KR20200103538A - 제어 장치 및 건설 기계 - Google Patents

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KR20200103538A
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마사유키 고바야시
아츠시 스미모토
고스케 미카미
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나부테스코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 제어 장치는, 유체를 송출하는 펌프로부터의 유량을 제어하여 상기 유체에 의해 구동되는 구동체의 구동 제어를 행하는 제어 밸브와, 상기 구동체와 상기 제어 밸브 사이의 한 쌍의 급배 통로에 마련되고, 외부 신호에 기초하여 상기 한 쌍의 급배 통로 중 어느 한쪽 급배 통로에 있어서의 상기 유체의 압력을 하강시키는 한 쌍의 릴리프 밸브를 구비한다.

Description

제어 장치 및 건설 기계{CONTROLLER AND CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은, 제어 장치 및 건설 기계에 관한 것이다.
건설 기계는, 선회체(캡), 버킷, 붐 등을 구동시키기 위한 다양한 유압 액추에이터와, 이들 유압 액추에이터를 구동시키기 위한 유압 구동 장치를 구비하고 있다. 유압 구동 장치는, 조작부와, 유압 액추에이터에 오일을 공급하기 위한 유압 펌프와, 각 유압 액추에이터에 공급되는 오일의 유량을 제어하는 유압 제어 밸브를 구비하고 있다. 여기서, 구동 장치의 조작성을 향상시키기 위해서, 다양한 기술이 제안되고 있다.
예를 들어, 선회체를 선회시키는 데 있어서, 일단 조작부를 조작하면, 설정한 제동 영역 내를 자동으로 선회체가 선회하고, 제동 영역의 종단에서 선회체의 선회가 자동으로 정지하는 제어 장치가 있다.
이와 같은 제어 장치의 구체적인 구성으로서는, 예를 들어 유압 액추에이터와 유압 제어 밸브의 사이에 릴리프 밸브를 마련하고 있다. 또한, 릴리프 밸브에 벤트 유로를 마련하고, 체크 밸브를 거쳐서 벤트 유로의 하류에 전자 비례 밸브를 마련하고 있다. 전자 비례 밸브의 하류측은, 유압 펌프의 포트에 접속되어 있다. 또한, 펌프 유로와 탱크 유로가 접속되어 있다.
이와 같은 구성하에 탱크 유로를 교축하면 펌프 유로의 압력이 승압된다. 펌프 유로의 압력이 승압되면, 벤트 유로의 체크 밸브가 폐색된다. 그리고, 펌프 유로의 압력의 승압이 전자 비례 밸브의 후단에 작용하여 벤트 유로의 압력이 승압된다. 이에 의해, 유압 액추에이터에 브레이크력이 작용된다.
일본 특허공개 평6-24688호 공보
그러나, 상술한 바와 같이 탱크 유로를 교축함으로써 펌프 유로의 압력을 승압하는 경우, 동시에 유압 액추에이터로 가는 오일의 공급 통로의 압력도 승압되게 된다. 이 때문에, 유압 액추에이터의 동작에 따라서는, 안정된 브레이크력이 얻어지지 않을 가능성이 있었다.
또한, 탱크 유로의 교축은, 유압 액추에이터의 조작성을 향상시키기 위해서 펌프 유로의 압력을 조정하는 역할을 갖고 있으므로, 유압 액추에이터의 조작성이 저하되어버릴 가능성이 있었다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 유체에 의해 구동되는 구동체의 조작성을 손상시키지 않고, 간소한 구조로 안정된 브레이크력을 얻을 수 있는 제어 장치 및 건설 기계를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 제어 장치는, 유체를 송출하는 펌프로부터의 유량을 제어하여 상기 유체에 의해 구동되는 구동체의 구동 제어를 행하는 제어 밸브와, 상기 구동체와 상기 제어 밸브 사이의 한 쌍의 급배 통로에 마련되고, 외부 신호에 기초하여 상기 한 쌍의 급배 통로 중 어느 한쪽 급배 통로에 있어서의 상기 유체의 압력을 하강시키는 한 쌍의 릴리프 밸브를 구비하였다.
이와 같이 구성함으로써, 릴리프 밸브에 의해 한 쌍의 급배 통로 중 어느 한쪽 급배 통로에 있어서의 유체의 압력을 하강시키면, 구동체에 불필요한 부하를 거는 일 없이, 구동체의 자동 운전화도 가능하다. 이 때문에, 구동체의 조작성을 손상시키는 일이 없다.
이에 비하여, 릴리프 밸브를 폐색해서 상기 한쪽 급배 통로에 있어서의 유체의 압력을 승압시키면, 안정된 브레이크력을 얻을 수 있다.
