KR102437692B1 - 유압 펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프는 회전 축선 방향으로 길이를 갖는 복수의 실린더가 형성된 실린더 블록과, 상기 복수의 실린더 내에서 각각 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 일단과 대향하여 상기 실린더 블록이 회전할 때 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 사판, 그리고 상기 사판의 기울기가 작아지는 방향으로 상기 사판의 일측을 가압하여 상기 사판의 각도를 조절하는 사판각 조절 장치를 포함한다. 또한, 상기 사판각 조절 장치는 일단부가 상기 사판을 가압하는 제1 가압 로드와, 상기 제1 가압 로드와 병렬로 배치되며 일단부가 상기 사판을 가압하는 제2 가압 로드 및 제3 가압 로드, 그리고 상기 제1 가압 로드의 타단부와 상기 제2 가압 로드의 타단부가 각각 일측에 삽입되며 상기 사판을 가압하기 위한 추력을 발생시키는 복수의 제4 가압 로드를 포함한다.

Description

유압 펌프{HYDRAULIC PUMP}
본 발명의 실시예는 유압 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용적을 가변할 수 있는 사판식 유압 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 유압 펌프는 회전하는 축에 수직 또는 평행하게 설치된 여러 개의 실린더 안의 부피를 축의 회전 방향에 따라 압축 또는 팽창시켜 기계적 에너지를 압력으로 변환시키는 장치를 말한다. 여러 종류의 유압 펌프 중에서, 스플릿 타입 가변 용량형 사판식 유압 펌프는 회전 가능한 실린더 블록에 회전 축선 방향으로 왕복 운동하는 복수의 피스톤을 장착하고, 각 피스톤의 단부에 대향하는 사판의 각도에 의해 용량이 결정된다. 구체적으로, 사판식 유압 펌프는 복수의 피스톤과, 피스톤을 수용하는 복수의 실린더를 갖는 실린더 블록과, 실린더 블록의 회전에 따라서 피스톤을 왕복 이동시키는 사판, 그리고 사판의 기울기를 조절하는 사판각 조절 장치를 포함한다. 여기서, 사판각 조절 장치는 인가된 압력에 따라 사판의 일측을 가압하는 가압 로드와 기울어진 사판을 다시 원위치로 복귀 시키는 스프링을 포함한다.
한편, 유압 펌프는 다양한 제어 방식에 따라 제어되는데, 사판의 각도를 조절하는 사판각 조절 장치는 제어 방식에 따라 구조와 사양이 달라진다. 현재까지 스플릿 타입 가변 용량형 유압 펌프의 제어 방식은 마력 제어만 가능하도록 되어 있었다. 하지만, 점차 요구되는 환경 문제로 인해 스플릿 타입 가변 용량형 유압 펌프도 유량 제어가 가능하도록 개발이 되고 있다.
따라서, 하나의 유압 펌프를 두가지 이상의 제어 방식으로 제어하기 위해서는 사판각 조절 장치의 구조가 크고 복잡해지는 데, 특히 마력 제어 방식의 사판각 조절 장치에 유량 제어 기능을 추가하기 위해서는 사판각 조절 장치가 길이 방향으로 커지게 된다. 이는 하나의 사판각 조절 장치로 마력 제어와 유량 제어를 모두 수행하기 위해서는 스프링을 공유해야 하기 때문이다. 그런데 마력 제어와 유량 제어의 스프링을 공유한다는 것은 마력제어 제어 압력 신호 대비 유량 제어 신호 압력이 보통 상대적으로 낮기 때문에 유량 로드가 마력 제어 로드에 상응하는 힘을 내기 위해서는 로드의 크기가 비례적으로 커질 수밖에 없다. 이는 수압 면적이 커짐을 의미한다.
