KR20080056908A

KR20080056908A - 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치

Info

Publication number: KR20080056908A
Application number: KR1020060130062A
Authority: KR
Inventors: 이백영
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-06-24

Abstract

본 발명은 비상시에 조향 장치를 이용하여 휠로더를 이동시킬 수 있는 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치는, 브레이크(42)가 장착된 전륜(11)이 양측으로 구비되고, 버켓(12)이 구비된 전방부재(10)와, 브레이크(42)가 장착된 후륜(21)이 양측으로 구비되고, 캐빈, 엔진이 구비된 후방부재(20)가 허리핀 조인트(31)로 연결되고, 양단이 상기 전방부재(10)와 후방부재(20)에 연결하고, 조향핸들(32)에 의해 신축되는 조향실린더(33)가 상기 허리핀 조인트(31)의 양측에 대칭되게 배치되는 조향장치가 구비된 휠로더에 있어서, 상기 조향실린더(33)와 브레이크(42)에 선택적으로 유압을 공급하는 유압펌프(51); 상기 전륜(11)과 후륜(21)에 장착된 브레이크(42)를 대각선 방향으로 한 조로 하여선택적으로 작동하도록 하는 제어부(41)를 포함하고, 대각선 방향의 바퀴를 번갈아 구속시킨 상태에서 조향핸들(32)을 좌우로 조작하여 전/후진시키는 것을 특징으로 한다.

휠로도, 조향, 핸들, 브레이크, 실린더

Description

조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치 { Apparatus for emergency driving using steering apparatus in wheel-loader }

도 1은 통상적인 휠로더의 측면도.

도 2는 통상적인 휠로더의 조향원리를 설명한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치의 개념도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치에 의해 휠로더가 전진하는 과정을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치에 의해 휠로더가 후진하는 과정을 도시한 도면.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1 : 휠로더 10 : 전방부재

11, 11L, 11R : 전륜 12 : 버켓

20 : 후방부재 21, 21L, 21R : 후륜

31 : 허리핀 조인트 32 : 핸들

33 : 조향실린더 34 : 조향실린더 밸브

41 : 제어부 42 : 브레이크

43 : 브레이크 밸브 51 : 보조펌프

52 : 구동모터 53 : 배터리

54 : 기어 55 : 작동스위치

본 발명은 휠로더의 비상 구동장치에 관한 것으로서, 비상시에 조향 장치를 이용하여 휠로더를 이동시킬 수 있는 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휠로더와 같은 건설기계는 중량이 매우 무거워서, 변속기를 중립사태로 이동시켜도 건설기계를 인력으로 이동시킬 수 없었다.

예를 들어, 상대적으로 중량이 가벼운 자동차의 경우에, 고장, 사고 등과 같은 비상시에 기어를 중립상태로 이동시키고, 인력으로 밀어서 이동시키면 가까운 거리는 이동시킬 수 있다. 고장, 사고 등에 의하여 정상적으로 자동차를 구동시키지 못하는 경우, 다른 차량의 이동을 방해하지 말아야 하므로 구난차가 도착하기 전까지 자동차를 사람이 밀어서 도로의 한 쪽 또는 안전지대로 임시로 이동시킨다.

그러나, 휠로더와 같은 건설기계는 자체 중량이 매우 무거워서, 변속기를 중 립 상태로 이동시키더라도, 인력에 의해서는 건설기계를 이동시킬 수 없는 문제점이 있다. 고장, 사고 등에 의하여 건설기계를 구동시키지 못하는 경우, 이를 이동시키기 위한 구난차가 도착할 때까지 건설기계를 이동시킬 수 없으므로, 다른 차량 또는 건설기계의 운행에 막대한 영향을 끼기게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 이미 장착된 조향장치를 이용하여 건설기계를 임시로 이동킬 수 있는 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치는, 브레이크가 장착된 좌우 전륜을 구비한 전방부재와, 브레이크가 장착된 좌우 후륜과 상부에 캐빈과 엔진 등이 구비된 후방부재와, 상기 전,후방부재를 회동가능하게 연결하는 허리핀 조인트와, 상기 허리핀 조인트를 중심으로 양단이 상기 전방부재와 후방부재 양측에 대칭되게 연결되며, 좌,우가 서로 반대방향으로 작동되는 한쌍의 조향실린더와, 조향핸들에 의해 상기 조향실린더에 공급되는 유압의 방향을 절환하는 조향콘트롤밸브를 구비한 휠로더에 있어서, 상기 전륜과 후륜에 장착된 브레이크는 각각 좌,우가 선택적으로 작동가능하게 장착되어지되, 전후방의 좌,우측 브레이크가 서로 대각선 방향으로 각각 한쌍을 이루어 선택적으 로 작동과 해제가 이루어지도록 형성된 브레이크 오일 공급회로와, 상기 브레이크 오일 공급회로에 공급되는 브레이크 오일의 방향을 전환하는 브레이크밸브와, 외부신호가 인가될 때 상기 브레이크밸브의 방향 절환을 지령하고 이와 동시에 상기 조향콘트롤밸브도 어느 일측 방향으로 절환을 지령하는 제어부를 구비하여 이루어지며, 바람직하게는 상기 제어부에 인가되는 외부신호는 조향핸들의 좌,우 방향신호이나, 다른 방법으로는 상기 제어부에 인가되는 외부신호는 비상구동 명령을 지령하는 작동스위치이고, 상기 제어부는 상기 작동스위치의 신호가 인가될 경우 상기 브레이크밸브와 조향콘트롤밸브를 각각 교호로 반복하여 절환되도록 지령하는 것으로 구성할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치의 개념도이고, 도 4 및 도 5는 작동상태를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치는, 건설기계중에서, 전방부재(10)와 후방부재(20)가 허리핀 조인트(31)에 의해 힌지연결되고, 상기 전방부재(10)와 후방부재(20)가 조향실린더(33)에 의해서 조향되는 휠로더(1)에 적용됨이 바람직하다.

