KR19980079273A

KR19980079273A - 배터리 구동의 유압 쇼벨

Info

Publication number: KR19980079273A
Application number: KR1019970025644A
Authority: KR
Inventors: 기누가와히데키; 고미야마마사유키
Original assignee: 구마모토 마사히로; 가부시키가이샤고베세이코쇼
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 1998-11-25
Also published as: EP0814206A1; KR100206512B1; DE69731256T2; US6078855A; DE69731256D1; EP0814206B1

Abstract

배터리로부터 전력을 얻어 구동하는 전동기와, 이 전동기에 의해서 구동되는 유압펌프와, 이 유압펌프로부터 토출되는 작동유에 의해 구동하는 유압모터와, 이 유압모터의 구동에 의해서 소정의 작동을 행하는 작업부재와, 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 유통 및 차단의 전환을 행하는 것에 따라 작업부재를 운전하는 조작레버가 구비되어 있다. 조작레버는 유압모터가 작동을 정지하는 중립위치와, 유압모터가 작동하는 작동위치와의 사이에서 조작가능하다. 조작레버가 작동위치에 조작된 상태에서 배터리로부터 전동기로의 전력공급량을 조절하는 액셀트리머가 설치된다.

Description

배터리 구동의 유압 쇼벨

본 발명은 탑재된 배터리로부터 전력에 의해서 각종 작업을 행하는 배터리 구동의 유압 쇼벨에 관한 것이다.

일본 실개평4-53846호 공보에 배터리로부터의 전력을 얻어 소정의 토목작업 등을 행하는 배터리 구동방식의 작업기계가 개시되어 있다. 이 작업기계에서는 배터리로부터의 전력으로 전동기가 구동된다. 이 전동기의 구동에 의해서 유압펌프가 구동된다. 이 유압펌프로부터 토출되는 작동유에 의해서 유압모터가 구동된다. 이 유압모터의 구동에 의해서 쇼벨이 동작한다.

이러한 배터리 구동방식의 작업기계는 가솔린이나 디젤엔진등의 내연기관을 구동원으로 사용하는 내연기관방식의 작업기계에 비교해서, 소음이 적고 또한 배기가스가 배출되지 않는다. 이 때문에 이러한 작업기계는 건물이 밀집한 시가지에서의 작업에 적합하다.

그런데, 배터리 구동방식의 작업기계는 전동기의 전력원인 배터리의 축전능력이 내연기관방식의 작업기계의 연료저류(貯留)능력에 비교하여 에너지환산에서 크지 않기때문에 내연기관방식의 작업기계와 같이 장시간의 사용에 견딜 수 없다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서 일본 실개평4-53846호 공보에 의해서 개시된 작업기계는 배터리의 전원과 보통의 상용전원과의 사이에서 전환가능하다. 이 작업기계는 작업현장에 상용전원이 존재하는 경우는 상용전원을 사용하고 상용전원이 없는 경우만 배터리를 이용한다.

그러나, 이러한 작업기계는 상용전원으로부터 전력을 공급하기위해 대단히 긴 리드선이 필요하다. 또, 작업의 방해가 되지 않도록 리드선의 감기장치를 작업기계상에 설치하여 작업기계의 이동에 따라서 리드선을 출몰시키도록 할 필요가 있다. 이 때문에 이러한 작업기계는 비용이 높아진다. 또한, 선회 조작시에 리드선이 상부 선회체에 얽혀서 작업성을 저해한다.

또, 일본 실개평4-53846호 공보에 의해서 개시된 작업기계는 배터리로부터 전동기로 공급되는 전력량이 조절가능하게 되고 있지 않기때문에 전동기에는 항상 일정한 전력이 공급된다. 이것에 의해서 동일한 부하량에서는 작업부재의 작동속도가 일정하게 된다. 따라서, 상황에 따라 작업을 할 수 없다.

본 발명은 작업성이 좋은 배터리 구동의 유압 쇼벨을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 상용전원을 불필요로 하여, 긴 시간에 걸쳐 작업을 계속할 수 있도록 한 배터리 구동의 유압 쇼벨을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 작업부재의 작동속도를 작업의 상황에 따라서 조절할 수 있도록 한 배터리 구동의 유압 쇼벨을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 배터리 구동의 유압 쇼벨이다. 이 유압 쇼벨은 하부주행체와, 하부주행체의 위에 수직축주위에 선회가능하게 설치된 상부 선회체로 이루어진다. 상부 선회체에는 배터리와, 배터리로부터 전력에 의해서 구동하는 전동기와, 상기 전동기에 의해서 구동되는 유압펌프가 탑재되어 있다. 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유가 액츄에이터를 구동하여, 액츄에이터가 작업부재를 작동시킨다. 조작레버가 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 유통 및 차단을 전환, 상기 액츄에이터를 통해 상기 작업부재를 움직인다. 조작레버와 작업부재는 상기 상부 선회체에 설치되어 있다.

본 발명에 관한 배터리 구동의 유압 쇼벨에서는 상부 선회체에 탑재된 배터리를 구동원으로 하고 있기 때문에 상용전원에 접속하기 위한 리드선이 불필요하다. 이 때문에 이 유압 쇼벨에서는 상부 선회체가 선회하더라도 리드선이 상부 선회체에 휘감기지 않는다. 이 때문에 작업에 전념할 수 있어, 작업성의 향상을 꾀할수 있다.

또한, 상기 조작레버가 상기 작업부재가 작동을 정지하는 중립위치와, 작업부재가 작동하는 작동위치와의 사이에서 조작가능하면 적합하다.

또한, 상기 배터리로부터 전동기로의 전력공급량을 액셀트리머 등에 의해서 설정하도록 해도 좋다. 이 경우, 조작레버가 작동위치에 설정된 상태에서 설정량에 따라 전력이 전동기로 공급되고, 이것에 의해서 전동기는 상기 설정량에 따라 회전속도로 회전한다. 이 회전속도에 따라 속도로 작동하는 유압펌프의 작동에 의해 작업부재가 액츄에이터를 통해 상기 설정량에 따라 작동속도로 작동한다. 이와 같이 설정수단의 설정조작에 의해서 작업부재의 작동속도를 조절할 수 있으므로 작업상황에 따라서 작업부재의 작동속도를 변경된다. 따라서 보다 효율적이다.

또한, 상기 조작레버의 작동위치에서 조작레버의 조작량을 검출하여, 조작레버가 작동위치에 조작된 상태에 따라서 배터리로부터 전동기에 전력을 공급하도록 해도 좋다. 이 경우는 조작레버의 조작에 따라서 작업부재의 작동속도를 조절할 수 있으므로 보다 효율적이다.

또한, 모든 조작레버가 중립위치에 설정된 상태로 배터리로부터 전동기로의 전력공급을 정지하여, 적어도 1개의 조작레버가 작업위치에 설정된 상태로 전동기에 전력을 공급하도록 해도 좋다. 이 경우, 어느쪽의 작업부재도 작업을 행하고 있지 않을 때에 전동기가 구동하여 쓸데없는 전력이 소비된다는 단점이 회피된다. 또한, 조작레버의 합계 조작량에 따라서 전동기로 공급되는 전력이 제어되기 때문에 항상 과부족없이 적정한 전력소비를 실현한다.

