KR100911730B1 - 펌프 설비 - Google Patents

Abstract

액압설비에 배치되어야 할 배관을 저감할 수 있는 전기신호 입력형 용량제어장치 및 이를 구비한 액압설비를 제공한다. 펌프설비(20)는, 2개의 펌프유닛(22, 23)을 구비하고, 각 펌프유닛(22, 23)에는 전기 레귤레이터(81, 82)가 설치된다. 각 전기 레귤레이터(81, 82)는 전자 비례 밸브(86)가 입력포트에 공급된 구동유의 파일롯 피스톤(85)으로의 공급상태를 절환한다. 파일롯 피스톤(85)은 공급된 구동유의 공급상태에 따라 서보 절환 밸브를 작동시켜 서보기구에 공급하는 기구 구동유의 공급상태를 제어한다. 서보기구(25, 26)는 공급되는 기구 구동유의 공급상태에 따라 각 펌프유닛(22, 23)의 용량을 변경한다. 전기 레귤레이터(80, 81)에는, 입력포트를 각 펌프유닛(22, 23) 사이에 걸쳐 연장하는 펌프간 통로에 접속하는 구동유용 통로(110)가 형성되어 있다.

액압, 전기신호, 펌프, 레귤레이터, 피스톤, 서보기구, 구동유

Description

펌프 설비 {PUMP FACILITY}

본 발명은 가변용량형 액압(液壓)장치, 예를 들면 액시얼 펌프(axial pump)의 용량을, 입력되는 전기신호에 따라 변경하는 전기신호 입력형 용량제어장치 및 이를 구비한 액압설비에 관한 것이다.

최근에는 복수의 사판식(斜板式) 피스톤 펌프(piston pump)를 포함하는 액압설비가 실용적으로 제공되고, 이 액압설비에 포함되는 각 사판식 피스톤 펌프의 용량을 변경하는 레귤레이터(regulator)로서 전기(電氣) 레귤레이터와 유압 레귤레이터가 사용된다.

도 5는 종래의 제1 기술의 전기 레귤레이터(1)를 구비하는 펌프설비(2)의 유압회로를 나타내는 유압회로도이다. 펌프설비(2)에는 2개의 사판식 피스톤 펌프(3)를 포함하는 펌프장치(4)와 2개의 전기 레귤레이터(1)가 포함된다. 펌프장치(4)는 2개의 가변용량형 사판식 피스톤 펌프(3)가 축선(軸線)방향으로 병설(竝設)되는 직렬(tandem)형 펌프이다. 각 사판식 피스톤 펌프(3)는 사판(斜板)(5)의 경사각에 따 라 용량을 변경할 수 있는 가변용량형 피스톤 펌프이다. 전기 레귤레이터(1)는 각 사판식 피스톤 펌프(3)에 설치되어, 입력되는 전기신호에 따라 사판식 피스톤 펌프(3)의 용량을 변경하는 레귤레이터이다.

각각의 사판식 피스톤 펌프(3)에는 그 용량을 변경하기 위한 서보(servo)기구(6)가 설치된다. 각각의 서보 기구(6)는 서보 피스톤(7)을 각각 구비하고 있고, 서보기구(6)에 공급되는 기구 구동유(驅動油)의 압력에 따라 서보 피스톤(7)을 작동하고, 사판(5)을 경사(傾動) 구동시키고, 사판(5)의 경사각을 변경하고, 사판식 피스톤 펌프(3)의 용량을 변경한다.

전기 레귤레이터(1)에는 기본적으로, 서보 절환 밸브(8)와, 전기제어형 파일롯 피스톤(pilot piston)(9)과, 전자(電磁) 밸브(10)가 포함된다. 서보 절환 밸브(8)는 스풀(spool)(11)과 슬리브(sleeve)(12)를 포함한다. 전기 레귤레이터(1)는 전기제어형 파일롯 피스톤(9)을 작동시키기 위한 파일롯유(pilot 油)가 입력 가능하게 형성된다. 전기제어형 파일롯 피스톤(9)은 파일롯유의 압력을 수압(受壓) 가능하게 설치된다. 전기제어형 파일롯 피스톤(9)은 파일롯유의 압력에 따라 스풀을 변위시키고, 서보기구(6)의 기구 구동유 공급상태를 절환하고, 사판식 피스톤 펌프(3)의 용량을 변경한다. 슬리브(12)는 연결 로드(rod)(13)에 의해 서보 피스톤(6)에 연결되고, 사판(5)의 경사각에 기초하여 기구 구동유의 공급상태를 제어하고, 사판식 피스톤 펌프(3)의 용량을 변경한다. 전자 밸브(10)는 입력되는 전기신호에 따라 그 출력포트(output port)(14)와 입력포트(15)의 접속상태를 절환 가능하게 구성된다. 전자 밸브(10)는 입력포트(input port)(15)에 공급된 파일롯유의 전기제어형 파일롯 피스톤(9)의 공급상태를 절환한다. 유압공급원에서부터 파일롯유를 전자 밸브(10)의 입력포트(15)로 인도하기 위한 관로가 전기 레귤레이터(1)마다 형성되어 있다(예를 들면 특허문헌1 참조).

종래의 제2 기술의 액압설비에는 2개의 사판식 피스톤 펌프를 포함하는 펌프장치와 2개의 유압 레귤레이터가 포함된다. 펌프장치는 종래의 제1 기술과 마찬가지로, 2개의 사판식 피스톤 펌프가 축선방향으로 병설되는 직렬형 펌프이고, 각 사판식 피스톤 펌프에는 서보기구가 설치된다. 유압 레귤레이터는 각 사판식 피스톤 펌프에 설치되고, 입력되는 액압신호, 구체적으로는 입력되는 파일롯유의 압력에 따라 사판식 피스톤 펌프의 용량을 변경하는 레귤레이터이다. 유압 레귤레이터에는 기본적으로, 전기 레귤레이터와 마찬가지로, 서보 절환 밸브가 포함되고, 유압제어형 파일롯 피스톤과 마력제어 피스톤이 더 포함된다.

