KR0143064B1

KR0143064B1 - 유압 굴삭기의 직선 굴삭 제어장치

Info

Publication number: KR0143064B1
Application number: KR1019910700341A
Authority: KR
Inventors: 유끼오 모리야; 시게루 기노시따; 다꾸미 오노다; 도시오 요꼬야마
Original assignee: 가따다 데쯔야; 가부시끼가이샤 고마쯔 세이사꾸쇼
Priority date: 1989-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1998-09-15
Also published as: JPH0794737B2; WO1991002125A1; DE69023325T2; JPH0366838A; US5598648A; EP0436740A4; EP0436740B1; EP0436740A1; DE69023325D1; KR920701580A

Abstract

본 발명은 부움, 아암, 버키트의 3개의 작동기를 가진 동럭삽등의 유압굴삭기의 직선굴삭에 관한 것으로, 직선굴삭시에는 부움실린더의 부움하강측 오일챔버의 유압을 소정의 설정압을 유지하면서 탱크로 도입하는 동시에, 부움하강측 오일챔버를 오일의 유출을 금지하는 역지밸브를 거쳐 탱크로 인도하므로써 부움을 상승정지상태로 하여 아암, 버키트만의 조작으로 직선굴삭을 행하도록 한다. 또 본 발명에서는 버키트를 설정한 버키트각으로 자동적으로 구동제어하는 버키트자동구동계를 설치하고, 직선굴삭시에 이 버키트 자동구동제를 작동시키도록하여 오퍼레이터의 부담을 더욱 경감해 준다.

Description

[발명의 명칭]

유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치

[발명의 상세한 설명]

[기술 분야]

본 발명은 동력삽 등과 같은 버키트, 아암 및 부움의 3개의 작업기를 가진 유압굴삭기에 있어서 직선굴삭을 간단한 조작으로 정확하게 할 수 있도록 한 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치에 관한 것이다.

[배경 기술]

종래 동력삽 등의 유압굴삭기에 있어서 수평작업 등과 같은 작업에서 직선굴삭을 할 때에는 오퍼레이터가 부움, 아암 및 버키트를 조작하기 위한 부움레버, 아암레버, 버키트레버를 각각 적절하게 조작하므로써 상기 작업을 행하도록 하고 있지만, 이 때의 조작은 복합조작이기 때문에 오퍼레이터에게는 매우 번거로울 뿐만 아니라 숙련된 조작이 요구된다.

그래서 여러가지의 직선굴삭의 자동화기술이 제안되고 있고, 제7도의 그 한 예인 일본 특공소 58-36135호 공보가 나타나 있다. 이 종래기술에서는 부움(1), 아암(2), 버키트(3)의 각 회전운동핀(4, 5, 6)에 각각 각도센서를 설치하고, 이들 각도센서의 검출신호 θ₁, θ₂, θ₃와 상기 각 회전운동핀(4, 5, 6)사이의 거리 1₁, 1₂, 1₃와, 직선굴삭의 설정높이 D와, 이 설정높이에서 부움회전운동핀(4)까지의 거리 y₀로부터 상기 설정높이 D에 대한 버키트날의 y좌표를 컴퓨터로 계산하고, 이 y좌표가 0이 되도록 부움(1), 아암(2), 버키트(3)를 구동제어하고 있다.

그러나 이 종래의 기술에서는 부움(1), 아암(2), 버키트(3)의 모든 회전운동핀(4, 5, 6)에 각도센서를 각각 설치할 필요가 있다는데 문제가 있었다. 또 이 종래 기술에서는 상기 복잡하고 연산량이 많은 버키트날의 y좌표연산을 컴퓨터로 계산하고 있으므로 응답성을 높이려면 용량이 큰 컴퓨터가 필요하게 되고 코스트가 올라가게 되는 문제가 있었다.

