KR101532784B1 - 건설장비용 전자 완충 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유압에 의해 작동하는 이동 요소와 이 이동 요소의 작동을 제어하는 유압 라인을 구비하는 건설장비용 전자 완충 장치로서, 유압 라인과 연결된 솔레노이드 밸브 및 이 솔레노이드 밸브와 연결된 릴리프 밸브를 포함하는 압력 조절부와, 이동 요소가 소정 위치에 도달할 때 솔레노이드 밸브로 제어 신호를 송신하는 제어기를 포함하는 신호 제어부를 포함하고, 솔레노이드 밸브는 제어기로부터 제어 신호를 수신하면 릴리프 밸브와 유압 라인을 연통시키는 것인 건설장비용 전자 완충 장치에 관한 것이다.

Description

건설장비용 전자 완충 장치{ELECTRONICAL CUSHION DEVICE FOR CONSTRUCTION EQUIPMENT}
본 발명은 건설장비용 전자 완충 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 건설장비의 이동 요소가 소정 위치에 도달할 때의 충격을 완충시키기 위한 건설장비용 전자 완충 장치에 관한 것이다.
굴삭기와 같은 건설장비는 붐과 같은 이동 요소를 상승 또는 하강시켜 작업을 수행한다. 이러한 이동 요소를 작동시킬 때, 이동 요소가 가속되어 높은 속도를 유지하는 상태로 작업 범위의 한계점에서 정지하는 경우 큰 충격이 발생하게 된다. 특히, 이러한 충격은 건설장비의 작업 범위가 상부 방향으로 증대될 수록 안정도에 악영향을 끼치게 된다.
도 1은 굴삭기(100)의 붐 상승시 최대 스트로크에 근접하는 경우를 도시한 개략도이다. 도 1에 있어서, 굴삭기(100)의 작업범위는 상부방향으로 증대되어 있고, 붐 상승을 급조작하는 경우 작업기 작업 범위가 증대된 만큼 장비의 안정도가 악화된다. 구체적으로, 붐 상승시 붐(101)의 최대 스트로크에서 붐 속도는 최대가 되고, 이 속도가 유지되면 충격이 발생한다. 이러한 충격으로 인해, 굴삭기(100) 의 성능은 악화되고, 수명이 감소할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 붐 실린더에 유압 완충 기능을 마련하고 있다. 그러나, 이러한 종래 기술만으로는 충격을 충분히 완화시킬 수 없어 운전자는 감속을 위한 별도의 조종 기술을 숙련하여야 했다.
또한, 붐(101)의 하강시에도 이동 요소와 지면이 충돌하여 이동 요소에 충격을 가할 수 있고, 결국 이러한 충격은 장비에 손상을 가할 수 있다.
본 발명의 목적은 건설장비의 이동 수단이 소정 위치에 도달할 때 이동 수단의 제어 압력을 저하시켜 장비에 가해지는 충격을 완화시키기 위한 건설장비용 전자 완충 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유압에 의해 작동하는 이동 요소와 이 이동 요소의 작동을 제어하는 유압 라인을 구비하는 건설장비용 전자 완충 장치는 유압 라인과 연결된 솔레노이드 밸브 및 이 솔레노이드 밸브와 연결된 릴리프 밸브를 포함하는 압력 조절부와, 이동 요소가 소정 위치에 도달할 때 솔레노이드 밸브로 제어 신호를 송신하는 제어기를 포함하는 신호 제어부를 포함하고, 이 경우 솔레노이드 밸브는 제어기로부터 제어 신호를 수신하면 릴리프 밸브와 유압 라인을 연통시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 건설장비용 전자 완충 장치의 압력 조절부는 릴리프 밸브와 병렬 연결되는 쇼크리스 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 건설장비용 전자 완충 장치의 릴리프 밸브는 가변 릴리프 밸브일 수 있으며, 신호 제어부는 이동 요소의 위치를 감지하는 위치 센서를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 건설장비용 전자 완충 장치는 굴삭기의 붐 작동을 제어하는 유압 라인과 연통할 수 있다.
상술한 구성에 의해 본 발명은 건설장비의 이동 요소가 소정 위치에 도달할 때 발생하는 충격을 효과적으로 완충시킬 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 완충 장치(200)의 실시예에 대한 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 완충 장치(200)는 압력 조절부(210)와 신호 제어부(220)를 포함할 수 있다.
