KR102666906B1 - Pump units and hydraulic systems - Google Patents
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Abstract
펌프 유닛(1)은 용적식의 회전 펌프로서 고정 용량의 작동유를 토출하는 복수의 유압 펌프(12a, 12b)와, 복수의 유압 펌프(12a, 12b)가 토출한 작동유가 합류하는 메인 유로(13)와, 복수의 유압 펌프(12a, 12b) 각각에 대응해서 마련되어, 대응하는 유압 펌프(12a, 12b)를, 부하 운전하는 온 로드 상태, 또는 무부하 운전하는 언로드 상태로 함과 아울러, 대응하는 유압 펌프가 온 로드 상태인 경우, 미리 설정된 릴리프압 이상의 압력이 가해지면, 대응하는 유압 펌프(12a, 12b)가 토출한 작동유 중 일부를 탱크(10)로 되돌리는 복수의 전환부(20a, 20b)와, 메인 유로(13)의 압력의 검출값에 기초하여 전환부(20a, 20b)를 제어함으로써, 메인 유로(13)의 압력을 타겟 압력으로 유지하는 제어부(19)를 구비한다. The pump unit 1 is a positive displacement rotary pump, and includes a plurality of hydraulic pumps 12a and 12b that discharge a fixed capacity of hydraulic oil, and a main flow path 13 where the hydraulic oil discharged by the plurality of hydraulic pumps 12a and 12b joins. ) and a plurality of hydraulic pumps 12a, 12b are provided in correspondence with each other, and the corresponding hydraulic pumps 12a, 12b are placed in an on-load state for load operation or an unload state for no-load operation, and the corresponding hydraulic pumps 12a, 12b are provided in correspondence with each other. When the pump is in an on-load state, a plurality of switching units (20a, 20b) that return some of the hydraulic oil discharged by the corresponding hydraulic pumps (12a, 12b) to the tank (10) when a pressure higher than the preset relief pressure is applied. and a control unit 19 that maintains the pressure of the main flow path 13 at the target pressure by controlling the switching parts 20a and 20b based on the detected value of the pressure of the main flow path 13.
Description
본 개시는 저소음인 펌프 유닛 및 유압 시스템에 관한 것이다. The present disclosure relates to low noise pump units and hydraulic systems.
유압 시스템은 가압한 작동유를 매체로 하여 동력을 전달하여, 작은 힘을 큰 힘 또는 토크로 변환할 수 있기 때문에, 선박, 항공기, 자동차, 공작 기계 등의 분야에서 넓게 이용되고 있다. 유압 시스템은 작동유에 압력을 가해 가압된 작동유를 만들어 내는 유압 펌프와, 유압 펌프로부터 공급되는 작동유의 유체 에너지를 물리적인 운동으로 변환하는 유압 액츄에이터를 이용하여 구성된다. Hydraulic systems transmit power using pressurized hydraulic oil as a medium and can convert small forces into large forces or torques, so they are widely used in fields such as ships, aircraft, automobiles, and machine tools. The hydraulic system is composed of a hydraulic pump that applies pressure to the hydraulic oil to produce pressurized hydraulic oil, and a hydraulic actuator that converts the fluid energy of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump into physical motion.
유압 펌프 중에서도 용적식 펌프는, 피스톤, 기어 등의 운동체가 왕복 운동 또는 회전 운동함으로써 펌프 내의 작동유에 대해서 에너지를 가해 송액하는 펌프이다. 왕복 운동에 의해서 송액하는 용적식 펌프는 왕복 펌프라고 불리고, 회전 운동에 의해서 송액하는 용적식 펌프는 회전 펌프라고 불린다. 또, 유압 펌프는 단위 시간당 작동유의 토출량이 고정인 고정 용량 펌프와, 단위 시간당 작동유의 토출량이 가변인 가변 용량 펌프로 분류된다. Among hydraulic pumps, a positive displacement pump is a pump that applies energy to the hydraulic oil in the pump and delivers the fluid by reciprocating or rotating a moving body such as a piston or gear. A positive displacement pump that delivers liquid by reciprocating motion is called a reciprocating pump, and a positive displacement pump that delivers liquid by rotating motion is called a rotary pump. In addition, hydraulic pumps are classified into fixed capacity pumps in which the discharge amount of hydraulic oil per unit time is fixed, and variable displacement pumps in which the discharge amount of hydraulic oil per unit time is variable.
복수의 유압 액츄에이터에 작동유를 공급하는 경우, 패러렐 회로가 이용되는 경우가 있다. 패러렐 회로는 유압 펌프가 토출한 작동유가 흐르는 1개의 유로로부터 복수의 유압 액츄에이터 각각을 향해 유로를 분기시켜 유압 펌프와 유압 액츄에이터를 연결하며, 센트럴 회로 또는 링 메인 회로라고도 불린다. 이 경우, 유압 액츄에이터의 사용 상황에 따라서, 유압 회로에 있어서의 작동유의 필요량이 변화한다. 이 때문에, 비특허 문헌 1에 개시되어 있는 것처럼, 통상, 센트럴 회로에서는 가변 용량 펌프가 사용되고 있고, 작동유의 필요량에 맞춰서, 작동유의 공급량을 변화시켜, 회로 압력이 타겟 압력이 되도록 제어하고 있었다. When supplying hydraulic oil to multiple hydraulic actuators, a parallel circuit may be used. The parallel circuit connects the hydraulic pump and hydraulic actuators by branching a flow path from one flow path through which the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump flows toward each of a plurality of hydraulic actuators, and is also called a central circuit or ring main circuit. In this case, the required amount of hydraulic oil in the hydraulic circuit changes depending on the usage situation of the hydraulic actuator. For this reason, as disclosed in Non-Patent
그렇지만, 비특허 문헌 1에 개시된 유압 회로에서는, 피스톤 펌프와 같은 왕복 펌프가 사용되기 때문에, 소음이 크다고 하는 문제가 있었다. 소음을 저감시키기 위해서는, 왕복 펌프보다도 소음이 큰 폭으로 작은 회전 펌프를 사용하는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 회전 펌프는 고정 용량 펌프뿐이며, 가변 용량 펌프가 없기 때문에, 회로 압력을 타겟 압력으로 유지하기 위한 기구를 펌프 단체(單體)로 가지지 않아, 센트럴 회로에서는 사용할 수 없었다. However, in the hydraulic circuit disclosed in
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 패러렐 회로에 있어서, 고정 용량 펌프인 회전 펌프를 이용하여, 회로 압력을 타겟 압력으로 유지하는 것이 가능하고, 소음을 저감시키는 것이 가능한 펌프 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above, and its object is to provide a pump unit capable of maintaining the circuit pressure at the target pressure and reducing noise by using a rotary pump, which is a fixed capacity pump, in a parallel circuit. Do this.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 펌프 유닛은, 용적식의 회전 펌프로서 고정 용량의 작동유를 토출하는 복수의 유압 펌프와, 복수의 유압 펌프가 토출한 작동유가 합류하는 메인 유로와, 복수의 유압 펌프 각각에 대응해서 마련되어, 대응하는 유압 펌프를, 부하 운전하는 온 로드 상태, 또는 무부하 운전하는 언로드 상태로 함과 아울러, 대응하는 유압 펌프가 온 로드 상태인 경우, 미리 설정된 릴리프압 이상의 압력이 가해지면, 대응하는 유압 펌프가 토출한 작동유 중 일부를 탱크로 되돌리는 복수의 전환부와, 메인 유로의 압력의 검출값에 기초하여 전환부를 제어함으로써, 메인 유로의 압력을 타겟 압력으로 유지하는 제어부를 구비하고, 제어부는 대응하는 전환부에 설정된 릴리프압이 높은 쪽부터 순서대로 유압 펌프를 온 로드 상태로 전환하고, 릴리프압이 낮은 쪽부터 순서대로 유압 펌프를 언로드 상태로 전환하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above-mentioned problem and achieve the purpose, the pump unit according to the present invention is a positive displacement rotary pump, which includes a plurality of hydraulic pumps that discharge a fixed capacity of hydraulic oil, and the hydraulic oil discharged by the plurality of hydraulic pumps joins. It is provided corresponding to the main flow path and each of the plurality of hydraulic pumps, and puts the corresponding hydraulic pump in an on-load state for load operation or an unload state for no-load operation, and when the corresponding hydraulic pump is in an on-load state, in advance When a pressure higher than the set relief pressure is applied, a plurality of switching units return some of the hydraulic oil discharged by the corresponding hydraulic pump to the tank, and by controlling the switching units based on the detected value of the pressure in the main flow path, the pressure in the main flow path is adjusted. It is provided with a control unit that maintains the target pressure, and the control unit switches the hydraulic pump to the on-load state in order from the side with the higher relief pressure set in the corresponding switching section, and switches the hydraulic pump to the unload state in order from the side with the lower relief pressure. It is characterized by conversion.
