KR100475517B1 - 작업기계의 유압구동장치 - Google Patents

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KR100475517B1
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니시무라요시즈미
노자와유사쿠
도가사키미츠히사
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히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

2개의 유압펌프의 압유가 합류되는 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다도 높아지는 경우에는 합류를 강제적으로 정지시키고, 한쪽의 유압펌프의 압유만으로 상기 합류용 엑츄에이터를 구동할 수 있도록 하기 위하여 제 1 방향제어밸브군의 방향제어밸브에 센터바이패스통로(3)를 거쳐 접속된 합류밸브(2)와, 이 합류밸브 (2)와 합류용 방향제어밸브(4)의 공급포트를 연락하는 합류회로(5)와, 합류용 방향제어밸브(4)에 의해 제어되는 합류용 엑츄에이터(20)를 구비함과 동시에, 2개의 유압펌프(15, 18)의 입력토오크의 합계치가 엔진(30)의 출력토오크를 초과하지 않도록 모든 마력제어가 행하여지는 것에 있어서 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다 높아졌을 때에 합류밸브(2)에 의한 합류를 해제하는 해제밸브(10)를 설치하였다.

Description

작업기계의 유압구동장치{HYDRAULIC DRIVE DEVICE OF WORKING MACHINE}
본 발명은 유압셔블 등의 작업기계의 유압구동장치에 관한 것으로, 특히 2개의 유압펌프의 압유를 합류시키는 합류밸브를 구비함과 동시에 2개의 유압펌프의 입력토오크를 포함하는 모든 합계치가 엔진의 출력토오크를 초과하지 않도록 모든 마력제어가 실시되는 작업기계의 유압구동장치에 관한 것이다.
도 5는 종래의 작업기계의 유압구동장치의 구성을 나타내는 유압회로도이다.
이 도 5에 나타내는 종래기술은 예를 들면 유압셔블에 구비되는 것으로, 엔진(30)과 이 엔진(30)에 의하여 구동하는 각각 가변용량형의 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)를 구비하고 있다. 제 1 유압펌프(15)에는 복수의 센터바이패스형의 방향제어밸브로 이루어지는 제 1 방향제어밸브군이 접속되어 있다. 마찬가지로 제 2 유압펌프(18)에도 복수의 센터바이패스형의 방향제어밸브로 이루어지는 제 2 방향제어밸브군이 접속되어 있다. 이 제 2 방향제어밸브군에는 합류용 엑츄에이터(20)를 전환제어하는 합류용 방향제어밸브(4)가 포함되어 있다. 상기한 제 1 유압펌프(15)에 접속되어 있는 제 1 방향제어밸브군의 최하류에 위치하는 방향제어밸브(1)에 센터바이패스통로(3)를 거쳐 제 1 유압펌프(15)의 압유를 제 2 유압펌프 (18)의 압유에 합류시켜 상기한 합류용 방향제어밸브(4)에 공급 가능하게 하는 합류밸브(2)를 접속하고 있다. 이 합류밸브(2)와 합류용 방향제어밸브(4)의 공급포트와는 합류회로(5)에 의하여 접속되어 있다.
상기한 합류밸브(2)는 합류용 방향제어밸브(4)를 전환하는 파일럿압이 유도되는 파일럿관로(7)의 해당 파일럿압의 크기에 따라 센터바이패스통로(3)와 탱크(17)를 연통시키는 개방위치로부터 센터바이패스통로(3)와 탱크(17) 사이를 차단하는 폐쇄위치로, 또는 반대로 폐쇄위치로부터 개방위치로 전환되도록 되어 있다.
또 상기한 합류용 엑츄에이터(20)에 의하여 구동되는 어태치먼트는 해당 유압셔블의 아암의 선단에 설치되는 소정의 작업기구, 예를 들면 파쇄기구로 이루어져 있다. 이 파쇄기구는 통상 아암의 선단에 설치되어 있는 버킷이 떼어 내지는 대신에 장착되는 것이다.
또한 상기 도 5에 있어서, 21은 제 2 방향제어밸브군에 포함되는 각 방향제어밸브를 제 2 유압펌프(18)에 병렬접속시키는 병렬관로, 19는 제 2 방향제어밸브군의 센터바이패스통로와 탱크(17)를 연락하는 탱크통로이다. 22는 합류관로(5)의 압유의 병렬관로(21)방향으로의 흐름을 저지하는 체크밸브, 6은 합류관로(5)의 압유의 센터바이패스통로(3)방향으로의 흐름을 저지하는 체크밸브이다.
이와 같이 구성되는 종래기술에 있어서는 합류용 방향제어밸브(4)가 상기 도 5의 오른쪽 위치로 전환되는 전환조작 이 외의 각 방향제어밸브의 전환조작일 때에는 파일럿관로(7)에 파일럿압이 생기지 않기 때문에 합류밸브(2)는 스프링의 힘에 의하여 개방위치에 유지된다. 즉, 센터바이패스통로(3)가 탱크(17)와 연통한 상태로 유지된다. 이 상태에 있어서는 제 1 유압펌프(15)의 압유는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때는 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 되고, 제 2 유압펌프(18)의 압유는 제 2 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때는 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 된다.