휠로더(1)는 버켓, 전륜(前輪)이 구비된 전방부재(10)와, 엔진, 캐빈, 후륜(後輪)이 구비된 후방부재(20)가 허리핀 조인트(31)의해 힌지연결되고, 상기 전방 부재(10)와 후방부재(20)를 상기 허리핀 조인트(31)의 양편에 각각 조향실린더(33)를 구비하여, 상기 조향실린더(33)의 신축정도를 조절하여 전방부재(10)와 후방부재(20)의 각도를 조절함으로써 진행방향을 결정하게 된다. 조향콘트롤밸브(70)로부터 분배되는 유압에 의해 신축되는 상기 조향실린더(33)는 양단이 각각 전방부재(10)와 후방부재(20)에 연결되고, 상기 허리핀 조인트(31)을 중심으로 좌측과 우측에 서로 대칭되도록 쌍으로 배치된다.

상기와 같이 전방부재(10)와 후방부재(20)를 대칭구조로 배치된 조향실린더(33)로 연결한 상태에서, 도 2와 같이, 작업자의 조향핸들(32)의 조작에 따라 좌측 또는 우측에 배치된 조향실린더(33)를 신축하여 휠로더(1)의 전방부재(10)와 후방부재(20)를 각도를 조절함으로써, 휠로더(1)를 조향하는 구조이다.

이러한, 휠로더(1)에서, 좌측 전륜(11L)과 우측 후륜(21R)을 한 조로 하고, 우측 전륜(11R)과 좌측 후륜(21L)을 한 조로 하여, 즉 대각선 방향의 바퀴를 한 조하여 번갈아 제동시킨 후, 조향핸들(32)을 돌려서 전후진 휠로더(1)를 시킨다.

이를 위한 본 발명에 따른 조향장치를 이용한 비상 구동장치는, 브레이크(42)가 장착된 좌우 전륜(11)을 구비한 전방부재(10)와, 브레이크(42)가 장착된 좌우 후륜(21)과 상부에 캐빈과 엔진 등이 구비된 후방부재(20)와, 상기 전,후방부재(10,20)를 회동가능하게 연결하는 허리핀 조인트(31)와, 상기 허리핀 조인트(31)를 중심으로 양단이 상기 전방부재(10)와 후방부재(20) 양측에 대칭되게 연결되며, 좌,우가 서로 반대방향으로 작동되는 한쌍의 조향실린더(33)와, 조향핸들(32)에 의해 상기 조향실린더(33)에 공급되는 유압의 방향을 절환하는 조향콘트롤밸브(70)을 구비한 휠로더에 있어서, 상기 전륜(11)과 후륜(21)에 장착된 브레이크(42)는 각각 좌,우가 선택적으로 작동가능하게 장착되어지되, 전후방의 좌,우측 브레이크(42)가 서로 대각선 방향으로 각각 한쌍을 이루어 선택적으로 작동과 해제가 이루어지도록 형성된 브레이크 오일 공급회로(61)와, 상기 브레이크 오일 공급회로(61)에 공급되는 브레이크 오일의 방향을 전환하는 브레이크밸브(43)와, 외부신호가 인가될 때 상기 브레이크밸브(43)의 방향 절환을 지령하고 이와 동시에 상기 조향콘트롤밸브(70)도 어느 일측 방향으로 절환을 지령하는 제어부(41)를 구비한다.

