KR101382046B1 - 건설 차량용 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합하고, 또한 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있는 건설 차량용 스티어링 장치를 제공하는 것이다.

조타를 행하는 차체 굴곡용 유압 실린더(2)로의 압유의 흐름을 제어하는 방향 절환 밸브(5)와 핸들(7a)의 조작에 의해 방향 절환 밸브(5)로 파일럿 신호를 출력하여 방향 절환 밸브(5)를 절환하는 핸들용 신호 생성 수단(6)을 구비한 건설 차량용 스티어링 장치에 있어서, 레버(10a)의 조작에 의해 방향 절환 밸브(5)의 절환용 파일럿 신호를 생성하는 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b) 등으로 이루어지는 레버용 신호 생성 수단과 상기 양 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 방향 절환 밸브(5)로 선택적으로 출력 가능하게 절환하는 선택 밸브(13a, 13b)와 핸들(7)의 조작시에 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 방향 절환 밸브(5)로 우선적으로 출력할 수 있도록 선택 밸브(13a, 13b)를 절환하는 자동 절환 수단을 설치하여 구성하였다.

스티어링 장치, 방향 절환 밸브, 레버, 압력 비례 전자기 밸브, 핸들

Description

건설 차량용 스티어링 장치{STEERING DEVICE FOR CONSTRUCTION VEHICLE}

본 발명은, 차량의 조타를 행하기 위한 스티어링용 유압 실린더와, 이 스티어링용 유압 실린더를 제어하는 파일럿식 방향 절환 밸브를 구비하고, 스티어링용 핸들의 회전 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브를 절환 조작하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 핸들용 신호 생성 수단을 구비한 건설 차량용 스티어링 장치에 관한 것이다.

건설 차량의 스티어링 장치에는, 차량의 조타를 행하기 위한 액추에이터로서의 스티어링용 유압 실린더와, 이 스티어링용 유압 실린더에 대한 압유의 공급 방향 및 공급량을 제어하는 파일럿식 방향 절환 밸브와, 스티어링용 핸들이 부설되어 이 핸들의 회전 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브의 작동 위치 및 개구량을 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 로터리 방향 절환 밸브 등을 갖는 핸들용 신호 생성 수단을 구비한 것이 있다. 이러한 건설 차량용 스티어링 장치를 구비한 건설 차량의 예로서, 곡진(曲進)시킬 때, 자주(自走) 차체를 굴곡시킴으로써 커브시키는 굴곡식 건설 차량이 있고, 그 대표예로서 굴곡식 휠 로더를 들 수 있다.

이러한 굴곡식 건설 차량에서는, 자주 차체를, 전륜으로 지지된 전방 프레임과 후륜으로 지지된 후방 프레임으로 분할하고, 양 프레임을 수평 방향으로 회전 가능하게 연결하여 굴곡할 수 있도록 하고 있다. 또한, 이러한 자주 차체를 굴곡시키기 위한 유압 액추에이터로서, 신축시킴으로써 전방 프레임을 후방 프레임에 대해 수평 방향으로 회전시키도록 구동하는 차체 굴곡용 유압 실린더를 구비하고 있다. 건설 차량용 스티어링 장치에는, 이러한 차체 굴곡용 유압 실린더로 대표되는 스티어링용 유압 실린더를 차량 조타용 액추에이터로서 구비한 것이 있다. 이러한 액추에이터를 구비한 건설 차량용 스티어링 장치는, 작업자가 스티어링 장치를 조작하기 위한 조작 수단에 의해 크게 구별하면, 회전 조작되는 핸들을 구비한 핸들 방식의 것과, 경동(요동) 조작되는 레버를 구비한 레버 방식의 것으로 크게 구별할 수 있다.

건설 차량에서는, 작업을 행할 때, 예를 들어 휠 로더에 의해 작업 현장에서 굴삭 작업을 행하거나 굴삭 토사를 운반차에 싣는 작업을 행하거나 할 때에 주행시키는 것이 당연히 필요해진다. 이 휠 로더는, 시속 35㎞ 정도로 주행하는 것이 가능하므로, 이러한 작업을 위한 주행에 부가하여, 일반 차도를 왕래를 위해 주행시킬 수 있게 되면 편리하다. 실제로, 굴곡식 건설 차량 등의 건설 차량이 일반 차도를 주행하는 것은 법규상 허용되어 있기는 하지만, 그 경우에, 스티어링 장치를 핸들에 의해 조작하는 것이 법규상 의무화되어 있다. 이러한 점에서, 굴곡식 건설 차량 등의 건설 차량에서는, 지금까지 핸들 방식의 스티어링 장치가 일반적으로 채용되어 있었다.

이상 서술한 바와 같은, 스티어링용 유압 액추에이터로서 유압 실린더를 구비한 핸들 방식의 건설 차량용 스티어링 장치는, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재되 어 있다. 이러한 핸들 방식의 건설 차량용 스티어링 장치의 특징을 보면, 레버의 조작이 경동(傾動) 조작인 것에 반해, 핸들의 조작은 회전 조작이며, 최대 조작량이 레버의 조작에 비해 매우 크기 때문에, 본 건설 차량용 스티어링 장치는 미세 조작을 실시할 수 있다. 스티어링 장치의 조작에 대해, 일반 차도의 주행에서는 크게 커브시키는 것과 같은 조작을 빈번히 행할 필요가 없는 대신에, 미묘하게 곡진시키는 것과 같은 미세 조작을 빈번히 행하는 것이 필요해지므로, 핸들 방식의 스티어링 장치를 구비한 건설 차량은 일반 차도의 주행에는 적합하다. 또한, 본 스티어링 장치를 구비한 건설 차량은, 보통의 자동차와 동일한 조작 감각으로 운전 조작을 행할 수 있으므로, 이러한 점으로부터 보아도 일반 차도의 주행에는 적합하다.

특허 문헌 1 : 일본 실용신안 출원 소63-49087호(일본 실용신안 출원 공개 평1-154974호)(제1 내지 3 페이지, 도 4)

[발명이 해결하고자 하는 과제]

이와 같이 핸들 방식의 스티어링 장치를 채용한 건설 차량에 있어서는, 일반 차도의 주행에는 적합해도, 현장에서의 작업에는 반드시 적합한 것은 아니다. 그 이유에 대해 서술하면, 첫 번째로, 현장에서 작업을 실시할 때에는, 차체를 크게 커브시키는 대(大)조작을 빈번히 행할 필요가 있지만, 핸들의 조작은 전술한 바와 같이 최대 조작량이 레버의 조작에 비해 매우 크다. 예를 들어, 굴곡식 휠 로더에 의해 좁은 작업 현장에서 굴삭 작업을 실시하는 경우에는, 차체를 좌우로 최대한 커브시키는 것이 때때로 필요해지지만, 이와 같은 때에는 핸들을 좌측으로는 4회전, 우측으로는 2회전 정도 회전시키게 된다. 그로 인해, 본 방식의 스티어링 장치를 채용한 건설 차량에서는, 작업시에, 이러한 조작량이 큰 대조작이 빈번히 행해지게 되어 막대한 조작상의 부담을 작업자에게 초래하여, 작업자의 피로의 요인으로 되어 있었다.

