KR101700457B1

KR101700457B1 - 유압변속장치 제어용 액추에이터

Info

Publication number: KR101700457B1
Application number: KR1020110141076A
Authority: KR
Inventors: 이상헌
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2017-01-26
Also published as: KR20130073299A

Abstract

본 발명은 유압변속장치(HST; hydro static transmission)를 제어하기 위한 액추에이터에 관한 것으로서, 특히 유압변속장치의 제어에 따른 액추에이터의 파손을 방지하며 유량 및 차량의 속도 등의 정보를 운전자가 인식할 수 있도록 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압변속장치 제어용 액추에이터는 유압변속장치의 사판 축에 고정된 제1암과, 액추에이터의 회전축에 고정된 제2암과, 제1암과 제2암을 연결하는 제1링크와, 제2암에 연결된 제2링크와, 제2링크에 연결되어 제2암의 회전각도를 측정하는 각도측정센서와, 사판 축의 변위 한계점에 대응하는 제2암의 회전지점에 장착된 리미트센서를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

유압변속장치 제어용 액추에이터{Actuator for Hydro Static Transmission Control}

본 발명은 유압변속장치(HST; hydro static transmission)를 제어하기 위한 액추에이터에 관한 것으로서, 특히 유압변속장치의 제어에 따른 액추에이터의 파손을 방지하며 유량 및 차량의 속도 등의 정보를 운전자가 인식할 수 있도록 구성한 것이다.

일반적으로 농업용 주행차량인 트랙터 등의 동력전달장치는 통상 주행전동계 상에 주변속기구와 부변속기구가 직렬 설치되어 있고, 주변속기구의 유압변속장치를 설치하는 것도 공지되어 있다.

유압변속장치는 엔진의 동력에 의해 유압펌프가 작동하고, 유압펌프의 작동에 의해 유압모터가 작동하며, 유압모터는 바퀴를 회전시킨다.

한편, 유압변속장치의 제어방식에 따라 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 페달식, 유압식, 전동식으로 구분된다.

도 1은 페달식 유압변속장치를 나타낸 개념도이고, 도 2는 유압식 유압변속장치를 나타낸 개념도이다. 그리고 도 3은 전동식 유압변속장치를 나타낸 개념도이며, 도 4는 전동식 유압변속장치의 액추에이터를 나타낸 측면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 페달식 유압변속장치는 운전자가 밟은 페달과 유압펌프의 사판 축이 직접 연결되어 있어 운전자가 페달을 밟는 깊이에 따라 사판 축의 회전 각도가 조절되어 원하는 방향과 속도로 변속한다. 이와 같은 페달식 유압변속장치는 저가형 구성으로 장착이 용이하나, 바퀴에 부하가 걸릴 경우 유압변속장치의 유압펌프 및 유압모터에 압력이 상승하여 사판 축에 큰 토크가 걸리게 되는 문제점이 있고, 운전자가 페달을 조작하는데 많은 힘이 요구되어 편의성 측면에서 문제점이 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같은 유압식 유압변속장치는 유압펌프의 사판 축을 유압으로 동작시키는 방식이다. 유압식 유압변속장치는 바퀴로부터 전달되는 부하와 무관하게 일정한 힘으로 조작할 수 있고, 전자식 밸브를 장착하여 자동으로 변속이 가능하게 구성할 수 있다. 하지만, 고가라는 단점이 있다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같은 전동식 유압변속장치는 사판 축을 전동모터에 의해 동작시키는 방식이다. 전동식 유압변속장치는 저가라는 장점과 부하에 독립적이라는 장점이다.

도 4에 보이듯이, 유압변속장치(10)는 외측으로 돌출된 사판 축(11)을 회전시키기 위해 액추에이터(13)가 장착된다. 그리고 사판 축(11)에 고정된 제1암(arm)(21) 단부에 링크(25)가 힌지 결합되고, 링크(25)의 타단은 액추에이터(13)의 제2암(arm)(22) 단부에 힌지 결합된다.

따라서 액추에이터(13)가 작동하면 제2암(22)이 선회하게 되고, 링크(25)에 연결된 제1암(21) 또한 연동하면서 사판 축(11)을 회전시킨다.

이와 같은 전동식 유압변속장치는 앞서 설명한 바와 같이 저가이며 부하에 독립적이라는 장점이 있으나, 사판 축의 회전각도에 한계점이 있기 때문에 과도하게 회전할 경우 액추에이터의 모터에 부하가 걸려 파손되는 문제점이 있다. 또한 액추에이터의 작동 각도를 감지하지 못해 운전자가 사판의 변위 한계점 및 중립을 경험 및 직감에 의해 판단하게 되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-0956704호

