KR100289769B1

KR100289769B1 - 건설기계의 유압제어장치

Info

Publication number: KR100289769B1
Application number: KR1019980006344A
Authority: KR
Inventors: 쓰카사 도요오카; 도이치 히라타; 겐로쿠 스기야마; 고지 이시카와; 쓰요시 나카무라
Original assignee: 세구치 류이치; 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2001-05-15
Also published as: EP0864699A1; CN1101508C; CN1193079A; DE69826750D1; JPH10252661A; EP0864699B1; JP4067596B2; US5907951A; KR19980079776A; DE69826750T2

Abstract

본 발명의 목적은, 파일럿조작밸브의 조작에 대한 방향전환밸브의 전환응답성, 가변용량유압펌프의 펌프유량의 증감의 추종성을 각각 향상시킬 수 있는 건설기계의 유압제어장치를 제공하는 것에 있다.

파일럿조작밸브(5)에 의해 전환되는 방향전환밸브(3)와, 유압실린더(4)와, 파일럿펌프(7)와, 파일럿조작밸브(5)의 파일럿압력의 최대치를 선택하는 선택밸브(6)와, 가변용량유압펌프(1)의 유량을 제어하는 유량제어장치(2)와를 구비하는 동시에, 선택밸브(6)에 접속된 제1 신호관로(21a)에 유도되는 파일럿압력 Pa에 따라서, 파일럿펌프(7)의 토출압력을 유량제어장치(2)의 구동을 제어하는 펌프제어신호 Pc로 변환하는 감압밸브(30)와, 파일럿펌프(7)와 감압밸브(30)를 접속하는 분기관로(22)와, 감압밸브(30)에서 변환된 펌프제어신호 Pc를 유량제어장치(2)에 유도하는 제2 신호관로(21b)를 설치하였다.

Description

건설기계의 유압제어장치

본 발명은, 유압쇼벨 등의 건설기계의 유압제어장치에 관한 것으로, 특히 포지티브 콘트롤방식으로 가변용량유압펌프의 토출유량을 제어하는 유압제어장치에 관한 것이다.

종래, 건설기계에 구비되는 액튜에이터의 유압제어장치로서, 파일럿조작밸브로부터 출력되는 파일럿압력에 따라 펌프의 토출유량을 제어하는 포지티브 콘트롤방식이 공지되어 있다.

도 7은, 이 종류의 포지티브 콘트롤방식의 종래의 건설기계의 유압제어장치를 나타낸 유압회로도, 도 8은 도 7에 나타낸 유압제어장치에 구비되는 파일럿조작밸브의 출력특성을 나타낸 도면, 도 9는 도 7에 나타낸 유압제어장치에 구비되는 가변용량유압펌프의 토출유량특성을 나타낸 도면이다.

도 7에 나타낸 종래기술에 의한 유압제어장치는 메인펌프를 형성하는 가변용량유압펌프(1)와, 이 가변용량유압펌프(1)로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 액튜에이터, 예를 들면 유압실린더(4)와, 가변용량유압펌프(1)로부터 유압실린더(4)에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향전환밸브(3)가 구비되어 있다. 방향전환밸브(3)가 위치(3a)로 전환되면, 가변용량유압펌프(1)와 유압실린더(4)의 보텀측이 연통하고, 유압실린더(4)의 로드측과 탱크(9)가 연통한다. 또, 방향전환밸브(3)가 위치(3b)로 전환되면, 가변용량유압펌프(1)와 유압실린더(4)의 로드측이 연통하고, 유압실린더(4)의 보텀측과 탱크(9)가 연통한다. 가변용량유압펌프(1)의 토출유량은, 유량제어장치(2)에 의해 제어된다. 유압실린더(4)는 도시하지 않은 건설기계의 작업장치를 구동한다. 예를 들면 건설기계가 유압쇼벨이면, 유압실린더(4)는, 암실린더, 붐실린더 등이다.

또, 도 7에 나타낸 종래기술에 의한 유압제어장치는, 방향전환밸브(3)를 전환하는 파일럿압력 Pa을 출력하는 파일럿조작밸브(5)와, 이 파일럿조작밸브(5)에 압유를 공급하는 파일럿펌프(7)와, 이 파일럿펌프(7)의 토출압력을 규정하는 파일럿릴리프밸브(8)와를 구비하고 있다. 파일럿조작밸브(5)는, 감압밸브부(10,11)와, 이들 감압밸브부(10,11)를 작동시키는 조작레버(5a)로 구성되어 있다. 감압밸브부(10)는, 파일럿관로(13)를 통하여 방향전환밸브(3)의 한쪽의 구동제어부에 접속되고, 감압밸브부(11)는, 파일럿관로(14)를 통하여 방향전환밸브(3)의 다른 쪽의 구동제어부에 접속되어 있다. 또, 파일럿관로(13)의 파일럿압력 Pa과 파일럿관로(14)의 파일럿압력 Pa중 큰 쪽의 값의 파일럿압력을 선택하여, 그 큰 쪽의 값의 파일럿압력을 펌프제어신호 Pc로서, 신호관로(12)를 통하여 유량제어장치(2)로 출력하는 선택밸브(6)를 구비하고 있다.

