KR101061668B1 - 유압 구동 장치 - Google Patents

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KR101061668B1
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고오지 이시까와
히데오 가라사와
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

유압 셔블에 구비되고, 주유압 펌프(21)로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 붐 실린더(6)를 제어하는 붐용 방향 제어 밸브(23), 아암 실린더(7)를 제어하는 아암용 방향 제어 밸브(24)와, 붐용 방향 제어 밸브(23)를 절환 제어하는 붐용 조작 장치(25)와, 아암용 방향 제어 밸브(24)를 절환 제어하는 아암용 조작 장치(26)를 구비한 것에 있어서, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되었을 때에, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)과 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)을 연통시키는 연통 제어 수단을 구비하고, 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더의 하부측실에 압유가 공급되는 복합 조작시에, 제2 유압 실린더의 하부압의 고저에 관계없이 종래에는 탱크에 폐기되었던 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유를 유효하게 활용할 수 있도록 하였다.
붐 실린더, 방향 제어 밸브, 아암 실린더, 하부측실, 로드측실

Description

유압 구동 장치{HYDRAULIC DRIVE APPARATUS}
본 발명은 유압 셔블 등의 건설 기계에 구비되고, 복수의 유압 실린더의 복합 조작이 가능한 유압 구동 장치에 관한 것이다.
종래, 유압 셔블에 구비되고, 주유압 펌프와, 이 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 제1 유압 실린더인 붐 실린더, 제2 유압 실린더인 아암 실린더를 갖는 유압 구동 장치가 제안되어 있다. 이 종래 기술은, 주유압 펌프로부터 붐 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제1 방향 제어 밸브인 붐용 방향 제어 밸브, 주유압 펌프로부터 아암 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제2 방향 제어 밸브인 아암용 방향 제어 밸브와, 붐용 방향 제어 밸브를 절환 제어하는 제1 조작 장치인 붐용 조작 장치와, 아암용 방향 제어 밸브를 절환 제어하는 제2 조작 장치인 아암용 조작 장치를 구비하는 동시에, 아암 실린더의 하부압이 소정압 이상의 고압이 되었을 때에 붐 실린더의 로드측실과 아암 실린더의 하부측실을 연통시키는 연통 제어 수단을 구비하고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2002-339907호 공보 참조).
상술한 종래 기술은, 붐 실린더와 아암 실린더의 각각의 하부측실에 압유가 공급되어 실시되는 붐·아암 복합 조작시에 있어서, 토사의 굴삭 작업 등에 수반하여 아암 실린더의 하부압이 높아졌을 때에는, 종래에는 폐기되었던 붐 실린더의 로드측실의 압유를 아암 실린더의 신장 방향의 증속에 유효하게 활용할 수 있어, 작업의 능률 향상을 실현할 수 있다.
그러나, 작업 중에는 붐·아암 복합 조작시에 버킷의 공중 인입 조작을 수반하는 작업과 같이, 아암 실린더의 하부압이 높아지지 않는 것이 있다. 이러한 작업에 있어서도, 아암 실린더, 즉 제2 유압 실린더의 증속의 실현이 요망되고 있다.
본 발명은 상술한 요망에 부응하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더 각각의 하부측실에 공급되어 실시되는 복합 조작시, 제2 유압 실린더의 하부압의 고저에 관계없이 종래에는 탱크에 폐기되었던 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유를 유효하게 활용시킬 수 있는 유압 구동 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 주유압 펌프와, 이 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더와, 상기 주유압 펌프로부터 제1 유압 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제1 방향 제어 밸브, 상기 주유압 펌프로부터 상기 제2 유압 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제2 방향 제어 밸브와, 상기 제1 방향 제어 밸브를 절환 제어하는 제1 조작 장치와, 상기 제2 방향 제어 밸브를 절환 제어하는 제2 조작 장치를 구비한 건설 기계에 있어서의 유압 구동 장치에 있어서, 상기 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에 상기 제1 유압 실린더의 로드측실과 상기 제2 유압 실린더의 하부측실을 연통시키는 연통 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 제1 조작 장치, 제2 조작 장치의 조작에 의해 제1 방향 제어 밸브, 제2 방향 제어 밸브를 각각 절환하고, 주유압 펌프의 압유를 제1 방향 제어 밸브, 제2 방향 제어 밸브를 거쳐서 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더의 각각의 하부측실에 공급하고, 이들 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더의 복합 조작을 실시할 때, 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에는 연통 제어 수단이 작동하여, 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유가 제2 유압 실린더의 하부측실로 공급된다. 즉, 제2 유압 실린더의 하부측실에는 주유압 펌프로부터 토출되어 제2 방향 제어 밸브를 거쳐서 공급되는 압유와, 제1 유압 실린더의 로드측실로부터 공급되는 압유가 합류하여 공급되고, 이에 의해 제2 유압 실린더의 하부측실의 압유의 고저에 관계없이 제2 유압 실린더의 신장 방향의 증속을 실시할 수 있다. 