KR100773987B1 - 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프 - Google Patents

2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사판 경전각 제어를 위한 모듈레이션 밸브가 구비되는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제 1 및 제 2 펌프를 구비하는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프는 상기 제 1 및 제 2 펌프의 토출 압력 신호와 전자비례감압 밸브의 압력신호를 전달받아 제 1 제어 압력신호를 출력하는 모듈레이션 밸브와, 상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 상기 제 1 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 사판의 경전각을 제어하는 리어 밸브와, 상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 상기 제 2 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 사판의 경전각을 제어하는 프런트 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 경우, 리어 밸브와 프런트 밸브를 통합적으로 제어하는 모듈레이션 밸브를 제공함으로써, 리어 밸브와 프런트 밸브에 공급되는 압력신호 전달 배관(또는 유로)의 수를 감소시켜 단순화할 수 있다. 또한, 본 발명은 건설중장비에 요구되는 펌프 특성중 유량제어에 영향을 주지않고 마력제어를 조정할 수 있다는 이점이 있다.
2펌프, 사판식, 액셜 피스톤, 유압 펌프, 사판, 리어 밸브, 프런트 밸브

Description

2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프{Swashplate type axial piston hydraulic pump with two pumps}
도 1은 종래에 사용되고 있는 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 내부 절개 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 구체적인 회로도의 일예이다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 실시예인 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 외관에 대한 후방 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유압 펌프에 대한 일부 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 회로도의 일예이다.
도 6은 도 5의 회로도에 표시되어 있는 모듈레이션 밸브와 리어 밸브의 구체적인 일예이다.
도 7a와 도 7b는 종래의 유압 펌프 작동 방식과 본 발명에 따른 유압 펌프 작동 방식을 상호 비교하는 도면이다.
본 발명은 굴삭기 등과 같은 건설중장비에 사용되는 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프에 관한 것으로, 특히 사판 경전각 제어를 위한 모듈레이션 밸브가 구비되는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프에 관한 것이다.
도 1에는 종래에 사용되고 있는 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 내부 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 종래의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프는 압유가 흡입/토출되는 경로인 흡입구 및 토출구가 형성되는 밸브 블록(121)과, 유압 펌프의 좌우 외형을 형성하도록 밸브 블록(121)의 양측에 대칭적으로 각각 위치하며 사판(116, 117)과 피스톤(118, 119)이 안착되는 펌프 케이스(122, 123)와, 상기 펌프 케이스(122, 123) 각각의 상측에 설치되어 서보피스톤(113, 114)의 행정을 조정하는 제어부인 레귤레이터(111, 112)를 포함한다.
주지된 바와 같이, 도 1에 도시된 유압 펌프는 원동기(도시되지 않음)로부터 전달되는 회전력을 커플러(120)에 의하여 결합되어 있는 좌우 구동축(115a, 115b)으로 전달하며, 좌우 구동축이(115a, 115b)과 결합되어 있는 실린더 블록(141, 142: 피스톤(118, 119)이 장착되는 하우징)을 회전시키며, 피스톤(118, 119)은 실린더 블록과 함께 회전운동을 하면서 사판(116, 117)에 의하여 직선 왕복 운동을 하게 된다.
상기 피스톤(118, 119)의 직선 왕복 운동으로 밸브 플레이트(131, 132)를 통하여 압유(또는 '작동유'라고도 한다)가 반복적으로 흡입, 토출된다. 이때, 흡입, 토출되는 압유의 양은 사판(116, 117)의 경전각(즉, 기울기)에 의하여 결정된다. 주지된 바와 같이, 사판(116, 117)의 기울기는 레귤레이터(111, 112)에 의하여 제어되는 서보 피스톤(113, 114)의 행정에 의하여 결정된다.
도 2에는 도 1에 도시된 종래의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 구체적인 회로도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 유량을 조절하기 위해선 기본적으로 압력(P1, P2, Pf)과 사판의 각도(즉, 경전각)가 필요하다. 여기서, 압력(P1, P2)은 2개의 펌프(21, 22)에서 각각 출력되는 토출압력을 나타내고, 압력(Pf)은 파워 시프트(Power Shift)의 압력으로서 펌프에 부착된 전자비례감압밸브(미도시)에서 나오는 압력을 의미한다( 전자비례감압밸브는 굴삭기에서 오는 전류신호를 전달받아 상기 전류신호에 비례하는 소정의 압력을 출력하는 밸브이다). 그리고, 압력(Pi)는 외부에서 인가되는 임의의 압력 신호이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 종래의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 경우, 2개의 펌프(21, 22)로부터 각각 토출되는 압력(P1, P2)과 전자비례감압밸브의 토출 압력(Pf)을 이용하여 프런트 밸브(24; front valve)와 리어 밸브(23; rear valve)를 제어하며(여기서, 리어 밸브(23)와 프런트 밸브(24)는 도 1의 레귤레이터(111, 112)를 나타낸다), 이렇게 제어된 리어 밸브(23) 및 프런트 밸브(24)는 각각에 대응하는 사판의 경전각을 조절하여 펌프로부터 토출되는 유량을 제어하는 방식을 취하였다.
