KR20100073488A

KR20100073488A - 건설기계의 유압회로

Info

Publication number: KR20100073488A
Application number: KR1020080132181A
Authority: KR
Inventors: 황거선; 신경용
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2010-07-01
Also published as: KR101517240B1; CN101793272A; CN101793272B

Abstract

본 발명에 따른 건설기계의 유압회로는 제 1 주행제어밸브(100)와 제 1 프런트 제어밸브(110)(120) 각각을 통해 제 1 주행모터(101)와 제 1 프런트 작업기(112)(121) 각각에 작동유를 공급하는 제 1 펌프(P1)와, 제 2 주행제어밸브(140)와 제 2 프런트 제어밸브(150) 각각을 통해 제 2 주행모터(141)와 제 2 프런트 작업기(151) 각각에 작동유를 공급하는 제 2 펌프(P2)와, 선회제어밸브(170)를 통해 선회모터(171)에 작동유를 공급하는 제 3 펌프(P3)와, 상기 제 3 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유를 상기 제 1 프런트 제어밸브(110)(120)의 전단에서 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유와 합류시키는 제 1 합류라인(196)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 제 2 프런트 제어밸브(150)의 전단에서 상기 제 2 펌프(P2)의 작동유와 합류시키는 제 2 합류라인(197)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 선회제어밸브(170)를 통해 드레인시키는 드레인 라인(195)을 포함하는 건설기계에 적용되는 것으로서, 제 1 내지 제 3 위치(191)(192)(193)를 구비하고, 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)이 인가되는 수압부(190a)를 구비하고, 상기 수압부(190a)에 인가되는 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)의 크기에 따라 상기 제 1 내지 제 3 위치(191)(192)(193)의 범위에서 변환하는 주행직진밸브(190); 및 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 주행직진밸브(190)를 우회하여 상기 선회제어밸브(170)에 공급하는 선회평행라인(172)을 포함하며, 상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 1 위치(191)로 변환되면, 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 드레인 라인(195)은 제 1 개도량 으로 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197)의 연결은 차단되며, 상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 2 위치(192)로 변환되며, 제 1 유로(192a)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 합류라인(196)과 연통되고, 제 2 유로(192b)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)은 상기 제 2 합류라인(197)과 연통되며, 제 3 유로(192c)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)는 제 1 개도량보다 작은 제 2 개도량으로 상기 드레인 라인(195)과 연통되고, 상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 3 위치(193)로 변환되면, 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197) 각각과 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 드레인 라인(195)의 연결은 차단된다.

프런트 작업, 주행, 선회, 복합동작, 선회충격, 주행직진밸브, 선형제어

Description

건설기계의 유압회로{HYDRAULIC CIRCUIT FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 굴삭기 등과 같은 건설기계에 관한 것으로서, 특히 프런트 작업과 주행 및 선회 복합 동작을 동시에 수행할 경우 급선회에 의해 발생하는 선회 충격을 방지할 수 있는 건설기계의 유압회로에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기 등과 같은 건설기계는 유압모터인 주행모터에 의해 차량이 주행되고, 유압모터인 선회모터에 의해 상부 선회체가 선회되며, 유압 실린더에 의해 붐, 아암 및 버켓 실린더와 같은 프런트 작업기가 구동된다.

이와 같이 각 구동장치가 모두 작동유에 의해 구동되어 펌프로부터 토출되는 작동유를 적절하게 각 구동장치에 배분해야 한다. 특히, 주행과 프런트 작업기 또는 선회를 동시에 작동시, 좌주행 모터와 우주행 모터 중 어느 하나에 공급되는 작동유의 유량이 부족하게 되면, 건설기계가 직진을 하지 못하게 된다. 이를 해결하기 위해 주행모터에 충분한 유량을 공급할 수 있도록 주행직진밸브가 설치된다. 이러한 유압 회로의 일 예가 도 1a 내지 도 1c에 도시되어 있다.

도 1a를 참조하면, 주행직진밸브(30)는 초기상태에서 제 1 기어펌프(10)를 드레인 라인(40)과 연결시켜 제 1 기어펌프(10)로부터 토출되는 작동유를 드레인 시키고, 제 1 기어펌프(10)를 제 1 및 제 2 합류라인(41)(42)과 차단시킨다. 한편, 제 1 기어펌프(10)의 작동유는 주행직진밸브(30)를 우회하여 선회제어밸브(50)에 연결된 선회평행라인(43)을 통해 선회제어밸브(50)의 전단에 대기하고 있다.

이와 같은 상태에서, 주행신호와 암 조작신호가 발생하면, 제 1 주행제어밸브(60)와 아암 1속 제어밸브(70)는 도 1b와 같은 상태로 변환된다. 이와 같이 변환된 제 1 주행제어밸브(60)와 아암 1속 제어밸브(70)는 제 2 기어펌프(20)와 연결된 제 1 및 제 2 분기신호라인(32)(33)을 차단하게 된다. 그러면, 주행직진밸브(30)의 수압부(30a)와 제 2 기어펌프(20)를 연결하는 주행직진신호라인(31)에는 고압이 형성된다. 이에 의해 주행직진밸브(30)가 도 1b와 같은 상태로 변환된다.

