KR0162960B1 - 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치에 관한 것으로, 주유압펌프(101,102)의 압유공급라인(L1,L2)이 메인콘트롤밸브(204)를 통해서 네가콘 라인(L7,L8)과 연결되어 이 네가콘라인의 지령압력이 높으면 유량을 감소시키는 반면에 지령압력이 낮으면 유량을 증가시키는 네가콘 유량제어수단과, 작동기 제어스푸울의 절환순간을 압력스위치(214,215)를 매개로 감지해서 상기 네가콘 유량제어수단에 지연제어압력을 인가하여 지연제어를 실시하는 지연제어수단을 갖춤과 더불어, 부움조이스틱(117)과 그 제어스푸울(109)사이의 부움상승쪽 파일롯트라인(L10)에 압력스위치(1)가 설치됨과 더불어 상기 아암조이스틱(2)과 스윙조이스틱(5)의 각 파일롯트라인(L20,L21;L22,L23)이 셔틀밸브(3,6)를 매개로 서로 연결되면서 각 셔틀밸브(3,6)에 압력스위치(4,7)가 연결되는 한편, 상기 각 압력스위치(1,4,7)는 전자제어기(216)와 전기적으로 연결된 구조로 되어, 상기 압력스위치(7)로부터 전류신호가 전자제어기(216)에 인가되면, 이 전자제어기(216)가 전자비례감압밸브(209)에 제어전류를 인가시키지 않으므로써 지연제어를 실시하지 않게 되어, 스윙속도를 향상시킬 수 있게 된 것이다.

Description

굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치

제1도는 본 발명에 따른 유압제어장치의 개략적인 유압회로도.

제2도는 종래 굴삭기에서 채택하고 있는 네가콘 시스템의 유량제어장치를 도시한 유압회로도.

제3도는 유량제어밸브의 스푸울이 개구되는 면적과 이 스푸울의 행정과의 관계를 도시한 그래프.

제4도는 펌프의 토출유량과 네가콘 압력과의 관계를 도시한 그래프.

제5도는 유량제어밸브를 거치지 않고 바이패스통로를 통하여 통과하는 유량과 네가콘 압력과의 상관관계를 도시한 그래프.

제6도는 펌프에서 공급되는 전체 유량과 바이패스유량 및 실린더로 공급되는 유량의 관계를 도시한 그래프.

제7도는 제2도의 유량제어장치를 사용한 경우에 실린더속도와 스푸울의 행정 및 네가콘 압력의 시간에 따른 변화관계를 도시한 그래프.

제8도는 종래 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치의 개략적인 유압회로도.

제9도는 제8도의 유압제어장치를 채택한 경우에 실린더 상승속도와 제어스푸울의 이동거리 및 압력의 변화관계를 도시한 그래프.

제10도는 제8도의 유압제어장치에서 전자제어기로부터 발생하는 전류의 크기와 지연제어압력과의 관계를 도시한 그래프.

제11도는 제8도의 유량제어장치에서 시간에 대한 선회모우터속도와 지연제어압력, 네가콘 압력 및 스푸울행정의 관계를 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압력스위치 2 : 아암조이스틱

3 : 셔틀밸브 4 : 압력스위치

5 : 스윙조이스틱 6 : 셔틀밸브

7 : 압력스위치 209 : 전자비례감압밸브

210,211 : 셔틀밸브 212,213 : 오리피스

214,215 : 압력스위치 216 : 전자제어기

본 발명은 유압식 굴삭기의 유량제어장치에 관한 것으로, 특히 작동기를 동작시키기 위해 조이스틱을 급격히 조작할 때에 작동기로 공급되는 압유의 유량이 급격히 증가되지 않도록 하여 작동기와 차체의 급가속에 의한 충격과 헌팅현상을 방지하면서 이와 동시에 스윙속도를 향상시킬 수 있도록 된 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 유압으로 작동되는 유압식 굴삭기와 같은 건설 중장비는 여러개의 작동기를 갖춤과 더불어 이 작동기는 각각의 조절기(조이스틱)에 의해 그 동작이 조절되게 되어 있다.

