KR101500744B1

KR101500744B1 - 건설기계의 붐 실린더 제어회로

Info

Publication number: KR101500744B1
Application number: KR1020080115069A
Authority: KR
Inventors: 손원선
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2015-03-09
Also published as: CN102216532A; EP2378009A4; EP2378009B1; CN102216532B; EP2378009A2; WO2010058915A3; KR20100056087A; US8807013B2; WO2010058915A2; US20110220231A1

Abstract

본 발명은 상승측챔버(1a)과 하강측챔버(1b)을 구비한 붐 실린더(1)를 포함하는 건설기계의 붐 실린더 제어회로에 관한 것으로서, 일측에 상기 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b) 및 상승측챔버(1a) 각각에 연결되는 제 1 및 제 2 입력포트(31)(32)가 마련되고, 타측에는 제 1 출력포트(33)와 드레인 탱크(T)와 연결된 제 2 출력포트(34)가 마련되며, 플로팅 선택 조작부(10)(110)의 조작 신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 입력포트(31)(32) 각각을 상기 제 1 및 제 2 출력포트(33)(34) 각각에 선택적으로 연통시킬 수 있도록 변환되는 제 1 플로팅 밸브(30); 및 일측은 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 제 1 출력포트(33)에 연결되고, 타측은 상기 드레인 탱크(T)에 연결되어 상기 플로팅 선택 조작부(10)(110)의 조작 신호에 따라 상기 제 1 출력포트(33)와 상기 드레인 탱크(T)를 선택적으로 연통시킬 수 있도록 변환되는 제 2 플로팅 밸브(40)를 포함한다.

붐 실린더, 플로팅, 양방향, 일방향, 브레이커, 플로팅 해제 조작부, 편의성

Description

건설기계의 붐 실린더 제어회로{BOOM CYLINDER CONTROL CIRCUIT FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 굴삭기 등과 같은 건설기계에 관한 것으로서, 특히 붐을 승강시키는 붐 실린더를 제어하기 위한 건설기계의 붐 실린더 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기와 같은 건설기계는 버켓을 전후 방향으로 움직이면서 땅을 고르는 평탄화 작업을 수행하는 경우가 많다. 이러한 평탄화 작업을 위해 작업자는 버켓이 지면에 가하는 하중을 일정하게 유지하기 위해 붐과 버켓을 세밀하게 제어하여야 한다. 따라서, 평탄화 작업시 작업자가 느끼는 피로도는 높을 수 밖에 없다. 또한, 평탄화 작업 중 붐의 제어가 정밀하지 못한 경우, 버켓이 지면에 가하는 힘이 너무 커서 버켓이 지면을 파고드는 등의 현상이 발생하거나 버켓이 지면에 가하는 힘이 너무 작아 평탄화 작업이 제대로 이루어지지 않게 된다.

한편, 건설기계는 버켓을 브레이커와 같은 옵션 장치로 교환하여 사용하기도 한다. 브레이커는 바위 등을 파쇄하기 위한 옵션 장치로서, 브레이커는 항상 바위 등과 같은 파쇄물에 일정한 힘을 가하고 있어야 한다. 그러나 브레이커와 같은 경우, 브레이커가 파쇄물을 파쇄하는 순간 붐이 상부로 튀어오르려는 반작용이 발생 하게 된다. 따라서, 작업자는 붐과 브레이커를 더욱 정밀하게 제어해야 한다.

최근에는 전술한 불편함을 해소하기 위해 붐의 자중을 이용하여 버켓이 지면이나 바위 등의 대상물에 일정한 힘을 가할 수 있도록 하려는 연구가 진행 중에 있다. 특히 브레이커 작업시 붐이 상방으로 튀어오르려는 현상이 발생하기 때문에 붐의 자중을 이용하더라도 작업의 특성이 고려되어야 한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 작업의 특성에 따라 붐의 자중을 효율적으로 이용할 수 있어 작업의 편의성을 대폭 향상시킬 수 있는 건설기계의 붐 실린더 제어회로를 제공하는데 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상승측챔버챔버(1a)와 하강측챔버(1b)을 구비한 붐 실린더(1)를 포함하는 건설기계의 붐 실린더 제어회로에 관한 것으로서, 상기 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b) 및 상승측챔버(1a)를 각각 드레인 탱크(T)와 선택적으로 연통 또는 차단시키는 제 1 플로팅 밸브(30)와; 상기 제 1 플로팅 밸브(30)를 경유하여 드레인 탱크(T)와 연결되는 하강측챔버(1b)와 드레인 탱크(T)사이의 유로에 추가적으로 구비되어 상기 하강측챔버(1b)와 드레인 탱크(T)를 선택적으로 연통 또는 차단시키는 제 2 플로팅 밸브(40); 및 상기 제 1 플로팅 밸브(30)와 제 2 플로팅 밸브(40)를 연통 또는 차단 방향으로 절환되도록 조작 신호를 제공하는 플로팅 선택 조작부(20)(110)를 포함한다.

