KR102273327B1 - 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로 - Google Patents

다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로는, 주행부와 작업용 어셈블리를 포함하는 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서, 상기 주행부 및 상기 작업용 어셈블리 중 적어도 어느 하나에 작동유를 공급하는 메인펌프, 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하는 레귤레이터, 상기 주행부에서 발행하는 로드센싱 압유를 상기 메인펌프의 레귤레이터로 공급하는 로드센싱 압유 공급부 및 상기 로드센싱 압유 공급부로부터 연결되는 로드센싱유로와, 상기 메인펌프로부터 상기 주행부 및 상기 작업용 어셈블리로 연결되는 메인유로의 소정 지점에서 분지되는 분지유로와, 상기 메인펌프의 레귤레이터로 연결되는 연결유로의 접점에 구비되는 셔틀밸브를 포함하는 밸브 어셈블리를 포함하여, 상기 레귤레이터는 상기 주행부의 주행에 의해 발생한 상기 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부에 피드백하도록 형성된다.

Description

다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로{Hydraulic Circuit for Flow Control of Multi-Purpose Hydraulic System}
본 발명은 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 메인펌프를 통해 복수 개의 장치에 작동유를 공급할 수 있는 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 이동형 작업기계 또는 건설기계 등은 엔진의 동력을 통해 유압펌프를 가동시키며, 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유를 통해 휠 등의 주행부와, 붐, 암, 버켓 등과 같은 작업용 어셈블리에 구비되는 액추에이터를 구동시키는 구조를 가진다.
그리고 이와 같은 이동형 작업기계 또는 건설기계 등은 주행 시 주행부에서 요구되는 작동유의 양이 작업용 어셈블리에 요구되는 작동유의 양보다 큰 경우가 많다.
즉 주행부와 작업용 어셈블리는 유압 요구량이 현저하게 차이나기 때문에, 일반적으로 종래 이동형 작업기계 또는 건설기계에 적용되는 유압회로는 각 장치를 독립 제어하기 위한 목적으로 복수 개의 유압펌프를 마련하고 있으며, 이와 같은 복수 개의 유압펌프를 개별적으로 구동시켜 주행부와 작업용 어셈블리에 구비되는 액추에이터를 구동시키고 있다.
다만, 이와 같은 구조는 복수 개의 유압회로가 구비됨에 따라 전체 유압시스템을 구축하기 위한 비용이 크게 증가하게 되는 것은 물론, 이동형 작업기계 또는 건설기계의 크기가 커질 수밖에 없는 문제가 있다.
뿐만 아니라 유압회로 자체가 복잡하게 구성되어 있어, 고장 발생 가능성이 높으며, 고장 원인을 쉽게 찾아내지 못하게 되는 문제도 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제 10-2006-0084349호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 하나의 메인펌프를 통해 복수 개의 장치에 작동유를 공급할 수 있도록 함에 따라, 전체 유압회로의 구조를 간단하게 형성하고, 유압회로가 적용되는 기계장치의 부피를 감소시킬 수 있도록 하는 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로는, 주행부와 작업용 어셈블리를 포함하는 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서, 상기 주행부 및 상기 작업용 어셈블리 중 적어도 어느 하나에 작동유를 공급하는 메인펌프, 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하는 레귤레이터, 상기 주행부에서 발행하는 로드센싱 압유를 상기 메인펌프의 레귤레이터로 공급하는 로드센싱 압유 공급부 및 상기 로드센싱 압유 공급부로부터 연결되는 로드센싱유로와, 상기 메인펌프로부터 상기 주행부 및 상기 작업용 어셈블리로 연결되는 메인유로의 소정 지점에서 분지되는 분지유로와, 상기 메인펌프의 레귤레이터로 연결되는 연결유로의 접점에 구비되는 셔틀밸브를 포함하는 밸브 어셈블리를 포함하여, 상기 레귤레이터는 상기 주행부의 주행에 의해 발생한 상기 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부에 피드백하도록 형성된다.
이때 상기 메인펌프가 상기 주행부에 작동유를 공급할 경우, 상기 레귤레이터는, 상기 메인펌프의 작동유 토출 압력과 상기 로드센싱 압유 공급부로부터 상기 로드센싱유로 및 상기 연결유로를 통해 전달된 로드센싱 압유의 압력을 비교하여, 상기 메인펌프가 상기 주행부에 작동유를 상기 로드센싱 압유의 압력에 비례하는 양만큼 공급하도록 제어할 수 있다.
