KR20170106424A

KR20170106424A - 건설 기계

Info

Publication number: KR20170106424A
Application number: KR1020177023019A
Authority: KR
Inventors: 세이지 히지카타; 고지 이시카와; 신야 이무라
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-09-20
Also published as: KR101959652B1; JPWO2017056199A1; EP3358200A1; WO2017056199A1; EP3358200B1; US20180274208A1; CN107250570A; EP3358200A4; CN107250570B; US10526767B2; JP6467515B2

Abstract

적은 수량의 밸브 구성으로, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 복귀유의 재생을 가능하게 하고, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 양호한 조작성을 확보할 수 있는 건설 기계를 제공한다. 제1 유압 액추에이터와, 제2 유압 액추에이터와, 탱크와, 상기 제2 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 제1 유압 펌프를 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 제1 유압 액추에이터의 상승 조작 시 또는 하강 조작 시에 발생하는 복귀유의 공급원을 선택해서 배출하는 복귀유 선택 장치와, 상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 제2 유압 액추에이터와 상기 제1 유압 펌프의 사이에 공급해서 재생하는 재생 관로와, 상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 탱크로 배출하는 배출 관로와, 상기 재생 관로를 흐르는 압유의 유량과 상기 배출 관로를 흐르는 압유의 유량을 조정 가능한 재생 배출 유량 조정 장치를 구비하였다.

Description

건설 기계

본 발명은 건설 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유압 셔블 등의 유압 액추에이터를 구비하고, 유압 액추에이터로부터의 압유를 재생하는 재생 회로를 구비한 건설 기계에 관한 것이다.

건설 기계에 있어서, 엔진의 연비를 향상시켜 에너지 절약화를 도모하기 위해서, 유압 액추에이터로부터의 복귀유를 제어 밸브를 통해서 재생하는 기술이 알려져 있으며, 그 예가 특허문헌 1과 특허문헌 2에 기재되어 있다.

특허문헌 1에는, 건설 기계에서의 작업 장치를 구동하기 위한 붐 실린더에 있어서, 그 자중 낙하 시에 보텀측 유실로부터 배출되는 동력을 제어 밸브를 통해서 다른 유압 액추에이터의 구동으로 재생시키는 유압 제어 장치가 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2는, 종래 탱크로 배출되고 있던 복귀유를 효율적으로 이용하기 위해서, 유압 셔블이 붐 상승과 아암 크라우딩의 복합 동작을 행하는 굴삭 시에 있어서, 붐 실린더의 로드측 유실의 고압유를 아암 실린더의 보텀측 유실로 재생시키는 유압 구동 장치가 기재되어 있다.

일본 특허 제5296570호 공보 일본 특허 제4562948호 공보

상술한 종래 기술에 의하면, 붐 하강 조작 시 또는 붐 상승 조작 시에 있어서의, 붐 실린더로부터의 복귀유를 재생할 수 있기 때문에, 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 그러나, 어느 종래 기술도, 붐 하강 시 또는 붐 상승 시의 어느 한쪽의 조작 시에 있어서의 복귀유의 재생에 대해서만 기재되어 있고, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작에 있어서의 복귀유의 재생에 대응하는 기술에 대해서는, 언급하고 있지 않다.

종래 기술을 기초로, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 복귀유의 재생을 행하고자 하면, 붐 상승 조작 시의 복귀유를 탱크로 배출하는 밸브와 재생하는 밸브, 붐 하강 조작 시의 복귀유를 탱크로 배출하는 밸브와 재생하는 밸브의 합계 4개의 밸브가 필요하게 되므로, 유압기기의 대형화를 초래할 우려가 있다.

또한, 붐 상승 조작 시와 붐 하강 조작 시의 탱크에의 배출량과 재생 유량을 적절하게 제어하는 것이, 조작성을 유지하기 위해서 필요하며, 예를 들어 단순한 전환 회로로는 오퍼레이터에 큰 위화감을 부여해버리므로, 회로의 복잡화가 필요해져, 생산성을 악화시킬 우려가 있다.

본 발명은 상술한 사항에 기초해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 적은 수량의 밸브 구성으로, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 복귀유의 재생을 가능하게 하고, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 양호한 조작성을 확보할 수 있는 건설 기계를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 예를 들어 특허 청구 범위에 기재된 구성을 채용한다. 본원은, 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 제1 유압 액추에이터와, 제2 유압 액추에이터와, 탱크와, 상기 제2 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 제1 유압 펌프를 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 제1 유압 액추에이터의 상승 조작 시 또는 하강 조작 시에 발생하는 복귀유의 공급원을 선택해서 배출하는 복귀유 선택 장치와, 상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 제2 유압 액추에이터와 상기 제1 유압 펌프의 사이에 공급해서 재생하는 재생 관로와, 상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 탱크로 배출하는 배출 관로와, 상기 재생 관로를 흐르는 압유의 유량과 상기 배출 관로를 흐르는 압유의 유량을 조정 가능한 재생 배출 유량 조정 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 적은 수량의 밸브 구성으로, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 복귀유의 재생을 가능하게 하고, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 양호한 조작성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태인 유압 셔블을 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 유압 구동 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 재생 제어 밸브의 개구 면적 특성을 도시하는 특성도이다.
도 4는 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 컨트롤러의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 배출 밸브의 개구 면적 특성을 도시하는 특성도이다.
도 6은 본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태를 구성하는 유압 구동 시스템의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태를 구성하는 컨트롤러의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 건설 기계의 제3 실시 형태를 구성하는 유압 구동 시스템의 개략도이다.

이하, 본 발명의 건설 기계의 실시 형태를 도면을 사용해서 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태인 유압 셔블을 도시하는 측면도, 도 2는 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 유압 구동 시스템의 개략도이다.

도 1에서, 유압 셔블은 하부 주행체(201)와 상부 선회체(202)와 프론트 작업기(203)를 구비하고 있다. 하부 주행체(201)는, 좌우의 크롤러식 주행 장치(201a, 201a)(편측만 도시)를 갖고, 좌우의 주행 모터(201b, 201b)(편측만 도시)에 의해 구동된다. 상부 선회체(202)는 하부 주행체(201) 상에 선회 가능하게 탑재되어, 선회 모터(202a)에 의해 선회 구동된다. 프론트 작업기(203)는, 상부 선회체(202)의 전방부에 부앙 가능하게 설치되어 있다. 상부 선회체(202)에는 캐빈(운전실)(202b)이 구비되고, 캐빈(202b) 내에는 후술하는 조작 장치가 배치되어 있다.

프론트 작업기(203)는, 붐(205)(제1 피구동체), 아암(206)(제2 피구동체), 버킷(207)을 갖는 다관절 구조이며, 붐(205)은, 제1 유압 액추에이터인 붐 실린더(3)의 신축에 의해 상부 선회체(202)에 대하여 상하 방향으로 회동하고, 아암(206)은, 제2 유압 액추에이터인 아암 실린더(7)의 신축에 의해 붐(205)에 대하여 상하 및 전후 방향으로 회동하고, 버킷(207)은, 버킷 실린더(208)의 신축에 의해 아암(206)에 대하여 상하 및 전후 방향으로 회동한다.

도 2에 도시하는 본 실시 형태를 구성하는 유압 구동 시스템은, 붐 실린더(6)와, 아암 실린더(7)에 관한 시스템만을 예시하고 있다. 이 유압 구동 시스템은, 도시하지 않은 엔진에 구동되는 가변 용량형의 제1 유압 펌프(1)와 제2 유압 펌프(2)와, 제1 유압 펌프(1) 및 제2 유압 펌프(2) 중 적어도 한쪽으로부터 압유가 공급되어, 유압 셔블의 붐(205)을 구동하는 붐 실린더(6)(제1 유압 액추에이터)와, 제1 유압 펌프(1) 및 붐 실린더(6)의 복귀유 중 적어도 한쪽으로부터 압유가 공급되어, 유압 셔블의 아암(206)을 구동하는 아암 실린더(7)(제2 유압 액추에이터)와, 제1 유압 펌프(1)로부터 아암 실린더(7)에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 제어 밸브(3)와, 제1 유압 펌프(1)로부터 붐 실린더(6)에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)과 붐 실린더(6)의 복귀유의 배출 유량을 제어하는 배출 밸브(4)와, 제2 유압 펌프(2)로부터 붐 실린더(6)에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)과 붐 실린더(6)의 복귀유의 공급원을 선택 제어하는 복귀유 선택 장치로서의 복귀유 선택 밸브(5)와, 복귀유의 재생 유량과 배출 유량을 제어하는 재생 제어 밸브(8)와, 붐(205)의 동작 명령을 출력해서 배출 밸브(4)와 복귀유 선택 밸브(5)를 전환하는 제1 조작 장치(9)와, 아암(206)의 동작 명령을 출력해서 제어 밸브(3)를 전환하는 제2 조작 장치(11)를 구비하고 있다. 제1 유압 펌프(1)와 제2 유압 펌프(2)는, 도시하지 않은 다른 액추에이터에도 압유가 공급되도록 도시하지 않은 제어 밸브에도 접속되어 있지만, 그것들의 회로 부분은 생략하고 있다.

제1 유압 펌프(1)와 제2 유압 펌프는 가변 용량형이며, 토출 유량 조정 수단인 레귤레이터(1a, 2a)를 각각 구비하고, 컨트롤러(21)(후술)로부터의 제어 신호에 의해 레귤레이터(1a, 2a)를 제어함으로써, 제1 및 제2 유압 펌프(1, 2)의 틸팅각(용량)이 제어되고, 토출 유량이 제어된다.

