KR102035607B1 - 유압 구동 장치 - Google Patents

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겐지 히라쿠
고지 이시카와
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 어큐뮬레이터에 축적된 압유를 유효하게 이용하여, 작업 기계 전체적으로 대폭적인 효율 향상이 도모되는 유압 구동 장치를 제공하는 것이다.
제1 유압 펌프와, 상기 제1 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받아 구동하는 제1 유압 액추에이터와, 상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 관로와, 상기 제1 관로 상에 설치되어 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 펌프 유량 조정 장치와, 상기 제1 유압 펌프가 토출한 압유를 축적하는 제1 축압 장치와, 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 축압 유량 조정 장치를 구비한 유압 구동 장치에 있어서, 상기 제1 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로와는 별개의 제2 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 축압 유량 공급 장치를 구비했다.

Description

유압 구동 장치
본 발명은 유압 구동 장치에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 유압 셔블 등의 액추에이터를 구비한 작업 기계의 유압 구동 장치에 관한 것이다.
유압 펌프와, 유압 펌프로부터 토출된 압유를 축적하는 어큐뮬레이터와, 유압 펌프 및/또는 어큐뮬레이터로부터의 압유에 의해 작동하는 액추에이터를 구비한 작업 기계에 있어서, 액추에이터의 구동에 필요한 동력이 작은 경우에는, 유압 펌프가 토출한 압유의 일부를 어큐뮬레이터에 축적하고, 액추에이터의 구동에 필요한 동력이 큰 경우에는, 어큐뮬레이터에 축적한 압유를 액추에이터에 공급함으로써, 유압 펌프의 손실을 저감하는 기술이 알려져 있다.
예를 들어, 유압 장치를 구비하는 제설 차량에 있어서, 주행 속도를 억제하기 위해 엔진 회전수가 저감된 경우라도, 유압 실린더(액추에이터)의 구동 속도를 빠르게 하기 위해, 어큐뮬레이터에 축적한 압유에 의해 유압 실린더(액추에이터)를 구동하고, 어큐뮬레이터 내의 압력이 소정값 이상인 경우에는, 유압 펌프를 언로드시켜 불필요한 유압 펌프 출력을 억제하는 것이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
또한, 어큐뮬레이터의 가동 효율을 향상시키기 위해, 유압 펌프의 토출유를 축적하는 어큐뮬레이터를 구비하고, 어큐뮬레이터로부터의 압유를 엔진과 동축에 연결된 전용 펌프 모터의 흡입측으로 보내고, 유압 실린더(액추에이터)를 구동하는 것이 있다. 이와 같이 구성함으로써, 엔진의 부하가 낮을 때에는 어큐뮬레이터에 압유를 축적하고, 엔진의 부하가 높을 때에는 어큐뮬레이터로부터 압유를 방출하여 어시스트함으로써, 엔진 부하의 평준화가 도모됨과 함께, 엔진의 소형화가 가능해진다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).
일본 특허 공개 제2010-025200호 공보 일본 특허 공개 제2009-275773호 공보
상술한 특허문헌 1의 기술에 있어서는, 주행 속도를 올리면서 유압 실린더를 작동시키는 경우라도, 유압 펌프가 토출한 압유를 어큐뮬레이터에 한번 축적하게 된다. 이로 인해, 어큐뮬레이터를 차지하기 위한 여분의 압력 손실이나, 어큐뮬레이터의 누설에 의한 에너지 손실 등이 발생하게 된다. 따라서, 주행 속도를 올리면서 유압 실린더를 작동시키는 경우에는, 유압 펌프로부터 직접 유압 실린더에 압유를 공급하는 구성에 비해 효율이 저하되어 버릴 우려가 있다.
또한, 상술한 특허문헌 2의 기술에 있어서는, 전용 펌프 모터를 엔진과 동축에 연결하므로, 드래그 손실이 증가한다. 또한, 어큐뮬레이터에 축적한 압유는 반드시 전용 펌프 모터를 통해 방출되는 점에서, 기계 효율과 용적 효율의 손실이 발생하므로, 어큐뮬레이터에 축적한 압유를 유효하게 이용할 수 없다는 우려가 있다.
본 발명은 상술한 사항에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은 어큐뮬레이터에 축적된 압유를 유효하게 이용하여, 작업 기계 전체적으로 대폭적인 효율 향상이 도모되는 유압 구동 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 예를 들어 특허 청구 범위에 기재된 구성을 채용한다. 본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 제1 유압 펌프와, 상기 제1 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받아 구동하는 제1 유압 액추에이터와, 상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 관로와, 상기 제1 관로에 설치되어 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 펌프 유량 조정 장치와, 상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 축적하는 제1 축압 장치와, 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 축압 유량 조정 장치를 구비한 유압 구동 장치에 있어서, 상기 제1 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로와는 별개의 제2 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 축압 유량 공급 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유압 펌프로부터 밸브를 통해 직접 압유를 유압 실린더에 공급하는 하나의 회로와, 어큐뮬레이터에 축적된 압유를 별개의 밸브를 통해 유압 실린더에 공급하는 다른 회로를 구비하고, 동작에 따라 효율이 양호한 회로로부터 유압 실린더에 압유를 공급하는 것이 가능해지므로, 작업 기계 전체적으로 대폭적인 효율 향상이 도모되고, 큰 연비 저감이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 회로를 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태를 구성하는 제어 장치의 개요를 도시하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서 작업 기계의 동작 형태마다의 각 액추에이터와 유압 펌프 및 어큐뮬레이터의 접속 관계를 도시하는 표 도면이다.
도 4는 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 회로 중 붐 관련의 상세를 도시하는 유압 회로도이다.
도 5는 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 레버 조작량에 대응하는 유압 펌프와 어큐뮬레이터의 압유의 유량의 특성을 도시하는 특성도이다.
도 6은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 복합 동작 시의 유압 펌프와 어큐뮬레이터의 출력 특성을 도시하는 특성도이다.
도 7은 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태에 있어서의 유압 회로를 도시하는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태를 구성하는 제어 장치의 개요를 도시하는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태에 있어서 작업 기계의 동작 형태마다의 각 액추에이터와 유압 펌프 및 어큐뮬레이터의 접속 관계를 도시하는 표 도면이다.
