KR20190111090A

KR20190111090A - 작업 기계

Info

Publication number: KR20190111090A
Application number: KR1020197024828A
Authority: KR
Inventors: 슈 시라토; 요시히로 시라카와; 아키히로 나라자키; 가츠아키 고다카
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-10-01
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: US20210285185A1; EP3575614A1; EP3575614A4; JP2019065956A; US11274419B2; KR102252071B1; CN110325747B; JP6850707B2; WO2019065925A1; CN110325747A; EP3575614B1

Abstract

선회 조작과 붐 상승 조작이 동시에 행해지는 경우, 에너지를 효율적으로 이용하는 기술을 제공한다. 유압 구동 장치(60)의 컨트롤러(10)는 붐(25)의 상승 조작과 선회체(21)의 선회 조작이 동시에 행해짐으로써, 제1 유압 펌프(2)로부터 제1 제어 밸브(6a)를 통해 붐 실린더(7a)로 작동유가 공급되고, 또한 제2 유압 펌프(3)로부터 제2 제어 밸브(6b)를 통해 선회 모터(7b)로 작동유가 공급되는 특정 상태에 있어서, 선회 모터(7b)가 정상 선회 상태까지 이르지 않는 경우에는, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 개방하는 명령 전류를 출력하고, 제2 유압 펌프(3)로부터 선회 모터(7b)로 공급하는 작동유의 일부를 제3 제어 밸브(6c)를 통해 붐 실린더(7a)로 작동유를 공급하고, 선회 모터(7b)가 정상 선회 상태에 있는 경우에는, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 폐쇄하는 명령 전류를 출력한다.

Description

작업 기계

본 발명은 프론트 작업기를 구비한 유압 셔블 등의 작업 기계의 유압 구동 기술에 관한 것이다.

프론트 작업기를 구비하는 작업 기계에 있어서, 붐 상승 조작과 선회 조작이 동시에 행해질 때, 에너지의 불필요한 소비를 억제하면서 붐 실린더로 충분한 양의 작동유를 공급하는 유압 구동 장치가 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 「틸팅각이 서로 독립적으로 조정 가능한 제1 유압 펌프 및 제2 유압 펌프와, 선회 모터로의 작동유의 공급을 제어하기 위한 선회 제어 밸브와, 붐 실린더로의 작동유의 공급을 제어하기 위한 붐 주제어 밸브 및 붐 부제어 밸브를 포함하고, 선회 제어 밸브 및 붐 부제어 밸브는 제1 블리드 라인 상에 배치되고, 붐 주제어 밸브는 제2 블리드 라인 상에 배치된다. 선회 제어 밸브로는 선회 조작 밸브로부터 파일럿압이 출력되고, 붐 주제어 밸브로는 붐 조작 밸브로부터 파일럿압이 출력된다. 선회 조작과 붐 상승 조작이 동시에 행해질 때에는, 붐측 규제 밸브가 붐 부제어 밸브로 파일럿압을 출력하지 않는다(요약 발췌).」라는 작업 기계의 유압 구동 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2015-86959호 공보

특허문헌 1에 개시된 기술에 의하면, 붐 상승 조작과 선회 조작이 동시에 행해지는 경우, 붐 부제어 밸브에 의해 붐 부제어 밸브로부터 붐 실린더로의 작동유의 공급 라인을 차단한다. 그리고, 한쪽의 유압 펌프를 선회 모터 전용, 다른 쪽의 유압 펌프를 붐 실린더 전용으로 하고, 각각의 유압 펌프를 독립적으로 제어한다. 이로써, 선회 모터에 공급하는 작동유를 제한하기 위한 가변 스로틀이 불필요해져, 선회 모터 부하압이 붐 실린더 부하압보다도 작은 경우에 가변 스로틀의 개구를 교축함으로써 발생하는 작동유의 에너지 손실을 저감할 수 있다.

그러나, 붐 상승 조작과 선회 조작이 동시에 행해지는 경우라도, 선회 개시 시에는, 선회에 큰 힘을 필요로 해, 붐 실린더 부하압 이상으로 선회 모터 부하압이 높아진다. 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 이와 같은 상황이라도, 양 조작이 동시에 행해지고 있는 한, 선회 모터로의 공급 라인과 붐 실린더의 공급 라인을 독립시키기 위해, 높은 선회 모터 부하압에 의해 선회 릴리프 밸브가 작동하는 경우가 있다. 선회 릴리프 밸브가 작동하면, 선회 모터로의 공급 라인을 통해 펌프로부터 공급된 작동유가, 작동유 탱크로 버려지게 되어, 낭비가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 프론트 작업기를 구비하는 작업 기계에 있어서, 선회 조작과 붐 상승 조작이 동시에 행해지는 경우, 타이밍에 의하지 않고, 에너지를 효율적으로 이용하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 주행체와, 상기 주행체에 선회 가능하게 마련되는 선회체와, 상기 선회체를 구동하는 선회 모터와, 상기 선회체에 상하 방향으로 회동 가능하게 마련되는 붐과, 상기 붐을 구동하는 붐 실린더와, 상기 선회 모터 및 상기 붐 실린더를 구동하는 유압 구동 장치와, 상기 유압 구동 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서, 상기 유압 구동 장치는, 상기 붐 실린더에 작동유를 공급하는 제1 유압 펌프와, 상기 선회 모터에 작동유를 공급하는 제2 유압 펌프와, 상기 붐을 조작하기 위한 신호인 붐 조작압을 출력하는 붐 조작 장치와, 상기 선회체를 조작하기 위한 신호인 선회 조작압을 출력하는 선회 조작 장치와, 상기 제1 유압 펌프와 상기 붐 실린더 사이에 배치되어, 상기 붐 조작압에 따라 작동하여 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와, 상기 제2 유압 펌프와 상기 선회 모터 사이에 배치되어, 상기 선회 조작압에 따라 작동하여 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 선회 모터로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 제2 제어 밸브와, 상기 제2 유압 펌프와 상기 붐 실린더 사이이며, 또한 상기 제2 제어 밸브와 병렬로 배치되어, 상기 붐 조작압이 도입되어 있지 않은 상태에서는, 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더로의 작동유의 공급을 차단함과 함께, 상기 붐 조작압에 따라 작동하여 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 제3 제어 밸브와, 상기 붐 조작 장치와 상기 제3 제어 밸브 사이에 배치되어, 상기 컨트롤러로부터의 명령 전류에 기초하여 개폐하는 전자 개폐 밸브와, 상기 제2 유압 펌프와 상기 선회 모터 사이에 마련되는 릴리프 밸브를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 붐의 상승 조작과 상기 선회체의 선회 조작이 동시에 행해짐으로써, 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 제어 밸브를 통해 상기 붐 실린더로 작동유가 공급되고, 또한 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 제2 제어 밸브를 통해 상기 선회 모터로 작동유가 공급되는 특정 상태에 있어서, 상기 선회 모터가 정상 선회 상태까지 이르지 않는다고 판별된 경우에는, 상기 붐 조작압을 상기 제3 제어 밸브로 도입하기 위해 상기 전자 개폐 밸브를 개방하는 상기 명령 전류를 출력하고, 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 선회 모터로 공급하는 작동유의 일부를 상기 제3 제어 밸브를 통해 상기 붐 실린더로 작동유를 공급하고, 상기 선회 모터가 상기 정상 선회 상태에 있다고 판별된 경우에는, 상기 붐 조작압의 상기 제3 제어 밸브로의 도입을 제한하기 위해 상기 전자 개폐 밸브를 폐쇄하는 상기 명령 전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 작업 기계를 제공한다.

