KR100417075B1 - 중장비의주행구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비의 주행구동장치에 관한 것으로, 펌프(1)에서 토출되는 압유가 방향절환밸브(2)를 거쳐서 주행모터(3)로 공급되어지게 되어 있고, 상기 주행모터(3)의 양쪽 입출구라인(4,5)으로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 두 개의 카운트밸런스밸브(6,7)가 직렬연결되어 있으며, 상기 주행모터(3)의 회전축(8)에 파킹브레이크(9)가 설치되어 있는 한편, 상기 두 개의 카운트밸런스밸브(6,7)는 일측에 각각 오리피스(20,21)가 구비됨과 더불어 연결라인(10)을 통해 서로 연결되고, 이 연결라인(10)은 센터오리피스(11)가 구비된 센터라인(12)을 통해서 상기 입출구라인(4,50과 동시에 연결된 셔틀밸브(13)에 연결되어, 상기 펌프(1)로부터 토출된 압유가 상기 셔틀밸브(13)를 거쳐 상기 센터라인(12)과 연결라인(10)을 통해 두 카운트밸런스밸브(6,7)를 절환작동시키게 되어 있고, 상기 파킹브레이크(9)는 제동해제라인(14)을 통해서 상기 센터라인(12)에 연결되어 이루어져, 주행모터(3)를 구동시킬 때 배출되는 압유를 드레인시키는 시점이 파킹브레이크(9)를 해제하여 모터(3)를 구동시키는 시점보다 늦어지게 되고, 이에 모터(3)는 천천히 회전되어 급속회전에 의한 충격을 완화시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

중장비의 주행구동장치{Traveling driving apparatus for heavy equipment}

본 발명은 압유의 압력을 이용하여 굴삭기와 같은 중장비를 구동시키는 데 사용되는 주행구동장치에 관한 것으로, 특히 구동을 위해 주행모터를 작동시킬 때 급속회전에 의한 충격을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 중장비용 주행구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기와 같이 유압으로 가동되는 중장비는, 압유의 압력을 이용하여 유압모터를 구동시켜서 주행하도록 되어 있는 바, 이러한 중장비의 주행구동장치는 도 3에 나타낸 바와 같이, 펌프(101)에서 토출되는 압유가 방향절환밸브 (102)를 거쳐서 정역회전이 가능한 주행모터(103)로 공급되어지게 되어 있고, 상기 주행모터(103)의 양쪽 입출구라인(104,105)으로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 카운트밸런스밸브(106)가 설치되어 있으며, 상기 주행모터(103)의 회전축에 중장비가 경사진 곳에 위치한 경우에 자중에 의해 구르는 것을 방지해 주기 위한 파킹브레이크(107)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 파킹브레이크(107)는 제동해제라인(108)을 통해서 상기 카운트밸런스밸브(106)와 연결되어, 제동해제라인(108)을 통해 압유가 공급되면 제동이 해제되고, 압유가 공급되지 않으면 내장되어 있는 스프링(109)에 의해 제동이 걸리도록 되어 있다.

이에 따라, 외부파이롯신호압(Pi)을 작용시켜 방향절환밸브(102)를 선택절환시키면, 상기 방향절환밸브(102)를 통해서 메인펌프(101)에서 토출되는 압유가 이 밸브(102)를 거치면서 공급방향이 결정되어져서 상기 라인(104,105)중의 어느 한쪽으로 유입되어지게 되고, 이에 따라 상기 카운트밸런스밸브(106)가 좌측 또는 우측으로 이동하게 된다.

이와 같이, 카운트밸런스밸브(106)가 절환되면서 상기 펌프(101)에서 토출된 압유의 일부는 카운트밸런스밸브(106)를 거쳐 상기 제동해제라인(108)로 공급되어져 주행모터(103)의 회전축(110)를 붙잡고 있는 브레이크(107)를 해제 작동시키고, 나머지의 압유는 상기 라인(104,105)에 설치된 첵크밸브(111,112)를 거쳐서 주행모터(103)로 유입되어서 이 모터(103)를 구동시키게 된다.

그리고 주행모터(103)를 구동시킨 후의 압유는 공급라인이 아닌 다른 한쪽의 라인과 카운트밸런스밸브(106) 및 방향절환밸브(102)를 거쳐서 오일탱크(113)로 드레인되게 된다.

