KR20170101492A

KR20170101492A - 건설기계의 붐 플로팅 시스템

Info

Publication number: KR20170101492A
Application number: KR1020160024071A
Authority: KR
Inventors: 송민규
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-09-06

Abstract

본 발명은 건설기계의 붐 플로팅 시스템에 관한 것으로서, 엔진에 연결되어 헤드 챔버와 로드 챔버로 구성된 붐 실린더를 구동시키는 메인 펌프와, 상기 붐 실린더의 구동을 제어하는 메인 컨트롤 밸브를 포함하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템에 있어서, 상기 헤드 챔버 내의 압유를 제어하는 헤드용 밸브; 상기 로드 챔버 내의 압유를 제어하는 로드용 밸브; 및 붐 플로팅 모드 시에 상기 헤드 챔버 내에 별도의 압유를 공급하여 상기 헤드 챔버가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 하는 플로팅 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건설기계의 붐 플로팅 시스템{Floating System of Boom in Construction Equipment}

본 발명은 건설기계의 붐 플로팅 시스템에 관한 것이다.

건설기계란 일반적으로 건설 토목용 기계를 의미하며, 도로, 하천, 항만, 철도, 플랜트 등과 같은 공사별로 각각 그 특성에 적합한 기계구조 및 성능을 보유하게 된다. 즉 건설 장비는 산업 현장에서 이루어지는 작업의 다양성으로 인해, 굴삭장비, 적재장비, 운반장비, 하역장비, 다짐장비, 기초공사장비 등으로 구분될 수 있으며, 구체적으로는 불도저, 굴삭기, 로더, 덤프트럭, 롤러 등과 같이 상당히 많은 종류의 장비를 포함하는 개념이다.

산업 현장에서 가장 기본적으로 수행되는 작업은 굴삭이다. 산업 공사 시에는 지면을 일정 깊이로 굴착하여 각종 구조물을 설치하거나, 또는 지면에 파이프 등을 매설하는 작업이 주로 수행되는데, 이때 굴삭기가 가장 많이 활용된다.

굴삭기는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업(또는 평탄화 작업) 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 장비의 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업장치로 구성되어 있다.

굴삭기는 주행체의 주행방식에 따라 무한궤도식 크롤라 굴삭기와 타이어식 휠 굴삭기로 구분된다. 크롤라 굴삭기는 휠 굴삭기에 비해 작업이 안정적이며 작업 생산성이 높기 때문에 장비 중량 1톤부터 100톤 이상의 초대형에 이르기까지 각 작업 현장에 폭 넓게 사용되며, 휠 굴삭기는 크롤라 굴삭기에 비해 타이어 지지 방식으로 인해 작업시 안정성은 떨어지나, 도로 주행이 가능하여 운반 트레일러 없이 작업장 이동이 가능하고 작업과 이동을 빈번하게 요구하는 작업 현장에 주로 사용된다.

또한, 굴삭기는 토사와 암석의 상태, 작업의 종류 및 용도에 따라 적절한 작업 장치를 장착하여 사용할 수 있다. 일반 굴삭 및 토사 운반을 위한 버켓(Bucket), 단단한 지면, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커, 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등이 굴삭기에 주로 사용되는 작업 장치이다.

굴삭기의 작업 모드는, 평탄화 작업을 위한 플로팅 모드, 파쇄 또는 다지기 작업을 위한 브레이커 모드, 굴삭, 적재, 선회 등의 기타 작업을 위한 노멀 모드로 크게 구분될 수 있다.

굴삭기를 이용한 작업 중에서, 버켓을 전후 방향으로 움직이면서 지면을 고르는 평탄화 작업을 수행하는 경우가 많다. 하지만 작업 시, 작업자는 붐, 암, 버켓을 매 순간 세밀하게 제어 해야 하기 때문에 느끼는 피로도가 높을 수 밖에 없다. 이런 점을 보완 하기 위해 붐 플로팅 기능을 사용한다. 붐 플로팅 기능은 붐 실린더의 로드 챔버와 헤드 챔버를 탱크로 연결 시켜 무 부하 상태로 만들어 붐이 암 조작만으로 지면 형상에 따라 자유롭게 움직이는 것이다. 따라서 굴곡진 지면을 따라 땅을 다지는 지면 평탄화(Grading) 작업 시 별도의 붐 조작 없이 암 조작 만으로 작업이 가능 하기 때문에 작업자의 편의성을 향상 시킨다.

