KR101389956B1 - 유체압 구동유닛 및 제설장치 - Google Patents

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Abstract

제설 블레이드의 좌우각도 조정용 등 위치 유지 중의 외력에 대해서도 안정적으로 위치 유지기능을 발휘할 수 있는 유체압 구동유닛을 제공한다. 싱글-로드 복동 실린더(2)의 바닥측 포트와 오퍼레이트 체크밸브(4)의 바닥측을 연결하는 바닥측 관로(10a)로부터 싱글-로드 복동 실린더(2)와의 로드측 포트와 오퍼레이트 체크밸브(4)의 로드측을 연결하는 로드측 관로(10b)에 작동유체를 도피시키는 제1 과부하 릴리프밸브(6)를 설치하고, 로드측 관로(10b)로부터 탱크(3)에 작동유체를 도피시키는 제2 과부하 릴리프밸브(7)를 설치하고, 바닥측 관로(10a)에 탱크(3)로부터의 작동유체의 유입을 허용하는 부압 방지용 체크밸브(8)를 설치하였다.
제설, 블레이드, 각도, 조정, 유체압, 구동유닛

Description

유체압 구동유닛 및 제설장치{FLUID PRESSURE DRIVE UNIT AND SNOW REMOVAL UNIT}
본 발명은 독립하여 피구동체에 유체압에 의한 구동력을 부여하는 유체압 구동유닛으로서, 예를 들면, 제설장치의 제설 블레이드의 수직축 주위의 각도조정에 이용할 수 있는 것, 및 이 유체압 구동유닛을 이용한 제설장치에 관한 것이다.
유체압 구동유닛은 전원만 있으면 용이하게 유체압의 구동력을 얻을 수 있으므로 다방면에 이용되지만 예를 들면, 차량의 전방에 착탈가능하게 장착되는 제설장치의 제설 블레이드의 수직축 주위의 각도조정에도 이용할 수 있다.
그 일례로서, 특허문헌1에 기재된 제설장치가 있고, 도 3은 본 발명의 배경기술인 이 제설장치를 보여주는 유압회로도이다.
이 제설장치(70)는 전동모터(M)에 의해 구동되는 유압펌프(51), 제설장치(70)의 제설 블레이드(61)의 수직축 주위의 각도조정(좌우각도 조정)을 행하는 한 쌍의 단동 실린더(52a, 52B), 유압탱크(53), 유압펌프(51)로부터의 작동유를 단동 실린더(52a, 52B)의 어느 쪽에 공급할까를 절환하는 절환밸브(54), 과부하의 경우에 사용되는 오버로드 릴리프밸브(55), 및 제설장치(70)의 사양 작동압력을 설정하는 메인 릴리프밸브(56)를 구비하고 있다.
제설장치(70)는 더욱 유압펌프(51)로부터의 작동유를 제설 블레이드(61)의 좌우각도 조정측, 상하 조정측의 어느 쪽에 공급할까를 절환하는 절환밸브(62), 상하 조정용 단동 실린더(63), 단동 실린더(63)의 하강시에 작동유를 유압탱크(53)에 되돌리기 위한 리턴밸브(64), 및 각도조정, 상하 조정을 위한 콘트롤러(65)를 구비하고 있다.
이와 같은 구성에서 이 제설장치(70)는 유압구동의 이점을 살리고, 제설 블레이드(61)의 좌우각도 조정에 더하여 상하 위치 조정도 행할 수 있다.
그러나, 이 제설장치(70)에서는 제설 블레이드(61)의 좌우각도 조정을 위해 2개의 단동 실린더(52a, 52B)를 이용하고 있고, 비용절감, 콤팩트화를 위해서는 1개의 싱글-로드 복동 실린더를 이용할 수 있으면 좋지만, 그를 위해서는 바닥측과 로드측의 작동유량이 다른 문제를 해결해줄 필요가 있다.
이 1개의 싱글-로드 복동 실린더를 이용하는 경우의 바닥측과 로드측의 작동유량의 상위 문제를 해결하는 것으로서, 특허문헌2에 기재된 유압 구동유닛(본 출원인의 제안에 의한 것이다)를 이용할 수 있다. 이하, 이 유압 구동유닛의 기본구성과 기본동작에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 배경기술인 유체압 구동유닛을 도시한 유압회로도이다.
