KR19980063733A

KR19980063733A - 밸브 배치가 개선된 소형 굴착기

Info

Publication number: KR19980063733A
Application number: KR1019970065523A
Authority: KR
Inventors: 제럴드제이.더퐁; 뉴트케이.브록; 토마스엠.서게이저
Original assignee: 찰스알.호지; 클라크이큅먼트컴패니
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1998-10-07
Also published as: EP0846809A3; AU721674B2; JPH10204930A; EP0846809A2; CA2220190A1; AU4507797A; US6018895A

Abstract

동력 기계는 기계의 이동을 제공하는 한 쌍의 견인 모터를 포함한다. 동력 기계는 붐, 암 및 (버킷 등의) 툴을 추가로 포함한다. 동력 기계는 유압 동력 회로를 포함하는데 이 회로는 동력 기계의 이동 중에 붐 그리고 암과 툴 중의 적어도 하나를 동시에 작동시키는 밸브 스택을 구비한다.

Description

밸브 배치가 개선된 소형 굴착기

본 발명은 동력 기계(power machine)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다중 기능을 제공하도록 동력 기계에 설치된 밸브에 관한 것이다.

소형 굴착기(mini-excavator)는 현재 널리 사용되고 있다. 그러한 굴착기는 전형적으로 한 쌍의 트랙(track) 조립체에 의해서 지지되는 베이스부를 포함한다. 트랙 조립체는 유압 모터에 의해서 작동된다.

베이스부는 전형적으로 하우스(house) 또는 운전자 지지부를 지지한다. 하우스는 베이스부에 대해서 회전 가능하다. 회전은 유압 회전 모터(hydraulic slew motor)에 의해서 작동된다. 소형 굴착기는 또한 전형적으로 다수의 다른 특징을 갖는다. 예컨데, 하우스에 전형적으로 붐(boom)이 결합된다. 유압 실린더 등의 파워 액츄에이터는, 붐을 실질적으로 수직 평면에 위치한 호(弧)를 중심으로 하우스에 대해서 피벗(pivot)시키도록, 붐과 결합된다. 붐은 또한 전형적으로 수평 평면에서 실질적으로 피벗 가능하다. 이러한 유형의 피벗 운동은 하우스 및 붐과 결합된 (오프셋 실린더라 칭해지는) 유압 실린더를 사용함으로써 달성된다.

암(arm)이 붐의 말단부에 결합되며 또한 전형적으로 유압 실린더의 사용을 통해서 붐에 대해서 피벗될 수 있다. 툴(tool)이 일반적으로 암의 단부에 결합되며 또한 유압 실린더를 사용해서 조작된다. 그러한 툴은 전형적으로 암에 피벗식으로 결합된 버킷(bucket)일 수도 있다.

또한, 블레이드(blade)가 일반적으로 베이스부에 장착된다. 블레이드는 유압 실린더를 작동시킴에 따라 상승 및 하강될 수 있다. 보조 기능 등의 다른 기능들 또한 일반적인 것이다.

다수의 유압 기능들이 소형 굴착기에 제공될 수 있지만, 네 가지의 전형적인 주요 기능이 소형 굴착기에 의해서 수행된다. 제1 기능은 버킷(또는 툴)의 작동이며, 제2 기능은 암의 작동이며, 제3 기능은 붐의 작동이며, 그리고 제4 기능은 회전 모터를 작동시키는 것이다.

종래의 굴착기에서, 이러한 네가지 유압 기능을 제어하는 밸브들은 상호 병렬로 배치되었다. 병렬로 설치되기 때문에, 소정의 기능들이 동시에 작동된다면, 최소 압력을 필요로하는 기능은 실질적으로 작동유 즉, 유압 유체(hydraulic fluid) 흐름 전체에서 얻어진다. 따라서, 버킷이 더트(dirt)로 채워진 뒤에 붐을 구멍 밖으로 들어올리면서 운전실(또는 하우스)을 회전시키는 등의 두 가지 기능이 동시에 작동된다면, 그러한 기능들 중 압력이 더 높은 기능은 다른 기능이 수행되는 동안 실질적으로 정지할 것이다.

또한, 종래의 굴착기에서, 소형 굴착기에 의해 수행된 기능 두가지는 다른 기능들보다 더 시간을 낭비하는 경향이 있을 수 있다는 것이 관찰되었다. 시간 낭비적인 기능 중의 한 가지는, 특히 버킷이 더트나 다른 무거운 물질로 채워졌을 때 붐을 들어올리는 기능이다. 붐 실린더는 일반적으로 대단히 큰 실린더이며 작동을 위해 대량의 유압 유체(즉, 작동유)를 필요로 한다. 붐을 들어올리는 유압 액츄에이터에 충분한 작동유를 제공하는 데는 상당한 시간이 걸릴 수 있다.

시간 낭비적일 수 있는 다른 기능은 굴착기내의 이동이다. 굴착기를 이동시키도록 견인 모터에 공급된 유압 동력은 유압 회로내의 다른 기능을 수행하도록 제공되는 동력으로부터 실질적으로 분리되어야 한다는 것이 종래의 지식이었다. 달리 말하면, 자체 유압 회로내의 견인 모터 작동유는 작동유를 나머지 기능들에 제공하는 회로로부터 실질적으로 분리되는 것이 유익하다고 생각되어 왔다.

또한, 종래의 굴착기는 다양한 이동 속도를 제공하도록 구성되었다. 하지만, 종래의 시스템은 상당히 고가인 이중의 위치 이동 견인 모터를 제공함으로써 다양한 속도 기능을 제공하였다. 그러한 모터는 낮은 토크에서만 출력 속도를 다르게 할 수 있다.

동력 기계는 동력 기계를 이동하게 하는 한 쌍의 견인 모터를 포함한다. 동력 기계는 붐, 암 및 (버킷 등의) 툴을 추가로 포함한다. 동력 기계는 유압 동력 회로를 포함하는데 이 회로는 동력 기계의 이동 중에 붐 그리고 암과 툴 중의 적어도 하나를 동시에 작동시키는 밸브 스택을 구비한다.

도1은 본 발명에 따른 소형 굴착기의 측면도.

도2a는 종래 기술에 따른 밸브 스택의 블록 선도.

도2b는 본 발명에 따른 밸브 스택의 제1 실시예의 블록 선도.

도3은 본 발명에 따른 유압 시스템의 제1 실시예의 보다 상세한 개략도이며, 도3a 내지 도3c는 도3의 주요부를 확대 도시한 도면.

도4는 본 발명에 따른 유압 시스템의 제2 실시예의 보다 상세한 개략도이며, 도4a 내지 도4d는 도4를 주요부를 확대 도시한 도면.

도면의 주요에 대한 부호의 설명

10 : 굴착기

12 : 베이스부

14 : 지지부

16 : 디퍼(dipper) 조립체

18 : 트랙

52 : 붐(boom)

도1은 본 발명에 따른 소형 굴착기(10)의 측면도이다. 소형 굴착기(10)는 베이스부(12), 운전자 지지부(또는 하우스)(14), 및 디퍼(dipper) 조립체(16)를 포함한다. 베이스부(12)는 프레임(도시 생략)과 한 쌍의 트랙(track)(18)을 포함한다. 도1에 한 개의 트랙(18) 만이 도시되지만, 제2 트랙(18)도 소형 굴착기(10)의 타측부에 동일하게 대향되어 배치됨을 이해한다.