그런데 굴삭기의 부움에서와 같이 큰 하중을 지탱하여야 하는 작동기가 급작스럽게 작동되면, 그 관성력에 의해 충격이 발생되고, 이러한 충격은 작업중에 차체를 불안정하게 하여 조작자가 불안을 느끼게 될 뿐만 아니라 안락한 상태에서 작업을 할 수 없기 때문에 쉽게 피로를 느끼게 되는 문제점이 있는 것이다.

상기한 문제를 종래의 굴삭기에서 작동기로 공급되는 유량을 제어하는 유량제어시스템을 참조하여 설명하자면, 제2도에 도시된 것과 같이 엔진에 직렬로 연결된 2대의 주유압펌프(101,102)에서 펌핑되는 압유가 공급라인(L1,L2)을 따라 각각의 제어스푸울(105,106,107,108,109,110)을 통해서 각 작동기(111,112,113,114,115,116)로 유입되어지게 되어 있다.

여기서, 상기 작동기중에서 굴삭기의 부움에 설치되어 부움을 작동시켜주는 부움실린더(115)는 부움에 가해지는 무거운 하중을 지탱해 주어야 하고, 이 부움실린더(115)는 조이스틱(117)을 조작함으로써 작동시켜 주도록 되어 있다. 또한 상기 펌프(101,102)의 토출유량을 조절하는 경사판(118,119)의 경전각은 서보피스톤(120,121)에 의해 조절되게 되어 있고, 이 서보피스톤(120,121)에는 직경이 큰 대경실과 직경이 작은 소경실이 각각 구비되어 있으며, 상기 서보피스톤(120,121)의 각 소경실은 라인(L3,L4)을 통해서 상기 펌프공급라인(L1,L2)과 각각 연결되어 있는 한편, 상기 각 서보피스톤(120,121)의 대경실은 제어스푸울(124,125)과 라인(L5,L6)을 통해서 상기 펌프공급라인(L1,L2)과 각각 연결되어 있다.

그리고 상기 서보피스톤(120,121)의 피스톤헤드와 상기 제어스푸울(124,125)이 피드백 링크(128,129)를 통해서 서로 연결되어 상기 서보피스톤(120,121)이 이동하면 그 이동량이 그대로 상기 제어스푸울(124,125)로 전달되게 되어 있고, 상기 제어스푸울(124,125)의 한쪽 선단에 구비되어 있는 수압실에는 네가콘 피스톤(130,131)의 네가콘 수압실과 연결되어 있는 반면에 상기 제어스푸울(124,125)의 네가콘 수압실과 연결된 다른쪽 선단에는 스프링(132,133)이 설치되어 상기 제어스푸울(124,125)을 탄력적으로 밀어지지해 주도록 되어 있다.

따라서, 결국 상기 제어스푸울(124,125)은 서보피스톤(120,121)과 연결된 피드백 링크(128,129)와, 상기 네가콘 피스톤(130,131) 및, 이 제어스푸울(124,125)을 탄력적으로 지지해 주고 있는 스프링(132,133)에 의해 좌우측으로 이동하면서 상기 펌프공급라인(L1,L2)의 펌프압유를 서보피스톤(120,121)의 대경실에 주입되게 하던지 아니면, 이 대경실의 압유를 오일탱크(134)로 드레인시키도록 작동하게 되어 있다.

그리고 메인콘트롤밸브의 각 제어스푸울(105,106,107,108,109,110)을 관통해서 뻗어 나온 펌프라인(L1,L2)의 연장선에 설치된 네가콘 오리피스(135,136)은 네가콘라인(L7,L8)을 통해서 상기 네가콘 피스톤(130,131)과 연결되어, 이 네가콘 피스톤(130,131)에 네가콘 압력이 전달되어지도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어져 있는 종래의 유압시스템은, 상기 조이스틱(117)을 조작하면 보조유압펌프(139)에서 토출되어 공급되는 압유가 파일롯트 라인(L9 또는 L10)을 통해 상기 부움스푸울(109)의 한쪽 수압실에 유입되어져, 이 부움스푸울(109)을 좌측 또는 우측으로 이동시켜 줌에 따라 펌프공급라인(L1,L2)을 통하여 공급되는 압유가 부움실린더(115)로 유입되어져 부움실린더(115)를 작동시키게 된다.

