KR100212646B1 - 액츄에이터 조작신호 감지장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엑츄에이터 조작신호 감지장치에 관한 것으로, 특히 2이상의 엑츄에이터를 갖는 유압시스템에 적용되어 엑츄에이터의 단독조작과 복합조작여부를 감지할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 액츄에이터 조작신호 감지장치는, 2이상의 엔츄에이터와, 이 각 엑츄에이터로의 유량과 방향을 결정하는 콘트롤밸브를 구비한 유압시스템에 적용되는 엑츄에이터 조작신호 감지장치에 있어서, 각 콘트롤밸브와 직결되며 상기 각 콘트롤밸브의 스풀이동에 따라 각 내부유로가 개방상태 및 오리피스상태로 절환되는 보조밸브와, 각 보조밸브를 직렬로 통과하는 유로와, 이 유로중의 적어도 하나 이상의 소정 위치의 압력을 검출하기 위한 수단을 구비하여 구성된다.
Description
제1도는 종래의 엑츄에이터 조작신호 감지장치를 설명하기 위한 개략적인 유압시스템을 도시하는 유압회로도.
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 엑츄에이터 조작신호 감지장치를 설명하기 위한 개략적인 유압시스템을 도시하는 유압회로도.
제3도는 제2도에서 각 엑츄에이터의 조작상태에 따른 검출압력값의 변화를 나타내는 유압회로도로써,
제3(a)도는 두 엑츄에이터 중 어느 것도 조작되지 않는 상태를 나타내는 유압회로도.
제3(b)도는 두 엑츄에이터 중 어느 하나가 조작되는 상태를 나타내는 유압회로도.
제3(c)도는 두 엑츄에이터 중 다른 하나가 조작되는 상태를 나타내는 유압회로도.
제3(d)도는 두 엑츄에이터가 모두 동시에 조작되는 상태를 나타내는 유압회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
P : 유압펌프 T : 탱크
1a,1b : 엑츄에이터 3a,3b : 콘트롤밸브
5a,5b : 보조밸브 7 : 유로
본 발명은 엑츄에이터 조작신호 감지장치에 관한 것으로, 특히 2이상의 엑츄에이터를 갖는 유압시스템에 적용되어 엑츄에이터의 단독조작과 복합조작여부를 감지할 수 있는 장치에 관한 것이다.
종래 엑츄에이터의 조작여부를 감지하기 위해서는 엑츄에이터의 콘트롤밸브를 통과하는 유로의 압력을 검출하였다.
즉, 제1도에 도시된 것과 같이, 두개의 엑츄에이터(101a 및 101b)의 각 콘트롤밸브(103a,103b)와 직결되어 각 콘트롤밸브(103a,103b)내의 스풀이동에 따라 내부유로가 개방 및 차단되는 보조밸브(105a,105b)가 설치되고, 이 보조밸브(105a,105b)들을 직렬로 통과하는 유로(107)가 설치되었다. 유로(107)의 일단은 유압펌프(P)와 연결되고 타단은 탱크(T)와 연결되었다. 보조밸브(105a,105b)의 내부유로는 각 콘트롤밸브(103a,103b)의 스풀 중립시 개방되고, 스풀 이동시 폐쇄되도록 설계되었다.
이와 같이 구성된 유압시스템에서 엑츄에이터(101a 및 101b)의 조작여부를 감지하기 위해서는, 전술한 유로(107)중의 소정위치, 즉A지점(펌프(P)와 보조밸브(105a)사이의 지점과 B지점(보조밸브(105a)와 보조밸브(105b)의 사이의 지점)의 압력(PA및 PB)을 검출하였다. 즉, 엑츄에이터(101a)조작시 콘트롤밸브(103a)의 스풀이동에 의해 이와 직결된 보조밸브(105a)의 내부유로가 차단되므로 압력(PA)가 상승되고, 엑츄에이터(101b)조작시 콘트롤밸브(103b)의 스풀이동에 의해 이와 직결된 보조밸브(105b)의 내부유로가 차단되므로 압력(PB)가 상승되었다.
이와 같은 작동을 더욱 세분하여 엑츄에이터(101a 및 101b)의 각 작동상태에 따른 압력(PA및 PB)을 표 1을 참조하여 살펴보겠다. 이하의 설명에서 0의 값은 보조밸브(105a,105b)의 내부유로가 개방되었음을 의미하는 상대적으로 작은 압력값을 의미하고, 1의 값은 보조밸브(105a 및105b)의 내부유로가 차단되었음을 의미하는 상대적으로 높은 압력값을 의미한다.
