KR101446803B1

KR101446803B1 - 건설 기계의 유압회로

Info

Publication number: KR101446803B1
Application number: KR1020070136615A
Authority: KR
Inventors: 장인표
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2027-12-24
Also published as: KR20090068835A

Abstract

본 발명은 하나의 펌프(10)로부터 토출되는 압유를 브레이크 장치(P1, P2)와 팬모터(11) 및 파일럿 밸브(PI)에 공급하기 위한 건설 기계의 작동유 공급 밸브조립체에 관한 것으로서, 상기 작동유 공급 밸브조립체는 일측이 상기 펌프(10)에 연결되는 메인 공급라인(12); 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 브레이크 장치(P1, P2)에 공급할 수 있도록 일측이 상기 브레이크 장치(P1, P2)에 연결된 브레이크 공급라인(13); 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 팬모터(11)에 공급할 수 있도록 일측이 상기 팬모터(11)에 연결되는 팬모터 공급라인(16); 상기 메인 공급라인(12)과 상기 브레이크 공급라인(13) 및 상기 팬모터 공급라인(16)의 타측이 연결되며, 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 기준 압력 이하이면 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 브레이크 공급라인(13)에 공급할 수 있도록 절환되고, 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 기준 압력이상이면 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 상기 팬모터 공급라인(16)에 공급할 수 있도록 절환되는 우선 밸브 유닛(20); 및 일측이 상기 팬모터(11)에 연결되고, 타측은 상기 파일럿 밸브(PI)에 연결되어, 상기 팬모터(11)로부터 귀환되는 압유를 상기 파일럿 밸브(PI)에 공급하는 파일럿 공급라인(18)을 포함하여 부품수를 줄일 수 있어 건설 기계의 원가를 절감할 수 있다.

펌프, 개수, 원가, 절감, 파일럿 밸브, 브레이크, 팬모터

Description

건설 기계의 유압회로{HYDRAULIC CIRCUIT FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 휠로더나 굴삭기와 같은 건설 기계에 관한 것으로서, 특히 하나의 펌프로부터 토출되는 작동유를 브레이크 장치와 팬모터 및 파일럿 밸브에 공급할 수 있는 건설 기계의 유압회로에 관한 것이다.

일반적으로, 휠로더는 굴착 또는 집적된 토사의 상차 작업이나 운반작업을 주목적으로 수행하기 위한 건설 중장비로 널리 사용되고 있다. 이러한 휠로더는 작동유나 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 팬을 구동시키는 팬모터와, 차량 제동을 위한 브레이크 장치와, 각종 제어밸브에 신호를 인가하기 위한 파일럿 밸브를 구비한다. 상술한 장치들은 작동유에 의해 구동되며, 상기 장치들에 작동유를 공급하기 위한 작동유 공급 밸브의 유압 회로도가 도 1에 도시된다.

도 1을 참조하면, 팬모터(1)에는 제1유압펌프(2)로 토출되는 작동유가 공급되고, 브레이크 장치(3) 및 어큐뮬레이터(4)와 파킹 브레이크 장치(5) 및 파일럿 밸브(6)에는 제2유압펌프(7)에 의해 토출되는 압유가 공급된다.

상기 제2유압펌프(7)로부터 토출되는 압유는 브레이크 우선 밸브(8)에 의해 브레이크 장치(3) 및 어큐뮬레이터(4)와, 파킹 해제를 위한 파킹 브레이크 장치(5) 에 우선적으로 공급되고, 상기 브레이크 장치(3) 및 어큐뮬레이터(4)에 일정 압력이상이면 절환되어 파일럿 밸브(PI)에 작동유가 공급된다.

