KR20210090805A

KR20210090805A - 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템 및 상기 구동시스템이 적용된 굴착기

Info

Publication number: KR20210090805A
Application number: KR1020200003986A
Authority: KR
Inventors: 정경래
Original assignee: 정경래
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2021-07-21
Also published as: KR102372192B1

Abstract

본 발명은 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템 및 상기 구동시스템이 적용된 굴착기에 관한 것이다. 상기 굴착기 구동시스템은, 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1,2유압공급호스와; 상기 제1,2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1,2방향전환밸브와; 상기 제1,2방향전환밸브와 연결되며 제1,2방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제1,2집게연결라인과; 상기 제1,2유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제1,2방향전환밸브의 차단 시, 회전링크로 유압을 전달하는 제1,2회전링크연결라인과; 작업자에 의해 조작되어 상기 제1,2방향전환밸브를 차단하는 신호를 출력하는 선택스위치모듈을 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템은, 운전석의 제어스틱에 구비된 전환스위치를 이용해, 회전링크와 집게의 선택적 사용을 간단히 구현할 수 있고, 전체적 구조가 복잡하지 않고 개조비용이 매우 적으며 유지보수가 용이하다.

Description

회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템 및 상기 구동시스템이 적용된 굴착기{Excavator drive system with rotary link and bucket grab and Excavator with the drive system}

본 발명은 회전링크와 집게가 설치되어 있는 굴착기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제어스틱에 장착된 전환스위치를 통해 회전링크와 집게를 용이하게 선택 사용할 수 있게 하는 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템 및 상기 구동시스템이 적용된 굴착기에 관한 것이다.

보통 포크레인라고 불리우는 굴착기는, 가령, 땅을 파는 굴착작업, 토사를 덤프차에 올리는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등 다양한 임무 수행이 가능한 중요 현장 장비이다.

이는, 엔진을 갖는 차대, 차대에 탑재되며 선회 가능한 차체, 차체에 위치하는 운전실, 차체에 연결되며 길이방향으로 연장되는 붐대, 붐대에 링크되는 아암, 아암의 단부에 장착되는 버킷의 기본 구조를 갖는다.

아암에는 버킷 이외에도, 필요에 따라 다양한 장비가 착탈 가능하게 연결된다. 가령 크라셔(crusher), 해머, 브레이커(breaker), 절단기(shear), 집게 등과 같은 여러 장착장비가 선택 사용될 수 있는 것이다. 상기한 여러 장착장비는, 아암에 고정된 상태로, 굴착기의 유압소스로부터 출력되는 유압에 의해 작동한다.

또한, 굴착기의 종류에 따라, 아암의 단부와 상기한 장착장비 사이에 회전링크가 설치된 것도 있다. 회전링크는 워엄과 워엄휠 및 유압모터로 이루어지며, 유압소스로부터 전달된 유압을 받아 회전력을 출력하여 장착장비를 회전시킨다.

그런데 상기한 여러 장착장비, 즉, 크라셔, 해머, 브레이커, 절단기, 집게, 회전링크 등은 각자의 구조 및 용도에 따라 허용압력이 정해져 있다. 가령 브레이커나 절단집게 등의 경우 강력한 힘을 출력해야 하므로 유압소스로부터 제공되는 압력이 강한 반면, 회전링크는 장착장비를 회전시키기만 하는 것으로서 강한 압력이 필요없다. 오히려 회전링크에 (브레이커나 절단집게에 가해지는 정도의) 고압의 압력을 가하면, 모터가 견디지 못하여 파손될 수 있다.

한편, 상기한 장착장비는 옵션 사항으로서, 기본형 굴착기에 장착장비를 설치하기 위해서는, 다시 말하면, 굴착기를, 장착장비를 운용할 수 있는 상태로 개조하기 위해서는, 유압라인을 신설하고 그에 따른 유압부품과 엠프, 컨트롤러 등을 설치해야 한다. 이러한 개조 작업에 꽤 많은 비용과 시간이 소요됨은 물론이다. 또한 부품수가 증가함에 따라 고장이나 유압유의 누설 발생의 확률이 증가하여 유지 보수가 번거로워지게 된다.