본 발명에 따르면, 프론트 작업기를 구비하는 작업 기계에 있어서, 선회 조작과 붐 상승 조작이 동시에 행해지는 경우, 타이밍에 의하지 않고, 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 전술한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명확해진다.

도 1은 제1 실시 형태의 유압 셔블의 측면도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 유압 구동 장치의 구성도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 커트 밸브 제어 처리의 흐름도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 유압 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 제1 실시 형태의 유압 구동 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 선회 붐 상승 조작 시에 붐 조작압 커트 밸브(13)를, 부하압에 의하지 않고 차단한 경우의 각 유압 펌프의 토출압의 경시적 변화의 그래프이다.
도 7은 제1 실시 형태의 각 유압 펌프의 토출압의 경시적 변화의 그래프이다.
도 8은 제2 실시 형태의 유압 구동 장치의 구성도이다.
도 9는 제2 실시 형태의 커트 밸브 제어 처리의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태의 변형예의 커트 밸브 제어 처리의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태의 변형예 2의 붐 조작압 커트 밸브의 메터링 특성의 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태의 변형예 3의 유압 구동 장치의 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태에서는, 유압 구동 장치에 의해 구동되는 작업 기계로서, 유압 셔블을 예로 들어 설명한다.

<<제1 실시 형태>>

본 실시 형태에서는, 제1 유압 펌프와 제2 유압 펌프를 구비하는 유압 셔블의 유압 구동 장치에 있어서, 붐 상승 조작과 선회 조작이 동시에 행해지는 경우, 양 조작 대상의 액추에이터의 부하압의 대소도 고려하여, 양 펌프의 독립화, 비독립화를 제어한다.

구체적으로는, 예를 들어 선회 개시 시와 같이, 선회 모터의 부하압이 붐 상승 조작의 부하압보다 큰 경우는, 양 펌프를 비독립화한다. 한편, 선회 개시로부터 소정의 시간이 경과하고, 선회를 위해 큰 힘이 불필요한 상태에서는, 양 펌프를 독립화한다.

이하, 붐 상승 조작과 선회 조작이 동시에 행해지는 상태를 선회 붐 상승 조작이라고 칭한다.

먼저, 본 실시 형태의 유압 셔블의 개요를 설명한다. 도 1은 본 실시 형태의 유압 셔블(50)의 측면도이다.

본 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 유압 셔블(50)은, 주행체(20)와, 주행체(20)에 선회 가능하게 배치되는 선회체(21)와, 선회체(21)를 구동하는 선회 모터(7b)와, 선회체(21)에 부앙동 가능하게 연결되는 프론트 작업기(22)와, 선회체(21)의 전방부에 마련되는 운전실(30)과, 선회체(21)의 후방부에 마련되는 원동원실(31)을 구비한다.

프론트 작업기(22)는, 선회체(21)에 연결되는 붐(25)과, 붐(25)을 구동하는 붐 실린더(7a)와, 붐(25)의 선단에 연결되는 암(26)과, 암을 구동하는 암 실린더(28)와, 암(26)의 선단에 연결되는 버킷(27)과, 버킷(27)을 구동하는 버킷 실린더(29)를 구비한다.

선회 모터(7b), 붐 실린더(7a), 암 실린더(28), 버킷 실린더(29)는 모두, 후술하는 유압 펌프로부터 공급되는 작동유로 작동하는 유압 액추에이터이다.

또한, 유압 셔블(50)은 이들 유압 액추에이터를 구동하는 유압 구동 장치와, 유압 구동 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비한다. 유압 구동 장치 및 컨트롤러는, 예를 들어 원동원실(31)에 배치된다. 유압 구동 장치 및 컨트롤러에 대해서는 후술한다.

또한, 주행체(20)는 좌우에 한 쌍 마련된다. 또한, 좌우의 주행체(20)는 각각, 주행 모터(23)와, 크롤러(24)를 구비한다. 여기서는, 한쪽만을 도시한다. 크롤러(24)는 주행 모터(23)에 의해 구동되어, 유압 셔블(50)을 주행시킨다.

