KR950001456B1

KR950001456B1 - 4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치

Info

Publication number: KR950001456B1
Application number: KR1019920008807A
Authority: KR
Inventors: 허태규
Original assignee: 삼성중공업주식회사; 김연수
Priority date: 1992-05-23
Filing date: 1992-05-23
Publication date: 1995-02-24
Also published as: KR930023226A

Abstract

내용없음.

Description

4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치

제1도는 종래 기술에 의한 조향장치의 유압회로도.

제2도는 제1도의 종래 조향장치에서 2륜 조향모드와 4륜 조향모드의 경우에 후륜조향 고정실린더의 작동상태를 도시하는 개략도.

제3도는 4륜 조향모드인 경우 전륜과 후륜의 조향상태를 도시하는 개략도.

제4도는 본 발명에 의한 조향장치의 회로도.

제5a, 5b도는 제4도의 조향장치에서 2륜 조향모드 및 4륜 조향모드인 경우 후륜조향 고정실린더와 리미트스위치와의 관계를 각각 도시하는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유압펌프 2 : 조향유니트

5, 6 : 조향실린더 8, 10 : 솔레노이드 밸브

12, 27 : 후륜조향 고정실린더 18, 23 : 전기조작스위치

20 : 다이오드 21, 25 : 경고등

22, 26 : 리미트스위치

29a, 29b : 상, 하부 피스톤 로드

30 : 커플링

본 발명은 2륜 조향 또는 4륜 조향모드로 절환 가능한 차량 또는 건설중장비의 조향장치에 관한 것으로, 특히 유압을 이용하여 바퀴를 조향시킬 수 있는 유압조향식 건설중장비에서 2륜 조향 또는 4륜 조향모드로의 조향모드 변경을 표시하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 바퀴식 굴삭기나 모터 그레이더 등과 같은 전륜 및 후륜으로 이루어진 바퀴식 주행부를 갖는 건설중장비는 작업의 효율성을 높이기 위해 운전자의 요구에 따라 전륜만을 조향시키는 2륜 조향모드 또는 전륜 및 후륜 모두를 조향시키는 4륜 조향모드로 임의 선택할 수 있도록 제작 공급되고 있다.

이와 같이 조향모드를 2륜 조향 또는 4륜 조향모드로 임의 선택 변경하기 위해서는 조향을 위해 조향실린더측에 공급되는 압유의 공급방향을 제어하는 솔레노이드 방향전환밸브 및 2륜 조향모드시 충격 등 외부적 요인에 의한 후륜의 임의 조향을 방지하기 위한 후륜조향 고정실린더를 채택하는 조향장치가 필요하게 되며, 종래 기술에 의한 조향장치의 일실시예는 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같다.

제1도는 종래 기술에 의한 조향장치를 도시하는 회로도로, 이 도면에 의하면 종래의 조향장치는 조향을 위한 압유를 공급하는 유압펌프(1)와, 운전자의 조향장치(핸들)제어에 따라 유압펌프(1)로부터 입력되는 압유의 유동방향을 제어하는 조향유니트(2)와, 중장비의 전륜(3) 및 후륜(4)측에 각각 한쌍씩 설치되는 조향실린더(5), (6)와 전기조작스위치(7)의 스위칭방향에 따라 상기 유압펌프(1)로부터의 압유를 전륜(3)에만 공급하거나 전륜(3) 및 후륜(4) 측 모두에 공급하기 위한 조향모드 제어용 솔레노이드 밸브(8, 이하에서는 제1솔레노이드 밸브라 한다)를 구비하고 있다. 또한, 이 조향장치에는 전륜(3)만을 조향하는 2륜 조향모드시 타이어에 가해지는 외압에 의해 후륜(4)이 임의로 조향되지 않도록 하는 후륜조향 고정제어용 공압회로가 별도로 구비되며, 이 공압회로는 별도의 공기압축기(9)와, 이 압축기(9)로부터의 압축공기 공급방향을 제어하기 위한 후륜조향 고정제어용 솔레노이드 밸브(10, 이하에서는 제2솔레노이드 밸브라 한다)와, 공압회로내의 공기압력을 제어하기 위한 1차 압력설정용 릴리프 밸브(11)와, 조향모드 변경에 따라 후륜(4)을 조향고정 또는 조향가동시키기 위한 후륜조향 고정실린더(12)와, 상기 제2솔레노이드 밸브(10)의 스푸울 방향제어를 위한 ON/OFF 전기조작스위치(13)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 조향장치는 중장비의 동력원, 즉 엔진(도시 생략)으로부터 전달되는 동력에 의해 유압펌프(1)로부터 토출된 작동유가 운전자의 조향조작에 따라 조향유니트(2)를 통과하여 전륜 조향실린더(5)의 피스톤 양측에 직접 및 제1솔레노이드 밸브(8)를 거쳐 공급됨으로써 소기의 전륜 조향(2륜 조향)을 이루게 된다.

