KR101719676B1 - 건설 기계의 유압 구동 장치 - Google Patents
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Abstract
2개의 액추에이터의 부하압의 차가 큰 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 저부하압측의 압력 보상 밸브의 닫힘을 방지하여 저부하압측의 액추에이터의 감속, 정지를 방지함과 함께, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 특히 커지는 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 고부하압측의 액추에이터로의 필요한 양의 압유를 확보하여 고부하압측 액추에이터의 감속, 정지를 방지하기 위해, 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 각각에, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되었을 때에 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브(100f, 100g, 100h)를 배치한다.
Description
본 발명은, 유압 셔블 등의 건설 기계의 유압 구동 장치에 관련된 것이며, 특히, 유압 펌프의 토출압이 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 유압 펌프의 토출 유량을 로드 센싱 제어하는 건설 기계의 유압 구동 장치에 관한 것이다.
유압 셔블 등의 건설 기계의 유압 구동 장치에는, 유압 펌프(메인 펌프)의 토출압이 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 것이 있고, 이 제어는 로드 센싱 제어라고 불리고 있다. 이 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 장치에서는, 복수의 유량 제어 밸브의 전후 차압을 각각 압력 보상 밸브에 의해 소정 차압으로 유지하고, 복수의 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작시에 각각의 액추에이터의 부하압의 대소에 관계없이 각 유량 제어 밸브의 개구 면적에 따른 비율로 압유를 복수의 액추에이터에 공급할 수 있도록 하고 있다.
이와 같은 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 장치에 있어서, 예를 들면 특허문헌 1 기재의 유압 구동 장치에서는, 유압 펌프의 토출압과 복수의 액추에이터의 최고 부하압과의 차압(이하 로드 센싱 차압이라고 한다)을 목표 보상 차압으로서 압력 보상 밸브의 개구 면적 증가 방향 작동의 수압부로 유도하고, 압력 보상 밸브의 각각의 목표 보상 차압을 로드 센싱 차압 상당의 동일한 값으로 설정하여, 유량 제어 밸브의 전후 차압이 그 로드 센싱 차압에 유지되도록 하고 있다. 이것에 의해 복수의 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작시에, 유압 펌프의 토출 유량이 부족한 상태(이하 세츄레이션이라고 한다)가 생긴 경우에도, 세츄레이션의 정도에 따라 로드 센싱 차압이 저하된 결과, 복수의 압력 보상 밸브의 목표 보상 차압(즉 유량 제어 밸브의 전후 차압)이 일률적으로 작아지며, 유압 펌프의 토출 유량을 각각의 액추에이터가 요구 유량의 비로 재분배할 수 있다.
또, 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 장치의 압력 보상 밸브는, 통상, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 개구 면적 감소 방향으로 동작하여 스풀이 스트로크 엔드에 도달하면 전폐(全閉)하도록 구성되어 있다.
이에 대해, 특허문헌 2에는, 개구 면적 감소 방향으로 동작하여 스풀이 스트로크 엔드에 도달하더라도, 압력 보상 밸브가 전폐하지 않도록 구성된 유압 구동 장치가 기재되어 있다.
그러나, 상기 종래기술에는 다음과 같은 문제가 있다.
상술한 바와 같이 종래(예를 들면 특허문헌 1 기재)의 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 장치에서는, 압력 보상 밸브를 설치함으로써, 복수의 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작시에 부하압에 관계없이 유량 제어 밸브의 개구 면적에 따른 비율로 압유를 복수의 액추에이터에 공급할 수 있도록 하고 있다.
또, 특허문헌 1 기재의 유압 구동 장치에서는, 로드 센싱 차압을 목표 보상 차압으로서 설정하고 있기 때문에, 복수의 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작시에 세츄레이션이 생긴 경우에도, 유압 펌프의 토출 유량을 각각의 액추에이터가 요구하는 유량의 비로 재분배할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 특허문헌 1 기재의 유압 구동 장치에서는, 압력 보상 밸브가 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에서 전폐하도록 구성되어 있기 때문에, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 큰 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에는, 저부하압측의 압력 보상 밸브가 극단(極端)으로 좁혀지거나 닫히거나 하여, 저부하측의 액추에이터가 감속, 정지할 가능성이 있다.
특허문헌 2에 기재된 유압 구동 장치에서는, 압력 보상 밸브는 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에서 전폐하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 상기와 같은 복합 조작에서 세츄레이션이 생기더라도, 저부하측의 압력 보상 밸브가 극단으로 좁혀지거나 닫히지 않아, 저부하측의 액추에이터가 감속, 정지하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 특허문헌 2에 기재된 유압 구동 장치에서는, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 특히 커지는 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에는, 저부하압측의 액추에이터의 압력 보상 밸브가 닫히지 않기 때문에, 저부하압측의 액추에이터에 메인 펌프의 토출유의 대부분을 빼앗겨버려, 고부하압측의 액추에이터가 감속 혹은 정지해버린다는 문제가 있다.
예를 들면, 등판 주행중에 프론트 작업기의 자세를 바꾸기 위해 붐, 아암, 버킷 중 어느 것의 유압 실린더를 구동했을 때에는, 주행 모터의 부하압은 극히 높고, 주행 모터와 프론트 작업기의 액추에이터의 부하압의 차가 특히 커지기 때문에, 저부하측의 액추에이터인 프론트 작업기의 액추에이터에 유압 펌프의 토출유가 모두 흘러가버려, 주행이 정지해버리는 경우가 있다.
또, 평지의 주행이어도, 주행중에 블레이드의 자세를 바꾸기 위해 블레이드를 급조작한 경우에는, 역시 주행 모터와 블레이드 실린더의 부하압의 차는 특히 커지기 때문에, 저부하측의 액추에이터인 블레이드 실린더에 유압 펌프의 토출유의 대부분이 흘러가버려, 주행이 감속하여 조작 필링을 손상시켜버린다.
주행 모터 이외여도, 예를 들면 버킷과 교환하여 사용되는 파쇄기 등의 어태치먼트에 구비되는 예비의 액추에이터는 부하압이 높아지고, 다른 액추에이터(예를 들면 붐, 아암, 버킷의 유압 실린더)와 동시에 구동되는 복합 조작에서 부하압의 차가 특히 커지기 때문에, 동일한 문제가 생긴다.
본 발명의 목적은, 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 장치에 있어서, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 큰 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 저부하압측의 압력 보상 밸브의 닫힘을 방지하여 저부하압측의 액추에이터의 감속, 정지를 방지함과 함께, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 특히 커지는 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 고부하압측의 액추에이터로의 필요한 양의 압유를 확보하여 고부하압측 액추에이터의 감속, 정지를 방지하고, 양호한 복합 조작성이 얻어지는 건설 기계의 유압 구동 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 가변 용량형의 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량 제어 밸브와, 상기 복수의 액추에이터에 대응하여 설치되고, 상기 복수의 유량 제어 밸브를 구동하기 위한 조작 파일럿압을 생성하는 리모컨 밸브를 구비한 복수의 조작 장치와, 상기 복수의 유량 제어 밸브의 전후 차압을 각각 제어하는 복수의 압력 보상 밸브와, 상기 유압 펌프의 토출압이 상기 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 상기 유압 펌프의 용량을 로드 센싱 제어하는 펌프 제어 장치를 구비하고, 상기 복수의 압력 보상 밸브는, 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에 있어서 전폐하지 않는 타입의 압력 보상 밸브인 건설 기계의 유압 구동 장치에 있어서, 상기 복수의 액추에이터는, 다른 액추에이터와 동시에 구동되는 복합 조작에 있어서 고부하압측이 되는 특정한 액추에이터를 포함하고, 상기 다른 액추에이터의 압력 보상 밸브의 상류측 및 하류측 중 어느 것의 유로 부분에, 상기 복수의 조작 장치 중 상기 특정한 액추에이터에 대응하는 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브를 배치한 것으로 한다.
이와 같이 복수의 압력 보상 밸브를, 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에 있어서 전폐하지 않는 타입의 압력 보상 밸브로 함으로써, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 큰 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 저부하압측의 압력 보상 밸브의 닫힘이 방지되어, 저부하압측의 액추에이터의 감속, 정지를 방지할 수 있다.
또, 다른 액추에이터와 동시에 구동되는 복합 조작에 있어서 고부하압측이 되는 액추에이터를 특정한 액추에이터로 정의할 때, 다른 액추에이터의 압력 보상 밸브의 상류측 및 하류측 중 어느 것의 유로 부분에, 복수의 조작 장치 중 당해 특정한 액추에이터에 대응하는 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브를 배치함으로써, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에는, 전환 밸브가 유로 부분의 통로 면적을 감소시킨다. 이것에 의해 특정한 액추에이터와 다른 액추에이터와의 복합 조작이 부하압의 차가 특히 커지는 복합 조작이고 또한 그 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 다른 액추에이터(저부하압측의 액추에이터)에 공급되는 압유의 유량은 억제되기 때문에, 특정한 액추에이터(고부하압측의 액추에이터)로의 필요한 양의 압유가 확보되고, 특정한 액추에이터(고부하압측의 액추에이터)의 감속 혹은 정지를 방지하여, 양호한 복합 조작성이 얻어진다.
복수의 압력 보상 밸브는, 유압 펌프에 접속된 공급 유로로부터 분기되는 복수의 병렬 유로에 각각 배치되어 있고, 전환 밸브가 배치되는 유로 부분은, 예를 들면, 당해 복수의 병렬 유로 중 다른 액추에이터의 압력 보상 밸브가 배치되는 병렬 유로이다.
