KR100801383B1 - 작업용 차량 - Google Patents

Abstract

미리 설정된 작업기의 작업모드에 의거하여 작업을 실시할 때 작업내용이나 작업조건의 변화에 따라서 또한 작업기의 작업속도나 차량의 주행 속도를 미소 조정을 가능케 하여, 작업의 안정성이나 작업의 효율 등의 향상을 도모하는 각종 작업용 차량을 제공한다.

작업용 차량은 하나 이상의 작업기의 작업모드의 모드 변환스위치(9) 등으로 이루어진 모드 변환수단을 구비하고 있다. 또 수동(manual) 조작에 의해 각 모드에서 설정된 작업속도 및/또는 주행속도의 범위 외의 속도에 미소(微小)조정하는 속도 미소조정 스위치(8b)가 나란히 설치되어 있다. 동 속도 미소조정 스위치(8b)를 조작하여 출력되는 신호에 의해 엔진(1), 펌프(2), 하나 이상의 작업기 및 주행모터의 구동회로에 배치된 유량 조정밸브(調整辨)(4) 등이 작동되며, 또한 엔진의 회전수나 펌프 토출량이 조정된다. 작업범위의 변경이나 장해물의 유무 등의 환경하에 있더라도 실시하고 있는 작업내용이나 작업조건, 또는 오퍼레이터의 기량 등에 따라 적당한 작업기의 작업 모드가 효과적으로 얻어지며, 안정된 차량의 주행성(走行性) 및 작업기의 조작성(操作性)이 실현된다.

가변용량펌프, 조작밸브, 조작레버, 컨트롤러, 모니터 패널, 속도 미소조정 스위치, 표시선택 스위치, 액정 표시부, 모드 변환스위치.

Description

작업용 차량{WORKING VEHICLE}

도 1은 본 발명의 대표적인 실시 형태인 작업모드를 구비한 크레인이 부설된 유압 셔블의 전기유압계통을 개략적으로 나타낸 제어회로도

도 2는 동 유압 셔블에 적용되는 크레인용 모니터 패널의 일 예를 개략적으로 나타낸 평면도

도 3은 동 유압 셔블에 적용되는 속도 미소조정수단의 처리 순서의 일 예를 나타낸 순서도(flow chart)

도 4는 동 유압 셔블에 있어서 엔진 토르크와 엔진 회전수와의 관계를 나타내는 특성선도

도 5는 동 유압 셔블에 적용되는 속도 미소조정수단의 다른 실시형태를 나타낸 유압회로도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 엔진, 1a : 연료분사 펌프, 1b : 전기 거버너 모터,

1c : 엔진 회전 센서, 2, 3 : 가변 용량형 펌프,

4 : 조작밸브, 4a : 제1 수압부, 4b : 제2 수압부,

5 : 조작레버, 5a : 노브 스위치, 6 : 컨트롤러,

7 : 에진 회전수 다이얼, 8 : 모니터 패널,

8a : 크레인용 모니터, 8b : 속도 미소조정 스위치,

8c : 크레인 모드 스위치, 8d : 표시선택 스위치,

8e : 액정 표시부, 9 : 모드 변환 스위치,

10 : 서보밸브(servo valve), 11 : LS밸브

12 : TVC밸브, 13 : EPC밸브, 14 : 압력센서,

15 : 펌프중복(redundancy)회로스위치 16 : 레지스터,

17 : 배터리, 18 : 셔틀밸브, 19 : 유압스위치,

30 : 실린더, 31 : 전자밸브, 32 : 파일럿 회로

본 발명은 각종 작업모드를 구비한 건설 및 토목공사용 차량 등의 작업용 차량에 관한 것으로 특히 각종 작업모드 아래에서 작업내용이나 작업조건의 변화에 따라서 작업기의 작업 속도나 차량의 주행 속도를 상기 작업모드 외의 소망하는 속도범위까지 확장할 수 있는 작업용 차량에 관한 것이다.

종래부터 건설 및 토목기계 등 각종 작업용 차량이 알려져 있다. 이 종류의 작업용 차량은 주행체(走行體) 상부에 수직(垂直)의 축선(軸線) 주위로 선회 가능하게 장착된 선회체(旋回體))에 붐, 아암, 버킷 등의 작업기를 구비하고 있다. 동 작업용 차량은 엔진에 의하여 구동되는 가변용량형(可變容量形) 펌프에서 토출(吐出) 유압유(油壓油)를 복수의 방향변환밸브에 의해 변환하여 붐 실린더, 아암 실린 더, 버킷실린더, 선회모터나 주행 모터 등의 액추에이터에 선택적으로 공급하여 각 작업기를 구동하고 또는 주행시킨다.

이 작업기를 장착한 작업용 차량의 한 예가, 예컨대 일본국특허 제2863599호 공보에 공개되어 있다. 동 공보에 공개된 유압식 작업기계는 엔진의 회전수를 설정한 가속(acceleration)레버와, 동 가속레버의 조작량(操作量)을 검출하여 그 조작량에 따른 엔진회전속도 신호를 출력하는 회전속도 지시(指示)발신기와, 상기 엔진의 회전속도를 증감시키는 엔진회전속도 설정수단과, 가변용량형 펌프의 펌프유량(流量)을 증감시키는 유량 조절수단과, 동 펌프의 토출 측의 최고 작동압력을 설정하는 릴리프밸브와 작업기용 액추에이터에 도입되는 유압유의 최고 압력을 설정하는 릴리프(relief)압력 설정수단을 구비하고 있다.

