KR100491487B1 - 유압모터의 고장검출장치 및 유압구동차량 - Google Patents

유압모터의 고장검출장치 및 유압구동차량 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유압모터의 고장 검출장치는 원동기(2)에 의하여 구동되는 유압펌프(3)와, 이 유압펌프(3)로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터(1)와, 유압모터(1)의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치(35)와, 이상 검출장치(35)에 의하여 유압모터(1)의 이상동작이 검출되면 경보를 발하는 경보장치(30, 39, 40)를 구비한다.

Description

유압모터의 고장검출장치 및 유압구동차량{DEVICE FOR DETECTING FAILURE OF HYDRAULIC MOTOR, AND HYDRAULIC VEHICLE}
본 발명은 휠식 유압셔블 등의 유압 구동차량에 탑재된 유압모터의 고장을 검출하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 휠식 유압셔블 등의 유압 구동차량은 유압펌프와 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동되는 주행용 유압모터를 가진다. 이 유압모터의 출력축은 트랜스미션의 입력축에 연결되어, 유압모터의 회전은 트랜스미션을 거쳐 차륜에 전달된다. 유압모터에는 드레인실이 설치되어 유압모터로부터의 드레인오일은 드레인실을 거쳐 탱크에 회수된다.
상기한 유압 구동차량에 있어서, 유압모터에 이물이 혼입되면 유압모터의 정상적인 동작이 방해되어 유압모터가 파손될 염려가 있다. 유압모터가 파손되면 유압펌프로부터의 토출오일은 드레인실로 유입하여, 경우에 따라서는 트랜스미션에 유입한다. 그 결과 트랜스미션의 내부가 오일로 채워져 트랜스미션에 큰 저항이 작용하게 되어 주행성능이 악화한다. 또 트랜스미션 오일에 유압모터로부터의 오일이 혼입하면 트랜스미션 오일의 성능이 악화하여 트랜스미션의 구동에 악영향을 미칠 염려가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 유압모터의 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도,
도 2는 본 발명이 적용되는 주행모터의 단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 고장 검출장치를 구성하는 제어기의 상세를 설명하는 개념도,
도 4는 제어기에서의 처리의 일례를 나타내는 플로우차트,
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 유압모터의 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 고장 검출장치를 구성하는 제어기의 상세를 설명하는 개념도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 유압모터의 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 고장 검출장치를 구성하는 제어기의 상세를 설명하는 개념도,
도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 유압모터의 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도,
도 10은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 고장 검출장치를 구성하는 제어기의 상세를 설명하는 개념도,
도 11은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 유압모터의 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도,
도 12는 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 고장 검출장치를 구성하는 제어기의 상세를 설명하는 개념도,
도 13은 본 발명의 실시형태에 관한 고장 검출장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 목적은 유압모터의 이상동작을 검출하여 이상사태에 적절하게 대응할 수 있도록 한 유압모터의 고장검출장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 유압모터의 고장검출장치를 탑재한 유압 구동차량을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유압모터의 고장검출장치는 원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와, 이 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동되는 유압모터와, 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와, 이상 검출장치에 의해 유압모터의 이상동작이 검출되면 경보를 발하는 경보장치를 구비한다.
또 본 발명에 의한 유압 구동차량은 원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와, 이 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동되는 유압모터와, 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와, 이상 검출장치에 의하여 유압모터의 이상동작이 검출되면 경보를 발하는 경보장치를 구비한다.
이에 의하여 오퍼레이터는 유압모터의 이상동작을 조기에 인식할 수 있어, 이상사태에 적절하게 대응할 수 있다.
경보를 발하는 대신에 유압모터의 구동을 제한하도록 하여도 좋다.
유압모터는 주행모터로 할 수 있어, 주행모터의 이상동작이 검출되면 원동기의 회전수를 저감하는 것이 바람직하다. 또 주행을 정지시키도록 하여도 좋고, 주행정지후에 제동시키도록 하여도 좋다. 다시 주행모터의 이상동작이 검출되면 원동기의 재시동을 금지하는 것이 바람직하다. 또 경보를 발하도록 하여도 좋다.
유압모터의 이상동작은 유압모터로부터의 드레인오일의 증가나, 유압모터로부터 외부로의 드레인오일의 유출을 저지하는 시일부재의 성능악화에 의하여 검출할 수 있다.
작업상태가 검출되면 경보장치의 작동이나 차량의 주행제한을 무효화하도록 하여도 좋다.
이들 제어는 리세트지령에 의하여 리세트 가능하게 하는 것이 바람직하다. 리세트지령은 이그니션키 스위치의 조작에 의하여 발생시키도록 하여도 좋다.