파일럿조작밸브(5)의 출력특성, 즉 조작레버(5a)의 조작량 S과, 감압밸브부(10,11)로부터 출력되는 파일럿압력 Pa과의 관계는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 레버조작량 S에 대략 비례하는 파일럿압력 Pa이 각각 출력되도록 되어 있다. 또, 가변용량유압펌프(1)의 토출유량특성, 즉 유량제어장치(2)에 부여되는 펌프제어신호 Pc와, 가변용량유압펌프(1)로부터 토출되는 펌프유량 Q과의 관계는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 펌프제어신호 Pc(해당하는 파일럿압력 Pa과 같음)에 대략 비례하는 펌프유량 Q으로 압유가 토출되도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래기술에 의한 유압제어장치에서는, 유압실린더(4)를 예를 들면 신장동작시키려고 하여 파일럿조작밸브(5)의 조작레버(5a)를 화살표(5b) 방향으로 조작량 S만큼 회동시키면, 감압밸브부(10)가 작동하고, 이 감압밸브부(10)로부터 파일럿압력 Pa이 출력된다. 이 파일럿압력 Pa은, 파일럿관로(13)를 통하여 방향전환밸브(3)의 한쪽의 구동제어부로 출력되어, 이 방향전환밸브(3)가 위치(3a)로 전환된다. 또 이 때, 선택밸브(6)에 의해 파일럿관로(13)의 파일럿압력 Pa이 선택되고, 이 파일럿압력 Pa이 펌프제어신호 Pc로서 신호관로(12)로 출력된다. 이 펌프제어신호 Pc에 의해 유량제어장치(2)가 구동하고, 가변용량유압펌프(1)로부터 토출되는 압유의 펌프유량 Q이, 파일럿조작밸브(5)의 조작레버(5a)의 조작량 S에 상응하는 양으로 제어된다. 이 가변용량유압펌프(1)로부터 토출된 펌프유량 Q의 압유는, 방향전환밸브(3)를 통하여 유압실린더(4)의 보텀측에 공급되고, 로드측의 유(油)는 방향전환밸브(3)를 통하여 탱크(9)로 귀환된다. 이로써, 유압실린더(4)가 신장동작을 행하고, 해당하는 도시하지 않은 건설기계의 작업장치가 구동한다.

그리고, 이 종류의 공지기술로는, 일본국 특허 제2534897호 공보에 개시(開示)된 것이 있다.

전술한 도 7에 나타낸 종래기술에 의한 유압제어장치에서는, 선택밸브(6)에 공급된 큰 값쪽의 파일럿압력 Pa을, 그대로 펌프제어신호 Pc로서 신호관로(12)에 유도하여, 유량제어장치(2)를 구동하도록 되어 있다. 파일럿조작밸브(5), 방향전환밸브(3), 파일럿관로(13,14), 및 선택밸브(6)가 포함되는 파일럿회로의 위치와, 가변용량유압펌프(1)의 근방에 배치되는 유량제어장치(2)의 위치와를 충분히 이격시킬 수 밖에 없는 배치에 대한 설계상의 제약으로, 전술한 신호관로(12)는, 일반적으로 고무호스로 구성되고, 길이도 수 m로 길게 되어있다. 따라서, 이 신호관로(12)의 용적과, 방향전환밸브(3)의 각 구동제어부에 이어지는 파일럿관로(13,14)의 용적과의 합계용적이 비교적 크게 되어 있다.

그러므로, 도 7에 나타낸 종래기술에 의한 유압제어장치에서는, 조작레버(5a)를 조작하여 파일럿조작밸브(5)를 작동시켰을 때에, 감압밸브부(10) 또는 감압밸브부(11)로부터 출력되는 파일럿압유의 누적량이 전술한 합계용적과 동일하게 될 때까지 약간이지만 시간이 걸려, 방향전환밸브(3)의 전환이 늦어지게 된다. 또, 관로(13) 또는 (14), 따라서 관로(12)로의 압유의 유량이 크게 되면, 선택밸브(6)에서의 압력손실이 크게 되어, 유량제어장치(2)의 작동도 늦어지게 된다. 즉, 파일럿조작밸브(5)의 조작에 대한 방향전환밸브(3)의 전환응답성이 저하되고, 동시에, 파일럿조작밸브(5)의 조작에 대한 가변용량유압펌프(1)의 펌프유량 Q의 증감의 추종성이 저하되기 쉬웠다. 이들에 의해, 종래기술에 의한 유압제어장치에서는, 방향전환밸브(3)에서 제어되는 유압실린더(4), 즉 액튜에이터의 구동제어정밀도가 저하되기 쉽고, 이에 따라 당해 건설기계로 실시되는 작업의 능률향상을 기대할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은, 전술한 종래기술에 있어서의 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 파일럿조작밸브의 조작에 대한 방향전환밸브의 전환응답성을 향상시킬 수 있는 동시에, 파일럿조작밸브의 조작에 대한 가변용량유압펌프의 펌프유량의 증감의 추종성을 향상시킬 수 있는 건설기계의 유압제어장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 건설기계의 유압제어장치의 제1의 실시형태를 나타낸 유압회로도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 제1의 실시형태에 구비되는 감압밸브의 구동특성을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 제2의 실시형태를 나타낸 유압회로도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 제2의 실시형태에 구비되는 감압밸브의 구동특성을 나타낸 도면이다.

