KR102028416B1

KR102028416B1 - 건설 기계의 유압 구동 장치

Info

Publication number: KR102028416B1
Application number: KR1020187023804A
Authority: KR
Inventors: 가즈시게 모리; 하지메 요시다; 요시후미 다케바야시; 나츠키 나카무라; 다이스케 오카
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 겡키 티에라
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2019-10-04
Also published as: US20200340206A1; CN108934171A; JPWO2018173289A1; KR20180116271A; EP3604685B1; WO2018173289A1; US11280059B2; CN108934171B; JP6560831B2; EP3604685A4; EP3604685A1

Abstract

블레이드에 의한 플로트 상태에서의 고르기 작업과 잭 업 동작을 행할 수 있도록 한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서, 블레이드에 의한 잭 업 동작 중에 오퍼레이터가 오조작을 한 경우에도 기체의 강하를 방지할 수 있음과 함께, 블레이드를 플로트 상태로 하여 양호한 고르기 작업을 행할 수 있도록 한다. 플로트 스위치(37)와 플로트 밸브(38)와 컨트롤러(34)를 설치하고, 잭 업 상태가 아닐 때에는 플로트 스위치(37)의 조작으로 플로트 밸브(38)를 플로트 위치(VI)로 전환하고, 플로트 밸브(38)가 플로트 위치(VI)에 있는 상태에서 조작 레버 장치(22)가 조작되었을 때에는 플로트 밸브(38)를 플로트 위치(VI)로부터 통상 위치(V)로 전환하고, 플로트 밸브(38)가 통상 위치(V)에 있으며 또한 잭 업 상태에서 플로트 스위치(37)가 조작되었을 때에는 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로 유지한다.

Description

건설 기계의 유압 구동 장치

본 발명은 유압 셔블의 유압 구동 장치에 관한 것이며, 특히, 하부 주행체의 전방부에 블레이드를 설치하고, 블레이드에 의한 플로트 상태에서의 고르기 작업과 잭 업 동작을 행할 수 있도록 한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 관한 것이다.

블레이드에 의한 플로트 상태에서의 고르기 작업과 잭 업 동작을 행할 수 있도록 한 유압 셔블의 유압 구동 장치로서, 특허문헌 1의 도 5에, 특허문헌 1의 발명의 종래 기술로서 기재된 것이 있다. 이 도 5에 기재된 종래 기술에 있어서는, 블레이드용의 방향 전환 밸브는, 블레이드를 정지시키는 중립 위치와, 블레이드 하강 방향으로 구동하는 전환 위치와, 블레이드를 상승 방향으로 구동하는 전환 위치에 더하여, 블레이드를 플로트 상태로 하는 플로트 위치를 갖고, 블레이드용의 조작 레버 장치를 조작하여 방향 전환 밸브를 플로트 위치로 전환하면, 블레이드 실린더의 로드측 유실과 보텀측 유실이 탱크에 연통하는 구성으로 되어 있다. 이에 의해 방향 전환 밸브를 플로트 위치로 전환함으로써 블레이드는 고정되지 않은 플로트 상태가 된다. 이때, 블레이드는 그 자중에 의해 강하하여 지면과 접촉한다. 이 상태에서 유압 셔블을 전진 또는 후진시키면, 블레이드가 플로트 상태에 있기 때문에, 지면에 기복이 있어도 그 기복 형상에 추종시킬 수 있으며, 블레이드를 항상 지면에 접촉시키면서 고르기 작업을 행할 수 있다.

또한, 특허문헌 1은, 도 1에, 도 5에 기재된 종래 기술에 있어서의 방향 전환 밸브의 플로트 위치 대신에, 블레이드 실린더의 보텀측 유실에 통하는 급배 유로를 차단하는 한편, 로드측 유실에 통하는 급배 유로를 탱크에 연통시키는 전환 위치(플로트 위치)를 블레이드용의 방향 전환 밸브에 부가하는 구성을 제안하고 있다. 또한, 도 4에, 방향 전환 밸브에 전환 위치를 부가하는 도 1의 구성 대신에, 블레이드 실린더의 로드측 유실에 연통하는 급배 유로에 전환 밸브(플로트 밸브)를 설치하여, 도 1의 구성과 동등한 동작을 얻는 것을 제안하고 있다.

일본 특허 공개 제2002-088796호 공보

유압 셔블의 블레이드는 고르기 작업 뿐만 아니라, 프론트 작업기와 함께 조작함으로써, 섀시 장치를 정비하는 경우나 크롤러를 세정하는 경우 등에 취해지는 자세인 잭 업을 하는 경우에도 사용된다.

그러나, 특허문헌 1의 도 5에 도시하는 종래 기술에 있어서는, 잭 업 동작시에 잘못하여 블레이드용의 방향 전환 밸브를 플로트 위치로 전환한 경우에, 블레이드가 플로트 상태가 되어, 기체를 강하시켜버린다.

특허문헌 1의 도 1 혹은 도 4에 도시하는 종래 기술에서는, 방향 전환 밸브 혹은 플로트 밸브가 플로트 위치에 있는 경우에, 블레이드 실린더의 로드측 유실을 탱크에 연통시키고, 보텀측 유실을 탱크로 연통시키지 않고 급배 유로를 폐쇄함으로써, 잭 업 동작 중에 잘못하여 오퍼레이터가 방향 전환 밸브 혹은 플로트 밸브를 플로트 위치로 전환해도, 블레이드 실린더의 보텀측 유실로의 급배 유로는 폐쇄되어 있기 때문에, 블레이드는 올라가는 방향으로 동작하지 않아, 기체의 강하를 방지할 수 있다.

그러나, 특허문헌 1의 도 1 혹은 도 4에 도시하는 종래 기술에서는, 오퍼레이터가 방향 전환 밸브 혹은 플로트 밸브를 플로트 위치로 전환하여 블레이드를 플로트 상태로 했을 때, 블레이드 실린더의 보텀측 유실로의 급배 유로가 폐쇄되어 있기 때문에, 블레이드는 자중으로는 강하하지 않거나, 혹은 강하하기 어렵고, 블레이드가 지면의 요철에 추종하지 않아, 양호한 고르기 작업을 행할 수 없다.

본 발명의 목적은, 블레이드에 의한 플로트 상태에서의 고르기 작업과 잭 업 동작을 행할 수 있도록 한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서, 블레이드에 의한 잭 업 동작 중에 오퍼레이터가 오조작을 한 경우에도 기체의 강하를 방지할 수 있으며, 게다가 블레이드를 플로트 상태로 하여 양호한 고르기 작업을 행할 수 있는 유압 구동 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하부 주행체 및 이 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체를 갖는 차체와, 상기 상부 선회체에 상하 방향으로 회동 가능하게 설치된 프론트 작업기와, 상기 하부 주행체의 전방부에 설치된 블레이드를 구비한 유압 셔블의 유압 구동 장치이며, 적어도 하나의 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 각각 제어하는 복수의 방향 전환 밸브와, 파일럿 유압원에 접속되며, 이 파일럿 유압원의 유압을 원압으로 해서 상기 복수의 방향 전환 밸브를 조작하기 위한 제어 파일럿압을 생성하는 복수의 조작 레버 장치를 구비하고, 상기 복수의 액추에이터는 상기 블레이드를 구동하기 위한 블레이드 실린더를 포함하고, 상기 복수의 방향 전환 밸브는 상기 블레이드 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 블레이드용의 방향 전환 밸브를 포함하고, 상기 복수의 조작 레버 장치는 상기 블레이드용의 방향 전환 밸브를 조작하기 위한 제어 파일럿압을 생성하는 블레이드용의 조작 레버 장치를 포함하는 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서, 플로트 지시 장치와, 상기 블레이드 실린더의 구동을 가능하게 하는 통상 위치와, 상기 블레이드 실린더의 보텀측 유실과 로드측 유실을 탱크에 연통시켜, 상기 블레이드를 플로트 상태로 하는 플로트 위치를 갖는 플로트 밸브와, 상기 블레이드가 상기 차체를 잭 업하고 있는 상태에 있지 않을 때에는, 상기 플로트 지시 장치가 조작되었을 때에 상기 플로트 밸브를 상기 플로트 위치로 전환하고, 상기 플로트 밸브가 상기 플로트 위치에 있는 상태에서 상기 블레이드용의 조작 레버 장치가 조작되었을 때에는, 상기 플로트 밸브를 상기 플로트 위치로부터 상기 통상 위치로 전환함과 함께, 상기 플로트 밸브가 상기 통상 위치에 있으며 또한 상기 블레이드가 상기 차체를 잭 업하고 있는 상태에서 상기 플로트 지시 장치가 조작되었을 때에는, 상기 플로트 지시 장치의 지시에 상관없이 상기 플로트 밸브를 상기 통상 위치로 유지하는 플로트 제어 장치를 구비하는 것으로 한다.

