KR101361019B1 - 진동 완충 시스템을 구비한 유압식 조타 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 차량의 제조 시에 사용되는 방향 제어 밸브의 유압식 조타 조절 장치의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 진동 완충 시스템을 구비한 유압식 조타 조절 장치에 관한 것이다. 조타 조절 장치 내의 챔버 사이에 연결부가 제공되어 작동 행정에서 완충 효과를 제공함으로써 임의의 진동을 방지하며, 이러한 챔버 사이에 연결부를 제공함으로써 공기가 고이는 것을 방지하며, 이러한 구성은 설치 시에 유압 유체를 불완전하게 채우거나 또는 유압 유체에 공기가 들어감으로 인한 완충되지 않은 동작을 방지한다.

Description

진동 완충 시스템을 구비한 유압식 조타 조절 장치{HYDRAULIC PILOT CONTROL UNIT WITH OSCILLATION DAMPING SYSTEM}

본 발명은 이동 차량의 제조 시에 사용되는 방향 제어 밸브의 유압식 조타 조절 장치의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 진동 완충 시스템을 구비한 유압식 조타 조절 장치에 관한 것이다.

조타 조절 장치는 레버 또는 페달과 같은 조작 부재를 통해 이동 차량의 운전자에 의해 조작된다.

종래 기술의 문제점은 조작 부재의 진동성 움직임(oscillatory movement) 및 그 결과의 조타 조절의 조작의 양에서의 변동에 관련된다.

이들 진동은 여러 가지 원인이 있을 수 있으며, 조타 조절 장치의 통제되지 않은 작동은 주행에 의해 야기된 이동 차량의 흔들림 또는 떨림에 의해 야기될 수도 있고 또는 어떠한 동작 위치로부터의 동작 기구의 급작스러운 풀림에 의해 야기될 수도 있다.

심각한 조작 상의 결함 외에, 이들 진동은 또한 조타 조절 장치가 탑재되어 있는 차량의 의도적이지 않고 통제되지 않은 동작을 초래할 수도 있기 때문에 조작자에 대한 안전상의 문제점을 야기한다.

본 발명의 목적은 조타 조절 장치에 완충 시스템을 추가함으로써 전술한 진동성 움직임을 방지하는 것이다. 본 발명의 다른 이점은, 이들 진동이 소수의 부품을 갖는 완충 시스템을 통해 방지되므로, 종래 기술의 방법에서보다 비용이 감소한다는 점이다.

이러한 목적 및 장점은 모두 본 발명의 대상인 진동 완충 시스템을 구비한 유압식 조타 조절 장치에 의해 달성되며, 이들은 본 명세서에 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 요지를 특징으로 한다.

이러한 특징 및 기타 다른 특징은 몇몇 실시예에 대한 이하의 설명에 의해 더욱 명확하게 드러날 것이며, 이들 실시예는 단지 비제한적인 예로서 첨부 도면에 도시되어 있다.

도 1은 대표적인 종래 기술의 완충 시스템을 갖지 않은 조타 조절 장치의 횡단면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 완충 시스템을 갖는 조타 조절 장치의 횡단면도이다.

도 3은 본 발명의 대상인 진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치의 일실시예에 대한 횡단면도이다.

도 3a는 특히 작동 상태에서의 포펫 챔버(poppet chamber)의 세부 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 대상인 진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치의 제2 실시예를 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 종래 기술의 유압식 조타 조절 장치의 동작 모드가 도시되어 있다.

이러한 조타 조절 장치는 압력 감소 밸브가 안에서 작동하는 케이스(1a)를 갖는다.

각각의 압력 감소 밸브는 스풀(8), 압박 스프링(2) 및 포펫(7)으로 구성되며, 푸시 로드(4)에 의해 조작되고, 그 후 조타 기구(20)와 일체를 이루는 캠(5)에 의해 작동된다.

