KR101425245B1 - 유압 셔블의 유압 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 종래의 기술에서는 고려되어 있지 않은 유압 회로 내의 압유의 잔존 에너지를 이용하여 레벨링 작업을 효율적으로 행할 수 있는 유압 셔블의 유압 구동 장치를 제공한다.

붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)와, 양 실린더(1, 2)로 압유를 공급하는 주 유압 펌프(4)와, 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)로 공급하는 압유의 흐름을 각각 제어하는 붐용 방향 제어 밸브(7) 및 아암용 방향 제어 밸브(8)와, 아암용 방향 제어 밸브(8)를 작동유 탱크(6)로 연결하는 탱크 유로(8c)를 구비한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서, 탱크 유로(8c)를 선택적으로 폐쇄할 수 있는 유량 제어 밸브(15)를 설치하여, 붐 인상과 아암 크라우드의 복합 조작으로 레벨링 작업을 하고 있는 경우에 있어서 아암 실린더(2)의 로드측의 유압이 설정값 이상으로 상승했을 때에 유량 제어 밸브(15)에 의해 탱크 유로(8c)를 폐쇄하여 작동유 탱크(8c)로의 아암 실린더(2)의 로드측의 압유의 유출을 저지하여 동일 로드측의 압유를 붐 실린더(1)의 보텀측으로 공급하도록 구성했다.

붐 실린더, 압유, 방향 제어 밸브, 아암 크라우드, 작동유 탱크

Description

유압 셔블의 유압 구동 장치 {HYDRAULIC DRIVE DEVICE FOR HYDRAULIC EXCAVATOR}

본 발명은, 붐 실린더 및 아암 실린더와 이들 실린더를 구동하기 위한 유압을 발생하는 주 유압 펌프와 주 유압 펌프로부터 붐 실린더 및 아암 실린더로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 붐 실린더용 방향 제어 밸브 및 아암 실린더용 방향 제어 밸브를 구비하고, 레벨링 작업을 행할 수 있는 유압 셔블의 유압 구동 장치에 관한 것이다.

유압 셔블은 크롤러 등에 의해 주행하는 하부 주행체와, 이 하부 주행체 위에 선회 가능하게 설치된 상부 선회체를 설치하여 차체를 구성하고 있다. 또한, 굴삭 작업 등을 행하기 위한 붐, 아암 및 버킷과 같은 작업용 기구와, 이들 작업용 기구를 각각 구동하기 위한 붐 실린더, 아암 실린더 및 버킷 실린더라고 칭하는 각종 유압 실린더를 설치하여 프론트 작업기를 구성하고 있다. 그리고, 이렇게 하여 구성된 프론트 작업기를 상부 선회체에 설치하여 토사의 굴삭 작업 등의 각종 작업을 행한다.

이 유압 셔블은, 상기한 각종 유압 실린더 등, 각종 유압 액추에이터를 구동, 제어하기 위해 각종 유압 액추에이터로 압유를 공급하기 위한 유압의 발생원이 되는 주 유압 펌프와, 이 주 유압 펌프로부터 각 유압 액추에이터로 공급되는 압유의 흐름을 각각 제어하는 각 방향 제어 밸브와, 각 유압 액추에이터로부터 각 방향 제어 밸브를 통하여 배출되는 압유를 저류하는 작동유 탱크를 구비한 유압 구동 장치를 설치하고 있다. 이러한 유압 구동 장치에서는, 유압 실린더를 구동할 경우, 유압 펌프의 압유를, 방향 제어 밸브를 통하여 유압 실린더의 보텀측 및 로드측의 한쪽의 측으로 공급하고, 다른 쪽의 측으로부터 배출하여 구동하나, 프론트 작업기의 복수의 유압 실린더에 대해 복합 조작을 할 경우에 통상의 유압 구동 장치에서는, 유압 실린더의 다른 쪽, 즉 압유 배출측으로부터 배출되는 압유를 그 복합 조작에 유효하게 활용하지 않고 그대로 작동유 탱크로 흘리고 있었다.

유압 셔블에 있어서, 예를 들어 붐 실린더 및 아암 실린더의 보텀측으로 압유를 공급하여 이들을 신장시켜 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작(붐을 상방으로 틸팅시키면서 아암을 하방으로 요동시키는 복합 조작)을 행하면, 붐 실린더에 있어서의 압유 공급측, 즉 보텀측의 유압이 고압으로 되고, 이에 수반하여 붐 실린더에 있어서의 압유 배출측, 즉 로드측의 유압도 상승하나, 이러한 에너지가 잔존하는 로드측의 유압을 유효하게 활용하지 못하고 작동유 탱크에 버리고 있었다. 출원인은, 이러한 문제에 착안하여, 지금까지 유효하게 이용되고 있지 않았던 유압 실린더의 압유 배출측의 압유를 유압 실린더의 복합 조작 시에 유효하게 활용할 수 있게 하기 위해 특허 문헌1에 기재된 기술을 이미 개발하고 있다.

따라서, 이 특허 문헌1에 기재된 기술을 종래의 기술로서 위치를 부여하여, 후술하는 본 발명의 특징을 용이하게 이해할 수 있도록 하기 위해, 이 종래의 기술 의 내용을 이하에 개략적으로 설명한다. 그 때, 특허 문헌1에서 사용하고 있는 용어나 부호를 괄호 안에 부기하면서, 본 발명과 관련되는 부분의 기술 내용을 중심으로 설명한다.

이 특허 문헌1에 기재된 종래의 기술에 따른 유압 셔블의 유압 구동 장치는, 발명의 실시 형태의 설명에서는 프론트 작업기의 유압 액추에이터를 이루고 서로 복합 조작되는 붐 실린더(6) 및 아암 실린더(7)와, 붐 실린더(6) 및 아암 실린더(7)로 공급하기 위한 유압의 발생원으로서 공용되는 주 유압 펌프(21)를 구비하고 있다. 또한, 붐 실린더(6)나 아암 실린더(7)를 이러한 공통의 주 유압 펌프(21)의 압유에 의해 구동할 수 있게 하기 위해, 그 압유를 양 유압 액추에이터로 공급하는 병렬의 관로(27, 28)를 구비하고 있다. 또한, 주 유압 펌프(21)로부터 붐 실린더(6)로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 붐용 방향 제어 밸브(23)와, 주 유압 펌프(21)로부터 아암 실린더(7)로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 아암용 방향 제어 밸브(24)와, 붐용 방향 제어 밸브(23)나 아암용 방향 제어 밸브(24)를 작동유 탱크[탱크(43)]에 연결하는 탱크 유로(42)를 구비하고 있다.

