KR100414710B1

KR100414710B1 - 유체제어기

Info

Publication number: KR100414710B1
Application number: KR10-1998-0020824A
Authority: KR
Inventors: 왕 진보; 멜빈 할스타드 도날드
Original assignee: 이턴 코포레이션
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2004-03-31
Also published as: JP4122468B2; CN1133019C; JPH11171033A; DE69807011T2; EP0882638B1; DE69807011D1; CN1201924A; EP0882638A1; US5819532A; KR19990006689A

Abstract

유체 제어기(17)는 동적 로드감지 및 흐름 증폭형으로 구성되며, 주 가변 흐름제어 오리피스(43) 및 유량계(37)를 갖는 주 유로(35, 39)를 포함한다. 해당 제어기 밸브를 중립위치로 부터 작동위치(도 5)에 둠에 따라, 동적신호 유체가 상기 제어기의 로드감지 포트(29)로 들어가 상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43)의 개방전 유량계(37)를 통과해 흐른다. 본 발명에 따르면, 상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43)가 개방되는 순간 닫히는 통상의 로드감지 드레인 오리피스(LD1)에 덧붙여, 상기 유량계(37) 상류측의 유압형성을 방지하기 위하여, 상기 오리피스(43) 및 증폭 오리피스(50) 개방 후 에도 얼마동안 그 개방상태를 유지하는 로드감지 드레인 오리피스(LD2)가 제공된다. 결과적으로, 상기 증폭 오리피스(50)가 개방될 때까지 상기 유량계(37)를 통한 유체흐름은 없으며, 또한, 작업자에게 있어서는 상기 흐름 증폭 성능이 순간적으로 나타나게 된다.

Description

유체제어기

본 발명은 유체 제어기(fluid controller)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 동적 로드신호형(dynamic load signal type) 및 흐름 증폭형(fluid amplifica- tion type)의 두가지 모두로 된 제어기에 관한 것이다.

상기 유체 제어기는 일반적으로, 차량펌프 같은 고압 유체 공급원으로부터 차량 조향 실린더(steering cylinder)등의 유압 작동장치(fluid pressure operated device)로 향하는 유체 흐름을 제어하는 데 사용되며, 조향 제어유닛(Steering Control Unit:SCU)으로 불린다.

흐름 증폭형 유체 제어기는, 본 발명 양수인에게 허여된 한편 여기서 참고문헌으로 인용된 미국특허 제4,759,182호에 기재되어 있다. 흐름증폭형 제어기에 있어서는, 가변 증폭 오리피스(variable amplification orifice)를 포함한 밸브장치가, 유량계를 거쳐 흐르는 주 유로(main flow path)와 병렬로 설치된 증폭 유로를구성한다. 통상, 상기 주 유로는 흡입 포트 및 유량계 사이의 주 가변 유체제어 오리피스(A1 오리피스)와 유량계 및 실린더 포트 즉, 상기 조향 실린더와 연결되는 쪽 포트, 사이의 가변 유체제어 오리피스(A4 오리피스)를 포함한다.

전형적인 흐름증폭형 유체제어기의 경우, 상기 가변형 증폭 오리피스(AQ 오리피스)는, 상기 A1 오리피스가 개방을 시작한 다음 열리기 시작한다. 그 이유는 당업자에 잘 알려진 바, 여기서는 그에 관해서 논하지 않는다. 앞서 언급한 바의 오리피스 위상배치는, 비록 조향조작이 시작되는 즉시 상기 흐름증폭 특성이 요구되는 특정 응용분야가 있기는 하지만, 대체로 그 작동에 있어서는 만족스러웠다. 한 예로서, 비동일 면적의 조향 실린더를 갖는 차량을 조향 조작하는 경우(일방향선회시), 해당 실린더의 비동일 면적을 보충하고자 흐름증폭 성능이 이용된다. 당업자라면 이해하겠거니와, 조향 시작과 동시에 완전 작동가능한 흐름증폭 특성("순간-작동(instant-on)" 흐름증폭이라 함)을 가질 필요는, 비교적 큰 조향수정이 가해지는 "워크모드(work mode)" 작동시보다도, 소폭의 조향수정만이 가해지게 되는 수송모드("로딩(loading)")시 주로 발생한다.