여기서 상기 제어부(41)에 인가되는 외부신호는 조향핸들(32)의 좌,우 방향신호인 것이다. 또 제어부에(41)는 비상구동 기능을 선택할 것인지를 결정하는 작동스위치(55)를 더 구비하였다.

도 3은 본 발명에 따른 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치의 개념도로서, 제어부(41)는 조향핸들(32), 작동스위치(55) 및 기어(54)로부터 신호를 입력받는다. 또한, 입력된 신호를 기초하여, 제어부(41)는 브레이크(42)와 조향실린더(33)에 가압유를 선택적으로 공급하도록 브레이크밸브(43)와 조향콘트롤밸브(70)를 절환하여 유압펌프(51)에 의해 브레이크(42) 또는 조향실린더(33)가 작동되도록 한다. 이때 유압펌프(51)에서 공급되는 브레이크 오일 또는 작동유는 브레이크 오일 공급회로(61)을 통해 전방좌측(B1)과 후방우측(B4) 또는 전방우측(B2)과 후방좌측(B3) 브레이크(42)가 선택적으로 작동한다.

유압펌프(51)는 상기 조향실린더(33)가 신축하는데 필요한 유압을 발생시키기 위한 것으로, 가압유를 상기 조향실린더(33)로 공급하도록 한다.

상기 유압펌프(51)는 정상시 휠로더(1)를 구동시키는데 사용되는 메인펌프와 별개로 구비되어 배터리(53)의 전원에 의해서 작동되고, 상기 메인펌프의 이상시에 작업자의 조작시에만 작동되도록 한다. 또한, 상기 유압펌프(51)는 비상시에 배터리(53)에 의해서 작동되는 구동모터(52)에 의해 가동되는 것으로, 그 용량은 상기 메인펌프의 용량보다는 작은 것으로 구비되는 것이 바람직하다.

제어부(41)는 휠로더(1)에 구비되는 각 바퀴, 즉 좌/우측 전륜(11)과 좌우/측 후륜(21)에 구비된 각 브레이크(42)와 조향실린더(33)를 선택적으로 작동되도록 한다.

각 바퀴(11, 21)는 상기 제어부(41)에 의해서 선택적으로 작동된 브레이크(42)가 작동하여 구속될 수 있는 것이다. 특히, 서로 대각선에 위치하는 바퀴를 한 묶음으로 하여 구속되거나, 해지되도록 하는 것이 바람직하다.

제어부(41)는 예컨대, 각 브레이크(42)에 가압유를 공급/차단하는 브레이크 밸브(43)를 제어한다. 특히, 본 발명에서는 휠로더(1)에 구비된 브레이크(42)에 있어서, 대각선으로 구비된 브레이크(42)가 한 조가 되어 작동하도록 제어한다. 즉, 제어부(41)는 특정한 하나의 바퀴가 정지되거나, 4개의 바퀴 중에서 선택된 일부의 바퀴가 정지되도록 할 수도 있으나, 좌측 전륜(11L)-우측 후륜(21R), 우측 전륜(11R)-좌측 후륜(21L)이 한 조가 되어 구속되거나 해제되도록 제어한다.

또한, 제어부(41)는 상기 조향실린더(33)에 선택적으로 가압유를 공급하여, 휠로더(1)가 좌향되거나 우향되도록 한다.

이를 위해서, 상기 제어부(41)는 브레이크(42)와 조향실린더(33)의 작동에 필요한 가압유를 발생시키기 위해서 상기 유압펌프(51)에 연결된 구동모터(52)를 작동시킨다. 즉, 상기 제어부(41)가 배터리(53)의 전원을 구동모터(52)에 인가함으로써, 상기 유압펌프(51)가 작동된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치의 작동상태를 도 4와 도 5를 통해 전진하는 방법과 후진하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 본 발명의 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치를 작동시키기 위해서, 작업자는 기어(54)를 중립위치로 이동시키고 작동스위치(55)를 작동시켜 제어부(41)가 작동되도록 한다. 이때, 유압펌프(51)를 작동시키고, 대각선 방향의 바퀴를 잠근상태에서 조향핸들을 회전시키는 과정을 반복하여 휠로더(1)를 가까운 거리에 이동시킨다.

휠로더(1)가 전진하는 방법을 먼저 설명하기로 한다.

첫째, 좌측 전륜(11L)과 우측 후륜(21R)을 잠그고, 조향핸들(32)을 좌측(반시계방향)으로 회전시킨 후, 조향핸들(32)을 우측으로 회전시킨다.

