KR101557426B1

KR101557426B1 - 유압회로 및 이를 구비한 작업 기계

Info

Publication number: KR101557426B1
Application number: KR1020120041067A
Authority: KR
Inventors: 이안 블레이크먼
Original assignee: 제이.씨.뱀포드엑스커베이터스리미티드
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2015-10-06
Also published as: GB2490320A; EP2514978A2; JP2012229802A; KR20120120056A; EP2514978A3; CN102758805A; GB201106687D0; US20130028695A1; CN102758805B; EP2514978B1

Abstract

작업 기계의 유압회로는, 유압 모터와, 상기 작업 기계의 하나 이상의 구성 요소들에 파일롯 압력(pilot pressure)으로 유압 유체를 공급하는 파일롯 압력 시스템과, 상기 파일롯 압력 시스템 및 상기 유압 모터와 유압 유체로 연결되며 상기 유압 모터의 감속 중에 상기 유압 모터의 공동 현상(cavitation)을 감소시키도록 상기 파일롯 압력 시스템으로부터의 유체를 상기 유압 모터로 공급하도록 작동할 수 있도록 상기 유압 모터의 일부분의 압력이 임계 압력 보다 낮으면 상기 파일롯 압력 시스템으로부터의 유압 유체를 상기 유압 모터로 공급하는 보충 압력 시스템을 구비한다.

Description

유압회로 및 이를 구비한 작업 기계{Hydraulic circuit and working machine including the same}

본 발명의 실시예들은 작업 기계들과, 유압 회로들과, 작업 기계들의 부품 등에 관한 것이다.

굴삭기와 같은 많은 작업 기계들(도 1을 참조)은, 작업 기계의 구동 배치에 의해 하부 주행체에 대해 회전하는 방식으로 구동되는 한 쌍의 무한궤도를 갖는 하부 주행체(undercarriage; 언더 캐리지)를 구비한다. 궤도는 지면에 대해 접하도록 작동됨으로써, 하나 또는 두 개의 궤도가 하부 주행체에 대해 회전하는 방식으로 구동됨으로써 작동 기계가 지면에 대해 이동할 수 있게 한다. 또한 다른 궤도에 대한 각 궤도의 회전 운동 속도를 제어함으로써 하부 주행체의 지면에 대한 회전 위치가 제어될 수 있어서 작업 기계의 조향을 제공한다.

이러한 유형의 전형적인 작업 기계에서, 하부 주행체는 작업 기계의 본체(main body)를 지지하며 일반적으로 작업 기계의 작동을 제어하는 사용자 작동 제어부를 수용하는 작업자 캡을 구비한다.

일반적으로 작업 기계의 본체는 피봇 조인트에 의해 디퍼 아암(dipper arm)에 연결되는 붐(boom)에 연결된다. 붐의 몸쪽 단부는 피봇 연결에 의해 본체에 연결되며, 붐의 말단쪽 단부는 디퍼 아암의 몸쪽 단부에 연결된다. 디퍼 아암의 말단쪽 단부는 작업기(working implement)나 공구(tool)를 구비한다.

일반적으로 작업 기계의 본체가 하부 주행체에 대해 회전함으로써, 본체와 붐과 작업기가 하부 주행체에 대해 제1 회전 위치와 제2 회전 위치의 사이에서 회전할 수 있다. 이로 인해, 하부 주행체를 지면에 대해 이동시킬 필요 없이 예를 들어 제1 위치에서 작업기에 의해 모아진 물질이 작업기에 의해 제2 위치로 옮겨질 수 있다(제1 위치와 제2 위치는 하부 주행체를 기준으로 회전 방향으로 서로 이격된다). 회전 운동은 작업 기계의 스윙 작동(slew operation)이라고 부른다.

스윙 작동은 보통 유압 모터(스윙 모터(slew motor)로 알려짐)에 의해 구동된다. 유압 모터는 유압 회로에 의해 제어되며 작동된다. 스윙 모터의 제어와 작동을 위한 전형적인 상용 유압 회로가 도 2에 도시된다.

