KR101955751B1 - 건설 기계 - Google Patents

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KR101955751B1
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신지 니시카와
히데토시 사타케
신야 이무라
시호 이즈미
고우지 이시카와
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

선회체(50)와, 유압 펌프(1)와, 유압 펌프(1)로부터의 작동유로 선회체(50)를 구동하는 유압 모터(3)와, 유압 모터(3)와 함께 또는 단독으로, 선회체(50)를 구동하는 전동 모터(14)와, 선회체(50)와 동시에 동작하는 경우가 있고, 유압 펌프(1)로부터의 작동유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(16)를 구비하고, 선회체(50)와 유압 액추에이터(16)를 동시에 동작시킬 때에는, 전동 모터(14)만으로 선회체(50)를 선회시킨다.

Description

건설 기계 {CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 선회체의 구동원으로서 유압 모터와 전동 모터의 양쪽을 구비하는 건설 기계에 관한 것이다.
엔진에 의해 구동되는 유압 펌프와, 당해 유압 펌프로부터의 작동유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 선회체를 구비하는 건설 기계(예를 들어, 유압 셔블)에는 전동 모터로 선회체의 구동과 제동을 행하여, 선회 제동 시의 선회체의 운동 에너지를 전기 에너지로 회생하는 하이브리드식의 것이 있다. 당해 건설 기계에서는 선회 제동 시에 얻은 회생 전력을 이용하여 전동 모터로 선회체를 구동함으로써, 유압 펌프 동력(즉, 엔진 부하)을 내리고, 엔진의 연료 소비량의 삭감에 의한 에너지 절약화를 도모하고 있다.
이러한 종류의 하이브리드식 건설 기계에는 선회체를 선회하기 위한 모터(선회 모터)로서 유압 모터와 전동 모터의 양쪽을 탑재한 것(유압 전동 복합 선회)이 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2011-241653호 공보). 이 건설 기계에서는, 통상, 유압 선회 모터와, 다른 유압 액추에이터(유압 실린더)를 동일한 유압 회로 상에 배치하여, 동일한 유압 펌프로 퍼 올린 압유를 갖고 각각을 구동하게 되므로, 이 점에 대해서는 유압 모터 단독으로 선회체를 구동하는 종래형의 건설 기계와 동일한 구성으로 된다.
일본 특허 출원 공개 제2011-241653호 공보
상기와 같이 유압 선회 모터와 다른 유압 액추에이터가 동일한 유압 펌프로부터 압유의 공급을 받는 시스템에 있어서, 당해 유압 선회 모터와 당해 다른 유압 액추에이터가 오퍼레이터에 의해 동시에 조작된 경우에는, 상대적으로 부하가 작은 액추에이터에 보다 많은 작동유가 흐른다. 그로 인해, 유압 선회 모터의 부하가 상대적으로 작은 경우에는, 유압 선회 모터에 작동유가 보다 많이 흘러 선회체가 가속하여, 오퍼레이터의 조작 필링이 저하되는 경우가 있다. 특히, 상기와 같이 유압 선회 모터와 전동 선회 모터의 양쪽에서 선회체를 구동하는 경우에는, 종래형의 건설 기계보다도 유압 선회 모터의 부하가 작아지는 경향이 있으므로, 유압 선회 모터에 의해 작동유가 흐르기 쉬워진다.
예를 들어, 상기와 같이 유압 선회 모터와 다른 유압 액추에이터가 동일한 유압 펌프로부터 작동유의 공급을 받는 시스템에는, 당해 다른 유압 액추에이터로서 유압 셔블에 있어서의 붐 실린더를 배치한 것이 있다. 이 시스템에 있어서, 선회 조작 중에 붐 상승 조작(선회 붐 상승 조작)을 실행한 경우이며, 유압 선회 모터보다도 상대적으로 큰 부하가 붐 실린더에 작용하는 경우(예를 들어, 저속 선회 중에 현수 화물을 들어올리는 동작을 행한 경우)에는, 붐 상승 조작의 개시에 의해 유압 펌프압이 상승하고, 고압의 작동유가 부하가 가벼운 유압 선회 모터에 유입되어(압입되어) 선회체를 가속시키는 경우가 있다. 예를 들어, 저속 선회하면서 소정의 목표 위치까지 현수 화물을 정확하게 이동시키려고 하고 있는 경우에, 또한 붐 상승 조작을 함으로써 상기와 같은 선회체의 가속이 발생하면, 선회체가 가속하지 않는 통상의 경우와 다른 동작을 하게 되어, 오퍼레이터가 당해 목표 위치에서 현수 화물을 정확하게 정지하는 것이 어려워진다.
본 발명의 목적은 선회체의 구동원으로서 유압 모터와 전동 모터를 구비하는 건설 기계에 있어서, 선회 복합 동작 시의 오퍼레이터의 조작 필링을 양호하게 유지할 수 있는 것을 제공하는 데 있다.
(1) 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 선회체와, 유압 펌프와, 당해 유압 펌프로부터의 작동유로 상기 선회체를 구동하는 유압 모터와, 당해 유압 선회 모터와 함께 또는 단독으로, 상기 선회체를 구동하는 전동 모터와, 상기 선회체와 동시에 동작하는 경우가 있고, 상기 유압 펌프로부터의 작동유에 의해 구동되는 유압 액추에이터를 구비하고, 상기 선회체는 상기 유압 액추에이터와 동시에 동작할 때, 상기 전동 모터만으로 선회되는 것으로 한다.
(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때, 상기 유압 모터는 상기 유압 펌프로부터의 작동유의 공급이 차단되는 것으로 한다.
(3) 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는 상기 유압 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되어, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브와, 상기 유압 펌프와 상기 방향 제어 밸브를 접속하는 유로에 설치된 개폐 밸브를 더 구비하고, 상기 개폐 밸브는 상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때에 폐쇄 위치로 전환되는 것으로 한다.
(4) 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는 상기 유압 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되어, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브와, 상기 방향 제어 밸브와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치된 개폐 밸브를 더 구비하고, 상기 개폐 밸브는 상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때에 폐쇄 위치로 전환되는 것으로 한다.
(5) 상기 (2)에 있어서, 바람직하게는 상기 유압 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되어, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브와, 상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때, 상기 방향 제어 밸브에 작용하는 제어 신호를 차단하는 차단 장치를 더 구비하는 것으로 한다.
