KR20060084364A

KR20060084364A - 유압 컨트롤러 및 이 유압 컨트롤러를 구비한 유압 구동유니트

Info

Publication number: KR20060084364A
Application number: KR1020060003773A
Authority: KR
Inventors: 요시타케 사카이; 오사무 사토
Original assignee: 카야바 고교 가부시기가이샤
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2006-07-24
Also published as: JP4820552B2; CN1807901B; CA2529702A1; US7281372B2; KR101330724B1; CA2529702C; CN1807901A; US20060168956A1; JP2006200598A

Abstract

구동 소음을 줄일 수 있고 부품 수를 절감할 수 있으며 수명이 연장될 수 있는 유압 컨트롤러(12) 및 이 유압 컨트롤러(12)를 구비한 유압 구동 유니트(1,2,3,4)가 개시되어 있다. 유압 구동 유니트(1,2,3,4)를 위한 유압 컨트롤러(12)는 전기 모터(121)를 수납하도록 구성된 전기 모터 하우징, 유압 펌프(122)를 수납하도록 구성된 유압 펌프 하우징, 및 밸브(124)들을 수납하도록 구성된 밸브 하우징을 포함하며, 상기 전기 모터 하우징, 상기 유압 펌프 하우징 및 상기 밸브 하우징이 일체로 구성된 하우징(125)을 포함한다.

유압 컨트롤러, 유압 구동 유니트, 전기 모터, 유압 펌프, 밸브, 하우징

Description

유압 컨트롤러 및 이 유압 컨트롤러를 구비한 유압 구동 유니트{Hydraulic controller and hydraulic drive unit provided with said hydraulic controller}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유압 구동 유니트의 부분 단면 개략도;

도 2(a)는 도 1에 도시된 유압 구동 유니트의 부품인 유압 컨트롤러의 분해도;

도 2(b)는 도 2(a)에 도시된 유압 펌프의 개략적인 평면도;

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유압 구동 유니트의 개략도;

도 4는 도 3에 도시된 유압 구동 유니트의 부품인 유압 컨트롤러의 분해도;

도 5(a) 내지 5(c)는 도 3 및 4에 도시된 타입의 유압 구동 유니트의 제 3 실시예를 개략적으로 나타낸 것으로, 유압 구동 유니트 부품들의 배열에 초점을 맞추어 나타낸 도면으로서,

도 5(a)는 일반적인 배치도;

도 5(b)는 도 5(a)에 도시된 유압 실린더 부분을 배제시킨 내부 구성을 보여주는 배치도로서 측면에서 본 도면; 그리고

도 5(c)는 유압 회로로 표현된 배열을 나타낸 도면으로서, 도 5(b)를 위에서 내려다본 도면;

도 6은 도 5(a) 내지 5(c)에 도시된 장치에서 사용된 유압 구동 유니트의 기본적인 구성을 보여주는 유압 회로도;

도 7(a) 내지 7(c)는 유압 구동 유니트의 제 4 실시예를 개략적으로 나타낸 개략적으로 나타낸 것으로, 유압 구동 유니트 부품들의 배열에 초점을 맞추어 나타낸 도면으로서,

도 7(a)는 일반적인 배치도;

도 7(b)는 도 7(a)에 도시된 유압 실린더 부분을 배제시킨 내부 구성을 보여주는 배치도로서 측면에서 본 도면; 그리고

도 7(c)는 유압 회로로 표현된 배열을 나타낸 도면으로서, 도 7(b)를 위에서 내려다본 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1,2,3,4 : 유압 구동 유니트 11 : 유압 실린더

12 : 유압 컨트롤러 121 : 전기 모터

121a : 출력 축 121b : 전기자

121c : 모터 커버 본체 121d : 베어링

122 : 유압 펌프 122a : 구동 기어

122b : 피동 기어 123 : 오일 탱크

123a : 오일탱크 커버 본체 124 : 밸브

124a : 작동 체크밸브 124b : 스위칭 밸브

124c,124d : 경감 밸브 124e : 느린 복귀 밸브

125 : 하우징 OCa : 체크 밸브

OCb : 파일럿 라인 OAa,OAb : 오일 챔버

125a : 하우징의 일바닥면 125b : 모터커버 일체 부착부

125c : 오일탱크커버 일체 부착부 125d : 끼움공

125e : 하우징의 반대쪽 바닥 표면부

본 발명은 하우징 구조물을 포함하는 유압 컨트롤러 및 이 유압 컨트롤러를 구비한 유압 구동 유니트에 관한 것이다.

