KR102034829B1

KR102034829B1 - 유압식 구동기용 양방향 유량제어 밸브 및 이를 이용한 유량제어 방법

Info

Publication number: KR102034829B1
Application number: KR1020180052548A
Authority: KR
Inventors: 김문곤; 진정만; 전광옥
Original assignee: 에스에프하이월드 주식회사
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-10-21

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압식 구동기에 유압을 공급하는 양방향 유량제어 밸브로서, 상기 양방향 유량제어 밸브는 포펫밸브부, 피드백 제어부, 및 파이로트부를 구비하며, 상기 파이로트부는 4방향 솔레노이드 밸브 및 상기 솔레노이드 밸브의 제1 포트와 제1 유압공급장치 사이에 배치된 비례감압밸브를 포함하고, 상기 피드백 제어부는 상기 솔레노이드 밸브의 제2 및 제3 포트와 연결된 실린더 및 상기 실린더 내에 배치된 피스톤 헤드와 피스톤 로드를 포함하고, 상기 포펫밸브부는 포펫을 구비한 2방향 포펫밸브 및 상기 포펫에 형성되며 상기 피스톤 로드에 의해 개폐되는 가변 오리피스를 포함하고, 상기 포펫밸브의 제1 포트는 제2 유압공급장치에 연결되고 제2 포트는 상기 구동기에 연결되며, 상기 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 상기 포펫밸브의 유로를 개폐하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 밸브를 개시한다.

Description

유압식 구동기용 양방향 유량제어 밸브 및 이를 이용한 유량제어 방법 {Valve apparatus having a function of bidirectional flow control for hydraulic actuator and method for flow control using the valve apparatus}

본 발명은 유압식 구동기용 양방향 유량제어 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 신규한 양방향 제어 방식을 이용하여 유압식 구동기에 인가하는 유압을 제어할 수 있는 비례 유량제어용 포펫밸브에 관한 것이다.

최근에 굴삭기를 비롯한 건설 중장비에 있어서 기존 4/3 방식 방향제어밸브가 가지는 교축에 의한 손실을 보상하고 전자제어 방식을 도입하여 최적의 작업 조건을 구현하는 방안으로 4/3방식 온-오프 솔레노이드 밸브 1개를 대신하여 2/2 방식 비례전자 밸브 4개로 구성된 밸브 블록을 사용하고 있다.

일반적으로 굴삭기의 경우에 있어서 붐, 암, 버킷 및 선회 동작시에 정(+)부하뿐만 아니라 때에 따라서는 부(-)부하가 발생하는 경우도 많다. 단방향 유량제어 포펫밸브를 사용하는 경우 부부하 발생시에 밸브 블록을 제어할 수 없기 때문에 에너지 절약 운전도 불가능하고 각종 구동기의 과주 현상으로 운전자가 위험해지는 경우도 발생하여 운전성에 악영향을 미치게 된다.

특허문헌1: 한국 등록특허 제10-0934945호 (2010년 1월 6일 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 기계적인 피드백 기능을 이용하여 제어 입력에 비례하는 유량 제어가 가능한 동시에 건설중장비에서 발생하는 정부하 및 부부하에 관계없이 원하는 유량을 제어할 수 있는 양방향 유량제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압식 구동기에 유압을 공급하며 포펫밸브부, 피드백 제어부, 및 파이로트부를 구비한 양방향 유량제어 밸브에 의한 양방향 유량제어 방법으로서, 상기 파이로트부는 4방향 솔레노이드 밸브 및 상기 솔레노이드 밸브의 제1 포트와 제1 유압공급장치 사이에 배치된 비례감압밸브를 포함하고, 상기 피드백 제어부는 상기 솔레노이드 밸브의 제2 및 제3 포트와 연결된 실린더 및 상기 실린더 내에 배치된 피스톤 헤드와 피스톤 로드를 포함하고, 상기 포펫밸브부 포펫을 구비하며 제1 포트가 제2 유압공급장치에 연결되고 제2 포트가 상기 구동기에 연결된 2방향 포펫밸브 및 상기 포펫에 형성되며 상기 피스톤 로드에 의해 개폐되는 가변 오리피스를 포함하고, 상기 양방향 유량제어 방법은, 상기 솔레노이드 밸브의 솔레노이드 작동기에 인가하는 전원을 제어하는 단계; 상기 전원의 제어에 의해 상기 피드백 제어부의 피스톤 로드가 상기 가변 오리피스를 개폐하는 단계; 및 상기 가변 오리피스의 개폐에 의해 포펫밸브의 유로를 개폐하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 방법을 개시한다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 유량제어 밸브에 의하면, 기본적으로 기존의 4/3방식 밸브가 가지는 교축 손실을 줄일 수 있기 때문에 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며 부부하 제어가 가능하기 때문에 안전성을 높일 수 있다.

