KR0171429B1

KR0171429B1 - 일체보조 밸빙을 구비한 유체제어기

Info

Publication number: KR0171429B1
Application number: KR1019920021280A
Authority: KR
Inventors: 비 스테펜슨 드와이트; 지 라스뭇센 케네드; 피 샤튼 허만
Original assignee: 프랑크 엠 사죠벡; 이턴 코오포레이숀
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1999-03-30
Also published as: JPH05238400A; EP0545113A3; KR930010390A; DE69217460T2; EP0545113B1; EP0545113A2; JP3151549B2; DE69217460D1; DK0545113T3; US5129424A

Abstract

유체제어기(15)가 일차밸브부재(53)와 추종밸브부재(55)를 가진다. 제어기는 스티어링 실린더(19)에 연결된 주유체구(27),(29)와 보조유체 모우터(21)에 연결된 보조유체구(31),(33)를 형성하는 하우징(41)을 포함한다.

스폴 및 슬리이브가 스폴 및 슬리이브 및 보조제어밸빙(35)에 따라 유체흐름을 제어하는 주제어밸빙(35)을 스티어링 실린더에 제공하도록 하우징과 상호 작동하고 스폴과 하우징에 대해 슬리이브의 축방향 운동에 따라 보조모우터에 대해 흐름을 제어한다.

스폴 및 슬리이브의 주 및 보조밸빙을 수행하므로서 주밸빙(35) 보조밸빙(37)보다 우수하므로 비용이 절감되고 복잡한 제어가 필요없고 두형태의 밸빙간의 인터패이스가 필요없다.

Description

일체보조밸빙을 구비한 유체제어기

제1도는 본 발명에 따라 만들어진 개방 중심 흐름 제어장치의 유압도.

제2도는 본 발명의 제1도에 따라 만들어진 유체제어기의 축방향 단면도.

제3도는 하우징의 축방향 단면도를 포함하는 회전중립위치에서 도시한 제2도 보다 큰 제1도 및 제2도에 도시된 액체제어기에 사용된 밸빙의 중첩도.

제4도는 회전 작동위치(오른쪽)에 위치한 밸빙을 가지고 제3도와 유사한 부분 중첩도.

제5도는 제3도의 선(5-5)을 택한 부분적인 축방향 단면도.

제6도는 축방향 작동위치에 위치한 밸빙을 가지고 제3도 및 제4도와 유사한 부분적인 단면도.

제7도는 제6도와 같고 선(7-7)을 택한 축방향 단면도.

제8도는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 제3도 및 제4도와 유사한 부분 중첩도.

제9도는 제8도보다 크고 제8도의 선(9-9)를 택한 축방향 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 제어기 11 : 가압유체원

23 : 유체유입구 53,55 : 밸브부재

93 : 제 1 유체구 41 : 하우징수단

본 출원은 부하감지 우수흐름제어능력(FLUID CONTROLLER WITH LOAD SENSING PRIORITY FLOW CONTROL CAPABILITY)라는 제목의 드웨트 비이 스탭 핸선 및 덴니스. 알 마크스(Dwight B. Stephenson and Dennis R. Marks)씨의 1991년 3월 1일 출원된 상호계류출원 미합중국인 특허 제 666,168 호의 계속 출원 및 드웨이트비 스탭랜선씨의 일체 평행제어를 가진 스티어링밸브(STEERING VALVE WITH INTEGRAL PARALLEL CONTROL)라는 제목의 1990년 4월 23일 출원된 계속출원 (CIP)인 미합중국 일련번호 513,366 호 및 미합중국 특허 제 5,016,672 호에 관한 것이다.

본 발명은 가압유체를 하나이상의 주부하회로(유체압력작동장치)에 제공하는 개방중심장치에 관한 것이다. 상세히 설명하면, 주유체통로와 부조유체통로를 형성하는 유체제어기를 포함하는 개방중심장치에 관한 것이다.

많은 유압장치에서 두개의 일차부하회로 또는 유체압력작동장치가 있다. 하나는 유압조종실린더이고 다른 하나는 리프트실린더 또는 윈치모우터와 같은 보조장치이다.

이러한 장치는 유압장치 비용을 최소화 하기 위해, 양부하회로에 하나의 펌프만을 가진다.

이외에 장치는 스티어링 실린더에 대한 흐름을 제어하는 주스티어링제어유닛과 보조장치에 대한 흐름을 제어하는 보조밸브를 포함한다. 두개의 각각의 밸브의 비용외에 안정상 스티어링회로가 보조회로보다 우수해야 하기 때문에 이러한 장치는 밸브간에 제어장치 및 인터패이스를 필요로 한다. 따라서, 보조장치가 작동되어 차량운전자가 조종을 시작하면, 보조회로에 대한 흐름이 방해되어 스티어링회로에 이용할 수 있을만큼 가압유체가 충분해진다.

이러한 인터페이스제어기의 필요성 때문에, 상기 장치의 비용이 많이 들고 복잡해진다. 따라서 본 발명의 목적은 가압유체의 흐름을 주장치 및 보조장치 모두에 대해 가압유체의 흐름을 제어하는 개방중심장치를 제공하는 것으로 하나만의 밸브 어셈블리가 양 밸빙작용을 수행하는데 필요하다.

본 발명의 또 다른 목적은 주 장치에 대한 밸빙이 보조장치에 대한 흐름을 제어하는 밸빙보다 자동적으로나 기계적으로나 우수한 장치를 제공하는 것이다. 상기의 목적을 달성하기 위해선, 가압유체원으로 주유체압력 작동장치 및 보조유체압력작동장치까지 유체흐름을 제어하는 향상된 제어기를 제공하면 된다. 제어기는 가압유체원을 연결시키는 유체유입구와 시스템 저장고를 연결시키는 귀환구와 주유체압력 작동장치를 연결시키는 제1및 제2주유체구를 형성하는 하우징수단을 포함하는 유형이다.