또한 전륜 및 후륜을 모드 조향하는 4륜 조향모드시에는 운전자의 조작에 의해 조작스위치(7)가 4륜 조향위치로 스위칭되어 상기 제1솔레노이드 밸브(8)로 들어온 압유가 전륜 조향실린더(5) 및 후륜 조향실린더(6)로 공급되므로서 소기의 4륜 조향모드를 달성한다. 이때, 상기 제1솔레노이드 밸브(8)의 스푸울은 운전자의 조작에 의해 후륜 조향실린더(6)로의 유로방향을 제어함으로써 후륜(4)에 대한 소기의 조향방향을 달성한다. 4륜 조향모드에서의 전륜 및 후륜 조향 형식은 제3도에 도시되어 있는 바와 같으며, 2륜 조향모드 또는 4륜 조향모드의 경우 전술한 바와 같이 후륜(4)을 조향 고정 또는 조향 가동시키기 위해 별도의 공압회로를 작동시켜 후륜조향 고정실린더(12)의 피스톤 로드위치를 제어하게 된다.

제1도 및 제2도를 참조하면, 2륜 조향모드인 겨우 전륜(3)을 조향해야 하기 때문에 후륜(4)이 타이어에 가해지는 외압에 의해 임의로 조향되는 것을 막기 위해서 후륜 하우징(14)을 후 차축 하우징(15)에 대해 고정시키게 되며, 이때는 실린더(12)의 일체형 피스톤 로드(16)의 하단부가 상기 2개의 하우징(14,15)에 형성된 고정용 개구(17)속에 끼워져야 한다. 이러한 작동을 위해 공기압축기(9)로부터의 압축공기가 ON/OFF 스위치(13)의 ON/OFF 작동에 의해 제2솔레노이드 밸브(10)에서 유로방향이 제어된 후 실린더(12)로 공급되고, 이에 따라 피스톤 로드(16)의 하단부가 고정용 개구(17)에 대해 고정해제 위치(개구(17)로부터 이탈된 위치) 또는 고정위치(개구(17)속에 삽입된 위치)로 이동된다. 이때, 2륜 조향모드인 경우에는 피스톤 로드(16)는 고정위치에 있게 되며, 4륜 조향모드인 경우에는 고정해제 위치에 있게 된다.

상기와 같은 구성과 작동방식을 갖는 종래의 조향모드 변경연동 장치는 4륜 조향모드에서 2륜 조향모드로의 변경시 운전자의 부주의에 의해 후륜 고정용 실린더(12)의 피스톤 로드(16)를 고정위치로 위치변경시키지 않은 경우 후륜(4)이 여전히 조향 가동상태로 있기 때문에 작업중 타이어에 대한 외압에 의해 후륜(4)이 임의로 조향되어 예기치 않은 안전사고를 유발할 수 있다.

반대로 2륜 조향모드에서 4륜 조향모드로의 변경시 피스톤 로드(16)가 운전자의 조작 불이행에 의해 조향가동위치로 빠져 나오지 않으면 4륜 조향모드에 의한 후륜 조향실린더(6)로의 조향용 압유공급에도 불구하고 후륜(4)이 차축에 대해 고정되어 있으므로, 후륜조향이 블가능해지고, 아울러 조향 블가능한 상태임에도 불구하고 후륜 조향실린더(6)에 대한 계속적인 압유공급에 의해 하중이 계속 작용하게 되어, 실린더(6)의 내부 압력이 계속 상승하므로써 실린더(6)의 고장이 발생하고, 동력 및 유압력의 상당한 손실이 유발되는 문제가 있다. 따라서, 운전자는 조향모드 변경시 제1솔레노이드(8)의 작동을 위한 조작스위치(7)의 조작에 앞서 제2솔레노이드(10)의 작동을 위한 ON/OFF 조작스위치(13)의 조작을 반드시 해야 하는 조작상의 번거로움이 있었다.

또한, 종래의 조향 고정실린더(12)의 피스톤 로드(16)는 일체형으로 이루어져 2륜 조향모드에 의한 후륜 조향 고정시 타이어에 가해지는 외압이 피스톤 로드(16)에 그대로 전해져 피스톤 로드(16)가 전단력에 의한 굽힘, 또는 파손되는 문제가 발생하였다.