본 발명에서는 간단한 조작으로 응답성이 양호한 직선굴삭작업을 저렴한 가격의 구성으로 할 수 있는 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명에서는 부움, 아암 및 버키트를 부움실린더, 아암실린더및 버키트실린더로 각각 구동함과 동시에, 이들 부움실린더, 아암실린더 및 버키트실린더를 조작신호에 따라 유압구동하는 부움유압구동계, 아암유동구동계 및 버키트유압구동계를 가진 유압굴삭기에 있어서, 상기 부움실린더의 부움하강측 오일챔버의 유압을 배수탱크로 인도하는 제1의 유로와, 이 제1의 유로를 개폐하는 전자밸브와, 상기 부움실린더의 부움상승측 오일챔버를 배수탱크와 접속하는 제2의 유로와, 이 제2의 유로에 배설되고 상기 부움실린더의 부움상승측 오일챔버로부터 배수탱크로 오일이 흐르는 것을 금지하는 역지밸브와, 상기 전자밸브의 개폐를 조작지시하는 조작스위치장치를 구비하고, 직선 굴삭시에는 상기 조작스위치장치에 의해 상기 전자밸브를 열어 부움을 상승정지상태가 되도록 하고 있다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면 직선굴삭시에 부움실린더의 부움하강측 오일챔버의 유압은 적당한 압력으로 유지되며, 부움실린더의 부움상승측 오일챔버에는 역지밸브를 거쳐 탱크로부터 오일이 보급되도록 되어 있다. 따라서 이 상태에서 부움은 자체무게로는 하강하는 일이 없으며, 이 상태에서 오퍼레이터가 아암을 굴삭하기 위한 구동조작을 하면 버키트에 대한 지면으로부터의 반대힘이 버키트, 아암, 부움을 차례로 거쳐 부움실린더에 부움을 상승시키도록 작용하여, 이 결과 부움이 상승한다. 이 상승시에 부움실린더의 부움하강측 오일챔버의 유압은 소정압을 유지하여 탱크와 연통하고 있기 때문에, 직선굴삭 작업을 할 때에 버키트가 큰 돌등과 같은 것에 부딪혔을 때와 같이 큰부하를 받는 경우 부움은 곧바로 상승하여 이것을 피해버리는 동시에, 작은 돌 등과 같은 것에 부딪혔을 때와 같이 부움실린더의 상기 부움 상승측 오일챔버의 설정압보다 작은 부하를 받는 경우 부움은 이것을 피하지 않고 직선굴삭작업을 속행한다.

따라서 본 발명에 의하면 간단하고도 저렴한 구성으로 아암 및 버키트만의 조작으로 직선굴삭작업을 할 수 있다.

또 본 발명에서는 부움, 아암 및 버키트를 부움실린더, 아암실린더 및 버키트실린더로 각각 구동하는 동시에 이들 부움실린더, 아암실린더 및 버키트실린더를 조작신호에 따라 유압구동하는 부움유압구동제, 아암유압구동제 및 버키트유압구동제를 가진 유압굴삭기에 있어서, 상기 부움실린더의 부움하강측 오일챔버의 유압을 배수탱크로 인도하는 제1의 유로와, 이 제1이 유로를 개폐하는 전자밸브와, 상기 부움실린더의 부움상승측 오일챔버를 배수탱크와 접속하는 제2의 유로와, 이 제2의 유로에 배설되고 상기 부움실린더의 부움상승측 오일챔버로부터 배수탱크로 오일이 흐르는 것을 금지하는 역지밸브와, 버키트각을 검출하는 버키트각 센서와, 버키트각을 설정하는 버키트각 설정장치와, 직선굴삭의 개시 및 정지를 지시하는 직선굴삭 지시장치와, 상기 직선굴삭지시장치에 의해 직선굴삭의 개시가 지시되면 상기 전자밸브를 온으로 하여 제1의 유로를 여는 동시에, 상기 버키트각 설정장치의 설정버키트각과 상기 버키트각 센서의 검출 버키트각의 차이가 0이 되도록 상기 버키트유압구동계를 구동제어하는 제어장치를 구비하고, 직선굴삭 중에는 부움을 상승정지상태로 하고 또 버키트가 설정 버키트각과 일치하도록 버키트를 자동적으로 구동하고 있다.

다시 말해 이와 같은 본 발명에 따른 장치의 구성에 의하면 직선굴삭시에는 전술한 바와 같은 구성에 의해 부움을 상승정지상태로 하는 동시에 버키트를 설정 버키트와 일치하도록 자동적으로 구동하므로써 직선굴삭을 아암만의 조작으로 행하도록 하여 오퍼레이터의 부담을 더욱 경감한다. 또한 이 직선굴삭 중에 버키트 조작레버의 조작이 있으면 상기 버키트각의 설정치에 이 조작신호를 가산하도록 하여 직선굴삭 중의 버키트각의 변경을 용이하게 하고 있다.

따라서 본 발명에 의하면 직선굴삭을 할 때에 최초로 버키트각을 설정하여 두면 버키트는 설정된 버키트각이 되도록 자동제어되기 때문에 버키트조작레버의 조작이 필요없게 되고, 또 부움실린더의 부움하강측 유압은 소정의 열리는 각도로 제어된 전자밸브를 거쳐 탱크에 접속되어 있기 때문에 부움하강측의 유압은 소정의 유압을 유지하면서 부움을 상승시키도록 작용하고, 이렇게 하므로써 부움만의 단독조작으로 직선굴삭이 가능하게 되고, 오퍼레이터의 부담이 경감된다. 더구나 본 발명에 의하면 전술한 바와 같이 직선굴삭 중에 버키트 조작레버의 조작이 있으면 상기 버키트각의 설정치에 이 조작신호를 가산하고, 이 가산결과를 목표치로 하여 버키트각이 제어되기 때문에 직선굴삭을 하는 도중에 버키트각을 변경할 필요가 있는 경우에도 작업을 중단하지 않고, 버키트각의 설정치를 용이하게 변경할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 동력삽의 외관구성을 나타낸 도면

제2도는 본 발명에 따는 제1의 실시예를 나타낸 유압회로도

제3도는 본 발명에 따른 제2의 실시예를 나타낸 유압회로도

제4도는 운전실내의 버키트각 설정스위치, 동모니터 등의 배치상태를 나타낸 사시도

제5도는 직선굴삭에서 버키트각의 변경을 나타낸 도면

제6도는 본 발명에 따른 제3의 실시예를 나타낸 유압회로도

제7도는 종래 기술을 나타낸 도면이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하 본 발명을 첨부한 도면에 나타낸 실시예에 따라 상세하게 설명한다.