또한, 작업의 종류에 따라서 전동기로의 전력공급량을 변경하는 작업모드 설정기를 설치하여, 작업모드에 의해서 배터리로부터 전동기로 공급되는 전력을 변경하도록 해도 좋다. 이 경우, 굴착작업 등에 있어서 조작레버의 조작에 작업부재를 민감하게 반응시켜, 마무리 작업 등 조작레버의 조작에 작업부재를 민감하게 반응시키지 않도록 된다. 작업모드 설정기에 작업의 종류를 입력하는 것으로 항상 최적의 상태로 조작레버를 조작할 수 있게 되어 작업성이 향상한다. 또한, 과조작을 억제할 수 있기 때문에 배터리전력의 쓸데없는 소비가 억제된다.

도 1 은 본 발명에 관한 작업기계의 한 실시형태를 도시하는 측면도,

도 2 는 본 발명에 관한 제1실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도,

도 3 은 액셀트리머의 조작량과 전동기로 인가되는 펄스전압과의 관계를 예시하는 파형도,

도 4 는 본 발명에 관한 제2실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도,

도 5 는 조작레버의 조작량과 루프회로를 흐르는 펄스전압과의 관계를 예시하는 파형도,

도 6 은 본 발명에 관한 제3실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도,

도 7 은 조작레버의 조작량과 전동기의 회전수와의 관계를 예시하는 그래프,

도 8 은 조작레버의 조작량과, 루프회로를 흐르는 펄스전압과의 관계를 예시하는 파형도,

도 9 는 본 발명에 관한 제4실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도,

도 10 은 본 발명에 관한 제5실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도,

도 11은 본 발명에 관한 제6실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도.

(바람직한 실시예의 설명)

도 1은 본 발명에 관한 작업기계의 한 실시형태를 도시하는 측면도이다.

이 도 1에서는 작업기계로서 소형의 쇼벨 카(excavator)를 도시하고 있다. 이 쇼벨 카(1)는 오퍼레이터가 탑승하여 운전 조작을 행하는 탑승부(11)를 가진다. 이 탑승부(11)의 밑부분에는 이동용의 크로라(12)가 설치되어 있다. 탑승부(11)의 전방부에는 액츄에이터(14)의 구동에 의해서 굴절이 자유롭게 작동하는 작업부재(13)가 설치된다. 상기 크로라(12)는 그것을 지지하는 기대(12a)의 양측부(도 1의 지면에 수직인 방향의 양측부)에 설치된다. 상기 탑승부(11)는 이 기대(12a)의 중심부에 세워져 설치된 수직축(12c) 주위에 회동이 자유롭게 축지지되어 있다.

상기 기대(12a)는 탑승부(11)를 수직축(12c) 주위에 회동시키는 방향변경용 액츄에이터(11a)가 설치된다. 이 액츄에이터(11a)의 작동에 의해서 탑승부(11)는 크로라(12)에 대하여 수평방향의 방향을 바꿀 수 있다. 상기 크로라(12)는 기대(12a)에 설치된 유압모터(12b)에 의해서 회전구동하여, 이것에 의해서 쇼벨 카(1)가 전진, 후퇴 및 진로변경된다.

상기 작업부재(13)는 탑승부(11)의 전단부의 수평축(11b) 주위에 회동이 자유롭게 축지지된 기단측 아암(13a)과, 이 기단측 아암(13a)의 선단부에 굴절이 자유롭게 연달아 설치된 선단측 아암(13b)과, 이 선단측 아암(13b)의 선단부에 굴절이 자유롭게 연달아 설치된 쇼벨(13c)로 되어있다. 상기 액츄에이터(14)는 기단측 아암(13a)을 수평축(11b) 주위에 회동시키는 기단 액츄에이터(14a)와, 선단측 아암(13b)을 수평축(11c) 주위에 회동시키는 중간 액츄에이터(14b)와, 쇼벨(13c)을 수평축(11d) 주위에 회동시키는 선단 액츄에이터(14c)로 되어있다.

탑승부(11)내에는 배터리(2)가 탑재되어 있다. 이 배터리(2)에서의 전력에만 의해서 구동되는 전동기(3)가 탑승부(11)내에 설치된다. 이 전동기(3)에 의해서 구동되는 유압펌프(4)도 탑승부(11)내에 설치된다. 탑승부(11) 및 기대(12a) 내에는 각 액츄에이터(14a, 14b, 14c, 11a) 및 유압모터(12b)에 유압펌프(4)의 구동에 의해서 생긴 유압을 보내는 복수의 순환계로가 설치된다. 각 유압계통의 작동유의 방향의 전환 및 작동유의 정지를 행하는 복수의 변환밸브도 탑승부(11) 및 기대(12a) 내에 설치된다.

탑승부(11)의 후방부(도 1의 오른쪽)에는 오퍼레이터가 착석하여 쇼벨 카(1)를 운전하는 운전석(15)이 설치된다. 탑승부(11)의 전방부에는 운전석(15)에 대향한 조작대(16)가 세워져 설치되어 있다. 이 조작대(16)에는 각 액츄에이터(14a, 14b, 14c, 11a) 및 유압모터(12b)에 대응한 복수의 조작수단(5)(레버)이 설치된다.

이것들의 조작수단(5)를 조작함에 의해 대응한 변환 밸브를 통해 대상의 액츄에이터(14a, 14b, 14c, 11a)나 유압모터(12b)로의 작동유가 공급 또는 공급정지된다. 이것에 의해서 액츄에이터(14a, 14b, 14c, 11a)나 유압모터(12b)가 구동하기도 하고 정지하기도 한다.

도 2는 본 발명에 관한 제1 실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도이다.

도 2에서는 설명의 간소화 때문에 복수의 유압계통중 유압모터(12b)에 관한 계통만을 도시하고 있다. 작업부재(13)에 관한 유압계통의 경우는 유압모터(12b)의 위치에 유압모터(12b)에 대신하여 기단측 아암(13a), 선단측 아암(13b), 쇼벨(13c)이 배치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 구동계통(6)은 유압계통(61)과, 전기계통(62)으로 형성되어 있다. 유압계통(61)은 상기 유압펌프(4)와, 이 유압펌프(4)와 동축으로 함께 회전하는 파이롯펌프(41)와, 상기 조작수단(5)과, 방향변환밸브(55)와, 상기 유압모터(12b)를 구비하고 있다. 유압펌프(4)는 여기서부터 토출되는 작동유에 의해서 유압모터(12b)를 회전시킨다. 파이롯펌프(41)로부터 토출된 파이롯 오일에 의해서 방향변환밸브(55)가 전환동작한다.

유압펌프(4)와 방향전환밸브(55)와의 사이에는 제1 유압관로(61a)가 배관되어 있다. 방향변환밸브(55)와 유압모터(12b)와의 사이에는 제2유압관로(61b)가 설치된다. 유압펌프(4)로부터 토출된 작동유는 방향변환밸브(55)가 개통하고 있는 경우는 제1유압관로(61a) 및 제2유압관로(61b)를 통해 유통한다. 이것에 의해서 제2유압관로(61b)에 개설된 유압모터(12b)가 소정의 방향으로 회전 한다. 한편, 방향변환밸브(55)가 폐지하고 있는 경우는 유압모터(12b)의 회전이 정지한다.

