KR100790256B1 - 차량 운전석의 경사조절을 위한 유압식 경사조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전 위치와 경사 위치 사이에서 차량의 운전석을 경사조절하기 위한 유압식 경사조절 장치에 관한 것으로서, 상기 운전석은 상기 차량의 섀시 상에 탄성적으로 지지된다. 상기 경사조절 장치는 유압 유체용의 저장기(1) 및 상기 저장기에 연결된 펌프(4)를 포함한다. 상기 경사조절 장치는 또한 상기 운전석을 경사조절하기 위한 복동 유압식 경사조절 실린더(8)을 포함한다. 상기 경사조절 실린더 주위에 로스트모션 도관(40)이 또한 제공되며, 상기 경사조절 실린더의 상기 경사조절 공간 안으로 개방되는 상기 포트들 간에 연장되며, 상기 포트들은 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체가 상기 포트들에 의해 한정된 상기 로스트모션 영역 안에 있는 경우 상기 경사조절 실린더의 상기 인입 챔버 및 상기 압출 챔버와 각각 연통한다. 상기 경사조절 장치는 상기 로스트모션 영역에서 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 상하 운동의 영향 하에서 상기 경사조절 실린더의 인입 연결부(12)를 경유하여 유압 유체가 상기 저장기로부터 흡출되도록 구성되므로, 유압 유체는 상기 저장기로부터 상기 인입 챔버(12) 안으로 흘러가며 상기 로스트모션 도관(40)을 경유하여 상기 인입 챔버로부터 상기 저장기까지 이동되며, 상기 운전석이 스프링 운동을 수행하는 경우 유압 유체의 순환이 완전하게 발생한다.

경사조절장치, 유압, 유압유체순환, 로스트모션 도관, 스프링 운동

Description

차량 운전석의 경사조절을 위한 유압식 경사조절 장치{HYDRAULIC TILTING DEVICE FOR TILTING A VEHICLE CAB}

본 발명은 유압식 경사조절 장치에 관한 것으로, 특히 청구항 제1항의 전제부에 따라 운전 위치(driving position)와 경사 위치(tilted position) 사이에서 차량의 운전석(cab)을 경사조절하기 위한 유압식 경사조절 장치(hydraulic tilting device)에 관한 것이다.

일반적으로 종래 기술에 따르면, 차량의 운전석을 경사 가능한 방법으로 상기 차량의 섀시(chassis)에 연결함으로써 상기 운전석은 예를 들어 상기 차량이 구동될 수 있는 운전 위치 및 상기 차량 아래에 위치된 엔진 상에서 보수(maintenance)가 수행될 수 있는 경사 위치 사이에서 경사지게 될 수 있다. 또한 상기 차량이 구동되는 한편, 상기 운전석에 탑승한 사람, 특히 운전자에게 승차감을 증진시키도록 운전 위치에서의 상기 경사조절 운전석이 상기 섀시 상에 탄성적으로 지지되는 것도 일반적으로 알려져 있다.

상기와 같이 탄성적으로 장착된 운전석을 경사조절하기 위해서, 상기 섀시와 상기 경사조절 운전석 사이에 배치된 경사조절 실린더(tilting cylinder)를 구비한 유압식 경사조절 장치를 사용하는 것이 공지되어 있다. 상기 차량이 구동되는 한편 상기 경사조절 실린더가 상기 섀시에 대한 상기 운전석의 스프링 운동(spring movement)을 방해하지 않도록, 소위 로스트모션 모드(lost-motion mode)를 갖는 경사조절 장치들이 사용된다. 상기 경사조절 장치들은 주로 두 가지 종류로 나뉠 수 있는데, 그 중 하나는, 기계형으로서 상기 기계형은 예를 들면 일반적으로 상기 경사조절 실린더와 상기 운전석 사이에 피봇(pivot)할 수 있게 연결된 로스트모션 암(lost-motion arm)을 구비하거나, 또는 상기 경사조절 실린더와 상기 운전석 사이에서 일종의 핀-홈 연결부를 갖는 것이고, 다른 하나는 유압형이다.

유압식 로스트모션을 갖는 경사조절 장치의 경우에, 상기 경사조절 실린더는 로스트모션 효과를 나타낸다. 청구항 제1항의 전제부에 기재된 이러한 유형의 유압 운전석 경사조절 장치는 예를 들면 영국특허 제2 079 378호에 개시되어 있다.

상기 특허에 개시된 바에 의하면, 상기 차량이 구동되고 상기 운전석이 스프링 운동을 수행하는 경우, 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체는 방해받지 않는 상하 이동을 할 수 있는데, 이는 상기 피스톤이 상기 로스트모션 도관(lost-motion conduit)의 두 포트(port)들에 의해서 한정되는 로스트모션 영역 내에 있기 때문이다. 이런 경우 상기 경사조절 장치의 상기 펌프는 상기 로스트모션 모드에서 동작을 멈춘다.