특허 문헌1에 기재된 종래의 기술에서는, 이러한 유압 구동 장치에 있어서, 탱크 유로(42)와 아암용 방향 제어 밸브(24)의 상류측을 연통시키는 연통로(40)와, 탱크 유로(42)에 설치되어 이 탱크 유로(42)를 선택적으로 폐쇄할 수 있는 폐쇄 수단으로서의 합류 절환 밸브(44)를 설치하고 있다. 이 합류 절환 밸브(44)는 아암 실린더(7)의 보텀측의 압력이 소정 압력값 이상의 고압으로 되었을 때에, 이 압력에 의해 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 절환되는 항시 개방되는 유압 파일럿식 절환 밸브이다. 이 합류 절환 밸브(44)는 개방 위치에 있을 때에, 붐용 방향 제어 밸브(23)를 통하여 붐 실린더(6)로부터 배출되는 유압을 작동유 탱크로 되돌릴 수 있도록 하여 아암 실린더(7)의 보텀측의 압력이 소정압 이상의 고압으로 되어 폐쇄 위치로 절환되었을 때, 붐 실린더(6)의 특히 로드측의 유압이 작동유 탱크로 복귀되는 것을 저지하는 작용을 한다.

이 종래의 기술에 관한 유압 구동 장치는, 이상과 같은 수단을 구비하고 있으므로, 붐 실린더(6) 및 아암 실린더(7)를 신장시켜 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 토사의 굴삭 작업을 하고 있을 때에 아암 실린더(7)의 보텀측의 압력이 소정 압력값 이상의 고압으로 되면, 합류 절환 밸브(44)에 의해 탱크 유로(42)를 폐쇄함으로써 탱크 유로(42)로 배출된 붐 실린더(6)의 로드측의 압유를 연통로(40)로 유도하여 아암용 방향 제어 밸브(24)의 상류측으로 공급한다. 이 붐 실린더(6)의 로드측의 압유는, 주 유압 펌프(21)로부터 아암 실린더(7)로 공급되는 압유와 아암용 방향 제어 밸브(24)의 상류측에서 합류하고, 합류한 이들의 압유가 동일 방향 제어 밸브(24)를 경유하여 아암 실린더(7)의 보텀측으로 공급된다. 따라서, 이 유압 구동 장치에 따르면, 붐 실린더(6) 및 아암 실린더(7)에 대해 복합 조작을 할 경우에, 에너지가 잔존하는 붐 실린더(6)의 로드측의 유압을 유효하게 활용하여 아암 실린더(7)를 종전보다도 신속하게 신장시킬 수 있다.

특허 문헌1 : 일본 특허 출원 공개 제2004-346485호 공보(제5 내지 12 페이지, 도 1 내지 도 2)

특허 문헌1에 기재된 종래의 기술에 관한 유압 구동 장치는, 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 토사의 굴삭 작업을 행할 경우에 에너지가 잔존하는 붐 실린더의 로드측의 유압을 아암 실린더의 증속을 위해 활용하여 유압 에너지의 이용 효율을 향상시키도록 하고 있으며, 에너지 절약의 기술로서 바람직한 것이다. 그러나, 이 종래의 유압 구동 장치에 있어서는, 이러한 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 작업을 행할 경우에 있어서, 이용 방법을 간과하고 있는 이용하지 않은 잔존 에너지가 존재하고 있어, 유압 회로 내에 잔존하는 압유의에너지를 아직 충분히 활용하고 있다고는 할 수 없다. 이하, 이 점에 대하여 언급한다.

붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작 시에 있어서 활용할 수 있는 가능성이 있는 압유의 잔존 에너지를 보면, 이 압유의 잔존 에너지는 붐 실린더 및 아암 실린더의 각 로드측으로부터 배출되는 압유의 압력이나, 이러한 압유의 잔존 에너지를 활용할 수 있게 하기 위해서는, 그 압유를 작동유 탱크로 흘리지 않도록 하는 것이 필요하다. 종래의 기술에서는, 이러한 압유의 잔존 에너지 중 붐 실린더의 로드측의 유압에 대해서는 작동유 탱크로 흘리지 않도록 하여 잔존 에너지를 활용하고 있으나, 아암 실린더의 로드측의 압유에 대해서는 상정하고 있는 작업의 성격상 잔존 에너지를 활용하는 것에 대하여 전혀 고려하고 있지 않다.

따라서, 이 점에 대하여 고찰하면, 종래의 기술에서 상정하고 있는 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의한 작업은, 실질적으로 토사의 굴삭 작업과 같은 작업이며, 특허 문헌1을 보면, 이러한 종류 이외의 작업은, 구체적으로 상정하고 있지 않다. 이러한 토사의 굴삭 작업에 있어서 아암을 크라우드시킬 경우에는 버킷을 땅속에 집어넣어 이것에 굴삭 토사를 채워 넣을 수 있도록 아암 실린더의 신장에 의해 아암을 강한 힘으로 하방으로 요동시키는 것이 필요하다.

그로 인해, 아암 실린더의 로드측의 압유는 이러한 아암의 요동 동작의 방해가 되지 않도록 하기 위해, 아암 실린더를 신장시킬 때에 작동유 탱크로 가급적 빠르게 배출할 수 있게 하는 것이 필요하다. 이러한 점에서, 토사의 굴삭 작업에 있어서는, 아암 실린더의 로드측의 압유를 작동유 탱크로 흘리지 않도록 하여 이 로드측의 유압의 잔존 에너지를 활용할 수 있도록 하는 것은 작업의 성격상 불가능하다. 또한, 그 당연한 결과로서, 이러한 아암 실린더의 로드측의 유압의 잔존 에너지에 대해 그 활용에 착안하는 것 그 자체도 곤란하다.

한편, 발명자는 유압 셔블의 유압 구동 장치에 대해, 에너지 절약의 방책을 다양하게 연구했으나, 그 연구의 과정에서 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의한 작업이라 하더라도 레벨링 작업이면, 아암 실린더의 각 로드측으로부터 배출되는 압유의 잔존 에너지를 유효하게 활용할 수 있는 여지가 있는 것을 발견했다. 이 레벨링 작업은, 붐 인상과 아암 크라우드의 복합 조작을 행함으로써, 버킷의 선단부를 유압 셔블의 전방보다 앞쪽으로 수평 이동시켜 굴삭 후의 지면을 수평하게 땅을 고르는 작업이다. 이러한 버킷의 선단부를 수평하게 이동시키는 레벨링 작업을 성립시키기 위해서는 아암을 크라우드시켜 버킷을 앞쪽으로 수평 이동시키고 있을 때에, 아암이 자중으로 떨어지는(하방으로 요동한다) 것을 아암 실린더로 저지하면서 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 버킷의 선단부가 동일한 높이를 유지하도록 하는 것이 필요하다.

