KR101362115B1

KR101362115B1 - 유압 시스템 및 만능 시험 장치

Info

Publication number: KR101362115B1
Application number: KR1020117028327A
Authority: KR
Inventors: 시게루 마츠모토; 히로시 미야시타; 카즈요시 타시로; 카즈히로 무라우치; 미츠오 카쿠타
Original assignee: 고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2014-02-21
Also published as: CN102439412B; WO2010134369A1; JP2011007781A; KR20120018344A; TW201043952A; CN102439412A; CN106226161A; JP5606788B2; US8596058B2; TWI500930B; US20120048029A1

Abstract

작동유를 저장하는 오일 탱크와, 유압 액추에이터와, 오일 탱크로부터 작동유를 퍼올려 유압 액추에이터에 공급하는 유압 펌프를 구비한 유압 시스템이 제공된다. 이 유압 시스템에는 유압 펌프로부터 유압 액추에이터에 작동유를 이송하는 주관로의 도중에, 유압 펌프로부터 공급되는 작동유의 일부를 분류하여 오일 탱크에 되돌리는 작동유 분류 수단이 설치되어 있다. 또, 이 유압 시스템을 구비한 만능 시험 장치가 제공된다.

Description

유압 시스템 및 만능 시험 장치{HYDRAULIC SYSTEM AND GENERAL-PURPOSE TEST DEVICE}

본 발명은 전동기에 의해 유압 펌프를 구동하여 유압을 발생시키는 유압 시스템에 관련하여, 구체적으로는 서보 밸브의 개도 조정에 상관없이, 전동기의 회전수의 제어에 의해 작동유의 유량을 제어하는 유압 시스템에 관한 것이다. 또, 본 발명은 이 유압 시스템을 구비한 만능 시험 장치에 관한 것이다.

재료나 부품 등의 기계적 성질을 측정하기 위해서 만능 시험 장치(재료 시험 장치)가 널리 사용되고 있다. 만능 시험 장치는 시험편에 인장, 압축, 구부림 등의 응력을 가하여, 이 때의 시험편의 거동으로부터 파괴 강도, 탄성계수, 경도 등의 기계적 성질을 측정한다. 일반적인 만능 시험 장치는 가동반과 고정반을 구비하고 있고, 시험편의 일단을 가동반에 타단을 고정반에 고정하고(또는 가동반과 고정반 사이에 시험편을 끼우고), 고정반에 대하여 가동반을 이동시킴으로써 시험편에 하중을 가한다.

만능 시험 장치의 가동반을 구동하는 기구로서는, 예를 들면 특개 2001-159593(일본국 공개특허공보)에 기재되어 있는 유압 기구가 있다. 이 유압 시스템 기구는 유압 실린더에 공급하는 작동유의 유량을, 서보 밸브의 개도 조정에 상관없이, 서보 모터가 구동하는 유압 펌프의 토출량 조정에 의해 제어하는 것이다. 이 유압 기구에 있어서는, 유압 펌프를 구동하는 서보 모터의 회전수를 제어함으로써, 유압 실린더에 공급되는 작동유의 유량이 정밀하게 제어된다.

일본국 공개특허공보 제2001-159593호

만능 시험 장치는 주로 정하중에 대한 시험편의 응답 특성을 측정하는 정적 시험에 사용된다. 실제로는 무하중으로부터 파괴 하중까지의 범위에서 정적 특성을 연속적으로 측정하기 위해서, 시험편에 충분히 작은 뒤틀림 속도를 주어 시험이 행해진다. 이 때문에, 시험중에는 가동반을 저속으로 이동시킬 필요가 있다.

유압 펌프를 서보 모터로 구동하는 방식의 종래의 유압 액추에이터를 사용한 만능 시험 장치에 있어서는, 가동반을 저속으로 이동시키기 위해서는, 유압 펌프의 회전 속도를 낮추어 유압 펌프로부터 공급되는 작동유의 유량을 적게 억제할 필요가 있다. 그러나, 유압 펌프의 회전 속도를 저하시키면, 작동유에 맥동이 발생하고, 안정적인 유량의 작동유를 유압 실린더에 이송할 수 없었다. 그 때문에, 종래의 만능 시험 장치에 있어서는, 유압 실린더의 직경을 크게 하여 가동반의 이동 속도를 작게 하고 있었지만, 유압 실린더를 대형화함으로써 만능 시험 장치 전체가 대형화한다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창작된 것이다. 즉, 본 발명은 저유량시에 있어서도 유압의 변동이 적고, 액추에이터의 저속 정밀 구동을 가능하게 하는 유압 시스템, 및 이 유압 시스템을 구비한 소형의 만능 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의해 유압 시스템(80)이 제공된다. 본 발명의 실시형태에 따른 유압 시스템(80)은, 작동유를 저장하는 오일 탱크(82)와, 유압 액추에이터(30)와, 오일 탱크(82)로부터 작동유를 퍼올려 유압 액추에이터(30)에 공급하는 유압 펌프(81)를 구비하고 있다. 유압 펌프(81)로부터 유압 액추에이터(30)에 작동유를 이송하는 주관로(H1)의 도중에는, 유압 펌프(81)로부터 공급되는 작동유의 일부를 분류하여 오일 탱크(82)에 되돌리는 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)이 설치되어 있다. 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)으로부터 오일 탱크(82)에 분류되는 작동유의 유량은, 유압 펌프가 소정의 토출량을 유지할 수 있는 값으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 소정의 토출량은, 예를 들면 맥동이 원하는 수준 이하로 억제되는 양이다. 전형적인 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)은, 주관로로부터 분기되는 분기 관로(H3)와, 입구 포트가 분기 관로에 접속된 리듀싱 밸브(84a, 84b)를 구비하고 있다.

이러한 구성의 유압 시스템(80)은, 유압 액추에이터(30)를 저속 구동시키는 경우에도, 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)으로부터 소정의 유량의 작동유가 오일 탱크에 환류되기 때문에, 유압 펌프의 토출량을 맥동이 원하는 수준 이하로 억제되는 양으로 유지시킬 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 실시형태에 따른 유압 시스템은, 유압 액추에이터를 저속 구동시킨 경우에도, 유압 액추에이터에 진동 등이 발생하지 않고, 예를 들면 만능 시험 장치 등의 저속 또한 저진동의 구동이 필요한 용도에 적용할 수 있다.

본 발명의 적용에 의한 유리한 효과가 특히 기대되는 유압 시스템(80)은, 유압 액추에이터(30)에 유압 펌프의 토출 압력이 실질적으로 감압되지 않고 공급되는 것이다. 구체적으로는, 유압 액추에이터(30)가 유량을 연속적으로 제어하는 유량 제어 밸브(예를 들면 스로틀 밸브)를 통하지 않고 유압 펌프와 접속된 유압 시스템이다.

전형적인 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)은 주관로(H1)로부터 분기되는 분기 관로(H3)와, 입구 포트가 분기 관로에 접속된 리듀싱 밸브(84a, 84b)를 구비하고 있다.

