KR101914999B1

KR101914999B1 - 파이로트 구동방식의 유압밸브

Info

Publication number: KR101914999B1
Application number: KR1020160171878A
Authority: KR
Inventors: 윤소남; 함영복; 박중호
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: KR20180069571A

Abstract

본 발명은 파이로트 구동방식의 유압밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건설중장비 등에 구비되는 유압회로를 안정적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 비정상적인 작동 혹은 마모 등의 손상에 의해 동심도가 변형되어도 안정적으로 동작을 수행할 수 있는 파이로트 구동방식의 유압밸브에 관한 것이다.

Description

파이로트 구동방식의 유압밸브{Pilot-Operated Hydraulic Valve}

유압밸브는 건설중장비 및 일반 기계에 구비된 유압회로를 제어할 수 있도록 형성되며, 최근에는 유압밸브의 제어 성능뿐만 아니라, 유압밸브의 안전성과 신뢰성에 대한 관심이 급증하고 있어, 이에 따른 요소가 유압밸브의 매출을 좌우하고 있다.

일반적으로 파이로트 구동방식의 유압밸브는 솔레노이드의 흡입력과 플런저와 포펫의 질량, 플런저와 포펫의 마찰계수 및 플런저와 포펫 사이의 스프링의 탄성계수에 의해서 생기는 힘의 균형을 이루며 작동하게 된다.

이때, 솔레노이드의 성능을 향상시키는 솔레노이드의 흡인력을 제외하게 되면, 플런저와 포펫의 질량, 플런저와 포펫의 마찰계수 및 플러저와 포펫 사이의 스프링을 적정한 설계 및 배치에 따라 유압밸브의 안정성 및 신뢰성이 좌우되므로, 이의 중요성이 날로 커지고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0110884호("유압 밸브, 특히 가전 제품용 솔레노이드 파이로트 밸브", 20014.09.17)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 건설중장비 등에 구비되는 유압회로를 안정적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 비정상적인 작동 혹은 마모 등의 손상에 의해 동심도가 변형되어도 안정적으로 동작을 수행할 수 있는 파이로트 구동방식의 유압밸브를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브는 전방향 측면에 형성되어 유체가 유입되는 제1유체통로와, 전방향 끝단에 형성되어 유체가 배출되는 제2유체통로 및 상기 제1유체통로와 제2유체통로를 연결하는 유체연결통로를 포함하는 밸브몸체; 상기 밸브몸체 내 전후방향으로 이동되어 상기 유체연결통로를 개폐 가능하게 형성되고, 상기 밸브몸체와의 공간에 의해 제1체적부를 형성하는 제어부몸체와, 상기 제2유체통로와 연통되도록 상기 제어부몸체에 전후방향으로 중공되어 형성되는 안내중공을 포함하는 제어부; 및 상기 제어부의 전후방향으로의 이동을 제어하는 구동부;를 포함하되, 상기 구동부는 상기 제어부몸체와 후방향으로 탄성재질로 연결되어 형성되되, 상기 제어부몸체와의 이격을 통해 상기 제1유체통로 및 제1체적부와 연통되는 제2체적부를 형성하는 가동자몸체를 포함하는 가동자와, 상기 가동자몸체에 형성되어 상기 안내중공의 개폐를 제어하는 제어핀과, 상기 가동자를 전후방향으로 이동시켜 상기 안내중공의 개폐를 통한 상기 제2체적부의 압력변화에 따라 상기 제어부의 전후방향으로의 이동을 제어하는 작동부 및 상기 밸브몸체 후방향 끝단에 상기 가동자몸체와 탄성재질로 연결되어 형성되되, 상기 가동자몸체와의 이격을 통해 상기 제2체적부와 연통되는 제3체적부를 형성하는 고정자몸체를 포함하는 고정자를 포함한다.

또한. 상기 가동자는 상기 가동자몸체에 전후방향으로 중공되어 상기 제어핀이 고정되는 가동자중공과, 상기 제어부몸체와 연결되는 탄성재질의 가동자탄성부 및 상기 가동자중공으로부터 반경방향 외측으로 적어도 하나 이상 관통되어 상기 제2체적부와 제3체적부를 연통하는 가동자유로를 더 포함한다.