단지 전력 공급원만이 존재하는 경우에 유압 파이프들을 배치함이 없이 오일 압력에 의해서 조성된 구동력을 용이하게 제공할 수 있는 유압 구동 유니트가 사용되어 왔다. 예를 들면, 경작지에 대하여 특수 농업용 차량의 장비를 들어올리는 등의 용도로 사용된 바 있고, 미래에는 다양한 분야에서 산업적으로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

유압 구동 유니트는 포괄적으로는 액튜에이터(일반적으로, "유압 실린더"로 사용됨) 및 상기 액튜에이터를 작동(유압 실린더의 경우에 있어서 팽창 및 수축)시키기 위한 유압 컨트롤러로 구성된다. 유압 컨트롤러는 정방향과 역방향으로 회전 할 수 있는 전기 모터, 상기 전기 모터의 회전에 의해 소정 압력하에서 유압 오일을 정방향과 역방향으로 송출할 수 있는 유압 펌프, 유압 오일을 폐쇄된 공간에 저장하기 위한 오일 탱크, 상기 유압 펌프, 상기 오일 탱크, 상기 액튜에이터 사이에서 유압 오일의 흐름을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 밸브, 및 상기 유압 펌프와 상기 밸브 등을 수납하고 내부에 오일 경로가 형성된 하우징(본체 블록으로서 언급됨)을 포함한다.

일본 특허 공개공보 제 11-29345 호에는 바닥 부분들중 하나(단일 바닥부)가 모터 연결부로서 형성된 블록 형상의 하우징이 개시되어 있다. 전기 모터가 모터 연결부에 연결되는 경우, 전기 모터의 출력 축은 하우징에 형성된 구멍(이음 구멍) 내로 끼워 맞추어지고, 이때 출력 축은 유압 펌프의 구동 축에 연결된다.

그런데, 전기 모터의 출력 축이 하우징에 형성된 구멍에 끼워 맞추어지고 유압 펌프의 구동축에 연결되는 구성에 있어서, 전기 모터가 하우징에 연결되는 이음부와 유압 펌프가 하우징에 연결되는 이음부 모두는 고도의 정밀도로서 조립되어야만 한다. 그렇지 않으면, 전기 모터의 출력 축이 추후 유압 펌프의 구동 축에 연결되기 때문에, 회전 중심이 정렬되지 못하고, 그로 인하여 모터와 펌프가 구동될 때 소음이 발생하는 문제가 있고, 내부에 부적절한 힘이 작용하여 궁극적으로는 조립체의 서비스 수명이 단축되는 결점이 있다. 또한, 유압 구동 유니트의 부품 수를 줄이기 어렵고 그로 인하여 제조비용을 절감시키기가 어렵다. 또한, 전기 모터를 수납하기 위하여 전기 모터 하우징이 제공되는 경우에, 유압 펌프를 설치하기 위한 유압 펌프 하우징과 밸브들이 존재하며, 이러한 요소들을 서로 연결하는 구성으로 인하여 밸브들을 수납하는 밸브 하우징이 분리하여 제작되므로, 제조 비용이 높아지고 부품들의 수를 줄이는 것에 있어서 마찬가지로 제약이 따른다.

이러한 점에서, 일본 특허 공개공보 제 9-58438 호에는 전기 모터 하우징과 유압 펌프 하우징이 일체로 형성된 구성이 개시된 바 있다. 그러나, 이러한 경우에 있어서, 밸브들을 수납하는 밸브 하우징은 유압 펌프 유니트와는 달리 일체로 구성되지 않았다.

본 발명은 상기한 상황들을 고려하여 창안된 것으로서, 본 발명의 바람직한 실시예들은 소음을 줄일 수 있고 부품 수를 절감할 수 있으며 수명이 연장될 수 있는 유압 컨트롤러 및 이 유압 컨트롤러를 구비한 유압 구동 유니트를 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러를 제공하는데, 이때 유압 컨트롤러는 전기 모터를 수납하도록 구성된 전기 모터 하우징, 유압 펌프를 수납하도록 구성된 유압 펌프 하우징, 및 밸브들을 수납하도록 구성된 밸브 하우징을 포함하며, 상기 전기 모터 하우징, 상기 유압 펌프 하우징 및 상기 밸브 하우징은 일체로 구성된다.

본 발명은, 하기에서 설명하는 타입의 유압 컨트롤러를 포함하고 이 유압 컨트롤러에 의해서 구동되는 액튜에이터와 조합하여 구성되는 유압 구동 유니트로서 실현된다.

여기에서 설명하는 타입의 유압 컨트롤러 및 유압 구동 유니트의 바람직한 실시예들은 장치들의 동작시 발생하는 소음을 줄일 수 있고, 그 조립체들에 대하여 필요한 부품 수들을 줄일 수 있으며, 작동 서비스 수명의 연장을 달성할 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 설명하는 실시예들은 단지 본 발명의 바람직한 실시예들을 보여주기 위한 것이며, 본 발명의 기술적인 범위는 하기의 실시예들에 의해서 제한받지 않는다. 예를 들면, 하기의 실시예들에 있어서, 유압 구동 유니트 전체가 설명된다. 그러나, 유압 구동 유니트의 부품인 유압 컨트롤러 또한 본 발명의 기술적인 범위에 포함된다.

[실시예 1]

먼저, 본 발명에 따른 일 실시예(=실시예 1)의 유압 구동 유니트(1)가 도 1 및 2를 참조하여 설명된다. 도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 유압 구동 유니트의 개략도(부분 단면)이다. 도 2(a)는 도 1에 도시된 유압 구동 유니트의 부품인 유압 컨트롤러의 분해도이고, 도 2(b)는 도 2(a)에 도시된 유압 펌프 부분의 개략적인 평면도이다. 유압 구동 유니트(1)는 액튜에이터의 일종인 유압 실린더(11), 및 이 유압 실린더(11)를 연장 및 수축시키기 위한 유압 컨트롤러(12)로 구성된다.

