KR20080050692A - 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치에 관한 것으로, 펌프(P)와 선택적으로 연통되는 우선밸브(4)와; 조향 핸들(6)과 연동된 오비트롤 펌프(1)에 의해 절환되며, 상기 우선밸브(4)와 연통되고 탱크(T)와 선택적으로 연통되는 메인 스풀(7)과; 상기 메인 스풀(7)에 의해 조작되며 상기 오비트롤 펌프(1)와 연통된 조향밸브 블록(10)과; 상기 우선밸브(4) 및 상기 메인 스풀(7) 사이의 유로와 상기 오비트롤 펌프(1) 사이에 개재되며, 상기 조향밸브 블록(10)과 상기 오비트롤 펌프(1)를 연통하는 라인의 압력에 의해 절환되는 제 1 파이롯트 압력밸브(8)와; 상기 메인 스풀(7) 및 상기 탱크(T) 사이의 유로와 상기 제 1 파이롯트 압력밸브(8) 및 상기 오비트롤 펌프(1) 사이를 연통하는 분기라인(11)과; 상기 메인 스풀(7)과 상기 탱크(T) 사이에 개재되어 있으며 상기 분기라인(11)의 압력에 의해 절환되는 제 2 파이롯트 압력밸브(9)와; 상기 제 1 파이롯트 압력밸브(8)와 상기 오비트롤 펌프(1) 사이에 개재된 유량 제한밸브(5)을 제공함으로써, 휠로더의 저속 운전시 운전자의 조향 핸들 조작 속도와 실제 조향 속도 상호간의 차이가 발생되지 않도록 하여 종래 기술에 의한 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
휠로더, 오비트롤 펌프, 유량 제한

Description

휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치 {Control device of speed of revolution of steering handle for wheel loader}
도 1은 본 발명에 의한 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치를 나타내는 유압 회로도이다.
<< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >>
1 : 오비트롤 펌프 2 : 파이롯트 제어방식의 조향밸브
3 : 조향 실린더 4 : 우선밸브
5 : 유량 제한밸브 6 : 조향 핸들
7 : 메인 스풀 8, 9 : 파이롯트 압력밸브
10 : 조향밸브 블록 11 : 분기라인
본 발명은 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 휠로더의 저속 운전시 핸들 조향회로에 공급되는 압유 부족에 의해 운전자의 조향 핸들 조작 속도와 실제 조향 속도 차이로 인해 발생되던 안전 사고를 방지하도록 실제 휠로더의 조향 속도에 대응하게 조향 핸들 조작 속도를 제한할 수 있는 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치에 관한 것이다.
휠로더는 조향 핸들의 조작을 용이하게 하기 위해 오비트롤 펌프를 구비하고 있다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 조향 핸들(6)과 연동된 스티어링 유닛, 소위 오비트롤 펌프(1)에 형성된 유량과 압력은 조향 밸브의 메인 스풀(7) 제어용으로만 작용하고 탱크(T)로 리턴되며 펌프(P)의 유량은 메인 스풀(7)을 경유하여 조향 실린더(3)에 공급되어 조향이 이루어진다.
여기서 통상적인 휠로더의 조향 장치는 오비트롤 펌프(1)의 공급 유량이 조향 실린더(3)로 공급되어 조향이 구현되는 락 투 락 턴스(Rock To Rock Returns)는 조향 실린더(3)의 체적/오비트롤 펌프 용적(cc/cc/rev)로 고정되어 있는 반면, 파이롯트 제어 방식에서의 락 투 락 턴스는 조향이 이루어지는 시간 동안 핸들 회전속도에 따라 달라진다.
그리고 펌프(P)의 공급 유량이 충분하지 못한 엔진 저속상태에서 휠로더는 느리게 조향되지만 오비트롤 펌프(1)와 연결된 조향 핸들(6)은 운전자의 의지에 따라 얼마든지 빠르게 또는 느리게 회전될 수 있다.
