KR101931236B1 - 건설기계의 브레이크 시스템 - Google Patents

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KR101931236B1
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유영재
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현대건설기계 주식회사
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Abstract

본 발명은 건설기계를 제동시키기 위한 브레이크부, 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 브레이크 조작부, 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 브레이크액을 공급하는 브레이크액 공급부, 브레이크액을 상기 브레이크부 및 상기 브레이크액 공급부 간에 이동시키는 브레이크 작동부, 상기 브레이크 작동부에 연결되게 설치되는 제동력강화부, 상기 건설기계에 설치된 변속장치에 작동액을 공급하기 위한 작동액 공급부, 건설기계를 제동시키는 경우, 작동액이 상기 브레이크부에 공급되는 브레이크액의 유량을 증가시키도록 상기 작동액 공급부가 공급하는 작동액의 흐름을 전환하여 작동액을 상기 제동력강화부로 공급하기 위한 작동액 전환부, 및 건설기계를 제동시키는 경우, 상기 브레이크액 공급부에서 상기 브레이크 작동부로 이동하는 브레이크액을 통과시킴과 동시에 상기 브레이크 작동부에서 상기 브레이크액 공급부로 이동하는 브레이크액을 차단하는 선택차단부를 포함하는 건설기계의 브레이크 시스템에 관한 것으로,
본 발명에 따르면, 건설기계를 제동시키는 과정에서 브레이크 조작부를 조작하는 답력을 감소시킴으로써 운전자가 큰 답력으로 브레이크 조작부를 조작해야 하는 부담을 감소시킬 수 있고, 건설기계의 제동력을 향상시킬 수 있다.

Description

건설기계의 브레이크 시스템{Brake System of Construction Equipment}
본 발명은 주행 중인 건설기계를 제동시키기 위한 건설기계의 브레이크 시스템에 관한 것이다.
건설기계는 토목공사나 건축공사에 쓰이는 기계의 총칭으로서, 그 종류가 매우 다양하다. 건설기계는 공사현상에서 다른 위치로 이동하기 위한 주행장치, 주행장치의 주행 속도를 변경시키기 위한 변속장치, 및 주행장치를 제동시키기 위한 브레이크 시스템을 가진다. 상기 주행장치, 변속장치 및 브레이크 시스템은 주로 유압에 의해 구동된다.
도1은 종래 기술에 따른 브레이크 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도1을 참고하면, 종래 기술에 따른 브레이크 시스템(1)은 건설기계를 제동시키기 위한 브레이크부(10), 상기 브레이크부(10)를 작동시키기 위한 브레이크 조작부(20), 상기 브레이크부(10)를 작동시키는 브레이크액을 공급하기 위한 브레이크액 공급부(30), 및 상기 브레이크부(10)와 상기 브레이크액 공급부(30) 각각에 연결되는 브레이크 작동부(40)를 포함한다. 상기 브레이크 작동부(40)는 브레이크액을 수용하는 브레이크 실린더(41), 및 상기 브레이크 조작부(20)와 연동하도록 상기 브레이크 실린더(41)에 이동 가능하게 결합되는 브레이크 피스톤(42)을 포함한다. 종래 기술에 따른 브레이크 시스템(1)은 상기 브레이크 조작부(20)가 작동하면, 상기 브레이크 피스톤(42)이 브레이크액을 상기 브레이크부(10)로 이동시킴에 따라 상기 브레이크부(10)를 작동시킨다.
여기서, 종래 기술에 따른 브레이크 시스템(1)은 건설기계를 제동시키는 제동력이 운전자가 상기 브레이크 조작부(20)를 가압하는 답력(踏力)에 의해서만 발생하게 된다. 따라서, 종래 기술에 따른 브레이크 시스템(1)은 운전자에게 큰 답력으로 브레이크 조작부(20)를 가압해야 하는 부담을 주고, 건설기계의 중량이 큰 경우 운전자에게 가해지는 부담이 더욱 심화되는 문제가 있다.