밸브수단을 하우징 수단에 위치하고 일차 회전부재와 이와 함께 작동하는 회전 추종밸브 부재를 포함하고, 상기 일차 및 추종 밸브부재는 중립회전위치와 일차 회전부재가 추종밸브 부재에 대해 중립회전위치로 부터 회전할 수 있게 위치한 회전작동 위치를 갖는다. 추종밸브부재는 중립축방향 위치를 형성하고 일차밸브부재는 제1및 제2유체통로를 형성하고 추종밸브부재는 유입구와 연속 유체 연통관계인 제1유체구와 제1주유체구와 연속 연통인 제2유체구를 포함한다. 그리고 상기 제1 및 제2유체구는 밸브수단이 중립회전위치에 있을때, 제1 및 제2유체 통로와 유체연통이 차단된다.

제1유체구는 제1유체통로와 유체 연통하여 제1가변 흐름 제어 오리피스를 형성하고 제2유체구는 제2유체통로와 유체 연통하여 밸브부재가 회전작동 위치가 있을때 제2가변 흐름 제어 오리피스를 형성한다. 밸브부재가 회전 작동위치에 있을때, 하우징 수단 및 밸브수단은 제1가변 흐름 제어오리피스와 제2가변 흐름제어 오리피스간에 유체연통을 제공하는 주유체 통로를 제공하도록 상호 작동한다.

향상된 제어기는 보조유체 압력 작동장치에 연결하는 제1 및 제2보조유체구를 형성하는 하우징 수단을 특징으로 한다.

추종밸브수단은 제1축방향 위치를 형성하고 제어기는 추종밸브부재를 중립축방향위치쪽으로 바이어스 하도록 작동하는 수단 및 추종밸브부재를 제1축방향 위치쪽으로 위치하도록 작동하는 수단을 포함한다.

하우징 수단과 밸브수단은 유입구로 부터 제1보조유체구까지 및 밸브부재가 제1축방향 위치에 있을때, 제2보조 유체구에서 귀환구까지 유체연통을 마련하는 제1보조 유체통로를 형성하도록 서로 작동한다.

제1도는 본 발명의 개방 중심 흐름 제어장치의 유압도이다. 그러나, 본 발명은 개방 중심 응용에만 제한하지 말고 폐쇄중심 및 부하감지 응용에도 이용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 특히, 제1도는 본 발명의 유체제어기를 포함하는 차량 유체 동력 스티어링 시스템을 도시한다.

시스템은 고정된 변위 펌프와 같은 유체펌프(11)를 포함하고 유체펌프의 유입구는 시스템 저장소(13)에 연결되어 있다.

시스템은 스티어링 바퀴(17)에 의해 회전입력을 수용하고 유체압력 작동 차량 스티어링 실린더(19)를 포함하는 주부하유닛(1)과 회전유체모우터(21) 개략 표시된 보조부하회로(2) 간의 펌프(11)로부터 유체흐름을 배당하는 참조번호 15로 표시된 유체 제어기를 포함한다.

제1도에서, 유체제어기(15)는 유입구(23)(제1도에서 두개의 위치에 도시된), 귀환구(25), 스티어링 실린더(19)의 반대단에 접속된 한쌍의 주(실린더)유체구(27),(29)를 포함한다.

유체제어기는 보조유체 모우터(21)의 반대측에 연결된 한쌍의 보조유체구(31),(33)를 더 포함한다. 본 발명의 일차 특징에서, 유체 제어기는 두개의 독특한 기능을 하는 밸빙을 포함한다. 즉 참조번호 (35)로 표시된 (1) 주(스티어링)제어밸빙과 참조번호(37)로 표시된 (2) 보조제어밸빙을 포함한다.

선행기술에 공지되었듯이, 스티어링 제어밸빙(33)의 기능은 스티어링바퀴(17)의 회전에 따라 유입구(23)에서 스티어링 실린더(19)까지 유체 흐름을 제어하는 것이다.

보조제어밸빙(37)의 기능은 전자제어기(37)로 부터의 명령신호에 따라 스티어링 제어밸빙의 작용없이 유입구(23)에서 보조유체 모우터까지 유체흐름을 제어하는 것이다.

스티어링 제어밸빙(35)과 보조제어밸빙(37)이 개략 각각 도시되었기 때문에 제어기(13) 도시할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 스티어링 밸빙(33)과 보조밸빙(37)이 다음에 더 자세히 설명할 밸빙소자에 의해 성취된다.

제2도에서 제1도와 관련해서 유체제어기(25)는 제1도에 비해서 구조적으로 매우 자세히 설명했다.

유체제어기(15)는 미합중국 특허 제 Re. 25,126 호의 유형이고 이는 양수인에게 양도되었고 참고로 이를 여기에 포함했다.

또다른 실시예로는 미합중국 특허 제 5,016,672 호에 개재되었고 이는 본 발명의 양수인에게 양도되었고 참고로 여기에 포함했다. 유체제어기(15)는 밸브 하우징부(41), 마모판(43), 유체미터(45)(제1도에 개략도시) 엔드캡(47)을 포함하는 단면을 가진 여러 단면을 형성한다.

이들 단면들은 밸브하우징 단면(41)과 나삿니로 맞물리는 다수의 볼트(49)에 의해 단단히 밀봉 맞물려 있다.

밸브하우징 단면(41)은 유체유입구(23), 귀환구(23), 주유체구(27),(29) 보조유체구(31),(33)를 형성한다. 또한, 밸브하우징단면(41)은 밸브보어(51)를 형성하고 종속 실시예에서 일차 회전밸브부재(53)(지금부터 스폴이라 함)와 상호 작동 회전 회전추종밸브(55)(지금부터 슬리이브라 함)를 포함하는 제1도에 도시된 밸빙배열이 회전할 수 있게 위치해 있다.

스폴(53)의 전진단에는 감소한 직경을 가지고 스폴(53)과 스티어링 바퀴(17)간의 직접 기계연결을 하도록 제공된 한 세트의 한세트 외부 스플라인(57)을 형성하는 부분이 있다.