이하, 본 발명의 유압 구동 장치의 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 회로를 도시하는 개념도이다. 구체적으로는, 작업 기계로서의 유압 셔블에 탑재된 유압 구동 장치를 도시하고 있다. 유압 구동 장치는 엔진(3)과 기계적으로 연결되고, 엔진(3)의 동력에 의해 구동하는 제1 유압 펌프(1)와 제2 유압 펌프(2)와, 각각의 유압 펌프(1, 2)가 토출하는 압유에 의해 구동하는 액추에이터인 붐 실린더(4)와 아암 실린더(5)와 버킷 실린더(6)와 선회 모터(7)와, 제1 유압 펌프 및 제2 유압 펌프(2)의 압유가 축적되는 제1 어큐뮬레이터(14)를 구비하고 있다. 또한, 엔진(3)은 엔진 컨트롤 유닛(3a)을 구비하고, 엔진 컨트롤 유닛(3a)은 후술하는 제어 장치로부터의 명령을 수신하여 엔진 회전수를 조정한다.
제1 유압 펌프(1) 및 제2 유압 펌프(2)와 각 액추에이터는 각각 관로로 접속되어 있다. 제1 유압 펌프(1)와 제1 유압 액추에이터로서의 붐 실린더(4)를 접속하는 제1 관로로서의 관로(51)에는 제1 유압 펌프(1)로부터 붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제1 펌프 유량 조정 장치로서의 제1 유압 펌프(1)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(8)가 설치되고, 제2 유압 펌프(2)와 붐 실린더(4)를 접속하는 제6 관로로서의 관로(56)에는 제2 유압 펌프(2)로부터 붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제3 펌프 유량 조정 장치로서의 제2 유압 펌프(2)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(9)가 설치되어 있다.
마찬가지로, 제1 유압 펌프(1)와 아암 실린더(5)를 접속하는 제3 관로로서의 관로(53)에는 제1 유압 펌프(1)로부터 아암 실린더(5)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제2 펌프 유량 조정 장치로서의 제1 유압 펌프(1)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(10)가 설치되고, 제2 유압 펌프(2)와 아암 실린더(5)를 접속하는 관로에는 제2 유압 펌프(2)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(11)가 설치되어 있다.
또한, 제1 유압 펌프(1)와 버킷 실린더(6)를 접속하는 관로에는 제1 유압 펌프(1)로부터 버킷 실린더(6)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제1 유압 펌프(1)와 버킷 실린더(6)용 유량 제어 밸브(12)가 설치되고, 제2 유압 펌프(2)와 선회 모터(7)를 접속하는 관로에는 제2 유압 펌프(2)로부터 선회 모터(7)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제2 유압 펌프(2)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브(13)가 설치되어 있다.
상술한 각 유량 제어 밸브(8 내지 13)는 중립 위치일 때에는, 각 유압 펌프로부터의 압유를 탱크에 배출하는 센터 바이패스형의 제어 밸브이다. 또한, 제1 유압 펌프(1)로부터 상술한 각 유량 제어 밸브를 통해 탱크에 배출되는 압유가 흐르는 관로에는 탱크로의 압유의 유입을 차단하는 펌프 유량 커트 장치로서의 제1 펌프 유량 커트 제어 밸브(35)가 설치되고, 마찬가지로, 제2 유압 펌프(2)로부터 상술한 각 유량 제어 밸브를 통해 탱크에 배출되는 압유가 흐르는 관로에는 제2 펌프 유량 커트 제어 밸브(36)가 설치되어 있다.
제1 유압 펌프(1) 및 제2 유압 펌프(2)와 제1 어큐뮬레이터(14)는 각각 관로로 접속되어 있다. 제1 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)를 접속하는 관로에는 제1 유압 펌프(1)로부터 제1 어큐뮬레이터(14)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제1 축압 유량 조정 장치로서의 제1 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(16)가 설치되고, 제2 유압 펌프(2)와 제1 어큐뮬레이터(14)를 접속하는 관로에는 제2 유압 펌프(2)로부터 제1 어큐뮬레이터(14)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제3 축압 유량 조정 장치로서의 제2 유압 펌프(2)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(18)가 설치되어 있다.
또한, 제1 어큐뮬레이터(14)와 각 액추에이터는 각각 관로로 접속되어 있다. 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)를 접속하는 제2 관로로서의 관로(52)에는 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제1 축압 유량 공급 장치로서의 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(20)가 설치되고, 제1 어큐뮬레이터(14)와 아암 실린더(5)를 접속하는 제4 관로로서의 관로(54)에는 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 아암 실린더(5)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제2 축압 유량 공급 장치로서 제1 어큐뮬레이터(14)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(22)가 설치되어 있다.
마찬가지로, 제1 어큐뮬레이터(14)와 버킷 실린더(6)를 접속하는 관로에는 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 버킷 실린더(6)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제1 어큐뮬레이터(14)와 버킷 실린더(6)용 유량 제어 밸브(24)가 설치되고, 제1 어큐뮬레이터(14)와 선회 모터(7)를 접속하는 관로에는 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 선회 모터(7)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제1 어큐뮬레이터(14)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브(26)가 설치되어 있다.
또한, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 압유가 토출되는 관로에는 제1 어큐뮬레이터(14)의 압력을 검출하는 제1 압력 검출기(28)가 설치되어 있다. 상술한 각 제어 밸브(8 내지 13, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 35, 36)는 후술하는 제어 장치로부터의 명령 신호에 의해 구동되고, 내부의 스풀 위치가 변화됨으로써, 유량 등을 제어한다.
본 실시 형태에 있어서는, 각 액추에이터에 대하여, 제1 유압 펌프(1)로부터 압유가 공급되는 관로 위와, 제2 유압 펌프(2)로부터 압유가 공급되는 관로 위와, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 압유가 공급되는 관로 위의 각각에 각 유량 제어 밸브를 배치한 것을 구성상의 특징으로 하고 있다.
이어서, 도 2를 사용하여 각 유량 제어 밸브를 제어하는 제어 장치에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태를 구성하는 제어 장치의 개요를 도시하는 개념도이다.
본 실시 형태에 있어서의 제어 장치(34)는 입력부(38)와 연산부(39)와 제어 특성 기억부(40)와 출력부(41)를 구비하고 있다.
입력부(38)에는 대응하는 액추에이터의 동작을 지시하는 복수의 조작 장치[도 4에 붐 조작 장치(37)만 도시]의 각각의 레버 조작량을 검출하는 레버 조작량 검출 장치이며, 제1 조작량 검출 장치로서의 붐 레버 조작량 검출 장치(30)와, 제2 조작량 검출 장치로서의 아암 레버 조작량 검출 장치(31)와, 버킷 레버 조작량 검출 장치(32)와, 선회 레버 조작량 검출 장치(33)가 검출한 각 레버 조작의 조작량 신호가 입력된다. 또한, 제1 압력 검출기(28)가 검출한 제1 어큐뮬레이터(14)의 압력 신호가 입력된다.