또 합류용 엑츄에이터(20)의 구동에 있어서 파일럿압이 파일럿관로(7)에 유도되면 상기 합류용 방향제어밸브(4)가 상기 도 5의 오른쪽 위치로 전환됨과 동시에 합류밸브(2)가 스프링의 힘에 저항하여 폐쇄위치로 전환된다. 이에 의하여 센터바이패스통로(3)와 탱크(17)와의 사이가 차단된다.
따라서 제 1 유압펌프(15)의 압유가 센터바이패스통로(3), 합류회로(5), 체크밸브(6)를 거쳐 합류용 방향제어밸브(4)의 공급포트에 제 2 유압펌프(18)의 압유에 합류하여 공급된다. 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)의 합류된 압유는 합류용 방향제어밸브(4)로부터 합류용 엑츄에이터(20)에 공급되고, 이 합류용 엑츄에이터(20)가 작동하여 도시 생략한 파쇄기구가 구동하여 암석의 파쇄작업 등이 실시된다.
이 경우, 상기 파쇄기구와 도시 생략한 아암이나 부움과의 복합조작이라든가, 상기 파쇄기구와 주행, 선회와의 복합조작의 실시 등을 위하여 예를 들면 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 해당하는 방향제어밸브도 아울러 전환조작되었을 때에는 제 1 유압펌프(15)의 압유는 해당하는 방향제어밸브에 공급된다. 이 때 실제작업에 있어서는 해당하는 방향제어밸브가 센터바이패스통로를 완전히 폐쇄하는 케이스는 적고, 따라서 합류관로(5)에도 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부가 공급되는 경향에 있다. 즉 합류용 엑츄에이터(20)는 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부와 제 2 유압펌프(18)의 압유에 의하여 구동되는 상황이 되기 쉽다.
또 이와 같은 동작이 행하여지는 동안, 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프 (18)의 입력토오크의 합계치가 엔진(30)의 출력토오크를 초과하지 않도록 모든 마력제어가 행하여져 엔진고장을 방지하도록 되어 있다.
상기 종래기술은 제 1 유압펌프(15)와 제 2 유압펌프(18)의 압유의 합류에 의해 도시 생략한 파쇄기구를 구동하고 있는 작업 중에 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 무엇인가의 이유로 고압이 되면 제 2 유압펌프(18)측의 토출압이 부하압에 따라 고압이 됨과 동시에, 제 1 유압펌프(15)측의 토출압도 고압이 된다. 이에 의하여 제 1 유압펌프(15)의 입력토오크, 제 2 유압펌프(18)의 입력토오크의 합계치가 커져 엔진(30)의 출력토오크도 증대한다.
상기한 바와 같이 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 고압이 되는 경우에는 속도보다도 힘이 요구되는 상황이다. 이와 같은 상황에 있어서 제 1 유압펌프(15)의 압유을 제 2 유압펌프(18)의 압유에 합류시키는 것은 상기한 바와 같이 엔진 (30)의 출력토오크의 증대를 초래하여 연료소비량이 많아져 경제성의 점에서 문제가 있다.
또 예를 들면 제 1 유압펌프(15)의 압유에 의해 구동하는 도시 생략한 다른 엑츄에이터와, 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부와 제 2 유압펌프(18)의 압유와의 합류에 의한 합류용 엑츄에이터(20)와의 복합조작시에 상기한 바와 같이 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 고압이 되어 속도보다도 힘이 요구되는 상황에 이르렀을 때에 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)의 압유의 합류를 계속하는 것은 제 1 유압펌프(15)의 압유에 의해 구동하는 다른 엑츄에이터의 속도를 빠르게 하고 싶은 경우에는 바람직하지 않다.
이와 같은 상황에 이르렀을 때에는 제 2 유압펌프(18)의 토출압에 의하여 힘을 확보할 수 있기 때문에 합류용 엑츄에이터(20)의 속도가 늦어져도 그때까지의 합류를 정지하고 제 1 유압펌프(15)의 압유의 모두를 다른 엑츄에이터에 공급 가능하게 하여 해당하는 다른 엑츄에이터의 속도를 빠르게 한 쪽이 전체의 작업성의 점에서 보아 바람직한 일이 많다.