(유압 모터가 펌프로 작동하게 만드는 작동 유압 모터의 작동부의 관성으로 인한) 유압 모터의 감속 중의 공동 현상(cavitation)의 위험을 감소시키기 위해서, (유압 모터의 감속 중의 펌핑 작동의 결과로 인해) 유압 모터의 유압 유체 공급 통로 내의 유체 압력의 강하가 발생한 경우에는 유압 모터의 작동 중에 유압 모터로 유체를 공급하는 보충 유체 공급부(make-up fluid supply)를 제공하는 것이 필수적이다. 도 2에 도시된 예에서, 이러한 보충 유압 공급부는 메인 제어 밸브의 귀환 통로와 메인 제어 밸브를 유압 모터에 연결하는 통로의 사이에 연결된 통로를 구비한다.

보충 유체 공급부는, 보통의 부하보다 큰 부하에 대한 정격 용량을 가지며 작동할 수 있는 유압 펌프를 필요로 하여 유압 회로에 대한 기생 부하(parasitic load)를 갖는다.

따라서 종래 기술과 연관된 하나 이상의 문제점들을 해결할 필요가 존재한다.

본 발명의 목적은 종래 기술과 연관된 문제점들을 해결한 유압회로 및 이를 구비한 작업 기계를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 관한 작업 기계의 유압회로는, 유압 모터와, 상기 작업 기계의 하나 이상의 구성 요소들에 파일롯 압력(pilot pressure)으로 유압 유체를 공급하는 파일롯 압력 시스템과, 상기 파일롯 압력 시스템 및 상기 유압 모터와 유압 유체로 연결되며 상기 유압 모터의 감속 중에 상기 유압 모터의 공동 현상(cavitation)을 감소시키도록 상기 파일롯 압력 시스템으로부터의 유체를 상기 유압 모터로 공급하도록 작동할 수 있도록 상기 유압 모터의 일부분의 압력이 임계 압력 보다 낮으면 상기 파일롯 압력 시스템으로부터의 유압 유체를 상기 유압 모터로 공급하는 보충 압력 시스템을 구비한다.

유압회로는, 제어 밸브에 의해 상기 파일롯 압력 시스템에 연결되며 상기 제어 밸브로 공급되는 상기 파일롯 압력 시스템의 압력 유체 공급에 의해 제1 위치와 제2 위치의 사이에서 작동하는 유압 액추에이터를 더 구비할 수 있다.

유압 모터는 스윙 모터(slew motor)일 수 있다.

보충 압력 시스템은 상기 유압 모터로부터 상기 파일롯 압력 시스템으로의 유체의 흐름을 제한하거나 실질적으로 방지하는 밸브를 더 구비할 수 있다.

보충 압력 시스템은, 상기 파일롯 압력 시스템의 유체 압력이 임계 유체 압력 보다 작은 경우 상기 파일롯 압력 시스템으로부터 상기 유압 모터로의 유체의 흐름을 제한하거나 실질적으로 방지하는 밸브를 더 구비할 수 있다.

보충 압력 시스템은, 상기 파일롯 압력 시스템의 유체 압력이 임계 유체 압력 보다 작은 경우 상기 유압 모터로부터 상기 파일롯 압력 시스템으로의 유체의 흐름을 제한하거나 실질적으로 방지하고, 상기 파일롯 압력 시스템으로부터 상기 유압 모터로의 유체의 흐름을 제한하거나 실질적으로 방지하는 밸브를 더 구비할 수 있다.

밸브는 체크 밸브를 구비할 수 있다.

밸브는 솔레노이드 밸브를 구비할 수 있다.

밸브는 파일롯 작동 밸브(pilot operated valve)를 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 관한 작업 기계는 유압 회로를 구비한다.

작업 기계는 작동 아암(working arm)을 더 구비할 수 있고, 파일롯 압력 시스템은 상기 작동 아암이나 상기 작동 아암의 일부의 작동을 구동하는 상기 작업 기계의 하나 이상의 유압 액추에이터들과 연결된 하나 이상의 제어 밸브들에 유압 유체를 공급한다.

작업 기계는 굴삭기(excavator)일 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 작업 기계의 유압회로는, 보충 압력 시스템을 구비하여 유압 모터의 감속 중에 유압 모터의 공동 현상(cavitation)을 감소시킬 수 있다.