보다 구체적으로는 상기 제 1 플로팅 밸브(30)는 일측에 상기 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b) 및 상승측챔버(1a) 각각에 연결되는 제 1 및 제 2 입력포트(31)(32)가 마련되고, 타측에는 제 1 출력포트(33)와 드레인 탱크(T)와 연결된 제 2 출력포트(34)가 마련되고, 상기 제 2 플로팅 밸브(40)는, 일측은 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 제 1 출력포트(33)에 연결되고, 타측은 상기 드레인 탱크(T)에 연결되는 것을 특징으로 한다

본 발명의 일 실시예에 의하면, 붐 조작부(3)의 붐 다운 신호라인(3b)을 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)와 연결함과 동시에 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)는 드레인 탱크(T)와 연결하는 제1 스풀위치(51)와, 붐 조작부(3)의 붐 다운 신호라인(3b)을 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)와 연결함과 동시에 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)는 드레인 탱크(T)에 연결하는 제2 스풀위치(52)를 구비하고, 상기 플로팅 선택 조작부(20)(110)의 조작 신호에 따라 상기 제1, 2 스풀위치로 선택적으로 절환되는 플로팅 선택 밸브(50)를 더 포함하고 있어, 상기 붐 다운 신호라인(3b)이 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 연결되고 상기 붐 다운 신호라인(3b)을 통해 붐 다운 신호압이 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 인가되면, 상기 제 1 플로팅 밸브(30)는 상기 제 1 및 제 2 입력포트(31)(32) 각각을 상기 제 1 및 제 2 출력포트(33)(34) 각각에 연통하도록 변환된다.

또한, 상기 플로팅 선택 조작부(20)(110)의 신호에 우선하여 상기 플로팅 선택 밸브(50)를 제1스풀위치(51) 또는 제2 스풀위치(52)로 선택적으로 절환시키는 신호를 인가하는 플로팅 해제 조작부(10)(120)를 더 포함하고 있어, 상기 플로팅 해제 조작부(10)(120)에 의해 플로팅 해제 신호가 발생하면, 상기 플로팅 선택 밸브(50)는 제2스풀위치(52)로 절환되어 상기 붐 다운 신호라인(3b)이 상기 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)에 연결되고 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)는 상기 드레인 탱크(T)에 연결된다.

또한, 상기 플로팅 해제 조작부(10)(120)가 플로팅 복귀 신호를 발생시키면, 상기 플로팅 선택 밸브(50)는 제1스풀위치(51)로 절환되어 상기 붐 다운 신호라인(3b)이 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 연결되고 상기 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)는 드레인 탱크(T)에 연결된다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 플로팅 선택 조작부(110)는 상기 플로팅 선택 밸브(50)를 변환시키는 신호를 출력하는 제 1 스위치(111); 및 상기 제 2 플로팅 밸브(40)를 변환시키기 위한 신호를 출력하는 제 2 스위치(112)를 포함하며, 상기 플로팅 해제 조작부(120)는 상기 제 1 스위치(111)로부터 상기 플로팅 선택 밸브(50)에 인가되는 신호를 선택적으로 차단한다.

전술한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 제 1 플로팅 밸브와 제 2 플로팅 밸브에 의해 일방향 플로팅 기능과 양방향 플로팅 기능을 간단한 조작에 의해 구현할 수 있어서 작업 효율이 향상될 뿐만 아니라 작업자의 편의성이 향상된다. 특히, 제 1 플로팅 밸브와 제 2 플로팅 밸브가 상호 직렬로 연결되어 있어서 불필요한 플로팅 기능(예컨대, 붐 실린더의 하강측챔버만 플로팅시키는 경우)이 선택되는 것을 방지할 수 있게 되고, 플로팅 선택을 위한 제어 로직을 용이하게 구현할 수 있게 된다.

