KR910007287B1 - 유량 제어 기구를 구비한 방향 제어 밸브 - Google Patents

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KR910007287B1
KR910007287B1 KR1019860007210A KR860007210A KR910007287B1 KR 910007287 B1 KR910007287 B1 KR 910007287B1 KR 1019860007210 A KR1019860007210 A KR 1019860007210A KR 860007210 A KR860007210 A KR 860007210A KR 910007287 B1 KR910007287 B1 KR 910007287B1
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이사오 사또오
시게노리 나까야마
미쯔히로 아마자끼
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가부시끼가이샤 도요다 지도쇽끼 세이사꾸쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

유량 제어 기구를 구비한 방향 제어 밸브
제1도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 단면도.
제2도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 단면도.
제3도는 종래의 방향 제어 밸브를 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 밸브 본체 2 : 제1피스톤
2a : 피스톤부 2b : 포펫부
2c:로드부 3 : 제2피스톤
3a : 피스톤부 3b : 로드부
4 : 스프링 5 : 유량 제어 기구
6 : 제1압력실 7 : 제2압력실
8 : 제1포오트 9 : 제2포오트
10 : 원형 통로 11 : 시이트
12 : 구멍 13 : 제3압력실
14 : 직동형 스풀 15 : 유체 통로
16 : 마스트 17 : 경사 실린더
18A : 관로 18B : 관로
19 : 파일럿 라인 20 : 파일럿 라인
21 : 교축부 31 : 스풀
32 : 공급 포오트 33 : 플런저
34 : 스프링 35 : 홈
36 : 홈 37 : 연결관
38 : 경사 실린더 39, 40 : 홈
41 : 연결관 42 : 탱크 포오트
43 : 역지밸브 44 : 플런저
45 : 스프링 46 : 홈
47 : 탱크 포오트 P : 유압 펌프.
본 발명은 유압회로의 흐름 방향을 제어하는 스풀식 방향 제어 밸브에 관한 것으로, 상세하게는 유량 제어 기구를 구비한 방향 제어 밸브에 관한 것이다.
제3도는 포오크리프트(지게차)의 경사 실린더에 대한 작동유의 흐름을 제어하기 위해 사용되고 있는 스풀 직동형 방향 제어 밸브를 도시한 것이다.
이 방향 제어 밸브는 도시한 바와 같이 스풀(31)을 좌측으로 이동시킨때는 공급 포오트(32)의 압력에 의해 플런저(33)가 스프링(34)에 대항하여 좌측으로 이동되고 홈(35)과 홈(36)이 연통되기 때문에 공급 포오트(32)로부터의 압력 유체가 그들 홈(35,36)을 통하고, 연결관(37)을 거쳐서 경사 실린더(38)의 헤드측 유실에 공급되고 또 상기 플런저(33)의 이동에 의해 홈(39)과 홈(40)이 연통되기 때문에 로드측 유실의 압력 유체가 연결관(41) 및 그들 홈(39,40)을 통하여 탱크 포오트(42)로 흐르므로 마스트는 전방으로 경사지게 된다. 한편, 스풀(31)을 우측으로 이동시킨때는 공급 포오트(323)로부터의 압력 유체는 홈(40)으로부터 역지밸브(43)를 밀어 열어서 홈 (39)으로 흐르고 이로부터 연결관(41)을 거쳐 경사 실린더(38)의 로드측 유실로 공급된다. 그때, 공급측 압력 유체의 압력에 의해 작은 플런저(44)가 스프링(45)에 대항하여 도시한 우측으로 이동되고, 홈(35,36)이 작은 플런저(44)에 형성된 홈(46)을 거쳐서 연통되기 때문에 경사 실린더(38)의 헤드측 유실의 압력 유체가 연결관(37)으로부터 홈(36,35)을 거쳐 탱크 포오트(47)로 흐르고, 마스트는 후향 경사지게 된다. 