또한 상기 메인펌프가 상기 작업용 어셈블리에 작동유를 공급할 경우, 상기 레귤레이터는, 상기 메인펌프의 작동유 토출 압력과 상기 분지유로 및 상기 연결유로로부터 전달된 순환 압유의 압력을 비교하여, 상기 메인펌프가 상기 작업용 어셈블리에 작동유를 상기 순환 압유의 압력에 비례하는 양만큼 공급하도록 제어할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기 분지유로의 릴리프 압력을 조절하는 제1릴리프밸브를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 메인유로의 릴리프 압력을 조절하는 제2릴리프밸브를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 셔틀밸브로 유입되는 상기 분지유로의 적어도 일부는 작동유의 유동 유량을 제한하는 오리피스로 형성될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로는, 하나의 메인펌프를 통해 이동형 작업기계에 구비되는 주행부 및 작업용 어셈블리 모두에 작동유를 공급할 수 있도록 함에 따라, 전체 유압회로의 구조를 간단하게 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한 유압회로의 구조가 단순해짐에 따라, 본 유압회로가 적용되는 기계장치의 부피를 감소시킬 수 있으며, 고장 발생률을 낮출 수 있는 것은 물론, 고장이 발생할 경우에도, 원인이 되는 부분을 용이하게 발견할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로가 적용되는 이동형 작업기계의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로의 구조를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 밸브 어셈블리를 자세히 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 주행부에 작동유를 공급하는 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 작업 어셈블리에 작동유를 공급하는 과정을 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 주행부 및 작업 어셈블리에 작동유를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로가 적용되는 이동형 작업기계(1)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이동형 작업기계(1)는 이동을 위한 주행부(10)와, 특정 위치에서 작업을 수행할 수 있도록 다양한 형태로 형성되는 작업용 어셈블리(20)를 포함할 수 있다.
이때 상기 주행부(10) 및 상기 작업용 어셈블리(20)는 이동형 작업기계(1)의 종류에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이며, 도 1에 도시된 형태는 하나의 예시로서 제시된 실시예에 불과하다.
그리고 이와 같은 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로는, 주행 시 주행부(10)에서 요구되는 작동유의 양이 작업용 어셈블리(20)에 요구되는 작동유의 양보다 큰 경우가 많다.
발명의 배경이 되는 기술 부분에서 설명한 바와 같이, 종래 이동형 작업기계 또는 건설기계에 적용되는 유압회로는 각 장치를 독립 제어하기 위한 목적으로 복수 개의 유압펌프를 마련하고 있으며, 이와 같은 방식은 다양한 문제점을 보유하고 있다.
이에 따라 본 발명은 하나의 메인펌프를 통해 이동형 작업기계에 구비되는 주행부 및 작업용 어셈블리 모두에 작동유를 공급할 수 있도록 함에 따라, 전체 유압회로의 구조를 간단하게 형성할 수 있도록 한다.
이하에서는 이와 같은 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로는 메인펌프(100)와, 레귤레이터(110)와, 로드센싱 압유 공급부(50)와, 밸브 어셈블리(150)와, 제1릴리프밸브(120)와, 제2릴리프밸브(130)를 포함한다.
상기 메인펌프(100)는 이동형 작업기계의 주행부(10) 및 작업용 액추에이터 중 적어도 어느 하나에 작동유를 공급한다.
구체적으로 상기 메인펌프(100)는 메인유로(210)에 작동유를 소정 압력으로 공급하며, 상기 메인유로(210)를 통해 유동된 작동유는 주행부 연결유로(212a) 및 작업 어셈블리 연결유로(212b) 중 적어도 어느 하나를 통해 주행부(10) 또는 작업 어셈블리(20) 측으로 공급될 수 있다.
상기 레귤레이터(110)는 상기 메인펌프(110)의 작동유 토출 유량을 제어하는 구성요소로서, 다양한 상황에 대응되어 상기 메인펌프(110)의 작동유 토출 유량을 조절할 수 있다.
즉 상기 레귤레이터(110)는 상기 주행부(10)의 주행에 의해 발생한 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프(100)의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부(10)에 피드백하도록 형성되며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
상기 로드센싱 압유 공급부(50)는 상기 주행부(10)에서 발행하는 로드센싱 압유를 상기 메인펌프(100)의 레귤레이터(100)로 공급하는 구성요소로서, 이와 같은 로드센싱 압유는 로드센싱유로(230)및 연결유로(240)를 통해 상기 레귤레이터(100)로 전달될 수 있다.
