KR101767857B1

KR101767857B1 - 작업 기계의 유압 시스템

Info

Publication number: KR101767857B1
Application number: KR1020167004088A
Authority: KR
Inventors: 도모아키 가네타; 고우지 이시카와; 히데토시 사타케; 신야 이무라
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2017-08-11
Also published as: US10253479B2; CN105518311A; KR20160033745A; WO2015146219A1; EP3124798A1; US20170002545A1; EP3124798B1; EP3124798A4; JP2015183776A; JP6013389B2; CN105518311B

Abstract

옵션 어태치먼트 미장착시에는, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킨다. 옵션 어태치먼트가 장착되어 있을 때에는, 옵션 어태치먼트를 사용하지 않을 때에는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스의 합성 개구 면적을 조정하는 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시켜 액추에이터에 흐르는 압유의 유량을 제어하는 기능으로 하고, 사용할 때에는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유를 공급하도록 작동시키는 기능으로 하는 전환 제어를 행한다.

Description

작업 기계의 유압 시스템 {HYDRAULIC SYSTEM FOR WORK VEHICLE}

본 발명은, 작업 기계의 유압 시스템에 관한 것으로, 특히 프론트 작업기를 유압 실린더 등에 의해 조작하는 유압 셔블 등의 작업 기계의 유압 시스템에 관한 것이다.

유압 셔블 등의 작업 기계의 유압 시스템은, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 일반적으로, 유압 펌프와, 이 유압 펌프의 토출유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 유압 펌프로부터 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 센터 바이패스형 유량·방향 제어 밸브와, 유압 액추에이터에 대응하여 설치되고, 유량·방향 제어 밸브를 각각 조작하는 조작 수단과, 조작 수단의 조작에 따라서 유압 펌프의 토출량이 변화되도록 유압 펌프의 용량을 제어하는 펌프 레귤레이터를 구비하고 있다.

유압 셔블 등의 작업 기계의 유압 시스템에는, 다양한 목적으로, 센터 바이패스형 유량·방향 제어 밸브를 관통하는 센터 바이패스 라인의 최하류측에 센터 바이패스 커트 밸브를 배치한 것이 있다. 특허문헌 1은 그 일례이며, 부하 유지측의 실린더실에 압유를 공급하도록 조작되었을 때에 센터 바이패스 커트 밸브를 센터 바이패스 개구 면적을 좁게 하는 방향으로 작동시켜, 유압 펌프의 토출 압력이 실린더의 부하압보다도 높아지도록 제어하고, 에너지 손실을 저감시켜 연비의 악화를 방지하고, 또한 양호한 미속 조작성을 얻을 수 있도록 하고 있다.

또한, 최근, 상부 선회체를 유압 모터와 전동기에 의해 구동함으로써, 상부 선회체의 감속 혹은 정지시에 전동기를 발전기로서 기능시켜 에너지를 전력으로서 회생하여, 에너지 효율을 개선하는 작업 기계가 제안되어 있다.

그 일례로서, 특허문헌 2에 기재된 작업 기계에서는, 센터 바이패스 커트 밸브를 컨트롤 밸브 유닛에 통상 구비되는 예비 스풀을 이용하여 구성하고, 선회용 전동기를 비구동으로 하였을 때, 이 예비 스풀을 제어하여, 방향·유량 제어 밸브의 블리드 오프 스로틀과 예비 스풀의 블리드 오프 스로틀의 합성 스로틀에 의해 오픈 센터 유로를 좁힘으로써 선회용 유압 모터의 미터인 압력이 상승하도록 제어함으로써 선회용 유압 모터의 구동 토크를 증가시키도록 제어하고 있다. 이에 의해, 전동기의 고장, 축전 장치의 전압 이상, 그 밖의 이유에 의해 전동기의 기능을 정지할 필요가 발생하였을 때라도 양호한 조작감과 작업 능력을 확보하고 있다.

일본 특허 공개 제2011-85198호 공보 일본 특허 공개 제2012-202142호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 유압 시스템에 있어서는, 센터 바이패스형 유량·방향 제어 밸브를 관통하는 센터 바이패스 라인의 최하류에 센터 바이패스 커트 밸브를 탑재할 공간과 비용이 필요해진다.

이 특허문헌 1에 기재된 기술에, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이 예비 스풀을 이용하여 센터 바이패스 커트 밸브를 구성하는 기술을 단순하게 적용하면, 센터 바이패스 라인의 최하류에 센터 바이패스 커트 밸브를 탑재할 공간과 비용을 불필요하게 하는 것은 가능하다.

그러나, 작업 기계에 어태치먼트를 장착하는 경우에는, 예비 스풀은 어태치먼트의 유압 액추에이터에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 유량·방향 제어 밸브로서 사용하기 위해 센터 바이패스 커트 밸브로서 사용할 수 없어, 센터 바이패스 개구 면적의 제어를 행할 수 없다는 문제가 발생한다. 이로 인해, 어태치먼트 장착시에는 에너지 손실을 저감시켜 연비의 악화를 방지할 수 없고, 또한 양호한 미속 조작성을 얻을 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은, 전용의 센터 바이패스 커트 밸브를 구비하는 일 없이, 어태치먼트 장착시에 있어서도 센터 바이패스 개구 면적의 제어를 행할 수 있는 작업 기계의 유압 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 제1 발명은, 유압 펌프와, 이 유압 펌프의 토출유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 센터 바이패스형 유량·방향 제어 밸브와, 이 유량·방향 제어 밸브를 관통하는 센터 바이패스 라인의 상기 유량·방향 제어 밸브의 하류측의 위치에 배치된 예비 유량·방향 제어 밸브이며, 옵션 유압 액추에이터의 사용시에 상기 유압 펌프로부터 상기 옵션 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하기 위한 센터 바이패스형 예비 유량·방향 제어 밸브와, 상기 옵션 유압 액추에이터를 동작시킬 때에는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 옵션 유압 액추에이터에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 밸브로서 작동시키고, 상기 옵션 유압 액추에이터를 동작시키지 않을 때에는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시키는 전환 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 구성에 의해, 옵션 어태치먼트 장착·미사용시에는, 옵션 어태치먼트 미장착시와 마찬가지로, 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 수 있어, 중부하 미속 조작 작업시에 있어서, 전용의 센터 바이패스 커트 밸브를 구비하는 일 없이, 에너지 손실을 저감시켜 연비의 악화를 방지할 수 있음과 함께 양호한 미속 조작성을 얻을 수 있다는 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 전환 제어 장치는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브의 작동을 전환하기 위한 스위치를 갖는 것이다.

이러한 구성에 의해, 옵션 어태치먼트 장착·미사용시에 옵션 유압 액추에이터에 압유가 공급되지 않도록, 즉, 옵션 어태치먼트가 동작하지 않도록 할 수 있어, 작업자가 의도하지 않은 동작이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제3 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 전환 제어 장치는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 옵션 유압 액추에이터의 유량·방향 제어 밸브로서 작동시키지 않는 상태에 있는 것을 검지하는 센서를 더 구비하고, 상기 전환 제어 장치는, 이 센서로부터 출력된 검지 신호를 기초로 하여 상기 예비 유량·방향 제어 밸브의 작동을 전환하는 제어를 행하는 것이다.

