KR20180043350A - 유압 실린더 구동 장치 - Google Patents

유압 실린더 구동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180043350A
KR20180043350A KR1020187008460A KR20187008460A KR20180043350A KR 20180043350 A KR20180043350 A KR 20180043350A KR 1020187008460 A KR1020187008460 A KR 1020187008460A KR 20187008460 A KR20187008460 A KR 20187008460A KR 20180043350 A KR20180043350 A KR 20180043350A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydraulic
hydraulic cylinder
variable displacement
displacement pump
motor
Prior art date
Application number
KR1020187008460A
Other languages
English (en)
Inventor
요시카즈 홈마
마사히토 야마구치
신고 와타나베
Original Assignee
봇슈 렉스로스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 봇슈 렉스로스 가부시키가이샤 filed Critical 봇슈 렉스로스 가부시키가이샤
Publication of KR20180043350A publication Critical patent/KR20180043350A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2095—Control of electric, electro-mechanical or mechanical equipment not otherwise provided for, e.g. ventilators, electro-driven fans
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2239—Control of flow rate; Load sensing arrangements using two or more pumps with cross-assistance
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20569—Type of pump capable of working as pump and motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/27—Directional control by means of the pressure source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6652—Control of the pressure source, e.g. control of the swash plate angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/76—Control of force or torque of the output member
    • F15B2211/761—Control of a negative load, i.e. of a load generating hydraulic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/785—Compensation of the difference in flow rate in closed fluid circuits using differential actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

유압 실린더 구동 장치는 피작동 기기를 작동하는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더와, 장치 외부의 전력에 의해 작동하는 전동기로서 기능하는 동시에 장치 외부에 전력을 공급하는 발전기로서 기능하는 전동 발전기와, 상기 전동 발전기에 연결되고, 상기 유압 실린더의 캡측 압력실에 유압을 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 상기 캡측 압력실로부터 공급되는 유압에 의해 상기 전동 발전기의 동력 장치로서 기능하는 제 1 가변 용량 펌프 모터와, 상기 전동 발전기에 연결되고, 상기 유압 실린더의 로드측 압력실에 유압을 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 상기 로드측 압력실로부터 공급되는 유압에 의해 상기 전동 발전기의 동력 장치로서 기능하는 제 2 가변 용량 펌프 모터 를 구비한다.

Description

유압 실린더 구동 장치
본 발명은 피작동 기기를 작동시키기 위한 유압 실린더 구동 장치에 관한 것이다.
피작동 기기를 작동시키기 위한 유압 실린더 구동 장치로서, 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더의 로드측 압력실 및 캡측 압력실에 각각 유압을 공급하면서 피작동 기기를 작동시키는 것이 있다. 예를 들어, 건설 기계나 언로더 장치 등의 작업 기계의 붐(boom)은 그러한 유압 실린더 구동 장치를 사용하여 기복 동작이 행해진다. 작업 기계에서는, 예를 들어, 붐 지지부에 대하여 붐이 기복 가능하게 경사져서 지지되고, 당해 붐의 선단측에 버킷 등의 작업 부분이 마련되고, 후단측에 밸런스 웨이트가 부착되고, 작업 부분 및 밸런스 웨이트가 붐 지지부를 지점으로 하여 서로 상하 이동 가능하게 되어 있다. 이러한 작업 기계에 있어서, 붐의 기복 동작은 유압 실린더에 의해 구동된다.
붐이 상승할 때에는, 유압 실린더는 로드 전진 방향으로 작동한다. 이 때, 유압 실린더의 캡측 압력실로의 작동유의 공급량과 로드측 압력실로부터의 작동유의 배출량을 제어함으로써, 붐의 상승 속도가 제어된다. 한편, 붐이 하강할 때에는, 유압 실린더는 로드 후퇴 방향으로 작동한다. 이 때, 유압 실린더의 로드측 압력실로의 작동유의 공급량과 캡측 압력실로부터의 작동유의 배출량을 제어함으로써, 붐의 하강 속도가 제어된다.
비특허문헌 1에는 이와 같은 유압 실린더 구동 장치에 적용되는 유압 회로의 일례가 개시되어 있다. 이러한 유압 회로는 작동유를 토출하는 유압 펌프와, 유압 펌프에 의해 토출되는 작동유를 유압 실린더의 로드측 압력실 또는 캡측 압력실에 대하여 공급하고, 혹은, 로드측 압력실 또는 캡측 압력실로부터 배출하는 복수의 밸브를 구비한다.