도 5은 본 발명의 제3의 실시형태를 나타낸 유압회로도이다.

도 6은 도 5에 나타낸 제3의 실시형태에 구비되는 릴리프밸브에 관련된 구동특성을 나타낸 도면이다.

도 7은 종래의 건설기계의 유압제어장치를 나타낸 유압회로도이다.

도 8은 도 7에 나타낸 유압제어장치에 구비되는 파일럿조작밸브의 출력특성을 나타낸 도면이다.

도 9에 도 7에 나타낸 유압제어장치에 구비되는 가변용량유압펌프의 토출유량특성을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가변용량유압펌프, 2 : 유량제어장치,

3 : 방향전환밸브, 3a : 위치,

3b : 위치, 4 : 유압실린더(액튜에이터),

5 : 파일럿조작밸브, 5a : 조작레버,

6 : 선택밸브, 7 : 파일럿펌프,

8 : 파일럿릴리프밸브, 9 : 탱크,

10 : 감압밸브부, 11 : 감압밸브부,

13 : 파일럿관로, 14 : 파일럿관로,

20 : 감압밸브(압력제어밸브), 21a : 제1 신호관로,

21b : 제2 신호관로, 22 : 분기관로,

30 : 릴리프밸브(압력제어밸브), 32 : 조리개,

40 : 감압밸브(압력제어밸브)

이 목적을 달성하기 위해 본 발명은 그 일 양태에 있어서, 가변용량유압펌프와, 이 가변용량유압펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 액튜에이터와, 상기 가변용량유압펌프로부터 토출되어 상기 액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향전환밸브와, 이 방향전환밸브를 전환하는 복수의 파일럿압력을 출력가능한 파일럿조작밸브와, 이 파일럿조작밸브에 압유를 공급하는 파일럿펌프와, 상기 파일럿조작밸브로부터 출력되는 상기 복수의 파일럿압력중 최대치를 선택하는 선택밸브와, 이 선택밸브에 의해 선택된 해당하는 파일럿압력에 따라서 상기 가변용량유압펌프의 토출유량을 제어하는 유량제어장치와를 구비한 건설기계의 압유제어장치에 있어서, 상기 선택밸브에 의해 선택된 상기 해당하는 파일럿압력을 유도하는 제1 신호관로와, 이 제1 신호관로로 유도된 파일럿압력에 따라, 상기 파일럿펌프의 토출압력을, 상기 유량제어장치의 구동을 제어하는 펌프제어신호로 변환하는 압력제어밸브와, 상기 파일럿펌프와 상기 압력제어밸브와를 접속하는 분기관로와, 상기 압력제어밸브에서 변환된 펌프제어신호를 상기 유량제어장치에 유도하는 제2 신호관로와를 배설한 구성으로 되어 있다.

이와 같이 구성한 본 발명에서는, 압력제어밸브를 유량제어장치의 위치에 거의 관계없이 배치할 수 있다. 즉, 선택밸브의 근방위치에 배치할 수있다. 이에 따라, 선택밸브에 공급된 파일럿압력을, 압력제어밸브를 구동하는 압력신호로서 유도하는 제1 신호관로는, 충분히 길이가 짧은 것으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 수 십㎝정도의 길이의 신호관로로 할 수 있다.

따라서, 그 제1 신호관로의 용적과, 방향전환밸브의 각 구동제어부에 이어지는 파일럿관로의 용적과의 합계용적을 비교적 작게 설정할 수 있다. 이로써, 파일럿조작밸브를 조작했을 때에, 그 파일럿압력이 순간에 방향전환밸브의 대응하는 구동제어부에 부여되어, 방향전환밸브가 전환된다. 즉, 파일럿조작밸브의 조작량에 대응한 스트로크만큼 방향전환밸브가 전환되는 동시에, 파일럿조작밸브의 조작에 대한 방향전환밸브의 양호한 전환응답성이 얻어진다.

또, 파일럿조작밸브를 조작했을 때에, 그 파일럿압력이 제1 신호관로를 통하여 유도되어, 압력제어밸브를 작동시킨다. 파일럿펌프로부터 출력되어, 분기관로를 거쳐 유도되는 압유가 압력제어밸브에 있어서 펌프제어신호로 변환되고, 이 펌프제어신호가 제2 신호관로에 의해 유량제어장치로 출력된다. 이로써 유량제어장치가 구동하여, 가변용량유압펌프의 펌프유량이 파일럿조작밸브의 조작량에 대응하여 제어된다. 가변용량유압펌프로부터 토출되는 압유는, 방향전환밸브를 거쳐 액튜에이터로 공급되고, 이에 따라 액튜에이터는, 파일럿조작밸브의 조작량에 대응하여 구동한다. 따라서, 파일럿펌프로부터 출력되는 압유의 유량 및 압력을 변환하여 얻어지는 펌프제어신호는, 파일럿조작밸브와 방향전환밸브의 각 구동제어부와를 연락하는 파일럿관로의 용적에 어떤 관여도 하지 않고, 충분한 유량을 확보할 수 있다. 이에 따라, 압력제어밸브가 구동했을 때, 순간에 유량제어장치가 구동하고, 파일럿조작밸브의 조작에 대한 가변용량유압펌프의 펌프유량의 증감의 양호한 추종성이 얻어진다.

