KR20150036285A

KR20150036285A - 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로

Info

Publication number: KR20150036285A
Application number: KR20157002559A
Authority: KR
Inventors: 야수토시 난요시
Original assignee: 캐터필라 에스에이알엘
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2015-04-07
Also published as: US20150192148A1; EP2871372A4; JP2014009805A; CN104603471A; WO2014007036A1; EP2871372A1; JP5825682B2

Abstract

과제는, 유압 엑츄에이터와, 그 유압액츄에이터로부터 배출되는 유압 에너지를 축적하는 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로에 있어서, 어큐뮬레이터에 고온의 작동유가 유입되지 않도록 하는 것이다. 해결수단은, 어큐뮬레이터(10)로의 작동유의 유입 유로가 되는 어큐뮬레이터 유입출 유로(9)에, 어큐뮬레이터(10)의 축압 용적에 상당하는 용적을 가지는 냉각용 배관(12)을 배치하여, 상기 냉각용 배관(12)에서 냉각된 작동유를 어큐뮬레이터(10)에 축적하는 구성으로 한 것이다.

Description

어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로{HYDRAULIC CIRCUIT FOR WORKING MACHINE, COMPRISING ACCUMULATOR}

본 발명은, 유압 에너지 축적용의 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로의 기술 분야에 관한 것이다.

유압셔블 등의 유압 구동식의 작업기계 중에는, 연비 향상이나 배기가스 저감을 도모하기 위하여, 작업장치의 위치 에너지나 선회 동작의 관성력에 의하여 발생하는 고압유를 유압 에너지로서 어큐뮬레이터에 축압하는 한편, 그 어큐뮬레이터의 축압유를 유압액츄에이터로의 공급유로서 재이용할 수 있도록 구성한 것이 있다.

예를 들면, 유압셔블은, 기체(機體)에 상하 요동 가능하게 지지되는 붐의 선단부에 암이나 버킷 등을 장착하여 작업장치를 구성함과 함께, 붐의 상하 이동은 붐실린더의 신축 작동에 근거하여 행해지는데, 이것에 있어서, 버킷이 접지하고 있지 않은 상태에서 작업장치를 하향 이동시킬 때에는, 그 작업장치의 위치 에너지에 의하여 붐실린더의 헤드측 유실(油室)로부터 고압의 오일이 배출된다. 따라서, 붐의 하향 이동 시에 붐실린더의 헤드측 유실로부터의 배출유를 어큐뮬레이터에 축압하는 한편, 그 어큐뮬레이터의 축압유를 붐의 상향 이동 시에 붐실린더의 헤드측 유실에 공급하는 구성으로 하여, 이에 의해, 종래에는 오일탱크에 되돌려지고 있던 붐실린더의 헤드측 유실로부터의 고압의 배출유를 재이용할 수 있도록 한 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).

특허문헌 1: 일본 특허공개공보 2012-13123호

그런데, 유압액츄에이터로부터의 배출유는, 유압액츄에이터의 구동에 사용된 작동유이기 때문에 고온으로 되어 있어, 이로 인하여, 유압액츄에이터로부터의 배출유를 오일탱크에 되돌리는 종래의 구성의 것에서는, 오일탱크의 상류측에 배치된 오일쿨러에 의하여 유압액츄에이터로부터의 배출유를 냉각하도록 구성되어 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1과 같이 유압액츄에이터로부터 배출되는 작동유를 어큐뮬레이터에 축압하는 구성의 것에서는, 유압액츄에이터의 구동에 사용되어 고열이 된 작동유가 그대로 어큐뮬레이터에 축압된다. 그러나, 어큐뮬레이터에는 고온의 작동유가 축적되게 되는데, 고온의 작동유는 어큐뮬레이터의 재질을 열화시켜 내구수명을 단축시키게 되고, 이로 인하여, 내열성을 가진 고가의 어큐뮬레이터를 채용할 필요가 있어 고비용이 된다는 문제가 있으며, 여기에 본 발명의 해결해야 할 과제가 있다.