하지만 평탄화 작업 중에 버켓이 지면에 가하는 힘이 너무 클 경우 특히 작업 장치의 무게에 비해 지면이 일반 지면 대비 상대적으로 너무 부드러운 조건에서는 버켓이 지면을 파고드는 등의 현상이 발생하여 평탄한 고르기 작업이 불가한 기술적 한계가 있다

국내 공개특허공보 제10-2010-0056087호 (공개일: 2010년 05월 27일)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 지면의 조건에 상관없이 지면 평탄화 작업을 용이하게 할 수 있도록 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 버켓이 지면에 가하는 하중을 일정하게 유지할 수 있어, 유지할 수 있어 보다 완성도 높은 평탄화 작업을 수행할 수 있도록 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템은, 엔진에 연결되어 헤드 챔버와 로드 챔버로 구성된 붐 실린더를 구동시키는 메인 펌프와, 상기 붐 실린더의 구동을 제어하는 메인 컨트롤 밸브를 포함하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템에 있어서, 상기 헤드 챔버 내의 압유를 제어하는 헤드용 밸브; 상기 로드 챔버 내의 압유를 제어하는 로드용 밸브; 및 붐 플로팅 모드 시에 상기 헤드 챔버 내에 별도의 압유를 공급하여 상기 헤드 챔버가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 하는 플로팅 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 플로팅 제어장치는, 상기 헤드 챔버가 상기 기 설정된 일정 압력을 유지하도록 압유를 토출하는 기어 펌프; 및 상기 기어 펌프와 상기 헤드용 밸브 사이에서 탱크로 연결되는 압유라인 상에 설치되는 릴리프 밸브를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 플로팅 제어장치는, 상기 헤드 챔버가 상기 기 설정된 일정 압력을 유지하도록 압유를 토출하는 기어 펌프; 상기 기어 펌프와 상기 헤드용 밸브 사이에 설치되는 체크밸브; 상기 체크밸브와 상기 헤드용 밸브 사이에서 탱크로 연결되는 압유라인 상에 설치되는 제1 릴리프 밸브; 및 상기 체크밸브와 상기 기어 펌프 사이에서 상기 탱크로 연결되는 압유라인 상에 설치되는 제2 릴리프 밸브를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 기어 펌프는, 상기 엔진으로부터 동력을 전달받아 작동될 수 있다.

구체적으로, 상기 헤드용 밸브는, 압유를 양방향으로 흐르게 하는 양방향 흐름 포트로서, 상기 붐 플로팅 모드 시에 플로팅 기능 온 상태가 되도록 하는 제1 포트; 및 압유의 흐름을 차단하는 양방향 차단 포트로서, 플로팅 기능 오프 상태가 상태가 되도록 하는 제2 포트를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 로드용 밸브는, 압유를 양방향으로 흐르게 하는 양방향 흐름 포트로서, 상기 붐 플로팅 모드 시에 플로팅 기능 온 상태가 되도록 하는 제1 포트; 및 압유를 탱크로 흐르게 하는 체크밸브식 포트로서, 플로팅 기능 오프 상태가 되도록 하는 제2 포트를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템은, 붐 실린더의 헤드 챔버에 기 설정된 일정 압력을 인가할 수 있도록 플로팅 제어장치를 구성함으로써, 지면에서 받을 수 있는 붐의 자중을 감소시켜 일반 지면 대비 상대적으로 부드러운 지면 조건에서도 붐의 무게에 의해 버켓이 지면 속으로 파고드는 현상을 방지할 수 있어, 지면의 조건에 상관없이 지면 평탄화 작업을 용이하게 할 수 있고, 붐 플로팅 기능을 구현 할 수 있는 자유도를 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템은, 플로팅 제어장치를 이용하여 버켓이 지면에 가하는 하중을 일정하게 유지할 수 있어, 보다 완성도 높은 평탄화 작업을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템에 의해 조작되는 건설기계의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템을 나타내는 회로도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템에 의해 조작되는 건설기계의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템을 나타내는 회로도이다.