도 4(a)로 도시되고, 직진하도록 정렬된 휠로더(1)에서, 좌측 전륜(11L)와, 우측 전륜(11R)이 회전하지 못하도록 제어부(41)는 상기 좌측 전륜(11L) 및 우측 전륜(11R)에 구비된 브레이크(42)에 가압유가 공급되어, 좌측 전륜(11L)과 우측 후륜(21R)이 구속된 상태에서 조향핸들(32)을 좌측으로 회전시키면, 우측 조향실린더(33)로 가압유가 공급되어 신장되고, 좌측 조향실린더(33)에서는 가압유가 릴리 프된다. 상기의 조향핸들(32) 조작에 의하면 휠로더(1)는 허리핀 조인트(31)을 중심으로 '>'형태로 좌향 정렬되어, 휠로더(1)는 잠겨진 좌측 전륜(11L) 및 우측 후륜(21R)을 중심으로 전방부재(10)는 좌측을 향하고, 후방부재(20)는 우측으로 회전한다. 이때, 휠로더(1)는 구속되지 않은 바퀴, 즉 우측 전륜(11R)와 좌측 후륜(21L)이 전진된 상태가 되면서, 전방부재(10)와 후방부재(20)의 중심이 일부 전진된 상태가 된다.

둘째, 우측 전륜(11R) 및 좌측 후륜(21L)을 잠그고, 조향핸들(32)을 우측으로 회전시킨다(도 4(c), 도 4(d) 참조).

제어부(41)가 브레이크(42)를 작동하여 우측 전륜(11R) 및 좌측 후륜(21L)을 구속한 상태에서 조향핸들(32)을 우측으로 회전시키면, 유압펌프(51)에서 좌측 조향실린더(33)로 가압유를 공급하고, 우측 조향실린더(33)에서는 가압유가 릴리프되어, 휠로더(1)는 직진하도록 정렬된 상태(도 4(c))를 거쳐 '<' 상태로 정렬된다.

이때에도, 구속되지 않은 바퀴는 휠로더(1)가 정렬되면서, 좌측 전륜(11L) 및 우측 전륜(11R)이 전진하여 휠로더(1)가 일부 전진된 상태이다.

셋째, 좌측 전륜(11L)과 우측 후륜(21R)을 구속한 상태에서 조향핸들(32)을 좌측으로 회전시킨다(도 4(e) 참조).

제어부(41)를 통하여 좌측 전륜(11L)과 우측 전륜(11R)을 구속한 상태에서, 조향핸들(32)을 좌측으로 회전시키면 유압펌프(51)는 우측 조향실린더(33)로 가압유를 공급하여 우측 조향실린더(33)가 신장되도록 하고, 좌측 조향실린더(33)에서는 가압유가 릴리프된다.

이때에는 좌측 전륜(11L)과 우측 후륜(21R)이 구속된 상태에서, 우측 전륜(11R)와 좌측 후륜(21L)이 전진하여 일부 전진된 상태이고, 이는 다시 처음의 도 4(a)의 상태와 같으나, 앞으로 이동된 상태이다.

또한, 계속해서 좌측 전륜(11L)과 우측 후륜(21R)을 구속한 상태에서, 조향핸들(32)을 좌측으로 회전시키면, 다시 도 4(b)의 상태가 된다.

따라서, 상기와 같은 동작을 반복함으로써, 비상시 휠로더(1)를 가까운 거리에 대하여 전진이동시킬 수 있다.

상기와 반대로, 휠로더(1)가 전진하는 방법을 설명하기로 한다.

휠로더(1)가 후진하는 방법은 상기 전진하는 방법과 조향핸들(32)의 조작은 같으나, 이때 구속하는 바퀴를 반대측 대각선을 구속함으로써 전진되도록 한다.

이를 살펴보면, 첫째, 도 5(a)와 같이 우측 전륜(11R)과 좌측 전륜(11L)을 구속한 상태에서, 조향핸들(32)을 좌측으로 회전시킨다.

상기 조향핸들(32)의 조작에의해 휠로더(1)를 좌향되면서, 구속된 우측 전륜(11R) 및 좌측 후륜(21L)을 중심으로 전방부재(10)와 후방부재(20)가 회전한다. 전방부재(10)가 우측 전륜(11R)을 중심으로 회전하면 구속되지 않은 좌측 전륜(11L)은 일부 후진한 상태가 되고, 후방부재(20)가 좌측 후륜(21L)을 중심으로 회전하면 구속되지 않은 우측 후륜(21R)도 일부 후진한 상태가 되어 휠로더(1)가 전체적으로 일부 후진한 상태가 된다(도 5(b) 참조).

