KR100203503B1 - 소형 굴삭기의 메인 콘트롤밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 메인 콘트롤밸브에 관한 것으로, 제1 유압펌프(2)에서 토출된 압유가 이송되는 제1 메인바이패스라인(3)과 제2 유압펌프(4)에서 토출된 압유가 이송되는 제2 메인바이패스라인(5) 사이에 연통밸브(6)가 설치되어 있고, 부움의 작동을 제어하는 제1 부움 스풀(7)과 제2 부움 스풀(8)에는 부움의 상승과 하강시에 발생할 수 있는 쇼크를 방지하기 위한 블리드 오프 회로(9a, 9b)가 설치되어 있고, 아암의 작동을 제어하는 아암 스풀(10)과 제2 부움 스풀(8)은 제2 메인바이패스라인에서 직렬로 연결되어 있어서, 제2 부움 스풀(8)에 대해 아암 스풀(10)로 우선하여 압유가 공급될 수 있는 구조로 된 메인 콘트롤밸브를 사용하였고, 작동장치의 작동에 의해 양쪽 주행 모우터에 생길 수 있는 압력 불균형이 해소되도록 연통밸브(6)를 사용하여 직진주행이 이루어질 수 있게 하고, 부움 스풀에 블리드 오프 회로가 설치되어 있어서 작동기로 가는 압유가 분기되어 빠져나갈 수 있으므로, 부움의 상승이나 하강 초기에 발생하는 쇼크를 완화시켜 줄 수 있게 하며, 부움과 아암의 복합작업시에 부움과 아암은 각각 서로 독립된 제1 유압펌프와 제2 유압펌프에서 토출된 압유로 동작하게 하여 상호 유량간섭이 없이 부드러운 조작이 가능하도록 한 것이다.

Description

소형 굴삭기의 메인 콘트롤밸브 (A main control valve in an excavator)

본 발명은 굴삭기의 메인 콘트롤밸브에 관한 것으로, 특히 프런트와 주행의 복합작업시 좌우의 두 주행모우터에 걸리는 유압이 동일하게 되도록하여 사행주행을 방지하고, 부움과 아암의 복합작업시 상호 유량간섭없이 부드러운 조작이 가능하게 하며, 부움의 상승이나 하강 초기에 발생하는 쇼크를 완화시킬 수 있도록 된 굴삭기의 주 제어 밸브(main control valve)의 회로구성에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기와 같이 유압으로 작동되는 중장비는 유압 펌프에서 토출되는 압유를 이용하여 굴삭기에 구비되어 있는 여러 가지 작동기를 동작시키도록 되어 있기 때문에, 만약 다른 작동기를 사용하고 있는 상태에서, 작동하는 데 많은 압유가 필요한 주행 모우터를 구동시키면, 압유가 많이 필요한 주행 모우터에 압유가 충분히 공급되지 않게 되거나 양쪽에 균일하게 공급되지 않게 되어 주행 모우터의 구동이 원활하게 되지 않고 사행되거나 미세한 주행동작의 제어가 어렵게 된다.

이같은 현상을 첨부한 도2의 종래의 굴삭기에 사용되고 있는 메인 콘트롤밸브의 회로도를 참조하여 자세히 설명한다.

일반적으로 굴삭기에서는 유압펌프인 제1펌프(101)와 제2펌프(102)에서 토출되는 압유가 각각 좌우측 콘트롤 밸브블록(103, 104)을 통해서 이들 밸브블록(103,104)에 연결된 각각의 작동기 스풀(105a,b,c,d,e,f,g,h,i) 및 이에 연결된 주행 구동모우터나 부움, 아암 등 각각의 작동기로 공급되어 이들을 작동시키게 되어 있다.

예컨대 굴삭기의 주행구동시에는 제1펌프(101)에서 토출된 압유는 우측 콘트롤 밸브블록(103)의 중앙을 관통하는 제1 메인바이패스라인(106)과 우측 주행스풀(105c)을 거쳐서 우측주행모우터로 유입되어 이를 구동시키게 되어 있으며, 제2펌프(102)에서 토출된 압유는 좌측 콘트롤 밸브블록(104)의 중앙을 관통하는 제2 메인바이패스라인(107)과 좌측 주행스풀(105h)을 거쳐서 좌측주행모우터로 유입되어 이를 구동시키게 된다.

