KR102467196B1 - 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로 - Google Patents

공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로는, 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서, 복수 개의 휠을 포함하는 주행부, 상기 복수 개의 휠의 구동을 위한 작동유를 공급하는 유압펌프 및 상기 유압펌프에 의해 공급되는 작동유의 유동 경로에 구비되어, 상기 휠에 공급되는 작동유의 공급 압력을 제어하는 메인 컨트롤 밸브를 포함하며, 상기 복수 개의 휠에 공급되는 작동유의 유로는 서로 직렬식으로 연결되어, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 공급되는 작동유가 전체 휠을 순차적으로 경유하며 순환되도록 형성된다.

Description

공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로{Hydraulic Circuit of Moving Working Machine Applied Tandem type Wheel Assembly for Preventing Wheel Spin}
본 발명은 이동형 작업기계의 유압회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 휠을 경유하여 작동유가 유동되는 경로가 직렬식으로 구성되어 주행동조를 이룰 수 있도록 형성되는 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 이동형 작업기계는 엔진의 동력을 통해 유압펌프를 가동시키며, 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유를 통해 휠 등의 주행부와, 붐, 암, 버켓 등과 같은 작업용 어셈블리에 구비되는 액추에이터를 구동시키는 구조를 가진다.
이와 같은 이동형 작업기계의 주행부에 구비되는 복수 개의 휠에 동력을 전달하기 위해 적용되는 모터는 서로 병렬식으로 구성되어 작동유가 서로 독립적으로 유동되는 것이 보통이다.
다만, 이에 따라 이동형 작업기계가 경사지를 올라가는 상황 등과 같이 일부 휠에만 부하가 걸리는 경우에는 유량 쏠림 현상이 발생하여 다른 휠이 공회전되어 경사지를 넘지 못하는 문제가 발생하게 되며, 이는 결국 유량이 쏠린 휠 역시 정상 작동이 불가하게 되는 결과를 가져온다.
또한 요철이 심한 노면을 주행할 때에도 복수 개의 휠에 동일한 부하가 걸리지 않아 일부 휠에 공회전이 발생하게 되어 제대로 주행이 이루어지기가 어렵다는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-1363348호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 이동형 작업기계에 구비되는 복수 개의 휠을 경유하여 작동유가 유동되는 경로가 직렬식으로 구성되어 주행동조를 이룰 수 있도록 형성되는 유압회로의 구조를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로는, 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서, 복수 개의 휠을 포함하는 주행부, 상기 복수 개의 휠의 구동을 위한 작동유를 공급하는 유압펌프 및 상기 유압펌프에 의해 공급되는 작동유의 유동 경로에 구비되어, 상기 휠에 공급되는 작동유의 공급 압력을 제어하는 메인 컨트롤 밸브를 포함하며, 상기 복수 개의 휠에 공급되는 작동유의 유로는 서로 직렬식으로 연결되어, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 공급되는 작동유가 전체 휠을 순차적으로 경유하며 순환되도록 형성된다.
이때 본 발명은 상기 메인 컨트롤 밸브 및 상기 휠 사이의 작동유 유동 경로에 구비되어, 상기 휠을 구동시키기 위한 모터에 구비되는 주행관성체의 관성 부하에 의한 주행 부안정성을 방지하기 위한 카운터 압력을 형성하는 카운터 밸런스 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 카운터 밸런스 밸브는, 상기 모터에 가해지는 관성 부하를 제어하는 오버센터 밸브를 포함할 수 있다.
한편 상기 주행부는 유압식 브레이크를 더 포함하며, 상기 카운터 밸런스 밸브는, 상기 유압식 브레이크에 유동되는 작동유의 유량을 제어하는 릴리프 밸브를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명은 작동유를 회수하는 회수탱크를 더 포함할 수 있다.
더불어 상기 회수탱크는 상기 메인 컨트롤 밸브와 메이크 업 라인(Make-up Line)에 의해 연결되어, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 상기 휠 측에 공급되는 작동유의 공급 압력이 기 설정된 압력 이하일 경우, 상기 메이크 업 라인을 통해 유압 부족분을 보충하도록 작동될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로는, 이동형 작업기계에 구비되는 복수 개의 휠을 경유하여 작동유가 유동되는 경로가 직렬식으로 구성되어 공회전 현상을 방지할 수 있으며, 전체 휠이 주행동조를 이룰 수 있도록 형성되어 이동형 작업기계가 언덕의 경사도 또는 노면의 요철에 관계없이 안정적인 주행을 수행할 수 있도록 하는 장점을 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로의 요부를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로의 전체 구조를 나타낸 도면; 및
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로에 있어서, 메이크 업 라인을 통해 유압 부족분을 보충하는 과정을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로의 요부를 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라디얼 모터를 적용한 이동형 작업기계의 개방루프형 유압회로는 라디얼 모터(10a, 10b)에 의해 회전되는 휠을 포함하는 주행부(10)와, 유압식 액추에이터(20a, 20b)에 의해 구동되는 작업용 어셈블리(20)를 포함하는 이동형 작업기계에 적용된다.
