KR20000021947A - 중장비 차량용 유압작동체의 레귤레이터 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 사판의 경사도를 조절하는 것에 대한 작동 응답이 빠르고, 출력의 증감 조절이 곡선적으로 이루어지게 되며, 부하의 변화상태에 따라 유압펌프의 토출 유량 및 출력을 제어할 수 있게 하기 위한 것이다.

이를 실현시키기 위한 본 발명은 스풀(24)의 랜드에 의해 오일유통로가 여닫히는 슬리브(S)와 유효유압면적의 차이에 의해 일측으로 위치 이동되는 서보피스톤(25)이 바디(22) 내부로 구비되고, 상기 스풀(24) 및 슬리브(27)가 피드백레버(26)에 의해 서보피스톤(25)과 연결되고, 상기 서보피스톤(25)이 사판조절레버(R)에 의해 사판(5)과 연결되고, 상기 서보피스톤(25)의 좌,우측으로 형성된 챔버(36)(37)가 유압펌프(P)로부터 연결된 관로(1A) 및 다른 유압력 유출포트(36A)에 연결된 관로(1C)와 각각 연통되고, 스풀(24) 및 슬리브(27) 일측으로 유량제어부(6) 및 마력제어부(7)가 형성되는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 있어서, 상기 다수의 관로(1A)(1C) 상으로 다수의 압력게이지(50)(52)가 설치됨과 아울러, 상기 피드백레버(26)의 선회에 따라 서보피스톤(25)의 위치 이동량을 점증적으로 또는 점감적으로 변화시키는 이동율가감수단(60)이 더욱 구비된 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터를 제공한다.

Description

중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터

본 발명은 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사판의 경사도를 가변시켜 토출유량, 또는 출력의 크기를 증감시키는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 관한 것이다.

굴삭기 등과 같은 중장비차량은 주행장치에 의해 차량을 주행시키는 주행체인 하체로부터, 스위장치에 의해 반전되는 상체가 작업체로 이루어지도록 구성되어 있으며, 상기 스윙장치는 메인펌프로부터 펌핑 공급되는 유압력으로 스윙모터를 구동시키고, 이러한 스윙모터의 구동력으로 상체를 반전시킬 수 있도록 되어 있다.

또, 상기 주행장치는 관로에 의해 터닝모터와 메인펌프와 연결되고, 이러한 터닝모터와 메인펌프 사이의 관로에 메인콘트롤밸브가 연결되는 구조로 되어 있다.

한편, 메인펌프는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 구동력으로 하우징(C)의 전방으로 결합된 커버(2)에 관통되는 구동축(4) 및 사판지지대(8)와, 구동축(4)과 함께 회전될 수 있도록 구동축(4)에 결합되는 사판(5)으로 구성되어 있다.

또, 상기 사판(5)과 볼결합되는 다수의 피스턴(10)과, 이 다수의 피스턴(10)이 미끄러져 움직일 수 있는 상태로 결합되는 실린더블럭(12)으로 구성되어 있으며, 좌,우측포트가 형성된 밸브블럭(18)과, 이 밸브블럭(18)의 좌,우측포트들이 각각 실린더블럭(12)의 각 보어에 연통되게 하는 상태하에서 밸브블럭(18)과 실린더블럭(12)의 사이로 배치되는 밸브플레이트(20)로 구성되어 있다.

한편, 상기 사판(5)은 하우징(C)의 일측으로 결합되는 레귤레이터(R)에 의해 경사도가 변화되어 압유의 토출유량을 증감시킬 수 있도록 되어 있다.

이러한 레귤레이터(R)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 상기 하우징(C)으로 결합되는 바디(22)에 다수의 랜드를 갖는 스풀(24)과 슬리브(27) 및 서보피스톤(25)이 유압력의 작용에 따라 밀려 미끄러져 움직일 수 있도록 내장된 구조로 형성되어 있다.

