KR930007952B1

KR930007952B1 - 밸브장치 및 유압구동장치

Info

Publication number: KR930007952B1
Application number: KR1019900701682A
Authority: KR
Inventors: 도이찌 히라다; 겐로꾸 스기야마
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시기가이샤; 오까다 하지메
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1993-08-25
Anticipated expiration: 2010-03-23
Also published as: KR920700355A; EP0425684B1; US5471839A; WO1990011464A1; DE69015118T2; EP0425684A1; DE69015118D1; EP0425684A4

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

밸브장치 및 유압구동장치

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본원 발명의 일실시예에 의한 밸브장치의 단면도이다.

제 2 도는 제 1 도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이며, 도면중 Ⅰ-Ⅰ선이 제 1 도의 단면선을 표시한다.

제 3 도는 제 1 도에 도시한 밸브장치를 사용하여 구성한 유압구동장치의 일예를 나타내는 회로도이다.

제 4 도는 본원 발명의 다른 실시예에 의한 밸브장치의 제 1 도와 같은 단면도이다.

제 5 도는 제 4 도에 도시한 밸브장치를 사용하여 구성한 유압구동장치의 일에를 나타내는 회로도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본원 발명은 유압구동장치에 사용하는 배브장치에 관한 것이며, 특히 건설기계, 산업기계등, 복수의 작업부재가 유압구동되는 작업기계에 사용해서 적합한 복수의 클로즈드센터형의 방향전환밸브를 집합배치하여 이루어지는 밸브장치 및 이 밸브장치를 장착한 유압구동장치에 관한 것이다.

[배경기술]

복수의 작업부재가 유압구동되는 작업기계의 대표예로서 유압소벨, 유압크레인등의 건설기계가 있다. 이들 건설기계는 복수의 작업부재를 구동하기 위한 액튜에이터를 구비한 유압구동장치가 장비되어 있다. 이 유압구동장치에 있어서, 복수의 액튜에이터의 구동은 유압펌프로부터 토출되는 압유의 흐름을 제어하는 복수의 방향전환밸브에 의해 제어된다.

그런데, 이 종류의 유압구동장치에는 예를들면 일본국 특개소 60(1985)-11706호 공부에 기재된 바와 같이 유압펌프위 토출압력과 복수의 액큐에이터의 최대부하압력(단독조작의 경우는 대응하는 액튜에이터의 부하압력)과의 차압을 규정치로 유지하도록 펌프 토출유량을 제어하고, 액튜에이터의 구동에 필요한 유량을 유압펌프로부터 토출시키는 로드센싱시스템이라고 불리우는 시스템이 있다. 이 로드센싱시스템에서는 중립위치에서 스폴이 각 포트를 폐쇄하여 압유의 흐름을 저지하는 형식의 클로즈드센터형의 방향 전환밸브를 사용하는 것이 바람직하며, 이로써 각 방향전환밸브가 중립위치에 있을 때의 불필요한 압유의 배출을 최소로 하고, 연로드밸브와의 조합으로 유압펌프의 무부하 운전이 가능해진다.

한편, 유압구동장치에 사용되는 복수의 방향전환밸브는 실제로는 이것들을 집합배치한 밸브장치로서 구성되어 있으며, 클로즈드센터형의 방향전환밸브에 대한 종래의 밸브장치에는 예를들면 일본국 특개소 49(1974)-19282호 공보 및 동 특개소 54(1979)-59575호 공보에 기재된 것이 알려져 있다. 이 종래의 밸브장치는 일렬로 배치된 복수의 평행한 스풀보어, 하나의 공통펌프포트, 최소한 하나의 탱크포트 및 스풀보어 1개당 2개의 액튜에이터포트를 포함하는 복수의 액튜에이터포트가 형성된 케이싱과, 이 케이싱의 스풀보어에 슬라이드가능하게 삽입되며, 각각 공통의 펌프포트 및 탱크포트와 대응하는 2개의 액튜에이터포트의 연통을 제어하는 복수의 클로즈드센터형의 방향전환밸브를 구성하는 복수의 스풀을 구비하고, 공통의 펌프포트는 일렬로 배치된 복수의 평행한 스풀보어에 직교하고, 이것들을 순차 관통하는 공토의 펌프라인에 연락하는 구성으로 되어 있다.