본 발명에 따르면, 선회체의 구동원으로서 유압 모터와 전동 모터를 구비하는 건설 기계에 있어서, 선회 복합 동작 시의 오퍼레이터의 조작 필링을 양호하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 하이브리드식 유압 셔블의 측면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유압 시스템(100)의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 비교예에 관한 유압 셔블에 있어서의 유압 시스템의 개략 구성도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유압 시스템(100A)의 개략 구성도.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유압 시스템(100B)의 개략 구성도.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 유압 시스템(100C)의 개략 구성도.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 유압 시스템(100D)의 개략 구성도.
이하, 건설 기계로서 유압 셔블을 예로 들어, 본 발명에 관한 각 실시 형태에 대해 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 본 발명은 상부 선회체와, 당해 선회체의 구동원으로서 유압 선회 모터 및 전동 선회 모터의 양쪽을 구비한 건설 기계 전반에 적용이 가능하고, 본 발명의 적용처는 이하의 설명에 사용하는 크롤러식 유압 셔블로 한정되지 않는다. 예를 들어, 휠식의 유압 셔블이나 크레인을 비롯한 다른 건설 기계에도 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 하이브리드식 유압 셔블의 측면도이다. 이 도면에 도시하는 하이브리드식 유압 셔블은 하부 주행체(40)와, 상부 선회체(50)와, 프론트 작업 장치(60)를 구비하고 있다.
하부 주행체(40)는 한 쌍의 크롤러(41a, 41b) 및 크롤러 프레임(45a, 45b)(도 1에서는 편측만을 나타냄), 각 크롤러(41a, 41b)를 독립하여 구동 제어하는 한 쌍의 주행용 유압 모터(46, 47) 및 그 감속 기구를 구비하고 있다.
상부 선회체(50)는 원동기로서의 엔진(51)과, 어시스트 발전 모터(52)와, 유압 펌프(1)(도 2 참조)와, 유압 선회 모터(3)와, 전동 선회 모터(14)와, 축전 장치(54)와, 감속 기구(59)와, 이들 장치가 탑재되는 선회 프레임(58)을 구비하고 있다.
어시스트 발전 모터(52)는 엔진(51)에 기계적으로 연결되어 있고, 축전 장치(54)에 전력이 잔존하고 있는 경우에는 엔진(51)을 어시스트하고, 전력이 잔존하고 있지 않은 경우에는 엔진(51)에 의해 구동되어 발전을 행한다. 유압 펌프(1)는 엔진(51)에 기계적으로 연결되어 있고, 탱크(4)(도 2 참조) 내의 작동유를 퍼 올려 각 유압 액추에이터에 작동유를 공급한다.
유압 선회 모터(3) 및 전동 선회 모터(14)는 모두 상부 선회체(50)의 구동원이고, 감속 기구(59)를 통해 상부 선회체(50)를 선회 구동한다. 유압 선회 모터(3)는 유압 펌프(1)로부터의 작동유로 상부 선회체(50)를 선회 구동한다. 전동 선회 모터(14)는 축전 장치(54) 또는 어시스트 발전 모터(52)로부터의 전력에 의해 상부 선회체(50)를 선회 구동한다. 상부 선회체(50)의 구동원으로서 유압 모터(3) 및 전동 모터(14)를 어떻게 사용할지[예를 들어, 유압 모터(3)와 전동 모터(14)의 양쪽 또는 어느 한쪽을 사용할지]는, 다른 유압 액추에이터의 동작 상태나 축전 장치(54)의 축전 잔량 등에 따라서 적절히 변경된다. 전동 선회 모터(14)와 유압 선회 모터(3)의 구동력은 감속 기구(59)를 통해 전달되고, 그 구동력에 의해 하부 주행체(40)에 대해 상부 선회체(50)[선회 프레임(58)]가 선회 구동된다.
축전 장치(54)는 어시스트 발전 모터(52) 및 전동 선회 모터(14)로의 급전과, 이들 모터(52, 14)가 발생한 전력의 축전을 행한다. 축전 장치(54)로서는, 예를 들어 전기 이중층 캐패시터가 이용 가능하다.
상부 선회체(50)의 전방 부분에는 프론트 작업 장치(셔블 기구)(60)가 설치되어 있다. 프론트 작업 장치(60)는 붐(61)과, 붐(61)을 구동하기 위한 붐 실린더(16)와, 붐(61)의 선단 부분에 회전 가능하게 설치된 아암(63)과, 아암(63)을 구동하기 위한 아암 실린더(62)와, 아암(63)의 선단 부분에 회전 가능하게 설치된 버킷(65)과, 버킷(65)을 구동하기 위한 버킷 실린더(66)를 구비하고 있다.
상부 선회체(50)의 선회 프레임(58) 상에는 상술한 주행용 유압 모터(46, 47), 유압 선회 모터(3), 붐 실린더(16), 아암 실린더(62), 버킷 실린더(66) 등의 유압 액추에이터를 구동하기 위한 유압 시스템(100)이 탑재되어 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 오픈 센터 방식의 유압 시스템(100)의 개략 구성도이다. 여기서는, 상부 선회체(50)와 동시에 동작하는 유압 액추에이터는 붐 실린더(16)로 한다. 또한, 대상 동작으로서는, 아암과 버킷의 결합부의 근방에 설치된 훅 등을 통해 행해지는 「현수 화물 작업」을 상정하여 설명한다. 그로 인해, 도 1에 도시한 유압 셔블에 탑재된 각 유압 액추에이터를 제어하기 위한 방향 제어 밸브(컨트롤 밸브)는 유압 선회 모터(14)와 붐 실린더(16)를 제어하는 것[방향 제어 밸브(2, 15)]만을 도시하고 있다. 또한, 앞의 도면과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략하는 경우가 있다(뒤의 도면에 대해서도 마찬가지임).
이 도면에 도시하는 시스템은 유압 선회 모터(3)에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브(컨트롤 밸브)(2)와, 붐 실린더(16)에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브(컨트롤 밸브)(15)와, 개폐 밸브(25)와, 전자기 전환 밸브(26)와, 상부 선회체(50)의 선회 동작을 조작하기 위해 유압 조작 신호(파일럿압)를 출력하는 조작 레버(조작 장치)(10)와, 붐(61)의 회전 동작[붐 실린더(16)의 신축 동작]을 조작하기 위한 유압 조작 신호(파일럿압)를 출력하는 조작 레버(조작 장치)(19)와, 전동 선회 모터(14) 및 전자기 전환 밸브(26) 등의 제어를 포함하는 유압 셔블 전반에 관한 제어를 행하는 컨트롤러(제어 장치)(13)와, 컨트롤러(13)로부터 출력되는 제어 신호에 기초하여 전동 선회 모터(14)를 제어하기 위한 인버터 장치(전력 변환 장치)(103)와, 릴리프 밸브(24)를 구비하고 있다.