이러한 작동이 이루어지는 과정에서 상기 조이스틱(117)의 조작에 의해 발생하는 파일롯트압력이 부움스푸울(109)의 수압실에 작용하여 이 부움스푸울(109)이 절환되면 이 스푸울(109)의 개구면적(P-C)이 제3도에 도시한 바의 그래프와 같이 제어된다.

그러나 상기 조이스틱(117)이 중립위치에 있을 경우에는 부움스푸울(109)도 중립위치에 있게 되므로, 펌프(101,102)의 토출유량이 전부 최대의 상태로 열려져 있는 바이패스통로(L11)의 개구부(P-R)를 통하여 네가콘 오리피스(136)로 유입되고, 이 유량이 네가콘 오리피스(136)를 통과하면서 압력손실이 발생하게 됨과 더불어 제5도에 도시된 것과 같이 바이패스유량(q)에 비례하는 네가콘 압력 Pz이 형성되게 되며, 이 압력 Pz이 라인(L7,L8)을 통해서 상기 네가콘 피스톤(130,131)의 수압실로 전달되게 된다.

여기서 상기 네가콘 압력 Pz는 C를 비례정수, a를 네가콘 오리피스 면적, q를 바이패스 유량이라 하면,

로 표시되고, 이 식에 따른 그래프는 제5도에 도시되어 있다.

따라서 상기한 바와 같이 부움스푸울(109)이 중립에 있는 경우에는 펌프(102)의 토출유량 Q가 전부 바이패스 유량으로 네가콘 오리피스(136)를 통과하게 되므로, 상기 식에 의하여 네가콘 압력 Pz가 상승하게 된다. 이와 같이 네가콘 압력 Pz가 상승하면 네가콘 피스톤(131)의 추력이 증가하게 되고, 이 힘이 상기 제어스푸울(125)의 스프링(133)이 지지하는 힘을 이기고 제어스푸울(125)를 도면에서 좌측으로 밀어주게 되는 것이다.

이와 같이 상기 제어스푸울(125)이 좌측으로 이동하면 펌프라인(L2)와 연결되어 있는 라인(L4)의 압유가 이 제어스푸울(125)을 통해 서보피스톤(121)의 대경실로 유입되게 된다. 서보피스톤(121)의 대경실에 펌프라인(L2)의 압력이 걸리면 서보피스톤(121)이 소경실쪽 즉 도면에서 좌측으로 이동하여 펌프 경사판(119)의 경전각도를 줄여서 유량을 감소시킨다.

그리고 상기와 같이 서보피스톤(121)이 좌측으로 이동하면, 이 서보피스톤(121)의 피스톤헤드와 피드백 링크(129)를 통하여 연결되어 있는 상기 제어스푸울(125)이 상기 서보피스톤(121)의 이동에 따라 좌측으로 이동하면서 상기 라인(L6)이 서보피스톤(121)의 대경실과 연결되어 있는 것을 차단시켜, 펌프압유가 서보피스톤(121)으로 유입되지 않기 때문에 서보피스톤의 이동이 정지되게 된다. 이와 같은 동작으로 상기 부움스푸울(109)이 중립에 있을 경우에는 펌프(102)의 유량이 최소로 조절되게 된다.

한편 상기 조이스틱(117)을 조작하면 이 조작량에 비례하여 부움스푸울(109)의 이동량, 즉 행정 S가 증가함에 따라 제3도에 도시된 것과 같이 센터 바이패스 개구면적(P-R)이 감소하고, 상기 바이패스 라인(L11)과 나란하게 배치되어 있는 패럴라인(L12)으로부터 부움실린더(115)로 연결되는 개구면적(P-C)이 증가하게 된다.

상기 센터 바이패스 개구면적(P-R)이 감소하면 펌프압력이 상승하게 되고, 열리기 시작하는 개구부의 개구면적(P-C)을 통하여 유량이 부움실린더(115)로 공급되기 시작하며, 상기 바이패스 유량은 감소하여 네가콘 압력이 감소하게 된다.