파이롯펌프(41)와 조작수단(5)과의 사이에는 제1 파이롯관로(61c)가 배관되어 있다. 조작수단(5)과 방향변환밸브(55)의 파이롯 포트와의 사이에는 제2 파이롯관로(61d)가 설치된다. 파이롯펌프(41)로부터 토출되어 제1 파이롯관로(61c)를 통해 조작수단(5)에 도달한 파이롯 오일은 상기 조작레버(51)의 조작에 의해서 제2 파이롯관로(61d)로의 공급방향이 바뀌어진다. 이것에 의해서 조작레버(51)의 조작에 따라서 방향변환 밸브(55)가 위치설정된다. 이것에 의해서 유압모터(12b)가 소정의 방향으로 회전한다. 조작레버(51)를 중립위치에 설정함에 의해 유압모터(12b)의 회전이 정지한다.

상기 조작수단(5)은 상기 조작대(16)로부터 윗쪽으로 향해서 돌설된 조작레버(51)를 구비하고 있다. 이 조작레버(51)은 막대모양이고, 기단부에 베어링부(53)가 설치된다. 이 베어링부(53)에는 지지축(53a)이 끼워넣어져 있다. 조작레버(51)는 지지축(53a)의 주위에 회동이 자유롭게 축지지되어 있다.

이 베어링부(53)에는 좌우방향에 연장되는 가로대(52)가 설치된다. 이 가로대(52)의 양측의 하부에는 각각 코일 스프링을 통해 한쌍의 변환밸브(54)가 설치된다. 보통, 조작수단(5)은 각 코일 스프링의 가압력에 의해서 직립한 중립위치에 위치설정되어 있다. 조작수단(5)이 중립위치에 있는 상태에서는 방향변환밸브(55)는 도 2에 도시한 바와 같이 작동유 차단위치에 설정되어 있다. 조작수단(5)이 중립위치에 있는 상태에서는 유압모터(12b)는 정지상태가 된다.

조작레버(51)를 지지축(53a)의 주위에서 오른쪽으로 쓰러 뜨린 경우, 파이롯펌프(41)로부터의 파이롯 오일이 제1 파이롯관로(61c), 오른쪽의 변환 밸브(54) 및 제2 파이롯관로(61d)로 공급된다. 이것에 의해서 방향변환밸브(55)가 오른쪽으로 이동하여, 유압펌프(4)로부터의 작동유가 유압모터(12b)의 왼쪽으로부터 공급되어 유압모터(12b)가 순방향으로 회전한다. 이 유압모터(12b)의 회전에 의하여 크로라(12)가 순방향으로 회전하여 쇼벨 카(1)가 전진한다.

반대로 도 2에 도시하는 상태에서 조작레버(51)를 왼쪽으로 쓰러 뜨린 경우, 파이롯펌프(41)로부터의 파이롯 오일이 제1 파이롯관로(61c), 왼쪽의 변환 밸브(54) 및 제2 파이롯관로(61d)로 공급된다. 이것에 의해서 방향변환밸브(55)가 왼쪽으로 이동하여, 유압펌프(4)로부터의 작동유가 유압모터(12b)의 오른쪽으로부터 공급되어 유압모터(12b)는 역방향으로 회전한다. 이 유압모터(12b)의 회전에 의하여 크로라(12)가 역방향으로 회전하여 쇼벨 카(1)가 후퇴한다.

상기 전기계통(62)은 배터리(2)와 전동기(3)가 직렬로 접속된 루프회로(63)와, 루프회로(63)의 직류펄스를 제어하는 제어회로(64)로 형성되어 있다. 상기 제어회로(64)에는 유압모터(12b)의 동작속도를 설정하기 위한 조작 손잡이인 액셀트리머(65)와, 이 액셀트리머(65)의 회전 조작량을 기초로 소정의 제어신호를 출력하는 제어수단(66)과, 이 제어수단(66)에서의 제어신호에 따라서 루프회로(63)에 펄스신호를 출력하는 쵸퍼회로(67)가 설치된다.

상기 루프회로(63)에는 키 스위치(63a)와 트랜지스터(스위치 소자)(63b)가 설치된다. 이 트랜지스터(63b)의 베이스는 쵸퍼회로(듀티비 제어수단)(67)에 접속되어 있다. 상기 키 스위치(63a)는 쇼벨 카(1)의 운전을 행할 때에 온 된다. 이 키 스위치(63a)가 온 되면, 배터리(2)로부터 전력이 전동기(3)로 공급되어 전동기(3)가 구동된다.

상기 쵸퍼회로(67)는 입력된 직류의 전류를 일정한 주기로 단속하여 출력하는 것이다. 본 실시형태에서는 제어수단(66)에서의 제어신호에 근거하는 펄스폭의 전압펄스가 출력된다.

상기 액셀트리머(65)는 운전자가 쇼벨 카(1)의 운전 조작시에 작업상황을 눈으로 보면서 상황에 따라서 조작하기 위한 것이다. 액셀트리머(65)는 운전석(15)에 착석하고 있는 운전자의 정면에 대향하도록 조작대(16)의 적당한 곳에 설치된다. 조작수단(5)을 작동위치에 조작한 상태로 운전자가 이 액셀트리머(65)를 손가락으로 따고 회전 조작함에 의해 이 회전량이 아나로그 신호로서 제어수단(66)에 입력된다. 유압모터(12b)의 회전속도는 액셀트리머(65)의 조작량에 따른다. 이것에 의해서 현장의 상황에 응함에 따라 섬세하고 치밀한 작업을 행한다.

상기 제어수단(66)은 쇼벨 카(1)의 운전전반의 제어를 행하기 위한 것이다. 그 중에 상기 조작레버(51)의 조작량에 따라서 전동기(3)로 공급하는 전력량을 제어하는 전력공급제어부(66a)가 구비되어 있다. 이 전력공급제어부(66a)는 액셀트리머(65)의 회전 조작량에 따라 듀티비를 얻을 수 있도록 쵸퍼회로(67)로 향해 제어신호를 출력한다.

상기 쵸퍼회로(67)는 트랜지스터(63b)의 베이스로 향하여 전압 펄스가 상기 듀티비가 되기위한 신호를 단속적으로 출력하기 위한 것이다. 쵸퍼회로(67)로부터의 신호를 얻은 트랜지스터(63b)는 소정의 타이밍의 온·오프 동작을 행한다. 이것에 의해서 전동기(3)에는 상기 듀티비의 펄스전압이 인가되어 평균적으로 전동기(3)에 액셀트리머(65)의 회전 조작량에 따라 전력이 공급된다. 이것에 의해서 전동기(3)는 액셀트리머(65)의 회전 조작량에 따른 회전수로 회전한다. 전동기(3)에 의해 작동되는 유압펌프(4)에 의해서 제1유압관로(61a)로 토출되는 작동유의 유량도 액셀트리머(65)의 회전 조작량에 따른다. 그 결과, 유압모터(12b)의 회전속도는 액셀트리머(65)의 조작량에 따른다. 따라서, 액셀트리머(65)의 조작량에 따라서 쇼벨 카(1)의 이동속도가 소정의 속도가 된다.

도 3은 액셀트리머(65)의 회전 조작량과, 전동기(3)로 인가되는 펄스전압과의 관계를 예시하는 파형도이다. (a)는 액셀트리머(65)가 회전 조작되기 전의 홈 포지션에 설정된 상태를 가리킨다. (b)는 액셀트리머(65)가 전회전 조작량(360。)의 30%(대략 110。) 조작된 상태를 가리킨다. (c)는 액셀트리머(65)가 전회전 조작량의 60%(대략 220。) 조작된 상태를 가리킨다. (d)는 액셀트리머(65)가 전회전 조작량조작된 상태를 도시하고 있다.

