KR101234863B1 - 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치에 관한 것으로, 전동모터(110)에 의해 구동이 이루어지는 유압펌프(120)와; 유압펌프(120)와 유압공구(130) 사이를 연결하는 유압라인(141)(142)과; 상기 유압공구(130)에 연결되는 상기 유압라인(141)(142)의 입력단(141)과 출력단(142)에 각각 마련되어 유압신호 또는 유압차를 검출하기 위한 검출수단(150)(151)(152)과; 상기 검출수단(150)(151)(152)의 검출신호를 기초로 하여 상기 전동모터(110)의 구동을 제어하기 위한 제어부(210)로 구성되어, 유압공구 동작 시에 발생되는 부하를 능동적으로 감지하여 유압공구의 조작 응답성을 높이고 구동 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치{Load sensing type automatic hydraulic feeding apparatus for hydraulic tools}

본 발명은 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치에 관한 것으로, 특히 유압공구 동작 시에 발생되는 부하를 능동적으로 감지하여 유압공구의 조작 응답성을 높이고 구동 성능을 개선할 수 있는 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치에 관한 것이다.

유압공구는 유압을 구동력으로 하여 구동되는 공구로써, 오일을 작동유체로 사용하여 큰 힘을 얻을 수 있으며, 광범위한 무단변속이 용이하고 제어성, 완충성이 우수한 장점이 있다. 이러한 유압공구로는 펀칭기, 절단기, 잭, 프레스, 전기설비에서 사용되는 압착기 등과 같이 유압을 이용한 다양한 공구들이 나와 있다.

이러한 유압공구들은 기본적으로 엔진 또는 모터에 의해 구동되는 유압펌프와, 유압펌프와 유압공구(공구헤드)를 연결하는 내압호스로 이루어지며, 작업자는 유압공구를 휴대하여 작업 위치를 이동하면서 필요한 작업을 하게 된다.

유압공구가 원활히 작동되기 위해서는 요구하는 압력에 맞도록 저압 또는 고압으로 압력을 공급할 수 있는 유압공급장치를 필요로 한다[참고문헌: 등록특허공보 제10-0692381호(등록일자: 2007.03.02)].

도 1은 일반적인 유압공구용 유압공급장치를 보여주는 도면이다.

도 1을 참고하면, 유압을 발생시키기 위한 유압펌프(10)와, 유압에 의해 구동이 이루어지는 유압공구(20)와, 유압펌프(10)와 유압공구(20)를 연결하는 유압라인(31)(32)으로 구성된다.

유압펌프(10)에는 엔진 또는 모터가 마련되어 유압펌프를 구동하여 유압공구(20)에 유압을 공급한다.

유압공구(20)는 부하(21)와 조작부(22)로 이루어지며, 이때 부하(21)는 공구의 종류에 따라서 펀칭수단, 절단부재, 압착부재일 수 있으며, 조작부(22)는 부하(21)에 공급되는 유압을 조절할 수 있는 제어밸브와 레버를 포함한다.

유압펌프(10)와 유압공구(20)는 유압라인(내압호스)(31)(32)로 연결되어 작동유의 순환이 이루어진다.

이와 같이 구성된 유압공구는 유압펌프(10)가 작동하여 유압공구의 구동이 가능하도록 유압라인은 일정 수준의 유압이 발생되며, 작업자가 유압공구를 들고 조작부(22)의 조작에 의해 유압공구(20)에 유압이 인가되어 필요한 작업을 수행하게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 유압공구는 작업 현장에 따라서는 유압라인이 상당히 길 것을 요구한다.

예를 들어, 도로의 가로수 정비(가지치기) 시에 유압식 절단기(가위)를 사용하고 있으며, 이때 작업자는 고소작업 차량의 버켓에 탑승하여 높은 위치에서 작업을 수행하게 되며, 유압을 공급하기 위한 유압펌프는 지상의 고소작업 차량에 탑재된다. 따라서 유압펌프(10)와 유압공구(20)는 길이(L)가 긴 유압라인(31)(32)이 연결된다.

이와 같은 작업 환경에서는 작업자가 유압식 절단기를 사용하여 실질적으로 가로수 정비를 위해 절단기를 조작하는 시간은 상대적으로 짧지만 작업을 위해서는 긴 유압라인에 항시 일정 수준의 유압이 발생되어야 하므로 실질적인 작업과는 무관하게 유압펌프는 지속적으로 작동하여 유압라인에 유압을 유지시켜야 한다.