이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템(200)에 의해 조작되는 건설기계(100)를 우선 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 건설기계(100)는 작업장치(110), 선회체(120), 주행부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 건설기계(100)는, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 평탄화 작업(정지작업) 등의 작업을 행하는 크롤러 형태의 굴삭기일 수 있다. 물론 건설기계(100)는 굴삭기가 아닌 붐 플로팅 시스템(200)이 적용되는 다양한 장비일 수 있지만, 이하에서는 건설기계(100)가 크롤러 굴삭기인 것으로 한정하여 설명하도록 한다. 다만, 이는 본 발명을 한정하는 것이 아니라 하나의 예시에 불과한 것임을 밝힌다.

작업장치(110)는, 건설기계(100)의 일측에 구비되고, 붐(111), 암(113), 버켓(115)으로 구성되어 있으며, 붐(111)이 2개의 붐 실린더(112)에 의해 작동되고 암(113)이 암 실린더(114)에 의해 작동됨으로써 버켓(115)의 위치가 조절될 수 있다. 버켓(115)은 버켓 실린더(116)에 의해 세부적인 작업을 수행할 수 있다. 여기서는 붐 실린더의 도면 부호를 '112'로 표시하였지만, 후술할 본 발명에 따른 붐 플로팅 시스템(200)을 설명할 때에는 붐 실린더를 편의상 '230'으로 표시한다. 건설기계(100)의 붐 실린더(112)와 붐 플로팅 시스템(200)의 붐 실린더(230)는 동일한 것일 수 있지만, 반드시 동일한 것으로 한정되지 않음은 물론이다.

일례로, 버켓 실린더(116)의 압축 시 버켓(115)은 굴삭을 위해 끝단이 전방으로 움직인 상태가 되고, 버켓 실린더(116)가 인장될 경우 버켓(115)은 내측으로 회전되며, 평탄화 작업, 굴삭작업, 적재작업, 등을 수행할 수 있다.

구체적으로, 건설기계(100)를 이용한 작업 중에서, 버켓(115)을 전후 방향으로 움직이면서 지면을 고르는 평탄화 작업을 수행하는 경우가 많으며, 이때 붐(111)의 플로팅 기능을 사용한다. 붐(111)의 플로팅 기능은 붐 실린더(112)의 로드 챔버와 헤드 챔버를 탱크로 연결시켜 무 부하 상태로 만들어 붐(111)이 암(113) 조작만으로 버켓(115)이 지면 형상에 따라 자유롭게 움직이는 것이다. 따라서 굴곡진 지면을 따라 땅을 다지는 지면 평탄화(Grading) 작업 시 별도의 붐(111) 조작 없이 암(113) 조작 만으로 작업이 가능 하기 때문에 작업자의 편의성을 향상 시킨다.

그런데 기존에는 버켓(115)이 지면에 가하는 힘이 너무 클 경우 특히 작업장치(110)의 무게에 비해 지면이 일반 지면 대비 상대적으로 너무 부드러운 조건에서는 버켓(115)이 지면을 파고드는 등의 현상이 발생하여 평탄한 고르기 작업이 불가한 기술적 한계가 있었는데, 본 실시예에서는 붐 플로팅 시스템(200)을 통해 이러한 기술적 한계를 극복하고자 한다. 붐 플로팅 시스템(200)에 관련된 상세한 설명은 후술할 것이다.

선회체(120)는, 앞부분에 작업장치(110)가 연결되며, 후술할 주행부(130)에 탑재되어 360도 회전할 수 있으며, 골조구조를 이루는 선회 프레임(121)과 선회 프레임(121) 상에 배설되는 운전실(123), 엔진(125), 카운터 웨이트(127)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서는 엔진의 도면 부호를 '125'로 표시하였지만, 후술할 본 발명에 따른 붐 플로팅 시스템(200)을 설명할 때에는 엔진 편의상 '290'으로 표시한다. 건설기계(100)의 엔진(125)과 붐 플로팅 시스템(200)의 엔진(290)은 동일한 것일 수 있지만, 반드시 동일한 것으로 한정되지 않음은 물론이다.

