KR102725100B1 - 건설 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 어큐뮬레이터로 유압 실린더를 효율적으로 구동하는 것이 가능한 건설 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 때문에, 유압 실린더의 보텀측 유실과 어큐뮬레이터를 접속하는 제 1 유로에 배치된 제 1 제어 밸브와, 상기 유압 실린더의 로드측 유실과 탱크를 접속하는 제 2 유로에 배치된 제 2 제어 밸브를 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 로드측 유실과 상기 어큐뮬레이터를 접속하는 제 3 유로에 배치된 제 3 제어 밸브와, 상기 제 1 유로 중 상기 보텀측 유실과 상기 제 1 제어 밸브를 접속하는 유로 부분과 상기 제 3 유로 중 상기 로드측 유실과 상기 제 3 제어 밸브를 접속하는 유로 부분을 접속하는 제 4 유로에 배치된 제 4 제어 밸브를 구비한다.

Description

건설 기계

본 발명은, 유압 셔블 등의 건설 기계에 관한 것이다.

특허문헌 1에 의하면, 붐의 인하 동작 시에 붐 실린더의 보텀측과 로드측을 연통시키고, 추가로 보텀측을 어큐뮬레이터에 접속시킴으로써, 붐 실린더로부터의 리턴 오일을 승압하여 어큐뮬레이터에 축적할 수 있다. 또한 특허문헌 2에서는, 어큐뮬레이터에 축적된 압유를 붐 실린더에 공급하고, 그만큼 펌프로부터 붐 실린더로 보내는 유량을 저감시킴으로써, 연비를 저감할 수 있다.

일본공개특허 특개2009-275769호 공보 일본공개특허 특개2009-275771호 공보

그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 구성에서는, 붐 실린더의 보텀압을 승압시켜 어큐뮬레이터를 축압함으로써, 어큐뮬레이터의 압력도 높아진다. 이와 같이 고압으로 축압된 어큐뮬레이터로부터 붐 실린더로 압유를 공급하면 큰 압력 손실이 발생하여, 어큐뮬레이터에 축적된 에너지를 유효하게 사용할 수 없을 우려가 있다. 여기서, 붐 실린더의 보텀압은, 아암과 버킷을 포함하는 프론트의 자세에 따라 변화된다. 예를 들면 아암과 버킷을 끌어안은 자세에서는 붐의 보텀압이 저하된다. 그 상태에서 어큐뮬레이터로부터 붐 실린더의 보텀측으로 압유를 공급하면 큰 압력 손실이 발생한다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 어큐뮬레이터로 유압 실린더를 효율적으로 구동하는 것이 가능한 건설 기계를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 작동유를 저류하는 탱크와, 유압 실린더와, 상기 유압 실린더로부터의 리턴 오일을 축적하는 어큐뮬레이터와, 상기 유압 실린더의 보텀측 유실(油室)과 상기 어큐뮬레이터를 접속하는 제 1 유로에 배치된 제 1 제어 밸브와, 상기 유압 실린더의 로드측 유실과 상기 탱크를 접속하는 제 2 유로에 배치된 제 2 제어 밸브를 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 로드측 유실과 상기 어큐뮬레이터를 접속하는 제 3 유로에 배치된 제 3 제어 밸브와, 상기 제 1 유로 중 상기 보텀측 유실과 상기 제 1 제어 밸브를 접속하는 유로 부분과 상기 제 3 유로 중 상기 로드측 유실과 상기 제 3 제어 밸브를 접속하는 유로 부분을 접속하는 제 4 유로에 배치된 제 4 제어 밸브를 구비한 것으로 한다.

이상과 같이 구성한 본 발명에 의하면, 유압 실린더를 수축 구동할 때에, 제 4 제어 밸브를 개방하여 유압 실린더의 보텀측을 로드측에 연통시켜 보텀측을 승압함과 함께, 제 1 제어 밸브를 개방하여 보텀측을 어큐뮬레이터에 연통시킴으로써, 어큐뮬레이터에 보텀측으로부터의 리턴 오일을 고압으로 축적하는 것이 가능해진다. 또한, 유압 실린더를 신장 구동할 때에, 제 4 제어 밸브를 폐쇄하여 유압 실린더의 보텀측과 로드측과의 연통을 해제함과 함께, 제 1 제어 밸브를 개방하여 보텀측을 어큐뮬레이터에 연통시키고, 또한 제 2 제어 밸브 및 제 3 제어 밸브 중 어느 일방을 개방함으로써, 로드측의 배압을 조정하면서 어큐뮬레이터로부터 보텀측으로 압유를 공급할 수 있다. 이에 따라, 어큐뮬레이터와 유압 실린더(1)의 보텀측과의 압력차를 작게 할 수 있기 때문에, 제 1 제어 밸브에 있어서의 압력 손실을 저감하는 것이 가능해진다.