이때 하나의 유압회로에 포함되는 라디얼 모터(10a, 10b) 및 유압식 액추에이터(20a, 20b)의 개수에는 제한이 없으며, 이는 다양한 요소를 고려하여 가변될 수 있다.
특히 본 발명에서 복수 개의 휠을 각각 구동시키기 위한 라디얼 모터(10a, 10b)에 공급되는 작동유의 유로는 서로 직렬식으로 연결되어, 후술할 메인 컨트롤 밸브(200)로부터 공급되는 작동유가 전체 휠을 순차적으로 경유하며 순환되도록 형성된다.
이애 따라 본 발명은 복수 개의 휠을 경유하여 작동유가 유동되는 경로가 직렬식으로 구성되므로 공회전 현상을 방지할 수 있으며, 전체 휠이 주행동조를 이룰 수 있도록 형성되어 이동형 작업기계가 언덕의 경사도 또는 노면의 요철에 관계없이 안정적인 주행을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 라디얼 모터를 적용한 이동형 작업기계의 개방루프형 유압회로는, 대표적으로 유압펌프(100)와, 메인 컨트롤 밸브(200)와, 카운터 밸런스 밸브(300)를 포함한다.
유압펌프(100)는 라디얼 모터(10a, 10b) 및 유압식 액추에이터(20a, 20b)에 작동유를 공급할 수 있도록 작동유를 회로 내에서 순환시킨다.
또한 메인 컨트롤 밸브(200)는 유압펌프(100)에 의해 공급되는 작동유의 유동 경로에 구비되어, 라디얼 모터(10a, 10b) 및 유압식 액추에이터(20a, 20b), 더불어 스티어링(30) 측에 공급되는 작동유의 공급 압력을 제어하게 된다.
더불어 카운터 밸런스 밸브(300)는 이와 같은 메인 컨트롤 밸브(200) 및 라디얼 모터(10a, 10b) 사이의 작동유 유동 경로에 구비되어, 라디얼 모터(10a, 10b)에 구비되는 주행관성체의 관성 부하에 의한 주행 부안정성을 방지하기 위한 카운터 압력을 형성하는 구성요소이다.
즉 카운터 밸런스 밸브(300)는 주행 급정지 또는 경사지 하강 시 주행관성체 관성 부하에 의한 주행 불안정성을 방지하기위해 카운터 밸런스 작동에 의해 라디얼 모터(10a, 10b)의 출구 측에 적당한 배압을 형성시켜 줌으로써 주행불안정성을 방지하게 된다.
이와 같은 본 발명의 유압회로는, 메인 컨트롤 밸브(200)로부터 라디얼 모터(10a, 10b) 및 유압식 액추에이터(20a, 20b) 측으로 작동유가 유동되는 전체 경로가 개방루프를 구성하도록 형성되어, 하나의 유압펌프(100)만으로도 주행부(10)의 주행과 동시에 구조 도구 및 화재 진압 도구와 같은 다양한 작업용 어셈블리(20)를 함께 구동시킬 수 있게 된다.
이때 본 실시예의 경우, 카운터 밸런스 밸브(300)는 라디얼 모터(10a, 10b)의 주행관성체의 관성 부하를 제어하는 오버센터 밸브(320)를 포함할 수 있다.
오버센터 밸브(320)는 라디얼 모터(10a, 10b) 및 유압식 액추에이터(20a, 20b)에 가해지는 부하하중을 부드럽게 제어하는 스로틀링 밸브로서 구동되어, 작동유의 끊김 또는 이로 파생되는 붕괴를 방지하는 역할을 수행한다.
한편 본 실시예에서 주행부(10)는 휠에 제동력을 인가하기 위한 유압식 브레이크와 기계식 브레이크를 각각 포함할 수 있다.
이때 카운터 밸런스 밸브(300)는 유압식 브레이크에 유동되는 작동유의 유량을 제어하는 릴리프 밸브(310)를 더 포함할 수 있으며, 또한 본 발명의 유압회로에는 기계식 브레이크를 작동시키기 위해 공급되는 작동유의 유량을 제어하는 쇼크리스 제어 밸브(400)가 구비될 수 있다.
쇼크리스 제어 밸브(400)는 유압식 브레이크의 작동이 완료되는 시점을 감지하도록 형성되어, 유압식 브레이크(400)의 작동이 완료되는 시점에 기계식 브레이크를 작동시키도록 구성된다.
따라서 본 실시예의 경우, 유압식 브레이크로 1차적으로 부드럽게 제동을 가하고, 1차 유압식 브레이크의 작동이 완료되면 2차적으로 기계식 브레이크가 작동되도록 하여 보다 부드러우면서도 안정적이고 신속한 제동을 가할 수 있도록 구성된다.
한편 이와 같은 쇼크리스 제어밸브(400)는, 기타 조건에 따라 기계식 브레이크(15)의 작동 시점을 임의로 수행하도록 할 수도 있다.
예컨대, 이동형 작업기계의 속도가 기 설정된 이하의 속도로 주행하고 있는 경우, 현재 이동형 작업기계가 주행하고 있는 노면의 상태가 일정 이상의 마찰력을 가지는 것으로 판단되는 경우 등과 같은 상황에서 쇼크리스 제어밸브(400)는 기계식 브레이크(15)가 작동되지 않도록 제어하거나, 또는 유압식 브레이크와 동시에 작동되도록 제어할 수도 있을 것이다.
또한 이와 같은 각 조건을 세부적인 구간으로 분할하여, 유압식 브레이크가 작동된 이후로부터 기계식 브레이크(15)가 작동되는 시점까지의 시간 차를 다양하게 가변시키도록 할 수도 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로에 있어서, 메이크 업 라인을 통해 유압 부족분을 보충하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 유압회로 내에 유동하는 작동유를 회수하는 회수탱크(500)를 더 포함하며, 회수탱크(500)로 회수된 작동유는 유압펌프(100) 측으로 재유동될 수 있다.
또한 본 실시예에서, 회수탱크(500)는 메인 컨트롤 밸브(200)와 메이크 업 라인(Make-up Line)에 의해 연결된다.
그리고 회수탱크(500)는, 메인 컨트롤 밸브(200)로부터 라디얼 모터(10a, 10b) 및 유압식 액추에이터(20a, 20b) 측에 공급되는 작동유의 공급 압력이 기 설정된 압력 이하일 경우, 메이크 업 라인을 통해 메인 컨트롤 밸브(200)의 유압 부족분을 보충하도록 작동될 수 있다.
이와 같은 유압 부족분 보충 과정은, 회수탱크(500)에 연결된 배압밸브(510)의 조절을 통해 회수탱크(500)와 메인 컨트롤 밸브(200) 간 압력 크기의 차이 조절을 통하여 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 주행부
10a, 10b: 라디얼 모터
20: 작업용 어셈블리
20a, 20b: 유압식 액추에이터
30: 스티어링
100: 유압펌프
200: 메인 컨트롤 밸브
300: 카운터 밸런스 밸브
310: 릴리프 밸브
320: 오버센터 밸브
400: 쇼크리스 제어 밸브
500: 회수탱크
510: 배압밸브

