KR920010874B1 - 유압기계의 유압구동방법 및 유압구동장치 - Google Patents

유압기계의 유압구동방법 및 유압구동장치 Download PDF

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마사가즈 하가
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히다찌 겐끼 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
유압기계의 유압구동방법 및 유압구동장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본원 발명에 의한 유압구동장치가 적용되는 유압기계의 유압계와 전기계를 나타내는 전체 구성도이다.
제2도는 제어밸브제어회로의 제1실시예를 나타내는 회로도이다.
제3도는 제1실시예에 있어서의 조작레버스트로크와 압유유량과의 관계를 나타내는 특성도이다.
제4도는 제어밸브제어회로의 제2실시예를 나타내는 회로도이다.
제5도는 제2실시예에 있어서의 조작레버스트로크와 압유유량과의 관계를 나타내는 특성도이다.
제6도는 제어밸브제어회로의 제3실시예를 나타내는 회로도이다.
제7도는 제3실시예에 있어서의 조작레버스트로크와 압유유량과의 관계를 나타내는 특성도이다.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본원 발명은 유압기계의의 유압구동방법 및 유압구동장치에 관한 것이며, 특히 복수의 유압액튜에이터를 구비한 유압쇼벨이나 유압크레인등의 건설용 유압기계에 적합한 유압구동방법 및 유압구동장치로서, 복수의 유압액튜에이터중 최소한 일부의 유압액튜에이터를 임의로 선택하고, 그 동작속도특성 즉 동작속도의 최대치 또는 동작속도의 변화특성을 임의로 변경할 수 있는 유압구동방법 및 유압구동장치에 관한 것이다.
[배경기술]
예를들면 유압쇼벨과 같은 종래의 유압기계는 유압원을 형성하는 유압펌프로서 엔진의 회전동력에 의해서 구동되는 유압펌프와, 이 유압펌프로부터 공급되는 압유(壓油)에 의해서 구동되는 주행모터나 붐실린더 등의 복수의 유압액튜에이터와, 이들 유압액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름방향과 유량을 제어하는 주행모터용 제어밸브나 붐실린더용 제어밸브 등의 각 액튜에이터에 대응하는 복수의 제어밸브와, 각 액튜에이터에 대응하여 설치된 조작레버의 조작방향과 조작량에 따라서 액튜에이터를 위한 제어밸브의 구동부에 제어신호를 부여함으로써 제어밸브의 동작을 제어하고, 액튜에이터를 각종 산업에 따른 소요의 동작상태(동작방향 및 동작속도)로 하는 제어장치를 가진 유압구동장치를 구비하고 있다.
일반적으로 종래의 유압구동장치는 초기 사양으로 결정된 제어밸브의 최대 개구량을 그후에는 변경할 수 없도록 설계되어 있다. 따라서, 유압구동장치가 액튜에이터의 동작속도를 최대로 한 상태에서 작동하고 있을때에 있어서, 유압펌프를 구동하는 엔진의 회전속도가 일정한 동안은 엔진의 회전속도에 의해서 정해지는 일정 토출량의 압유가 유압펌프로부터 제어밸브를 경유하여 각 액튜에이터에 공급되므로, 각 액튜에이터의 최대동작속도는 일정하게 유지된다. 액튜에이터의 최대동작속도를 변경하고 싶은 경우에는 엔진의 회전속도를 변경시켜 유압펌프의 토출량 즉 액튜에이터에 공급되는 압유의 유량을 변화시키지 않으면 안된다. 그러나, 이와 같은 액튜에이터의 최대동작속도의 변경 방법은 유압펌프로부터의 압유가 같은 조건에 의해 모든 액튜에이터에 공급되어 있으므로, 복수의 액튜에이터중 일부의 특정한 액튜에이터의 동작속도만을 변경시키는 것은 불가능하다.
그런데, 유압쇼벨등의 유압기계에서는 실제의 작업상 작업내용에 따라 특정한 액튜에이터의 동작속도만을 늦추고 싶은 경우가 일어날 수 있다. 예를들면, 유압쇼벨에서는 땅고르기를 위해 버키트를 수평으로 끄는 작업을 행하는 수가 있다. 이와 같은 경우, 버키트를 솜씨있게 수평으로 끄는 데는 비교적 높은 작업정밀도가 요구되므로, 버키트실린더의 동작속도만을 또는 암실린더의 동작속도만을 늦추고 싶을때가 있다. 그러나, 종래의 유압구동장치에서는 상술한 바와 같이 복수의 액튜에이터중 일부의 특정 액튜에이터의 동작속도만을 늦출 수가 없다. 즉, 엔진의 회전속도를 저하시키면 붐실린더나 암실린더 등의 모든 액튜에이터의 동작속도가 일률적으로 늦어진다. 이와 같이, 작업정밀도를 향상시키려고 의도하여 엔진의 회전속도를 저하시키면 버키트실린더나 암실린더 등 모든 액튜에이터의 동작속도가 동시에 늦어지고, 작업능률의 저하를 초래한다. 반대로, 작업능률의 향상을 의도하여 엔진의 회전속도를 높게 유지하여 모든 액튜에이터의 동작속도를 빠른 상태로 설정하면, 작업정밀도의 저하를 초래한다. 이래서, 종래의 유압구동장치에서는 작업정밀도와 작업능률을 동시에 만족시킬 수는 없었다. 또, 버키트로 하물을 매달아 올리고 내리는 크레인 작업에 있어서도 하물요동을 방지할 목적으로 특정 액튜에이터의 동작속도를 늦추지않으면 안된다고 하는 상술한 바와 같은 문제가 발생한다.