본 발명은, 상기와 같은 실정을 감안하여 이들 과제를 해결하는 것을 목적으로 하여 창작된 것으로서, 청구항 1의 발명은, 유압액츄에이터와, 상기 유압액츄에이터로부터 배출되는 유압 에너지를 축적하는 한편, 상기 축적한 유압 에너지를 유압액츄에이터에 공급하는 어큐뮬레이터를 구비하여 이루어지는 작업기계의 유압회로에 있어서, 상기 어큐뮬레이터로의 작동유의 유입 유로(油路)에, 어큐뮬레이터의 축압 용적에 상당하는 용적을 가지는 냉각용 배관을 배치하여, 상기 냉각용 배관에서 냉각된 작동유를 어큐뮬레이터에 축적하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로이다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 있어서, 냉각용 배관을, 구불구불한 형상 혹은 나선 형상으로 배치한 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로이다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 냉각용 배관은, 병렬 형상으로 배치되는 복수의 유로로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로이다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 냉각용 배관은, 어큐뮬레이터로의 작동유의 유입 및 유출의 유로가 되는 어큐뮬레이터 유입출 유로에 배치됨과 함께, 상기 냉각용 배관 내에, 작동유의 흐름과 함께 이동하여 작동유의 혼합을 방지하는 부동체를 배치한 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로이다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 냉각용 배관을 흐르는 작동유를 냉각하기 위한 냉각 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로이다.

청구항 1의 발명으로 함으로써, 어큐뮬레이터에는, 유압액츄에이터로부터 배출되는 고온의 작동유가 그대로 축적되는 것이 아니라, 냉각용 배관에서 냉각된 저온의 작동유가 축적되게 되어, 이 결과, 작동유의 고온에 기인하는 어큐뮬레이터의 재질 열화를 확실히 억제할 수 있어, 어큐뮬레이터의 내용년수를 길게 할 수 있는 데다가, 내열성을 가진 고가의 어큐뮬레이터를 사용할 필요가 없어져, 코스트 저감에 크게 공헌할 수 있다.

청구항 2의 발명으로 함으로써, 냉각용 배관을 컴팩트하게 수납할 수 있다.

청구항 3의 발명으로 함으로써, 냉각용 배관 내의 열대류를 저감시킬 수 있어, 유압액츄에이터로부터 배출되는 고온의 작동유와 냉각용 배관 내의 저온의 작동유가 교반되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

청구항 4의 발명으로 함으로써, 부동체에 의하여, 유압액츄에이터로부터 배출되는 고온의 작동유와 냉각용 배관 내의 저온의 작동유가 혼합되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

청구항 5의 발명으로 함으로써, 냉각용 배관 내의 작동유를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 있어서의 붐실린더용 유압회로이다.
도 2에 있어서, (A)는 제1 실시형태의 냉각용 배관을 나타내는 도, (B)는 어큐뮬레이터 및 냉각용 배관의 배치 상태를 나타내는 도이다.
도 3은 제2 실시형태에 있어서의 붐실린더용 유압회로이다.
도 4에 있어서, (A)는 제３ 실시형태의 냉각용 배관을 나타내는 도, (B)는 제４ 실시형태의 냉각용 배관을 나타내는 도이다.
도 5에 있어서, (A)는 제5 실시형태의 냉각용 배관을 나타내는 도, (B)는 (A)의 X－X 확대 단면도, (C)는 제6 실시형태의 냉각용 배관을 나타내는 도, (D)는 (C)의 X－X 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면에 근거하여 설명한다.

먼저, 제1 실시형태를 도 1, 도 2에 근거하여 설명하는데, 도 1은, 작업기계의 일례인 유압셔블에 있어서의 붐실린더용의 유압회로를 나타내는 도로서, 그 도 1에 있어서, 1은 붐실린더(본 발명의 유압액츄에이터에 상당한다), 2는 유압셔블에 탑재된 엔진(도시하지 않음)에 의하여 구동되는 유압펌프, 3은 오일탱크, 4는 컨트롤밸브, 5는 오일쿨러, 6은 오일쿨러용 바이패스 체크밸브, 7은 배압밸브이다.

