KR20230154352A

KR20230154352A - 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터

Info

Publication number: KR20230154352A
Application number: KR1020220053517A
Authority: KR
Inventors: 이민희; 임재영; 정춘국
Original assignee: (주)제일피엠씨
Priority date: 2022-04-29
Filing date: 2022-04-29
Publication date: 2023-11-08
Also published as: KR102712980B1

Abstract

본 발명은 사판의 경전각을 변경하여 유압 펌프의 토출 유량을 조절하는 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터에 있어서, 상기 사판의 일단과 연결되어, 양단에 위치한 압력실의 압력차로 인해 전후로 이동함으로써 상기 사판의 경전각을 변경할 수 있는 서보 피스톤; 상기 서보 피스톤의 이동량을 측정하는 센서부; 상기 센서부에서 측정된 이동량을 수신하여 상기 서보 피스톤의 이동량에 따른 상기 압력실에 전달하는 지령압의 크기에 해당하는 전기 신호를 제어하는 제어부 및 상기 제어부에서 발생한 전기 신호를 수신하여 상기 압력실에 전달하는 지령압을 생성하는 밸브부를 포함하는 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터에 관한 것이다.

Description

유압 펌프용 전자제어 레귤레이터 {Electronic control regulator for hydraulic pump}

본 발명은 유압 펌프의 사판의 경사각을 전자제어 방법으로 조절하는 레귤레이터에 관한 발명으로, 보다 자세하게는, 유압 펌프의 토출 유량을 제어하기 위해 사판의 경사각 조절 시 기존의 방법인 스풀-슬리브 서보밸브 및 서보밸브 압력 피스톤의 이동으로 조절하는 것이 아닌 솔레노이드를 사용하여 발생하는 전기 신호를 통해 직접 제어하는 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터에 관한 발명이다.

일반적으로 건설 장비나 기계의 경우 가변용량형 유압 펌프가 빈번하게 사용된다. 이는 유량, 압력 및 동력 등을 제어함으로서 유압시스템에서 이와 관련된 부품들을 축소할 수 있을 뿐만 아니라 동력전달효율을 높일 수 있기 때문에 제한된 공간에서 높은 부하와 속도를 발생시킬 수 있기 때문이다.

가변용량형 유압 펌프는 레귤레이터에 의해 토출 유량을 적절하게 제어함으로써 유압 펌프를 구동하는 엔진의 마력 이하로 유압 펌프의 마력을 조절해야 한다. 만약 유압 펌프의 마력이 엔진의 마력을 초과하는 경우 엔진의 과부하로 인해 정지될 수 있기 때문이다.

이러한 제어를 위해 설치된 레귤레이터는, 유압 펌프의 토출 압력이 증가하는 경우 장치 내에 설치된 사판의 경전각을 감소시켜 엔진의 과부하를 방지하는 역할을 한다. 즉, 일반적으로 레귤레이터 내부에는 스풀, 슬리브 및 피스톤 등의 구성을 통해 사판의 경전각을 변화시킬 수 있는데, 유압 펌프에서 토출되는 토출압력에 의해 스풀이 이동하게 되고 이로 인해 생긴 유로를 통해 사판을 구동하는 피스톤을 움직이게 되어 사판의 경전각을 변화시킬 수 있게 된다.

다만, 종래의 레귤레이터의 경우 스풀, 슬리브, 피스톤 등과 같은 부품의 이동으로 인해 기계적인 방식으로 제어되므로 정밀하게 제어되기 어렵고 엔진 출력 마력을 최대한 이용하기 어려우며, 응답속도가 지연되어 연료소모율 저감에 한계가 있다.

도 3을 참조하면 펌프의 P-Q 선도에서 전마력 곡선 상에 있는 위치에서 엔진의 출력을 최대한도로 이용할 수 있다, 그러나 종래 방식인 기계식 제어의 경우 외측과 내측의 스프링 변위가 직선으로 변화함에 따라 전마력 곡선과의 차이와 같이 출력의 효율이 저하되는 문제가 발생한다.