우선, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 액셀트리머(65)가 홈 포지션에 설정된 상태에서는 회전 조작량「0」의 조작신호가 제어수단(66)의 전력공급제어부(66a)에 입력된다. 전력공급제어부(66a)는 조작신호가「0」인 경우는 트랜지스터(63b)의 베이스에는 쵸퍼회로(67)로부터 신호가 출력되지 않는다. 이 상태에서는 트랜지스터(63b)가 오프된다. 이것에 의해서 루프회로(63)에는 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 배터리(2)로부터 전력은 공급되지 않는다. 따라서, 전동기(3)는 구동되지 않는다.

계속해서, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 액셀트리머(65)가 전 조작량에 대하여 30%(즉 홈 포지션으로부터 시계방향으로 대략 110。)회전 조작된 경우, 전압펄스의 펄스폭(d1)은 펄스전압의 주기(D)에 대하여 30% 에 설정된 상태가 된다 (d1/D= 0.3). 즉, 액셀트리머(65)의 회전 조작량에 근거하는 전력공급제어부(66a)에서의 연산에 의해서 듀티비가 0.3이 되는 것 같은 제어신호가 쵸퍼회로(67)로 향해 출력된다. 이것에 의한 쵸퍼회로(67)로부터의 펄스신호에 의해서 트랜지스터(63b)가 듀티비를 0.3으로 하도록 온·오프함에 의해 전동기(3)에 도 3의 (b)에 도시하는 것 같은 펄스전압이 인가된다. 이것에 의해서 루프회로(63)를 흐르는 전류의 경시(經時)적인 평균치는 배터리(2)의 기전력의 30% 가 된다. 전동기(3)는 이 전압치에 대응하는 회전속도로 회전한다.

계속해서, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 액셀트리머(65)의 회전 조작량이 전회전 조작량에 대하여 60%(대략 220°)로 설정된 경우, 전압펄스의 펄스폭(d2)은 펄스전압의 주기(D)에 대하여 60% 에 설정된 상태가 된다(d2/D= 0.6). 이것에 의해서 루프회로(63)를 흐르는 전류의 경시적인 평균치는 배터리(2)의 기전력의 60% 가 된다. 전동기(3)는 전번의 듀티비가 0.3인 경우보다도 빠른 회전속도로 회전한다.

그리고, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이 액셀트리머(65)가 최대한(360°)에까지 회전 조작된 경우, 쵸퍼회로(67)로부터 트랜지스터(63b)로 향해 신호가 상시 출력할 수 있는 상태가 된다. 이것에 의해서 배터리(2)의 기전력은 전부 전동기(3)로 인가된다. 전동기(3)는 최고회전속도로 회전한다.

이상 상술하였듯이 본 실시형태에 관한 쇼벨 카(1)는 구동원으로서 내연기관에 대신하여 전동기(3)를 사용하고 있다. 또한, 탑재한 배터리(2)로부터 전력에 의해서 전동기(3)를 구동함으로써, 쇼벨 카(1)의 주행 및 작업부재(13)에 의한 작업을 한다. 본 실시형태에 관한 쇼벨 카(1)는 내연기관을 사용한 것에 비교하여, 큰 소음이 발생하지 않고, 또한 배기가스도 배출되지 않는다. 본 발명에 관한 쇼벨 카(1)는 시가지에서의 토목공사에 적합하다.

액셀트리머(65)가 홈 포지션에 설정된 상태에서, 배터리(2)로부터 전동기(3)로의 전력공급량은「0」이 된다. 액셀트리머(65)가 회전 조작된 상태로 배터리(2)로부터 전동기(3)에 회전 조작량에 따라 전력이 공급된다. 이 때문에 항상 일정한 전력이 전동기(3)로 공급되는 경우에 비교하여, 작업의 상황에 따라서 작업부재(13)의 조작속도를 조절할 수 있어 작업성이 향상한다.

또한, 전력공급제어부(66a) 및 쵸퍼회로(67)의 작용에 의해서 액셀트리머(65)의 회전 조작량에 따라 듀티비로 트랜지스터(63b)가 온·오프하기 때문에 전동기(3)는 액셀트리머(65)의 조작량에 따른 회전속도로 회전한다. 이것에 의해서 작업부재(13)나 유압모터(12b)가 액셀트리머(65)의 조작량에 따른 속도로 작동한다. 그리고, 본 실시예는 가변저항기나 트랜스 세트를 통하지않고서 PWM 제어(펄스폭 변조제어)에 의해서 전동기(3)에 전력이 공급되기 때문에 가변저항기 등에서 쓸데없는 전력이 소비되지 않는다. 이 때문에 배터리(2)의 수명을 연장시키는 것이 가능하게 되어 보다 장시간 쇼벨 카(1)를 운전한다.

도 4는 본 발명에 관한 제2실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도이다.

제2실시형태에서는 제한 실시형태의 액셀트리머(65)에 대신하여 조작레버(51)의 조작량을 검출함으로써, 이 검출량에 따라서 전동기(3)로의 전력공급량을 제어한다.

즉, 조작수단(5)에는 조작레버(51)의 조작각도(조작량)를 검출하는 조작각도 센서(650)가 설치된다. 이 조작각도 센서(650)의 검출결과가 제어수단(66)에 입력된다. 상기 조작각도 센서(650)는 조작레버(51)의 직립상태를 기준으로 하여 전후로 쓰러졌을 때의 쓰러진 각도를 검출한다. 이 조작각도 센서(650)의 검출결과가 전류치 혹은 전압치에 의한 아날로그 신호로서 제어수단(66)에 입력된다.

조작각도 센서(650)가 검출한 전류치 혹은 전압치에 따라 듀티비를 얻을 수 있도록 전력공급제어부(66a)에서 쵸퍼회로(67)로 향해 제어신호가 출력된다.

쵸퍼회로(67)는 트랜지스터(63b)의 베이스로 향하여 상기 듀티비가 달성되기 위한 신호를 단속적으로 출력한다. 이것에 의해서 트랜지스터(63b)는 소정 타이밍의 온·오프 동작을 행한다. 이것에 의해서 전동기(3)에 상기 듀티비의 펄스전압이 인가된다. 이것에 의해서 전동기(3)는 조작레버(51)의 조작량에 따른 회전수로 회전한다. 전동기(3)에 의해 작동되는 유압펌프(4)에 의해서 제1유압관로(61a)로 토출되는 작동유의 유량이 조작레버(51)의 조작량에 따른다. 그 결과, 유압모터(12b)의 회전속도는 조작레버(51)의 조작량에 따른다.

도 5는 조작레버(51)의 조작량과, 루프회로(63)를 흐르는 펄스전압과의 관계를 예시하는 파형도이다. (a)는 조작레버(51)가 중립위치에 설정된 상태를 가리킨다. (b)는 조작레버(51)가 전 조작량의 30% 조작된 상태를 가리킨다. (c)는 조작레버(51)가 전 조작량의 60% 조작된 상태를 가리킨다. (d)는 조작레버(51)가 전 조작량 조작된 상태를 가리킨다.