바람직하게는, 압력제어밸브가 감압밸브로 이루어지는 구성으로 하는 것이 좋다. 파일럿조작밸브를 조작했을 때에, 그 파일럿압력에 따라 감압밸브가 작동하여, 파일럿펌프로부터 출력되고, 분기관로를 통하여 유도되는 압유가 감압밸브에 있어서 감압되어 펌프제어신호로 변환되고, 이 펌프제어신호가 제2 신호관로에 의해 유량제어장치로 출력된다.

여기에서, 상기 감압밸브가, 그 중립시에 상기 펌프제어신호를 탱크압으로 설정하는 감압밸브로 이루어지는 구성으로 하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 파일럿조작밸브가 조작되지 않고, 감압밸브가 중립으로 유지되어 있는 상태에서는, 유량제어장치는 제2 신호관로를 통하여 탱크에 연통하고, 이로써 유량제어장치는 가변용량유압펌프를 소정의 최소펌프유량으로 설정한다.

대안으로서, 상기 감압밸브가, 그 중립시에 상기 펌프제어신호를 탱크압보다도 큰 소정압으로 설정하는 감압밸브로 이루어지는 구성으로 하여도 좋다. 그 경우에는, 파일럿조작밸브가 조작되지 않고, 감압밸브가 중립으로 유지되어 있는 상태에서는, 유량제어장치에는 제2 신호관로를 통하여 탱크압보다도 큰 소정압이 부여된다. 이에 따라 유량제어장치는, 파일럿조작밸브가 조작되지 않을 때라도, 가변용량유압펌프를 소정의 최소유량보다도 큰 펌프유량으로 설정한다.

상기 본 발명의 유압제어장치에 있어서, 상기 압력제어밸브로서 릴리프밸브를 설치하는 동시에, 상기 분기관로에 조리개를 설치하고, 이 조리개와 상기 릴리프밸브와의 사이의 분기관로부분으로부터 펌프제어신호를 출력하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 파일럿조작밸브를 조작했을 때에, 그 파일럿압력에 의해 릴리프밸브가 작동하여, 파일럿펌프로부터 출력되고, 분기관로를 통하여 유도되는 압유의 유량 및 압력이, 릴리프밸브와, 그 상류에 위치하는 조리개와의 사이에 위치하는 분기관로부분에 있어서, 파일럿조작밸브로부터 출력되는 파일럿압력에 따라서 변화한다. 즉, 파일럿펌프로부터 출력되는 압유는, 파일럿조작밸브의 파일럿압력에 따른 펌프제어신호로 변환되고, 이 펌프제어신호가 제2 신호관로에 의해 유량제어장치로 출력된다.

여기에서, 상기 릴리프밸브가, 그 중립시에 상기 펌프제어신호를 탱크압으로 설정하는 릴리프밸브로 이루어지는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 파일럿조작밸브가 조작되지 않고, 릴리프밸브가 중립으로 유지되어 있는 상태에서는, 유량제어장치는 제2 신호관로를 통하여 탱크에 연통하고, 이로써 유량제어장치는 가변용량유압펌프를 소정의 최소펌프유량으로 설정한다.

대안으로서, 상기 릴리프밸브가, 그 중립시에 상기 펌프제어신호를 탱크압보다도 큰 소정압으로 설정하는 릴리프밸브로 이루어지는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 파일럿조작밸브가 조작되지 않고, 릴리프밸브가 중립으로 유지되어 있는 상태에서는, 유량제어장치에는 제2 신호관로를 통하여 탱크압보다도 큰 소정압이 부여된다. 이에 따라 유량제어장치는, 파일럿조작밸브가 조작되지 않을 때라도, 가변용량유압펌프를 소정의 최소유량보다도 큰 펌프유량으로 설정한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 도면에 따라서 설명한다.

먼저, 도 1∼도 2를 참조하여, 본 발명의 제1의 실시형태를 설명한다. 그리고, 도 1에 나타낸 제1의 실시형태의 유압제어장치는, 예를 들면 유압쇼벨에 구비된 것이다. 또, 도 1에 있어서, 전술한 도 7에 나타낸 것과 동등한 것은, 같은 부호로 나타나 있다.

즉, 도 1에 나타낸 제1의 실시형태의 유압제어장치에 있어서도, 메인펌프를 형성하는 가변용량유압펌프(1)와, 이 가변용량유압펌프(1)로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 액튜에이터, 예를 들면 암실린더나 붐실린더 등의 유압실린더(4)와, 가변용량유압펌프(1)로부터 유압실린더(4)에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향전환밸브(3)가 설치되어 있다. 그리고, 도 1에서는 하나의 유압실린더(4), 및 하나의 방향전환밸브(3)만을 도시하고 있지만, 현실의 유압쇼벨에 있어서는, 다른 유압실린더, 유압모터 등의 복수의 액튜에이터, 및 대응하는 복수의 방향전환밸브가 구비된다. 그러나, 설명을 용이하게 하기 위해 편의상, 이들 다른 액튜에이터, 및 대응하는 방향전환밸브에 대해서는 도시, 및 설명을 생략한다.