또한, 종래 기술에 따른 브레이크 시스템(1)은 운전자가 브레이크 조작부(20)를 가압함에 따라 브레이크 피스톤(42)이 이동하면, 상기 브레이크 실린더(41)에 위치한 브레이크액이 상기 브레이크 공급부(30)로도 이동하게 된다. 따라서, 종래 기술에 따른 브레이크 시스템(1)은 운전자가 상기 브레이크 조작부(20)를 가압하는 답력에 비해 건설기계에 작용하는 제동력이 감소되고, 이로 인해 제동력을 증대시키기 위해 운전자가 더 큰 답력으로 브레이크 조작부(20)를 가압해야 하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 건설기계를 제동시키는 과정에서 브레이크 조작부를 조작하는 답력에 비해 건설기계의 제동력이 감소되는 것을 방지하기 위한 건설기계의 브레이크 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템은 건설기계를 제동시키기 위한 브레이크부, 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 브레이크 조작부, 상기 브레이크부를 작동시키기 위한 브레이크액을 공급하는 브레이크액 공급부, 브레이크액을 상기 브레이크부 및 상기 브레이크액 공급부 간에 이동시키는 브레이크 작동부, 상기 브레이크 작동부에 연결되게 설치되는 제동력강화부, 상기 건설기계에 설치된 변속장치에 작동액을 공급하기 위한 작동액 공급부, 건설기계를 제동시키는 경우, 작동액이 상기 브레이크부에 공급되는 브레이크액의 유량을 증가시키도록 상기 작동액 공급부가 공급하는 작동액의 흐름을 전환하여 작동액을 상기 제동력강화부로 공급하기 위한 작동액 전환부, 및 건설기계를 제동시키는 경우, 상기 브레이크액 공급부에서 상기 브레이크 작동부로 이동하는 브레이크액을 통과시킴과 동시에 상기 브레이크 작동부에서 상기 브레이크액 공급부로 이동하는 브레이크액을 차단하는 선택차단부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템에 있어서, 상기 브레이크 작동부는 상기 브레이크부와 상기 브레이크액 공급부 각각에 연결되게 설치되는 브레이크 실린더, 및 상기 브레이크 실린더에 이동 가능하게 결합되는 브레이크 피스톤을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템에 있어서, 상기 제동력강화부는 상기 작동액 전환부에 연결되게 설치되는 연결실린더, 상기 연결실린더에 이동 가능하게 결합되는 연결피스톤, 및 상기 연결실린더에 작동액이 공급됨에 따라 상기 연결피스톤과 상기 브레이크 피스톤이 연동하여 이동하도록 상기 연결피스톤과 상기 브레이크 피스톤을 연결하는 연결부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템에 있어서, 상기 브레이크 작동부는 건설기계를 제동시키는 경우, 브레이크액을 상기 브레이크부로 이동시키는 브레이크 피스톤을 포함하고, 상기 제동력강화부는 상기 작동액 전환부로부터 작동액이 공급됨에 따라 상기 브레이크 피스톤을 이동시키는 연결피스톤, 및 상기 브레이크 피스톤과 상기 연결피스톤을 연결하는 연결부재를 포함하며, 상기 선택차단부는 상기 브레이크 작동부에서 상기 브레이크 공급부로 이동하는 브레이크액을 차단하는 차단위치 및 상기 브레이크 작동부에서 상기 브레이크 공급부로 이동하는 브레이크액을 통과시키는 통과위치 간에 이동하되, 상기 연결부재가 이동함에 따라 연동하여 상기 차단위치와 상기 통과위치 간에 이동하도록 상기 연결부재에 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템은 상기 작동액 공급부로부터 상기 작동액 전환부로 공급되는 작동액의 유량을 제한하기 위해 상기 작동액 공급부와 상기 작동액 전환부를 연결하는 연결유로에 결합되는 제1유량제한부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템에 있어서, 상기 작동액 전환부는 작동액을 상기 연결피스톤을 기준으로 상기 브레이크 작동부의 반대쪽에 형성되는 제1유압실로 이동시키는 제1공급유로, 작동액을 상기 연결피스톤을 기준으로 상기 브레이크 작동부 쪽에 형성되는 제2유압실로 이동시키는 제2공급유로, 및 건설기계를 제동시키는 경우, 상기 제1유압실로 이동하는 작동액의 유량에 비해 상기 제2유압실로 이동하는 작동액의 유량이 적어지도록 상기 제2공급유로를 통해 이동하는 작동액의 유량을 제한하는 제2유량제한부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템에 있어서, 작동액을 저장하기 위한 작동액탱크, 및 상기 작동액 공급부와 상기 작동액탱크를 선택적으로 연결하기 위한 릴리프밸브를 더 포함하고, 상기 릴리프밸브는 상기 작동액 공급부와 상기 작동액 전환부를 연결하는 연결유로에 형성되는 압력이 기설정된 압력값을 초과하면, 상기 작동액 공급부가 공급하는 작동액을 상기 작동액탱크로 드레인시킬 수 있다.
본 발명은 건설기계를 제동시키는 과정에서 브레이크 조작부를 조작하는 답력을 감소시킴으로써 운전자가 큰 답력으로 브레이크 조작부를 조작해야 하는 부담을 감소시킬 수 있고, 건설기계의 제동력을 향상시킬 수 있다.
