KR101932114B1

KR101932114B1 - 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로

Info

Publication number: KR101932114B1
Application number: KR1020120070728A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 스즈키; 이사오 오사토; 히로카즈 시모무라; 요시노리 오와다
Original assignee: 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2018-12-24
Also published as: JP5449264B2; US20130001492A1; US8702061B2; CN102852869A; KR20130004149A; CN102852869B; JP2013011144A

Abstract

카운터 웨이트의 승강용 유압 실린더가 열팽창하여 관계 부위가 손상되는 것을, 작업기의 작업을 중단하지 않고 방지하는 것이 가능해지는 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로를 제공한다.
컨트롤 밸브(53)와 유압 실린더(25)의 보텀실(25a) 사이의 제1 주관로(56)에 제1 차단 밸브(59)를 설치한다. 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a)는 보텀실(25a)로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치되고, 로드실(25b)의 유압이 외부 파일럿압으로서 가하여진다. 컨트롤 밸브(53)와 유압 실린더(25)의 로드실(25b) 사이의 제2 주관로(57)에 제2 차단 밸브(60)를 설치한다. 제2 차단 밸브(60)의 시퀀스 밸브(60a)는, 로드실(25b)로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치되고, 로드실(25b)의 유압이 내부 파일럿압으로서 가하여진다.

Description

카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로{HYDRAULIC CIRCUIT FOR COUNTERWEIGHT ATTACHING/DETACHING DEVICE}

본 발명은, 유압 셔블, 해체기, 크레인 등의 작업기의 본체 후부에 카운터 웨이트를 탈착하는 장치에 사용하는 유압 회로에 관한 것이다.

유압 셔블, 해체기, 크레인 등의 작업기에 있어서는, 작업기 본체의 전부(前部)에 굴삭, 파쇄, 하역 등을 행하기 위한 작업 장치를 장착하고, 작업기 본체의 후부에, 이들 작업 장치와 중량 밸런스를 잡기 위한 카운터 웨이트를 탑재하고 있다. 이와 같은 카운터 웨이트는, 작업 장치의 교환에 수반하여, 작업 장치의 작업 내용이나 중량에 따라 적절한 무게의 카운터 웨이트로 교환하거나, 혹은 분할된 카운터 웨이트를 부가하거나 또는 일부 떼어내거나, 작업기의 수송에 있어서 카운터 웨이트를 분리 수송하여 현지에서 조립하는 등을 위하여, 작업기 본체에 대하여 탈착할 필요가 있다. 이와 같은 카운터 웨이트 탈착 장치로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 것이 있다.

이 특허 문헌 1에 기재된 카운터 웨이트 탈착 장치는, 작업기 본체의 후부에 상하로 회전운동 가능하게 장착된 카운터 웨이트 승강용 유압 실린더와, 작업기 본체의 후부에 장착되고, 유압 실린더의 신축에 의해 상하로 회전운동되는 회전운동 아암과, 이 회전운동 아암의 선단으로부터 회전운동 가능하게 수하(垂下)되고, 카운터 웨이트에 연결하는 연결구로 구성된다. 그리고 카운터 웨이트를 작업기 본체에 장착할 때에는, 유압 실린더를 수축시켜서 회전운동 아암을 내리고, 지상에 둔 카운터 웨이트에 연결구를 연결하고, 다음으로 유압 실린더를 신장시켜서 회전운동 아암을 올림으로써 카운터 웨이트를 작업기 본체로 들어올리고, 카운터 웨이트를 작업기 본체에 볼트에 의해 고정한다.

이와 같이 카운터 웨이트를 작업기 본체로 들어올려서 작업기 본체에 고정한 후, 유압 실린더를 약간 수축함으로써, 유압 실린더, 회전운동 아암 및 연결구에는 카운터 웨이트에 의한 하중이 걸리지 않는 비구속 상태로 하여 작업을 행한다. 이러한 비구속 상태에 있어서는, 카운터 웨이트 측으로부터 연결구, 회전운동 아암 및 유압 실린더에 힘이 전달되지 않는 상태이다. 이와 같이 카운터 웨이트를 작업기 본체에 장착한 후, 유압 실린더를 약간 수축하여 비구속 상태로 하는 이유는, 작업 중에 작업기 본체로부터 카운터 웨이트에 전달되는 진동이 연결구나 회전운동 프레임 등에 전달되고, 그 결과, 탈착 장치의 관계 부위, 특히 연결구에 사용하는 연결 볼트 등이 파손되는 등의 손상을 방지하기 위해서이다.

도 7은 이와 같은 카운터 웨이트 탈착 장치에 사용된 종래의 유압 회로이다. 도 7에 있어서, 25는 도시 생략한 카운터 웨이트를 승강하는 유압 실린더, 50, 51은 각각 작업기 본체에 탑재된 주(主)유압 펌프와 파일럿 유압 펌프, 53은 파일럿 밸브(54)에 의해 전환 조작되는 컨트롤 밸브이다. 56은 유압 펌프(25)의 보텀실(25a)과 컨트롤 밸브(25) 사이를 접속하는 주(主)관로이고, 이 주관로(56)에는, 슬로우 리턴 밸브(58)와, 압력 센서(70)와, 카운터 웨이트 탈착 장치를 사용하지 않는 동안은 닫아 두는 스톱 밸브(71)와, 파일럿 부착 체크 밸브(72)가 설치되어 있다. 파일럿 부착 체크 밸브(72)는, 유압 실린더(25)의 불작동 시에는 보텀실(25a)로부터의 오일의 유출을 막고, 유압 실린더(25)를 수축시킬 때에는 로드실(25b) 측 주관로(57)의 유압이 파일럿압으로서 가하여져서 연통되는 것이다.