유압 레귤레이터는 유압제어형 파일롯 피스톤을 작동시키기 위한 파일롯유가 입력 가능하게 형성된다. 유압제어형 파일롯 피스톤은 이 입력되는 파일롯유의 압력에 따라 스풀을 변위시키고, 서보기구의 기구 구동유 공급상태를 변경한다. 마력제어 피스톤은 각 사판식 피스톤 펌프에서부터 토출되는 작동유의 압력을 수압(受壓) 가능하게 설치된다. 마력제어 피스톤은 각 사판식 피스톤 펌프에서부터 토출되는 작동유의 압력에 따라 스풀을 변위시키고, 2개의 사판식 피스톤 펌프의 용량을 절환한다. 더욱이 마력제어 피스톤은 입력되는 마력제어 피스톤 구동유를 수압 가능하게 설치된다. 마력제어 피스톤은 이 마력제어 피스톤 구동유의 압력에 따라 스풀을 변위시키고, 사판식 피스톤 펌프의 용량을 변경하고, 토출하는 작동유의 최대 마력을 변경할 수 있다. 펌프설비에는 일측 유압 레귤레이터의 마력제어 피스톤에서부터 타측 유압 레귤레이터의 마력제어 피스톤으로 마력제어 피스톤 구동유를 인도하는 펌프간 통로가 펌프장치에 형성된다. 이로써 펌프설비는 1개의 유압공급원에서부터 각 마력제어 피스톤으로 마력제어 피스톤 구동유를 입력할 수 있다.

특허문헌1: 일본 특허 제3080597호 명세서(제6항, 제16도)

종래의 제1 기술의 펌프설비(2)에서는 각 전기 레귤레이터(1)를 작동시키기 위하여, 유압공급원에서부터 각 전자 밸브(10)의 입력포트(15)로 파일롯유가 공급된다. 따라서 펌프설비(2)를 사용하는 경우, 각 전기 레귤레이터(1)의 입력포트를 유압공급원에 접속하기 위하여, 복수의 관로(17)가 설치된다. 그러므로 부품수가 많고, 조립작업의 공수가 많아지고, 조립작업의 작업성이 나쁘다. 또한 복수의 배관(17)이 필요하므로 펌프설비(2)의 점유공간이 커진다.

종래의 제2 기술의 펌프설비에서는 펌프설비에 2개의 사판식 피스톤 펌프에 걸쳐 연장되는 펌프간 통로가 형성된다. 이 펌프간 통로는 유압공급원에서부터 일측 유압 레귤레이터로 마력제어 피스톤으로 공급된 마력제어 피스톤 구동유를, 타측 유압 레귤레이터로 인도하기 위하여 형성된다. 액압설비에서는 이 펌프간 통로를 사용하여 각 사판식 피스톤 펌프에 설치되는 유압 레귤레이터에 마력제어 피스톤 구동유를 공급하고 있다.

종래의 제2 기술의 펌프설비에 포함되는 각 사판식 피스톤 펌프는 유압 레귤레이터를 대신하여 종래의 제1 기술의 전기 레귤레이터(1)를 사용할 수 있다. 이 펌프설비에 전기 레귤레이터(1)를 사용하는 경우, 펌프설비에 형성되는 펌프간 통로가 사용되지 아니하고 쓸모없게 되어 있다. 유압 레귤레이터를 대신하여 전기 레귤레이터가 사용되는 경우, 펌프설비의 펌프간 통로는 유효하게 사용되지 아니 하고 설비에 있어서의 비용 대비 효과가 낮다.

본 발명의 목적은 액압설비에 배치되어야 할 배관을 저감할 수 있는 전기신호 입력형 용량제어장치 및 이를 구비한 액압설비를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 액압설비에 형성되는 통로를 유효하게 이용 가능한 전기신호 입력형 용량제어장치 및 이를 구비한 액압설비를 제공하는 것이다.

본 발명은,

복수의 가변용량형 액압장치를 구비하는 액압설비의 각 액압장치에 설치되는 용량변경기구를 작동시키는 기구구동액체의 용량변경기구로의 공급상태를 제어하는 기구제어 밸브이며, 밸브구동액체가 공급됨으로써 밸브구동액체의 공급상태에 따라 용량변경기구로의 기구구동액체의 공급상태를 제어하는 기구제어 밸브와,

입력되는 전기신호에 따라 입력포트에 공급되는 밸브구동액체의 기구제어 밸브로의 공급상태를 절환하는 전자(電磁) 밸브와,

입력포트를, 각 액압장치 사이에 걸쳐 연장되는 액압장치간 통로에 접속하는 밸브구동액체용 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 액압장치의 전기신호 입력형 용량제어장치이다.

또한 본 발명은, 액압장치간 통로는 전기신호 입력형 용량제어장치를 대신하여 액압신호가 입력됨으로써 용량변경기구를 작동시키는 액압신호 입력형 용량제어장치가 사용되는 경우에, 하나의 액압신호 입력형 용량제어장치에서부터 다른 액압신호 입력형 용량제어장치로, 액압장치의 용량을 제어하기 위하여 사용되는 액압을 인도하는 통로인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은,

복수의 액압장치와,

각각의 액압장치마다 설치되는 상기 액압장치의 전기신호 입력형 용량제어장치를 구비하는 액압설비이다.