도1은 종래 기술에 따른 브레이크 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면
도2는 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템의 중립 시 작동 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면
도3 및 도4는 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템의 제동 시 작동 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템의 중립 시 작동 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도3 및 도4는 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템의 제동 시 작동 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 건설기계에 설치된다. 건설기계는 토목공사나 건축공사에 쓰이는 기계의 총칭으로서, 불도저, 스크레이퍼, 셔블, 백호, 크램셸 및 드래그라인 등 그 종류가 매우 다양하다. 건설기계는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업 등을 수행한다. 이러한 건설기계는 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업 장치로 구성되어 있다. 그 중 상기 주행체는 주행을 위한 구동력을 발생시키는 주행장치, 주행 속도를 변경시키기 위한 변속장치, 및 주행장치를 제동시키기 위한 브레이크 시스템을 가진다. 상기 주행체, 선회체 및 작업장치는 주로 유압에 의해 구동된다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 건설기계를 제동시키기 위한 브레이크부(110), 상기 브레이크부(110)를 작동시키기 위한 브레이크 조작부(120), 상기 브레이크부(110)를 작동시키기 위한 브레이크액을 공급하는 브레이크액 공급부(130), 브레이크액을 상기 브레이크부(110) 및 상기 브레이크액 공급부(130) 간에 이동시키는 브레이크 작동부(140), 상기 브레이크 작동부(140)에 연결되게 설치되는 제동력강화부(150), 상기 건설기계에 설치된 변속장치에 작동액을 공급하기 위한 작동액 공급부(160), 상기 작동액 공급부(160)가 공급하는 작동액의 흐름을 전환하여 작동액을 상기 제동력강화부(150)로 공급하기 위한 작동액 전환부(170), 및 상기 브레이크액 공급부(130)에서 상기 브레이크 작동부(140)로 이동하는 브레이크액을 통과시킴과 동시에 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 차단하는 선택차단부(180)를 포함한다. 상기 작동액 전환부(170)는 건설기계를 제동시키는 경우, 작동액이 상기 브레이크부(110)에 공급되는 브레이크액의 유량을 증가시키도록 상기 작동액 공급부(160)가 공급하는 작동액의 흐름을 전환하여 작동액을 상기 제동력강화부(150)로 공급하기 위한 것이다. 상기 선택차단부(180)는 건설기계를 제동시키는 경우, 상기 브레이크액 공급부(130)에서 상기 브레이크 작동부(140)로 이동하는 브레이크액을 통과시킴과 동시에 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 차단한다.
이에 따라, 종래에는 건설기계의 브레이크 시스템이 운전자가 브레이크 조작부를 조작하는 답력에 의해서만 이루어졌으나, 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 상기 작동액 공급부(160)로부터 공급된 작동액이 본래의 용도로 사용되지 않고 분기되어 상기 브레이크부(110)의 작동을 위해 사용됨으로써, 종래에 비해 건설기계의 제동력을 배가시킬 수 있다. 이로 인해, 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 건설기계를 제동시키는 과정에서 브레이크 조작부(120)를 조작하는 답력을 감소시킴으로써 운전자가 큰 답력으로 브레이크 조작부(120)를 조작해야 하는 부담을 감소시킬 수 있고, 나아가 건설기계의 제동력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 건설기계의 제동 시 상기 선택차단부(180)가 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 차단함으로써, 브레이크액을 상기 브레이크부(110)로만 이동시킨다. 이로 인해, 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 브레이크액을 다른 위치로 분배시키지 않고 상기 브레이크부(110)를 작동시키는 데에만 사용됨에 따라 건설기계의 제동력을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 상기 브레이크부(110), 상기 브레이크 조작부(120), 상기 브레이크액 공급부(130), 상기 브레이크 작동부(140), 상기 제동력강화부(150), 상기 작동액 공급부(160), 상기 작동액 전환부(170) 및 상기 선택차단부(180)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2를 참고하면, 상기 브레이크부(110)는 건설기계를 제동시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 브레이크부(110)는 브레이크 챔버 내부에 브레이크 디스크와 브레이크 패드를 포함할 수 있다. 상기 브레이크 디스크 및 상기 브레이크 패드는 복수 개로 형성되고, 서로 교대로 배치될 수 있다. 상기 브레이크부(110)는 상기 브레이크 디스크 및 상기 브레이크 패드가 서로 마찰함으로써 건설기계를 제동시킬 수 있다. 상기 브레이크부(110)는 건설기계의 종류에 따라 브레이크 패드 대신에 브레이크 라이닝을 포함할 수도 있다.
상기 브레이크 조작부(120)는 상기 브레이크부(110)를 작동시키기 위한 것이다. 상기 브레이크 조작부(120)가 작동하면, 상기 브레이크액 공급부(130)는 브레이크액을 공급하여 상기 브레이크부(110)를 작동시킨다. 상기 브레이크 조작부(120)는 건설기계의 브레이크 페달일 수 있다.
상기 브레이크액 공급부(130)는 상기 브레이크부(110)를 작동시키기 위한 브레이크액을 상기 브레이크 작동부(140) 공급한다. 상기 브레이크액 공급부(130)는 브레이크액을 저장하는 저장탱크 또는 펌프일 수 있다.