또한, 붐 다운 신호라인의 신호압에 의해 제 1 플로팅 밸브를 변환시킴으로써, 플로팅 기능 선택과 동시에 붐이 급락하는 등의 안전 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

한편, 평탄화 작업 중 다지기 등 붐 자중 이상의 하중이 필요한 경우 플로팅 해제 조작부에 의해 플로팅 선택 밸브를 변환하여 일시적으로 플로팅 기능을 해제할 수 있어 작업의 효율성이 대폭 향상된다. 또한, 플로팅 해제 조작부에 의해 플로팅 해제전의 플로팅 모드로 복귀할 수 있어 조작의 편의성이 더욱 증대된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 실린더 제어회로에 대하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 실린더 제어회로는 작업 특성에 따라 붐 실린더(1)를 상승측챔버(1a) 및 하강측챔버(1b)을 선택적으로 드레인 탱크(T)와 연결시키는 소위 플로팅 상태를 효율적으로 제어할 수 있도록 고안된 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 실린더 제어회로는 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)과 하강측챔버(1b)을 모두 플로팅시키는 양방향 플로팅 모드와 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)만 플로팅시키는 일방향 플로팅 모드를 모두 효율적으로 구현할 수 있다. 이러한 기능을 구현하기 위한 건설기계의 붐 실린더 제어회로는 플로팅 선택 조작부(10)와, 제 1 플로팅 밸브(30)와, 제 2 플로팅 밸브(40)와, 플로팅 선택 밸브(50)와, 제어부(60) 및 플로팅 해제 조작부(20)를 포함한다.

상기 플로팅 선택 조작부(10)는 플로팅 기능이 구현되지 않는 일반 작업 상태인 일반 작업 모드와, 일방향 플로팅 모드와, 양방향 플로팅 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하기 위한 것이다. 이러한 플로팅 선택 조작부(10)는 3포지션 버튼 등으로 구현될 수 있다.

상기 제 1 플로팅 밸브(30)는 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a) 및 하강측챔버(1b)을 선택적으로 드레인 탱크(T)에 연결시키기 위한 것으로서, 초기에 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a) 및 하강측챔버(1b)을 차단하고 있다가 상기 플로팅 선택 조작부(10)에 의해 일방향 플로팅 모드 및 양방향 플로팅 모드 중 어느 하나의 모드가 선택되면, 상기 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a) 및 하강측챔버(1b)을 드레인 탱크(T)와 연통되도록 변환된다.

보다 구체적으로, 상기 제 1 플로팅 밸브(30)는 그 일측에 제 1 및 제 2 입력포트(31)(32)가 각각 마련되고, 그 타측에 제 1 및 제 2 출력포트(33)(34)가 각각 마련된다. 상기 제 1 입력포트(31)는 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b)에 연결되고, 상기 제 2 입력포트(32)는 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)에 연결된다. 한편, 상기 제 1 출력포트(33)는 상기 제 2 플로팅 밸브(40)에 연결되고, 상기 제 2 출력포트(34)는 드레인 탱크(T)에 연결된다.

따라서, 상기 제 1 플로팅 밸브(30)가 도 1에 도시된 바와 같은 초기 상태로 변환되면, 상기 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)과 하강측챔버(1b)은 차단된 상태가 된다. 이와 같은 상태에서 붐 조작부(3)를 조작하면, 붐 조작부(3)로부터 발생한 파일럿 신호압은 붐 제어밸브(4)의 수압부(4a)(4b)에 인가되고, 붐 제어밸브(4)는 인가된 신호압에 따라 변환된다. 그러면, 메인 펌프(P1)로부터 토출되는 작동유는 붐 제어밸브(4)에 의해 흐름 방향이 제어되어 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a) 또는 하강측챔버(1b)에 공급된다. 이에 의해 붐 실린더(1)는 상승 또는 하강하게 된다.

또한, 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 신호압이 입력되어 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 변환되면, 제 1 및 제 2 입력포트(31)(32) 각각은 제 1 및 제 2 출력포트(33)(34) 각각에 연통된다. 따라서, 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b)은 제 1 입력포트(31) 및 제 1 출력포트(33)를 통해 제 2 플로팅 밸브(40)에 연결된다. 이때, 제 2 플로팅 밸브(40)의 변환 상태에 따라 상기 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b)은 드레인 탱크(T)에 선택적으로 연통되게 된다. 또한, 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)은 제 2 입력포트(32) 및 제 2 출력포트(34)를 통해 드레인 탱크(T)에 연통된다. 따라서, 붐은 자중에 의해 하강된 상태로 머물게 되고, 이에 의해 버켓은 붐의 자중에 의해 지면에 일정한 힘을 가하게 된다.