흐름 증폭형 유체 제어기 또는 SCU를 사용하는 대개의 차량에 있어서, 조향을 포함한 해당 유압회로는 로드 감지형(road sensing type)으로 되어 있다. 구형의 종래 정적 로드신호 회로를 사용시, 순간작동 흐름증폭이 이루어질 수 있는 것으로 확인되었다. 그러나, 대개의 차량의 경우, 상기 SCU를 포함하는 해당 회로는 "동적 로드신호"형으로 구성되며, 본 발명 양수인에게 양도되고 여기서 참고문헌으로 인용된 미국특허 제4,620,416호에 그 일예가 기재되어 있다. "동적신호" 회로의경우, 소량의 동적신호 유체가 상기 로드신호 회로를 통과하여 일반적으로 SCU내의 A1 오리피스의 하류 쪽에서 상기 주 유로에 연결 연결되도록, 우선로드(priority load)회로로 향하는 일부 유체가 분기되어 상기 로드감지 회로에 능동적으로 "공급된다". 따라서, 유체 공급원(펌프 또는 우선밸브 등)의 감응성을 향상시키기 위하여, 동적 신호회로는 정적 로드신호 압력을 갖기보다는 흐름신호를 이용한다.

흐름 증폭성을 갖는 동적신호 SCU의 경우, 비록 상기 A1, A4 및 AQ 오리피스가 개방되기 전이라도, 유량계를 지나 상기 조향 실린더로 빠져나가는 상기 로드감지 회로를 통과하는 일정량의 동적신호 흐름이 있게 된다. 결과적으로, 동적신호 유체의 흐름으로 인해, 또한, 이들 모든 유체가 유량계를 통과하고, 조향동작이 일어나되 흐름증폭이 없기 때문에, 전형적 SCU상에 있어서의 조향륜은 대략 7rpm 정도로 한정 회전하게 된다. 다시 말하자면, 상기 SCU의 작동관점에 있어서, 그 흐름 증폭율은 바람직한 흐름 증폭율(즉, 1.8:1 또는 2.2:1 등)에 못미치는 1:1이다.

따라서, 본 발명의 목적은 흐름 증폭성을 갖되 그 증폭성이 조향동작의 시간과 거의 동시에 발휘되는 개선된 동적 신호형 유체 제어기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적들은, 동적로드신호의 변동에 따라 상기 제어기로의 유체공급을 변화시키기 위한 압력 감응수단을 포함한 고압유체 공급원으로부터 유압 작동장치로 향하는 유체를 제어하는 개선된 유체 제어기를 제공함으로써 달성된다. 상기 제어기는 유체공급원과의 연결을 위한 흡입 포트를 포함하는 하우징수단과, 유압 작동장치와의 연결을 위한 제 1 및 제 2 유체제어 포트와, 상기 동적 로드신호와의 연결을 위한 로드감지포트를 포함한다. 상기 하우징에는 밸브가 구비되어 중립위치와, 해당 하우징수단 및 밸브수단이 상호 협력하여 상기 흡입 포트로부터 제 1 유체제어 포트까지의 주 유로 및 이 주 유로와 평행으로 된 증폭 유로를 형성하는 적어도 하나의 작동위치를 갖는다. 상기 주 유로에는 주 가변 유체제어 오리피스 및 유량계가 포함되는 한편, 상기 증폭 유로는 가변 증폭 오리피스를 포함하는 바, 밸브수단이 중립위치에서 작동위치로 바뀔때, 주 가변 유체제어 오리피스 및 가변 증폭 오리피스가 개방되기에 앞서 동적 로드신호 유체가 상기 로드감지 포트로 들어가 주 유로 및 유량계를 통과해 흐르게 된다.

