KR0141976B1 - 유압굴삭기의 주행속도 변환장치 - Google Patents

유압굴삭기의 주행속도 변환장치 Download PDF

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히로시 이마이
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카타다 테쯔야
카부시키가이샤 코마쯔 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 유압굴삭기의 주행속도변환장치이고, 주행모우터의 주행속도룰 노면 상황에 최적인 속도로하여, 또한 차량주행중에 작업기를 조작하여도 동시 조작성은 저하하지 않는다.
이 때문에, 주행속도변환스위치(5)와, 그의 설정 신호를 연산처리하는 콘트롤러(7)와, 콘트롤러의 지령으로 작동하는 전자제어압변환밸브(6)와, 전자제어 압변환밸브의 작동에 의해 하중감응밸브(11)의 차압설정스프링(11a)의 세트력을 조정하는 스프링력 조정실린더(9)로 이루어지는 스프링의 세트력조정장치를 설치하여, 차압설정스프링의 세트력을 복수단으로 변환하고 있다.
또, 전자제어압변환밸브(6)의 작동에 의해서 주행모어터용량변환밸브(13a)(13b)와 주행모우터용량제어실린더(15a)(15b)등으로 이루어 지는 주행모우터용량변환장치를 설치하여, 주행모우터(4a)(4b)의 용량을 2단으로 변환하고 있다.

Description

[발명의 명칭]
유압굴삭기의 주행속도 변환장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본발명은 유압굴삭기의 주행속도 변환장치에 관한 것이며, 특히 주행속도를 3단이상으로 변환하므로써, 노면상황 및 작업상황에 따러서 최적의 주행속도를 선택함과 아울러, 작업기의 미량조작시에 있어서의 동시조작성을 향상하는 유압굴삭기의 주행속도변환장치에 관한 것이다.
[배경기술]
종래, 유압굴삭기의 주행속도는 제3도에 표시하는 바와 같이, 유압펌프(51)의 토출압을 좌우의 주행조작밸브(52a)(52b)에 의해 제어하고 스위볼조인트(swivel joint)(53)를 경유하여 좌우의 주행모우터(54a)(54b)로 공급하는 것에 의해 제어하고 있다.
주행속도변환스위치(55)를 1속으로 설정하면, 제어압변환밸브(56)의 솔레노이드(56a)가 소자(消磁)되기 때문에, 제어압변환밸브(56)는 a 위치로 된다. 따라서, 좌우의 주행모우터(54a)(54b)의 주행속도변환밸브(58a)(58b)의 파이롯드실린더(59a)(59b)는 스위볼조인트(53)를 경유하여, 제어압변환밸브(56)로부터 탱크(66)에 접속되기 때문에, 주행속도변환밸브(58a)(58b)도 a 위치로 된다.
그 결과, 주행모우터용량제어실린더(60a)(60b)는 탱크(66)에 접속되므로, 좌우의 주행 모우터(54a)(54b)의 용량이 증가하여, 1 속의 주행속도단(走行速度段)으로 된다.
다음에, 도시하지 않은 주행조작레버에 의하여, 주행조작밸브(52a)(52b)를 각각 a 위치로 조작하면, 유압펌프(51)의 토출유는 좌우의 주행모우터(54a)(54b)의 구동관로(61a)(61b)를 거쳐 좌우의 주행모우터(54a)(54b)로 공급되고, 주행모우터(54a)(54b)로부터 배출관로(62a)(62b)로 배출되나, 카운터밸런스밸브(63a)(63b)는 구동관로(61a)(61b)의 작동유압에 의해서 각각 a 위치로 되어 있기 때문에, 상기한 배출관로(62a)(62b)로 배출된 작동유는 카운터밸런스밸브(63a)(63b)를 거쳐 스위볼조인트(53), 주행조작밸브(52a)(52b)를 거쳐 도시하지 아니한 환류관로로부터 랭크(66)에 되돌아온다.
따라서, 좌우의 주행모우터(54a)(54b)는 1 속의 주행속도단에 의해, 상기한 주행조작레버의 조작량에 따른 회전수로 회전하기 때문에, 그 회전수에 상응한 속도로 차량을 전진 또는 후진시킬 수 있다.
그리고, 주행조작밸브(52a)(52b)의 a 위치를 차량의 전진방향으로 하면 b 위치는 차량의 후진방향으로 되지만, 상기한 차량의 전진방향과 마찬가지므로, 작용의 설명은 생략한다.