본 발명에 의하면, 입력된 전기신호에 따라 전자 밸브가 상기 밸브구동액체의 기구제어 밸브로의 공급상태를 절환한다. 기구제어 밸브는 구동액체의 기구제어밸브로의 공급상태에 따라 용량변경기구로의 기구 구동액의 공급상태를 제어하고, 용량변경기구를 작동시킨다. 용량변경기구를 작동시킴으로써 액압설비가 구비하는 각 액압장치의 용량을 변경할 수 있다. 각 액압장치 사이에 걸쳐 연장되는 액압장치간 통로와 밸브구동액체용 통로가 접속되어 있으므로 복수의 전자 밸브 중 적어도 어느 하나의 전자밸브에 밸브구동액체를 공급하면, 각 전자밸브의 입력포트에 밸브구동액체가 공급된다. 이로써 각 전자밸브의 입력포트마다 밸브구공액체를 공급하기 위한 배관을 새로이 형성할 필요가 없다. 그러므로 액압설비를 배치할 때, 액압설비에 배치해야 할 배관을 삭감할 수 있다. 따라서 배관을 배치하기 위하여 필요한 공간을, 종래의 제2 기술의 경우보다 저감할 수 있다. 이로써 액압설비의 점유공간의 저감을 도모할 수 있다. 산업기계 등에 액압설비를 탑재할 때, 배관을 새로이 배치하는 수고를 생략할 수 있으므로 그만큼 작업공수의 저감을 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 액압장치에 형성되는 액압장치간 통로는 전기신호 입력형 용량제어장치를 대신하여 액압신호 입력형 제어장치를 사용하는 경우, 하나의 액압신호 입력형 용량제어장치에서부터 다른 액압신호 입력형 용량제어장치로 액압장치의 용량을 제어하기 위하여 사용되는 액압을 인도하기 위하여 사용된다. 이 액압장치간 통로는 종래기술의 전기신호 입력형 용량제어장치인 전기 레귤레이터에서는 사용되지 아니하고 전기신호 입력형 용량제어장치에서 사용됨으로써 액압장치에 형성되는 액압장치간 통로를 유효하게 이용할 수 있다. 또한 액압신호 입력형 용량제어장치에 의해 기구를 작동 가능한 액압장치를 복수 구비하는 액압설비에 있어서, 액압장치간 통로를 새로이 형성할 필요가 없고, 액압장치간 통로를 형성하기 위한 수고를 생략할 수 있다. 전기신호 입력형 용량제어장치는 액압신호 입력형 용량제어장치를 배치 가능한 액압장치이면, 액압장치간 통로를 새로이 형성함 없이 배치 가능하고, 범용성이 높다.

본 발명에 의하면, 적어도 어느 하나의 액압장치에 장착되는 전기신호 입력형 용량제어장치에 밸브구동액체를 공급함으로써 각 전기신호 입력형 용량제어장치에 입력되는 전기신호에 따라 각 액압장치의 용량을 변경할 수 있다. 이로써 각 전자밸브의 입력포트마다 밸브구동액체를 공급하기 위한 배관을 새로이 형성할 필요가 없다. 그러므로 액압설비를 배치하는 때, 액압설비에 배치해야할 배관을 삭감할 수 있다. 따라서 배관을 배치하기 위하여 필요한 공간을 종래의 제2 기술의 경우보다 저감할 수 있다. 따라서 산업기계 및 전설기계에 있어서의 액압설비의 점유공간의 저감을 도모할 수 있다. 이와 같이 기존의 액압장치간 통로를 유효하게 이용할 수 있으므로 설비에 있어서의 비용 대비 효과를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태인 펌프설비(20)의 유압회로를 나타내는 유압회로도이다.

도 2는 펌프장치(21)에 형성되는 펌프간 통로(110)를 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 3은 펌프장치(21)에 형성되는 펌프간 통로(110)를 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도 4는 유압 레귤레이터(111, 112)를 구비하는 펌프설비(20A)의 유압회로를 나타내는 유압회로도이다.

도 5는 종래의 제1 기술의 전기 레귤레이터(1)를 구비하는 펌프설비(2)의 유압회로를 나타내는 유압회로도이다.

***** 도면의 주요한 부호의 설명 *****

20: 펌프설비

21: 펌프장치

22,23: 펌프 유닛(unit)

25,26: 서보기구

80,81: 전기 레귤레이터

84: 서보 절환 밸브

85: 파일롯 피스톤

86: 전자(電磁)비례 밸브

104: 입력포트

110: 펌프간 통로

111,112: 유압 레귤레이터

210: 구동유용(驅動油用) 통로

이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 형태를 복수의 형태로서 설명한다. 각 형태에서 선행(先行)하는 형태로 설명하고 있는 사항에 대응하는 부분에는 동일한 참조부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략하는 경우가 있다. 구성의 일부만을 설명하고 있는 경우, 구성의 다른 부분은 선행하여 설명하고 있는 형태와 동일한 것으로 한다. 또한 실시의 각 형태에서 구체적으로 설명하고 있는 부분의 조합뿐만 아니라 특히 조합에 지장이 발생하지 않으면 실시형태를 부분적으로 조합하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태인 펌프설비(20)의 유압회로를 나타내는 유압 회로도이다. 액압설비인 펌프설비(20)는 탑재 대상물인 예를 들면 산업기계 및 건설기계에 탑재되고, 탑재 대상물의 각 액추에이터(actuator)에 압액을 공급한다. 펌프설비(20)에는 직렬형 펌프 등으로 불리고 2개의 펌프부가 조합하여 구성되는 복합형 펌프장치가 포함된다. 단 복합형 펌프장치는 2개의 펌프부가 조합되어 구성되는 것에 한정되지 아니 하고, 3개 이상의 펌프부가 조합되어 구성되는 것도 포함한다. 조합되는 2개의 펌프부는 가변용량형 피스톤 펌프이고, 본 실시형태에서는 사판식 피스톤 펌프이다. 펌프설비(20)에는 각 펌프부마다 펌프부의 용량을 변경시키는 전기 레귤레이터(80, 81)가 더 설치된다. 전기신호 입력형 용량제어장치인 각 전기 레귤레이터(80, 81)는 입력되는 전기신호에 기초하여, 설치되는 펌프부의 용량을 변경한다.