도 1은 작업 기계를 도시한다.
도 2는 종래의 유압 회로를 도시한다.
도 3은 유압 회로를 도시한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 작업 기계(3; 도 1 참조)의 스윙 모터 제어(2)를 위한 유압 회로(1)를 구비한다.

유압 회로(1)는 작업 기계(3)에 연결된 유압 모터(13; 스윙 모터)의 작동을 제어하여, 유압 모터(13)의 작동에 의해 본체(31)가 작업 기계(3)의 하부 주행체(32)에 대해 회전할 수 있게 한다(스윙 동작).

유압 회로(1)는 작업 기계(3)의 본체(31)의 내부에 배치되거나, 작업 기계(3)의 하부 주행체(32)의 내부에 배치되거나 본체(31)와 작업 기계(3)의 하부 주행체(32)의 모두의 내부에 부분적으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 유압 회로(1)는 작업 기계(3)의 본체(31)의 내부에 배치된다.

일 실시예에서 본체(31)는 작동 아암(33)에 부착된다. 작동 아암(33)은 몸쪽 단부에서 작업 기계(3)의 본체(31)에 연결되고, 붐(331)의 말단쪽 단부는 버켓과 같은 작업기나 공구(34)를 구비한다. 작동 아암(33)은 본체(31)에 대해 올려지고 내려지도록 본체(31)에 피봇 회전할 수 있게 연결될 수 있고, 하나 이상의 피봇 조인트를 구비할 수 있다. 작동 아암(33)은 본체(31)에 대해 좌측 위치 및 우측 위치의 사이에서 회전할 수 있도록 본체(31)에 피봇 회전 가능하게 연결될 수 있다.

따라서 작동 아암(33)은 본체(31)에 부착되는 제1 영역(331; 붐)과 피봇 조인트에 의해 본체(31)에 부착되는 제2 영역(332; 아암)을 구비할 수 있다. 하나 이상의 유압기(hydraulic ram) 또는 유압 액추에이터는 유압 회로를 구비하여, 적어도 일부가 사용자 제어부를 작동하는 사용자에 의해 구동될 수 있는 파일롯 압력 공급부에 의해 작동하는 하나 이상의 제어 밸브를 구비할 수 있다. 파일롯 압력 공급부는 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템에 의해 마련될 수 있으며, 작업 기계(3)의 하나 이상의 부분을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 각각의 유압기 또는 유압 액추에이터는 제1 위치와 제2 위치의 사이에서 이동하며, 작동 아암(33)의 예를 들어 제1 위치와 제2 위치의 사이에서의 운동을 구동한다. 작동 아암(33)의 기타 구성은 본 발명의 실시예들에 따라 제공된다.

본체(31)는 작업 기계(3)의 엔진을 수용한다.

도 3에 도시된 유압 회로에서, 시스템 파일롯 압력(일반적으로 대략 35바(3500 Kpa))이 압력 유지 밸브(4)에 의해 파일롯 압력 통로(5)를 통해 제공된다. 이 시스템 파일롯 압력은 작업 기계(3)의 다른 구성 요소들에 의해 사용될 수 있는데, 예를 들어 작동 아암(33)에 연결된 작업기를 작동시키도록 메인 제어 밸브의 하나 이상의 스풀이 제어될 수 있다. 그러므로 파일롯 압력 통로(5)는 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템에 연결되거나, 일부를 형성할 수 있다.

압력 유지 밸브(4)는 압력 유지 밸브(4)와 어큐뮬레이터(7)가 유체적으로 연결될 수 있도록 제1 통로(6)에 의해 어큐뮬레이터(7)에 연결된다. 압력 유지 밸브(4)는 또한 압력 유지 밸브(4)와 유압 펌프(8)가 유체적으로 연결될 수 있도록 제2 통로(9)에 의해 유압 펌프(8)에 연결된다. 유압 펌프(8)는 저압 유압 유체 저장소(10)와 유체적으로 연결된다.