이러한 구성에 의해, 회로 구성이 간단해져, 더욱 저비용의 유압 시스템으로 할 수 있다. 또한, 옵션 어태치먼트의 조작에 의해 예비 유량·방향 제어 밸브의 기능이 전환되므로, 조작도 용이하다.

또한, 제4 발명 또는 제5 발명은, 각각 제2 또는 제3 발명에 있어서, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브로부터 상기 옵션 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 액추에이터 유로에 배치된 개폐 밸브를 더 구비하고, 상기 전환 제어 장치는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 때, 상기 개폐 밸브를 폐쇄하여 상기 유로를 차단하도록 제어하는 것이다.

이러한 구성에 의해, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있을 때, 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 때, 옵션 유압 액추에이터에 압유가 공급되는 것을 확실하게 방지할 수 있어, 작업자가 의도하지 않은 동작이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제6 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브는, 상기 옵션 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 제1 위치와, 상기 옵션 유압 액추에이터에의 압유의 공급을 차단하는 제2 위치로 전환 가능하고, 상기 전환 제어 장치는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 옵션 유압 액추에이터에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 밸브로서 작동시킬 때, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 제1 위치로 전환하고, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 때, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 제2 위치로 전환하도록 제어하는 것이다.

이러한 구성에 의해, 압유가 옵션 유압 액추에이터의 한쪽 측의 실린더실에만 공급되는 형태에 적합한 유압 시스템이 된다.

본 발명에 따르면, 옵션 유압 액추에이터를 탑재하고 있을 때, 예비 유량·방향 제어 밸브의 센터 바이패스의 합성 개구 면적을 조정하는 기능과 그 옵션 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 기능을 전환할 수 있다. 이에 의해, 전용의 센터 바이패스 커트 밸브를 구비하는 일 없이, 어태치먼트 장착시에 있어서도 센터 바이패스 개구 면적의 제어를 행할 수 있다. 따라서, 어태치먼트 장착시에도 에너지 손실을 저감시켜 연비의 악화를 방지할 수 있음과 함께 양호한 미속 조작성을 얻을 수 있다는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 유압 셔블의 사시도이다.
도 2는 도 1의 유압 셔블에 장착된 파쇄기의 일부를 파단하여 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태의 개략을 도시하는 구성도이다.
도 4는 옵션 어태치먼트 미장착시에 있어서의 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태에 있어서의 회로 구성의 개략을 도시하는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 컨트롤러의 지령 전류값과 예비 유량·방향 제어 밸브에 입력되는 제어 파일럿 압력의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유량·방향 제어 밸브의 개구 면적 특성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 옵션 어태치먼트 장착시에 있어서의 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태에 있어서의 회로 구성의 개략을 도시하는 구성도이다.
도 8은 옵션 어태치먼트 장착시에 있어서의 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태에 있어서의 회로 구성의 개략을 도시하는 구성도이다.
도 9는 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태의 다른 개략을 도시하는 구성도이다.
도 10은 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제2 실시 형태의 개략을 도시하는 구성도이다.
도 11은 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제2 실시 형태의 다른 개략을 도시하는 구성도이다.
도 12는 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제3 실시 형태의 개략을 도시하는 구성도이다.

이하에 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 실시 형태를, 도면을 사용하여 설명한다.

<작업 기계>

우선, 본 발명의 유압 시스템이 구비되는 작업 기계에 대해, 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 또한, 작업 기계로서 유압 셔블에 적용한 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1은 유압 셔블의 사시도, 도 2는 도 1의 유압 셔블에 장착된 파쇄기의 일부를 파단하여 도시하는 도면이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 작업 기계는, 유압 셔블을 베이스로 하는 것이며, 크롤러형의 주행체(101)를 구비하고, 이 주행체(101) 상에 선회체(102)가 선회 가능하게 설치되어 있다. 선회체(102)에는, 전방부 좌측에 운전실(103)이 설치되어 있음과 함께, 그 중앙부로부터 붐(104)이 연장되어 있다. 붐(104)은, 그 양측의 소정 위치에 배치된 한 쌍의 붐 실린더(105)를 신축시킴으로써 기복된다. 당해 붐(104)의 끝에는 아암(106)이 회전 가능하게 연결되고, 이 아암(106)의 선단에는 링크 기구(108)를 통해, 본래의 버킷 대신에 옵션 어태치먼트로서 파쇄기(109)가 장착되어 있다. 그리고, 이들 아암(106) 및 파쇄기(109)도 또한, 그 아암 실린더(107) 및 어태치먼트 실린더(110)의 신축을 받아 회전된다. 또한, 도 1에 도시하는 유압 셔블에는, 이들 이외에도, 유압 셔블의 기능을 발휘하는 데 필요한 기능 부품(도시하지 않음)이 배치되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 파쇄기(109)는, 크게 나누어 보았을 때, 기부 프레임(120)과, 이 기부 프레임(120)의 선단부에 일체적으로 연장 설치된 고정 턱(122)과, 기부 프레임(120)에 회전 가능하게 설치된 가동 턱(124)을 구비하고 있고, 이들 고정 턱(122)과 가동 턱(124)은 서로 협동하여 파쇄기(109)의 개폐 동작을 행한다.

가동 턱(124)은 파쇄기용 실린더(옵션 유압 액추에이터)(14)에 연결되어 있고, 이 파쇄기용 실린더(14)는 기부 프레임(120) 내에 배치되어 있다. 파쇄기용 실린더(14)가 신축되면, 가동 턱(124)은 회전 축(126)을 중심으로 회전하여, 파쇄기(109)의 개폐 동작이 실시된다.

<제1 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태를, 도 3 내지 도 8을 사용하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태의 개략을 도시하는 구성도, 도 4는 옵션 어태치먼트 미장착시에 있어서의 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태에 있어서의 회로 구성의 개략을 도시하는 구성도, 도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 컨트롤러의 지령 전류값과 예비 유량·방향 제어 밸브에 입력되는 제어 파일럿 압력의 관계의 일례를 나타내는 도면, 도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유량·방향 제어 밸브의 개구 면적 특성의 일례를 나타내는 도면, 도 7은 옵션 어태치먼트 장착시에 있어서의 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태에 있어서의 회로 구성의 개략을 도시하는 구성도, 도 8은 옵션 어태치먼트 장착시에 있어서의 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태에 있어서의 회로 구성의 개략을 도시하는 구성도이다.

또한, 도 3의 실선은 펌프로부터 토출된 유로, 파선은 파일럿압의 유로, 1점 파선은 압유의 유량·방향을 제어하는 밸브를 나타내고, 2점 파선은 컨트롤러의 신호 경로를 나타낸다. 이하, 도 4, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12도 마찬가지이다.

도 3에 있어서, 작업 기계의 유압 시스템은, 유압 펌프(1), 파일럿 펌프(5), 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(6) 및 옵션 유압 액추에이터(14)를 갖는다.

유압 펌프(1)는, 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프(메인 펌프)이다. 이 유압 펌프(1) 및 파일럿 펌프(5)는 엔진에 의해 회전 구동되어, 작동유를 토출한다.