본 발명에 따른 펌프 유닛은, 소음을 저감시킬 수 있다고 하는 효과를 달성한다. The pump unit according to the present invention achieves the effect of reducing noise.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유압 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 펌프 유닛에서 이용되는 릴리프압 및 임계값의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타내는 펌프 유닛의 제어부의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 실시 형태 2에 따른 유압 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 나타내는 펌프 유닛이 사용하는 릴리프압 및 임계값의 제1 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4에 나타내는 펌프 유닛의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 4에 나타내는 펌프 유닛이 사용하는 릴리프압 및 임계값의 제2 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 사용하는 펌프의 종류에 따른 소음값의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 9는 사용하는 펌프의 종류에 따른 맥동율의 차이를 나타내는 그래프이다. 1 is a diagram showing the configuration of a hydraulic system according to
FIG. 2 is a diagram showing an example of the relief pressure and threshold value used in the pump unit shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the control unit of the pump unit shown in FIG. 1.
Figure 4 is a diagram showing the configuration of a hydraulic system according to
FIG. 5 is a diagram showing a first example of relief pressure and threshold values used by the pump unit shown in FIG. 4.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the pump unit shown in FIG. 4.
FIG. 7 is a diagram showing a second example of relief pressure and threshold values used by the pump unit shown in FIG. 4.
Figure 8 is a graph showing the difference in noise value depending on the type of pump used.
Figure 9 is a graph showing the difference in pulsation rate depending on the type of pump used.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 펌프 유닛 및 유압 시스템의 구성을 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도면 및 이하의 설명 중에 있어서, 유사한 기능을 가지는 복수의 구성요소 각각을, 동일한 부호 뒤에 상이한 알파벳을 부여하여 구별하는 경우가 있다. 다만, 유사한 복수의 구성요소 각각을 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 동일한 부호만을 부여한다. Below, the configuration of a pump unit and a hydraulic system according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. In the drawings and the following description, each of a plurality of components having similar functions may be distinguished by assigning a different alphabet after the same symbol. However, if there is no need to specifically distinguish between a plurality of similar components, only the same symbol is assigned.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 유압 시스템(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 유압 시스템(100)은 펌프 유닛(1)과, 복수의 유압 액츄에이터(2)를 가지는 유압 회로이다. 유압 액츄에이터(2)는, 예를 들면, 윈치(winch)와 같은 피 구동 장치에 탑재된 유압 모터이다. 펌프 유닛(1)과 유압 액츄에이터(2) 사이의 유로는, 펌프 유닛(1)의 토출측의 1개의 유로로부터 복수의 유로로 분기하여 복수의 유압 액츄에이터(2) 각각에 접속되어 있다. 복수의 유압 액츄에이터(2)는 동시에 사용하는 것이 가능하다. 이 때문에, 유압 시스템(100)에서는, 펌프 유닛(1)이 공급하는 작동유의 필요량이, 유압 액츄에이터(2)의 사용 상황, 예를 들면 운전 대수, 운전 속도에 따라서 변화한다. 1 is a diagram showing the configuration of a
펌프 유닛(1)은 작동유를 저장하는 탱크(10)와, 전동기(11)와, 전동기(11)에 의해서 구동되는 복수의 유압 펌프(12), 구체적으로는 제1 유압 펌프(12a) 및 제2 유압 펌프(12b)를 가진다. 이하, 제1 유압 펌프(12a) 및 제2 유압 펌프(12b) 각각을 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 간단하게 유압 펌프(12)라고 칭한다. 다른 구성요소에 대해서도 마찬가지이다. The
펌프 유닛(1)은 복수의 유압 펌프(12) 각각이 토출한 작동유가 합류하는 메인 유로(13)를 더 가진다. 메인 유로(13)에는, 제1 유압 펌프(12a)가 토출하는 작동유와 제2 유압 펌프(12b)가 토출하는 작동유가 합류한다. 또한, 도 1에서는 간단하게 하기 위해서 생략하고 있지만, 실제로는 복수의 유압 액츄에이터(2) 각각에는, 작동유가 돌아가기 위한 유로가 접속되어 있다. 또, 펌프 유닛(1)과 각 유압 액츄에이터(2)의 사이에는, 필요에 따라서 제어 밸브 등의 유압 밸브가 접속되어 있다. The
복수의 유압 펌프(12)와 메인 유로(13)의 사이는, 펌프 유로(14)로 접속되어 있다. 구체적으로는, 제1 유압 펌프(12a)와 메인 유로(13)의 사이는, 제1 펌프 유로(14a)로 접속되어 있고, 제2 유압 펌프(12b)와 메인 유로(13)의 사이는, 제2 펌프 유로(14b)로 접속되어 있다. 제1 펌프 유로(14a) 및 제2 펌프 유로(14b)는, 합류점(P)에서 메인 유로(13)에 접속되어 있다. 펌프 유로(14)에는, 체크 밸브(15)가 마련되어 있다. 구체적으로는, 제1 펌프 유로(14a)에는 제1 체크 밸브(15a)가 마련되어 있고, 제2 펌프 유로(14b)에는 제2 체크 밸브(15b)가 마련되어 있다. The plurality of hydraulic pumps 12 and the
펌프 유닛(1)은 복수의 유압 펌프(12) 각각에 대응해서 마련되는 복수의 전환부(20)를 가진다. 구체적으로는, 펌프 유닛(1)은 제1 유압 펌프(12a)에 대응해서 마련되는 제1 전환부(20a)와, 제2 유압 펌프(12b)에 대응해서 마련되는 제2 전환부(20b)를 가진다. 전환부(20)는 릴리프 밸브(16)와, 전자 밸브(17)를 더 가진다. 구체적으로는, 제1 전환부(20a)는 제1 릴리프 밸브(16a)와, 제1 전자 밸브(17a)를 가지고, 제2 전환부(20b)는 제2 릴리프 밸브(16b)와, 제2 전자 밸브(17b)를 가진다. 제1 전환부(20a)의 제1 릴리프 밸브(16a)는, 제1 펌프 유로(14a)의 제1 체크 밸브(15a)보다도 상류의 접속점(Pa)에 접속되어 있다. 제2 전환부(20b)의 제2 릴리프 밸브(16b)는, 제2 펌프 유로(14b)의 제2 체크 밸브(15b)보다도 상류의 접속점(Pb)에 접속되어 있다. 펌프 유닛(1)은 메인 유로(13)의 압력을 계측하는 압력 센서(18)와, 제1 전환부(20a)의 제1 전자 밸브(17a) 및 제2 전환부(20b)의 제2 전자 밸브(17b)를 제어하는 제어부(19)를 더 가진다. The