이것에 의해 특정한 조작 장치가 조작되었을 때, 병렬 유로에 대응하는 액추에이터만으로 공급되는 압유의 유량이 억제되고, 그 이외의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량은 억제되지 않기 때문에, 특정한 액추에이터와 그 이외의 액추에이터와의 복합 조작에서 그 이외의 액추에이터의 속도 저하에 의한 조작성의 저하를 방지할 수 있다.
전환 밸브가 배치되는 유로 부분은, 상기 공급 유로의 일부분으로서, 다른 액추에이터의 압력 보상 밸브가 배치되는 병렬 유로의 분기 위치보다 상류측의 유로 부분이어도 된다.
이것에 의해 다른 액추에이터가 복수있는 경우에도, 1개의 전환 밸브로 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량이 억제되어, 상술한 효과가 얻어지기 때문에, 구성 부품수를 억제하여, 보다 저렴하게 효과를 얻을 수 있다.
유압 구동 장치는, 특정한 조작 장치의 조작을 검출하는 조작 검출 장치로서, 예를 들면, 특정한 조작 장치의 리모컨 밸브가 생성하는 조작 파일럿압을 검출하여 유압 신호로서 출력하는 셔틀 밸브를 구비하고, 이 경우에는, 전환 밸브는 당해 유압 신호에 의해 전환되는 유압 전환 밸브로 할 수 있다. 또, 유압 구동 장치는, 특정한 조작 장치의 리모컨 밸브가 생성하는 조작 파일럿압을 검출하여 전기신호를 출력하는 압력 센서를 구비하고, 전환 밸브는 전기신호에 의거하여 동작하는 전자(電磁) 전환 밸브여도 된다.
또, 유압 구동 장치는, 제 1 위치와 제 2 위치로 전환 가능한 수동 선택 장치와, 수동 선택 장치가 제 1 위치에 있을 때에는, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때의 전환 밸브의 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 기능을 유효로 하고, 수동 선택 장치가 제 2 위치로 전환되면, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때의 전환 밸브의 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 기능을 무효로 하는 제어 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
이것에 의해 오퍼레이터의 기호나 작업의 종류에 따라 본 발명의 기능을 이용할 것인지의 여부를 자유롭게 선택할 수 있다.
특정한 액추에이터는, 예를 들면, 건설 기계의 주행체를 구동하는 주행 모터이며, 다른 액추에이터는, 예를 들면, 건설 기계의 프론트 작업기를 움직이는 복수의 유압 실린더 중 어느 것이거나, 블레이드를 움직이는 블레이드 실린더이다.
이것에 의해 오르막의 등판 주행중에 프론트 작업기의 자세를 바꾸기 위해 복수의 유압 실린더 중 어느 것의 유압 실린더를 구동했을 때에는, 이 유압 실린더에 공급되는 압유의 유량이 전환 밸브에 의해 억제되기 때문에, 주행 모터로의 필요한 양의 압유가 확보되고, 주행이 감속, 정지하는 것이 방지되어, 양호한 복합 조작성을 얻을 수 있다. 또, 평지의 주행중에 블레이드의 자세를 바꾸기 위해 블레이드를 급조작한 경우에는, 블레이드 실린더에 공급되는 압유의 유량이 전환 밸브에 의해 억제되기 때문에, 주행 모터로의 필요한 양의 압유가 확보되고, 주행의 감속이 방지되어, 조작 필링을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 장치에 있어서, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 큰 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 저부하압측의 압력 보상 밸브의 닫힘을 방지하여 저부하압측의 액추에이터의 감속, 정지를 방지함과 함께, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 특히 커지는 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 고부하압측의 액추에이터로의 필요한 양의 압유를 확보하여 고부하압측 액추에이터의 감속, 정지를 방지하고, 양호한 복합 조작성이 얻어진다.
도 1a는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 1b는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서의 조작 장치와 그 파일럿 회로 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2는, 건설 기계인 유압 셔블의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3a는, 주행용의 조작 장치의 레버 조작량과 조작 파일럿압(유압 신호)과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3b는, 주행용의 조작 파일럿압과 주행용의 유량 제어 밸브의 미터 인(meter-in) 및 미터 아웃(meter-out)의 개구 면적과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3c는, 주행용의 조작 파일럿압과 전환 밸브의 개구 면적과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 9a는, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브로서, 병렬 유로에 배치되는 전환 밸브의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 9b는, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브로서, 메인 펌프의 공급 유로에 접속된 밸브 내 공급 유로에 배치되는 전환 밸브의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 1b는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서의 조작 장치와 그 파일럿 회로 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2는, 건설 기계인 유압 셔블의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3a는, 주행용의 조작 장치의 레버 조작량과 조작 파일럿압(유압 신호)과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3b는, 주행용의 조작 파일럿압과 주행용의 유량 제어 밸브의 미터 인(meter-in) 및 미터 아웃(meter-out)의 개구 면적과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 3c는, 주행용의 조작 파일럿압과 전환 밸브의 개구 면적과의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 9a는, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브로서, 병렬 유로에 배치되는 전환 밸브의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 9b는, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브로서, 메인 펌프의 공급 유로에 접속된 밸브 내 공급 유로에 배치되는 전환 밸브의 변형예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.
<유압 셔블>
도 2에 유압 셔블의 외관을 나타낸다.
도 2에 있어서, 작업 기계로서 잘 알려져 있는 유압 셔블은, 상부 선회체(300)와, 하부 주행체(301)와, 스윙식의 프론트 작업기(302)를 구비하고, 프론트 작업기(302)는, 붐(306), 아암(307), 버킷(308)으로 구성되어 있다. 상부 선회체(300)는 하부 주행체(301)를 선회 모터(7)의 회전에 의해 선회 가능하다. 상부 선회체(300)의 전부(前部)에는 스윙 포스트(303)가 장착되고, 이 스윙 포스트(303)에 프론트 작업기(302)가 상하동 가능하게 장착되어 있다. 스윙 포스트(303)는 스윙 실린더(9)(도 1 참조)의 신축에 의해 상부 선회체(300)에 대하여 수평 방향으로 회전 운동 가능하고, 프론트 작업기(302)의 붐(306), 아암(307), 버킷(308)은 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)의 신축에 의해 상하 방향으로 회전 운동 가능하다. 하부 주행체(301)는 중앙 프레임(304)을 구비하고, 이 중앙 프레임(304)에는 블레이드 실린더(8)(도 1a 참조)의 신축에 의해 상하 동작을 행하는 블레이드(305)가 장착되어 있다. 하부 주행체(301)는, 주행 모터(5, 6)의 회전에 의해 좌우의 크롤러(310, 311)를 구동함으로써 주행을 행한다.
<제 1 실시형태>
도 1a에 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸다.
∼기본구성∼
먼저, 본 실시형태에 관련된 유압 구동 장치의 기본 구성을 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 유압 구동 장치는, 엔진(1)과, 엔진(1)에 의해 구동되는 메인의 유압 펌프(이하 메인 펌프라고 한다)(2)와, 메인 펌프(2)와 연동하여 엔진(1)에 의해 구동되는 파일럿 펌프(3)와, 메인 펌프(2)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터(5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12)인 좌우의 주행 모터(5, 6), 선회 모터(7), 블레이드 실린더(8), 스윙 실린더(9), 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)와, 컨트롤 밸브(4)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 관련된 유압 셔블은, 예를 들면 유압 미니 셔블이다.
컨트롤 밸브(4)는, 메인 펌프(2)의 공급 유로(2a)에 접속되고, 메인 펌프(2)로부터 각 액추에이터에 공급되는 압유의 방향과 유량을 각각 제어하는 복수의 밸브 섹션(13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20)과, 복수의 액추에이터(5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12)의 부하압 중 가장 높은 부하압(이하, 최고 부하압이라고 한다)(PLmax)을 선택하여 신호 유로(21)에 출력하는 복수의 셔틀 밸브(22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g)와, 메인 펌프(2)의 공급 유로(2a)에 접속된 밸브 내 공급 유로(4a)에 접속되고, 메인 펌프(2)의 최고 토출압(최고 펌프압)을 제한하는 메인 릴리프 밸브(23)와, 파일럿 유압원(33)(후술)에 접속되고, 공급 유로(4a) 및 신호 유로(21)의 압력을 신호 압력으로서 입력하고, 메인 펌프(2)의 토출압(펌프압)(Pd)과 최고 부하압(PLmax)과의 차압(PLS)을 절대압으로서 출력하는 차압 감압 밸브(24)와, 밸브 내 공급 유로(4a)에 접속되고, 공급 유로(4a) 및 신호 유로(21)의 압력을 신호 압력으로서 입력하고, 펌프압(Pd)과 최고 부하압(PLmax)과의 차압(PLS)이 스프링(25a)에 의해 설정된 어떤 일정값을 넘었을 때에 메인 펌프(2)의 토출 유량의 일부를 탱크(T)로 되돌리고, 차압(PLS)을 스프링(25a)에 의해 설정된 일정값 이하로 유지하는 언로드 밸브(25)를 가지고 있다. 언로드 밸브(25) 및 메인 릴리프 밸브(23)의 출구측은 밸브 내 탱크 유로(29)에 접속되고, 이 유로(29)를 통해 탱크(T)에 접속되어 있다.