유압 펌프(1)로부터 토출된 작동유가 흐르는 유로는 센터 바이패스 유로(71)와, 센터 바이패스 유로(71)에 병렬로 접속된 미터 인 유로(72)에 접속되어 있다.
센터 바이패스 유로(71)는, 우선 방향 제어 밸브(2)를 통과하고, 다음에 방향 제어 밸브(15)를 통과하여, 탱크(4)로 복귀된다. 즉, 센터 바이패스 유로(71)는 2개의 방향 제어 밸브(2, 15)를 직렬로 접속하고 있다.
미터 인 유로(72)는 유압 펌프(1)로부터 토출된 작동유를 방향 제어 밸브(2, 15)를 통해 각 유압 액추에이터[유압 선회 모터(3) 및 붐 실린더(16)]에 도입하는 것이고, 본 실시 형태에서는 2개의 방향 제어 밸브(2, 15)(2개의 유압 액추에이터)를 병렬로 접속하고 있다.
미터 인 유로(72)가 방향 제어 밸브(2)와 방향 제어 밸브(15)에 접속되기 직전에는 체크 밸브(22, 23)가 각각 설치되어 있다. 체크 밸브(22, 23)는 유압 펌프(1)의 토출압(펌프압)이 액추에이터(3, 16)측의 압력(액추에이터압)보다도 높은 경우에만, 유압 선회 모터(3) 및 붐 실린더(16)에 작동유를 공급한다.
상부 선회체(50)와 붐(61)을 천천히 움직일 때[즉, 조작 레버(10, 19)의 경도량이 비교적 작을 때]를 비교하면, 선회에 의한 펌프 부하는 붐 상승에 의한 펌프 부하보다 작다. 그로 인해, 2개의 방향 제어 밸브(2, 15)에 있어서의 센터 바이패스 스로틀의 개구 면적에 대해서는, 붐 상승 시의 펌프압을 보다 높게 할 수 있도록 붐 실린더(16)에 관한 방향 제어 밸브(15)의 쪽이 상대적으로 작게 설정되어 있다(교축량이 상대적으로 큼).
릴리프 밸브(24)는 센터 바이패스 유로(71)와 미터 인 유로(72)에 대해 병렬로 접속되어 있고, 펌프압이 릴리프압에 도달했을 때에 작동유를 탱크(4)에 릴리프시킨다.
조작 레버(10)에는 엔진(51)에 의해 구동되는 파일럿 펌프(도시하지 않음)가 토출된 압유가 도입되어 있다. 당해 파일럿 펌프로부터의 압유는 도 2 중의 유압원(9)으로부터 도입된다. 조작 레버(10)는 그 경도량에 따라서 유압원(9)으로부터의 압유를 감압하면서, 그 경도 방향에 따른 유로에 파일럿압을 생성한다. 조작 레버(10)로 생성된 파일럿압은 방향 제어 밸브(2)의 스풀에 작용하여 방향 제어 밸브(2)의 전환 위치를 적절히 전환한다.
조작 레버(10)가 출력한 파일럿압은 압력 센서(11) 또는 압력 센서(12)에 의해 검출되어, 컨트롤러(13)에 출력된다.
방향 제어 밸브(2)는 미터 인 유로(72)를 통해 도입되는 작동유를 유압 선회 모터(3)로 공급한다. 유압 선회 모터(3)에 대한 작동유의 공급 방향은 방향 제어 밸브(2)의 전환 위치에 따라서 적절히 선택된다. 유압 선회 모터(3)로부터의 복귀유는 방향 제어 밸브(2)를 통해 탱크(4)로 복귀된다.
유압 선회 모터(3)에 관한 유압 회로에는 유압 선회 모터(3)에 작동유가 흐르는 방향에 대응시켜 2개의 릴리프 밸브(5, 6)와, 2개의 메이크업 밸브(7, 8)가 설치되어 있다. 릴리프 밸브(5, 6)는 릴리프압까지 도달한 작동유를 탱크(4)에 릴리프시키기 위한 것으로, 선회의 가감속 시 등에 발생하는 이상압을 차단하여 회로를 보호하는 기능을 갖는다. 메이크업 밸브(7, 8)는 유로의 작동유가 부족하여 그 압력이 탱크압보다도 낮아졌을 때에, 탱크(4)로부터 작동유를 흡입하기 위한 것이다. 1조의 릴리프 밸브(5, 6)의 하류측과, 1조의 메이크업 밸브(7, 8)의 상류측은 탱크(4)에 통하는 유로에 접속되어 있다.
유압 선회 모터(3)에는 전동 선회 모터(14)가 동축 상에 접속되어 있고, 전동 선회 모터(14)의 구동 및 제동은 인버터 장치(103)에 의해 제어되어 있다. 선회 단독 동작 시[다른 액추에이터는 정지시키고 선회체(50)만을 동작시킬 때]에는, 상부 선회체(50)는 유압 선회 모터(3)와 전동 선회 모터(14)의 복합력에 의해 구동된다. 또한, 전동 선회 모터(14)와 유압 선회 모터(3)는 공통의 구동 대상인 상부 선회체(50)를 구동 가능한 구성이면 기계적 기구 등을 통해 간접적으로 접속해도 된다.
조작 레버(19)에는 조작 레버(10)와 마찬가지로, 파일럿 펌프로부터의 압유가 유압원(9)으로부터 도입되어 있다. 조작 레버(19)는 그 경도량에 따라서 유압원(9)으로부터의 압유를 감압하면서, 그 경도 방향에 따른 유로에 파일럿압을 생성한다. 조작 레버(19)로 생성된 파일럿압은 방향 제어 밸브(15)의 스풀에 작용하여 방향 제어 밸브(15)의 전환 위치를 적절히 전환한다.
조작 레버(19)로 붐(61)의 인상 조작[붐 실린더(16)의 신장 동작]을 실행한 경우에 파일럿압이 발생하는 유로에는 압력 센서(20)가 설치되어 있다. 압력 센서(20)에 의해 검출된 파일럿압은 컨트롤러(13)에 출력된다.
방향 제어 밸브(15)는 미터 인 유로(72)를 통해 도입되는 작동유를 붐 실린더(16)로 공급한다. 붐 실린더(16)에 대한 작동유의 공급 방향은 방향 제어 밸브(15)의 전환 위치에 따라서 적절히 선택된다. 예를 들어, 조작 레버(19)를 붐 상승 방향으로 조작하면, 방향 제어 밸브(15)의 스풀이 도면 중 좌측 방향으로 이동하여, 붐 실린더(16)에 있어서의 보톰측 유압실에 펌프(1)로부터 작동유가 공급된다. 붐 실린더(16)로부터의 복귀유는 방향 제어 밸브(15)를 통해 탱크(4)로 복귀된다.
