KR200141081Y1 - 유압액추에이터의 유압제어회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 신규한 구성의 유압액추에이터의 유압제어회로에 관한 것으로서, 유압펌프에 의해 공급되는 압유를 제어하여 유압액추에이터를 동작시키기 위한 메인콘트롤밸브를 가진 유압제어회로에 있어서, 유압액추에이터와 상기 메인콘트롤밸브사이에는 상기 메인콘트롤밸브와 상기 작동로드측 사이의 제 1 유압회로에 주스풀이 연결 설치되는 제 1 로직밸브와, 상기 메인콘트롤밸브와 상기 피스톤측의 제 2 유압회로에 주스풀이 연결 설치되어 상기 작동로드측에서 배출되는 압유를 상기 피스톤측으로 합류시켜 주기 위한 제 1 체크밸브를 가지며, 상기 제 1 유압회로에 제어스풀이 연결 설치되는 제 2 로직밸브로 이루어진 주제어수단과; 상기 메인콘트롤밸브와 상기 제 1 및 제 2 로직밸브 사이구간에서 상기 제 1 및 제 2 유압회로에 병렬로 연결되어 상기 제 1 로직밸브의 제어스풀에서 배출되는 압유를 상기 메인콘트롤밸브로 복귀시켜 주는 한쌍의 제 2 체크밸브와, 상기 제 2 유압회로에 연결 설치되어 상기 제 2 유압회로내의 적정압력 초과시 개방되어 상기 작동로드가 정속으로 전진하도록 병렬로 연결된 제 3 체크밸브를 가진 릴리프밸브와, 상기 제 2 체크밸브와 상기 제 1 로직밸브 사이에 주스풀이 연결 설치되고 제어스풀은 상기 릴리프밸브 및 제 2유압라인과 접속되게 연결되어서 압유의 공급 방향을 선택적으로 변화시키는 전환밸브로 이루어진 보조제어수단으로 구성된 유압제어수단이 구비됨으로써 유압액추에이터의 동작시 작동로드측 유압라인으로 배출되는 압유를 소정의 제어수단에 의해 피스톤측 유압라인으로 합류시켜 제한된 적은 동력으로 유압액추에이터의 초기 전진동작 속도를 향상시킴으로써 유압액추에이터를 이용한 각종 장치의 작업효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

유압액추에이터의 유압제어회로

본 고안은 유압액추에이터에 관한 것으로서, 특히 유압액추에이터의 동작시 작동로드측 유압라인으로 배출되는 압유를 소정의 제어수단에 의해 피스톤측 유압라인으로 재공급하여 합류시켜 제한된 적은 동력으로 유압액추에이터의 초기 전진동작 속도를 향상시킴으로써 유압액추에이터를 이용한 각종 장치의 작업효율을 향상시킨 유압액추에이터의 유압제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 유압장치는 원동기로부터의 기계적 에너지를 유압펌프에 의해 유체의 압력에너지로 변환시키고 각종 밸브를 이용하여 유체에너지에 압력, 유량, 방향의 세 가지 기본적인 제어를 행하여 유압실린더나 유압모터 등의 유압액추에이터(oil hydraulic actuator, 이하 액추에이터라 함)를 써서 다시 기계적인 에너지를 바꾸는 일련의 장치를 말한다.

따라서, 이러한 유압장치에는 유체를 제어하기 위한 유압회로가 필수적으로 구비되어야 함은 물론, 이 유압회로의 구성에 따라 액추에이터의 출력 효율 및 동작 속도가 현저하게 달라지기 때문에 효율적인 유압회로 설계가 중요한 관건으로 취급되고 있다.

도 1은 이러한 유압장치에 있어서 액추에이터(1)에 구비되는 기본적인 유압회로를 도시한 것으로서, 이것은 구동장치(2)에 의해 구동되는 유압펌프(3)가 동작되어 공급된 압유는 메인콘트롤밸브(4)의 제어를 받아 작동로드(5)측라인 및 피스톤(6)측라인으로 선택적으로 공급됨으로써 액추에이터(1)의 작동로드(5)가 전진과 후진 작동되는 것을 반복하여 수행하게 되는 것이다.