펌프설비(20)에는 2개의 펌프유닛(22, 23), 밸브유닛(24) 및 2개의 서보기구(25, 26)를 포함하는 펌프장치(21)와, 2개의 전기 레귤레이터(80, 81)가 포함된다. 액압장치인 각 펌프유닛(22, 23)과 밸브유닛(24)은 동축(同軸) 상에 설치되고, 이들 각 펌프유닛(22, 23) 및 밸브유닛(24)의 축선이 펌프장치(21)의 축선(L21)으로 된다. 각 펌프유닛(22, 23)과 밸브유닛(24)은 각 펌프유닛(22, 23)에 의해 밸브유닛(24)을 끼우도록 펌프장치(21)의 축선(L21)을 따라 일렬로 늘어서며 서로 연결된다. 용량변경기구인 각 서보기구(25, 26)는 각 펌프유닛(22, 23)에 설치된다. 각 전기 레귤레이터(80, 81)는 각 펌프유닛(22, 23)의 상부에 설치되며 각 펌프유닛(22, 23)에 연결된다.

각 펌프유닛(22, 23)은 펌프케이싱(27, 28)을 각각 갖고, 각 펌프케이싱(27, 28) 내에 실린더블록, 피스톤 및 사판(31) 등의 구성부가 각각 수용되어 구성된다. 밸브유닛(24)은 밸브케이싱(30)을 갖고, 밸브케이싱(30) 내에 각 펌프유닛(22, 23)의 각 실린더블록에 각각 슬라이딩(摺動) 가능하게 2개의 밸브판이 수용되어 구성된다. 밸브케이싱(30)과 밸브판은 일체(一)이어도 좋고, 별개의 부품으로이어도 좋다. 각 서보기구(25, 26)는 서보피스톤(91, 92)을 각각 갖고, 각 펌프케이싱(27, 28) 내의 상부에 각 사판(31)을 경사 구동시키기 위한 서보피스톤(91, 92)이 수용되어 구성된다.

일측의 펌프유닛(22)은 회전축(51)을 갖고, 이 회전축(51)은 베어링을 개재하여 펌프케이싱(27, 28)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축(51)에는 실린더블록이 회전축(51)에 대한 회전이 저지된 상태로 설치되어 있다. 실린더블록에는 복수의 피스톤실이 형성되고, 각 피스톤실에는 피스톤이 왕복변위 가능하게 부분적으로 삽입되어 있다. 각 피스톤은 실린더블록으로부터 돌출하는 측의 단부가 슈(shoe)를 개재하여 사판(31)의 지지면에 접하게 되고, 사판(31)의 지지면을 따라 변위한다. 사판(31)의 지지면은 회전축선에 수직인 가상평면에 대하여 경사져 있고, 각 피스톤은 실린더블록의 회전에 따라 신장(伸長)방향 및 후퇴방향으로 왕복운동한다.

일측의 밸브판은, 작동유체인 작동유가 저장된 유원(油原)인 예를 들면 탱크에 이어지는 흡입포트(41)와, 작동유의 공급처인 액추에이터에 접속되는 토출포트(42)가 형성되어 있다. 밸브판은 신장(伸長)방향으로 변위하는 신장(伸長)공정에 있는 피스톤이 삽입되어 있는 피스톤실에 흡입포트(41)가 접속되고, 후퇴방향으로 변위하는 후퇴공정에 있는 피스톤실에 토출포트(42)가 접속되도록 배치된다. 이로써 회전축(51)에 원동기(原動機)에서부터 동력이 전달되어 실린더블록이 회전되면, 각 피스톤의 왕복변위에 의해 작동유가 탱크로부터 퍼올려져 액추에이터로 공급된다.

일측의 펌프유닛(22)에 설치되는 일측의 서보기구(25)의 서보피스톤(91)은 펌프케이싱(27) 내에 왕복변위 가능하게 수납되고, 그 축방향 일단부(52)와 펌프케이싱(27)에 의해 제1 유실(油室)(53)이 형성되고, 축방향 타단부(54)와 펌프케이싱(27)에 의해 제2 유실(55)을 형성한다. 제1 유실(53) 및 제2 유실(55) 내에 공급되는 유(油)의 압력에 따라 일측 펌프유닛(22)의 사판(31)을 경사 구동하고, 사판(31)의 지지면의 경사각을 변경한다. 이로써 펌프의 용량을 변경할 수 있다. 일측의 서보기구(25)는 서보피스톤(91)과 제1 유실(53) 및 제2 유실(55)을 형성하는 펌프케이싱(27, 28)의 내벽부에 의해 구성된다. 이와 같이 일측 펌프유닛(22)과, 일측 서보기구(25)와, 밸브유닛(24)의 일측 밸브판을 포함하는 일부 구성에 의해 1개의 펌프부가 형성된다.

타측 펌프유닛(23)은 일측 펌프유닛(22)과 대략 동일한 구성을 갖고, 타측 서보기구(26)는 일측 서보기구(25)와 대략 동일한 구성을 갖고 있다. 이와 같은 타측 펌프유닛(23)과, 타측 서보기구(26)와, 밸브유닛(24)의 타측 밸브판을 포함하는 일부 구성에 의해 또 하나의 펌프부가 형성된다. 이 또 하나의 펌프부는, 일측 펌프유닛(22)과, 이것에 설치되는 일측 서보기구(25)와, 밸브유닛(24)의 일측 밸브판을 포함하는 일부 구성에 의해 실현되는 펌프부와 대략 동일한 구성이다. 타측 펌 프유닛(23) 및 타측 서보기구(26)에 있어서, 일측 펌프유닛(22) 및 일측 서보기구(25)의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

각 펌프부의 상위점(相違点)은, 각 펌프부가 가지는 회전축(51, 56)의 구성 차이이고, 그 외의 구성에 대해서는 동일한 구성이다. 일측 펌프유닛(22)의 회전축(51)은 펌프케이싱(27)에서부터 돌출하고, 원동기로부터의 동력이 전달된다. 타측 펌프유닛(23)의 회전축(56)은 일측 펌프유닛(22)을 가지는 펌프부의 회전축(51)에, 밸브유닛(24) 내에서 연결되어 있다. 이로써 2개의 펌프부가 연동하도록 구성되어 있다.