상기 유압 컨트롤러(12)는 정방향과 역방향으로 회전 가능한 전기 모터(121), 이 전기 모터(121)의 회전에 의해서 유압 오일을 소정 압력하에서 정방향과 역방향으로 송출할 수 있는 유압 펌프(122), 폐쇄된 공간 내에 유압 오일을 저장하 기 위한 오일 탱크(123), 오일 탱크(123)와 유압 실린더(11) 사이에서 유압 오일의 흐름을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 밸브(124), 및 유압 펌프(122), 밸브(124) 등을 보유하면서 내부에 오일 경로가 형성된 하우징(125)(여기에서는 본체 블록으로서 언급함)을 포함한다.

상기 하우징(125)에서 전기 모터(121)의 출력축(121a)에 대한 끼움공(125d)이 형성된 부분, 즉 하우징(125)의 바닥면 부분들(125a)중 하나인 부분(본 명세서에서는 "단일 바닥면 부분"으로서 언급함)에는 베어링(121d)이 끼워 맞추어진다. 이러한 배치에 따르면, 끼움공(125d) 내로 끼워 맞추어진 전기 모터(121)의 출력축(121a)은 베어링(121d)에 의해서 회전가능하게 지지된다. 상기 출력축(121a)은 유압 펌프(122)에 직접 연결된다. 그러므로, 비록 정확한 조립이 달성되지 않더라도, 끼움공(125d)에 삽입된 출력축(121a)의 회전 중심은 정렬될 수 있다. 그러므로, 출력축(121a)과 하우징(125) 등과의 간섭에 의해서 발생되는 소음이 줄어들 수 있고, 과도한 마모가 제한되고, 수명이 연장된다.

또한, 상기 하우징(125)에 있어서, 상기 전기 모터(121)의 일구성요소인 전기자(121b), 상기 출력축(121a), 상기 베어링(121d), 및 다른 전기 모터 부품들이 미리 조립되고, 그리고 상기 전기 모터(121)의 일구성요소인 모터 커버 본체(121c)를 수용하여 고정하도록 구성된 모터 커버 본체 부착부(125b)가 형성된다. 또한, 상기 하우징(125)에 있어서, 상기 오일 탱크(123)의 일구성 부품인 오일 탱크 커버 본체(123a)를 탈부착 가능하게 장착할 수 있는 오일 탱크 커버 본체 부착부(125c)가 다음 단계에서 형성된다.

즉, 상기 하우징(125)은 상기 전기 모터(121), 상기 유압 펌프(122), 오일 상기 탱크(123) 및 밸브들(124)을 위한 하우징으로서 사용된다. 달리 말하자면, 상기 전기 모터(121)에 대한 하우징, 상기 유압 펌프(122)에 대한 하우징, 상기 오일 탱크(123)에 대한 하우징, 상기 밸브들(124)에 대한 하우징이 통합된 것이다. 이에 의해, 필요한 부품들의 수가 줄어들고, 결과적으로는 제조비용이 저렴해지며 구성이 단순해 질 수 있다.

실시예 1에서, 상기 유압 펌프(122)는 기어 펌프이고, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상기 유압 펌프(122)는 구동 기어(122a)와 피동 기어(122b)로 구비되며, 상기 출력축(121a)은 구동 기어(122a)에 직접적으로 연결되는 동시에 상기 하우징(125)의 반대쪽 바닥 표면부(125e)(본 명세서에서는 "다른 바닥 표면부"로서 언급함)에 끼워 맞추어진다. 상기 유압 펌프(122)가 유압 탱크(123) 근처에 제공됨에 따라, 오일 탱크(123)로부터의 유압 오일의 흡입 효율이 개선된다.

본 발명에서 전기 모터(121)를 위한 "하우징"은 상기 베어링(121d)을 제외하고, 상기 전기자(121b), 출력축(121a), 베어링(121d), 및 정류자(도시되지 않음)와 같은 전기 모터의 부품들중 적어도 몇몇을 통합할 수 있는 하우징을 의미한다.

마찬가지로, 상기 유압 펌프(122), 오일 탱크(123), 및 밸브들(124)을 위한 "하우징"은 유압 펌프 부품들, 오일 탱크 부품들 및 밸브 부품들중 몇몇을 각각 수납할 수 있는 하우징을 의미한다.

[실시예 2]

다음으로, 도 3 및 4를 참조하여 다른 실시예(=실시예 2)를 설명한다. 하기 에서는, 이미 설명된 부분들에 대하여 동일한 참조 부호들이 적용되며, 그에 대한 설명은 생략하고 단지 다른 부분들만이 설명된다.

실시예 2의 유압 구동 유니트(2)에 있어서, 상기 하우징(125)의 일부는 캡 본체(221c)가 그 위로 끼워 맞추어지는 전기 모터 커버 본체(125ab)를 형성한다. 조립을 위해 필요한 노동력이 절감될 뿐만 아니라 조립공정 동안에 하우징(125)에 조립되는 전기 모터(121)의 부품들에 가해질 수 있는 손상이나 부품들의 조립오류를 회피할 수 있다.