상기 개선된 유체 제어기는, 적어도 주 가변 흐름제어 오리피스 및 가변 증폭 오리피스가 개방될 때까지는, 로드감지 포트로부터 주 유로까지의 동적 로드신호의 유체흐름으로 인해 유량계 상류측 상기 주 유로내에서 유압이 형성되는 것을 방지하는 특징이 있다. 결과적으로, 상기 주 가변 흐름제어 오리피스 및 가변 증폭 오리피스가 모두 개방될 때까지 고압유체는 상기 유량계를 통과해 흐르지 않는다. 즉, 차량 운전자들은 상기 흐름 증폭성능이 "순간적으로" 발휘됨을 느끼게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 포함하는 동적 로드감지, 흐름 증폭형 유압식 조향 시스템의 유압계통도,

도 2는 본 발명을 포함한 유체제어기의 주 밸브 부재에 대한 레이아웃 (layout) 평면도,

도 3은 상기 도 1과 동일한 척도로서, 본 발명 유체제어기의 추적밸브 부재에 대한 레이아웃 평면도,

도 4는 중립상태에서의 상기 주 밸브 및 추적 밸브 부재를 나타낸 일부 절취 확대도,

도 5는 상기 도 4와 유사하나 상기 중립위치로부터 옮겨진 상태의 밸브구조를 나타낸 일부절취 확대도,

도 6은 본 발명 밸브구조에 있어서 다양한 오리피스별 변위와 흐름단면적의 상호관계를 나타낸 그래프,

도 7은 본 발명을 선행기술과 비교할 때, 조향속도(rpm)와 흐름증폭율의 상호관계를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 펌프 13: LSPV

15: 조향 실린더 17: 유체 제어기

21: 흡입 포트 23: 복귀 포트

29: 로드신호 포트 33: 제어흐름 포트

37: 유량계

LD1,LD2: 가변 로드감지 드레인 오리피스

R: 유체 탱크

도면에 관해 언급하자면, 이들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아님을 우선 밝혀두는 바이며, 도 1은, 본 발명에 따라 제작된 유체제어기를 포함한 동적 로드 신호형 차량용 유압식 조향 시스템의 개략도이다. 상기 시스템은 앞서 언급한 미국 특허 제4,620,416호에 의거 제작해도 무방하므로 이하에서는 간단히 설명한다.

상기 시스템은, 변위 고정형 펌프(fixed displacement pump)로 도시된 유체펌프(11)와, 파일럿(pilot)작동되며 참조번호 '13'으로 표시된 로드감지 선행흐름 제어밸브(Load Sensing Priority flow control Valve:LSPV)를 포함한다. 상기 LSPV(13)는,

(1) 유체작동 조향 실린더(15), 및 참조번호 '17'로 표시된 유체제어기 또는, SCU를 포함하는 주 회로와;

(2) 참조번호 '19'로 표시된 개방 중앙보조회로 사이에서, 상기 펌프(11)로부터의 유체흐름을 분배한다.

역시 도 1에 따르면, 상기 유체제어기(17)는 흡입포트(21), 복귀포트(23)(시스템 탱크(R)와의 연결을 위함), 및 상기 조향 실린더(15) 반대측에 연결된 한쌍의 제어(실린더)포트(25,27)를 갖는 하우징(20)(도 1에서는 개략적으로만 나타냄)을 포함한다. 상기 제어기(17)는 또한, 동적 로드감지 관련분야의 당업자에게 잘 알려진 방법에 의하여, 역시 상기 LSPV(13)의 제어흐름(CF)포트(33)와 이어진 동적 로드신호 라인(31)에 연결된 로드신호 포트(29)를 포함한다.

상기 LSPV(13)는, 본 발명의 양수인에게 양도되고 여기서 참고문헌으로 인용되는 미국특허 제4,043,419호에 기재된 형식이어도 무방하다. 이어지는 상세한 설명 및 첨부 특허청구범위에 있어서, 상기 펌프(11) 및 LSPV(13)는 함께 유체 공급원을 구성하는 것으로 이 유체 공급원은 "유체공급을 변화시키기 위한 압력감응 수단" 또는 기능적으로 동일한 수단을 갖는다. 다시 말하면, 상기 "유체 공급원"은, 로드신호에 따라 상기 유체 공급원으로 부터의 출력을 변화시키기 위한 수단을 구비하는 한, 펌프만을 뜻하거나 또는 펌프 및 LSPV의 조합을 의미할 수도 있다.