이와 같은 경사 실린더용 방향 제어 밸브는 일본국 특허공보 소49-21693호 공보에 기재되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 방향 제어 밸브는 그 구조가 극히 복잡하다는 문제가 있는 외에, 마스트의 경사 이동시에 있어서의 압력 유체의 통로 단면적은 스프링과 공급측 압력 유체의 파일럿 압력에서 제어되는 플런저 위치에 의해 특정되므로 마스트 전향 경사시에는 비록 경사 실린더의 로드측 유실의 압력 유체가 교축부를 통해 배출된다고 해도 마스트의 전향 경사 방향으로 작용하는 부하의 정도에 따라 마스트의 전방 경사 속도가 변동하는 것이며, 또 통로의 개폐를 플런저로 행하는 방식이므로 스풀은 중립 위치로 한 차단 상태에서의 압력 유체의 누설을 면할 수 없고, 항상 전향 경사 방향의 부하를 받고 있는 마스트를 장시간에 걸쳐서 정 위치에 유지할 수 없는 등의 결점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 제거할 수 있는 유량 제어 밸브를 구비한 방향 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위한 기술적 수단은 압력 공급원으로부터 밸브 본체내에 도입된 압력 유체의 유압 실린더에 대한 흐름 방향을, 스풀 절환 작동에 의해 제어하도록 구성된 방향 제어 밸브에 있어서, 상기 유압 실린더의 한쪽 유실과 스풀을 연결하는 통로에 그 통로를 개폐하는 포펫식 피스톤을 주체로 하는 유량 제어기구를 설치하고, 상기 스풀이 유압 실린더의 다른쪽 유실에 압력 유체를 공급하는 절환 작동이 된때 상기 피스톤에 대하여 상기 압력 공급원으로부터의 파일럿 압력을 개방 방향으로 작용시키는 한편, 유압 실린더의 상기 한쪽 유실에 작용하는 부하에 대응하는 배출측 압력 유체의 배압을 폐쇄 방향으로 작용시킴으로써 유압 실린더의 한쪽 유실로부터의 압력 유체 배출 유량을 제어하는 구성으로 한 것이다.
상술한 바와 같이 구성된 본 고안의 방향 제어 밸브는 스풀이 중립 위치로 유지된 압력 유체 차단 상태에서는 포펫식 피스톤에 의해 압력 유체의 통로가 닫혀 있기 때문에 압력 유체의 누설이 거의 발생하지 않고, 유압 실린더는 소정의 위치에 확보된다. 또, 유압 실린더를 부하 작용 방향으로 작동시키도록 스풀을 절환한 때에는, 피스톤이 유압 실린더에 작용하는 부하의 크기에 대응하여 통로의 개방도를 변화시킴으로써 압력 유체의 배출 유량을 제어하기 때문에, 유압 실린더의 작동 속도는 일정하게 유지된다.
[실시예 1]
이하 본 발명의 제1실시예의 유량 제어 기구를 구비한 방향 제어 밸브를 제1도를 기초로 하여 구체적으로 설명한다. 도면중 1은 밸브 본체이며, 이 밸브 본체(1)에는 제1피스톤(2)과, 제2피스톤(3)과, 스프링(4)으로 이루어지는 유량 제어 기구(5) 및 직동형 스풀(14)이 조립되어 있다. 도시한 좌측에 위치하는 제1피스톤(2)은 좌측단부에는 제1압력실(6)내를 미끄럼 이동하는 피스톤부(2a)를 구비하고 또 우측단부에는 제2압력실(7)내를 미끄럼 이동하는 포펫부(2b)를 구비하는 동시에 그들 피스톤부(2a)와 포펫부(2b)를 로드부(2c)에 의해 동심으로 결합한 일체식 구조로 되어 있으며, 그리고 포펫부(2b)는 제1포오트(8)와 제2포오트(9)를 연통하는 원형 통로(10)의 시이트(11)에 맞닿거나 또는 이격함으로써 그 통로(10)를 개폐하도록 되어 있다. 또 제1포오트(8)는 밸브 본체(1)에 형성된 유체 통로(15)를 거쳐서 스풀(14)의 하나의 작동 포오트와 연통되고, 제2포오트(9)는 관로(18A)를 거쳐 포오크 리프트에 있어서의 마스트(16)를 경사시키기 위한 경사 실린더(17)의 로드측 유실에 연통되어 있다. 또, 경사 실린더(17)의 헤드측 유실은 관로(18B)를 거쳐서 스풀(14)의 다른 하나의 작동 포오트와 연통되어 있다.