제1 유압 펌프(1)로부터 토출되는 압유를, 붐 실린더(6), 아암 실린더(7)에 공급하는 제1 주관로(31)에는, 상류측에서부터 제어 밸브(3)와 배출 밸브(4)가 직렬로 배치되어 있다. 제2 유압 펌프(2)로부터 토출되는 압유를, 붐 실린더(6)에 공급하는 제2 주관로(32)에는, 복귀유 선택 밸브(5)가 배치되어 있다. 또한, 제1 주관로(31)에는, 제1 유압 펌프가 토출하는 압유의 압력을 검출하는 제2 압력 검출 장치로서의 압력 센서(18)가 설치되어 있다. 압력 센서(18)가 검출한 제1 유압 펌프의 토출압 신호는, 컨트롤러(21)에 입력되어 있다.

제어 밸브(3)는, 3위치 6포트의 전환 제어 밸브이며, 그 양쪽 조작부(3x, 3y)에 공급되는 파일럿 압력에 의해, 제어 밸브 위치를 전환하고, 작동유의 유로의 개구 면적을 변화시킨다. 이에 의해, 제1 유압 펌프(1)로부터 아암 실린더(7)에 공급되는 작동유의 방향과 유량을 제어하여, 아암 실린더(7)를 구동하고 있다. 또한, 제어 밸브(3)는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유가 공급되는 입구 포트(3c)와, 작동유 탱크(30)에 연통하는 출구 포트(3d)와, 중립 위치일 때 연통하는 센터 포트(3T)와, 아암 실린더(7)측에 접속하는 접속 포트(3a, 3b)를 갖고 있고, 중립 위치일 때는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유를 작동유 탱크(30)에 연통하는 센터 바이패스형이다. 또한, 제1 주관로(31)와 입구 포트(3c)를 접속하는 배관에 제1 유압 펌프(1)에의 역류를 방지하는 체크 밸브(15)가 설치되어 있다.

배출 밸브(4)는 3위치 7포트의 전환 제어 밸브이며, 복귀유 선택 밸브(5)는 3위치 6포트의 전환 제어 밸브이며, 그 양쪽 조작부(4x, 5x, 4y, 5y)에 공급되는 파일럿 압력에 의해, 제어 밸브 위치를 전환하고, 작동유의 유로의 개구 면적을 변화시킨다. 구체적으로는, 조작부(4y와 5y)에 파일럿 압력이 공급되면, 배출 밸브(4)는 좌측 방향으로 이동하고, 복귀유 선택 밸브(5)는 우측 방향으로 이동하여, 각각 A 위치로 전환된다. 반대로, 조작부(4x와 5x)에 파일럿 압력이 공급되면, 배출 밸브(4)는 우측 방향으로 이동하고, 복귀유 선택 밸브(5)는 좌측 방향으로 이동하여, 각각 B 위치로 전환된다. 이들의 동작에 의해, 제1 유압 펌프(1) 및 제2 유압 펌프(2) 중 적어도 한쪽으로부터 붐 실린더(6)에 공급되는 작동유의 방향과 유량을 제어하여, 붐 실린더(6)를 구동하고 있다.

또한, 복귀유 선택 밸브(5)는, 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유가 공급되는 입구 포트(5c)와, 후술하는 연통 관로(23)에 연통하는 접속 포트(5d)와, 중립 위치일 때 연통하는 센터 포트(5T)와, 붐 실린더(6)측에 접속하는 접속 포트(5a, 5b)를 갖고 있고, 중립 위치일 때는, 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유를 작동유 탱크(30)에 연통하는 센터 바이패스형이다. 또한, 제2 주관로(32)와 입구 포트(5c)를 접속하는 배관에 제2 유압 펌프(2)에의 역류를 방지하는 체크 밸브(12)가 설치되어 있다. 또한, 복귀유 선택 밸브(5)의 A 위치에서의 접속 포트(5a)로부터 접속 포트(5d)에 연통하는 내부 유로에는 교축 밸브가 설치되어 있다.

또한, 배출 밸브(4)는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유가 공급되는 입구 포트(4c)와, 작동유 탱크(30)에 연통하는 출구 포트(4d)와, 후술하는 연통 관로(23)에 연통하는 접속 포트(4e)와, 중립 위치일 때 연통하는 센터 포트(4T)와, 붐 실린더(6)측에 접속하는 접속 포트(4a, 4b)를 갖고 있고, 중립 위치일 때는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유를 작동유 탱크(30)에 연통하는 센터 바이패스형이다. 또한, 제1 주관로(31)와 입구 포트(4c)를 접속하는 배관에 제1 유압 펌프(1)에의 역류를 방지하는 체크 밸브(13)가 설치되어 있다. 또한, 배출 밸브(4)의 A 위치에서의 접속 포트(4e)로부터 접속 포트(4a)에 연통하는 내부 유로에는 교축 밸브가 설치되어 있다. 또한, 접속 포트(4e)에는, 연통 관로(23)의 일단부측이 접속되어 있고, 연통 관로(23)의 타단부측은, 재생 제어 밸브(8)를 통해서 복귀유 선택 밸브(5)의 접속 포트(5d)에 접속되어 있다.

붐 실린더(6)는, 실린더와 피스톤 로드를 갖고 있고, 실린더는, 보텀측 유실(6a)과 로드측 유실(6b)을 구비하고 있다. 보텀측 유실(6a)에는, 제1 관로(33)의 일단부측이 접속되어 있고, 제1 관로(33)의 타단부측은, 배출 밸브(4)의 접속 포트(4a)와 복귀유 선택 밸브(5)의 접속 포트(5a)에 접속되어 있다. 로드측 유실(6b)에는, 제2 관로(34)의 일단부측이 접속되어 있고, 제2 관로(34)의 타단부측은, 배출 밸브(4)의 접속 포트(4b)와 복귀유 선택 밸브(5)의 접속 포트(5b)에 접속되어 있다. 또한, 제1 관로(33)에는, 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)의 압력을 검출하는 제1 압력 검출 장치로서의 압력 센서(17)가 설치되어 있다. 압력 센서(17)가 검출한 붐 실린더 보텀측 유실(6a)의 압력 신호는, 컨트롤러(21)에 입력되어 있다.

아암 실린더(7)는, 실린더와 피스톤 로드를 갖고 있고, 실린더는, 보텀측 유실(7a)과 로드측 유실(7b)을 구비하고 있다. 보텀측 유실(7a)에는, 제3 관로(35)의 일단부측이 접속되어 있고, 제3 관로(35)의 타단부측은, 제어 밸브(3)의 접속 포트(3a)에 접속되어 있다. 로드측 유실(7b)에는, 제4 관로(36)의 일단부측이 접속되어 있고, 제4 관로(36)의 타단부측은, 제어 밸브(3)의 접속 포트(3b)에 접속되어 있다.

배출 관로로서의 연통 관로(23)는, 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)로부터의 복귀유를 복귀유 선택 밸브(5)로부터 배출 밸브(4)를 통해서, 작동유 탱크(30)로 배출하기 위한 것이다. 연통 관로(23)의 중간부에는, 복귀유를 배출할지 재생할지를 전환하는 재생 제어 밸브(8)가 설치되어 있다. 재생 제어 밸브(8)는, 2위치 3포트의 전자 비례 밸브이며, 컨트롤러(21)로부터의 명령을 받는 조작부와 스풀부와 스프링부를 구비하고 있다. 재생 제어 밸브(8)는, 2개의 포트(한쪽의 출구 포트와 입구 포트)에 연통 관로(23)가 접속되고, 1개의 포트(다른 쪽의 출구 포트)에는, 재생 관로(24)의 일단부측이 접속되어 있다. 재생 관로(24)의 타단부측은, 재생 관로(24)로부터의 유출만을 허가하는 체크 밸브(16)를 통해서 제어 밸브(3)의 입구 포트(3c)에 접속되어 있다.

재생 제어 밸브(8)는, 컨트롤러(21)로부터의 명령 신호가 없을 때는, 스프링에 의해 스풀을 연통 위치에 배치한다. 연통 관로(23)가 연통하므로, 붐 실린더(6)로부터의 복귀유는 배출 밸브(4)에 공급되어 작동유 탱크(30)로 배출 가능하게 된다. 한편, 컨트롤러(21)로부터의 명령 신호에 의해, 스풀을 이동시킴으로써, 복귀유의 작동유 탱크(30)에의 배출량을 감소시켜, 재생 관로(24)를 통해서 제어 밸브(3)에 공급하는 재생 유량을 조정한다.

제1 조작 장치(9)는, 조작 레버와 파일럿 밸브(9a)를 구비하고 있고, 파일럿 밸브(9a)는, 조작 레버의 틸팅 조작의 조작량에 따른 파일럿압을 발생시키고 있다. 제1 조작 장치(9)로부터는, 파선으로 나타내는 파일럿 라인이 배출 밸브(4)와 복귀유 선택 밸브(5)의 각 조작부(4x, 4y, 5x, 5y)에 접속되어 있다. 조작 레버를 붐 상승측으로 조작하면, 조작 레버의 조작량에 따른 붐 상승 파일럿압(Pu)이 생성되고, 이 붐 상승 파일럿압(Pu)은, 배출 밸브(4)의 조작부(4x)와 복귀유 선택 밸브(5)의 조작부(5x)에 공급되고, 이 파일럿압에 따라서 배출 밸브(4)는 붐 상승 방향(도시 좌측의 위치)으로, 복귀유 선택 밸브(5)는 붐 상승 방향(도시 우측의 위치)으로, 각각 전환된다. 마찬가지로, 조작 레버를 붐 하강측으로 조작하면, 조작 레버의 조작량에 따른 붐 하강 파일럿압(Pd)이 생성되고, 이 붐 하강 파일럿압(Pd)은, 배출 밸브(4)의 조작부(4y)와 복귀유 선택 밸브(5)의 조작부(5y)에 공급되고, 이 파일럿압에 따라서 배출 밸브(4)는 붐 하강 방향(도시 우측의 위치)으로, 복귀유 선택 밸브(5)는 붐 하강 방향(도시 좌측의 위치)으로, 각각 전환된다.

