KR20120095998A - 조작 장치 - Google Patents

Abstract

조작부의 조작 속도가 0인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대한 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부의 흔들림과 진동을 방지할 수 있는 조작 장치를 제공함. 케이싱(1)에 요동 가능하게 설치된 조작부(17)와, 이 조작부(17)를 요동 조작함으로써 동작하는 유압식 파일럿 밸브(53A,53B)와, 조작부(17)를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부(54,54)를 구비하는 조작 장치(50)에 있어서, 각 댐퍼부(54)는, 조작부(17)에 따라 요동하는 복수의 요동측 마찰판(57)이 요동이 저지된 복수의 고정측 마찰판(58)에 대하여 요동방향에 대하여 직교하는 방향으로 압압 스프링(60)에 의해 압압되어 마찰 토크를 발생하는 구성.

Description

조작 장치{OPERATION DEVICE}

본 발명은, 오퍼레이터(operator)가 의도하지 않은 조작부의 흔들림과 진동을 방지하기 위한 댐퍼부를 구비한 조작 장치에 관한 것으로, 특히, 건설 기계 등에 사용되고, 레버와 페달 등 조작부의 경동(傾動) 조작에 의해 각종 액추에이터를 원격 제어하기 위한 조작 장치에 관한 것이다.

보통, 유압식 파워 쇼벨(power shovel)과 크레인(crane) 등 건설 기계에서는 오퍼레이터가 탑승하여 파일럿(pilot) 방식의 유압 조작 밸브(파일럿 밸브)에 의해 각종 액추에이터를 원격 제어하여 각종 작업을 행한다. 이런 건설 기계가 구비하고 있는 각종 액추에이터와 작업용 기기는 대형이고 중량도 무거워서 오퍼레이터가 급격한 조작을 행하면 큰 동작이 행하여져 예를 들면 차체에 큰 흔들림과 진동을 발생시켜 정상적인 작업을 행할 수 없는 경우가 있다. 또한, 건설 기계의 주행시 및 작업시 등에 일어나는 차체의 흔들림과 진동도 오퍼레이터의 손 혹은 발을 통해서 또는 조작부 자체의 관성력에 의해 조작부에 흔들림과 진동을 발생시킨다.

이와 같이 해서, 조작부에 대하여 오퍼레이터가 의도하지 않은 흔들림과 진동이 부여되면, 이 흔들림과 진동으로 인하여 유압 조작 밸브가 조작되고, 그 유압 조작 밸브가 액추에이터에 대하여 오퍼레이터가 의도하지 않은 동작을 시켜버리게 되고, 그 결과 건설 기계의 흔들림과 진동이 증장(增長)되어버리는 경우가 있다. 그리고 이 건설 기계의 증장된 흔들림과 진동으로 인하여 조작부의 흔들림과 진동이 증장되는 악순환이 일어나는 경우가 있다.

따라서 예를 들면 오퍼레이터가 유압 조작 밸브의 조작부를 중립 위치에서 경동 조작할 때 및 그 경동 위치에서 중립 위치로 복귀할 때 중 어느 조작을 행하는 경우이어도 건설 기계의 흔들림과 진동으로 인하여 일어나는 조작부의 흔들림과 진동을 가급적으로 적게 할 필요가 있고, 이를 위하여 종래부터 댐퍼부를 구비한 조작 장치가 제안되어 있다.

도 12는, 종래의 조작 장치의 일예를 도시한 단면도이다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 이 조작 장치(100)에 따르면, 오퍼레이터가 페달과 레버 등 조작부를 조작하여 경동 부재(101)를 경동 방향(A1)으로 경동시키면, 푸시로드(102)는 아래쪽으로 압압되어 하강 이동하고, 그리고 푸시로드(102)가 하강 이동하면 압압 스프링(106)을 통하여 스풀(spool)(107)이 아래쪽으로 압압되어 하강 이동한다. 그리고 이때, 축 직각 방향의 유로(107a)가 탱크 포트(108t)보다 하측의 펌프 포트(108p)에 연통하면, 탱크 포트(108t)가 스풀(107)에 의해 폐쇄되어 펌프 포트(108p)와 출력 포트(108o)가 서로 연통한다. 이로써 건설 기계의 액추에이터를 소정 방향으로 작동시킬 수 있다.

그리고 이때 댐퍼실(104) 내의 작동유는, 댐퍼부(105)의 스로틀(105a)을 통과하여 하실(104b)에서 상실(104a)로 이동하므로 조작부(경동 부재(101))의 조작에 대하여 댐핑효과(저항력)를 얻을 수 있다. 따라서 오퍼레이터가 조작부를 조작했을 때에, 오퍼레이터가 의도하지 않은 흔들림과 진동이 오퍼레이터가 탑승하고 있는 건설 기계에 발생하였다고 하여도 그 흔들림과 진동으로 인하여 오퍼레이터가 조작부를 오조작하는 것을 이 저항력에 의해 억제할 수 있어 건설 기계의 흔들림과 진동이 증장되는 것을 경감할 수 있다.

일본 특개소 61-294281호 공보

그러나 도 12에 도시한 종래의 조작 장치(100)에서는, 조작부(경동 부재(101))의 조작에 대하여 댐퍼부(105)가 댐핑효과(저항력)를 발휘하는 것은, 오퍼레이터가 조작부를 조작하여 그 조작부의 조작 속도(요동 속도)가 소정 속도 이상으로 되었을 때이고, 조작부의 조작 속도가 0 또는 이에 근접한 속도이거나 소정의 속도 미만일 때에는 댐핑효과가 유효하게 발휘되지 않는다는 문제가 있다.

그리고 이와 같이 조작부의 조작 속도가 소정의 속도 미만이기 때문에, 조작부의 조작에 대하여 댐핑효과가 유효하게 발휘되지 않을 때에는, 상기한 바와 같이 예를 들면 건설 기계의 흔들림과 진동이 원인이 되어 오퍼레이터가 조작부에 대하여 흔들림과 진동을 줘버리는 경우가 있고, 그 결과 건설 기계의 흔들림과 진동을 증장시키는 경우가 있다.

한편, 조작부의 조작 속도가 소정의 속도 미만일 때에, 댐핑효과가 유효하게 발휘되지 않는 것은, 조작부의 조작 속도가 소정의 속도 미만일 때에는, 댐퍼실(104) 내의 작동유가, 댐퍼부(105)의 스로틀(105a)을 통과할 때의 유속이 작아 이 스로틀(105a)의 전후에서 발생하는 압력차가 매우 작기 때문이다.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 조작부의 조작 속도가 0(제로)일 때를 포함하지 않는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대한 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부의 흔들림과 진동을 방지할 수 있는 조작 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 발명에 따른 조작 장치는, 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 상기 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서, 상기 조작부는, 전방향 및 후방향 모두 요동 가능하게 고정부에 축 지지되어 있고, 상기 댐퍼부는, 상기 조작부에 따라 요동하는 1 또는 복수의 요동측 마찰판이, 요동이 저지된 1 또는 복수의 고정측 마찰판에 대하여 상기 요동 방향에 대하여 직교하는 방향으로 압압 스프링에 의해 압압되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제1 발명에 따른 조작 장치에 따르면, 오퍼레이터가 조작부를 요동 조작하기 시작할 때, 및 요동 조작하고 있을 때에, 댐퍼부가 그 요동 조작에 대한 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부는, 조작부에 따라 요동하는 요동측 마찰판이, 요동이 저지된 고정측 마찰판에 대하여 압압 스프링에 의해 압압되어 마찰 토크를 발생하는 것이므로 조작부의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 건설 기계 등 기체(機體)의 흔들림과 진동으로 인한 조작부의 흔들림과 진동 및 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부에의 조작을 방지할 수 있다.

그리고 댐퍼부의 마찰 토크를 크게 할 때에는, 요동측 마찰판과 고정측 마찰판을 겹친 것을 소망하는 수만큼 배치함으로써 실현할 수 있다. 그리고 이와 같이 마찰 토크를 크게 하여도 댐퍼부의 부피는, 조작부의 요동 방향에 대하여 직교하는 방향으로 커질 뿐 조작부의 요동의 반경방향으로 커지지 않도록 할 수 있어 콤팩트한 댐퍼부를 구비한 조작 장치를 제공할 수 있다.

