KR100559294B1

KR100559294B1 - 유압 액츄에이터의 속도 제어장치

Info

Publication number: KR100559294B1
Application number: KR1020030008837A
Authority: KR
Inventors: 주영모
Original assignee: 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2006-03-15
Also published as: GB2398363A; ITMI20031264A1; ITMI20031264A0; GB2398363B; KR20040072374A; FR2851016A1; CN1521406A; US6925799B2; JP2005240818A; GB0314023D0; US20040154295A1; DE10327860A1

Abstract

본 발명은 유압 모터와 같은 액츄에이터에 내장되어 액츄에이터에 가해지는 부하를 세분화하고, 액츄에이터의 부하조건에 대응하여 그 회전속도를 조정하여 응답성을 향상시킬 수 있도록한 것으로, 유압원과, 유압원에 접속되어 작동유 공급에 따라 구동하는 액츄에이터와, 유압원과 액츄에이터사이의 유로에 절환가능하게 설치되어 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 방향절환밸브와, 액츄에이터의 공급측유로에 병렬연결된 병렬유로와 액츄에이터사이에 설치되어 액츄에이터의 사판경전각을 제어하는 경전피스톤을 구비하는 유압 액츄에이터의 속도 제어장치에 있어서,

1, 2, 3 구역으로 분리되며 작동유 공급시 구동하여 액츄에이터의 사판경전각을 다단계로 조정하는 다단조정용 경전피스톤과, 병렬유로와 다단조정용 경전피스톤사이의 유로에 절환가능하게 설치되며, 절환시 다단조정용 경전피스톤에 공급되는 작동유를 제어하여 액츄에이터의 회전속도를 다단계로 조정하는 다단조정용 컨트롤밸브를 더 구비한다.

중장비, 유압 액츄에이터, 속도 제어장치, 컨트롤밸브

Description

유압 액츄에이터의 속도 제어장치{velocity control device of hydraulic actuator}

도 1은 종래 기술에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치의 개략도,

도 2는 도 1에 도시된 컨트롤밸브의 확대도,

도 3은 본 발명에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치의 개략도,

도 4는 도 3에 도시된 컨트롤밸브의 확대도,

도 5는 본 발명에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치의 요부발췌확대도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1; 액츄에이터

2; 방향절환밸브

3; 경전피스톤

5; 병렬유로

6; 다단조정용 경전피스톤

7; 다단조정용 컨트롤밸브

8,10; 유로

9,11; 오리피스

R1,R2; 릴리프밸브

본 발명은 유압 모터와 같은 액츄에이터에 내장되어 액츄에이터의 속도를 다단계로 조정할 수 있도록 한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 유압 액츄에이터에 가해지는 부하를 세분화하고, 액츄에이터의 부하조건에 대응하여 그 회전속도를 조정하여 응답성을 향상시킬 수 있도록 한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치에 관한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치는, 유압펌프 등의 유압원과, 유압원에 접속되어 작동유 공급에 따라 회전, 정지 및 역회전을 하게되는 액츄에이터(1)와, 유압원과 액츄에이터(1)사이의 유로에 절환가능하게 설치되어 액츄에이터(1)에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 방향절환밸브(2)와, 액츄에이터(1)의 공급측유로에 병렬연결된 병렬유로(5)와 액츄에이터(1)에 설치되어 액츄에이터(1)의 사판경전각을 제어하는 경전피스톤(3)과, 상기 병렬유로(5)와 경전피스톤(3)사이의 유로에 파일럿 신호압(Pi) 인가시 절환되도록 설치되어 경전피스톤(3)에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브(4)를 구비한다.

도면중 미 설명부호 B는 액츄에이터(1) 회전이 정지된 것을 초기상태로서 탄 성바이어스하는 네가티브방식의 브레이크 장치, R1,R2는 액츄에이터(1)에 과부하 발생시 작동압을 드레인시키는 릴리프밸브이다.