이와 같이 플로트 지시 장치와 플로트 밸브와 플로트 제어 장치를 설치하고, 블레이드가 차체를 잭 업하고 있는 상태에 있지 않을 때에는, 플로트 지시 장치가 조작되었을 때에 플로트 밸브를 플로트 위치로 전환하도록 함으로써, 플로트 위치에 있어서 블레이드 실린더의 보텀측 유실과 로드측 유실은 탱크에 연통하기 때문에, 블레이드를 플로트 상태로 하여 양호한 고르기 작업을 행할 수 있다.

또한, 플로트 지시 장치와 플로트 밸브와 플로트 제어 장치를 설치하고, 플로트 밸브가 통상 위치에 있으며 또한 블레이드가 차체를 잭 업하고 있는 상태에서 플로트 지시 장치가 조작되었을 때에는, 플로트 지시 장치의 지시에 상관없이 플로트 밸브를 통상 위치로 유지하도록 함으로써, 플로트 지시 장치가 조작되어도 블레이드 실린더의 보텀측 유실과 로드측 유실은 탱크에 연통하지 않기 때문에, 블레이드에 의한 잭 업 동작 중에 오퍼레이터가 오조작을 한 경우에도 기체의 강하를 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 블레이드에 의한 플로트 상태에서의 고르기 작업과 잭 업 동작을 행할 수 있도록 한 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서, 블레이드에 의한 잭 업 동작 중에 오퍼레이터가 오조작을 한 경우에도 기체의 강하를 방지할 수 있으며, 게다가 블레이드를 플로트 상태로 하여 양호한 고르기 작업을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 건설 기계의 유압 구동 장치를 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 컨트롤러의 제어 기능을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 프론트 작업기와 블레이드의 잭 업 동작에 의해 유압 셔블의 차체가 잭 업되어 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 건설 기계의 유압 구동 장치를 나타내는 유압 회로도이다.
도 6은 블레이드용 조작 레버 장치를 붐 하강 방향으로 조작했을 때의 레버 스트로크와 제어 파일럿압과 블레이드용의 방향 전환 밸브의 전환 위치의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 있어서의 컨트롤러의 제어 기능을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 3톤 클래스의 유압 셔블에 있어서의 블레이드의 잭 업 동작시에 블레이드 실린더의 보텀측 유실 및 로드측 유실에 발생하는 대표적인 압력을 제1 판정 압력 및 제2 판정 압력과 비교하여 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라 설명한다.

<제1 실시 형태>

∼구성∼

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 건설 기계의 유압 구동 장치를 나타내는 유압 회로도이다. 본 실시 형태에 있어서, 건설 기계는 소형의 유압 셔블이다.

도 1에 있어서, 본 실시 형태의 유압 구동 장치는 원동기(예를 들어 디젤 엔진, 이하 엔진이라 함)(1)와, 엔진(1)에 의해 구동되는 메인 펌프인 제1 유압 펌프(P1), 제2 유압 펌프(P2) 및 제3 유압 펌프(P3)와, 제1, 제2 및 제3 유압 펌프(P1, P2, P3)와 연동하여 엔진(1)에 의해 구동되는 파일럿 펌프(P4)와, 제1 유압 펌프(P1)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터(17, 18, 19)와, 제2 유압 펌프(P2)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터(15, 16)와, 제3 유압 펌프(P3)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터(12, 13, 14)와, 컨트롤 밸브(2)를 구비하고 있다.

제1 및 제2 유압 펌프(P1, P2)는 가변 용량형의 유압 펌프이다. 또한, 제1 및 제2 유압 펌프(P1, P2)는 공통의 레귤레이터(41)를 구비한 스플릿 플로 타입의 유압 펌프(42)에 의해 구성되며, 스플릿 플로 타입의 유압 펌프(42)의 2개의 토출 포트가 제1 및 제2 유압 펌프(P1, P2)로서 기능한다. 제3 유압 펌프(P3)는 고정 용량형의 유압 펌프이다. 레귤레이터(41)는, 제1, 제2 및 제3 유압 펌프(P1, P2, P3)의 토출압이 유도되며, 그것들의 압력의 상승에 의해 제1 및 제2 유압 펌프(P1, P2)의 틸팅(용량)을 감소시키는 토크 제어(마력 제어) 피스톤(41a, 41b, 41c)과, 제1, 제2 및 제3 유압 펌프(P1, P2, P3)가 이용 가능한 최대 토크를 설정하는 스프링(41e)을 구비하고 있다. 소형의 유압 셔블에서는 설치 스페이스의 제약으로부터 스플릿 플로 타입의 유압 펌프(42)를 포함하는 3 펌프 시스템에 의해 유압 구동 장치를 구성하는 것이 유효하다.

액추에이터(12)는 블레이드 실린더이고, 액추에이터(13)는 선회 모터이고, 액추에이터(14)는 스윙 실린더이고, 액추에이터(15, 17)는 좌우의 주행 모터이고, 액추에이터(16)는 암 실린더이고, 액추에이터(18)는 붐 실린더이고, 액추에이터(19)는 버킷 실린더이다.

컨트롤 밸브(2)는 제1 유압 펌프(P1)의 압유 공급 유로에 접속되며, 제1 유압 펌프(P1)로부터 액추에이터(17, 18, 19)에 공급되는 압유의 방향을 각각 제어하는 오픈 센터형의 복수의 방향 전환 밸브(9, 10, 11)와, 제2 유압 펌프(P2)로부터 액추에이터(15, 16)에 공급되는 압유의 방향을 각각 제어하는 오픈 센터형의 복수의 방향 전환 밸브(7, 8)와, 제3 유압 펌프(P3)로부터 액추에이터(12, 13, 14)에 공급되는 압유의 방향을 각각 제어하는 오픈 센터형의 복수의 방향 전환 밸브(3, 4, 5)와, 제1, 제2 및 제3 유압 펌프(P1, P2, P3)의 압유 공급 유로에 설치되어 제1 유압 펌프(P1)의 토출압을 제한하는 메인 릴리프 밸브(26)와, 제2 유압 펌프(P2)의 토출압을 제한하는 메인 릴리프 밸브(27)와, 제3 유압 펌프(P3)의 토출압을 제한하는 메인 릴리프 밸브(28)를 갖고 있다. 메인 릴리프 밸브(26, 27, 28)의 출측은 컨트롤 밸브(2) 내에서 탱크 유로(30)에 접속되어, 탱크(T)에 접속되어 있다. 이와 같이 본 실시 형태의 유압 구동 장치는 오픈 센터형의 방향 전환 밸브(3 내지 11)를 구비한 오픈 센터 시스템으로서 구성되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 유압 구동 장치는 파일럿 펌프(P4)의 압유 공급 유로에 접속되며, 파일럿 펌프(P4)의 압력을 일정하게 유지하는 파일럿 릴리프 밸브(29)와, 파일럿 펌프(P4)의 압유 공급 유로에 접속되며, 파일럿 펌프(P4)의 유압을 원압으로 해서 방향 전환 밸브(3 내지 11)를 조작하기 위한 제어 파일럿압(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p)을 생성하기 위한 리모컨 밸브를 구비한 조작 레버 장치(20, 21, 22) 및 조작 페달 장치(23, 24)를 구비하고 있다. 조작 레버 장치(20)는 붐용 조작 레버 장치(20a)와 버킷용 조작 레버 장치(20b)를 갖고, 조작 레버 장치(21)는 암용 조작 레버 장치(21a)와 선회용 조작 레버 장치(21b)를 갖고 있다. 조작 레버 장치(22)는 블레이드용이다. 조작 페달 장치(23)는 우측 주행용 조작 페달 장치(23a)와 좌측 주행용 조작 페달 장치(23b)를 갖고 있다. 조작 페달 장치(24)는 스윙용이다.

