KR20160025707A - 건설기계의 유압제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계의 유압제어시스템에 관한 것으로서, 펌프에 의해 압유를 공급받아 구동되는 조향 장치; 상기 펌프에 의해 압유를 공급받아 구동되는 작업 장치; 및 상기 조향 장치 또는 상기 작업 장치의 압력이 개방 기설정압력 이상이 되는 경우 압유를 압유저장탱크로 복귀시키는 압력조절장치를 포함하고, 상기 압력조절장치는, 상기 개방 기설정압력이 상기 펌프의 구동 RPM에 따라 비례하여 증가하도록 제어되거나 또는 상기 개방 기설정압력이 최저 개방 기설정압력과 최고 개방 기설정압력으로 설정되어 스위치 방식으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 저 RPM 구동(최소 RPM 구동)시 펌프에 무리한 부하가 걸리는 것을 사전에 차단할 수 있어 엔진 시동 꺼짐 현상을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 펌프의 토크 저감 효과가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 펌프의 토크 저감으로 인해 진동, 연비, 소음 발생을 저감할 수 있으며 주행 출발충격을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

건설기계의 유압제어시스템{A Hydraulic Control Device for Construction Equipment}

본 발명은 건설기계의 유압제어시스템에 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 이동역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업장치로 구성되어 있다.

굴사기는 주행체의 주행방식에 따라 무한궤도식 크롤라 굴삭기와 타이어식 휠 굴삭기로 구분된다. 크롤라 굴삭기는 휠 굴삭기에 비해 작업이 안정적이며 작업생산성이 높기 때문에 장비 중량 1톤부터 100톤 이상의 초대형에 이르기까지 각 작업현장에 폭 넓게 사용되며, 휠 굴삭기는 크롤라 굴삭기에 비해 타이어 지지방식으로 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 건설기계에는 본체의 전방에 붐과 버켓을 포함하는 프론트 장치를 구비하여 파쇄된 암반, 토사 등과 같은 골재를 적재하거나 근거리 운반에 쓰이는 휠로더, 고중량의 하물을 들어올리거나 운반하는데 사용되는 지게차가 있을 수 있다.

굴삭기는 유압으로 주행 및 작업장치를 모두 가동하므로 펌프가 사용되지 않는 경우가 거의 없으나, 지게차나 휠로더의 경우에는 Idle 상태 또는 주행 시에는 유압을 사용하지 않는다.

즉, 지게차 또는 휠로더가 작업장소를 이동하기 위해 주행장치만 구동하는 경우에는 유압 시스템이 아닌 기계 시스템을 이용하여 주행장치를 구동한다. 이러한 지게차나 휠로더는 작업장치를 구동하기 위한 펌프 및 주행장치를 구동하기 위한 트랜스미션이 엔진과 함께 연결되어 있어 작업장치를 구동하지 않더라도 펌프는 엔진으로부터 계속적인 동력을 공급받게되고, 이때, 펌프는 계속해서 압유저장탱크에 저장된 압유를 관로로 공급하고, 압유는 관로를 유동하며 다시 압유저장탱크로 복귀한다.

상기와 같은 지게차 또는 휠로더는 굴삭기와 달리 시스템상 특성으로 인해 펌프의 과다한 토크에 의해 엔진 출력이상의 부하 상승 작업이나 릴리프(Relief)가 걸리게 되는 경우 엔진의 시동이 오프되는 상황이 발생하게 되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유압시스템의 작업장치의 메인컨트롤밸브 또는 조향 장치 관련 유압 시스템의 전단에 솔레노이드식 또는 기계식의 가변 릴리프 밸브를 구비하여 무리한 유압 시스템 부하를 사전에 차단하여 엔진 시동 꺼짐 현상을 개선하고 펌프의 토크 저감을 이룰 수 있는 건설기계의 유압제어시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 펌프에 의해 압유를 공급받아 구동되는 조향 장치; 상기 펌프에 의해 압유를 공급받아 구동되는 작업 장치; 및 상기 조향 장치 또는 상기 작업 장치의 압력이 개방 기설정압력 이상이 되는 경우 압유를 압유저장탱크로 복귀시키는 압력조절장치를 포함하고, 상기 압력조절장치는, 상기 개방 기설정압력이 상기 펌프의 구동 RPM에 따라 비례하여 증가하도록 제어되거나 또는 상기 개방 기설정압력이 최저 개방 기설정압력과 최고 개방 기설정압력으로 설정되어 스위치 방식으로 제어되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 압력조절장치는, 상기 압유저장탱크의 압유 복귀단에 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 압력조절장치는, 상기 펌프의 구동압력에 따라 상기 개방 기설정압력을 조절할 수 있다.

