KR101155705B1 - 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 옵션 작업기의 기계 및 전기 겸용 제어장치에 관한 것으로, 굴삭기의 메인콘트롤밸브에 부가하여 옵션 콘트롤밸브가 설치되고, 2개의 액튜에이터를 갖춘 옵션 작업기가 한쪽은 메인콘트롤밸브에 연결되어 있으며, 옵션 작업기의 다른 한쪽은 옵션 콘트롤밸브에 연결되어 이루어진 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치에서, 상기 옵션 콘트롤 밸브와 연결된 파일롯라인에 좌/우측 제어용 솔레노이드 패키지 밸브가 각각 설치되고, 상기 솔레노이드 패키지밸브가 셔틀밸브와 선택제어용 솔레노이드 절환밸브를 통하여 유압식 페달밸브와 각각 연결되어 있으며, 상기 선택제어용 솔레노이드 절환밸브의 솔레노이드에 기계/전기제어 선택스위치가 연결되어 있는 한편, 상기 선택스위치가 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼에 연결되어 있고, 상기 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼이 상기 좌우측 제어용 솔레노이드 패키지 밸브의 솔레노이드에 각각 연결된 구조로 이루어져 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 상기 기계/전기제어 선택스위치의 선택방향에 따라 옵션 작업기가 유압식 페달밸브에 의해 제어되거나 조이스틱 푸쉬버튼에 의해 제어되게 선택할 수가 있는 것이다.

굴삭기의 옵션 작업기의 기계 및 전기 겸용 제어장치, 굴삭기의 제어장치

Description

굴삭기의 옵션 작업기 제어장치{An apparatus for selectively controlling the option actuator in excavator}

도 1은 종래 굴삭기 옵션작업기의 제어장치에 대한 개략적인 유압회로도,

도 2는 본 발명에 따른 굴삭기 옵션작업기의 제어장치에 대한 개략적인 유압회로도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호설명

2 : 엔진 4 : 메인펌프

6 : 메인콘트롤밸브블록 18 : 제어스풀

20 : 파일롯펌프 22 : 크러셔

22a: 선회용 유압모터 22b: 유압실린더

24 : 옵션제어 스풀

26 : 옵션 콘트롤밸브 28 : 스풀

30 : 파일롯라인 32 : 솔레노이드 패키지밸브

34 : 솔레노이드 패키지밸브 36 : 셔틀밸브

38 : 셔틀밸브 40 : 선택제어용 솔레노이드밸브

42 : 유압식 페달밸브 44 : 선택스위치

46 : 좌측 조이스틱 푸쉬버튼 48 : 우측 조이스틱 푸쉬버튼

50 : 솔레노이드 52 : 솔레노이드

54 : 전원 56 : 절환레버

본 발명은 굴삭기에 옵션으로 부착되는 작업기의 파일롯 유압제어장치에 관한 것으로, 특히 옵션 작업기의 파일롯 유압제어회로를 운전자가 기계식 및 전기식으로 조작 제어할 수 있게 한 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기에는 엔진(E)의 가동에 의해 메인펌프(101,102)에서 공급되는 압유를 메인콘트롤밸브블록(103)을 통하여 붐과 셔블 등과 같은 여러 가지 주작업기를 작동시키는 것에 부가하여, 콘크리트 건물을 파괴하거나 단단한 물체를 깨트리는데 사용되는 크러셔(crusher)나 크람쉘(clamshell) 등과 같이 양방향으로 작동되는 작업기를 선택적으로 부착하여 사용할 수 있게 하고 있다.

이러한 크람쉘 또는 크라셔 등과 같은 작업기를 통상 옵션 작업기(104)라 하는데, 이러한 작업기에 하나의 액튜에이터만 설치된 것과 2개의 액튜에이터가 설치된 것이 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 구조물이나 콘크리트 건물 등을 파쇄하는데 사용하는 유압 크러셔(104)와 같은 옵션 작업기는 집게를 작동시키는 유압실린더(104a)를 필수적으로 구비하고 있는데, 이에 부가하여 집게부를 선회시킬 수 있 는 유압모터(104b)를 구비한 것과 구비하지 않은 것이 있다.

