KR102597793B1

KR102597793B1 - 굴삭기

Info

Publication number: KR102597793B1
Application number: KR1020160144931A
Authority: KR
Inventors: 김태윤; 조용락
Original assignee: 에이치디현대인프라코어 주식회사
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2023-11-03
Also published as: KR20180047965A; CN108018896A; CN108018896B

Abstract

본 발명은 유압 펌프가 발생시킨 작동유에 의해 동작하는 붐 실린더와 스윙 모터를 포함하는 굴삭기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기는 상기 붐 실린더를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시키는 붐 조작부와, 상기 스윙 모터를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시키는 스윙 조작부와, 상기 스윙 모터에 공급되는 작동유를 조절하는 스윙 스풀과 상기 스윙 스풀의 양 단에 각각 연결되어 상기 스윙 조작부의 파일럿 신호를 전달받아 상기 스윙 스풀을 스트로크시키는 스윙 스풀 캡을 포함하는 메인 컨트롤 밸브, 그리고 상기 붐 조작부의 파일럿 신호를 상기 스윙 스풀 캡에 선택적으로 전달하여 상기 스윙 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀에 미치는 영향을 일부 상쇄시킴으로써 상기 스윙 스풀의 최대 스트로크를 선택적으로 제한하여 상기 스윙 모터에 공급되는 작동유를 조절하는 상차 모드 선택 밸브를 포함한다.

Description

굴삭기{EXCAVATOR}

본 발명은 굴삭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 붐과 상부 선회체를 갖는 굴삭기에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭 작업, 토사를 운반하는 적재 작업, 건물을 해체하는 파쇄 작업, 지면을 정리하는 정지 작업 등의 작업을 행하는 건설 기계로서 장비의 이동 역할을 하는 주행체와, 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체, 그리고 작업 장치로 구성되어 있다.

또한, 굴삭기는 주행에 이용되는 주행 모터와, 상부 선회체 스윙(swing)에 사용되는 스윙 모터, 그리고 작업 장치에 이용되는 붐 실린더, 암 실린더, 버킷 실린더, 및 옵션 실린더 등의 구동 장치들을 포함한다. 그리고 이러한 구동 장치들은 유압 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 구동된다.

또한, 굴삭기는 전술한 각종 구동 장치를 제어하기 위한 조이스틱, 조작 레버, 또는 페달 등을 포함하는 조작부를 가지고 있다.

그런데 굴삭기가 토사를 운반하는 적재 작업, 즉 운반 차량에 상차 작업을 수행할 때에는 단순 반복 작업을 지속적으로 수행하게 되는 경우가 많다. 특히, 상부 선회체가 90도 이하의 각도 범위로 스윙(swing)하면서 상차를 위해 붐을 최대 높이로 올렸다가 내리는 작업을 반복하게 되는 경우가 많다. 이러한 작업을 수행할 때에는 상부 선회체의 회전 속도 대비 붐 업 속도를 더 빠르게 가져가야 하므로, 작업자가 조작부를 조작하여 상부 선회체의 회전 속도는 느리게 하면서 붐 업은 빠르게 조작하는 과정을 반복적으로 수행하기가 불편할 뿐만 아니라 작업자의 피로도를 가중시키는 원인이 되고 있다.

본 발명의 실시예는 상차 작업의 수행을 용이하게 제어할 수 있는 굴삭기를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유압 펌프가 발생시킨 작동유에 의해 동작하는 붐 실린더와 스윙 모터를 포함하는 굴삭기는 상기 붐 실린더를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시키는 붐 조작부와, 상기 스윙 모터를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시키는 스윙 조작부와, 상기 스윙 모터에 공급되는 작동유를 조절하는 스윙 스풀과 상기 스윙 스풀의 양 단에 각각 연결되어 상기 스윙 조작부의 파일럿 신호를 전달받아 상기 스윙 스풀을 스트로크(stroke)시키는 스윙 스풀 캡을 포함하는 메인 컨트롤 밸브, 그리고 상기 붐 조작부의 파일럿 신호를 상기 스윙 스풀 캡에 선택적으로 전달하여 상기 스윙 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀에 미치는 영향을 일부 상쇄시킴으로써 상기 스윙 스풀의 최대 스트로크를 선택적으로 제한하여 상기 스윙 모터에 공급되는 작동유를 조절하는 상차 모드 선택 밸브를 포함한다.