따라서, 상기 유압 액츄에이터의 속도 제어장치는, 유압펌프 등의 유압원으로 부터 토출되는 작동압이 방향절환밸브(2)를 경유하여 액츄에이터(1)에 공급되므로 액츄에이터(1)는 좌측 또는 우측방향으로 회전하게 된다. 이때 액츄에이터(1)의 회전속도를 결정하는 경전피스톤(3)에 작동유가 공급되지않아 액츄에이터(1)는 저속으로 회전하게 된다.

한편, 미도시된 리모트컨트롤밸브(RCV) 조작으로 인해 상기 방향절환밸브(2)와 경전피스톤(3)사이에 설치된 컨트롤밸브(4)에 파일럿신호압(Pi)이 공급되는 경우, 컨트롤밸브(4)는 도 1의 도면상, 좌측방향으로 절환되므로 유압원으로 부터 토출되는 작동유가 컨트롤밸브(4)를 경유하여 경전피스톤(3)에 공급되어 액츄에이터(1)의 사판경전각을 제어함에 따라 액츄에이터(1)는 고속 회전을 하게 된다.

이때, 상기 액츄에이터(1)를 회전시키는 작동유의 압력이 설정된 압력이상인 경우, 컨트롤밸브(4)는 도 1의 도면상, 우측방향 즉, 초기위치로 복귀됨에 따라, 경전피스톤(3)에 공급되는 작동유가 차단되므로 액츄에이터(1)는 저속 회전을 하게 된다.

이와같이, 종래 기술에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치는, 액츄에이터(1)의 회전속도를 최고, 최저의 두 단계로 조정할 수 있도록 셋팅됨에 따라, 액츄에이터(1)의 설정압력을 낮게 셋팅하는 경우 액츄에이터(1)의 효율성이 떨어지 고, 반대로 설정압력을 높게 셋팅하는 경우 고속 회전시 액츄에이터(1)에 과도한 부하가 발생되어 내구성이 떨어져 사용수명이 단축되는 문제점을 갖게 된다.

본 발명의 목적은, 액츄에이터의 설정압력을 세분화하여 부하 및 회전속도를 다단계로 조정할 수 있도록하여 액츄에이터를 효율적으로 활용하고, 고속 회전시 액츄에이터에 가해지는 과부하를 분산시켜 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 유압원과, 유압원에 접속되어 작동유 공급에 따라 구동하는 액츄에이터와, 유압원과 액츄에이터사이의 유로에 절환가능하게 설치되어 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 방향절환밸브와, 액츄에이터의 공급측유로에 병렬연결된 병렬유로와 액츄에이터사이에 설치되어 액츄에이터의 사판경전각을 제어하는 경전피스톤을 구비하는 유압 액츄에이터의 속도 제어장치에 있어서,

작동유 공급시 구동하여 액츄에이터의 사판경전각을 다단계로 조정하는 다단조정용 경전피스톤, 및
외부로부터 공급되는 신호압에 의해 절환되어 경전피스톤에 작동유를 공급하여 액츄에이터를 고속으로 회전시키는 제1구역과, 액츄에이터에 공급되는 작동유의 압력이 1차 설정압력을 초과하는 경우 경전피스톤과 다단조정용 경전피스톤에 작동유를 동시에 공급하여 액츄에이터를 중속으로 회전시키는 제2구역과, 액츄에이터에 공급되는 작동유의 압력이 2차 설정압력을 초과하는 경우 경전피스톤으로부터 작동유를 드레인시켜 액츄에이터를 저속으로 회전시키는 제3구역으로 분리되어 이루어지며, 병렬유로와 다단조정용 경전피스톤사이의 유로에 절환가능하게 설치되며, 절환시 다단조정용 경전피스톤에 공급되는 작동유를 제어하여 액츄에이터의 회전속도를 다단계로 조정하는 다단조정용 컨트롤밸브를 포함하는 유압 액츄에이터의 속도 제어장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 다단조정용 경전피스톤과 다단조정용 컨트롤밸브는 상기 액츄에이터에 내장된다.