그런데 좌우측의 주행스풀(105c, 105h)을 작동시켜 좌우측의 주행모우터를 구동시켜 주행을 하는 도중에 작업장치 스풀, 예컨대 부움스풀(105b)이나 아암스풀(105g)을 작동시키면, 주행스풀(105c, 105h)과 이들 작업장치 스풀(105b, 105g)들은 패럴렐 회로로 구성되어 있기 때문에 양쪽의 주행모우터로 들어가는 회로의 유량이 변동하게 된다. 따라서 주행중에 작업장치를 작동시키기 위해 작업장치 스풀을 움직이면 주행이 사행하게 되거나 미세한 주행조작이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

그리고 부움 상승 및 아암의 크라우드와 덤프 동작은 모두 제1펌프(101)와 제2펌프(102)에서 토출된 압유의 합류회로로 구성되어(도시되지는 않음) 2배속으로 되어 있으나, 실제 작업조건인 부움과 아암의 복합작업중에는 모두 1배속으로 작동하게 된다. 또 부움스풀2(105i)과 아암스풀(105g)은 패럴렐로 구성되어 있어서 두 스풀의 작동상태 즉, 액츄에이터(actuator)에 걸리는 부하에 따라 상호 유량간섭을 일으키게 되어 정확한 작동이 곤란한 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

또한 부움의 상승이나 하강의 초기 기동시에 작업장치의 관성으로 인하여 쇼크가 발생하는데, 이에 대한 보상회로가 마련되어 있지 않아 장비에 무리가 가해지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 굴삭기의 주행스풀과 작업장치 스풀을 동시에 작동시킬 경우에도 사행주행을 방지하고, 부움과 아암의 복합작업의 경우 상호 유량간섭이 없이 부드러운 조작이 가능하게 하며, 부움의 상승 또는 하강 초기에 쇼크 발생을 완화시켜 주도록 한 굴삭기의 메인 콘트롤밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 유압펌프에서 토출되는 압유가 이송되는 제1 메인바이패스라인과 제2 유압펌프에서 토출되는 압유가 이송되는 제2 메인바이패스라인이 서로 연결될 수 있는 연통밸브가 설치되어 있고, 부움 스풀에 부움의 상승과 하강시의 쇼크를 줄일 수 있는 블리드 오프(bleed off) 회로가 구성되어 있으며, 아암 스풀과 제2 부움 스풀은 직렬(tandum)로 연결되어 있어 아암이 우선작동될 수 있는 구조로 되어 있다.

상기 연통밸브는 파이로트압에 의해 작동되어 양쪽의 메인바이패스라인을 연결시킬 수 있게 되어 있는데, 메인 콘트롤밸브 내에 가공되어 있는 파이로트 유로는 작동장치 스풀을 작동시키면 끊어지게 되어 있고, 이에 따라 PP 포트의 압력이 파이로트 최초의 설정압까지 상승되어 직진주행을 위한 연통밸브를 절환시킬 수 있도록 되어 있다.

이것은 주행중에 작업장치 스풀을 작동시키면 제1 유압펌프와 베2 유압펌프에서 토출된 압유가 연통밸브에서 연통되게 하여 양쪽의 주행 모우터로 연결되는 회로압이 동일하게 되도록 만들어 작업장치의 작동에 관계없이 직진주행이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

또 상기 블리드 오프 회로는 부움 스풀에 설치되어 있는데, 부움을 단독으로 상승시키면 양쪽 2 개의 부움 스풀이 동시에 작동되어 제1 유압펌프와 제2 유압펌프의 압유를 사용하게 되므로, 부움의 작동속도가 2속화되어 부움 상승속도가 과대하게 되는바, 부움 스풀에 가공되어 있는 이 블리드 오프 회로를 통하여 일부 압유가 센터바이패스라인으로 빠져 나가게 되어 있어 쇼크 발생을 방지하고 요구하는 작동속도를 얻을 수 있게 되어 있다.

그리고 제2 부움 스풀과 아암 스풀은 서로 직렬로 유압라인이 연결되어 있어서 제2 부움 스풀과 아암 스풀을 동시에 조작하면 아암에 작동우선이 주어지고, 제2 부움에는 아암에서 쓰고 남은 센터바이패스되는 유량만이 들어 가게 된다.