상기 브레이크 작동부(140)는 상기 브레이크부(110) 및 상기 브레이크액 공급부(130) 각각에 연결된다. 상기 브레이크 작동부(140)는 브레이크액을 상기 브레이크부(110) 및 상기 브레이크액 공급부(130) 간에 이동시킨다. 상기 브레이크 작동부(140)는 건설기계의 제동 시 내부에 위치한 브레이크액을 상기 브레이크부(110)로 이동시켜 상기 브레이크부(110)를 작동시킨다. 상기 브레이크 작동부(140)는 건설기계의 제동을 마친 후 중립 시 상기 브레이크부(110)에 위치한 브레이크액을 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동시킬 수 있다.
상기 제동력강화부(150)는 상기 브레이크 작동부(140)에 연결되게 설치된다. 상기 제동력강화부(150)는 건설기계의 제동 시 작동액이 공급되어 상기 브레이크부(110)에 공급되는 브레이크액의 유량을 증가시키도록 기능한다.
상기 작동액 공급부(160)는 상기 브레이크부(110) 이외의 장치를 작동시키는 작동액을 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 작동액 공급부(160)는 건설기계에 설치된 변속장치(transmission), 선회체 및 작업장치 중 어느 하나를 작동시키기 위한 작동액을 공급할 수 있다. 상기 작동액 공급부(160)는 작동액을 저장하는 저장탱크 또는 펌프일 수 있다.
상기 작동액 전환부(170)는 상기 제동력강화부(150) 및 상기 작동액 공급부(160) 각각에 연결된다. 상기 작동액 전환부(170)는 상기 작동액 공급부(160)가 공급하는 작동액의 흐름을 전환하여 작동액을 상기 제동력강화부(150)로 공급하기 위한 것이다. 상기 작동액 전환부(170)는 작동액을 상기 제동력강화부(150)로 공급함에 따라 작동액이 상기 브레이크부(110)에 공급되는 브레이크액의 유량을 증가시키도록 한다. 상기 작동액 전환부(170)는 스풀밸브(spool valve)일 수 있다.
상기 선택차단부(180)는 상기 브레이크액 공급부(130) 및 상기 브레이크 작동부(140)를 연결하는 유로에 설치된다. 상기 선택차단부(180)는 건설기계의 중립 시 상기 브레이크액 공급부(130)에서 상기 브레이크 작동부(140)로 이동하는 브레이크액을 통과시킴과 동시에, 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 통과시킨다. 상기 선택차단부(180)는 건설기계의 중립 시 브레이크액을 상기 브레이크액 공급부(130) 및 상기 브레이크 작동부(140) 간에 양방향으로 이동시킨다. 또한, 상기 선택차단부(180)는 건설기계의 제동 시 상기 브레이크액 공급부(130)에서 상기 브레이크 작동부(140)로 이동하는 브레이크액을 통과시킴과 동시에, 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 차단한다. 상기 선택차단부(180)는 건설기계의 제동 시 브레이크액을 상기 브레이크액 공급부(130)에서 상기 브레이크 작동부(140)로 향하는 일방향으로 이동시킨다. 상기 선택차단부(180)는 체크밸브(check valve)일 수 있다.
도2 내지 도4를 참고하면, 상기 브레이크 작동부(140)는 브레이크 실린더(141) 및 브레이크 피스톤(142)을 포함할 수 있다.
상기 브레이크 실린더(141)는 상기 브레이크부(110)와 상기 브레이크액 공급부(130) 각각에 연결되게 설치된다. 상기 브레이크 실린더(141)는 브레이크액을 수용할 수 있다.
상기 브레이크 피스톤(142)은 상기 브레이크 실린더(141)에 이동 가능하게 결합된다. 상기 브레이크 피스톤(142)은 건설기계를 제동시키는 경우, 상기 브레이크 실린더(141)에 수용된 브레이크액을 가압하여 상기 브레이크부(110)로 이동시킬 수 있다.
상기 제동력강화부(150)는 연결실린더(151), 연결피스톤(152) 및 연결부재(153)를 포함할 수 있다.
상기 연결실린더(151)는 상기 작동액 전환부(170)에 연결되게 설치된다. 상기 연결실린더(151)는 작동액을 수용할 수 있다.
상기 연결피스톤(152)은 상기 연결실린더(151)에 이동 가능하게 결합된다. 상기 연결피스톤(152)은 상기 연결실린더(151)에 수용되는 작동액에 의해 가압되어 이동할 수 있다. 상기 연결피스톤(152)은 상기 작동액 전환부(170)로부터 작동액이 공급됨에 따라 상기 브레이크 피스톤(142)을 이동시킬 수 있다.
상기 연결부재(153)는 상기 브레이크 피스톤(142)과 상기 연결피스톤(152)을 연결한다. 상기 연결부재(153)는 상기 브레이크 피스톤(142)을 상기 연결피스톤(152)의 이동에 따라 연동시키기 위한 것이다. 상기 연결부재(153)는 상기 연결피스톤(152)이 상기 연결실린더(151)에 수용되는 작동액에 의해 가압되어 이동함과 동시에 상기 브레이크 피스톤(142)을 상기 브레이크부(110)를 작동시키는 방향으로 이동시킨다.
