KR980008976A - 중장비의 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비의 조향장치(Steering System)에 관한 것으로, 특히 로우더(Loader) 등을 비롯한 건설용 중장비의 유압식 조향장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 조향장치는, 좌측 및 우측 조향실린더를 구비하고, 이 조향실린더로의 유압유 공급에 따라 조향작동이 수행되는 중장비의 유압식 조향장치에 있어서, 제1유압펌프와, 스프울의 좌우이동에 따른 내부유로의 절환접속에 의해 상기 제1유압펌프 토출유의 공급과 차단 및 흐름방향을 제어하는 콘트롤밸브와, 운전자의 조향휠과 연동하여 회전되는 조향컬럼의 회전력을 상기 스프울의 좌우이동력으로 변환하여 전달하는 전동수단과, 상기 조향실린더와 상기 콘트롤밸브의 사이에 설치되어 상기 콘트롤밸브를 통한 상기 제1유압펌프 토출유를 승압시킨 후 상기 조향실린더에 전달하는 승압수단을 구비하여 구성된다.

Description

중장비의 조향장치

본 발명은 중장비의 조향장치(Steering System)에 관한 것으로, 특히 로우더(Loader) 등을 비롯한 건설용 중장비의 유압식 조향장치에 관한 것이다. 도1에는 로우더에 적용되는 종래의 조향장치가 개략적으로 도시되어 있다. 로우더는 전방프레임(101)과 후방프레임(102)이 핀(103)에 의해 상호 회동가능하도록 결합되어 있고, 이 두 프레임(101, 102) 사이에 좌측 및 우측 조향실린더(104a, 104b)가 설치되어 있다. 좌측 조향실린더(104a)의 라지챔버에 오일이 공급되면서 우측조향실린더(104b)의 스몰챔버로 부터 오일이 배출되면, 로우더의 전방프레임(101)은 후방프레임(102)에 대해 핀(103) 결합점을 회동축으로 하여 좌측으로 회동하게 되고, 그에 따라 로우더는 좌회전을 하게 되었다. 반면, 우측조향실린더(104b)의 라지챔버에 오일이 공급되면서 좌측조향실린더(104a)의 스몰챔버로 부터 오일이 배출되면, 로우더의 전방프레임(101)은 후방프레임(102)에 대해 핀(103) 결합점을 회동축으로 하여 우측으로 회동하게 되고, 그에 따라 로우더는 우회전을 하게 되었다.

한편, 도2는 위와 같이 구성된 로우더의 조향장치의 유압시스템을 개략적으로 나타내고 있는 데, 유압펌프(P)의 토출유량이 조향유니트(S：Steering Unit)와 증폭기(A：Amplifier)를 통해 전술한 두 조향실린더(104a, 104b)에 전달되도록 구성되어 있다. 조향유니트(S)에서는 운전자의 조향지령에 따라 유압펌프(P)의 토출유량을 조향실린더(104a, 104b)에 공급하여 조향작동을 제어하는 콘트롤밸브 등으로 구성되어 있으며, 증폭기(A)는 유압펌프(P)의 토출유압을 조향작동을 위해 요구되는 압력까지 증폭시키는 작동을 담당하였다.

본 발명의 목적은, 조향응답성과 정확도 및 미세조작성을 향상시킬 수 있고, 조향압력이 저감되는 새로운 개념의 조향장치를 제공하는 데에 있다.

제1도는 종래의 로우더에 적용되는 조향장치의 개략도.

제2도는 도1에 의한 조향장치의 개략적 유압회로도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 조향장치의 유압회로도.

제4도는 도3에 의한 조향장치의 기계적 구성도.

* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명

Pm：제1유압펌프 T：탱크

SC：조향컬럼 G1, G2：구동기어 및 피동기어

NS1：너트슬리이브 CV：콘트롤밸브

M：유압모터 Ps：제2 유압펌프

LC, RC：좌측 및 우측 조향실린더 1：스프울

2：스크류 3：커플러

4a, 4b：공급유로 5：리턴유로

전술한 본 발명의 목적은, 좌측 및 우측 조향실린더를 구비하고, 이 조향실린더로의 유압유 공급에 따라 조향작동이 수행되는 중장비의 유압식 조향장치에 있어서, 제1유압펌프와, 스프울의 좌우이동에 따른 내부유로의 절환접속에 의해 상기 제1유압펌프 토출유의 공급과 차단 및 흐름방향을 제어하는 콘트롤밸브와, 운전자의 조향휠과 연동하여 회전되는 조향컬럼의 회전력을 상기 스프울의 좌우이동력으로 변환하여 전달하는 전동수단과, 상기 조향실린더와 상기 콘트롤밸브의 사이에 설치되어 상기 콘트롤밸브를 통한 상기 제1유압펌프 토출유를 승압시킨 후 상기 조향실린더에 전달하는 승압수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 조향장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 전동수단이, 상기 조향컬럼의 하부와 결합된 구동기어와, 상기 구동기어에 의해 회전되며 상기 스프울의 일단부와 결합되어 상기 스프울에 회전력을 전달하는 피동기어와, 상기 스프울의 타단부에 형성된 스크류와 결합되는 너트가 내주면에 형성되며 상기 스프울의 타단부를 지지하는 너트슬리이브를 구비함에 따라, 상기 조향컬럼의 회전시 상기 스프울이 좌우로 이동하게 된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 승압수단이, 상기 제1유압펌프의 토출유를 상기 콘트롤밸브를 통해 인가받아 회전되는 유압모터와, 상기 유압모터의 회전에 의해 회전되면서 유압유를 토출하여 상기 조향실린더에 인가하는 제2유압펌프를 구비하여 구성된다.

위와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 조향실린더를 제어하는 콘트롤밸브의 스프울의 좌우이동이 직접적으로 조향컬럼의 회전에 의해 이루어지기 때문에, 조향응답성과 조향의 정확도 및 미세조작성이 현저히 향상될 수 있고, 또한, 콘트롤밸브와 조향실린더사이에 설치된 유압모터와 제2유압펌프 등의 승압수단으로 인해, 운전자가 느끼는 조향압력이 크게 저감될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다른 특징과 효과는 이하 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 명확히 이해되어질 것이다.

도3는 본 발명의 일실시예에 의한 유압식 조향장치의 유압회로를 도시하고 있으며, 도4는 이와 같은 조향장치의 기계적 구성을 도시하고 있다.

본 실시예의 조향장치는, 도시하지 않은 운전자의 조향휠 조작에 따라 좌측 조향실린더(LC) 또는 우측 조향실린더(RC)로의 선택적인 유압유 공급에 의해 조향작동이 수행된다.

압유공급원으로써, 제1유압펌프(Pm)이 구비되고, 이 제1유압펌프(Pm)과 조향실린더(LC, RC) 사이에 설치되어 스프울(1)의 좌우이동에 따라 제1유압펌프(Pm) 토출유의 공급과 차단 및 방향전환 등을 제어하는 콘트롤밸브(CV)가 구비된다. 전술한 스프울(1)의 좌우이동은, 조향컬럼(SC)의 회전력을 소정의 전동수단에 의해 전달받아 이루어지는 데, 이 전동수단은, 조향컬럼(SC)의 하부에 설치된 구동기어(G1)와 이 구동기어(G1)와 기어결합되어 구동기어(G1)에 의해 회전하는 피동기어(G2)로 구성되며, 스프울(1)의 일단부는 이 피동기어(G2)와 결합되어 함께 회전된다. 스프울(1)의 타단부는 너트슬리이브(NS1)에 의해 지지되며, 타단부의 외주면에 전술한 너트슬리이브(NS1)의 너트와 결합되는 스크류(2)가 형성되어 있다.

결국, 도시하지 않은 조향휠의 회전조작에 의한 조향컬럼(SC)의 회전에 따라서, 스프울(1)이 회전하면서, 그 회전방향에 맞게 좌우로 이동하게 되는 것이다.

한편, 전술한 콘트롤밸브(CV)와 조향실린더(LC, RC)의 사이에는, 제1유압펌프(Pm)의 토출유를 승압하여 조향실린더(LC, RC)에 공급하는 승압수단이 설치되어 있다. 이 승압수단은, 콘트롤밸브(CV)를 통한 제1유압펌프(Pm)의 토출유에 의해 회전작동되는 유압모터(M)와, 이 유압모터(M)의 회전축(S)과 커플러(3)에 의해 회전축이 연결되어 작동되는 제2유압펌프(Ps)로 구성되며, 이 제2유압펌프(Ps)의 토출유가 유로(4a, 4b)를 통해 조향실린더(LC, RC)에 선택적으로 공급되는 것이다. 좌측조향실린더(LC)의 라지챔버에 대한 압유공급과 우측조향실린더(RC)의 스몰챔버에 대한 압유공급은 유로(4a)를 통해 동기되어 이루어지고, 우측조향실린더(RC)의 라지챔버에 대한 압유공급과 좌측조향실린더(LC)의 스몰챔버에 대한 압유공급은 유로(4b)를 통해 동기되어 이루어진다. 한편, 조향실린더(LC, RC)로 부터의 오일 배출은 탱크(T)와 연결된 리턴라인(5)를 통해 이루어진다.

이하, 이와 같이 구성된 본 실시예의 작동을 설명한다.