레버 조작량 검출 장치(30 내지 33)는 조작 장치 각각의 레버 조작의 조작량을 검출하는 장치이고, 실제로는 전기 레버의 전기 신호 검출 장치나, 유압 파일럿 방식의 경우에는 압력 검출 장치가 설치된다. 이것들의 검출 장치가 검출한 전기 신호가 입력부(38)에 입력된다. 입력부(38)는 이것들의 전기 신호를 물리적인 조작량이나 압력값으로 변환한다. 변환된 신호값은 연산부(39)로 보내진다.
연산부(39) 및 제어 특성 기억부(40)는, 후술하는 바와 같이 입력된 조작량 신호를 기초로 작업 기계가 행하는 동작(예를 들어, 선회 단독 동작이나 굴삭 동작 등)을 판별하고, 판별한 동작마다 최적의 유압 시스템을 결정한다. 그리고 결정한 유압 시스템이 되는 제어 신호를 출력부(41)로부터 각 기기에 출력한다. 여기서, 최적의 유압 시스템은 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2), 제1 어큐뮬레이터(14)의 각각이 압유를 공급하는 액추에이터를, 동작에 따라 미리 설정된 것으로 하도록, 각종 유량 제어 밸브를 제어함으로써 구성된다.
출력부(41)는 각종 유량 제어 밸브(8 내지 13, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 35, 36)를 제어하기 위한 제어 밸브 명령(108 내지 113, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 135, 136)을 출력한다. 또한 엔진 회전수를 조정하기 위해, 엔진 회전수 명령(103)을 엔진(3)의 엔진 컨트롤 유닛(3a)에 출력한다.
이어서, 도 3을 사용하여 연산부(39) 및 제어 특성 기억부(40)가 어떻게 각종 유량 제어 밸브를 구동하는지를 설명한다. 도 3은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서 작업 기계의 동작 형태마다의 각 액추에이터와 유압 펌프 및 어큐뮬레이터의 접속 관계를 도시하는 표 도면이다.
도 3에 도시하는 정보는 제어 특성 기억부(40)에 저장되어 있다. 연산부(39)는 입력된 조작량으로부터 작업 기계의 동작을 판단하여, 제어 특성 기억부(40)로부터의 정보를 기초로 유압 시스템을 결정한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 작업 기계의 동작으로서는, 붐 단독 동작, 아암 단독 동작, 버킷 단독 동작 및 선회 단독 동작과, 굴삭 동작과, 선회 붐 상승 동작과, 선회 붐 복귀 동작이 설정되어 있다. 굴삭 동작은 붐과 아암과 버킷의 3복합의 동작이고, 선회 붐 상승 동작은 선회와 붐의 2복합의 동작이다. 또한, 선회 붐 복귀 동작은 선회와 붐에 더하여, 프론트의 자세를 초기의 자세로 하기 위해 아암과 버킷의 동작이 들어가는 4복합의 동작이다. 도 3은 이것들의 각 동작 시에, 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2), 제1 어큐뮬레이터(14)의 각각이 압유를 공급하는 액추에이터를 도시하고 있다.
예를 들어, 붐 단독 동작 시에는 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 각각 붐 실린더(4)(이하, BM이라고 생략하여 기재하는 경우가 있음)에 압유를 공급하는 것을 나타내고 있다. 또한, BM의 옆에 기재되어 있는 숫자는 레버 조작량에 따른 접속의 순서를 나타낸다. 붐 단독 동작 시에는, 먼저, 1이라고 기재된 제1 어큐뮬레이터가 붐 실린더(4)에 접속되고, 조작량의 증가에 수반하여, 2라고 기재된 제1 유압 펌프(1)가 접속되고, 더욱 조작량이 증가했을 때에 제2 유압 펌프(2)가 접속된다.
이어서, 레버 조작량에 따라 접속을 바꾸는 제어에 대하여 붐 단독 동작을 예로 들어 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 회로 중 붐 관련의 상세를 도시하는 유압 회로도, 도 5는 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 레버 조작량에 대응하는 유압 펌프와 어큐뮬레이터의 압유의 유량의 특성을 도시하는 특성도이다. 도 4 및 도 5에 있어서, 도 1 내지 도 3에 나타내는 부호와 동일한 부호의 것은 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 유압 펌프(1)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(8)와 제2 유압 펌프(2)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(9)는 3위치 오픈 센터의 방향 제어 밸브이며, 양단에 제어 장치(34)로부터의 전자 명령을 받는 조작 단부(8a, 8b, 9a, 9b)를 구비하고 있다. 제1 유압 펌프(1)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(8)와 제2 유압 펌프(2)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(9)는 그 조작 단부로의 제어 장치(34)로부터의 전자 명령에 의해, 스풀 위치를 전환하고, 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유를 붐 실린더(4)에 공급하여, 붐을 구동하고 있다.
제1 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(16)와, 제2 유압 펌프(2)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(18)와, 제1 펌프 유량 커트 제어 밸브(35)와, 제2 펌프 유량 커트 제어 밸브(36)는 2위치의 제어 밸브이며, 일단측에 스프링을, 타단측에 제어 장치(34)로부터의 전자 명령을 받는 조작 단부를 구비하고 있다. 제어 장치(34)로부터의 명령 신호에 의해, 각각의 제어 밸브는 임의의 위치로 전환 제어할 수 있다.
또한, 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(20)는 3위치의 방향 제어 밸브이며, 양단에 제어 장치(34)로부터의 전자 명령을 받는 조작 단부(20a, 20b)를 구비하고 있다. 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(20)는 그 조작 단부로의 제어 장치(34)로부터의 전자 명령에 의해, 스풀 위치를 전환하고, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터의 압유를 붐 실린더(4)에 공급하여, 붐을 구동하고 있다.