즉, 아암을 작동시키기 위해 아암 스풀을 작동시키면 아암 스풀이 제2 부움 스풀로 연결되는 센터바이패스라인을 끊을 수 있게 되어 있어서 제2 부움 스풀로 들어가는 압유공급이 차단되어, 아암 스풀을 작동시킬 때에는 제2 부움에 우선하여 아암에 압유가 공급되도록 되어 있는 것이다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어져 있는 본 발명의 메인 콘트롤밸브에서, 양쪽의 주행스풀을 작동시키고 있는 상태에서 작업장치 스풀중의 어느 하나를 작동시키면, 이 작동장치 스풀에 의해 파이로트 유압라인이 차단되어 파이로트압이 증가하게 되고, 이 파이로트압이 연통밸브를 절환시켜 제1 메인바이패스라인과 제2 메인바이패스라인이 연통되어 작동장치의 작동에 의해 양쪽 주행 모우터에 생길 수 있는 압력 불균형이 해소되어 직진주행이 이루어질 수 있게 되며, 부움 스풀에 블리드 오프 회로가 설치되어 있어서 작동기로 가는 압유가 분기되어 빠져나갈 수 있으므로, 부움의 상승이나 하강 초기에 발생하는 쇼크를 완화시켜 줄 수 있게 되며, 또 제2 부움 스풀과 아암 스풀간의 유압 라인이 직렬로 연결되어 있어서 아암 스풀과 제2 부움 스풀을 동시에 작동시키면, 제2 부움으로 가는 메인바이패스라인이 막히게 되어 압유의 공급이 차단되어 아암에 압유가 우선공급되게 되는데, 결국 부움과 아암의 복합작업시에 부움과 아암은 각각 서로 독립된 제1 유압펌프와 제2 유압펌프에서 토출된 압유로 동작하게 되어 상호 유량간섭이 없이 부드러운 조작이 가능해지게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 메인 콘트롤밸브에 대한 개략적인 회로도,

도 2는 종래의 굴삭기의 메인 콘트롤밸브에 대한 개략적인 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 - 메인 콘트롤 밸브 2 - 제1 유압 펌프

3 - 제2 유압 펌프 4 - 제1 메인바이패스라인

5 - 제2 메인바이패스라인 6 - 연통밸브

7 - 제1 부움 스풀 8 - 제2 부움 스풀

9a,9b - 블리드 오프 회로 10 - 아암 스풀

11a,11b - 주행 스풀 12 - 파이로트 유로

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 메인콘트롤밸브의 실시예를 개략적으로 도시한 회로도로서,

본 발명의 메인콘트롤밸브(1)는 제1 유압펌프(2)에서 토출된 압유가 이송되는 제1 메인바이패스라인(4)과 제2 유압펌프(3)에서 토출된 압유가 이송되는 제2 메인바이패스라인(5)이 연통될 수 있는 연통밸브(6)가 설치되어 있고, 부움의 작동을 제어하는 제1 부움 스풀(7)과 제2 부움 스풀(8)에는 부움의 상승과 하강시에 발생할 수 있는 쇼크를 방지하기 위한 블리드 오프 회로(9a, 9b)가 설치되어 있고, 아암의 작동을 제어하는 아암 스풀(10)과 제2 부움 스풀(8)은 제2 메인바이패스라인에서 직렬로 연결되어 있어서, 제2 부움 스풀(8)에 대해 아암 스풀(10)로 우선하여 압유가 공급될 수 있는 구조로 되어 있다.

상기 주행 스풀(11a, 11b)은 굴삭기의 주행을 위해 양쪽의 주행 모우터로 가는 압유의 공급을 제어하는데, 각각 제1 유압 모우터(2)와 제1 메인바이패스라인(4)을 통과한 압유와 제2 유압 모우터(3)와 제2 메인바이패스라인(5)을 통과한 압유를 양쪽의 주행 모우터로 흐르도록 하여 굴삭기가 주행하게 한다. 이렇게 주행할 때 부움이나 아암 등의 작동 장치를 작동시키면 양쪽의 주행 모우터에 걸리는 압유의 압력이 달라져서 직진주행이 이루어지지 않게 되는데, 상기 연통밸브(6)는 양쪽의 메인바이패스라인(4, 5)을 연결시켜 양쪽 주행 모우터에 걸리는 압력이 일치하도록 하여 직진주행이 이루어지게 하는 것이다.