일본국 특허 제2922778호 공보

상기 서술한 바와 같이, 카운터 웨이트 탈착 장치는, 카운터 웨이트를 작업기 본체에 고정한 후에는, 유압 실린더는 이 실린더 등에 카운터 웨이트의 하중이 걸리지 않는 위치로 변위시켜서 비구속 상태로 해 둔다. 그러나, 종래의 카운터 웨이트 탈착용의 유압 회로는, 주관로(56)에 이 주관로(56)를 차단하는 카운터 웨이트 낙하 방지용의 파일럿 부착 체크 밸브(72)를 가지고 있다. 이 때문에, 이 파일럿 부착 체크 밸브(72)로부터 보텀실(25a)까지의 회로는, 파일럿 부착 체크 밸브(72)로 잠긴 유실(油室)이 되어 있다. 이러한 상태에 있어서, 유압 실린더(25) 내의 작동유는, 엔진 등의 방사열이나, 외기 온도의 변화에 의해 수축, 팽창을 반복한다. 그리고, 유압 실린더(25)가 작동유의 열팽창에 의해 신장되면, 유압 실린더(25)가 비구속 상태로부터, 작업기 본체에 볼트에 의해 고정되어 있는 카운터 웨이트를 밀어 올리는 부하가 걸리는 구속 상태가 되고, 이 부하가 과대해지면, 유압 실린더나 연결구 등의 관계 부위가 손상되는 원인이 된다.

이와 같은 열팽창에 대처하기 위하여, 종래는 유압 실린더(25)의 보텀실에 접속된 주관로(56)에 압력 센서(70)를 설치하고, 이 압력 센서(70)가 이상한 압력을 검출하면 오퍼레이터에게 알리고, 오퍼레이터는 이 이상한 압력 상승을 알면, 유압 실린더의 컨트롤 밸브(53)를 조작하여 유압 실린더(25)를 수축 측으로 조작함으로써, 유압 실린더(25)나 연결구 등의 관계 부위의 손상을 회피하고 있다. 그러나, 이 압력 센서(70)의 경보 발생에 의하는 경우에는, 오퍼레이터가 작업기에 의한 작업을 중단하여 유압 실린더(25)를 적정 위치로 조작할 필요가 있기 때문에, 작업 효율의 저하를 초래한다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 카운터 웨이트의 승강용 유압 실린더가 열팽창하여 관계 부위가 손상되는 것을, 작업기의 작업을 중단하지 않고 방지하는 것이 가능해지는 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로는,

유압원이 설치된 작업기 본체와,

상기 작업기 본체에 착탈 가능하게 탑재되는 카운터 웨이트와,

상기 작업기 본체에 장착되고, 상기 유압원으로부터의 작동유를 보텀실과 로드실에 급배(給排)함으로써, 상기 카운터 웨이트를 승강시켜서 상기 작업기 본체에 착탈하는 승강용 유압 실린더와,

상기 유압원과 상기 승강용 유압 실린더 사이에 설치된 컨트롤 밸브를 구비한 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로에 있어서,

상기 컨트롤 밸브와 상기 승강용 유압 실린더의 보텀실 사이의 제1 주관로에 상기 보텀실로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치되고, 상기 로드실의 유압이 외부 파일럿압으로서 가하여지는 시퀀스 밸브, 및 이 시퀀스 밸브에 병렬 접속된 체크 밸브로 이루어지는 제1 차단 밸브와,

상기 컨트롤 밸브와 전기 승강용 유압 실린더의 로드실 사이의 제2 주관로에 상기 로드실로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치되고, 상기 로드실의 유압이 내부 파일럿압으로서 가하여지고, 상기 제1 차단 밸브의 시퀀스 밸브를 연통시키는 상기 외부 파일럿압보다 높은 내부 파일럿압으로 연통하는 시퀀스 밸브, 및 이 시퀀스 밸브에 병렬 접속된 체크 밸브로 이루어지는 제2 차단 밸브를 구비한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은, 상기 제1 차단 밸브의 시퀀스 밸브에, 상기 보텀실의 유압을 내부 파일럿압으로서 가하는 내부 파일럿 관로를 구비함과 함께, 상기 시퀀스 밸브를 연통시키는 내부 파일럿압의 설정압을, 상기 유압 실린더에 의해 상기 카운터 웨이트를 지지 가능한 보텀실의 유압으로 설정한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기 제2 차단 밸브의 시퀀스 밸브에 외부 파일럿 관로를 구비하고, 상기 외부 파일럿 관로에, 상기 유압 실린더의 조작 시에 상기 시퀀스 밸브의 외부 파일럿 압유를 공급하여 상기 시퀀스 밸브를 연통시키는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은, 상기 로드실의 오일을 오일 탱크로 배출 가능한 관로를 설치하고, 상기 관로에 스톱 밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유압 회로에 있어서는, 카운터 웨이트가 작업기 본체에 볼트에 의해 고정되고, 또한 승강용 유압 실린더가 비구속 상태, 즉 카운터 웨이트에 의한 구속이 풀린 상태에 있어서, 보텀실, 로드실의 양자가 밀폐된 유실이 되기 때문에, 보텀실, 로드실의 오일이 열팽창하면 그 유압이 높아진다. 본 발명의 유압 회로에 있어서는, 로드실의 유압이 제1 차단 밸브의 시퀀스 밸브의 조작부에 외부 파일럿압으로서 가하여지기 때문에, 오일의 열팽창에 의해 제1 차단 밸브의 시퀀스 밸브가 열려 보텀실의 오일이 일부 배출되고, 유압 실린더의 신장이 방지된다. 이 때문에, 유압 실린더 내의 오일의 열팽창에 의해 일어나는 신장에 의해 카운터 웨이트가 비구속 상태로부터 구속 상태로 돌아가서 유압 실린더나 연결구가 과대한 힘을 받는 것이 방지되어, 유압 실린더나 연결구의 손상을 방지할 수 있다.