또한, 다수 개의 기계적 부품으로 형성된 경우 일부 부품이 고장 또는 마모로 인한 효율 저하 및 작동 오류 등과 같은 문제도 발생할 수 있다.

상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 유압 펌프의 토출 유량을 제어하기 위해 사판의 경사각 조절 시 기존의 방법인 스풀-슬리브 서보밸브 및 서보밸브 압력 피스톤의 이동으로 조절하는 것이 아닌 솔레노이드를 사용하여 발생하는 전기신호를 통해 직접 제어하는 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터에 관한 발명이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 일 실시 예에 따른 사판의 경전각을 변경하여 유압 펌프의 토출 유량을 조절하는 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터에 있어서, 사판의 일단과 연결되어, 양단에 위치한 압력실의 압력차로 인해 전후로 이동함으로써 사판의 경전각을 변경할 수 있는 서보 피스톤; 서보 피스톤의 이동량을 측정하는 센서부; 센서부에서 측정된 이동량을 수신하여 서보 피스톤의 이동량에 따른 압력실에 전달하는 지령압의 크기에 해당하는 전기 신호를 제어하는 제어부;및 제어부에서 발생한 전기 신호를 수신하여 압력실에 전달하는 지령압을 생성하는 밸브부;를 포함할 수 있다.

또한, 센서부는, 솔레노이드를 통한 전기 신호의 변화로 서보 피스톤의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 센서부는, 선형 가변 변위 변환기 센서인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 일단은 서보 피스톤과 연결되고 타단은 피벗 축으로 고정되어 있는 피드백 레버를 더 포함하고, 피드백 레버의 양단 사이에 센서부가 연결되어 있어 서보 피스톤의 전후 이동에 따라 연동하여 회전함으로써 센서부를 전후 이동 시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 일단은 서보 피스톤과 연결되고 타단은 레일을 통해 이동 가능한 피드백 레버를 더 포함하고, 피드백 레버의 양단 사이에 센서부가 연결되어 있어 서보 피스톤의 전후 이동에 따라 연동하여 직선운동함으로써 센서부를 전후 이동 시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 센서부는, 서보 피스톤의 주위에 솔레노이드를 형성하여, 이를 통한 전기 신호의 변화로 서보 피스톤의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 압력실은 밸브부에서 발생한 지령압을 전달받는 대경실과 유압 펌프에서 발생한 토출압을 전달받는 소경실로 구성되고, 서보 피스톤은 대경실의 지령압과 소경실의 토출압의 차이로 인해 전후로 이동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 유압펌프를 구동하는 엔진의 RPM을 측정하는 RPM 센서를 더 포함하고, 제어부는 RPM 센서로부터 측정된 엔진의 RPM과 센서부의 이동량을 함께 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다,

또한, 밸브부는 전자 비례 감압 밸브인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 유압 펌프는 굴착기용 메인 유압 펌프인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 종래의 기계식 레귤레이터의 필수 구성인 스풀-슬리브 서보밸브 및 서보밸브 압력공급 피스톤 등의 부품을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 기계식 부품에 비해 정밀하게 제어할 수 있으므로 오차 발생을 줄이고 작동오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 기계식 레귤레이터에서는 구현할 수 없는 엔진의 출력을 최대한도로 이용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 회로도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터의 피드백 레버에 관한 회로도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터의 피드백 레버에 관한 회로도이다.
도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터의 센서부가 서보 피스톤과 일체로 형성된 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터와 기존의 기계식 레귤레이터에 의한 P-Q 선도의 그래프이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.

또한, 명세서 전체에서 "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 회로도를 나타낸다. 본 발명의 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터(1)는 서보 피스톤(10), 센서부(20), 제어부(미도시) 및 밸브부(40)를 포함한다.

유압 펌프에서 발생하는 토출 유량을 조절함으로써 유압 펌프(50)를 회전시키는 엔진의 효율 및 연비를 개선할 수 있다. 이러한 토출 유량은 사판경사식 유압 펌프(50)의 경우 엔진의 구동축을 따라 회전하는 사판(60)의 경전각을 변화시킴으로써 조절한다.