제2 조작 장치(10)는, 조작 레버와 파일럿 밸브(10a)를 구비하고 있고, 파일럿 밸브(10a)는, 조작 레버의 틸팅 조작의 조작량에 따른 파일럿압을 발생시키고 있다. 제2 조작 장치(10)로부터는, 파선으로 나타내는 파일럿 라인이 제어 밸브(3)의 조작부(3x, 3y)에 접속되어 있다. 조작 레버를 크라우딩측으로 조작하면, 조작 레버의 조작량에 따른 크라우딩 파일럿압(Pc)이 생성되고, 이 크라우딩 파일럿압(Pc)은, 제어 밸브(3)의 조작부(3x)에 공급되고, 이 파일럿압에 따라서 제어 밸브(3)는 크라우딩 방향(도시 좌측의 위치)으로 전환된다. 마찬가지로, 조작 레버를 덤프측으로 조작하면, 조작 레버의 조작량에 따른 덤프 파일럿압(Pd)이 생성되고, 이 덤프 파일럿압(Pd)은, 제어 밸브(3)의 조작부(3y)에 공급되고, 이 파일럿압에 따라서 제어 밸브(3)는 덤프 방향(도시 우측의 위치)으로 전환된다.

붐 하강 파일럿 라인과 붐 상승 파일럿 라인에는, 붐 하강 파일럿 압력(Pd)을 검출하는 압력 센서(19)와, 붐 상승 파일럿 압력(Pu)을 검출하는 압력 센서(25)가 설치되어 있다. 이들 압력 센서(19 및 25)가 검출한 압력 신호는, 컨트롤러(21)에 입력되어 있다. 마찬가지로, 아암 크라우딩 파일럿 라인과 아암 덤프 파일럿 라인에는, 아암 크라우딩 파일럿 압력(Pc)을 검출하는 압력 센서(26)와, 아암 덤프 파일럿 압력(Pd)을 검출하는 압력 센서(20)가 설치되어 있다. 이들 압력 센서(26 및 20)가 검출한 압력 신호는, 컨트롤러(21)에 입력되어 있다.

컨트롤러(21)는, 압력 센서(18, 19, 20, 25, 26)로부터의 검출 신호(118, 119, 120, 125, 126)를 입력하고, 이들 신호에 기초해서 소정의 연산을 행하여, 재생 제어 밸브(8)에 제어 명령을 출력한다.

여기서, 압력 센서(19)와 압력 센서(25)는, 제1 조작 장치(9)의 조작량을 검출 가능한 제1 조작량 검출기이며, 압력 센서(26)와 압력 센서(20)는, 제2 조작 장치(10)의 조작량을 검출 가능한 제2 조작량 검출기이다.

재생 제어 밸브(8)는 컨트롤러(21)로부터의 제어 명령에 의해 동작한다. 구체적으로는, 조작부에 공급되는 전기 신호에 의해, 그 스트로크가 제어되고, 개방도(개구 면적)가 제어된다.

도 3은, 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 재생 제어 밸브의 개구 면적 특성을 도시하는 특성도이다. 도 3의 횡축은 재생 제어 밸브(8)의 스풀 스트로크를 나타내고, 종축은 개구 면적을 나타내고 있다.

도 3에서, 스풀 스트로크가 최소인 경우(노멀 위치에 있는 경우)는, 배출측 통로가 개방되어 있어 개구 면적은 최대이며, 재생측 통로가 폐쇄되어 개구 면적은 제로이다. 스트로크를 점점 증가시켜 나가면, 배출측 통로의 개구 면적이 점점 감소하고, 재생측 통로가 개방되어 개구 면적이 점점 증가해 간다. 스트로크를 더욱 증가시키면, 배출측 통로가 폐쇄되고(개구 면적이 제로가 되고), 재생측 통로의 개구 면적은 더욱 증가해 간다. 이렇게 구성되어 있는 결과, 스풀 스트로크가 최소인 경우에는, 붐 실린더(6)로부터 배출된 압유는 재생되지 않고, 전량이 배출 밸브(4)측으로 유입되고, 스트로크를 점점 상방으로 움직여 나가면, 붐 실린더(6)로부터 배출된 압유의 일부가 재생 관로(24)로 유입된다. 또한, 스트로크를 조정함으로써, 배출측 통로와 재생 관로(24)의 개구 면적을 변화시킬 수 있어, 재생 유량을 제어할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 재생 관로(24)를 흐르는 압유의 유량과 작동유 탱크(30)에 접속하는 배출 관로로서의 연통 관로(23)를 흐르는 압유의 유량을 조정 가능하게 하는 재생 배출 유량 조정 장치를, 배출 밸브(4)와 복귀유 선택 밸브(5)와 재생 제어 밸브(8)로 구성하고 있다.

이어서, 상술한 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태의 동작에 대해서 설명한다. 먼저 오퍼레이터에 의한 붐 상승 조작에 대해서 설명한다.

도 2에서, 제1 조작 장치(9)의 조작 레버에 의해 붐 상승의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(9a)로부터 발생한 붐 상승 파일럿 압력(Pu)은, 배출 밸브(4)의 조작부(4x)와 복귀유 선택 밸브(5)의 조작부(5x)에 공급된다. 이에 의해, 배출 밸브(4)는 우측 방향으로 이동하고, 복귀유 선택 밸브(5)는 좌측 방향으로 이동하여, 각각 B 위치로 전환된다.

그 결과, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유는, 배출 밸브(4)의 입구 포트(4c)로부터 내부 유로와 접속 포트(4a)를 경유하여, 제1 관로(33)를 통해서 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)에 공급된다. 또한, 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유는, 복귀유 선택 밸브(5)의 입구 포트(5c)로부터 내부 유로와 접속 포트(5a)를 경유하여, 제1 관로(33)를 통해서 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)에 공급된다.

한편, 붐 실린더(6)의 로드측 유실(6b)로부터 배출되는 복귀유는, 제2 관로(34)와, 복귀유 선택 밸브(5)의 접속 포트(5b)로부터 내부 유로와 접속 포트(5d)를 경유하고, 연통 관로(23)로 유입된다. 유입된 압유는, 배출 밸브(4)의 접속 포트(4e)로부터 내부 유로에 설치된 교축 밸브와 출구 포트(4d)를 경유해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 이와 같이, 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)에는, 제1 유압 펌프(1)와 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유가 유입됨과 함께, 로드측 유실(6b) 내의 압유는, 복귀유 선택 밸브(5)와 배출 밸브(4)를 통해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 그 결과, 붐 실린더(6)의 피스톤 로드가 신장되고, 붐은 상승 방향으로 동작한다.

이어서, 오퍼레이터에 의한 아암 크라우딩 조작에 대해서 설명한다.

도 2에서, 제2 조작 장치(10)의 조작 레버에 의해 아암 크라우딩의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(10a)로부터 발생한 아암 크라우딩 파일럿 압력(Pc)은, 제어 밸브(3)의 조작부(3x)에 공급된다. 이에 의해, 제어 밸브(3)는 우측 방향으로 이동하여, B 위치로 전환된다.

그 결과, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유는, 제어 밸브(3)의 입구 포트(3c)로부터 내부 유로와 접속 포트(3a)를 경유하여, 제3 관로(35)를 통해서 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)에 공급된다.

한편, 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)로부터 배출되는 복귀유는, 제4 관로(36)와, 제어 밸브(3)의 접속 포트(3b)로부터 내부 유로와 출구 포트(3d)를 경유해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 이와 같이, 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)에는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유가 유입됨과 함께, 로드측 유실(7b) 내의 압유는, 제어 밸브(3)를 통해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 그 결과, 아암 실린더(7)의 피스톤 로드가 신장되고, 아암은 크라우딩 방향으로 동작한다.

이어서, 오퍼레이터에 의한 붐 상승 조작과 아암 크라우딩 조작을 동시에 행하여, 붐 실린더(6)로부터의 복귀유를 아암 실린더(7)로 재생하는 동작에 대해서 설명한다. 붐 실린더(6)의 복귀유를 아암 실린더(7)로 재생하는 경우, 상술한 붐 상승 동작과 아암 크라우딩 동작 외에도, 재생 제어 밸브(8)가 컨트롤러(21)에 의해 제어된다. 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2), 제어 밸브(3), 배출 밸브(4), 복귀유 선택 밸브(5)의 동작은, 상기와 마찬가지이기 때문에, 상세 설명은 생략한다.

제1 조작 장치(9)의 조작 레버에 의해 붐 상승의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(9a)로부터 발생한 붐 상승 파일럿 압력(Pu)은, 압력 센서(25)에 의해 검출되어 컨트롤러(21)에 입력된다. 또한, 제2 조작 장치(10)의 조작 레버에 의해 아암 크라우딩의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(10a)로부터 발생한 아암 크라우딩 파일럿 압력(Pc)은, 압력 센서(26)에 의해 검출되어 컨트롤러(21)에 입력된다. 또한, 제1 유압 펌프(1)의 토출압은, 압력 센서(18)에 의해 검출되어 컨트롤러(21)에 입력된다.

컨트롤러(21)는, 입력된 각 신호에 기초하여 재생 제어 밸브(8)의 명령 신호를 산출하여, 재생 제어 밸브(8)의 개방도 스트로크를 제어한다. 재생 제어 밸브(8)의 개방도 스트로크가 제어됨으로써, 복귀유 선택 밸브(5)의 접속 포트(5b)로부터 내부 유로와 접속 포트(5d)를 경유하여, 연통 관로(23)로 유입된 붐 실린더(6)의 로드측 유실(6b)로부터 배출된 복귀유가, 재생 제어 밸브(8)를 통해서 재생 관로(24)로 유입된다. 재생 관로(24)로 유입된 복귀유는, 체크 밸브(16)를 통해서 제어 밸브(3)의 입구 포트(3c)로 유입된다. 그 결과, 연통 관로(23)로 유입된 붐 실린더(6)로부터의 복귀유는, 재생 제어 밸브(8)를 통해서 제1 유압 펌프의 토출측으로 흘러, 제어 밸브(3)를 통해서, 아암 실린더(7)로 재생된다. 붐 실린더(6)의 복귀유는 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)로 재생되므로, 아암 실린더(7)를 효율적으로 동작시키는 것이 가능하게 된다.