운전실(123)에는, 작업장치 조작부(도시하지 않음), 선회체 조작부(도시하지 않음), 주행 조작부(도시하지 않음) 등 작업자가 건설기계(100)를 운전할 수 있는 각종 조작 장치가 구비되어 있다. 작업장치 조작부는, 작업장치(110)의 세부 구성을 각각 조작할 수 있는 레버 혹은 스위치가 복수 개 구비될 수 있다. 선회체 조작부는, 선회체(120)의 선회 동작을 조작할 수 있으며, 레버 혹은 스위치가 복수 개 구비될 수 있다. 주행 조작부는, 후술할 주행부(130)의 조작을 위해 가속 페달과 제동 페달 및 전후좌우 방향 조절을 위한 복수 개의 주행 레버가 구비될 수 있다.

엔진(125)은, 기계실에 설치되어 작업장치(110)와 후술할 주행부(130)에 구동력을 전달한다. 엔진(125)은, 엔진(125)에 연결되는 펌프가 엔진(125)에 의해 작동되어 압유를 각 실린더(112, 114, 116)에 공급함으로써 작업장치(110)가 움직이도록 할 수 있다.

여기서, 엔진(125)에 연결되는 펌프는 붐 플로팅 시스템(200)에 압유를 공급하는 메인 펌프(210) 및 기어 펌프(281)일 수 있다.

주행부(130)는, 건설기계(100)의 이동 역할을 하며, 트럭 또는 트랙 프레임(131)의 전 측에는 좌우 한 벌의 유동륜(133)이 회전 가능하게 설치되고, 후 측에는 좌우 한 벌의 구동륜(135)이 회전 가능하게 설치되며, 유동륜(133)과 구동륜(135)을 감싸는 무한궤도(137)가 구비되어 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 붐 플로팅 시스템을 나타내는 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 건설기계(100)의 붐 플로팅 시스템(200)은, 메인 펌프(210), 파일럿 펌프(220), 붐 실린더(230), 메인 컨트롤 밸브(240), 리모트 컨트롤부(250), 헤드용 밸브(260), 로드용 밸브(270), 플로팅 제어장치(280)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기에서, 건설기계(100)는, 도 1에 도시된 굴삭기 이거나, 다른 건설기계일 수 있으며, 붐 실린더(230)는 도 1에 도시된 건설기계(100)의 붐 실린더(112)이거나 다른 건설기계의 붐 실린더일 수 있다.

메인 펌프(210)는, 헤드측 압유라인(201) 또는 로드측 압유라인(202)에 의해 후술할 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231) 또는 로드 챔버(232)와 연결되어, 붐 실린더(230)를 구동시킬 수 있다. 메인 펌프(210)와 붐 실린더(230)를 연결하는 헤드측 및 로드측 압유라인(201, 202)상에 후술할 메인 컨트롤 밸브(240)가 구비될 수 있다.

파일럿 펌프(220)는, 파일럿 신호라인(도시하지 않음)에 의해 연결되는 각종 밸브 또는 각종 스풀의 상태를 절환시킬 수 있으며, 후술할 리모트 컨트롤부(250)에 의해 파일럿 신호 인가 여부가 제어될 수 있다.

붐 실린더(230)는, 헤드측 압유라인(201) 또는 로드측 압유라인(202)에 의해 메인 펌프(210)와 연결되어 구동될 수 있으며, 헤드 챔버(231)와 로드 챔버(232)로 구성될 수 있다. 헤드 챔버(231)의 단면적은 로드 챔버(232)의 단면적보다 약 1.5~2배 정도 큰데, 이는 로드 챔버(232) 내에 붐(111)과 연결되는 로드가 존재하기 때문이다. 일반적으로 붐 실린더(230)는, 2개가 설치되며, 각각의 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231)에는 세이프티 밸브(233)가 설치될 수 있다.

메인 컨트롤 밸브(240)는, 메인 펌프(210)와 붐 실린더(230) 사이의 헤드측 압유라인(201)과 로드측 압유라인(202) 사이에 설치되어 붐 실린더(230)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어할 수 있다.

리모트 컨트롤부(250)는, 파일럿 펌프(220)로부터 토출되는 파일럿 신호 인가 유무를 제어함에 의해 메인 컨트롤 밸브(240), 각종 밸브 또는 각종 스풀을 제어할 수 있다.