또한, 상기 제어핀은 상기 가동자중공에 고정되는 제어핀몸체와, 상기 제어핀몸체 후방향 끝단에 직경이 커지도록 형성되어 상기 가동자몸체(311)에 면접되는 제어핀고정부와, 상기 제어핀몸체에 전방향 끝단에 형성되되, 상기 가동자의 이동에 따라 상기 안내중공에 인입 및 인출 가능하게 형성되는 볼제어부와, 상기 제어핀몸체와 상기 제어부몸체를 연결하는 탄성재질의 제어탄성부를 포함한다.

또한, 상기 볼제어부는 구 형상으로 형성된다.

또한, 상기 작동부는 작동부몸체와, 상기 작동부몸체의 외부면에 형성되는 코일을 포함하는 솔레노이드(solenoid)로 형성된다.

또한, 상기 밸브몸체는 상기 작동부를 통해 자로(plux path)를 형성하기 위한 자로면을 더 포함한다.

또한, 상기 고정자는 상기 고정자몸체와 가동자몸체를 연결하는 탄성재질의 고정자탄성부와, 상기 고정자몸체 측면에 나사산으로 형성되어 상기 고정자몸체를 전후방향으로 이동 가능하게 형성되는 고정자몸체제어면 및 상기 고정자몸체 후방향 끝단에 상기 고정자몸체제어면을 통해 상기 고정자몸체의 전후방향으로의 위치를 제어하도록 형성되는 나사홈을 더 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 안내중공의 반경방향 외측의 제어부몸체에 형성되며, 상기 제1체적부와 제2체적부 및 제1유체통로와 제2체적부를 연통하도록 형성되는 파이로트제어오리피스 및 상기 파이로트제어오리피스 내부에 형성되는 댐핑제어오리피스를 더 포함한다.

또한, 상기 제어핀은 상기 제어핀고정부에 형성되는 쿠션부와, 상기 쿠션부와 제3체적부가 연통되어 형성되는 쿠션제어오리피스를 더 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 안내중공과 제2유체통로 사이에 일정 공간이 형성된 가변체적부를 포함하고, 상기 가변체적부에 형성되어 상기 안내중공으로부터 제2유체통로로 유동하는 유체의 유량을 제어하는 가변제어부;를 더 포함한다.

또한, 상기 가변제어부는 상기 제어부몸체에 고정되어 전후방향으로의 위치 제어가 가능하되, 상기 안내중공 방향으로 직경이 작아지도록 형성되어 상기 안내중공에 인입 및 인출 가능하게 형성되는 가변제어부몸체와, 상기 가변제어부몸체 측면에 나사산으로 형성되는 가변제어면과, 상기 가변제어부몸체에 전후방향으로 중공되어 상기 안내중공과 제2유체통로를 연통하는 제1가변유로 및 상기 제1가변유로로부터 반경방향 외측으로 적어도 하나 이상 관통되어 안내중공과 제2유체통로를 연결하는 제2가변유로를 포함한다.

본 발명에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브는 전후방향으로 이동되어 유체의 유입 및 배출을 제어하는 제어부의 구동을 하게 하는 가동자와 제어핀을 각각 독립적으로 구성하고, 가동자와 제어핀의 고정면 사이에 쿠션부를 형성함으로써, 밸브의 동작에 따른 충격을 최소화하여, 파손 및 동심도 변형을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브는 동심도가 변형되더라도, 안정적으로 정상적인 유압밸브의 구동이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브는 제어부와 가동자를 2단 형상을 가지도록 형성함으로써, 질량과 마찰을 줄여 유압회로를 빠르고 안정적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 나타낸 또 다른 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 구성하는 가동자를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 구성하는 제어핀을 나타낸 도면.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 구성하는 가변제어부를 나타낸 도면.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 나타낸 또 다른 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 구성하는 가동자를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 구성하는 제어핀을 나타낸 도면이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브를 구성하는 가변제어부를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)는 건설중장비 등에 구비되는 유압회로를 빠르고 안전하게 제어할 수 있는 밸브를 제공하는 것을 목적으로 하며, 크게 밸브몸체(100), 제어부(200) 및 구동부(300)를 포함한다.