제1 유압 펌프(1)와 제2 유압 펌프(2)는 엔진(3)에 의해 회전 구동되고, 회전수와 용적의 곱에 비례한 작동유 유량을 토출하는 가변 용량형이고, 펌프 유량 조정 장치로서의 레귤레이터(1a, 2a)를 각각 구비하고 있다. 레귤레이터(1a, 2a)는 제어 장치(34)로부터의 명령 신호에 의해 구동되고, 각 유압 펌프의 틸팅각(용량)이 제어된다. 또한, 엔진(3)에 설치된 엔진 컨트롤 유닛(3a)은 제어 장치(34)로부터의 명령을 수신하여 엔진 회전수를 제어한다. 이것에 의해, 각 유압 펌프의 토출 유량이 제어된다.
제어 장치(34)는 상술한 각 명령 신호를 출력한다. 또한, 제어 장치(34)는 붐 레버 조작량 검출 장치(30)가 검출한 붐 조작 장치(37)의 레버 조작량의 신호를 입력하고, 제1 압력 검출기(28)로부터 제1 어큐뮬레이터(14)의 압력인 ACC1압의 신호를 입력한다.
이어서 도 5를 사용하여, 동작에 대하여 설명한다. 도 5는 레버 조작량에 따라 어느 순서로 붐 실린더(4)에 압유를 공급하는지를 도시하고 있다. 도 5에 있어서, 횡축은 레버 조작량을 나타내고 있고, 종축은 (a) 붐 실린더 유량, (b) 제1 어큐뮬레이터 유량, (c) 제1 유압 펌프 유량, (d) 제2 유압 펌프 유량, (e) 엔진 회전수를 각각 나타내고 있다. 또한, 레버 조작량은 좌측으로부터 우측을 향해 증가하는 것이고, L1보다 L2가 크고, L2보다 L3이 크고, L3보다 L4가 크다.
붐 조작 장치(37)의 레버 조작량이 증가함으로써, (a)에 도시한 바와 같이 붐 실린더 유량[붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량]이 증가한다. 이것은 레버 조작량이 L1 이상이 되면, 제1 어큐뮬레이터 유량[어큐뮬레이터(14)로부터 붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량]의 증가를 개시시키고, 레버 조작량이 L3 이상이 되면, 제1 유압 펌프 유량[제1 유압 펌프(1)로부터 붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량]의 증가를 개시시키고, 레버 조작량이 L4 이상이 되면, 제2 유압 펌프 유량[제2 유압 펌프(2)로부터 붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량]의 증가를 개시시킴으로써 실현시키고 있다.
(e)에 도시하는 엔진 회전수는 레버 조작량이 작은 영역(L2 미만)에서는 저회전수로 제어하고, 레버 조작량이 L2 이상이고 증가를 개시하여 L3일 때에 소정의 고회전수가 되도록 제어하고 있다. 이와 같이 제1 어큐뮬레이터(14)만으로부터 압유를 공급하는 레버 조작량 영역(L3 미만)에서는 엔진 회전수를 저감 혹은 정지함으로써, 더욱 연비를 저감할 수 있다.
구체적으로는, 도 4에 도시하는 유압 회로에 있어서, 제1 어큐뮬레이터 유량을 증가시키기 위해, 제어 장치(34)는 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(20)의 조작 단부(20a)에 전자 명령을 출력하고, 스풀 위치를 전환하고, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터의 압유를 붐 실린더(4)에 공급한다.
또한, 레버 조작량이 증가하여 L3 이상이 되면, 제어 장치(43)는 레귤레이터(1a)에 명령 신호를 출력하고, 제1 유압 펌프(1)의 틸팅각을 증가시켜 유량을 증가시킴과 함께, 제1 유압 펌프(1)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(8)의 조작 단부(8a)에 전자 명령을 출력하고, 스풀 위치를 전환하고, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유를 붐 실린더(4)에 공급한다.
그리고, 레버 조작량이 L4 이상이 되면, 제어 장치(43)는 레귤레이터(2a)에 명령 신호를 출력하고, 제2 유압 펌프(2)의 틸팅각을 증가시켜 유량을 증가시킴과 함께, 제2 유압 펌프(2)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(9)의 조작 단부(9a)에 전자 명령을 출력하고, 스풀 위치를 전환하고, 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유를 붐 실린더(4)에 공급한다.
본 실시 형태에 있어서는, 레버 조작량이 작은 영역에서는, 제1 어큐뮬레이터 유량만이 붐 실린더(4)에 공급되므로, 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2)의 출력이 억제되어 연비의 저감이 도모된다. 또한, 레버 조작량이 커짐에 따라, 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2)로부터 압유를 공급하므로, 붐 실린더(4)에서 대유량이 필요할 때는 직접 유압 펌프로부터 압유가 공급된다. 이것에 의해, 유압 펌프로부터 압유를 한번에 어큐뮬레이터에 축적하기 위한 에너지 손실이 억제되고, 보다 효율적으로 압유를 공급할 수 있다. 또한, 이와 같은 대유량 영역에 있어서, 제1 어큐뮬레이터 유량을 감소시키거나, 또는 0으로 하는 제어를 도입함으로써, 더욱 효율을 높일 수도 있다.
또한, 도 4에 도시하는 유압 회로에 있어서, 제1 어큐뮬레이터(14)의 압력이 저하된 경우, 제어 장치(34)는 제1 유압 펌프(1)가 압유를 공급하고 있는 경우에는 제1 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(16)의 조작 단부에 전자 명령을 출력하여 개방 동작시키고, 제1 펌프 유량 커트 제어 밸브(35)의 조작 단부에 전자 명령을 출력하여 폐쇄 동작시킨다. 또한, 제2 유압 펌프(2)가 압유를 공급하고 있는 경우에는, 제2 유압 펌프(2)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(18)의 조작 단부에 전자 명령을 출력하여 개방 동작시키고, 제2 펌프 유량 커트 제어 밸브(36)의 조작 단부에 전자 명령을 출력하여 폐쇄 동작시킨다. 이것에 의해, 제1 유압 펌프(1) 또는 제2 유압 펌프(2)의 압유를 제1 어큐뮬레이터(14)로 이송하여 차지(축압)할 수 있다. 제1 어큐뮬레이터(14)의 상태는 제1 압력 검출기(28)의 신호에 의해 판단할 수 있다.
이상, 붐 단독 동작에 있어서의 레버 조작량에 따른 유압 펌프 또는 어큐뮬레이터의 접속의 변경 제어에 대하여 설명했다. 이 제어는 아암, 버킷, 선회의 각 단독 동작에 있어서도 마찬가지로 실행된다. 이 경우, 각 레버 조작량은 아암 레버 조작량 검출 장치(31), 버킷 레버 조작량 검출 장치(32), 선회 레버 조작량 검출 장치(33) 등에 의해 검출된다.