상기 구성으로서, 상기 제어 밸브를 구동시키는 파일럿압을 출력하는 조작부를 구비하고, 상기 한 쌍의 릴리프 밸브의 각각은, 상기 파일럿압이 입력되는 제1 포트와, 상기 급배 통로에 있어서의 상기 유체의 압력이 입력되는 제2 포트를 가져도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 급배 통로의 유체의 압력과 파일럿압의 압력차를 신호로 하고, 이 신호에 기초하여 릴리프 밸브를 개폐시킬 수 있다. 즉, 파일럿압보다도 급배 통로의 유체의 압력이 높은 경우, 릴리프 밸브가 개방된다. 이에 비하여, 급배 통로의 유체의 압력보다도 파일럿압이 높은 경우, 릴리프 밸브가 폐색된다. 이러한 릴리프 밸브의 개폐를 이용하여, 구동체에 대한 브레이크력을 해제하거나 구동체에 브레이크력을 작용시키거나 할 수 있다. 이 때문에, 제어 장치를 간소한 구조로 하여, 안정된 브레이크력을 얻을 수 있다.
상기 구성으로서, 상기 조작부와 상기 제1 포트의 사이에 마련되고, 상기 제1 포트와 상기 조작부의 연결과, 상기 제1 포트와 상기 유체가 배출되는 탱크의 연결을 전환 가능한 전환 밸브를 구비해도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 구동체의 조작성을 손상시키지 않고, 급배 통로의 유체의 압력과 파일럿압의 압력차에 기초하여 확실하게 브레이크력을 얻을 수 있다.
상기 구성으로서, 상기 구동체의 구동 상태에 따라서 상기 릴리프 밸브를 구동 가능한 다른 제어 밸브를 구비해도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 구동체의 구동 상황에 따라서 브레이크력을 발생시키는 것이 가능해진다. 이 때문에, 제어 장치의 사용 편의성이 향상되어, 안전성도 높일 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 제어 장치는, 유체를 송출하는 펌프로부터의 유량을 제어하여 상기 유체에 의해 구동되는 구동체의 구동 제어를 행하는 제어 밸브와, 상기 구동체와 상기 제어 밸브 사이의 한 쌍의 급배 통로에 마련됨과 함께, 상기 유체가 배출되는 탱크에 접속되고, 외부 신호에 기초하여 상기 한 쌍의 급배 통로 중 어느 한쪽 급배 통로에 있어서의 상기 유체의 압력을 하강시키는 한 쌍의 릴리프 밸브를 구비하고, 상기 한 쌍의 릴리프 밸브 중, 한쪽 상기 릴리프 밸브가 개방되어 있을 때, 다른 쪽 상기 릴리프 밸브가 폐색되어 있으며, 상기 제어 밸브를 거쳐서 상기 한 쌍의 급배 통로 중 한쪽 상기 급배 통로로 흘러 나오는 상기 유체는, 상기 한쪽 상기 급배 통로에 마련된 상기 릴리프 밸브가 폐색되어 있을 때, 폐색된 상기 릴리프 밸브에서는 상기 탱크로 배출되지 않고, 상기 구동체를 거쳐서 상기 탱크로 배출되고, 상기 한쪽 상기 급배 통로에 마련된 상기 릴리프 밸브가 개방되어 있을 때, 개방된 상기 릴리프 밸브를 거쳐서 상기 유체가 상기 탱크로 배출된다.
이와 같이 구성함으로써, 릴리프 밸브의 개폐를 이용하여, 구동체에 대한 브레이크력을 해제하거나 구동체에 브레이크력을 작용시키거나 할 수 있다. 이 때문에, 제어 장치를 간소한 구조로 하여, 안정된 브레이크력을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 건설 기계는, 상술한 제어 장치를 구비하고, 상기 펌프는 유압 펌프이며, 상기 구동체는 유압 액추에이터이다.
이와 같이 구성함으로써, 조작성을 손상시키지 않고, 간소한 구조로 안정된 브레이크력을 얻는 것이 가능한 건설 기계를 제공할 수 있다.
상술한 제어 장치 및 건설 기계는, 조작성을 손상시키지 않고, 간소한 구조로 안정된 브레이크력을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 개략 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 건설 기계의 개략 구성도이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
(건설 기계)
도 1은, 건설 기계(100)의 개략 구성도이다.
건설 기계(100)는, 예를 들어 러프 테레인 크레인 등의 크레인차이며, 선회체(101)와, 선회체(101)를 선회 구동하는 구동 장치(1)를 구비하고 있다.