이 유압 구동유닛(OU)은 독립하여, 즉 작동유를 폐쇄계에서 순환시키면서 피구동체(W)에 유압에 의한 구동력을 부여하기 위해, 정역회전 모터(M)에 의해 작동유를 정역 양방향에 압송하는 유압펌프(OP)와, 이 작동유에 의해 작동하고 상기 구동력을 발생시키는 유압 액츄에이터(OA)(여기서는 유압 실린더), 폐쇄공간 내에서 작동유를 저장하는 탱크(OT), 유압펌프(OP)와 유압 액츄에이터(OA)와의 사이의 작동유의 정역 양방향의 흐름을 제어하는 오퍼레이트 체크밸브(OC), 유압펌프(OP)와 탱크(OT)와의 사이의 정역 양방향의 작동유의 흐름을 제어하는 절환밸브(OI)를 기본 구성요소로서 구비하고 있다.
오퍼레이트 체크밸브(OC)는 기본적으로 유압펌프(OP)로부터 유압 액츄에이터(OA)에의 작동유의 흐름만을 허용하는 한 쌍의 체크밸브(OCa)와, 각각 체크밸브(OCa)에의 작동유압을 다른 체크밸브(OCa)에 파일럿(pilot)하는 한 쌍의 파일럿 라인(OCb)을 구비하고 있다.
이 한 쌍의 체크밸브(OCa)는 유압펌프(OP)의 일방의 포트와 유압 액츄에이터(OA)의 바닥측 유체실(OAa)을 연결하는 관로와, 유압펌프(OP)의 타방의 포트와 유압 액츄에이터(OA)의 로드측 유체실(OAb)을 연결하는 관로에 각각 설치되어 있다.
절환밸브(OI)는 유압펌프(OP)와 유압 액츄에이터(OA)의 바닥측 유체실(OAa) 및 유압펌프(OP)와 유압 액츄에이터(OA)의 로드측 유체실(OAb)과의 사이의 어느 하나의 관로와 탱크(OT)와의 사이를 절환단접하는 것이다.
또, 이하의 설명에서는 좌우 한 쌍으로 배치된 체크밸브(OCa) 등의 도면에서 좌측의 요소를 유압 액츄에이터(OA)의 바닥측 유체실(OAa)에 출입하는 작동유에 관한 것이므로 바닥측, 우측의 요소를 로드측 유체실(OAb)에 출입하는 작동유에 관한 것이므로 로드측이라고 칭하는 경우가 있다. 마찬가지로, 유압펌프(OP)의 포트도 좌측을 바닥측, 우측을 로드측이라고 칭하는 경우도 있다.
이와 같은 구성에서 이 유압 구동유닛(OU)에 의하면 유압펌프(OP)가 정지하고 있는 상태에서는 유압 액츄에이터(OA)의 바닥측 유체실(OAa) 및 로드측 유체실(OAb)의 양측으로부터의 작동유의 유출이 저지되고, 소정의 외력에 대항하여 유압 액츄에이터(OA)의 위치가 유지된다.
유압펌프(OP)가 바닥측 포트에 작동유를 토출하도록 회전하면, 유압펌프(OP)로부터 바닥측 체크밸브(OCa)를 통과하여 바닥측 유체실(OAa)에 작동유가 공급된다. 동시에 바닥측 파일럿 라인(OCb)의 작동유압에 의해 로드측 체크밸브(OCa)가 압개(pushed open)되고, 로드측 유체실(OAb)로부터 유압펌프(OP)에의 작동유의 유출을 허용하고, 유압펌프(OP)와 유압 액츄에이터(OA)와의 사이를 시계방향으로 순환하는 작동유의 흐름이 발생하고, 유압 액츄에이터(OA)에 연신방향에의 구동력이 발생한다.
이때, 유압 액츄에이터(OA)가 도시한 바와 같은 유압 실린더인 경우, 로드측 유체실(OAb)로부터 유출하는 작동유량은 바닥측 유체실(OAa)에 유입하는 작동유량에 비해 유압 실린더의 피스톤의 이동량에 따르는 피스톤의 로드의 체적에 대응하는 양만큼 적어지게 된다. 그러나, 바닥측의 작동유의 압력에 의해 절환밸브(OI)가 로드측 유체실(OAb)에의 관로와 탱크(OT)의 사이를 접속하도록 절환되어, 부족분의 작동유가 탱크(OT)로부터 공급되도록 되어 있다.
한편, 유압펌프(OP)가 로드측 포트에 작동유를 토출하도록 회전하면, 상기와 역의 작동유의 순환흐름이 발생하고, 유압 액츄에이터(OA)에 수축방향에의 구동력이 발생하고, 바닥측 유체실(OAa)로부터 유압펌프(OP)에 과잉의 작동유가 유입한 다. 그러나, 이 과잉의 작동유는 상기와 역의 절환밸브(OI)의 작용에 의해 바닥측 유체실(OAa)에의 관로와 탱크(OT)가 접속되므로, 탱크(OT)에 리턴되도록 되어있다.