그러나 상술한 바와 같이, 2개의 펌프(2)(7)를 이용하여 상술한 장치들(1)(3)(4)(5)(6)에 압유를 공급할 경우 장비의 설계를 용이하게 할 수 있으나 부품수가 증가하여 건설 기계의 소형화가 어려울 뿐만 아니라 조립 공정이 증가하게 된다. 더욱이, 고가의 펌프(2)(7)가 이원화됨으로써 건설 기계의 원가 상승이 초래되고, 이에 의해 가격 경쟁력이 떨어지게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 부품수를 줄여 조립 공정을 단순화하고 제품 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 건설 기계의 소형화에 유리한 건설 기계의 유압회로를 제공하는데 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 기계의 유압회로는 하나의 펌프로부터 토출되는 압유를 브레이크 장치와 팬모터 및 파일럿 밸브에 공급하기 위한 건설 기계의 작동유 공급 회로에 있어서, 상기 펌프에 연결되는 메인 공급라인; 상기 메인 공급라인의 압유를 상기 브레이크 장치에 공급할 수 있도록 일측이 상기 브레이크 장치에 연결된 브레이크 공급라인; 상기 메인 공급라인의 압유를 상기 팬모터에 공급할 수 있도록 일측이 상기 팬모터에 연결되는 팬모터 공급라인; 상기 브레이크 공급라인 및 상기 팬모터 공급라인을 상기 메인 공급라인에 선택적으로 연결시키며, 상기 브레이크 공급라인의 압력이 기준 압력 이하이면 상기 메인 공급라인의 압유를 상기 브레이크 공급라인에 우선적으로 공급할 수 있도록 절환되고, 상기 브레이크 공급라인의 압력이 기준 압력이상이면 상기 메인 공급라인의 압유를 상기 상기 팬모터 공급라인에 공급되도록 절환되는 우선 밸브 유닛; 및 일측이 상기 팬모터에 연결되고, 타측은 상기 파일럿 밸브에 연결되어, 상기 팬모터로부터 귀환되는 압유를 상기 파일럿 밸브에 공급하는 파일럿 공급라인을 포함한다.

본 발명의 일 실시예의 의하면, 상기 우선 밸브 유닛은 상기 메인 공급라인과 상기 브레이크 공급라인 및 상기 팬모터 공급라인 각각의 타측에 연결되게 설치되며, 일측에 제1파일럿 라인을 매개로 상기 메인 공급라인의 압력이 인가되는 제1수압부가 마련되고, 타측에는 오리피스를 구비한 제2파일럿 라인을 매개로 상기 메인 공급라인의 압력이 인가되는 제2수압부가 마련되며, 상기 제1수압부 및 상기 제2수압부에 인가되는 압력에 따라 절환되어 상기 메인 공급라인을 상기 브레이크 공급라인과 상기 팬모터 공급라인 중 선택된 어느 하나와 연통시키는 방향절환밸브; 및 상기 브레이크 공급라인의 압력이 인가되는 신호용 수압부를 구비하고, 일측이 상기 제2파일럿 라인과 연결되고 타측은 드레인 탱크(T)와 연결되어 상기 신호용 수압부에 상기 기준 압력 이상이 인가되면, 상기 제2파일럿 라인과 상기 드레인 탱크(T)를 선택적으로 연통시켜 상기 제2수압부의 압력을 저하시키는 신호 인가용 밸브를 포함한다.

또한, 상술한 작동유 공급 밸브조립체는 파킹 브레이크 장치에 압유를 공급하여 파킹 브레이크를 해제할 수 있도록 일측이 상기 브레이크 공급라인에 연결되고 타측은 파킹 브레이크 장치에 연결되는 파킹 해제용 공급라인을 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 하나의 펌프로 브레이크 장치와 팬모터 및 파일럿 밸브에 작동유를 공급할 수 있게 되어 부품수를 줄일 수 있고, 이에 의해 건설 기계의 원가를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 건설 기계의 소 형화에 유리한 구조를 가질 수 있게 된다.

한편, 우선 밸브 유닛에 의해 메인 공급라인의 압유를 브레이크 장치에 우선적으로 공급하고 브레이크 장치에 기준압력 이상이 축압되면 팬모터 및 파일럿 밸브에 작동유를 공급함으로써, 브레이크 장치는 항상 기준압력 이상이 유지될 수 있게 되고, 이에 의해 건설 기계의 안전성이 향상된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 작동유 공급 밸브조립체에 대하여 상세히 설명한다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 작동유 공급 밸브조립체는 하나의 펌프(10)로부터 토출되는 압유를 브레이크 장치(P1, P2)와 파킹 브레이크 장치(PA)와 팬모터(11) 및 파일럿 밸브(PI)에 공급하기 위한 것으로서, 메인 공급라인(12)과, 브레이크 공급라인(13)과, 파킹 해제용 공급라인(14)과, 팬모터 공급라인(16)과, 파일럿 공급라인(18) 및 우선 밸브 유닛(20)을 포함한다.

상기 메인 공급라인(12)은 일측이 상기 펌프(10)에 연결되며, 타측은 상기 우선 밸브 유닛(20)에 연결되어, 상기 펌프(10)로부터 토출되는 압유는 상기 메인 공급라인(12)을 통해 상기 우선 밸브 유닛(20)으로 공급된다.