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 유압변동장치의 사판 축을 제어하는 액추에이터의 파손을 방지할 수 있으며 또한 사판 축의 회전각도를 감지할 수 있게 구성한 유압변속장치 제어용 액추에이터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압변속장치 제어용 액추에이터는 유압변속장치의 사판 축에 고정된 제1암과, 액추에이터의 회전축에 고정된 제2암과, 제1암과 제2암을 연결하는 제1링크와, 제2암에 연결된 제2링크와, 제2링크에 연결되어 제2암의 회전각도를 측정하는 각도측정센서와, 사판 축의 변위 한계점에 대응하는 제2암의 회전지점에 장착된 리미트센서를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2암은 길이 중간이 절곡된 구조이며, 한 쪽의 자유단에는 제1링크가 힌지결합되고, 다른 쪽 자유단에는 제2링크가 힌지 결합된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유압변속장치 제어용 액추에이터는 사판 축의 변위 한계점에 대응하여 액추에이터의 작동을 정지시키는 제1센서가 장착되어 액추에이터에 과부하가 걸리는 것을 막을 수 있다. 따라서 액추에이터의 내구성을 향상시키며 또한 유압변속장치의 내구성 또한 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 유압변속장치 제어용 액추에이터는 액추에이터의 모터에 의해 선회하는 암의 회전각도를 측정함에 따라 운전자에게 중립상태 또는 사판 축의 변위 한계점 등을 알릴 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 페달식 유압변속장치를 나타낸 개념도이고,
도 2는 유압식 유압변속장치를 나타낸 개념도이다.
도 3은 전동식 유압변속장치를 나타낸 개념도이며,
도 4는 전동식 유압변속장치의 액추에이터를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유압변속장치 제어용 액추에이터를 나타낸 측면도이고,
도 6은 도 5에 도시된 액추에이터의 작동에 따라 사판 축의 회전 관계를 나타낸 개념도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 유압변속장치 제어용 액추에이터의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 5는 본 발명에 따른 유압변속장치 제어용 액추에이터를 나타낸 측면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 액추에이터의 작동에 따라 사판 축의 회전 관계를 나타낸 개념도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유압변속장치(100)의 사판 축(110)에는 제1암(111)이 고정되고, 액추에이터(120)의 회전축에는 제2암(122)이 고정된다. 그리고 제1암(111)과 제2암(122)은 제1링크(123)의 양단에 힌지 결합되어 액추에이터(120)의 모터(125)가 작동하면서 제2암(122)이 회전축을 중심으로 회전한다. 그러면 제2암(122)의 단부에 고정된 제1링크(123)에 의해 제1암(111) 또한 연동하면서 사판 축(110)을 회전시킨다.

그리고 제2암(122)은 길이 중간이 절곡된 L형 구조로서, 절곡된 지점에 회전축이 장착되고, 제2암(122)의 한 쪽 자유단에 제1암(111)이 힌지 결합되며, 제2암(122)의 다른 쪽 자유단에는 제2링크(127)의 일단이 힌지 결합된다. 제2링크(127)의 타단은 각도측정센서(130)의 제3암(131)에 힌지 결합된다.

한편, 제2암(122)의 둘레에는 사판 축(110)의 한계점에 대응하여 제2암(122)의 회전을 정지시키도록 리미트센서(140)가 장착되는데, 도 6에 도시된 바와 같이, L형 구조의 제2암(122)의 절곡된 부위 바깥 양측에 리미트센서(140)들이 장착된다.

따라서 회전하던 제2암(122)이 리미트센서(140)에 접하는 지점이 사판 축(110)의 변위 한계점에 해당하며, 리미트센서(140)에 제2암(122)이 접하면 리미트센서(140)에서 출력된 신호에 의해 액추에이터(120)의 모터(125)가 정지한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 유압변속장치 제어용 액추에이터의 작동관계에 대해 설명한다.

액추에이터(120)의 모터(125)가 작동하면 회전축에 장착된 제2암(122)이 회전하게 되는데, 제2암(122)이 회전하면서 양단에 힌지 결합된 제1링크(123) 및 제2링크(127)가 변위하게 된다. 제1링크(123)의 변위에 의해 사판 축(110)이 회전하게 되고 제2링크(127)의 변위에 의해 각도측정센서(130)에서는 사판 축(110)의 회전각도를 측정한다. 도면에 도시하지 않았으나, 각도측정센서(130)에서 측정된 각도는 운전자가 위치한 운전실의 표시부 등에 출력되어 사판 축(110)의 회전에 따른 주행방향 및 속도를 알릴 수 있다.

또한 액추에이터(120)의 모터(125)가 회전하여 사판 축(110)의 변위 한계점에 도달하면 제2암(122)이 어느 한 리미트센서(140)와 간섭되어 액추에이터(120)의 모터(125)가 정지하게 된다. 따라서 사판 축(110)이 변위 한계점에 도달하였을 때에 종래 기술에서와 같이 모터에 부하를 걸리는 것을 막을 수 있다.

100 : 유압변속장치
110 : 사판 축
111 : 제1암
120 : 액추에이터
122 : 제2암
123 : 제1링크
125 : 모터
127 : 제2링크
130 : 각도측정센서
140 : 리미트센서

Claims

유압변속장치의 사판 축에 고정된 제1암과,
액추에이터의 회전축에 고정된 제2암과,
제1암과 제2암의 한 쪽 자유단을 연결하는 제1링크와,
제2암의 다른 쪽 자유단에 연결된 제2링크와,
제2링크에 연결된 제3암의 회전을 감지하여 사판 축의 회전각도를 측정하는 각도측정센서와,
사판 축의 변위 한계점에 대응하는 제2암의 회전지점에 장착된 리미트센서를 포함하며,
제2링크의 양단은 제2암의 다른 쪽 자유단과 제3암의 단부에 각각 힌지 결합된 것을 특징으로 하는 유압변속장치 제어용 액추에이터.
삭제
제1항에 있어서,
제2암의 한 쪽 자유단에는 제1링크가 힌지 결합된 것을 특징으로 하는 유압변속장치 제어용 액추에이터.
제1항 또는 제3항에 있어서,
제2암은 절곡된 구조로서, 절곡된 지점에 회전축이 장착되고 절곡된 부위의 바깥 양측에 각각 리미트센서가 장착된 것을 특징으로 하는 유압변속장치 제어용 액추에이터.
제4항에 있어서,
한 쌍의 리미트센서는 사판 축의 회전각도 범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 유압변속장치 제어용 액추에이터.