- 제 1 실시형태 -
이하, 도 1 내지 도 4를 사용하여 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블에 대하여 설명한다. 휠식 유압셔블은 휠식(타이어식)의 주행체상에 선회체를 선회 가능하게 탑재하고, 이 선회체에 작업용 어태치먼트를 설치한 것이다. 주행체에는 도 1에 나타내는 주행용 유압회로로 구동되는 주행용 유압모터(1)가 설치되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 엔진(2)에 의하여 구동되는 메인펌프(3)로부터의 토출오일은 제어밸브(4)에 의하여 그 방향 및 유량이 제어되고, 카운터밸런스밸브 (5)를 내장한 브레이크밸브(6)를 거쳐 주행모터(1)에 공급된다. 주행모터(1)의 출력축(1a)에는 트랜스미션(7)이 연결되어 있다. 주행모터(1)의 회전은 트랜스미션 (7)에 의하여 변속되어 프로펠러축(8), 차축(9)을 거쳐 타이어(10)에 전달된다. 이에 의하여 휠식 유압셔블이 주행한다. 또한 메인펌프(3)로부터의 압유는 도시생략한 작업용 유압회로에도 공급되어 작업용 엑츄에이터를 구동한다.
제어밸브(4)는 파일롯회로로부터의 파일롯압력에 의하여 그 전환방향과 스트로크량이 제어되고, 이 스트로크량을 제어함으로써 차량의 주행속도를 제어할 수 있다. 파일롯회로는 파일롯펌프(21)와, 엑셀러레이터 페달(22)의 밟음량에 따라 파일롯 2차압(P1)을 발생하는 주행 파일롯밸브(23)와, 파일롯밸브(23)로의 리턴 오일을 지연하는 슬로우 리턴밸브(24)와, 차량의 전진, 후진, 중립을 선택하는 전·후진 전환밸브(25)를 가진다. 전·후진 전환밸브(25)는 전자밸브환밸브에 의하여 구성되고, 도시 생략한 스위치의 조작에 의하여 그 위치가 전환된다.
도 1은 전·후진 변환밸브(25)가 중립(N위치)이고, 또한 주행 파일롯밸브 (23)가 조작되고 있지 않은 상태를 나타내고 있다. 따라서 제어밸브(4)는 중립위치에 있고, 메인펌프(3)로부터의 압유는 탱크로 되돌아가 차량은 정지하고 있다. 스위치조작에 의하여 전·후진 전환밸브(25)를 전진(F 위치) 또는 후진(R 위치)으로 전환하고 엑셀러레이터페달(22)을 밟아 조작하면, 밟음량에 따른 파일롯 2차압(P1)이 제어밸브(4)의 파일롯포트에 작용하여 파일롯 2차압(P1)에 따른 스트로크량으로 제어밸브(4)는 전환된다. 이에 의하여 메인펌프(3)로부터의 토출오일이 제어밸브 (4), 센터조인트(12), 브레이크밸브(6)를 경유하여 주행모터(1)에 유도되어, 주행모터(1)가 구동한다. 이 때 주행모터(1)로부터의 누설 오일은 드레인관로(드레인실) (11)를 거쳐 탱크로 회수된다.
주행 중에 페달(22)을 떼면 주행 파일롯밸브(23)가 파일롯펌프(21)로부터의 압유를 차단하고, 그 출구포트가 탱크와 연통된다. 그 결과 제어밸브(4)의 파일롯포트에 작용하고 있는 압유가 전·후진 전환밸브(25), 슬로우리턴밸브(24), 주행 파일롯밸브(23)를 거쳐 탱크로 되돌아간다.
이때 슬로우 리턴밸브(24)의 스로틀에 의하여 리턴 오일이 조여지기 때문에 제어밸브(4)는 서서히 중립위치로 전환된다. 제어밸브(4)가 중립위치로 전환되면 메인펌프(3)로부터 주행모터(1)로의 압유(구동압)의 공급이 차단되어 카운터 밸런스 밸브(5)도 도면의 중립위치로 전환된다.
이 경우 차체는 차체의 관성력에 의하여 주행을 계속하여 주행모터(1)는 모터작용으로부터 펌프작용으로 바뀌어, 도면 중 B포트측이 흡입, A포트측이 토출이 된다. 주행모터(1)로부터의 압유는 카운터 밸런스 밸브(5)의 스로틀(중립스로틀)에 의하여 조여지므로 때문에, 카운터 밸런스 밸브(5)와 주행모터(1) 사이의 압력이 상승하여 주행모터(1)에 브레이크압으로서 작용한다. 이에 의하여 주행모터(1)는 브레이크토오크를 발생하여 차체를 제동시킨다. 펌프작용 중에 흡입유량이 부족하면 주행모터(1)에는 메이크업포트(13)로부터 오일량이 보충된다. 브레이크압은 릴리프밸브(14, 15)에 의하여 그 최고 압력이 규제된다.
엔진(2)의 거버너(2a)는 링크기구(31)를 거쳐 펄스모터(32)에 접속되고, 펄스모터(32)의 회전에 의하여 엔진(2)의 회전수가 제어된다. 즉 펄스모터(32)의 정회전으로 회전수가 상승하여 역전으로 저하한다. 거버너(3a)에는 링크기구(31)를 거쳐 포텐시오미터(33)가 접속되고, 포텐시오미터(33)에 의하여 엔진(2)의 회전수에 따른 거버너 레버각도를 검출한다. 이 검출값은 제어회전수(Nθ)로서 제어기(30)에 입력된다.