(1) 엑츄에이터(101a 및 101b)가 모두 조작되지 않는 상태: 보조밸브(105a,105b)의 각 내부유로들은 모두 개방된 상태이므로, 압력(P및 P)는 모두0의 값을 갖는다.
(2) 엑츄에이터(101a)가 단독으로 조작되는 상태: 보조밸브(105a)의 내부유로는 차단되고 보조밸브(105b)의 내부유로는 개방된 상태이므로, 압력(P)는 1의 값을 갖고 압력(P)는 0의 값을 갖는다.
(3) 엑츄에이터(101b)가 단독으로 조작되는 상태: 보조밸브(105a)의 내부유로는 개방되고 보조밸브(101b)의 내부유로는 차단된 상태이지만, 보조밸브(101b)의 내부유로 차단은 두 지점(A 및 B)에 모두 영향을 미치게 되므로, 압력(P및 P)는 모두 1의 값을 갖는다.
(4) 엑츄에이터(101a 및 101b)가 복합 조작되는 상태: 보조밸브(105a 및 105b)의 각 내부유로는 모두 차단된 상태이므로, 압력(P및 P)는 모두 1의 값을 갖는다.
즉, 위와 같은 종래의 방법으로는, 두엑츄에이터(101a 및 101b)중 어느 하나 이상이 조작되고 있는 상태와 어느 것도 조작되고 있지 않는 상태는 감지할 수 있었지만, 단독조작과 복합조작 여부는 감지할 수가 없었다. 예를 들어, 엑츄에이터(101b)가 단독조작되고 있는 상태와 두 엑츄에이터(101a 및 101b)가 복합조작되고 있는 상태는 두 압력값(P및 P)이 모두1이 되기 때문에 서로 구별되어지지 않았다.
따라서,본 발명의 목적은, 2이상의 엑츄에이터를 갖는 유압시스템에 적용되어 엑츄에이터의 단독조작과 복합조작여부를 감지할 수 있는 엑츄에이터 조작신호 감지장치를 제공하는 것에 있다.
전술한 본 발명의 목적은,2이상의 엑츄에이터와, 이 각 엑츄에이터로의 유량과 방향을 결정하는 콘트롤밸브를 구비한 유압시스템에 적용되는 엑츄에이터 조작신호 감지장치에 있어서, 상기 각 콘트롤밸브와 직결되며 상기 각 콘트롤밸브의 스풀이동에 따라 각 내부유로가 개방상태 및 오리피스상태로 절환되는 보조밸브; 상기 각 보조밸브를 직렬로 통과하는 유로, 상기 유로의 일단은 유압펌프와 연결되고 타단은 탱크와 연결됨; 및 상기 유로중의 적어도 하나 이상의 소정 위치의 압력을 검출하기 위한 수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 엑츄에이터 조작신호 감지장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 전술한 보조밸브 중 어느 하나의 내부유로는, 해당 콘트롤밸브의 스풀중립시 오리피스상태가 되고 스풀이동시 개방상태가 되며, 다른 하나의 내부유로는 해당 콘트롤밸브의 스풀중립시 개방상태가 되고 스풀이동시 오리피스상태가 되도록 설계된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 전술한 유로 중 전술한 보조밸브들의 사이에 오리피스가 설치되고, 전술한 소정 위치는 이 오리피스 통과전 및 통과후의 소정 위치로 한다.
이하, 첩부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 엑츄에이터 조작신호 감지장치를 설명하기 위한 개략적인 유압시스템을 도시하는 유압회로도이다.
도시된 것과 같이, 두개의 엑츄에이터(1a 및 1b)의 각 콘트롤밸브(3a 및 3b)와 직결되어 각 콘트롤밸브(3a,3b)내의 스풀이동에 따라 내부유로가 개방상태 및 오리피스상태로 절환되는 보조밸브(5a)및 (5b)가 설치되고, 이 보조밸브(5a,5b)들을 직렬로 통과하는 유로(7)가 설치된다. 이 유로(7)의 일단은 유압펌프(P)와 연결되고 타단은 탱크(T)와 연결된다. 두 보조밸브(5a,5b)중, 보조밸브(5a)의 내부유로는 해당 콘트롤밸브(3a)의 스풀 중립시 오리피스상태(A)로 되고 스풀 이동시 개방상태가 되도록 설계되며, 보조밸브(5b)의 내부유로는 해당 콘트롤밸브(3b)의 스풀 중립시 개방상태로 되고 스풀 이동시 오리피스 상태(A)가 되도록 설계된다. 즉, 본 실시예에서의 유압시스템은, 유압펌프(P)로 부터 유로(7)를 통해 보조밸브(5a)와 보조밸브(5b) 및 탱크(T)의 순서로 직렬 연결된다.
