KR101737899B1 - 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우선적으로 유량을 공급하도록 우선 순위가 부여된 우선 작업 장치의 스풀, 상기 스풀에 연결된 우선 작업 장치의 조작량을 검출하는 조작량 검출센서, 타 작업 장치의 스풀에 연결되어 상기 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 비례 밸브 및, 상기 조작량 검출 센서가 검출한 우선 작업 장치의 조작량에 따라 상기 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례밸브의 개폐 동작을 제어하여 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 우선 기능을 위해 타 작업 장치의 유량 제한 시, 우선 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 파일럿 압력을 유압 회로적으로 비례적으로 제한하여, 발생 가능한 운전자의 조작 충격을 감소시키며, 동일 시스템을 활용하여 합류 차단 모드 기능을 수행하여 효율적으로 유압시스템을 간소화할 수 있는 효과가 있다.

유압, 건설기계, 우선, 기능, 충격, 감소, 스풀, 비례, 조작량, 작업장치, 합류, 차단, 모드

Description

유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치 및 그 방법{Apparatus for shock reducing for priority function in hydraulic construction machine and method for the same}

본 발명은 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우선 기능을 위해 타 작업 장치의 유량 제한 시, 최우선적으로 유량을 공급받도록 우선 순위가 부여된 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 파일럿 압력을 유압 회로적으로 비례적으로 제한하여 발생 가능한 운전자의 조작 충격을 감소시키며, 동일 시스템을 활용하여 합류 차단 모드 기능을 수행하여 효율적으로 유압시스템을 간소화할 수 있는, 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

현재의 유압식 굴삭기에는 붐, 암, 버켓, 스윙, 주행 등의 액츄에이터가 구성되며, 가변 형 메인 펌프를 2개 이상 사용하는 경우 필요에 따라 2개 이상의 펌프 합류를 통해 더욱 많은 유량을 확보한다.

이러한 유압 시스템에 있어서 같은 펌프를 사용하는 작업 장치들 간에 우선순위에 의해 특정 작업장치의 유량이 더욱 중요한 경우 다른 작업 장치의 유량을 제한하는 유압회로가 구성되는 경우가 있다(도 1 참조).

예를 들어, 상차작업 시에는 붐에 우선적으로 유량을 공급하기 위해 붐의 조작 요구량이 일정이상이 되면 붐을 제외한 다른 작업 장치의 유량을 제한하는 기능 이라던지, 굴삭 작업 시에는 암에 우선적으로 유량을 공급하기 위해 암 조작 요구량이 일정 이상이 되면 암을 제외한 다른 작업 장치의 유량을 제한하는 기능을 구현하게 된다.

이러한 우선 기능에 의한 타 작업 장치 유량 제한을 유압회로로 구성해 놓은 경우, 회로에 따라 급격한 개폐 면적 감소에 의한 유량 제한으로 사용 충격이 발생할 수 있다.

게다가 합류 등을 위해 구성된 2개의 스풀이 하나의 파일럿 압력을 공유할 경우, 타 우선 작업 장치의 조작에 의해 2개의 스풀 중 하나가 차단되었다가, 우선 기능이 해제될 때 1개 스풀에서 다시 2개 스풀로의 파일럿 압력 형성을 위한 유량이 짧은 시간에 확보되지 않아 순간적인 압력강하로 유량이 더욱 감소하였다가 회복되기에 조작 충격이 증가하게 된다.

추가로, 느리고 섬세한 조작을 위해 상시 유량 합류 차단 모드를 따로 설정하여 사용하게 되는 건설기계의 경우라면, 위 우선 기능과 상시 유량 제한 기능이 중복되어 유압 회로가 복잡해지고 원가도 상승하는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 우선 기능을 위한 타 작업 장치 유량 제한 시 발생 가능한 조작 충격을 감소시키기 위한, 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치 및 그 방법을 제공하는데 첫 번째 목적이 있다.

그리고, 두 번째 목적은 동일 시스템을 활용하여 합류 차단 모드 기능을 수행할 수 있도록 하여 효율적으로 유압시스템을 간소화하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치는,

우선적으로 유량을 공급하도록 우선 순위가 부여된 우선 작업 장치의 스풀, 상기 스풀에 연결된 우선 작업 장치의 조작량을 검출하는 조작량 검출센서, 타 작업 장치의 스풀에 연결되어 상기 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 비례 밸브 및, 상기 조작량 검출 센서가 검출한 우선 작업 장치의 조작량에 따라 상기 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례밸브의 개폐 동작을 제어하여 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 컨트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 컨트롤러는 상기 조작량 검출센서가 검출한 우선 작업 장치의 조작량이 설정 차단 값 이상인 경우 상기 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 비례적으로 개폐하는 제1 제어모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 컨트롤러는 상기 조작량 검출센서가 검출한 우선 작업 장치의 조작량이 설정 해제 값 이하인 경우 상기 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 비례적으로 개폐하는 제2 제어모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상시 유량 차단 모드 설정 여부를 입력받는 입력 모듈 및, 상기 입력 모듈에 의한 상시 유량 차단 모드 설정시, 해당 비례밸브의 개폐동작을 제어하여 해당 작업장치의 유량을 상시 제한하는 유량 제한 모듈을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 방법은,