국내 등록실용신안공보 제20-0488397호 (굴삭기 버킷 회전링크의 동력전달장치) 국내 등록특허공보 제10-1957105호 (굴삭기 아암용 회전 링크 시스템) 국내 공개특허공보 제10-2013-0140379호 (굴삭기용 회전형 버킷장치)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 회전링크와 집게의 선택적 사용을 간단히 구현할 수 있고, 전체적 구조가 복잡하지 않고 개조비용이 매우 적으며 유지보수가 용이한, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템 및 상기 구동시스템이 적용된 굴착기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템은, 유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체, 상기 차체에 연결된 붐대, 붐대의 연장단부에 링크되는 아암, 상기 아암에 설치되는 집게, 상기 아암의 단부에 장착되는 회전링크가 포함된 굴착기에 설치되어, 상기 회전링크와 집게를 선택적으로 사용할 수 있게 하는 것으로서, 상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스와; 상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브와; 상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브와; 상기 제1방향전환밸브와 연결되며 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제1집게연결라인과; 상기 제2방향전환밸브와 연결되며 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제2집게연결라인과; 상기 제1유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제1방향전환밸브의 차단 시, 회전링크로 유압을 전달하는 제1회전링크연결라인과; 상기 제2유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제2방향전환밸브의 차단 시, 회전링크로 유압을 전달하는 제2회전링크연결라인과; 작업자에 의해 조작되어 상기 제1,2방향전환밸브를 차단하는 신호를 출력하는 선택스위치모듈을 포함한다.

또한, 상기 선택스위치모듈은; 상기 운전실 내부에 위치하는 제어스틱에 설치되며, 집게선택스위치와 회전링크선택스위치를 갖는다.

또한, 상기 제1유압공급호스와 제1회전링크연결라인의 접속부위와, 제2유압공급호스와 제2회전링크연결라인의 접속부위에는, 제1,2방향전환밸브가 개방된 상태에서 차단되고, 제1,2방향전환밸브가 차단된 상태에서 개방되는 3방밸브가 더 설치된다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템은, 유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체, 상기 차체에 연결된 붐대, 붐대의 연장단부에 링크되는 아암, 상기 아암에 설치되는 집게, 상기 아암의 단부에 장착되는 회전링크가 포함된 굴착기에 설치되어, 상기 회전링크와 집게를 선택적으로 사용할 수 있게 하는 것으로서, 상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스와; 상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브와; 상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브와; 상기 제1방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제1집게연결라인과; 상기 제2방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제2집게연결라인과; 제1유도라인을 통해 제1유압공급호스와 연결됨과 아울러 제1회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제3방향전환밸브와; 제2유도라인을 통해 제2유압공급호스와 연결됨과 아울러 제2회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제4방향전환밸브와; 작업자에 의해 조작되어, 상기 제1,2방향전환밸브와 제3,4방향전환밸브에 동시에 전기신호를 출력하여, 상기 회전링크에 유압이 전달되게 하는 선택스위치모듈을 포함한다.

아울러, 상기 선택스위치모듈은; 상기 운전실 내부에 위치하는 제어스틱에 설치되며, 집게선택스위치와 회전링크선택스위치를 갖는다.

또한, 상기 제1,2회전링크연결라인에는, 회전링크로 전달되는 유압의 설정치 이상 상승을 차단하는 과부하방지부가 더 장착된다.

또한, 상기 선택스위치모듈과, 제1,2,3,4방향전환밸브의 사이에는; 제1,2방향전환밸브 및 제3,4방향전환밸브에 전기신호를 동시에 전달하거나 동시에 차단하는 릴레이가 설치된다.

또한, 본 발명의 굴착기는, 지면 상에서 주행 가능한 차대와; 상기 차대의 상부에 선회운동 가능하게 위치하며, 유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체와; 상기 차대에 연결되는 붐대와; 상기 붐대의 연장단부에 링크되는 아암과; 상기 아암에 설치되는 집게와; 상기 아암의 단부에 회전 가능하도록 설치되는 회전링크와; 상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스, 상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브, 상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브, 상기 제1방향전환밸브와 연결되며 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제1집게연결라인, 상기 제2방향전환밸브와 연결되며 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제2집게연결라인, 상기 제1유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제1방향전환밸브의 차단 시 회전링크로 유압을 전달하는 제1회전링크연결라인, 상기 제2유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제2방향전환밸브의 차단 시 회전링크로 유압을 전달하는 제2회전링크연결라인, 작업자에 의해 조작되어 상기 제1,2방향전환밸브를 차단하는 신호를 출력하는 선택스위치모듈을 갖는 구동시스템을 포함한다.