이러한 아암의 동작을 실시 가능하게 하기 위해, 레벨링 작업을 실시할 때는 아암 실린더의 로드측의 압유가 작동유 탱크에 자유롭게 흐를 수 없게 아암 실린더용 방향 제어 밸브의 배출측의 유로를 조여 아암 실린더의 로드측으로 압력을 발생시키도록 하고 있다. 그로 인해, 레벨링 작업에 있어서는 토사의 굴삭 작업과는 달리 아암 실린더의 로드측의 압유를 작동유 탱크로 흘리지 않도록 하여 이 로드측의 유압의 잔존 에너지를 활용할 수 있도록 하는 것은, 작업의 성격상 가능하다고 생각했다. 그리고, 아암 실린더의 피스톤의 수압 면적은, 로드측이 보텀측보다도 작기 때문에, 아암 실린더의 로드측의 유압은 압력 그 자체, 보텀측의 유압보다도 커서, 유효한 미이용(未利用) 에너지로서 활용할 수 있는 여지가 있는 것으로 생각했다. 이러한 점에서, 종래의 기술에서는 고려되지 않고 있었던 아암 실린더의 로드측의 압유의 잔존 에너지를, 레벨링 작업을 실시할 때의 작업 효율의 향상을 위해 이용하는 것에 착안하였다.

본 발명은, 이러한 기술적 배경 하에 창작된 것이며, 그 기술적 과제는 종래의 기술에서는 고려되지 않았던 유압 회로 내의 압유의 잔존 에너지를 이용하여 레벨링 작업을 효율적으로 행할 수 있는 유압 셔블의 유압 구동 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해,

프론트 작업기의 붐 및 아암을 각각 구동하기 위한 붐 실린더 및 아암 실린더와, 이들 붐 실린더 및 아암 실린더로 공급하기 위한 유압의 발생원이 되는 주 유압 펌프와, 이 주 유압 펌프로부터 붐 실린더로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 붐 실린더용 방향 제어 밸브와, 주 유압 펌프로부터 아암 실린더로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 아암 실린더용 방향 제어 밸브와, 아암 실린더용 방향 제어 밸브를 작동유 탱크로 연결하는 탱크 유로를 구비한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서,

이 탱크 유로를 선택적으로 폐쇄할 수 있는 폐쇄 수단을 설치하고, 붐 실린더 및 아암 실린더의 각 보텀측으로 압유를 공급하여 양 실린더를 복합 조작함으로써 레벨링 작업을 행하고 있을 경우에 있어서 아암 실린더의 로드측의 압유의 압력이 소정 압력값 이상의 고압으로 되었을 때에 폐쇄 수단에 의해 탱크 유로를 폐쇄함으로써 아암 실린더의 로드측의 압유가 작동유 탱크로 흐르는 것을 저지하는 동시에, 이 아암 실린더의 로드의 압유를 붐 실린더용 방향 제어 밸브를 경유하여 붐 실린더의 보텀측으로 공급하도록 구성했다.

본 발명의 유압 셔블의 유압 구동 장치는, 「탱크 유로를 선택적으로 폐쇄할 수 있는 폐쇄 수단을 설치하고, 레벨링 작업을 행하고 있는 경우에 있어서 아암 실린더의 로드측의 압유의 압력이 소정 압력값 이상의 고압으로 되었을 때에, 폐쇄 수단에 의해 탱크 유로를 폐쇄함으로써 아암 실린더의 로드측의 압유가 작동유 탱크로 흐르는 것을 저지하는 동시에, 이 아암 실린더의 로드의 압유를 붐 실린더용 방향 제어 밸브를 경유하여 붐 실린더의 보텀측으로 공급하도록 구성했으」므로, 이하에 서술하는 바와 같이 레벨링 작업의 실시 시에 붐 인상의 속도를 종래보다도 빠르게 할 수 있다.

즉, 붐 실린더 및 아암 실린더의 각 보텀측으로 압유를 공급하여 레벨링 작업을 실시함으로써 아암 실린더의 로드측의 압유의 압력이 소정 압력값 이상의 고압으로 되어, 레벨링 작업이 실시되고 있는 것을 식별할 수 있었을 때에는 폐쇄 수단에 의해 탱크 유로를 폐쇄하고, 이에 의해 아암 실린더의 로드측의 압유의 압력을 한층 높여, 붐 실린더의 보텀측의 압유의 압력을 증강시킬 수 있을 때까지 높일 수 있다. 그리고, 이 고압의 아암 실린더의 로드측의 압유를 작동유 탱크로 흐르게 하지 않고 붐 실린더용 방향 제어 밸브를 경유하여 붐 실린더의 보텀측으로 공급하면, 이 고압의 압유는, 주 유압 펌프로부터 붐 실린더의 보텀측으로 공급되어 있는 압유와 합류되어, 붐 실린더를 종래보다도 신속하게 신장시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 유압 셔블의 유압 구동 장치에 따르면, 종래의 기술에서는 고려되지 않았던 유압 회로 내의 압유의 잔존 에너지인 아암 실린더의 로드측의 압유의 압력을 이용하여 레벨링 작업을 효율적으로 행할 수 있다.

이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 유압 셔블의 유압 구동 장치는, 상기한 〔발명의 상세한 설명〕의 항에 기재한 바와 같이 구성되어 있으므로, 종래의 기술에서는 고려되지 않았던 유압 회로 내의 압유의 잔존 에너지를 이용하여 레벨링 작업을 효율적으로 행할 수 있어, 유압 구동 장치의 에너지 절약화의 향상에 이바지할 수 있다.

도 1은 본 발명을 구체화하여 구성한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 관한 유압 회로도이다.

도 2는 도 1의 유압 구동 장치를 설치한 유압 셔블의 측면도이다.