또, 상기 스풀(24)과 슬리브(27)가 피드백레버(26)에 의해 서보피스톤(25)으로 연결되며, 상기 서보피스톤(25)이 사판조절레버(31)에 의해 사판(5)과 연결됨으로써, 스풀(24) 및 슬리브(27)의 움직임에 따라 사판(5)의 경사도가 조절될 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 서보피스톤(25)의 좌측 및 우측으로는 상기 유압펌프(P)로부터 연결된 관로(1A) 및 바디(22)에 형성된 다른 유압력유출포트에 연결된 관로(1C)와 각각 연통되는 챔버(36)(37)가 형성되어 있어 유입되는 유압력의 정도에 따라 서보피스톤(25)이 일측, 또는 타측으로 밀려 움직이도록 되어 있다.

한편, 스풀(24) 및 슬리브(27) 좌,우측 위치의 바디(22)는 공간부로 형성되어 바디(22)에 움직임이 가능한 상태로 장착되는 스풀(24) 및 슬리브(27) 양단이 노출되고, 이러한 상태의 스풀(24)의 일단을 탄지하는 스프링부재(29)가 내재됨과 아울러, 유량제어부(6) 및 마력제어부(7)가 형성되도록 하고 있다.

상기한 유량제어부(6) 및 마력제어부(7)는 앵글레버(50)에 의해 스풀(24) 및 슬리브(27)를 연동시키도록 되어 있으며, 유압펌프(P)로부터의 유압력 작용으로 이루어지는 로드들의 상하 유동에 따라 앵글레버(50)를 선회시키고, 이와 같이 선회되는 앵글레버(50)의 돌기부에 의해 스풀(24) 및 슬리브(27)를 위치 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 스풀(24)의 위치 이동은 유압펌프(P)로부터 공급되는 유압력이 서보피스톤(25)의 우측챔버(37)로 유통되도록 오일 유통로를 형성하게 되고, 이로써 유효유압면적의 차이에 따라 서보피스톤(25)이 일측으로 밀려 이동되며, 이러한 서보피스톤(25)은 피드백레버(26)를 통하여 사판(5)의 경사도가 조절되도록 사판(5)을 움직이게 되므로 유압펌프(P)의 출력이 조절되도록 하는 것이다.

이때의 유량과 유압력과의 관계는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같은 선도로 나타낼 수 있다. 즉 도 3은 유량제어부(6)에 의한 유량과 유압력과의 관계를, 그리고 도 4는 마력제어부(7)에 의한 유량과 유압력과의 관계를 나타내는데, 도 3에서는 외부압(Pi)에 대하여 유압펌프의 토출유량이 1차 함수값을 갖도록 변화되는 상태를 알 수 있으며, 도 4에서는 유압펌프의 토출 유압력이 P2에서 P1으로 상승될 동안 스풀(24)의 움직임이 단계적으로 증가되므로 이러한 스풀(24)에 의한 유압력의 유통량을 나타내는 선도(a)는 P1에서 절곡점을 갖게 됨을 알 수 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래 유압작동체의 레귤레이터는 사판을 움직이기 위한 서보피스톤의 움직임이 점차적으로 증감될 수 없는 구조로 되어 있기 때문에 사판의 경사도를 조절하는 것에 대한 작동 응답이 늦을 뿐 아니라, 아울러 사판의 경사도 조절에 의한 출력의 증감 조절이 직선적으로 이루어지게 된다는 단점이 있었다.

또한, 출력에 대하여 걸리는 부하의 정도를 검출,표시할 수 있는 수단이 마련되어 있지 않아 레귤레이터의 조작정도를 조정할 수 없으므로 부하의 변화상태에 따라 유압펌프의 토출 유량 및 출력을 제어할 수 없다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서보피스톤의 움직임이 점차적으로 증감되어 사판의 경사도를 조절하는 것에 대한 작동 응답이 빠르고, 사판의 경사도 조절에 의한 출력의 증감 조절이 곡선적으로 이루어지게 되는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터를 제공하는데 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 출력에 대하여 걸리는 부하의 정도가 검출,표시되고, 이에 따라서 레귤레이터의 조작정도를 조정할 수 있게 되어 부하의 변화상태에 따라 유압펌프의 토출 유량 및 출력을 제어할 수 있도록 한 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터를 제공하기 위한 다른 복적이 있다.