이와 같이, 종래에는 탱크에 폐기되었던 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유를 선택적으로 제2 유압 실린더의 증속에 유효하게 활용시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발명에 있어서 상기 연통 제어 수단이, 상기 제1 유압 실린더의 로드측실과, 상기 제2 유압 실린더의 하부측실을 연통 가능한 연통로와, 이 연통로 내에 설치되어 상기 제2 유압 실린더의 하부측실로부터 상기 제1 유압 실린더의 로드측실 방향으로의 압유의 흐름을 저지하는 역지 밸브와, 상기 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에 상기 연통로를 거쳐서 상기 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유를 상기 제2 유압 실린더의 하부측실에 공급시키는 절환 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 주유압 펌프의 압유가 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더 각각의 하부측실에 공급되고, 이들 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더의 복합 조작이 실시될 때 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에는 절환 밸브가 연통로를 연통 상태로 유지하도록 절환되고, 이에 의해 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유가 연통로, 역지 밸브를 거쳐서 제2 유압 실린더의 하부측실에 공급된다. 즉, 제2 유압 실린더의 하부측실에 제2 방향 제어 밸브를 거쳐서 공급되는 압유와, 제1 유압 실린더의 로드측실로부터 공급되는 압유가 합류하여 공급되고, 이에 의해 제2 유압 실린더의 신장 방향의 증속을 실현할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더의 복합 조작이 실시될 때, 제2 조작 장치의 조작량이 소정량에 이르지 않는 작을 때에는 절환 밸브가 연통로를 탱크에 연락하도록 보유 지지되고, 이에 의해 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유가 탱크로 이스케이프된다. 이 경우에는, 제2 유압 실린더의 하부측실에는 제2 방향 제어 밸브를 거친 압유만이 공급되어, 제2 유압 실린더의 신장 방향의 증속은 행해지지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 발명에 있어서 상기 절환 밸브가 가변 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 제2 조작 장치의 조작량에 따라서 절환 밸브에 포함되는 가변 조리개의 개구량이 변화된다. 즉, 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이지만, 비교적 작을 때에는 절환 밸브의 가변 조리개의 개구량이 작아져 이 가변 조리개를 거쳐서 연통로에 공급하는 제1 유압 실린더의 로드측실로부터의 압유의 유량을 적게 한다. 또한, 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이며, 게다가 비교적 클 때에는 절환 밸브의 가변 조리개의 개구량이 커져, 이 가변 조리개를 거쳐서 연통로에 공급하는 제1 유압 실린더의 로드측실로부터의 압유의 유량을 많게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발명에 있어서 상기 제1 방향 제어 밸브와 상기 제1 유압 실린더의 로드측실을 접속하는 주관로에 일단부가 접속되고, 타단부가 상기 절환 밸브에 접속되는 분기관로를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더의 복합 조작시에 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에는, 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유가 분기관로를 거쳐서, 즉 제1 방향 제어 밸브를 개재시키는 일 없이 연통로로부터 제2 유압 실린더의 하부측실로 공급된다. 따라서, 분기관로의 관 직경을 충분히 크게 설정하면 압유를 제1 방향 제어 밸브를 통과시키는 경우에 비해 압손을 적게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발명에 있어서 상기 연통 제어 수단이, 상기 제2 조작 장치의 조작량을 검출하여 전기 신호를 출력하는 조작량 검출기와, 이 조작량 검출기로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 절환 밸브를 절환 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 된 것이 조작량 검출기에 의해 검출되면, 이 조작량 검출기로부터 출력되는 전기 신호가 제어기에 입력된다. 이에 수반하여 제어기로부터 절환 밸브를 절환하기 위한 제어 신호가 출력되어, 절환 밸브가 연통로를 연통 상태로 유지하도록 절환된다. 이에 의해, 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유가 연통로, 역지 밸브를 거쳐서 제2 유압 실린더의 하부측실로 공급된다.
또한, 본 발명은 상기 발명에 있어서 상기 제어기가 상기 제2 조작 장치의 조작량이 커짐에 따라서 점차 커지는 값을 출력하는 함수 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 제2 조작 장치의 조작량이 커짐에 따라서 점차 커지는 값이 함수 발생기에 의해 구해지고, 이 구해진 값에 따른 제어 신호가 제어기로부터 출력되어 절환 밸브의 절환량이 제어된다. 즉, 제2 조작 장치의 조작량에 따라서 증속 상태에 있는 제2 유압 실린더의 속도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 발명에 있어서 상기 절환 밸브가 파일럿식 절환 밸브인 동시에, 상기 제어기로부터 출력되는 제어 신호의 값에 따른 제어압을 출력하는 전기·유압 변환기와, 이 전기·유압 변환기와 상기 파일럿식 절환 밸브의 제어실을 연락하는 제어 관로를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 제어기로부터 출력된 제어 신호가 전기·유압 변환기에 부여되면 제어 신호의 값에 따른 파일럿압이 전기·유압 변환기로부터 제어 관로를 거쳐서 파일럿식 절환 밸브의 제어실에 부여되고, 그 파일럿압의 고저에 따라서 절환 밸브의 절환량이 제어된다.