상기 크러셔의 경우와 같이 1개의 액튜에이터만 갖춘 작업기를 사용하는 경우에는 굴삭기의 메인콘트롤밸브블록(103)에 미리 구비되어 있는 옵션용 스풀(103a)을 통하여 제어할 수 있는데, 2개의 액튜에이터를 갖춘 작업기를 사용하는 경우에는 메인콘트롤밸브블록(103)만으로는 완전하게 제어할 수가 없다.

이는 통상 굴삭기의 메인콘트롤밸브블록의 크기와 유압의 성능 등의 사정 때문에 옵션 작업기의 스풀이 메인콘트롤밸브블록에 하나만 구비되어 있기 때문인 것이다.

따라서, 메인콘트롤밸브블록(103)의 바깥에 별도의 옵션용 콘트롤밸브(105)를 부가 설치하여 사용하는데, 상기 옵션용 콘트롤밸브(105)를 절환작동시키는 파일롯압유의 흐름을 유압식 페달밸브(107)를 사용하여 제어하거나, 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼(108)을 사용하여 제어하는 방식을 취하고 있는데, 발을 사용하여 작동시키는 유압식 페달밸브(107)를 사용하는 방법을 "기계식" 또는 "유압식 제어방식"이라 하고, 손으로 작동시키는 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼(108)을 사용하여 방법을 "전기식 제어방식"이라 한다.

그런데, 종래의 일반적인 굴삭기에서는 이러한 제어방식을 개별적 주문 생산으로 선택하여 왔다. 즉, 전기식 제어방식은 도 1의 "A"로 표시되는 바와 같이 파이롯펌프(106)의 압유를 옵션용 콘트롤밸브(105)의 좌ㆍ우측 각 수압부(105a,105b)에 전달하여 옵션용 콘트롤밸브(105)를 어느 한쪽으로 절환작동시키는 좌우측 솔레노이드 개폐밸브(110,111)와, 상기 좌ㆍ우측 솔레노이드 개폐밸브(110,111)의 솔레 노이드부에 전원을 선택적으로 인가하는 조이스틱 푸쉬버턴(108)으로 이루어진 유니트(B)로 구성하고,

유압식 제어방식은 도 1의 "B"로 표시되는 바와 같이, 파이롯펌프(106)의 압유를 옵션용 콘트롤밸브(105)의 좌ㆍ우측 수압부(105a,105b)에 전달하여 옵션용 콘트롤밸브(105)가 어느 한쪽으로 절환되게 제어하는 페달밸브(107)로 이루어진 유니트(A)로 구성된다.

이렇게 2종류의 유니트(A,B)중 소비자의 요구사양에 따라 어느 하나의 유니트를 선택하여 옵션용 콘트롤밸브(105)의 파이롯신호입력단자에 구비된 커플링(112)에 연결하게 된다.

따라서 생산자의 입장에서는 다양한 소비자의 요구 사양에 대응하여 적기에 공급을 하기가 어려웠으며, 계획된 옵션 상품의 변경이 필요할 때 이미 설치된 부품을 탈거하거나 새로 설치하기 위해 원가가 상승하거나 납기 준수가 어려운 문제가 있으며 비용이 증가되는 요인이 되고 있다.

특히, 해외 수출의 경우 주문 사양의 불확실성과 적중률의 오차로 인한 생산과 영업의 오차 발생에 대한 비용의 증가(취부,탈거,폐기,무상공급)와 매출의 기회손실이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 굴삭기에서 발생하는 여러 가지 문제점을 해결하여 굴삭기의 옵션 작업기의 작동 방식을 운전자가 필요에 따라 간단 하게 선택할 수 있게 함으로써, 굴삭기의 옵션 작업기의 작동방식 선택에 따른 문제점이 발생하지 않게 한 굴삭기의 옵션 작업기의 기계 및 전기 겸용 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 적어도 2개의 액튜에이터로 형성되는 옵션 작업기 제어장치에 있어서,

상기 옵션작업기의 액튜에이터 중 어느하나의 액튜에이터 제어스풀은 메인콘트롤밸브에 내장하여 설치하고, 다른하나의 액튜에이터 제어스풀은 상기 메인콘트롤밸브와는 별도로 부가하여 설치되는 옵션 콘트롤밸브로 구성하되, 상기 옵션 콘트롤밸브의 양측 수압부는 각각 솔레노이드 패키지밸브를 포함하는 전기식 조작수단 또는 유압식 조작수단에 셔틀밸브을 매개로 선택적으로 연결 또는 차단되도록 연결하고, 상기 전기식 조작수단과 유압식 조작수단 사이에는 택일적으로 작동되도록 선택하는 선택수단을 구비하여 이루어진다.