트랙(18)들은 한 쌍의 허브(20)를 중심으로 회전 가능하다. 하나 이상의 허브(20)가 유압 모터(도3, 도3a 내지 도3c, 도4 및 도4a 내지 도4d에 도시)에 의해서 구동된다. 바람직한 실시예에서, 개개의 트랙(18)은 트랙(18)을 이동시키는 별개의 유압 이동 모터에 의해서 제어된다. 이동 모터들은 하우스(14) 안의 운전자에 의한 적절한 제어 조작을 통해서 제어된다.

베이스부(12)는 베이스부(12)의 프레임에 피벗식으로 결합된 블레이드(22)를 추가로 포함한다. 블레이드(22)는 또한 피벗 지점(26)에서 유압 실린더(24)에 피벗식으로 결합된다. 유압 실린더(24)는 피벗 점(28)에서 베이스부(12)의 프레임에 피벗식으로 결합된다. 유압 실린더(24)에는 명세서의 후반에 매우 상세히 설명되는 유압 동력 회로로부터 가압된 작동유가 선택적으로 제공된다. 운전자는 적절히 제어 조작을 함으로써 유압 실린더(24)를 선택적으로 수축 및 팽창시킴으로써 블레이드(22)를 상승 및 하강시킬 수 있다.

운전자 지지부(14)는 회전 조인트(31)에 의해서 베이스부(12)의 프레임에 회전 가능하게 결합된 운전실(30)을 포함한다. 운전실(30)은 전형적으로 엔진실(32), 운전석(34), 및 소형 굴착기(10)를 제어하기 위한 복수의 수동 제어 장치를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 수동 제어 장치는 한 쌍의 조향 레버(36, 38)와 다수의 조이스틱(joystick)(40)을 포함한다.

운전자는 소형 굴착기(10)를 운전하기 위해 조향 레버(36, 38)들을 조작한다. 예컨데, 레버(36)를 앞쪽으로 밀면, 레버(36)와 연결된 유압 모터가 대응하는 트랙(18)을 전방으로 구동시킨다. 레버(36)를 뒤로 당기면, 레버(36)와 연결된 유압 모터는 대응하는 트랙(18)을 후방으로 구동시킨다. 레버(38) 및 레버(38)와 연결된 유압 모터도 위와 동일하다. 조이스틱(40)은 운전자가 소형 굴착기(10)의 다른 유압 액츄에이터를 제어하는데 바람직하게 사용된다.

디퍼 조립체(16)는 조인트(42)에서 운전자 지지부(14)에 피벗식으로 결합된다. 디퍼 조립체(16)는 운전자 지지부(14) 위의 대응 브래킷(46)에 피벗식으로 장착된 브래킷(44)을 포함한다. 브래킷(44)은 도면 부호(48)로 표시되는 축선을 중심으로, 일반적으로 호(50)에 의해서 표시되는 방향으로 피벗되도록 피벗식으로 장착된다. 호(50)는 축선(48)을 중심으로 도1의 평면 안쪽과 바깥쪽으로 피벗되는 것을 나타냄을 이해한다. 운전자 지지부(14)에 장착된 오프셋 실린더(47)가 피벗 지점(49)에서 브래킷(44)에 피벗식으로 장착된다. 운전자가 오프셋 실린더(47)의 팽창과 수축을 제어함에 따라, 디퍼 조립체(16)는 축선(48)을 중심으로 도1의 평면 안쪽과 바깥쪽으로 호(50)를 따라서 피벗하도록 제어된다.

디퍼 조립체(16)는 붐(52)을 추가로 포함한다. 붐(52)은 피벗 지점(54)에서 브래킷(44)에 피벗식으로 결합된다. 붐(52)은 또한 피벗 지점(58)에서 유압 실린더(56)에 피벗식으로 결합된다. 한편, 유압 실린더(56)는 피벗 지점(60)에서 브래킷(44)에 결합된다. 따라서, 운전자가 유압 실린더(56)의 팽창 및 수축을 제어함에 따라, 붐(52)은 일반적으로 수직 평면에 의해서 형성되는 호(62)를 따라 상승 및 하강된다.

디퍼 조립체(16)는 피벗 지점(66)에서 붐(52)에 피벗식으로 결합되는 암(64)을 추가로 포함한다. 암(64)은 또한 피벗 지점(70)에서 유압 실린더(68)에 피벗식으로 결합된다. 한편, 유압 실린더(68)는 피벗 지점(72)에서 붐(52)에 피벗식으로 결합된다. 따라서, 운전자가 유압 실린더(68)의 팽창과 수축을 제어함에 따라, 암(64)은 호(74)를 따라서 대체로 피벗 지점(66)을 중심으로 붐(52)에 대해서 피벗한다.

소형 굴착기(10)는 전형적으로, 암(64)의 말단부에 결합된 버킷(76) 등의 툴을 추가로 포함한다. 버킷(76)은 피벗 지점(78)에서 암(64)에 피벗식으로 결합된다. 버킷(76)은 또한 피벗 지점(82)에서 장착 브래킷(80)에 피벗식으로 결합된다. 한편, 장착 브래킷(80)은 피벗 지점(84)에서 암(64)에 피벗식으로 결합된다. 유압 실린더(83)가 또한 피벗 지점(86)에서 암(64)에, 그리고 피벗 지점(88)에서 장착 브래킷(80)에 피벗식으로 결합된다. 따라서, 운전자가 유압 실린더(83)의 팽창과 수축을 제어함에 따라, 버킷(76)은 대체로 피벗 지점(78)을 중심으로 호(90)를 따라서 피벗한다.

소형 굴착기(10)내의 소정의 유압 모터 또는 유압 액츄에이터를 작동시키는 데에는 작동 중인 특정한 유압 모터 또는 유압 액츄에이터에 따라 다른 것들보다 더 크거나 작은 유압을 필요로 한다는 것을 이해할 수 있다. 예컨데, 버킷(76)이 더트 또는 다른 무거운 물질로 완전히 채워졌을 때 붐(52)이 버킷(76)을 구멍(도랑) 밖으로 들어올리는 중이라면 더욱, 유압 실린더(56)를 팽창시켜 붐(52)을 들어올리기 위한 유압 실린더(56)의 작동에는 대량의 압력이 필요할 것이다. 대조적으로, 비록 버킷(76)이 채워졌더라도, 축선(48)을 중심으로 디퍼 조립체(16)를 피벗하는 오프셋 실린더(47)의 작동에는 소량의 압력만이 필요할 것이다. 물론, 운전자 지지부 역시 회전되고 있다면, 오프셋 실린더(47)는 소정의 관성력 성분의 극복이 필요하므로, 대량의 압력을 취할 수 있다.

도2a는 종래의 소형 굴착기의 유압 회로의 일부를 (단순화된 블록 선도 형태로) 도시한다. 도2a는 작동유 공급 회로(94)에 결합된 밸브 스택(valve stack)(92)을 도시한다. 작동유 공급 회로(94)는 대단히 단순화된 형태로 도시되며 펌프(96)와 탱크 또는 저장기(98)를 포함한다. 밸브 스택(92)은 릴리프 밸브(relief valve)(100)와 다수의 유압 액츄에이터 밸브(102, 104, 106, 108)를 포함한다. 밸브(102)는 회전 밸브(slew valve)로서, 운전자 지지부(14)를 베이스부(12) 둘레로 회전시키는 회전 모터(slew motor)로 유입되는 작동유를 제어한다. 밸브(104)는 블레이드 밸브로서, 블레이드(22)를 조작하기 위해서 유압 실린더(24)로 유입되는 작동유를 제어한다. 밸브(106)는 버킷 밸브로서, 버킷(76)의 위치를 조작하기 위해서 유압 실린더(46)로 유입되는 작동유를 제어한다. 유압 밸브(108)는 오프셋 밸브(offset valve)로서, 디퍼 조립체(16)의 위치를 축선(48)을 중심으로 제어하기 위해서 유압 실린더(47)로 유입되는 작동유를 제어한다. 릴리프 밸브(100)는 전형적으로, 밸브(102, 104, 106, 108)의 입력에서의 압력이 임계 압력(대체로 2,500psi)을 초과할 때, (압력하의)가압된 작동유를 펌프(96)로부터 탱크(98)로 방출하도록 구성된다.

