KR101753507B1 - 유압 셔블 - Google Patents

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KR101753507B1
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다카오 난조
쇼타 오구마
사토시 마에카와
고지 우에다
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
코벨코 겐키 가부시키가이샤
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Abstract

현저한 압력 손실을 수반하지 않고, 붐, 아암 및 버킷을 그 복합 조작 시에 있어서도 적정한 속도로 움직이게 하는 것이 가능한 유압 셔블이 제공된다. 이 유압 셔블은, 붐용 및 버킷용 액추에이터(24, 28)에 접속되는 제1 펌프(31)와, 아암용 및 붐용 액추에이터(26, 24)에 접속되는 제2 펌프(32)와, 아암용 액추에이터(26)에 접속되는 제3 펌프(33)와, 제1 펌프(31)와 붐용 액추에이터(24) 사이에 개재하는 붐 제어 밸브(54)와, 제2 펌프(32)와 아암용 액추에이터(26) 사이에 개재하는 아암 제어 밸브(56)와, 제1 펌프(31)와 버킷용 액추에이터(28) 사이에 개재하는 버킷 제어 밸브(58)와, 제2 펌프(32)와 붐용 액추에이터(24) 사이에 개재하는 증속용의 붐 합류 밸브(55)와, 제3 펌프(33)와 아암용 액추에이터(26) 사이에 개재하는 증속용의 아암 합류 밸브(57)를 구비한다.

Description

유압 셔블{HYDRAULIC SHOVEL}
본 발명은, 붐, 아암 및 버킷과, 이들을 각각 움직이게 하기 위한 유압 액추에이터를 구비한 유압 셔블에 관한 것이다.
종래, 상기와 같은 유압 셔블에 있어서, 각 유압 액추에이터의 구동을 위해 복수의 유압 펌프를 구비한 것이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 도 9에 도시하는 바와 같은 유압 회로를 구비한 유압 셔블이 개시되어 있다.
구체적으로, 도 9에 도시하는 회로는, 각각이 엔진(100)에 의해 구동되는 유압 펌프인 제1 펌프(101), 제2 펌프(102) 및 제3 펌프(103)와, 붐, 아암 및 버킷 각각에 대한 유압 액추에이터인 붐 실린더(111), 아암 실린더(112) 및 버킷 실린더(113)와, 상기 붐 등이 탑재되는 상부 선회체를 선회시키기 위한 선회 모터(114)와, 상기 붐, 아암 및 버킷의 각각을 조작하기 위한 붐용 리모콘 밸브(121), 아암용 리모콘 밸브(122) 및 버킷용 리모콘 밸브(123)와, 상기 붐용 리모콘 밸브(121)의 조작에 따라서 상기 붐 실린더(111)의 작동을 제어하기 위한 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1) 및 제2 붐용 컨트롤 밸브(B2)와, 상기 아암용 리모콘 밸브(122)의 조작에 따라서 상기 아암 실린더(112)의 작동을 제어하기 위한 제1 아암용 컨트롤 밸브(A1) 및 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)와, 상기 버킷용 리모콘 밸브(123)의 조작에 따라서 상기 버킷 실린더(113)의 작동을 제어하기 위한 버킷용 컨트롤 밸브(BU)와, 상기 선회 모터(114)의 작동을 제어하기 위한 선회용 컨트롤 밸브(SL)를 구비한다.
상기 제1 내지 제3 펌프(101 내지 103)의 토출구에는, 당해 토출구로부터 탱크에 이르는 제1, 제2 및 제3 센터 바이패스 라인(141, 142, 143)이 접속되어 있다. 이 중 제1 센터 바이패스 라인(141)에는, 이에 따라서 상류측으로부터 순서대로 상기 제1 아암용 컨트롤 밸브(A1) 및 상기 제2 붐용 컨트롤 밸브(B2)가 탠덤으로 배열되도록 하여 접속되고, 상기 제2 센터 바이패스 라인(142)에는, 이에 따라서 상류측으로부터 순서대로 상기 버킷용 컨트롤 밸브(BU), 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1) 및 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)가 탠덤으로 배열되도록 하여 접속되고, 상기 제3 센터 바이패스 라인(143)에는 상기 선회용 컨트롤 밸브(SL)가 접속되어 있다.
상기 각 컨트롤 밸브는, 중립 위치와 그 양측의 작동 위치를 갖는 3 위치 유압 파일럿 전환 밸브로 이루어지고, 당해 컨트롤 밸브에 대응하는 리모콘 밸브의 조작에 의해 상기 중립 위치로부터 어느 쪽인가의 작동 위치에 시프트한다. 각 컨트롤 밸브는, 상기 중립 위치에서는 당해 컨트롤 밸브가 접속되어 있는 센터 바이패스 라인을 그대로 개통하는 유로를 형성하고, 상기 각 작동 위치에서는 당해 센터 바이패스 라인을 흐르는 작동유의 일부를 당해 컨트롤 밸브에 대응하는 유압 액추에이터[예를 들어 붐 실린더(111)]에 유도하는 유로를 형성한다.
그러나, 도 9에 도시하는 회로에서는, 제1 및 제2 센터 바이패스 라인(141, 142)을 따라서 각각 복수의 컨트롤 밸브가 탠덤으로 배치되어 있기 때문에, 상류측의 컨트롤 밸브가 큰 스트로크로 조작되었을 때에 그 하류측의 컨트롤 밸브에 대응하는 유압 액추에이터에 대해 충분한 유량으로 작동유가 공급되지 않는다. 따라서, 당해 유압 액추에이터의 움직임이 느려진다고 하는 문제가 있다. 예를 들어, 상기 제2 센터 바이패스 라인(142)에 있어서, 이에 접속되는 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1)에 대해 풀 조작 또는 이에 가까운 조작이 행해진 경우, 그 하류측에 위치하는 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)에는 충분한 유량의 작동유가 부여되지 않는다. 따라서, 그만큼만 당해 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)에 접속되어 있는 아암 실린더(112)의 움직임이 느려진다고 하는 문제가 발생한다.
이 문제를 피하기 위한 수단으로서, 예를 들어, 상기 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1)의 상류측에서 상기 제2 센터 바이패스 라인(142)으로부터 분기해서 당해 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1)를 바이패스하여 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)에 이르는 병렬 라인을 설치하는 것이 생각된다. 그러나, 이 경우, 붐 실린더(111)의 구동 부하에 비해 아암 실린더(112)의 구동 부하가 현저하게 가벼워지는 작업(예를 들어 붐 상승 동작과 아암 수축 동작과의 복합에 의해 버킷을 공중 또는 지면 상에서 후퇴시키는 작업)에서는 작동유의 유량이 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2) 및 아암 실린더(112)에 치우쳐 버리고, 반대로 붐 실린더(111)의 움직임에 지장이 발생할 우려가 있다. 이를 피하기 위해서는 상기 병렬 라인에 유량 제한이 큰 스로틀을 설치할 필요가 있고, 당해 스로틀의 부가는 미터인측의 압력 손실이 현저한 증대를 수반한다.
또한, 도 9에 도시하는 회로는 상기 제1 펌프(101) 및 상기 제2 펌프(102)에 추가하여 제3 펌프(103)를 구비하지만, 이 제3 펌프(103)는 오로지 선회 구동에 사용되는 것으로서, 붐, 아암 및 버킷의 적정한 구동에 기여하는 것은 아니다.
일본 특허 공개 제2008-274988호 공보
본 발명은, 현저한 압력 손실을 수반하지 않고, 붐, 아암 및 버킷을 그 복합 조작 시에 있어서도 적정한 속도로 움직이게 하는 것이 가능한 유압 셔블을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은, 공통의 기술적 특징을 갖는 다음의 제1 및 제2 유압 셔블을 제공한다.
상기 제1 유압 셔블은, 베이스와, 이 베이스에 기복 가능하게 장착되는 붐과, 이 붐의 선단에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 이 아암의 선단에 회동 가능하게 연결되는 버킷과, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐을 기복시키도록 작동하는 붐용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐에 대해 상기 아암을 회동시키도록 작동하는 아암용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 아암에 대해 상기 버킷을 회동시키도록 작동하는 버킷용 유압 액추에이터와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 붐용 유압 액추에이터와 상기 버킷용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제1 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 붐용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제2 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터에 접속되는 제3 펌프와, 상기 붐용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 붐용 조작 부재와, 상기 아암용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 아암용 조작 부재와, 상기 버킷용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 버킷용 조작 부재와, 상기 제1 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 붐 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 아암 제어 밸브와, 상기 제1 펌프와 상기 버킷용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 버킷용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 버킷용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 버킷 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 붐 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제2 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제1 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 붐 합류 밸브와, 상기 제3 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제3 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 아암 합류 밸브를 구비한다.
상기 제2 유압 셔블은, 베이스와, 이 베이스에 기복 가능하게 장착되는 붐과, 이 붐의 선단에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 이 아암의 선단에 회동 가능하게 연결되는 버킷과, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐을 기복시키도록 작동하는 붐용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐에 대해 상기 아암을 회동시키도록 작동하는 아암용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 아암에 대해 상기 버킷을 회동시키도록 작동하는 버킷용 유압 액추에이터와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 버킷용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제1 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 붐용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제2 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 붐용 유압 액추에이터에 접속되는 제3 펌프와, 상기 붐용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 붐용 조작 부재와, 상기 아암용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 아암용 조작 부재와, 상기 버킷용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 버킷용 조작 부재와, 상기 제3 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제3 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 붐 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 아암 제어 밸브와, 상기 제1 펌프와 상기 버킷용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 버킷용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 버킷용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 버킷 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 붐 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제2 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제3 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 붐 합류 밸브와, 상기 제1 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제1 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 아암 합류 밸브를 구비한다.