구체적으로, 상기 펌프로부터 상기 작업 장치로 압유 공급을 제어하는 메인컨트롤장치; 및 상기 펌프로부터 상기 조향 장치로 압유 공급을 제어하는 조향컨트롤장치를 더 포함하고, 상기 압력조절장치는, 상기 메인컨트롤장치 또는 상기 조향컨트롤장치에 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 최저 개방 기설정압력은, 상기 펌프의 RPM이 최소인 경우의 상기 펌프의 구동압력이며, 상기 최고 개방 기설정압력은, 상기 펌프의 RPM이 최고인 경우의 상기 펌프의 구동압력일 수 있다.

구체적으로, 엔진; 상기 엔진에 의해 구동되는 주행 장치; 상기 엔진과 상기 펌프를 연결하는 제1 연결장치; 상기 엔진과 상기 주행 장치를 연결하는 제2 연결 장치; 및 상기 제2 연결 장치와 상기 주행 장치 사이에 구비되는 토크 컨버터를 더 포함하고, 상기 펌프는, 상기 제1 연결장치와 결합되어 함께 구동될 수 있다.

구체적으로, 상기 압유저장탱크와 상기 작업 장치 또는 상기 조향 장치를 연결하는 압유복귀라인을 더 포함하고, 상기 압력조절장치는, 상기 압유복귀라인 상에 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 펌프로부터 상기 작업 장치로 압유 공급을 제어하는 메인컨트롤장치; 및 상기 펌프로부터 상기 조향 장치로 압유 공급을 제어하는 조향컨트롤장치를 더 포함하고, 상기 압력조절장치는, 상기 펌프와 상기 메인컨트롤장치 또는 상기 조향컨트롤장치 사이에 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 저 RPM 구동(최소 RPM 구동)시 펌프에 무리한 부하가 걸리는 것을 사전에 차단할 수 있어 엔진 시동 꺼짐 현상을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 펌프의 토크 저감 효과가 발생할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 펌프의 토크 저감으로 인해 진동, 연비, 소음 발생을 저감할 수 있으며 주행 출발충격을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 유압제어시스템을 포함하는 휠로더의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 유압제어시스템을 포함하는 지게차의 측면도이다.
도 3은 종래의 건설기계의 유압제어시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템의 개념도이다.

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 유압제어시스템을 포함하는 휠로더의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 유압제어시스템을 포함하는 지게차의 측면도이다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템(20)을 구비하는 휠로더(1) 또는 지게차(2)를 우선 설명하도록 한다. 여기서 도 1 및 도 2에 도시된 휠로더(1) 또는 지게차(2)는 본 발명의 실시예에 따른 유압제어시스템(20)을 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐이며 이에 한정되지 않는다.

도 1에 도시된 바와 같이 휠로더(1)는, 파쇄된 암반, 토사 등과 같은 골재를 적재하는 적재작업 또는 이러한 자재들을 근거리 운반하는 운반작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 작업장치(10), 휠로더 본체(30), 주행장치(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

작업 장치(10)는, 휠로더(1)의 일측에 구비되고, 버켓(12), 붐(15)으로 구성되어 있으며, 붐(15)이 붐 실린더(14)에 의해 작동되고, 버켓(12)은 버켓 실린더(11) 및 로더 링키지(13)에 의해 세부적인 작업을 수행할 수 있다.

예를 들어 버켓 실린더(11)의 압축 시 로더 링키지(13)는 버켓(12) 방향으로 회전하여 버켓(12)의 끝단이 전방으로 움직인 상태가 되고, 버켓 실린더(11)의 인장 시 로더 링키지(13)는 버켓(12)의 반대방향 즉, 버켓(12)의 내측으로 회전하여 토사 등을 내부 공간에 담을 수 있는 상태가 된다.