아암 단독 동작의 경우, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제어 장치(34)는 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2), 제1 어큐뮬레이터(14)의 각각으로부터 아암 실린더(5)에 압유를 공급하기 위해, 제1 유압 펌프(1)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(10), 제2 유압 펌프(2)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(11), 제1 어큐뮬레이터(14)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(22)를 각각 제어한다.
또한, 버킷 단독 동작의 경우, 제어 장치(34)는 제1 유압 펌프(1)로부터 버킷 실린더(6)에 압유를 공급하기 위해 제1 유압 펌프(1)와 버킷 실린더(6)용 유량 제어 밸브(12)를 제어하고, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 아암 실린더(5)에 압유를 공급하기 위해, 제1 어큐뮬레이터(14)와 버킷 실린더(6)용 유량 제어 밸브(24)를 제어한다.
마찬가지로, 선회 단독 동작의 경우, 제어 장치(34)는 제2 유압 펌프(2)로부터 선회 모터(7)에 압유를 공급하기 위해 제2 유압 펌프(2)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브(13)를 제어하고, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 선회 모터(7)에 압유를 공급하기 위해, 제1 어큐뮬레이터(14)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브(26)를 제어한다.
또한, 버킷 단독 동작이나 선회 단독 동작의 경우, 구동에 필요로 하는 압유의 유량이 작은 점에서, 한쪽의 유압 펌프로부터의 공급으로 충분하다. 이로 인해, 제1 유압 펌프(1) 또는 제2 유압 펌프(2)의 한쪽으로부터, 제1 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(16) 또는 제2 유압 펌프(2)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(18)를 통해 제1 어큐뮬레이터(14)를 차지(축압)할 수 있다. 또한, 차지하는 경우, 제어 장치(34)는 제1 펌프 유량 커트 제어 밸브(35), 제2 펌프 유량 커트 제어 밸브(36)를 구동시켜, 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2)의 압유가 탱크에 유입되는 것을 방지하고, 제1 어큐뮬레이터(14)에 유입되도록 제어한다.
이어서, 도 3에 도시하는 굴삭, 선회 붐 상승, 선회 붐 복귀와 같은 복합 동작의 경우에 있어서의 유압 펌프와 어큐뮬레이터의 출력에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 있어서의 복합 동작 시의 유압 펌프와 어큐뮬레이터의 출력 특성을 도시하는 특성도이다. 여기서, 「출력」이란 압력과 유량의 곱으로 구해지는 것을 말한다.
제어 장치(34)에 있어서, 복합 동작 시에는 어느 액추에이터에 어느 유압 펌프 또는 어큐뮬레이터로부터 압유를 공급하는지가 미리 설정되어 있다. 예를 들어, 굴삭 동작과 같은 붐, 아암, 버킷의 3복합 동작에서는, 제1 유압 펌프(1)로부터는 버킷 실린더(6), 제2 유압 펌프(2)로부터는 아암 실린더(5), 제1 어큐뮬레이터(14)로부터는 붐 실린더(4)에 각각 압유를 공급하도록 배정한다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 하나의 유압 펌프로부터 복수의 액추에이터에 공급하는 분류 손실을 저감할 수 있고, 연비를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 복합 동작은 붐 레버 조작량 검출 장치(30), 아암 레버 조작량 검출 장치(31), 버킷 레버 조작량 검출 장치(32), 선회 레버 조작량 검출 장치(33) 등에 의해 검출되는 각 레버 조작량 신호에 의해 판단된다.
도 6은 유압 셔블의 굴삭 적재 동작 시의 출력 특성을 모식적으로 나타내고 있다. 상황으로서는, 유압 셔블이 흙이나 자갈을 파내고, 유압 셔블의 옆에 대기하고 있는 덤프에 토사를 적재하는 작업에 있어서, 그와 같은 동작 시의 각 출력을 나타내고 있다. 도 6에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은 (a) 제1 유압 펌프 출력, (b) 제2 유압 펌프 출력, (c) 제1 어큐뮬레이터 출력을 각각 나타내고 있다. 또한, 시각 t1은 굴삭을 개시한 시각을 나타내고, 시각 t2는 굴삭을 종료하여 적재을 개시한 시각을 나타낸다. 시각 t3은 선회 붐 상승을 개시한 시각을 나타내고, 시각 t4는 선회 붐 상승을 종료하고 방토를 개시한 시각을 나타낸다. 또한, 시각 t5는 선회 붐 하강을 개시한 시각을 나타내고, 시각 t6은 선회 붐 하강을 종료한 시각을 나타낸다.
시각 t1부터 t2의 굴삭 작업에 있어서는, 버킷 실린더(6), 아암 실린더(5), 붐 실린더(4)에 대하여, 각각 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2), 제1 어큐뮬레이터로부터 압유를 공급한다.
시각 t2로부터의 적재의 버킷 단독 동작에서는, 버킷 실린더(6)에는 제1 유압 펌프(1)로부터 압유를 공급하지만, 제2 유압 펌프(2)로부터는 어디에도 공급할 필요가 없다. 그로 인해 이와 같은 동작이 이루어져 있을 때이며, 제1 압력 검출기(28)가 검출한 제1 어큐뮬레이터(14)의 압력이 낮은 경우에는, (b)의 사선부에 나타낸 바와 같이, 제2 유압 펌프(2)로부터 제1 어큐뮬레이터(14)에 압유를 공급하여 차지할 수 있다.
시각 t3으로부터의 선회 붐 상승 동작에서는, 붐 실린더(4)에는 제1 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 압유를 공급하고, 선회 모터(7)에는 제2 유압 펌프(2)로부터 압유를 공급한다.
시각 t4로부터의 방토의 버킷 단독 동작에서는, 적재 시의 버킷 단독 동작과 마찬가지로 버킷 실린더(6)에는 제1 유압 펌프(1)로부터 압유를 공급하고, 제2 유압 펌프(2)는 필요에 따라 제1 어큐뮬레이터(14)에 압유를 공급한다.
시각 t5로부터의 선회 붐 하강 동작에서는, 버킷 실린더(6), 붐 실린더(4)에는 제1 유압 펌프(1)로부터 압유가 공급되고, 선회 모터(7)에는 제2 유압 펌프(2)로부터, 아암 실린더(5)에는 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 압유가 각각 공급된다.