<부호의 설명>

1 : 붐 실린더

1a : [붐 실린더(1)의] 보텀측실

1b : [붐 실린더(1)의] 로드측실

2 : 아암 실린더

2a : [아암 실린더(2)의] 보텀측실

2b : [아암 실린더(2)의] 로드측실

2c : [아암 실린더(2)의]의 피스톤

3 : 버킷 실린더

4 : 주 유압 펌프

4a, 4b : 압유 공급 관로

5 : 엔진

6 : 작동유 탱크

7 : 붐용 방향 제어 밸브

7a : [붐용 방향 제어 밸브(7)의] 보텀측 관로

7b : [붐용 방향 제어 밸브(7)의] 로드측 관로

7c : [붐용 방향 제어 밸브(7)의] 탱크 관로

8 : 아암용 방향 제어 밸브

8a : [아암용 방향 제어 밸브(8)의] 보텀측 관로

8b : [아암용 방향 제어 밸브(8)의] 로드측 관로

8c : [아암용 방향 제어 밸브(8)의] 탱크 관로

8c' : 부관로

8d : [아암용 방향 제어 밸브(8)의] 다이어프램

10 : 연통 관로

10a : 부관로

11 : 파일럿 관로

12 : 붐 합류 유량 제어 밸브(로직 밸브)

13 : 절환 밸브

14 : 연통 관로용의 포펫 밸브

15 : 아암 미터아웃 유량 제어 밸브(로직 밸브)

16 : 절환 밸브

17 : 탱크 관로용의 포펫 밸브

20 : 차체

21 : 하부 주행체

22 : 상부 선회체

30 : 프론트 작업기

31 : 붐

32 : 아암

33 : 버킷

이하, 본 발명이 실제적으로 어떻게 구체화되는 것인지를 도 1 및 도 2를 사용하여 설명함으로써, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태를 밝힌다.

도 1은 본 발명을 구체화하여 구성한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 관한 유압 회로도이고, 도 2는 도 1의 유압 구동 장치를 설치한 유압 셔블의 측면도이다. 또한, 도 2에 있어서 유압 구동 장치는 방향 제어 밸브(7, 8) 등 각 부를 간략화하여 도시하고 있으므로, 유압 구동 장치의 상세에 대해서는 도 1의 유압 회로도를 참조한다.

우선, 도 2에 기초하여, 도 1의 유압 구동 장치가 설치되는 자주식의 유압 셔블에 대하여 개략적으로 설명한다.

이 자주식의 유압 셔블은, 크게 구별하면 토사의 굴삭 작업 및 굴삭 토사의 적재 작업이나 후술하는 레벨링 작업 등, 각종 작업을 행하기 위한 프론트 작업기(30)와, 이 프론트 작업기(30)가 설치되는 주행 가능한 차체(20)로 구성된다. 이 중, 차체(20)는 상부 선회체(22)를 설치하기 위한 베이스로 되어 작업 현장을 주행하는 것이 가능한 하부 주행체(21)와, 이 하부 주행체(21) 상에 선회 가능하게 탑재된 선회 프레임(22a) 및 이 선회 프레임(22a) 위에 설치된 여러 장치로 이루어지는 상부 선회체(22)를 설치하여 구성된다. 선회 프레임(22a) 위에는 프론트 작업기(30) 외에, 후술하는 주 유압 펌프(4), 이것을 구동하는 엔진(5) 및 각종 제어 장치 등을 내장한 캡(22b), 운전실(22c) 등의 다양한 장치가 설치되어 있다. 또한, 하부 주행체(21)는 스프로킷의 회전이 전동되는 엔드리스 체인 형상의 크롤러(21a)에 의해 주행된다.

한편, 차체(20) 위에 설치되는 프론트 작업기(30)는, 후단부가 선회 프레임(22a)의 전방부에 수직 방향으로 회전(틸팅) 가능하게 피봇되어 설치된 붐(31)과, 후단부가 이 붐(31)의 전단부에 수직 방향으로 회전(요동) 가능하게 피봇된 아암(32)과, 이 아암(32)의 전단부에 수직 방향으로 회전 가능하면서 또한 착탈 가능하게 피봇된 버킷(33)을 구비하고 있다. 또한, 이들 작업용 기구를 각각 구동하기 위한 유압 액추에이터로서, 후술하는 도 1에 도시한 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)나 도 1에의 도시를 생략하고 있는 버킷 실린더(3)를 구비하고 있다. 이들 붐 실린더(1), 아암 실린더(2) 및 버킷 실린더(3)는 각각 신축시켜 붐(31), 아암(32) 및 버킷(33)을 수직 방향으로 회전시키도록 구동한다.

도 1 및 도 2에 기초하여, 본 발명을 구체화하여 구성한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 참조 부호 1은 유압에 의해 신축시켜 붐(31)을 회전 시키도록 구동하는 붐 실린더, 참조 부호 1a는 실린더 튜브의 보텀측의 실을 이루어 압유가 공급 또는 배출되는 붐 실린더(1)의 보텀측실, 참조 부호 1b는 실린더 튜브의 피스톤 로드측의 실을 이루어 압유가 공급 또는 배출되는 붐 실린더(1)의 로드측실, 참조 부호 2는 유압에 의해 신축시켜 아암(32)을 회전시키도록 구동하는 아암 실린더, 참조 부호 2a는 아암 실린더(2)의 보텀측실, 참조 부호 2b는 아암 실린더(2)의 로드측실, 참조 부호 4는 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)로 공급하기 위한 유압의 발생원이 되는 가변 용량형의 주 유압 펌프, 참조 부호 4a는 주 유압 펌프(4)의 압유를 공급하기 위한 제1 압유 공급 관로, 참조 부호 4b는 주 유압 펌프(4)의 압유를 공급하기 위한 제2 압유 공급 관로, 참조 부호 5는 유압 셔블의 동력원으로 되어 이 주 유압 펌프(4)를 구동하기 위한 엔진, 참조 부호 6은 작동유를 저류하기 위한 작동유 탱크이다.

도면에 도시하는 예에서는, 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)로 공급하기 위한 유압의 발생원으로서 1대의 가변 용량형의 주 유압 펌프(4)를 공용하고 있다. 유압 셔블에서는 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2) 중 복수의 유압 액추에이터에 대해 때를 동일하게 하여 구동하는, 소위 복합 조작이 행하여진다. 이러한 복합 조작이 공통된 주 유압 펌프(4)에 의해 행할 수 있도록 하기 위해 주 유압 펌프(4)의 압유를 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)에 대하여 서로 병렬의 유로에 의해 공급하도록 배관하고 있다. 즉, 주 유압 펌프(4)의 압유를 아암 실린더(2)로는 제2 압유 공급 관로(4b)를 통하여 공급하고, 붐 실린더(1)로는 이 압유 공급 관로(4b)와 병렬의 제1 압유 공급 관로(4a)를 통하여 공급하도록 배관하여, 양 압유 공급 관로(4a, 4b)로 균등한 압을 유도할 수 있도록 하고 있다.

