KR20150030928A - 건설기계의 선회 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계의 선회 제어 시스템에 관한 것으로서, 메인 펌프에 의해 구동되는 선회 모터; 상기 메인 펌프와 상기 선회 모터 사이에 설치되며, 상기 선회 모터에 압유를 공급 또는 배출하는 것을 제어하는 메인 컨트롤 밸브; 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터 사이에 구비되며, 상기 선회 모터의 구동을 제어하는 선회 모터 제어 스풀; 상기 선회 모터의 회전을 억제시키는 선회 브레이크; 내부에 압유를 공급받아 상기 선회 브레이크를 해제 또는 작동시키는 브레이크 해제 챔버; 및 조작부로부터 선회 동작 인지가 없는 경우 상기 선회 브레이크가 작동되도록, 상기 브레이크 압유공급라인을 브레이크 압유배출라인에 연결시켜 상기 브레이크 해제 챔버로부터 토출된 압유가 압유 탱크로 배출되게 하고, 상기 조작부로부터 선회 동작 인지가 있는 경우 상기 선회 브레이크가 해제되도록, 상기 브레이크 해제 챔버와 파일럿 펌프를 연통시켜 상기 브레이크 해제 챔버에 상기 파일럿 펌프의 압유를 공급시키는 브레이크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템은, 선회 브레이크의 일측에 구비되는 브레이크 절환 밸브가 선회 파일럿 또는 암 파일럿의 압력을 인지하여 선회 브레이크가 해제되도록 구성됨으로써, 선회 모터의 부하가 가중되는 것을 방지할 수 있고, 경사지 작업 시 선회 흐름을 방지할 수 있고, 일반적인 작업 시 선회 충격을 완화할 수 있다.

Description

건설기계의 선회 제어 시스템{Swing Control System for Construction Equipment}

본 발명은 건설기계의 선회 제어 시스템에 관한 것이다.

건설 장비란 일반적으로 건설 토목용 기계를 의미하며, 도로, 하천, 항만, 철도, 플랜트 등과 같은 공사별로 각각 그 특성에 적합한 기계구조 및 성능을 보유하게 된다. 즉 건설 장비는 산업 현장에서 이루어지는 작업의 다양성으로 인해, 굴삭장비, 적재장비, 운반장비, 하역장비, 다짐장비, 기초공사장비 등으로 구분될 수 있으며, 구체적으로는 불도저, 굴삭기, 로더, 덤프트럭, 롤러 등과 같이 상당히 많은 종류의 장비를 포함하는 개념이다.

산업 현장에서 가장 기본적으로 수행되는 작업은 굴삭이다. 산업 공사 시에는 지면을 일정 깊이로 굴착하여 각종 구조물을 설치하거나, 또는 지면에 파이프 등을 매설하는 작업이 주로 수행되는데, 이때 굴삭기가 가장 많이 활용된다.

굴삭기는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 장비의 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업장치로 구성되어 있다.

굴삭기는 주행체의 주행방식에 따라 무한궤도식 크롤라 굴삭기와 타이어식 휠 굴삭기로 구분된다. 크롤라 굴삭기는 휠 굴삭기에 비해 작업이 안정적이며 작업 생산성이 높기 때문에 장비 중량 1톤부터 100톤 이상의 초대형에 이르기까지 각 작업 현장에 폭 넓게 사용되며, 휠 굴삭기는 크롤라 굴삭기에 비해 타이어 지지 방식으로 인해 작업시 안정성은 떨어지나, 도로 주행이 가능하여 운반 트레일러 없이 작업장 이동이 가능하고 작업과 이동을 빈번하게 요구하는 작업 현장에 주로 사용된다.

또한, 굴삭기는 토사와 암석의 상태, 작업의 종류 및 용도에 따라 적절한 작업 장치를 장착하여 사용할 수 있다. 일반 굴삭 및 토사 운반을 위한 버켓(Bucket), 단단한 지면, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커, 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등이 굴삭기에 주로 사용되는 작업 장치이다.