더구나 조향 고정실린더(12)의 피스톤 로드(16)와 하우징(14,15)의 개구(17)가 서로 일치하여야만 피스톤 로드(16)와 개구(17)의 삽입, 이탈동작이 원활하게 이루어질 수 있으나, 실제의 경우 피스톤 로드(16)와 개구(17)의 불일치에 의해 운전자의 스위치(13) 조작에도 불구하고 조향 고정실린더(12)의 작동이 완전히 달성되지 않는 경우가 일어나기도 하여 안전사고를 유발하는 문제도 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 4륜 조향이 가능한 바퀴식 중장비 차량의 조향장치에서 제1솔레노이드에 대한 작동과 제2솔레노이드에 대한 작동이 서로 연동되어 조향모드 변경작동이 정확하게 달성될 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 후륜조향 고정실린더의 조작상태를 운전자에 경고하여 운전자의 오조작을 방지함으로써 정확한 조향모드 변경작동을 달성할 수 있는 조향장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 2륜 조향모드시 타이어에 가해지는 외압에 의해 후륜조향 고정실린더의 피스톤 로드가 굽힘 또는 파손되는 것을 막을 수 있는 피스톤 로드의 구조를 제공하기 위한 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 전륜 조향실린더(5) 및 후륜 조향실린더(6)로의 선택적인 압유공급에 의해 조향되는 전륜(3) 및 후륜(4)과, 2륜 조향모드시 상기 전륜 조향실린더(5)에만 압유가 고급되도록 하고 4륜 조향모드시 상기 전륜 조향실린더(5) 및 상기 후륜 조향실린더(6) 모두에 압유가 공급되도록 하는 제1솔레노이드 밸브(8)와, 피스톤(28)의 스트로크에 따라 2륜 조향모드시 상기 후륜(4)을 조향고정시키고 4륜 조향모드시 상기 후륜(4)을 조향가동시키는 후륜조향 고정실린더(27)와, 이 후륜조향 고정실린더(27)의 작동을 제어하는 제2솔레노이드 밸브(10)을 갖는 4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치에 있어서; 상기 제1솔레노이드 밸브(8)를 작동시키는 제1조작스위치(18); 상기 제2솔레노이드 밸브를 작동시키는 제2조작스위치(23); 상기 후륜조향 가동상태(4륜 조향모드)에 해당하는 상기 피스톤(28)의 스트로크 일단을 검출하여 전원(19)으로부터 상기 제1조작스위치(18)로의 회로를 도통시키는 제1리미트스위치(22); 상기 후륜조향고정상태(2륜 조향모드)에 해당하는 상기 피스톤(218)의 스트로크 타단을 검출하는 제2리미트스위치(26); 및 상기 제1리미트스위치(22) 및 상기 제2리미트스위치(26)의 접점에 의해 조향모드의 변경여부를 표시하는 표시수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치를 제공함으로써 달성한다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 전술한 표시수단이, 상기 제1리미트스위치(22)의 접점에 의해 점등되어 현상태가 후륜조향 가동상태임을 표시하는 제1경고등(21); 및 상기 제2리미트스위치(26)의 접점에 의해 점등되어 현 상태가 후륜조향 고정상태임을 표시하는 제2경고등(25)을 구비하여 구성된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 전술한 후륜조향 고정실린더의 피스톤이, 상기 피스톤(28)과 일단부가 결합되어 연동되는 상부 피스톤 로드(29a); 및 상기 상부 피스톤 로드(29a)의 타단부와 가변 커플링(30)에 의해 상기 상부 피스톤 로드(29a)에 대해 각도 변환가능하도록 일단부가 결합되며 상기 피스톤(28)의 스트로크에 따라 후륜하우징(14)과 후자축 하우징(15)의 개구(17)에 대해 삽입 또는 이탈되는 하부 피스톤 로드(29b)를 구비하여 구성된다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 보다 자세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 의한 조향장치의 전체 구성회로도이며, 제5a도, b도는 조향모드 변경시 후륜 조향 고정실린더의 피스톤과 리미트스위치의 위치상관 관계를 도시하고 있는 개략도이다.

