KR100820447B1 - 작업차량의 주행진동 억제장치 - Google Patents

Abstract

주행진동 억제장치(20)은 버킷용 방향제어밸브(30) 붐용 방향제어밸브(29) 라이드 컨트럴 밸브(31) 및 붐 중속밸브(33)이 내부 배관에 의해 일체로 적층하여 배설된 구성으로 되어 있다. 라이드 컨트럴밸브(31)에 의해 붐 실린더(11)의 하부실(11a)과 어큐뮬레이터(27)과의 연통 또는 차단을 한다. 붐 증속밸브(33)은 하부실(11a)또는 헤드실(11b)에 유압펌프(21)의 토출압을 공급할 수도 있고 하부실(11a) 또는 헤드실(11b)을 탱크(23)에 접속할 수 있다.

휠로드, 차량본체, 작업장치, 붐, 붐실린더, 버킷, 버킷실린더, 주행진동 억제장치, 유압펌프, 탱크, 방향제어밸브, 어큐뮬레이터, 라이드컨트롤밸브, 붐증속밸브, 비례제어밸브, 붐용압력센서, 주행상태검출센서, 가변스로틀, 어큐뮬레이터용 압력센서, 가변스로틀밸브, 제어실.

Description

작업차량의 주행진동 억제장치{TRAVEL VIBRATION SUPPRESSING DEVICE FOR WORKING VEHICLE}

본 발명은 작업차량의 주행진동 억제장치에 관한 것으로 특히 작업장치에 장착된 작업차량에 있어서, 주행시의 작업장치의 압력맥동을 어큐뮬레이터(accumulator)에 의해 억제하고 차체의 진동 저감(低減)을 이루는 주행진동 억제장치에 관한 것이다.

종래 작업차량의 한 예인, 휠로더(wheel loader)에서는 차량 본체에 승강가능하게 부착된 붐과, 붐에 회전가능하게 부착된 버킷 등의 작업부와, 붐 및 작업부재를 작동하는 각각의 붐 실린더 및 버킷 실린더 등으로 되는 작업장치가 차량 본체에 부설되어 있다. 붐 및 작업부재를 작동시켜서 토사의 굴삭, 운반, 쌓기 등을 한다.

휠로더에 있어, 주행시의 작업장치의 승차의 개선 및 짐 탈락을 방지하기 위하여 압력 맥동을 억제하고 차량진동의 저감(低減)을 도모하기 위하여 예컨대, 특허문헌 1에 개시된 작업차량의 다이나믹댐퍼가 제안되어 있다. 도14에 표시된 바와 같이, 장비차량의 다이나믹댐퍼는 아래와 같이 구성되어 있다.

승강실린더(이하 붐 실린더 112라 한다)가 유압펌프(117)의 유압을 제어밸브(119)에 의해 받아 신축되어 붐의 승강을 이루고 있다. 제어밸브(119)는 붐 실린더(112)의 해드측 유압실(126)과 배관(127)을 통하여 접속되는 동시 하부측 유실(128)과 배관(129)을 통하여 접속되어 있다.

배관(127) 및 배관(129)은, 관로 도중에 각각 분기된 분기배관(130) 및 분기배관(131)이 접속되어 있다. 분기배관(130)은 변환밸브(133)을 통하여 오일탱크(116)에 접속되어 있다. 분기배관(131)은 변환밸브(133) 및 가변스로틀장치(161)을 통하여 어큐뮬레이터(162)에 접속되어 있다. 변환밸브(133)는 전자밸브에 의해 구성되고, 비통전(非通電)시에는 스프링에 의해 가압되어 차단위치로 변환되며, 통전시에는 접속위치로 변환된다.

가변스로틀장치(161)는 스로틀(throttle)의 개도(開度)가 복수단계로 항상 조정가능하게 된 스로틀 장치이며, 복수개의 스로틀(164)(165)과 스로틀 선택용의 변환밸브(166)로 구성되어 있다. 변환밸브(166)는 전자밸브로 구성되며, 비통전 시에는 스프링에 의해 가압되어 큰 스로틀의 개도(開度)를 가진 스로틀(164)을 선택하는 위치로 변환된다. 통전시에는 작은 스로틀 개도(opening degree)를 가진 스로틀(165)를 위치로 변환된다. 변환밸브(133) 및 변환밸브(166)는 컨트롤러(153)에 의해 제어된다.

배관(129)에 접속한 압력센서(149)는 하부측 유실(128)의 압력을 검출한다. 컨트롤러(153)는 압력센서(149)에 의해 하부측 유실(128)의 압력이 어큐뮬레이터의 최저허용압력 이상이고 또한 최대허용압력 이하의 범위에 들어 있을 때 변환벨브(133)의 코일을 여자(勵磁)하여 접속위치로 변환된다. 또 컨트롤러(153)은 압력센서(149)로 검출한 압력이 설정압력 이상일 때 압력센서(149)로 검출한 압력에 따라 변환밸브(166)위치를 선택한다.

상기 설정압력은 다음과 같이 설정되어 있다. 즉, 장착되는 작업장치의 최소질량과 적재물을 포함하는 작업장치의 최대질량 사이에서 적당한 설정질량을 상정(想定)한다. 예컨대, 최소질량과 최대질량의 합의 1/2의 질량을 설정질량으로 한다. 작업장치의 질량이 상기 상정된 정(定)질량이라 하고 제어밸브(119)가 중립위치에 있을 때, 이때의 붐 실린더(112)의 하부측 유실(128)의 압력을 설정(設定)압력으로서 정의(定義)한다.

상기 구성에 있어서, 제어밸브(119)를 중심위치로 하는 동시 변환스위치(155)을 ON 조작하여 다이나믹댐퍼를 작동시킨다. 이것에 의해 휠로더의 주행시에 차량본체의 핏칭, 하우징 등의 진동을 방지한다.

다이나믹댐퍼를 작동시킨 상태에서 휠로더를 주행시킨다. 이때 노면의 상황, 차량의 가감속도 등에 응답하여 작업장치가 진동하고 이것에 수반하여 붐도 상하방향으로 요동하려 한다. 이 때문에 붐을 유지하는 붐 실린더(112)의 하부측 유실(128) 내에서 압력변동이 생긴다.

이때의 하부측 유실(128) 내에서의 압력은 압력센서(149)에 의해 검출된다. 검출된 압력이 어큐뮬레이터(162)의 최저허용압력 이상이고 또한 최대허용압력 이하의 범위 내에 있을 때는 컨트롤러(153)의 변환밸브(133)을 접속위치로 변환한다.

작업장치의 질량이 상술한 설정질량보다 작아, 하부측 유실(128) 내의 압력이 설정압보다 낮은 경우에는 변환밸브(166)의 변환에 의해 하부측 유실(128)과 어 큐뮬레이터(162)가 큰 스로틀 개도(開度)을 가진 스로틀(164)를 통하여 접속된다. 작업장치의 질량이 설정질량 이상이고 하부측 유실(128) 내의 압력이 설정압 이상의 경우에는 변환밸브(166)의 변환에 의해 하부측 유실(128)과 어큐뮬레이터(162)가 작은 스로틀 개도를 가진 스로틀(164)을 통하여 접속된다.

이것에 의해 작업장치의 질량이 변화되어 진동특성이 변화하여도 다이나믹 댐퍼의 작동에 의해 차량 본체의 핏칭, 하우징 등의 진동을 효과적으로 억제할 수 있다.

특허문헌1: 일본국 특허공개 2001-200804호공보

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그런데 특허문헌 1의 작업차량의 다이나믹댐퍼에 있어서 다이나믹댐퍼를 선택하는 변환밸브(133)와 스로틀 선택용의 변환밸브(166)의 2개의 전자밸브를 이용하지 않으면 않 되었다. 그러나 변환밸브(133)가 제어밸브(119)에서 격리된 위치에 별도로 배치되어 있기 때문에 제어밸브(119)와 붐 실린더(112)를 접속하는 배관(127)(129)에서 각각 분기된 분기배관(130)(131)을 필요로 한다.

이 때문에 배관의 개수가 증가하는 동시 그의 배관의 장소와 적층을 증가하여 배관하기 위한 스페이스의 확보가 곤란하게 된다. 또 변환밸브로서 2개의 전자밸브와 복수개의 스로틀을 필요로 하기 때문에 부품개수가 증가하고 가격의 상승을 초래한다.

휠로더의 주행시에 변환스위치(155)가 ON조작되면 붐 실린더(112)의 하부측 유실(128)은 변환밸브(133) 및 변환밸브(166)를 통하여 어큐뮬레이터(162)에 접속된다. 이때 작업장치의 질량과 적재물의 질량과의 총화가 어큐뮬레이터(162)의 설정압력을 규정할 때 상정(想定)한 질량에서 크게 벌어진 경우에는 다이나믹댐퍼를 유효하게 작동시킬 수 없다.

예컨대, 어큐뮬레이터(162)의 압력이 하부측 유실(128) 내의 압력보다 높은 경우에는 고압측인 어큐뮬레이터(162)의 압력이 저압측의 하부측 유실(128)에 급격하게 공급된다. 이 때문에 붐 실린더(112)가 신장하여 붐이 급격히 상승한다.

어큐뮬레이터(162)의 압력이 하부측 유실(128)의 압력보다 낮은 경우에는 고압측인 하부측 유실(128)이 압력이 저압측의 어큐뮬레이터(162)에 급격히 공급된다. 이때는 붐 실린더(112)가 급격히 축소되어 붐이 급격히 하강한다. 이와 같이 오퍼레이터에 있어 예기치 않은 붐의 거동이 발생한다.

또 작업차량이 주행중에 돌 위로 타고 오른 때는 붐 실린더(112)에서 유출되는 순간 유량이 급격히 크게 된다. 이때 생기는 대유량의 순간 유량을 유출하기 때문에 압력손실이 낮은 압력장치를 주행진동 억제장치에 구비하여 두는 것이 요망되고 있다. 또한 주행진동억제장치에는 진동발생시에 작업장치에 대한 충격을 작게 하기 위하여 양호한 응답특성이 요구되고 있다.

또한 변환밸브가 작업부재의 적재질량에 의해 생기는 하부측 유실에서의 큰 압력변동폭에 대하여 충분히 대응되는 개구면적을 가질 것, 또는 엑츄에이터의 설정압력을 넓은 범위에 걸쳐 간단하게 변경할 수 있는 구성 등이 주행진동 억제장치에 요구되고 있다.

특히 휠로더 등에서 주행진동억제장치에는 다음과 같은 구성이 요망되고 있다. 예컨대, 붐이 상승되었을 때는 어큐뮬레이터가 응답성 좋게 하부측 유실에서의 유압을 신속하게 흡수하여 붐의 상승을 억제하는 구성, 또는 붐이 하강할 때는 어큐뮬레이터에서 하부측 유실에 유압이 천천히 공급되어 붐의 하강을 억제하며 단시간 사이에 붐의 진동을 억제할 수 있는 구성이 요망되고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 착안하여 된 것으로 작업차량에 장비한 작업장치의 액츄에이터를 제어하는 방향제어밸브와, 어큐뮬레이터와 액추에이터를 접속하는 라이드컨트롤밸브(ride control valve)를 구비하고 간단한 구성으로 응답성 좋게 액츄에이터에서의 압력맥동을 억제하여 차체의 진동저감을 할 수 있는 주행진동억제장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하는 수단]

상기한 목적을 달성하기 위하여 본원 발명에서는 청구항 제1항에 기재된 바와 같이, 유압펌프와, 유압펌프에서 토출된 유압에 의해 작동하는 적어도 하나 이상의 액츄에이터(actuator)와 적어도 하나 이상의 상기 액츄에이터에서의 한쪽의 압력실에 접속되어 동 압력실의 압력맥동을 흡수하는 어큐뮬레이터와, 상기 유압펌프에서 상기 액츄에이터에 공급하는 유압을 제어하는 방향제어밸브와, 상기 어큐뮬레이터와 상기 압력실과의 연통 및 차단을 제어하는 라이드컨트롤밸브를 구비한 작업차령의 주행진동 억제장치에 있어서, 상기 라이드컨트롤밸브가 내부배관에 의해 상기 방향제어밸브에 적층(積層)배설된 것을 가장 주요한 특징으로 한다.