제어기(30)에는 또 주행 파일롯밸브(23)의 밟음조작에 따른 파일롯 2차압 (P1)을 검출하는 압력센서(34)와, 주행모터(1)로부터의 누설 오일의 압력[드레인압 (P2)]을 검출하는 압력센서(35)와, 리세트 스위치(36)와, 이그니션키의 조작에 의하여 온/오프하는 이그니션키 스위치(37)가 각각 접속되어 있다. 키스위치(37)에는 전원(38)이 접속되고, 키스위치(37)의 온에 의하여 제어기(30)에 전원이 공급된다. 이에 의하여 제어기(30)에서는 뒤에서 설명하는 바와 같은 소정의 연산을 행하여, 펄스모터(32)에 제어신호를 출력하여 펄스모터(32)의 회전을 제어함과 동시에, 버저 (39) 및 버저램프(40)에 제어신호를 출력하여 그 작동을 제어한다.
여기서 주행모터(1)의 구조에 대하여 설명한다. 도 2는 가변 용량형 주행모터(1)의 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이 주행모터(1) 출력축(1a)의 플랜지 (41)에는 둘레방향으로 복수의 피스톤(42)(1개만 도시)이 연결되어 있다. 이들 피스톤(42)은 실린더블록(43)에 형성된 오일실(43a)에 피스톤링(42a)을 거쳐 슬라이딩가능하게 삽입되어 있다. 실린더블록(43)의 선단은 사판(44)에 맞닿고, 그 맞닿음면은 서로 원추형상으로 형성되어 있다. 사판(44)은 실린더블록(43)과 함께 화살표방향으로 요동 가능하고, 이 요동량에 따라 모터용량이 변화한다.
사판(44)과 사판(44)에 이어지는 모터커버(45)에는 도시 생략한 오일의 유입구 및 유출구가 각각 반위상에 걸쳐 설치된다. 그리고 유입구를 거쳐 메인펌프(3)로부터의 압유가 오일실(43a)로 유입하고, 유출구를 거쳐 오일실(43a)의 오일이 탱크로 유출한다. 이에 의하여 피스톤(42)이 오일실(43a)내를 슬라이딩하여 사판 (44)과 실린더블록(43)의 맞닿음을 유지한 채, 실린더블록(43), 피스톤(42)과 일체로 모터(1)의 출력축(1a)이 회전한다. 모터 출력축(1a)에는 트랜스미션(7)의 입력축(7a)이 스플라인결합되어 주행모터(1)의 회전은 트랜스미션(7)에 전달된다.
이때 메인펌프(3)로부터 오일실(43a)에 공급되는 압유의 일부는 사판(44)과 실린더블록(43)과의 맞닿음면의 간극 또는 피스톤(42)과 오일실(43a)과의 슬라이딩면의 간극으로부터 드레인실(11)로 누설되고, 누설오일은 모터케이싱(46)의 바닥부에 개구된 드레인구멍(11a)을 거쳐, 탱크로 되돌아간다.
그때 예를 들면 피스톤(42)의 슬라이딩면에 이물이 혼입하여 피스톤(42)이 실린더블록(43)에 고정되면(갉아 먹음) 실린더블록(43)은 피스톤(42)으로 끌리면서 회전하여 실린더블록(43)과 사판(44)과의 간극이 부분적으로 커진다. 또 경우에 따라서는 피스톤링(42a)이 파손되어 슬라이딩면의 간극이 커진다. 그 결과 이 간극을 거쳐 메인펌프(3)로부터의 압유가 드레인실(11)에 대량으로 유입하여 드레인실(11)의 압력이 상승한다. 그리고 경우에 따라서는 드레인실(11)의 오일이 시일링(SR)을 거쳐 트랜스미션(7)내로 유입할 염려가 있다.
본 실시형태에서는 이와 같은 주행모터(1)의 이상동작을 압력센서(35)에 의하여 검출하고, 이 이상 사태에 아래와 같이 대응한다.
도 3은 제어기(30)의 상세를 설명하는 개념도이다. 이그니션키 스위치(37)의 온에 의하여 제어기(30)에는 전원이 공급되어 처리가 개시된다. 함수발생기(301)는 압력센서(35)에 의하여 검출된 모터 드레인압이 미리 설정된 소정값(P2a) 이상일 때, RS형 플립플롭(302)의 세트단자(S)에 세트신호를 출력한다. 여기서 소정값 (P2a)은 상기한 바와 같이 주행모터(1)가 고장났을 때의 드레인실(11)의 압력으로 설정되어 있고, 압력검출값(P2)이 소정값(P2a) 이상이 되면 주행모터(1)의 고장이라고 판정한다. 플립플롭(302)의 세트단자(S)에 세트신호가 입력되면 플립플롭(302)은 단자(Q)로부터 하이레벨신호를 출력하여 전환회로(303)를 접점(a)측으로 전환한다. 이에 의하여 버저(39) 및 버저램프(40)에 전원이 공급되어, 버저음이 발생하여 버저램프(40)가 점등한다.
리세트 스위치(36)를 온하면 리세트 스위치(36)는 플립플롭(302)의 리세트단자(R)에 리세트신호를 출력한다. 이 리세트신호에 의하여 플립플롭(302)은 단자 (Q)를 로우레벨로 하여 전환회로(303)를 접점(b)측으로 전환한다. 이에 의하여 버저(39) 및 버저램프(40)에의 전원의 공급이 끊기고, 버저음이 정지하여 버저램프 (40)가 소등한다.