밸브 섹션(13)은 유량 제어 밸브(26a)와 압력 보상 밸브(27a)로 구성되고, 밸브 섹션(14)은 유량 제어 밸브(26b)와 압력 보상 밸브(27b)로 구성되며, 밸브 섹션(15)은 유량 제어 밸브(26c)와 압력 보상 밸브(27c)로 구성되고, 밸브 섹션(16)은 유량 제어 밸브(26d)와 압력 보상 밸브(27d)로 구성되며, 밸브 섹션(17)은 유량 제어 밸브(26e)와 압력 보상 밸브(27e)로 구성되고, 밸브 섹션(18)은 유량 제어 밸브(26f)와 압력 보상 밸브(27f)로 구성되며, 밸브 섹션(19)은 유량 제어 밸브(26g)와 압력 보상 밸브(27g)로 구성되고, 밸브 섹션(20)은 유량 제어 밸브(26h)와 압력 보상 밸브(27h)로 구성되어 있다. 압력 보상 밸브(27a∼27h)는, 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 상류측에 있어서, 메인 펌프(2)의 공급 유로(2a)에 접속된 밸브 내 공급 유로(4a)로부터 분기되는 복수의 병렬 유로(41a∼41f)에 각각 배치되어 있다.
유량 제어 밸브(26a∼26h)는, 메인 펌프(2)로부터 각각의 액추에이터(5∼12)에 공급되는 압유의 방향과 유량을 각각 제어하고, 압력 보상 밸브(27a∼27h)는 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 전후 차압을 각각 제어한다.
압력 보상 밸브(27a∼27h)는 목표 차압 설정용의 밸브 개방측 수압부(28a, 28b, 28c, 28d, 28e, 28f, 28g, 28h)를 가지고, 이 수압부(28a∼28h)에는 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 유도되어, 유압 펌프압(Pd)과 최고 부하압(PLmax)과의 차압(PLS)의 절대압(이하 절대압(PLS)이라고 한다)에 의해 목표 보상 차압이 설정된다. 이와 같이 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 전후 차압을 동일한 차압(PLS)이라고 하는 값으로 제어함으로써, 압력 보상 밸브(27a∼27h)는 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 전후 차압이 유압 펌프압(Pd)과 최고 부하압(PLmax)의 차압(PLS)과 동일해지도록 제어한다. 이것에 의해 복수의 액추에이터를 동시에 구동하는 복합 조작시에는, 액추에이터(5∼12)의 부하압의 대소에 관계없이, 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 개구 면적비에 따라 메인 펌프(2)의 토출 유량을 분배하고, 복합 조작성을 확보할 수 있다. 또, 메인 펌프(2)의 토출 유량이 요구 유량에 충족되지 않는 세츄레이션 상태가 된 경우에는, 차압(PLS)은 그 공급 부족의 정도에 따라 저하되고, 이것에 따라 압력 보상 밸브(27a∼27h)가 제어하는 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 전후 차압이 동일한 비율로 저하되어 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 통과 유량이 동일한 비율로 감소되기 때문에, 이 경우에도 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 개구 면적비에 따라 메인 펌프(2) 토출 유량을 분배하고, 복합 조작성을 확보할 수 있다.
압력 보상 밸브(27a∼27h)는, 도 1a의 심벌 표시로 알 수 있는 바와 같이, 개구 면적 감소 방향(도면에서 봤을 때 좌측 방향)의 스트로크 엔드에 있어서 전폐하지 않는 타입의 압력 보상 밸브이다.
또, 유압 구동 장치는, 파일럿 펌프(3)의 공급 유로(3a)에 접속되고, 파일럿 펌프(3)의 토출 유량에 따라 절대압을 출력하는 엔진 회전수 검출 밸브(30)와, 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 하류측에 접속되고, 파일럿 유로(31)의 압력을 일정하게 유지하는 파일럿 릴리프 밸브(32)를 가지는 파일럿 유압원(33)과, 파일럿 유로(31)에 접속되고, 파일럿 유압원(32)의 압력을 원압(元壓)(파일럿 1차압)으로서 유량 제어 밸브(26a∼26h)를 조작하기 위한 조작 파일럿압(파일럿 2차압)(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p)을 생성하기 위한 리모컨 밸브(34a-2, 34b-2, 34c-2, 34d-2, 34e-2, 34f-2, 34g-2, 34h-2)(도 1b 참조)를 구비한 조작 장치(34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f, 34g, 34h)를 구비하고 있다.
엔진 회전수 검출 밸브(30)는, 파일럿 펌프(3)의 공급 유로(3a)를 파일럿 유로(31)에 접속하는 유로에 설치된 스로틀 요소(고정 스로틀부)(30f)와, 스로틀 요소(30f)에 병렬로 접속된 유량 검출 밸브(30a)와, 차압 감압 밸브(30b)를 가지고 있다. 유량 검출 밸브(30a)의 입력측은 파일럿 펌프(3)의 공급 유로(3a)에 접속되고, 유량 검출 밸브(30a)의 출력측은 파일럿 유로(31)에 접속되어 있다. 유량 검출 밸브(30a)는 통과 유량이 증대함에 따라 개구 면적을 크게 하는 가변 스로틀부(30c)를 가지고, 파일럿 펌프(3)의 토출유는 스로틀 요소(30f) 및 유량 검출 밸브(30a)의 가변 스로틀부(30c)의 양방을 통과하여 파일럿 유로(31) 측으로 흘러간다. 이때, 스로틀 요소(30f)와 유량 검출 밸브(30a)의 가변 스로틀부(30c)에는 통과 유량이 증가함에 따라 커지는 전후 차압이 발생하고, 차압 감압 밸브(30b)는 그 전후 차압을 절대압(Pa)으로서 출력한다. 파일럿 펌프(3)의 토출 유량은 엔진(1)의 회전수에 의해 변화되기 때문에, 스로틀 요소(30f) 및 가변 스로틀부(30c)의 전후 차압을 검출함으로써, 파일럿 펌프(3)의 토출 유량을 검출할 수 있고, 엔진(1)의 회전수를 검출할 수 있다. 또, 가변 스로틀부(30c)는, 통과 유량이 증대함에 따라(전후 차압이 높아짐에 따라) 개구 면적을 크게 함으로써, 통과 유량이 증대함에 따라 전후 차압의 상승 정도가 완만해지도록 구성되어 있다.
메인 펌프(2)는 가변 용량형의 유압 펌프이며, 그 경전각(傾轉角)(용량)을 제어하기 위한 펌프 제어 장치(35)를 구비하고 있다. 펌프 제어 장치(35)는 펌프 토크 제어부(35A)와 LS제어부(35B)로 구성되어 있다.
펌프 토크 제어부(35A)는 토크 제어 경전 액추에이터(35a)를 가지고, 토크 제어 경전 액추에이터(35a)는 메인 펌프(2)의 토출압이 높아지면 메인 펌프(2)의 경전각(용량)이 줄어들도록 메인 펌프(2)의 경사판(용량 가변 부재)(2s)을 구동하고, 메인 펌프(2)의 입력 토크가 미리 설정된 최대 토크를 넘지않도록 제한한다. 이것에 의해 메인 펌프(2)의 소비 마력이 제한되어, 과부하에 의한 엔진(1)의 정지(엔진 스톨)가 방지된다.
LS제어부(35B)는, LS제어 밸브(35b) 및 LS제어 경전 액추에이터(35c)를 가지고 있다.
LS제어 밸브(35b)는 대향하는 수압부(35d, 35e)를 가지고, 수압부(35d)에는 유로(40)를 통해 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 차압 감압 밸브(30b)에서 생성된 절대압(Pa)이 로드 센싱 제어의 목표 차압(목표 LS차압)으로서 유도되고, 수압부(35e)에 차압 감압 밸브(24)에서 생성된 절대압(PLS)(메인 펌프(2)의 토출압(Pd)과 최고 부하압(PLmax)의 차압(PLS))이 피드백 차압으로서 유도된다. LS제어 밸브(35b)는, 절대압(PLS)이 절대압(Pa)보다 높아지면(PLS>Pa), 파일럿 유압원(33)의 압력을 LS제어 경전 액추에이터(35c)로 유도하고, 절대압(PLS)이 절대압(Pa)보다 낮아지면(PLS<Pa), LS제어 경전 액추에이터(35c)를 탱크(T)에 연통시킨다. LS제어 경전 액추에이터(35c)는, 파일럿 유압원(33)의 압력이 유도되면, 메인 펌프(2)의 경전각이 줄어들도록 메인 펌프(2)의 경사판(2s)을 구동하고, 탱크(T)에 연통하면, 메인 펌프(2)의 경전각이 늘어나도록 메인 펌프(2)의 경사판(2s)을 구동한다. 이것에 의해 메인 펌프(2)의 토출압(Pd)이 최고 부하압(PLmax)보다 절대압(Pa)(목표 차압)만큼 높아지도록 메인 펌프(2)의 경전각(용량)이 제어된다.
여기에서, 절대압(Pa)은 엔진 회전수에 따라 변화하는 값이기 때문에, 절대압(Pa)을 로드 센싱 제어의 목표 차압으로서 이용하고, 압력 보상 밸브(27a∼27h)의 목표 보상 차압을 메인 펌프(2)의 토출압(Pd)과 최고 부하압(PLmax)과의 차압의 절대압(PLS)에 의해 설정함으로써, 엔진 회전수에 따른 액추에이터 스피드의 제어가 가능해진다.
언로드 밸브(25)의 스프링(25a)의 설정압은, 엔진(1)이 정격 최고 회전수에 있을 때의 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 차압 감압 밸브(30b)에서 생성된 절대압(Pa)(로드 센싱 제어의 목표 차압)보다 조금 높아지도록 설정되어 있다.
도 1b는, 조작 장치(34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f, 34g, 34h)와 그 파일럿 회로 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
조작 장치(34a)는, 조작 레버(34a-1)와 리모컨 밸브(34a-2)를 가지고, 리모컨 밸브(34a-2)는 1쌍의 감압 밸브(PVa, PVb)를 구비하고 있다. 조작 레버(34a-1)를 도면에서 봤을 때 우측 방향으로 조작하면 리모컨 밸브(34a-2)의 감압 밸브(PVa)가 작동하여 조작 레버(34a-1)의 조작량에 따른 크기의 조작 파일럿압(a)을 생성하고, 조작 레버(34a-1)를 도면에서 봤을 때 좌측 방향으로 조작하면 리모컨 밸브(34a-2)의 감압 밸브(PVb)가 작동하여 조작 레버(34a-1)의 조작량에 따른 크기의 조작 파일럿압(b)을 생성한다.