상술한 복합 동작에 있어서, 붐 실린더(4)와 아암 실린더(5)와 붐 레버 조작량과 아암 레버 조작량에 착안하면, 제어 장치(34)는 붐 레버 조작량 검출 장치(30)와 아암 레버 조작량 검출 장치(31)가 검출한 조작량의 적어도 어느 한쪽의 조작량에 따라, 제1 유압 펌프와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(8)와 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(20) 및 제1 유압 펌프(1)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(10)와 제1 어큐뮬레이터(14)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(22)의 적어도 어느 하나를 제어하고 있다.
이와 같이 각 액추에이터에 대하여 각각 유압 펌프 및 어큐뮬레이터의 접속처를 분담시킴으로써, 하나의 유압 펌프로부터 복수의 액추에이터에 공급하는 분류 손실을 저감할 수 있으므로, 연비를 저감하는 것이 가능해진다.
이상과 같이 구성함으로써, 어큐뮬레이터로부터 압유를 액추에이터에 공급할지, 유압 펌프로부터 직접 제어 밸브를 통해 액추에이터에 공급할지를 레버 조작량이나 동작으로부터 판단하고, 최적으로 유압 펌프 유량, 어큐뮬레이터 유량을 제어함으로써 큰 연비 저감 효과를 도모할 수 있다.
상술한 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태에 의하면, 유압 펌프로부터 밸브를 통해 직접 압유를 유압 실린더에 공급하는 하나의 회로와, 어큐뮬레이터에 축적된 압유를 별개의 밸브를 통해 유압 실린더에 공급하는 다른 회로를 구비하고, 동작에 따라 효율이 양호한 회로로부터 유압 실린더에 압유를 공급하는 것이 가능해지므로, 작업 기계 전체적으로 대폭적인 효율 향상이 도모되고, 큰 연비 저감이 가능해진다.
[실시예 2]
이하, 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태에 있어서의 유압 회로를 도시하는 개념도, 도 8은 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태를 구성하는 제어 장치의 개요를 도시하는 개념도, 도 9는 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태에 있어서 작업 기계의 동작 형태마다의 각 액추에이터와 유압 펌프 및 어큐뮬레이터의 접속 관계를 도시하는 표 도면이다. 도 7 내지 도 9에 있어서, 도 1 내지 도 6에 도시하는 부호와 동일한 부호의 것은 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태에 있어서는, 도 7에 도시한 바와 같이 제2 어큐뮬레이터(15)가 추가되고, 이에 수반하여 각 액추에이터로의 제어 밸브 등이 추가되어 있다. 구체적으로는, 제1 유압 펌프(1) 및 제2 유압 펌프(2)와 제2 어큐뮬레이터(15)는 각각 관로로 접속되어 있다. 제1 유압 펌프(1)와 제2 어큐뮬레이터(15)를 접속하는 관로에는 제1 유압 펌프(1)로부터 제2 어큐뮬레이터(15)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제2 축압 유량 조정 장치로서의 제1 유압 펌프(1)와 제2 어큐뮬레이터(15)용 유량 제어 밸브(17)가 설치되고, 제2 유압 펌프(2)와 제2 어큐뮬레이터(15)를 접속하는 관로에는 제2 유압 펌프(2)로부터 제2 어큐뮬레이터(15)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제4 축압 유량 조정 장치로서의 제2 유압 펌프(2)와 제2 어큐뮬레이터(15)용 유량 제어 밸브(19)가 설치되어 있다.
또한, 제2 어큐뮬레이터(15)와 각 액추에이터는 각각 관로로 접속되어 있다. 제2 어큐뮬레이터(15)와 붐 실린더(4)를 접속하는 제5 관로로서의 관로(55)에는 제2 어큐뮬레이터(15)로부터 붐 실린더(4)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제3 축압 유량 공급 장치로서의 제2 어큐뮬레이터(15)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(21)가 설치되고, 제2 어큐뮬레이터(15)와 아암 실린더(5)를 접속하는 관로에는 제2 어큐뮬레이터(15)로부터 아암 실린더(5)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제2 어큐뮬레이터(15)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(23)가 설치되어 있다.
마찬가지로, 제2 어큐뮬레이터(15)와 버킷 실린더(6)를 접속하는 관로에는 제2 어큐뮬레이터(15)로부터 버킷 실린더(6)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제2 어큐뮬레이터(15)와 버킷 실린더(6)용 유량 제어 밸브(25)가 설치되고, 제2 어큐뮬레이터(15)와 선회 모터(7)를 접속하는 관로에는 제2 어큐뮬레이터(15)로부터 선회 모터(7)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 제2 어큐뮬레이터(15)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브(27)가 설치되어 있다.
또한, 제2 어큐뮬레이터(15)로부터 압유가 토출되는 관로에는 제2 어큐뮬레이터(15)의 압력을 검출하는 제2 압력 검출기(29)가 설치되어 있다. 상술한 각 제어 밸브(17, 19, 21, 23, 25, 27)는 제어 장치(34)로부터의 명령 신호에 의해 구동되고, 내부의 스풀 위치가 변화됨으로써, 유량 등을 제어한다.
본 실시 형태에 있어서는, 제1 어큐뮬레이터(14)와 제2 어큐뮬레이터(15)의 설정압을 다른 값으로 함으로써, 작업 기계의 동작에 따라 액추에이터의 압유의 압력에 가까운 어큐뮬레이터로부터 압유를 공급할 수 있다. 이것에 의해, 어큐뮬레이터와 액추에이터 사이의 압력 손실을 저감할 수 있으므로, 더욱 연비 저감을 도모할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제어 장치(34)는 입력부(38)에 제2 압력 검출기(29)가 검출한 제2 어큐뮬레이터(15)의 압력인 ACC2압(129)의 신호가 입력되는 것과, 추가된 유량 제어 밸브(17, 19, 21, 23, 25, 27)를 제어하기 위한 각 제어 명령이 연산되고, 출력부(41)로부터 각 유량 제어 밸브를 제어하기 위한 제어 밸브 명령(117, 119, 121, 123, 125, 127)을 출력하는 것이 제1 실시 형태와 다르다.
이어서, 도 9를 사용하여 본 실시 형태에 있어서의 제어 장치의 동작을 설명한다. 도 3에 도시하는 제1 실시 형태에 비하면, 본 실시 형태에 있어서는, 제2 어큐뮬레이터(15)가 추가되었으므로, 각 동작 시의 유압 펌프와 제1 어큐뮬레이터의 역할 분담이 바뀌고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 제1 어큐뮬레이터(14)의 설정압을 고압(HP)이라고 하고, 제2 어큐뮬레이터(15)의 압력을 중압(MP)이라고 하고 있다.
