KR102340886B1 - 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로 - Google Patents

이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로는, 주행부를 포함하는 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서, 상기 주행부에 작동유를 공급하는 메인펌프, 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하는 레귤레이터 및 상기 주행부에서 발행하는 로드센싱 압유를 상기 메인펌프의 레귤레이터로 공급하는 로드센싱 압유 공급부를 포함하며, 상기 레귤레이터는, 상기 주행부의 주행에 의해 발생한 상기 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부에 피드백하도록 형성되되, 상기 메인펌프의 토출 압력이 기 설정된 제1압력 이상이고, 상기 제1압력보다 큰 제3압력 미만 범위에서, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량을, 상기 레귤레이터에 의해 작동유 토출 유량이 제어되지 않을 경우의 기본 토출량보다 적게 토출하도록 제어한다.

Description

이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로{Hydraulic Circuit for Controlling Power of Moving Type Working Machine}
본 발명은 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로드센싱 압유의 압력 구간에 따라 메인펌프를 통해 토출되는 작동유의 유량을 제어하도록 하는 이동형 작업기계의 마력 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 이동을 위한 복수의 주행부, 즉 주행을 위한 휠, 궤도 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 주행부는 노면 특성에 따라 로드센싱 압력이 달라지게 되며, 상기 유압펌프에서는 작동유를 토출하여 다시 주행부에 공급하게 된다.
다만, 종래에는 로드센싱 압력이 일정 이상인 경우, 유압펌프로부터 토출되는 작동유가 최대 유량으로 유지되며, 이와 같은 경우 작동유의 낭비가 심해지는 것은 물론, 이동형 작업기계에 불필요한 출력이 발생하여 주행 제어가 어려워지고, 장치에 무리한 힘이 작용하여 고장이 원인이 되는 문제가 있었다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제 10-2006-0084349호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 레귤레이터가 로드센싱 압유의 압력 구간에 따라 메인펌프를 통해 토출되는 작동유의 유량을 제어하도록 함에 따라, 작동유의 낭비를 최소화할 수 있는 이동형 작업기계의 마력 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 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로는, 주행부를 포함하는 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서, 상기 주행부에 작동유를 공급하는 메인펌프, 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하는 레귤레이터 및 상기 주행부에서 발행하는 로드센싱 압유를 상기 메인펌프의 레귤레이터로 공급하는 로드센싱 압유 공급부를 포함하며, 상기 레귤레이터는, 상기 주행부의 주행에 의해 발생한 상기 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부에 피드백하도록 형성되되, 상기 메인펌프의 토출 압력이 기 설정된 제1압력 이상이고, 상기 제1압력보다 큰 제3압력 미만 범위에서, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량을, 상기 레귤레이터에 의해 작동유 토출 유량이 제어되지 않을 경우의 기본 토출량보다 적게 토출하도록 제어한다.
이때 상기 레귤레이터는, 상기 메인펌프의 토출 압력이 상기 제1압력 이상 상기 제3압력 미만 범위 내의 압력인 제2압력인 경우, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도가 -1이 되도록 제어할 수 있다.
그리고 상기 레귤레이터는, 상기 메인펌프의 토출 압력이 상기 제2압력 초과 상기 제3압력 미만 범위인 경우, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 -1보다 크고 0보다 작은 상태로 유지하도록 할 수 있다.
또한 상기 레귤레이터는, 상기 메인펌프의 토출 압력이 상기 제1압력 초과 상기 제2압력 미만 범위인 경우, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 -1보다 작은 상태로 유지하도록 할 수 있다.
한편 상기 제2압력과 상기 제1압력 간 차의 절대값은 상기 제2압력과 상기 제3압력 간 차의 절대값보다 작을 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로는, 레귤레이터가 메인펌프의 토출 압력 구간에 따라 메인펌프를 통해 토출되는 작동유의 유량을 제어하도록 할 수 있으므로, 메인펌프의 토출 압력이 높을 경우 토출되는 유량을 감소시켜 작동유의 낭비를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 이동형 작업기계에 불필요한 출력이 발생하는 상황을 미연에 방지할 수 있으므로, 주행 제어가 용이하며 고장 가능성을 크게 낮출 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 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로가 적용되는 이동형 작업기계의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로의 구조를 나타낸 도면;
도 3은 로드센싱 압유의 압력에 따른 메인펌프의 작동유 토출량의 관계를 나타낸 그래프; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로에 있어서, 메인펌프의 토출 압력에 따른 메인펌프의 작동유 토출량의 제어 형태를 나타낸 그래프이다.