삭제

또한, 상기 다단조정용 컨트롤밸브와 다단조정용 경전피스톤사이의 유로와, 다단조정용 컨트롤밸브와 경전피스톤사이의 유로에 각각 설치되는 오리피스를 더 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 유압펌프 등의 유압원과, 유압원에 접속되어 작동유 공급에 따라 회전, 정지 및 역회전되는 액츄에이터(1)와, 유압원과 액츄에이터(1)사이의 유로에 절환가능하게 설치되어 액츄에이터(1)에 공급되는 작동유 흐름방향을 제어하는 방향절환밸브(2)와, 액츄에이터(1)의 공급측유 로에 병렬연결된 병렬유로(5)와 액츄에이터(1)사이에 설치되어 액츄에이터(1)의 사판경전각을 제어하는 경전피스톤(3)을 구비하며, 이들은 도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술과 실질적으로 동일한 것이므로 이하에서 이들의 구성 및 작동의 상세한 설명은 생략하며, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한 것임을 밝혀둔다.

따라서, 본 발명에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치는, 상기 액츄에이터(1)에 내장되어 작동유 공급시 구동하여 액츄에이터(1)의 사판경전각을 다단계로 조정하는 다단조정용 경전피스톤(6)과, 병렬유로(5)와 다단조정용 경전피스톤(6)사이의 유로에 절환가능하게 설치되며, 절환시 다단조정용 경전피스톤(6)에 공급되는 작동유를 제어하여 액츄에이터(1)의 회전속도를 다단계로 조정하는 다단조정용 컨트롤밸브(7)를 더 구비한다.

이때, 상기 다단조정용 컨트롤밸브(7)는, 외부로 부터 공급되는 신호압에 의해 절환되어 경전피스톤(3)에 작동유를 공급하여 액츄에이터(1)를 고속으로 회전시키는 제1구역(Ⅰ)과, 액츄에이터(1)에 공급되는 작동유의 압력이 1차 설정압력을 초과하는 경우 경전피스톤(3)과 다단조정용 경전피스톤(6)에 작동유를 동시에 공급하여 액츄에이터(1)를 중속으로 회전시키는 중립상태의 제2구역(Ⅱ)과, 액츄에이터(1)에 공급되는 작동유의 압력이 2차 설정압력을 초과하는 경우 경전피스톤(3)으로 부터 작동유를 드레인시켜 액츄에이터(1)를 저속으로 회전시키는 제3구역(Ⅲ)으로 분리되어 이루어진 것이다.

한편, 상기 다단조정용 컨트롤밸브(7)와 경전피스톤(3)사이의 유로(10)와, 다단조정용 컨트롤밸브(7)와 다단조정용 경전피스톤(6)사이의 유로(8)에 각각 설치 되어 피스톤(3,6)의 급속한 구동을 방지하는 오리피스(9,11)를 더 포함한다.

이하에서, 본 발명에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치의 작동을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유압펌프 등의 유압원으로 부터 토출되는 작동압이 방향절환밸브(2)를 경유하여 액츄에이터(1)에 공급되므로 유압모터의 액츄에이터(1)는 좌측 또는 우측방향으로 회전하게 된다. 이때 액츄에이터(1)의 회전속도를 결정하는 경전피스톤(3)에 작동유가 공급되지않아 액츄에이터(1)는 저속으로 회전하게 된다.

이때, 미도시된 리모트컨트롤밸브(RCV) 조작으로 인해 파일럿 신호압(Pi)이 상기 다단조정용 컨트롤밸브(7)의 우측단에 공급되어 도 3의 도면상, 좌측방향으로 절환시키는 경우[다단조정용 컨트롤밸브(7)의 제3구역(Ⅲ)상태임], 방향절환밸브(2)를 경유한 작동유가 다단조정용 컨트롤밸브(7)의 제3구역(Ⅲ)을 경유하여 경전피스톤(3)에 공급되어 액츄에이터(1)의 사판경전각을 제어함에 따라 액츄에이터(1)는 고속 회전을 하게 된다. 이때 다단조정용 피스톤(6) 내부의 작동유는 유로(8)를 통하여 유압탱크로 드레인 된다.