그러나, 상술한 종래의 밸브장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 밸브장치는 공통의 펌프라인이 일렬로 배치된 복수의 평행한 스풀보어에 직교하고, 이것들을 순차 관통하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 펌프라인을 통해서 이들 보어에 삽입된 스풀에 압유가 흐를 때, 펌프포트로부터 먼 측의 스풀에 대해서는 유압은 반드시 그 하류측의 하나 또는 그 이상의 스풀의 주위의 좁은 홈을 통과하므로 압력손실이 크며, 에너지손실이 된다. 또, 발열의 증가로 온도가 상승하므로, 밸브장치의 신뢰성이 악화된다.

또, 그 압력손실은 압유가 스폴을 통과함으로써 발생하므로, 스풀의 배치위치가 하류쪽이 되면 될 수록 압력손실은 증가된다. 이 때문에, 이 밸브장치를 로드센싱시스템에 사용한 경우, 펌프토출압력과 부하압력과의 차압이 규정치로 유지되므로, 압력손실이 큰 하류측의 스풀에서는 전후차압이 작아지며, 스풀을 최대개도(開度)로 조작했다고 해도 이에 대응하는 충분한 통과유량을 얻을 수 없으며, 액튜에이터를 최대속도록 구동할 수 없으므로 조작성이 저하된다. 또, 압력손실은 모든 스풀에 대해 일정하지 않으므로, 복수의 액튜에이터를 동시에 구동한 경우, 그 압력손실의 차이에 따라 각 스풀의 전후차압에 차이가 발생하며, 이 때문에 스풀의 조작량에 대한 통과유량의 특성이 스풀마다 다르게 되어, 복수의 액튜에이터의 동시구동의 조작성에 문제를 발생시킨다.

또, 이 밸브장치의 2개의 스풀을 방향전환밸브로 하여 건설차량의 좌우주행모터를 제어한 경우, 상술한 바와 같이 2개의 스풀사이에서 전후차압이 상이하므로, 좌우주행 모터에 공급되는 압유의 유량이 상위하며, 주행방향이 자연적으로 굽어지는 상태가 된다. 즉, 주행의 직진성의 확보가 곤란해진다.

본원 발명의 목적은 복수의 클로즈센터형의 방향전환밸브를 집합배치한 밸브장치에 있어서, 펌프포트와 각 스풀사이의 압력손실이 비교적 작은 밸브장치 및 그 밸브장치를 구비한 유압구동장치를 제공하는 것이다.

본원 발명의 다른 목적은 복수의 클로즈센터형의 방향전환밸브를 집합배치한 밸브장치에 있어서, 펌프포트와 각 스풀사이의 압력손실을 모든 스풀에서 거의 같게하여, 조작성이 향상되는 밸브장치 및 그 밸브장치를 구비한 유압구동장치를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또다른 목적은 복수의 클로즈센터형의 방향전환밸브를 집합배치한 밸브장치에 있어서, 좌우주행모터를 제어하는 경우에도 주행의 직진성을 확보할 수 있는 밸브장치 및 그 밸브장치를 구비한 유압구동장치를 제공하는 것이다.

[발명의 개시]

상기 목적을 달성하기 위해 본원 발명은 복수의 스풀보어, 하나의 공통의 펌프포트, 최소한 하나의 탱크포트 및 스풀보어에 연략하는 2개의 액튜에이터포트를 포함하는 복수의 액튜에이터포트기 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 스풀버어에 슬라이드가능하게 삽입되고, 각각 상기 공통의 펌프포트 및 탱크포트와 상기 2개의 액튜에이터포트와의 연통을 제어하며, 클로즈드센터형의 방향전환밸브를 구성하는 복수의 스풀을 가진 밸브장치에 있어서, 상기 복수의 스풀보어는 최소한 1조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어를 포함하고, 상기 복수의 스풀은 상기 스풀보어에 대응하여 최소한 1조의 2개의 병렬로 배치된 스풀을 포함하며, 상기 공통의 펌프포트는 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어 및 스풀의 사이에서 이들 스풀보어의 중심축이 위치하는 평면에 교차하도록 형성된 공통의 펌프라인에 연략하는 구성으로 한 것이다.

바람직하기로는, 상기 공통의 펌프라인은 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어의 중심축이 위치하는 평면에 직교하고 있다.

또 바람직하기로는, 상기 복수의 스풀보어는 각 조의 스풀보어의 중심축의 복수의 병렬로 배치된 평면의 각각에 위치하는 복수조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어를 포함하며, 상기 공통의 펌프라인은 각 조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어의 사이에서 상기 복수의 병렬로 배치된 평면에 교차하고 있다.