상기 문제에 유사한 문제를 해결하기 위한 유압구동장치의 선행기술로서 일본국 특개소 60(1985)-65835호, 동 실개소 60(1985)-111958호, 동 실개소 61(1986)-89060호가 존재한다. 일본국 특개소 60(1985)-65835호는 메인밸브의 스풀변위량을 조정하기 위한 조작레버에 미속도(微速度)조정을 가능하게 하는 스위치를 설치하고, 이 스위치에 의한 출력신호에 의거하여 연산증폭회로의 출력특성을 변경하여, 조작레버에 의한 미속도에서의 조작성을 향상시킨 건설기계의 조작방법을 개시하고 있다. 일본국 실개소 60(1985)-111958호에는 종래의 유압실린더의 리턴라인에 설치된 슬로리턴밸브 대신에 구동신호에 관한 게인이 엔진의 회전속도에 따라 변화되는 밸브를 사용하여, 유압실린더에 있어서의 맥동현상이나 캐비테이션 등을 방지하고, 또한 에너지저감을 달성하는 건설기계용 액튜에이터의 작동회로가 개시되어 있다. 일본국 실개소 61(1986)-89060호에는 작업기속도를 임의로 선정할 수 있도록 미리 설정된 복수의 작업 모드로부터 작업내용에 따라서 하나의 작업모드를 선택할 수 있도록 구성된 유압파워쇼벨의 작업기조작장치가 개시되어 있다. 그러나, 어느 선행기술도 상기 문제를 해결하는 기술이 개시되어 있지 않다.
본원 발명의 제1의 목적은 상기 문제를 해결하기 위해 작업내용에 따라서 복수의 유압액튜에이터의 동작을 제어함으로써, 작업정밀도와 작업능률 양쪽을 향상시킬 수 있는 유압기계의 유압구동방법을 제공하는데 있다.
본원 발명의 제2의 목적은 복수의 유압액튜에이터를 구비한 유압기계에 있어서, 복수의 유압액튜에이터중 일부의 액튜에이터의 동작속도특성을 기타의 액튜에이터에 대해 영향을 미치는 일없이, 작업내용에 따라 변경할 수 있도록 하여, 작업정밀도와 작업능률 양쪽을 향상시킬 수 있는 유압기계의 유압구동장치를 제공하는데 있다.
[발명의 개시]
본원 발명에 의한 유압기계의 유압구동방법은 복수의 유압액튜에이터를 구비한 유압기계에 적용되는 것으로서, 복수의 유압액튜에이터중 일부의 유압액튜에이터의 동작속도특성을 다른 유압액튜에이터의 동작속도 특성을 변경하지 않고, 작업내용에 따라 임의로 변경할 수 있도록 하였다.
본원 발명에 의한 유압기계의 유압구동장치는 상기 유압구동방법을 실현하는 장치이며, 복수의 유압액튜에이터와, 하나의 공통의 유압원으로부터 복수의 유압액튜에이터의 각각에 대응하여 배설된 복수의 제어밸브와, 이들 제어밸브의 각각에 대응하여 설치되고, 대응하는 제어밸브를 동작시키기 위한 조작신호를 출력하는 조작레버장치를 가진 유압기계에 적용시키는 것을 전제로 하고, 유압액튜에이터의 동작 모드를 통상의 동작속도특성인 제1모드 또는 특수작업을 위한 동작속도특성인 제2모드로 변경하는 전환지령신호를 출력하는 동작모드전환지령수단과, 복수의 유압액튜에이터의 각각의 제2모드를 설정하기 위한 설정지령신호를 출력하는 제2모드설정지령수단과, 조작레버장치가 출력하는 조작신호와, 동작모드전환지령수단이 출력하는 전환지령신호와, 제2모드설정지령수단이 출력하는 설정지령신호를 입력하고, 상기 설정지령신호와 상기 복수의 조작레버장치중 어느 하나의 상기 조작신호의 조합에 의거하여 복수의 유압액튜에이터중 최소한 하나의 유압액튜에이터를 선택하고, 선택된 상기 유압액튜에이터에 대해서만 대응하는 조작레버장치의 조작으로 출력되는 상기 조작신호에 의거하여 제2모드를 설정하는 동시에, 상기 전환지령신호와 상기 조작신호에 의거하여 상기 복수의 유압액튜에이터중 선택된 상기 유압액튜에이터에 대해서만 제2모드로 동작시키기 위해 대응하는 제어밸브에 대해 제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하도록 구성되어 있다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하, 본원 발명의 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
제1도에 나타내는 유압기계는 유압쇼벨이며, 이 유압쇼벨은 6개의 액튜에이터를 구비하고 있다.