두 번째로, 핸들은 보통의 자동차와 마찬가지로, 양손으로 파지하여 조작을 하는 데 적합하지만, 굴곡식 휠 로더에서 굴삭 작업을 행하는 경우와 같이 작업을 하면서 주행할 때에는, 스티어링용 유압 실린더 외에 당해 작업에 관계되는 유압 액추에이터도 조작할 필요가 있으므로, 부득이 핸들을 한손으로 조작해야 해, 조작하기 어렵다. 또한, 작업용 유압 액추에이터는 통상, 레버와 같은 조작 수단으로 조작이 행해지고 있어, 핸들과는 이질의 동작을 행하는 조작 수단으로 수동 조작을 행하므로, 작업을 하면서 주행할 때에는 한쪽 손으로 핸들을 회전 조작하면서, 다른 쪽 손으로 레버와 같은 조작 수단을 경동 조작하는 등, 핸들과는 이질의 조작을 행하게 되어, 이것에 의해서도 조작하기 어렵다. 이러한 것으로부터도, 핸들 방식의 스티어링 장치를 채용한 건설 차량은, 반드시 현장에서의 작업에 적합한 것이라고는 할 수 없다.

이러한 건설 차량 특유의 문제를 해결하기 위해, 건설 차량용 스티어링 장치에 있어서는, 현장에서의 작업시에, 작업자의 선택에 의해 레버 방식의 스티어링 장치를 사용할 수 있도록 구조를 개량하여, 현장에서의 작업에 적합하도록 개선하는 것이 요구된다. 한편, 건설 차량에 있어서 종래 상용되고 있었던 핸들 방식의 스티어링 장치는, 이미 서술한 바와 같이, 미세 조작을 실시할 수 있는 동시에 보통의 자동차와 동일한 조작 감각으로 운전 조작을 행할 수 있고, 게다가 건설 작업용의 것으로서, 지금까지 당업자에게 널리 정착되어 있었으므로, 레버 방식의 것에 비해 스티어링 조작의 신뢰성이 높다고 하는 우수한 운전 조작상의 특질을 갖는다. 이러한 점에서, 핸들 방식의 스티어링 장치는, 레버 방식의 스티어링 장치를 사용하여 작업을 행하고 있을 때라도, 위험을 긴급하게 회피하는 경우 등의 긴급한 경우에는 바로 사용할 수 있도록 하여, 한층 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있도록 하는 것이 요망된다.

본 발명은, 이러한 요구에 따르기 위해 창작된 것이며, 그 기술적 과제는 일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합하고, 또한 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있는 건설 차량용 스티어링 장치를 제공하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해,

차량의 조타를 행하기 위한 액추에이터로서의 스티어링용 유압 실린더와, 이 스티어링용 유압 실린더에 대한 압유의 공급 방향 및 공급량을 제어하는 파일럿식 방향 절환 밸브와, 회전 조작되는 스티어링용 핸들이 부설되어 이 핸들의 회전 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브의 작동 위치 및 개구량을 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 핸들용 신호 생성 수단을 구비한 건설 차량용 스티어링 장치에 있어서,

경동 조작되는 스티어링용 레버가 부설되어 이 레버의 경동 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브의 작동 위치 및 개구량을 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 레버용 신호 생성 수단과, 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호와 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 선택적으로 출력할 수 있도록 절환하는 선택 밸브와, 수동 조작에 의해 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 절환하여 스티어링용 레버의 경동 조작에 의한 차량의 조타를 가능하게 하는 레버 조작용의 수동 절환 수단과, 이 수동 절환 수단의 수동 조작에 의해 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 절환하고 있을 때라도, 스티어링용 핸들을 회전 조작하였을 때에 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 자동적으로 절환하는 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 설치하여 구성하였다.

본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치의 작용에 대해 이하에 서술한다. 본 건설 차량용 스티어링 장치는, 회전 조작되는 스티어링용 핸들이 부설된 핸들용 신호 생성 수단을 구비하고 있으므로, 법규상, 일반 차도를 왕래를 위해 주행하는 것이 허용되어 편리하다. 그리고 스티어링용 핸들의 조작은 회전 조작이며, 최대 조작량이 매우 크기 때문에, 일반 차도의 주행시에 빈번히 행하는 것이 필요한 미세 조작을 용이하게 행하는 것이 가능해지는 동시에, 보통의 자동차와 동일한 조작 감각으로 운전 조작을 행할 수 있다. 그로 인해, 본 건설 차량용 스티어링 장치는, 종래의 건설 차량용 스티어링 장치의 우수한 성능을 그대로 유지하고 있어, 일반 차도의 주행에 적합하다.

또한, 본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치는, 이러한 종래의 기술의 우수한 성능을 그대로 구비하고 있는 것에 부가하여, 경동 조작되는 스티어링용 레버가 부설되어 이 레버의 경동 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브를 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 레버용 신호 생성 수단도 구비하고 있고, 스티어링용 레버에 의한 조작을 레버 조작용 수동 절환 수단의 수동 조작에 의해 선택적으로 실시할 수 있도록 되어 있으므로, 종래의 기술과는 달리, 현장에서의 작업에도 적합하다. 즉, 스티어링용 레버의 조작은, 이 레버를 한손으로 파지하면서 손목을 굴신하여 경동시키는 경동 조작이며, 최대 조작량이 스티어링용 핸들의 조작에 비해 매우 적어도 되므로, 현장에서의 작업에 있어서, 차체를 크게 커브시키는 대조작을 빈번히 행하는 것이 필요해졌을 때라도, 작업자에게 초래되는 조작상의 부담은 스티어링용 핸들의 조작에 비해 훨씬 적다.

또한, 스티어링용 레버는, 한손으로 파지하여 조작을 하는 데 적합하므로, 휠 로더로 굴삭 작업을 행하는 경우와 같이 현장에서 작업을 하면서 주행할 때에는, 한손으로 스티어링용 레버를 조작하면서, 당해 작업에 관계되는 유압 액추에이터의 조작 수단을 다른 쪽 손에 의해 용이하게 조작할 수 있다. 이때, 스티어링용 유압 실린더의 조작은, 작업용 유압 액추에이터의 조작으로 통상 실시되고 있는 조작과 같이 레버에 의한 조작으로 실시되므로, 양 유압 액추에이터의 조작이, 종래와는 달리 동질의 조작 수단으로 조작되게 되어, 조작이 종래보다도 쉽다.

이와 같이, 본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합한 스티어링 조작을 행할 수 있지만, 이러한 우수한 조작 기능에 부가하여, 수동 절환 수단을 스티어링용 레버의 사용 모드로 절환하고 있을 때라도, 긴급시에는, 바로 스티어링용 핸들에 의한 조작을 행할 수 있도록 하여 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있다. 즉, 본 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 특히 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 설치하고 있으므로, 수동 절환 수단에 의해 스티어링용 레버를 사용할 수 있도록 선택 밸브를 절환하고 있을 때라도, 긴급시에, 조작성이 우수하여 신뢰도가 높은 스티어링용 핸들을 순간적으로 회전 조작하였을 때에는, 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브가 자동적으로 절환된다.

그러므로, 본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 수동 절환 수단을 스티어링용 레버의 사용 모드로 절환하여 작업을 하고 있을 때라도, 필요에 따라서 작업자가 스티어링용 핸들을 회전 조작하면, 수동 절환 수단의 절환 조작을 필요로 하는 일 없이, 바로 스티어링용 핸들에 의한 조작을 행할 수 있으므로, 긴급시 등에 핸들에 의한 스티어링 조작을 행할 수 있다. 이상과 같이, 본 건설 차량용 스티어링 장치에 따르면, 일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합하고, 또한 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있다.