도 2에 있어서, 압력 조절부(210)는 솔레노이드 밸브(213)와 릴리프 밸브(214)를 포함한다. 제1 유압 라인(211)과 제2 유압 라인(212)은 유압에 의해 작동하는 건설장비의 이동 요소를 제어하는 압력을 공급한다. 파일럿 펌프로부터 파일럿 압력이 제2 유압 라인(212)을 통해 제1 유압 라인(211)으로 공급될 수 있다. 예컨대, 굴삭기(100)에 있어서, 이 파일럿 압력은 유압 펌프와 붐 실린더 사이의 유로에 설치된 메인 컨트롤 밸브에 공급될 수 있고, 메인 컨트롤 밸브는 파일럿 압력에 의해 절환되어 붐(101)의 기동, 정지 및 방향 전환을 제어할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 유압 라인(211, 212)은 굴삭기(100)의 암(102) 또는 버켓(103)을 제어 하는 파일럿 유압 라인일 수 있으며, 또는 다른 건설장비의 이동 요소를 제어하는 유압 라인일 수도 있다. 이러한 유압 라인(211, 212)은 솔레노이드 밸브(213)를 통해 릴리프 밸브(214)와 연결될 수 있다.
도 2에 있어서, 제1 유압 라인(211)은 솔레노이드 밸브(213)와 연결되어 있다. 솔레노이드 밸브(213)는 정상 폐쇄형일 수 있고, 따라서, 외부 제어 신호가 솔레노이드 밸브(213)로 송신되지 않는다면 솔레노이드 밸브(213)는 제1 유압 라인(211)과 릴리프 밸브(214)의 연결을 차단할 수 있다.
외부 제어 신호가 솔레노이드 밸브(213)로 수신되면 배터리 전원이 솔레노이드를 작동시키므로, 솔레노이드 밸브(213)는 개방될 수 있다. 따라서, 솔레노이드 밸브(213)는 외부 제어 신호를 수신하는 경우 제1 유압 라인(211)과 릴리프 밸브(214)를 연결할 수 있다.
도 2에 따른 본 발명의 실시예에 있어서, 릴리프 밸브(214)는 솔레노이드 밸브(213)와 저압측(215) 사이에 연결될 수 있다. 릴리프 밸브(214)는 유입되는 압력이 설정 압력 이상으로 상승하는 경우 저압측(215)으로 향하는 유로를 개방시킨다. 따라서, 제1 유압 라인(211)과 릴리프 밸브(214) 사이의 연결이 솔레노이드 밸브(213)의 작동에 의해 개방되면, 제2 유압 라인(212)으로부터의 압유가 릴리프 밸브(214)로 유입되고, 유입된 압력이 설정 압력 이상으로 상승하게 되면, 릴리프 밸브(214)가 개방되어 저압측(215)으로 압유가 이동하게 된다. 이러한 작동 방식에 따라 릴리프 밸브(214)가 개방됨으로써 제1 유압 라인(211)으로 이송되는 압력이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에 있어서, 릴리프 밸브(214)는 가변 릴리프 밸브일 수 있다. 가변 릴리프 밸브를 이용하는 경우, 설정 압력을 압력 세팅으로 변경할 수 있으므로, 본 발명이 이용되는 장비의 성능 및 조건에 따라 설정 압력을 변경시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전자 완충 장치(200)를 용이하게 다양한 기종 및 분야에 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 완충 장치(200)의 압력 조절부(210)는 제1 유압 라인(211)의 압력을 감압할 수 있다. 이러한 압력 조절부(210)는 지속적으로 제1 유압 라인(211)의 압력을 감압시키기 위해 작동할 수 있으나, 제1 유압 라인(211)의 압력 상승이 바람직하지 않는 상황에만 작동할 수도 있다. 예컨대, 건설장비 작동에 있어서 소정 이동 요소가 특정 위치에 도달했을 때 큰 파일럿 압력이 건설장비에 악영향을 미칠 수 있으므로, 이 경우에만 전자 완충 장치(200)의 압력 조절부(210)를 작동시킬 수 있다.