이러한 굴삭기는, 작업 장치 사용 시에는 선회 브레이크 작동이 필요하고, 선회 구동 시에는 선회 브레이크 해제가 필요한데, 일반적으로, 굴삭기의 선회 브레이크는 선회 또는 프론트 동작이 정지된 경우에 브레이크가 작동되고, 선회 또는 프론트 동작시에 브레이크가 해제된다.

그런데 굴삭기는, 선회 브레이크의 작동 또는 해제가 효율적으로 이루어지지 않을 경우, 선회 모터에 부하가 가중될 수 있고, 경사지 작업 시 선회 흐름이 생길 수 있고, 일반적인 작업 시 선회 충격이 발생되는 등의 문제가 있고, 또한 복합 동작 중 선회 시 높은 압력의 압유가 선회 모터 측으로 공급되어 선회 충격이 발생되는 문제가 있어, 이를 해결하려는 연구가 진행되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 선회 브레이크의 작동 또는 해제가 효율적으로 이루어지게 하고, 선회 충격을 완화시킬 수 있게 하는 건설기계의 선회 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템은, 메인 펌프에 의해 구동되는 선회 모터; 상기 메인 펌프와 상기 선회 모터 사이에 설치되며, 상기 선회 모터에 압유를 공급 또는 배출하는 것을 제어하는 메인 컨트롤 밸브; 상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터 사이에 구비되며, 상기 선회 모터의 구동을 제어하는 선회 모터 제어 스풀; 상기 선회 모터의 회전을 억제시키는 선회 브레이크; 내부에 압유를 공급받아 상기 선회 브레이크를 해제 또는 작동시키는 브레이크 해제 챔버; 및 조작부로부터 선회 동작 인지가 없는 경우 상기 선회 브레이크가 작동되도록, 상기 브레이크 압유공급라인을 브레이크 압유배출라인에 연결시켜 상기 브레이크 해제 챔버로부터 토출된 압유가 압유 탱크로 배출되게 하고, 상기 조작부로부터 선회 동작 인지가 있는 경우 상기 선회 브레이크가 해제되도록, 상기 브레이크 해제 챔버와 파일럿 펌프를 연통시켜 상기 브레이크 해제 챔버에 상기 파일럿 펌프의 압유를 공급시키는 브레이크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 브레이크 제어부는, 상기 브레이크 압유공급라인을 통해 상기 브레이크 해제 챔버와 상기 파일럿 펌프를 연통시키는 브레이크 절환 밸브를 포함하고, 상기 브레이크 절환 밸브는 상기 브레이크 압유배출라인에 의해 상기 압유 탱크와 연결되는 것을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 조작부는, 상기 브레이크 제어부의 상기 브레이크 절환 밸브에 연결되는 선회 파일럿을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템은, 선회 브레이크의 일측에 구비되는 브레이크 절환 밸브가 선회 파일럿 또는 암 파일럿의 압력을 인지하여 선회 브레이크가 해제되도록 구성됨으로써, 선회 모터의 부하가 가중되는 것을 방지할 수 있고, 경사지 작업 시 선회 흐름을 방지할 수 있고, 일반적인 작업 시 선회 충격을 완화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템은, 선회 모터에 압유를 공급하고 배출하는 압유공급라인과 압유배출라인을 연통시키는 연통라인에 선회 충격 완화 밸브를 구비시킴으로써, 복합 동작 중 선회 시 선회 충격을 해소할 수 있어, 부드러운 선회를 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템에 의해 조작되는 크롤라 굴삭기의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템에 의해 조작되는 크롤라 굴삭기의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이고, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이고, 도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.