그러므로 압력 유지 밸브(4)는 유압 펌프(8)로부터의 압력으로 공급된 유체를 이용하여 시스템 파일롯 압력을 제공한다. 어큐뮬레이터(7)는 작업 기계(3)가 작동하는 동안 이 시스템 파일롯 압력이 실질적으로 미리 정해진 수준으로 유지되도록 하기 위해 사용된다. 그러므로 압력 유지 밸브(4)와 어큐뮬레이터(7)는 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템의 일부를 형성한다.

메인 제어 밸브(11)는 메인 제어 밸브(11)와 유압 펌프(8)가 유체적으로 연결될 수 있도록 메인 제어 밸브 공급 통로(12)를 통해 유압 펌프(8)에 연결된다. 실시예에서 메인 제어 공급 통로(12)는 제2 통로(9)에 연결된다.

메인 제어 밸브(11)는 메인 제어 밸브(11)가 유압 모터(13)와 유체적으로 연결될 수 있도록 제3 통로(14)와 제4 통로(15)에 의해 유압 모터(예; 스윙 모터)에 연결된다. 배치는 유압 모터(13)의 이동부를 제1 방향으로 구동하기 위해, 메인 제어 밸브(11)로부터의 압력 하의 유체가 제3 통로(14)를 통해 유압 모터(13)로 공급되고, 제4 통로(15)를 통해 유압 모터(13)로부터 메인 제어 밸브(11)로 유체가 전달된다. 유압 모터(13)의 이동부를 제2 방향으로 구동하기 위해서는, 메인 제어 밸브(11)로부터의 압력 하의 유체가 제4 통로(15)를 통해 유압 모터(13)로 공급되고 제3 통로(14)를 통해 유압 모터(13)로부터 메인 제어 밸브(11)로 유체가 전달된다.

메인 제어 밸브(11)가 유압 제어 회로를 형성하는 복수 개의 밸브들을 구비할 수 있으며, 작업 기계(3)의 본체(31; 작업 기계의 사용자 캡)에 구비될 수 있는 사용자 제어부를 통하여 사용자에 의해 메인 제어 밸브(11)의 작동이 제어될 수 있다.

일 실시예에서 제1 릴리프 밸브(16)와 제2 릴리프 밸브(17)가 제3 통로(14)와 제4 통로(15)의 사이에 구비되며, 유압 모터(13)에 병렬로 유체적으로 연결된다. 실시예에서 두 개의 압력 릴리프 밸브들(16, 17)은 서로에 대해 반대되는 배치로 배열된다. 제1 릴리프 밸브(16)는 유체가 제4 통로(15)로 통과하게 함으로써 제3 통로(14)의 초과 유체 압력를 해소하고, 제2 릴리프 밸브(17)는 유체가 제3 통로(14)로 통과하게 함으로써 제4 통로(15)의 초과 유체 압력을 해소한다(제1 릴리프 밸브(16)와 제2 릴리프 밸브(17)는 보통은 폐쇄된다).

일 실시예에서 메인 제어 밸브(11)가 유압 모터(13)의 이동부를 구동하지 않도록 작동할 때에는, 메인 제어 밸브(11)로부터의 유체가 제3 통로(14)와 제4 통로(15)로 유입되거나 제3 통로(14)와 제4 통로(15)에서 유출되지 않는다. 어떤 경우에는, 메인 제어 밸브(11)가 유체의 상당량이 제3 통로(14)와 제4 통로(15)로 들어가거나 나오지 못하게 하도록 작동한다면 유압 모터(13)의 이동부가 큰 운동량(momentum)을 가질 수 있다. 따라서 이와 같은 시점에서 유압 모터(13)의 이동부의 운동(예를 들어, 회전 운동)의 방향에 따라서 제3 통로(14) 또는 제4 통로(15)의 내의 유체 압력이 증가할 수 있고, 이러한 유체 압력은 유용한 릴리프 밸브(16, 17)를 통해 해소될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 이로 인해 유압 모터(13)의 이동부의 감속을 완충하는 효과를 얻는다.