아울러, 상기 제1유압공급호스와 제1회전링크연결라인의 접속부위 및 제2유압공급호스와 제2회전링크연결라인의 접속부위에는, 제1,2방향전환밸브가 개방된 상태에서 차단되고, 제1,2방향전환밸브가 차단된 상태에서 개방되는 3방밸브가 더 설치된다.

또한, 본 발명의 굴착기는, 지면 상에서 주행 가능한 차대와; 상기 차대의 상부에 선회운동 가능하게 위치하며, 유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체와; 상기 차대에 연결되는 붐대와; 상기 붐대의 연장단부에 링크되는 아암과; 상기 아암에 설치되는 집게와; 상기 아암의 단부에 회전 가능하도록 설치되는 회전링크와; 상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스와; 상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브와; 상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브와; 상기 제1방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제1집게연결라인과; 상기 제2방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제2집게연결라인과; 제1유도라인을 통해 제1유압공급호스와 연결됨과 아울러 제1회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제3방향전환밸브와; 제2유도라인을 통해 제2유압공급호스와 연결됨과 아울러 제2회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제4방향전환밸브와; 작업자에 의해 조작되어, 상기 제1,2방향전환밸브와 제3,4방향전환밸브에 동시에 전기신호를 출력하여, 상기 회전링크에 유압이 전달되게 하는 선택스위치모듈을 포함한다.

아울러, 상기 선택스위치모듈은; 기 운전실 내부에 위치하는 제어스틱에 설치되며, 집게선택스위치와 회전링크선택스위치를 갖는다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템은, 운전석의 제어스틱에 구비된 전환스위치를 이용해, 회전링크와 집게의 선택적 사용을 간단히 구현할 수 있고, 전체적 구조가 복잡하지 않고 개조비용이 매우 적으며 유지보수가 용이하다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템이 적용된 굴착기의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템의 구조를 나타내 보인 회로도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템이 적용된 굴착기의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템의 구조를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템의 구성 및 작동 방식을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템이 적용된 굴착기의 측면도이고, 도 2는 상기한 굴착기 구동시스템의 구조를 나타내 보인 회로도이다. 또한, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

기본적으로 제1실시예에 따른 굴착기(10)는, 지면 상에서 주행 가능한 차대와; 상기 차대의 상부에 선회운동 가능하게 위치하며, 유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체와; 상기 차대에 연결되는 붐대와; 상기 붐대의 연장단부에 링크되는 아암과; 상기 아암에 설치되는 집게와; 상기 아암의 단부에 회전 가능하도록 설치되는 회전링크와; 상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스, 상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브, 상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브, 상기 제1방향전환밸브와 연결되며 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제1집게연결라인, 상기 제2방향전환밸브와 연결되며 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제2집게연결라인, 상기 제1유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제1방향전환밸브의 차단 시 회전링크로 유압을 전달하는 제1회전링크연결라인, 상기 제2유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제2방향전환밸브의 차단 시 회전링크로 유압을 전달하는 제2회전링크연결라인, 작업자에 의해 조작되어 상기 제1,2방향전환밸브를 차단하는 신호를 출력하는 선택스위치모듈을 포함한다.

도시한 바와 같이, 제1실시예에 따른 굴착기(10)는, 차대(14), 차체(15), 붐대(12), 아암(13), 집게(33), 회전링크(35), 버킷(17), 구동시스템(20)을 구비한다.

차대(14)는 엔진(미도시)과 바퀴(16)를 구비하며 지상에서 주행 가능하다. 또한 차체(15)는 차대(14)의 상부에 선회운동 가능하게 설치된 부분으로서 저압유압소스(도 2의 31)와 운전실(11)을 갖는다. 저압유압소스(31)는, 유압탱크(미도시)와 유압펌프(미도시)를 포함하며, 180bar 이하의 압력을 출력하는 유압공급수단이다. 제1실시예의 구동시스템(20)은 저압유압소스를 갖는 작은 사이즈의 굴착기(10)에 적합하다는 의미이다.