또 본원 발명에서는 액츄에이터의 부하압(負荷壓)을 검출하는 압력센서, 작업차량의 주행상태를 검출하는 주행상태검출센서를 이용하여 라이드컨트롤밸브의 연통(連通) 개구면적을 제어하는 것, 어큐뮬레이터의 압력을 검출하는 압력센서를 이용하여 어큐뮬레이터와 액츄에이터와 연통시킬 때의 조건을 설정하는 것, 라이드컨트롤밸브의 연통 개구면적으로서 개구되는 상한의 개구면적을 제어하는 것, 가변 스로틀을 이용하여 액츄에이터와 상기 어큐뮬레이터의 압력을 동일하게 하는 것, 증속밸브를 라이드컨트롤러밸브 또는 방향제어밸브에 적층 배설하는 것을 각각 주요한 특징으로 하고 있다.

[발명의 효과]

본원 발명에서는 액츄에이터용의 방향제어밸브와 라이드컨트롤밸브를 내부배관에 의해 적층배설되어 있다. 이것에 의해 방향제어밸브와 라이드컨트롤밸브의 대접면에서 양쪽 밸브사이를 연결하는 유로를 연통시킬 수 있어, 주행용 진동 억제장치를 콤팩트하게 구성할 수 있다. 또한 방향제어밸브에서 액츄에이터 및 어큐뮬레이터 사이의 외부 배관으로서는 방향제어밸브와 액츄에이터를 접속하는 배관 및 라이드컨트롤러와 어큐뮬레이터를 접속하는 배관 등으로 된다.

이 때문에 외부배관을 하기 위하여 배관하는 배관의 개수를 적게 할 수 있고, 또 외부배관에 사용하는 배관의 길이를 짧게 할 수 있다. 외부배관의 개수가 작고 또한 배관의 길이가 짧게 되므로 외부배관을 하기 위하여 필요한 스페이스를 작게 할 수 있다. 또 외부배관의 부착작업이 용이하다.

내부배관에 의해 배관 내의 압력손실을 작게 할 수 있고 또 순간 유량을 대량으로 흐르는 유로경(流路徑)을 확보할 수 있어, 라이드컨트롤밸브의 응답성이 향상된다. 또 어큐뮬레이터에 대하여 과대한 충격압이 작용하는 경우가 적고 어큐뮬레이터의 내구성이 향상된다.

이 때문에 진동발생시에 있어서 차량 본체의 피칭, 하우징 등의 진동이 효과적으로 억제된다. 또 라이드콘트롤밸브로는 1개의 스풀(spool)로 어큐뮬레이터에 유압공급, 및 어큐뮬레이터와 액츄에이터의 연통(連通), 또는 차단을 할 수 있는 구성으로 할 수 있다. 간단한 구성으로 주행진동 억제장치를 구성할 수 있으므로 주행진동 억제장치를 구성하기 위한 부품의 개수를 감소할 수 있고 또한 주행진동 억제장치를 저렴하게 구성할 수 있다.

본원 발명에서는 청구범위의 제2항에 기재된 바와 같이 압력센서 및/또는 주행상태검출센서에서의 검출신호에 의해서 라이드콘트롤밸브의 연통개구면적을 제어할 수 있다. 예컨대 작업차량에 장비한 붐이 작업차량의 주행시에 발생한 진동에 의해 상승되는 때는 상기 연통개구면적을 넓게 하는 제어를 하고 액츄에이터의 하부실에서 고압으로 된 유압을 어큐뮬레이터에 의해 신속하게 흡수할 수 있다. 이로 인하여 붐의 급격한 상승을 억제할 수 있다.

또 작업차량의 주행시에 발생된 진동에 의해 붐이 하강되는 때는 상기 연통개구면적을 좁게 하는 제어를 하여 어큐뮬레이터에서 액추에이터에 공급하는 유압을 감압하여 적게 공급할 수 있다. 이로 인하여 붐을 서서히 하강할 수 있다. 이와 같이 작업차량의 주행시에 발생된 진동에 의한 액츄에이터의 압력맥동을 단시간내에 억제할 수 있다.

본원 발명에서는 청구의 범위 제3항에 기재된 바와 같이, 어큐뮬레이터내의 압력이 액츄에이터의 부하압보다 고압인때는 어큐뮬레이터와 액츄에이터를 그대로의 상태에서 접속하지 않고, 어큐뮬레이터내의 압력을 액츄에이터의 부하압까지 일단 감압한 다음 어큐뮬레이터와 액츄에이터를 접속할 수 있다.

이것에 의해 어큐뮬레이터와 액추에이터의 접속시에 예컨대, 어큘뮬레이터내의 압력이 어큐뮬레이터의 부하압보다 고압이였기 때문에 붐이 어큐뮬레이터에서의 압력에 의해 급히 상승되는 상태가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

본원 발명에서는 청구의 범위 제4항에 기재된 바와 같이 상한의 개구면적 내에서 라이드컨트롤밸브의 연통개구면적을 제어하는 것에서 상기 상한의 개구면적의 값에 대하여도 제어할 수 있다. 상기 상한의 개구면적에 대하여는 청구의 범위 제5항 및 청구의 범위 제6항에 기재된 바와 같이, 액츄에이터의 부하압에 따라 및/또는 작업차량의 주행속도에 따라서, 상기 상한의 개구면적의 값을 제어할 수 있다.

예컨대, 작업부재의 적재질량에 의해 생기는 액츄에이터의 부하압력이 높은 때나 작업차량의 주행속도가 빠른 때는 연통개구면적으로서 열 수 있는 상한(上限)의 개구면적을 작게 할 수 있다. 이것에 의해 어큐뮬레이터에 과대한 충격압이 작용하는 것을 방지하여 어큐뮬레이터의 내구성을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 작업부재의 적재질량에 의해 생기는 액츄에이터의 부하압이 낮은 때나 작업차량의 주행속도가 느린 때는, 연통개구면적으로서 열 수 있는 상한(上限)의 개구면적을 크게 할 수 있다. 이로 인하여 액츄에이터의 압력맥동에 대한 어큐뮬레이터의 응답성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 액츄에이터의 부하압력 및/또는 작업차량의 주행상태에 적합한 주행진동억제장치를 얻을 수 있다. 또 종래와 같이 어큐뮬레이터에서의 압력을 받아 액츄에이터가 예기치 않은 신축을 하는 일 없고 작업차량에서의 운전성이 향상된다.

본원 발명에서는 청구의 범위 제7항에 기재된 바와 같이, 라이드콘트롤밸브에 설치된 가변스로틀에 의해 액츄에이터와 어큐뮬레이터의 압력을 동일하게 할 수 있다. 이것에 의해 작업부재의 적재질량에 의해 생기는 액츄에이터의 부하압력의 변동폭이 변해도 액츄에이터의 부하압력에 대응한 압력으로 되도록 어큐뮬레이터의 압력을 넓은 범위에 걸쳐 간단하게 조정할 수 있다.

본원 발명에서는 청구의 범위 제8항에 기재된 바와 같이, 방향제어밸브, 또는 라이드컨트롤밸브에 인접하여 증속밸브를 적층배설할 수 있다. 액츄에이터에 대하는 공급유량 및 배출유량을 적층배설된 증속밸브에서도 흐르게 할 수 있다. 액츄에이터에 대해 급배(給排)하는 유압의 유량을 증속밸브에 의해 일부를 대신하여 흐르게 할 수 있어, 중형 및 대형의 작업차량에 대해서도 본원 발명의 주행진동 억제장치를 탑재할 수 있어 우수한 진동제어효과를 얻을 수 있다.

도1은 본 발명에 관한 주행진동 억제장치를 이용한 휠로더의 측면개략도이다.

도2는 주행진동 억제장치의 구성도이다.

도3은 주행진동 억제장치의 압력회로도이다.(실시예1)

도4는 라이드 컨트롤밸브와 제어부의 회로도이다.(실시예1)

도5는 라이드컨트롤밸브의 스트로크와 개구면적의 설명도이다.(실시예1)

도6은 라이드컨트롤밸브의 타입챠트도이다.(실시예1)

도7은 제1라이드컨트롤밸브와 제어부의 회로도이다.(실시예2)

도8은 제1라이드컨트롤밸브의 스트로크와 개구면적의 설명도이다.(실시예2)

도9는 제1라이드컨트롤밸브의 타임챠트도이다.(실시예2)

도10은 제2라이드컨트롤밸브와 제어부의 회로도이다.(실시예3)

도11은 제2라이드컨트롤밸브의 스트로크와 개구면적의 설명도이다.(실시예3)

도12는 제2라이드컨트롤밸브의 타임챠트도이다.(실시예3)

도13은 제3라이드컨트롤밸브와 제어부의 회로도이다.(실시예4)

도14는 작업장치의 유압회로도이다.(종래예)

[부호설명]

1 : 휠로드

2 : 차량본체

3 : 작업장치

10 : 붐

11 : 붐 실린더(붐용 액츄에이터)

13 : 버킷

15 : 버킷실린더

20, 20A, 20B, 20C : 주행진동 억제장치

21 : 유압펌프

23 : 탱크

25 : 방향제어밸브

27 : 어큐뮬레이터

29 : 붐용방향제어밸브

30 : 버킷용방향제어밸브

31, 31A, 31B : 라이드컨트롤밸브

33 : 붐증속밸브

56 : 라이드용제어부

56a : 제어실

56b : 비례제어밸브

57, 57a, 57b, 57c : 컨트롤러

61 : 공급유용배관

62 : 환류용배관

63 : 탱크용유로

67 : 펌프용배관

73 : 배관

81 : 붐용압력센서(제1압력센서)

82 : 어큐뮬레이터용 압력센서(제2압력센서)

84 : 주행상태검출센서

86 : 가변스로틀

88 : 가변스로틀밸브

90 : 제1비례제어밸브

W1∼W3 : 대접면(對接面)

[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]

본 발명에 관한 주행진동 억제장치의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 아래에 상세히 설명한다. 주행진동 억제장치를 탑재한 작업차량으로서 휠로더를 예를 들어 설명하였으나 본 발명에 관한 주행진동 억제장치를 탑재할 수 있는 작업차량으로는 휠로더에 한정하는 것은 아니다. 작업차량의 주행중에 작업장치의 액츄에이터에 압력맥동이 발생하는 것이면 동 작업차량에 대하여 압력맥동을 억제하는 장치로서 본원 발명에 관한 주행진동 억제장치를 탑재할 수 있다. 그 때문에 주행진동 억제장치로서는 아래에 설명하는 구성에 한정되는 것은 아니고 다양한 변경이 가능하다.

도1에서 휠로더(1)는 차량본체(2)와 차량본체(2)의 전부(前部)에 부착되는 작업장치(3)로 구성되어 있다. 차량본체(2)는 전프레임(5)과 후프레임(6)으로 되는 차체(7)와 캐빈(8) 등으로 구성되어 있다.

작업장치(3)는 전프레임(5)이 피봇축(Pivot Shaft)(9)에 의해 승강 가능하게 피봇지지된 좌우 한쌍의 붐(10)과 전프레임(5)와 각 붐(10)의 사이에 장착되어 붐(10)의 승강을 좌우 한 쌍의 액츄에이터인 붐실린더(11)와 한쌍의 붐(10)의 전단부에 각각 회동가능하게 피봇지지된 버킷(13)과, 전프레임(5)과 버킷(13)의 사이에 장착된 버킷(13)을 회동시키는 버킷실린더(15) 등으로 구성되어 있다. 주행진동 억제장치(20)는 전프레임(5)측의 점선으로 둘러친 부위에 배설(配設)되어 있다.