주행직진밸브(30)가 도 1b와 같은 상태로 변환되면, 제 1 기어펌프(10)는 주행직진밸브(30)를 통해 제 1 및 제 2 합류라인(41)(42)과 연결된다. 이에 의해 제 1 기어펌프(10)로부터 토출되는 작동유는 제 1 합류라인(41)을 통해 붐 1속 제어밸브(90)에 작동유를 공급하게 되고, 제 2 합류라인(42)을 통해 아암 1속 제어밸브(70)에 작동유를 공급하게 된다. 한편, 제 1 주행제어밸브(60)에는 메인 펌프(P1)에 의해 작동유가 공급된다.

한편, 상기 제 1 및 제 2 합류라인(41)(42)은 주행직진밸브(30)를 통해 선회평행라인(43)과 연통되어 있다. 그리고 상기 제 1 및 제 2 합류라인(41)(42)을 통해 유동하는 작동유는 붐 1속 제어밸브(90) 및 아암 1속 제어밸브(70)의 전단에서 메인펌프(P1,P2)의 작동유와 합류된다. 한편, 그러나 붐과 아암의 작동압은 100bar 정도이다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 합류라인(41)(42)에는 100bar 정도의 압력이 형성되고, 상기 선회평행라인(43)도 상기 제 1 및 제 2 합류라인(41)(42)과 연통되고 드레인 라인(40)은 주행직진밸브(30)에 의해 차단되어 있기 때문에 100bar 정도가 형성되어 있다. 한편, 선회 작동압은 50bar 정도이다. 따라서, 선회 구동을 위해 선회제어밸브(50)를 도 1b와 같은 상태에서 좌측 또는 우측으로 변환시키면, 100bar 정도의 고압 고유량의 작동유가 선회제어밸브(50)를 통해 선회모터(51)에 공급된다. 이에 의해 선회모터(51)가 급작스럽게 구동되어 상부 선회체가 급작스럽게 빠른 속도로 선회를 하게 된다. 이와 같은 현상을 선회 충격이라고 칭하기도 한다. 이와 같은 선회 충격이 발생하는 경우, 운전자의 의도와 다르게 상부 선회체가 갑작스럽게 빠르게 선회하기 때문에 안전사고가 발생할 가능성이 높다.

한편, 주행과 프런트 작업 및 선회 구동을 동시에 하는 경우, 상기 붐 및 아암의 작동압이 상대적으로 크기 때문에 제 1 기어펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 대부분은 선회모터(51)에 공급된다. 즉, 제 1 및 제 2 합류라인(41)(42)을 통해 붐 실린더 및 아암 실린더에 공급되는 작동유는 극소에 불과하게 된다. 이러한 이유로 프런트 작업기의 구동속도가 현저히 저하되게 되어 작업의 효율성이 떨어지게 된다.

특히, 붐 실린더에는 붐 뿐만 아니라 아암 및 버켓의 하중까지 가해지기 때문에 붐 실린더의 상승챔버에는 고압이 형성된다. 따라서, 제 2 주행제어밸브(미도시)를 반정도만 변환하는 경우, 메인 펌프(P1)의 작동유의 일부는 주행제어밸브(미도시)를 통해 주행모터에 공급되고 메인 펌프의 나머지 작동유는 붐 1속 제어밸브(90)를 통해 붐 실린더에 공급될 수 있게 된다. 그러나 상기 메인 펌프의 작동유 가 붐 1속 제어밸브(90)의 전단에서 제 1 합류라인(41)과 합류되어 있고 상기 제 1 합류라인(41)에는 상기 선회모터(51)의 작동압이 50bar 정도만 형성되어 있기 때문에 작동유의 압력이 100bar 이상이어야만 붐 실린더에 공급될 수 작동유는 상기 제 1 합류라인(41)과 주행직진밸브(30)를 통해 선회평행라인(43)으로 역류되게 된다. 따라서, 상기 선회모터(51)에는 더욱 큰 유량의 작동유가 공급되게 되어 선회 충격이 더욱 커질 뿐만 아니라 붐 실린더의 구동속도가 현격히 저하되는 문제가 발생하게 된다.

한편, 상기 주행직진밸브(30)의 수압부(30a)는 제 2 기어펌프(20)에 연통되어 있어서, 주행제어밸브(60)와 프런트 제어밸브(70)가 동시에 변환되는 경우, 주행직진밸브(30)는 도 1a와 같은 상태에서 도 1b와 같은 상태로 급작스럽게 변환된다. 즉, 주행직진밸브(30)는 온/오프(ON/OFF) 방식으로 변환된다. 이와 같이 주행직진밸브가 온/오프 방식으로 변환되기 때문에 드레인 라인(40)이 갑작스럽게 차단되게 되고 이에 의해 상기 선회평행라인(43)에도 갑자기 큰 압력이 형성되게 된다. 이러한 요인은 상기 선회충격을 더욱 크게 증폭시킨다. 미설명된 부호 80은 옵션장치를 제어하는 기능을 구비한 붐 2속 제어밸브를 나타낸다.