제1도는 동력삽의 외관구성을 나타낸 것으로, 이 동력삽은 작업기로서 부움(1), 아암(2) 및 버키트(3)를 가지고 있고, 이들 부움(1), 아암(2) 및 버키트(3)는 작업기 엑튜에이터로서의 부움실린더 C1, 아암실린더 C2, 버키트실린더 C3에 의해 각각 구동된다. 또한 제1도에서 번호(4)는 부움회전운동핀, 번호(5)는 아암회전운동핀, 번호(6)는 버키트회전운동핀, 번호(7)는 차체를 나타낸다.

제2도는 본 발명에 따른 제1의 실시예를 나타낸 것으로, 부움(1)은 방향변환밸브(51)의 조작에 의해 유압펌프(52)의 토출유를 파잎라인(53,54)을 거쳐 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH 또는 하부측 오일챔버 BB에 공급하므로써 상승하거나 하강된다. 스위치(48)는 직선굴삭 등을 할 때 부움(1)을 상승정지상태로 하여 두기 위한 것으로, 온일 때에 부움(1)은 상승정지상태가 된다. 통상의 굴삭작업을 할 때에 스위치(48)는 오프인 상태로 되어있다.

즉 이 구성에서는 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH의 파이프라인(53)를 배수탱크(55)에 접속된 바이패스 파이프라인(56)에 접속하는 동시에 이 바이패스 파이프라인(56)에 전자비례밸브(49)를 설치하고, 또 부움실린더 C1의 하부측 오일챔버 BB의 파이프라인(54)를 역지밸브(57)를 거쳐 배수탱크(55)와 접속하도록 하고 있으며, 상기 전자비례밸브(49)에는 조임장치(59)가 설치되어 있다. 또한 이 경우 도시하지는 않았지만 아암실린더 C2와 버키트실린더 C3는 부움(1)용의 방향변환밸브(51)와 같은 방향변환밸브와 접속되어 있고, 이들 방향변환밸브를 작업기 조작레버로 오퍼레이터가 변환구동하므로써 아암(2) 및 버키트(3)가 회전구동되도록 되어 있다.

이와 같은 제1의 실시예에 있어서 부분부분 굴삭작업 등과 같은 작업의 직선 굴삭 작업을 할 때에 오퍼레이터는 버키트(3)를 적절히 조작하여 버키트(3)의 저면을 지면에 붙인 상태에서 상기 부움(1)용의 방향변환밸브(51)를 중립위치상태로 하고, 이어서 부움상승정지 스위치(48)를 온으로 한다.

이 결과 전자비례밸브(49)는 스프링(50)에 대항하여 폐에서 개로 변환되며, 이것에 의해 지금까지 폐쇄되어 있던 탱크(55)로의 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH는 조임장치(59)에 의해 조여지면서 연통하고, 이렇게 하여 상기 상부측 오일챔버 BH는 적당한 압력으로 유지된다. 한편 부움실린더 C1의 하부측 오일챔버 BB에는 역지밸브(57)를 거쳐 탱크(55)로부터 오일이 보급되도록 되어 있으며, 이것에 의해 하부측 오일챔버 BB의 유량부족이 해소되도록 되어 있다. 따라서 이 상태에서 부움(1)은 자체무게로는 하강하지 않으며, 이 상태에서 오퍼레이터가 도시하지 않은 조작레버로 아암실린더 C2나 버키트실린더 C3를 조작하여 아암(2)을 굴삭하도록 구동하면 버키트(3)에 대한 지면으로부터의 반대힘이 버키트(3), 아암(2), 부움(1)을 차례로 거쳐 부움실린더 C1에서 부움(1)을 상승시키도록 작용하여, 이 결과 부움(1)이 상승한다. 이 상승시에 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH는 조임장치(59)에 의해 조여지면서 탱크(55)와 연통하고 있기 때문에, 직선굴삭 작업을 할 때에 버키트(3)가 큰 돌등과 같은 것에 부딪혔을때와 같이 큰 부하를 받은 경우 부움(1)은 곧바로 상승하여 이것을 피해버리는 동시에 작은 돌등과 같은 것에 부딪혔을 때와 같이 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH의 설정압보다 작은 부하를 받는 경우 부움(1)은 이것을 피하지 않고 직선굴삭작업을 계속한다.