[실시예1]

주행진동 억제장치(20)의 구성도로서 도2에 표시된 바와 같이, 버킷용방향제어밸브 보디(Body)(30')(이하 버킷밸브보디 30'이라 한다), 붐용방향제어밸브보디(29')(이하 붐밸브보디 29'라 한다), 라이드컨트롤밸브보디(이하 라이드밸브보디 31'이라 한다), 및 붐증속밸브보디(33')(이하 증속밸브보디 33'이라 한다)가 보디 내의 내부배관에 의해 적층배설되며 1개의 블록체(25)로서 구성되어 있다. 상술한 4개의 밸브보디가 1개의 블록체(25)로 구성된 주행진동 억제장치(20)를 이용하여 이하에서 주행진동 억제장치(20)의 설명을 한다.

버킷용 방향제어밸브(30)(이하 버킷밸브 30이라 한다) 및 붐증속밸브(33)(이하 증속밸브 33이라 한다)를 적층배설한 주행진동 억제장치(20)에 대하여 이하에서 설명하나, 버킷밸브(30) 및 증속밸브(33)를 적층배설하는 것은 주행진동 억제장치(20)로서 반드시 필요한 구성은 아니다. 적어도 붐용방향제어밸브(29)(이하 붐밸브 29이라 한다) 및 라이드컨트롤밸브(31)(이하 라이드밸브 31이라 한다)가 적층배설되어 있는 구성이 주행진동 억제장치(20)로서 필요한 구성으로 되어 있다.

도2에 표시된 바와 같이, 유압펌프(21)는 탱크(23)에서 흡인한 오일을 토출압유로서 블록체(25)에 공급한다. 버킷밸브보디(30') 내의 버킷밸브(30)(도3참조) 는 도시되지 않은 파이롯트압에 의해 변환되며 유압펌프(21)에서 토출유압을 버킷실린더(15)에 공급하여 버킷실린더(15)의 작동을 제어한다. 또 붐밸브보디(29') 내의 붐밸브(29)(도3참조)는 도시되지 않은 파이롯트압에 의해 변환되어 유압펌프(21)에서 토출유압을 붐실린더(11)에 공급하여 붐실린더(11)의 작동을 제어한다.

라이드밸브보디(31') 내의 라이드밸브(31)(도3참조)는 도시되지 않은 파이롯트압에 의해 변환되어 붐실린더(11)와 어큐뮬레이터(27)의 접속, 차단을 한다. 이것에 의해 주행시 차체(7)의 진동을 받아 발생되는 붐실린더(11)의 압력맥동을 어큐뮬레이터(27)에 의해 억제할 수 있다.

증속밸브보디(33') 내의 증속밸브(33)(도3참조)는 도시되지 않는 파이롯트압에 의해 변환되어 붐실린더(11)와 어큐뮬레이터(27)를 접속하는 유로(流路)지름을 증대할 수 있고 또 붐실린더(11)와 탱크(23)를 접속하는 유로지름을 증대할 수 있다.

도3을 이용하여 주행진동 억제장치(20)의 압력회로를 설명한다. 주행진동 억제장치(20)은 붐밸브(29), 버킷밸브(30), 라이드밸브(31) 및 증속밸브(33)가 일체로 적층배치된 구성으로 되어 있다. 다만 도3에서는 탱크(23)를 주행진동 억제장치(20) 내에 기재되어 있으나 이것은 탱크(23)와의 접속배관을 생략함으로 압력회로를 보기 쉽게 하기 위한 것이다. 실제는 도시되지 않은 배관을 통하여 외부에 배설된 탱크(23)와 접속되어 있다.

버킷밸브보디(30)과 붐밸브보디(29')와, 붐밸브보디(29')와 라이드밸브보디(31') 및 라이드밸브보디(31')과 증속밸브보디(33')는 각각 인접하여 배설되어 있다. 또 각 밸브보디 내의 배관은 인접하는 보디끼리 대접면 W1∼W3에서 서로 접속되어 있다.

블록체25는 클로즈센터(closed center)로서 형성되어 있는 동시 붐밸브(29)및 버킷밸브(30)이 펌프용배관(35)에 의해 유압펌프(21)에 대하여 병열로 접속된 파라렐밸브(Parallel Valve)로서 형성되어 있다. 이것에 의해, 내부배관에 의한 유로가 형성된 주행진동억제장치(20)가 구성되어 있다.

버킷밸브보디(30')에는 버킷밸브(30)가 형성되어 있다. 하부배관(Bottom Piping)(39a)에 의해 버킷실린더(15)의 하부실(15a)와 버킷밸브(30)의 포트(Port)(30a)가 접속되고, 헤드배관(39b)에 의해 버킷실린더(15)의 헤드실(15b)와 포트(30b)가 접속되어 있다. 또 포트(30c)는 유압펌프(21)의 토출포트와 배관(35)을 통하여 접속되며, 포트(30d)는 탱크(23)와 접속되어 있다.

버킷밸브(30)는 버킷실린더(15)의 피스톤을 신장시키는 틸트(tilt)위치(H),피스톤을 축소시키는 덤프위치(L) 및 피스톤의 신축상태를 유지하는 중립위치(N)의 3위치로 변환할 수 있다. 파이롯트압을 작동시켜서 버킷밸브(30)의 작동위치를 틸트위치(H)로 변환하면, 유압펌프(21)에서의 토출압유가 포트(30c), 포트(30a) 및 하부배관(39a)를 통하여 버킷실린더(15)의 하부실(15a)로 공급되며, 헤드실(head chamber)(15b)의 유압은 헤드배관(39b), 포트(30b) 및 포트(30d)를 통하여 탱크(23)로 배출된다. 이것에 의해 버킷실린더(15)의 피스톤을 신장시킬 수 있다.

또 버킷밸브(30)의 작동위치를 덤프위치(L)로 변환하면, 유압펌프(21)에서의 토출유압이 포트(30c), 포트(30b) 및 헤드배관(39b)를 통하여 헤드실(15b)에 공급 되어, 하부실(15a)의 압유는 하부배관(39a), 포트(30a) 및 포트(30d)를 통하여 탱크(23)으로 배출된다. 이것에 의해 상기 피스톤을 축소시킬 수 있다. 버킷밸브(30)이 중립위치(N)에 있을 때는 버킷밸브(30)와 버킷실린더(15)의 접속이 차단되어 상기 피스톤의 신축상태를 유지할 수 있다.

붐밸브보디(29')에는 붐밸브(29)가 형성되어 있다. 하부배관(37a)를 통하여 붐실린더(11)의 하부실(11a)과 붐밸브(29)의 포트(29a)가 접속하고 헤드배관(37b)를 통하여 헤드실(11b)와 포트(29b)가 접속되어 있다. 또 포트(29c)는 유압펌프(21)의 토출포트와 배관(35)를 통하여 접속하고 포트(30d)는 탱크(23)과 접속되어 있다.

붐밸브(29)의 양단부에는 조작레버 등에 의해 조작되는 도시되지 않는 압력비례감압밸브를 통하여 파이롯트압을 받는 파이롯트실(49a)(49b)가 형성되어 있다. 파이롯트실(49a)(49b)는 한쪽의 파이롯트실(49a)(49b)가 도시되지 않은 압력비례감압밸브를 통하여 파이롯트압을 받아 반대측의 파이롯트실(49a)(49b)의 압유가 도시되지 않은 압력비례감압밸브를 거쳐 탱크(23)에 환류되는 구성으로 되어 있다.

붐밸브(29)는 뜨개위치(F), 하강위치(L) 중립위치(N) 및 상승위치(H)의 4위치로 변환할 수 있다. 4위치로의 변환은 붐밸브(29)의 양단에 각각 작용하는 스프링 및 파이로트실(49a)(49b)에 작용하는 파이롯트압에 의해 변환할 수 있다.

상승위치(H)에서는 유압펌프(21)에서의 토출압유가 포트(29c), 포트(29a) 및 하부배관(37a)를 통하여 붐실린더(11)의 하부실(11a)에 공급되며, 헤드실(11b)의 압유는 헤드배관(37b), 포트(29b) 및 포트(29d)를 통하여 탱크(23)으로 배출된다. 이것에 의해 붐실린더(11)의 피스톤이 신장되어 붐(10)을 상승시킨다.

중립위치(N)에서는 붐밸브(29)와 붐실린더(11)의 접속이 차단되며 붐실린더(11)에서의 피스톤의 신축상태를 유지할 수 있다.

하강위치(L)에서는 유압펌프(21)에서의 토출압유가 포트(29c), 포트(29b) 및 헤드배관(37b)을 통하여 헤드실(11b)에 공급되며 하부실(11a)의 압유는 하부배관(37a), 포트(29a) 및 포트(29d)를 통하여 탱크(23)에 배출된다. 이것에 의해 붐실린더(11)의 피스톤이 축소되어 붐(10)을 하강시킨다.

뜨개위치(float position)(F)에서는 포트(29a), 포트(29b) 및 포트(29d)가 모두 접속되고 하부실(11a)과 헤드실(11b)이 탱크(23)에 접속한 상태로 연통한다. 이것에 의해 붐실린더(11)를 외력에 따라 자유롭게 신축될 수 있어 붐(10)을 부동(floating)시킬 수 있다.

라이드밸브(31')에는 라이드밸브(31), 라이드밸브용 제어부(56)으로서 비례제어밸브(56b) 및 차지(charge)용 감압밸브(66)가 형성되어 있다. 라이드밸브(31)은 일단(一端)에는 스프링이 가압되고 타단(他端))에는 비례제어밸브(56b)에서 파이롯트압을 받는 파이롯트실(56a)이 형성되어 있다. 비례제어밸브(56b)와 파이롯트실(56a)에 의해 라이드밸브용제어부(56)이 구성되어 있다.

라이드밸브(31)의 포트(31a)는 어큐뮬레이터용 배관(40)을 통하여 어큐뮬레이터(27)에 접속되어 있다. 포트(31b)와 배관(45a) 및 배관(73)을 통하여 하부배관(37a)에서 하부실(11a)과 접속되어 있다.

포트(31c)는 배관(45)를 통하여 헤드배관(37)에서 헤드실(11b)과 접속되어 있다. 포트(31d)는 유압펌프(21)의 토출포트와 배관(35) 및 차지(charge)용 감압밸브(66)를 통하여 접속되고 포트(31e)는 탱크(23)와 접속되어 있다.

포트(31d)는 라이드밸브(31)의 비작동시에 있어서 포트(31a) 및 어큐뮬레이터용 배관(40)를 통하여 어큐뮬레이터(27)에 접속할 수 있다.

라이드밸브(31)는 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 접속하는 주행진동억제장치(20)의 작동위치(A)와 유압펌프(21)과 어큐뮬레이터(27)를 접속하는 주행진동억제장치(20)의 비동작위치(B)의 2 위치에서 변환할 수 있다. 라이드밸브(31)의 변환은 비례제어밸브(56b)를 도시되지 않은 컨트롤러(57)(도4참조)에서의 제어신호에 의해 제어한다.

비례제어밸브(56b)는 제어용펌프(59)에 접속되어 있다. 비례제어밸브(56b)가 컨트롤러(57)에서 신호를 받아 동작하면 제어용펌프(59)에서의 토출압유를 파이롯트압으로 하여 파이롯트실(56a)에 공급하여 라이드밸브(31)를 변환시킨다. 또 차지용 감압밸브(66)는 라이드밸브(31)의 비동작시에 어큐뮬레이터(27)의 압력을 차지용 감압밸브(66)로 설정하는 설정압으로 한다.