또한, 도 3에 도시하는 유압 시스템은, 유압 펌프(1)로부터 유압 액추에이터(6)나 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급되는 압유의 흐름(방향과 유량)을 제어하고, 유압 액추에이터(6)나 옵션 유압 액추에이터(14)의 구동을 제어하는 컨트롤 밸브(2)를 구비하고 있다.

이 컨트롤 밸브(2)는, 유압 펌프(1)로부터 유압 액추에이터(6)에 공급되는 압유의 유량 및 방향을 제어하는 유량·방향 제어 밸브(7)와, 유압 펌프(1)로부터 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급되는 압유의 유량 및 방향을 제어하는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 내장하고 있다. 이 컨트롤 밸브(2)는, 레버 조작식 액추에이터 조작 레버(11)나 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)로부터의 파일럿 압유에 따라서 그들 유량·방향 제어 밸브(7, 8)를 구동함으로써, 유압 액추에이터(6)나 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급되는 압유의 방향과 유량을 제어한다.

유량·방향 제어 밸브(7) 및 예비 유량·방향 제어 밸브(8)는, 센터 바이패스형 유량·방향 제어 밸브이며, 센터 바이패스 라인(3) 상에 배치되어 있다. 즉, 센터 바이패스 라인(3)은, 유량·방향 제어 밸브(7) 및 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 관통하여 신장되어 있다. 센터 바이패스 라인(3)의 상류측은 유압 펌프(1)에 접속되고, 하류측은 탱크(T)에 접속되어 있다. 또한, 유량·방향 제어 밸브(7) 및 예비 유량·방향 제어 밸브(8)는 유압 패럴렐 라인(4b)을 통해 센터 바이패스 라인(3)과 병렬로도 접속되어 있다.

유량·방향 제어 밸브(7)는, 중립 위치에서는, 제1 액추에이터 라인(9, 10)을 차단하고, 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유를 탱크(T)로 환류시킨다. 유압 액추에이터(6)를 작동시킬 때에는, 센터 바이패스 라인(3)을 차단함과 함께, 제1 액추에이터 라인(9, 10) 중 어느 하나를 유압 입력 라인(4a)에 접속함으로써 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유를 유압 액추에이터(6)의 보텀측 실린더실 또는 로드측 실린더실에 공급함과 함께, 제1 액추에이터 라인(9, 10) 중 다른 한쪽을 탱크(T)에 접속함으로써, 보텀측 실린더실 또는 로드측 실린더실 중 다른 한쪽으로부터 배출된 압유를 탱크(T)로 복귀시키도록 구성되어 있다.

예비 유량·방향 제어 밸브(8)는, 중립 위치에서는, 제2 액추에이터 라인(12, 13)을 차단하고, 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유를 탱크(T)로 환류시킨다. 옵션 유압 액추에이터(14)를 작동시킬 때에는, 센터 바이패스 라인(3)을 차단함과 함께, 제2 액추에이터 라인(12, 13) 중 어느 하나를 유압 입력 라인(4c)에 접속함으로써 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유를 옵션 유압 액추에이터(14)의 보텀측 실린더실 또는 로드측 실린더실에 공급함과 함께, 제2 액추에이터 라인(12, 13) 중 다른 한쪽을 탱크(T)에 접속함으로써, 보텀측 실린더실 또는 로드측 실린더실 중 다른 한쪽으로부터 배출된 압유를 탱크(T)로 복귀시키도록 구성되어 있다.

유압 액추에이터(6)는, 유압 셔블의 프론트를 상승 하강(또는 밀고 당김)시키기 위한 유압 펌프(1)의 토출유에 의해 구동되는 복동식 편로드 실린더이며, 도 1에 도시하는 붐 실린더(105), 아암 실린더(107) 등의 총칭이다. 유압 액추에이터(6)나 유량·방향 제어 밸브(7)는 실제로는 복수 있지만, 도 3에서는 도시의 사정상 1개만 나타낸다.

유압 액추에이터(6)는, 로드측과 보텀측의 2개의 실린더실을 갖고 있고, 보텀측 실린더실이 제1 액추에이터 라인(9)을 통해 유량·방향 제어 밸브(7)에 접속되고, 로드측 실린더실이 제1 액추에이터 라인(10)을 통해 유량·방향 제어 밸브(7)에 접속되어 있다.

액추에이터 조작 레버(11)는, 파일럿 펌프(5)로부터의 압유를 레버 조작량에 따라서 감압하는 감압 밸브를 내장하고 있고, 레버 조작량에 따른 파일럿 압유를 파일럿 유로(27, 28)를 통해 유량·방향 제어 밸브(7)에 대해 출력한다. 이에 의해 유압 액추에이터(6)에는 유량·방향 제어 밸브(7)를 통해 유압 펌프(1)의 토출유가 공급된다.

옵션 유압 액추에이터(14)는, 통상은 사용되지 않지만, 도 2에 도시하는 바와 같은 파쇄기(109)나 레이커나 소할 등의 옵션 어태치먼트를 구동시킬 때에 사용되는 실린더이다. 이 옵션 유압 액추에이터(14)도, 로드측과 보텀측의 2개의 실린더실을 갖고 있고, 로드측 실린더실이 제2 액추에이터 라인(12)을 통해 예비 유량·방향 제어 밸브(8)에 접속되고, 보텀측 실린더실이 제2 액추에이터 라인(13)을 통해 예비 유량·방향 제어 밸브(8)에 접속되어 있다.

옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)는, 파일럿 펌프(5)로부터의 압력을 레버 조작량에 따라서 감압하는 감압 밸브를 내장하고 있고, 레버 조작량에 따른 파일럿 압유를 파일럿 유로(22, 23)를 통해 예비 유량·방향 제어 밸브(8)에 대해 출력한다.

파일럿 유로(22)에는, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 레버 조작량에 따른 파일럿 압유와, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류에서 전자 밸브(16)에 의해 감압된 파일럿 유로(30)의 파일럿 압유와의 파일럿 압유 중 어느 하나를 선택하여 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 한쪽의 수압부에 공급하기 위한 셔틀 밸브(20)가 설치되어 있다.

또한, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작된 경우에, 파일럿 유로(22, 23)에 출력된 파일럿 압유 중 어느 하나를 선택하여 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)에 대해 공급하기 위한 파일럿 유로(22, 23)로부터 분기된 유로(22a, 23a)를 갖고 있다.

옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)는, 제2 액추에이터 라인(12, 13)의 압유의 흐름을 커트하도록 배치되어 있고, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되었을 때에는, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)가 개방 위치가 되어, 옵션 유압 액추에이터(14)에는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 통해 유압 펌프(1)의 토출유가 공급되도록 구성되어 있다.

이에 의해, 통상은 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)가 폐쇄 위치이므로, 제2 액추에이터 라인(12, 13)의 압유의 흐름이 커트되어 있는, 즉, 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유가 공급되지 않는 상태가 된다. 이에 반해, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되었을 때에는, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)가 개방 위치가 되어, 옵션 유압 액추에이터(14)에는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 통해 유압 펌프(1)의 토출유가 공급된다.

전자 밸브(18)는, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있지 않은 경우나, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있어도 작동시키지 않는 경우에, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류의 값에 따라서 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에의 압유를 커트하도록 구성된 옵션 어태치먼트 조작용의 파일럿압 커트용 전자 밸브이다.