한편, 전술한 유로(7)중, 전술한 보조밸브(5a,5b)들의 사이에는 오리피스(A)가 설치되며, 이 오리피스(A)의 통과전과 통과후의 두 위치(S 및 D)에 압력검출수단(9a 및 9b)이 설치되어 두 위치(S 및 D)에서의 압력(P및 P)이 검출된다.
바람직하기로는 유압펌프(P)와 보조밸브(5a)의 사이에도 오리피스(A)가 설치되어, 스풀 중립시와 스풀 이동시(즉, 엑츄에이터 조작시와 비조작시)의 상대적인 압력의 차이가 커지도록 한다.
이하, 위와 같이 구성된 본 실시예의 작동을 두 엑츄에이터(1a 및 1b)의 각 작동상태에 따라 세분하여 표 2 및 첨부도면 제3(a)(b)(c)도 및 제3(d)도를 참조하여 설명한다.
표 2중, P,P,P,P,P및 P는 PP,PP및 PP, PP, PP, PP의 관계를 만족시킴
(1) 엑츄에이터(1a 및 1b)가 모두 조작되지 않는 상태: 보조밸브(5a)의 내부유로는 오리피스상태(A)이므로 압력(P)는 오리피스(A)에 의해 정해지는 소정의 압력값(P)을 갖는다. 그리고, 보조밸브(5b)의 내부유로는 개방상태이므로 압력(P)는 0의 값을 갖는다(제3(a)도 참조).
(2) 엑츄에이터(1a)가 단독으로 조작되는 상태: 보조밸브(5a)의 내부유로는 개방되고 보조밸브(5b)의 내부유로도 개방되므로, 압력(P)는 소정의 압력값(P)를 갖고 압력(P)는 0의 값을 갖는다. 이 때, 압력(P)는 보조밸브(5a)의 배부유로가 개방됨으로 인해 오리피스(A)를 통과하기 전의 유량이 증가되므로 압력값(P)는 전술한 (1)상태에서의 압력값(P)에 비해서는 다소 큰 값을 갖는다(제3(b)도 참조).
(3) 엑츄에이터(1b)가 단독으로 조작되는 상태: 보조밸브(5a)의 내부유로는 오리피스상태(A)가 되고 보조밸브(5b)의 내부유로도 오리피스상태(A)가 되므로, 압력(P)는 오리피스(A), 오리피스(A) 및 오리피스(A)에 의해 정해지는 소정의 압력값(P)를 갖고 압력(P)는 오리피스(A) 및 오리피스(A)에 의해 정해지는 소정의 압력값(P)를 갖는다.
이 때, 압력(P)는 전술한 (1)상태와 비교하여 볼 때, 오리피스(A)가 더 작용하고 있으므로 (1)상태에서의 압력값(P)에 비해 다소 큰 값을 갖는다. 그리고, 전술한 (2)상태에서의 압력값(P)와의 차이는 확인되지 않는다. 한편, 압력(P)는 전술한 (1)상태 및 (2)상태에 비해 오리피스(A)가 작용하고 있으므로, 소정의 압력값(P)를 갖는 것이다(제3(c)도 참조).
(4) 엑츄에이터(1a 및 1b)가 복합 조작되는 상태: 보조밸브(5a)의 내부유로는 개방되고 보조밸브(5b)의 내부유로는 오리피스상태(A)가 되므로, 압력(P)는 오리피스(A) 및 오리피스(A)에 의해 정해지는 소정의 압력값(P)를 갖고, 압력(P)는 오리피스(A)에 의해 정해지는 소정의 압력값(P)을 갖는다. 이 때, 압력(P)는 오리피스(A) 및 오리피스(A)가 작용함과 동시에 보조밸브(5a)의 내부유로가 개방된 상태이므로 오리피스(A)통과전의 유랑이 증가되기 때문에 압력값(P)는 압력값(P) 및 압력값(P)보다 상대적으로 크고 압력값(P)보다도 상대적으로 큰 값을 갖는다. 한편 압력값(P)는 전술한 (3)상태에 비해 오리피스(A)가 작용하고 있음은 동일하지만 보조밸브(5a)의 내부유로가 개방되어 있으므로 오리피스(A)통과전의 유량이 증가되기 때문에 압력값(P)보다 상대적으로 큰 값을 갖는다.(제3(d)도 참조).