상기 밸브몸체(100)는 전방향 측면에 형성되어 유체가 유입되는 제1유체통로(111)와, 전방향 끝단에 형성되어 유체가 배출되는 제2유체통로(112)를 포함한다.

이때, 전방향은 유체가 제2유체통로(112)를 통해 배출되는 임의의 방향이다.

아울러, 상기 밸브몸체(100)는 제1유체통로(111)와 제2유체통로(112)를 연결하는 유체연결통로(110)를 포함한다.

이때, 상기 제1유체통로(111)와 제2유체통로(112)는 서로 인접하도록 형성됨으로써, 유체연결통로(110)를 통해 신속하게 유체를 유입 및 배출시키는 것이 권장되나, 한정하지는 않는다.

상기 제어부(200)는 상기 밸브몸체(100) 내 전후방향으로 이동되어 상기 유체연결통로(110)를 개폐 가능하게 형성되고, 상기 밸브몸체(100)와의 공간에 의해 유체가 체류할 수 있는 제1체적부(101)를 형성하는 제어부몸체(210)를 포함한다.

즉, 상기 제어부몸체(210)는 전후방향으로 이동 가능하게 형성되어 유체연결통로(110)와 면접 또는 해제됨으로써, 제1유체통로(111)로 유입된 유체가 유체연결통로(110)를 통해 제2유체통로(112)로 배출되는 것을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(200)는 상기 제어부몸체(210)에 상기 전후방향으로 중공되어 형성되는 안내중공(220)을 포함한다.

상기 구동부(300)는 상기 제어부몸체(210)와 후방향으로 탄성재질로 연결되어 형성되되, 상기 제어부몸체(210)와의 이격을 통해 상기 제1유체통로(111) 및 제1체적부(101)와 연통되는 제2체적부(102)를 형성하는 가동자몸체(311)를 포함한다.

상기 제어핀(320)은 상기 가동자몸체(311)에 고정되어 형성되되, 상기 가동자(310)의 전후방향으로의 이동을 통해 상기 제2체적부(102)와 제2유체통로(112)를 연통하는 상기 안내중공(220)으로 인입 및 인출 가능하게 형성된다.

상기 작동부(330)는 상기 가동자(310)를 전후방향으로 이동시킴으로써, 상기 가동자(310)의 위치 변동에 따라 상기 제어부(200)의 전후방향으로의 위치를 제어하게 된다.

상기 고정자(340)는 상기 밸브몸체(100) 후방향 끝단에 상기 가동자몸체(311)와 탄성재질로 연결되어 형성되되, 상기 가동자몸체(311)와의 이격을 통해 제2체적부와 연통되는 제3체적부(103)를 형성하는 고정자몸체(341)를 포함한다.

상기 고정자(340)는 상기 가동자(310)와 탄성재질로 연결되어 상기 가동자(310)를 밸브몸체(100)에 고정시킬 뿐만 아니라, 상기 가동자(310)와 제어부(200)를 연결하는 탄성재질과의 밸브몸체(100)내 힘의 균형을 맞출 수 있도록 형성된다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)는 상술된 밸브몸체(100), 제어부(200) 및 구동부(300)를 포함하며, 밸브가 개방되기 전에는 제1유체통로(111)와 접하는 제어부몸체(210)의 면적과 유체연결통로(110)와 접하는 제어부몸체(210)의 면적의 합에 제1유체통로(111)를 통해 유입되는 유체의 압력(P1)을 곱한 값은 상기 제2체적부(102)의 압력(초기에는 P1)과 상기 안내중공(220)의 면적을 곱한 값보다 작기 때문에 상기 제어부몸체(210)는 유체연결통로(110)와 맞닿아 이를 폐쇄한 상태를 유지하게 된다.