라이드밸브(31)가 비작동위치(B)에 있어 차지용 감압밸브(66)의 작동중에는 유압펌프(21)에서 토출압유를 감압하여 어큐뮬레이터(27)에 축압(蓄壓)하여 둘 수 있다. 또 라이드밸브(31)이 작동위치(A)에 있을 때는 어큐뮬레이터(27)과 하부실(11a)을 접속하여 헤드실(11b)을 포트(31c), 포트(31e)를 통하여 탱크(23)에 접속한다.

라이드밸브(31)가 작동위치(A)에 있을 때는 휠로더(Wheel loader)(1)의 주행 시에 붐실린더(11)의 하부실(11a)에 발생하는 압력맥동을 어큐뮬레이터(27)에 의해 흡수, 감쇄할 수 있다. 또 헤드실(11b)과 탱크(23) 사이에는 오일의 급배(給排)를 할 수 있다.

증속밸브보디(33')에는 증속밸브(33)가 형성되어 있다. 증속밸브(33)의 포트(33a)는 붐용 증속배관(41)에 의해 배관(73) 및 외부배관으로 한 공급유용 배관(61)을 통하여 하부배관(37a)에 접속되어 있다. 포트(33b)는 유압펌프(21)의 토출포트와 배관(35)를 통하여 접속하고 포트(33c)는 탱크(23)과 접속되어 있다.

증속밸브(33)는 붐실린더(11)의 축소를 증속시키어 하강위치(Ld), 중립위치(N) 및 붐실린더(11)의 신장을 증속시키는 상승위치(Hu)의 3위치로 변환할 수 있다. 3위치로의 변환은 증속밸브(33)의 양단에 형성된 파이롯트실(75a)(75b)에 파이롯트압을 받아 변환할 수 있다.

각 파이롯트실(75a)(75b)에는 스프링이 각각 배설되어 있어 증속밸브(33)가 중립위치(N)에 유지하고 있다. 파이롯트실(75a) 및 붐밸브(29)의 파이롯트실(49a)는파이롯트배관(77a)을 통하여 같은 파이롯트압이 작용한다. 또 파이롯트실(75b) 및 붐밸브(29)의 파이롯트실(49b)는 파이롯트배관(77b)을 통하여 같은 파이롯트압이 작용한다.

파이롯트실(75a) 및 파이롯트실(49a) 또는 파이롯트실(75b) 및 파이롯트실(49b)의 한쪽의 파이롯트실에 파이롯트압이 작용할 때는 다른쪽 파이롯트실은 탱크(23)에 접속한다. 이것에 의해 증속밸브(33)을 붐밸브(29)에 동기시켜서 변환할 수 있다.

증속밸브(33)가 하강위치(lD)로 변환하는 것은 붐밸브(29)가 파이롯트압을 받아 하강위치(L) 또는 뜨개위치(F)로 변환하며 같은 파이롯트압을 받아 증속밸브(33)가 하강위치(Ld)로 변환할 수 있다. 이때, 유압펌프(21)에서의 토출압유는 붐밸브(29)를 통하여 헤드실(11b)에 공급된다. 하부실(11a)의 압유는 하부배관(37'a)(37a)을 통하여 붐밸브(29)에서 탱크(23)로 배출되는 동시 하부배관(37a)에서 분기된 배관(61)(73)을 통하여 배관(41)을 지나 증속밸브(33)에서 탱크(23)로 배출된다.

붐밸브(29)가 중립위치(N)에 있어 증속밸브(33)도 같이 중립위치(N)에 있을때는 포트(33b)와 포트(33a)의 접속이 차단된다. 붐밸브(29)가 파이롯트압을 받아 상승위치(H)로 변환되며 같은 파이롯트압을 받아 증속밸브(33)가 상승위치(Hu)로 변환되면, 유압펌프(21)에서 토출압유는 붐밸브(29) 및 증속밸브(33)를 통하여 하부실(11a)에 공급된다. 헤드실(11b)의 압유는 붐밸브(29)에서 탱크(23)으로 배출된다.

이상의 설명에서 버킷밸브(30), 붐밸브(29), 라이드밸브(31) 및 증속밸브(33)이 파이롯트압에 의해 제어되는 예를 설명하였으나, 상기 각 밸브의 제어는 파이롯트압에 의해 제어되는 것에 한정하는 것은 아니고 전자 솔레노이드에 의해 제어할 수도 있다. 또 상기 각 밸브의 파이롯트실 또는 전자 솔레노이드부는 각각의 밸브 블록의 외측에 배설하므로서 부착, 분리가 가능하게 장착할 수 있다. 이것에 의해 각 밸브블록의 소형화가 가능하고 파이롯트실 또는 전자 솔레노이드부의 정비성을 향상시킬 수 있다.

배관(35)는 버킷밸브보디(30')과 붐밸브보디(29')의 대접면(mating face)(W1), 붐밸브보디(29')와 라이드밸브보디(31')의 대접면(W2) 및 라이드밸브보디(31')와 증속밸브보디(33')의 대접면(W3)을 각각 관통하여 배관되어 있다. 또 배관(45b)는 붐밸브보디(29')와 라이드밸브보디(31')의 대접면(W2)을 관통하여 배관되어 있다.

배관(73)은 파이롯트배관(77b)는 각각 붐밸브보디(29')와 라이드밸브보디(31')의 대접면(W2) 및 라이드밸브보디(31')와 증속밸브보디(33')의 대접면(W3)을 각각 관통하여 배관되어 있다. 공급유용배관(61)은 외부배관으로 구성할 수 있다.

파이롯트배관(77a), (77b)는 내부배관으로 구성할 수 있고 외부배관으로 구성할 수 있다.

주행진동 억제장치(20)의 구성으로서 증속밸브(33)를 적층배설한 구성을 설명하였으나 증속밸브(33)는 반드시 설치해야만 하는 것은 아니고 작업차량이 크게 되었을 때 붐(10)을 신속하게 작동시킬 목적으로 증설할 수 있다. 증속밸브(33)는 버킷의 적재용량이 크게 되어 이것을 작동하는 붐실린더(11)의 지름이 굵게 되어도 저항을 적게 하여 압유를 공급할 수 있다.

다음으로, 주행진동 억제장치(20)의 작동에 대하여 설명한다. 먼저 도4, 도5, 도6을 사용하여 라이드밸브(31)의 작동에 대하여 설명하고 이어서 휠로더(1)에 대하여 주행진동장치(20)의 진동제어에 대하여 설명한다.

도4는 라이드밸브(31)의 구성을 설명하기 위하여, 붐밸브(29) 및 증속밸 브(33)의 구성을 생략하여 표시되어 있다. 도4에 표시된 바와 같이, 콘트롤러(57)에서 제어신호가 출력 없이 라이드밸브(31)가 비작동시에서, 비례제어밸브(56b)는 라이드밸브(31)의 파이롯트실(56a)과 탱크(23)와 접속시켜 파이롯트실(56a)에 가하는 파이롯트압을 저압으로 하고 있다. 라이드밸브(31)는 스프링(55a)의 가압에 의해 주행진동 억제장치(20)의 비작동위치(B)에 위치한다. 이때 라이드밸브(31)는 차지용 감압밸브(66)으로 설정된 차지압에 감압한 압력펌프(21)의 토출압유를 어큐뮬레이터(27)에 공급하고 어큐뮬레이터(27)의 압력으로서 축압된다.

라이드밸브(31)의 작동개시 때에는 도6(a)에 표시된 바와 같이, 컨트롤러(57)에서 비례제어밸브(56b)로 출력되는 제어전류를 시각 T1에서 순차증가한다. 비례제어밸브(56b)는 컨트롤러(57)에서 제어신호를 받아 라이드밸브(31)의 파이롯트실(56a)와 제어용 펌프(59)를 접속하여 파이롯트실(56a)에 공급하는 파이롯트압을 점차 고압으로 한다. 이것에 의해 도6(b)에 표시된 바와 같이, 라이드밸브(31)의 스풀은 스프링(55a)의 가압에 저항하여 스트로크(stroke)량을 증대시킨다.

이것에 의해 라이드밸브(31)은 비작동위치(B)에서 작동위치(A)로 변환하여 간다. 이때 도6(c)에 표시된 바와 같이, 포트(31d)와 포트(31a)을 연통하는 개구면적 Sa는 A1의 면적에서 감소하여 시각 T2에서 면적이 영(A0)의 상태로 된다. 그 이후에도 면적은 영(A0)의 상태로 유지된다.

시각 T2에서 시각 T3 사이에서는 도6(d)에 표시된 바와 같이, 포트(31a)와 포트(31b)가 연통하는 개구면적 Sb는 개구면적이 영(A0)의 상태에서 증가하여 시각 T3에서는 면적이 A3의 상태로 된다. 또 이때 도6(e)에 표시된 바와 같이, 포 트(31c)와 포트(31e)를 연통하는 개구면적 Sc는 면적이 영(A0)의 상태에서 증가하여 시각 T3에서 면적이 A4의 상태로 된다.

또 포트(31c)와 포트(31e)의 연통하여 헤드실(11b)을 탱크(23)에 접속하는 개구면적 Sc는 시각 T2의 시점에서 면적이 A4로 되는 전개(全開)상태로 할 수도 있다. 또 라이드밸브(31)의 변환속도는 컨트롤러(57)에서 비례제어밸브(56b)에 대하여 출력하는 제어전류의 크기에 따라 제어할 수가 있다. 이 때문에 제어전류의 크기에 의하여 제어할 수 있다. 이 때문에, 제어전류의 크기를 제어함으로서 라이드밸브(31)의 변환속도를 자유롭게 설정할 수 있다.

시각 T3에서 시각 T4 사이에서는 제어전류를 증가시키면서 비례제어밸브(56b)를 제어하나, 시각 T4에 도달하기 전의 시각 T3에서 포트(31a)와 포트(31b)를 연통하는 개구면적 Sb는 A3의 일정값으로 되며, 또 포트(31c)와 포트(31e)를 연통하는 개구면적 Sc는 A4의 일정값으로 되며 그 이상의 개구면적의 증가는 행하지 않는다. 시각 T4 이하에서는 컨트롤러(57)에서 출력되는 제어전류가 일정값으로 되어 있다.

도5는 라이드밸브(31)의 스풀의 스트로크량을 가로축으로 개구면적을 세로축으로 취하여 포트(31d)와 포트(31a)를 연통하는 개구면적 Sa, 포트(31a)와 포트(31b)를 연통하는 개구면적 Sb, 및 포트(31c)와 포트(31e)를 연통하는 개구면적 Sc에 대하여 라이드밸브(31)의 스풀의 스트로크량의 관계를 나타낸 그림이다.

도5에서 라이드밸브(31)의 스풀이 스트로크 L1이상으로 스트로크하였을 때, 포트(31c)와 포트(31e)가 연통하여 헤드실(11b)를 탱크(23)에 접속하는 개구면적 Sc는 면적이 영(A0)의 상태에서 면적 A4의 상태로 변하는 것을 나타내고 있다. 즉, 도6의 설명에서 상술한 바와 같이, 포트(31c)와 포트(31e)가 연통하여 헤드실(11b)을 탱크(23)에 접속하는 개구면적 Sc는 시각 T2의 시점에서 면적이 A4로 되어 전개상태로 되어 있다.

도5에서도 도6(e)에 표시된 바와 같이 라이드밸브(31)의 스풀에서의 스트로크량이 스트로크 L1에서 증가에 따라 개구면적 Sc를 순차증가할 수도 있다.

이것에 의해 라이드밸브(31)의 스풀에 대하여 설정된 소정량의 스트로크를 얻을 수 있고 개구면적 Sb, Sc로서 개구할 수 있는 상한의 면적 A3 및 면적 A4를 확실하게 얻을 수 있다.