또한, 본 발명은 상기 발명에 있어서 상기 제1 유압 실린더, 상기 제2 유압 실린더 각각이 붐 실린더, 아암 실린더로 이루어지고, 상기 제1 방향 제어 밸브, 상기 제2 방향 제어 밸브 각각이 센터 바이패스형 붐용 방향 제어 밸브, 아암용 방향 제어 밸브로 이루어지고, 상기 제1 조작 장치, 제2 조작 장치 각각이 붐용 조작 장치, 아암용 조작 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 본 발명은, 붐용 조작 장치, 아암용 조작 장치의 조작에 의해 붐용 방향 제어 밸브, 아암용 방향 제어 밸브를 각각 절환하고, 주유압 펌프의 압유를 붐용 방향 제어 밸브, 아암용 방향 제어 밸브를 거쳐서 붐 실린더, 아암 실린더 각각의 하부실에 공급하고, 이들 붐 실린더, 아암 실린더의 복합 조작, 즉 붐 상승·아암 클라우드 복합 조작을 실시할 때, 아암용 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에는 연통 제어 수단이 작동하여, 붐 실린더의 로드측실의 압유가 아암 실린더의 하부측실에 공급된다. 즉, 아암 실린더의 하부측실에는 주유압 펌프로부터 토출되어 아암용 방향 제어 밸브를 거쳐서 공급되는 압유와, 붐 실린더의 로드측실로부터 공급되는 압유가 합류하여 공급되고, 이에 의해 아암 실린더의 신장 방향의 증속, 즉 아암 클라우드의 증속을 실현할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더 각각의 하부측실에 공급되어 실시되는 복합 조작시에, 제2 유압 실린더의 하부압의 고저에 관계없이 제2 유압 실린더를 조작하는 제2 조작 장치의 조작량에 따라서 종래에는 탱크에 폐기되었던 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유를 유효하게 활용할 수 있고, 이에 의해 압유를 유효 활용할 수 있는 작업을 종래에 비해 증가시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태를 도시한 유압 회로도이다.
도2는 도1에 도시한 제1 실시 형태에 있어서 얻어지는 아암 파일럿압과 연통로 유량의 관계를 나타낸 특성도이다.
도3은 본 발명의 제2 실시 형태를 도시한 유압 회로도이다.
도4는 본 발명의 제3 실시 형태를 도시한 유압 회로도이다.
도5는 도4에 도시한 제3 실시 형태에 구비되는 제어기의 주요부 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 유압 구동 장치를 실시하기 위한 최량의 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.
도1은 본 발명의 유압 구동 장치의 제1 실시 형태를 도시한 회로도이다.
이 도1에 도시한 제1 실시 형태 및 후술하는 제2 및 제3 실시 형태도, 건설 기계, 예를 들어 유압 셔블에 구비되는 것으로, 예를 들어 제1 유압 실린더인 붐 실린더(6), 제2 유압 실린더인 아암 실린더(7)를 구동하는 센터 바이패스형 유압 구동 장치로 이루어져 있다. 붐 실린더(6)는 하부측실(6a)과 로드측실(6b)을 구비하고, 아암 실린더(7)도 하부측실(7a)과 로드측실(7b)을 구비하고 있다.
또한, 엔진(20)과, 이 엔진(20)에 의해 구동되는 주유압 펌프(21) 및 파일럿 펌프(22)와, 붐 실린더(6)에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제1 방향 제어 밸브, 즉 센터 바이패스형 붐용 방향 제어 밸브(23), 아암 실린더(7)에 공급되는 압 유의 흐름을 제어하는 제2 방향 제어 밸브, 즉 센터 바이패스형 아암용 방향 제어 밸브(24)를 구비하고 있다. 또한, 붐용 방향 제어 밸브(23)를 절환 제어하는 제1 조작 장치, 즉 붐용 조작 장치(25)와, 아암용 방향 제어 밸브(24)를 절환 제어하는 제2 조작 장치, 즉 아암용 조작 장치(26)를 구비하고 있다.
주유압 펌프(21)의 토출관로에 관로(27, 28)가 접속되고, 관로(27) 내에 아암용 방향 제어 밸브(24)를 설치하고 있고, 관로(28) 내에 붐용 방향 제어 밸브(23)를 설치하고 있다.
붐용 방향 제어 밸브(23)와 붐 실린더(6)의 하부측실(6a)은 주관로(29a)로 접속되어 있고, 붐용 방향 제어 밸브(23)와 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)은 주관로(29b)로 접속되어 있다. 아암용 방향 제어 밸브(24)와 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)은 주관로(30a)로 접속되어 있고, 아암용 방향 제어 밸브(24)와 아암 실린더(7)의 로드측실(7b)은 주관로(30b)로 접속되어 있다.