이어서, 오퍼레이터에 의한 붐 하강 조작에 대해서 설명한다.

도 2에서, 제1 조작 장치(9)의 조작 레버에 의해 붐 하강의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(9a)로부터 발생한 붐 하강 파일럿 압력(Pd)은, 배출 밸브(4)의 조작부(4y)와 복귀유 선택 밸브(5)의 조작부(5y)에 공급된다. 이에 의해, 배출 밸브(4)는 좌측 방향으로 이동하고, 복귀유 선택 밸브(5)는 우측 방향으로 이동하여, 각각 A 위치로 전환된다.

그 결과, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유는, 배출 밸브(4)의 입구 포트(4c)로부터 내부 유로와 접속 포트(4b)를 경유하여, 제2 관로(34)를 통해서 붐 실린더(6)의 로드측 유실(6b)에 공급된다. 또한, 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유는, 복귀유 선택 밸브(5)의 입구 포트(5c)로부터 내부 유로와 접속 포트(5b)를 경유하여, 제2 관로(34)를 통해서 붐 실린더(6)의 로드측 유실(6b)에 공급된다.

한편, 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)로부터 배출되는 복귀유는, 제1 관로(33)와, 복귀유 선택 밸브(5)의 접속 포트(5a)로부터 내부 유로와 접속 포트(5d)를 경유하여, 연통 관로(23)로 유입된다. 유입된 압유는, 배출 밸브(4)의 접속 포트(4e)로부터 내부 유로에 설치된 교축 밸브와 출구 포트(4d)를 경유해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 이와 같이, 붐 실린더(6)의 로드측 유실(6b)에는, 제1 유압 펌프(1)와 제2 유압 펌프(2)로부터의 압유가 유입됨과 함께, 보텀측 유실(6a) 내의 압유는, 복귀유 선택 밸브(5)와 배출 밸브(4)를 통해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 그 결과, 붐 실린더(6)의 피스톤 로드가 축단하고, 붐은 하강 방향으로 동작한다.

이어서, 오퍼레이터에 의한 아암 덤프 조작에 대해서 설명한다.

도 2에서, 제2 조작 장치(10)의 조작 레버에 의해 아암 덤프의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(10a)로부터 발생한 아암 덤프 파일럿 압력(Pd)은, 제어 밸브(3)의 조작부(3y)에 공급된다. 이에 의해, 제어 밸브(3)는 좌측 방향으로 이동하여, A 위치로 전환된다.

그 결과, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유는, 제어 밸브(3)의 입구 포트(3c)로부터 내부 유로와 접속 포트(3b)를 경유하여, 제4 관로(36)를 통해서 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)에 공급된다.

한편, 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)로부터 배출되는 복귀유는, 제3 관로(35)와, 제어 밸브(3)의 접속 포트(3a)로부터 내부 유로와 출구 포트(3d)를 경유해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 이와 같이, 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)에는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유가 유입됨과 함께, 보텀측 유실(7a) 내의 압유는, 제어 밸브(3)를 통해서 작동유 탱크(30)로 배출된다. 그 결과, 아암 실린더(7)의 피스톤 로드가 축소하고, 아암은 덤프 방향으로 동작한다.

이어서, 오퍼레이터에 의한 붐 하강 조작과 아암 덤프 조작을 동시에 행하여, 붐 실린더(6)로부터의 복귀유를 아암 실린더(7)로 재생하는 동작에 대해서 설명한다. 붐 실린더(6)의 복귀유를 아암 실린더(7)로 재생하는 경우, 상술한 붐 하강 동작과 아암 덤프 동작 외에도, 재생 제어 밸브(8)가 컨트롤러(21)에 의해 제어된다. 제1 유압 펌프(1), 제2 유압 펌프(2), 제어 밸브(3), 배출 밸브(4), 복귀유 선택 밸브(5)의 동작은, 상기와 마찬가지이기 때문에, 상세 설명은 생략한다.

제1 조작 장치(9)의 조작 레버에 의해 붐 하강의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(9a)로부터 발생한 붐 하강 파일럿 압력(Pd)은, 압력 센서(19)에 의해 검출되어 컨트롤러(21)에 입력된다. 또한, 제2 조작 장치(10)의 조작 레버에 의해 아암 덤프의 조작이 행하여지면, 파일럿 밸브(10a)로부터 발생한 아암 덤프 파일럿 압력(Pd)은, 압력 센서(20)에 의해 검출되어 컨트롤러(21)에 입력된다. 또한, 제1 유압 펌프(1)의 토출압은, 압력 센서(18)에 의해 검출되어 컨트롤러(21)에 입력된다. 또한, 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)의 압력은, 압력 센서(17)에 의해 검출되어 컨트롤러(21)에 입력된다.

컨트롤러(21)는, 입력된 각 신호에 기초하여 재생 제어 밸브(8)의 명령 신호를 산출하고, 재생 제어 밸브(8)의 개방도 스트로크를 제어한다. 재생 제어 밸브(8)의 개방도 스트로크가 제어됨으로써, 복귀유 선택 밸브(5)의 접속 포트(5a)로부터 접속 포트(5d)를 경유하여, 연통 관로(23)로 유입된 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)로부터 배출된 복귀유가, 재생 제어 밸브(8)를 통해서 재생 관로(24)로 유입된다. 재생 관로(24)로 유입된 복귀유는, 체크 밸브(16)를 통해서 제어 밸브(3)의 입구 포트(3c)로 유입된다. 그 결과, 연통 관로(23)로 유입된 붐 실린더(6)로부터의 복귀유는, 재생 제어 밸브(8)를 통해서 제1 유압 펌프의 토출측으로 흘러, 제어 밸브(3)를 통해서, 아암 실린더(7)로 재생된다. 붐 실린더(6)의 복귀유는 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)로 재생되므로, 아암 실린더(7)를 증속하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 유압 펌프(1)의 레귤레이터(1a)를 제어함으로써, 제1 유압 펌프(1)의 유량을 억제할 수 있으므로, 구동 기기의 출력이 억제되어, 에너지 절약을 도모할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 붐 상승 시 또는 붐 하강 시의 복귀유를 재생측 또는 배출측으로 제어 가능하게 하는 재생 배출 유량 조정 장치를, 복귀유 선택 밸브(5)와 재생 제어 밸브(8)와 배출 밸브(4)의 최소한으로 필요한 3개의 밸브로 구성할 수 있다. 또한, 재생측의 유량은 재생 제어 밸브(8)로 조정 가능하게 하고, 배출측의 유량은 배출 밸브(4)로 조정 가능하게 하고 있으므로, 양호한 조작성을 확보할 수 있다.

이어서, 컨트롤러(21)가 실행하는 재생 제어 밸브(8)의 제어 방법에 대해서 도 4 및 5를 사용해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 컨트롤러의 블록도, 도 5는 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 배출 밸브의 개구 면적 특성을 도시하는 특성도이다. 도 4 및 도 5에서, 도 1 내지 도 3에 도시하는 부호와 동일한 부호의 것은 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(21)는, 함수 발생기(133), 함수 발생기(134), 감산기(135), 함수 발생기(136), 함수 발생기(137), 승산기(138), 승산기(138), 함수 발생기(139), 함수 발생기(140), 승산기(141), 승산기(142), 승산기(143), 최댓값 선택기(144), 출력 변환부(146)를 갖고 있다.

도 4에서, 검출 신호(119)는, 제1 조작 장치(9)의 조작 레버의 붐 하강 방향의 조작 파일럿압(Pd)을 압력 센서(19)에 의해 검출한 신호(레버 조작 신호)이며, 검출 신호(120)는, 제2 조작 장치(10)의 조작 레버의 아암 덤프 방향의 조작 파일럿압(Pd)을 압력 센서(20)에 의해 검출한 신호(레버 조작 신호)이며, 검출 신호(117)는, 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)의 압력(제1 관로(33)의 압력)을 압력 센서(17)에 의해 검출한 신호(보텀압 신호)이며, 검출 신호(118)는, 제1 유압 펌프(1)의 토출압(제1 주관로(31)의 압력)을 압력 센서(18)에 의해 검출한 신호(펌프압 신호)이다. 또한, 검출 신호(125)는, 제1 조작 장치(9)의 조작 레버의 붐 상승 방향의 조작 파일럿압(Pu)을 압력 센서(25)에 의해 검출한 신호(레버 조작 신호)이며, 검출 신호(126)는, 제2 조작 장치(10)의 조작 레버의 아암 크라우딩 방향의 조작 파일럿압(Pc)을 압력 센서(26)에 의해 검출한 신호(레버 조작 신호)이다.

함수 발생기(133)는, 붐 하강의 레버 조작 신호(119)에 따라서 재생 제어 밸브(8)의 재생측의 개구 면적을 산출하는 것이며, 도 3에 도시한 재생 제어 밸브(8)의 개구 면적 특성을 기초로 특성이 설정되어 있다. 함수 발생기(133)의 출력은 승산기(138)에 입력된다. 도 3의 횡축은 재생 제어 밸브(8)의 스풀 스트로크를 나타내고, 종축은 개구 면적을 나타내고 있다. 도 3에서, 스풀 스트로크가 최소인 경우에는, 배출측 통로가 개방되어 있고, 재생측의 개구 면적이 폐쇄되어 있기 때문에, 재생되지 않는다. 스트로크를 점점 증가시켜 가면, 배출측 통로의 개구 면적이 점점 감소하고, 재생측 통로가 개방되어 개구 면적이 점점 증가해 나가기 때문에, 붐 실린더(6)로부터 배출된 압유가 재생 관로(24)로 유입된다. 또한, 스트로크를 조정함으로써, 재생측의 개구 면적을 변화시킬 수 있으므로, 재생 유량을 제어할 수 있다.