또, 유압 액츄에이터(OA)인 유압 실린더의 피스톤의 위치에 의해, 밀폐된 탱크(OT) 내의 작동유량이 증감하고, 이 탱크(OT) 내에 갇혀있는 기체 압력이 변동한다. 이 갇혀 있는 기체 체적을 적절히 하면 이 기체 압력의 변동이 유압 구동유닛(OU)의 작동에 영향을 주지 않게 된다.
이렇게 하여, 폐쇄계에서 유압 액츄에이터를 사용해도 작동유의 출입양의 차이가 존재하므로 유압 구동유닛(OU)의 기능이 발휘 유지된다.
이 유압 구동유닛(OU)에는 전술한 기본 구성요소 이외에 이하의 부가적 요소가 구비되어 있다.
유압 액츄에이터(OA)의 바닥측 유체실(OAa) 및 로드측 유체실(OAb)과 오퍼레이트 체크밸브(OC)의 각각의 체크밸브(OCa)와의 사이의 관로에는 각각의 유체실(OAa, OAb)로부터 체크밸브(OCa)에의 작동유의 흐름만을 스로틀(throttle)하는 슬로우 리턴밸브(SR)가 각각 설치되어 있다.
이 슬로우 리턴밸브(SR)는 유압펌프(OP)의 작동 중에 피구동체(W)로부터 외력이 발생된 경우에 발생하는 헌팅(hunting)을 방지하기 위한 것이다.
상기 각각의 슬로우 리턴밸브(SR)와 체크밸브(OCa)와의 사이의 관로로부터 각각 릴리프밸브(RV1)를 구비한 관로가 탱크(OT)에 분기하고 있다. 마찬가지로, 유압펌프(OP)와 바닥측, 로드측의 체크밸브(OCa)와의 사이의 관로로부터는 각각 릴리프밸브(RV2)를 구비한 관로가 탱크(OT)에 분기하고 있다.
이들의 릴리프밸브(RV1, RV2)는 분기되지 않은 관로에 이상압력이 발생된 경우에 과잉의 작동유를 탱크(OT)에 도피시킨다.
더욱 바닥측의 슬로우 리턴밸브(SR)와 체크밸브(OCa)와의 사이의 관로로부터는 비상용 수동밸브(MV)를 구비한 관로가 탱크(OT)에 분기되어 있다. 유압펌프(OP)가 전원이 제공되지 않아서 정지된 경우에는 이 비상용 수동밸브(MV)로 유압 액츄에이터(OA)의 바닥측 유체실(OAa), 로드측 유체실(OAb)의 관로를 탱크(OT)에 해방하여 유압 액츄에이터(OA)를 수동조작할 수 있도록 하고 있다.
이와 같은 구성에서 이 유압 구동유닛(OU)은 그 기본기능을 양호하게 달성하면서, 이상사태가 발생한 경우에도 그것이 유닛(OU)의 파손에 연결되지 않도록 하여, 안전성, 신뢰성, 사고회피성을 확보하고 있다.
그러나, 이 유압 구동유닛(OU)을 그대로 전술한 제설장치의 제설 블레이드의 좌우각도 조정에 이용하도록 하는 경우, 제설 블레이드의 좌우각도 조정을 하여 각도가 유지되고 있는 상태(이때, 유압펌프(OP)는 정지하고 있다)에서 다량의 눈이나 장해물에 기인된 급격한 과대한 외력(W)이 작용하면, 릴리프밸브(RV1)는 일방의 유실의 고압과잉의 작동유를 탱크(T)에 리턴시킬 수 있으나, 그 때 부압의 타방의 유실의 부족한 작동유를 탱크(T)로부터 취입할 수 없고, 유압 액츄에이터(실린더)(OA)에 부압이 발생하여, 피스톤 위치를 유지할 수 없는 불안정한 상태가 되는 경우가 있으므로 개선이 요망되고 있다.
즉, 유닛(OU)이 작동하지 않는 상태에서 제설 블레이드의 각도가 과대 외력(W)에 의해 변화되는 경우에도 제설 블레이드가 불안정해지지 않고, 과대 외력이 제거된 후에 블레이드의 각도가 변화되지 않는 것이 요청되지만, 종래의 유압 구동유닛(OU)에 의해서는 그와 같은 요청에 부합할 수 없었다.
부하 또는 각도(위치) 유지 중(즉, 유압펌프(OP)의 정지 중)에 유압 구동유닛(OU)에 정격사양 이상의 외력이 작용한 후에도 유압펌프(OP)를 작동시키지 않고 안정된 위치 유지 기능을 발휘하는 유압 구동유닛이 요청되어 왔다.