[실시예 3]

다음으로, 도 5(a),(b) 및 (c) 그리고 도 6을 참조하여 다른 실시예(=실시예 3)를 설명하기로 한다. 실시예 3에서는, 하우징(125) 내에 배치된 유압 펌프(122)의 위치가 변하고, 유압 펌프(122)의 위치변화를 수용하는 밸브들(124)의 배열이 명확하게 나타난다.

실시예 3을 설명하기 전에, 밸브들(124)의 기초적인 구성상의 특징들이 설명된다. 도 6은 유압 구동 유니트(3)의 기초적인 구성을 보여주는 유압 회로도이다. 도 6에 도시된 유압 회로는 실시예 1 및 실시예 2의 장치들에서 사용된 유압 회로들과 동일하다.

상기 밸브들(124)은 유압 펌프(122)와 유압 실린더(11) 사이에서 유압 오일의 흐름을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 작동 체크 밸브(124a), 유압 펌프(122)와 오일 탱크(123) 사이에서 유압 오일의 흐름을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 스위칭 밸브(124b)를 기초 부품으로서 포함한다.

기본적으로, 상기 작동 체크 밸브(124a)는 유압 펌프(122)로부터 송출된 유압 오일이 단지 유압 실린더(11)로 흐를 수 있게 하는 한 쌍의 체크 밸브(OCa), 및 유압 오일을 하나의 체크 밸브(OCa)로부터 다른 체크 밸브(OCa)로 운반하기 위한 한 쌍의 파일럿 라인들(OCb)을 포함한다.

한 쌍의 체크 밸브들(OCa)이 상기 유압 펌프(122)의 한 포트를 유압 실린더(11)의 바닥 측 오일 챔버(OAa)에 연결하는 파이프 라인과, 유압 펌프(122)의 다른 포트를 유압 실린더(11)의 로드 측 오일 챔버(OAb)에 연결하는 파이프 라인에 제공된다.

상기 스위칭 밸브(124b)는 유압 펌프(122)와 유압 실린더(11)의 바닥 측 오일 챔버(OAa) 사이 및 유압 펌프(122)와 유압 실린더(11)의 로드 측 오일 챔버(OAb) 그리고 오일 탱크(123) 사이의 파이프 라인들중 어느 하나 사이에서 스위치 전환을 수행한다.

하기의 설명에 있어서, 몇몇의 경우에, 도 6의 좌측과 우측에서 쌍으로 배열된 체크 밸브들(OCa)중 좌측의 체크 밸브(OCa)는 유압 실린더(11)의 바닥 측 오일 챔버(OAa) 내로 들어오고 나가는 유압 오일에 대한 체크밸브로서 바닥 측 체크 밸브(OCa)로 불리며, 우측의 체크 밸브(OCa)는 로드 측 오일 챔버(OAb) 내로 들어오고 나가는 유압 오일에 대한 체크밸브로서 로드 측 체크 밸브(OCa)로 불린다. 마찬가지로, 유압 펌프(122)의 포트들에 대하여, 몇몇의 경우에, 좌측 포트는 바닥 측 포트로 불리고, 우측 포트는 로드 측 포트라 불린다.

상기한 구성에 있어서, 상기 유압 구동 유니트(3)에 따르면, 유압 펌프(122) 가 멈춤상태에서, 유압 실린더(11)의 바닥 측 오일 챔버(OAa)와 로드 측 오일 챔버(OAb) 모두로부터 나오는 유압 오일의 유출은 작동 체크 밸브(124a)에 의해서 억제되고, 그리하여 유압 실린더(11)는 가해진 외부 힘에 대하여 정적인 상태를 유지하게 된다.

상기 유압 펌프(122)가 작동하고 그리하여 유압 오일이 바닥 측 포트로 배출되는 경우, 유압 오일은 바닥 측 체크밸브(OCa)를 통과하여 유압 펌프(122)로부터 바닥측 오일 챔버(OAa)로 공급된다. 이와 동시에, 바닥 측 파일럿 라인(OCb)에서 작용하는 유압 오일 압력에 의해 로드 측 체크 밸브(OCa)가 눌려져서 개방된다. 그러므로, 로드 측 오일 챔버(OAb)로부터 유압 펌프(122)로의 유압 오일의 유출이 허용되고, 이에 상기 유압 펌프(122)와 유압 실린더(11) 사이에서 시계방향으로 순환하는 유압 오일의 흐름이 조성되고, 결국 상기 유압 실린더(11)에서 연장방향으로 구동력이 발생한다.

이때, 상기 유압 실린더(11)가 도면에 도시된 바와 같은 실린더인 경우를 고려하면, 로드 측 오일 챔버(OAb)로부터 나오는 유압 오일의 양은, 유압 실린더의 피스톤의 운동량에 기인하는 것으로, 바닥 측 오일 챔버(OAa) 내로 유동하는 유압 오일의 양과 비교했을 때 그보다 작다. 그러나, 바닥 측 유압 오일이 높은 오일 압력을 가지므로, 스위칭 밸브(124b)가 스위치 전환되고 그리하여 로드 측 오일 챔버(OAb)와 오일 탱크(123)에 대한 파이프 라인이 서로 연결되고, 그 결과 부족분을 보충하기에 충분한 유압 오일이 오일 탱크(123)로부터 공급된다.