또한 파이로트 유압장치 전단부에 설치된 비례감압밸브를 적절히 제어하게 되면 포펫밸브를 통하여 흐르는 양방향 흐름을 최적으로 제어할 수 있으며, 이를 통하여 작업 능률 향상의 장점이 있다.

또한 파이로트부의 솔레노이드로 공급되는 파이로트 라인을 언제나 유체저장 탱크쪽으로 드레인 시키는 방법을 통하여 유량제어 기울기를 제어할 수 있는 동시에 시스템의 용량에 따라 유량제어의 범위를 유연하게 변경하여 제어할 수 있는 장점이 있다.

도1 및 도2는 일 실시예에 따른 양방향 제어 밸브로 구성된 밸브 블록을 설명하는 도면,
도3은 일 실시예에 따른 양방향 제어 밸브를 설명하기 위한 유압 회로도,
도4는 일 실시예에 따른 포펫밸브부의 일부 구성을 도식적으로 나타낸 도면,
도5는 구동기로부터의 부하가 포펫밸브부에 인가될 때의 양방향 제어 밸브의 동작을 설명하기 위한 도면,
도6은 도5에 따른 양방향 제어 밸브의 동작시 포펫밸브부의 동작을 설명하기 위한 도면,
도7은 일 실시예에 따른 양방향 제어 밸브에 전원이 인가될 때의 동작을 설명하기 위한 유압 회로도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서의 도면에 있어서, 구성요소들의 길이, 두께, 넓이 등의 수치는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장하여 표시될 수 있다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예를 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도1은 일 실시예에 따른 양방향 제어 밸브로 구성된 밸브 블록을 나타낸다.

도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 밸브 블록은 4개의 2방향 밸브(V1,V2,V3,V4)로 구성될 수 있으며 이 4개의 2방향 밸브(V1,V2,V3,V4)가 한 세트가 되어 실린더와 같은 유압식 구동기(5)를 구동할 수 있다.

유압식 구동기(5)는 예를 들어 피스톤 헤드(Ph)와 피스톤 로드(Pr)로 이루어진 피스톤 어셈블리를 구비할 수 있다. 밸브 블록의 2개의 유로가 각각 피스톤 헤드(Ph)측의 공간(A)과 피스톤 로드(Pr)측의 공간(B)에 연결되고, 두 공간 중 한쪽에 유체를 공급하여 피스톤 어셈블리를 (도면상에서) 상하방향으로 왕복운동 시킬 수 있다.

예컨대 밸브 블록을 제어하여 도1과 같이 제1 밸브(V1)와 제3 밸브(V3)를 개방하고 제2 밸브(V2)와 제4 밸브(V4)를 폐쇄하면, 펌프(3)에 의해 밸브 블록에 유입된 유체가 제1 밸브(V1)를 통과하여 유압식 구동기(5)의 피스톤 헤드측 공간(A)으로 주입되고 이 주입된 유체의 유압에 의해 피스톤 어셈블리가 위로 상승한다. 이 때 피스톤 로드측 공간(B)에 채워져 있던 유체는 제3 밸브(V3)를 통과하여 유체탱크로 되돌아간다.