전동기(11)는 제1 유압 펌프(12a) 및 제2 유압 펌프(12b)를 구동한다. 제1 유압 펌프(12a) 및 제2 유압 펌프(12b) 각각은, 탱크(10)로부터 작동유를 빨아올리고, 작동유에 압력을 가해, 가압된 작동유를 토출한다. 제1 유압 펌프(12a) 및 제2 유압 펌프(12b)는, 용적식의 회전 펌프이며, 단위 시간당 작동유의 토출량이 고정인 고정 용량 펌프이다. 또한, 여기서 회전 펌프란, 기어 펌프, 베인 펌프, 스크류 펌프 등, 운동체의 회전 운동에 의해서 작동유에 에너지를 가해 송액하는 펌프의 총칭이다. 회전 펌프에 대응하는 개념으로서, 피스톤 펌프, 다이어프램 펌프, 플런저 펌프와 같이 운동체의 왕복 운동에 의해서 작동유에 에너지를 가해 송액하는 왕복 펌프를 들 수 있다. 회전 펌프는 왕복 펌프보다도 동작 중의 소음값이 큰 폭으로 낮다고 하는 특징이 있다. 제2 유압 펌프(12b)는 제1 유압 펌프(12a)보다도 용량이 크다. 또한, 여기서 용량이란 단위 시간당 작동유의 토출량을 말한다. The
제1 체크 밸브(15a)는 제1 유압 펌프(12a)로부터 메인 유로(13)를 향하는 작동유의 역류를 방지하고 있고, 제2 체크 밸브(15b)는 제2 유압 펌프(12b)로부터 메인 유로(13)를 향하는 작동유의 역류를 방지하고 있다. The
전환부(20)는 대응하는 유압 펌프(12)를, 부하 운전하는 온 로드 상태, 또는 무부하 운전하는 언로드 상태로 함과 아울러, 대응하는 유압 펌프(12)가 온 로드 상태인 경우, 미리 설정된 릴리프압 이상의 압력이 가해지면, 대응하는 유압 펌프(12)가 토출한 작동유 중 일부를 탱크(10)로 되돌린다. 이하, 복수의 전환부(20) 각각이 가지는 릴리프 밸브(16) 및 전자 밸브(17)의 기능에 대해 설명한다. The switching
제1 릴리프 밸브(16a)는 제1 유압 펌프(12a)가 토출하는 작동유를 탱크(10)로 되돌리는 유로를 개폐한다. 제2 릴리프 밸브(16b)는 제2 유압 펌프(12b)가 토출하는 작동유를 탱크(10)로 되돌리는 유로를 개폐한다. 제1 릴리프 밸브(16a) 및 제2 릴리프 밸브(16b) 각각에는, 릴리프압이 마련되어 있고, 제1 릴리프 밸브(16a)의 릴리프압을 제1 릴리프압이라고 하고, 제2 릴리프 밸브(16b)의 릴리프압을 제2 릴리프압이라고 한다. 제1 릴리프 밸브(16a)는 접속점(Pa)의 압력이 제1 릴리프압을 초과하면, 제1 유압 펌프(12a)가 토출하는 작동유 중 일부를 탱크(10)로 되돌려, 접속점(Pa)의 압력을 제1 릴리프압으로 유지한다. 제2 릴리프 밸브(16b)는 접속점(Pb)의 압력이 제2 릴리프압을 초과하면, 제2 유압 펌프(12b)가 토출하는 작동유 중 일부를 탱크(10)로 되돌려, 접속점(Pb)의 압력을 제2 릴리프압으로 유지한다. The
전자 밸브(17)는 릴리프 밸브(16)를 제어하여, 제어 대상의 릴리프 밸브(16)에 대응하는 유압 펌프(12)의 상태를 온 로드 상태 또는 언로드 상태로 전환한다. 언로드 상태란 유압 펌프(12)가 무부하 운전하고 있는 상태이고, 릴리프 밸브(16)는 유압 펌프(12)가 토출한 작동유의 전량을 탱크(10)로 되돌린다. 온 로드 상태란 유압 펌프(12)가 부하 운전하고 있는 상태이며, 릴리프 밸브(16)는 닫고 있거나, 혹은, 유압 펌프(12)가 토출한 작동유 중 일부를 탱크(10)로 되돌려 접속점(Pa, Pb)의 압력을 릴리프압으로 유지하고 있다. The electromagnetic valve 17 controls the relief valve 16 to switch the state of the hydraulic pump 12 corresponding to the control target relief valve 16 to the on-load state or the unload state. The unloaded state is a state in which the hydraulic pump 12 is operating without load, and the relief valve 16 returns the entire amount of hydraulic oil discharged by the hydraulic pump 12 to the
제1 유압 펌프(12a)가 온 로드 상태인 경우, 제1 유압 펌프(12a)가 토출하는 작동유 중 적어도 일부는, 제1 펌프 유로(14a) 및 제1 체크 밸브(15a)를 통해서 메인 유로(13)를 향해서 흘러, 유압 액츄에이터(2)에 공급된다. 구체적으로는, 접속점(Pa)의 압력이 제1 릴리프압 미만인 경우, 제1 유압 펌프(12a)가 토출하는 작동유의 전량이 제1 펌프 유로(14a) 및 제1 체크 밸브(15a)를 통해서 메인 유로(13)를 향해서 흐른다. 접속점(Pa)의 압력이 제1 릴리프압에 이르면, 제1 유압 펌프(12a)가 토출한 작동유 중 일부는 제1 릴리프 밸브(16a)를 통해서 탱크(10)로 되돌려지고, 나머지 작동유는 제1 펌프 유로(14a) 및 제1 체크 밸브(15a)를 통해서 메인 유로(13)를 향해서 흐른다. 제1 유압 펌프(12a)가 언로드 상태인 경우, 제1 유압 펌프(12a)가 토출하는 작동유의 전량은, 접속점(Pa)에서부터 제1 릴리프 밸브(16a)를 통해서 탱크(10)로 되돌려진다. When the first
제2 유압 펌프(12b)가 온 로드 상태인 경우, 제2 유압 펌프(12b)가 토출하는 작동유 중 적어도 일부는, 제2 펌프 유로(14b) 및 제2 체크 밸브(15b)를 통해서 메인 유로(13)를 향해서 흘러 유압 액츄에이터(2)에 공급된다. 구체적으로는, 접속점(Pb)의 압력이 제2 릴리프압 미만인 경우, 제2 유압 펌프(12b)가 토출하는 작동유의 전량이 제2 펌프 유로(14b) 및 제2 체크 밸브(15b)를 통해서 메인 유로(13)를 향해서 흐른다. 접속점(Pb)의 압력이 제2 릴리프압에 이르면, 제2 유압 펌프(12b)가 토출한 작동유 중 일부는 제2 릴리프 밸브(16b)를 통해서 탱크(10)로 되돌려지고, 나머지 작동유는 제2 펌프 유로(14b) 및 제2 체크 밸브(15b)를 통해서 메인 유로(13)를 향해서 흐른다. 제2 유압 펌프(12b)가 언로드 상태인 경우, 제2 유압 펌프(12b)가 토출하는 작동유의 전량은, 접속점(Pb)에서부터 제2 릴리프 밸브(16b)를 통해서 탱크(10)로 되돌려진다. When the second
제어부(19)는 메인 유로(13)의 압력의 검출값에 기초하여 전환부(20)의 전자 밸브(17)를 제어하여 릴리프 밸브(16)의 상태를 변화시킴으로써, 유압 펌프(12)의 상태를 온 로드 상태 또는 언로드 상태로 전환하는 처리 회로이다. 처리 회로는 전용의 하드웨어에 의해 실현되어도 되고, CPU(Central Processing Unit)를 이용한 제어 회로여도 된다. 또, 도 1에서는, 제어부(19)는 압력 센서(18)와 별체로 되어 있지만, 제어부(19)는 압력 센서(18)와 일체여도 된다. 제어부(19)는 유압 펌프(12)의 상태를 전환함으로써, 메인 유로(13)의 압력을 타겟 압력으로 유지할 수 있다. 제어부(19)는 온 로드 상태의 유압 펌프(12)를 늘릴 때, 대응하는 전환부(20)에 설정된 릴리프압이 높은 쪽부터 순서대로 유압 펌프(12)를 온 로드 상태로 전환한다. 또 제어부(19)는 온 로드 상태의 유압 펌프(12)를 줄일 때, 대응하는 전환부(20)에 설정된 릴리프압이 낮은 쪽부터 순서대로 유압 펌프(12)를 언로드 상태로 전환한다. 구체적으로는, 제어부(19)는 펌프 유닛(1)의 기동시에는, 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 가장 높은 유압 펌프(12)를 온 로드 상태로 하고, 나머지 유압 펌프(12)를 언로드 상태로 한다. 그 후, 제어부(19)는 압력 센서(18)의 검출값에 기초하여, 전환부(20)를 제어함으로써, 나머지 유압 펌프(12)의 상태를 언로드 상태 또는 온 로드 상태로 전환한다. 제어부(19)는 나머지 유압 펌프(12) 각각에 대응해서 마련된 임계값을 이용하여, 나머지 유압 펌프(12) 각각의 상태를 전환한다. 임계값은 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)의 릴리프압보다도 높고, 릴리프압이 높은 순에 있어서, 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)보다도 순서가 1개 빠른 전환부(20)의 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 또, 복수의 유압 펌프(12) 중에서 가장 용량이 작은 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)의 릴리프압은, 펌프 유닛(1)이 가지는 복수의 전환부(20)의 릴리프압 중에서 가장 높게 설정해도 된다. The
