KR20040097535A - 휠타입 굴삭기의 유압회로 - Google Patents

Abstract

휠타입 굴삭기의 주행시 주행신호를 감지하여 붐 홀딩(boom holding)기능을 해제시킴에 따라 장비의 롤링으로 인해 붐 상승되는 것을 방지하여 운전자가 느끼는 불안감을 해소하고, 붐 상승에 따라 장비를 정지시켜 붐을 붐레스트에 위치시키는 작업이 불필요하여 주행중 안전성을 확보할 수 있도록 한 것으로,

엔진에 연결되어 구동하는 유압펌프 및 파일럿 펌프와, 유압펌프에 연결되어 구동하는 액츄에이터와, 유압펌프와 액츄에이터사이의 유로에 설치되며 파일럿 펌프로부터의 파일럿 신호압 인가시 절환되어 액츄에이터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 절환밸브와, 붐 절환밸브와 붐실린더사이의 유로에 설치되어 스플 틈새로 인해 누유되는 것을 방지하는 홀딩밸브를 구비하는 휠타입 굴삭기의 유압회로에 있어서,

홀딩밸브와 상기 붐 절환밸브의 파일럿신호 라인의 합류점에 설치되며, 붐 하강용 파일럿 압력과 홀딩밸브를 개방시키는 파일럿 압력중 고압이 선택되도록 하는 셔틀밸브와, 운전자에 의해 주행모드를 선택시 붐 홀딩기능을 해제시키도록 셔틀밸브를 통해 홀딩밸브에 파일럿 신호압을 가압하는 가압수단을 구비한다.

Description

휠타입 굴삭기의 유압회로{hydraulic circuit of wheel type excavator}

본 발명은 주행중 운전자의 의사에 반하여 붐 상승되는 것을 방지하여 운전자가 느끼는 불안감을 해소하고, 장비의 안전성을 확보할 수 있도록 한 휠타입 굴삭기의 유압회로에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 휠타입 굴삭기의 주행시 주행신호를 감지하여 붐 홀딩(boom holding)기능을 해제시킴에 따라 장비의 롤링으로 인해 붐 상승되는 것을 방지하여, 붐 상승에 따라 장비를 정지시켜 붐을 붐레스트에 위치시키는 작업이 불필요하여 주행중 안전성을 확보할 수 있도록 한 휠타입 굴삭기의 유압회로에 관한 것이다.

이때, 붐 홀딩밸브는 작업장치에 공급되는 작동유의 흐름방향을 제어하는 컨트롤밸브에 외부로 부터 파일럿 신호압의 인가에 따라 위치절환되도록 내장되는 스플(spool)밸브의 특성상 스플 틈새로 인해 누유되는 것을 방지할 수 있도록 장착되는 것으로서, 특히 인양작업을 위하여 필요한 것이다. 이로 인해 붐 홀딩밸브는 상대적으로 스플 틈새의 누유량에 비해 극히 적다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 휠타입 굴삭기는, 복수개의 유압펌프(1,1a)와, 유압펌프(1)에 연결되어 작동유 공급시 붐, 버킷 및 도저 등의 작업장치를 구동시키는 액츄에이터(A;붐실린더를 말함, B;버킷실린더를 말함, C;도저실린더를 말함)와, 유압펌프(1a)에 연결되어 작동유 공급시 선회장치, 아암 및 주행장치를 구동시키는 액츄에이터(D;선회모터를 말함, E;아암실린더를 말함, F;주행모터를 말함)와,

유압펌프(1)와 액츄에이터(A,B,C)사이의 유로에 설치되며 파일럿 펌프(16)로 부터 인가되는 파일럿 신호압(Pi)에 의해 절환되어 액츄에이터(A,B,C)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 절환밸브(5,6,7)와, 유압펌프(1a)와 액츄에이터(D,E,F)사이의 유로에 설치되어 액츄에이터(D,E,F)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 절환밸브(2,3,4)와, 절환밸브(7)와 액츄에이터(A)의 라지챔버(a) 사이의 유로에 설치되어 절환밸브(7)의 스플 틈새로 인해 누유되는 것을 방지하는 홀딩밸브(9)를 구비한다.

도면중 미 설명부호 13은 절환밸브(2,3,4)(5,6,7)에 인가되는 파이럿 신호압(Pi)을 제어하는 조이스틱 이다.