서보 피스톤(10)은 사판(60)의 일단과 연결되어 있는 부품으로, 서보 피스톤(10)의 양단에 위치한 압력실(11)의 압력차로 인해 전후로 이동할 수 있다. 압력실(11)에 발생하는 압력은 유압에 의해 발생하는 것으로, 제어를 위해 필요한 압력인 지령압과 유압 펌프(50)에서 발생하는 토출압이 전달된다. 즉, 지령압과 토출압의 차이만큼 서보 피스톤(10)이 전후로 이동하여, 이와 연결된 사판(60)의 경전각이 변경될 수 있도록 형성된다.

특히, 압력실(11)은 밸브부(40)에서 발생한 지령압을 전달받는 대경실(12)과 유압 펌프(50)에서 발생한 토출압을 전달받는 소경실(13)로 구성될 수 있다. 대경실(12)은 소경실(13)에 비해 반경이 큰 압력실(11)로, 동일한 압력에 따라 면적이 넓은 경우 더 큰 힘으로 서보 피스톤(10)을 밀어낼 수 있으므로, 지령압이 전달되는 부분에 대경실(12)을 형성하여 효율을 높일 수 있다.

종래의 레귤레이터의 경우, 스풀과 슬리브 및 파일럿 피스톤에 토출 압력이 작용하게 되면 상호작용에 따라 스풀이 이동하고, 이로 인해 생긴 유로를 통해 토출 압력이 서보 피스톤의 대경실에 유입되어 사판의 경전각을 변화시키도록 구성된다.

이와 달리 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터(1)는 종래 기술인 스풀과 슬리브 및 파일럿 피스톤 등의 부품을 사용하지 않고, 센서부(20)를 통해 유압 펌프(50)의 토출 유량을 조절할 수 있는 특징이 있다.

센서부(20)는 서보 피스톤(10)의 이동량을 측정하는 센서로, 센서의 종류는 일 실시 예에 따라 제한되지 않는다. 다만, 본 발명에서는 보다 정밀한 제어를 위해 전자식 제어가 필요하므로 전자식 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 센서부(20)는 솔레노이드를 통한 전기 신호의 변화로 서보 피스톤(10)의 이동량을 측정할 수 있다. 즉, 감겨진 코일의 길이방향으로 서보 피스톤(10)의 이동량과 비례하는 정도로 코어(21)를 이동하여, 이로 인해 변화하는 전기적 신호를 측정하여 서보 피스톤(10)의 이동량을 측정할 수 있다.

또한, 센서부(20)는 선형 가변 위치 변환기 센서일 수 있다. 선형 가변 변위 변환기(Linear Variable Displacement Transducer:LVDT) 센서는 기계운동 또는 진동, 특히 직선 운동을 가변 전류, 전압 또는 전기신호로 변환하는 센서이다. 일반적으로 길이방향의 중앙에 위치하여 전원이 연결된 1차 코일과 1차 코일의 양 옆에 위치한 2차 코일의 사이로 코어가 길이방향으로 이동함에 따라 1차 코일에서 발생한 전압을 2차 코일로 유도한다, 코어의 이동에 변위 따른 전압의 크기를 통해 코어를 이동시키는 소자의 이동량을 판단할 수 있다.

따라서, 서보 피스톤(10)의 이동에 따라 이와 연결된 코어(21)가 1차 코일(22)과 2차 코일(23)의 사이로 이동하게 되고, 1차 코일(22)에 흐르는 전류가 2차 코일(23)에 유도됨에 따라 이동량에 비례한 만큼의 전기적 신호가 발생할 수 있다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프(50)용 전자제어 레귤레이터에서 피드백 레버(30)를 더 포함할 수 있다. 종래 발명의 경우 피드백 레버는 스풀, 슬리브 등과 서보 피스톤을 서로 연결하여 연동할 수 있게 된다.