휠로더(1)의 주행이 종료하여 오퍼레이터가 비례제어밸브(56b)를 제어하는 도시되지 않은 스위치를 OFF조작함으로서 라이드밸브(31)는 비동작위치(B)로 복귀된다. 이때, 개구면적 Sa는 영(A0)의 상태에서 A1의 면적상태로 복귀되며 개구면적 Sb, Sc는 각각 면적A3 및 A4의 상태에서 영(A0)의 상태로 복귀한다.

다음으로, 주행진동 억제장치(20)를 이용한 휠로더(1)의 진동억제에 대하여 설명한다. 예컨대, 휠로더(1)가 굴삭작업을 할 때는 비례제어밸브(56b)를 제어하는 도시되지 않은 스위치를 OFF으로 조작하여 둔다. 이로 인하여 컨트롤러(57)은 비례제어밸브(56b)에 대하여 제어전류를 출력하지 않으며 라이드밸브(31)는 비작동위치(B)에 머무른다.

이때, 도3에 표시된 바와 같이 붐실린더(11)의 하부실(11a)은 붐밸브(29)의 포트(29a)와 증속밸브(33)의 포트(33a)에 접속하며 헤드실(11b)는 붐밸브(29)의 포트(29b)에 접속되어 있다. 이 상태에서 붐밸브(29)가 파이롯트압에 의해 조작되는 동시에 증속밸브(33)도 조작되어 유압펌프(21)의 토출유압이 붐밸브(29) 및 증속밸브(33)를 통하여 붐실린더(11)에 급배(給排)되며 붐실린더(11)에 대하여 신축동작을 시키어 굴삭작업을 할 수 있다.

휠로더(1)의 주행시에 있어서 노면의 기복(起伏)에 따라 붐실린더(11)의 압력에 맥동이 발생하는 것을 억제하기 위하여, 상기 스위치를 ON조작한다. 이것에 의해 컨트롤러(57)에서 비례제어밸브(56b)에 대하여 제어전류가 출력되어 라이드밸브(31)를 작동위치(A)측으로 변환한다.

이것에 의해 라이드밸브(31)의 스풀은 제어된 비례제어밸브(56b)가 출력하는 파이롯트압에 의해 소정량의 스트로크가 얻어진다. 라이드밸브(31)의 스풀에서 스트로크량에 따라 라이드밸브(31)에서의 어큐뮬레이터(51)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 연통하는 개구면적Sb는 영(A0)의 상태에서 상한의 개구면적 A3로 증대된다. 또 붐실린더(11)의 헤드실(11b)과 탱크(23)를 연통하는 개구면적 Sc는 도6(e)에서 영(A0)의 상태에서 상한의 개구면적 A4 상태로 증대된다. 도5에서 영(A0)의 상태에서 직접 상한의 개구면적 A4로 되어 있다.

라이드밸브(31)를 작동위치(A)로 변환한 상태에서 휠로더(1)를 주행시킨다. 이때 붐밸브(29) 및 증속밸브(33)은 중립위치(N)로 변환하여 둔다. 이것에 의해 붐밸브(29) 및 라이드밸브(31)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)와 접속 및 붐밸브(29)와 헤드실(11b)의 접속을 함께 차단하여 둘 수 있다.

라이드밸브(31)가 작동위치에(A)에 있는 상태에서 휠로더(1)를 주행시킨다. 노면의 기복상태, 휠로더(1)의 가속, 감속에 의해 차체(7)가 진동한다. 이에 수반 된 작업장치(3)을 지지하고 있는 붐(10)이 상하방향으로 회동하도록 하여, 붐(10)을 지지하고 있는 붐실린더(11)의 하부실(11a)의 오일에 압력맥동이 발생한다.

붐실린더(11)의 하부실(11a)은 하부배관(37a)에서 분기된 배관(73)을 거쳐 라이드밸브(31)에서 어큐뮬레이터(27)과 연통한다. 이 때문에 압력손실이 적은 상태에서 순간으로 다량의 유체를 유동할 수 있다. 또 이때 헤드실(11b)는 헤드배관(37b)를 통하여 라이드밸브(31)의 포트(31c), 포트(31e)에서 탱크(23)에 연통하여 헤드실(11b)내의 압유의 급배를 할 수 있다. 붐실린더(11)의 하부실(11a)과 어큐뮬레이터(27)와 사이에 신속한 압유의 배급을 행하는 것으로, 붐실린더(11)의 압력맥동을 조급히 억제할 수 있다.

본원 발명의 주행진동장치에서는 큰 진동을 발생하는 중형, 대형의 휠로더(1)에 장착한 경우에도 붐실린더(11)이 하부실(11a)과 어큐뮬레이터(27)사이에서 붐실린더(11)의 압력맥동을 신속하게 제어할 수 있다.

또한 상기 설명에서는 어큐뮬레이터(27)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)와 접속하는 라이드밸브(31)에서의 개구면적 Sb가 상한의 개구면적 A3로 되어 있어 붐실린더(11)의 헤드실(11b)과 탱크(23)을 접속하는 라이드밸브(31)의 개구면적 Sc가 상한의 개구면적 A4로 되어 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나 라이드밸브(31)로서는 개구면적 Sb를 상한의 개구면적 A3까지 개구하지 않고 개구면적A3보다 작은 면적으로 하여 사용할 수 있다.

[실시예2]

다음으로, 본원 발명에 관한 제2실시예의 주행진동억제장치(20A)에 대하여 설명한다. 도7은 라이드밸브(31A)와 제어부의 회로를 나타내며, 도8은 라이드밸브(31A)의 스트로크량과 개구면적과의 관계를 설명하는 그림이며, 도9는 타임챠트그림을 나타낸 것이다. 도7은 라이드밸브(31A)의 구성을 설명하기 위하여 붐밸브(29) 및 증속밸브(33)의 구성을 생략하여 표시되어 있다.

실시예2에서 주행진동억제장치(20A)는 제1실시예의 주행진동억제장치(20)에 대하여 주로 라이드밸브(31A)의 구성의 일부가 다르게 되고 실시예1와 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 붙여 그의 설명을 생략한다.

도7에서 주행진동억제장치(20A)에서는 라이드밸브(31A)가 3위치로 변환되어 있는 구성으로 되어 있다. 또 붐실린더(11)의 하부실(11a)의 압력을 검출하는 제1압력센서인 붐용 압력센서(81)과 어큐뮬레이터(27)의 압력을 검출하는 제2압력센서인 어큐뮬레이터용 압력센서(82)가 설치되어 있다. 컨트롤러(57a)는 두 압력센서(81)(82)에서 신호를 받아 비례제어밸브(56)에 대하여 제어신호를 출력한다.

라이드밸브(31A)은 실시예1에서 라이드밸브(31)의 작동위치(A)과 비작동위치(B)사이에 포트(31a)와 포트(31e)를 접속하는 접속위치(C)를 추가하고 있다. 작동위치(A)와 비작동위치(B)의 구성은 실시예1에서의 구성과 같은 구성을 구비하고 있으므로 이하의 접속위치(C)의 구성을 중심으로 설명한다.

접속위치(C)에서 라이드밸브(31A)는 포트(31a)와 포트(31e)를 라이드밸브(31A)내에 형성한 스로틀을 통하여 접속한다. 접속위치(C)에서는 상기 스로틀을 통하여 어큐뮬레이터(27)의 유압을 탱크(23)에 배출할 수 있다.

실시예2에서는 어큐뮬레이터(27)에 축압된 압력으로서 작업장치(3)의 질량에 의한 압력과, 버킷에 적재되는 토사의 질량에 의한 압력의 합이 최대압력 이상의 압력으로 축압되어 있다. 이것에 의해 작업장치(3)의 질량이 변화하여 붐실린더(11)의 압력이 변화되어도 접속위치(C)를 사용하여 어큐뮬레이터(27)의 압력을 일부 탱크(23)에 배출할 수 있어, 어큐뮬레이터(27)의 압력을 용이하게 붐실린더(11)의 하부실(11a)의 압력에 적합한 압력으로 할 수 있다.

다음으로, 주행진동 억제장치(20A)의 작동에 대하여 설명한다. 먼저 도7, 도8, 도9를 이용하여 라이드밸브(31A)의 작동에 대하여 설명하고 이어서 휠로더(1)에 장비된 주행진동 억제장치(20A)에 의한 붐실린더(11)의 압력맥동을 억제하는 작용에 대하여 설명한다.

도7에 표시된 바와 같이, 실시예1과 같이 주행진동 억제장치(20A)의 비작동시에서는 컨트롤러(57a)는 비례제어밸브(56b)를 저압으로 하고 라이드밸브(31A)를 비작동위치(B)로 한다. 이때 포트(31d)와 포트(31a)의 개구면적 Sa는 면적 A1의 상태에서 접속하고 유압펌프(21)의 토출압유를 차지용 감압밸브(66)로 설정한 압력으로 감압한 다음 어큐뮬레이터(27)에 축압할 수 있다.

작동시에는 컨트롤러(57a)는 도9에 표시된 시각 T11에서 T13까지의 사이에서 비례제어밸브(56b)에 대하여 도9(a)에 표시된 바와 같이, 제어전류를 순차 증가시켜서 출력한다. 비례제어밸브(56b)는 컨트롤러(57a)에서 제어신호를 받아 라이드밸브(31A)의 파이로트실(56a)에 대하여 제어용 펌프(59)의 파이롯트압을 점차 고압으로 하여 공급한다.

이것에 의해 도9(b)에 표시된 바와 같이, 라이드밸브(31A)의 스풀은 그의 스트로크량을 증대시켜서 도8 및 도9(c)에 표시된 바와 같이 포트(31d)와 포트(31a)를 연통하는 개구면적 Sa를 개구면적 A1의 상태에서 순차로 감소시킨다. 라이드밸브(31A)의 스풀의 스트로크량이 Lhalf로 되는 도중의 스트로크량 L1으로 되었을때 즉, 도9에서 시각 T12에서는 포트(31d)와 포트(31a)를 연통하는 개구면적 Sa는 영(A0)으로 된다. 또 시각 T12 이하에서도 개구면적 Sa는 영(A0)의 상태가 유지된다.

시각 T12에서 시각 T13 사이에서는 컨트롤러(57a)은 제어전류를 증가시키어, 라이드밸브(31A)를 도7의 접속위치(C)로 한다. 이때 라이드밸브(31A)의 스풀은 도9(b)에 표시된 바와 같이, 스트로크량을 최대 스트로크량 Lmax의 절반 Lhalf까지 점차 증대시킨다. 또 도9(d)에 표시된 바와 같이, 포트(31a)와 포트(31e)를 연통하는 개구면적 Sd를 증대시켜서 시각 T13에서 면적 An으로 한다.

시각 T13에서 시각 T14의 간격은 어큐뮬레이터(27)의 압력을 하부실(11a)의 압력으로 감압하는 기간이며 동 기간에는 압력센서(82)로 검출한 어큐뮬레이터(27)의 압력과 압력센서(81)에서 검출한 하부실(11a)의 압력과의 차압(差壓)의 크기에 따라 결정된다. 시각 T14에서 시각 T15 사이에서 라이드밸브(31A)의 스풀은 도9(b)에 표시된 바와 같이, 스트로크량을 스트로크량 Lhalf에서 점차 증대시키면서 도9(d)에 표시된 바와 같이 포트(31a)와 포트(31e)를 연통하는 개구면적 Sd를 감소시켜서 시각 T15에서 면적을 영(A0)로 한다. 이것에 의해 어큐뮬레이터(27)의 압력을 하부실(11a)의 압력과 대등한 압력으로 할 수 있다.

시각 T15 이하는 실시예1에서의 시각 T2 이하와 같게 제어된다. 이 때문에 시각 T15 이하에 대한 설명은 실시예1에서의 시각 T2 이하의 설명으로 생략한다. 라이드밸브(31A)의 스풀의 변환속도는 컨트롤러(57a)에서 비례제어밸브(56b)로 출력하는 제어전류의 크기에 따라서 제어할 수 있다. 실시예1의 경우와 같이 제어전류의 크기로 제어하는 것으로 라이드밸브(31A)의 변환속도를 자유롭게 설정할 수 있다.