상기 붐실린더(1)는, 유압셔블의 기체에 상하 이동 가능하게 지지되는 붐(도시하지 않음)을 상하 이동시키도록 신축 작동하는 것으로서, 헤드측 유실(1a)로의 오일 공급 및 로드측 유실(1b)로부터의 오일 배출에 의하여 신장하여 붐을 상향 이동시키고, 또, 로드측 유실(1b)로의 오일 공급 및 헤드측 유실(1a)로부터의 오일 배출에 의하여 축소하여 붐을 하향 이동시킨다. 다만, 도시하지 않지만, 붐의 선단부에는 암이 요동 가능하게 지지되고, 또한 그 암의 선단부에는 버킷이 요동 가능하게 지지되어 있어, 이들 붐, 암, 버킷 등에 의하여 유압셔블의 프론트 작업장치가 구성됨과 함께, 버킷이 접지하고 있지 않은 상태에서는, 상기 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)의 압력에 의하여 프론트 작업장치의 중량을 지지하고 있고, 그리고, 붐의 하향 이동 시에는 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)로부터 높은 유압 에너지를 가진 고압의 작동유가 배출되도록 되어 있다.

또, 상기 컨트롤밸브(4)는, 붐용 조작구(도시하지 않음)의 조작에 근거하여 붐실린더(1)에 대한 오일 급배(給排) 제어를 행하는 유량 제어 전환밸브로서, 상향 이동측, 하향 이동측의 각 파일럿포트(4a, 4b)를 구비하고 있다. 그리고, 그 컨트롤밸브(4)는, 상향 이동측, 하향 이동측의 양 파일럿포트(4a, 4b)에 파일럿압이 입력되어 있지 않은 상태에서는, 유압펌프(2)의 토출유를 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a) 및 로드측 유실(1b)에 공급하지 않고, 또한, 헤드측 유실(1a) 및 로드측 유실(1b)의 오일을 오일탱크(3)에 흘려보내지 않는 중립 위치(N)에 위치하고 있지만, 상향 이동측 파일럿포트(4a)에 파일럿압이 입력됨으로써, 유압펌프(2)의 토출유를 헤드측 유실(1a)에 공급하고, 또한, 로드측 유실(1b)로부터의 배출유를 오일탱크(3)에 흘려보내는 상향 이동측 위치(X)로 전환된다. 또, 하향 이동측 파일럿포트(4b)에 파일럿압이 입력됨으로써, 유압펌프(2)의 토출유를 로드측 유실(1b)에 공급하는 하향 이동측 위치(Y)로 전환하는데, 그 하향 이동측 위치(Y)의 컨트롤밸브(4)는, 헤드측 유실(1a)로부터의 배출유를 오일탱크(3)에 흘려보내지 않도록 구성되어 있다. 또한, 상기 컨트롤밸브(4)의 상향 이동측, 하향 이동측 파일럿포트(4a, 4b)로의 파일럿압의 입력은, 붐용 조작구 상향 이동측, 하향 이동측 조작에 근거하여 행해지는 구성으로 되어 있다.

또한, 도 1에 있어서, 8은 상기 컨트롤밸브(4)와 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)을 접속하는 헤드측 유로로서, 그 헤드측 유로(8)에는, 어큐뮬레이터 유입출 유로(9)를 통하여 어큐뮬레이터(10)가 접속되어 있다. 그 어큐뮬레이터(10)는, 유압 에너지 축적용의 것으로서, 예를 들면 피스톤형이나 블래더형의 것이 이용된다. 또, 어큐뮬레이터 유입출 유로(본 발명의 어큐뮬레이터로의 작동유의 유입 유로, 및 어큐뮬레이터로의 작동유의 유입 및 유출의 유로가 되는 어큐뮬레이터 유입출 유로에 상당한다)(9)는, 헤드측 유로(8)와 어큐뮬레이터(10)의 오일 급배구(10a)를 연결하는 유로로서, 어큐뮬레이터(10)로의 작동유의 유입 유로 및 유출 유로가 되는 유로인데, 그 어큐뮬레이터 유입출 유로(9)에는 후술하는 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)가 배치되어 있음과 함께, 그 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)와 어큐뮬레이터(10)와의 사이의 어큐뮬레이터 유입출 유로(9)에는, 냉각용 배관(12)이 배치되어 있다.