먼저, 유압계의 구성에 대해 설명한다. (11)-(16)은 유압쇼벨이 구비한 6개의 유압액튜에이터를 표시하며, 구체적으로 (11)은 주행모터, (12)는 좌주행모터, (13)은 우주행모터, (14)는 붐실린더, (15)는 암실린더, (16)은 버키트실린더이다. 이들 복수의 액튜에이터의 각각에 대하여 하나의 공통 유압펌프(10)로부터 압유가 공급된다. 유압펌프(10)로부터 토출된 압유는 관로(21)를 경유하여 각 액튜에이터에 공급되고, 그후 유압펌프(10)로 복귀하도록 구성되어 있다. 또한, 유압펌프(10)는 도시하지 않은 엔진의 회전동력에 의해서 일정한 회전속도로 구동되어 있다.
유압펌프(10)와 각 액튜에이터(11)-(16)사이의 관로(21)상에는 각 액튜에이터(11)-(16)에 대응하여 제어밸브(1),(2),(3),(4),(5),(6)이 배설되어 있다. 여기서 (1)은 주행모터용 제어밸브, (2)는 좌주행모터용 제어밸브, (3)은 우주행모터용 제어밸브, (4)는 붐실린더용 제어밸브, (5)는 암실린더용 제어밸브, (6)은 버키트실린더용 제어밸브이다. 각각 제어밸브(1)-(6)은 대응하는 액튜에이터의 조작레버장치로부터 출력되는 조작신호에 의거하여 생성되는 제어신호에 의해서 그 동작상태가 결정되며, 대응하는 액튜에이터에 있어서의 압유의 흐름방향과 유량을 제어하는 기능을 갖고 있다. 각 제어밸브(1)-(6)은 2개의 구동부를 가지며, 어느 구동부를 동작시키는가에 따라서 상기 흐름방향이 결정되며, 각 구동부의 동작에 있어서 제어밸브의 개구량을 조정함으로써 상기 유량이 결정된다. 이상의 제어밸브(1)-(6)은 제1도중 2점쇄선으로 표시된 바와 같이 제어밸브유니트(22)로서 구성되어 있다.
또, (23)은 유압펌프(10)이 토출량제어기이며, 이 토출량제어기(23)는 유압펌프(10)의 토출부인 관로(21)의 유압과 각 제어밸브(1)-(6)으로부터 파이롯관로(24)에 의해 취출된 각 액튜에이터중 최대의 부하에 대응한 유압을 비교하여, 두 유압의 차가 항상 일정치가 되도록 유압펌프(10)의 토출량을 제어한다.
다음에, 전기계의 구성에 대해 설명한다. (31)은 조작레버장치이고, 2개의 조작방향 A,B로 조작할 수 있는 조작레버(32)와, 조작방향 A,B의 각각에 대응한 조작신호(SA,SB)(이하, 조작신호를 일반적으로 표시할때는 S를 사용함)를 출력하는 조작신호발생기(33)를 구비하고 있다. 이 조작레버장치(31)는 각 액튜에이터에 대응하여 6개 설치되어 있다. 조작레버장치(31)의 조작신호발생기(33)로부터 출력되는 조작신호(SA,SB)는 제어밸브제어회로(34)에 공급된다. 제어밸브제어회로(34)는 도시된 조작레버장치(31)로부터의 조작신호(SA,SB)에 대해 후술하는 바와 같은 신호처리를 행함으로써 각각에 대응하는 제어신호(1A,1B)를 발생한다. 이와 같이 하여 출력되는 각 제어신호(1A,1B)는 제어밸브(1)의 2개의 구동부에 각각을 구동시키는 신호로서 부여된다. 마찬가지로, 다른 도시하지 않은 5개의 조작레버장치의 각각에 대응하는 제어신호(2A,2B), (3A,3B), (4A,4B), (5A,5B), (6A,6B)가 제어밸브(2)-(6)의 각각에 대하여 도시된 관계로 부여된다.
(35)는 동작모드전환지령이며, 각 액튜에이터(11)-(16)의 동작모드를 변경하는 전환지령신호를 출력한다. 동작모드전환지령기(35)는 그 오프동작에 의해서 제어밸브(1)-(6)의 개구량(이 개구량과 대응하는 액튜에이터(11)-(16)에 공급되는 압유유량과는 비례관계에 있음)의 제어가 제1모드가 되도록 설정하고, 그 온동작에 의해서 이 제어가 제2모드가 되도록 설정된다. 여기서, 제1모드는 액튜에이터가 통상의 동작속도특성에 의해서 동작하는 모드이고, 큰 최대동작속도를 갖는다. 제2모드는 정밀도가 요구되는 작업의 특수성을 고려하여 새로이 설정된 다른 동작속도특성에 의해서 액튜에이터가 동작하는 모드이며, 상대적으로 작은 최대동작속도를 갖는다.