상기 브레이크 공급라인(13)은 일측이 상기 우선 밸브 유닛(20)에 연결되고 타측은 상기 브레이크 장치(P1, P2) 및 어큐뮬레이터(A1, A2, A3, A4)에 연결되어, 상기 메인 공급라인(12)의 압유는 상기 우선 밸브 유닛(20)에 의해 흐름 방향이 제 어되어 상기 브레이크 공급라인(13)에 공급되고, 상기 브레이크 공급라인(13)에 공급된 압유는 상기 브레이크 장치(P1, P2) 및 복수의 어큐뮬레이터(A1, A2, A3, A4)로 공급된다.

상기 파킹 해제용 공급라인(14)은 상기 브레이크 공급라인(13)으로부터 분기되며, 일측이 파킹 브레이크 장치(PA)에 연결된다. 상기 파킹 해제용 공급라인(14)상에는 파킹해제 차단밸브(15)가 마련되며, 상기 파킹해제 차단밸브(15)는 운전자의 조작 버튼 또는 레버(미 도시) 작동에 의해 발생하는 신호에 따라 절환되어 상기 파킹 해제용 공급라인(14)의 압유를 파킹 브레이크 장치(PA)에 공급 또는 차단한다. 상기 파킹 브레이크 장치(PA)에 공급된 압유는 파킹 브레이크를 해제하기 위한 구동력으로 작용한다.

상기 팬모터 공급라인(16)은 일측이 팬모터(11)에 연결되고, 타측은 상기 우선 밸브 유닛(20)에 연결되어 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 팬모터(11)에 공급한다. 상기 팬모터 공급라인(16)상에는 팬공급 방향절환밸브(17)가 마련되며, 팬공급 방향절환밸브(17)의 절환에 의해 상기 팬모터(11)의 구동방향이 결정된다.

상기 파일럿 공급라인(18)은 일측이 상기 팬모터(11)에 연결되고 타측은 파일럿 밸브(PI)에 연결되어 팬모터(11)로부터 귀환하는 작동유를 파일럿 밸브(PI)로 공급한다. 상기 파일럿 공급라인(18)상에는 파일럿 차단밸브(19)가 마련되며, 상기 파일럿 차단밸브(19)는 운전자의 조작 버튼이나 레버의 작동에 의해 발생하는 신호에 따라 절환되어 상기 파일럿 공급라인(18)의 압유를 파일럿 밸브(PI)에 선택적으로 공급한다. 상기 파일럿 밸브(PA)는 미 도시된 조작 레버 등의 하부에 배치되어 상기 조작 레버의 조작에 따라 파일럿 신호를 메인컨트롤밸브 등에 인가한다.

상기 우선 밸브 유닛(20)은 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 브레이크 장치(P1, P2) 및 어큐뮬레이터(A1, A2, A3, A4)에 우선적으로 공급하여 상기 브레이크 장치(P1, P2) 및 어큐뮬레이터(A1, A2, A3, A4)에 기 설정된 기준 압력이상을 축압시킨 후 팬모터(11)로 공급하기 위한 것으로서, 방향절환밸브(21)와 신호 인가용 밸브(27)를 포함한다.

상기 방향절환밸브(21)는 일측에 제1파일럿 라인(23)을 통해 메인 공급라인(12)의 압력이 인가되는 제1수압부(22)를 구비하고, 타측에 제2파일럿 라인(25)을 통해 메인 공급라인(12)의 압력이 인가되는 제2수압부(24)를 구비한다. 또한, 상기 방향절환밸브(21)의 타측은 스프링(24a)에 의해 지지된다. 한편, 상기 제2파일럿 라인(25)은 오리피스(26)를 구비하여 제2파일럿 라인(25)의 작동유가 드레인되면, 상기 제1파일럿 라인(23)의 압력이 상기 제2파일럿 라인(25)의 압력보다 커지게 된다.

이와 같은 구성을 가지는 상기 방향절환밸브(21)는 제1수압부(22)와 제2수압부(24)에 인가되는 압력에 따라 절환된다. 보다 구체적으로, 상기 방향절환밸브(21)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 제1위치의 초기 상태에서 메인 공급라인(12)의 압유를 브레이크 공급라인(13)에 공급한다. 그러나 제1수압부(22)에 인가되는 압력이 제2수압부(24)에 인가되는 압력과 스프링력의 합보다 크면, 상기 방향절환밸브(21)는 제2위치를 거쳐 제3위치로 절환된다. 상기 방향절환밸브(21)가 상기 제2위치로 절환되면, 상기 방향절환밸브(21)는 메인 공급라인(12)의 압유를 브레이크 공급라인(13)과 팬모터 공급라인(16)에 동시에 공급하고, 상기 방향절환밸브(21)가 제3위치로 절환되면, 상기 방향절환밸브(21)는 브레이크 공급라인(13)의 유로를 차단하여 상기 메인 공급라인(12)의 압유는 팬모터 공급라인(16)으로만 공급된다. 본 실시예에서는 방향절환밸브(21)가 3포지션 제어밸브인 것을 예시하였으나, 제2위치를 생략한 2포지션 밸브로도 구성이 가능하다.

