KR100777591B1 - 지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템에 관한 것으로, 그 목적은 운전자가 정상적으로 지게차를 운전할 수 있는 위치에 있을 시(이하 좌석 착석시) 하역장치 콘트롤 밸브를 작동하면 작업자의 의도하는 대로 하역장치를 작동할 수 있지만, 운전자가 정상적인 운전 위치에서 이탈한 상태(이하 좌석 이석 상태)에서 하역장치 콘트롤 밸브가 운전자의 의도와 관계없이 작동되면, 하역장치 실린더로 이송되는 압유가 유압탱크로 바이패스 됨으로서 하역장치가 작동되지 않게 하는 지게차의 유압시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원동기의 구동에 의해 압유를 토출하는 펌프와, 조향장치 및 하역장치로 유량을 분배하는 프라이오리티 밸브와, 운전자 좌석 이석시 펌프로부터 토출된 압유를 유압탱크로 회귀시키는 언로딩 밸브, 압유의 이송방향 전환 및 유량을 제어하는 하역장치 콘트롤 밸브, 리프트 실린더의 자중에 의한 하강 방지용 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브, 제 3 유압라인 혹은 제 4 유압라인의 파열 등의 이유로 리프트 실린더가 급격히 하강함을 방지하기 위한 리프트 다운 콘트롤 밸브 및 리프트 다운 세이피티 밸브, 기계적인 일을 하는 유압 액츄에이터로 구성되고, 운전자가 정상적으로 지게차를 운전할 수 있는 위치에 있지 않은 상태에서 하역장치 콘트롤 밸브가 작동이 될 때, 언로딩 밸브 및 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브의 작동으로 인하여 유압 액츄에이터로 이송될 압유의 흐름을 차단함으로써 하역장치의 기계적인 운동을 정지시켜 운전자의 착석상태에서 만 하역장치가 작동하도록 함으로서 운전자의 좌석 이석시 불의로 하역장치가 조작되어 발생할 수 있는 제반 위험요소를 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

지게차, 하역장치, 유압시스템, 운전자 감응, 감지

Description

지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템{Operator Sensing Hydraulic System of Loading Attachments in Forklift Trucks}

도 1 은 일반적인 지게차의 하역장치 유압시스템 회로도,

도 2 는 본 발명에 의한 지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1): 원동기 (2): 펌프

(3): 프라이오리티 밸브 (4): 언로딩 밸브

(4-1): 제 1 로직 밸브 (4-2): 제 2 로직 밸브

(4-3): 언로딩 솔레노이드 밸브 (5): 하역장치 콘트롤 밸브

(5-1): 제 1 방향전환 밸브 (5-2): 제 2 방향전환 밸브

(5-3): 제 3 방향전환 밸브 (5-4): 제 4 방향전환 밸브

(5-5): 릴리프 밸브 (5-6): 틸트 록 밸브

(6): 리프트 실린더 (7): 틸트 실린더

(8): 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브 (9): 리프트 다운 콘트롤 밸브

(10): 리프트 다운 세이피티 밸브 (11): 석션 스트레이터

(12): 리턴 필터 (13): 제 1 유압라인

(14): 제 2 유압라인 (15): 유압탱크

(16): 제 3 유압라인 (17): 제 4 유압라인

(18): 리턴라인

본 발명은 지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템에 관한 것으로, 운전자가 정상적으로 지게차를 운전할 수 있는 위치에 있을 시(이하 좌석 착석시) 하역장치 콘트롤 밸브를 작동하면 작업자의 의도하는 대로 하역장치를 작동할 수 있지만, 운전자가 정상적인 운전 위치에서 이탈한 상태(이하 좌석 이석 상태)에서 하역장치 콘트롤 밸브가 운전자의 의도와 관계없이 작동되면, 하역장치 실린더로 이송되는 압유가 유압탱크로 바이패스 됨으로서 하역장치가 작동되지 않게 하는 지게차의 유압시스템에 관한 것이다.

일반적인 지게차는 중량의 하물을 하역할 수 있도록 하는 하역장치 유압시스템과 하물을 원하는 위치로 이동하기 위해 지게차의 이동 방향을 전환할 수 있는 조향장치 유압시스템, 지게차의 주행 감속을 구현하는 제동장치 유압시스템으로 이루어지며, 특히 하역장치 유압시스템은 압유를 토출하는 펌프와 조향장치 및 하역장치로 유량을 분배하는 프라이오리티 밸브, 압유의 이송방향 전환 및 유량을 제어하는 하역장치 콘트롤 밸브, 제3유압라인 혹은 제4유압라인의 파열 등의 이유로 리프트 실린더가 급격히 하강함을 방지하기 위한 리프트 다운 콘트롤 밸브 및 리프트 다운 세이피티 밸브, 기계적인 일을 하는 유압 액츄에이터등을 포함하여 구성된다.