[발명의 효과]

이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치는, 상기한 [과제를 해결하기 위한 수단]의 항에 나타낸 바와 같이 구성되어 있으므로, 일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합하고, 또한 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있다. 그 결과, 본 건설 차량용 스티어링 장치에 따르면, 건설 차량의 스티어링 조작시에, 작업자의 조작상의 부담을 경감하여, 작업자의 피로를 종래보다도 저감할 수 있는 동시에, 건설 차량의 스티어링 조작에 대해 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 핸들용 신호 생성 수단 및 레버용 신호 생성 수단 중 어떠한 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호에 의한 스티어링용 유압 실린더의 제어도, 동일한 파일럿식 방향 절환 밸브를 통해 행하도록 하고 있으므로, 스티어링용 유압 실린더를 제어하기 위한 파일럿식 방향 절환 밸브의 배치수를 줄일 수 있는 동시에, 이에 의해 유압 회로를 간소화할 수 있다.

본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치를 구체화하는 경우에, 특히 특허 청구의 범위의 청구항 2에 기재된 바와 같이 구체화하면, 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 구성하는 경우, 선택 밸브로서 유압 파일럿 방식의 절환 밸브를 사용하여, 파일럿식 방향 절환 밸브를 절환하기 위한 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 선택 밸브의 다른 쪽의 신호 수신부로 유도하는 것만으로 구성할 수 있으므로, 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 부가하기 위한 구조를 간단하게 할 수 있다.

본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치를 구체화하는 경우에, 특히, 특허 청구의 범위의 청구항 3에 기재된 바와 같이 구체화하면, 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단에 의해 선택 밸브를 절환하는 경우, 선택 밸브의 다른 쪽의 신호 수신부로는, 특히 파일럿압이 안정되어 있는 파일럿 펌프로부터의 파일럿 오일을, 해제 밸브를 통해 유도하도록 하고 있으므로, 스티어링용 핸들의 조작시에 선택 밸브를 확실하게 절환할 수 있도록 설계하는 것이 용이해진다. 그 결과, 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단에 의한 선택 밸브의 절환 조작에 관한 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명을 구체화하여 구성한 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치의 유압 회로도이다.

도 2는 본 발명을 구체화하여 구성한 제2 예의 건설 차량용 스티어링 장치의 유압 회로도이다.

[부호의 설명]

1 : 자주 차체

1a : 전방 프레임

1b : 후방 프레임

1c : 핀

2 : 차체 굴곡용 유압 실린더

3 : 유압 펌프

4 : 파일럿 펌프

5 : 파일럿식 방향 제어 밸브

6 : 핸들용 신호 생성 수단

7 : 로터리식 방향 절환 밸브

7a : 스티어링용 핸들

7b : 로터리 스풀

7c : 밸브 본체

7d, s : 스프링

8 : 기어 펌프

9 : 오일 탱크

10 : 전기 레버용 조작 장치

10a : 스티어링용 레버

11 : 컨트롤러

12a, 12b : 압력 비례 전자기 밸브

13a, 13b : 선택 밸브

14 : 레버용 스위치

15 : 선택 밸브 절환용의 절환 밸브

16 : 셔터 밸브

17 : 해제 밸브

a, b : 압유의 급배 관로

c, d, f 내지 j : 파일럿 관로

e : 주 파일럿 관로

이하, 본 발명이 실제상 어떻게 구체화되는 것인지를, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명함으로써, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태를 명확하게 한다.

도 1은 본 발명을 구체화하여 구성한 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치의 유압 회로도, 도 2는 본 발명을 구체화하여 구성한 제2 예의 건설 차량용 스티어링 장치의 유압 회로도이다. 이하에, 본 발명에 관한 건설 차량용 스티어링 장치를 설명하는 경우에, 여기서는 상기 스티어링 장치를 굴곡식 휠 로더용의 스티어링 장치로 구체화한 경우를 예로 하여 설명을 한다.

우선, 이 스티어링 장치가 설치되어 구체화되는 굴곡식 휠 로더에 관한 일반적인 기술 내용을, 도 1을 이용하여 설명한다.

도 1에 있어서, 부호 1은 작업기나 운전실 등을 설치하여 차륜으로 주행하는 건설 차량으로서의 굴곡식 휠 로더에 있어서의 자주 차체, 1a는 전륜으로 지지되어 자주 차체(1)의 전방부를 이루는 전방부 차체로서의 전방 프레임, 1b는 후륜으로 지지되어 자주 차체(1)의 후방부를 이루는 후방부 차체로서의 후방 프레임, 1c는 전방 프레임(1a)을 후방 프레임(1b)에 대해 수평 방향으로 회전시킬 수 있도록 피봇 장착하여 연결하고 있는 핀, 2는 신축시킴으로써 전방 프레임(1a)을 후방 프레임(1b)에 대해 핀(1c)을 중심으로 수평 방향으로 회전시키도록 구동하여 자주 차체(1)를 굴곡시킴으로써 차량의 조타를 행하기 위한 스티어링용 유압 액추에이터로서의 차체 굴곡용 유압 실린더이다.

굴곡식 휠 로더는, 토사의 굴삭 작업 및 적재 작업이나 제설 작업 등의 다양 한 작업을 행하는, 도시하지 않은 작업기를 전방 프레임(1a)에 설치하고 있다. 또한, 이 작업기나 자주 차체(1)를 작업자가 조종하기 위한, 도시하지 않은 운전석을 후방 프레임(1b)에 설치하고 있다. 그리고 이 굴곡식 휠 로더는, 작업자가 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 신축시켜 전방 프레임(1a)을 후방 프레임(1b)에 대해 회전시킴으로써, 자주 차체(1)를 굴곡시켜 곡진시키고, 이에 의해 작업 현장에서 작업을 행하거나, 왕래를 위해 차도를 주행할 수 있도록 구성하고 있다.

작업기는, 전방 프레임(1a)의 전방부에 지지되고 그 지지점을 중심으로 상승 하강 가능하게 장착한 리프트 아암과, 이 리프트 아암의 전단부에 상하 방향으로 요동 가능하게 장착한 버킷과, 신축함으로써 상기 리프트 아암을 상승 하강시키도록 구동하는 유압 액추에이터로서의 리프트 아암 실린더와, 신축함으로써 상기 버킷을 상하 방향으로 요동시키도록 구동하는 유압 액추에이터로서의 버킷 실린더를 구비하고 있다. 휠 로더에서는, 이러한 작업기용 유압 액추에이터와 관련하여 스티어링용의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 조작 수단에 의해 적절하게 조작하여 다양한 작업을 행하는 경우가 있다. 예를 들어, 토사의 굴삭 작업이나 제설 작업에 있어서 주행시의 전진력으로 버킷을 토사나 눈에 파고 들어가게 하면서 이 버킷이나 리프트 아암을 구동하여 굴삭이나 제설을 행하거나, 혹은 이에 따라서 적재 작업을 행할 때에, 작업기용 유압 액추에이터의 조작과 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 조작을 관련하여 행하는 경우가 있다.

다음에, 도 1에 기초하여, 본 발명에 관한 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치에 대해 설명한다.

도 1에 있어서, 부호 3은 엔진(도시하지 않음)에 의해 구동되어 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 구동하기 위한 유압을 발생하는 유압 펌프, 4는 이 유압 펌프(3)의 압유의 유로와는 별개의 계통에 설치된, 유압 파일럿압을 발생하기 위한 유압 파일럿압 발생원으로서의 파일럿 펌프, 5는 유압 펌프(3)의 토출측에 설치되고 유압 펌프(3)로부터 차체 굴곡용 유압 실린더(2)로 공급되는 압유의 공급 방향이나 공급 유량을 절환하여 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 운동을 제어하는 파일럿식 방향 절환 밸브, a는 이 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌측 출력 포트를 좌측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 보텀부측 및 우측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 로드측에 접속하기 위한 제1 압유의 급배 관로, b는 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 우측 출력 보트를 좌측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 로드측 및 우측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 보텀측에 접속하기 위한 제2 압유의 급배 관로이다.

