KR101217297B1 - 굴삭기의 유압제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 굴삭기의 작업장치를 제어하기 위한 유압제어장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 굴삭기의 유압제어장치는, 제1유압펌프(110)에는 붐 액추에이터(113)에 유압을 공급하는 붐 제어밸브(112)와 우 주행모터에 유압을 공급하는 우 주행제어밸브(111)를 포함하여 병렬적으로 연결하고; 제2유압펌프(120)에는 옵션용 유압모터(122)에 유압을 공급하는 회전용 옵션제어밸브(121)와, 옵션용 그립액추에이터(125)에 유압을 공급하는 그립용 옵션제어밸브(124)와, 좌 주행모터에 유압을 공급하는 좌 주행제어밸브(127)를 포함하여 병렬적으로 연결하며; 제3유압펌프(130)에는 스윙용 유압모터(132)에 유압을 공급하는 스윙제어밸브(131)를 연결하고; 옵션용 유압모터(122)와 회전용 옵션제어밸브(121)의 사이에는 옵션용 유압모터(122)에 공급되는 유량을 감소시키도록 조절하여 잉여의 유량이 옵션용 그립액추에이터(125) 쪽으로 유도되도록 하는 유량제어밸브(123)가 마련된 것;을 포함한다.
동시 작업, 옵션장치, 옵션용 유압모터, 스윙용 유압모터, 그립용 액추에이터, 붐 액추에이터

Description

굴삭기의 유압제어장치{OIL PRESSURE CONTROL APPARATUS OF EXCAVATOR}
도 1은 종래의 굴삭기 제어장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 제어장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110,120,130; 제1,2,3 유압펌프 112; 붐 제어밸브
113; 붐 액추에이터 121; 회전용 옵션제어밸브
122; 옵션용 유압모터 123; 유량제어밸브
124; 그립용 옵션제어밸브 125; 옵션용 그립액추에이터
131; 스윙 제어밸브 132; 스윙용 유압모터
본 발명은 굴삭기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴삭기의 작업장치를 효율적으로 구동시키기 위한 소형 굴삭기의 유압제어장치에 관한 것이다.
굴삭기는 굴삭 작업에 주로 사용되는 버킷을 작업종류에 따라 브레이커, 크러셔, 오거 등과 같은 옵션장치라고 통칭되는 다양한 종류의 부수적인 작업장치로 교체하여 사용하게 되어 있다. 이와 같이 옵션장치를 설치할 수 있는 굴삭기는 종래의 도 1에 도시된 바와 같은 유압 제어장치로 구성된다.
도 1을 참조하면, 종래 굴삭기의 유압제어장치는, 미 도시된 엔진에 의해 작동되는 제1, 2유압펌프(10)(20) 및 제3유압펌프(30)와; 상기 제1유압펌프(10)의 유압을 우 주행모터(미도시), 붐 액추에이터(미 도시), 버킷 액추에이터(미 도시) 및 옵션용 그립액추에이터(25) 각각에 선택적으로 전달하기 위한 우 주행제어밸브(11), 붐 제어밸브(12), 버킷 제어밸브(14) 및 그립용 옵션제어밸브(24)와; 상기 제2유압펌프(20)의 유압을 암 액추에이터(미 도시) 및 좌 주행모터(미 도시) 각각에 선택적으로 전달하기 위한 암 제어밸브(26) 및 좌 주행제어밸브(27)와; 상기 제3유압펌프(30)의 유압을 옵션용 유압모터(22), 스윙용 유압모터(32) 및 도저 액추에이터(미 도시) 각각에 선택적으로 전달하기 위한 회전용 옵션제어밸브(21), 스윙 제어밸브(31) 및 도저 제어밸브(33);를 포함한다.
상술한 바와 같은 구성 중, 상기 옵션용 그립액추에이터(25)는 옵션장치를 피스톤의 왕복운동으로 작동시키기 위한 구성이며, 상기 옵션용 유압모터(22)는 옵션장치를 회전구동시키기 위한 구성이다. 또한, 상기 스윙용 유압모터(32)는 상부 선회체(미 도시)를 선회시키기 위한 구성이다.