또 이 유압식 작업용 기계는 통상의 작업 시에 요구되는 액추에이터의 작동력(作動力)이나 작동속도의 조합(組合) 이외에, 빠른 속도로 액추에이터를 작동시키는 작업모드, 정밀작업이 가능한 작업모드 등의 각 작업모드를 자유롭게 선택 가능하게 미리 기억시킨 작업모드 선택수단을 구비하고 있다.

오퍼레이터가 실시하고자 하는 작업내용이나 작업조건에 따라서 상기 작업모드 선택수단으로 소망하는 작업모드를 선택하면, 동 작업모드 선택수단은 선택된 작업모드마다 미리 기억되어 있는 엔진의 최대 엔진회전수, 펌프의 최대 토출유량, 작업기용 액추에이터에 도입되는 유압유의 최고 압력 중에서 적어도 하나의 값을 선택하여 작업모드 지시신호로서 컨트롤러(controller)에 출력한다.

이 컨트롤러에서는 상기 작업모드 선택수단으로부터의 작업모드 지시신호 및 상기 회전속도 지시(指示) 발신기로부터의 엔진 회전속도 지시신호를 받아, 상기 작업모드 지시신호 및 상기 엔진 회전속도 지시신호 중에서 최대 엔진회전수를 저위(低位)로 선택하여, 상기 엔진회전속도 설정수단에 지령 신호를 출력한다. 동시에, 상기 작업모드 지시신호에 의거하여 상기 펌프의 유량조정(流量調整)수단에 지령신호를 출력하는 동시 상기 릴리프밸브나 릴리프압(壓) 설정수단에 지령신호를 출력한다.

이렇게 하여, 상기 컨트롤러로부터의 지령신호에 의거하여 작동시키는 액추에이터의 작동속도에 과부족이 없도록 상기 유량조정 수단이나 엔진회전속도설정 수단에 지령신호를 출력하여 상기 가변용량형 펌프의 토출 유량을 제어한다. 이와 동시에, 상기 액추에이터의 작동력에 과부족이 생기지 않도록 상기 릴리프밸브나 릴리프압 설정수단에 지령신호를 출력하고 상기 액추에이터에 유입되는 유압유의 압력을 제어한다.

이러한 종래의 유압식 작업기계에 의하면 상기 액추에이터에 유입하는 유압유의 유량이나 최고 압력은 상기 회전속도설정수단, 상기 유량조정수단이나 상기 릴리프압 설정수단 등에 의해 자동적으로 제어한다. 이 때문에 선택된 작업모드의 작업내용이나 작업조건에 가장 적합한 작업기의 작동속도나 작동력이 얻어진다고 되어 있다.

또 어떤 작업모드에 의해서는 쓸데없는 엔진의 최고회전도 피할 수가 있기 때문에 동일 기계로 각종의 작업을 원활히, 용이하게 수행할 수 있으며 따라서 오 (誤)조작이 적고 다른 위해(危害)를 끼치거나 기계의 수명을 단축시키는 운전상태 로 되는 일도 없으며, 또한 정숙한 운전으로 이어져 숙련된 오퍼레이터나 미숙한 오퍼레이터에게 효과가 있다고 되어 있다.

상기한 특허공보에 공개된 유압식 작업기계는 다양한 운전 및 조작조건에 대응하는 적합한 각종의 작업모드를 미리 상정(想定)하고 이것을 상기 작업모드 선택수단에 기억하고 있다. 그러나 이들 작업 모드는 작업내용이나 작업조건이 변화하여 작업환경 등이 변하였을 때, 작업개시 직전에 그 환경변화는 오퍼레이터의 감각이나 판단에 의해 선택되는 것이며, 예컨대 일기의 변화, 작업범위의 변화나 장해물의 유무 등의 여러 환경이 생기는 상황하에서는 설정된 작업모드의 대응이 실제로 이루어지는 작업상황과 반드시 일치한다고는 할 수 없다.

또 상기 컨트롤러는 설정된 작업모드에 합치된 지령신호를 상기 엔진, 가변용량형 펌프나 릴리프밸브 등에 일률적으로 출력할 뿐이어서 일단 어떤 작업모드로 설정되면, 실시하고 있는 작업내용이나 작업조건에 변화가 생긴 경우라 해도 그 작업모드에서 작업기의 설정작동속도나 설정작동압력을 변화시킬 수는 없다. 이 때문에, 미리 설정한 작업모드가 실제의 작업조건에 적합하지 않은 경우에, 또는 오퍼레이터의 기량(技量)에 대응하는 모드가 아닌 경우에도 이 작업모드의 범위내의 작업이 어쩔 수 없이 행해지게 되어 작업효율 등의 저하를 초래하기 쉽다.

본 발명은 이러한 종래의 과제를 해소하기 위하여 이루어진 것이며, 그 구체적인 목적은 미리 설정된 작업기의 작업모드에 의거하여 작업을 실시할 때에 작업내용이나 작업조건의 변화에 따라 또한 작업기의 작업속도나 차량의 주행 속도를 미소조정이 가능하게 하고 작업의 안전성이나 작업효율 등의 향상을 도모하고 각종 작업용 차량을 제공하는데 있다.