조작 장치(34b∼34h)도 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조작 장치(34b∼34h)는, 각각, 조작 레버(34b-1, 34c-1, 34d-1, 34e-1, 34f-1, 34g-1, 34h-1)와 리모컨 밸브(34b-2, 34c-2, 34d-2, 34e-2, 34f-2, 34g-2, 34h-2)를 가지고, 조작 레버(34b-1, 34c-1, 34d-1, 34e-1, 34f-1, 34g-1, 34h-1)를 도면에서 봤을 때 우측 방향으로 조작하면 리모컨 밸브(34b-2, 34c-2, 34d-2, 34e-2, 34f-2, 34g-2, 34h-2)의 감압 밸브(PVc, PVe, PVg, PVi, PVk, PVm, PVo)가 각각 작동하여 조작 레버(34b-1, 34c-1, 34d-1, 34e-1, 34f-1, 34g-1, 34h-1)의 조작량에 따른 크기의 조작 파일럿압(c, e, g, i, k, m, o)을 생성하고, 조작 레버(34b-1, 34c-1, 34d-1, 34e-1, 34f-1, 34g-1, 34h-1)를 도면에서 봤을 때 좌측 방향으로 조작하면 리모컨 밸브(34b-2, 34c-2, 34d-2, 34e-2, 34f-2, 34g-2, 34h-2)의 감압 밸브(PVd, PVf, PVh, PVj, PVl, PVn, PVp)가 각각 작동하여 조작 레버(34b-1, 34c-1, 34d-1, 34e-1, 34f-1, 34g-1, 34h-1)의 조작량에 따른 크기의 조작 파일럿압(d, f, h, j, l, n, p)을 생성한다.
∼특징적 구성∼
다음에, 본 실시형태에 관련된 유압 구동 장치의 특징적 구성을 설명한다.
본 실시형태에 관련된 유압 구동 장치는, 그 특징적 구성으로서, 붐용의 압력 보상 밸브(27f)의 상류측의 유로 부분인 병렬 유로(41f), 아암용의 압력 보상 밸브(27g)의 상류측의 유로 부분인 병렬 유로(41g), 버킷용의 압력 보상 밸브(27h)의 상류측의 유로 부분인 유로 부분(41h)의 각각에 배치되고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되었을 때에 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브(100f, 100g, 100h)를 구비하고 있다.
전환 밸브(100f, 100g, 100h)는, 각각, 전개(全開)의 연통 위치와 개구 면적을 감소시킨 스로틀 위치인 두 위치를 가지고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되고 있지 않을 때에는 도면에서 봤을 때 좌측의 전개의 연통 위치에 있고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작될 때에는 도면에서 봤을 때 우측의 스로틀 위치로 전환된다. 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는, 각각, 스로틀 위치로 전환됨으로써, 압력 보상 밸브(27f, 27g, 27h)의 상류측의 유로 부분인 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 통로 면적을 감소시킨다.
또, 본 실시형태에 관련된 유압 구동 장치는, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)의 조작을 검출하는 조작 검출 장치(43)를 더 구비하고 있다. 이 조작 검출 장치(43)는, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 생성하는 조작 파일럿압(주행용의 조작 파일럿압)을 검출하여 유압 신호로서 출력하는 셔틀 밸브(48a, 48b, 48c)를 가지고 있다(도 1b 참조). 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는 그 유압 신호(주행용의 조작 파일럿압)에 의해 전환되는 유압 전환 밸브이며, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 수압부(101f, 101g, 101h)에 그 유압 신호가 유도된다. 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되고 있지 않아, 주행의 조작 파일럿압이 생성되고 있지 않을 때에는, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는 도면에서 봤을 때 좌측의 연통 위치에 있고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되어, 주행용의 조작 파일럿압이 유압 신호로서 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 수압부(101f, 101g, 101h)에 유도되면, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는 도면에서 봤을 때 우측의 스로틀 위치로 전환된다.
도 3a는, 조작 장치(34a, 34b)의 레버 조작량과 조작 파일럿압(유압 신호)과의 관계를 나타낸 도면이고, 도 3b는, 조작 파일럿압과 주행용의 유량 제어 밸브(26a, 26b)의 미터 인 및 미터 아웃의 개구 면적과의 관계를 나타낸 도면이며, 도 3c는, 조작 파일럿압과 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 개구 면적과의 관계를 나타낸 도면이다. 레버 조작량이 증대함에 따라 조작 파일럿압은 최소 압력(Ppmin)에서 최대 압력(Ppmax)까지 증대하고(도 3a), 조작 파일럿압이 증대함에 따라 유량 제어 밸브(26a, 26b)의 미터 인 및 미터 아웃의 개구 면적은 제로에서 최대 Amax까지 증대한다(도 3b).
도 3a의 Xa는 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 전환 레버 조작량이며, 도 3a∼도 3c의 Ppa, Aa-in은 전환 레버 조작량(Xa)에 대응하는 조작 파일럿압 및 미터 인 개구 면적이고, 도 3c의 A100-max는 전환 밸브(100f, 100g, 100h)가 연통 위치에 있을 때의 개구 면적, A100-lim은 전환 밸브(100f, 100g, 100h)가 스로틀 위치에 있을 때의 개구 면적이다. 주행의 조작 장치(34a, 34b)의 조작 레버(34a-1, 34b-1)가 조작되고 있지 않을 때에는, 주행의 조작 파일럿압이 생성되지 않기 때문에, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는 도면에서 봤을 때 좌측의 연통 위치에 있다. 이때, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 개구 면적은 A100-max이다. 주행의 조작 장치(34a, 34b)의 조작 레버(34a-1, 34b-1)가 조작되면, 주행의 조작 파일럿압이 생성되고, 주행용의 유량 제어 밸브(26a, 26b)의 미터 인 개구 면적이 증대하여 주행 모터(5, 6)에 공급되는 압유의 유량이 증가한다. 그러나, 레버 조작량이 Xa 이하이고, 주행의 조작 파일럿압이 Ppa 이하일 때에는, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는 전환되지 않고, 도면에서 봤을 때 좌측의 연통 위치에 유지되며, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 개구 면적은 A100-max인 상태이다. 레버 조작량이 Xa를 넘어, 조작 파일럿압이 Ppa보다 높아지면, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는 도면에서 봤을 때 우측의 스로틀 위치로 전환되고, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 개구 면적은 A100-lim으로 감소한다. 여기에서, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 전환 레버 조작량(Xa)은, 최대 조작량(Full) 부근의 값으로 설정되고, 이때, 전환 레버 조작량(Xa)에 대응하는 조작 파일럿압(Ppa) 및 미터 인 개구 면적(Aa-in)은 각각 최대 압력(Ppmax) 및 최대 개구 면적(Ain-max) 부근의 값이다. 전환 레버 조작량(Xa)은, 예를 들면, 최대 조작량(Full)의 70∼95% 정도의 값이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 최대 조작량(Full)의 80∼90% 정도의 값이다. 또, 도시한 바와 같이, 조작 파일럿압이 Ppa부터 Ppmax로 단계적으로 상승하는 특성이 있는 경우에는, 조작 파일럿압이 단계적으로 상승할 때의 조작량에 맞추거나, 직전의 조작량으로 하는 것이 바람직하다.
여기에서, 등판 주행중에 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12) 중 어느 것을 구동하는 복합 조작을 행한 경우, 주행 모터(5, 6)와 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)의 부하압의 차는 특히 커지고, 저부하압측의 액추에이터인 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)의 압력 보상 밸브는 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드 부근까지 동작한다. 이와 같은 부하압의 차가 특히 커지는 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에는, 저부하압측의 액추에이터에 메인 펌프의 토출 유량의 대부분을 빼앗겨, 주행 모터(5, 6)는 정지해버릴 가능성이 있다. 이와 같은 부하압의 차는 특히 커지는 복합 조작에 있어서, 고부하압측의 액추에이터를 본원 명세서에서는 「특정한 액추에이터」라고 말한다. 특정한 액추에이터의 예로서, 후술하는 바와 같이, 주행 모터 이외에, 파쇄기 등의 어태치먼트에 구비되는 예비의 액추에이터가 있다.
∼기본 구성의 동작∼
먼저, 본 실시형태의 유압 구동 장치의 기본 구성의 동작을 설명한다.
<모든 조작 레버가 중립일 때>
모든 조작 장치(34a∼34h)의 조작 레버(34a-1∼34h-1)가 중립 위치에 있는 경우, 모든 유량 제어 밸브(26a∼26h)는 중립 위치에 있고, 액추에이터(5∼12)에 압유는 공급되지 않는다. 또, 유량 제어 밸브(26a∼26h)가 중립 위치에 있을 때에는, 셔틀 밸브(22a∼22g)에 의해 검출되는 최고 부하압(PLmax)은 탱크압이 된다.
메인 펌프(2)로부터의 토출유는 공급 유로(2a, 4a)에 공급되고, 공급 유로(2a, 4a)의 압력이 상승한다. 공급 유로(4a)에는 언로드 밸브(25)가 설치되어 있고, 언로드 밸브(25)는, 공급 유로(2a)의 압력이 최고 부하압(PLmax)(지금의 경우에는 탱크압)보다 스프링(25a)의 설정압 이상 높아지면, 개방 상태가 되어 공급 유로(2a)의 압유를 탱크로 되돌려, 공급 유로(2a)의 압력의 상승을 제한한다. 이것에 의해 메인 펌프(2)의 토출압은 최저 압력(Pmin)으로 제어된다.