유압 펌프(81)를 구동하는 전동기를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 전동기는 서보 모터(81b)인 것이 바람직하다. 서보 모터를 사용함으로써, 전동기의 피드백 제어에 의한 유압 액추에이터의 구동 제어가 가능하게 된다. 또, 유압 펌프는 피스톤 펌프인 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 의해 만능 시험 장치(1)가 제공된다. 본 발명의 전형적인 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)는 상기한 유압 시스템(80)을 구비하고 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)는, 가동반(50)을 이동시키는 유압 시스템(80)이, 오일 탱크(82)와, 피스톤과 슬리브의 어느 일방이 가동반(50)에 고정된 주유압 실린더(30)와, 오일 탱크(82)로부터 작동유를 퍼올려 주유압 실린더(30)에 이송하는 유압 펌프(81)와, 유압 펌프(81)를 구동하는 서보 모터(81b)와, 유압 펌프(81)와 유압 실린더(30) 사이에 배치되어 유압 펌프(81)로부터 공급되는 작동유의 일부를 오일 탱크에 되돌리는 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)을 구비하고 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)가 시험편을 파지하는 척 수단(54, 65)을 추가로 구비하고, 척 수단(54, 65)이 시험편을 파지하는 파지 암(54b, 65b)과, 파지 암(54b, 65b)을 구동하는 척용 유압 실린더(54c, 65c)를 구비하고, 유압 펌프(81)가 공급하는 작동유에 의해 척용 유압 실린더(54c, 65c)가 구동되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)이, 유압 펌프(81)와 척용 유압 실린더(54c, 65c) 사이에 배치된 리듀싱 밸브(84a, 84b)를 구비한다.

또, 척 수단(54, 65)은 척용 유압 실린더(54c, 65c)의 일방의 유압실에 작동유를 공급하여 피스톤을 이동시켰을 때에 시험편이 파지되도록 되어 있고, 유압 펌프(81)와 일방의 유압실 사이에는, 시험편이 파지되어 있는 동안에 일방의 유압실로부터 유압 펌프측으로의 작동유의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(86a, 86b)를 가지는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

또, 척 수단(54, 65)은 척용 유압 실린더(54c, 65c)의 타방의 유압실에 작동유를 공급하여 피스톤을 이동시켰을 때에 시험편의 파지를 해제한다. 유압 펌프(81)와 유압 실린더(54c, 65c) 사이에는 유압 펌프로부터 이송되는 작동유를 일방 및 타방의 유압실의 어느 쪽에 이송할지를 전환하는 전환 밸브(85a, 85b)가 설치되어 있고, 체크 밸브(86a, 86b)는 그 파일럿 포트가 타방의 유압실에 접속된 파일럿 체크 밸브(86a, 86b)이며, 타방의 유압실에 작동유가 공급되면 파일럿 체크 밸브(86a, 86b)가 열려 일방의 유압실로부터 작동유가 배출되는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 만능 시험 장치(1)가 체크 밸브(86a, 86b)와 일방의 유압실 사이에 배치된 어큐물레이터(87a, 87b)를 추가로 가진다.

또 본 발명의 유압 시스템(80')은, 오일 탱크(82)와, 유압 실린더(30)와, 오일 탱크로부터 작동유를 퍼올려 유압 실린더에 이송하는 유압 펌프(81)와, 유압 펌프(81)를 구동하는 서보 모터(81b)와, 유압 펌프(81)와 유압 실린더(30) 사이에 배치되고, 유압 펌프로부터 공급되는 작동유의 일부를 오일 탱크에 되돌리는 작동유 분류 수단(H3, 84c)을 가진다.

이와 같이, 본 발명의 만능 시험 장치 및 유압 액추에이터는, 유압 펌프로부터 공급되는 작동유의 일부를 되돌리도록 되어 있기 때문에, 맥동이 생기지 않을 정도로 유압 펌프로부터 공급되는 작동유의 유량을 높게 확보하면서, 유압 실린더에 이송되는 작동유의 유량을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 유압 액추에이터는, 소형인 것이어도, 유압 실린더의 로드를 정확하게 저속으로 이동시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 만능 시험 장치는, 소형의 유압 액추에이터를 사용하여 가동반을 정확하게 저속으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 소형의 만능 시험 장치 및 소형의 유압 액추에이터가 실현된다.

도 1은, 인장 시험중의 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치의 개략 정면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치의 척 장치의 개략 정면도이다.
도 3은, 압축 시험중의 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치의 개략 정면도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른 유압 제어 시스템의 개략 유압 회로도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치의 제어 계측부의 개략 블록도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 유압 제어 시스템의 개략 유압 회로도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)의 개략 정면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 만능 시험 장치(1)는 베이스 프레임(10), 가동반(50), 및 고정반(61)을 구비하고 있다. 또, 만능 시험 장치(1)는 후술하는 제어 계측부(70)를 구비하고 있다. 가동반(50)은 판면을 수평으로 하여 연직 방향으로 늘어서서 배치된 천판(51) 및 바닥판(52)을 가지고 있다. 천판(51) 및 바닥판(52)은 상하 방향으로 연장되는 4개(도면 중에는 3개만 나타냄)의 연결 축(53)에 의해 연결되어 있고, 이것에 의해 일체로 이동 가능하게 되어 있다.

베이스 프레임(10)의 대략 중앙에는 주실린더 유닛(30)이 설치되어 있다. 주실린더 유닛(30)은 유압에 의해 피스톤(32)을 직선 왕복 구동하는 유압 실린더이다. 피스톤(32)은 바닥판(52)의 하면에 고정되어 있다. 따라서, 주실린더 유닛(30)의 피스톤(32)을 구동함으로써, 천판(51) 및 바닥판(52)을 포함하는 가동반(50)의 전체를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.

또, 베이스 프레임(10)의 상면에는, 연직 방향으로 연장되는 한 쌍의 볼 나사(62)의 하단이 고정되어 있다. 각 볼 나사(62)의 하단 가까이에는 스프로킷(62a)이 부착되어 있다. 이들 스프로킷(62a)에는 무단 체인(64)이 감겨 있고, 무단 체인(64)을 회전운동시킴으로써 한 쌍의 볼 나사(62)를 회전 구동시킬 수 있다. 또한, 무단 체인(64)과 주실린더 유닛(30)의 간섭을 방지하기 위해서, 적어도 2개의 보조 스프로킷(63)(도면 중에는 1개만 나타냄)이 베이스 프레임(10) 상면에 설치되고, 이 보조 스프로킷(63)에 의해 무단 체인(64)의 궤도가 도면의 지면 수직 방향(안길이 방향)으로 펼쳐져 있다.

보조 스프로킷(63)의 하나에는 보조 스프로킷(63)을 회전시키기 위한 모터가 연결되어 있다(도시하지 않음). 모터에 의해 보조 스프로킷(63)을 회전시키면, 그 토크는 무단 체인(64)을 통하여 스프로킷(62a)에 전해지고, 볼 나사(62)를 회전시킨다. 즉, 보조 스프로킷(63)의 하나와 연결된 모터에 의해 볼 나사(62)를 회전 구동시킬 수 있다.