이러한 공지된 경사조절 장치에서, 흡입 방지 밸브(anti-suction valve)들이 상기 유체 라인 시스템에 제공되는데, 상기 로스트모션 모드에서 상기 밸브들은 유체가 상기 저장기(reservoir)로부터 흡출되지 않도록 하며 상기 경사조절 실린더의 상기 실린더 공간으로 유입되지 않도록 한다. 상기 공지된 경사조절 장치의 이와 같은 구성으로 달성하고자 하는 효과는 상기 로스트모션 모드에서의 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 상하 운동이 상기 경사조절 실린더 바깥으로 소정량의 유압 유체의 이동을 유도하는 것이다. 이러한 동작의 목적은 상기 경사조절 실린더의 실린더 공간 안의 진공을 생성하고자 하는 것인데, 이는 상기 저장기로부터의 유체의 흡출이 방해받기 때문이다. 상기 진공의 목적은 상기 로스트모션 모드에서 가능한 한 최소로 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 상하 운동을 저지함으로써, 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체에 직접 연결된 상기 운전석의 스프링 운동이 중단되지 않게 하는 것이다.

상기 영국특허 제2 079 378호에 개시된 실시예에서, 상기 경사조절 장치는 요망되는 기능을 수행하지 않는다. 특히, 영국특허 제2 079 378호에 개시된 방법에서 로스트모션 모드의 기능은 그러한 경사조절 장치의 예상 수명이 다 할 때까지 보장되지 않음을 보여준다. 상기 장치의 수명 중에 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체는 상기 로스트모션 모드에서 수 백만 번의 상하운동을 하게 된다.

상기 공지된 경사조절 장치의 문제점은 다음 두 가지 현상에 민감하다는 것이다.

첫 번째 현상은 상기 예상 수명을 고려하였을 때, 어느 순간에 상기 피스톤 로드 밀봉의 밀봉 효과가 부적절해질 가능성이 커짐으로써, 공기가 상기 실린더 공간 안으로 유입될 수 있게 된다. 이런 경우 상기 로스트모션 모드 중에 우세하게 나타나는 진공이 상기 밀봉 효과에 역효과를 낼 수 있다.

두 번째 현상은 상기 로스트모션 도관 내의 상기 밸브가 소정 유압에서 개방 되거나 아니면 상기 로스트모션 도관을 밀봉하도록 설정되는 것이다. 다시 상기 예상 수명을 고려하였을 때, 이런 밸브의 기능은 예를 들어 거의 불가피한 마모로 인해 일정 시간이 지난 후에는 예상 기능으로부터 벗어나게 된다. 특히, 어느 순간에 상기 밸브가 의도된 것보다 낮은 압력에서 개방될 가능성이 상당하다.

이러한 현상으로 인해, 공기가 상기 피스톤 로드 밀봉을 따라서 흡입될 수 있다. 일단 흡입된 공기는 상기 경사조절 장치의 유압 시스템에 남아 있게 된다. 흡입된 공기로 인해 지나치게 다량의 유체가 상기 경사조절 실린더로부터 상기 로스트모션 도관과 상기 압출 챔버(push chamber)를 경유하여 상기 저장기까지 강제로 밀려가게 되고, 그 결과 상기 저장기 내의 압력이 증가하여 상기 저장기가 넘쳐흐를 수 있다. 상기 로스트모션 도관의 밸브의 개방 압력이 원래 예상 압력보다 작은 경우 바깥으로 강제되는 유체의 양이 특히 커지는데, 이는 상기 밸브의 거의 불가피한 마모로 인해 발생할 수 있다.

흡입된 공기는 상기 경사조절 실린더의 로스트모션 효과를 크게 방해하지 않으며, 오히려 상기 운전석이 상기 경사조절 장치에 의해 경사지게 되는 경우에 특히 문제가 된다. 사실상, 상기 운전석은 상기 운전석의 무게중심이 섀시에 대한 상기 피봇 포인트(pivot point)를 지나치자마자 큰 충격으로 급작스럽게 전방으로 기울어질 수도 있다. 이러한 운전석의 바람직하지 않고 잠재적으로 위험한 이동의 원인은 상기 경사조절 실린더의 상기 인입 챔버(pull chamber) 내에 존재하는 공기 때문이다.

흡입된 공기의 다른 문제점은 유압 유체가 상기 저장기로부터 유출되어 유체 부족이 발생한다는 점이다. 이러한 유체 부족으로 인해 상기 운전석의 경사조절이 적절히 또는 전혀 수행될 수 없게 된다. 상기 경사조절 장치의 유압 유체뿐만 아니라 보충되는 유압 유체가 상당히 부족해질 가능성이 있으며, 특히 적절히 배출되지 않는 상기 인입 챔버의 유압 유체도 상당히 부족해질 가능성이 있다. 처음에 언급된 문제점이 이러한 결과로 다시 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 청구항 제1항의 전제부에 따른 경사조절 장치를 제공함에 있으며, 상기 경사조절 장치는 상기 로스트모션 영역 안에서 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 피스톤의 상하 운동 중에 유압 유체가 상기 인입 연결부(pull connection)를 경유하여 상기 저장기(reservoir)로부터 상기 인입 챔버까지 공급되도록, 그리고 상기 유압 유체가 상기 로스트모션 도관(lost-motion conduit)을 경유하여 상기 인입 챔버로부터 상기 저장기까지 이동되도록 구성됨으로써, 상기 운전석이 스프링 운동을 수행하는 경우 유압 유체의 순환이 완전하게 발생됨을 특징으로 한다.