본 발명과 관련된 건설 기계에 의하면, 어큐뮬레이터로 유압 실린더를 효율적으로 구동하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태와 관련된 유압 셔블의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 유압 구동 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 컨트롤러의 붐 실린더의 구동과 관련된 제어 플로우를 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 컨트롤러의 어큐뮬레이터의 축압 동작과 관련된 제어 플로우를 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 유압 구동 장치의 회로도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태와 관련된 건설 기계로서 유압 셔블을 예로 들어, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동등한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복된 설명은 적절히 생략한다.

도 1은, 본 실시 형태와 관련된 유압 셔블의 측면도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(100)은, 주행체(101)와, 주행체(101) 상에 선회 가능하게 배치되어, 차체를 구성하는 선회체(102)와, 선회체(102)에 상하 방향으로 회전 운동 가능하게 장착되어, 토사의 굴삭 작업 등을 행하는 작업 장치(103)를 구비하고 있다. 선회체(102)는, 선회 모터(104)에 의해 구동된다.

작업 장치(103)는, 선회체(102)에 상하 방향으로 회전 운동 가능하게 장착되는 붐(105)과, 붐(105)의 선단에 상하 방향으로 회전 운동 가능하게 장착되는 아암(106)과, 아암(106)의 선단에 상하 방향으로 회전 운동 가능하게 장착되는 버킷(107)을 포함하고 있다. 붐(105)은 붐 실린더(1)에 의해 구동되고, 아암(106)은 아암 실린더(108)에 의해 구동되며, 버킷(107)은 버킷 실린더(109)에 의해 구동된다.

선회체(102) 상의 전측 위치에는 운전실(110)을 마련하고 있으며, 후측 위치에는 중량 밸런스를 확보하는 카운터 웨이트(111)를 마련하고 있다. 운전실(110)과 카운터 웨이트(111)의 사이에는 기계실(112)을 마련하고 있다. 기계실(112)에는, 엔진, 유압 펌프, 컨트롤 밸브(113) 등이 수용된다. 컨트롤 밸브(113)는, 유압 펌프로부터 각 액추에이터로 공급되는 작동유의 흐름을 제어한다.

본 실시 형태와 관련된 유압 셔블(100)에는, 이하의 각 실시예에서 설명하는 유압 구동 장치가 탑재된다.

실시예 1

도 2는, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 유압 구동 장치의 회로도이다.

(구성)

도 2를 참조하여, 유압 구동 장치(200)의 구성에 대하여 설명한다.

어큐뮬레이터(4)는, 붐 실린더(1)로부터의 리턴 오일을 축적하고, 붐 실린더(1)의 구동 시에 압유를 공급하는 유압 기기이다. 어큐뮬레이터(4)와 붐 실린더(1)의 보텀측 유실(1a)은 유로(21)를 개재하여 접속되어 있으며, 유로(21)에는 제어 밸브(2) 및 파일럿 체크 밸브(8)가 배치되어 있다. 제어 밸브(2)는, 컨트롤러(6)로부터의 제어 신호를 받아 유로(21)를 연통 또는 차단한다. 파일럿 체크 밸브(8)는, 후술하는 붐 인하 파일럿압(Pd)이 발생하고 있는 동안만 밸브 개방하고, 붐 인하 파일럿압(Pd)이 발생하고 있지 않을 때에는 밸브 폐쇄 상태로 유지된다. 이에 따라, 붐 인하 동작 시를 제외하고, 붐 실린더(1)의 보텀측 유실(1a)의 압력이 보지(保持)되기 때문에, 붐 실린더(1)가 의도하지 않고 수축 동작하는 것을 막을 수 있다. 유로(21) 중 보텀측 유실(1a)과 파일럿 체크 밸브(8)를 접속하는 유로 부분에는, 보텀측 유실(1a)의 압력을 검출하는 압력 센서(9)가 마련되어 있으며, 압력 센서(9)의 신호는 컨트롤러(6)에 입력된다.

붐 실린더(1)의 로드측 유실(1b)과 탱크(20)는 유로(22)에 의해 접속되어 있으며, 유로(22)에는 제어 밸브(3)가 배치되어 있다. 제어 밸브(3)는, 컨트롤러(6)로부터의 제어 신호를 받아 유로(22)를 연통 또는 차단한다.

붐 실린더(1)의 로드측 유실(1b)과 어큐뮬레이터(4)는 유로(23)에 의해 접속되어 있으며, 유로(23)에는 제어 밸브(10)가 배치되어 있다. 제어 밸브(10)는, 컨트롤러(6)로부터의 제어 신호를 받아 유로(23)를 연통 또는 차단한다.