한편, 도시한 우측에 위치하는 제2피스톤(3)은 제3압력실(13)내를 미끄러지는 피스톤부(3a)와, 상기 제1피스톤(2)의 포팻부(2b)의 단부면에 맞닿는 로드부(3b)로 이루어지며, 제3압력실(13)내에 수용된 스프링(4)에 의해 제1피스톤(2)측을 향해 밀리고 있다.
그런데, 상기와 같은 구성의 유량 제어 기구(5)에 있어서의 각 압력실(6,7,13)은 각각 다른 계통의 파일럿 압력을 받도록 설정되어 있다. 즉, 제1압력실(6)에는 유압펌프(P)로부터의 파일럿 압력이 파일럿 라인(19)을 거쳐서 도입되어 제1피스톤(2)의 피스톤부(2a)를 우측으로 밀도록 되어 있으며, 또 제2압력실(7)에는 경사 실린더의 로드측 유실로부터의 파일럿 압력이 포팻부(2b)의 작은 구멍(12)을 통하여 도입되어 제1피스톤(2)의 포펫부(2b)를 좌측으로 밀도록 되어 있으며, 또 제3압력실(13)에는 유압펌프(P)로부터 스풀(14)을 경유한 파일럿 압력 또는 경사 실린더(17)가 전향 경사 방향으로 작동된때 로드측 유실로부터 배출되는 압력 유체의 배압이 파일럿 라인(20)을 거쳐서 도입되어 제2피스톤(3)의 피스톤부(3a)를 좌측으로 밀게 되어 있다. 또, 스풀(14)에는 경사 실린더(17)를 전방 경사 방향으로 작동시킬 때 로드측 유실로부터 배출되는 압력 유체의 유량을 제한하는 교축부(21)가 설치되어 있으며, 또 중립 위치에서는 펌프 포오트와 탱크 포오트가 연통된다.
본 실시예는 상술한 바와 같이 구성된 것이며, 이하 그 작용을 설명한다.
(가)유압펌프(P)정지시
제1압력실(6) 및 제3압력실(13)내의 파일럿 압력은 각각 저압이므로 제1피스톤(2)은 제2피스톤(3)에 작용하는 스프링(4)과 제2압력실(7)에 작용하는 경사 실린더(17)의 로드측 유실로부터의 파일럿 압력(로드측 유실에는 항상 하역 장치의 중량에 의한 부하가 작용하고 있다)에 의해 도시한 좌측 방향으로 힘을 받고, 그 포펫부(2b)가 시이트(11)에 밀접되어 통로(10)를 폐쇄하고 있다. 다만, 이 경우에 있어서, 제1피스톤(2)의 포펫부(2b)는 그 테이퍼면에 우측 방향으로 파일럿 압력을 받게 되므로, 결국 포펫부(2b)는 우측단부면과 테이퍼면과의 수압 면적차에 상당하는 압력에서 좌측 방향의 힘을 받는 것이다. 따라서 포펫부(2b)는 수압면적차에 상당하는 파일럿 압력과 상기 스프링(4)의 압력으로 포펫부(2b)가 시이트(11)에 밀접하게 된다.
(나)마스트 전향 경사 작동
스풀(14)이 전향 경사측(a)으로 절환되면 유압펌프(P)로부터의 압력 유체는 관로(18B)를 거쳐서 경사 실린더(17)의 헤드측 유실로 공급된다. 이때, 유압펌프(P)의 파일럿 압력이 제1압력실(6)에 작용하고, 이 파일럿 압력이 스프링(4)과 제2압력실(7)의 파일럿 압력과의 합력에 이겨서 제1피스톤(2)을 우측으로 이동시키기 때문에 제1피스톤(2)의 포펫부(2b)가 시이트(11)로부터 이격되고 통로(10)를 개방한다. 따라서 경사 실린더(17)의 로드측 유실의 압력 유체는 관로(18A), 제2포오트(9), 통로(10), 제1포오트(8), 유체통로(15) 및 스풀(14)의 교축부(21)를 거쳐서 제한된 유량으로 탱크(T)에 배출한다.