상기 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)는, 어큐뮬레이터(10)로의 작동유의 유입, 유출을 제어하는 유량 제어 전환밸브로서, 유입측, 유출측의 각 파일럿포트(11a, 11b)를 구비하고 있다. 그리고, 그 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)는, 유입측, 유출측의 양 파일럿포트(11a, 11b)에 파일럿압이 입력되어 있지 않은 상태에서는, 어큐뮬레이터(10)로의 작동유의 유입 및 유출을 행하지 않는 중립 위치(N)에 위치하고 있지만, 유입측 파일럿포트(11a)에 파일럿압이 입력됨으로써, 헤드측 유로(8)의 작동유를 유입측 체크밸브(13)를 통하여 냉각용 배관(12)에 흘려보내는 유입측 위치(X)로 전환되어, 이로써, 헤드측 유로(8)의 작동유가 냉각용 배관(12)에 유입됨과 함께, 그 냉각용 배관(12)의 작동유가 어큐뮬레이터(10)에 유입되어 축압되도록 되어 있다. 또, 유출측 파일럿포트(11b)에 파일럿압이 입력됨으로써, 냉각용 배관(12)의 작동유를 유출측 체크밸브(14)를 통하여 헤드측 유로(8)에 흘려보내는 유출측 위치(Y)로 전환되어, 이로써, 냉각용 배관(12)의 작동유가 헤드측 유로(8)에 유출됨과 함께, 어큐뮬레이터(10)의 축압유가 냉각용 배관(12)에 방출되도록 되어 있다. 다만, 상기 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)의 유입측, 유출측 파일럿포트(11a, 11b)로의 파일럿압의 입력은, 도시하지 않은 컨트롤러로부터의 제어지령에 근거하여 행해지도록 구성되어 있다.

한편, 상기 냉각용 배관(12)은, 어큐뮬레이터(10)에 축적되는 작동유를 냉각하기 위하여 마련되는 배관으로서, 어큐뮬레이터(10)의 축압 용적에 상당하는 용적(어큐뮬레이터(10)에 축압할 수 있는 최대 용적과 동등한 용적)을 가지고 있다. 그렇게 하여, 헤드측 유로(8)의 작동유가 상기 유입측 위치(X)의 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)를 경유하여 냉각용 배관(12)에 유입된 경우에, 헤드측 유로(8)의 작동유가 어큐뮬레이터(10)까지 유입되는 일 없이, 냉각용 배관(12) 내의 작동유가 어큐뮬레이터(10)에 축적되도록 되어 있다.

여기에서, 상기 냉각용 배관(12)은, 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 긴 관을 구불구불한 형상으로 굴곡하여 배치한 것이며, 이로써, 냉각용 배관(12)의 표면적을 크게 하여 그 냉각용 배관(12) 내의 작동유와 외부 공기와의 열교환이 촉진되도록 한 것이면서, 컴팩트하게 수납할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 그 냉각용 배관(12)에서 냉각된 작동유가 어큐뮬레이터(10)에 축적됨으로써, 어큐뮬레이터(10) 내의 축압유의 온도를, 외기 온도에 가까운 저온으로 유지할 수 있도록 되어 있다.

또, 상기 어큐뮬레이터(10) 및 냉각용 배관(12)은 유압셔블의 적절한 개소에 배치되지만, 본 실시형태에서는, 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 유압셔블의 기체 후부에 장착되는 카운터 웨이트(15) 내에 어큐뮬레이터 수납부(16)를 형성하여, 그 어큐뮬레이터 수납부(16)에 어큐뮬레이터(10)를 수납함과 함께, 어큐뮬레이터 수납부(16)의 상방에 구불구불한 형상으로 굴곡된 냉각용 배관(12)을 배치하여, 그 냉각용 배관(12)을 어큐뮬레이터 수납부(16)의 상방을 덮는 커버로 하고 있다. 이와 같이 구성함으로써, 냉각용 배관(12)의 스페이스를 별도 확보할 필요가 없는 데다가, 냉각용 배관(12)을 외기가 접촉하는 개소에 배치할 수 있게 된다.

