KR102483276B1 - 건설 기계 - Google Patents

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준야 마츠모토
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Abstract

플러스측 주결선(27)은, 전장 기기(21, 22)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속한다. 플러스측 차단 스위치(28)는, 플러스측 주결선(27)에 마련되고, 전장 기기(21, 22)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속 또는 차단한다. 플러스측 부결선(30)은, 플러스측 차단 스위치(28)보다 상류측의 위치에서 요소 SCR 컨트롤러(25)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속한다. 마이너스측 주결선(32)은, 배터리(26)의 마이너스 단자(26B)와 그라운드를 접속한다. 마이너스측 차단 스위치(33)는, 마이너스측 주결선(32)에 마련되고, 배터리(26)의 마이너스 단자(26B)와 그라운드를 접속 또는 차단한다

Description

건설 기계
본 개시는, 배터리를 탑재한 건설 기계에 관한 것이다.
배터리를 탑재한 건설 기계에 요구되는 법규 대응(EN474-1)이나 일반 요구 사항(ISO20474-1)에는, 퀵 커플링이나 액세스 가능한 아이솔레이터 스위치 등에 의해, 배터리 등의 축전 장치를 용이하게 차단하는 것이 가능한 것이 요구되고 있다. 이에 대응하기 위하여, 건설 기계에서는 주로 배터리의 마이너스측 회로를 용이하게 차단할 수 있는 배터리 차단 장치를 탑재하고 있다.
건설 기계의 배터리 차단 장치에는, 복수의 기기를 선택적으로 배터리에 접속 또는 차단하는 메인 스위치와, 모든 기기를 전체적으로 배터리로부터 전원 차단하는 상시 폐로형의 회로 차단 스위치와, 메인 스위치가 미리 설정된 시간에 걸쳐 사용되지 않는 상태를 검출하여, 회로 차단 스위치를 차단 상태로 제어하는 타이머를 가지는 제어 장치를 구비한 것이 있다(특허문헌 1 참조).
일본공개특허 특개2000-41342호 공보
배터리 차단 장치의 용도 중 하나는, 건설 기계의 장기 휴차 시에, 배터리의 방전 등을 억제하는 것이다. 이 이유는, 배터리를 탑재한 일반의 수송 기기와 마찬가지로, 장기 휴차 시에, 배터리 전압이 점차 저하한다는 문제가 생기기 때문이다. 배터리 전압의 저하 원인에는, 예를 들면 배터리의 자연 방전이나 전장 기기의 메모리를 보지(保持)하는 백업 전류 등을 생각할 수 있다. 그래서, 배터리와 각종 전장 기기를 접속하는 전기적 결선(結線)의 도중에 배터리 차단 장치를 마련하여, 장기 휴차 시에는, 배터리 차단 장치를 차단함으로써, 배터리의 방전 등을 억제할 수 있다.
또한, 배터리 차단 장치는, 서비스맨에 의한 건설 기계의 메인터넌스 작업(전기적인 수리 작업이나 본체 개조 시의 용접 작업 등) 시에, 서비스맨을 감전으로부터 보호하는 역할과, 용접기로부터의 전류의 유입에 의한 전장 기기의 파손 방지의 역할을 가지고 있다. 또한, 배터리 차단 장치는, 오퍼레이터에 의한 하루의 작업 종료 시에 차단함으로써, 일상적인 배터리의 방전 억제나 도난 방지의 목적으로서의 기능도 가진다.
그런데, 건설 기계는, 요소(尿素) SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템을 구비하고 있다. 요소 SCR 시스템은, 엔진의 배기 가스 규제에 적합한 것을 목적으로, 건설 기계에 탑재된 후처리 장치이다. 요소 SCR 시스템은, 엔진의 후단(後段)에 장착된 촉매 내에서 배기 가스와 요소수를 화합함으로써, 배기 가스 내의 질소 산화물을 정화한다. 요소수는, 탱크에 저장되고, 엔진의 출력에 맞춰 전자(電磁) 펌프로 흡인되어, 후처리 장치 내에 분사된다.
요소수는, 동결 시에 팽창하고, 고온 시에 결정화되는 특징이 있다. 이 때문에, 배관 내에 요소수가 잔류한 상태로 차체를 방치해 두면, 배관의 파손이나 요소의 고착의 원인이 된다. 그래서, 요소 SCR 시스템에는, 배관 내의 미사용의 요소수를 전자 펌프로 탱크 내로 되돌리는 기능이 탑재되어 있다. 이와 같은 요소수를 탱크로 되돌리는 리턴 제어는, 엔진의 정지 후에 배터리의 전력을 사용하여 행해진다.
배터리 차단 장치를 탑재한 차량의 경우, 엔진의 정지 후에 배터리를 차단하여 요소 SCR 시스템으로의 전력 공급을 거절해 버리면, 리턴 제어를 행할 수 없어, 차회의 분사 시에 문제를 발생시킬 리스크가 있다. 이것을 막기 위하여, 리턴 제어가 완료할 때까지 배터리를 차단하지 않도록, 주의 사항이나 경고 램프로 오퍼레이터에 통지하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이 방법으로는 오퍼레이터는 임의의 타이밍에 배터리 차단을 할 수 있기 때문에, 본질적인 해결이 되지는 않는다.