스폴(53)과 슬리이브(55)는 아래에서 더 자세히 설명할 것이다. 유체미터(45)는 선행기술에 공지되어 있고 종속 실시예에서 내부에 이빨이 있는 링부재(59)와 외부에 이빨이 있는 스타 부재(61)를 포함한다. 스타부재(61)는 선회 및 회전운동을 위해 링부재(59)에 구심적으로 위치하고 있다. 스타부재(61)는 한 세트의 외부스플라인(63)을 형성하고 주구동축(67)의 뒷단에 형성된 한 세트의 외부 스플라인(65)이 외부스플라인(63)과 함께 스플라인되어 맞물려 있다. 축(67)은 구동핀(71)에 의해 슬리이브(55)와 축(67)간의 구동접속을 하게 하는 분리된 전진단(69)를 포함한다. 핀(71)의 단을 스폴(53)에 의해 형성된 크기가 큰 한쌍의 핀구멍(73)을 통과하여 슬리이브(53)의 매우 가깝게 고정된 구멍에 수용된다.

선행기술에 공지되었듯이, 가압유체는 스폴(53)과 슬리이브(55)에 의해 형성된 여러 통로와 포트를 통해 흐른 다음, 유체미터(45)를 통과하여 링(39)내에서 스타(61)가 선회 및 회전운동하게 한다.

이러한 스타(61)의 운동으로, 구동축(67) 및 핀(71)에 의해 슬리이브(55)가 회전추종 운동하게 하여 스폴(53)과 슬리이브(55)간의 특별한 상태변위(지금부터 회전작동위치라 함)를 유지시킨다.

특별한 회전작동위치, 즉, 스폴과 슬리이브간의 회전변위량은 스티어링 바퀴(17)의 회전비에 비례한다. 제2도에서 스폴(53)과 슬리이브(53)의 전진단(제2도의 왼쪽)과 인접해 중립 중앙 스프링배열(75)이 위치하고 있고 이러한 유형은 향상된 유체제어기 및 그의 논리제어장치(IMRPOVED FLUID CONTROLLER AND LOGIC CONTROL SYSTEM FOR USE THEREWITH)라는 제목의 드웨이트, 비이 스탭핸션 및 제임스 제이, 헤스 드레이터씨(Dwight B. Stephension and Jame J, Hastreiter)의 1991년 5월 20일 출원된 상호 계류중인 미합중국 일련 제 703,318 호에 상세히 설명되어 있다. 그리고, 이는 본 발명의 양수인에게 양도되고 참고로 여기에 포함했다.

보통, 배열(75)는 슬리이브(55)를 스폴(53)과 관련된 제3도에서 정의한 회전중립위치쪽으로 슬리이브(53)를 바이어싱하는 나선식으로 코일이 감긴 압축 스프링(77)을 포함한다.

또한, 슬리이브(53)의 전진단에는 하우징(41) 및 스폴(53)에 대한 제5도에서 정의한 중립축방향위치 쪽으로 슬리이브(53)를 바이어스하도록 작동하는 매우 짧게 코일이 감긴 다수의 압축 스프링(78)이 있다.

이와 유사하게, 슬리이브(53)의 후단에는 슬리이브(53)를 중립축 방향위치쪽으로 슬리이브(53)를 바이어스하도록 작동하는 다수의 스프링(78)이 있다.

제2도에서, 제3도와 관련하여 밸브 하우징(41)의 밸브보어(51)는 슬리이브(55)을 포위하는 다수의 환상 유체실을 형성하여 여러포트(23-33)와 슬리이브(53)의 외부면간에 유체연통을 제공한다.

환상실(23c)은 유입구(23)으로 부터 가압유체를 수용하는 반면, 환상실(25c)(제2도에만 도시)은 귀환유체를 귀환구(25)에 연통시킨다.

마지막으로, 환상실(31c)은 보조포트(31)까지 또는 로부터 연통을 제공하는 반면 환상실(33c)는 보조구(33)까지/또는 으로 부터 연통을 제공한다. 링(59)내에서 선회 및 회전하는 이빨이 달린 상호 작용 스타(59)는 다수의 팽창 및 수축 유체 용적실(79)을 형성하고 각각의 이러한 용적실(79)과 인접한 마모판(41)은 유체구(81)를 형성한다.

밸브하우징 단면(41)은 다수의 축방향보어(제2도에서 하나만을 도시했고 두부분으로 나누어졌다)를 형성한다. 그리고, 각각의 축방향 보어는 유체구(81)와 개방연통관계에 있다.

밸브하우징(41)은 각각의 축방향 보어(93)와 밸브보어(5)간에 연통을 제공하는 한쌍의 방사상 보어(85L) 및 (85R)(제3도)를 더 형성한다. 이의 용도는 후술하겠다. 주제어밸빙(35)의 정상회전작동은 선행기술에 공지되어 있고 이러한 밸빙의 작동을 간단히 여기서 설명했지만 제4도에서 구체적으로 설명했다. 바퀴가 우회전을 성취하기 위해, 스터어링바퀴(17)가 시계방향으로 회전함에 따라 스폴(53)은 차량운전자가 봐서 시계방향으로 회전하여 스폴(53)과 슬리이브(53)간의 일련의 가변흐름제어 오리피스를 개방시킨다.

이들의 오리피스는 환상실(23c)로 부터 밸빙(35), 방사상 보어(85R), 축방향 보어(83)를 통해 유체미터(45)의 팽창용적실(79)까지 유체연통하게 한다.

유체미터(45)의 수축용적실로 부터 흐르는 유체는 축방향 보어(83), 방사상 보어(85L), 밸빙(35)를 통해 실린더 포터(27)에 흐른다. 스티어링 실린더(19)에서 귀환하는 유체는 실린더 포트(29)에 들어간 후 밸빙(35)은 통해 귀환구(25)에 흐른다. 위에서 설명한 유체통로, 또는 그의 어떤 부분을 주유체통로라고 언급했고 후 및 특허 청구범위에서 이러한 용어의 사용은 스폴(53)과 슬리이브(55)가 회전작동위치에 있을때, 위에서 설명한 유체통로를 의미한다는 것을 알아야 한다.