본 실시예에서는 상기 제 1 플로팅 밸브(30)에 수압부(35)가 마련된 것을 예시하였으나, 제 1 플로팅 밸브(30)는 전기적인 신호에 의해 인가될 수 있는 솔레노이드 타입으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 후술한 플로팅 선택 밸브(50)는 생략 가능한 구성이 될 것이다.

상기 제 2 플로팅 밸브(40)는 일방향 플로팅 모드와 양방향 플로팅 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하기 위한 플로팅 모드 선택용 밸브로서, 전술한 바와 같이, 그 일측이 상기 제 1 출력포트(33)에 연결되고, 그 타측은 드레인 탱크(T)에 연결된다. 따라서, 상기 제 1 플로팅 밸브(30)가, 도 2 및 도 3과 같이, 개방된 상태로 변환된 상태에서, 상기 제 2 플로팅 밸브(40)가 도 1 및 도 2와 같이 폐쇄된 상태로 변환되면 일방향 플로팅 모드가 선택된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 플로팅 밸브(30)가 개방된 상태로 변환되고, 제 2 플로팅 밸브(40)가 폐쇄된 상태로 변환되면, 상기 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)은 드레인 탱크(T)에 연결되는 반면 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b)은 드레인 탱크(T)와 차단된 상태가 된다. 따라서, 붐 실린더(1)는 수축할 수 있으나 신장은 되지 않는 형태가 되어, 붐은 자유롭게 하강할 수 있으나 상승은 할 수 없는 상태가 된다. 따라서, 버켓은 붐의 자중에 의해 지면에 일정한 하중을 가할 수 있는 반면, 지면이나 바위 등의 장애물에 의해 붐이 상승하는 방향으로 버킷에 충격이 가해지더라도 붐은 상승하지 않게 된다. 이와 같은 상태를 일방향 플로팅 모드로 정의할 수 있으며, 옵션장치 중 브레이커를 사용할 때 유용한 양식이다. 즉, 브레이커를 사용할 경우, 붐의 자중에 의해 바위 등의 파쇄물에 일정한 힘을 가하면서 충격을 가할 수 있는 반면 충격에 의해 붐이 상승하는 것을 방지함으로써, 브레이커를 이용한 작업을 효율적으로 진행할 수 있게 된다.

한편, 제 1 및 제 2 플로팅 밸브(30)(40)가 모드 개방되면, 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a) 및 하강측챔버(1b)은 모두 드레인 탱크(T)와 연결되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 양방향 플로팅 양식의 상태가 된다. 이와 같은 양방향 플로팅 양식은 붐 실린더(1)가 외력에 의해 자유롭게 상승 및 하강할 수 있는 상태로서, 버킷 등을 이용하여 지면을 평탄화하는 작업에 유용하다. 즉, 지면을 고르게 평탄화 작업하기 위해서는 버켓이 자중에 의해 일정한 힘을 지면에 가해야하고, 버켓을 전후방향으로 이동하면서 붐이 자유롭게 상승 및 하강하여야 한다.

이러한 제 2 플로팅 밸브(40)는 플로팅 선택 조작부(10)의 신호에 따라 개방 또는 폐쇄 상태로 변환되게 된다.

상기 플로팅 선택 밸브(50)는 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 신호압을 선택적으로 인가하기 위한 것으로서, 특히 붐 조작부(3)에 의해 붐 다운 신호가 발생하는 경우에만 제 1 플로팅 밸브(30)를 개방된 상태로 변환될 수 있도록 하기 위한 것이다.

보다 구체적으로, 상기 플로팅 선택 밸브(50)는 그 일측에 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)와, 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)가 연결되고, 그 타측에는 붐 조작부(3)의 붐 다운 신호라인(3b)과 드레인 탱크(T)가 각각 연결된다. 그리고 플로팅 선택 밸브(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 초기상태, 즉 제2 스풀위치(52)에서 붐 다운 신호라인(3b)을 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)에 연결하고 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)를 드레인 탱크(T)에 연결한다. 이와 같은 상태는 플로팅 모드가 선택되지 않은 일반 작업모드가 된다. 따라서, 붐 조작부(3)를 조작하면, 붐 다운 신호라인(3b)이나 붐 업 신호라인(3a)을 통해 신호압이 붐 제어밸브(4)에 인가되게 되고, 붐 제어밸브(4)의 변환에 의해 붐 실린더(1)는 신장 또는 수축하여 붐이 상승 또는 하강 구동된다.