본 발명은 상기한 종래기술에 있어서의 실상으로부터 이루어진 것으로, 그 목적은 2개의 유압펌프의 압유가 합류되는 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다도 높아지는 경우에는 합류를 강제적으로 정지시켜 한쪽의 유압펌프의 압유로 해당 합류용 엑츄에이터를 구동할 수 있도록 한 작업기계의 유압구동장치를 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명의 작업기계의 유압구동장치의 제 1 실시형태의 구성을 나타내는 유압회로도,
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 중립시를 나타내는 유압회로도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 합류시를 나타내는 유압회로도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 합류해제시를 나타내는 유압회로도,
도 5는 종래의 작업기계의 유압구동장치의 구성을 나타내는 유압회로도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엔진과, 이 엔진에 의해 구동되는 가변용량형의 제 1 유압펌프, 제 2 유압펌프와, 상기 제 1 유압펌프에 접속되는 센터바이패스형의 제 1 방향제어밸브군과, 상기 제 2 유압펌프에 접속되고, 합류용 방향제어밸브를 포함하는 센터바이패스형의 제 2 방향제어밸브군과, 상기 제 1 방향제어밸브군의 최하류의 방향제어밸브에 센터바이패스통로를 거쳐 접속되고, 상기 제 1 유압펌프의 압유를 상기 제 2 유압펌프의 압유에 합류시켜 상기 제 2 방향제어밸브군의 상기 합류용 방향제어밸브에 공급 가능하게 하는 합류밸브와, 이 합류밸브와 상기 합류용 방향제어밸브의 공급포트를 연락하는 합류회로와, 상기 합류용 방향제어밸브에 의해 제어되는 합류용 엑츄에이터를 구비함과 동시에, 상기 제 1 유압펌프 및 상기 제 2 유압펌프의 입력토오크의 합계치가 상기 엔진의 출력토오크를 초과하지 않도록 모든 마력제어를 행하는 가변용량제어장치를 구비한 작업기계의 유압구동장치에 있어서, 상기 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다 높아졌을 때에 상기합류밸브에 의한 합류를 해제하는 해제밸브를 설치한 구성으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명에 있어서는 합류용 방향제어밸브를 전환조작하여 합류밸브를 작동시켜 제 1 유압펌프의 압유를 합류밸브, 합류회로를 거쳐 합류용 방향제어밸브의 공급포트에 공급하고, 제 1 유압펌프, 제 2 유압펌프의 합류된 압유에 의해 합류용 엑츄에이터를 구동함에 있어서 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다 높아졌을 때에는 해제밸브가 작동하여 합류가 해제되어 제 1 유압펌프의 압유가 합류회로를 거쳐 합류용 방향제어밸브에 공급되는 것이 강제적으로 정지된다. 이에 의하여 제 2 유압펌프의 압유만이 합류용 방향제어밸브를 거쳐 합류용 엑츄에이터에 공급된다. 즉, 합류용 엑츄에이터는 제 2 유압펌프의 압유만에 의하여 구동하는 상태로 된다.
따라서 합류용 엑츄에이터의 부하압이 높아짐에 따라 제 2 유압펌프의 입력토오크가 커지나, 합류용 엑츄에이터의 부하압의 영향을 받지 않는 제 1 유압펌프의 입력토오크는 작게 하는 것이 가능하여 이들 제 1 유압펌프, 제 2 유압펌프의 입력토오크의 합계치를 낮게 억제할 수 있다. 이에 따라 엔진의 출력토오크의 증대를 억제할 수 있다.
또 제 1 유압펌프에 접속되는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브에 의하여 구동제어되는 다른 엑츄에이터와, 합류용 엑츄에이터와의 복합조작이 실시될 때에, 제 1 유압펌프의 압유의 일부와 제 2 유압펌프의 압유의 합류에 의해 합류용 엑츄에이터가 구동되고 있는 상태에 있어서, 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다 높아졌을 경우에는 상기한 바와 같이 합류가 해제되기 때문에 제 1 유압펌프의 압유가 합류용 엑츄에이터에 공급되는 일 없이 이 제 1 유압펌프의 압유를 상기한 다른 엑츄에이터에만 공급 가능하게 되고, 또 제 1 유압펌프의 토출압은 합류용 엑츄에이터의 소정압보다 높아진 부하압의 영향을 받지 않게 되기 때문에 제 2 유압펌프의 토출압에 비하여 작게 유지하는 것이 가능하게 되고, 이에 의하여 이른바 P-Q특성(펌프-토출압특성)에 따라 비교적 큰 유량을 확보하는 것이 가능하게 되어 이와 같은 복합조작시에 있어서의 합류용 엑츄에이터의 힘의 확보와, 다른 엑츄에이터의 증속(增速)을 실현할 수 있다.
상기한 구성에 있어서, 해제밸브는 상기 제 1 방향제어밸브군의 최하류의 방향제어밸브와 상기 합류밸브와의 사이에 위치하는 상기 센터바이패스통로와 탱크를 연락하는 회로 중에 설치됨과 동시에, 상기 합류회로의 압력에 따라 작동하도록 설정된 구성으로 하여도 좋다.
또 상기한 구성에 있어서, 해제밸브를 합류밸브에 내장시킨 구성으로 하여도 좋다.
이와 같이 구성한 것에서는 합류밸브와 해제밸브가 일체가 되어 콤팩트화를 실현할 수 있다.
또한 상기한 구성에 있어서, 작업기계가 유압셔블로 이루어지고, 합류용 어태치먼트에 의해 구동되는 어태치먼트를 아암의 선단에 장착되는 소정의 작업기구로 한 구성으로 하여도 좋다.
이하, 본 발명에 관한 작업기계의 유압구동장치의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 작업기계의 유압구동장치의 제 1 실시형태의 구성을 나타내는 유압회로도이다. 이 도 1은 상기한 도 5에 대응하여 도시되어 있다. 이 도 1에 있어서 상기한 각 유압기기와 동등한 것은 동일한 부호로 나타내고 있다.