이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1, 제2, 제3 또는 제4 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템에 의해 조작되는 크롤라 굴삭기(100)를 우선 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 크롤라 굴삭기(100)는, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 작업장치(110), 선회체(120), 주행부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

작업장치(110)는, 크롤라 굴삭기(100)의 일측에 구비되고, 붐(111), 암(113), 버켓(115)으로 구성되어 있으며, 붐(111)이 2개의 붐 실린더(112)에 의해 작동되고 암(113)이 암 실린더(114)에 의해 작동됨으로써 버켓(115)의 위치가 조절될 수 있다. 버켓(115)은 버켓 실린더(116)에 의해 세부적인 작업을 수행할 수 있는데, 일례로, 버켓 실린더(116)의 압축 시 버켓(115)은 굴삭을 위해 끝단이 전방으로 움직인 상태가 되고, 버켓 실린더(116)가 인장될 경우 버켓(115)은 내측으로 회전되어 토사 등을 내부 공간에 담을 수 있는 상태가 된다. 본 실시예에서는 버켓(115)이 장착된 경우를 일례로 설명할 뿐, 작업공구로서 단단한 지면, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커, 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등을 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

구체적으로, 붐 실린더(112)가 인장되면 붐(111)이 상승 회전되어 암(113)의 하단이 들려진 상태가 되고, 암 실린더(114)가 압축되면 암(113)이 상승 회전되어 버켓(115)이 지면으로부터 들려진 상태가 되면서 굴삭 준비 상태가 된다. 이후 붐(111)과 암(113)이 붐 및 암 실린더(112, 114)에 의해 유기적으로 하강 작동하여 버켓(115)이 굴삭 작업이 필요한 부분에 접하게 된다. 이때, 버켓 실린더(116)가 인장되면 버켓(115)은 굴삭을 수행할 수 있고, 붐(111)과 암(113)이 붐 및 암 실린더(112, 114)에 의해 유기적으로 상승 작동하면 굴삭된 토사는 버켓(115)의 내부에 안정적으로 담겨져 있을 수 있다.

선회체(120)는, 앞부분에 작업장치(110)가 연결되며, 후술할 주행부(130)에 탑재되어 360도 회전할 수 있으며, 골조구조를 이루는 선회 프레임(121)과 선회 프레임(121) 상에 배설되는 운전실(123), 엔진(125), 카운터 웨이트(127)를 포함하여 구성될 수 있다.

운전실(123)에는, 작업장치 조작부(도시하지 않음), 선회체 조작부(도시하지 않음), 주행 조작부(도시하지 않음) 등 작업자가 굴삭기(100)를 운전할 수 있는 각종 조작 장치가 구비되어 있다. 작업장치 조작부는, 작업장치(110)의 세부 구성을 각각 조작할 수 있는 레버 혹은 스위치가 복수 개 구비될 수 있다. 선회체 조작부는, 선회체(120)의 선회 동작을 조작할 수 있으며, 레버 혹은 스위치가 복수 개 구비될 수 있다.

엔진(125)은, 기계실에 설치되어 작업장치(110)와 후술할 주행부(130)에 구동력을 전달한다. 엔진(125)은, 엔진(125)에 연결되는 펌프가 엔진(125)에 의해 작동되어 압유를 각 실린더(112, 114, 116)에 공급함으로써 작업장치(110)가 움직이도록 할 수 있다.

주행부(130)는, 장비의 이동 역할을 하며, 트럭 또는 트랙 프레임(131)의 전 측에는 좌우 한 벌의 유동륜(133)이 회전 가능하게 설치되고, 후 측에는 좌우 한 벌의 구동륜(135)이 회전 가능하게 설치되며, 유동륜(133)과 구동륜(135)을 감싸는 무한궤도(137)가 구비되어 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 굴삭기(100)와 같은 건설기계는 작업장치 사용 시에는 선회 브레이크의 구동이 필요하고(선회 파킹 구동), 선회 구동시에는 선회 브레이크의 해제가 필요한데(선회 파킹 해제), 본 발명의 제1 실시예에 따른 선회 제어 시스템(200)은, 선회 또는 작업 시 선회 브레이크의 구동 또는 해제를 효율적으로 할 수 있게 하며, 메인 펌프(210), 메인 컨트롤 밸브(220), 선회 구동부(230), 선회 모터 제어 스풀(240), 브레이크 제어부(250), 조작부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.