일 실시예에서 메인 제어 밸브(11)는 메인 제어 밸브(11)의 귀환 통로를 제공하는 제5 통로(19)에 의해 쿨러(18)에 유체적으로 연결된다. 이와 같은 실시예에서, 쿨러(18)는 통과하는 유압 유체의 흐름을 냉각하며, 필터(20)와 유체적으로 연결된다. 이와 같은 실시예에서 필터(20)는 유압 펌프(80)에 연결된 동일한 저장소(10)일 수 있는 유압 유체의 저압 저장소(21)와 유체적으로 연결된다.

바이패스 체크 밸브(22)가 제공될 수 있으며, 쿨러(18)에 병렬로 유체적으로 연결되어, 제5 통로(19)의 내의 유체 압력이 바이패스 체크 밸브(22)의 크랙킹 압력(cracking pressure)을 초과하면 바이패스 체크 밸브(22)가 쿨러(18)에 대해 유체를 바이패스 시킴으로써 유체가 쿨러(18)를 통과하지 않고 제5 통로(19)로부터 필터(20)로 통과하도록 할 수 있다. 그러므로 바이패스 체크 밸브(22)는 제5 통로(19)의 내의 유체의 일부는 쿨러(18)를 통과하게 허용하면서도 제5 통로(19)의 내의 유체의 일부는 쿨러(18)를 바이패스하도록 허용하도록 사용될 수 있다. 바이패스 체크 밸브(22)는 쿨러(18)를 통과하는 유체의 유체 압력을 제어하는 작용을 한다. 그러므로 바이패스 체크 밸브(22)는 쿨러(18)를 초과 유체 압력에 대해 보호하도록 작용한다.

작동 중에 유압 모터(13)의 이동부의 운동이 늦추어지면(즉 유압 모터(13)의 감속 중, 및 그로 인한 본체(31)의 회전 운동의 감속 중), 유압 모터(13) 내에는 공동 현상(cavitation)의 위험이 있다. 이러한 현상은 유압 모터(13)의 이동부의 관성에 기인한다(유압 모터(13)가 본체(31)에 연결되므로, 본체(31)의 관성도 유압 모터(13)의 이동부에 전달되어 이동부의 관성에 기여한다). 이로 인해 유압 모터(13)는 감속 중에는 펌프로 작동한다. 이러한 위험은 예를 들어 유압 모터(13)의 이동부의 점진적인 감속이나 급격한 정지 동작 중에 존재한다. 이러한 위험을 감소시키기 위해, 일 실시예에서는 보충 압력 통로(23)가 제1 보충 압력 체크 밸브(24)에 의해 제3 통로(14)에 연결되고, 제2 보충 압력 체크 밸브(25)에 의해 제 4 통로(15)에 연결된다. 제1 보충 체크 밸브(24)는 보충 압력 통로(23)로부터의 유체가 제3 통로(14)로 통과하지만 반대 방향으로 흐르지 못하게 하도록 배치된다. 이와 유사하게, 제2 보충 체크 밸브(25)는 보충 압력 통로(23)로부터의 유체가 제4 통로(15)로 통과하지만 반대 방향으로 흐르지 못하게 하도록 배치된다.

제3 통로(14)의 내의 유체 압력이 보충 유체 압력의 미만으로 내려가는 경우에는 유체가 제1 보충 체크 밸브(24)를 통해 제3 통로(14)로 통과하고, 제4 통로(15)의 내의 유체 압력이 보충 유체 압력의 미만으로 내려가는 경우에는 유체가 제2 보충 체크 밸브(25)를 통해 제4 통로(15)로 통과할 수 있도록, 보충 압력 통로(23)를 통해 보충 유체 압력으로 유체가 공급된다.

그러므로 이해되는 바와 같이, 제3 통로(14)나 제4 통로(15)의 내에 충분한 유체 압력 저하가 존재하면 유압 모터(13)의 내의 공동 현상의 가능성을 감소시키기 위해 유압 모터로 유체가 공급된다.

일 실시예에서, 보충 압력 통로(23)는 어큐뮬레이터(7)에 연결되며, 유체적으로 연결된다. 일 실시예에서, 보충 압력 통로(23)는 파일롯 압력 통로(5)에 연결되며, 유체적으로 연결된다. 일 실시예에서, 보충 압력 통로(23)는 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템의 다른 부분에 연결되며, 유체적으로 연결된다. 일 실시예에서, 파일롯 압력 통로(5)의 유체 압력은 보충 압력 통로(23)의 내의 유체 압력과는 독립적으로 작동한다.