또한 바람직하기로는, 각 스풀보어에 연락하는 상기 2개의 액튜에이터포트는 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어에 삽입된 스풀의 상호 대향하는 측과는 반대측에 배설되어 있다.

또한 바람직하기로는, 상기 공통의 펌프라인은 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어와 각각 분기라인을 통해서 연락하고 있다.

또한 바람직하기로는, 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀은 건설차량의 한쌍의 주행모터를 제어하는 방향전환밸브를 구성하고 있다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본원 발명은 유압펌프와, 상기 유압펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 복수의 유압액튜에이터와, 상기 유압펌프로부터 상기 복수의 액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름을 각각 제어하는 복수의 클로즈드센터형의 방향전환밸브와, 상기 유압펌프의 토출압력과 상기 복수의 액튜에이터의 최대부하압력과의 차압을 규정치로 유지하는 압력보정수단을 구비한 유압구동장치에 있어서, 상기 복수의 클로즈드센터형의 방향전환밸브를 상기 밸브장치로 구성한 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제 5 도는 제 4 도에 도시한 밸브장치를 사용하여 구성한 유압구동장치의 일예를 나타내는 회로도이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 본원 발명의 일실시예를 제 1 도 - 제 3 도에 의해 설명한다.

제 1 도 및 제 2 도에 있어서, (10)은 본 실시예의 밸브장치이며, 밸브장치(10)는 직방형의 케이싱(11)을 가지며, 케이싱(11)에는 3 조의 2개의병렬로 배치된 스풀보어, 즉 제 1 의 조의 스풀보어(12a), (13a), 제 2 조의 스풀보어(12b), (13b) 및 제 3 의 조의 스풀보어(12c), (13c)가 형성되며, 이들 스풀보어에는 마찬가지로 3조의 2개의 병렬로 배치된 스풀, 즉 2\제 1 의 스풀(14a), (15a), 제 2 의 조의 스풀(14b), (15b) 및 제 3 의 조의 스풀(14c), (15c)가 슬라이드가능하게 삽입되어 있다. 또, 이들 스풀보어(12a), (13a) ; (12b), (13b) 및 (12c), (13c)는 제 1 의 조의 스풀보어(12a), (13a)의 2개의 중심축, 제 2 조의 스풀보어(12b), (13b)의 2개의 중심축 및 제 3 의 조의 스풀보어(12c), (13c)의 2개의 중심축이 각각 병렬로 배치된 3개의 평면상에 위치하도록 배열되어 있다.

케이싱(11)에는 또 각각의 조의 2개의 스풀보어(12a), (13a) ; 및 (12b), (13b) 및 (12c), (13c) 및 (12c), (13c)의 사이에서 이들 스풀보어의 양단부에 근접해서, 상술한 3개의 평면에 직교하도록 2개의 탱크라인(16), (17)이 형성되고, 이들 탱크라인(16), (17)은 이것에 직교하는 케이싱(11)의 측면에 개구하는 공통의 탱크포트(16t)에 접속되어 있다. 또, 이들 탱크라인(16), (17)은 분기라인(16a), (16b) 및 (17a), (17b)를 통해서 스풀보어(12a), (13a)에 연략하고, 마찬가지로 도시하지 않은 분기라인(119)을 통해서 다른 조의 스풀보어(12b), (13b) 및 (12c), (13c)에 연락하고 있다.

또, 케이싱(11)에는 각각의 조의 2개의 스풀보어(12a), (13a) ; (12b), (13b) 및 (12c), (13c)의 사이에서 각 스풀보어의 축방향 중앙부에 인접해서 상술한 3개의 평면에 직교하도록 하나의 공통펌프라인(18)이 형성되고, 이 펌프라인(18)도 이것에 직교하는 케이싱(11)의 측며에 개구하는 펌프포트(19)에 접속되어 있다. 또, 이 펌프라인(18)은 분기라인(20a), (21a) ; (20b), (21b) 및 (20c), (21c)를 통해서 각각의 스풀보어 (12a), (13a) ; (12b), (13b) 및 (12c), (13c)에 연락하고 있다.