헤드용 밸브(260)는, 일단이 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231)에 연결되고 타단이 후술할 플로팅 제어장치(280)에 연결되는 헤드측 압유복귀라인(204) 상에 구비될 수 있으며, 헤드 챔버(231)의 압유가 후술할 플로팅 제어장치(280)를 통해 탱크(206)로 복귀하는 것을 제어하거나, 별도의 압유가 플로팅 제어장치(280)에 의해 헤드 챔버(231)로 공급하는 것을 제어할 수 있다.

이러한 헤드용 밸브(260)는 플로팅 기능 온 상태가 되도록 하는 제1 포트(261)와 플로팅 기능 오프 상태가 상태가 되도록 하는 제2 포트(262)로 절환되도록 구성될 수 있다. 제1 포트(261)는 압유를 양방향으로 흐르게 하는 양방향 흐름 포트일 수 있고, 제2 포트(262)는 압유의 흐름을 차단하는 양방향 차단 포트일 수 있다.

구체적으로, 헤드용 밸브(260)는, 제1 포트(261)로 절환하면, 헤드 챔버(231)의 압유가 헤드측 압유복귀라인(204)을 통해 탱크(206)로 복귀되면서 붐(111)을 하강시키는 상태, 또는 붐(111)이 하강된 상태에서 헤드 챔버(231)에 별도의 압유를 공급하여 헤드 챔버(231)가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 하는 상태, 즉 붐(111)의 하방향 플로팅 기능을 수행할 수 있게 하는 플로팅 기능 온 상태가 될 수 있도록 한다.

또한, 헤드용 밸브(260)는, 제2 포트(262)로 절환하면, 헤드 챔버(231)의 압유가 헤드측 압유복귀라인(204)을 통해 탱크(206)로 복귀되는 것이 차단되어 플로팅 기능 오프 상태가 될 수 있도록 한다.

로드용 밸브(270)는, 일단이 붐 실린더(230)의 로드 챔버(232)에 연결되고 타단이 탱크(206)에 연결되는 로드측 압유복귀라인(205) 상에 구비될 수 있으며, 절환되어 로드 챔버(232)의 압유가 탱크(206)로 복귀하는 것을 제어할 수 있다.

이러한 로드용 밸브(270)는 플로팅 기능 온 상태가 되도록 하는 제1 포트(271)와 플로팅 기능 오프 상태가 되도록 하는 제2 포트(272)로 절환되도록 구성될 수 있다. 제1 포트(271)는 압유를 양방향으로 흐르게 하는 양방향 흐름 포트일 수 있고, 제2 포트(272)는 압유를 탱크(206)로 흐르게 하는 체크밸브식 포트일 수 있다.

구체적으로, 로드용 밸브(270)는, 제1 포트(271)로 절환하면, 로드 챔버(232)의 압유가 로드측 압유복귀라인(205)을 통해 탱크(206)로 복귀되면서 붐(111)을 상승시키는 상태, 즉 붐(111)의 상방향 플로팅 기능을 수행할 수 있게 하는 플로팅 기능 온 상태가 되고, 제2 포트(272)로 절환하면, 로드 챔버(232)의 압유가 로드측 압유복귀라인(205)을 통해 탱크(206)로 복귀되는 것이 차단되어 플로팅 기능 오프 상태가 된다.

플로팅 제어장치(280)는, 헤드용 밸브(260)가 구비되는 헤드측 압유복귀라인(204)의 타단과 연결될 수 있으며, 붐 플로팅 모드시 작동되어 헤드 챔버(231) 내의 압유가 탱크(206)로 복귀 또는 헤드 챔버(231)로 별도의 압유가 공급되도록 하여, 헤드 챔버(231)가 항상 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 구성될 수 있다. 이러한 플로팅 제어장치(280)는, 제1 릴리프 밸브(281), 체크밸브(282), 기어 펌프(283), 제2 릴리프 밸브(284)를 포함할 수 있다.

제1 릴리프 밸브(281)는, 제1 압유라인(285a) 상에 설치될 수 있다. 제1 압유라인(285a)은 일단이 헤드측 압유복귀라인(204)의 타단에 연결되고, 타단이 탱크(206)에 연결되도록 구성될 수 있다.