그 결과, 경사 실린더(17)는 로드를 신장하는 방향으로 작동하고, 마스트(16)를 전향 경사시키게 되지만, 이 경우, 제1피스톤(2)이 우측으로 이동하면 스프링(4)의 힘이 증가하는 동시에 경사 실린더(17)의 로드측 유실로부터 배출되는 압력 유체의 배압이 제3압력실(13)에 작용하기 때문에, 제1피스톤(2)을 좌측으로 미는 힘을 증가시키고, 그 결과 제1피스톤(2)은 그들의 합력과 상기 제1압력실(6)의 파일럿 압력이 평형을 이루는 위치에 안정된다. 즉, 통로(10)의 개방도를 결정하는 포펫부(2b)는 경사 실린더(17)의 배출측 압력유체에 의한 배압의 크기, 즉 하역 장치에 작용하는 부하의 크기에 대응한 위치가 된다. 따라서, 부하가 클수록 통로(10)의 개방도가 작아지며 경사 실린더(17)의 배출 유량은 감소된다.
(다)마스트 후향 경사 작동
스풀(14)이 후향 경사측(b)으로 절환된 경우, 유압펌프(P)로부터의 파일럿 압력은 파일럿 라인(19)을 거쳐서 제1압력실(6)에 작용하는 외에, 파일럿 라인(20)을 거쳐서 제3압력실(13)에 작용한다. 또, 유압펌프(P)로부터의 압력 유체가 직접 포펫부(2b)의 테이퍼면에 작용한다. 즉, 제1피스톤(2)을 좌측으로 이동시키는 힘으로서, 제1압력실(6)과 포펫부(2b)의 테이퍼면에 펌프에 의한 압력이 작용하고, 이에 대향하는 힘으로서 스프링(4)의 힘과 제2압력실(7)에 작용하는 경사 실린더(17)의 로드측 파일럿 압력과 제3압력실(13)에 작용하는 유압펌프(P)의 파일럿 압력의 합력이 작용한다.
따라서, 제1피스톤(2)에 대해 우측으로 미는 힘이 좌측으로 미는 힘을 상회하도록 제1피스톤(2) 및 제2피스톤(3)의 수압 면적등을 설정함으로써 포펫부(2b)를 시이트(11)로부터 이격시켜서 통로(10)를 개방한다. 따라서, 유압펌프(P)로부터의 압력 유체는 제2포오트(9) 및 관로(18A)를 거쳐서 경사 실린더(17)의 로드측 유실에 공급되고, 로드를 후퇴하는 방향으로 작동하기 때문에 마스트(16)가 후향 경사진다.
(라)중립시
스풀(14)이 도시한 바와 같이 중립 위치로 절환된 상태에서는 유압펌프(P)가 탱크(T)와 연통되고 제1압력실(6)내의 압력일 저하하기 때문에, 제1피스톤(2)은 스프링(4)의 힘과 제2압력실(7)에 작용하는 경사 실린더(17)의 로드측 유실로부터의 압력을 받아 좌측으로 이동되고, 포펫부(2b)가 시이트(11)에 밀접함으로써 통로(10)를 폐쇄한다.
[실시예 2]
다음에, 본 발명의 제2실시예를 제2도를 기초로 하여 설명한다. 이 실시예는 전술한 제1실시예의 소위 2중 피스톤 유량 제어 기구를 단일 피스톤 방식으로 한 것이다. 즉, 피스톤(2)의 피스톤부(2a)가 끼워진 제1압력실(6)에 압력 펌프(P)의 파일럿 압력을 도입하는 한편, 포펫부(2b)가 끼워진 제2압력실(7)에 경사 실린더(17)에 있어서의 로드측 유실의 배출 유체의 배압을 도입하도록 한 것이다. 단, 스프링(4)으로서는 실시예(1)의 경우보다 강한 것이 사용되고 유압펌프(P)의 정지시 또는 스풀(14)의 중립시에 있어서 포펫부(2b)의 테이퍼면에 작용하는 경사 실린더(17)의 로드측 유실로부터의 압력에 이길 수 있는 강도로 설정된다.
따라서, 도시한 스풀(13)의 중립 상태 또는 유압펌프(P)의 정지시에는 포펫부 (2b)가 시이트(11)에 밀접함으로써 통로(10)를 폐쇄하고, 경사 실린더(17)를 정지위치로 유지할 수 있다.