일측 전기 레귤레이터(80)는 레귤레이터 케이싱을 각각 갖고 각 레귤레이터 케이싱 내에 서보기구(25)를 작동시키기 위한 서보 절환 밸브(84)와, 서보 절환 밸브(84)를 작동시키기 위한 파일롯 피스톤(85)과, 파일롯 피스톤(85)에 파일롯압을 주는 전자비례 밸브(86)가 수용되어 구성된다.

서보 절환 밸브(84)는 스풀(87)과 슬리브(88)를 포함한다. 스풀(87)은 레귤레이터 케이싱에 왕복변위 가능하게 설치된다. 스풀(87)은 변위되면, 제1 유실(53)에 접속 가능한 제1 포트(101)와, 구동유가 공급되는 제2 포트(102) 및 드레인(drain)에 접속되는 드레인포트(103)의 접속상태를 절환한다. 접속상태를 절환함으로써 서보 피스톤(91)을 작동시켜 사판(31)을 경사 구동시킨다.

슬리브(88)에는 제1 포트(101), 제2 포트(102) 및 드레인 포트(103)가 형성되고, 서보 피스톤(91)에 연결 로드(93)에 의해 연결되고, 레귤레이터 케이싱에 왕 복변위 가능하게 설치된다. 슬리브(88)는 연결 로드(93)에 의해 서보 피스톤(91, 92)의 변위에 연동한다. 슬리브(88)의 연동에 따라 제1 및 제2 포트(101, 102)의 개도(開度)가 변화한다. 개도를 변화시킴으로써 서보기구(25, 26)의 제1 유실(53)에 공급되는 유(油)의 공급상태를 절환한다. 이 유를 기구 구동유라고 칭한다. 기구 구동유는 기구 구동액체에 해당한다. 슬리브(88)는 서보 피스톤(91, 92)이 변위하여 사판(31)의 경사각이 과도하게 커지면, 제1 유실(53)에 공급되는 기구 구동유의 공급상태를 변경하여, 펌프유닛(22, 23)의 용량이 작아지도록 제어한다.

파일롯 피스톤(85)은 파일롯유의 압력을 수압하도록 설치되고, 파일롯유의 압력에 따라 스풀(87)을 변위시켜 제1 포트(101)와 제2 및 드레인 포트(102, 103)의 접속상태를 절환한다. 전자 비례 밸브(86)에는 입력포트(104), 출력포트(105) 드레인포트(116)가 형성된다. 전자 비례 밸브(86)는 변위시킴으로써 출력포트(105)에 접속되는 포트를, 입력포트(104) 및 드레인포트(106) 중 어느 하나에 절환하기 위한 밸브체(89)를 갖고, 더욱이 전기신호를 입력 가능하며, 입력되는 전기신호에 따라 밸브체(89)를 변위 구동시켜 출력포트(105)의 압력을 제어하는 솔레노이드(90)를 가진다. 또한, 전자 비례 밸브(86)는 출력측의 압력에 따라 밸브체(89)를 변위시켜 출력포트(105)의 접속상태를 절환하도록 구성되어 있다. 기구제어밸브에는 서보 절환 밸브(84) 및 파일롯 피스톤(85)이 포함된다.

일측 전기 레귤레이터(80)는 일측 펌프유닛(22)의 상부에 설치된다. 일측 전기 레귤레이터(80)는, 전자 밸브인 전자 비례 밸브(86)가 입력된 전기신호에 따라 입력포트(114)에 입력되는 파일롯유의 파일롯 피스톤(85)의 공급상태를 절환한다. 이로써 파일롯 피스톤(85)이 작동하고, 스풀(87)이 변위 구동한다. 스풀(87)이 변위 구동하면, 일측 서보 피스톤(91)의 기구 구동유의 공급상태가 절환된다. 이로써 일측 서버기구(25)의 서보 피스톤(91)이 작동하여 일측 펌프유닛(22)의 사판(31)을 경사 구동하고, 일측 펌프유닛(22)의 용량이 변경된다.

또한, 타측 전기 레귤레이터(81)는 일측 전기 레귤레이터(80)와 대략 동일한 구성을 갖고, 타측 펌프유닛(23)의 상부에 설치된다. 타측 전기 레귤레이터(81)는 일측 전기 레귤레이터(80)와 동일하므로 동일한 구성부에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다. 이와 같이 2개의 펌프부의 일측 펌프유닛(22)의 상부에 일측 전기 레귤레이터(80)를 설치하고, 타측 펌프유닛(23)의 상부에 타측 전기 레귤레이터(81)를 설치함으로써 펌프설비(20)가 실현된다.

도 2는 펌프장치(21)에 형성되는 펌프간 통로(110)를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 3은 펌프장치(21)에 형성되는 펌프간 통로(110)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 4는 유압 레귤레이터(111, 112)를 구비하는 펌프설비(20A)의 유압회로를 나타내는 유압회로도이다. 도 1도 참조하여 설명한다. 각 펌프유닛(22, 23)은 그 상부에 전기 레귤레이터(80, 81)를 대신하여 유압 레귤레이터(111, 112)를 설치하여 연결할 수 있다. 액압신호 입력형 용량제어장치인 각 유압 레귤레이터(111, 112)는 입력되는 파일롯유의 압력에 따라 각 서보기구(25, 26)에 공급되는 기구 구동유의 공급상태를 절환하고, 각 펌프유닛(22, 23)의 용량을 변경하는 레귤레이터이다.

일측 유압 레귤레이터(111)는 일측 전기 레귤레이터(80)를 대신하여, 일측 펌프유닛(22)의 상부에 설치된다. 일측 유압 레귤레이터(111)는 서보 절환 밸브(113)와, 파일롯 피스톤(114)과, 마력제어 피스톤(115)을 포함한다. 서보 절환 밸브(113)는 왕복변위 구동 가능하게 설치되는 스풀(116)과 슬리브(117)를 포함한다. 스풀(116)에는, 입력되는 파일롯유의 압력을 수압하고, 이 압력에 따라 스풀(116)을 변위 구동시키는 파일롯 피스톤(114)이 설치된다. 더욱이 일측 및 타측 펌프유닛(22, 23)에서부터 토출되는 작동유의 압력과, 입력되는 마력제어 피스톤 구동유의 압력에 따라 스풀(116)을 변위 구동시키는 마력제어 피스톤(115)이 설치된다. 제어 피스톤 구동유가 액압신호에 해당한다.