이어서, 붐의 하향 이동, 상향 이동에 따른 어큐뮬레이터(10)의 축압, 방출 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 붐의 하향 이동 시, 즉 붐용 조작구가 하향 이동측으로 조작되면, 컨트롤밸브(4)의 하향 이동측 파일럿포트(4b)에 파일럿압이 입력되어 컨트롤밸브(4)가 하향 이동측 위치(Y)로 전환됨과 함께, 컨트롤러의 제어지령에 근거하여 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)의 유입측 파일럿포트(11a)에 파일럿압이 입력되어 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)가 유입측 위치(X)로 전환된다. 이 상태에서는, 유압펌프(2)의 토출유가 컨트롤밸브(4)를 경유하여 붐실린더(1)의 로드측 유실(1b)에 공급됨과 함께, 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)로부터의 배출유가 헤드측 유로(8)에 흘러들어, 그 헤드측 유로(8)로부터 유입측 체크밸브(13) 및 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)를 경유하여 냉각용 배관(12)에 흐른다. 이로써, 냉각용 배관(12)의 작동유가 어큐뮬레이터(10)에 유입되어 축압되고, 그렇게 하여, 붐의 하향 이동 시에 헤드측 유실(1a)로부터 배출되는 유압 에너지가 어큐뮬레이터(10)에 축적되도록 되어 있다.

한편, 붐의 상향 이동 시, 즉 붐용 조작구가 상향 이동측으로 조작되면, 컨트롤밸브(4)의 상향 이동측 파일럿포트(4a)에 파일럿압이 입력되어 컨트롤밸브(4)가 상향 이동측 위치(X)로 전환됨과 함께, 컨트롤러의 제어지령에 근거하여 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)의 유출측 파일럿포트(11b)에 파일럿압이 입력되어 어큐뮬레이터용 제어밸브(11)가 유출측 위치(Y)로 전환된다. 이 상태에서는, 유압펌프(2)의 토출유가 컨트롤밸브(4)를 경유하여 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)에 공급되고, 또, 로드측 유실(1b)로부터의 배출유가 컨트롤밸브(4)를 경유하여 오일탱크(3)에 배출됨과 함께, 어큐뮬레이터(10)의 축압유가 냉각용 배관(12)에 방출되고, 그 냉각용 배관(12)의 작동유가 어큐뮬레이터용 제어밸브(11) 및 유출용 체크밸브(14)를 경유하여 헤드측 유로(8)에 공급된다. 그리고, 그 냉각용 배관(12)으로부터 헤드측 유로(8)에 공급된 작동유는, 상기 컨트롤밸브(4)로부터 공급되는 유압펌프(2)의 토출유와 합류하여 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)에 공급되게 된다. 그렇게 하여, 붐의 하향 이동 시에 어큐뮬레이터(10)에 축적된 유압 에너지를, 붐의 상향 이동 시에 재이용할 수 있는 구성으로 되어 있다.

서술한 바와 같이 구성된 본 형태에 있어서, 유압셔블의 유압회로에는, 붐을 상하 이동시키는 붐실린더(1)가 마련됨과 함께, 붐의 하향 이동 시에 붐실린더(1)로부터 배출되는 유압 에너지를 축적하는 한편, 그 축적한 유압 에너지를 붐의 상향 이동 시에 붐실린더(1)에 공급하는 어큐뮬레이터(10)가 마련되어 있는데, 그 어큐뮬레이터(10)로의 작동유의 유입 유로가 되는 어큐뮬레이터 유입출 유로(9)에는, 어큐뮬레이터(10)의 축압 용적에 상당하는 용적을 가지는 냉각용 배관(12)이 배치되어 있어, 그 냉각용 배관(12)에서 냉각된 작동유가 어큐뮬레이터(10)에 축적되게 된다.