차압 감압 밸브(24)는, 메인 펌프(2)의 토출압(Pd)과 최고 부하압(PLmax)(지금의 경우에는 탱크압)의 차압(PLS)을 절대압으로서 출력하고 있다. 메인 펌프(2)의 LS제어부(35B)의 LS제어 밸브(35b)에는, 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압과 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 유도되어 있고, 메인 펌프(2)의 토출압이 상승하여, 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압보다 커지면, LS제어 밸브(35b)는 도면에서 봤을 때 우측의 위치로 전환되고, LS제어 경전 액추에이터(35c)에 파일럿 유압원(33)의 압력이 유도되고, 메인 펌프(2)의 경전각이 작아지도록 제어된다. 그러나, 메인 펌프(2)에는, 그 최소 경전각을 규정하는 스토퍼(도시 생략)가 설치되어 있기 때문에, 메인 펌프(2)는 그 스토퍼에 의해 규정되는 최소 경전각(qmin)으로 유지되어, 최소 유량(Qmin)을 토출한다.
<조작 레버를 조작한 경우>
임의의 피구동 부재, 예를 들면 붐용의 조작 장치(34f)의 조작 레버(34f-1)를 조작한 경우에는, 붐용의 유량 제어 밸브(26f)가 전환되고, 붐 실린더(10)에 압유가 공급되어, 붐 실린더(10)가 구동된다.
유량 제어 밸브(26f)에 흐르는 유량은, 유량 제어 밸브(26f)의 미터 인 스로틀의 개구 면적과 미터 인 스로틀의 전후 차압에 의해 결정, 미터 인 스로틀의 전후 차압은 압력 보상 밸브(27f)에 의해 차압 감압 밸브(24)의 출력압과 동일해지도록 제어되기 때문에, 유량 제어 밸브(26f)에 흐르는 유량(따라서 붐 실린더(10)의 구동 속도)은 조작 레버의 조작량에 따라 제어된다.
한편, 붐 실린더(10)의 부하압이 셔틀 밸브(22a∼22g)에 의해 최고 부하압으로서 검출되고, 차압 감압 밸브(24) 및 언로드 밸브(25)로 전달된다.
언로드 밸브(25)에 붐 실린더(10)의 부하압이 최고 부하압으로서 유도되면, 그것에 따라 언로드 밸브(25)의 크래킹 압력(언로드 밸브(25)가 개방되기 시작하는 압력)은 상승하고, 공급 유로(2a)의 압력이 과도적으로 최고 부하압보다 스프링(25a)의 설정압 이상 높아지면, 언로드 밸브(25)는 밸브 개방하여 공급 유로(4a)의 압유를 탱크로 되돌린다. 이것에 의해 공급 유로(2a, 4a)의 압력이 최고 부하압(PLmax) 보다 스프링(25a)의 설정압 이상으로 상승하는 것이 제한된다.
붐 실린더(10)가 움직이기 시작하면, 일시적으로 공급 유로(2a, 4a)의 압력이 저하한다. 이때, 공급 유로(2a)의 압력과 붐 실린더(10)의 부하압의 차가, 차압 감압 밸브(24)의 출력압으로서 출력되기 때문에, 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 저하한다.
메인 펌프(2)의 LS제어부(35B)의 LS제어 밸브(35b)에는, 엔진 회전수 검출밸브(30)의 출력압과 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 유도되어 있고, 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압보다 저하하면, LS제어 밸브(35b)는 도면에서 봤을 때 좌측의 위치로 전환되고, LS제어 경전 액추에이터(35c)를 탱크(T)에 연통시켜 LS제어 경전 액추에이터(35c) 압유를 탱크로 되돌리고, 메인 펌프(2)의 경전각이 증가하도록 제어되어, 메인 펌프(2)의 토출 유량이 증가한다. 이 메인 펌프(2)의 토출 유량의 증가는, 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압과 동일해질 때까지 계속한다. 이들의 일련의 움직임에 의해, 메인 펌프(2)의 토출압(공급 유로(2a, 4a)의 압력)이 최고 부하압(PLmax) 보다 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압(목표 차압)만큼 높아지도록 제어되며, 붐용의 유량 제어 밸브(26f)가 요구하는 유량을 붐 실린더(10)에 공급하는, 소위 로드 센싱 제어가 행해진다.
2가지 이상의 피구동 부재의 조작 장치, 예를 들면 붐용의 조작 장치(34f)와 아암용의 조작 장치(34g)의 조작 레버(34f-1, 34g-1)를 조작한 경우에는, 유량 제어 밸브(26f, 26g)가 전환되고, 붐 실린더(10) 및 아암 실린더(11)에 압유가 공급되어, 붐 실린더(10) 및 아암 실린더(11)가 구동된다.
붐 실린더(10) 및 아암 실린더(11)의 부하압 중 높은 쪽의 압력이 셔틀 밸브(22a∼22g)에 의해 최고 부하압(PLmax)으로서 검출되며, 차압 감압 밸브(24) 및 언로드 밸브(25)로 전달된다.
언로드 밸브(25)에 셔틀 밸브(22a∼22g)에 의해 검출된 최고 부하압(PLmax)이 유도되었을 때의 동작은, 붐 실린더(10)를 단독으로 구동한 경우와 동일하며, 최고 부하압(PLmax)의 상승에 따라 언로드 밸브(25)의 크래킹 압력은 상승하고, 공급 유로(2a, 4a)의 압력이 최고 부하압(PLmax) 보다 스프링(25a)의 설정압 이상으로 상승하는 것이 제한된다.
또, 메인 펌프(2)의 LS제어부(35B)의 LS제어 밸브(35b)에는, 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압과 차압 감압 밸브(24)의 출력압이 유도되어 있고, 붐 실린더(10)를 단독으로 구동한 경우와 동일하게, 메인 펌프(2)의 토출압(공급 유로(2a, 4a)의 압력)이 최고 부하압(PLmax) 보다 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압(목표 차압)만큼 높아지도록 제어되며, 유량 제어 밸브(26f, 26g)가 요구하는 유량을 붐 실린더(10) 및 아암 실린더(11)에 공급하는, 소위 로드 센싱 제어가 행해진다.
차압 감압 밸브(24)의 출력압은 압력 보상 밸브(27a∼27h)에 목표 보상 차압으로서 유도되어 있고, 압력 보상 밸브(27f, 27g)는, 유량 제어 밸브(26f, 26g)의 전후 차압을, 메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압(PLmax)의 차압과 동일해지도록 제어한다. 이것에 의해 붐 실린더(10)와 아암 실린더(11)의 부하압의 대소에 관계없이, 유량 제어 밸브(26f, 26g)의 미터 인 스로틀부의 개구 면적에 따른 비율로 붐 실린더(10)와 아암 실린더(11)에 압유를 공급할 수 있다.
이때, 메인 펌프(2)의 토출 유량이 유량 제어 밸브(26f, 26g)가 요구하는 유량에 충족하지 않는 세츄레이션 상태가 된 경우에는, 세츄레이션의 정도에 따라 차압 감압 밸브(24)의 출력압(메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압(PLmax)과의 차압)이 저하하고, 이것에 따라 압력 보상 밸브(27a∼27h)의 목표 보상 차압도 작아지기 때문에, 메인 펌프(2)의 토출 유량을 유량 제어 밸브(26f, 26g)가 요구하는 유량의 비로 재분배할 수 있다.
또, 압력 보상 밸브(27a∼27h)는, 개구 면적 감소 방향(도면에서 봤을 때 좌측 방향)의 스트로크 엔드에 있어서 전폐하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 붐 실린더(10)와 아암 실린더(11)의 일방의 조작 중에 타방을 조작하는 복합 조작에서 세츄레이션이 생겨, 저부하측의 압력 보상 밸브가 개구 면적 감소 방향으로 크게 동작하더라도, 저부하압측의 압력 보상 밸브의 닫힘이 방지되어, 완전히 압유가 차단될 일이 없기 때문에, 저부하압측의 액추에이터의 감속, 정지를 방지할 수 있다.
<엔진 회전수를 낮춘 경우>
이상의 동작은 엔진(1)이 최고 정격 회전수에 있을 때의 경우이다. 엔진(1)의 회전수를 저속으로 낮춘 경우에는, 엔진 회전수 검출 밸브(30)의 출력압이 그것에 따라 저하되기 때문에, LS제어부(35B)의 LS제어 밸브(35b)의 목표 차압도 동일하게 저하된다. 또, 로드 센싱 제어의 결과, 압력 보상 밸브(27a∼27h)의 목표 보상 차압도 동일하게 저하된다. 이것에 의해 엔진 회전수의 저하에 맞춰 메인 펌프(2)의 토출 유량과 유량 제어 밸브(26a∼26h)의 요구 유량이 감소하고, 액추에이터(5∼12)의 구동 속도가 너무 빨라지지 않아, 엔진 회전수를 낮춘 경우의 미조작성을 향상시킬 수 있다.
∼특징적 구성의 동작∼
다음에, 본 실시형태의 유압 구동 장치의 특징적 구성의 동작을 설명한다.
주행용의 조작 장치(34a, 34b)의 조작 레버(34a-1, 34b-1)를 조작했을 때에는, 상술한 복합 조작의 경우와 동일하게, 유량 제어 밸브(26a, 26b)가 전환되어 주행 모터(5, 6)에 압유가 공급됨과 함께, 로드 센싱 제어에 의해 메인 펌프(2)의 토출 유량이 제어되어, 유량 제어 밸브(26a, 26b)가 요구하는 유량이 주행 모터(5, 6)에 공급되고, 유압 셔블은 주행을 행한다.