마찬가지로, 전자 밸브(16)는, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있지 않은 경우나, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있어도 작동시키지 않는 경우에, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시키기 위해, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류의 값에 따라서 그 개구 면적이 제어되어, 파일럿 펌프(5)로부터 토출된 압유를 감압한 후, 파일럿 유로(30), 셔틀 밸브(20)를 통해 파일럿 유로(22)에 공급하여 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 한쪽의 수압부에 공급하도록 구성된 예비 유량·방향 제어 밸브 구동용 전자 밸브이다.

컨트롤러(17)는, 파쇄기(109) 등의 옵션 어태치먼트가 장착되어 있지 않은 경우에 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시키기 위한 제어를 행한다. 또한, 컨트롤러(17)는 파쇄기(109) 등의 옵션 어태치먼트가 장착되어 있을 때, 옵션 어태치먼트를 동작시킬지 여부의 스위치(26)에 있어서의 지령에 기초하여, 옵션 어태치먼트를 동작시킬 때에는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 밸브로서 작동시키고, 옵션 어태치먼트를 동작시키지 않을 때에는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시키는 전환 제어를 행한다.

스위치(26)는, 상술한 바와 같이, 옵션 어태치먼트를 동작시킬 때, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 밸브로서 작동시키고, 옵션 어태치먼트를 동작시키지 않을 때, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시키는 것을 전환하기 위한 스위치이며, 운전실(103)에 설치되어 있다.

모니터(19)는, 유압 셔블에 파쇄기(109) 등의 옵션 어태치먼트가 현재 장착되어 있는지 여부를 선택하는 선택 화면을 표시하고, 어느 하나를 선택하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 모니터(19)는, 현재 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유를 공급하는 기능이나, 센터 바이패스 커트 밸브의 기능 중 어느 쪽의 기능이 작용하고 있는지를 표시하기 위한 화면을 표시한다.

∼동작∼

다음으로, 상술한 제1 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 동작을, 도 4 내지 도 8을 사용하여 설명한다.

∼옵션 어태치먼트 미장착∼

도 4는, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있지 않은 경우의 본 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 회로 구성의 개략을 도시한 도면이다.

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 옵션 어태치먼트가 아니라 버킷이 장착되어 있는 모드가 선택되어 있는 것이 모니터(19)의 선택부 등에 의해 선택되면, 컨트롤러(17)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 지령 전류를 전자 밸브(18)에 대해 출력하고, 전자 밸브(18)는 완전 폐쇄된다. 전자 밸브(18)가 완전 폐쇄되면, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에 압유가 공급되지 않는다. 그로 인해, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 만일 조작되어도, 파일럿 유로(22) 및 파일럿 유로(23)에는 압력이 가해지지 않는다. 따라서, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)가 폐쇄 위치 그대로이므로, 제2 액추에이터 라인(12, 13)에 대해 압유가 공급되지 않는 상태가 된다.

또한, 컨트롤러(17)는, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16)에 대해 출력한다. 전자 밸브(16)는, 이 지령 전류의 입력에 의해 그 개구 면적이 제어된다. 이때의 컨트롤러(17)의 지령 전류와 파일럿압의 특성을 도 5에 나타낸다. 그로 인해, 파일럿 펌프(5)로부터 토출되어, 전자 밸브(16)에 의해 감압된 파일럿 압유가 파일럿 유로(30, 22)를 통해 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 한쪽의 수압부에 공급되어, 센터 바이패스 라인(3)을 차단하도록 작동하여, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 센터 바이패스 라인(3)에 있어서의 개구 면적이 제어된다. 이때의 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 센터 바이패스 라인(3)의 개구 면적은, 전자 밸브(16)를 통과하는 제어 파일럿 압력에 대해 도 6과 같이 변화된다.

따라서, 운전실(103)에 있는 작업자가 액추에이터 조작 레버(11)를 조작하면, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따라서 유량·방향 제어 밸브(7)가 작동하여, 유압 펌프(1)로부터 토출된 압유가 유압 액추에이터(6)에 공급된다. 또한, 파일럿 펌프(5)로부터 토출되어, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류의 값에 따라서 전자 밸브(16)가 감압함으로써 생성된 파일럿 압유가 파일럿 유로(30), 셔틀 밸브(20)를 통해 파일럿 유로(22)에 공급되어 예비 유량·방향 제어 밸브(8)에 입력되어 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 작동하고, 유압 펌프(1)가 토출한 압유의 센터 바이패스 라인(3)을 통해 탱크(T)를 향하는 유로에 대한 개구는, 유량·방향 제어 밸브(7·8)의 합성 개구 면적이 되어, 유량·방향 제어 밸브(7)가 단독으로 작동하였을 때보다 좁아지도록 제어된다.

따라서, 운전실(103)에 있는 작업자가 액추에이터 조작 레버(11)를 조작하면, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따라서 유량·방향 제어 밸브(7)가 작동하여, 액추에이터가 작동한다.

∼옵션 어태치먼트 장착·미사용∼

도 7은, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있지만, 스위치(26)에 의해 옵션 어태치먼트를 사용하지 않는 모드가 선택되어 있는 경우의 본 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 회로 구성의 개략을 도시한 도면이다.

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 버킷이 아니라 옵션 어태치먼트가 장착되어 있는 모드가 선택되어 있는 것이 모니터(19)의 선택부에 의해 선택되고, 또한 스위치(26)에 있어서 옵션 어태치먼트를 사용하지 않는 것이 선택되었을 때에는, 상술한 옵션 어태치먼트 미장착시와 마찬가지로, 컨트롤러(17)는 지령 전류를 전자 밸브(18)에 대해 출력하고, 전자 밸브(18)는 완전 폐쇄된다. 이로 인해, 도 7에 도시하는 바와 같이, 도 4에 도시한 상태와 개략 동일한 회로 구성이 된다.

또한, 컨트롤러(17)는, 옵션 어태치먼트 미장착과 마찬가지로, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16)에 대해 출력하고, 전자 밸브(16)는 이 지령 전류의 입력에 의해 그 개구 면적이 제어되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 센터 바이패스의 개구 면적도 제어된다.

∼옵션 어태치먼트 장착·사용∼

도 8은, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있고, 또한 스위치(26)에 의해 옵션 어태치먼트를 사용하는 모드가 선택되어 있는 경우의 본 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 회로 구성의 개략을 도시한 도면이다.

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 버킷이 아니라 옵션 어태치먼트가 장착되어 있는 모드가 선택되어 있는 것이 모니터(19)의 선택부에 의해 선택되고, 또한 스위치(26)에 있어서 옵션 어태치먼트를 사용하는 것이 선택되었을 때에는, 컨트롤러(17)는 도 8에 도시하는 바와 같이, 전자 밸브(18) 및 전자 밸브(16) 중 어느 것에 대해서도 지령 전류는 출력하지 않는다.

이로 인해, 액추에이터 조작 레버(11)가 조작되면, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따라서 유량·방향 제어 밸브(7)가 작동하여, 유압 펌프(1)로부터 토출된 압유가 유압 액추에이터(6)에 공급된다.