그렇게 하여, 어큐뮬레이터(10)에는, 붐실린더(1)로부터 배출되는 고온의 작동유가 그대로 축적되는 것이 아니라, 냉각용 배관(12)에서 냉각된 저온의 작동유가 축적되게 되고, 따라서, 어큐뮬레이터(10)에 축적되는 작동유의 온도를, 붐실린더용 유압회로의 허용 온도(예를 들면, 약 90℃)보다 충분히 낮은 온도로 할 수 있다. 이 결과, 작동유의 고온에 기인하는 어큐뮬레이터(10)의 재질 열화를 확실히 억제할 수 있어, 어큐뮬레이터(10)의 내용년수를 길게 할 수 있는 데다가, 내열성을 가진 고가의 어큐뮬레이터를 사용할 필요가 없어져, 코스트 저감에 크게 공헌할 수 있다.

다음으로, 제2 실시형태를 도 3에 근거하여 설명하는데, 그 제2 실시형태의 것은, 상기 제1 실시형태와 같이 어큐뮬레이터 유입출 유로를 경유하여 어큐뮬레이터로의 유입 및 유출이 행해지는 구성이 아닌, 어큐뮬레이터 유입 유로(17)와 어큐뮬레이터 유출 유로(18)가 별개로 마련되어 있어, 어큐뮬레이터(10)로의 작동유의 유입은 어큐뮬레이터 유입 유로(17)를 경유하여 행해지는 한편, 어큐뮬레이터(10)로부터의 작동유의 유출은 어큐뮬레이터 유출 유로(18)를 경유하여 행해지도록 구성되어 있다. 그리고, 이와 같이 어큐뮬레이터 유입 유로(17)와 어큐뮬레이터 유출 유로(18)가 별개로 마련된 유압회로에 있어서도, 어큐뮬레이터 유입 유로(17)에 냉각용 배관(12)을 마련함으로써 본 발명을 실시할 수 있다. 다만, 제2 실시형태에 있어서 제1 실시형태와 공통되는 것(동일한 것)에 대해서는, 동일한 부호를 붙임과 함께 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

즉, 제2 실시형태의 것에 있어서, 어큐뮬레이터(10)는, 어큐뮬레이터 유입 유로(17)를 통하여 헤드측 유로(8)에 접속되는 한편, 어큐뮬레이터 유출 유로(18)를 통하여 유압펌프(2)의 토출측에 접속되어 있다. 상기 어큐뮬레이터 유입 유로(17)에는, 유입측 체크밸브(13), 컨트롤러로부터의 제어지령으로 전환되는 어큐뮬레이터 유입용 제어밸브(19), 및 어큐뮬레이터(10)의 축압 용적에 상당하는 용적을 가지는 제1 실시형태와 동일한 냉각용 배관(12)이 배치되어 있다. 또, 어큐뮬레이터 유출 유로(18)에는, 유출용 체크밸브(14), 컨트롤러로부터의 제어지령으로 전환되는 어큐뮬레이터 유출용 제어밸브(20)가 배치되어 있다. 그리고, 붐의 하향 이동 시에는, 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)로부터 헤드측 유로(8)에 배출된 작동유가, 유입측 체크밸브(13) 및 어큐뮬레이터 유입용 제어밸브(19)를 경유하여 냉각용 배관(12)에 흘러들어, 이로써 냉각용 배관(12)의 작동유가 어큐뮬레이터(10)에 축압되도록 구성되어 있다. 한편, 붐의 상향 이동 시에는, 어큐뮬레이터(10)의 축압유가 유출측 체크밸브(14) 및 어큐뮬레이터 유출용 제어밸브(20)를 경유하여 유압펌프(2)의 토출측에 공급되고, 그 유압펌프(2)의 토출유와 합류하여 컨트롤밸브(4)에 공급되며, 또한 컨트롤밸브(4)로부터 붐실린더(1)의 헤드측 유실(1a)에 공급되도록 되어 있다.