이와 같이, 붐 홀딩밸브는, 붐을 하강(down)시키기 위하여 조이스틱(13)을 조작하여 붐 하강측 파일럿 압력을 절환밸브(7)의 파일럿 라인(11) 및 홀딩밸브(9)의 파일럿 라인(9c)을 통해 동시에 인가하는 경우, 홀딩밸브(9)의 파일럿 체크밸브가 개방되어 붐용 액츄에이터(A)의 라지챔버(a)로 부터 작동유가 절환밸브(7)의 메인 스플을 통하여 드레인 되므로 붐이 하강되는 것이다.

이와 반면에, 홀딩밸브(9)에 파일럿 압력이 공급되지않는 경우, 홀딩밸브(9)는 파일럿 체크밸브 기능을 하게 되므로 액츄에이터(A)측 라지챔버(a)의 유량이 스플 틈새를 통해 누유되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 작업장이 멀거나 출,퇴근에서와 같이 장거리를 이동해야되는 경우 버킷(BB)을 붐레스트(BR)에 올려놓고 주행하게 된다. 이때 노면의 상태에 따라 장비는 상하방향으로 롤링을 반복하게 되고, 이러한 장비의 롤링에 의하여 붐에 장착되어 있는 각종 작업장치의 중량에 의해 관성력이 작용하게 된다.

이와 같은 관성력에 의해 붐이 상승하는 경우, 붐실린더(A)의 스몰챔버(b)측에 발생되는 과도한 압력에 의해 스몰챔버(b)측 유량이 절환밸브(7)의 스플 틈새와 오버로드 릴리프밸브(18)를 통하여 유압탱크로 드레인 된다.

이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 붐실린더(A)의 라지챔버(a)는 메이크업(make-up)밸브(17a)를 통해 유량이 보충되며, 또한 유로(20)에 공급된 유량이 보충되는 작용이 지속되는 경우, 장거리를 주행시 붐이 운전자의 의사에 반하여 상승하게 되어 운전자는 불안감을 느껴 장비의 안전성이 떨어지는 문제점을 갖게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 주행중 붐이 상승됨에 따라 운전자는 장비를 정지시킨후 붐을 하강시켜 버킷(BB)을 붐레스트(BR)에 내려놓는 작업을 반복해야 되므로 장비의 주행성 및 신뢰성이 떨어지는 문제점을 갖게 된다.

또한, 붐제어용 절환밸브(7)의 스플이 중립위치에 있는 경우, 유로(20)에는 고압공급통로(21)에서 절환밸브(7)의 스플 틈새를 통해 누유되는 유량이 일정압력까지 상승하게 된다.

이를 감안하여, 주행중 장비의 롤링이 발생되는 경우 홀딩밸브(9)의 체크밸브를 통해 붐실린더(A)의 라지챔버(a)측에 작동유가 보충되는 것을 방지하기 위하여, 절환밸브(7)의 중립위치의 스플에 미세한 오리피스(22)를 설치하여 유로(20)에 압력이 형성되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 절환밸브(7)의 중립위치의 스플에 오리피스(22)를 설치하는 경우, 붐을 미세하게 하강시키도록 조작하는 경우 제어 성능이 원활하지 못해 작업성이 떨어지는 문제점을 갖게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 휠타입 굴삭기의 장거리 주행시 주행신호를 감지하여 붐 홀딩기능을 해제함에 따라 장비의 롤링으로 인해 붐 상승되는 것을 방지하여 운전자가 느끼는 불안감을 해소할 수 있도록 한 휠타입 굴삭기의 유압회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 주행도중 붐 상승에 따라 장비를 정지시켜 붐을 붐레스트에 위치시키는 작업이 불필요하여 운전자의 피로도를 감소시키며, 주행성 및 안전성을 확보할 수 있도록 한 휠타입 굴삭기의 유압회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 붐을 미세하게 하강시키도록 조작하는 제어 성능을 유지하고, 주행시 붐이 운전자의 의사에 반하여 상승되는 것을 방지하여 장비의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 휠타입 굴삭기의 유압회로를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 휠타입 굴삭기의 외형도,

도 2는 주행중 휠타입 굴삭기의 붐 상승되는 것을 설명하기 위한 도면,

도 3은 종래 기술에 의한 휠타입 굴삭기의 유압회로도,

도 4는 본 발명에 의한 휠타입 굴삭기의 유압회로도,

도 5는 본 발명에 의한 휠타입 굴삭기의 다른 유압회로도 이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1,1a; 유압펌프

