KR102077861B1 - 휠 타입 건설기계의 유압제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠 타입 건설기계의 유압제동장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는, 작동유를 토출하는 펌프(10); 상기 작동유를 기본설정압력이 유지되도록 1차 감압하는 감압밸브(20); 브레이크 페달(32)의 작용에 의해 개방되어 상기 작동유를 통과시키는 제어밸브(30); 상기 작동유를 보정설정압력이 유지되도록 2차 감압하는 전자비례감압밸브(100); 상기 보정설정압력이 형성된 작동유에 의해 휠 유닛(50)에 제동력을 작용하는 유압 브레이크 유닛(60); 및 상기 기본설정압력을 상기 보정설정압력으로 감압되도록 상기 전자비례감압밸브(100)를 제어하는 제어부(200);를 포함하고, 상기 제어부의(200)의 제어신호에 따라 상기 보정설정압력을 변환시키는 것을 특징으로 한다.

Description

휠 타입 건설기계의 유압제동장치 {Hydraulic brake system of wheel type construction machinery}

본 발명은 휠 타입 건설기계의 유압제동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압 브레이크 유닛에 의해 주행 제동력을 작용하도록 하는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 휠 타입 건설기계는 유압제동장치가 구비되어 있다. 유압제동장치는 유압이 형성된 작동유에 의해 작동되어 휠에 주행 제동력을 작용하고, 이로써 건설기계는 주행을 감속되거나 정지된다.

한편, 건설기계는 작업 형태에 따라, 굴삭모드, 평탄화 모드, 주행모드 등으로 구분할 수 있다. 굴삭모드는 땅을 파거나 흙, 모래 등을 퍼 올리는 등의 작업을 수행하는 것이다. 평탄화 모드는 울퉁불퉁한 지면을 고르게 펴는 작업을 수행하는 것이다. 주행모드는 건설기계가 이동하도록 주행하는 것이다.

다른 한편으로, 건설기계는 상술한 작업 형태를 복합적으로 수행할 수 있지만, 작업자는 어느 작업 모드이든 현재 작업 목적에 맞게 어느 특정한 작업 모드를 선택하여 작업한다.

즉, 어느 작업 모드이든 주행 작동이 포함될 수 있고, 주행을 정지하기 위해서는 제동을 하게 된다.

종래에 알려진 건설기계는 기본적으로 설정된 최대 주행 제동력이 변화되지 않고, 작업자가 브레이크 페달을 급하게 밟느냐, 완만하게 밟느냐에 따라 제동속도를 조절하게 된다. 즉, 작업자의 브레이크 페달을 밟는 감성에 따라 제동속도가 제어되는 것이다.

그러나 앞서 설명한 바와 같이 건설기계의 작업 모드는 다양하고, 작업 모드마다 요구되는 특성이 제각각이므로, 제동속도의 제어를 작업자의 감성에 의존하기에는 문제가 있다.

작업 모드 별로 발생되는 문제에 대하여 좀 더 상세하게 설명한다.

작업모드가 굴삭모드 또는 평탄화 모드일 때에, 주행 제동력이 작으면 주행 중에 다소 완만한 속도로 부드럽게 감속하거나 정지할 수 있지만, 굴삭 작업을 수행할 때에는 건설기계의 본체가 프론트 작업기(예, 버킷) 쪽으로 끌려갈 수 있다.

반대로, 작업모드가 주행모드일 때에, 주행 제동력이 크면 신속하게 정지할 수 있겠지만, 관성에 의해 건설기계가 전복될 우려가 있다.

따라서 종래에 알려진 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 획일화된 주행 제동력으로 다양한 작업 조건에 적절하게 대응할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 실용신안공보 제20-1990-0002994(1990.04.10.) 대한민국 등록특허공보 제10-0150305(1998.06.12.)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치를 구성함에 있어서, 주행 제동력을 작업 모드별로 다르게 설정할 수 있도록 하여 작업 모드의 특성에 적합한 주행 제동력을 구현하도록 하는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는, 작동유를 토출하는 펌프(10); 상기 작동유를 기본설정압력이 유지되도록 1차 감압하는 감압밸브(20); 브레이크 페달(32)의 작용에 의해 개방되어 상기 작동유를 통과시키는 제어밸브(30); 상기 작동유를 보정설정압력이 유지되도록 2차 감압하는 전자비례감압밸브(100); 상기 보정설정압력이 형성된 작동유에 의해 휠 유닛(50)에 제동력을 작용하는 유압 브레이크 유닛(60); 및 상기 기본설정압력을 상기 보정설정압력으로 감압되도록 상기 전자비례감압밸브(100)를 제어하는 제어부(200);를 포함하고, 상기 제어부의(200)의 제어신호에 따라 상기 보정설정압력을 변환시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치의 상기 제어부(200)는 복수의 스위치 유닛으로부터 선택된 어느 하나의 신호를 받는 것일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치의 상기 복수의 스위치 유닛은 작업 모드를 선택하는 스위치일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치의 상기 보정설정압력은 상기 기본설정압력에 대비하여 각각 100%, 80%, 60%으로 복수로 설정되고, 상기 복수의 보정설정압력 중에 어느 하나가 선택되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 주행 제동력을 다양하게 설정할 수 있고, 특히 선택된 작업모드에 따라 적정한 주행 제동력을 설정할 수 있는 것이다.