상기 상차 모드 선택 밸브가 온(on)되면, 상기 붐 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡에 전달되면서 상기 스윙 스풀의 움직임을 제한하여 상기 스윙 스풀이 상기 스윙 모터에 공급되는 작동유의 유량을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 상차 모드 선택 밸브가 온(on)되면, 상기 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 상기 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 이하로 회전시킬 수 있다.

상기한 굴삭기는 상기 상차 모드 선택 밸브와 상기 스윙 스풀 캡을 연결하는 경로 상에 설치되어 상기 붐 조작부에서 발생된 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡 방향으로만 이동하도록 제한하는 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기한 굴삭기는 상기 상차 모드 선택 밸브를 조작하기 위한 상차 모드 선택 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 스윙 스풀 캡은 상기 스윙 조작부의 파일럿 신호를 인가받는 제1 영역과, 상기 붐 조작부의 파일럿 신호를 인가받는 제2 영역, 그리고 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 왕복 운동 가능하게 설치되어 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 크기를 가변적으로 조절하는 피스톤을 포함할 수 있다.

상기 피스톤이 이동하여 상기 제1 영역의 크기가 증가하면 상기 스윙 스풀의 최대 스트로크가 증가하고 상기 제2 영역의 크기가 증가하면 상기 스윙 스풀의 최대 스트로크가 감소할 수 있다.

상기 스윙 스풀 캡은 상기 제1 영역이 기설정된 크기 이하로 줄어들지 않도록 상기 피스톤의 움직임을 제한하는 제1 스토퍼와, 상기 제2 영역이 기설정된 크기 이하로 줄어들지 않도록 상기 피스톤의 움직임을 제한하는 제2 스토퍼 중에서 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 스윙 스풀 캡은 상기 제1 영역 내 설치되어 상기 제1 영역이 커지는 방향으로 상기 피스톤을 탄성 가압하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 상차 모드 선택 밸브는 제1 오리피스와 상기 제1 오리피스보다 직경이 큰 제2 오리피스를 내장할 수 있다. 그리고 상기 상차 모드 선택 밸브의 상기 제1 오리피스를 통해 상기 붐 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡에 전달되면 제1 상차 모드로 동작하고, 상기 상차 모드 선택 밸브의 상기 제2 오리피스를 통해 상기 붐 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡에 전달되면 제2 상차 모드로 동작할 수 있다.

상기한 굴삭기는 상기 제1 상차 모드에서 상기 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 상기 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 이하로 회전시키고, 상기 제2 상차 모드에서는 상기 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 상기 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 초과 180도 이하로 회전시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 굴삭기는 상차 작업의 수행을 용이하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기에 사용된 스윙 스풀을 작동시키기 위한 유압 회로도이다.
도 2는 도 1의 스윙 스풀의 동작 상태를 나타낸 유압 회로도이다.
도 3은 도 1의 스윙 스풀의 동작 상태 별 스윙 스풀 스트로크 대비 붐 업 파일럿 신호를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기에 사용된 스윙 스풀을 작동시키기 위한 유압 회로도이다.
도 5는 도 4의 스윙 스풀의 동작 상태를 나타낸 유압 회로도이다.
도 6 및 도 7은 실험예에 따른 시간 당 선회 속도와 붐 업 속도를 비교한 그래프와 시간 당 파일럿 신호의 압력을 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 9는 비교예에 따른 시간 당 선회 속도와 붐 업 속도를 비교한 그래프와 시간 당 파일럿 신호의 압력을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

또한, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기(101)를 설명한다. 그리고 도시하지는 않았으나, 본 발명의 제1 실시예에서, 굴삭기(101)는 유압 펌프가 발생시킨 작동유에 의해 동작하는 붐 실린더와 스윙 모터를 포함한다. 붐 실린더는 붐을 동작시키는데 사용되며, 스윙 모터는 상부 선회체를 선회시키는데 사용된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기(101)는 붐 조작부(210), 스윙 조작부(220), 메인 컨트롤 밸브(700), 및 상차 모드 선택 밸브(501)를 포함한다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기(101)는 상차 모드 선택 스위치(250)를 더 포함할 수 있다.

붐 조작부(210)는 붐 실린더를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시키고, 스윙 조작부(220)는 스윙 모터를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시킨다.

또한, 붐 조작부(210)와 스윙 조작부(220)는 굴삭기(101)의 운전실 내부에 작업자가 조작할 수 있도록 마련되며, 조이스틱, 조작 레버, 또는 페달(pedal) 등과 같은 형태로 설치될 수 있다.