상기 신호 인가용 밸브(27)는 상기 제2파일럿 라인(25)의 파일럿 압유를 브레이크 공급라인(13)의 압력에 따라 선택적으로 드레인시키기 위한 것으로서, 일측이 상기 제2파일럿 라인(25)과 연결되고 타측은 드레인 탱크(T)와 연결된다. 또한, 상기 신호 인가용 밸브(27)는 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 인가되는 신호용 수압부(28)를 구비한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 신호 인가용 밸브(27)는 상기 신호용 수압부(28)에 인가되는 압력이 기준압력 이하이면, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 상태로 절환되어 제2파일럿 라인(25)의 압유를 차단한다. 반면, 상기 신호용 수압부(28)에 인가되는 압력이 기준압력 이상이면, 도 2b상에서의 좌측으로 절환되어 제2파일럿 라인(25)의 압유를 드레인시킨다. 그러면, 방향절환밸브(21)의 제2수압부(22)의 압력이 하강하여 상기 방향절환밸브(21)는 도 2b의 상측으로 절환된다. 상기 기준 압력은 어큐뮬레이터(A1, A2, A3, A4)에 축압되는 압력으로서 장비의 사양에 따라 차이는 있으나, 통상 120bar 정도로 설정될 수 있다.

이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 건설 기계의 작동용 공급 밸브조립체의 작동 과정에 대하여 상세히 설명한다. 단, 도 3a 및 도 3b에서 작동유가 흐르는 유압 라인을 굵은 선으로 표시하였다.

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 브레이크 장치(P1, P2) 및 어큐뮬레이터(A1, A2, A3, A4)의 압력이 기준압력 이하인 경우, 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력은 기준압력 이하가 되어, 신호 인가용 밸브(27)는 제2파일럿 라인(25)을 차단한다. 그러면, 방향절환밸브(21)의 제1수압부(22)의 압력은 제2수압부(24) 및 스프링력보다 작은 상태가 되어 방향절환밸브(21)는 도 3a에 도시된 바와 같은 상태로 절환되어 메인 공급라인(12)의 압유는 브레이크 공급라인(13)에만 공급된다.

이와 같은 상태에서, 브레이크 장치(P1, P2) 및 어큐뮬레이터(A1, A2, A3, A4)가 축압되어 기준 압력이상으로 상승하면, 신호 인가용 밸브(27)의 신호용 수압부(28)에 인가되는 압력은 기준압력이상이 되고, 이에 의해 신호 인가용밸브(27)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 절환된다. 그러면, 제2파일럿 라인(25)의 압유가 드레인 탱크(T)로 드레인되어 제2수압부(24)에 인가되는 압력이 하강하여 제1수압부(22)에 인가되는 압력은 제2수압부(24)에 인가되는 압력과 스프링력의 합보다 커지게 되고, 이에 의해 방향절환밸브(21)는 도 3b에 도시된 바와 같은 상태로 절환된다. 그러면, 메인 공급라인(12)의 압유는 팬모터 공급라인(16)에만 공급되어 팬모터(11)를 구동시키고, 상기 팬모터(11)로부터 귀환되는 압유는 파일럿 공급라인(18)으로 공급된다. 상기 파일럿 공급라인(18)으로 공급된 압유는 파일럿 차단밸브(19)의 변환 위치에 따라 파일럿 밸브(PI)에 선택적으로 공급된다.

도 1은 일반적인 건설 기계의 작동유 공급 밸브조립체를 개략적으로 나타낸 유압 회로도,

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 작동유 공급 밸브조립체를 개략적으로 나타낸 유압 회로도,

도 2b는 도 2a의 우선 밸브 유닛에 대한 상세도,

도 3a 및 도 3b는 도 2a에 도시된 작동유 공급 밸브조립체의 작동과정을 설명하기 위한 유압 회로도이다.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10; 펌프 11; 팬모터

