KR0119579B1 - 연속위치 제어장치 - Google Patents

Abstract

위치검출수단과 제어수단에 의해 작동하여 고압측 유압라인과 저압측 유압라인으로부터 전달되는 유압을 선택하여 보내는 유압 제어부와, 상기한 선택 유압에 의해 좌우측 압력실의 압력차가 발생하는 것으로 이동코어를 이동시켜 이와 연결되어 있는 기구적 수단의 위치를 제어하는 가변부를 포함하여 이루어지는 연속위치 제어장치를 제공한다.

Description

연속위치 제어장치

제1도는 본 발명에 의한 제1실시예의 측단면도.

제2도는 본 발명에 의한 제1실시예의 작동 상태를 나타내는 측단면도.

제3도는 본 발명에 의한 제2실시예의 측단면도.

제4도는 본 발명에 의한 제2실시예의 작동 상태를 나타내는 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

1,2 : 하우징 3 : 이동코어

4a,4b : 좌우측 유압실 5 : 외향 플랜지

7,8 : 좌우측 챔버 9,10,11,12,52,53 : 플런저

13 : 통로 14,15,33,34,59,60 : 볼

28,29,57,58 : 피스톤 43 : 방향전환밸브

A : 가변부 B : 유압 제어부

본 발명은 연속위치 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속적인 위치제어를 필요로 하는 기구적 수단과 연결하여 유압으로 확실한 제어를 할 수 있도록 한 연속위치 제어장치에 관한 것이다.

일정한 영역에서 연속적으로 위치제어를 필요로 하는 기구적 수단은 자동화 라인에서 주로 사용되고 있는데, 대개의 경우 스텝핑 모터를 사용하여 위치제어를 행하고 있다.

그러나 스텝핑 모터를 사용하는 위치제어 기구는, 큰 힘을 필요로 하는 장치에는 사용이 불가능한 문제점이 있으며, 또 전기제어장치를 수반하고 있기 때문에 구조적으로 복잡함은 물론 외력이 가하여지는 경우에는 정확한 제어가 불가능한 것이 문제점으로 지적되고 있다.

예를들면, 자동차에 사용되는 연료 인젝터는 일정한 행정내에서 연속적인 직선운동을 하여 위치되는 시간으로 연료 분사량을 조절하게 되는데, 연료 인젝터의 위치제어는 전기적 수단을 이용하여 제어를 하는 구조로 되어 있기 때문에 과열에 대한 냉각수단을 수반해야 하고 또 전기적 제어를 행하고 있기 때문에 외부의 충격이 있을때에는 정확한 작동을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 큰 힘의 위치제어를 가능하게 함과 아울러 위치제어 행정을 크게할 수 있는 연속위치 제어장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 위치검출 수단과 제어수단에 의해 작동하여 고압측 유압 라인과 저압측 유압 라인으로부터 전달되는 유압을 선택하여 보내는 유압 제어부와, 상기한 선택 유압에 의해 좌우측 압력실의 압력차가 발생하는 것으로 이동코어를 이동시켜 이와 연결된 기구적 수단의 위치를 제어하는 가변부를 포함하여 이루어지는 연속위치 제어장치를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 연속위치 제어장치의 측단면도로서, 위치를 제어코자 하는 기구적 수단과 연결되는 가변부(A)와, 이 가변부(A)의 유압실에 유압을 선택적으로 공급하는 유압제어부(B)로 구성되고 있다.

상기한 가변부(A)는 동일 내경을 갖는 2개의 하우징(1)(2)이 나사결합되어 동일 축상에 위치하고 있으며, 이들 하우징(1)(2)의 내측에는 이동코어(3)가 위치되어 이동할 수 있도록 되어 있다.

상기한 하우징(1)(2)은 동일 내경을 갖도록 하기 위하여 외측에 위치하는 하우징(1)의 개구부측 내경을 크게하여 하우징(2)이 내측으로 나사결합되도록 하고 있는데, 이 중공부의 길이는 하우징(2)의 내측단 길이 보다 더욱 길게 형성되어 유압실(4)을 형성하고 있다.

이 유압실(4)은 상기한 이동코어93)의 중심부에 형성된 외향 플랜지(5)에 의해 좌측 유압실(4a)과 우측 유압실(4b)로 나뉘어지고 있다.

상기한 이동코어(3)의 내측 중공부는 중앙부에 형성된 내향 플랜지(6)에 의해 좌측챔버(7)와 우측챔버(8)로 나뉘어지고 있으며, 이들 챔버(7)(8)에는 플런저(9)(10)(11)(12)가 각각 1쌍씩 배치되어 있다.