또한, 붐 조작부(210) 및 스윙 조작부(220)가 발생시킨 파일럿 신호는 파일럿용 펌프에 의해 공급되는 파일럿 신호용 작동유의 압력으로 전달되거나 전기 신호로 전달될 수 있다.

메인 컨트롤 밸브(main control valve, MCV)(700)는 유압 펌프가 발생시킨 작동유를 각종 주행 장치 및 작업 장치에 분배하고, 작동유의 공급을 제어한다.

구체적으로, 메인 컨트롤 밸브(700)는 스윙 스풀(720)를 포함한 복수 개의 제어 스풀들을 포함한다. 이에, 메인 컨트롤 밸브(700)는 스윙 모터 및 다른 복수 개의 유압 액츄에이터에 대한 작동유의 공급을 제어한다. 스윙 스풀(720)은 유압 펌프가 발생시켜 스윙 모터에 공급되는 작동유를 조절한다.

그리고 메인 컨트롤 밸브(700)는 스윙 스풀(720)의 양 단에 각각 연결되어 스윙 조작부(220)의 파일럿 신호를 전달받아 스윙 스풀(720)을 스트로크(stroke)시키는 스윙 스풀 캡(750)을 더 포함한다.

일례로, 스윙 스풀 캡(750)에는 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV)가 설치될 수 있으며, 전자 비례 감압 밸브의 개폐 정도에 따라 작동유의 압력으로 전달되는 파일럿 신호가 스윙 스풀(720)에 가하는 압력이 달라지고, 스윙 스풀(720)은 파일럿 신호가 가하는 압력에 의해 양 방향으로 움직이게 된다.

또한, 메인 컨트롤 밸브(700)에 포함된 스윙 스풀(720) 이외에 복수의 제어 스풀들도 전술한 스윙 스풀(720)과 동일한 원리로 동작할 수 있다.

상차 모드 선택 밸브(501)는 작업자에 의해 선택적으로 온(on) 또는 오프(off)될 수 있다. 상차 모드 선택 밸브(501)는 붐 조작부(210)와 스윙 스풀 캡(750)을 연결하는 경로 상에 설치된다. 즉, 상차 모드 선택 밸브(501)는 붐 조작부(210)의 파일럿 신호를 스윙 스풀 캡(750)에 선택적으로 전달할 수 있다.

이와 같이, 상차 모드 선택 밸브(501)에 의해 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)에 선택적으로 전달되면, 스윙 조작부(220)의 파일럿 신호가 스윙 스풀(720)에 미치는 영향을 일부 상쇄시킴으로써 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크를 선택적으로 제한하여 스윙 모터에 공급되는 작동유를 단계적으로 조절할 수 있다.

구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 상차 모드 선택 밸브(501)가 온(on)되면 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)에 전달되면서 스윙 스풀(720)의 움직임, 즉 최대 스트로크를 제한하여 스윙 조작부(220)가 파일럿 신호를 최대값으로 발생시키더라도 스윙 스풀(720)이 스윙 모터에 공급되는 작동유의 유량을 상차 모드 선택 밸브가 오프(off)된 상태보다 감소시켜 상부 선회체의 스윙 속도가 느려지게 된다.

이때, 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크는 붐 조작부(210)에서 발생된 파일럿 신호의 압력이 커질수록 작아질 수 있다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에서는, 상차 모드 선택 밸브(501)가 온(on)되면, 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 이하로 회전시키도록 설정될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에서, 스윙 스풀 캡(750)은 스윙 조작부(220)의 파일럿 신호를 인가받는 제1 영역과(751), 붐 조작부(210)의 파일럿 신호를 인가받는 제2 영역(752), 그리고 제1 영역(751)과 제2 영역(752) 사이에 왕복 운동 가능하게 설치되어 제1 영역(751)과 제2 영역(752)의 크기를 가변적으로 조절하는 피스톤(755)을 포함한다.

제2 영역(752)으로 인가되는 붐 조작부(210)의 파일럿 신호의 압력의 크기에 따라 피스톤(755)은 이동하게 된다. 그리고 피스톤(755)의 이동에 따라, 제1 영역(751)의 크기가 증가하면 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크가 증가하고, 제2 영역(752)의 크기가 증가하면 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크가 감소하게 된다.