도 2는 본 실시 형태에 관한 소형의 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.

도 2에 있어서, 유압 셔블은 상부 선회체(300)와, 하부 주행체(301)와, 프론트 작업기(302)를 구비하고, 상부 선회체(300)는 하부 주행체(301)를 선회 모터(13)의 회동에 의해 선회가 가능하다. 상부 선회체(300)와 하부 주행체(301)는 차체를 구성한다.

상부 선회체(300)의 전방부에는 스윙 포스트(303)가 설치되며, 이 스윙 포스트(303)에 프론트 작업기(302)가 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 프론트 작업기(302)는 다관절 구조의 붐(306), 암(307), 버킷(308)을 갖고, 조작 레버 장치(20, 21)의 조작 레버를 조작하여 붐 실린더(18), 암 실린더(16), 버킷 실린더(19)를 신축시킴으로써 붐(306), 암(307), 버킷(308)이 회동하고, 프론트 작업기(302)의 자세가 변화된다.

하부 주행체(301)는 좌우의 크롤러식 주행 장치(301a, 301b)를 구비하고, 주행 모터(15, 17)에 의해 주행 장치(301a, 301b)를 구동함으로써 주행을 행한다. 좌우의 크롤러식 주행 장치(301a, 301b) 사이의 중앙 프레임에는 블레이드(304)가 설치되며, 블레이드(304)는 블레이드 실린더(12)의 신축에 의해 상하 동작을 행한다(도 4 참조).

도 1로 되돌아가, 본 실시 형태의 유압 구동 장치는, 그 특징적 구성으로서 블레이드용의 방향 전환 밸브(3)와 블레이드 실린더(12) 사이의 액추에이터 유로에 배치되며, 통상 위치(V)와 플로트 위치(VI)로 전환 가능한 밸브 장치인 플로트 밸브(38)와, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력을 검출하는 제1 압력 센서(32)(잭 업 검출 장치)와, 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력을 검출하는 제2 압력 센서(33)(잭 업 검출 장치)와, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 생성하는 제어 파일럿압(o, p)을 검출하는 제3 및 제4 압력 센서(35, 36)(블레이드 조작 검출 장치)와, 오퍼레이터에 의해 조작되는 플로트 스위치(37)(플로트 지시 장치)와, 제1 및 제2 압력 센서(32, 33)와 제3 및 제4 압력 센서(35, 36)의 검출 신호와 플로트 스위치(37)의 지시 신호에 기초하여 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)와 플로트 위치(VI) 중 어느 것으로 전환하는 컨트롤러(34)를 더 구비하고 있다.

플로트 밸브(38)는 컨트롤러(34)로부터의 제어 신호(전기 신호)에 의해 전환되는 전자 전환 밸브이다. 또한, 플로트 밸브(38)는, 통상 위치(V)에 있을 때에는 블레이드용의 방향 전환 밸브(3)의 2개의 액추에이터 포트를 각각 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)에 접속하고, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3)에 의한 블레이드 실린더(12)의 구동을 가능하게 하며, 플로트 위치(VI)에 있을 때에는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)을 탱크(T)에 접속하고, 블레이드(304)를 플로트 상태로 한다.

도 3은 컨트롤러(34)의 제어 기능을 나타내는 흐름도이다.

우선, 컨트롤러(34)는, 엔진(1)이 시동되었는지 여부를 판정한다(스텝 S100). 이 판정은 엔진(1)의 시동 스위치(도시하지 않음)로부터의 시동 신호가 입력되었는지 여부를 판정함으로써 행한다. 엔진(1)이 시동되지 않았다고 판정한 경우에는, 처리를 종료한다.

엔진(1)이 시동되었다고 판정한 경우, 컨트롤러(34)는 플로트 스위치(37)가 조작되었는지 여부(온인지 여부)를 판정한다(스텝 S110). 이 판정은 플로트 스위치(37)로부터의 지시 신호가 입력되었는지 여부를 판정함으로써 행한다. 플로트 스위치(37)가 조작되지 않았다고(오프라고) 판정한 경우, 컨트롤러(34)는 그 처리를 반복한다. 또한, 플로트 스위치(37)거 조작되었다고(온이라고) 판정한 경우, 컨트롤러(34)는 이어서 블레이드 조작이 행해졌는지 여부를 판정한다(스텝 S120). 이 판정은 제3 및 제4 압력 센서(35, 36)로부터의 검출 신호에 기초하여 행한다. 보다 상세하게는, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)의 제어 파일럿압(o, p)이 탱크압(Pi0)에 불감대 압력을 가산한 유효 최소 압력 이상인지 여부를 판정하며, 제어 파일럿압(o, p)이 유효 최소 압력 이상인 경우에는, 블레이드 조작이 행해져 있다고 판정하고, 제어 파일럿압(o, p)이 유효 최소 압력보다 작은 경우에는, 블레이드 조작이 행해져 있지 않다고 판정한다.

블레이드 조작이 행해져 있다고 판정한 경우, 컨트롤러(34)는 이어서 플로트 기능을 오프로 하는 처리를 행한다(스텝 S160). 이 처리에 있어서, 플로트 스위치(37)가 오프이며, 플로트 밸브(38)가 통상 위치(V)에 있는 경우에는 아무것도 하지 않고, 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로 유지한다. 플로트 스위치(37)가 온이며, 플로트 밸브(38)가 플로트 위치(VI)로 전환되어 있는 경우에는, 플로트 밸브(38)에 출력하고 있었던 제어 신호를 오프로 하고, 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로 전환한다.

스텝 S120에 있어서 블레이드 조작이 행해져 있지 않다고 판정한 경우, 컨트롤러(34)는, 이어서 제1 압력 센서(32)로부터의 검출 신호를 사용하여 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력이 제1 판정 압력(X) 이상인지 여부를 판정하고(스텝 S140), 또한 제2 압력 센서(33)로부터의 검출 신호를 사용하여 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력이 제2 판정 압력(Y) 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S150).

도 8은, 3톤 클래스의 유압 셔블에 있어서의 블레이드(304)의 잭 업 동작시에 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a) 및 로드측 유실(12b)에 발생하는 대표적인 압력을 제1 판정 압력(X) 및 제2 판정 압력(Y)과 비교하여 도시하는 도면이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 제1 판정 압력(X)은, 블레이드(304)의 잭 업 동작시에 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 발생하는 압력(Pa)보다도 낮고, 블레이드(304)로 잭 업 이외의 동작을 행하는 경우에 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 발생하는 압력(Pb1, Pb2)보다도 높은 값으로 설정되며, 제2 판정 압력(Y)은, 잭 업 동작시에 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)에 발생하는 압력(Pc)보다도 높고, 블레이드(304)로 잭 업 이외의 동작을 행하는 경우에 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)에 발생하는 압력(Pd1, Pd2)보다도 낮은 값으로 설정되어 있다.