한편, 상기 서술한 바와 같이 카운터 웨이트가 작업기 본체에 볼트에 의해 고정되고, 유압 실린더 내의 오일의 열팽창에 의해 보텀실의 오일이 유출되면, 유압 실린더가 수축한다. 이러한 수축이 계속되어, 카운터 웨이트를 밀어 내리는 방향의 유압 실린더의 구속 상태가 발생한 경우, 로드실의 유압이 상승한다. 여기서, 로드실의 유압은 제2 차단 밸브의 시퀀스 밸브의 내부 파일럿압으로서 가하여지기 때문에, 로드실의 유압의 상승에 의해 제2 차단 밸브의 시퀀스 밸브가 열려, 로드실의 유압이 저하된다. 이 때문에, 유압 실린더의 수축에 의한 과대한 힘의 발생도 방지되고, 유압 실린더나 연결구 등의 관계 부위의 손상이 방지된다.

또, 이러한 보텀실 또는 로드실로부터의 오일의 유출은 자동적으로 행하여지기 때문에, 오퍼레이터는 작업을 중단하여 유압 실린더의 신장 정도를 조정하는 조작을 행할 필요가 없어, 작업 능률이 향상된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 차단 밸브의 시퀀스 밸브에, 상기 보텀실의 유압을 내부 파일럿압으로서 가하고, 그 설정압을 카운터 웨이트를 지지 가능한 값으로 설정한 내부 파일럿 관로를 구비함으로써, 제1 차단 밸브를, 각각 다른 2개의 파일럿압에 의해 여는 2개의 밸브를 1개의 밸브로서 겸용할 수 있어, 장치의 컴팩트화가 가능하게 된다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 제2 차단 밸브의 시퀀스 밸브에 외부 파일럿 관로를 구비하고, 상기 외부 파일럿 관로에, 상기 유압 실린더의 조작 시에 상기 시퀀스 밸브의 외부 파일럿압을 가하여 연통시키는 구성으로 함으로써, 제2 차단 밸브를, 각각 다른 2개의 파일럿압에 의해 여는 2개의 밸브를 1개의 밸브로서 겸용 할 수 있어, 장치의 컴팩트화가 가능하게 된다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 로드실의 오일을 오일 탱크로 배출 가능한 관로를 설치하며, 상기 관로에 스톱 밸브를 설치하고, 카운터 웨이트 미장착의 수송 중에 이 스톱 밸브를 열어 둠으로써, 카운터 웨이트 미장착의 수송 중에 보텀실이 열팽창하여도, 로드실의 유압이 상승하지 않기 때문에, 제1 차단 밸브가 열려 보텀실에서의 오일이 오일 탱크로 배출될 우려가 없다. 이 때문에, 카운터 웨이트 미장착의 수송 중에 있어서의 유압 실린더의 보텀실의 오일의 배출에 의해 유압 실린더가 수축하고, 다른 기기에 유압 실린더가 압접하여 손상을 일으키는 등의 사태의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 작업기의 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로를 적용하는 작업기의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로를 적용하는 카운터 웨이트 탈착 장치의 일례를 나타내는 배면도이다.
도 3은 도 2의 E-E 단면도이다.
도 4는 본 예의 카운터 웨이트 탈착 장치에 있어서, 지상에 놓은 카운터 웨이트에 카운터 웨이트 탈착 장치의 연결구를 연결한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 예의 카운터 웨이트 탈착 장치에 있어서, 카운터 웨이트를 작업기 본체에 장착한 후, 승강용 유압 실린더를 약간 수축시킨 비구속 상태를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로의 일 실시 형태를 나타내는 유압 회로도이다.
도 7은 종래의 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로를 나타내는 유압 회로도이다.

도 1은 본 발명의 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로를 적용하는 작업기의 일례를 나타내는 측면도이다. 이 예에서는 작업기가 유압 셔블인 경우에 대하여 나타낸다. 도 1에 있어서, 1은 하부 주행체, 2는 이 하부 주행체(1) 상에 선회 장치(3)를 개재하여 선회 가능하게 설치된 상부 선회체(작업기 본체)이고, 4는 이 상부 선회체(2)의 프레임이 되는 선회 프레임이다. 선회 프레임(4)에는 운전실(5)과, 원동기나 유압 펌프 등을 포함하여 유압 파워 유닛을 구성하는 기계실(6)이 탑재 됨과 함께, 후부에는 카운터 웨이트(7)가 탑재되고, 전부에는 작업 장치(8)가 장착된다. 카운터 웨이트(7)는, 작업 장치(8) 등에 대하여 작업기 전체의 중량을 밸런스시키기 위하여 설치된다.