우선, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 조작레버(51)가 중립위치에 설정된 상태에서는 조작각도 센서(650)가「0」을 검출한다. 이 검출신호가 제어수단(66)의 전력공급제어부(66a)에 입력된다. 검출신호가「0」인 경우는 트랜지스터(63b)의 베이스에 쵸퍼회로(67)로부터의 신호의 출력은 없다. 이 때문에 트랜지스터(63b)는 오프된다. 이것에 의해서 루프회로(63)에는 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 배터리(2)로부터 전력은 공급되지 않는다. 따라서, 전동기(3)는 구동되지 않고, 배터리(2)의 전력은 소비되지 않는다.

계속해서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 조작레버(51)가 전 조작량에 대하여 30% 조작되면, 전압펄스의 펄스폭(d1)은 펄스전압의 주기(D)에 대하여 30%로 설정된 상태가 된다(d1/D= 0.3). 이 경우는 조작각도 센서(650)의 검출결과에 근거하는 전력공급제어부(66a)에서의 연산에 의해서 듀티비가 0.3이 되도록 제어신호가 쵸퍼회로(67)로 향하여 출력된다. 이것에 의한 쵸퍼회로(67)로부터의 펄스신호에 의해서 트랜지스터(63b)가 듀티비를 0.3으로 하도록 온·오프한다. 전동기(3)에는 도 5의 (b)에 도시한 바와같이 펄스전압이 인가된다. 이것에 의해서 루프회로(63)를 흐르는 전류의 경시적인 평균치는 배터리(2)의 기전력의 30% 가 된다. 전동기(3)는 이 전압치에 대응하는 회전속도로 회전한다.

도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 조작레버(51)의 조작량이 전 조작량에 대하여 60%에 설정되면, 전압펄스의 펄스폭(d2)은 펄스전압의 주기(D)에 대하여 60% 에 설정된 상태가 된다(d2/D = 0.6). 이것에 의해서 루프회로(63)를 흐르는 전류의 경시적인 평균치는 배터리(2)의 기전력의 60% 가 된다. 전동기(3)는 전의 듀티비가 0.3인 경우보다도 빠른 회전속도로 회전한다.

도 5의 (d)에 도시한 바와 같이 조작레버(51)가 최대한으로까지 조작되면, 쵸퍼회로(67)로부터 트랜지스터(63b)로 향해 신호가 상시 출력된 상태가 된다. 이것에 의해서 배터리(2)의 기전력은 전부 전동기(3)로 인가된다. 전동기(3)는 최고회전속도로 회전한다.

제2실시형태의 제어방식에 의하면, 액셀트리머(65)를 돌리는 조작을 행하는 일없이 조작레버(51)의 조작만으로 전동기로 공급되는 배터리(2)로부터의 전력을 조절할 수 있기 때문에 조작성이 향상한다.

도 6은 본 발명에 관한 제3실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도이다.

제3실시형태에서는 제2실시형태의 조작레버(51)의 조작량을 조작각도 센서(650)에 의해서 검출함에 따른 검출량에 따라 제어에 덧붙여, 작업부재(13)가 작업모드에 따라서 제어된다. 도 6에 있어서는 설명의 간소화를 위해서 복수의 작업부재(13)의 유압계통중 쇼벨(13c)에 관한 선단 액츄에이터(14c)의 계통만을 도시하고 있다.

이 도 6에 도시한 바와 같이, 파이롯펌프(41)와 조작수단(5)과의 사이에는 제1 파이롯관로(61c)가 배관되어 있다. 조작수단(5)과 상기 방향변환밸브(55)와의 사이에는 제2 파이롯관로(61d)가 설치된다. 파이롯 오일이 파이롯펌프(41)로부터 토출되어 제1 파이롯관로(61c)를 통해 조작수단(5)에 도달한다. 파이롯 오일의 제2 파이롯관로(61d)로의 공급방향은 상기 조작레버(51)의 조작에 의해서 전환된다. 이것에 의해서 선단 액츄에이터(14c)가 소정의 방향으로 작동한다. 조작레버(51)를 중립위치에 설정한 경우, 선단 액츄에이터(14c)의 작동이 정지한다.

조작수단(5)이 중립위치에 있는 상태에서는 방향변환밸브(55)는 도 6에 도시한 바와 같이 파이롯 오일을 차단한다. 이것에 의해서 선단 액츄에이터(14c)는 정지상태가 된다.

조작레버(51)를 지지축(53a) 주위에 오른쪽으로 쓰러 뜨린 경우, 파이롯펌프(41)로부터의 파이롯 오일이 제1 파이롯관로(61c), 오른쪽의 변환 밸브(54) 및 제2 파이롯관로(61d)로 공급된다. 이것에 의해서 방향변환밸브(55)가 오른쪽으로 이동하고 유압펌프(4)로부터의 작동유가 선단 액츄에이터(14c)의 도 6 에 있어서 왼쪽으로부터 공급된다. 액츄에이터(14c)는 그 피스톤 로드가 실린더내에 몰입하도록 작동한다. 이 액츄에이터(14c)의 작동에 의해서 쇼벨(13c)이 도 1에서 수평축(11d) 주위에 시계방향 회동한다.

반대로, 조작레버(51)를 왼쪽으로 쓰러 뜨린 경우, 파이롯펌프(41)로부터의 파이롯 오일이 제1 파이롯관로(61c), 왼쪽의 변환 밸브(54) 및 제2 파이롯관로(61d)로 공급된다. 이것에 의해서 방향변환밸브(55)가 왼쪽으로 이동하여 유압펌프(4)로부터의 작동유가 선단 액츄에이터(14c)의 도 6에서 오른쪽으로부터 공급되어 선단 액츄에이터(14c)는 역방향으로 작동한다. 이 선단 액츄에이터(14c)의 작동에 의해서 쇼벨(13c)이 지표 또는 지중의 흙을 떠낸다.

상기 제어회로(64)에는 조작레버(51)의 조작각도(조작량)를 검출하는 조작각도 센서(65)와, 선단 액츄에이터(14c)가 실행하는 작업모드를 설정하기 위한 작업모드 설정기(651)와, 상기 조작각도 센서(65)의 검출결과 및 작업모드 설정기(651)에 의해서 설정된 설정 모드를 기초로 소정의 제어신호를 루프회로(63)로 향해 출력하는 제어수단(66)이 설치된다.

상기 작업모드 설정기(651)는 작업부재(13)의 작업의 종류, 즉 작업모드를 입력할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 작업모드로서 쇼벨(13c)에서 지면을 깊게 파내려 가는 굴착 모드(ModeA)와, 쇼벨(13c)에 의해서 지면의 요철을 고르게 하는 정지 모드(ModeB)와, 정지된 지표를 쇼벨(13c)의 배면에서 어루만져 편평하게 하기도 하고 쇼벨(13c)을 크레인으로서 이용하는 마무리 모드(ModeC)가 채용되어 있다. 작업모드 설정기(651)에는 굴착 모드버튼(652), 정지 모드버튼(653) 및 마무리 모드버튼(654)이 설치된다. 어딘가의 버튼을 누름에 따라 모드가 설정된다.

상기 전력공급제어부(66a)는 조작레버(51)의 조작량 및 상기 작업모드 설정기(651)에 의해서 설정된 작업모드에 따르는 제어신호를 쵸퍼회로(67)로 향해 출력한다.