개폐 밸브(25)는 유압 파일럿식 밸브이고, 유압 펌프(1)와 방향 제어 밸브(2)를 접속하는 미터 인 유로(72)에 있어서의 체크 밸브(22)의 상류측에 설치되어 있다. 개폐 밸브(25)가 폐쇄 위치(후술)로 전환되면, 미터 인 유로(72)로부터 방향 제어 밸브(2)로의 작동유의 공급이 차단되므로, 방향 제어 밸브(2)의 하류측에 설치되는 유압 선회 모터(3)로의 작동유의 공급도 차단된다.
전자기 전환 밸브(26)는 개폐 밸브(25)를 조작하는 파일럿압을 발생하는 것으로, 컨트롤러(13)로부터 출력되는 전기 신호에 의해 제어된다. 컨트롤러(13)로부터 전기 신호의 입력이 없는 경우에는, 전자기 전환 밸브(26)는 도 2에 도시한 위치(OFF 위치)로 전환되어 있고, 개폐 밸브(25)로의 파일럿압은 탱크압으로 유지되어 있다. 이때 개폐 밸브(25)는 도 2에 도시한 개방 위치에 보유 지지된다. 한편, 컨트롤러(13)로부터 전기 신호의 입력이 있었던 경우에는, 전자기 전환 밸브(26)가 도 2에 있어서의 상방(ON 위치)으로 이동하고, 전자기 전환 밸브(26)는 유압원(9)을 통해 파일럿 펌프로부터 출력되는 파일럿압을 개폐 밸브(25)에 작용시킨다. 이에 의해 개폐 밸브(25)는 도 2에 있어서의 우측으로 이동하여 폐쇄 위치로 전환된다.
컨트롤러(13)는 조작 레버(10)에 의한 선회 조작과 조작 레버(19)에 의한 붐 상승 조작이 동시에 행해졌는지 여부를 판정하여, 당해 판정 처리에 있어서 양 조작이 동시에 행해졌다고 판정된 경우에 전자기 전환 밸브(26)에 전기 신호를 출력하는 처리를 실행한다. 상술한 바와 같이, 컨트롤러(13)는 선회 조작의 유무를 압력 센서(11, 12)의 출력값에 의해 판정하고 있고, 붐 상승 조작의 유무를 압력 센서(20)의 출력값에 의해 판정하고 있다. 조작의 유무의 판정 방법으로서는, 예를 들어 조작 레버(10, 19)가 오퍼레이터에게 조작된 경우에 발생하는 파일럿압의 최솟값에 상당하는 출력값을 역치(예를 들어, 1.0㎫)로 하고, 각 센서(11, 12, 20)로부터의 출력값이 당해 역치 이상에 도달했는지 여부에 의해 조작의 유무를 판정하는 것이 있다.
컨트롤러(13)는 오퍼레이터에 의해 선회 조작과 붐 상승 조작이 동시에 행해졌다고 판정한 경우, 전기 신호를 출력함으로써 전자기 밸브(26)를 ON 위치로 전환하고, 개폐 밸브(25)를 폐쇄 위치로 전환한다. 이에 의해 유압 펌프(1)로부터의 작동유는 방향 제어 밸브(2)에 도착하기 전에 개폐 밸브(25)에 의해 차단된다. 그 결과, 상부 선회체(50)는 붐(61)의 상승[붐 실린더(16)의 신장]과 함께, 전동 선회 모터(14)만으로 선회된다. 한편, 선회 붐 상승 조작이 행해지지 않았다고 판정한 경우에는, 전자기 밸브(26)는 OFF 위치에 보유 지지되고, 개폐 밸브(25)는 개방 위치에 보유 지지된다. 이에 의해, 유압 펌프(1)로부터의 작동유는 미터 인 유로(72)로부터 방향 제어 밸브(2)를 통해 유압 선회 모터(3)에 도입될 수 있다.
또한, 컨트롤러(13)는 선회 복합 동작의 유무에 관계없이 조작 레버(10)의 조작 방향 및 조작량[즉, 압력 센서(11, 12)의 출력값]에 따라서 상부 선회체(50)가 선회하도록, 인버터 장치(103)가 전동 선회 모터(14)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 당해 제어 신호를 인버터 장치(103)에 출력하는 처리도 행하고 있다. 컨트롤러(13)로부터 출력된 제어 신호에 기초하여 인버터 장치(103)는 전동 선회 모터(14)를 제어한다. 컨트롤러(13) 및 인버터 장치(103)에 의한 전동 선회 모터(14)의 제어는 공지의 방법을 이용하면 된다. 예를 들어, 조작 레버의 조작량으로부터 결정되는 목표 속도에 상부 선회체(50)의 속도가 가까워지도록, 유압 모터(3)의 부족 토크분을 보충하기 위해 전동 모터(14)를 피드백 제어하는 것이나, 조작 레버(10)의 조작량으로부터 산출되는 목표 토크가 전동 모터(14)와 유압 모터(3)로부터 출력되도록 양자의 토크를 적절히 분배하는 것 등이 있다. 본 실시 형태에서는, 선회 복합 동작 시에는 유압 선회 모터(3)는 토크를 출력하지 않는다. 그로 인해, 당해 부족분의 토크를 전동 선회 모터(14)로 보충하도록 제어함으로써, 유압 모터 단독으로 선회체를 구동하는 종래의 유압 회로에 있어서의 조작 필링과, 유압 모터(3) 및 전동 모터(14)에 의해 선회체(50)를 구동하는 본 실시 형태의 유압 회로 및 제어에 의한 조작 필링에 변화가 생기지 않도록 할 수 있다.
여기서, 본 발명이 발휘하는 효과의 이해를 용이하게 하기 위해, 종래형의 유압 셔블에 대해 설명한다. 도 2에 도시한 시스템이 오픈 센터 방식이므로, 여기서도 오픈 센터 방식의 것을 이용하여 설명한다. 오픈 센터 방식의 유압 시스템에 있어서의 방향 제어 밸브는 탱크에 통하는 센터 바이패스 개구와, 액추에이터로 공급되는 작동유가 통하는 미터 인 개구와, 액추에이터로부터 복귀되어 온 작동유가 통하는 미터 아웃 개구를 구비하고 있다.
조작 레버를 조작하여 중립 위치에 있는 방향 제어 밸브를 이동시키면 미터 인 개구가 개방되어, 액추에이터에 압유를 유입할 수 있다. 또한, 방향 제어 밸브를 이동시키면 미터 아웃 개구가 개방되어, 액추에이터로부터의 복귀유를 탱크로 복귀시킬 수 있다.
