KR20080051212A - 소형 굴삭기의 유압제어 장치 - Google Patents

소형 굴삭기의 유압제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소형 굴삭기의 유압제어 장치에 관한 것으로, 제 1, 2 펌프(10,11)와; 상기 제 1 펌프(10)와 우주행 스풀(21), 붐2속/브레이커 스풀(22) 및 암1속 스풀(23)의 센터 바이패스 라인(33)을 선택적으로 연통하는 제 1 라인(51)과; 상기 제 2 펌프(11)와 좌주행 스풀(24), 붐1속 스풀(25), 암2속 스풀(26) 및 버켓 스풀(27)의 센터 바이패스 라인(33)을 선택적으로 연통하는 제 2 라인(53)과; 버켓 파이롯트 신호(Pi4)에 의해 상기 제 1 라인(51) 및 상기 제 2 라인(53)을 합류시켜 합유된 압유가 상기 버켓으로 유입되도록 하고, 우선권이 있는 붐, 암 또는 주행 파이롯트 신호(Pi3)에 의해 상기 제 1 라인(51) 및 상기 제 2 라인(53)을 연통해제시키도록 상기 제 1 및 제 2 라인(51,53)의 사이에 개재된 합류밸브(2)를 포함하여 구성됨으로써, 소형 굴삭기의 버켓 단독 및 복합 작업시 2개의 펌프 유량을 합류토록 하여 버켓 속도를 개선하고 굴삭 또는 평탄 작업시 타 액츄레이터의 사용 정도에 따라 붐, 암 등의 우선권이 손상되지 않는 범위내에서 버켓 속도를 개선할 수 있는 효과가 있다.
소형 굴삭기, 합류, 버켓 속도

Description

소형 굴삭기의 유압제어 장치 {Hydraulic system for small-sized excavator to improve bucket speed}
도 1은 종래 기술에 의한 소형 굴삭기의 유압 회로도이다.
도 2는 버켓 속도 개선을 위한 소형 굴삭기의 유압 장치를 나타내는 유압 회로도이다.
도 3은 도 2의 합류밸브의 확대도이다.
<< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >>
2 : 합류밸브 3 : 오리피스
4 : 스톱퍼 6 : 버켓
8 : 버켓 스풀 10, 11 : 펌프
12 : 주행 직진 밸브
본 발명은 소형 굴삭기의 유압제어 장치에 관한 것이다.
특히 본 발명은 소형 굴삭기의 버켓 단독 및 복합 작업시 2개의 펌프 유량을 합류토록 하여 버켓 속도를 개선하고 굴삭 또는 평탄 작업시 타 액츄레이터의 사용 정도에 따라 붐, 암 등의 우선권이 손상되지 않는 범위내에서 버켓 속도를 개선할 수 있는 유압 장치에 관한 것이다.
도 1를 참조하여 종래 기술에 의한 소형 굴삭기의 유압 회로도를 설명하면, 컨트롤 밸브()가 중립 상태인 경우에 제 1 펌프(10)에서 토출되는 압유는 좌 주행 스풀(21), 붐 2 속/브레이커 스풀(22) 및 암 1 속 스풀(23)의 센터 바이패스 라인(33)을 통해 탱크(T1)로 복귀되고, 제 2 펌프(11)에서 토출되는 압유는 우 주행 스풀(24), 붐 1 속 스풀(25), 암 2 속 스풀(26) 및 버켓 스풀(17)의 센터 바이패스 라인(33)을 통해 탱크(T2)로 복귀된다.
그리고 버켓 실린더(6)는 버켓 조이스틱(도시 안됨)이 조작되어 기어 펌프(도시 안됨)로부터 제공되는 파일롯 압력에 의하여 버켓 스풀(8)이 각기 해당되는 위치로 절환되고, 제 2 펌프(11)에서부터 토출된 압유는 컨트롤 밸브(40)의 패러렐 라인(35) 또는 센터 바이패스 라인(33)을 경유하여 제공된 압유에 의해 버켓 크라우드 동작 또는 버켓 덤프 동작을 한다. 이 때, 제 1 펌프(10)에서 토출된 유량은 전술된 바와 같이 각기 대응된 스풀의 센터 바이패스 라인(33)을 경유하여 탱크(T1)로 복귀한다. 여기서 미설명부호 '12'는 주행 직진 밸브이다.