이건 청구항 1에 관한 발명은, 하나 이상의 작업기의 작업모드의 모드 변환수단을 가진 작업용 차량으로서 매뉴얼 조작에 의해 각 모드에서 설정된 작업기 속도 및/또는 주행속도의 범위 외의 속도에 미소 조정하는 것을 가능하게 하는 속도 미소(微小)조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 작업용 차량이다.

본 발명에 의하면, 오퍼레이터가 모드 변환수단에 의해 하나 이상의 작업기의 작업모드의 하나를 선택하면, 상기 모드 변환수단에서 출력되는 신호에 의해 자동적으로 작업기의 액추에이터나 주행모터의 제어가 이루어진다. 작업기의 작업모드를 초기에 설정한 다음 다시 오퍼레이터에 의해 속도 미소조정수단을 작동시키면 동 속도 미소조정수단에서 출력되는 신호에 의해 현재의 작업모드에서 액추에이터의 작동속도나 주행모터의 구동속도를 현재의 작업모드의 설정속도 범위 밖까지 확장된다. 이때의 확장 폭은 기본으로 하는 작업모드의 설정속도 범위를 약간 넘는 폭이어서, 속도 미소조정수단의 조작에 의해 작업기의 작업속도가 작업모드의 설정속도 범위에서 벗어난 약간의 영역에서 미소 조정할 수 있게 된다.

이 때문에 작업범위의 변경이나 장해물의 유무 등의 여러 가지 환경 하에서도 실시하고 있는 작업내용이나 작업조건, 또는 오퍼레이터의 기량 등에 따른 최적한 작업기의 작업모드가 효과적으로 얻어지며, 안정된 차량의 주행성(走行性) 및 작업기의 조작성(操作性)이 실현될 뿐 아니라 작업효율 등이 현저하게 향상된다.

청구항 2에 관한 발명은, 하나 이상의 작업기 및 주행모터의 구동회로에 유량조정수단을 가지며, 상기 속도 미소조정수단을 통하여 출력되는 신호에 의해 상기 유량조정수단이 작동되며 동 구동회로 내의 유량이 조정되는 것을 규정하고 있다.

이 발명은 작업모드에 의거하여 자동적으로 제어되고 있는 하나 이상의 작업기 및 주행모터의 속도를 다시 조정하고자 할 경우에는 오퍼레이터에 의해 조작되는 속도 미소조정수단을 통하여 출력되는 신호에 의해 작업기의 액추에이터, 주행모터, 또는 선회모터 등의 각 구동회로에 배치된 유량조정수단을 선택적으로 작동하여, 액추에이터에 공급되는 유압유의 유량을 증감시킨다. 특정의 액추에이터가 다른 액추에이터에 영향을 미치는 일이 없이 원활하게 조정할 수가 있다.

청구항 3에 관계되는 발명은 상기 유량조정수단이 각종 메인 밸브(main valve)를 포함하며, 상기 속도 미소조정수단을 통하여 송출되는 신호에 의해 동 메인 밸브의 개구면적(開口面積)이 조정된다.

이 발명에 있어서는, 속도 미소조정수단에 의해 메인 밸브의 스풀(spool)의 스트로크(stroke)를 미소 조정하여 액추에이터에 공급되는 유압유의 유량을 증감시키어 작업기 및 주행모터의 속도를 변경한다. 예컨대, 초기에 설정된 작업기의 작업모드에 의거하여 작업기의 작업속도가 설정되어 있으며, 또한 작업속도를 낮게 누르고자 할 경우에는 속도 미소조정수단을 작동하므로서 그 선택된 작업모드의 속도범위 내에 있는 때의 메인 밸브의 개구면적 보다도 작게 하여, 액추에이터에 공급되는 유압유의 유량을 감소시키어 작업기의 속도를 선택된 작업모드의 하한(下 限) 속도보다 더욱 느리게 할 수 있다.

(실시예)

이하 본 발명의 가장 바람직한 실시형태를 첨부도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 대표적인 실시형태인 작업모드를 구비한 크레인 부설 유압 셔블의 전기유압계동을 개략적으로 나타낸 제어회로도이며, 도 2는 동 유압 셔블에 적용되는 모니터 패널의 한 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 본 실시형태에 있어서는 크레인 부설 셔블을 예로 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 예컨대 불도저, 트렉터 셔블 등의 각종 작업차량에도 적용된다.

본 실시형태인 크레인 부설 유압 셔블은 주행체와, 동 주행체 상부에 수직 축선 주위를 선회 가능하게 장착된 선회체(旋回體)와, 동 선회체에 설치되는 작업기를 구비하고 있다. 동 작업기는, 상기 선회체의 약 중앙에서 일어서는 붐과, 동 붐의 자유단(free end)에 유착(遊着)되어 상하방향으로 요동하는 아암과, 동 아암의 선단에 지지되어 상하 방향으로 고개를 움직이는 동작을 하는 버킷과 크레인 작업용 호이스트훅(hoist hook)을 구비하고 있다.