고정반(61)에는 한 쌍의 볼 나사(62)와 각각 걸어맞춰지는 한 쌍의 볼 너트(61a)가 메워져 있다. 고정반(61)은 볼 너트(61a)를 통하여 2개의 볼 나사(62)와 걸어맞춰지기 때문에, 일방의 볼 나사(62)의 회전에 따라 고정반(61)이 일방의 볼 나사(62)의 둘레를 회전하는 운동은, 타방의 볼 나사(62)와 볼 너트(61b)의 걸어맞춤에 의해 저해된다. 이 때문에, 고정반(61)의 이동 방향은 상하 방향만으로 제한된다. 따라서, 모터에 의해 볼 나사(62)를 회전 구동함으로써, 고정반(61)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 시험편의 치수에 따라, 고정반(61)과 가동반(50)(천판(51) 또는 바닥판(52))의 초기 간격을 조정하기 때문에, 고정반(61)은 상하 방향으로 구동된다.

천판(51)의 하면 및 고정반(61)의 상면에는, 척 장치(54 및 65)가 각각 부착되어 있다. 척 장치(54 및 65)는 인장 시험편(T)의 상단 및 하단을 각각 파지하는 것이다. 척 장치(54 및 65)가 인장 시험편(T)을 파지한 상태로, 주실린더 유닛(30)을 구동하여 가동반(50)을 상승시킴으로써, 인장 시험편(T)에 인장 하중을 가할 수 있다.

다음에 척 장치(54 및 65)의 구조에 대해서 설명한다. 도 2는, 본 실시형태에 따른 척 장치(54)의 개략 정면도이다. 척 장치(54)는 한 쌍의 파지 암(54b 및 54b)이 수납되는 오목부(54a), 및 파지 암(54b)을 상하 방향으로 이동시키는 척용 실린더(54c)를 가지고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 오목부(54a)의 좌우 단면은 아래를 향하여 서로 근접하는 경사면(54d)으로 되어 있다. 경사면(54d)과 대향하는 파지 암(54b)의 측면도 경사면(54d)과 평행한 경사면으로 되어 있고, 파지 암(54b)은 경사면(54d)을 따라 슬라이드 가능하게 오목부(54a)내에 유지되어 있다. 또, 척용 실린더(54c)의 피스톤 로드(54cR)는 파지 암(54b)의 상단에 맞닿아 있고, 척용 실린더(54c)를 구동하여 피스톤 로드(54cR)를 강하시킴으로써, 파지 암(54b)을 밀어내릴 수 있다.

또, 도시하지 않는 스프링에 의해 파지 암(54b)은 상방으로 가압되어 있다. 이 때문에, 피스톤 로드(54cR)가 상방으로 퇴피하고 있는 상태에서는(도면 중 실선부), 파지 암(54b)은 서로 이간한 상태가 된다.

이 상태로부터, 척용 실린더(54c)를 구동하여 피스톤 로드(54cR)를 강하시키면, 파지 암(54b)이 오목부(54a)의 경사면(54d)을 따라 밀려내려가, 파지 암(54b)끼리가 서로 근접한 상태가 되고, 한 쌍의 파지 암(54b) 사이에 배치된 인장 시험편(T)이 파지된다.

본 실시형태에 따른 척 장치(54)는 상기한 바와 같이 경사면(54d)을 따라 파지 암(54b)이 슬라이드하도록 되어 있다. 이 때문에, 인장 시험편(T)에 인장 하중을 가하고 있는 상태에서는, 인장 시험편(T)과의 마찰력에 의해 파지 암(54b)이 하방으로(즉, 파지 암(54b)끼리가 더욱 근접하는 방향으로) 인장되어, 파지 암(54b)이 인장 시험편(T)을 파지하는 파지력이 더욱 커진다. 따라서, 인장 시험 중에는 시험편이 척 장치(54)로부터 벗어나지 않도록 되어 있다.

또한, 척 장치(65)는 척 장치(54)와 동일한 구조이며, 척용 실린더(65c)의 피스톤 로드(65cR)를 구동함으로써 파지 암(65b)(도 1)을 이동시키는 것이다. 따라서, 척 장치(65)에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)에 있어서는, 고정반(61)의 하면 및 바닥판(52)의 상면에, 압압용 지그(66 및 55)가 각각 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 압압용 지그(66 및 55)는 압축 시험편(P)을 상하 방향에서 끼우고, 압축 시험편(P)에 압축 하중을 가할 때에 사용된다. 즉, 압압용 지그(66 및 55)에 의해 압축용 시험편(P)을 상하 방향에서 끼운 상태로 가동반(50)을 상방으로 이동시키면, 바닥판(52)과 고정반(61) 사이에서 압축용 시험편(P)에 압축 하중이 가해진다.

도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 고정반(61)에는 고정반(61)에 가해지는 하중(즉, 인장 시험편(T)에 가해지는 인장 하중, 또는 압축 시험편(P)에 가해지는 압축 하중)을 계측하기 위한 로드셀(71)이 설치되어 있다. 또, 베이스 프레임(10)에는 베이스 프레임(10)과 바닥판(52)의 거리를 계측하기 위한 변위 센서(72)(예를 들면 로터리 인코더를 내장한 다이얼 게이지)가 설치되어 있다. 만능 시험 장치(1)의 컨트롤러(75)(후술)는 로드셀(71)에 의해 계측된 하중의 크기 및 시험편의 단면적으로부터 시험편에 가해지는 응력을 연산할 수 있다. 또, 컨트롤러(75)는 변위 센서(72)의 계측 결과 및 시험편의 자연 길이로부터, 시험편의 뒤틀림을 연산할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시형태에 따른 유압 제어 시스템(80)에 대해서 설명한다. 도 4는, 유압 제어 시스템(80), 주실린더 유닛(30) 및 척용 실린더(54c, 65c)로 구성되는 만능 시험 장치(1)의 구동 기구를 나타내는 개략 블록도이다. 여기서, 유압 제어 시스템(80)은 특허청구범위의 유압 시스템(80)에 동일하게 대응될 수 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 유압 제어 시스템(80)은 작동유를 저장하는 오일 탱크(82)와, 오일 탱크(82)로부터 작동유를 퍼올려 주실린더 유닛(30) 및 척용 실린더(54c, 65c)에 공급하는 펌프 유닛(81)을 구비하고 있다. 여기서, 주실린더 유닛(30)은, 특허청구범위의 주유압 액추에이터(30), 주유압 실린더(30), 또는 제1 유압 액추에이터(30)의 실시예가 될 수 있고, 척용 실린더(54c, 65c)는, 특허청구범위의 제2 유압 액추에이터(54c, 65c) 또는 척용 유압 실린더(54c, 65c)의 실시예가 될 수 있다.