유압 펌프(13)는 주로 어큐뮬레이터(4)를 축압하기 위한 유압 기기이며, 유압 펌프(13)의 토출 포트는 제어 밸브(18) 및 유로(24)를 개재하여 어큐뮬레이터(4)에 접속되어 있다. 제어 밸브(18)는, 컨트롤러(6)로부터의 제어 신호를 받아, 도면에 나타내는 노멀 위치로부터 전환 조작된다. 제어 밸브(18)가 노멀 위치에 있을 때에는 유압 펌프(13)의 토출유는 탱크(20)로 배출되고, 제어 밸브(18)가 노멀 위치로부터 전환되면, 유압 펌프(13)의 토출유가 어큐뮬레이터(4)에 축적된다. 유로(24)에는, 어큐뮬레이터(4)의 압력을 검출하는 압력 센서(19)가 마련되어 있으며, 압력 센서(19)의 신호는 컨트롤러(6)에 입력된다.

유로(21) 중 파일럿 체크 밸브(8)와 제어 밸브(2)를 접속하는 유로 부분은, 유로(24)를 개재하여 유로(23) 중 로드측 유실(1b)과 제어 밸브(10)를 접속하는 부분과 접속되어 있으며, 유로(24)에는 제어 밸브(7)가 배치되어 있다. 제어 밸브(7)는, 후술하는 붐 인하 파일럿압(Pd)에 의해, 도면에 나타낸 차단 위치로부터 연통 위치로 전환 조작된다. 이에 따라, 붐 인하 동작 시에는, 붐 실린더(1)의 보텀측이 로드측과 연통하여, 붐 실린더(1)의 보텀측이 승압된다.

오퍼레이터에 의해 조작 레버(5)가 붐 인상 방향으로 조작되면 붐 인상 파일럿압(Pu)이 발생하고, 붐 인하 방향으로 조작되면 붐 인하 파일럿압(Pd)이 발생한다. 붐 인하 파일럿압(Pd)은 압력 센서(11)에 의해 검출되고, 붐 인상 파일럿압(Pu)은 압력 센서(12)에 의해 검출되며, 압력 센서(11, 12)의 신호는 컨트롤러(6)에 입력된다.

이어서, 컨트롤러(6)의 처리 내용에 대해 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 도 3은 붐 실린더(1)의 구동과 관련된 제어 플로우를 나타낸 것이며, 도 4는 어큐뮬레이터(4)의 축압 동작과 관련된 제어 플로우를 나타낸 것이다. 이들 제어 플로우는, 예를 들면 도면에 나타내지 않은 키 스위치를 ON으로 한 경우에 개시되며, 동시 병행적으로 실행된다.

먼저, 도 3을 참조하여, 붐 실린더(1)의 구동과 관련된 제어 플로우에 대해 설명한다.

컨트롤러(6)는, 우선, 압력 센서(12)에 의해 붐 인상 파일럿압(Pu)이 검출되었는지 여부를 판정한다(단계 S101).

단계 S101에서 Yes(붐 인상 파일럿압(Pu)이 검출됨)라고 판정한 경우에는, 압력 센서(9)에 의해 검출한 붐 실린더(1)의 보텀압이 소정의 압력 set1보다 높은지 여부를 판정한다(단계 S102).

단계 S102에서 Yes(붐 실린더(1)의 보텀압이 소정의 압력 set1보다 높음)라고 판정한 경우에는, 제어 밸브(10)는 폐쇄한 채, 제어 밸브(2, 3)를 개방하고(단계 S103), 단계 S101로 되돌아간다. 이에 따라, 로드측의 배압을 억제하면서 붐 실린더(1)를 신장 동작시킬 수 있다.

단계 S102에서 No(붐 실린더(1)의 보텀압이 소정의 압력 set1 이하임)라고 판정한 경우에는, 제어 밸브(3)는 폐쇄한 채, 제어 밸브(2, 10)를 개방하고(단계 S104), 단계 S101로 되돌아간다. 이에 따라, 로드측에 배압을 일으키면서 붐 실린더(1)를 신장 동작시킬 수 있다. 이 때, 붐 실린더(1)와 어큐뮬레이터(4)의 압력차가 작아져, 어큐뮬레이터(4)로부터 붐 실린더(1)로 압유를 공급할 때의 압력 손실이 억제되기 때문에, 효율적으로 붐 실린더(1)를 구동하는 것이 가능해진다.

단계 S101에서 No(붐 인상 파일럿압(Pu)이 검출되지 않음)라고 판정한 경우에는, 압력 센서(11)에 의해 붐 인하 파일럿압(Pd)이 검출되었는지 여부를 판정한다(단계 S105).