(36)은 최대유량설정지령기이고, 각 액튜에이터의 동작속도특성에 대해 상기 제1모드외에 상기 제2모드를 설정하기 위한 설정지령신호를 출력한다. 최대유량설정지령기(26)를 온하면 후술하는 조건하에서 제어밸브의 최대개구량을 변경함으로써, 액튜에이터(11)-(16)중 임의의 일부 또는 전부의 액튜에이터의 최대동작속도가 임의로 변경 설정된다.
제2도에 의거하여 제어밸브제어회로(34)의 제1실시예의 구성을 구체적으로 설명한다. 제2도에 있어서, 제1도에서 설명한 회로요소와 동일한 것에는 동일부호를 붙이고 있다. 즉, (31)은 조작레버장치, (32)는 조작레버, (33)은 조작신호발생기, (35)는 동작모드전환지령기, (36)은 최대유량설정지령기이다. 또, (S″,SB)는 상기 조작신호, (1A)-(6B)는 상기 제어신호이다. (41)은 최대개구량제한회로이며, 제2도중 내부구성이 도시된 최대개구량제한회로(41)는 조작레버장치(31)로부터 출력되는 조작신호(SA)에 대응하는 회로이다. 이 회로는 액튜에이터(11)에 대해 통상의 최대동작속도(제1모드)를 실현하는 제어밸브(1)의 최대개구량 또는 제한된 최대동작속도(제2모드)를 실현하는 제어밸브(1)의 제한된 최대개구량을 지시하는 기능을 가지고 있다. 마찬가지로, 그외에 도시된 조작레버장치(31)로부터 출력되는 조작신호(SB), 또 다른 5개의 도시되지 않은 조작레버장치의 조작신호(SA,SB)의 각각에 대응하여 합계 11의 최대개구량제한회로(41)가 배설되어 있다. 이들 최대개구량제한회로는 모두 내부 구성이 동일하므로, 다른 것은 단지 2점쇄선의 블록으로서만 표시되어 있다. 따라서, 도시되어 있는 것을 포함하여 제어밸브제어회로(34)에는 12개의 최대개구량제한회로(41)가 포함되며, 그들 최대개구량제한회로(41)의 각각에 대응해서 상기 제어신호(1A)-(6B)가 출력된다.
최대개구량제한회로(41)는 3개의 입력단을 가진 AND회로(42)와 최대유량설정회로(43)와 소치(小値)선택회로(44)와 2개의 선택지(選擇枝)를 가진 전환스위치(45)를 갖는다. 전환스위치(45)는 동작모드전환지령기(35)가 오프상태로 그 출력이 로레벨인 때는 조작신호발생기(33)로부터 공급되는 조작신호(SA)를 직접적으로 제어신호(1A)로서 출력하는 통상의 동작속도특성(제1모드)에 세트되고, 온상태로 그 출력이 하이레벨인 때는 AND회로(42)와 최대유량설정회로(43)와 소치선택회로(44)등에 의해서 얻어지는 액튜에이터(11)의 유량의 최대치를 제한하기 위한 신호를 제어신호(1A)로서 출력하는 다른 동작속도특성(제2모드)에 세트된다. 3개의 입력단을 가진 AND회로(42)에 있어서, 하나의 입력단에는 NOT회로(46)에 의해 반전된 동작모드전환지령기(35)의 출력신호가 한 입력단에 입력되고, 다른 하나의 입력단에는 최대유량설정지령기(36)의 출력신호가 입력되며, 나머지의 입력단에는 조작신호(SA)를 기준치설정기(47)의 출력기준치와 비교기(48)로 비교하여, 그 결과 얻어지는 비교기(48)의 출력신호가 입력된다. 기준치설정기(47)의 기준치는 조작레버(32)가 조작되었는지 여부를 판정하기 위한 것이다. 최대유량설정회로(43)는 AND회로(42)의 출력신호와 조작신호(SA)를 입력하고, 또한 그 내부에 기억부를 구비한다. 최대유량설정회로(43)의 기억부에는 조작레버(32)의 A방향의 스트로크(조작량)와 제어밸브(1)에서의 압유유량과의 관계(압유유량의 최대치)를 기억시킬 수 있다.
또, 최대유량설정회로(43)에서는 AND회로(42)의 출력이 하이레벨이라는 조건좌 조작레버(32)에 의한 조작량에 의해, 기억부에 기억되어 있는 스트로크와 압유유량과의 관계 즉 압유유량의 최대치를 변경할 수 있다. 소치선택회로(44)는 최대유량설정회로(43)내에 기억된 상기 최대치에 의거하여 발생되는 출력신호와 조작신호발생기(33)로부터 출력되는 조작신호 SA를 입력하고, 조작레버(32)의 스트로크에 따라서 양 신호를 비교하여, 양 신호의 값이 동일할때는 그 값을, 양 신호가 상이할때는 작은쪽의 값을 출력신호로서 발생하는 기능을 가지고 있다.