또, 64는 하중감응밸브(load sensing valve)로, 그 하중감응밸브(64)의 제1파이롯드실(64b)에는 유압펌프(51)의 토출유가 인도되고, 제2파이롯드실(64c)에는, 상기한 주행조작밸브(52a)(52b) 및 체크밸브(65a)(65b)에 의해, 주행모우터(54a)(54b)의 구동관로(61a)(61b)중, 높은 쪽의 부하압이 인도되어, 이들 제1파이롯드실(64b)의 추력(thrust),과 제2파이롯드실(64c)의 추력 및 스프링(64a)의 스프링력이 항상 균형되게 유압펌프(51)의 토출유압을 강압하여 유압펌프(51)의 용량제어실린더(51a)를 제어하도록 작용한다.
즉, 상기한 주행조작밸브(52a)(52b)의 상류와 하류에는 항상 하중감응밸브(64) 스프링(64a)의 스프링력에 상당하는 차압이 생기도록하여, 유압펌프(51)의 토출유량을 주행조작밸브(52a)(52b)의 조작량에 따라서 증감하도록 제어하고 있다.
2속도의 주행속도단에 대하여는 주행속도변환스위치(55)를 2속으로 설정하면, 제어압변환밸브(56)의 솔레노이드(56a)가 여자되기 때문에, 제어압변환밸브(56)는 b 위치로 된다.
따러서, 좌우의 주행모우터(54a)(54b)의 주행속도변환밸브(58a)(58b)는 b위치로 된다.
그결과, 주행모우터용량 제어실린더(60a)(60b)에는 좌우의 주행모우터(54a)(54b)의 구동유압이 공급되므로, 좌우의 주행모우터(54a)(54b)의 용량이 감소하여, 2 속의 주행속도단으로 된다.
주행조작밸브(52a)(52b)의 조작에 의한 작용에 대하여서는 상기한 1 속의 주행속도단의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다.
그러나, 주행모우터(54a)(54b)의 주행속도단은 2단변환이므로, 고속단과 저속단을, 작업상황, 노면상황에 최적인 속도단으로 설정하면, 속도차각 너무 커지고, 고속단 또는 저속단의 한쪽을 최적속도로 설정하면, 다른 쪽의 속도가 너무 빨라지거나 늦어지게 되어, 운전기사가 작업상황, 노면상황에 따럿 최적인 속도단을 선택하기 어렵다는 결점이 있었다.
또, 일반적으로, 차량주행중에는 유압펌프(51)의 토출량이 최대로 되도록 설정되기 때문에, 차량주행중에 작업기를조작하면, 예컨대 경이한 조작만으로도 차량의 주행속도가 저하하고, 요동 등의 발생에 의해서 동시조작성이 저하한다고 하는 결점이 있었다.
본발명은 상기한 문제점에 착안에서 이루어진 것으로, 차압설정스프링의 셋트력조정장치를 설치하여, 주행모우터의 주행속도를 복수단으로 변환해서 노면상황에 최적인 속도로 함과 아울러, 차량주행중에 작업기를 조작하여도 동시 조작성의 저하가 없는 유압굴삭기의 주행속도 변환장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
[발명의 개시]
본발명은 ,유압펌프의 토출유를 좌우의 주행조작밸브를 거쳐 좌우의 주행모우터에 공급하고, 상기한 유압펌프의 용량제어실린더를 제어하는 하중감응밸브의 제1파이롯드실에 유압펌프의 토출유압을 안내함과 아울러, 이 밸브의 제2파이롯드실에 주행모우터의 고동압을 인도하고, 제1파이롯드실의 추력(推力)과, 제2파이롯드실의 추력 및 차압설정 스프링의 힘의 균형에 의해서, 상기한 유압펌프의 용량제어실린더를 제어하는 유압굴삭기의 주행제어장치에 있어서, 상기한 차압설정스프링의 세트력을 복수단으로 변환하는 스프링의 세트력조정장치를 설치한 것이다.
이 장치는 주행속도변환스위치와, 그 설정신호를 연산처리하는 콘트롤러와, 콘트롤러의 지령으로 작동하는 전자제어압변환밸브와, 전자제어압변환밸브의 작동에 의해 하중감응밸브의 차압설정스프링의 세트력을 조정하는 스프링력 조정실린더로 구성되어 있다.
또, 주행속도 변환스위치와, 그 설정신호를 연산처리하는 콘트롤러와, 콘트롤러의 지령으로 작동하는 전자제어압변환밸브와, 전자제어압변환밸브의 작동에 의해 주행모우터의 용량을 2단으로 변환하는 주행모우터용량변환밸브 및 주행모우터용량제어실린더로 이루어진 주행모우터의 용량변환장치를 구비하고 있다.