또한, 요동측 마찰판과 고정측 마찰판은 교환 가능한 부품이기 때문에, 마모로 인한 마찰 토크의 저하가 생긴 경우에도 즉시 대처 가능하다.

제2 발명에 따른 조작 장치는, 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 이 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서, 상기 댐퍼부는, 요동이 저지된 3개 이상의 고정측 마찰판이, 상기 조작부를 따라 회전하는 요동축의 외면에 대하여 적어도 3방향에서 상기 요동축의 축심을 향하여 압압 스프링에 의해 압압되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제2 발명에 따른 조작 장치에 따르면, 오퍼레이터가 조작부를 요동 조작하기 시작할 때, 및 요동 조작하고 있을 때에, 댐퍼부가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부는, 요동이 저지된 고정측 마찰판이, 조작부에 따라 회동하는 요동축의 외면에 대하여 요동축의 축심을 향하여 압압 스프링에 의해 압압되어 마찰 토크를 발생하는 것이므로 조작부의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 건설 기계 등 기체의 흔들림과 진동으로 인한 조작부의 흔들림과 진동 및 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부에의 조작을 방지할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부에 따르면, 요동이 저지된 3개 이상의 고정측 마찰판을, 회동하는 요동축의 외면에 대하여 적어도 3방향에서 요동축의 축심을 향하여 압압 스프링에 의해 압압하여 마찰 저항을 발생하고 있으므로 이 댐퍼부를 장기간 사용하여 이들 3개 이상의 각각의 고정측 마찰판의 마찰면, 및 요동축의 외면이 마모하는 경우가 있어도 마찰면 전체의 마찰 면적이 감소하지 않고 이 댐퍼부가 발생하는 마찰 토크가 저하하는 것을 방지할 수 있어 장기간 거의 일정한 마찰 토크를 발생할 수 있다.

즉, 예를 들면 1쌍(3개 미만)의 반원 형상의 고정측 마찰판을, 요동축의 외면에 대하여 압압하는 구성을 생각하면, 이 1쌍의 고정측 마찰판의 마찰면이 마모된 경우에는, 각 고정측 마찰판의 각각의 양단부의 마찰면과, 요동축의 외면과의 접촉압이 저하하여 마찰 토크가 저하하는 경우가 있다.

제3 발명에 따른 조작 장치는, 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 이 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서, 상기 댐퍼부는, 상기 조작부를 따라 요동하는 요동면과, 고정면 사이에, 고무형 탄성체제의 탄성 마찰 부재가 압축된 상태로 장착된 구성인 것을 특징으로 하는 것이다.

제3 발명에 따른 조작 장치에 따르면, 오퍼레이터가 조작부를 요동 조작하기 시작할 때, 및 요동 조작하고 있을 때에, 댐퍼부가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부는, 조작부에 따라 요동하는 요동면과, 고정면 사이에, 고무형 탄성체제의 탄성 마찰 부재가 압축된 상태로 장착된 구성이므로 조작부의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 건설 기계 등 기체의 흔들림과 진동으로 인한 조작부의 흔들림과 진동 및 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부에의 조작을 방지할 수 있다. 아울러 조작부의 조작 방향(요동축의 둘레 방향)에 대하여 조작부의 덜거덕거림(유격)이 없고, 조작부의 조작 속도가 0인 때의 조작 방향의 저항력을 유효하게 발생할 수 있다.

제4 발명에 따른 조작 장치는, 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 이 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서, 상기 댐퍼부는, 댐퍼실의 용적을 증감하는 방향으로 이동 가능하게 이동 부재가 설치되고, 이 이동 부재에 상기 조작부로부터의 힘이 가해짐으로써 상기 댐퍼실 내에 발생하는 작동 압력이 상기 댐퍼실에 연통하여 설치되어 있는 릴리프 밸브를 개방하여 상기 작동 압력이 댐퍼 토크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

제4 발명에 따른 조작 장치에 따르면, 오퍼레이터가 조작부를 요동 조작하기 시작할 때 및 요동 조작하고 있을 때에, 댐퍼부가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부에 따르면, 조작부의 요동에 따라 이동 부재가 이동하려고 하거나 이동함으로써 댐퍼실의 용적이 감소하려고 하거나 감소한다. 그리고 그 용적이 감소하려고 하거나 감소함으로써 생기는 댐퍼실 내의 작동 압력이 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다. 그리고 이 작동 압력이 릴리프 밸브의 세트(set) 압력에 도달하면 댐퍼실에 연통하여 설치되어 있는 릴리프 밸브의 밸브체가 개방되고, 이 릴리프 밸브를 개방하기 위하여 필요하게 되는 힘이 댐퍼 토크로서 발생한다.

따라서 조작부의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부의 흔들림과 진동을 방지할 수 있다.

그리고 댐퍼부의 토크를 크게 할 때에는, 릴리프 밸브의 세트 압력을 조절함으로써 용이하게 실현할 수 있다.

제4 발명에 따른 조작 장치에 있어서, 상기 릴리프 밸브는, 소망하는 오버라이드(override) 특성이 되도록 설정함으로써 소망하는 댐퍼 토크를 발생하도록 구성할 수 있다.

이와 같이 댐퍼부가 구비하는 릴리프 밸브에 대하여 소망하는 오버라이드 특성이 되도록 설정함으로써 소망하는 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다. 이 릴리프 밸브에 대하여 소망하는 오버라이드 특성이 되도록 설정하는 방법으로서, 예를 들면 이 릴리프 밸브의 밸브체의 형상 변경, 밸브체를 밸브시트에 압압하기 위한 압압 스프링의 스프링 정수(定數) 변경이 있다.

제4 또는 제5 발명에 따른 조작 장치에 있어서, 상기 릴리프 밸브가 개방되었을 때에, 압액이 통과하는 해당 릴리프 밸브의 통로에 스로틀을 설치한 것으로 할 수 있다.

이와 같이 하면, 조작부의 조작 속도의 크기에 대응하는 크기의 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다. 이로써 조작부에 대하여 급격한 조작력이 부하되어도 그 조작 속도를 완만하게 할 수 있다.

제1 내지 제4 중 어느 한 발명에 따른 조작 장치에 있어서, 상기 조작부의 요동 범위의 도중에 정해진 소정의 중립 위치에 상기 조작부가 복귀하도록 상기 조작부를 부세하는 부세 수단을 구비하고, 상기 조작부의 조작 속도가 0(제로)인 때의 상기 댐퍼부에 의한 댐퍼 토크가, 상기 조작부가 상기 중립 위치에 있을 때의 상기 부세 수단에 의한 중립 복귀 토크의 30% 이상이며, 상기 중립 복귀 토크 미만인 것으로 할 수 있다.

이와 같이 하면, 조작부가 중립 위치를 기준으로 하여 오퍼레이터가 의도하지 않은 예를 들면 전후방향으로 흔들리거나 진동하는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 그리고 조작부의 조작 속도가 0인 때의 댐퍼부에 의한 댐퍼 토크가, 조작부가 중립 위치에 있을 때의 부세 수단에 의한 중립 복귀 토크의 30% 이상으로 하고 있음으로써 조작부가 어느 조작 위치로 이동하고 있는 상태라도 조작부의 흔들림과 진동을 유효하게 방지할 수 있다. 그리고 조작부의 조작 속도가 0인 때의 댐퍼부에 의한 댐퍼 토크가, 상기 중립 복귀 토크 미만으로 하고 있으므로 조작부가 어느 조작 위치로 이동하고 있는 상태라도 오퍼레이터가 조작부에서 손을 떼면 조작부가 자동적으로 중립 위치로 되돌아가도록 할 수 있다.

제1 내지 제4 중 어느 발명에 따른 조작 장치에 있어서, 상기 조작부를 요동 조작함으로써 동작하는 유압식 파일럿 밸브를 구비하고, 상기 파일럿 밸브는, 펌프 포트, 탱크 포트, 및 출력 포트를 가진 케이싱과, 이 케이싱 내에 설치되어 상기 출력 포트를 상기 펌프 포트와 탱크 포트 사이에 절환하는 스풀(spool)과, 이 스풀을 슬라이딩 이동시키는 푸셔(pusher)를 구비하며, 이 푸셔를 상기 조작부에 의해 압압함으로써 상기 스풀을 슬라이딩시켜 상기 펌프 포트로부터의 액압을 상기 출력 포트에 공급하는 구성으로 할 수 있다.