구체적으로, 붐 실린더(14)가 압축되면 붐(15)이 하강 회전되어 버켓(12)이 지면을 향하여 이동하게되며 버켓 실린더(11)의 압축으로 버켓(12)의 끝단이 지면과 접하게 되면서 적재 준비 상태가 된다.

이후 버켓 실린더(11)가 인장되어 파쇄된 암반, 토사 등과 같은 골재를 버켓(11)의 내부로 적재하게 되고, 적재된 상태로 후술할 주행장치(40)를 구동하여 골재의 하역장소로 이동하게 된다. 이때, 버켓(11)을 지면과 가깝게 위치하도록 한 상태에서 하역장소로 이동할 수 있으며, 붐 실린더(14)를 인장하여 붐(15)이 상승회전하게 함으로써 버켓(11)을 지면으로부터 들어올린 상태에서 하역장소로 이동할 수도 있다.

휠로더 본체(30)는, 앞부분에 작업장치(10)가 연결되며, 주행장치(40)에 탑재되어 이동가능하며, 운전실(31), 카운터 웨이트(32) 및 엔진(33)을 포함하여 구성될 수 있다.

운전실(31)에는 작업장치 조작부(부호 도시하지 않음), 주행 조작부(도시하지 않음) 등 작업자(도시하지 않음)가 휠로더(1)를 운전할 수 있는 각종 조작장치가 구비되어 있다. 작업장치 조작부는, 작업장치(10)의 세부 구성을 각각 조작할 수 있는 레버 혹은 스위치가 복수 개 구비될 수 있으며, 주행 조작부는, 후술할 주행장치(40)의 조작을 위해 가속 페달과 제동 페달 및 전후좌우 방향조절을 위한 복수 개의 주행레버가 구비될 수 있다.

주행장치(40)는, 장비의 이동 역할을 하며, 본체(30)의 하부에 위치하고 전측에는 좌우 한 벌의 전륜휠(42)이 회전가능하게 설치되며, 후측에는 후륜휠(41)이 회전가능하게 설치되어 구성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 지게차(2)는, 고중량의 하물(70)을 들어올리는 리프팅 작업 및 이를 하역장소로 운반하는 운반작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 지게차 본체(50), 마스트 조립체(60), 주행장치(70)를 포함하여 구성될 수 있다.

지게차(2)는, 조향 보조장치(도시하지 않음), 주행 장치(70) 및 마스트 조립체(60)를 구동하는 리프트 실린더(도시하지 않음) 및 틸트 실린더(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.

지게차 본체(50)는, 앞부분에 마스트 조립체(60)가 연결되며, 주행장치(70)에 탑재되어 운전실(51) 및 엔진(도시하지 않음)을 포함하여 구성될 수 있다.

운전실(51)에는 마스트 조립체 조작부(부호 도시하지 않음), 주행 조작부(도시하지 않음) 등 작업자(도시하지 않음)가 지게차(2)를 운전할 수 있는 각종 조작장치가 구비되어 있다. 마스트 조립체 조작부는, 마스트 조립체(60)의 세부 구성을 각각 조작할 수 있는 레버 혹은 스위치가 복수 개 구비될 수 있으며, 주행 조작부는, 후술할 주행장치(70)의 조작을 위해 가속 페달과 제동 페달 등의 페달(512) 및 전후좌우 방향조절을 위한 복수 개의 주행레버가 구비될 수 있다.

운전실(51)의 상측은 운전실(51)에 탑승하는 운전자(도시하지 않음)를 보호하기 위한 오버 헤드 가드(511)가 설치된다.

마스트 조립체(60)는 마스트 레일(61)과 마스트 레일(61)을 따라 상, 하로 승강 가능한 캐리지(62)를 갖추고 있으며, 캐리지(62)에는 하물(80)을 들어올리는 한 쌍의 포크(63)가 간격 조절이 가능하도록 장착된다.

주행장치(70) 및 주행장치(70)에 포함되는 전륜휠(71) 및 후륜휠(72)은 도 1에 도시된 휠로더(1)에서 설명한 주행장치(40)와 동일 또는 유사하므로 이에 갈음하도록 한다.