붐은 선회체와의 사이에 설치된 한 쌍의 붐 실린더에 의해 그의 기초끝부분을 중심으로 상하방향으로 기복(起伏)(일어서고 엎드리는)동작을 하며, 아암은 붐과의 사이에 부착된 아암 실린더에 의해 붐의 선단을 지점으로 하여 상하방향으로 요동하며, 버킷은 좌우 한 쌍의 2절(節) 링크를 통하여 아암과의 사이에 부착된 버킷 실린더에 의해 상기 아암의 선단을 지점(支點)으로 하여 상하방향으로 회동(回 動)한다. 상기 호이스트훅은 상기 아암의 선단에 상기 버킷을 부착하는 아암 톱 핀(arm top pin)에 회동 가능하게 지지되어 있다. 호이스트훅의 미(未) 사용 시에는 예컨대 좌우 링크 사이에 격납(格納)된다.

도 1에 표시한 바와 같이, 상기 유압 셔블은, 엔진(1)과 동 엔진(1)에 의해 구동되는 가변용량형 펌프(2, 3)와, 도시(圖示)가 생략된 작업기의 각 실린더에 상기 가변용량형 펌프(2)로부터의 토출유압유를 선택적으로 공급하는 복수의 조작밸브(4)(메인 밸브)와, 동 조작밸브(4)를 독립하여 변환조작하는 복수의 조작레버(5)를 구비하고 있다. 동 도면에서는 상기 조작밸브(4)는 블럭으로 개략적으로 표시하고 있으며 상기 조작레버(5)는 주행레버와 2개의 작업기 레버를 표시하고 있다.

또한 엔진(1)의 회전수나 가변용량형 펌프(2)의 토출량 등을 제어하는 컨트롤러(6)가 구비되어 있다. 동 컨트롤러(6)에는 엔진(1), 가변용량형 펌프(2)가 각각 전기적으로 접속되어 있는 동시에, 운전실 내에 배치된 조작레버(5), 역시 운전실 내에 배치된 증감속(增減速)이나 설정속도를 선택할 수 있는 엔진회전수 다이얼 (7) 및 역시 운전실 내의 모니터 패널(8) 등이 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한 부호 5a는 노브 스위치이다.

상기 엔진(1)은 연료분사 펌프(1a)와 전기(電氣) 거버너 모터(governor motor)(1b)를 구비하고 있다. 상기 컨트롤러(6)에서 출력된 지령신호에 의거하여 상기 전기 거버너 모터(1b)에 설치된 조작레버를 통하여 상기 연료분사 펌프(1a)의 레버를 고속회전위치와 저속회전위치에 요동시키어 동 연료분사펌프(1a)의 연료분사노즐에 보내지는 연료의 량이 제어된다. 상기 컨트롤러(6)에는 항상 포텐셔(電位差)(potentio) 신호가 송출되어, 엔진 회전수가 감시되고 있다. 부호 1c는 엔진 회전수를 검출하여 상기 컨트롤러(6)에 회전센서 신호를 출력하는 엔진회전센서이다.

동 컨트롤러(6)에 의해 상기 엔진회전센서(1c)의 검출값과 미리 설정된 기본 값을 비교 판별하여 그 제어신호를 상기 전기 거버너 모터(1b)에 출력하여 현재의 엔진회전수가 조정된다.

상기 가변용량형 펌프(2)는 사판식(斜板式) 펌프로 되어 있으며, 펌프본체, 서보밸브(10), LS밸브(11), 로드 센싱밸브(load sensing valve) 및 TVC밸브(12), 토크 베어리어블 콘트롤 밸브(torque variable control valve)로 구성되어 있다. 상기 고정용량형 펌프(3)는 상기 조작밸브(4)에 파일럿 유압유를 공급하는 도시되지 않은 파일럿 회로에 접속되어 있는 동시에, 상기 컨트롤러(6)와 접속하는 EPC밸브(13)(전자 비례(電磁比例)밸브)에 접속되어 있다. 부호 14는 가변용량형 펌프(2)의 토출압을 검출하여 컨트롤러(6)에 압력센서신호를 출력하는 압력센서이다. 상기 컨트롤러(6)에 의해 상기 압력센서(14)의 검출값과 미리 설정된 기준 값과를 비교 판별하여 그 제어신호를 상기 EPC밸브(13)의 밸브 솔레노이드에 출력하여 현재의 펌프 토출압이 조정된다.

상기EPC밸브(13)에, 엔진회전수에 비례한 LS압 제어신호가 상기 컨트롤러(6)로부터 입력되면, 동 컨트롤러(6)에서 LS압 제어신호에 의거하여 상기 EPC밸브(13)가 변환되어 동 EPC밸브(13)의 변환위치에 의해 상기 고정용량형 펌프(3)의 토출압이 결정된다. 그 토출압은 상기 EPC밸브(13)을 통하여 상기 LS밸브(11)에 도입된다. 동 LS밸브(11)의 출력압이 상기 서보밸브(10)에 도입되면, 동 서보밸브(10)는 사판각(斜板角)을 변화시키어 상기 가변용량형 펌프(2)의 토출량을 제어한다.