그리고, 이와 같이 어큐뮬레이터 유입 유로(17)와 어큐뮬레이터 유출 유로(18)가 별개로 마련되어 있는 제2 실시형태의 것에 있어서도, 어큐뮬레이터 유입 유로(17)에 마련된 냉각용 배관(12)에 의하여 어큐뮬레이터(10)에 저온의 작동유를 축적할 수 있게 되어, 제1 실시형태와 동일한 작용 효과를 나타내게 된다.

또한, 본 발명은, 냉각용 배관을 배치함에 있어, 도 4(A)에 나타내는 제３ 실시형태의 냉각용 배관(21)과 같이, 긴 관을 나선 형상으로 만곡시켜 배치해도 된다. 이와 같이 긴 관을 나선 형상으로 배치한 경우에도, 냉각용 배관(21)의 표면적을 크게 할 수 있어 냉각용 배관(21) 내의 작동유와 외부 공기와의 열교환이 촉진되는 것이면서, 컴팩트하게 수납할 수 있다.

또, 도 4(B)에 나타내는 제４ 실시형태와 같이, 냉각용 배관(22) 내에 작동유의 흐름과 함께 이동하는 부동체(23)를 배치하고, 그 부동체(23)에 의하여, 유압액츄에이터(붐실린더(1))로부터 배출되는 고온의 작동유와 냉각용 배관(22) 내에서 냉각된 저온의 작동유가 냉각용 배관 내에서 혼합되는 것을 방지하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 부동체(23)는, 어큐뮬레이터(10)에 작동유가 축압되어 있지 않은 상태에서 냉각용 배관(22)의 시단부측(유압액츄에이터측 단부)에 위치하는 한편, 어큐뮬레이터(10)에 작동유가 최대량 축압되어 있는 상태에서는 냉각용 배관(22)의 종단부측(어큐뮬레이터측 단부)에 위치하도록 냉각용 배관(22) 내에 배치되어 있으며, 어큐뮬레이터(10)로의 작동유 축압 시에는 냉각용 배관(22)의 시단부측으로부터 종단부측으로 이동하고, 어큐뮬레이터(10)로부터의 작동유 방출 시에는 종단부측으로부터 시단부측으로 이동하도록 되어 있다. 그리고, 그 작동유의 흐름과 함께 이동하는 부동체(23)에 의하여, 유압액츄에이터로부터 배출되는 고온의 작동유와 냉각용 배관(22) 내에서 냉각된 저온의 작동유가 냉각용 배관(22) 내에서 혼합되어 버리는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 이와 같은 부동체(23)를 냉각용 배관(22) 내에 배치하는 경우, 냉각용 배관(22)의 시단부측 및 종단부측에, 부동체(23)가 냉각용 배관(22)으로부터 빠져 나와 버리는 것을 방지하기 위한 스토퍼(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 또, 냉각용 배관(22)은, 부동체(23)의 이동이 원활히 행해지는 상태에서 배치되는 것이 요구되며, 예를 들면, 상기 도 4(B)에 나타내는 바와 같이 나선 형상으로 만곡시킨 상태로 배치된다. 다만, 상기 부동체(23)는, 전술한 바와 같이 어큐뮬레이터(10)의 축압, 방출에 따른 작동유의 흐름과 함께 냉각용 배관(22)의 시단부측과 종단부측과의 사이를 이동하는 것이기 때문에, 상기 제1 실시형태와 같이 어큐뮬레이터의 유입 유로 및 유출 유로가 되는 어큐뮬레이터 유입출 유로에 냉각용 배관을 배치한 유압회로에 채용할 수 있지만, 제2 실시형태와 같이 어큐뮬레이터 유입 유로와 어큐뮬레이터 유출 유로가 별개로 마련되어 있는 유압회로에는 채용할 수 없다.