네가콘 압력이 감소하면 네가콘 피스톤(131)의 추력이 감소하여 제어스푸울(125)이 우측으로 이동하게 되면, 서보피스톤(121)의 대경실이 제어스푸울(125)을 통하여 오일탱크(134)로 연결되게 되므로 대경실의 압력이 낮아지게 됨과 더불어 서보피스톤(121)의 소경실에는 펌프라인(L2)의 압력이 그대로 전달되어 있으므로, 이 압력의 힘에 의해 서보피스톤(121)이 우측으로 이동하면서 펌프경사판(119)의 경전각을 증가시켜서 펌프의 유량이 증가되게 한다. 이와 동시에 상기 서보피스톤(121)의 이동이 상기 피드백 링크(129)를 통해서 제어스푸울(125)로 전달되어서, 이 제어스푸울(125)이 연동하여 서보피스톤(121)의 대경실이 오일탱크(134)와 연통되는 것을 차단하여 서보피스톤(121)의 움직임을 정지시켜 유량조절을 끝내게 된다. 한편, 네가콘 압력 Pz이 감소하면 펌프(102)의 유량이 증가하는 특성을 제4도의 그래프로부터 알 수 있다.

제3도는 상기한 바와 같은 과정을 도시한 그래프로서, 이 그래프에서 보는 바와 같이 부움스푸울(109)의 행정 S가 증가할수록 센터 바이패스 개구면적(P-R)은 줄어들고, 제어스푸울(109)의 개구면적(P-C)은 증가하게 되므로 바이패스 유량(Q)이 줄어들게 될 뿐만 아니라 네가콘 압력(Pz)이 점차 감소하면서 펌프(102)의 토출유량이 증가되어 부움실린더(115)의 작동속도는 빨라지게 된다. 이와 같은 제어특성이 제6도로 도시되어져 있다.

그런데 상기 조이스틱(117)을 급격히 조작하면 부움스푸울(109)이 최대행정으로 급격히 절환되어 센터 바이패스의 개구부가 순간적으로 차단되므로, 네가콘 압력이 급격히 강하하여 펌프의 유량을 급증시키게 된다. 이러한 유량의 급증으로 실린더가 급가속됨에 따라 관성이 큰 부움 및 아암에 충격적인 움직임을 유발하여 차체를 앞뒤로 흔드는 헌팅현상이 발생하게 된다. 제7도는 상기한 바와 같이 조이스틱(117)을 급조작하여 부움실린더(109)의 이동거리, 즉 행정이 순간적으로 길어짐에 따른 부움스푸울(115)의 이동속도가 급격하게 증가하는 것과 상기 네가콘 압력 Pz이 순간적으로 떨어지는 형상을 도시한 그래프이다.

한편, 이와 같은 급조작은 주행스푸울(106,107)에 대해서도 마찬가지 상황이 발생하여 주행모우터(112,113)가 급작스럽게 작동하게 되어 충격과 헌팅현상이 발생할 수 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 유압시스템에서 발생하는 결점을 해소하기 위해 본 출원인이 1994년 10월 10일자로 특허출원한 특허출원 제25916호에는 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치가 제안되어 있는 바, 이 유량제어장치에 대한 설명을 간략하게 하기 위해 제2도와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 표기하고 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

즉 제8도에 도시된 것과 같이, 상기 주유압펌프(101,102)와 마찬가지로 엔진에 의해 함께 구동되는 보조유압펌프(139)에서 토출된 압유를 보조펌프라인(L13)을 통해 조이스틱(117)으로 공급해주기 위한 라인(L14)과, 메인콘트롤밸브(204) 내부에 구비되어 있는 로직라인(L15,L16)으로 압유를 공급하는 라인(L17)이 병렬연결되고, 상기 보조펌프라인(L13)에는 연결라인(L18)을 매개하여 전자비례감압밸브(209)가 연결되어 있으며, 이 전자비례감압밸브(209)의 출구포트는 셔틀밸브(210,211)을 통하여 상기 메인콘트롤밸브(204)의 네가콘라인(L7,L8)과 각각 연결되어 있는 한편, 상기 로직라인(L15,L16)에는 네가콘 오리피스(212,213)와 압력스위치(214,215)가 각각 설치되어 있고, 상기 압력스위치(214,215)에서 출력되는 전기적신호는 전자제어기(216)로 입력되어 제어되도록 되어 있으며, 상기 전자제어기(216)의 출력단은 상기 전자비례감압밸브(209)의 솔레노이드(217)와 전기적으로 연결되어 있는 구조로 되어 있다.