이와 같이 본 발명에 따른 제1실시예의 구성에서는 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH를 조임장치(59)를 거쳐 배수탱크와 접속함과 동시에, 부움실린더 C1의 하부측 오일챔버 BB를 역지밸브(57)에 의해 오일의 유입은 자유롭지만 오일의 유출은 금지하도록 하여 부움(1)을 상승정지 상태로 하는 유압회로를 별도로 설치하고, 이 유압회로를 부움상승정지스위치(48)로 작동시키도록 하고 있으므로 직선굴삭시 오퍼레이터는 아암(2) 및 버키트(3)만을 조작하면 되어 오퍼레이터의 부담을 경감할 수 있게 된다.

제3도 및 제4도는 본 발명에 따른 제2의 실시예를 나타낸 것으로, 제3도는 유압회로 구성을 나타내고, 제4도는 운전실(8)내의 작업기 조작레버나 모니터 등의 배치상태를 나타낸 것이다. 이들 제3도 및 제4도에 나타낸 제2의 실시예는 앞의 제1실시예와 마찬가지로 부움(1)을 상승정지상태로 하는 유압회로를 설치하고, 또 버키트(3)가 항상 소정의 버키트 설정각과 일치하도록 버키트(3)를 자동적으로 구동하는 버키트 자동구동계를 추가한 것이다.

제3도 및 제4도에서 번호(8)은 운전석, 번호(9)는 버키트각 센서, 번호(10)은 버키트 부움조작레버, 번호(11)은 아암조작레버, 번호(12,13)은 직선굴삭 개시스위치, 번호(14)는 직선굴삭 모우드스위치, 번호(15)는 버키트각 설정모니터, 번호(16)은 직선굴삭 콘트롤러, 번호(17)은 밸브콘드롤러, 번호(18)은 유압펌프, 번호(19)는 배수탱크, 번호(40)은 버키트각 설정스위치, 번호(41)은 상승정지 설정압 선택스위치를 나타낸다. 이들 구성요소 중 버키트 부움조작레버(10), 아암조작레버(11)의 각 놉에 설치된 직선굴삭 개시스위치(12,13)는 직선굴삭의 개시와 중지를 지시하는 것이고, 2개의 스위치(12,13)는 모두 동일한 기능을 가지고 있다. 즉 이 2개의 스위치(12,13)중 어느 한 쪽이라도 온으로 되면 직선굴삭의 개시가 지시되고, 이 온상태에 있는 스위치를 오프로 하면 직선굴삭이 정지된다. 직선굴삭 모우드스위치(14)는 직선굴삭 모우드를 지정할 때에 투입된다. 상승정지 설정압 선택스위치(41)는 부움(1)을 상승정지 모오두로 할 때의 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH의 유압치를 선택설정하기 위한 것이며 토질조건에 따라 복수의 다른 유압치를 설정할 수 있도록 되어 있다.

부움실린더 C1을 구동하는 부움유압구동계는 역지밸브(20,21,22), 부움미터아웃밸브(23,24), 부움미터인밸브(25,26), 파일럿밸브(27,28), 부움미터아웃 파일럿밸브(29) 등을 구비하고 있으며, 부움(1)을 상승시킬 때에는 파일럿 밸브(28) 및 부움미터아웃 파일럿밸브(28)를 온하고, 부움(1)을 하강시킬 때에는 파일럿 밸브(27)를 온하고, 부움(1)을 상승정지 상태로 할 때에는 부움미터아웃 파일럿밸브(29)만을 온으로 한다.

버키트(3)를 구동하는 버키트유압구동계는 버키트미터아웃밸브(30,31), 역지밸브(32,33), 파일럿 밸브(34,35), 버키트미터인밸브(36,37), 버키트미터아웃 파일럿밸브(38)등을 구비하고 있고, 버키트(3)를 굴삭측으로 회전할 때에는 파일럿 밸브(34) 및 버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)를 온으로 하고, 버키트(3)를 덤프측으로 회전운동할 때에는 파일럿 밸브(35)를 온으로 한다.

또 이 경우는 도시하지는 않았지만 아암(2)용으로 부움유압구동계나 버키트유압구동계와 같은 유압구동계가 구비되어 있다. 운전실(8)내에는 제4도에 나타낸 바와 같이 버키트 부움 조작레버(10), 아암조작레버(11), 직선굴삭 개시스위치(12,13), 버키트각 설정모니터(15), 버키트각 설정스위치(40), 상승정지 설정압 선택스위치(41)등이 구비되어 있다.

이러한 구성에서 직선굴삭을 행할 때에 오퍼레이터는 버키트부움 조작레버(10) 및 아암조작레버(11)를 적절하게 조작하여 부움(1), 아암(2), 버키트(3)를 원하는 직선굴삭 개시위치로 위치시킨 후 직선굴삭 모우드스위치(14)를 온으로 하는 동시에 상승정지 설정압 선택 스위치(41)로 토질조건에 대응하는 적당한 설정압을 선택하고, 또 버키트각설정스위치(40)를 적절하게 조작하므로써 원하는 버키트각을 버키트각설정모니터(15)에 설정한다. 이들의 설정이 종료하면 오퍼레이터는 버키트부움조작레버(10) 또는 아암조작레버(11)의 놉에 설치된 직선굴삭 개시스위치(12,13) 중 어느 하나를 온하므로써 직선굴삭의 개시를 지시한다.