일 실시예에서, 보충 압력 통로(23)는 제1 통로(6)에 연결되며, 제1 통로(6)와 유체적으로 연결된다. 이로 인해 어큐뮬레이터(7)와 압력 유지 밸브(4)와 유압 펌프(8)에 의해 보충 유체 압력이 제공된다. 보충 압력은 다른 말로 하면 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템에 의해 제공되며, 메인 제어 밸브(11)의 회귀 통로(제5 통로(19))의 내의 유체 압력이 연속적인 기생 부하(parasitic load)를 형성하지 않는다. 이로 인하여 유압 회로(1)의 작동에 필요한 배압의 감소를 가져온다.

따라서 작은 동력의 유압 펌프(8)가 사용될 수도 있고, 및/또는 정해진 주기에 대해 유압 펌프(8)를 작동하기 위해 필요한 연료의 양이 감소될 수 있다.

일 실시예에서, 보충 압력 통로(23)의 내에 보충 압력 밸브(26)가 구비된다. 보충 압력 밸브(26)는 체크 밸브(check valve)일 수 있다. 보충 압력 밸브(26)는 어큐뮬레이터(7)를 향하는 유체의 흐름을 방지하고, 유체 압력이 미리 정해진 유체 압력 보다 높은 경우에 어큐뮬레이터(7)로부터의 유체 흐름을 허용한다(이것은 보충 압력 밸브(26)가 체크 밸브인 경우에 적정한 크랙킹 압력을 갖는 체크 밸브를 선택함으로써 달성될 수 있다). 일 실시예에서 보충 압력 통로(23)가 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템의 다른 부분에 연결되면, 파일롯 압력 시스템을 향하는 유체의 흐름을 방지하고, 유체 압력이 미리 정해진 유체 압력을 초과한 경우에는 파일롯 압력 시스템으로부터의 유체의 흐름을 허용하는 보충 압력 밸브(26)가 구비될 수 있다.

보충 압력 체크 밸브(26)는, 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템의 내에서 파일롯 유체 압력을 사용하는 것과, 파일롯 압력을 유압 모터의 내의 공동 현상의 위험을 감소시키기 위해 보충 유체 압력원으로 사용하는 것의 사이에서의 균형을 형성하는 메커니즘을 구비할 수 있다. 그러므로 보충 압력 체크 밸브(26)의 크랙킹 압력은 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템의 작동 특성에 따라 선택될 수 있다.

보충 압력 체크 밸브(26)는 또한 제1 보충 압력 체크 밸브(24)나 제2 보충 압력 체크 밸브(25)의 고장의 경우 유압 모터(13)의 유체가 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템으로 되돌아가는 위험을 감소시키는 데 도움이 된다. 그렇지 않은 경우 이와 같은 고장은 파일롯 압력 시스템의 구성 요소들을 손상시킬 수 있다.

보충 압력 체크 밸브(26)는 또한 유압 펌프(8)가 작동하지 않는 동안 스윙 동작이 수행되는 경우(아마도 작업 기계(3)의 엔진이 꺼져 있음으로 인함), 작업 기계(3)의 파일롯 압력 시스템의 유체가 소진되는 위험을 줄이는 작용을 한다. 이는 이러한 상황에서 작동 아암(33)을 비상 하강시키는 것과 같은 동작이 이루어지도록 허용한다(이로 인해 파일롯 압력 시스템 내에는 작동 아암(30)의 제어를 허용하기에 충분한 파일롯 유체 압력이 여전히 존재할 것이다). 이러한 점은 예를 들어 어떤 지역에서는 안전 법규의 요건이 될 수도 있다.

보충 압력 밸브(26)를 체크 밸브로 하는 대신, 보충 압력 파일롯 밸브 또는 솔레노이드 밸브가 구비되어 동일한 결과를 달성하도록 작동할 수 있다. 물론, 이해되는 바와 같이 보충 압력 밸브(26)는 밸브들의 조합을 구비할 수 있다.