환언하면, 붐 하강의 레버 조작 신호(119)가 큰 경우에는, 재생 제어 밸브(8)의 스트로크를 크게 해서 재생측의 개구 면적을 증가시켜, 재생 유량을 많이 흘리도록 제어한다. 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)로부터 배출되는 복귀유의 유량이, 재생되지 않는 경우와 동등해지도록, 함수 발생기(133)의 테이블을 조정하는 것이 바람직하다.

도 4로 돌아가서, 함수 발생기(134)는, 아암 덤프의 레버 조작 신호(120)에 따라서 승산기에서 사용할 계수를 산출하는 것이며, 레버 조작 신호(120)가 0부터 미리 정한 설정값까지 최솟값 0을 출력하고, 레버 조작 신호가 설정값을 초과했을 때 최댓값인 1을 출력한다. 함수 발생기(134)의 출력은 승산기(138)에 입력된다.

승산기(138)는, 함수 발생기(133)에서 산출된 개구 면적과 함수 발생기(134)에서 산출된 계수를 입력하여, 승산 값을 개구 면적으로서 출력한다. 승산기(138)의 출력은 승산기(142)에 입력된다. 이 연산에 의해, 붐 하강의 레버 조작 신호(119)가 들어와 있어도, 아암 덤프의 레버 조작 신호(120)가 들어와 있지 않으면, 승산기(138)로부터의 출력은 0이 되고, 재생 제어 밸브(8)는 스트로크 0인 상태 그대로가 된다. 이것은, 붐 하강 조작이 행하여져도, 아암 덤프 조작이 행하여지지 않고, 제어 밸브(3)가 중립 상태이며, 재생할 수 없는 경우에, 복귀유의 공급처가 없어지는 것을 방지하기 위한 연산이다.

감산기(135)는, 보텀압 신호(117)와 펌프압 신호(118)를 입력하여, 차압을 산출하고, 이 차압 신호를 함수 발생기(139)에 출력한다.

함수 발생기(139)는, 감산기(135)에서 산출한 차압에 따라서 승산기에서 사용할 계수를 산출하는 것이며, 차압이 0부터 미리 정한 설정값까지 최솟값 0을 출력하고, 차압이 설정값을 초과했을 때 최댓값인 1을 출력한다. 함수 발생기(139)의 출력은 승산기(142)에 입력된다.

승산기(142)는, 승산기(138)에서 산출된 개구 면적과 함수 발생기(139)에서 산출된 계수를 입력하여, 승산 값을 개구 면적으로서 출력한다. 승산기(142)의 출력은 최댓값 선택기(144)에 입력된다. 이 연산에 의해, 함수 발생기(133)에서 산출된 재생 제어 밸브(8)의 개구 면적은, 차압이 설정값보다도 낮은 경우에는, 재생 불가능이라고 판단해서 재생측의 개구 면적을 0으로 하는 신호가 생성된다. 한편, 차압이 설정값보다 높은 경우에는, 재생 가능이라고 판단해서 재생측의 개구 면적을 함수 발생기(133)로부터 출력된 값이 되도록 연산된다.

또한, 재생 제어 밸브(8)가 0 스트로크일 때는, 배출측이 완전 개방이 되고, 복귀유는 배출 밸브(4)에 공급되어, 배출 밸브(4)에 의해 적절하게 교축 제어가 이루어진다. 배출 밸브(4)의 개구 면적 특성을 도 5에 도시한다. 도 5의 횡축은 배출 밸브(4)의 스트로크를 나타내고, 종축은 개구 면적을 나타내고 있다. 배출 밸브(4)의 조작부(4x, 4y)에 붐 상승 파일럿압(Pu) 또는 붐 하강 파일럿압(Pd)이 입력되면, 파일럿압에 따라서 스트로크가 증가하게 된다. 따라서, 파일럿압의 증가에 따라서 개구 면적이 증가하는 특성이며, 배출 밸브(4)로 유입된 복귀유는, 레버 조작량에 따라서 적절하게 교축 제어된다. 또한, 배출 밸브(4)는 2개의 조작부(4x, 4y)를 갖고 있으며, 각각 독립적으로 특성을 설정 가능하다.

도 4로 돌아가서, 함수 발생기(136)는, 붐 상승의 레버 조작 신호(125)에 따라서 재생 제어 밸브(8)의 재생측의 개구 면적을 산출하는 것이다. 붐 상승의 레버 조작 신호(125)가 큰 경우에는, 재생 제어 밸브(8)의 스트로크를 크게 해서 재생측의 개구 면적을 증가시켜, 재생 유량을 많이 흘리도록 제어한다. 함수 발생기(136)의 출력은 승산기(141)에 입력한다.

함수 발생기(137)는, 아암 크라우딩의 레버 조작 신호(126)에 따라서 승산기에서 사용할 계수를 산출하는 것이며, 레버 조작 신호(126)가 0부터 미리 정한 설정값까지 최솟값 0을 출력하고, 레버 조작 신호가 설정값을 초과했을 때 최댓값인 1을 출력한다. 함수 발생기(137)의 출력은 승산기(141)에 입력된다.

승산기(141)는, 함수 발생기(136)에서 산출된 개구 면적과 함수 발생기(137)에서 산출된 계수를 입력하여, 승산 값을 개구 면적으로서 출력한다. 승산기(141)의 출력은 승산기(143)에 입력된다. 이 연산에 의해, 붐 상승의 레버 조작 신호(125)가 들어와 있어도, 아암 크라우딩의 레버 조작 신호(126)가 들어와 있지 않으면, 승산기(141)로부터의 출력은 0이 되고, 재생 제어 밸브(8)는 스트로크 0의 상태 그대로가 된다. 이것은, 붐 상승 조작이 행하여져도, 아암 크라우딩 조작이 행하여지지 않고, 제어 밸브(3)가 중립 상태이며, 재생할 수 없는 경우에, 복귀유의 공급처가 없어지는 것을 방지하기 위한 연산이다.

함수 발생기(140)는, 펌프압 신호(118)에 따라서 승산기에서 사용할 계수를 산출하는 것이며, 펌프압 신호(118)가 0부터 미리 정한 설정값까지 최솟값 0을 출력하고, 펌프압 신호(118)가 설정값을 초과했을 때 최댓값인 1을 출력한다. 함수 발생기(140)의 출력은 승산기(143)에 입력된다.

승산기(143)는, 승산기(141)에서 산출된 개구 면적과 함수 발생기(140)에서 산출된 계수를 입력하여, 승산 값을 개구 면적으로서 출력한다. 승산기(143)의 출력은 최댓값 선택기(144)에 입력된다. 이 연산은, 붐 실린더(6)에 굴삭 반력이 작용해서 붐 실린더(6)의 로드측 유실(6b)이 고압으로 되었을 때만, 로드측 유실(6b)의 복귀유를 아암 실린더(7)로 재생하기 위한 연산이다. 본 실시 형태에서는, 이 굴삭 상태의 판정을 펌프압 신호(118)에 의해 판단하고 있고, 펌프압 신호가 고압인 경우만, 승산기(141)의 출력에 따라서 재생 제어 밸브(8)를 재생 관로(24)에 접속하도록 제어한다.

또한, 공중의 수평 끌기와 같이 저부하 작업인 경우에는, 붐 상승의 복귀유는 아암 실린더(7)로 재생하는 것보다도 작동유 탱크(30)로 배출하는 것이 압력 손실을 더 저감할 수 있어 효율이 좋다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 펌프압 신호(118)가 설정값 이하인 경우에는, 함수 발생기(140)가 0을 출력하고, 승산기(141)의 출력에 관계없이 승산기(143)로부터 0을 출력시켜, 재생 제어 밸브(8)를 제어하지 않음으로써, 복귀유를 배출 밸브(4)로 유도하고, 여분의 손실을 저감하는 제어를 행하고 있다. 또한, 굴삭 시의 판정은, 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)의 압력 신호나 붐 실린더(6)의 로드측 유실(6b)의 압력 신호를 사용해도 된다.

최댓값 선택기(144)는, 승산기(142)의 출력과 승산기(143)의 출력이 입력되어, 어느 최댓값을 출력한다. 최댓값 선택기(144)의 출력은 출력 변환부(146)에 입력한다. 본 실시 형태에서는, 통상 승산기(142)의 출력과 승산기(143)의 출력은, 반드시 한쪽이 0으로 되어 있다. 붐 상승 조작과 붐 하강 조작은, 동시에 행할 수 없으므로, 함수 발생기(133와 136)의 어느 한쪽은 반드시 0으로 되기 때문이다. 아암 크라우딩 조작과 아암 덤프 조작의 관계도 동일하다. 최댓값 선택기(144)에 의해, 붐 상승 시 또는 붐 하강 시에 필요한 재생 제어 밸브(8)의 재생측 개구 면적이 산출된다.

출력 변환부(146)는, 입력된 재생 제어 밸브(8)의 재생측 개구 면적을 출력 변환하고, 재생 제어 밸브(8)에의 제어 명령인 전자기 밸브 명령(108A)으로서 출력한다. 이에 의해, 재생 제어 밸브(8)의 재생측 개구 면적은 원하는 값으로 제어된다.

이어서, 컨트롤러(21)의 동작에 대해서 설명한다.