다만, 도 2a를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따라 피드백 레버(30)는 일단이 서보 피스톤(10)과 연결되고 타단이 피벗 축(31)으로 고정되어 있고 양단 사이에 센서부(20)가 연결될 수 있다. 즉, 피드백 레버(30)의 양단 사이에 센서부(20)가 연결되어 있으므로 서보 피스톤(10)의 전후 이동에 따라 피벗 축(31)을 중심으로 피드백 레버(30)가 연동하여 회전하게 되고, 피드백 레버(30)와 연결된 센서부(20) 역시 전후로 이동할 수 있다. 센서부(20)의 전후 이동 거리는 서보 피스톤(10)의 이격된 거리와 비례한 만큼 이동할 수 있는데, 이는 피벗 축(31)을 중심으로 센서부(20)가 이격된 거리와 서보 피스톤(10)이 이격된 거리의 비율만큼에 해당한다.

또는, 도 2b를 참조하면 일 실시 예에 따라 피드백 레버(30)는 일단은 서보 피스톤(10)과 연결되고 타단은 레일(32)을 통해 이동 가능하도록 구성되어 있고 양단 사이에 센서부(20)가 연결될 수 있다. 즉, 서보 피스톤(10)의 전후 이동에 따라 연동하여 피드백 레버(30)의 타단이 레일(32)을 따라 직선운동하게 되고, 양단 사이에 연결된 센서부(20) 역시 전후로 이동할 수 있다. 센서부(20)의 전후 이동 거리는 서보 피스톤(10)이 전후 이동한 거리와 동일하게 이동할 수 있다.

또는, 도 2c를 참조하면 일 실시 예에 따라 센서부(20)가 서보 피스톤(10)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 서보 피스톤(10)의 주위에 솔레노이드가 형성되어 서보 피스톤(10)의 전후 움직임에 따라 전기적 신호가 발생하여 서보 피스톤(10)의 이동량을 측정할 수 있다. 이는 앞서 설명한 선형 가변 위치 변환 센서와 유사하게 서보 피스톤(10)의 길이방향으로 중앙에 위치하여 전원이 연결된 1차 코일(22)과 1차 코일(22)의 양 옆에 위치한 2차 코일(23)의 사이로 코어(21)인 서보 피스톤(10)이 길이방향으로 이동함에 따라 1차 코일(22)에서 발생한 전압을 2차 코일(23)로 유도하게 되고, 서보 피스톤(10)의 이동에 변위 따른 전압의 크기를 통해 소자의 이동량을 판단할 수 있다.

제어부는 유압 펌프(50)의 사판(60)의 경전각을 조절하기 위해 서보 피스톤(10)의 이동량에 따른 지령압의 크기에 해당하는 전기 신호를 제어한다. 즉, 서보 피스톤(10) 일단의 압력실(11)에 유압 펌프(50)의 토출압이 변화하여 서보 피스톤(10)이 이동하게 되면 센서부(20)에 의해 서보 피스톤(10)의 이동량이 측정되고, 이 값을 수신받은 제어부는 유압 펌프(50)의 토출 유량을 조절하기 위해 필요한 사판(60)의 경전각에 해당하는 전기신호를 연산하게 된다. 그리고 연산된 전기 신호를 송산한 밸브부(40)는 서보 피스톤(10)의 타단의 압력실(11)에 토출압을 전달하여 서보 피스톤(10)을 이동시켜 유압 펌프(50)의 사판(60)의 경전각을 조절할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따라 유압펌프를 구동하는 엔진의 RPM을 측정하는 RPM 센서를 더 포함하고, 제어부는 RPM 센서로부터 측정된 엔진의 RPM과 센서부(20)의 이동량을 함께 제어할 수 있다.

일반적으로 엔진의 회전수(RPM)는 엔진 제어부에 의해 조절되는 것으로, 장치의 조작 레버를 조작하는 경우 엔진의 회전수가 높아지도록 구성된다. 이는 유압 펌프(50)의 제어부에서 유량 제어를 위한 필요 회전수와 엔진의 필요 회전수가 산출되어 엔진 제어부에 전달되고, 엔진 필요 회전수로부터 마력 근거 회전수가 산출되어 유량 제어를 위한 필요 회전수와 비교하여 큰 회전수가 엔진의 실제 회전수로 조절된다.