반면, 플로팅 선택 밸브(50)가, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일측으로 즉 제1 스풀위치(51)로 변환되면, 붐 업 신호라인(3a)은 붐 제어밸브(4)의 상승 수압부(4a)에 연결되나, 붐 다운 신호라인(3b)은 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 연결된다. 따라서, 도 2 및 도 3과 같은 상태에서 붐 조작부(3)를 조작하여 붐 다운 신호라인(3b)에 고압이 형성되며, 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 고압의 신호압이 인가되고, 이에 의해 제 1 플로팅 밸브(30)는 도 2 및 도 3과 같이 개 방된 상태로 변환된다.

이와 같은 플로팅 선택 밸브(50)는 플로팅 선택 조작부(10)로부터 발생된 신호에 의해 변환된다.

상기 제어부(60)는 플로팅 선택 조작부(10)에 의해 발생한 신호에 따라 상기 제 2 플로팅 밸브(40)와 플로팅 선택 밸브(50)에 전기적 신호를 인가하기 위한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 제어부(60)는 상기 플로팅 선택 조작부(10)에 의해 일반 작업 모드가 선택되면, 제 2 플로팅 밸브(40)와 플로팅 선택 밸브(50)와 전류를 공급하지 않는다. 따라서, 제 2 플로팅 밸브(40)와 플로팅 선택 밸브(50)는 도 1과 같은 초기 상태로 존재하게 된다. 이때, 제 1 플로팅 밸브(30)는 플로팅 선택 밸브(50)가 초기 상태에 있기 때문에 그 수압부(35)가 드레인 탱크(T)와 연결된 상태가 되어 초기상태로 존재하게 된다.

반면, 플로팅 선택 조작부(10)에 의해 일방향 플로팅 모드(브레이커 작업에 유용하다고 하여 일명 '브레이커 모드'라고도 함)가 선택되면, 플로팅 선택 밸브(50)에는 전류를 공급하나 제 2 플로팅 밸브(40)에는 전류를 공급하지 않는다. 따라서, 플로팅 선택 밸브(50)와 제 2 플로팅 밸브(40)는 도 2와 같은 상태로 변환된다. 이때, 붐 조작부(3)의 붐 다운 조작이 없다면, 제 1 플로팅 밸브(30)는 도 1과 같은 폐쇄된 상태가 된다. 이는 플로팅 선택 조작부(10)의 조작에 의해 붐이 급작스럽게 낙하하여 안전사고가 발생하는 것을 방지하기 위해서이다. 한편, 작업자가 붐 조작부(3)를 조작하여 붐 다운 조작시 파일럿 펌프(P2)로부터 토출되는 작동유의 압력은 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)로 인가되어 제 1 플로팅 밸브(30) 는 도 2와 같이 변환된다. 따라서, 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)은 드레인 탱크(T)에 연결되게 되어 붐은 자중에 의해 낙하하게 된다. 이때, 작업자는 붐이 자중에 의해 낙하하는 속도를 붐 조작부(3)를 이용하여 조절할 수 있게 된다. 즉, 붐 조작부(3)의 조작량을 줄임으로써, 제 1 플로팅 밸브(30)가 개방되는 양을 조절할 수 있고, 이에 의해 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)의 작동유가 드레인 탱크(T)로 드레인되는 양을 조절할 수 있게 된다. 즉, 붐의 하강속도를 조절할 수 있게 되는 것이다. 이처럼, 제 1 플로팅 밸브(30)가 붐 다운 신호라인(3b)의 신호압에 의해 변환됨으로써, 붐의 급낙에 의한 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

한편, 붐 조작부(3)의 조작에 의해 붐 다운 신호라인(3b)에 고압이 형성되면, 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)의 유압라인(1c)에 설치된 붐 홀딩 밸브(2)를 개방시키게 된다. 이에 의해 붐 실린더(1) 상승측챔버(1a)의 작동유가 드레인될 수 있게 된다.