전술한 바와 같이, 종래에는 여러 제어 방식을 하나의 사판각 조절 장치로 구현하기 위해서는 구조가 복잡하고 사용되는 부품이 많아 생산성이 저하되고 유지 보수가 어려워지는 문제점이 있으며, 사판각 조절 장치의 크기가 커지고 특히 길이가 길어져 유압 펌프를 소형화 시키는 데 걸림돌이 되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 여러 제어 방식으로 제어가 가능하면서도 전체적인 크기를 최소화할 수 있는 유압 펌프를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유압 펌프는 회전 축선 방향으로 길이를 갖는 복수의 실린더가 형성된 실린더 블록과, 상기 복수의 실린더 내에서 각각 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 일단과 대향하여 상기 실린더 블록이 회전할 때 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 사판, 그리고 상기 사판의 기울기가 작아지는 방향으로 상기 사판의 일측을 가압하여 상기 사판의 기울기를 조절하는 사판각 조절 장치를 포함한다. 또한, 상기 사판각 조절 장치는 일단부가 상기 사판을 가압하는 제1 가압 로드와, 상기 제1 가압 로드와 병렬로 배치되며 일단부가 상기 사판을 가압하는 제2 가압 로드 및 제3 가압 로드, 그리고 상기 제1 가압 로드의 타단부와 상기 제2 가압 로드의 타단부가 각각 일측에 삽입되며 상기 사판을 가압하기 위한 추력을 발생시키는 복수의 제4 가압 로드를 포함한다.
또한, 상기한 유압 펌프는 상기 제1 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제1 유로와, 상기 제2 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제2 유로와, 상기 제3 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 유로, 그리고 상기 제4 가압 로드의 타측으로 작동유를 공급하는 제4 유로를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 가압 로드는 일단부가 상기 사판의 일측 가압하는 제3 전단 가압 로드와, 일단부가 상기 제3 전단 가압 로드의 타단부를 가압하는 제3 후단 가압 로드를 포함하는 다단 구조로 형성될 수 있다.
상기 제3 유로는 상기 제3 전단 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 전단 유로와, 상기 제3 후단 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 후단 유로를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 유압 펌프는 상기 사판의 기울기가 커지는 방향으로 상기 사판의 타측을 탄성 가압하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성 부재는 상기 사판을 항시 가압하는 제1 탄성 부재와, 상기 사판의 기울기가 기설정된 각도 미만으로 작아지면 상기 사판을 가압하는 제2 탄성 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유압 펌프는 마력 제어 방식, 유량 제어 방식, 최소 유량 우선 제어 방식, 및 파워 시프트 제어 방식 중 선택된 하나 이상의 제어 방식으로 제어되며, 선택된 제어 방식에 따라 상기 사판각 조절 장치가 상이하게 동작하거나 상호 연동하여 동작할 수 있다.
상기 마력 제어 방식에서는, 상기 제1 가압 로드 및 상기 제2 가압 로드에는 상기 유압 펌프의 내부에서 인가된 서보 압력이 인가되고 다른 하나에는 상기 유압 펌프가 토출한 작동유의 자기 압력이 인가되며, 상기 제1 가압 로드 및 상기 제2 가압 로드에 인가된 압력 중 높은 압력에 따라 상기 사판의 각도가 조절될 수 있다.
상기 유량 제어 방식에서는, 상기 유압 펌프에 요구되는 요구 유량에 따른 파일럿 압력이 외부 또는 내부에서 생성되어 상기 제4 가압 로드에 인가되며, 상기 제4 가압 로드에 인가된 파일럿 압력에 따라 상기 사판의 각도가 조절될 수 있다.
상기 최소 유량 우선 제어 방식에서는, 상기 제4 가압 로드에 인가된 파일럿 압력에 의해 상기 제4 가압 로드는 상기 사판을 가압하는 방향으로 최대로 전진하고, 상기 제1 가압 로드 및 상기 제2 가압 로드에 인가된 메인 압력이 증가하여 상기 제4 가압 로드에 인가된 파일럿 압력을 초과하면 상기 파일럿 압력을 초과한 압력에 따라 상기 사판의 각도가 조절될 수 있다.