이러한 구성을 가지는 굴삭기의 옵션장치를 이용한 작업시, 옵션용 그립액추에이터(25)를 구동시켜 물체를 파지하고 붐 액추에이터(미 도시)를 구동시켜 물체를 들어올리며, 옵션용 유압모터(22)를 구동시켜 옵션장치를 회전시키면서 스윙용 유압모터(32)를 구동시켜 상부 선회체를 선회시킨다.
그러나 상술한 바와 같은 동시 작업이 수행될 경우, 제3유압펌프(30)에 의해 유동되는 작동유체는 부하가 적은 옵션장치를 회전시키기 위한 옵션용 유압모터(22)에 많이 공급되고 부하가 큰 스윙용 유압모터(32)에는 적게 공급된다. 따라서 옵션용 유압모터(22)는 운전자가 원하는 이상의 과도한 회전속도로 구동되고, 상부 선회체는 요구되는 선회속도보다 느리게 구동되는 문제점이 발생된다.
또한, 상기 붐 액추에이터와 옵션용 그립액추에이터(25)가 동시에 구동됨에 따라 부하가 적은 옵션용 그립액추에이터(25)에 큰 유량이 공급되고 부하가 큰 붐 액추에이터에는 작은 유량이 공급되어 붐의 상승속도가 저하되는 등의 문제점이 발생된다.
이와 같이, 운전자가 원하는 속도로 작업장치가 구동되지 않을 경우, 운전자는 작업을 효율적으로 수행할 수 없게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 굴삭기의 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 굴삭기의 유압제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 굴삭기의 상부 선회체와 옵션장치를 동시에 효율적으로 회전구동시킬 수 있는 굴삭기의 유압제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 굴삭기의 붐과 옵션장치를 동시에 효율적으로 구동시킬 수 있는 굴삭기의 유압제어장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 굴삭기의 유압제어장치는, 엔진에 의해 구동되는 제1,2,3유압펌프를 구비한 굴삭기의 유압제어장치에 있어서, 상기 제1유압펌프에는 붐 액추에이터에 유압을 공급하는 붐 제어밸브와 우 주행모터에 유압을 공급하는 우 주행제어밸브를 포함하여 병렬적으로 연결하고; 상기 제2유압펌프에는 옵션용 유압모터에 유압을 공급하는 회전용 옵션제어밸브와, 옵션용 그립액추에이터에 유압을 공급하는 그립용 옵션제어밸브와, 좌 주행모터에 유압을 공급하는 좌 주행제어밸브를 포함하여 병렬적으로 연결하며; 상기 제3유압펌프에는 스윙용 유압모터에 유압을 공급하는 스윙제어밸브를 연결하고; 상기 옵션용 유압모터와 상기 회전용 옵션제어밸브의 사이에는 상기 옵션용 유압모터에 공급되는 유량을 조절하기 위한 유량제어밸브가 마련된 것;을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1,2유압펌프는 가변용량형 유압펌프이고, 상기 제3유압펌프는 제3유압펌프로 구성되며, 상기 제1유압펌프에는 버킷 액추에이터에 유압을 공급하는 버킷 제어밸브를 더 포함하여 병렬적으로 연결하고, 상기 제2유압펌프에는 암 액추에이터에 유압을 공급하는 암 제어밸브를 포함한다.
삭제
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 유압제어장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 유압제어장치는, 미 도시된 엔진에 의해 작동되는 제1, 2유압펌프(110)(120) 및 제3유압펌프(130)와; 상기 제1유압펌프(110)에 각각 병렬적으로 연결되는 우 주행제어밸브(111), 붐 제어밸브(112) 및 버킷 제어밸브(114)와; 상기 제2유압펌프(120)에 각각 병렬적으로 연결되는 회전용 옵션제어밸브(121), 그립용 옵션제어밸브(124), 암 제어밸브(126) 및 좌 주행제어밸브(127)와; 상기 회전용 옵션제어밸브(121)에 연결되는 옵션용 유압모터(122)와; 상기 그립용 옵션제어밸브(124)에 연결되는 옵션용 그립액추에이터(125)와; 상기 제3유압펌프(130)에 각각 병렬적으로 연결되는 스윙 제어밸브(131) 및 도저 제어밸브(133)와; 상기 스윙 제어밸브(131)에 연결되는 스윙용 유압모터(132)를 포함한다.