또한, 전자 밸브(18)가 개방되어 있으므로, 파일럿 펌프(5)로부터 토출된 압유가 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에 공급된다. 그로 인해, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되면, 파일럿 유로(22) 또는 파일럿 유로(23)에 압력이 가해져, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)가 파일럿 유로(22) 또는 파일럿 유로(23)의 압력에 따라서 개방된 상태가 되어, 제2 액추에이터 라인(12, 13)에 압유가 공급되고, 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유가 공급 가능한 상태로 된다.

또한, 전자 밸브(16)가 폐쇄 위치 그대로이므로, 파일럿 유로(22)에 공급된 파일럿 압유가 셔틀 밸브(20)를 통과하여, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 수압부에 공급되고, 또한 파일럿 유로(23)에 공급된 파일럿 압유는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 다른 한쪽 수압부에 공급되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)는 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급하는 압유의 유량·방향을 제어하는 밸브로서 작동한다.

따라서, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되면, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 조작량에 따라서 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 작동하여, 유압 펌프(1)로부터 토출된 압유가 옵션 유압 액추에이터(14)에 대해서도 공급된다.

∼효과∼

상술한 바와 같이 작동하는 제1 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에서는, 옵션 어태치먼트 미장착시에는, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 중부하 미속 조작 작업시에 있어서, 유압 액추에이터(6)의 부하 유지측의 실린더실에 압유를 공급하도록 조작되었을 때, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시켜, 유압 펌프(1)의 토출 압력이 실린더의 부하압보다도 높아지도록 제어함으로써, 양호한 미속 조작성을 얻을 수 있게 된다.

또한, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있을 때에는, 옵션 어태치먼트를 사용하지 않을 때에는 도 7의 구성으로, 사용할 때에는 도 8의 구성으로 전환하는 전환 제어를 행하여, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스의 합성 개구 면적을 조정하는 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시켜 액추에이터에 흐르는 압유의 유량을 제어하는 기능과, 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유를 공급하도록 작동시키는 기능을 전환한다.

따라서, 옵션 어태치먼트 장착·미사용시에는, 옵션 어태치먼트 미장착시와 마찬가지로, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 수 있다. 따라서, 중부하 미속 조작 작업시에 있어서, 전용의 센터 바이패스 커트 밸브를 구비하는 일 없이, 에너지 손실을 저감시켜 연비의 악화를 방지할 수 있음과 함께 양호한 미속 조작성을 얻을 수 있다는 효과를 발휘할 수 있다. 그리고, 옵션 어태치먼트 장착·사용시에는, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유를 공급하도록 작동시킬 수 있어, 옵션 유압 액추에이터(14)에 흐르는 압유의 유량을 제어하여, 옵션 어태치먼트를 조작성 좋게 사용하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 의하면, 옵션 어태치먼트 장착시라도, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스의 합성 개구 면적을 조정하는 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 수 있어, 센터 바이패스 커트 밸브를 탑재하는 공간·비용을 줄일 수 있다.

또한, 컨트롤러(17)는, 파쇄기(109) 등의 옵션 어태치먼트가 장착되어 있을 때, 옵션 어태치먼트를 동작시킬지 여부의 스위치(26)를 구비하고 있음으로써, 옵션 어태치먼트를 사용하지 않을 때, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)를 잘못 조작해도 옵션 유압 액추에이터(14) 압유가 공급되지 않도록, 즉, 옵션 어태치먼트가 동작하지 않도록 할 수 있어, 작업자가 의도하지 않은 동작이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제2 액추에이터 라인(12, 13)의 압유의 흐름을 커트하기 위한 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)를 갖고 있음으로써, 옵션 어태치먼트가 장착되어 있을 때, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 때, 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유가 공급되는 것을 확실하게 방지할 수 있어, 작업자가 의도하지 않은 동작이 실행되는 것을 방지할 수 있다.

∼제1 실시 형태의 다른 형태∼

또한, 본 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템은, 이 형태에 한정되지 않는다. 이하, 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태의 다른 형태의 개략을 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는, 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제1 실시 형태의 다른 개략을 도시하는 구성도이다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 다른 형태에 관한 작업 기계의 유압 시스템은, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21) 및 파일럿 유로(22, 23)로부터 분기된 유로(22a, 23a)를 구비하고 있지 않다.

또한, 도 3에 도시하는 제1 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서의 전자 밸브(18) 대신에 옵션 어태치먼트가 장착되고, 또한 작동시키는 경우에, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류의 값에 따라서 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에 대해 압유를 공급하도록 구성된 전자 밸브(18A)를 구비하고 있다.

그 밖의 구성은, 도 3에 도시하는 작업 기계의 유압 시스템과 개략 동일하다.

∼동작∼

다음으로, 상술한 제1 실시 형태의 다른 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 동작에 대해 설명한다.

∼옵션 어태치먼트 미장착∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 옵션 어태치먼트가 아니라 버킷이 장착되어 있는 모드가 선택되어 있는 것이 모니터(19)의 선택부에 의해 선택되면, 컨트롤러(17)는 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16)에 대해 출력하고, 이 지령 전류의 입력에 의해 전자 밸브(16)의 개구 면적이 제어되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 센터 바이패스의 개구 면적도 제어된다.

이에 대해, 컨트롤러(17)는, 전자 밸브(18A)에 대해 지령 전류는 출력하지 않는다. 따라서, 전자 밸브(18A)는 완전 폐쇄되어, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에 압유가 공급되지 않아, 파일럿 유로(22) 및 파일럿 유로(23)에는 압력이 가해지지 않는다.

따라서, 운전실(103)에 있는 작업자가 액추에이터 조작 레버(11)를 조작하면, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따라서 유량·방향 제어 밸브(7)가 작동하고, 유압 펌프(1)로부터 토출된 압유가 유압 액추에이터(6)에 공급된다. 이때, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 작동하여, 유압 펌프(1)가 토출한 압유의 센터 바이패스 라인(3)을 통해 탱크(T)를 향하는 유로에 대한 개구는, 유량·방향 제어 밸브(7·8)의 합성 개구 면적으로 되어, 유량·방향 제어 밸브(7)가 단독으로 작동하였을 때보다 좁아지도록 제어된다.

∼옵션 어태치먼트 장착·미사용∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 버킷이 아니라 옵션 어태치먼트가 장착되어 있는 모드가 선택되어 있는 것이 모니터(19)의 선택부에 의해 선택되고, 또한 스위치(26)에 있어서 옵션 어태치먼트를 사용하지 않는 것이 선택되었을 때에는, 컨트롤러(17)는 옵션 어태치먼트 미장착시와 마찬가지로, 전자 밸브(18A)에 대해서는 지령 전류를 출력하지 않고, 전자 밸브(16)에 대해 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 출력한다. 따라서, 옵션 어태치먼트 미장착과 마찬가지의 회로 구성으로 되어, 마찬가지의 동작이 실시 가능해진다.

∼옵션 어태치먼트 장착·사용∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 버킷이 아니라 옵션 어태치먼트가 장착되어 있는 모드가 선택되어 있는 것이 모니터(19)의 선택부에 의해 선택되고, 또한 스위치(26)에 있어서 옵션 어태치먼트를 사용하는 것으로 되었을 때에는, 컨트롤러(17)는 전자 밸브(16)에 대해서는 지령 전류를 출력하지 않고, 전자 밸브(18A)에 대해서는 지령 전류를 출력한다.