이 조작 장치에 따르면, 오퍼레이터가 조작부를 요동 조작함으로써 푸셔를 압압할 수 있고, 이 압압된 푸셔는, 스풀을 슬라이딩시켜 펌프 포트로부터의 액압을 출력 포트에 공급할 수 있다. 그리고 이 출력 포트에 공급된 액압은, 출력 포트에 접속되는 예를 들면 액추에이터와 작업용 기기를 동작시킬 수 있다. 또한, 오퍼레이터가 조작부를 요동 조작하기 시작할 때, 및 요동 조작하고 있을 때에, 댐퍼부가 저항력을 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 조작 장치에 따르면, 조작부의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있는 구성이므로 조작부의 조작 속도가 0인 때를 포함하는 어느 조작 속도인 때라도 예를 들면 건설 기계의 흔들림과 진동이 원인으로 하여 오퍼레이터가 조작부에 대하여 흔들림과 진동을 줘버리는 것을 유효하게 방지할 수 있고, 그 결과 건설 기계의 흔들림과 진동을 증장시키지 않도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조작 장치를 도시한 도면으로서, (a)는 유압 회로를 포함한 종단측면도이고, (b)는 종단정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조작 장치가 구비한 댐퍼부를 도시한 확대단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조작 장치의 조작부의 조작 속도와 댐퍼 토크의 관계를 도시한 특성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조작 장치를 도시한 도면으로서, (a)는 종단측면도이고, (b)는 종단정면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조작 장치가 구비한 댐퍼부를 도시한 확대단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조작 장치를 도시한 도면으로서, (a)는 종단측면도이고, (b)는 종단정면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조작 장치가 구비한 댐퍼부를 도시한 확대단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 조작 장치를 도시한 도면으로서, (a)는 종단측면도이고, (b)는 종단정면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 조작 장치가 구비한 댐퍼부를 도시한 확대단면도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 조작 장치를 도시한 도면으로서, (a)는 종단측면도이고, (b)는 종단정면도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 조작 장치를 도시한 종단정면도이다.
도 12는 종래의 조작 장치를 도시한 부분확대단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 조작 장치의 제1 실시예를 도 1 ~ 도 3을 참조하여 설명한다. 이 도 1의 (a), (b)에 도시한 조작 장치(50)는, 예를 들면 유압 파워 쇼벨 등 건설 기계의 좌우 각 크롤러(crawler)를 제각기 전진방향 및 후퇴방향으로 구동할 수 있는 것으로, 좌 크롤러를 조작하기 위한 좌 조작 장치(51)와, 우 크롤러를 조작하기 위한 우 조작 장치(52)를 구비하고 있다.

오퍼레이터가, 도 1의 (a)에 도시한 좌 조작 장치(51)의 좌 조작부(17)를 A1방향(후방향)으로 요동시키면, 유압식 제1 파일럿 밸브(53A)를 동작시켜 좌 크롤러를 후퇴방향으로 구동시킬 수 있다. 그리고 이 좌 조작부(17)를 A2방향(전방향)으로 요동시키면, 유압식 제2 파일럿 밸브(53B)를 동작시켜 좌 크롤러를 전진방향으로 구동시킬 수 있다.

마찬가지로, 오퍼레이터가, 도 1의 (b)에 도시한 우 조작부(17)(우 조작 장치(52))를 전후방향으로 요동시키면, 유압식 제3 또는 제4 파일럿 밸브(53A, 53B)를 동작시켜 우 크롤러를 후퇴방향 또는 전진방향으로 구동시킬 수 있다.

다만, 좌 조작 장치(51) 및 우 조작 장치(52)는, 서로 동등한 것이므로 동등 부분을 동일 도면부호로 표시함과 아울러 좌 조작 장치(51)를 설명하고, 우 조작 장치(52)의 설명을 생략한다.

좌 조작 장치(51)는, 도 1의 (a),(b)에 도시한 바와 같이, 좌 조작부(17), 제1 파일럿 밸브(53A), 제2 파일럿 밸브(53B), 및 좌 댐퍼부(54)를 구비하고 있다. 이 좌 댐퍼부(54)는, 좌 조작부(17)를 요동시켰을 때에 저항력을 발생하는 것이다.

또한, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 이 좌 조작 장치(51)는, 케이싱(1)에 설치되고, 이 케이싱(1)은, 하부 케이싱(1A), 및 상부 케이싱(1B)로 형성되어 있다.

케이싱(1)에는, 유압 펌프(2)로부터의 압유가 유입되는 펌프 포트(3)와, 탱크(4)와 상시 연통하는 탱크 포트(5)가 형성되어 있다. 더욱이, 케이싱(1)에는, 출력 포트(7A,7B)가 형성되어 있다. 또한 케이싱(1)에는 펌프 포트(3), 탱크 포트(5), 및 출력 포트(7A,7B)와 연통하는 유로(流路)(8A,8B)가 형성되고, 이들 각 유로(8A,8B)에는, 스풀(9A,9B)이 각각 슬라이딩(sliding) 가능하게 장착되어 있다. 스풀(9A)은 제1 파일럿 밸브(53A)를 구성하는 것이고, 스풀(9B)은 제2 파일럿 밸브(53B)를 구성하는 것이다.

이들 각 스풀(9A,9B)에는, 축심방향으로 유로(油路)(10A,10B)가 형성되어 있음과 아울러 이 축심과 직교하는 방향으로 유공(油孔)(11A,11B)이 형성되어 있다. 그리고 이들 유로(10A,10B) 및 유공(11A,11B)은, 각각 대응하는 것끼리가 서로 연통되어 있다.

그리고 도 1의 (a),(b)에 도시한 바와 같이 출력 포트(7A,7B)는, 유로(10A,10B), 유공(11A,11B), 및 유로(8A,8B)를 통하여 탱크 포트(5) 또는 펌프 포트(3)와 선택적으로 연통되도록 구성되어 있다.

또한, 케이싱(1)에는 삽입공(13A,13B)이 형성되고, 이들 각 삽입공(13A,13B)에 푸셔(pusher)(12A,12B)가 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 이들 푸셔(12A,12B)는 각 스풀(9A,9B)을 슬라이딩 이동시키기 위한 것으로, 각 상단부는 케이싱(1) 밖으로 돌출하고, 하단부는 케이싱(1)에 형성되어 있는 탱크 포트(5)에 상시 연통하는 스프링실(14A,14B) 내에서 상대하도록 배치되어 있다.

그리고 스프링실(14A,14B) 내에는, 밸런스(balance)용 스프링(15A,15B)이 배치되고, 이들 각 밸런스용 스프링(15A,15B)은, 각 푸셔(12A,12B)와 각 스풀(9A,9B) 사이에 배치되어 있다. 단, 각 푸셔(12A,12B)의 하단부와, 각 밸런스용 스프링(15A,15B)의 상단부 사이에는 스프링 누름부(55A,55B)가 배치되어 있다. 또한 이 스프링 누름부(55A,55B)와, 스프링실(14A,14B)의 각 저면 사이에는, 각각 복귀용 스프링(16A,16B)이 배치되어 있다.

또한, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 실린더(1)의 상부에는, 대략 역T자 형상의 조작부(17)가 설치되어 있다. 이 조작부(17)는 케이싱(1)의 상부에 설치되어 있는 브래킷(bracket)(18)(고정부)에, 요동축(56)을 통하여 요동 가능하게 설치되고, 하부에 설치되어 있는 좌우 1쌍의 압압부(17A,17B)와 레버부(17C)를 갖고 있다.

단, 조작부(17)는, 레버부(17C)를 가진 것으로 하였지만, 레버부(17C) 대신에 페달부(미도시)를 가진 것, 혹은 레버부와 페달부 모두를 가진 것으로 하여도 좋다.

이들 1쌍의 각 압압부(17A,17B)는, 각 푸셔(12A,12B)를 압압하는 것이다. 그리고 레버부(17C)는, 이들 압압부(17A,17B)의 중간 위치에서 위쪽으로 돌출하여 형성되어 오퍼레이터에 의해 조작되는 것이다.

또한, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 이 좌 조작 장치(51)에는, 방향절환 밸브(19)가 접속되어 있다. 이 방향절환 밸브(19)의 2개의 각 파일럿실은, 배관(20A,20B)을 통하여 출력 포트(7A,7B)에 접속되어 있다. 그리고 이 방향절환 밸브(19)에는, 유압 모터(21) 등의 액추에이터 및 이 유압 모터(21)를 구동하기 위한 메인 포트(22)가 접속되어 있다.