상기 선택수단은 상기 유압식 조작수단과 상기 옵션 콘트롤밸브의 양측 수압부를 연결하는 유로상에 설치되어 상기 유로를 개폐하는 선택제어용 솔레노이드 절환밸브와, 상기 절환밸브 또는 상기 전기식 조작수단에 선택적으로 전원을 인가하는 기계/전기식 제어선택스위치로 이루어진다.

그리고 상기 전기식 조작수단은 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼으로 이루어지고, 상기 유압식 조작수단은 양방향으로 조작되는 유압식 페달밸브으로 구성된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 상기 기계/전기제어 선택스위치의 선택방향에 따라 상기 선택제어용 솔레노이드 밸브가 절환되면서, 상기 옵션 작업기가 유압식 페달밸브에 의해 제어되거나 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼에 의해 제어되게 선택할 수가 있는 것이다.

따라서 본 발명에 따른 장치는 운전자가 필요에 따라 간단하게 옵션 작업기를 기계 또는 전기방식으로 조절할 수 있게 선택하여 사용할 수가 있다.

이하 본 발명을 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 옵션작업기의 유압제어장치에 대한 개략적인 유압회로도로서, 상기 도 2에 도시한 바와 같이 엔진(2)에 의해 메인펌프(4)가 가동되고, 이 메인펌프(4)에서 발생하는 압유가 메인콘트롤밸브블록(6)을 통하여 붐실린더(도시생략)와 버킷용 실린더(도시생략), 아암용 실린더(도시생략), 주행용모터(도시생략) 및 스윙모터(도시생략) 등과 같은 주작업기에 전달되어지게 되어 있다.

그리고, 상기 메인콘트롤밸브 블록(6)의 내부에 설치되어 있는 각 작업기의 스풀은 상기 메인펌프(4)와 함께 가동되는 파일롯펌프(20)에서 발생하는 파일롯압유에 의해 절환 작동되게 되어 있다.

한편, 본 발명에서 옵션 작업기(22)의 일예로서 크러셔는 집게용 유압 실린더(22b) 및 선회용 유압모터(22a)를 함께 구비하고 있는 것으로서, 큰 유압의 힘이 필요한 유압실린더(22b)는 메인콘트롤밸브(6)의 옵션스풀과 연결되어 메인펌프(4)의 큰 압유를 그대로 전달받게 되어 있고, 상기 선회용 유압모터(22a)는 메인콘트 롤밸브블록(6)와 별개로 부가 설치된 옵션 콘트롤밸브(26)를 통하여 감압제어된 압유를 전달받게 되어 있다.

여기서, 상기 옵션 콘트롤밸브(26)의 스풀(28)도 역시 상기 파일롯펌프(20)에서 공급되는 파일롯압유에 의해 절환 작동된다.

그리고, 파일롯펌프(20)와 옵션 콘트롤밸브(26)의 스풀(28)을 연결하는 파일롯라인(30)의 중간에 좌/우측 제어용 2개의 솔레노이드 패키지 밸브(32,34)가 각각 설치되고, 상기 좌우측 제어용 솔레노이드 패키지밸브(32,34)가 각각 셔틀밸브(36,38)와 선택제어용 솔레노이드 절환밸브(40)를 통하여 상기 옵션 작업기(22)의 작동방향을 제어하는 유압식 페달밸브(42)에 연결되어 있다.

또한, 상기 선택제어용 솔레노이드 절환밸브(40)의 솔레노이드(40a)에 기계/전기제어 선택스위치(44)가 연결되어 있고, 상기 선택스위치(44)는 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)에 연결되어 있으며, 상기 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)이 상기 좌우측 제어용 솔레노이드 패키지 밸브(32,34)의 솔레노이드(50,52)에 각각 연결된 구조로 이루어져 있다.