상기 TVC밸브(12)는 상기 가변용량형 펌프(2)의 토출압이 높은 때에, 상기 가변용량형 펌프(2)에서 토출 유압유를 선택적으로 공급하는 조작밸브(4)의 스트로크가 증대하여도 소정의 유량 이상은 흐르지 않도록 제어하며, 펌프 흡수마력이 엔진마력을 넘지 않도록 마력을 제어하고 있다. 상기 TVC밸브(12)의 밸브 솔레노이드에는 펌프중복회로스위치(15)의 일단이 접속되며, 그 타단(他端)에는 레지스터 (16)를 통하여 배터리(17)가 접속되는 동시 상기 컨트롤러(6)가 접속되어 있다.

상기 EPC밸브(13)에 이상이 발생하였을 때, 상기 컨트롤러(6)의 지령에 의거하여 상기 TVC밸브(12)의 밸브 솔레노이드에 상기 레지스터(16)를 통하여 상기 배터리(17)에서 전류가 공급된다.

상기 조작밸브(4)는 유량제어밸브로 되어 있으며, 붐, 아암, 버킷 등의 각 실린더나 주행모터 등에 대응하여 설치되어 있다. 상기 조작레버(5)는 각 조작밸브(4)에 대응하여 설치되어 있다. 각 조작레버(5)는 동 조작레버 (5)의 조작량에 따라서 파일럿압을 출력하는 도시되지 않은 제1 및 제2 파일럿 비례제어밸브를 가지고 있다. 이 제1 밸브 및 제2 파일럿 비례제어밸브에는 셔틀밸브 (18)가 접속되며 동 셔틀밸브(18)는 유압스위치(19)를 통하여 컨트롤러(6)에 전기적으로 접속되어 있다. 상기 셔틀밸브(18)는 상기 제1 및 제2 파일럿 비례제어밸브 중에서 고압측의 압력을 선택하고 그 고압측 압력은 상기 유압스위치(19)에 검출되어, 그의 검출신호가 컨트롤러(6)에 출력된다.

상기 모니터 패널(8)에는 각종의 표시선택스위치, 액정 표시부, 작업기의 작 업모드, 차량의 주행속도모드 등을 임의로 선택할 수 있는 복수의 모드 변환스위치 (9), 각종 스위치 류(類)가 배치되어 있다. 각 모드 변환스위치(9)는 상기 컨트롤러(6)에 전기적으로 접속되어 있다. 동 컨트롤러(6)는 각 모드 변환스위치(9)의 '온', '오프'의 조합관계 등을 미리 기억하고 있다. 동 컨트롤러(6)에 의해 각 모드 변환스위치(9)의 '온', '오프'의 조합이 연산(演算)처리되며, 모드 변환신호를 출력하는 모드 변환수단이 구성된다.

도 2는 상기 모니터 패널(8)에 배치된 크레인용 모니터(8a)를 나타내고 있다. 이 모니터(8a)는 본 발명의 특징부의 일부를 이루는 속도 미소조정 스위치 (8b), 크레인 모드 스위치(8c) 실(實)하중, 정격반경(定格半徑)(rated radius) 등의 데이터를 불러내는 표시선택 스위치(8d), 그 데이터를 표시하는 액정 표시부 (8e)를 가지고 있다. 크레인 작업을 안전하게 하기 위하여 설치된 붐·아암 각도센서, 붐 실린더 압력센서의 검출데이터 등은 상기 컨트롤러(6)에 입력되며, 그 연산결과는 소요의 상기 표시선택 스위치(8d)를 조작하면, 상기 액정 표시부(8e)에 표시되게 되어 있다. 상기 컨트롤러(6)는 버저나 램프 등 도시되지 않은 경보장치에 전기적으로 접속되어 있다.

지금 오퍼레이터가 실시하고자 하는 작업내용이나 작업조건에 따라 상기 모드 변환스위치(8a)를 선택적으로 조작하면 이들 신호를 상기 컨트롤러(6)에 출력한다. 동 컨트롤러(6)는 통상의 방법에 따라 모드 변환스위치(8a)의 출력신호에 의거한 펌프 토출량이나 엔진 회전수를 연산처리 하여 상기 전기 거버너 모터(1b)나 상기 EPC밸브(13)에 제어신호를 출력한다.

이 모드변환수단은 일반적인 토사의 굴삭, 쌓기, 정토 등의 각종 토목작업이나 크레인작업에서 통상의 작업 시에 요구되는 작업기의 작동력이나 작동 속도, 차량의 주행속도 이외에 예컨대 작업기의 실린더나 주행모터 등을 저속, 중속, 고속도로 구동시키는 각종 작업모드에서 작업기의 작동 속도 등을 자동으로 조정한다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태인 크레인 부설 유압 셔블에는 수동조작에 의해 각 모드에서 설정된 속도범위 밖의 속도에 미소조정이 가능한 본 발명의 특징부인 속도 미소조정수단을 구비하고 있다. 본 발명의 가장 특징으로 하는 것은 각 모드를 초기에 설정한 다음 다시 오퍼레이터에 의해 속도 미소조정수단을 작동하면 동 속도 미소조정수단에서 출력된 신호에 의거하여 엔진회전수 및 펌프 토출량을 증감하거나 엔진회전수 또는 펌프 토출량의 어느 한쪽을 증감시킨다. 본 발명에 의하면 현재의 작업모드에서 작업기의 실린더의 작동속도나 주행모터의 구동속도를 현재의 직업모드의 설정속도범위 밖까지 확장한다.