다른 한편으로, 상기 유압 펌프(122)가 작동하고 그리하여 상기 유동에 대하 여 반대되는 유압 오일의 순환 유동이 생성되고, 유압 실린더(11)에서 구동력이 수축 방향으로 발생하게 된다. 그러므로, 과도한 유압 오일이 바닥 측 오일 챔버(OAa)로부터 유압 펌프(122)로 유동한다. 바닥 측 오일 챔버(OAa)와 유압 탱크(123)에 대한 파이프 라인이 서로 연결됨에 따라서, 과도한 유압 오일이 오일 탱크(123)로 복귀한다.

상기 폐쇄된 오일 탱크(123)에 있는 유압 오일의 양은 유압 실린더(11) 내에서 피스톤의 위치에 의해 증가하거나 감소하고, 그에 따라 오일 탱크(123) 내에 밀봉된 가스의 압력이 요동하게 된다. 그런데, 밀봉된 가스의 체적을 적절하게 유지하면, 상기 유압 구동 유니트(3)의 작동은 가스 압력에서의 요동에 의해 영향을 받지 않는다.

따라서, 상기 유압 구동 유니트(3)의 기능이 달성되고, 폐쇄된 장치인 유압 실린더(11)를 통해서 그 기능이 유지되며, 유압 실린더 내외로 유동하는 유압 오일의 양적 변화가 유압 실린더의 작동에 의해서 야기된다.

상기 유압 구동 유니트(3)의 밸브들(124)은 이미 설명한 기초 부품들 이외에 하기에서 설명하는 추가적인 부품들을 구비한다.

상기 유압 실린더(11)의 바닥 측 오일 챔버(OAa)와 작동 체크 밸브(124a)의 체크 밸브(OCa) 사이, 그리고 유압 실린더(11)의 로드 측 오일 챔버(OAb)와 작동 체크 밸브(124a)의 체크 밸브(OCa) 사이에 있는 각각의 파이프 라인에는, 오일 챔버(OAa,OAb)로부터 체크 밸브(OCa)로 유동하는 유압 오일의 흐름을 감속시키기 위한 느린 복귀 밸브(124e)가 제공된다.

상기 느린 복귀 밸브(124e)는 유압 펌프(122)의 작동과정 동안에 외력이 피동 본체(W)로부터 발휘되는 경우에 발생될 수 있는 헌팅(hunting)을 방지한다.

상기 느린 복귀 밸브(124e)와 체크 밸브(OCa) 사이의 파이프 라인으로부터, 경감 밸브(124c)를 갖춘 파이프 라인이 오일 탱크(123) 쪽으로 분기된다. 마찬가지로, 유압 펌프(122)와 바닥 측 및 로드 측 상의 체크 밸브(OCa) 사이에 있는 파이프 라인으로부터, 경감 밸브(124d)를 갖춘 파이프 라인이 오일 탱크(123) 쪽으로 분기된다.

이러한 경감 밸브(124c) 및 (124d)는 비정상적인 압력이 주 파이프 라인에서 생성되는 경우에 과도한 유압 오일이 오일 탱크(123)로부터 빠져나가게 한다.

또한, 바닥 측 및 로드 측 상의 느린 복귀 밸브(124e)와 체크 밸브(OCa) 사이의 파이프 라인으로부터 비상 수동 밸브(MV)를 갖춘 파이프 라인이 오일 탱크(123) 쪽으로 분기 된다. 예를 들면, 전기력이 존재하지 않아서 유압 펌프(122)가 멈추는 경우, 바닥 측 오일 챔버(OAa)와 로드 측 오일 챔버(OAb)의 파이프 라인들이 오일 탱크(123)로부터 릴리스 되고 그래서 유압 실린더(11)가 수동으로 작동될 수 있다.

상기한 구성에 따르면, 유압 구동 유니트(3)는 긴급한 상황이 발생하는 경우에도 기본적인 기능을 적절하게 달성하고, 그동안 안전성과 신뢰성을 보장하며, 유압 구동 유니트(3)에 대한 손상을 방지하도록 사고 회피능력을 보장한다.

상기한 점들을 기초로 하여, 첨부 도면 도 5(a) 내지 5(c)를 참조로 실시예 3을 설명하기로 한다. 이 도면들은 실시예 3의 유압 구동 유니트(3)의 개략적인 도 면들이고, 실시예 3에서는 실시예 1과 2에서 설명한 유니트들에 비하여 유압 펌프(122)의 위치와 밸브들(124)의 구성이 다른 구조적 특징을 갖는다. 특히, 실시예 3에 있어서, 유압 펌프(122)는 전기 모터(121)가 하우징(125) 내에 배치되는 어셈블리의 일측에 제공된다.