그리고 스윙 스풀 캡(750)은 제1 영역(571)이 기설정된 크기 이하로 줄어들지 않도록 피스톤(755)의 움직임을 제한하는 제1 스토퍼(7591)와, 제2 영역(752)이 기설정된 크기 이하로 줄어들지 않도록 피스톤(755)의 움직임을 제한하는 제2 스토퍼(7592) 중에서 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 제1 영역(751)이 필요 이상으로 줄어들면 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크가 지나치게 제한되므로, 제1 스토퍼(7591)는 이를 방지한다. 또한, 제2 영역(752)이 너무 줄어들면, 상차 모드 선택 밸브(501)가 온(on)되더라도 붐 조작부(210)에서 발생된 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)으로 인가되기 어렵다. 따라서, 제2 스토퍼(7592)를 통해 최소한의 제2 영역(752)을 확보하여 상차 모드 선택 밸브(501)가 온(on)될 때 붐 조작부(210)에서 발생된 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)의 제2 영역(752)으로 용이하게 인가될 수 있게 한다.

즉, 상기한 제1 영역(751)과 제2 영역(752)의 기설정된 크기는 굴삭기(101)의 종류와 작업 환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 스윙 스풀 캡(750)은 제1 영역(751) 내 설치되어 제1 영역(751)이 커지는 방향으로 피스톤(755)을 탄성 가압하는 탄성 부재(758)를 더 포함할 수 있다.

탄성 부재(758)는 제2 영역(752)으로 인가되는 붐 조작부(210)의 파일럿 신호 대비 제1 영역(751)으로 인가되는 스윙 조작부(220)의 파일럿 신호의 상대적인 영향력의 크기를 조절할 수 있다.

또한, 탄성 부재(758)는 상차 모드 선택 밸브(501)가 오프(off)되어 제2 영역(752)으로 인가되던 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 중단되면, 피스톤(755)을 밀어 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크를 안정적으로 복원시킬 수 있다.

탄성 부재(758)의 탄성력, 즉 스프링 상수는 굴삭기(101)의 종류 및 작업 환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 스윙 스풀(720)에 스프링이 내장된 경우 스윙 스풀 캡(750)에 별도의 탄성 부재(758)를 사용하지 않고 스윙 스풀(720)에 내장된 스프링을 활용할 수도 있다.

체크 밸브(570)는 상차 모드 선택 밸브(501)와 스윙 스풀 캡(750)을 연결하는 경로 상에 설치되어 붐 조작부(210)에서 발생된 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750) 방향으로만 이동하고 붐 조작부(210) 또는 다른 방향으로 역류하지 못하도록 제한한다.

상차 모드 선택 스위치(250)는 상차 모드 선택 밸브(501)를 조작하기 위해 마련된다. 즉, 작업자는 상차 모드 선택 스위치(250)를 통해 상차 모드 선택 밸브(501)를 조작할 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 상차 모드 선택 밸브(501)는 공지된 다양한 방법으로 신호를 받아 절환될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기(101)는 반복적인 상차 작업의 수행을 용이하게 제어할 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상차 모드 선택 밸브(501)를 온(on)시키면 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크가 감소된다.

따라서, 작업자가 붐 조작부(210)를 최대값으로 가동시키면서 스윙 조작부(220)는 최대값이 아닌 중간값으로 미세하게 조절할 필요 없이 붐 조작부(210)와 스윙 조작부(220)를 동시에 최대값으로 조작하여 용이하게 반복적인 상차 작업을 수행할 수 있다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상부 선회체가 90도 이하의 각도 범위로 스윙(swing)하면서 상차를 위해 붐을 최대 높이로 올렸다가 내리는 작업을 용이하게 반복적으로 수행할 수 있다.

작업자는 상부 선회체가 90도 이하의 각도 범위로 스윙(swing)하면서 상차 작업을 수행하고자 할 경우에만 상차 모드 선택 밸브(501)를 온(on)시킬 수 있으며, 나머지 작업 환경에서는 상차 모드 선택 밸브(502)를 오프(off)시켜 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀(720)에 불필요하게 영향을 미치는 것을 차단할 수 있다.