한편, 특허문헌 1에 기재된 타이머를 가지는 회로 차단 스위치를, 요소 SCR 컨트롤러를 구비한 건설 기계에 적용하면, 설정된 시간 이내에서는, 요소 SCR 컨트롤러에 전원 전력이 공급된다. 그러나, 리턴 제어에 필요한 시간은, 차체의 사이즈나 엔진의 종류에 따라 상이하기 때문에, 차체마다의 타이머 설정이 필요해진다.
배터리 차단 장치를 차단해도, 타이머 등의 설정 시간에 영향을 받지 않고, 요소 SCR 컨트롤러에 전원 전력이 계속 공급되면, 다른 기기로의 전력 공급을 거절한 상태로, 리턴 제어를 완료할 수 있다.
오퍼레이터에 의한 작업 종료 시에는, 매일의 도난 방지나 배터리의 방전 억제를 목적으로, 배터리 차단 장치를 이용한다. 이 때문에, 그 때에 요소 SCR 컨트롤러만의 전원을 살려둘 수 있으면, 리턴 제어를 완료시킬 수 있다.
한편, 서비스맨에 의한 메인터넌스 작업 시나 건설 기계의 장기 휴차 시에는, 감전이나 용접 시 등의 기기의 파손 방지, 및, 배터리의 장기적인 방전을 억제하는 것을 목적으로, 요소 SCR 컨트롤러를 포함하는 모든 전원을 차단할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시형태의 목적은, 요소 SCR 컨트롤러를 제외하고 전장 기기의 전원을 차단하는 것과, 요소 SCR 컨트롤러를 포함하여 전장 기기의 전원을 차단하는 것이 선택 가능한 건설 기계를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 차체에 탑재된 전장 기기와, 상기 차체에 탑재된 요소 SCR 컨트롤러와, 상기 전장 기기 및 상기 요소 SCR 컨트롤러에 전력을 공급하는 배터리를 구비한 건설 기계로서, 상기 전장 기기와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속하는 플러스측 주결선(主結線)과, 상기 플러스측 주결선에 마련되고, 상기 전장 기기와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속 또는 차단하는 플러스측 차단 스위치와, 상기 플러스측 차단 스위치보다 하류측에 위치하여 상기 플러스측 차단 스위치에 직렬 접속되고, 상기 전장 기기와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속 또는 차단하는 키 스위치와, 상기 플러스측 차단 스위치보다 상류측의 위치에서 상기 요소 SCR 컨트롤러와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속하는 플러스측 부결선(副結線)과, 상기 배터리의 마이너스 단자와 그라운드를 접속하는 마이너스측 주결선과, 상기 마이너스측 주결선에 마련되고, 상기 배터리의 마이너스 단자와 그라운드를 접속 또는 차단하는 마이너스측 차단 스위치를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 오퍼레이터나 서비스맨의 용도에 맞춰, 플러스측 차단 스위치와 마이너스측 차단 스위치를 개별적으로 차단 상태 또는 접속 상태로 할 수 있다. 이 때문에, 마이너스측 차단 스위치가 접속 상태에서, 플러스측 차단 스위치를 차단 상태로 하는 것에 의해, 도난 방지나 배터리의 방전을 억제하면서, 요소 SCR 컨트롤러에 의한 요소수의 리턴 제어 기능을 보지할 수 있다.
또한, 마이너스측 차단 스위치를 차단함으로써, 차체의 장기 휴차 시의 방전 방지 및 서비스맨에 의한 메인터넌스 작업 시의 안전(감전이나 용접 시 등의 기기의 파손)을 확보할 수도 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 의한 유압 셔블을 나타내는 정면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 의한 전원 차단 회로의 구성을 나타내는 전기 회로도이다.
도 3은, 도 2 중의 복합 스위치를 나타내는 설명도이다.
도 4는, 마이너스측 차단 스위치가 접속 상태에서 플러스측 차단 스위치가 차단 상태로 된 경우를 나타내는 도 2와 마찬가지의 전기 회로도이다.
도 5는, 플러스측 차단 스위치 및 마이너스측 차단 스위치가 양방 모두 차단 상태로 된 경우를 나타내는 도 2와 마찬가지의 전기 회로도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 의한 건설 기계로서 유압 셔블을 예로 들어, 첨부 도면에 따라서 상세하게 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(1)은, 자주(自走) 가능한 크롤러식의 하부 주행체(2)와, 이동 수단이 되는 하부 주행체(2) 상에 선회 장치(3)를 개재하여 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(4)와, 상부 선회체(4)의 앞쪽에 마련되어 굴삭 작업 등을 행하는 다관절 구조의 작업 장치(5)를 구비하고 있다. 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(4)는, 유압 셔블(1)의 차체를 구성하고 있다. 하부 주행체(2)는, 주행 동작을 행하기 위한 유압 모터(2A)를 구비하고 있다. 선회 장치(3)는, 선회 동작을 행하기 위한 유압 모터(3A)를 구비하고 있다. 또한, 하부 주행체(2)로서 크롤러식을 예시했지만, 휠식이어도 된다.
작업 장치(5)는 프론트 액추에이터 기구이다. 작업 장치(5)는, 예를 들면 붐(5A), 아암(5B), 버킷(5C)과, 이들을 구동하는 붐 실린더(5D), 아암 실린더(5E), 버킷 실린더(5F)에 의해 구성되어 있다. 작업 장치(5)는, 상부 선회체(4)의 선회 프레임(6)에 장착되어 있다.