이하 본 발명의 대표적인 실시형태인 속도 미소조정수단에 대하여 도3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 실시형태인 크레인 부설 유압 셔블에 적용되는 속도 미소조정수단의 처리 순서을 나타내고 있다. 도면 중의 부호 A는 작업모드용 엔진회전의 초기 설정값을 나타내고 부호

는 엔진회전 조정값을 나타내며, 부호 X는 현재의 엔진회전 실제측정값을 나타내고 있다. 또한 본 실시예에서는 크레인 용의 작업모드에 있어서의 처리순서를 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고 각종의 작업기의 작업모드에 적용할 수 있다.

동 도면에서 처리는 블럭(50)에서 개시하며, 먼저 블럭(51)에서 도 2에 표시 된 크레인모드 스위치(8c)의 입력상태가 상기 컨트롤러(6)로 확인된다. 크레인 모드 스위치(8c)가 온 상태임이 확인되면, 처리는 블럭(52)으로 진행되며, 블럭(52)에서 크레인 모드 스위치(8c)의 출력신호로 설정된 표준적 크레인모드용 엔진회전 초기 설정값 A에 의거하여 펌프 경사각을 작게 하는 방향으로 제어하여 펌프 토출량을 감소시켜, 그와 동시에 상기 조작밸브(4)의 밸브 스트로크의 개구면적을 작게 규제하여 펌프 토출량에 따라서 제어한다.

다음에 블럭(53)에서 현재의 엔진회전수를 읽어내어 그 엔진회전의 실제측정값 X가 크레인용 엔진회전 초기의 설정값

보다 큰지 아닌지 판단한다. 만약, 현재의 엔진의 회전수가 크다고 판단하면, 처리는 블럭(54)으로 이행한다. 블럭(54)에서 달림 값(hoist value)의 정격(定格)하중에 대하여 달림 값 하중의 부하율 (load factor)(이하 엔진 부하율로 표기함)이 큰지 아닌지에 관하여 결정이 이루어진다.

만약, 엔진 부하율(負荷率)이 크다고 판단되면, 처리는 블록(55, 56)으로 진행한다. 먼저, 블럭(55)에서 현재 엔진회전이 엔진회전 초기의 설정값 A의 속도와 같은 크기로 설정된다. 이어서, 블럭(56)에서 상기 전기 거버너 모터(1b)에 제어신호를 출력하여 현재의 엔진회전속도를 엔진회전 초기 설정값 A에 합치한 속도로 조정하고 그리고 다시, 처리는 블럭(53)으로 되돌아간다.

블럭(54)에서 만약, 엔진의 부하율이 작다고 판단하였다면, 처리는 블럭(57)으로 진행한다. 블럭(57)에서 현재의 엔진회전을 증가할 것인가의 여부에 대하여 결정이 이루어진다. 만약, 현재의 엔진회전수를 증가한다고 판단하였다면, 처리는 블럭(58)으로 이동한다. 블럭(58)에서 엔진회전의 초기 설정값 A에 엔진회전 조정 값

를 더한 크기에 상당하는 엔진속도가 얻어지며, 처리는 블럭(56)으로 진행한다. 블럭(56)에서 상기 전기 거버너 모터(1b)에 제어신호를 출력하는 결정이 이루어진다.

블럭(57)에서 만약, 현재의 엔진 회전속도를 증속하지 않는다고 판단하였다면, 처리는 블럭(59)으로 이동한다. 블럭(59)에서 현재의 엔진회전속도가 유지되며, 처리는 블럭(56)으로 진행한다. 블럭(56)에서 상기 전기 거버너 모터(1b)에 제어신호를 출력하지 않는 지시가 이루어진다.

또 블럭(53)에서 만약, 현재의 엔진회전속도가 엔진회전의 초기 설정값 A보다 작다고 판단하였다면, 처리는 블럭(59)으로 이행한다. 블럭(59)에서 현재의 엔진회전속도가 유지되어 처리는 블럭(56)으로 진행된다. 블럭(56)에서 상기 전기 거버너 모터(1b)에 제어신호를 출력을 하지 않도록 지시가 내려진다.

이상과 같은 모드 변환수단에 의한 처리 순서에 따라 표준적인 크레인 작업시의 작업속도가 제어된다. 이렇게 하여 미리 설정된 크레인 모드에 의거하여 크레인작업을 실시하고 있을 때 작업내용이나 작업조건의 밸브화, 또는 오퍼레이터의 기량 등에 따라 도 2에 표시한 속도 미소조정 스위치(8b)를 조작하여 크레인모드에서 초기에 설정된 속도를, 그 범위 밖의 속도로 미소조정이 가능한 본 발명의 특징부(特徵部)인 속도 미소조정수단에 의해 더욱 작업속도를 증감할 수가 있다.