그러나, 이러한 종래의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프는 다음과 같은 문제점 이 있다.
전술한 종래의 유압 펌프는 2개의 펌프로부터 토출되는 압력신호를 리어 밸브와 프런트 밸브 각각에 전달하는 방식을 취하고 있는 까닭에 복잡한 유로를 형성하여야 하였으며, 이 때문에 일부 연결 부위에는 부분적으로 고무호스 등을 이용하야야 한다는 문제점 등이 추가로 발생되었다.
이러한 문제점이 발생되는 이유는 2 개의 펌프로부터 각각 토출되는 압력(P1, P2)신호와 전자비례감압밸브의 압력(Pf)를 좌우에 설치되어 있는 리어 및 프런트 밸브에 공통적으로 전달하여야 하기 때문이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 2개의 펌프로부터 각각 토출되는 압력신호와 전자비례감압밸브의 토출 압력신호의 정보를 통합적으로 처리할 수 있는 모듈레이션 밸브를 갖는 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 2개의 펌프로부터 각각 토출되는 압력신호와 전자비례감압밸브의 토출 압력신호의 정보를 통합적으로 처리할 수 있는 모듈레이션 밸브로부터의 압력신호에 응답하는 리어 밸브 및 프런트 밸브를 이용하여 펌프의 토출 유량을 결정하는 사판의 경전각을 제어하도록 하는 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명에서 제안하는 바람직한 실시예인 제 1 및 제 2 펌프를 구비하는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프는 상기 제 1 및 제 2 펌프의 토출 압력 신호와 전자비례감압 밸브의 토출 압력신호를 전달받아 제 1 제어 압력신호를 출력하는 모듈레이션 밸브와, 상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 상기 제 1 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 사판의 경전각을 제어하는 리어 밸브와, 상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 상기 제 2 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 사판의 경전각을 제어하는 프런트 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 바람직한 실시예에 있어서 , 상기 모듈레이션 밸브는, 상기 제 1 및 제 2 펌프의 토출 압력신호를 수신하기 위한 단차가 형성되어있는 상방으로 향할수록 지름이 커지도록 단차진 형상을 갖는 보상 피스톤과, 상기 보상 피스톤상에 길이방향으로 위치하는 모듈레이션 스풀과, 상기 모듈레이션 스풀상에 길이방향으로 위치하는 피드백피스톤과, 상기 피드백스프링상에 길이 방향으로 위치하는 스프링과, 상기 스프링이 상기 피드백피스톤에 대하여 소정의 스프링력을 가할 수 있도록 하는 조임 수단과, 기어펌프의 압력신호를 전기신호에 비례하는 소정의 압력으로 변환한 후 상기 피드백피스톤에 인가하는 전자비례감압밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 바람직한 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 펌프의 토출 압력은 상기 보상 피스톤에 인가되어 상기 보상 피스톤을 상방으로 이동시키고, 상기 제 1 제어 압력 신호는 상기 피드백 피스톤에 인가되어 상기 피드백피스톤을 하방으로 이동시키며, 상기 기어펌프의 토출압력은 상기 모듈레이션 스풀에 인가되어 상기 제 1 제어 압력 신호를 가변시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 바람직한 실시예에 있어서, 상기 리어 밸브와 프런트 밸브 각각은 상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 소정의 압력 신호를 출력하는 스풀을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스풀에서 출력되는 압력을 조절하기 위하여 상기 스풀에 소정의 압력을 별도로 가하기 위한 감압 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 외관에 대한 후방 사시도이다.