도 2는 도 1에 나타내는 펌프 유닛(1)에서 이용되는 릴리프압 및 임계값의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2의 예에서는, 제1 릴리프압은 20.6MPa이고, 제2 릴리프압은 19.6MPa이다. 이 경우, 제어부(19)가 온 로드 상태로 전환하는 순서는, 제1 유압 펌프(12a), 제2 유압 펌프(12b)의 순서가 된다. 구체적으로는, 제어부(19)는, 기동시에는, 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 가장 높은 제1 유압 펌프(12a)를 온 로드 상태로 하고, 나머지 유압 펌프(12)인 제2 유압 펌프(12b)를 언로드 상태로 한다. 그 후, 제어부(19)는 압력 센서(18)의 검출값에 기초하여, 제2 전환부(20b)를 제어함으로써, 제2 유압 펌프(12b)의 상태를 언로드 상태 또는 온 로드 상태로 전환한다. 이 때, 제어 대상의 유압 펌프(12)마다 임계값이 미리 정해져 있으며, 제2 유압 펌프(12b)에 대해서 정해진 임계값을 제1 임계값이라고 한다. 제어부(19)는 제1 임계값과 검출값의 대소 관계에 기초하여, 제2 유압 펌프(12b)의 상태를 전환한다. 상기와 같이, 임계값은 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)의 릴리프압보다도 높고, 릴리프압이 높은 순에 있어서, 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)보다도 순서가 1개 빠른 전환부(20)의 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 따라서, 제1 임계값은 제2 유압 펌프(12b)에 대응하는 제2 전환부(20b)의 제2 릴리프압보다도 높고, 제1 전환부(20a)의 제1 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 구체적으로는, 제1 임계값은 19.6MPa보다도 높고 20.6MPa보다도 낮은 20.1MPa이다. FIG. 2 is a diagram showing an example of the relief pressure and threshold value used in the
타겟 압력은 온 로드 상태인 유압 펌프(12)의 수에 따라 변화한다. 타겟 압력은 펌프 유닛(1)이 가지는 복수의 릴리프 밸브(16) 중, 대응하는 유압 펌프(12)가 온 로드 상태인 릴리프 밸브(16)의 릴리프압에 의해서 정해지고, 온 로드 상태인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)의 릴리프압 중 가장 작은 것이 된다. 구체적으로는, 제1 유압 펌프(12a)가 온 로드 상태이고 제2 유압 펌프(12b)가 언로드 상태인 경우, 타겟 압력은 제1 릴리프압이 된다. 제1 유압 펌프(12a) 및 제2 유압 펌프(12b) 모두가 온 로드 상태인 경우, 타겟 압력은 제2 릴리프압이 된다. 이 때문에, 릴리프압 중 가장 낮은 것이, 유압 시스템(100)에서 필요하게 되는 회로 압력 이상이 되도록, 릴리프압은 설정된다. The target pressure varies depending on the number of hydraulic pumps 12 that are on load. The target pressure is determined by the relief pressure of the relief valve 16 with the corresponding hydraulic pump 12 in the on-load state, among the plurality of relief valves 16 in the
도 3은 도 1에 나타내는 펌프 유닛(1)의 제어부(19)의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 제어부(19)는 펌프 유닛(1)의 기동시에, 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 가장 높은 제1 유압 펌프(12a)를 온 로드 상태로 하고, 나머지 유압 펌프(12)인 제2 유압 펌프(12b)를 언로드 상태로 한다(스텝 S100). 펌프 유닛(1)이 기동한 후, 유압 액츄에이터(2)를 탑재하는 윈치의 운전 개시 전인 스탠바이시에는, 제1 릴리프 밸브(16a)의 작동에 의해서, 메인 유로(13)의 압력은, 20.6MPa로 유지된다. FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation of the
이어서 제어부(19)는 나머지 유압 펌프(12)의 상태를 검출값에 기초하여 전환한다. 제어부(19)는 압력 센서(18)의 검출값이 제1 임계값 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S101). 검출값이 제1 임계값 이하인 경우(스텝 S101:Yes), 제어부(19)는 제2 유압 펌프(12b)를 온 로드 상태로 한다(스텝 S102). 예를 들면, 운전 중인 윈치의 대수가 증가하는 등 윈치의 사용 상황이 변화하여 제1 유압 펌프(12a)만으로는 작동유의 유량이 부족하면, 압력 센서(18)의 검출값은 강하한다. 검출값이 제1 임계값인 20.1MPa이 되면, 제2 유압 펌프(12b)는 온 로드 상태로 전환되고, 이 때, 제2 릴리프 밸브(16b)의 작동에 의해서, 메인 유로(13)의 압력은 19.6MPa로 유지된다. Next, the
검출값이 제1 임계값 이하가 아닌 경우(스텝 S101:No), 제어부(19)는 제2 유압 펌프(12b)를 언로드 상태로 한다(스텝 S103). 예를 들면, 윈치의 사용 상황에 변화가 없고, 메인 유로(13)의 압력이 20.6MPa로 유지된 상태인 경우, 제2 유압 펌프(12b)는 계속해서 언로드 상태로 된다. 또, 한 번 제2 유압 펌프(12b)가 온 로드 상태로 전환된 후, 운전 중인 윈치의 대수가 줄어드는 등 윈치의 사용 상황이 변화하여 작동유의 유량이 과잉이 되면, 메인 유로(13)의 압력은 상승한다. 압력 센서(18)의 검출값이 제1 임계값인 20.1MPa을 초과하면, 제2 유압 펌프(12b)는 언로드 상태로 전환되고, 이 때, 제1 릴리프 밸브(16a)의 작동에 의해서, 메인 유로(13)의 압력은 20.6MPa로 유지된다. When the detection value is not below the first threshold (step S101: No), the
스텝 S102 또는 스텝 S103 이후에, 제어부(19)는 스텝 S101에서부터 처리를 반복한다. 제어부(19)는 펌프 유닛(1)이 가동하고 있는 동안, 스텝 S101에서부터 스텝 S103의 처리를 반복하여, 윈치의 사용 상황에 맞춰 제2 유압 펌프(12b)의 상태를 전환하게 된다. After step S102 or step S103, the
이상 설명한 것처럼, 펌프 유닛(1)은 메인 유로(13)의 압력의 검출값을 이용하여, 전환부(20)를 제어함으로써, 유압 펌프(12)의 상태를 온 로드 상태 또는 언로드 상태로 전환할 수 있다. 이것에 의해, 유압 펌프(12) 자체는 고정 용량 펌프라도, 펌프 유닛(1)이 토출하는 작동유의 양을 조정하는 것이 가능하게 되어, 메인 유로(13)의 압력을 타겟 압력으로 유지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 센트럴 회로에 있어서, 고정 용량 펌프인 용적식의 회전 펌프, 예를 들면, 기어 펌프, 베인 펌프, 스크류 펌프를 사용할 수 있으며, 피스톤 펌프와 같은 왕복 펌프를 사용하는 경우와 비교하여, 유압 시스템(100)의 소음을 큰 폭으로 저감시키는 것이 가능하게 된다. As described above, the