즉, 본 발명에 관한 제1 및 제2 유압 셔블은, i) 제1 펌프가 버킷 제어 밸브를 통하여 버킷용 유압 액추에이터에 버킷 구동용 펌프로서 접속되는 점, 및 ii) 제2 펌프가 붐 합류 밸브를 통하여 붐용 유압 액추에이터에 붐 증속용 펌프로서 접속됨과 함께 아암 제어 밸브를 통하여 아암용 유압 액추에이터에 아암 주구동용 펌프로서 접속되는 점에서 공통되는 것에 추가하여, iii) 제1 펌프 및 제3 펌프 중 어느 한쪽의 펌프가 붐 제어 밸브를 통하여 붐용 유압 액추에이터에 붐 주구동용 펌프로서 접속됨과 함께 다른 쪽의 펌프가 아암 합류 밸브를 통하여 아암용 유압 액추에이터에 아암 증속용 펌프로서 접속되는 점에서 공통되는 것이다.
도 1은 본 발명의 각 실시 형태에 관한 유압 셔블의 전체 구성을 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블에 탑재되는 유압 회로를 도시하는 도면이다.
도 3은 상기 유압 회로에 포함되는 붐 실린더 및 이에 접속되는 각 유압 기기를 도시하는 유압 회로도이다.
도 4는 상기 유압 회로에 포함되는 아암 실린더 및 이에 접속되는 각 유압 기기를 도시하는 유압 회로도이다.
도 5는 상기 제1 실시 형태의 버킷 합류에 관한 변형예를 도시하는 회로도이다.
도 6은 상기 유압 회로에 포함되는 아암 합류 밸브의 미터인 개구 면적의, 아암 레버 조작량에 대한 특성과, 당해 아암 레버 조작량에 기초해서 제어되는 제3 펌프의 용량 및 제3 블리드 오프 밸브의 개구 면적을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유압 셔블에 탑재되는 유압 회로를 도시하는 도면이다.
도 8은 상기 유압 회로에 포함되는 붐 제어 밸브의 미터인 개구 면적의, 붐 레버 조작량에 대한 특성과, 당해 붐 레버 조작량에 기초해서 제어되는 제3 펌프의 용량 및 제3 블리드 오프 밸브의 개구 면적을 나타내는 그래프이다.
도 9는 종래의 유압 셔블에 탑재되는 유압 회로를 도시하는 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시 형태를, 도 1 내지 도 8을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 유압 셔블(10)의 외관을 도시하는 도면이다. 이 유압 셔블은 하부 주행체(12)와, 그 위에 종축 주위로 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체(14)와, 이 상부 선회체(14)에 장착되는 작업 어태치먼트(16)를 구비한다. 상기 하부 주행체(12) 및 상부 선회체(14)는 베이스를 구성한다. 상기 작업 어태치먼트(16)는, 상기 상부 선회체(14)에 기복 가능하게 장착되는 붐(18)과, 이 붐(18)의 선단에 회동 가능하게 연결되는 아암(20)과, 이 아암(20)의 선단에 회동 가능하게 연결되는 버킷(21)을 구비한다.
상기 붐 작업 어태치먼트에는, 붐용 유압 액추에이터인 붐 실린더(24)와, 아암용 유압 액추에이터인 아암 실린더(26)와, 버킷용 유압 액추에이터인 버킷 실린더(28)가 장착된다. 이들 실린더는 신축 가능한 유압 실린더에 의해 구성된다. 상기 붐 실린더(24)는 작동유의 공급을 받음으로써 신축하여 상기 붐(18)을 기복 방향으로 회동시키도록 당해 붐(18)과 상기 상부 선회체(14) 사이에 개재한다. 상기 아암 실린더(26)는 작동유의 공급을 받음으로써 신축하여 상기 아암(20)을 상기 붐(18)에 대해 수평축 주위로 회전시키도록 당해 아암(20)과 당해 붐(18) 사이에 개재한다. 버킷 실린더(28)는 작동유의 공급을 받음으로써 신축하여 상기 버킷(21)을 상기 아암(20)에 대해 수평축 주위로 회전시키도록 당해 버킷(21)과 당해 아암(20) 사이에 개재한다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블에 탑재되는 유압 회로를 도시한다. 이 유압 회로는, 상기 각 실린더(24, 26, 28)와, 상기 상부 선회체(14)를 선회시키기 위한 유압 모터인 선회 모터(22)를 포함하는 복수의 유압 액추에이터를 각각 구동하기 위한 것으로서, 복수의 유압 펌프와, 복수의 조작 장치와, 복수의 제어 밸브를 구비한다.
상기 복수의 유압 펌프에는, 제1 펌프(31), 제2 펌프(32) 및 제3 펌프(33)가 포함된다. 이들은 각각 가변 용량형 유압 펌프에 의해 구성되고, 공통의 엔진(30)에 연결되어 당해 엔진(30)에 의해 구동된다. 구체적으로, 상기 제1 내지 제3 펌프(31 내지 33)에는 각각 레귤레이터(34 내지 36)가 부설되고, 각 레귤레이터(34 내지 36)는 후술하는 용량 지령 신호의 입력을 받음으로써 각 펌프(31 내지 33)의 용량을 상기 용량 지령 신호에 대응한 용량으로 조절한다.
상기 제1 내지 제3 펌프(31 내지 33)는, 이 실시 형태에서는, 상기 선회 모터(22)의 구동, 상기 붐 실린더(24)의 주구동(붐 1속) 및 증속(붐 2속), 상기 아암 실린더(26)의 주구동(아암 1속) 및 증속(아암 2속) 및 상기 버킷 실린더(28)의 주구동(버킷 1속) 및 증속(버킷 2속)을 분담하도록 이들 유압 액추에이터에 접속된다. 구체적으로, 상기 제1 펌프(31)는 상기 붐 실린더(24)와 상기 버킷 실린더(28)에 병렬로 접속되고, 상기 제2 펌프(32)는 상기 아암 실린더(26)와 상기 붐 실린더(24)와 상기 선회 모터(22)에 병렬로 접속되고, 상기 제3 펌프(33)는 상기 아암 실린더(26)에 접속된다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 제1 펌프(31)는 좌측 주행 제어 밸브를 통하여 좌측 주행 모터에 접속되고, 상기 제2 펌프(32)는 우측 주행 제어 밸브를 통하여 우측 주행 모터에 접속된다.
상기 복수의 조작 장치에는, 선회용 조작 장치(42)와, 붐용 조작 장치(44)와, 아암용 조작 장치(46)와, 버킷용 조작 장치(48)가 포함된다. 각 조작 장치(42, 44, 46, 48)는, 회동 조작을 받는 조작 레버(42a, 44a, 46a, 48a)와, 당해 조작 레버의 조작량에 대응한 크기의 파일럿압을 조작 방향에 대응한 포트로부터 출력하는 리모콘 밸브(42b, 44b, 46b, 48b)를 각각 갖는다. 이 중, 선회용 조작 장치(42)의 조작 레버(선회 레버)(42a)는, 상기 선회 모터(22)를 움직이게 하기 위해 조작되는 선회용 조작 부재에 상당한다. 마찬가지로, 상기 붐용 조작 장치(44)의 조작 레버(붐 레버)(44a)는, 상기 붐 실린더(24)를 움직이게 하기 위해 조작되는 붐용 조작 부재에 상당하고, 상기 아암용 조작 장치(46)의 조작 레버(아암 레버)(46a)는 상기 아암 실린더(26)를 움직이게 하기 위해 조작되는 아암용 조작 부재에 상당하고, 상기 버킷용 조작 장치(48)의 조작 레버(버킷 레버)(48a)는 상기 버킷 실린더(28)를 움직이게 하기 위해 조작되는 버킷용 조작 부재에 상당한다.
상기 복수의 제어 밸브에는, 주행 직진 밸브(50)와, 선회 제어 밸브(52)와, 붐 제어 밸브(54)와, 붐 합류 밸브(55)와, 아암 제어 밸브(56)와, 아암 합류 밸브(57)와, 버킷 제어 밸브(58)와, 제1 블리드 오프 밸브(61)와, 제2 블리드 오프 밸브(62)와, 제3 블리드 오프 밸브(63)가 포함된다.
상기 선회 제어 밸브(52)는, 상기 제2 펌프(32)와 상기 선회 모터(22) 사이에 개재되고, 상기 선회용 조작 장치(42)가 출력하는 파일럿압의 입력을 받아서 밸브 개방 작동함으로써, 상기 제2 펌프(32)로부터 상기 선회 모터(22)에의 작동유의 공급을 제어한다. 이 선회 제어 밸브(52)는, 예를 들어, 후술하는 붐 제어 밸브(54) 및 아암 제어 밸브(56)와 마찬가지로 3 위치의 파일럿 유압 절환 밸브에 의해 구성되는 것이 가능하다.
상기 붐 제어 밸브(54)는, 상기 제1 펌프(31)와 상기 붐 실린더(24) 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 장치(44)가 출력하는 파일럿압의 입력을 받아서 밸브 개방함으로써, 상기 제1 펌프(31)로부터 상기 붐 실린더(24)에의 작동유의 공급을 제어한다.