본 발명의 주제가 되는 실시예의 경우, 상기 LSPV(13)는, 단순한 "정적"로드신호 즉, 정적 압력보다는, "동적" 로드신호 즉, 해당 로드신호 라인을 따라 흐르는 실제흐름이 있는 경우의 로드신호를 제공하는 형태로 되어 있다. 따라서, 상기 LSPV(13)로부터 상기 유체 제어기(17)의 흡입 포트(21)로 향하는 유체 일부가 상기 CF 포트(33)에서 분기되어 상기 동적 신호 라인(31)을 통해 흐르게 되어 상기 로드 신호 포트(29)에서 제어기(17)내로 들어간다.

여기서, 역시 제 1도를 참조로 하여 상기 유체 제어기(17)를 더욱 상세히 명한다. 조향 동작시에 있어서, 유체 제어기(17)는 흡입 포트(21) 및 유량계(37) 사이를 연결하는 유로(35)와, 유량계(37)에서 유체제어 포트(25)로 연결되는 유로 (39)를 형성한다. 조향 실린더(15)로부터 토출된 유체는 상기 제어 포트(27)를 통해 복귀하며, 이어서, 유로(41)를 거쳐 복귀 포트(23)로 흐른다. 유로(35)는 주 가변 유체흐름 제어 오리피스(43)(A1 오리피스)를 포함하며, 상기 유로(39)는 가변 흐름제어 오리피스(45)(A4 오리피스)를 포함한다. 상기 복귀유로(41)는 또한 가변 흐름제어 오리피스(47)(A5 오리피스)를 포함한다. 상기 유로(35,39)의 경우, 비록 상기 유로(41)를 포함하는 의미로 이해되고는 있지만, "주 유로"로서 자주 인용된다.

상기 주 유로(35, 39)와 평행으로, 가변 증폭 오리피스(50)(AQ 오리피스)를 포함하는 증폭 유로(48)가 형성되어 있다. 증폭 유로(48)는 일반적으로, 미국특허 제4,759,182호에 기재된 바대로, 상기 A1 오리피스(43) 상류측 주 유로와 A4 오리 피스(45)의 하류측 주 유로를 연결한다.

상기 유로(35)는 또한 가변 로드신호 오리피스(51)를 포함한 로드신호 회로 (49)에 의하여 로드감지 포트(29) 및 복귀 포트(23)와도 연결되어 있다. 상기 회로 (49)는 A5 오리피스 하류측 복귀 유로(41)와 이어진 드레인 라인(drain line)(53)으로 연결되어 있다.

제 2도를 주로 하여 설명하자면, 유체 제어기(17)의 밸브구조는, 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 참조번호 '55'로 표시된 회전가능한 주 밸브 부재("스풀 (spool)")를 포함한다. 상기 스풀 밸브(55)는, 환형 홈(57) 및 이와 연결된 다수의 축형 슬록(axial slot)(59)을 갖는다. 상기 각각의 축형 슬롯(59) 둘레에 좀더 긴 축형 슬롯(61)이 배치되어 있으며 또한, 이들 각각의 축형 슬롯(59)둘레에 정렬된 보다 더 긴 축형 슬롯(63)이 형성되어 있다. 상기 스풀 밸브(55)상에 있어 상기 환형 홈(57) 우측으로 한쌍의 축형 드레인 슬롯(65)이 형성되며, 이들 각각은 그에 인접한 슬롯(67)을 갖는데, 이들 슬롯(67)은 제 2도에서 그 우측단을 향해 해당 스풀 밸브(55)의 내부와 연통되어 있다. 상기 스풀 밸브(55)의 기타 세부적 구조는 잘 알려져 있는 동시에 본 발명과는 무관한 관계로, 그에 관해서는 더 이상 설명하지 않는다.

여기서, 제 3도에 따르면, 제어기(17)의 밸브구조는 참조번호 '69'로 표시된 상대 회전가능한 추적(follow-up)밸브 부재("슬리브(sleeve)")를 또한 포함한다. 이 슬리브 밸브(69)는 상기 흡입 포트(21)와 연결된 다수의 압력포트(71)를 갖는다. 상기 포트(71) 좌측으로는, 상기 제어용 밸브들(55, 69)간을 상호 연결하며 유량계(37)의 유체 체적실을 펑창 및 축소시키는 다수의 계측 포트(meter port)(73)가 형성되어 있다. 실시예에서 일 예로, 유량계가 6개(N)의 체적실을 가지므로 전체 12개(2N)의 계측 포트(73)가 형성되어 있다. 이들 계측 포트(73) 좌측에는 상기 제어 포트(25)와 연결된 다수의 실린더 포트(75)가 배치되어 있으며, 또 그 좌측으로는, 상기 제어포트(27)와 연결된 다수의 실린더포트(77)가 형성되어 있다.