(구동 장치)
도 1에 도시한 바와 같이, 구동 장치(1)는, 선회체(101)를 선회 구동하기 위한 선회용 유압 모터(청구항의 유압 액추에이터에 상당)(2)와, 유압 모터(2)를 구동하기 위한 유압 펌프(청구항의 펌프에 상당)(3)와, 유압 모터(2)의 조작을 행하기 위한 조작부(4)와, 조작부(4)의 출력 신호에 기초하여 유압 모터(2)의 구동 제어를 행하는 제어 장치(5) 및 제어부(6)를 주 구성으로 하고 있다. 유압 모터(2)의 출력축(2a)에, 선회체(101)가 연결되어 있다.
유압 펌프(3)는, 유압 모터(2)를 구동시키기 위해서 이 유압 모터(2)에 압유를 공급한다.
유압 펌프(3)로서는, 예를 들어 경사판식 가변 용량형 유압 펌프가 사용된다. 경사판식 가변 용량형 유압 펌프는, 내부에, 경사판과 펌프 축의 회전에 연동하여 왕복 운동하는 피스톤(모두 도시생략)을 갖고 있다. 그리고, 경사판의 경사 각도에 의해 피스톤의 스트로크량을 변화시켜, 압유의 토출 유량을 조정할 수 있다. 또한, 유압 펌프(3)는, 경사판식 가변 용량형 유압 펌프로 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 경사축식 용량형 유압 펌프 등을 사용해도 된다.
조작부(4)는, 예를 들어 도시하지 않은 조작 레버를 갖고, 이 조작 레버를 기울임으로써 신호로서의 파일럿압 P1 및 조작 신호 S1을 출력한다. 조작 신호 S1은, 제어부(6)에 입력된다.
유압 펌프(3)의 토출 포트에는, 제1 센터 통로 L1이 접속되어 있다. 제1 센터 통로 L1은, 유압 펌프(3)와 탱크(7)를 연통하고 있다. 제1 센터 통로 L1에 있어서의 유압 펌프(3)와 탱크(7)의 사이에, 제어 장치(5)가 접속되어 있다.
제어 장치(5)는, 제1 센터 통로 L1에 접속된 제2 센터 통로 L2와, 제2 센터 통로 L2에 접속된 제어 밸브(9) 및 압력 보상 제어부(10)와, 조작부(4)에 마련되어 압력 보상 제어부(10)의 구동 제어를 행하는 전환부(8)를 구비하고 있다. 전환부(8)의 전환 신호 S2는, 제어부(6)로 출력된다.
제어 밸브(9)는, 소위 4포트 3위치 방향 제어 밸브이다. 제어 밸브(9)에는, 조작부(4)로부터 출력된 파일럿압 P1이 입력된다. 이에 의해, 제어 밸브(9)가 구동된다.
제어 밸브(9)는, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)를 통해 유압 모터(2)에 접속되어 있다.
제어 밸브(9)는, 파일럿압 P1에 기초하여 제2 센터 통로 L2를 통해 유압 펌프(3)로부터 보내지는 오일의 유량을 제어한다. 또한, 제어 밸브(9)는, 제어한 유량으로, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)를 통해 유압 모터(2)에 오일을 공급한다. 제어 밸브(9)는, 유압 모터(2)로 가는 오일의 유량을 제어함으로써, 유압 모터(2)의 브레이크 제어를 행한다.
압력 보상 제어부(10)는, 제2 센터 통로 L2에 있어서의 제어 밸브(9)보다도 상류측(유압 펌프(3)측)의 상류측 통로 L3에 배치되어 있다. 압력 보상 제어부(10)는, 상류측 통로 L3에 접속된 제1 전환 밸브(11) 및 제2 전환 밸브(12)를 구비하고 있다.
제1 전환 밸브(11)는, 상류측 통로 L3으로부터 분기되어 탱크(7)로 연통하는 바이패스 통로(16)의 도중에 마련되어 있다. 제1 전환 밸브(11)는, 소위 2포트 2위치 방향 제어 밸브이다. 제1 전환 밸브(11)는, 유압 액추에이터(구동체)가 적정하게 동작하는 유압(구동 압력 범위, 구동체를 구동시키는 유체의 압력 범위, 상한 및 하한으로 정의되는 압력 범위)이 되도록, 상류측 통로 L3의 유압을 유지하는 역할을 갖는다. 또한, 제1 전환 밸브(11)는, 제1 비례 제어 밸브(14)를 통해 제어부(6)에 접속되어 있다. 제1 비례 제어 밸브(14)는, 제어부(6)로부터의 출력 신호에 기초하여 제1 전환 밸브(11)로 구동 유압을 공급한다. 이에 의해, 제1 전환 밸브(11)가 구동된다.