또한, 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크를 제한하는 정도에 따라 상부 선회체의 스윙 속도 조절이 가능하므로, 상차 작업이 수행되는 작업 환경에 맞추어 상차 모드 선택 밸브(501)에 의해 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크가 제한되는 정도를 조절할 수도 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기(102)에서는 상차 모드 선택 밸브(502)가 제1 오리피스(510)와 제1 오리피스(510)보다 직경이 큰 제2 오리피스(520)를 내장한다. 그리고 상기 상차 모드 선택 밸브(502)가 오프(off)되면 제1 오리피스(510)를 통해 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)에 전달되고, 상차 모드 선택 밸브(502)가 온(on)되면 제2 오리피스(520)를 통해 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)에 전달한다.

상차 모드 선택 밸브(502)가 오프(off) 상태 일 때에는 직경이 작은 제1 오리피스(510)에 의해 붐 조작부의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)에 거의 영향을 미치지 않는다.

하지만, 도 5에 도시한 바와 같이, 상차 모드 선택 밸브(502)가 온(on)되면, 상대적으로 직경이 큰 제2 오리피스(520)에 의해 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)에 영향을 미치게 되고, 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크가 제한된다.

제1 오리피스(510)와 제2 오리피스(520)의 사양은 굴삭기(102)의 종류와 작업 환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4에 도시하지 않았으나, 제2 실시예에서도, 스윙 스풀 캡(750)이, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 스토퍼(7591) 또는 제2 스토퍼(7592) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기(102)도 반복적인 상차 작업의 수행을 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에는 다양한 방법으로 변형하여 실시할 수 있다.

예를 들어, 상차 모드 선택 밸브(502)가 제1 오리피스(510)와 제1 오리피스(510)보다 직경이 큰 제2 오리피스(520)를 내장할 때, 굴삭기(102)는 상차 모드 선택 밸브(502)의 제1 오리피스(510)를 통해 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡(750)에 전달되면 제1 상차 모드로 동작하고, 상차 모드 선택 밸브(502)의 제2 오리피스(520)를 통해 붐 조작부(210)의 파일럿 신호가 스윙 스풀 캡에 전달되면 제2 상차 모드로 동작할 수 있다.

그리고 굴삭기(102)는 제1 상차 모드에서 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 이하로 회전시키고, 제2 상차 모드에서 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 초과 180도 이하로 회전시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 제2 실시예의 변형례에 따르면, 작업자가 상차 모드 선택 스위치(250)를 통해 상차 모드 선택 밸브(502)의 위치를 선택함으로써, 90도 상차 작업과 180도 상차 작업을 중 하나를 선택하여 작업 환경에 맞춰 용이하게 상차 작업을 수행할 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따라 상차 모드 선택 밸브(501)가 적용된 실험예와 상차 모드 선택 밸브(501)가 적용되지 않는 비교예를 대비하여 설명한다.

또한, 실험예는 다시 굴삭기의 버켓이 비어 있는 실험예1과 버켓에 중량물이 담긴 실험예2로 구분된다. 도 6은 실험예1을 나타내며, 도 7은 실험예2를 나타낸다.

비교예도 버켓이 비어 있는 비교예1과 버켓에 중량물이 담긴 비교에2로 구분된다. 도 8은 비교예1을 나타내고, 도 9는 비교예2를 나타낸다.

도 6 내지도 9에 나타난 바와 같이, 붐 조작부(210)와 스윙 조작부(220)가 파일럿 신호를 최대값, 즉 파일럿 작동유의 압력을 최대로 발생시키더라도 붐 업 속도는 실험예1과 실험예2가 비교예1과 비교예2와 대비하여 큰 차이가 없는 반면, 스윙 속도는 실험예1과 실험예2가 비교예1과 비교예2와 대비하여 절반 정도로 줄어듦을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 즉 상차 모드 선택 밸브(501)를 적용하여 온(on)시킨 경우, 붐 조작부(210) 및 스윙 조작부(220)인 조이스틱 등을 최대값으로 조작하여도 상부 선회체의 스윙 속도가 조절되므로, 작업자가 반복적인 상차 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크를 제한하는 정도에 따라 상부 선회체의 스윙 속도 조절이 가능하므로, 상차 작업이 수행되는 작업 환경에 맞추어 상차 모드 선택 밸브(501)에 의해 스윙 스풀(720)의 최대 스트로크가 제한되는 정도를 조절할 수도 있음을 확인할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101, 102: 굴삭기
210: 붐 조작부
220: 스윙 조작부
250: 상차 모드 선택 스위치
501, 502: 상차 모드 선택 밸브
510: 제1 오리피스
520: 제2 오리피스
570: 체크 밸브
700: 메인 컨트롤 밸브
720: 스윙 스풀
750: 스윙 스풀 캡
751: 제1 영역
752: 제2 영역
755: 피스톤
758: 탄성 부재
7591: 제1 스토퍼
7592: 제2 스토퍼