이러한 지시가 있으면 직선굴삭 콘트롤러(16)는 밸브콘트롤러(17)에 직선굴삭의 개시를 지시함과 동시에 버키트각 설정스위치(40)에서 설정된 버키트 설정각과 버키트각 센서(9)의 검출각과의 차이를 구하고, 이 차이를 0으로 하도록 한 버키트구동지령치를 밸브콘트롤러(17)에 입력하고, 또 상승정지 모우드인 때 부움실린더 C1의 상부측 설정유압을 밸브콘트롤러(17)에 입력한다.

이들 신호가 입력된 밸브콘트롤러(17)에서는 부움미터아웃 파일럿밸브(29)에 대하여 입력된 설정압에 대응하는 제어신호를 입력하므로써 파일럿 밸브(29)를 열게 한다. 부움미터아웃 파일럿밸브(29)는 전자비례밸브이며, 입력된 제어신호에 대응하는 열림각도로 스푸울을 열게 한다.

이 부움미터아웃 파일럿 밸브(29)가 열리게 되면 부움미터아웃밸브(23)에 설치된 오리피스 OR₁의 전후에 압력차이가 발생하며, 이 압력차이에 의해 부움미터아웃밸브(23)가 열리게 되고, 이 결과 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH는 부움미터아웃밸브(23)를 거쳐 배수탱크(19)에 접속되게 된다. 한편 부움실린더 C1의 하부측 오일챔버 BB는 역지밸브(20)를 거쳐 배수탱크(19)와 접속되어 있고, 이것에 의해 앞의 제1실시예와 마찬가지로 부움(1)을 상승정지 상태로 할 수 있다. 즉 이 상태에서 부움(1)은 부움(1)을 상승시키려고 하는 외력이 작용하면 부움실린더 C1의 상부측 작동오일은 소정의 압력을 유지하면서 배수탱크로 되돌아오는 소위 상승정지 상태로 된다.

한편 밸브콘트롤러(17)는 직선굴삭 콘트롤러(16)로부터 입력된 버키트 설정각과 실제 버키트각과의 차이를 0으로 하는 버키트 구동지령치에 따라 파일럿 밸브(34,35) 및 버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)에 제어신호를 입력한다. 즉 밸브콘트롤러(17)에서는 전술한 바와 같이 버키트(3)를 굴삭측으로 회전할 때에는 파일럿 밸브(34) 및 버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)를 온으로 하고, 버키트(3)를 덤프측으로 회전운동할 때에는 파일럿 밸브(35)를 온으로 하도록 되어 있고, 직선굴삭 콘트롤러(16)로부터 입력된 버키트 구동지령치에 따라 파일럿 밸브(34,35) 및 버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)를 구동제어하므로써 항상 버키트 설정각과 실제 버키트각과의 차이가 0이 되도록 자동제어한다.

따라서 오퍼레이터는 아암조작레버(13)를 조작하여 아암(2)이 차체(7)에 가깝도록 아암(2)를 구동하면 버키트(3)의 저면에 작용하는 지면으로부터의 반대힘이 아암(2)을 거쳐 부움실린더 C1에 작용하고, 부움실린더 C1을 상승시키도록 하며, 결과적으로 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH의 작동유압은 버키트(3)가 지면으로 굴삭되는 양에 따라 조정되고, 파일럿 밸브(29)에 입력되는 제어신호에 따른 소정의 압력을 유지하면서 배수탱크(19)로 배수된다. 그리고 버키트(3)의 저면에 작용하는 지면으로부터의 반대힘이 상기 소정의 압력을 초과한 때에 부움(1)은 자동적으로 상승한다.

그런데 제3도에 나타낸 구성에서는 상기 직선굴삭 모우드를 할 때에 오퍼레이터가 버키트조작레버(10)를 조작하여 버키트조작신호가 직선굴삭 콘트롤러(16)에 입력되면 이 조작신호가 상기 버키트각 설정스위치(40)에 의해 설정된 버키트 설정각에 가산되고, 가산결과가 새로운 버키트 설정각이 되어 버키트각의 자동제어가 이루어지도록 되어 있다. 즉 직선굴삭 작업전에 버키트각 설정스위치(40)에 의해 버키트 각을 수평으로 설정한 경우에도 버키트조작레버(10)를 조작하여 버키트각을 수평에 대하여 아래쪽으로 θ₁만큼 경사지게 하여 직선굴삭을 행하면 제5도(a)에 나타낸 바와 같이 버키트각이 θ₁의 직선굴삭을 행할 수 있고, 또 작업하는 도중에 버키트조작레버(10)를 중립으로 되돌리면 제5도(b)에 나타낸 바와 같이 버키트(3)를 수평으로 한 직선굴삭을 행할 수 있고, 이것에 의해 버키트(3)가 어느 정도 땅속으로 들어간 후에 수평굴삭하는 것을 간단한 조작으로 할 수 있다. 이 경우 수평굴삭이 종료하여 버키트(3)를 지표면으로 되돌아오게 할 경우는 버키트조작레버(10)를 굴삭측으로 조작하면 버키트(3)는 제5도(c)에 나타낸 바와 같이 수평에 대하여 예를 들면 θ₂만큼 굴삭측으로 경사져 지표면으로 되돌아오게 할 수 있다.