구체적으로, 이 실시 형태에 관한 붐 제어 밸브(54)는, 도 3에 도시하는 바와 같은 한 쌍의 파일럿 포트(54a, 54b)를 갖는 3 위치 파일럿 전환 밸브에 의해 구성된다. 붐 제어 밸브(54)는, 도면의 중앙에 나타나는 중립 위치와, 그 좌측 및 우측에 각각 나타나는 신장 조작 위치 및 수축 조작 위치를 갖는다. 붐 제어 밸브(54)는, 상기 양쪽 파일럿 포트(54a, 54b)에 소정압 이상의 파일럿압, 구체적으로는 붐 레버(44a)의 조작량에 대해서 미리 설정된 붐 시동 조작량에 대응하는 붐 시동 파일럿압 이상의 파일럿압이 입력되지 않을 때에는 상기 중립 위치를 보유 지지하여 제1 펌프(31)와 붐 실린더(24)를 차단함과 함께 제1 펌프(31)가 토출하는 작동유를 탱크에 릴리프하는 유로를 형성한다. 붐 제어 밸브(54)는, 상기 파일럿 포트(54a)에 상기 붐 시동 파일럿압을 상회하는 파일럿압이 입력되면 상기 신장 조작 위치로 전환되어 제1 펌프(31)가 토출하는 작동유를 붐 실린더(24)의 헤드측실(24h)에 유도하는 유로를 형성한다. 붐 제어 밸브(54)는, 상기 파일럿 포트(54b)에 상기 붐 시동 파일럿압을 상회하는 파일럿압이 입력되면 상기 수축 조작 위치로 전환되어 제1 펌프(31)가 토출하는 작동유를 붐 실린더(24)의 로드측실(24r)에 유도하는 유로를 형성한다.
상기 붐 합류 밸브(55)는, 상기 제2 펌프(32)와 상기 붐 실린더(24) 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 장치(44)가 출력하는 파일럿압 중 붐 실린더(24)를 신장시키기 위한 파일럿압(붐 상승 조작을 위한 파일럿압)이 일정한 압력을 상회한 경우에만 밸브 개방함으로써, 상기 제2 펌프(32)가 토출되는 작동유가 상기 제1 펌프(31)로부터 상기 붐 실린더(24)의 헤드측실(24h)에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용한다.
구체적으로, 이 실시 형태에 관한 붐 합류 밸브(55)는, 도 3에 도시하는 바와 같은 파일럿 포트(55a)를 갖는 2 위치 파일럿 전환 밸브에 의해 구성된다. 붐 합류 밸브(55)는, 도면의 우측 및 좌측에 각각 나타나는 합류 저지 위치 및 합류 허용 위치를 갖는다. 붐 합류 밸브(55)는, 상기 파일럿 포트(55a)에 입력되는 파일럿압이 소정압[구체적으로는 상기 붐 레버(44a)의 조작량에 대해서 미리 설정된 조작량이며 상기 붐 시동 조작량보다도 큰 붐 증속 개시 조작량에 대응하는 붐 증속 개시 파일럿압] 이하일 때에는 상기 합류 저지 위치를 보유 지지하여 제2 펌프(32)와 붐 실린더(24)를 차단함과 함께 제2 펌프(32)가 토출하는 작동유를 탱크에 릴리프하는 유로를 형성한다. 붐 합류 밸브(55)는, 상기 파일럿 포트(55a)에 상기 붐 증속 개시 파일럿압을 상회하는 파일럿압이 입력되면 상기 합류 허용 위치로 전환되어 제2 펌프(32)가 토출되는 작동유가 상기 제1 펌프(31)로부터 상기 붐 실린더(24)의 헤드측실(24h)에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 유로를 형성한다.
상기 붐용 리모콘 밸브(44b)는 붐 상승용 출력 포트 및 붐 하강용 출력 포트를 갖는다. 붐용 리모콘 밸브(44b)는 붐 레버(44a)가 붐 상승 방향으로 조작되면 그 조작량에 대응한 크기의 파일럿압을 붐 상승용 출력 포트로부터 출력하고, 붐 레버(44a)가 붐 하강 방향으로 조작되면 그 조작량에 대응한 크기의 파일럿압을 붐 하강용 출력 포트로부터 출력한다. 상기 붐 상승용 출력 포트는, 붐 상승 제어용 파일럿 라인(45A)을 통하여 상기 붐 제어 밸브(54)의 파일럿 포트(54a)에 접속됨과 함께 당해 붐 상승 제어용 파일럿 라인(45A)으로부터 분기하는 붐 상승 합류용 파일럿 라인(45C)을 통하여 상기 붐 합류 밸브(55)의 파일럿 포트(55a)에 접속된다. 한편, 붐 하강용 출력 포트는, 붐 하강 제어용 파일럿 라인(45B)을 통하여 상기 붐 제어 밸브(54)의 파일럿 포트(54b)에 접속된다.
상기 아암 제어 밸브(56)는, 상기 제2 펌프(32)와 상기 아암 실린더(26) 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 장치(46)가 출력하는 파일럿압의 입력을 받아서 밸브 개방함으로써, 상기 제2 펌프(32)로부터 상기 붐 실린더(26)에의 작동유의 공급을 제어한다.
구체적으로, 이 실시 형태에 관한 아암 제어 밸브(56)는, 도 4에 도시하는 바와 같은 한 쌍의 파일럿 포트(56a, 56b)를 갖는 3 위치 파일럿 전환 밸브에 의해 구성된다. 아암 제어 밸브(56)는, 도면의 중앙에 나타나는 중립 위치와, 그 좌측 및 우측에 각각 나타나는 신장 조작 위치 및 수축 조작 위치를 갖는다. 아암 제어 밸브(56)는, 상기 양쪽 파일럿 포트(56a, 56b)에 소정압 이상의 파일럿압, 구체적으로는, 상기 아암 레버(46a)의 조작량에 대해서 미리 설정된 아암 시동 조작량에 대응하는 아암 시동 파일럿압 이상의 파일럿압이 입력되지 않을 때에는 상기 중립 위치를 보유 지지하여 제2 펌프(32)와 아암 실린더(26)를 차단함과 함께 제2 펌프(32)가 토출하는 작동유를 탱크에 릴리프하는 유로를 형성한다. 아암 제어 밸브(56)는, 상기 파일럿 포트(56a)에 상기 아암 시동 파일럿압을 상회하는 파일럿압이 입력되면 상기 신장 조작 위치로 전환되어 제2 펌프(32)가 토출하는 작동유를 아암 실린더(26)의 헤드측실(26h)에 유도하는 유로를 형성한다. 아암 제어 밸브(56)는, 상기 파일럿 포트(56b)에 상기 아암 시동 파일럿압을 상회하는 파일럿압이 입력되면 상기 수축 조작 위치로 전환되어 제2 펌프(32)가 토출하는 작동유를 아암 실린더(26)의 로드측실(26r)에 유도하는 유로를 형성한다.
상기 아암 합류 밸브(57)는, 상기 제3 펌프(33)와 상기 아암 실린더(26) 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 장치(46)가 출력하는 파일럿압이 일정한 압력을 상회한 경우에만 밸브 개방함으로써, 상기 제3 펌프(32)가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프(32)로부터 상기 아암 실린더(26)에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용한다.
구체적으로, 이 실시 형태에 관한 아암 합류 밸브(57)는, 도 4에 도시하는 바와 같은 한 쌍의 파일럿 포트(57a, 57b)를 갖는 3 위치 파일럿 전환 밸브에 의해 구성된다. 아암 합류 밸브(57)는, 도면의 중앙에 나타나는 합류 저지 위치와, 그 좌측 및 우측에 각각 나타나는 신장 합류 허용 위치 및 수축 합류 허용 위치를 갖는다. 아암 합류 밸브(57)는, 상기 양쪽 파일럿 포트(57a, 57b)에 입력되는 파일럿압이 소정압[아암 레버(46a)의 조작량에 대해서 미리 설정된 조작량이며 상기 아암 시동 조작량보다도 큰 아암 증속 개시 조작량에 대응하는 파일럿압] 이하일 때에는 상기 중립 위치를 보유 지지하여 제3 펌프(33)와 아암 실린더(26)를 차단함과 함께 제3 펌프(33)가 토출하는 작동유를 탱크에 릴리프하는 유로를 형성한다. 아암 합류 밸브(57)는, 상기 파일럿 포트(57a)에 상기 아암 증속 개시 파일럿압을 상회하는 파일럿압이 입력되면 상기 신장 합류 허용 위치로 전환되어 제3 펌프(33)가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프(32)로부터 상기 아암 실린더(26)의 헤드측실(26h)에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 유로를 형성한다. 아암 합류 밸브(57)는, 상기 파일럿 포트(57b)에 상기 아암 증속 개시 파일럿압을 상회하는 파일럿압이 입력되면 상기 수축 합류 허용 위치로 전환되어 제3 펌프(33)가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프(32)로부터 상기 아암 실린더(26)의 로드측실(26r)에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 유로를 형성한다.
상기 아암용 리모콘 밸브(46b)는 아암 수축용 출력 포트 및 아암 신장용 출력 포트를 갖는다. 상기 아암용 리모콘 밸브(46b)는, 아암 레버(46a)가 아암 수축 방향으로 조작되면 그 조작량에 대응한 크기의 파일럿압을 아암 수축용 출력 포트로부터 출력하고, 아암 레버(46a)가 아암 신장 방향으로 조작되면 그 조작량에 대응한 크기의 파일럿압을 아암 신장용 출력 포트로부터 출력한다. 상기 아암 수축용 출력 포트는, 아암 수축 제어용 파일럿 라인(47A)을 통하여 상기 아암 제어 밸브(56)의 파일럿 포트(56a)에 접속됨과 함께 당해 아암 수축 제어용 파일럿 라인(47A)으로부터 분기하는 아암 수축 합류용 파일럿 라인(47C)을 통하여 상기 아암 합류 밸브(57)의 파일럿 포트(57a)에 접속된다. 한편, 아암 신장용 출력 포트는, 아암 신장 제어용 파일럿 라인(47B)을 통하여 상기 아암 제어 밸브(56)의 파일럿 포트(56b)에 접속됨과 함께 당해 아암 신장 제어용 파일럿 라인(47B)으로부터 분기하는 아암 신장 합류용 파일럿 라인(47D)을 통하여 상기 아암 합류 밸브(57)의 파일럿 포트(57a)에 접속된다.