휠로더(1)의 주행이 종료되고 오퍼레이터가 비례제어밸브(56b)를 제어하는 도시되지 않은 스위치를 OFF으로 조작하면 라이드밸브(31A)는 비작동위치(B)로 복귀한다. 이때, 개구면적 Sa는 영(A0)의 상태에서 A1의 개구면적으로 복귀하고 개구면적 Sb, Sc는 각각 개구면적 A3에서 개구면적 A4의 상태에서 영(A0)의 상태로 복귀한다.

다음으로, 주행진동 억제장치(20A)의 작동에 대하여 휠로더(1)의 운반작업을 이용하여 설명하나, 실시예1과 대략 같은 작동을 하기 때문에 다른 작동을 중심으로 설명한다.

휠로더(1)의 주행시에 있어, 오퍼레이터가 비례제어밸브(56b)를 제어하는 도시되지 않은 스위치를 ON조작하면 컨트롤러(57a)는 작업장치(3)이 적재된 토사량에 따라 생긴 붐실린더(11)의 하부실(11a)에서의 압력 Pb를 붐용압력센서(81)에서 검출압력으로 입력한다. 또 어큐뮬레이터(27)에 축압되어 있는 어큐뮬레이터압 Pa를어큐뮬레이터용 압력센서(82)에서 검출압력으로서 입력한다.

컨트롤러(57a)는 하부실(11a)의 압력 Pb와 어큐뮬레이터압 Pa의 차압을 구하고 차압이 큰 때에는 비례제어밸브(56b)에 대하여 제어전류를 출력하고 라이드밸브(31A)의 스풀을 도9(b)에 표시된 하프 스트로크의 스트로크량 Lhalf로 한다. 이것에 의해 라이드밸브(31A)는 (C)위치로 되며 어큐뮬레이터(27)의 압력이 감압된다.

컨트롤러(57a)는 하부실(11a)의 압력 Pb와 어큐뮬레이터압 Pa의 차압이 소정의 허용범위내로 되기까지 라이드밸브(31A)를 (C)위치로 유지한다. 차압이 허용범위내로 되면 재차 비례제어밸브(56b)에 대하여 제어전류를 출력하고 라이드밸브(31a)의 스풀을 최대스트로크량 Lmax까지 스트로크 시킨다.

라이드밸브(31A)는 작동위치(A)로 되어 어큐뮬레이터(27)과 붐 실린더(11)의 하부실(11a)을 개구면적 A3로 접속하고 탱크(23)과 붐실린더(11)의 헤드실(11b)를 개구면적 A4로 접속한다.

라이드밸브(31A)를 작동위치(A)로 하고 휠로더를 주행시키면, 실시예1과 같이 예컨대 타이어가 돌맹이를 타고 올라 붐(12)이 위로 쳐 올려질 때 생기는 붐실린더(11)의 하부실(11a)의 압력변동을 억제할 수 있다. 그러나 어큐뮬레이터(27)의 압력을 하부실(11a)의 압력과 거의 동등한 압력으로 한 다음 어큐뮬레이터(27)과 하부실(11a)를 접속하므로 어큐뮬레이터(27)과의 접속시 붐실린더(11)가 급격하게 신장되는 것을 방지할 수 있다.

또 상기 설명에서는 라이드밸브(31A)에서 개구면적 Sb를 개구할 수 있는 상한의 개구면적 A3로 하고 개구면적 Sc도 개구될 수 있는 상한의 면적 A4로 한 상태에서 주행진동 억제장치의 작동을 설명하였다. 그러나 하부실(11a)의 압력상승에는 개구면적 Sb를 상한의 개구면적 A3 그대로 두고 사용함으로서 유로저항이 적은 상태에서 하부실(11a)의 압력을 신속하게 어큐뮬레이터(27)에 흡수시켜서 하부 실(11a)의 압력하강시에는 개구면적 Sb에서 상한의 면적을 면적 A3보다 작은 개구면적으로 하여 저항을 약간 크게 하여 천천히 어큐뮬레이터에서 유압을 하부실(11a)에 공급하도록 해도 된다.

[실시예3]

다음으로 본원 발명에 관한 실시예3의 주행진동 억제장치(20B)를 설명한다. 도10은 라이드밸브(31B)와 제어부의 회로를 나타내며, 도11은 라이드밸브(31B)의 스트로크와 개구면적의 관계를 설명한 그림이며, 도12는 타임챠트 도이다. 또한 주행진동 억제장치(20B)는 제1 주행진동 억제장치(20)에 대하여 주로 라이드밸브(31B)의 구성이 일부 다르게 되어 있어, 실시예1과 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 붙여 그의 설명을 생략하고 있다. 도10은 라이드밸브(31B)의 구성을 설명하기 위하여 붐밸브(29) 및 증속밸브(33)의 구성을 생략하여 표시하고 있다.

도10에서 주행진동억제장치(20B)에서는 라이드밸브(31B)가 3위치에서 변환되는 구성으로 되어 있다. 또 붐실린더(11)의 하부실(11a)의 압력을 검출하는 붐용압력센서(81)과 차량의 주행상태를 검출하는 주행상태검출센서(84)가 설치되어 있다. 컨트롤러(57b)는 붐용 압력센서(81)과 주행상태 검출센서(84)에서 신호를 받아 비례제어밸브(56b)에 대하여 제어신호를 출력한다.

라이드밸브(31B)는 실시예1인 라이드밸브(31)의 작동위치(A)와 비작동위치(B) 사이에 포트(31a)와 포트(31b)를 접속하는 접속위치(D)가 추가되어 있다. 즉, 라이드밸브(31B)의 접속위치(D)에서는 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)를 가변스로틀(86)을 통하여 접속되어 있다.

가변스로틀(86)으로는 예컨대, 라이드밸브(31B)의 스풀에 포트(31a)에서 포트(31b)를 향하여 테이퍼상의 슬리트홈을 상기 스풀의 원주방향으로 복수개 설치하고 상기 스풀의 이동에 따라 상기 복수개의 슬리트홈의 개구면적의 변화에 의해 포트(31a)와 포트(31b)를 연통하는 개구면적 Sa를 가변할 수 있다.

주행상태 검출센서(84)로는 예컨대, 속도센서, 변속기의 속도단(速度段)과 엔진의 회전속도를 검출할 수 있는 센서, 변속기의 속도단과 액셀래이터(accelerator) 페달의 스트로크위치를 검출하는 센서, 또는 차량의 가속도 및 감속을 검출하는 가속검출센서, 차량의 현재위치를 검출할 수 있는 GPS(전지구위치측정시스템)센서 등의 차량의 주행상태를 검출할 수 있는 센서를 사용할 수 있다.

라이드밸브(31B)를 비작동으로 하는 때는 실시예1과 같이 컨트롤러(57b)는 비례제어밸브(56b)에서 출력하는 파이롯트압을 저압으로 하여 라이드밸브(31B)를 비작동위치(B)에 위치시킨다. 이것에 의해 포트(31d)와 포트(31a)를 연통하는 개구면적 Sa을 면적A1으로 하여 차지용 감압밸브(66)을 통하여 유압펌프(21)과 어큐뮬레이터(27)이 접속된다.

라이드밸브(31B)를 작동시킬 때는 주행상태검출센서(84)와 붐용 압력센서(81)에서 얻은 각각의 검출정보에 의하여 컨트롤러(57b)는 비례제어밸브(56b)에서 출력하는 파이롯트압이 소정의 압력으로 되도록 제어한다. 이것에 의해 라이드밸브(31B)는 접속위치(D)로 변환되어 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 가변스로틀(86)을 통하여 접속한다.

이때 컨트롤러(57b)는 비례제어밸브(56b)에 대하여 예컨대, 차속도가 빠를 때, 및/또는 적재중량이 클 때에는 가변스로틀(86)의 개구면적이 작게 되도록 제어하여 스로틀을 강하게 한다. 반대로 차속도가 느린 때 및/또는 적재중량이 작은 때는 가변스로틀(86)의 개구면적을 크게 되도록 제어하여 스로틀을 약하게 한다.

라이드밸브(31B)의 작동에 대하여 도11의 스트로크와 개구면적의 관계도 및 도12의 타임챠트를 이용하여 설명한다.

컨트롤러(57b)는 도12(a)에 표시된 바와 같이 시각 T21에서 시각 T24까지의 사이, 제어전류를 순차 증가시키어 비례제어밸브(56b)에 대하여 출력하고 있다. 비례제어밸브(56b)는 컨트롤러(57b)의 제어신호를 받아 라이드밸브(31B)의 파이롯트실(56a)에 공급하는 파이롯트압을 점차 고압으로 한다.

컨트롤러(57b)는 가변 스로틀(86)의 개구면적을 크게 하는 경우에는 도12(a)의 실선(I)로 표시된 바와 같이 기울기가 큰 제어전류를 비례제어밸브(56b)에 출력한다. 가변스로틀(86)의 개구면적을 작게 하는 경우에는 시각 T22에서 2점쇄선(II)으로 표시된 바와 같이, 기울기가 작은 제어전류를 비례제어밸브(56b)에 대하여 출력한다.

가변스로틀(86)의 개구면적을 작게 하는 경우에는 컨트롤러(57b)에서 제어전류를 시각 T21에서 기울기가 작은 제어전류로서 비례제어밸브(56b)에 대하여 출력할 수도 있다. 그러나 유압펌프(21)과 어큐뮬레이터(27)의 접속을 차단하기까지의 시간, 즉, 라이드밸브(31B)의 스풀이 스트로크량 L1이 되기까지의 시간을 단축하는 면에서도 시각 T22에서 기울기가 작은 제어전류를 컨트롤러(57b)에서 비례제어밸브(56b)에 대하여 출력하는 것이 바람직하다.

이것에 의해 라이드밸브(31B)의 스풀은 도12(b)에 표시된 바와 같이 그 스트로크량이 증대해간다. 도11에 표시된 바와 같이, 라이드밸브(31B)의 스풀의 스트로크량이 L1을 넘으면, 즉, 도12(c)의 실선에서 시각 T22 이하에서 포트(31d)에서 포트(31a)의 개구면적 Sa를 면적 영(A0)으로 한다.

시각 T22에서 시각 T24 사이에서는 컨트롤러(57b)는 계속하여 제어전류를 증가시키어, 라이드밸브(31B)의 스풀이 스트로크량을 증대시키어서 라이드밸브(31)의 스풀의 스트로크량이 L1을 넘으면, 라이드밸브(31B)는 도10의 접속위치(D)로 변환된다.

라이드밸브(31B)의 스풀의 스트로크량이 L1보다 증가함으로서 라이드밸브(31B)는 도11 및 도12(d)(e)에 표시된 바와 같이, 포트(31a), 포트(31b)의 개구면적 Sb 및 포트(31c)와 포트(31e)의 개구면적 Sc를 점차 증가시킨다. 포트(31c)와 포트(31e)의 개구면적 Sc는 도11에 표시된 바와 같이, 라이드밸브(31B)의 스풀이 스트로크량 L1을 넘었을 때, 면적 A4으로 전개(全開)시킬 수도 있다.

또 이때,컨트롤러(57b)는 붐용 압력센서(81) 및 주행상태검출센서(84)로부터의 검출신호에 따른 제어전류를 비례제어밸브(56b)에 출력하여 비례제어밸브(56b)에서 출력되는 파이롯트압의 압력을 제어한다 예컨대, 컨트롤러(57b)는 상기와 같은 가변 스로틀(86)의 개구면적을 크게 하는 경우에는 도12(a)의 실선(I)으로 표시된 바와 같이 기울기가 큰 제어전류를 비례제어밸브(56b)에 출력한다. 가변스로틀(86)의 개구면적을 작게 하는 경우에는 2점쇄선(II)으로 표시된 바와 같이, 기울기가 작은 제어전류를 비례제어밸브(56b)로 출력한다.