스텝 S140에 있어서 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력이 제1 판정 압력(X) 이상이라고 판정되고, 스텝 S150에 있어서 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력이 제2 판정 압력(Y) 이하라고 판정된 경우에는, 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에 있다고 판정하여, 컨트롤러(34)는 플로트 기능을 오프로 하는 처리를 행한다(스텝 S160). 스텝 S140에 있어서, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력이 제1 판정 압력(X)보다도 낮다고 판정된 경우, 혹은 스텝 S150에 있어서 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력이 제2 판정 압력(Y)보다도 높다고 판정된 경우에는, 블레이드(304)는 차체를 잭 업하지 않은 상태에 있다고 판정하여, 컨트롤러(34)는 플로트 기능을 온으로 하는 처리를 행한다(스텝 S170). 이와 같이 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력이 제1 판정 압력(X) 이상인지 여부를 볼 뿐만 아니라, 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력이 제2 판정 압력(Y)보다도 높은지 여부를 봄으로써, 잭 업 상태에 있는지 여부를 정확하게 판단할 수 있다.

또한, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)의 한쪽의 압력, 바람직하게는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력만을 보아 잭 업상태에 있는지 여부를 판단해도 된다.

스텝 S160의 플로트 기능을 오프로 하는 처리에서는, 컨트롤러(34)는 플로트 스위치(37)가 오프이며, 플로트 밸브(38)가 통상 위치(V)에 있는 경우에는 아무것도 하지 않고, 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로 유지한다. 또한, 플로트 스위치(37)가 온이며, 플로트 밸브(38)가 플로트 위치(VI)로 전환되어 있는 경우에는 플로트 밸브(38)에 출력하고 있었던 제어 신호를 오프로 하고, 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로 전환한다.

스텝 S170의 플로트 기능을 온으로 하는 처리에서는, 컨트롤러(34)는 플로트 밸브(38)에 제어 신호를 출력하고, 플로트 밸브(38)를 플로트 위치(VI)로 전환한다.

이상에 있어서, 제1 및 제2 압력 센서(32, 33)와 제3 및 제4 압력 센서(35, 36)와 컨트롤러(34)는, 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에 있지 않을 때에는, 플로트 스위치(37)(플로트 지시 장치)가 조작되었을 때에 플로트 밸브(38)를 플로트 위치(VI)로 전환하고, 플로트 밸브(38)가 플로트 위치(VI)에 있는 상태에서 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 조작되었을 때에는, 플로트 밸브(38)를 플로트 위치(VI)로부터 통상 위치(V)로 전환함과 함께, 플로트 밸브(38)가 통상 위치(V)에 있으며 또한 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에서 플로트 스위치(37)(플로트 지시 장치)가 조작되었을 때에는, 플로트 스위치(37)(플로트 지시 장치)의 지시에 상관없이 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로 유지하는 플로트 제어 장치를 구성한다.

∼동작∼

본 실시 형태의 유압 구동 장치의 동작을 설명한다.

<기본 동작>

조작 레버 장치(20a, 20b)의 조작 레버 및 조작 페달 장치(23b)의 조작 페달이 중립일 때, 방향 전환 밸브(9, 10, 11)는 중립 위치에 있으며, 제1 유압 펌프(P1)의 토출유는 방향 전환 밸브(9, 10, 11)를 통해 탱크(T)로 복귀된다. 조작 레버 장치(20a, 20b)의 조작 레버 및 조작 페달 장치(23b)의 조작 페달 중 어느 것을 조작하면 방향 전환 밸브(9, 10, 11)가 전환되고, 각 액추에이터(주행 모터(17), 붐 실린더(18), 버킷 실린더(19))에 대한 압유의 유입·배출 방향과 유량을 제어하여, 각 액추에이터(주행 모터(17), 붐 실린더(18), 버킷 실린더(19))를 작동시킨다.

조작 레버 장치(21a)의 조작 레버 및 조작 페달 장치(23a)의 조작 페달이 중립일 때, 방향 전환 밸브(7, 8)는 중립 위치에 있으며, 제2 유압 펌프(P2)의 토출유는 방향 전환 밸브(7, 8)를 통해 탱크(T)로 복귀된다. 조작 레버 장치(21a)의 조작 레버 및 조작 페달 장치(23a)의 조작 페달 중 어느 것을 조작하면, 방향 전환 밸브(7, 8)가 전환되고, 각 액추에이터(주행 모터(15), 암 실린더(16))에 대한 압유의 유입·배출 방향을 제어하여, 각 액추에이터(주행 모터(15), 암 실린더(16))를 작동시킨다.

제3 유압 펌프(P3)에 대해서도 마찬가지이며, 조작 레버 장치(21b, 22)의 조작 레버 및 조작 페달 장치(24)의 조작 페달이 중립일 때, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유는 방향 전환 밸브(3, 4, 5)를 통해 탱크(T)로 복귀된다. 조작 레버 장치(21b, 22)의 조작 레버 및 조작 페달 장치(24)의 조작 페달 중 어느 것을 조작하면 방향 전환 밸브(3, 4, 5)가 전환되고, 각 액추에이터(블레이드 실린더(12), 선회 모터(13), 스윙 실린더(14))에 대한 압유의 유입·배출 방향을 제어하여, 각 액추에이터(블레이드 실린더(12), 선회 모터(13), 스윙 실린더(14))를 작동시킨다.

<플로트 동작>

플로트 동작이란, 지면에 기복이 있어도 블레이드(304)를 항상 지면에 접촉시키면서 고르기 작업을 행하게 하는 것을 가능하게 하는 동작이다. 이 플로트 동작을 행할 때, 오퍼레이터는 플로트 스위치(37)를 온으로 하고, 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로부터 플로트 위치(VI)로 전환한다(도 3의 스텝 S100→스텝 S110→스텝 S120→스텝 S140→스텝 S170). 이 전환 위치에서는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)이 탱크(T)로 연통하고, 블레이드(304)는 고정되지 않은 플로트 상태가 된다. 이때, 블레이드(304)는 그 자중에 의해 강하하여 지면과 접촉한다. 이 상태에서 유압 셔블을 전진 또는 후진시키면, 블레이드(304)가 플로트 상태에 있기 때문에, 지면에 기복이 있어도 그 기복 형상에 추종시킬 수 있다. 따라서, 블레이드(304)를 항상 지면에 접촉시키면서 고르기 작업을 행할 수 있다.

<잭 업 동작>

블레이드(304)는 고르기 작업 뿐만 아니라, 프론트 작업기(302)와 함께 조작함으로써, 섀시 장치를 정비하는 경우나 주행 장치(301a, 301b)의 크롤러를 세정하는 경우 등에 취해지는 자세인 잭 업을 하는 경우에도 사용된다.

도 4는, 프론트 작업기(302)와 블레이드(304)의 잭 업 동작에 의해 유압 셔블의 차체가 잭 업되어 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 4에 있어서, 이중의 파선으로 나타낸 바와 같이 하부 주행체(301)는 주행 장치(301a)의 일부를 잘라내고, 블레이드 실린더(12)의 설치 상태를 알 수 있도록 도시되어 있다. 블레이드 실린더(12)는 신장 방향으로 구동됨으로써 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동하도록 하부 주행체(301)의 본체 부분과 블레이드(304)에 링크 결합되어 있다.

이 블레이드(304)의 잭 업 동작은, 플로트 스위치(37)를 오프로 하고, 플로트 밸브(38)가 도시된 통상 위치(V)에 있는 상태에서 행한다. 예를 들어, 오퍼레이터는, 선회용의 조작 레버 장치(21b)를 조작하여 상부 선회체(300)를 180도 반전시킨 후, 프론트 작업기(302)를 버킷(308)이 지면에 접촉하는 도 4에 도시한 바와 같은 자세로 하고, 이 상태에서 붐용의 조작 레버 장치(20a)를 붐 하강 방향으로 조작하고, 붐 실린더(18)를 수축 방향으로 구동함으로써 붐(306)을 하강 방향으로 구동하여, 하부 주행체(301)의 후방부를 지면으로부터 부상시킨다. 이어서, 오퍼레이터는 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작하여 방향 전환 밸브(3)를 도 1의 중립 위치(I)로부터 하측에 도시된 위치(III)로 전환하고, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유를 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 공급하고, 블레이드 실린더(12)를 신장 방향으로 구동함으로써 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동하고, 하부 주행체(301)의 전방부를 지면으로부터 부상시켜 차체를 도 4에 도시한 바와 같은 자세로 한다.