도 5(a) 내지 5(c)는 실시예 3의 유압 구동 유니트를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 특히 부분들의 어셈블리 배열에 초점을 맞춘 것이다. 도 5(a)는 실시예 3의 일반적인 배열을 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 측면에서 본 도면으로서 도 5(a)에 도시된 유압 실린더 부분을 배제한 내부 구성을 보여주는 도면이고, 도 5(c)는 도 5(b)를 위에서 내려다본 도면으로서 유압 회로로 표현된 배열을 나타낸 도면이다.

상기 밸브들(124)은 유압 펌프(122)와 유압 실린더(11) 사이에서 유압 오일의 유동을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 작동 체크 밸브(124a), 및 유압 펌프(122)와 오일 탱크(123) 사이에서 유압 오일의 유동을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 스위칭 밸브(124b), 2가지 타입의 경감 밸브들(124c,124d) 및 느린 복귀 밸브(124e)를 포함한다. 도 6의 유압 회로도에 도시된 비상 수동 밸브(MV)는 도 5(a) 내지 5(c)에는 도시되지 않았지만 필요에 따라 제공될 수 있다.

이러한 유압 구동 유니트(3)는 유압 구동 유니트(3)를 구성하는 부품들의 배열 상태를 특징화시킨 것이다. 특히, 상기 전기 모터(121)는 하우징(125)의 일측에 제공되고, 상기 오일 탱크(123)가 전기 모터(121)와 대향하여 하우징(125)의 타측에 제공되며, 상기 유압 실린더(11)는 전기 모터(121)와 오일 탱크(123)의 설치 방 향(이 방향은 "종방향"으로 언급함)에 수직한(이 방향은 "횡방향"으로 언급함) 측면에 제공된다. 특히, 도 5(a) 내지 5(c)에 도시된 바와 같이, 상기 유압 구동 유니트(3)는 하우징(125) 내에서 유압 펌프(122)가 전기 모터(121)의 일측에 제공되고 상기한 밸브들(124a,124b,124c,124d,124e)이 유압 펌프(122)가 설치된 위치와는 다른 위치에 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기한 배열에 있어서, 파이프 라인의 전체의 기능은 유지된다. 즉, 유압 유니트(3)는 오일 압력에 의해서 생성된 구동력을 폐쇄된 장치를 통해서 피동체로 독립적으로 공급할 수 있고, 이에 안정성, 신뢰성 및 사고의 회피가 보장된다.

또한, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 이러한 유압 구동 유니트(3)에 있어서, 모터(펌프 구동 축)(121a)의 출력축은 짧다. 그 결과, 축(121a)의 진동과 구동 소음이 줄어들고, 축 런아웃(runout)에 의해서 야기된 축 피로도가 낮다. 그러므로, 진동과 구동 소음의 감소 및 축(121a) 수명의 연장이 달성될 수 있고, 진동, 구동 소음 문제 및 전기 모터(121)와 유압 펌프(122)의 수명 연장문제가 해결될 수 있다.

도 5(b)에 도시된 작동 체크 밸브(124a)와 스위칭 밸브(124b)와 같은 밸브들의 배열은 하나의 가능한 배열을 나타낸 것이다. 이러한 밸브들(124a,124b, 등.,)의 배열은 실시예에 있어서 유압 펌프(122)가 전기 모터(121)의 일 측에 배열된 조건을 제외하고 일련의 배열로 한정되지 않는다.

또한, 이러한 유압 구동 유니트(1)에 있어서, 상기 유압 실린더(11)는 하우징(125)상에 제공되고, 그리하여 전기 모터(121)와 오일 탱크(123)의 설치방향인 종방향이 유압 실린더(11)의 축방향에 대하여 평행하거나 또는 열을 이루게 된다.

만일 유압 실린더(11)가 이러한 방식으로 배열되면, 도 5(a)에 도시된 평면에서 유니트(3)가 점유하는 면적은 유압 실린더(11)가 종축에 대하여 수직한 횡방향으로 배열되는 경우에 비하여 감소될 수 있고, 그에 따라, 상기 유압 구동 유니트는 유용한 설치 공간이 제한되고 소형화가 요구되는 위치에서, 설치 및 조립에 적합하다.

또한, 유압 구동 유니트가 과도하게 제한을 받는 경우, 내구성과 진동의 문제는 폐쇄된 장치의 제한된 공간에서 유니트들의 부품들을 가능한 방식으로 소형화하여 유지함으로써 해결되어야만 한다. 이러한 실시예들은 그러한 과도한 제한하에서 내구성과 진동의 문제들을 해결하도록 시도한다.

상기 유압 펌프(122)가 오일 탱크(123)로부터 떨어져 있어서 발생하는 문제점은 그것이 전기 모터(121)와 가깝기 때문에 초래된 것으로서, 이는 유압 펌프(122)와 오일 탱크(123) 사이에 파이프 라인을 연장함으로써 해결할 수 있다. 다른 한편으로는, 이러한 실시예에 따라 여러 밸브들(124a,124b,...) 사이의 파이프들의 길이를 짧게 함으로써 해결될 수 있다.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 상기 유압 실린더(11)는 하우징(125)에 대한 전기 모터(121)와 오일 탱크(123)의 설치 방향인 종방향에 대하여 평행한 종방향으로 배열되고, 유압 실린더(11)는 유압 실린더(11)의 축방향 길이의 중심에 가깝게 하우징(125) 상에 제공된다.