또한, 스프링의 세트력조정장치 또는 주행모우터의 용량변환장치를, 전자제어압변환밸브에 의해 제어유압원 및 탱크에 선택적으로 접속하도록 구성하여도 좋다. 일반적으로 조작밸브를 통과하는 유량(Q)은, 조작밸브의 상류압(PP)과 하류압(PL)의 압력차 PP-PL 및 조작밸브의 개방도에 의해
로 표시할 수 있다.
본발명에 있어서는, 주행조작밸브의 상류압(PP)은 유압펌프의 토출유압이고, 하류압(PL)은 주행모우터의 고동압이며, 압력차(PP-PL)는 하중감응밸브의 차압스프링의 스프링력(F)에 의해 결정되므로,
와 같은 관계로 된다.
여기에서, 스프링력(F)을 복수단으로 변환하도록 하면, 같은 주행조작 밸브의 조작량(개방도)(A)에 대하여 복수단의 유압펌프토출량(Q)이, 바꾸어 말하면, 복수단의 주행속도가 얻어지게 된다.
또, 상기한 주행모우터의 용량을 2단으로 변환하기 위한 주행모우터 용량변환장치를 설치하면, 상기한 복수단의 주행속도단은 2배로 된다.
스프링의 세트력조작장치 또는 주행모우터용량변환장치를 전자제어압변환밸브에 의해 제어압원 혹은 탱크에 선택적으로 접속하여, 주행속도을 복수단으로 변환할 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본발명의 실시예에 관한 유압굴삭기의 주행속도제어장치의 유압회로도.
제2도는 본발명의 실시예와 종래기술을 비교한 유압펌프 토출량과 토출유압의 관계를 표시하는 도표.
제3도는 종래의 주행속도 제어장치의 유압회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 유압펌프 4a, 4b : 주행모우터
5 : 주행속도 변환스위치 6 : 전자제어압 변환밸브
7 : 콘크롤러 9 : 스프링력 조정실린더
10 : 탱크 11 : 하중감응밸브
11b : 제1파이롯드실 11c : 제2파이롯드실
12 : 제어압 변환밸브 13a, 13b : 주행모우터 용량변환밸브
15a,15b : 주행모우터 용량제어실린더
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
본발명의 실시예에 대하여, 제1도 내지 제2도를 참조하여 상세하게 기술한다. 유압굴삭기의 주행속도는, 제1도에 표시하는 바와 같이, 유압펌프(1)의 토출유를 좌우의 주행조작밸브(2a)(2b)에 의해 제어하여 스위볼조인트(3)를 경유하여 좌우의 주행모우터(4a)(4b)롤 공급하는 것에 의해, 제어하고 있다.
상기한 유압굴삭기의 주행속도제어는 구체적으로는 다음과 같이 제어된다.
먼저, 주행속도변환스위치(5)를 1속도단으로 설정하며, 그 주행 속도변환스위치(5)의 설정신호는 콘트롤러(7)를 경유하여 제어압변환밸브(6)의 솔레노이드(6a)를 소자하므로, 상기한 제어압변환밸브(6)는 a 위치로 되고, 스프링력조정실린더(9)는 탱크(10)에 접속된다.
따라서, 스프링력조정실린더(9)내의 스프링(9a)에 이해 피스턴롯드(9b)가 좌측으로 움직여 하중감응밸브(11)의 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)이 감소하기 때문에, 상기한 (2)식에 있어서, 주행조작밸브(2a)(2b)의 조작량(개방도)(A)이 동일하여도, 유압펌프(1)의 토출유량(Q)은 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)의 감소분 만큼 감소하고, 주행속도도 그만큼 감소한다. 동시에, 주행속도변환스위치(5)의 설정신호는 콘트롤러(7)를 경유하여 제어압변환밸브(12)의 솔레노이드(12a)를 소자하기 때문에, 상기한 제어압변환밸브(12)는 a 위치로 되고, 주행모우터용량변환밸브(13a)(13b)의 파이롯드실린더(14a)(14b)는 탱크(10)에 연통한다.
따라서, 주행모우터용량변환밸브(13a)(13b)는 a 위치로 되고, 주행모우터 용량제어실린더(15a)(15b)가 탱크에 연통하므로, 좌우의 주행모우터(4a)(4b)는 대용량으로 설정되어서 1속도단으로 주행한다.
다음에, 주행속도변환스위치(5)를 2속도단으로 설정하면, 그 주행속도변환스위치(5)의 설정신호는 콘트롤러(7)를 경유하여 제어압변환밸브(6)의 솔레노이드(6a)를 소자하기 때문에, 제어압변환밸브(6)는 a 위치로 되고, 스프링력 조정실린더(9)는 탱크(10)에 접속된다.