본 발명의 중요한 특징의 하나는 스폴(53)고 슬리이브(55)의 상대회전운동 및 밸브하우징(41)과 스폴(53)에 대한 슬리이브(53)의 축방향 운동에 따라 제어기밸빙의 가변흐름제어 오리피스를 형성할 수 있다는 것이다.

종속 실시예에서, 이러한 축방향 운동은 슬리이브(55)를 스폴(53)의 인접부보다 짧게 하여 밸브하우징(41)(및 스폴(53))에 대해 축방향으로 슬리이브(55)을 배치시키므로서 성취된다.

더구나 종속 실시예에서, 스폴(53)과 슬리이브(55)간의 인터페이스는 이들간의 상대회전에 따라 주제어밸빙(3)를 포함하는 가변제어 흐름 오리피스를 형성하는 반면, 슬리이브(55)와 하우징(41)간의 인터패이스는 이들간의 축방향 운동에 따라 보조제어밸빙(37)을 포함하는 가변 흐름제어 오리피스를 형성한다.

[회전밸빙 배열]

밸빙 배열의 후술 및 특허청구 범위에서 여러부품에 축방향이라는 용어로 언급했다.

당업자라면, 이러한 축방향 이라는 용어가 특별한 부품의 구조특성을 형성하거나 특별한 방향을 위해 사용한 것이 아니라 특별한 부품이 슬리이브(55)의 축방향 작동에 관련되어 있고 보조제어밸빙(37)의 오리피스에 관련된 것이라는 것을 알 것이다. 먼저, 제3도에서 스폴(53)과 슬리이브(55)를 여러포트 및 이에 의해 형성된 통로와 관련하여 상세히 설명할 것이다.

많은 포트와 통로가 환상실(23c)에 대해 대칭적 또는 일반적으로 대칭적으로 배열되어 있고 이러한 부품은 실(23c)의 좌측 또는 우측에 부품이 위치하고 있는 것을 나타내는 L 또는 R로 표시했다.

한편, 어떤 다른 부품이 실(23c)에 대해 축방향 중심에 위치하고 참조번호만을 이용해 언급했다.

제3도 및 제4도의 여러 중첩도는 스폴(53)(점선)과 슬리이브(55)(실선)간의 인터패이스를 일차적으로 설명하려는 것임을 알아야 한다.

스폴(53)은 방사상 보어(85L),(85R)과 축방향으로 배열된 한쌍의 환상 미터홈(87L)을 형성한다.

다수의 압력통로(89L)가 미터홈(87L)과 연통되어 있고 다수의 압력통로(89R)가 미터홈(871)과 연통되어 있다.

탱크포트(91R)가 각각의 압력통로(89R)에 인접해 있고 탱크포트(91R)가 각각의 압력통로(89R)에 인접해 있다.

제3도와 제2도를 비교하여 알 수 있듯이, 핀구멍(제3도에 도시되지 않음)이 미터홈(87L)의 좌측에 위치하고 있다.

스폴(53)의 나머지 구조의 특징은 제4도∼제7도를 참조하면서 후술할 것이다.

슬리이브(55)는 환상실(23c)과 연속 유체 연통관계로 위치한 세개의 압력포트(93)를 형성한다. 스폴 및 슬리이브의 모든 주변을 도시한 제3도에서 120°로 떨어진 3개의 각각의 다수의 부품이 있다는 것을 알 수 있다. 슬리이브(55)는 환상실(29c)과 연속 유체관계인 작동포트(92)를 형성한다. 각각의 작동포트(95L)는 압력통로(89L)에 인접하여 원주로 위치하고 있다.

이와 유사하게, 슬리이브(55)는 환상실(27c)와 유체 연통관계로 위치한 다수의 작동포트(95R)를 형성하고 각각의 작동포트(9R)는 압력통로(89K)에 인접하여 원주로 위치해 있다.

마지막으로 슬리이브(55)는 다수의 미터구(97L)을 형성하고 이들 각각은 미터홈(87L)과 연속연통하고 방사상 보어(85L)과 유체연통한다.

이와 유사하게 슬리이브(55)는 다수의 미터구(97R)를 형성하고 이들 각자는 방사상 보어(85R)과 유체연통한다.

[회전작동위치]

제4도에 스티어링 바퀴(17)와 스폴(53)이 효시계방향으로 회전할때(스폴(53)이 제4도의 아래로 이동할때) 가압유체는 압력구(93)를 통해 환상실(23c)로 부터 압력통로(89R), 주가변흐름제어 오리피스(A1),(제1도)를 형성하는 오버레이(overley)에 흐른다. 이 언미터(unmetered)된 유체는 압력통로(89R)에서 미터홈(87R)에 흐른 다음 전에 설명한 방식대로 미터구(97R)을 통해 유체미터의 팽창용적실(79)까지 흐른다.

미터(metered)된 유체는 전에 설명한 방법대로 수축용적실(79)에서 미터구(97L)로 흐른 다음 미터홈(87L)을 통해 압력통로(89L)로 흐른다. 압력통로(89L)는 작동구(95L)와 연통하고 이들간에 축적 오버랩은 가변흐름 제어 오리피스(A4)를 형성한다. (이는 선행기술에 공지되어 있고 여기서 설명하지 않음). 미터된 유체는 오리피스(A4)로 부터 환상실(29c)에 흐른 다음 주흐름 유체구(29) 및 스티어링실린더(19)에 흐른다.

스티어링 실린더의 배출측에서 귀환한 유체는 주유체구(27)에 흐른 다음 환상실(27c)에 흐른후 작동구(95R) 및 탱크포트(91R)의 축적 오버랩에 의해 형성된 가변흐름제어 오리피스(A5)를 통과하고 오리피스(A5)는 선행기술이 공지되어 있고 이곳에서 설명하지 않았다.