작업 장치(8)는, 선회 프레임(4)의 전부에 붐 실린더(9)에 의해 부앙동(俯仰動) 가능하게 장착된 붐(10)과, 이 붐(10)의 선단에 아암 실린더(11)에 의해 회전운동 가능하게 장착된 아암(12)과, 이 아암(12)의 선단에 버킷 실린더(3)에 의해 회전운동 가능하게 장착된 백호우 버킷(14)으로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 유압 회로를 적용하는 카운터 웨이트 탈착 장치의 일례를 나타내는 배면도, 도 3은 그 E-E 단면도, 도 4는 지상의 카운터 웨이트에 연결구를 연결하고 있는 상태를 나타내는 측면도, 도 5는 유압 실린더의 비구속 상태를 나타내는 측면도이다. 도 3 및 도 4에 있어서, 4는 선회 프레임, 24는 선회 프레임(4)의 후단부(後端部)에 일체로 설치한 카운터 웨이트 충합판(衝合板)이다. 이 충합판(24)은, 카운터 웨이트(7)의 좌우 폭과 동일한 폭을 가진다. 이 충합판(24)에는 카운터 웨이트(7)의 전면(前面)이 충합되고, 카운터 웨이트(7)를 관통하는 볼트(40)와 이것에 나선 결합하는 너트(41)(도 3 참조)에 의해 선회 프레임(4)에 카운터 웨이트(7)를 고정하는 구성으로 되어 있다.

20은 카운터 웨이트 탈착 장치이고, 이 장치(20)는 상부 선회체(2)를 구성하는 선회 프레임(4)의 후단부에 장착된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 카운터 웨이트(7)의 전면에는, 카운터 웨이트 탈착 장치(20)를 수용 하기 위한 오목부(7a)가, 상하 방향으로 관통하여 설치되어 있다. 이 오목부(7a)는, 그 상부가 후방으로 확대된 오목부(7b)으로서 형성되어 있다. 이 확대된 오목부(7b)의 바닥면에는, 한 쌍의 연결판(23)이, 용접 또는 볼트 부착에 의해 장착되어 있다. 이 연결판(23)은, 카운터 웨이트 탈착 장치(20)에 설치된 후술하는 한 쌍의 연결구(21)를 핀(22)에 의해 착탈 가능하게 연결하기 위한 핀 구멍(23a)을 가진다. 이 핀 구멍(23a)은, 도 5와 같이 유압 실린더(25)를 약간 수축시켜서 비구속 상태로 하는 것을 가능하게 하기 위하여, 전후 방향으로 길고, 뒤쪽이 내려가도록 경사진 긴 구멍으로 형성되어 있다.

카운터 웨이트 탈착 장치(20)는, 승강용 유압 실린더(25)와 회전운동 아암(26)과 연결구(21)로 구성된다. 회전운동 아암(26)은, 이 유압 실린더(25)의 신축을 상하동(上下動)으로 변환하는 가동체로서 설치한다. 연결구(21)는 회전운동 아암(26)의 자유단에 장착된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 충합판(24)의 좌우 방향의 중앙부에 용접에 의해 브래킷(27, 27)을 장착한다. 그리고 유압 실린더(25)의 보텀 측 단부의 보스(25a)를, 브래킷(27, 27) 사이에, 통 형상 스페이서(28, 28)를 통하여 넣고, 이 브래킷(27, 27)의 핀 구멍, 스페이서(28, 28) 및 보텀 측 단부의 보스(25a)에 피벗 핀(29)을 삽입 장착한다. 유압 실린더(25)는 이 피벗 핀(29)을 중심으로 하여 상하 방향으로 회전운동 가능하다.

회전운동 아암(26)은, 유압 실린더(25)의 좌우에 각각 1개씩, 합계 2개 설치된다. 각 회전운동 아암(26)을 장착하기 위하여, 충합판(24)의 좌우의 브래킷(27)의 외측에 각각 브래킷(30)을 용접한다. 그리고 이들 브래킷(27, 30) 사이에 회전운동 아암(26)의 근본부를 고리형 스페이서(31)를 통하여 끼우고, 브래킷(27, 30)에 설치한 핀 구멍, 스페이서(31) 및 회전운동 아암(26)의 근본부에 설치한 핀 구멍에 피벗 핀(32)을 삽입 장착하며, 각 피벗 핀(32)을 중심으로 하여 각 회전운동 아암(26)을 회전운동 가능하게 장착한다. 좌우의 회전운동 아암(26)의 피벗 핀(32)은 동일한 높이로 동심을 이룬다. 또, 이들 회전운동 아암(26)의 피벗 핀(32)은, 유압 실린더(25)의 피벗 핀(29)보다 높은 위치에 설치한다.

유압 실린더(25)의 피스톤 로드 선단의 보스(25b)는, 회전운동 아암(26)의 자유단 사이에 통 형상 스페이서(34, 34)를 통하여 협지(挾持)하고, 회전운동 아암(26, 26)의 자유단에 설치한 핀 구멍과, 스페이서(34, 34)와, 보스(25b)에 삽입 장착하는 연결핀(35)에 의해 회전운동 아암(26, 26)의 선단에 연결한다.

회전운동 아암(26, 26)의 자유단에는, 연결구(21)를 장착하기 위한 핀(37)이, 이들 회전운동 아암(26, 26)에 설치한 핀 구멍(26a, 26a)에 관통하여 장착된다. 연결구(21)는 그 상하에 각각 상하로 긴 핀 구멍(21a, 21b)을 가진다. 그리고 핀(37)의 양단부를 회전운동 아암(26, 26)으로부터 외측으로 돌출시키고, 그 돌출된 양단부를 연결구(21)의 상방의 핀 구멍(21a)에 상하동 가능하게 삽입 장착한다. 핀(37)의 양단부에는 연결구(21)가 핀(37)로부터 빠지는 것을 방지하는 빠짐 방지구(42)를 장착한다. 각 연결구(21)는, 그 상부에 나사 구멍(21c)을 가지고, 이 나사 구멍(21c)에 볼트(38)를 나선 결합하여 핀 구멍(21a)에 이르도록 관통한다.