이와 같이 양쪽의 메인바이패스라인(4, 5)을 연결시킬 수 있게 되어 있는 연통밸브(6)는 파이로트압에 의해 작동되는데, 메인콘트롤밸브(1) 내에 가공되어 있는 파이로트 유로(12)는 각 작동장치 스풀을 작동시키면 끊어지게 되어 있고, 이에 따라 PP 포트의 압력이 파이로트 최초의 설정압까지 상승되어 이 압력으로 직진주행을 위한 연통밸브(6)를 절환시킬 수 있도록 되어 있다.

또 상기 블리드 오프 회로(9a, 9b)는 부움 스풀(7, 8)에 설치되어 있는데, 부움을 작동시킬 때 상승 또는 초기에 발생하는 쇼크를 방지하기 위하여 부움 스풀(7, 8)에 가공되어 있는 이 블리드 오프 회로(9a, 9b)를 통하여 일부 압유가 센터바이패스라인으로 빠져 나가도록 되어 있다.

그리고 상기에서 제2 부움 스풀(8)과 아암 스풀(10)이 서로 직렬로 유압라인이 연결되어 있다고 함은, 아암을 작동시키기 위해 아암 스풀(10)을 작동시키면 아암 스풀(10)이 제2 부움 스풀(8)로 연결되는 메인센터바이패스라인(5)을 끊을 수 있게 되어 있어서 제2 부움 스풀(8)로 들어가는 압유공급이 차단되어, 아암 스풀(10)을 작동시킬 때에는 제2 부움에 우선하여 아암에 압유가 공급될 수 있도록 되어 있는 것이다.

즉, 제2 부움 스풀(8)과 아암 스풀(10)을 동시에 조작하면 아암에 작동우선이 주어지고, 제2 부움에는 아암에서 쓰고 남은 센터바이패스되는 유량만이 들어 가게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어져 있는 본 발명의 메인 콘트롤밸브를 사용함으로써, 양쪽의 주행 스풀(11a, 11b)을 작동시키고 있는 상태에서 작업장치 스풀중의 어느 하나를 작동시키면, 이 작동장치 스풀에 의해 파이로트 유압라인(12)이 차단되어 파이로트압이 증가하게 되고, 이 파이로트압이 연통밸브(6)를 절환시켜 제1 메인바이패스라인(4)과 제2 메인바이패스라인(5)이 연통되어 작동장치의 작동에 의해 양쪽 주행 모우터에 생길 수 있는 압력 불균형이 해소되어 직진주행이 이루어질 수 있게 되며, 부움 스풀(7, 8)에 블리드 오프 회로(9a, 9b)가 설치되어 있어서 작동기로 가는 압유가 분기되어 빠져나갈 수 있으므로, 부움의 상승이나 하강 초기에 발생하는 쇼크를 완화시켜 줄 수 있게 되며, 또 제2 부움 스풀(8)과 아암 스풀(10) 간의 유압 라인이 직렬로 연결되어 있어서 아암 스풀(10)과 제2 부움 스풀(8)을 동시에 작동시키면, 제2 부움으로 가는 메인바이패스라인(5)이 막히게 되어 압유의 공급이 차단되어 아암에 압유가 우선공급되게 되는데, 결국 부움과 아암의 복합작업시에 부움과 아암은 각각 서로 독립된 제1 유압펌프와 제2 유압펌프에서 토출된 압유로 동작하게 되어 상호 유량간섭이 없이 부드러운 조작이 가능해지게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 제1 유압펌프(2)에서 토출된 압유가 이송되는 제1 메인바이패스라인(4)과 제2 유압펌프(3)에서 토출된 압유가 이송되는 제2 메인바이패스라인(5)이 연통될 수 있는 연통밸브(6)가 설치되어 있고, 제1 부움 스풀(7)과 제2 부움 스풀(8)에 블리드 오프 회로(9a, 9b)가 설치된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 메인 콘트롤 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 콘트롤 밸브의 아암 스풀(10)과 제2 부움 스풀(9)은 메인바이패스라인에서 직렬로 연결되어, 제2 부움 스풀(9b)에 대해 아암 스풀(10)로 우선하여 압유가 공급될 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 메인 콘트롤 밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연통밸브(6)와 작동장치 스풀은 파이로트 유압라인(12)이 연결되어 있어 작동장치를 조작하면 파이로트 유로(12)이 차단되어 압력증가로 연통밸브(6)가 절환될 수 있게 된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 메인 콘트롤 밸브.