케이스(1a) 내에는 2개의 챔버, 즉 압박 라인을 통해 펌프 포트(P)에 연결되는 하위 챔버, 및 배출 라인을 통해 배출 포트(T)에 연결되는 상위 챔버(6)가 형성되어 있다.

펌프 포트(P) 및 배출 포트(T)는 조타 조절 장치의 하위부에 위치되어 있다.

보다 구체적으로, 상위 챔버(6)는 챔버의 하위부에 있는 구멍부(10)를 통해 배출 포트(T)에 연결되어 있다.

상위 챔버 내에는 푸시 로드(4)를 상방향으로 압박하는 복귀 스프링(3) 및 포펫(7)으로부터 가해지는 압박력을 스풀(8)에 전달하는 압박 스프링(2)이 배치되어 있다.

캠(5)이 조타 기구(20)의 동작에 의해 기울어지도록 구성될 때, 푸시 로 드(4)는 하방향으로 프레스되어 포펫(7)에 대해 작용하며, 스풀(8)은 압박 스프링(2)을 통해 그 동작 위치를 향해 하방향으로 압박된다.

이 해법의 첫 번째 단점은, 전술한 작동 동안, 상위 챔버(6) 내에 담겨진 기포를 갖는 유압 오일이 포펫(7) 자체에 의해 배출 구멍부(10)를 향해 푸시되기 때문에, 포펫(7)이 저항을 받지 않게 되어, 완충 효과를 제공하지 못한다는 점이다.

복귀 행정 동안, 포펫(7), 스풀(8) 및 스프링(2), 및 푸시 로드(4)에 의해 구성된 장치는 작동 방향과 반대 방향으로 복귀 스프링(3)에 의해 푸시된다.

이러한 복귀 행정 동안, 포펫(7)은 상위 챔버(6) 내에서 슬라이드하여 자신의 이동에 대한 저항을 받게 되고, 이에 의해 완충 효과를 발생하며, 이러한 저항은 유압 오일이 포펫(7)의 외경과 상위 챔버(6)의 내경 사이의 간극을 통해 상위 챔버(6)의 상위부에서 하위부로 이동하도록 힘을 받게 되는 것에 기인한다.

포펫(7), 스풀(8) 및 푸시 로드(4)로 구성된 장치를 자신의 중립 위치로 복귀 시에 속도를 늦추도록 하지 않기 위해서는 이러한 저항은 매우 작아야 하며, 과도한 저항은 중립 위치로의 적절하게 안정한 복귀에 영향을 줄 것이다.

이러한 종래 기술의 조타 조절의 추가의 단점은, 기포가 상위 챔버 내에 형성될 수도 있고, 완충 효과를 현저하게 감소시킬 것이며, 그 결과 포펫(7)이 복귀 행정 동안 자신의 완충 기능을 완전히 이행하지 못할 수도 있다는 점이다.

전술한 조타 조절 구성에 의해서는, 바람직하지 않은 진동성 움직임이 불과 부분적인 정도만 차이점을 보이게 되어, 조타 조절 장치가 탑재되는 이동 차량이 여전히 부적절하게 동작될 것이다.

종래 기술에서, 진동 문제를 제거할 수 있는 조타 조절 장치가 이미 제공되어 있으며, 이러한 조타 조절 장치의 특징이 도 2에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 조타 조절 장치는 푸시 로드와 함께 동작하는 추가의 완충 피스톤(1)을 가지며, 추가의 완충 스프링(2)이 조타 조절 장치의 복귀 행정 동안 완충 피스톤(1)을 위로 밀어올리는 기능을 갖는다.

그럼에도 불구하고, 이러한 해법은 조타 조절 장치를 동작시키기 위해 요구되는 힘을 증가시키는 단점을 갖는다.

이러한 종래 기술의 문제점의 관점에서, 본 발명은 전술한 단점을 제거할 수 있는 신규의 조타 조절 장치를 제공하면서 종래 기술의 해법의 제조 비용 및 자재 비용을 크게 감소시키는 목적을 갖는다.