상부 선회체(4)에는, 원동기로서의 엔진(7)과, 엔진(7)에 의해 구동되는 유압 펌프(8)(메인 펌프)가 탑재되어 있다. 유압 펌프(8)에 의해 보내진 작동유에 의해, 하부 주행체(2)와, 상부 선회체(4)와, 작업 장치(5)가 각각 독립하여 동작한다.
구체적으로는, 하부 주행체(2)는, 주행용의 유압 모터(2A)에 유압 펌프(8)로부터 작동유가 공급되는 것에 의해, 한 쌍의 크롤러(2B)(도 1은 편측만 도시)를 주행 구동한다. 상부 선회체(4)는, 선회용의 유압 모터(3A)에 유압 펌프(8)로부터 작동유가 공급되는 것에 의해, 선회 구동한다. 또한. 실린더(5D∼5F)는, 유압 펌프(8)로부터 공급되는 작동유에 의해, 신장 또는 축소한다. 이에 의해, 작업 장치(5)는, 부앙(俯仰)의 동작을 행하고, 굴삭, 정지(整地) 등의 작업을 행한다.
엔진(7)의 배기구(7A)로부터 배출되는 배기 가스는, 질소 산화물(NOx)을 포함하고 있다. 질소 산화물을 정화하기 위하여, SCR 촉매(9)가 엔진의 배기구(7A)에 접속되어 있다. SCR 촉매(9)는, 질소 산화물과 암모니아의 반응을 활성화시킨다. 구체적으로는, SCR 촉매(9)는, 공기 중에 배출되기 전의 질소 산화물을 SCR 촉매(9) 중에서 요소수와 반응시켜, 무해한 물과 질소로 분해한다. 요소수 저장 탱크(10)는, 상부 선회체(4)의 급수하기 쉬운 부위에 설치되어 있다. 요소수 저장 탱크(10)는, SCR 촉매(9) 중에 분사하기 위한 요소수를 저장한다.
요소수 저장 탱크(10)와 SCR 촉매(9)는, 요소수 배관(11)으로 접속되어 있다. 엔진(7)이 시동하면, 전자 펌프(12)가 구동하여, 요소수 저장 탱크(10) 내의 요소수를 빨아 올린다. 빨아 올려진 요소수는, 요소수 인젝터(13)에 의해 SCR 촉매(9) 내로 분사된다. 또한, 엔진(7)이 정지하면, 전자 펌프(12)는, 리턴 제어를 실행하여, 요소수 배관(11) 내에 잔존한 미사용의 요소수를 요소수 저장 탱크(10) 내로 되돌린다. 전자 펌프(12)는, 후술하는 요소 SCR 컨트롤러(25)로부터 전력이 공급된다. SCR 촉매(9), 요소수 저장 탱크(10), 전자 펌프(12) 및 요소수 인젝터(13)는, 요소 SCR 시스템을 구성하고 있다.
다음에, 본 실시형태에 의한 유압 셔블(1) 중 전원 차단 회로에 관한 구성을, 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(1)은, 차체에 탑재된 제 1, 제 2 전장 기기(21, 22)와, 차체에 탑재된 요소 SCR 컨트롤러(25)와, 전장 기기(21, 22) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)에 전력을 공급하는 배터리(26)를 구비하고 있다. 또한, 유압 셔블(1)은, 차체에 탑재된 제 1, 제 2 제어 장치(23, 24)를 더 구비하고 있다. 제 1, 제 2 제어 장치(23, 24)도 배터리(26)로부터 전력이 공급된다. 전장 기기(21, 22) 및 제어 장치(23, 24)는, 요소 SCR 컨트롤러(25)와는 상이한 기능을 가지고 있다. 즉, 전장 기기(21, 22)는, 요소 SCR 시스템의 제어 이외의 기능을 가지는 것으로서, 예를 들면 차체의 부수적인 기능인 조명, 음향, 공조 등의 제어를 행하는 것, 엔진(7)의 시동을 행하는 것이 해당한다. 제어 장치(23, 24)는, 요소 SCR 시스템의 제어 이외의 기능을 가지는 것으로서, 예를 들면 차체의 구동 제어(엔진(7)이나 차체 전체의 제어)를 행하는 것이 해당한다. 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24), 요소 SCR 컨트롤러(25) 및 배터리(26)는, 유압 셔블(1)의 차체로서, 예를 들면 상부 선회체(4)에 탑재되어 있다. 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 그라운드가 되는 차체에 접속되어 있다.
제 1 전장 기기(21)는, 예를 들면 음향 기기가 상당한다. 전장 기기(21)는, 예를 들면 음량, 라디오의 선국, 프리셋 정보 등과 같은 각종의 설정 정보를 기억하는 메모리(21A)를 가지고 있다. 제 1 전장 기기(21)는, 음향 기기에 한하지 않고, 예를 들면 공조 기기여도 된다. 이 경우, 메모리(21A)에는, 에어컨의 온도, 풍향, 풍량 등과 같은 각종의 설정 정보가 기억된다. 전장 기기(21)에는, 그 구동과 정지를 단독으로 전환하기 위한 스위치(21B)가 별도 마련되어 있다. 스위치(21B)는, 키 스위치(29)보다 하류측(배터리(26)로부터 먼 측)에 위치하여, 전장 기기(21)에 대하여 개별적으로 전력을 공급하는 선로에 마련되어 있다.