각각의 밸브(102, 104, 106, 108)는 가압된 작동유를 펌프(96)로부터 수용하는 출력 포트(110)와, 작동유를 탱크(98)로 귀환시키도록 접속된 입력 포트(112)를 구비한다. 전형적인 종래의 소형 굴착기에서, 밸브 스택(92)은 밸브(102, 104, 106, 108)들이 상호 병렬로 연결되도록 구성되었다. 달리 말하면, 밸브(102, 104, 106, 108)들은 모두 상호 연결되며, 펌프(96)로부터의 입력 라인에 공통 챔버에 의해서 연결되었다. 유사하게는, 밸브들은 모두 상호 연결되었으며 탱크(98)에 접속된 출력 라인에 공통 챔버에 의해서 연결되었다.

따라서, 소정의 밸브(102, 104, 106, 108)에 의해 제어되는 유압 기능들 중 두 가지가 동시에 요구되며 그런 밸브들의 스풀(spool)이 중립 위치에서 (작동유가 펌프(96)로부터 출력 라인(110)을 통해서 제공되는) 작업 위치로 이동된다면, 가압된 작동유를 실제로 수용하는 기능 또는 유압 액츄에이터는 동시에 요구되는 두가지 기능에 관한 압력 필요 조건에 의존하였다. 이전에 나타낸 바와 같이, 병렬 밸브 구성에서, 가장 낮은 압력 기능은 전형적으로 거의 모든 작동유를 펌프(96)로부터 수용하며, 더 높은 압력 기능은 작동유를 수용하더라도 극히 소량만 수용한다. 따라서, 예컨데, 회전 밸브(102)가 오프셋 밸브(108)과 함께 작동될 때, 회전 모터는 작동유를 거의 전부 수용하며, 오프셋 액츄에이터(47)는 작동유를 거의 수용하지 않는다. 이것은 회전 모터와 오프셋 실린더의 자발적인 운동하에서, 관성력 성분은 오프셋 실린더의 운동을 저지하는 작용을 할 수 있으므로 운전자 지지부(14)를 베이스(12)에 대해서 회전시키는데 필요한 압력의 양이 디퍼 조립체(16)를 축선(48)을 중심으로 피벗시키는데 필요한 압력의 양보다 상당히 더 작다.

이것은, 운전자 지지부(14)가 소정 위치로 회전되어 운전자가 회전 밸브(102)를 중립 위치로 다시 이동시킬 수 있을 때까지는, 운전자가 디퍼 조립체(16)를 회전할 수 없게 방지하는 효과를 갖는다. 더욱이, 운전자가 디퍼 조립체(16)를 피벗시키면서 동시에 회전 밸브(102)를 작동한다면, 디퍼 조립체(16)의 회전은 정지하며 운전자 지지부(14)는 그 소정 위치로 회전된다. 이 작동이 일어나고 회전 밸브(102)가 다시 중립 위치로 귀환된 이후에만 오프셋 실린더는 가압된 작동유를 다시 수용하며 디퍼 조립체(16)를 계속 회전시킨다.

도2b에는 본 발명에 따른 밸브 스택(114)을 단순화된 블록 선도 형태로 도시한다. 밸브 스택(114)은 밸브 스택(92)에서와 동일한 요소를 거의 모두 포함하며 그러한 요소들은 유사한 번호를 갖는다. 하지만, 요소들은 밸브 스택(114)에서 밸브 스택(92)에서와는 다르게 구성된다. 보다 명확하게는, 밸브 스택(114)은 상호 병렬 접속된 밸브(104, 106, 108)를 구비하며, 반면에 회전 밸브(102)는 병렬 연결된 밸브(104, 106, 108)와 직렬로 접속된다. 또한, 릴리프 밸브(100)는 하류(downstream)쪽의 밸브(102)로 이동된다.

도3 및 도3a 내지 도3c와 관련하여 보다 상세히 설명되는 회전 모터는 유압 실린더가 아닌 유압 모터이므로, 밸브(102)를 통해서 회전 모터에 제공되는 작동유는 회전 모터를 통해서 순환되어 밸브(102)로 귀환된다. 따라서, 밸브(102)를 통해서 회전 모터로 전환되는 가압된 소정의 작동유는 밸브(102)로 귀환되며 하류쪽의 나머지 밸브(104, 106, 108)로 제공된다. 밸브(104, 106, 108)가 상호 병렬 연결되기 때문에, 밸브(102)의 입력 포트(112)는 탱크(98)에 직접 봉합되기 보다는 밸브(104, 106, 108)의 출력 포트(110)에 제공된다.

이러한 효과로 인해서, 이제 운전자는 밸브(102)에 의해 제어되는 회전 기능을 밸브(104, 106, 108)에 의해 제어되는 다른 유압 기능들 가운데 소정의 기능과 함께 수행할 수 있다. 예컨데, 운전자가 운전자 지지부(14)를 회전시키고 있다면, 회전 모터에 제공된 모든 작동유는 밸브 스택(114)에 귀환되어 병렬 연결된 밸브(104, 106, 108)에 추가로 제공된다. 따라서, 가압된 작동유는 그러한 하류쪽 밸브들에 의해서 수행되는 소정의 유압 기능을 수행하는데 여전히 유용하다. 유사하게는, 밸브(104, 106, 108)로 제어되는 소정의 실린더를 작동시키고 있는 운전자가 운전자 지지부(14)를 회전시키려 한다면, 운전자는 이전에 수행된 회전 동작이나 다른 유압 동작 가운데 실질적으로 아무것도 중단하지 않고도 그렇게 할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 회전 모터에는 자체의 교차 포트(cross-port) 릴리프 밸브들이 구비된다. 따라서, 릴리프 밸브(100)는 유압 동력 회로 내의 릴리프 시스템의 보전성에 위험을 주지 않으면서 하류쪽 회전 밸브(102)로 이동될 수 있다. 예컨데, 유압 회전 모터 내의 교차 포트 릴리프 밸브가 작동될 때에도, 가압된 작동유는 유압 회전 모터의 저압력측으로 전환될 뿐이며, 작동유는 밸브(102)에 귀환되며 하류쪽의 밸브(104, 106, 108)들의 잔여부로 제공된다.

밸브(102, 104, 106, 108)들이 회전 모터, 블레이드 실린더, 버킷 실린더, 및 오프셋 실린더를 제어하는 제어 밸브로서 도2b에 도시되는 반면에, 밸브들은 소형 굴착기(10)의 소정의 고유한 또는 소망된 유압 기능에 할당될 수 있음을 유의해야 한다.