한편, 상기 액츄에이터(1)의 고속 회전중 공급되는 작동유의 압력이 1차 설정압력을 초과하는 경우, 다단조정용 컨트롤밸브(7)는 중립위치인 제2구역(Ⅱ)으로 절환됨에 따라, 방향절환밸브(2)를 경유한 작동유는 다단조정용 컨트롤밸브(7)의 제2구역(Ⅱ)을 경유하여 경전피스톤(3)과 다단조정용 피스톤(6)에 동시에 공급되므로 액츄에이터(1)는 중속 회전을 하게 된다.

한편, 상기 액츄에이터(1)에 공급되는 작동유의 압력이 2차 설정압력을 초과하는 경우, 다단조정용 컨트롤밸브(7)는 도 3에 도시된 상태인 제1구역(Ⅰ)으로 절환됨에 따라, 상기 방향절환용밸브(2)를 경유한 작동유는 다단조정용 컨트롤밸브(7)의 제1구역(Ⅰ)을 경유하여 다단조정용 피스톤(6)에 공급되므로 액츄에이터(1)는 저속 회전을 하게 된다. 이때 경전피스톤(3)내부의 작동유는 유로(10)를 통하여 유압탱크로 드레인 된다.

이와같이, 상기 유압 액츄에이터(1)의 설정압력을 다단계로 세분화(일예로서, 고속, 중속 및 저속을 말함)시킴에 따라 액츄에이터(1)에 가해지는 부하압을 분산시켜 내구성을 향상시키며, 액츄에이터(1)의 회전속도를 세분화할 수 있어 효율을 극대화시키며, 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 유압 액츄에이터의 속도 제어장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

액츄에이터의 설정압력을 세분화하여 액츄에이터를 효율적으로 활용하고, 외부에서 가해지는 부하에 대응하여 정밀한 응답성을 확보하며, 고속 회전시 액츄에이터에 가해지는 과부하를 분산시켜 내구성 향상으로 사용수명을 연장시킬 수 있다.

Claims

유압원과, 유압원에 접속되어 작동유 공급에 따라 구동하는 액츄에이터와, 유압원과 액츄에이터사이의 유로에 절환가능하게 설치되어 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 방향절환밸브와, 액츄에이터의 공급측유로에 병렬연결된 병렬유로와 액츄에이터사이에 설치되어 액츄에이터의 사판경전각을 제어하는 경전피스톤을 구비하는 유압 액츄에이터의 속도 제어장치에 있어서:

작동유 공급시 구동하여 상기 액츄에이터의 사판경전각을 다단계로 조정하는 다단조정용 경전피스톤; 및

외부로부터 공급되는 신호압에 의해 절환되어 상기 경전피스톤에 작동유를 공급하여 상기 액츄에이터를 고속으로 회전시키는 제1구역과, 상기 액츄에이터에 공급되는 작동유의 압력이 1차 설정압력을 초과하는 경우 상기 경전피스톤과 상기 다단조정용 경전피스톤에 작동유를 동시에 공급하여 상기 액츄에이터를 중속으로 회전시키는 제2구역과, 상기 액츄에이터에 공급되는 작동유의 압력이 2차 설정압력을 초과하는 경우 상기 경전피스톤으로부터 작동유를 드레인시켜 상기 액츄에이터를 저속으로 회전시키는 제3구역으로 분리되어 이루어지며, 상기 병렬유로와 다단조정용 경전피스톤사이의 유로에 절환가능하게 설치되며, 절환시 상기 다단조정용 경전피스톤에 공급되는 작동유를 제어하여 상기 액츄에이터의 회전속도를 다단계로 조정하는 다단조정용 컨트롤밸브를 포함하는 유압 액츄에이터의 속도 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 다단조정용 경전피스톤과 다단조정용 컨트롤밸브는 상기 액츄에이터에 내장되는 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터의 속도 제어장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다단조정용 컨트롤밸브와 다단조정용 경전피스톤사이의 유로와, 상기 다단조정용 컨트롤밸브와 경전피스톤사이의 유로에 각각 설치되는 오리피스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 액츄에이터의 속도 제어장치.