((제1유체통로와 접하는 제어부몸체의 면적+유체연결통로와 접하는 제어부몸체의 면적)*P1 < P1*안내중공의 면적)

이와 반대로, 상기 작동부(330)를 통해 상기 가동자(310)를 후방향으로 움직이게 하면, 상기 제어핀(320)은 상기 안내중공(220)으로부터 인출되게 되며, 이는 상기 제2체적부(102)의 압력이 안내중공(220)을 통해 제2유체통로(112)로 배출되게 되므로, 상기 제2체적부(102)의 압력은 낮아지게 됨으로써, 폐쇄 시와는 반대의 크기를 가지게 되어 상기 제어부(220)의 제어부몸체(210)는 후방향으로 이동됨과 동시에 상기 유체연결통로(110)로부터 해제되어 제1유체통로(111)를 통해 유입되는 유체는 제2유체통로(112)를 통해 배출되게 된다.

((제1유체통로와 접하는 제어부몸체의 면적+유체연결통로와 접하는 제어부몸체의 면적)*P1 > P1*안내중공의 면적)

상술된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)는 종래의 하나의 포펫을 포함하는 구성과 달리, 제어부와 가동자를 포함하여 2단 형상으로 형성된 유압밸브로서, 종래에 비해 안정적이면서 빠르게 유압회로를 제어할 수 있다.

상술된 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)의 구성을 좀 더 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가동자(310)는 가동자중공(312)), 가동자탄성부(313) 및 가동자유로(314)를 더 포함한다.

상기 가동자중공(312)은 상기 가동자몸체(311)에 전후방향으로 중공됨으로써, 상기 제어핀(320)이 고정 가능하게 형성된다.

상기 가동자탄성부(313)는 상술된 바와 같이, 상기 제어부몸체(210)와 연결되는 탄성재질로 형성된다.

상기 가동자탄성부(313)는 상기 제어부몸체(210)와 가동자몸체(311)를 서로 연결하도록 형성됨으로써, 상기 가동자몸체(311)의 전후방향으로의 이동에 의해 상기 제어부몸체(210) 또한 상기 가동자탄성부(313)의 압력변화에 준하는 탄성계수를 통해 댐핑역할을 수행할 수 있다.

상기 가동자유로(314)는 상기 가동자중공(312)으로부터 반경방향 외측으로 적어도 하나 이상 관통되어 상기 제2체적부(102)와 제3체적부(103)를 연통하도록 함으로써, 상기 제2체적부(102)의 압력변화에 따라 댐핑역할을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 유압밸브의 동작 후에는 밸브의 상기 가동자유로(314)를 통해 유체가 유동되어 압력평형을 이루게 할 수 있다.

이때, 가동자유로(314)는 하나로 형성될 경우, 제2체적부(102)와 제3체적부(103)를 유동하는 유체에 의해 가동자유로(314) 근처에서 상대적으로 압력이 상승하게 된다.

이는 가동자유로(314)가 형성되는 가동자몸체(311)의 면과 형성되지 않은 나머지 가동자몸체(311)의 면과의 압력차이를 발생시키며, 이는 가동자몸체(311)가 높은 압력을 받는 면으로 기울어져 상기 가동자몸체(311)의 동심도가 틀어지거나, 과도한 압력에 의해 오작동 및 파손의 우려가 발생할 수 있다.

그러므로 가동자유로(314)를 가동자몸체(311)가 받은 압력이 균일하도록 한 쌍의 적어도 둘 이상 동일한 간격으로 이격시켜 형성함으로써, 제2체적부(102)와 제3체적부(103)를 유동하는 유체에 의한 압력이 균일하게 분포되도록 하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어핀(320)은 제어핀몸체(321), 볼제어부(322) 및 제어탄성부(323)를 포함한다.

상기 제어핀몸체(321)는 상기 가동자중공(312)에 고정되는 몸체이며, 상기 가동자중공(312)에 고정을 위해 후방향 끝단에는 직경이 커지는 제어핀고정부(321-1)를 더 포함할 수 있다.

상기 볼제어부(322)는 상기 제어핀몸체(321)의 전방향 끝단에 형성되며, 상기 가동자(310)의 전후방향으로의 이동에 따라 상기 안내중공(220)에 인입 및 인출 가능하게 형성된다.