제 2 전장 기기(22)는, 예를 들면 엔진 시동 장치가 상당한다. 전장 기기(22)에는, 그 구동과 정지를 단독으로 전환하기 위한 스위치(22A)가 별도 마련되어 있다. 스위치(22A)는, 키 스위치(29)보다 하류측(배터리(26)로부터 먼 측)에 위치하여, 전장 기기(22)에 대하여 개별적으로 전력을 공급하는 선로에 마련되어 있다. 제 2 전장 기기(22)는, 키 스위치(29)가 엔진 스타트 위치로 전환되었을 때에, 스위치(22A)가 접속 상태로 되어, 엔진(7)에 대하여 시동 제어를 행한다.
제 1 제어 장치(23)는, 예를 들면 엔진 컨트롤러가 상당한다. 제 1 제어 장치(23)는, 예를 들면 엔진 회전수 등을 검출하는 각종의 센서(도시 생략)에 접속되어 있다. 제 1 제어 장치(23)는, 센서로부터의 검출 신호 등에 기초하여, 엔진(7)의 운전을 제어한다.
제 2 제어 장치(24)는, 예를 들면 차체 컨트롤러가 상당한다. 제 2 제어 장치(24)는, 차재(車載)용 다중 통신 방식의 네트워크(CAN:Controller Area Network)에 의해 제 1 제어 장치(23)(엔진 컨트롤러)에 접속되어 있다. 제 2 제어 장치(24)는, 예를 들면 차체의 주행 속도, 유압 펌프(8)의 토출압 등을 검출하는 각종의 센서(도시 생략)에 접속되어 있다. 제 2 제어 장치(24)는, 제 1 제어 장치(23)로부터 입력되는 정보(예를 들면, 엔진 회전수 등) 및 센서로부터의 검출 신호 등에 기초하여, 차체 시스템 전체를 제어한다.
요소 SCR 컨트롤러(25)는, 후술하는 플러스측 부결선(30)에 접속되어 있다. 이 때문에, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 플러스측 차단 스위치(28) 및 키 스위치(29)의 조작의 영향을 일절 받지 않고, 배터리(26)로부터의 전력이 공급되고 있다.
요소 SCR 컨트롤러(25)는 요소 SCR 시스템을 제어한다. 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 전자 펌프(12)에 대한 전력의 공급과 정지를 제어한다. 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 자기(自己) 보지 회로(25A)를 구비하고 있다. 자기 보지 회로(25A)는, 통상은 접속 상태로 되어 있다. 자기 보지 회로(25A)는, 키 스위치(29)가 절단되었을 때에 작동하고, 키 스위치(29)가 절단되고 나서 미리 결정된 소정 시간이 경과하면, 접속 상태로부터 차단 상태로 전환된다. 이 때, 소정 시간은, 요소수의 리턴 제어에 필요한 시간으로 설정되어 있다. 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 자기 보지 회로(25A)가 접속 상태일 때에, 전자 펌프(12)에 전력을 공급할 수 있다. 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 자기 보지 회로(25A)가 차단 상태일 때에, 전자 펌프(12)에 대한 전력 공급을 정지한다.
배터리(26)는, 예를 들면 연축 전지와 같은 각종의 이차 전지로 구성되어 있다. 배터리(26)는, 전장 기기(21, 22) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 더하여, 배터리(26)는, 제어 장치(23, 24)에 전기적으로 접속되어 있다. 배터리(26)는, 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)에 구동용의 전력을 공급한다. 배터리(26)는, 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)에 접속되는 플러스 단자(26A)와, 그라운드에 접속되는 마이너스 단자(26B)를 가지고 있다. 플러스측 주결선(27)은, 전장 기기(21, 22) 및 제어 장치(23, 24)와, 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속하고 있다.
플러스측 차단 스위치(28)는, 플러스측 주결선(27)에 마련되어 있다. 플러스측 차단 스위치(28)는, 전장 기기(21, 22) 및 제어 장치(23, 24)와, 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속 또는 차단한다. 이에 의해, 플러스측 차단 스위치(28)는, 메모리(21A)를 포함하여, 전장 기기(21, 22) 및 제어 장치(23, 24)에 대한 전력 공급을 허가 또는 정지한다. 또한, 플러스측 차단 스위치(28)는, 마이너스측 차단 스위치(33)와 함께, 복합 스위치(34)에 마련되어 있다. 오퍼레이터가 복합 스위치(34)를 수동 조작하는 것에 의해, 플러스측 차단 스위치(28)는, 접속 상태와 차단 상태가 전환된다.
키 스위치(29)는, 플러스측 차단 스위치(28)보다 하류측에 위치하여, 플러스측 차단 스위치(28)에 직렬 접속되어 있다. 구체적으로는, 키 스위치(29)는, 플러스측 차단 스위치(28)보다 하류측에 위치하여, 플러스측 주결선(27)에 마련되어 있다. 키 스위치(29)는, 전장 기기(21, 22)와, 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속 또는 차단(절단)한다. 이에 의해, 키 스위치(29)는, 전장 기기(21, 22)에 대한 전력 공급을 허가 또는 정지한다. 또한, 키 스위치(29)는, 제 1 전장 기기(21)의 메모리(21A), 제어 장치(23, 24)의 기동 및 정지를 지령하는 기능도 가진다.