이로 인해, 전자 밸브(18A)가 개방 위치, 전자 밸브(16)가 폐쇄 위치로 되어, 파일럿 유로(22)에 공급된 파일럿 압유가 셔틀 밸브(20)를 통과하여, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 수압부에 공급되고, 또한 파일럿 유로(23)에 공급된 파일럿 압유는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 다른 한쪽의 수압부에 공급되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)는 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급하는 압유의 유량·방향을 제어하는 밸브로서 작동한다.

따라서, 액추에이터 조작 레버(11)가 조작되면, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따라서 유량·방향 제어 밸브(7)가 작동하여, 유압 펌프(1)로부터 토출된 압유가 유압 액추에이터(6)에 공급된다. 또한, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되면, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 조작량에 따라서 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 작동하여, 유압 펌프(1)로부터 토출된 압유가 옵션 유압 액추에이터(14)에 대해 공급되어, 옵션 어태치먼트가 작동한다.

∼효과∼

이와 같이, 도 9에 도시하는 바와 같은 제1 실시 형태의 다른 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서도, 도 3에 도시하는 바와 같은 제1 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템과 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 본 형태에서는, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21) 및 파일럿 유로(22, 23)로부터 분기된 유로(22a, 23a)를 구비하고 있지 않으므로, 도 3에 도시하는 작업 기계의 유압 시스템에 비해 회로 구성이 간단해져, 저비용의 유압 시스템으로 할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 스위치(26)가 설치되어 있는 경우에 대해 설명하였지만, 모니터의 선택부에 있어서 모니터(19)에서 현재 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유를 공급하는 기능이나, 센터 바이패스 커트 밸브의 기능 중 어느 하나의 기능의 전환을 지시할 수 있도록 할 수 있다.

<제2 실시 형태>

본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제2 실시 형태를 도 10 및 도 11을 사용하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제2 실시 형태의 개략을 도시하는 구성도이다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 작업 기계의 유압 시스템은, 도 3에 도시하는 제1 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서의 스위치(26) 및 모니터(19) 대신에, 파일럿 유로(22, 23)에 출력된 파일럿 압유 중 어느 하나를 선택하는 셔틀 밸브(21a)를 통과하여 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)에 대해 압유를 공급하기 위한 유로(21b)에 있어서의 파일럿 압유의 크기를 검지하기 위한 압력 센서(24)를 구비하고 있다.

또한, 컨트롤러(17)는, 압력 센서(24)의 검출 신호에 기초하여, 전자 밸브(16)에 대해 지령 전류를 출력한다.

또한, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류의 값에 따라서 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에 압유를 공급하는 유로에 설치된 전자 밸브(18)를 구비하고 있지 않다.

∼동작∼

다음으로, 상술한 제2 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 동작에 대해 설명한다.

∼옵션 어태치먼트 미장착∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 옵션 어태치먼트가 아니라 버킷이 장착되어 있는 모드가 선택되면, 컨트롤러(17)는 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16)에 대해 출력하고, 이 지령 전류의 입력에 의해 전자 밸브(16)의 개구 면적이 제어되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 센터 바이패스의 개구 면적도 제어된다. 또한, 옵션 액추에이터가 장착되어 있지 않기 때문에 통상은 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)는 조작되지 않으므로, 파일럿 유로(22) 및 파일럿 유로(23)에는 압력이 가해지지 않아, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)가 폐쇄 위치 그대로이므로, 제2 액추에이터 라인(12, 13)에 대해 압유가 공급되는 것이 억제된다.

따라서, 운전실(103)에 있는 작업자가 액추에이터 조작 레버(11)를 조작하면, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따라서 유량·방향 제어 밸브(7)가 작동하여, 유압 펌프(1)로부터 토출된 압유가 유압 액추에이터(6)에 공급된다. 이때, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 작동하여, 유압 펌프(1)가 토출한 압유의 센터 바이패스 라인(3)을 통해 탱크(T)를 향하는 유로에 대한 개구는, 유량·방향 제어 밸브(7·8)의 합성 개구 면적으로 되어, 유량·방향 제어 밸브(7)가 단독으로 작동하였을 때보다 좁아지도록 제어된다.

∼옵션 어태치먼트 장착·미사용∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 버킷이 아니라 옵션 어태치먼트가 장착되어 있는 모드가 선택되면, 컨트롤러(17)는 압력 센서(24)의 검출값을 계속해서 모니터한다. 이 압력 센서(24)의 검출값에 있어서, 옵션 어태치먼트가 비사용, 즉, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되지 않아, 파일럿 유로(22, 23) 중 어느 쪽에도 파일럿 압유가 출력되고 있지 않다고 판정하면, 컨트롤러(17)는 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16)에 대해 출력하고, 이 지령 전류의 입력에 의해 전자 밸브(16)의 개구 면적이 제어되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 센터 바이패스의 개구 면적도 제어된다.

따라서, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가 작동하여, 유압 펌프(1)가 토출한 압유의 센터 바이패스 라인(3)을 통해 탱크(T)를 향하는 유로에 대한 개구는, 유량·방향 제어 밸브(7·8)의 합성 개구 면적으로 되어, 유량·방향 제어 밸브(7)가 단독으로 작동하였을 때보다 좁아지도록 제어된다.

또한, 파일럿 유로(22) 및 파일럿 유로(23)에는 압력이 가해지지 않기 때문에, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)가 폐쇄 위치 그대로이므로, 제2 액추에이터 라인(12, 13)에 압유가 공급되지 않아, 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유가 공급되지 않는 상태로 된다.

∼옵션 어태치먼트 장착·사용∼

옵션 어태치먼트 장착·미사용의 경우와 마찬가지로, 컨트롤러(17)는 압력 센서(24)의 검출값을 계속해서 모니터한다. 이 압력 센서(24)의 검출값에 있어서, 옵션 어태치먼트가 사용되고 있다고, 즉, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되어, 파일럿 유로(22, 23) 중 어느 하나에 파일럿 압유가 출력되고 있다고 판정하면, 컨트롤러(17)는 전자 밸브(16)에 대해 지령 전류를 출력하지 않는다.

이로 인해, 전자 밸브(16)가 폐쇄 위치로 되어, 파일럿 유로(22)에 공급된 파일럿 압유가 셔틀 밸브(20)를 통과하여, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 수압부에 공급되고, 또한 파일럿 유로(23)에 공급된 파일럿 압유는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 다른 한쪽의 수압부에 공급되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)는 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급하는 압유의 유량·방향을 제어하는 밸브로서 작동하여, 옵션 어태치먼트가 작동한다.

∼효과∼

이와 같이, 도 10에 도시하는 바와 같은 제2 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서도, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)가, 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유를 공급하는 기능과 센터 바이패스 커트 밸브의 기능이, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 조작에 의해 전환되어, 도 3에 도시하는 바와 같은 제1 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템과 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 압력 센서(24)를 설치하여, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 기능을 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 조작에 의해 전환하므로, 도 3에 도시하는 바와 같은 제1 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서의 스위치(26)나 전자 밸브(18)의 구성이 불필요해져, 회로 구성이 간단해져, 더욱 저비용의 유압 시스템으로 할 수 있다.