다음으로, 도 1 ~ 도 3을 참조하여 본 발명이 특징으로 하는 좌 댐퍼부(54)를 설명한다. 단, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 조작 장치(50)가 구비한 좌 조작 장치(51) 및 우 조작 장치(52)에는, 각각 좌 댐퍼부(54) 및 우 댐퍼부(54)가 설치되어 있지만, 이것들은 서로 동등한 것이므로 각각의 동등 부분을 동일 도면부호로 표시함과 아울러 좌 댐퍼부(54)의 설명을 하고, 우 댐퍼부(54)의 설명을 생략한다.

도 1의 (b)에 도시한 댐퍼부(54)는, 오퍼레이터가 조작부(17)를, 도 1의 (a)에 도시한 A1, A2방향으로 요동 조작할 때에, 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시킬 수 있는 것이다. 이 저항력은, 서로 압압되어 접촉하는 복수의 요동측 마찰판(57)과, 복수의 고정측 마찰판(58) 사이에서 작동하는 마찰 토크에 의해 발생한다. 도 2는, 좌 댐퍼부(54)를 모식적으로 도시한 확대단면도이다.

좌 댐퍼부(54)는, 도 1의 (b) 및 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 요동측 마찰판(57)과, 복수의 고정측 마찰판(58)을 구비하고 있다. 이들 복수의 요동측 마찰판(57) 및 고정측 마찰판(58)은, 각각이 서로 겹쳐진 상태로 댐퍼 케이스(59) 내에 배치되고, 요동축(56)에 대하여 그 축방향으로 이동 가능하게 그 요동축(56)에 장착되어 있다.

이들 복수의 각 요동측 마찰판(57)은, 원판이며, 중앙에 관통공이 형성되고, 이 관통공에 요동축(56)이 삽입 통과하고 있다. 그리고 이들 복수의 각 요동측 마찰판(57)은, 요동축(56)에 대하여 회전 불가능하게 요동축(56)에 장착되고, 요동축(56)을 따라 요동하도록 형성되어 있다. 즉, 예를 들면 요동축(56)이 스풀라인축으로서 형성되고, 이 스풀라인축의 홈에 각 요동측 마찰판(57)의 관통공의 내주연부에 형성된 볼록부가 감합(嵌合)하는 구성으로 되어 있다.

또한, 복수의 각 고정측 마찰판(56)은, 예를 들면 장원(長圓)형 판이며 , 중앙에 관통공이 형성되고, 이 관통공에 요동축(56)이 삽입 통과하고 있다. 그리고 이들 복수의 각 고정측 마찰판(58)은, 댐퍼 케이스(59)에 대하여 회전 불가능하며, 요동축(56)에 대하여 비접촉이다. 즉, 예를 들면 댐퍼 케이스(59)가 장원통 형상으로 형성되고, 장원형 판으로서 형성된 복수의 각 고정측 마찰판(58)이 요동축(56)을 중심으로 하여 요동하지 않도록 결합된 구성으로 되어 있다.

그리고 이 댐퍼 케이스(59)는, 케이싱(1)에 고정하여 설치되고, 댐퍼 케이스(59) 내에 예를 들면 복수의 압압 스프링(60)이 배치되어 있다. 이 복수의 압압 스프링(60)은, 이들 복수의 요동측 마찰판(57) 및 고정측 마찰판(58)을 요동축(56)의 축방향으로 압압하여 이들 각 마찰판끼리를 압접시키는 것이고, 이로써 조작부(17)의 조작에 대하여 마찰 토크가 발생하도록 구성되어 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 좌 조작 장치(51)의 작동 및 그 작용에 대하여 설명한다. 단, 우 조작 장치(52)는, 좌 조작 장치(51)와 같게 작동 작용하므로 그 설명을 생략한다.

먼저, 조작부(17)가 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 요동되고 있지 않는 중립 위치에 있을 때에는, 밸런스용 스프링(15A,15B), 및 복귀용 스프링(16A,16B)의 스프링력에 의해, 푸셔(12A,12B)는, 그 상단부가 케이싱(1)에서 위쪽으로 돌출하여 압압부(17A,17B)에 맞닿아 있다. 이런 상태에서 푸셔(12A,12B)는, 중립 위치에 있다. 그리고 스풀(9A,9B)도 중립 위치에 있고, 출력 포트(7A,7B)는 유로(10A,10B), 및 유공(11A,11B)을 차례로 통하여 탱크 포트(5)와 연통한 상태로 되어 있다. 이로써 방향 절환 밸브(19)의 각 파일럿실은, 등압(等壓)으로 되어 있고, 이 방향 절환 밸브(19)는, 중립 위치에 유지되어 있다.

다음으로, 오퍼레이터가 조작부(17)를 도 1의 (a)에 도시한 A1방향으로 요동시키면, 압압부(17A)가 푸셔(12A)를 압압하여 푸셔(12A)를 하강 이동시킬 수 있다. 푸셔(12A)가 하강 이동하면, 밸런스용 스프링(15A)은, 압축되면서 스풀(9A)을 아래쪽으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 그러면, 유공(11A)은, 탱크 포트(5)와의 연통이 차단되어 펌프 포트(3)와 연통되고, 그 결과 유압 펌프(2)의 압유는, 펌프 포트(3), 유공(11A), 및 유로(10A)를 차례로 통과하여 출력 포트(7A)에서 방향 절환 밸브(19)의 일측 파일럿실에 공급된다. 이로써 방향 절환 밸브(19)가 절환되어 메인 펌프(22)로부터 유압 모터(21)로의 압유 공급이 행해진다.

이와 같이 유압 펌프(2)로부터의 압유가 유공(11A) 및 유로(10A)를 통하여 출력 포트(7A)에 공급되면, 출력 포트(7A) 안이 고압으로 되고, 이 고압이 스풀(9A)에 작용하여 스풀(9A)이 위쪽으로 밀어 올려진다. 이에 따라 유공(11A)은, 펌프 포트(3)와 차단되고, 탱크 포트(5)와 연통하게 되어 유로(10A) 안은 저압으로 된다. 따라서 스풀(9A)은, 밸런스용 스프링(15A)의 스프링력에 의해, 다시 아래쪽으로 슬라이딩 이동하여 펌프 포트(3A)와 유공(11A)이 연통된다.

이와 같이 밸런스용 스프링(15A)은, 스프링력과 출력 포트(7A) 내의 압력을 밸런스시키면서 스풀(9A)을 위쪽으로 이동시켜 출력 포트(7A) 내의 압력을 적절하게 설정한다. 즉, 스풀(9A)이 작은 상하 이동을 반복하면서 펌프 포트(3) 내의 압유를 감압하여 방향 절환 밸브(19)의 일측 파일럿실에 공급하고, 이 압력과, 탱크 포트(5)와 연통하고 있는 타측 파일럿실의 압력의 차이에 따른 양만큼 방향 절환 밸브(19)의 스풀을 절환 위치로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기와 같이 도 1의 (a)에 도시한 조작부(17)를 A1방향으로 요동시킴으로써 제1 파일럿 밸브(53A)의 스풀(9A)을 하강 이동시켜 소망하는 압력의 압유가 출력 포트(7A)에 공급되도록 할 수 있는데, 이때, 출력 포트(7B)에는 탱크 포트(5)의 압력이 가해지는 상태로 되어 있다.

이와 같이 하여, 유압 모터(21)를 소정 방향으로 구동해서 좌 크롤러를 후퇴방향으로 조작부(17)의 요동 각도에 따른 출력으로 구동시킬 수 있다.

또한, 조작부(17)를 A1방향으로 조작하여 좌 크롤러를 후퇴방향으로 조작부(17)의 요동 각도에 따른 출력으로 구동시킬 수 있는 것과 같이, 조작부(17)를 A2방향으로 조작하여 좌 크롤러를 전진방향으로 조작부(17)의 요동 각도에 따른 출력으로 구동할 수 있으므로 그 설명을 생략한다.