도2는 도1의 밸브 블록에 결합된 유압식 구동기(5)의 피스톤 어셈블리를 하강시킬 때의 상태를 나타낸다. 밸브 블록을 제어하여 도2에서와 같이 제1 밸브(V1)와 제3 밸브(V3)를 폐쇄하고 제2 밸브(V2)와 제4 밸브(V4)를 개방하면, 펌프(3)에 의해 유체가 제4 밸브(V4)를 통과하여 유압식 구동기(5)의 피스톤 로드측 공간(B)으로 주입되고 이 주입된 유체의 유압에 의해 피스톤 어셈블리가 아래로 하강하며 이 때 피스톤 헤드측 공간(A)에 채워져 있던 유체는 제2 밸브(V2)를 통과하여 유체탱크로 되돌아간다.

이와 같이 밸브 블록을 이용하여 유압식 구동기(5)의 피스톤 어셈블리를 상하로 움직이는 동작모드를 도1과 도2에 각각 도시하였지만 실제로 밸브 블록은 여러 다양한 모드에서 동작할 수 있다. 예를 들어 도1과 도2에서 제1 밸브(V1)가 펌프(3)로부터 공급되는 유체를 피스톤 헤드측 공간(A)으로 주입하거나 밸브(V1)를 폐쇄하는 경우만을 도시하였지만 다른 모드에서는 피스톤 헤드측 공간(A)으로부터 배출되는 유체가 제1 밸브(V1)로 통과하도록 제어할 경우도 있으며 따라서 각 밸브(V1,V2,V3,V4) 중 적어도 하나의 밸브는 양방향 제어가 가능한 밸브로 구현되는 것이 바람직하다.

이제 도3 내지 도7을 참조하여 이러한 양방향 제어가 가능한 밸브의 바람직한 일 실시예를 설명하기로 한다.

도3은 일 실시예에 따른 양방향 제어 밸브를 설명하기 위한 유압 회로도이다. 도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 양방향 유량제어 밸브는 포펫밸브부(10), 피드백 제어부(20), 및 파이로트부(30)를 포함할 수 있다.

포펫밸브부(10)는 포펫(도4의 120)을 구비한 2방향 포펫밸브(100)를 포함한다. 포펫밸브(100)는 유로(51,110)를 통해 유압공급장치(50)와 구동기에 각각 연결된다. 구동기는 예컨대 도1의 유압식 구동기(5)에 대응하는 것으로 예를 들어 굴삭기 등의 중장비기계에 장착되어 유압으로 작동하는 임의의 구동기일 수 있다. 유압공급장치(50)는 구동기를 작동시키기 위해 구동기에 유압을 공급하는 공급원이다. 유압공급장치(50)는 예를 들어 유체저장탱크, 펌프, 펌프를 구동하는 전동기, 및 릴리프 밸브 등으로 구현되며 이러한 유압공급장치(50)는 공지기술이므로 상세한 설명을 생략한다.

포펫밸브부(10)는 파이로트부(30) 및 피드백 제어부(20)의 구동에 따라서 동작되며 예컨대 포펫밸브부(10)의 포펫밸브(100)는 유압공급장치(50)에서 구동기로 주입하는 유체의 양을 적절히 제어하여 최종적으로 구동기의 동작(변위, 속도, 회전량)을 제어할 수 있다.

일 실시예에서 포펫밸브(100)는 포펫(120)의 움직임에 의해 유로 개방상태(111)와 유로 폐쇄상태(112) 사이를 전환할 수 있으며, 이를 위해 포펫밸브부(10)가 제1 포펫 파이로트(pilot)(101), 제2 포펫 파이로트(102), 제3 포펫 파이로트(103), 제4 포펫 파이로트(104), 포펫 후면 수압부(105), 포펫 전면 제1 수압부(106), 포펫 전면 제2 수압부(107), 피드백 실린더 접촉부(108), 및 가변 오리피스(109)를 포함할 수 있다.