바이패스 통로(16)의 제1 전환 밸브(11)보다도 하류측(탱크(7)측)에는, 체크 밸브(21)가 접속되어 있다. 체크 밸브(21)는, 바이패스 통로(16)의 유압이, 체크 밸브(21)가 동작하는 압력에 도달하면(소정의 유압 이상이 되면) 개방된다.
제2 전환 밸브(12)는, 상류측 통로 L3의 바이패스 통로(16)와의 분기점보다도 하류측(제어 밸브(9)측)에 마련되어 있다. 제2 전환 밸브(12)는, 소위 2포트 2위치 방향 제어 밸브이다. 제2 전환 밸브(12)는, 제어 밸브(9)에 공급하는 오일의 유량을 조정하는 역할을 갖는다. 또한, 제2 전환 밸브(12)는, 제2 비례 제어 밸브(15)를 통해 제어부(6)에 접속되어 있다. 제2 비례 제어 밸브(15)는, 제어부(6)로부터의 출력 신호에 기초하여 제2 전환 밸브(12)에 구동 유압을 공급한다. 이에 의해, 제2 전환 밸브(12)가 구동된다.
제어부(6)는, 예를 들어 ECU(Electronic Control Unit)이다. 제어부(6)는, 조작부(4)로부터 출력되는 조작 신호 S1이나 전환 신호 S2에 기초하여, 구동 장치(1)를 총괄적으로 제어한다.
또한, 제어부(6)는, 제2 전환 밸브(12)보다도 상류측(유압 펌프(3)측)의 교축 전 유압 PG와, 제2 전환 밸브(12)보다도 하류측(제어 밸브(9)측)의 교축 후 유압 LSG의 차압(이하, 제2 전환 밸브(12)의 전후의 차압이라고 함)을 검출한다. 이 검출 결과 및 전환부(8)의 전환 신호 S2에 기초하여, 제어부(6)는, 제2 전환 밸브(12)의 전후의 차압이 일정해지도록 제1 전환 밸브(11) 및 제2 전환 밸브(12)의 구동을 제어하거나, 제어 밸브(9)와 제2 전환 밸브(12)를 동기시키거나 한다. 또한, 제어 장치(5)의 동작의 상세에 대해서는 후술한다.
제어 밸브(9)와 유압 모터(2)를 접속하는 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)에는, 한 쌍의 릴리프 밸브(17a, 17b)와, 한 쌍의 체크 밸브(18a, 18b)가 접속되어 있다. 한 쌍의 릴리프 밸브(17a, 17b)는, 유압 모터(2)의 과도한 압력 상승을 방지하기 위한 안전 밸브로서의 역할을 가짐과 함께, 유압 모터(2)에 브레이크력을 작용시키거나 하는 역할을 갖는다.
릴리프 밸브(17a, 17b)는, 파일럿압 P1이 입력되는 제1 포트(18)와, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)가 접속되어 각 급배 통로(13a, 13b)의 유압이 입력되는 제2 포트(19)를 구비하고 있다.
제1 포트(18)와 조작부(4)의 사이에는, 제3 전환 밸브(청구항의 전환 밸브에 상당)(20)가 접속되어 있다. 제3 전환 밸브(20)는, 조작부(4)의 조작 신호 S1에 기초하여, 제1 포트(18)와 조작부(4)의 연결과, 제1 포트(18)와 탱크(7)의 연결을 전환한다.
(제어 장치의 동작)
다음으로, 제어 장치(5)의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 압력 보상 제어부(10)의 동작에 대하여 설명한다.
압력 보상 제어부(10)는, 조작부(4)의 전환부(8)로부터 출력되는 전환 신호 S2에 기초하여 구동 상태와 비구동 상태로 전환된다.
(비구동 상태)
제어부(6)에 압력 보상 제어부(10)의 비구동 상태의 전환 신호 S2가 입력되면, 제1 전환 밸브(11)가 개방된 채로 있는 상태로 된다. 그리고, 조작부(4)로부터 출력되는 파일럿압 P1에 기초하여 제어 밸브(9)가 구동된다. 또한, 제어부(6)에 조작부(4)의 조작 신호 S1이 입력되면, 제어부(6)는, 조작 신호 S1에 기초하여 제2 전환 밸브(12)를 구동시킨다. 이때, 제어 밸브(9) 및 제2 전환 밸브(12)는, 동기하여 구동한다. 유압 펌프(3)로부터 송출되는 오일은, 제어 밸브(9) 및 제2 전환 밸브(12)에 의해 유량이 제어되고, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)로 흐른다. 제어 밸브(9)에 의해 제어된 잉여 오일은, 제2 센터 통로 L2를 통해 탱크(7)로 환류된다. 또한, 제1 센터 통로 L1 및 상류측 통로 L3의 유압이 비정상적으로 고압으로 되면, 바이패스 통로(16)에 접속되어 있는 체크 밸브(21)가 개방되어 탱크(7)로 오일이 환류된다. 이와 같이, 압력 보상 제어부(10)의 비구동 상태에서는, 소위 블리드 오프 제어(블리드 오프 방식)가 행해진다.