제어부(19)는 대응하는 전환부(20)에 설정된 릴리프압이 높은 쪽부터 순서대로 유압 펌프를 온 로드 상태로 전환하고, 대응하는 전환부(20)에 설정된 릴리프압이 낮은 쪽부터 순서대로 유압 펌프(12)를 언로드 상태로 전환한다. 제2 유압 펌프(12b)를 언로드 상태로부터 온 로드 상태로 전환할 때는, 유량이 부족하여, 압력 센서(18)의 검출값은 제1 릴리프압인 20.6MPa로 유지되어 있던 상태로부터 강하하고 있는 도중이다. 검출값이 제1 임계값인 20.1MPa 이하가 된 시점에서, 제2 유압 펌프(12b)가 온 로드 상태로 전환되어, 제2 펌프 유로(14b)로부터 메인 유로(13)에 작동유의 공급이 개시된다. 이 때문에, 메인 유로(13)의 압력은, 20.1MPa이 된 시점에서부터 강하의 스피드가 약해져, 타겟 압력인 제2 릴리프압 19.6MPa로 유지되게 된다. 이와 같이, 복수의 전환부(20)가 상이한 릴리프압인 것을 포함함으로써, 온 로드 상태로 하는 유압 펌프(12)의 대수마다 상이한 타겟 압력으로 메인 유로(13)의 압력이 유지된다. 또, 대응하는 전환부(20)에 설정된 릴리프압이 높은 쪽부터 순서대로 유압 펌프(12)를 온 로드 상태로 전환함으로써, 유압 펌프(12)로부터의 공급 압력의 상한을 마련하면서, 작동유가 과잉이 되면, 메인 유로(13)의 압력은 상승하기 때문에, 작동유의 필요량에 맞춰 공급량을 조정하는 것이 가능하게 된다. The
또, 제1 임계값은 제2 릴리프압보다도 높고 제1 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 윈치의 사용 상황이 변화하지 않고 작동유의 필요량이 변화하지 않은 경우에는, 메인 유로(13)의 압력은 제1 릴리프압 또는 제2 릴리프압으로 유지되고 있다. 이 때문에, 제1 임계값을 제2 릴리프압보다도 높고 제1 릴리프압보다도 낮게 설정함으로써, 윈치의 사용 상황의 변화를 검지하는 것이 가능함과 아울러, 헌팅을 방지해서 안정된 동작을 실현하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 릴리프압과 제1 임계값의 차이를, 제2 릴리프압과 제1 임계값의 차이와 동일한 정도로 함으로써, 보다 확실히 헌팅을 방지하는 것이 가능하다. Additionally, the first threshold value is set higher than the second relief pressure and lower than the first relief pressure. When the use situation of the winch does not change and the required amount of hydraulic oil does not change, the pressure in the
또, 펌프 유닛(1)이 가지는 복수의 유압 펌프(12) 중에서, 가장 용량이 작은 제1 유압 펌프(12a)에 대응하는 제1 전환부(20a)의 릴리프압은 가장 높다. 이것에 의해, 기동시에는, 가장 용량이 작은 제1 유압 펌프(12a)가 온 로드 상태가 되고, 나머지 유압 펌프(12)인 제2 유압 펌프(12b)는 언로드 상태가 된다. 따라서, 스탠바이시에 공급되는 작동유의 양을 줄일 수 있어, 펌프 유닛(1)의 소음을 더 저감시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 펌프 유닛(1)이 가지는 복수의 유압 펌프(12) 각각의 용량은, 유압 시스템(100)에 있어서의 작동유의 필요량에 기초하여 정해진다. 펌프 유닛(1)이 토출한 작동유의 최대량이, 유압 시스템(100)이 가지는 모든 유압 액츄에이터(2)를 운전 중으로 했을 때 필요하게 되는 작동유의 최대량보다도 커지도록, 각 유압 펌프(12)의 용량은 결정된다. Moreover, among the plurality of hydraulic pumps 12 included in the
실시 형태 2.
도 4는 실시 형태 2에 따른 유압 시스템(200)의 구성을 나타내는 도면이다. 이하, 도 1에 나타내는 유압 시스템(100)과 상이한 부분에 대해 주로 설명하고, 유압 시스템(100)과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a
유압 시스템(200)은 펌프 유닛(1-1)과, 복수의 유압 액츄에이터(2)를 가진다. 펌프 유닛(1)이 2개의 유압 펌프(12)를 가지고 있던 것에 대하여, 펌프 유닛(1-1)은 3개의 유압 펌프(12)를 가진다. 구체적으로는, 펌프 유닛(1-1)은 펌프 유닛(1)의 구성에 더하여, 제3 유압 펌프(12c)와, 제3 펌프 유로(14c)와, 제3 체크 밸브(15c)와, 제3 전환부(20c)를 더 가진다. 제3 전환부(20c)는 제3 릴리프 밸브(16c)와, 제3 전자 밸브(17c)를 가진다. The
제3 유압 펌프(12c)는 전동기(11)에 의해서 구동된다. 제3 펌프 유로(14c)는 제3 유압 펌프(12c)와 메인 유로(13)의 사이를 접속한다. 제3 체크 밸브(15c)는 제3 펌프 유로(14c)에 마련되어 있고, 제3 체크 밸브(15c)는 제3 유압 펌프(12c)로부터 메인 유로(13)를 향하는 작동유의 역류를 방지하고 있다. 제3 릴리프 밸브(16c)는 제3 펌프 유로(14c)의 제3 체크 밸브(15c)보다도 상류의 접속점(Pc)에 접속되어 있다. 제3 전자 밸브(17c)는 제3 릴리프 밸브(16c)에 대응해서 마련되고, 제3 릴리프 밸브(16c)를 제어하여, 제3 유압 펌프(12c)의 상태를 언로드 상태 또는 온 로드 상태로 전환한다. The third
도 5는 도 4에 나타내는 펌프 유닛(1-1)이 사용하는 릴리프압 및 임계값의 제1 예를 나타내는 표이다. 도 5에 나타내는 제1 예에서는, 제1 릴리프압은 20.6MPa이고, 제2 릴리프압은 19.6MPa이며, 제3 릴리프압은 18.6MPa이다. 이 경우, 제어부(19)가 온 로드 상태로 전환하는 순서는, 제1 유압 펌프(12a), 제2 유압 펌프(12b), 제3 유압 펌프(12c)의 순서가 된다. 구체적으로는, 제어부(19)는 기동시에는, 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 가장 높은 제1 유압 펌프(12a)를 온 로드 상태로 하고, 나머지 유압 펌프(12)인 제2 유압 펌프(12b) 및 제3 유압 펌프(12c)를 언로드 상태로 한다. 그 후, 제어부(19)는 압력 센서(18)의 검출값에 기초하여, 제2 전환부(20b) 및 제3 전환부(20c) 각각을 제어함으로써, 제2 유압 펌프(12b) 및 제3 유압 펌프(12c) 각각의 상태를 언로드 상태 또는 온 로드 상태로 전환한다. 제3 유압 펌프(12c)에 대해서 정해진 임계값을 제2 임계값이라고 한다. 상기와 같이, 임계값은 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)의 릴리프압보다도 높고, 릴리프압이 높은 순에 있어서, 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)보다도 순서가 1개 빠른 전환부(20)의 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 따라서, 제1 임계값은 제2 유압 펌프(12b)에 대응하는 제2 전환부(20b)의 릴리프압보다도 높고, 제1 전환부(20a)의 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 구체적으로는, 제1 임계값은 19.6MPa보다도 높고 20.6MPa보다도 낮은 20.1MPa이다. 제2 임계값은 제3 유압 펌프(12c)에 대응하는 제3 릴리프압보다도 높고, 제2 전환부(20b)의 제2 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 구체적으로는, 제2 임계값은 18.6MPa보다도 높고 19.6MPa보다도 낮은 19.1MPa이다. FIG. 5 is a table showing a first example of relief pressure and threshold values used by the pump unit 1-1 shown in FIG. 4. In the first example shown in Fig. 5, the first relief pressure is 20.6 MPa, the second relief pressure is 19.6 MPa, and the third relief pressure is 18.6 MPa. In this case, the order in which the
도 6은 도 4에 나타내는 펌프 유닛(1-1)의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 제어부(19)는 펌프 유닛(1-1)의 기동시에, 복수의 유압 펌프(12) 중에서 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 가장 높은 제1 유압 펌프(12a)를 온 로드 상태로 하고, 나머지 유압 펌프(12)인 제2 유압 펌프(12b) 및 제3 유압 펌프(12c)를 언로드 상태로 한다(스텝 S200). 펌프 유닛(1-1)이 기동한 후, 유압 액츄에이터(2)를 탑재하는 윈치의 운전 개시 전인 스탠바이시에는, 제1 릴리프 밸브(16a)의 작동에 의해서, 메인 유로(13)의 압력은 20.6MPa로 유지된다. FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the pump unit 1-1 shown in FIG. 4. When the pump unit 1-1 is started, the