2,3,4,5,6,7; 절환밸브

9; 홀딩밸브

10; 셔틀밸브

11; 파일럿 라인

12; 주행감지용 파일럿 라인

13; 조이스틱

14; 파일럿 절환밸브

16; 파일럿 펌프

17,18; 오버로드 릴리프밸브

19; 전원 스위치

20; 유로

21; 고압 공급통로

전술한 본 발명의 목적은, 엔진에 연결되어 구동하는 유압펌프 및 파일럿 펌프와, 유압펌프에 연결되어 구동하는 액츄에이터와, 유압펌프와 액츄에이터사이의 유로에 설치되며 파일럿 펌프로부터의 파일럿 신호압 인가시 절환되어 액츄에이터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 절환밸브와, 붐 절환밸브와 붐실린더사이의 유로에 설치되어 스플 틈새로 인해 누유되는 것을 방지하는 홀딩밸브를 구비하는 휠타입 굴삭기의 유압회로에 있어서,

홀딩밸브와 붐 절환밸브의 파일럿신호 라인의 합류점에 설치되며, 붐 하강용 파일럿 압력과 홀딩밸브를 개방시키는 파일럿 압력중 고압이 선택되도록 하는 셔틀밸브와,

운전자에 의해 주행모드를 선택시 붐 홀딩기능을 해제시키도록 셔틀밸브를 통해 홀딩밸브에 파일럿 신호압을 가압하는 가압수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휠타입 굴삭기의 유압회로를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 가압수단은,

운전자에 의해 주행모드 선택시 전원이 연결되는 스위치와, 파일럿 펌프와 셔틀밸브사이의 파일럿 유로에 설치되며, 스위치로 부터 전기적 신호 인가에 따라 절환접속되어 파일럿 유로를 연결하는 솔레노이드밸브를 구비한다.

또한, 상기 가압수단은,

운전자에 의해 주행페달 가압시 주행용 절환밸브에 전,후진용 파일럿 신호압을 공급하는 파일럿 라인에서 분기되어 합류되는 파일럿 유로에 설치되고 셔틀밸브에 연통되며, 주행페달 가압에 따른 파일럿 신호압을 상기 셔틀밸브를 통해 홀딩밸브에 공급하는 제1셔틀밸브를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 엔진(미도시됨)에 연결되어 구동하는 유압펌프(1,1a) 및 파일럿 펌프(16)와, 유압펌프(1)(1a)에 연결되는 구동하는 액츄에이터(A;붐실린더를 말함, B;버킷실린더를 말함, C;도저실린더를 말함)(D;선회모터를 말함, E;아암실린더를 말함, F;주행모터를 말함)와,

유압펌프(1)(1a)와 액츄에이터(A,B,C)(D,E,F)사이의 유로에 설치되며 파일럿 펌프(16)로부터의 파일럿 신호압(Pi) 인가시 절환되어 액츄에이터(A,B,C)(D,E,F)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 절환밸브(5;도저 절환밸브를 말함, 6;버킷 절환밸브를 말함, 7;붐 절환밸브를 말함)(2;선회 절환밸브를 말함, 3;아암 절환밸브를 말함, 4;주행 절환밸브를 말함)와, 붐 절환밸브(7)와 붐실린더(A)사이의 유로에 설치되어 스플 틈새로 인해 누유되는 것을 방지하는 홀딩밸브(9)를 구비하는 휠타입 굴삭기의 유압회로에 적용되며,

이들은 도 3에 도시된 종래 기술과 실질적으로 동일한 것이므로 이하에서 이들의 상세한 구성 및 작동에 대한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한 것임을 밝혀둔다.

따라서, 본 발명에 의한 휠타입 굴삭기의 유압회로는, 홀딩밸브(9)와 붐 절환밸브(7)의 파일럿신호 라인(9c,11)의 합류점에 설치되며, 붐 하강용 파일럿 압력과 홀딩밸브(9)를 개방시키는 파일럿 압력중 고압이 선택되도록 하는 셔틀밸브(10)와, 운전자에 의해 주행모드를 선택시 붐 홀딩기능을 해제시키도록 셔틀밸브(10)를 통해 홀딩밸브(9)에 파일럿 신호압(Pi)을 가압하는 가압수단을 구비한다.

이때, 전술한 가압수단은, 운전자에 의해 장비의 주행모드 선택시 전원이 연결되는 스위치(19)와, 파일럿 펌프(16)와 셔틀밸브(10)사이의 파일럿 유로(12)에 설치되며, 스위치(19)로 부터 전기적 신호 인가에 따라 절환접속되어 파일럿 유로(12)를 연결하는 솔레노이드밸브(14)를 구비한다.