붐용 조작 장치(25) 및 아암용 조작 장치(26)는, 예를 들어 파일럿압을 발생시키는 파일럿식 조작 장치로 이루어지고, 파일럿 펌프(22)에 접속되어 있다. 또한, 붐용 조작 장치(25)는 파일럿 관로(25a, 25b)를 거쳐서 붐용 방향 제어 밸브(23)의 제어실에 각각 접속되고, 아암용 조작 장치(26)는 파일럿 관로(26a, 26b)를 거쳐서 아암용 방향 제어 밸브(24)의 제어실에 각각 접속되어 있다.
본 제1 실시 형태에서는 특히, 제2 조작 장치인 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되었을 때에, 제1 유압 실린더를 구성하는 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)과, 제2 유압 실린더를 구성하는 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)을 연통시키는 연통 제어 수단을 구비하고 있다.
이 연통 제어 수단은, 예를 들어 상기 도1에 도시한 바와 같이 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)과 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)을 연통 가능한 연통로(40)와, 이 연통로(40) 내에 구비되어, 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)로부터 붐 실린더(6)의 로드측실(6b) 방향으로의 압유의 흐름을 저지하는 역지 밸브(41)와, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되었을 때에, 연통로(40)를 거쳐서 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)의 압유를 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 공급시키는 절환 밸브(52)를 포함하고 있다. 이 절환 밸브(52)는 파일럿 관로(26a)에 접속한 제어 관로(52a)를 거쳐서 도입되는 아암 파일럿압에 의해 절환되는 파일럿식 절환 밸브로 이루어져 있다.
또한, 일단부가 역지 밸브(41)의 상류측에 위치하는 연통로(40) 부분에 접속되고, 타단부가 탱크(43)에 연락되는 관로(46)와, 이 관로(46) 내에 설치되고 제1 조작 장치인 붐용 조작 장치의 소정의 조작에 따라서 예를 들어 붐 하강을 실시시키기 위해 파일럿 관로(25b)에 압유를 공급하는 조작에 따라서, 상기 관로(46)를 개방하는 파일럿식 역지 밸브(47)를 설치하고 있다. 상술한 파일럿 관로(25b)와 파일럿식 역지 밸브(47)는 제어 관로(48)에 의해 접속되어 있다.
이와 같이 구성한 제1 실시 형태에 있어서 실시되는 붐 실린더(6)와 아암 실린더(7)의 복합 조작은 이하와 같다.
[붐 상승·아암 클라우드 복합 조작]
붐용 조작 장치(25)를 조작하여 파일럿 관로(25a)에 파일럿압을 공급하고, 상기 도1에 도시한 바와 같이 붐용 방향 제어 밸브(23)를 좌측 위치로 절환하는 동시에, 아암용 조작 장치(26)를 조작하여 파일럿 관로(26a)에 파일럿압을 공급하여 아암용 방향 제어 밸브(24)를 좌측 위치로 절환하면, 주유압 펌프(21)로부터 토출되는 압유가 관로(28), 붐용 방향 제어 밸브(23), 주관로(29a)를 거쳐서 붐 실린더(6)의 하부측실(6a)에 공급되고, 또한 주유압 펌프(21)로부터 토출되는 압유가 관로(27), 아암용 방향 제어 밸브(24), 주관로(30a)를 거쳐서 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 공급된다. 이에 의해, 붐 실린더(6), 아암 실린더(7)가 함께 신장되는 방향으로 작동하여, 붐 상승·아암 클라우드 복합 조작이 실시된다.
상술한 복합 조작 중, 붐 조작계의 파일럿 관로(25b)에는 파일럿압이 공급되지 않고 탱크압이 되므로, 제어 관로(48)는 탱크압이 되어 파일럿식 역지 밸브(47)는 폐쇄된 상태로 유지되고, 관로(46)를 거친 연통로(40)와 탱크(43)의 연통은 저지된다.
또한, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S)보다도 작은 상태에 있어서는, 조작량에 따른 아암 파일럿압에 의한 힘이 절환 밸브(52)의 스프링력보다도 작고, 이 절환 밸브(52)는 상기 도1에 도시한 우측 위치에 보유 지지된다. 이 상태에서는, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)은 주관로(29b), 붐용 방향 제어 밸브(23), 탱크 통로(42), 절환 밸브(52)를 거쳐서 탱크(43)에 연통한다. 따라서, 붐 실린더(6)의 신장 동작 중, 이 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)의 압유는 탱크(43)에 복귀되어, 이 로드측실(6b)의 압유가 연통로(40)에 공급되는 일은 없다.