상기 플로팅 해제 조작부(20)는 플로팅 모드를 일시적으로 해제하기 위한 것으로서, 상기 플로팅 해제 조작부(20)에 의해 플로팅 해제신호가 발생하면 제어부(60)는 플로팅 선택 밸브(50)를 도 1과 같은 초기상태로 복귀시킨다. 물론, 전술한 바와 같은 기능은 플로팅 선택 조작부(10)의 조작에 의해 구현이 가능하다. 그러나 플로팅 선택 조작부(10)를 통해 플로팅 모드를 해제할 경우, 현재의 플로팅 모드로 다시 복귀하는 것이 어렵다. 즉, 현재 일방향 플로팅 모드로 작업이 진행 중에 있는데, 플로팅 기능을 해제하기 위해 플로팅 선택 조작부(10)를 조작하면, 플로팅 모드를 해제할 수 있다. 그러나 다시 일방향 플로팅 모드로 작업을 진행하 기 위해서는 다시 플로팅 선택 조작부(10)를 통해 일방향 플로팅 모드를 선택해야 한다. 그러나 작업자가 부주의로 또는 이전의 플로팅 모드를 기억하지 못해 플로팅 선택 조작부(10)를 통해 양방향 플로팅 모드를 선택할 수도 있다. 그러나 플로팅 해제 조작부(20)를 통해 플로팅 해제를 하는 경우, 다시 원래의 플로팅 모드로 복귀된다. 이는 플로팅 해제 조작부(20)에 의해 발생하는 신호가 플로팅 선택 밸브(50) 만을 변환시키기 때문이다. 이와 같은 플로팅 해제 조작부(20)에 의한 플로팅 해제 신호는 플로팅 선택 조작부(10)의 신호에 우선하여 플로팅 선택 밸브(50)에 인가된다.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 건설기계의 붐 실린더 제어회로의 작동 과정에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 도 1은 일반적인 작업 모드 상태를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 제 1 및 제 2 플로팅 밸브(30)(40)와, 플로팅 선택 밸브(50)는 초기 상태로 변환되어 있다. 따라서, 붐 조작부(3)를 조작하면, 신호압은 붐 다운 신호라인(3b)과 붐 업 신호라인(3a)을 통해 붐 제어밸브(4)의 수압부(4a)(4b)에 인가되고, 붐 제어밸브(4)가 붐 조작부(3)의 신호에 대응하여 도 1의 좌측 또는 우측 방향으로 변환되면, 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a) 또는 하강측챔버(1b)에 작동유가 공급되어 붐이 상승 또는 하강 운동을 하게 된다.

이와 같은 상태에서 플로팅 선택 조작부(10)를 통해 일방향 플로팅 모드를 선택하면, 제어부(60)는 플로팅 선택 밸브(50)에 신호를 인가하여 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 플로팅 밸브(30)와 플로팅 선택 밸브(50)를 변환시킨다. 그러면, 붐 다운 신호라인(3b)은 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)와 연결된다. 이때, 붐 조작부(3)를 통해 붐 하강 신호가 발생하면, 파일럿 펌프(P2)의 작동유는 붐 다운 신호라인(3b)을 통해 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 인가되고 붐 홀딩 밸브(2)가 개방된다. 이에 의해 제 1 플로팅 밸브(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 변환되고, 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)은 드레인 탱크(T)에 연결된다. 한편, 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b)은 차단된 상태가 된다. 이와 같은 상태는 브레이커 작업에 유용한 모드로서, 브레이커가 바위 등의 대상물에 일정한 힘을 가하면서도 반동에 의해 붐이 상승하는 것을 방지할 수 있어 브레이커 작업을 효율적으로 진행할 수 있게 된다.

한편, 플로팅 선택 조작부(10)를 통해 양방향 플로팅 모드를 선택하면, 제어부(60)는 제 2 플로팅 밸브(40)와 플로팅 선택 밸브(50)에 신호를 인가한다. 그러면, 제 2 플로팅 밸브(40)와 플로팅 선택 밸브(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 변환된다. 이에 의해 붐 다운 신호라인(3b)은 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 연결되고, 제 1 플로팅 밸브(30)의 제 1 출력포트(33)는 드레인 탱크(T)에 연결된다. 이와 같은 상태에서 붐 조작부(3)를 통해 붐 하강 신호를 발생하면, 파일럿 펌프(P2)의 작동유가 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 인가되어 제 1 플로팅 밸브(30)는 도 3과 같이 개방된 상태로 변환되고, 붐 홀딩 밸브(2)는 개방된 상태로 변환된다. 이에 의해 붐 실린더(1)의 상승측챔버(1a)과 하강측챔버(1b)은 모두 드레인 탱크(T)와 연결되게 된다. 이와 같은 상태는 지면의 평탄화작업에 유리한 모드로서, 버켓을 전후 방향으로 이동하면서 지면을 평탄화시 붐의 자중에 의해 지면 에 일정한 힘을 가할 수 있을 뿐만 아니라 버켓의 전후 방향 이동에 따라 붐의 상하 방향 이동이 자유로와서 작업자의 조작 편의성이 대폭 향상된다.