이러한 잭 업 동작에 있어서는, 상기와 같이 제3 유압 펌프(P3)의 토출유를 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 공급하고, 블레이드 실린더(12)를 신장 방향으로 구동한다. 이때 블레이드(304)가 지면에 압박하여 차체를 부상시키기 때문에, 도 8에 도시한 바와 같이, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)은 매우 높은 압력이 되는 한편, 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)은 압유의 배출량이 적기 때문에, 탱크압에 가까운 저압이 된다.

도 3에 도시하는 흐름도의 스텝 S140, S150에 있어서, 잭 업 동작의 판정에서 사용되는 상술한 제1 판정 압력(X) 및 제2 판정 압력(Y)은 그러한 잭 업 동작시의 압력 변화를 고려하여 설정되어 있다.

<블레이드 하강 조작을 의도하여 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작한 경우>

1. 잭 업을 하고 있지 않은 경우

블레이드(304)가 잭 업 동작을 하고 있지 않을 때에는, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력은 제1 판정 압력(X)보다도 낮기 때문에, 컨트롤러(34)는 블레이드(304)가 차체(기체)를 잭 업하지 않은 상태에 있다고 판정하여, 플로트 스위치(37)가 조작되고, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 조작된 경우에도, 플로트 기능의 온 처리를 한다(스텝 S100→S110→S120→S140→S170). 이때, 플로트 밸브(38)는 도시된 통상 위치(V)에 있다.

이 상태에서 플로트 동작을 행하지 않는 통상의 블레이드 하강 조작을 행하기 때문에, 오퍼레이터가 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작했을 때에는, 방향 전환 밸브(3)는 도 3의 중립 위치(I)로부터 하측에 도시된 위치(III)로 스트로크하고, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 유입되고, 블레이드 실린더(12)는 신장 방향으로 구동되어 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동한다.

또한, 플로트 동작을 의도하여 오퍼레이터가 플로트 스위치(37)를 조작한 경우에는, 플로트 밸브(38)는 도 1의 도시된 통상 위치(V)로부터 우측에 도시된 플로트 위치(VI)로 전환되고(도 3의 스텝 S100→스텝 S110→스텝 S120→스텝 S140→스텝 S170), 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통되어, 블레이드(304)는 플로트 상태가 된다.

블레이드(304)가 플로트 상태에 있을 때에 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작한 경우에는, 제어 파일럿압(o) 혹은 제어 파일럿압(p)이 압력 센서(35, 36)에 의해 검출되고, 플로트 스위치(37)가 온이어도 플로트 밸브(38)는 도 1의 플로트 위치(VI)로부터 우측에 도시된 통상 위치(V)로 전환되어(도 3의 스텝 S100→스텝 S110→스텝 S120→스텝 S160), 블레이드(304)는 플로트 상태가 아니게 된다. 또한, 방향 전환 밸브(3)는 도 1의 중립 위치(I)로부터 하측에 도시된 위치(III)로 스트로크하고, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 유입되어, 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동한다. 이에 의해 블레이드(304)가 플로트 상태에 있어도, 오퍼레이터가 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 조작하는 즉시 플로트 상태가 해제되어, 조작 레버 장치(22)에 의한 블레이드(304)의 통상의 구동이 가능하게 된다.

2. 잭 업을 하고 있는 경우

블레이드(304)가 잭 업 동작을 하고 있을 때에는, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력은 제1 판정 압력(X) 이상이며, 검출된 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력은 제2 판정 압력(Y) 이하에 있기 때문에, 컨트롤러(34)는 블레이드(304)는 차체(기체)를 잭 업하고 있다고 판단하고, 플로트 스위치(37)가 조작되어, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 조작된 경우에도 플로트 기능의 오프 처리를 한다(스텝 S100→S110→S120→S160).

이 상태에서 플로트 동작을 행하지 않는 통상의 블레이드 하강 조작을 행하기 때문에, 오퍼레이터가 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작했을 때에는, 방향 전환 밸브(3)는 도 1의 중립 위치(I)로부터 하측에 도시된 위치(III)로 스트로크하고, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 유입되고, 블레이드 실린더(12)는 신장 방향으로 구동되어 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동한다.

또한, 차체가 잭 업 자세에 있을 때에 오퍼레이터가 잘못하여 플로트 스위치(37)를 조작한 경우에는, 상기와 같이 컨트롤러(34)는 압력 센서(32, 33)의 검출 신호에 의해 블레이드(304)는 차체(기체)를 잭 업하고 있다고 판단하기 때문에, 플로트 밸브(38)는 플로트 위치(VI)로 전환되지 않고(도 3의 스텝 S100→스텝 S110→스텝 S120→스텝 S140→스텝 S150→스텝 S160), 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)는 탱크(T)에 연통하지 않아, 블레이드(304)는 플로트 상태가 되지 않는다. 이에 의해 잭 업 중에 잘못하여 플로트 스위치(37)를 조작해버려도, 블레이드(304)는 플로트 상태가 되지 않아, 기체의 강하를 방지할 수 있다.

∼효과∼

이상과 같이 본 실시 형태에 의하면, 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에 있지 않을 때에는, 플로트 스위치(37)(플로트 지시 장치)를 조작하여 플로트 밸브(38)를 플로트 위치(VI)로 전환함으로써, 플로트 위치(VI)에 있어서 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통하기 때문에, 블레이드(304)를 플로트 상태로 하여 양호한 고르기 작업을 행할 수 있다.

또한, 플로트 밸브(38)가 통상 위치(V)에 있으며 또한 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에서 플로트 스위치(37)(플로트 지시 장치)가 조작되었을 때에는, 플로트 스위치(37)의 지시에 상관없이 플로트 밸브(38)를 통상 위치(V)로 유지함으로써, 플로트 스위치(37)가 조작되어도 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통하지 않기 때문에, 블레이드(304)에 의한 잭 업 동작 중에 오퍼레이터가 오조작을 한 경우에도 기체의 강하를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3)는 통상의 방향 전환 밸브를 사용할 수 있기 때문에, 컨트롤 밸브(2)를 변경하지 않고 상기 효과가 얻어지는 유압 구동 장치를 구성할 수 있다. 또한, 플로트 제어 장치(제1 및 제2 압력 센서(32, 33), 제3 및 제4 압력 센서(35, 36) 및 컨트롤러(34))를 추가하는 것만으로도 되기 때문에, 기존의 유압 구동 장치를 개조하여 상기 효과가 얻어지는 유압 구동 장치로 하는 것도 용이하다.

<제2 실시 형태>

∼구성∼

도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 건설 기계의 유압 구동 장치를 나타내는 유압 회로도이다. 본 실시 형태는, 플로트 지시 장치를 블레이드용의 조작 레버 장치(22)에서 겸용하여, 플로트 밸브를 블레이드용의 방향 전환 밸브(3)에 일체로 내장한 것이다.

즉, 도 5에 있어서, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)는, 중립 위치(I)와, 블레이드 상승 위치(II) 및 블레이드 하강 위치(III)(통상 위치)와, 블레이드(304)를 플로트 상태로 하는 플로트 위치(IV)의 각 전환 위치를 갖고 있다.

도 6은, 블레이드용 조작 레버 장치(22)를 붐 하강 방향으로 조작했을 때의 레버 스트로크와 제어 파일럿압(o)과 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)의 전환 위치의 관계를 도시하는 도면이다.