청구항 제1항에 따른 상기 경사조절 장치는 다음과 같은 점에 기초하고 있다. 시간을 발생하는 유압 유체의 공급 및 상기 저장기로부터 상기 인입 챔버까지의 다시 공급하는 것은 상기 인입 챔버로부터의 흡입 및/또는 상기 저장기로부터의 추진(propulsion)에 의해 일어난다. 이러한 바람직한 유체 공급은 상기 인입 챔버 내의 압력이 일정하게 회복할 수 있도록 한다. 기밀 구조인 상기 저장기는 어큐뮬레이터(accumulator)로 작용하며, 유체가 상기 어큐뮬레이터 안에 처음 저장되며, 이때 압력 증가가 동반되며, 그리고 나서 유체는 상기 인입 챔버로 다시 방출된다. 상기 효과를 달성하기 위해서, 각 경우에 단지 약간의 유체 체적이 순환될 필요가 있다. 가능한 한 적은 양의 순환 체적이 바람직한 것으로 여겨지는데, 이는 다량의 유체 체적이 순환되는 경우 상기 유압 시스템 내의 상기 유체 저항이 예상되는 순환 효과를 방해한다. 정확한 순환은 상기 시스템의 상기 밸브들의 개방 압력 및 상기 다양한 교축 장치들과 상기 라인들에 의해 형성된 상기 저항을 동기화 함으로써 얻어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유압식 경사조절 장치의 일 실시예를 나타낸 유압 선도.

도 2는 본 발명에 따른 유압식 경사조절 장치의 다른 실시예를 나타낸 유압 선도.

도 3은 본 발명에 따른 유압식 경사조절 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 유압 선도.

이하 본 발명에 따른 경사조절 장치의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 본 발명에 따른 유압식 경사조절 장치(hydraulic tilting device)는 차량, 특히 화물자동차(lorry)의 운전자의 운전석(cab)을 경사조절하기 위한 장치이다. 그러한 운전석들은 일반적으로 상기 차량의 섀시 상에 설 치되고, 상기 운전석이 피봇 수단에 의해서 경사질 수 있도록 상기 섀시에 연결된다. 상기 피봇 수단은 상기 운전석이 운전 위치와 경사진 위치, 일반적으로 전방의 경사진 위치 사이에서 경사질 수 있도록 구성되는데, 상기 운전 위치에서는 상기 차량이 구동될 수 있으며, 상기 경사진 위치에서는, 예를 들면 상기 차량, 특히 상기 운전석 바로 아래에 완전히 또는 부분적으로 위치하는 상기 차량의 엔진에 대한 유지보수 작업이 행해질 수 있다.

그러한 차량들에는 또한 일반적으로 탄성의 운전석 지지 수단(resilient cab supporting means)이 구비되며, 상기 지지 수단은 운전 위치에서 상기 운전석을 지지함으로써, 상기 운전 위치에서 상기 운전석은 상기 섀시에 대해 상하로 스프링을 반동시키는 방식으로 지지되며, 따라서 운전자의 승차감이 증진된다. 상기 유압식 경사조절 장치는 상기 운전석을 전 후로 경사조절하기 위해 제공된다.

상기 경사조절 장치는 유압 유체용의 기밀 저장기(airtight reservoir) 1을 포함하며, 상기 저장기의 내부는 외부 공기로부터 밀봉되어 있다. 압력제한 밸브(pressure-limiting valve) 2는 대기압 보다 높은 소정 압력치, 예를 들면 상기 외부 공기압 보다 큰 1.5 bar 압력까지 상기 저장기 1 내의 압력을 제한한다.

도 1에 나타낸 상기 경사조절 장치는 또한 펌프 3을 포함하는데, 상기 펌프 3은 상기 저장기 1에 연결되며, 이런 경우 압력 하에서 유체를 방출하기 위한 단일 방출 포트(single delivery port) 4를 구비한 형태로 이루어지는데, 예를 들면 핸드 펌프(hand pump)가 있다.

도 1, 2, 및 3은 또한 운전자의 운전석(미도시)을 경사조절하기 위한 복동, 선형 유압식 경사조절 실린더(doble-acting, linear hydraulic tilting cylinder) 5를 나타낸다. 상기 실린더 5는 실린더 공간 7을 함유하는 실린더 하우징 6을 포함하며, 상기 실린더 공간 7에서 피스톤/피스톤 로드 조립체(piston/piston rod assembly) 8은 상하로 이동할 수 있다. 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체는 피스톤 8 및 상기 피스톤에 고정되게 연결된 피스톤 봉 9를 포함한다. 상기 피스톤 8 주위에는 밀봉 링(sealing ring) 10이 존재하는 한편, 상기 피스톤 로드 9는 피스톤 로드 밀봉(piston rod seal) 11을 통하여 상기 실린더 하우징 6 바깥으로 돌출한다. 상기 실린더 5는 일반적으로 상기 운전석과 상기 차량의 상기 섀시 사이에 배치되며, 상기 실린더 하우징 6은 일반적으로 선회할 수 있게 상기 섀시에 연결되며, 상기 피스톤 로드 9의 단부는 일반적으로 선회할 수 있게 회전고리를 사용하여 상기 운전석에 연결된다.

상기 피스톤/피스톤 로드 조립체 8, 9는 상기 실린더 공간 7 내에 인입 챔버(pull chamber) 12 및 압출 챔버(pull chamber) 13을 형성하며, 상기 인입 챔버는 유압 유체가 상기 인입 챔버에 공급될 때 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체를 끌어들이며, 상기 압출 챔버는 유압 유체가 상기 압출 챔버에 공급될 때 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체를 밀어낸다. 대응하는 인입 연결부(pull connection) 14 및 압출 연결부(push connection) 15가 상기 인입 챔버 12와 상기 압출 챔버 13에 각각 제공된다.