각 연결구(21)의 하부에는, 전후 방향으로 관통하고 또한 하방이 개방된 홈(21d)을 설치하며, 각 홈(21d)에 각각 카운터 웨이트(7)에 설치한 연결판(23)을 넣고, 연결판(23)에 설치한 핀 구멍(23a)과 연결구(21)에 설치한 핀 구멍(21b)에 핀(22)을 착탈 가능하게 삽입 장착함으로써, 연결구(21)에 카운터 웨이트(7)를 착탈 가능하게 연결한다.

이 연결구(21)는, 볼트(38)의 나사 구멍(21c)에 대한 틀어넣는 깊이를 바꾸어 볼트(38)에 나선 결합한 너트(43)를 조여 너트(43)와 볼트(38)를 연결구(21)에 고정한다. 그리고 볼트(38)의 하단(下端)에 고정한 받침구(38a)를 핀(37)의 상면에 맞닿게 하는 구조로 하고 있다. 그리고 볼트(38)의 연결구(21)에 대한 틀어넣는 깊이를 바꿈으로써, 카운터 웨이트(7)를 매달았을 때의 핀(37)과 핀(22)의 상하 간격을 조정 가능하게 하고 있다. 이와 같이, 볼트(38)의 하단의 받침구(38a)를 핀(37)의 상면에 맞닿게 하는 구조로 한 것에 의해, 볼트(38)에는 굽힘력이 가하여지지 않아, 볼트(38)의 파손이 회피되는 구조로 하고 있다.

이 카운터 웨이트 탈착 장치를 사용하여 카운터 웨이트(7)의 장착을 행할 때에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 유압 실린더(25)를 수축시킴으로써 회전운동 아암(26)을 내리고, 지면에 놓여 있는 카운터 웨이트(7)의 연결판(23)에 연결구(21)를 핀(22)에 의해 연결한다. 그 후, 유압 실린더(25)을 신장시킴으로써, 회전운동 아암(26)을 피벗 핀(32)을 중심으로 하여 회전운동시켜서 카운터 웨이트(7)를 들어올린다. 그리고 도 3에 나타내는 바와 같이, 카운터 웨이트(7)의 전면을 충합판(24)에 충합시키고, 볼트(40), 너트(41)에 의해 카운터 웨이트(7)를 선회 프레임(4)에 고정한다.

그 후, 도 5에 나타내는 바와 같이, 유압 실린더(25)를 약간 수축시킴으로써, 회전운동 아암(26)을 화살표 r로 나타내는 바와 같이 회전시키고, 연결구(21)를 내려서 유압 실린더(25)에 부하가 걸리지 않는 비구속 상태로 한다. 이 비구속 상태에서는, 유압 실린더(25)는 카운터 웨이트(7)의 하중을 짊어지지 않고, 연결구(21)에는 카운터 웨이트(7)에 의한 장력은 발생하지 않는다. 카운터 웨이트(7)를 선회 프레임(4)으로부터 떼어내어 지면에 강하시키는 경우에는, 상기 서술한 공정과 반대의 순서를 취한다.

도 6은 본 발명에 의한 카운터 웨이트 탈착 장치의 유압 회로의 일 실시 형태를 나타내는 유압 회로도이다. 도 6에 있어서, 50, 51은 기계실(6) 내에 유압원으로서 설치된 주유압 펌프 및 파일럿 유압 펌프이다. 53은 주유압 펌프(50)의 토출관로(52)에 설치된 승강용 유압 실린더(25)용의 컨트롤 밸브이다. 이 컨트롤 밸브(53)는 선회 프레임(4) 상에 탑재되어 있는 것이고, 컨트롤 밸브(53)는 예비 컨트롤 밸브로서 구비된 것이다. 54는 운전실(5)에 조작 레버가 설치된 컨트롤 밸브(53)용의 파일럿 밸브이다.

56은 승강용 유압 실린더(25)의 보텀실(25a)과 컨트롤 밸브(53) 사이에 설치된 제1 주관로, 57은 승강용 유압 실린더(25)의 로드실(25b)과 컨트롤 밸브(53)의 사이에 설치된 제2 주관로이다. 58은 제1 주관로(56)에 설치된 슬로우 리턴 밸브, 59는 제1 주관로(56)에 슬로우 리턴 밸브(58)에 대하여 직렬로 접속하여 설치된 제1 차단 밸브이다. 슬로우 리턴 밸브(58)는 유압 실린더(25)를 수축시켜서 카운터 웨이트(7)를 내릴 때에, 카운터 웨이트(7)의 하중에 의해 유압 실린더(25)가 급격히 수축하는 것을 방지하기 위한 가변 스로틀 밸브(58a)와, 이 가변 스로틀 밸브(58a)에 병렬로 접속된 체크 밸브(58b)로 이루어진다.

제1 차단 밸브(59)는 보텀실(25a)로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치된 시퀀스 밸브(59a)와, 이 시퀀스 밸브(59a)에 병렬로 설치된 체크 밸브(59b)로 이루어진다. 이 시퀀스 밸브(59a)는, 보텀실(25a)의 유압이 내부 파일럿 관로(59c)를 통하여 밸브 연통 측 내부 파일럿압으로서 가하여짐과 함께, 상기 로드실(25b)의 유압이 외부 파일럿 관로(59d)를 통하여 밸브 연통 측 외부 파일럿압으로서 가하여진다.

시퀀스 밸브(59a)를 연통시키는 내부 파일럿압의 설정압은, 카운터 웨이트(7)의 하중이 지지 가능한 유압(예를 들면 20MPa)보다 높은, 예를 들면, 30Ma로 설정한다. 시퀀스 밸브(59a)를 연통시키는 외부 파일럿 관로(59d) 내의 오일의 외부 파일럿압의 설정압은, 예를 들면, 6MPa 정도로 설정한다.