따라서 종래 기술에 의한 소형 굴삭기는 버켓 구동 유압 회로가 일방의 유압 펌프(11)의 유량만을 사용하도록 구성되어 있어 단독 및 복합 조작시 버켓 속도가 느린 단점이 있다.
이러한 단점을 해소하기 위하여 중대형 굴삭기는 단독 및 복합 조작시 압유를 합류시켜 버켓 속도를 개선하고 있으나 이러한 구성은 회로의 크기가 크고 단가가 높기 때문에 소형 굴삭기에서는 적용할 수가 없어 전술된 단독 및 복합 조작시 버켓 속도가 느린 단점이 상존하고 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 본 발명의 목적은, 붐, 암 또는 주행의 우선권을 손상시키지 않는 범위내에서 버켓의 단독 또는 복합 운전시 유량을 합류시켜 버켓을 속도를 개선할 수 있는 소형 굴삭기의 유압제어 장치를 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 상기 제 1 펌프의 토출 유압을 이송하는 제 1 라인과, 상기 제 1 라인에 연장되어 연결되는 제1 센터 바이패스 라인 상에 설치되는 우주행 스풀, 붐2속 스풀 및 암1속 스풀로 이루어진 제1콘트롤밸브 그룹과, 상기 제 2 펌프의 토출 유압을 이송하는 제 2 라인과, 상기 제 2 라인에 연장되어 연결되는 제2 센터 바이패스 라인) 상에 설치되며 좌주행 스풀, 붐1속 스풀, 암2속 스풀 및 버켓 스풀로 이루어지되 상기 버켓 스풀이 최하류측에 설치되는 제2콘트롤밸브 그룹과, 상기 제1라인과 상기 제2라인에 각각 접속되어 설치되며, 상기 제1라인 과 상기 제2라인을 합류시키는 합류위치와 합류를 해제하는 합류해제위치를 구비하고, 상기 합류위치 쪽 수압부는 상기 제2 콘트롤밸브 그룹의 버켓 스풀 조작 파이롯트 신호라인과 연결하고, 반대 쪽 수압부는 상기 제1밸브 그룹 또는 제2밸브 그룹의 상기 붐, 암 또는 주행 스풀중 어느 하나라도 조작될 때 생성되는 파이롯트 신호라인과 연결하여 상기 양측 수압부에 작용하는 압력의 차이에 의해 합류위치 또는 합류해제위치로 절환되는 합류밸브를 포함하여 구성된 버켓 속도 개선을 위한 소형 굴삭기의 유압 장치에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 합류밸브는 합류위치 쪽 수압부로 작용하는 상기 버켓 스풀 조작 파이롯트 신호라인의 압력보다 합류해제위치 쪽 수압부로 작용하는 파이롯트 신호라인의 압력에 우선하여 절환되어지되, 절환속도와 절환범위는 양측 수압부로 작용하는 파이롯트 신호라인의 압력 차이에 비례하여 결정되도록 할 수 있으며,
또한, 상기 합류밸브는 상기 합류해제위치 쪽 수압부는 상기 파이롯트 신호라인의 압력이 인가되는 스톱퍼로 구성할 수 있으며,
또한, 상기 합류밸브는 합류해제위치 쪽 수압부로 주행과 프론트부 복합작업시 생성되는 복합운전신호를 추가로 연결하고, 비교적 고압의 이 복합운전신호가 수압부에 전달되면 상기 제1라인과 제2라인의 유압이 합류되어 상기 제1,2콘트롤밸브 그룹으로 균등하게 공급되게 연통시키는 연통위치를 더 구비하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 상기 제1라인과 상기 제2라인을 합류시키는 합류위치는 제1 센터 바이패스 라인으로 공급되는 유량을 제한하는 오리피스을 구비하여 제1펌프의 유량이 제1콘트롤밸브 그룹 보다 제2콘트롤밸브 그룹으로 더 많이 공급되게 할 수있으며,
또 상기 우주행 스풀과 좌주행 스풀은 각각 상기 제 1 펌프와 제2펌프로부터 공급되는 유압을 최우선으로 공급받도록 상기 제 1,2 센터바이패스 라인의 최상류 위치에 설치되고, 여타의 상기 스풀들은 상기 우주행 스풀과 좌주행 스풀을 통과한 하류측 제 1,2 센터 바이패스 라인 상에 설치되도록 구성할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 버켓 속도 개선을 위한 소형 굴삭기의 유압 장치를 나타내는 유압 회로도이고, 도 3은 도 2의 합류밸브의 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 버켓 속도 개선을 위한 소형 굴삭기의 유압 장치는 붐, 암 또는 주행의 우선권이 손상되지 않는 범위내에서 버켓(6)의 단독 또는 복합 운전시 속도를 개선하도록 제 1 펌프(10) 및 제 2 펌프(11)로부터 토출되는 압유를 합류시키는 합류밸브(2)를 제공하여 구성되어 있다.