펌프 유닛(81)은 작동유를 흡입구(81a1)로부터 흡입하여 토출구(81a2)로부터 토출하는 피스톤 펌프(81a)와, 피스톤 펌프(81a)를 구동하는 서보 모터(81b)를 구비하고 있다. 서보 모터(81b)는 회전 속도를 정밀하게 제어 가능한 모터이며, 서보 모터(81b)의 회전 속도를 제어함으로써 피스톤 펌프(81a)에 의한 작동유의 토출량을 정밀하게 조정할 수 있다.

주실린더 유닛(30)은 피스톤(32)을 슬라이딩운동 가능하게 수용하는 슬리브(31)를 가지고 있다. 피스톤(32)의 정면(頂面)(32a)과 슬리브(31) 사이에 형성되는 작동유실(33)에 작동유를 공급함으로써, 피스톤(32)을 밀어올릴 수 있다.

피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2)와 주실린더 유닛(30) 사이에는, 제1 전자 밸브(83)가 설치되어 있다. 제1 전자 밸브(83)는 제1 포트(831), 제2 포트(832), 제3 포트(833) 및 제4 포트(834)를 가지고 있다. 제1 전자 밸브(83)는 외부의 컨트롤러(75)의 제어에 의해, 모든 포트가 차단된 제1 상태와, 제1 포트(831)와 제3 포트(833)가 접속되고 또한 제2 포트(832)와 제4 포트(834)가 접속된 제2 상태와, 제1 포트(831)와 제4 포트(834)가 접속되고 또한 제2 포트(832)와 제3 포트(833)가 접속된 제3 상태를 전환할 수 있도록 되어 있다.

제1 전자 밸브(83)의 제1 포트(831), 제2 포트(832) 및 제4 포트(834)는 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2), 오일 탱크(82) 및 주실린더 유닛(30)의 작동유실(33)에 각각 접속되어 있다. 또한, 제3 포트(833)는 막혀 있다.

펌프 유닛(81)이 작동유를 퍼올리고 있을 때에 제1 전자 밸브(83)를 제3 상태로 전환하면, 작동유가 주실린더 유닛(30)의 작동유실(33)에 공급되고, 피스톤(32) 및 피스톤(32)에 고정된 가동반(50)이 밀려올라간다. 본 발명의 실시형태에 따른 유압 제어 시스템(80)에 있어서는, 주실린더 유닛(30)은 스로틀 밸브(유량 제어 밸브)를 통하지 않고 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2)와 접속되어 있다. 즉, 피스톤(32)의 이동 속도는 펌프 유닛(81)이 공급하는 작동유의 압력 및 유량을 제어함으로써(즉, 서보 모터(81b)의 회전 속도를 제어함으로써) 조정 가능하게 되어 있다.

또, 제1 전자 밸브(83)를 제1 상태로 전환하면, 작동유실(33)이 유압 회로로부터 분리되고, 피스톤(32)의 위치가 고정된다.

또, 제1 전자 밸브(83)를 제2 상태로 전환하면, 작동유실(33)은 오일 탱크(82)와 접속되어, 작동유실(33) 내의 작동유가 오일 탱크(82)에 되돌아가고, 피스톤(32) 및 가동반(50)이 강하한다.

또한, 작동유실(33)의 내압이 높은 상태에서는, 슬리브(31)의 내주 원통면(31a)과 피스톤(32)의 외주 원통면(32b)의 간극으로부터 작동유가 샐 가능성이 있다. 슬리브(31)에는 이 간극으로부터 누출한 작동유를 회수하기 위한 회수 포트(31b)가 설치되어 있다. 회수 포트(31b)는 오일 탱크(82)에 접속되어 있고, 누출한 작동유는 오일 탱크(82)에 되돌려진다.

다음에, 척용 실린더(54c 및 65c)의 구동에 대해서 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 척용 실린더(54c)는 슬리브(54cS)와, 슬리브(54cS) 내에 슬라이딩운동 가능하게 설치된 피스톤(54cP)을 가지는 복동 유압 실린더이다. 슬리브(54cS)의 내부 공간은 피스톤(54cP)에 의해 헤드측 유압실(54cA)과 로드측 유압실(54cB)로 분할되어 있고, 분할된 각 유압실은 각각 유압 회로에 접속되어 있다. 헤드측 유압실(54cA)에 작동유를 공급하고, 또한 로드측 유압실(54cB)로부터 작동유를 배출함으로써, 피스톤 로드(54cR)가 강하하고, 파지 암(54b)(도 2)이 인장 시험편(T)을 파지한다. 또, 헤드측 유압실(54cA)로부터 작동유를 배출하고 또한 로드측 유압실(54cB)에 작동유를 공급함으로써, 피스톤 로드(54cR)가 상승하고, 인장 시험편(T)이 파지 암(54b)으로부터 개방된다.

척용 실린더(54c)의 동작은 제2 전자 밸브(85a)에 의해 제어된다. 제2 전자 밸브(85a)는 제1 포트(85a1), 제2 포트(85a2), 제3 포트(85a3) 및 제4 포트(85a4)를 가지고 있다. 제2 전자 밸브(85a)는 제1 포트(85a1)와 제3 포트(85a3)가 접속되고 또한 제2 포트(85a2)와 제4 포트(85a4)가 접속된 제1 상태와, 제1 포트(85a1)와 제4 포트(85a4)가 접속되고 또한 제2 포트(85a2)와 제3 포트(85a3)가 접속된 제2 상태를, 외부의 컨트롤러(75)로부터의 제어에 의해 전환하는 것이다. 제2 전자 밸브(85a)의 제1 포트(85a1), 제2 포트(85a2), 제3 포트(85a3) 및 제4 포트(85a4)는 오일 탱크(82), 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2), 척용 실린더(54c)의 로드측 유압실(54cB) 및 헤드측 유압실(54cA)에 각각 접속되어 있다. 또, 제2 전자 밸브(85a)의 제4 포트(85a4)와 척용 실린더(54c)의 헤드측 유압실(54cA) 사이에는 파일럿 체크 밸브(86a)가 설치되어 있다. 또한, 파일럿 체크 밸브(86a)와 척용 실린더(54c)의 헤드측 유압실(54cA) 사이에는 어큐물레이터(87a)가 배치되어 있다.

펌프 유닛(81)이 작동유를 퍼올리고 있을 때에 제2 전자 밸브(85a)를 제1 상태로 하면, 펌프 유닛(81)으로부터 토출되는 작동유는 파일럿 체크 밸브(86a)에 이송되고, 파일럿 체크 밸브(86a)의 입구 압력이 상승한다. 이것에 의해, 파일럿 체크 밸브(86a)가 열리고, 작동유가 척용 실린더(54c)의 헤드측 유압실(54cA)에 공급된다. 또, 로드측 유압실(54cB) 내로부터 작동유가 배출되어 오일 탱크(82)에 되돌려진다. 이 결과, 척용 실린더(54c)의 피스톤 로드(54cR)가 강하하고, 인장 시험편(T)(도 1)이 척 장치(54)에 파지된다.