도 1은 일반적인 중장비차량용 유압작동체와 이에 결합된 레귤레이터를 나타내는 일단면도,

도 2는 종래 중장비차량용 유압작동체에 적용되는 레귤레이터의 개략도,

도 3은 종래 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 의한 유량제어 상태를 나타내는 선도,

도 4는 종래 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 의한 유압펌프의 마력제어 상태를 나타내는 선도,

도 5는 일반적인 중장비차량용 유압작동체와 이에 결합된 본 발명에 의한 레귤레이터를 나타내는 일단면도,

도 6은 본 발명에 의한 중장비차량용 유압작동체에 적용되는 레귤레이터의 개략도,

도 7은 본 발명에 의한 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 의한 유량제어 상태를 나타내는 선도,

도 8은 본 발명에 의한 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 의한 유압펌프의 마력제어 상태를 나타내는 선도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

6 : 유량제어부 7 : 마력제어부

22 : 바디 24 : 스풀

27 : 슬리브 25 : 서보피스톤

26 : 피드백레버 31 : 사판조절레버

36, 37 ; 챔버 P : 유압펌프

1A, 1C : 관로 50, 52 : 압력게이지

60 : 이동율가감수단 62 : 래크

64 : 피니언 66 : 캠홈

68 : 캠바아 70 : 캠돌기

이러한 목적의 실현을 위하여 본 발명은 스풀의 랜드에 의해 오일유통로가 여닫히는 슬리브와, 유효유압면적의 차이에 의해 일측으로 위치 이동되는 서보피스톤이 바디에 미끄러져 움직일 수 있는 상태로 결합되고, 상기 스풀 및 슬리브가 피드백레버에 의해 서보피스톤과 연결되고, 상기 서보피스톤이 사판조절레버에 의해 사판과 연결되고, 상기 서보피스톤의 좌,우측 바디에 형성된 챔버가 유압펌프로부터 연결된 관로 및 다른 유압력 유출포트에 연결된 관로와 각각 연통되고, 스풀 및 슬리브 일측의 바디에 형성된 공간부에 유량제어부 및 마력제어부가 형성되는 구조로 이루어지는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 있어서, 상기 다수의 관로 상으로 다수의 압력게이지가 설치됨과 아울러, 상기 피드백레버의 선회에 따라 서보피스톤의 위치 이동량을 점증적으로 또는 점감적으로 변화시키는 이동율가감수단이 더욱 구비된 것을 특징으로 하는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터를 제공한다.

상기한 이동율가감수단은, 피드백레버의 힌지부를 중심으로 하는 소정 원주상에 일정구간으로 굴곡,형성되는 래크와; 상기 래크에 교합되어 일정 위치에서의 회전이 가능하도록 구비된 피니언과; 상기 피니언에 연장되어 피니언과 함께 회전 작동되며, 치수가 점증되는 피치를 갖도록 형성된 캠홈이 파여진 캠바아와; 상기 캠바아의 캠홈에 끼워져 캠바아의 회전작동에 따라 캠홈내에서 직선적으로 위치 이동되며, 상기 서보피스톤에 고정,형성된 캠돌기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따라 레귤레이터에 의한 유압펌프의 출력 및 유량제어 상태에 따른 유압력이 검출,표시됨으로써, 레귤레이터의 작용 정도를 조절할 수 있게 되며, 피드백레버의 선회작동에 따라 이의 래크에 교합된 피니언이 캠바아와 함께 회전되어 캠바아의 캠홈에 끼워진 돌기로 하여금 이동량의 점증, 또는 점감 상태로 서보피스톤과 함께 위치 이동되게 함으로써, 서보피스톤에 사판조절레버로 연결된 사판의 경사도 조절이 점증적으로, 또는 점감적으로 이루어지게 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하며 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하기로 한다.

본 발명에 대한 일 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 엔진의 구동력으로 하우징(C)의 전방으로 결합된 커버(2)에 관통되는 구동축(4) 및 사판지지대(8)와, 구동축(4)과 함께 회전될 수 있도록 구동축(4)에 결합되는 사판(5)으로 구성되는 유압작동체에 적용된다.