지금, 오퍼레이터에 의해 상기 속도 미소조정스위치(8b)를 선택적으로 조작하면 처리는 블럭(60)으로 이행한다. 블럭(60)에서 속도 미소조정스위치(8b)의 입 력상태가 컨트롤러(6)에서 확인된다. 만약, 속도 미소조정스위치(8b)가 온(ON)상태인 것이 확인되면, 처리는 블럭(61)으로 진행하며, 블럭(61)에서 속도 미소조정스위치(8b)의 출력신호에 의거하여 설정된 크레인모드용의 엔진회전 미소조정 값이 기록된다. 이 미소조정 값에 의거한 펌프 토출량이나 엔진 회전수를 연산 처리하여 이들 신호를 상기 전기 거버너 모터(1b)나 상기 EPC밸브(13)로 출력한다. 이리하여 속도 미소조정수단에 의거하여 설정된 크레인 모드에서 크레인 작업이 이루어진다.

블럭(60)에서 만약, 속도 미소조정 스위치(8b)가 오프(OFF)상태인 것이 확인되면, 또는 속도조정스위치(8b)가 초기의 온 상태를 유지하고 있으면, 처리는 블럭 (62)으로 진행한다. 블럭(62)에서 컨트롤러(6)에 기록된 엔진회전 미소조정 값의 설정이 해제(解除) 되었는지의 여부의 판단이 이루어진다. 만약 그 미소조정값의 설정이 해제되어 있지 않으면, 속도 미소조정수단에 의거하여 설정된 크레인모드에서 크레인 작업이 속행된다. 또한 블럭(62)에서 만약, 상기 미소조정 값이 해제되었다고 판단하였다면, 처리는 블럭(53)으로 되돌아간다. 그리하여 상술한 처리 순서와 동일한 조작을 순차 반복하여 표준적인 크레인 모드에서 크레인 작업이 이루어진다.

도 4는 엔진 토크와 엔진 회전수와의 관계를 나타내고 있다. 동 도면에서 부호 a는 크레인모드에서 초기 설정된 크레인 모드 스위치(8c)의 조작에 의해 표준적인 엔진회전 초기 설정값을 나타내며, 부호 b는 역시 표준적인 펌프 토출량 초기 설정값을 나타내고 있다. 부호 a-1, b-1는 속도 미소조정스위치(8b)의 조작에 의한 증속(增速)시의 엔진회전 및 펌프 토출량의 각 조정 값을 표시하고 있으며, 부호 a-2, b-2는 동일하게 감속시의 엔진 회전 및 펌프 토출량의 각 조정 값을 표시하고 있다.

지금 상기 속도 미소조정스위치(8b)를 고속 측으로 조작하면, 크레인 모드에서 초기에 설정된 엔진 회전수 및 펌프 토출량의 각 초기 설정값 a, b를 그 범위 밖의 각 조정 값 a-1, b-1로 미소 조정한다. 각 초기 설정값 a, b에 상당하는 속도를 그의 범위 밖의 엔진회전수 및 펌프 토출량의 각 조정 값 a-1, b-1에 상당하는 속도로 증속시킨다.

한편, 상기 속도 미소조정 스위치(8b)를 감속 측으로 조작하면, 각 초기 설정값 a, b에 상당하는 속도를 그 범위 밖의 각 조정 값 a-2, b-2에 상당하는 속도로 감속한다. 이렇게 하여 크레인 모드의 작동속도나 주행 모드의 작동속도를 현재의 크레인 모드의 설정속도 범위 밖의 영역에서 미소 조정한다.

이때 증 감속이나 설정속도를 선택 가능한 상기 엔진 회전수 다이얼(7)을 저속 측으로 회동(回動) 조작하여, 상기 전기 거버너 모터(1b)에 제어신호를 출력한다. 동 전기 거버너 모터(1b)를 저속 측으로 유지하여 엔진회전을 감속한다. 이것에 의해서 현재의 엔진 회전수 및 펌프 토출량의 각 조정 값 a-1, b-1을 다시 엔진 회전수 및 펌프 토출량의 각 조정 값 a-3, b-3으로 조정한다.

또 본 실시형태에 의하면, 상기 컨트롤러(6)는 붐의 하부측 유압 검출용의 압력센서, 붐 각도센서, 아암 각도센서, 크레인모드 스위치 등의 각 출력신호에 의거하여 실제 하중을 연산하고 그 연산 값과 미리 설정된 정격하중 값을 비교하여 매달린 짐에 의한 부하상태를 감시하고 있다. 크레인 작업 시에, 오퍼레이터에 의해 상기 속도 미소조정 스위치(8b)를 고속 측으로 조작하여 엔진 회전수 및 펌프 토출량의 각 초기 설정값 a, b의 범위 밖의 각 조정 값 a-1, b-1에 증속시킨 경우 매달린 짐이 과부하 상태라고 판단되면, 엔진 회전수 및 펌프 토출량의 각 초기 설정값 a, b의 범위 내에 엔진 회전수 및 펌프 토출량을 저하시키며, 그와 동시에 상기 경보표시장치를 작동시키도록 되어 있다.