즉, 상기 아암용 리모콘 밸브(46b) 및 아암 수축 및 신장 합류용 파일럿 라인(47C, 47D)은, 아암 레버(46a)의 조작에 따라서 아암 합류 밸브(57)를 작동시키는 제어부를 구성한다.
상기 버킷 제어 밸브(58)는, 상기 제1 펌프(31)와 상기 버킷 실린더(28) 사이에 개재되고, 상기 버킷용 조작 장치(48)가 출력하는 파일럿압의 입력을 받아서 밸브 개방 작동함으로써, 상기 제1 펌프(31)로부터 상기 버킷 실린더(28)에의 작동유의 공급을 제어한다. 이 버킷 실린더(28)는, 예를 들어, 상기 도 3 및 도 4에 각각 나타나는 붐 제어 밸브(54) 및 아암 제어 밸브(56)와 마찬가지로 3 위치의 파일럿 유압 절환 밸브에 의해 구성되는 것이 가능하다.
상기 주행 직진 밸브(50)는, 상기 제1 및 제2 펌프(31, 32)에 각각 접속되는 좌우측 주행 모터의 구동 시에 제1 펌프(31)의 토출로와 제2 펌프(32)의 토출로를 상호 접속함으로써 직진 주행을 보증하는 것이며, 본 발명에 있어서는 필수적인 것은 아니다. 이 실시 형태에 관한 주행 직진 밸브(50)는, 제2 펌프(32)로부터 토출되는 작동유가 제1 펌프(31)로부터 버킷 실린더(28)에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 저지하는 상태와 당해 합류를 허용해서 제2 펌프(32)를 버킷 증속용 펌프(버킷 2속용 펌프)로서 기능시키는 상태로 전환되는 버킷 합류 밸브로서도 겸용된다.
상기 주행 제어에 관해서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 제1 및 제2 펌프(31, 32)가 각각 개별의 좌측 주행 제어 밸브(53L) 및 우측 주행 제어 밸브(53R)를 통하여 좌측 주행 모터(23L) 및 우측 주행 모터(23R)에 접속되어도 좋다. 이 경우, 필요하면, 도 5에 도시되는 바와 같이, 상기 제2 펌프(32)와 상기 버킷 실린더(28) 사이에 개재하는 전용의 버킷 합류 밸브(59)가 부가되면 된다.
도 2에서는, 편의상, 제1 펌프(31)가 병렬 라인에 의해서만 붐 제어 밸브(54)와 버킷 제어 밸브(58)에 접속되고, 제2 펌프(32)가 병렬 라인에 의해서만 붐 합류 밸브(55), 아암 제어 밸브(56) 및 선회 제어 밸브(52)에 접속되도록 그려져 있지만, 본 발명은, 예를 들어, 상기 도 9에 도시하는 회로와 마찬가지로 공통의 유압 펌프에 속하는 제어 밸브가 센터 바이패스 라인 상에서 탠덤으로 배열되는 것을 제외하지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시하는 유압 회로가 그 제1 펌프(31)의 토출구부터 탱크에 이르는 센터 바이패스 라인을 구비하고 있어서 이 센터 바이패스 라인 상에서 상기 붐 제어 밸브(54) 및 상기 버킷 제어 밸브(58)가 탠덤으로 배치되어 있어도 좋다. 이 경우도, 양쪽 제어 밸브(54, 58) 중 상류측의 제어 밸브보다도 상류측의 위치에서 상기 센터 바이패스 라인으로부터 분기해서 하류측의 제어 밸브의 입구 포트에 이르는 병렬 라인이 추가됨으로써, 양쪽 제어 밸브(54, 58)는 제1 펌프(31)에 대해 병렬로 접속되는 것이 가능하다.
도 2에 도시하는 유압 회로는, 제1 블리드 오프 통로(64)와, 제2 블리드 오프 통로(65)와, 제3 블리드 오프 통로(66)를 포함한다. 상기 제1 블리드 오프 통로(64)는, 상기 제1 펌프(31)가 토출하는 작동유를 상기 붐 실린더(24) 및 버킷 실린더(28)를 경유하지 않고[도 2에서는 붐 제어 밸브(54) 및 버킷 제어 밸브(58)의 상류측의 위치에서] 탱크에 릴리프하기 위한 통로이다. 상기 제2 블리드 오프 통로(65)는, 상기 제2 펌프(32)가 토출하는 작동유를 상기 붐 실린더(24), 아암 실린더(26) 및 선회 모터(22)를 경유하지 않고[도 2에서는 각 제어 밸브(54, 58, 52) 밸브의 상류측의 위치에서] 탱크에 릴리프하기 위한 통로이다. 상기 제3 블리드 오프 통로(66)는, 상기 제3 펌프(33)가 토출하는 작동유를 상기 아암 실린더(26)를 경유하지 않고[도 2에서는 아암 합류 밸브(57)의 상류측의 위치에서] 탱크에 릴리프하기 위한 통로이다.
상기 당해 제1, 제2 및 제3 블리드 오프 통로(64, 65, 66)에는, 각각 상기 제1, 제2 및 제3 블리드 오프 밸브(61, 62, 63)가 설치되어 있다. 상기 각 블리드 오프 밸브(61, 62, 63)는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같은 파일럿 포트(61a, 62a, 63a)를 각각이 갖는 2 위치 파일럿 전환 밸브에 의해 구성된다. 각 블리드 오프 밸브(61 내지 63)는, 그 파일럿 포트에 파일럿압이 공급되지 않을 때는 블리드 오프 통로(64 내지 66)를 각각 차단하는 폐쇄 밸브 위치를 보유 지지하는 한편, 상기 파일럿 포트에 상기 파일럿압이 공급되는 데 수반해서 밸브 개방한다.
이 실시 형태에서는, 상기 각 블리드 오프 밸브(61 내지 63)의 파일럿 포트(61a, 62a, 63a)와, 이들에 파일럿압을 입력하기 위한 도시 생략된 파일럿 유압원 사이에 각각 전자 비례 감압 밸브(71, 72, 73)가 개재 설치된다. 이들 전자 비례 감압 밸브(71, 72, 73)는, 지령 신호의 입력을 받음으로써 밸브 개방하여, 그 지령 신호에 비례한 파일럿압이 대응하는 파일럿 포트에 입력되는 것을 허용한다.
이 유압 회로에는, 도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같은 컨트롤러(70)가 부설된다. 컨트롤러(70)는 제어 회로를 갖고, 상기 각 조작 장치(42, 44, 46, 48)에 있어서의 조작 레버의 조작 방향 및 조작량에 대응해서 제1 내지 제3 펌프(31 내지 33)의 용량 및 블리드 오프 밸브(61 내지 63)의 개구 면적을 조작하는 제어부를 구성한다. 구체적으로, 컨트롤러(70)는 다음의 동작을 행한다. 즉, 컨트롤러(70)는, 각 리모콘 밸브에 접속되는 파일럿 라인에 설치된 파일럿압 센서 혹은 각 리모콘 밸브에 설치된 포텐시오미터에 의해 당해 리모콘 밸브의 레버 조작량에 관한 정보를 도입한다. 컨트롤러(70)는, 그 도입한 정보에 기초하여, 상기 각 레귤레이터(34 내지 36)에 지령 신호를 입력함으로써 제1 내지 제3 펌프(31 내지 33)의 용량을 제어한다. 또한 컨트롤러(70)는, 상기 각 전자 비례 감압 밸브(71 내지 73)에 지령 신호를 입력함으로써 상기 각 블리드 오프 밸브(61 내지 63)의 개구 면적을 제어한다.
다음에, 이 유압 셔블의 작용을 설명한다.
도 2에 도시하는 회로에 있어서, 조작 장치(42, 44, 46, 48) 중 어느 하나의 조작 레버가 조작되면, 그 조작된 레버에 대응하는 리모콘 밸브로부터 파일럿압이 출력되어 당해 리모콘 밸브에 대응하는 제어 밸브가 상기 레버의 조작 방향에 대응하는 방향으로 밸브 개방 작동하고, 당해 제어 밸브에 대응하는 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 가능하게 한다. 또한, 선회 레버 이외의 조작 레버에 대해서는, 그 조작 레버가 미리 설정된 증속 개시 조작량을 상회한 시점에서 당해 조작 레버에 대응하는 증속 밸브가 밸브 개방 방향으로 시동하고, 대응하는 유압 액추에이터의 증속 구동을 가능하게 한다.
예를 들어, 도 4에 도시하는 아암용 조작 장치(46)의 조작 레버인 아암 레버(46a)가 아암 수축 방향으로 조작되면, 상기 아암 제어 밸브(56)의 파일럿 포트(56a) 및 상기 아암 합류 밸브(57)의 파일럿 포트(57a)에 당해 아암 레버의 조작량에 대응한 크기의 파일럿압이 입력된다. 이에 의해, 우선은 상기 아암 제어 밸브(56)가 그 중립 위치로부터 도 4의 좌측의 신장 작동 위치로 전환되고, 제2 펌프(32)로부터 토출되는 작동유를 아암 실린더(26)의 헤드측실(26h)에 유도하는 유로를 형성한다. 이에 의해, 아암 실린더(26)가 신장 방향으로 작동하고, 아암(20)을 수축 방향[버킷(21)을 후퇴시키는 방향]으로 움직이게 한다. 또한, 상기 아암 레버(46a)의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하여 상기 아암 합류 밸브(57)의 파일럿 포트(57a)에 입력되는 파일럿압이 상기 아암 증속 개시 조작량에 대응하는 아암 증속 개시 파일럿압을 상회하면, 당해 아암 합류 밸브(57)도 그 중립 위치로부터 도 4의 좌측의 신장 합류 허용 위치로 전환되고, 상기 제2 펌프(32)로부터 상기 헤드측실(26h)에 공급되는 작동유에 상기 제3 펌프(33)로부터 공급되는 작동유가 합류하는 것을 허용하는 유로를 형성한다. 이 합류에 의해 아암(20)의 수축 방향의 구동이 증속된다.