한편, 작업자는 지면을 평탄화하는 작업 중 지면을 다지는 작업 등 지면에 붐 자중 이상의 하중을 가할 필요가 있다. 이러한 경우, 작업자는 플로팅 해제 조작부(20)를 통해 플로팅 모드를 일시적으로 해제할 수 있다. 작업자가 플로팅 해제 조작부(20)를 통해 플로팅 해제 신호를 발생시키면, 제어부(60)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 플로팅 선택 밸브(50)를 초기 상태로 복귀시킨다. 그러면, 붐 다운 신호라인(3b)과 붐 업 신호라인(3a)은 다시 붐 제어밸브(4)의 수압부(4a)(4b)에 각각 연결되게 되고, 이에 의해 붐을 정상적으로 승강시킬 수 있게 된다. 다지기 등의 작업이 완료되면, 다시 작업자는 플로팅 해제 조작부(20)를 통해 플로팅 신호를 발생시킨다. 그러면, 제어부(60)는 플로팅 선택 밸브(50)를, 도 3 에 도시된 바와 같은 상태로 다시 변환하여 양방향 플로팅 기능을 수행할 수 있게 된다. 이와 같이, 플로팅 해제 조작부(20)에 의해 일시적으로 플로팅 기능을 해제할 수 있고, 플로팅 기능으로 다시 복귀시 이전의 작업 중이던 플로팅 기능을 수행할 수 있어 작업자의 조작 편의성 및 작업의 효율성이 더욱더 향상될 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 붐 실린더 제어회로를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에서는 플로팅 선택 조작부(110) 및 플로팅 해제 조작부(120)의 신호가 제 2 플로팅 밸브(40) 및 플로팅 선택 밸브(50)에 직접 인가되도록 구현하였다. 그 외 다른 구성은 동일하므로 동일한 참조부호를 부여한다.

상기 플로팅 선택 조작부(10)는 제 1 및 제 2 스위치(111)(112)를 포함한다. 상기 제 1 스위치(111)는 플로팅 선택 밸브(50)에 선택적으로 전류를 공급하기 위한 것으로서, 일측이 전원(S)에 전기적으로 연결되고 타측은 상기 플로팅 선택 밸브(50)의 신호인가부에 전기적으로 연결된다. 이에 의해 상기 제 1 스위치(111)가 온(ON)되면, 상기 플로팅 선택 밸브(50)가 도 5상 우측으로 변환하게 되어 붐 다운 신호라인(3b)은 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)에 연결된다.

상기 제 2 스위치(112)는 제 2 플로팅 밸브(40)에 선택적으로 전류를 공급하기 위한 것으로서, 일측이 전원(S)에 전기적으로 연결되고, 타측은 상기 제 2 플로팅 밸브(40)의 신호인가부에 전기적으로 연결된다. 이에 의해 상기 제 2 스위치(112)가 온(ON)되면, 상기 제 2 플로팅 밸브(40)는 개방된 상태 즉, 도 5상 우측으로 변환된 상태가 된다.

정리하면, 상기 제 1 및 제 2 스위치(111)(112)가 모두 오프(OFF)된 상태이면, 도 5에 도시된 바와 같이 플로팅 기능이 선택되지 않은 일반 작업 모드가 된다. 반면, 제 1 스위치(111)가 온(ON)되고, 제 2 스위치(112)가 오프(OFF)되면, 일방향 플로팅 모드가 선택된다. 그리고 제 1 및 제 2 스위치(111)(112)가 모두 온(ON)되면, 양방향 플로팅 모드가 선택된다.

상기 플로팅 해제 조작부(20)는 상기 제 1 스위치(111)로부터 상기 플로팅 선택 밸브(50)로 인가되는 신호를 선택적으로 차단하여 플로팅 모드를 일시적으로 해제하기 위한 것으로서, 일측은 접지되고 타측은 상기 제 1 스위치(111)와 플로팅 선택 밸브(50)의 신호라인 상에 연결된다. 이와 같은 구성에 의해 상기 플로팅 해 제 조작부(120)가 온(ON)되면, 상기 제 1 스위치(111)가 온(ON)된 상태이더라도 플로팅 선택 밸브(50)에 전류가 공급되지 않아 플로팅 선택 밸브(50)는 초기 상태, 즉 플로팅 기능이 선택되지 않은 상태가 된다. 이와 같은 상태에서 다시 플로팅 해제 조작부(120)가 오프(OFF)되면, 상기 제 1 스위치(111)의 신호가 플로팅 선택 밸브(50)에 인가되어 원 플로팅 모드로 복귀할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 간단하게 스위치 만으로 플로팅 선택 조작부(110)와 플로팅 해제 조작부(120)를 구현할 수 있어 장비의 구조를 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 붐 실린더 제어회로를 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 붐 실린더 제어회로에서 일 방향 플로팅 모드가 선택된 상태를 개략적으로 나타낸 도면,