메인 펌프(210)는, 후술할 메인 컨트롤 밸브(220)를 통해 후술할 선회 구동부(230)의 선회 모터(231)를 구동시킬 수 있다.

메인 컨트롤 밸브(220)는, 메인 펌프(210)와 후술할 선회 모터(231) 사이의 구동 압유공급라인(201) 및 구동 압유배출라인(202)에 설치되어, 후술할 선회 모터(231)에 압유를 공급 또는 배출하는 것을 제어할 수 있다. 여기서, 구동 압유공급라인(201) 및 구동 압유배출라인(202)의 위치는 후술할 선회 모터(231)의 회전 방향에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들어 선회 모터(231)를 우회전시킬 경우에는 도면에 도시된 바와 같고, 좌회전시킬 경우에는 좌측 라인이 구동 압유배출라인(202)이 되고, 우측 라인이 구동 압유공급라인(201)이 될 수 있다.

선회 구동부(230)는, 선회 모터(231), 브레이크 해제 챔버(232), 선회 브레이크(233), 선회 모터 제어 스풀(240)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 선회 모터 제어 스풀(240)은, 메인 컨트롤 밸브(220)와 후술할 선회 모터(231) 사이에 구비될 수 있으며, 후술할 선회 모터(231)의 선회 토오크 등 선회 모터(231)의 구동에 관련된 것들을 제어할 수 있다. 선회 모터 제어 스풀(240)은, 압력 조절 밸브(241), 릴리프 밸브(242), 체크 밸브(243)를 포함하여 구성될 수 있고, 여기서 압력 조절 밸브(241)는 메인 펌프(210)로부터 토출된 압유가 메인 컨트롤 밸브(220)에서 제어되어 선회 모터(231)로 공급될 때 압력을 조절하는 기능을 수행할 수 있으며, 릴리프 밸브(242)는 굴삭기(100)의 최대 선회 토오크를 결정하는 기능을 수행할 수 있다.

선회 모터(231)는, 메인 펌프(210)로부터 토출된 압유가 메인 컨트롤 밸브(220)에 제어되어 선회 모터 제어 스풀(240)의 "A" 또는 "B" 포트로 공급되어 우 또는 좌회전될 수 있다.

브레이크 해제 챔버(232)는, 내부에 압유를 공급받아 후술할 선회 브레이크(233)를 선택적으로 해제 또는 작동시키도록, 선회 모터(231)와 선회 브레이크(233) 사이에 개재되어 제공될 수 있다.

선회 브레이크(233)는, 선회 모터(231)의 회전을 억제시키는 기능을 수행하는데, 작동과 해제 기능으로 구분될 수 있다.

선회 브레이크(233)의 작동은, 후술할 브레이크 제어부(250)의 브레이크 절환 밸브(251)가 후술할 조작부(260)의 선회 파일럿(262) 또는 암 파일럿(263)으로부터 압력을 인지하지 못한 경우(선회 또는 프론트 동작 정지시), 브레이크 해제 챔버(232)에 충전된 압유가 토출되어 후술할 브레이크 제어부(250)에서 브레이크 절환 밸브(251)의 제1 위치 및 감압 밸브(252)를 경유하여 선회 모터(231) 및 브레이크 해제 챔버(232)의 헤드측으로 유입되어 이루어질 수 있다.

선회 브레이크(233)의 해제는, 후술할 브레이크 제어부(250)의 브레이크 절환 밸브(251)가 후술할 조작부(260)의 선회 파일럿(262) 또는 암 파일럿(263)으로부터 압력을 인지한 경우(선회 또는 프론트 동작시), 브레이크 절환 밸브(251)는 제2 위치로 절환되며, 파일럿 펌프(270)의 압유가 브레이크 압유공급라인(203)을 통해 브레이크 해제 챔버(232)에 공급되어 이루어질 수 있다.