상기한 바와 같은 구조로 된 유압시스템은, 작동기를 조작시켜 주기 위해 조이스틱(107)을 급격히 조작해도 작동기가 조이스틱(107)의 조작속도에 관계없이 서서히 속도증가되도록 되어 있는 데, 이것은 조이스틱(117)을 급격히 조작해도 네가콘 피스톤(130,131)에 가해지는 압력이 서서히 강하되도록 함으로써 작동기로 유입되는 압유의 유속을 서서히 증가시키도록 되어 있기 때문이다.

즉 상기 조이스틱(117)을 급격히 조작하면, 메인콘트롤밸브(204) 내부의 해당 스푸울(109)이 좌측 또는 우측으로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 보조유압펌프(139)에서 토출되어 상기 라인(L17)과 로직라인(L15,L16)을 통해 오일탱크로 드레인되는 압유의 유동이 차단되게 되므로, 상기 로직라인(L15,L16)의 내부가 보조유압펌프(139)의 토출압력으로 상승하게 된다.

상기와 같이 로직라인(L15,L16)의 내부 압력이 상승되면, 이들 라인(L15,L16)에 설치되어 있는 압력스위치(214,215)에 압력이 가해져서 전류를 발생시키게 되고, 이 전류는 상기 전자제어기(216)로 인가되어지게 되는 데, 이 전자제어기(216)는 압력스위치(214,215)로부터 신호가 입력되는 순간부터 출력전류를 최대치로부터 0㎃로 일정시간(Δt)동안 감소시키는 제어를 실시하고, 전자제어기(216)에서 조절되어 출력되는 전류는 전자비례감압밸브(209)의 솔레노이드(217)로 인가되어져 이 밸브(209)를 제어하여 제9도와 같이 전류에 비례하는 지연제어압력(Pf)을 셔틀밸브(210,211)로 공급되어지게 한다.

한편 상기 셔틀밸브(210,211)에는 네가콘라인(L7,L8)의 압력과 전자비례감압밸브(209)를 통해서 이 밸브의 출력압력이 전달되어져 있는 상태로 있게 되고, 이러한 상태에서 셔틀밸브(210,211)는 상기 네가콘라인(L7,L8)의 압력(Pz)과 전자비례감압밸브(209)를 거쳐나온 지연제어압력(Pf)을 비교하여 압력이 큰 쪽의 압유를 상기 네가콘 피스톤(130,131)으로 유입시키게 된다.

그런데 조이스틱(117)을 급격히 조작하면 메인콘트롤밸브(204)의 스푸울(109)이 절환되어 센터바이패스 통로(L11)가 차단되게 되고, 이에 따라 네가콘 압력(Pz)이 급격히 떨어지는 반면에, 전자비례감압밸브(209)의 지연제어압력(Pf)는 서서히 강하하게 되므로 셔틀밸브(210,211)에서 네가콘압력(Pz)보다 높은 수준의 지연제어압력(Pf)가 선택되어, 이 압력(Pf)이 네가콘 피스톤(130,131)에 작용함에 따라 펌프의 유량증가는 지연제어압력(Pf)의 강하와 더불어 서서히 증가되어 부움실린더(115)의 속도가 부드럽게 증가하여 차체에 헌팅을 발생시키지 않게 되는 바, 이러한 일련의 작동을 그래프로 도시하면 제10도와 같이 표현된다.

그런데 상기한 유압시스템에서는 다수개의 제어스푸울(105,106,107,108,109,110) 중에 어느 하나의 제어스푸울만이라도 중립위치에서 절환위치로 조작이 되면, 상기 로직라인(L15,L16)이 차단되어 보조유압펌프(139)에서 토출되는 압유로 인해 압력스위치(214,215)에 압력이 가해져 전류신호가 전자제어기(216)에 인가되게 됨으로써 지연제어가 행해지게 되는 데, 굴삭기에서 스윙동작은 작동특성상 지연제어가 불필요함에도 불구하고 지연제어가 행해지기 때문에 쓸데없이 동작속도가 느려지게 된다고 하는 결점이 있었다.