(구동 상태)
제어부(6)에 압력 보상 제어부(10)의 구동 상태의 전환 신호 S2가 입력되면, 제어부(6)는, 제2 전환 밸브(12)의 전후의 차압을 검출한다. 제어부(6)에는, 미리 제2 전환 밸브(12)의 전후의 설정 차압 영역(이하, 단순히 설정 차압 영역이라고 함)이 기억되어 있다. 제어부(6)는, 제2 전환 밸브(12)의 전후의 차압을 검출하고, 이 차압이 설정 차압 영역에 들어가도록 제1 전환 밸브(11)를 구동시킨다. 구체적으로는, 제2 전환 밸브(12)의 전후의 차압이 설정 차압 영역을 하회하는 경우, 제1 전환 밸브(11)에 의해 바이패스 통로(16)가 폐색된다. 제2 전환 밸브(12)의 전후의 차압이 설정 차압 영역을 상회하는 경우, 제1 전환 밸브(11)에 의해 바이패스 통로(16)가 개방된다.
제어부(6)에 조작부(4)의 조작 신호 S1이 입력되면, 제어부(6)는, 조작 신호 S1에 기초하여 제2 전환 밸브(12)를 구동시킨다. 이에 의해, 제어 밸브(9)에 공급되는 오일의 유량이 제어된다. 제2 전환 밸브(12)를 통해 제어 밸브(9)에 공급된 오일은, 제어 밸브(9)에 의해 유량이 제어되고, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)로 흐른다. 이와 같이, 압력 보상 제어부(10)의 구동 상태에서는, 유압 액추에이터를 적정하게 동작하는 유압(구동 압력 범위)이 되도록 제2 센터 통로 L2의 유압이 유지되고, 소위 압력 보상 제어(압력 보상 제어 방식)가 행해진다.
여기서, 상기 블리드 오프 제어 및 압력 보상 제어의 양 제어에서는, 제어 밸브(9)는, 유압 펌프(3)로부터 송출되는 오일의 유량을 제어함으로써, 유압 모터(2)의 구동 제어를 행하고 있는 점에서, 유압 모터(2)의 브레이크 제어를 행하고 있다고 할 수 있다.
(릴리프 밸브의 동작)
다음으로, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)에 접속되어 있는 한 쌍의 릴리프 밸브(17a, 17b)의 동작에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 조작부(4)의 도시하지 않은 조작 레버를 일방향으로 기울임으로써, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b) 중, 급배 통로(13a)가 유압 모터(2)에 오일을 공급하는 측의 통로가 되고(이하, 공급 통로(13a)라고 하는 경우가 있음), 급배 통로(13b)가 유압 모터(2)로부터 오일이 되돌아가는 통로가 되는(이하, 배출 통로(13b)라고 하는 경우가 있음) 경우에 대하여 설명한다.
상기와 같은 조작부(4)의 조작에 의해, 제3 전환 밸브(20)는, 공급 통로(13a) 측에 있어서의 릴리프 밸브(17a)의 제1 포트(18)와 조작부(4)가 연결되도록 전환된다. 이에 의해, 공급 통로(13a) 측의 릴리프 밸브(17a)에는 파일럿압 P1이 걸려, 이 파일럿압 P1과 공급 통로(13a)의 유압과의 차압에 의해 폐색된다. 릴리프 밸브(17a)가 폐색됨으로써, 공급 통로(13a)의 유압이 승압된다.
한편, 배출 통로(13b)측의 릴리프 밸브(17b)에 걸리는 파일럿압 P1이 하강해 간다. 이 때문에, 파일럿압 P1과 배출 통로(13b)의 차압에 의해 릴리프 밸브(17b)가 개방되어, 배출 통로(13b)의 오일이 탱크(7)로 환류된다.