이하에서는 상기와 같은 휠로더(1) 또는 지게차(2)를 구동하기 위한 본 발명의 건설기계의 유압제어시스템(21)을 설명하기에 앞서 종래의 건설기계의 유압제어시스템(20)을 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은 종래의 건설기계의 유압제어시스템의 개념도이다.

도 3을 참고하여 동력 전달 계통을 통한 휠로더(1) 또는 지게차(2)의 구동매커니즘을 설명하여보면, 엔진(33)의 구동에 의해서 연결장치(210)가 회전하고 이를 통해 주행 유니트(220)와 유압제어유니트(230)가 동시에 구동되게 된다.

구체적으로, 연결 장치(210)의 제1 연결장치(211)는, 엔진(33)으로부터 구동력을 최초로 전달받아 이를 주행 유니트(220)에 전달하고, 주행 유니트(220)에 동력을 전달함과 동시에 제2 연결장치(212)에 동력을 전달하여 엔진(33)의 동력이 제2 연결장치(212)에 의해 유압제어유니트(230)로 전달되게 한다.

제1 연결장치(211)에 의해 동력을 전달받은 주행유니트(220)는, 토크 컨버터(221), 트랜스 미션(222) 순으로 동력전달을 거쳐 최종적으로 주행장치(40,70)에 엔진(33)으로부터 동력을 전달받아 후륜휠(41,72) 또는 전륜휠(42,71)을 구동할 수 있다.

제2 연결장치(212)에 의해 동력을 전달받은 유압제어유니트(230)는, 펌프(232)를 구동하여 압유저장탱크(231)에 저장된 압유를 제어하여 작업장치(10) 또는 조향 장치(235)를 구동할 수 있다.

구체적으로, 펌프(232)는, 압유저장탱크(231)로부터 압유를 토출시켜 제1 압유라인(251)을 통해 작업장치(10)로 공급하고, 제2 압유라인(252)을 통해 조향 장치(235)로 공급한다.

제1 압유라인(251)으로 공급되는 압유는, 메인컨트롤장치(233)로 공급되어 메인컨트롤장치(233)의 압유제어에 따라 작업장치(10)를 구동함으로써, 작업장치(1)의 붐 및 버켓 실린더(14,11) 제어를 통해 붐 및 버켓(15,12)의 구동을 제어한다.

제1 압유라인(251) 상에는 분기되어 압유저장탱크(231)와 연결되는 제1 압유복귀라인(253a)이 구비된다. 제1 압유복귀라인(253a)은 과도한 압력이 걸려있는 압유를 압유저장탱크(231)로 복귀시킨다.

붐 및 버켓(15,12)에 과도한 부하가 걸리는 경우에는, 제1 압유복귀라인(253a)상에 구비되거나 메인컨트롤장치(233)에 구비되는 제1 릴리프 밸브(240a)에 의해 압유가 압유저장탱크(231)로 복귀한다. 제1 릴리프 밸브(240a)에 의해 압유가 압유저장탱크(231)로 복귀하게되면 붐 및 버켓(15,12)에 걸리는 과도한 압력을 낮출 수 있다.

제2 압유라인(252)으로 공급되는 압유는, 조향컨트롤장치(234)로 공급되어 조향컨트롤장치(234)의 압유제어에 따라 조향장치(235)를 구동함으로써, 조향장치(235)가 휠로더(1) 또는 지게차(2)의 이동방향을 제어할 수 있도록 한다.

제2 압유라인(252) 상에는 분기되어 압유저장탱크(231)와 연결되는 제2 압유복귀라인(253b)이 구비된다. 제2 압유복귀라인(253b)은 과도한 압력이 걸려있는 압유를 압유저장탱크(231)로 복귀시킨다.

조향장치(235)에 과도한 부하가 걸리는 경우에는, 제2 압유복귀라인(253b)상에 구비되거나 조향컨트롤장치(234)에 구비되는 제2 릴리프 밸브(240b)에 의해 압유가 압유저장탱크(231)로 복귀한다. 제2 릴리프 밸브(240b)에 의해 압유가 압유저장탱크(231)로 복귀하게되면 조향장치(235)에 걸리는 과도한 압력을 낮출 수 있다.