Claims (6)

  1. 이동형 작업기계에 적용되는 유압회로에 있어서,
    복수 개의 휠을 포함하는 주행부;
    상기 복수 개의 휠의 구동을 위한 작동유를 공급하는 유압펌프;
    상기 유압펌프에 의해 공급되는 작동유의 유동 경로에 구비되어, 상기 휠에 공급되는 작동유의 공급 압력을 제어하는 메인 컨트롤 밸브; 및
    상기 메인 컨트롤 밸브 및 상기 휠 사이의 작동유 유동 경로에 구비되어, 상기 휠을 구동시키기 위한 모터에 구비되는 주행관성체의 관성 부하에 의한 주행 부안정성을 방지하기 위한 카운터 압력을 형성하는 카운터 밸런스 밸브
    를 포함하며,
    상기 복수 개의 휠에 공급되는 작동유의 유로는 서로 직렬식으로 연결되어, 상기 메인 컨트롤 밸브로부터 공급되는 작동유가 전체 휠을 순차적으로 경유하며 순환되도록 형성되고,
    상기 카운터 밸런스 밸브는,
    상기 모터에 가해지는 주행관성체의 관성 부하를 제어하는 오버센터 밸브를 포함하는,
    공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주행부는 유압식 브레이크를 더 포함하며,
    상기 카운터 밸런스 밸브는,
    상기 유압식 브레이크에 유동되는 작동유의 유량을 제어하는 릴리프 밸브를 포함하는,
    공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로.
  5. 제1항에 있어서,
    작동유를 회수하는 회수탱크를 더 포함하는,
    공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회수탱크는 상기 메인 컨트롤 밸브와 메이크 업 라인(Make-up Line)에 의해 연결되어,
    상기 메인 컨트롤 밸브로부터 상기 휠 측에 공급되는 작동유의 공급 압력이 기 설정된 압력 이하일 경우, 상기 메이크 업 라인을 통해 유압 부족분을 보충하도록 작동되는,
    공회전 방지를 위한 직렬식 휠 구조를 가지는 이동형 작업기계의 유압회로.
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