운전실(11)은 작업자가 위치하는 공간으로서 제어스틱(21)이 위치한다. 운전실(11)에 승차한 작업자는 제어스틱(21)을 이용해 굴착기(10)을 제어한다. 특히 제어스틱(21)에는 선택스위치모듈(23)이 장착되어 있다. 도 1에서는 편의상 제어스틱(21)을 확대하여 운전실(11) 외부에 도시하였으나, 제어스틱(21)은 당연히 운전실(11) 내에 위치한다.

선택스위치모듈(23)은 본 실시예에 따른 구동시스템(20)의 일부 구성요소로서, 집게(33)를 사용할지 회전링크(35)를 사용할지 결정하는 스위치이다. 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.

붐대(12)는 차체(15)에 연결되며 만곡된 상태로 연장되고 연장단부에 아암(13)을 갖는다. 붐대(12)는 유압액츄에이터에 의해 상하로 회전한다. 또한 붐대(12)의 단부에는 아암(13)이 연결되며 아암(13)에는 집게(33)와 회전링크(35)가 설치된다.

집게(33)는 후술할 제1,2집게연결라인(29a,29b)을 통해 공급된 유압에 의해 작동하여, 버킷(17)과의 사이에 대상물을 집어 고정한다. 또한 회전링크(35)는 제1,2회전링크연결라인(29c,29d)을 통해 전달된 유압에 의해 작동하여 회전력을 출력한다. 아울러 회전링크(35)에는 버킷(17)이 착탈 가능하게 결합한다. 버킷(17)을 떼어내고 다른 장비를 장착할 수 있다.

한편, 상기 구동시스템(20)은, 회전링크(35)와 집게(33)를 선택적으로 사용할 수 있게 하는 것으로서, 도 2에 도시한 구성 및 동작 특성을 갖는다.

도시한 바와 같이, 구동시스템(20)은, 제1유압공급호스(31a) 및 제2유압공급호스(31b), 상시 개방형 제1방향전환밸브(27), 상시 개방형 제2방향전환밸브(28), 제1집게연결라인(29a), 제2집게연결라인(29b), 제1회전링크연결라인(29c), 제2회전링크연결라인(29d), 선택스위치모듈(23)을 포함한다.

선택스위치모듈(23)은, 스위치홀더(23a)을 통해 제어스틱(21)에 고정된다. 굴착기(10)를 운전하기 위하여 어차피 잡아야 하는 제어스틱(21)에 선택스위치모듈(23)을 설치함으로서, 작업자는 굴착기(10)을 운전하면서 선택스위치모듈(23)을 동시에 조작할 수 있다.

이러한 선택스위치모듈(23)에는 집게선택스위치(23b)와 회전링크선택스위치(23c)가 포함된다. 집게선택스위치(23b)는 집게(33)를 사용할 때 조작되는 스위치이고, 회전링크선택스위치(23c)는 회전링크(35)를 사용하기 위해 조작되는 스위치이다. 집게(33)와 회전링크(35)는 동시에 사용되는 것이 아니라, 선택적으로 사용된다. 즉, 집게(33)를 사용할 때 회전링크(35)는 사용할 수 없고, 회전링크(35)를 사용할 때 집게(33)는 사용하지 못한다. 이러한 기능을 제공할 수 있는 한 선택스위치모듈(23)의 스위칭 방식은 다양한 방식으로 구현 가능하다.

상기 제1유압공급호스(31a)와 제2유압공급호스(31b)는 저압유압소스(31)에 병렬적으로 연결되는 유압라인이다. 제1유압공급호스(31a)와 제2유압공급호스(31b)를 통과하는 유압유의 유량과 유압은 상호 동일하다.

제1방향전환밸브(27)와 제2방향전환밸브(28)는 동일한 구조 및 작동방식을 갖는 밸브로서 신호케이블(24)을 통해 선택스위치모듈(23)과 연결된다. 제1,2방향전환밸브(27)는 상시 열림 방식의 밸브이다. 외부로부터 제어신호가 들어오지 않은 상태에서 개방되고, 전기신호가 입력되는 순간 동작하여 차단되는 것이다. 다시 말하면, 작업자가 회전링크선택스위치(23c)를 조작했을 때 차단되고, 집게선택스위치(23b)를 조작했을 때 개방되는 것이다. 집게선택스위치(23b)는 회전링크선택스위치(23c)로부터 출력되는 전기신호를 차단하는 역할을 한다.