도 7은 조작레버(51)의 조작량(。 )과 전동기(3)의 회전수(rpm)와의 관계를 예시하는 그래프이다.

이 그래프에 도시한 바와 같이 전동기(3)의 회전수는 조작레버(51)의 조작량에 비례하여 증감한다. 조작레버(51)의 조작량에 대한 전동기(3)의 회전수의 변화율은 마무리 모드(ModeC), 정지 모드(ModeB), 굴착 모드(ModeA)의 순서로 커지도록 하고 있다. 도 7에 도시하는 예에서는 마무리 모드의 변화율은 30(rpm/。 )이고, 정지 모드의 변화율은 40(rpm/。 )이고, 굴착 모드의 변화율은 50(rpm/。 )이다.

이와 같이 작업모드에 따라서 조작레버(51)의 조작량에 대한 전동기(3)의 회전수의 변화율을 다르게 하도록 하고 있는 이유를 설명한다. 굴착 모드에서는 쇼벨(13c)에 의해서 지면을 파내려 가기 때문에 쇼벨(13c)의 선단부가 흙에 파고들 때에 큰 힘이 요구된다. 또한, 일단 파고든 쇼벨(13c)의 선단부를 재빠르게 지면으로부터 뽑지 않으면 안되는 등, 조작레버(51)의 약간의 조작량을 민감하게 쇼벨(13c)의 운동에 반영시킬 필요가 있다. 한편, 마무리 모드에서는 정지된 지표를 쇼벨(13c)의 배면부에서 단지 어루만질 뿐이기때문에 조작레버(51)의 조작량에 쇼벨(13c)이 민감하게 반응할 것 같으면 반대로 작업을 하기 어렵다. 또한, 정지 모드는 굴착 모드와 마무리 모드의 중간적인 작업내용이기 때문에 그 변화율로서 굴착 모드와 마무리 모드의 중간의 값을 채용하고 있다.

상기 제어수단(66)은 작업모드 설정기(651)에 의해서 설정된 작업모드에 따르는 제어신호를 쵸퍼회로(67)로 향해 출력하도록 구성되어 있다. 상기 제어신호는 배터리(2)로부터 전동기(3)로 공급되는 전력을 듀티비 제어하는 것이다.

따라서, 상기 제어신호가 입력된 쵸퍼회로(67)는 트랜지스터(63b)의 베이스로 향해 상기 듀티비가 달성되기 위한 신호를 단속적으로 출력한다. 이 때문에 트랜지스터(63b)가 소정의 타이밍의 온·오프동작을 행한다. 이것에 의해서 전동기(3)에는 상기 듀티비의 펄스전압이 인가되어 평균적으로 전동기(3)에 조작레버(51)의 조작량에 따라 전력이 공급된 상태로 되어 있다.

이것에 의해서 전동기(3)는 설정된 작업모드에서 조작레버(51)의 조작량에 따른 회전수로 회전하여, 전동기(3)에 의해 작동되는 유압펌프(4)에 의해서 제1유압관로(61a)로 토출되는 작동유의 유량도 조작레버(51)의 조작량에 따른다. 그 결과, 선단 액츄에이터(14c)의 작동속도는 설정된 작업모드에서 조작레버(51)의 조작량에 따른다. 따라서, 그 모드에서 조작레버(51)의 조작량에 따라서 선단 액츄에이터(14c)의 작동속도가 결정된다.

도 8은 조작레버(51)의 조작량과, 루프회로(63)를 흐르는 펄스전압과의 관계를 예시하는 파형도이다. (a)는 조작레버(51)가 중립위치에 설정된 상태를 가리킨다. (b)는 조작레버(51)가 전 조작량의 30% 조작된 상태를 가리킨다. (c)는 조작레버(51)가 전 조작량의 60% 조작된 상태를 가리킨다. (d)는 조작레버(51)가 전 조작량 조작된 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 8의 (a)∼(d)에 있어서, 실선이 굴착 모드의 펄스전압을 나타내고, 이점 쇄선이 마무리 모드의 펄스전압을 나타내고 있다.

우선, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 조작레버(51)가 중립위치에 설정된 경우, 조작각도 센서(65)가「0」을 검출한다. 이 검출신호가 제어수단(66)의 전력공급제어부(66a)에 입력되면, 트랜지스터(63b)의 베이스에는 쵸퍼회로(67)로 부터의 신호의 출력이 없기때문에 트랜지스터(63b)가 오프된다. 이것에 의해서 루프회로(63)에는 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 배터리(2)로부터의 전력은 공급되지 않는다. 따라서, 전동기(3)는 구동되지 않고, 배터리(2)의 전력은 소비되지 않는다.

계속해서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 조작레버(51)가 전 조작량에 대하여 30%만 조작된 경우, 작업모드 설정기(651)에 굴착 모드가 설정되어 있는 경우에는 도 8의 (b)에 실선으로 도시한 바와 같이 전압펄스의 펄스폭(d1)은 펄스전압의 주기(D)에 대하여 30%에 설정된 상태가 된다(d1/D = 0.3).

즉, 조작각도 센서(65)의 검출결과에 근거하는 전력공급제어부(66a)에서의 연산에 의해서 듀티비가 0.3이 되는 것 같은 제어신호가 쵸퍼회로(67)로 향해 출력된다. 이것에 의한 쵸퍼회로(67)로부터의 펄스신호에 의해서 트랜지스터(63b)가 듀티비를 0.3으로 하도록 온·오프한다. 전동기(3)에 도 8의 (b)에 도시하는 것 같은 펄스전압이 인가된다. 이것에 의해서 루프회로(63)로 흐르는 전류의 경시적인 평균치는 배터리(2)의 기동력의 30% 가 된다. 전동기(3)는 이 전압치에 대응하는 회전속도로 회전한다.

이것에 대하여, 도 8의 (b)의 상태로 작업모드 설정기(651)에 마무리 모드가 설정되어 있는 경우에는 이점 쇄선으로 도시한 바와 같이 펄스전압의 펄스폭(e1)은 펄스전압의 주기(D)의 18% (30%×30/50)가 되고, 듀티비(e1/D)는 0.18이 된다.

계속해서, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 조작레버(51)의 조작량이 전 조작량에 대하여 60% 에 설정된 경우, 굴착 모드에 설정되고 있는 경우는 전압펄스의 펄스폭(d2)은 펄스전압의 주기(D)에 대하여 60% (d2/D = 0.6)에 설정된 상태가 된다. 마무리 모드에 설정되고 있는 경우에는 전압펄스의 펄스폭은 펄스전압의 주기 (D)의 36% (e2/D = 0.36)가 된다. 이것에 의해서 루프회로(63)로 흐르는 전류의 경시적인 평균치는 설정 모드에 따라서 배터리(2)의 기전력의 60% 또는 36% 가 된다. 전동기(3)는 전번의 듀티비가 0.3 또는 0.18인 경우보다도 빠른 회전속도로 회전한다.

그리고, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이 조작레버(51)가 최대한으로 까지 조작된 경우를 설명한다. 굴착 모드에서는 쵸퍼회로(67)로부터 트랜지스터(63b)로 향해 신호가 상시 출력된 상태가 된다. 이것에 의해서 배터리(2)의 기전력은 전부전동기(3)로 인가된다. 전동기(3)는 최고회전속도로 회전한다. 한편, 마무리 모드에서는 쵸퍼회로(67)로부터 트랜지스터(63b)로 향해 듀티비가 0.6 이 되는 신호가 출력된다. 이것에 대응한 전력이 전동기(3)로 공급된다.