또, 이 문제는 유압을 이용하는 것에 한정되지 않고, 널리 유체압 기기에 공통된다.
[특허문헌1] 미국특허 제3706144호 공보(도 1, 부호 76, 82, 88, 도 2)
[특허문헌2] 일본특허공개2006-132604호 공보(도 11, 단락[0004]-[0021])
본 발명은 상기 문제를 개선하기 위한 것으로, 과대 외력이 가해진 후에도 안정적인 위치 유지 기능을 발휘할 수 있는 유체압 구동 유닛 및 예를 들면 제설 블레이드의 좌우각도 조절을 위해 이 유체압 구동유닛을 이용하는 제설장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유체압 구동유닛은 독립하여 피구동체에 유체압에 의한 구동력을 부여하는 유체압 구동유닛으로서, 상기 유닛에서 이용되는 작동유체를 정역 양방향에 압송하는 유체압 펌프; 이 작동유체에 의해 작동하는 싱글-로드 복동 실린더;
이 작동유체를 저장하는 탱크; 상기 유체압 펌프와 상기 싱글-로드 복동 실린더와의 사이에 개재하여 그 양자 사이의 작동유체의 정역 양방향의 흐름을 제어하는 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브; 및
상기 유체압 펌프와 상기 탱크와의 사이에 개재하여 그 양자 사이의 정역 양방향의 작동유체의 흐름을 제어하는 절환밸브를 포함하는 유체압 구동유닛에 있어서,
상기 싱글-로드 복동 실린더의 바닥측 포트와 상기 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브의 상기 바닥측 포트에 대응한 바닥측 오퍼레이트 체크밸브를 연결하는 바닥측 관로로부터 상기 싱글-로드 복동 실린더의 로드측 포트와 상기 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브의 상기 로드측 포트에 대응한 로드측 오퍼레이트 체크밸브를 연결하는 로드측 관로에 작동유체를 도피시키는 제1 과부하 릴리프밸브를 설치하고, 상기 로드측 관로로부터 상기 탱크에 작동유체를 도피시키는 제2 과부하 릴리프밸브를 설치하고, 상기 바닥측 관로에 상기 탱크로부터의 작동유체의 유입을 허용하는 부압 방지용 체크밸브를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제설장치는 차량의 전방에 착탈가능하게 장착되는 제설장치로서, 상기 유체압 구동유닛의 싱글-로드 복동 실린더를 상기 제설장치의 제설 블레이드의 수직축 주위의 각도조정을 위해 이용한 것을 특징으로 한다.
[발명의 효과]
본 발명의 유체압 구동유닛에 의하면 상기 싱글-로드 복동 실린더의 바닥측 포트와 상기 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브의 상기 바닥측 포트에 대응한 바닥측 오퍼레이트 체크밸브를 연결하는 바닥측 관로로부터 상기 싱글-로드 복동 실린더의 로드측 포트와 상기 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브의 상기 로드측 포트에 대응한 로드측 오퍼레이트 체크밸브를 연결하는 로드측 관로에 작동유체를 도피시키는 제1 과부하 릴리프밸브를 설치하고, 상기 로드측 관로로부터 상기 탱크에 작동유체를 도피시키는 제2 과부하 릴리프밸브를 설치하고, 상기 바닥측 관로에 상기 탱크로부터의 작동유체의 유입을 허용하는 부압 방지용 체크밸브를 구비하므로 위치 유지 중의 과대 외력이 가해진 후에도 안정적으로 위치 유지기능을 발휘할 수 있다.
즉, 본 유체압 구동 유닛에 의하면, 위치 유지 중(유닛 정지 중)의 수축 측의 과대 외력에 대해서는 바닥측 유체실의 과잉 작동유체만이 제1 과부하 릴리프밸브, 제2 과부하 릴리프밸브를 개재하여 탱크로 리턴된다.
한편, 연신 측의 과대 외력에 대해서는 로드측 유체실의 과잉 작동유체는 제2 과부하 릴리프밸브를 개재하여 탱크로 리턴되고, 그때 바닥측 유체실에 필요한 작동유체는 부압 방지용 체크밸브를 개재하여 탱크로부터 공급된다.
그러므로 싱글-로드 복동 실린더의 바닥측 유체실, 로드측 유체실의 어느 것도 외력에 의해 피스톤 위치의 변동 후에도 부압이 되지 않고, 작동유체가 충전되고, 안정된 위치 유지기능을 지속적으로 발휘할 수 있다.