이와 같이, 각 급배 통로(13a, 13b)와 파일럿압 P1의 차압을 신호로 하여, 이 신호에 기초하여 공급 통로(13a)가 고압으로 되는 한편, 배출 통로(13b)가 저압으로 된다. 이 때문에, 조작부(4)의 1회의 조작으로, 유압 모터(2)는, 원하는 방향으로 계속해서 회전한다. 즉, 유압 모터(2)는, 자동 운전으로 된다.
유압 모터(2)를 정지시키는 경우, 조작부(4)의 도시하지 않은 조작 레버를 일방향과는 반대 방향으로 기울인다. 그렇게 하면, 제3 전환 밸브(20)는, 배출 통로(13b)측에 있어서의 릴리프 밸브(17b)의 제1 포트(18)와 조작부(4)가 연결되도록 전환된다. 이에 의해, 공급 통로(13a) 측의 릴리프 밸브(17a)에 걸리는 파일럿압 P1이 하강해 간다. 이 때문에, 파일럿압 P1과 공급 통로(13a)의 차압에 의해 릴리프 밸브(17a)가 개방되고, 공급 통로(13a)의 오일이 탱크(7)로 환류된다.
한편, 배출 통로(13b)측의 릴리프 밸브(17b)에는 파일럿압 P1이 걸려, 이 파일럿압 P1과 배출 통로(13b)의 유압과의 차압에 의해 폐색된다. 릴리프 밸브(17b)가 폐색됨으로써, 배출 통로(13b)의 유압이 승압된다. 이와 같이, 각 급배 통로(13a, 13b)와 파일럿압 P1과의 차압을 신호로 하고, 이 신호에 기초하여 배출 통로(13b)가 고압으로 되는 한편, 공급 통로(13a)가 저압으로 된다. 이 때문에, 유압 모터(2)에 브레이크력이 작용한다.
또한, 유압 모터(2)에 브레이크력을 작용시키는 경우, 즉, 도시하지 않은 조작 레버를 반대 방향으로 기울이는 경우, 제2 전환 밸브(12)를 폐색하도록 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제어함으로써, 제2 센터 통로 L2로 불필요하게 오일이 흘러 나와버리는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 제어 장치(5)는, 제어 밸브(9)와 유압 모터(2) 사이의 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b)의 도중에, 릴리프 밸브(17a, 17b)를 구비하고 있다. 릴리프 밸브(17a, 17b)는, 조작부(4)로부터 출력되는 파일럿압 P1(외부 신호), 조작 신호 S1(외부 신호), 및 급배 통로(13a, 13b)의 유압(외부 신호)에 기초하여, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b) 중 어느 한쪽 유압을 하강시키고 있다. 이에 비하여, 한 쌍의 급배 통로(13a, 13b) 중 어느 다른 쪽 유압이 승압된다.
이 때문에, 유압 모터(2)에 불필요한 부하를 거는 일 없이, 유압 모터(2)의 자동 운전화도 가능하다. 따라서, 유압 모터(2)의 조작성을 손상시키는 일이 없다.
또한, 조작부(4)의 조작에 기초하여 릴리프 밸브(17a, 17b)의 개폐가 역전되면, 상기 한쪽 급배 통로(13a, 13b)의 유압이 승압되어, 안정된 브레이크력을 얻을 수 있다.
또한, 릴리프 밸브(17a, 17b)는, 파일럿압 P1이 입력되는 제1 포트(18)와, 각 급배 통로(13a, 13b)의 유압이 입력되는 제2 포트(19)를 구비하고 있다. 이 때문에, 각 급배 통로(13a, 13b)의 유압과 파일럿압 P1의 압력차를 신호로 하여, 이 신호에 기초하여 릴리프 밸브(17a, 17b)를 개폐시킬 수 있다. 즉, 파일럿압 P1보다도 급배 통로(13a, 13b)의 유압이 높은 경우, 대응하는 릴리프 밸브(17a, 17b)가 개방된다. 이에 비하여, 급배 통로(13a, 13b)의 유압보다도 파일럿압 P1이 높은 경우, 대응하는 릴리프 밸브(17a, 17b)가 폐색된다. 이러한 릴리프 밸브(17a, 17b)의 개폐를 이용하여, 유압 모터(2)에 대한 브레이크력을 해제하거나 유압 모터(2)에 브레이크력을 작용시키거나 할 수 있다. 이 때문에, 제어 장치(5)를 간소한 구조로 하여, 안정된 브레이크력을 얻을 수 있다.