제1 유압 라인 16은 상기 인입 연결부 14에 연결되며, 제2 유압 라인 17은 상기 압출 연결부 15에 연결된다. 상기 라인들 16, 17은 다른 단부에서 2-위치 제 어 밸브 20의 대응 포트 18, 19에 연결된다. 상기 제어 밸브는 두 개의 다른 포트들 21, 22를 구비하며, 상기 포트들은 상기 펌프 3의 상기 방출 포트 4 및 상기 저장기 1과 각각 연통한다.

상기 펌프 3의 방향으로 닫히는 역지 밸브(non-return valve) 23은 상기 방출 포트 4와 연결되어 구비된다.

상기 제2 라인 17에서 유압식 역지 밸브 30은 상기 압출 연결부 15 근처에 구비되며, 상기 역지 밸브는 상기 밸브 20의 방향으로 닫히며, 상기 라인 16에 연결된 상기 제어 라인 31 내의 유압이 충분한 경우 개방된다.

흡입 블로킹 장치(suction-blocking device)가 상기 역지 밸브 30과 상기 제어 밸브 20 간의 상기 제2 라인 17에 구비되며, 상기 흡입 블로킹 장치는 상기 라인 17을 통한 유체의 방해받지 않는 흡입을 방지한다. 상기 흡입 블로킹 장치는 서로 평행하게 위치하며 도면들에 나타난 바와 같이 역방향으로 작동하는 두 개의 역지 밸브들 34, 35로 구성될 수 있다. 그러나, 특히 상기 장치는 보어(bore) 내에 부착되는 O-링, 및 소정 압력에서 상기 O-링을 통하여 힘이 가해지는 볼(ball)용으로 만들어질 수 있다. 상기 볼이 상기 O-링을 통과하고 나면, 상기 통로는 청결해진다. 상기 O-링 및 상기 볼의 치수들과 함께 O-링의 강성(rigidity)은 상기 볼이 상기 O-링을 통과하는 압력, 특히 예를 들면 실온에서 7 bar인 압력에 대한 주로 결정적인 인자들이다.

이런 실시예에서 상기 인입 챔버 12와 상기 펌프 3 사이에 밸브 20 및 23에 부가되는 다른 밸브들은 존재하지 않는다. 교축 장치 36이 상기 라인 16의 상기 인 입 연결부 14 부근에 구비된다.

상기 제1 라인 16과 상기 저장기 1 사이에 위치하는 압력제거 밸브(pressure-relief valve) 37이 상기 유압 회로 내의 유체의 과도한 압력을 방지하도록 제공된다.

상기 경사조절 장치는 또한 상기 실린더 공간 7 안으로 개방되는 두 개의 포트들을 구비한 로스트모션 도관 40을 포함하는데, 상기 두 개의 포트들은 각각 참조번호 41, 42로 표시되며, 상기 포트 41은 상기 실린더 5의 상기 압출 연결부 15와 동시에 동작할 수 있다.

상기 로스트모션 도관 40은 도식적으로 나타나 있으며, 여러 변형된 형태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 로스트모션 도관 40은 상기 실린더 하우징 6의 바깥쪽을 따라서 놓이는 로스트모션 라인에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 상기 로스트모션 도관이 상기 실린더 하우징 6에 제공되는 것도 고려될 수 있다. 다른 변형으로는 상기 로스트모션 도관 40이 상기 실린더 공간에서 상기 실린더 하우징 6의 저부로부터 상향 연장되는 관에 제공된다.

상기 로스트모션 도관 40은 상기 피스톤 8이 상기 도관 40의 두 포트들 41, 42 간에 위치할 때 상기 인입 챔버 12를 상기 압출 챔버 13에 연결시키는데, 이는 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 위치가 상기 운전석의 운전 위치와 관련되는 경우이다. 상기 차량이 구동되는 경우, 상기 펌프 3은 작동하지 않으며 상기 경사조절 장치가 로스트모션 모드로 작동하게 된다.

역지 밸브 43은 상기 로스트모션 도관 40에 제공되며, 상기 역지 밸브는 상 기 포트 42 방향으로 닫히고, 상기 경사조절 장치의 로스트모션 모드에서 상기 포트 42는 상기 인입 챔버 12 안으로 개방된다.

상술한 유압식 경사조절 장치는 또한 스프링 궤환(spring return)을 갖는 쌍-방향/2-위치 2/2 형의 유압식 미끄럼 밸브 50을 포함한다. 상기 밸브 50은 제1 밸브 포트 52 및 제2 밸브 포트 53을 갖는데, 상기 제1 밸브 포트 52는 상기 실린더 5의 상기 압출 챔버 13에 연결되고 상기 제2 밸브 포트 53은 상기 밸브 세트(set) 34, 35 및 상기 역지 밸브 30 간의 상기 라인 17에 연결된다.

상기 밸브 50은 미끄럼 요소를 갖으며, 상기 미끄럼 요소는 상기 밸브 하우징 안에서 미끄러질 수 있으며, 상기 제어 라인 54와 상기 제어 라인 55를 경유하여 유압 영향 하에 상기 개방 위치에 유압으로 조정 가능하게 된다. 상기 제어 라인 54는 상기 압출 챔버 13에 직접 연결되며, 상기 제어 라인 55는 상기 밸브 세트 34, 35 및 상기 역지 밸브 30 간의 상기 라인 17에 연결된다.