상술한 최대개구량제한회로(41)의 구성은 다른 11개의 최대개구량제한회로에서도 동일하다. 따라서, 12개의 최대개구량제한회로는 각각 동작모드전환지령기(35)의 전환지령신호와, 최대유량설정지령기(36)의 설정지령신호와, 각 최대개구량제한회로에 대응하는 조작레버장치로부터 출력되는 조작신호가 입력되도록 구성되어 있다.
상기 구성을 가진 제어밸브제어회로(34)를 포함하는 유입구동장치의 동작에 대해 설명한다.
제3도의 굵은 실선으로 표시한 특성 a은 특별한 작업을 고려하지 않은 경우의 통상적인 동작속도특성을 나타내는 조작레버스트로크(S)(조작신호로 표시됨)와 제어밸브에 있어서의 압유유량(Q)과의 관계(제1모드)를 나타내며, 이 경우의 최대유량은 최대스트로크에 가까운 스트로크(S0)에 있어서 (Q0)로 설정되어 있다. 이 통상의 동작속도특성은 동작모드전환지령기(35)의 출력이 로레벨에서 전환스위치(45)가 조작신호발생기(33)에 직접적으로 접속되어 있을때에 조작레버(32)를 조작하면 제어신호(1A)에 발생하는 특성이며, 조작신호발생기(33)의 출력 그 자체의 특성이다. 또, 상기 통상의 동작속도 특성에 있어서의 최대유량(Q0)은 초기상태에 있어서 모든 최대개구량제한회로(41)의 기억부에 미리 기억되어 있다.
동작모드전환지령기(35)가 오프상태로 로레벨신호가 출력되고 있을때에는 모든 조작레버장치(31)에 관해 대응하는 액튜에이터를 제3도중 a로 표시된 종래와 같은 동작속도특성인 제1모드로 동작시킬 수 있다.
액튜에이터(11)-(16)중 일부의 특정 액튜에이터의 최대동작속도를 특별한 작업에 따라 변경하려고 하는 경우에는 동작모드전환지령기(35)를 오프시킨 상태에서 최대유량설정지령기(36)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 모든 최대개구량제한회로(41)에 있어서 AND회로(42)의 2개의 입력단이 하이레벨로 되어서 게이트가 열린 상태가 되고 최대유량설정회로(43)의 기억부에 기억된 최대유량치를 임의의 다른 값으로 변경 설정할 수 있게 된다. 이 상태에 있어서, 조작자가 예를들면 제2도중 도시된 조작레버(32)가 A방향으로 조작하여 액튜에이터(11)의 동작속도를 늦추는 설정을 행하는 것으로 한다. 조작레버(32)가 A방향으로 조작되면 비교기(48)에서 조작신호(SA)가 상기 기준치와 비교되고, 조작레버(32)가 유효하게 조작된 경우에 비교기(48)가 AND회로(42)의 나머지의 입력단에 대해 하이레벨신호를 부여한다. 이에 따라서, AND회로(42)의 출력은 하이레벨이 된다. 상기 조작신호(SA)는 동시에 최대유량설정회로(43)에도 입력되어 있으며, 이 조작신호(SA)는 AND회로(42)의 출력이 하이레벨로 되는 것을 조건으로 최대유량설정회로(43)의 기억부에 기억된다. 다음에, 제3도에 도시된 바와 같이 조작레버 스트로크(S1)의 위치에서 최대유량설정지령기(36)를 오프하면 AND회로(42)의 출력이 로레벨로 되고, 상기의 기억동작이 정지되어, 이후 스트로크(S1)에 대응해서 정해지는 유량(Q1)이 최대치로서 유지된다(도면중 점선으로 표시함). 이와 같이하여, 주행모터(11)의 조작레버장치(31)의 A방향조작에 대해 대응하는 최대유량설정회로(43)의 기억부에(Q0)보다도 작은 값의 유량(Q1)을 최대치로 하여 새로이 설정할 수 있다.
마찬가지로, 다른 액튜에이터(12)-(16)에 대해서도 작업상의 필요에 따라 대응하는 조작레버장치의 조작방향 A,B에 관한 최대유량을 변경할 수 있다. 복수의 액튜에이터의 최대동작속도를 변경하는 경우에는 최대유량설정지령기(36)를 온으로 하고, 그 상태에서 각 조작레버를 조작하여 각각에 대해 새로운 최대유량을 설정하고, 그후에 최대유량설정지령기(36)를 오프로 하면, 최대동작속도의 변경을 복수의 액튜에이터에 대해 일괄해서 행할 수 있다.
또한, 최대동작속도를 변경 설정하는 동안에 있어서도 조작신호는 전환스위치(45)를 통해서 제어밸브에 제어신호로서 공급되므로, 유압펌프(10)가 작동하고 있는 경우에는 액튜에이터를 실제로 동작시키게 된다. 따라서, 조작자는 조작레버로 실제의 작업을 실험적으로 행하면서 최적의 동작속도를 설정할 수 있다.