이러한 제1 릴리프 밸브(281)는, 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231)가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 하는 압력으로 세팅 된다.

즉, 제1 릴리프 밸브(281)는, 붐 플로팅 모드 시에 헤드 챔버(231)의 내부 압력이 기 설정된 일정 압력보다 낮으면 후술할 기어 펌프(283)로부터 토출되는 별도의 압유가 헤드 챔버(231)로 공급되는데, 이때 별도의 압유가 제1 압유라인(285a)을 통해 탱크(206)으로 바로 복귀되지 않도록 하여, 제1 압유라인(285a)에 일정 압력을 유지시킴은 물론 헤드 챔버(231)가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 한다.

또한, 제1 릴리프 밸브(281)는 붐 플로팅 모드 시에 헤드 챔버(231)의 내부 압력이 기 설정된 일정 압력보다 높으면 헤드 챔버(231) 내의 압유가 탱크(206)로 복귀되도록 함은 물론이다.

또한, 제1 릴리프 밸브(281)는, 붐 플로팅 모드 상태에서 평탄화 작업을 하는 중에 외부로부터의 심한 충격 등으로 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231) 내부의 압력이 기 설정된 일정 압력보다 순간적으로 높아질 때에 압유를 탱크(206)로 복귀하도록 하여 충격을 완화시키는 안정장치 역할을 할 수 있다.

체크밸브(282)는, 제2 압유라인(285b) 상에 설치될 수 있다. 제2 압유라인(285b)은 일단이 헤드측 압유복귀라인(204)의 타단과 제1 압유라인(285a)의 일단에 연결되고, 타단이 후술할 제3 압유라인(285c)과 후술할 제4 압유라인(285d)에 연결되도록 구성될 수 있다.

이러한 체크밸브(282)는, 붐 플로팅 모드 시에 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231) 측으로부터 압유가 후술할 기어 펌프(283)측으로 역류되는 것을 방지하도록 구성될 수 있으며, 이로써 기어 펌프(283)를 보호하는 역할을 할 수 있다.

기어 펌프(283)는, 엔진(290)으로부터 동력을 전달받아 작동될 수 있으며, 제3 압유라인(285c)을 통해 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231)에 별도의 압유를 공급할 수 있다. 제3 압유라인(285c)은 일단이 제2 압유라인(285b)의 타단과 후술할 제4 압유라인(285d)에 연결되고, 타단이 기어 펌프(283)에 연결되도록 구성될 수 있다.

이러한 기어 펌프(283)는, 붐 플로팅 모드 시에 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231)가 항상 기 설정된 일정 압력을 유지할 수 있도록 별도의 압유를 토출한다.

제2 릴리프 밸브(284)는, 제4 압유라인(285d) 상에 설치될 수 있다. 제4 압유라인(285d)은 일단이 제2 압유라인(285b)의 타단과 제3 압유라인(285c)의 일단에 연결되고 타단이 탱크(206)에 연결되도록 구성될 수 있다.

이러한 제2 릴리프 밸브(284)는, 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231)가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 하는 압력으로 세팅 된다.

즉, 제2 릴리프 밸브(284)는, 붐 플로팅 모드 시에 헤드 챔버(231)의 내부 압력이 기 설정된 일정 압력보다 낮으면 후술할 기어 펌프(283)로부터 토출되는 별도의 압유가 헤드 챔버(231)로 공급되는데, 이때 별도의 압유가 제4 압유라인(285d)을 통해 탱크(206)으로 바로 복귀되지 않도록 하여, 제4 압유라인(285d)에 일정 압력을 유지시킴은 물론 헤드 챔버(231)가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 한다.

또한, 제2 릴리프 밸브(284)는 붐 플로팅 모드 시에 헤드 챔버(231)의 내부 압력이 기 설정된 일정 압력보다 높으면 별도의 압유가 제4 압유라인(285d)을 통해 탱크(206)로 복귀되도록 함은 물론이다.