그런데 종래의 이러한 액추에이터(1)는 유압펌프(3)의 용량에 의해 출력효율 및 동작 속도가 한정되어 있어 액추에이터(1)의 작동로드(5)가 등속 동작을 하기 때문에 이를 이용한 각종 장치의 작동 성능은 유압펌프의 용량에 의해 한정되므로 작업효율이 비교적 낮은 문제가 있었다.

따라서, 높은 출력을 요하는 유압액추에이터의 동작속도를 빠르게 하기 위해서는 더욱 큰 용량의 유압펌프를 사용해야 하며, 보다 큰 사이즈의 배관 라인을 사용해야 하는 비효율적인 방법외에는 다른 수단이 마련되어 있지 않아 이를 해결할 만한 수단이나 장치가 요구되고 있는 실정이다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 유압액추에이터의 동작시 작동로드측 유압라인으로 배출되는 압유를 소정의 제어수단에 의해 피스톤측 유압라인으로 재공급하여 합류시켜 제한된 적은 동력으로 유압액추에이터의 초기 전진 동작 속도를 향상시킴으로써 유압액추에이터를 이용한 각종 장치의 작업 효율을 향상시킨 유압액추에이터의 유압제어회로를 제공하는데 있다.

이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안은 유압펌프에 의해 공급되는 압유를 제어하여 유압액추에이터를 동작시키기 위한 메인콘트롤밸브를 가진 유압제어회로에 있어서, 상기 유압액추에이터와 상기 메인콘트롤밸브사이에는 상기 메인콘트롤밸브와 상기 유압액추에이터 사이에 연결되어 상기 메인콘트롤밸브에 제어에 의해 공급되는 압유를 상기 유압액추에이터의 작동로드측과 피스톤측으로 선택적으로 공급하는 주제어수단과; 상기 주제어수단과 상기 유압액추에이터 사이에 연결되어서 상기 작동로드측에서 배출되는 압유를 피드백시켜 상기 피스톤측으로 합류시켜 상기 작동로드의 초기 전진속도를 높여주는 보조제어수단으로 이루어진 유압제어수단이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 주제어수단은 상기 메인콘트롤밸브와 상기 작동로드측사이의 제 1 유압회로에 주스풀이 연결 설치되는 제 1 로직밸브와, 상기 메인콘트롤밸브와 상기 피스톤측의 제 2 유압회로에 주스풀이 연결 설치되어 상기 작동로드측에서 배출되는 압유를 상기 피스톤측으로 합류시켜 주기 위한 제 1 체크밸브를 가지며, 상기 제 1 유압회로에 제어스풀이 연결 설치되는 제 2 로직밸브로 구성된다.

상기 보조제어수단은 상기 메인콘트롤밸브와 상기 제 1 및 제 2 로직밸브 사이 구간에서 상기 제 1 및 제 2 유압회로에 병렬로 연결되어 상기 제 1 로직밸브의 제어스풀에서 배출되는 압유를 상기 메인콘트롤밸브로 복귀시켜주는 한쌍의 제 2 체크밸브와, 상기 제 2 유압회로에 연결 설치되어 상기 제 2 유압회로내의 적정압력 초과시 개방되어 상기 작동로드가 정속으로 전진하도록 병렬로 연결된 제 3 체크밸브를 가진 릴리프밸브와, 상기 제 2 체크밸브와 상기 제 1 로직밸브사이에 주스풀이 연결 설치되고 제어스풀은 상기 릴리프밸브 및 제 2 유압라인과 접속되게 연결되어서 압유의 공급방향을 선택적으로 변화시키는 전환밸브로 구성된다.

도 1은 종래 유압 장치의 일례를 보이는 유압회로도,

도 2는 본 고안의 배속유압제어회로가 적용된 유압장치의 구성을

보이는 유압회로도,

도 3 내지 도 5는 본 고안의 작동 상태를 보이는 유압회로도들이다.