본 발명의 제설장치는 차량의 전방에 착탈가능하게 장착되는 제설장치로서, 상기 유체압 구동유닛의 싱글-로드 복동 실린더를 상기 제설장치의 제설 블레이드의 수직축 주위의 각도조정에 이용하므로 상기 제설장치는 유체압 구동유닛과 동일한 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 유체압 구동유닛의 일례를 도시한 유체압 회로도;
도 2(a)는 도 1의 유체압 구동유닛을 이용한 제설장치의 일례를 개념적으로 도시한 유체압 회로도, 도 2(b)는 (2a)에 비해, 상하 위치 조정용 절환밸브가 상하 위치 조정용 포지션에 있는 상태를 도시한 요부도;
도 3은 본 발명의 배경기술인 제설장치의 일례를 도시한 유압회로도; 및
도 4는 발명의 배경기술인 유체압 구동유닛의 일례를 도시한 유압회로도이다.
[부호의 설명]
1: 유체압 펌프
2: 싱글-로드 복동형 실린더
3: 탱크
4: 오퍼레이트 체크밸브
5: 절환밸브
6: 제1 과부하 릴리프밸브
7: 제2 과부하 릴리프밸브
8: 부압 방지용 체크밸브
10, 10A: 유체압 구동유닛
10a: 일방측 관로
10b: 타방측관로
11: 제설 블레이드
12: 상하 위치 조정용 절환밸브
12a: 출력포트
13: 승강용 싱글-로드단동 실린더
20: 제설장치
이하, 본 발명의 실시형태(실시예)에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 유체압 구동유닛의 일례를 도시한 유체압 회로도이다.
이 유체압 구동유닛(10)은 차량의 전방에 착탈가능하게 장착되는 제설장치의 제설 블레이드의 수직축 주위의 각도조정(좌우각도 조정) 등 위치(각도) 유지 중에 큰 충격적 외력(과대 외력)이 작용하는 경우에 이용할 수 있다.
이 유체압 구동유닛(10)은 독립하여, 즉 작동유를 폐쇄계에서 순환시키면서 피구동체(W)(제설 블레이드)에 유체압에 의한 구동력을 부여하기 위해, 정역회전 모터(M)에 의해 작동유체를 정역 양방향에 압송하는 유체압 펌프(1)와, 이 작동유체에 의해 작동하고 상기 구동력을 발생시키는 싱글-로드 복동형 실린더(2), 폐쇄공간 내에서 작동유체를 저장하는 탱크(3), 유체압 펌프(1)와 싱글-로드 복동형 실린더(2)와의 사이의 작동유체의 정역 양방향의 흐름을 제어하는 오퍼레이트 체크밸브(4), 및 유체압 펌프(1)와 탱크(3)와의 사이의 정역 양방향의 작동유체의 흐름을 제어하는 절환밸브(5)를 기본 구성요소로서 구비하고 있다.
이들 유압펌프(1), 유압 실린더(2), 탱크(3), 오퍼레이트 체크밸브(4), 절환밸브(5)의 기본적인 기능, 상호관계는 도 4에서 설명한 배경기술의 유압 구동유닛(OU)을 구성하는 유압펌프(OP), 유압 액츄에이터(OA), 탱크(OT), 오퍼레이트 체 크밸브(OC), 절환밸브(OI)와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 1에서, 유압 실린더(2)의 부호 2a는 바닥측 유체실, 부호2b는 로드측 유체실이다. 또, 이 도 1에서는 배경기술의 유압 구동유닛(OU)에 설치되어 있는 슬로우 리턴밸브(SR), 비상용 수동밸브(MV) 및 릴리프밸브(RV2)가 도시되어 있지 않으나, 이들 밸브는 필요에 따라 설치된다.
또, 바닥측, 로드측의 용어는 배경기술의 유압 구동유닛(OU)의 경우와 동일하게 사용된다.
이들의 기본구성에 더하여, 이 유체압 구동유닛(10)은 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브(4)의 바닥측과 싱글-로드 복동 실린더(2)의 바닥측 유체실(2a)(바닥측 포트)을 연결하는 바닥측 관로(10a)로부터 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브(4)의 로드측과 실린더(2)의 로드측 유체실(2b)을 연결하는 로드측 관로(10b)에 작동유체를 도피시키는 제1 과부하 릴리프밸브(6)를 포함하고, 로드측 관로(10b)로부터 탱크(3)에 작동유체를 도피시키는 제2 과부하 릴리프밸브(7)를 포함한다.