상기 파워 시프트 제어 방식에서는, 상기 제1 가압 로드, 상기 제2 가압 로드, 또는 상기 제4 가압 로드에 의해 상기 사판의 각도가 제어될 때, 상기 유압 펌프에 연결되어 회전 동력을 제공하는 엔진의 부하에 비례하거나 사용자의 선택에 의해 내부 또는 외부 압력이 인가되어 상기 제3 가압 로드가 상기 사판을 가압하는 추력에 힘을 부가할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 유압 펌프는 여러 제어 방식으로 제어가 가능하면서도 전체적인 크기를 최소화할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프의 개념도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 유압 펌프의 제어 방식 별 동작 상태를 나타낸 개념도들이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)를 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)는 스플릿 타입 가변 용량형 사판식 유압 펌프이다.
또한, 도시하지는 않았지만, 유압 펌프(101)는 엔진과 연결되어 엔진으로부터 동력을 제공받을 수 있다. 일례로, 유압 펌프(101)는 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 유압 펌프(101)의 제어를 위해 파일럿 펌프가 생성한 서보(Sv) 압력을 사용할 수 있다. 파일럿 펌프도 한 쌍의 유압 펌프(101)와 마찬가지로 엔진과 연결되어 엔진으로부터 동력을 제공받을 수 있다. 그리고 한 쌍의 유압 펌프(101)와 파일럿 펌프가 하나의 케이싱에 수용되어 펌프 어셈블리를 형성할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)는 실린더 블록(200), 피스톤(300), 사판(400), 및 사판각 조절 장치(500)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)는 제1 유로(610), 제2 유로(620), 제3 유로(630), 제4 유로(640), 및 탄성 부재(800)를 더 포함할 수 있다.
실린더 블록(200)은 복수의 실린더를 가지고 회전한다. 복수의 실린더는 실린더 블록의 회전 축선(CL) 방향으로 길이를 가지며, 실린더 블록(200)의 둘레 방향으로 동일한 간격을 두고 형성될 수 있다. 즉, 복수의 실린더는 실린더 블록(200)의 회전 중심에서 방사상으로 등간격 배열된다.
피스톤(300)은 실린더 블록(200)의 복수의 실린더에 각각 삽입되어 작동유의 압력으로 왕복 운동하면서 실린더 블록(200)의 회전에 따라 왕복 운동하면서 압력을 발생시켜 작동유를 토출한다. 이때, 피스톤(300)의 일단은 후술할 사판(400)과 슬라이딩 가능하게 접촉한다. 따라서, 유압 펌프(101)가 엔진으로부터 회전 동력을 전달받아 실린더 블록(200)이 회전하게 되면, 피스톤(300)의 일단이 사판(400)의 경사면을 따라 슬라이딩되면서 실린더 내에서 왕복 운동하게 되고, 피스톤(300)이 왕복 운동하면서 압력을 발생시켜 작동유를 토출하게 된다.
사판(400)은 피스톤(300)의 일단과 대향하여 실린더 블록(200)이 회전할 때 피스톤(300)을 왕복 운동시킨다. 그리고 사판(400)은 유압 펌프(101)가 토출하는 작동유의 유량을 조절한다. 구체적으로, 사판(400)의 기울기가 작아지면 유압 펌프(101)에서 토출되는 작동유의 유량이 감소하고, 사판(400)의 기울기가 커지면 유압 펌프(101)에서 토출되는 작동유의 유량이 증가하게 된다. 여기서, 사판(400)의 기울기는 실린더 블록(200)의 회전 축선(CL)과 수직한 방향에 가까울수록 작아지고, 실린더 블록(200)의 회전 축선(CL)과 수평한 방향에 가까워질수록 커진다.
사판각 조절 장치(500)는 사판(400)의 기울기가 작아지는 방향으로 사판(400)의 일측을 가압하여 사판(400)의 기울기를 조절한다. 구체적으로, 사판각 조절 장치(500)는 일단부가 사판(400)을 가압하는 제1 가압 로드(510)와, 제1 가압 로드(510)와 병렬로 배치되며 일단부가 사판(400)을 가압하는 제2 가압 로드(520) 및 제3 가압 로드(530), 그리고 제1 가압 로드(510)의 타단부와 제2 가압 로드(520)의 타단부가 각각 일측에 삽입되며 사판(400)을 가압하기 위한 추력을 발생시키는 복수의 제4 가압 로드(540)를 포함한다.