피드백 제어부(20)는 실린더(204)를 포함한다. 실린더(204)는 내부에 피스톤 헤드(201)와 피스톤 로드(202,204)로 이루어진 피스톤 어셈블리를 포함하며 파이로트부(30)의 제어에 의해 피스톤 어셈블리가 (도면상에서의) 좌우 방향으로 움직일 수 있다. 예를 들어 유체가 유로(308)를 통해 피스톤 헤드(201)의 좌측 공간으로 주입되면 피스톤 어셈블리가 우측으로 움직이며 유체가 유로(305)를 통해 피스톤 헤드(201)의 우측 공간으로 주입되면 피스톤 어셈블리가 좌측으로 움직임을 이해할 것이다.

일 실시예에서 피스톤 로드(202)는 포펫밸브(100)의 포펫(120)과 접촉하며 가변 오리피스(109)를 개폐할 수 있다. 이와 관련하여 도4는 일 실시예에 따른 포펫밸브(100)와 피스톤 로드(202)의 결합구조를 도식적으로 나타낸다. 도4를 참조하면 포펫(120)이 포펫밸브부(10)의 유로(51,110)를 막고 있으며 따라서 도시한 상태는 유로 폐쇄상태(112)를 나타낸다. 포펫(120)은 관통구인 가변 오리피스(109)를 포함한다. 유압공급장치(50)에서 공급되는 유체가 제1 포펫 파이로트(101)를 통해 포펫 후면 수압부(105)측에 채워져 있다. 피스톤 로드(202)가 좌측으로 이동하면 피스톤 로드(202)의 선단부가 포펫(120)과 접촉하면서 가변 오리피스(109)를 폐쇄함과 동시에 포펫(120)의 후면(도면에서 우측면)을 밀어서 유로(51)와 유로(110) 사이를 폐쇄할 수 있다. 즉 유로(305)를 통해 유체가 피스톤 헤드(201)의 우측 공간으로 주입되면 피스톤 로드(202)가 좌측으로 움직여서 포펫밸브(100)가 유로 폐쇄상태(112)에 있게 된다.

반대로 피스톤 로드(202)가 우측으로 이동하면 피스톤 로드(202)의 선단부가 포펫(120)에서 적어도 일시적으로 떨어지면서 가변 오리피스(109)가 적어도 부분적으로 개방되고 이 때 포펫(120)의 전면과 후면 사이의 압력의 균형이 깨어지면서 포펫(120)이 (도면상에서) 우측으로 밀리고 이에 따라 유로(51)와 유로(110) 사이가 개방된다. 즉 유로(308)를 통해 유체가 피스톤 헤드(201)의 좌측 공간에 주입되면 피스톤 로드(202)가 우측으로 움직여서 포펫밸브(100)가 유로 개방상태(111)로 전환됨을 이해할 것이다.

다시 도3을 참조하면, 파이로트부(30)는 4방향 솔레노이드 밸브(300) 및 비례감압밸브(320)를 포함한다. 비례감압밸브(320)는 솔레노이드 밸브(300)에 유체를 공급하는 유압공급장치(50)와 솔레노이드 밸브(300)의 하나의 포트 사이의 유로(301)에 배치되어 솔레노이드 밸브(300)에 공급하는 유체의 유량을 제어할 수 있다.