또한, 제1집게연결라인(29a)은 제1방향전환밸브(27)와 집게(33)를, 제2집게연결라인(29b)는 제2방향전환밸브(28)와 집게(33)를 연결하는 유압호스이다. 설명의 편의상 제1,2집게연결라인(29a,29b)이 집게(33)와 연결된다고 하였지만, 실제는 집게(33)를 구동하는 유압액츄에이터(33a)와 연결된다. 유압액츄에이터의 실린더에는 두 개의 포트(미도시)가 위치하는데, 제1집게연결라인(29a)과 제2집게연결라인(29b)은 각각의 포트에 접속한다.

제1회전링크연결라인(29c)은 제1유압공급호스(31a)와 회전링크(35)를, 제2회전링크연결라인(29d)은 제2유압공급호스와 회전링크(35)를 연결하는 유압호스이다. 제1,2회전링크연결라인(29c,29d)은, 제1,2방향전환밸브(27,28)의 차단 시, 저압유압소스(31)의 유압을 회전링크(35)로 유도하는 역할을 한다.

아울러, 제1유압공급호스(31a)와 제1회전링크연결라인(29c)의 접속부위 및 제2유압공급호스(31b)와 제2회전링크연결라인(29d)의 접속부위에는 3방밸브(25)가 설치된다. 3방밸브(25)는, 제1,2방향전환밸브가 개방된 상태에서 차단되고, 제1,2방향전환밸브가 차단된 상태에서 개방되는 밸브이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 3a는 집게선택스위치(23b)를 온(on) 시킨 경우이다. 집게선택스위치(23b)를 선택함에 따라 저압유압소스(31)로부터 공급되는 유압은, 제1,2유압공급호스(31a,31b), 제1,2방향전환밸브(27,28), 제1,2집게연결라인(29a,29b)을 병렬적으로 통과해 집게(33)에 전달된다. 집게를 동작시킬 수 있는 상태가 되는 것이다.

이 때 3방밸브(25)는, 유압이 제1,2회전링크연결라인(29c,29d)로 넘어가는 것을 차단하여, 회전링크(35)로 유압이 전달되지 않게 한다.

도 3b는 회전링크선택스위치(23c)를 온(on) 시킨 경우이다. 회전링크선택스위치(23c)를 조작함에 의해 제1,2방향전환밸브(27,28)는 차단되고, 유압은 3방밸브(25)를 거쳐 제1,2회전링크연결라인(29c,29d)으로 전달된다. 회전링크(35)가 작동하게 되는 것이다.

이 상태에서 다시 집게선택스위치(23b)를 작동시키면, 도 3a에 도시한 바와 같이, 집게(33)에 유압이 다시 전달되고 회전링크(35)에 전달되던 유압은 차단된다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템이 적용된 굴착기(10)의 측면도이고, 도 5는 상기 굴착기 구동시스템(20)의 구조를 설명하기 위한 회로도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제2실시예에 따른 굴착기(10)는, 주행 가능한 차대(14), 고압유압소스(43) 및 운전실(11)을 갖는 차체(15), 붐대(12), 아암(13), 집게(33), 회전링크(35), 구동시스템(40)을 포함한다.

또한 구동시스템(40)은, 고압유압소스(43)에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스(43a) 및 제2유압공급호스(43b), 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브(27), 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브(28), 제1방향전환밸브와 집게를 연결하는 제1집게연결라인(29a), 제2방향전환밸브와 집게를 연결하는 제2집게연결라인(29b), 제1유도라인(51a)을 통해 제1유압공급호스와 연결되는 상시 닫힘형 제3방향전환밸브(47), 제2유도라인을 통해 제2유압공급호스와 연결되는 상시 닫힘형 제4방향전환밸브(48), 제3방향전환밸브(47)와 회전링크(35)를 연결하는 제1회전링크연결라인(29c), 제4방향전환밸브(48)와 회전링크(35)를 연결하는 제2회전링크연결라인(29d), 제1,2회전링크연결라인(29c,29d)에 접속되는 과부하방지밸브(49), 선택스위치모듈(23), 릴레이(41)를 구비한다.

상기 고압유압소스(43)는 180bar 보다 높은 압력을 출력하는 유압제공수단으로서, 유압탱크(미도시)와 유압펌프(미도시)를 포함한다.