60은 제2 주관로(57)에 설치된 제2 차단 밸브이다. 이 제2 차단 밸브(60)는, 로드실(25b)으로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치된 시퀀스 밸브(60a)와, 이 시퀀스 밸브(60a)에 병렬로 설치된 체크 밸브(60b)로 이루어진다. 이 시퀀스 밸브(60a)는, 로드실(25b)의 유압이 내부 파일럿 관로(60c)를 통하여 내부 파일럿압으로서 가하여진다. 이 시퀀스 밸브(60a)를 연통시키는 내부 파일럿압의 설정압은 예를 들면 10MPa로 설정된다. 이 설정압은, 상기 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a)의 외부 파일럿 관로(59d)의 설정압(예를 들면 5MPa)보다 높게 설정된다.

제2 차단 밸브(60)의 시퀀스 밸브(60a)의 외부 파일럿 관로(60d)는, 주오일 펌프(50)의 토출관로(52)에 설치된 전환 밸브(61)의 2차 측에 접속된다. 이 전환 밸브(61)는, 파일럿 밸브(54)의 2차 측 파일럿 관로(54a, 54b) 사이에 설치한 셔틀 밸브(62)로부터의 파일럿압이 조작부에 가하여짐으로써, 차단 위치로부터 연통 위치로 전환되고, 컨트롤 밸브(53)를 통한 보텀실(25a)이나 로드실(25b)로의 주유압 펌프(50)로부터의 작동유의 공급을 가능하게 하는 것이다. 시퀀스 밸브(60a)를 연통시키는 외부 파일럿 관로(60d) 내 파일럿압의 설정압은, 예를 들면, 5MPa 정도로 설정된다.

63은 로드실(25b)과 오일 탱크(64) 사이를 접속하는 관로, 65는 이 관로(63)에 설치된 스톱 밸브이다. 이 스톱 밸브(65)는, 작업기를 카운터 웨이트(7)의 미장착 상태에서 수송할 때에 엶으로써, 회전운동 아암(26)이 내려가는 것을 방지하는 것이다. 66, 67은 각각 주관로(56, 57)와 오일 탱크(64) 사이에 설치되고, 이들 주관로(56, 57)의 최고압을 설정하는 릴리프 밸브이다. 68은 보텀실(25a)의 유압을 검출하는 압력 센서이고, 그 출력 신호에 의해, 유압 실린더(25)가 현재 카운터 웨이트의 승강 작업 중인지의 여부를 램프 등에 의해 운전실 내의 오퍼레이터에 통지함과 함께, 카운터 웨이트(7)를 선회 프레임(4)에 고정한 후, 유압 실린더(25)를 비구속 상태로 하는 조작을 잊어버렸을 때의 유압 실린더(25) 내의 유압의 상승을 오퍼레이터에 알리는 것이다.

이 유압 회로에 있어서, 유압 실린더(25)를 신장시킬 때는, 스톱 밸브(65)를 닫힌 상태로서 두고, 파일럿 밸브(54)의 신장 측 파일럿 관로(54a)에 파일럿 압유를 공급하는 조작에 의해, 컨트롤 밸브(53)를 좌측 위치로 전환한다. 동시에, 파일럿 압유가 셔틀 밸브(62)를 통하여 전환 밸브(61)의 조작실에 공급되고, 전환 밸브(61)가 연통 위치로 전환된다. 이것에 의해, 파일럿 관로(60d)의 유압이 높아지고, 제2 차단 밸브(60)의 시퀀스 밸브(60a)가 열리며, 주유압 펌프(50)로부터의 압유는, 컨트롤 밸브(53), 제1 주관로(56)의 체크 밸브(58b, 59b)를 통하여 보텀실(25a)에 공급됨과 동시에, 로드실(25b)의 오일은, 제2 차단 밸브(60)의 시퀀스 밸브(60a), 컨트롤 밸브(53)를 통하여 오일 탱크(64)로 배출되고, 유압 실린더(25)가 신장한다.

반대로, 유압 실린더(25)를 수축시킬 때에는, 스톱 밸브(65)를 닫힌 상태로서 두고, 파일럿 밸브(54)의 수축 측 파일럿 관로(54b)에 파일럿 압유를 공급하는 조작에 의해, 컨트롤 밸브(53)를 우측 위치로 전환한다. 동시에, 파일럿 밸브(54)로부터 파일럿 관로(54b)에 공급된 파일럿 압유가 셔틀 밸브(62)를 통하여 전환 밸브(61)의 조작실로 공급되고, 전환 밸브(61)가 연통 위치로 전환된다. 이것에 의해주유압 펌프(50)로부터의 유압이 제2 차단 밸브(60)의 체크 밸브(60b)를 통하여 로드실(25b)로 공급된다. 동시에, 파일럿 관로(59d)를 통하여 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a)의 조작부에 공급되는 파일럿 압유에 의해 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a)가 열린다. 이 때문에, 보텀실(25a)의 오일은, 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a), 가변 스로틀 밸브(58a) 및 컨트롤 밸브(53)를 통하여 오일 탱크(64)로 배출되고, 유압 실린더(25)가 수축한다.