[유압 구동 회로]

이어서, 본 실시 형태의 유압 구동 장치(60)를 설명한다. 도 2는 본 실시 형태의 유압 구동 장치(60)의 구성도이다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 선회 모터(7b)에 의한 선회 조작과 붐 실린더(7a)에 의한 붐 상승 조작을 동시에 행한 경우에, 에너지를 효율적으로 이용하는 유압 구동 장치(60)를 제공한다. 이 때문에, 여기서는, 유압 액추에이터로서, 선회 모터(7b)와 붐 실린더(7a)를 나타낸다.

유압 구동 장치(60)는 원동기(예를 들어, 엔진)(1)와, 원동기(1)에 의해 구동되는 제1 유압 펌프(2) 및 제2 유압 펌프(3)와 파일럿 펌프(4)와, 유압 구동 장치(60) 내의 각 기기를 제어하는 컨트롤러(10)를 구비한다.

제1 유압 펌프(2)는 붐 실린더(7a)에 작동유를 공급한다. 제2 유압 펌프(3)는 주로 선회 모터(7b)에 작동유를 공급한다.

제1 유압 펌프(2) 및 제2 유압 펌프(3)는 경사판식 또는 경사축식의 가변 용량형 유압 펌프이다. 제1 유압 펌프(2)는 이 제1 유압 펌프(2)의 경사판 또는 경사축의 틸팅각을 조정하는 제1 레귤레이터(12a)를 구비한다. 마찬가지로, 제2 유압 펌프(3)는 동 틸팅각을 조정하는 제2 레귤레이터(12b)를 구비한다.

또한, 유압 구동 장치(60)는 붐(25)을 조작하기 위한 신호인 붐 조작압을 출력하는 붐 조작 장치(8a)와, 선회체(21)를 조작하기 위한 신호인 선회 조작압을 출력하는 선회 조작 장치(8b)를 구비한다.

붐 조작 장치(8a) 및 선회 조작 장치(8b)는 각각, 오퍼레이터에 의한 붐 조작을 접수하는 조작 레버(81a, 81b)와, 조작 레버(81a, 81b)에 의한 조작량에 따른 붐 조작압을 출력하는 조작 밸브(82a, 82b)를 구비한다.

또한, 조작 레버(81a, 81b)는 운전실(30) 내에 마련된다. 또한, 조작 밸브(82a, 82b)는 파일럿 펌프(4)에 접속되어, 파일럿 펌프(4)의 토출압을 원압으로 하고, 조작량에 따른 조작 압력을, 붐 조작압, 선회 조작압으로서 생성하여 출력한다.

또한, 유압 구동 장치(60)는, 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 제1 제어 밸브(6a), 제2 제어 밸브(6b) 및 제3 제어 밸브(6c)와, 컨트롤러(10)로부터의 명령 전류에 기초하여 개폐하는 전자 개폐 밸브인 붐 조작압 커트 밸브(13)와, 선회 모터(7b)로의 작동유의 공급로를 과잉의 압력으로부터 보호하는 선회 릴리프 밸브(14)를 구비한다.

제1 제어 밸브(6a)는, 제1 유압 펌프(2)와 붐 실린더(7a) 사이에 배치되어, 붐 조작압에 따라 작동하여 제1 유압 펌프(2)로부터 붐 실린더(7a)로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어한다.

제2 제어 밸브(6b)는, 제2 유압 펌프(3)와 선회 모터(7b) 사이에 배치되어, 선회 조작압에 따라 작동하여 제2 유압 펌프(3)로부터 선회 모터(7b)로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어한다.

제3 제어 밸브(6c)는, 제2 유압 펌프(3)와 붐 실린더(7a) 사이에, 제2 제어 밸브(6b)와 병렬로 배치된다. 그리고, 붐 조작압에 따라 작동하여 제2 유압 펌프(3)로부터 붐 실린더(7a)로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어한다. 또한, 제3 제어 밸브(6c)는 붐 조작압이 도입되어 있지 않은 상태에서는, 제2 유압 펌프(3)로부터 붐 실린더(7a)로의 작동유의 공급을 차단한다.

붐 조작압 커트 밸브(13)는 붐 조작 장치(8a)와 제3 제어 밸브(6c) 사이에 배치되어, 상기 컨트롤러로부터의 명령 전류에 기초하여, 붐 조작압을 제한한다.

선회 릴리프 밸브(14)는 제2 유압 펌프(3)와 선회 모터(7b) 사이에 마련되어, 선회 모터(7b)로의 작동유의 공급로를 과잉의 압력으로부터 보호한다. 선회 릴리프 밸브(14)는 설정된 압력(설정압)으로 되면 작동하여, 작동유 탱크(5)로 연결되는 회로를 개방하고, 회로 내의 작동유를 작동유 탱크(5)로 흐르게 하여, 회로 내의 압력을 저하시킨다.

컨트롤러(10)는 각 센서 신호를 수신하여, 유압 셔블(50)의 각 부를 제어한다. 본 실시 형태에서는, 각 조작압 및 부하압에 따라 붐 조작압 커트 밸브(13)의 개폐를 제어하는 커트 밸브 제어 처리를 행한다. 예를 들어, 붐 조작압 센서(9a)로부터의 붐 조작압, 선회 조작압 센서(9b)로부터의 선회 조작압, 붐 실린더 압력 센서(11a)로부터의 붐 부하압, 선회 모터 압력 센서(11b)로부터의 선회 부하압의 입력을 받아, 소정의 조건을 만족시킨 경우, 붐 조작압 커트 밸브(13)에 폐쇄 명령을 출력한다.