이와 같은 휠로더(1) 또는 지게차(2)의 구성 및 작동매커니즘을 살펴보면, 주행 유니트(220)의 경우 동력전달경로가 토크 컨버터(221)를 거치게 되어 주행 장치(40,70)에 과도한 로드가 걸리더라도 토크 컨버터(221)에서 주행 장치(40,70)쪽의 샤프트가 공회전을 일으키므로 엔진(33)에 역방향 회전이 걸리지 않는다.

다만, 유압제어유니트(230)의 경우 펌프(232)가 엔진(33)의 회전력을 전달하는 제2 연결장치(212)와 기계식으로 직결되어 있어, 작업 장치(10) 또는 조향 장치(235)에서 다량의 로드가 부가되어 펌프(232)에 과도한 토크(예를 들어 엔진(33)의 출력 이상의 역회전이 걸리는 경우)가 걸리게 되면 엔진(33)의 시동이 꺼지게 되는 문제가 발생한다.

이는 주로 펌프(232)의 RPM이 저 RPM(Throttle이 최소)일때 작업장치(10)를 통해 부하가 펌프(232)의 설정 토크보다 큰 작업을 하거나 유압제어유니트(230)에 릴리프(Relief)가 걸리는 경우 엔진(33)의 로드 다운(drop)이 급작스럽게 이루어지는 경우에 발생한다.

보통 펌프(232)의 RPM이 저 RPM으로 구동되는 경우에는 과도한 부하가 들어가는 작업이 실행되지 않으나 순간적으로 작업장치(10)를 작동시키는 경우 순간적인 펌프(232)의 토크 부족으로 엔진(33)의 시동이 꺼진다.

이러한 문제점을 회피하기 위해서 펌프(232)의 RPM이 저 RPM인 경우에도, 펌프(232)의 설정 토크를 과다하게 높여놓고 있으나, 이는 휠로더(1) 또는 지게차(2)에 진동, 연비 저하, 소음, 내구성 저하 등의 문제점을 일으키고, 작업자(도시하지 않음)에게 노동능력 저하를 일으키며, 주행 출발 충격의 문제점이 존재하고 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 건설기계의 유압제어시스템(21)을 개발하였으며, 이하에서부터는 도 4를 참고하여 본 발명의 건설기계의 유압제어시스템(21)을 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템의 개념도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 연결장치(210), 주행 유니트(220), 유압제어유니트(230), 압력조절장치(241)를 포함한다.

본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 압력조절장치(241)외에 도 3에서 설명하는 종래의 건설기계의 유압제어시스템(20)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

연결장치(210)는, 엔진(33)과 주행유니트(220) 또는 유압제어유니트(230)를 연결한다. 연결장치(210)는 엔진(33)에서 발생되는 동력을 주행유니트(220) 및 유압제어유니트(230)로 전달하기 위해 제1 연결장치(211) 및 제2 연결장치(212)를 포함할 수 있다.

제1 연결장치(211)는, 엔진(33)과 주행유니트(220) 사이에 구비될 수 있다. 제1 연결장치(211)는, 제2 연결장치(212)와 이물리도록 구성될 수 있으며, 기어의 형태일 수 있다.

제1 연결장치(211)는, 엔진(33)과 회전축을 공유할 수 있으며, 이러한 구조로 인해 엔진(33)의 회전력이 그대로 제1 연결장치(211)로 전달될 수 있다. 또한, 제1 연결장치(211)는, 주행유니트(220)와 회전축을 공유하여 제1 연결장치(211)의 회전력의 일부가 주행유니트(220)로 전달되며, 같이 이물려있는 제2 연결장치(212)로 제1 연결장치(211)의 회전력의 나머지가 전달되어, 엔진(33)으로부터 공급받는 회전력을 제2 연결장치(212)와 주행유니트(22)로 분배할 수 있다.

제2 연결장치(212)는, 엔진(33)과 유압제어유니트(230) 사이에 구비될 수 있다. 제2 연결장치(212)는, 제1 연결장치(211)와 이물리도록 구성되어 엔진(33)으로부터 공급되는 회전력을 일부 전달받아 유압제어유니트(230)의 펌프(232)로 전달할 수 있다.