함수발생기(304)에는 도시한 바와 같이 주행 파일롯압의 증가에 따라 엔진회전수가 증가한다는 관계가 미리 설정되어 있다. 함수발생기(304)는 이 관계를 사용하여 압력센서(34)의 검출값(P1)에 따른 회전수(N)를 설정하고, 그 설정값(N)을 전환회로(305)에 출력한다. 전환회로(305)는 전환회로(303)의 전환에 따라 전환된다. 즉 전환회로(303)가 접점(a)측으로 전환되면 전환회로(305)도 접점(a)측으로 전환되고, 전환회로(303)가 접점(b)측으로 베어 전환되면 전환회로(305)도 접점(b) 측으로 전환된다. 이에 의하여 전환회로(305)는 함수발생기(304)에 의하여 설정된 회전수(N), 또는 회전수 설정기(306)에 미리 설정된 아이들회전수(Ni) 중 어느 하나를 선택하고, 목표회전수(Ny)로 하여 서보제어부(307)에 출력한다. 서보제어부 (307)에서는 포텐시오미터(33)에 의하여 검출한 거버너 레버의 변위량에 상당하는 제어회전수(Nθ)와 비교되어 도 4에 나타내는 순서에 따라 양자가 일치하도록 펄스모터(32)가 제어된다.
도 4에 있어서, 먼저 단계(S21)에서 회전수 지령값(Ny)과 제어회전수(Nθ)를 각각 판독하고, 단계(S22)로 진행한다. 단계(S22)에서는 Nθ- Ny의 결과를 회전수차(A)로서 메모리에 저장하고, 단계(S23)에 있어서 미리 정한 기준 회전수차(K)를 사용하여 ｜A｜≥K 인지의 여부를 판정한다. 긍정되면 단계(S24)로 진행하여, 회전수차 A > 0 인지의 여부를 판정하여, A > 0 이면 제어회전수(Nθ)가 회전수 지령값 (Ny)보다도 큰, 즉 제어회전수가 목표회전수보다도 높기 때문에 엔진회전수를 내리기 위하여 단계(S25)에서 모터역전을 지령하는 신호를 펄스모터(32)에 출력한다. 이에 의하여 펄스모터(32)가 역전하여 엔진(2)의 회전수가 저하한다.
한편 A ≤0 이면 제어회전수(Nθ)가 회전수 지령값(Ny)보다도 작은, 즉 제어회전수가 목표 회전수보다도 낮으므로 엔진회전수를 올리기 위하여 단계(S26)에서 모터 정회전을 지령하는 신호를 출력한다. 이에 의하여 펄스모터(32)가 정회전하여 엔진회전수가 상승한다. 단계(S23)가 부정되면 단계(S27)로 진행하여 모터 정지신호를 출력하고, 이에 의하여 엔진(2)의 회전수가 일정값으로 유지된다. 단계(S25 내지 S27)를 실행하면 처음으로 되돌아간다.
이상과 같이 구성된 유압 구동차량의 고장 검출장치의 특징적인 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.
(1) 주행모터의 정상시
주행모터(1)가 정상상태에서는 드레인실(11)에는 주행모터(1)로부터의 미소한 누설오일이 흐를 뿐으로, 드레인실(11)의 압력은 소정값(P2a) 이하로 유지된다. 따라서 제어기(30)의 전환회로(303) 및 전환회로(305)는 모두 접점(b)측으로 전환되고, 버저(39) 및 버저램프(40)의 작동은 정지한다. 이 상태에서 전·후진 전환밸브 (25)를 전진 또는 후진으로 전환하고, 엑셀러레이터페달(2, 2)을 조작하면 그 조작량에 따라 주행 파일롯압(P1)이 발생한다. 서보제어부(307)에서는 이 주행 파일롯압(P1)에 따른 목표회전수(Ny)와 포텐시오미터(33)로부터의 검출값에 상당하는 제어회전수(Nθ)를 비교하여 양자가 일치하도록 펄스모터(32)를 제어한다. 이에 의하여 페달조작량의 증가에 따라 엔진회전수가 증가한다.
(2) 주행모터의 이상시
모터 피스톤(42)의 슬라이딩부에 먼지가 혼입하여 마모가 발생하면 상기한 바와 같이 유압펌프(3)로부터의 토출오일이 드레인실(11)에 대량으로 유입하여 드레인실(11)의 압력이 상승한다. 그리고 드레인압이 소정값(P2a)에 도달하면 함수발생기 (301)는 플립플롭(302)의 세트단자에 세트신호를 출력하고, 플립플롭(302)의 Q 단자로부터의 하이레벨신호에 의하여 전환회로(303)를 접점(a)측으로 전환한다. 이에 의하여 버저음이 발생함과 동시에 버저램프(40)가 점등하여 오퍼레이터는 주행모터 (1)의 이상상태를 인식할 수 있다. 그 결과 오퍼레이터는 브레이크조작 등을 행하여 모터(1)의 이상시에 적절하게 대응할 수 있다.