다음으로, 도 1의 (b) 및 도 2에 도시한 좌 댐퍼부(54)의 작용을 설명한다. 단, 우 댐퍼부(54)는, 좌 댐퍼부(54)와 같이 작용하므로 그 설명을 생략한다. 이 좌 댐퍼부(54)에 따르면, 오퍼레이터가 조작부(17)를 요동 조작하기 시작할 때 및 요동 조작하고 있을 때에, 좌 댐퍼부(54)가 그 요동 조작에 대한 저항력을 발생할 수 있다. 그리고 이 좌 댐퍼부(54)는, 조작부(17)에 따라 요동하는 요동측 마찰판(57)이 요동이 저지된 고정측 마찰판(58)에 대하여 압압 스프링(60)에 의해 압압되어 마찰 토크를 발생하는 것이므로 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부(17)의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부(17)의 흔들림과 진동을 방지할 수 있다.

즉, 오퍼레이터에 의한 조작부(17)의 조작 속도가 0인 때를 포함하는 어느 조작 속도인 때라도 이 조작 장치(50)가 설치되어 있는 예를 들면 건설 기계의 흔들림과 진동이 원인이 되어 오퍼레이터가 조작부(17)에 대하여 흔들림과 진동을 주는 것을 유효하게 방지할 수 있고, 그 결과 건설 기계의 흔들림과 진동을 증장시키지 않도록 할 수 있다.

또한, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 이 조작 장치(50)에는, 요동 가능한 조작부(17)의 그 요동 범위의 도중에 정해진 소정의 중립 위치로 조작부(17)가 복귀하도록 조작부(17)를 가압하는 복귀용 스프링(16A,16B)(가압 수단)이 설치되어 있다. 그리고 조작부(17)의 조작 속도가 0(제로)인 때의 좌 댐퍼부(54)에 의한 댐퍼 토크가, 조작부(17)가 그 중립 위치에 있을 때의 복귀용 스프링(16A,16B)에 의한 중립 복귀 토크의 30% 이상이며, 그 중립 복귀 토크 미만인, 바람직하게는 50~80%로 되도록 설정되어 있다.

이와 같이 구성되어 있으므로 조작부(17)가 도 1의 (a)에 도시한 중립 위치를 기준으로 하여 오퍼레이터가 의도하지 않은 예를 들면 전후방향으로 흔들려 진동하는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 그리고 조작부(17)의 조작 속도가 0인 때의 좌 댐퍼부(54)에 의한 댐퍼 토크가, 조작부(17)가 중립 위치에 있을 때의 복귀용 스프링(16A,16B)에 의한 중립 복귀 토크의 30% 이상으로 되어 있음으로써 조작부(17)가 어느 조작 위치로 이동하고 있는 상태에서도 조작부(17)의 흔들림과 진동을 유효하게 방지할 수 있다. 그리고 조작부(17)의 조작 속도가 0인 때의 좌 댐퍼부(54)에 의한 댐퍼 토크가, 중립 복귀 토크 미만으로 되어 있으므로 조작부(17)가 어떠한 조작 위치로 이동하고 있는 상태에서도 오퍼레이터가 조작부(17)에서 손을 떼면, 조작부(17)가 자동적으로 중립 위치로 되돌아가도록 할 수 있다.

아울러, 이 도 1의 (b) 및 도 2에 도시한 좌 댐퍼부(54)에 따르면, 좌 댐퍼부(54)의 마찰 토크를 크게 할 때에는, 요동측 마찰판(57)과 고정측 마찰판(58)을 겹친 것을 소망하는 수만큼 배치함으로써 실현할 수 있다. 그리고 이와 같이 마찰 토크를 크게 하여도 좌 댐퍼부(54)의 부피는, 조작부(17)의 요동방향에 대하여 직교하는 방향(요동축(56)의 방향)으로 커질 뿐 조작부(17)의 요동의 반경방향(요동축(56)의 반경방향)으로 커지지 않도록 할 수 있어 콤팩트한 좌 댐퍼부(54)를 구비한 좌 조작 장치(51)를 제공할 수 있다.

다음으로, 도 3에 도시한 조작 속도와 댐퍼 토크의 관계에 대하여 설명한다. 이 도 3에 도시한 바와 같이 제1 실시예의 댐퍼부(54)에 따르면, 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부(17)의 조작에 대한 댐퍼 토크(저항력)는, 대략 일정하다. 따라서 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때라도 조작부(17)에 흔들림과 진동이 발생하지 않도록 할 수 있다.

이에 반하여, 도 12에 도시한 스로틀식 댐퍼부(105), 및 도시하지 않은 점성 이용식 댐퍼부에 따르면, 조작부의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때에는, 조작부의 조작에 대한 댐퍼 토크(저항력)가 0(제로)이므로 이때, 조작부에 흔들림과 진동이 발생할 가능성이 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 조작 장치의 제2 실시예를, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 이 도 4 및 도 5에 도시한 제2 실시예에 따른 조작 장치(61)와, 도 1 및 도 2에 도시한 제1 실시예에 따른 조작 장치(50)가 다른 점은, 오퍼레이터가 조작부(17)를, A1, A2방향으로 요동 조작할 때에, 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시킬 수 있는 댐퍼부(62)와 댐퍼부(54)가 다르다는 점이다. 이것 이외에는 제1 실시예와 동등하므로, 동등 부분을 동일 도면부호로 표시하고, 이것들의 상세한 설명을 생략한다.

이 도 4의 (b)에 도시한 좌우 각 댐퍼부(62,62)는, 서로 동등한 것이고, 각 댐퍼부(62)는, 도 5 및 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 요동이 저지된 4개의 각 고정측 마찰판(63)이 조작부(17)에 따라 회동하는 요동축(56)의 외면에 대하여 4방향에서 요동축(56)의 축심을 향하여 4개의 각 압압 스프링(64)에 의해 압압되어 마찰 토크를 발생할 수 있는 것이다.

이들 4개의 각 고정측 마찰판(63)은, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 요동축(56)의 외면에 맞닿도록 요동축(56)의 둘레방향으로 약 90˚마다 배치되고, 각각의 고정측 마찰판(63)은, 4개의 각 압압 스프링(64)에 의해 요동축(56)의 축심을 향하는 방향으로 압압되어 있다.

그리고 이들 4조(組)의 각각의 고정측 마찰판(63) 및 압압 스프링(64)은, 댐퍼 케이스(65)에 형성되어 있는 4개의 각 오목부에 수용되고, 요동축(56)이 회동할 때에, 이들 4조의 각 고정측 마찰판(63) 및 압압 스프링(64)이 요동축(56)을 따라 요동하지 않도록 각 오목부의 내면에 저지되어 있다. 그리고 이 댐퍼 케이스(65)는, 케이싱(1)에 고정하여 설치되어 있다.

다만, 본 실시예에서는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 4조의 고정측 마찰판(63) 및 압압 스프링(64)을 설치하였지만, 이 대신에 예를 들면 3조 또는 5조 이상의 고정측 마찰판(63) 및 압압 스프링(64)을 설치하여도 좋다.

도 4 및 도 5에 도시한 조작 장치(61)에 따르면, 오퍼레이터가 조작부(17)를 요동 조작하기 시작할 때 및 요동 조작하고 있는 때에, 제1 실시예와 마찬가지로 댐퍼부(62)가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부(62)는, 요동이 저지된 고정측 마찰판(63)이 조작부(17)에 따라 회동하는 요동축(56)의 외면에 대하여 요동축(56)의 축심을 향하여 압압 스프링(64)에 의해 압압되어 마찰 토크를 발생하는 것이므로 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부(17)의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부(17)의 흔들림과 진동을 방지할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부(62)에 따르면, 요동이 저지된 4개의 고정측 마찰판(63)을, 회동하는 요동축(56)의 외면에 대하여 4방향에서 요동축(56)의 축심을 향하여 압압 스프링(64)에 의해 압압하여 마찰저항을 발생하고 있으므로 이 댐퍼부(62)를 장기간 사용하여 이들 4개의 각각의 고정측 마찰판(63)의 마찰면, 및 요동축(56)의 외면이 마모하는 경우가 있어도 마찰면 전체의 마찰 면적이 감소하지 않고, 이 댐퍼부(62)가 발생하는 마찰 토크가 저하하는 것을 방지할 수 있어 장기간 거의 일정한 마찰 토크를 발생할 수 있다.