솔레노이드 밸브(300)는 솔레노이드 작동기(311)에 인가하는 전원(전압 또는 전류)의 조절에 의해 제1 유로연결 상태(302), 중립상태(303), 및 제2 유로연결 상태(304) 사이를 전환할 수 있다. 제1 유로연결 상태(302)에서, 유압공급장치(50)에서 공급되는 유체가 유로(305)를 통해 피드백 제어부(20)의 실린더 헤드(201)의 우측 공간으로 주입되고 실린더 헤드(201)의 좌측 공간에서 배출되는 유체가 유로(308)를 통해 유압공급장치(50)로 복귀하며 따라서 실린더 로드(202)가 좌측으로 움직인다. 중립상태(303)에서는 솔레노이드 밸브(300) 내의 유로가 폐쇄되어 있으므로 피스톤 로드(202)가 움직이지 않는 정지상태가 된다. 제2 유로연결 상태(304)에서, 유압공급장치(50)에서 공급되는 유체가 유로(308)를 통해 실린더 헤드(201)의 좌측 공간으로 주입되고 실린더 헤드(201)의 우측 공간에서 배출되는 유체는 유로(305)를 통해 유압공급장치(50)로 복귀하며 따라서 실린더 로드(202)가 우측으로 움직인다.

한편 도시한 실시예에서 하나의 유압공급장치(50)가 포펫밸브부(10)와 파이로트부(30)에 유체를 공급하는 것으로 도시하였지만 대안적 실시예에서 포펫밸브부(10)와 파이로트부(30)에 유체를 공급하는 유체공급장치가 별개로 존재할 수도 있다. 그러나 도시한 실시예와 같이 하나의 유압공급장치(50)로 구현할 경우 양방향 제어 밸브 구조를 간단화할 수 있으므로 장치 부피 감소 및 장치 경량화에 바람직하다.

이제 본 발명에 따른 양방향 유량제어 밸브의 동작을 설명하기로 한다.

우선, 도3은 파이로트부(30)의 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 인가하지 않은 상태이다. 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 가하지 않으면 솔레노이드 밸브(300)가 도3에서와 같이 제1 유로연결 상태(302)에 있고, 유압공급장치(50)로부터 공급되는 유체가 유로(305)를 통해 실린더(204)에 주입되어 실린더 로드(202)를 좌측으로 밀어낸다. 따라서 도4에 도시한 것처럼 피스톤 로드(202)가 가변 오리피스(109)를 폐쇄하고 포펫밸브(100)가 유로 폐쇄상태(112)가 되어 구동기에 유체가 공급되지 않는다.

한편 도5는 파이로트부(30)의 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 인가하지 않는 상태이되 구동기측으로부터 부하가 포펫밸브부(10)에 가해지는 경우를 나타낸다. 구동기측으로부터 부하가 포펫밸브부(10)에 가해지는 경우로는, 예컨대 도1의 유압식 구동기(5)의 피스톤 로드(Pr)가 피스톤 헤드(Ph) 보다 위에 있는 채로 구동기(5)가 멈춘 상태일 수 있고, 이 경우 피스톤 로드(Pr)(및 이에 연결된 부하)가 중력에 의해 피스톤 헤드(Ph)를 아래로 밀어내려고 함에 따라 밸브(V1 또는 V2)에 유압을 가하는 경우일 수 있다.

이와 같이 구동기로부터 부하가 포펫밸브부(10)에 인가되면 제3 포펫 파이로트(103)로 유체가 흘러 포펫 전면 제2 수압부(107)측의 유압이 증가한다. 즉 도6에 도시한 것처럼 포펫 전면 제2 수압부(107)에 부가되는 압력에 의해 포펫(120)이 뒤로(도면상에서 우측으로) 밀리게 되는 문제가 발생할 수 있는데, 이 때 비례감압밸브(320)를 작동시켜 포펫 전면 제2 수압부(107)에 부가되는 압력에 비례한 힘을 실린더(204)에 가함으로써 피스톤 로드(202)가 우측으로 밀리지 않도록 제어할 수 있다.