파일럿식 방향 절환 밸브(5)는, 후술하는 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작의 방향에 따라, 파일럿 펌프(4)의 유압 파일럿압이 좌우 어느 하나의 신호 수신부로 보내져 중립 위치로부터 좌우 어느 하나의 위치로 절환된다. 그리고 좌측 위치로 절환되었을 때에는, 유압 펌프(3)의 압유를, 제1 압유의 급배 관로(a)를 통해 좌측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 보텀측으로 공급하는 동시에, 이것의 로드측의 압유를, 제2 압유의 급배 관로(b)를 통해 오일 탱크(9)로 배출하고, 이에 의해 좌측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 신장시킨다. 이러한 동작과 병행하여, 유압 펌프(3)의 압유를, 제1 압유의 급배 관로(a)를 통해 우측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 로드측으로 공급하는 동시에, 이것의 보텀측의 압유를, 제2 압유의 급배 관로(b)를 통해 오일 탱크(9)로 배출하고, 이에 의해 우측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 축소시킨다. 그 결과, 전방 프레임(1a)은 후방 프레임(1b)에 대해 우측 방향으로 회전한다.

또한, 파일럿식 방향 절환 밸브(5)가 우측 위치로 절환되었을 때에는, 파일럿식 방향 절환 밸브(5)는 유압 펌프(3)의 압유를, 제2 압유의 급배 관로(b)를 통해 좌측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 로드측으로 공급하는 동시에, 이것의 보텀측의 압유를, 제1 압유의 급배 관로(a)를 통해 오일 탱크(9)로 배출하고, 이에 의해 좌측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 축소시킨다. 동시에, 유압 펌프(3)의 압유를, 제2 압유의 급배 관로(b)를 통해 우측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 보텀측으로 공급하는 동시에, 이것의 로드측의 압유를, 제1 압유의 급배 관로(a)를 통해 오일 탱크(9)로 배출하고, 이에 의해 우측의 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 신장시킨다. 그 결과, 전방 프레임(1a)은, 후방 프레임(1b)에 대해 좌측 방향으로 회전한다. 이상의 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작에 의한 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 절환 조작에 있어서, 그 핸들(7a)의 조작량에 따라서 개구량을 조절하여, 차체 굴곡용 유압 실린더(2)가 신축하는 속도를 제어할 수 있다.

부호 6은 스티어링용 핸들(7a)이 부설되고, 이 핸들(7a)의 회전 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 작동 위치(중립 위치로부터 절환되는 좌측 위치나 우측 위치) 및 개구량(파일럿 오일의 유로의 단면적)을 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 핸들용 신호 생성 수단, 7은 파일럿 펌프(4)의 토출측에 설치되고, 스풀(7b)에 부설된 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸 브(5)의 좌우 어느 하나의 신호 수신부로 유압 파일럿압을 출력하여 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 중립 위치로부터 좌측 위치 또는 우측 위치로 절환하는 로터리식 방향 절환 밸브, 8은 이 로터리식 방향 절환 밸브(7)의 스풀(7b)의 회전과 동기하여 정역(正逆) 2방향으로 회전하는 기어 펌프, 9는 작동유나 파일럿 오일을 저류하기 위한 오일 탱크, c는 파일럿 오일을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌측의 신호 수신부로 유도하기 위한 좌측 파일럿 관로, d는 파일럿 오일을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 우측의 신호 수신부로 유도하기 위한 우측 파일럿 관로이다.

도 1에 도시하는 예에서는, 핸들용 신호 생성 수단(6)은 로터리식 방향 절환 밸브(7)와 기어 펌프(8)를 설치하여 구성되어 있다. 로터리식 방향 절환 밸브(7)는, 내부에 끼움 삽입 구멍을 갖는 밸브 본체(7c)와, 이 밸브 본체(7c)의 끼움 삽입 구멍에 회전 가능하게 끼움 삽입되어 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작에 의해 회전하는 로터리 스풀(7b)과, 이 로터리 스풀(7b)을 중립 위치로 유지하기 위한 스프링(7d)을 설치하여 구성되어 있다. 그리고 이 로터리 스풀(7b)을 회전함으로써, 밸브 본체(7c)에 설치한 복수의 포트를 로터리 스풀(7b)에 의해 개폐하여 파일럿 오일의 흐름의 방향이나 유량을 절환한다. 도 1에서는, 설명의 편의상, 이 로터리 스풀형의 방향 절환 밸브(7)를, 마치 로터리 스풀(7b)이 밸브 본체(7c) 내를 중립 위치로부터 좌우의 위치로 직선적으로 미끄럼 이동하는 슬라이드 스풀형의 방향 절환 밸브인 것과 같이 도시하고 있다. 이하, 이 로터리식 방향 절환 밸브(7)에 관한 설명은, 도 1에 도시한 방향 절환 밸브(7)에 기초하여 행한다.

로터리식 방향 절환 밸브(7)는, 스티어링용 핸들(7a)을 좌우 어느 하나의 방 향으로 회전 조작하면, 그 회전 조작의 방향에 따라서 유로가 중립 위치로부터 절환된다. 그리고 좌측 방향으로 회전 조작하였을 때에는, 도 1에 도시한 방향 절환 밸브(7)가 좌측 위치로 절환된 것과 동등한 상태로 되어, 파일럿 펌프(4)에 통하는 유로를 기어 펌프(8)의 좌측 방향 회전시에 있어서의 흡입측에 접속하고, 또한 기어 펌프(8)의 좌측 방향 회전시에 있어서의 토출측을 우측 파일럿 관로(d)에 접속하는 동시에, 좌측 파일럿 관로(c)를 오일 탱크(9)에 통하는 유로에 접속한다.

또한, 우측 방향으로 회전 조작하였을 때에는, 도 1에 도시한 방향 절환 밸브(7)가 우측 위치로 절환된 것과 동등한 상태로 되어, 파일럿 펌프(4)에 통하는 유로를 기어 펌프(8)의 우측 방향 회전시에 있어서의 흡입측에 접속하고, 또한 기어 펌프(8)의 우측 방향 회전시에 있어서의 토출측을 좌측 파일럿 관로(c)에 접속하는 동시에, 우측 파일럿 관로(d)를, 오일 탱크(9)에 통하는 유로에 접속한다. 이상의 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작에 의한 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 절환 조작에 있어서, 그 핸들(7a)의 조작량에 따라서 방향 절환 밸브(7)의 유로의 개구량을 조절하여 유압 파일럿압을 조정할 수 있다.

기어 펌프(8)는, 그 회전축이 로터리 스풀(7b)과 동축이 되도록 연결되어 있고, 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작에 의해 로터리 스풀(7b)을 회전시키면, 이것에 따라서 기어 펌프(8)의 회전축도 로터리 스풀(7b)의 회전과 동기하여 회전하도록 되어 있다. 따라서, 로터리식 방향 절환 밸브(7)가 스티어링용 핸들(7a)의 좌우 어느 하나의 방향의 회전 조작에 의해 중립 위치로부터 절환되면, 기어 펌프(8)도 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작에 따라서 수동으로 회전 구동되게 되고, 그 결과, 기어 펌프(8)가 이른바 핸드 펌프로서의 작용을 하여, 파일럿 펌프(4)로부터의 파일럿 오일이 로터리식 방향 절환 밸브(7)의 유로를 통해 좌우 어느 하나의 파일럿 관로(c, d)로 유도되게 된다.