붐 하강 조작의 레버 조작 신호(119)가 입력되면, 함수 발생기(133)는, 재생 제어 밸브(8)의 재생측의 개구 면적 신호를 산출하여, 승산기(138)에 출력한다. 아암 덤프 조작의 레버 조작 신호(120)가 입력되면, 함수 발생기(134)는, 아암 덤프 조작이 들어와 있고, 재생 가능할 때는 1을, 불가능할 때는 0을 승산기(138)에 출력한다. 승산기(138)는 함수 발생기(133)로부터 출력되는 재생 제어 밸브(8)의 개구 면적 신호를 보정해서 승산기(142)에 출력한다.

보텀압 신호(117)와 펌프압 신호(118)가 감산기(135)에 입력되어, 차압 신호를 산출한다. 차압 신호는 함수 발생기(139)에 입력되고, 함수 발생기(139)는 재생의 가능 또는 불가능의 판단을 행하여, 재생 가능할 때는 1을, 불가능할 때는 0을 승산기(142)에 출력한다. 승산기(142)는 함수 발생기(133)로부터 출력되는 재생 제어 밸브(8)의 개구 면적 신호를 보정해서 최댓값 선택기(144)에 출력한다.

붐 상승 조작의 레버 조작 신호(125)가 입력되면, 함수 발생기(136)는, 재생 제어 밸브(8)의 재생측 개구 면적 신호를 산출하여, 승산기(141)에 출력한다. 아암 크라우딩 조작의 레버 조작 신호(126)가 입력되면, 함수 발생기(137)는, 아암 크라우딩 조작이 들어와 있고, 재생 가능할 때는 1을, 불가능할 때는 0을 승산기(141)에 출력한다. 승산기(141)는 함수 발생기(136)로부터 출력되는 재생 제어 밸브(8)의 개구 면적 신호를 보정해서 승산기(143)에 출력한다.

펌프압 신호(118)가 함수 발생기(140)에 입력되고, 함수 발생기(140)는 굴삭 상태인지 여부의 판단을 행하여, 굴삭 상태일 때는 1을, 굴삭 상태가 아닐 때는 0을 승산기(143)에 출력한다. 승산기(143)는, 함수 발생기(136)로부터 출력되는 재생 제어 밸브(8)의 개구 면적 신호를 보정해서 최댓값 선택기(144)에 출력한다.

최댓값 선택기(144)에 의해, 붐 상승 시 또는 붐 하강 시에 필요한 재생 제어 밸브(8)의 재생측 개구 면적이 산출되어, 출력 변환부(146)에 출력된다. 출력 변환부(146)에서는, 입력된 재생 제어 밸브(8)의 개구 면적을 출력 변환하여, 재생 제어 밸브(8)에의 제어 명령인 전자기 밸브 명령(108A)으로서 출력한다. 이에 의해, 재생 제어 밸브(8)의 재생측 개구 면적을 원하는 값으로 제어할 수 있다.

이상의 동작에 의해, 붐 상승 시 또는 하강 시의 복귀유는, 재생 시에 있어서 재생 제어 밸브(8)에 의해 적절하게 교축 제어됨과 함께, 재생하지 않는 경우에도, 배출 밸브(4)로 적절하게 교축 제어된다. 이에 의해, 양호한 조작성을 확보할 수 있다. 또한, 붐 상승 시 또는 하강 시의 복귀유를, 재생 제어 밸브(8)와 복귀유 선택 밸브(5)와 배출 밸브(4)의 3개의 밸브만으로, 적절하게 유량 조정하면서 재생할 수 있으므로, 양호한 조작성을 확보할 수 있다.

상술한 본 발명의 건설 기계의 제1 실시 형태에 의하면, 적은 수량의 밸브 구성으로, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 복귀유의 재생을 가능하게 하고, 붐 상승 조작과 붐 하강 조작의 양쪽 조작 시에 있어서의 양호한 조작성을 확보할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 붐 상승 조작 시의 복귀유를 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)로 재생하는 경우를 예로 들어 설명하고 있다. 이것은, 통상의 유압 셔블의 자갈 쌓기 동작 또는 수평 끌기 동작 시에, 효과가 얻어지는 구성이다. 그러나, 이것에 한정하는 것은 아니다. 필요에 따라 붐 상승 조작 시의 복귀유를 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)이나, 다른 유압 액추에이터로 재생하도록 구성해도 된다. 또한 붐 하강 조작 시의 복귀유를 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)이나 다른 유압 액추에이터로 재생하도록 구성해도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 붐 실린더(6)와 아암 실린더(7)에 압유를 공급 가능한 제1 유압 펌프(1)로부터 배출 밸브(4)를 통해서 붐 실린더(6)에 압유를 공급하고, 붐 실린더(6)에 압유를 공급 가능한 제2 유압 펌프(2)로부터 복귀유 선택 밸브(5)를 통해서 붐 실린더(6)에 압유를 공급하는 구성으로 하고 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 유압 펌프(1)로부터 복귀유 선택 밸브(5)를 통하고, 제2 유압 펌프(2)로부터 배출 밸브(4)를 통하여, 붐 실린더(6)에 압유를 공급하는 구성으로 해도 된다. 이것은, 예를 들어 밸브를 일체로 제작하는 경우에, 가장 구성하기 쉬운 접속을 가능하게 한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 컨트롤러(21)로, 보텀압 신호(117)와 펌프압 신호(118)에 의해, 차압을 연산하고, 차압이 설정값 이하인 경우에는 붐 하강 조작 시의 재생을 시키지 않는 제어를 행하고 있지만, 붐 하강 조작 시의 복귀유의 압력이, 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)의 압력보다도 반드시 높아지는 건설 기계의 경우에는, 이러한 제어를 필요로 하지 않는다.

또한, 본 실시 형태에서는, 컨트롤러(21)로, 펌프압 신호(118)를 도입하여, 펌프압 신호(118)가 설정값 이하인 경우에는 붐 상승 조작 시에 재생을 시키지 않는 제어를 행하고 있지만, 이것은 필수가 아니며, 효율보다도 속도가 중요시되는 건설 기계에서는, 부하에 관계없이 재생을 행해도 동작상 문제는 없다. 또한, 이 경우에는 압력 센서(18)가 불필요하게 되어, 비용 저감이 도모된다.

실시예 2

이하, 본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태를 도면을 사용해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태를 구성하는 유압 구동 시스템의 개략도, 도 7은 본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태를 구성하는 컨트롤러의 블록도이다. 도 6 및 도 7에서, 도 1 내지 도 5에 나타내는 부호와 동일한 부호의 것은 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태에서, 유압 구동 시스템의 개략은, 제1 실시 형태와 대략 동일하지만, 재생 제어 밸브(8)를 재생 밸브(41)와 배출 밸브(42)로 치환한 점과, 배출 밸브(4)를 제2 제어 밸브(40)로 치환한 점이 제1 실시 형태와 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태의 재생 제어 밸브(8)를 재생 밸브(41)와 배출 밸브(42)로 하고, 컨트롤러(21A)에 의해 각각 개방도를 제어하도록 했으므로, 보다 세밀한 유량 제어가 가능해진다. 또한, 제1 실시 형태에서의 배출 밸브(4)의 복귀유를 제어하는 기능을 배출 밸브(42)로 행하기 위해서, 제1 유압 펌프(1)의 압유를 붐 실린더(6)에 전환 공급하는 기능만을 갖는 제2 제어 밸브(40)로 치환되어 있다.

구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이 연통 관로(23)의 중간부에 복귀유의 유량을 조정 가능한 2위치 2포트의 전자 비례 밸브인 배출 밸브(42)가 설치되어 있다. 또한, 재생 관로(24)의 중간부에는, 재생 유량을 조정 가능한 2위치 2포트의 전자 비례 밸브인 재생 밸브(41)가 설치되어 있다. 연통 관로(23)에서의 배출 밸브(42)와 복귀유 선택 밸브(5)의 사이에는 재생 관로(24)의 일단부측이 접속된 분기부가 설치되어 있다.

제2 제어 밸브(40)는, 3위치 6포트의 전환 제어 밸브이며, 그 양쪽 파일럿 조작부(40x, 40y)에 공급되는 파일럿 압력에 의해, 제어 밸브 위치를 전환하여, 작동유의 유로 개구 면적을 변화시킨다. 이에 의해, 제1 유압 펌프(1)로부터 붐 실린더(6)에 공급되는 작동유의 방향과 유량을 제어하여, 붐 실린더(7)를 구동하고 있다. 또한, 제2 제어 밸브(40)는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유가 공급되는 입구 포트(40c)와, 중립 위치일 때 연통하는 센터 포트(40T)와, 붐 실린더(6)측에 접속하는 접속 포트(40a, 40b)를 갖고 있고, 중립 위치일 때는, 제1 유압 펌프(1)로부터의 압유를 작동유 탱크(30)에 연통하는 센터 바이패스형이다. 또한, 제1 주관로(31)와 입구 포트(40c)를 접속하는 배관에 제1 유압 펌프(1)에의 역류를 방지하는 체크 밸브(13)가 설치되어 있다.

이어서, 본 실시 형태에서의 컨트롤러(21A)가 실행하는 재생 밸브(41)와 배출 밸브(42)의 제어 방법에 대해서 도 7을 사용해서 설명한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 컨트롤러(21A)의 구성은, 제1 실시 형태에서의 컨트롤러(21)의 구성에 대하여, 이하의 점이 상이하다.

(a) 붐 하강 조작량인 레버 조작 신호(119)와, 붐 상승 조작량인 레버 조작 신호(125)가 입력되는 함수 발생기(133, 136)가, 함수 발생기(147, 148)로 치환되어 있다. 또한, 아암 덤프 조작량인 레버 조작 신호(120)와, 아암 크라우딩 조작량인 레버 조작 신호(126)가 입력되는 함수 발생기(134, 137)가, 함수 발생기(152, 153)로 치환되어 있다.