한편, 상기 체크밸브(111,112)의 전단의 입출구라인(104,105)에서 분기되어 카운트밸런스밸브(106)를 제어작동시키는 좌,우측파이롯라인(114,115)에 오리피스(116,117)를 각각 설치하여, 카운트밸런스밸브(106) 절환시 절환되는 쪽의 파이롯라인내의 압유가 오리피스를 통해 서서히 드레인되어 밸브의 절환속도가 늦어지면서 드레인되는 압유가 모터(103)로 공급되는 압유보다 시간지연을 갖고 드레인되므로써, 주행모터(103)의 급격한 회전에 의한 충격을 완화시키도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같이 이루어진 종래의 중장비의 주행구동장치에 의하면, 상기 카운트밸런스밸브(106)가 하나로 되어 일측 파이롯라인을 통해 파이롯압유를 작용시켜 카운트밸런스밸브(106)의 스푸울을 절환시킴과 동시에 파킹브레이크(107)가 해제작동되면서 모터(103)가 회전하게 되고, 또 이와 동시에 타측의 파이롯라인도 개방된 상태로 되어 있으므로, 상기 주행모터(103)를 구동시키는 압유가 동시에 오일탱크(113)로 드레인되게 되어 주행모터(103)의 급격한 회전에 의한 충격을 완화시키기가 어렵다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 주행모터로부터 오일탱크로 드레인되는 압유를 펌프로부터 주행모터로 공급되는 압유의 공급속도보다 지연되게 배출되어 주행모터의 충격을 효과적으로 완화시킬 수 있도록 된 중장비의 주행구동장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 펌프에서 토출되는 압유가 방향절환밸브를 거쳐서 주행모터로 공급되어지게 되어 있고, 상기 주행모터의 양쪽 입출구라인으로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 두 개의 카운트밸런스밸브가 직렬설치되어 있으며, 상기 주행모터의 회전축에 파킹브레이크가 설치되어 있는 한편, 상기 두 개의 카운트밸런스밸브는 일측에 각각 오리피스가 구비됨과 더불어 연결라인을 통해 서로 연결되고, 이 연결라인은 센터오리피스가 구비된 센터라인을 통해서 상기 입출구라인과 동시에 연결된 셔틀밸브에 연결되어, 상기 펌프로부터 토출된 압유가 상기 셔틀밸브를 거쳐 상기 센터라인과 연결라인을 통해 두 카운트밸런스밸브를 절환작동시키게 되어 있고, 상기 파킹브레이크는 제동해제라인을 통해서 상기 센터라인에 연결되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 중장비의 주행구동장치에 따르면, 주행모터로 작동압유를 공급하여 주행모터를 구동시키면 이와 동시에 파킹브레이크도 해제작동되게 되고, 주행모터를 구동시킬 때 배출되는 압유는 이 압유가 드레인되느 쪽에 구비된 카운트밸런스밸브가 오리피스에 의해 천천히 절환되어 배출압유를 드레인시키는 시점이 파킹브레이크를 해제하여 모터를 구동시키는 시점보다 시간지연을 가지게 되므로, 모터는 천천히 회전되게 되고, 이에 따라 모터의 급속회전에 의한 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 중장비의 주행구동장치의 유압회로도,

도 2는 본 발명을 구성하는 모터를 정지시킬 때 카운트밸런스밸브의 절환시간(t)과 모터의 회전수(rpm)와의 관계를 나타낸 그래프,

도 3은 종래의 기술에 따른 중장비의 주행구동장치의 유압회로도,

도 4는 종래의 기술에 따른 주행구동장치의 도 2에 대응하여 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 펌프 2 : 방향절환밸브