다만, 이러한 방식의 경우 회전수를 제어하는 방법이 복잡하여 효과적으로 엔진의 회전수를 제어하기 어렵다. 그러므로 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부는, 유압 펌프(50)의 토출 유량을 조절하기 위해 센서부(20)의 이동량과 엔진의 RPM을 동시에 제어하여 엔진의 효율을 높이고 연비를 감소시킬 수 있는 효과를 발생할 수 있다. 즉, 토출 유량은 펌프 용량과 엔진 회전수의 곱으로 도출되는데, 펌프의 용량을 변경할 수 있는 사판(60)의 경전각을 조절하는 서보 피스톤(10)의 이동량과 엔진의 회전수를 제어부에서 동시에 제어하여 조절할 수 있다.

밸브부(40)는 제어부에서 발생한 신호를 수신하여 압력실(11)에 전달하는 지령압을 생성할 수 있다. 즉, 요구하는 유체 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 사판(60)의 경전각을 수행하기 위해 제어부에서 연산된 전자적 신호를 기계적 신호로 변경하여 서보 피스톤(10)의 일단에 위치한 압력실(11)에 전달할 수 있다.

또한, 밸브부(40)는 전자 비례 감압 밸브일 수 있다. 전자 비례 감압 밸브(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve: EPPR Valve)는 입력되는 전류에 비례하여 압력을 제어하는 밸브로, 플런저, 스풀, 스프링, 솔레노이드 등으로 구성되어 밸브 내부의 코일에 전류를 인가하면 전자기력이 발생한다. 인가된 전류가 점차적으로 증가하는 경우 플런저가 좌측으로 변위가 발생하고 이에 비례하여 스풀도 좌측으로 변위가 변화하게 되면서 밸브에서 포트로 배출되는 유체의 압력이 상승하게 된다.

제어부에서 발생한 전류의 변화로 인해 전자 비례 감압 밸브의 코일에 발생한 전자기력을 변화하여 플린저 및 스풀이 이동하게 되고, 이로 인해 포트로 배출되는 유체의 압력이 변화됨에 따라 포트와 연결된 서보 피스톤(10)의 일단에 연결된 압력실(11)의 압력 역시 변화할 수 있게 된다.

일 실시 예에 따른 본 발명의 유압 펌프(50)용 전자제어 레귤레이터는 종래의 기계식 레귤레이터에 비해 엔진의 효율을 개선할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프(50)의 P-Q 선도를 도시한다. 작업자가 유압 장비의 작업을 시작하기 전에는 유압 펌프(50)의 유량 및 압력이 매우 낮은 상태에 있으나, 레버를 조작하여 작업을 시작하면 크로스센싱 (Crosssensing)에 의하여 그 때의 부하 압력에 일치(Match)되는 유량이 결정되어 유압 펌프(50)의 전마력 곡선 상에 놓이게 된다. 유압 펌프(50)를 이용하여 엔진의 정격 출력을 도 3 의 전마력 곡선 상을 따라 이동하는 경우 유압 펌프(50)의 최대의 출력을 얻을 수 있다. 다만, 종래의 기계식 레귤레이터의 경우 유압력에 의해 유압 펌프(50)의 스프링의 탄성계수에 따른 변위로 인해 출력이 조절되므로, P-Q 선도 상에서 직선으로 이동하게 된다. 또한, 유압 펌프(50)의 압력에 따라 외측과 내측에 설치된 스프링의 변위가 상이하므로 소정의 압력에서 상이한 각의 직선으로 이동하게 된다. 결국 전마력 곡선과 실제 변위 구간과의 차이로 인해 유압 펌프(50)의 엔진의 효율이 저하된다.