이와 같이 본 실시예는, 붐 실린더(230)의 헤드 챔버(231)에 기 설정된 일정 압력을 인가할 수 있도록 플로팅 제어장치(280)를 구성함으로써, 지면에서 받을 수 있는 붐(111)의 자중을 감소시켜 일반 지면 대비 상대적으로 비교적 부드러운 지면 조건에서도 붐(111)의 무게에 의해 버켓(115)이 지면 속으로 파고드는 현상을 방지할 수 있어, 지면의 조건에 상관없이 지면 평탄화 작업을 용이하게 할 수 있고, 붐 플로팅 기능을 구현 할 수 있는 자유도를 확보할 수 있다.

또한, 본 실시예는, 플로팅 제어장치(280)를 이용하여 버켓(115)이 지면에 가하는 하중을 일정하게 유지할 수 있어, 보다 완성도 높은 평탄화 작업을 수행할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 건설기계 110: 작업장치
111: 붐 112: 붐 실린더
113: 암 114: 암 실린더
115: 버켓 116: 버켓 실린더
120: 선회체 121: 선회 프레임
123: 운전실 125: 엔진
127: 카운터 웨이트 130: 주행부
131: 트럭 또는 트랙 프레임 133: 유동륜
135: 구동륜 137: 무한궤도
200: 붐 플로팅 시스템 201: 헤드측 압유라인
202: 로드측 압유라인 204: 헤드측 압유복귀라인
205: 로드측 압유복귀라인 206: 탱크
210: 메인 펌프 220: 파일럿 펌프
230: 붐 실린더 231: 헤드 챔버
232: 로드 챔버 233: 세이프티 밸브
240: 메인 컨트롤 밸브 250: 리모트 컨트롤부
260: 헤드용 밸브 270: 로드용 밸브
280: 플로팅 제어장치 281: 제1 릴리프 밸브
282: 체크밸브 283: 기어 펌프
284: 제2 릴리프 밸브 285a: 제1 압유라인
285b: 제2 압유라인 285c: 제3 압유라인
285d: 제4 압유라인 290: 엔진

Claims

엔진에 연결되어 헤드 챔버와 로드 챔버로 구성된 붐 실린더를 구동시키는 메인 펌프와, 상기 붐 실린더의 구동을 제어하는 메인 컨트롤 밸브를 포함하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템에 있어서,
상기 헤드 챔버 내의 압유를 제어하는 헤드용 밸브;
상기 로드 챔버 내의 압유를 제어하는 로드용 밸브; 및
붐 플로팅 모드 시에 상기 헤드 챔버 내에 별도의 압유를 공급하여 상기 헤드 챔버가 기 설정된 일정 압력으로 유지되도록 하는 플로팅 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 플로팅 제어장치는,
상기 헤드 챔버가 상기 기 설정된 일정 압력을 유지하도록 압유를 토출하는 기어 펌프; 및
상기 기어 펌프와 상기 헤드용 밸브 사이에서 탱크로 연결되는 압유라인 상에 설치되는 릴리프 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 플로팅 제어장치는,
상기 헤드 챔버가 상기 기 설정된 일정 압력을 유지하도록 압유를 토출하는 기어 펌프;
상기 기어 펌프와 상기 헤드용 밸브 사이에 설치되는 체크밸브;
상기 체크밸브와 상기 헤드용 밸브 사이에서 탱크로 연결되는 압유라인 상에 설치되는 제1 릴리프 밸브; 및
상기 체크밸브와 상기 기어 펌프 사이에서 상기 탱크로 연결되는 압유라인 상에 설치되는 제2 릴리프 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 기어 펌프는,
상기 엔진으로부터 동력을 전달받아 작동되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 헤드용 밸브는,
압유를 양방향으로 흐르게 하는 양방향 흐름 포트로서, 상기 붐 플로팅 모드 시에 플로팅 기능 온 상태가 되도록 하는 제1 포트; 및
압유의 흐름을 차단하는 양방향 차단 포트로서, 플로팅 기능 오프 상태가 상태가 되도록 하는 제2 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 로드용 밸브는,
압유를 양방향으로 흐르게 하는 양방향 흐름 포트로서, 상기 붐 플로팅 모드 시에 플로팅 기능 온 상태가 되도록 하는 제1 포트; 및
압유를 탱크로 흐르게 하는 체크밸브식 포트로서, 플로팅 기능 오프 상태가 되도록 하는 제2 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 붐 플로팅 시스템.