상기 슬리브 밸브(69)상에는 계측 포트(73) 바로 좌측으로는 환형 로드감지 홈(79)이 배치되고, 슬리브 밸브(69)를 통해 방사상으로 연장되는 다수의 로드감지 구멍(81)이 형성되어 있다. 슬리브 밸브(69) 우측단 쪽으로는 다수의 드레인 구멍 (83)이 배치된 바, 그 기능에 관해서는 이어 설명한다.

제 4도를 주로 설명하자면, 스풀 밸브(55) 및 슬리브 밸브(69)가 각각에 대하여 중립위치(회전시의 중앙)일 경우, 압력 포트(71)는 축형 스롯(59)과의 유체연결이 차단되어 있는 상태이다. 그러나, 이들 각각의 축형 슬롯(59)은 상기 슬리브 밸브(69)상의 로드감지 구멍(81)중 하나와 연결되어 있다. 따라서, 동적 로드신호 유체(31)는 유체 제어기(17)의 로드감지 포트(29)로 들어가서 환형 로드감지 홈 (79)내로 흘러들며, 이어서, 상기 로드감지 구멍(81)을 거쳐 각각의 축형 슬롯(59)내로 유입된다. 동적 신호 유체는 이어 슬롯(59)으로 부터 환형 홈(57) 및 축형 드레인 슬롯(65)내를 차례로 흐르게 된다. 상기 스풀 밸브 및 슬리브 밸브가 제 4도의 중립위치일 경우, 각각의 드레인 구멍(83)은 상기 드레인 슬롯(65) 및 슬롯(67)과 공히 연통된 상태가 된다. 동적 신호 유체는 이후 드레인 슬롯(65)을 거친 다음, 슬리브 밸브(69)내 구멍(83)으로 상승하고, 이어서, 슬롯(67)을 통해 스풀 밸브(55) 내부로 연결되며, 결국에는 복귀 포트(23)로 나오게 된다.

방금 설명한 상기 드레인 경로는 도 1에 개략적으로 나타낸 드레인 라인(53)을 구성하며, 상기 구멍(83) 및 슬롯들(63,67)간 중첩된 유효면적은 가변 로드감지 드레인 오리피스(LD1)(도 1 참조)를 형성한다. 당업자에게 잘 알려져 있는 동시에 제 6도상에 도시된 바와 같이, 드레인 오리피스(LD1)는 스풀 밸브 및 슬리브 밸브가 그 중립위치(제 6도상에서의 변위=0)에 있을 경우 최대 흐름 단면적을 갖는다. 이들 스풀 밸브(55) 및 슬리브 밸브(69)가 중립으로부터 회전하게 되면, 일 예로서만 나타낸 본 주요 실시예의 경우, 드레인 오리피스(LD1)가 대략 3°의 변위각으로 닫힐 때까지 상기 오리피스(LD1)의 면적은 줄어든다. 역시 당업자가 잘 알고 있겠거니와, 유체 제어기(17)내 흡입 포트(21)에서의 적정압력(로드압력 + "대기") 형성을 위하여, 상기 로드감지 드레인 오리피스(LD1)는 A1 오리피스(43)가 개방되기 시작하는 시간과 거의 동시에 닫혀야 한다.

역시 제 4도에 따르면, 스풀 밸브(55)상에는 축형 드레인 슬롯(85) 및 그에 인접한 슬롯(87)이 형성되어 있는데, 이 슬롯(87)은 상기 슬롯(67)과 같은 방식으로 스풀 밸브(55) 내부로 이어져 복귀 포트(23)와도 역시 연결된다. 상기 슬리브 밸브(69)에는 슬롯들(85,87)과 중첩된 드레인 구멍(89)이 형성되어 있으며, 상호간 중첩시의 유효 단면적은 가변 로드감지 드레인 오리피스(LD2)를 구성한다. 도 1상에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 상기 오리피스(LD2)는 앞서 언급한 드레인 오리피스(LD1)와 평행을 이루며, 통상 동일기능 즉, 상기 스풀밸브 (55) 및 슬리브 밸브(69)가 중립위치 또는 그 근처에 이를 경우에 있어 동적 신호 유체용 탱크까기의 통로를 제공하는 역할을 한다.