도3 및 도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 유압 동력 회로의 보다 상세한 개략도이다. 도3 및 도3a 내지 도3c에 도시된 동력 회로는 우측 유압 이동 모터(114), 좌측 유압 이동 모터(116) 및 회전 모터(118)를 포함한다. 도3 및 도3a 내지 도3c는 블레이드 실린더(24), 붐 오프셋 실린더(47), 붐 실린더(56), 암 실린더(68), 및 버킷 실린더(83)를 도시하며, 그러한 항목들은 도1에 도시된 것들과 유사한 번호가 주어진다. 릴리프 밸브(100), 회전 밸브(102), 블레이드 밸브(104), 버킷 밸브(106)와 붐 오프셋 밸브(108)가 또한 도시되며, 도2b에 도시된 그러한 요소들과 유사한 번호가 주어진다. 하지만, 도3 및 도3a 내지 도3c에서, 밸브(100, 102, 104, 106, 108)들은 약간 재구성된다. 도3 및 도3a 내지 도3c에 도시된 실시예에서, 밸브(100, 102, 104, 108)들은 암 실린더(68) 제어에 활용되는 암 밸브(122)와 본 명세서의 후반에 매우 상세히 설명될 부스트(boost) 밸브(124)와 함께 밸브 스택(120) 내에 있다.

제2 밸브 스택(126)은 버킷 밸브(106), 붐 실린더 제어에 사용되는 붐 밸브(128), 우측 이동 모터(114) 제어에 사용되는 우측 이동 밸브(130), 좌측 이동 밸브(116) 제어에 사용되는 좌측 이동 밸브(132), 및 밸브(134)에 접속될 수 있는 다수의 보조 성분들 가운데 하나를 제어하는데 사용되는 보조 밸브(134)를 포함한다. 도3 및 도3a 내지 도3c에 도시된 모든 밸브들은 중립 위치로 표시되지만 A 또는 B로 표시된 두 개의 작업 위치 가운데 하나로 이동 가능하다.

도3 및 도3a 내지 도3c에서, 펌프(96)는 세 개의 유체 공급원 라인을 따라 밸브 스택(120, 126)에 연결된 세 개의 작동유 펌프로 실제적으로 형성된다. 도3 및 도3a 내지 도3c는 조이스틱(40A, 40B)으로 표시된 운전자 입력 장치를 추가로 도시한다. 조이스틱(40A)은 바람직하게, 시트(34)의 우측에 위치된 우측 조이스틱이며, 반면에 조이스틱(40B)은 시트(34)의 좌측에 위치된 좌측 조이스틱이다. 조이스틱(40A)은 그 위치에 유지된 채로 파일럿 압력(pilot pressure)을 버킷 밸브(106)와 암 밸브(122)에 제공하도록 동작 가능하다. 조이스틱(40B)은 그 위치에 유지된 채로 파일럿 압력을 붐 밸브(128)와 회전 밸브(102)에 제공하도록 동작 가능하다. 펌프(96)에 압력 감축 밸브 장치(136)가 추가로 접속된다. 압력 감소 밸브 장치(136)는 펌프(96)에 의해서 제공된 작동유의 압력을 감소시키며 작동유를 조이스틱(40A, 40B)에 제공한다. 이 압력 감소는 압력을 조이스틱(40A, 40B)에 의해서 작동된 다양한 밸브들의 작동에 사용되는 고유한 파일럿 압력으로 감소시키는데 필요한다. 탱크(98)는 또한, 유체 필터와 고압 바이패스(bypass) 라인을 포함하는 조합된 필터 및 바이패스 배치부(138)를 포함한다. 탱크(98)는 조합된 작동유 냉각기(140)를 추가로 포함한다.

바람직한 실시예에서, 회전 모터(118)를 제어하는 회전 밸브(102)는, 병렬 연결된 블레이드 밸브(104), 붐 오프셋 밸브(108), 암 밸브(122), 및 부스트 밸브(124)와 직렬로 접속된다. 따라서, 회전 밸브(102)가 도3 및 도3a 내지 도3c에 도시된 중립 위치에 있을 때, 펌프(96)에 의해서 제공되는 가압된 작동유는 밸브(102)를 단순히 통과하여 병렬 연결된 밸브(104, 108, 122, 124)에 접속된다. 하지만, 밸브(102)가 위치 A 또는 위치 B 가운데 하나로 이동하도록, 운전자가 조이스틱(40B)을 조작하여 회전 모터를 작동시킬 때, 가압된 작동유는 밸브(102)를 통하여 회전 모터(118)에 제공됨으로써 운전자 지지부(14)를 베이스(12)에 대해서 회전시킨다. 회전 방향은 밸브(102)가 위치 A 또는 위치 B 가운데 어디에 있는 가에 따른다.

어떤 경우라도, 회전 모터(118)에 제공되는 가압된 작동유는 모터(118)를 통해 순환된 이후에 밸브(102)에 귀환된다. 이 가압된 작동유는 그 다음 밸브(102)를 통해서 병렬 연결된 밸브(104, 108, 122, 124)로 이동된다. 따라서, 밸브(102)에 제공되는 가압된 전체 작동유는, 작동유가 회전 모터(118)에 전환되는 가에 관계없이, 병렬로 연결된 밸브(104, 108, 122, 124)가 그 밸브들과 연결된 소정의 실린더들을 작동시키는데 유용하다.

이것은, 운전자가 블레이드 실린더(24), 붐 오프셋 실린더(47), 또는 암 실린더(68)를 작동시키면서도 운전실(지지부)(14)을 회전시킬 수 있는 것을 의미한다. 그러한 실린더들 가운데 어느 것이든 작동될 때, 가압된 작동유는 고유한 실린더에 제공되며 작동유는 실린더의 대향 측면으로부터 분리되며 탱크(98)로 전환된다.

도3 및 도3a 내지 도3c는 밸브 스택(120)에 사용된 것과 유사한 방법이 밸브 스택(126)에도 사용되었음을 나타낸다. 달리 말하면, 펌프(96)에 의해서 제공되는 가압된 작동유는 이동 모터(114, 116)를 제어하는 밸브에 일차로 제공된다. 따라서, 작동유는 모터(114, 116)를 통해서 이동한 이후에, 해당 밸브(130, 132)로 귀환되며 그 밸브의 하류에 있는 유압 제어 밸브에 이용 가능하게 된다. 달리 말하면, 밸브(130)로부터 우측 이동 모터(114)에 제공되는 작동유는, 모터(114)를 통해서 순환한 후에 밸브(130)로 귀환되며, 붐 밸브(128)에 이용 가능하게 되므로 우측 이동 모터(114)도 역시 이동하면서 붐 실린더(56)가 작동될 수 있게 한다. 유사하게는, 좌측 이동 밸브(132)를 통해서 좌측 이동 모터(116)로 제공되는 가압된 작동유는, 모터(116)를 통해서 순환한 이후에 밸브(132)로 귀환되며, 그에 따라 좌측 이동 밸브(132)의 하류에 위치되는 밸브(106, 134)에 이용 가능하게 된다. 따라서, 버킷 실린더(83)나, 보조 밸브(134)에 결합된 보조 수단은 좌측 이동 모터(116)가 작동되는 동안에도 작동될 수 있다.

본 발명에 따른 밸브 스택(120, 126) 가운데 하나 또는 양쪽을 배치함에 따라, 비록 세 개의 펌프만이 사용되더라도 최소한 네가지 기능들이 동시에 구현될 수 있다. 이에 따라, 다른 펌프(96)의 추가와 봉합에 연관된 현저한 하드웨어(hardware) 비용없이도, 소형 굴착기(10)는 보다 효율적으로 동작 가능하게 된다. 더욱이, 회전 모터(118)와 이동 모터(114, 116)내에 이미 공지된 교차 포트 릴리프 밸브를 사용함으로써 본 발명은 소정의 하드웨어의 추가 사용없이도 실질적으로 충족될 수 있다. 또한, 교차 포트 릴리프 밸브의 작동 여부는 중요하지 않다. 과도 압력 작동유는 유압 모터의 하류에 위치된 나머지 밸브에 여전히 유통된다.