라이드밸브(31B)의 스풀은 시각 T22에서 시각 T23까지의 사이에, 도12(a)의실선(I)에 표시된 바와 같이, 제어전류가 큰 경우에는 도12(b)의 실선으로 표시한 바와 같이 스트로크량이 크게 된다. 이것에 의해 도12(b)에 표시된 바와 같이 붐실린더(11)와 어큐뮬레이터(27)의 개구면적 Sb은 실선(III)과 같이 면적 A3까지 크게할 수 있다.

도12(a)의 2점쇄선(II)으로 표시된 바와 같이, 제어전류가 작은 경우에는 라이드밸브(31B)의 수풀(spool)은 도12(b)의 2점쇄선으로 표시된 바와 같이 스트로크량이 작게 된다. 붐실린더(11)와 어큐뮬레이터(27)의 개구면적 Sb는 도12(d)의 2점쇄선(IV)으로 표시된 바와 같이, 면적 A3보다 작은 면적 An까지 크게 할 수 있다.

이와 동일하게, 도12(e)에 표시된 바와 같이, 탱크(23)과 붐실린더(11)의 헤드실(11b)를 연통하는 개구면적 Sc는 제어전류가 큰 때에는 점선(V)으로 표시된 바와 같이 면적 A4까지 크게 할 수 있다. 제어전류가 작은 때는 2점쇄선(VI)와 같이 면적 A4보다 작은 면적 Ar까지 크게 할 수 있다.

도12(B)의 실선에서는 시각 T23을 넘으면, 또 도12(b)의 2점쇄선에서는 시각T24를 넘으면, 라이드밸브(31B)의 스풀은 일정한 스트로크량으로 되며 개구면적 Sb, Sc도 일정하게 된다. 개구면적 Sb, Sc으로서 개구될 수 있는 상한의 개구면적은 붐용압력센서(81) 및 주행상태검출센서(84)의 검출신호에 대응하여 미리 기억되어 있는 제어전류 값에 의해 실선(III)과 2점쇄선(IV)사이의 개구면적 및 실선(III)과 2점쇄선 사이의 개구면적으로부터 적당한 개구면적을 선택할 수 있다.

또 시각 T24에서 시각 T25사이에서 예컨대, 적재중량이 도중에서 가볍게 되어 붐용압력센서(81)의 검출압력이 작게 되었을 때는 컨트롤러(57b)에서 검출압력에 대응하여 제어전류를 비례제어밸브(56b)에 출력하여 개구면적 Sb, Sc으로서 개구될 수 있는 상한의 개구면적을 각각 도12(d)(e)에 표시된 바와 같이, 개구면적An, 개구면적 Ar의 상태에서 개구면적 Awl, 개구면적 Arl으로 변경할 수 있다.

역으로 예컨대, 적재중량이 도중에서 무겁게 되어 붐용 압력센서(81)의 검출압력이 크게 되었을 때는 컨트롤러(57b)에서 검출압력에 대응한 제어전류를 비례제어밸브(56b)에 출력하여 개구면적 Sb로서 개구할 수 있는 상한의 개구면적을 도11에 표시된 바와 같이 면적 Aws로 감소시킬 수 있다. 이와 동일하게, 개구면적 Sc으로서 개구할 수 있는 상한의 개구면적을 감소시킬 수도 있다.

컨트롤러(57b)는 시각 T25에서 시각 T26까지는 시각 T21에서 시각 T24와는 역의 신호를 출력하여 실시예1과 같이 붐실린더(11)과 어큐뮬레이터(27)와의 개구면적(Sb) 및 붐실린더(11)와 탱크(23)의 개구면적 Sc를 라이드밸브(31B)의 스풀의 스트로크량을 L1으로 복귀하였을 때의 각각의 개구면적을 영으로 복귀하고 어큐뮬레이터(27)의 하부실(11a)과 유압펌프(21)를 연통하는 개구면적 Sa를 라이드밸브(31B)의 스풀의 스트로크량이 L0으로 복귀된 때 개구면적 A1으로 복귀할 수 있다.

다음으로 주행진동 억제장치(20B)의 작동에 대하여 휠로더(1)의 운반작업을 이용하여 설명한다. 제1실시예와 대략 같은 작동을 하기 때문에 주행시에 있어서 다르게 된 작동에 대하여 설명한다.

휠로더(1)의 주행시에서 오퍼레이터가 비례제어밸브(56b)를 제어하는 도시되 지 않은 스위치 ON을 조작하면 컨트롤러(57b)는 작업장치(3)가 적재된 토사량에 따라 생긴 붐실린더(11)의 하부실(11a)의 압력 Pb를 붐용 압력센서(81)의 검출압력으로 입력한다. 또 컨트롤러(57b)는 주행상태검출센서(84)의 검출신호를 입력한다.

컨트롤러(57b)는 붐용 압력센서(81)에서 검출된 하부실(11a)의 압력 Pb에 의해 미리 시험 등을 통하여 기억시킨 압력 Pb에 대응하는 가변스로틀(86)의 개구면적과 그것에 대응한 라이드밸브(31B)의 스풀에 대한 스트로크량을 구한다. 라이드밸브(31B)의 스풀이 상기 스트로크량이 되도록 비례제어밸브(56b)에 대하여 제어전류를 출력한다.

비례제어밸브(56b)는 컨트롤러(57b)의 신호에 대응한 파이롯트압을 라이드밸브(31B)에 공급한다. 이것에 의해 예컨대, 라이드밸브(31B)의 스풀이 도11의 스트로크량 Lm까지 이동한다. 라이드밸브(31B)는 접속위치(D)로 되어 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 가변 스로틀(86)의 개구면적 An으로 접속한다. 또 탱크(23)와 붐실린더(11)의 헤드실(11b)을 연통하는 개구면적 Sc는 면적 Ar로 접속되어 있다. 이것에 의해 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)는 라이드밸브(31B)를 통하여 균등한 압력으로 접속된다.

탱크(23)과 붐실린더(11)의 헤드실(11b)를 연통하는 개구면적 Sc로서는 도12(e)에 표시된 바와 같이 시각 T22에서 시각 T23까지의 사이(2점 쇄선에서는 시각 T24까지의 사이), 즉 라이드밸브(31B)의 스풀이 스트로크량 L1에서 스트로크량 Lm 까지 이송하는 사이, 상기 스풀의 이동량을 증가에 따라 개구면적 Sc를 면적 Ar까지 순차 증가할 수 있다.

라이드밸브(31B)에서의 개구면적 Sb 및 개구면적 Sc를 각각 콘트롤러(57b)로 제어된 면적 An 및 면적 Ar로 변환한 상태로 주행할 수 있다. 컨트롤러(57b)가 주행상태 검출센서(84)에 의한 휠로더(1)의 주행상태, 예컨대, 차속도정보를 입력하면 미리 기억장치에 기억된 차속도정보와 개구면적의 관계에서 최적의 가변 스로틀(86)의 개구면적 Awl을 구한다. 컨트롤러 57b가 가변스로틀(86)의 개구면적을 면적 An의 상태에서 면적 Awl로 필요로 판단할 때에는 가변스로틀(86)의 개구면적이 면적 Awl이 되는 제어신호를 비례제어밸브(56b)에 출력한다.

예컨대, 컨트롤러(57b)가 주행상태 검출센서(84)에서 입력된 차량속도가 소정의 속도보다 빠른것으로 판단하면, 비례제어밸브(56b)에서 출력하는 파이롯트압을 감소시키어 라이드밸브(31b)의 스풀의 스트로크량을 Lm에서 Lms로 감소시킨다. 이것에 의해 도11에 표시된 바와 같이, 어큐뮬레이터(27)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)를 접속하는 가변 스로틀(86)의 개구면적 Sb를 면적 An의 상태에서 다시금 작은 면적 Aws로 할 수 있다.

또 주행상태 검출센서(84)에서 입력한 차량속도가 소정의 속도보다 느린 때는 컨트롤러(57b)는 비례제어밸브(56b)에서 출력하는 파이롯트압을 증대시켜서 라이드밸브(31B)의 스풀의 스트로크량 Lm에서 Lml으로 증대시킨다. 이것에 의해 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 접속하는 가변스로틀(86)의 개구면적 Sb를 면적 An의 상태에서 크게 한 면적 Aw1의 상태로 변경된다.

이것에 의해 주행진동 억제장치(20B)에서는 가변 스로틀(86)의 개구면적 Sb를, 예컨대, 차속도 및 작업장치(3)의 적재량에 적합한 면적으로 제어할 수 있으므 로 붐실린더(11)의 하부실(11a)에 발생되는 압력맥동을 주행상태와 적재상태에 대응하여 최적으로 억제할 수 있다.

하부실(11a)에 발생하는 압력맥동은 개구면적 Sb를 최적의 면적으로 한 라이드밸브(31B)를 통하여 어큐뮬레이터(27)에 의해 제어할 수 있다.

또 예컨대, 차체(7)가 돌맹이 위에 올라 상승할 때 붐(10)이 지금까지 있던 높이 위치에 머물고자하여 붐실린더(11)의 하부실(11a)에서의 압력이 상승한다. 이때 라이드밸브(31B)에서 개구면적(Sb)(Sc)에 의해, 하부실(11a)에 있어서 상승한 압력을 신속하게 어큐뮬레이터(27)에 공급하여 흡수할 수 있다. 또 차체(7)가 움푹 파인 곳에 빠져 하강되었을 때는 붐실린더(11)의 하부실(11a)에 어큐뮬레이터(27)에서 천천히 유압을 공급하여 붐(10)이 들어 올려지지 않도록 제어할 수 있다.

또 라이드밸브(31B)의 스풀에서의 변환속도는 압력센서(81), 주행속도검출센서(84)의 신호에 대응하여 컨트롤러(57b)에서 비례제어밸브(56b)에 출력하는 제어전류에 의해 자유롭게 설정할 수도 있다.

[실시예4]

다음으로, 실시예4에서 주행진동 억제장치(20c)에 대하여 설명한다. 도13은 주행진동 억제장치(20C)의 일부구성을 나타내고 있다. 실시예4에서는 실시예3에 있어 라이드밸브(31B)의 접속위치(D)에서의 구성을 라이드밸브(31)에서 독립시키어 가변스로틀밸브(88)로서 별도의 구성으로 하고 있다. 또 가변스로틀밸브(88)을 제어하는 제1비례제어밸브(90)를 추가하여 배설하고 있다. 기타의 구성은 실시예3에서의 구성과 동일한 구성을 구비하고 있다. 이 때문에 실시예1∼실시예3과 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략하고 있다. 도13은 라이드밸브(31)의 구성을 설명하기 위하여 붐밸브(29) 및 증속밸브(33)의 구성을 생략하여 표시하고 있다.

가변스로틀밸브(88)은 어큐뮬레이터(27)와 라이드밸브(31) 사이에 배치되며, 제1 비례제어밸브(90)의 파이롯트압을 제어실(88a)에서 받아 동작한다. 가변스로틀밸브(88)에 의해 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)과 접속면적을 가변하고 있다. 가변스로틀(88)은 제1비례제어밸브(90)의 파이롯트압을 받았을 때 가변스로틀 위치(E)와 파이롯트압을 받지 않은 때의 개방위치(F)에 변환된다. 가변스로틀밸브(88)은 개방위치(F)에 있을 때 라이드밸브(31)을 거쳐 어큐뮬레이터(27)과 유압펌프(21)이 접속하여 저항을 적게 하여서 유압펌프(21)에서 토출압유를 어큐뮬레이터(27)에 대하여 공급하기 쉽게 한다.