키 스위치(29)의 온 조작 및 오프 조작에 의해, 키 온 신호가, 전장 기기(21)의 메모리(21A), 제어 장치(23, 24), 요소 SCR 컨트롤러(25)에 출력된다. 키 스위치(29)는, 엔진(7)의 시동 및 정지를 지시하는 스위치(예를 들면, 이그니션 키 스위치)이다. 키 스위치(29)를 엔진 스타트 위치로 조작하면, 스위치(22A)가 접속 상태가 되어, 엔진 시동 장치로 이루어지는 제 2 전장 기기(22)에 의해, 엔진(7)이 시동한다.
플러스측 부결선(30)은, 플러스측 차단 스위치(28)보다 상류측(배터리(26)에 가까운 측)의 위치에서 요소 SCR 컨트롤러(25)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속하고 있다. 도 2는, 플러스측 부결선(30)이, 플러스측 차단 스위치(28)보다 상류측의 위치에서 플러스측 주결선(27)으로부터 분기한 경우를 예시하고 있다. 이에 한정하지 않고, 플러스측 부결선(30)은, 배터리(26)의 플러스 단자(26A)에 직접적으로 접속되어도 된다.
플러스측 부결선(30)은, 요소 SCR 컨트롤러(25)를 배터리(26)의 플러스 단자(26A)에 직접적으로 접속하고 있다. 이 때문에, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 플러스측 차단 스위치(28) 및 키 스위치(29)의 조작의 영향을 일절 받지 않고, 배터리(26)로부터 전력이 공급되고 있다.
플러스측 분기선(31)은, 플러스측 차단 스위치(28)와 키 스위치(29)의 사이에서 플러스측 주결선(27)으로부터 분기하고 있다. 플러스측 분기선(31)은, 전장 기기(21)의 메모리(21A) 및 제어 장치(23, 24)에 접속되어 있다. 이 때문에, 플러스측 차단 스위치(28)가 접속 상태일 때에는, 전장 기기(21)의 메모리(21A) 및 제어 장치(23, 24)는, 키 스위치(29)의 조작의 영향을 일절 받지 않고, 배터리(26)로부터 전력이 공급되고 있다.
즉, 전장 기기(21)의 메모리(21A) 및 제어 장치(23, 24)는, 키 스위치(29)를 개재하지 않고, 플러스측 차단 스위치(28)를 개재하여 배터리(26)의 플러스 단자(26A)에 직접 접속되어 있다. 이 때문에, 전장 기기(21)의 메모리(21A) 및 제어 장치(23, 24)는, 키 스위치(29)가 오프(차단 상태)로 전환되어도, 배터리(26)로부터의 전력 공급이 차단되지 않는다. 이에 의해, 키 스위치(29)의 오프 조작에 의한 작동 정지 시에, 전장 기기(21)의 메모리(21A) 및 제어 장치(23, 24)는, 예를 들면 설정 정보(음량, 선국 등), 시각 정보, 제어 정보를 포함하는 각종 데이터의 백업을 행할 수 있다.
마이너스측 주결선(32)은, 배터리(26)의 마이너스 단자(26B)와 그라운드를 접속하고 있다. 이 때, 그라운드는, 유압 셔블(1)의 차체가 상당한다. 이 때문에, 마이너스측 주결선(32)은, 예를 들면 상부 선회체(4)의 선회 프레임(6)에 접속되어 있다.
마이너스측 차단 스위치(33)는, 마이너스측 주결선(32)에 마련되어 있다. 마이너스측 차단 스위치(33)는, 배터리(26)의 마이너스 단자(26B)와 그라운드를 접속 또는 차단한다. 이에 의해, 마이너스측 차단 스위치(33)는, 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)에 대한 전력 공급을 허가 또는 정지한다. 또한, 마이너스측 차단 스위치(33)는, 플러스측 차단 스위치(28)와 함께, 복합 스위치(34)에 마련되어 있다. 오퍼레이터가 복합 스위치(34)를 수동 조작하는 것에 의해, 마이너스측 차단 스위치(33)는, 접속 상태와 차단 상태가 전환된다.
복합 스위치(34)에는, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)가 마련되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 복합 스위치(34)는, 마이너스측 차단 스위치(33) 및 플러스측 차단 스위치(28)를 양방 모두 접속 상태로 하는 제 1 전환 위치(P1)(접속 위치)와, 마이너스측 차단 스위치(33)를 접속 상태로 하고 플러스측 차단 스위치(28)를 차단 상태로 하는 제 2 전환 위치(P2)(편측 차단 위치)와, 마이너스측 차단 스위치(33) 및 플러스측 차단 스위치(28)를 양방 모두 차단 상태로 하는 제 3 전환 위치(P3)(양측 차단 위치)를 가지고 있다.