밸브 스택(120)은 또한 동력 초과 특성 및 부스트 특성을 포함한다. 유압 실린더(104, 108, 122) 가운데 어느 것도 작동되지 않는 경우나, 그러한 밸브 가운데 소정의 것이 작동되지만 이용 가능한 과잉 작동유 흐름이 있는 경우에는, 작동유는 부스트 밸브(124)로 통과한다. 부스트 밸브(124)가 그 중립 위치를 유지하도록 제어된다면, 부스트 밸브(124)에 도달하는 소정의 작동유는 보조 밸브(134)와 버킷 밸브(106)로 전환된다. 이에 따라, 두 펌프로부터의 출력은 보조 밸브(134)와 버킷 밸브(106)에 사용되도록 구성된다. 이것은, 종래의 소형 굴착기와는 대조적으로, 보조 기능들을 실질적으로 항상 작동 가능하게 한다.

추가로, 운전자가 조이스틱(40A)을 조작해서 부스트 밸브(124)를 위치 A에 위치시키면, 부스트 밸브(124)에 도달하는 소정의 과잉 작동유는 붐 실린더(56)의 베이스 단부에 제공된다. 따라서, 이러한 작동유는 붐(52)을 상승시키는 붐 실린더(56)의 팽창을 돕도록 제공된다. 붐 실린더(56)는 비교적 대형의 실린더이므로, 대량의 기름이 붐(52)을 상승시키기 위해서 실린더(56)에 제공되어야만 한다. 이것은 상당히 시간 소비적인 공정일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 부스트 밸브(124)는 상승 동작의 속도를 증가시키기 위해서 붐 실린더(56)의 베이스부에 추가의 유체를 제공한다.

또한, 운전자가 부스트 밸브(124)를 위치 B로 이동시키면, 그때는 밸브(124)에 도달하는 소정의 과잉 작동유는 개별적으로 밸브(132, 130)를 따라서 좌.우측 이동 모터로 전환된다. 부스트 밸브(124)로부터 좌우측 이동 모터로 흐르는 작동유는 한 쌍의 체크 밸브(125, 127)를 통해서 간단히 제공된다. 따라서, 부스트 밸브(124)에 도달하는 과잉 작동유는 이동 모터(114, 116)가 소형 굴착기(10)의 이동 속도를 증가시키는데 유용하게 된다.

부스트 밸브(124)는 따라서 두 가지 유압 기능 중의 한가지 동작을 부스트시키는 과잉 작동유를 제공하는 두 위치 사이에서 작동 가능하다. 단지 단일의 밸브만이 두 개의 유압 기능 중의 하나를 부스트시키는데 사용되기 때문에 부스트 밸브(124)는 다량의 여분의 하드웨어 없이도 소형 굴착기(10)의 효율을 증가시키는 효율적인 방법을 제공한다.

부스트 밸브(124)에 관한 다른 특징은 유체 계량 설정능력(metering resolution)을 증가시킨다. 밸브 스풀들이 행정되는 두 가지 전형적인 방법이 있다. 제1 방법은 밸브로부터 돌출하는 탱(tang) 위에 케이블 또는 다른 기계적인 링크 장치을 이용해서 기계적으로 밀거나 당기는 것이다. 이 유형의 스풀은 수동으로 동작되는 밸브 스풀에 속한다. 제2 방법은 스풀을 유압으로 행정시키도록 낮은 압력의 유압 라인(파일럿 압력)을 연결하는 것이다. 이것은 유압으로 작동되는 스풀에 속한다. 도3 및 도3a 내지 도3c에 도시된 실시예에서, 밸브 스풀은 조이스틱(40A, 40B)을 통해서 압력 감소 밸브(136)로부터의 낮은 파일럿 압력을 사용하여 유압으로 작동된다. 바람직한 실시예에서, 부스트 밸브(124)는 소정의 동작을 구현하기 위해서 부스트된 밸브 스풀을 작동시키는 파일럿 압력과는 다르게 선정된 파일럿 압력에서 작동하도록 조절된다.

예컨데, 부스트된 액츄에이터의 작동 개시와 함께 모든 부스트 유체를 부스트 밸브(124)로부터 부스트된 액츄에이터로 즉각 방출하는 것은 바람직하지 않다. 즉각 방출하면, 기름을 정밀하게 조정할 수 없으며, 부스트된 실린더가 격렬하게 동작할 수 있다. 따라서, 부스트 밸브(124)는 부스트된 액츄에이터를 제어하는 밸브내의 스풀을 작동시키는 파일럿 압력이 선정된 수준에 도달할 때까지는 작동되지 않도록 전형적으로 구성된다.

예컨데, 붐 밸브(128)를 초기에 작동시키기 위해 붐 밸브(128)에 제공되는 파일럿 압력은 전형적으로 80psi이다. 따라서, 파일럿 압력이 80psi에 도달할 때, 작동유는 밸브(128)의 작동 포트들 중의 하나로부터 붐 실린더(56)의 로드나 베이스로 흘러 간다. 그 경우에, 부스트 밸브(124)는 부스트 밸브(124)에 대한 파일럿 압력이 80psi보다 커진 후에야 부스트 밸브(124)가 작동유를 붐 실린더(56)에 전환하기 시작하도록 구성된다. 붐 밸브(128)가 80psi에서부터 작동되는 바람직한 실시예에서, 부스트 실린더(124)는 파일럿 압력이 125psi에 도달한 후에야 작동유를 붐 실린더(56)에 전환하기 시작하도록 구성된다. 또한, 붐 실린더(128)는 전형적으로 밸브가 완전히 행정되기 전에 300psi의 파일럿 압력이 필요하다. 그 경우에, 부스트 밸브(124)는 300psi가 완전히 행정되는 밸브(124)에 또한 대응하도록 구성된다. 따라서, 동작시, 운전자는 조이스틱(40B)이 붐 밸브(128)와 부스트 밸브(124)에 80psi를 제공하도록 조이스틱(40B)을 이동시킬 것이다. 이에 따라, 부스트 밸브(124)가 폐쇄되어 있는 동안에 붐 밸브(128)가 가압된 작동유를 붐 실린더(56)에 제공하기 시작하게 된다. 붐 밸브(128)에 대한 파일럿 압력이 125psi로 증가하도록 운전자가 계속해서 조이스틱(40B)을 이동시킴에 따라, 붐 밸브(128)는 더 많은 작동유를 붐 실린더(56)에 제공할 것이며 바로 그때 부스트 밸브(124)는 가압된 작동유를 붐 실린더(56)에 제공하기 시작할 것이다. 운전자가 붐 밸브(128)와 부스트 밸브(124)에 대한 파일럿 압력이 증가하도록 조이스틱(40B)을 계속해서 이동시킴에 따라, 양쪽 밸브들은 추가로 개방되며 추가의 작동유를 붐 실린더(56)에 제공한다. 이것은 300psi의 파일럿 압력이 붐 밸브(128)와 부스트 밸브(124)에 제공될 때까지 계속되며, 그 때 양쪽 밸브는 완전히 행정되며 가압된 전체 작동유를 붐 실린더(56)에 제공한다.