상기 제1, 2유압펌프(110)(120) 및 제3유압펌프(130)는 엔진에 연결되어 구동되며 작동유체를 송출한다. 통상, 제1 및 제2유압펌프(110)(120)는 부하에 따라 송출되는 유량이 변하는 가변용량형인 피스톤 형이며, 상기 제3유압펌프(130)는 부하에 관계없이 동일한 유량을 송출하는 고정형이다.
상기 우 주행제어밸브(111), 붐 제어밸브(112) 및 버킷 제어밸브(114) 각각은 상기 제1유압펌프(110)에 의해 송출되는 작동 유체를 입력되는 신호에 따라 우 주행모터(미 도시), 붐 액추에이터(113) 및 버킷 액추에이터(미 도시)로 유동시켜 구동시킨다.
상기 회전용 옵션제어밸브(121)는, 상기 제2유압펌프(120)와 상기 옵션용 유압모터(122) 각각에 유체이동가능하게 연결되어, 상기 제2유압펌프(120)에 의해 유동되는 작동유체를 입력되는 신호에 따라 선택적으로 상기 옵션용 유압모터(122)에 전달한다. 즉, 미 도시된 옵션회전스위치를 동작시키면, 상기 옵션회전스위치로부터 발생된 전기적 신호 또는 파이롯 유압 신호는 상기 회전용 옵션제어밸브(121)에 전달되며, 상기 회전용 옵션제어밸브(121)는 전달된 신호에 따라 상기 제2유압펌프 (120)에 의해 토출되는 작동유체를 상기 옵션용 유압모터(122)에 전달하여 구동시킨다. 상기 옵션용 유압모터(122)가 구동되면, 옵션장치(미 도시)는 상기 옵션용 유압모터(122)에 의해 회전구동된다.
상기 회전용 옵션제어밸브(121)와 상기 옵션용 유압모터(122)의 사이에는 상기 옵션용 유압모터(122)로 유입되는 작동유체의 유량을 조절하기 위한 유량제어밸브(123)가 마련된다.
상기 유량제어밸브(123)는 제1 및 제2유량제어밸브(123a)(123b)를 포함하며, 제1 및 제2유량제어밸브(123a)(123b) 각각은 상기 회전용 옵션제어밸브(121)와 상기 옵션용 유압모터(122)를 연결시키기 위한 제1 및 제2연결관(128a)(128b) 각각에 마련된다. 따라서, 상기 옵션용 유압모터(122)의 회전방향에 따라 상기 제1연결관(128a) 또는 제2연결관(128b)을 통해 상기 옵션용 유압모터(122)로 유입되는 작동유체의 유량은 상기 옵션용 유압모터(122)의 허용치를 넘지 않도록 제어된다. 또한, 상기 제1 및 제2유량제어밸브(123a)(123b)는, 제2유압펌프(120)에 의해 구동되는 옵션용 그립액추에이터(125) 등의 다른 액추에이터에 보다 많은 유량이 필요한 경우, 상기 옵션용 유압모터(122)로 유입되는 작동유체의 유량을 줄임으로써 다른 액추에이터를 원활하게 구동시킬 수 있게 된다.
상기 그립용 옵션제어밸브(124)는, 제2유압펌프(120) 및 옵션용 그립액추에이터(125) 각각에 연결되어 상기 제2유압펌프(120)에 의해 토출되는 작동유체를 입력되는 신호에 따라 옵션용 그립액추에이터(125)에 선택적으로 전달한다. 상기 옵션용 그립액추에이터(125)는 옵션장치의 회전구동 이외의 다른 동작상태를 구현하기 위한 것으로서, 예컨대 물체를 집어서 부수는 동작이나 물체를 타격하는 동작을 수행하는 브레이커 등을 의미한다.
상기 암 제어밸브(126)와 상기 좌 주행제어밸브(127) 각각은, 상기 제2유압펌프(120)에 의해 토출되는 작동유체를 암 액추에이터(미 도시)와 좌 주행모터(미 도시) 각각에 선택적으로 전달하기 위한 것으로서, 그 구조 및 작동원리는 이미 공지되어 산업계 전반에서 이용되고 있음으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 옵션용 유압모터(122)는, 옵션장치를 회전구동시키기 위한 것으로서 옵션장치에 동력전달가능하게 연결되며, 상기 회전용 옵션제어밸브(121)로부터 유압을 공급받을 수 있도록 연결된다.