먼저, 제1도를 참조하면, 본 발명에 의한 조향장치에서 유압펌프(1), 조향유니트(2), 전륜(3) 및 후륜(4) 조향을 위한 조향실린더(5,6), 제1솔레노이드 밸브(8), 그리고 후륜조향 고정제어를 공압회로의 공기압축기(9), 제2솔레노이드 밸브(10) 및 릴리이프 밸브(11)의 구성과 작동은 제1도의 종래 실시예와 동일하므로 제1도 실시예에서와 동일한 참조번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 조향장치는 제1솔레노이드 밸브(8)의 작동제어를 위한 전기적 조작스위치(18 : 제1조작스위치)와, 이 조작스위치(18)의 입력단과 전원(19) 사이에 직렬 연결되는 다이오드(20), 제1경고등 (21 : 표시수단) 및 제1리미트스위치(22)와, 상기 제2솔레노이드 밸브(1)의 작동제어를 위한 전기적 조작스위치(23 : 제2조작스위치), 전원(23), 제2경고등(25 : 표시수단) 그리고 제2리미트스위치(26)로 구성되어 있다. 여기서 제1 및 제2리미트스위치(22,26)는 후륜조향고정실린더(27)의 실린더 외측에 설치된 것으로, 제1리미트스위치(22)는 조향 가동위치의 피스톤(28)의 스트로크와 대응하고, 제2리미트스위치(26)는 조향고정위치의 피스톤(28)의 스트로크와 대응하여 배치되어 있다.(제5도 참조).

또한, 제1 및 제2경고등(21,25)은 제1 및 제2리미트스위치(22,26)의 ON/OFF 작동에 따라, 점, 소등되는 것으로 이 경고등(21,25)의 점등 여부에 의해 운전자는 조향모드 변경의 여부와 후륜조향 고정실린더의 피스톤 로드(29)의 위치를 쉽게 판별할 수 있다.

또한, 제5도의 도시에 의하면, 본 발명에 의한 후륜조향 고정실린더(27)의 피스톤 로드(29)는 가변 커플링(30)에 의해 각도변환 가능하게 연결된 상, 하부 피스톤 로드(29a,29b)로 이루어져 있으며, 상부 피스톤 로드(29a)는 피스톤(28)에 고정되고, 개구(17)에 끼워지는 부분인 하부 피스톤 로드(29b)는 커플링(30)을 통해 상부로드(29a)와 결합되어 있다. 따라서 타이어에 가해지는 외압에 의해 후륜하우징(14)과 후차축 하우징(15)의 개구(17)가 서로 어긋나면서 발생하는 전단력은 커플링(30)에 의해 흡수될 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 조향장치는 운전자의 소망에 따라 정확한 조향모드 변경작동을 할 수 있다. 예를들어 하부 피스톤 로드(29b)가 개구(17)속에 삽입되어 있는 2륜 조향모드(제5a도의 상태)에서 4륜 조향모드(제5b도의 상태)로의 변경시는 운전자가 제2조작스위치(23)를 조작하면 제2솔레노이드 밸브(10) 및 후륜조향 고정실린더(27)의 작동에 의해 피스톤 로드(29)가 개구(17)로부터 이탈하여 조향가동위치로 이동하게 되며, 이 위치에서 제1리미트스위치(22)가 ON 되어 회로가 도통되므로 제1경고등(21)이 점등된다. 그러나, 만약 제2조작스위치(23)의 조작에도 불구하고 피스톤 로드(29)가 개구(17)에서 완전히 이탈되지 않아 조향 가동위치로 오지 않으면 제1리미트스위치(22)는 계속 OFF 상태로 유지되어 제1경고등(21)이 점등되지 않으므로 운전자는 조향 고정실린더(27)의 조향모드 변경에 따른 조작상태를 정확히 파악할 수 있다. 또한, 운전자의 실수로 제1경고등(21)의 점등여부를 확인하지 않고 제1솔레노이드 밸브(8)를 4륜 조향모드로 작동시키기 위해 제1조작스위치(18)를 조작하는 경우라도 제1리미트스위치(22)가 계속 OFF되어 회로가 비도통상태이므로 전원(19)으로부터의 전원공급이 불가능하여 제1솔레노이드 밸브(8)는 작동을 하지 않게 된다. 따라서, 이 경우에는 2륜 조향모드에서 4륜 조향모드로의 변경이 되지 않는다. 반대로 만약 실린더(27)가 2륜 조향위치에서 4륜 조향위치로 정확하게 변경되었다면 전원은 제1리미트스위치(22)와 다이오드(20), 그리고 제1조작스위치(18)을 거쳐 제1솔레노이드 밸브(8)에 공급되어 4륜 조향모드를 달성할 수 있을 것이다.