제1비례제어밸브(90)는 컨트롤러(57c)의 제어전류를 받아 제어된다. 제1비례제어밸브(90)은 컨트롤러(57c)에서 제어전류를 받았을 때 가변스토틀밸브(88)을 가변스로틀 위치(E)로 하여 제어전류값에 따라 가변 스로틀의 개구면적을 제어한다. 또 제1비례제어밸브(90)은 제어전류를 받지 않은 때(영(零) 전류인 때)는 비작동으로 되어 가변스로틀밸브(88)개방위치(F)로 한다.

주행진동 억제장치(20C)에 이용하는 라이드밸브(31) 및 가변스로틀밸브(88)의 동작에 대하여, 도13의 회로도를 사용하여 설명한다. 컨트롤러(57c)에서 비례제어밸브(56b)에 대하여 제어전류를 증가시키면서 출력하면, 실시예1에서 설명한 바와 같이, 라이드밸브(31)의 스풀을 스트로크 시켜서 포트(31a)와 포트(31d)를 연통하는 개구면적 Sa를 점차 감소시키어 면적을 A1의 상태에서 영(A0)으로 한 이하는 면적이 영의 상태로 유지된다.

제3컨트롤러(57c)에서 비례제어밸브(56b)에 대한 제어전류에 의해 라이드밸브(31)의 스풀이 소정량 이동하면, 포트(31a)와 포트(31b)를 연통하는 개구면적 Sb를 면적 A3까지 순차 개구(開口)시킨다. 또 포트(31a)와 포트(31e)를 연통하는 개구면적 Sc를 면적 S4까지 순차 개구시키는 동시, 또는 한번에 면적 A4까지 전개할 수 있다.

제3컨트롤러(57c)에서 제1비례제어밸브(90)에 대한 제어전류의 크기에 따라 가변스로틀밸브(88)은 가변 스로틀위치(E)에서의 최대의 스로틀 개구가 되기까지 스로틀의 면적을 변경할 수 있다.

붐용압력센서(81) 및/또는 주행상태검출센서(84)에서 신호를 받아 컨트롤러(57c)는 기억장치에 미리 기억되어 있는 양 센서의 검출값과 개구면적의 관계에서 제1비례제어밸브(90)에 대하여 제어전류를 출력하고 양 센서에서 검출한 검출값에 대응한 최적의 개구면적이 되도록 가변 스로틀밸브(88)의 스로틀을 변경한다.

이것에 의해 어큐뮬레이터(27)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)은 가변스로틀밸브(88)에서 스로틀 개구면적과 라이드밸브(31)에서 포트(31a)와 포트(31b)를 연통하는 개구면적 Sb를 통하여 접속된다. 또 이때 탱크(23)과 붐실린더(11)의 헤드실(11b)을 연통하는 라이드밸브(31)의 개구면적 Sc는 일정한 면적 A4로 되어 탱크 (23)과 붐실린더(11) 사이의 유압의 급배량(給排量)을 증가시켜 진공의 발생을 억 제한다.

이것에 의해 어큐뮬레이터(27)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 연통하여 개구면적은 2단계에 걸쳐 제어할 수 있다.

컨트롤러(57C)는 예컨대 붐용 압력센서(81)에서 검출된 적재중량이 큰 때, 또 주행상태검출센서(84)에서 검출된 차속도가 빠른 때는 큰 제어전류를 제1비례제어밸브(90)에 출력하여 가변 스로틀밸브(88)의 개구면적을 작게 하여 스로틀을 강하게 할 수 있다.

반대로 적재중량이 작은 때, 차속도가 느린 때는 작은 제어전류를 제1비례제어밸브(90)에 출력하여 가변 스로틀밸브(88)의 개구면적을 크게 하여 스로틀을 약하게 할 수 있다.

다음으로 주행진동 억제장치(20c)의 작동에 대하여 휠로더(1)의 운반 작업을 이용하여 설명하나, 실시예3의 경우와 대략 같은 동작을 하기 때문에 휠로더(1)의 주행시에 있어 실시예3의 경우 다른 동작에 대하여 설명한다.

주행시에는 오퍼레이터가 도시되지 않은 스위치를 ON조작하면 컨트롤러(57c)는 비례제어밸브(56b)에 제어신호를 출력하고 라이드밸브(31)을 풀 스트로크시켜서 동작위치(A)로 한다. 또 컨트롤러(57c)는 붐용 압력센서(81)에 의해 검출된 하부실(11a)의 압력 Pb를 입력하고 미리 시험 등에 의해 구하여 기억시킨 압력 Pb에 대하여 가변 스로틀밸브(88)의 개구면적을 얻기 위해 제어전류를 이용하여 제1비례제어밸브(90)에 대하여 제어전류를 출력한다.

제어전류을 받은 제1비례제어밸브(90)는 가변스로틀밸브(88)에 대하여 소정 의 압력으로 한 파이롯트압을 작동시켜서 가변 스로틀의 개구면적을 소정의 개구면적으로 한다. 어큐뮬레이터(27)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 소정의 개구면적으로 스로틀을 통하여 접속한다.

이것에 의해 어큐뮬레이터(27)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)은 라이드밸브(31)에서의 개구면적 Sb 및 가변 스로틀밸브(88)의 개구면적을 통하여 접속하여 균등한 압력으로 한다.

다음으로, 휠로더(1)가 주행하여 컨트롤러(57c)가 주행상태검출센서(84)에서 예컨대, 차속도 정보를 입력한다. 이때 미리 기억장치에 기억되어 있는 차속도 정보와 개구면적의 관계에서 얻은 가변 스로틀의 개구면적과 붐용 압력센서(81)의 검출압력에 따라 설정된 가변 스로틀의 개구면적을 비교하여 양 가변 스로틀의 개구면적 차이가 큰 때에는 제1비례제어밸브(90)에 대하여 제어전류를 출력하여 가변스로틀밸브(88)의 스로틀의 최적의 개구면이 되도록 변경한다.

예컨대, 컨트롤러(57c)가 주행상태검출센서(84)으로부터 차량의 속도가 빠른 정보를 받으면 어큐뮬레이터(27)와 붐실린더(11)의 하부실(11a)를 접속하는 가변 스로틀밸브(88)의 스로틀을 조여서 개구면적을 더욱 작게 한다.

또 컨트롤러(57c)가 차량의 속도가 느린 정보를 받은 때는 가변스로틀밸브(88)의 스로틀의 개구면적을 크게 하는 제어신호를 제1비례제어밸브(90)에 출력한다. 제1비례제어밸브(90)는 컨트롤러(57c)에서 제어신호를 받아, 파이롯트압을 크게, 또는 작게 제어하여 가변 스로틀밸브(88)에서의 스로틀의 개구면적을 주행상태검출센서(84 )의 검출신호에 따른 개구면적으로 할 수 있다.

이것에 의해 주행진동 억제장치(20C)에서는 휠로더(1)가 주행하여 생긴 붐실린더(11)의 압력맥동은 붐용압력센서(81) 및/또는 주행상태검출센서(84)의 검출신호에 적합한 개구면적으로서 가변스로틀밸브(88) 및 라이드밸브(31)를 통하여 어큐뮬레이터(27)에서 흡수할 수 있다.

상기 각 실시예에서 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 하부실(11a)을 접속하는 예로서 설명을 하였으나, 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 헤드실(11b)을 접속하는 구성으로 해도 본원 발명의 주행진동 억제장치를 유효하게 기능시킬 수 있다.

또 라이드밸브(31)는 설명을 용이하게 하기 위해 2위치 변환 또는 3위치 변환밸브 등을 사용하여 설명하였으나 연속하여 변화하는 서브밸브를 이용할 수 있다.

또 방향제어밸브(24)는 라이드밸브(31)을 중심으로 양측에 붐밸브(29)와 증속밸브(33)을 배설한 구성을 설명하였으나 이것에 매이지 않고 붐밸브(29)를 중심으로 하여 양측에 라이드밸브(31)과 증속밸브(33)을 배설할 수 있다.

또 어큐뮬레이터(27)과 붐실린더(11)의 개구면적의 변화는 직선으로 표시하였으나 2차 포물선 등의 곡선으로도 변화시킬 수 있다.

상기의 설명에서 방향제어밸브로서 붐밸브(29)와 버킷밸브(30)의 2개의 방향제어밸브를 이용하여 펌프측에 붐용 방향제어밸브의 붐밸브(29)를 배설하고 다음으로 인접된 버킷밸브(30)를 배설한 구성에 대하여 설명하였다. 그러나 제어방향밸브로서 배치구성으로는 이에 매이지 않고 예컨대, 방향제어밸브를 3개이상으로 하여 펌프측에 버킷밸브(30)를 배설하고 나머지의 1개를 붐용방향제어밸브의 붐밸브(29)로 한 구성으로 할 수 있다.

또 주행진동 억제장치로서 제1실시예에서 제4실시예를 적당하게 조합하여 구성할 수 있다.

주행차량의 주행중 진동에 의해 압력맥동이 발생하는 것에 대하여 본원발명의 주행진동 억제장치를 이용할 수 있다.

Claims (8)

1. 유압펌프(21)와, 유압펌프(21)에서 토출된 유압에 의해 작동되는 1개 이상 복수개의 액츄에이터(11)와, 1개 이상의 액츄에이터(11)의 한쪽 압력실에 접속되어 동 압력실의 압력맥동을 흡수하는 어큐뮬레이터(27)와, 유압펌프(21)에서 액츄에이터(11)에 공급하는 유압을 제어하는 방향제어밸브(29)와, 어큐뮬레이터(27)와 압력실과의 연통과 차단을 제어하는 라이드컨트롤밸브(31)(31A)(31B)를 구비한 작업차량의 주행진동 억제장치(20)에 있어서,

   라이드컨트롤밸브(31)(31A)(31B)가 내부배관에 의해 방향제어밸브(29)에 적층배설된 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.
2. 제1항에 있어서, 액츄에이터(11)의 부하압력을 검출하는 제1압력센서(81)와 작업차량의 주행상태검출센서(84)가 배설되어, 제1압력센서(81)나 주행상태검출센서(84)로부터의 검출신호에 따라 라이드컨트롤밸브(31B)의 연통개구면적을 제어하는 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.
3. 제2항에 있어서, 어큐뮬레이터(27)의 압력을 검출하는 제2압력센서(82)가 배설되어, 동 제2압력센서(82)에 의한 어큐뮬레이터(27)의 검출압력이 제1압력센서(81)에 의한 액츄에이터(11)의 부하압 보다 고압인 때 라이드컨트롤밸브(31A)가 제어되고 어큐뮬레이터(27)의 압력을 액츄에이터(11)의 부하압력까지 감압시킨 후 어큐뮬레이터(27)와 압력실을 연통하는 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라이드컨트롤밸브(31B)의 연통개구면적으로서 개구되는 상한의 개구면적을 가변할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.
5. 제4항에 있어서, 액츄에이터(11)의 부하압력이 높아짐에 따라, 작업차량(1)의 주행속도가 빨라짐에 따라, 상한의 개구면적을 작게 하는 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.
6. 제4항에 있어서, 액츄에이터(11)의 부하압력이 낮아짐에 따라, 작업차량(1)의 주행속도가 느려짐에 따라, 상한의 개구면적을 크게 하는 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라이드컨트롤밸브(31)가 압력실과 어큐뮬레이터(27)의 압력을 동일하게 하는 가변스로틀밸브(88)를 구비한 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1개 이상 복수개의 액츄에이터(11)에 대하여

   유압펌프(21)로부터의 유압을 공급하는 증속밸브(33)가 배설되고,

   증속밸브(33)가 내부배관 및 외부배관에 의해

   라이드컨트롤밸브(31)(31A)(31B)나 방향제어밸브(29)에 적층배설된 것을 특징으로 하는 작업차량의 주행진동 억제장치.

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