이러한 작동 요구 사항은 본 발명의 실시예에 따른 전자 완충 장치(200)가 압력 조절부(210)의 솔레노이드 밸브(213)를 제어하는 신호 제어부(220)를 더 포함함으로써 충족될 수 있다. 전자 완충 장치(200)의 신호 제어부(220)는 특정 상황에서 솔레노이드 밸브(213)에 외부 제어 신호를 송신하거나 이러한 신호 송신을 중단함으로써 압력 조절부(210)의 솔레노이드 밸브(213)를 제어하여 압력 조절부(210)의 전체 작동을 제어할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자 완충 장치(200)의 신호 제어부(220)는 제어기(221)를 포함할 수 있다. 이 제어기(221)는 솔레노이드 밸브(213)를 제어하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 신호 제어부(220)는 위치 센서(222)를 더 포함할 수 있다. 위치 센서(222)는 소정 위치에 배치될 수 있고, 건설장비의 이동 요소가 소정 위치에 도달할 때 이를 감지하여 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 위치 센서(222)에 의해 발생된 전기 신호는 신호 제어부(220)의 제어기(221)로 송신되고, 제어기(221)는 이 전기 신호에 따라 압력 조절부(210)의 솔레노이드 밸브(213)를 작동시키는 제어 신호를 솔레노이드 밸브(213)로 송신할 수 있다. 제어기(221)는 위치 센서(222)로부터 수신된 전기 신호를 증폭하는 증폭기를 더 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같은 압력 조절부(210) 및 신호 제어부(220)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 전자 완충 장치(200)는 굴삭기(100)의 붐 상승 압력 제어에 이용될 수 있다. 예컨대, 굴삭기(100)와 같은 건설장비에 있어서 붐(101)이 상승하여 최대 스트로크에 도달하는 경우, 붐(101)의 속도가 크다면 굴삭기(100)에 큰 충격을 가하게 되므로, 굴삭기(100)의 손상 또는 수명 단축 등의 악영향을 미치게 된다. 따라서, 붐(101)이 최대 스트로크에 도달하기 전에 붐(101)의 속도를 감속시킬 필요가 있고, 이는 붐(101)이 최대 스트로크에 도달하기 이전에 본 발명의 전자 완충 장치(200)를 작동시켜 파일럿 압력의 상승을 억제함으로써 해결될 수 있다. 이 경우에 본 발명에 따른 전자 완충 장치(200)에 있어서, 신호 제어부(220)의 위치 센서(222)는 붐(101)의 최대 스트로크 위치 부근에 배치되어 붐(101)이 최대 스트로크 위치에 도달하는지 여부를 감지할 수 있다. 붐(101)이 최대 스트로크에 근접하게 되면 위치 센서(222)는 이를 감지하여, 신호 제어부(220)에 전기 신호를 송 신할 수 있다. 전기 신호를 수신한 신호 제어부(220)는 제어기(221)를 작동시켜 솔레노이드 밸브(213)의 개방을 지시하는 제어 신호를 송신할 수 있다. 제어 신호를 수신한 압력 조절부(210)의 솔레노이드 밸브(213)는 제1 유압 라인(211)과 릴리프 밸브(214)를 연통시킬 수 있다. 이후, 릴리프 밸브(214)의 개방에 의해 제1 유압 라인(211)으로 이송되는 압력이 저하될 수 있다. 제1 유압 라인(211)으로 이송되는 압력은 붐 상승 파일럿 압력일 수 있고, 따라서 붐 상승 파일럿 압력이 감압됨에 따라 붐 상승 속도가 감속될 수 있다. 결국, 이러한 일련의 과정을 통해 붐(101)이 최대 스트로크에 도달할 때 발생하는 충격을 완충시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 완충 장치(200)는 굴삭기(100)의 붐 하강 압력 제어에 이용할 수 있다. 예컨대, 굴삭기(100)와 같은 건설장비의 붐 하강시 고속인 상태에서 버켓(103) 또는 암(102)이 지면과 맞닿게 되는 경우에도 굴삭기(100)에 큰 충격을 가할 수 있다. 이 경우에, 본 발명의 실시예에 따른 위치 센서(222)는 붐(101)의 최저 위치 부근에 배치될 수 있다. 또한 붐(101), 암(102) 및 버켓(103)의 상대 위치를 고려하여 실제 암(102) 또는 버켓(103)이 지면에 도달하는 위치를 감지하기 위해, 위치 센서(222)가 암(102) 및/또는 버켓(103) 부근에 배치될 수도 있다. 따라서, 붐(101), 암(102) 및 버켓(103)의 상대 위치를 고려하여 이동 요소가 지면과 맞닿게 되는 위치에 근접할 때, 위치 센서(222)는 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 위치 센서(222)에 의해 발생된 전기 신호는 신호 제어부(220)의 제어기(221)로 수신되어, 제어기(221)는 압력 조절부(210)의 솔레노이드 밸브(213)로 제어 신호를 송신하여 압력 조절부(210)의 작동을 개시한다. 이 경 우, 제1 유압 라인(211)으로 이송되는 압력은 붐 하강 파일럿 압력일 수 있고, 본 발명에 따른 전자 완충 장치(200)는 붐 상승의 경우에 대해 상술한 바와 같이 붐 하강 파일럿 압력을 감압하여 굴삭기(100)에 가해지는 충격을 완충시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전자 완충 장치(200)는 암 파일럿 유압 라인에 배치될 수도 있고, 상술한 바와 같은 작동에 따라 암 파일럿 압력을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전자 완충 장치(300)의 다른 실시예에 대한 회로도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 전자 완충 장치(300)의 압력 조절부(310)는 쇼크리스 밸브(316)를 더 포함할 수 있다. 압력 조절부(310)의 솔레노이드 밸브(313)가 개방됨으로써, 압력 조절부(310)의 압력이 짧은 시간동안 급상승하게 되므로 충격이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 충격이 발생하는 것을 방지하기 위해 쇼크리스 밸브(316)가 압력 조절부(310)에 추가로 마련될 수 있다. 쇼크리스 밸브(316)는 구성요소로서 실린더 및 피스톤 등을 포함할 수 있고, 종래의 댐핑 수단과 유사한 구성을 포함할 수 있다.