본 발명은 전술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 선회 충격을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 복합 작업시 프런트 작업기의 구동속도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 건설기계의 유압회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압회로는 제 1 주행제어밸브(100)와 제 1 프런트 제어밸브(110)(120) 각각을 통해 제 1 주행모터(101)와 제 1 프런트 작업기(112)(121) 각각에 작동유를 공급하는 제 1 펌프(P1)와, 제 2 주행제어밸브(140)와 제 2 프런트 제어밸브(150) 각각을 통해 제 2 주행모터(141)와 제 2 프런트 작업기(151) 각각에 작동유를 공급하는 제 2 펌프(P2)와, 선회제어밸브(170)를 통해 선회모터(171)에 작동유를 공급하는 제 3 펌프(P3)와, 상기 제 3 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유를 상기 제 1 프런트 제어밸브(110)(120)의 전단에서 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유와 합류시키는 제 1 합류라인(196)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 제 2 프런트 제어밸브(150)의 전단에서 상기 제 2 펌프(P2)의 작동유와 합류시키는 제 2 합류라인(197)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 선회제어밸브(170)를 통해 드레인시키는 드레인 라인(195)을 포함하는 건설기계에 적용되는 것으로서, 제 1 내지 제 3 위치(191)(192)(193)를 구비하고, 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)이 인가되는 수압부(190a)를 구비하고, 상기 수압부(190a)에 인가되는 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5) 의 크기에 따라 상기 제 1 내지 제 3 위치(191)(192)(193)의 범위에서 변환하는 주행직진밸브(190); 및 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 주행직진밸브(190)를 우회하여 상기 선회제어밸브(170)에 공급하는 선회평행라인(172)을 포함하며, 상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 1 위치(191)로 변환되면, 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 드레인 라인(195)은 제 1 개도량으로 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197)의 연결은 차단되며, 상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 2 위치(192)로 변환되며, 제 1 유로(192a)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 합류라인(196)과 연통되고, 제 2 유로(192b)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)은 상기 제 2 합류라인(197)과 연통되며, 제 3 유로(192c)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)는 제 1 개도량보다 작은 제 2 개도량으로 상기 드레인 라인(195)과 연통되고, 상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 3 위치(193)로 변환되면, 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197) 각각과 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 드레인 라인(195)의 연결은 차단된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 건설기계의 유압회로는 상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140)에 인가되는 주행신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5) 중 큰 신호압을 상기 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에 인가하는 셔틀밸브유닛(194); 상기 셔틀밸브유닛(194)과 상기 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)를 연결하는 주행직진신호라인(103); 상기 주행직진신호라인(103)으로부터 분기되어 상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140)를 순차적으로 통과하여 드레인 라인에 연결되는 제 1 분기신호라인(103a); 상기 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150)를 각각 통과하여 드레인 라인에 연결되는 제 2 분기신호라인(103b)을 더 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140) 중 적어도 어느 하나가 중립 상태를 벗어나고 상기 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150) 중 적어도 어느 하나가 중립 상태를 벗어나도록 변환되면, 상기 제 1 및 제 2 분기신호라인(103a)(103b)은 드레인 라인과 차단된다.

또한, 상기 건설기계의 유압회로는 상기 제 1 펌프(P1)로부터 토출되는 작동유가 상기 제 1 합류라인(196)을 통해 상기 선회평행라인(172)으로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 주행직진밸브(190)의 사이에 설치되어 체크밸브(198)를 더 포함할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 목적은 제 1 주행제어밸브(100)와 제 1 프런트 제어밸브(110)(120) 각각을 통해 제 1 주행모터(101)와 제 1 프런트 작업기(112)(121) 각각에 작동유를 공급하는 제 1 펌프(P1)와, 제 2 주행제어밸브(140)와 제 2 프런트 제어밸브(150) 각각을 통해 제 2 주행모터(141)와 제 2 프런트 작업기(151) 각각에 작동유를 공급하는 제 2 펌프(P2)와, 선회제어밸브(170)를 통해 선회모터(171)에 작동유를 공급하는 제 3 펌프(P3)와, 상기 제 3 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유를 상기 제 1 프런트 제어밸브(110)(120)의 전단에서 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유와 합류시키는 제 1 합류라인(196)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 제 2 프런트 작업기(151)의 전단에서 상기 제 2 펌프(P2)의 작동유와 합류시키는 제 2 합류라인(197)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 선회제어밸브(170)를 통해 드레인시키는 드레인 라인(195)을 포함하는 건설기계에 적용되는 유압회로 로서, 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)이 인가되는 수압부(290a)를 구비하고, 상기 수압부(290a)에 인가되는 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)의 크기에 따라 제 1 위치(291)와 제 2 위치(292) 사이에서 변환하는 주행직진밸브(290); 상기 주행직진밸브(290)를 우회하여 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 선회제어밸브(170)를 연결하는 선회평행라인(172); 및 상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140)에 인가되는 주행신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5) 중 큰 신호압을 상기 상기 주행직진밸브(290)의 수압부(290a)에 인가하는 셔틀밸브유닛(194)를 포함하며, 상기 주행직진밸브(290)가 상기 제 1 위치(291)로 변환하면, 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 드레인 라인(195)와 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197)의 연결은 차단되며, 상기 주행직진밸브(290)가 상기 제 2 위치(292)로 변환하면, 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197) 각각과 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 드레인 라인(195)의 연결은 차단되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압회로에 의해서도 달성될 수 있다.