전술한 방향전환밸브(3)를 위치(3a)로 전환하면, 가변용량유압펌프(1)와 유압실린더(4)의 보텀측이 연통하고, 유압실린더(4)의 로드측과 탱크(9)가 연통한다. 또, 방향전환밸브(3)가 위치(3b)로 전환되면, 가변용량유압펌프(1)와 유압실린더(4)의 로드측이 연통하고, 유압실린더(4)의 보텀측과 탱크(9)가 연통한다. 이들의 기능에 대해서는, 전술한 도 7에 관하여 설명한 것과 동일하다.

또, 가변용량유압펌프(1)의 토출유량을 제어하는 유량제어장치(2)와, 방향전환밸브(3)를 전환하는 파일럿압력 Pa을 출력하는 파일럿조작밸브(5)와, 이 파일럿조작밸브(5)에 압유를 공급하는 파일럿펌프(7)와, 이 파일럿펌프(7)의 토출압력을 설정하는 파일럿릴리프밸브(8)가 설치되어 있다. 파일럿조작밸브(5)는 전술한 바와 같이, 감압밸브부(10,11)와, 이들 감압밸브부(10,11)를 작동시키는 조작레버(5a)를 포함하고 있다. 감압밸브부(10)는, 파일럿관로(13)를 통하여 방향전환밸브(3)의 한쪽의 구동제어부에 접속되어 있고, 감압밸브부(11)는, 파일럿관로(14)를 통하여 방향전환밸브(3)의 다른 쪽의 구동제어부에 접속되어 있다. 또한, 파일럿관로(13)의 파일럿압력 Pa과 파일럿관로(14)의 파일럿압력 Pa중 큰 값의 파일럿압력을 선택하여 출력하는 선택밸브(6)가 설치되어 있다. 이상의 기본적인 구성에 대해서는, 전술한 도 7에 나타낸 것과 동등하다.

이 도 1에 나타낸 제1의 실시형태에서는, 특히, 선택밸브(6)에 의해 선택된 해당하는 파일럿압력 Pa을 유도하는 제1 신호관로(21a)와, 이 제1 신호관로(21a)로 유도된 파일럿압력 Pa에 따라서, 파일럿펌프(7)의 토출압력을, 유량제어장치(2)의 구동을 제어하는 펌프제어신호 Pc로 변환하는 압력제어밸브, 예를 들면, 그 중립시에 펌프제어신호 Pc를 탱크압으로 설정하는 감압밸브(20)와, 파일럿펌프(7)와 감압밸브(20)를 접속하는 분기관로(22)와, 감압밸브(20)에 있어서 변환된 펌프제어신호 Pc를 유량제어장치(2)로 유도하는 제2 신호관로(21b)가 설치되어 있다.

전술한 감압밸브(20)는, 가변용량유압펌프(1)의 근방에 배치되는 유량제어장치(2)의 위치와는 거의 관계없이 배치할 수 있다. 즉, 선택밸브(6)의 근방위치에 배치할 수 있다. 이에 따라, 선택밸브(6)에 공급된 파일럿압력 Pa을 감압밸브(20)를 구동하는 압력신호로서 유도하는 제1 신호관로(21a)를 충분히 길이가 짧은 것으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 이 제1 신호관로(21a)를 길이가 수십㎝정도의 강관(鋼管)으로 할 수 있다. 이에 따라, 제1 신호관로(21a)의 용적과, 방향전환밸브(3)의 각 구동제어부에 이어지는 파일럿관로(13,14)의 용적과의 합계용적을 비교적 작게, 즉 도 7에 나타낸 대응하는 관로의 합계용적에 비하여 작게 할 수 있다. 또, 감압밸브(20)와 유량제어장치(2)를 접속하는 제2 신호관로(21b)를, 전술한 도 7에 나타낸 신호관로(12)와 동일하게, 예를 들면 길이 수 m의 고무호스로서 설치할 수 있다.

이와 같이 구성한 제1의 실시형태에서는, 유압실린더(4)를 예를 들면 신장동작시키려고 하여 파일럿조작밸브(5)의 조작레버(5a)를 화살표(5b) 방향으로 조작량 S만큼 회동시키면, 감압밸브부(10)가 작동하여, 이 감압밸브부(10)로부터 파일럿압력 Pa이 출력된다. 이 파일럿압력 Pa이, 파일럿관로(13)를 통하여 방향전환밸브(3)의 한쪽의 구동제어부에 부여되어, 이 방향전환밸브(3)가 위치(3a)로 전환된다.