이러한 쇼크리스 밸브(316)는 릴리프 밸브(214)와 병렬 연결되어 솔레노이드 밸브(313)와 저압측(315)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 유압 라인(311)과 쇼크리스 밸브(316) 사이의 연결이 솔레노이드 밸브(313)의 작동에 의해 개방되면, 제1 유압 라인(311)으로부터의 압유가 쇼크리스 밸브(316)로 유입된다. 쇼크리스 밸브(316)에 의해 압력 조절부(310)의 압력 급상승은 억제되므로, 압력 급상승으로 인한 충격은 완충될 수 있다. 이후 압력 상승으로 인한 릴리프 밸브(314)의 개방 및 제1 유압 라인(311)의 압력 저하는 도 2에 대해 상술한 바와 유사하게 진행된 다.
도 3에 따른 본 발명의 실시예에 있어서, 전자 완충 장치(300)는 쇼크리스 밸브(316)를 추가로 포함함으로써 제1 유압 라인(311)으로 이송되는 압력을 릴리프 밸브(314)와 함께 2단계로 완충시킬 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 쇼크리스 밸브(316)를 더 포함하는 전자 완충 장치(300) 역시 굴삭기(100)와 같은 건설장비의 붐 상승 및 하강 제어에 이용될 수 있음이 명확하다.
상술한 본 발명의 특정 실시예들은 여기에서 예시의 목적으로 설명되었으며, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 이에 대해 다양한 변경을 가할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 설명된 실시예들은 모든 점에서 예시적인 것이며, 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 한다. 그러므로, 본 발명의 범위는, 상술한 설명에 의해서가 아니라, 첨부된 청구항들에 의해서만 지정된다. 첨부된 청구항들의 균등의 의미와 범위 내의 모든 변형들이 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함될 수 있다.
도 1은 굴삭기의 붐 상승시 최대 스트로크에 근접하는 경우를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 전자 완충 장치의 실시예에 대한 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 전자 완충 장치의 다른 실시예에 대한 회로도.

Claims (4)

  1. 유압에 의해 작동하는 이동 요소와 이 이동 요소의 작동을 제어하는 유압 라인을 구비하는 건설장비용 전자 완충 장치로서,
    상기 유압 라인과 연결된 솔레노이드 밸브(213)와, 이 솔레노이드 밸브(213)와 연결된 릴리프 밸브(214)를 포함하는 압력 조절부(210); 및
    상기 이동 요소가 소정 위치에 도달할 때 상기 솔레노이드 밸브(213)로 제어 신호를 송신하는 제어기(221)를 포함하는 신호 제어부(220);를 포함하고,
    상기 압력 조절부(210)는 상기 릴리프 밸브(214)와 병렬 연결되는 쇼크리스 밸브(316)를 포함하며,
    상기 솔레노이드 밸브(213)는 상기 제어기(221)로부터 제어 신호를 수신하면 상기 릴리프 밸브(214)와 상기 유압 라인을 연통시키는 것인 건설장비용 전자 완충 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 제어부(220)는 상기 이동 요소의 위치를 감지하는 위치 센서(222)를 더 포함하는 것인 건설장비용 전자 완충 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 이동 요소는 굴삭기의 붐인 것인 전자 완충 장치.
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