인장 시험편(T)이 완전히 파지되면, 파일럿 체크 밸브(86a)의 입구 압력과 출구 압력이 거의 동일해지고, 파일럿 체크 밸브(86a)가 닫힌다. 이 때, 어큐물레이터(87a)의 기상부의 내압에 의해 척용 실린더(54c)의 헤드측 유압실(54cA) 내의 작동유가 가압되고, 이것에 의해 인장 시험편(T)의 파지가 유지된다.

이와 같이, 인장 시험편(T)이 파지된 후는, 파일럿 체크 밸브(86a)가 닫힌 상태가 된다. 그 때문에, 인장 시험편(T)의 항복이나 파단 등에 의해 파일럿 체크 밸브(86a)의 입구 압력이 출구 압력보다 낮아져도, 작동유의 역류는 일어나지 않고, 척용 실린더(54c)의 헤드측 유압실(54cA) 내의 작동유의 압력이 저하하지 않는다. 즉, 일단 인장 시험편(T)이 파지된 후는, 의도적으로 파지를 해제하지 않는 한, 인장 시험편(T)의 파지는 해제되지 않는다.

제2 전자 밸브(85a)를 제2 상태로 하면, 펌프 유닛(81)으로부터 토출되는 작동유는 척용 실린더(54c)의 로드측 유압실(54cB)에 공급되고, 로드측 유압실(54cB)의 내압이 상승한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 파일럿 체크 밸브(86a)의 파일럿 포트는 제2 전자 밸브(85a)와 로드측 유압실(54cB) 사이의 배관에 접속되어 있고, 로드측 유압실(54cB)의 내압이 소정의 설정값을 넘으면 파일럿 체크 밸브(86a)가 열리도록 되어 있다. 따라서, 제2 전자 밸브(85a)를 제2의 상태로 하면, 헤드측 유압실(54cA) 내의 작동유가 오일 탱크(82)에 되돌아가, 척용 실린더(54c)의 피스톤 로드(54cR)가 상승하고, 인장 시험편(T)(도 1)의 파지가 해제된다.

또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 척용 실린더(65c)는 슬리브(65cS)와, 슬리브(65cS) 내에 슬라이딩운동 가능하게 설치된 피스톤(65cP)을 가지는 복동 유압 실린더이다. 슬리브(65cS)의 내부 공간은 피스톤(65cP)에 의해 헤드측 유압실(65cA)과 로드측 유압실(65cB)로 분할되어 있고, 분할된 각 유압실은 각각 유압 회로에 접속되어 있다. 헤드측 유압실(65cA)에 작동유를 공급하고, 또한 로드측 유압실(65cB)로부터 작동유를 배출함으로써, 피스톤 로드(65cR)가 상승하고, 파지 암(65b)(도 2)이 인장 시험편(T)을 파지한다. 또, 헤드측 유압실(65cA)로부터 작동유를 배출하고 또한 로드측 유압실(65cB)에 작동유를 공급함으로써, 피스톤 로드(65cR)가 강하하고, 인장 시험편(T)이 파지 암(65b)으로부터 개방된다.

척용 실린더(65c)의 동작은, 제3 전자 밸브(85b)에 의해 제어된다. 제3 전자 밸브(85b)는 제1 포트(85b1), 제2 포트(85b2), 제3 포트(85b3) 및 제4 포트(85b4)를 가지고 있다. 제3 전자 밸브(85b)는 제1 포트(85b1)와 제3 포트(85b3)가 접속되고 또한 제2 포트(85b2)와 제4 포트(85b4)가 접속된 제1 상태와, 제1 포트(85b1)와 제4 포트(85b4)가 접속되고 또한 제2 포트(85b2)와 제3 포트(85b3)가 접속된 제2 상태를, 외부의 컨트롤러(75)로부터의 제어에 의해 전환하는 것이다. 제3 전자 밸브(85b)의 제1 포트(85b1), 제2 포트(85b2), 제3 포트(85b3) 및 제4 포트(85b4)는 오일 탱크(82), 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2), 척용 실린더(65c)의 로드측 유압실(65cB) 및 헤드측 유압실(65cA)에 각각 접속되어 있다. 또, 제3 전자 밸브(85b)의 제4 포트(85b4)와 척용 실린더(65c)의 헤드측 유압실(65cA) 사이에는 파일럿 체크 밸브(86b)가 설치되어 있다. 또한, 파일럿 체크 밸브(86b)와 척용 실린더(65c)의 헤드측 유압실(65cA) 사이에는 어큐물레이터(87b)가 배치되어 있다.

펌프 유닛(81)이 작동유를 퍼올리고 있을 때에 제3 전자 밸브(85b)를 제1 상태로 하면, 펌프 유닛(81)으로부터 토출되는 작동유는 파일럿 체크 밸브(86b)에 이송되고, 파일럿 체크 밸브(86b)의 입구 압력이 상승한다. 이것에 의해, 파일럿 체크 밸브(86b)가 열리고, 작동유가 척용 실린더(65c)의 헤드측 유압실(65cA)에 공급된다. 또, 로드측 유압실(65cB) 내로부터 작동유가 배출되어 오일 탱크(82)에 되돌려진다. 이 결과, 척용 실린더(65c)의 피스톤 로드(65cR)가 상승하고, 인장 시험편(T)(도 1)이 척 장치(54)에 파지된다.

인장 시험편(T)이 완전히 파지되면, 파일럿 체크 밸브(86b)의 입구 압력과 출구 압력이 대략 동일하게 되고, 파일럿 체크 밸브(86b)가 닫힌다. 이 때, 어큐물레이터(87b)의 기상부의 내압에 의해 척용 실린더(65c)의 헤드측 유압실(65cA) 내의 작동유가 가압되고, 이것에 의해 인장 시험편(T)의 파지가 유지된다.

이와 같이, 인장 시험편(T)이 파지된 후는, 파일럿 체크 밸브(86b)가 닫힌 상태가 된다. 이 때문에, 인장 시험편(T)의 항복이나 파단 등에 의해 파일럿 체크 밸브(86b)의 입구 압력이 출구 압력보다 낮아져도, 작동유의 역류는 일어나지 않고, 척용 실린더(65c)의 헤드측 유압실(65cA) 내의 작동유의 압력이 저하하지 않는다. 즉, 일단 인장 시험편(T)이 파지된 후는, 의도적으로 파지를 해제하지 않는 한, 인장 시험편(T)의 파지는 해제되지 않는다.

제3 전자 밸브(85b)를 제2 상태로 하면, 펌프 유닛(81)으로부터 토출되는 작동유는 척용 실린더(65c)의 로드측 유압실(65cB)에 공급되고, 로드측 유압실(65cB)의 내압이 상승한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 파일럿 체크 밸브(86b)의 파일럿 포트는 제3 전자 밸브(85b)와 로드측 유압실(65cB) 사이의 배관에 접속되어 있고, 로드측 유압실(65cB)의 내압이 소정의 설정값을 넘으면 파일럿 체크 밸브(86b)가 열리도록 되어 있다. 따라서, 제3 전자 밸브(85b)를 제2 상태로 하면, 헤드측 유압실(65cA) 내의 작동유가 오일 탱크(82)로 되돌려지고, 척용 실린더(65c)의 피스톤 로드(65cR)가 강하하고, 인장 시험편(T)(도 1)의 파지가 해제된다.