또한 스윙동작중에 부움동작이나 혹은 아암동작이 동시에 이루어지는 복합동작시에도 마찬가지로 전자제어기(216)에 의해 지연제어가 행해지게 되는 바, 이 경우에 전자제어기(216)에서 최대 전류가 전자비례감압밸브(209)에 인가되어 주유압펌프의 토출유량이 최소로 된 다음에 서서히 증가됨에 따라 제11도에 도시된 것과 같이 선회속도가 갑작스럽게 저하되어 동작속도를 느려지게 할 뿐 아니라 작업자에게 불안정감을 준다고 하는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 제반 결점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 중량이 큰 작동기나 부하가 많이 걸려 있는 작동기를 급작스럽게 작동시켜도 그 관성에 의한 충격이 발생되지 않게 될 뿐만 아니라 차체의 헌팅현상을 방지하여 운전자가 안락한 상태에서 작업할 수 있도록 함과 더불어, 작업특성상 지연제어가 불필요한 스윙동작시에 또는 스윙동작중에 부움이나 아암이 복합동작될 경우에 지연제어가 행해지지 않도록 함으로써 불필요한 지연제어를 방지하고 작업속도도 증가시킬 수 있도록 된 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주유압펌프의 압유공급라인이 메인콘트롤밸브를 통해서 네가콘 라인과 연결되어 이 네가콘 라인의 지령압력이 높으면 유량을 감소시키는 반면에 지령압력이 낮으면 유량을 증가시키는 네가콘 유량제어수단이 구비되고, 상기 주유압펌프와 함께 구동되는 보조유압펌프에서 토출되는 압유를 이송시키는 보조펌프라인에 조이스틱으로 압유를 공급해 주기 위한 라인과 메인콘트롤밸브내부에 구비되어 있는 로직라인으로 압유를 공급하는 라인이 서로 병렬연결되며, 상기 보조펌프라인에 연결라인을 매개하여 전자비례감압밸브가 연결되고, 이 전자비례감압밸브의 출구가 상기 네가콘라인은 셔틀밸브의 입구와 연결되면서 이 셔틀밸브의 출구는 상기 네가콘 유량제어수단과 연결되는 한편, 상기 로직라인에는 로직오리피스와 압력스위치가 각각 설치됨과 더불어 이 압력스위치에서 출력되는 전기신호는 전자제어기로 입력되어 제어되게 연결되고, 이 전자제어기의 출력단은 상기 전자비례감압밸브의 솔레노이드와 전기적으로 연결되어, 이 전자제어기가 상기 압력스위치를 매개로 메인콘트롤밸브의 스푸울절환 순간을 감지해서 전자비례감압밸브에 일정시간동안 서서히 감소하는 제어전류를 인가시켜 주유압펌프의 토출유량을 제어하도록 되어 있는 한편, 상기 부움조이스틱과 그 제어스푸울사이의 부움상승쪽 파일롯트라인에 압력스위치가 설치됨과 더불어 상기 아암조이스틱과 스윙조이스틱의 각 파일롯트라인이 셔틀밸브를 매개로 서로 연결되면서 각 셔틀밸브에 압력스위치가 연결되는 한편, 상기 각 압력스위치는 전자제어기와 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다.

이에 따라 작업자가 스윙조이스틱을 조작하지 않고 부움조이스틱이나 아암조이스틱 등을 급격히 조작할 경우에는 상기 전자제어기가 압력스위치로부터 입력된 전류신호에 따라 상기 전자비례감압밸브에 최대 제어전류를 인가시킨 다음에 일정시간동안에 서서히 감소시키는 지연제어를 실시함으로써, 네가콘압력이 급격히 저하되어도 전자비례감압밸브의 지연제어압력이 서서히 강하되면서 이 지연제어압력이 셔틀밸브에 의해 선택되어 네가콘 피스톤에 작용하게 되고, 이에 따라 주유압펌프의 토출유량이 지연제어압력의 강하와 더불어 일정시간에 걸쳐 서서히 증가하게 되므로, 차체의 헌팅현상이나 충격을 방지하게 된다.