그리고 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작이 종료되면, 로터리 스풀(7b)이 스프링(7d)의 가압에 의해 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작의 방향과는 역방향으로 회전하여 중립 위치로 복귀시켜지게 된다. 그때, 로터리 스풀(7b)과 동축의 기어 펌프(8)도 역방향으로 회전하게 된다. 이들 과정에 있어서, 로터리식 방향 절환 밸브(7)와 기어 펌프(8)로 이루어지는 핸들용 신호 생성 수단(6)은, 로터리 스풀(7b)의 회전량에 따른 소정의 용량의 파일럿 오일을, 파일럿 신호로서 기어 펌프(8)를 통해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 신호 수신부로 유도하게 되어, 이에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 개구량을 조절할 수 있다.

도 1의 핸들용 신호 생성 수단(6)은, 이러한 구조를 구비하고 있으므로, 핸들용 신호 생성 수단(6)의 작동시에 있어서, 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작량에 따른 소정량의 파일럿 오일을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 신호 수신부로 유도한 후에는, 로터리 스풀(7b)이 스프링(7d)의 가압에 의해 중립 위치로 자연히 복귀되게 되어, 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작시마다, 작업자가 하나하나 이 핸들(7a)의 역회전 조작을 하여 로터리 스풀(7b)을 중립 위치로 복귀시키는 것과 같은 수고는 필요로 하지 않는다. 그로 인해, 본 핸들용 신호 생성 수단(6)에 따르면, 조작상의 부담이 큰 핸들용 신호 생성 수단에 있어서의 스티어링용 핸들의 조작 부담을 경감하여, 스티어링 조작에 기인하는 작업자의 피로의 저감에 이바지할 수 있다.

이상, 핸들용 신호 생성 수단(6)에 관련되는 스티어링용의 유압 회로를 중심으로 설명하였지만, 이하에 레버용 신호 생성 수단에 관련되는 스티어링용의 유압 회로에 대해 설명한다.

부호 10은 경동 조작되는 스티어링용 레버(10a)가 부설되어 이 레버(10a)의 경동 조작에 의해 전기 신호를 출력하는 전기 레버용 조작 장치, 11은 이 전기 레버용 조작 장치(10)의 전기 신호가 입력되어 그 스티어링용 레버(10a)의 조작 방향 및 조작량에 관한 전기 신호를 출력하는 컨트롤러, 12a는 컨트롤러(11)로부터의 전기 신호의 출력값에 따라서 개구량을 조절함으로써 주 파일럿 관로(e)로부터 2차측의 파일럿 관로(f)로 유도되는 유압 파일럿압의 출력값을 조정할 수 있는 제1 압력 비례 전자기 밸브, 12b는 마찬가지로 하여 주 파일럿 관로(e)로부터 2차측의 파일럿 관로(g)로 유도되는 유압 파일럿압의 출력값을 조정할 수 있는 제2 압력 비례 전자기 밸브, e는 파일럿 펌프(4)로부터의 파일럿 오일을 각종 밸브로 파일럿 신호로서 공급하기 위한 주 파일럿 관로, f는 제1 압력 비례 전자기 밸브(12a)의 2차측의 파일럿 오일을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌측의 신호 수신부로 유도하기 위한 파일럿 관로, g는 제2 압력 비례 전자기 밸브(12b)의 2차측의 파일럿 오일을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 우측의 신호 수신부로 유도하기 위한 파일럿 관로이다.

전기 레버용 조작 장치(10)는, 스티어링용 레버(10a)를 경동 조작하면, 경동 조작의 방향 및 조작량에 따라서, 컨트롤러(11)로 출력되는 전압값에 관한 전기 신호가 변화되도록 구성되어 있다. 컨트롤러(11)는 전기 레버용 조작 장치(10)로부 터 출력된 전기 신호에 기초하여, 스티어링용 레버(10a)의 조작 방향 및 조작량에 대응한 전기 신호를 생성하고, 스티어링용 레버(10a)의 조작량에 대응한 전기 신호를, 이것의 조작 방향에 따라서 제1 압력 비례 전자기 밸브(12a) 또는 제2 압력 비례 전자기 밸브(12b)의 신호 수신부로 출력한다. 그렇게 하면, 이 전기 신호를 수신한 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b)는, 후술하는 선택 밸브(13a, 13b)가 하방 위치로 절환되어 있는 조건하에서, 다음에 서술하는 바와 같이 유압 파일럿압을 출력하여 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 절환한다.

즉, 제1 압력 비례 전자기 밸브(12a)는, 컨트롤러(11)로부터의 스티어링용 레버(10a)의 조작 방향에 관한 전기 신호에 따라서 작동하고, 우측 위치로부터 좌측 위치로 절환된다. 그리고 좌측 위치로 절환되었을 때에는, 주 파일럿 관로(e)로부터의 유압 파일럿압을, 파일럿 관로(f)로부터 제1 선택 밸브(13a)를 통해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌측의 신호 수신부로 출력하여 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 좌측 위치로 절환한다. 이 사이에, 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 우측의 신호 수신부의 파일럿 오일은, 제2 선택 밸브(13b)로부터 파일럿 관로(g)를 경유한 후, 우측 위치로 절환되어 있어 당초 그대로의 상태에 있는 제2 압력 비례 전자기 밸브(12b)를 통해 오일 탱크(9)로 배출된다.

마찬가지로 하여, 제2 압력 비례 전자기 밸브(12b)는, 스티어링용 레버(10a)의 조작 방향에 관한 전기 신호에 따라서 우측 위치로부터 좌측 위치로 절환된다. 그리고 좌측 위치로 절환되었을 때에는, 주 파일럿 관로(e)로부터의 유압 파일럿압을, 파일럿 관로(g)로부터 제2 선택 밸브(13b)를 통해 파일럿식 방향 절환 밸브(5) 의 우측의 신호 수신부로 출력하여 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 우측 위치로 절환한다. 이 사이에, 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌측의 신호 수신부의 파일럿 오일은, 제1 선택 밸브(13a)로부터 파일럿 관로(f)를 경유한 후, 당초 그대로의 상태의 제1 압력 비례 전자기 밸브(12a)를 통해 오일 탱크(9)로 배출된다.

이들 과정에 있어서, 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b)는, 컨트롤러(11)로부터의 전기 신호의 출력값에 따른 개구량을 조절하고, 이에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 신호 수신부로 출력하는 유압 파일럿압을 조정할 수 있다. 이와 같이, 전기 레버용 조작 장치(10), 컨트롤러(11) 및 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b)는 스티어링용 레버(10a)의 경동 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 작동 위치 및 개구량을 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 레버용 신호 생성 수단을 이루고 있다.