구체적으로는, 선회 붐 상승 조작 시, 제1 유압 펌프(2)로부터 제1 제어 밸브(6a)를 통해 붐 실린더(7a)로 작동유가 공급되고, 제2 유압 펌프(3)로부터 제2 제어 밸브(6b)를 통해 선회 모터(7b)로 작동유가 공급되는 특정 상태에 있어서, 선회 부하압이 붐 부하압 이상인 경우는, 붐 조작압을 제3 제어 밸브(6c)에 도입하기 위해 붐 조작압 커트 밸브(13)를 개방하도록 명령 전류를 출력한다. 이로써, 제2 유압 펌프(3)로부터 선회 모터(7b)로 공급하는 작동유의 일부를 제3 제어 밸브(6c)를 통해 붐 실린더(7a)로 공급한다. 한편, 선회 부하압이 붐 부하압보다 작은 경우, 붐 조작압의 제3 제어 밸브(6c)로의 도입을 제한하기 위해, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 폐쇄하도록 명령 전류를 출력한다.

이하, 본 실시 형태에서는, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 개방하도록 출력하는 명령 전류를 개방 명령, 폐쇄하도록 출력하는 명령 전류를 폐쇄 명령이라고 칭한다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 개방 명령의 전류값은 0으로 한다. 즉, 붐 조작압 커트 밸브(13)는 전혀 전류가 출력되지 않는 경우는, 붐 조작압을 그대로 통과시키고, 폐쇄 명령을 수신하면, 붐 조작압을 차단한다.

또한, 컨트롤러(10)는, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit)와, RAM(Random Access Memory)과, 예를 들어 ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive) 등의 기억 장치를 구비하는 연산 장치로 실현된다.

커트 밸브 제어 처리에서는, 컨트롤러(10)는 먼저, 붐 조작압 및 선회 조작압의 수신의 유무에 의해, 선회 붐 상승 조작 시인지 여부를 판별한다. 그리고, 선회 붐 상승 조작 시라고 판별한 경우, 선회 붐 상승 조작 개시 직후인지, 동작 후반인지를 판별한다. 그리고, 동작 후반이라고 판별된 경우, 붐 조작압 커트 밸브(13)에, 밸브를 폐쇄하는 명령(폐쇄 명령)을 출력한다.

또한, 선회 붐 상승 조작의 개시 직후는 상술한 바와 같이, 선회 모터(7b)를 시동시키기 위해 큰 힘을 필요로 한다. 한편, 동작 후반 시는, 선회 모터(7b)에는 큰 힘은 필요없다. 동작 후반 시의 큰 힘이 필요없어진 때의 선회 모터(7b)의 상태를, 정상 선회 상태라고 칭한다. 본 실시 형태에서는, 붐 부하압과 선회 부하압의 크기를 비교하여, 붐 부하압이 선회 부하압보다 큰 경우, 선회 모터(7b)가 정상 선회 상태로 된 것으로 한다.

이하, 컨트롤러(10)에 의한 커트 밸브 제어 처리의 흐름을, 도 3의 플로에 따라 설명한다. 이 커트 밸브 제어 처리는 소정의 시간 간격으로 실행된다. 또한, 처리 개시 전, 붐 조작압 커트 밸브(13)는 개방 상태로 한다.

먼저, 컨트롤러(10)는 선회 조작이 이루어졌는지 여부를 판정한다(스텝 S1101). 컨트롤러(10)는, 상술한 바와 같이 선회 조작압 센서(9b)로부터 선회 조작압을 수신한 경우, 선회 조작이 이루어졌다고 판정한다. 그리고, 선회 조작이 이루어졌다고 판정되지 않는 경우는, 처리를 종료한다.

선회 조작이 이루어졌다고 판정된 경우, 컨트롤러(10)는 붐 조작이 이루어졌는지 여부를 판정한다(스텝 S1102). 컨트롤러(10)는, 상술한 바와 같이 붐 조작압 센서(9a)로부터 붐 조작압을 수신한 경우, 붐 조작이 이루어졌다고 판정한다. 그리고, 붐 조작이 이루어졌다고 판정되지 않는 경우는, 처리를 종료한다.

붐 조작이 이루어졌다고 판정된 경우, 컨트롤러(10)는 붐 부하압과 선회 부하압을 비교한다(스텝 S1103).

비교한 결과, 붐 부하압이 선회 부하압보다 큰 경우, 컨트롤러(10)는 붐 조작압 커트 밸브(13)에 대하여, 폐쇄 명령을 출력하고(스텝 S1104), 처리를 종료한다. 컨트롤러(10)는 붐 부하압이 선회 부하압보다 큰 경우, 선회 모터(7b)가 정상 선회 상태라고 판별하기 때문이다.

한편, 붐 부하압이 선회 부하압 이하인 경우는, 그대로 처리를 종료한다. 이 경우, 컨트롤러(10)는 선회 모터(7b)에 큰 부하가 걸리는 선회 개시 시이고, 정상 선회 상태까지 이르지 않는다고 판단한다.

또한, 스텝 S1101 및 S1102는 어느 것을 먼저 행해도 좋다.

이어서, 상기 제어가 이루어진 경우의, 본 실시 형태의 유압 구동 장치(60)의 동작에 대하여, 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 또한, 도면 중, 작동유가 흐르는 라인을 굵은 선으로 나타낸다. 또한, 조작압에 의한 파일럿압유가 흐르는 라인을 일점 쇄선으로 나타낸다.

본 도면에 도시한 바와 같이, 붐 상승 조작 시에는, 도면 중 우측 방향으로 조작 레버(81a)(붐 조작 장치(8a))를 조작함으로써, 붐 상승 조작압 da가 생성된다. 붐 상승 조작압 da에 의해, 제1 제어 밸브(6a)가 중립 위치로부터 도면 중 우측으로 스트로크되고, 제1 유압 펌프(2)의 작동유는 붐 실린더(7a)의 보텀측으로 유입된다.

또한, 선회 조작 시에는 제1 방향으로 조작 레버(81b)(선회 조작 장치(8b))를 조작함으로써, 선회 조작압 db가 생성된다. 선회 조작압 db에 의해, 제2 제어 밸브(6b)가 도면 중 우측으로 스트로크되고, 제2 유압 펌프(3)의 작동유는 선회 모터(7b)로 공급되고, 제2 제어 밸브(6b)를 경유하여 작동유 탱크(5)로 복귀된다.