전술한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 주행직진밸브에 제 1 및 제 2 합류라인과 제 3 펌프를 연통시킴과 아울러 드레인 라인을 제 3 펌프와 연결하는 제 2 위치를 설치하여, 프런트 작업과 주행 및 선회 복합 동작시 제 3 펌프가 선회평행라인과 선회제어밸브를 통해 선회모터에 공급하는 작동유의 유량 및 압력을 줄일 수 있게 되고, 이에 의해 급작스런 선회 동작이 발생하는 선회 충격을 방지할 수 있게 된다.

또한, 주행직진밸브의 수압부에 주행신호압을 인가함으로써, 주행조작부의 조작량에 따라 주행직진밸브의 변화량이 선형적으로 제어될 수 있고, 이에 의해 선회평행라인 및 선회제어밸브를 통해 선회모터에 급작스럽게 고압 고유량의 작동유가 공급되는 것을 방지할 수 있게 되고, 이에 의해 선회 충격을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.

한편, 제 3 펌프와 주행직진밸브의 사이에 체크밸브를 설치하여 제 1 펌프의 작동유가 상기 제 1 합류라인과 주행직진밸브를 통해 선회평형라인으로 역류되는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해 선회 충격을 더욱 완화할 수 있을 뿐만 아니라 프런트 작업기의 구동속도를 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압회로에 대하여 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압회로는 프런트 작업과 주행과 상부 선회체의 선회를 동시에 수행할 경우, 상부 선회체가 급작스럽게 선회하는 선회 충격 현상을 방지하기 위한 것이다. 이러한 건설기계의 유압회로는 주행직진밸브(190)와, 셔틀밸브유닛(194)과 선회평행라인(172)을 포함한다.

본 실시예가 적용되는 건설기계의 작업기는 제 1 내지 제 3 펌프(P1)(P2)(P3)로부터 토출되는 작동유에 의해 구동된다.

보다 구체적으로, 상기 제 1 펌프(P1)는 제 1 주행제어밸브(100)와, 붐 1속 제어밸브(110)와, 버켓 제어밸브(120)와, 아암 2속 제어밸브(130) 각각을 통해 제 1 주행모터(101)와 붐 실린더(112)와 버켓 실린더(121) 및 아암 실린더(151) 각각에 작동유를 공급한다. 물론 상기 아암 2속 제어밸브(130)를 통해 공급되는 작동유는 제 2 펌프(P2)로부터 토출되는 작동유에 의해 합류되어 아암 실린더(151)에 공급된다. 그러나 상기 제 1 주행제어밸브(100)가 중립상태를 벗어나서 일측 또는 타측으로 완전히 변환된 경우, 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유는 상기 제 1 주행제어밸브(100)에 의해 각 제어밸브(110)(120)(130)로 유동하는 것이 차단되어 상기 제 1 주행제어밸브(100)를 통해 제 1 주행모터(101)에만 공급된다. 이와 같은 상황에서는 상기 주행직진밸브(190)가 변환되어 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유가 제 1 합류라인(196)을 통해 붐 1속 제어밸브(110)와 버켓 제어밸브(120) 및 아암 2속 제어밸브(130)에 공급하게 된다. 이와 같은 동작은 이하에서 상세히 설명한다. 여기서, 붐 1속 제어밸브(110)와 버켓 제어밸브(120)를 제 1 프런트 제어밸브(110)(120)로 정의하고, 붐 실린더(112)와 버켓 실린더(121)를 제 1 프런트 작업기(112)(121)로 정의한다.

상기 제 2 펌프(P2)는 제 2 주행제어밸브(140)와, 아암 1속 제어밸브(150)와, 붐 2속 제어밸브(160) 각각을 통해 제 2 주행모터(141)와, 아암 실린더(151)와, 붐 실린더(112) 각각에 작동유를 공급한다. 물론 상기 붐 2속 제어밸브(160)를 통해 공급되는 작동유는 제 1 펌프(P1)로부터 토출되는 작동유와 합류하여 붐 실린더(112)에 공급된다. 그러나 상기 제 2 주행제어밸브(140)가 중립상태를 벗어나서 일측 또는 타측으로 완전히 변환된 경우, 제 2 펌프(P2)의 작동유는 상기 제 2 주행제어밸브(140)에 의해 상기 각 제어밸브(150)(160)로 유동하는 것이 차단되어 상 기 제 2 주행제어밸브(140)를 통해 제 2 주행모터(141)에만 공급된다. 이와 같은 상황에서는 상기 주행직진밸브(190)가 변환되어 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유가 제 2 합류라인(197)을 통해 붐 2속 제어밸브(160)와 아암 1속 제어밸브(150)에 공급된다. 여기서, 상기 상기 아암 1속 제어밸브(150)를 제 2 프런트 제어밸브(150)라 정의하고, 아암 실린더(151)를 제 2 프런트 작업기(151)로 정의한다.