따라서 불필요하게 유압펌프가 장시간 구동되어야 하는 문제점이 있으며, 특히 유압펌프의 구동을 위하여 차량의 배터리를 이용하는 경우에는 배터리 방전을 초래할 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 여분의 배터리를 준비해야 하는 불편함이 있다.

다른 한편으로, 작업자가 유압식 절단기를 사용하여 가지치기를 하는 경우에 가지의 굵기에 따라서는 연속적인 조작을 필요로 하지만 길이가 긴 유압라인에서는 유압라인에 작용하는 배압에 의해 조작 응답성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 유압식 절단기는 레버의 당기는 정도에 비례하여 부하에 작용하는 유압공급이 증가하는 구조이다. 한편 작업자는 무거운 유압식 절단기를 들고 장시간 작업을 수행하는 과정에서 레버를 조작하게 되면, 작업 중간에 레버를 놓았다 당겼다를 반복하게 되며, 이때 유압이 레버의 조작에 따라서 신속히 부하에 공급되지 못하여 원활한 작업이 이루어지지 못할 수 있다. 이는 유압라인이 긴 경우에 귀환라인(32) 측에 배압이 발생되어 레버의 조작에 따라 유압이 부하에 원활히 전달되지 못하여 발생될 수 있다.

그러나 종래의 유압공급장치는 부하에 따라서 유압펌프가 능동적으로 동작이 이루어지지 못하여 작업 현장에서 작업 시에 많은 불편함과 작업 능률을 저하를 야기한다.

본 발명은 상술한 것과 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 유압공구 동작 시에 발생되는 부하를 능동적으로 감지하여 유압공구의 조작 응답성을 높이고 구동 성능을 개선할 수 있는 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치는, 유압공구에 유압을 공급하기 위한 유압공급장치에 있어서, 전동모터에 의해 구동이 이루어지는 유압펌프와; 상기 유압펌프와 상기 유압공구 사이를 연결하는 유압라인과; 상기 유압공구에 연결되는 상기 유압라인의 입력단과 출력단에 각각 마련되는 제1 및 제2유압검출부와; 상기 제1 및 제2유압검출부에서 검출된 두 유압신호의 차압을 산출하여 상기 전동모터의 구동을 제어하기 위한 제어부에 의해 달성된다.

또한 본 발명에 다른 관점에 따른 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치는, 유압공구에 유압을 공급하기 위한 유압공급장치에 있어서, 전동모터에 의해 구동이 이루어지는 유압펌프와; 상기 유압펌프와 상기 유압공구 사이를 연결하는 유압라인과; 상기 유압공구에 연결되는 상기 유압라인의 입력단과 출력단 사이의 차압을 검출하기 위한 차압검출부와; 상기 차압검출부에서 전달된 차압에 따라서 상기 전동모터의 구동을 제어하기 위한 제어부에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제어부는 실시간으로 검출된 상기 유압라인의 입력단과 출력단 사이의 차압과, 그 차압의 기울기를 변수로 하여 상기 전동모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 유압공구는 유압식 절단기인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치는, 유압공구에 유압 공급이 이루어지는 입력단과 출력단 사이의 유압차를 검출하며, 이 유압차를 기초로 하여 유압펌프를 구동하게 되는 유압모터를 능동 제어하여 유압공구에 유압 공급이 이루어지도록 함으로써, 유압공구의 조작 응답성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 유압공구용 유압공급장치의 구성을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 유압공구용 자동 유압공급장치의 구성을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압공구용 자동 유압공급장치의 구성을 보여주는 도면.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에"또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 유압공구용 자동 유압공급장치는, 전동모터(110)에 의해 구동이 이루어지는 유압펌프(120)와; 유압펌프(120)와 유압공구(130) 사이를 연결하는 유압라인(141)(142)과; 유압공구(130)에 연결되는 상기 유압라인(141)(142)의 입력단(141)과 출력단(142)에 각각 마련되는 제1 및 제2유압검출부(151)(152)와; 상기 제1 및 제2유압검출부(151)(152)에서 검출된 유압신호를 검출하며, 전동모터(110)의 구동을 제어하기 위한 제어부(210)를 포함한다.

본 발명에서 유압공구(130)는 주지의 펀칭기, 절단기, 잭, 프레스, 전기설비에서 사용되는 압착기 등과 같이 유압을 이용한 다양한 공구들일 수 있으며, 특히 절단기(가위)와 같이 작업 시에 연속적인 부하를 필요로 하여 반복적인 레버(131) 조작을 필요로 하는 유압공구에서 보다 효과적일 수 있다.