단계 S105에서 Yes(붐 인하 파일럿압(Pd)이 검출됨)라고 판정한 경우에는, 제어 밸브(3, 10)는 폐쇄한 채, 제어 밸브(2)를 개방하고(단계 S106), 단계 S101로 되돌아간다. 이 때, 붐 인하 파일럿압(Pd)에 의해 제어 밸브(7)는 연통 위치로 전환된다. 이에 따라, 붐 실린더(1)의 보텀측으로부터 배출된 압유의 일부가 제어 밸브(2)를 개재하여 어큐뮬레이터(4)에 축적됨과 함께, 나머지의 일부가 제어 밸브(7)를 개재하여 붐 실린더(1)의 로드측으로 공급되어, 붐 실린더(1)가 수축 동작한다.

단계 S105에서 No(붐 인하 파일럿압(Pd)가 검출되지 않음)라고 판정한 경우에는, 제어 밸브(2, 3, 10)을 폐쇄하고(단계 S107), 단계 S101로 되돌아간다. 이에 따라, 붐 실린더(1)에 작동유를 급배하는 유로(21~23)가 모두 차단되기 때문에, 붐 실린더(1)는 정지 상태로 유지된다.

이어서, 도 4를 참조하여, 어큐뮬레이터(4)의 축압 동작과 관련된 제어 플로우에 대해 설명한다.

컨트롤러(6)는, 우선, 압력 센서(19)에 의해 검출한 어큐뮬레이터(4)의 압력(어큐뮬레이터압)이 소정의 압력 set2보다 낮은지 여부를 판정한다(단계 S201). 여기서 말하는 소정의 압력 set2는, 제어 밸브(7)를 개방하여 로드측에 배압을 일으킨 상태에서도 붐 실린더(1)의 보텀측 유실(1a)로 압유를 공급할 수 있을 정도의 압력으로 설정된다.

단계 S201에서 Yes(어큐뮬레이터압이 소정의 압력 set2보다 낮음)라고 판정한 경우에는, 제어 밸브(18)를 노멀 위치로부터 전환하여 유압 펌프(13)의 토출 포트를 어큐뮬레이터(4)에 접속하고(단계 S202), 단계 S201로 되돌아간다. 이에 따라, 유압 펌프(13)의 토출유가 어큐뮬레이터(4)에 축적되고, 어큐뮬레이터(4)의 압력이 소정의 압력 set2 이상으로 유지되기 때문에, 임의의 타이밍에서 붐 실린더(1)를 구동하는 것이 가능해진다.

단계 S201에서 No(어큐뮬레이터압이 소정의 압력 set2 이상임)라고 판정한 경우에는, 제어 밸브(18)를 노멀 위치로 되돌려 유압 펌프(13)의 토출 포트를 탱크(20)에 접속하고(단계 S203), 단계 S201로 되돌아간다. 이에 따라, 유압 펌프(13)에 의해 필요 이상으로 어큐뮬레이터(4)가 축압되지 않기 때문에, 불필요한 에너지 소비를 억제할 수 있다.

(동작)

도 2를 참조하여, 유압 구동 장치(200)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 붐(105)의 인하 동작(붐 실린더(1)의 수축 동작)에 대하여 설명한다.

조작 레버(5)를 붐 인하 방향으로 조작하면, 붐 인하 파일럿압(Pd)에 의해 파일럿 체크 밸브(8)의 압력 보지가 해제됨과 함께 제어 밸브(7)가 개방되고, 붐 실린더(1)의 보텀측이 로드측과 연통하여 승압된다. 또한 동시에, 컨트롤러(6)가 제어 밸브(2)를 개방함으로써, 보텀측의 압유가 어큐뮬레이터(4)로 유입되어 에너지가 회생됨과 함께 붐 실린더(1)가 수축한다. 이 때, 승압된 보텀압에 의해 어큐뮬레이터(4)가 축압된다.

이어서, 붐(105)의 인상 동작(붐 실린더(1)의 신장 동작)에 대하여 설명한다.