이 때, 복합 스위치(34)는, 3개의 전환 위치(P1∼P3)를 선택적으로 전환 조작하기 위한 회전식의 레버(34A)를 구비하고 있다. 레버(34A)가 중립 위치에 배치되었을 때에, 복합 스위치(34)는, 제 1 전환 위치(P1)가 된다. 레버(34A)가 중립 위치로부터 일방향(도 3 중의 우측)으로 회전 조작되었을 때에, 복합 스위치(34)는, 제 2 전환 위치(P2)가 된다. 레버(34A)가 중립 위치부터 타방향(도 3 중의 좌측)으로 회전 조작되었을 때에, 복합 스위치(34)는, 제 3 전환 위치(P3)가 된다. 즉, 제 2 전환 위치(P2)와 제 3 전환 위치(P3)는, 레버(34A)를 회전 조작할 때의 방향이, 제 1 전환 위치(P1)를 사이에 두고 반대 방향으로 되어 있다.
다음에, 본 실시형태에 의한 전원 차단 회로에 관하여, 그 동작을, 도 2 내지 도 5를 이용하여 설명한다.
엔진(7)의 작동 상태에서는, 복합 스위치(34)는 제 1 전환 위치(P1)로 설정되어 있다. 이 때, 도 2에 나타내는 바와 같이, 플러스측 차단 스위치(28), 마이너스측 차단 스위치(33) 및 키 스위치(29)는, 모두 접속 상태이다. 이 때문에, 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 배터리(26)로부터 전력이 공급되고 있다.
키 스위치(29)가 오프(절단)되면, 엔진(7)이 정지한다. 이 때, 제 1 전장 기기(21) 및 엔진 시동 장치인 제 2 전장 기기(22)는, 배터리(26)와 차단되어, 배터리(26)로부터의 전력 공급이 정지된다. 한편, 전장 기기(21)의 메모리(21A), 제 1 제어 장치(23)(엔진 컨트롤러), 제 2 제어 장치(24)(차체 컨트롤러), 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 배터리(26)로부터의 전력 공급이 유지되고 있다. 이에 의해, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 전자 펌프(12)를 구동하여 요소수의 리턴 제어를 실행한다.
오퍼레이터가 작업을 종료하여, 차체가 휴차 상태가 되는 경우에는, 오퍼레이터는 복합 스위치(34)를 제 2 전환 위치(P2)로 전환한다. 이에 의해, 도 4에 나타내는 바와 같이, 마이너스측 차단 스위치(33)가 접속된 상태에서, 플러스측 차단 스위치(28)는 절단된다. 플러스측 차단 스위치(28)가 절단되면, 전장 기기(21)의 메모리(21A), 제어 장치(23, 24)는, 배터리(26)로부터의 전력 공급이 정지된다. 이에 의해, 차체 암전류가 저감되기 때문에, 배터리(26)의 방전을 최대한으로 억제할 수 있어, 이른바 배터리 방전을 방지할 수 있다.
또한, 예를 들면, 키 스위치(29)를 절단한 직후에, 오퍼레이터가 복합 스위치(34)를 제 2 전환 위치(P2)로 전환한 경우에는, 요소수 배관(11) 내에 미사용의 요소수가 잔존하는 경우가 있다. 이 때, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 계속해서 배터리(26)로부터의 전력 공급이 유지된다. 이 때문에, 요소수 배관(11) 내에 미사용의 요소수가 잔존하고 있는 경우에도, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 전자 펌프(12)를 구동하여 요소수의 리턴 제어를 완료시키는 것이 가능해진다. 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 요소수의 리턴 제어를 완료한 후에, 내부의 자기 보지 회로(25A)를 절단하여, 전자 펌프(12)에 대한 전력 공급을 차단한다.
다음에, 전기적인 메인터넌스나 수리 작업을 행할 때, 차체 개조에 수반하여 용접기를 사용할 때 등에는, 서비스맨은 복합 스위치(34)를 제 3 전환 위치(P3)로 전환한다. 이에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이, 플러스측 차단 스위치(28)와 마이너스측 차단 스위치(33)의 양방이 절단된다. 스위치(28, 33)가 절단되면, 모든 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 종합적으로 배터리(26)와 차단되어, 배터리(26)로부터의 전력 공급이 정지된다. 따라서, 서비스맨을 감전으로부터 보호할 수 있다. 또한, 예를 들면 그라운드가 되는 선회 프레임(6) 등에 대하여 용접 작업을 행할 때에도, 용접봉(WR)으로부터의 전류(i)를 마이너스측 차단 스위치(33) 등에 의해 차단할 수 있다. 이 때문에, 용접봉(WR)에 의한 전류(i)가, 배터리(26)를 개재하여 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)에 유입되는 경우가 없다. 이 결과, 전장 기기(21, 22), 제어 장치(23, 24) 및 요소 SCR 컨트롤러(25)의 파손을 막는 것이 가능해진다.
이렇게 하여, 본 실시형태에 의한 유압 셔블(1)은, 전장 기기(21, 22)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속하는 플러스측 주결선(27)과, 플러스측 주결선(27)에 마련되고, 전장 기기(21, 22)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속 또는 차단하는 플러스측 차단 스위치(28)와, 플러스측 차단 스위치(28)보다 하류측에 위치하여 플러스측 차단 스위치(28)에 직렬 접속되고, 전장 기기(21, 22)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속 또는 차단하는 키 스위치(29)와, 플러스측 차단 스위치(28)보다 상류측의 위치에서 요소 SCR 컨트롤러(25)와 배터리(26)의 플러스 단자(26A)를 접속하는 플러스측 부결선(30)과, 배터리(26)의 마이너스 단자(26B)와 그라운드를 접속하는 마이너스측 주결선(32)과, 마이너스측 주결선(32)에 마련되고, 배터리(26)의 마이너스 단자(26B)와 그라운드를 접속 또는 차단하는 마이너스측 차단 스위치(33)를 구비하고 있다.