또, 이 유체압 구동유닛(10)은 바닥측 관로(10a)에 탱크(3)로부터의 작동유체의 유입을 허용하는 부압 방지용 밸브(8)를 구비한다. 이하, 이들의 특징에 대하여 설명한다.
제1 과부하 릴리프밸브(6)는 소정의 압력차가 발생된 경우 바닥측 관로(10a)로부터 로드측 관로(10b)로만 작동유체를 도피시킨다.
그러므로 싱글-로드 복동 실린더(2)에 수축방향으로 과대 외력(F1)이 작용한 경우, 바닥측 관로(10a)의 압력이 로드측 관로(10b)의 압력보다 커진다. 그 압력 차가 소정의 설정압보다 큰 경우, 작동유체는 이 제1 과부하 릴리프밸브(6)에 의해 로드측 관로(10b)에 도피된다.
제2 과부하 릴리프밸브(7)는 로드측 관로(10b)로부터 탱크(3)에 작동유체를 도피시킨다. 그러므로, 상기 수축방향의 과대 외력에 의해 제1 과부하 릴리프밸브(6)로부터 로드측 관로(10b)에 유입된 작동유체는 동일 피스톤의 운동에 대하여 바닥측 유체실(2a)이 로드측 유체실(2b)에 비해 로드의 단면적만큼 크므로 과잉이 된다. 그러므로 압력이 설정압보다 커지면 그 과잉 작동유체는 릴리프밸브(7)에 의해 탱크(3)로 도피된다.
이때 바닥측 관로(10a)는 부압이 되지 않으므로 부압 방지용 체크밸브(8)를 개재하여 탱크(3)로부터 바닥측 관로(10a)에 작동유체가 유입하지 않는다.
한편, 싱글-로드 복동 실린더(2)에 연신방향으로 과대 외력(F2)이 작용한 경우, 로드측 유체실(2b)로부터 유출하는 작동유체는 설정압보다 커지면 제2 과부하 릴리프밸브(7)를 개재하여 탱크(3)에 도피된다.
이때, 바닥측 유체실(2a)은 오퍼레이트 체크밸브(4) 또는 제1 과부하 릴리프밸브(6)의 어느 것으로부터도 작동유체가 공급되지 않으므로 부압이 되는데, 그때에는 부압 방지용 체크밸브(8)를 개재하여 탱크(3)로부터 바닥측 관로(10a)에 작동유체가 유입한다.
이때, 바닥측 유체실(2a)이 로드측 유체실(2b) 보다 로드의 단면적 만큼 단면적이 크므로, 바닥측 관로(10a)에 과잉의 작동유체가 필요하다. 그 과잉분을 포함하는 작동유체가 부압 방지용 체크밸브(8)를 개재하여 탱크(3)로부터 바닥측 관 로(10a)에 유입한다.
이렇게 하여, 이 제1 과부하 릴리프밸브(6), 제2 과부하 릴리프밸브(7), 및 부압 방지용 체크밸브(8)를 구비한 이 유체압 구동유닛은 이 구동유닛을 제설 블레이드의 좌우각도 조정에 사용하는 등의 위치유지 중에 과대 외력을 받는 경우에도 싱글-로드 복동 실린더의 바닥측 유체실, 로드측 유체실의 어느 것에도 외력에 의해 피스톤 위치가 변동한 후에도 부압이 됨이 없이 작동유체가 충전되고, 안정된 위치 유지기능을 발휘하여 지속시 시킬 수 있다.
또, 바닥측 관로(10a)로부터 로드측 관로(10b)에 작동유체를 도피시키도록 릴리프밸브(6)가 구비되므로 로드측 관로(10b)는 구조적으로 부압이 되지 않고, 부압 방지용 체크밸브(8)는 바닥측 관로(10a)에 1 위치에 설치되는 것으로 충분하여 비용이 절감될 수 있다.
또, 이 유체압 구동유닛(10)은 제1 과부하 릴리프밸브(6)가 제2 과부하 릴리프밸브(7)에 비해 높은 설정압을 가지는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하면, 싱글-로드 복동 실린더(2)의 바닥측 유체실(10a)이 로드측 유체실(10b)에 비해 로드의 단면적 만큼 단면적이 커지는 특성을 가지므로, 이 유닛(10)에 사용된 유체압 액츄에이터의 특성에 부합시켜 부하 유지력을 분담시키는 것이 가능하다.
구체적으로는, 예를 들면, 바닥측 유체실(2a)의 단면적(A1):로드측 유체실(2b)의 단면적(A2)=1.3:1의 경우에 제1 과부하 릴리프밸브(6)의 설정압(P1):제2 과부하 릴리프밸브(7)의 설정압(P2)=1.5:1로 설정된다.