조작 레버(5)가 붐 인상 방향으로 조작되면, 컨트롤러(6)는 붐 인상 파일럿압(Pu)이 검출되었다고 판정하고, 제어 밸브(2)를 개방함과 함께 붐 실린더(1)의 보텀압에 따라 제어 밸브(3, 10) 중 어느 일방을 개방한다. 구체적으로는, 붐 실린더(1)의 보텀압이 소정의 압력 set1보다 높은 경우에는, 제어 밸브(10)를 폐쇄한 상태에서 제어 밸브(3)를 개방함으로써 로드측의 배압을 억제하여, 효율적으로 붐 실린더(1)를 신장시킨다. 이 때, 어큐뮬레이터(4)의 압력과 보텀압과의 압력차가 작기 때문에, 제어 밸브(2)에서 큰 압력 손실은 발생하지 않는다. 한편, 붐 실린더(1)의 보텀압이 소정의 압력 set1 이하일 때에는, 제어 밸브(3)를 폐쇄한 상태에서 제어 밸브(10)를 개방하고, 붐 실린더(1)의 로드측을 어큐뮬레이터(4)에 접속함으로써, 로드측에 배압을 발생시킨다. 이에 따라, 붐 실린더(1)의 보텀측의 압력도 상승하기 때문에, 붐 실린더(1)의 보텀측과 어큐뮬레이터(4)와의 압력차가 작아져, 제어 밸브(2)에서 발생하는 압력 손실을 작게 할 수 있다. 이 때, 붐 실린더(1)의 로드측에 발생시킨 배압은 제어 밸브(10)를 개재하여 그대로 어큐뮬레이터(4)에 회생되기 때문에, 배압을 발생시키는 것에 의한 에너지 손실은 발생하지 않는다.

(효과)

본 실시예에서는, 작동유를 저류하는 탱크(20)와, 유압 실린더(1)와, 유압 실린더(1)로부터의 리턴 오일을 축적하는 어큐뮬레이터(4)와, 유압 실린더(1)의 보텀측 유실(1a)과 어큐뮬레이터(4)를 접속하는 제 1 유로(21)에 배치된 제 1 제어 밸브(2)와, 유압 실린더(1)의 로드측 유실(1b)과 탱크(20)를 접속하는 제 2 유로(22)에 배치된 제 2 제어 밸브(3)를 구비한 건설 기계(100)에 있어서, 로드측 유실(1b)과 어큐뮬레이터(4)를 접속하는 제 3 유로(23)에 배치된 제 3 제어 밸브(10)와, 제 1 유로(21) 중 보텀측 유실(1a)과 제 1 제어 밸브(2)를 접속하는 유로 부분과 제 3 유로(23) 중 로드측 유실과 제 3 제어 밸브(10)를 접속하는 유로 부분을 접속하는 제 4 유로(24)에 배치된 제 4 제어 밸브(7)를 구비한다.

이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 유압 실린더(1)를 수축 구동할 때에, 제 4 제어 밸브(7)를 개방하여 유압 실린더(1)의 보텀측을 로드측에 연통시켜 보텀측을 승압함과 함께, 제 1 제어 밸브(2)를 개방하여 보텀측을 어큐뮬레이터(4)에 연통시킴으로써, 어큐뮬레이터(4)에 보텀측으로부터의 리턴 오일을 고압으로 축적하는 것이 가능해진다. 또한, 유압 실린더(1)를 신장 구동할 때에, 제 4 제어 밸브(7)를 폐쇄하여 유압 실린더(1)의 보텀측과 로드측과의 연통을 해제함과 함께, 제 1 제어 밸브(2)를 개방하여 보텀측을 어큐뮬레이터(4)에 연통시키고, 또한 제 2 제어 밸브(3) 및 제 3 제어 밸브(10) 중 어느 일방을 개방함으로써, 로드측의 배압을 조정하면서 어큐뮬레이터(4)로부터 보텀측으로 압유를 공급할 수 있다. 이에 따라, 어큐뮬레이터(4)와 유압 실린더(1)의 보텀측과의 압력차를 작게 할 수 있기 때문에, 제 1 제어 밸브(2)에 있어서의 압력 손실을 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예와 관련된 건설 기계(100)는, 유압 실린더(1)의 동작을 지시하기 위한 조작 레버(5)와, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 신장 동작이 지시된 경우에, 제 1 제어 밸브(2)를 개방함과 함께 제 2 제어 밸브(3) 및 제 3 제어 밸브(10) 중 어느 일방을 개방하도록 제어하는 컨트롤러(6)를 구비하고, 컨트롤러(6)는, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 신장 동작이 지시된 경우에 제 4 제어 밸브(7)를 폐쇄하고, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 수축 동작이 지시된 경우에 제 4 제어 밸브(7)를 개방하도록 제어한다.