부호 13a는 이 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호와 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브의 좌측의 신호 수신부로 선택적으로 출력할 수 있도록 절환하는 제1 선택 밸브, 13b는 이 제1 선택 밸브(13a)와 동시에 절환되어 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호와 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브의 우측의 신호 수신부로 선택적으로 출력할 수 있도록 절환하는 제2 선택 밸브, 14는 수동 조작함으로써 스티어링용 레버(10a)의 경동 조작에 의한 차량의 조타를 가능하게 하기 위한 레버 조작용 수동 절환 스위치로서의 레버용 스위치, 15는 통상시에는 우측 위치에 세트되어 파일럿 관로(h)의 파일럿 오일을 오일 탱크(9)로 배출하 고 있고, 레버용 스위치(14)의 조작 신호에 의해 좌측 위치로 절환 조작되어 주 파일럿 관로(e)의 파일럿 오일을 파일럿 관로(j)로부터 파일럿 관로(h)를 통해 양 선택 밸브(13a, 13b)의 하방의 신호 수신부로 유도하도록 작동하는 선택 밸브 절환용 절환 밸브, h는 이 절환 밸브(15)의 2차측의 파일럿 오일을 양 선택 밸브(13a, 13b)의 하방의 신호 수신부로 유도하기 위한 파일럿 관로, j는 주 파일럿 관로(e)의 파일럿 오일을 주 파일럿 관로(e)로부터 분기하여 선택 밸브 절환용의 절환 밸브(15)로 보내는 유로로서의 파일럿 관로이다.

선택 밸브(13a, 13b)는, 서로 대향하는 위치(도 1의 예에서는 상하의 위치)에 한 쌍의 신호 수신부를 설치하여 구성되어 있고, 통상시에는, 상측의 스프링(s)의 가압에 의해 상방 위치에 세트되어 있어 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 파일럿 관로(c, d)를 통해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력할 수 있도록 되어 있다. 그리고 파일럿 오일을 하방의 신호 수신부로 유도함으로써 하방 위치로 절환되어, 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호, 즉 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b)로부터의 유압 파일럿압을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력하는 것이 가능해진다. 또한, 상방의 신호 수신부로 파일럿 오일을 유도함으로써, 하방의 신호 수신부로 파일럿 오일이 유도되어 있을 때라도, 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력하는 것이 가능해지도록 상방 위치로 절환된다.

레버용 스위치(14)는, 항상 개방된 개폐 스위치이며, 통상시, 즉 개방시에는 스티어링용 핸들(7a)의 사용 모드로 세트되어 있지만, 폐쇄되면 스티어링용 레 버(10a)의 사용 모드로 절환된다. 이 레버용 스위치(14)의 개폐 상태를 나타내는 온 오프 신호는, 컨트롤러(11)에 입력된다. 레버용 스위치(14)는, 작업자가 온(ON) 조작하여 스티어링용 핸들(7a)의 사용 모드로 세트하면, 컨트롤러(11)를 통해 전기 신호를 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)의 좌측 신호 수신부로 출력하여 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)를 좌측 위치로 절환한다.

그렇게 하면, 이 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)는, 파일럿 관로(e)로부터의 파일럿 오일을, 파일럿 관로(j)로부터 파일럿 관로(h)를 통해 양 선택 밸브(13a, 13b)의 하방의 신호 수신부로 유도하여 선택 밸브(13a, 13b)를 하방 위치로 절환한다. 그 결과, 스티어링용 레버(10a)의 경동 조작에 의해, 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b)의 한쪽으로부터의 유압 파일럿압을 파일럿 관로(f, g)의 한쪽을 통해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 한쪽의 신호 수신부로 출력하고, 다른 쪽의 신호 수신부의 유압 파일럿압을 파일럿 관로(f, g)의 다른 쪽을 통해 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b)의 다른 쪽으로부터 빼내는 것이 가능해진다.

이와 같이, 레버 조작용 수동 절환 스위치로서의 레버용 스위치(14)와 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)를 설치하여 레버 조작용 수동 절환 수단을 구성하고, 레버용 스위치(14)의 수동 조작에 의해, 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력할 수 있도록 선택 밸브(13a, 13b)를 절환하여, 스티어링용 레버(10a)의 경동 조작에 의한 차량의 조타를 가능하게 하도록 구성하고 있다. 본 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 이상과 같은 레버용 신호 생성 수단에 관련되는 스티어링용 유압 회로를 핸들용 신호 생성 수단(6)에 관련되 는 이미 서술한 스티어링용 유압 회로에 부가함으로써, 스티어링용 핸들(7a)의 회전 조작과 스티어링용 레버(10a)의 경동 조작에 의한 차량의 조타를 선택적으로 행할 수 있도록 하였다.

그런데, 파일럿식 방향 절환 밸브(5)와 핸들용 신호 생성 수단(6)의 사이의 파일럿 관로(c, d)는, 로터리식 방향 절환 밸브(7)가 중립 위치에 있을 때에 폐회로를 이루고 있어, 핸들(7a)의 비조작시에 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌우의 신호 수신부로 유도되어 있는 파일럿 오일의 흐름을 차단하고 있으므로, 핸들용 신호 생성 수단(6)의 비작동시에는 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌우의 신호 수신부의 한쪽에 유압 파일럿압을 유도하고 있을 때에 다른 쪽으로부터 유압 파일럿압을 빼낼 수 없어, 이대로는 스티어링용 레버(10a)에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 지장 없이 절환 조작할 수는 없다.

압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b), 선택 밸브(13a, 13b) 및 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)는, 이러한 문제를 극복하기 위해 특설한 것이며, 이에 의해 스티어링용 핸들(7a) 외에 스티어링용 레버(10a)를, 간단한 구조를 부가함으로써 사용 가능하게 하였다. 즉, 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b) 및 선택 밸브(13a, 13b)를 설치하여, 레버용 스위치(14)의 온 조작으로 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)를 절환함으로써, 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b)와 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌우의 신호 수신부를 연락시키도록 선택 밸브(13a, 13b)를 절환하므로, 압력 비례 전자기 밸브(12a, 12b) 중 한쪽의 압력 비례 전자기 밸브에 의해 파일럿 오일을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 좌우의 신호 수신부의 한쪽의 신호 수신부로 유도하는 동시에, 다른 쪽의 압력 비례 전자기 밸브에 의해 다른 쪽의 신호 수신부의 파일럿 오일을 오일 탱크(9)측으로 빼낼 수 있어, 스티어링용 레버(10a)의 경동 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 지장 없이 절환하는 것이 가능해진다.

본 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 스티어링 조작의 신뢰성을 높여 그 안전성을 향상시키기 위해, 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 특설하고 있다. 따라서, 도 1에 기초하여, 이 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단에 대해 설명한다.

이 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단은, 레버용 스위치(14)의 온 조작에 의해 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력할 수 있도록 선택 밸브(13a, 13b)를 하방 위치로 절환하고 있을 때라도, 작업자가 스티어링용 핸들(7a)을 회전 조작하였을 때에는, 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 바로 출력할 수 있도록, 선택 밸브(13a, 13b)를 상방 위치로 자동적으로 절환하기 위한 수단이다.

도 1에 도시한 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단은, 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 절환하기 위한 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 제1 선택 밸브(13a) 및 제2 선택 밸브(13b)의 양쪽의 상방의 신호 수신부로 유도함으로써 양 선택 밸브(13a, 13b)를 상방 위치로 절환하여, 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를, 파일럿 관로(c, d)를 통해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 유압 파일럿압을 제1 선택 밸브(13a) 및 제2 선택 밸브(13b)의 상방의 신호 수신부로 유도하기 위한 파일럿 관로(i)와, 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 절환하기 위한 핸들용 신호 생성 수단(6) 으로부터의 유압 파일럿압을 유도하는 좌우의 파일럿 관로(c, d)의 유압 파일럿압 중 고압의 쪽의 유압 파일럿압[이 유압 파일럿압은, 스티어링용 핸들(7a)의 조작에 의해 생성된 유압 파일럿압임에 틀림없음]을 선택하여 파일럿 관로(i)로 유도하는 셔틀 밸브(16)를 설치하여 구성하였다.