그러나, 본 발명의 일 측면에서 볼 때, 상기 슬릿들(85 및 87) 및 구멍(89)은, 상기 오리피스(LD2)가 오리피스(LD1)에 의하여 제공되는 결과에 비해 매우 상이한 결과를 나타내게 하는 크기 및/또는 간격으로 되어 있다. 여기서, 제 5도 및 6도를 주로 하여 설명하면, 스풀 밸브 및 슬리브 밸브가 약 3°변위(회전각 변위)될 경우, 오리피스(LD1)가 곧 닫히는 반면, 비록 오리피스 단면적이 작고 줄어든 상태이긴 해도, 오리피스(LD2)는 아직 개방상태를 유지한다. 상기 스풀-슬리브의 변위과정에 있어 이처럼 회로내에 오리피스(LD2)가 존재한다는 것은 로드감지 포트 (29)로 유입되는 동적 신호 유체를 위한 복귀 포트(23)에 이르는 통로가 있음을 의미한다. 결과적으로, 상기 유량계(37) 상류측 주 유로(35)내에서 상기 '배경기술'에서 언급한 바와 같은 형태로 유량계(37)를 구동시키는데 충분한 유압형성이 이루어지지 않게 된다.

오리피스(LD1)에 평행한 오리피스(LD2)의 추가로 인한 성능상의 차이는 제 7도의 그래프를 통해 알 수 있다. 제 7도의 그래프에서, "선행기술"로 표기된 전선은, 본 발명과 동일하지만 본 발명에서의 오리피스(LD2)를 갖지 않는 경우의 제어기를 나타낸다. 선행기술의 유체 제어기는 통상의 오리피스(LD1)만을 포함하는 대신, 변위=0에 있어서의 전체 오리피스 단면적이 LD1+LD2의 단면적과 동일한 크기를 갖는다. 다시 말하면, 상기 종래 장치의 경우, 오리피스(LD1)은 상기 슬릿(65,67) 및 드레인 구멍(83)으로 된 세 개 부재의 조합으로 구성된다. 0rpm으로부터 약 7rpm에 이르는 "선행기술" 곡선 부분은 오리피스(LD1)가 차단되었을 때이며, 이때, 압력은 충분히 형성되어 상기 유량계(37)를 앞서 설명한 바의 형태로 구동시킨다.이 시간동안, 증폭율은 단지 1.0:1이며, 해당 조향륜이 약 33rpm으로 되기까지 희망하는 1.5:1의 증폭율은 이루어지지 않는다. 즉, 차량 작업자는 점진적 증폭을 변동에 신경쓰게 된다.

유체 제어기(17)가 상기 오리피스(LD2)를 포함하는 경우로서 제 7도상의 "발명"이라고 표기된 실선에 따르면, 조향륜 속도 0rpm에 있어 흐름증폭율이 1.0:1로 시작하고 있으나, 증폭율은 이후 급격히 상승하는데, 어떠한 조향륜 동작속도 보다 저속인 5rpm의 조향륜 속도로 회전할 때, 그 증폭비가 이미 1.5:1에 이르게 된다. 따라서, 본 발명의 오리피스(LD2)를 추가한 결과로 흐름 증폭율이 "순간-작동"의 특징을 갖는다. 여기서, 유체제어기의 흐름증폭성과 관련하여 쓰이는 상기 "순간-작동"이라는 용어는, 1.0:1로부터 시작되는 증폭율변동을, 최종 비율이 얼마이든간에, 일반적인 운전자가 감지할 수 없음을 의미한다.

당업자라면, 상기 오리피스(LD2)를 추가하는 대신, 제 6도상의 오리피스 (LD2) 단면적을 갖도록 오리피스(LD1)를 3°에서 5°로 단순 "확장"하여, 이론적으로 동일결과를 얻게 됨을 알 수 있을 것이다. 다시 말하면, 중요한 것은 오리피스 배치구조가 아니라 오리피스 단면적 및 적정시간(변위)에 이를때까지 압력형성을 방지할 수 있는 능력이다. 실제에 있어서, 오리피스(LD1)의 구멍형상을 맞출려고 하는 것보다는, 오리피스(LD2)처럼 더 큰 오리피스 또는 구멍을 추가하는 것이 보다 용이하다.