이와 같이, 제4 가압 로드(540)가 제1 가압 로드(510)와 제2 가압 로드(520)의 타단부를 감싸는 구조로 형성된다. 즉, 제4 가압 로드(540)는 그 자체가 푸시 로드로서의 역할을 하면서 동시에 제1 가압 로드(510)와 제2 가압 로드(520)를 동작시키기 위한 실린더로서의 역할을 모두 수행하게 된다. 따라서, 제4 가압 로드(540)가 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)와 직렬로 배치됨에도 사판각 조절 장치(500)의 전체적인 길이가 길어지는 것을 억제하고 유압 펌프(101)의 전체적인 길이를 최소화할 수 있게 된다.
그리고 제3 가압 로드(530)는 일단부가 사판(400)의 일측 가압하는 제3 전단 가압 로드(531)와, 일단부가 제3 전단 가압 로드(531)의 타단부를 가압하는 제3 후단 가압 로드(532)를 포함한다. 또한, 도 1에서, 제3 가압 로드(530)는 2단 구조로 형성되지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 가압 로드(530)는 3단 이상의 다단 구조로 형성될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 제1 가압 로드(510)와, 제2 가압 로드(520), 및 제3 가압 로드(530)의 일단부는 각각 직접 사판(400)의 일측을 가압하게 되고, 제1 가압 로드(510)와, 제2 가압 로드(520), 및 제3 가압 로드(530)의 타단부는 작동유로부터 압력을 받는 수압(受壓)부가 된다. 그리고 제4 가압 로드(540)의 일단부는 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)의 타단부를 가압하고, 제4 가압 로드(540)의 타단부는 작동유로부터 압력을 받는 수압부가 된다. 즉, 제4 가압 로드(540)는 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)로 추력을 전달하여 사판(400)의 일측을 가압하게 된다.
제1 유로(610)는 제1 가압 로드(510)의 타단부로 작동유를 공급하고, 제2 유로(620)는 제2 가압 로드(520)의 타단부로 작동유를 공급하며, 제3 유로(630)는 제3 가압 로드(530)의 타단부로 작동유를 공급하고, 제4 유로(640)는 제4 가압 로드(540)의 타측으로 작동유를 공급할 수 있다. 여기서, 제3 유로(630)는 제3 전단 가압 로드(531)의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 전단 유로(631)와, 제3 후단 가압 로드(532)의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 후단 유로(632)를 포함할 수 있다.
탄성 부재(800)는 사판(400)의 기울기가 커지는 방향으로 사판(400)의 타측을 탄성 가압할 수 있다. 구체적으로, 탄성 부재(800)는 사판(400)을 항시 가압하는 제1 탄성 부재(810)와, 사판(400)의 기울기가 기설정된 각도 미만으로 작아지면 사판(400)을 가압하는 제2 탄성 부재(820)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)는 다양한 제어 방식으로 동작할 수 있는데, 후술할 마력 제어 방식 및 유량 제어 방식에서는 제1 탄성 부재(810)와 제2 탄성 부재(820)가 모두 작용하게 된다. 여기서, 탄성 부재(800)인 제1 탄성 부재(801), 제2 탄성 부재(802)가 이중으로 존재하는 이유는 펌프에 회전력을 전달하는 엔진의 마력을 효율적으로 사용하기 위함이다.
마력 제어에 요구되는 탄성 부재(800)의 탄성력과 유량 제어에 요구되는 탄성 부재(800)의 탄성력이 서로 같다.
따라서, 사판각 조절 장치(500)에 포함된 여러 가압 로드들 중에서 유량 제어 시 사용되는 가압 로드의 수압 면적(projected net area, 受壓面積)은 마력제어를 담당하는 가압 로드 대비 커져야 하고 펌프의 크기도 커질 수밖에 없다. 이를 극복하기 위하여 수압 면적을 다수로 나누어 병렬로 배치한 부분이 제4 가압 로드(540)이다.