주행중에 프론트 작업기의 자세를 바꾸기 위해 붐, 아암, 버킷 중 어느 것이, 예를 들면 아암용의 조작 장치(34g)의 조작 레버(34g-1)를 조작한 경우에는, 유량 제어 밸브(26g)가 전환되어 아암 실린더(11)에도 압유가 공급되고, 아암 실린더(11)가 구동된다.
그런데, 압력 보상 밸브가 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에 있어서 전폐하지 않는 타입의 압력 보상 밸브인 종래의 구성에서는, 주행중에 다른 피구동 부재(예를 들면 붐, 아암, 버킷)를 조작했을 때에, 특히 오르막 등 주행 부하압이 커지는 조건하에서는, 주행 모터보다 부하압이 낮은 붐 실린더, 아암 실린더, 버킷 실린더 등의 저부하의 액추에이터의 압력 보상 밸브는 스트로크 엔드에 도달하더라도 개방되어 있기 때문에, 저부하의 액추에이터에 유압 펌프의 토출 유량이 모두 흘러가 버려, 주행이 감속, 정지해버리는 경우가 있다.
이에 대해 본 실시형태에서는, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)의 조작 레버(34a-1, 34b-1)가 풀조작되어 주행의 조작 파일럿압이 발생하고 있는 경우에는, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)가 도면에서 봤을 때 우측의 스로틀 위치로 전환되고, 압력 보상 밸브(27f, 27g, 27h)의 상류측의 유로 부분인 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 통로 면적을 감소시킨다. 그 결과, 오르막의 주행 등 주행 부하압이 커지는 조건하에서 붐, 아암, 버킷 중 어느 것이, 예를 들면 아암용의 조작 장치(34g)의 조작 레버(34g-1)를 조작했을 때에는, 유량 제어 밸브(26g)의 통과 유량은 제한되고, 아암 실린더(11)에 공급되는 압유의 유량은 억제된다. 이것에 의해 주행 모터(5, 6)로의 필요한 양의 압유가 확보되고, 주행이 감속, 정지하는 것이 방지되어, 양호한 복합 조작성을 얻을 수 있다.
한편, 평지에서의 주행 복합 조작은 저속에서 행해지는 경우도 많고, 주행 모터(5, 6)의 부하압도 그만큼 높지 않은 경우가 많다. 이와 같은 저속에서의 주행 복합 조작에 있어서도, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)의 조작 레버(34a-1, 34b-1)를 조작했을 때에 전환 밸브(100f, 100g, 100h)가 스로틀 위치로 전환되면, 저부하압측의 액추에이터에 메인 펌프(2)의 토출유의 대부분이 빼앗길 가능성이 적음에도 불구하고, 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)에 공급되는 압유 유량이 억제되고, 프론트 작업기(302)의 움직임이 늦어져, 작업성이 저하되는 것이 우려된다.
본 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 전환 레버 조작량(Xa)을 최대 조작량(Full) 부근의 값으로서 설정했기 때문에, 평지에서의 저속에서의 주행 복합 조작에서는, 레버 조작량은 Xa보다 적고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)의 조작 레버(34a-1, 34b-1)를 조작했을 때에 전환 밸브(100f, 100g, 100h)는 스로틀 위치로 전환되지 않으며, 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)에 공급되는 압유 유량은 억제되지 않는다. 그 결과, 프론트 작업기(302)의 움직임이 늦어져, 작업성이 저하되는 것이 방지된다.
∼효과∼
이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 2개의 액추에이터의 부하압의 차가 큰 복합 조작에서 세츄레이션이 생긴 경우에, 저부하압측의 압력 보상 밸브의 닫힘을 방지하여 저부하압측의 액추에이터의 감속, 정지를 방지함과 함께, 특정한 액추에이터인 주행 모터(5, 6)의 구동을 포함하는 주행 복합 조작에 있어서, 다른 액추에이터인 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)로의 압유의 유입을 억제하고, 주행 모터(5, 6)에 필요량의 압유를 확보하여 주행의 감속, 정지를 방지하고, 주행 복합 조작성을 향상시킬 수 있다.
또, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 전환 레버 조작량(Xa)을 최대 조작량(Full) 부근의 값으로서 설정했기 때문에, 평지에서의 저속 주행 복합 조작에서는, 프론트 작업기(302)의 움직임은 느려지지 않아, 작업성의 저하를 방지할 수 있다.
또, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)를 병렬 유로(41f, 41g, 41h)에 배치했기 때문에, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)의 조작 레버(34a-1, 34b-1)를 조작했을 때, 병렬 유로(41f, 41g, 41h)에 대응하는 액추에이터(붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12))만으로 공급되는 압유의 유량이 억제되고, 그 이외의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량은 억제되지 않기 때문에, 주행 모터(5, 6)와 그 이외의 액추에이터를 구동하는 복합 조작에서 그 이외의 액추에이터의 속도 저하에 의한 조작성의 저하를 방지할 수 있다.
<제 2 실시형태>
도 4에 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동등한 것에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 본 실시형태는, 붐용, 아암용, 버킷용의 압력 보상 밸브(27f, 27g, 27h)의 상류측의 유로 부분에 배치된 전환 밸브의 구성이 제 1 실시형태와 다르다.
즉, 도 1에 나타낸 제 1 실시형태에서는, 붐용의 압력 보상 밸브(27f), 아암용의 압력 보상 밸브(27g), 버킷용의 압력 보상 밸브(27h)가 배치되는 병렬 유로(41f, 41g, 41h)에 전환 밸브(100f, 100g, 100h)를 각각 배치하였으나, 본 실시형태에 있어서의 유압 구동 장치에서는, 메인 펌프(2)의 공급 유로(2a)에 접속된 공급 유로(4a)의 유로 부분으로서, 붐용의 압력 보상 밸브(27f), 아암용의 압력 보상 밸브(27g), 버킷용의 압력 보상 밸브(27h)가 배치된 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 최상류의 분기 위치보다 상류측의 유로 부분(42)에 1개의 전환 밸브(100)를 배치하고 있다.
전환 밸브(100)는, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)와 동일하게, 전개의 연통 위치와 개구 면적을 감소시킨 스로틀 위치인 두 위치를 가지고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되고 있지 않을 때에는 도면에서 봤을 때 좌측의 전개의 연통 위치에 있고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작될 때에는, 유압 신호(주행용의 조작 파일럿압)가 수압부(101)로 유도되어 도면에서 봤을 때 우측의 스로틀 위치로 전환된다. 전환 밸브(100)가 스로틀 위치로 전환되면 유로 부분(42)의 통로 면적이 감소하고, 유량 제어 밸브(26f, 26g, 26h)의 통과 유량은 제한된다.
이와 같이 구성한 본 실시형태에 있어서도, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 풀조작되었을 때에는, 주행의 조작 파일럿압이 발생함으로써 전환 밸브(100)가 도면에서 봤을 때 하측의 스로틀 위치로 전환되고, 유량 제어 밸브(26f, 26g, 26h)의 통과 유량은 제한되기 때문에, 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)에 공급되는 압유는 억제된다. 그 때문에, 주행 모터(5, 6)로의 필요한 양의 압유가 확보되고, 주행이 정지하는 것을 방지하여, 양호한 복합 조작성을 얻을 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 1개의 전환 밸브(100)로 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량이 억제되어, 상술한 효과가 얻어지기 때문에, 구성 부품수를 억제하여, 보다 저렴하게 효과를 얻을 수 있다.
<제 3 실시형태>
도 5에 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동등한 것에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 본 실시형태는, 압력 보상 밸브의 상류측의 유로 부분에 설치한 전환 밸브의 전환 방식이 제 1 실시형태와 다르다.
즉, 본 실시형태에 있어서의 유압 구동 장치는, 제 1 실시형태에 있어서의 유압식의 전환 밸브(100f, 100g, 100h) 대신 전자 전환 밸브(46f, 46g, 46h)와 컨트롤러(71)를 구비하고, 또한 조작 검출 장치(43A)로서, 셔틀 밸브(48a∼48c)(도 1b 참조)에 더해, 복수의 조작 장치 중 주행용의 조작 장치(34a, 34b)의 리모컨 밸브가 생성하는 조작 파일럿압을 검출하여 전기신호를 출력하는 압력 센서(72)를 가지고 있다. 압력 센서(72)의 전기신호는 컨트롤러(71)에 입력되고, 컨트롤러(71)는 그 전기신호로부터 조작 파일럿압을 계산하여, 이 조작 파일럿압이 Ppa(도 3a 참조)를 넘으면 구동 신호를 전자 전환 밸브(46f, 46g, 46h)의 솔레노이드에 출력한다.
전자 전환 밸브(46f, 46g, 46h)는, 주행용의 조작 장치(특정한 조작 장치)(34a, 34b)가 조작되지 않아, 컨트롤러(71)로부터 구동 신호가 출력되지 않을 때에는, 도면에서 봤을 때 좌측의 연통 위치에 있고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되어, 컨트롤러(71)로부터 구동 신호가 출력될 때에는, 도면에서 봤을 때 우측의 스로틀 위치로 전환된다. 전자 전환 밸브(46f, 46g, 46h)는, 각각, 스로틀 위치로 전환됨으로써 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 통로 면적을 감소시키고, 유량 제어 밸브(26f, g, h)의 통과 유량은 제한된다.