여기서 본 발명은 제 1 펌프(10)와 제 2 펌프(11)로부터 토출된 압유를 합유시켜 합유된 압류를 선택적으로 버켓(6)에 공급하는 것으로, 이와 무관한 제 3 펌프(P3)와 연통되는 도저 스풀(28), 스윙 스풀(29) 및 붐 스윙 스풀(30)에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 1 라인(51)은 컨트롤 밸브(40)가 중립 상태인 경우에 제 1 펌프(10)에서 토출되는 압유를 좌주행 스풀(21), 붐2속 스풀(22) 및 암1속 스풀(23)의 센터 바이패스 라인(33-1)을 통해 탱크(T1)로 복귀시키도록 제공되어 있으며, 제 2 라인(53)은 제 2 펌프(11)에서 토출되는 압유를 우주행 스풀(24), 붐1속 스풀(25), 암2속 스풀(26) 및 버켓 스풀(27)의 센터 바이패스 라인(33-1)을 통해 탱크(T2)로 복귀시키도록 제공되어 있다.
본 발명의 합류밸브(2)는 상기 제1라인(51)과 상기 제2라인(53)에 각각 접속되어 설치되며, 상기 제1라인(51)과 상기 제2라인(53)을 합류시키는 합류위치(2-1)와 합류를 해제하는 합류해제위치(2-2)를 구비하고, 상기 합류위치(2-1) 쪽 수압부는 상기 제2 콘트롤밸브 그룹의 버켓 스풀(27) 조작 파이롯트 신호라인(Pi4)과 연결하고, 반대 쪽 수압부는 상기 제1밸브 그룹 또는 제2밸브 그룹의 상기 붐, 암 또는 주행 스풀중 어느 하나라도 조작될 때 생성되는 파이롯트 신호라인(Pi3)과 연결하여 상기 양측 수압부에 작용하는 압력의 차이에 의해 합류위치(2-1) 또는 합류해제위치(2-2)로 절환된다.
여기서 본 발명의 합류밸브(2)는 일측 수압부에 버켓 파이롯트 신호(Pi4)이 작용하여 합류위치(2-1)로 절환된 경우, 우선권이 있는 붐, 암 또는 주행 파이롯트 신호(Pi3)가 반대측 수압부로 인가되면 중립 위치인 합류해제위치(2-2)로 절환할 수 있도록 스톱퍼(4)가 제공되어 있다. 또한 미설명부호 '3'은 오리피스로서, 합류밸브(2)가 합류위치(2-1)로 절환된 상태에서 제1콘트롤밸브 그룹으로 공급되는 유량을 제한하므로서 제1펌프(10)의 토출유량을 제2콘트롤밸브 그룹으로 합류시켜 버켓(6)으로 공급되는 유량을 증가시킨다. 여기서 오리피스(3) 면적에 의하여 버컷 측에 공급될 유량이 결정된다.
본 발명에 의한 버켓 속도 개선을 위한 소형 굴삭기의 유압 장치의 작동 관계를 설명하면 다음과 같다.
가. 중립시
굴삭기 운전자가 굴삭기를 조작하지 않으면 합류밸브(2)는 합류해제위치(2-2)로 절환상태를 유지하여 제 1 펌프(10)에서 토출되는 압유는 좌주행 스풀(21), 붐2속 스풀(22) 및 암1속 스풀(23)의 센터 바이패스 라인(33-1)을 통해 탱크(T1)로 복귀되고, 제 2 펌프(11)에서 토출되는 압유는 우주행 스풀(24), 붐1속 스풀(25), 암2속 스풀(26) 및 버켓 스풀(27)의 센터 바이패스 라인(33-2)을 통해 탱크(T2)로 복귀된다. 즉 제 1 펌프(10)의 압유는 제 1 라인(51)을 통해 유동되며 제 2 펌프(11)의 압유는 제 2 라인(53)을 통해 각기 독립적으로 유동된다.