본 발명의 일 실시예와 같이 탄성 부재(800)를 이중으로 구성하고도 마력 제어와 유량 제어가 가능하게 된다. 따라서, 유량 제어 시에도 마력 제어 시와 같은 큰 힘을 낼 수 있으며, 이를 통해 콤팩트한 크기를 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에서는 탄성 부재(800)를 이중으로 구성하여 유량 제어 시 사용되는 가압 로드의 수압 면적 수압 면적을 최소화할 수 있다. 따라서, 사판각 조절 장치(500)의 크기와 길이를 줄일 수 있으며, 유압 펌프(101)의 전체적인 크기도 최소화할 수 있게 된다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)는 여러 제어 방식으로 제어가 가능하면서도 전체적인 크기를 최소화할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)의 여러 제어 방식 별 동작 원리를 상세히 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)는 마력 제어 방식, 유량 제어 방식, 최소 유량 우선 제어 방식, 및 파워 시프트 제어 방식 중 선택된 하나 이상의 제어 방식으로 제어되며, 선택된 제어 방식에 따라 사판각 조절 장치(500)가 상이하게 동작하게 된다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 유압 펌프(101)가 마력 제어 방식으로 동작하게 되면, 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)에는 유압 펌프(101)의 내부에서 인가된 메인 압력(P1, P2)이 동시에 인가되기도 하고 각각 다른 메인 압력이 인가될 수도 있다. 여기서, 메인 압력(P1, P2)이란 유압 펌프(101)가 토출한 작동유의 압력으로 자기 압력이다.
도 2에서는 예시적으로 메인 압력(P1, P2)이 제1 가압 로드(510)에 인가되고, 메인 압력(P2)이 제2 가압 로드(520)에 인가된다. 그리고 각각 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)에 인가된 압력이 각각의 수압 면적에 작용하여 힘을 형성하면서 사판(400)의 각도가 조절된다.
마력 제어 방식은 유압 펌프(101)의 토출 압력의 상승에 따라 유압 펌프(101)의 사판각(400)을 자동적으로 감소시켜 입력 토크(torque)를 일정 값 이하로 제어하는 방식이다. 여기서, 유압 펌프(101)의 토출 압력은 메인 압력(P1, P2)이 된다.
즉, 유압 펌프(101)의 메인 압력(P1, P2)이 증가하면, 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)가 사판(400)을 가압하고, 사판(400)의 기울기가 작아지면 유압 펌프(101)의 토출 유량이 감소될 수 있다.
그리고 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)에 메인 압력(P1, P2)이 인가되지 않으면, 사판(400)의 기울기가 커지면서 유압 펌프(101)의 토출 유량도 커지게 된다.
다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 유압 펌프(101)가 유량 제어 방식으로 동작하게 되면, 유압 펌프(101)에 요구되는 요구 유량에 따른 파일럿 압력(Pi)이 제4 가압 로드(540)에 인가되며, 제4 가압 로드(540)에 인가된 파일럿 압력(Pi)에 따라 사판의 각도가 조절된다.
유량 제어 방식은 사용자의 메인 컨트롤 밸브(MCV)의 메인 스풀 조작 신호 또는 제어 장치의 제어 신호에 따라 파일럿 압력(Pi)을 생성하고, 생성된 파일럿 압력(Pi)에 따라 유압 펌프(101)의 사판각(400)을 조절함으로써 유압 펌프(101)의 토출 유량을 조절한다.
예를 들어, 굴착기에서 사용자가 메인 컨트롤 밸브(MCV)의 메인 스풀의 개도량을 조절하는 조작 장치를 조작하면, 메인 스풀의 개도량에 따라 파일럿 압력이 설정되며, 그 압력에 따라 유압 펌프(101)의 토출 유량이 결정된다. 즉, 메인 컨트롤 밸브의 메인 스풀의 개도랑에 따라 생성된 파일럿 압력(Pi)이 제4 가압 로드(540)로 전달된다. 그리고 제4 가압 로드(540)는 전달받은 파일럿 압력(Pi)에 따라 사판(101)에 추력을 제공하여 사판(101)의 기울기를 감소 또는 증가시키게 되고, 이에 유압 펌프(101)의 토출 유량이 감소 또는 증가된다.