브레이크 제어부(250)는, 선회 구동부(230)의 측부에 부착되어 있으며, 브레이크 절환 밸브(251)와 오리피스(253)가 부설된 감압 밸브(252)로 구성될 수 있다. 이와 같이 구성된 브레이크 제어부(250)는, 후술할 조작부(260)로부터의 압력 신호에 따라 선회 브레이크(233)의 작동 또는 해제 여부를 제어할 수 있으며, 또한 감압 밸브(252)에 부설된 오리피스(253)에 의해 선회 브레이크(233)의 작동을 일정 시간, 예를 들어 수 초간 지연시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기에서, 브레이크 절환 밸브(251)의 스풀 구조를 상세히 설명하면, 후술할 조작부(260)의 선회 파일럿(262) 또는 암 파일럿(263)으로부터 압력 인지가 없는 경우, 선회 브레이크(233)가 작동되도록 브레이크 해제 챔버(232)를 감압 밸브(252)를 포함하는 브레이크 압유배출라인(204)과 연통시키는 제1 위치와, 후술할 조작부(260)의 선회 파일럿(262) 또는 암 파일럿(263)으로부터 압력 인지가 있는 경우, 선회 브레이크(233)가 해제되도록 브레이크 해제 챔버(232)와 파일럿 펌프(270)를 연통시키는 제2 위치 사이에서 절환되는 구조를 갖는다.

여기서, 브레이크 압유공급라인(203)은 브레이크 해제 챔버(232), 브레이크 절환 밸브(251) 및 파일럿 펌프(270)를 연통시키도록 제공될 수 있으며, 브레이크 압유배출라인(204)은 브레이크 절환 밸브(251), 감압 밸브(252) 및 선회 모터(231)를 연통시키도록 제공될 수 있다.

조작부(260)는, 셔틀 밸브(261), 선회 파일럿(262), 암 파일럿(263)을 포함하며, 브레이크 제어부(250)의 브레이크 절환 밸브(251)에 셔틀 밸브(261)가 연결되고, 셔틀 밸브(261)의 일측에 선회 파일럿(262)이 연결되고, 셔틀 밸브(261)의 타측에 암 파일럿(263)이 연결되어 구성될 수 있다. 이러한 조작부(260)는, 선회 파일럿(262) 또는 암 파일럿(263)의 압력이 셔틀 밸브(261)를 통해 브레이크 절환 밸브(251)로 전달됨으로써, 브레이크 절환 밸브(251)가 압력을 인지하여 선회 브레이크(233)가 해제될 수 있도록 한다.

구체적으로, 브레이크 절환 밸브(251)에서 선회 파일럿(262) 또는 암 파일럿(263)으로부터 압력 인지가 없는 경우에는, 브레이크 해제 챔버(232)로부터 토출된 압유가 브레이크 압유공급라인(203) 및 브레이크 압유배출라인(204)을 통해 선회 모터(231)로 유입되어 선회 브레이크(233)가 작동 상태를 유지하고 있다가, 브레이크 절환 밸브(251)에서 선회 파일럿(262) 또는 암 파일럿(263)으로부터 압력을 인지하면, 브레이크 해제 챔버(232)와 파일럿 펌프(270)가 연통되도록 브레이크 절환 밸브(251)가 절환되어, 파일럿 펌프(270)의 압유가 브레이크 해제 챔버(232)에 공급되면서 선회 브레이크(233)가 해제될 수 있다. 이로써, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선회 제어 시스템(200)은, 선회 모터(231)의 부하가 가중되는 것을 방지할 수 있고, 경사지 작업 시 선회 흐름을 방지할 수 있고, 일반적인 작업 시 선회 충격을 완화할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 굴삭기(100)와 같은 건설기계는 작업장치 사용 시에는 선회 브레이크의 구동이 필요하고(선회 파킹 구동), 선회 구동시에는 선회 브레이크의 해제가 필요한데(선회 파킹 해제), 본 발명의 제2 실시예에 따른 선회 제어 시스템(300)은, 선회 또는 작업 시 선회 브레이크의 구동 또는 해제를 효율적으로 할 수 있게 하며, 메인 펌프(210), 메인 컨트롤 밸브(220), 선회 구동부(230), 선회 모터 제어 스풀(240), 브레이크 제어부(350), 조작부(360)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서, 브레이크 제어부(350) 및 조작부(360)를 제외한 나머지 구성 요소들(210, 220, 230, 240)은 전술할 본 발명의 제1 실시예의 선회 제어 시스템(200)에서의 각 구성과 동일하여 동일한 도면부호를 사용하였고, 이에 따라 여기서는 설명의 중복을 피하기 위하여 동일 구성 요소 각각에 대한 상세한 설명을 생략하기로 하고, 본 발명의 제1 실시예와 다른 구성 요소인 브레이크 제어부(350) 및 조작부(360)와 이로 인하여 달라지는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