이 때, 플러스측 차단 스위치(28)와 마이너스측 차단 스위치(33)는, 개별적으로 절단 또는 접속할 수 있다. 이 때문에, 유압 셔블(1)을 가동할 때에는, 오퍼레이터는, 플러스측 차단 스위치(28)와 마이너스측 차단 스위치(33)를 양방 모두 접속한다. 이에 의해, 키 스위치(29)를 접속하는 것에 의해, 전장 기기(21, 22)에 배터리(26)로부터의 전력을 공급하여, 전장 기기(21, 22)를 구동할 수 있다. 한편, 키 스위치(29)를 절단하는 것에 의해, 전장 기기(21, 22)를 정지시킬 수 있다.
또한, 통상의 차체 가동이 종료되었을 때에는, 오퍼레이터는, 마이너스측 차단 스위치(33)를 접속한 상태에서, 플러스측 차단 스위치(28)를 절단할 수 있다. 이에 의해, 요소 SCR 컨트롤러(25)에 대한 배터리(26)로부터의 전력 공급을 유지한 상태에서, 전장 기기(21, 22)를 정지시킬 수 있다. 이 결과, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 전자 펌프(12)를 이용하여 요소수의 리턴 제어를 완료시킬 수 있다. 한편, 전장 기기(21, 22)에 대한 전력 공급이 정지하므로, 암전류를 저감할 수 있어, 배터리(26)의 방전을 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 전기적인 메인터넌스나 수리 작업 및 본체 개조와 같이 용접기를 사용할 때에는, 서비스맨은, 플러스측 차단 스위치(28)와 마이너스측 차단 스위치(33)를 양방 모두 절단한다. 이에 의해, 서비스맨을 감전으로부터 보호할 수 있는 것에 더하여, 용접기 등에 의한 전류의 유입으로부터, 차재한 전장 기기(21, 22) 등의 파손을 막는 것도 가능해진다.
또한, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)는, 복합 스위치(34)에 마련되며, 복합 스위치(34)는, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)를 양방 모두 접속 상태로 하는 제 1 전환 위치(P1)와, 마이너스측 차단 스위치(33)를 접속 상태로 하고 플러스측 차단 스위치(28)를 차단 상태로 하는 제 2 전환 위치(P2)와, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)를 양방 모두 차단 상태로 하는 제 3 전환 위치(P3)를 가지고 있다.
따라서, 복합 스위치(34)를 전환 조작하는 것에 의해, 플러스측 차단 스위치(28)와 마이너스측 차단 스위치(33)를 함께 전환 조작할 수 있다. 여기서, 마이너스측 차단 스위치(33)와 플러스측 차단 스위치(28)를 별개로 마련한 경우에는, 이들을 개별적으로 전환하기 때문에, 예를 들면 마이너스측 차단 스위치(33)의 절단을 의도하여, 플러스측 차단 스위치(28)를 절단해 버릴 가능성이 있다. 이에 대하여, 복합 스위치(34)를 이용하여 마이너스측 차단 스위치(33)와 플러스측 차단 스위치(28)를 함께 전환 조작하기 때문에, 스위치(28, 33)의 오절단이나 오접속을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 전장 기기(21)는, 메모리(21A)를 가지며, 메모리(21A)는, 플러스측 차단 스위치(28)와 키 스위치(29)의 사이의 위치에서 플러스측 주결선(27)으로부터 분기한 플러스측 분기선(31)에 접속되어 있다. 이 때문에, 키 스위치(29)를 절단했을 때에도, 메모리(21A)에 배터리(26)로부터 전력을 공급하여, 메모리(21A)에 기억한 각종의 정보 등을 보지할 수 있다.
또한, 플러스측 분기선(31)은, 건설 기계에 탑재된 제어 장치(23, 24)에 접속되어 있다. 이 때문에, 키 스위치(29)를 절단했을 때에도, 제어 장치(23, 24)를 동작시킬 수 있다. 따라서, 키 스위치(29)의 오프 조작에 의해 유압 셔블(1)의 작동을 정지시킬 때에는, 제어 장치(23, 24)는, 데이터의 백업을 행할 수 있다. 또한, 플러스측 분기선(31)은, 플러스측 차단 스위치(28)의 하류측에 접속되어 있기 때문에, 플러스측 차단 스위치(28)를 절단하는 것에 의해, 전장 기기(21, 22)에 더하여, 메모리(21A) 및 제어 장치(23, 24)에 흐르는 암전류도 억제할 수 있다.