즉, 예를 들면 1쌍(2개 이하)의 반원 형상의 고정측 마찰판을, 요동축(56)의 외면에 대하여 압압하는 구성을 고려하면, 이 1쌍의 고정측 마찰판의 마찰면이 마모된 경우에는, 각 고정측 마찰판의 각각의 양단부의 마찰면과, 요동축(56)의 외면의 접촉압이 낮아져 마찰 토크가 낮아지는 경우가 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 조작 장치의 제3 실시예를, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 이 도 6 및 도 7에 도시한 제3 실시예에 따른 조작 장치(67)와, 도 1 및 도 2에 도시한 제2 실시예에 따른 조작 장치(50)가 다른 점은, 오퍼레이터가 조작부(17)를, A1, A2방향으로 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시킬 수 있는 댐퍼부(68)와 댐퍼부(54)가 다르다는 점이다. 이것 이외에는 제1 실시예와 동등하므로, 동등 부분을 동일 도면부호로 표시하고, 이것들의 상세한 설명을 생략한다.

이 도 6의 (a)에 도시한 각 댐퍼부(68,68)는, 서로 동등한 것이고, 각 댐퍼부(68,68)는, 도 7 및 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 댐퍼실(70,70)의 용적을 증감하는 직선방향으로 이동 가능한 이동 부재(69,69)가 설치되고, 이 이동 부재(69,69)가 조작부(17)의 요동에 따라 직선방향으로 이동함으로써 댐퍼실(70,70)의 용적을 감소시키고, 그 용적의 감소에 따라 발생하는 작동압력에 의해 댐퍼실(70,70)에 연통하여 설치되어 있는 릴리프 밸브(71,71)가 개방되어, 그 작동 압력이 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있는 것이다.

댐퍼실(70,70)은, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 케이싱(1)에 설치되고, 이 댐퍼실(70,70)에는, 이동 부재(69,69)가 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 그리고 이 이동 부재(69,69)의 상단부는, 케이싱(1)에서 위쪽으로 돌출하고, 이것들의 각 상단부는, 조작부(17)에 설치되어 있는 각 압압부(73,73)와 맞닿아 있다.

그리고 댐퍼실(70,70)에는, 복귀용 스프링(74,74)이 배치되고, 이 복귀용 스프링(74,74)은, 이동 부재(69,69)를 밀어 올리는 방향으로 가압하고 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 이동 부재(69,69)에는, 릴리프 밸브(71,71)가 설치되어 있다. 이 릴리프 밸브(71,71)는, 밸브시트(75,75)에 형성된 밸브공(76,76)을 막도록 밸브체(77,77)가 배치되고, 이 밸브체(77,77)는 릴리프 스프링(78,78)(압압 스프링)에 의해 밸브시트(75,75)를 향하는 방향으로 가압되어 있다. 그리고 이 릴리프 스프링(78,78)은 배압실(背壓室)(79,79)에 배치되고, 이 배압실(79,79)은 이동 부재(69,69)에 형성되어 있는 개구(80)를 통하여 탱크 포트(5)에 연통하고 있다(도 6의 (a) 참조).

또한, 도 7에 도시한 릴리프 밸브(71,71)의 밸브체(77,77)에는, 유로(81,81)가 형성되어 있다. 이 유로(81,81)는, 밸브 개방 상태에서 댐퍼실(70,70)과 배압실(79,79)을 연통시키기 위한 것이다.

아울러, 댐퍼실(70,70)의 바닥에는, 개구(82,82)가 형성되고, 댐퍼실(70,70)은, 이 개구(82,82)를 통하여 탱크 포트(5)에 연통하고 있다(도 6의 (a) 참조). 그리고 이 개구(82,82)에는, 체크 밸브(83,83)가 설치되어 있다. 체크 밸브(83,83)는, 탱크 포트(5) 측의 오일을 개구(82,82)를 통해서 댐퍼실(70,70) 안으로 유입시킬 수 있지만, 댐퍼실(70,70) 내의 오일이 개구(82,82)를 통과하여 유출하는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 6 및 도 7에 도시한 조작 장치(67)에 따르면, 오퍼레이터가 조작부(17)를 요동 조작하기 시작할 때 및 요동 조작하고 있는 때에, 제1 실시예와 마찬가지로, 댐퍼부(68)가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부(68)에 따르면, 조작부(17)의 요동에 따라 이동 부재(69)가 하강 이동하려고 하거나 하강 이동함으로써, 댐퍼실(70)의 용적이 감소하려고 하거나 감소한다. 그리고 그 용적이 감소하려고 하거나 감소함으로써 발생하는 댐퍼실(70) 내의 작동 압력이, 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다. 그리고 이 작동 압력이 릴리프 밸브(71)의 세트(set) 압력에 도달하면, 댐퍼실(70)에 연통하여 설치되어 있는 릴리프 밸브(71)의 밸브체(77)가 개방되고, 이 릴리프 밸브(71)를 통과하는 오일의 유량에 대응하는 댐퍼 토크가 발생한다.

따라서 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부(17)의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부(17)의 흔들림과 진동을 방지할 수 있다.

그리고 도 7에 도시한 댐퍼부(68)에 따르면, 이 댐퍼부(68)가 구비하는 릴리프 밸브(71)에 대하여 소망하는 오버라이드(override) 특성이 되도록 설정함으로써 소망하는 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다. 그리고 이 릴리프 밸브(71)에 대하여 소망하는 오버라이드 특성으로 되도록 설정하는 방법으로서, 예를 들면 이 릴리프 밸브(71)의 밸브체(77)의 형상 변경, 밸브체(77)를 밸브시트(75)에 압압하기 위한 릴리프 스프링(78)의 스프링 정수(定數) 변경이 있다.

또한, 도 7에 도시한 릴리프 밸브(71)는, 그 배압실(79)에 연통하는 개구(80)를 스로틀로 형성하고 있으므로 조작부(17)의 조작 속도의 크기에 대응하는 크기의 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다. 이와 같이 하면, 조작부(17)에 대하여 급격한 조작력이 부하되어도 그 조작 속도를 완만하게 할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 조작 장치의 제4 실시예를, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 이 도 8 및 도 9에 도시한 제4 실시예에 따른 조작 장치(85)와, 도 6 및 도 7에 도시한 제3 실시예에 따른 조작 장치(67)가 다른 점은, 댐퍼부(86)와 댐퍼부(68)가 다르다는 점이다.

그리고 도 8 및 도 9에 도시한 제4 실시예의 댐퍼부(86)와, 도 6 및 도 7에 도시한 제3 실시예의 댐퍼부(68)가 다른 점은, 도 6 및 도 7에 도시한 제3 실시예의 댐퍼부(68)는, 조작부(17)가 요동함으로써 이동 부재(69)가 직선방향으로 이동하는 구성이고, 이에 반하여 도 8 및 도 9에 도시한 제4 실시예의 댐퍼부(86)는, 조작부(17)가 요동함으로써 이동 부재(87)가 원호(圓弧) 방향으로 요동하는 구성으로 한 점이다.

도 8의 (b)에 도시한 좌우 각 댐퍼부(86)는, 서로 동등한 것으로서, 각 댐퍼부(86)는 도 9에 도시한 바와 같이 좌우 각 댐퍼실(88)의 용적을 증감하는 원호방향으로 이동 가능한 이동 부재(87)가 설치되고, 이 이동 부재(87)가 조작부(17)의 요동에 따라 원호방향으로 이동할 때에, 좌측(또는 우측) 댐퍼실(88)의 용적이 감소하고, 그 용적의 감소에 따라 발생하는 작동 압력이 댐퍼실(88)에 연통하여 설치되어 있는 릴리프 밸브(89)를 개방하여 그 작동 압력이 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있는 것이다.

댐퍼부(86)는, 도 9에 도시한 바와 같이 요동축(56)을 중심으로 하는 대략 원통형 내측 공간(90A)을 가진 댐퍼 케이스(90)를 구비하고 있다. 이 댐퍼 케이스(90)는, 케이싱(1)에 고정하여 장착되어 있고, 이 댐퍼 케이스(90)에 고정 부재(91)가 고정하여 장착되어 있다. 그리고 이 고정 부재(91)는, 댐퍼 케이스(90)의 내측 공간(90A)을 좌우 2개의 댐퍼실(88,88)과 배압실(92)로 분할하는 것이다.