이에 따라, 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 상기 작동액 공급부(160)가 공급하는 작동액이 상기 연결피스톤(152), 상기 연결부재(153) 및 상기 브레이크 피스톤(142)을 이동시키고, 상기 선택차단부(180)가 브레이크액을 상기 브레이크부(110)로만 이동시킴에 따라, 종래에 비해 더 많은 양의 브레이크액을 상기 브레이크부(110)로 주입시켜 건설기계의 제동력을 향상시킬 수 있다.
도2 및 도3을 참고하면, 상기 선택차단부(180)는 상기 연결부재(153)에 결합된다. 상기 선택차단부(180)는 상기 연결부재(153)에 연동되게 이동한다. 상기 선택차단부(180)는 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 차단하는 차단위치(P1), 및 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 통과시키는 통과위치(P2) 간에 이동할 수 있다. 상기 선택차단부(180)는 상기 차단위치(P1) 및 상기 통과위치(P2) 간에 이동하도록 상기 연결부재(153)에 결합된다.
예컨대, 상기 선택차단부(180)는 건설기계를 제동시키는 경우, 상기 차단위치(P1)에 위치한다. 상기 차단위치(P1)는 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액은 차단하고, 상기 브레이크액 공급부(130)에서 상기 브레이크 작동부(140)로 이동하는 브레이크액은 통과시키는 위치이다. 상기 선택차단부(180)는 작동액이 상기 연결피스톤(152), 상기 연결부재(153) 및 상기 브레이크 피스톤(142)을 이동시키면, 이와 대응되는 정도로 이동하여 상기 차단위치(P1)에 위치하게 된다. 따라서, 상기 선택차단부(180)는 작동액이 상기 연결피스톤(152)을 이동시키면, 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 차단하고, 브레이크액을 상기 브레이크부(110)로만 이동시킬 수 있다.
그리고, 상기 선택차단부(180)는 건설기계의 중립 시, 상기 통과위치(P2)에 위치한다. 상기 통과위치(P2)는 브레이크액이 상기 브레이크액 공급부(130) 및 상기 브레이크 작동부(140) 간에 이동하도록 하는 위치이다. 상기 통과위치(P2)는 상기 브레이크액이 상기 브레이크액 공급부(130)에서 상기 브레이크 작동부(140)를 향하는 방향과, 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)를 향하는 방향 모두로 이동하도록 하는 위치이다. 상기 선택차단부(180)는 상기 제동력강화부(150)로 이동하는 작동액의 공급이 차단되면, 상기 연결피스톤(152)이 원위치로 리턴되는 정도와 대응되게 이동하여 상기 통과위치(P2)에 위치하게 된다. 따라서, 상기 선택차단부(180)는 상기 제동력강화부(150)로 이동하는 작동액의 공급이 차단되면, 상기 브레이크 작동부(140)에서 상기 브레이크액 공급부(130)로 이동하는 브레이크액을 통과시켜, 상기 브레이크부(110)에 위치된 브레이크액을 상기 브레이크부(110)의 외부로 드레인시킬 수 있다.
여기서, 상기 브레이크 작동부(140)는 상기 브레이크 피스톤(142)에 결합되는 제1탄성부재(143)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1탄성부재(143)는 탄성을 가진다. 상기 제1탄성부재(143)는 상기 브레이크 피스톤(142)이 상기 브레이크부(110)를 작동시키는 반대방향으로 상기 브레이크 피스톤(142)을 이동시키기 위한 것이다. 상기 제1탄성부재(143)는 건설기계의 제동 시 상기 브레이크 피스톤(142)에 의해 압축될 수 있다. 상기 제1탄성부재(143)는 건설기계의 중립 시 탄성력에 의해 신장될 수 있다. 상기 제1탄성부재(143)는 건설기계의 중립 시 상기 브레이크 피스톤(142)을 원위치로 리턴시켜, 상기 브레이크부(110)에 위치되어 있는 브레이크액을 보다 신속하게 드레인시킬 수 있다. 상기 제1탄성부재(143)는 스프링(spring)일 수 있다.
도2 내지 도4를 참고하면, 본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 제1유량제한부재(190)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1유량제한부재(190)는 상기 작동액 공급부(160)와 상기 작동액 전환부(170)를 연결하는 연결유로(F)에 결합된다. 상기 제1유량제한부재(190)는 상기 작동액 공급부(160)로부터 상기 작동액 전환부(170)로 공급되는 작동액의 유량을 제한하기 위한 것이다. 상기 제1유량제한부재(190)는 상기 작동액 전환부(170)로 공급되는 작동액의 유량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1유량제한부재(190)는 상기 작동액 전환부(170)를 통과하여 상기 제동력강화부(150)로 공급되는 작동액의 유량을 감소시키며, 이는 많은 양의 작동액이 상기 제동력강화부(150)로 공급될 시에 발생될 수 있는 급제동을 방지할 수 있다. 상기 제1유량제한부재(190)는 오리피스(orifice)일 수 있다.