나. 버켓 단독 작업시(파이롯트 신호(Pi4) 인가시)
굴삭기 운전자가 버켓 조이스틱 레버(9)을 조작하면 이에 대응하여 기어 펌프(도시 안됨)로부터 압유를 공급받아 감압되는 버켓 파이롯트 신호(Pi4)가 합유밸 브(2)를 합류해제위치(2-2)에서 합류위치(2-1)로 절환됨으로 인해 제1펌프(10)의 유압인 제 1 라인(51)이 제 2 라인(53)과 합류되어 버켓(6)으로 유입된다.
따라서 버켓(6)은 제 1,2 펌프(10,11)에 의해 작동되므로 속도를 향상시킬 수 있다.
여기서 본 발명의 합류밸브(2)의 합류위치(2-1)에는 오리피스(3)가 게재되어 제1펌프(10)의 유압을 전부 버켓(6)으로 보내는것이 아니라 일부는 제1콘트롤밸브 그룹으로도 공급하여 제1콘트롤밸브 그룹에 소속된 스풀들의 최소한의 동작은 가능하게 한다. 오리피스(3) 면적을 적절히 조절하므로써 버컷(6)의 속도를 조절 할 수가 있다.
다. 주행 및 프론트부 복합시(복합운전신호(PP) 인가시)
굴삭기 운전자가 주행과 동시에 붐, 암 또는 버켓 등의 프론트 작업을 수행하면, 상기 합류밸브(2)의 타측 수압부로는 파이롯트 신호(Pi3)에 가세하여 기어 펌프로부터 토출되어 감압된 복합운전신호(PP) 인가되므로 합유밸브(2)는 합류해제위치(2-2)에서 연통위치(2-3)로 절환되고, 이로 인해 제1,2펌프(10,11)의 유압은 합류되어 양측 제1,2콘트롤밸브 그룹으로 골고루 공급된다. 이때 양측 제1,2콘트롤밸브 그룹의 최상류측에는 좌,우주행스풀(21,24) 위하여 최우선적으로 유압을 공급 받으므로 좌,우 주행모터가 그 조작량에 정확히 비례하여 주행하게되다. 이로써 주행과 프론트부를 복합동작하더라도 주행우선의 유압회로에 의해 주행직진이 이루어지면서 복합 운전이 수행된다.
라. 주행 또는 붐,암 작업시(파이롯트 신호(Pi3) 인가시)
굴삭기 운전자가 주행 또는 암, 붐 중 어느하나라도 조작하게 되면 합류밸브(2)는 합류해제위치(2-2)로 절환되어 제 1 펌프(10)에서 토출되는 압유는 좌주행 스풀(21), 붐2속 스풀(22) 및 암1속 스풀(23)중 조작된 스풀에 의해 해당 작업기의 동작이 이루어지고, 나머지 유압은 센터 바이패스 라인(33-1) 통해 탱크(T1)로 복귀된다. 또 제 2 펌프(11)에서 토출되는 압유는 우주행 스풀(24), 붐1속 스풀(25), 암2속 스풀(26) 및 버켓 스풀(27)중 조작된 스풀에 의해 해당 작업기의 동작이 이루어지고, 나머지 유압은 센터 바이패스 라인(33-2)을 통해 탱크(T2)로 복귀된다. 즉 제 1 펌프(10)의 압유는 제 1 라인(51)을 통해 유동되며 제 2 펌프(11)의 압유는 제 2 라인(53)을 통해 각기 독립적으로 유동된다.
여기서 파이롯트 신호(Pi3)는 버켓 파이롯신호(Pi4)에 우선하여 합류밸브(2)를 절환할 수 있도록 설계하였다. 예컨대 굴삭기 운전자가 이에 상응하는 버켓 조이스틱 레버를 조작하면서 동시에 다른 작업기 조이스틱 레버를 조작하면 이 파이롯트 신호(Pi3)에 의해 합류밸브(2)는 중립 위치인 합류해제위치(2-2)로 절환되어 우선권이 보장된다.