이상과 같은 직선굴삭 작업은 직선굴삭 모우드스위치(14)를 온으로 한 상태에서 직선굴삭개시스위치(12,13) 중 어느 하나를 온으로 하고 있는 동안 계속되며, 온으로 한 직선굴삭 개시스위치(12) 또는 (13)를 오프로 하면 정지된다. 또 직선굴삭 모우드스위치(14)를 오프로 하면 통상의 굴사작업을 행할 수 있다.

제6도는 본 발명에 따른 제3의 실시예를 나타낸 것으로, 제3도와 중복되는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 중복되는 부분은 설명을 생략한다. 제3의 실시예는 버키트(3)와 부움(1)의 조작밸브를 스푸울밸브로 한 것이며, 부움조작밸브(60)는 부움조작레버(61)의 조작에 의해 변환구동되고, 버키트조작밸브(62)는 버키트조작레버(63)에 의해 변환구동된다.

부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH의 파이프라인(53)은 배수탱크(19)에 접속된 바이패스 파이프라인(64)과 접속되고, 아울러 이 바이패스 파이프라인(64)에는 전자비례밸브(65)가 설치되어 있으며, 또 부움실린더 C1의 하부측 오일챔버 BB의 파이프라인(54)은 역지밸브(66)를 거쳐 배수탱크(19)와 접속되도록 되어 있고, 이와 같은 구성에 의해 앞의 실시예와 마찬가지로 부움(1)을 상승정지 상태로 할 수 있게 되어 있다.

또 버키트(3)의 자동구동용에 전자비례밸브(67)가 설치되어 있고, 직선굴삭 콘트롤러(16)에 의해 이 전자비례밸브(67)를 구동제어하므로써 버키트(3)가 자동적으로 구동된다. 직선굴삭 개시스위치(12)는 소정의 놉레버(68)에 배설되어 있다.

이러한 구성에서 직선굴삭을 행할 때에 오퍼레이터는 부움(1), 아암(2), 버키트(3)를 원하는 직선굴삭 개시위치로 위치시킨 후 직선굴삭 모우드스위치(14)를 온으로 함과 동시에 상승정지 설정압 선택스위치(41)로 토질조건에 대응하는 적당한 설정압을 선택하고, 또한 버키트각 설정스위치(40)를 적절히 조작하므로써 원하는 버키트각을 버키트각 설정모니터(15)에 설정한다. 이들의 설정이 종료하면 오퍼레이터는 놉레버(68)에 설치되 직선굴삭 개시스위치(12)를 온하므로써 직선굴삭의 개시를 지시한다.

이와 같은 지시가 있으면 직선굴삭 콘트롤러(16)는 전자비례밸브(65)에 대하여 입력된 설정압에 대응하는 제어신호를 입력하므로써 전자비례밸브(65)를 열게된다. 이 전자비례밸브(65)가 열리게 되면 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH는 배수탱크(19)와 접속된다. 한편 부움실린더 C1의 하부측 오일챔버 BB는 역지밸브(66)를 거쳐 배수탱크(19)와 접속되어 있고, 이것에 의해 앞의 제2의 실시예와 같이 부움(1)을 상승정지 상태로 할 수 있다. 즉 이상태에서 부움(1)은 부움(1)을 상승시키려고 하는 외력이 작용하면 부움실린더 C1의 상부측 작동오일는 소정의 압력을 유지하면서 배수탱크로 되돌아오는 소위 상승정지 상태가 된다.

상기 제어와 동시에 직선굴삭 콘트롤러(16)는 버키트각 설정스위치(40)에서 설정된 버키트 설정각과 버키트각 센서(9)의 검출각과의 차이를 구하고, 이 차이가 0이 되도록 버키트 구동지령치를 전자비례밸브(67)에 입력하므로써 항상 버키트 설정각과 실제 버키트각과의 차이가 0이 되도록 버키트(3)를 자동제어한다.

따라서 오퍼레이터는 도시하지 않은 부움조작레버를 조작하여 아암(2)이 차체(7)에 가깝도록 아암(2)을 구동하면 버키트(3)의 저면에 작용하는 지면으로부터의 반대힘이 아암(2)을 거쳐 부움실린더 C1에 작용하고, 부움실린더 C1을 상승시켜, 결과적으로 부움실린더 C1의 상부측 오일챔버 BH의 작동유압은 버키트(3)가 지면으로 들어가는 양에 따라 조정되고, 전자비례밸브(63)에 입력되는 제어신호에 따른 소정의 압력을 유지하면서 배수탱크(19)에 배수된다. 그리고 버키트(3)의 저면에 작용하는 지면으로부터의 반대힘이 상기 소정의 압력을 초과한 때에 부움(1)은 자동적으로 상승한다.