액튜에이터(11)-(16)중 소요의 일부의 액튜에이터의 동작속도를 늦춘 후에 있어서, 제한된 최대동작속도를 가진 동작속도특성(제2모드)으로 당해 액튜에이터를 동작시키는 경우에는 동작모드전환지령기(35)를 온으로 한다. 그렇게 하면, 전환스위치(45)가 소치선택회로(44)측으로 전환된다. 또, NOT회로(46)의 출력이 로레벨이 되어서 AND회로(42)를 폐쇄한 상태로 유지한다. 이와 같은 상태에서 예를들면 도시된 조작레버장치(31)의 조작레버(32)를 A방향으로 조작하면 소치선택회로(44)에서는 조작신호(SA)와 최대유량설정회로(43)의 출력치(유량 Q1을 표시하는 신호)를 비교하여 항상 작은쪽의 값을 표시하는 신호를 출력한다. 그 결과, 제3도에 나타내는 바와 같이 스트로크가 (S1)까지는 조작신호(SA)가 선택되어서 실선으로 표시된 특성으로 유량이 변화하고, 스트로크가 (S1)을 초과하면 최대유량설정회로(43)의 출력치가 선택되어서 점선으로 표시된 최대유량(Q1)에 유지되도록, 제어밸브(1)의 개구량을 제어하는 제어신호(1A)가 출력된다. 이와 같이하여, 통상의 동작속도특성(제1모드, 최대유량 Q0)과는 상이한 다른 동작속도특성(제2모드, 최대유량 Q1)으로 액튜에이터(11)을 동작시킬 수 있다. 최대유량이 변경 설정된 다른 액튜에이터에 대해서도 동작모드전환지령기(35)를 온으로 함으로써 제2모드에서 마찬가지로 동작시킬 수 있다.
또한, 최대유량설정지령기(36)를 온하여 각 액튜에이터에 대해 제2모드의 동작속도특성을 설정할 수 있게 되어도, 조작레버의 조작에 의한 변경 설정행위를 하지 않을 경우에는 그대로 제1모드의 동작속도특성이 유지된다.
상기 실시예의 유압구동장치에 의하면, 복수의 액튜에이터중에서 임의의 일부의 특정 액튜에이터의 동작속도특성만을 다른 액튜에이터의 동작속도특성을 변경시키지 않고 변경할 수 있으므로, 작업정밀도와 작업능률의 향상을 달성할 수 있다.
제4도에 의거하여 제어밸브제어회로(34)의 제2실시예의 구성을 구체적으로 설명한다. 제2도에서 설명한 회로요소에는 동일부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다. 이 제어밸브제어회로(34)는 상기 최대구량제한회로(41) 대신에 개인변경회로(51)가 사용되고 있다. 이 개인변경회로(51)는 액튜에이터(11)-(16)의 6개의 조작레버(32)의 각 조작신호(SA,SB)에 대하여 12개 배설되어 있다. 제4도에 있어서, 조작레버장치(31), 동작모드전환지령기(35), AND회로(42), 기준치설정기(47), NOT회로(46), 비교기(48)는 상기 제1실시예에서 설명한 것과 같다.
(36A)는 개인설정지령기이고, 상기 최대유량설정지령기(36)에 대신하는 것이며, 이것은 게인을 변경함으로써 최종적으로 액튜에이터의 동작속도특성을 결정하는 제어밸브압유유량(개구도에 비례)의 변경설정을 가능하게 하기 위한 것이다. 여기서, “게인”이라 함은 조작신호발생기(33)로부터 조작레버(32)의 조작량에 대응하여 출력되는 조작신호에 승산되는 0-1의 범위에 배율치를 말한다.
게인변경회로(51)는 다시 AND회로(42)의 출력신호 및 대응하는 조작신호발생기(33)의 출력되는 조작신호를 입력하는 게인설정회로(53)와, “1”의 게인이 설정된 통상 게인설정기(54)와, 통상 게인설정기(54)의 출력단과 게인설정회로(53)의 출력단단의 어느 하나에 접속되는 전환스위치(55)와, 전환스위치(55)로부터 출력되는 게인신호와 조작신호발생기(33)로부터 출력되는 조작신호를 승산하여 제어신호로서 출력하는 승산기(56)를 포함하고 있다. 게인설정회로(53)는 초기상태에 있어서 미리 “1”의 게인이 내부의 기억부에 설정되어 있으며, 이 게인은 소정 조건하에서 0-1의 범위에서 변경되고 새로이 설정할 수 있다. 상기 게인설정지령기(36A)는 그 온동작에 의해서 모든 게인 변경회로(51)의 게인설정회로(53)에 설정된 게인을 새로운 값으로 변경 설정할 수 있게 하는 것이다.