도시된 바와 같이, 유압 펌프를 구성하는 전체 하우징의 좌우측 상단에는 리어 밸브와 프런트 밸브가 각각 설치되어 있으며, 하우징의 후방에는 상기 리어 밸브 및 프런트 밸브를 통합적으로 제어하기 위한 모듈레이션 밸브가 장착되어 있음을 알 수 있다. 여기서, 프런트 밸브와 리어 밸브는 "레귤레이터" 또는 "서보 밸브"로 명명되기도 하며, "프런트 밸브"라고 하는 이유는 원동기의 구동력이 전달되는 구동축과 근접하여 있기 때문이고, "리어 밸브"라고 하는 이유는 "프런트 밸브"에 비하여 상대적으로 구동축의 뒤쪽에 위치하기 때문이다.
도시된 바와 같이, 유압 펌프의 외관을 형성하는 하우징의 우측에는 원동기(무도시)로부터 전달되는 토크를 내부의 실린더 블록으로 전달받기 위한 구동축이 형성되어 있으며, 하우징의 좌측에는 보조기어 펌프가 장착되어 있다. 상기 보조 기어 펌프는 상기 구동축으로부터 전달되는 구동력을 전달받아 작동하는 기어펌프로서, 상기 보조기어펌프로부터 토출되는 압유는 일반적으로 굴삭기의 조이스틱으로 전달되어 MCV(Multi Control Valve)의 스풀을 제어하는 유압원으로 일반적으로 사용되고 있다.
도 4에는 도 3에 도시된 유압 펌프에 대한 일부 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 4에는 프런트 밸브에 의하여 제어되는 우측 펌프를 구성하는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록에 대하여 가변 행적으로 직선 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 행정 거리를 제어하는 사판의 외관 사시도가 도시되어 있다. 이들 실린더 블록, 피스톤, 및 사판은 유압 펌프의 하우징 내부의 우측에 장착되는 것으로 설명의 편의를 위하여 도 4에서와 같이 외부에 노출시켜 도시하였다.
도시되지는 않았지만, 도 4에서, 유압 펌프의 하우징 내부의 좌측에는 리어 밸브에 의하여 제어되는 좌측 펌프를 구성하는 실린더 블록과, 피스톤, 사판이 대칭적으로 장착된다.
상기 좌우측 펌프를 구성하는 실린더 블록은 상기 구동측과 결합되도록 형성되므로, 상기 구동축이 회전하는 경우에 상기 좌우측의 실린더 블록은 동시에 회전하게 된다.
도 5에는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 회로도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 모듈레이션 밸브(500)는 펌프(51, 52)로부터 토출되는 압 력신호(P1, P2)의 합계 압력에 대하여 일정비로 감압된 제어압력(Pc)을 생성한다. 상기 제어압력(Pc)은 리어밸브(520)와 프런트밸브(510)로 전달되어 리어 및 프런트밸브(520, 510)에 대응하는 펌프(52, 51)의 사판(52b, 52a) 경전각을 조절하게 된다.
리어 밸브(520)는 모듈레이션 밸브(500)로부터 전달된 제어압력(Pc)과 스프링의 고유 탄성력을 이용하는 밸브로서, 양자간에 작용하는 힘이 평형을 이룰 수 있도록 대경실(56)에 압력신호(P1) 또는 드레인 포트 압력을 선택적으로 인가시킨다.
대경실과 소경실(56, 55)은 사판(52b)의 양단에 각각 결합되어 있으며, 도시된 바와 같이, 대경실(56)의 수압력부 면적은 소경실(55)의 수압력부 면적보다 더 크게 형성되어 있다. 따라서, 대경실과 소경실(56, 55)에 작용하는 힘의 크기의 차이에 따라서 사판(52b)의 경전각이 결정된다. 예컨대, 대경실(56)로 압력(Psv2)이 인가되면 사판(52b)의 경전각은 감소하고, 대경실(56)이 드레인 포트와 연결되는 경우에는 사판(52b)의 각도가 증가한다(참고로, 도면에 도시된 바와 같이, 압력(Psv2)는 압력신호(P2)로부터 전달되며, 후술될 압력(Psv1)은 압력신호(P1)로부터 전달된다).
마찬가지로, 프런트 밸브(510)도 모듈레이션 밸브(500)으로부터 전달된 제어압력(Pc)와 스피링의 고유 탄성력을 이용하는 밸브로서, 양자간에 작용하는 힘이 평형을 이룰 때의 압력(Psv1)을 소경실과 대경실(53, 54)로 전달한다. 소경실과 대경실(53, 54)은 사판(52a)의 양단에 각각 결합되어 있으며, 도시된 바와 같이, 대경실(54)의 수압력부 면적은 소경실(53)의 수압력부 면적보다 더 크게 형성되어 있다. 따라서, 대경실과 소경실(56, 55)에 작용하는 힘의 크기의 차이에 따라서 사판(52b)의 경전각이 결정된다.