이어서 제어부(19)는, 압력 센서(18)의 검출값이 제1 임계값 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S201). 검출값이 제1 임계값 이하인 경우(스텝 S201:Yes), 제어부(19)는 제2 유압 펌프(12b)를 온 로드 상태로 한다(스텝 S202). 예를 들면, 운전 중인 윈치의 대수가 증가하는 등 윈치의 사용 상황이 변화하여 제1 유압 펌프(12a)만으로는 작동유의 유량이 부족하면, 압력 센서(18)의 검출값은 강하한다. 검출값이 제1 임계값인 20.1MPa이 되면, 제2 유압 펌프(12b)는 온 로드 상태로 전환되고, 이 때, 제1 유압 펌프(12a) 및 제2 유압 펌프(12b)가 공급하는 작동유로 유량이 충분한 경우, 제2 릴리프 밸브(16b)의 작동에 의해서, 메인 유로(13)의 압력은 19.6MPa로 유지된다. Next, the
검출값이 제1 임계값 이하가 아닌 경우(스텝 S201:No), 제어부(19)는 제2 유압 펌프(12b)를 언로드 상태로 한다(스텝 S203). 예를 들면, 윈치의 사용 상황에 변화가 없어, 메인 유로(13)의 압력이 20.6MPa로 유지된 상태인 경우, 제2 유압 펌프(12b)는 계속하여 언로드 상태로 된다. 또, 한 번 제2 유압 펌프(12b)가 온 로드 상태로 전환된 후, 운전 중인 윈치의 대수가 줄어드는 등 윈치의 사용 상황이 변화하여 작동유의 유량이 과잉이 되면, 메인 유로(13)의 압력은 상승한다. 압력 센서(18)의 검출값이 제1 임계값인 20.1MPa을 초과하면, 제2 유압 펌프(12b)는 언로드 상태로 전환되고, 이 때, 제1 릴리프 밸브(16a)의 작동에 의해서, 메인 유로(13)의 압력은, 20.6MPa로 유지된다. When the detection value is not below the first threshold (step S201: No), the
이어서 제어부(19)는 압력 센서(18)의 검출값이 제2 임계값 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S204). 검출값이 제2 임계값 이하인 경우(스텝 S204:Yes), 제어부(19)는 제3 유압 펌프(12c)를 온 로드 상태로 한다(스텝 S205). 예를 들면, 운전 중인 윈치의 대수가 증가하는 등 윈치의 사용 상황이 변화하여 작동유의 유량이 부족하면, 압력 센서(18)의 검출값은 강하한다. 검출값이 제2 임계값인 19.1MPa이 되면, 제3 유압 펌프(12c)는 온 로드 상태로 전환되고, 이 때, 제3 릴리프 밸브(16c)의 작동에 의해, 메인 유로(13)의 압력은 18.6MPa로 유지된다. Next, the
검출값이 제2 임계값 이하가 아닌 경우(스텝 S204:No), 제어부(19)는 제3 유압 펌프(12c)를 언로드 상태로 한다(스텝 S206). 예를 들면, 윈치의 사용 상황에 변화가 없어, 메인 유로(13)의 압력이 20.6MPa 또는 19.6MPa로 유지된 상태인 경우, 제3 유압 펌프(12c)는 계속해서 언로드 상태로 된다. 또, 한 번 제3 유압 펌프(12c)가 온 로드 상태로 전환된 후, 운전 중인 윈치의 대수가 줄어드는 등 윈치의 사용 상황이 변화하여 작동유의 유량이 과잉이 되면, 메인 유로(13)의 압력은 상승한다. 압력 센서(18)의 검출값이 제2 임계값인 19.1MPa을 초과하면, 제3 유압 펌프(12c)는 언로드 상태로 전환되고, 이 때, 제2 릴리프 밸브(16b)의 작동에 의해서, 메인 유로(13)의 압력은 19.6MPa로 유지된다. When the detection value is not below the second threshold (step S204: No), the
스텝 S205 또는 스텝 S206 이후에, 제어부(19)는 스텝 S201에서부터 처리를 반복한다. 제어부(19)는 펌프 유닛(1-1)이 가동하고 있는 동안, 스텝 S201에서부터 스텝 S206의 처리를 반복하여, 윈치의 사용 상황에 맞춰 제2 유압 펌프(12b) 및 제3 유압 펌프(12c)의 상태를 전환하게 된다. After step S205 or step S206, the
이상 설명한 것처럼, 펌프 유닛(1-1)은 메인 유로(13)의 압력의 검출값을 이용하여, 전환부(20)를 제어함으로써, 유압 펌프(12)의 상태를 온 로드 상태 또는 언로드 상태로 전환할 수 있다. 이것에 의해, 유압 펌프(12) 자체는 고정 용량 펌프라도, 펌프 유닛(1)이 토출하는 작동유의 양을 조정하는 것이 가능하게 되어, 메인 유로(13)의 압력을 타겟 압력으로 유지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 센트럴 회로에 있어서, 고정 용량 펌프인 용적식의 회전 펌프, 예를 들면, 기어 펌프, 베인 펌프, 스크류 펌프를 사용할 수 있어, 피스톤 펌프와 같은 왕복 펌프를 사용하는 경우와 비교하여, 유압 시스템(100)의 소음을 큰 폭으로 저감시키는 것이 가능하게 된다. As explained above, the pump unit 1-1 controls the switching
제어부(19)는 대응하는 전환부(20)에 설정된 릴리프압이 높은 순으로, 온 로드 상태로 전환하고, 릴리프압이 낮은 순으로, 언로드 상태로 전환한다. 제3 유압 펌프(12c)를 언로드 상태로부터 온 로드 상태로 전환할 때는, 유량이 부족하고, 압력 센서(18)의 검출값은 제2 릴리프압인 19.6MPa로 유지되어 있던 상태로부터 강하하고 있는 도중이다. 검출값이 제2 임계값인 19.1MPa 이하가 된 시점에서, 제3 유압 펌프(12c)가 온 로드 상태로 전환되어, 제3 펌프 유로(14c)로부터 메인 유로(13)에 작동유의 공급이 개시된다. 이 때문에, 메인 유로(13)의 압력은, 19.1MPa이 된 시점에서부터 강하의 스피드가 약해져, 타겟 압력인 제3 릴리프압 18.6MPa로 유지되게 된다. 이와 같이, 복수의 전환부(20)가 상이한 릴리프압인 것을 포함함으로써, 온 로드 상태로 하는 유압 펌프(12)의 대수마다 상이한 타겟 압력으로 메인 유로(13)의 압력이 유지된다. 또, 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 높은 순으로 유압 펌프(12)를 온 로드 상태로 전환하고, 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 낮은 순으로 유압 펌프(12)를 언로드 상태로 전환함으로써, 유압 펌프(12)로부터의 공급 압력의 상한을 마련하면서, 작동유가 과잉이 되면, 메인 유로(13)의 압력은 상승하기 때문에, 작동유의 필요량에 맞춰 공급량을 조정하는 것이 가능하게 된다. The
또, 유압 펌프(12)의 상태를 전환할 때 사용되는 임계값은, 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)의 릴리프압보다도 높고, 릴리프압이 높은 순에 있어서, 전환 대상인 유압 펌프(12)에 대응하는 전환부(20)보다도 순서가 1개 빠른 전환부(20)의 릴리프압보다도 낮다. 구체적으로는, 제1 임계값은 제2 릴리프압보다도 높고 제1 릴리프압보다도 낮게 설정되고, 제2 임계값은 제3 릴리프압보다도 높고 제2 릴리프압보다도 낮게 설정된다. 윈치의 사용 상황이 변화하지 않고 작동유의 필요량이 변화하지 않은 경우에는, 메인 유로(13)의 압력은, 제1 릴리프압, 제2 릴리프압 또는 제3 릴리프압으로 유지되고 있다. 이 때문에, 제1 임계값을 제2 릴리프압보다도 높고 제1 릴리프압보다도 낮게 설정하고, 제2 임계값을 제3 릴리프압보다도 높고 제2 릴리프압보다도 낮게 설정함으로써, 윈치의 사용 상황의 변화를 검지하는 것이 가능함과 아울러, 헌팅을 방지해서 안정된 동작을 실현하는 것이 가능하게 된다. In addition, the threshold value used when switching the state of the hydraulic pump 12 is higher than the relief pressure of the switching