따라서, 본 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 도 1의 전환 밸브(100f, 100g, 100h)를 전자 전환 밸브로 치환한 것이지만, 도 4의 전환 밸브(100)를 전자 전환 밸브로 하고, 본 실시형태와 동일한 압력 센서와 컨트롤러를 설치하고, 컨트롤러로부터의 전기신호로 전자 전환 밸브를 전환하도록 하는 것도 가능하다.
<제 4 실시형태>
도 6에 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동등한 것에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 본 실시형태는, 주행 파일럿압을 전환 밸브(100f, 100g, 100h)로 유도하는 구성을 제 1 실시 형태와 다르게 한 것이다.
즉, 본 실시형태에 있어서의 유압 구동 장치는, 제 1 위치와 제 2 위치로 전환 가능한 수동 선택 장치(81)를 더 구비하고 있다. 수동 선택 장치(81)는 예를 들면 전환 위치에 따른 전기신호를 출력하는 스위치이다. 또, 본 실시형태는, 조작 검출 장치(43)에서 검출된 유압 신호를 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 수압부(101f, 101g, 101h)로 유도하는 유로(48)에 배치되고, 수동 선택 장치(수동 스위치)(81)로부터의 전기신호에 의거하여 동작하는 전자 전환 밸브(83)를 더 구비하고 있다.
전자 전환 밸브(83)는, 수동 선택 장치(81)가 제 1 위치에 있어 전기신호가 출력되지 않을 때에는, 도면에서 봤을 때 하측의 제 1 위치에 있고, 이 제 1 위치에서는, 조작 검출 장치(43)에서 검출된 유압 신호가 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 수압부(101f, 101g, 101h)로 유도되는 것을 가능하게 하고, 수동 선택 장치(81)가 제 2 위치로 전환되어 전기신호가 전자 전환 밸브(83)의 솔레노이드(83a)에 출력되면, 도면에서 봤을 때 상측의 제 2 위치로 전환되고, 조작 검출 장치(43)에서 검출된 유압 신호가 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 수압부(101f, 101g, 101h)로 유도되지 않도록 한다.
이것에 의해 수동 선택 장치(81)가 제 1 위치에 있을 때에는, 주행용의 조작 장치(특정한 조작 장치)(34a, 34b)가 조작되었을 때의 전환 밸브(100f, 100g, 100h)의 기능(병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 통로 면적을 감소시키는 기능)이 유효가 되고, 상술한 실시형태와 동일하게, 주행 복합 조작시에 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)에 대하여 전환 밸브(100f, 100g, 100h)에 의해 압유의 공급을 억제할 수 있다. 한편, 수동 선택 장치(81)가 제 2 위치로 전환되면, 주행용의 조작 장치(특정한 조작 장치)(34a, 34b)가 조작되었을 때의 전환 밸브(100f, 100g, 100h)에 의한 압유의 공급을 억제하는 기능이 무효가 되어, 주행 복합 조작시여도, 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)에 대한 압유의 억제는 없어지며, 종래의 동작이 가능해진다.
이와 같이 구성된 본 실시형태에서는, 오퍼레이터의 기호나 작업의 종류에 따라 본 발명의 기능을 이용할 것인지의 여부를 자유롭게 선택할 수 있다.
<제 5 실시형태>
도 7에 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동등한 것에는 같은 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 본 실시형태는, 압력 보상 밸브의 상류측의 유로 부분에 배치되는 전환 밸브에 의해, 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12)뿐만 아니라 블레이드 실린더(8)에 대해서도 주행 복합 조작에서 공급되는 유량을 억제할 수 있게 한 것이다.
즉, 도 1에 나타낸 제 1 실시형태에서는, 붐용의 압력 보상 밸브(27g), 버킷용의 압력 보상 밸브(27h)가 배치되는 병렬 유로(41f, 41g, 41h)에 전환 밸브(100f, 100g, 100h)를 각각 배치하였으나, 본 실시형태에 있어서의 유압 구동 장치에서는, 블레이드용의 압력 보상 밸브(27d)가 배치되는 병렬 유로(41d)에도 전환 밸브(100d)를 배치하고 있다.
전환 밸브(100d)는, 전환 밸브(100f, 100g, 100h)와 동일하게, 전개의 연통 위치와 개구 면적을 감소시킨 스로틀 위치인 두 위치를 가지고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되고 있지 않을 때에는 도면에서 봤을 때 좌측의 전개의 연통 위치에 있고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 풀조작될 때에는, 유압 신호(주행용의 조작 파일럿압)가 수압부(101d)로 유도되어 도면에서 봤을 때 우측의 스로틀 위치로 전환된다. 전환 밸브(100d)가 스로틀 위치로 전환되면 병렬 유로(41d)의 통로 면적이 감소하고, 유량 제어 밸브(26d)의 통과 유량은 제한된다.
주행중에 블레이드용의 조작 장치(34d)를 급조작한 경우에도, 압력 보상 밸브가 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에 있어서 전폐하지 않는 타입의 압력 보상 밸브인 종래의 구성에서는, 순간적으로 블레이드 실린더(8)에 압유가 흐르기 때문에, 주행이 감속하여 체감적으로 쇼크를 만들어 내, 조작 필링을 손상시켜버린다.
이에 대해 본 실시형태에서는, 주행중의 프론트 동작을 위해 붐, 아암, 버킷 중 어느 것의 조작 장치의 조작 레버를 조작한 경우와 동일하게, 블레이드 실린더(8)에 공급되는 압유의 유량은 전환 밸브(100d)에 의해 억제되기 때문에, 주행 모터(5, 6)로의 필요한 양의 압유가 확보되고, 주행의 감속이 방지되어, 조작 필링을 향상시킬 수 있다.
<제 6 실시형태>
도 8에 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 유압 셔블의 유압 구동 장치를 나타낸다. 도면 중, 도 1에 나타낸 부재와 동등한 것에는 같은 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 본 실시형태는, 도 4에 나타낸 제 2 실시형태에 있어서의 전환 밸브의 배치 위치를 바꿈으로써, 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12) 뿐만 아니라, 주행 이외의 모든 액추에이터(7∼12)에 대하여 주행 복합 조작에서 공급되는 유량을 억제할 수 있게 한 것이다.
즉, 도 4에 나타낸 제 2 실시형태에서는, 메인 펌프(2)의 공급 유로(2a)에 접속된 공급 유로(4a)의 유로 부분으로서, 붐용의 압력 보상 밸브(27f), 아암용의 압력 보상 밸브(27g), 버킷용의 압력 보상 밸브(27h)가 배치된 병렬 유로(41f, 41g, 41h)의 분기 위치보다 상류측의 유로 부분(42)에 1개의 전환 밸브(100)를 배치하였으나, 본 실시형태에 있어서의 유압 구동 장치에서는, 주행 이외의 압력 보상 밸브(27c∼27h)가 배치된 병렬 유로(41c∼41h)의 최상류의 분기 위치보다 상류측의 유로 부분(42A)에, 수압부(101A)를 구비한 1개의 전환 밸브(100A)를 배치하고 있다.
이와 같이 구성된 본 실시형태에 있어서는, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 풀조작되었을 때에는, 주행의 조작 파일럿압이 발생함으로써 전환 밸브(100A)가 도면에서 봤을 때 하측의 스로틀 위치로 전환되고, 유량 제어 밸브(26d∼26h)의 통과 유량은 제한되기 때문에, 주행 이외의 액추에이터의 모든 액추에이터(7∼12)에 공급되는 압유는 억제된다. 그 때문에, 주행 이외의 모든 액추에이터(7∼12)에 대하여, 주행 복합 조작에서의 주행 모터(5, 6)로의 필요한 양의 압유가 확보되고, 주행이 정지하는 것을 방지하여, 양호한 복합 조작성을 얻을 수 있다.
<그 외>
이상의 실시형태는 본 발명의 사상의 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브로서, 전개의 연통 위치와 개구 면적을 감소시킨 스로틀 위치인 두 위치를 가지고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되고 있지 않을 때에는 전개의 연통 위치에 있고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작될 때에는 스로틀 위치로 전환됨으로써 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브(전환 밸브(100f, 100g, 100h) 등)를 이용하였으나, 전환 밸브는 반드시 이와 같은 구성에 한정되지는 않는다. 도 9a 및 도 9b는 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 9a는 병렬 유로(41f) 등에 배치되는 전환 밸브의 다른 예이며, 도 9b는 메인 펌프(2)의 공급 유로(2a)에 접속된 공급 유로(4a)의 유로 부분(42)에 배치되는 전환 밸브의 다른 예이다. 이들의 도면에 나타낸 바와 같이, 병렬 유로(41f) 혹은 공급 유로(4a)의 유로 부분(42)에 바이패스 유로(48 또는 49)를 설치하고, 바이패스 유로(48 또는 49)의 통로 면적을 병렬 유로(41f) 혹은 공급 유로(4a)의 유로 부분(42)의 통로 면적보다 작게 하여, 바이패스 유로(48 또는 49)에 전환 밸브(100f)가 스로틀 위치에 있을 때와 동등한 스로틀 효과를 갖게 한다. 한편, 전환 밸브(101fB 또는 100B)는, 전개의 연통 위치와 전폐의 폐쇄 위치인 두 위치를 가지고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작되고 있지 않을 때에는 전개의 연통 위치에 있고, 주행용의 조작 장치(34a, 34b)가 조작될 때에는 폐쇄 위치로 전환되도록 구성한다. 전환 밸브(101fB 또는 100B)가 폐쇄 위치로 전환될 때, 병렬 유로(41f) 혹은 유로 부분(42)의 전환 밸브(101fB 또는 100B)의 상하류 부분은 스로틀 효과가 있는 바이패스 유로(48 또는 49)만으로 연통한다. 이것에 의해서도, 전환 밸브(101fB 또는 100B)는, 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 병렬 유로(41f) 혹은 공급 유로(4a)의 유로 부분(42)의 통로 면적을 감소시킬 수 있고, 전환 밸브(100f) 등 혹은 전환 밸브(100) 등을 이용한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 상기의 실시형태에서는, 특정한 액추에이터가 주행 모터인 경우에 대하여 설명하였으나, 주행 모터 이외여도, 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에서 전폐하지 않는 압력 보상 밸브를 구비한 유압 구동 장치에서, 부하압의 차가 특히 커지는 복합 조작을 행하여 세츄레이션이 생긴 경우에, 저부하압측의 액추에이터에 메인 펌프의 토출 유량의 대부분을 빼앗겨 정지해버릴 가능성이 있는 액추에이터이면, 본 발명을 적용하여 동일한 효과가 얻어진다. 예를 들면 파쇄기 등의 어태치먼트에 구비되는 예비의 액추에이터는 부하압이 높아지는 경우가 많고, 예비의 액추에이터를 특정한 액추에이터로서 본 발명을 적용함으로써, 다른 액추에이터(예를 들면, 붐, 아암, 버킷 등)와의 복합 조작시에 다른 액추에이터로의 요구 유량을 제한하고, 예비의 액추에이터에 우선적으로 압유를 공급하는 것이 가능하다.