즉, 이 도 1에 나타내는 제 1 실시형태도, 예를 들면 유압셔블에 구비되는 것으로, 엔진(30)과 가변용량형의 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)를 구비하고 있다. 제 1 유압펌프(15)에는 센터바이패스형의 제 1 방향제어밸브군을 접속시키고 있고, 제 2 유압펌프(18)에는 합류용 엑츄에이터(20)를 전환제어하는 합류용 방향제어밸브(4)를 포함하는 제 2 방향제어밸브군을 접속시키고 있다. 제 1 방향제어밸브군의 최하류의 방향제어밸브(1)에 센터바이패스통로(3)를 거쳐 합류밸브(2)를 접속하고 있고, 이 합류밸브(2)와 합류용 방향제어밸브(4)의 공급포트는 합류회로(5)에 의하여 접속시키고 있다. 합류용 엑츄에이터(20)에 의해 구동되는 어태치먼트는 상기 유압셔블의 아암의 선단에 설치되는 소정의 작업기구, 예를 들면 파쇄기구로 이루어져 있다. 또한 21은 파일럿관로, 19는 탱크통로, 22, 6은 체크밸브이다. 이상의 구성에 대해서는 상기한 제 1 실시형태와 동등하다.
이 제 1 실시형태에서는 특히, 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다 높아졌을 때에 합류밸브(2)에 의한 합류를 해제하는 해제밸브(10)를 구비하고 있다. 이 해제밸브(10)는 제 1 방향제어밸브군의 최하류의 방향제어밸브(1)와 합류밸브(2)와의 사이에 위치하는 센터바이패스통로(3)부분과, 탱크(17)를 연락하는 회로, 즉 탱크통로(16)에 배치하고 있어 합류회로(5)의 압력에 의하여 작동하도록 설정하고 있다.
이 제 1 실시형태에 있어서의 기본적인 동작은, 상기한 도 5에 나타낸 것과 거의 동등하다. 즉 상기한 설명과 중복되나, 합류용 방향제어밸브(4)가 상기 도 1의 오른쪽 위치로 전환되는 전환조작 이 외의 각 방향제어밸브의 전환조작시에는 파일럿관로(7)에 파일럿압이 생기지 않기 때문에 합류밸브(2)는 스프링의 힘에 의하여 개방위치에 유지되어 센터바이패스통로(3)가 탱크(17)와 연통한 상태로 유지된다. 또 합류용 방향제어밸브(4)가 중립 유지될 때, 또는 합류용 방향제어밸브(4)가 상기 도 1의 왼쪽 위치로 전환되어도 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다 낮을 때에는 해제밸브(10)는 스프링의 힘에 의해 도 1에 나타내는 폐쇄위치에 유지되어 탱크통로(16)를 차단한다.
이 상태에 있어서는 제 1 유압펌프(15)의 압유는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때에 해당하는 방향제어밸브에만 공급가능하게 되고, 제 2 유압펌프(18)의 압유는 제 2 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 조작되었을 때에 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 된다.
또 합류용 엑츄에이터(20)의 구동에 있어서, 파일럿압이 파일럿관로(7)에 유도되면, 상기 합류용 방향제어밸브(4)가 상기 도 1의 오른쪽 위치로 전환됨과 동시에, 합류밸브(2)가 스프링의 힘에 저항하여 폐쇄위치로 전환되어 센터바이패스통로 (3)와 탱크(17)의 사이가 차단된다. 이 경우 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다 낮을 때에는 해제밸브(10)는 상기한 바와 같이 스프링의 힘에 의해 도 1에 나타내는 폐쇄위치에 유지되어 탱크통로(23)를 차단한다.
이 상태에 있어서는 제 1 유압펌프(15)의 압유가 센터바이패스통로(3), 합류회로(5), 체크밸브(6)를 거쳐 합류용 방향제어밸브(4)의 공급포트에 제 2 유압펌프 (18)의 압유에 합류하여 공급된다. 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)의 합류된 압유는 합류용 방향제어밸브(4)로부터 합류용 엑츄에이터(20)에 공급되어 이 합류용 엑츄에이터(20)가 작동하여 도시 생략한 파쇄기구가 구동하여 암석의 파쇄작업 등이 실시된다.
이 경우 해당 파쇄기구와 도시 생략한 아암이나 부움과의 복합조작이라든가 해당 파쇄기구와 주행, 선회와의 복합조작의 실시 등을 위해 예를 들면 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 해당하는 방향제어밸브도 아울러 전환조작되었을 때에는 제 1 유압펌프(15)의 압유는 해당하는 방향제어밸브에 공급된다. 이 때 상기한 바와 같이 실제작업에 있어서는 해당하는 방향제어밸브의 센터바이패스통로가 완전히 폐쇄되는 일은 적고, 따라서 합류회로(5)에도 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부가 흐르는 경향에 있다. 즉 합류용 엑츄에이터(20)는 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부와 제 2 유압펌프(18)의 압유에 의하여 구동되는 상황으로 되기 쉽다. 또 이와 같은 동작이 행하여지는 동안, 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)의 입력토오크의 합계치가 엔진(30)의 출력토오크를 초과하지 않도록 모든 마력제어가 실시되어 엔진 고장이 방지된다.