또, 상기한 바와 같은 유압작동체는 사판(5)과 볼결합되는 다수의 피스턴(10)과, 이 다수의 피스턴(10)이 미끄러져 움직일 수 있는 상태로 결합되는 실린더블럭(12), 그리고 좌,우측포트가 형성된 밸브블럭(18)과, 이 밸브블럭(18)의 좌,우측포트들이 각각 실린더블럭(12)의 각 보어에 연통되게 하는 상태하에서 밸브블럭(18)과 실린더블럭(12)의 사이로 배치되는 밸브플레이트(20)로 구성되어 있다.

한편, 상기 사판(5)은 하우징(C)의 일측으로 결합되는 레귤레이터(R)에 의해 경사도가 변화되어 압유의 토출유량을 증감시킬 수 있도록 되어 있는데, 이러한 레귤레이터(R)는 도 5과 도 6에 도시된 바와 같이 상기 하우징(C)으로 결합되는 바디(22)에 다수의 랜드를 갖는 스풀(24)과 슬리브(S) 및 서보피스톤(25)이 유압력의 작용에 따라 밀려 미끄러져 움직일 수 있도록 내장된 구조로 형성되어 있다.

또, 상기 스풀(24)과 슬리브(27)가 피드백레버(26)에 의해 서보피스톤(25)으로 연결되고, 상기 서보피스톤(25)이 사판조절레버(R)에 의해 사판(5)과 연결됨으로써, 스풀(24) 및 슬리브(27)의 움직임에 따라 사판(5)의 경사도가 조절될 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 피드백레버(26)의 선회에 따라 서보피스톤(25)의 위치 이동량을 점증적으로 또는 점감적으로 변화시키는 이동율가감수단(60)이 더욱 구비되어 있다.

상기한 이동율가감수단(60)은 피드백레버(26)의 힌지부를 중심으로 하는 소정 원주상에 굴곡,형성된 래크(62)가 연장되어 있고, 상기 래크(62)에 교합되어 일정 위치에서의 회전이 가능하도록 구비된 피니언(64)과 캠홈(66)이 파여진 캠바아(68)가 동축으로 연장,형성된 구조로 구성되어 있다.

상기 캠바아(68)의 캠홈(66)은 피치가 점차적으로 증가되는 형상으로 파여져 있으며, 이에 서보피스톤(25)으로 고정,형성된 캠돌기(70)가 끼워져 있어 캠바아(68)의 회전작동에 따라 캠홈(66)내에서 캠돌기(70)가 직선적으로 위치 이동되며, 이때 캠돌기(70)와 함께 위치 이동되는 서보피스톤(25)의 위치 이동량을 점차적으로 증감시키도록 되어 있다.

또한, 상기 서보피스톤(25)의 좌측 및 우측으로는 상기 유압펌프(P)로부터 연결된 관로(1A) 및 바디(22)에 형성된 다른 유압력 유출포트에 연결된 관로(1C)와 각각 연통되는 챔버(36)(37)가 형성되어 있어 유입되는 유압력의 정도에 따라 서보피스톤(25)이 일측, 또는 타측으로 밀려 움직이도록 되어 있다.

한편, 스풀(24) 및 슬리브(27) 좌,우측 위치의 바디(22)는 공간부로 형성되어 바디(22)에 움직임이 가능한 상태로 장착되는 스풀(24) 및 슬리브(27) 양단이 노출되고, 이러한 상태의 스풀(24)의 일단을 탄지하는 스프링부재(29)가 내재됨과 아울러, 유량제어부(6) 및 마력제어부(7)가 형성되도록 하고 있다.

상기한 유량제어부(6) 및 마력제어부(7)는 앵글레버(50)에 의해 스풀(24) 및 슬리브(27)를 연동시키도록 되어 있으며, 유압펌프(P)로부터의 유압력 작용으로 이루어지는 콤펜로드 및 네가로드의 상하 유동에 따라 앵글레버(50)를 선회시키고, 이와 같이 선회되는 앵글레버(50)의 돌기부에 의해 스풀(24) 및 슬리브(27)를 위치 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또, 상기 상기 다수의 관로(1A)(1C) 상으로 다수의 압력게이지(50)(52)가 설치되어 있어 레귤레이터에 의한 유압펌프(P)의 출력 및 유량제어 상태에 따른 유압력이 검출,표시됨으로써, 레귤레이터의 작용 정도를 조절할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기한 바와 같은 스풀(24)의 위치 이동은 유압펌프(P)로부터 공급되는 유압력이 서보피스톤(25)의 우측챔버(37)로 유통되도록 오일 유통로를 형성하게 되고, 이로써 유효유압면적의 차이에 따라 서보피스톤(25)이 일측으로 밀려 이동되며, 이러한 서보피스톤(25)은 피드백레버(26)를 통하여 사판(5)의 경사도가 조절되도록 사판(5)을 움직이게 되므로 유압펌프(P)의 출력이 조절되도록 하는 것이다.