도2 및 도3을 참고하면, 상기 작동액 전환부(170)는 제1공급유로(171), 제2공급유로(172) 및 제2유량제한부재(173)를 포함할 수 있다.
상기 제1공급유로(171)는 작동액을 상기 연결피스톤(152)을 기준으로 상기 브레이크 작동부(140)의 반대쪽에 형성되는 제1유압실(154)로 이동시킬 수 있다.
상기 제2공급유로(172)는 작동액을 상기 연결피스톤(152)을 기준으로 상기 브레이크 작동부(140) 쪽에 형성되는 제2유압실(155)로 이동시킬 수 있다.
상기 제1유압실(154) 및 상기 제2유압실(155)은 상기 연결실린더(151)의 내부 공간을 의미한다. 상기 제1유압실(154) 및 상기 제2유압실(155)은 상기 연결피스톤(152)에 의해 격리된다.
상기 제2유량제한부재(173)는 상기 제2공급유로(172)에 결합될 수 있다. 상기 제2유량제한부재(173)는 상기 제2공급유로(172)를 통해 이동하는 작동액의 유량을 제한하기 위한 것이다. 상기 제2유량제한부재(173)는 상기 제2유압실(155)로 공급되는 작동액의 유량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2유량제한부재(173)는 건설기계를 제동시키는 경우, 상기 제1유압실(154)로 이동하는 작동액의 유량에 비해 상기 제2유압실(155)로 이동하는 작동액의 유량이 적어지도록 기능할 수 있다. 따라서, 상기 제2유량제한부재(173)는 작동액이 상기 제1유압실(154) 및 상기 제2유압실(155) 모두에 공급되면, 상기 연결피스톤(152)이 상기 제1유압실(154)의 유압 증가로 인해 발생될 수 있는 급제동을 방지할 수 있다. 상기 제2유량제한부재(173)는 오리피스(orifice)일 수 있다.
상기 제2유압실(155)에 공급된 작동액은 외부로 드레인될 수 있다. 따라서, 작동액이 상기 제1유압실(154) 및 상기 제2유압실(155) 모두에 공급되는 경우, 상기 제1유압실(154)의 유압이 상기 제2유압실(155)의 유압에 비해 크게 형성되므로, 상기 연결피스톤(152)은 상기 제2유압실(155) 쪽으로 이동할 수 있다. 상기 제2유압실(155)로부터 드레인된 작동액은 상기 작동액 공급부(160)로 리턴되어 재사용될 수 있다.
상기 작동액 전환부(170)는 상기 제1유압실(154) 및 상기 제2유압실(155) 각각에 작동액의 유량을 달리하여 공급함에 따라, 상기 연결피스톤(152)을 부드럽게 이동시켜 건설기계의 제동을 안전하고 부드럽게 작용시킬 수 있는 효과가 있다.
예컨대, 상기 제2공급유로(172)는 작동액을 건설기계의 중립 시에 상기 제2유압실(155)로 이동시키는 중립모드와 작동액을 건설기계의 제동 시에 상기 제2유압실(155)로 이동시키는 제동모드로 구현되도록, 각각 상이한 위치에 복수 개로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2공급유로(172)는 상기 중립모드에서 작동액을 공급하는 중립유로(172a)와 상기 제동모드에서 작동액을 공급하는 제동유로(172b)를 포함할 수 있다. 그러면, 상기 제2유량제한부재(173)는 상기 중립유로(172a)와 상기 제동유로(172b) 중에서 상기 제동유로(172b)에만 결합된다. 이에 따라, 작동액은 중립모드에서 상기 제1공급유로(171)와 상기 제2공급유로(172)로 대등한 양으로 분배될 수 있다. 작동액은 제동모드에서 상기 제2공급유로(172)로 이동하는 양이 상기 제1공급유로(171)에 비해 적게 분배될 수 있다. 상기 작동액 전환부(170)는 원통형 몸체에 다수의 홈이 파여 있는 스풀 밸브(spool valve)일 수 있다.상기 제동력강화부(150)는 상기 연결피스톤(152)에 결합되는 제2탄성부재(156)를 포함할 수 있다. 상기 제2탄성부재(156)는 탄성을 가진다. 상기 제2탄성부재(156)는 상기 연결피스톤(152)이 상기 브레이크부(110)를 작동시키는 반대방향으로 상기 연결피스톤(152)을 이동시키기 위한 것이다. 상기 제2탄성부재(156)는 건설기계의 제동 시 상기 연결피스톤(152)에 의해 압축될 수 있다. 상기 제2탄성부재(156)는 건설기계의 중립 시 탄성력에 의해 신장될 수 있다. 상기 제2탄성부재(156)는 건설기계의 중립 시 상기 연결피스톤(152)을 원위치로 리턴시켜, 상기 제1유압실(154)에 위치되어 있는 작동액을 외부로 드레인시킬 수 있다. 상기 제2탄성부재(156)는 스프링(spring)일 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 작동액탱크(161) 및 릴리프밸브(162)를 더 포함할 수 있다.