또한, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 조작에 의해 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 기능이 전환되므로, 제1 실시 형태와 같이 스위치(26)를 조작할 필요가 없어, 조작이 용이해진다.

∼다른 형태∼

또한, 본 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템은 이 형태에 한정되지 않는다. 이하, 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제2 실시 형태의 다른 형태의 개략을 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은, 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제2 실시 형태의 다른 개략을 도시하는 구성도이다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태의 다른 형태에 관한 작업 기계의 유압 시스템은, 도 9에 나타내는 제2 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서 옵션 어태치먼트가 장착되고, 또한 작동시키는 경우에, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류의 값에 따라서 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에 압유를 공급하도록 구성된 전자 밸브(18A)를 구비하고 있다.

또한, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)를 구비하고 있지 않다.

그 밖의 구성은, 도 10에 도시하는 작업 기계의 유압 시스템과 개략 동일하다.

∼동작∼

다음으로, 상술한 제2 실시 형태의 다른 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 동작에 대해 설명한다.

∼옵션 어태치먼트 미장착∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 옵션 어태치먼트가 아니라 버킷이 장착되어 있는 모드가 선택되면, 컨트롤러(17)는 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16)에 대해 출력하고, 이 지령 전류의 입력에 의해 전자 밸브(16)의 개구 면적이 제어되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 센터 바이패스의 개구 면적도 제어된다.

또한, 컨트롤러(17)는, 전자 밸브(18A)에 대해 지령 전류는 출력하지 않는다. 따라서, 전자 밸브(18A)가 완전 폐쇄되어, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)에 압유가 공급되지 않아, 파일럿 유로(22) 및 파일럿 유로(23)에는 압력이 가해지지 않는다.

∼옵션 어태치먼트 장착·미사용∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 버킷이 아니라 옵션 어태치먼트가 장착되어 있는 모드가 선택되면, 컨트롤러(17)는 전자 밸브(18A)에 대해 지령 전류를 출력한다. 또한, 컨트롤러(17)는 압력 센서(24)의 검출값을 계속해서 모니터한다. 이 압력 센서(24)의 검출값에 있어서, 옵션 어태치먼트가 사용되고 있지 않다고, 즉, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되지 않아, 파일럿 유로(22, 23) 중 어느 쪽에도 파일럿 압유가 출력되고 있지 않다고 판정하면, 컨트롤러(17)는 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16)에 대해 출력한다.

∼옵션 어태치먼트 장착·사용∼

옵션 어태치먼트 장착·미사용의 경우와 마찬가지로, 컨트롤러(17)는 전자 밸브(18A)에 대해 지령 전류를 출력함과 함께, 압력 센서(24)의 검출값을 계속해서 모니터한다. 이 압력 센서(24)의 검출값에 있어서, 옵션 어태치먼트가 사용되고 있다고 판정하면, 컨트롤러(17)는 전자 밸브(16)에 대해 지령 전류를 출력하지 않는다.

이로 인해, 전자 밸브(16)가 폐쇄 위치로 되고, 파일럿 유로(22)에 공급된 파일럿 압유가 셔틀 밸브(20)를 통과하여, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 수압부에 공급되고, 또한 파일럿 유로(23)에 공급된 파일럿 압유는 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 다른 한쪽의 수압부에 공급되고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8)는 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급하는 압유의 유량·방향을 제어하는 밸브로서 작동하여, 옵션 어태치먼트가 작동한다.

∼효과∼

이와 같이, 도 11에 도시하는 바와 같은 제2 실시 형태의 다른 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서도, 도 10에 도시하는 바와 같은 제2 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템과 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 본 형태에서는, 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브(21)를 구비하고 있지 않으므로, 도 10에 도시하는 작업 기계의 유압 시스템에 비해 회로 구성이 간단해져, 더욱 저비용의 유압 시스템으로 할 수 있다.

<제3 실시 형태>

본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제3 실시 형태를 도 12를 사용하여 설명한다.

도 12는, 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제3 실시 형태의 개략을 도시하는 구성도이다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 작업 기계의 유압 시스템의 제3 실시 형태는, 유압 펌프(1)로부터 옵션 유압 액추에이터(14)에 공급되는 압유의 유량 및 방향을 제어하는 예비 유량·방향 제어 밸브(8) 대신에, 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)가 설치되어 있다.

이 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)는, 중립 위치에서는, 제2 액추에이터 라인(12, 13)을 차단하여, 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유를 탱크(T)로 환류시킨다. 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 때에는, 센터 바이패스 라인(3), 제2 액추에이터 라인(12, 13) 모두 차단하도록 구성되어 있다. 또한, 옵션 유압 액추에이터(14)를 작동시킬 때에는, 센터 바이패스 라인(3)을 차단함과 함께, 제2 액추에이터 라인(13)을 유압 입력 라인(4c)에 접속함으로써 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유를 옵션 유압 액추에이터(14)의 로드측 실린더실에 공급함과 함께, 제2 액추에이터 라인(12)을 탱크(T)에 접속함으로써, 옵션 유압 액추에이터(14)의 보텀측 실린더실로부터 배출된 압유를 탱크(T)로 복귀시키도록 구성되어 있다.

또한, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작된 경우에, 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)를 유량·방향 제어 밸브로서 작동시키도록 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)로부터 출력된 파일럿 압유를 예비 유량·방향 제어 밸브(8)의 한쪽의 수압실에 입력하는 파일럿 유로(31)를 갖고 있다.

예비 유량·방향 제어 밸브(8A)의 다른 한쪽의 수압실에는, 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시키기 위해, 컨트롤러(17)로부터의 지령 전류의 값에 따라서 전자 밸브(16A)에 의해 감압된 파일럿 압유를 입력하기 위한 파일럿 유로(32)가 접속되어 있다.

또한, 파일럿 유로(31)의 파일럿 압유의 크기를 검지하기 위한 압력 센서(25)를 구비하고 있다. 또한, 컨트롤러(17)는, 압력 센서(25)의 검출 신호에 기초하여, 전자 밸브(16A)에 대해 지령 전류를 출력한다.

∼동작∼

다음으로, 상술한 제3 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템의 동작에 대해 설명한다.

∼옵션 어태치먼트 미장착∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 옵션 어태치먼트가 아니라 버킷이 장착되어 있는 모드가 선택되면, 컨트롤러(17)는 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16A)에 대해 출력하고, 이 지령 전류의 입력에 의해 전자 밸브(16A)의 개구 면적이 제어되고, 파일럿 펌프(5)로부터 토출되어, 전자 밸브(16A)에 의해 감압된 파일럿 압유가 파일럿 유로(32)를 통해 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)의 한쪽의 수압부에 공급된다. 따라서 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)의 센터 바이패스의 개구 면적이 제어되고(제2 위치), 유압 펌프(1)가 토출한 압유의 센터 바이패스 라인(3)을 통해 탱크(T)를 향하는 유로에 대한 개구는, 유량·방향 제어 밸브(7·8A)의 합성 개구 면적으로 되어, 유량·방향 제어 밸브(7)가 단독으로 작동하였을 때보다 좁아지도록 제어된다.