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 이동형 작업기계의 마력 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 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 작업기계의 마력 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(110)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.
한편 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 3은 로드센싱 압유의 압력(L)에 따른 메인펌프(100)의 작동유 토출량(Q)의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 주행부(10)에서 발행하는 로드센싱 압유가 증가하게 될 경우, 상기 메인펌프(100)의 작동유 토출량은 이에 비례하여 증가하게 된다. 이에 따라 로드센싱 압유가 일정 이상으로 증가하게 될 경우, 상기 메인펌프(100) 토출 압력에 관계 없이 작동유 토출량은 최대로 유지되는 경향이 있다.
이와 같은 경우 작동유의 낭비가 심해지는 것은 물론, 이동형 작업기계에 불필요한 출력이 발생하여 주행 제어가 어려워지고, 장치에 무리한 힘이 작용하여 고장이 원인이 되는 문제가 있으므로, 본 발명에 따른 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로는, 레귤레이터(110)가 상기 메인펌프(100)의 토출 압력 구간에 따라 메인펌프(100)를 통해 토출되는 작동유의 유량을 제어하도록 할 수 있으므로, 메인펌프(100)의 토출 압력이 높을 경우 토출되는 유량을 감소시켜 작동유의 낭비를 최소화하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로에 있어서, 메인펌프(100)의 토출 압력(P)에 따른 메인펌프(100)의 작동유 토출량(Q)의 제어 형태를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 레귤레이터(110)는, 상기 주행부(10)의 주행에 의해 발생한 상기 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프(100)의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부에 피드백하도록 형성되되, 상기 메인펌프(100)의 토출 압력 구간에 따라 메인펌프(100)를 통해 토출되는 작동유의 유량을 제어하도록 한다.
구체적으로 본 실시예에서 상기 레귤레이터(110)는, 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 기 설정된 제1압력(P1) 이상이고, 상기 제1압력(P1)보다 큰 제3압력(P3) 미만 범위에서, 상기 메인펌프(100)에 의한 작동유 토출량을, 상기 레귤레이터(110)에 의해 작동유 토출 유량이 제어되지 않을 경우의 기본 토출량보다 적게 토출하도록 제어하게 된다.
이때 상기 제1압력(P1) 이상 상기 제3압력(P3) 미만의 구간에서, 레귤레이터(110)상기 메인펌프(100)에 의한 작동유 토출량의 제어 형태는 본 실시예 외의 다양한 형태를 가지도록 할 수도 있음은 물론이다.
본 실시예에서는, 상기 제1압력(P1) 이상 상기 제3압력(P3) 미만의 구간에서 그래프가 나타내는 곡선이 원호 형상을 가지도록 제어하는 것으로 하였다.
보다 구체적으로, 본 실시예는 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 상기 제1압력(P1) 이상 상기 제3압력(P3) 미만 범위 내의 압력인 제2압력(P2)인 경우, 상기 메인펌프(100)에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도가 -1이 되도록 제어할 수 있다.
즉 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 제2압력(P2) 지점에서, 그래프의 곡선에 접하는 접선의 기울기는 -1이 되도록 형성될 수 있다.
또한 상기와 같이 상기 제1압력(P1) 이상 상기 제3압력(P3) 미만의 구간에서 그래프가 나타내는 곡선이 원호 형상을 가지므로, 상기 제2압력(P2)과 상기 제1압력(P1) 간 차의 절대값은 상기 제2압력(P2)과 상기 제3압력(P3) 간 차의 절대값보다 작게 형성된다.
그리고 상기 레귤레이터(110)는, 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 상기 제2압력(P2) 초과 상기 제3압력(P3) 미만 범위인 경우, 상기 메인펌프(100)에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 -1보다 크고 0보다 작은 상태로 유지하도록 할 수 있다.
즉 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 상기 제2압력(P2) 초과 상기 제3압력(P3) 미만인 범위에서, 그래프의 곡선에 접하는 접선의 기울기는 -1보다 크고 0보다 작은 상태로 유지된다.