이와 같이 구성함으로써, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 수축 동작이 지시된 경우에는, 제 4 제어 밸브(7)가 개방됨으로써 유압 실린더(1)의 보텀측이 로드측에 연통하여 승압되고, 또한 제 1 제어 밸브(2)가 개방되어 보텀측이 어큐뮬레이터(4)에 연통하기 때문에, 어큐뮬레이터(4)에 보텀측의 리턴 오일을 고압으로 축적할 수 있다. 또한, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 신장 동작이 지시된 경우에는, 제 4 제어 밸브(7)가 폐쇄됨으로써 유압 실린더(1)의 보텀측과 로드측과의 연통이 해제되고, 또한 제 2 제어 밸브(3) 및 제 3 제어 밸브(10) 중 어느 일방이 개방되어 로드측이 탱크(20) 또는 어큐뮬레이터(4)에 연통하기 때문에, 로드측의 배압을 조정할 수 있다.

또한, 본 실시예와 관련된 건설 기계(100)는, 보텀측 유실(1a)의 압력을 검출하는 제 1 압력 센서(9)를 구비하고, 컨트롤러(6)는, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 신장 동작이 지시되고, 또한 제 1 압력 센서(9)에 의해 검출한 보텀측 유실(1a)의 압력이 제 1 소정의 압력 set1보다 높은 경우에는, 제 3 제어 밸브(10)를 폐쇄함과 함께 제 2 제어 밸브(3)를 개방하고, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 신장 동작이 지시되고, 또한 제 1 압력 센서(9)에 의해 검출한 보텀측 유실(1a)의 압력이 제 1 소정의 압력 set1 이하인 경우에는, 제 2 제어 밸브(3)를 폐쇄함과 함께 제 3 제어 밸브(10)를 개방하도록 제어한다.

이와 같이 구성함으로써, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 신장 동작이 지시된 경우에 보텀측 유실(1a)의 압력이 제 1 소정의 압력 set1 이하일 때에는, 로드측을 어큐뮬레이터(4)에 연통시켜 배압을 일으키고, 어큐뮬레이터(4)와 유압 실린더(1)의 보텀측과의 압력차를 작게함으로써, 제어 밸브(2)에 있어서의 압력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 조작 레버(5)를 개재하여 유압 실린더(1)의 신장 동작이 지시된 경우에 보텀측 유실(1a)의 압력이 제 1 소정의 압력 set1 보다 높을 때에는, 로드측을 탱크(20)에 연통시켜 배압을 억제함으로써, 효율적으로 유압 실린더(1)를 신장 구동할 수 있다.

또한, 본 실시예와 관련된 건설 기계(100)는, 유압 펌프(13)와, 유압 펌프(13)의 토출 포트를 어큐뮬레이터(4) 또는 탱크(20)에 선택적으로 접속하는 제 5 제어 밸브(18)와, 어큐뮬레이터(4)의 압력을 검출하는 제 2 압력 센서(19)를 구비하고, 컨트롤러(6)는, 제 2 압력 센서(19)에 의해 검출한 어큐뮬레이터(4)의 압력이 제 2 소정의 압력 set2 이상인 경우에는, 유압 펌프(13)의 토출 포트가 탱크(20)에 접속되도록 제 5 제어 밸브(18)를 제어하고, 제 2 압력 센서(19)에 의해 검출한 어큐뮬레이터(4)의 압력이 제 2 소정의 압력 set2보다 낮은 경우에는, 유압 펌프(13)의 토출 포트가 어큐뮬레이터(4)에 접속되도록 제 5 제어 밸브(18)를 제어한다.

이와 같이 구성함으로써, 어큐뮬레이터(4)의 압력이 제 2 소정의 압력 set2 이상으로 유지되기 때문에, 임의의 타이밍에서 유압 실린더(1)를 구동하는 것이 가능해진다.

실시예 2

도 5는, 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 유압 구동 장치의 회로도이다.

본 실시예와 관련된 유압 구동 장치(200)는, 유압 펌프(13)의 토출유를 붐 실린더(1)에 공급하고, 붐 실린더(1)로부터 배출되는 압유를 탱크(20)로 흘려 보내기 위한 방향 제어 밸브(14)를 구비하고 있다. 방향 제어 밸브(14)는, 붐 인상 파일럿압(Pu)에 의해 도면에 나타내는 중립 위치로부터 좌측 위치로 전환 조작되고, 붐 인하 파일럿압(Pd)에 의해 중립 위치로부터 우측 위치로 전환 조작된다. 좌측 위치로 전환 조작된 방향 제어 밸브(14)는, 유압 펌프(13)의 토출 포트를 붐 실린더(1)의 보텀측 유실(1a)에 연통시킴과 함께 로드측 유실(1b)을 탱크(20)에 연통시킨다. 우측 위치로 전환 조작된 방향 제어 밸브(14)는, 붐 실린더(1)의 보텀측 유실(1a)을 로드측 유실(1b)에 연통시킨다. 이와 같이, 방향 제어 밸브(14)의 우측 위치에는, 제 1 실시예에 있어서의 제어 밸브(7)(도 2에 나타냄)의 기능이 실장되어 있다.