붐 조작압 센서(9a)는 붐 상승 조작압 da를 검출하면, 컨트롤러(10)에 출력한다. 마찬가지로, 선회 조작압 센서(9b)는 선회 조작압 db를 검출하면 컨트롤러(10)에 출력한다. 또한, 붐 실린더 압력 센서(11a)는 붐 부하압 Pa를, 선회 모터 압력 센서(11b)는 선회 부하압 Pb를 각각 검출하여, 컨트롤러(10)에 출력한다.

선회 붐 상승 조작 개시 시에는, 상술한 바와 같이, 선회 부하압 Pb는 붐 부하압 Pa 이상(Pb≥Pa)이다. 이 때문에, 컨트롤러(10)는 붐 조작압 커트 밸브(13)에 대하여, 폐쇄 명령 cc를 출력하지 않는다. 따라서, 붐 조작압 커트 밸브(13)는 개방 상태이다.

따라서, 선회 붐 상승 조작 개시 시에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 붐 상승 조작압 da는 제3 제어 밸브(6c)에도 작용하여, 제3 제어 밸브(6c)를 도면 중 우측으로 스트로크시킨다. 이로써, 제2 유압 펌프(3)의 작동유는 붐 실린더(7a)의 보텀측에도 유입된다.

이와 같이, 선회 부하압 Pb가 붐 부하압 Pa 이상인 경우, 제2 유압 펌프(3)의 작동유는 선회 모터(7b)와, 붐 실린더(7a)의 양쪽에 공급된다.

또한, 이때, 로드측으로부터 배출된 작동유는, 제3 제어 밸브(6c) 및 제1 제어 밸브(6a)를 경유하여, 작동유 탱크(5)로 복귀된다.

한편, 선회 모터(7b)의 회전이 정상 선회 상태로 되면, 선회 부하압 Pb는 저감되어, 붐 부하압 Pa보다 작아진다(Pb<Pa). 이때, 컨트롤러(10)는 붐 조작압 커트 밸브(13)에 대하여, 도 5에 도시한 바와 같이 폐쇄 명령 cc를 출력한다.

본 도면에 도시한 바와 같이, 폐쇄 명령 cc가 출력됨으로써, 붐 조작압 커트 밸브(13)는 제3 제어 밸브(6c)에 작용하는 붐 상승 조작압 da를 차단한다. 이로써, 제3 제어 밸브(6c)는 스트로크되지 않고, 중립 상태로 된다. 이 때문에, 제2 유압 펌프(3)로부터의 작동유는 붐 실린더(7a)로는 공급되지 않는다.

또한, 이때, 도 4와 마찬가지로, 붐 상승 조작압 da는 제1 제어 밸브(6a)에 작용하여, 제1 유압 펌프(2)의 작동유를 붐 실린더(7a)의 실린더 보텀측으로 유도한다. 또한, 선회 조작압 db는 제2 제어 밸브(6b)에 작용하여, 제2 유압 펌프(3)의 작동유를 선회 모터(7b)로 유도한다.

이로써, 제1 유압 펌프(2)를 붐 실린더(7a) 전용, 제2 유압 펌프(3)를 선회 모터(7b) 전용으로 사용하는, 독립 회로를 실현할 수 있다. 이와 같이, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 전환함으로써, 독립 회로와 병렬 회로를 실현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 유압 셔블(50)의 유압 구동 장치(60)에 있어서, 선회 붐 상승 조작 시, 제1 유압 펌프(2)로부터 제1 제어 밸브(6a)를 통해 붐 실린더(7a)로 작동유가 공급되고, 제2 유압 펌프(3)로부터 제2 제어 밸브(6b)를 통해 선회 모터(7b)로 작동유가 공급되는 특정 상태에 있어서, 선회 부하압이 붐 부하압 이상일 때, 붐 조작압을 제3 제어 밸브(6c)에 도입하기 위해 붐 조작압 커트 밸브(13)를 개방하고, 제2 유압 펌프(3)로부터 선회 모터(7b)로 공급하는 작동유의 일부를 제3 제어 밸브(6c)를 통해 붐 실린더(7a)로 공급한다. 또한, 선회 부하압이 붐 부하압보다 작아진 때, 선회 모터가 정상 선회 상태에 있다고 판별하고, 붐 조작압의 제3 제어 밸브(6c)로의 도입을 제한하기 위해 붐 조작압 커트 밸브(13)를 폐쇄하도록 폐쇄 명령을 출력한다.

유압 셔블(50)은 선회 시에, 선회체(21)의 관성 모멘트가 크고, 특히 선회 개시 시에 큰 선회력을 필요로 한다. 붐 상승 조작과 선회 조작이 동시에 행해진 경우라도, 선회 개시 시에는 선회 부하압이 붐 부하압보다 크다.

선회 붐 상승 조작 시, 선회 부하압 Pb가 붐 부하압 Pa보다 큰 상태에서, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 차단한 경우의, 제1 유압 펌프(2) 및 제2 유압 펌프(3)의 토출압의 압력 파형을 도 6에 도시한다. 또한, 본 도면에 있어서, Pr은 선회 릴리프 밸브(14)의 세트압이다. 또한, P1, P2는 각각, 제1 유압 펌프(2), 제2 유압 펌프(3)의 토출압이다.

본 도면에 도시한 바와 같이, 선회 개시 시에는, 제2 유압 펌프(3)의 토출압이 선회 릴리프 밸브(14)의 세트압 Pr까지 상승한다. 이로써, 선회 릴리프 밸브(14)가 개방되어, 작동유가 작동유 탱크(5)에 버려지게 되어, 낭비가 있다.