즉, 상기 유압 실린더(11)의 종방향으로 위치한 두 단부들은 하우징(125) 상 에 제공된 전기 모터(121)와 오일 탱크(123) 모두에 대하여 종방향으로 연장되게 제공되고, 필요한 경우를 제외하고는 유니트(3)의 전체 길이 방향으로 돌출하지 않게 제공된다.

이에 비해서, 예를 들면, 만일 유압 실린더(11)가 유압 실린더(11)의 바닥 측에서 오일 탱크(123) 쪽으로 연장하기 위해 하우징(125) 상에 제공되면, 전기 모터(121)에 대응하는 돌출부가 하우징(125)의 종방향에 대하여 전기 모터(121) 측에 제공되고, 오일 탱크(123) 측에 제공되며, 유압 실린더(11)의 전체 길이에 대응하는 돌출부가 제공된다. 그러므로, 비록 유압 구동 유니트가 동일한 부품들에 의해서 형성될지라도, 소형화와는 반대로 레이아웃(layout) 치수가 증가하게 된다.

다시 말해서, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 상기 유압 실린더(11)의 축방향 길이의 중앙 근처에서 하우징(125) 상에 유압 실린더(11)를 설치하는 것은 유압 구동 유니트(3)의 소형화에 상당히 기여한다.

[실시예 4]

다음으로, 도 7(a) 내지 7(c)를 참조하여 다른 실시예(=실시예 4)를 설명하기로 한다. 실시예 4에 있어서, 하우징(125) 내에 배치된 유압 펌프(122)와 밸브(124)의 구성이 변한다. 특히, 실시예 4에 있어서, 유압 펌프(122)가 하우징(125)의 중간 부분에 배치된다.

도 7(a) 내지 7(c)는 실시예 4의 유압 구동 유니트를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 특히 어셈블리에서 부분들의 배열에 초점을 맞춘 것이다. 도 7(a)는 실시예 4의 일반적인 배열을 나타낸 도면이고, 도 7(b)는 측면에서 본 도면으로서 도 7(a)에 도시된 유압 실린더 부분을 배제한 내부 구성을 보여주는 도면이고, 도 7(c)는 도 7(b)를 위에서 내려다본 도면으로서 유압 회로로 표현된 배열을 나타낸 도면이다.

상기 유압 구동 유니트(4)는 전기 모터(121)가 상기 다양한 밸브들(124a,124b,,,)과 유압 펌프(122)를 수납하는 구조물인 하우징(125)의 일 측에 제공되는 구성을 가지며, 오일 탱크(123)는 전기 모터(121)의 위치에 대향하여 하우징(125)의 타 측에 제공되고, 유압 액튜에이터로서 기능하는 유압 실린더(11)는 전기 모터(121)와 오일 탱크(123)의 설치 방향(이 방향은 "종방향"으로서 언급됨)에 대하여 수직한 방향(이 방향은 "횡방향"으로서 언급됨)으로 일 측면에 제공된다.

도 7(b) 와 7(c)에 도시된 바와 같이, 하우징(125) 내에서, 펌프(122)는 가능한한 오일 탱크(123)에 종방향으로 근접한 위치에 보유되고, 스위칭 밸브(124b)가 펌프와 오일 탱크(123) 사이에서 직접적으로 배치되며, 도 6에 도시된 유압 회로에서 스위칭 밸브(124b)에 대한 파이프 라인에 있어서 경감 밸브(124d)가 펌프와 오일 탱크(123) 사이에 제공된다. 그 결과, 유압 실린더(11)에 대한 파이프 라인에 대하여 작동 체크 밸브(124a)와 느린 복귀 밸브(124e)와 같은 다른 밸브들이 유압 펌프(122)의 전기 모터(121) 측면상에 종방향으로 제공된다.

도 7(c)에 있어서, 도면부호 "11"은 이러한 도면의 평면 밖 위치에서 유압 실린더 라인을 나타내며, 유압 실린더에 대한 파이프 라인이 여기에 존재한다. 또한, 횡단 공간이 이러한 위치에 존재하기 때문에, 유압 펌프(122)와 비교해서, 작동 체크 밸브(124a)와 유압 실린더(11) 사이에서 파이프 라인에 대한 경감 밸브 (124c)가 오일 탱크(123) 상에 종방향으로 제공되는 것이다.

그러한 위치에 유압 펌프(122)를 설치하는 것은 유압 파이프 라인의 일반화된 기술 지식에 기초하며, 유압 펌프(122)에 의해서 흡입되는 유압 오일을 저장하기 위한 오일 탱크(123)와 유압 펌프(122) 사이의 파이프 라인의 길이는 흡입력을 개선시키기 위해서 가능한 한 짧게 만들어야만 한다. 또한, 파이프 라인들의 구성을 그와같이 함으로써 구성이 보다 간단해진다.

상기 하우징(125)의 종방향으로 중간 부분에 유압 펌프(122)를 제공하기 위해서, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 절개 평면(125g)에 의해서 하우징(125)을 분할하는 것이 필요하고, 유압 펌프(122)를 보유하기 위한 부분을 형성하도록 라미네이트 구조물(laminated structure)을 만드는 것이 필요하다. 그러한 라미네이트 구조물은 다수의 밸브들이 단일 블록에 포함되는 경우에 사용되는 일반적인 기술이다.