주행 유니트(220)는, 엔진(33)에 의해 구동되며 토크 컨버터(221), 트랜스 미션(222) 및 주행장치(40, 70)를 포함할 수 있다. 주행유니트(220)는 제1 연결장치(211)에 의해 토크 컨버터(221)로 엔진(33)의 회전력을 전달할 수 있고, 토크 컨버터(221)는 엔진(33)으로부터 전달받은 토크를 변환하여 트랜스 미션(222)으로 전달할 수 있다.

트랜스 미션(220)은, 토크 컨버터(221)로부터 전달받은 토크를 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 주행장치(40,70)로 공급할 수 있다.

유압제어유니트(230)는, 엔진(33)에 의해 구동되며 압유저장탱크(231), 펌프(232), 메인컨트롤장치(233), 조향컨트롤장치(234), 조향 장치(235) 및 작업장치(10), 마스트 조립체(60)를 포함할 수 있다. 작업장치(10), 마스트 조립체(60)의 경우에는 상기에 상세하게 기술한바 이에 갈음하도록 한다.

압유저장탱크(231)는 제1 압유라인(251)을 통해 작업장치(10), 마스트 조립체(60) 및 조향장치(235)와 연결되어, 저장되어 있는 압유를 작업장치(10) 또는 마스트 조립체(60)로 공급할 수 있다.

압유저장탱크(231)는, 제3 압유복귀라인(254)에 의해 작업장치(10), 마스트 조립체(60) 및 조향장치(235)에서 사용된고 난 후의 압유를 공급받아 재저장할 수 있고, 작업장치(10), 마스트 조립체(60) 및 조향장치(235)로 공급되는 압유의 일부를 공급받을 수도 있다.

또한, 압유저장탱크(231)는, 작업장치(10), 마스트 조립체(60) 및 조향장치(235)에 과도한 로드가 부가되는 경우에 후술할 압력조절장치(241)를 통해 압유를 공급받을 수 있다. 이에 대해서는 압력조절장치(241)에서 상세히 기술하도록 한다.

펌프(232)는, 제1 압유라인(251) 상에 구비되며, 압유저장탱크(231)와 작업장치(10), 마스트 조립체(60) 및 조향장치(235) 사이에 구비될 수 있다. 펌프(232)는 제2 연결장치(212)에 의해 엔진(33)으로부터 동력을 전달받을 수 있으며, 엔진(33)으로부터 공급받은 동력을 조절하여 작업장치(10), 마스트 조립체(60) 및 조향장치(235)로의 압유공급유량을 제어할 수 있다.

메인컨트롤장치(233)는, 펌프(232)로부터 공급되는 압유를 작업 장치(10) 각각에 배분하여 작업 장치(10)를 제어할 수 있다.

메인컨트롤장치(233)는, 작업 장치(10)를 가동하지 않는 경우 제3 압유복귀라인(254)으로 압유를 압유저장탱크(231)로 복귀시켜 작업 장치(10)가 작동되지 않도록 할 수 있다.

조향컨트롤장치(234)는 펌프(232)로부터 공급되는 압유를 조향장치(235) 각각에 배분하여 조향장치(235)를 제어할 수 있다.

조향컨트롤장치(234)는 조향 장치(235)를 가동하지 않는 경우 제3 압유복귀라인(254)로 압유를 압유저장탱크(231)로 복귀시켜 조향장치(235)가 작동되지 않도록 할 수 있다.

조향 장치(235)는 펌프(232)에 의해 압유를 공급받아 구동되며, 휠로더(1) 또는 지게차(2)의 운행방향을 제어할 수 있다.

조향 장치(235)는, 종래의 건설장비(1,2)에서 사용되는 조향 장치(235)와 동일 또는 유사한바 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

압력조절장치(241)는, 조향 장치(235), 작업 장치(10) 또는 마스트 조립체(60)의 압력이 개방 기설정압력 이상이 되는 경우 압유저장탱크(231)로 압유를 복귀시킨다.

압력조절장치(241)는 개방 기설정압력이 펌프(232)의 구동 RPM에 따라 비례하여 증가하도록 제어되거나 또는 최저 개방 기설정압력과 최고 개방 기설정압력을 설정하여 스위치 방식으로 제어된다.