또한 상기 레귤레이터(110)는, 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 상기 제1압력(P1) 초과 상기 제2압력(P2) 미만 범위인 경우, 상기 메인펌프(100)에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 -1보다 작은 상태로 유지하도록 할 수 있다.
즉 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 상기 제1압력(P1) 초과 상기 제2압력(P2) 미만인 범위에서, 그래프의 곡선에 접하는 접선의 기울기는 -1보다 작은 상태로 유지된다.
이와 더불어 상기 메인펌프(100)의 토출 압력이 상기 제3압력을 초과하는 범위인 경우, 상기 메인펌프(100)에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 상기 제1압력(P1) 초과 상기 제2압력(P2) 미만 범위에서의 상기 메인펌프(100)에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도보다 작게 제어하는 영역을 포함하도록 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로는, 레귤레이터(110)가 메인펌프(100)의 토출 압력 구간에 따라 메인펌프(100)를 통해 토출되는 작동유의 유량을 제어하도록 할 수 있으므로, 메인펌프(100)의 토출 압력이 높을 경우 토출되는 유량을 감소시켜 작동유의 낭비를 최소화할 수 있다.
또한 이에 따라 본 발명은 이동형 작업기계에 불필요한 출력이 발생하는 상황을 미연에 방지할 수 있으므로, 주행 제어가 용이하며 고장 가능성을 크게 낮출 수 있는 장점이 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 (5)

  1. 주행부를 포함하는 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서,
    상기 주행부에 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 주행부로 연결되는 메인유로의 소정 지점에서 분지되는 분지유로와, 상기 레귤레이터로 연결되는 연결유로의 접점에 구비되어, 상기 로드센싱유로와 상기 분지유로로부터 상기 연결유로 측으로 작동유를 유동시키되, 역 방향의 유동을 방지하는 셔틀밸브, 상기 분지유로의 릴리프 압력을 조절하도록 구비되며, 상기 분지유로의 소정 지점에 연결되는 제1릴리프유로에 구비되는 제1릴리프밸브, 및 상기 메인유로의 릴리프 압력을 조절하도록 구비되며, 상기 메인유로의 소정 지점에 연결되는 제2릴리프유로에 구비되는 제2릴리프밸브를 포함하는 밸브 어셈블리;
    를 포함하며,
    상기 셔틀밸브로 유입되는 상기 분지유로의 적어도 일부는 작동유의 유동 유량을 제한하는 오리피스로 형성되고,
    상기 레귤레이터는,
    상기 주행부의 주행에 의해 발생한 상기 로드센싱 압유의 압력에 대응되도록 상기 메인펌프의 작동유 토출 유량을 제어하여 상기 주행부에 피드백하도록 형성되되,
    상기 메인펌프의 토출 압력이 기 설정된 제1압력 이상이고, 상기 제1압력보다 큰 제3압력 미만 범위에서, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량을, 상기 레귤레이터에 의해 작동유 토출 유량이 제어되지 않을 경우의 기본 토출량보다 적게 토출하도록 제어하며,
    상기 메인펌프의 토출 압력이 상기 제1압력 이상 상기 제3압력 미만 범위 내의 압력인 제2압력인 경우, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도가 -1이 되도록 제어하고,
    상기 메인펌프의 토출 압력이 상기 제2압력 초과 상기 제3압력 미만 범위인 경우, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 -1보다 크고 0보다 작은 상태로 유지하도록 하며,
    상기 메인펌프의 토출 압력이 상기 제1압력 초과 상기 제2압력 미만 범위인 경우, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 -1보다 작은 상태로 유지하도록 하고,
    상기 메인펌프의 토출 압력이 상기 제3압력을 초과하는 범위인 경우, 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도를 상기 제1압력 초과 상기 제2압력 미만 범위에서의 상기 메인펌프에 의한 작동유 토출량의 감소 변화도보다 작게 제어하는 영역을 포함하도록 하는,
    이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2압력과 상기 제1압력 간 차의 절대값은 상기 제2압력과 상기 제3압력 간 차의 절대값보다 작은 이동형 작업기계의 마력 제어를 위한 유압회로.
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