또한, 제1 포트(18)와 조작부(4)의 사이에는, 제3 전환 밸브(20)가 접속되어 있다. 제3 전환 밸브(20)는, 조작부(4)의 조작 신호 S1에 기초하여, 제1 포트(18)와 조작부(4)의 연결과, 제1 포트(18)와 탱크(7)의 연결을 전환한다. 이 때문에, 유압 모터(2)의 조작성을 손상시키지 않고, 급배 통로(13a, 13b)의 유압과 파일럿압 P1의 압력차에 기초하여 확실하게 브레이크력을 얻을 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 도 2에 기초하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 2는, 제2 실시 형태에 있어서의 건설 기계(200)의 개략 구성도이다. 또한, 도 2에서는, 전술한 제1 실시 형태와 동일 형태에 대해서는, 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 건설 기계(200)에 사용되는 구동 장치(201)에서는, 이하의 점이 전술한 제1 실시 형태와 다른 점이다. 즉, 구동 장치(201)의 제어 장치(205)는, 유압 모터(2)의 구동 상황에 따라서 릴리프 밸브(17a, 17b)를 구동시킨다.
보다 구체적으로는, 한 쌍의 릴리프 밸브(17a, 17b) 중 한쪽 릴리프 밸브(17a)는, 제3 비례 제어 밸브(33)(청구항의 다른 제어 밸브에 상당)를 통해 제어부(6)에 접속되어 있다. 제3 비례 제어 밸브(33)는, 제어부(6)로부터의 출력 신호에 기초하여 한쪽 릴리프 밸브(17a)에 구동 유압을 공급한다. 또한, 한 쌍의 릴리프 밸브(17a, 17b) 중 다른 쪽 릴리프 밸브(17b)는, 제4 비례 제어 밸브(34)(청구항의 다른 제어 밸브에 상당)를 통해 제어부(6)에 접속되어 있다. 제4 비례 제어 밸브(34)는, 제어부(6)로부터의 출력 신호에 기초하여 다른 쪽 릴리프 밸브(17b)에 구동 유압을 공급한다. 이와 같이, 한 쌍의 릴리프 밸브(17a, 17b)는, 제3 전환 밸브(20) 외에, 제3 비례 제어 밸브(33) 및 제4 비례 제어 밸브(34)에 의해 구동된다.
또한, 제어 장치(205)는, 유압 모터(2)에 있어서의 출력축(2a)의 회전수나 회전 각도 등을 검출하는 센서(40)를 구비하고 있다. 이 센서(40)의 검출 결과는, 신호로서 제어부(6)로 출력된다. 제어부(6)는, 센서(40)로부터의 출력 신호에 기초하여, 릴리프 밸브(17a, 17b)를 구동시킨다. 즉, 제어부(6)는, 예를 들어 출력축(2a)의 회전수가 소정 회전수(예를 들어, 정격 회전수) 이상인 경우나 출력축(2a)의 회전 각도(선회체(101)의 제동 영역)가 소정 각도(예를 들어, 허용 각도, 허용 제동 영역) 이상인 경우, 유압 모터(2)에 브레이크력이 작용하도록 릴리프 밸브(17a, 17b)를 구동시킨다.
이 밖에, 제어 밸브(9)는, 제5 비례 제어 밸브(35) 및 제6 비례 제어 밸브(36)를 통해 제어부(6)에 접속되어 있다. 제5 비례 제어 밸브(35) 및 제6 비례 제어 밸브(36)는, 제어부(6)로부터의 출력 신호에 기초하여 제어 밸브(9)에 구동 유압을 공급한다. 이에 의해, 제어 밸브(9)가 구동된다.
이와 같이, 제어 장치(205)는, 제어부(6)로부터의 출력 신호(외부 신호)에 기초하여 릴리프 밸브(17a, 17b)를 구동시키는 제3 비례 제어 밸브(33), 제4 비례 제어 밸브(34)를 구비하고 있다. 이 때문에, 유압 모터(2)의 구동 상황에 따라서, 유압 모터(2)에 브레이크력을 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 제2 실시 형태에 따르면, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과에 더하여, 제어 장치(205)의 사용 편의성이 향상되고, 제어 장치(205)의 안전성도 높일 수 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상술한 실시 형태에 다양한 변경을 가한 것을 포함한다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 건설 기계(100, 200)는, 유압 셔블인 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 다양한 건설 기계에 상술한 구동 장치(1, 201)(제어 장치(5, 205))를 적용할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 제어 장치(5)는, 유압 펌프(3)로부터 송출되는 오일에 의해, 유압 모터(2)를 구동시키는 유압 회로에 적용되어 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 제어 장치(5)의 구성은, 오일 이외의 다양한 유체의 회로에 적용하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 오일에 의해 구동되는 구동체로서, 유압 모터(2)를 사용하여 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 구동체로서, 유압 실린더 등, 다양한 액추에이터를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 제2 실시 형태에서는, 센서(40)가 유압 모터(2)에 있어서의 출력축(2a)의 회전수나 회전 각도 등을 검출하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 원하는 센서를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 센서(40)에 의해 유압 모터(2)의 온도를 검출해도 된다. 또한, 건설 기계(200)의 암 등에 센서(40)로서 모니터를 마련하여, 건조물 등의 접근을 검출하도록 해도 된다. 그리고, 유압 모터(2)의 온도가 소정 온도(예를 들어, 정격 온도)이상으로 상승한 경우나 건조물 등과 암이 비정상적으로 접근한 경우에, 유압 모터(2)에 브레이크력을 작용시키도록 해도 된다.