이러한 문제점을 제거하기 위한 수단은, 완충 시스템을 구비한 신규의 유압 조타 조절 장치를 몇몇의 상이한 실시예로 도시하고 있는 도 3 및 도 4를 이용하여 더욱 명확하게 설명될 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치의 동작이 도시되어 있다.

완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치는, 하나 위에 다른 하나가 위치하는 2개의 챔버, 즉 압박 라인(LP)에 연결된 하위 챔버(9) 및 배출 라인(LS)에 연결된 상위 챔버(6)를 포함하는 케이스(1a)를 갖는다.

하나 이상의 스풀(8)이 케이스(1a) 내에서 슬라이드하고, 조절 포트(12)에서의 압력을 조정하는 기능을 가지며, 스풀(8)은 하위 챔버(9)로부터 압박된 오일을 받아들이고, 오일을 상위 챔버(6) 내로 배출한다.

동심 및 동축 스프링(2, 3)이 상위 챔버(6)에 제공되며, 압박 스프링(2)이 포펫(7)을 푸시 로드(4)에 대항하여 상방향으로 압박하고, 복귀 스프링(3)이 포펫(7)에 가해진 압박력을 스풀(8)에 전달한다.

포펫(7), 스프링(2, 3), 및 스풀(8)의 일부분이 상위 챔버(6)에 수용된다.

조타 조절 장치는 조작 부재(20)(레버 또는 페달)를 작동시킴으로써 구동되며, 움직임이 도 3에 도시되어 있는 중립 위치로부터 2개의 화살표(L1, L2) 방향으로 변위될 수 있는 캠(5)에 전달되며, 화살표 L1은 작동 행정에 대응하고, 화살표 L2는 복귀 행정에 대응한다.

캠(5)은 푸시 로드(4)를 작동시키고, 푸시 로드(4)는 포펫(7)을 작동시키며, 이로써 압박 스프링(2)을 압박하고, 스풀(8)을 작동시킨다.

본 발명의 조타 조절 장치의 상위 챔버(6)는, 포펫(7) 위의, 상위 챔버(6)의 상위부에 위치되는 배출 구멍부(11)를 통해 포트(T)에 연결된다.

배출 구멍부(11) 및 포트(T)는 조타 조절 장치의 케이스(1a)의 하위부에 위치된 구멍부(10)를 통해 연결된다.

케이스(1a) 내의 구멍부(11)의 특정 위치에 의해, 상위 챔버(6)가 포펫(7) 위의 높이까지 채워진 때에만 유압 오일이 배출되게 되며, 이로써 상위 챔버(6)의 완전 충전뿐만 아니라 포트(T)에의 통과를 통해 정화될 수 있는 상위 챔버(6)에 축적된 기포 및 증기의 용이한 제거가 가능하게 된다.

화살표 L1 방향으로의 조타 조절 장치(1)의 작동 시에, 캠(5)은 푸시 로 드(4)를 하방향으로 압박하고, 푸시 로드(4)는 대응 포펫(7)에 작용하여 압박 스프링(2)을 압박하고, 이 압박 스프링이 스풀(8)을 스풀의 작동 위치까지 하방으로 압박하다.

이러한 작동 동안에, 포펫(7)은 상위 챔버(6) 내의 유압 오일을 배출 구멍부(11)를 향해 푸시, 즉 유압 오일을 포펫(7)의 외경과 상위 챔버(6)의 내경(13) 사이의 간극을 통해 흐르도록 힘을 가하고, 이에 의해 압력 감소 밸브의 작동 행정을 완충시킨다.

이러한 간극을 조정함으로써, 여러 가지의 상이한 완충 효과가 획득될 수 있다.

포펫(7)의 작동 행정은 도 3a에 도시된 감소 직경부에서 케이스(1a)에 맞닿을 시에 종료한다.

이 단계에서, 포펫(7) 아래에 있는 챔버 내에 압력이 쌓이는 것을 방지하기 위해, 상위 챔버(6)의 하위부와 상위부 간의 연통을 제공하기 위한 그루브(14)가 형성된다.