상기 제 3 펌프(P3)는 선회평행라인(172) 및 도저평행라인(182)을 통해 상기 선회제어밸브(170)와 도저제어밸브(180)에 작동유를 공급한다. 그러나 전술한 바와 같이 상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140) 중 어느 하나가 변환되면 상기 제 3 펌프(P3)는 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197)을 통해 상기 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150)에 작동유를 공급하게 된다.

상기 주행직진밸브(190)는, 전술한 바와 같이, 주행 신호가 입력되면 상기 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150)로 공급되고 있던 상기 제 1 및 제 2 펌프(P1)(P2)의 작동유가 차단되기 때문에 상기 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150)에 제 3 펌프(P3)의 작동유가 공급될 수 있도록 유로를 변환하는 기능을 한다. 이러한 주행직진밸브(190)는 수압부(190a)를 구비하고, 상기 수압부(190a)에 인가되는 신호압의 크기에 따라 변환되는 제 1 내지 제 3 위치(191)(192)(193)를 구비한다.

상기 제 1 위치(191)는 상기 제 3 펌프(P3)와 드레인 라인(195)을 제 1 개도량으로 연결시키고 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197)과 상기 제 3 펌프(P3)의 연결을 차단한다. 이와 같은 상태는 주행직진밸브(190)의 초기 상태로서 주행이 되 지 않는 상태다. 즉, 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140)가 중립 상태에 위치하고 있는 경우이다. 이와 같은 상태에서 제 3 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유는 드레인 라인(195)을 따라 선회제어밸브(170) 및 도저제어밸브(180)를 통과하여 드레인된다. 그리고 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150)에는 제 1 및 제 2 펌프(P1)(P2)로부터 토출되는 작동유가 공급된다.

상기 제 2 위치(192)는 상기 주행직진밸브(190)가 제 3 위치(193)로 변환되기 전의 과도기적인 위치이다. 상기 제 2 위치(192)에는 상기 제 3 펌프(P3)를 상기 제 1 합류라인(196)에 연통시키는 제 1 유로(192a)와, 상기 제 3 펌프(P3)를 상기 제 2 합류라인(197)에 연통시키는 제 2 유로(192b)와, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 드레인 라인(195)에 연통시키는 제 3 유로(192c)가 형성된다. 상기 제 3 유로(192c)는 제 1 개도량 보다 작은 제 2 개도량으로 제 3 펌프(P3)의 작동유를 드인 라인(195)에 드레인시킨다. 따라서, 상기 제 3 유로(192c)를 통해 상기 드레인 라인(195)으로 드레인되는 제 3 펌프(P3)의 작동유 유량은 상기 제 1 위치(191)에서 드레인 라인(195)으로 드레인되는 제 3 펌프(P3)의 작동유 유량보다 작다. 이와 같이, 제 3 유로(192c)를 형성하여 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유 일부를 드레인 라인(195)으로 드레인시킴으로써, 선회평행라인(172)과 선회제어밸브(170)를 통해 선회모터(171)로 공급되는 작동유의 유량 및 압력을 줄일 수 있고, 이에 의해 선회모터(171)가 급격하게 구동되는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 선회충격을 방지할 수 있게 된다.

상기 제 3 위치(193)는 상기 제 3 펌프(P3)를 상기 제 1 및 제 2 합류라 인(196)(197) 각각과 연통시키고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 드레인 라인(195)의 연결을 차단한다.

한편, 상기 주행직진밸브(190)의 전단에는 체크밸브(198)가 설치된다. 상기 체크밸브(198)는 상기 주행직진밸브(190)가 제 2 및 제 3 위치(192)(193)로 변환시 상기 제 1 합류라인(196)을 통해 선회평행라인(172)으로 작동유가 역류되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 제 1 합류라인(196)을 통해 상기 선회평행라인(172)으로 역류가 발생하는 경우 다음과 같다.

상기 제 1 주행제어밸브(100)가 완전히 변환된 상태가 아닐 경우, 제 1 펌프(P1)의 작동유의 일부는 상기 제 1 주행제어밸브(100)를 통해 상기 제 1 주행모터(101)에 공급되고 상기 제 1 펌프(P1) 작동유의 나머지 일부는 붐 1속 평행라인(111)을 통해 상기 붐 1속 제어밸브(110)에 공급된다. 상기 붐 1속 평행라인(111)의 작동유 압력은 상기 선회평행라인(172)이 압력보다 2배 가량 높다. 따라서, 상기 붐 1속 제어밸브(110)가 중립 상태를 벗어나도록 변환되면, 상기 제 1 펌프(P1)로부터 토출되어 상기 붐 1속 평행라인(111)의 작동유는 상기 제 1 합류라인(196)과 상기 주행직진밸브(190)를 통해 선회평행라인(172)으로 역류되게 된다. 이러한 경우, 선회모터(171)에 공급되는 작동유의 유량이 더욱 증가하여 상기 선회 충격이 더욱 커질 뿐만 아니라 상기 붐 실린더(112)의 구동속도가 낮아지게 된다. 이를 방지하기 위한 상기 체크밸브(198)를 주행직진밸브(190)의 전단에 설치하는 경우, 이러한 역류를 방지할 수 있어 붐 실린더(112)의 구동속도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 선회충격을 줄일 수 있게 된다.