바람직한 실시예에서, 부스트 밸브(124)는 붐 상승 기능 또는 이동 속도 기능 중의 하나를 부스트하는데 사용된다. 이것은 단지 바람직한 실시예이긴 하지만, 소형 굴착기(10)가 이동하고 있을 때, 그리고 굴착 작업을 하고 있지만 이동하고 있지는 않을 때에는 전형적으로 붐 부스트 작동이 요구되지 않기 때문에 부스트 밸브(124)는 매우 실용적이라는 것을 알게 되었다. 하지만, 추가의 부스트 밸브가 다른 동작을 부스트하는데 사용될 수 있거나 부스트 밸브(124)는 이동이나 붐 상승 기능 이외의 소정의 소망된 동작을 부스트하도록 재구성될 수 있음을 주목해야 한다.

본 발명을 세 개의 개별적으로 고정된 위치 이동(변위) 펌프를 사용하는 개심형 시스템(open center system)으로 설명하지만, 폐심형 시스템(closed center system)으로 또한 실행될 수 있다.

도4 및 도4a내지 도4d는 본 발명에 따른 유압 동력 회로의 제2 실시예의 보다 상세한 블록 선도이다. 도3 등에 표시된 항목들과 유사한 항목들은 유사한 번호가 주어진다.

도4 및 도4a내지 도4d에서, 도3 및 도3a 내지 도3c에 도시된 시스템과 여러가지의 차이점이 있다. 바람직한 일실시예에서 도4 및 도4a내지 도4d의 밸브들이 (물리적으로) 단일의 밸브 스택(142)으로서 도시된다. 또한, 도4 및 도4a내지 도4d에 도시된 펌프(96)는 각각 P1, P2, 및 P3로 분류된 세 개의 유압 펌프를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 펌프 P3가 10 입방 센티미터 펌프인 반면에, 펌프 P1 및 P2는 5 입방 센티미터 펌프이다. 펌프 P1는 작동유를 좌측 이동 밸브(132)에 제공하도록 접속된다. 도3 및 도3a 내지 도3c에서와 같이, 좌측 이동 밸브(132)는 밸브 스택내의 다른 밸브들과 직렬로 접속된다. 도4 및 도4a내지 도4d에서, 좌측 이동 밸브(132)는 붐 밸브(128)에 접속된다. 따라서, 밸브(132)를 통해서 좌측 이동 모터(116)에 제공된 작동유는 붐 밸브(128)에 또한 이용 가능하므로 붐 실린더(56)에 제공될 수 있다. 이에 따라 붐 실린더는 이동 중을 제외하고는 동작 가능하게 된다. 만약에 붐 밸브(128)에 제공된 작동유가 붐 실린더(56)에 의해서 사용되지 않는다면 이 작동유는 병렬 연결된 보조 밸브(134), 버킷 밸브(106), 및 암 밸브(122)에 추가의 작동유로서 제공된다.

이렇게 병렬 연결된 세 개의 밸브는 펌프 P2로부터 최초의 작동유를 수용한다. 펌프 P2는 우측 이동 밸브(130)에 그 출력을 제공한다. 좌측 이동 밸브(132)와 같이, 우측 이동 밸브(130)는 밸브 스택(142)내의 다른 밸브들과 접속된다. 따라서, 우측 이동 모터(114)에 의해서 사용되지 않은 작동유는 병렬 연결된 암 밸브(122), 버킷 밸브(106), 및 보조 밸브(134)에, 그러한 기능들 중의 하나는 동작될 수 있도록, 이용될 수 있다.

따라서, 붐 실린더(56)가 작동되는 중이 아니라면, 양쪽 펌프 P1 및 P2로부터의 작동유는 병렬 연결된 밸브(122, 106, 134)에 이용 가능하다. 더욱이, 붐 실린더(56)가 작동되는 중이라도, 작동유는 병렬 연결된 밸브(122, 106, 134)에 여전히 이용 가능하다. 이점은 붐 밸브(128)와 버킷 밸브(106)를 병렬로 위치시키는 종래 시스템에 비해 현저한 장점이다. 그 경우에, 그러한 두가지의 기능은 한 번에 하나 만이 동작될 수 있다. 하지만, 도4 및 도4a내지 도4d에 도시된 구성에서, 붐 실린더(56)와 버킷 실린더(83) 양쪽은 동시에 동작될 수 있다. 붐 실린더(56)는 또한 선택적으로 암 실린더(68) 또는 보조 기능 중 하나와 동시에 동작될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 우측 이동 밸브(103)와 좌측 이동 밸브(132)는 항상 우선적인 위치에 있다. 달리 말하면, 펌프(96)으로부터의 작동유는 이러한 밸브에 도달한 후에야 소정의 다른 기능에 의해서 탱크에 전환될 수 있다. 하지만, 작동유를 이동 모터들에 제공하는 유압 회로는 나머지 기능들로부터 분리되지 않는다. 오히려, 이동 모터와 결합된 밸브들은 다른 기능들과 연결됨으로써 이동 모터들에 의해서 사용되지 않은 작동유가 다른 기능들을 동작시키는데 이용 가능하게 된다. 이것은 추가의 유압 펌프를 제공할 필요없이 종래의 시스템에 비해 현저한 추가의 기능성을 굴착기(10)에 제공한다.

도4 및 도4a내지 도4d는 또한 회전 모터(118)에 연결된 회전 밸브(102)가 (도3 등에 도시된 것처럼) 밸브 스택(142) 내의 다른 밸브들과 직렬로 연결됨을 도시한다. 도4 등에 도시된 실시예에서, 회전 밸브(102)는 병렬 연결된 붐 오프셋 밸브(108) 및 블레이드 밸브(104)와 직렬로 연결된다. 따라서, 회전 모터(118)에 제공된 작동유는 붐 오프셋 기능 또는 블레이드 기능들을 작동시키는데 또한 유용하다. 이것은 굴착기(10)가 이동 불가능한 물체 주위나 근처에서 조작되는 경우 유익하다는 것을 알게 되었다. 회전 모터(118)와 붐 오프셋 실린더(47)를 동시에 동작하는 능력은 개선된 기능성을 제공하므로 운전자 입장에서 바람직함이 알려졌다.

추가로, 부스트 실린더(124)는 또한 (바람직한 일실시예에서) 병렬 연결된 붐 오프셋 밸브(108)와 블레이드 밸브(104)의 부분으로서 제공된다. 따라서, 붐 오프셋 및 블레이드 기능에 의해서 사용되지 않은 소정의 작동유는 부스트 밸브(124)에 유용하다. 부스트 밸브(124)가 (도4 등에 도시된 작업 위치 B로 이동되어) 작동될 때, 부스트 밸브(124)에 유용한 작동유는 펌프 P1 및 P2의 출력에 제공되는 유량에 효과적으로 부가된다. (작동유를 회전 밸브(102), 붐 오프셋 밸브(108), 블레이드 밸브(104) 및 부스트 밸브(124)에 제공하는) 펌프 P3는 바람직하게도 펌프 P1, P2의 두배의 크기이다 (예컨데, 펌프 P1, P2는 회전당 5cc의 펌프이며 펌프 P3는 회전당 10cc의 펌프이다). 따라서, 부스트 밸브(124)에 의해서 펌프 P1 및 P2의 출력에 부가되는 작동유는 우측 이동 모터(130)와 좌측 이동 모터(132)에 제공되는 출력을 두배로 만든다. 달리 말하면, 작업 위치 B에서 밸브(124)의 작업 포트 양쪽은 밸브(124)의 입력에 제공되는 작동유를 수용하도록 함께 접속된다. 그러한 작업 포트는 펌프 P1 및 P2의 출력을 부가하도록 한 쌍의 체크 밸브(144, 146)를 통해서 유사하게 제공된다. 따라서, 각각의 이동 모터로 흐르는 전체 유량은 5cc/rev로부터 10cc/rev로 두배가 된다. 이 구성은 이동 모터용의 유압 동력 회로는 실질적으로 별개로 유지되어야 한다는 종래 지식과 실질적으로 불일치 한다. 현재까지는, 본 발명의 이러한 특징에 따라 설명된 유압 시스템을 구성함으로써, 기계의 이동 속도가 이중의 위치 이동 모터를 제공할 필요없이 두배가 될 수 있다. 추가로, 이중의 위치 이동 모터와 결합된 낮은 출력의 토크가 아니어도 속도의 증가가 달성될 수 있다.