참조 부호 7은 주 유압 펌프(4)로부터 붐 실린더(1)로 공급되는 압유의 흐름이나 유량을 절환하여 상기 붐 실린더(1)의 운동을 제어하는 붐용 방향 제어 밸브, 참조 부호 7a는 붐용 방향 제어 밸브(7)를 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)로 연결하는 붐용 방향 제어 밸브(7)의 보텀측 관로, 참조 부호 7b는 붐용 방향 제어 밸브(7)를 붐 실린더(1)의 로드측실(1b)로 연결하는 붐용 방향 제어 밸브(7)의 로드측 관로, 참조 부호 7c는 붐용 방향 제어 밸브(7)를 작동유 탱크(6)로 연결하는 붐 용 방향 제어 밸브(7)의 탱크 관로, 참조 부호 8은 주 유압 펌프(4)로부터 아암 실린더(2)로 공급되는 압유의 흐름이나 유량을 절환하여 동일 실린더(2)의 운동을 제어하는 아암용 방향 제어 밸브, 참조 부호 8a는 아암용 방향 제어 밸브(8)를 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)로 연결하는 아암용 방향 제어 밸브(8)의 보텀측 관로, 참조 부호 8b는 아암용 방향 제어 밸브(8)를 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)로 연결하는 아암용 방향 제어 밸브(8)의 로드측 관로, 참조 부호 8c는 아암용 방향 제어 밸브(8)를 작동유 탱크(6)로 연결하는 아암용 방향 제어 밸브(8)의 탱크 관로, 참조 부호 8d는 레벨링 작업을 실시할 수 있게 하기 위하여 아암용 방향 제어 밸브(8) 내의 배출측의 유로에 부설한 다이어프램이다.

유압 셔블의 유압 구동 장치에는, 실제적으로는 버킷 실린더(3)나 이 실린더(3)의 운동을 제어하는 버킷용 방향 제어 밸브도 설치되어 있으나, 이들은 본 발명의 본질에 직접적으로는 관계되지 않으므로, 도 1 및 도 2에 있어서의 유압 회로 내로의 도시는 생략되어 있다. 방향 제어 밸브(7, 8)는 그 각각을 조작하기 위한 도시하지 않은 조작 레버 등의 각 조작 수단을 조작하면, 도시하지 않은 파일럿 펌프의 유압 파일럿압이 각 조작 수단의 조작량에 따른 압력값으로 조정되어 각 방향 제어 밸브(7, 8)의 신호 수용부로 출력된다. 그 결과, 방향 제어 밸브(7, 8)는 각각 유압 파일럿압의 압력값에 따라 개구량이 조절되어 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)의 각 구동 속도를 제어한다. 또한, 각 조작 수단의 조작 방향에 의해, 각각 방향 제어 밸브(7, 8)를 중립 위치로부터 좌측 위치 또는 우측 위치로 절환하여 붐 실린더(1) 및 아암 실린더(2)의 구동 방향을 제어한다.

따라서, 각 방향 제어 밸브(7, 8)의 작용에 대하여 더욱 구체적으로 서술한다. 붐용 방향 제어 밸브(7)는 압력 조정된 유압 파일럿압이 도시하지 않은 파일럿 관로를 통한 좌측의 신호 수용부로 출력되면, 중립 위치로부터 좌측 위치(도 1에 도시하는 위치)로 절환된다. 그렇게 하면 이 붐용 방향 제어 밸브(7)는 주 유압 펌프(4)의 압유를 보텀측 관로(7a)를 통하여 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)로 공급하는 동시에, 그 로드측실(1b)의 압유를 로드측 관로(7b)로부터 탱크 관로(7c)를 통하여 작동유 탱크(6)로 배출하고, 이에 의해 붐 실린더(1)를 신장시켜 붐 인상 조작을 행한다.

마찬가지로 하여, 유압 파일럿압이 도시하지 않은 파일럿 관로를 통하여 우측의 신호 수용부로 출력되면, 붐용 방향 제어 밸브(7)는 우측 위치로 절환된다. 그렇게 하면, 이 붐용 방향 제어 밸브(7)는 주 유압 펌프(4)의 압유를 로드측 관로(7b)를 통하여 붐 실린더(1)의 로드측실(1b)로 공급하는 동시에, 그 보텀측실(1a)의 압유를, 보텀측 관로(7a)로부터 탱크 관로(7c)를 통하여 작동유 탱크(6)로 배출하고, 이에 의해 붐 실린더(1)를 축소시켜 붐 인하 조작을 행한다. 이상의 절환 조작 동안, 붐용 방향 제어 밸브(7)는 조작 수단의 조작량에 따라 개구량이 조절되어, 이에 의해 붐 실린더(1)의 신축하는 속도를 제어한다.

한편, 아암용 방향 제어 밸브(8)는 압력 조정된 유압 파일럿압이, 도시하지 않은 파일럿 관로를 통한 좌측의 신호 수용부로 출력되면, 중립 위치로부터 좌측 위치(도 1에 도시하는 위치)로 절환된다. 그렇게 하면, 이 아암용 방향 제어 밸브(8)는, 주 유압 펌프(4)의 압유를, 보텀측 관로(8a)를 통하여 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)로 공급하는 동시에, 그 로드측실(2b)의 압유를, 로드측 관로(8b)로부터 아암용 방향 제어 밸브(8) 내의 다이어프램(8d) 및 탱크 관로(8c)를 거쳐 작동유 탱크(6)로 배출하고, 이에 의해 아암 실린더(2)를 신장시켜 아암 크라우드 조작을 행한다.

마찬가지로 하여, 유압 파일럿압이 도시하지 않은 파일럿 관로를 통하여 우측의 신호 수용부로 출력되면, 아암용 방향 제어 밸브(8)는 우측 위치로 절환된다. 그렇게 하면, 이 아암용 방향 제어 밸브(8)는 주 유압 펌프(4)의 압유를, 로드측 관로(8b)를 통하여 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)로 공급하는 동시에, 그 보텀측실(2a)의 압유를, 보텀측 관로(8a)로부터 탱크 관로(8c)를 통하여 작동유 탱크(6)로 배출하고, 이에 의해 아암 실린더(2)를 축소시켜 아암부 조작을 행한다. 이상의 절환 조작 동안, 아암용 방향 제어 밸브(8)는 조작 수단의 조작량에 따라 개구량이 조절되어, 이에 의해 아암 실린더(2)의 신축하는 속도를 제어한다.