또, 이상의 실시형태에서는, 건설 기계가 유압 셔블인 경우에 대하여 설명하였으나, 유압 셔블 이외 건설 기계(예를 들면 유압 크레인, 휠식 셔블 등)에 본 발명을 적용하여, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
1: 엔진 2: 유압 펌프(메인 펌프)
2a: 공급 유로 3: 파일럿 펌프
3a: 공급 유로 4: 컨트롤 밸브
4a: 밸브 내 공급 유로 5∼12: 액추에이터
5, 6: 주행 모터(특정한 액추에이터) 7: 선회 모터
8: 블레이드 실린더 9: 스윙 실린더
10: 붐 실린더 11: 아암 실린더
12: 버킷 실린더 13∼20: 밸브 섹션
21: 신호 유로 22a∼22g: 셔틀 밸브
23: 메인 릴리프 밸브 24: 차압 감압 밸브
25: 언로드 밸브 25a: 스프링
26a∼26h: 유량 제어 밸브 27a∼27h: 압력 보상 밸브
29: 밸브 내 탱크 유로
30: 엔진 회전수 검출 밸브 장치 30a: 유량 검출 밸브
30b: 차압 감압 밸브 30c: 가변 스로틀부
30f: 고정 스로틀부 31: 파일럿 유로
32: 파일럿 릴리프 밸브 33: 파일럿 유압원
34a∼34h: 조작 장치 34a-1∼34h-1: 조작 레버
34a-2∼34h-2: 리모컨 밸브 35: 펌프 제어 장치
35A: 펌프 토크 제어부 35B: LS제어부
35a: 토크 제어 경전 액추에이터 35b: LS제어 밸브
35c: LS제어 경전 액추에이터 35d, 35e: 수압부
41a∼41h: 병렬 유로 42, 42A: 유로 부분
43, 43A: 조작 검출 장치 46f, 46g, 46h: 전자 전환 밸브
48: 바이패스 유로 49: 바이패스 유로
71: 컨트롤러 72: 압력 센서
81: 수동 선택 장치 83: 전자 전환 밸브
100f, 100g, 100h: 전환 밸브 101f, 101g, 101h: 수압부
100: 전환 밸브 101: 수압부
100d: 전환 밸브 101d: 수압부
100A: 전환 밸브 101A: 수압부
100fB: 전환 밸브 101fB: 수압부
100B: 전환 밸브 101B: 수압부
300: 상부 선회체 301: 하부 주행체
302: 프론트 작업기 303: 스윙 포스트
304: 중앙 프레임 305: 블레이드
306: 붐 307: 아암
308: 버킷 310, 311: 크롤러
2a: 공급 유로 3: 파일럿 펌프
3a: 공급 유로 4: 컨트롤 밸브
4a: 밸브 내 공급 유로 5∼12: 액추에이터
5, 6: 주행 모터(특정한 액추에이터) 7: 선회 모터
8: 블레이드 실린더 9: 스윙 실린더
10: 붐 실린더 11: 아암 실린더
12: 버킷 실린더 13∼20: 밸브 섹션
21: 신호 유로 22a∼22g: 셔틀 밸브
23: 메인 릴리프 밸브 24: 차압 감압 밸브
25: 언로드 밸브 25a: 스프링
26a∼26h: 유량 제어 밸브 27a∼27h: 압력 보상 밸브
29: 밸브 내 탱크 유로
30: 엔진 회전수 검출 밸브 장치 30a: 유량 검출 밸브
30b: 차압 감압 밸브 30c: 가변 스로틀부
30f: 고정 스로틀부 31: 파일럿 유로
32: 파일럿 릴리프 밸브 33: 파일럿 유압원
34a∼34h: 조작 장치 34a-1∼34h-1: 조작 레버
34a-2∼34h-2: 리모컨 밸브 35: 펌프 제어 장치
35A: 펌프 토크 제어부 35B: LS제어부
35a: 토크 제어 경전 액추에이터 35b: LS제어 밸브
35c: LS제어 경전 액추에이터 35d, 35e: 수압부
41a∼41h: 병렬 유로 42, 42A: 유로 부분
43, 43A: 조작 검출 장치 46f, 46g, 46h: 전자 전환 밸브
48: 바이패스 유로 49: 바이패스 유로
71: 컨트롤러 72: 압력 센서
81: 수동 선택 장치 83: 전자 전환 밸브
100f, 100g, 100h: 전환 밸브 101f, 101g, 101h: 수압부
100: 전환 밸브 101: 수압부
100d: 전환 밸브 101d: 수압부
100A: 전환 밸브 101A: 수압부
100fB: 전환 밸브 101fB: 수압부
100B: 전환 밸브 101B: 수압부
300: 상부 선회체 301: 하부 주행체
302: 프론트 작업기 303: 스윙 포스트
304: 중앙 프레임 305: 블레이드
306: 붐 307: 아암
308: 버킷 310, 311: 크롤러
Claims (7)
- 가변 용량형의 유압 펌프와,
이 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와,
상기 유압 펌프로부터 상기 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량 제어 밸브와,
상기 복수의 액추에이터에 대응하여 설치되고, 상기 복수의 유량 제어 밸브를 구동하기 위한 조작 파일럿압을 생성하는 리모컨 밸브를 구비한 복수의 조작 장치와,
상기 복수의 유량 제어 밸브의 전후 차압을 각각 제어하는 복수의 압력 보상 밸브와,
상기 유압 펌프의 토출압이 상기 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 상기 유압 펌프의 용량을 로드 센싱 제어하는 펌프 제어 장치를 구비하고,
상기 복수의 압력 보상 밸브는, 개구 면적 감소 방향의 스트로크 엔드에 있어서 전폐하지 않는 타입의 압력 보상 밸브인 건설 기계의 유압 구동 장치에 있어서,
상기 복수의 액추에이터는, 다른 액추에이터와 동시에 구동되는 복합 조작에 있어서 고부하압측이 되는 특정한 액추에이터를 포함하고,
상기 다른 액추에이터의 압력 보상 밸브의 상류측 및 하류측 중 어느 것의 유로 부분에, 상기 복수의 조작 장치 중 상기 특정한 액추에이터에 대응하는 특정한 조작 장치가 조작되었을 때에 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 전환 밸브를 배치하고,
상기 복수의 압력 보상 밸브는, 상기 유압 펌프에 접속된 공급 유로로부터 분기되는 복수의 병렬 유로에 각각 배치되어 있고,
상기 유로 부분은, 상기 공급 유로의 일부분으로서, 상기 다른 액추에이터의 압력 보상 밸브가 배치되는 병렬 유로의 분기 위치보다 상류측의 유로 부분인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 구동 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 복수의 압력 보상 밸브는, 상기 유압 펌프에 접속된 공급 유로로부터 분기되는 복수의 병렬 유로에 각각 배치되어 있고,
상기 유로 부분은, 상기 복수의 병렬 유로 중 상기 다른 액추에이터의 압력 보상 밸브가 배치되는 병렬 유로인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 구동 장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 특정한 조작 장치의 리모컨 밸브가 생성하는 조작 파일럿압을 검출하여 유압 신호로서 출력하는 셔틀 밸브를 더 구비하고,
상기 전환 밸브는 상기 유압 신호에 의해 전환되는 유압 전환 밸브인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 구동 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 특정한 조작 장치의 리모컨 밸브가 생성하는 조작 파일럿압을 검출하여 전기신호를 출력하는 압력 센서를 더 구비하고,
상기 전환 밸브는 상기 전기신호에 의거하여 동작하는 전자 전환 밸브인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 구동 장치. - 제 1항에 있어서,
제 1 위치와 제 2 위치로 전환 가능한 수동 선택 장치와,
상기 수동 선택 장치가 상기 제 1 위치에 있을 때에는, 상기 특정한 조작 장치가 조작되었을 때의 상기 전환 밸브의 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 기능을 유효로 하고, 상기 수동 선택 장치가 상기 제 2 위치로 전환되면, 상기 특정한 조작 장치가 조작되었을 때의 상기 전환 밸브의 상기 유로 부분의 통로 면적을 감소시키는 기능을 무효로 하는 제어 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 구동 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 특정한 액추에이터는, 건설 기계의 주행체를 구동하는 주행 모터이며,
상기 다른 액추에이터는, 건설 기계의 프론트 작업기를 움직이는 복수의 유압 실린더 중 어느 것이거나, 블레이드를 움직이는 블레이드 실린더인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압 구동 장치.
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