이러한 상태로부터, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되 면, 조작량에 따라서 제어 관로(52a)에 의해 도입되는 아암 파일럿압에 의한 힘이 절환 밸브(52)의 스프링력보다도 커져, 이 절환 밸브(52)는 상기 도1의 좌측 위치 방향으로 절환되는 경향이 된다. 이 상태가 되면, 탱크 통로(42)가 절환 밸브(52)에 의해 폐쇄되기 시작하여 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)로부터 주관로(29b), 붐용 방향 제어 밸브(23), 탱크 통로(42)로 도입된 압유 중 소정량이, 역지 밸브(41)를 거쳐서 연통로(40)에 공급된다. 이 때 공급되는 유량은, 도2에 나타낸 바와 같이, 아암용 조작 장치(26)의 조작량에 상응하는 아암 파일럿압이 높아짐에 따라서 큰 유량이 된다. 또한, 도2 중 S는 상술한 소정량, F는 풀 스트로크시의 조작량을 나타내고 있다. 연통로(40)에 공급된 압유는, 주관로(30a)를 거쳐서 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 공급된다. 즉, 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에는 주유압 펌프(21)로부터 토출되고 아암용 방향 제어 밸브(24)를 거쳐서 공급되는 압유와, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)로부터 공급되는 압유가 합류하여 공급되어, 이에 의해 아암 실린더(6)의 신장 방향의 증속을 실현할 수 있다. 즉, 아암 클라우드의 조작 속도를 빠르게 할 수 있다.
[붐 하강·아암 클라우드 조작]
붐용 조작 장치(25)를 조작하여 파일럿 관로(25b)에 파일럿압을 공급하고 붐용 방향 제어 밸브(23)를 상기 도1의 우측 위치로 절환하는 동시에, 아암용 조작 장치(26)를 조작하여 파일럿 관로(26a)에 파일럿압을 공급하고 아암용 방향 제어 밸브(24)를 좌측 위치로 절환하면, 주유압 펌프(21)로부터 토출되는 압유가 관로(28), 붐용 방향 제어 밸브(23), 주관로(29b)를 거쳐서 붐 실린더(6)의 로드측실 (6b)에 공급되고, 또한 상술한 바와 같이 주유압 펌프(21)로부터 토출되는 압유가 관로(27), 아암용 방향 제어 밸브(24), 주관로(30a)를 거쳐서 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 공급된다. 이에 의해, 붐 실린더(6)가 수축하는 방향으로 작동하고, 아암 실린더(7)가 신장하는 방향으로 작동하여 붐 하강·아암 클라우드 복합 조작이 실시된다.
이러한 복합 조작 중, 붐 조작계 파일럿 관로(25b)에 파일럿압이 공급되는 것에 수반하여 제어 관로(48)에 제어압이 도입되고, 파일럿식 역지 밸브(47)가 작동하여 관로(46)가 개방된다. 이에 의해, 절환 밸브(52)의 상류측의 연통로(40) 부분이 탱크(43)에 연통된다.
또한, 제2 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되면, 전술한 바와 같이 절환 밸브(52)는 상기 도1의 좌측 위치 방향으로 절환되는 경향이 된다. 그러나, 상술한 바와 같이 연통로(40) 부분은 파일럿식 역지 밸브(47), 관로(46)를 거쳐서 탱크(43)에 연통되고 있으므로, 결국 붐 실린더(6)의 하부측실(6a)은 탱크(43)에 연통된 상태가 된다.
이 상태에 있어서는, 붐 실린더(6)의 하부측실(6a)의 압유는 주관로(29a), 붐용 방향 제어 밸브(23)를 거쳐서 탱크(43)로 복귀되기 때문에, 연통로(40)를 거쳐서 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 붐 실린더(6)의 하부측실(6a)의 압유가 공급되는 일은 없으며 아암 클라우드의 증속은 실시되지 않는다.
또한, 아암 실린더(7)의 로드측실(7b)로 압유가 공급되는 아암 덤프에 관한 복합 조작시에는 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)이 탱크(43)에 연통되므로 연통로 (40)에 압력이 유지되지 않아 아암 실린더(7)의 증속은 실시되지 않는다.
이와 같이 구성한 제1 실시 형태에 있어서는, 붐 상승, 아암 클라우드 복합 조작시에 아암 실린더(7)의 하부압의 고저에 관계없이 제2 조작 장치(26)의 조작에 수반하여 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 붐 실린더(6)의 로드측실(6a)의 압유를 합류시키는 것이 가능하고, 종래에는 탱크(43)에 폐기되었던 붐 실린더(6)의 로드측실(6a)의 압유를 아암 실린더(7)의 증속에 유효하게 활용시킬 수 있어, 작업의 능률 향상을 실현할 수 있다. 예를 들어, 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)의 압력이 높아지는 토사의 굴삭 작업 등에 있어서도, 또한 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)의 압력이 낮아지는 공중에서의 버킷의 인입 조작에 의한 작업에 있어서도 각각 작업 능률을 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 붐 실린더(6)의 로드측실(6a)의 압유를 유효 활용할 수 있는 작업을 증가시킬 수 있다.