또, 펌프 유닛(1)이 가지는 복수의 유압 펌프(12) 중에서, 가장 용량이 작은 제1 유압 펌프(12a)에 대응하는 제1 전환부(20a)의 릴리프압은, 복수의 전환부(20) 중에서 가장 높다. 이것에 의해, 기동시에는 가장 용량이 작은 제1 유압 펌프(12a)가 온 로드 상태가 되고, 나머지 유압 펌프(12)인 제2 유압 펌프(12b) 및 제3 유압 펌프(12c)가 언로드 상태가 된다. 따라서, 스탠바이시에 공급되는 작동유의 양을 줄일 수 있어, 펌프 유닛(1)의 소음을 더 저감시키는 것이 가능하게 된다. In addition, among the plurality of hydraulic pumps 12 included in the
또, 도 5에 나타내는 예에서는, 복수의 릴리프 밸브(16)의 릴리프압을 각각 상이한 값으로 했지만, 같은 값을 이용할 수도 있다. 도 7은 도 4에 나타내는 펌프 유닛(1-1)이 사용하는 릴리프압 및 임계값의 제2 예를 나타내는 표이다. 도 7에 나타내는 제2 예에서는, 제1 릴리프압은 20.6MPa이며, 제2 릴리프압 및 제3 릴리프압은 19.6MPa이다. 이 경우, 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 동일한 복수의 유압 펌프(12) 각각에 대해서 마련되는 임계값을 동등하게 함으로써, 제어부(19)가 대응하는 전환부(20)의 릴리프압이 동일한 복수의 유압 펌프(12)를 온 로드 상태로 전환하는 순서를 동일하게 할 수 있다. 구체적으로는, 제1 임계값 및 제2 임계값은 20.1MPa이다. 이와 같이 임계값을 설정함으로써, 제어부(19)가 온 로드 상태로 전환하는 순서는, 제1 유압 펌프(12a)가 「1」, 제2 유압 펌프(12b) 및 제3 유압 펌프(12c)가 「2」가 된다. In addition, in the example shown in FIG. 5, the relief pressures of the plurality of relief valves 16 are set to different values, but the same values can also be used. FIG. 7 is a table showing a second example of relief pressure and threshold values used by the pump unit 1-1 shown in FIG. 4. In the second example shown in FIG. 7, the first relief pressure is 20.6 MPa, and the second relief pressure and the third relief pressure are 19.6 MPa. In this case, by equalizing the threshold values provided for each of the plurality of hydraulic pumps 12 where the relief pressure of the
도 7에 나타내는 제2 예의 값이 이용되는 경우, 제2 유압 펌프(12b) 및 제3 유압 펌프(12c)의 상태가 온 로드 상태 또는 언로드 상태로 전환되는 타이밍이 동시가 되기 때문에, 도 5에 나타내는 제1 예의 값을 이용하는 쪽이, 작동유의 유량을 세세하게 제어하는 것이 가능하다. 그렇지만, 시스템의 요구에 따라서, 도 7에 나타내는 것처럼 릴리프압이 같은 복수의 릴리프 밸브(16)를 사용하여, 각각의 유압 펌프(12)의 상태를 전환할 때 사용하는 임계값을 동일하게 해도 된다. When the values of the second example shown in FIG. 7 are used, the timing at which the states of the second
이어서, 본원 발명의 효과에 대해서 데이터를 이용하여 설명한다. 도 8은 사용하는 펌프의 종류에 따른 소음값의 차이를 나타내는 그래프이다. 가로축은 회전수를 나타내고 있고, 세로축은 소음값을 나타내고 있다. 회전수가 올라갈수록 소음값도 올라가지만, 도 8에 나타내는 회전수의 전역에 걸쳐서, 같은 회전수에서는 피스톤 펌프보다도 내접 기어 펌프가 소음값은 낮다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 유압 펌프에 있어서 소음값을 낮추기 위해서 회전수가 1200회/min 정도로 낮은 전동기를 사용하는 경우가 있지만, 내접 기어 펌프의 소음값은, 1800회/min의 전동기를 사용했을 경우라도, 피스톤 펌프가 1200회/min의 전동기를 사용했을 경우보다도 소음값이 낮다는 것을 알 수 있다. Next, the effect of the present invention will be explained using data. Figure 8 is a graph showing the difference in noise value depending on the type of pump used. The horizontal axis represents the number of rotations, and the vertical axis represents the noise value. As the rotation speed increases, the noise value also increases, but it can be seen that the noise value of the internal gear pump is lower than that of the piston pump at the same rotation speed across the entire rotation speed shown in FIG. 8. For example, in order to reduce noise in hydraulic pumps, motors with a rotation speed as low as 1,200 revolutions/min are sometimes used, but the noise value of internal gear pumps is higher than the piston even when a motor with 1,800 revolutions/min is used. It can be seen that the noise value is lower than when the pump uses an electric motor running at 1200 times/min.
도 9는 사용하는 펌프의 종류에 따른 맥동율의 차이를 나타내는 그래프이다. 가로축은 회전수를 나타내고 있고, 세로축은 맥동율을 나타내고 있다. 내접 기어 펌프는 회전수가 올라갈수록 맥동율이 떨어지고 있고, 피스톤 펌프에서는 회전수가 올라갈수록 맥동율이 올라가고 있다. 통상 사용되는 1200-1800회/min에 있어서는, 내접 기어 펌프 쪽이 맥동율은 낮다는 것을 알 수 있다. 맥동율이 낮은 경우, 펌프 유닛(1)의 배치 자유도가 높아진다. 예를 들면, 맥동율이 낮은 경우에는, 운전 중의 진동이 작기 때문에, 펌프 유닛(1)의 유압 펌프(12)를 탱크(10)와 겹쳐 배치할 수도 있다. 이 때문에, 펌프 유닛(1)의 설치 면적을 작게 할 수 있다고 하는 이점이 있다. Figure 9 is a graph showing the difference in pulsation rate depending on the type of pump used. The horizontal axis represents the rotation speed, and the vertical axis represents the pulsation rate. For internal gear pumps, the pulsation rate decreases as the rotation speed increases, and for piston pumps, the pulsation rate increases as the rotation speed increases. It can be seen that at the commonly used speed of 1200-1800 times/min, the pulsation rate is lower for the internal gear pump. When the pulsation rate is low, the freedom of arrangement of the
이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다. The configuration shown in the above embodiments represents an example of the content of the present invention, and can be combined with other known techniques, and it is also possible to omit or change some of the configuration without departing from the gist of the present invention. do.