여기서, 상기 아암 레버(46a)의 아암 수축 방향의 조작과 동시에 붐 레버(44a)의 붐 상승 방향의 조작이 행해져 버킷(21)을 공중 또는 지면 상에서 후퇴시키는 복합 조작이 행해지는 경우, 상기 아암 실린더(26)의 헤드측실(26h)에의 작동유의 공급에 추가하여, 도 3에 도시하는 붐 제어 밸브(54)가 밸브 개방됨으로써 제1 펌프(31)로부터 붐 실린더(24)의 헤드측식(24h)에의 작동유의 공급이 행해진다. 이때, 붐 상승 동작을 위한 붐 실린더(24)의 구동 부하에 비해 아암 수축 동작을 위한 아암 실린더(26)의 구동 부하가 현저하게 가벼워질 가능성이 있다. 그러나, 당해 붐 실린더(24)에 작동유를 공급하는 제1 펌프(31)와 상기 아암 실린더(26)에 작동유를 공급하는 제2 및 제3 펌프(32, 33)는 서로 독립된 다른 펌프이기 때문에, 상기 아암 실린더(26)의 구동 부하가 가벼워도 당해 아암 실린더(26)에의 작동유의 유량이 치우쳐 붐 실린더(24)의 구동 속도가 저하될 우려가 없다. 따라서, 붐 실린더(24) 및 아암 실린더(26)의 모두 붐 레버(44a) 및 아암 레버(46a)의 조작량에 대응한 적정한 속도로 구동할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시하는 종래 회로에 있어서, 상기한 아암 수축 증속 구동과 붐 상승 구동이 동시에 행해지는 경우, 즉, 도 9에 도시하는 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1)와 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)가 동시에 밸브 개방 조작되는 경우, 양쪽 밸브(B1, A2)는 탠덤으로 배치되어 있기 때문에 하류측의 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)에는 충분한 유량의 작동유가 부여되지 않고 아암 실린더(112)의 움직임이 느려질 우려가 있다. 또한, 이 문제를 피하기 위해 도 9의 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1)의 상류측에서 제2 센터 바이패스 라인(142)으로부터 분기해서 당해 제1 붐용 컨트롤 밸브(B1)를 바이패스하여 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2)에 이르는 병렬 라인을 설치하면, 상기와 같이 붐 실린더(111)의 구동 부하에 비해 아암 실린더(112)의 구동 부하가 현저하게 가벼운 경우에 작동유의 유량이 제2 아암용 컨트롤 밸브(A2) 및 아암 실린더(112)에 치우쳐 버리고, 반대로 붐 실린더(111)의 움직임에 지장이 발생할 우려가 있다. 이에 대해 도 2에 도시하는 회로에서는, 아암 실린더(26)의 주구동 및 증속이 각각 제2 및 제3 펌프(32, 33)에 할당되고, 붐 실린더(24)의 주구동이 제1 펌프(31)에 할당되어 있으므로, 양쪽 실린더(24, 26)의 적정한 속도에서의 구동이 보증된다.
도 2에 도시하는 회로에 있어서, 상기 제2 펌프(32)는 아암 제어 밸브(56)와 붐 합류 밸브(55)에 병렬로 접속됨으로써 아암 주구동(아암 1속)과 붐 증속(붐 2속)에 겸용되지만, 제2 펌프(32)가 토출되는 작동유가 구동 부하가 가벼운 아암 실린더(26)에 치우쳐 공급되어도 붐 실린더(24)의 동작에 지장은 없다. 왜냐하면, 붐(18)의 구동 부하에 비해 아암(20)의 구동 부하가 현저하게 가벼워지는 작업, 예를 들어, 상기와 같이 붐 상승 동작과 아암 수축 동작과의 복합에 의해 버킷을 공중 또는 지면 상에서 후퇴시키는 작업에서는, 붐(18)에 높은 속도는 요구되지 않으며, 따라서 제2 펌프(32)가 붐 증속(붐 2속)용 펌프로서 기능하는 것은 요구되지 않기 때문이다. 또한, 도 2에 도시하는 제1 펌프(31)는 붐 제어 밸브(54)와 버킷 제어 밸브(58)에 병렬로 접속되어 붐 주구동(붐 1속)과 버킷 구동에 겸용되지만, 작업 초기의 단계에서는 버킷(21)의 구동은 거의 행해지지 않기 때문에, 여기서도 제1 펌프(31)로부터 아암(20)에의 작동유의 공급 유량의 현저한 감소는 발생하지 않는다.
즉, 도 2에 도시되는 제1 내지 제3 펌프(31 내지 33)와 각 제어 밸브 및 합류 밸브와의 조합은, 다양한 복합 조작에 있어서 각 유압 액추에이터를 적정한 속도로 구동하는 것을 실현하는 매우 합리적인 것이다.
또한, 도 2에 도시하는 회로에 있어서, 제3 펌프(33)를 아암 증속 전용의 펌프로서 설정하는 것은, 당해 제3 펌프(33)에 용량이 작은 소형의 펌프를 사용하는 것을 가능하게 함과 함께, 당해 제3 펌프(33)의 용량 조작에 의해서만 아암 증속용의 작동유 공급 유량을 제어하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해, 아암 합류 밸브(57) 및 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 특성의 설정 자유도를 높일 수 있는 이점이 있다. 그리고, 그 개구 특성의 설정에 의해, 아암 증속을 행하지 않을 때의 제3 펌프(33)의 작동유 토출에 의한 에너지 손실을 최소로 억제함과 함께, 아암 증속을 행할 때에 제3 펌프(33)가 토출하는 작동유의 압력 손실도 최소로 억제하는 것이 가능하다.
구체적으로, 제1 펌프(31) 및 제2 펌프(32)는 모두 복수의 유압 액추에이터의 구동에 겸용되어 있기 때문에, 당해 펌프의 용량 조작만으로 당해 펌프에 접속되는 유압 액추에이터의 속도를 제어할 수는 없으며, 따라서, 이들 펌프(31, 32)에 접속되는 제어 밸브의 미터인 개구 특성은, 당해 제어 밸브에 입력되는 파일럿압이 커질수록(즉 당해 제어 밸브에 대해서 조작되는 조작 레버의 조작량이 클수록) 큰 유량으로 유압 액추에이터에 작동유를 유도하는 개구 특성으로 설정될 필요가 있다. 이에 대해 제3 펌프(33)는 아암 증속에만 사용되는 것이기 때문에, 당해 제3 펌프(33)의 용량 조작만으로 아암 증속을 위한 작동유 공급 유량을 제어하는 것이 가능하고, 그 결과, 당해 제3 펌프(33)에 관계되는 아암 합류 밸브(57)의 미터인 개구 특성이나 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 특성은 예를 들어 온/오프적인 것으로 설정할 수 있는 이점이 있다.
도 6은, 이러한 이점을 이용해서 상기한 에너지 손실과 압력 손실의 양쪽 저감을 가능하게 한 예를 나타낸다. 이 도면에 있어서, 아암 합류 밸브(57) 즉 아암 2속용 밸브의 미터인 개구 특성은, 아암 레버 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량에 도달할 때까지는 최소(도면 예에서는 0)이며 아암 레버 조작량이 아암 증속 개시 조작량을 상회하면 최대로 되도록 설정되어 있다. 한편, 컨트롤러(70)에 의해 조작되는 제3 펌프(33)의 용량은, 아암 레버 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량 이하의 영역에서는 최소 용량을 유지하고, 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 영역에서는 아암 레버 조작량의 증대에 수반해서 증대하도록 설정되어 있다. 또한, 당해 컨트롤러(70)에 의해 조작되는 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 특성은, 아암 레버 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량 이하의 영역의 거의 전역에 걸쳐 최대로 또한 당해 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 영역에서는 최소로 되도록 설정되어 있다.
이 예에 의하면, 아암 레버(46a)의 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량에 이르기까지의 동안, 즉, 아암 증속을 필요로 하지 않는 동안은, 아암 합류 밸브(57)를 폐쇄함과 함께 제3 펌프(33)의 용량을 최소로 하여(바람직하게는) 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 면적을 최대로 함으로써, 제3 펌프(33)의 작동유 토출에 의한 에너지 손실을 최소한으로 억제할 수 있다. 한편, 아암 레버(46a)의 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 영역에서는 아암 합류 밸브(57)의 미터인 개구를 최대로 하고, 또한 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 면적을 최소로 함으로써 압력 손실을 최소한으로 억제하면서 제3 펌프(33)의 용량을 조작함으로써 당해 제3 펌프(33)로부터 아암 실린더(26)에 공급되는 증속용 작동유의 유량을 적정하게 제어할 수 있다.
상기 제3 블리드 오프 밸브(63)의 파일럿 포트(63a)에는 상기 아암용 조작 장치(46)가 출력하는 파일럿압이 직접 입력되어도 좋다. 이 경우, 상기 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 특성[당해 제3 블리드 오프 밸브(63)의 스트로크량에 대한 개구 면적의 특성]이 도 6의 최하단에 나타나는 그래프와 같이 설정되면 된다. 이 경우의 본 발명에 관한 「제어부」는, 상기 아암용 리모콘 밸브(46b)가 출력하는 파일럿압을 상기 파일럿 포트(63a)에 유도하는 블리드 오프용 파일럿 라인을 포함한다.