저압배출유체는 오리피스(A5)로 부터 스폴(53)의 내부에 흐른 다음 방사상 바깥쪽으로 핀구멍(73)을 통해 환상실(25c)로 흐르고 공지된 방식대로 이곳에서 귀환수(25)에 흐른다. 위에서 설명한 흐름통로는 스폴(53)과 슬리이브(53)가 제3도의 중립회전 위치에서 제4도의 회전 작동위치까지 상대적으로 위치할때 주제어밸빙(35)에 의해 형성된 전에 언급한 주유체통로의 부분을 포함한다.

주제어밸빙(35)은 가변흐름제어 오리피스(A1),(A2),(A3)에 형성된 곳에 위치하기 때문에 제어밸빙(35)가 스폴(53)과 슬리이브(53)의 인터페이스에 설명한 것과 같이 설명되어 있다.

그러나, 선행기술에 공지되었기 때문에 회전에 따라 (주제어밸빙(35)의 부분을 포함하는) 유체미터(43)까지 및 로부터의 연통이 슬리이브(55)와 하우징(41)의 인터패이스 즉, 미터구(97L)와 미터구(97R) 및 방사상 보어(85L)과 방사상 보어(85R)간에서 발생한다.

[축방향 밸빙배열]

제3도와 제4도에서 압축스프링(78)이 바이어스 슬리이브를 바이어스 하는 중립위치에 있다는 것을 알 수 있다.

차량운전자가 보조유체 모우터(21)를 작동하기를 원할때, 전자제어기를 작동시켜 전기신호를 파일롯제어밸브(101)에 전달해야 한다. 이것을 개략 여기서 도시했지만 위에서 언급한 미합중국 특허 제 5,616,672 호에 자세히 설명되어 있다.

간단히 하기 위해, 단지 예로서, 파일롯 제어밸브(101)가 귀환구(25)와 시스템저장소간의 하류흐름을 제한하므로서 100psi의 소정의 압력레벨로 유지되는 귀환구의 압력인 조절 탱크 압력을 작동시킬때를 설명했다.

조절탱크압력의 발생 및 이용은 선행기술에 공지되어 있다. 여기서는 이를 더 설명하지 않았다.

제2도에서 슬리이브(55)의 전진단(제2도의 좌단)에는 통로(105)에 의해 스폴(53)의 안쪽에 있는 조절탱크압력과 연통상태인 압력실(103)이 있다.

이와 유사하게, 슬리이브(55)의 후진단에는 통로(109)에 의해 스폴(53)의 안쪽에 있는 조절탱크압력과 연통상태인 압력실(107)이 있다. 파일롯제어밸브(101)가 제1도에 도시된 중심(중립)위치에 있을때, 압력실(103)과 (107) 모두가 시스템 저장소(13)와 연통한다. 그러나, 전기신호(99)에 의해 보조모우터(21)의 전진작동에 해당하는 위치(F)에 대해 작동할때, 압력실(107)은 시스템 저장소에 연통되지만 압력실(103)에서 시스템 저장소(103)까지의 연통이 차단되고 파일롯 압력이 실(103)이 축적되어 슬리이브를 제2도의 우측에 바이어스 한다.

제3도에서, 스폴과 슬리이브가 회전중립 위치 및 축방향 중립위치에 있기 때문에 스폴과 슬리이브가 환상실(31c) 및 (33c)를 따라 보조제어밸빙(37)을 포함하는 포트 및 통로의 대칭 영역(환상실(23c)에 대한)을 형성한다.

또한, 스폴과 슬리이브의 둘레에 세개의 미터점이 있기 때문에 보조제어밸빙(37)을 포함하는 포트 및 통로의 세개의 같은 영역이 존재하게 된다.

제3도∼제5도에서 보조제어밸빙(37)이 자세히 설명되어 있다. 스폴(53)은 스폴의 바깥면에 위치한 H 자 모양의 리셋스(111)를 형성한다. 리셋스(111)는 반대로 원주로 연장한 단부(113L) 및 (113R)(제6도)를 포함한다.

스폴(53)의 안쪽과 연통하는 한쌍의 배출구(115L) 및 (115R)가 리셋스(111)의 인접단에 위치하고 있다.

슬리이브(55)는 슬리이브(55)의 회전 또는 축방향 위치에 관계없이 환상실(23c)에 의해 유입구(23)와 연속 유체연통하는 축방향으로 신장된 압력구(117)을 형성한다.

한쌍의 체크통로(119L)가 포트(117)의 좌단에 인접 위치되어 있고 한쌍의 체크통로(119R)가 포트(117)의 우단에 인접위치해 있다.

체크볼(121)이 각각의 체크통로에 위치되어 있다. 이의 기능은 후술할 것이다. 체크통로(119)의 좌단에 위치한 슬리이브(55)의 내부면은 아치형 리셋스(123K)를 형성한다. 이와 유사하게 체크통(119R)의 좌단에 위치한 슬리이브의 안쪽은 아치모양의 리셋스(123R)를 형성한다. 마지막으로, 축방향 바깥쪽으로 더 위치한 슬리이브(55)는 배출구(125L) 및 (125R)을 형성한다.

제3도 및 제5도에 도시된 중립축 방향위치에 스폴과 슬리이브가 있기 때문에 압력구(117)가 리셋스(111)와 연통하고 리셋스(111)의 단부(113L) 및 (113R)가 리셋스(123L) 및 (123R)와 각각 연통한다.

다음, 리셋스(123L) 및 (123R)가 배출구 (115L) 및 (115R)에 개방되어 단지 설명한 여러리셋스 및 포트의 축적오버랩이 여러 중립오리피스(AN)를 구성한다 (제1도). 따라서 제3도 및 제5도에 도시된 중립회전위치, 중립축방향 위치에서 유입구(23)로 부터의 가압유체가 스폴(53)의 안쪽으로 흘러 (제5도의 화살표) 제어기가 개방 중심장치를 만든다.