즉, 상기 볼제어부(322)는 상기 제2체적부(102)의 압력변화를 통한 상기 제어부(200)의 안내중공(220)의 개폐를 제어할 수 있다.

이때, 상기 볼제어부(322)는 구 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 볼제어부(322)는 구 형상으로 형성됨으로써, 상기 가동자(310) 또는 제어부(200)의 동심도가 틀어지거나 변형되더라도, 구 형상에 의해 상기 안내중공(220)을 밀폐시킬 수 있다.

다시 말해, 상기 볼제어부(322)는 구 형상으로 형성되어 다른 구성의 동심도가 약간 변형되더라도 상기 안내중공(220)에 인입 가능하여, 안내중공(220)을 밀폐시킬 수 있으므로, 고속으로 작동하는 유압밸브에서의 안정적인 밸브의 동작을 수행할 수 있게 한다.

상기 제어탄성부(323)는 상기 제어핀몸체(321)와 상기 제어부몸체(210)를 연결하는 탄성재질로서, 상기 제어탄성부(323)는 상기 제어핀몸체(321)와 볼제어부(3232를 포함하는 제어핀(320)이 고속으로 상기 안내중공(220)과의 인입 및 인출될 시에, 이를 제어할 수 있으므로 제어핀(320) 및 안내중공(220)의 파손 및 동심도 변형을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 작동부(330)는 작동부몸체와, 상기 작동부몸체의 외부면에 형성되는 코일을 포함하는 솔레노이드(solenoid)로 형성되며, 상기 솔레노이드는 공지된 기술로서, 이의 작동 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다만, 상기 밸브몸체(100)는 솔레노이드로 형성되는 작동부(330)의 자로 형성(flux path)을 위한 자로면(100-1)을 더 포함할 수 있다.

상기 작동부(330)는 상기 가동자(310) 및 자로면(100-1)을 통해 자로를 형성하여, 상기 가동자(310)의 전후방향으로의 위치를 제어함으로써, 상기 밸브의 개폐를 제어할 수 있다.

상기 고정자(340)는 고정자탄성부(342), 고정자몸체제어면(343) 및 나사홈(345)을 더 포함한다.

상기 고정자탄성부(342)는 상기 고정자몸체(341)와 상기 가동자몸체(311)를 연결하는 탄성재질로 형성된다.

상기 고정자몸체제어면(343)은 상기 고정자몸체(341) 측면에 나사산으로 형성되며, 상기 밸브몸체(100)와 대응되는 면에 형성되는 나사산과의 결합을 통해 상기 고정자몸체(341)를 전후방향으로 이동 가능하게 형성된다.

즉, 상기 고정자몸체제어면(343)은 상기 고정자몸체(341)를 밸브몸체(100)에 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전후방향으로 상기 고정자몸체(341)를 이동시킬 수 있으므로, 상기 고정자몸체(341)와 가동자몸체(311)를 연결하는 가동자탄성부(342)의 탄성력을 제어할 수 있다.

이를 통해, 상기 가동자탄성부(342)와 가동자탄성부(313)가 힘의 균형을 이루도록 고정자몸체제어면(343)을 이용하여 고정자몸체(341)의 위치 제어를 수행할 수 있다.

상기 나사홈(345)은 상기 고정자몸체(341) 후방향 끝단에 형성되어 상기 고정자몸체제어면(343)을 통해 상기 고정자몸체(341)의 전후방향으로의 위치를 제어하도록 형성되며, 상기 나사홈(345)을 통한 회전에 의해 상기 고정자몸체(341)의 전후방향 위치를 제어할 수 있다.

아울러, 상기 고정자몸체(341)는 외부로부터 밸브몸체(100)의 후방향 끝단에 고정되므로, 밸브몸체(100) 내부면 특히, 제3체적부(103)에 체류하는 유체의 누수를 방지하도록 고정자실링부(344)를 더 포함할 수 있다.