도 1 은 일반적인 지게차의 하역장치 유압시스템의 회로도를 도시한 것이다.

내연기관 등과 같은 엔진 등의 원동기(1)에 의해 구동되는 펌프(2)가 구성되며, 이 펌프(2)는 유압탱크(15)로부터 작동유를 흡입하여, 프라이오리티 밸브(3)로 이송된다.

프라이오리티 밸브는 조향 부하 감응형 유량 배분 밸브로서 조향 휠이 작동되면 펌프(2)로부터 이송된 유량의 스티어링 유니트로 우선적으로 배분되어 조향작업이 하역장치보다 우선적으로 작동되도록 하는 역할을 갖는다.

조향 휠이 작동되지 않을 시에는 펌프(2)로부터 이송된 대부분의 유량이 하역장치 콘트롤밸브(5)로 이송되고, 하역장치 콘트롤밸브(5)가 작동하지 않는 중립상태에서는 압유가 리턴라인(18)을 통해서 유압탱크(15)로 회류되며, 압유의 이송방향 전환 및 유량 제어를 목적으로 하역장치 콘트롤 밸브를 작동시키면 압유는 유압 액츄에이터로 이송되어, 리프트 실린더 상승 및 하강, 틸트 실린더 전경 및 후경, 기타 보조 액츄에이터가 작동 등의 기계적인 일을 하게 된다.

하역장치 콘트롤밸브(5)는 제 1 방향전환밸브(5-1), 제 2 방향전환밸브(5-2), 제 3 방향전환밸브(5-3), 제 4 방향전환밸브(5-4), 제 5 방향전환밸브(5-5) 등을 포함하여 구성된다.

펌프(2)로부터 토출된 압유가 하역장치 콘트롤밸브(5)의 1A 포트를 경유하여 리프트 실린더(6)의 라지 챔버로 압유가 이송되도록 제 1 방향전환밸브(5-1)가 상기의 역방향으로 절환이 되면 리프트 실린더(6)는 상승을 하게 되고, 제 1 방향전환밸브(5-1)가 상기의 역방향으로 절환이 되면 제 1 방향전환밸브(5-1)는 리턴라인(18)을 경유하여 유압탱크(15)로 압유가 이송되도록 유로를 형성하게 되고 리프트 실린더(6)는 마스트의 자중에 의하여 하강하게 된다.

제 2 방향전환밸브(5-2)는 마스트가 전경 및 후경이 도도록 유로를 형성하는 역할을 가진다. 펌프(2)로부터 토출된 압유가 하역장치 콘트롤밸브(5)의 2B 포트를 경유하여 틸트 실린더(7)의 라지챔버로 압유가 이송되도록 제 2 방향전환밸브(5-2)가 절환이 되면 마스트는 일반적으로 전경을 하게 되고, 펌프(2)로부터 토출된 압유가 하역장치 콘트롤밸브(5)의 2A 포트를 경유하여 틸트 실린더(7)의 스몰 챔버로 압유가 이동되도록 제 2 방향전환밸브(5-2)가 절환이 되면 마스트는 일반적으로 후경을 하게 된다. 마스트의 전경 및 후경의 작동은 일반적으로 상기와 같이 작동되나, 마스트, 캐리지, 틸트 실린더(7)의 장착조건에 따라 마스트의 운동방향이 상기와는 역으로 작동할 수도 있다.

제 3 방향전환밸브(5-3) 및 제 4 방향전환밸브(5-4)는 보조 하역장치의 운동방향 전환 및 유량을 제어하는 역할을 갖는다. 하역장치 콘트롤 밸브(5)의 서비스 포트(3A, 3B, 4A, 4B)로 펌프로부터 토출된 압유가 이송됨으로서 보조 하역장치의 액츄에이터는 운전자가 의도하는 대로 기계적인 일을 하게 된다.

그리고, 하역장치 콘트롤 밸브(5) 내에는 하역장치 유압회로의 압력이 규정된 압력 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위해 릴리프 밸브(5-5)를 구비한다. 이 릴리프 밸브(5-5)는 펌프(2)로부터 토출된 압유가 규정 압력에 도달하면 압유의 일부 혹은 전량을 리턴라인(18)을 통해서 유압탱크(13)로 회류하게 하여, 하역장치 유압시스템을 규정된 압력 이하로 유지되도록 보호한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 하역장치 유압시스템은 하기와 같은 문제점이 있었다.