또 제6도에 나타낸 구성에서 상기 직선굴삭 모우드시에 오퍼레이터가 버키트조작레버(63)를 조작한 경우는 이 버키트조작에 따른 작동오일이 앞의 직선굴삭 콘트롤러(16)에 의해 제어되는 전자비례밸브(67)의 열리는 각도에 따른 작동오일과 합류되어 버키트 실린더 C3를 구동하기 때문에 결과적으로 제2의 실시예와 마찬가지로 버키트조작레버(63)의 조작신호가 상기 버키트각 설정스위치(40)로 설정한 버키트 설정각에 가산되고, 이 가산결과가 새로운 버키트 설정각이 되어 버키트각의 자동제어가 이루어지게 된다.

이와 같이 상기 제2 및 제3의 실시예에서는 아암(2)만을 조작하는 반자동에 의해 직선굴삭을 할 수 있게 되고, 간단하면서도 저렴한 구성으로 응답성이 양호한 직선굴삭을 할 수 있는 동시에 오퍼레이터의 부담을 현저하게 경감할 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은 부움, 아암, 버키트의 3개의 작업기를 가진 동력삽 등의 유압굴삭기의 직선굴삭의 적용하는데 유용하다.

Claims

부움(1), 아암(2) 및 버키트(3)를 부움실린더(C1), 아암실린더(C2) 및 버키트실린더(C3)로 각각 구동하는 동시에 이들 부움실린더(C1), 아암실린더(C2) 및 버키트실린더(C3)를 조작신호에 따라 유압구동하는 부움유압구동계, 아암유압구동계 및 버키트유압구동계를 갖춘 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치에 있어서, 상기 제어장치가 유로에 배치되어, 상기 부움실린더(C1)의 상부측 오일챔버(BH)를 배수탱크(19)에 접속하는 제1부움미터아웃밸브(23)와, 유로에 배치되어, 상기 부움실린더(C1)의 하부측 오일챔버(BB)를 유압펌프(18)에 접속하는 제1부움미터인밸브(26)와, 유로에 배치되어, 상기 부움실린더(C1)의 하부측 오일챔버(BB)를 상기 배수탱크(19)에 접속하는 제2부움미터아웃밸브(24)와, 유로에 배치되어, 상기 부움실린더(C1)의 상부측 오일챔버(BH)를 유압펌프(18)에 접속하는 제2부움미터인밸브(25)와, 상기 제1부움미터인밸브(26)를 개폐하여 그 유량을 제어하는 제1파일럿밸브(28)와, 상기 제2부움미터아웃밸브(24) 및 제2부움미터인밸브(25)를 개폐하여 그 유량을 제어하는 제2파일럿 밸브(27)와, 상기 제1부움미터아웃밸브(23)를 개폐하여 그 유량을 제어하는 제3부움미터아웃 파일럿 밸브(29)와, 상기 부움실린더(C1)의 하부측 오일챔버(BB)와 상기 배수탱크(19) 사이의 유로에 배치되어, 상기 부움실린더(C1)의 하부측 오일챔버(BB)에서 상기 배수탱크(19)로 오일이 흐르는 것을 금지하며, 상기 부움(1)의 상승정지상태에 있을 때에는 열리게 되어 상기 배수탱크(19)로부터 상기 움실린더(C1)의 하부측 오일챔버(BB)로 오일이 흐를 수 있도록 하며, 상기 밸브(23-29)와 함께 상기 부움유압구동계에 포함되는 역지밸브(20)와, 직선굴삭 모우드를 지정하는 직선굴삭 모우드스위치(14)와, 직선굴삭의 개시와 중지를 지시하는 직선굴삭 개시장치(12,13)와, 상기 부움(1)을 상승시키기 위한 지시가 조작레버(10)(11)로부터 입력될 때 상기 조작레버(10)(11)의 변위에 대응하는 제1부움 조작신호를 상기 제1파일럿밸브(28) 및 상기 제 3부움미터아웃파일럿 밸브(29)에 입력하여 상기 제 1 부움미터인밸브(26)와 상기 제 2 부움미터아웃밸브(24)를 구동하고, 상기 부움(1)을 하강시키기 위한 지시가 상기 조작레버(10)(11)로부터 입력될 때 상기 조작레버(10)(11)의 변위에 대응하는 제2부움 조작신호를 상기 제2파일럿 밸브(27)에 입력하여 상기 제2부움미터인밸브(25)와 상기 제2부움미터아웃밸브(24)를 구동하며, 직선굴삭 모우드스위치(14)에 의해 직선굴삭 모우드가 지정되고 직선굴삭의 개시가 상기 직선굴삭 개시장치(12,13)에 의해 지시될 때 상기 제3부움미터아웃 파일럿 밸브(29)를 작동하여 상기 제1부움미터아웃밸브(23)를 열어서 상기 부움실린더(C1)의 상부측 오일챔버(BH)가 배수탱크(19)와 소통되도록 함으로써 직선굴삭 중에 상기 부움(1)을 상승정지상태로 두는 콘트롤러(16)(17)와, 유로에 배치되어, 상기 버키트실린더(C3)의 상부측 오일챔버를 상기 배수탱크(19)에 접속하는 제1버키트미터아웃밸브(31)와, 유로에 배치되어, 상기 버키트실린더(C3)의 하부측 오일챔버를 상기 유압펌프(18)에 