※도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명※

11: 유압액추에이터, 12: 구동장치,

13: 유압모터,14: 메인콘트롤밸브,

15: 작동로드,16:피스톤,

17: 제1유압라인,18: 제2유압라인,

20: 제3유압회로,21: 제4유압회로,

22: 제5유압회로,23: 제6유압회로,

30: 주제어수단,31,34: 메인스풀,

32,35: 제어스풀, 33: 제1로직밸브,

36: 제2로직밸브,37: 제1체크밸브,

40: 보조제어수단,41: 릴리프밸브,

42: 전환밸브,43: 제3체크밸브,

50: 유압제어수단,51,52: 제2체크밸브

본 고안의 내용을 첨부된 일실시예로서의 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 구성을 보이기 위한 사시도로서, 이를 참조하여 설명하면 유압액추에이터(11)의 기본적인 유압제어회로는 유체를 소정 압력으로 공급해 주도록 구동장치(12)에 의해 구동되는 유압펌프(13)와, 이 압유를 제어하여 액추에이터(11)를 동작시키도록 제1유압회로(17)와 제2유압회로(18)로 연결되어 있는 메인콘트롤밸브(14)를 포함하여 구성된다.

따라서 본 고안의 유압제어회로에는 소정의 작업을 수행하기 위해 전,후왕복운동하는 액추에이터(11)의 작동로드(15)의 초기 전진 동작이 빠르게 이루어지도록 하여 전반적인 액추에이터(11)의 작업성능을 향상시키기 위해 액추에이터(11)와 메인콘트롤밸브(14)사이에는 액추에이터(11)의 동작시 작동로드(15)측 제1유압회로(17)로 배출되는 압유를 피스톤(16)측 제2유압회로(18)로 합류시키는 유압제어수단(50)이 구비되어 구성된다.

이러한 유압제어수단(50)은 주제어수단(30)과 보조제어수단(40)으로 구성되는데, 주제어수단(30)은 메인콘트롤밸브(14)와 액추에이터(11) 사이에 연결 설치되어서 메인콘트롤밸브(14)의 제어에 의해 공급되는 압유를 액추에이터(11)의 작동로드(15)측과 피스톤(16)측으로 선택적으로 공급해 주는 역할을 하게 되고, 보조제어수단(40)은 주제어수단(30)과 액추에이터(11)사이에 연결 설치되어 작동로드(15)측에서 배출되는 압유를 피스톤(16)측으로 피드백(feed back)시켜서 압유의 압력을 순간적으로 높여 작동로드(16)의 초기 전진속도가 빠르게 해주는 역할을 하도록 구성된다.

이러한 기본적인 원리에 따른 주제어수단(30)과 보조제어수단(40)의 일실시예에 따른 구체적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 주제어수단(30)은 메인콘트롤밸브(14)와 작동로드(15)측사이의 제1유압회로(17)에 메인스풀(31)이 연결 설치되는 제1로직밸브(33)가 구비되고, 이 제1로직밸브(33)와 연계 작동하도록 메인콘트롤밸브(14)와 피스톤(16)측의 제2유압회로(18) 에 메인스풀(34)이 연결 설치되어 작동로드(15)측에서 배출되는 압유가 피스톤(16)측으로 재 공급되어 합류될 수 있도록 하는 제1체크밸브(37)를 가지며, 제어스풀(35)이 제1유압회로(17)에 제7유압회로(24)로 접속되어 있는 제2로직밸브(36)로 이루어진다.

상술한 제1체크밸브(37)는 제2로직밸브(36)의 메인스풀(34)과 제2유압회로(18)에 접속되어 있는 제3유압회로(20)에 설치되어 있다.

또한 제1로직밸브(33)와 제2로직밸브(36)는 메인콘트롤밸브(14)의 제어에 의해 공급되는 압유가 제1유압회로(17)나 제2유압회로(18)를 통해 공급되는 상황에 따라 고압상태가 되는 쪽이 폐쇄되고, 저압 상태가 되는 쪽이 개방상태가 될 수 있는 밸브구조를 갖도록 구성된다.

즉, 도3에 도시된 바와같이 인출된 상태의 작동로드(15)를 후진시켜 원위치 시키는 상태에서는 제2로직밸브(33)가 고압상태가 되어 폐쇄되어야 하고, 제1로직밸브(36)는 저압상태로서 개방상태가 되어야 한다.