이러한 엔진 저속상태에서 운전자가 조향 핸들(6)을 빠르게 조작하면 펌프(P)의 공급 유량은 일정한 반면, 오비트롤 펌프(1)이 빠르게 회전할수록 오비트 롤 펌프(1) 자체에서 소비하고 탱크(T)로 리턴하는 유량이 증가되어 실제 휠로더의 조향 속도는 이에 상응하게 저하된다.
따라서 휠로더의 엔진 저속상태에서 운전자는 조향 핸들(6)을 빠르게 조작하면 휠로더 자체의 조향이 급속하게 이루어질 수 있다고 착각을 할 수 있으며 이로 충돌 사고 또는 전복 사고 등의 인한 사고가 실제 발생되는 심각한 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 본 발명의 목적은, 휠로더의 실제 주행 속도에 상응하는 조향 핸들의 회전 속도를 구현하여 휠로더의 안전 사고를 방지할 수 있는 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치를 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 펌프와 선택적으로 연통되는 우선밸브와; 조향 핸들과 연동된 오비트롤 펌프에 의해 절환되며, 상기 우선밸브와 연통되고 탱크와 선택적으로 연통되는 메인 스풀과; 상기 메인 스풀로부터 공급되는 어느 한방향의 유압에 의해 조작되며 상기 오비트롤 펌프와 연통된 조향밸브 블록과; 상기 우선밸브 및 상기 메인 스풀 사이의 유로와 상기 오비트롤 펌프 사이에 개재되며, 상기 조향밸브 블록과 상기 오비트롤 펌프를 연통하는 라인의 압력에 의해 절환되는 제 1 파이롯트 압력밸브와; 상기 메인 스풀 및 상기 탱크 사이의 유로와 상기 제 1 파이롯트 압력밸브 및 상기 오비트롤 펌프 사이를 연통하는 분기라인과; 상기 메인 스풀과 상기 탱크 사이에 개재되어 있으며 상기 분기라인의 압력에 의해 절환되는 제 2 파이롯트 압력밸브와; 상기 제 1 파이롯트 압력밸브와 상기 오비트롤 펌프 사이에 개재되며 상기, 펌프, 우선밸브 및 메인스풀을 연통하는 유로의 압력에 의해 절환되는 유량 제한밸브를 포함하여 구성된 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 제 1 파이롯트 압력밸브는 상기 조향밸브블록과 상기 오비트롤 펌프를 연통하는 라인의 압력이 미리 정해진 압력 이하일 때는 연통하고, 미리 정해진 압력 이상일 때는 연통을 제한하는 밸브인 것을 특징이며, 또 상기 유량 제한밸브는 상기 펌프, 우선밸브 및 메인스풀을 연통하는 유로의 압력이 미리 정해진 압력 이하일 때는 연통을 제한하고, 미리 정해진 압력 이상일 때는 연통을 제한하지 않는 밸브이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치를 나타내는 유압 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치는 펌프(P)와 탱크(T)에 각기 연통된 파이롯트 제어방식의 조향밸브(2)와, 조향 핸들(6)과 연동된 오비트롤 펌프(1)와, 조향밸브(2)와 오비트롤 펌프(1) 사이에 개재되어 있으며 엔진이 저속 상태일 때 오비트롤 펌프(1)로 공급되는 유량을 제한하여 조향 핸들(6)의 회전 속도를 강제적으로 제한할 수 있는 유량 제한밸브(5)를 포함 하여 구성되어 있다.
파이롯트 제어방식의 조향밸브(2)는 펌프(P)와 선택적으로 연통되는 우선밸브(4)와, 우선밸브(4)와 연통된 메인 스풀(7)과, 메인 스풀(7)에 의해 조작되는 조향밸브 블록(10)을 포함하며, 압유가 유동되는 유로에 제 1 및 제 2 파이롯트 압력밸브(8,9)를 제공하여 구성된다.
우선밸브(4)는 기본 위치가 펌프(P)와 메인 스풀(7)을 연통하는 위치이며, 메인스풀(7)로부터 제공되는 로드센싱 신호(LS)별도의 조작에 의해 타 위치로 절환되는 위치 사이에서 절환되는 밸브이다. 여기서 우선밸브(4)가 메인 스풀(7)과 연통되는 위치에서는 펌프(P)에서 공급된 압유는 우선밸브(4)의 CF 오리피스를 통해 메인 스풀(7)에 공급되고 메인 스풀(7)의 절환 상태에 따라 대응된다. 그리고 우선밸브(4)가 타 위치로 절환된 상태에서는 펌프(P)의 압유가 EF 오리피스를 통해 다른 작업기로 공급된다.