참조 부호 10은 아암용 방향 제어 밸브(8)의 로드측 관로(8b)로부터 분기하여 설치되어 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유를 붐용 방향 제어 밸브(7)를 경유하여 보텀측 관로(7a)로 공급하기 위한 연통 관로, 참조 부호 10a는 후술하는 연통 관로용의 포펫 밸브(14)의 파일럿 오일을 상기 포펫 밸브(14)의 2차측의 연통 관로(10)로 유도하기 위한 파일럿 관로로서의 부관로, 참조 부호 11은 연통 관로(10)로부터 분기하여 설치되어 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유를 유압 파일럿압으로서 유도하기 위한 파일럿 관로, 참조 부호 12는 다음에 서술하는 절환 밸브(13)와 연통 관로용의 포펫 밸브(14)로 이루어져 연통 관로(10)를 선택적으로 개방할 수 있는 개방 수단으로서의 붐 합류 유량 제어 밸브(로직 밸브), 참조 부호 13은 부관로(10a)에 설치되어 통상은 우측 위치로 절환되어 부관로(10a)를 폐쇄하고 있는 스프링 오프셋 파일럿 방식의 2포트 2위치의 절환 밸브, 참조 부호 14는 이 절환 밸브(13)에 의한 부관로(10a)의 폐쇄 시에는 연통 관로(10)를 폐쇄하고, 절환 밸브(13)에 의한 부관로(10a)의 개방 시에는 연통 관로(10)를 개방하는 연통 관로용의 포펫 밸브이다.

절환 밸브(13)는 유량 제어가 가능한 항시 폐쇄의 개폐 밸브에 상당하나, 후술하는 소정 압력값 이상의 설정된 유압 파일럿압이 파일럿 관로(11)를 통하여 신호 수용부로 보내지면, 좌측 위치로 절환되어 부관로(10a)를 개방하고, 이에 의해 연통 관로용의 포펫 밸브(14) 내의 파일럿 오일을, 부관로(10a)를 통하여 연통 관로(10)로 흘린다. 그 경우, 이 절환 밸브(13)는 파일럿 관로(11)로부터 신호 수용부로 보내지는 유압 파일럿압의 크기에 따라 개구량이 조절되고, 이에 의해 절환 밸브(13)를 통과하는 파일럿 오일의 유량이 조정된다. 절환 밸브(13)는 이 파일럿 오일의 유량을 조정함으로써 다음에 서술하는 연통 관로용의 포펫 밸브(14)의 개구량을 제어할 수 있다.

연통 관로용의 포펫 밸브(14)는 상하 방향으로 이동하는 밸브체(14a)를 구비하고, 이 밸브체(14a)가 상측 위치에 있을 때에 연통 관로(10)를 폐쇄하고, 이 상측 위치로부터 하방으로 이동하면 연통 관로(10)를 개방하여 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유가 연통 관로(10)를 통하여 붐용 방향 제어 밸브(7)로 보내진다. 그 경우, 밸브체(14a)의 하방으로의 이동량에 따라 개구량이 조절되고, 이에 의해 포펫 밸브(14)를 통과하는 압유의 유량이 조정된다. 이 포펫 밸브(14)는 내부의 파일럿 오일을 절환 밸브(13)의 개방에 의해 외부로 유출시키면, 밸브체(14a)가 상측 위치로부터 하방으로 이동하고, 그렇지 않을 때에는 위 위치에 세트되어 연통 관로(10)를 폐쇄하고 있다. 그 경우, 밸브체(14a)의 하방으로의 이동량은 유출하는 파일럿 오일의 유량, 즉 절환 밸브(13)의 개구량에 따라 조절된다. 따라서, 연통 관로(10) 내의 압유의 흐름은, 결국 파일럿 관로(11) 내의 유압 파일럿압에 의해 제어를 할 수 있고, 본 명세서에서는 이러한 제어를 하기 위한 절환 밸브(13)와 연통 관로용의 포펫 밸브(14)의 집합체를 붐 합류 유량 제어 밸브(12)로서 위치를 부여하고 있다.

붐 인상과 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 레벨링 작업을 행하면, 붐용 방향 제어 밸브(7) 및 아암용 방향 제어 밸브(8)는, 도 1에 도시한 바와 같이 좌측 위치로 절환된다. 그 결과, 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a) 및 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)로 주 유압 펌프(4)의 압유가 공급되어, 붐 실린더(1)의 로드측실(1b) 및 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유가 각각 로드측 관로(7b) 및 로드측 관로(8b)로 배출된다. 이때, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유는 로드측 관로(8b)로부터 아암용 방향 제어 밸브(8)를 거쳐 탱크 관로(8c)로 흐르려고 하나, 아암용 방향 제어 밸브(8) 내의 배출측의 유로를 다이어프램(8d)에 의해 조여 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내에 압을 가둠으로써 아암(32)이 자중으로 떨어지는 것을 저지하여 아암(32)에 의해 버킷(33)을 수평 이동시키는 레벨링 작업을 실시할 수 있게 하고 있다.

그 결과, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 압은 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)측으로부터 피스톤(2c)에 작용하는 유압과 상기 피스톤(2c)에 작용하는 아암(32)의 자중에 의한 힘에 의해 높아지고, 이에 수반하여 로드측 관로(8b) 내의 유압도 상승한다. 그리고, 서로 병렬 접속된 제1 압유 공급 관로(4a) 및 제2 압유 공급 관로(4b)를 통하여 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a) 및 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)로 각각 공급되는 압유의 압은 균등하고, 또한 아암 실린더(2)의 피스톤(2c)의 수압 면적은 로드측실(2b)의 측이 보텀측실(2a)의 측보다도 작기 때문에, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 유압은 보텀측실(2a)의 유압보다도 크다.

이런 점에서, 레벨링 작업 시에 있어서, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 압은, 이것을 작동유 탱크(6)에 흐르지 않도록 하면 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a) 내의 압보다도 높게 하는 것이 가능하다. 따라서, 레벨링 작업 시에 탱크 관로(8c)를 폐쇄한 상태에 있어서, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 압유를 연통 관로(10)로부터 붐용 방향 제어 밸브(7)를 경유시켜 주 유압 펌프(4)의 압유와 합류시켜, 보텀측 관로(7a)를 통하여 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)로 공급하면 붐 실린더(1)의 증속을 위해 활용할 수 있다.