본 발명은 로드신호가 A1 오리피스 바로 하류측 특정위치 예로서, 축형 슬릿 (59)에서 주 유로로 통하는 실시예와 관련하여 설명되었다. 그러나, 당업자라면,본 발명의 범위 내에서 다른 배치구조를 갖는 다양한 로드감지 회로가 있을 수 있음을 인식할 것이다. 본 발명의 핵심은 동적신호 유체가 주 유로로 유입될때 적어도 상기 A1 오리피스 및 AQ 오리피스가 개방될 때까지는 유량계 상류측 해당 주 유로내에서 유체압력이 형성되는 것을 방지하는 수단을 제공하는데 있다.

상기 설명에 있어서는 오리피스(LD2)를 가변형으로 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 오리피스(LD2)는 고정 오리피스일 수도 있으며, 바람직하게는, 상기 AQ 오리피스가 개방되기 시작하는 시점에서 제 6도상의 오리피스 (LD2) 단면적과 거의 동일한 오리피스 단면적을 가지는 것이 좋다. 특정 유체제어기에 대헤 어떤 오리피스 배열이 바람직한지 또는 오리피스 단면적 및 위상 등을 결정하는 것은 당업자로서의 능력범위에 속하는 것으로 믿어진다. 상기 오리피스 (LD2)가 너무 큰 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 해당 제어기의 기본적 작동은 적정 로드신호 형성불가로 인해 나쁜 영향을 받게 될 것이다. 오리피스(LD2)가 너무 작다면, 상기 유량계 상류측에 압력이 형성됨으로써, 해당 제어기 작동은 도 7상의 "선행기술"에 더욱 가까운 양상을 띨 것이다.

이상의 설명을 통해 본 발명을 상세히 설명했으며, 당업자라면 본 명세서를 참조로 다양한 형태의 수정 및 변경이 가능할 것으로 믿어진다. 첨부 특허청구범위에 포함되는 한 상기의 수정 및 변경 역시 본 발명의 권리범위에 포함되는 것임을 밝혀둔다.

상기와 같이, 본 발명의 유체 제어기에 따르면, 조향작동 시작과 거의 동시에 적정 흐름 증폭성능이 확보됨으로써 합리적 유체제어가 가능하게 된다.

Claims

고압 유체 공급원(11, 13)으로부터 유압 작동장치(15)로 향하는 유체흐름을 제어하기 위한 유체 제어기(17)로서; 상기 유체 공급원이 동적 로드신호(31)의 변화에 따라 상기 유체 제어기(17)로의 유체공급을 변화시키기 위한 압력감응 수단(13)을 포함하는 한편,

상기 유체 제어기(17)는 상기 유체 공급원(11, 13)과의 연결을 위한 흡입 포트(21)와, 상기 유압 작동장치(15)와의 연결을 위한 제 1 및 제 2 유체제어 포트(25, 27), 및 상기 동적 로드신호(31)와의 연결을 위한 로드감지 포트(29)를 갖는 하우징 수단(20); 및

상기 하우징 수단에 배치되고, 중립위치와, 상기 하우징 수단(20)과 함께 상기 흡입 포트(21)에서 상기 제 1 유체제어 포트(25)로의 유체흐름을 제공하는 주 유로(35,39)와 상기 주 유로와 평행한 증폭 유로(48)를 형성하는 최소 하나의 동작 위치를 갖는 밸브 수단(55,69)을 포함하고,

상기 주 유로(35,39)에는 주 가변 흐름제어 오리피스(43)와 유량계(37)가 포함되고, 상기 증폭 유로(48)에는 가변 증폭 오리피스(50)가 포함되어, 상기 밸브 수단(55,69)이 상기 중립위치에서 동작위치로 바뀔 때 상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43)와 가변 증폭 오리피스(50)가 개방되기전에, 상기 동적로드 신호 유체가 상기 로드감지 포트(29)에 진입하고 상기 주 유로(35,39)와 상기 유량계(37_를 통해 흐르도록 구성된 유체 제어기(17)에 있어서,