다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 유압 펌프(101)가 최소 유량 우선 제어 방식으로 동작하게 되면, 제4 가압 로드(540)에 인가된 파일럿 압력(Pi)에 의해 제4 가압 로드(540)는 사판(400)을 가압하는 방향으로 최대로 전진한 상태가 유지되고, 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)에는 유압 펌프(101)가 토출한 작동유의 메인 압력(P1, P2)이 인가될 수 있다. 그리고 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520) 중 하나 이상에 인가된 메인 압력(P1, P2) 이 증가하여 제4 가압 로드(540)의 수압부에 인가된 파일럿 압력(Pi)에 의해 발생된 힘을 초과하면 사판(400)의 경사각을 결정하는 주체는 제4 가압 로드(540)에서 제1 가압 로드(510) 및 제2 가압 로드(520)로 전환되어 사판(400)의 각도가 조절될 수 있다.
최소 유량 우선 제어 방식은 유압 펌프(101)가 기본적으로 유량 제어 방식으로 작동유를 토출하다가 메인 압력(P1, P2)이 점차 증가하여 파일럿 압력(Pi)에 의해 발생된 제4 가압 로드(540)의 추력을 초과하면 메인 압력(P1, P2)에 따라 작동유를 토출하게 된다.
다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 유압 펌프(101)가 파워 시프트 제어 방식으로 동작하게 되면, 제1 가압 로드(510), 제2 가압 로드(520), 또는 제4 가압 로드(540)에 의해 사판(400)의 각도가 제어될 때, 유압 펌프(101)에 연결되어 회전 동력을 제공하는 엔진의 부하에 비례하여 압력(Pps1, Pps2)이 인가된 제3 가압 로드(530)가 사판(400)을 가압하는 추력에 힘을 부가하게 된다. 즉, 제3 가압 로드(530)를 통해 비례 제어가 가능해진다.
파워 시프트 제어 방식은 엔진의 부하 상태에 기초하여 유압 펌프(101)의 토출 유량을 제어할 수 있다. 추가로 엔진의 부하 상태에 따라 유압 펌프(101)의 토출 유량을 비례 제어할 수 있다. 즉, 제1 가압 로드(510), 제2 가압 로드(520), 및 제4 가압 로드(530) 중 하나 이상의 가압 로드로 사판(400)의 기울기를 조절하되, 엔진의 부하 상태를 반영하여 제3 가압 로드(530)를 통해 사판(400)의 기울기를 추가적으로 조절하게 된다. 이때, 제3 가압 로드(530)는 다단 구조로 형성될 수 있다.
또한, 도 5에서는 제3 가압 로드(530)가 2단 구조이나 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 3단 이상일 수도 있다. 제3 전단 가압 로드(531)와 제3 후단 가압 로드(532)에는 서로 다른 정보에 근거한 압력(Pps1, Pps2)이 인가될 수 있다. 즉, 제3 가압 로드(530)의 단수를 증가시키면 더욱 많은 정보에 근거하여 사판(400)의 기울기 제어에 반영할 수 있게 된다. 즉, 다단 구조의 제3 가압 로드(530)를 통해 정밀한 비례 제어가 가능해진다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프(101)는 여러 제어 방식을 적용하여 제어가 가능하다.