제1,2유압공급호스(43a,43b)는 유압공급소스에서 출력된 유압을 제1,2방향전환밸브(27,28)로 전달한다. 또한 제1유도라인(51a)은 제1방향전환밸브(27)가 차단되었을 때 제1유압공급호스(43a) 내부의 유압을 제3방향전환밸브(47)로 유도한다. 제2유도라인(51b)은 제2방향전환밸브(28)가 차단되었을 때 제2유압공급호스(43b) 내의 유압을 제4방향전환밸브(48)로 유도한다.

제3,4방향전환밸브(47,48)는 상시 닫힘형 밸브로서, 신호케이블(45)을 통해 전기 신호가 전달될 때만 개방된다. 특히 제3,4방향전환밸브(47,48)는 제1,2방향전환밸브(27,28)가, 개방된 상태에서 차단되고, 차단된 상태에서 개방된다.

제1,2방향전환밸브(27,28)와 제3,4방향전환밸브(47,48)의 동시 동작을 위해 릴레이(41)가 적용된 것이다. 릴레이(41)는 제1,2방향전환밸브(27,28) 및 제3,4방향전환밸브(47,48) 측으로 동시에 전기신호를 가한다. 이러한 릴레이(41)의 작용에 의해, 제1,2방향전환밸브(27,28)가 개방될 때 제3,4방향전환밸브(47,48)는 차단된다. 또한 제1,2방향전환밸브(27,38)가 차단될 때 제3,4방향전환밸브(47,48)는 개방된다.

과부하방지밸브(49)는 제1,2회전링크연결라인(29c,29d)과 접속되며, 회전링크(35)를 향하는 유압을 낮추는 역할을 한다. 회전링크(35)는 그 자체의 구조상 180bar 이상의 압력을 지속적으로 받을 때 파손될 수 있기 때문에, 과부하방지밸브(49)를 적용한 것이다.

제2실시예에 따른 굴착기 구동시스템(40)은, 고출력의 고압유압소스(43)가 설치되어 있는 굴착기에 적용되는 시스템인 것이다. 제1실시예의 경우, 굴착기에 저압유압소스(31)가 탑재되어 있기 때문에 과부하방지밸브(49)를 굳이 사용하지 않은 것이다.

상기 과부하방지밸브(49)는 통상의 릴리프밸브로서, 제1회전링크연결라인(29c)의 압력이 상승할 때, 상승한 압력을 제2회전링크연결라인(29d)로 유도한다. 또한 제2회전링크연결라인(29d)의 압력이 상승할 때 상승한 압력을 제1회전링크연결라인(29c)로 유도한다. 회전링크(35)는 양방향 회전토크를 출력하는 것이므로, 제1,2회전링크연결라인(29c,29d) 중 하나는 압력이 높고 나머지 하나는 압력이 상대적으로 낮다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템(40)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 6a는 집게선택스위치(23b)를 온(on) 시킨 경우이다. 집게선택스위치(23b)를 조작하여 온(on) 시킴에 따라 고압유압소스(43)로부터 공급되는 유압은, 제1,2유압공급호스(43a,43b), 제1,2방향전환밸브(27,28), 제1,2집게연결라인(29a,29b)을 병렬적으로 통과해 집게(33)에 바로 전달된다. 집게를 동작시킬 수 있는 상태가 되는 것이다.

집게선택스위치(23b)를 누르면 제1,2방향전환밸브(27,28)와 제3,4방향전환밸브(47,48)에 전달되던 전기신호가 릴레이(41)의 작용에 의해 동시에 끊어지는 것이다. 위에 언급한 바와 같이 제1,2방향전환밸브(27,28)는 상시 개방형 밸브이고, 제3,4방향전환밸브(47,48)는 상시 닫힘형 밸브이기 때문에 상기한 동작이 가능하다.

상기 상태에서 도 6b와 같이, 회전링크선택스위치(23c)를 온(on) 시키면, 릴레이(41)의 작용에 의해 제1,2,3,4방향전환밸브(27,28,47,48)에 동시에 전기 신호가 전달되어 제1,2방향전환밸브(27,28)는 차단되고, 제3,4방향전환밸브(47,48)는 개방된다.