여기서 최저 개방 기설정압력은 펌프(232)의 RPM이 최소인 경우의 펌프(232)의 구동압력일 수 있으며, 최고 개방 기설정압력은 펌프(232)의 RPM이 최대인 경우의 펌프(232)의 구동압력일 수 있다.

압력조절장치(241)가 개방 기설정압력이 펌프(232)의 구동 RPM에 따라 비례하여 증가하도록 제어하는 경우는, 예를 들어 펌프(232)의 구동 RPM이 제1 임의설정값인 경우 개방 기설정압력이 약 120bar이고, 펌프(232)의 구동 RPM이 제2 임의설정값인 경우 개방기설정압력이 약 170bar일때, 펌프(232)의 구동 RPM이 제1 임의설정값에서 제2 임의설정값으로 변화하게 되면, 그에 비례하여 개방기설정압력도 약 120bar 에서 170bar로 변화하게 된다.

압력조절장치(241)가 최저 개방 기설정압력과 최고 개방 기설정압력을 설정하여 스위치 방식으로 제어하는 경우는, 예를 들어 펌프(232)의 구동 RPM이 제3 임의설정값인 경우 개방 기설정압력이 약 125bar인 최저 개방 기설정압력이고, 펌프(232)의 구동 RPM이 제4 임의설정값인 경우 개방기설정압력이 약 175bar인 최대 개방 기설정압력일때, 펌프(232)의 구동 RPM이 제3 임의설정값에서 제4 임의설정값으로 변화하게 되면, 펌프(232)의 구동 RPM이 제4 임의설정값에 도달하기 전까지는 개방기설정압력이 최저 개방 기설정압력값인 약 125bar를 유지하게 되고, 펌프(232)의 구동 RPM이 제4 임의설정값에 도달하는 순간에는 개방기설정압력이 최대 개방 기설정압력인 약 175bar로 변화하게 된다.

즉, 압력조절장치(241)는, 개방 기설정압력이 펌프(232)의 구동 RPM에 따라 비례하여 증가하도록 제어하거나 최저 개방 기설정압력과 최고 개방 기설정압력을 설정하여 스위치 방식으로 제어함으로써, 저 RPM에서 급작스런 과부하 작업을 실시하는 경우에도 과부하 로드에 따라 압력조절장치(241)의 개방 기설정압력을 비례하여 조절하므로 엔진(33)의 시동꺼짐현상을 방지할 수 있고, 펌프(232)의 구동 RPM이 저 RPM인 상황에서도 펌프(232)에 과도한 압력이 걸리지 않도록 할 수 있어, 진동, 연비 저하, 소음, 내구성 저하 및 주행 출발 충격의 문제점을 해결할 수 있다.

압력조절장치(241)는, 압유저장탱크(231)의 압유 복귀단에 구비되거나, 펌프(232)와 메인컨트롤장치(233) 및 조향컨트롤장치(234) 사이에 구비될 수 있으며, 구체적으로, 제3 압유복귀라인(254) 상에 구비될 수 있다.

즉, 압력조절장치(241)는, 펌프(232)와 메인컨트롤장치(233) 및 조향컨트롤장치(234) 사이에 구비되어 펌프(232)에 과도한 압력이 걸리는 것을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있으며, 효율적으로 펌프(232)에 걸리는 압력변화를 조절할 수 있다.

또한, 압력조절장치(241)는, 메인컨트롤장치(233) 또는 조향컨트롤장치(234)에 구비될 수도 있다.

압력조절장치(241)는, 펌프(232)의 구동압력에 따라 개방 기설정압력을 조절할 수 있다. 여기서 펌프(232)의 구동압력은 펌프(232)의 구동 RPM을 변수로 하여 변화되므로 이에 대한 설명은 상기에 기재된 구동 RPM에 따라 변화되는 경우를 설명한 내용에 갈음하도록 한다.

예를 들어, 펌프(232)의 구동압력은 펌프(232)의 구동 RPM과 비례하게 변화하는 경우 펌프(232)의 구동RPM에 따른 압력조절장치(241)의 제어방식에 비례해서 제어될 수 있다.