상기 선택스위치(44)에는 전원(54)을 상기 선택제어용 솔레노이드밸브(40)의 솔레노이드(40a)와 연결하거나 좌/우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)에 선택적으로 연결하는 2단 절환레버(56)가 구비되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 장치는 운전실에 설치된 선택스위치(44)를 한쪽으로 선택 작동시킴으로써 옵션 작업기(22)를 기계식 또는 전기식으로 작동시킬 수가 있는데, 상기 선택스위치(44)의 절환레버(56)를 1단쪽으로 선택하면 좌 우측 조이스틱 푸쉬버튼(48)에는 전원(54)에서부터 전류가 인가되지 않게 되고, 상기 선택제어용 솔레노이드밸브(40)의 솔레노이드(40a)에 전류가 인가되어 상기 솔레노이드밸브(40)를 "온" 상태로 절환시키게 된다.

이러한 상태에서 운전자가 발을 사용하여 작동시키는 좌우측 유압식 페달밸브(42)를 선택적으로 작동시키면, 파일롯펌프(20)에서부터 전달되는 압유가 상기 솔레노이드밸브(40)를 통하여 양쪽 셔틀밸브(36,38)중의 한쪽으로 전달되어지게 된다.

한편, 상기 선택스위치(44)의 절환레버(56)를 유압식 페달밸브(42)쪽으로 절환시킴으로써, 상기 셔틀밸브(36,38)의 반대쪽에 연결되어 있는 솔레노이드 패키지밸브(32,34)에도 전류가 인가되어 있지 않은 상태이므로, 상기한 바와 같이 셔틀밸브(36,38)에 전달된 페달밸브(42)의 압유가 옵션파일롯라인(58,60)중의 한쪽 라인을 통하여 옵션 콘트롤밸브(26)의 스풀(28)에 전달되어 상기 스풀(28)을 한쪽 방향으로 절환 작동시킴으로써 메인펌프(4)에서 공급되어 감압된 압유가 상기 옵션 콘트롤밸브(26)의 포오트를 통하여 옵션 작업기(22)인 크러셔의 유압모터(22a)로 유입되어져 선택된 회전방향으로 회전 작동시키게 되는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같은 작동방식이 운전자가 유압페달(42)을 밟아 제어하는 옵션 작업기(22)의 "기계제어식 방식"이고, 다음에는 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)을 손으로 작동시켜 옵션작업기를 제어하는 "전기제어식 방식"에 대해 설명한다.

먼저, 상기 선택스위치(44)의 절환레버(56)를 2단쪽으로 절환시키면 전원 (54)과의 연결이 차단되어 상기 선택제어용 솔레노이드밸브(40)의 솔레노이드(40a)에 전류가 인가되어지지 않게 되므로, 상기 솔레노이드밸브(40)가 "오프"상태로 절환되어지게 되어, 상기 페달밸브(42)에서 셔틀밸브(36,38)에 압유가 전달되지 않게 된다.

그 대신, 상기 선택스위치(44)를 2단쪽으로 절환시키면 전원(54)의 전류가 좌/우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)으로 인가되어 대기상태가 되고, 운전자가 필요에 따라 상기 좌/우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)을 선택적으로 작동시키면, 솔레노이드 패키지밸브(32,34)의 솔레노이드(50,52)에 전원이 선택적으로 인가되어져 "온" 상태를 이루게 된다.