도 8의 (a)∼(d)에서는 정지 모드에 관한 전압펄스의 기재를 생략하고 있다. 정지 모드에 설정된 상태에서는 듀티비는 굴착 모드의 듀티비의 80% 에 설정된다.

제3실시형태의 제어방식에 의하면, 작업에 앞서서 작업모드 설정기(651)에 작업의 종류에 따라 작업모드를 미리 입력하여 놓음에 따라 조작레버(51)의 조작량이 동일하더라도 작업모드마다 작업부재(13)의 작업속도가 다르다. 이 때문에 마무리 모드의 작업에 있어서 조작레버(51)의 과조작으로 쇼벨(13c)이 오버 액션함에 따라 그만큼 배터리(2)의 소모가 빠르게 되는 일은 없다. 또한, 굴착 모드의 작업에 있어서 조작레버(51)의 조작량을 크게하지 않으면 작업이 잘 안되는 단점이 생기지 않는다. 또한, 전력소비의 억제 및 작업성의 향상을 꾀하는 데에서 효과도 크다.

구동계통(6)으로서, 액셀트리머(65)나 조작레버(51)의 조작량을 검출하여, 이 조작량을 제어수단(66)에 직접 입력하는 것으로 전동기(3)로 공급되는 전력량을 적극적으로 제어하는 이른바 포지티브 제어가 적용된 경우의 실시형태에 관하여 상술하였다. 다음에 유압펌프(4)로부터 유압모터(12b)로 향해 토출되는 작동유의 잉여유의 유량에 따라서 전동기(3)로 공급되는 전력량을 제어하는 이른바 네가티브 제어가 구동계통(6)에 적용된 경우에 관하여, 도 9∼도 11을 사용하여 아래에 서술한다.

도 9는 본 발명에 관한 제4실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도이다.

이 도 9에 도시한 바와 같이 제4실시형태에서는 작동유 차단위치에 설정된 상태에서 작동유가 개도가변 스로틀밸브(56)를 통해 복귀 관로(61e)를 통해 오일탱크(57)에 복귀되는 이른바 탠덤센터형 방향전환밸브(55a)가 채용되어 있다. 상기 방향변환밸브(55a)는 작동유 유통위치에 설정된 상태에서는 조작레버(51)의 조작량에 비례하는 파이롯 오일의 압력에 비례하여 밸브의 개구면적이 변화한다. 상기 개도가변 스로틀밸브(56)은 그 밸브개도가 방향변환밸브(55a)의 밸브개도에 반비례하여 변화한다.

따라서, 작동위치에 설정된 조작레버(51)의 조작량을 차례차례 크게하여 감에 따라 방향변환밸브(55a)의 밸브개도가 차례차례 커져, 개도가변 스로틀밸브(56)의 밸브개도가 차례차례 작아진다. 이 때문에 유압모터(12b)로의 유량이 차례차례 커져 개도가변 스로틀밸브(56)를 통해 오일탱크(57)에 복귀되는 유량이 차례차례 작아진다. 반대로 조작레버(51)의 조작량을 작게 함에 따라 방향변환밸브(55a)의 밸브개도가 차례차례 작아져 개도가변 스로틀밸브(56)의 밸브개도가 차례차례 커진다. 이것에 의해서 유압모터(12b)로의 작동유의 유량이 차례차례 작아져 개도가변 스로틀밸브(56)로의 유량이 많아진다.

본 실시형태에서는 조작레버(51)가 중립위치에 설정됐는지 아닌지를 검출하는 중립위치 센서(655)가 설치된다. 조작레버(51)가 중립위치에 설정된 경우, 중립위치 센서(655)의 검출신호에 근거하는 제어수단(66)의 제어에 의해서 배터리(2)로부터 전동기(3)로의 전력공급이 정지된다. 조작레버(51)가 작동위치에 설정된 경우, 상기 검출신호가 중립위치 센서(655)로부터 출력되지 않음에 근거하는 제어수단(66)의 제어에 의해서 전동기(3)에 전력이 공급된다.

제4실시형태의 구동계통(6a)에 의하면, 유압계통(611)에는 네가티브 제어가 채용되어 있기 때문에 조작레버(51)가 작동위치에 설정된 상태에서 제어수단(66)으로부터의 지령에 의해 전동기(3)로 공급되는 전력량이 예를 들어 일정하더라도 조작레버(51)의 조작량에 따라서 유압모터(12b)로 공급되는 작동유량은 변화한다. 이것에 의해서 선단측 아암(13b)의 동작속도는 조작레버(51)의 조작량에 따른다.

또한, 작동위치에 있는 조작레버(51)를 중립위치에 되돌리면 중립위치 센서(655)가 그것을 검출하고 검출결과가 제어수단(66)에 입력된다. 이것에 의한 제어수단(66)의 제어에 의해서 전동기(3)로의 전력공급이 정지되므로 그만큼 배터리(2)의 전력소비를 억제할 수 있다. 계속해서, 중립위치에 있는 조작레버(51)를 작동위치에 옮기면 중립위치 센서(655)에 의한 위치검출이 해소되고 전동기(3)에 전력이 공급된다.

조작레버(51)의 중립위치의 검출이 후술하는 것 같은 작동유나 파이롯 오일의 압력을 측정하여 행하는 것이 아니기 때문에 유압펌프(4)나 파이롯펌프(41)가 정지하고 있더라도 조작레버(51)가 중립위치로부터 작동위치에 조작된 것을 제어수단(66)에 판별시킬 수 있다.

도 10은 본 발명에 관한 제5실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도이다.

이 도면에 도시한 바와 같이 제5실시형태에서는 제4실시형태와 같은 네가티브 제어가 채용되어 있다. 조작레버(51)의 조작량을 검출하는 대신에 제2 파이롯관로(61d) 내를 유통하는 파이롯 오일의 압력을 검출하여, 이 파이롯압에 따라서 전동기(3)로 공급되는 전력량을 제어한다.

제2 파이롯관로(61d)에는 파이롯압 센서(68)가 설치된다. 이 파이롯압 센서(68)의 검출결과가 제어수단(66)에 입력되어 있다. 입력된 파이롯압에 따라서 상기와 같은 제어수단(66)에 의한 전동기(3)로의 전력공급제어가 행하여진다.

또한, 제어수단(66)에는 스탠바이 버튼(66b)이 설치된다. 이 스탠바이 버튼(66b)은 조작레버(51)가 중립위치에 설정되어 전동기(3)로의 전력공급이 정지된 후에 전동기(3)를 재 스타트 시킬 때에 조작된다. 이것을 온 함으로써 필요 최소한도의 전력이 쵸퍼회로(67)를 통해 전동기(3)로 공급된다. 이 필요최소한도의 전력에 의한 파이롯펌프(41)의 구동에 의해서 조작레버(51)를 작동위치에 설정하였을 때, 제2 파이롯관로(61d) 내에 유압이 생긴다. 이것에 의해서 파이롯압 센서(68)에 의한 제어를 행한다.

이 실시형태에서는 조작레버(51)의 조작량에 따라서 전동기(3)로의 전력공급량이 변화하기 때문에 선단측 아암(13b)의 동작속도가 조작레버(51)의 조작량에 따라 작업이 용이하게 됨과 동시에 전력의 소비량도 억제된다.