도 7은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유압 셔블에 탑재되는 유압 회로를 도시하는 도면이다. 이 유압 회로는, 하기의 상위점을 제외하고, 상기 도 2에 도시되는 유압 회로와 완전히 공통되어 있다.
상위점 1 : 도 2에 도시하는 유압 회로에서는, 제1 펌프(31)가 붐 주구동(붐 1속)용 펌프 및 버킷 주구동용 펌프로서 기능하지만, 도 7에 도시하는 유압 회로에서는, 제1 펌프(31)가 아암 증속(아암 2속)용 펌프 및 버킷 주구동용 펌프로서 기능한다. 구체적으로, 당해 제1 펌프(31)는 아암 실린더(26)와 버킷 실린더(28)에 병렬로 접속되고, 당해 제1 펌프(31)와 당해 아암 실린더(26) 사이에 아암 합류 밸브(57)[도 4에 도시하는 아암 합류 밸브(57)와 동일한 제어 밸브]가 개재된다.
상위점 2 : 도 2에 도시하는 유압 회로에서는, 제3 펌프(33)가 아암 증속(아암 2속)용 펌프 및 버킷 주구동용 펌프로서 기능하지만, 도 7에 도시하는 유압 회로에서는, 제3 펌프(33)가 붐 주구동(붐 1속)용 펌프로서 기능한다. 구체적으로, 당해 제3 펌프(33)는 붐 실린더(24)에 접속되어 당해 제3 펌프(33)와 당해 붐 실린더(24) 사이에 붐 제어 밸브(54)[도 3에 도시하는 붐 제어 밸브(54)와 동일한 제어 밸브]가 개재된다.
이 도 7에 도시하는 회로에 있어서도, 아암용 조작 장치(46)의 조작 레버인 아암 레버(46a)가 아암 수축 방향으로 조작되면, 그 조작량에 대응한 크기의 파일럿압이 아암 제어 밸브(56) 및 아암 합류 밸브(57)의 파일럿 포트에 입력된다. 이에 의해, 우선은 상기 아암 제어 밸브(56)가 밸브 개방되어 제2 펌프(32)로부터 토출되는 작동유를 아암 실린더(26)의 헤드측실(26h)(도 4)에 유도하는 유로를 형성해서 아암 실린더(26)를 신장 방향으로 작동시킨다. 또한, 상기 아암 레버(46a)의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하면 아암 합류 밸브(57)도 밸브 개방하여 상기 제2 펌프(32)로부터 상기 헤드측실(26h)에 공급되는 작동유에 상기 제1 펌프(31)로부터 토출되는 작동유가 합류하는 것을 허용하는 유로를 형성한다. 이 합류에 의해 아암(20)의 수축 방향의 구동이 증속된다.
여기서, 상기 아암 레버의 수축 방향의 조작과 동시에 붐 레버의 붐 상승 방향의 조작이 행해져 버킷(21)을 공중 또는 지면 상에서 후퇴시키는 복합 조작이 행해지는 경우, 상기 아암 실린더(26)의 헤드측실(26h)에의 작동유의 공급에 추가하여 붐 제어 밸브(54)가 밸브 개방됨으로써 제3 펌프(33)로부터 붐 실린더(24)의 헤드측실(24h)(도 3)에의 작동유의 공급이 행해진다. 이때, 붐 상승 동작을 위한 붐 실린더(24)의 구동 부하에 비해 아암 수축 동작을 위한 아암 실린더(26)의 구동 부하가 현저하게 가벼워질 가능성이 있다. 그러나, 이 도 7에 도시하는 회로에 있어서도, 당해 붐 실린더(24)에 작동유를 공급하는 제3 펌프(33)와 상기 아암 실린더(26)에 작동유를 공급하는 제2 및 제1 펌프(32, 31)는 서로 독립된 다른 펌프이기 때문에, 상기 아암 실린더(26)의 구동 부하가 가벼워도 당해 아암 실린더(26)에의 작동유의 유량이 치우쳐 붐 실린더(24)의 구동 속도가 저하될 우려가 없다. 따라서, 도 2에 도시하는 회로와 마찬가지로, 붐 실린더(24) 및 아암 실린더(26)의 모두 붐 레버(44a) 및 아암 레버(46a)의 조작량에 대응한 적정한 속도로 구동될 수 있다.
상기 제2 펌프(32)는 아암 제어 밸브(56)와 붐 합류 밸브(55)에 병렬로 접속됨으로써 아암 주구동(아암 1속)과 붐 증속(붐 2속)에 겸용되지만, 붐 상승 동작과 아암 수축 동작과의 복합에 의해 버킷을 공중 또는 지면 상에서 후퇴시키는 작업에 있어서 제2 펌프(32)가 붐 증속(붐 2속)용 펌프로서 기능하는 것은 요구되지 않기 때문에 붐 실린더(24)의 동작에 지장은 없는 것은, 도 2에 도시하는 회로에 대해서 설명한 바와 같다. 또한, 제1 펌프(31)가 아암 합류 밸브(57)와 버킷 제어 밸브(58)에 병렬로 접속되어 아암 증속(아암 2속)과 버킷 구동에 겸용되지만, 작업 초기의 단계에서는 버킷(21)의 구동은 거의 행해지지 않기 때문에, 제1 펌프(31)로부터 붐(18)에의 작동유의 공급 유량의 현저한 감소가 발생하지 않는 것도, 도 2에 도시하는 회로와 마찬가지이다.
또한, 도 7에 도시하는 회로에 있어서도, 제3 펌프(33)를 붐 주구동 전용의 펌프로서 설정하는 것이, 당해 제3 펌프(33)에 용량이 작은 소형의 펌프를 사용하는 것을 가능하게 함과 함께, 당해 제3 펌프(33)의 용량 조작에 의해서만 붐 주구동용의 작동유 공급 유량을 제어하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해, 붐 제어 밸브(54) 및 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 특성의 설정 자유도를 높일 수 있는 이점이 있다. 그리고, 그 개구 특성의 설정에 의해, 붐 주구동을 행하지 않을 때의 제3 펌프(33)의 작동유 토출에 의한 에너지 손실을 최소로 억제함과 함께, 붐 주구동을 행할 때에 제3 펌프(33)가 토출하는 작동유의 압력 손실도 최소로 억제하는 것이 가능하다.
그 예를 도 8에 도시한다. 이 도면에 있어서, 붐 제어 밸브(54) 즉 붐 1속용 밸브의 미터인 개구 특성은, 붐 레버 조작량이 미리 설정된 붐 시동 조작량에 도달할 때까지는 최소(도면 예에서는 0)이며 붐 레버 조작량이 붐 시동 조작량을 상회하면 최대로 되도록 설정되어 있다. 한편, 컨트롤러(70)에 의해 조작되는 제3 펌프(33)의 용량은, 붐 레버 조작량이 상기 붐 시동 조작량 이하의 영역에서는 최소 용량을 유지하고, 붐 시동 조작량을 상회하는 영역에서는 붐 레버 조작량의 증대에 수반해서 증대하도록 설정되어 있다. 또한, 당해 컨트롤러(70)에 의해 조작되는 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 특성은, 붐 레버 조작량이 상기 붐 시동 조작량 이하의 영역의 거의 전역에 걸쳐 최대로 또한 당해 붐 시동 조작량을 상회하는 영역에서는 최소로 되도록 설정되어 있다.
이 예에 의하면, 붐 레버(44a)의 조작량이 상기 붐 시동 조작량에 이르기까지의 동안, 즉, 실질적으로 붐 레버(44a)가 조작되어 있지 않은 동안은, 붐 제어 밸브(54)를 폐쇄함과 함께 제3 펌프(33)의 용량을 최소로 하여(바람직하게는) 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 면적을 최대로 함으로써, 제3 펌프(33)의 작동유 토출에 의한 에너지 손실을 최소한으로 억제할 수 있다. 한편, 붐 레버(44a)의 조작량이 상기 붐 시동 조작량을 상회하는 영역에서는 붐 제어 밸브(54)의 미터인 개구를 최대로 하고 또한 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 면적을 최소로 함으로써 압력 손실을 최소한으로 억제하면서 제3 펌프(33)의 용량을 조작함으로써 당해 제3 펌프(33)로부터 붐 실린더(24)에 공급되는 주구동용 작동유의 유량을 적정하게 제어할 수 있다.
이 제2 실시 형태에서는, 도 4에 도시하는 제3 블리드 오프 밸브(63)의 파일럿 포트(63a)에 상기 붐용 조작 장치(44)가 출력하는 파일럿압이 직접 입력되어도 좋다. 이 경우, 상기 제3 블리드 오프 밸브(63)의 개구 특성[당해 제3 블리드 오프 밸브(63)의 스트로크량에 대한 개구 면적의 특성]이 도 8의 최하단에 나타나는 그래프와 같이 설정되면 된다. 이 경우, 본 발명에 관한 「제어부」는, 상기 붐용 리모콘 밸브(46b)가 출력하는 파일럿압을 상기 파일럿 포트(63a)에 유도하는 블리드 오프용 파일럿 라인을 포함하게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 현저한 압력 손실을 수반하지 않고, 붐, 아암 및 버킷을 그 복합 조작 시에 있어서도 적정한 속도로 움직이게 하는 것이 가능한 유압 셔블이며, 공통의 기술적 특징을 갖는 다음의 제1 및 제2 유압 셔블을 제공한다.