또, 스풀(14)을 전향 경사 위치(a)로 절환한 때는 유압펌프(P)로부터의 압력 유체가 경사 실린더(17)의 헤드측 유실에 공급되는 동시에 제1압력실(6)에 작용하는 유압펌프(P)의 파일럿 압력에 의해 피스톤(2)이 우측으로 이동되어 포펫부(2b)가 통로(10)를 개방함으로써 경사 실린더(17)의 로드측 유실의 압력 유체가 교축부(21)를 거쳐서 탱크(T)로 복귀되지만, 이 경우, 제1실시예때와 마찬가지로 경사 실린더 (17)의 배출 측 압력 유체의 배압이 제2압력실(6)에 도입되고 피스톤(2)을 좌측으로 당기는 힘으로써 작용하기 때문에, 결과적으로 포펫부(2b)에 의한 통로의 개방도는 경사 실린더(17)에 작용하고 있는 부하에 상당하는 배압의 크기에 대응하게 된다. 즉, 경사 실린더(17)는 부하의 크기에 대응한 제어 속도에서 마스트(16)를 전향 경사시킨다.
게다가, 스풀(14)을 후향 경사 위치(b)로 절환한 때는 유압펌프(P)로부터의 파일럿 압력이 제1압력실(6) 및 제2압력실(7)에 각각 작용함과 동시에, 유압펌프(P)로부터의 압력 유체가 포펫부(2b)의 테이퍼면에 작용함으로써 피스톤(2)은 우측으로 이동되고, 통로(10)를 개방한다. 따라서, 유압펌프(P)로부터의 압력 유체가 경사 실린더(17)의 로드측 유실에 공급되고, 헤드측 유실의 압력 유체가 탱크(T)로 복귀되어 경사 실린더(17)는 마스트(16)를 후향 경사시킨다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 유량 제어 기구를 구비한 방향 제어 밸브는 전술한 종래의 방향 제어 밸브에 비하여 그 구조가 아주 간소화되는 동시에, 압력 유체의 차단 상태에서는 압력 유체의 누설이 거의 생기지 않기 때문에, 경사 실린더를 정지 위치에 정확히 유지할 수 있으며, 또 마스트 전향 경사시에 있어서는 상기 마스트에 작용하는 전향 경사 방향의 부하 크기에 대응하여 전향 경사 속도를 제어할 수가 있다.

Claims (1)

  1. 제1압력실과 제2압력실 및 피스톤을 가진 유량 제어 기구와 펌프(P)에 연결된 가동 스풀을 갖는 스풀 밸브를 구비한 방향 제어 밸브에 있어서, 상기 유량 제어 기구(5)의 피스톤(2)은 상기 제2압력실(7)에 왕복이동하도록 설치된 포펫부(2b)와, 제1압력실(6)내에 왕복이동하도록 설치된 피스톤부(2a), 그리고 상기 포펫부(2b)와 피스톤부(2a)가 동시에 이동하도록 이들을 연결하는 로드부(2c)로 구성되며, 또 상기 유량 제어 펌프(P)에 연결된 스폴(14)과 경사 실린더(17) 사이에 연장되는 관로 (18B)와, 상기 스풀(14)로부터 포펫 시이트(11)와 유체연통하도록 연장되는 제2포오트(9)와, 상기 제2압력실(7)로부터 통로(10)를 거쳐 시이트(11)에 유체 연통되도록 연장되어 상기 포펫부(2b)가 상기 시이트(11)와의 결합으로부터 멀어질 때 상기 제2포오트(9)에 유체 연통되는 제1포오트(8)와, 펌프(P)로부터 제1압력실(6)까지 연장되어 로드부(3b)를 거쳐 상기 포펫부(2b)를 시이트(11)로부터 멀어지도록 이동시키는 유체 압력을 공급하는 파일럿 라인(19) 및, 상기 포펫부(2b)를 상기 시이트(11)에 결합하도록 이동시키는 유체 압력을 공급하도록 상기 제1포오트(8)에 연결된 유체 통로 (15)로부터 제3압력실(13)까지 연장되는 파일럿 라인(20)을 포함하며, 상기 스풀 (14)은 또 포펫부(2b)가 상기 시이트(11)로부터 멀어졌을 때 실린더(17)의 로드측 유실로부터 배출되는 유체 유량을 제한하는 교축부(21)도 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 기구를 구비한 방향 제어 밸브.
KR1019860007210A 1985-09-10 1986-08-29 유량 제어 기구를 구비한 방향 제어 밸브 KR910007287B1 (ko)

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