제4도에서, 스폴과 슬리이브가 회전 작동위치에 있을때, 리셋스(111)가 압력구(117)와 유체연통하지 않는 위치에 이동하므로서 전에 설명한 개방 중심통로를 차단하여 제4도에서 전에 설명한 방식대로 유체를 주제어밸빙(35)에 흐르게 한다.

[축방향 작동위치]

제6도와 제7도에서, 스폴 및 슬리이브의 축방향 작동위치를 설명할 것이다. 즉, 이 위치는 전자제어기(39)가 작동할때, 전에 설명한 방식대로 파일롯 제어밸브(101)를 작동시켜 스폴(53)를 제2도, 제6도, 제7도의 오른쪽에 바이어스하는 위치를 말한다.

제6도에 도시되어 있듯이(보조제어밸빙(37)을 작동시킴), 축방향 작동 위치는 스폴과 슬리이브가 회전중립위치에 있을때, 즉, 주제어밸빙(35)이 보조제어밸빙(37)보다 우수할때만 발생한다.

슬리이브(55)가 제6도 및 제7도의 오른쪽에 이동할때, 유입구(23)으로 부터의 가압유체가 환상실(23c)을 통한 다음 압력구(117)를 통해 전에 설명한 방식대로 리셋스(111)에 흐른다.

그러나, 도시된 것처럼 슬리이브가 이동하면, 첵크밸브(119R)가 리셋스(111)의 단부(113R)로부터 가압유체를 환상실(31c)에 연통하도록 하는 위치에 있게 된다. 여기서, 가압유체가 보조유입구(31)에 연통하여 보조모우터(21)를 전진방향으로 구동시킨다. 모우터(21)로 부터의 저압배기유체가 보조유체구(33)에 귀환한 다음 환상실(33c)에 흐르고 여기서 슬리이브에 의해 형성된 배출구(12R)을 통한 다음 스폴에 의해 형성된 배출구(115L)를 통해 전에 설명한 방식대로 귀환구(25)에 귀환한다. 체크통로(119L) 및 (119R)가 도면에 도시된것처럼 구성되어 있고 부하유지능력(loading holding capability)을 제공하는 첵크 볼(121)(check balls)을 포함한다.

만일, 슬리이브(55)가 제6도 및 제7도에 도시된 위치에 있고 보조모우터(21)가 부하를 지지하면, 흐름이 반대로 된다(즉, 제7도에 도시된 화살표 반대 흐름), 그러나 체크통로(119R)에 첵크볼(121)이 포함되어 있기 때문에 이러한 역흐름을 방지하고 부하의 떨어짐을 방지한다. 제7도에서 분명히 알 수 있는 것은 운전자가 보조모우터(21)의 작동방향을 반대로 하기를 원하면, 전기신호가 모우터(21)의 역작동에 해당하는 위치(R)에 파일롯 제어밸브(101)를 위치하도록 변한다.

따라서, 실(103)의 유압이 배출되는 반면, 파일롯 압력이 압력실(107)에 축적되고 슬리이브(55)를 제2도, 제3도 및 제5도에 도시된 위치의 좌측에 바이어스된다. 역 위치에서, 가압유체는 환상실(23c)로 부터 압력구(117)을 통해 리셋스(111)에 흐른 다음 리셋스(111)의 단부(113L) 및 첵크통로(119L)을 통해 환상실(33c)에 흐른다. 이와 동시에 저압배출유체는 모우터(21)에서 포트(31)에 귀환하고 환상실(31c)로 부터 배출구(12R)(11R)를 통해 스폴의 내부에 흐른 다음 귀환구(125)에 흐른다.

[다른 실시예]

제8도 및 9도에서 본 발명의 다른 실시예를 설명할 것이다. 이 설명을 위해 제3도∼제7도의 실시예와 같은 구조 및 같은 기능을 가진 부품을 같은 참조번호를 붙였고 제8도 및 제9도의 실시예에서는 어떤 부품도 추가되지 않았다. 제8도의 축방향 단면도와 제3도의 축방향 단면도를 비교하므로서, 제8도 및 제9도의 실시예는 보조유체구(31),(33)를 포함하지 않는다는 것을 알 수 있고 환상실(31c),(33c)를 포함하지 않는다.

다른 실시예의 목적은 주제어밸빙(35)과 보조제어밸빙(37)이 스티어링 실린더(19)에 대한 흐름을 제공하는 제어기를 마련하는 것이지만 제어기는 전체가 개방 중심모양이다.

슬리이브(55)가 제8도 및 제9도에 도시된 것처럼 중립축방향 위치에 있고 스폴과 슬리이브가 중립회전위치에 있기 때문에, 유입구(23)로 부터의 흐름이 환상실(23c)을 통한 다음 압력구(117)를 통해 리셋스(111)에 흐른다. 가압유체는 리셋스(111)의 단부(113L) 및 (113R)로 부터 슬리이브(55)에 의해 형성된 밀링된 리셋스(123L) 및 (123R)을 통한 다음 제5도에서 설명한 것처럼 배출구(115R) 및 (115L)을 통해 흐른다. 따라서, 다른 실시예의 개방중심의 기능은 제8도와 제3도를 비교하면, 다른 실시예의 리셋스(111)가 일차 실시예에 대해 축방향으로 신장되었을지라도 선행실시예와 같다.

또 다른 차이로는 선행실시예에서 밀링된 리셋스(123L),(123R)이 환상실(33c) 및 (31c)와 축방향으로 배열 되었다는 것이다. 다른 실시예에서, 밀링된 리셋스(123L) 및 (123R)가 환상실(20c) 및 (27c)와 축방향으로 배열되었고 이는 분명해질 것이다. 제8도와 제9도에서, 다른 실시예의 슬리이브(53)가 제8도 및 제9도에 도시된 중량축방향위치에서 축방향 작동위치까지 위치할때(즉, 슬리이브가 좌측에서 제8도 및 제9도의 위치까지 이동할때) 전의 실시예에서 처럼 축방향 흐름통로가 제한되지만, 보조유체통로가 보조유체 모우터(21)에 향하는 것이 아니라 스티어링 실린더(19)에 향한다.