또한, 케이싱(11)에는 제 1 의 스풀보어(12a), (13a)의 각각에 직교하여 이들에 연통하는 각각 2개의 액튜에이터포트(22a), (23a) 및 (24a), (25a)가 형성되어 있다. 액튜에이터포트(22a), (23a)는 스풀보어 (12a), (13a)에 삽입된 스풀(14a), (15a)의 상호 대향하는 측과는 반대측에 배설되며, 케이싱(11)의 측면에 개구되어 있다. 액튜에이터포트(24a), (25a)도 마찬가지로 스풀(14a), (15a)가 서로 대향하는 측과는 반대측에 배설되고, 케이싱(11)의 측면에 개구하고 있다. 다른조의 스풀보어(12b), (13b) 및 (12c), (13c)에 대해서도 각각 마찬가지로 2개의 액튜에이터포트(22b), (23b), (24b), (25b) ; (22c), (23c), (24c), (25c), ((23b), (25b),(23c), (25c)는 제 3 도 참조)가 형성되어 있다.

케이싱(11)의 스풀(14a), (15a)의 일단이 돌출하는 축면에는 이들 스풀단부를 에워싸는 커버(26), (27)이 각각 고정되고, 커버(26), (27)내에는스풀(14a), (15a)의 단부에 각각 스프링받이(30), (31)를 통해서 부착되며, 각각 스풀(14a), (15a)의 중립위치를 유지하기 위한 전환설정스프링(28), (29)이 배치되어 있다. 스풀(14a), (15a)의 타단은 도시하지 않은 조작핸들에 연결되어 있다. 또, 스풀(14a), (15a)에는 각각 2개의 소경부(32), (33)과, 그것에 의해서 구분된 3개의 랜드부(34), (35), (36)이 형성되며, 3개의 랜드부(34), (35), (36)의 소경부(32), (33)에 인접하는 끝면부분에는 가변스로틀을 구성하는 절결(37), (38), (39), (40)이 형성되어 있다. 도시하지 않으나 다른 스풀(14b), (15b) 및 (14c), (15c)에 대해서도 같은 부재가 배설되고, 또한 같은 형상이 부여되어 있다.

이상과 같이 구성된 본 실시예의 밸브장치(10)에 있어서는 펌프포트(19)로부터 유입된 압유는 펌프라인(18) 및 각 분기라인(20a)-(21c)를 통과하여 스풀(14a)-(15c)에 도입된다. 이때, 펌프라인(18)은 각 조의 2개의 스풀보어(12a), (13a) ; (12b), (13b) 및 (12c), (13c)의 사이를 지나, 분기라인(20a)-(21c)를 통해서 각각의 스풀보어(12a)-(13c)에 연락하고 있으므로, 압유가 종래와 같이 스풀을 통과하는 일은 없으며, 펌프포트(19)로부터 각 스폴(14a)-(15c)에 이르기까지의 압유의 흐름의 압력손실은 매우 적다. 이 때문에, 에너지손실이 작고 또한 발열도 최소로 되므로 밸브장치의 신뢰성이 향상된다. 또 기기의 수명도 신장된다.

또, 펌프라인(18)에서 각 스풀(14a)-(15c)까지의 거리 즉 분기라인(20a)-(21c)의 길이는 모두 같으므로, 펌프라인(18)으로부터 각 스풀(14a)-(15c)에의 압유의 흐름의 압력손실은 대략 같다. 이 때문에, 이 밸브장치(10)의 2개의 스풀을 방향전환밸브로하여 건설차량의 좌우주행모터를 제어한 경우, 2개의 스풀 사이에서의 전후차압이 대략 같게 되므로, 좌우주행모터에 공급되는 압유의 유량도 대략 같아지며, 주행의 직진성의 확보가 용이하게 된다. 이하, 이에 대해 제 3 도에 의해 다시 설명한다.

제 3 도는 유압쇼벨의 유압구동장치에 본 실시예의 밸브장치(10)를 적용한 회로구성을 도시한 것이다. 밸브장치(10)의 펌프포트(19)에는 가변용량형의 유압펌프(30)가 접속되고, 탱크포트(16t)에는 탱크(31)가 접속되어 있다. 또, 스풀(14a), (15a)에 관련되는 액튜에이터포트(22a), (23a) 및 (24a), (25a)에는 각각 좌우주행모터(32), (33)이 접속되고, 스풀(15b)에 관련되는 액튜에이터포트(24b), (25b)에는 선회모터(34)가 접속되며, 스풀(14b), (14c), (15c)에 관련되는 액튜에이터포트(22b), (23b) ; (22c), (23c) ; (24c), (25c)에는 각각 붐실린더(35), 암실린더(36) 및 버킷실린더(37)가 접속되어 있다. 좌우주행모터(32), (33), 선회모터(34), 붐실린더(35), 암실린더(36) 및 버킷실린더(37)을 구동함으로써, 각각 유압쇼벨의 유압피구동부재인 좌우주행장치, 선회체, 붐, 암 및 버킷이 구동된다.