동작모드전환지령기(35)의 출력이 로레벨신호일때 전환스위치(55)는 통상 게인설정기(54)에 접속되며, 승산기(56)에 부여되는 게인은 항상 “1”이다. 따라서, 동작모드전환지령기(35)가 오프로 그 출력이 로레벨인 제1모드에서는 예를들면 액튜에이터(11)에 관하여 조작신호발생기(33)로부터 출력되는 조작신호(SA)는 그대로 제어신호(1A)로서 제어밸브(1)의 구동부에 공급된다. 이와 같이 하여, 통상의 동작속도특성 a으로 액튜에이터(11)을 동작시킨다. 다른 액튜에이터(12)-(16)의 동작에 관해서도 동일하다.
동작모드전환지령기(35)의 출력이 로레벨인 채로 게인설정지령기(36A)를 온하면, 모든 게인변경회로(51)에 대해 대응하는 조작레버(32)를 조작함으로써 게인설정회로(53)내에 설정한 게인의 값을 변경할 수 있게 된다. 즉, 조작레버(32)를 제1실시예에서 설명한 동일 조건에 의해서 AND회로(42)로부터 게인설정회로(53)에 하이레벨신호가 입력되고, 게인설정회로(53)에 있어서의 게인을 변경 설정할 수 있다. 이때, 게인설정회로(53)에는 제5도에 도시한 (SL)와 (S0) 즉 통상의 동작속도특성에 있어서 압유가 통과하기 시작하는 조작레버스트로크(SL)와 최대유량(Q0)이 되는 조작레버스트로크(S0)가 미리 기억되어 있다. 그리고, 이들(SL),(S0)와 조작레버(32)의 조작에 따라 출력되는 압유유량(Q1)에 대응하는 조작레버스트로크(S1)에 의거하여 개인최대유량설정회로(53)에서 대응하는 제어밸브에 관하 게인 K을 구하는 연산
K=(S1-SL)/(S0-SL)
이 행하여지고, 이 K(〈1)의 값이 기억된다.
그후, 게인설정지령기(36A)를 오프로 하면 게인설정회로(53)에 상기 K의 값이 유지되고, 새로운 게인 K이 설정된다.
상기와 같이, 복수의 액튜에이터(11)-(16)의 소요의 동작방향에 대해 일부의 특정 액튜에이터에 관해 새로운 게인이 설정된 후에, 동작모드전환지령기(35)를 온으로 하여 하이레벨신호를 출력시키면, 모든 게인변경회로(51)의 전환스위치(55)가 게인설정회로(53)측으로 전환되어 제2모드로 된다. 따라서, 조작레버(32)를 조작하면, 승산기(56)에 있어서 조작신호발생기(33)로부터 출력되는 조작신호에 대하여 게인설정회로(53)로부터 부여되는 게인 K이 승산되어 제어신호로서 제어밸브에 공급된다. 게인설정회로(53)의 게인 K은 “1”보다 작은 값으로 설정되어 있는 경우에는 예를들면 제5도의 파선으로 표시한 바와 같이 게인(K)에 따라서 스트로크(S0)에 있어서의 최대유량이 (Q1)로 저하되고, 또한 최대유량(Q1)에 이르기까지의 유량의 발생변화의 상태도 변경되게 된다. 이와 같이, 통상의 동작속도특성과는 상이한 제2모드의 동작속도특성에 의해서 액튜에이터는 동작하게 된다. 상기 제2실시예의 유압구동장치에 의하면, 상기 제1실시예에서 설명한 효과에 더하여, 더욱 조작게인을 변경할 수 있으므로 미조작성을 향상시킬 수 있는 동시에, 조작성을 사용자의 기호에 맞추어서 설정할 수 있다.
다음에, 제6도에 의거하여 제어밸브제어회로(34)의 제3실시예에 대하여 설명한다. 이 실시예는 기본적으로 제2실시예의 제어밸브제어회로의 구성과 같으며, 약간의 변경을 가하고 있다. 제6도에 도시된 게인변경회로(51)는 제4도의 구성에 더하여, 다시 상기 조작레버스트로크(SL)가 미리 설정된 설정기(57),(58)과, 조작신호발생기(33)의 조작신호로부터 설정기(57)의 출력신호를 감산하여 얻은 신호를 승산기(56)에 부여하는 감산기(59)와, 승산기(56)의 출력신호에 설정기(58)의 출력신호를 가산하여 대응하는 제어밸브의 구동부에 제어신호를 부여하는 가산기(60)를 구비하고 있다.
상기와 같은 구성에 의하면 가산기(60)로부터 출력되는 제어신호(1A)의 신호량(SQ)은
SQ=(S-SL)·K+SL
의 관계식으로 나타낼 수 있다. 이 관계식에 의하면, 제7도에 있어서 파선으로 표시한 바와 같이 제2모드동작속도특성의 시점(始點)이 SL에 일치한다. 따라서, 이 제3실시예의 제어밸브 제어회로를 가진 유입구동장치에 의하면, 상술한 효과와 함께 다시 통상 작업시의 제1모드에 있어서의 조작레버의 조작과 제어밸브의 동작과의 추종관계와, 특수작업시의 제2모드에 있어서의 조작레버의 조작과 제어밸브의 동작과의 추종관계를 동등하게 할 수 있으므로 우수한 조작성을 얻을 수 있다.