상기 제1 유압 셔블은, 베이스와, 이 베이스에 기복 가능하게 장착되는 붐과, 이 붐의 선단에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 이 아암의 선단에 회동 가능하게 연결되는 버킷과, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐을 기복시키도록 작동하는 붐용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐에 대해 상기 아암을 회동시키도록 작동하는 아암용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 아암에 대해 상기 버킷을 회동시키도록 작동하는 버킷용 유압 액추에이터와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 붐용 유압 액추에이터와 상기 버킷용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제1 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 붐용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제2 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터에 접속되는 제3 펌프와, 상기 붐용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 붐용 조작 부재와, 상기 아암용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 아암용 조작 부재와, 상기 버킷용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 버킷용 조작 부재와, 상기 제1 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 붐 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 아암 제어 밸브와, 상기 제1 펌프와 상기 버킷용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 버킷용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 버킷용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 버킷 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 붐 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제2 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제1 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 붐 합류 밸브와, 상기 제3 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제3 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 아암 합류 밸브를 구비한다.
상기 제2 유압 셔블은, 베이스와, 이 베이스에 기복 가능하게 장착되는 붐과, 이 붐의 선단에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 이 아암의 선단에 회동 가능하게 연결되는 버킷과, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐을 기복시키도록 작동하는 붐용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐에 대해 상기 아암을 회동시키도록 작동하는 아암용 유압 액추에이터와, 작동유의 공급을 받음으로써 상기 아암에 대해 상기 버킷을 회동시키도록 작동하는 버킷용 유압 액추에이터와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 버킷용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제1 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 붐용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되는 제2 펌프와, 작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 붐용 유압 액추에이터에 접속되는 제3 펌프와, 상기 붐용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 붐용 조작 부재와, 상기 아암용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 아암용 조작 부재와, 상기 버킷용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 버킷용 조작 부재와, 상기 제3 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제3 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 붐 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 아암 제어 밸브와, 상기 제1 펌프와 상기 버킷용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 버킷용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 버킷용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 버킷 제어 밸브와, 상기 제2 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 붐 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제2 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제3 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 붐 합류 밸브와, 상기 제1 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제1 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 아암 합류 밸브를 구비한다.
즉, 본 발명에 관한 제1 및 제2 유압 셔블은, i) 제1 펌프가 버킷 제어 밸브를 통하여 버킷용 유압 액추에이터에 버킷 구동용 펌프로서 접속되는 점, 및 ii) 제2 펌프가 붐 합류 밸브를 통하여 붐용 유압 액추에이터에 붐 증속용 펌프로서 접속됨과 함께 아암 제어 밸브를 통하여 아암용 유압 액추에이터에 아암 주구동용 펌프로서 접속되는 점에서 공통되는 것에 추가하여, iii) 제1 펌프 및 제3 펌프 중 어느 한쪽의 펌프가 붐 제어 밸브를 통하여 붐용 유압 액추에이터에 붐 주구동용 펌프로서 접속됨과 함께 다른 쪽의 펌프가 아암 합류 밸브를 통하여 아암용 유압 액추에이터에 아암 증속용 펌프로서 접속되는 점에서 공통되는 것이다.
제1 및 제2 유압 셔블에 있어서의 상기 각 제1 내지 제3 펌프의 기능을 통합하면, 제1 펌프는 붐 주구동(소위 붐 1속) 또는 아암 증속(소위 아암 2속)과 버킷 구동을 위한 펌프로서 기능하고, 제2 펌프는 붐 증속(소위 붐 2속)과 아암 주구동(소위 아암 1속)을 위한 펌프로서 기능하고, 제3 펌프는 아암 증속(소위 아암 2속) 또는 붐 주구동(소위 붐 1속)을 위한 펌프로서 기능한다.
이와 같이, 본 발명에 관한 유압 셔블에서는, 붐 주구동(붐 1속), 아암 주구동(아암 1속) 및 아암 증속(아암 2속)이 각각 독립된 3개의 펌프에 할당되어 있으므로, 붐 주구동과 아암 증속의 양쪽을 동시에 행할 때에 작동유 공급 유량이 한쪽의 측에 현저하게 치우치는 일 없이, 따라서, 큰 압력 손실을 초래하는 스로틀을 요하지 않고 붐 및 아암의 양쪽에 적정한 유량으로 작동유를 공급하는 것이 가능하다.
또한, 제2 펌프는 아암 주구동(아암 1속)과 붐 증속(붐 2속)에 겸용되지만, 붐의 구동 부하에 비해 아암의 구동 부하가 현저하게 가벼워지는 작업, 예를 들어, 붐 상승 동작과 아암 수축 동작과의 복합에 의해 버킷을 공중 또는 지면 상에서 후퇴시키는 작업에서는, 당해 붐 상승 동작에 높은 속도는 요구되지 않으며, 따라서 제2 펌프가 붐 증속(붐 2속)용 펌프로서 기능하는 것은 요구되지 않기 때문에, 제2 펌프가 토출되는 작동유가 구동 부하가 가벼운 아암에 치우쳐 공급되어도 붐의 동작에 지장은 없다. 또한, 제1 펌프는 아암 증속(아암 2속) 또는 붐 주구동(붐 1속)과 버킷 구동에 겸용되지만, 작업 초기의 단계에서는 버킷 구동은 거의 행해지지 않기 때문에, 여기서도 제1 펌프로부터 아암 또는 붐에의 작동유의 공급 유량의 현저한 감소는 발생하지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 유압 셔블과 같이 상기 제1 펌프가 상기 붐 제어 밸브를 통하여 상기 붐용 유압 액추에이터에 접속됨과 함께 상기 제3 펌프가 상기 아암 합류 밸브를 통하여 상기 아암용 유압 액추에이터에 접속되는 경우, 상기 제3 펌프를 가변 용량형 유압 펌프에 의해 구성함과 함께, 당해 제3 펌프가 토출하는 작동유를 상기 아암 합류 밸브보다도 상류측에서 탱크에 릴리프하기 위한 블리드 오프 통로와, 이 블리드 오프 통로에 설치되는 블리드 오프 밸브와, 아암용 조작 부재의 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량 이하의 영역에서는 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 최소로 하고, 상기 아암용 조작 부재의 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 영역에서는 상기 아암 합류 밸브의 미터인 개구를 최대로 하여 상기 블리드 오프 밸브의 개구를 최소로 함과 함께 상기 아암용 조작 부재의 조작량에 따라서 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 변화시키는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
이 제어부는, 상기 아암용 조작 부재의 조작량이 아암 증속 개시 조작량 이하일 때는 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 최소로 함으로써, 아암의 증속을 필요로 하지 않을 때에 제3 펌프로부터 작동유가 토출되는 것에 의한 에너지 손실을 최소로 억제할 수 있음과 함께, 상기 아암용 조작 부재의 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량을 상회할 때는 상기 아암 합류 밸브의 미터인 개구를 최대로 하여 상기 블리드 오프 밸브의 개구를 최소로 함으로써, 상기 아암 합류 밸브의 미터인 개구 및 상기 블리드 오프 밸브의 개구에 있어서의 압력 손실을 최소로 억제할 수 있다. 또한, 제3 펌프로부터 아암 합류 밸브를 통해서 아암용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유의 유량은 당해 제3 펌프의 용량 조작에 의해 제어되는 것이 가능하다.
보다 구체적으로는, 상기 아암 제어 밸브 및 상기 아암 합류 밸브가 파일럿압의 입력을 받아서 작동하는 파일럿 전환 밸브에 의해 구성되는 것이며, 상기 제어부가, 상기 아암용 조작 부재의 조작량에 따른 아암용 파일럿압을 출력하는 아암용 리모콘 밸브와, 이 아암용 리모콘 밸브가 출력하는 아암용 파일럿압을 상기 아암 합류 밸브에 그 파일럿압으로서 유도하는 아암 합류용 파일럿 라인을 포함하는 것이며, 상기 아암 합류 밸브의 미터인 개구가, 상기 아암용 파일럿압이 상기 아암 증속 개시 조작량에 대응하는 아암 증속 개시 파일럿압 이하일 때는 최소로 되고, 상기 아암용 파일럿압이 아암 증속 개시 파일럿압을 상회할 때에 최대로 되는 특성을 갖는 것이 적합하다. 이 구성은, 특별한 제어 회로를 사용하지 않고, 아암용 리모콘 밸브가 출력하는 아암용 파일럿압을 아암 합류 밸브에 유도하는 것만의 간단한 구성으로, 당해 아암 합류 밸브의 미터인 개구를 적정하게 제어하는 것을 가능하게 한다.
마찬가지로, 상기 제2 유압 셔블과 같이 상기 제1 펌프가 상기 아암 합류 밸브를 통하여 상기 아암용 유압 액추에이터에 접속됨과 함께 상기 제3 펌프가 상기 붐 제어 밸브를 통하여 상기 붐용 유압 액추에이터에 접속되는 경우, 상기 제3 펌프를 가변 용량형 유압 펌프에 의해 구성함과 함께, 당해 제3 펌프가 토출하는 작동유를 상기 붐 제어 밸브보다도 상류측에서 탱크에 릴리프하는 블리드 오프 통로와, 이 블리드 오프 통로의 도중에 설치되는 블리드 오프 밸브와, 붐용 조작 부재의 조작량이 상기 붐용 유압 액추에이터를 시동시키기 위한 붐 시동 조작량 이하의 영역에서는 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 최소로 하고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 상기 붐 시동 조작량을 상회하는 영역에서는 상기 붐 제어 밸브의 미터인 개구를 최대로 하여 상기 블리드 오프 밸브의 개구를 최소로 하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
이 유압 셔블에서는, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 붐 시동 조작량 이하일 때, 즉 당해 붐용 조작 부재가 실질상 조작되어 있지 않은 것에 동등할 때는 상기 제어부가 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 최소로 함으로써, 붐의 구동을 필요로 하지 않을 때에 제3 펌프로부터 작동유가 토출되는 것에 의한 에너지 손실을 최소로 억제할 수 있음과 함께, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 상기 붐 시동 조작량을 상회할 때는 상기 붐 제어 밸브의 미터인 개구를 최대로 함과 함께 상기 블리드 오프 밸브의 개구를 최소로 함으로써, 상기 붐 제어 밸브의 미터인 개구 및 상기 블리드 오프 밸브의 개구에 있어서의 압력 손실을 최소로 억제할 수 있다.