상기한 좌우측 챔버(7)(8)는 내향 플랜지(6)의 중심부에 뚫려진 통로(13)를 통하여 서로 연통하고 있는데, 이 통로(13)의 양측단에 볼(14)(15)이 위치하여 유압차가 발생시 선택적인 개폐작용이 이루어지도록 되어 있다.

상기한 플런저(9)(10)와 또다른 플런저(11)(12)는 각각 그 사이에 탄성부재(16)(17)가 위치하여 상호간 일정한 거리를 띄우도 있도록 설치됨으로서 좌측챔버(7)와 우측챔버(8)는 각각 2개의 압력실(18)(19)(20)(21)을 형성하고 있다.

상기한 내향 플랜지(6)의 양측단에는 탄성부재(22)(23)에 의해 탄지된 시이트(24)(25)가 위치하고 있는데, 이 시이트(24)(25)의 내측으로 볼(14)(15)을 가압하고 있는 탄성부재(26)(27)가 설치되어 있으며, 이들 볼(14)(15)의 외측방향으로 각각 피스톤(28)(29)이 위치하고 있다.

이 피스톤(28)(29)은 시이트(24)(25)를 각각 관통하여 이동할 수 있도록 되어 있으며, 상기한 통로(13)상에 위치하는 피스톤(30)과 동일축상에 배치되고 있다.

상기한 압력실(18)(20)은 각각 플런저(9)(11)에 뚫려진 통로(31)(32)를 통하여 압력실(19)(21)과 연통하도록 되어 있으며, 이들 통로(31)(32)의 외측단에는 볼(33)(34)이 위치하여 탄성부재(35)(36)에 의해 지지되고 있다.

이들 탄성부재(35)(36)는 상기한 탄성부재(16)(17)에 의해 지지되는 시이트(37)(38)에 일측단이 지지되어 볼(33)(34)을 가압할 수 있도록 되어 있다.

상기한 내향 플랜지(6)에는 바이패스 로(39)(40)가 뚫려져 유압실(4)의 좌우측 유압실(4a)(4b)과 연통하도록 되어 있다.

한편 상기한 유압실(4)과 연통하는 유압제어부(B)는 솔레노이드 밸브(41)(42)에 의해 구동하는 방향전환 밸브(43)를 포함하고 있다.

이 방향전환밸브(43)는 좌우측 유압실(4a)(4b)과 연통하는 포트(44)(45)를 보유하고 있으며, 2개의 고압측포트(46)(47)와 1개의 저압측 포트(48)를 갖고 있다.

도면중 미설명 부호 49는 외부의 기구적 수단에 설치되는 연결부재를 지칭한다.

상기한 실시예의 연속위치 제어장치는, 유압 제어부(B)의 위치검출수단 및 제어수단의 출력이 없는 상태에서는 방향전환밸브(43)의 2개 랜드가 포트(48)를 중심으로 좌우측에 위치하는 상태가 되므로 고압축 라인과 연결되는 포트(46)(47)와 가변부(A)로 연결되는 포트(44)(45)가 연통하여 고압의 유체는 좌우측 유압실(4a)(4b)에 동일한 압력으로 작용하게 된다.

따라서 이동코어(3)는 중립의 위치에 있게 되고, 또 좌우측 유압실(4a)(4b)에 존재하는 압력유체는 바이패스로(39)(40)를 통하여 통로(13)에 전달되는데, 이 통로(13)에는 피스톤(30)이 위치하여 있게 되므로 이 피스톤(30)의 좌우에도 동일 압력이 작용하여 평형상태를 이루게 된다.

이러한 상태에서 연결부재(49)와 연결되어 있는 기구적 수단(도시생략)에 외력이 가하여져 우측으로 이 동력을 받게되면, 이동코어(3)가 우측으로 이동하려는 힘을 받게 되므로 우측 챔버(8)내에 유체가 가압되어 좌측챔버(7)에 비하여 우측챔버(8)내의 압력이 높은 상태가 된다.

이때 우측챔버(8)내의 압력은 결국 볼(15)에 가하여지게 되므로 이 볼(15)은 통로(13) 선단에 밀착하여 유체의 유입을 차단하게 된다.

따라서 이동코어(3)는 이동하지 못하게 되므로 연결부재(49)와 연동가능하게 설치된 기구적 수단은 위치변환가 이루어지지 않게 된다.

반대로 기구적 수단이 좌측으로 이동력이 가하여져도 상기한 바와 같은 동일작용에 의해 이동코어(3)는 이동하지 않게 된다.