본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)의 유압 제어 시스템(80)은, 제2 전자 밸브(85a) 및 제3 전자 밸브(85b)와 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2) 사이에 각각 배치된 리듀싱 모듈러 밸브(84a 및 84b)를 구비하고 있다. 여기서, 리듀싱 모듈러 밸브(84a 및 84b)는 특허청구범위의 리듀싱 밸브(84a, 84b)에 동일하게 대응될 수 있다. 리듀싱 모듈러 밸브(84a)는 입구(84a1), 출구(84a2) 및 릴리프 포트(84a3)를 가지고 있다. 입구(84a1), 출구(84a2) 및 릴리프 포트(84a3)는 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2), 제2 전자 밸브(85a)의 제2 포트(85a2) 및 오일 탱크(82)와 각각 접속되어 있다. 마찬가지로, 리듀싱 모듈러 밸브(84b)는 입구(84b1), 출구(84a2) 및 릴리프 포트(84b3)를 가지고 있다. 입구(84b1), 출구(84a2) 및 릴리프 포트(84b3)는 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2), 제2 전자 밸브(85a)의 제2 포트(85a2) 및 오일 탱크(82)와 각각 접속되어 있다. 리듀싱 모듈러 밸브(84a 및 84b)는 입구(84a1 및 84b1)로부터 도입되는 작동유의 일부를 릴리프 포트(84a3 및 84b3)로부터 오일 탱크(82)에 보냄으로써, 출구(84a2 및 84b2)의 압력을 소정의 설정압 이하가 되도록 감압하는 밸브이다. 또한, 입구(84a1 및 84b1)의 압력이 설정압 이상인 경우는, 출구(84a2 및 84b2)의 압력은 설정압으로 유지된다.

상기한 바와 같이, 리듀싱 모듈러 밸브(84a 및 84b)는 피스톤 펌프(81a)로부터 공급되는 작동유의 일부를 오일 탱크(82)에 되돌리고 있다. 따라서, 제1 전자 밸브(83)가 제3 상태로 전환되어 가동반(50)을 상승시킬 때에 주실린더 유닛(30)에 이송되는 작동유의 유량은 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2)로부터 송출되는 작동유의 유량보다 적어진다.

피스톤 펌프(81a)는 서보 모터(81b)에 의해 피스톤을 왕복 구동함으로써, 서보 모터(81b)의 회전 속도에 비례한 유량의 작동유를 공급하는 것이다. 이러한 피스톤 펌프(81a)에 있어서는, 사이클수가 낮아지면, 작동유에 맥동이 생기고, 작동유의 유량 제어가 곤란한 것이 된다. 한편, 만능 시험 장치(1)에 의해 인장 시험이나 압축 시험을 행하는 경우는, 실질적인 정하중을 시험편에 가할 필요가 있기 때문에, 가동반(50)은 저속으로 구동될 필요가 있다.

본 실시형태에 있어서는, 펌프 유닛(81)의 서보 모터(81b)는 시험에 영향을 주는 맥동의 발생을 억제하기 위해서 필요한 작동유의 유량이 확보되도록, 일정한 회전 속도 이상으로 구동하도록 제어된다. 한편, 상기 서술한 바와 같이, 리듀싱 모듈러 밸브(84a 및 84b)로부터 오일 탱크(82)로 환류되는 작동유의 유량을 늘림으로써, 주실린더 유닛(30)에 공급되는 작동유의 유량을 감소시키고, 가동반(50)의 이동 속도를 실질적인 정하중 시험을 행하기에 충분한 저속(예를 들면 0.1mm/s 이하)으로 제어할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)는 작동유의 맥동을 방지하면서, 저속으로 가동반(50)을 구동하여 인장 시험편(T)이나 압축 시험편(P)에 정하중을 가하는 것이 가능하다.

다음에, 본 발명의 실시형태에 따른 만능 시험 장치(1)의 제어 및 계측에 대해서 이하에 설명한다. 도 5는, 만능 시험 장치(1)의 구동 제어 및 계측 처리를 행하는 제어 계측부(70)의 개략 블록도이다. 제어 계측부(70)는 로드셀(71), 변위 센서(72), 브리지 회로(73), 앰프(74), 컨트롤러(75), 서보 앰프(76), 계측 회로(77), PC(78a), 모니터(78b), 프린터(78c) 및 전원(79)을 구비하고 있다.

서보 앰프(76)는 컨트롤러(75)로부터 보내져오는 목표 속도 신호에 기초하여, 전원(79)으로부터 공급되는 전력으로부터 서보 모터(81b)를 구동하기 위한 구동 전류를 생성하고, 이것을 서보 모터(81b)에 공급한다. 또, 서보 모터(81b)의 구동축에는 그 회전 속도를 계측하는 인코더(81e)가 설치되어 있다. 서보 앰프(76)는 인코더(81e)로부터 얻어지는 서보 모터(81b)의 구동축의 회전 속도에 기초하여, 서보 모터(81b)에 공급하는 전력(예를 들면 펄스폭 변조 제어의 경우는 구동 전류의 펄스폭)을 조정하는 피드백 제어를 행한다. 이것에 의해, 서보 모터(81b)의 구동축의 회전 속도가 목표 속도와 일치하도록, 서보 모터(81b)가 제어된다.

시험편에 가해지는 하중을 계측하는 로드셀(71)의 출력은 브리지 회로(73) 및 앰프(74)를 통하여 계측 회로(77)에 입력된다. 마찬가지로, 시험편의 변위를 계측하기 위한 변위 센서(72)의 출력도 계측 회로(77)에 입력된다. 계측 회로(77)는 로드셀(71) 및 변위 센서(72)로부터의 아날로그 신호를 A/D 변환하여, PC(78a)에 송신한다.

PC(78a)는 계측 회로(77)로부터 송신된 하중 및 변위에 기초하여, 그래프를 플롯하고, 이것을 모니터(78b)에 표시시킨다. 예를 들면, PC(78a)는 하중의 계측값과 미리 계측되어 있는 시험편의 단면적으로부터 시험편에 가해지는 응력을 연산함과 아울러, 변위의 계측값과 시험편의 하중 방향의 치수(실제로는 척간 거리)로부터 시험편의 뒤틀림을 연산하고, 응력-뒤틀림 곡선의 플롯을 모니터(78b)에 표시한다. 또, PC(78a)는 계측값이 플롯된 그래프를 프린터(78c)에 출력할 수도 있다.

또, PC(78a)를 조작함으로써 만능 시험 장치(1)의 오퍼레이터는 가동반(50)의 이동 속도 지시값을 컨트롤러(75)에 송신한다. 컨트롤러(75)는 이 이동 속도 지시값과 변위 센서(72)로부터 보내져오는 변위량에 기초하여 서보 앰프(76)에 보내는 목표 속도 신호를 연산하여, 서보 앰프(76)에 송신한다.