이상 설명한 건설 차량용 스티어링 장치의 작용 효과에 대해, 이하에 서술한다.

본 건설 차량용 스티어링 장치는, 회전 조작되는 스티어링용 핸들(7a)이 부설된 핸들용 신호 생성 수단(6)을 구비하고 있으므로, 법규상 일반 차도를 왕래를 위해 주행하는 것이 허용되어 편리하다. 그리고 이 핸들용 신호 생성 수단(6)은, 스티어링용 핸들(7a)의 조작이 회전 조작이며, 최대 조작량이 매우 크기 때문에, 일반 차도의 주행시에 빈번히 행하는 것이 필요한 미세 조작을 용이하게 행하는 것이 가능해지는 동시에, 보통의 자동차와 동일한 조작 감각으로 운전 조작을 행할 수 있다. 그로 인해, 본 건설 차량용 스티어링 장치는, 종래의 건설 차량용 스티어링 장치의 우수한 성능을 그대로 유지하고 있어, 일반 차도의 주행에 적합하다.

또한, 본 건설 차량용 스티어링 장치는, 이러한 종래의 기술의 우수한 성능을 그대로 구비하고 있는 것에 부가하여, 경동 조작되는 스티어링용 레버(10a)가 부설되어 이 레버(10a)의 경동 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 레버용 신호 생성 수단도 구비하고 있고, 스티어링용 레버(10a)에 의한 조작을, 수동에 의한 레버용 스위치(14)의 개폐 조작에 의해 선택적으로 실시할 수 있도록 하고 있으므로, 종래의 기술과는 달리, 현장에서 의 작업에도 적합하다. 즉, 스티어링용 레버(10a)의 조작은, 이 레버(10a)를 한손으로 파지하면서 손목을 굴신하여 경동시키는 경동 조작이며, 최대 조작량이 스티어링용 핸들(7a)의 조작에 비해 매우 적어도 되므로, 현장에서의 작업에 있어서, 자주 차체(1)를 크게 커브시키는 대조작을 빈번히 행하는 것이 필요해졌을 때라도, 작업자에게 초래되는 조작상의 부담은 스티어링용 핸들(7a)의 조작에 비해 훨씬 적다.

또한, 이러한 스티어링용 레버(10a)는, 한손으로 파지하여 조작을 하는 데 적합하므로, 휠 로더로 굴삭 작업을 행하는 경우와 같이 현장에서 작업을 하면서 주행할 때에는, 한손으로 스티어링용 레버(10a)를 조작하면서, 당해 작업에 관계되는 유압 액추에이터의 조작 수단을 다른 쪽 손에 의해 용이하게 조작할 수 있다. 이때, 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 조작은, 작업용 유압 액추에이터의 조작으로 통상 실시되고 있는 조작과 마찬가지로 레버에 의한 조작으로 실시되므로, 양 유압 액추에이터의 조작이, 종래와는 달리 동질의 조작 수단으로 조작되게 되어 조작이 종래보다도 쉬워진다. 그리고 이 스티어링용 레버(10a)에 의한 조작은, 조작시의 조작력을 경감할 수 있는 전기 레버용 조작 장치(10)의 조작이므로, 작업자에 의한 작업시의 조작을 한층 용이하게 할 수 있다.

이와 같이, 본 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합한 스티어링 조작을 행할 수 있지만, 이러한 우수한 조작 기능에 부가하여, 레버용 스위치(14)를 스티어링용 레버(10a)의 사용 모드로 절환하고 있을 때라도, 긴급시에는, 바로 스티어링용 핸 들(7a)에 의한 조작을 행할 수 있도록 하여, 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있다. 즉, 본 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 특히 파일럿 관로(i)와 셔틀 밸브(16)를 갖는 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 설치하고 있으므로, 레버용 스위치(14)에 의해, 스티어링용 레버(10a)를 사용할 수 있도록 선택 밸브(13a, 13b)를 절환하고 있을 때라도, 긴급시에, 조작성이 우수하여 신뢰도가 높은 스티어링용 핸들(7a)을 순간적으로 회전 조작하였을 때에는, 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력할 수 있도록 선택 밸브(13a, 13b)가 자동적으로 절환된다.

따라서, 본 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 레버용 스위치(14)를 스티어링용 레버(10a)의 사용 모드로 절환하여 작업을 하고 있을 때라도, 작업자가 필요에 따라서 스티어링용 핸들(7a)을 회전 조작하면, 레버용 스위치(14)의 절환 조작을 필요로 하는 일 없이 바로 스티어링용 핸들(7a)에 의한 조작을 행할 수 있으므로, 긴급시 등에 핸들(7a)에 의한 스티어링 조작을 행할 수 있다. 이상과 같이, 본 건설 차량용 스티어링 장치에 따르면, 일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합하고, 또한 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있다.

그 결과, 본 건설 차량용 스티어링 장치에 따르면, 건설 차량의 스티어링 조작시에, 작업자의 조작상의 부담을 경감하여, 작업자의 피로를 종래보다도 저감할 수 있는 동시에, 건설 차량의 스티어링 조작에 대해 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 핸들용 신호 생성 수단(10) 및 레버용 신호 생성 수단 중 어떠한 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호에 의한 차체 굴곡용 유압 실린더(2)의 제어도, 동일한 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 통해 행하도록 하고 있으므로, 차체 굴곡용 유압 실린더(2)를 제어하기 위한 파일럿식 방향 절환 밸브(5)의 배치수를 줄일 수 있는 동시에, 이에 의해 유압 회로를 간소화할 수 있다.

마지막으로, 도 2에 기초하여, 본 발명에 관한 제2 예의 건설 차량용 스티어링 장치에 대해 설명한다.

본 제2 예의 건설 차량용 스티어링 장치는, 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단의 구체적 구조를 제외하고 상기한 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치와 실질상 차이는 없다. 따라서, 제2 예에 대해서는, 도 2에 도시되어 있는 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 중심으로 설명한다. 또한, 도 2에 있어서 이미 서술한 도 1과 동일한 부호를 부여한 부분은, 도 1과 동등한 부분을 나타내므로, 상세하게 서술하지 않는다.

이 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단은, 유압 파일럿압을 제1 선택 밸브(13a) 및 제2 선택 밸브(13b)의 상방의 신호 수신부로 유도하기 위한 파일럿 관로(i)와, 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 유압 파일럿압을 유도하는 좌우의 파일럿 관로(c, d)의 유압 파일럿압 중 고압의 쪽의 유압 파일럿압을 선택하여 출력하는 셔틀 밸브(16)와, 파일럿 펌프(4)로부터의 파일럿 오일을 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)로 보내는 파일럿 관로(j)에 배치된 해제 밸브(17)를 설치하여 구성하고 있다. 이 해제 밸브(17)는, 셔틀 밸브(16)에서 선택된 유압 파일럿압이 좌측의 신호 수신부로 출력되도록 되어 있다.

해제 밸브(17)는, 통상시는 우측 위치로 세트되어 파일럿 관로(j)를 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)측에 연통시키고 있는 동시에, 파일럿 관로(i)의 파일럿 오일을 오일 탱크(9)로 릴리프하고 있다. 또한, 셔틀 밸브(16)로부터의 유압 파일럿압이 좌측의 신호 수신부로 출력되어 좌측 위치로 절환되면, 파일럿 관로(j)를 파일럿 관로(i)에 연통시키는 동시에, 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)의 좌측 위치로의 절환시에 있어서, 선택 밸브(13a, 13b)의 하방의 신호 수신부로 유도되어 있는 파일럿 오일을, 파일럿 관로(h)와 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)를 통해 오일 탱크(9)로 릴리프한다.