하역장치 콘트롤 밸브(5)는 운전자가 좌석 착석시에 작동이 되어, 유압 액츄에이터(6, 7)가 운전자가 의도하는 대로 정상적으로 작동되어야 하나, 운전자의 좌석 이석상태에서 타인에 의한 하역장치 컨트롤 밸브(5)의 작동 및 기타 불의의 조작으로 인하여 유압 액츄에이터(6, 7)가 운전자가 의도하지 않는 비정상적 작동을 할 수 있는 문제점이 있었다. 특히 리프트 실린더(6)의 경우, 원동기(1)가 구동하지 않는 상태에서도, 제 1 방향전환밸브(5-1)가 리프트 실린더(6)의 라지 챔버와 유압탱크(15)로의 유로가 열리도록 절환이 되면 리프트 실린더(6)가 하강이 되어 운전자 좌석 이석 상태에 있는 지게차에서 위험한 상황이 초래될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 운전자가 정상적으로 지게차를 운전할 수 있는 위치에 있지 않은 상태에서 하역장치 콘트롤 밸브(5)가 작동이 될 때, 언로딩 밸브(4) 및 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브(8)의 작동으로 인하여 유압 액츄에이터로 이송될 압유의 흐름을 차단함으로써 하역장치의 기계적인 운동을 정지시키는 지게차의 하역장치 유압 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원동기의 구동에 의해 압유를 토출하는 펌프와, 조향장치 및 하역장치로 유량을 분배하는 프라이오리티 밸브와, 운전자 좌석 이석시 펌프로부터 토출된 압유를 유압탱크로 회귀시키는 언로딩 밸브, 압유의 이송방향 전환 및 유량을 제어하는 하역장치 콘트롤 밸브, 리프트 실린더의 자중에 의한 하강 방지용 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브, 제 3 유압라인 혹은 제 4 유압라인의 파열 등의 이유로 리프트 실린더가 급격히 하강함을 방지하기 위한 리프트 다운 콘트롤 밸브 및 리프트 다운 세이피티 밸브, 기계적인 일을 하는 유압 액츄에이터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성 및 작용을 첨부도면 도 2 에 도시된 유압 회로도를 참조로 하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

도 2 는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 지게차 운전자 감응 하역장치 유압시스템의 유압 회로도를 도시한 것이다.

본 유압시스템은 내연기관 등과 같은 엔진 등의 원동기(1)에 의해 구동되는 펌프(2)가 구비된다. 이 펌프(2)는 원동기(1)의 구동력에 의해 유압탱크(15)에 보관된 작동유를 흡힙하여 고압의 압유를 토출한다. 토출된 압유는 프라이오리티 밸브(3)로 이송이 되며, 이 프라이오리티 밸브(3)는 조향시스템으로부터 부하를 감지하여 조향시스템으로 유량을 우선적으로 공급할 수 있도록 하는 역할을 갖는다.

조향시스템이 작동하지 않을 시, 프라이오리티 밸브(3)는 펌프(2)로부터 토출된 대부분의 유량이 하역장치로 이송이 되도록 절환한다. 프라이오리티 밸브(3) 를 경유한 유량은 언로딩 밸브(4)로 이송이 된다.

상기의 언로딩 밸브(4)는, 상기와 같이 펌프(2)와 하역장치 콘트롤 밸브(5)의 인렛 포트(P)사이 유압라인 상에 설치된 것으로, 제 1 로직 밸브(4-1), 제 2 로직 밸브(4-2), 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)으로 구성된다. 언로딩 밸브(4)는 운정자의 좌석 착석 혹은 이석 여부에 따라 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)가 활성화 혹은 비활성화 되고, 상기의 작동으로 인해 운전자가 좌석에 착석한 상태에서만 지게차의 하역장치가 정상적으로 작동이 되도록 한다.

지게차의 좌석에 설치된 리미트 스위치로부터 운전자의 좌석 착석 혹은 이석 여부를 감지한다.

운전자가 좌석에서 이석한 상태에서는, 리미트 스위치로부터 감지된 전기신호가 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)를 활성화 되도록 제어한다. 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)가 활성화되면 제2 유압라인(14) 내의 신호 유량은 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)에 의해 유압탱크(15)로의 유로가 차단된다. 반면, 제1 유압라인(13)은 유압탱크(15)와 연결이 되어 제1 유압라인(13)내의 신호 유량이 유압탱크(15)로 회류된다. 상기 일련의 작동으로 인해, 제1 로직밸브는 닫히고, 제2 로직밸브는 열리게 되어, 펌프(2)로부터 토출된 압유가 언로딩 밸브(4)의 T 포트를 통해 유압탱크(15)로 회류되고, 펌프(2)로부터 형성된 압유는 하역장치로 이송되지 못하므로 유압 액츄에이터에서의 기계적인 일은 불가하게 된다.