상기 셔틀밸브유닛(194)은 주행 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)을 상기 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에 인가하기 위한 것이다. 이와 같은 셔틀밸브유닛(194)은 주행조작부(104)로부터 출력되는 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5) 중 큰 신호압(Pa5)을 상기 수압부(190a)로 인가하게 된다. 이와 같이 셔틀밸브유닛(194)을 통해 주행 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)을 상기 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에 인가함으로써, 상기 주행조작부(104)의 조작량에 따라 상기 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에 인가되는 신호압의 크기가 가변된다. 따라서, 주행조작부(104)의 조작량이 작을 경우, 상기 주행직진밸브(190)는 제 1 위치(191)로부터 변환되는 변환량이 작아지게 되고 이에 의해 제 3 펌프(P3)의 작동유가 드레인 라인(195)을 통해 드레인되는 양을 점진적으로 줄일 수 있게 된다. 따라서, 상기 선회평행라인(172)의 작동유의 압력은 점진적으로 커지게 되어 상기 선회모터(171)에 갑작스럽게 구동되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 셔틀밸브유닛(194)으로부터 출력되는 신호압(Pa5)은 주행직진신호라인(103)을 통해 상기 수압부(190a)에 인가된다. 그리고, 상기 주행직진신호라인(103)은 제 1 및 제 2 분기신호라인(103a)(103b)으로 분기된다. 상기 제 1 분기신호라인(103a)은 프런트 제어밸브(110)(120)(150)(160), 즉 붐 2속 제어밸브(160)와 아암 1속 제어밸브(150)와 붐 1속 제어밸브(110)와 버켓 제어밸브(120)를 통과하여 드레인 라인에 연결된다. 그리고 상기 제 2 분기신호라인(103b)은 제 2 주행제어밸브(140)와 상기 제 1 주행제어밸브(100)를 순차적으로 통과하여 드레인 라인에 연결된다. 이와 같은 상태에서 상기 프런트 제어밸브(110)(120)(150) 중 어느 하나의 제어밸브가 중립상태를 벗어나게 변환되고 상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140) 중 어느 하나의 주행제어밸브가 중립상태를 벗어나게 변환되면, 제 1 및 제 2 분기신호라인(103a)(103b)은 드레인 라인과 차단되고, 이에 의해 상기 주행직진신호라인(103)의 압력이 상승할 수 있게 된다.

이하, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 건설기계의 유압회로의 작동과정에 대하여 상세히 설명한다.

도 3a는 주행직진밸브(190)가 제 2 위치(192)로 변환된 상태를 개략적으로 나타낸 것이다. 우선, 작업자가 제 2 주행제어밸브(140)와 아암 1속 제어밸브(150)와 선회제어밸브(170)를 동시에 변환시킨다. 그러면, 상기 주행조작부(104)의 신호압(Pa5)은 셔틀밸브유닛(194)을 통해 출력되고 출력된 신호압(Pa5)은 주행직진신호라인(103)을 통해 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에 인가된다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 분기신호라인(103a)(103b)은 각각 아암 1속 제어밸브(150)와 제 2 주행제어밸브(140)에 의해 드레인 라인과 차단된 상태이기 때문에, 상기 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에는 주행조작부(104)로부터 발생한 신호압(Pa5)이 그대로 인가된다.

주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에 주행 신호압(Pa5)이 인가되면, 주행직진밸브(190)는 제 1 위치(191)에서 제 2 위치(192)로 변환된다. 그러면, 제 3 펌프(P3)는 제 1 내지 제 3 유로(192a)(192b)(192c) 각각을 통해 제 1 및 제 2 합류라인(197)과 드레인 라인(195) 각각과 연통된다.

한편, 상기 제 2 주행제어밸브(140)가 도 3a와 같은 상태로 변환됨에 따라 상기 제 2 펌프(P2)의 작동유는 제 2 주행모터(141)에만 공급되게 되고, 제 3 펌프(P3)의 작동유는 제 2 합류라인(197), 아암 1속 평행라인(152), 아암 1속 제어밸브(150)를 순차적으로 통과하여 아암 실린더(151)에 공급된다.

또한, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유는 선회평행라인(172)과 선회제어밸브(170)를 통해 선회모터(171)에 공급된다. 이때, 상기 제 3 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유가 제 3 유로(192c)를 통해 드레인 라인(195)으로 드레인되기 때문에 상기 선회모터(171)가 급작스럽게 구동되는 선회충격이 발생하지 않게 된다.