둘째, 휠로더(1)가 좌향된 상태에서 좌측 전륜(11L)과 우측 후륜(21R)을 브레이크(42)를통하여 구속시킨 상태에서, 조향핸들(32)을 우측으로 회전시킨다.

이때, 전방부재(10)는 구속된 좌측 전륜(11L)을 중심으로 전방부재(10)가 우측으로 회전하면서 우측 전륜(11R)은 일부 후진하고, 후방부재(20)는 구속된 우측 전륜(11R)을 중심으로 후방부재(20)가 좌측으로 회전하면서 좌측 후륜(21L)이 일부 후진하는 상태가 된다. 따라서, 도 5에서 (b)의 상태에서 (c)의 상태를 거쳐 (d)의 상태, 우향 정렬 상태가 되면서 휠로더(1)는 후진하게 된다.

마지막으로, 우측 전륜(11R)와 좌측 후륜(21L)을 구속한 상태에서, 조향핸들(32)을 좌측으로 회전시킨다.

구속된 우측 전륜(11R)을 중심으로 전방부재(10)와 좌측으로 회전하면서 좌측 전륜(11L)이 일부 회전하고, 구속된 좌측 후륜(21L)을 중심으로 후방부재(20)가 우측으로 회전하면서 우측 후륜(21R)이 일부 후진하여 도 5(e)의 상태가 된다.

상기와 같은 과정을 반복함으로써, 휠로더(1)가 후진할 수 있다.

한편 본발명의 다른 실시예로서, 상기 제어부(41)는 비상구동 명령을 지령하는 작동스위치(55)의 신호가 인가 될 때에는 상기 브레이크밸브(43)와 조향콘트롤밸브(70)를 각각 교호로 반복하여 절환되도록 지령하도록하므로써 운전자가 일일이 조향핸들(32)을 조작하지 않고서도 휠로더를 비상구동 할 수있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치를 살펴보면, 고장, 사고 등과 같이 휠로더에 이상에 발생한 경우에, 조향 시스템을 이용하여 가까운 거리를 이동시킬 수 있다.

이로 인하여, 휠로더를 이동시킬 구난차를 기다리는 동안 도로의 가장자리 또는 안전지대로 이동함으로써, 주행중인 차량 또는 다른 건설기계의 주행을 방해하지 않도록 한다.

Claims

브레이크(42)가 장착된 좌우 전륜(11)을 구비한 전방부재(10)와, 브레이크(42)가 장착된 좌우 후륜(21)과 상부에 캐빈과 엔진 등이 구비된 후방부재(20)와, 상기 전,후방부재(10,20)를 회동가능하게 연결하는 허리핀 조인트(31)와, 상기 허리핀 조인트(31)를 중심으로 양단이 상기 전방부재(10)와 후방부재(20) 양측에 대칭되게 연결되며, 좌,우가 서로 반대방향으로 작동되는 한쌍의 조향실린더(33)와, 조향핸들(32)에 의해 상기 조향실린더(33)에 공급되는 유압의 방향을 절환하는 조향콘트롤밸브(70)을 구비한 휠로더에 있어서,

상기 전륜(11)과 후륜(21)에 장착된 브레이크(42)는 각각 좌,우가 선택적으로 작동가능하게 장착되어지되, 전후방의 좌,우측 브레이크(42)가 서로 대각선 방향으로 각각 한쌍을 이루어 선택적으로 작동과 해제가 이루어지도록 형성된 브레이크 오일 공급회로(61)와;

상기 브레이크 오일 공급회로(61)에 공급되는 브레이크 오일의 방향을 전환하는 브레이크밸브(43)와;

외부신호가 인가될 때 상기 브레이크밸브(43)의 방향 절환을 지령하고 이와 동시에 상기 조향콘트롤밸브(70)도 어느 일측 방향으로 절환을 지령하는 제어부(41)를 구비한 것을 특징으로 하는 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부(41)에 인가되는 외부신호는 조향핸들(32)의 좌,우 방향신호인 것을 특징으로 하는 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부(41)에 인가되는 외부신호는 비상구동 명령을 지령하는 작동스위치(55)이고, 상기 제어부(41)는 상기 작동스위치(55)의 신호가 인가될 경우 상기 브레이크밸브(43)와 조향콘트롤밸브(70)를 각각 교호로 반복하여 절환되도록 지령하는 것을 특징으로 하는 조향장치를 이용한 휠로더의 비상구동장치.