이는 미합중국 특허 제 5,016,672 호에 개재되어 있다.

슬리이브(55)가 제8도 및 제9도의 좌측에 이동할때 가압유체가 압력구(117)을 통해 리셋스(111)에 흐른 다음 단부(113L)에 흐르고 전에 설명한 것처럼 주유체구(29)와 연통하여 스티어링 실린더(19)에 연결된 환상실(29c)에 흐른다. 스티어링실린더(19)로 부터 귀환하고 저압배기유체는 주유체구(27)에 들어간 다음 환상실(27c), 슬리이브(53)내의 배출구(125R), 스폴(53)내의 배출구(115R)을 통해 흐른다. 배출구(115R)로 부터 배기유체가 스폴(53)의 안쪽을 통해 귀환구(25)에 흐른다.

본 발명은 상세히 설명했고 여러 수정과 변경이 있을 것이고 청구범위내에서 이러한 수정과 변경이 가능하다.

Claims

가압유체 원(11)으로 부터 주(main)유체압력작동장치(19) 및 보조유체압력작동장치(21)까지 유체흐름을 제어하도록 작동하는 제어기(15)는 가압유체원에 연결되는 유체유입구(23)와, 시스템저장소에 연결하는 귀환구(25)와, 주유체 압력작동장치에 연결되는 제1 및 제2주유체구(29),(27)를 형성하는 하우징수단(41)과; 상기 하우징 수단에 위치하고 일차회전 밸브부재(53)와 이와 함께 작동하는 회전추종 밸브부재(55)를 포함하는 밸브수단을 포함하는 형태이며; 상기 일차 및 추종밸브부재는 중립회전위치(제3도)와 회전작동위치(제4)를 형성하고 그 회전작동 위치에서 상기 일차밸브부재가 상기 추종 밸브 부재에 대해 상기 중립회전 위치로 부터 회전되고, 상기 추종 밸브부재는 중립축방향 위치(제5도)를 형성하고; 상기 일차밸브부재는 제1(89R) 및 제2유체통로(89L)을 형성하고, 상기 추종밸브부재는 유입구로써 유체를 연속해서 연통시키는 제1유체구(93)와, 제1주유체구로써 유체를 연속해서 연통시키는 제2유체구(95L)을 형성하고, 밸브부재가 회전중립위치에 있을때 상기 제1 및 2 유체구는 제1 및 제2 유체통로써 유체 연통을 차단하고; 상기 제1유체구(93)는 제1 유체통로(89R)와 유체연통하여 제1가변 흐름제어 오리피스(orifice)(A1)를 형성하고, 제2 유체구(95L)는 상기 밸브부재가 회전작동위치(제4도)에 있을때 제2유체통로(89L)과 유체연통하여 제2가변 흐름제어 오리피스(A4)를 형성하고; 상기 하우징 수단 및 밸브수단은 상기 밸브부재가 회전 작동위치에 있을때 제1 및 2 가변흐름제어 오리피스 간에 유체연통을 제공하는 주유체통로를 형성하도록 서로 작동하는 것에 제어기(15)에 있어서, (가) 보조유압작동장치(21)에 연결되는 제1(31) 및 제2보조유체구(33)를 형성하는 하우징수단(41)과; (나) 제1축방향 위치(제6도)를 형성하는 추종밸브부재(55)와; (다) 추종밸브부재(55)를 중립방향 위치(제5도) 쪽으로 바이어스하도록 작동하는 수단(78)과, 추종밸브부재를 제1위치(제6도)쪽으로 위치시키도록 동작하는 수단(101),(103)를 포함하는 제어기(15)와; (라) 밸브부재가 제1축방향 위치에 있을때, 상기 유입구(23)로 부터 상기 제1보조유체구(31), 및 제2보조유체구(33)로 부터 귀환구(25)까지 유체연통을 제공하는 제1보조 유체통로(23c),(117),(111),(113R),(119R),(31c),(33c),(125R),(115L)을 형성하도록 상호 작동하는 하우징 수단(41) 및 밸브수단(53),(55)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
제1항에 있어서, 밸브수단(53),(55)이 회전작동위치(제4도)에 있을때, 주유체통로를 통해 유체흐름 용적에 비례하여 추종운동을 상기 추종 밸브 부재(55)에 분배하는 유체작동수단(45)을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어기.
제1항에 있어서, 일차 및 추종밸브부재(53),(55)는 제1(103) 및 제2축방향 실(107)를 형성하기 위해 하우징수단(41)과 상호 작동하고, 상기 수단은 제1축방향실(103)에서 파일롯 압력을 제공하도록 작동하는 수단(101),(105)을 포함하는 제1축방향위치(제6도)에 추종밸브 부재를 위치시키는 것을 특징으로 하는 제어기.
제3항에 있어서, 추종밸브부재(55)는 제2축방향 위치를 형성하고, 상기 제어기는 추종밸브부재를 제2축방향 위치에 위치하도록 작동하는 수단(39),(99),(101),(107)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기.
제4항에 있어서, 하우징 수단(41) 및 밸브수단(53),(55)은 상기 밸브부재가 제2축방향위치에 있을때, 유입구(23)로 부터 제2보조 유체구(33)까지 및 제1보조유체구(31)로 부터 귀환구(15)까지 유체연통을 제공하는 제2보조유체통로 (23c),(117),(111),(119L),(33c),(31c),(125R),(115R)을 형성하도록 상호작동하는 것을 특징으로 하는 제어기.
제5항에 있어서, 상기 수단은 제2축방향실(107)의 파일롯 압력를 제공하도록 작동하는 수단(101)을 포함하는 제2축방향 위치에 추종밸브부재(55)를 위치시키는 것을 특징으로 하는 제어기.