고압유압소스(43)로부터 제공된 유압은 제3,4방향전환밸브(47,48)를 거쳐 제1,2회전링크연결라인(29c,29d)을 통해 회전링크(35)로 전달된다. 회전링크(35)가 작동하게 되는 것이다. 이 때 과부하방지밸브(49)는 회전링크(35)로 전달되는 유압을 낮춘다. 회전링크는 180bar 이하의 압력 조건에서 원활히 작동할 수 있다.

이 상태에서 다시 집게선택스위치(23b)를 작동시키면, 도 6a에 도시한 바와 같이, 집게(33)에 유압이 다시 전달되고 회전링크(35)에 전달되던 유압은 차단된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:굴착기 11:운전실 12:붐대
13:아암 14:차대 15:차체
16:바퀴 17:버킷 20:구동시스템
21:제어스틱 23:선택스위치모듈 23a:스위치홀더
23b:집게선택스위치 23c:회전링크선택스위치 24:신호케이블
25:3방밸브 27:제1방향전환밸브 28:제2방향전환밸브
29a:제1집게연결라인 29b:제2집게연결라인 29c:제1회전링크연결라인
29d:제2회전링크연결라인 31:저압유압소스 31a:제1유압공급호스
31b:제2유압공급호스 33:집게 33a:유압액츄에이터
35:회전링크 40:구동시스템 41:릴레이
43:고압유압호스 43a:제1유압공급호스 43b:제2유압공급호스
45:신호케이블 47:제3방향전환밸브 48:제4방향전환밸브
49:과부하방지밸브 51a:제1유도라인 51b:제2유도라인