비특허문헌 1: 후지코시 연구 그룹 저, 「알고 싶은 유압/기초편」, 제 8 판, 가부시키가이샤 재팬 마시니스토사, 1989년 9월 20일 P. 315
그런데, 상기와 같은 유압 실린더 구동 장치에서는, 탱크로 배출되는 작동유가 고온이 될 수 있기 때문에, 작동유를 탱크로 돌려보내기 위한 배출 유로에 오일 쿨러를 구비한 유압 실린더 구동 장치가 있다. 도 5는 오일 쿨러(230)를 구비한 유압 회로(200)의 예를 나타낸다. 이러한 유압 회로(200)는 실린더 튜브(241) 안을 진퇴 동작 가능한 피스톤 로드(243)를 갖는 유압 실린더(240)와, 전동기(250)에 의해 구동되어 작동유를 토출하는 유압 펌프(220)와, 토출된 작동유를 로드측 압력실(245) 또는 캡측 압력실(247)로 이끄는 방향 전환 밸브(260)를 구비한다.
방향 전환 밸브(260)와 캡측 압력실(247)을 연통하는 제 1 제어 유로(224), 및 방향 전환 밸브(260)와 로드측 압력실(245)을 연통하는 제 2 제어 유로(226)에는 각각 유량 제어 밸브(270, 280) 및 한 방향(one-way) 밸브(272, 282)가 구비된다. 또한, 방향 전환 밸브(260)를 통해 배출되는 작동유를 탱크(234)로 이끄는 배출 유로(228)에는 오일 쿨러(230)가 구비된다. 유압 펌프(220)의 토출측 유로(222)와 배출 유로(228) 사이에는 릴리프(relief) 밸브(232)가 구비된다.
이러한 유압 실린더 구동 장치에서는, 유압 실린더(240)를 로드 전진 방향으로 작동시킬 경우, 방향 전환 밸브(260)에 의해, 유압 펌프(220)의 토출측 유로(222)와 제 1 제어 유로(224)를 연통시키고, 제 2 제어 유로(226)와 배출 유로(228)를 연통시킨다. 이로써, 작동유는 일 방향 밸브(272)를 통해서 캡측 압력실(247)에 공급되는 동시에, 로드측 압력실(245) 안의 작동유는 유량 제어 밸브(280)에 의해 유량 제어되면서, 제 2 제어 유로(226) 및 배출 유로(228)를 통해서 탱크(234)로 돌려보내진다.
또한, 유압 실린더(240)를 로드 후퇴 방향으로 작동시키는 경우, 방향 전환 밸브(260)에 의해, 유압 펌프(220)의 토출측 유로(222)와 제 2 제어 유로(226)를 연통시키고, 제 1 제어 유로(224)와 배출 유로(228)를 연통시킨다. 이로써, 작동유는 일 방향 밸브(282)를 통해서 로드측 압력실(245)에 공급되는 동시에, 캡측 압력실(247) 안의 작동유는 유량 제어 밸브(270)에 의해 유량 제어되면서, 제 1 제어 유로(224) 및 배출 유로(228)를 통해서 탱크(234)로 돌려보내진다.
이 때, 유압 실린더(240)에서 배출되어, 유량 제어 밸브(270, 280)에 의해 유량이 낮아진 작동유는 고온이 되어 있다. 이러한 고온의 작동유는 오일 쿨러 (230)에서 냉각되어 탱크(234)로 돌려보내지는 것이며, 유압 실린더 구동 장치에서 발생한 에너지는 열에너지로서 방출되기 때문에 에너지 효율이 낮아진다. 또한, 이러한 유압 실린더 구동 장치는 대형의 오일 쿨러(230)가 필요해지거나 사용하는 밸브의 수가 많아져서, 간략화되는 것이 요망된다.
그래서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 바는 장치 구성을 간략화할 수 있는 동시에, 에너지 효율을 향상 가능한 신규 및 개량된 유압 실린더 구동 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 관점에 따르면, 피작동 기기를 작동하는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더와, 장치 외부의 전력에 의해 작동하는 전동기로서 기능하는 동시에 장치 외부에 전력을 공급하는 발전기로서 기능하는 전동 발전기와, 전동 발전기에 연결되고, 유압 실린더의 캡측 압력실에 유압을 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 캡측 압력실로부터 공급되는 유압에 의해 전동 발전기의 동력 장치로서 기능하는 제 1 가변 용량 펌프 모터와, 전동 발전기에 연결되고, 유압 실린더의 로드측 압력실에 유압을 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 로드측 압력실로부터 공급되는 유압에 의해 전동 발전기의 동력 장치로서 기능하는 제 2 가변 용량 펌프 모터를 구비한 유압 실린더 구동 장치가 제공된다.
제 1 가변 용량 펌프 모터 및 제 2 가변 용량 펌프 모터는 동일한 구동축에 접속되며, 전동 발전기가 구동 축에 연결되어도 좋다.
전동 발전기가 인버터 제어되어도 좋다.
전동 발전기가 제 1 가변 용량 펌프 모터의 제 1 구동축에 연결된 제 1 전동 발전기와, 제 2 가변 용량 펌프 모터의 제 2 구동축에 연결된 제 2 전동 발전기를 포함하여도 좋다.