제1항에 있어서, 하우징 부재(41)는 추종밸브부재(55)에 회전하도록 위치한 밸브보어(51)를 형성하고, 상기 밸브보어는 유체유입구(23)와 연속유체연통해서 환상유입홈(23c)을 형성하고, 또한 제1 및 (31) 제2보조유체구(32)와 연속 유체연통 시켜 제1(31c) 및 제2환상유체홈(33c)을 더 형성하고, 상기 제1 및 제2보조홈은 환상 유입홈(23c) 주위에 반대로 위치한 것을 특징으로 하는 제어기.
제7항에 있어서, 추종밸브부재가 중립 축방향위치(제5도)에 있을때, 추종밸브부재(55)가 환상유입홈(23c)으로써 유체를 연속으로 연통시켜 축방향으로 연장한 유입구(117)를 형성하고, 제1(31c) 및 2(33c)환상보조홈으로써 유체연통 되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 제어기.
제8항에 있어서, 축방향으로 연장한 유입구(117)는 추종밸브부재가 제1축방향 위치(제6도)에 있을때, 유입홈(23c)으로 부터 제1보조홈(31c)까지 유체연통을 제공하는 것을 특징으로 하는 제어기.
가압유체원(11)으로 부터 주유체압력작동장치(19)까지 유체흐름을 제어하도록 작동하는 개방중심 제어기(15)는 가압유체원에 연결되는 유체유입구(23)와, 시스템저장소(13)에 연결하는 귀환구와, 유체 압력 작동장치에 연결되는 제1(29) 및 제2제어유체구(27)를 형성하는 하우징수단(41)과; 상기 하우징 수단에 위치하고 일차회전 밸브부재(53)와 이와 함께 작동하는 회전 추종 밸브부재(55)를 포함하는 밸브수단을 포함하는 형태이며; 상기 일차 및 추종밸브부재는 중립회전위치(제8도)와 회전작동위치(제4도)를 형성하고 그 회전작동 위치에서 상기 일차 밸브 부재가 상기 추종 밸브 부재에 대해 상기 중립회전 위치로 부터 회전되고, 상기 추종밸브부재는 중립 축방향위치(제8도)를 형성하고; 상기 일차밸브부재는 제1(89R) 및 제2유체통로(89L)를 형성하고, 상기 추종밸브부재는 유입구로써 유체를 계속해서 연통 시키는 제1유체구(93)와, 제1제어유체구(29)로써 유체를 계속해서 연통시키는 제2유체구(95L)를 형성하고, 밸브부재가 중립회전위치에 있을때 상기 제1 및 2유체구는 제1 및 제2유체통로로써 유체연통을 차단하고; 제1유체구(93)는 제1유체통로(89R)와 유체연통하여 제1회전 가변 흐름 제어 오리피스(A1)를 형성하고; 제2유체구(95L)는 밸브 부재가 회전 작동위치에 있을때 제2유체통로(89L)과 유체연통하여 제2회전가변 흐름 제어 오리피스(A4)를 형성하고 하우징 수단 및 밸브수단은 제1 및 2회전 가변흐름 제어 오리피스간에 주유체통로를 형성하도록 작동하는 개방 중심 제어기에 있어서, (가) 제1축방향 작동 위치를 형성하는 추종밸브부재(55)와; (나) 추종밸브부재(55)를 중립축방향 위치(제8도)에 바이어스 하도록 작동하는 수단(78)과, 추종밸브 부재를 제1축방향 작동위치로 위치하도록 작동하는 수단을 포함하는 제어기(15)와; (다) 축방향 유체통로(111)를 형성하는 일차밸브부재(53), 및 추종밸브부재가 제1축방향 작동위치에 있을때, 유입구(23)로써 유체를 계속해서 연통시키는 제1축방향 유체구(117)와 제1제어 유체구(29)로써 유체를 연통시키는 제2축방향 유체구(119L)를 형성하는 추종밸브 부재와; (라) 추종밸브부재가 중립축방향 위치에 있고 상기 밸브부재가 중립회전위치에 있을때, 축방향 유체통로(111)와 귀환구(25)간의 유체연통을 제공하는 중립배출 통로수단(123R),(115R)을 형성하도록 작동하는 일차(53) 및 추종 밸브부재(55)를 구비하며, 상기 제1 및 2축방향 유체구는 추종 밸브 부재가 축방향 동작 위치 및 중립회전 위치에 있을때 축방향 유체통로로써 유체를 연통시키는 것을 특징으로 하는 개방중심 제어기.
제10항에 있어서, 밸브부재가 회전작동위치에 있을때, 주유체통로를 통해 유채흐름의 용적에 비례하게 추종밸브부재(55)에 추종 운동을 분배하는 유체 작동수단(45)을 구비하는 것을 특징으로 하는 개방 중심 제어기.
제10항에 있어서, 일차(53) 및 추종 밸브부재(55)는 제1(103) 및 제2축방향실(107)을 형성하기 위해 하우징수단(41)과 상호 작동하고, 상기 수단은 제2축방향실(107)에서 파일롯 압력을 제공하도록 작동하는 수단(101),(109)을 구비하는 제1축방향 작동위치쪽으로 추종밸브부재를 위치 시키는 것을 특징으로 하는 개방 중심 제어기.
제10항에 있어서, 하우징수단(41)은 추종밸브부재(55)에 회전할 수 있게 위치한 밸브보어(51)를 형성하고 상기 밸브보어는 유입구(23)로써 유체를 연속해서 연통시키는 환상 유입홈(23c)을 형성하고, 제1 및 제2제어 유체구(29),(27)로써 유체를 연속해서 연통시키는 제1(29c) 및 2(27c) 환상홈을 더 형성하고, 상기 제1 및 제2 환상홈은 환상유입 홈은 환상유입홈(23c)에 대해 반대로 위치한 것을 특징으로 하는 개방 중심 제어기.
제13항에 있어서, 추종밸브부재가 중립 축방향 위치(제8도)에 있을때, 추종밸브부재(55)는 환상 유입홈(26c)으로써 유체를 연속해서 연통시켜 축방향으로 연장한 유입구(117)를 형성하고 제1(29c) 및 제2환상홈(27c)으로써 유체 연통을 차단 하는 것을 특징으로 하는 개방 중심 제어기.