이상에 설명한 실시형태는 펌프 유닛이 공급하는 유압에 의해 주실린더 유닛 및 한 쌍의 척용 실린더가 구동되는 것인데, 본 발명은 보다 간단한 구성의 유압 제어 시스템에도 적용 가능하다. 도 6은, 펌프 유닛이 주실린더 유닛만을 구동하는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 유압 제어 시스템(80')의 개략 유압 회로도를 나타낸다. 여기서, 유압 제어 시스템(80')은 특허청구범위의 유압 시스템(80')에 동일하게 대응될 수 있다. 또한, 도 6에 있어서는, 상기 실시형태의 구성 요소와 동일한 또는 대응하는 구성 요소에 동일 또는 유사한 부호가 부여되어 있다. 각 부의 상세한 설명은 생략한다.

이 실시형태에 있어서는, 피스톤 펌프(81a)의 토출구(81a2)와 제1 전자 밸브(83)를 접속하는 관로(H1)로부터 분기된 분기관(H3)에는 리듀싱 모듈러 밸브(84c)가 직결되어 있다. 리듀싱 모듈러 밸브(84c)의 출구(84c2)는 폐색되어 있고, 릴리프 포트(84c3)는 오일 탱크(82)와 접속되어 있다. 리듀싱 모듈러 밸브(84c)는 펌프 유닛(81)이 실린더 유닛(30)을 구동할 때에, 실질적으로 맥동이 발생하지 않을 정도의 피스톤 펌프(81a)의 토출량이 확보되도록, 입력측의 압력을 유지하면서 릴리프 포트(84c3)를 통하여 작동유를 오일 탱크(82)에 환류한다. 예를 들면, 실질적으로 맥동을 발생시키지 않기 위해서 필요한 피스톤 펌프(81a)의 최저 토출량을 D_min(L/min)로 하면, 리듀싱 모듈러 밸브(84c)는 실린더 유닛(30)의 구동중에 항상 D_min(L/min) 이상을 릴리프 포트(84c3)로부터 오일 탱크(82)에 환류하도록 설정된다.

이상이 본 발명의 예시적인 실시형태의 설명이다. 본 발명의 다른 실시형태는, 상기에 설명한 모든 특징을 가지고 있을 필요는 없고, 또 부가적 또는 대체적으로 별도의 특징을 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 상기한 실시형태는 유압 액추에이터로서 유압 실린더를 사용한 예이지만, 액추에이터의 종류는 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 오일 모터 등의 주지의 액추에이터를 구비한 유압 시스템, 만능 시험 장치도 본 발명의 범위에 포함된다. 또, 유압 펌프도 피스톤 펌프에 한정되지 않고, 토출량이 낮은 저속 구동시에 맥동 등의 바람직하지 않은 현상이 발생하는 주지의 펌프를 사용하는 경우에 본 발명은 유효하게 적용된다. 또, 유압 펌프의 구동원은 서보 모터에 한정되지 않고, 회전 속도를 무단계로 조정 가능한 임의의 종류의 동력원을 사용할 수 있다.

1…만능 시험 장치
30…주실린더 유닛
50…가동반
54…척 장치
54c…척용 실린더
61…고정반
65…척 장치
65c…척용 실린더
70…제어 계측부
80, 80'…유압 제어 시스템
81…펌프 유닛
81a…피스톤 펌프
81b…서보 모터
84a, 84b, 84c…리듀싱 모듈러 밸브
86a, 86b…파일럿 체크 밸브
87a, 87b…어큐물레이터
P…압축 시험편
T…인장 시험편