또한, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이라도 붐 실린더(6)를 수축시키는 붐 하강을 실시하는 경우에는, 파일럿식 역지 밸브(47)를 개방함으로써 아암 실린더(7)의 증속, 즉 아암 클라우드의 조작 속도의 증속을 억제할 수 있어, 붐 하강·아암 클라우드 복합 조작에 의한 원하는 작업 형태를 유지할 수 있다.
도3은 본 발명의 제2 실시 형태를 도시한 유압 회로도이다.
본 제2 실시 형태는, 붐용 방향 제어 밸브(23)와 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)을 연락하는 주관로(29b)에 일단부를 접속하고, 타단부를 연통 제어 수단을 구성하는 절환 밸브(64)에 접속하는 분기관로(56)를 구비하고 있다. 절환 밸브(64) 는, 가변 조리개(64a)를 갖고 탱크 통로(42) 내에 개재 설치되는 동시에, 분기관로(56)와 연통로(40)의 접속 부분에 개재 설치된다.
또한, 절환 밸브(64)의 상류측에 위치하는 탱크 통로(42) 부분과, 절환 밸브(64)의 하류측에 위치하는 탱크 통로(42) 부분을 연락하는 바이패스 관로(61)와, 이 바이패스 관로(61) 내에 배치한 파일럿식 역지 밸브(62)와, 일단부가 붐 조작계의 파일럿 관로(25b)에 접속되고, 타단부가 파일럿식 역지 밸브(62)에 접속되는 제어 관로(63)를 구비하고 있다.
또한, 절환 밸브(64)의 스프링실에 대향하여 배치되는 제어실과, 아암 조작계의 파일럿 관로(26a)를 제어 관로(64b)로 접속시키고 있다. 또한, 절환 밸브(64)의 스프링실에 대향하여 배치되는 제어실과, 붐 조작계의 파일럿 관로(25a)를 제어 관로(65)로 접속시키고 있다. 그 밖의 구성은, 상술한 제1 실시 형태와 동등하다.
본 제2 실시 형태는, 붐 상승·아암 클라우드 복합 조작시, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되어 절환 밸브(64)가 우측 위치로 절환되려고 할 때, 붐용 조작 장치(25)의 조작량이 비교적 작을 때에는, 이 붐용 조작 장치(25)의 조작에 수반하여 파일럿 관로(25a), 제어 관로(65)를 거쳐서 절환 밸브(64)의 제어실에 부여되는 제어압이 비교적 낮고, 이에 의해 절환 밸브(64)의 절환량이 적어, 이 절환 밸브(64)에 포함되는 가변 조리개(64a)의 개구량이 비교적 작아진다. 이 작은 개구량을 거쳐서, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)의 압유 중 비교적 적은 유량을, 분기관로(56), 절환 밸브(64)의 가변 조리개(64a), 역지 밸브(41), 연 통로(40)를 거쳐서 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 공급할 수 있고, 이에 의해 증속 상태에 있는 아암 실린더(7)의 속도를 비교적 느리게 하는 것이 가능해진다.
또한, 붐용 조작 장치(25)의 조작량이 비교적 클 때에는, 이 붐용 조작 장치(25)의 조작에 수반하여 제어 관로(65)를 거쳐서 절환 밸브(64)의 제어실에 부여되는 제어압이 높아지고, 이에 따라서 절환 밸브(64)의 가변 조리개(64a)의 개구량이 커진다. 이 큰 개구량을 거쳐서, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)의 압유 중 많은 유량을 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 공급할 수 있고, 이에 의해 증속 상태에 있는 아암 실린더(7)의 속도를 빠르게 할 수 있다.
또한, 붐 하강·아암 클라우드 복합 조작시 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되어, 절환 밸브(64)가 도3의 우측 위치로 절환되는 경향이 되고, 또한 붐용 조작 장치(25)가 조작되어 파일럿 관로(25b), 제어 관로(63)를 거쳐서 제어압이 파일럿식 가변 조리개(62)에 부여되면 이 파일럿식 가변 조리개(62)가 개방되고, 붐 실린더(6)의 하부측실(6a)의 압유가 주관로(29a), 붐용 방향 제어 밸브(23), 탱크 통로(42), 관로(61), 파일럿식 역지 밸브(62)를 거쳐서 탱크(43)로 복귀되어, 원하는 붐 실린더(6)의 수축 동작, 즉 붐 하강 동작을 행하게 할 수 있다.
또한, 이러한 붐 하강·아암 클라우드 복합 조작시 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되어, 절환 밸브(64)가 도3의 우측 위치로 절환되는 경향에 있어도, 붐 조작계의 파일럿 관로(25a)는 탱크압이 되기 때문에 제어 관로(65)도 탱크압이 되어, 절환 밸브(64)의 가변 조리개(64a)가 폐쇄된다. 이에 의 해, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)의 압유가 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 합류되는 일은 없다.