즉 본 발명의 일 실시예에 따르면 비례감압밸브(320)를 사용함으로써 제2 수압부(107)에 추가되는 압력에 해당하는 압력만큼 유압경로(301)를 통해 유체를 실린더(204)로 더 공급하여 포펫밸브(100)가 의도치 않게 개방되는 것을 방지할 수 있다. 이 때 일 실시예에서 유압공급장치(50)에서 비례감압밸브(320)에 공급하는 유체의 압력을 최대값으로 설정함으로써 상기 비례감압밸브(320)가 솔레노이드 밸브(300)에 공급하는 유체의 압력을 최소값에서 최대값 사이의 범위에서 조절할 수 있으며, 따라서 구동기로부터 포펫밸브부(10)에 가해지는 부하량에 따라 적절한 유압을 실린더(204)측에 추가 공급할 수 있다.

도7은 파이로트부(30)의 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 인가했을 때의 양방향 제어 밸브의 상태를 나타낸다. 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 인가하면 솔레노이드 밸브(300)가 제2 유로연결 상태(304)로 전환된다. 유압공급장치(50)에서 공급되는 유체가 경로(308)를 따라 실린더(204)에 인가되어 피스톤 헤드(201)를 우측으로 가압한다. 이에 따라 피스톤 로드(202)가 우측으로 이동하게 되어 피드백 실린더 접촉부(108)가 포펫밸브(100)에서 떨어지게 되면 가변 오리피스(109)가 열리게 되고, 포펫 후면 수압부(105)에 작용하는 압력에 의한 힘이 포펫 전면 제1 수압부(106)에 작용하는 힘보다 작게 되어 포펫(120)이 우측으로 밀리게 되어 포펫밸브(100)가 유로 연결상태(111)로 전환되고 유로(110)를 통해 유체가 구동기로 흐르게 된다.

이 때 유로(110)를 통해 흐르는 유체의 유량은 피드백 제어부(20)의 피스톤 로드(202)의 변위에 비례하여 조절된다. 즉 솔레노이드 작동기(311)를 이용하여 피스톤 로드(202)의 변위를 조절함으로써 유압공급장치(50)에서 구동기로 흐르는 유체의 유량을 조절하여 구동기를 동작시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 포펫밸브부 20: 피드백 제어부
30: 파이로트부 50: 유압공급장치
51: 유압공급장치 유로
100: 포펫밸브 101: 제1 포펫 파이로트
102: 제2 포펫 파이로트 103: 제3 포펫 파이로트
104: 제4 포펫 파이로트 105: 포펫 후면 수압부
106: 포펫 전면 제1 수압부 107: 포펫 전면 제2 수압부
108: 피드백 실린더 접촉부 109: 가변 오리피스
110: 구동기 유로
201: 피스톤 헤드 202: 좌측 피스톤 로드
203: 우측 피스톤 로드 204: 실린더
205: 피드백 스프링
300: 4방향 솔레노이드 밸브 301: 유압공급장치 유로
305: 피스톤 후면부 유로 308: 피스톤 전면부 유로
311: 솔레노이드 작동기