또한, 중립 위치에 있는 방향 제어 밸브를 이동시키면 센터 바이패스 개구가 교축된다. 이에 의해 센터 바이패스 개구의 통과 전후에 있어서의 작동유의 차압이 커져, 유압 펌프의 토출압이 상승한다. 펌프압이 유압 액추에이터의 구동에 필요한 압력(액추에이터 부하)을 초과하여 상승하면, 유압 펌프로부터의 압유가 당해 액추에이터에 유입되어 당해 액추에이터가 구동한다. 또한, 센터 바이패스 개구 면적은 유압 펌프로부터의 압유가 액추에이터에 유입될 때에, 유압 액추에이터와 센터 바이패스로 분류하는 작동유의 비율을 결정하므로, 액추에이터의 동작 속도도 제어한다.
상기와 같이 방향 제어 밸브의 센터 바이패스 개구는 구동 대상의 액추에이터에 작용하는 부하의 정도나, 조작 레버의 조작량(파일럿압)에 대한 액추에이터 속도에 따라서 최적으로 설정되어 있다.
예를 들어, 선회에 관한 방향 제어 밸브의 센터 바이패스 개구는 다음과 같이 설정되어 있다. 오퍼레이터가 선회에 관한 조작 레버를 약간만 경도한 경우, 오퍼레이터는 저속도에서의 선회를 요구하고 있게 된다. 또한, 유압 셔블의 상부 선회체를 천천히 선회(등속 선회)시키기 위해 필요한 부하는 높지는 않다. 그로 인해, 이 경우에는 펌프압을 상승시킬 필요성이 낮으므로, 선회에 관한 방향 제어 밸브의 센터 바이패스 개구는 비교적 크게 설정된다.
또한, 예를 들어 붐 상승에 관한 방향 제어 밸브의 센터 바이패스 개구는 다음과 같이 설정되어 있다. 오퍼레이터가 조작 레버를 약간만 경도한 경우, 오퍼레이터는 저속도에서의 붐 상승을 요구하고 있게 된다. 그러나, 현수 작업 시에는 버킷에 부하가 가해지므로 붐 부하가 높고, 붐을 구동하기 위해서는 펌프압을 상승시킬 필요성이 높다. 그로 인해, 붐 실린더에 작동유를 공급하기 위해, 붐 상승의 센터 바이패스 개구는 비교적 작게 설정된다.
이와 같이, 동일한 레버 조작량이라도, 조작 대상의 액추에이터의 부하나 속도에 따라서는, 조작성과 효율을 양립하는 최적의 센터 바이패스 개구가 다르다. 또한, 일반적으로, 유압 셔블 등에 탑재되는 유압 시스템에서는 1개의 유압 펌프로부터의 토출되는 작동유는 복수의 유압 액추에이터를 구동하기 위해 방향 제어 밸브에 의해 적절히 분류되도록 되어 있다. 상기의 오픈 센터 방식에서는, 각 방향 제어 밸브의 센터 바이패스 라인은 직렬로 접속되어 있고, 복수의 액추에이터의 센터 바이패스 개구의 합성이, 펌프압과, 액추에이터측으로 유입되는 유량을 결정하고 있다.
도 3은 본 발명의 비교예에 관한 유압 셔블에 있어서의 유압 시스템의 개략 구성도이다. 이 도면에 도시하는 유압 시스템은, 도 2에 도시한 유압 시스템(100)으로부터 개폐 밸브(25)와 전자기 전환 밸브(26)를 생략한 것에 상당한다. 본 실시 형태와 달리, 선회 붐 상승 시에는, 상부 선회체(50)는 유압 선회 모터(3)와 전동 선회 모터(14)에 의해 구동된다.
이 도면에 도시한 오픈 센터 방식의 유압 시스템과 같이, 선회의 제어에 관한 방향 제어 밸브(2)와 붐의 제어에 관한 방향 제어 밸브(15)가 동일 라인에 배치되어 있으면, 다음과 같은 현상이 발생한다. 여기서는 당해 현상에 대해 현수 화물 작업을 상정하여 설명한다.
우선, 오퍼레이터가 붐 상승 단독 조작에 의해 천천히 화물을 들어올리려고 한 것으로 한다. 붐에 관한 방향 제어 밸브(15)의 센터 바이패스 개구는 높은 부하에서도 붐 실린더(16)에 압유를 공급할 수 있도록 폐쇄하고 있으므로, 붐 실린더(16)가 신장하고 화물은 들어올려진다. 원하는 높이까지 화물이 올라가면, 오퍼레이터는 붐 상승 조작을 정지한다.
다음에, 오퍼레이터는 선회 단독 조작에 의해 천천히 화물을 이동시키려고 한 것으로 한다. 화물을 현수하고 있어도 선회의 부하로서는 높지는 않으므로, 선회에 관한 방향 제어 밸브(2)의 센터 바이패스 개구는, 붐에 관한 방향 제어 밸브(15)의 센터 바이패스 개구에 비해 개방되어 있고, 선회체(50)는 천천히 선회한다. 즉, 현수 화물 작업 시, 선회와 붐 각각의 단독 동작에서는, 방향 제어 밸브(2)와 방향 제어 밸브(15)의 센터 바이패스 스로틀은 적절한 스로틀로 되어 있으므로, 펌프압 및 유압 액추에이터(16, 3)로 유입되는 유량은 문제없이 제어된다.
이에 대해, 선회 중에 화물을 비스듬히 상방향으로 이동시키기 위해, 선회 단독 조작을 하고 있는 상태로부터, 붐 상승 조작을 행하여 복합 동작(선회 붐 상승 동작)을 시킨 것으로 한다. 이때, 선회의 방향 제어 밸브(2)와 붐의 방향 제어 밸브(15)는 동일 펌프 라인에 배치되어 있으므로, 붐 상승 조작에 의해 폐쇄된 센터 바이패스 개구는 선회의 센터 바이패스 개구로서도 기능한다. 즉, 선회의 센터 바이패스가 폐쇄된 상태로 되어, 센터 바이패스 유량과 선회 미터 인 유량의 밸런스가 변화된다. 또한, 붐 상승 부하는 선회 부하보다도 크기 때문에, 선회측의 회로에 압유가 유입되기 쉬운 상태로 되어, 오퍼레이터의 의도에 반하여 유압 선회 모터(3)에 압유가 유입되어 선회가 가속되는 경우가 있다. 현수 화물 이동 중에, 조작에 반하여 선회가 가속되어 버리는 것은, 화물이 흔들려 버리는 원인이 되어 바람직한 것은 아니다.