일측 유압 레귤레이터(111)는, 입력되는 파일롯유의 압력에 따라 파일롯 피스톤(114)에 의해 스풀(116)을 변위 구동시키고, 제1 유실(53)의 기구 구동유 공급상태를 절환하고, 일측 펌프유닛(22)의 용량을 변경한다. 또한 일측 유압 레귤레이터(111)는 마력제어 피스톤(115)에 의해 일측 및 타측 펌프유닛(22,23)에서부터 토출되는 작동유의 압력과, 입력되는 마력제어 피스톤 구동유의 압력에 따라 일측 펌프유닛(22)의 용량을 변경한다.

타측 유압 레귤레이터(112)는 일측 유압 레귤레이터(111)와 대략 동일한 구성을 갖고, 타측 전기 레귤레이터(81)를 대신하여 타측 펌프유닛(23)의 상부에 설치된다. 타측 유압 레귤레이터(112)는 일측 유압 레귤레이터(111)와 동일한 구성을 가지므로 그 구성부에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 타측 유압 레귤레이터(112)도 일측 유압 레귤레이터(111)와 마찬가지로, 입력되는 파일롯유의 압력에 따라 파일롯 피스톤(114)을 구성시키고, 일측 및 타측 펌프유닛(22, 23)에서부터 토출되는 작동유의 압력 및 마력제어 피스톤 구동유의 압력에 따라 마력제어 피스톤(115)을 구동시켜 타측 펌프유닛(23)의 용량을 변경한다. 이와 같은 2개의 유압 레귤레이터(111, 112)와 펌프장치(21)에 의해, 유압에 의해 펌프유닛(22, 23)의 용량이 변경 가능한 액압설비가 구성된다.

펌프장치(21)에는 2개의 펌프케이싱(27, 28) 및 밸브케이싱(30)에 걸쳐 연장되는 펌프간 통로(110)가 형성된다. 액압장치간 통로인 펌프간 통로(110)는 각 펌프유닛(22, 23)에 유압 레귤레이터(111, 112)가 설치될 때, 입력되는 마력제어 피스톤 구동유를 일측 유압 레귤레이터(111)에서부터 타측 유압 레귤레이터(112)로 인도하기 위하여 사용된다. 펌프간 통로(110)는 구체적으로는, 일측 펌프유닛(22)의 상단부(47)에서부터 밸브케이싱(30)을 개재하여 타측 펌프유닛(23)의 상단부(48)에 걸쳐 형성되고, 각 펌프유닛(22, 23)의 상단부(47, 48)에서, 상부에 설치되는 유압 레귤레이터(111, 112)를 향하여 개구(開口)된다. 펌프간 통로(110)는 각 펌프케이싱(27, 28)에 형성되는 펌프 통로(118, 119)와, 밸브블록에 형성되는 밸브 통로(120)를 가진다.

펌프장치(21)에는 2개의 펌프측 구동유 통로(171, 173)가 형성되어 있다. 전기 레귤레이터(80, 81)를 사용하는 경우, 일측의 펌프측 구동유 통로(171)는 일측 토출로(159a)에서부터 토출되는 작동유를 기구 구동유로서 일측 전기 레귤레이터(80)에 공급하기 위하여 사용된다. 또한 유압 레귤레이터(111, 112)를 사용하는 경우, 일측의 펌프측 구동유 통로(171)는 일측 토출로(159a)에서부터 토출되는 작동유를 일측 유압 레귤레이터(111)의 마력제어 피스톤(115)에 공급하기 위하여 사 용된다. 전기 레귤레이터(80, 81)를 사용하는 경우, 타측의 펌프측 구동유 통로(173)는 타측 토출로(159b)에서부터 토출되는 작동유를 기구 구동유로서 타측 전기 레귤레이터(81)에 공급하기 위하여 사용된다. 또한, 유압 레귤레이터(111, 112)를 사용하는 경우, 타측의 펌프측 구동유 통로(173)는 타측 토출로(159b)에서부터 토출되는 작동유를 타측 유압 레귤레이터(112)의 마력제어 피스톤(115)에 공급하기 위하여 사용된다.

더욱이 펌프장치(21)에는 2개의 마력제어유 통로(172, 174)가 형성되어 있다. 2개의 마력제어유 통로(172, 174)는 각 펌프유닛(22, 23)에 유압 레귤레이터(111, 112)가 설치되는 경우에 사용된다. 일측 마력제어유 통로(172)는 타측 토출로(159b)에서부터 토출되는 작동유를 일측 유압 레귤레이터(111)의 마력제어 피스톤(115)에 공급하기 위하여 사용된다. 타측 마력제어유 통로(174)는 일측 토출로(159a)에서부터 토출되는 작동유를 타측 유압 레귤레이터(112)의 마력제어 피스톤(115)에 공급하기 위하여 사용된다.

각 전기 레귤레이터(80, 81)에는 복수의 유로가 형성되어 있다. 구체적으로는, 입력포트(104)와 펌프간 통로(110)를 접속하기 위한 구동유용 통로(210), 입력포트(104)와 제2 포트(102)를 접속하는 포트간 접속통로(211), 드레인 포트(103)와 수용공간을 접속하고 드레인액을 인도하기 위한 드레인 통로(212), 제1 포트(101)와 제1 유실(53)을 접속하는 제1 유실 공급통로(213), 제2 포트(102)와 펌프측 구동유 통로(171, 173)를 접속하는 레귤레이터측 구동유 통로(214) 및 이 레귤레이터측 구동유 통로(214)와 제2 유실 통로(125)를 접속하는 제2 유실(55)이 형성되어 있다. 구동유용 통로(210)는 밸브 구동유용 통로(210)에 해당한다.