도 3a와 같은 주행직진밸브(190)의 변환상태(제 2 위치로 변환된 상태)는 상기 주행조작부(104)의 조작량이 최대가 아닌 경우에 발생할 뿐만 아니라 주행조작부(104)의 조작량이 최대인 경우에도 과도기적 상태로 발생하게 된다. 따라서, 주행조작부(104)로부터 조작량이 최대인 경우에도 선회 충격을 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 3b는 주행조작부(104)의 조작량이 최대인 경우, 주행직진밸브(190)가 제 2 위치(192)를 거쳐 제 3 위치(193)로 변환된 상태를 개략적으로 나타낸 회로도이다. 이와 같은 상태에서 상기 제 3 펌프(P3)는 드레인 라인(195)과 차단된 상태가 되어 상기 선회 조작량에 따라 선회모터(171)의 정상적인 구동속도를 제어할 수 있게 된다.

도 3c는 도 3a의 아암 1속 제어밸브(150)는 변환되지 않은 중립상태에 있고 붐 1속 제어밸브(110)가 변환된 상태를 개략적으로 나타내 회로도이다.

도 3c를 참조하면, 상기 제 1 분기신호라인(103a)이 상기 붐 1속 제어밸 브(110)에 의해 드레인 라인과 차단된다. 그리고, 상기 붐 1속 제어밸브(110)에는 제 1 펌프(P1)의 작동유가 제 1 주행제어밸브(100)를 통과하여 공급되고, 제 3 펌프(P3)의 작동유는 제 1 합류라인(196)을 통해 붐 1속 평행라인(111)에서 제 1 펌프(P1)의 작동유와 합류된다. 이와 같은 상태에서 상기 붐 1속 평행라인(111)은 제 1 합류라인(196)과 주행직진밸브(190)를 통해 상기 선회평행라인(172)과 연통되어 있다. 따라서, 상기 붐 실린더(112)에 큰 하중이 작용하여 붐 1속 평행라인(111)의 압력이 상기 선회평행라인(172)의 압력보다 큰 경우, 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유는 상기 붐 1속 평행라인(111)과 제 1 합류라인(196)과 주행직진밸브(190)를 통해 상기 선회평행라인(172)으로 역류될 수 있게 된다. 이와 같은 작동유의 역류는 붐 실린더(112)에 공급되는 작동유의 유량이 줄어들게 되어 붐 실린더(112)의 구동속도가 현격히 낮아지게 된다. 그러나 본 실시예에서는 체크밸브(198)를 설치하여 역류를 방지함으로써, 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유는 붐 1속 제어밸브(110)를 통해 붐 실린더(112)에 공급될 수 있게 된다. 이에 의해 붐 실린더(112)의 구동속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 선회 충격을 더욱 줄일 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계의 유압회로를 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 일 실시예와 주행직진밸브(290)의 구조가 다르다. 즉, 본 발명의 다른 실시예는 제 1 위치(291)와 제 2 위치(292)의 사이에서 변환된다.

이와 같이, 주행직진밸브(290)를 2개의 위치(291)(292) 사이에서 변환되도록 하더라도 상기 주행직진밸브(290)의 수압부(290a)에 인가되는 신호압이 주행조작부(104)의 조작량에 따라 가변되기 때문에 주행직진밸브(290)의 선형 변환이 가능하다. 이에 의해 종래와 같이 온/오프 방식으로 주행직진밸브(290)가 변환되는 것을 방지하여 선회충격을 최소화할 수 있다. 그외 다른 구성은 본 발명의 일 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 건설기계 유압회로를 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압회로를 개략적으로 나타낸 도면,

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 건설기계의 유압회로의 작동과정을 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계의 유압회로를 개략적으로 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

P1, P2, P3; 제 1 내지 제 3 펌프 100; 제 1 주행제어밸브

110; 붐 1속 제어밸브 120; 버켓 제어밸브

140; 제 2 주행제어밸브 150; 아암 1속 제어밸브

170; 선회제어밸브 172; 선회평행라인

190; 주행직진밸브 190a; 주행직진밸브의 수압부

191, 192, 193; 제 1 내지 제 3위치 192a, 192b, 192c; 제 1 내지 제 3 유로

196; 제 1 합류라인 197; 제 2 합류라인

198; 체크밸브

Claims

제 1 주행제어밸브(100)와 제 1 프런트 제어밸브(110)(120) 각각을 통해 제 1 주행모터(101)와 제 1 프런트 작업기(112)(121) 각각에 작동유를 공급하는 제 1 펌프(P1)와, 제 2 주행제어밸브(140)와 제 2 프런트 제어밸브(150) 각각을 통해 제 2 주행모터(141)와 제 2 프런트 작업기(151) 각각에 작동유를 공급하는 제 2 펌프(P2)와, 선회제어밸브(170)를 통해 선회모터(171)에 작동유를 공급하는 제 3 펌프(P3)와, 상기 제 3 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유를 상기 제 1 프런트 제어밸브(110)(120)의 전단에서 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유와 합류시키는 제 1 합류라인(196)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 제 2 프런트 제어밸브(150)의 전단에서 상기 제 2 펌프(P2)의 작동유와 합류시키는 제 2 합류라인(197)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 선회제어밸브(170)를 통해 드레인시키는 드레인 라인(195)을 포함하는 건설기계의 유압회로에 있어서,