브레이크 제어부(350)는, 선회 구동부(230)의 측부에 부착되어 있으며, 브레이크 절환 밸브(351)를 포함하여 구성될 수 있다. 브레이크 제어부(350)는, 후술할 조작부(360)에 의해 선회 브레이크(233)의 작동 또는 해제 여부를 제어할 수 있다.

상기에서, 브레이크 절환 밸브(351)의 스풀 구조는, 후술할 조작부(360)로부터 선회 동작 인지가 없는 경우, 선회 브레이크(233)가 작동되도록 하는 제1 위치와, 후술할 조작부(360)로부터 선회 동작 인지가 있는 경우, 선회 브레이크(233)가 해제되도록 하는 제2 위치 사이에서 절환되는 구조를 갖는다.

여기서, 브레이크 압유공급라인(203)은 브레이크 해제 챔버(232), 브레이크 절환 밸브(351) 및 파일럿 펌프(270)를 연통시키도록 제공될 수 있으며, 브레이크 압유배출라인(204)은 브레이크 절환 밸브(351), 압유 탱크(352)를 연통시키도록 제공될 수 있다.

조작부(360)는, 브레이크 제어부(350)의 브레이크 절환 밸브(351)에 연결되어 구성될 수 있다. 조작부(360)는, 예를 들어 선회 파일럿(도시하지 않음)으로부터 선회 동작을 브레이크 절환 밸브(351)에 전달함으로써, 브레이크 절환 밸브(351)가 선회 동작을 인지하여 선회 브레이크(233)가 해제될 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 선회 제어 시스템(300)에서, 선회 브레이크(233)의 작동 및 해제에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 선회 브레이크(233)의 작동은, 브레이크 제어부(350)의 브레이크 절환 밸브(351)가 조작부(360)의 선회 동작을 인지하지 못한 경우, 브레이크 해제 챔버(232)에 충전된 압유가 토출되어 브레이크 제어부(350)에서 브레이크 절환 밸브(351)의 제1 위치를 경유하여 압유 탱크(352)로 배출되어 이루어질 수 있다.

선회 브레이크(233)의 해제는, 브레이크 제어부(350)의 브레이크 절환 밸브(351)가 조작부(360)의 선회 동작을 인지한 경우, 브레이크 절환 밸브(351)는 제2 위치로 절환되며, 파일럿 펌프(270)의 압유가 브레이크 압유공급라인(203)을 통해 브레이크 해제 챔버(232)에 공급되어 이루어질 수 있다.