상기 작동액탱크(161)는 작동액을 저장하기 위한 것이다.
상기 릴리프밸브(162)는 상기 작동액 공급부(160)와 상기 작동액탱크(161)를 선택적으로 연결하기 위한 것이다. 상기 릴리프밸브(162)는 상기 작동액 공급부(160)와 상기 작동액 전환부(170)를 연결하는 연결유로(F)에 연결된다. 상기 릴리프밸브(162)는 상기 작동액 공급부(160)와 상기 작동액 전환부(170)를 연결하는 연결유로(F)에 형성되는 압력이 기설정된 압력값을 초과하면, 상기 작동액 공급부(160)가 공급하는 작동액을 상기 작동액탱크(161)로 드레인시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 릴리프밸브(162)는 상기 연결유로(F)에 고압이 걸렸을 때 작동액을 상기 상기 작동액탱크(161)로 유도하여 배출시킴으로써, 상기 작동액 공급부(160)를 보호할 수 있다.
상기 릴리프밸브(162)는 상기 연결유로(F)에 결합되는 배출유로(162a), 상기 배출유로(162a)에 결합되는 밸브본체(162b), 상기 밸브본체(162b) 내부에 형성되는 통과유로(162c), 상기 배출유로(162a) 및 상기 밸브본체(162b) 각각에 연결되는 가압유로(162d), 상기 밸브본체(162b)에서 상기 가압유로(162d)의 반대쪽에 결합되는 제3탄성부재(162e)를 포함할 수 있다.
상기 배출유로(162a)는 상기 연결유로(F)로부터 분기되게 형성된다. 상기 배출유로(162a)는 일단이 상기 연결유로(F)에 결합되고, 타단이 상기 작동액탱크(161)에 결합된다.
상기 밸브본체(162b)는 상기 배출유로(162a)의 중간에 결합된다. 상기 밸브본체(162b)에는 상기 통과유로(162c)가 형성된다. 상기 통과유로(162c)는 상기 밸브본체(162b)가 관통되게 형성된다.
상기 가압유로(162d)는 상기 연결유로(F)와 상기 밸브본체(162b)의 사이에서 상기 배출유로(162a)로부터 분기되게 형성된다. 상기 가압유로(162d)는 일단이 상기 배출유로(162a)에 결합되고, 타단이 상기 밸브본체(162b)에 결합된다. 상기 가압유로(162d)의 타단은 상기 밸브본체(162b)에 결합된 상기 배출유로(162a)의 위치와 상이한 위치에서 상기 밸브본체(162b)에 결합된다.
상기 제3탄성부재(162e)는 상기 밸브본체(162b)에 결합된 상기 가압유로(162d)의 타단과 반대되는 위치에서 상기 밸브본체(162b)에 결합된다. 상기 제3탄성부재(162e)는 탄성을 가진다. 상기 제3탄성부재(162e)는 상기 밸브본체(162b)가 이동한 경우 상기 밸브본체(162b)를 원위치로 리턴시키기 위한 것이다.
상기 연결유로(F)에 형성되는 압력이 기설정된 압력값을 초과하면, 상기 작동액 공급부(160)로부터 공급된 작동액은 상기 배출유로(162a)에 유입된다. 상기 배출유로(162a)에 유입된 작동액은 상기 가압유로(162d)로 유동한다. 상기 가압유로(162d)에 유입된 작동액은 상기 밸브본체(162b)를 가압하여 상기 밸브본체(162b)를 이동시킨다. 상기 밸브본체(162b)가 상기 가압유로(162d)를 통과한 작동액의 유압에 의해 이동하면, 상기 통과유로(162c)는 상기 배출유로(162a)와 중첩되는 위치에 위치된다. 상기 통과유로(162c)가 상기 배출유로(162a)와 중첩되면, 상기 연결유로(F)에 위치한 고압의 작동액은 상기 통과유로(162c)를 통해 상기 작동액탱크(161)로 이동하여 드레인된다. 상기 연결유로(F)에 형성되는 압력이 기설정된 압력값 이하로 감소하면, 상기 제3탄성부재(162e)는 상기 밸브본체(162b)를 원위치로 리턴시켜 상기 가압유로(162d)를 상기 배출유로(162a)로부터 어긋나게 위치시킨다.