이와 같이 구성한 제2 실시 형태는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 붐 상승·아암 클라우드 복합 조작시에 아암 실린더(7)의 하부압의 고저에 관계없이 제2 조작 장치(26)의 조작에 수반하여, 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 붐 실린더(6)의 로드측실(6a)의 압유를 합류시킬 수 있는 동시에, 특히 붐 실린더(6)를 조작하는 붐용 조작 장치(25)의 조작량에 따라서도 연통로(40)를 흐르는 유량, 즉 아암 실린더(7)의 증속을 제어할 수 있다.
또한, 이 붐 상승·아암 클라우드 복합 조작시에 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되었을 때에는, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)의 압유가 분기관로(56)를 거쳐서, 즉 붐용 방향 제어 밸브(23)를 개재시키는 일 없이 연통로(40)로부터 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)로 공급된다. 따라서, 분기관로(56)의 관 직경을 충분히 크게 설정하면 압유를 붐용 방향 제어 밸브(23)를 통과시키는 경우에 비해 압손을 적게 할 수 있어 에너지 손실을 억제할 수 있다.
도4는 본 발명의 제3 실시 형태를 도시한 유압 회로도, 도5는 도4에 나타낸 제3 실시 형태에 구비되는 제어기의 주요부 구성을 도시한 도면이다.
이들 도4 및 도5에 나타낸 제3 실시 형태는, 제2 조작 장치인 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되었을 때에, 제1 유압 실린더인 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)과 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)을 연통시키는 연통 제어 수단이 파일럿 관로(26a)에 구비되고, 아암용 조작 장치(26)의 조작량에 상응하는 아 암 파일럿압을 검출하여 전기 신호를 출력하는 조작량 검출기, 즉 아암 파일럿압 검출기(67)와, 이 아암 파일럿압 검출기(67)로부터 출력되는 신호에 따라서 절환 밸브(44)를 절환 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어기(68)와, 제어기(68)로부터 출력되는 제어 신호의 값에 따른 제어압을 출력하는 전기·유압 변환기(69)와, 이 전기·유압 변환기(69)와 절환 밸브(44)의 제어실을 연락하는 제어 관로(57a)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 제어기(68)는 도5에 도시한 바와 같이, 아암용 조작 장치(26)의 조작량에 상응하는 아암 파일럿압이 높아짐에 따라서 점차 커지는 값을 출력하는 함수 발생기(68a)를 포함하고 있다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는, 전술한 도1에 도시한 제1 실시 형태와 동등하다.
이와 같이 구성한 제3 실시 형태에서는, 특히 붐 상승, 아암 클라우드 복합 조작에 있어서, 붐용 조작 장치(25)를 조작하여 파일럿 관로(25a)에 파일럿압을 공급하고, 도4에 도시한 바와 같이 붐용 방향 제어 밸브(23)를 좌측 위치로 절환하는 동시에, 아암용 조작 장치(26)를 조작하여 파일럿 관로(26a)에 파일럿압을 공급하고, 아암용 방향 제어 밸브(24)를 좌측 위치로 절환하면 주유압 펌프(21)로부터 토출되는 압유가 붐 실린더(6)의 하부측실(6a) 및 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에 공급된다. 이에 의해, 붐 실린더(6), 아암 실린더(7)가 함께 신장하는 방향으로 작동하여, 붐 상승·아암 클라우드 복합 조작이 실시된다.
이 복합 조작 중, 붐 조작계의 파일럿 관로(25b)에는 파일럿압이 공급되지 않고 탱크압이 되기 때문에, 제어 관로(48)는 탱크압이 되어 파일럿식 역지 밸브(47)는 폐쇄된 상태로 유지되어 관로(46)를 거친 연통로(40)와 탱크(43)의 연통은 저지된다.
여기서, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S)보다도 작을 때에는, 아암 파일럿압 검출기(67)에 의해 검출되는 신호치가 작아, 도5에 도시한 제어기(68)의 함수 발생기(68a)로부터 출력되는 신호치는 작아진다. 그 작은 값의 제어 신호가, 제어기(68)로부터 전기·유압 변환기(69)에 출력된다. 전기·유압 변환기(69)는 비교적 낮은 제어압을 제어 관로(57a)에 출력한다. 이 상태에서는, 절환 밸브(44)의 제어실에 부여되는 제어압에 의한 힘이 스프링력보다도 작아, 절환 밸브(44)는 도4에 도시한 우측 위치에 보유 지지된다. 따라서, 붐 실린더(6)의 신장 동작 중, 이 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)의 압유가 연통로(40)에 공급되는 일은 없다.