이와 같은 과제에 대해, 상기와 같이 구성된 본 실시 형태에 관한 유압 셔블에 의하면, 선회 붐 상승 시에 펌프압이 상승했다고 해도, 유압 선회 모터(3)로의 작동유의 유입이 개폐 밸브(25)에 의해 저지되므로, 오퍼레이터의 의도에 반하여 선회 속도가 가속하는 사태가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 선회 복합 동작의 유무에 의해 오퍼레이터의 조작 필링이 다른 경우가 없어지므로, 주로 저속 선회 시에 버킷(65)을 목표 위치에 정지시키는 것이 용이해진다.
그런데, 본 실시 형태에서는, 선회 붐 상승 조작 시에 있어서의 상부 선회체(50)의 선회는 전동 선회 모터(14) 단독으로 행하고, 유압 선회 모터(3)에 의한 구동은 행해지지 않는다. 그로 인해, 유압 선회 모터(3)는 전동 선회 모터(14)에 의해 회전되게 된다. 이때, 유압 선회 모터(3)의 입구측으로의 작동유의 흡입은 2개의 메이크업 밸브(7, 8) 중 어느 한쪽을 통해 탱크(4)로부터 행해지고, 유압 선회 모터(3)의 출구측으로부터의 작동유의 토출은 방향 제어 밸브(2)를 통해 탱크(4)에 토출된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유압 시스템(100A)의 개략 구성도이다. 본 실시 형태에서는 유압 선회 모터(3)로의 작동유의 유입을 차단하는 수단으로서, 방향 제어 밸브(2)와 유압 선회 모터(3)를 접속하는 2개의 유로에 전자기 개폐 밸브(28, 29)가 설치되어 있다. 또한, 도시한 전자기 밸브(28, 29)는 유압 선회 모터(3)의 상류측이며, 또한 메이크업 밸브(7, 8) 및 릴리프 밸브(5, 6)의 상류측에 설치되어 있다.
전자기 밸브(28, 29)는 컨트롤러(13)로부터 출력되는 전기 신호에 기초하여 제어된다. 컨트롤러(13)로부터의 전기 신호의 입력이 없는 경우에는, 전자기 전환 밸브(28, 29)는 도 4에 도시한 위치[OFF 위치(개방 위치)]로 전환되어, 방향 제어 밸브(2)와 유압 모터(3)의 연통이 보유 지지된다. 한편, 컨트롤러(13)로부터 전기 신호의 입력이 있었던 경우에는, 전자기 전환 밸브(28, 29)가 도 4에 있어서의 상방[ON 위치(폐쇄 위치)]으로 이동하여, 방향 제어 밸브(2)로부터의 유로를 차단함과 함께 유압 선회 모터(3)로부터의 유로를 탱크(4)와 연통한다. 이에 의해 전자기 밸브(28, 29)는 유압 펌프(1)로부터 유압 모터(3)로의 작동유의 공급을 차단한다. 또한, 그때, 전동 모터(14)에 회전되는 유압 모터(3)에 의한 오일의 흡입은 선회 메이크업 밸브[8(7)], 또는 유압 펌프(1)로부터의 압유를 차단하고 있는 전자기 밸브[28(29)]를 통해 행해진다.
상기와 같이 구성되는 유압 시스템(100A)에 있어서, 컨트롤러(13)는 오퍼레이터에 의해 선회 붐 상승 조작이 행해졌다고 판정한 경우에는, 전기 신호를 출력함으로써 전자기 밸브(28, 29)를 ON 위치로 전환한다. 이에 의해 유압 펌프(1)로부터의 작동유는 유압 모터(3)에 도착하기 전에 전자기 밸브(28) 또는 전자기 밸브(29)에 의해 차단된다. 한편, 선회 붐 상승 조작이 행해지지 않았다고 판정한 경우에는, 컨트롤러(13)는 전기 신호를 전자기 밸브(28, 29)에 출력하지 않으므로, 전자기 밸브(28, 29)는 OFF 위치에 보유 지지된다. 이에 의해, 유압 펌프(1)로부터의 작동유는 미터 인 유로(72)로부터 방향 제어 밸브(2)를 통해 유압 선회 모터(3)에 도입될 수 있다.
이와 같이 구성한 실시 형태에 있어서도, 선회 붐 상승 시에 펌프압이 높아졌다고 해도, 그 압유는 유압 모터(3)로는 유입되지 않으므로, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기에서는 선회 붐 상승 시에 2개의 전자기 밸브(28, 29)를 ON 위치로 전환하는 경우에 대해 설명하였지만, 당해 2개의 전자기 밸브(28, 29) 중 조작 레버(10)에 의한 선회 지시 방향에 대응하는 한쪽의 전자기 밸브만을 ON 위치로 전환하는 것뿐이어도 된다. 이 경우에는, 유압 모터(3)로부터의 복귀유는 OFF 위치에 있는 다른 쪽의 전자기 밸브와 방향 제어 밸브(2)를 통해 탱크(4)로 복귀되기 때문이다. 예를 들어, 압력 센서(11)의 검출값이 상승하는 방향으로 조작 레버(10)가 조작된 경우에는, 전자기 밸브(28)를 향해 작동유가 공급되게 되므로, 전자기 밸브(28)만을 ON 위치로 전환하고, 전자기 밸브(29)는 OFF 위치의 상태로 보유 지지해도 된다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유압 시스템(100B)의 개략 구성도이다. 본 실시 형태에서는 방향 제어 밸브(2)에 작용하는 파일럿압(제어 신호)을 차단하는 장치(차단 장치)로서 전자기 개폐 밸브(30, 31)를 구비하고 있고, 선회 붐 상승 시에는 당해 전자기 밸브(30, 31)에 의해 유압 선회 모터(3)로의 작동유의 유입을 차단하고 있다.
전자기 밸브(30, 31)는 컨트롤러(13)로부터 출력되는 전기 신호에 기초하여 제어된다. 컨트롤러(13)로부터의 전기 신호의 입력이 없는 경우에는, 전자기 밸브(30, 31)는 도 5에 도시한 위치[OFF 위치(개방 위치)]로 전환되어, 조작 레버(10)에 의해 생성되는 파일럿압이 방향 제어 밸브(2)에 작용 가능하게 되어 있다. 한편, 컨트롤러(13)로부터 전기 신호의 입력이 있었던 경우에는, 전자기 밸브(30, 31)가 도 5에 있어서의 상방[ON 위치(폐쇄 위치)]으로 이동하여, 조작 레버(10)에 의해 생성되는 파일럿압이 방향 제어 밸브(2)에 작용하는 것이 차단된다. 이에 의해 방향 제어 밸브(2)는 중립 위치에 보유 지지되므로, 유압 펌프(1)로부터 유압 모터(3)로의 작동유의 공급은 차단된다.