우선적으로 유량을 공급하도록 우선 순위가 부여된 우선 작업 장치의 조작량을 검출하는 단계, 상기 단계에서 검출한 우선 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례밸브의 개폐 동작을 제어하여 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 단계는 상기 우선 작업 장치의 조작량이 설정 차단 값 이상인 경우 상기 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 비례적으로 개폐하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 단계는 상기 우선 작업 장치의 조작량이 설정 해제 값 이하인 경우 상기 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 비례적으로 개폐하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상시 유량 차단 모드 설정 여부를 입력받는 단계 및, 상기 입력 모듈에 의한 상시 유량 차단 모드 설정시, 해당 비례밸브의 개폐동작을 제어하여 해당 작업장치의 유량을 상시 제한하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 우선 기능을 위해 타 작업 장치의 유량 제한 시, 최우선적으로 유량을 공급받도록 우선 순위가 부여된 우선 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 파일럿 압력을 유압 회로적으로 비례적으로 제한하여, 발생 가능한 운전자의 조작 충격을 감소시키며, 동일 시스템을 활용하여 합류 차단 모드 기능을 수행하여 효율적으로 유압시스템을 간소화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2의 장치는 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치를 도시한 도면이다.

도 2와 같이, 본 충격 감소 장치는 우선 기능을 위해 타 작업 장치의 유량 제한 시, 우선 순위가 부여된 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 파일럿 압력을 유압 회로적으로 비례적으로 제한하는 것이다.

구조는 크게, 스풀(201), 조작량 검출센서(202), 비례 밸브(203), 컨트롤러(204)로 된 것이다.

즉, 각 작업 장치(예: 건설기계 장비의 붐, 아암, 버켓 등의 액츄에이터)에 연결된 스풀(201), 어느 하나의 스풀(201)에 연결되어 해당 작업 장치의 조작량을 검출하는 조작량 검출센서(202), 조작량 검출센서(202)에서 검출한 소정 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 비례적으로 개폐되어 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 비례밸브(203), 상기 비례밸브(203)의 개폐 동작을 제어하는 컨트롤러(204)로 된 것이다.

상기 스풀(201)은 소정의 조작 수단(예: 조이스틱)과 작업 장치(예: 굴삭기 붐의 액츄에이터)에 연결되어 유압 펌프(미도시)에서 제공하는 작업유의 유압 경로를 절환한다.

조작량 검출센서(202)는 스풀(201)에 연결된 소정 작업 장치의 조작량(예: 유압)을 검출하여, 타 작업 장치에 연결된 비례밸브(203)의 개폐동작을 제어하는 컨트롤러(204)로 입력한다.

컨트롤러(204)는 조작량 검출센서(202)로부터 소정 작업 장치의 조작량을 입력받고, 입력받은 소정 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 타 작업 장치에 연결된 비례밸브(203)의 개폐 동작을 제어하여 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 제한한다. 예를 들어, 소정 작업 장치(예: 최우선순위가 부여된 작업장치)의 조작량이 설정 값 이상인 경우 타 작업 장치에 연결된 비례밸브(203)를 비례적으로 개폐하여 상기 타 작업 장치에 연결된 스풀(201)로 인가되는 파일럿 압력을 비례적으로 감소시킨다.

비례밸브(203)는 상기 컨트롤러(204)에 연결되어 컨트롤러(204)로부터 입력받는 유량 제어 파일럿 신호에 따라 즉, 소정 작업 장치의 조작량에 따라, 특정 시간을 가지고 비례적으로 개폐되어 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절(증가 또는 감소)하는 것이다.

이하, 도 2의 본 발명에 따른 충격 감소 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도 3을 참조하여 설명한다.

본 발명의 대표 도면은 도 3이다.

도 3은 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치의 바람직한 사용 상태 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 최우선적으로 유량을 공 급받도록 우선 순위가 부여된 우선 작업 장치의 스풀(301)과, 상기 스풀(301)에 연결된 우선 작업 장치의 조작량을 검출하는 조작량 검출센서(302), 상기 조작량 검출센서(302)가 검출한 우선 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 스풀(303)에 연결된 비례밸브(305)의 개폐 동작을 제어하는 컨트롤러(304), 컨트롤러(304)의 제어하에 비례적으로 개폐되어 해당 스풀(303)에 연결된 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 비례밸브(305)로 된 구조이다.

추가로, 상시 유량 차단 모드 설정 여부를 입력받는 입력 모듈(예: 스위치)과, 상기 입력 모듈에 의한 상시 유량 차단 모드 설정시, 상기 비례밸브의 개폐동작을 제어하여 해당 작업장치의 유량을 상시 제한하는 유량 제한 모듈(미도시)을 더 포함한 구조로 된 것이다.

이러한 구조를 가진 본 발명에 따른 충격 감소 장치의 동작을 첨부된 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 도 3의 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트이다.