파일럿 관로(11)는 이러한 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 압유를 유압 파일럿압으로 하여 절환 밸브(13)나 후술하는 절환 밸브(16)의 신호 수용부로 유도하는 관로이며, 절환 밸브(13)는 그 로드측실(2b)의 압유의 압력이 미리 설정된 소정 압력값 이상의 고압으로 되었을 때에 좌측 위치로 절환된다. 그렇게 하면, 절환 밸브(13)는 부관로(10a)를 개방하여 연통 관로용의 포펫 밸브(14) 내의 파일럿 오일의 일부를 상기 포펫 밸브(14)의 하류측의 연통 관로(10)에 흘리고, 이에 의해 포펫 밸브(14)는 연통 관로(10)를 개방하여 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 유압을 연통 관로(10)를 통하여 붐용 방향 제어 밸브(7)로 보내 보텀측 관로(7a)의 압유와 합류시킨다.

절환 밸브(13)나 후술하는 절환 밸브(16)를 레벨링 작업 시에 우측 위치로 절환하기 위한 파일럿 관로(11)의 유압 파일럿압에 관한 설정값은, 기본적으로는 레벨링 작업이 실시되고 있는 것을 식별하기 위한 신호압이다. 따라서, 그 설정값은, 예를 들어 레벨링 작업 시에 상정되는 아암 실린더(2)의 로드측의 압력의 값으로 설정하거나, 토사의 굴삭 작업 시에 있어서의 아암 실린더(2)의 로드측의 압력값과 구별할 수 있을 만큼의 큰 값으로 설정하거나 하는 등, 레벨링 작업의 실시를 식별하는 것이 가능한 아암 실린더(2)의 로드측의 압력에 관한 설정값이면 되고, 당업자가 설계상 임의로 선택할 수 있다.

참조 부호 8c'는 후술하는 탱크 관로용의 포펫 밸브(17) 내의 파일럿 오일을 상기 포펫 밸브(17)의 2차측의 탱크 관로(8c)로 유도하기 위한 파일럿 관로로서의 부관로이며, 참조 부호 15는 다음에 서술하는 절환 밸브(16)와 탱크 관로용의 포펫 밸브(17)로 이루어져 탱크 관로(8c)를 선택적으로 폐쇄할 수 있는 폐쇄 수단으로서의 아암 미터아웃 유량 제어 밸브(로직 밸브), 참조 부호 16은 부관로(8c')에 설치되고 통상은 우측 위치로 절환되어 부관로(8c')를 개방하고 있는 스프링 오프셋 파일럿 방식의 2포트 2위치의 절환 밸브, 참조 부호 17은 이 절환 밸브(16)에 의한 부관로(8c')의 개방 시에는 탱크 관로(8c)를 개방하고, 절환 밸브(16)에 의한 부관 로(8c')의 폐쇄 시에는 탱크 관로(8c)를 폐쇄하는 탱크 관로용의 포펫 밸브이다.

절환 밸브(16) 및 탱크 관로용의 포펫 밸브(17)는 전술한 절환 밸브(13) 및 연통 관로용의 포펫 밸브(14)와 구조상 기본적으로 차이는 없고, 절환 밸브(16)가 유량 제어가 가능한 항시 개방의 개폐 밸브의 작용을 하고 있는 점에서, 항시 폐쇄의 개폐 밸브의 작용을 하는 절환 밸브(13)와 상이할 뿐이다. 유압 파일럿압으로서의 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 유압은 파일럿 관로(11)를 통하여 절환 밸브(16)의 신호 수용부에도 유도되어, 이 유압이 미리 설정된 상기 소정 압력값 이상의 고압으로 되었을 때에 절환 밸브(16)를 좌측 위치로 절환한다. 그렇게 하면, 절환 밸브(16)는 절환 밸브(13)와는 반대로 부관로(8c')를 폐쇄하고, 이에 의해 포펫 밸브(17)는 포펫 밸브(14)와는 반대로 탱크 관로(8c)를 폐쇄하여, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 유압이 작동유 탱크(6)로 흐르는 것을 저지한다. 그 결과, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 압을 확실하게 높일 수 있다.

이상의 수단을 구비한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 레벨링 작업을 실시할 때의 작용 효과에 대하여 설명한다.

지금, 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)과 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)로 압유를 공급하여 양 실린더(1, 2)를 복합 조작함으로써 레벨링 작업을 실시한 것으로 하면, 아암용 방향 제어 밸브(8) 내의 배출측의 유로가 다이어프램(8d)에 의해 조여져 있기 때문에, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내에 유압이 가득차 상승하고, 이윽고 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 유압이 소정 압력값 이상의 고압으로 되어, 이에 의해 레벨링 작업이 실시되고 있는 것을 식별할 수 있다. 이러한 상태에 있어서, 이 로드측실(2b) 내의 유압은 유압 파일럿압의 제어 신호로서 파일럿 관로(11)를 통하여 붐 합류 유량 제어 밸브(12) 및 아암 미터아웃 유량 제어 밸브(15)로 출력되어, 양 유량 제어 밸브(12, 15)를 작동시켜 연통 관로(10)를 개방하는 동시에 탱크 관로(8c)를 폐쇄한다.

이렇게 하여 탱크 관로(8c)를 폐쇄함으로써, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유를 작동유 탱크(6)로 흘리지 않고, 그 압유의 압력을 한층 높여, 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)의 유압을 증강시킬 수 있을 때까지 높일 수 있다. 그리고, 연통 관로(10)를 개방함으로써, 이 고압의 로드측실(2b)의 압유는 연통 관로(10)로부터 붐 실린더용 방향 제어 밸브(7)를 경유한 후에 보텀 스위치 관로(7a)를 통하여 붐 실린더의 보텀측실(1a)로 공급된다. 이 압유는, 주 유압 펌프(4)로부터 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)로 공급되어 있는 압유와 합류되어, 붐 실린더(1)를 종래보다도 신속하게 신장시킬 수 있다. 이렇게, 본 유압 셔블의 유압 구동 장치에 의하면, 종래의 기술에서는 고려되지 않았던 유압 회로 내의 압유의 잔존 에너지인 아암 실린더(2)의 로드측의 압유의 압력을 이용하여 레벨링 작업을 효율적으로 행할 수 있다.

다음에, 본 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 토사의 굴삭 작업을 실시할 때의 작용 효과에 대하여 설명한다.