Claims

작동유를 저장하는 오일 탱크(82)와,
주유압 액추에이터(30)와,
소정압 이하의 유압으로 작동하는 제2 유압 액추에이터(54c, 65c)와,
상기 오일 탱크(82)로부터 작동유를 퍼올려 상기 주 및 제2 유압 액추에이터에 공급하는 유압 펌프(81)와,
상기 유압 펌프(81)로부터 상기 주유압 액추에이터(30)에 작동유를 이송하는 주관로(H1)와,
상기 제2 유압 액추에이터(54c, 65c)에 작동유를 이송하는 제2 관로(H2)와,
상기 주관로(H1)의 도중에 설치된, 상기 유압 펌프(81)로부터 공급되는 작동유의 일부를 분류하여 상기 오일 탱크(82)에 되돌리는 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)을 구비하고,
상기 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)은,
상기 주관로(H1)로부터 분기되는 분기 관로(H3)와,
입구 포트에 상기 분기 관로(H3)가 접속되고, 출구 포트에 상기 제2 관로(H2)가 접속되며, 릴리프 포트가 상기 오일 탱크(82)와 접속된 리듀싱 밸브(84a, 84b)를 구비하고,
상기 리듀싱 밸브(84a, 84b)는 상기 입구 포트로부터 도입되는 작동유의 일부를 상기 릴리프 포트로부터 상기 오일 탱크(82)에 분류함으로써, 상기 출구 포트의 압력을 소정의 설정압 이하가 되도록 감압하고,
상기 리듀싱 밸브(84a, 84b)가 분류하는 작동유의 유량이, 맥동을 원하는 수준 이하로 억제하기 위해서 상기 유압 펌프가 유지해야 할 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80).
제 1 항에 있어서, 상기 주유압 액추에이터(30)에는 상기 유압 펌프의 토출 압력이 실질적으로 감압되지 않고 공급되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80).
제 2 항에 있어서, 상기 주유압 액추에이터(30)가, 유량을 연속적으로 제어하는 유량 제어 밸브를 통하지 않고 상기 유압 펌프와 접속되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80).
제 3 항에 있어서, 상기 주유압 액추에이터(30)가 스로틀 밸브를 통하지 않고 상기 유압 펌프와 접속되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80).
제 1 항에 있어서, 유압 펌프(81)를 구동하는 전동기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80).
제 5 항에 있어서, 상기 전동기가 서보 모터(81b)인 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80).
제 1 항에 있어서, 상기 유압 펌프(81)가 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80).
제 1 항에 기재된 유압 시스템(80)을 구비한 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
고정반(61)과, 이 고정반(61)에 대하여 이동 가능한 가동반(50)과, 이 가동반(50)을 이동시키는 유압 시스템(80)을 구비하고, 이 고정반(61)과 이 가동반(50) 사이에 유지된 시험편에 정하중을 가하는 만능 시험 장치(1)로서,
상기 유압 시스템(80)이,
작동유를 저장하는 오일 탱크(82)와,
피스톤과 슬리브의 어느 일방이 상기 가동반(50)에 고정된, 소정압보다 높은 유압으로 작동 가능한 주유압 실린더(30)와,
상기 오일 탱크(82)로부터 작동유를 퍼올려 상기 주유압 실린더(30)에 공급하는 유압 펌프(81)와,
상기 유압 펌프(81)를 구동하는 서보 모터(81b)와,
상기 유압 펌프(81)와 상기 주유압 실린더(30) 사이에 배치되고, 이 유압 펌프(81)로부터 공급되는 작동유의 일부를 상기 오일 탱크(82)에 되돌리는 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)과,
상기 시험편을 파지하는 파지 암(54b, 65b)과, 상기 유압 펌프(81)가 공급하는 작동유에 의해 이 파지 암(54b, 65b)을 구동하는 척용 유압 실린더(54c, 65c)를 구비한 척 수단(54, 65)을 구비하고,
상기 작동유 분류 수단(H3, 84a, 84b)은, 입구 포트가 상기 유압 펌프와 접속되고, 출구 포트가 상기 척용 유압 실린더(54c, 65c)와 접속되고, 릴리프 포트가 상기 오일 탱크(82)와 접속된 리듀싱 밸브(84a, 84b)를 구비하며,
상기 리듀싱 밸브(84a, 84b)는 상기 입구 포트로부터 도입되는 작동유의 일부를 상기 릴리프 포트로부터 오일 탱크(82)에 분류함으로써, 상기 척용 유압 실린더를 작동시키는 상기 출구 포트의 압력을 소정의 설정압 이하가 되도록 감압하고,
상기 리듀싱 밸브(84a, 84b)가 분류하는 작동유의 유량이, 맥동을 원하는 수준 이하로 억제하기 위해서 상기 유압 펌프가 유지해야 할 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
제 9 항에 있어서, 상기 척 수단(54, 65)은, 상기 척용 유압 실린더(54c, 65c)의 일방의 유압실에 작동유를 공급하여 피스톤을 이동시켰을 때에 상기 시험편을 파지하고,
상기 척용 유압 실린더(54c, 65c)의 상기 일방의 유압실과 상기 유압 펌프(81) 사이에, 상기 시험편이 파지되어 있는 동안에 이 일방의 유압실로부터 이 유압 펌프측으로의 작동유의 역류를 방지하는 체크 밸브(86a, 86b)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
제 10 항에 있어서, 상기 유압 펌프(81)와 상기 척용 유압 실린더(54c, 65c) 사이에, 이 유압 펌프(81)로부터 이송되는 작동유를 상기 일방 및 타방의 유압실의 어느 쪽으로 이송할지를 전환하는 전환 밸브(85a, 85b)를 추가로 구비하고,
상기 척 수단(54, 65)은, 상기 척용 유압 실린더(54c, 65c)의 타방의 유압실에 작동유를 공급하여 피스톤을 이동시켰을 때에 상기 시험편의 파지를 해제하고,
상기 체크 밸브(86a, 86b)는 그 파일럿 포트가 상기 타방의 유압실에 접속된 파일럿 체크 밸브(86a, 86b)이며, 이 타방의 유압실에 작동유가 공급되면 상기 파일럿 체크 밸브(86a, 86b)가 열려 상기 일방의 유압실로부터 작동유가 배출되는 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
제 10 항에 있어서, 상기 체크 밸브(86a, 86b)와 상기 일방의 유압실 사이에 배치된 어큐물레이터(87a, 87b)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
작동유를 저장하는 오일 탱크(82)와,
제1 유압 액추에이터(30)와,
상기 오일 탱크로(82)부터 작동유를 퍼올려 상기 제1 유압 액추에이터(30)에 공급하는 유압 펌프(81)와,
상기 유압 펌프(81)로부터 상기 제1 유압 액추에이터(30)에 작동유를 이송하는 주관로(H1)와,
상기 주관로(H1)의 도중에 설치되고, 이 유압 펌프로부터 공급되는 작동유의 일부를 분류하여 상기 오일 탱크에 되돌리는 작동유 분류 수단(H3, 84c)을 구비하고,
상기 유압 펌프(81)는 서보 모터(81b)를 가지고, 이 서보 모터(81b)의 회전 속도를 제어함으로써 상기 작동유의 토출량을 제어 가능하게 구성되고,
상기 작동유 분류 수단(H3, 84c)에 의해 분류되는 작동유의 유량이, 맥동을 원하는 수준 이하로 억제하기 위해서 상기 유압 펌프가 유지해야 할 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80').
제 13 항에 있어서, 상기 서보 모터(81b)는, 상기 맥동을 원하는 수준 이하로 억제하기 위해서 필요한 작동유의 유량이 확보되도록, 일정한 회전 속도 이상으로 구동하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80').
제 13 항에 있어서, 상기 작동유 분류 수단(H3, 84c)에 의해 분류되는 작동유의 유량은, 상기 제1 유압 액추에이터(30)에 공급되는 작동유의 유량이 감소하고, 그것에 의해서 상기 제1 유압 액추에이터(30)에 있어서의 가동반(50)의 이동 속도가 실질적으로 정하중 시험을 행하기에 충분한 저속이 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80').
제 15 항에 있어서, 상기 제1 유압 액추에이터(30)에 있어서의 가동반(50)의 이동 속도는 0.1mm/s 이하인 것을 특징으로 하는 유압 시스템(80').
고정반(61)과, 이 고정반(61)에 대하여 이동 가능한 가동반(50)과, 이 가동반(50)을 이동시키는 유압 시스템(80')을 구비하고, 이 고정반(61)과 이 가동반(50) 사이에 유지된 시험편에 정하중을 가하는 만능 시험 장치(1)로서,
상기 유압 시스템(80')이,
작동유를 저장하는 오일 탱크(82)와,
피스톤과 슬리브의 어느 일방이 상기 가동반(50)에 고정된, 소정압보다 높은 유압으로 작동 가능한 주유압 실린더(30)와,
상기 오일 탱크(82)로부터 작동유를 퍼올려 상기 주유압 실린더(30)에 공급하는 유압 펌프(81)와,
상기 유압 펌프(81)와 상기 주유압 실린더(30) 사이에 배치되고, 이 유압 펌프로(81)부터 공급되는 작동유의 일부를 상기 오일 탱크(82)에 되돌리는 작동유 분류 수단(H3, 84c)을 구비하고,
상기 유압 펌프(81)는 서보 모터(81b)를 가지고, 이 서보 모터(81b)의 회전 속도를 제어함으로써 상기 작동유의 토출량을 제어 가능하게 구성되고,
상기 작동유 분류 수단(H3, 84c)에 의해 분류되는 작동유의 유량이, 맥동을 원하는 수준 이하로 억제하기 위해서 상기 유압 펌프가 유지해야 할 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
제 17 항에 있어서, 상기 서보 모터(81b)는, 상기 맥동을 원하는 수준 이하로 억제하기 위해서 필요한 작동유의 유량이 확보되도록, 일정의 회전 속도 이상으로 구동하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
제 17 항에 있어서, 상기 작동유 분류 수단(H3, 84c)에 의해 분류되는 작동유의 유량은, 상기 주유압 실린더(30)에 공급되는 작동유의 유량이 감소하고, 그것에 의해 상기 주유압 실린더(30)에 있어서의 가동반(50)의 이동 속도가 실질적으로 정하중 시험을 행하기에 충분한 저속이 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).
제 19 항에 있어서, 상기 주유압 실린더(30)에 있어서의 가동반(50)의 이동 속도는 O.1mm/s 이하인 것을 특징으로 하는 만능 시험 장치(1).