블레이드용 조작 레버 장치(22)를 붐 하강 방향으로 조작하고, 레버 스트로크가 불감대를 초과하면, 레버 스트로크가 커짐에 따라 제어 파일럿압(o)도 상승한다. 제어 파일럿압(o)이 상승하고, 제1 설정 압력(Pi1)이 되면, 방향 전환 밸브(3A)는 도 5의 중립 위치(I)로부터 통상 위치(III)로 스트로크한다. 이때, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 유입되어, 블레이드 실린더(12)를 신장 방향(블레이드 하강 방향)으로 구동한다.

블레이드용 조작 레버 장치(22)를 또한 디텐트 위치(최대 스트로크 위치)까지 조작하면, 제어 파일럿압(o)이 도 6의 제2 설정 압력(Pi2)까지 상승한다. 이때, 방향 전환 밸브(3A)는 풀 스트로크하여, 도 5의 플로트 위치(IV)가 된다. 이 플로트 위치(IV)에서는, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통하여, 블레이드(304)는 플로트 상태가 된다.

이와 같이 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)는, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 블레이드 하강 방향으로 조작되었을 때, 제어 파일럿압(o)이 제1 소정 압력(Pil)까지 상승하면 블레이드 하강 위치(III)(통상 위치)로 전환되고, 제어 파일럿압(o)이 제1 소정 압력(Pil)보다도 높은 제2 설정 압력(Pi2)까지 상승하면, 플로트 위치(IV)로 전환된다.

도 5에 있어서, 본 실시 형태의 유압 구동 장치는, 그 특징적 구성으로서 제1 실시 형태와 마찬가지로, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a) 및 로드측 유실(12b)의 압력을 검출하는 제1 및 제2 압력 센서(32, 33)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태의 유압 구동 장치는, 제1 실시 형태에 있었던 플로트 밸브(38)와 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 생성하는 제어 파일럿압(o, p)을 검출하는 제3 및 제4 압력 센서(35, 36)는 구비하지 않고, 그 대신에, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)의 붐 하강측의 출력 포트와 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)의 붐 하강측의 수압부 사이에 배치된 전자 감압 밸브(31)와, 제1 및 제2 압력 센서(32, 33)와의 검출 신호에 기초하여 전자 감압 밸브(31)에 제어 신호를 출력하는 컨트롤러(34A)를 구비하고 있다.

전자 감압 밸브(31)는, 컨트롤러(34A)로부터 제어 신호가 출력되지 않을 때에는, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 생성한 제어 파일럿압(o)을 그대로 출력한다. 또한, 전자 감압 밸브(31)는 컨트롤러(34A)로부터 제어 신호가 출력되면, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 생성한 제어 파일럿압(o)이 미리 설정한 제한 압력(Pij) 이하일 때에는 제어 파일럿압(o)을 그대로 출력하고, 제어 파일럿압(o)이 제한 압력(Pij)보다도 높을 때에는, 제어 파일럿압(o)을 제한 압력(Pij)으로 감압하여 출력한다. 제한 압력(Pij)은, 예를 들어 도 6의 제1 설정 압력(Pi1)과 동일한 값으로 설정되어 있다. 제한 압력(Pij)은, 제1 설정 압력(Pi1)보다도 높고 제2 설정 압력(Pi2)보다도 낮은 임의의 값으로 설정되어도 된다.

도 7은 컨트롤러(34A)의 제어 기능을 나타내는 흐름도이다.

우선, 컨트롤러(34A)는, 엔진(1)이 시동되었는지 여부를 판정한다(스텝 S200). 이 판정은 엔진(1)의 시동 스위치(도시하지 않음)로부터의 시동 신호가 입력되었는지 여부를 판정함으로써 행한다. 엔진(1)이 시동되지 않았다고 판정한 경우에는, 처리를 종료한다.

엔진(1)이 시동되었다고 판정한 경우, 컨트롤러(34A)는, 이어서 제1 압력 센서(32)로부터의 검출 신호를 사용하여 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력이 제1 판정 압력(X) 이상인지 여부를 판정하고(스텝 S240), 또한 제2 압력 센서(33)로부터의 검출 신호를 사용하여 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력이 제2 판정 압력(Y) 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S250). 이들 판정은, 제1 실시 형태에 있어서의 도 3의 스텝 S140, S150의 판정과 동일하다. 즉, 스텝 S240에 있어서 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력이 제1 판정 압력(X) 이상이라고 판정되고, 스텝 S150에 있어서 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력이 제2 판정 압력(Y) 이하라고 판정된 경우에는, 블레이드(304)가 차체는 잭 업하고 있는 상태에 있다고 판정하여, 컨트롤러(34)는 플로트 기능을 오프로 하는 처리를 행한다(스텝 S260). 스텝 S240에 있어서, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력이 제1 판정 압력(X)보다도 낮다고 판정된 경우, 혹은 스텝 S250에 있어서 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)의 압력이 제2 판정 압력(Y)보다도 높다고 판정된 경우에는, 블레이드(304)는 차체를 잭 업하지 않은 상태에 있다고 판정하여, 컨트롤러(34)는 플로트 기능을 온으로 하는 처리를 행한다(스텝 S270).

스텝 S260의 플로트 기능을 오프로 하는 처리에서는, 컨트롤러(34A)는 전자 감압 밸브(31)에 제어 신호를 출력하고, 제어 파일럿압(o)이 제한 압력(Pij)보다도 높은 경우에는, 제어 파일럿압(o)을 제한 압력(Pij)으로 감압하여, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)를 플로트 위치(IV)로 전환되지 않도록 한다(스텝 S260).

스텝 S270의 플로트 기능을 온으로 하는 처리에서는, 컨트롤러(34A)는 전자 감압 밸브(31)에 제어 신호를 출력하지 않고, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)를 플로트 위치(IV)로 전환되도록 한다(스텝 S270).

이상에 있어서, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)는 플로트 지시 장치를 구성한다.

블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)는, 블레이드 실린더(12)의 구동을 가능하게 하는 통상 위치(III)와, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)을 탱크(T)에 연통시켜, 블레이드(304)를 플로트 상태로 하는 플로트 위치(IV)를 갖는 플로트 밸브를 구성한다.

또한, 제1 및 제2 압력 센서(32, 33)와 전자 감압 밸브(31)와 컨트롤러(34A)는, 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에 있지 않을 때에는, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)(플로트 지시 장치)가 조작되었을 때에 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)(플로트 밸브)를 플로트 위치(IV)로 전환하고, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)(플로트 밸브)가 플로트 위치(IV)에 있는 상태에서 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 조작되었을 때에는, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)(플로트 밸브)를 플로트 위치(IV)로부터 통상 위치(III)로 전환함과 함께, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)(플로트 밸브)가 통상 위치(III)에 있으며 또한 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에서 블레이드용의 조작 레버 장치(22)(플로트 지시 장치)가 조작되었을 때에는, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)(플로트 지시 장치)의 지시에 상관없이 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)(플로트 밸브)를 통상 위치(III)로 유지하는 플로트 제어 장치를 구성한다.

∼동작∼

본 실시 형태의 유압 구동 장치의 동작을 설명한다.

<기본 동작>

제1 실시 형태와 동일하다.

<플로트 동작>

플로트 동작을 행할 때, 오퍼레이터는 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 디텐트 위치(최대 스트로크 위치)까지 조작하여 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)를 플로트 위치(IV)로 전환하면, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)이 탱크(T)로 연통하고, 블레이드(304)가 고정되지 않은 플로트 상태가 된다. 이때, 블레이드(304)는 그 자중에 의해 강하하여 지면과 접촉한다. 이 상태에서 유압 셔블을 전진 또는 후진시키면, 블레이드(304)가 플로트 상태에 있기 때문에, 지면에 기복이 있어도 그 기복 형상에 추종시킬 수 있다. 따라서, 블레이드(304)를 항상 지면에 접촉시키면서 고르기 작업을 행할 수 있다.