한편, 운전자가 좌석에 착석한 상태에서는, 리미트 스위치로부터 감지된 전기신호가 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)를 비활성화 되도록 제어한다. 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)가 비활성화되면 제 2 유압라인(14)이 유압탱크(15)와 연결이 되 어 제 2 유압라인(14)내의 신호 유량이 유압탱크(15)로 회류된다. 반면, 제 1 유압라인(13) 내의 신호 유량은 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)에 의해 유압탱크(15)로의 유로가 차단된다. 상기 일련의 작동으로 인해, 제 1 로직밸브는 열리고, 제 2 로직밸브는 닫히게 되어, 펌프(2)로부터 토출된 압유가 언로딩 밸브(4)의 S 포트를 통해 하역장치 콘트롤 밸브(5)로 이송되어, 하역장치가 정상적으로 작동이 되도록 한다.

언로딩 밸브(4)의 S 포트로 토출된 압유는 하역장치 콘트롤 밸브(5)로 이송된다. 하역장치 콘트롤 밸브(5)는 제 1 방향전환밸브(5-1), 제 2 방향전환밸브(5-2), 제 3 방향전환밸브(5-3), 제 4 방향전환밸브(5-4) 및 릴리프 밸브(5-5) 등을 포함하여 구성되고, 상기의 구성품으로 인해 압유의 방향 전환 및 유량의 제어 및 최대 시스템 압력의 제어 등을 구현한다.

제 1 방향전환밸브(5-1)가 절환됨으로서 리프트 실린더(6)는 상승 및 하강의 일을 하게 되는데, 좌석 이석시 언로딩 밸브(4)에서 펌프(2)로부터 토출된 압유가 유압탱크(15)로 회류된 조건에서, 리프트 실린더(6)가 하강이 되도록 제 1 방향전환밸브(5-1)가 절환이 되면 리프트 실린더(6)는 하강하게 된다. 이는 제 1 방향전환밸브(5-1)가 리프트 실린더(6)가 하강이 되도록 절환이 되면 리프트 실린더(6)의 라지 챔버는 유압탱크(15)와 연통이 되고, 마스트 자중에 의해 리프트 실린더(6) 라지 챔버에 채워진 압유가 유압탱크(15)로 회류하게 되기 때문이다.

즉, 언로딩 밸브(4)에서 펌프(2)로부터 토출된 압유가 유압탱크(15)로 회류된다 하더라도 리프트 실린더(6)의 하강은 가능하다. 좌석 이석시의 완벽한 하역장 치 조작차단을 위해서는 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브(8)가 필요하다. 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브(8)는 하역장치 콘트롤 밸브(5)와 리프트 실린더(6)의 라지 챔버을 연결하는 유압라인 상에 설치된다. 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브(8)는 좌석 이석시 비 활성화가 되고, 제 1 방향전환밸브(5-1)가 리프트 실린더(6)가 하강하도록 절환이 되어 리프트 실린더(6)의 라지 챔버에 채워진 압유가 유압탱크(15)로 회류되로록 유로가 형성된다 하더라도 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브(8)가 비 활성화 상태가 되면 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브(8) 내의 체크밸브에 의해 리프트 실린더(6)의 라지 챔버와 유압탱크(15)와의 유로는 차단하게 되어, 리프트 실린더(6)의 하강은 불가하게 된다.