또 이 때, 선택밸브(6)에 의해 파일럿관로(13)의 파일럿압력 Pa이 선택되어, 이 파일럿압력 Pa이 제1 신호관로(21a)로 유도되고, 감압밸브(20)가 작동한다. 따라서, 파일럿펌프(7)로부터 출력되고, 분기관로(22)를 거쳐 유도되는 압유가 감압밸브(20)에 있어서 펌프제어신호 Pc로 변환되고, 이 펌프제어신호 Pc가 제2 신호관로(21b)에 의해 유량제어장치(2)로 출력된다. 이에 따라 유량제어장치(2)가 구동하여, 가변용량유압펌프(1)로부터 토출되는 압유의 펌프유량 Q이, 파일럿조작밸브(5)의 레버조작량 S에 대략 같게 되도록 제어된다. 즉, 전술한 도 8에 나타낸 관계에서 파일럿조작밸브(5)의 레버조작량 S에 대략 비례하는 파일럿압력 Pa이 출력되고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 그 파일럿압력 Pa에 비례하는 펌프제어신호 Pc가 유량제어장치(2)로 출력되어, 가변용량유압펌프(1)로부터 출력되는 펌프유량 Q이 제어된다. 이 가변용량유압펌프(1)로부터 토출된 펌프유량 Q의 압유는, 방향전환밸브(3)의 전술한 위치(3a)를 통하여 유압실린더(4)의측에 공급되고, 로드측의 유(油)는 방향전환밸브(3)의 위치(3a)를 통하여 탱크(9)로 귀환된다. 이에 따라 유압실린더(4)가 신장동작을 행하여, 해당하는 도시하지 않은 유압쇼벨의 작업장치를 구동시킬 수 있다.

또한, 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않고 감압밸브(20)가 도 1에 나타내 바와 같은 중립위치에 유지될 때에는, 유량제어장치(2)는 제2 신호관로(21b)를 통하여 탱크(9)에 연통하고, 이에 따라 유량제어장치(2)는 가변용량유압펌프(1)의 펌프유량 Q을 소정의 최소유량으로 설정한다. 즉, 이 때 가변용량유압펌프(1)로부터는, 소정의 최소유량으로 압유가 토출된다. 예를 들면, 이 최소유량을 0으로 할 수도 있다.

이상의 제1의 실시형태에 있어서는, 전술한 바와 같이 감압밸브(20)를 선택밸브(6)의 근방에 배치하고, 제1 신호관로(21a)의 길이를 짧게 설정하고 있으므로, 제1 신호관로(21a)와 파일럿관로(13,14)의 합계용적이 비교적 작게 된다. 이에 따라 파일럿조작밸브(5)를 조작했을 때에, 그 파일럿압력 Pa이 순간에 방향전환밸브(3)의 한쪽의 구동제어부에 부여되어, 방향전환밸브(3)가 전환된다. 즉, 파일럿조작밸브(5)의 조작량에 대응한 스트로크만큼 방향전환밸브가 전환되는 동시에, 파일럿조작밸브(5)의 조작에 대한 방향전환밸브(3)의 양호한 전환응답성이 얻어진다.

또, 전술한 바와 같이 파일럿조작밸브(5)를 조작했을 때에, 그 파일럿압력 Pa에 의해 감압밸브(20)가 작동하고, 이 감압밸브(20)에서 파일럿펌프(7)로부터 출력되는 압유가 펌프제어신호 Pc로 변환된다. 이와 같이 파일럿펌프(7)로부터 출력되는 압유의 유량 및 압력을 변환하여 얻어지는 펌프제어신호 Pc는, 파일럿조작밸브(5)와 방향전환밸브(3)의 각 구동제어부를 연락하는 파일럿관로(13,14)의 용적에 어떤 관여도 하지 않고, 충분한 유량을 확보할 수 있다. 이에 따라, 감압밸브(20)가 구동했을 때, 순간에 유량제어장치(2)가 구동하여, 파일럿조작밸브(5)의 조작에 대한 가변용량유압펌프(1)의 펌프유량 Q의 증감의 양호한 추종성이 얻어진다.

이와 같은 점들에 의해, 이 제1 실시형태에 의하면, 파일럿조작밸브(5)의 조작과, 방향전환밸브(3)의 전환조작, 가변용량유압펌프(1)의 펌프유량 Q의 제어를 매칭시킬 수 있고, 방향전환밸브(3)에서 제어되는 유압실린더(4)의 구동을 고정밀도로 제어할 수 있어, 당해 유압쇼벨로 실시되는 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

다음에, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2의 실시형태를 설명한다.

이 제2의 실시형태는, 제1 신호관로(21a)에 의해 유도된 파일럿압력에 따라서, 파일럿펌프(7)의 토출압력을, 유량제어장치(2)의 구동을 제어하는 펌프제어신호 Pc로 변환하는 압력제어밸브로서, 그 중립시에 펌프제어신호 Pc를 탱크압보다도 큰 소정압으로 설정하는 감압밸브(40)가 설치되어 있다. 즉, 이 감압밸브(40)는, 중립시에는, 스프링의 힘만큼 오프셋되어 조리개측의 위치(b)로 되도록 설정되어 있다. 그 외의 구성에 대해서는, 전술한 도 1에 나타낸 제1의 실시형태와 동일하다.