또한 본 실시예에서는, 방향 제어 밸브(14)와 유압 실린더(1)의 사이에 파일럿 체크 밸브(15)를 배치함과 함께, 방향 제어 밸브(14)와 파일럿 체크 밸브(15)를 일체의 밸브 블록(17)으로서 구성하고, 그 밖의 밸브를 밸브 블록(16)으로서 구성하고 있다. 즉, 밸브 블록(17)은, 종래의 유압 셔블에 탑재되어 있는, 유압 펌프로부터 액추에이터로의 압유의 공급을 제어하기 위한 메인 컨트롤 밸브를 구성하고, 밸브 블록(16)은, 어큐뮬레이터로의 압유의 공급을 제어하기 위한 하이브리드용 밸브를 구성한다.

(효과)

본 실시예와 관련된 건설 기계(100)는, 유압 펌프(13)를 구비하고, 제 4 제어 밸브(14)는, 유압 펌프(13)로부터 토출된 압유를 유압 실린더(1)에 공급함과 함께 유압 실린더(1)로부터의 리턴 오일을 탱크(20)로 배출하는 것이 가능한 방향 제어 밸브(14)이다.

이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 제 1 실시예에 의한 효과에 더해, 이하의 효과가 얻어진다.

붐 실린더(1)의 보텀측을 로드측에 연통시켜 승압하는 기능을 방향 제어 밸브(14)의 우측 위치에 실장함으로써, 제 1 실시예에 있어서의 제어 밸브(7)(도 2에 나타냄)가 불필요해진다. 또한, 유압 펌프(13)로부터 방향 제어 밸브(14)를 개재하여 유압 실린더(1)로 압유를 공급 가능하게 함으로써, 어큐뮬레이터(4)를 차지할 필요가 없어지기 때문에, 제 1 실시예에 있어서의 제어 밸브(18) 및 압력 센서(19)(도 2에 나타냄)도 불필요해진다. 이에 따라, 유압 회로가 복잡해지는 것 막을 수 있다.

또한, 본 실시예와 관련된 건설 기계(100)는, 제 1 유로(21) 중 보텀측 유실(1a)과 제 1 제어 밸브(2)를 접속하는 유로 부분에 배치된 제 1 파일럿 체크 밸브(8)와, 제 4 유로(24) 중 보텀측 유실(1a)과 방향 제어 밸브(14)를 접속하는 유로 부분에 배치된 제 2 파일럿 체크 밸브(15)와, 제 1 제어 밸브(2)와 제 2 제어 밸브(3)와 제 3 제어 밸브(10)와 제 1 파일럿 체크 밸브(8)를 일체화하는 제 1 밸브 블록(16)과, 방향 제어 밸브(14)와 제 2 파일럿 체크 밸브(15)를 일체화하는 제 2 밸브 블록(17)을 구비한다.

이와 같이 구성함으로써, 하이브리드용 밸브를 종래의 메인 컨트롤 밸브에 애드온하는 것만으로 건설 기계를 하이브리드화할 수 있음과 함께, 메인 컨트롤 밸브와 하이브리드용 밸브의 각각에 마련한 파일럿 체크 밸브(8, 15)에 의해 붐 실린더(1)의 리크를 확실하게 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 서술했지만, 본 발명은, 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는, 본 발명을 이해하기 쉽도록 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성의 일부를 더하는 것도 가능하고, 어느 실시예의 구성의 일부를 삭제하거나, 혹은, 다른 실시예의 일부와 치환하는 것도 가능하다.

1…붐 실린더(유압 실린더), 2…제어 밸브(제 1 제어 밸브), 3…제어 밸브(제 2 제어 밸브), 4…어큐뮬레이터, 5…조작 레버, 6…컨트롤러, 7…제어 밸브(제 4 제어 밸브), 8…파일럿 체크 밸브(제 1 파일럿 체크 밸브), 9…압력 센서(제 1 압력 센서), 10…제어 밸브(제 3 제어 밸브), 11…압력 센서, 12…압력 센서, 13…유압 펌프, 14…방향 제어 밸브(제 4 제어 밸브), 15…파일럿 체크 밸브(제 2 파일럿 체크 밸브), 16…밸브 블록(제 1 밸브 블록), 17…밸브 블록(제 2 밸브 블록), 18…제어 밸브(제 5 제어 밸브), 19…압력 센서(제 2 압력 센서), 20…탱크, 21…유로(제 1 유로), 22…유로(제 2 유로), 23…유로(제 3 유로), 24…유로(제 4 유로), 25…유로, 26…제어 밸브, 100…유압 셔블(건설 기계), 101…주행체, 102…선회체, 103…작업 장치, 104…선회 모터, 105…붐, 106…아암, 107…버킷, 108…아암 실린더, 109…버킷 실린더, 110…운전실, 111…카운터 웨이트, 112…기계실, 113…컨트롤 밸브, 200…유압 구동 장치.