먼저, 장비를 좌회전시키기 위해 운전자가 조향휠을 좌향으로 조작하면, 조향컬럼(SC)가 좌향으로 회전하게 되고, 이 회전력은 구동기어(G1)과 피동기어(G2) 및 너트슬리이브(NS1)을 통해 스프울(1)에 전달되어 스프울을 도면상 좌향으로 이동시키기 된다. 그에 따라, 중립상태(N)이던 콘트롤밸브(CV)는 제1상태(I)로 변환되면서, 제1유압펌프(Pm)의 토출유는 콘트롤밸브(CV)의 내부유로를 통해 유압모터(M)에 전달되어, 유압모터(M)를 좌향으로 회전시키게 된다. 유압모터(M)의 회전력은, 회전축(S)과 커플러(3)를 통해 제2유압펌프(Ps)에 전달되어 제2유압펌프(Ps)를 작동시키게 되고, 제2유압펌프(Ps)의 토출유는, 유로(4a)를 통해 좌측조향실린더(LC)의 라지챔버와 우측조향실린더(RC)의 스몰챔버에 동시에 공급됨에 따라, 장비는 좌회전하게 된다. 한편, 우측조향실린더(RC)의 라지챔버에 있던 오일과 좌측조향실린더(LC)의 스몰챔버에 있던 오일은 리턴라인(5)를 통해 탱크(T)로 리턴된다.

다음, 장비를 우회전시키기 위해 운전자가 조향휠을 우향으로 조작하면, 조향컬럼(SC)가 우향으로 회전하게 되고, 이 회전력은 구동기어(G1)과 피동기어(G2) 및 너트슬리이브(NS1)을 통해 스프울(1)에 전달되어 스프울(1)을 도면상 우향으로 이동시키기 된다. 그에 따라, 중립상태(N)이던 콘트롤밸브(CV)는 제2상태(II)로 변환되면서, 제1유압펌프(Pm)의 토출유는 콘트롤밸브(CV)의 내부유로를 통해 유압모터(M)에 전달되어, 유압모터(M)를 우향으로 회전시키게 된다. 유압모터(M)의 회전력은, 회전축(S)과 커플러(3)를 통해 제2유압펌프(Ps)에 전달되어 제2유압펌프(Ps)를 작동시키게 되고, 제2유압펌프(Ps)의 토출유는, 유로(4b)를 통해 우측조향실린더(RC)의 라지챔버와 좌측조향실린더(LC)의 스몰챔버에 동시에 공급됨에 따라, 장비는 좌회전하게 된다. 한편, 좌측조향실린더(LC)의 라지챔버에 있던 오일과 우측조향실린더(RC)의 스몰챔버에 있던 오일은 리턴라인(5)를 통해 탱크(T)로 리턴된다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 조향실린더를 제어하는 콘트롤밸브의 스프울의 좌우이동이 직접적으로 조향컬럼의 회전에 의해 이루어지기 때조향응답성과 조향의 정확도 및 미세조작성이 현저히 향상될 수 있고, 또한, 콘트롤밸브와 조향실린더사이에 설치된 유압모터와 제2유압펌프 등의 승압수단으로 인해, 운전자가 느끼는 조향압력이 크게 저감될 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 좌측 및 우측 조향실린더를 구비하고, 이 조향실린더로의 유압유 공급에 따라 조향작동이 수행되는 중장비의 유압식 조향장치에 있어서：제1유압펌프；스프울의 좌우이동에 따른 내부유로의 절환접속에 의해 상기 제1유압펌프 토출유의 공급과 차단 및 흐름방향을 제어하는 콘트롤밸브；운전자의 조향휠과 연동하여 회전되는 조향컬럼의 회전력을 상기 스프울의 좌우이동력으로 변환하여 전달하는 전동수단；및 상기 조향실린더와 상기 콘트롤밸브의 사이에 설치되어 상기 콘트롤밸브를 통한 상기 제1유압펌프 토출유를 승압시킨 후 상기 조향실린더에 전달하는 승압수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 조향장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전동수단이, 상기 조향컬럼의 하부와 결합된 구동기어와, 상기 구동기어에 의해 회전되며 상기 스프울의 일단부와 결합되어 상기 스프울에 회전력을 전달하는 피동기어와, 상기 스프울의 타단부에 형성된 스크류와 결합되는 너트가 내주면에 형성되며 상기 스프울의 타단부를 지지하는 너트슬리이브를 구비함에 따라, 상기 조향컬럼의 회전시 상기 스프울이 좌우로 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 조향장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 승압수단이, 상기 제1유압펌프의 토출유를 상기 콘트롤밸브를 통해 인가받아 회전되는 유압모터와, 상기 유압모터의 회전에 의해 회전되면서 유압유를 토출하여 상기 조향실린더에 인가하는 제2유압펌프를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 조향장치.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.