이러한 상태로부터, 아암용 조작 장치(26)의 조작량이 소정량(S) 이상이 되면, 아암 파일럿압 검출기(67)에 의해 검출되는 신호치가 커져, 도5에 도시한 제어기(68)의 함수 발생기(68a)로부터 출력되는 신호치는 커진다. 이 큰 값의 제어 신호가, 제어기(68)로부터 전기·유압 변환기(69)에 출력된다. 이에 따라서, 전기·유압 변환기(69)는 높은 제어압을 제어 관로(57a)에 출력한다. 이에 의해, 절환 밸브(44)의 제어실에 부여되는 제어압에 의한 힘이 스프링력보다도 커져, 절환 밸브(44)는 도4의 좌측 위치로 절환되는 경향이 된다. 이 상태가 되면, 탱크 통로(42)가 절환 밸브(44)에 의해 차단되고, 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)로부터 주관로(29a), 붐용 방향 제어 밸브(23), 탱크 통로(42)에 도입된 압유가, 역지 밸브(41)를 거쳐서 연통로(40)에 공급된다. 이 연통로(40)로부터 공급된 압유는, 주관 로(30a)를 거쳐서 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)로 공급된다. 즉, 아암 실린더(7)의 하부측실(7a)에는 아암용 방향 제어 밸브(24)를 거쳐서 공급되는 압유와 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)로부터 공급되는 압유가 합류하여 공급되고, 이에 의해 아암 실린더(6)의 신장 방향의 증속을 실현하여 아암 클라우드 조작 속도를 빠르게 할 수 있다.
이와 같이 구성한 제3 실시 형태에 있어서도, 전술한 도1에 도시한 제1 실시 형태에 있어서와 마찬가지로, 아암 실린더(7)의 하부압의 고저에 관계없이 종래에서는 탱크(43)에 폐기되었던 붐 실린더(6)의 로드측실(6a)의 압유를, 아암 실린더(7)의 증속에 유효하게 활용시킬 수 있어, 작업의 능률 향상을 실현할 수 있다.
또한, 본 제3 실시 형태도 제어기(68)의 함수 발생기(68a)의 함수 관계를 기초로 하여, 아암용 조작 장치(26)의 조작량에 따라서 아암 실린더(7)의 증속을 실현할 수 있어, 오퍼레이터의 조작 감각에 맞도록 아암 실린더(7)를 원활하게 증속시켜 아암 클라우드 조작을 실시시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 주유압 펌프와, 이 주유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동하는 제1 유압 실린더, 제2 유압 실린더와, 상기 주유압 펌프로부터 제1 유압 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제1 방향 제어 밸브, 상기 주유압 펌프로부터 상기 제2 유압 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 제2 방향 제어 밸브와, 상기 제1 방향 제어 밸브를 절환 제어하는 제1 조작 장치와, 상기 제2 방향 제어 밸브를 절환 제어하는 제2 조작 장치를 구비한 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제2 유압 실린더의 하부측실의 압력의 고저에 관계없이, 상기 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에, 상기 제1 유압 실린더의 로드측실과 상기 제2 유압 실린더의 하부측실을 연통시키는 동시에, 상기 제2 조작 장치의 조작량에 따라 연통시키는 압유의 유량이 커지도록 제어하는 연통 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연통 제어 수단이,
    상기 제1 유압 실린더의 로드측실과, 상기 제2 유압 실린더의 하부측실을 연통 가능한 연통로와, 이 연통로 내에 설치되고, 상기 제2 유압 실린더의 하부측실로부터 상기 제1 유압 실린더의 로드측실 방향으로의 압유의 흐름을 저지하는 역지 밸브와, 상기 제2 조작 장치의 조작량이 소정량 이상이 되었을 때에, 상기 연통로를 거쳐서 상기 제1 유압 실린더의 로드측실의 압유를 상기 제2 유압 실린더의 하부측실로 공급시키는 절환 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 절환 밸브가 가변 조리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 방향 제어 밸브와 상기 제1 유압 실린더의 로드측실을 접속하는 주관로에 일단부가 접속되고, 타단부가 상기 절환 밸브에 접속되는 분기관로를 구비한 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 연통 제어 수단이,
    상기 제2 조작 장치의 조작량을 검출하여 전기 신호를 출력하는 조작량 검출기와, 이 조작량 검출기로부터 출력되는 신호에 따라서 상기 절환 밸브를 절환 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어기가 상기 제2 조작 장치의 조작량이 커짐에 따라서 점차 커지는 값을 출력하는 함수 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 절환 밸브가 파일럿식 절환 밸브인 동시에, 상기 제어기로부터 출력되는 제어 신호의 값에 따른 제어압을 출력하는 전기·유압 변환기 와, 이 전기·유압 변환기와 상기 파일럿식 절환 밸브의 제어실을 연락하는 제어 관로를 구비한 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 유압 실린더, 상기 제2 유압 실린더 각각이 붐 실린더, 아암 실린더로 이루어지고, 상기 제1 방향 제어 밸브, 상기 제2 방향 제어 밸브 각각이 센터 바이패스형 붐용 방향 제어 밸브, 아암용 방향 제어 밸브로 이루어지고, 상기 제1 조작 장치, 제2 조작 장치 각각이 붐용 조작 장치, 아암용 조작 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
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