도 5에서, "A1" 및 "A2"는 펌프(51, 52)에서 토출된 압유를 안내하기 위한 토출포트를 나타내고(상기 토출포트(A1, A2)는 MCV(Multi Control Valve)와 연결되어 있으며, MCV에서는 상기 토출포트를 통하여 공급되는 압유를 붐, 암, 버켓 실린더, 스윙 모터, 주행 모토와 같은 액츄에이터로 전달한다), "B1"는 펌프(51, 52)로 유입되는 압유를 안내하기 위한 흡입포트를 나타내고, "A3"와 "B3"는 각각 기어펌프의 토출포트와 기어펌프의 흡입포트를 나타낸다. 그리고, "a1, a2, a3" 등은 게이지 포트를 나타내고, "Pn1, Pn2"는 각각 외부에서 별도로 인가되는 외부압력을 의미한다.
도 6에는 도 5의 회로도에 표시되어 있는 모듈레이션 밸브(500)와 리어 밸브(520)의 구체적인 일예가 도시되어 있다. 프런트 밸브(510)는 리어 밸브와 동일한 구조로 대칭적으로 이루어지므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 6에서 알 수 있듯이, 모듈레이션 밸브(500)는 펌프(51, 52)의 압력(P1, P2)을 전달받을 수 있도록 하기 위하여 상방으로 향하면서 지름이 커지는 단차진 형상의 보상 피스톤(40)과, 상기 보상 피스톤(40)을 에워싸는 피스톤 케이스(41)와, 상기 보상 피스톤(40)의 상단에 길이방향으로 위치하는 스풀(42)과, 상기 스풀(42)을 에워싸는 몸체에 형성된 슬리브(43)와, 상기 스풀(42)의 상단에 위치하는 피드백피스톤(45)과, 상기 피드백피스톤(45)의 상단에 위치하는 스프링(44)과, 상기 스프링(44)을 죄는 조절나사(46)를 포함한다. 상기 조절나사(46)를 이용하여 스프링(44)의 스프링력을 조절할 수 있다.
또한, 상기 모듈레이션 밸브(500)는 전자비례감압밸브(39)를 더 포함하는데, 상기 전자비례감압밸브(39)는 기어펌프(50)로부터 전달되는 압력(Pg)을 입력받은 후 굴삭기의 제어부(미도시)로부터 전달되는 전기신호의 대소에 따라서 자체내의 스풀을 조정하여 소정의 압력신호(Pf)를 피드백피스톤(45)으로 전달한다. 피브백피스톤(45)은 전자비례감압밸브의 압력신호(Pf)에 응답하여 상하 왕복이동할 수 있도록 형상지어진다.
도시된 바와 같이, 펌프(51, 52)로부터 전달되는 압력신호(P1, P2)는 슬리브를 통하여 부상 피스톤의 단차 부분에 인가된다. 따라서, 압력신호(P1, P2)의 크기에 따라서 상기 보상 피스톤은 상방 또는 하방으로 이동하게 된다.
기어펌프로부터 인가되는 압력신호(Pg)는 모듈레이션 스풀에 형성되어 있는 스풀중의 하나에 전달되도록 형성된다. 참고로, 당업자의 설계 취향에 따라서 상기 기어펌프(50)로부터 전달되는 압력신호(Pg)는 무시될 수 있을 것이다. 즉, 압력신호(Pg)의 사용은 당업자가 어떠한 방식으로 모듈레이션의 제어 압력신호(Pc)를 얻을 것인가의 여부에 따라 결정될 것이다.
스프링(44)은 조절나사(46)의 죄임 정도에 의하여 그 스프링력이 조절되며, 이 스프링력을 조절하여 압력신호(P1, P2)에 대한 모듈레이션 밸브의 제어압력신 호(Pc)의 값을 조절할 수 있다.
모듈레이션 밸브로부터 출력되는 제어압력신호(Pc)는 단차진 보상 피스톤(40)에 인가되는 압력신호(P1, P2)와 슬리브를 통하여 인가되는 기어펌프(50)의 압력신호(Pg)에 의하여 상방으로 향하는 압축력과, 피드백피스톤(45)으로 피드백되어 인가되는 제어압력신호(Pc)와 스프링(44)의 스프링력에 의하여 하방으로 향하는 압축력이 평행이 되는 조건하에서 모듈레이션 밸브의 제어압력신호(Pc)가 결정된다(전술한 바와 같이, 대칭적인 구조이므로 프런트 밸(510)의 경우 또한 리어 밸브(520)의 동일하다).