이와 같은 관계가 형성되면, 수축방향의 외력 및 연신방향의 외력의 양자에 대해 적합하게 과부하 릴리프 기능이 발휘된다.
보다 일반적으로는 F1은 수축방향의 최대 부하유지 하중(외력), F2는 연신방향의 최대 부하유지 하중(외력)이라고 하면, 이하의 관계식이 성립한다.
P1=(F1+F2)/A1 P2=F2/A2
[실시예 2]
도 2(a)는 도 1의 유체압 구동유닛을 이용한 제설장치의 일례를 개념적으로 도시한 유체압 회로도, 도 2(b)는 도 2(a)에 비해 상하 위치 조정용 절환밸브가 상하 위치 조정용 포지션에 있는 상태를 도시한 요부도이다.
이 제설장치(20)는 차량(WH)의 전방에 착탈가능하게 장착되도록 되어 있고, 그 제설 블레이드(11)의 수직축 주위의 각도조정(좌우각도 조정)에 도 1의 유체압 구동유닛(10), 보다 구체적으로는 이 유체압 구동유닛(10)의 싱글-로드 복동 실린더(2)를 이용한 것이다.
더하여, 이 제설장치(20)에서는 제설 블레이드(11)의 상하 위치 조정도 유체압 구동유닛(10)으로 행하기 위해 그 바닥측 관로(10a)의 제1 과부하 릴리프밸브(6)를 설치한 부분으로부터 싱글-로드 복동 실린더(2) 측에 상하 위치 조정용 절환밸브(12)를 설치하고, 그 일방의 출력포트(12b)를 제설 블레이드(11)의 상하 위치 조정에 이용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 이 제설장치(20)는 절환밸브(12)의 입력포트(12c)를 바닥측 관로(10a)의 제1 과부하 릴리프밸브(6) 측에 접속하고, 일방의 출력포트(12a)를 제설 블레이 드(11)의 상하 위치 조정의 승강용 싱글-로드단동 실린더(13)에 접속하고, 타방의 출력포트(12b)를 바닥측 관로(10a)의 싱글-로드 복동 실린더(2) 측에 접속한다.
절환밸브(12)가 좌우각도 조정용 포지션(도 2(a)의 상태)에 있는 경우, 입력포트(12c)와 타방의 출력포트(12b)가 연통되고, 일방의 출력포트(12a)는 단절된다. 절환밸브가 상하 위치 조정용 포지션(도 2(b)의 상태)에 있는 경우, 입력포트(12c)와 일방의 출력포트(12a)가 연통되고, 타방의 출력포트(12b)는 단절된다.
또, 이 제설장치(20)는 절환밸브(12)의 일방의 출력포트(12a)와 제설 블레이드(11)의 상하 위치 조정의 승강용 싱글-로드단동 실린더(13)를 접속하는 관로에 리턴 방향의 유량만을 스로틀하는 스로틀밸브(14)를 구비한다.
이와 같은 구성의 제설장치(20)에 의하면, 절환밸브(12)를 좌우각도 조정의 싱글-로드 복동 실린더(2) 측(좌우각도 조정용 포지션)에 설치하면 상하 위치 조정측에서 작동유체의 이동이 정지되므로 제설 블레이드(11)의 상하 위치가 유지된 그대로 펌프(1)를 정회전 또는 역회전시키는 것에 의해 제설 블레이드(11)의 좌우각도를 조절할 수 있다.
이 상태에서 제설 블레이드(11)의 상하 방향에 과대 외력이 작용한 경우, 체인(11a)을 개재시킨 상하 위치 조정용 승강용 싱글-로드단동 실린더(13)의 지지 링크 기구(11b)에 의해 이 과대 외력이 도피되고, 실린더(13)에의 악영향이 회피된다.
한편, 절환밸브(12)를 상하 위치 조정용 승강용 싱글-로드단동 실린더(13) 측(상하 위치 조정용 포지션)에 설치한 상태에서는 좌우각도 조정측은 작동유체의 이동은 정지되므로, 제설 블레이드(11)의 좌우각도가 유지된 그대로 펌프(1)를 바닥측 관로(10a)에 작동유체를 공급하도록 정회전시키면 제설 블레이드(11)를 상승시키는 것이 가능하다.
제설 블레이드(11)를 하강시키는 경우에는 펌프(1)를 로드측 관로(10b)에 작동유체를 공급하도록 역회전시키고, 바닥측의 오퍼레이트 체크밸브(4)에 파일럿압을 부여하면, 제설 블레이드(11)의 중량에 의해 작동유체는 스로틀밸브(14)에서 스로틀되고 탱크(3)에도 리턴된다. 따라서, 제설 블레이드(11)는 특정 속도로 하강한다.