또한, 서로 다른 기능을 수행하는 제1 가압 로드(510), 제2 가압 로드(520), 및 제3 가압 로드(530)가 병렬로 배치되므로, 사판각 조절 장치(500)의 전체적인 길이가 증가되는 것을 최소화할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101: 유압 펌프
200: 실린더 블록
300: 피스톤
400: 사판
500: 사판각 조절 장치
510: 제1 가압 로드
520: 제2 가압 로드
530: 제3 가압 로드
531: 제3 전단 가압 로드
532: 제3 후단 가압 로드
540: 제4 가압 로드
610: 제1 유로
620: 제2 유로
630: 제3 유로
631: 제3 전단 유로
632: 제3 후단 유로
640: 제4 유로
800: 탄성 부재
810: 제1 탄성 부재
820: 제2 탄성 부재

Claims (11)

  1. 회전 축선 방향으로 길이를 갖는 복수의 실린더가 형성된 실린더 블록;
    상기 복수의 실린더 내에서 각각 왕복 운동하는 피스톤;
    상기 피스톤의 일단과 대향하여 상기 실린더 블록이 회전할 때 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 사판; 및
    상기 사판의 기울기가 작아지는 방향으로 상기 사판의 일측을 가압하여 상기 사판의 기울기를 조절하는 사판각 조절 장치
    를 포함하고,
    상기 사판각 조절 장치는,
    일단부가 상기 사판을 가압하는 제1 가압 로드와;
    상기 제1 가압 로드와 병렬로 배치되며 일단부가 상기 사판을 가압하는 제2 가압 로드 및 제3 가압 로드; 그리고
    상기 제1 가압 로드의 타단부와 상기 제2 가압 로드의 타단부가 각각 일측에 삽입되며 상기 사판을 가압하기 위한 추력을 발생시키는 복수의 제4 가압 로드
    를 포함하고,
    마력 제어 방식, 유량 제어 방식, 최소 유량 우선 제어 방식, 및 파워 시프트 제어 방식 중 선택된 하나 이상의 제어 방식으로 제어되며,
    선택된 제어 방식에 따라 상기 사판각 조절 장치가 상이하게 동작하거나 상호 연동하여 동작하되,
    상기 최소 유량 우선 제어 방식에서는,
    상기 제4 가압 로드에 인가된 파일럿 압력에 의해 상기 제4 가압 로드는 상기 사판을 가압하는 방향으로 최대로 전진하고,
    상기 제1 가압 로드 및 상기 제2 가압 로드에 인가된 메인 압력이 증가하여 상기 제4 가압 로드에 인가된 파일럿 압력을 초과하면 상기 파일럿 압력을 초과한 압력에 따라 상기 사판의 각도가 조절되는 유압 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제1 유로;
    상기 제2 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제2 유로;
    상기 제3 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 유로; 및
    상기 제4 가압 로드의 타측으로 작동유를 공급하는 제4 유로
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 가압 로드는,
    일단부가 상기 사판의 일측 가압하는 제3 전단 가압 로드와;
    일단부가 상기 제3 전단 가압 로드의 타단부를 가압하는 제3 후단 가압 로드
    를 포함하는 다단 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 유로는,
    상기 제3 전단 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 전단 유로와;
    상기 제3 후단 가압 로드의 타단부로 작동유를 공급하는 제3 후단 유로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사판의 기울기가 커지는 방향으로 상기 사판의 타측을 탄성 가압하는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성 부재는,
    상기 사판을 항시 가압하는 제1 탄성 부재와;
    상기 사판의 기울기가 기설정된 각도 미만으로 작아지면 상기 사판을 가압하는 제2 탄성 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마력 제어 방식에서는,
    상기 제1 가압 로드 및 상기 제2 가압 로드에는 상기 유압 펌프의 내부에서 인가된 메인 압력이 인가되고,
    상기 제1 가압 로드 및 상기 제2 가압 로드에 인가된 압력에 따라 상기 사판의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유량 제어 방식에서는,
    상기 유압 펌프에 요구되는 요구 유량에 따른 파일럿 압력이 외부 또는 내부에서 생성되어 상기 제4 가압 로드에 인가되며,
    상기 제4 가압 로드에 인가된 파일럿 압력에 따라 상기 사판의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 파워 시프트 제어 방식에서는,
    상기 제1 가압 로드, 상기 제2 가압 로드, 또는 상기 제4 가압 로드에 의해 상기 사판의 각도가 제어될 때, 상기 유압 펌프에 연결되어 회전 동력을 제공하는 엔진의 부하에 비례하거나 사용자의 선택에 의해 내부 또는 외부 압력이 인가되어 상기 제3 가압 로드가 상기 사판을 가압하는 추력에 힘을 부가하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프.
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