상기와 같이 구성되는 유압 시스템(100B)에 있어서, 컨트롤러(13)는 오퍼레이터에 의해 선회 붐 상승 조작이 행해졌다고 판정한 경우에는, 전기 신호를 출력함으로써 4개의 전자기 밸브(28, 29, 30, 31)를 ON 위치로 전환한다. 이 중 2개의 전자기 밸브(30, 31)는 방향 제어 밸브(2)에 작용하는 파일럿압(제어 신호)을 차단하므로, 방향 제어 밸브(2)는 중립 위치에 보유 지지된다. 이에 의해, 유압 펌프(1)로부터 유압 모터(3)로의 작동유의 공급이 차단된다. 또한, 나머지 2개의 전자기 밸브(28, 29)는 유압 선회 모터(3)를 탱크(4)에 접속한다. 이에 의해, 선회 붐 상승 시에 전동 모터(14)에 의해 회전되는 유압 모터(3)에 의한 작동유의 흡입이 선회 메이크업 밸브[8(7)]를 통해 행해지고, 토출이 전자기 밸브(28, 29)의 한쪽을 통해 행해진다[복귀유는 최종적으로 탱크(4)로 복귀됨].
한편, 선회 붐 상승 조작이 행해지지 않았다고 판정한 경우에는, 컨트롤러(13)는 전기 신호를 어떤 전자기 밸브(28, 29, 30, 31)에도 출력하지 않으므로, 전자기 밸브(28, 29, 30, 31)는 OFF 위치에 보유 지지된다. 이에 의해, 유압 펌프(1)로부터의 작동유는 조작 레버(10)의 조작 방향 및 조작량에 따라서 방향 제어 밸브(2)를 통해 유압 선회 모터(3)에 도입될 수 있다.
따라서, 상기와 같이 구성한 실시 형태에 있어서도, 선회 붐 상승 시에 펌프압이 높아졌다고 해도, 그 압유는 유압 모터(3)로는 유입되지 않으므로, 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제2 실시 형태에서는, 유압 펌프(1)로부터의 작동유는 유압 모터(3)에는 흐르지 않지만, 방향 제어 밸브(2)의 센터 바이패스 회로를 교축하고 있었으므로, 교축 손실을 증가시키는 것으로 되어 있었지만, 본 실시 형태에 의하면, 방향 제어 밸브(2)의 센터 바이패스는 폐쇄된 상태로 보유 지지되므로, 붐 상승에 최적인 센터 바이패스 개구에서 붐 실린더(16)를 제어할 수 있다.
또한, 상기에서는 선회 붐 상승 시에 4개의 전자기 밸브(28, 29, 30, 31)를 ON 위치로 전환하는 경우에 대해 설명하였지만, 당해 4개의 전자기 밸브(28, 29, 30, 31) 중 조작 레버(10)에 의한 선회 지시 방향에 관계되는 2개의 전자기 밸브를 ON 위치로 전환하는 것뿐이어도 된다. 예를 들어, 압력 센서(11)의 검출값이 상승하는 방향으로 조작 레버(10)가 조작된 경우에는, 전자기 밸브(30)와 전자기 밸브(29)를 ON 위치로 전환하고, 나머지 전자기 밸브(31, 28)는 OFF 위치인 상태로 보유 지지해도 된다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 유압 시스템(100C)의 개략 구성도이다. 본 실시 형태에서는 유압 선회 모터(3)로의 압유 유입을 차단하는 수단은 제3 실시 형태와 동일한 전자기 밸브(30, 31)이지만, 선회 붐 상승 시의 유압 모터(3)를 탱크(4)에 접속하는 수단으로서, 가변 릴리프 밸브(33, 34)를 사용하고 있는 점에서 제3 실시 형태와 다르다.
가변 릴리프 밸브(33, 34)는 앞의 각 실시 형태에 있어서의 릴리프 밸브(5, 6) 대신에, 유압 모터(3)의 회로에 설치된 것이고, 컨트롤러(13)로부터의 신호로 릴리프압을 임의로 변경할 수 있다. 컨트롤러(13)가, 선회 붐 상승 조작이 행해졌다고 판정한 경우, 가변 릴리프 밸브(33, 34)의 릴리프압은 유압 모터(3)로부터의 복귀유가 용이하게 탱크(4)에 흐를 정도까지 컨트롤러(13)로부터의 신호에 의해 충분히 저감된다. 그 밖의 경우의 릴리프압은 릴리프 밸브(5, 6)와 동일한 설정압으로 유지된다.
상기와 같이 구성되는 유압 시스템(100C)에 있어서, 컨트롤러(13)는 오퍼레이터에 의해 선회 붐 상승 조작이 행해졌다고 판정한 경우에는, 전기 신호를 출력함으로써 2개의 전자기 밸브(30, 31)를 ON 위치로 전환함과 함께 가변 릴리프 밸브(33, 34)의 릴리프압을 저감한다. 이에 의해, 유압 펌프(1)로부터 유압 모터(3)로의 작동유의 공급이 차단된다. 또한, 선회 붐 상승 시에 전동 모터(14)에 의해 회전되는 유압 모터(3)에 의한 작동유의 흡입이 선회 메이크업 밸브[8(7)]를 통해 행해지고, 토출이 2개의 릴리프 밸브(33, 34)의 한쪽을 통해 행해진다. 따라서, 상기와 같이 구성한 실시 형태에 있어서도 제3 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 유압 시스템(100D)의 개략 구성도이다. 본 실시 형태에서는, 유압 선회 모터(3)로의 압유 유입을 차단하는 수단은 제3 실시 형태와 동일한 전자기 밸브(30, 31)이지만, 선회 붐 상승 시의 유압 모터(3)를 탱크(4)에 접속하는 수단으로서, 2개의 파일럿 체크 밸브(35, 36)를 사용하고 있는 점에서 제3 실시 형태와 다르다.
2개의 파일럿 체크 밸브(35, 36)는 앞의 각 실시 형태에 있어서의 2개의 메이크업 밸브(7, 8) 대신에, 유압 모터(3)의 회로에 설치된 것이고, 컨트롤러(13)로부터의 신호에 따라서 전자기 밸브(37)를 통해 출력되는 파일럿압에 의해 역류 가능해진다.
