸브 포펫(320) 내부공간의 유압(P2)이 빠르게 하락한다.

메인 밸브 포펫(320) 내부공간의 유압(P2)이 한계압력(Ps) 이하로 하락하게 되면, 파이로트 포펫(420)의 전방에 가해지는 압력보다 후방에 가해지는 압력이 더 강해진다. 즉, 파이로트 포펫(420)을 후방에서 가압하는 제2 탄성체(430)의 탄성력이 유압(P2)보다 강해지게 된다. 따라서 파이로트 포펫(420)에 가해지는 알짜힘은 전방을 향하게되며, 이에 따라 파이로트 포펫(420)이 전방으로 이동한다. 파이로트 포펫(420)이 전방으로 이동하면 파이로트 밸브(400)의 입구가 폐쇄된다.

도 8은 메인 밸브 포펫(320)이 후방으로 이동하여 메인 밸브(300)가 개방된 제4 상태를 도시하고 있다. 제3 상태에서 메인 밸브 포펫(320)의 내부 유압(P2)이 강하하면, 메인 밸브 바디(310)의 입구측 유압(P1)이 메인 밸프 포펫의 내부 유압(P2)보다 높아진다.

본 발명의 실시예에서, 파이로트 밸브 바디(410)는 메인 밸브 바디(310)에 이동 불가능하게, 일체로 결합될 수 있다. 따라서, 메인 밸브 포펫(320)의 내부 유압(P2)이 파이로트 밸브(400)의 내부 유압(P3)보다 낮더라도, 파이로트 밸브 바디(410)는 이동하지 않는다.

반면, 메인 밸브 포펫(320)은 메인 밸브 바디(310) 내부에 이동 가능하게 구비되어, 메인 밸브 바디(310)의 입구측 유압(P1)이 메인 밸프 포펫의 내부 유압(P2)보다 높아지면, 메인 밸브 포펫(320)이 후방으로 이동할 수 있다.

메인 밸브 포펫(320)은 파이로트 밸브(400)에 지지되는 제1 탄성체(330)에 의해, 전방으로 가압될 수 있다.

따라서, 메인 밸브 바디(310) 입구측 유압(P1)과 메인 밸브 포펫(320)의 내부 유압(P2)의 압력차이가, 제1 탄성체(330)의 탄성력보다 큰 경우, 메인 밸브 바디(310)에 후방을 향하는 알짜힘이 발생할 수 있다.

메인 밸브 포펫(320)이 후방으로 이동하면, 메인 밸브 바디(310)의 전방 연통홀(312)이 개방될 수 있다.

구체적으로, 메인 밸브 포펫(320)이 전방에 배치된 상태에서는, 메인 밸브 포펫(320)의 외주면에 의해 메인 밸브 바디(310)의 전방 연통홀(312)이 폐쇄되어 있다. 메인 밸브 포펫(320)이 후방으로 이동하면, 메인 밸브 바디(310)의 전방 연통홀(312)이 개방된다. 따라서, 메인 밸브(300)의 입구로 유입된 유체가 전방 연통홀(312)을 통해 곧바로 외부 공간으로 토출되는 유로가 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 외부 공간은 유압 탱크(600)의 내부 공간일 수 있다. 이렇게 전방 연통홀(312)이 개방되어, 유체가 외부로 안내되는 유로가 형성된 상태를 메인 밸브(300)의 개방된 상태로 정의할 수 있다.

도 9는 메인 밸브 바디(310)가 전방을 향하여 다시 이동한 제5 상태를 도시하고 있다.

제4 상태에서 메인 밸브(300)의 입구에서 연통홀을 통해 유체가 토출되면, 메인 밸브 전단의 유압(P1)이 강하한다. 메인 밸브(300) 전단의 유압(P1)이 강하하여 메인 밸브 포펫(320)의 내부 유압(P2)과 제1 탄성체(330)의 탄성력보다 낮아지면, 메인 밸브 포펫(320)에 전방으로 알짜힘이 작용한다.

전후방으로 이동 가능하게 배치된 메인 밸브 포펫(320)은 알짜힘에 의해 전방으로 이동한다. 따라서, 제4 상태에서 개방된 메인 밸브 바디(310)의 전방 연통홀(312)이 다시 폐쇄될 수 있다.