또한, 작동로드(15)를 초기에 빠르게 동작시키기 위한 상태에서는 도 4에 되된 바와같이 제1로직밸브(33)는 고압을 그대로 유지하여야 작동로드(15)측에서 제1유압회로(17)로 배출된 압유가 제2로직밸브(36)의 메인스풀(34)을 거쳐 제2유압회로(18)로 합류될 수 있다.

한편, 보조제어수단(40)은 메인콘트롤밸브(14)와 제1로직밸브(33) 및 제2로직밸브(36)사이의 구간에서 제1, 제2유압회로(17,18)에 병렬로 접속되는 제4유압회로(21)에 한쌍의 제2체크밸브(51,52)가 설치되어 제1로직밸브(33)의 제어스풀(32)로 배출되는 압유를 메인콘트롤밸브(14)로 복귀되도록 한다.

또한, 제2유압회로(18)에는 압유의 적정 압력 초과시 개방되어 액추에이터(11)의 작동로드(15)가 정속으로 전진 동작되도록 그 양단에 제3체크밸브(43)가 연결된 릴리프밸브(41)가 구비되고, 제2체크밸브(51,52)와 제1로직밸브(33)사이에 연결 설치되어 압유의 공급방향을 선택적으로 변화시켜 주는 전환밸브(42)가 구비된다.

전환밸브(42)는 제2체크밸브(51,52)와 제1로직밸브(33)에 제5유압회로(22)로 연결되고, 릴리프밸브(41) 및 제2유압라인(18)과 제6유압회로(23)로 접속되어 있다.

이와같이 구성된 본 고안 유압액추에이터의 유압제어회로의 작동상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 인출된 상태의 액추에이터(11) 작동로드(15)의 후진 동작 상태를 보이는 것으로서, 유압펌프(13)로부터 압유가 공급되어 메인콘트롤밸브(14)의 제어에 의해 제1유압회로(17)를 거쳐 제1 및 제2로직밸브(33,36)에 공급된다.

이때, 제1로직밸브(33)는 상술한 바와같은 조건에 의해 저압 상태로서 메인스풀(31)이 개방된 상태이고, 제2로직밸브(36)는 고압상태로서 폐쇄 상태이기 때문에 제7유압회로(24)를 거쳐 공급된 압유는 흐르지 못한 상태가 되어 제1로직밸브(33)를 통해 액추에이터(11)의 작동로드(15)측으로 공급되어 작동로드(15)가 후진 동작하게 된다.

다음, 후진 작동 완료된 작동로드(15)는 다시 소정의 작업을 수행하기 위해 전진 작동하게 되는데, 여기서 작동로드(15)의 전체 이동 거리중 직접적인 작업이 이루어지기 전까지 신속하게 이동되도록 동작하게 된다.

즉, 제1로직밸브(33)는 상술한 바와같은 조건과 반대로 되어 고압 상태로서 폐쇄 상태이고, 제2로직밸브(36)의 메인스풀(34)은 개방된 상태이다.

도 4는 작동로드(15)의 초기 전진 동작상태를 도시한 것으로서, 메인콘트롤밸브(14)의 제어에 의해 압유가 제2유압회로(18)로 고압으로 공급되면 압유는 전환밸브(42)를 통해 제1로직밸브(33)에도 전달되지만 폐쇄 상태이므로 제1유압라인(17)으로는 압유가 공급되지 않게 되고, 이에따라 대부분의 압유는 액추에이터(11)의 피스톤(16)측으로 공급되어 작동로드(15)가 전진 작동하게 되는 것이다.

이와 동시에 액추에이터(11)의 작동로드(15)측 압유는 제1유압라인(17)으로 배출되는데, 이 압유는 제1유압라인(17)을 통해 제2로직밸브(36)의 메인스풀(34)을 거쳐 제1체크밸브(37)를 통해 제2유압회로(18)로 재공급되어 합류됨으로써 유압펌프(13)에 의해 공급되는 압유의 압력에 리턴된 압유의 압력이 합하여 피스톤(16)에 두배의 압력이 가해짐에 따라 결국 피스톤(16)은 빠른 속도로서 초기 전진 동작하여 작동로드(15)가 신속하게 작업위치 전까지 이동하게 되는 것이다.