따라서, 스프링력조정실린더(9)내의 피스턴롯드(9b)는 스프링(9a)에 의해 좌측으로 움직여 하중감응밸브(11)의 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)이 감소하므로, 상기한(2)식에 있어서, 주행조작밸브(2a)(2b)의 조작량(개방도)(A)가 동일하여도, 유압펌프(1)의 토출유량(Q)은 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)의 감소분만큼 감소하고 주행속도도 그만큼 감소한다.
동시에, 주행속도변환스위치(5)의 설정신호는 콘트롤러(7)를 경유하여 제어압변환밸브(12)의 솔레노이드(12a)를 여자하므로, 상기한 제어압변환밸브(12)는 b 위치로 되어, 주행모우터용량변환밸브(13a)(13b)의 파이롯드 실린더(14a)(14b)는 제어펌프(8)에 접속된다.
따라서, 주행모우터용량제어밸브(13a)(13b)는 b 위치로 되고, 주행모우터용량제어실린더(15a)(15b)에 주행모우터의 구동압이 공급되므로, 좌우의 주행모우터(4a)(4b)는 소용량으로 설정되어서 2속도단으로 주행한다.
다음에, 주행속도 변환스위치(5)를 3속도단으로 설정하면, 그 주행속도변환스위치(5)의 설정신호는 콘트롤러(7)를 경유하여 제어압 변환밸브(6)의 솔레노이드(6a)를 여자하므로, 상기한 제어압변환밸브(6)는 b 위치로 되어, 스프링력저정실린더(9)는 제어펌프(8)에 접속된다.
따라서, 스프링력조정실린더(9)내의 피스턴롯드(9b)는 스프링(9a)의 스프링력을 극복하고 오른쪽으로 이행해서 하중감응밸브(11)의 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)을 증대하므로 ,상기한(2)식에 있어서, 주행조작밸브(2a)(2b)의 조작량(개방도)(A)이 동일하여도 유압펌프(1)의 토출유량(Q)은 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)의 증대분 만큼 증가하고 주행속도로 그만큼 증가한다.
동시에 상기한 주행속도변환스위치(5)의 설정신호는 콘트롤러(7)를 경유하여 제어압변환밸브(12)의 솔레노이드(12a)를 여자하므로, 제어압변환밸브(12)는 b 위치로 되고, 주행모우터용량변환밸브(13a)(13b)의 파이롯드실린더(14a)(14b)는 제어펌프(8)에 접속된다.
따라서, 주행모우터용량변환밸브(13a)(13b)는 b 위치로 되고, 주행모우터용량제어실린더(15a)(15b)로 주행모우터의 구동압이 공급되므로 좌우의 주행모우터(4a)(4b)는 소용량으로 설정되어서 3속도단으로 주행한다. 다음에, 제1도에 표시하는 1속도단의 경우에 있어서의 주행조작에 대하여 설명한다.
먼저, 도시하지 아니한 주행조작레버에 의해서, 주행조작밸브(2a)(2b)를 각각 a 위치로 조작하면, 그 조작량에 따른 유압펌프(16a)(16b)의 토출유는 좌우의 주행모터(4a)(4b)로부터 배출관로(18a)(18b)로 배출되지만, 카운터 밸런스밸브(20a)(20b)는 구동관로(16a)(16b)의 구동유압에 의해 각각 a 위치로 되어 있으므로, 배출관로(18a)(18b)로 배출된 작동유는 카운터 밸런스밸브(20a)(20b)를 경유하여 스위블조인트(3), 주행속도변환밸브(2a)(2b)를 경유하여 환류관로(미도시)로부터 탱크(10)에 되돌아온다. 따라서, 좌우의 주행모우처(4a)(4b)는 주행조작레버의 조작량에 따른 회전수로 회전하기 때문에, 그 회전수에 따른 속도로 차량을 전진 또는 후진시킬수 있다.
그리고, 상기한 주행조작밸브(2a)(2b)의 a 위치를 차량의 전진방향으로 하면, b 위치는 차량의 후진방향으로 되는데, 이경우의 작용에 대해서는 차량의 전진방향의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다.
또, 하중감응밸브(11)의 제1파이롯드실(11b)에는 유압펌프(1)의 토출유가 안내되고, 제2파이롯드실(11c)에는 상기한 주행조작밸브(2a)(2b) 및 체크밸브(21a)(21b)에 의해, 주행모우터(4a)(4b)의 구동관로(16a)(16b)중에서 보다더 고압인 구동압이 인도되고, 이들 제1파이롯드실(11b)과 제2파이롯드실(11c)의 차압(차압설정스프링11a의 세트력F)에 따라서 유압펌프(1)의 토출유압을 감압하여 유압펌프(1)의 용량제어실린더(1a)를 제어하도록 작용한다.