메인 스풀(7)은 조향 핸들(6)과 연동된 오비트롤 펌프(1)에 의해 절환된다. 먼저 메인 스풀(7)은 중립 위치와, 오비트롤 펌프(1)의 'L','R'신호에 대응하여 절환되며 제 1 위치 및 제 2 위치로 절환된다. 예컨대 메인 스풀(7)의 제 1 위치는 조향밸브 블록(10)을 조작하여 압유가 조향 실린더(3)에 공급하되 차륜(도시 안됨)이 좌회전될 수 있도록 하며, 제 2 위치는 이와는 반대로 차륜이 우회전하도록 한다. 여기서 조향밸브 블록(10)은 메인 스풀(7)의 위치에 대응하여 압유가 일측 방 향으로만 유입되어 각기 대응된 조향 실린더(3)를 조작하도록 구성되어 있으며 이는 본 발명에 의한 중요 구성요소가 아니기 때문에 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
메인 스풀(7)이 중립 위치인 경우에는 압유는 제 2 파이롯트 압력밸브(9)를 경유하여 탱크(T)로 드레인된다.
제 1 파이롯트 압력밸브(8)는 우선밸브(4) 및 메인 스풀(7) 사이에 해당되는 유로와 오비트롤 펌프(1) 사이에 개재되어 있으며, 조향밸브 블록(10)과 오비트롤 펌프(1)를 연통하는 유로의 압력을 체크하여 이에 대응하여 절환된다. 여기서 제 1 파이롯트 압력밸브(8)는 기본 위치가 연통하는 위치이며 압력이 기준치 이상인 경우에는 유로를 연통해제한다.
제 2 파이롯트 압력밸브(9)는 전술된 바와 같이, 메인 스풀(7)과 탱크(T) 사이에 개재되어 있다. 여기서 제 2 파이롯트 압력밸브(9)는 기본 위치가 연통해제하는 위치이며, 메인 스풀(7) 및 제 2 파이롯트 압력밸브(9) 사이의 유로와 제 1 파이롯트 압력밸브(8)와 오비트롤 펌프(1) 사이의 유로를 연통하는 분기라인(11)의 압력을 체크하여 기준치 이상의 압력인 경우에는 연통시키도록 절환된다.
본 발명에 의한 유량 제한밸브(5)는 제 1 파이롯트 압력밸브(8)와 오비트롤 펌프(1) 사이에 개재되어 있다. 여기서 유량 제한밸브(5)는 유량을 제한하는 위치가 기본 위치이며, 다른 위치는 유량을 제한하지 않는 위치이다.
본 발명에 의한 유량 제한밸브(5)는 통상적으로 4bar 이하인 경우 예컨대 압유의 압력은 펌프(P), 우선밸브(4) 및 메인 스풀(7)을 연통하는 유로의 압력으로 기준치인 4bar 이하인 경우에는 유량을 제한한다.
여기서 유량 제한밸브(5)에 의해 유량이 제한되는 경우는 휠로더의 엔진이 저속상태로서 펌프(P)로부터의 압유의 공급이 원활하지 못한 경우로서 이러한 경우에 운전자가 조향 핸들(6)을 과격한 힘으로 회전시키고자 하여도 오비트롤 펌프(1)의 내부로 공급되는 유량이 제한되기 때문에 원활하게 회전되지 않아 조향 속도와 조향 핸들(6)의 회전 속도를 맞출 수 있게 한 것이다.
특히 압유의 압력 기준치는 사용자의 선택에 따라 다양하게 변형 실시가능하다.
본 발명에 의한 휠로더의 조향 관계를 설명하면 다음과 같다.
여기서 우선밸브(4)는 펌프(P)와 메인 스풀(7)을 연통하는 기본 위치으로 가정한다.