이 제 1 실시형태에서는 특히 상기한 바와 같은 2개의 유압펌프(15, 18)의 압유의 합류에 의하여 합류용 엑츄에이터(20)를 작동시키고 있을 때에 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 합류회로(5)를 거쳐 해제밸브(10)의 제어부에 계속해서 부여되나, 그 부하압이 소정압보다 높아졌을 때에는 스프링의 힘에 저항하여 해제밸브 (10)가 개방위치로 전환된다.
이에 의하여 제 1 방향제어밸브군측의 센터바이패스통로(3)가 해제밸브(10)를 거쳐 탱크통로(16)와 연통하여 합류밸브(2)에 의한 합류가 해제된다. 이 상태가 되면 제 1 유압펌프(15)의 압유는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때는 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 되어 제 2 유압펌프 (18)의 압유만이 합류용 방향제어밸브(4)를 거쳐 합류용 엑츄에이터(20)에 공급된다.
이와 같은 상태로부터 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다도 낮아졌을 때에는, 또는 합류용 방향제어밸브(4)가 중립위치로 복귀되었을 때에는 해제밸브(10)는 스프링의 힘에 의하여 원래의 상태, 즉 탱크통로(16)를 차단하는 폐쇄위치로 복귀한다. 합류용 방향제어밸브(4)가 중립위치로 복귀되지 않고 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다도 낮아졌을 때에는 다시 합류가 행하여진다.
또 합류용 방향제어밸브(4)가 중립위치로 복귀되거나, 도 1의 왼쪽 위치로 전환되었을 때에는 파일럿관로(7)에 파일럿압이 생기지 않게 되기 때문에 합류밸브 (2)는 스프링의 힘에 의하여 도 1의 상단위치, 즉 개방위치로 전환된다. 이에 의하여 센터바이패스통로(3)가 탱크(17)와 연통하여 제 1 유압펌프(15)의 압유의 제 2 유압펌프(18)의 압유에의 합류는 행하여지지 않게 된다.
이 상태가 되면, 상기한 바와 같이 제 1 유압펌프(15)의 압유는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때에 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 되어 제 2 유압펌프(18)의 압유는 2방향 제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때에 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 된다.
이와 같이 구성한 제 1 실시형태에 있어서는 합류시에 합류용 엑츄에이터 (20)의 부하압이 소정압 이상이 되면 상기한 바와 같이 해제밸브(10)가 작동하여 합류가 해제되기 때문에 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 커짐에 따라 제 2 유압펌프(18)의 입력토오크가 커지나, 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압의 영향을 받지 않은 제 1 유압펌프(15)의 입력토오크는 작게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서 이들제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)의 입력토오크의 합계치를 낮게 억제할 수 있고, 이에 따라 엔진(30)의 출력토오크의 증대를 억제할 수 있어 연료소비량을 억제할 수 있어 경제적이다. 또한 제 2 유압펌프(18)의 토출압이 커짐에 따라 합류용 엑츄에이터(20)가 필요로 하는 힘을 확보할 수 있기 때문에 합류용 엑츄에이터(20)에 의하여 구동하는 파쇄기구의 작업에 지장을 일으키지 않는다.
또 제 1 유압펌프(15)의 압유에 의해 구동하는 도시 생략한 다른 엑츄에이터와, 합류용 엑츄에이터(20)와의 복합조작이 실시될 때에 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부와 제 2 유압펌프(18)의 압유의 합류에 의해 합류용 엑츄에이터(20)가 구동되고 있는 상태에 있어서, 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다 높아진 경우에는 상기한 바와 같이 해제밸브(10)의 작동에 의해 합류가 해제되기 때문에 제 1 유압펌프(15)의 압유가 합류용 엑츄에이터(20)에 공급되는 일이 없어 이 제 1 유압펌프(15)의 압유를 상기한 다른 엑츄에이터에만 공급 가능하게 되고, 또 제 1 유압펌프(15)의 토출압은 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압의 영향을 받지 않게 되기 때문에 제 2 유압펌프(18)의 토출압에 비하여 작게 유지하는 것이 가능하게 되고, 이에 의하여 이른바 P-Q특성(펌프-토출압특성)에 따라 비교적 큰 유량을 확보하는 것이 가능하게 되고, 이와 같은 복합조작시에 있어서의 합류용 엑츄에이터(20)의 힘의 확보와, 다른 엑츄에이터의 증속을 실현할 수 있어 전체의 작업성을 향상시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내는 도면으로, 도 2는 중립시를 나타내는 유압회로도, 도 3은 합류시를 나타내는 유압회로도, 도 4는 합류해제시를 나타내는 유압회로도이다.