상기 릴리프밸브(162)는 상기 연결유로(F)에 형성되는 압력값에 따라 상기 작동액 공급부(160)가 공급하는 작동액을 상기 작동액탱크(161)로 드레인시키거나 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 브레이크 시스템(100)은 건설기계의 주행체, 선회체 및 작동장치 중 적어도 하나를 제동시키도록 이용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 건설기계의 브레이크 시스템 110 : 브레이크부
120 : 브레이크 조작부 130 : 브레이크액 공급부
140 : 브레이크 작동부 150 : 제동력강화부
160 : 작동액 공급부 161 : 작동액탱크
162 : 릴리프밸브 170 : 작동액 전환부
180 : 선택차단부 190 : 제1유량제한부재

Claims (6)

  1. 건설기계를 제동시키기 위한 브레이크부;
    상기 브레이크부를 작동시키기 위한 브레이크 조작부;
    상기 브레이크부를 작동시키기 위한 브레이크액을 공급하는 브레이크액 공급부;
    브레이크액을 상기 브레이크부 및 상기 브레이크액 공급부 간에 이동시키는 브레이크 작동부;
    상기 브레이크 작동부에 연결되게 설치되는 제동력강화부;
    상기 건설기계에 설치된 변속장치에 작동액을 공급하기 위한 작동액 공급부;
    건설기계를 제동시키는 경우, 작동액이 상기 브레이크부에 공급되는 브레이크액의 유량을 증가시키도록 상기 작동액 공급부가 공급하는 작동액의 흐름을 전환하여 작동액을 상기 제동력강화부로 공급하기 위한 작동액 전환부; 및
    건설기계를 제동시키는 경우, 상기 브레이크액 공급부에서 상기 브레이크 작동부로 이동하는 브레이크액을 통과시킴과 동시에 상기 브레이크 작동부에서 상기 브레이크액 공급부로 이동하는 브레이크액을 차단하는 선택차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 브레이크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 작동부는 상기 브레이크부와 상기 브레이크액 공급부 각각에 연결되게 설치되는 브레이크 실린더, 및 상기 브레이크 실린더에 이동 가능하게 결합되는 브레이크 피스톤을 포함하고;
    상기 제동력강화부는 상기 작동액 전환부에 연결되게 설치되는 연결실린더, 상기 연결실린더에 이동 가능하게 결합되는 연결피스톤, 및 상기 연결실린더에 작동액이 공급됨에 따라 상기 연결피스톤과 상기 브레이크 피스톤이 연동하여 이동하도록 상기 연결피스톤과 상기 브레이크 피스톤을 연결하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 브레이크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 작동부는 건설기계를 제동시키는 경우, 브레이크액을 상기 브레이크부로 이동시키는 브레이크 피스톤을 포함하고,
    상기 제동력강화부는 상기 작동액 전환부로부터 작동액이 공급됨에 따라 상기 브레이크 피스톤을 이동시키는 연결피스톤, 및 상기 브레이크 피스톤과 상기 연결피스톤을 연결하는 연결부재를 포함하며,
    상기 선택차단부는 상기 브레이크 작동부에서 상기 브레이크 공급부로 이동하는 브레이크액을 차단하는 차단위치 및 상기 브레이크 작동부에서 상기 브레이크 공급부로 이동하는 브레이크액을 통과시키는 통과위치 간에 이동하되, 상기 연결부재가 이동함에 따라 연동하여 상기 차단위치와 상기 통과위치 간에 이동하도록 상기 연결부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 브레이크 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 작동액 공급부로부터 상기 작동액 전환부로 공급되는 작동액의 유량을 제한하기 위해 상기 작동액 공급부와 상기 작동액 전환부를 연결하는 연결유로에 결합되는 제1유량제한부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 브레이크 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 작동액 전환부는,
    작동액을 상기 연결피스톤을 기준으로 상기 브레이크 작동부의 반대쪽에 형성되는 제1유압실로 이동시키는 제1공급유로;
    작동액을 상기 연결피스톤을 기준으로 상기 브레이크 작동부 쪽에 형성되는 제2유압실로 이동시키는 제2공급유로; 및
    건설기계를 제동시키는 경우, 상기 제1유압실로 이동하는 작동액의 유량에 비해 상기 제2유압실로 이동하는 작동액의 유량이 적어지도록 상기 제2공급유로를 통해 이동하는 작동액의 유량을 제한하는 제2유량제한부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 브레이크 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    작동액을 저장하기 위한 작동액탱크; 및
    상기 작동액 공급부와 상기 작동액탱크를 선택적으로 연결하기 위한 릴리프밸브를 더 포함하고,
    상기 릴리프밸브는 상기 작동액 공급부와 상기 작동액 전환부를 연결하는 연결유로에 형성되는 압력이 기설정된 압력값을 초과하면, 상기 작동액 공급부가 공급하는 작동액을 상기 작동액탱크로 드레인시키는 것을 특징으로 하는 건설기계의 브레이크 시스템.
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