이 제2의 실시형태에서는, 전술한 제1의 실시형태와 동일한 작용효과가 얻어지는 외에, 특히, 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않고 감압밸브(40)가 중립으로 유지되어 있을 때라도, 파일럿펌프(7)로부터 토출되고, 분기관로(22)를 통하여 유도되는 압유의 일부가 감압밸브(40)에서 변환되어, 신호관로(21b)에 펌프제어신호 Pc로서 공급된다(도 4에 예시). 이에 따라 유량제어장치(2)가 약간이지만 구동하고, 가변용량유압펌프(1)의 펌프유량 Q이 소정의 최소유량보다도 큰 소정 유량으로 설정된다. 따라서, 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않는 작업기 정지상태라도, 압유가 소정 유량으로 당해 유압회로에 흐르고, 이에 따라 회로의 냉각의 방지, 즉 난기(暖機)운전을 실현시킬 수 있다. 또, 파일럿조작밸브(5)의 조작개시시점부터 비교적 큰 유량 Q으로 압유를 가변용량유압펌프(1)로부터 토출시킬 수 있고, 작업개시시의 유압실린더(4)의 상승시간을 약간 짧게 하여 당해 유압쇼벨로 실시되는 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3의 실시형태를 설명한다.

이 제3의 실시형태는, 제1 신호관로(21a)로 유도된 파일럿압력 Pa에 따라서, 파일럿펌프(7)의 토출압력을, 유량제어장치(2)의 구동을 제어하는 펌프제어신호 Pc로 변환하는 압력제어밸브로서, 릴리프밸브(30)가 설치되어 있다. 이 릴리프밸브(30)는, 스프링의 세트력을 적당하게 조절함으로써, 예를 들면 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않고 중립에 유지되어 있을 때라도, 분기관로(22)를 흐르는 압유를 전량 탱크(9)로 귀환시키지 않고, 일정량만큼 탱크(8)로의 유출을 저지한다. 또, 파일럿펌프(7)에 연락되는 분기관로(22)에 조리개(32)가 설치되어 있고, 이 조리개(32)와 릴리프밸브(30)와의 사이의 분기관로(22)부분으로부터 펌프제어신호 Pc를 출력시키는 구성으로 되어 있다. 그 외의 구성은, 전술한 도 1에 나타낸 제1의 실시형태와 동일하다.

이와 같이 구성한 제3의 실시형태에서는, 파일럿조작밸브(5)의 레버(5a)가 원하는 조작량 S만큼 조작되면, 선택밸브(6)에 파일럿압력 Pa이 공급되고, 이 파일럿압력 Pa이 신호관로(21a)를 통하여 유도되어, 릴리프밸브(30)가 작동하면, 파일럿펌프(7)로부터 토출되어, 조리개(32)를 통과한 압유가, 이 조리개(32)와 릴리프밸브(30)와의 사이에 위치하는 분기관로(22)부분에서 펌프제어신호 Pc로 변환되고, 이 펌프제어신호 Pc가 유량제어장치(2)에 부여된다. 이에 따라 가변용량유압펌프(1)의 펌프유량 Q은 파일럿조작밸브(5)의 레버조작량 S에 대응한 유량으로 제어된다.

또, 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않고 릴리프밸브(30)가 중립으로 유지되어 있는 상태에서는, 파일럿펌프(7)로부터 토출되는 압유중 일정량은 전술한 바와 같이 탱크(9)로의 유출이 저지되고, 따라서, 조리개(32)와 릴리프밸브(30)와의 사이에 위치하는 분기관로(22)부분에 압이 서고, 도 6에 나타낸 바와 같이 작은 값이면서 탱크압보다도 큰 펌프제어신호 Pc가 신호관로(21b)로 출력된다. 이에 따라, 전술한 제2의 실시형태에 있어서의 것과 마찬가지로, 가변용량유압펌프(1)의 토출유량 Q이 소정의 최소유량보다도 큰 소정 유량으로 설정된다. 따라서, 제2의 실시형태와 동등한 작용효과, 즉, 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않는 유압쇼벨 정지상태에 있어서의 난기운전의 실현과, 당해 유압쇼벨에 의한 작업개시시의 유압실린더(4)의 짧은 상승시간의 확보에 의한 당해 유압쇼벨로 실시되는 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

또한 상기에서는, 릴리프밸브(30)의 스프링의 힘을 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않고 중립으로 유지되어 있을 때라도, 분기관로(22)를 흐르는 압유의 전량을 탱크(9)로 귀환시키지 않고, 일정량만큼은 탱크(9)로의 유출을 저지하는 힘으로 설정되어 있지만, 이와 같이하는 대신에, 릴리프밸브(30)의 스프링의 힘을 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않고 중립으로 유지되어 있을 때는, 분기관로(22)를 흐르는 압유의 전량을 탱크(9)로 귀환시키는 힘으로 하여도 좋다. 즉, 파일럿조작밸브(5)가 조작되지 않고 중립으로 유지되어 있을 때에는, 펌프제어신호 Pc를 탱크압으로 설정하는 릴리프밸브를 설치하여도 좋다. 이 구성의 작용효과는 전술한 제1의 실시형태와 대략 동일하다.