또한, 요동축(56)에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 이동 부재(87)가 고정하여 설치되고, 이 이동 부재(87)는, 요동축(56)에 따라 요동하도록 되어 있다. 그리고 이 이동 부재(87)는, 댐퍼실(88)을 2개로 구분하도록 배치되고, 이동 부재(87)의 선단부는, 댐퍼 케이스(90)의 내측 공간(90A)을 형성하는 내주면과 슬라이딩 가능하게 맞닿아 있다.

아울러, 도 9에 도시한 바와 같이 고정 부재(91)의 좌우 각 측부에는 각각 릴리프 밸브(89) 및 체크 밸브(97)가 설치되어 있다.

릴리프 밸브(89)는, 고정 부재(91)에 형성된 연통공(93)을 가지며, 이 연통공(93)은, 댐퍼실(88)과 배압실(92)을 연통하고 있다. 그리고 이 연통공(93)에는, 밸브시트(94)가 형성되고, 이 밸브시트(94)에 형성된 밸브공(95)을 막도록 밸브체(99)가 배치되어 있다. 그리고 이 밸브체(99)는, 릴리프 스프링(96)(압압 스프링)에 의해 밸브시트(94)를 향하는 방향으로 가압되어 있다. 그리고 릴리프 스프링(96)은, 연통공(93) 내에 배치되고, 그 스프링력에 의해 댐퍼실(88) 내의 압유가 연통공(93)을 통과하여 배압실(92) 안으로 유입하는 것을 방지하고 있다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이 연통공(93)의 배압실(92) 측의 개구부에는, 릴리프 스프링(96)의 탈락방지용 볼록부(93a)가 예를 들면 고리형 볼록부로서 형성되어 있다.

체크 밸브(97)는 고정 부재(91)에 형성된 연통공(98)을 가지고, 이 연통공(98)은 댐퍼실(88)과 배압실(92)을 연통하고 있다. 이 체크 밸브(97)는, 배압실(92) 내의 오일을 연통공(98)을 통해서 댐퍼실(88) 안으로 유출시킬 수 있지만, 댐퍼실(88) 내의 오일이 연통공(98)을 통과하여 배압실(92) 안으로 유출하는 것을 방지하기 위한 것이다.

그리고 도 9에 도시한 바와 같이, 이 연통공(98)의 댐퍼실(88) 측의 개구부 내주면에는, 예를 들면 구형(球形) 밸브체(97a)의 탈락방지용 볼록부(98a)가 형성되어 있다. 단, 이 탈락방지용 볼록부(98a)의 내주 형상은, 밸브체(97a)에 의해 연통공(98)이 막히지 않는 형상, 예를 들면 대략 타원형이나 대략 사각형 등 비원형으로 형성되어 있다.

도 8 및 도 9에 도시한 조작 장치(85)에 따르면, 오퍼레이터가 조작부(17)를 요동 조작하기 시작할 때, 및 요동 조작하고 있을 때에, 제1 실시예와 마찬가지로, 댐퍼부(86)가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부(86)에 따르면, 조작부(17)의 요동에 따라 이동 부재(87)가 요동 이동하려고 하거나 요동 이동함으로써, 일측 댐퍼실(88)의 용적이 감소하려고 하거나 감소한다. 그리고 그 용적이 감소하려고 하거나 감소함으로써 발생하는 댐퍼실(88) 내의 작동 압력이 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다. 그리고 이 작동 압력이 릴리프 밸브(89)의 세트 압력에 도달하면, 댐퍼실(88)에 연통하여 설치되어 있는 릴리프 밸브(89)의 밸브체(99)가 릴리프 스프링(96)의 스프링력에 대항하여 개방되고, 이 릴리프 밸브(89)를 통과하는 오일의 유량에 대응하는 댐퍼 토크가 발생한다.

따라서 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부(17)의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부(17)의 흔들림과 진동을 방지할 수 있다.

그리고 이 도 9에 도시한 제4 실시예의 댐퍼부(86)는, 도 7에 도시한 제3 실시예의 댐퍼부(68)와 마찬가지로, 이 댐퍼부(86)가 구비하는 릴리프 밸브(89)에 대하여 소망하는 오버라이드 특성이 되도록 설정함으로써 소망하는 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다.

또한, 도 9에 도시한 릴리프 밸브(89)는, 도 7에 도시한 릴리프 밸브(71)와 마찬가지로, 그 배압실(92)에 연통하는 연통공(93)의 개구를 스로틀로 형성함으로써 조작부(17)의 조작 속도의 크기에 대응하는 크기의 댐퍼 토크를 발생시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 조작 장치의 제5 실시예를, 도 10을 참조하여 설명한다. 이 도 10에 도시한 제5 실시예에 따른 조작 장치(116)와, 도 1 및 도 2에 도시한 제1 실시예에 따른 조작 장치(50)가 다른 점은, 오퍼레이터가 조작부(17)를, A1, A2방향으로 요동 조작할 때에, 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시킬 수 있는 댐퍼부(117)와 댐퍼부(54)가 다르다는 점이다. 이것 이외에는, 제1 실시예와 동등하므로, 동등 부분을 동일 도면부호로 표시하고 그것들의 상세한 설명을 생략한다.

도 10의 (b)에 도시한 좌우 각 쌍의 댐퍼부(117,117),(117,117)는, 각각 동등한 것이다. 각 댐퍼부(117)는, 조작부(17)를 구성하는 캠부(cam section)(118)의 좌우 각 외측면(요동면)과, 이 캠부(118)를 좌우 양측에서 끼워 넣는 브래킷(18)의 좌우 각 내측면(고정면) 사이에, 고무형 탄성체제의 1 또는 복수의 탄성 마찰 부재(113)가 요동축(56)의 축방향으로 압축된 상태로 장착된 구성이다.

이들 각 탄성 마찰 부재(113)는, 같은 도면에 도시한 바와 같이 예를 들면 고리형 오링(O-ring)이다. 그리고 각 탄성 마찰 부재(113)는, 캠부(118)의 각 외측면에 형성되어 있는 고리형 홈 내에 장착되어 있다.

다만, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이 캠부(118)에는, 연결 핀(119)이 창작되어 결합하고, 이 연결 핀(119)은, 요동축(56)에 형성된 관통공에 장착되어 이 요동축(56)과 결합하고 있다. 이와 같이 하여 조작 레버(17c)가 요동축(56)과 결합하고 있다.

그리고 탄성 마찰 부재(113)는, 오(O)링으로 하였지만, 이 대신에 고무형 탄성체제의 고리형 판형 부재로 하여도 좋다. 그리고 이 탄성 마찰 부재(113)는, 캠부(118)의 외측면이며 요동축(56)의 반경방향을 따라 다중원으로 되도록 복수 설치한 구성으로 하여도 좋다.

도 10에 도시한 조작 장치(116)에 따르면, 오퍼레이터가 조작부(17)를 요동 조작하기 시작할 때, 및 요동 조작하고 있을 때에, 제1 실시예와 마찬가지로, 댐퍼부(117)가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부(117)는, 조작부(17)로서 요동하는 캠부(118)의 외측면과, 브래킷(18)의 내측면 사이에 고무형 탄성체제(製)인 탄성 마찰 부재(113)가 압축된 상태로 장착된 구성이므로 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부(17)의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 건설 기계 등 기체의 흔들림과 진동으로 인한 조작부(17)의 흔들림과 진동 및 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부(17)에의 조작을 방지할 수 있다. 아울러, 조작부(17)의 조작 방향(요동축(56)의 둘레 방향)에 대하여 조작부(17)의 덜거덕거림(유격)이 없어, 조작부(17)의 조작 속도가 0인 때의 조작 방향의 저항력을 유효하게 발생할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 조작 장치의 제6 실시예를 도 11을 참조하여 설명한다. 이 도 11에 도시한 제6 실시예에 따른 조작 장치(111)와, 도 1 및 도 2에 도시한 제1 실시예에 따른 조작 장치(50)가 다른 점은, 오퍼레이터가 조작부(17)를 A1, A2방향으로 요동 조작을 할 때에, 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시킬 수 있는 댐퍼부(112)와 댐퍼부(54)가 다르다는 점이다. 이것 이외에는, 제1 실시예와 동등하므로, 동등 부분을 동일 도면부호로 표시하고, 그것들의 상세한 설명을 생략한다.