보충 압력 통로(23)와 제1 보충 압력 체크 밸브(24) 및 제2 보충 압력 체크 밸브(25)는 보충 압력 시스템을 위한 것이다. 제1 보충 압력 체크 밸브(24) 및 제2 보충 압력 체크 밸브(25)는 유압 모터(13)의 내의 공동 현상을 감소시킬 필요가 있는 경우 보충 압력 통로로부터의 유체가 유압 모터(13)의 일부로 공급되는 것으로 허용하는 배치의 일 예일 뿐이다. 일 실시예에서, 보충 압력 체크 밸브들(24, 25)은 유압 모터(13)의 본체의 내부에 수용된다.

상술한 실시예들은 작업 기계(3)의 스윙 동작을 수행하기 위해 사용되는 유압 모터를 참조하여 이루어졌다. 본 발명의 실시예들은 다른 동작을 위한 유압 모터들에 대해서도 사용될 수 있음이 이해될 것이다.

작업 기계(3)는 바람직하게는 굴삭 장비이지만, 본 발명은 스윙 동작을 할 수 있는 다른 유형의 작업 기계(3)나, 다른 동작을 위한 유압 모터들을 구비하는 다른 작업 기계(3)와 관련하여서도 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 이와 같은 다른 동작은 메인 제어 밸브(11)의 스풀의 부하 유지가 필요한 동작들을 포함할 수 있다.

작업 기계(3)는 하나 이상의 차륜들이나 하나 이상의 무한궤도를 구비하는 하부 주행체(32)를 구비할 수 있다.

여기에서 동작의 차단에 대한 참조 내용은 동작의 완전한 차단이나, 그러한 동작의 실질적 차단을 포함한다. 이와 유사하게, 여기에서 동작의 허용이나 허가에 대한 참조 내용은 그러한 동작의 제한 없는 완전한 허용이나 허가 또는 실질적인 허용이나 허가를 포함한다.

상세한 설명이나 특허청구범위에서 사용되는, "포함한다/구비한다(comprises)" 및 "포함하는/구비하는(comprising)"의 용어들과 이들의 변형 용어들은 특정한 구성과 단계들과 숫자들이 포함되는 것을 의미한다. 이 용어들은 다른 구성이나, 단계들이나, 구성 요소들의 존재를 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

상술한 상세한 설명들이나 이하의 특허청구범위나 첨부된 도면들에 개시된 구성들은 개시된 기능을 수행하기 위한 수단이나 개시된 결과를 달성하기 위한 방법이나 단계들의 관점에서 또는 특정한 형식으로 표현되었으며, 바람직하게는 여러 가지 형태로 발명을 실현하기 위해 이러한 구성들이 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

1: 유압 회로 18: 쿨러
2: 스윙 모터 제어 19: 제5 통로
3: 작업 기계 20: 필터
4: 압력 유지 밸브 21: 저장소
5: 파일롯 압력 통로 22: 바이패스 체크 밸브
6: 제1 통로 23: 보충 압력 통로
7: 어큐뮬레이터 24: 체크 밸브
8: 유압 펌프 25: 체크 밸브
9: 제2 통로 26: 밸브
10: 저장소 31: 본체
11: 메인 제어 밸브 32: 하부 주행체
12: 공급 통로 33: 작동 아암
13: 유압 모터 34: 공구
14: 제3 통로 80: 유압 펌프
15: 제4 통로 331: 붐
16: 제1 릴리프 밸브 332: 아암
17: 제2 릴리프 밸브