그러나, 본 실시 형태에서는, 선회 개시 시와 같이, 선회 부하압 Pb가 붐 부하압 Pa 이상인 경우, 비록 선회 붐 상승 조작 시라도, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 개방한 상태로 하여, 2개의 제어 밸브(6a, 6c)로 조작압을 유도한다. 이로써, 선회 모터(7b)로의 작동유 공급 라인(선회 라인)과 붐 실린더(7a)로의 작동유 공급 라인(붐 라인)을 병렬로 접속하는 병렬 회로로 하고, 제2 유압 펌프(3)로부터의 작동유를, 선회 모터(7b)와 붐 실린더(7a)로 분류시킨다.

그리고, 붐 부하압 Pa가 선회 부하압 Pb보다 커지면, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 차단한다. 선회 라인측에 설치되는 제3 제어 밸브(6c)로의 조작압의 출력을 차단하고, 선회 라인과 붐 라인을 분리하여 독립 회로로 한다. 이로써, 제1 유압 펌프(2)와 제2 유압 펌프(3)를 각각, 선회 전용과 붐 전용으로서 사용한다.

이때의 제1 유압 펌프(2) 및 제2 유압 펌프(3)의 토출압의 압력 파형을, 도 7에 도시한다. 또한, 도 6과 마찬가지로, Pa는 붐 부하압, P1, P2는 각각, 제1 유압 펌프(2), 제2 유압 펌프(3)의 토출압이다. 또한 T1은 붐 부하압 Pa가 선회 부하압 Pb보다 커지는 시각이다.

붐 조작압 커트 밸브(13)를 차단하지 않는 경우, 즉, 병렬 회로의 경우, 액추에이터의 압력은, 더 부하압이 낮은 액추에이터의 압력의 영향을 받고, 회로 내에서는 모두 동일 정도로 된다. 따라서, 본 도면에 도시한 바와 같이, 제1 유압 펌프(2)의 토출압 P1과 제2 유압 펌프(3)의 토출압 P2도 대략 동일한 값으로 된다. 이로써, 독립 회로에서는 선회 릴리프에 의해 작동유 탱크(5)의 흐르고 있던 작동유는 붐 실린더(7a)로 합류한다. 따라서, 선회 릴리프 밸브(14)가 작동하지 않고, 선회 릴리프에 의한 불필요한 에너지의 소비가 없어진다.

또한, 시각 T1 이행, 즉, 붐 부하압 Pa가 선회 부하압 Pb보다 커진 시점에서, 붐 조작압 커트 밸브(13)를 차단한다. 이로써, 제1 유압 펌프(2) 및 제2 유압 펌프(3)가 각각, 선회 전용과 붐 전용으로서 사용되기 때문에, 각 펌프의 토출압을 독립하여 제어할 수 있다. 이로써, 병렬 회로에서 붐 부하압이 선회 부하압보다 높아지는 경우에 필요했던, 선회 모터(7b)로 작동유를 공급하기 위한 가변 스로틀이 불필요해진다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 선회 붐 상승 조작 시에, 액추에이터의 부하압에 따라 병렬 회로와 독립 회로를 구분지어 사용한다. 이로써, 독립 회로의 경우에 발생하고 있던 선회 릴리프에서의 불필요한 에너지의 소비를 억제할 수 있다. 또한, 붐 실린더로의 작동유의 공급량 부족을 해소할 수 있다. 그리고, 병렬 회로에서 발생하고 있던 가변 스로틀을 통과하는 것에 의한 에너지의 불필요한 소비도 없어진다. 따라서, 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다.

특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 파일럿압에 의해서만, 붐 부제어 밸브를 제어하고 있기 때문에, 붐 실린더의 부하압 및 선회 모터의 부하압의 변화에 따른 제어를 행하는 것이 어렵다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 붐 실린더의 부하압 및 선회 모터의 부하압을 사용하기 때문에, 이들의 변화에 따라 최적의 제어를 행할 수 있다.

또한, 이들 부하압은 통상의 유압 구동 장치(60)에서 검출하는 파라미터이다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 새로운 구성을 추가하지 않고, 에너지를 효율적으로 이용 가능한 유압 구동 장치(60)를 실현할 수 있다.

<<제2 실시 형태>>

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태에서는, 선회의 가속도를 검출하기 위한 가속도 센서를 구비한다. 본 실시 형태에서는, 선회 붐 상승 조작 시, 선회 부하압이 높은 개시 시인지 여부를, 가속도 센서에 의해 검출한다.

이하, 본 실시 형태에 대하여, 제1 실시 형태와 다른 구성에 주안점을 두고 설명한다.

본 실시 형태가 적용되는 작업 기계의 일례인 유압 셔블(50)은 기본적으로 제1 실시 형태의 유압 셔블(50)과 동일한 구성을 갖는다.

본 실시 형태의 유압 구동 장치(60a)도, 기본적으로 제1 실시 형태의 유압 구동 장치(60)와 마찬가지이다. 단, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 선회 모터 압력 센서(11b) 대신에, 가속도 센서(11c)를 구비한다. 또한, 유압 구동 장치(60a)는 선회 모터 압력 센서(11b)를 더 구비하고 있어도 된다. 또한, 본 실시 형태의 컨트롤러(10a)의 처리 내용도 다르다.

가속도 센서(11c)는 소정의 시간 간격으로, 선회 모터(7b)의 가속도(선회 가속도라고 칭함)를 검출한다. 그리고, 선회 가속도를 검출할 때마다, 검출한 선회 가속도를 컨트롤러(10)로 송신한다.

본 실시 형태의 컨트롤러(10)는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 붐 조작압 및 선회 조작압에 의해 선회 붐 상승 조작 시인지 여부를 판정한다. 그리고, 선회 붐 상승 조작 시라고 판정한 경우, 선회 붐 상승 조작 개시 직후인지, 정상 선회 상태인지를 판정한다. 그리고, 정상 선회 상태라고 판정된 경우, 붐 조작압 커트 밸브(13)에 폐쇄 명령을 출력한다.