제 1 전동 발전기 및 제 2 전동 발전기 중 적어도 한쪽이 인버터 제어되어도 좋다.
피작동 기기가 작업 기계의 붐 구동 장치라도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 장치 구성을 간략화할 수 있는 동시에, 에너지 효율의 향상을 도모할 수있다.
도 은 본 발명에 따른 유압 실린더 구동 장치를 적용 가능한 붐 구동 장치를 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3은 오버 센터형 가변 용량 펌프 모터를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는 종래의 유압 실린더 구동 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
<1. 제 1 실시형태>
(1-1. 붐 구동 장치)
우선, 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치를 적용 가능한 붐 구동 장치에 대해 간단하게 설명한다. 붐 구동 장치는 피작동 장치의 일례이다. 도 1은 붐 구동 장치(100)를 나타내는 모식도이다. 붐 구동 장치(100)는 예를 들어, 건설 기계나 언로더 장치 등의 작업 기계에 탑재된다.
붐 구동 장치(100)는 붐 지지부(110)와, 붐(120)과, 작업부(130)와, 암(140)과, 유압 실린더(40)를 구비한다. 붐 지지부(110) 위에는 붐(120)이 기복 가능하게 경사져서 지지되어 있다. 유압 실린더(40)는, 실린더 튜브가 붐 지지부(110)에 부착되고, 피스톤 로드가 붐(120)에 부착된다. 붐(120)의 기복 동작은 유압 실린더(40)에 의해 제어되도록 되어 있다.
붐(120)의 선단에는 암(140)이 선회 가능하게 지지되어 있다. 암(140)의 하단에는 작업부(130)가 마련되어 있다. 붐(120)의 후단에는 밸런스 웨이트(126)가 마련되어 있다. 이로써, 작업부(130)와 밸런스 웨이트(126)는 붐(120)의 기복 동작에 수반하여, 붐 지지부(110)의 상부를 지점으로 하여, 서로 상하 이동 가능하게 되어 있다. 붐(120)의 기복 동작은 유압 실린더(40)의 구동 제어에 의해 행해진다.
이러한 붐 구동 장치(100)에 있어서, 밸런스 웨이트(126)는, 붐 구동 장치(100)가 무부하의 상태, 즉 작업부(130)에 중량물이 적재되어 있지 않은 상태에서는, 붐(120)의 선단을 위쪽으로 회동시킬 수있는 중량을 갖고 있다. 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치는, 붐(120)의 선단을 상승 또는 하강시키기 위해, 유압 실린더(40)에 작동유를 공급하고, 혹은, 유압 실린더(40)로부터 작동유를 배출하는 제어를 행하여, 붐(120)의 기복 동작을 제어한다.
(1-2. 유압 실린더 구동 장치)
다음으로, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10)의 구성의 일례에 대해 설명한다. 도 2는 유압 실린더 구동 장치(10)의 유압 회로의 구성을 나타내는 회로도이다. 유압 실린더 구동 장치(10)는 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)와, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)와, 전동 발전기(50)와, 유압 실린더(40)를 구비한다.
(1-2-1. 유압 실린더)
유압 실린더(40)는 도 1에 나타낸 붐 구동 장치(100)의 붐(120) 및 붐 지지부(110)에 부착된 것으로, 실린더 튜브(41)와, 실린더 튜브(41) 안을 진퇴 이동 가능한 피스톤 로드(43)를 구비한다. 실린더 튜브(41)가 지지부(110)에 부착되고, 피스톤 로드(43)가 붐(120)에 부착된다. 실린더 튜브(41) 안은 피스톤 로드(43)에 의해 로드측 압력실(45)과 캡측 압력실(47)로 구획 형성된다.
캡측 압력실(47)은 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)에 접속된 제 1 제어 유로(22)에 연통하고, 로드측 압력실(45)은 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)에 접속된 제 2 제어 유로(32)에 연통한다. 제 1 제어 유로(22) 및 제 2 제어 유로(32)에는 각각의 유로 안의 압력을 계측하는 압력 검출기(28, 38)가 마련되어 있다.
(1-2-2. 가변 용량 펌프 모터)
제 1 가변 용량 펌프 모터(20)는 유압 실린더(40)의 캡측 압력실(47)에 대하여 작동유를 공급하는 유압 펌프로서의 기능과, 캡측 압력실(47)로부터 배출되는 작동유에 의해 구동축(52)을 회전 구동하는 유압 모터로서의 기능을 갖는다. 또한, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)는 유압 실린더(40)의 로드측 압력실(45)에 대하여 작동유를 공급하는 유압 펌프로서의 기능과, 로드측 압력실(45)로부터 배출되는 작동유에 의해 구동축(52)을 회전 구동하는 유압 모터로서의 기능을 갖는다.