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 소형 굴삭기의 버켓 단독 및 복합 작업시 2개의 펌프 유량을 합류토록 하여 버켓 속도를 개선하고 굴삭 또는 평탄 작업시 타 액츄레이터의 사용 정도에 따라 붐, 암 등의 우선권이 손상되지 않는 범위내에서 버켓 속도를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 제 1, 2 펌프(10,11)와;
    상기 제 1 펌프(10)의 토출 유압을 이송하는 제 1 라인(51)과,
    상기 제 1 라인(51)에 연장되어 연결되는 제1 센터 바이패스 라인(33-1) 상에 설치되는 우주행 스풀(21), 붐2속 스풀(22) 및 암1속 스풀(23)로 이루어진 제1콘트롤밸브 그룹과,
    상기 제 2 펌프(11)의 토출 유압을 이송하는 제 2 라인(53)과,
    상기 제 2 라인(53)에 연장되어 연결되는 제2 센터 바이패스 라인(33-2) 상에 설치되며 좌주행 스풀(24), 붐1속 스풀(25), 암2속 스풀(26) 및 버켓 스풀(27)로 이루어지되 상기 버켓 스풀(27)이 최하류측에 설치되는 제2콘트롤밸브 그룹과,
    상기 제1라인(51)과 상기 제2라인(53)에 각각 접속되어 설치되며, 상기 제1라인(51)과 상기 제2라인(53)을 합류시키는 합류위치(2-1)와 합류를 해제하는 합류해제위치(2-2)를 구비하고, 상기 합류위치(2-1) 쪽 수압부는 상기 제2 콘트롤밸브 그룹의 버켓 스풀(27) 조작 파이롯트 신호라인(Pi4)과 연결하고, 반대 쪽 수압부는 상기 제1밸브 그룹 또는 제2밸브 그룹의 상기 붐, 암 또는 주행 스풀중 어느 하나라도 조작될 때 생성되는 파이롯트 신호라인(Pi3)과 연결하여 상기 양측 수압부에 작용하는 압력의 차이에 의해 합류위치(2-1) 또는 합류해제위치(2-2)로 절환되는 합류밸브(2)를 포함하여 구성된 소형 굴삭기의 유압제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합류밸브(2)는 합류위치(2-1) 쪽 수압부로 작용하는 상기 버켓 스풀(27) 조작 파이롯트 신호라인(Pi4)의 압력보다 합류해제위치(2-2) 쪽 수압부로 작용하는 파이롯트 신호라인(Pi3)의 압력에 우선하여 절환되어지되, 절환속도와 절환범위는 양측 수압부로 작용하는 파이롯트 신호라인(Pi3,Pi4)의 압력 차이에 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는 소형 굴삭기의 유압제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 합류밸브(2)는 상기 합류해제위치(2-2) 쪽 수압부는 상기 파이롯트 신호라인(Pi3)의 압력이 인가되는 스톱퍼(4)로 구성된 것을 특징으로 하는 소형 굴삭기의 유압제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 합류밸브(2)는 합류해제위치(2-2)의 일측에는 상기 제1라인(51)과 제2라인(53)의 유압을 합류시켜 상기 제1,2콘트롤밸브 그룹으로 공급되게 연통시키는 연통위치(2-3)를 구비하고, 수압부에는 주행과 프론트 작업부의 복합운전신호(PP)이 가세하도록 연결한 것을 특징으로 하는 소형 굴삭기의 유압제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상기 제1라인(51)과 상기 제2라인(53)을 합류시키는 합류위치(2-1)는 제1 센터 바이패스 라인(33-1)으로 공급되는 유량을 제한하는 오리피스(3)을 구비한 것을 특징으로하는 소형 굴삭기의 유압제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 우주행 스풀(21)과 좌주행 스풀(24)은 각각 상기 제 1 펌프(10)와 제2펌프(11)로부터 공급되는 유압을 최우선으로 공급받도록 상기 제 1,2 센터 바이패스 라인(33-1,33-2)의 최상류 위치에 설치되고, 여타의 상기 스풀들은 상기 우주행 스풀(21)과 좌주행 스풀(24)을 통과한 하류측 제 1,2 센터 바이패스 라인(33-1,33-2) 상에 설치된 것을 특징으로하는 소형 굴삭기의 유압제어 장치.
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