이 제 2 실시형태는 해제밸브(10)를 합류밸브(2)에 내장시키고 있다. 즉 해제밸브(10)를 합류밸브(2)내로 이동 자유롭게 배치하고 있고, 이 해제밸브(10)의 한편의 끝부측에 피스톤(11)을 설치하고, 다른쪽의 끝부측에 해제밸브(10)를 가세하는 스프링(12)을 설치하고 있다. 이들 피스톤(11), 스프링(12)도 합류밸브(2)내에 배치하고 있다. 또 합류밸브(2)를 중립으로 복귀시키는 스프링(8)[도 1에 나타내는 합류밸브(2)의 스프링에 상당]과, 이 스프링(8)이 수납되는 스프링실과 탱크(17)를 연통시키는 드레인포트(9)를 설치하고 있다.
또 합류밸브(2)의 스풀에는 제 1 방향제어밸브군의 최하류의 방향제어밸브 (1)에 이어지는 바이패스통로(3)와 연통하는 작은 구멍(13)과, 바이패스통로(3)에 선택적으로 연통하는 작은 구멍(14)을 형성하고 있다. 또한 이 합류밸브(2)의 스풀의 바깥 둘레부분에는 통로(23)를 형성하고 있다. 해제밸브(10)의 스풀의 바깥 둘레부분에는 상기한 작은 구멍(13)과 항상 연통함과 동시에, 작은 구멍(14)에 선택적으로 연통하는 통로(24)를 형성하고 있다.
상기한 작은 구멍(13)은 합류밸브(2)의 일부를 구성하고 있다. 또 작은 구멍 (13), 작은 구멍(14), 통로(24) 및 통로(23)는 해제밸브(10)의 일부를 구성하고 있다.
그 밖의 구성은 상기한 제 1 실시형태와 동등하다.
이와 같이 구성한 제 2 실시형태에서는 합류용 방향제어밸브(4)가 상기 도 1의 오른쪽 위치로 전환되는 전환조작 이 외의 각 방향제어밸브의 전환조작시에는 파일럿관로(7)에 파일럿압이 생기지 않기 때문에 합류밸브(2)의 스풀은 스프링(8)의 힘에 의해 도 2의 가장 왼쪽에 위치한다.
또 합류용 방향제어밸브(4)가 중립유지될 때, 또는 합류용 방향제어밸브(4)가 도 1의 오른쪽 위치로 전환되어도 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다 낮을 때, 즉 스프링(12)의 힘에 상응하는 압력보다 낮을 때에는 해제밸브(10)의 스풀 및 피스톤(11)은 스프링(12)의 힘에 의해 상기 도 2의 가장 왼쪽에 위치하는 상태로 유지된다.
이 상태에 있어서는 제 1 유압펌프(15)에 접속되는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 각 방향제어밸브가 어느 것도 전환조작되지 않을 때는 제 1 유압펌프(15)의 압유는 바이패스통로(3), 합류밸브(2)의 통로(23), 탱크통로(16)를 지나 탱크(17)로 복귀된다. 또 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때에는 제 1 유압펌프(15)의 압유는 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 된다다. 제 2 유압펌프(18)의 압유는 제 2 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 조작되었을 때에 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 된다.
또 도시 생략한 파쇄기구를 작동시키기 위하여 합류용 방향제어밸브(4)에 관한 도시 생략한 조작장치가 조작되어 파일럿압이 파일럿관로(7)에 유도되면 상기 합류용 방향제어밸브(4)가 상기 도 2의 오른쪽 위치로 전환됨과 동시에, 합류밸브 (2)가 스프링(8)의 힘에 저항하여 상기 도 2의 오른쪽으로 이동하여 도 3에 나타내는 상태로 된다. 이에 의하여 합류밸브(2)는 폐쇄위치가 되고, 이 합류밸브(2)에 의하여 센터바이패스통로(3)와 탱크(17)와의 사이가 차단된다. 따라서 제 1 유압펌프(15)의 압유는 센터바이패스통로(3), 작은 구멍(13)을 지나 합류회로(5), 체크밸브(6)를 거쳐 합류용 방향제어밸브(4)의 공급포트에 유도되어 제 1 유압펌프(18)로부터 토출되어 병렬통로(21), 체크밸브(22)를 거쳐 합류용 방향제어밸브(4)의 공급포트에 유도되는 압유에 합류한다. 이 합류된 압유가 합류용 엑츄에이터(20)에 공급되어 이 합류용엑츄에이터(20)가 작동하여 도시 생략한 파쇄기구가 구동하여 암석의 파쇄작업 등을 행할 수 있다.
이때 상기한 합류밸브(2)의 스풀의 오른쪽방향의 이동과 일체적으로 해제밸브(10)의 스풀도 이동한다. 합류용 엑츄에이터(2O)의 부하압이 소정압보다 낮을 때에는 해제밸브(10)는 스프링(12)의 힘에 의하여 가장 왼쪽 위치에 유지되어통로(24)와 작은 구멍(14) 사이를 차단하는 폐쇄위치에 유지된다. 이에 의하여 바이패스통로(3)와 탱크통로(16) 사이가 차단된다.