본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치에 있어서, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)는 동일한 구동축(52)에 연결되어 있다. 따라서, 한쪽의 가변 용량 펌프 모터가 유압 펌프로서 기능하고, 다른 쪽의 가변 용량 펌프 모터가 유압 모터로서 기능하는 경우에, 유압 모터에 의한 구동축(52)의 회전 구동 에너지가 유압 펌프를 구동시키기 위한 에너지로서 사용된다.
따라서, 유압 펌프로서의 가변 용량 펌프 모터의 구동에 필요한 에너지가 유압 모터로서의 가변 용량 펌프 모터의 회전 구동 에너지보다도 큰 경우에는, 전동 발전기(50)를 구동시키는 전력 소비량을 저감할 수 있다. 또한, 유압 펌프로서의 가변 용량 펌프 모터의 구동에 필요한 에너지가 유압 모터로서의 가변 용량 펌프 모터의 회전 구동 에너지보다도 작은 경우에는, 잉여의 회전 구동 에너지에 의해 전동 발전기(50)를 회전시켜, 회생 전력을 발생시킬 수 있다.
제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 구성예를 간단하게 설명한다. 도 3은 가변 용량 펌프 모터의 일례를 나타내는 단면도이다. 또한, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)는 기본적으로 동일한 구성이라도 좋다.
도 3에 나타낸 가변 용량 펌프 모터는 사판식 가변 용량형의 피스톤 펌프 모터이다. 가변 용량 펌프 모터는 커버(161)와, 펌프 하우징(168)과, 커버(161) 및 펌프 하우징(168)에 축방향 지지되는 구동축(170)을 구비한다. 커버(161)에는, 가변 용량 펌프 모터가 유압 펌프로서 기능하는 경우에 흡입되는 작동유가 흐르는 동시에, 가변 용량 펌프 모터가 유압 모터로서 기능하는 경우에 배출되는 작동유가 흐르는 제 1 급배 통로(163)가 마련된다. 또한 커버(161)에는, 가변 용량 펌프 모터가 유압 펌프로서 기능하는 경우에 토출되는 작동유가 흐르는 동시에, 가변 용량 펌프 모터가 유압 모터로서 기능하는 경우에 도입되는 작동유가 흐르는 제 2 급배 통로(165)가 마련된다.
제 1 급배 통로(163)는 작동유가 저류된 도시하지 않은 탱크에 연통한다. 제 2 급배 통로(165)는 유압 실린더(40)의 압력실에 연통한다. 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)의 경우에는, 제 2 급배 통로(165)가 캡측 압력실(47)에 연통한다. 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 경우에는, 제 2 급배 통로(165)가 로드측 압력실(45)에 연통한다.
구동축(170)에는 실린더 블록(180)이 연결되고, 실린더 블록(180)은 구동축(170)과 일체로 회전한다. 실린더 블록(180)의 일단측에 포트 플레이트(190)가 마련되고, 타단측에는 사판(175)이 마련된다. 실린더 블록(180)의 일단측의 면은 포트 플레이트(190)에 미끄러지게 접촉한다. 실린더 블록(180)에는 구동축(170)의 축 방향을 따라 복수의 실린더(182)가 구획 형성되어 있다. 각 실린더(182)에는 피스톤(185)이 축 방향 이동 가능하게 삽입되어 있고, 실린더(182)와 피스톤(185)에 의해 용적실(188)이 구획 형성된다. 용적실(188)은 포트 플레이트(190)에 마련된 유압 포트(192, 194)를 통하여 커버(161)에 형성된 제 1 급배 통로(163) 및 제 2 급배 통로(165)와 연통 가능하게 되어 있다.
실린더(182)에서 돌출하는 피스톤(185)의 단부는 사판(175)에 미끄러지게 접촉한다. 피스톤(185)은, 구동축(170)과 함께 실린더 블록(180)이 회전했을 때에, 사판(175)에 미끄러지게 접촉하면서 구동축(170)을 중심으로 회전한다. 사판(175)이 구동축(170)에 직교하는 면에 대하여 경사져 있는 상태에서는, 이 회전에 따라, 피스톤(185)이 실린더(182) 안을 왕복 운동하고, 용적실(188)이 확대 수축한다.
가변 용량 펌프 모터를 유압 펌프로서 기능시키는 경우, 용적실(188)이 확장하는 영역에서 커버(161)의 제 1 급배 통로(163)가 용적실(188)에 연통하고, 용적실(188)이 수축하는 영역에서 제 2 급배 통로(165)가 용적실(188)에 연통하도록, 사판(175)이 기울어진다. 이로써, 가변 용량 펌프 모터의 회전에 따라, 탱크에 저류된 작동유가 제 1 급배 통로(163)를 통해 용적실(188)에 흡입되는 동시에, 용적실(188) 안에서 가압된 후, 제 2 급배 통로(165)를 통해 토출된다. 펌프 토출 유량은 경전량(傾轉量; tilt amount)을 제어함으로써 조절할 수 있다.