<본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브의 동작에 따른 충격 최소화를 위한 구성>

제2체적부(102)의 압력변화에 의해 전후방향으로 이동되는 상기 제어부(200)는 상기 안내중공(220)의 반경방향 외측의 제어부몸체(210)에 형성되며, 상기 제1체적부(101)와 제2체적부(102) 및 제1유체통로(111)와 제2체적부(102)를 연통하도록 형성되는 파이로트제어오리피스(230) 및 상기 파이로트제어오리피스(230) 내부에 형성되는 댐핑제어오리피스(240)를 더 포함한다.

상기 제어부는 상기 파이로트제어오리피스(230)와 댐핑제어오리피스(240)를 더 포함함으로써, 상기 제어핀(320) 및 유체연결통로(110)와 부드럽게 접촉하도록 댐핑 역할을 수행할 수 있다.

즉, 상기 파이로트제어오리피스(230)와 댐핑제어오리피스(240)는 유체의 저항을 가지는 구조이므로, 상기 제어부(200)의 이동 속도 제어가 가능하며, 상기 제어부몸체(210)의 손상 및 파손에 의한 누수 등과 같은 결함을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제어핀(320)은 상기 제어핀고정부(321-1)에 형성되는 쿠션부(324)와, 상기 쿠션부(324)와 제3체적부(103)가 연통되어 형성되는 쿠션제어오리피스(325)를 더 포함한다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)는 일체로 형성되는 종래기술과 달리, 상기 가동자(310)와 제어핀(320)이 별도로 형성된다.

이는 상기 가동자(310)의 구동에 따라 제어핀(320)의 볼제어부(322)가 안내중공(22)과의 지속적인 면접을 통해 손상이 발생할 수 있어 정확한 밸브의 동작 제어가 어려울 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)는 상기 가동자(310))와 제어핀(320)을 별도로 구성하여 이를 해결하고, 댐핑효과의 증대를 위해 상기 제어핀고정부(321-1)에 형성되는 쿠션부(324)와 쿠션제어오리피스(325)를 더 포함하여 제어핀(320)과 가동자(310)와의 부드러운 접촉이 가능하도록 한다.

즉, 상기 쿠션부(324)와 쿠션제어오리피스(325)는 상기 제어탄성부(323)와 함께 쿠션 기능을 통하여 상기 볼제어부(322) 및 쿠션부(324)의 손상 및 누설을 방지할 수 있다.

<본 발명의 제1실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브>

도 1 내지 2, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)의 상기 제어부(200)는 상기 제어부몸체(210) 전방향 끝단의 상기 안내중공(220)과 제2유체통로(112) 사이에 일정 공간이 형성된 가변체적부를 포함하며, 상기 가변체적부에는 상기 안내중공(220)로부터 제2유체통로(112)로 유동하는 유체의 유량을 제어하는 가변제어부(400)를 더 포함한다.

상기 가변제어부(400)는 크게 가변제어부몸체(410). 가변제어면(420), 제1가변유로(430) 및 제2가변유로(440)를 포함한다.

상기 가변제어부몸체(410)는 상기 제어부몸체(210)에 고정되어 전후방향으로의 위치 제어가 가능하되, 상기 안내중공(220) 방향으로 직경이 작아지도록 형성됨으로써, 상기 안내중공(220)에 인입 및 인출 가능하게 형성된다.

상기 가변제어면(420)은 상기 가변제어부몸체(410)의 측면에 형성되며, 나사산으로 형성된다.

상기 가변제어면(420)은 나사산으로 형성되어, 상기 가변체적부와 접하는 제어부몸체(210)에 형성된 나사산과 대응되어 작동 가능함으로써, 상기 가변제어부몸체(410)를 상기 제어부몸체(210)에 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 가변제어부몸체(410)의 전후방향으로의 위치를 제어할 수 있다.

상기 제1가변유로(430)는 상기 가변제어부몸체(410)에 전후방향으로 중공되어 형성됨으로써, 안내중공(220)과 제2유체통로(112)를 연통하여 안내중공(220)으로부터의 유체를 제2유체통로(112)로 배출시킬 수 있다.

상기 제2가변유로(440)는 상기 제1가변유로(430)로부터 반경방향 외측으로 적어도 하나 이상 관통되어 형성됨으로써, 안내중공(220)과 제2유체통로(112)를 연통하여 안내중공(220)으로부터의 유체를 제2유체통로(112)로 배출시킬 수 있다.