예를 들면, 상기의 실시 형태 1에서는, 펌프 유닛(1)은 2개의 유압 펌프(12)를 가지고, 실시 형태 2에서는, 펌프 유닛(1-1)은 3개의 유압 펌프(12)를 가지는 것으로 했지만, 본원 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 펌프 유닛(1)은 4개 이상의 유압 펌프(12)를 가져도 된다. 펌프 유닛(1)이 가지는 유압 펌프(12)의 수가 증가하여, 사용하는 릴리프압의 단계수가 많을수록, 작동유의 필요량에 맞춰 공급량을 세세하게 제어하는 것이 가능하게 되어, 작동유의 낭비를 저감시킬 수 있다. For example, in
또, 상기의 실시 형태 1에서는, 2개의 유압 펌프(12)가 1개의 전동기(11)에 의해서 구동되는 2연 펌프가 나타내지고, 실시 형태 2에서는, 3개의 유압 펌프(12)가 1개의 전동기(11)에 의해서 구동되는 3연 펌프가 나타내졌지만, 본원 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 복수의 유압 펌프(12) 각각이 상이한 전동기(11)에 의해서 구동되어도 된다. 복수의 유압 펌프(12)를 1개의 전동기(11)로 구동하는 경우, 전동기(11)를 사용하는 대수를 줄일 수 있기 때문에, 펌프 유닛(1)에 드는 코스트를 저감시키는 것이 가능하게 된다. In addition, in
또, 상기의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에서는, 유압 시스템(100, 200)은 3대의 유압 액츄에이터(2)를 가지는 것으로 했지만, 본원 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 유압 시스템(100, 200)이 가지는 유압 액츄에이터(2)는, 2대여도 되고, 4대 이상이어도 된다. In addition, in
또, 상기의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에서는, 압력 센서(18)는 펌프 유닛(1)의 하우징 내에 설치되는 것으로 했지만, 본원 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 압력 센서(18)는, 복수의 유압 펌프(12)가 토출하는 작동유가 합류하는 유로의 회로 압력을 검출하는 것이 가능한 위치이면, 펌프 유닛(1)의 하우징 밖에 설치되어도 된다. In addition, in
또, 상기의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에서는, 전환부(20)의 기능은 대응하는 유압 펌프(12)를 언로드 상태로 하는 기능을 가지는 릴리프 밸브(16)와, 릴리프 밸브(16)를 제어하는 전자 밸브(17)를 이용해서 실현하는 것으로 했지만, 본원 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 전환부(20)는 릴리프 밸브(16)와 전자 밸브(17)가 일체화된, 전자식 릴리프 밸브, 또는 전자 비례식 릴리프 밸브를 이용해서 실현할 수도 있다. 혹은, 전환부(20)의 기능은 전자 비례 유량 제어 밸브 등의 유량 제어 밸브를 이용해서 실현해도 된다. In addition, in the above-described
1, 1-1: 펌프 유닛 2: 유압 액츄에이터
10: 탱크 11: 전동기
12: 유압 펌프 12a: 제1 유압 펌프
12b: 제2 유압 펌프 12c: 제3 유압 펌프
13: 메인 유로 14: 펌프 유로
14a: 제1 펌프 유로 14b: 제2 펌프 유로
14c: 제3 펌프 유로 15: 체크 밸브
15a: 제1 체크 밸브 15b: 제2 체크 밸브
15c: 제3 체크 밸브 16: 릴리프 밸브
16a: 제1 릴리프 밸브 16b: 제2 릴리프 밸브
16c: 제3 릴리프 밸브 17: 전자 밸브
17a: 제1 전자 밸브 17b: 제2 전자 밸브
17c: 제3 전자 밸브 18: 압력 센서
19: 제어부 20: 전환부
20a: 제1 전환부 20b: 제2 전환부
20c: 제3 전환부 100, 200: 유압 시스템
P: 합류점 Pa, Pb, Pc: 접속점1, 1-1: Pump unit 2: Hydraulic actuator
10: tank 11: electric motor
12:
12b: second
13: Main flow path 14: Pump flow path
14a: first
14c: Third pump flow path 15: Check valve
15a:
15c: third check valve 16: relief valve
16a:
16c: third relief valve 17: electromagnetic valve
17a:
17c: third solenoid valve 18: pressure sensor
19: control unit 20: switching unit
20a:
20c:
P: junction point Pa, Pb, Pc: junction point
Claims (13)
상기 복수의 유압 펌프가 토출한 작동유가 합류하는 메인 유로와,
상기 복수의 유압 펌프 각각에 대응해서 마련되어, 대응하는 유압 펌프를, 부하 운전하는 온 로드 상태, 또는 무부하 운전하는 언로드 상태로 함과 아울러, 상기 대응하는 유압 펌프가 온 로드 상태인 경우, 미리 설정된 릴리프압 이상의 압력이 가해지면, 상기 대응하는 유압 펌프가 토출한 작동유 중 일부를 탱크로 되돌리는 복수의 전환부와,
상기 메인 유로의 압력의 검출값에 기초하여 상기 전환부를 제어함으로써, 상기 메인 유로의 압력을 타겟 압력으로 유지하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는 대응하는 상기 전환부에 설정된 릴리프압이 높은 쪽부터 순서대로 상기 유압 펌프를 온 로드 상태로 전환하고, 상기 릴리프압이 낮은 쪽부터 순서대로 상기 유압 펌프를 언로드 상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.A plurality of hydraulic pumps that discharge a fixed capacity of hydraulic oil as positive displacement rotary pumps;
a main flow path where hydraulic oil discharged from the plurality of hydraulic pumps merges;
It is provided corresponding to each of the plurality of hydraulic pumps, and puts the corresponding hydraulic pump in an on-load state for load operation or an unload state for no-load operation, and when the corresponding hydraulic pump is in an on-load state, a preset relief is provided. a plurality of switching units that return a portion of the hydraulic oil discharged by the corresponding hydraulic pump to the tank when a pressure higher than the pressure is applied;
A control unit that maintains the pressure of the main flow path at a target pressure by controlling the switching unit based on the detected value of the pressure of the main flow path,
The control unit switches the hydraulic pump to the on-load state in order from the side where the relief pressure set in the corresponding switching unit is high, and switches the hydraulic pump to the unload state in order from the side where the relief pressure is low. pump unit.
상기 제어부는 기동시에 상기 복수의 유압 펌프 중 대응하는 전환부의 릴리프압이 가장 높은 유압 펌프를 온 로드 상태로 하고 나머지 유압 펌프를 언로드 상태로 하며, 상기 나머지 유압 펌프의 상태를 상기 검출값에 기초하여 제어하는 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
At the time of startup, the control unit places the hydraulic pump with the highest relief pressure of the corresponding switching unit among the plurality of hydraulic pumps in an on-load state and puts the remaining hydraulic pumps in an unload state, and determines the status of the remaining hydraulic pumps based on the detection value. A pump unit characterized in that control.
상기 제어부는, 상기 검출값이, 상기 나머지 유압 펌프 각각에 대응해서 마련된 임계값 이하인지 여부에 기초하여, 상기 나머지 유압 펌프의 상태를 전환하고,
상기 임계값은 전환 대상인 유압 펌프에 대응하는 상기 전환부의 릴리프압보다도 높고, 릴리프압이 높은 순에 있어서 상기 전환 대상인 유압 펌프에 대응하는 전환부보다도 순서가 1개 빠른 전환부의 릴리프압보다도 낮은 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 2,
The control unit switches the states of the remaining hydraulic pumps based on whether the detection value is less than or equal to a threshold value provided for each of the remaining hydraulic pumps,
The threshold value is higher than the relief pressure of the switching section corresponding to the hydraulic pump to be switched, and is lower than the relief pressure of the switching section one order earlier than the switching section corresponding to the hydraulic pump to be switched in the order of higher relief pressure. pump unit.
상기 복수의 유압 펌프는 대응하는 전환부의 릴리프압이 동일한 복수의 유압 펌프를 포함하고,
상기 대응하는 전환부의 릴리프압이 동일한 복수의 유압 펌프 각각에 대응해서 마련되는 복수의 상기 임계값은 동일한 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 3,
The plurality of hydraulic pumps include a plurality of hydraulic pumps having the same relief pressure of the corresponding switching portion,
A pump unit, wherein the plurality of threshold values provided in response to each of the plurality of hydraulic pumps having the same relief pressure of the corresponding switching unit are the same.
상기 복수의 유압 펌프 중에서 가장 용량이 작은 유압 펌프에 대응하는 전환부의 릴리프압은, 복수의 상기 전환부의 릴리프압 중에서 가장 높은 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
A pump unit, wherein the relief pressure of the switching section corresponding to the hydraulic pump with the smallest capacity among the plurality of hydraulic pumps is the highest among the relief pressures of the plurality of switching sections.
상기 제어부가 상기 전환부를 제어하여 복수의 상기 유압 펌프 각각의 상태를 전환함으로써, 상기 타겟 압력이 변화하는 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
A pump unit, wherein the control unit controls the switching unit to change the state of each of the plurality of hydraulic pumps, thereby changing the target pressure.
상기 타겟 압력은 온 로드 상태인 상기 유압 펌프의 수에 따라 변화하고, 온 로드 상태인 상기 유압 펌프에 대응하는 전환부의 릴리프압 중 가장 작은 값이 되는 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
The target pressure changes depending on the number of the hydraulic pumps in the on-load state and becomes the smallest value among the relief pressures of the switching portion corresponding to the hydraulic pump in the on-load state.
상기 유압 펌프는 기어 펌프인 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
A pump unit, characterized in that the hydraulic pump is a gear pump.
상기 유압 펌프는 베인 펌프인 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
A pump unit, characterized in that the hydraulic pump is a vane pump.
상기 유압 펌프는 스크류 펌프인 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
A pump unit, characterized in that the hydraulic pump is a screw pump.
상기 전환부는 대응하는 상기 유압 펌프를 언로드 상태로 하는 기능을 가지는 릴리프 밸브 및 상기 릴리프 밸브를 제어하는 전자 밸브, 전자식 릴리프 밸브, 또는, 전자 비례식 릴리프 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프 유닛.In claim 1,
The pump unit, wherein the switching unit includes a relief valve that has a function of putting the corresponding hydraulic pump into an unloaded state, and an electromagnetic valve, an electromagnetic relief valve, or an electromagnetic proportional relief valve that controls the relief valve.
상기 펌프 유닛의 상기 메인 유로로부터 분기하는 유로에 접속된 복수의 유압 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 시스템.
The pump unit according to any one of claims 1 to 11,
A hydraulic system comprising a plurality of hydraulic actuators connected to flow paths branching from the main flow path of the pump unit.
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