제 1 내지 제 3 위치(191)(192)(193)를 구비하고, 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)이 인가되는 수압부(190a)를 구비하고, 상기 수압부(190a)에 인가되는 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)의 크기에 따라 상기 제 1 내지 제 3 위치(191)(192)(193)의 범위에서 변환하는 주행직진밸브(190); 및

상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 주행직진밸브(190)를 우회하여 상기 선회제어밸브(170)에 공급하는 선회평행라인(172)을 포함하며,

상기 주행직진밸브(190)는 상기 제 1 위치(191)로 변환되면, 상기 제 3 펌 프(P3)와 상기 드레인 라인(195)은 제 1 개도량으로 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197)의 연결은 차단되며,

상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 2 위치(192)로 변환되며, 제 1 유로(192a)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 합류라인(196)과 연통되고, 제 2 유로(192b)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)은 상기 제 2 합류라인(197)과 연통되며, 제 3 유로(192c)를 통해 상기 제 3 펌프(P3)는 제 1 개도량보다 작은 제 2 개도량으로 상기 드레인 라인(195)과 연통되고,

상기 주행직진밸브(190)가 상기 제 3 위치(193)로 변환되면, 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197) 각각과 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 드레인 라인(195)의 연결은 차단되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압회로.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140)에 인가되는 주행신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5) 중 큰 신호압을 주행직진신호라인(103)을 통해 상기 주행직진밸브(190)의 수압부(190a)에 인가하는 셔틀밸브유닛(194)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압회로.
제 2항에 있어서,

상기 주행직진신호라인(103)으로부터 분기되어 상기 제 1 및 제 2 주행제어 밸브(100)(140)를 순차적으로 통과하여 드레인 라인에 연결되는 제 1 분기신호라인(103a);

상기 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150)를 각각 통과하여 드레인 라인에 연결되는 제 2 분기신호라인(103b)을 포함하며,

상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140) 중 적어도 어느 하나가 중립 상태를 벗어나고 상기 제 1 및 제 2 프런트 제어밸브(110)(120)(150) 중 적어도 어느 하나가 중립 상태를 벗어나도록 변환되면, 상기 제 1 및 제 2 분기신호라인(103a)(103b)은 드레인 라인과 차단되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압회로.
제1항에 있어서,

상기 제 1 펌프(P1)로부터 토출되는 작동유가 상기 제 1 합류라인(196)을 통해 상기 선회평행라인(172)으로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 주행직진밸브(190)의 사이에 설치되어 체크밸브(198)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압회로.
제 1 주행제어밸브(100)와 제 1 프런트 제어밸브(110)(120) 각각을 통해 제 1 주행모터(101)와 제 1 프런트 작업기(112)(121) 각각에 작동유를 공급하는 제 1 펌프(P1)와, 제 2 주행제어밸브(140)와 제 2 프런트 제어밸브(150) 각각을 통해 제 2 주행모터(141)와 제 2 프런트 작업기(151) 각각에 작동유를 공급하는 제 2 펌 프(P2)와, 선회제어밸브(170)를 통해 선회모터(171)에 작동유를 공급하는 제 3 펌프(P3)와, 상기 제 3 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유를 상기 제 1 프런트 제어밸브(110)(120)의 전단에서 상기 제 1 펌프(P1)의 작동유와 합류시키는 제 1 합류라인(196)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 제 2 프런트 작업기(151)의 전단에서 상기 제 2 펌프(P2)의 작동유와 합류시키는 제 2 합류라인(197)과, 상기 제 3 펌프(P3)의 작동유를 상기 선회제어밸브(170)를 통해 드레인시키는 드레인 라인(195)을 포함하는 건설기계의 유압회로에 있어서,

신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)이 인가되는 수압부(290a)를 구비하고, 상기 수압부(290a)에 인가되는 신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5)의 크기에 따라 제 1 위치(291)와 제 2 위치(292) 사이에서 변환하는 주행직진밸브(290);

상기 주행직진밸브(290)를 우회하여 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 선회제어밸브(170)를 연결하는 선회평행라인(172); 및

상기 제 1 및 제 2 주행제어밸브(100)(140)에 인가되는 주행신호압(Pa4)(Pb4)(Pa5)(Pb5) 중 큰 신호압을 상기 상기 주행직진밸브(290)의 수압부(290a)에 인가하는 셔틀밸브유닛(194)를 포함하며,

상기 주행직진밸브(290)가 상기 제 1 위치(291)로 변환하면, 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 드레인 라인(195)와 연통되고 상기 제 3 펌프(P3)와 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197)의 연결은 차단되며,

상기 주행직진밸브(290)가 상기 제 2 위치(292)로 변환하면, 상기 제 3 펌프(P3)는 상기 제 1 및 제 2 합류라인(196)(197) 각각과 연통되고 상기 제 3 펌 프(P3)와 상기 드레인 라인(195)의 연결은 차단되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압회로.