즉, 상기 가변제어부(400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 가변제어부몸체(410)를 후방향으로 이동시켜 상기 안내중공(220)에 인입시킴으로써, 상기 제1가변유로(430)만 상기 안내중공(220) 및 제2유체통로(112)와 연통되어 상기 안내중공(220)을 통해 유입되는 유체를 제2유체통로(112)로 배출시킬 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가변제어부몸체(410)를 전방향으로 이동시켜, 상기 제1가변유로(430) 뿐만 아니라, 제2가변유로(440)까지 연통하도록 위치하게 되면, 도 6에 도시된 위치보다 많은 유량의 유체를 제2유체통로(112)로 배출시킬 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 가변제어부몸체(410)를 전방향으로 더욱 더 이동시키게 되면, 도 7에 도시된 위치보다 않은 유량의 유체를 제2유체통로(112)로 배출시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 파이로트 구동방식의 유압밸브(1000)는 가변제어부(400)를 포함함으로써, 안내중공(220)을 통해 제2유체통로(112)로 배출되는 유체의 유량을 제어할 수 있다.

이는 상기 가변제어부(400)를 통해 유량을 제어함으로써, 상기 제어부(200)의 동작에 따른 제어핀(320)으로의 충격을 최소화할 수 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1가변유로(430)로만 유체를 통과시킴으로써, 안내중공(220)을 흐르는 유체의 유량이 작아지게 되어 이는 제어부(200)의 전후방향으로의 구동이 천천히 이루어지는 효과를 획득할 수 있다.

이를 통해, 가변제어부(400)의 제어를 통해 적절한 댐핑 및 응답성을 가지는 유압밸를 형성할 수 있으며, 다양한 목적 및 유량을 가지는 유압밸브에 적용 가능하다.

100 : 밸브몸체 100-1 : 자로면
101 : 제1체적부 102 : 제2체적부
103 : 제3체적부
110 : 유체연결통로
111 : 제1유체통로 112 : 제2유체통로
200 : 제어부
210 : 제어부몸체 220 : 안내중공
230 : 파이로트제어오리피스 240 : 댐핑제어오리피스
300 : 구동부
310 : 가동자
311 : 가동자몸체 312 : 가동자중공
313 : 가동자탄성부 314 : 가동자유로
320 : 제어핀
321 : 제어핀몸체 321-1 : 제어핀고정부
322 : 볼제어부 323 : 제어탄성부
324 : 쿠션부 325 : 쿠션제어오리피스
330 : 작동부
340 : 고정자
341 : 고정자몸체 342 : 고정자탄성부
343 : 고정자몸체제어면 344 : 고정자실링부
345 : 나사홈
400 : 가변제어부
410 : 가변제어부몸체 420 : 가변제어면
430 : 제1가변유로 440 : 제2가변유로