3 : 주행모터 4,5 : 입출구라인

6,7 : 카운트밸런스밸브 8 : 회전축

9 : 파킹브레이크 10 : 연결라인

11 : 센터오리피스 12 : 센터라인

13 : 셔틀밸브 14 : 제동해제라인

15 : 스프링16a,16b: 첵크밸브

18 : 오일탱크 19,22 : 스프링

20,21 : 오리피스 17: 제동밸브

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 중장비의 주행구동장치의 유압회로도로서, 펌프(1)에서 토출되는 압유가 방향절환밸브(2)를 거쳐서 주행모터(3)로 공급되어지게 되어 있고, 상기 주행모터(3)의 양쪽 입출구라인(4,5)으로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 두 개의 카운트밸런스밸브(6,7)가 직렬설치되어 있으며, 상기 주행모터(3)의 회전축(8)에 파킹브레이크(9)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 두 개의 카운트밸런스밸브(6,7)는 연결라인(10)을 통해 연결되어 있고, 이 연결라인(10)은 센터오리피스(11)가 구비된 센터라인(12)을 통해서 상기 입출구라인(4,5)에 동시에 연결된 셔틀밸브(13)에 연결되어, 상기 펌프(1)로부터 토출된 압유가 상기 셔틀밸브(13)를 거쳐 상기 센터라인(12)과 연결라인(10)을 통해 두 카운트밸런스밸브(6,7)를 절환작동시키게 되어 있다.

그리고, 상기 파킹브레이크(9)는 제동해제라인(14)을 통해서 상기 센터라인(12)에 연결되어, 이 제동해제라인(14)을 통해 압유가 공급되면 제동이 해제되고, 압유가 공급되지 않으면 내장되어 있는 스프링(15)에 의해 제동이 걸리도록 되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 중장비의 주행구동장치에 따라, 외부파이롯신호압(Pi)을 작용시켜 방향절환밸브(2)를 선택절환시키면, 상기 방향절환밸브(2)를 통해서 펌프(1)에서 토출되는 압유가 이 밸브(2)를 거치면서 공급방향이 결정되어져서 상기 라인(4,5)중의 어느 한쪽으로 유입되어지게 되고, 이와 같이 유입된 압유의 일부는 상기 입출구라인(4,5)에 설치된 첵크밸브(16,17)를 거쳐 주행모터 (3)로 유입되어서 이 모터(3)를 구동시키게 되며, 주행모터(3)를 구동시킨 후의 압유는 공급라인이 아닌 다른 한쪽의 라인으로 배출되게 된다.

한편, 상기 주행모터(3)로 공급되지 않은 나머지 압유는 셔틀밸브(13)로 공급되게 되는데, 이 셔틀밸브(13)는 입출구라인(4,5) 중 압유의 압력이 높은 라인, 여기서는 압유가 공급되는 라인(여기서는 도면에서 좌측라인(4)을 공급라인으로하여 설명한다.)과 상기 센터라인(12)과 연통시키는 방향인 우측으로 이동되고, 이에 따라 셔틀밸브(13)에 유입된 압유는 상기센터라인(12)으로 공급되어 일부는 제동해제라인(14)을 분류되어 흐르고, 나머지는 센터오리피스(11)를 거쳐 센터라인(12)쪽으로 흐르게 된다.

이와 같이 상기 제동해제라인(14)로 유입된 압유는 이 라인(14)에 설치된 제동밸브(17)를 절환작동시키면서 상기 파킹브레이크(9)에 공급되어져, 주행모터(3)의 회전축(8)를 붙잡고 있는 브레이크(9)를 해제 작동시키게 된다.

그리고, 센터오리피스(11)를 거쳐 연결라인(10)로 공급된 압유는 이 연결라인(10)을 사이에 두고 설치된 두 카운트밸런스밸브(6,7)를 도면에서 좌우측으로 절환시키게 되고, 이에 따라 두 카운트밸런스밸브(6,7)중 우측 카운트밸런스밸브(7)가 절환되면 상기 모터(3)를 거쳐 이 밸브(7)에 의해 차단되어 있던 압유는 이 밸브(7)를 거친 다음 상기 방향절환밸브(2)를 거쳐 오일탱크(18)로 드레인되게 된다.

여기서, 상기 두 카운트밸런스(6,7)가 절환될 때에 좌측 카운트밸런스밸브 (6)는 이에 설치된 좌측 스프링(19)의 탄성력과 좌측오리피스(20)를 거쳐 유입된 압유의 압력과의 합력을 이기고서 좌측으로 절환시키게 되고, 우측 카운트밸런스밸브(7)는 우측오피리스(21)에 작동유압이 걸리지 않으므로 우측스프링(22)의 탄성력만을 이기고서 절환되며, 이와 같이 우측 카운트밸런스밸브(7)가 우측으로 절환될 때에 우측 오리피스(21)의 유동저항에 의해 어느 일정시간을 두고 서서히 절환되게 된다.