또 전환회로(303)의 전환에 의하여 전환회로(305)도 접점(a)측으로 전환한다. 이에 의하여 페달조작의 크기에 관계없이 엔진회전수가 아이들회전수(Ni)까지 저하하여 펌프토출량의 저하에 의하여 모터회전수도 저하한다. 그 결과 드레인실 (11)에의 오일의 유입량이 감소하여, 드레인실(11)로부터 트랜스미션(7)내에의 오일누설 등, 주행모터(1)의 이상이 초래하는 악영향(2차 재해)을 가급적으로 방지할 수가 있다. 또 차량이 감속되므로 브레이크조작에 의하여 차량을 신속하게 정지할 수있다. 연비의 낭비도 방지할 수 있다.
주행모터(1)의 정지후, 모터 드레인압이 소정값(P2a) 이하가 된 상태에서 리세트 스위치(36)가 조작되면 플립플롭(302)의 Q 단자는 로우레벨이 되어 전환회로 (303)가 접점(b)측으로 전환되고, 전환회로(305)도 접점(b)측으로 전환된다. 이에 의하여 버저음이 정지함과 동시에, 버저램프(40)가 소등한다. 즉 오퍼레이터는 의식적으로 경보의 작동을 정지시킬 수 있다. 또 이때 엔진회전수를 다시 페달조작에 따른 값으로 제어할 수 있다. 그 결과 주행모터(1)의 수리를 위하여 차량을 트레일러로 운반할 때에 차량을 스스로 주행시켜 트레일러에 탑재할 수 있다. 또한 리세트 스위치(36)의 조작 대신에 이그니션키 스위치(37)를 오프하여도 좋다. 주행모터 (1)의 손상이 심하여 스스로의 주행이 곤란한 경우에는 유압셔블의 버킷 선단을 트레일러에 걸어 부움 또는 아암용 유압 실린더의 구동에 의하여 차량을 끌어 올리도록 하면 좋다.
이와 같이 제 1 실시형태에 의하면, 모터 드레인압의 증가에 의하여 주행모터 (1)의 고장을 검출하여 버저음나 버저램프(40) 등의 경보를 발생시키도록 하였기 때문에 운전자는 주행모터(1)의 이상동작을 조기에 인식할 수 있어, 이상사태에 적절하게 대응할 수 있다. 또 모터(1)의 고장검출시에 엔진회전수를 아이들 회전수 (Ni)까지 내려 주행모터(1)의 구동을 제한하도록 하였기 때문에, 드레인실(11)에의 오일의 유입량이 감소하여 주행모터(1)의 고장에 의한 2차 재해를 방지할 수 있다. 또한 엔진회전수를 아이들 회전수로 하기 때문에, 차량이 감속하여 미속상태가 되어 차량을 천천히 길 가장자리(路肩)에 바짝 대어 정지시킬 수 있고, 또 연비의 낭비도 방지할 수 있다. 다시 또 리세트 스위치(36)가 조작될 때까지, 또는 이그니션키 스위치(37)가 오프되기 까지 경보 및 차량의 주행제한은 해제되지 않으므로, 오퍼레이터는 주행모터(1)의 이상상태를 확실하게 인식할 수 있다. 그리고 드레인압이 소정값 (P2a)가 되었을 때에 리세트 스위치(36)를 조작, 또는 이그니션키 스위치(37)를 온하면 페달조작에 의한 엔진회전수의 상승이 가능하게 되어 차량을 트레일러 등에 탑재하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.
- 제 2 실시형태 -
제 1 실시형태에서는 주행모터(1)의 고장시에 엔진회전수를 아이들 회전수 (Ni)로 내려 차량을 감속시켰으나, 제 2 실시형태에서는 차량을 정지시킨다. 이하 도 5, 도 6을 사용하여 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 도 5는 제 2 실시형태에 관한 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도 이고, 도 6은 제 2 실시형태에 관한 제어기(30A)의 상세를 설명하는 개념도이다. 또한 도 3과 동일한 개소에는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 그 상위점을 주로 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이 주행 파일롯밸브(23)와 슬로우리턴밸브(24) 사이의 관로는 전자밸브(47)를 거쳐 탱크에 접속 가능하게 되어 있다. 전자밸브(47)는 제어기(30A)로부터의 제어신호에 의하여 개폐된다. 전자밸브(47)의 솔레노이드 (47a)는 도 6에 나타내는 바와 같이 전환회로(303)에 접속되어 있다.
드레인실(11)의 압력이 소정값(P2a)에 도달하여 전환회로(303)가 접점(a)측으로 전환되면, 솔레노이드(47a)가 여자되어 전자밸브(47)의 위치(나)로 전환된다. 이에 의하여 제어밸브(4)의 파일롯포트에 작용하고 있던 압유가 전·후진 전환밸브 (25), 슬로우리턴밸브(24), 전자밸브(47)를 거쳐 탱크로 되돌아가 제어밸브(4)가 중립위치로 전환된다. 그 결과 주행모터(1)에의 압유의 공급이 차단되어 페달조작에 관계없이 차량주행이 정지함과 동시에, 경보장치가 작동하고, 엔진회전수가 아이들 회전수(Ni)로 제한된다. 또한 엔진회전수를 아이들 회전수(Ni)로 제한하지 않고, 주행 파일롯압에 따른 값으로 하여도 좋다. 이에 의하여 전환회로(305)는 불필요하게 된다.