이 경우, 상기 파쇄기구와 도시 생략한 아암이나 부움과의 복합조작이라든가 상기 파쇄기구와 주행, 선회와의 복합조작의 실시 등을 위하여 예를 들면 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 해당하는 방향제어밸브도 아울러 전환 조작되었을 때에는 제 1 유압펌프(15)의 압유는 해당하는 방향제어밸브에 공급된다. 이 때 상기한 바와 같이 합류회로(5)에도 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부가 흘러 이 제 1 유압펌프 (15)의 압유의 일부와 제 2 유압펌프(18)의 압유에 의하여 합류용 엑츄에이터(20)는 구동되는 상황이 되기 쉽다. 이와 같은 동작이 행하여지는 동안, 제 1 유압펌프 (15), 제 2 유압펌프(18)의 입력토오크의 합계치가 엔진(30)의 출력토오크를 초과하지 않도록 모든 마력제어가 실시되어 엔진고장이 방지된다.
또 상기한 바와 같은 2개의 유압펌프(15, 18)의 압유의 합류에 의하여 합류용엑츄에이터(20)를 작동시키고 있을 때에 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 합류회로(5)를 거쳐 해제밸브(10)의 제어부, 즉 피스톤(11)의 끝부에 계속해서 가해지나, 그 부하압이 스프링(12)의 힘에 상응하는 압보다도 높아졌을 때에는 피스톤(11) 및 해제밸브(10)의 스풀은 오른쪽 방향으로 이동하여 상기 해제밸브(10)는 개방위치로 전환된다. 즉 도 4에 나타내는 바와 같이 센터바이패스통로(3)와 탱크통로(16)는 작은 구멍(13), 통로(24), 작은 구멍(14)을 거쳐 연통하여 합류밸브(2)에 의한 합류가 해제된다. 이 상태가 되면 제 1 유압펌프(15)의 압유는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때는 해당하는 방향제어밸브에만 공급가능하게 되어 제 2 유압펌프(18)의 압유만이 합류용 방향제어밸브를 거쳐 합류용엑츄에이터(20)에 공급된다.
이와 같은 상태로부터 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다도 낮아졌을 때에는, 또는 합류용 방향제어밸브(4)가 중립위치로 복귀되었을 때에는 해제밸브(10)의 스풀 및 피스톤(11)은 스프링(12)의 힘에 의하여 도 3에 나타내는 상태, 또는 도 2에 나타내는 상태로 복귀하여 이 해제밸브(10)는 작은 구멍(13)과 작은 구멍(14) 사이를 차단하는 폐쇄위치가 된다. 합류용 방향제어밸브(4)가 중립위치로 복귀되지 않고 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다도 낮아졌을 때에는 도 3에 나타내는 상태가 되어 다시 합류가 행하여진다.
또 합류용 방향제어밸브(4)가 중립위치로 복귀되거나, 도 2 등의 왼쪽위치로 전환되었을 때에는 파일럿관로(7)에 파일럿압이 생기지 않게 되기 때문에 합류밸브 (2)의 스풀은 도 2에 나타내는 스프링(8)의 힘에 의하여 상기 도 2에 나타내는 바와 같이 가장 왼쪽위치로 이동하여 이 합류밸브(2)는 개방위치가 되어 센터바이패스통로(3)와 탱크통로(16)가 연통하여 제 1 유압펌프(15)의 압유의 제 2 유압펌프(18)의 압유로에의 합류는 행하여지지 않게 된다.
이 상태가 되면 제 1 유압펌프(15)의 압유는 제 1 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때에 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 되어 제 2 유압펌프(18)의 압유는 제 2 방향제어밸브군에 포함되는 방향제어밸브가 전환조작되었을 때에 해당하는 방향제어밸브에만 공급 가능하게 된다.
이와 같이 구성한 제 2 실시형태에 있어서도 상기한 제 1 실시형태에 있어서의 것과 마찬가지로, 제 1 유압펌프(15), 제 2 유압펌프(18)의 입력토오크의 합계치를 낮게 억제할 수 있어 이에 따라 엔진(30)의 출력토오크의 증대를 억제할 수 있어연료소비량을 억제할 수 있어 경제적이다.
또 제 1 유압펌프(15)의 압유에 의해 구동하는 도시 생략한 다른 엑츄에이터와, 합류용 엑츄에이터(20)와의 복합조작이 실시될 때에 제 1 유압펌프(15)의 압유의 일부와 제 2 유압펌프(18)의 압유와의 합류에 의해 합류용 엑츄에이터(20)가 구동되고 있는 상태에 있어서, 합류용 엑츄에이터(20)의 부하압이 소정압보다 높아졌을 경우에는 합류용 엑츄에이터(20)의 힘의 확보와 다른 엑츄에이터의 증속을 실현할 수 있어 전체의 작업성을 향상시킬 수 있다.
그리고 특히 이 제 2 실시형태에서는 해제밸브(10)를 합류밸브(2)에 내장시키고 있기 때문에 합류밸브(2)와 해제밸브(10)가 일체가 되어 콤팩트화를 실현할 수 있어 외부배관을 적게 하여 전체구조를 간단하게 할 수 있으므로 조립할 때 등의 취급이 용이하다.