(b) 함수 발생기(147)의 출력과 함수 발생기(148)의 출력이 입력되어, 최댓값을 선택하는 제2 최댓값 선택기(149)와, 제2 최댓값 선택기(149)의 출력으로부터 최댓값 선택기(144)의 출력을 감산하는 제2 감산기(150)와, 최댓값 선택기(144)의 출력과 제2 감산기(150)의 출력이 입력되어, 재생 밸브(41)의 명령인 전자기 밸브 명령(141A)과 배출 밸브(42)의 명령인 전자기 밸브 명령(142A)을 출력하는 출력 변환부(151)가 추가되어 있다.

본 실시 형태에서는, 함수 발생기(147)와 함수 발생기(148)에 의해, 통상 재생하지 않는 경우에 있어서의 배출측의 교축 제어되는 개구 면적 신호를 산출한다. 즉, 제1 실시 형태에서의 배출 밸브(4)의 개구 면적과 동등한 개구 면적이 산출된다. 또한, 함수 발생기(147)와 함수 발생기(148)로부터 출력되는 개구 면적 신호를 목표 개구 면적 신호라고 한다.

함수 발생기(152)는, 아암 덤프 조작량인 레버 조작 신호(120)에 따라서 승산기에서 사용할 계수를 산출하는 것이며, 레버 조작 신호(120)가 0일 때 최솟값 0을 출력하고, 레버 조작 신호(120)의 증가에 수반해서 출력을 증대시켜 최대값으로서 1을 출력한다. 함수 발생기(152)로부터 출력되는 값은, 승산기(138)에 출력되어, 목표 개구 면적을 보정한다.

함수 발생기(153)는, 아암 크라우딩 조작량인 레버 조작 신호(126)에 따라서 승산기에서 사용할 계수를 산출하는 것이며, 레버 조작 신호(126)가 0일 때 최솟값 0을 출력하고, 레버 조작 신호(126)의 증가에 수반해서 출력을 증대시켜 최대값으로서 1을 출력한다. 함수 발생기(153)로부터 출력되는 값은, 승산기(141)에 출력되어, 목표 개구 면적을 보정한다.

함수 발생기(152)와 함수 발생기(153)의 출력에 의한 연산은, 제1 실시 형태에서의 재생 가능인지 불가능인지의 ON/OFF적인 제어에 대하여, 아암 조작에 따른 보다 세밀한 제어를 가능하게 한다.

승산기(138)와 승산기(142)와 승산기(141)와 승산기(143)에서 보정된 목표 개구 면적 신호는, 최댓값 선택기(144)와 출력 변환부(151)를 통해서, 전자기 밸브 명령(141A)으로서 재생 밸브(41)에 출력된다. 이에 의해, 컨트롤러(21)에서 연산된 목표 개구 면적이 되도록 재생 밸브(41)가 교축 제어된다.

한편, 제2 최댓값 선택기(149)는, 함수 발생기(147)의 출력과 함수 발생기(148)의 출력 중 어느 하나의 최댓값을 선택하고, 붐 하강 시 또는 붐 상승 시의 재생하지 않는 경우에 있어서의 배출 밸브(42)의 개구 면적 신호를 출력한다.

제2 감산기(150)는, 제2 최댓값 선택기(149)의 출력인 붐 하강 시 또는 붐 상승 시의 재생하지 않는 경우에 있어서의 배출 밸브(42)의 개구 면적 신호로부터, 최댓값 선택기(144)의 출력인 재생 밸브(41)의 목표 개구 면적 신호가 감산되어, 배출 밸브(42)의 목표 개구 면적 신호로서 산출되고, 출력 변환부(151)를 통해서, 전자기 밸브 명령(142A)으로서 배출 밸브(42)에 출력된다. 이 연산에 의해, 재생 밸브(41)에서 재생측에 흘리는 개구 면적만큼, 배출 밸브(42)의 개구 면적이 감산됨으로써, 배출 밸브(42)는 재생하지 않는 경우보다도 조여진다. 그 결과, 작동유 탱크(30)로 배출되는 복귀유가 감소하고, 재생측에 많은 유량이 흐르게 된다.

또한, 함수 발생기(152) 또는 함수 발생기(153)가 1을 출력하는 경우, 즉 아암 실린더(7)에 최대한 복귀유를 재생 가능한 경우에는, 함수 발생기(147)와 함수 발생기(148)에서 산출된 목표 개구 면적 신호가 그대로 최댓값 선택기(144)를 통해서 제2 감산기(150)에 입력되므로, 제2 감산기(150)의 출력은 0이 된다. 그 결과, 배출 밸브(42)는 폐지되므로, 복귀유 모두가 재생되게 된다.

반대로, 재생 불가능이라고 판단되어 재생 밸브(41)의 목표 개구 면적 신호가 0인 경우에는, 제2 감산기(150)의 출력은 제2 최댓값 선택기(149)의 출력 상태 그대로가 되고, 모든 복귀유가 배출 밸브(42)를 통해서 작동유 탱크(30)로 배출되어, 함수 발생기(147)와 함수 발생기(148)에서 설정한 개구 면적에서 적절하게 교축 제어된다.

이상의 동작에 의해, 본 실시 형태에서는, 붐 상승 시 또는 하강 시의 복귀유는, 재생 시에 있어서 재생 밸브(41)에 의해 적절하게 교축 제어됨과 함께, 재생하지 않는 경우에도, 배출 밸브(42)에서 적절하게 교축 제어된다. 이에 의해, 양호한 조작성을 확보할 수 있다. 또한, 붐 상승 시 또는 하강 시의 복귀유를, 재생 밸브(41)와 복귀유 선택 밸브(5)와 배출 밸브(42)의 3개의 밸브만으로, 적절하게 유량 조정하면서 재생할 수 있으므로, 양호한 조작성을 확보할 수 있다.

상술한 본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태에 의하면, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 건설 기계의 제2 실시 형태에 의하면, 재생측과 배출측의 유량을 각각 독립해서 제어 가능하므로, 보다 세밀한 조정이 가능하게 되어, 양호한 조작성을 확보할 수 있다.

실시예 3

이하, 본 발명의 건설 기계의 제3 실시 형태를 도면을 사용해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 건설 기계의 제3 실시 형태를 구성하는 유압 구동 시스템의 개략도이다. 도 8에서, 도 1 내지 도 7에 나타내는 부호와 동일한 부호의 것은 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 건설 기계의 제3 실시 형태에서, 유압 구동 시스템의 개략은, 제1 실시 형태와 대략 동일하지만, 컨트롤러(21)와 압력 센서(17, 18, 19, 20, 25, 26)와 전자 비례 밸브인 재생 제어 밸브(8)를 생략하고, 전기적으로 제어되는 것을 모두 유압적으로 동작하는 것으로 바꾼 점이 상이하다. 압력 센서나 컨트롤러(21)에 해당하는 것으로서, 제1 로직 밸브(27)와 제2 로직 밸브(28)와 고압 선택 밸브(29)가 설치되고, 전자 비례 밸브였던 재생 제어 밸브(8)를 유압 구동의 재생 제어 밸브(43)로 치환하고 있다.

구체적으로는, 도 8에 도시하는 바와 같이 연통 관로(23)의 중간부에 복귀유를 배출할지 재생할지를 전환하는 재생 제어 밸브(43)가 설치되어 있다. 재생 제어 밸브(43)는, 2위치 3포트의 제어 밸브이며, 고압 선택 밸브(29)로부터의 파일럿압을 받는 조작부(43a)와 스풀부와 스프링부를 구비하고 있다. 재생 제어 밸브(43)는, 2개의 포트(한쪽의 출구 포트와 입구 포트)에 연통 관로(23)가 접속되고, 1개의 포트(다른 쪽의 출구 포트)에는, 재생 관로(24)의 일단부측이 접속되어 있다.

제1 로직 밸브(27)는 2위치 2포트의 전환 밸브이며, 파일럿 밸브(10a)로부터의 아암 크라우딩 파일럿압(Pc)이 파일럿 유로를 통해서 공급되는 조작부(27a)와 스풀부와 스프링부를 구비하고 있다. 제1 로직 밸브(27)의 입구 포트에는, 파일럿 밸브(9a)로부터의 붐 상승 파일럿압(Pu)이 파일럿 유로를 통해서 공급되고, 제1 로직 밸브(27)의 출구 포트는, 고압 선택 밸브(29)의 한쪽의 입력 포트에 파일럿 유로를 통해서 접속되어 있다.

제2 로직 밸브(28)는 2위치 2포트의 전환 밸브이며, 파일럿 밸브(10a)로부터의 아암 덤프 파일럿압(Pd)이 파일럿 유로를 통해서 공급되는 조작부(28a)와 스풀부와 스프링부를 구비하고 있다. 제2 로직 밸브(28)의 입구 포트에는, 파일럿 밸브(9a)로부터의 붐 하강 파일럿압(Pd)이 파일럿 유로를 통해서 공급되고, 제2 로직 밸브(28)의 출구 포트는, 고압 선택 밸브(29)의 다른 쪽 입력 포트에 파일럿 유로를 통해서 접속되어 있다.

제1 로직 밸브(27)는, 노멀 위치에서는 폐지되어 있어, 붐 상승 파일럿압(Pu)이 작용해도, 아암 크라우딩 파일럿압(Pc)의 공급에 의한 전환이 이루어지지 않으면, 로직 밸브의 출력인 고압 선택 밸브(29)에 공급하는 파일럿압은 0이 된다. 또한, 반대로, 아암 크라우딩 파일럿압(Pc)에 의해, 제1 로직 밸브(27)가 전환되어 있어도, 붐 상승 파일럿압(Pu)이 0인 경우에는, 제1 로직 밸브(27)로부터 출력되는 파일럿압은 0이 된다. 즉, 제1 로직 밸브(27)는, 붐 상승 파일럿압(Pu)과 아암 크라우딩 파일럿압(Pc)의 양쪽이 입력된 경우에 파일럿압을 출력한다. 이것은, 붐 상승 조작과 아암 크라우딩 조작이 들어있는 경우에, 붐 상승 조작 시의 복귀유를 아암 실린더(7)의 보텀측 유실(7a)로 재생하기 위해서 재생 제어 밸브(43)를 전환하는 신호가 출력되는 것을 의미하고 있다.