솔레노이드(47a)가 여자된 상태에서 리세트 스위치(36)가 조작되면 전환회로 (303, 305)는 접점(b)측으로 전환된다. 이에 의하여 솔레노이드(47a)가 소자되어 전자밸브(47)가 위치(가)로 전환된다. 그 결과 페달조작에 따른 주행 파일롯압을 제어밸브(4)의 파일롯포트에 작용시킬 수 있어 주행모터(1)에의 압유의 공급이 가능하게 된다.
이와 같이 제 2 실시형태에 의하면, 주행모터(1)의 고장이 검출되었을 때 전자밸브(47)의 전환에 의하여 주행 파일롯압을 탱크로 되돌리도록 하였기 때문에 브레이크의 조작을 행하지 않아도 차량은 신속하게 정지하여 주행모터(1)의 이상시에 적절하게 대응할 수 있다.
- 제 3 실시형태 -
제 2 실시형태에서는 주행모터(1)의 고장시에 차량을 정지시켰으나, 제 3 실시형태에서는 브레이크(주차 브레이크)를 더 부가한다. 이하 도 7, 도 8을 사용하여 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다. 도 7은 제 3 실시형태에 관한 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도이고, 도 8은 제 3 실시형태에 관한 제어기(30B)의 상세를 설명하는 개념도이다. 또한 도 5, 도 6과 동일한 개소에는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 그 상위점을 주로 설명한다.
도 7에 있어서는 차속을 검출하는 차속센서(48)와, 주차 브레이크작동용 전자밸브(49)가 도 5에 추가하여 설치되어 있다. 또한 주차 브레이크는 전자밸브(48)의 개폐에 의하여 작동하는 주지의 것으로, 그 도시는 생략한다. 도 8에 나타내는 바와 같이 전환회로(303)에는 전환회로(308)를 거쳐 전자밸브(49)의 솔레노이드(49a)가 접속되어 있다. 함수발생기(309)는 차속센서(48)로부터의 검출값(V)에 따라 전환회로(308)를 전환한다.
차량 주행시에는 함수발생기(309)는 도시한 바와 같이 전환회로(308)를 접점 (b)측으로 전환한다. 이에 의하여 솔레노이드(49a)가 소자되어, 주차 브레이크는 해제된다. 주행모터(1)의 고장에 의해 전환회로(303)가 접점(a)측으로 전환되면, 전자밸브(47)의 솔레노이드(47a)가 여자되어, 상기한 바와 같이 차량이 정지한다. 그리고 차속센서(48)에 의하여 차량정지, 즉 차속(0)이 검출되면 함수발생기(309)는 전환회로(308)를 접점(a)측으로 전환한다. 이에 의하여 솔레노이드(47a)가 여자되어, 주차 브레이크가 작동한다. 리세트 스위치(36)의 조작에 의하여 전환회로 (303)가 접점(b)측으로 전환되면 솔레노이드(47a)가 소자되고, 주차 브레이크가 해제된다. 또한 제 3 실시형태에 있어서는 주행모터(1)의 고장시에 엔진회전수는 아이들 회전수(Ni)로 제한하여도, 제한하지 않아도 좋다. 또 함수발생기(309)에 타이머를 접속하여, 차속(0)이 소정시간 검출되고 나서 전환회로(308)를 접점(a)측으로 전환하도록 하여도 좋다.
이와 같이 제 3 실시형태에 의하면 주행모터(1)의 고장에 의하여 차량 정지가 검출되면 주차 브레이크를 작동시키도록 하였기 때문에 언덕길 등에 있어서도 차량을 안정되게 정지상태로 할 수 있다.
- 제 4 실시형태 -
제 2 실시형태에서는 모터의 고장시에 차량 주행을 정지시켰으나, 제 4 실시형태에서는 이것에 덧붙여 엔진(2)의 재시동을 금지한다. 이하, 도 9, 도 10을 사용하여 본 발명의 제 4 실시형태에 대하여 설명한다. 도 9는 제 4 실시형태에 관한 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압셔블의 구성을 나타내는 회로도이고, 도 10은 제 4 실시형태에 관한 제어기(30C)의 구성을 나타내는 개념도이다. 또한 도 6과 동일한 개소에는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 그 상위점을 주로 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이 제어기(30C)에는 셀모터(51)가 접속되고, 셀모터 (51)의 구동이 제어된다. 도 10에 나타내는 바와 같이 이그니션키 스위치(37)는 릴레이(310)를 거쳐 셀모터(51)에 접속되고, 전환회로(303)의 출력단자는 릴레이 (310)의 코일에 접속되어 있다. 이에 의하여 주행모터(1)의 고장에 의하여 전환회로(303)가 접점(a)측으로 전환되면 솔레노이드(47a)가 여자되어 차량이 정지함과 동시에 릴레이(310)의 코일이 통전되어 릴레이 접점이 접점(R2)측으로 전환된다. 그 결과 셀모터(51)에의 전원의 공급이 끊기어 이그니션키 스위치(37)를 온하여도 엔진(2)을 시동할 수 없다.