또한, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 자기 보지 회로(25A)를 구비하고 있다. 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 키 스위치(29)가 절단되었을 때에, 자기 보지 회로(25A)를 접속 상태로 하여, 요소수를 요소수 저장 탱크(10)로 되돌리는 제어(리턴 제어)를 실행한다. 이에 의해, 키 스위치(29)가 절단되어 엔진(7)이 정지되었을 때에는, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 리턴 제어가 완료될 때까지, 자기 보지 회로(25A)를 접속 상태로 보지한다. 이 결과, 엔진(7)의 정지 후에 요소수 배관(11)에 미사용의 요소수가 잔존하는 경우가 없어, 요소수 배관(11)의 파손 등을 방지할 수 있다. 이에 더하여, 요소 SCR 컨트롤러(25)는, 키 스위치(29)가 절단된 후에, 요소수를 요소수 저장 탱크(10)로 되돌리는 제어가 종료되었을 때에, 자기 보지 회로(25A)를 절단 상태로 한다. 이에 의해, 요소 SCR 컨트롤러(25)의 암전류를 없앨 수 있다.
또한, 자기 보지 회로(25A)가 접속 상태를 보지하는 소정 시간은, 요소 SCR 시스템에 따라 미리 개별적으로 설정되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 배터리 차단 장치가 타이머를 구비한 경우와 같이, 차체마다 타이머의 시간을 설정할 필요가 없어, 생산성을 높일 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)는, 복합 스위치(34)에 통합하여 마련되는 것으로 했다. 본 발명은 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)는, 별개로 독립하여 마련되어도 된다. 이 경우, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)는, 개별적으로 독립하여 전환 조작이 가능해진다. 이에 더하여, 플러스측 차단 스위치(28) 및 마이너스측 차단 스위치(33)는, 서로 떨어진 위치에 배치할 수 있다. 이 때문에, 플러스측 차단 스위치(28)는, 예를 들면 오퍼레이터에 가까운 위치에 배치할 수 있다. 이에 대하여, 마이너스측 차단 스위치(33)는, 메인터넌스 시에 이용할 수 있도록, 오퍼레이터가 액세스하기 어려운 위치에 배치할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 건설 기계로서 크롤러식의 유압 셔블(1)을 예로 들어 설명했다. 본 발명은 이에 한정하지 않고, 전장 기기, 요소 SCR 컨트롤러 및 배터리를 구비한 건설 기계이면 되고, 예를 들면 휠식의 유압 셔블, 휠 로더 등의 각종의 건설 기계에 적용 가능하다.
1 : 유압 셔블(건설 기계)
2 : 하부 주행체
4 : 상부 선회체
10 : 요소수 저장 탱크(탱크)
21 : 제 1 전장 기기
22 : 제 2 전장 기기
23 : 제 1 제어 장치
24 : 제 2 제어 장치
25 : 요소 SCR 컨트롤러
25A : 자기 보지 회로
26 : 배터리
26A : 플러스 단자
26B : 마이너스 단자
27 : 플러스측 주결선
28 : 플러스측 차단 스위치
29 : 키 스위치
30 : 플러스측 부결선
31 : 플러스측 분기선
32 : 마이너스측 주결선
33 : 마이너스측 차단 스위치
34 : 복합 스위치

Claims (4)

  1. 차체에 탑재된 전장 기기와,
    상기 차체에 탑재된 요소 SCR 컨트롤러와,
    상기 전장 기기 및 상기 요소 SCR 컨트롤러에 전력을 공급하는 배터리를 구비한 건설 기계로서,
    상기 전장 기기와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속하는 플러스측 주결선과,
    상기 플러스측 주결선에 마련되고, 상기 전장 기기와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속 또는 차단하는 플러스측 차단 스위치와,
    상기 플러스측 차단 스위치보다 하류측에 위치하여 상기 플러스측 차단 스위치에 직렬 접속되고, 상기 전장 기기와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속 또는 차단하는 키 스위치와,
    상기 플러스측 차단 스위치보다 상류측의 위치에서 상기 요소 SCR 컨트롤러와 상기 배터리의 플러스 단자를 접속하는 플러스측 부결선과,
    상기 배터리의 마이너스 단자와 그라운드를 접속하는 마이너스측 주결선과,
    상기 마이너스측 주결선에 마련되고, 상기 배터리의 마이너스 단자와 그라운드를 접속 또는 차단하는 마이너스측 차단 스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러스측 차단 스위치 및 상기 마이너스측 차단 스위치는, 복합 스위치에 마련되고,
    상기 복합 스위치는, 상기 플러스측 차단 스위치 및 상기 마이너스측 차단 스위치를 양방 모두 접속 상태로 하는 제 1 전환 위치와,
    상기 마이너스측 차단 스위치를 접속 상태로 하고 상기 플러스측 차단 스위치를 차단 상태로 하는 제 2 전환 위치와,
    상기 플러스측 차단 스위치 및 상기 마이너스측 차단 스위치를 양방 모두 차단 상태로 하는 제 3 전환 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플러스측 차단 스위치 및 상기 마이너스측 차단 스위치는, 서로 별개로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요소 SCR 컨트롤러는, 자기 보지 회로를 구비하고,
    상기 요소 SCR 컨트롤러는, 상기 키 스위치가 절단되었을 때에, 상기 자기 보지 회로를 접속 상태로 하여, 요소수를 탱크로 되돌리는 제어를 실행하며,
    상기 키 스위치가 절단된 후에, 요소수를 상기 탱크로 되돌리는 제어가 종료되었을 때에, 상기 자기 보지 회로를 절단 상태로 하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
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