한편, 운전자가 4륜 조향모드에서 2륜 조향모드로 변경하는 경우 스위치(23)와 제2솔레노이드 밸브(10)의 작동에 의해 조향 고정실린더(27)의 피스톤 로드(29)는 조향 가동위치에서 조향 고정위치로 변경되며 제1리미트스위치(22)는 OFF 되고 제2리미트스위치(26)가 ON되어 제2경고등(25)이 점등된다. 그러나, 만약 피스톤 로드(29)가 개구(17)속에 제대로 삽입되지 못하여 제2리미트스위치(26)가 계속 OFF상태로 있다면 제2경고등(25)은 점등되지 않으므로 운전자는 조향 고정실린더(27)의 오작동상태를 쉽게 판별할 수 있고 따라서 운전자의 오조작을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 후륜조향 고정실린더(27)의 피스톤 로드(29)는 제5도에 도시한 바와 같이 커플링(30)에 의한 각도변환 가능 구조로 이루어져 있기 때문에 하부 피스톤 로드(29b)가 개구(17)에 삽입된 2륜 조향모드시 타이어에 가해지는 외압에 의해 개구(17)가 어긋나므로써 발생하는 전단력은 피스톤 로드(29)의 굴곡에 의해 커플링(30)에 흡수되고, 이에 따라 피스톤 로드(29)가 외압에 의해 굽힘 또는 파손되는 문제는 발생하지 않는다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 조향장치에 의하면 후륜조향 고정실린더의 작동위치에 따라 경고등이 점등 및 소등됨으로써 운전자가 조향모드 변경조작의 정확성 여부를 쉽게 정확하게 판별할 수 있고, 조향 고정실린더가 2륜 조향위치에 있을 때 솔레노이드 밸브가 작동하지 못하므로 운전자의 부주의에 의한 후륜조향실린더로의 압유공급은 발생하지 않고 따라서 후륜 조향실린더의 고장 또는 파손의 위험을 방지할 수 있으며 아울러 후륜조향 고정실린더(27)의 피스톤 로드(29)가 커플링(30)에 의해 굴곡이 가능하므로 2륜 조향모드시 외압에 의한 피스톤 로드(29)의 굽힘, 파손 등의 위험을 방지할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims

전륜 조향실린더(5) 및 후륜 조향실린더(6)로의 선택적인 압유공급에 의해 조향되는 전륜(3) 및 후륜(4)과, 2륜 조향모드시 상기 전륜 조향실린더(5)에만 압유가 공급되도록 하고 4륜 조향모드시 상기 전륜 조향실린더(5) 및 상기 후륜 조향실린더(6) 모두에 압유가 공급되도록 하는 제1솔레노이드 밸브(8)와, 피스톤(28)의 스트로크에 따라 2륜 조향모드시 상기 후륜(4)을 조향고정시키고 4륜 조향모드시 상기 후륜(4)을 조향가동시키는 후륜조향 고정실린더(27)와, 이 후륜조향 고정실린더(27)의 작동을 제어하는 제2솔레노이드 밸브(10)를 갖는 4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치에 있어서 : 상기 제1솔레노이드 밸브(8)를 작동시키는 제1조작스위치(18); 상기 제2솔레노이드 밸브를 작동시키는 제2조작스위치(23); 상기 후륜 조향 가동상태(4륜 조향모드)에 해당하는 상기 피스톤(28)의 스트로크 일단을 검출하여 전원(19)으로부터 상기 제1조작스위치(18)로써 회로를 도통시키는 제1리미트스위치(22); 상기 후륜조향 고정상태(2륜 조향 모드)에 해당하는 상기 피스톤(28)의 스트로크 타단을 검출하는 제2리미트스위치(26); 및 상기 제1리미트스위치(22) 및 상기 제2리미트스위치(26)의 접점에 의해 조향 모드의 변경여부를 표시하는 표시수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치.
제1항에 있어서, 상기 표시수단이 : 상기 제1리미트스위치(22)의 접점에 의해 점등되어 현 상태가 후륜조향 가동상태임을 표시하는 제1경고등(21); 및 상기 제2리미트스위치(26)의 접점에 의해 점등되어 현상태가 후륜조향 고정상태임을 표시하는 제2경고등(25)을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치.
제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 후륜조향 고정실린더(27)의 상기 피스톤(28)이 : 상기 피스톤(28)과 일단부가 결합되어 연동되는 상부 피스톤 로드(29a); 및 상기 상부 피스톤 로드(29a)의 타단부와 가변 커플링(30)에 의해 상기 상부 피스톤 로드(29a)에 대해 각도 변환가능하도록 일단부가 결합되며 상기 피스톤(28)의 스트로크에 따라 후륜 하우징(14)과 후차축 하우징(15)의 개구(17)에 대해 삽입 또는 이탈되는 하부 피스톤 로드(29b)를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 4륜 조향가능한 중장비 차량의 조향장치.