이 상태에서 리세트 스위치(36)를 조작하면 전환회로(303)가 접점(b)측으로 전환되어 릴레이(310)의 코일의 통전이 정지한다. 이에 의하여 릴레이접점이 접점 (R1)측으로 전환되어 엔진 재시동이 가능하게 된다. 또한 엔진(2)의 재시동은 리세트 스위치(36)의 조작이 아니라 서비스맨 등이 무엇인가의 도구를 사용하여 외부로부터 신호를 인가하였을 때에 가능하게 하여도 좋다. 이에 의하여 오퍼레이터는 자기의 판단에 의하여 엔진 재시동시킬 수 없게 된다. 제 4 실시형태에서는 주행모터 (1)의 고장시에 차량을 정지시키도록 하였으나, 엔진회전수를 제한하거나, 주차 브레이크를 작동시키도록 하여도 좋다.
이와 같이 제 4 실시형태에 의하면, 주행모터(1)의 고장이 검출되면 엔진(2)의 재시동을 금지하도록 하였기 때문에, 오퍼레이터가 부주의하게 엔진(2)을 재시동하여 차량을 이동시키는 일은 없어 주행모터(1)의 이상시에 적절하게 대응할 수 있다.
- 제 5 실시형태 -
제 1 실시형태에서는 주행모터(1)의 고장이 검출되면 주행, 작업에 관계없이 엔진회전수를 아이들 회전수로 제한하였으나, 제 5 실시형태에서는 주행시에만 엔진회전수를 제한한다. 이하, 도 11, 도 12를 사용하여 본 발명의 제 5 실시형태에 대하여 설명한다. 도 11은 제 5 실시형태에 관한 고장 검출장치를 탑재한 휠식 유압 셔블의 구성을 나타내는 회로도이고, 도 12는 제 5 실시형태에 관한 제어기(30D)의 구성을 나타내는 개념도이다. 또한 도 1, 도 3과 동일한 개소에는 동일한 부호를 붙이고, 이하에서는 그 상위점을 주로 설명한다.
도 11에 나타내는 바와 같이 제어기(30D)에는 전·후진 전환밸브(25)에 전환지령을 출력하는 전·후진 전환스위치(52)와, 도시 생략한 작업용 브레이크에 작동지령을 출력하는 브레이크 스위치(53)가 새롭게 접속되어 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이 플립플롭(302)의 Q 단자에는 전환회로(311)가 접속되고, 전환회로(311)는 작업판정부(312)로부터의 신호에 의하여 전환된다. 작업판정부(312)에는 전·후진전환스위치(52)와 브레이크 스위치(53)로부터의 신호가 입력되어, 전·후진 전환밸브(25)가 중립이고, 또한 작업용 브레이크가 작동일 때에 전환회로(311)를 접점(a) 측으로 전환하고, 기타 조건에서는 접점(b)측으로 전환한다.
이에 의하여 차량주행시에는 전환회로(311)는 접점(b)측으로 전환되고, 주행모터(1)가 고장나면 전환회로(303, 305)를 접점(a)측으로 전환하여 엔진회전수를 아이들 회전수(Ni)로 제한한다. 이 상태에서 전·후진 전환 스위치(52)의 조작에 의하여 전·후진 전환밸브(25)를 중립상태로 하고, 또한 브레이크 스위치(53)의 조작에 의하여 작업용 브레이크를 작동하면 전환회로(311)는 접점(a)측으로 전환된다. 이 전환에 의하여 전환회로(303, 305)가 모두 접점(b)측으로 전환되어 엔진회전수의 제한이 해제된다. 그 결과 페달조작에 따라 엔진회전수를 상승시킬 수 있어 통상대로 작업을 행할 수 있다. 그 상태로부터 전·후진 전환밸브(25)를 전진 또는 후진측으로 전환하여 차량 주행을 시도하면 전환회로(303, 305)가 모두 접점(a)측으로 전환된다. 이에 의하여 엔진회전수가 다시 아이들 회전수(Ni)까지 저하한다.
이와 같이 제 5 실시형태에 의하면, 전·후진 전환스위치(52)와 브레이크 스위치(53)의 조작에 따라 작업의 개시인지의 여부를 판정하여, 작업시에는 엔진회전수의 제한을 무효화하도록 하였기 때문에, 주행모터(1)가 고장난 경우에도 통상대로 작업을 행할 수 있다. 또한 제 5 실시형태는 주행모터(1)의 고장시에 엔진회전수를 제한할 뿐만 아니라, 차량 주행을 정지하거나, 엔진 재시동을 금지하거나, 주차 브레이크를 작동시키는 등, 다른 방법에 의하여 주행 제한시키는 것에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
이상에서는 압력센서(35)에 의하여 드레인실(11)의 압력상승을 검출하고, 이에 의하여 주행모터(1)의 고장을 검출하도록 하였으나, 다른 방법으로 주행모터(1)의 고장을 검출하여도 좋다. 그 일례로서 도 13에 나타내는 바와 같이 모터 출력축 (1a)의 시일부에 드레인실(11)로부터 트랜스미션(7)내에의 오일누설을 검출하는 센서(100)(압력센서 등)를 설치한다. 그리고 실링(SR)의 파손 등에 의하여 센서 (100)가 오일누설을 검출하였을 때에 주행모터(1)의 고장을 검출하도록 하여도 좋다. 또 센서(100)를 사용하는 대신에 트랜스미션(7)내의 오일레벨을 검출하여, 드레인실(11)로부터 오일의 유입에 의하여 트랜스미션(7)내의 오일레벨이 상승하였으면 주행모터(1)의 고장을 검출하도록 하여도 좋다. 또한 모터 출력축(1a)을 지지하는 베어링 등에 충격 검출용 센서(G센서 등)를 설치하고, 이 센서가 소정값 이상의 충격 하중을 검출하였을 때에 주행모터(1)의 고장을 검출하도록 하여도 좋다.