상기 실시예에서는 최대개구량제한회로(41) 또는 게인변경회로(51)는 각 조작레버장치(31)에 대하여 2개씩 합계 12개 설치되어 있으나, 최저 하나라도 된다. 또, 상기 실시예에서는 제어회로등의 전기회로는 하드웨어로 구성되어 있으나, 마이크로콤퓨터 등을 이용하여 소프트웨어로 구성할 수도 있다.
[산업상의 이용 가능성]
본원 발명에 의한 유압구동방법 및 유압구동장치는 복수의 유압액튜에이터를 구비한 유압기계에 있어서, 복수의 유압액튜에이터중 특정의 일부의 액튜에이터의 동작속도특성을 작업내용에 따라 변경할 수 있고, 이로인해 작업정밀도와 작업능률을 동시에 충족시킬 수 있고, 특히 유압쇼벨 등의 건설기계에 적합하다.

Claims (7)

  1. 하나의 공통의 유압원에 의해 구동되는 복수의 유압액튜에이터의 각각은 대응하는 조작레버장치를 조작함으로써 동작되고, 또한 상기 복수의 유압액튜에이터의 동작속도특성은 필요에 따라 변경되는 유압기계의 유압구동방법에 있어서, 동작속도특성설정지령기로부터 출력되는 지령신호와 조작레버장치로부터 출력되는 조작신호와의 조합으로, 상기 복수의 유압액튜에이터중 최소한 하나를 임의로 선택하는 스텝과, 상기 조작레버장치의 조작에 의거하여 선택된 상기 유압액튜에이터의 동작속도특성을 선택되지 않은 다른 유압액튜에이터에 영향을 주지 않고, 작업내용에 따라 임의로 변경하는 스텝과, 변경된 동작속도특성을 기억부에 기억하는 스텝과, 통상의 동작속도특성과 변경된 동작속도특성중 어느 하나를 임의로 선택하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압기계의 유압구동방법.
  2. 제1항에 있어서, 변경되는 상기 동작속도특성은 최대동작속도인 것을 특징으로 하는 유압기계의 유압구동방법.
  3. 제1항에 있어서, 변경되는 상기 동작속도특성은 조작레버스트로크에 대응하는 동작속도변화의 과정인 것을 특징으로 하는 유압기계의 유압구동방법.
  4. 복수의 유압액튜에이터와, 하나이 공통의 유압원으로부터 상기 복수의 유압액튜에이터의 각각에 공급되는 압유의 최소한 유량을 제어하기 위해 상기 복수의 유압액튜에이터의 각각에 대응하여 배설된 복수의 제어밸브와, 이들 제어밸브의 각각에 대응하여 설치되고, 상기 제어밸브를 동작시키기 위한 조작신호를 출력하는 조작레버장치를 가진 유압기계에 있어서, 상기 유압액튜에이터의 동작모드를 통상의 동작속도특성인 제1모드 또는 특수작업을 위한 동작속도특성인 제2모드로 변경하는 전환지령신호를 출력하는 동작모드전환지령수단과, 상기 복수의 유압액튜에이터의 각각의 제2모드를 설정하기 위한 설정지령신호를 출력하는 제2모드설정지령수단과, 상기 조작레버장치가 출력하는 조작신호와, 상기 동작모드전환지령수단이 출력하는 전환지령신호와, 상기 제2모드설정지령수단이 출력하는 설정지령신호를 입력하고, 상기 설정지령신호와 상기 복수의 조작레버장치중 어느 하나의 상기 조작신호의 조합에 의거하여 상기 복수의 유압액튜에이터중 최소한 하나의 유압액튜에이터를 선택하고, 선택된 상기 유압액튜에이터에 대해서만 대응하는 조작레버장치의 조작으로 출력되는 상기 조작신호에 의거하여 상기 제2모드를 설정하는 동시에, 상기 전환지령신호와 상기 조작신호에 의거하여 상기 복수의 유압액튜에이터중 선택된 상기 유압액튜에이터에 대해서만 제2모드로 동작시키기 위해 대응하는 상기 제어밸브에 대해 제어신호를 출력하는 제어수단을 가진 것을 특징으로 하는 유압구동장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어수단은 최대개구량제한수단을 포함하며, 이 최대개구량제한수단으로 상기 제어밸브의 최대개구량을 변경함으로써 상기 제2모드를 실현하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어 수단은 게인변경수단을 포함하며, 이 게인변경수단으로 상기 제어밸브에 공급되는 제어신호의 변화특성을 변경함으로써 상기 제2모드를 실현하는 것을 특징으로 하는 유압구동장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 게인변경수단은 상기 제2모드에 관한 제어신호의 변화특성의 시점(始點)과 상기 제1모드에 관한 제어신호의 변화특성의 시점이 일치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압구동장치.
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