이와 같이, 제1 어큐뮬레이터(14)와 제2 어큐뮬레이터(15)의 설정압을 다른 값으로 한 점에서, 붐 단독 동작이나 선회 단독 동작과 같은 고부하 동작의 경우에는, 제1 어큐뮬레이터(14)로부터 압유를 공급하고, 아암 단독 동작이나 버킷 단독 동작과 같은 저부하 동작의 경우에는, 제2 어큐뮬레이터(15)로부터 압유를 공급할 수 있다. 이것에 의해, 어큐뮬레이터와 액추에이터 사이의 압력 손실을 보다 저감할 수 있고, 연비를 저감할 수 있다.
도 9에 도시하는 버킷 단독 동작이나 선회 단독 동작의 경우, 공급하는 유압 펌프는 1개여도 되므로, 다른 쪽의 유압 펌프는 필요에 따라 어큐뮬레이터를 차지하는 데 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 어큐뮬레이터(15)의 압력이 저하된 경우, 제2 압력 검출기(29)의 신호를 도입하고, 제어 장치(34)는 제1 유압 펌프(1)가 압유를 공급하고 있는 경우에는, 제1 유압 펌프(1)와 제2 어큐뮬레이터(15)용 유량 제어 밸브(17)의 조작 단부에 전자 명령을 출력하여 개방 동작시킨다. 또한, 제2 유압 펌프(2)가 압유를 공급하고 있는 경우에는, 제2 유압 펌프(2)와 제2 어큐뮬레이터(15)용 유량 제어 밸브(19)의 조작 단부에 전자 명령을 출력하여 개방 동작시킨다. 이것에 의해, 제1 유압 펌프(1) 또는 제2 유압 펌프(2)의 압유를 제2 어큐뮬레이터(15)로 이송하여 차지(축압)할 수 있다.
또한, 선회 붐 복귀 동작은 선회와 붐에 더하여, 프론트의 자세를 초기의 자세로 하기 위해 아암과 버킷의 동작이 들어가는 4복합의 동작이지만, 본 실시 형태에 있어서는, 제2 어큐뮬레이터(15)를 추가했으므로, 각각의 유압 펌프 및 어큐뮬레이터로부터 분류를 하지 않고 각각의 액추에이터에 압유를 공급할 수 있다. 이것에 의해, 하나의 유압 펌프로부터 복수의 액추에이터에 압유를 공급하는 분류 손실을 저감할 수 있고, 연비를 저감하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 어큐뮬레이터를 2개 설치함으로써, 작업 기계의 동작에 따라 압력이 가까운 어큐뮬레이터로부터 압유를 액추에이터에 공급할 수 있다. 이것에 의해, 어큐뮬레이터와 액추에이터 사이의 압력 손실을 저감할 수 있고, 가일층의 연비 저감이 도모된다. 또한, 하나의 유압 펌프로부터 복수의 액추에이터에 공급하는 분류 손실을 저감할 수 있으므로, 연비를 저감하는 것이 가능해진다.
상술한 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태에 의하면, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 유압 구동 장치의 제2 실시 형태에 의하면, 하나의 유압 펌프로부터 복수의 액추에이터에 압유를 공급함으로써 발생하는 분류 손실을 더욱 저감할 수 있으므로, 한층 더한 연비 저감이 가능해진다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 어큐뮬레이터를 2개 구비한 경우를 예로 들어 설명했지만, 2개로 한정되는 것은 아니고, 3개, 4개로 늘려도 된다. 이 경우, 각 어큐뮬레이터의 설정 압력을 다른 레인지로 함으로써, 액추에이터와 어큐뮬레이터의 압력차가 보다 작은 어큐뮬레이터를 접속처로 선택하는 것이 가능해지므로, 압력 손실을 한층 더 저감할 수 있고, 더욱 연비 성능을 향상시킬 수 있다.
1 : 제1 유압 펌프
2 : 제2 유압 펌프
3 : 엔진
3a : 엔진 컨트롤 유닛(원동기 컨트롤러)
4 : 붐 실린더(제1 유압 액추에이터)
5 : 아암 실린더(제2 유압 액추에이터)
6 : 버킷 실린더
7 : 선회 모터
8 : 제1 유압 펌프(1)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(제1 펌프 유량 조정 장치)
9 : 제2 유압 펌프(2)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(제3 펌프 유량 조정 장치)
10 : 제1 유압 펌프(1)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(제2 펌프 유량 조정 장치)
11 : 제2 유압 펌프(2)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브
12 : 제1 유압 펌프(1)와 버킷 실린더(6)용 유량 제어 밸브
13 : 제2 유압 펌프(2)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브
14 : 제1 어큐뮬레이터
15 : 제2 어큐뮬레이터
16 : 제1 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(제1 축압 유량 조정 장치)
17 : 제1 유압 펌프(1)와 제2 어큐뮬레이터(15)용 유량 제어 밸브(제2 축압 유량 조정 장치)
18 : 제2 유압 펌프(1)와 제1 어큐뮬레이터(14)용 유량 제어 밸브(제3 축압 유량 조정 장치)
19 : 제2 유압 펌프(2)와 제2 어큐뮬레이터(15)용 유량 제어 밸브(제4 축압 유량 조정 장치)
20 : 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(제1 축압 유량 공급 장치)
21 : 제2 어큐뮬레이터(15)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브(제3 축압 유량 공급 장치)
22 : 제1 어큐뮬레이터(14)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브(제2 축압 유량 공급 장치)
23 : 제2 어큐뮬레이터(15)와 아암 실린더(5)용 유량 제어 밸브
24 : 제1 어큐뮬레이터(14)와 붐 실린더(4)용 유량 제어 밸브
25 : 제2 어큐뮬레이터(15)와 버킷 실린더(6)용 유량 제어 밸브
26 : 제1 어큐뮬레이터(14)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브
27 : 제2 어큐뮬레이터(15)와 선회 모터(7)용 유량 제어 밸브
28 : 제1 압력 검출기
29 : 제2 압력 검출기
30 : 붐 레버 조작량 검출 장치(제1 조작량 검출 장치)
31 : 아암 레버 조작량 검출 장치(제2 조작량 검출 장치)
32 : 버킷 레버 조작량 검출 장치
33 : 선회 레버 조작량 검출 장치
34 : 제어 장치
35 : 제1 펌프 유량 커트 제어 밸브(펌프 유량 커트 장치)
36 : 제2 펌프 유량 커트 제어 밸브
37 : 붐 조작 장치
38 : 입력부
39 : 연산부
40 : 제어 특성 기억부
41 : 출력부
51 : 관로(제1 관로)
52 : 관로(제2 관로)
53 : 관로(제3 관로)
54 : 관로(제4 관로)
55 : 관로(제5 관로)
56 : 관로(제6 관로)

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 제1 유압 펌프와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받아 구동하는 제1 유압 액추에이터와,
    상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 관로와,
    상기 제1 관로에 설치되어 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 펌프 유량 조정 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 축적하는 제1 축압 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 축압 유량 조정 장치를 구비한 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제1 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로와는 별개의 제2 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 축압 유량 공급 장치와,
    상기 제1 유압 액추에이터의 조작 장치의 조작량을 검출하는 제1 조작량 검출 장치와,
    상기 제1 조작량 검출 장치가 검출한 조작량이 입력되고, 상기 제1 펌프 유량 조정 장치와 상기 제1 축압 유량 공급 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 조작량 검출 장치가 검출한 조작량에 따라, 상기 제1 펌프 유량 조정 장치와 상기 제1 축압 유량 공급 장치 중 적어도 어느 한쪽을 제어하며,
    상기 제1 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받아 구동하는 제2 유압 액추에이터와,
    상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제2 유압 액추에이터에 공급하는 제3 관로와,
    상기 제3 관로에 설치되어 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제2 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제2 펌프 유량 조정 장치와,