이와 같이 구성한 유압구동장치에 있어서, 예를 들면 유압소벨의 직진주행의 의도하여 스풀(14a), (15a)로 구성되는 방향전환밸브를 동일량조작하면, 유압펌프(30)로 토출된 압유가 펌프포트(19), 펌프라인(18), 분기라인(20a), (21a)을 거쳐 스풀(14a), (15a)를 통과하여 좌우주행모터(32), (33)에 공급되며, 이로써 좌우주행모터(32), (33)이 구동되어 주행이 행하여진다. 이때, 상술한 바와 같이 펌프포트(19)에서 각 스풀(14a), (15a)에 이르는 흐름의 압력손실은 같으므로, 스풀(14a), (15a)의 전후차압도 대략 같아지며, 좌우주행모터(32), (33)에는 같은양의 압유가 공급된다. 이 때문에, 좌우주행모터(32), (33)은 등속도로 구동되고, 직진주행이 가능하게 된다.

또한, 이것은 좌우주행모터(32), (33)를 어느 액튜에이터포트에 접속해도 같으며, 예를 들면 좌우주행모터(32)를 도시한 액튜에이터포트(22a), (23a)에 접속하고, 우주행모터(33)를 스풀(14a)로부터 가장 먼 스풀(15c)에 관련되는 액튜에이터포트(24c), (25c)에 접속했다고 해도, 상술한 바와 같이 펌프포트(19)에서 스풀(14a), (15c)에 이르는 압유의 흐름의 압력손실은 대략 같으므로, 마찬가지로 직진주행이 가능하게 된다. 따라서 본 실시예에 의하면, 액튜에이터를 접속하는 포트의 위치의 제약이 해제되므로, 설계의 자유도가 증대된다고 하는 효과도 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a)-(13c)를 1조로하여 이것들을 3조 설치하고, 액튜에이터포트(22a)-(25c)를 각각 2개의 스풀보어에 삽입된 스풀(14a)-(15c)가 서로 대향하는 측과는 반대측에 설치하고 있다. 이 때문에, 스풀의 액튜에이터포트측의 강도에 필요한 케이싱(11)의 두께는 종래와 같으나, 스풀의 반액튜에이터포트측의 강도에 필요한 케이싱(11)의 두께에 대해서는 각조의 2개의 스풀의 한쪽의 것을 확보하면 다른쪽도 자동적으로 확보된다. 즉, 2개의 스풀사이의 케이싱(11)의 두께부분은 양 스풀에 공통의 강도부재가 된다. 이 때문에 예를들면 종래의 6련(漣)의 밸브장치에 비교하여 케이싱(11)의 중량을 현저하게 저감 시킬 수 있고, 또한 전체를 치밀하게 정리하는 것이 가능하게 된다.

본원 발명의 다른 실시예를 제 4 도 및 제 5 도에 의해 설명한다. 도면중, 제 1 도 - 제 3 도에 도시한 부재와 동일부재에는 동일부호를 붙였다. 본 실시예는 부하압력을 추출하는 수단을 설치하고, 로드센싱시스템에의 적용을 고려한 것이다.

제 4 도에 있어서, 밸브장치(40)의 케이싱(41A)에는 상술한 실시예와 마찬가지로 3조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(42a), (43a)(1조만 도시함)가 형성되며, 이들 스풀보어(42a), (43c)에 방향전환밸브를 구성하는 스풀(44a), (45a)가 슬라이드 가능하게 삽입되어 있다. 또 펌프라인(18)은 각 스풀보어(42a), (43a)에 2개의 분기라인(46a), (47a) ; (48a), (49a)를 통해서 연락하고 있다.

한편, 스풀(44a), (45a)의 2개의 소경부(32), (33)으로 구분된 3개의 랜드부중 중앙의 랜드부는 다시 2개의 소경부(51), (52)에 의해 3개의 랜드부(53), (54), (55)로 구분되며, 상술한 펌프라인의 분기라인(46a), (47a) ; (48a), (49a)는 그 양측의 랜드부(53), (55)가 위치하는 보어부분에 연략하고 있다.