상기 포트 42와 직접 연통하는 제어 라인 56을 경유함으로써, 유압이 상기 미끄럼 요소 상에 가해질 수 있으며, 상기 미끄럼 요소는 상기 밀폐 위치로 강제된다.

상기 과정이 상기 운전석의 전방 경사조절 중에 중단되고, 상기 운전석이 운전석 자체 무게로 인해 다시 상기 운전 위치로 되돌아간다면, 상기 역지 밸브 30은 닫히게 된다. 상기 피스톤 8이 중단 시점에서 상기 포트 42 위에 위치하는 경우, 상기 밸브 50도 또한 닫힌 상태로 있게 되는데, 이는 상기 인입 챔버 12 내의 상기 유압이 상기 제어 라인 56을 경유하여 상기 미끄럼 요소에 작용하기 때문이다. 이 런 방식으로 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체는 적절히 신뢰성 있게 유지되는데, 이는 상기 운전석 아래 위치에 있거나 상기 운전석 아래쪽으로 이동하는 사람들의 안전에 있어 매우 중요하다.

상기 운전석이 상기 경사 위치에서 상기 운전 위치로 기울어지게 되어야만 하는 경우, 즉 상기 피스톤 로드 9가 끌어당겨져야만 하는 경우, 유체가 방출 포트 4를 경유하여 상기 압출 챔버 12에 공급된다. 상기 제1 라인 16 내의 압력은 상기 역지 밸브 30을 개방시켜, 유체가 상기 압출 챔버 13 바깥으로 유출될 수 있다. 상기 역경사조절(tilting back)이 상기 피스톤 8이 상기 포트 42 위에 위치하는 위치에서 중단되는 경우, 상기 밸브 50은 밀폐된 위치에서 유지된다. 상기 밸브 30도 닫히게 되어, 상기 운전석은 정지 상태로 있게 된다. 상기 운전석이 상기 운전 위치로 되돌아가는 경사조절 중에 상기 피스톤 8이 상기 포트 42를 이미 통과하였다면, 상기 밸브 43과 포트 42 간의 상기 로스트모션 도관 40의 부분에서 압력이 떨어진다. 이로 인해, 또한 상기 라인 56 내의 압력이 떨어지게 되고, 상기 밸브 50은 라인 54 내의 우세한 압력을 통하여 개방된다. 그 결과 상기 유체는 상기 압출 챔버 13에서 상기 저장기 1로 유출될 수 있으며, 상기 운전석은 방해 없이 상기 운전 위치로 다시 기울어질 수 있으며, 상기 운전석의 운동 속도를 제한하기 위해 오리피스(orifice)가 또한 제공된다. 이러한 상기 운전석의 "자유낙하 운동(free-fall movement)"은 하나 이상의 운전석 고정 장치들로 상기 운전석을 고정하기 위한 많은 경우들에 있어 바람직하며, 상기 하나 이상의 고정 장치들은 상기 섀시에 설치되어 운전 위치에서 상기 운전석을 고정시킨다. 상기 운전석의 상대적으로 급 속한 경사조절 운동은 종종 상기 운전석과 상기 고정 장치들 간의 계합을 이루는데 있어 바람직하다.

상기 운전석이 운전 위치에 있으며 상기 경사조절 장치가 여기서는 단순히 상기 펌프 3의 스위치가 꺼지고 상기 밸브 20이 그 예시된 위치에 있는 것을 의미하는 로스트모션 모드로 되는 경우, 도 1에 나타낸 상기 장치는 다음과 같이 작동하게 된다.

상기 운전석이 상기 피스톤 로드 9를 상기 실린더 하우징 6 바깥으로 끌어당기는 스프링 운동을 하는 경우, 유체는 상기 포트 42를 경유하여 상기 인입 챔버 12의 바깥으로 유출되고 상기 라인 40을 거쳐 상기 개방 역지 밸브 43을 통과하여 상기 압출 챔버 13 안으로 흘러간다. 상기 밸브 50은 여기서 닫힌 상태로 있다.

상기 피스톤 로드 9가 상기 실린더 하우징 6 안으로 강제되도록 상기 운전석이 이동하는 경우, 유체는 상기 개방 밸브 50을 거쳐 상기 압출 챔버 13으로부터 상기 저장기 1로 흘러간다. 이런 상황에서 상기 밸브 50은 개방되는데, 이는 유압이 상기 제어 압력 라인 54를 경유하여 상기 미끄럼 요소의 제어 압력 개방 표면에 작용하기 때문이다. 동시에 상기 미끄럼 요소의 밀폐 표면에는 어떠한 유압도 작용하지 않으며, 그 결과 상기 (경) 스프링 58이 상기 밸브 50의 개방에 집중된다.

상기 피스톤 로드 9가 상기 실린더 하우징 6 안으로 강제되도록 상기 운전석이 이동하는 경우, 유압 유체가 또한 상기 라인 16을 경유하여 상기 저장기 1로부터 흡출된다. 사실상 (약간의) 진공이 상기 인입 챔버 12 안에 발생하는데, 상기 저장기 1 내의 대기압보다 큰 압력과 관련될 수 있는 상기 진공으로 인해 유체가 상기 약한 역지 밸브 23을 따라서 상기 저장기로부터 상기 압출 연결부까지 흘러간다. 이런 방식으로 상기 인입 챔버 12에 유압 유체가 충전된다. 상기 밸브 23의 개방 압력은 낮은 것이 바람직하며, 0.5 bar 보다 낮은 압력, 예를 들면 약 0.2 bar 압력이 바람직하다. 너무 많은 유압 유체의 유동을 방지하기 위해서, 상기 교축 장치 36이 제공되며, 상기 교축 장치 36은 작은 직경, 예를 들면 0.5mm의 직경을 갖으며 서로 배후에 위치하는 두 개의 보어(bore)들로 구성된다.