Claims (6)

1. 작동유를 저류하는 탱크와,
   유압 실린더와,
   상기 유압 실린더로부터의 리턴 오일을 축적하는 어큐뮬레이터와,
   상기 유압 실린더의 보텀측 유실과 상기 어큐뮬레이터를 접속하는 제 1 유로에 배치된 제 1 제어 밸브와,
   상기 유압 실린더의 로드측 유실과 상기 탱크를 접속하는 제 2 유로에 배치된 제 2 제어 밸브를 구비한 건설 기계에 있어서,
   상기 로드측 유실과 상기 어큐뮬레이터를 접속하는 제 3 유로에 배치된 제 3 제어 밸브와,
   상기 제 1 유로 중 상기 보텀측 유실과 상기 제 1 제어 밸브를 접속하는 유로 부분과 상기 제 3 유로 중 상기 로드측 유실과 상기 제 3 제어 밸브를 접속하는 유로 부분을 접속하는 제 4 유로에 배치된 제 4 제어 밸브와,
   상기 유압 실린더의 동작을 지시하기 위한 조작 레버와,
   상기 보텀측 유실의 압력을 검출하는 제 1 압력 센서와,
   상기 조작 레버를 개재하여 상기 유압 실린더의 신장 동작이 지시된 경우에, 상기 제 1 제어 밸브를 개방함과 함께 상기 제 2 제어 밸브 및 상기 제 3 제어 밸브 중 어느 일방을 개방하도록 제어하는 컨트롤러를 구비하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 조작 레버를 개재하여 상기 유압 실린더의 신장 동작이 지시된 경우에 상기 제 4 제어 밸브를 폐쇄하고, 상기 조작 레버를 개재하여 상기 유압 실린더의 수축 동작이 지시된 경우에 상기 제 4 제어 밸브를 개방하도록 제어하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 조작 레버를 개재하여 상기 유압 실린더의 신장 동작이 지시되고, 또한 상기 제 1 압력 센서에 의해 검출한 상기 보텀측 유실의 압력이 제 1 소정의 압력보다 높은 경우에는, 상기 제 3 제어 밸브를 폐쇄함과 함께 상기 제 2 제어 밸브를 개방하고, 상기 조작 레버를 개재하여 상기 유압 실린더의 신장 동작이 지시되고, 또한 상기 제 1 압력 센서에 의해 검출한 상기 보텀측 유실의 압력이 상기 제 1 소정의 압력 이하인 경우에는, 상기 제 2 제어 밸브를 폐쇄함과 함께 상기 제 3 제어 밸브를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   유압 펌프를 구비하고,
   상기 제 4 제어 밸브는, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유를 상기 유압 실린더에 공급함과 함께 상기 유압 실린더로부터의 리턴 오일을 상기 탱크로 배출하는 것이 가능한 방향 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 건설 기계.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 유로 중 상기 보텀측 유실과 상기 제 1 제어 밸브를 접속하는 유로 부분에 배치된 제 1 파일럿 체크 밸브와,
   상기 제 4 유로 중 상기 보텀측 유실과 상기 방향 제어 밸브를 접속하는 유로 부분에 배치된 제 2 파일럿 체크 밸브와,
   상기 제 1 제어 밸브와 상기 제 2 제어 밸브와 상기 제 3 제어 밸브와 상기 제 1 파일럿 체크 밸브를 일체화하는 제 1 밸브 블록과,
   상기 방향 제어 밸브와 상기 제 2 파일럿 체크 밸브를 일체화하는 제 2 밸브 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
6. 제 1 항에 있어서,
   유압 펌프와,
   상기 유압 펌프의 토출 포트를 상기 어큐뮬레이터 또는 상기 탱크에 선택적으로 접속하는 제 5 제어 밸브와,
   상기 어큐뮬레이터의 압력을 검출하는 제 2 압력 센서를 구비하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 제 2 압력 센서에 의해 검출한 상기 어큐뮬레이터의 압력이 제 2 소정의 압력 이상인 경우에는, 상기 유압 펌프의 토출 포트가 상기 탱크에 접속되도록 상기 제 5 제어 밸브를 제어하고, 상기 제 2 압력 센서에 의해 검출한 상기 어큐뮬레이터의 압력이 상기 제 2 소정의 압력보다 낮은 경우에는, 상기 유압 펌프의 토출 포트가 상기 어큐뮬레이터에 접속되도록 상기 제 5 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.