여기서, 도 5에 나타내는 바와 같이 유압 실린더(25)가 비구속 상태, 즉 볼트(40), 너트(41)(도 3 참조)에 의해 카운터 웨이트(7)가 선회 프레임(4)에 고정 됨과 함께, 유압 실린더(25)을 가장 신장된 상태로부터 약간 수축시켜서 카운터 웨이트(7)에 의한 유압 실린더(25)의 구속이 풀린 상태에 있어서는, 상기와 마찬가지로, 스톱 밸브(65)를 닫은 상태이다. 이 상태에 있어서는, 보텀실(25a)과 이 보텀실(25a)로부터 제1 차단 밸브(59)에 이르는 관로는 밀폐된 유실이 된다. 마찬가지로, 로드실(25b)과 이 로드실(25b)로부터 제2 차단 밸브(60)에 이르는 관로는 밀폐된 유실이 된다.

이 상태에서 엔진으로부터의 방사열이나 작업 환경이 고온이라는 등의 이유에 의해 보텀실(25a)과 로드실(25b)의 오일이 열팽창하면 그 유압이 높아진다. 또한, 보텀실(25a)과 로드실(25b)의 단면적의 차로부터, 로드실(25b)의 유압은 보텀실(25a)의 유압의 약 2배가 된다. 그리고, 로드실(25b)의 유압이 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a)의 외부 파일럿압의 설정압(예를 들면 5MPa)을 넘으면, 시퀀스 밸브(59a)가 연통 위치로 전환된다. 이 때문에, 보텀실(25a) 내의 오일은 시퀀스 밸브(59a), 슬로우 리턴 밸브(58)의 가변 스로틀 밸브(58a)를 통과하여, 일부는 중립 위치에서는 클로즈드 회로[2차 측의 주관로(56, 57)가 단락함과 함께, 이들 주관로(56, 57)가 오일 탱크(64)에 연통된 회로]가 되어 있는 컨트롤 밸브(53)를 통하여 오일 탱크(64)로 유출되고, 잔부는 제2 주관로(57), 제2 차단 밸브(60)의 체크 밸브(60b)를 통하여 로드실(25b)에 유입되며, 유압 실린더(25)가 약간 수축한다. 이것에 의해, 유압 실린더(25)의 열팽창에 의한 신장이 방지되고, 유압 실린더(25)의 열팽창에 수반하는 신장에 의해 유압 실린더(5)가 카운터 웨이트(7)에 의한 구속 상태가 되어 과대한 힘을 받는 것이 방지된다.

그러나, 작업 시의 작동유의 열팽창에 의해 상기 서술한 바와 같이 보텀실(25a)의 오일이 일부 유출되고, 유압 실린더(25)가 수축하는 동작이 연속되며, 그 결과, 유압 실린더(25)가 카운터 웨이트(7)을 밀어 내리는 방향의 힘이 발생하는 구속 상태가 된 경우, 로드실(25b)의 유압이 상승한다. 그리고, 로드실(25b)의 유압이 상승하고, 제2 차단 밸브(60)의 시퀀스 밸브(60a)의 내부 파일럿압의 설정압(예를 들면 10MPa)에 도달하면, 시퀀스 밸브(60a)가 열린다. 이 때문에, 로드실(25b)의 일부가 이 시퀀스 밸브(60a)와 중립 위치에 있는 컨트롤 밸브(53)를 통하여 오일 탱크(64)로 유출된다. 이 때문에, 수축 측에 있어서의 과대한 힘의 발생도 방지되고, 유압 실린더(25)나 연결구(21) 등의 관계 부위의 손상이 방지된다.

또한, 오퍼레이터가 카운터 웨이트(7)를 선회 프레임(4) 상에 올려서 볼트(40), 너트(41)에 의해 충합판(24)에 고정한 후, 도 5에 나타내는 비구속 상태로 하는 것을 잊은 경우, 유압 실린더(25)는 신장 방향으로 구속된 상태이기 때문에, 보텀실(25a) 내의 오일의 열팽창에 의해 보텀실(25a)의 유압이 상승하는 한편, 로드실(25b)은 상승하지 않기 때문에, 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a)는 연통 위치로 전환되지 않는 사태가 발생한다. 이 경우에는, 파일럿 밸브(54)가 조작되고 있지 않은 것을 조건으로 하여, 보텀실(25a)의 유압이 어느 값(예를 들면 10MPa)에 도달한 경우에는 운전실에 있는 경보 수단에 의해 구속 상태가 해제되어 있지 않다는 취지의 경보를 발생시키고, 오퍼레이터에 유압 실린더(25)를 비구속 상태로 할 것을 재촉한다. 이와 같은 경보를 발하는 보텀실의 유압(예를 들면 10MPa)은, 열팽창에 의해 시퀀스 밸브(59a)를 여는 외부 파일럿 관로(59d)의 설정압(예를 들면 5MPa)에 대응하는 보텀실 측 유압 2.5MPa보다 높게 설정된 것이다.

본 발명을 실시하는 경우, 제1 차단 밸브(59)에 있어서, 외부 파일럿 관로(59d)의 파일럿압에 의해 연통하는 시퀀스 밸브와, 내부 파일럿 관로(59c)에 의해 연통하는 시퀀스 밸브를 각각 병렬로 설치해도 된다. 그러나, 본 실시 형태와 같이 1개의 시퀀스 밸브(59a)에 2개의 파일럿 관로(59c, 59d)를 설치함으로써, 2개의 시퀀스 밸브를 1개로 겸용할 수 있어, 장치의 컴팩트화가 가능하게 된다.