구체적으로는, 상기 붐 제어 밸브가 파일럿압의 입력을 받아서 작동하는 파일럿 전환 밸브에 의해 구성되는 것이며, 상기 제어부가, 상기 붐용 조작 부재의 조작량에 따른 붐용 파일럿압을 출력하는 붐용 리모콘 밸브와, 이 붐용 리모콘 밸브가 출력하는 붐용 파일럿압을 상기 붐 제어 밸브에 그 파일럿압으로서 유도하는 붐 제어용 파일럿 라인을 포함하는 것이며, 상기 붐 제어 밸브의 미터인 개구가, 상기 붐용 파일럿압이 상기 붐 시동 조작량에 대응하는 붐 시동 파일럿압 이하일 때는 최소로 되고, 상기 붐용 파일럿압이 붐 시동 파일럿압을 상회할 때에 최대로 되는 특성을 갖는 것이 적합하다. 이 구성은, 특별한 제어 회로를 사용하지 않고, 붐용 리모콘 밸브가 출력하는 붐용 파일럿압을 붐 제어 밸브에 유도하는 것만의 간단한 구성으로, 당해 붐 제어 밸브의 미터인 개구를 적정하게 제어하는 것을 가능하게 한다.

Claims (6)

  1. 유압 셔블이며,
    베이스와,
    이 베이스에 기복 가능하게 장착되는 붐과,
    이 붐의 선단에 회동 가능하게 연결되는 아암과,
    이 아암의 선단에 회동 가능하게 연결되는 버킷과,
    작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐을 기복시키도록 작동하는 붐용 유압 액추에이터와,
    작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐에 대해 상기 아암을 회동시키도록 작동하는 아암용 유압 액추에이터와,
    작동유의 공급을 받음으로써 상기 아암에 대해 상기 버킷을 회동시키도록 작동하는 버킷용 유압 액추에이터와,
    작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 붐용 유압 액추에이터와 상기 버킷용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되고, 상기 붐용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 붐을 구동하고, 상기 버킷용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 버킷을 구동하는 제1 펌프와,
    작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 붐용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되고, 상기 붐용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 붐을 구동하고, 상기 아암용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 아암을 구동하는 제2 펌프와,
    작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 붐용 유압 액추에이터, 상기 아암용 유압 액추에이터 및 상기 버킷용 유압 액추에이터 중 상기 아암용 유압 액추에이터에만 접속되고, 상기 아암용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 아암을 구동하는 제3 펌프와,
    상기 붐용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 붐용 조작 부재와,
    상기 아암용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 아암용 조작 부재와,
    상기 버킷용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 버킷용 조작 부재와,
    상기 제1 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 붐 제어 밸브와,
    상기 제2 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 아암 제어 밸브와,
    상기 제1 펌프와 상기 버킷용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 버킷용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 버킷용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 버킷 제어 밸브와,
    상기 제2 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 붐 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제2 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제1 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 붐 합류 밸브와,
    상기 제3 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제3 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 아암 합류 밸브를 구비하여,
    상기 제1 펌프는 붐 주구동과 버킷 구동을 위한 펌프로 기능하고, 상기 제2 펌프는 아암 주구동과 붐 증속을 위한 펌프로 기능하고, 제3 펌프는 아암 증속을 위한 펌프로 기능하는, 유압 셔블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 펌프가 가변 용량형 유압 펌프에 의해 구성됨과 함께, 당해 제3 펌프가 토출하는 작동유를 상기 아암 합류 밸브보다도 상류측에서 탱크에 릴리프하기 위한 블리드 오프 통로와, 이 블리드 오프 통로에 설치되는 블리드 오프 밸브와, 아암용 조작 부재의 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량 이하의 영역에서는 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 최소로 하고, 상기 아암용 조작 부재의 조작량이 상기 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 영역에서는 상기 아암 합류 밸브의 미터인 개구를 최대로 하여 상기 블리드 오프 밸브의 개구를 최소로 함과 함께 상기 아암용 조작 부재의 조작량에 따라서 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 변화시키는 제어부를 더 구비하는, 유압 셔블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아암 제어 밸브 및 상기 아암 합류 밸브는 파일럿압의 입력을 받아서 작동하는 파일럿 전환 밸브에 의해 구성되고, 상기 제어부는, 상기 아암용 조작 부재의 조작량에 따른 아암용 파일럿압을 출력하는 아암용 리모콘 밸브와, 이 아암용 리모콘 밸브가 출력하는 아암용 파일럿압을 상기 아암 합류 밸브에 그 파일럿압으로서 유도하는 아암 합류용 파일럿 라인을 포함하고, 상기 아암 합류 밸브의 미터인 개구가, 상기 아암용 파일럿압이 상기 아암 증속 개시 조작량에 대응하는 아암 증속 개시 파일럿압 이하일 때는 최소로 되고, 상기 아암용 파일럿압이 아암 증속 개시 파일럿압을 상회할 때에 최대로 되는 특성을 갖는, 유압 셔블.
  4. 유압 셔블이며,
    베이스와, 이 베이스에 기복 가능하게 장착되는 붐과,
    이 붐의 선단에 회동 가능하게 연결되는 아암과,
    이 아암의 선단에 회동 가능하게 연결되는 버킷과,
    작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐을 기복시키도록 작동하는 붐용 유압 액추에이터와,
    작동유의 공급을 받음으로써 상기 붐에 대해 상기 아암을 회동시키도록 작동하는 아암용 유압 액추에이터와,
    작동유의 공급을 받음으로써 상기 아암에 대해 상기 버킷을 회동시키도록 작동하는 버킷용 유압 액추에이터와,
    작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 버킷용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되고, 상기 아암용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 아암을 구동하고, 상기 버킷용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 버킷을 구동하는 제1 펌프와,
    작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 아암용 유압 액추에이터와 상기 붐용 유압 액추에이터에 병렬로 접속되고, 상기 붐용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 붐을 구동하고, 상기 아암용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 아암을 구동하는 제2 펌프와,
    작동유를 토출하는 유압 펌프로 이루어지고, 상기 붐용 유압 액추에이터, 상기 아암용 유압 액추에이터 및 상기 버킷용 유압 액추에이터 중 상기 붐용 유압 액추에이터에만 접속되고, 상기 붐용 유압 액추에이터에 작동유를 공급함으로써 상기 붐을 구동하는 제3 펌프와,
    상기 붐용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 붐용 조작 부재와,
    상기 아암용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 아암용 조작 부재와,
    상기 버킷용 유압 액추에이터를 움직이게 하기 위해 조작되는 버킷용 조작 부재와,
    상기 제3 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제3 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 붐 제어 밸브와,
    상기 제2 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 아암 제어 밸브와,
    상기 제1 펌프와 상기 버킷용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 버킷용 조작 부재의 조작에 따라서 밸브 개방함으로써 상기 제1 펌프로부터 상기 버킷용 유압 액추에이터에의 작동유의 공급을 제어하는 버킷 제어 밸브와,
    상기 제2 펌프와 상기 붐용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 붐 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제2 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제3 펌프로부터 상기 붐용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 붐 합류 밸브와,
    상기 제1 펌프와 상기 아암용 유압 액추에이터 사이에 개재되고, 상기 아암용 조작 부재의 조작량이 미리 설정된 아암 증속 개시 조작량을 상회하는 경우에만 밸브 개방하여 상기 제1 펌프가 토출되는 작동유가 상기 제2 펌프로부터 상기 아암용 유압 액추에이터에 공급되는 작동유에 합류하는 것을 허용하는 아암 합류 밸브를 구비하여,
    상기 제1 펌프는 아암 증속과 버킷 구동을 위한 펌프로 기능하고, 상기 제2 펌프는 아암 주구동과 붐 증속을 위한 펌프로 기능하고, 제3 펌프는 붐 주구동을 위한 펌프로 기능하는, 유압 셔블.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 펌프가 가변 용량형 유압 펌프에 의해 구성됨과 함께, 당해 제3 펌프가 토출하는 작동유를 상기 붐 제어 밸브보다도 상류측에서 탱크에 릴리프하는 블리드 오프 통로와, 이 블리드 오프 통로의 도중에 설치되는 블리드 오프 밸브와, 붐용 조작 부재의 조작량이 상기 붐용 유압 액추에이터를 시동시키기 위한 붐 시동 조작량 이하의 영역에서는 상기 제3 펌프의 펌프 용량을 최소로 하고, 상기 붐용 조작 부재의 조작량이 상기 붐 시동 조작량을 상회하는 영역에서는 상기 붐 제어 밸브의 미터인 개구를 최대로 하여 상기 블리드 오프 밸브의 개구를 최소로 하는 제어부를 더 구비하는, 유압 셔블.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 붐 제어 밸브는 파일럿압의 입력을 받아서 작동하는 파일럿 전환 밸브에 의해 구성되고, 상기 제어부는, 상기 붐용 조작 부재의 조작량에 따른 붐용 파일럿압을 출력하는 붐용 리모콘 밸브와, 이 붐용 리모콘 밸브가 출력하는 붐용 파일럿압을 상기 붐 제어 밸브에 그 파일럿압으로서 유도하는 붐 제어용 파일럿 라인을 포함하고, 상기 붐 제어 밸브의 미터인 개구가, 상기 붐용 파일럿압이 상기 붐 시동 조작량에 대응하는 붐 시동 파일럿압 이하일 때는 최소로 되고, 상기 붐용 파일럿압이 붐 시동 파일럿압을 상회할 때에 최대로 되는 특성을 갖는 유압 셔블.
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