포트간 접속통로(211)에는 제2 포트(102)에서부터 입력포트(104)로의 구동유 역류를 방지하는 체크 밸브(check valve)(216)가 개재되어 잇다. 제1 유실 공급통로(213)에는 스로틀 밸브(throttle valve)(217)가 개재되어 있다. 슬리브(88)가 변위함으로써 제1 유실 공급통로(213)에 대한 제1 포트(101)의 개도가 변화한다. 레귤레이터측 구동유 통로(214)에는 체크 밸브(218)가 개재되어 있다.

기어펌프(gear pump) 등의 유압공급원에 의해, 일측 전기 레귤레이터(80)의 입력포트(104)에 밸브 구동용 액체인 구동유를 공급한다. 이 공급된 구동유는 전자 비례 밸브(86)에 의해, 입력된 전기신호에 따라 공급상태 예를 들면 압력이 변경되어, 파일롯 통로(105)를 거쳐 파일롯 피스톤(85)으로 공급된다. 파일롯 피스톤(85)에 공급되는 구동유가 파일롯유이다. 이 파일롯유가 밸브 구동액체에 해당한다. 파일롯 피스톤(85)은 이 파일롯유의 공급상태에 따라 작동하고, 스풀(87)을 작동시킨다.

또한, 일측 전기 레귤레이터(80)의 입력포트(104)에 공급되어 있는 구동유는 펌프유닛(22)의 토출압이 입력포트(104)보다 낮은 경우, 포트간 접속통로(211)를 거쳐 제2 포트(102)로 인도된다. 펌프유닛(22)의 토출압이 입력포트(104)보다 높은 경우, 구동유가 일측 레귤레이터측 구동유 통로(214)를 거쳐 일측 펌프유닛(22)의 토출포트(42)에서부터 제2 포트(102)로 인도된다. 구동유는 파일롯 피스톤(85)에 의해 스풀(87)을 작동시켜 제2 포트(102)와 제1 포트(101)를 접속하면, 제1 포트(101)에 인도된다. 또한, 스풀(87)을 작동시켜 제1 포트(101)와 드레인 포트(103)를 접속하고, 제1 포트(101)와 제2 포트(102)의 접속을 해제하면, 구동유의 제1 포트(101)에 대한 공급이 정지된다. 이와 같이 구동유는 스풀(87) 및 슬리브(88)에 의해 제1 포트(101)에의 상태가 변경된다. 제1 포트(101)에 인도되는 구동유는 제1 유실 공급통로(213)를 거쳐 제1 유실(53)로 공급된다. 서보 절환 밸브(84)에 의해 그 공급상태가 절환되어 제1 유실(53)로 공급되는 구동유가 기구 구동유이다. 상기 기구 구동유는, 스풀(87)에 의해 제2 포트(102)와 제1 포트(101)의 접속이 해소되고, 제1 포트(101)와 드레인포트(103)가 접속되면, 드레인으로 인도된다.

레귤레이터측 구동유 통로(214)를 거쳐 인도된 구동유는 제2 유실 공급통로(215) 및 제2 유실 통로(125)를 거쳐 제2 유실(55)에도 인도된다. 이 제2 유실(55)에 인도되는 구동유의 압력과 제1 유실(53)에 공급되는 기구 구동유의 압력에 따라 서보 피스톤(91)이 작동하여 일측 펌프유닛(22)의 용량을 변경한다. 또한 펌프유닛(22)의 용량은 스풀(87)과 슬리브(88)의 상대 위치에 기초하여 결정된다.

더욱이 일측 전기 레귤레이터(80)의 입력포트(104)에 공급된 구동유는 일측 전기 레귤레이터(80)의 구동유용 통로(210)와 펌프간 통로(110)를 거쳐 타측 전기 레귤레이터(81)의 구동유용 통로(210)에 인도되고 타측 전기 레귤레이터(81)의 입력포트(104)에 공급된다. 일측 전기 레귤레이터(80)와 마찬가지로, 타측 전기 레귤레이터(81)의 입력포트(104)에 공급된 구동유 및 타측 펌프유닛(23)의 토출포트(42)에서부터 인도되는 구동유 중 압력이 큰 구동유가 제2 포트에 인도되고, 서보 피스톤이 작동하여 타측 펌프유닛(23)의 용량을 변경한다. 이와 같이 일측 전기 레귤레이터(80)에 공급되는 구동유를 타측 펌프유닛(23)에 인도하여 펌프유닛(23)의 용량이 변경된다.

이와 같이 구성되는 펌프설비(20)가 이루는 효과에 관하여 설명한다. 본 실시형태의 전기 레귤레이터(80, 81)에 의하면, 입력된 전기신호에 응답하여 전자 비례 밸브(86)가 구동유의 파일롯 피스톤(85)으로의 공급상태를 절환한다. 서보 절환 밸브(84)는 구동유의 파일롯 피스톤(85)으로의 공급상태에 따라 서보기구(25, 26)로의 기구 구동유의 공급상태를 제어하여 서보 피스톤(91, 92)을 작동시킨다. 서보 피스톤(91, 92)을 작동시킴으로써 각 펌프유닛(22, 23)의 용량을 변경할 수 있다. 각 펌프유닛(22, 23) 사이에 걸쳐 연장하는 펌프간 통로(110)와 구동유용 통로(210)가 접속되어 있으므로 일측 전기 레귤레이터(80)의 전자 비례 밸브(86)에 구동유를 공급하면, 타측 전기 레귤레이터(81)의 전자 비례 밸브(86)의 입력포트(104)에 구동유가 공급된다. 이로써 일측 및 타측 전자 비례 밸브(86)의 입력포트(104)마다 구동유를 공급하기 위한 배관을 새로이 형성할 필요가 없다. 그러므로 펌프설비(20)를 배치할 때 펌프설비(20)에 배치해야할 배관을 삭감할 수 있다. 따라서, 배관을 배치하기 위하여 필요한 공간을 종래의 제1 기술의 경우보다 저감할 수 있다. 이로써 펌프설비(20)의 점유공간의 저감을 도모할 수 있다. 산업기계 등에 펌프설비(20)를 탑재할 때, 배관을 새로이 배치하는 수고를 생략할 수 있으므로 그 작업공수의 저감을 도모할 수 있다.