도 11은 본 발명에 관한 제6실시형태의 제어방식을 설명하기 위한 유압회로도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이 제6실시형태에서는 제5실시형태(도 10)와 같은 네가티브제어가 채용되어 있다. 파이롯 오일의 압력을 검출하는 대신에 개도가변 스로틀밸브(56)의 하류측의 복귀관로(61e)내의 작동유의 압력을 검출하고 있다. 이 복귀압에 따라서 전동기(3)로 공급되는 전력량이 제어된다.

제6실시형태에서는 개도가변 스로틀밸브(56)보다 하류측의 복귀관로(61e)에 유압모터(12b)의 구동에 사용되지 않았던 작동유의 유량(잉여유량)을 검출하는 잉여유량 센서(69)가 설치된다. 이 잉여유량 센서(69)의 검출결과는 차례로 하나하나 제어수단(66)에 입력된다. 이것을 받은 제어수단(66)은 상기 검출결과에 반비례한 제어신호를 쵸퍼회로(67)로 향해 출력한다.

이와 같이 구성되는 이유는 작동유의 잉여유량이 조작레버(51)의 조작량에 반비례하기 때문이다. 또, 제어수단(66)에는 제5실시형태(도 10)와 같은 스탠바이버튼(66b)이 설치된다.

이 실시형태에 있어서도 조작레버(51)의 조작량에 따라서 전동기(3)로의 전력공급량이 변화하기 때문에 선단측 아암(13b)의 동작속도가 조작레버(51)의 조작량에 따라서 작업이 용이하게 됨과 동시에 전력의 소비량도 억제된다.

본 발명은 이상의 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 이하의 내용도 포함하는 것이다.

(1) 상기한 실시형태에서는 작업부재(13)의 작동, 탑승부(11)의 선회, 크로라(12)의 구동은 어느것이나 유압펌프(4)의 구동에 의한 각 액츄에이터(11a, 14a, 14b, 14c) 및 크로라(12)의 구동에 의해서 행해지도록 하고 있다. 그렇지만, 이렇게 하는 대신에 전동기(3)의 회전력을 유압펌프(4)를 통하지 않고서 직접 크로라(12)에 전달함에 따라 크로라(12)를 구동하더라도 좋다. 즉 유압펌프(4)를 통하지 않고 구동하더라도 좋다.

(2) 상기한 제2실시형태에서는 설정수단으로서 손잡이 스위치식의 액셀트리머(65)가 사용되고 있다. 액셀트리머(65)에 대신하여, 파지부를 꽉 쥐고 조작하는 조작 레버나 밟는 식의 액셀부재를 채용해도 좋다.

(3) 상기의 제3실시형태(도 6)에서는 작업모드에 따라 듀티제어를 쇼벨(13c)에 적용하고 있다. 본 발명은 상기 제어가 쇼벨(13c)에 적용되는 것에 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 기단측 아암(13a), 선단측 아암(13b), 방향변경용 액츄에이터(11a), 및 유압모터(12b) 중의 어느것인가 또는 모두에 적용하더라도 좋다.

(4) 상기한 제5 및 제6실시형태(도 10 및 도 11)에서는 제어수단(66)에 스탠바이버튼(66b)를 설치하고, 이것에 의해서 중립위치에 설정되어 전동기(3)이 정지하고 있는 상태의 조작레버(51)를 작동위치에 조작하는 것에 앞서서, 스탠바이버튼(66b)을 온 조작함으로써 전동기(3)에 필요최소한의 전력을 공급하여 구동시켜, 유압펌프(4) 및 파이롯펌프(41)의 구동으로 작동유 및 파이롯 오일을 승압하고, 이것에 의해서 잉여유량 센서(69)나 파이롯압 센서(68)을 압력검출할 수 있도록 하고 있다. 스탠바이버튼(66b)을 설치하는 대신에 조작레버(51)가 중립위치로부터 작동위치에 이행한 것을 검출하는 센서를 설치하여(제4실시형태(도 9)), 이 센서가 조작레버(51)의 작동위치로의 이동을 검출했을 때에 우선 필요 최소한의 전력을 전동기(3)로 공급하도록 해도 좋다. 이렇게 함으로써, 중립위치에 있는 조작레버(51)를 작동위치에 조작할 때, 이 조작 전에 미리 스탠바이버튼(66b)의 조작이 필요하게 되는 번잡함이 해소되어 쇼벨 카(1)의 운전 조작이 보다 용이하게 된다.

Claims

배터리 구동의 유압 쇼벨로서,

하부주행체;

하부주행체의 위에 수직축 주위에 선회가능하게 설치된 상부 선회체;

배터리;

상기 배터리로부터 전력에 의해서 구동하는 전동기;

상기 전동기와 배터리와 함께 상기 상부 선회체의 내부에 탑재되고, 상기 전동기에 의해서 구동되는 유압펌프;

상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유에 의해서 구동되는 액츄에이터;

상기 액츄에이터의 구동에 의해서 작동되는 작업부재(복수형); 및

상기 작업부재와 함께 상기 상부 선회체에 설치되어 있고, 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 유통 및 차단을 전환하는 것에 따라 상기 액츄에이터를 통해 상기 작업부재를 운전하는 조작레버(복수형);로 구성된 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 1 항에 있어서, 상기 조작레버가 상기 작업부재가 작동을 정지하는 중립위치와, 작업부재가 작동하는 작동위치와의 사이에서 조작가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 2 항에 있어서, 상기 배터리로부터 전동기로의 전력공급량을 설정하는 설정수단과, 이 설정수단의 조작량에 따라서 전동기로의 전력공급량을 제어하는 제1제어수단으로 더 구성된 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 3 항에 있어서, 설정수단이 액셀트리머인 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 2 항에 있어서, 상기 조작레버의 작동위치에서 조작레버의 조작량을 검출하는 조작량 검출수단, 및

조작레버가 중립위치에 조작된 상태에서 배터리로부터 전동기로의 전력공급을 정지하고, 조작레버가 작동위치에 조작된 상태에서 상기 조작량 검출수단으로 검출한 조작량에 따라서 배터리로부터 전동기에 전력을 공급하는 제2제어수단으로 더 구성된 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 2 항에 있어서, 모든 조작레버가 중립위치에 설정된 상태로 배터리로부터 전동기로의 전력공급을 정지하여, 적어도 1개의 조작레버가 작업위치에 설정된 상태로 작업위치에 설정된 조작레버의 조작량의 합에 따라서 전동기에 전력을 공급하는 제3제어수단으로 더 구성된 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 2 항에 있어서, 상기 조작레버가 작동위치에 설정된 상태로 작업의 종류에 따라서 전동기로의 전력공급량을 변경하는 작업모드 설정기로 더 구성된 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 2 항에 있어서, 상기 조작레버의 조작량에 따라서 소정의 변화율로 배터리로부터 전력을 전동기로 공급하는 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 8 항에 있어서, 상기 조작레버가 작동위치에 설정된 상태로 작업의 종류에 따라서 전동기로의 전력공급량을 변경하는 작업모드 설정기로 더 구성된 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.
제 9 항에 있어서, 작업모드 설정기가 입력된 작업의 종류에 따라서 상기변화율을 설정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 쇼벨.