Claims

유압 펌프가 발생시킨 작동유에 의해 동작하는 붐 실린더와 스윙 모터를 포함하는 굴삭기에 있어서,
상기 붐 실린더를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시키는 붐 조작부;
상기 스윙 모터를 동작시키기 위한 파일럿 신호를 발생시키는 스윙 조작부;
상기 스윙 모터에 공급되는 작동유를 조절하는 스윙 스풀과, 상기 스윙 스풀의 양 단에 각각 연결되어 상기 스윙 조작부의 파일럿 신호를 전달받아 상기 스윙 스풀을 스트로크(stroke)시키는 스윙 스풀 캡을 포함하는 메인 컨트롤 밸브; 및
상기 붐 조작부와 상기 스윙 스풀 캡을 연결하는 경로 상에 설치되어 상기 붐 실린더를 동작시키기 위해 발생된 상기 붐 조작부의 파일럿 신호를 상기 스윙 모터의 동작을 제어하기 위한 상기 스윙 스풀 캡에 선택적으로 전달하여 상기 스윙 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀에 미치는 영향을 일부 상쇄시킴으로써 상기 스윙 스풀의 최대 스트로크를 선택적으로 제한하여 상기 스윙 모터에 공급되는 작동유를 조절하는 상차 모드 선택 밸브
를 포함하는 굴삭기.
제1항에 있어서,
상기 상차 모드 선택 밸브가 온(on)되면 상기 붐 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡에 전달되면서 상기 스윙 스풀의 움직임을 제한하여 상기 스윙 스풀이 상기 스윙 모터에 공급되는 작동유의 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제1항에 있어서,
상기 상차 모드 선택 밸브가 온(on)되면, 상기 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 상기 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 이하로 회전시키는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제1항에 있어서,
상기 상차 모드 선택 밸브와 상기 스윙 스풀 캡을 연결하는 경로 상에 설치되어 상기 붐 조작부에서 발생된 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡 방향으로만 이동하도록 제한하는 체크 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제1항에 있어서,
상기 상차 모드 선택 밸브를 조작하기 위한 상차 모드 선택 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제1항에 있어서,
상기 스윙 스풀 캡은,
상기 스윙 조작부의 파일럿 신호를 인가받는 제1 영역과;
상기 붐 조작부의 파일럿 신호를 인가받는 제2 영역; 그리고
상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 왕복 운동 가능하게 설치되어 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 크기를 가변적으로 조절하는 피스톤
을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제6항에 있어서,
상기 피스톤이 이동하여 상기 제1 영역의 크기가 증가하면 상기 스윙 스풀의 최대 스트로크가 증가하고 상기 제2 영역의 크기가 증가하면 상기 스윙 스풀의 최대 스트로크가 감소하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제6항에 있어서,
상기 스윙 스풀 캡은 상기 제1 영역이 기설정된 크기 이하로 줄어들지 않도록 상기 피스톤의 움직임을 제한하는 제1 스토퍼와, 상기 제2 영역이 기설정된 크기 이하로 줄어들지 않도록 상기 피스톤의 움직임을 제한하는 제2 스토퍼 중에서 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제6항에 있어서,
상기 스윙 스풀 캡은 상기 제1 영역 내 설치되어 상기 제1 영역이 커지는 방향으로 상기 피스톤을 탄성 가압하는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제1항에 있어서,
상기 상차 모드 선택 밸브는 제1 오리피스와 상기 제1 오리피스보다 직경이 큰 제2 오리피스를 내장하며,
상기 상차 모드 선택 밸브의 상기 제1 오리피스를 통해 상기 붐 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡에 전달되면 제1 상차 모드로 동작하고,
상기 상차 모드 선택 밸브의 상기 제2 오리피스를 통해 상기 붐 조작부의 파일럿 신호가 상기 스윙 스풀 캡에 전달되면 제2 상차 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 굴삭기.
제10항에 있어서,
상기 제1 상차 모드에서는 상기 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 상기 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 이하로 회전시키고,
상기 제2 상차 모드에서는 상기 붐 실린더에 의해 붐이 최고 높이로 도달하는 동안 상기 스윙 모터는 상부 선회체를 90도 초과 180도 이하로 회전시키는 것을 특징으로 하는 굴삭기.