전자기 밸브(37)는 컨트롤러(13)로부터의 전기 신호의 입력이 있었던 경우에 도 7 중 상방(ON 위치)으로 이동하고, 당해 ON 위치에 있어서, 유압원(9)을 통해 파일럿 펌프로부터 출력되는 파일럿압을 2개의 파일럿 체크 밸브(35, 36)에 작용시킨다. 이에 의해 파일럿 체크 밸브(35, 36)를 통해 작동유가 탱크(4)에 흐르는 것이 허가된다. 한편, 컨트롤러(13)로부터의 전기 신호의 입력이 없는 경우에는, 전자기 밸브(37)는 도 7에 도시한 OFF 위치에 보유 지지되고, 파일럿 체크 밸브(35, 36)를 통해 작동유가 탱크(4)에 흐르는 것은 제한된다.
상기와 같이 구성되는 유압 시스템(100D)에 있어서, 컨트롤러(13)는 오퍼레이터에 의해 선회 붐 상승 조작이 행해졌다고 판정한 경우에는, 전기 신호를 출력함으로써 2개의 전자기 밸브(30, 31)를 ON 위치로 전환함과 함께 전자기 밸브(37)를 ON 위치로 전환한다. 이에 의해, 유압 펌프(1)로부터 유압 모터(3)로의 작동유의 공급이 차단된다. 또한, 전자기 밸브(37)를 통해 출력되는 파일럿압에 의해 파일럿 체크 밸브(35, 36)가 개방된다. 이에 의해, 선회 붐 상승 시의 유압 모터(3)에 의한 작동유의 흡입 및 토출이 2개의 파일럿 체크 밸브(35, 36)를 통해 행해진다. 따라서, 상기와 같이 구성한 실시 형태에 있어서도 제3 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
그런데, 상기의 각 실시 형태에서는 선회와 붐 상승의 복합 동작에 대해 기술하였지만, 본 발명의 과제로 하는 선회 복합 동작 시의 선회 가속(속도 변화)이 일어나는 조건으로서는, 유압 펌프의 토출압이 상승하는 것이므로, 붐(61)과의 복합으로 한정하는 것은 아니고, 다른 액추에이터와의 복합이어도 본 발명은 유효하다.
또한, 상기의 각 실시 형태에서는, 모든 방향 제어 밸브에 유압 펌프가 접속된 패러렐 회로를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 유압 선회 모터와 다른 유압 액추에이터가 오퍼레이터에 의해 동시에 조작된 경우에, 부하가 작은 유압 선회 모터에 보다 많은 작동유가 흐르는 것이면 적용 가능하다. 즉, 붐 실린더를 포함하는 다른 유압 액추에이터에 우선하여 유압 선회 모터가 상류측에 배치되는 탠덤 회로에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다. 또한, 오픈 센터 방식뿐만 아니라, 클로즈드 센터 방식의 방향 제어 밸브를 이용하는 경우에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다.
또한, 상기의 각 실시 형태에서는, 조작 장치(10)로부터 출력되는 파일럿압(유압 조작 신호)을 압력 센서(11, 12)로 검출하여 전기 신호로 변환하여 컨트롤러(13)에 출력하고 있지만, 조작 레버(10)의 조작량에 따른 전기 조작 신호를 직접 출력하는 구성을 채용해도 된다. 이 경우에는, 조작 레버(10)의 회전 변위를 검출하는 위치 센서(예를 들어, 로터리 인코더)를 이용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 파일럿압을 작용시켜 방향 제어 밸브(2)의 스풀 위치를 제어하고 있지만, 방향 제어 밸브(2)를 전기 신호에 의해 스풀 위치가 제어되는 전자기 밸브로 해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 압력 센서(11, 12)만으로 조작 레버(10)의 조작량을 검출하고 있지만, 예를 들어 압력 센서(11, 12)와 상기 위치 센서의 조합 등, 검출 방식이 다른 센서를 조합하여 사용할 수도 있다. 이와 같이 하면, 하나의 센서에 문제가 발생한 경우에도 다른 센서로 대응할 수 있으므로, 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내의 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 본 발명은 상기의 실시 형태에서 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되지 않고, 그 구성의 일부를 삭제한 것도 포함된다. 또한, 어느 실시 형태에 이와 같은 구성의 일부를, 다른 실시 형태에 관한 구성에 추가 또는 치환하는 것이 가능하다.
1 : 펌프
2 : 선회 방향 제어 밸브
3 : 유압 선회 모터
4 : 탱크
5 : 릴리프 밸브
6 : 릴리프 밸브
7 : 메이크업 밸브
8 : 메이크업 밸브
9 : 파일럿 펌프로부터의 유압원
10 : 선회 조작 레버
11 : 선회 파일럿 압력 센서
12 : 선회 파일럿 압력 센서
13 : 컨트롤러
14 : 전동 선회 모터
15 : 붐 방향 제어 밸브
16 : 붐 실린더
17 : 탱크
19 : 붐 조작 레버
20 : 압력 센서
22 : 체크 밸브
23 : 체크 밸브
24 : 릴리프 밸브
25 : 개폐 밸브
26 : 전자기 밸브
28 : 전자기 밸브
29 : 전자기 밸브
30 : 전자기 밸브
31 : 전자기 밸브
33 : 가변 릴리프 밸브
34 : 가변 릴리프 밸브
35 : 파일럿 체크 밸브
36 : 파일럿 체크 밸브
37 : 전자기 밸브
50 : 상부 선회체
61 : 붐

Claims (5)

  1. 선회체(50)와,
    유압 펌프(1)와,
    당해 유압 펌프로부터의 작동유로 상기 선회체를 구동하는 유압 모터(3)와,
    당해 유압 모터와 함께 또는 단독으로, 상기 선회체를 구동하는 전동 모터(14)와,
    상기 선회체와 동시에 동작하는 경우가 있고, 상기 유압 펌프로부터의 작동유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(16)를 구비하고,
    상기 선회체는 상기 유압 액추에이터와 동시에 동작할 때, 상기 전동 모터만으로 선회되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때, 상기 유압 모터는 상기 유압 펌프로부터의 작동유의 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유압 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되어, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브(2)와,
    상기 유압 펌프와 상기 방향 제어 밸브를 접속하는 유로에 설치된 개폐 밸브(25)를 더 구비하고,
    상기 개폐 밸브는 상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때에 폐쇄 위치로 전환되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유압 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되어, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브(2)와,
    상기 방향 제어 밸브와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치된 개폐 밸브(28, 29)를 더 구비하고,
    상기 개폐 밸브는 상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때에 폐쇄 위치로 전환되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
  5. 제2항에 있어서, 상기 유압 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되어, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하기 위한 방향 제어 밸브(2)와,
    상기 선회체와 상기 유압 액추에이터가 동시에 동작할 때, 상기 방향 제어 밸브에 작용하는 제어 신호를 차단하는 차단 장치(30, 31)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
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