도 5는 작동로드(15)의 초기 전진 동작이후 정속 동작 상태를 도시한 것으로서 제2유압회로(18)내의 압력이 릴리프밸브(41)의 적정압력 이상으로 되면 릴리프밸브(41)는 개방되고, 이와 동시에 제1로직밸브(33)가 저압이 되면서 작동로드(15)측으로 배출되는 압유는 제어스풀(32)을 거쳐 제5유압회로(22)를 통해 전환밸브(42)로 공급되며, 이 전환밸브(42)는 릴리프밸브(41)의 개방 동작에 의해 공급 경로가 변화되어 제1로직밸브(33)를 거친 압유는 제2체크밸브(51)를 통해 메인콘트롤밸브(14)로 복귀됨으로써 압유가 정상적인 압력을 유지하여 흐르게 된다.

따라서, 작동로드(15)는 신속하게 이동되다가 상기의 동작시점부터 작업위치까지는 천천히 정속으로 전진 동작하여 소정의 작업을 수행하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 유압액추에이터의 유압제어회로에 의하면 유압액추에이터의 동작시 작동로드측 유압라인으로 배출되는 압유를 소정의 제어수단에 의해 피스톤측 유압라인으로 재공급하여 합류시켜 제한된 적은 동력으로 유압액추에이터의 초기 전진동작 속도를 향상시킴으로써 유압액추에이터를 이용한 각종 장치의 작업효율을 향상시킬 수 있는 등 본 고안은 많은 이점이 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 유압펌프에 의해 공급되는 압유를 제어하여 유압액추에이터를 동작시키기 위한메인콘트롤밸브를 가진 유압제어회로에 있어서,

   상기 유압액추에이터와 상기 메인콘트롤밸브사이에는 상기 메인콘트롤밸브와 상기 유압액추에이터 사이에 연결되어 상기 메인콘트롤밸브에 제어에 의해 공급되는 압유를 상기 유압액추에이터의 작동로드측과 피스톤측으로 선택적으로 공급하는 주제어수단과;

   상기 주제어수단과 상기 유압액추에이터 사이에 연결되어서 상기 작동로드측에서 배출되는 압유를 피드백시켜 상기 피스톤측으로 합류시켜 상기 작동로드의 초기 전진속도를 높여주는 보조제어수단으로 이루어진 유압제어수단이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 유압액추에이터의 유압제어회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주제어수단은 상기 메인콘트롤밸브와 상기 작동로드측사이의 제 1 유압회로에 주스풀이 연결 설치되는 제 1 로직밸브와,

   상기 메인콘트롤밸브와 상기 피스톤측의 제 2 유압회로에 주스풀이 연결 설치되어 상기 작동로드측에서 배출되는 압유를 상기 피스톤측으로 합류시켜 주기 위한 제 1 체크밸브를 가지며, 상기 제 1 유압회로에 제어스풀이 연결 설치되는 제 2 로직밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압액추에이터의 유압제어회로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보조제어수단은 상기 메인콘트롤밸브와 상기 제 1 및 제 2 로직밸브 사이구간에서 상기 제 1 및 제 2 유압회로에 병렬로 연결되어 상기 제 1 로직밸브의 제어스풀에서 배출되는 압유를 상기 메인콘트롤밸브로 복귀시켜주는 한쌍의 제 2 체크밸브와,

   상기 제 2 유압회로에 연결 설치되어 상기 제 2 유압회로내의 적정압력 초과시 개방되어 상기 작동로드가 정속으로 전진하도록 병렬로 연결된 제 3 체크밸브를 가진 릴리프밸브와,

   상기 제 2 체크밸브와 상기 제 1 로직밸브사이에 주스풀이 연결 설치되고 제어스풀은 상기 릴리프밸브 및 제 2유압라인과 접속되게 연결되어서 압유의 공급방향을 선택적으로 변화시키는 전환밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압액추에이터의 유압제어회로.