또 상기 실시형태에서는 주행모터(1)의 고장시에 버저음을 발생시킴과 동시에 버저램프(40)를 점등시키도록 하였으나, 그 중 어느 하나이어도 좋다. 또한 주위에 주의를 환기시키기 위하여 차량의 주위에 설치된 고장표시등을 점멸시키도록 하여도 좋다. 다시 또 주행모터(1)의 고장시에 경보의 작동과 차량의 주행제한을 동시에 행하도록 하였으나, 그 중 어느 하나만 행하는 것이어도 좋다. 또 주행모터(1)의 고장시에 주행모터(1)의 구동을 제한하였으나, 주행모터 이외의 다른 엑츄에이터(예를 들면 선회모터)의 구동을 제한하여도 좋다. 또 상기 실시형태에서는 압력센서(35) 등에 의하여 주행모터(1)의 이상을 검출하였으나, 다른 유압모터의 이상을 검출하도록 하여도 좋다.
이상에서는 휠식 유압셔블에 유압모터의 고장 검출장치를 적용한 예에 대하여 설명하였으나, 크롤러식 유압셔블 등, 다른 유압 구동차량에도 본 발명에 의한 유압모터의 고장 검출장치를 마찬가지로 적용할 수 있다.

Claims (20)

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  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 유압모터의 구동을 제한하는 구동 제한장치를 구비하고,
    상기 유압모터는 주행용 유압모터이며,
    상기 구동 제한장치는 상기 원동기의 회전수를 제한하는 회전수 제한장치이고, 상기 이상 검출장치에 의하여 상기 주행용 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 원동기의 회전수를 소정의 회전수로 저감하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  5. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 유압모터의 구동을 제한하는 구동 제한장치를 구비하고,
    상기 유압모터는 주행용 유압모터이며,
    상기 구동 제한장치는 상기 주행용 유압모터의 구동을 정지하는 주행 정지장치이고, 상기 이상 검출장치에 의하여 상기 주행용 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 주행용 유압모터를 정지하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  6. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 유압모터의 구동을 제한하는 구동 제한장치와;
    상기 유압모터의 정지를 검출하는 정지검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되고, 또한, 상기 정지 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 정지가 검출되면, 상기 유압모터를 제동하는 제동장치를 구비하고,
    상기 유압모터는 주행용 유압모터인 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  7. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 유압모터의 구동을 제한하는 구동 제한장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면, 상기 원동기의 재시동을 금지하는 재시동 금지장치를 구비하고,
    상기 유압모터는 주행용 유압모터인 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  8. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 경보를 발하는 경보장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  9. 삭제
  10. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이상 검출장치는 상기 유압모터의 드레인압력에 의하여 상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  11. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의해서 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 경보를 발하는 경보장치를 구비하고,
    상기 유압모터는 상기 유압모터로부터의 드레인오일의 외부로의 유출을 저지하는 시일부재를 가지고,
    상기 이상 검출장치는 상기 시일부재의 파손에 의한 상기 드레인오일의 외부로의 유출을 검출하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  12. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 유압모터의 구동을 제한하는 구동 제한장치를 구비하고,
    상기 유압모터는 상기 유압모터로부터의 드레인오일의 외부로의 유출을 저지하는 시일부재를 가지고,
    상기 이상 검출장치는 상기 시일부재의 파손에 의한 상기 드레인오일의 외부로의 유출을 검출하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  13. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의해서 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 경보를 발하는 경보장치와;
    작업상태인지의 여부를 검출하는 작업 검출장치와;
    상기 작업 검출장치에 의하여 작업상태가 검출되면 상기 경보장치에 의한 경보발생을 무효화하는 경보제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  14. 유압모터의 고장검출장치에 있어서,
    원동기에 의하여 구동되는 유압펌프와;
    상기 유압펌프로부터의 토출오일에 의하여 구동하는 유압모터와;
    상기 유압모터의 이상동작을 검출하는 이상 검출장치와;
    상기 이상 검출장치에 의하여 상기 유압모터의 이상동작이 검출되면 상기 유압모터의 구동을 제한하는 구동 제한장치와;
    작업상태인지의 여부를 검출하는 작업 검출장치와;
    상기 작업 검출장치에 의하여 작업상태가 검출되면 상기 구동 제한장치에 의한 상기 유압모터의 구동제한을 무효화하는 구동제한 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  15. 제 11항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 경보장치를 리세트하는 리세트지령 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  16. 제 4항 내지 제 7항, 제 12항, 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 제한장치를 리세트하는 리세트지령 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  17. 제 11항 또는 제 13항에 있어서,
    이그니션키 스위치의 조작에 의하여 상기 경보장치를 리세트하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  18. 제 4항 내지 제 7항, 제 12항, 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    이그니션키 스위치의 조작에 의하여 상기 구동 제한장치를 리세트하는 것을 특징으로 하는 유압모터의 고장검출장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
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