이제, 레버용 스위치(14)를 온 조작하여, 레버용 스위치(14)를 스티어링용 레버(10a)의 사용 모드로 절환하고 있는 것으로 한다. 이때, 선택 밸브 절환용 절환 밸브(15)는 좌측 위치로 절환되고, 이에 의해 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력할 수 있도록 선택 밸브(13a, 13b)를 하방 위치로 절환하고 있다. 이러한 상태에 있어서, 긴급시 등에 스티어링용 핸들(7a)을 회전 조작하면, 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단은 상기한 구조를 구비하고 있으므로, 셔틀 밸브(16)에서 검출된 스티어링용 핸들(7a)의 조작시의 유압 파일럿압, 환언하면 파일럿식 방향 절환 밸브(5)를 절환하기 위한 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 신호가 셔틀 밸브(16)로부터 해제 밸브(17)의 좌측의 신호 수신부로 출력된다.

그렇게 하면, 해제 밸브(17)는 좌측 위치로 절환되어, 파일럿 펌프(4)로부터의 파일럿 오일을 주 파일럿 관로(e) 및 파일럿 관로(j)로부터 파일럿 관로(i)를 통해 선택 밸브(13a, 13b)의 상방의 신호 수신부로 유도하고, 이에 의해 핸들용 신호 생성 수단(6)로부터의 파일럿 신호, 즉 파일럿 관로(c, d)의 유압 파일럿압을 파일럿식 방향 절환 밸브(5)로 출력할 수 있도록 선택 밸브(13a, 13b)가 상방 위치로 절환된다. 그때, 해제 밸브(17)는 선택 밸브(13a, 13b)의 하방의 신호 수신부로 유도되어 있는 파일럿 오일을, 파일럿 관로(h)와 좌측 위치 절환시의 선택 밸브 절환용의 절환 밸브(15)를 통해 오일 탱크(9)로 릴리프하여, 선택 밸브(13a, 13b)의 상방 위치로의 절환을 지원한다.

제2 예의 건설 차량용 스티어링 장치는, 이미 서술한 바와 같이, 핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단의 구체적인 구조를 제외하고 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치와 실질상 차이는 없고, 핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단도, 제1 예의 수단과 동등한 기능을 하므로, 본 건설 차량용 스티어링 장치도, 당연히 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치와 동일한 작용 효과를 발휘한다. 따라서, 본 건설 차량용 스티어링 장치에 의해서도,「일반 차도에서의 주행에 적합할 뿐만 아니라, 현장에서의 작업에도 적합하고, 또한 신뢰성이 높은 스티어링 조작을 행할 수 있다」는 본 출원의 발명의 기술적 과제를 달성할 수 있는 동시에, 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치에 대해 이미 서술한 작용 효과를 발휘할 수 있다.

핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단을 구성하는 경우, 제1 예의 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 특히 선택 밸브(13a, 13b)에 유압 파일럿 방식의 절환 밸브를 사용하여, 셔틀 밸브(16)에서 검출된 스티어링용 핸들(7a)의 조작시의 핸들용 신호 생성 수단(6)으로부터의 파일럿 관로(c, d)의 유압 파일럿압을, 단순히 선택 밸브(13a, 13b)의 신호 수신부로 유도하도록 하는 것만으로 구성할 수 있으므로, 핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단을 부가하기 위한 구조를 간단하게 할 수 있다.

핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단에 의해 선택 밸브를 절환하는 경우, 제2 예의 건설 차량용 스티어링 장치에서는, 선택 밸브(13a, 13b)의 신호 수신부에 대해, 파일럿 관로(c, d)의 유압 파일럿압과는 달리, 유압 파일럿압이 안정되어 있는 파일럿 펌프(4)로부터의 파일럿 오일을, 압력을 변화시키는 일 없이 해제 밸브(17)를 통해 유도하도록 하고 있으므로, 스티어링용 핸들(7a)의 조작시에 선택 밸브(13a, 13b)를 확실하게 절환할 수 있도록 설계하는 것이 용이해진다. 그 결과, 핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단에 의한 선택 밸브(13a, 13b)의 절환 조작에 관한 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (3)

1. 차량의 조타를 행하기 위한 액추에이터로서의 스티어링용 유압 실린더와, 이 스티어링용 유압 실린더에 대한 압유의 공급 방향 및 공급량을 제어하는 파일럿식 방향 절환 밸브와, 회전 조작되는 스티어링용 핸들이 부설되어 이 핸들의 회전 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브의 작동 위치 및 개구량을 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 핸들용 신호 생성 수단을 구비한 건설 차량용 스티어링 장치에 있어서, 경동 조작되는 스티어링용 레버가 부설되어 이 레버의 경동 조작에 의해 파일럿식 방향 절환 밸브의 작동 위치 및 개구량을 절환하기 위한 파일럿 신호를 생성하는 레버용 신호 생성 수단과, 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호와 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 선택적으로 출력할 수 있도록 절환하는 선택 밸브와, 수동 조작에 의해 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 절환하여 스티어링용 레버의 경동 조작에 의한 차량의 조타를 가능하게 하는 레버 조작용의 수동 절환 수단과, 이 수동 절환 수단의 수동 조작에 의해 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 절환하고 있을 때라도, 스티어링용 핸들을 회전 조작하였을 때에 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 자동적으로 절환하는 핸들 우선 조작용 자동 절환 수단을 설치하여 구성하고,

   선택 밸브는, 서로 대향하는 한 쌍의 신호 수신부를 설치하여 구성하여, 한쪽의 신호 수신부로 파일럿 오일을 유도함으로써 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있고, 다른 쪽의 신호 수신부로 파일럿 오일을 유도함으로써, 한쪽의 신호 수신부로 파일럿 오일이 유도되어 있을 때라도 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 절환되도록 구성하는 동시에, 핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단은 파일럿식 방향 절환 밸브를 절환하기 위한 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 선택 밸브의 다른 쪽의 신호 수신부로 유도함으로써, 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 절환하도록 구성하고,

   레버 조작용 수동 절환 수단은, 스티어링용 레버의 경동 조작에 의한 차량의 조타를 가능하게 하기 위한 레버 조작용 수동 절환 스위치와, 이 레버 조작용 수동 절환 스위치의 조작 신호에 의해 선택 밸브의 한쪽의 신호 수신부로 파일럿 오일을 유도할 수 있도록 절환 조작되고, 이에 의해 레버용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 절환하는 선택 밸브 절환용 절환 밸브를 설치하여 구성하는 동시에, 핸들 우선 조작용의 자동 절환 수단은, 파일럿 펌프로부터의 파일럿 오일을 선택 밸브 절환용의 절환 밸브로 보내는 유로에 설치되고, 파일럿식 방향 절환 밸브를 절환하기 위한 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호가 신호 수신부로 출력되어 절환되는 것보다, 파일럿 펌프로부터의 파일럿 오일을 선택 밸브의 다른 쪽 신호 수신부로 유도하여 핸들용 신호 생성 수단으로부터의 파일럿 신호를 파일럿식 방향 절환 밸브로 출력할 수 있도록 선택 밸브를 절환하는 해제 밸브를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는, 건설 차량용 스티어링 장치.
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