선회 붐 상승 조작 시, 개시 직후는, 선회 가속도는 크게 변화된다. 한편, 정상 선회 상태에서는, 선회 가속도는 대략 일정해진다. 즉, 등속 선회를 행한다. 본 실시 형태의 컨트롤러(10)는 이것을 이용하여, 등속 선회 중인지 여부에 의해, 개시 직후인지 정상 선회 상태인지를 판정한다. 그리고, 등속 선회 중이라고 판정한 경우, 정상 선회 상태라고 하고, 붐 조작압 커트 밸브(13)에 대하여, 폐쇄 명령을 출력한다.

구체적으로는, 컨트롤러(10)는 가속도 센서(11c)로부터 선회 가속도를 수신하면, 1회 전에 수신한 선회 가속도의 값과 비교한다. 최신의 선회 가속도(최신 가속도)가, 1회 전에 수신한 선회 가속도(전회 가속도)와 동등한 경우, 등속 선회 중이라고 판단한다. 또한, 1회 전에 수신한 선회 가속도는 RAM 등에 보유 지지해 둔다.

또한, 등속 선회 중이라는 판단은 최신 가속도와 전회 가속도가 일치하는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 양자의 차의 절댓값이 미리 정한 역치 이하인 경우, 등속 선회 중이라고 판단해도 된다. 즉, 가속도의 변화량이 소정의 범위 내이면, 등속 선회 중이라고 판단해도 된다.

이하, 본 실시 형태의 컨트롤러(10)에 의한 커트 밸브 제어 처리의 흐름을, 도 9의 플로에 따라 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 개소는 설명을 생략한다. 또한, 본 실시 형태의 커트 밸브 제어 처리도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 소정의 시간 간격으로 행해지는 것으로 한다. 여기서는, 커트 밸브 제어 처리를 행하는 시간 간격을 Δt, 현재 시각을 t라고 한다.

먼저, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 컨트롤러(10)가 선회 조작압, 붐 조작압에 따라, 선회 붐 상승 조작 중인지 여부를 판별한다(스텝 S1101, S1102). 선회 붐 상승 조작이 아니면, 그대로 처리를 종료한다.

한편, 선회 붐 상승 조작 중이라고 판별된 경우, 컨트롤러(10)는 상기 방법으로 등속 선회 중인지 여부를 판별한다(스텝 S1203).

스텝 S1203에서는, 시각 t에 취득한 선회 가속도 ac(t)와, 전회 취득한 선회 가속도 ac(t－Δt)를 비교한다. 그리고, 양자가 동등하면, 등속 선회 중이라고 판단한다. 혹은, 양자의 차의 절댓값이 소정의 역치 이하인 경우, 등속 선회 중이라고 판단한다.

등속 선회 중이 아니면, 그대로 처리를 종료한다. 한편, 등속 선회 중이라고 판단된 경우, 컨트롤러(10)는 붐 조작압 커트 밸브(13)에 대하여, 폐쇄 명령을 출력하고(스텝 S1104), 처리를 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 선회 모터(7b)의 선회 가속도를 검출하여, 컨트롤러(10)에 출력하는 가속도 센서(11c)를 더 구비하고, 컨트롤러(10)는, 전술한 특정 상태에 있어서, 선회 가속도의 변화량이 소정의 범위 내인 경우, 정상 선회 상태에 있다고 판별하고, 붐 조작압 커트 밸브(13)에 폐쇄 명령을 출력한다.

따라서, 본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 선회 붐 상승 조작 시라도, 개시 직후와 같이, 선회 조작에 큰 부하가 걸린 경우, 선회 라인과 붐 라인을 병렬 접속한다. 그리고, 정상 선회 상태로 되면, 양 라인을 분리하여 독립 회로로 한다. 이 때문에, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다.

예를 들어, 부하압으로 개시 직후인지 정상 선회 상태인지를 판단하는 경우, 프론트 작업기(22)가 벽이나 지면에 압박 접촉되어 있는 경우 등, 외력의 영향으로 액추에이터의 부하압이 상승해 버리는 경우가 있다. 그러나, 본 실시 형태에 따르면, 직접, 선회 모터(7b)의 가속도를 검출하고, 그 결과를 사용하여 붐 조작압 커트 밸브(13)의 차단 및 도통을 제어하기 위해, 선회 모터(7b)의 상태를, 유압 구동 장치(60)의 제어에 고정밀도로 반영할 수 있다.

<변형예 >

또한, 선회 모터 압력 센서(11b)와 가속도 센서(11c)를 모두 구비하고 있어도 된다. 이 경우의 컨트롤러(10)에 의한, 커트 밸브 제어 처리의 흐름을 도 10에 도시한다.

먼저, 컨트롤러(10)는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 선회 조작압 및 붐 조작압에 의해, 선회 붐 상승 조작 중인지 여부를 판정한다(스텝 S1101, S1102). 선회 붐 상승 조작 중이 아니라고 판정된 경우는, 처리를 종료한다.

한편, 선회 붐 상승 조작 중이라고 판정된 경우, 컨트롤러(10)는 붐 부하압과 선회 부하압을 비교한다(스텝 S1103). 붐 부하압이 선회 부하압 이하인 경우는, 그대로 처리를 종료한다.

붐 부하압이 선회 부하압보다 큰 경우, 컨트롤러(10)는 등속 선회 중인지 여부를 판정한다(스텝 S1203). 등속 선회 중이 아니면, 그대로 처리를 종료한다. 본 판정은 제2 실시 형태와 동일한 방법으로 행한다.

한편, 등속 선회 중이라고 판정된 경우, 컨트롤러(10)는 붐 조작압 커트 밸브(13)에 대하여, 폐쇄 명령을 출력하고(스텝 S1204), 처리를 종료한다.