<잭 업 동작>

블레이드(304)의 잭 업 동작을 행할 때, 오퍼레이터는 선회용의 조작 레버 장치(21b)를 조작하여 상부 선회체(300)를 180도 반전시킨 후, 프론트 작업기(302)를 버킷(308)이 지면에 접촉하는 도 4에 도시한 바와 같은 자세로 하고, 이 상태에서 붐용의 조작 레버 장치(20a)를 붐 하강 방향으로 조작하고, 붐 실린더(18)를 수축 방향으로 구동함으로써 붐(306)을 하강 방향으로 구동하여, 하부 주행체(301)의 후방부를 지면으로부터 부상시킨다. 이어서, 오퍼레이터는 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작하여 방향 전환 밸브(3A)를 도 5의 중립 위치(I)로부터 하측에 도시된 위치(III)로 전환하고, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유를 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 공급하고, 블레이드 실린더(12)를 신장 방향으로 구동함으로써 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동하고, 하부 주행체(301)의 전방부를 지면으로부터 부상시켜 차체를 도 4에 도시한 바와 같은 자세로 한다. 또한, 하부 주행체(301)의 전방부가 지면으로부터 부상하기 시작하면, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)은 상술한 제1 판정 압력(X)보다도 높은 압력이 되는 한편, 블레이드 실린더(12)의 로드측 유실(12b)은 제2 판정 압력(Y)보다도 낮은 압력이 된다. 이들 압력은 압력 센서(32, 33)로 검출되며, 컨트롤러(34A)는 압력 센서(32, 33)의 검출 신호를 입력하고, 블레이드(304)는 차체(기체)를 잭 업하고 있다고 판단하여 플로트 기능을 오프로 하는 처리를 행한다(S200→S240→S250→S260). 즉, 컨트롤러(34A)는, 전자 감압 밸브(31)에 제어 신호를 출력하고, 제어 파일럿압(o)을 제한 압력(Pij)보다도 높아지지 않도록 감압하고, 전자 감압 밸브(31)의 출력압을 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)로 유도하여 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)가 플로트 위치(IV)로 전환되지 않도록 한다. 이에 의해 오퍼레이터는 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 제어 파일럿압(o)이 제2 설정 압력(Pi2)이 되는 디텐트 위치까지 크게 조작한 경우에도, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)에 의해 생성된 제어 파일럿압(o)은 전자 감압 밸브(31)에 의해 상술한 제한 압력(Pij)으로 감압되어, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)가 플로트 위치(IV)로 전환되지 않게 되기 때문에, 오퍼레이터의 잭 업 조작이 용이해진다.

1. 잭 업을 하고 있지 않은 경우

블레이드(304)가 잭 업 동작을 하고 있지 않을 때에는, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력은 제1 판정 압력(X)보다도 낮기 때문에, 컨트롤러(34A)는 블레이드(304)가 차체(기체)를 잭 업하고 있지 않은 상태에 있다고 판정하여, 플로트 기능의 온 처리를 한다(스텝 S200→S240→S270). 이때, 컨트롤러(34A)는 전자 감압 밸브(31)에 제어 신호를 출력하지 않기 때문에, 오퍼레이터가 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작했을 때, 제어 파일럿압(o)은 감압되지 않고 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)로 유도된다.

이 상태에서 플로트 동작을 행하지 않는 통상의 블레이드 하강 조작을 행하기 때문에, 오퍼레이터가, 제어 파일럿압(o)이 도 6의 제1 설정 압력(Pi1)이 되는 위치까지 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작했을 때에는, 블레이드용의 방향 전환 밸브(4)는 도 5의 중립(I)으로부터 하측에 도시된 통상 위치(III)로 스트로크하고, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)로 유입되고, 블레이드 실린더(12)는 신장 방향으로 구동되어 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동한다.

또한, 플로트 동작을 의도하여 오퍼레이터가 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 디텐트 위치까지 조작한 경우에는, 제어 파일럿압(o)은 도 6의 제2 설정 압력(Pi2)이 되고, 방향 전환 밸브(3A)는 풀 스트로크하고, 도 5의 중립 위치(I)로부터 플로트 위치(IV)로 전환되고, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통되어, 블레이드(304)는 플로트 상태가 된다.

2. 잭 업하고 있는 경우

블레이드(304)가 잭 업 동작을 하고 있을 때에는, 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)의 압력은 제1 판정 압력(X) 이상이기 때문에, 컨트롤러(34A)는 블레이드(304)가 차체(기체)를 잭 업하고 있다고 판정하여, 플로트 기능의 오프 처리를 한다(스텝 S200→S240→S250→S260). 이때, 컨트롤러(34A)는 전자 감압 밸브(31)에 제어 신호를 출력한다.

이 상태에서 플로트 동작을 행하지 않는 통상의 블레이드 하강 조작을 행하기 때문에, 오퍼레이터가, 제어 파일럿압(o)이 도 6의 제1 설정 압력(Pi1)이 되는 위치까지 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 블레이드 하강 방향으로 조작했을 때에는, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)는 도 5의 중립 위치(I)로부터 하측에 도시된 통상 위치(III)로 스트로크하고, 제3 유압 펌프(P3)의 토출유는 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)에 유입되고, 블레이드 실린더(12)는 신장 방향으로 구동되어 블레이드(304)를 하강 방향으로 구동한다.

또한, 오퍼레이터가 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 디텐트 위치까지 조작한 경우에는, 제어 파일럿압(o)은 전자 감압 밸브(31)에 의해 감압되어 도 6의 제1 설정 압력(Pi1)이 되고, 방향 전환 밸브(4)는 풀 스트로크하지 않고, 도 5의 중립 위치(I)로부터 통상 위치(III)까지밖에 스트로크하지 않는다. 이 때문에 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통하지 않고, 블레이드(304)는 플로트 상태가 되지 않는다. 이에 의해 잭 업 중에 잘못하여 블레이드용의 조작 레버 장치(22)를 디텐트 위치까지 조작해버려도, 블레이드(304)는 플로트 상태가 되지 않아, 기체의 강하를 방지할 수 있다.

∼효과∼

따라서, 본 실시 형태에 있어서도, 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에 있지 않을 때에는, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)(플로트 지시 장치)를 조작하여 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)(플로트 밸브)를 플로트 위치(IV)로 전환함으로써, 플로트 위치(IV)에 있어서 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통하기 때문에, 블레이드(304)를 플로트 상태로 하여 양호한 고르기 작업을 행할 수 있다.

또한, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)(플로트 밸브)가 통상 위치(III)에 있으며 또한 블레이드(304)가 차체를 잭 업하고 있는 상태에서 블레이드용의 조작 레버 장치(22)(플로트 지시 장치)가 조작되었을 때에는, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)의 지시에 상관없이 방향 전환 밸브(3A)를 통상 위치(III)로 유지함으로써, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)가 조작되어도 블레이드 실린더(12)의 보텀측 유실(12a)과 로드측 유실(12b)은 탱크(T)에 연통하지 않기 때문에, 블레이드(304)에 의한 잭 업 동작 중에 오퍼레이터가 오조작을 한 경우에도 기체의 강하를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)와 블레이드 실린더(12) 사이의 메인의 유압 회로의 액추에이터 라인이 아니라, 블레이드용의 조작 레버 장치(22)의 제어 파일럿압을 블레이드용의 방향 전환 밸브(3A)로 유도하는 파일럿 회로의 파일럿 라인에 전자 감압 밸브(31)를 설치하기 때문에, 추가하는 밸브 장치(전자 감압 밸브(31))는 저렴하며 소형이고, 또한 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