또, 제2 차단 밸브(60)에 있어서도, 내부 파일럿 관로(60c)의 파일럿압에 의해 연통하는 시퀀스 밸브와, 외부 파일럿 관로(60d)에 의해 연통하는 시퀀스 밸브를 각각 병렬로 형성해도 된다. 그러나, 본 실시 형태와 같이 1개의 시퀀스 밸브(60)에 2개의 파일럿 관로(60c, 60d)를 설치함으로써, 2개의 시퀀스 밸브를 1개로 겸용할 수 있어, 장치의 컴팩트화가 가능하게 된다.

또, 본 실시 형태에 있어서는, 로드실(25b)의 오일을 오일 탱크(64)로 배출 가능한 관로(63)을 설치함과 함께, 이 관로(63)에 스톱 밸브(65)를 설치하고, 카운터 웨이트 미장착의 수송 중에는 이 스톱 밸브(65)를 연통 상태로 한다. 이 때문에, 카운터 웨이트 미장착의 수송 중에 보텀실(25a) 내의 오일이 열팽창해도, 로드실(25b)의 유압이 상승하지 않기 때문에, 제1 차단 밸브(59)의 시퀀스 밸브(59a)가 열리지 않아, 보텀실의 오일이 오일 탱크로 배출될 우려가 없다. 이 때문에, 보텀실(25a)의 오일의 배출에 의해 유압 실린더가 수축하여, 유압 실린더(25)가 다른 기기에 압접하여 손상을 일으키는 등의 사태의 발생을 방지할 수 있다.

이상 본 발명을 실시 형태에 의해 설명하였는데, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 변경, 부가가 가능하다. 본 발명은 예를 들면 작업기 본체가 비선회식인 경우에도 적용할 수 있다. 또, 승강용 유압 실린더의 신축에 의해 시브나 스프로킷을 상하동시키고, 시브에 걸린 로프(가동체)나 스프로킷에 걸린 체인(가동체)에 카운터 웨이트를 접속하여 카운터 웨이트를 상하동시키는 구성으로 할 수도 있다.

1 : 하부 주행체 2 : 상부 선회체(작업기 본체)
3 : 선회 장치 4 : 선회 프레임
5 : 운전실 6 : 기계실
7 : 카운터 웨이트 7a, 7b : 오목부
8 : 작업 장치 20 : 카운터 웨이트 탈착 장치
21 : 연결구 22 : 핀
23 : 연결판 24 : 충합판
25 : 승강용 유압 실린더 26 : 회전운동 아암
27, 30 : 브래킷 29, 32 : 피벗 핀
35 : 연결핀 37 : 핀
38 : 볼트 40 : 볼트
41 : 너트 50 : 주유압 펌프
51 : 파일럿 유압 펌프 53 : 컨트롤 밸브
54 : 파일럿 밸브 56 : 제1 주관로
57 : 제2 주관로 58 : 슬로우 리턴 밸브
59 : 제1 차단 밸브 59a : 시퀀스 밸브
59b : 체크 밸브 59c : 내부 파일럿 관로
59d : 외부 파일럿 관로 60 : 제2 차단 밸브
60a : 시퀀스 밸브 60b : 체크 밸브
60c : 내부 파일럿 관로 60d : 외부 파일럿 관로
61 : 전환 밸브 62 : 셔틀 밸브
63 : 관로 64 : 오일 탱크
65 : 스톱 밸브 66, 67 : 릴리프 밸브
68 : 압력 센서

Claims

유압원이 설치된 작업기 본체와,
상기 작업기 본체에 착탈 가능하게 탑재되는 카운터 웨이트와,
상기 작업기 본체에 장착되고, 상기 유압원으로부터의 작동유를 보텀실과 로드실에 급배(給排)함으로써, 상기 카운터 웨이트를 승강시켜서 상기 작업기 본체에 착탈하는 승강용 유압 실린더와,
상기 유압원과 상기 승강용 유압 실린더 사이에 설치된 컨트롤 밸브를 구비한 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로에 있어서,
상기 컨트롤 밸브와 상기 승강용 유압 실린더의 보텀실 사이의 제1 주관로에 상기 보텀실로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치되고, 상기 로드실의 유압이 외부 파일럿압으로서 가하여지는 시퀀스 밸브, 및 이 시퀀스 밸브에 병렬 접속된 체크 밸브로 이루어지는 제1 차단 밸브와,
상기 컨트롤 밸브와 상기 승강용 유압 실린더의 로드실 사이의 제2 주관로에 상기 로드실로부터의 작동유의 유출을 제어하는 방향으로 설치되고, 상기 로드실의 유압이 내부 파일럿압으로서 가하여지고, 상기 제1 차단 밸브의 시퀀스 밸브를 연통시키는 상기 외부 파일럿압보다 높은 내부 파일럿압으로 연통하는 시퀀스 밸브, 및 이 시퀀스 밸브에 병렬 접속된 체크 밸브로 이루어지는 제2 차단 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로.
제1항에 있어서,
상기 제1 차단 밸브의 시퀀스 밸브에, 상기 보텀실의 유압을 내부 파일럿압으로서 가하는 내부 파일럿 관로를 구비함과 함께, 상기 시퀀스 밸브를 연통시키는 내부 파일럿압의 설정압을, 상기 유압 실린더에 의해 상기 카운터 웨이트를 지지 가능한 보텀실의 유압으로 설정한 것을 특징으로 하는 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 차단 밸브의 시퀀스 밸브에 외부 파일럿 관로를 구비하고, 상기 외부 파일럿 관로에, 상기 유압 실린더의 조작 시에 상기 시퀀스 밸브의 외부 파일럿 압유를 공급하여 상기 시퀀스 밸브를 연통시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로드실의 오일을 오일 탱크로 배출 가능한 관로를 설치하고, 상기 관로에 스톱 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 카운터 웨이트 탈착 장치용 유압 회로.