좌석 이석시 펌프(2)로부터 토출된 압유가 언로딩 밸브(4)를 통해 유압탱크(15)로 회류되는 조건에서, 제2 방향전환밸브(5-2)가 틸트 실린더(7)가 전경이 되도록 절환이 되면, 틸트 실린더(7) 스몰 챔버와 유압탱크(15)가 연통이 되어 마스트 하중에 의해 마스트가 전경하게 된다. 하지만, 하역장치 콘트롤 밸브(5)내 구비된 틸트 록 밸브(5-6)에 의해 상기와 같은 조건에서의 마스트 하중에 의한 마스트 전경은 방지할 수 있다. 펌프(2)로부터 토출된 압유가 하역장치 콘트롤 밸브(5)로 이송되면, 펌프(2)로부터 토출된 압유에 의해 틸트 록 밸브(5-6)가 절환되고, 틸트 록 밸브(5-6)의 절환에 의해 틸트 실린더(7) 스몰 챔버의 압유가 유압탱크(15)로 회류되게 되어, 마스트 전경이 가능하게 된다. 그러나, 언로딩 밸브(4)를 통해 펌프(2)로부터 토출된 압유가 유압탱크(15)로 회류되게 되면, 틸트 록 밸브(5-6)의 절환이 불가하게 되고, 틸트 록 밸브(5-6)가 절환이 되지 않으면 틸트 실린더(7) 스몰 챔버에 채워진 압유의 유압탱크(15)로의 이송이 불가하게 되어 틸트 실린더(7)의 운동을 불가하게 되고 이로 인해 마스트의 전경이 불가하게 되므로, 좌석 이석시 펌프(2)로부터 토출된 압유가 언로딩 밸브(4)를 통해 유압탱크(15)로 회류되는 조건에서, 제2 방향전환밸브(5-2)가 틸트 실린더(7)가 전경이 되도록 절환이 되더라도 마스트 하중에 의한 마스트 전경은 불가하다.

하역장치 콘트롤 밸브(5)와 리프트 실린더(6)의 라지챔버를 연결하는 유압 라인 상에는 리프트 다운 콘트롤 밸브(9)와 리프트 다운 세이피티 밸브(10)가 구비된다. 리프트 다운 콘트롤 밸브(9)는 자중에 의해 하강하는 리프트 실린더의 하강 속도를 제어하기 위한 목적으로 설치되는 것으로, 규정된 유량을 통과하게 함으로서 리프트 실린더의 하강 속도를 규정된 속도 이상 초과하지 않도록 하는 역할을 갖는다. 리프트 다운 세이피티 밸브(10)는 리프트 실린더(6)와 하역장치 콘트롤 밸브(5)를 연결하는 유압라인이 파열되었을 때의 리프트 실린더(6)의 급격한 하강을 방지하는 역할을 갖는다.

이상과 같은 유압회로의 구성으로 지게차의 운전자 좌석 착석 여부에 따라 하역장치제어가 가능한 유압시스템 구현이 가능하다. 도시된 도 2 의 유압회로는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

운전자의 좌석 착석여부를 감지하여 운전자의 착석상태에서만 하역장치가 작동하도록 한 것으로서, 운전자의 좌석 이석시 불의로 하역장치가 조작되어 발생할 수 있는 제반 위험요소를 제거하는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 내연기관과 같은 엔진의 원동기(1)에 의해 구동되는 펌프(2)와 조향장치 및 하역장치로 유량을 분배하는 프라이오리티 밸브(3)와, 압유의 이송방향 전환 및 유량을 제어하는 하역장치 콘트롤 밸브(5)와 제 3 유압라인(16) 혹은 제 4 유압라인(17)의 파열의 이유로 리프트 실린더(6)가 급격히 하강함을 방지하기 위한 리프트 다운 콘트롤 밸브(9) 및 리프트 다운 세이피트 밸브(10)와 기계적인 일을 하는 유압 액츄에이터를 포함하여 구성된 지게차의 유압 시스템에 있어서,

   운전자의 좌석 착석 혹은 이석 여부를 알 수 있도록 좌석에 설치된 리미트 스위치와,

   상기 리미트 스위치로부터 감지된 전기신호를 받아 운전자의 좌석 착석 혹은 이석여부에 따라 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)가 활성화 혹은 비활성화 되고, 착석시 상기 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)의 활성화로 인해 운전자가 좌석에 착석한 상태에서만 지게차의 하역장치가 정상적으로 작동이 되도록 하는 언로딩 밸브(4)와,

   운전자 좌석 이석시 리프트 실린더(6)가 하강이 될 수 있도록 하역장치 콘트롤 밸브(5)가 절환이 되더라도, 리프트 실린더(6)가 하강하지 않도록 유압 회로를 차단하는 리프트 다운 로크 솔레노이드 밸브(8)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 언로딩 밸브(4)는 펌프(2)와 하역장치 콘트롤 밸브(5)의 인렛 포트(P)사이 유압라인 상에 설치되며, 펌프(2)로부터 토출된 압유가 하역장치 콘트롤 밸브(5)로 이송이 되도록 하는 제 1 로직밸브(4-1)와,

   펌프(2)로부터 토출된 압유가 유압탱크(15)로 회류되도록 하는 제 2 로직밸브(4-2)와,

   운전자의 좌석 착석여부를 감지하여 상기의 로직밸브(4-1)(4-2)들의 방향을 제어하는 언로딩 솔레노이드 밸브(4-3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지게차의 운전자 감응 하역장치 유압시스템.

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