현재, 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)과 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)로 압 유를 공급하여 양 실린더(1, 2)를 복합 조작함으로써 토사의 굴삭 작업을 실시한 것으로 하면, 아암용 방향 제어 밸브(8) 내의 배출측의 유로가 다이어프램(8d)에 의해 조여져 있기 때문에, 레벨링 작업의 실시 시와 마찬가지로 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내에 유압이 가득하나, 아암(32)을 크라우드시켜 토사의 굴삭 작업을 실시하면 버킷(33)이 땅속에 들어감으로써, 아암(32)을 상방으로 들어 올리는 굴삭 반력이 버킷(33)을 통하여 아암(32)에 작용한다. 그렇게 하면, 이 아암(32)의 굴삭 반력이 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)을 확대시키는 경향의 힘을 피스톤(2c)에 가하기 때문에, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b) 내의 유압은 레벨링 작업의 실시 때 처럼은 높아지지 않는다.

그로 인해, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유의 압력은, 상기한 미리 설정된 소정 압력값까지는 상승하지 않아, 붐 합류 유량 제어 밸브(12) 및 아암 미터아웃 유량 제어 밸브(15) 모두를 작동시킬 수 없어, 연통 관로(10) 및 탱크 관로(8c)는 레벨링 작업의 실시시와는 반대로 각각 폐쇄 상태 및 개방 상태에 있다. 따라서, 붐 실린더(1)의 보텀측실(1a)로는 주 유압 펌프(4)의 압유만이 보텀측 관로(7a)를 통하여 공급되는 동시에, 붐 실린더(1)의 로드측실(1b)의 압유는 로드측 관로(7b)로부터 탱크 관로(7c)를 통하여 배출되어 통상대로의 붐 인상 조작이 행해진다. 또한, 아암 실린더(2)의 보텀측실(2a)로는 주 유압 펌프(4)의 압유가 보텀측 관로(8a)를 통하여 공급되는 동시에, 아암 실린더(2)의 로드측실(2b)의 압유는 로드측 관로(8b)로부터 연통 관로(10)를 흐르는 일 없이 아암용 방향 제어 밸브(8) 및 탱크 관로(8c)를 거쳐 배출되어 통상대로의 아암 크라우드 조작이 행해진다.

이상과 같이, 본 유압 셔블의 유압 구동 장치에서는 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작 시에 있어서, 레벨링 작업이 실시되고 있는지 토사의 굴삭 작업이 실시되고 있는지를 파일럿 관로(11) 내의 유압 파일럿압에 의해 자동적으로 식별할 수 있다. 그리고, 레벨링 작업이 실시되고 있는 것이 식별되었을 때에는 지금까지 이용하지 못한 아암 실린더(2)의 로드측의 압유의 잔존 에너지를 이용하여 레벨링 작업을 효율적으로 실시할 수 있어, 유압 구동 장치의 에너지 절약화의 향상에 이바지할 수 있다. 또한, 레벨링 작업의 효율화를 위해 특별히 부가한 유압 구동 장치에 있어서의 수단은, 토사의 굴삭 작업의 유압 구동 조작에 하등의 지장도 초래하지 않으므로, 토사의 굴삭 작업이 실시되어 있는 것이 식별되었을 때는 토사의 굴삭 작업을 위한 특별한 수단을 부가하는 일 없이, 또한 통상과 동일한 운전 조작에 의해 토사의 굴삭을 위한 붐 인상 및 아암 크라우드의 복합 조작을 원활하게 실시할 수 있다.

Claims (1)

1. 프론트 작업기의 붐 및 아암을 각각 구동하기 위한 붐 실린더 및 아암 실린더와, 이들 붐 실린더 및 아암 실린더로 공급하기 위한 유압의 발생원이 되는 주 유압 펌프와, 이 주 유압 펌프로부터 붐 실린더의 보텀측실 또는 로드측실로 공급되는 압유의 흐름을 제어하고, 상기 붐 실린더가 신장 또는 축소하는 방향과 그 속도를 제어하는 붐 실린더용 방향 제어 밸브와, 주 유압 펌프로부터 아암 실린더의 보텀측실 또는 로드측실로 공급되는 압유의 흐름을 제어하고, 상기 아암 실린더가 신장 또는 축소하는 방향과 그 속도를 제어하는 아암 실린더용 방향 제어 밸브와, 상기 아암 실린더용 방향 제어 밸브를 작동유 탱크로 연결하는 탱크 유로와, 상기 아암 실린더용 방향 제어 밸브 및 상기 붐 실린더용 방향 제어 밸브를 통하여 상기 아암 실린더의 로드측실과 상기 붐 실린더의 보텀측실을 연결하는 연통 유로를 구비한, 붐 인상, 아암 크라우드의 복합 조작에 의해 굴삭 작업 및 레벨링 작업을 행하는 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서,

   상기 아암 실린더를 신장하는 방향으로 구동하기 위한 상기 아암 실린더용 방향 제어 밸브의 절환 위치에 있어서의 배출측의 유로에 부설한 다이어프램과,

   상기 아암 실린더의 로드측실의 압유를 유압 파일럿압으로서 유도하기 위한 파일럿 유로와,

   상기 연통 유로 상에 설치되어, 상기 파일럿 유로의 압력값에 의해 상기 연통 유로의 연통·폐쇄를 제어하는 붐 합류 유량 제어 밸브와,

   상기 탱크 유로 상에 설치되어, 상기 파일럿 유로의 압력값에 의해 상기 탱크 유로의 연통·폐쇄를 제어하는 아암 미터아웃 유량 제어 밸브를 구비하고,

   붐 인상, 아암 크라우드의 복합 조작 시에,

   상기 아암 실린더의 로드측실의 압력이, 굴삭 작업으로 식별되는 소정값 이하의 경우에는, 상기 파일럿압에 의해 상기 아암 미터아웃 유량 제어 밸브를 개방 위치에 위치시켜 상기 아암 실린더의 로드측실과 상기 탱크를 연결하는 상기 탱크 유로를 연통하는 동시에, 상기 파일럿압에 의해 상기 붐 합류 유량 제어 밸브를 폐쇄 위치에 위치시켜 상기 연통 유로를 폐쇄하고,

   상기 아암 실린더의 로드측실의 압력이, 레벨링 작업으로 식별되는 소정값 이상의 경우에는, 상기 파일럿압에 의해 상기 아암 미터아웃 유량 제어 밸브를 폐쇄 위치에 위치시켜 상기 아암 실린더의 로드측실과 상기 탱크를 연결하는 상기 탱크 유로를 폐쇄하는 동시에, 상기 파일럿압에 의해 상기 붐 합류 유량 제어 밸브를 개방 위치에 위치시켜 상기 연통 유로를 연통하고, 상기 아암 실린더의 로드측실의 압유를 상기 붐 실린더의 보텀측실로 공급하는 것을 특징으로 하는, 유압 셔블의 유압 구동 장치.

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