Claims

유압식 구동기에 유압을 공급하는 양방향 유량제어 밸브로서,
상기 양방향 유량제어 밸브는 포펫밸브부(10), 피드백 제어부(20), 및 파이로트부(30)를 구비하며,
상기 파이로트부(30)는 4방향 솔레노이드 밸브(300) 및 상기 솔레노이드 밸브의 제1 포트와 제1 유압공급장치 사이에 배치된 비례감압밸브(320)를 포함하고,
상기 피드백 제어부(20)는 상기 솔레노이드 밸브의 제2 및 제3 포트와 연결된 실린더(204) 및 상기 실린더(204) 내에 배치된 피스톤 헤드(201)와 피스톤 로드(202)를 포함하고,
상기 포펫밸브부(10)는 포펫(120)을 구비한 2방향 포펫밸브(100) 및 상기 포펫(120)에 형성되며 상기 피스톤 로드(202)에 의해 개폐되는 가변 오리피스(109)를 포함하고,
상기 포펫밸브(100)의 제1 포트는 제2 유압공급장치에 연결되고 제2 포트는 상기 구동기에 연결되며, 상기 솔레노이드 밸브(300)의 작동에 의해 상기 포펫밸브(100)의 유로를 개폐하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 솔레노이드 밸브(300)의 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 가하지 않으면, 제1 유압공급장치에 의한 유압에 의해 상기 피스톤 로드(202)가 상기 가변 오리피스(109)를 폐쇄하여 상기 포펫밸브(100)의 유로가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 밸브.
제 2 항에 있어서,
상기 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 가하지 않는 상태에서 상기 구동기로부터의 부하가 상기 포펫밸브부(10)에 인가되면, 상기 구동기로부터 상기 포펫(120)에 가해지는 유압에 비례하여, 상기 비례감압밸브(320)가 상기 피드백 제어부(20)에 가하는 유압을 증가시키는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 유압공급장치에서 상기 비례감압밸브(320)로 공급하는 유체의 압력을 최대값으로 설정함으로써 상기 비례감압밸브(320)가 상기 솔레노이드 밸브(300)에 공급하는 유체의 압력을 최소값에서 최대값 사이의 범위에서 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 밸브.
제 3 항에 있어서,
상기 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 인가하면, 제1 유압공급장치에 의한 유압에 의해 상기 피스톤 로드(202)가 상기 가변 오리피스(109)를 적어도 부분적으로 개방함으로써 상기 포펫밸브(100)의 유로를 적어도 부분적으로 개방하는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 밸브.
제5 항에 있어서, 상기 제1 유압공급장치와 상기 제2 유압공급장치가 동일한 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 밸브.
유압식 구동기에 유압을 공급하며 포펫밸브부(10), 피드백 제어부(20), 및 파이로트부(30)를 구비한 양방향 유량제어 밸브에 의한 양방향 유량제어 방법으로서,
상기 파이로트부(30)는 4방향 솔레노이드 밸브(300) 및 상기 솔레노이드 밸브의 제1 포트와 제1 유압공급장치 사이에 배치된 비례감압밸브(320)를 포함하고,
상기 피드백 제어부(20)는 상기 솔레노이드 밸브의 제2 및 제3 포트와 연결된 실린더(204) 및 상기 실린더(204) 내에 배치된 피스톤 헤드(201)와 피스톤 로드(202)를 포함하고,
상기 포펫밸브부(10)는 포펫(120)을 구비하며 제1 포트가 제2 유압공급장치에 연결되고 제2 포트가 상기 구동기에 연결된 2방향 포펫밸브(100) 및 상기 포펫(120)에 형성되며 상기 피스톤 로드(202)에 의해 개폐되는 가변 오리피스(109)를 포함하고,
상기 양방향 유량제어 방법은,
상기 솔레노이드 밸브(300)의 솔레노이드 작동기에 인가하는 전원을 제어하는 단계;
상기 전원의 제어에 의해 상기 피드백 제어부(20)의 피스톤 로드(202)가 상기 가변 오리피스를 개폐하는 단계; 및
상기 가변 오리피스의 개폐에 의해 포펫밸브(100)의 유로를 개폐하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 전원을 제어하는 단계에서 상기 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 가하지 않으면, 제1 유압공급장치에 의한 유압에 의해 상기 피스톤 로드(202)가 상기 가변 오리피스(109)를 폐쇄하여 상기 포펫밸브(100)의 유로가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 전원을 제어하는 단계에서 상기 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 가하지 않는 상태에서 상기 구동기로부터의 부하가 상기 포펫밸브부(10)에 인가되면, 상기 구동기로부터 상기 포펫(120)에 가해지는 유압에 비례하여, 상기 비례감압밸브(320)가 상기 피드백 제어부(20)에 가하는 유압을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 전원을 제어하는 단계에서 상기 솔레노이드 작동기(311)에 전원을 인가하면, 제1 유압공급장치에 의한 유압에 의해 상기 피스톤 로드(202)가 상기 가변 오리피스(109)를 적어도 부분적으로 개방함으로써 상기 포펫밸브(100)의 유로를 적어도 부분적으로 개방하는 것을 특징으로 하는 양방향 유량제어 방법.