또, 스풀(44a), (45a)내에는 액튜에이터포트(22a), (23a) ; (24a), (25a)의 각각에 대응하여 스풀의 조작시에 이들 액튜에이터포트내의 압력, 즉 이들 포트에 접속되는 액튜에이터의 부하압력을 추출하기 위한 부하라인을 구성하는 방경방향통로(56), (57)과 축방향통로(58)와, 스풀의 중립위치에 있어서 부하라인의 압력을 탱크라인(16), (17)을 통해서 탱크에 도피시키기 위한 방경방향통로(59)가 형성되어 있다. 부하라인의 반경방향통로중 중앙에 치우친 통로(57)는 소경부(51), (52)에 개구하고, 또한 케이싱(41)에는 소경부(51), (52)를 통해서 그 반경방향통로(57)에 연통가능한 홈(60)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성한 밸브장치(40)에 있어서, 예를들면 스풀(44a)을 도시한 좌측으로 움직이면, 분기라인(47a)과 액튜에이터포트(23a)가 절결(39)을 통하여 연통하고, 펌프라인(18)으로부터 액튜에이터포트(23a)에 스풀(44a)이 조작량에 따른 유량이 흐르고, 액튜에이터포트(23a)에 접속된 액튜에이터가 구동된다. 동시에, 액튜에이터포트(23a)에는 그 액튜에이터의 부하압력이 발생하고, 그 부하압력은 부하라인의 통로(56), (57), (58)을 통해서 홈(60)에 전달된다. 이 홈(60)에 전달된 부하압력은 다시 밸브장치(41)에 내장된 복수의 셔틀밸브를 통해서 외부에 도출된다. 제 4 도에 그 셔틀밸브를 파선으로 개략적으로 표시한다. 스풀(44a)이 도시한 우측으로 움직이게 했을 때도 마찬가지로 홈(60)에 액튜에이터포트(22a)의 부하압력이 도입된다. 또, 복수의 스풀이 조작되고, 복수의 액튜에이터의 부하압력이 추출되었을 때에는 복수의 셔틀밸브에 의해 그들 부하압력중 최대압력이 선택되어 외부에 도출된다.

제 5 도에 본 실시예의 밸브장치(40)를 사용하여 구성한 로드센싱방식의 유압구동장치의 일례를 도시한다. 이것도 유압쇼벨의 유압구동장치의 예이며, 제 3 도와 마찬가지로 좌우주행모터(32), (33), 선회모토(34), 붐실린더(35), 암실린더(36) 및 버킷실린더(37)가 접속되어 있다. 또, 제 4 도에 도시되어 있지 않은 다른 2 조의 스풀(44b), (45b) ; (44c), (45c)가 도시되어 있으며, 또한 상술한 셔틀밸브가 부호(61a)-(61e)로 표시되어 있다.

유압펌프(30)의 토출량은 로드센싱형의 펌프레귤레이터(70)에 의해 제어된다. 펌프레귤레이터(70)는 유압펌프(30)의 사판(31a)에 연결되고, 사판(31a)을 구동하는 작동실린더(71)를 가지며, 작동실린더(71)의 보텀(bottom)측실에 전환밸브(72)를 통해서 압유를 공급함으로써 작동실린더(71)는 구동된다. 전환밸브(72)가 대향하는 구동부의 한쪽에는 유압펌프(30)의 토출압력이 도입되고, 다른쪽의 구동부에는 상술한 부하라인 및 셔틀밸브(61a)-(61e)에 의해 추출된 부하압력이 도입된다. 또, 부하압력이 도입되는 측의 구동부에는 로드센싱차압을 설정하기 위한 스프링(73)이 배치되어 있다.

전환밸브(72)에 도입되는 부하압력이 상승하면 전환밸브(72)가 도시한 우측으로 구동되고, 작동실린더(71)의 보텀측실에 압유를 공급하여 사판(30a)의 경전각을 증대시킨다. 반대로 부하압력이 감소하면 전환밸브(72)가 도시한 좌측으로 구동되고, 작동실린더(71)의 보텀측실의 압유를 탱크에 배출하여 사판(30a)의 경전각을 감소시킨다. 이로써 펌프토출량이 제어되고, 펌프토출압력과 부하압력과의 차압이 스프링(73)으로 설정된 값으로 유지된다.