또한, 가변 용량 펌프 모터를 유압 모터로서 기능시킬 경우, 용적실(188)이 수축하는 영역에서 제 1의 급배 통로(163)가 용적실(188)에 연통하고, 용적실(188)이 확대하는 영역에서 제 2 급배 통로(165)가 용적실(188)에 연통하도록, 사판(175)이 기울어진다. 이로써, 유압 실린더(40)의 압력실로부터 배출되는 유압에 의해 가변 용량 펌프 모터가 회전 구동되어, 구동축(170)에 출력 토크가 발생한다.
사판(175)의 기울기(경전량)는 유압 액츄에이터(195)에 의해 조절 가능하게되어 있다. 특히, 본 실시형태에서는 오버 센터형의 가변 용량 펌프 모터가 사용되고, 사판(175)은 한 방향 뿐만 아니라 양 방향으로 경사 가능하게 구성되어 있다. 이러한 유압 액츄에이터(195)는 방향 전환 밸브 등을 갖춘 유압 회로에 의해 구성되며, 2개의 압력실 중 어느 한쪽의 압력실에 공급되는 작동유의 압력을 선택적으로 크게 함으로써, 사판(175)을 어느 한 방향으로 경사시킬 수 있다. 또한, 2개의 압력실에 대하여 소정의 밸런스로 작동유를 공급함으로써 경전량을 제로로 할 수 있다. 이로써, 가변 용량 펌프 모터의 유압 펌프 또는 유압 모터로서의 기능을 정지시킬 수있다.
경전량을 조절하는 유압 액츄에이터(195)는 도시하지 않은 전자 제어 장치에 의해 제어된다. 전자 제어 장치는, 붐의 작동 방향, 제 1 제어 유로(22) 및 제 2 제어 유로(32)에 마련된 압력 검출기(28, 38)에 의해 계측되는 유압 P1, P2 등에 기초하여, 방향 전환 밸브 등을 제어하고, 사판(175)의 경사 방향, 경사량을 적절히 조절한다.
(1-2-3. 전동 발전기)
전동 발전기(50)는 유압 실린더 구동 장치(10)의 외부의 전력원(70)으로부터 공급되는 전력에 의해 작동하고, 구동축(52)을 회전 구동시키는 전동기로서 기능한다. 또한, 전동 발전기(50)는 유압 모터로서 기능하는 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 또는 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)에 의한, 구동축(52)의 회전 구동력에 의해 회전되어, 유압 실린더 구동 장치(10)의 외부에 전력을 공급하는 발전기로서 기능한다.
전동 발전기(50)는 예를 들어 3상 교류식의 모터로 구성된다. 전동 발전기(50)는, 구동축(52)에 부여하는 회전 구동력을 발생시킨다. 발생하는 회전 구동력은 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 필요 구동력에 따라 출력된다. 또한, 전동 발전기(50)는 구동축(52)의 회전 토크에 의해 회전하여, 회생 전력을 발생한다. 발생한 회생 전력은 도시하지 않은 전력 부하 기기에 공급된다. 예를 들어, 붐 구동 장치(100)가 설치된 플랜트 안의 전력으로서 사용된다. 회생 전력은 축전지나 축전 장치 등에 축전되어도 좋다.
(1-3. 사용예)
이하, 붐 구동 장치(100)를 구동하는 유압 실린더 구동 장치(10)의 사용예를 설명한다.
(1-3-1. 붐 상승시)
붐 구동 장치(100)의 붐(120)의 선단을 상승시킬 때에는, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)가 유압 펌프로서 기능하고, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)가 유압 모터로서 기능한다. 즉, 유압 실린더(40)의 캡측 압력실(47)에 작동유가 공급되는 한편, 로드측 압력실(45)로부터 작동유가 배출된다. 그 때에, 전자 제어 장치는, 외부에서 설정되는 붐 속도 및 제 1 제어 유로(22) 및 제 2 제어 유로(32)에 마련된 압력 검출기(28, 38)의 측정값에 기초하여, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 경전량을 제어한다.
구체적으로, 전자 제어 장치는 제 1 제어 유로(22) 및 제 2 제어 유로(32) 안의 유압 P1, P2를 감시하면서, 피스톤 로드(43)의 전진 속도가 원하는 속도가 되도록, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 경전량을 제어한다.
이 때, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)는 로드측 압력실(45)로부터 배출되는 작동유에 의해 구동축(52)을 회전 구동시키는 유압 모터로서 기능하고, 구동축(52)의 회전 구동력을 발생한다. 따라서, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)에 의한 구동축(52)의 회전 구동력을 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)에 의한 작동유의 토출에 이용할 수 있고, 전동 발전기(50)의 전력을 작게 설정할 수 있다.