또한, 상술한 제2 실시 형태에서는, 제어부(6)의 출력 신호에 기초하여 릴리프 밸브(17a, 17b)를 구동시키는 제어 밸브로서, 제3 비례 제어 밸브(33)나 제4 비례 제어 밸브(34)를 사용한 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 제3 비례 제어 밸브(33)나 제4 비례 제어 밸브(34) 대신에 다양한 제어 밸브를 사용하는 것이 가능하다.
1, 201: 구동 장치
2: 유압 모터(구동체, 유압 액추에이터)
3: 유압 펌프(펌프)
4: 조작부
5, 205: 제어 장치
9: 제어 밸브
13a, 13b: 급배 통로
17a, 17b: 릴리프 밸브
18: 제1 포트
19: 제2 포트
20: 제3 전환 밸브(전환 밸브)
33: 제3 비례 제어 밸브(다른 제어 밸브)
34: 제4 비례 제어 밸브(다른 제어 밸브)
100, 200: 건설 기계

Claims (6)

  1. 유체를 송출하는 펌프로부터의 유량을 제어하여 상기 유체에 의해 구동되는 구동체의 구동 제어를 행하는 제어 밸브와,
    상기 구동체와 상기 제어 밸브 사이의 한 쌍의 급배 통로에 마련되고, 외부 신호에 기초하여 상기 한 쌍의 급배 통로 중 어느 한쪽 급배 통로에 있어서의 상기 유체의 압력을 하강시키는 한 쌍의 릴리프 밸브
    를 구비한 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 밸브를 구동시키는 파일럿압을 출력하는 조작부를 구비하고,
    상기 한 쌍의 릴리프 밸브의 각각은,
    상기 파일럿압이 입력되는 제1 포트와,
    상기 급배 통로에 있어서의 상기 유체의 압력이 입력되는 제2 포트를 갖는 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조작부와 상기 제1 포트의 사이에 마련되고, 상기 제1 포트와 상기 조작부의 연결과, 상기 제1 포트와 상기 유체가 배출되는 탱크의 연결을 전환 가능한 전환 밸브를 구비한
    제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동체의 구동 상태에 따라서 상기 한 쌍의 릴리프 밸브를 구동 가능한 다른 제어 밸브를 구비한 제어 장치.
  5. 유체를 송출하는 펌프로부터의 유량을 제어하여 상기 유체에 의해 구동되는 구동체의 구동 제어를 행하는 제어 밸브와,
    상기 구동체와 상기 제어 밸브 사이의 한 쌍의 급배 통로에 마련됨과 함께, 상기 유체가 배출되는 탱크에 접속되고, 외부 신호에 기초하여 상기 한 쌍의 급배 통로 중 어느 한쪽 급배 통로에 있어서의 상기 유체의 압력을 하강시키는 한 쌍의 릴리프 밸브를 구비하고,
    상기 한 쌍의 릴리프 밸브 중, 한쪽 상기 릴리프 밸브가 개방되어 있을 때, 다른 쪽 상기 릴리프 밸브가 폐색되어 있으며,
    상기 제어 밸브를 거쳐서 상기 한 쌍의 급배 통로 중 한쪽 상기 급배 통로로 흘러 나오는 상기 유체는,
    상기 한쪽 상기 급배 통로에 마련된 상기 릴리프 밸브가 폐색되어 있을 때, 폐색된 상기 릴리프 밸브에서는 상기 탱크로 배출되지 않고, 상기 구동체를 거쳐서 상기 탱크로 배출되고,
    상기 한쪽 상기 급배 통로에 마련된 상기 릴리프 밸브가 개방되어 있을 때, 개방된 상기 릴리프 밸브를 거쳐서 상기 유체가 상기 탱크로 배출되는 제어 장치.
  6. 제1항 또는 제5항에 기재된 제어 장치를 구비하고,
    상기 펌프는, 유압 펌프이며,
    상기 구동체는, 유압 액추에이터인
    건설 기계.
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