도 4에서와 같이, 본 발명은 먼저, 우선 작업 장치(예: 건설기계 장비 붐의 액츄에이터)의 스풀에 연결된 해당 조작량 검출센서(302)가 우선 작업 장치의 조작량을 검출한다.

다음, 컨트롤러(304)는 조작량 검출센서(302)가 검출한 우선 작업 장치의 조작량과 설정 차단 값을 비교한다.

비교 결과, 우선 작업 장치의 조작량이 설정 차단 값 이상인 경우 타 작업 장치의 스풀(303)에 연결된 비례 밸브(305)를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 비례적으로 닫는다.

그렇게 하여, 타 작업 장치(예: 건설기계 장비 아암, 버켓 등의 액츄에이터)의 파일럿 압력을 비례적으로 감소시킨다.

반면, 비교 결과, 우선 작업 장치의 조작량이 설정 해제 값 이하인 경우엔 타 작업 장치의 스풀(303)에 연결된 비례 밸브(305)를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정 시간을 가지고 비례적으로 개방한다.

그렇게 하여, 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 증가시킨다.

한편, 운전자의 조작에 따라 입력 모듈(예: 스위치)에 의해 상시 유량 차단 모드가 설정된 경우엔, 컨트롤러(304)는 타 작업장치의 스풀(303)에 연결된 비례밸브(305)를 닫는다.

그 결과, 타 작업 장치로의 파일럿 압력이 차단되어 해당 작업 장치로 공급되는 유량을 상시 제한할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 우선 기능을 위해 타 작업 장치의 유량 제한 시, 우선 기능 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 파일럿 압력을 유압 회로적으로 비례적으로 제한함으로 발생 가능한 운전자의 조작 충격을 감소시킨다.

그리고, 동일 시스템을 활용하여 합류 차단 모드 기능을 수행하여 효율적으로 유압시스템을 간소화할 수 있게 된다.

도 1은 종래 유압식 건설기계의 우선 기능 장치를 도시한 도면

도 2는 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치를 도시한 블록구성도

도 3은 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치의 바람직한 사용 상태도

도 4는 본 발명에 따른 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 방법을 도시한 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

105 : 상시 합류 차단을 위한 밸브

201 : 스풀 202, 302 : 조작량 검출센서

203, 305 : 비례 밸브 204, 304 : 컨트롤러

301 : 우선작업장치 스풀 303 : 기타 작업장치 스풀

Claims (8)

1. 우선적으로 유량을 공급하도록 우선 순위가 부여된 우선 작업 장치의 스풀;

   상기 스풀에 연결된 우선 작업 장치의 조작량을 검출하는 조작량 검출센서;

   타 작업 장치의 스풀에 연결되어 상기 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 비례 밸브; 및

   상기 조작량 검출 센서가 검출한 우선 작업 장치의 조작량에 따라 상기 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례밸브의 개폐 동작을 제어하여 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 컨트롤러;를 포함하며,

   상기 컨트롤러는,

   상기 조작량 검출센서가 검출한 우선 작업 장치의 조작량이 설정 차단 값 이상인 경우 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정시간을 가지고 비례적으로 닫는 동작을 포함한 비례 밸브를 제어하는 제1 제어모듈 및 상기 조작량 검출센서가 검출한 우선 작업 장치의 조작량이 설정 해제 값 이하인 경우 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정시간을 가지고 비례적으로 개방하는 동작을 포함한 비례 밸브를 제어하는 제2 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는,

   유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상시 유량 차단 모드 설정 여부를 입력받는 입력 모듈; 및

   상기 입력 모듈에 의한 상시 유량 차단 모드 설정시, 해당 비례밸브의 개폐동작을 제어하여 해당 작업장치의 유량을 상시 제한하는 유량 제한 모듈을 더 포함하여 이루어진 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치.
5. 우선적으로 유량을 공급하도록 우선 순위가 부여된 우선 작업 장치의 조작량을 검출하는 단계;

   상기 단계에서 검출한 우선 작업 장치의 조작량에 따라 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례밸브의 개폐 동작을 제어하여 타 작업 장치의 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 단계;를 포함하고,

   상기 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 단계는,

   상기 우선 작업 장치의 조작량이 설정 차단 값 이상인 경우 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정시간을 가지고 비례적으로 닫는 단계; 및

   상기 우선 작업 장치의 조작량이 설정 해제 값 이하인 경우 타 작업 장치의 스풀에 연결된 비례 밸브를 우선 작업 장치의 조작량에 따라 특정시간을 가지고 비례적으로 개방하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 단계 이전에,

   상시 유량 차단 모드 설정 여부를 입력받는 단계;를 포함하고,

   상기 파일럿 압력을 비례적으로 조절하는 단계는,

   상기 상시 유량 차단 모드 설정 여부를 입력받는 단계에 의한 상시 유량 차단 모드 설정시, 해당 비례밸브의 개폐동작을 제어하여 해당 작업장치의 유량을 상시 제한하는 단계;를 더 포함하여 이루어진 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 방법.

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