또, 피드백레버(26)의 선회작동에 따라 이의 래크(62)에 교합된 피니언(64)이 캠바아(68)와 함께 회전되어 캠바아(68)의 캠홈(66)에 끼워진 돌기로 하여금 이동량의 점증, 또는 점감 상태로 서보피스톤(25)과 함께 위치 이동되게 함으로써, 서보피스톤(25)에 사판조절레버(R)로 연결된 사판(5)의 경사도 조절이 점증적으로, 또는 점감적으로 이루어지게 된다.

이때의 유량과 유압력과의 관계는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같은 선도로 나타낼 수 있다. 즉 도 7은 유량제어부(6)에 의한 유량과 유압력과의 관계를, 그리고 도 8은 마력제어부(7)에 의한 유량과 유압력과의 관계를 나타내는데, 도 7에서는 유압펌프(P)의 토출유량이 곡선적으로 변화되는 상태를 알 수 있으며, 도 8에서는 서보피스턴의 움직임이 점증적으로 증가되거나, 감소되므로 유압펌프(P)의 토출 유압력이 급격한 변화가 없는, 곡선적인 변화상태를 알 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터는 서보피스톤의 움직임이 점차적으로 증감되어 사판의 경사도를 조절하는 것에 대한 작동 응답이 빠르고, 사판의 경사도 조절에 의한 출력의 증감 조절이 곡선적으로 이루어지게 된다는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의한 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터는 출력에 대하여 걸리는 부하의 정도가 검출,표시되고, 이에 따라서 레귤레이터의 조작정도를 조정할 수 있게 되어 부하의 변화상태에 따라 유압펌프의 토출 유량 및 출력을 제어할 수 있다는 다른 이점이 있다.

Claims (2)

1. 스풀의 랜드에 의해 오일유통로가 여닫히는 슬리브와 유효유압면적의 차이에 의해 일측으로 위치 이동되는 서보피스톤이 바디에 미끄러져 움직일 수 있는 상태로 결합되고, 상기 스풀 및 슬리브가 피드백레버에 의해 서보피스톤과 연결되고, 상기 서보피스톤이 사판조절레버에 의해 사판과 연결되고, 상기 서보피스톤의 좌,우측 바디에 형성된 챔버가 유압펌프로부터 연결된 관로 및 다른 유압력 유출포트에 연결된 관로와 각각 연통되고, 스풀 및 슬리브 일측의 바디에 형성된 공간부에 유량제어부 및 마력제어부가 형성되는 구조로 이루어지는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터에 있어서,

   상기 다수의 관로 상으로 다수의 압력게이지가 설치됨과 아울러, 상기 피드백레버의 선회에 따라 서보피스톤의 위치 이동량을 점증적으로 또는 점감적으로 변화시키는 이동율가감수단이 더욱 구비된 것을 특징으로 하는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 이동율가감수단은

   피드백레버의 힌지부를 중심으로 하는 소정 원주상에 일정구간으로 굴곡,형성되는 래크;

   상기 래크에 교합되어 일정 위치에서의 회전이 가능하도록 구비된 피니언;

   상기 피니언에 연장되어 피니언과 함께 회전 작동되며, 치수가 점증되는 피치를 갖도록 형성된 캠홈이 파여진 캠바아; 및

   상기 캠바아의 캠홈에 끼워져 캠바아의 회전작동에 따라 캠홈내에서 직선적으로 위치 이동되며, 상기 서보피스톤에 고정,형성된 캠돌기를 포함하여 구성되는 중장비차량용 유압작동체의 레귤레이터.