제2 로직 밸브(28)도 제1 로직 밸브(27)와 마찬가지로, 파일럿 밸브(9a)로부터의 붐 하강 파일럿압(Pd)과 파일럿 밸브(10a)로부터의 아암 덤프 파일럿압(Pd)이 양쪽 입력된 경우에 파일럿압을 출력한다. 이것은, 붐 하강 조작과 아암 덤프 조작이 들어있는 경우에, 붐 하강 조작 시의 복귀유를 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)로 재생하기 위해서 재생 제어 밸브(43)를 전환하는 신호가 출력되는 것을 의미하고 있다.

제1 로직 밸브(27)와 제2 로직 밸브(28)로부터 출력되는 파일럿압은, 고압 선택 밸브(29)에 공급되고, 임의의 높은 쪽의 압력이 재생 제어 밸브(43)의 조작부(43a)에 공급되어, 재생 제어 밸브(43)를 전환한다. 이 경우, 붐 상승 파일럿압(Pu)과 붐 하강 파일럿압(Pd)은, 동시에 출력되지 않기 때문에, 제1 로직 밸브(27)와 제2 로직 밸브(28)로부터 동시에 파일럿압이 출력되지 않는다. 즉, 붐 상승 아암 크라우딩 시의 재생을 위한 제어 신호 또는 붐 하강 아암 덤프 시의 재생을 위한 제어 신호의 어느 한쪽이 재생 제어 밸브(43)에 입력되게 된다. 재생 제어 밸브(43)를 전환함으로써, 연통 관로(23)로 흐른 복귀유는, 재생 제어 밸브(43)를 통해서 아암 실린더(7)로 재생된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 붐 실린더(6)의 보텀측 유실(6a)의 압력과 제1 유압 펌프(1)의 토출압을 검지하고 있지 않으므로, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 붐 하강 조작 시의 복귀유의 압력이, 아암 실린더(7)의 로드측 유실(7b)의 압력보다도 반드시 높아지는 건설 기계나, 붐 상승 시에 있어서 효율보다도 속도가 중요시되는 건설 기계에 적용하면 좋다.

상술한 본 발명의 건설 기계의 제3 실시 형태에 의하면, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 건설 기계의 제3 실시 형태에 의하면, 유압 구동 장치를 모두 유압적으로 제어하므로, 비용 저감이 도모된다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다.

1: 제1 유압 펌프 2: 제2 유압 펌프
3: 제어 밸브
4: 배출 밸브(재생 배출 유량 조정 장치)
5: 복귀유 선택 밸브(재생 배출 유량 조정 장치)
6: 붐 실린더 7: 아암 실린더
8: 재생 제어 밸브(재생 배출 유량 조정 장치)
9: 제1 조작 장치 10: 제2 조작 장치
12: 체크 밸브 13: 체크 밸브
14: 체크 밸브 15: 체크 밸브
16: 체크 밸브 17: 압력 센서
18: 압력 센서 19: 압력 센서
20: 압력 센서 21: 컨트롤러
21A: 컨트롤러 23: 연통 관로(배출 관로)
24: 재생 관로 25: 압력 센서
26: 압력 센서 27: 제1 로직 밸브
28: 제2 로직 밸브 29: 고압 선택 밸브
30: 작동유 탱크 31: 제1 주관로
32: 제2 주관로 33: 제1 관로
34: 제2 관로 35: 제3 관로
36: 제4 관로 40: 제2 제어 밸브
41: 재생 밸브(재생 배출 유량 조정 장치)
42: 배출 밸브(재생 배출 유량 조정 장치)
43: 재생 제어 밸브(재생 배출 유량 조정 장치)

Claims

제1 유압 액추에이터와, 제2 유압 액추에이터와, 탱크와, 상기 제2 유압 액추에이터에 압유를 공급하는 제1 유압 펌프를 구비한 건설 기계에 있어서,
상기 제1 유압 액추에이터의 상승 조작 시 또는 하강 조작 시에 발생하는 복귀유의 공급원을 선택해서 배출하는 복귀유 선택 장치와,
상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 제2 유압 액추에이터와 상기 제1 유압 펌프의 사이에 공급해서 재생하는 재생 관로와,
상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 탱크로 배출하는 배출 관로와,
상기 재생 관로를 흐르는 압유의 유량과 상기 배출 관로를 흐르는 압유의 유량을 조정 가능한 재생 배출 유량 조정 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 제1 유압 액추에이터를 상승 방향 또는 하강 방향으로 조작하기 위한 제1 조작 장치와, 상기 제2 유압 액추에이터를 조작하기 위한 제2 조작 장치와, 상기 제1 조작 장치의 조작량을 검출 가능한 제1 조작량 검출기와, 상기 제2 조작 장치의 조작량을 검출 가능한 제2 조작량 검출기를 더 구비하고,
상기 복귀유 선택 장치는, 상기 제1 조작 장치의 조작량에 따라서 상기 복귀유의 공급원과 배출 유량을 제어하고,
상기 재생 배출 유량 조정 장치는, 상기 제1 조작량 검출기와 상기 제2 조작량 검출기에 의해 검출된 각각의 조작량에 따라서 상기 재생 관로를 흐르는 압유의 유량과 상기 배출 관로를 흐르는 압유의 유량을 제어하는 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제2항에 있어서,
상기 제1 조작 장치가 유압 파일럿식의 조작 장치이며,
상기 재생 배출 유량 조정 장치는, 상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 재생 관로와 상기 배출 관로로 분류 또는 전환 가능한 재생 제어 밸브와, 상기 재생 제어 밸브의 하류에 설치되어 상기 탱크로 배출되는 압유의 유량을 상기 제1 조작 장치로부터 출력되는 파일럿압에 의해 조정 가능하게 하는 배출 밸브를 갖고,
상기 제어 장치는, 상기 제1 조작량 검출기와 상기 제2 조작량 검출기에 의해 검출된 각각의 조작량 신호를 입력하고, 이들의 신호에 따라서 상기 재생 제어 밸브의 개방도를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제3항에 있어서,
상기 제1 유압 액추에이터의 하강 조작 시의 복귀유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출기와,
상기 제1 유압 펌프와 상기 제2 유압 액추에이터의 사이의 압력을 검출하는 제2 압력 검출기를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 제1 압력 검출기가 검출한 상기 제1 유압 액추에이터의 하강 조작 시의 복귀유의 압력 신호와 상기 제2 압력 검출기가 검출한 상기 제1 유압 펌프와 상기 제2 유압 액추에이터의 사이의 압력 신호를 입력하고, 이들의 신호에 따라서 상기 재생 제어 밸브의 개방도를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제2항에 있어서,
상기 재생 배출 유량 조정 장치는, 상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 재생 관로로 재생하는 재생 밸브와,
상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 탱크로 배출하는 배출 밸브를 갖고,
상기 제어 장치는, 상기 제1 조작량 검출기와 상기 제2 조작량 검출기에 의해 검출된 각각의 조작량 신호를 입력하고, 이들의 신호에 따라서 상기 재생 밸브의 개방도와 상기 배출 밸브의 개방도를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제5항에 있어서,
상기 제1 유압 액추에이터의 하강 조작 시의 복귀유의 압력을 검출하는 제1 압력 검출기와,
상기 제1 유압 펌프와 상기 제2 유압 액추에이터의 사이의 압력을 검출하는 제2 압력 검출기를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 제1 압력 검출기가 검출한 상기 제1 유압 액추에이터의 하강 조작 시의 복귀유의 압력 신호와 상기 제2 압력 검출기가 검출한 상기 제1 유압 펌프와 상기 제2 유압 액추에이터의 사이의 압력 신호를 입력하고, 이들의 신호에 따라서 상기 재생 밸브의 개방도와 상기 배출 밸브의 개방도를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 제1 유압 액추에이터를 상승 방향 또는 하강 방향으로 조작하기 위한 유압 파일럿식의 제1 조작 장치와, 상기 제2 유압 액추에이터를 조작하기 위한 유압 파일럿식의 제2 조작 장치를 구비하고,
상기 재생 배출 유량 조정 장치는, 상기 복귀유 선택 장치로부터 배출된 압유를 상기 재생 관로와 상기 배출 관로로 분류 또는 전환 가능한 재생 제어 밸브와, 상기 재생 제어 밸브의 하류에 설치되어 상기 탱크로 배출되는 압유의 유량을 상기 제1 조작 장치로부터 출력되는 파일럿압에 의해 조정 가능한 배출 밸브를 갖고,
또한, 상기 제1 조작 장치가 공급하는 파일럿 압유와 상기 제2 조작 장치가 공급하는 파일럿 압유의 양쪽이 입력된 경우에 파일럿 압유를 출력하는 한 쌍의 로직 밸브와, 상기 한 쌍의 로직 밸브의 출력 중 높은 쪽의 압력을 선택하는 고압 선택 밸브를 구비하고,
상기 재생 제어 밸브는, 상기 고압 선택 밸브를 통해서 출력되는 파일럿 압유에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제3항에 있어서,
제2 유압 펌프를 더 구비하고,
상기 배출 밸브에는, 상기 제1 유압 액추에이터의 상승 조작 시 또는 하강 조작 시에, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프 중 적어도 1개의 유압 펌프가 토출한 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하기 위한 유로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제1항에 있어서,
제2 유압 펌프를 더 구비하고,
상기 복귀유 선택 장치에는, 상기 제1 유압 액추에이터의 상승 조작 시 또는 하강 조작 시에, 상기 제1 유압 펌프 또는 상기 제2 유압 펌프 중 적어도 1개의 유압 펌프가 토출한 압유를 상기 제1 유압 액추에이터에 공급하기 위한 유로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계.