접속하는 제1버키트미터인밸브(36)와, 유로에 배치되어, 상기 버키트실린더(C3)의 하부측 오일챔버를 상기 배수탱크(19)에 접속하는 제2버키트미터아웃밸브(30)와, 유로에 배치되어, 상기 버키트실린더(C3)의 상부측 오일챔버를 상기 유압펌프(18)에 접속하는 제2버키트미터인밸브(37)와 상기 제1버키트미터인밸브(36)를 개폐하여 그 유량을 제어하는 제4파일럿 밸브(34)와, 상기 제2버키트미터아웃밸브(30) 및 제2버키트미터인밸브(37)를 개폐하여 그 유량을 제어하는 제5파일럿 밸브(35)와, 상기 제1버키트미터아웃밸브(31)를 개폐하여 그 유량을 제어하며, 상기 버키트미터인밸브(36)(37), 버키트미터아웃밸브(30)(31)와 제4 및 제5파일럿 밸브 (34)(35)와 함께 상기 버키트유압구동계에 포함되는 제6버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)와, 버키트각을 검출하는 버키트각 센서(9)와, 버키트각을 설정하는 버키트각 설정스위치(40)를 구비하며, 상기 콘트롤러(16)(17)는, 버키트굴삭 지시가 상기 조작레버(10)(11)로부터 입력될 때 상기 조작레버(10)(11)의 변위에 대응하는 제1버키트 조작신호를 상기 제4파일럿 밸브(34) 및 상기 제6버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)에 입력하여 상기 제1버키트미터인밸브(36)와 상기 제2버키트미터아웃밸브(30)를 구동하고, 버키트를 덤프측으로 회전운동시키기 위한 지시가 상기 조작레버(10)(11)로부터 입력될 때 상기 조작레버(10)(11)의 변위에 대응하는 제2버키트 조작신호를 상기 제5파일럿 밸브(35)에 입력하여 상기 제2버키트미터인밸브(37)와 상기 제2버키트미터아웃밸브(30)를 구동하며, 상기 직선굴삭 모우드스위치(14)에 의해 직선굴삭 모우드가 지정되고 직선굴삭의 개시가 상기 직선굴삭 개시장치(12,13)에 의해 지시될 때 상기 버키트각 설정스위치(40)에 의해 설정된 버키트각과 상기 버키트각 센서(9)에 의해 검출된 버키트각과의 차이가 0으로 되도록 상기 제4파일럿 밸브(34), 제5파일럿밸브(35) 및 제6버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)를 제어함으로써, 상기 버키트(3)는 직선굴삭 중에 상기 부움(1)이 상승정지되고 상기 버키트(3)가 설정된 버키트각을 유지한채로 자동으로 구동되는 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치.
제1항에 있어서, 직선굴삭의 개시와 중지를 지시하는 상기 직선굴삭 개시장치(12,13)는 상기 조작레버(10)(11)위에 배치된 스위치인 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직선굴삭 제어장치는 상기 제1부움미터아웃밸브(23)의 열리는 각도를 토질조건에 따라 각기 다른 다수의 열리는 각도로 설정하기 위한 상승정지 설정압 선택스위치(41)를 또한 구비하며, 상기 콘트롤러(16)(17)는 직선굴삭이 행해질 때 상기 상승정지 설정압 선택스위치(41)에 의해 설정된 열리는 각도에 따라 상기 제3부움미터아웃 파일럿 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 콘트롤러(16)(17)는, 직선굴삭 중에 상기 조작레버(10)(11)의 제1버키트 조작신호가 입력될 때, 이 조작신호를 상기 버키트 각 설정스위치(40)에 의해 설정된 버키트각에 가산하고, 상기 가산결과와 상기 버키트각 센서(9)에 의해 검출된 버키트각과의 차이가 0이 되도록 상기 제4파일럿 밸브(34), 제5파일럿 밸브(35)및 제6버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치.
제3항에 있어서, 상기 콘트롤러(16)(17)는, 직선굴삭 중에 상기 조작레버(10)(11)의 제 1버키트 조작신호가 입력될 때, 이 조작신호를 상기 버키트각 설정스위치(40)에 의해 설정된 버키트각에 가산하고, 상기 가산결과와 상기 버키트각 센서(9)에 의해 검출된 버키트각과의 차이가 0이 되도록 상기 제4파일럿 밸브(34), 제5파일럿 밸브(35) 및 제6버키트미터아웃 파일럿 밸브(38)를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압굴삭기의 직선굴삭 제어장치.