완전히, 현재 달성하고자 하는 바는 상기 운전석이 일정하게 상하로 스프링 반동하는 중에 상기 운전석이 구동되는 한편, 유압 유체가 상기 경사조절 장치의 유압 회로를 통하여 순환되게 하는 것이다. 여기서 유체는 상기 저장기 1로부터 상기 인입 챔버로 향하며, 상기 로스트모션 도관 40을 거쳐 상기 압출 챔버 13으로 향하고, 상기 밸브 50을 경유하여 상기 압출 챔버 13으로부터 상기 저장기 1로 되돌아간다.

유압 유체의 순환의 제1 이점은 유체가 상기 인입 챔버 12에 일정하게 공급되므로, 공기가 상기 피스톤 로드 밀봉 11을 따라서 상기 인입 챔버 12 안으로 스며드는 경우에도, 그 양이 최소화된다는 것이다. 따라서 상기 인입 챔버 12 내의 압력은 상기 밸브 43에 의해 상기 밸브 세트에 조정될 수 있다.

상기 인입 챔버 내의 압력은 상기 로스트모션 도관 40의 상기 밸브 43의 개방 압력 및 상기 압출 챔버 13 내의 압력에 의해서 결정된다. 실제로, 예를 들어 대기압보다 큰 2.5 bar의 최대 압력은 상기 로스터모션 모드의 상기 인입 챔버 12에서 달성될 수 있다. 상기 압력이 상기 인입 챔버 12에서 지배적인 경우, 상기 실 시예에서 상기 압출 챔버 내의 지배적인 압력은 대기압보다 작은 약 1 bar의 압력이 된다. 상기 압출 챔버 13 내의 최대 압력은 0.5 및 상기 대기압보다 큰 2 bar 사이일 수 있으며, 상기 대기압보다 큰 2 bar 압력은 상기 인입 챔버 12 내의 최소 압력에서 지배적인 압력이다.

도 2에는 도 1에 따른 경사조절 장치와 주로 일치하는 경사조절 장치가 나타나 있다. 특히 이 경우에 차이점은 가역형 전기구동 펌프 60이 사용되는 것이며, 상기 펌프는 펌프 방향에 따라 방출 포트 또는 흡입 포트로 작용하는 두 개의 포트들 61, 62를 구비한다. 도 1에 나타낸 구성요소들과 일치하는 도 2의 경사조절 장치의 구성요소들은 동일한 참조번호로 표시하였다. 흡입 교환 밸브(suction exchange valve) 64 및 두 개의 압력제거 밸브들 65, 66이 또한 도 2에 나타나 있다. 도 1과 관련된 기재의 관점에서, 도 2에서도 상기 로스트모션 모드 중에 유압 유체의 순환이 다시 발생한다는 것은 당해 기술분야의 당업자에게는 분명하다.

도 3은 도 1에 따른 경사조절 장치의 변형예를 나타낸다. 일치하는 부분들은 동일한 참조번호로 표시하였다.

도 3에 따른 경사조절 장치의 경우, 추가 밸브 67이 도 1에 따른 경사조절 장치와 비교하여 제공된다. 상기 밸브 67은 상기 로스트모션 도관 40 및 상기 제2 라인 17의 공통 부분에 설치되며, 상기 제2 라인 17은 상기 공통 포트 41, 15에서 상기 실린더 5의 상기 압출 챔버 13에 연결된다. 따라서 상기 로스트모션 도관 40은 상기 제2 라인 17과 연통하게 된다.

상기 밸브 67은 상기 로스트모션 도관 40 및 상기 제2 라인 17을 상기 압출 챔버 13과 연결시키거나, 또는 소정 조건들에서 상기 압출 챔버를 상기 로스트모션 도관 40 및 상기 제2 라인 17로부터 차단하도록 구성된다.

상기 밸브 67은 스프링 68에 의해 상기 밀폐 위치에 대해 스프링 리셋(spring reset)을 갖는 쌍-방향/2-위치 2/2 형의 유압 제어 미끄럼 밸브이다.

상기 밸브 67은 유압의 영향 하에서 상기 제어 라인들 69, 70, 71에 의해 유압식으로 조정 가능한 미끄럼 요소를 구비한다.

유압 유체가 상기 펌프 3에 의해 압력 하에서 상기 제2 라인 17에 공급되는 경우, 상기 밸브 67은 제어 라인 71에 의해서 상기 유압의 영향 하에서 개방된다. 상기 피스톤 8이 상기 로스트모션 영역 내에 있는 경우, 상기 밸브 67은 제어 라인 71을 따라서 상기 압력에 의한 힘이 상기 스프링 68의 힘과 균등해지자마자 개방될 것이다. 상기 피스톤 8이 상기 로스트모션 영역 바깥에 있는 경우, 상기 밸브 67은 제어 라인 71에서의 압력이 상기 압출 챔버 13 내의 압력 및 상기 스프링 68의 힘과 균등해질 때에 개방된다.