동작에 있어서, 펌프(51, 52)로부터의 토출압력(P1, P2)은 보상 피스톤(40)에 인가되어 상방으로 이동시킨다. 이는 모듈레이션 밸브(42)를 상방으로 이동시키는 원인이 된다. 모듈레이션 밸브(42)의 위치 변화에 의하여 가변된 제어압력신호(Pc)는 리어 밸브(520)로 인가됨과 동시에 피드백피스톤(45)으로도 인가된다.
그 결과, 피드백피스톤(45)는 상하로 이동하게 되고 이는 모듈레이션 스풀(42)의 위치를 다시 가변시키는 원인이 된다.
이때, 기어펌프(50)의 토출압력(Pg)은 모듈레이션 스풀(42)에 인가되고 있으므로 이는 대응하여 모듈레이션 스풀(42)의 위치가 다시 가변되면서 상기의 동작이 평형을 이루게 될 때까지 제어압력신호(Pc)가 가변된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 리어 밸브(520)는 기본적으로 제어압력신 호(Pc)에 응답하여 좌우이동하는 스풀(62)과, 상기 스풀(62)의 일측에 위치하여 소정의 스프링력을 상기 스풀(62)에 가하는 스프링(61)을 구비한다. 감압 밸브(540) 는 스풀(62)에 소정의 압력을 가하여 압력-유량(P-Q) 선도의 특성을 별도로 개선시키기 위한 것으로 사용자 또는 설계자에 따라서 감압 밸브(540)를 장착하지 않을 수도 있을 것이다.
상기 감압 밸브(540)는 스풀(65)과 상기 스풀(65)의 일측을 압박하는 스프링(64)과 상기 스프링(64)의 스프링력을 조절하기 위한 조절 나사 등으로 구성되는 조임 수단(66)으로 이루어지며, 조임 수단(66)의 조임 정도를 조절하여 리어 밸브(520)의 스풀(62)에 인가되는 압력을 조절할 수 있다.
도시된 바와 같이, 리어 밸브(520)의 스풀(62)을 에워싸는 몸체에 형성되어 있는 복수개의 슬리브에는 제어압력신호(Pc)와, 외부에서 임의의 크기로 입력가능한 외부입력(Pn2)과, 감압 밸브(540)에서 인가되는 압력이 인가되고, 이에 대응하여 우측의 스프링(61)에 의하여 압박되는 스프링력과의 힘의 균형에 의하여 소정의 압력이 출력되고 이는 사판의 회동과 관련되는 대경실(56)로 인가된다. 소경실(55)에는 펌프(52)의 압력신호(P2)가 인가되고 있으므로 이들 대경실(56)과 소경실(55)에 인가되는 압력차에 의하여 사판의 경전각이 결정되게 된다. 도면에 표시된 사판은 대경실의 액츄에이터 피스톤과 소경실의 액츄에이터 피스톤과의 압력 차이에 의하여 경전각이 결정되도록 통상 원반 형상으로 이루어진다. 본 발명의 기술적 사상은 사판 자체에 있는 것은 아니므로 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 모듈레이션 밸브(500)와 리어밸브(520)의 구조는 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개략적인 일예에 불과하며 당업자는 동일한 효과와 기능을 갖는 다양한 형태의 모듈레이션 밸브를 구현하는 것이 가능할 것이다.
도 7a와 도 7b는 종래의 유압 펌프 작동 방식과 본 발명에 따른 유압 펌프 작동 방식을 상호 비교하는 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 종래에는 사판의 경전각을 제어하기 위한 리어 밸브와 프런트 밸브 각각은 2 펌프의 압력(P1, P2)과 전자비례감압밸브의 압력(Pf)은 개별적으로 전달받는 방식을 취하고 있다. 이로 인하여 압력을 전달하는 유로가 복잡해질 수 밖에 없다는 문제점을 안고 있다.