즉, 상기한 주행조작밸브(2a)(2b)의 상류와 하류에는 항상 하중감응밸브(11)의 스프링(11a)의 스프링력에 상당하는 차압이 생기도록 하고, 유압펌프(1)의 토출유량을 항상 주행조작밸브(2a)(2b)의 조작량에 따라서 제어하고 있다.
다음에 제2도에 대해서 설명한다.
제2도(a)는 본발명에 있어서의 유압펌프의 토출량(Q)과 부하압(負荷)(p)과의 관계를 표시하는 도면으로, 표1에서 표시하는 바와같이, 1속도단과 2속도단에 있어서는 유압펌프(1)의 토출량이 최대80%로 설정되어 있다.
(주행조작밸브 2a,2b의 조작량풀(full)이 때문에, 주행중에 작업기를 조작하여도, 유압펌프(1)의 토출량은 나머지20%의 여유가 있다.
이 20%분으로 부터 작업기에 필요한 토출량 만큼 유압펌프(1)의 토출량을 증가하므로써, 주행속도를 저하하는 일없이, 동시조작성을 향상시킬수 있다.
제2도 (b) 및 (c)는 비교를 위해 종래의 기술을 표시하는 도면이다.
(b)는 주행단독상태로, 유압펌프(1)의 토출량을 좌우의 주행모우터(4a)(4b)에 100%공급하고 있다.
(주행조작밸브 2a,2b의 조작량풀)(c)는 다시 조작기를 조작하여,유압펌프(1)의 토출량중에서 20%를 공급하면, 좌우의 주행모우터에는 나머지 80%가 공급되게 되어, 그만큼 주행속도가 감소하여 동시조작성을 저하시킨다.
[산업상의 이용 가능성]
본발명은 유압굴삭기의 주행속도변환장치로서, 주행속도를 3단이상으로 변환에서 노면상황 및 작업상황에 따라서 최적 주행속도를 선택하기 쉽게함과 아울러, 작업기의 미량조작시에 있어서의 동시 조작성을 향상하는 주행속도 변환장치로서 유용하댜.

Claims (4)

  1. 유압펌프(1)로 토출유를 좌우의 주행조작밸브(2a)(2b)를 통하여 좌우의 주행모우터(4a)(4b)에 공급하고, 상기한 유압펌프(1)의 용량제어실린더(15a)(15b)를 제어하는 하중감응밸브(11)의 제1파이롯드실(11b)에, 상기한 유압펌프(1)의 토출유압을 인도함과 아울러, 이 밸브(11)의 제2파이롯드실(11c)에 상기한 주행모우터의 구동압을 인도하고, 제1파이롯드실의 추력과, 제2파이롯드실(11c)의 추력 및 차압설정스프링(11a)의 힘과의 균형에 의해서, 상기한 유압펌프(1)의 용량제어실린더(15a)(15b)를 제어하는 유압굴삭기의 주행제어장치에 있어서, 상기한 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)을 복수단으로 변환가능한 스프링의 세트력 조정장치를 설치한 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 주행속도변환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 스프링의 세트조정장치는, 주행속도변환스위치(5)와, 그의 설정신호를 연산처리하는 콘트롤러(7)와, 콘트롤러(7)의 지령으로 작동하는 전자제어압변환밸브(6)와, 전자제어압변환밸브(6)의 작동에 의해, 하중감응밸브(11)의 차압설정스프링(11a)의 세트력(F)을 조정하는 스프링력 조정실린더(9)롤 이루어진것으 특징으로 하는 유압굴삭기의 주행속도변환장치.
  3. 제1항에 있어서, 주행속도변환스위치(5)와, 그의 설정신호를 연산처리하는 콘트롤러(7)와, 콘트롤러(7)의 지령으로 작동하는 전자제어압변환밸브(6)와, 전자제어압변환밸브(6)의 작동에 의해 상기한 주행모우터의 용량을 2단으로 변환하는 주행모우터용량변환밸브(13a)(13b) 및 주행모우터 용량제어실린더(15a)(15b)로 이루어지는 주행모우터의 용량변환장치를 구비한 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 주행속도변환장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기한 스프링의 세트력조정장치 또는 주행모우터의 용량변환장치를, 전자제어압변환밸브(6)에 의해 제어유압원 및 탱크(10)에 선택적으로 접속한 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 주행속도변환장치.
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