이상 설명된 바를 종합해보면, 압력(P)값이 소정의 기준값(P)보다 상승하게 되면(즉, P, P, P등의 값을 갖게 되면), 무조건 두 엑츄에이터(1a,1b)중 어느 하나 이상이 조작되고 있음을 감지할 수 있으며, 압력(P)값이 소정의 기준값(P)보다 상승하게 되면(즉, P의 값을 갖게 되면), 두 엑츄에이터(1a,1b)가 동시에 복합조작되고 있음을 감지할 수 있는 것이다. 다시 말해서, 압력(Ps)값이 상승하고 압력(P)값이 상승하지 않으면 이는 단독조작을 의미하고, 압력(P)값과 압력(P)값이 동시에 상승하면 이는 복합조작을 의미한다. 물론, 압력(P)값과 압력(P)값이 모두 상승하지 않으면, 두 엑츄에이터(1a,1b)중 어느 것도 조작되지 않고 있음을 의미한다.
이상 설명된 바와 같이 본 발명의 엑츄에이터 조작신호 감지장치에 의하면, 엑츄에이터의 조작여부를 감지할 수 있을 뿐 아니라 단독조작과 복합조작 여부까지 감지할 수 있다, 따라서, 본 발명에 의한 장치는, 좌측주행모터와 우측주행모터의 동시조작 여부가 감지되어야 하는 주행가능한 유압식 건설기계의 주행직진신호 감지장치와, 모든 엑츄에이터의 전부 중립여부가 감지되어야 하는 자동감속(Auto-Deceleration)신호 감지장치등에 효과적으로 적용될 수 있을 것이다.
본 발명에서는 설명의 편의상 2개의 엑츄에이터가 구비된 유압시스템에 대해서만 설명되었지만, 당업계의 전문가라면 2개 이상의 엑츄에이터가 구비된 유압시스템에 있어서도 후술될 본 발명의 특허청구의 범위를 벗어나지 않은 채 용이하게 이를 적용할 수 있을 것이다.
Claims (5)
- 2 이상의 엑츄에이터와, 이 각 엑츄에이터로의 유량과 방향을 결정하는 콘트롤밸브를 구비한 유압시스템에 적용되는 엑츄에이터의 조작 신호 감지장치에 있어서: 상기 각 콘트롤밸브와 직결되며 상기 각 콘트롤밸브의 스풀이동에 따라 각 내부유로가 개방상태 및 오리피스상태로 절환되는 보조밸브; 및 일단은 유압펌프와 연결되고 타단은 탱크와 연결되며 상기 각 보조밸브를 직렬로 통과하는 유로를 구비하며, 상기 보조밸브중의 어느 하나의 내부유로는 이와 직결된 상기 콘트롤밸브의 스풀중립시오리피스상태가 되고 스풀이동시 개방상태가 되며, 다른 하나의 내부유로는 이와 직결된 콘트롤밸브의 스풀중립시 개방상태가 되고 스풀이동시 오리피스상태가 되도록 설계되어 상기 유로중의 하나 이상의 소정 위치에서 압력을 검출하는 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 조작신호 감지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 유압시스템은 상기 유로를 통해 상기 유압펌프로부터 상기 어느 하나의 보조밸브, 상기 다른 하나의 보조밸브 및 상기 탱크의 순서로 직렬로 연결됨을 특징으로 하는 엑츄에이터 조작신호 감지장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두 보조밸브들의 사이의 상기 유로 중에 오리피스가 설치되고, 상기 소정 위치는 상기 오리피스 통과전 및 통과후의 소정 위치인 것을 특징으로 하는 엑츄에이터 조작신호 감지장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유압펌프와 상기 어느 하나의 보조밸브 사이의 상기 유로 중에 오리피스가 설치됨을 특징으로 하는 엑츄에이터 조작신호 감지장치.
- 제3항에 있어서, 상기 유압펌프와 상기 어느 하나의 보조밸브 사이의 상기 유로 중에 오리피스가 설치됨을 특징으로 하는 엑츄에이터 조작신호 감지장치.
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