Claims

작업 기계의 유압회로로서:
유압 모터;
유압 펌프(8);
상기 유압 펌프에 연결되는 압력 유지 밸브(4);
상기 유압 펌프(8)와 유압 유체로 연결되는 메인 제어 밸브(11);
상기 작업 기계의 하나 이상의 구성 요소들에 시스템 파일롯 압력(pilot pressure)으로 유압 유체를 공급하는 파일롯 압력 시스템;
상기 파일롯 압력 시스템 및 상기 유압 모터와 유압 유체로 연결되며, 상기 유압 모터의 감속 중에 상기 유압 모터의 공동 현상(cavitation)을 감소시키도록 상기 파일롯 압력 시스템으로부터의 유체를 상기 유압 모터로 공급하도록 작동할 수 있도록, 상기 유압 모터의 일부분의 유압 유체의 압력이 임계 압력 보다 낮으면 상기 파일롯 압력 시스템으로부터의 유압 유체를 상기 유압 모터로 공급하는, 보충 압력 시스템; 및
제1 통로(6)에 의해 상기 압력 유지 밸브와 유압 유체로 연결되며 상기 파일롯 압력 시스템의 일부를 형성하는 어큐뮬레이터(7);를 구비하고,
상기 메인 제어 밸브(11)는 상기 유압 모터의 이동부를 구동하기 위하여 상기 메인 제어 밸브로부터의 압력 하의 유체가 유압 모터로 공급되도록 상기 유압 모터에 연결되며,
상기 압력 유지 밸브(4)는 상기 유압 펌프로부터의 압력 하의 유체를 이용하여 상기 시스템 파일롯 압력을 제공하고,
상기 제1 통로(6)는 보충 압력 통로(23)에 의해 상기 보충 압력 시스템에 연결되는, 작업 기계의 유압회로.
제1항에 있어서,
제어 밸브에 의해 상기 파일롯 압력 시스템에 연결되며, 상기 제어 밸브로 공급되는 상기 파일롯 압력 시스템의 유압 유체 공급에 의해 제1 위치와 제2 위치의 사이에서 작동하는 유압 액추에이터를 더 구비하는, 작업 기계의 유압회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유압 모터는 스윙 모터(slew motor)인 작업 기계의 유압회로.
제1항에 있어서,
상기 보충 압력 시스템은 상기 유압 모터로부터 상기 파일롯 압력 시스템으로의 유체의 흐름을 제한하거나 방지하는 밸브를 더 구비하는, 작업 기계의 유압회로.
제1항에 있어서,
상기 보충 압력 시스템은, 상기 파일롯 압력 시스템의 유체 압력이 임계 유체 압력 보다 작은 경우 상기 파일롯 압력 시스템으로부터 상기 유압 모터로의 유체의 흐름을 제한하거나 방지하는 밸브를 더 구비하는, 작업 기계의 유압회로.
제1항에 있어서,
상기 보충 압력 시스템은, 상기 파일롯 압력 시스템의 유체 압력이 임계 유체 압력 보다 작은 경우 상기 유압 모터로부터 상기 파일롯 압력 시스템으로의 유체의 흐름을 제한하거나 방지하고, 상기 파일롯 압력 시스템으로부터 상기 유압 모터로의 유체의 흐름을 제한하거나 방지하는 밸브를 더 구비하는, 작업 기계의 유압회로.
제4항에 있어서,
상기 밸브는 체크 밸브를 구비하는, 작업 기계의 유압회로.
제4항에 있어서,
상기 밸브는 솔레노이드 밸브를 구비하는, 작업 기계의 유압회로.
제4항에 있어서,
상기 밸브는 파일롯 작동 밸브(pilot operated valve)를 구비하는, 작업 기계의 유압회로.
제1항의 유압 회로를 구비한 작업 기계.
제10항에 있어서,
작동 아암(working arm)을 더 구비하고,
상기 파일롯 압력 시스템은, 상기 작동 아암이나 상기 작동 아암의 일부의 작동을 구동하는 상기 작업 기계의 하나 이상의 유압 액추에이터들과 연결된 하나 이상의 제어 밸브들에 유압 유체를 공급하는, 작업 기계.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 작업 기계는 굴삭기(excavator)인, 작업 기계.
삭제
제1항에 있어서,
상기 어큐뮬레이터는 상기 작업 기계의 작동 중에 상기 시스템 파일롯 압력을 미리 정해진 수준으로 유지하도록 작동하는, 작업 기계의 유압회로.
제11항에 있어서,
상기 작동 아암이나 상기 작동 아암의 일부의 작동을 구동하기 위하여 상기 유압 펌프에 의해 상기 하나 이상의 유압 액추에이터들에 유압 유체가 공급되는, 작업 기계.