한편 스윙조이스틱만을 단독조작하거나 스윙조이스틱의 조작중에 부움이나 혹은 아암 등의 다른 조이스틱을 복합조작하게 되면 스윙파일롯트라인에 설치된 압력스위치가 ON되어 전자제어기에 입력되고, 전자제어기에서는 전자비례감압밸브에 제어전류를 출력시키지 않게 됨으로써, 스윙단독동작이던 다른 작동기와 복합동작이던 관계없이 스윙동작중에는 지연제어를 실시하지 않게 되므로 스윙속도가 일시적으로 급격히 저하되는 것을 방지하여 작업자가 안정된 상태로 작업을 할 수 있게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 굴삭기의 유량제어장치의 유압회로도인 바, 명세서를 간략하게 서술하기 위해 종래의 유압제어장치의 유압회로도인 제2도 및 제8도와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 표기하고 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 유압제어장치의 유압회로도가 상기 제2도 및 제8도를 참조하여 서술한 종래의 유압회로도와 상이한 점은, 상기 부움조이스틱(117)과 그 제어밸브(109)사이의 파일롯트라인(L9,L10)중에 부움상승쪽 파일롯트라인(L10)에 압력스위치(1)가 연결되어 있고, 아암조이스틱(2)과 그 제어스푸울(110)사이의 파일롯트라인(L20,L21)은 셔틀밸브(3)를 매개로 서로 연결되면서 이 셔틀밸브(3)에 압력스위치(4)가 연결되어 있는 한편, 스윙조이스틱(5)과 그 제어스푸울(108)사이의 파일롯트라인(L22,L23)도 셔틀밸브(6)를 매개로 서로 연결되면서 이 셔틀밸브(6)에 압력스위치(7)가 연결되어 있다.

그리고 상기 각 압력스위치(1,4,7)는 전자제어기(216)에 전류를 인가시킬 수 있도록 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다.

상기 전자제어기(216)는 네가콘라인(L15,L16)에 설치된 2개의 압력스위치(214,215)와 상기 파일롯트라인에 설치된 3개의 압력스위치(1,4,7)로부터 전류신호를 선택적으로 입력받게 되는 데, 5개의 압력스위치로부터 입력받은 전류신호에 따라 상기 전자비례감압밸브(209)에 비례전류를 선택적으로 출력하여 제어하는 방법은 다음과 같다.

먼저 스윙파일롯트라인(L22,L23)에 설치된 압력스위치(7)를 제외하고 4개의 압력스위치(214,215,1,4) 중에 어느 하나의 압력스위치라도 ON되면, 즉 작업자가 스윙조이스틱(5)을 조작하지 않고 부움조이스틱(117)이나 아암조이스틱(2) 등을 급격히 조작할 경우에는 상기 전자제어기(216)가 압력스위치(214,215,1,4)로부터 입력된 전류신호에 따라 상기 전자비례감압밸브(209)에 최대 제어전류를 인가시킨 다음에 일정시간동안에 서서히 감소시키는 지연제어를 실시함으로써, 네가콘압력(Pz)이 급격히 저하되어도 전자비례감압밸브(209)의 지연제어압력(Pf)이 서서히 강하되면서 이 지연제어압력(Pf)이 셔틀밸브(210,211)에 의해 선택되어 네가콘 피스톤(130,131)에 작용하게 되고, 이에 따라 주유압펌프(101,102)의 토출유량이 지연제어압력(Pf)의 강하와 더불어 일정시간에 걸쳐 서서히 증가하게 되므로, 차체의 헌팅현상이나 충격을 방지하게 된다.

한편 스윙조이스틱(5)만을 단독조작하거나 스윙조이스틱(5)의 조작중에 부움이나 혹은 아암 등의 다른 조이스틱을 복합조작하게 되면, 스윙파일롯트라인(L22,L23)에 설치된 압력스위치(7)만이 ON되어 전자제어기(216)에 입력되거나 또는 다른 압력스위치의 전류신호와 동시에 전자제어기(216)에 입력되는 데, 이 경우에 전자제어기(216)에서는 스윙측 압력스위치(7)로부터 일단 전류신호가 입력되면 다른 압력스위치로부터 전류신호가 입력되던지 혹은 안되던지 간에 관계없이 전자비례감압밸브(209)에 제어전류를 출력시키지 않게 된다.