전동모터(110)는 속도 제어가 가능한 주지의 전동식 모터가 이용된다.

제1 및 제2유압검출부(151)(152)는 각각 유압라인의 입력단(141)과 출력단(142)에 설치되어 유압을 검출할 수 있는 주지의 압력센서가 이용될 수 있으며, 유압공구(130)와 가장 인접된 유압라인에 설치됨이 바람직할 것이다.

제어부(210)는 제1 및 제2유압검출부(151)(152)로부터 검출된 실시간의 유압신호를 수신하게 되며, 두 유압신호로부터 차압을 산출하여 그 차압 값을 기초로 하여 전동모터(110)의 구동을 제어한다.

한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압공구용 자동 유압공급장치의 구성을 보여주는 도면으로, 실질적으로 도 2의 실시예와 동일하며, 다만 유압펌프(120)와 상기 유압공구(130) 사이를 연결하는 유압라인의 입력단(141)과 출력단(142)에 설치되어 차압을 검출하기 위한 차압검출부(150)가 마련되며, 이 차압검출부(150)의 검출신호는 제어부(210)로 전달되어 전동모터(110)의 제어가 이루어질 수가 있다.

즉, 도 2와 도 3의 실시예는 유압라인에 작용하는 유압을 검출하고 그 차압을 제어부에서 산출이 이루어지거나 또는, 제어부와는 별도의 차압검출부가 직접 유압라인에 설치되어 차압에 대한 검출이 이루어지는 차이가 있을 뿐, 제어부(210)를 통해 전동모터(110)에 대한 제어가 이루어짐은 동일하며, 따라서 이하 설명에서는 도 3의 실시예를 중심으로 설명하도록 한다.

이와 같이 제어부(210)는 입력단(141)과 출력단(142) 사이의 차압을 기초로 하여 전동모터(110)의 구동을 제어한다.

구체적으로 제어부(210)는 차압이 기준차압 이상인 경우에 전동모터(110)가 증속이 이루어지도록 제어하며, 기준차압 이상이 지속되는 경우에는 그 변화율(기울기)을 산출하고 변화율의 크기를 반영하여 제어모터(110)의 구동을 제어하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 전동모터 120 : 유압펌프
130 : 유압공구 141 : (유압라인) 입력단
142 : (유압라인) 출력단 151 : 제1유압검출부
152 : 제2유압검출부 150 : 차압검출부
210 : 제어부

Claims (4)

1. 유압에 의해 구동이 이루어지는 부하와, 이 부하에 인가되는 유압을 조절할 수 있는 조작부를 갖는 휴대용의 유압공구와; 차량에 설치된 전동모터에 의해 구동이 이루어지는 유압펌프와; 이 유압펌프와 내압호스로 연결되어 상기 유압공구에 유압을 공급하기 위한 유압공급장치에 있어서,
   상기 유압공구에 연결되는 상기 내압호스의 입력단과 출력단에 각각 마련되는 제1 및 제2유압검출부와;
   상기 제1 및 제2유압검출부에서 검출된 두 유압신호의 차압을 산출하여 상기 전동모터의 구동을 제어하되, 검출된 차압이 기준 차압 이상에서 내압호스의 귀환라인 측의 배압을 저감하기 위하여 상기 전동모터의 증속이 이루어지도록 상기 전동모터를 제어하게 되는 제어부를 포함하는 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치.
2. 유압에 의해 구동이 이루어지는 부하와, 이 부하에 인가되는 유압을 조절할 수 있는 조작부를 갖는 휴대용의 유압공구와; 차량에 설치된 전동모터에 의해 구동이 이루어지는 유압펌프와; 이 유압펌프와 내압호스로 연결되어 상기 유압공구에 유압을 공급하기 위한 유압공급장치에 있어서,
   상기 유압공구에 연결되는 상기 내압호스의 입력단과 출력단 사이의 차압을 검출하기 위한 차압검출부와;
   상기 차압검출부에서 전달된 차압에 따라서 상기 전동모터의 구동을 제어하되, 검출된 차압이 기준 차압 이상에서 내압호스의 귀환라인 측의 배압을 저감하기 위하여 상기 전동모터의 증속이 이루어지도록 상기 전동모터를 제어하게 되는 제어부를 포함하는 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는 실시간으로 검출된 상기 내압호스의 입력단과 출력단 사이의 차압과, 그 차압의 기울기를 변수로 하여 상기 전동모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유압공구는 유압식 절단기인 것을 특징으로 하는 유압공구용 부하 감지형 자동 유압공급장치.

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