도 3은 도 1의 붐 실린더 제어회로에서 양 방향 플로팅 모드가 선택된 상태를 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 도 3의 상태에서 플로팅 해제 조작부에 의해 플로팅 기능이 해제된 상태를 개략적으로 나타낸 도면,

<주요 참조 부호에 대한 설명>

10; 플로팅 선택 조작부 20; 플로팅 해제 조작부

30; 제 1 플로팅 밸브 31, 32; 제 1 및 제 2 입력포트

33, 34; 제 1 및 제 2 출력포트 40; 제 2 플로팅 밸브

50; 플로팅 선택 밸브

Claims

상승측챔버(1a)과 하강측챔버(1b)을 구비한 붐 실린더(1)를 포함하는 건설기계의 붐 실린더 제어회로에 있어서,

상기 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b) 및 상승측챔버(1a)를 각각 드레인 탱크(T)와 선택적으로 연통 또는 차단시키는 제 1 플로팅 밸브(30)와;

상기 제 1 플로팅 밸브(30)를 경유하여 드레인 탱크(T)와 연결되는 하강측챔버(1b)와 드레인 탱크(T)사이의 유로에 추가적으로 구비되어 상기 하강측챔버(1b)와 드레인 탱크(T)를 선택적으로 연통 또는 차단시키는 제 2 플로팅 밸브(40);

상기 제 1 플로팅 밸브(30)와 제 2 플로팅 밸브(40)를 연통 또는 차단 방향으로 절환되도록 조작 신호를 제공하는 플로팅 선택 조작부(10)(110); 및

붐 조작부(3)의 붐 다운 신호라인(3b)을 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)와 연결함과 동시에 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)는 드레인 탱크(T)와 연결하는 제1 스풀위치(51)와, 붐 조작부(3)의 붐 다운 신호라인(3b)을 붐 제어밸브(4)의 하강 수압부(4b)와 연결함과 동시에 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 수압부(35)는 드레인 탱크(T)에 연결하는 제2 스풀위치(52)를 구비하고, 상기 플로팅 선택 조작부(10)(110)의 조작 신호에 따라 상기 제1, 2 스풀위치로 선택적으로 절환되는 플로팅 선택 밸브(50);

를 포함하는 건설기계의 붐 실린더 제어회로.
제 1 항에 있어서,

제 1 플로팅 밸브(30)는 일측에 상기 붐 실린더(1)의 하강측챔버(1b) 및 상승측챔버(1a) 각각에 연결되는 제 1 및 제 2 입력포트(31)(32)가 마련되고, 타측에는 상기 제 2 플로팅 밸브(40)와 연결되는 제 1 출력포트(33)와 드레인 탱크(T)와 연결되는 제 2 출력포트(34)가 마련되며,

상기 제 2 플로팅 밸브(40)는, 일측은 상기 제 1 플로팅 밸브(30)의 제 1 출 력포트(33)에 연결되고, 타측은 상기 드레인 탱크(T)에 연결되는 것을 특징으로 건설기계의 붐 실린더 제어회로.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 플로팅 선택 조작부(10)(110)의 신호에 우선하여 상기 플로팅 선택 밸브(50)를 제1스풀위치(51) 또는 제2 스풀위치(52)로 선택적으로 절환시키는 신호를 인가하는 플로팅 해제 조작부(20)(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 실린더 제어회로.
제 4 항에 있어서,

상기 플로팅 선택 조작부(110)는,

상기 플로팅 선택 밸브(50)를 변환시키는 신호를 출력하는 제 1 스위치(111); 및

상기 제 2 플로팅 밸브(40)를 변환시키기 위한 신호를 출력하는 제 2 스위치(112)를 포함하며,

상기 플로팅 해제 조작부(120)는 상기 제 1 스위치(111)로부터 상기 플로팅 선택 밸브(50)에 인가되는 신호를 선택적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 실린더 제어회로.