메인 밸브(300)가 폐쇄되면, 메인 밸브(300)의 전단측 유압(P1)은 한계유압(Ps)보다 낮은 상태로 강하된다. 따라서 유압 시스템(1)의 유압이 한계유압 이하로 유지될 수 있다.

또한, 여러 단계를 거쳐 유압이 단계적으로 하강하는 바, 압력 제어밸브에서 유동이나 유체의 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이하 도 10 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 오리피스 포펫(500)의 구체적인 형상 및 메인 밸브 포펫(320)과의 결합 구조를 설명한다.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 메인 밸브 포펫(320)에 오리피스 포펫(500)이 결합된 상태를 도시하고 있고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 메인 밸브 포펫(320)에 오리피스 포펫(500)이 결합된 상태를 도시하고 있으며, 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오리피스 포펫(500)를 도시하고 있으며, 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 메인 밸브 포펫(320)에 오리피스 포펫(500)이 결합된 상태를 도시하고 있고, 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 오리피스 포펫(500)를 도시하고 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 메인 밸브 포펫(320)은 내주면에 직경이 서로 다른 다단 유로를 구비할 수 있다.

구체적으로 메인 밸브 포펫(320)은 전방측부터 후방측으로 각각 직경이 다른 제1 유로(321)부터 제6 유로(326)가 형성될 수 있다.

먼저 제1 유로(321)는 메인 밸브 포펫(320)의 최전방에 구비되어, 유체가 메인 밸브 포펫(320)의 내부로 유입되는 입구로 기능할 수 있다.

제1 실시예에서, 제2 유로(322)는 제1 유로(321)의 직경보다 짧은 직경으로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 유로(321)에서 제2 유로(322)로 안내되는 유로상에서, 대략적으로 유로가 더 좁아지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 오리피스 포펫(500)에 가해지는 유압이 보다 낮아져, 오리피스 포펫(500)이 이탈하거나 변형되는 것을 방지할 수 있다.

제2 유로(322)는 오리피스 포펫(500)의 외경에 대응되는 직경으로 형성될 수 있다. 이에 따라. 작동 유체가 제2 유로(322)과 오리피스 포펫(500)의 외주면의 사이로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

제4 유로(324)와 제5 유로(325)는 단차지게 형성되어, 단차진 면에 제1 스프링이 안착될 수 있다. (도 4 참조) 따라서 제1 탄성체가(330) 배치된 위치에서 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

제6 유로(326)는 내부에 인입되는 파이로트 밸브(400)와 함께 내부 공간을 형성할 수 있다. (도 4 참조)

제6 유로(326)의 직경은 파이로트 밸브 바디(410)의 직경에 대응하게 형성되어, 파이로트 밸브 바디(410)가 내부에 인입되어 결합될 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 메인 밸브 포펫(320)은 제1 유로(321)와 제2 유로(322)의 직경이 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 제1 유로(321)와 제2 유로(322)가 하나의 유로를 형성할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예는, 제2 유로(322)에 오리피스 포펫(500)이 끼워져 결합되도록 설계되어 있다. 이때, 전술한 바와 같이 제2 유로(322)와 오리피스 포펫(500)의 사이에 작동 유체가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 메인 밸브 포펫(320)을 생산할 때 공수가 증가하고, 이에 따라 생산 시간 및 비용이 추가되는 단점이 존재한다.

나아가, 제2 유로(322)에 오리피스 포펫(500)이 끼워져 결합되는 바, 양 구성을 결합할 때 오리피스 포펫(500)이 일회에 인입되지 못하는 문제점이 존재하였다. 이에 따라, 결합 공정상 불량품 발생율이 존재하는 문제점이 있었다.

본 발명의 제2 실시예에서 메인 밸브 포펫(320)은 제1 유로(321)와 제2 유로(322)의 직경이 동일하게 형성되어, 생산에 소요되는 시간이나 비용을 단축할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제2 유로(322)의 직경이 오리피스 포펫(500)의 외경보다 더 넓어, 결합 공정상 불량품 발생 확률을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

나아가, 후술할 오리피스 포펫(500)의 안착부(520)가 제2 유로(322) 및 제3 유로(323)의 단차에 안착 결합되어, 작동 유체의 유출을 막을 수 있어, 작동 유체가 오리피스 포펫(500)을 통과하지 않고 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 유입되는 문제점을 방지할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오리피스 포펫(500)는 중심축상에 홀이 형성된 대략적인 원주형으로 형성될 수 있다.