반면에, 본 발명에서 제안하는 방식은 도 7b에 도시된 바와 같이, 2펌프중 제 1 펌프로부터 출력되는 압력신호(P1)와 나머지 다른 펌프인 제 2 펌프로부터 출력되는 압력(P2)은 그에 대응하는 각각의 서보밸브인 리어 밸브와 프런트 밸브로 인가되는 방식을 취하고 있으므로 배관이 상호 교차하는 등의 문제가 없으며, 더욱이 모듈레이션 밸브는 2 펌프로부터 전달되는 압력신호(P1, P2)와 전자비례감압밸브의 압력(Pf)으로부터 소정의 제어 압력신호(Pc)를 출력하고 이를 리어 밸브와 프런트 밸브에 전달하는 방식을 취하고 있다. 이러한 방식은 종래의 유압 펌프 구성시 발생하던 복잡한 유로의 형상을 차단하고 회로를 단순화할 수 있다는 장점으로 인하여 경제적인 효과까지도 부차적으로 얻을 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 2 개의 펌프로부터 토출되는 압력신호과 전자비례감압밸브로부터 출력되는 압력신호를 전달받아 이들 압력신호에 의하여 이루어지는 힘의 평형점에 해당하는 임의의 제어 압력신호를 출력하는 모듈 레이션 밸브를 제공하며, 2 펌프 각각의 토출 유량을 제어하는 사판의 경전각은 상기 모듈레이션 밸브로부터 전달되는 제어압력신호를 각각 수신하는 리어 밸브와 프런트 밸브로부터 토출되는 압력에 종속되도록 한 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프를 제공한다.
본 발명에 따른 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프의 경우, 리어 밸브와 프런트 밸브를 통합적으로 제어하는 모듈레이션 밸브를 제공함으로써, 리어 밸브와 프런트 밸브에 공급되는 압력신호 전달 배관(또는 유로)의 수를 감소시켜 단순화할 수 있다.
그 결과, 압력신호의 전달을 위한 배관(또는 유로)의 복잡화로 인하여 초래되는 조립 문제, 잔고장 처리 문제, 서비스 문제 등을 원만히 해결할 수 있는 장점이 있다.
한편, 최근들어서는 굴삭기의 소음규제에 따른 엔진실의 확대와, 유압펌프 자체의 소음을 절감시키기 위하여 전제길이(전장)의 단축화가 요구되고 있는대, 본 발명과 같이 모듈레이션 밸브를 채용하여 유압펌프를 구현하는 경우, 복잡한 배관을 없앨 수 있으므로 제어 성능의 저하없이 유압펌프의 전장을 대략 20% 단축시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 제 1 및 제 2 펌프를 구비하는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 펌프의 토출 압력 신호와 전자비례감압 밸브의 토출 압력신호를 전달받아 제 1 제어 압력신호를 출력하는 모듈레이션 밸브와,
    상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 상기 제 1 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 사판의 경전각을 제어하는 리어 밸브와,
    상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 상기 제 2 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 사판의 경전각을 제어하는 프런트 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 모듈레이션 밸브는,
    상기 제 1 및 제 2 펌프의 토출 압력신호를 수신하기 위한 단차가 형성되어있는 상방으로 향할수록 지름이 커지도록 단차진 형상을 갖는 보상 피스톤과,
    상기 보상 피스톤상에 길이방향으로 위치하는 모듈레이션 스풀과,
    상기 모듈레이션 스풀상에 길이방향으로 위치하는 피드백피스톤과,
    상기 피드백피스톤상에 길이 방향으로 위치하는 스프링과,
    상기 스프링이 상기 피드백피스톤에 대하여 소정의 스프링력을 가할 수 있도록 하는 조임 수단과,
    기어펌프의 압력신호를 전기신호에 비례하는 소정의 압력으로 변환한 후 상기 피드백피스톤에 인가하는 전자비례감압밸브를 구비하며,
    상기 제 1 제어 압력 신호는 상기 모듈레이션 스풀의 위치에 연동하여 결정되는 것을 특징으로 하는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 펌프의 토출 압력은 상기 보상 피스톤에 인가되어 상기 보상 피스톤을 상방으로 이동시키고,
    상기 제 1 제어 압력 신호는 상기 피드백 피스톤에 인가되어 상기 피드백피스톤을 하방으로 이동시키며,
    상기 기어펌프의 토출압력은 상기 모듈레이션 스풀에 인가되어 상기 제 1 제어 압력 신호를 가변시키는 것을 특징으로 하는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 리어 밸브와 프런트 밸브 각각은
    상기 제 1 제어 압력 신호를 전달받아 소정의 압력 신호를 출력하는 스풀을 구비하는 것을 특징으로 하는 2 펌프 구조의 사판식 액셜 피스톤 유압 펌프.
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