체크 밸브(144, 146)는, 밸브(124)가 작동될 때 밸브(124)의 양쪽 작업 포트가 함께 연결되기 때문에 제공된다. 체크 밸브(144, 146)가 제공되지 않았고, 운전자가 이동 밸브(130, 132) 가운데 하나만을 작동시켰다면, 모든 펌프로부터의 압력은 밸브(124)와, 비작동된 이동 밸브(130, 132)를 통해서 후방으로 흘러 탱크로 갈 것이다. 따라서, 아무런 압력도 형성되지 않을 것이며 기계는 이동하지 않을 것이다. 하지만, 회로내에 체크 밸브(144, 146)를 위치시킴에 따라, 밸브(124)의 작업 포트 양쪽은 함께 연결될 수 있다. 운전자가 이동 밸브(130, 132) 중의 하나만을 작동시키는 경우에도, 기계는 여전히 이동하는데, 단지 다른 경우보다 천천히 이동한다.

본 발명에 따른 다른 특징은 또한 다음과 같다. 전체 밸브(102, 104, 106, 108, 124, 128, 130, 132, 134)는 단일의 밸브 스택내에 있다. 이 배치는 제조하기에 쉽고 비용이 적기 때문에 보다 효과적인 시스템을 제공한다. 더욱이, 밸브는 단일의 밸브 스택(142)내에 있기 때문에 모든 밸브는 공통의 탱크 갤러리(gallery) 또는 탱크 통로를 갖는다. 이에 따라 회로를 구성하는데 필요한 봉합의 양이 감소한다. 시스템 탱크에 별도의 두 탱크 갤러리를 연결하는 것 보다는 단지 한 탱크 갤러리를 연결하는 것이 필요하다.

이것을 완수하기 위해서, 차단 체크 밸브(isolation check valve)(148)와 압력 형성 밸브(150)는 단일의 블록내에 제공된다. 차단 체크 밸브(148)에 의해서 작동유는 붐 밸브(128)로부터 항상 한 방향으로만 흐르게 된다. 즉, 붐 실린더(56)에 의해서 사용되지 않은 작동유는 단지 병렬 연결된 밸브(106, 122, 134)로만 흐르며 체크 밸브(148)를 통해서 역방향으로 흐르지 않는다.

압력 형성 밸브(150)는, 예컨데, 개시에 맞춰 시스템의 동작을 촉진하도록 제공된다. 굴착기(10)의 개시시에는, 회로내의 소정의 밸브를 폐쇄하는 파일럿 압력을 제공하는 유압 동력 회로내의 배압(背壓)이 불충분할 수 있다. 따라서, 시스템내의 작동유는 단지 탱크로 제한없이 진행한다. 그것은 새스템내 아무런 배압도 형성되지 않고 밸브는 동작하지 않는 경우이다. 압력 형성 밸브(150)를 제공함으로써, 조이스틱(40A, 40B)이 시스템내의 밸브를 조작하는데 필요한 출력 파일럿 압력을 제공하기에 충분한 높은 입력 압력을 갖도록 시스템내에 최소량 이상의 배압이 확보된다.

바람직한 실시예에서, 압력 형성 밸브(150)는, 모든 밸브가 개심 위치에 있을 때, 압력 형성 밸브(150)가 펌프 P1 및 P2 양쪽으로부터 작동유를 수용하도록 배치됨을 주목하여야 한다. 따라서, 필요한 배압은 보다 신속히 형성된다.

본 발명은 작동유를 하나의 펌프에 의해서 붐 밸브로 제공하며 작동유를 다른 펌프에 의해서 병렬 연결된 암 밸브와 버킷 밸브에 제공함으로써 종래 시스템보다 현저한 장점을 제공함을 알 수 있다. 이에 따라 굴착기(10)의 소망된 기능성을 부여한다. 또한, 밸브는 이런 식으로 구성되는 반면에, 좌우측 이동 밸브(132, 130)는 각각 종래 기술에 기초한 펌프로부터 작동유를 수용한다. 따라서, 이동 기능은 다른 기능보다 우월하며 다른 기능에 추가하여 수행될 수 있다. 더욱이, 회전 모터는 붐 오프셋 (또는 붐 진동) 기능과 직렬로 제공될 수 있으므로 그런 기능 양쪽이 동시에 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 특징은, 부스트 밸브(124)의 작동에 의해서, 전체 세 펌프의 유량은 조합되며 이동 모터에 이용 가능하게 되는 것이다. 부스트 밸브를 통해서 결과적으로 조합되는 펌프가 다른 두 개의 펌프보다 크기 때문에 (바람직한 실시예에서 이 펌프는 다른 두 펌프의 두배 크기이다), 부스트 밸브가 작동되었을 때, 다수의 위치 이동 모터를 제공할 필요없이 굴착기의 이동 속도가 실질적으로 증가될 수 있다. 보다 높은 속도가 토크의 소모없이 제공된다.

추가로, 밸브는 유압 동력 회로내의 봉합의 양이 종래 시스템에 비해서 감소되도록 매우 근접하여 제공되는 차단 체크 밸브(148) 및 압력 형성 밸브(150)와 함께 단일의 밸브 스택내에 제공된다.

비록 본 발명이 바람직한 실시예를 참조로 설명되었지만, 당업계의 숙련자는 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않고 형태상의 상세한 변형이 가능함을 인식할 것이다.

Claims

베이스부;

상기 베이스부에 결합된 붐(boom);

상기 붐을 운전자 지지부에 대해 이동시키도록 붐에 결합되는 유압 붐 액츄에이터;

상기 붐에 결합된 암(arm);

상기 암을 상기 붐에 대해서 이동시키도록 붐 및 암에 결합된 유압 암 액츄에이터;

상기 암에 결합된 툴(tool);

상기 툴을 상기 암에 대해서 이동시키도록 툴에 결합된 툴 액츄에이터;

가압된 작동유(hydraulic fluid)를 제공하는 제1 펌프와 가압된 작동유를 제공하는 제2 펌프를 포함하는 유압 동력 회로;

가압된 작동유를 상기 제1 펌프로부터 수용하여 상기 붐 액츄에이터에 선택적으로 제공하도록 제1 펌프 및 붐 액츄에이터에 접속된 붐 밸브;

가압된 작동유를 상기 제2 펌프로부터 수용하여 상기 암 액츄에이터에 선택적으로 제공하도록 제2 펌프 및 암 액츄에이터에 접속된 암 밸브; 및

상기 암 밸브와 병렬로 접속되며 가압된 작동유를 상기 제2 펌프로부터 수용하여 상기 툴 액츄에이터에 선택적으로 제공하도록 툴 액츄에이터에 접속된 툴 밸브를 포함하는 동력 기계.
제1항에 있어서,