상기한 실시예들은 여러 가지 특징들을 포함하며, 그 중 일부를 다음에서 설명한다.

유압 구동 유니트는, 압력하에서 유압 오일을 정방향과 역방향으로 송출하기 위한 유압 펌프; 유압 펌프를 구동시키기 위한 전기 모터; 유압 오일을 저장하기 위한 오일 탱크; 유압 오일에 의해서 작동되는 유압 액튜에이터; 및 상기 유압 액튜에이터의 동작에 의해 피동 본체에 구동력을 독립적으로 부여하기 위해서 상기 유압 펌프, 상기 오일 탱크 및 상기 유압 액튜에이터 중에서 유압 오일의 흐름을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 다양한 밸브들;을 포함하며,

상기 유압 구동 유니트는 상기 전기 모터가 일 측에 제공되고 상기 오일 탱 크가 상기 전기 모터에 대향하여 상기 하우징의 타 측에 제공되며 상기 액튜에이터는 상기 전기 모터와 상기 오일 탱크의 설치 방향에 대하여 수직한 일 측에 제공되고,

상기 유압 펌프는 상기 하우징의 상기 전기 모터 측면 상에 제공되고, 상기 다양한 밸브들은 상기 유압 펌프의 상기 설치 위치와는 다른 부분에 제공되는 것을 특징으로 한다.

다른 유압 구동 유니트는 상기 액튜에이터가 유압 실린더이고 상기 유압 실린더의 실린더 축이 상기 전기 모터, 상기 하우징 및 상기 오일 탱크의 배열방향에 평행하도록 상기 하우징 상에 제공되는 것을 특징으로 한다.

다른 유압 구동 유니트는 상기 유압 실린더가 평행하게 배열되고, 상기 전기 모터, 상기 하우징 및 상기 오일 탱크가 상기 평행한 방향으로 돌출되지 않도록 하기 위하여 전체로서 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 것은 본 발명을 구체화하는 몇몇 장치들을 예로서 제공한 것이다. 이러한 예들은 본 발명의 기술적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경 및 수정이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 유압 컨트롤러와 유압 구동 유니트는, 모든 산업 분야에서 사용될 수 있고, 오일 압력에 의해서 생성된 구동력이 피동체에 독립적으로 주어지고, 수명이 연장되며, 소형화가 가능하고, 저가의 제조가 가능하다.

Claims

유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러로서,

전기 모터를 수납하도록 구성된 전기 모터 하우징, 유압 펌프를 수납하도록 구성된 유압 펌프 하우징, 및 밸브들을 수납하도록 구성된 밸브 하우징을 포함하며, 상기 전기 모터 하우징, 상기 유압 펌프 하우징 및 상기 밸브 하우징이 일체화된 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러.
청구항 1에 있어서, 전기 모터와 유압 펌프를 더 포함하며, 상기 유압 펌프용 구동 기어가 상기 전기 모터의 출력 축에 직접적으로 연결된 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러.
청구항 1에 있어서, 상기 전기 모터의 상기 출력 축을 위한 베어링이 상기 하우징의 유압 펌프 측에 제공된 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징은 블록 형상으로 형성되고, 오일 탱크 커버 본체를 탈부착 가능하게 설치하도록 구성된 오일 탱크 커버 부착부가, 상기 전기 모터를 수용하도록 구성된 전기 모터 배열 표면부에 대향하여 소정 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러.
청구항 4에 있어서, 상기 하우징의 상기 전기 모터 배열 표면부 상에 상기 유압 펌프를 위한 소정의 위치가 제공되는 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러.
청구항 4에 있어서, 상기 유압 펌프와 유압 구동 유니트 액튜에이터 사이에서 유압 오일의 유동을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 작동 체크 밸브; 및

상기 유압 펌프와 오일 탱크 사이에서 유압 오일의 유동을 정방향과 역방향으로 제어하기 위한 스위칭 밸브; 를 더 포함하며,

상기 하우징에 있어서, 상기 스위칭 밸브, 상기 유압 펌프 및 상기 작동 체크 밸브가, 상기 전기 모터 배열 표면부의 일측으로부터 상기 오일 탱크 커버 본체 부착부의 일측으로 순서대로 제공되는 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러.
청구항 1에 있어서, 유압 구동 유니트 액튜에이터에 대한 연결을 위해서 구성되고 상기 하우징의 주변부에 위치된 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트용 유압 컨트롤러.
유압 구동 유니트로서,

청구항 1 내지 7중 어느 한 항에 기재된 유압 컨트롤러 및; 상기 유압 컨트롤러에 의해서 구동되는 액튜에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트.
청구항 8에 있어서, 상기 유압 컨트롤러와 상기 액튜에이터는 서로에 대하여 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트.
청구항 9에 있어서, 상기 유압 컨트롤러와 상기 액튜에이터는 상기 유압 컨트롤러와 상기 액튜에이터의 단부들이 평행한 방향으로 서로에 대하여 상당히 벗어나게 연장되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압 구동 유니트.