본 실시형태의 전기 레귤레이터(80, 81)에 의하면, 펌프장치(21)에 형성되는 펌프간 통로(110)는 전기 레귤레이터(80, 81)을 대신하여 유압 레귤레이터(111, 112)를 사용하는 경우, 일측 유압 레귤레이터(111)에서부터 타측 유압 레귤레이터(112)로 펌프유닛(22, 23)의 용량을 제어하기 위하여 사용되는 액압을 인도하기 위하여 사용된다. 이 펌프간 통로(110)는 종래 기술의 전기 레귤레이터(1)에서는 사용되지 아니하고 본 실시의 전기 레귤레이터(80, 81)에서 사용됨으로써 펌프장치(21)에 형성되는 펌프간 통로(110)를 유효하게 이용할 수 있다. 또한 유압 레귤레이터(111, 112)에 의해 서보기구(25, 26)를 작동 가능한 펌프장치(21)이면, 펌프간 통로(110)를 새로이 형성할 필요가 없고, 펌프간 통로(110)를 형성하기 위한 수고를 생략할 수 있다. 따라서 전기 레귤레이터(80, 81)는, 유압 레귤레이터(111, 112)를 배치 가능한 펌프장치(21)이면, 펌프간 통로(110)를 새로이 형성함 없이 배치 가능하고, 범용성이 높다.

본 발명의 일 실시형태인 펌프설비(20)에 의하면, 일측 전기 레귤레이터(80)에 구동유를 공급함으로써 일측 및 타측 전기 레귤레이터(80. 81)에 입력되는 전기신호에 따라 각 펌프유닛(22, 23)의 용량을 변경할 수 있다. 이로써 각 전자 비례 밸브(86)의 입력포트(104)마다 구동유를 공급하기 위한 배관을 새로이 형성할 필요가 없다. 그러므로 펌프설비(20)를 배치할 때, 펌프설비(20)에 배치되어야 할 배관을 삭감할 수 있다. 따라서 배관을 배치하기 위하여 필요한 공간을, 종래의 제2 기술의 경우보다 저감할 수 있다. 따라서 산업기계 및 건설기계에 있어서의 펌프설비(2)의 점유공간의 저감을 도포할 수 있다. 이와 같이 하여 기존의 펌프간 통로(110)를 유효하게 이용할 수 있으므로 펌프설비(20)에 있어서의 비용 대비 효과를 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태의 전기 레귤레이터(80, 81)에 의하면, 유압 레귤레이터(111, 112)에서 사용되는 펌프유닛(22, 23)이 형성되는 각 유로를 유효하게 이용할 수 있다. 이로써 전기 레귤레이터(80, 81)를 사용하기 위하여 펌퍼유닛(22, 23)에 새로이 유로를 형성할 필요가 없고, 제작작업의 공수를 저감할 수 있다.

본 발명에서는 전기 레귤레이터(80, 81)의 각 구성부분에 대해서도 이와 같은 구성에 한정되지 아니하고, 입력포트(104)가 구동유용 통로(210)를 거쳐 펌프간 통로(110)와 접속되는 구성이면 좋다. 또한 펌프간 통로(110)는 유압 레귤레이터(111, 112)와 공용(共用) 가능한 것에 한정되지 아니하고, 전기 레귤레이터(80, 81)에서 사용하기 위해서만 형성되어도 좋다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 사판식 피스톤 펌프 및 상기 사판식 피스톤 펌프의 사판을 경사 구동시켜 펌프 용량을 변경하는 용량변경기구를 포함하는 한 쌍의 펌프유닛과,

   상기 펌프유닛 사이에 끼워진 상태로 상기 각 펌프유닛에 연결된 밸브유닛과,

   상기 용량변경기구로 유도되는 기구구동액체를 제어하는 기구제어밸브 및 입력되는 전기신호에 따라 입력포트의 압력을 감압하여 상기 기구제어밸브의 수압부에 파일롯압을 유도하는 전자비례밸브를 가지며, 상기 펌프유닛에 연결된 전기 레귤레이터를 구비하고,

   상기 한 쌍의 펌프유닛에 형성된 펌프통로와, 상기 밸브유닛의 밸브블럭에 형성된 밸브통로를 갖는 펌프간 통로가, 상기 한 쌍의 펌프유닛 사이에 걸쳐 연장되도록 설치되고,

   상기 펌프간 통로는, 상기 펌프유닛에서 상기 전기 레귤레이터를 향하여 상기 한 쌍의 펌프유닛의 상기 전자비례밸브의 일차측 포트가 상기 펌프간 통로를 통하여 서로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 펌프 설비.
3. 삭제
4. 사판식 피스톤 펌프 및 상기 사판식 피스톤 펌프의 사판을 경사 구동시켜 펌프 용량을 변경하는 용량변경기구를 포함하는 한 쌍의 펌프유닛과,

   상기 펌프유닛 사이에 끼워진 상태로 상기 각 펌프유닛에 연결된 밸브유닛과,

   상기 용량변경기구로 유도되는 기구구동액체를 제어하는 기구제어밸브 및 비례밸브로부터의 액압신호에 따라 상기 기구제어밸브를 변위구동시키는 마력제어피스톤을 가지며, 상기 펌프유닛에 연결된 유압레귤레이터를 구비하며,

   상기 한 쌍의 펌프유닛에 형성된 펌프통로와, 상기 밸브유닛의 밸브블럭에 형성된 밸브통로를 갖는 펌프간 통로가, 상기 한 쌍의 펌프유닛 사이에 걸쳐 연장되도록 설치되고,

   상기 펌프간 통로는, 상기 펌프유닛에서 상기 유압 레귤레이터를 향하여 상기 한 쌍의 펌프유닛의 상기 마력제어피스톤의 수압부가 상기 펌프간 통로를 통하여 서로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 펌프 설비.

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