먼저, 오리피스 포펫(500)의 전방측에는 유체가 유입될 수 있도록 중심축에 연통 홀이 형성된 중공형의 유입부(510)가 구비될 수 있다. 유입부(510)의 내경은 압력 제어밸브에서 요구되는 유량과 유속, 그리고 작동 유체의 성질에 따라 선택될 수 있다.

유입부(510)의 내경은 메인 밸브 포펫(320)의 제2 유로(322)의 직경보다 더 짧게 형성될 수 있다. 이에 따라, 메인 밸브 포펫(320)의 내부로 유입되는 유체의 최대 유량을 소정의 유량 이하로 조절할 수 있다.

오리피스 포펫(500)은 유입부(510)의 외경에서 소정의 길이만큼 더 긴 외경을 갖도록 연장 형성되는 안착부(520)를 더 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 안착부(520)는 전방측의 직경보다 후방측의 직경이 더 길게 형성될 수 있다. 즉, 안착부(520)의 외주면은 전방에서 후방으로 갈수록 직경이 더 넓어지도록 경사지게 형성될 수 있다.

안착부(520)의 직경은 제2 유로(322)의 직경보다 더 길게 형성될 수 있다. 즉, 안착부(520)의 전방측 직경 및 후방측 직경 모두 제2 유로(322)의 직경보다 더 길게 형성될 수 있다.

오리피스 포펫(500)은 제1 탄성체(330)에 의해 전방으로 가압될 수 있다. 이에 따라, 안착부(520)는 제2 유로(322)의 후방측을 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, 작동 유체가 제2 유로(322)를 통해 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

오리피스 포펫(500)의 후방측에는 유체가 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간으로 유출되는 유출부(530)가 형성될 수 있다.

유출부(530)는 안착부(520)의 후방측에 연결된 대략적인 원주형으로 형성될 수 있다.

유출부(530)의 외경은 유입부의 외경보다는 더 길고, 안착부의 외경보다는 더 짧은 길이로 형성될 수 있다. 일 예로, 도 10을 참조하면, 유출부(530)의 전방측 외경은 후방측 외경에 비해 더 길게 형성될 수 있다. 이에 따라, 유출부(530)의 외주를 감싸도록 결합되는 제1 탄성체(330)의 이탈이 방지될 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 유출부(530)의 내부에 형성되는 유로는, 전방에서 후방으로 갈수록 직경이 더 커지게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 유출부(530)의 내부 유로는, 후방측 출구를 향하여 더 넓어지도록 경사진 깔때기 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 오리피스 포펫(500)을 통과하여 외부로 유출되는 유체의 유로 방향이 후방을 향하여 집중되는 것을 방지할 수 있다.

나아가, 오리피스 포펫(500)을 통과하여 유출되는 유체량의 변화에도 불구하고, 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간의 유체량 평형을 유지할 수 있다. 또한, 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 유체의 와류 발생을 억제할 수 있다.

도 13 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에서 오리피스 포펫(500)의 유입부(510)는 전방측 직경이 후방측 직경에 비해 더 짧은 길이로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 오리피스 포펫(500)은 메인 밸브 포펫(320)의 후방에서 전방측으로 인입되어 결합된다. 이때, 오리피스 포펫(500)의 최전방인 유입부(510)의 직경이 메인 밸브 포펫(320)의 제1, 제2 유로(321, 322)의 직경과 차이가 적은 경우, 생산 공정상 불량품이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 발명의 제3 실시예에서는, 유입부(510)를 전방측 직경이 후방측의 직경보다 더 짧은 길이로 형성하여, 생산 공정상 불량품 발생 확률을 감소시킬 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 파이로트 포펫(420)을 도시하고 있다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 파이로트 포펫(420)은 전단부(421), 경사부(422), 주판부(424) 및 후단부(423)를 포함할 수 있다.