또, 냉각용 배관을, 병렬 형상으로 배치되는 복수의 유로로 분할하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 예를 들면, 도 5(A), (B)에 나타내는 제5 실시형태의 냉각용 배관(24)과 같이, 복수의 세경(細徑)의 분기배관(24a)(도 5(A), (B)에는 4개의 분기 배관(24a)을 도시했지만, 이에 한정되지 않고, 2개 혹은 3개, 혹은 5개 이상이어도 됨.)을 병렬 형상으로 배치하여 냉각용 배관(24)을 형성함으로써, 냉각용 배관(24)을 복수의 유로로 분할하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이와 같이 구성함으로써, 세경의 분기배관(24a) 내에서의 유동 시의 난류에 의한 교반 및 열대류가 저감하여, 유압액츄에이터로부터 배출되는 고온의 작동유와 냉각용 배관(24) 내의 저온의 작동유가 교반되어 버리는 것을 방지할 수 있는 데다가, 냉각용 배관(24)의 표면적이 증가하여 냉각 효과가 증대한다. 또, 도 5(C), (D)에 나타내는 제6 실시형태와 같이, 냉각용 배관(25)의 내부에 유로를 복수로 구획하는 구획부재(25a)를 마련해도, 냉각용 배관(25)을 복수의 유로로 분할하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이와 같이 구성한 경우에도, 냉각용 배관(25) 내의 유동 시의 난류에 의한 교반 및 열대류를 저감시킬 수 있게 된다.

또, 본 발명의 냉각용 배관은, 그 냉각용 배관의 표면에서 냉각용 배관 내의 작동유와 외부 공기와의 열교환이 행해지게 되는데, 이 경우에, 냉각용 배관을 자연 통풍으로 냉각하는 구성으로 해도 되지만, 냉각용 배관을 강제적으로 냉각하는 냉각 수단을 별도 마련할 수도 있다. 냉각 수단으로서는, 예를 들면, 냉각용 배관에 장착되는 방열핀이나, 냉각용 배관에 냉각풍을 공급하는 냉각팬 등을 채용할 수 있다. 그리고, 이와 같은 냉각 수단을 마련함으로써, 냉각용 배관 내의 작동유를 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.

또한, 본 발명은, 유압셔블의 붐실린더용 유압회로뿐만 아니라, 예를 들면 크레인 등의 각종 작업기계의 유압회로에 실시할 수 있다.

본 발명은, 유압액츄에이터로부터 배출되는 유압 에너지를 축압하기 위한 어큐뮬레이터를 구비한 각종 작업기계의 유압회로에 이용할 수 있다.

1 붐실린더
9 어큐뮬레이터 유입출 유로
10 어큐뮬레이터
12, 21, 22, 24, 25 냉각용 배관
17 어큐뮬레이터 유입 유로
23 부동체

Claims

유압액츄에이터와, 상기 유압액츄에이터로부터 배출되는 유압 에너지를 축적하는 한편, 상기 축적한 유압 에너지를 유압액츄에이터에 공급하는 어큐뮬레이터를 구비하여 이루어지는 작업기계의 유압회로에 있어서, 상기 어큐뮬레이터로의 작동유의 유입 유로에, 어큐뮬레이터의 축압 용적에 상당하는 용적을 가지는 냉각용 배관을 배치하여, 상기 냉각용 배관에서 냉각된 작동유를 어큐뮬레이터에 축적하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는, 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로.
제1항에 있어서, 냉각용 배관을, 구불구불한 형상 혹은 나선 형상으로 배치한 것을 특징으로 하는, 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각용 배관은, 병렬 형상으로 배치되는 복수의 유로로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는, 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각용 배관은, 어큐뮬레이터로의 작동유의 유입 및 유출의 유로가 되는 어큐뮬레이터 유입출 유로에 배치됨과 함께, 상기 냉각용 배관 내에, 작동유의 흐름과 함께 이동하여 작동유의 혼합을 방지하는 부동체를 배치한 것을 특징으로 하는, 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각용 배관을 흐르는 작동유를 냉각하기 위한 냉각 수단을 마련한 것을 특징으로 하는, 어큐뮬레이터를 구비한 작업기계의 유압회로.