∼기타∼

이상의 실시 형태에 있어서는, 3개의 유압 펌프(P1, P2, P3)를 구비한 3 펌프 방식의 유압 구동 장치에 본 발명을 적용했지만, 본 발명은 유압 펌프의 수에 상관없이 성립되는 것이며, 유압 구동 장치는 적어도 하나의 유압 펌프를 구비하는 것이면 된다. 또한, 3개의 유압 펌프(P1, P2, P3) 중 제1 및 제2 유압 펌프(P1, P2)를 스플릿 플로 타입의 유압 펌프(42)에 의해 구성했지만, 공통의 레귤레이터를 갖는 각각의 유압 펌프여도 된다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 방향 전환 밸브(3 또는 3A 내지 11)가 오픈 센터형이며, 방향 전환 밸브(3 또는 3A 내지 11)가 중립 위치에 있을 때에 유압 펌프의 토출유가 탱크로 복귀되는 오픈 센터 시스템의 유압 구동 장치에 본 발명을 적용했지만, 방향 전환 밸브가 클로즈드 센터형이며, 방향 전환 밸브(3 또는 3A 내지 11)가 중립 위치에 있을 때에 언로드 밸브를 통해 유압 펌프의 토출유를 탱크로 복귀시키는 로드 센싱 제어 기능을 구비한 클로즈형의 유압 구동 장치에 본 발명을 적용해도 된다.

1: 원동기(디젤 엔진)
2: 컨트롤 밸브
3 내지 11: 방향 전환 밸브
3: 블레이드용의 방향 전환 밸브
3A: 블레이드용의 방향 전환 밸브(플로트 밸브)
12 내지 19: 액추에이터
12: 블레이드 실린더
12a: 보텀측 유실
12b: 로드측 유실
20, 21, 22, 24: 조작 레버 장치
22: 블레이드용의 조작 레버 장치(제2 실시 형태: 플로트 지시 장치)
31: 전자 감압 밸브(제2 실시 형태: 플로트 제어 장치)
32, 33: 제1 및 제2 압력 센서(플로트 제어 장치: 잭 업 검출 장치)
34: 컨트롤러(플로트 제어 장치)
34A: 컨트롤러(플로트 제어 장치)
35, 36: 제3 및 제4 압력 센서(플로트 제어 장치: 제1 실시 형태: 블레이드 조작 검출 장치)
37: 플로트 스위치(플로트 지시 장치)
38: 플로트 밸브
41: 레귤레이터
300: 상부 선회체
301: 하부 주행체
302: 프론트 작업기
304: 블레이드
P1, P2, P3: 제1 내지 제3 유압 펌프
P4: 파일럿 펌프

Claims

하부 주행체 및 이 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체를 갖는 차체와,
상기 상부 선회체에 상하 방향으로 회동 가능하게 설치된 프론트 작업기와,
상기 하부 주행체의 전방부에 설치된 블레이드를 구비한 유압 셔블의 유압 구동 장치이며,
적어도 하나의 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와,
상기 유압 펌프로부터 상기 복수의 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 각각 제어하는 복수의 방향 전환 밸브와,
파일럿 유압원에 접속되며, 이 파일럿 유압원의 유압을 원압으로 해서 상기 복수의 방향 전환 밸브를 조작하기 위한 제어 파일럿압을 생성하는 복수의 조작 레버 장치를 구비하고,
상기 복수의 액추에이터는 상기 블레이드를 구동하기 위한 블레이드 실린더를 포함하고,
상기 복수의 방향 전환 밸브는 상기 블레이드 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 블레이드용의 방향 전환 밸브를 포함하고, 상기 복수의 조작 레버 장치는 상기 블레이드용의 방향 전환 밸브를 조작하기 위한 제어 파일럿압을 생성하는 블레이드용의 조작 레버 장치를 포함하는 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서,
플로트 지시 장치와,
상기 블레이드 실린더의 구동을 가능하게 하는 통상 위치와, 상기 블레이드 실린더의 보텀측 유실과 로드측 유실을 탱크에 연통시켜, 상기 블레이드를 플로트 상태로 하는 플로트 위치를 갖는 플로트 밸브와,
상기 블레이드가 상기 차체를 잭 업 하고 있는 상태에 있지 않을 때에는, 상기 플로트 지시 장치가 조작되었을 때에 상기 플로트 밸브를 상기 플로트 위치로 전환하고, 상기 플로트 밸브가 상기 플로트 위치에 있는 상태에서 상기 블레이드용의 조작 레버 장치가 조작되었을 때에는, 상기 플로트 밸브를 상기 플로트 위치로부터 상기 통상 위치로 전환함과 함께, 상기 플로트 밸브가 상기 통상 위치에 있으며 또한 상기 블레이드가 상기 차체를 잭 업하고 있는 상태에서 상기 플로트 지시 장치가 조작되었을 때에는, 상기 플로트 지시 장치의 지시에 상관없이 상기 플로트 밸브를 상기 통상 위치로 유지하는 플로트 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유압 셔블의 유압 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 플로트 밸브는, 상기 블레이드용의 방향 전환 밸브와 상기 블레이드 실린더 사이의 액추에이터 유로에 배치되고, 상기 통상 위치와 상기 플로트 위치로 전환 가능한 밸브 장치이며,
상기 플로트 지시 장치는 오퍼레이터에 의해 조작되는 플로트 스위치이고,
상기 플로트 제어 장치는,
상기 블레이드가 상기 차체를 잭 업하고 있는지 여부를 검출하는 잭 업 검출 장치와,
상기 블레이드용의 조작 레버 장치가 조작되었는지 여부를 검출하는 블레이드 조작 검출 장치와,
상기 잭 업 검출 장치와 상기 블레이드 조작 검출 장치의 검출 결과와 상기 플로트 스위치의 지시 신호에 기초하여, 상기 플로트 밸브를 상기 통상 위치와 상기 플로트 위치 중의 어느 것으로 전환하는 컨트롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 유압 셔블의 유압 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 플로트 지시 장치는 상기 블레이드용의 조작 레버 장치이며,
상기 플로트 밸브는 상기 블레이드용의 방향 전환 밸브에 내장되어 있고,
상기 방향 전환 밸브는, 상기 블레이드용의 조작 레버 장치가 상기 블레이드의 하강 방향으로 조작되었을 때, 상기 제어 파일럿압이 제1 설정 압력까지 상승하면 상기 통상 위치로 전환되고, 상기 제어 파일럿압이 상기 제1 설정 압력보다도 높은 제2 설정 압력까지 상승하면 상기 플로트 위치로 전환되어 상기 플로트 밸브로서 기능하도록 구성되고,
상기 플로트 제어 장치는,
상기 블레이드가 상기 차체를 잭 업하고 있는지 여부를 검출하는 잭 업 검출 장치와,
상기 블레이드용의 조작 레버 장치와 상기 블레이드용의 방향 전환 밸브 사이에 배치된 전자 감압 밸브와,
상기 잭 업 검출 장치에 의해 상기 블레이드가 상기 차체를 잭 업하고 있는 것이 검출되었을 때에 상기 전자 감압 밸브에 제어 신호를 출력하고, 상기 방향 전환 밸브가 상기 통상 위치로 유지되도록 상기 블레이드용의 조작 레버 장치를 감압하는 컨트롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 유압 셔블의 유압 구동 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 잭 업 검출 장치는, 상기 블레이드 실린더의 보텀측 유실의 압력을 검출하는 제1 압력 센서와, 상기 블레이드 실린더의 로드측 유실의 압력을 검출하는 제2 압력 센서를 갖고, 상기 컨트롤러는, 상기 블레이드 실린더의 보텀측 유실의 압력이 제1 판정 압력 이상이며, 상기 블레이드 실린더의 로드측 유실의 압력이 상기 제1 판정 압력보다도 낮은 제2 판정 압력 이하일 때에 상기 블레이드는 상기 차체를 잭 업하고 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는 유압 셔블의 유압 구동 장치.