또한 상기 실시형태에서는 작업기계의 일례로서 유압셔블을 들었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 2개의 유압펌프의 압유가 합류되는 합류용 엑츄에이터 및 합류밸브을 구비한 것이면 어느 작업기계이더라도 적용가능하다.
본원의 각 청구항에 관한 발명에 의하면, 2개의 유압펌프의 압유가 합류되는 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다도 높아지는 경우에는 합류를 강제적으로 정지시켜 한쪽의 유압펌프의 압유만으로 상기 합류용 엑츄에이터를 구동할 수 있으며, 따라서 한쪽의 유압펌프의 입력토오크는 커지나, 합류용 엑츄에이터의 부하압의 영향을 받지 않는 다른쪽의 유압펌프의 입력토오크는 작게 하는 것이 가능하게 되고, 이들 2개의 유압펌프의 입력토오크의 합계치를 종래보다도 낮게 억제할 수 있어 이에 따라 엔진의 출력토오크의 증대를 억제할 수 있어 연료소비량을 억제할 수 있으므로 종래에 비하여 경제적이다.
또 2개의 유압펌프 중의 한쪽의 유압펌프의 압유에 의해 구동하는 다른 엑츄에이터와, 합류용 엑츄에이터와의 복합조작이 실시될 때에 한쪽의 유압펌프의 압유의 일부와, 합류용 방향제어밸브가 접속되는 다른쪽의 유압펌프의 압유와의 합류에 의해 합류용 엑츄에이터가 구동되고 있는 상태에 있어서 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다 높아진 경우에는 한쪽 유압펌프의 압유를 다른쪽의 엑츄에이터에만 공급 가능하게 되고, 또 한쪽의 유압펌프의 토출압은 합류용 엑츄에이터의 부하압의 영향을 받지 않게 되기 때문에 다른쪽의 유압펌프의 토출압에 비하여 작게 유지하는 것이 가능하게 되어 이에 의하여 이른바 P-Q 특성(펌프-토출압특성)에 따라 비교적 큰 유량을 확보하는 것이 가능하게 되어 이와 같은 복합조작시에 있어서의 합류용 엑츄에이터의 힘의 확보와, 다른쪽의 엑츄에이터의 증속을 실현할 수 있어 전체의 작업성을 종래에 비하여 향상할 수 있다.
또 특히 청구항 3에 관한 발명에 의하면, 합류밸브와 해제밸브가 일체가 되어 콤팩트화를 실현할 수 있어 외부배관을 적게 하여 전체구조를 간단하게 할 수 있기때문에 조립할 때 등의 취급이 용이하다.

Claims (4)

  1. 엔진과; 이 엔진에 의해 구동되는 가변용량형의 제 1 유압펌프 및 제 2 유압펌프와; 상기 제 1 유압펌프에 접속되는 센터바이패스형의 제 1 방향제어밸브군과; 상기 제 2 유압펌프에 접속되어 합류용 방향제어밸브를 포함하는 센터바이패스형의 제 2 방향제어밸브군과; 상기 제 1 방향제어밸브군의 최하류의 방향제어밸브에 센터바이패스통로를 거쳐 접속되어 상기 제 1 유압펌프의 압유를 상기 제 2 유압펌프의 압유에 합류시켜 상기 제 2 방향제어밸브군의 상기 합류용 방향제어밸브에 공급 가능하게 하는 합류밸브와; 이 합류밸브와 상기 합류용 방향제어밸브의 공급포트를 연락하는 합류회로와; 상기 합류용 방향제어밸브에 의해 제어되는 합류용 엑츄에이터를 구비함과 동시에, 상기 제 1 유압펌프 및 상기 제 2 유압펌프의 입력토오크의 합계치가 상기 엔진의 출력토오크를 초과하지 않도록 모든 마력제어를 행하는 가변용량제어장치를 구비한 작업기계의 유압구동장치에 있어서,
    상기 합류용 엑츄에이터의 부하압이 소정압보다 높아졌을 때에 상기 합류밸브에 의한 합류를 해제하는 해제밸브을 설치한 것을 특징으로 하는 작업기계의 유압구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 해제밸브는, 상기 제 1 방향제어밸브군의 최하류의 방향제어밸브와 상기합류밸브 사이에 위치하는 상기 센터바이패스통로와 탱크를 연락하는 회로 중에 설치됨과 동시에, 상기 합류회로를 거쳐 부여되는 상기 합류용 액츄에이터의 부하압이 소정압보다 높아졌을 때는 스프링의 힘에 저항하여 상기 해제밸브가 개방위치로 전환되도록 설정된 것을 특징으로 하는 작업기계의 유압구동장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 해제밸브를 상기 합류밸브에 내장시킨 것을 특징으로 하는 작업기계의 유압구동장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업기계는 유압셔블이며, 상기 합류용 엑츄에이터에 의해 구동되는 어태치먼트는 아암의 선단에 장착되는 소정의 작업기구인 것을 특징으로 하는 작업기계의 유압구동장치.
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