1 견인 모터; 및

상기 제1 견인 모터에 결합되고 또한 상기 붐 밸브 및 상기 제1 펌프 사이에 결합된 제1 견인 밸브를 추가로 포함하며, 상기 제1 견인 밸브는 작동유를 제1 펌프로부터 제1 견인 모터에 선택적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 동력 기계.
제2항에 있어서,

제2 견인 모터; 및

상기 제2 견인 모터에 결합되고 또한 상기 제2 펌프와 상기 병렬 연결된 암 밸브 및 툴 밸브의 사이에 접속된 제2 견인 밸브를 추가로 포함하며, 상기 제2 견인 밸브는 작동유를 제2 펌프로부터 제2 견인 모터로 선택적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 동력 기계.
제3항에 있어서, 상기 유압 동력 회로는 가압된 작동유를 제공하는 제3 펌프를 포함하며,

작동유를 제3 펌프로부터 수용하도록 접속되고 작동유를 제3 펌프로부터 제1 및 제2 견인 밸브에 선택적으로 제공하도록 제1 및 제2 견인 밸브에 접속됨으로써 상기 제1 견인 밸브가 상기 제1 및 제3 펌프로부터 작동유를 수용하고 상기 제2 견인 밸브가 작동유를 상기 제2 및 제3 펌프로부터 수용하게 되는 부스트 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 기계.
제4항에 있어서, 상기 제3 펌프는 상기 제1 펌프보다 큰 용량을 가지며 제3 펌프는 상기 제2 펌프보다 큰 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 동력 기계.
제5항에 있어서,

상기 베이스부에 결합된 운전자 지지부;

상기 베이스부에 대해서 상기 운전자 지지부를 이동시키도록 결합된 유압 회전 모터; 및

상기 가압된 작동유를 상기 제3 펌프로부터 수용하도록 제3 펌프에 접속되고 또한 하나 이상의 추가 동력 액츄에이터 밸브와 직렬로 접속되며 작동유를 상기 회전 모터에 선택적으로 제공하도록 상기 회전 모터에 접속되는 회전 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 기계.
제6항에 있어서, 상기 베이스부에 대해서 상기 붐을 피벗(pivot)시키도록 붐에 접속된 붐 오프셋(boom offset) 실린더를 추가로 포함하며, 하나 이상의 상기 추가 동력 액츄에이터 밸브는 작동유를 상기 붐 오프셋 실린더에 선택적으로 제공하도록 붐 오프셋 실린더에 접속된 붐 오프셋 밸브를 구비하며, 상기 붐 오프셋 밸브는 상기 회전 밸브의 하류에 접속되는 것을 특징으로 하는 동력 기계.
제1항에 있어서, 상기 병렬 연결된 툴 밸브 및 암 밸브는 상기 붐 액츄에이터로 전환되지 않은 작동유를 상기 제1 펌프로부터 수용하도록 하류쪽의 상기 붐 밸브에 접속되며,

상기 병렬 연결된 툴 밸브 및 암 밸브의 하류에 접속된 압력 형성 밸브를 추가로 포함하며, 상기 압력 형성 밸브는 유체 압력 임계점에 도달될 때까지 상기 제1 및 제2 펌프로부터 탱크로 흐르는 작동유를 저지하는 것을 특징으로 하는 동력 기계.
베이스부;

상기 베이스부에 결합된 제1 구동 기구;

상기 제1 구동 기구를 구동시키도록 결합된 제1 견인 모터;

상기 베이스부에 결합된 제2 구동 기구;

상기 제2 구동 기구를 구동시키도록 결합된 제2 견인 모터; 및

가압된 작동유를 제공하는 제1 펌프, 가압된 작동유를 제공하는 제2 펌프, 및 가압된 작동유를 제공하는 제3 펌프를 포함하며: 작동유를 상기 제1 펌프로부터 상기 제1 구동 모터에 선택적으로 제공하도록 제1 펌프 및 제1 구동 모터에 결합되는 제1 견인 밸브, 작동유를 상기 제2 펌프로부터 상기 제2 구동 모터에 선택적으로 제공하도록 제2 펌프 및 제2 구동 모터에 결합되는 제2 견인 밸브, 및 작동유를 상기 제3 펌프로부터 상기 제1 및 제2 구동 모터에 선택적으로 제공하도록 제3 펌프와 제1 및 제2 구동 모터에 결합되는 부스트 밸브를 추가로 구비하는 유압 동력 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기.
제9항에 있어서,

상기 부스트 밸브와 상기 제1 구동 밸브 사이에 접속된 제1 체크 밸브; 및

상기 부스트 밸브와 상기 제2 구동 모터 사이에 접속된 제2 체크 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기.
제9항에 있어서,

상기 베이스부에 결합된 붐;

상기 베이스부에 대해서 상기 붐을 이동시키도록 붐에 결합된 유압 붐 액츄에이터; 및

상기 제1 견인 밸브에 결합되고, 또한 상기 붐 액츄에이터에 결합되어, 가압된 작동유를 상기 제1 펌프로부터 제1 견인 밸브를 통해서 수용하며, 상기 작동유를 붐 액츄에이터에 선택적으로 제공하는 붐 밸브를 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 굴착기.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 견인 밸브, 상기 붐 밸브, 상기 암 밸브, 및 상기 버킷 밸브는 모두 물리적으로 단일의 밸브 스택내에 형성되는 것을 특징으로 하는 굴착기.
베이스부;

상기 베이스부에 결합된 제1 구동 기구;

상기 제1 구동 기구를 구동시키도록 결합된 제1 견인 모터;

상기 베이스부에 결합된 제2 구동 기구;

상기 제2 구동 기구를 구동시키도록 결합된 제2 구동 기구;

가압된 작동유를 제공하는 제1 펌프, 가압된 작동유를 제공하는 제2 펌프, 및 가압된 작동유를 제공하는 제3 펌프를 포함하는 유압 동력 회로; 및

작동유를 상기 제1 펌프로부터 상기 제1 구동 모터에, 상기 제2 펌프로부터 상기 제2 구동 모터에, 그리고 상기 제3 펌프로부터 제1 및 제2 구동 모터 양쪽에, 선택적으로 제공하도록 제1, 제2, 및 제3 펌프에 결합된 밸브 구성체(valve configuration)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기.
제13항에 있어서, 상기 제1, 제2, 및 제3 펌프 각각은 상기 작동유를 제공하는 펌프 유출구를 구비하며, 상기 밸브 구성체는:

상기 제1 펌프에 동작 가능하게 접속된 유입구와 상기 제1 구동 모터에 동작 가능하게 접속된 유출구를 구비하며, 상기 작동유를 제1 펌프로부터 제1 구동 모터로 선택적으로 제공하는 제1 견인 밸브;

상기 제2 펌프에 동작 가능하게 접속된 유입구와 상기 제2 구동 모터에 동작 가능하게 접속된 유출구를 구비하며, 상기 작동유를 제2 펌프로부터 제2 구동 모터로 선택적으로 제공하는 제2 견인 밸브; 및

상기 제3 펌프에 동작 가능하게 접속된 유입구 그리고 상기 제1 및 제2 펌프의 상기 유출구와 일방향으로 유체가 통하도록 접속된 유출구를 구비하여, 상기 작동유를 제3 펌프로부터 상기 제1 및 제2 구동 펌프로 선택적으로 제공하는 부스트 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기.