이렇게 상기 솔레노이드 패키지밸브(32,34)가 선택적으로 온 되면, 파일롯라인(30)을 통하여 전달되어온 파일롯압유가 상기 솔레노이드 패키지밸브(32,34)와 셔틀밸브(6,38)를 통하여 옵션 파일롯라인(58,60)으로 전달되어지게 되고, 이 파일롯압유의 전달 방향에 따라 상기 콘트롤밸브(26)의 스풀(28)이 선택 절환되면서 메인펌프(4)에서 공급되어 감압된 압유가 상기 옵션 콘트롤밸브(26)의 출구를 통하여 옵션 작업기(22)인 크러셔의 유압모터(22a)로 유입되어져 선택된 회전방향으로 회전 작동시키게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 옵션 작업기(22)를 제어하는 옵션 콘트롤밸브(26)에 연결된 파일롯라인(30)의 중간에 솔레노이드 패키지밸브(32,34)와 셔틀밸브(36,38)를 설치하고, 상기 셔틀밸브(36,38)에는 선택제어용 솔레노이드 밸브(40)를 통하여 유압식 페달밸브(42)를 연결하는 한편, 상기 솔레노이드 패키지밸브(32,34)의 솔레노 이드(50,52)에는 좌/우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,46)을 연결하는 한편, 상기 선택제어용 솔레노이드 밸브(40)의 솔레노이드(40a)와 좌/우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)에 선택스위치(44)를 통하여 전원(54)을 연결시킨 구조로 이루어진 장치를 부가 설치함으로써, 상기 선택스위치(44)를 절환 조작함으로써 운전자가 유압페달(42)을 작동시키거나 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)을 사용하여 옵션 작업기(22)의 선회용 유압모터(22a)를 작동시킬 수가 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 옵션 작업기(22)의 콘트롤밸브의 파일롯라인(30)에 전원(54)과의 연결을 제어하는 선택스위치(44)와 선택제어용 솔레노이드밸브(40)를 통하여 기계식 유압페달(42)과 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)을 병렬 연결함으로써, 운전자가 필요에 따라 간단하게 절환 조작하여 선택할 수 있으므로, 별도의 작업을 하지 않고서도 간단하게 양방향으로 작동되는 옵션 작업기(22)를 기계식 또는 전기식제어 방식을 선택하여 사용할 수가 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 장치를 사용함으로써 사전 주문 방식의 생산의 오차 발생 손실을 줄이고, 통합 사양으로 고객의 요구에 대응가능하며, 다기능 형태로 다양한 어태치먼트의 사용의 폭이 넓어지는 한편, 영업 주문 사양의 오차에 따른 취부,탈거 비용 절감 및 자입 사양 변경을 위한 물류비용을 절감할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 적어도 2개의 액튜에이터로 형성되는 옵션 작업기(22)의 액튜에이터 중 어느 하나의 액튜에이터 제어스풀은 메인콘트롤밸브(6)에 내장하여 설치하고, 다른 하나의 엑튜에이터 제어스풀은 상기 메인콘트롤밸브(6)와는 별도로 부가하여 설치되는 옵션 콘트롤밸브(26)를 구비하는 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치에 있어서,

   상기 옵션 콘트롤밸브(26)의 양측 수압부에 파일로압유를 제공하는 파일롯 펌프(20);

   상기 파일롯 펌프(20)와 상기 양측 수압부를 연결하는 파일롯 라인(30);

   상기 파일롯 라인(30) 상에 설치되어 상기 파일롯 압유를 공급받는 솔레노이드 패키지 밸브(32, 34)를 포함하는 전기식 조작수단;

   상기 파일롯 라인(30) 상에 설치되어 상기 파일롯 압유를 공급받는 유압식 조작수단;

   상기 전기식 조작수단 및 상기 유압식 조작수단과 양단이 연결되고 상기 전기식 조작수단 및 상기 유압식 조작수단 중 하나로부터 공급되는 파일롯 압유를 상기 옵션 제어스풀(26)의 양측 수압부에 공급하는 셔틀밸브(36,38); 및

   상기 전기식 조작수단 및 상기 유압식 조작수단 중 어느 하나가 작동되도록 선택하는 선택수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 선택수단은,

   상기 유압식 조작수단과 상기 옵션 콘트롤밸브(26)의 양측 수압부를 연결하는 유로상에 설치되어 상기 유로를 개폐하는 선택제어용 솔레노이드 절환밸브(40); 및

   상기 절환밸브(40) 또는 상기 전기식 조작수단에 선택적으로 전원을 인가하는 기계/전기식 제어선택스위치(44)를 포함하느 것을 특징으로 하는 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기식 조작수단은 좌우측 조이스틱 푸쉬버튼(46,48)인 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유압식 조작수단은 양방향으로 조작되는 유압식 페달밸브(42)인 것을 특징으로하는 굴삭기의 옵션 작업기 제어장치.

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