Claims

유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체, 상기 차체에 연결된 붐대, 붐대의 연장단부에 링크되는 아암, 상기 아암에 설치되는 집게, 상기 아암의 단부에 장착되는 회전링크가 포함된 굴착기에 설치되어, 상기 회전링크와 집게를 선택적으로 사용할 수 있게 하는 것으로서,
상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스와;
상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브와;
상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브와;
상기 제1방향전환밸브와 연결되며 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제1집게연결라인과;
상기 제2방향전환밸브와 연결되며 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제2집게연결라인과;
상기 제1유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제1방향전환밸브의 차단 시, 회전링크로 유압을 전달하는 제1회전링크연결라인과;
상기 제2유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제2방향전환밸브의 차단 시, 회전링크로 유압을 전달하는 제2회전링크연결라인과;
작업자에 의해 조작되어 상기 제1,2방향전환밸브를 차단하는 신호를 출력하는 선택스위치모듈을 포함하는, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템.
제1항에 있어서,
상기 선택스위치모듈은;
상기 운전실 내부에 위치하는 제어스틱에 설치되며, 집게선택스위치와 회전링크선택스위치를 갖는, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1유압공급호스와 제1회전링크연결라인의 접속부위와, 제2유압공급호스와 제2회전링크연결라인의 접속부위에는,
제1,2방향전환밸브가 개방된 상태에서 차단되고, 제1,2방향전환밸브가 차단된 상태에서 개방되는 3방밸브가 더 설치되는, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템.
유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체, 상기 차체에 연결된 붐대, 붐대의 연장단부에 링크되는 아암, 상기 아암에 설치되는 집게, 상기 아암의 단부에 장착되는 회전링크가 포함된 굴착기에 설치되어, 상기 회전링크와 집게를 선택적으로 사용할 수 있게 하는 것으로서,
상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스와;
상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브와;
상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브와;
상기 제1방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제1집게연결라인과;
상기 제2방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제2집게연결라인과;
제1유도라인을 통해 제1유압공급호스와 연결됨과 아울러 제1회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제3방향전환밸브와;
제2유도라인을 통해 제2유압공급호스와 연결됨과 아울러 제2회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제4방향전환밸브와;
작업자에 의해 조작되어, 상기 제1,2방향전환밸브와 제3,4방향전환밸브에 동시에 전기신호를 출력하여, 상기 회전링크에 유압이 전달되게 하는 선택스위치모듈을 포함하는, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템.
제4항에 있어서,
상기 선택스위치모듈은;
상기 운전실 내부에 위치하는 제어스틱에 설치되며, 집게선택스위치와 회전링크선택스위치를 갖는, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템.
제4항에 있어서,
상기 제1,2회전링크연결라인에는,
회전링크로 전달되는 유압의 설정치 이상 상승을 차단하는 과부하방지부가 더 장착된, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템.
제4항에 있어서,
상기 선택스위치모듈과, 제1,2,3,4방향전환밸브의 사이에는;
제1,2방향전환밸브 및 제3,4방향전환밸브에 전기신호를 동시에 전달하거나 동시에 차단하는 릴레이가 설치된, 회전링크 및 집게를 구비한 굴착기 구동시스템.
지면 상에서 주행 가능한 차대와;
상기 차대의 상부에 선회운동 가능하게 위치하며, 유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체와;
상기 차대에 연결되는 붐대와;
상기 붐대의 연장단부에 링크되는 아암과;
상기 아암에 설치되는 집게와;
상기 아암의 단부에 회전 가능하도록 설치되는 회전링크와;
상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스, 상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브, 상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브, 상기 제1방향전환밸브와 연결되며 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제1집게연결라인, 상기 제2방향전환밸브와 연결되며 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 상기 집게에 전달하는 제2집게연결라인, 상기 제1유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제1방향전환밸브의 차단 시 회전링크로 유압을 전달하는 제1회전링크연결라인, 상기 제2유압공급호스와 회전링크를 연결하며 상기 제2방향전환밸브의 차단 시 회전링크로 유압을 전달하는 제2회전링크연결라인, 작업자에 의해 조작되어 상기 제1,2방향전환밸브를 차단하는 신호를 출력하는 선택스위치모듈을 갖는 구동시스템이 포함되는 굴착기.
제8항에 있어서,
상기 선택스위치모듈은;
상기 운전실 내부에 위치하는 제어스틱에 설치되며, 집게선택스위치와 회전링크선택스위치를 갖는 굴착기.
제8항에 있어서,
상기 제1유압공급호스와 제1회전링크연결라인의 접속부위 및 제2유압공급호스와 제2회전링크연결라인의 접속부위에는,
제1,2방향전환밸브가 개방된 상태에서 차단되고, 제1,2방향전환밸브가 차단된 상태에서 개방되는 3방밸브가 더 설치되는 굴착기.
지면 상에서 주행 가능한 차대와;
상기 차대의 상부에 선회운동 가능하게 위치하며, 유압을 출력하는 유압소스 및 운전실을 갖는 차체와;
상기 차대에 연결되는 붐대와;
상기 붐대의 연장단부에 링크되는 아암과;
상기 아암에 설치되는 집게와;
상기 아암의 단부에 회전 가능하도록 설치되는 회전링크와;
상기 유압소스에 병렬적으로 연결되는 제1유압공급호스 및 제2유압공급호스와;
상기 제1유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제1방향전환밸브와;
상기 제2유압공급호스에 연결되는 상시 개방형 제2방향전환밸브와;
상기 제1방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제1방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제1집게연결라인과;
상기 제2방향전환밸브와 집게를 연결하고, 제2방향전환밸브를 통과한 유압을 집게에 전달하는 제2집게연결라인과;
제1유도라인을 통해 제1유압공급호스와 연결됨과 아울러 제1회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제3방향전환밸브와;
제2유도라인을 통해 제2유압공급호스와 연결됨과 아울러 제2회전링크연결라인을 통해 회전링크와 연결되는 상시 닫힘형 제4방향전환밸브와;
작업자에 의해 조작되어, 상기 제1,2방향전환밸브와 제3,4방향전환밸브에 동시에 전기신호를 출력하여, 상기 회전링크에 유압이 전달되게 하는 선택스위치모듈을 포함하는 굴착기.
제11항에 있어서,
상기 선택스위치모듈은;
상기 운전실 내부에 위치하는 제어스틱에 설치되며, 집게선택스위치와 회전링크선택스위치를 갖는 굴착기.
제11항에 있어서,
상기 제1,2회전링크연결라인에는,
회전링크로 전달되는 유압의 설정치 이상 상승을 차단하는 과부하방지부가 더 장착된 굴착기.
제11항에 있어서,
상기 선택스위치모듈과, 제1,2,3,4방향전환밸브의 사이에는;
제1,2방향전환밸브 및 제3,4방향전환밸브에 전기신호를 동시에 전달하거나 동시에 차단하는 릴레이가 설치된 굴착기.