이에 따라 스윙단독동작인 경우에 주유압펌프(101,102)에서 토출되는 유량이 급격히 증가되어도 스윙동작 특성상 충격이 일어나지 않게 되므로, 스윙동작시에도 지연제어를 실시하던 종래에 비해 스윙속도를 빨라지게 할 수 있고, 또 스윙동작중에 다른 작동기가 복합작동될 경우에도 전자제어기(216)에서 제어전류를 출력하지 않기 때문에 지연제어를 실시하지 않게 되므로 스윙속도가 일시적으로 급격히 저하되는 것을 방지하여 작업자가 안정된 상태로 작업을 할 수 있게 된다.

한편 상기 압력스위치(1,4,7,214,215)가 ON되는 그 정격압력은 사용자가 적절히 선택해서 조절할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 굴삭기의 작업성 향상 유량제어장치에 의하면, 중량이 큰 작동기나 부하가 많이 걸려 있는 작동기를 급작스럽게 작동시켜도 그 관성에 의한 충격이 발생되지 않게 될 뿐만 아니라 차체의 헌팅현상을 방지하여 운전자가 안락한 상태에서 작업할 수 있도록 함과 더불어, 작업특성상 지연제어가 불필요한 스윙동작시에 또는 스윙동작중에 부움이나 아암이 복합동작될 경우에 지연제어가 행해지지 않도록 함으로써 불필요한 지연제어를 방지하고 작업속도도 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 주유압펌프(101,102)의 압유공급라인(L1,L2)이 메인콘트롤밸브(204)를 통해서 네가콘 라인(L7,L8)과 연결되어 이 네가콘 라인의 지령압력이 높으면 유량을 감소시키는 반면에 지령압력이 낮으면 유량을 증가시키는 네가콘 유량제어수단이 구비되고, 상기 주유압펌프(101,102)와 함께 구동되는 보조유압펌프(139)에서 토출되는 압유를 이송시키는 보조펌프라인(L13)에 조이스틱(117,2,5)으로 압유를 공급해 주기 위한 라인(L14)과 메인콘트롤밸브(204)내부에 구비되어 있는 로직라인(L15,L16)으로 압유를 공급하는 라인(L17)이 서로 병렬연결되며, 상기 보조펌프라인(L13)에 연결라인(L18)을 매개하여 전자비례감압밸브(209)가 연결되고, 이 전자비례감압밸브(209)의 출구가 상기 네가콘라인(L7,L8)은 셔틀밸브(210,211)의 입구와 연결되면서 이 셔틀밸브(210,211)의 출구는 상기 네가콘 유량제어수단과 연결되는 한편, 상기 로직라인(L15,L16)에는 로직오리피스(212,213)와 압력스위치(214,215)가 각각 설치됨과 더불어 이 압력스위치(214,215)에서 출력되는 전기신호는 전자제어기(216)로 입력되어 제어되게 연결되고, 이 전자제어기(216)의 출력단은 상기 전자비례감압밸브(209)의 솔레노이드(217)와 전기적으로 연결되어, 이 전자제어기(216)가 상기 압력스위치(214,215)를 매개로 메인콘트롤밸브(204)의 스푸울절환순간을 감지해서 전자비례감압밸브(209)에 일정시간동안 서서히 감소하는 제어전류를 인가시켜 주유압펌프(101,102)의 토출유량을 제어하도록 되어 있는 된 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치에 있어서, 상기 부움조이스틱(117)과 그 제어스푸울(109)사이의 부움상승쪽 파일롯트라인(L10)에 압력스위치(1)가 설치됨과 더불어 상기 아암조이스틱(2)과 스윙조이스틱(5)의 각 파일롯트라인(L20,L21;L22,L23)이 셔틀밸브(3,6)를 매개로 서로 연결되면서 각 셔틀밸브(3,6)에 압력스위치(4,7)가 연결되는 한편, 상기 각 압력스위치(1,4,7)는 전자제어기(216)와 전기적으로 연결되어, 상기 스윙측 압력스위치(7)로부터 전류신호가 전자제어기(216)에 인가되면, 이 전자제어기(216)가 전자비례감압밸브(209)에 제어전류를 인가시키지 않으므로써 지연제어를 실시하지 않도록 된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 조작성 향상 유량제어장치.