상기 옵션용 그립액추에이터(125)는 상기 옵션장치를 회전 이외의 동작 형태로 구동시키기 위한 것으로서, 상기 옵션장치에 동력전달가능하게 연결된다.
상기 스윙 제어밸브(131)는 스윙용 유압모터(132)에 상기 제3유압펌프(130)에서 토출되는 유체가 공급가능하게 연결되며, 상기 제3유압펌프(130)에 의해 토출되는 작동유체를 상기 스윙용 유압모터(132)에 선택적으로 공급한다.
상기 스윙용 유압모터(132)는 상기 상부 선회체를 하부 고정체에 대하여 선회시킬 수 있도록 상기 상부 선회체에 동력전달가능하게 연결된다.
상기 도저 제어밸브(133)는 미 도시된 도저 액추에이터를 구동시키기 위한 것으로서, 상기 제3유압펌프(130)와 상기 도저 액추에이터에 유압을 공급가능하게 연결된다.
상기 각 제어밸브에는 작업장치를 구동시키기 위한 액추에이터가 유체이동가능하게 연결되나, 본 실시예에서는 본 발명의 이해도를 높이기 위해 본 발명과 직접적으로 관계된 액추에이터만을 도시하고 설명하였다.
이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 굴삭기의 유압제어장치의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 운전자는 옵션장치가 물체를 파지할 수 있도록 상기 그립용 옵션제어밸브(124)에 신호를 전달한다. 상기 신호는 파이롯 유압에 의한 신호나 전기적인 신호로 구성될 수 있다. 상기 그립용 옵션제어밸브(124)에 신호가 전달되면, 상기 제2유압펌프(120)의 유체는 상기 옵션용 그립액추에이터(125)로 유입되어 옵션장치를 구동시킨다. 상기 옵션용 그립액추에이터(125)가 구동됨에 따라 옵션장치는 물체를 파지하게 된다.
옵션장치가 물체를 파지하면, 운전자는 상기 회전용 옵션제어밸브(121)에 신호를 전달하여 상기 제2유압펌프(120)로부터 송출되는 작동 유체를 상기 옵션용 유압모터(122)에 전달시킨다. 상기 옵션용 유압모터(122)에 작동 유체가 전달되면, 옵션용 유압모터(122)는 옵션장치를 회전구동시킨다.
또한, 운전자는 붐을 상승시키기 위해 붐 제어밸브(112)에 신호를 전달하면, 제1유압펌프(110)로부터 송출되는 작동 유체는 붐 액추에이터(113)를 구동시켜 붐을 상승시킨다.
붐이 상승되면, 운전자는 스윙 제어밸브(131)에 신호를 전달하여 스윙용 유압모터(132)를 구동시킨다. 상기 스윙용 유압모터(132)가 구동되면, 상부 선회체가 선회된다. 상부 선회체가 선회된 후에 상기 그립용 옵션제어밸브(124)에 해제신호 를 전달하여 옵션장치가 파지하고 있는 물체를 이동시키고자 하는 장소에 적재한다.
여기서, 상기 옵션용 그립액추에이터(125)와, 옵션용 유압모터(122)와, 상기 붐 액추에이터(113) 및 스윙용 유압모터(132)가 동시에 구동되나, 비교적 부하가 적은 옵션용 그립액추에이터(125)와 옵션용 유압모터(122)가 제2유압펌프(120)에 의해 구동되고, 붐 액추에이터(113)가 제1유압펌프(110)에 의해 구동되며, 상기 스윙용 유압모터(132)가 제3유압펌프(130)에 의해 구동되어, 각 유압펌프(110)(120)와 제3유압펌프(130)에 균일한 부하가 작용하게 된다. 따라서, 어느 하나의 작업 속도가 느려지거나 과도하게 빨라지는 것을 방지되고, 이에 의해 굴삭기의 작업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 기존의 옵션용 유압모터(122)와 스윙용 유압모터(132)가 제3유압펌프(130)에 의해 구동됨에 따라 스윙용 유압모터(132)의 구동이 느려지고 옵션용 유압모터(122)의 구동이 너무 빨리지는 문제점을 해소할 수 있게 된다.