상기 밸브 어셈블리(150)는 상기 로드센싱 압유 공급부(50)로부터 연결되는 로드센싱유로(230)와, 상기 메인펌프(100)로부터 상기 주행부(10) 및 상기 작업용 어셈블리(20)로 연결되는 메인유로(210)의 소정 지점에서 분지되는 분지유로(220)와, 상기 메인펌프(100)의 레귤레이터(110)로 연결되는 연결유로(240)의 접점에 구비되는 셔틀밸브(160)를 포함한다.
상기 셔틀밸브(160)는 상기 로드센싱유로(230) 및 상기 분지유로(220)로부터 상기 연결유로(240) 측으로 작동유를 유동시키는 일 방향 밸브로서, 역 방향의 유동을 방지한다.
그리고 상기 제1릴리프밸브(120)는 상기 분지유로(220)의 릴리프 압력을 조절하도록 구비되며, 상기 분지유로(220)의 소정 지점에 연결되는 제1릴리프유로(250)에 구비된다.
제2릴리프밸브(130)는 상기 메인유로(210)의 릴리프 압력을 조절하도록 구비되며, 상기 메인유로(210)의 소정 지점에 연결되는 제2릴리프유로(260)에 구비된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 밸브 어셈블리(150)를 자세히 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밸브 어셈블리(150)는 셔틀밸브(160)를 포함하며, 상기 로드센싱 압유 공급부(50)로부터 연결되는 로드센싱유로(230)를 통해 유동된 작동유와, 상기 메인펌프(100)로부터 상기 주행부(10) 및 상기 작업용 어셈블리(20)로 연결되는 메인유로(210)의 소정 지점에서 분지되는 분지유로(220)를 통해 유동된 작동유는 선택적으로 상기 셔틀밸브(160)를 통해 연결유로(240) 방향으로 유동될 수 있다.
또한 본 실시예의 경우 상기 셔틀밸브(160)로 유입되는 상기 분지유로(220)의 적어도 일부는, 작동유의 유동 유량을 제한하는 오리피스로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 오리피스의 구경은 0.8mm인 것으로 예시하였으나, 이는 하나의 실시예일뿐 본 실시예에 의해 제한되는 것이 아님은 물론이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 주행부(10)에 작동유를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 메인펌프(100)의 작동유에 의해 주행부(10)가 구동될 경우, 상기 로드센싱 압유 공급부(50)로부터 연결되는 로드센싱유로(230)를 통해 유동된 작동유가 상기 셔틀밸브(160) 측으로 유동된다.
이때 상기 릴리프유로(250)를 통해 연결된 제1릴리프밸브(120)의 압력이 0으로 제어되고, 상기 로드센싱유로(230)를 통해 유동된 작동유의 압력에 의해 상기 분지유로(220)를 통한 작동유의 공급은 차단될 수 있다.
따라서 상기 로드센싱유로(230)를 통해 유동된 작동유는, 상기 셔틀밸브(160)를 통과하여 상기 레귤레이터(110)로 전달된다.
그리고 이와 같이 상기 메인펌프가 상기 주행부에 작동유를 공급할 경우, 상기 레귤레이터(110)는 상기 메인펌프(100)의 작동유 토출 압력과 상기 로드센싱 압유 공급부(50)로부터 상기 로드센싱유로(230) 및 상기 연결유로(240)를 통해 전달된 로드센싱 압유의 압력을 비교하여, 상기 메인펌프(100)가 상기 주행부(10)에 작동유를 상기 로드센싱 압유의 압력에 비례하는 양만큼 공급하도록 제어하게 된다.
즉 본 발명은 이와 같은 과정에 따라 상기 주행부(10)에서 필요로 하는 최소한의 작동유 유량을 공급할 수 있어 불필요하게 작동유를 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 작업 어셈블리(20)에 작동유를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 주행부(10)가 구동되지 않는 상태에서 상기 작업 어셈블리(20)를 구동시킬 경우에는, 상기 로드센싱 압유 공급부(50)로부터 연결되는 로드센싱유로(230)를 통한 작동유의 유동이 중단되며, 상기 분지유로(220)를 통해 유동된 작동유가 상기 셔틀밸브(160)를 통과하여 상기 연결유로(240)로 유입된다.
이후 상기 레귤레이터(110)는 상기 메인펌프(100)의 작동유 토출 압력과 상기 분지유로(220) 및 상기 연결유로(240)로부터 전달된 순환 압유의 압력을 비교하여, 상기 메인펌프(100)가 상기 작업용 어셈블리(20)에 작동유를 상기 순환 압유의 압력에 비례하는 양만큼 공급하도록 제어하게 된다.