또한, 전술한 가압수단은, 운전자에 의해 주행페달(30) 가압시 주행용 절환밸브(4)에 전,후진용 파일럿 신호압(Pi)을 공급하는 파일럿 라인에서 분기되어 합류되는 파일럿 유로(33)에 설치되고 셔틀밸브(10)에 파일럿 유로(32)를 통해 연통되며, 주행페달(30) 가압시 파일럿 펌프(16)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)을 셔틀밸브(10)를 통해 홀딩밸브(9)에 공급하는 제1셔틀밸브(31)를 구비한다.

이하에서, 본 발명에 의한 휠타입 굴삭기의 유압회로의 작동을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

휠타입 굴삭기가 장거리를 주행하는 경우, 노면의 요철정도에 따라 발생되는 차체의 롤링에 의해 붐실린더(A)의 라지챔버(a)에 스플의 틈새를 통해 누유되는 작동유가 홀딩밸브(9)를 통과하여 보충되는 반면에, 홀딩밸브(9)의 파일럿 체크밸브에 의해 붐실린더(A)로 부터 누유되는 것이 차단됨에 따라 주행중 운전자의 의사에 반하여 붐이 상승하게 된다(도 2에 도시됨).

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 주행중일때 홀딩밸브(9)에 파일럿 신호압(Pi)을 공급하여 붐홀딩 기능을 해제시킴에 따라, 장거리를 주행시 차체가 상하방향으로 미세하게 롤링이 발생되는 경우에도 붐실린더(A)의 라지챔버(a)로부터의 작동유가 붐 절환밸브(7)의 스플의 틈새를 통해 유출되므로 붐 상승되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이를 상세하게 설명하면, 주행시 운전자에 의해 주행모드를 선택하는 경우, 전술한 스위치(19)의 전원이 온(ON) 상태로 연결됨에 따라 스위치(19)로 부터 인가되는 전기적 신호에 의해 솔레노이드밸브(14)를 도 4의 도면상, 하측방향으로 절환시킨다.

따라서, 전술한 파일럿 펌프(16)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)이 붐홀딩 기능을 해제시키도록 홀딩밸브(9)와 붐 절환밸브(7)의 파일럿신호 라인(9c,11)의 합류점에 설치된 셔틀밸브(10)를 통과하여 홀딩밸브(9)의 홀딩절환밸브(9b)에 인가되어, 도 4의 도면상, 좌측방향으로 절환시킴에 따라 홀딩밸브(9)의 홀딩포펫(9a)을 도면상, 상측방향으로 이동시켜 홀딩밸브(9)의 파일럿 체크밸브를 개방시킨다.

이로 인해, 주행중 붐홀딩 기능을 해제시켜 운전자의 의사에 반하여 붐 상승되는 것을 방지하므로, 주행도중 붐이 상승될 때 장비를 멈추고 붐을 하강시켜 붐레스트 위치로 내려놓는 작업이 불필요하게 된다.

한편, 붐을 하강시키고자 하는 경우, 전술한 조이스틱(13)을 조작하여 파일럿 펌프(16)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)을 붐 절환밸브(7)와,셔틀밸브(10)를 통해 홀딩밸브(9)에 동시에 인가시킴에 따라 홀딩밸브(9)의 파일럿 체크밸브가 개방된다.

이와 동시에, 붐 절환밸브(7)가 도면상, 좌측방향으로 절환되어 유압펌프(1)로 부터 토출되는 작동유가 위치절환된 붐 절환밸브(7)를 통과하여 붐실린더(A)의 스몰챔버(b)에 공급되고, 이와 동시에 붐실린더(A)의 라지챔버(a)로 부터 귀환되는 작동유는 개방된 홀딩밸브(9)와 붐 절환밸브(7)를 통해 유압탱크로 드레인 되므로 붐이 하강된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 휠타입 굴삭기는, 주행중 붐 홀딩기능을 해제시키기 위하여 주행모터(F)를 제어하는 주행용 절환밸브(4)에 인가되는 파일럿 신호압(Pi)을 활용할 수 있다.