또한, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)에 의한 구동축(52)의 회전 구동력이 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)에 의한 작동유의 토출에 필요한 회전 구동력을 상회하는 경우, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)에 의한 구동축(52)의 회전 구동력의 잉여분이 전동 발전기(50)에 의해 전력으로 변환된다. 발전된 전력은 도시하지 않은 전력 부하 기기에 공급된다.
(1-3-2. 붐 하강시)
붐 구동 장치(100)의 붐(120)의 선단을 하강시킬 때에는, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)가 유압 모터로서 기능하고, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)가 유압 펌프로서 기능한다. 즉, 유압 실린더(40)의 로드측 압력실(45)에 작동유가 공급되는 한편, 캡측 압력실(47)로부터 작동유가 배출된다. 그 때에, 전자 제어 장치는, 붐(120)의 상승시와 마찬가지로, 외부에서 설정되는 붐 속도 및 제 1 제어 유로(22) 및 제 2 제어 유로(32)에 마련된 압력 검출기(28, 38)의 측정값에 기초하여, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 경전량을 제어한다.
구체적으로, 전자 제어 장치는 제 1 제어 유로(22) 및 제 2 제어 유로(32)의 유압 P1, P2를 감시하면서, 피스톤 로드(43)의 후퇴 속도가 원하는 속도가 되도록, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 경전량을 제어한다.
이 때, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)는 캡측 압력실(47)로부터 배출되는 작동유에 의해 구동축(52)을 회전 구동시키는 유압 모터로서 기능하고, 구동축(52)의 회전 구동력을 발생한다. 따라서, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)에 의한 구동축(52)의 회전 구동력을 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)에 의한 작동유의 토출에 이용할 수 있고, 전동 발전기(50)의 전력을 작게 설정할 수 있다.
또한. 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)에 의한 구동축(52)의 회전 구동력이 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)에 의한 작동유의 토출에 필요한 회전 구동력을 상회하는 경우, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)에 의한 구동축(52)의 회전 구동력의 잉여분이 전동 발전기(50)에 의해 전력으로 변환된다. 발전된 전력은 도시하지 않은 전력 부하 기기에 공급된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10)는 유압 실린더(40)의 캡측 압력실(47)에 작동유를 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 캡측 압력실(47)로부터 배출되는 작동유에 의해 전동 발전기(50)의 동력 장치로서 기능하는 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)와, 유압 실린더(40)의 로드측 압력실(45)에 작동유를 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 로드측 압력실(45)로부터 배출되는 작동유에 의해 전동 발전기(50)의 동력 장치로서 기능하는 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)를 구비한다.
그리고, 한쪽의 가변 용량 펌프 모터를 유압 펌프로서 기능시키기 위한 회전 구동이 유압 모터로서 기능하는 다른 쪽의 가변 용량 펌프 모터의 회전 구동력에 의해 어시스트된다. 이로써, 구동축(52)을 회전 구동시키는 전동 발전기(50)의 전력량을 적게 할 수 있다. 또한, 유압 모터로서 기능하는 가변 용량 펌프 모터의 회전 구동력이 유압 펌프로서 기능하는 가변 용량 펌프 모터에 필요한 회전 구동력을 상회하는 경우에는, 잉여의 회전 구동력에 의해 전동 발전기(50)에서 회생 발전이 행해진다. 따라서, 에너지 효율이 향상된다.
또한, 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10)는 방향 전환 밸브나 유량 제어 밸브, 오일 쿨러 등을 구비하는 것이 아니라, 간이한 구성을 갖추어, 비용을 저하시킬 수 있는 동시에, 에너지 효율의 향상이 도모된다.
<2. 제 2 실시형태>
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치에 대해 설명한다. 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치는, 제 1 가변 용량 펌프 모터 및 제 2 가변 용량 펌프 모터를 각각 독립된 전동 발전기에 의해 구동 제어시킨다는 점에서, 제 1 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치와 다르다.
도 4는 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10A)의 유압 회로의 구성을 나타내는 회로도이다. 유압 실린더 구동 장치(10A)는 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)와, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)와, 제 1 전동 발전기(50a)와, 제 2 전동 발전기(50b)와, 유압 실린더(40)를 구비한다. 제 1 가변 용량 펌프 모터(20), 제 2 가변 용량 펌프 모터(30), 유압 실린더(40)는 각각 제 1 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10)의 것과 동일한 구성으로 할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)가 제 1 전동 발전기(50a)에 의해 구동되며, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)가 제 2 전동 발전기(50b)에 의해 구동된다. 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10A)에서는, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)의 구동축(52a)과 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 구동축(52b)은 서로 독립되어 있다. 제 1 전동 발전기(50a) 및 제 2 전동 발전기(50b)는 전력원(70)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 전동 발전기(50a) 및 제 2 전동 발전기(50b)는 각각 제 1 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10)의 것과 동일한 구성으로 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서도, 피스톤 로드(43)를 전진 방향으로 이동시키는 경우에는, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)를 유압 펌프로서 기능시키고, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)를 유압 모터로서 기능시킨다. 한편, 피스톤 로드(43)를 후퇴 방향으로 이동시키는 경우에는, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20)를 유압 모터로서 기능시키고, 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)를 유압 펌프로서 기능시킨다.