특히, 본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 작업모드가 주행모드로 선택되는 경우에 주행 제동력을 낮게 설정하여 완만한 감속과 정지를 수행할 수 있고, 이로써 건설기계가 전도되는 등의 주행 안전사고를 방지하여 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 작업모드가 굴삭모드 또는 평탄화 모드로 선택되는 경우에 주행 제동력을 크게 설정함으로써 건설기계의 정지상태를 더욱 확고하게 유지하여 굴삭 작업 또는 평탄화 작업을 더욱 안정적으로 수행할 수 있다.

도 1은 비교예의 휠 타입 건설기계의 유압제동장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치에서 제어부에 작업모드 별로 선택된 신호를 제공하는 예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

먼저, 비교예의 유압제동장치는 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다. 첨부도면 도 1은 종래의 휠 타입 건설기계의 유압제동장치를 설명하기 위한 도면이다.

비교예에 따른 유압제동장치는, 펌프(10)로부터 작동유가 제1 유압라인(L1)을 따라 토출된다. 제1 유압라인(L1)의 다른 한쪽에는 제어밸브(30)가 연결되고, 제어밸브(30)는 제2 유압라인(L2)이 연결된다. 제2 유압라인(L2)의 다른 한쪽은 유압 브레이크 유닛(60)에 연결된다.

한편, 상술한 제1 유압라인(L1)에는 감압밸브(20)가 설치된다. 감압밸브(20)는 작동유에 기본설정압력이 유지도록 작용한다. 즉, 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 압력이 너무 높을 경우에 개방되어 잉여의 작동유를 배출시키도록 함으로써 유압제동장치의 내부에 기본설정압력을 유지하는 것이다.

제어밸브(30)는 브레이크 페달(32)의 작동에 의해 개폐된다. 즉, 작업자가 브레이크 페달(32)을 밟을 때에 제어밸브(30)는 개방되어 제1 유압라인(L1)과 제2 유압라인(L2)이 통하게 되는 것이다. 작업자가 브레이크 페달(32)에서 발을 떼면 제어밸브(30)는 복귀되면서, 제2 유압라인(L2)을 드레인 탱크와 연결시킨다.

즉, 브레이크 페달(32)을 밟지 않으면, 제2 유압라인(L2)과 유압 브레이크 유닛(60)에는 압력이 형성되지 않으므로 휠 유닛(50)에 제동력이 작용하지 않는다.

휠 유닛(50)은 액슬 샤프트(40)에 설치되고, 휠 유닛(50)의 한쪽에는 상술한 유압 브레이크 유닛(60)이 설치된다.

상술한 바와 같이 구성된 비교예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 다음과 같은 문제점이 지적된다.

감압밸브(20)를 조절하여 기본설정압력을 설정하게 된다. 기본설정압력은 실질적으로 유압 브레이크 유닛(60)에 작용되는 압력이다. 한편, 브레이크 페달(32)를 급격하게 밟거나 완만하게 밟는 정도에 따라 제어밸브(30)의 개도 량이 변화될 것이고, 그러한 변화에 따라 작동유의 제동속도가 달라질 것이다.

그러나 비교예에 따른 유압제동장치에서 기본설정압력은 건설기계를 운전하지 않는 상황에서 조절할 수는 있겠지만, 건설기계를 운전하는 동안에는 조절할 수 없는 것이다. 특히 비교예에 따른 유압제동장치는 작업 모드와 연계되지 않기 때문에, 작업자가 어떠한 작업을 수행하던지 항상 기본설정압력을 이용하여 제동을 수행하게 된다.