조타 기구(20)(및 그에 따라 캠(5))의 복귀 행정 동안, 포펫(7), 스풀(8), 압박 스프링(2) 및 푸시 로드(4)로 구성된 장치는, 복귀 스프링(3)에 의해 위의 작동 방향 L1과 반대의 방향 L2로 푸시된다.

이 단계에서, 포펫(7)이 그 위의 오일을 어떠한 간극을 통과하도록 하지 않고 배출 구멍부(11) 내로 직접 푸시하는 한편, 조타 조절된 밸브(pilot controlled valve)에 의해 복귀된 유압 오일이 하부 챔버를 채울 수도 있기 때문에, 포펫(7)은 유압 오일에 의한 어떠한 저항을 겪지 않고 상위 챔버(6) 내에 슬라이드한다.

이러한 구성은 작동 움직임을 완충함으로써 어떠한 바람직하지 않은 연속 진동에 대해 차이점을 나타내는 효과가 있으며, 중립 위치로의 복귀 동안 저항이 없기 때문에 조타 조절 장치의 최적화된 동작을 가능하게 한다.

도 4는 본 발명에 따른 진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치의 제2 실시예를 도시하고 있다.

본 실시예는 공작 기계 공정(machine tool processing)에 의해 형성되는 케이스(1a)를 특징으로 한다.

구체적으로, 상위 챔버(6)는 구멍부(11, 10)를 통해 배출 포트(T)와 연통하게 되고, 압박 챔버(9)는 그 자체가 공작 기계 드릴링에 의해 형성된다. 구멍부(11, 9)는 확장 플러그(15)에 의해 외측 환경으로부터 고립된다.

Claims (4)

1. 작동 행정을 완충함으로써 작동하는 진동 완충 시스템을 구비하며, 하나 위에 다른 하나가 위치되는 2개의 챔버, 즉 압박 라인(LP)에 연결된 하위 챔버(9) 및 배출 라인(LS)에 연결된 상위 챔버(6)를 갖는 케이스(1a)와, 상기 케이스 내에서 슬라이드하여 조절 포트(12)에서의 압력을 조절하는 하나 이상의 스풀(8)과, 상기 상위 챔버(6) 내에 동축으로 제공되는 압박 스프링(2) 및 복귀 스프링(3)을 포함하는, 진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치(1)로서,

   상기 압박 스프링(2)은 포펫(poppet)(7)을 푸시 로드(4)에 대항하여 상방향으로 압박하고, 상기 복귀 스프링(3)은 상기 포펫(7)으로부터 가해진 압박력을 상기 스풀(8)에 전달하고,

   상기 상위 챔버(6)는, 상기 포펫(7) 위의, 상기 상위 챔버(6)의 상위부에 위치된 배출 구멍부(11)를 통해 배출 포트(T)에 연결되며, 조타 기구(20)의 작동 시에, 상기 포펫(7)은 상기 상위 챔버(6) 내의 유체를 상기 포펫(7)과 보어(13) 사이의 간극을 통해 상기 배출 구멍부(11)를 향해 푸시하며, 상기 상위 챔버(6)는 항상 오일로 채워지고, 작동 행정 동안 완충을 가능하게 하는,

   진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 포펫(7)과 보어(13) 사이의 간극을 조정함으로써, 여러 가지의 상이한 완충 효과가 획득될 수 있는, 진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 포펫(7)이 완충 부재로서 이용되는, 진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 조타 조절 장치(1)를 조절하기 위한 레버 작동 또는 페달 작동 조타 부재(20)를 더 포함하며, 그 움직임이 캠(5)에 전달되고, 상기 캠(5)은 상기 푸시 로드(4)를 구동하며, 상기 푸시 로드는 상기 포펫(7)을 구동하여, 상기 압박 스프링(2)을 압박하고 또한 상기 스풀(8)을 구동하는, 진동 완충 시스템을 구비한 조타 조절 장치.

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