전단부(421)는 원주형으로 형성되어, 파이로트 밸브 바디(410)의 전방측 입구에 인입될 수 있다. 이에 따라, 전단부(421)는 적어도 일부가 파이로트 밸브 바디(410)의 외부에 배치될 수 있다. (도 4 참조) 즉, 전단부(421)는 적어도 일부가, 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 배치될 수 있다.

전단부(421)의 전방측 단부(421a)는 반구형상으로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 전단부(421)의 전방측 단부는 메인 밸브 포펫(320)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 따라서, 메인 밸브 포펫(320)의 내부에서 순간적으로 강한 유압이 가해지더라도, 이를 상쇄하여 유동을 방지할 수 있다.

경사부(422)는 전단부(421)와 연결되며, 전방측보다 후방측의 직경이 더 넓게 경사지게 형성될 수 있다.

경사부(422)는, 파이로트 밸브 바디(410)의 입구에 결합할 수 있다. 경사부(422)는 후방측 단면이 더 넓게 형성되어, 파이로트 밸브 바디(410)의 입구를 밀폐할 수 있다.

주판부(424)는 대략적인 원판 형상으로 구비되어, 파이로트 밸브 바디(410)의 내주면에 결합될 수 있다.

도 15을 참조하면, 주판부(424)는, 축 방향의 두께가 원주측의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 주판부(424)는 축에서 원주를 향하며 기울어지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 주판부(424)의 중심측에 유입된 유체가, 주판부(424)의 경사를 따라 반경방향으로 자연스럽게 흐를 수 있다. 따라서, 주판부(424)의 형상에 따라, 파이로트 포펫(420)은 유압을 반경방향으로 분산시켜, 유동의 발생을 방지할 수 있다.

후단부(423)는 원주형으로 형성되어, 제2 탄성체(430)가 결합될 수 있다. 후단부(423)의 직경은 제2 탄성체(430)의 직경에 대응하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 후단부(423)는 제2 탄성체(430)가 배치된 위치에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 파이로트 포펫(420)은 절곡면(425)을 더 포함할 수 있다.

절곡면(425)은 주판부(424)의 외주에서 축을 향해 굴곡지게 형성될 수 있다.

절곡면(425)은 파이로트 밸브(400) 내부의 유로로서 기능할 수 있다. 즉, 파이로트 밸브 바디(410)의 내주면과 주판부(424) 사이에 비어있는 공간을 형성하여, 상기 비어있는 공간으로 유체가 안내될 수 있다.

절곡면(425)은 주판부(424)의 원주를 따라서 복수개가 구비될 수 있다. 절곡면(425)이 복수개가 구비되면, 주판부(424)를 통과하는 유체가 복수개의 유로로 나뉘어 안내될 수 있다. 따라서, 유압이 대략적으로 균등하게 분배되어, 일측으로만 유체가 안내되어, 파이로트 포펫(420)의 배치된 각도가 변경되는 것을 방지할 수 있다.

이상 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구체적인 실시예로 다양하게 수정 및 변형할 수 있으며, 이러한 변형 실시 역시 본 발명의 범위에 해당함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해질 것이다.

1: 유압 시스템
100: 파워소스 110: 유압탱크
120: 유압펌프
200: 액추에이터
300: 제1 밸브 310: 메인 밸브 바디
312: 전방 연통홀 314: 후방 연통홀
320: 메인 밸브 포펫 330: 제1 탄성체
400: 파이로트 밸브 410: 파이로트 밸브 바디
420, 450: 파이로트 밸브 포펫 421, 451: 전단부
422, 452: 경사부 425: 절곡면
440: 파이로트 밸브 연통홀 455: 연통홀
500: 오리피스 600: 유압탱크
700: 커버부