이상과 같이 구성한 본 실시예에 있어서도 기본적인 구성은 제 1 도 - 제 3 도의 실시예와 같으므로, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히 본 실시예의 밸브장치(40)에서 제 5 도에 도시한 로드센싱시스템방식의 유압구동장치를 구성한 경우에도, 펌프포트(19)로부터 각 스풀(14a)-(15c)에 이르기까지의 압유의 흐름의 압력손실은 모든 스풀에 대해 대략 동일하므로, 스풀(44a), (45a)를 동일량조작하면 좌우주행모터(32), (33)에 공급되는 압력의 유량도 대략 같아지고, 주행의 직진성이 확보된다. 또, 좌우주행모터(32), (33)을 어떤 액튜에이터포트에 접속해도 되므로 설계의 자유도가 향상된다.

또, 본 실시예에 의하면 다음의 효과를 얻을 수 있다.

로드센싱시스템에서는 상술한 바와 같이 펌프토출압력과 부하압력의 차압이 스프링(73)의 규정치로 유지되므로, 펌프라인이 스풀을 통과하는 종래의 밸브장치와 같이 스풀의 배치위치가 하류측이 되면 될수록 압력손실이 증가하면, 압력손실이 큰 하류측의 스풀에서는 전후차압이 작아지고, 스풀을 최대개도에 조작했다고 해도 이것에 대응하는 충분한 통과유량을 얻을 수 없어서, 액튜에이터를 최대속도로 구동할 수 없게 된다. 이에 대해, 본 실시예에서는 펌프포트(19)에서 각 스풀(44a)-(45c)에 이르는 흐름의 압력손실은 매우 작으므로, 각 스풀의 전후차압도 스프링(73)의 규정치에 대략 상당하는 충분한 크기로 되고, 스풀의 최대개도로 조작하면 액튜에이터를 최대속도로 구동할 수 있으므로, 조작성이 향상된다.

또, 복수의 액튜에이터를 동시에 구동한 경우, 종래의 밸브장치에서는 그 압력손실의 차이에 따라서 각 스풀의 전후차압에 차이가 생기므로, 같은 스풀을 사용한 경우에는 스풀의 조작량에 대한 통과유량의 특성이 스풀마다 다르게 되고, 복수의 액튜에이터의 동시구동의 조작성에 문제를 발생시킨다. 본 실시예에 의하면, 펌프포트(19)에서 각 스풀(14a)-(15c)에 이르기까지의 압유의 흐름의 압력손실은 모든 스풀에 대해 대략 같으므로, 부하압력이 같다고 하면 각 스풀의 전후차압도 대략 같아지며, 스풀의 조작량에 대한 통과유량의 특성도 대략 같아진다. 이 때문에, 복수의 액튜에이터의 동시구동의 조작성이 향상되고, 또한 같은 스풀을 사용할 수 있으므로 코스트저감의 효과가 있다.

또한, 이상의 실시예에서는 펌프라인을 각 조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어의 중심축이 위치하는 평면에 직교하도록 형성하였으나, 90°이외의 각도로 교차시켜도 된다. 예를들면 펌프라인을 사이에 두고 스풀보어를 지그재그로 배치해도 되며, 이 경우에는 펌프라인은 상기 평면에 대하여 지그재그배열의 간격에 따른 각도로 교차한다.

또, 펌프라인에서 각 스풀보어까지의 분기라인의 길이를 대략 동일하게 하였으나, 본원 발명의 소기의 목적의 범위내에서 변경해도 되며, 또 분기라인은 배설하지 않고, 펌프라인을 직접 스풀보어에 접하는 구성으로 해도 된다.

또, 스풀의 조작은 조작핸들에 의한 수동조작으로 하였으나, 파이롯조작, 솔레노이드조작등 다른 임의의 조작방식이라도 된다는 것은 물론이다. 또한, 본원 발명의 밸브장치를 로드센싱시스템에 사용하는 경우에는 밸브장치안에 압력보상밸브를 장착해도 된다.

[산업상의 이용가능성]

본원 발명에 의하면, 다른 스풀을 통과하지 않고 펌프라인과 각 스풀을 연락시켰으므로, 펌프포트와 각 스풀사이의 압력손실이 적어지고, 에너지손실이 저감되고, 또한 발열도 작아지므로 밸브장치의 신뢰성이 향상하는 동시에, 기기의 수명이 신장된다.

또, 주행장치를 제어하기 위해 사용한 경우에는 주행의 직진성이 향상된다.