이에 반해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유압 펌프(50)용 전자제어 레귤레이터는 토출 압력의 변화에 따라 전자식으로 제어되므로 P-Q 선도의 전마력 곡선 상으로 이동할 수 있다. 즉, 토출 압력의 변화에 따라 서보 피스톤(10)이 전후 이동하게 되고, 이를 전자식 센서인 센서부(20)로 이동량을 측정하여 결과 값을 제어부로 송신하며, 유압 펌프(50)의 토출 유량을 조절하기 위해 연산된 사판(60)의 경전각에 해당하는 전기적 신호를 밸브부(40)로 송신하고, 수신한 전기적 신호에 따른 지령압을 서보 피스톤(10)의 압력실(11)로 전달하게 된다. 이러한 과정이 종래 발명의 기계식 부품으로 감지하지 못하는 압력의 변화까지 측정되고, 이에 따라 제어될 수 있으므로 전마력 곡선 상으로 이동할 수 있게 된다.

또한, 유압 펌프는 굴착기용 메인 유압 펌프일 수 있다. 여기서 굴착기는 붐, 암, 버킷용 유압 액츄에이터 및 선회운동 및 주행을 위한 유압 액츄에이터 등으로 구성되어, 작동레버의 조작으로 인해 작업유체가 유압펌프로부터 유압 액츄에이터로 공급되어 이를 가동함으로써 분산작업, 압축작업, 경사 마무리작업, 크레인작업, 파기작업, 적재작업 등 다양한 작업을 할 수 있다. 다만, 유압 펌프의 용량, 크기 등의 경우 특정한 일 실시 예에 따라 제한되지 않고 해당 분야의 통상의 기술자가 용이하게 변경 가능한 범위 내에서 적용이 가능하다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터는, 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

1: 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터 10: 서보 피스톤
20: 센서부 30: 피드백 레버
40: 밸브부 50: 유압 펌프
60: 사판

Claims

사판의 경전각을 변경하여 유압 펌프의 토출 유량을 조절하는 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터에 있어서,
상기 사판의 일단과 연결되어, 양단에 위치한 압력실의 압력차로 인해 전후로 이동함으로써 상기 사판의 경전각을 변경할 수 있는 서보 피스톤;
상기 서보 피스톤의 이동량을 측정하는 센서부;
상기 센서부에서 측정된 이동량을 수신하여 상기 서보 피스톤의 이동량에 따른 상기 압력실에 전달하는 지령압의 크기에 해당하는 전기 신호를 제어하는 제어부;및
상기 제어부에서 발생한 전기 신호를 수신하여 상기 압력실에 전달하는 지령압을 생성하는 밸브부;를 포함하는 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부는,
솔레노이드를 통한 전기 신호의 변화로 상기 서보 피스톤의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부는,
선형 가변 변위 변환기 센서인 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
일단은 상기 서보 피스톤과 연결되고 타단은 피벗 축으로 고정되어 있는 피드백 레버를 더 포함하고,
상기 피드백 레버의 양단 사이에 상기 센서부가 연결되어 있어 상기 서보 피스톤의 전후 이동에 따라 연동하여 회전함으로써 상기 센서부를 전후 이동 시키는 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
일단은 상기 서보 피스톤과 연결되고 타단은 레일을 통해 이동 가능한 피드백 레버를 더 포함하고,
상기 피드백 레버의 양단 사이에 상기 센서부가 연결되어 있어 상기 서보 피스톤의 전후 이동에 따라 연동하여 직선운동함으로써 상기 센서부를 전후 이동 시키는 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부는,
상기 서보 피스톤의 주위에 솔레노이드를 형성하여, 이를 통한 전기 신호의 변화로 상기 서보 피스톤의 이동량을 측정하는 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 압력실은 상기 밸브부에서 발생한 지령압을 전달받는 대경실과 상기 유압 펌프에서 발생한 토출압을 전달받는 소경실로 구성되고,
상기 서보 피스톤은 상기 대경실의 지령압과 상기 소경실의 토출압의 차이로 인해 전후로 이동하는 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 유압펌프를 구동하는 엔진의 RPM을 측정하는 RPM 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 RPM 센서로부터 측정된 엔진의 RPM과 상기 센서부의 이동량을 함께 제어하는 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브부는 전자 비례 감압 밸브인 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 유압 펌프는 굴착기용 메인 유압 펌프인 것을 특징으로 하는, 유압 펌프용 전자제어 레귤레이터.