Claims

전방향 측면에 형성되어 유체가 유입되는 제1유체통로와, 전방향 끝단에 형성되어 유체가 배출되는 제2유체통로 및 상기 제1유체통로와 제2유체통로를 연결하는 유체연결통로를 포함하는 밸브몸체;
상기 밸브몸체 내 전후방향으로 이동되어 상기 유체연결통로를 개폐 가능하게 형성되고, 상기 밸브몸체와의 공간에 의해 제1체적부를 형성하는 제어부몸체와,
상기 제2유체통로와 연통되도록 상기 제어부몸체에 전후방향으로 중공되어 형성되는 안내중공을 포함하는 제어부; 및
상기 제어부의 전후방향으로의 이동을 제어하는 구동부;를 포함하되,
상기 구동부는
상기 제어부몸체와 후방향으로 탄성재질로 연결되어 형성되되, 상기 제어부몸체와의 이격을 통해 상기 제1유체통로 및 제1체적부와 연통되는 제2체적부를 형성하는 가동자몸체를 포함하는 가동자와,
상기 가동자몸체에 형성되어 상기 안내중공의 개폐를 제어하는 제어핀과,
상기 가동자를 전후방향으로 이동시켜 상기 안내중공의 개폐를 통한 상기 제2체적부의 압력변화에 따라 상기 제어부의 전후방향으로의 이동을 제어하는 작동부 및
상기 밸브몸체 후방향 끝단에 상기 가동자몸체와 탄성재질로 연결되어 형성되되, 상기 가동자몸체와의 이격을 통해 상기 제2체적부와 연통되는 제3체적부를 형성하는 고정자몸체를 포함하는 고정자를 포함하되,
상기 제어부는 상기 안내중공과 제2유체통로 사이에 일정 공간이 형성된 가변체적부를 포함하고, 상기 가변체적부에 형성되어 상기 안내중공으로부터 제2유체통로로 유동하는 유체의 유량을 제어하는 가변제어부를 더 포함하고,
상기 가변제어부는 상기 제어부몸체에 고정되어 전후방향으로의 위치 제어가 가능하되 상기 안내중공 방향으로 직경이 작아지도록 형성되어 상기 안내중공에 인입 및 인출 가능하게 형성되는 가변제어부몸체와, 상기 가변제어부몸체 측면에 나사산으로 형성되는 가변제어면과, 상기 가변제어부몸체에 전후방향으로 중공되어 상기 안내중공과 제2유체통로를 연통하는 제1가변유로 및 상기 제1가변유로로부터 반경방향 외측으로 적어도 하나 이상 관통되어 안내중공과 제2유체통로를 연결하는 제2가변유로를 포함하는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 1항에 있어서,
상기 가동자는
상기 가동자몸체에 전후방향으로 중공되어 상기 제어핀이 고정되는 가동자중공과,
상기 제어부몸체와 연결되는 탄성재질의 가동자탄성부 및
상기 가동자중공으로부터 반경방향 외측으로 적어도 하나 이상 관통되어 상기 제2체적부와 제3체적부를 연통하는 가동자유로를 더 포함하는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 2항에 있어서,
상기 제어핀은
상기 가동자중공에 고정되는 제어핀몸체와,
상기 제어핀몸체 후방향 끝단에 직경이 커지도록 형성되어 상기 가동자몸체(311)에 면접되는 제어핀고정부와,
상기 제어핀몸체에 전방향 끝단에 형성되되, 상기 가동자의 이동에 따라 상기 안내중공에 인입 및 인출 가능하게 형성되는 볼제어부와,
상기 제어핀몸체와 상기 제어부몸체를 연결하는 탄성재질의 제어탄성부를 포함하는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 3항에 있어서,
상기 볼제어부는
구 형상으로 형성되는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 1항에 있어서,
상기 작동부는
작동부몸체와, 상기 작동부몸체의 외부면에 형성되는 코일을 포함하는 솔레노이드(solenoid)로 형성되는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 5항에 있어서,
상기 밸브몸체는
상기 작동부를 통해 자로(plux path)를 형성하기 위한 자로면을 더 포함하는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 1항에 있어서,
상기 고정자는
상기 고정자몸체와 가동자몸체를 연결하는 탄성재질의 고정자탄성부와,
상기 고정자몸체 측면에 나사산으로 형성되어 상기 고정자몸체를 전후방향으로 이동 가능하게 형성되는 고정자몸체제어면 및
상기 고정자몸체 후방향 끝단에 상기 고정자몸체제어면을 통해 상기 고정자몸체의 전후방향으로의 위치를 제어하도록 형성되는 나사홈을 더 포함하는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 안내중공의 반경방향 외측의 제어부몸체에 형성되며, 상기 제1체적부와 제2체적부 및 제1유체통로와 제2체적부를 연통하도록 형성되는 파이로트제어오리피스 및
상기 파이로트제어오리피스 내부에 형성되는 댐핑제어오리피스를 더 포함하는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
제 3항에 있어서,
상기 제어핀은
상기 제어핀고정부에 형성되는 쿠션부와,
상기 쿠션부와 제3체적부가 연통되어 형성되는 쿠션제어오리피스를 더 포함하는 파이로트 구동방식의 유압밸브.
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