또, 로드센싱시스템의 유압구동장치에 사용한 경우에는 액튜에이터를 충분한 속도로 구동할 수 있는 동시에, 복수의 액튜에이터의 동시구동의 조작성이 향상된다.

Claims

복수의 스풀보어(12a-13c ; 42a, 43a), 하나의 공통의 펌프포트(19), 최소한 하나의 탱크포트(16t) 및 각 스풀보어에 연락하는 2개의 액튜에이터포트를 포함하는 복수의 액튜에이터포트(22a-25c)가 형성된 케이싱(11 ; 41)과, 상기 케이싱의 스풀보어에 슬라이드가능하게 삽입되고, 각각 상기 공통의 펌프포트 및 탱크포트와 상기 2 개의 액튜에이터포트와의 연통을 제어하며, 클로즈드센터형의 방향전환밸브를 구성하는 복수의 스풀(14a-15c ; 44a-45c)를 가진 밸브장치에 있어서, 상기 복수의 스풀보어는 최소한 1조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a, 13a ; 42a, 43a)를 포함하고, 상기 복수의 스풀은 상기 스풀보어에 대응하여 최소한 1조의 2개의 병렬로 배치된 스풀(14a, 15a ; 44a, 45a)을 포함하며, 상기 공통의 펌프포트(19)는 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어 및 스풀의 사이에서 이들 스풀보어의 중심축이 위치하는 평면에 교차하도록 형성된 공통의 펌프라인(18)에 연락하고 있는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공통의 펌프라인(18)은 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a, 13a ; 42a, 43a)의 중심축이 위치하는 평면에 직교하는 것을 특징으로 하는 밸브장치
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 스풀보어는 각 조의 스풀보어의 중심축이 복수의 병렬로 배치된 평면의 각각에 위치하는 복수조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a-13c ; 42a, 43a)를 포함하며, 상기 공통의 펌프라인(18)은 각각의 조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a, 13a 등 ; 42a, 43a)의 사이에서 상기 복수의 병렬로 배치된 평면도 교차하는 것을 특징으로 한는 밸브장치.
제 1 항에 있어서, 각 스풀보어(12a-13c ; 42a, 43a)에 연락하는 상기 2개의 액튜에이터포트(22a, 23a 등)는 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a, 13a 등 ; 42a, 43a)에 삽입된 스풀(14a, 15a 등 ; 44a, 45a)의 상호 대향하는 측과는 반대측에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공통의 펌프라인(18)은 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a, 13a 등 ; 42a, 43a)와 각각 분기라인(20a-21c)을 통해서 연락하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
제 1 항에 있어서, 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀(14a, 15a ; 44a, 45a)은 건설차량의 한쌍의 주행모터를 제어하는 방향전환밸브를 구성하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
유압펌프(30)와, 상기 유압펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 복수의 유압액튜에이터(32-37)와, 상기 유압펌프로부터 상기 복수의 액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름을 각각 제어하는 복수의 클로즈드센터형의 방향전환밸브(44a-45c)와, 상기 유압펌프의 토출압력과 상기 복수의 액튜에이터의 최대부하압력과의 차압을 규정치로 유지하는 압력보상수단(70)을 구비한 유압구동장치에 있어서, 최소한 1조의 2개의 병렬로 배치된 스풀보어(12a, 13a 등 ; 42a, 43a), 상기 유압펌프(30)에 접속된 공통의 펌프포트(19) 최소한 하나의 탱크포트(16t) 및 상기 복수의 액튜에이터(32-37)의 각각에 접속되고, 각 스풀보어에 연락하는 2개의 액튜에이터포트를 포함하는 복수의 액튜에이터포트(22a, 23a 등)가 형성된 케이싱(11 ; 41)과, 상기 케이싱의 스풀보어에 슬라이드가능하게 삽입되고, 각각 상기 공통의 펌프포트 및 탱크포트와 상기 2개의 액튜에이터포트와의 연통을 제어하는 최소한 1조의 2개의 병렬로 배치된 스풀(14a, 15a 등 ; 44a, 45a)를 포함하며, 상기 공통의 펌프포트는 상기 2개의 병렬로 배치된 스풀보어 및 스풀의 사이에서 이들 스풀보어의 중심축이 위치하는 평면에 교차하도록 형성된 공통의 펌프라인(18)에 연락하고 있는 밸브장치(10 ; 40)를 포함하고, 상기 복수의 클로즈드센터형의 방향전환밸브를 이 밸브장치에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 구성한 것을 특징으로 하는 유압구동장치.