즉 본 발명은 이와 같은 과정에 따라 상기 주행부(10)를 운용하지 않을 경우에는 비례 제어를 통해 상기 작업용 어셈블리(20)에 필요로 하는 최소한의 작동유 유량을 공급할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로에 있어서, 주행부(10) 및 작업 어셈블리(20)에 작동유를 공급하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 주행부(10) 및 작업 어셈블리(20)에 작동유를 동시 공급할 수도 있다.
이와 같은 경우 상기 메인펌프(100)의 작동유에 의해 주행부(10)가 구동될 경우, 상기 로드센싱 압유 공급부(50)로부터 연결되는 로드센싱유로(230)를 통해 유동된 작동유가 상기 셔틀밸브(160) 측으로 유동된다.
또한 이와 함께 상기 분지유로(220)를 통해 유동된 작동유 역시 상기 셔틀밸브(160) 측으로 유동되며, 상기 제1릴리프밸브(120)의 압력 제어를 통해 상기 로드센싱유로(230)를 통해 유동된 작동유와 상기 분지유로(220)를 통해 유동되는 작동유를 선택적으로 상기 연결유로(240)로 유입시킬 수 있다.
일반적으로 상기 주행부(10)에서 사용되는 작동유의 양이 상기 작업 어셈블리(20)에서 사용되는 작동유의 양보다 크므로, 상기 제1릴리프밸브(120)는 상기 로드센싱유로(230)를 통해 상기 셔틀밸브(160)를 통과하는 작동유의 양이 상기 분지유로(220)를 통해 상기 셔틀밸브(160)를 통과하는 작동유보다 많도록 제어할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 주행부
20: 작업 어셈블리
50: 로드센싱 압유 공급부
100: 메인펌프
110: 레귤레이터
120: 제1릴리프밸브
130: 제2릴리프밸브
150: 밸브 어셈블리
160: 셔틀밸브
210: 메인유로
220: 분지유로
230: 로드센싱유로
240: 연결유로
250: 제1릴리프유로
260: 제2릴리프유로

Claims (6)

  1. 주행부와 작업용 어셈블리를 포함하는 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서,
    상기 주행부 및 상기 작업용 어셈블리 중 적어도 어느 하나에 작동유를 공급하는 메인펌프;
    상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하는 레귤레이터;
    상기 주행부에서 발행하는 로드센싱 압유를 상기 메인펌프의 레귤레이터로 공급하는 로드센싱 압유 공급부; 및
    상기 로드센싱 압유 공급부로부터 연결되는 로드센싱유로와, 상기 메인펌프로부터 상기 주행부 및 상기 작업용 어셈블리로 연결되는 메인유로의 소정 지점에서 분지되는 분지유로와, 상기 메인펌프의 레귤레이터로 연결되는 연결유로의 접점에 구비되는 셔틀밸브를 포함하는 밸브 어셈블리;
    를 포함하여,
    상기 레귤레이터는 상기 주행부의 주행에 의해 발생한 상기 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부에 피드백하도록 형성되며,
    상기 메인펌프가 상기 주행부에 작동유를 공급할 경우,
    상기 레귤레이터는,
    상기 메인펌프의 작동유 토출 압력과 상기 로드센싱 압유 공급부로부터 상기 로드센싱유로 및 상기 연결유로를 통해 전달된 로드센싱 압유의 압력을 비교하여, 상기 메인펌프가 상기 주행부에 작동유를 상기 로드센싱 압유의 압력에 비례하는 양만큼 공급하도록 제어하는 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인펌프가 상기 작업용 어셈블리에 작동유를 공급할 경우,
    상기 레귤레이터는,
    상기 메인펌프의 작동유 토출 압력과 상기 분지유로 및 상기 연결유로로부터 전달된 순환 압유의 압력을 비교하여, 상기 메인펌프가 상기 작업용 어셈블리에 작동유를 상기 순환 압유의 압력에 비례하는 양만큼 공급하도록 제어하는 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분지유로의 릴리프 압력을 조절하는 제1릴리프밸브를 더 포함하는 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인유로의 릴리프 압력을 조절하는 제2릴리프밸브를 더 포함하는 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셔틀밸브로 유입되는 상기 분지유로의 적어도 일부는 작동유의 유동 유량을 제한하는 오리피스로 형성되는 다목적용 유압시스템의 펌프 유량 제어를 위한 유압회로.
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