Claims

유압 시스템에서 유압이 한계압력 이상으로 상승하면 작동하는 압력 제어밸브에 있어서,
유압 탱크에 결합되며, 일측으로 상기 유압 시스템의 유체가 유입될 수 있는 메인 밸브;
상기 메인 밸브와 결합하며, 유압이 한계압력 이상인 경우에만 개방되는 파이로트 밸브; 및
중심축에 소정의 직경을 갖는 유로가 형성되어 통과 유량을 제어하는 오리피스 포펫;을 포함하며,
상기 메인 밸브는,
내부가 비어있는 원주형의 메인 밸브 바디;
상기 메인 밸브 바디의 내측에 구비되는 메인 밸브 포펫; 및
상기 메인 밸브 포펫과 상기 파이로트 밸브의 사이에 배치되는 제1 탄성체;를 포함하고,
상기 오리피스 포펫은,
상기 메인 밸브 포펫의 전단에 결합되며, 상기 제1 탄성체에 의해 전방으로 가압되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 파이로트 밸브는,
상기 메인 밸브 포펫의 내부에 적어도 일부가 인입하여 결합되는 파이로트 밸브 바디;
상기 파이로트 밸브 바디의 전방측 입구를 개폐하는 파이로트 포펫; 및
상기 파이로트 포펫를 후방에서 지지하는 제2 탄성체;를 포함하고,
상기 파이로트 포펫은,
전단에 가해지는 유압이 제2 탄성체의 탄성력보다 강한 경우 후단을 향하여 이동하며,
상기 제2 탄성체는,
상기 파이로트 포펫에 가해지는 유압이 한계압력 이상인 경우 압축되는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 오리피스 포펫은,
상기 파이로트 밸브 포펫의 내주면에 접촉가능하게 구비되는 안착부;를 더 포함하고,
상기 메인 밸브 포펫은,
서로 다른 직경을 갖는 적어도 2 이상의 유입 유로를 포함하며,
상기 안착부는,
상기 메인 밸브 포펫의 유로 중에서 적어도 하나의 외경보다 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제3항에 있어서,
상기 메인 밸브 포펫의 유로는,
상기 오리피스 포펫에 가해지는 압력이 한계압력 이하인 경우, 상기 안착부에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 메인 밸브 바디는,
상기 메인 밸브 포펫에 의해 개폐되는 제1 연통홀; 및
상기 파이로트 밸브에 의해 개폐되는 제2 연통홀;을 포함하며,
상기 제1 연통홀은,
상기 제2 연통홀이 개방된 상태에서 폐쇄된 상태인 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제2항에 있어서,
상기 파이로트 포펫은,
상기 파이로트 밸브 바디의 내측 직경에 대응하여 대략적인 원반형상으로 형성되는 주판부; 및
상기 주판부의 전후방을 연통하는 연통홀;을 포함하며,
상기 연통홀은,
상기 주판부의 반경방향을 따라 복수개가 서로 균일한 간격을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 메인 밸브 포펫의 내부로 안내되는 유체는 반드시 상기 오리피스 포펫의 내부 유로를 통해서만 유입되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 메인 밸브는,
상기 메인 밸브 포펫과 상기 파이로트 밸브 사이에 구비되는 실링부;를 포함하는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 메인 밸브 포펫은,
내주면이 적어도 2회 이상 단차지게 형성되어, 직경이 서로 다른 유로가 적어도 2 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제9항에 있어서,
상기 제1 탄성체는,
상기 메인 밸브 포펫의 단차지게 형성된 면에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 오리피스 포펫은,
전방측에 구비되어 유체가 유입 후 안내되는 유입부;
상기 유입부의 후방측에 연결되는 대략적인 원반형상의 안착부; 및
상기 안착부의 후면에 연결되며, 상기 유입부를 통해 유입된 유체가 토출되는 유출부;를 포함하며,
상기 유출부는,
상기 메인 밸브 포펫의 내부 공간에 구비되어, 상기 메인 밸브 포펫의 내부로 유체를 안내하는 압력 제어밸브.
제11항에 있어서,
상기 유입부는,
전방측 직경이 후방측 직경보다 더 짧은 유선형으로 형성되는 압력 제어밸브.
제11항에 있어서,
상기 메인 밸브 포펫은,
내부 유로의 직경이 상기 유입부의 외경보다 더 긴 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제11항에 있어서,
상기 유출부의 내부 유로는, 전방보다 후방이 더 넓은 직경을 갖는 깔때기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.
제1항에 있어서,
상기 메인 밸브 바디는,
유체가 유입되는 입구로서 기능하는 전단부;를 포함하며,
상기 오리피스 포펫은,
유체가 유입되는 입구가, 상기 메인 밸브 바디의 전단부보다 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 제어밸브.