12; 메인 공급라인 13; 브레이크 공급라인

14; 파킹 해제용 공급라인 16; 팬모터 공급라인

18; 파일럿 공급라인 20; 우선 밸브 유닛

21; 방향절환밸브 22; 제1수압부

23; 제1파일럿 라인 24; 제2수압부

25; 제2파일럿 라인 26; 오리피스

27; 신호 인가용 밸브 28; 신호용 수압부

P1, P2; 브레이크 장치 PA; 파킹 브레이크 장치

PI; 파일럿 밸브

Claims

하나의 펌프(10)로부터 토출되는 압유를 브레이크 장치(P1, P2)와 팬모터(11) 및 파일럿 밸브(PI)에 공급하기 위한 건설 기계의 작동유 공급 회로에 있어서,

상기 펌프(10)에 연결되는 메인 공급라인(12);

상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 브레이크 장치(P1, P2)에 공급할 수 있도록 일측이 상기 브레이크 장치(P1, P2)에 연결된 브레이크 공급라인(13);

상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 팬모터(11)에 공급할 수 있도록 일측이 상기 팬모터(11)에 연결되는 팬모터 공급라인(16);

일측이 상기 팬모터(11)에 연결되고, 타측은 상기 파일럿 밸브(PI)에 연결되어, 상기 메인 공급라인(12), 상기 팬모터 공급라인(16) 및 상기 팬모터(11)를 따라 귀환되는 압유를 상기 파일럿 밸브(PI)에 공급하는 파일럿 공급라인(18); 및

상기 브레이크 공급라인(13) 및 상기 팬모터 공급라인(16)을 상기 메인 공급라인(12)에 선택적으로 연결시키며, 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 기준 압력 이하이면 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 브레이크 공급라인(13)에 우선적으로 공급되도록 절환되고, 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 기준 압력이상이면 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 상기 팬모터 공급라인(16)에 공급되도록 절환되는 우선 밸브 유닛(20); 을 포함하는 건설 기계의 유압회로.
하나의 펌프(10)로부터 토출되는 압유를 브레이크 장치(P1, P2)와 팬모터(11) 및 파일럿 밸브(PI)에 공급하기 위한 건설 기계의 작동유 공급 회로에 있어서,

상기 펌프(10)에 연결되는 메인 공급라인(12);

상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 브레이크 장치(P1, P2)에 공급할 수 있도록 일측이 상기 브레이크 장치(P1, P2)에 연결된 브레이크 공급라인(13);

상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 팬모터(11)에 공급할 수 있도록 일측이 상기 팬모터(11)에 연결되는 팬모터 공급라인(16);

상기 브레이크 공급라인(13) 및 상기 팬모터 공급라인(16)을 상기 메인 공급라인(12)에 선택적으로 연결시키며, 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 기준 압력 이하이면 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 브레이크 공급라인(13)에 우선적으로 공급되도록 절환되고, 상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 기준 압력이상이면 상기 메인 공급라인(12)의 압유를 상기 상기 팬모터 공급라인(16)에 공급되도록 절환되는 우선 밸브 유닛(20); 및

일측이 상기 팬모터(11)에 연결되고, 타측은 상기 파일럿 밸브(PI)에 연결되어, 상기 팬모터(11)로부터 귀환되는 압유를 상기 파일럿 밸브(PI)에 공급하는 파일럿 공급라인(18)을 포함하고,

상기 우선 밸브 유닛(20)은,

일측에 제1파일럿 라인(23)을 매개로 상기 메인 공급라인(12)의 압력이 인가되는 제1수압부(22)가 마련되고, 타측에는 오리피스(26)를 구비한 제2파일럿 라인(25)을 매개로 상기 메인 공급라인(12)의 압력이 인가되는 제2수압부(24)가 마련되며, 상기 제1수압부(22) 및 상기 제2수압부(24)에 인가되는 압력에 따라 절환되어 상기 메인 공급라인(12)을 상기 브레이크 공급라인(13)과 상기 팬모터 공급라인(16) 중 선택된 어느 하나와 연통시키는 방향절환밸브(21); 및

상기 브레이크 공급라인(13)의 압력이 인가되는 신호용 수압부(28)를 구비하고, 일측이 상기 제2파일럿 라인(25)과 연결되고 타측은 드레인 탱크(T)와 연결되어 상기 신호용 수압부(28)에 상기 기준 압력 이상이 인가되면, 상기 제2파일럿 라인(25)과 상기 드레인 탱크(T)를 선택적으로 연통시켜 상기 제2수압부(24)의 압력을 저하시키는 신호 인가용 밸브(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,

파킹 브레이크 장치(PA)에 압유를 공급하여 파킹 브레이크를 해제할 수 있도록 일측이 상기 브레이크 공급라인(13)에 연결되고 타측은 파킹 브레이크 장치(PA)에 연결되는 파킹 해제용 공급라인(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압회로.