한편, 기본설정압력을 작업모드 중에 굴삭모드 또는 평탄화 모드에 적합하게 설정하는 경우에는, 작업모드가 주행모드로 전환되어 주행될 때에 주행 제동력이 너무 크기 때문에 건설기계의 주행이 불안정해질 우려가 있다.

반면에, 기본설정압력을 작업모드 중에 주행모드에 적합하게 설정하는 경우에는, 작업모드가 굴삭모드 또는 평탄화 모드로 전환되어 작업을 수행할 때에 주행 제동력이 너무 작기 때문에 건설기계가 안정되지 못하고 유동되는 문제가 있을 수 있다.

따라서 본 발명은 작업 모드가 전환되면 설정된 작업 모드에 적합한 주행 제동력을 구현할 수 있도록 하는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치를 제공하려는 것이다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치에 대해서 설명하고, 비교예와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하며 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치를 설명하기 위한 도면이다. 첨부도면 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치에서 제어부에 작업모드 별로 선택된 신호를 제공하는 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제어밸브(30)와 유압 브레이크 유닛(60)를 연결하는 제2 유압라인(L2)에 전자비례감압밸브(100)가 구비된다.

전자비례감압밸브(100)는 전류의 크기에 따라 압력을 설정할 수 있다. 상술한 전류는 전기신호로서 제어부(200)로부터 제공받는다.

제어부(200)는 전자비례감압밸브(100)를 제어하여 유압 브레이크 유닛(60)에 소망하는 압력의 주행 제동력을 작용하도록 하는 것이다.

즉, 감압밸브(20)는 펌프(10)에서 토출되는 작동유의 압력을 1차 감압시켜 기본설정압력이 유지되도록 하고, 전자비례감압밸브(100)는 기본설정압력을 2차 감압시켜 보정설정압력이 유지되도록 하는 것이다.

제어부(200)에서 보정설정압력이 기본설정압력에 대비하여 100% 내지 60%의 범위에서 설정되는 것일 수 있다. 보정설정압력의 크기는 작업모드에 따라 설정될 수 있고, 작업모드는 건설기계의 계기판에서 작업자가 선택할 수 있다. 작업모드의 예를 들면, 굴삭작업, 평탄화 작업, 주행 등이 있을 수 있고, 굴삭력을 필요로 하는 작업일수록 상술한 보정설정압력을 기본설정압력에 가깝게 설정하고, 주행을 필요로 하는 작업일수록 상술한 보정설정압력을 기본설정압력보다 낮게 설정하는 것이다.

보정설정압력이 기본설정압력에 100%로 설정되는 경우에는 보정설정압력과 기본설정압력을 같게 설정하는 것으로, 주행 제동력을 최대로 확보할 수 있다. 한편, 보정설정압력이 기본설정압력에 60%이상으로 설정되면 주행 제동력을 안정되게 수행할 수 있다. 즉, 보정설정압력이 기본설정압력에 60%미만으로 설정되는 경우에는 주행 제동력이 과다하게 낮아질 수 있기 때문에, 보정설정압력이 기본설정압력에 60%이상으로 설정되는 것이 바람직하다.

다른 한편으로, 상술한 보정설정압력은 기본설정압력에 대비하여 각각 100%, 80%, 60%으로 복수로 설정될 수 있고, 복수의 보정설정압력 중에 어느 하나가 선택될 수 있다. 여기서 본 발명에서는 보정설정압력을 3가지의 실시예로 설명하지만, 작업모드가 더 세분화되는 경우에 작업모드의 구분 개수만큼 더 세분화되어 실시될 수도 있다.

또 다른 한편으로, 제어부(200)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1, 제2, 제3 스위치 유닛(201, 202, 203)으로부터 신호를 받을 수 있다. 즉, 제1, 제2, 제3 스위치 유닛(201, 202, 203) 중에 어느 하나가 선택되면 신호가 발생되고, 그 신호는 제어부(200)에 입력되는 것이다. 여기서 본 발명의 실시예에서는 스위치 유닛은 3개의 실시하는 예로 설명하지만, 작업모드가 더 세분화되는 경우에 작업모드의 구분 개수만큼 더 세분화되어 실시될 수도 있다.

제어부(200)는 제1 스위치(201)가 선택된 신호를 받으면 보정설정압력을 상기 기본설정압력에 대비하여 100%로 설정하고, 그에 해당하는 전류 값(mA)을 출력하여 전자비례감압밸브(100)를 제어한다.

또한, 제어부(200)는 제2 스위치(202)가 선택된 신호를 받으면 보정설정압력을 기본설정압력에 대비하여 80%로 설정하고, 그에 해당하는 전류 값(mA)을 출력하여 전자비례감압밸브(100)를 제어한다.