상기와 같이, 선회 동작 인지가 없는 경우, 브레이크 해제 챔버(232)로부터 토출된 압유가 브레이크 압유공급라인(203), 브레이크 절환 밸브(351)의 제1 위치, 브레이크 압유배출라인(204)을 통해 압유 탱크(352)로 배출되어 선회 브레이크(233)가 작동 상태를 유지하고 있다가, 브레이크 절환 밸브(351)에서 조작부(360)로부터 압력을 인지하면, 브레이크 해제 챔버(232)와 파일럿 펌프(270)가 연통되도록 브레이크 절환 밸브(351)가 제2 위치로 절환되어, 파일럿 펌프(270)의 압유가 브레이크 해제 챔버(232)에 공급되면서 선회 브레이크(233)가 해제될 수 있다. 이로써, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선회 제어 시스템(300)은, 선회 모터(231)의 부하가 가중되는 것을 방지할 수 있고, 경사지 작업 시 선회 흐름을 방지할 수 있고, 일반적인 작업 시 선회 충격을 완화할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이고, 도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 건설기계의 선회 제어 시스템을 나타내는 회로도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 도 1의 굴삭기(100)와 같은 건설기계는 복합 동작 중 선회 동작 시 높은 압력의 압유가 선회 모터 측으로 공급되는데, 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 선회 제어 시스템(400, 500)은, 복합 동작 중 선회 동작 시 선회 충격을 해소할 수 있게 하며, 메인 펌프(210), 메인 컨트롤 밸브(220), 선회 구동부(230), 선회 모터 제어 스풀(440), 브레이크 제어부(250), 조작부(460)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 제3 및 제4 실시예에서, 선회 모터 제어 스풀(440) 및 조작부(460)를 제외한 나머지 구성 요소들(210, 220, 230, 250)은 전술할 본 발명의 제1 실시예의 선회 제어 시스템(200)에서의 각 구성과 동일하여 동일한 도면부호를 사용하였고, 이에 따라 여기서는 설명의 중복을 피하기 위하여 동일 구성 요소 각각에 대한 상세한 설명을 생략하기로 하고, 본 발명의 제1 실시예와 다른 구성 요소인 선회 모터 제어 스풀(440) 및 조작부(460)와 이로 인하여 달라지는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

선회 모터 제어 스풀(440)은, 선회 구동부(230)의 구성 요소중 하나로서, 메인 컨트롤 밸브(220)와 선회 모터(231) 사이에 구비될 수 있으며, 후술할 선회 모터(231)의 선회 토오크 및 복합 동작 중 선회 동작 시 선회 충격을 해소하는 등 선회 모터(231)의 구동에 관련된 것들을 제어할 수 있다. 선회 모터 제어 스풀(440)은, 압력 조절 밸브(441), 릴리프 밸브(442), 체크 밸브(443), 선회 충격 완화 밸브(444)를 포함하여 구성될 수 있고, 여기서 압력 조절 밸브(441)는 메인 펌프(210)로부터 토출된 압유가 메인 컨트롤 밸브(220)에서 제어되어 선회 모터(231)로 공급될 때 압력을 조절하는 기능을 수행할 수 있으며, 릴리프 밸브(442)는 굴삭기(100)의 최대 선회 토오크를 결정하는 기능을 수행할 수 있으며, 선회 충격 완화 밸브(444)는 복합 동작 중 선회 동작 시 선회 충격을 해소하는 기능을 수행할 수 있다.

상기에서, 선회 충격 완화 밸브(444)는, 선회 모터(231)에 압유를 공급하는 압유공급라인(201)과 선회 모터(231)로부터 압유를 배출하는 압유배출라인(202)을 연통시키는 연통라인(401) 상에 구비될 수 있다.

조작부(460)는, 선회 모터 제어 스풀(440)의 선회 충격 완화 밸브(444)에 연결되어 구성될 수 있다. 조작부(460)는, 복합 동작 중 선회 동작 시 선회 동작을 자동 또는 수동 인식하여 선회 충격 완화 밸브(444)에 신호를 전달하여 선회 충격을 해소할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제3 또는 제4 실시예에 따른 선회 제어 시스템(400, 500)에서, 선회 충격 완화 밸브(444)의 동작에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