이에 따라 모터(3)로부터 배출되어 우측 카운트밸런스밸브(7)를 거쳐 오일탱크(18)로 드레인되는 압유는, 제동이 해제되어 모터(3)가 회전되는 시점보다 다소 시간차를 두고 드레인되므로 주행모터(3)의 급격한 회전에 의한 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

한편, 외부파이롯압유의 공급을 중단시키면 방향절환밸브(2)가 중립상태러 되게 되어, 펌프(1)에서 공급되는 압유의 흐름이 차단되어지게 된다. 이에 따라 상기 두 카운트밸런스밸브(6,7)도 이 카운트밸밸런스 밸브(6,7)를 지탱하고 있는 스프링(19,22)의 복원력에 의해 중립상태를 이루게 되어 궁극적으로는 상기 주행모터(3)의 회전이 정지되게 된다.

도 2는 본 발명을 구성하는 모터(3)를 정지시킬 때 카운트밸런스밸브(6,7) 절환시간(t)과 모터(3)의 회전수(rpm)와의 관계를 나타낸 그래프로서, 상기한 바와 같이 카운트밸런스밸브(6,7)가 모터(3)을 구동시킬 때와 마찬가지로 카운트밸런스밸브(6,7)이 시간지연을 두고 서서히 절환되기 때문에 고속 회전수에서 저속 회전수에 이르는 과정이 종래에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 고속에서 회전수가 감소하는 과정(Ⅱ구역)에서 급경사를 이루면서 이행됨에 반해, 본 발명은 Ⅱ와 Ⅲ구역으로 나타낸 바와 같이, 완만한 경사를 이루는 천이영역(遷移領域)이 거치게 되어 주행모터(3)의 급격한 회전수감소에 의해 충격이 발생되는 것을 완화시킬 수 있게 된다. 상기한 과정은 모터(3)을 구동시켜 저속회전수에서 고속회전수로 이행할시키는 과정도 동일하게 천이영역을 가지면서 진행되어 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 좌우측 오리피스(20,21)의 개구면적을 좁게 할수록 이 오리피스(20,21)를 통과하는 압유의 유동저항이 크기 때문에 그 만큼 시간지연이 길어져 충격완화 효과는 증대되게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 중장비의 주행구동장치에 따르면, 주행모터로부터 카운트밸런스밸브를 거쳐 오일탱크로 드레인되는 압유가 카운트밸런스밸브의 오리피스에 의해 서서히 절환되어, 주행모터가 제동해제된 경우에도 서서히 회전되게 하므로써, 모터 급격한 회전에 의한 충격을 효과적으로 완화시킬 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 압유를 토출하는 펌프(1)와, 상기 펌프(1)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 주행모터(3)와, 상기 주행모터(3)의 회전축에 설치된 파킹브레이크(9)와, 상기 펌프91)와 주행모터(3) 사이에 압유의 공급 또는 배출을 제어하는 방향절환밸브 (2)와 입출구라인(4,5)를 구비한 중장비의 주행구동장치에 있어서,

   상기 입출구라인(4,5)상에는 역류를 방지하는 체크밸브(16a,16b)를 설치하고, 상기 체크밸브의 상류측 입출구라인(4,5)상에는 상기 체크밸브(16a, 16b)를 우회하여 상기 모터(3)로 공급 또는 배출되는 압유의 흐름을 제어하는 두개의 카운트밸런스밸브(6,7)를 각각 설치하되, 상기 각각의 카운트밸런스밸브(6,7)의 일측은 스프링(19,22)에 의해 탄성지지함과 동시에 입구 또는 출구라인(4,5)과 오리피스(20,21)를 통해 연결하고, 타측은 셔틀밸브(13)와 연결라인(10)을 통해 상기 입출구라인(4,5)중 압력이 높은 쪽 압유라인과 동시에 연결하고, 상기 파킹브레이크(9)는 상기 셔틀밸브(13)과 제동해제라인(14) 및 제동밸브(17)를 통해 연결된 것을 특징으로 하는 중장비의 주행구동장치.