유압 펌프로서 기능시키는 가변 용량 펌프 모터의 경전량의 제어는 붐 작동 방향, 붐 속도, 제 1 제어 유로(22) 및 제 2 제어 유로(32)에 마련된 압력 검출기(28, 38)에 의해 계측되는 유압 P1, P2 등에 기초하여 행해진다. 즉, 도시하지 않은 전자 제어 장치는, 피스톤 로드(43)의 전진 속도 혹은 후퇴 속도가 원하는 속도가 되도록, 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)의 경전량을 제어한다. 이 때, 유압 모터로서 기능하는 가변 용량 펌프 모터는 유압 실린더(40)의 압력실로부터 배출되는 작동유에 의해 구동되며, 상기 가변 용량 펌프 모터에 의한 구동축의 회전 구동력에 의해 전동 발전기에서는 회생 발전이 행해진다. 이로써, 유압 모터로서 기능하는 가변 용량 펌프 모터에 의한 구동축의 회전 구동력이 전력으로 변환되어, 도시하지 않은 전력 부하 기기에 공급된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10A)는, 제 1 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10)와 마찬가지로, 각각 유압 펌프 및 유압 모터로서 기능하는 제 1 가변 용량 펌프 모터(20) 및 제 2 가변 용량 펌프 모터(30)를 구비한다. 유압 모터로서 기능하는 가변 용량 펌프 모터의 회전 구동력에 의해 전동 발전기에서 회생 발전이 행해진다. 따라서, 에너지 효율이 향상된다. 또한, 본 실시형태에 따른 유압 실린더 구동 장치(10A)는 방향 전환 밸브나 유량 제어 밸브 등을 구비하는 것이 아니라, 간이한 구성을 갖추어, 비용을 저하시킬 수 있는 동시에, 에너지 효율의 향상이 도모된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 안에서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명백하며, 이것들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
예를 들어, 상기의 실시형태에서는 유압 실린더 구동 장치(10, 10A)가 붐 구동 장치(100)에 사용되고 있었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 유압 굴착기의 버킷을 지지하는 암의 기복 동작에 사용되는 유압 실린더 구동 장치 등, 유압 실린더에 대하여 인장 방향의 힘 및 압축 방향의 힘이 작용할 수 있는 것이라면, 다른 피작동 기기에도 적용할 수 있다.
또한, 상기의 각 실시형태에 있어서, 전동 발전기(50, 50a, 50b)를 제어하는 인버터 회로를 구비하여도 좋다. 전동 발전기(50, 50a, 50b)가 인버터 제어 가능하면, 유압 제어의 응답성이 향상되고, 유압 실린더(40)의 유압의 변화 속도가 빠른 영역에서의 유압 실린더(40)의 동작을 향상시킬 수 있다. 또한, 유압 실린더 구동 장치(10, 10A)가 간헐 운전되는 경우에는, 시스템의 정지시에 전동 발전기(50, 50a, 50b)를 정지함으로써, 필요한 에너지의 추가 저감을 도모할 수 있다.

Claims (6)

  1. 피작동 기기를 작동하는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더와,
    장치 외부의 전력에 의해 작동하는 전동기로서 기능하는 동시에 장치 외부에 전력을 공급하는 발전기로서 기능하는 전동 발전기와,
    상기 전동 발전기에 연결되고, 상기 유압 실린더의 캡측 압력실에 유압을 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 상기 캡측 압력실로부터 공급되는 유압에 의해 상기 전동 발전기의 동력 장치로서 기능하는 제 1 가변 용량 펌프 모터와,
    상기 전동 발전기에 연결되고, 상기 유압 실린더의 로드측 압력실에 유압을 공급하는 유압 펌프로서 기능하는 동시에, 상기 로드측 압력실로부터 공급되는 유압에 의해 상기 전동 발전기의 동력 장치로서 기능하는 제 2 가변 용량 펌프 모터를 구비한, 유압 실린더 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가변 용량 펌프 모터 및 상기 제 2 가변 용량 펌프 모터는 동일한 구동축에 접속되고, 상기 전동 발전기가 상기 구동축에 연결되는, 유압 실린더 구동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전동 발전기가 인버터 제어되는, 유압 실린더 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전동 발전기가, 상기 제 1 가변 용량 펌프 모터의 제 1 구동축에 연결된 제 1 전동 발전기와, 상기 제 2 가변 용량 펌프 모터의 제 2 구동축에 연결된 제 2 전동 발전기 를 포함하는, 유압 실린더 구동 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 전동 발전기 및 상기 제 2 전동 발전기 중 적어도 한쪽이 인버터 제어되는, 유압 실린더 구동 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피작동 기기가 작업 기계의 붐 구동 장치(boom drive system)인, 유압 실린더 구동 장치.