또한, 제어부(200)는 제3 스위치(203)가 선택된 신호를 받으면 보정설정압력을 기본설정압력에 대비하여 60%로 설정하고, 그에 해당하는 전류 값(mA)을 출력하여 전자비례감압밸브(100)를 제어한다.

제어부(200)는 보정설정압력이 최종적으로 설정되면, 설정된 보정설정압력이 구현되도록 상술한 전자비례감압밸브(100)를 제어하는 것이다. 즉, 제어부(200)는 보정설정압력에 해당하는 전류값(mA)을 출력하여 전자비례감압밸브(100)를 제어하는 것이다.

본 발명에 따른 실시예에서 보정설정압력이 기본설정압력에 대비하여 100%로 설정되는 경우에는 주행목적보다는 실질적은 굴삭작업 목적이 더 강할 때에 선택되는 것이다. 예를 들면, 상술한 제1 스위치(201)가 선택된 신호는 작업모드가 굴삭 모드로 선택된 경우일 수 있다.

마찬가지로, 본 발명에 따른 실시예에서 보정설정압력이 기본설정압력에 대비하여 80%로 설정되는 경우에는 주행목적과 굴삭작업 목적이 혼합된 형태의 작업일 때에 선택되는 것이다. 예를 들면, 제2 스위치(202)가 선택된 신호는 작업모드가 평탄화모드로 선택된 경우일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서 보정설정압력이 기본설정압력에 대비하여 60%로 설정되는 경우에는 작업형태가 주행목적일 때에 선택되는 것이다. 예를 들면, 제3 스위치(203)가 선택된 신호는 작업모드가 주행모드로 선택된 경우일 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명의 일실시에에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 주행 제동력을 다양하게 설정할 수 있고, 특히 선택된 작업모드에 따라 적정한 주행 제동력을 설정할 수 있는 것이다.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 작업모드가 주행모드로 선택되는 경우에 주행 제동력을 낮게 설정하여 완만한 감속과 정지를 수행할 수 있고, 이로써 건설기계가 전도되는 등의 주행 안전사고를 방지하여 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 작업모드가 굴삭모드 또는 평탄화 모드로 선택되는 경우에 주행 제동력을 크게 설정함으로써 건설기계의 정지상태를 더욱 확고하게 유지하여 굴삭 작업 또는 평탄화 작업을 더욱 안정적으로 수행할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 휠 타입 건설기계의 유압제동장치는 수행하고자 하는 작업 모드에 적정한 주행 제동력을 구현하는 데에 이용될 수 있다.

10: 펌프
20: 감압밸브
30: 제어밸브
32: 브레이크 페달
40: 액슬 샤프트
50: 휠 유닛
60: 유압 브레이크 유닛
100: 전자비례감압밸브
200: 제어부
201, 202, 203: 제1, 제2, 제3 스위치
L1, L2: 제1, 제2 유압라인

Claims (4)

1. 작동유를 토출하는 펌프(10);
   상기 작동유를 기본설정압력이 유지되도록 1차 감압하는 감압밸브(20);
   브레이크 페달(32)의 작용에 의해 개방되어 상기 작동유를 통과시키는 제어밸브(30);
   상기 작동유를 보정설정압력이 유지되도록 2차 감압하는 전자비례감압밸브(100);
   상기 보정설정압력이 형성된 작동유에 의해 휠 유닛(50)에 제동력을 작용하는 유압 브레이크 유닛(60); 및
   상기 기본설정압력을 상기 보정설정압력으로 감압되도록 상기 전자비례감압밸브(100)를 제어하는 제어부(200);를 포함하고,
   상기 제어부(200)의 제어신호에 따라 상기 보정설정압력이 변환됨으로써, 상기 유압 브레이크 유닛에 의해 상기 휠 유닛에 작용되는 제동력의 세기가 변화되는 것을 특징으로 하는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치.
   
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부(200)는 복수의 스위치 유닛으로부터 선택된 어느 하나의 신호를 받는 것을 특징으로 하는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치.
   
3. 제 2항에 있어서
   상기 복수의 스위치 유닛은 작업 모드를 선택하는 스위치인 것을 특징으로 하는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중에 어느 한 항에 있어서,
   상기 보정설정압력은 상기 기본설정압력에 대비하여 각각 100%, 80%, 60%으로 복수로 설정되고, 상기 복수의 보정설정압력 중에 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 휠 타입 건설기계의 유압제동장치.

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