이때, 운전자에 의해 주행페달(30)을 가압시 주행용 절환밸브(4)에 전진 또는 후진용 파일럿 신호압을 인가하는 유로에서 분기되어 합류되는 파일럿 유로(33)에 설치된 제1셔틀밸브(31)와, 제1셔틀밸브(31)를 파일럿 유로(32)를 통해 셔틀밸브(10)에 연결되는 것을 제외한 구성은, 도 4에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한 것이다.

즉, 운전자에 의해 주행페달(30)을 가압하는 경우, 파일럿 펌프(16)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)이 주행용 절환밸브(4)에 인가되어 이를 절환시킴에 따라, 유압펌프(1a)로 부터 토출되는 작동압이 위치절환된 주행용 절환밸브(4)를 통과해 주행모터(F)에 공급되므로 장비를 직진 또는 후진시킬 수 있게 된다.

이때, 주행용 절환밸브(4)에 파일럿 신호압(Pi)을 공급하는 유로에서 분기되어 합류되는 파일럿 유로(33)에 설치된 제1셔틀밸브(31)에 의해 장비를 전진 또는 후진시킬 수 있도록 주행용 절환밸브(4)에 공급되는 직진용 또는 후진용 파일럿 신호압(Pi) 모두를 사용할 수 있게 된다.

따라서, 운전자에 의해 주행페달(30) 가압하는 경우, 파일럿 펌프(16)로 부터 토출되는 파일럿 신호압(Pi)이 제1셔틀밸브(31)와 셔틀밸브(10)를 통과해 홀딩밸브(9)의 홀딩절환밸브(9b)에 공급됨에 따라, 도 5의 도면상, 좌측방향으로 절환시켜 홀딩밸브(9)의 파일럿 체크밸브를 개방시키므로, 주행중 붐홀딩 기능을 해제시켜 운전자의 의사에 반하여 붐 상승되는 것을 방지할 수 있음은 물론 이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 휠타입 굴삭기의 유압회로는 아래와 같은 이점을 갖는다.

휠타입 굴삭기의 장거리 주행시 주행신호를 감지하여 붐 홀딩기능을 해제함에 따라 장비의 롤링으로 인해 운전자의 의사에 반하여 붐 상승되는 것을 방지하여 운전자가 느끼는 불안감을 해소할 수 있다.

또한, 주행도중 붐 상승에 따라 장비를 정지시킨후 붐을 붐레스트에 위치시키는 작업이 불필요하여 운전자의 피로도를 감소시키며, 주행성 및 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 붐을 미세하게 하강시키도록 조작하는 제어 성능을 유지한 상태에서 주행시 붐 상승되는 것을 방지하게 되므로 장비의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 엔진에 연결되어 구동하는 유압펌프 및 파일럿 펌프와, 상기 유압펌프에 연결되어 구동하는 액츄에이터와, 상기 유압펌프와 액츄에이터사이의 유로에 설치되며 상기 파일럿 펌프로부터의 파일럿 신호압 인가시 절환되어 액츄에이터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 절환밸브와, 붐 절환밸브와 붐실린더사이의 유로에 설치되어 스플 틈새로 인해 누유되는 것을 방지하는 홀딩밸브를 구비하는 휠타입 굴삭기의 유압회로에 있어서;

   상기 홀딩밸브와 상기 붐 절환밸브의 파일럿신호 라인의 합류점에 설치되며, 붐 하강용 파일럿 압력과 홀딩밸브를 개방시키는 파일럿 압력중 고압이 선택되도록 하는 셔틀밸브; 및

   운전자에 의해 주행모드를 선택시 붐 홀딩기능을 해제시키도록 상기 셔틀밸브를 통해 상기 홀딩밸브에 파일럿 신호압을 가압하는 가압수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휠타입 굴삭기의 유압회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 가압수단은;

   운전자에 의해 주행모드 선택시 전원이 연결되는 스위치; 및

   상기 파일럿 펌프와 상기 셔틀밸브사이의 파일럿 유로에 설치되며, 상기 스위치로 부터 전기적 신호 인가에 따라 절환접속되어 상기 파일럿 유로를 연결하는 솔레노이드밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 휠타입 굴삭기의 유압회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 가압수단은;

   운전자에 의해 주행페달 가압시 주행용 절환밸브에 전,후진용 파일럿 신호압을 공급하는 파일럿 라인에서 분기되어 합류되는 파일럿 유로에 설치되고 상기 셔틀밸브에 연통되며, 주행페달 가압에 따른 파일럿 신호압을 상기 셔틀밸브를 통해 홀딩밸브에 공급하는 제1셔틀밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 휠타입 굴삭기의 유압회로.