KR1020187008460A 2015-09-28 2016-08-03 유압 실린더 구동 장치 KR20180043350A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-190291 2015-09-28
JP2015190291 2015-09-28
PCT/JP2016/072738 WO2017056702A1 (ja) 2015-09-28 2016-08-03 油圧シリンダ駆動装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180043350A true KR20180043350A (ko) 2018-04-27

Family

ID=58423157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187008460A KR20180043350A (ko) 2015-09-28 2016-08-03 유압 실린더 구동 장치

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3358202A4 (ko)
JP (1) JPWO2017056702A1 (ko)
KR (1) KR20180043350A (ko)
CN (1) CN108350914A (ko)
WO (1) WO2017056702A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102145392B1 (ko) * 2019-07-05 2020-08-18 주식회사 예성리테일 공유압 실린더의 공압 및 유압 제어장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108468358A (zh) * 2018-03-15 2018-08-31 福建工程学院 分布式液压驱动的挖掘机及其动力系统
DE102018120001A1 (de) * 2018-08-16 2020-02-20 Moog Italiana S.R.L. Digitales Pumpenachsensteuerungssystem

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19600650C2 (de) * 1996-01-10 2003-05-28 Trinova Gmbh Antrieb für einen hydraulischen doppelwirkenden Aktuator
JP2001090704A (ja) * 1999-09-21 2001-04-03 Tokimec Inc 駆動装置
JP2002039110A (ja) * 2000-07-27 2002-02-06 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 油圧シリンダ回路
JP3936552B2 (ja) * 2001-05-25 2007-06-27 コベルコ建機株式会社 油圧シリンダ回路
CA2588290A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-08 Haldex Hydraulics Corporation Hydraulic drive system
KR101378249B1 (ko) * 2009-09-15 2014-03-25 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 하이브리드형 건설기계
CN101956405A (zh) * 2010-07-15 2011-01-26 吉林大学 一种工程机械动臂下降的重力势能回收装置
JP5858818B2 (ja) * 2012-02-17 2016-02-10 日立建機株式会社 建設機械
DE102012006981B4 (de) * 2012-04-05 2019-02-21 Schuler Pressen Gmbh Hydraulische Presse
CN103671306A (zh) * 2013-11-21 2014-03-26 中国石油化工股份有限公司 液压动力装置及其势能转化与操作方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102145392B1 (ko) * 2019-07-05 2020-08-18 주식회사 예성리테일 공유압 실린더의 공압 및 유압 제어장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP3358202A1 (en) 2018-08-08
JPWO2017056702A1 (ja) 2018-06-14
EP3358202A4 (en) 2018-10-10
WO2017056702A1 (ja) 2017-04-06
CN108350914A (zh) 2018-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4365870B2 (ja) 流体圧アクチュエータ
US10519990B2 (en) Hydraulic apparatus
US8720197B2 (en) Flow management system for hydraulic work machine
US9476437B2 (en) Boom driving device
KR20180043350A (ko) 유압 실린더 구동 장치
US10179987B2 (en) Control system for hybrid construction machine
CN106194584B (zh) 静液压的线性促动器以及具有静液压的线性促动器的装置
WO2020003811A1 (ja) 建設機械
JP2011127569A (ja) アシスト回生装置
US11815084B2 (en) Hydraulic system
US20090304528A1 (en) Electrical Signal Input Type Displacement Control Device and Hydraulic Equipment
JPH112212A (ja) 重量物の昇降駆動装置
JP2016080098A (ja) 油圧式作業機械の駆動システム
JP2017061795A (ja) 建設機械の油圧駆動装置
JP2004176893A (ja) 差動シリンダ用油圧回路および油圧ユニット装置
JP2008291863A (ja) 油圧駆動ユニット
KR100774568B1 (ko) 유압식 터빈밸브 제어장치
JP6009770B2 (ja) 油圧閉回路システム
RU119410U1 (ru) Гидравлический привод для скважинного штангового насоса
KR20140072365A (ko) 재생 에너지를 이용한 건설기계의 작업기 구동회로
JP2014105621A (ja) 油圧装置
JP6149068B2 (ja) ハイブリッド作業機の制御システム
JP2010223371A (ja) 油圧駆動装置
RO133361A2 (ro) Stand universal pentru anduranţa maşinilor volumice liniare şi rotative
JP2017155850A (ja) 油圧駆動作業機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application