압력조절장치(241)는, 솔레노이드(Solenoid) 식이거나 가변 릴리프 밸브(relief valve)일 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 저 RPM 구동(최소 RPM 구동)시 펌프(232)에 무리한 부하가 걸리는 것을 사전에 차단할 수 있어 엔진(33)의 시동 꺼짐 현상을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 펌프(232)의 토크 저감 효과가 발생할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 펌프(232)의 토크 저감으로 인해 진동, 연비, 소음 발생을 저감할 수 있으며 주행 출발충격을 방지할 수 있는 효과가 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.

1: 휠로더 2: 지게차
10: 작업장치 11: 버켓 실린더
12: 버켓 13: 로더 링키지
14: 붐 실린더 15: 붐
20: 종래의 유압제어시스템 21: 본 발명의 유압제어시스템
210: 연결 장치 211: 제1 연결장치
212: 제2 연결장치 220: 주행 유니트
221: 토크 컨버터 222: 트랜스 미션
230: 유압제어유니트 231: 압유저장탱크
232: 펌프 233: 메인컨트롤장치
234: 조향컨트롤장치 235: 조향장치
240a: 제1 릴리프 밸브 240b: 제2 릴리프 밸브
241: 압력조절장치 251: 제1 압유라인
252: 제2 압유라인 253a: 제1 압유복귀라인
253b: 제2 압유복귀라인 254: 제3 압유복귀라인
30: 휠로더 본체 31: 운전실
32: 카운터 웨이트 33: 엔진
40: 주행장치 41: 후륜휠
42: 전륜휠 50: 지게차 본체
51: 운전실 511: 오버 헤드 가드
512: 페달 60: 마스트 조립체
61: 마스트 레일 62: 캐리지
63: 포크 70: 주행장치
71: 전륜휠 72: 후륜휠
80: 화물 81: 오버 헤드 가드
82: 페달

Claims (8)

1. 펌프에 의해 압유를 공급받아 구동되는 조향 장치;
   상기 펌프에 의해 압유를 공급받아 구동되는 작업 장치; 및
   상기 조향 장치 또는 상기 작업 장치의 압력이 개방 기설정압력 이상이 되는 경우 압유를 압유저장탱크로 복귀시키는 압력조절장치를 포함하고,
   상기 압력조절장치는
   상기 개방 기설정압력이 상기 펌프의 구동 RPM에 따라 비례하여 증가하도록 제어되거나 또는 상기 개방 기설정압력이 최저 개방 기설정압력과 최고 개방 기설정압력으로 설정되어 스위치 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력조절장치는,
   상기 압유저장탱크의 압유 복귀단에 구비되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 압유저장탱크와 상기 작업 장치 또는 상기 조향 장치를 연결하는 압유복귀라인을 더 포함하고,
   상기 압력조절장치는,
   상기 압유복귀라인 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 압력조절장치는,
   상기 펌프의 구동압력에 따라 상기 개방 기설정압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프로부터 상기 작업 장치로 압유 공급을 제어하는 메인컨트롤장치; 및
   상기 펌프로부터 상기 조향 장치로 압유 공급을 제어하는 조향컨트롤장치를 더 포함하고,
   상기 압력조절장치는,
   상기 펌프와 상기 메인컨트롤장치 또는 상기 조향컨트롤장치 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프로부터 상기 작업 장치로 압유 공급을 제어하는 메인컨트롤장치; 및
   상기 펌프로부터 상기 조향 장치로 압유 공급을 제어하는 조향컨트롤장치를 더 포함하고,
   상기 압력조절장치는,
   상기 메인컨트롤장치 또는 상기 조향컨트롤장치에 구비되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 최저 개방 기설정압력은,
   상기 펌프의 RPM이 최소인 경우의 상기 펌프의 구동압력이며,
   상기 최고 개방 기설정압력은,
   상기 펌프의 RPM이 최고인 경우의 상기 펌프의 구동압력인 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   엔진;
   상기 엔진에 의해 구동되는 주행 장치;
   상기 엔진과 상기 펌프를 연결하는 제1 연결장치;
   상기 엔진과 상기 주행 장치를 연결하는 제2 연결 장치; 및
   상기 제2 연결 장치와 상기 주행 장치 사이에 구비되는 토크 컨버터를 더 포함하고,
   상기 펌프는,
   상기 제1 연결장치와 결합되어 함께 구동되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.

Images