펌프(P)에서 공급되는 유량이 충분한 경우
운전자가 조향 핸들(6)을 조작 예컨대 좌 또는 우측 방향으로 돌리면 이에 대응하여 오비트롤 펌프(1)로부터 이에 상응하는 신호(L,R)가 메인 스풀(7)에 전달되고 이에 따라 메인 스풀(7)은 위치가 절환된다.
이때 유량 제한밸브(5)는 유량을 제한하지 않는 위치로 절환된 상태를 유지한다.
결과적으로, 펌프(P)로부터 공급되는 압유는 우선밸브(4), 메인 스풀(7)의 좌,우 위치 및 조향밸브 블록(10)을 거쳐 조향 실린더(3)에 공급되어 차륜(도시 안됨)이 좌회전 또는 우회전된다.
펌프(P)에서 공급되는 유량이 불충분한 경우 ( 휠로더 엔진 저속 운전상태)
먼저 제 1 파이롯트 압력밸브(8)에 의해 우선밸브(4)와 메인 스풀(7)을 연통하는 유로의 압유 압력이 기준치 이하(4bar)인 경우에 유량 제한밸브(5)는 유량을 제한하는 기본 위치로 절환된다.
따라서 오비트롤 펌프(1)로 공급되는 유량이 충분하지 않아 운전자가 조향 핸들(6)을 조작하기가 쉽지 않게 되어 엔진의 실제 조향 속도와 운전자에 의한 조향 핸드(6) 회전 속도가 대응하여 종래 기술에 의한 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명은 전술된 실시예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 분야의 통상적인 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것임은 자명하다.
이상의 구성을 갖는 본 발명은 휠로더의 저속 운전시 운전자의 조향 핸들 조작 속도와 실제 조향 속도 상호간의 차이가 발생되지 않도록 하여 종래 기술에 의 한 충돌 사고 또는 전복 사고와 같은 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 펌프(P)와 선택적으로 연통되는 우선밸브(4)와;
    조향 핸들(6)과 연동된 오비트롤 펌프(1)에 의해 절환되며, 상기 우선밸브(4)와 연통되고 탱크(T)와 선택적으로 연통되는 메인 스풀(7)과;
    상기 메인 스풀(7)로부터 공급되는 어느 한방향의 유압에 의해 조작되며, 상기 오비트롤 펌프(1)와 연통된 조향밸브 블록(10)과;
    상기 우선밸브(4) 및 상기 메인 스풀(7) 사이의 유로와 상기 오비트롤 펌프(1) 사이에 개재되며, 상기 조향밸브 블록(10)과 상기 오비트롤 펌프(1)를 연통하는 라인의 압력에 의해 절환되는 제 1 파이롯트 압력밸브(8)와;
    상기 메인 스풀(7) 및 상기 탱크(T) 사이의 유로와 상기 제 1 파이롯트 압력밸브(8) 및 상기 오비트롤 펌프(1) 사이를 연통하는 분기라인(11)과;
    상기 메인 스풀(7)과 상기 탱크(T) 사이에 개재되어 있으며 상기 분기라인(11)의 압력에 의해 절환되는 제 2 파이롯트 압력밸브(9)와;
    상기 제 1 파이롯트 압력밸브(8)와 상기 오비트롤 펌프(1) 사이에 개재되며, 상기 펌프(7), 우선밸브(4) 및 메인스풀(7)을 연통하는 유로의 압력에 의해 절환되는 유량 제한밸브(5)를 포함하여 구성된 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 파이롯트 압력밸브(8)는 상기 조향밸브블록(10)과 상기 오비트롤 펌프(1)를 연통하는 라인의 압력이 미리 정해진 압력 이하일 때는 연통하고, 미리 정해진 압력 이상일 때는 연통을 제한하는 밸브인 것을 특징으로 하는 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 제한밸브(5)는 상기 펌프(7), 우선밸브(4) 및 메인스풀(7)을 연통하는 유로의 압력이 미리 정해진 압력 이하일 때는 연통을 제한하고, 미리 정해진 압력 이상일 때는 연통을 제한하지 않는 밸브인 것을 특징으로 하는 휠로더의 조향 핸들 회전속도 제어장치.
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