    상기 제1 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제3 관로와는 별개의 제4 관로를 통해, 상기 제2 유압 액추에이터에 공급하는 제2 축압 유량 공급 장치를 더 구비한
    것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 유압 액추에이터의 조작 장치의 조작량을 검출하는 제2 조작량 검출 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 조작량 검출 장치와 상기 제2 조작량 검출 장치가 검출한 조작량의 적어도 어느 한쪽의 조작량에 따라, 상기 제1 펌프 유량 조정 장치와 상기 제1 축압 유량 공급 장치 및 상기 제2 펌프 유량 조정 장치와 상기 제2 축압 유량 공급 장치 중 적어도 어느 하나를 제어하는
    것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  5. 제1 유압 펌프와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받아 구동하는 제1 유압 액추에이터와,
    상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 관로와,
    상기 제1 관로에 설치되어 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 펌프 유량 조정 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 축적하는 제1 축압 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 축압 유량 조정 장치를 구비한 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제1 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로와는 별개의 제2 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 축압 유량 공급 장치를 구비하며,
    상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 축적하는 제2 축압 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제2 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제2 축압 유량 조정 장치를 구비하고,
    상기 제2 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로 및 상기 제2 관로와는 별개의 제5 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제3 축압 유량 공급 장치를 구비한
    것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  6. 제1 유압 펌프와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받아 구동하는 제1 유압 액추에이터와,
    상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 관로와,
    상기 제1 관로에 설치되어 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 펌프 유량 조정 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 축적하는 제1 축압 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 축압 유량 조정 장치를 구비한 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제1 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로와는 별개의 제2 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 축압 유량 공급 장치를 구비하며,
    제2 유압 펌프와,
    상기 제2 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제6 관로와,
    상기 제6 관로에 설치되어 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제3 펌프 유량 조정 장치와,
    상기 제2 유압 펌프로부터 상기 제1 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제3 축압 유량 조정 장치를 구비한
    것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 유압 펌프 및 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 압유를 축적하는 제2 축압 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제2 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제2 축압 유량 조정 장치와,
    상기 제2 유압 펌프로부터 상기 제2 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제4 축압 유량 조정 장치를 더 구비하고,
    상기 제2 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로와 상기 제2 관로와는 별개의 제5 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제3 축압 유량 공급 장치를 구비한
    것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  8. 제1 유압 펌프와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받아 구동하는 제1 유압 액추에이터와,
    상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 관로와,
    상기 제1 관로에 설치되어 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 펌프 유량 조정 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 축적하는 제1 축압 장치와,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 축압 장치로의 압유의 흐름을 조정하는 제1 축압 유량 조정 장치를 구비한 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제1 축압 장치에 축적된 압유를 상기 제1 관로와는 별개의 제2 관로를 통해, 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하는 제1 축압 유량 공급 장치와,
    상기 제1 유압 액추에이터의 조작 장치의 조작량을 검출하는 제1 조작량 검출 장치와,
    상기 제1 조작량 검출 장치가 검출한 조작량이 입력되고, 상기 제1 펌프 유량 조정 장치와 상기 제1 축압 유량 공급 장치를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 조작량 검출 장치가 검출한 조작량에 따라, 상기 제1 펌프 유량 조정 장치와 상기 제1 축압 유량 공급 장치 중 적어도 어느 한쪽을 제어하며,
    상기 제1 유압 펌프를 구동하는 원동기와,
    상기 원동기의 회전수를 제어 가능하게 하는 원동기 컨트롤러를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 조작량 검출 장치가 검출한 조작량이 제1 역치 이상일 때에, 상기 제1 축압 유량 공급 장치에 의해 상기 제1 유압 액추에이터로 압유를 공급 제어하고,
    상기 제1 조작량 검출 장치가 검출한 조작량이 상기 제1 역치보다 큰 제2 역치 이상이고, 상기 원동기의 회전수를 상승시키도록 상기 원동기 컨트롤러로 명령 출력하고,
    상기 제1 조작량 검출 장치가 검출한 조작량이 상기 제2 역치보다 큰 제3 역치 이상이고, 상기 제1 펌프 유량 조정 장치에 의해 상기 제1 유압 액추에이터로 압유를 공급하는
    것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 펌프 유량 조정 장치는 상기 제1 유압 액추에이터에 압유를 공급하지 않을 때에는, 상기 제1 유압 펌프로부터의 압유를 탱크에 배출하는 오픈 센터형의 제어 밸브이며,
    상기 제1 유압 펌프로부터 상기 탱크로의 유량 또는 압력을 조정 가능한 펌프 유량 커트 장치를 구비한
    것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
KR1020187004914A 2016-09-29 2016-09-29 유압 구동 장치 KR102035607B1 (ko)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/078949 WO2018061165A1 (ja) 2016-09-29 2016-09-29 油圧駆動装置

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