∼옵션 어태치먼트 장착·미사용∼

도 1에 도시하는 바와 같은 유압 셔블에 있어서, 버킷이 아니라 옵션 어태치먼트가 장착되어 있는 모드가 선택되면, 컨트롤러(17)는, 압력 센서(25)의 검출값을 계속해서 모니터한다. 이 압력 센서(25)의 검출값에 있어서, 옵션 유압 액추에이터(14)가 사용되고 있지 않다고 판정하면, 컨트롤러(17)는, 액추에이터 조작 레버(11)의 조작량에 따른 지령 전류를 전자 밸브(16A)에 대해 출력한다. 이에 의해, 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)의 센터 바이패스의 개구 면적이 제어되고(제2 위치), 유압 펌프(1)가 토출한 압유의 센터 바이패스 라인(3)을 통해 탱크(T)를 향하는 유로에 대한 개구는, 유량·방향 제어 밸브(7·8A)의 합성 개구 면적으로 되어, 유량·방향 제어 밸브(7)가 단독으로 작동하였을 때보다 좁아지도록 제어된다.

∼옵션 어태치먼트 장착·사용∼

마찬가지로, 컨트롤러(17)는, 압력 센서(25)의 검출값을 계속해서 모니터한다. 이 압력 센서(25)의 검출값에 있어서, 옵션 어태치먼트가 사용되고 있다고, 즉, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)가 조작되어, 파일럿 유로(31)에 파일럿 압유가 출력되고 있다고 판정하면, 컨트롤러(17)는 전자 밸브(16A)에 대해 지령 전류를 출력하지 않는다.

이로 인해, 전자 밸브(16A)가 폐쇄 위치로 되어, 파일럿 유로(31)에 파일럿 압유가 공급되지 않고, 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)는, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 조작량에 따른 파일럿 압유가 파일럿 유로(31)를 통해 수압부에 공급되어, 옵션 유압 액추에이터(14)를 작동시키는 유량·방향 제어 밸브로서 작동한다(제1 위치).

∼효과∼

이와 같이, 도 12에 도시하는 바와 같은 제3 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템에 있어서도, 예비 유량·방향 제어 밸브(8A)가, 옵션 유압 액추에이터(14)에 압유를 공급하는 기능과 센터 바이패스 커트 밸브의 기능이, 옵션 유압 액추에이터 조작 레버(15)의 조작에 의해 전환되어, 도 3에 도시하는 바와 같은 제1 실시 형태, 도 9에 도시하는 바와 같은 제2 실시 형태의 작업 기계의 유압 시스템과 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 본 실시 형태는, 압유가 옵션 유압 액추에이터(14)의 로드측 실린더실에만 공급되는 형태에 적합한 유압 시스템이 된다.

<기타>

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 변형, 응용이 가능한 것이다.

예를 들어, 작업 기계의 예로서 유압 셔블을 사용하여 설명하였지만, 본 발명에 있어서의 작업 기계는 유압 셔블에 한정되지 않는다.

1 : 유압 펌프
2 : 컨트롤 밸브
3 : 센터 바이패스 라인
4 : 유압 패럴렐 라인
4a, 4c : 유압 입력 라인
5 : 파일럿 펌프
6 : 유압 액추에이터
7 : 유량·방향 제어 밸브
8, 8A : 예비 유량·방향 제어 밸브
9 : 제1 액추에이터 라인
10 : 제1 액추에이터 라인
11 : 액추에이터 조작 레버
12 : 제2 액추에이터 라인
13 : 제2 액추에이터 라인
14 : 옵션 유압 액추에이터
15 : 옵션 유압 액추에이터 조작 레버
16 : 전자 밸브
17 : 컨트롤러
18, 18A : 전자 밸브
19 : 모니터(상태 표시 장치)
20, 21a : 셔틀 밸브
21 : 옵션 유압 액추에이터 압유 커트 밸브
21b, 22, 23, 27, 28, 30, 31, 32 : 파일럿 유로
22a, 23a : 유로
24, 25 : 압력 센서
26 : 스위치
101 : 주행체
102 : 선회체
103 : 운전실
104 : 붐
105 : 붐 실린더
106 : 아암
107 : 아암 실린더
108 : 링크 기구
109 : 파쇄기
110 : 어태치먼트 실린더
120 : 기부 프레임
122 : 고정 턱
124 : 가동 턱
126 : 회전 축
T : 탱크

Claims

유압 펌프와,
이 유압 펌프의 토출유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와,
상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 센터 바이패스형 유량·방향 제어 밸브와,
이 유량·방향 제어 밸브를 관통하는 센터 바이패스 라인의 상기 유량·방향 제어 밸브의 하류측의 위치에 배치되어, 옵션 유압 액추에이터의 사용시에 상기 유압 펌프로부터 상기 옵션 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하기 위한 센터 바이패스형 예비 유량·방향 제어 밸브와,
상기 유량·방향 제어 밸브 및 상기 예비 유량·방향 제어 밸브의 전환 제어를 행하는 컨트롤러와,
상기 예비 유량·방향 제어 밸브로부터 상기 옵션 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 액추에이터 유로에 배치된 개폐 밸브를 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 옵션 유압 액추에이터를 동작시킬 때에는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 옵션 유압 액추에이터에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 밸브로서 작동시키고, 상기 옵션 유압 액추에이터를 동작시키지 않을 때에는, 상기 개폐 밸브를 폐쇄함으로써 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시키는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 시스템.
제1항에 있어서,
상기 예비 유량·방향 제어 밸브의 작동 전환을 하기 위한 스위치를 갖고,
상기 컨트롤러는, 상기 스위치로부터 출력된 신호를 기초로 하여 상기 예비 유량·방향 제어 밸브의 작동을 전환하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 시스템.
제2항에 있어서,
상기 예비 유량·방향 제어 밸브는, 상기 옵션 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 제1 위치와, 상기 옵션 유압 액추에이터에의 압유의 공급을 차단하는 제2 위치로 전환 가능하고,
상기 컨트롤러는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 옵션 유압 액추에이터에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 밸브로서 작동시킬 때에는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 제1 위치로 전환하고, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 때에는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 제2 위치로 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 시스템.
제1항에 있어서,
상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 옵션 유압 액추에이터의 유량·방향 제어 밸브로서 작동시키지 않는 상태인 것을 검지하는 센서를 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 센서로부터 출력된 검지 신호를 기초로 하여 상기 예비 유량·방향 제어 밸브의 작동을 전환하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 시스템.
제4항에 있어서,
상기 예비 유량·방향 제어 밸브는, 상기 옵션 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 제1 위치와, 상기 옵션 유압 액추에이터에의 압유의 공급을 차단하는 제2 위치로 전환 가능하고,
상기 컨트롤러는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 옵션 유압 액추에이터에 공급하는 압유의 흐름을 제어하는 밸브로서 작동시킬 때에는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 제1 위치로 전환하고, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 센터 바이패스 커트 밸브로서 작동시킬 때에는, 상기 예비 유량·방향 제어 밸브를 상기 제2 위치로 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 시스템.
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