이상과 같이 본 발명은 다양한 작용효과를 가진다. 본 발명에 의하면, 압력제어밸브를 구동시키는 파일럿압력을 유도하는 제1 신호관로의 길이를 짧게 설정할 수 있으므로, 이 제1 신호관로와, 방향전환밸브에 이어지는 파일럿관로와의 합계용적을 종래보다도 작게 설정할 수 있고, 이에 따라 파일럿조작밸브의 조작에 따라서 한쪽의 파일럿관로에 충분한 압유를 순간에 공급할 수 있고, 파일럿조작밸브의 조작에 대한 방향전환밸브의 전환응답성을 종래에 비하여 향상시킬 수 있다. 또, 파일럿펌프로부터 출력되는 압유를 압력제어밸브에서 변환하여 얻어지는 펌프제어신호는, 방향전환밸브에 이어지는 파일럿관로의 용적에 어떤 관여도 하지 않고, 따라서, 충분한 유량을 확보할 수 있고, 이에 따라 파일럿조작밸브의 조작에 대한 가변용량유압펌프의 펌프유량의 증감의 추종성을 종래에 비해 향상시킬 수 있다. 이와 같은 점들에 의해, 파일럿조작밸브의 조작과, 방향전환밸브의 전환조작, 가변용량유압펌프의 펌프유량의 제어를 매칭시킬 수 있고, 방향전환밸브에서 제어되는 액튜에이터의 구동을 고정밀도로 제어할 수 있고, 당해 유압쇼벨로 실시되는 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

또 특히, 본 발명의 제2의 실시형태에 있어서의 감압밸브나 제3의 실시형태에 있어서의 릴리프밸브가 그 중립시에 상기 펌프제어신호를 탱크압보다 큰 소정압으로 설정하는 것인 경우에는, 파일럿조작밸브가 조작되지 않는 작업기 정지상태라도, 압유가 소정 유량 당해 유압회로에 흐르고, 이에 따라 난기를 실현시킬 수 있고, 또 파일럿조작밸브의 조작개시시점부터 압유를 비교적 큰 유량을 가변용량유압펌프로부터 토출시킬 수 있고, 당해 유압쇼벨에 의한 작업개시시의 액튜에이터의 상승시간을 약간 짧게 하여, 이 점에서 당해 유압쇼벨로 실시되는 작업의 능률을 향상시킬 수 있다.

Claims

가변용량유압펌프(1)와, 이 가변용량유압펌프로부터 토출되는 압유(壓油)에 의해 구동하는 액튜에이터(4)와, 상기 가변용량유압펌프로부터 토출되어 상기 액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향전환밸브(3)와, 이 방향전환밸브를 전환하는 복수의 파일럿압력 Pa을 출력가능한 파일럿조작밸브(5)와, 이 파일럿조작밸브에 압유를 공급하는 파일럿펌프(7)와, 상기 파일럿조작밸브로부터 출력되는 상기 복수의 파일럿압력중 최대치를 갖는 것을 선택하는 선택밸브(6)와, 이 선택밸브에 의해 선택된 해당하는 파일럿압력에 따라서 상기 가변용량유압펌프의 토출유량을 제어하는 유량제어장치(2)와를 구비한 건설기계의 유압제어장치에 있어서, 상기 선택밸브(6)에 의해 선택된 상기 해당하는 파일럿압력을 유도하는 제1 신호관로(21a)와, 이 제1 신호관로로 유도된 파일럿압력에 따라서, 상기 파일럿펌프(7)의 토출압력을, 상기 유량제어장치(2)의 구동을 제어하는 펌프제어신호 Pc로 변환하는 압력제어밸브와, 상기 파일럿펌프(7)와 상기 압력제어밸브를 접속하는 분기관로(22)와, 상기 압력제어밸브에서 변환된 펌프제어신호 Pc를 상기 유량제어장치(2)로 유도하는 제2 신호관로(21b)와 를 배설한 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어장치.
제1항에 있어서, 상기 압력제어밸브가 감압밸브인 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어장치.
제2항에 있어서, 상기 감압밸브는, 그 중립시에 상기 펌프제어신호 Pc를 탱크압으로 설정하는 감압밸브(20)인 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어장치.
제2항에 있어서, 상기 감압밸브는, 그 중립시에 상기 펌프제어신호 Pc를 탱크압보다도 큰 소정압으로 설정하는 감압밸브(40)인 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어장치.
제1항에 있어서, 상기 압력제어밸브가 릴리프밸브(30)이고, 상기 분기관로(22)에 조리개(32)를 설치하고, 이 조리개(23)와 상기 릴리프밸브(30)와의 사이의 분기관로(22)부분으로부터 펌프제어신호 Pc를 출력하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어장치.
제5항에 있어서, 상기 릴리프밸브(30)는, 그 중립시에 상기 펌프제어신호 Pc를 탱크압으로 설정하는 릴리프밸브인 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어장치.
제5항에 있어서, 상기 릴리프밸브(30)는, 그 중립시에 상기 펌프제어신호 Pc를 탱크압보다도 큰 소정압으로 설정하는 릴리프밸브인 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어장치.