굴삭기(100)가 복합 동작 중일 때, 연통라인(401) 상에 구비된 선회 충격 완화 밸브(444)는 구동 압유공급라인(201)과 구동 압유배출라인(202) 사이를 차단하는 제1 위치 상태를 유지하고 있다가, 굴삭기(100)가 복합 동작 중 선회 동작을 수행할 때, 조작부(460)가 이를 자동 또는 수동으로 인식하여 선회 충격 완화 밸브(444)에 신호를 전달하면, 선회 충격 완화 밸브(444)는 구동 압유공급라인(201)과 구동 압유배출라인(202) 사이를 연통시키는 제2 위치 상태로 절환되어, 구동 압유공급라인(201)을 통해 메인 펌프(210)에서 선회 모터(231)로 공급되는 압유의 일부를 구동 압유배출라인(202)으로 배분시킴으로써, 복합 동작 중 선회 시 선회 충격을 해소할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100: 굴삭기 110: 작업장치
111: 붐 112: 붐 실린더
113: 암 114: 암 실린더
115: 버켓 116: 버켓 실린더
120: 선회체 121: 선회 프레임
123: 운전실 125: 엔진
127: 카운터 웨이트 130: 주행부
131: 트럭 또는 트랙 프레임 133: 유동륜
135: 구동륜 137: 무한궤도
200, 300, 400, 500: 선회 제어 시스템
201: 구동 압유공급라인 202: 구동 압유배출라인
203: 브레이크 압유공급라인 204: 브레이크 압유배출라인
210: 메인 펌프 220: 메인 컨트롤 밸브
230: 선회 구동부 231: 선회 모터
232: 브레이크 해제 챔버 233: 선회 브레이크
240: 선회 모터 제어 스풀 241: 압력 조절 밸브
242: 릴리프 밸브 243: 체크 밸브
250: 브레이크 제어부 251: 브레이크 절환 밸브
252: 감압 밸브 253: 오리피스
260: 조작부 261: 셔틀 밸브
262: 선회 파일럿 263: 암 파일럿
350: 브레이크 제어부 351: 브레이크 절환 밸브
360: 조작부 440: 선회 모터 제어 스풀
441: 압력 조절 밸브 442: 릴리프 밸브
443: 체크 밸브 444: 선회 충격 완화 밸브

Claims (3)

1. 메인 펌프에 의해 구동되는 선회 모터;
   상기 메인 펌프와 상기 선회 모터 사이에 설치되며, 상기 선회 모터에 압유를 공급 또는 배출하는 것을 제어하는 메인 컨트롤 밸브;
   상기 메인 컨트롤 밸브와 상기 선회 모터 사이에 구비되며, 상기 선회 모터의 구동을 제어하는 선회 모터 제어 스풀;
   상기 선회 모터의 회전을 억제시키는 선회 브레이크;
   내부에 압유를 공급받아 상기 선회 브레이크를 해제 또는 작동시키는 브레이크 해제 챔버; 및
   조작부로부터 선회 동작 인지가 없는 경우 상기 선회 브레이크가 작동되도록, 상기 브레이크 압유공급라인을 브레이크 압유배출라인에 연결시켜 상기 브레이크 해제 챔버로부터 토출된 압유가 압유 탱크로 배출되게 하고, 상기 조작부로부터 선회 동작 인지가 있는 경우 상기 선회 브레이크가 해제되도록, 상기 브레이크 해제 챔버와 파일럿 펌프를 연통시켜 상기 브레이크 해제 챔버에 상기 파일럿 펌프의 압유를 공급시키는 브레이크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 제어부는,
   상기 브레이크 압유공급라인을 통해 상기 브레이크 해제 챔버와 상기 파일럿 펌프를 연통시키는 브레이크 절환 밸브를 포함하고, 상기 브레이크 절환 밸브는 상기 브레이크 압유배출라인에 의해 상기 압유 탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 조작부는,
   상기 브레이크 제어부의 상기 브레이크 절환 밸브에 연결되는 선회 파일럿을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 선회 제어 시스템.

Images