유압 유체가 상기 펌프 3에 의해 압력 하에서 상기 제1 라인 16에 공급되는 경우, 상기 포트 42가 상기 압출 챔버 13에 여전히 연결되어 있기만 한다면 상기 밸브 67은 상기 제어 라인 69 및 70을 거치는 상기 압력의 영향 하에서도 닫힌 상태로 있게 된다. 그 후 상기 유체는 상기 로스트모션 도관 40을 관통하고 상기 역지 밸브 30을 경유하여 상기 압출 챔버 13 바깥으로 흘러간다. 상기 피스톤 8이 상기 로스트모션 영역 안에서 움직이는 경우, 제어 라인 69 내의 압력은 감소되고 상기 밸브 67은 제어 라인 70 내의 압력에 의해 개방된다.

상기 경사조절 장치의 상기 로스트모션 모드에서 상기 피스톤 8의 내향 운동 중에 상기 압출 챔버 13 내의 압력 강화로 인해 상기 밸브 67이 상기 제어 라인 70을 경유하여 개방된다.

상기 로스트모션 모드에서 상기 피스톤 8의 외향 운동 중에 상기 제어 라인들 69 및 71에서 압력 강화가 발생한다. 이러한 제어 압력들이 작용하는 표면들이 다르다는 사실로 인해서, 상기 밸브 67은 닫힌 상태로 있게 된다. 상기 인입 챔버 12의 바깥쪽으로의 유체의 순환 유동은 직접적으로 상기 로스트모션 도관 40을 관통하여 (제어 압력 관통 라인 31의 영향 하에서 개방되는) 상기 밸브 30을 경유하여 상기 저장기 1까지 이르게 된다. 따라서 이러한 유동은 여기서 상기 압출 챔버 13을 통과하지 않는다.

상기 밸브 67의 결과로서, 도 1의 상기 흡입 방지 밸브들 34, 35는 더 이상 필요치 않게 된다.

상술한 본 발명의 진보적인 개념은 하나 이상의 점들에서 차이가 나는 유압 선도를 갖는 유압식 경사조절 장치들의 경우에도 여전히 달성될 수 있음이 당해 기술분야의 당업자에게는 분명하다. 예를 들면, 상기 밸브들 30 및 43을 상기 미끄럼 밸브 50 안에 일체화시킬 수 있다.

본 발명의 진보적인 개념은 독일특허공보 제197 30 499호의 도 1과 관련하여 기재된 경사조절 장치에서도 구현될 수 있다. 이 경우 상기 공지된 경사조절 장치에서 상기 경사조절 실린더의 상기 압출 챔버에 대해 상기 라인 16의 상기 흡입 방지 밸브들 27, 30(조립체 132)은 충분히 불필요하게 되며, 본 발명의 도 1과 관련 하여 앞서 설명한 바와 같이 상기 저장기를 초과 압력 밸브를 갖는 기밀 저장기로 충분히 만들 수 있다. 또한 상기 공지된 경사조절 장치의 상기 라인 20에 흡입 방지 밸브들이 더 이상 필요치 않게 된다.

본 발명은 유압식 경사조절 장치에 관한 것으로, 운전 위치와 경사 위치간에 차량의 운전석을 경사조절하는데 이용될 수 있다.

Claims (8)

1. 운전 위치와 경사 위치 사이에서 차량 운전석의 경사를 조절하기 위한 유압식 경사조절 장치로서, 상기 운전석은 운전 위치에서 차량의 섀시 상에 탄성적으로 지지되며, 상기 경사조절 장치는:

   유압 유체용의 저장기(1)를 포함하며,

   압력 하에 유압 유체를 방출하기 위한 방출 포트(4; 61, 62)를 구비하며 상기 저장기에 연결된 펌프(3; 60)를 포함하며,

   상기 운전석을 경사조절하는 복동 유압식 경사조절 실린더(5)를 포함하며, 상기 복동 유압식 경사조절 실린더는 실린더 공간(7)을 함유하는 실린더 하우징(6), 및 압출 챔버(13)를 포함하며, 상기 실린더 공간(7) 안에서 피스톤/피스톤 로드 조립체(8, 9)가 앞뒤로 이동할 수 있으며, 상기 조립체의 피스톤 로드(9)는 대응 피스톤 로드 밀봉(11)을 통하여 상기 실린더 하우징 바깥으로 돌출하며, 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체는 상기 실린던 공간 안에서 인입 챔버(12)를 형성하며, 상기 인입 챔버(12)는 유압 유체가 공급되는 경우 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체를 끌어들이며, 상기 압출 챔버(13)는 유압 유체가 공급되는 경우 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체를 밀어내며, 대응 인입 연결부 및 압출 연결부(14, 15)가 상기 인입 챔버 및 상기 압출 챔버에 제공되며,

   상기 경사조절 실린더의 경우, 로스트모션 도관(40)이 더 제공되며, 상기 로스트모션 도관(40)은 상기 경사조절 실린더의 상기 실린더 공간 안으로 개방되는 포트들(41, 42) 사이에 연장되며, 상기 포트들은 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 피스톤이 상기 포트들(41, 42)에 의해 한정된 로스트모션 영역 안에 있는 경우 상기 압출 챔버(13) 및 상기 인입 챔버(12)와 연통하며,