이와 같은 상태에서 연결부재(49)를 우측으로 이동시켜 이와 연결되어 있는 기구적 수단의 상대위치를 가변시키고자 할 때에는 솔레노이브 밸브(41)를 작동시켜 방향전환밸브(43)의 랜드를 우측으로 이동시키게 되면, 제2도에 도시한 바와 같이 고압측 라인과 연결되는 포트(46)와 가변부(A)로 연결되는 포트(44)가 연통하는 상태가 되고, 저압측 라인과 연결되는 포트(48)는 가변부(A)로 연결되는 또다른 포트(45)와 연통하여 좌측 유압실(4a)에는 과압이 가하여지고, 우측 유압실(4b)에는 저압이 가하여지게 된다.

이러한 상태가 되면 피스톤(30)의 좌측에 가하여지는 압력이 우측에 가하여지는 유압보다 큰 사애에 이르게 되므로 볼(15)을 미리 힘에 커져 탄성부재(27)가 압축되면서 피스톤(29)이 우측으로 이동하게 된다.

이때 피스톤(29)은 시이트(25)에 안내되어 이탈되지 않는 상태로 되면서 우측챔버(8)의 유압실(20)에 있는 유체가 통로(32)에 위치하여 있는 볼(34)을 밀면서 인접하여 있는 유압실(21)로 흐르게 된다.

이때 탄성부재(17)가 함께 압축되면서 시이트(38)가 밀려나게 되는데, 이러한 작용은 좌측챔버(7)에 저압이 가하여지는 경우 동일한 작용이 이루어진다.

이러한 작용이 이루어질 때 이동코어(3)의 외향 플랜지(5)에도 고압이 작용하게 되므로 결국 이동코어(3)는 고압이 가하여지는 반대측으로 이동을 하게 된다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도로서, 상기한 실시예의 구성과 다른점은 이동코어의 행정을 길게하기 위하여 3개의 압력실을 형성하고 있는 것이다.

즉 상기한 제1실시예의 제어장치를 비교하여 알 수 있듯이 유압실(18)과 유압실(19), 그리고 유압실(20)과 유압실(21) 사이에 1개의 유압실(50)(51)을 각각 설치한 구성이 다른점이다.

그리고 플런저(9)(10)와 또다른 플런저(11)(12) 사이에는 새로운 플런저(52)(53)가 설치되어 좌우로 이동할 수 있도록 되어 있다.

상기한 플런저(9)(11)와 새로운 플런저(52)(53)와의 사이에는 탄성부재(54)(55)가 설치되어 있으며, 이 탄성부재(53)(54)의 일단은 시이트(55)(56)에 지지되고 있는데, 이 시이트(55)(56)의 내측으로 피스톤(57)(58)이 위치하여 이동할 수 있도록 되어 있으며, 이 피스톤(57)(58)은 플런저(9)(11)의 통로(31)(32)에 위치한 볼(59)(60)과 접촉하여 탄성부재(61)(62)의 탄성력을 받도록 되어 있다.

그리고 하우징(2)에 뚫려져 있는 통로(63)는 이곳을 통하여 들어오는 압력유체가 플런저(52)(53)를 가압할 수 있도록 연통하고 있으며, 이동코어(3)에는 통로(64)가 뚫려져 플런저(9)(11)에 오일 압력을 가할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 위치제어장치에 있어서도 상기한 제1실시예의 제어장치와 동일한 작용을 갖게 되는데, 2개의 플런저(9)(52)나 또다른 2개의 플런저(11)(53)가 이동한 거리만큼 이동코어(3)가 이동할 수 있으므로 더욱 긴행정을 얻을 수 있는 이점이 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 연속위치 제어장치는, 2개 또는 3개의 플런저를 이용하여 이동코어의 행정을 크게 하도록 함으로서 보다 큰 행정을 갖는 위치제어 장치에 사용할 수 있다.

Claims (2)

1. 위치검출 수단과 제어수단에 의해 작동하여 고압측 유압리인과 저압측 유압라인으로부터 전달되는 유압을 선택하는 방향전환밸브(43)를 포함하여 이루어지는 유압 제어부(B)와, 이동코어(3)의 외향 플랜지(5)에 의해 분리되는 좌우측 유압실(4a)(4b)로 유입하는 상기한 선택 유압과 이동코어(3)의 중앙에 뚫려진 통로(13)에 배치된 피스톤(30)의 양측면으로 공급되는 선택 유압의 차이에 의해, 좌우측 챔버(7)(8)에 설치되는 다수개의 압력실(18)(19)(20)(21)(50)(51)에 고압의 압력이 순차적으로 유입하여 플런저(9)(10)(11)(12)(52)(53)을 이동시켜 상기한 이동코어(3)의 축방향 이동을 가능하게 하는 가변부(A)와로 구성됨을 특징으로 하는 연속위치 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 압력실은 2개 이상 설치됨을 특징으로 하는 연속위치 제어장치.