적어도 상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43) 및 가변 증폭 오리피스(50)가 개방될 때까지, 상기 로드감지 포트(29)로부터 상기 주 유로로의 동적 로드신호 유체(31)의 흐름으로 인한 상기 유량계(37) 상류측 주 유로(35, 39)내 유압형성을 방지하기 위한 수단(85, 87, 89)을 포함하고,

상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43) 및 가변 증폭 오리피스(50)가 개방될 때까지 고압유체가 상기 유량계(37)를 통과해 흐르지 않는 것을 특징으로 하는 유체제어기.
제 1항에 있어서, 유체압 형성을 방지하기 위한 상기 수단(85, 87, 89)은 상기 로드감지 포트(29)로부터, 상기 하우징 수단(20)에 의해 특정되고 시스템 유체 탱크(R)로 연결된 유체 복귀 포트(23)로의 유체연결을 제공하는 로드감지 드레인 오리피스(LD2)를 구성하는 상기 밸브 수단(55, 69)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유체제어기.
제 1항에 있어서, 유체압 형성을 방지하기 위한 상기 수단(85, 87, 89)은 상기 로드감지 포트(29)로부터, 상기 유량계(37) 상류측에서 상기 주 유로(35, 39)로의 유체연결을 제공하는 로드감지 경로(51)를 구성하는 상기 밸브 수단(55, 69)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유체제어기.
고압 유체 공급원(11, 13)으로부터 유압 작동장치(15)로 향하는 유체흐름을제어하기 위한 유체 제어기(17)로서; 상기 유체 공급원이 동적 로드신호(31)의 변화에 따라 상기 유체 제어기(17)로의 유체공급을 변화시키기 위한 압력감응 수단(13)을 포함하는 한편,

상기 유체 제어기(17)는 상기 유체 공급원(11, 13)과의 연결을 위한 흡입 포트(21)와, 상기 유압 작동장치(15)와의 연결을 위한 제 1 및 제 2 유체제어 포트 (25, 27), 및 상기 동적 로드신호(31)와의 연결을 위한 로드감지 포트(29)를 갖는 하우징 수단(20)과;

상기 하우징 수단에 배치되고, 중립위치와, 상기 하우징 수단(20)과 함께 상기 흡입 포트(21)에서 상기 제 1 유체제어 포트(25)로의 유체흐름을 제공하는 주 유로(35,39)와 상기 주 유로와 평행한 증폭 유로(48)를 형성하는 최소 하나의 동작 위치를 갖는 밸브 수단(55,69)으로서,

상기 주 유로(35,39)에는 주 가변 흐름제어 오리피스(43)와 유량계(37)가 포함되고, 상기 증폭 유로(48)에는 가변 증폭 오리피스(50)가 포함되어, 상기 밸브 수단(55,69)이 상기 중립위치에서 동작위치로 바뀔 때 상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43)와 가변 증폭 오리피스(50)가 개방되기전에, 상기 동적로드 신호 유체가 상기 로드감지 포트(29)에 진입하고 상기 주 유로(35,39)와 상기 유량계(37_를 통해 흐르도록 하는 밸브 수단(55,69); 및

상기 밸브 수단(55,69)이 중립위치일 경우 최대 흐름 단면적을 갖고 상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43)가 개방되기 시작할 때 거의 닫히도록 설계되고, 상기 로드감지 포트(29)로부터 유체 복귀 포트(23)로의 유체 연결을 제공하는 로드감지드레인 오리피스(LD1,LD2)를 포함하여 구성된 유체 제어기(17)에 있어서,

상기 밸브수단(55, 69)이 상기 중립위치로 부터 상기 작동위치로 바뀔때, 적어도 상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43) 및 가변 증폭 오리피스(50)가 개방될 때까지, 상기 로드감지 드레인 오리피스(LD1, LD2)가 개방상태를 유지할 수 있도록 동작하는 수단(85, 87, 89)을 포함하고,

상기 주 가변 흐름제어 오리피스(43) 및 가변 증폭 오리피스(50)가 개방될 때까지 고압유체가 상기 유량계(37)를 통과해 흐르지 않는 것을 특징으로 하는 유체제어기.