상기 구성을 채용하는 것에 의해 크레인 작업 시에 작업이 더 한층 안전하게 된다. 도 5는 본 발명에 있어서의 속도 미소조정수단의 다른 실시형태를 나타내고 있다. 동 도면에서 작업기의 실린더(30)에 가변용량형 펌프(2)에서 토출 유압유를 공급하는 조작밸브(4)를 독립하여 변환 조작하는 단일의 조작레버(5)가 상기 가변용량형 펌프(2)와 접속된 고정용량형 펌프(3)를 통하여 상기 조작밸브(4)의 제1 및 제2 수압부(受壓部)(4a, 4b)에 접속되어 있다. 상기 조작레버(5)를 조작하면, 상기 고정용량형펌프(3)에서 공급되는 파일럿 유압유가 상기 조작밸브(4)의 각 수압부 (4a, 4b)의 어느 한쪽으로 작용한다. 동 조작밸브(4)는 부작동(不作動) 위치에서 소요의 작동위치로 변환되며 동 조작밸브(4)를 통하여 상기 실린더(30)가 구동된다.

이 작업기의 구동회로에는 한 쌍의 전자밸브(電磁辨)(31, 31)가 상기 조작밸브(4)의 제1 및 제2수압부(4a, 4b)에 각각 접속되는 동시, 상기 고정용량형 펌프(3)와 접속된 파일럿회로(32)를 통하여 상기 조작레버(5)에 각각 접속하고 있다. 또한 상기 전자밸브(31)는 상기 모니터패널(8)의 속도 미소조정 스위치를 접속하는 컨트롤러(6)에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 동 컨트롤러(6)에는 상기 가변용량형 펌프(2)가 전기적으로 접속되어 있다. 상기 전자밸브(31)는 상기 속도 미소조정 스위치의 온 동작에 의거하여 컨트롤러(6)에서 출력되는 신호에 의해 상기 파일럿회로(32)와 상기 제1 및 제2 수압부(4a, 4b)를 접속한다.

소요(所要)의 작업기가 선택된 작업모드의 설정속도 범위 내에 있을 때, 본 실시형태의 속도 미소조정수단은 상기 전자밸브(31)를 통하여 상기 고정용량형 펌프(3)에서 파일럿 유압유에 의해 상기 조작밸브(4)의 스풀의 스트로크를 미소 조정하여 상기 실린더(30)에 공급되는 유압유의 유량을 증감시키며, 또한 작업기의 작업속도를 조정한다.

초기에 설정된 작업기의 작업모드에 의거하여 작업기의 작업속도가 설정되어 있을 때, 그의 작업속도를 낮추고자 할 때에는 오퍼레이터가 상기 속도 미소조정 스위치를 조작하면, 컨트롤러(6)에서 출력되는 신호에 위해 소요의 상기 전자밸브 (31)가 작동한다. 상기 파일럿 회로(32)를 통하여 상기 고정용량형 펌프(3)에서 파일럿 유압유를 상기 조작밸브(4)의 제1 및 제2 수압부(4a, 4b)의 어느 것에 공급한다. 이리하여, 선택된 작업모드의 속도범위 내에 있을 때의 상기 조작밸브(4)의 개구면적보다 작게 하여 상기 실린더(30)에 공급되는 상기 가변용량형 펌프(2)로부터의 유압유를 유량을 감소시키어 작업기의 속도를 선택된 작업모드의 하한속도보다 더욱 느리게 한다.

자동적으로 상기 조작밸브(4)가 작동하여, 동 조작밸브(4)의 개구면적을 조정하는 본 발명의 유량조절수단은 상기 실시형태에 한정되지 않고 각종 밸브에 적용할 수가 있다. 이 경우에는 예컨대 상기 조작밸브(4)의 출력측 회로에 전자 조리개 밸브를 설치하고 동 전자 조리개 밸브를 컨트롤러(6)에서 출력되는 신호에 의해 변환하여 실린더(30)에 흐르는 유압유의 유량을 선택적으로 감소할 수도 있다.

또 본 발명의 유량조절수단은 작업모드에 의거하여 자동적으로 제어되어 있는 하나 이상의 작업기 및 주행모터의 각 구동회로에 각종의 유량 조정밸브를 배치하여 동 유량조정밸브를 선택적으로 작동시키므로서 실린더나 주행모터의 액추에이터에 공급되는 유압유의 유량을 증감시킬 수도 있다.

이상의 설명으로 분명한 바와 같이 본 실시형태의 작업차량에 의하면 상기와 같이 구성된 속도 미소조정 수단을 채용하는 것에 의해 작업범위의 변경이나 장해물의 유무 등의 여러 가지 환경 하에 있어도 크레인 모드의 작업속도나 주행모터의 구동속도, 또는 오퍼레이터의 기량 등에 따른 최적의 크레인 모드가 효과적으로 얻어지며, 또한 한층 안정된 차량 주행성 및 크레인 조작성이 실현될 뿐만 아니라 크레인 작업의 안정성이 충분히 확보되는 동시 작업효율이 극히 향상된다.

또한 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 이들의 실시형태에서 당업자가 용이하게 변경 가능한 기술적인 범위의 것도 당연히 포함하는 것으로 한다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 하나 이상의 작업기 및 주행 모터의 구동회로에 유량(流量)조정수단을 가지며, 속도 미소조정수단을 통하여 출력되는 신호에 의해 상기 유량조정수단이 작동되며, 상기 구동회로 내의 유량이 조정되는 작업용 차량
3. 제2항에 있어서, 속도 미소조정수단을 통하여 출력되는 신호에 의해 각종 메인 밸브의 개구면적이 조정되는 작업용 차량.

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