또한, 기존의 옵션용 그립액추에이터(125)와 붐 액추에이터(113)가 제1유압펌프(110)에 의해 동시에 구동되어 붐 액추에이터(113)의 구동이 느려지는 문제점을 해소할 수 있게 된다.
한편, 상기 옵션용 유압모터(122)와 회전용 옵션제어밸브(121)의 사이에 제1 및 제2유량제어밸브(123a)(123b)를 배치함으로써, 상기 옵션용 유압모터(122)와 상기 옵션용 그립액추에이터(125)가 동시에 구동시, 상기 옵션용 그립액추에이터(125)와 상기 옵션용 유압모터(122) 각각에 유입되는 유량을 조절할 수 있게 된다. 따라서, 상기 옵션용 유압모터(122)에 과도한 유량이 공급되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 옵션용 그립액추에이터(125)에 너무 적은 유량이 공급되는 것을 방지할 수 있게 되어 옵션장치를 보다 효율적으로 구동시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 스윙용 유압모터와 옵션용 유압모터에 동력을 제공하는 펌프를 각각 다르게 함으로써, 스윙용 유압모터와 옵션용 유압모터의 유량이 과도 또는 과소하게 공급되는 것을 방지할 수 있게 되어, 상부선회체의 선회와 옵션장치의 회전을 동시에 효율적으로 구동시킬 수 있게 된다.
또한, 옵션용 그립액추에이터와 붐 액추에이터에 동력을 전달하는 펌프를 다르게 함으로써, 옵션장치의 구동과 붐의 구동을 동시에 하더라도 붐의 속도가 저하되는 것을 방지할 수 있게 되어 옵션장치 및 붐을 동시에 효율적으로 구동시킬 수 있게 된다.
또한, 옵션용 유압모터와 회전용 옵션제어밸브의 사이에 유량제어밸브(123)를 마련하여 상기 옵션용 유압모터에 공급되는 유량을 조절함으로써, 옵션장치의 회전구동을 적당한 속도로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 옵션용 그립액추에이터에 공급되는 유량을 적당하게 조절할 수 있게 되어, 옵션장치의 구동을 효율적으로 할 수 있게 된다.
이상과 같이 동시 작업의 효율성을 향상시킴으로써, 굴삭기의 작업 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하 여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 엔진에 의해 구동되는 제1,2,3유압펌프(110,120,130)를 구비한 굴삭기의 유압제어장치에 있어서,
    상기 제1유압펌프(110)에는 붐 액추에이터(113)에 유압을 공급하는 붐 제어밸브(112)와 우 주행모터에 유압을 공급하는 우 주행제어밸브(111)를 포함하여 병렬적으로 연결하고;
    상기 제2유압펌프(120)에는 옵션용 유압모터(122)에 유압을 공급하는 회전용 옵션제어밸브(121)와, 옵션용 그립액추에이터(125)에 유압을 공급하는 그립용 옵션제어밸브(124)와, 좌 주행모터에 유압을 공급하는 좌 주행제어밸브(127)를 포함하여 병렬적으로 연결하며;
    상기 제3유압펌프(130)에는 스윙용 유압모터(132)에 유압을 공급하는 스윙제어밸브(131)를 연결하고;
    상기 옵션용 유압모터(122)와 상기 회전용 옵션제어밸브(121)의 사이에는 상기 옵션용 유압모터(122)에 공급되는 유량을 감소시키도록 조절하여 잉여의 유량이 상기 옵션용 그립액추에이터(125)쪽으로 유도되도록 하는 유량제어밸브(123)가 마련된 것;
    을 포함하는 굴삭기의 유압제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2유압펌프(110)(120)는 가변용량형 유압펌프이고, 상기 제3유압펌프(130)는 고정형 유압펌프인 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유압제어장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1유압펌프(110)에는 버킷 액추에이터에 유압을 공급하는 버킷 제어밸브(114)를 더 포함하여 병렬적으로 연결하고, 상기 제2유압펌프(120)에는 암 액추에이터에 유압을 공급하는 암 제어밸브(126)를 더 포함하여 병렬적으로 연결한 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유압제어장치.
  4. 삭제
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