도 11에 도시한 좌우 각 댐퍼부(112,112)는, 서로 동등한 것이고, 각 댐퍼부(112)는, 조작부(17)에 따라 회동하는 요동축(56)의 원통 형상의 외주면(요동면)과, 댐퍼 케이스(114)의 원통 형상의 내주면(고정면) 사이에, 고무형 탄성체제의 복수(예를 들면 3개)의 탄성 마찰 부재(113)가 이 요동축(56)의 반경방향으로 압축된 상태로 장착된 구성이다.

이들 각 탄성 마찰 부재(113)는, 같은 도면에 도시한 바와 같이 예를 들면 고리형 오링(O-ring)이고, 요동축(56)의 축방향을 따라 서로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 그리고 각 탄성 마찰 부재(113)는, 댐퍼 케이스(114)의 내주면에 형성되어 있는 복수의 각 고리형 홈 내에 장착되어 있다.

다만, 탄성 마찰 부재(113)는, 오(O)링으로 하였지만, 이 대신에 고무형 탄성체제의 원통형 부재로 하여도 좋다.

댐퍼 케이스(114)는, 같은 도면에 도시한 바와 같이 소정의 두께를 가진 대략 원통 형상으로 형성되고, 그 단부가 브래킷(18)에 고정하여 장착되어 있다.

이 도 11에 도시한 조작 장치(111)에 따르면, 오퍼레이터가 조작부(17)를 요동 조작하기 시작할 때, 및 요동 조작하고 있을 때에, 제1 실시예와 마찬가지로, 댐퍼부(112)가 저항력을 발생할 수 있다.

그리고 이 댐퍼부(112)는, 조작부(17)를 따라 요동하는 요동축(56)의 외주면과 댐퍼 케이스(114)의 내주면 사이에, 고무형 탄성체제의 복수의 탄성 마찰 부재(113)가 압축된 상태로 장착된 구성이므로, 조작부(17)의 조작 속도(요동 속도)가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부(17)의 조작에 대하여 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 건설 기계 등 기체(機體)의 흔들림과 진동으로 인한 조작부(17)의 흔들림과 진동 및 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부(17)에의 조작을 방지할 수 있다. 아울러 조작부(17)의 조작 방향(요동축(56)의 둘레 방향)에 대하여 조작부(17)의 덜거덕거림(유격)이 없고, 조작부(17)의 조작 속도가 0인 때의 조작 방향의 저항력을 유효하게 발생할 수 있다.

또한, 제1 실시예 내지 제6 실시예에서는, 본 발명에 따른 조작 장치를 유압 조작 밸브(파일럿 밸브)에 적용하고 있지만, 파일럿 밸브 등의 유압 신호를 출력하는 유압 조작 수단뿐 아니라 전기 신호를 출력하는 전지 조작 수단에도 적용 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 조작 장치는, 조작부의 조작 속도가 0(제로)인 때를 포함하는 어느 조작 속도이어도 조작부의 조작에 대한 저항력을 유효하게 발생할 수 있어 오퍼레이터가 의도하지 않은 조작부의 흔들림과 진동을 방지할 수 있는 우수한 효과를 가지며, 이와 같은 조작 장치에 적용하는데 적합하다.

1: 케이싱
1A: 하부 케이싱
1B: 상부 케이싱
2: 유압 펌프
3: 펌프 포트
4: 탱크
5: 탱크 포트
7A, 7B: 출력 포트
8A, 8B: 유로
9A, 9B: 스풀
10A, 10B: 유로
11A, 11B: 유공
12A, 12B: 푸셔
13A, 13B: 삽입공
14A, 14B: 스프링실
15A, 15B: 밸런스용 스프링
16A, 16B: 복귀용 스프링
17: 조작부
17A,17B: 압압부
17C: 레버부
18: 브래킷
19: 방향 절환 밸브
20A, 20B: 배관
21: 유압 모터
22: 메인 펌프
50,61,67,85: 조작 장치
51: 좌 조작 장치
52: 우 조작 장치
53A: 제1 파일럿 밸브, 제3 파일럿 밸브
53B: 제2 파일럿 밸브, 제4 파일럿 밸브
54,62,68,86: 댐퍼부
55A, 55B: 스프링 누름부
56: 요동축
57: 요동측 마찰판
58,63: 고정측 마찰판
59,65,90: 댐퍼 케이스
90A: 내측 공간
60,64: 압압 스프링
69,87: 이동 부재
70,88: 댐퍼실
71,89: 릴리프 밸브
73: 압압부
74: 복귀용 스프링
75: 밸브시트
76: 밸브공
77,99: 밸브체
78,96: 릴리프 스프링
79,92: 배압실
80,82: 개구
81: 유로
83,97: 체크 밸브
91: 고정 부재
93,98: 연통공
93a: 릴리프 스프링의 탈락방지용 볼록부
94: 밸브시트
95; 밸브공
97a: 밸브체
98a: 밸브체의 탈락방지용 볼록부
111: 조작 장치
112: 댐퍼부
113: 탄성 마찰 부재
114: 댐퍼 케이스
116: 조작 장치
117: 댐퍼부
118: 캠부
119: 연결 핀
A1,A2: 경동(傾動) 방향

Claims (8)

1. 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 상기 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서,
   상기 조작부는 전방향 및 후방향으로 요동 가능하게 고정부에 축 지지되어 있고, 상기 댐퍼부는 상기 조작부를 따라 요동하는 1 또는 복수의 요동측 마찰판이, 요동이 저지된 1 또는 복수의 고정측 마찰판에 대하여 상기 요동 방향에 대하여 직교하는 방향으로 압압 스프링에 의해 압압되어 있는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
   
2. 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 이 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서,
   상기 댐퍼부는, 요동이 저지된 3개 이상의 고정측 마찰판이, 상기 조작부를 따라 회전하는 요동축의 외면에 대하여 3 방향 이상에서 상기 요동축의 축심을 향하여 압압 스프링에 의해 압압되어 있는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
   
3. 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 이 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서,
   상기 댐퍼부는, 상기 조작부를 따라 요동하는 요동면과, 고정면 사이에, 고무형 탄성체제의 탄성 마찰 부재가 압축된 상태로 장착된 구성인 것을 특징으로 하는 조작 장치.
   
4. 고정부에 요동 가능하게 설치된 조작부와, 이 조작부를 요동 조작할 때에 그 요동 조작에 대하여 저항력을 발생시키는 댐퍼부를 구비하는 조작 장치에 있어서,
   상기 댐퍼부는, 댐퍼실의 용적을 증감하는 방향으로 이동 가능한 이동 부재가 설치되고, 이 이동 부재에 상기 조작부로부터의 힘이 가해짐으로써 상기 댐퍼실 내에 발생하는 작동 압력이 상기 댐퍼실에 연통하여 설치되어 있는 릴리프 밸브를 개방하여 상기 작동 압력이 댐퍼 토크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 릴리프 밸브는, 소망하는 오버라이드 특성이 되도록 설정됨으로써 소망하는 댐퍼 토크를 발생하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조작 장치.
   
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 릴리프 밸브가 개방되었을 때에, 압액이 통과하는 상기 릴리프 밸브의 통로에 스로틀을 설치한 것을 특징으로 하는 조작 장치.
   
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조작부의 요동 범위의 도중에 정해진 소정의 중립 위치로 상기 조작부가 복귀하도록 상기 조작부를 가압하는 가압 수단을 구비하고,
   상기 조작부의 조작 속도가 0(제로)인 때의 상기 댐퍼부에 의한 댐퍼 토크가, 상기 조작부가 상기 중립 위치에 있을 때의 상기 가압 수단에 의한 중립 복귀 토크의 30% 이상이며, 상기 중립 복귀 토크 미만인 것을 특징으로 하는 조작 장치.
   
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조작부를 요동 조작함으로써 동작하는 유압식 파일럿 밸브를 구비하고,
   상기 파일럿 밸브는,
   펌프 포트, 탱크 포트, 및 출력 포트를 가진 케이싱과,
   상기 케이싱 내에 설치되어 상기 출력 포트를 상기 펌프 포트와 탱크 포트 사이에서 절환하는 스풀과,
   상기 스풀을 슬라이딩 이동시키는 푸셔를 구비하며,
   상기 푸셔를 상기 조작부에 의해 압압함으로써 상기 스풀을 슬라이딩시켜 상기 펌프 포트로부터의 액압을 상기 출력 포트에 공급하는 구성인 것을 특징으로 하는 조작 장치.

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