이렇게 하여, 이 제설장치(20)에서, 절환밸브(12)가 좌우각도 조정의 싱글-로드 복동 실린더(2) 측(좌우각도 조정용 포지션)에 설정되어 있는 경우, 유체압 구동유닛(10) 측의 제1 과부하 릴리프밸브(6), 제2 과부하 릴리프밸브(7), 및 부압 방지용 체크밸브(8)는 그 기능을 발휘하므로, 유체압 구동유닛(10)의 전술한 효과가 제설장치(20)로서도 발휘되고, 제설 블레이드(11)의 좌우방향에의 과대 외력의 제거 후에도 안정인 위치 유지기능이 발휘되고, 유지된다.
또 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 상하 위치 조정용 절환밸브(12)와 스로틀밸브(14)를 밸브 하우징 내에서 적층구조로서 일체화하는 것도 가능하고, 그 경우에는 이들 절환밸브(12)와 스로틀밸브(14)를 포함한 것을 유체압 구동유닛(10A)이라 칭할 수 있다.
이 경우, 유체압 구동유닛(10A)은 원래의 유체압 구동유닛(10)의 작용효과에 더하여, 절환밸브(12)와 스로틀밸브(14)를 추가한 것에 의한 작용효과를 발휘한다.
또, 본 발명의 유체압 구동유닛 및 제설장치의 기술적 범위는 상기의 실시예에 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재된 범위 및 실시예의 범위에서 여러 가지 변형례 및 조합이 가능하고, 이들도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
또, 유체압이라 함은 유압 및 수압 등 유체를 구동력을 매개하는 매체로서 이용하는 것의 전반을 의미한다.
본 발명의 유체압 구동유닛은 제설 블레이드의 좌우각도 조정용 등 과대의 외력을 받는 경우에 대응하는 것이 요청되는 산업분야에 이용할 수 있고, 본 발명의 제설장치는 전원을 공급하는 것만으로 용이하게 유체압 구동력으로 제설장치를 작동시키는 것이 요청되는 산업분야에 이용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 독립하여 피구동체에 유체압에 의한 구동력을 부여하는 유체압 구동유닛으로서,
    상기 유닛에서 이용되는 작동유체를 정역 양방향에 압송하는 유체압 펌프;
    상기 작동유체에 의해 작동하는 싱글-로드 복동 실린더;
    상기 작동유체를 저장하는 탱크;
    상기 유체압 펌프와 상기 싱글-로드 복동 실린더와의 사이에 개재하여 그 양자 사이의 작동유체의 정역 양방향의 흐름을 제어하는 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브; 및
    상기 유체압 펌프와 상기 탱크와의 사이에 개재하여 그 양자 사이의 정역 양방향의 작동유체의 흐름을 제어하는 절환밸브를 구비하는 유체압 구동유닛에 있어서,
    상기 싱글-로드 복동 실린더의 바닥측 포트와 상기 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브의 상기 바닥측 포트에 대응한 바닥측 오퍼레이트 체크밸브를 연결하는 바닥측 관로로부터 상기 싱글-로드 복동 실린더의 로드측 포트와 상기 한 쌍의 오퍼레이트 체크밸브의 상기 로드측 포트에 대응한 로드측 오퍼레이트 체크밸브를 연결하는 로드측 관로에 작동유체를 도피시키는 제1 과부하 릴리프밸브를 설치하고, 상기 로드측 관로로부터 상기 탱크에 작동유체를 도피시키는 제2 과부하 릴리프밸브를 설치하고,
    상기 바닥측 관로에 상기 탱크로부터의 작동유체의 유입을 허용하는 부압 방지용 체크밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 유체압 구동유닛.
  2. 청구항 1에 있어서, 제1 과부하 릴리프밸브는 제2 과부하 릴리프밸브에 비해 높은 설정압을 가지는 것을 특징으로 하는 유체압 구동유닛.
  3. 차량의 전방에 착탈가능하게 장착되는 제설장치로서,
    청구항 1 또는 2의 유체압 구동유닛의 유체압 액츄에이터를 상기 제설장치의 제설 블레이드의 수직축 주위의 각도조정에 이용한 것을 특징으로 하는 제설장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 바닥측 관로의 제1 과부하 릴리프밸브와 싱글-로드 복동 실린더와의 사이에 상하 위치 조정용 절환밸브를 설치하고, 이 상하 위치 조정용 절환밸브의 일방의 출력포트를 제설 블레이드의 상하 위치 조정에 이용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 제설장치.
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