   상기 로스트모션 도관(40)에 배치되어 상기 로스트모션 도관을 차단할 수 있는 밸브(43)를 포함하며, 바람직하게는 상기 인입 챔버의 방향으로 닫히고 상기 인입 챔버 내의 소정 개방 압력에서 개방되는 (역지) 밸브(43)를 포함하며,

   상기 인입 연결부 및 상기 압출 연결부가 상기 펌프의 상기 방출 포트 또는 상기 저장기에 바람직하게 연결될 수 있도록 하는 라인 시스템(16, 17)을 포함하여 구성되는, 상기 유압식 경사조절 장치에 있어서,

   상기 경사조절 장치는 상기 로스트모션 영역 안에서 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 피스톤의 상하 운동 중에 유압 유체가 상기 인입 연결부(14)를 경유하여 상기 저장기(1)로부터 상기 인입 챔버(12)까지 공급되도록, 그리고 상기 유압 유체가 상기 로스트모션 도관(40)을 경유하여 상기 인입 챔버(12)로부터 상기 저장기(1)까지 이동되도록 구성됨으로써, 상기 운전석이 스프링 운동을 수행하는 경우 유압 유체의 순환이 발생됨을 특징으로 하는 유압식 경사조절 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사조절 장치는 상기 로스트모션 영역 안에서 상기 피스톤/피스톤 로드 조립체의 상기 피스톤의 상하 운동 중에 유압 유체가 상기 인입 연결부(14)를 경유하여 상기 저장기(1)로부터 상기 인입 챔버(12)까지 공급되도록, 그리고 상기 유압 유체가 상기 로스트모션 도관(40)을 경유하여 상기 인입 챔버(12)로부터 상기 압출 챔버(13)까지 이동되도록, 그리고 상기 유압 유체가 상기 압출 챔버(13)로부터 상기 저장기(1)로 방출되도록 구성됨으로써, 상기 운전석이 스프링 운동을 수행하는 경우 유압 유체의 순환이 완전하게 발생됨을 특징으로 하는 유압식 경사조절 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저장기(1)는 압력제거 밸브(2)를 구비한 기밀 형태로 구성되며, 이런 방식으로 상기 저장기 내의 최대 저장기 압력은 대기압 보다 큰 압력으로 제한됨으로써, 상기 저장기 압력이 상기 인입 챔버에 대한 유압 유체 공급에 기여하게 됨을 특징으로 하는 유압식 경사조절 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 최대 저장기 압력은 외부 공기압보다 큰 약 1.5 bar임을 특징으로 하는 유압식 경사조절 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 펌프의 상기 방출 포트와 상기 인입 연결부간의 상기 라인 시스템에서, 상기 저장기로부터의 흡입이 상기 펌프를 경유할 수 있는 경우, 상기 저장기의 방향으로 닫히는 역지 밸브가 구비되고, 상기 역지 밸브는 개방 압력에서 개방되며, 상기 개방 압력은 0.5 bar 보다 작은 압력이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 0.2 bar 임을 특징으로 하는 유압식 경사조절 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 인입 연결부 근처의 상기 라인 시스템에서, 교축 장치가 수용되며, 상기 교축 장치는 순차적으로 배치된 하나 이상의 보어들을 구비하고 있으며 약 0.5mm의 직경을 가짐을 특징으로 하는 유압식 경사조절 장치.
7. 제1항에 있어서, 유압식 미끄럼 밸브(50)가 제공되며, 상기 미끄럼 밸브는 상기 압출 챔버에 연결되는 제1 밸브 포트(52)와, 상기 저장기에 연결되는 제2 밸브 포트(53)와, 미끄럼 요소를 구비하며, 상기 미끄럼 요소는 상기 제1 및 제2 밸브 포트들이 서로로부터 차단되는 밀폐 위치와 상기 제1 및 제2 밸브 포트들이 서로 연통하는 개방 위치 사이에서 미끄러질 수 있으며, 상기 미끄럼 밸브(50)에는 상기 미끄럼 요소의 밀폐 위치 방향으로 상기 미끄럼 요소에 하중을 가하는 스프링 수단(58)이 구비되며, 상기 개방 제어 표면은 상기 미끄럼 요소와 결합하며, 제어 라인(54)을 경유하여 상기 개방 제어 표면이 상기 압출 챔버(13)와 연통하도록 구성됨으로써, 상기 압출 챔버 내의 유압은 상기 미끄럼 요소가 상기 개방 위치를 강제하도록 상기 개방 제어 표면에 작용하고, 제어 라인(56)을 경유하여 상기 실린더 공간에 연결되어 있는 밀폐 제어 표면이 존재하며, 상기 압출 챔버 내의 유압은 상기 미끄럼 요소가 상기 밀폐 위치로 강제되도록 상기 밀폐 제어 표면에 작용하게 됨을 특징으로 하는 유압식 경사조절 장치.
8. 경사조절 운전석, 섀시 및 상기 섀시에 상기 운전석을 연결하는 피봇 수단을 포함하여 구성되며, 상기 운전석은 상기 피봇 수단에 의해 한정된 피봇 핀 주위의 섀시에 대한 각도를 통하여 운전 위치와 경사 위치 사이에서 경사질 수 있으며, 상기 운전석은 섀시 상에 탄성적으로 지지되고, 제1항에 따른 유압식 경사조절 장치가 상기 운전석을 경사지게 하기 위하여 제공되며, 상기 경사조절 실린더는 상기 섀시와 상기 운전석 사이에 직접 부착되도록 구성됨을 특징으로 하는 차량.

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