본 변형예에 의하면, 먼저, 부하압에 의해 정상 선회 상태일 가능성이 높다고 판단된 때만, 가속도로 판단한다. 이 때문에, 효율적으로, 또한 고정밀도로 정상 선회 상태인지 여부를 판별할 수 있다. 따라서, 본 변형예에 의하면, 더 고정밀도로 제어를 행할 수 있고, 또한 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

<변형예 2>

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 붐 조작압 커트 밸브(13)로서, 개폐(차단과 도통)의 2상태만을 갖는 전자 개폐 밸브(ON/OFF 밸브)를 사용하는 경우를 예로 들어 설명했다. 그러나, 붐 조작압 커트 밸브(13)는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 붐 조작압 커트 밸브(13)는 메터링을 갖는 스풀 밸브를 사용해도 된다.

도 11에, 본 변형예의 붐 조작압 커트 밸브(13)의 메터링 특성의 일례를 도시한다. 본 도면에 있어서, 횡축은 스풀 스트로크[㎜], 종축은 붐 조작압 커트 밸브(13)의 개구 면적[㎟]이다. 본 도면에 도시한 바와 같이, 본 변형예의 붐 조작압 커트 밸브(13)의 개구 면적은 스풀 스트로크의 증가에 수반하여, 단조롭게 감소한다. 또한, 붐 조작압 커트 밸브(13)의 스풀 스트로크는 컨트롤러(10)로부터의 폐쇄 명령의 명령 전류의 적산값으로 결정한다.

본 변형예의 컨트롤러(10)는 붐 부하압이 선회 부하압보다 큰 경우, 붐 조작압 커트 밸브(13)에 폐쇄 명령을 출력한다. 여기서는, 폐쇄 명령을 계속해서 출력한다. 이로써, 붐 조작압 커트 밸브(13)의 개구 면적은 도 11의 특성에 따라 작아진다.

본 변형예에 의하면, 상기 각 실시 형태와 마찬가지로, 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 본 변형예에 의하면, 붐 조작압 커트 밸브(13)가 메터링 특성을 갖는다. 이 때문에, 병렬 회로와 독립 회로의 전환을 원활하게 행할 수 있다.

또한, 본 변형예에 의하면, 붐 조작압 커트 밸브(13)가 완전히 폐쇄되어 있지 않은 경우는, 병렬 회로로 된다. 이때, 상술한 바와 같이, 제3 제어 밸브(6c)를 붐 조작압 커트 밸브(13)에 의해 제어할 수 있다. 그 때문에, 병렬 회로 시의 붐 실린더(7a)와 선회 모터(7b)로의 작동유의 유량 배분을, 펌프의 틸팅을 변경하지 않고, 제1 제어 밸브(6a), 제2 제어 밸브(6b) 및 제3 제어 밸브(6c)만으로 제어할 수 있다. 이로써, 더 미세한 유량의 제어가 가능해진다.

또한, 종래의 회로에서는, 복수의 액추에이터를 구동하려고 한 때에는, 부하압이 낮은 쪽의 액추에이터로 작동유가 유입되기 쉬워지기 때문에, 압력의 밸런스를 조정하기 위해 블리드 라인 상에 스로틀을 설치하고 있다. 그러나, 메터링을 가진 붐 조작압 커트 밸브(13)를 사용함으로써, 이 붐 조작압 커트 밸브(13)가 스로틀의 역할을 한다. 즉, 제3 제어 밸브(6c)를 제어함으로써, 스로틀의 역할을 붐 조작압 커트 밸브(13)가 실현한다. 따라서, 블리드 라인 상에 스로틀을 마련하지 않고, 압력의 밸런스를 제어할 수 있다. 따라서, 에너지의 불필요한 소비를 억제할 수 있다.

<변형예 3>

또한, 작동유의 온도에 따라, 붐 조작압 커트 밸브(13)의 스풀 개방도를 조정해도 된다.

이 경우, 유압 구동 장치(60b)는, 도 12에 도시한 바와 같이 작동유의 온도를 검출하는 온도 센서(15)를 구비한다. 그리고, 온도 센서(15)의 검출 결과는 컨트롤러(10)에 출력된다.

컨트롤러(10)는 작동유의 온도에 따라, 붐 조작압 커트 밸브(13)의 스풀 개방도를 조정한다. 여기서는, 변형예 2와 마찬가지로, 붐 조작압 커트 밸브(13)는 도 11에 도시하는 메터링 특성을 갖는다.

상기한 바와 같이 작동유는 온도에 따라 점도가 변화된다. 그 때문에, 온도의 차이에 따라 유압 구동 장치(60b)의 압력 손실은 다르다. 즉, 작동유가 저온인 경우, 점도가 높고, 유압 구동 장치(60b)의 압력 손실이 높다. 따라서, 작동유의 온도가 낮을수록, 작동유가 흐르기 쉬워지도록, 붐 조작압 커트 밸브(13)의 개방도를 더 크게 한다.

따라서, 본 변형예에 있어서는, 컨트롤러(10)는 검출된 작동유의 온도가 낮을수록, 붐 조작압 커트 밸브(13)의 개방도를 더 개방하도록 붐 조작압 커트 밸브(13)에 명령을 출력한다. 여기서는, 예를 들어 출력하는 폐쇄 명령의 명령 전류의 크기를, 변형예 2의 경우에 비교하여 작게 한다.

이와 같이, 작동유의 온도에 따라 붐 조작압 커트 밸브(13)의 개방도를 조정함으로써, 온도의 변화에 의한 압력 손실의 변화에 따라, 목적으로 하는 제어값으로부터 벗어나는 것을 피할 수 있다. 따라서, 온도에 의하지 않고 일정한 구동 상태를 유지할 수 있다.

1 : 원동기
2 : 제1 유압 펌프
3 : 제2 유압 펌프
4 : 파일럿 펌프
5 : 작동유 탱크
6a : 제1 제어 밸브
6b : 제2 제어 밸브
6c : 제3 제어 밸브
7a : 붐 실린더
7b : 선회 모터
8a : 붐 조작 장치
8b : 선회 조작 장치
9a : 붐 조작압 센서
9b : 선회 조작압 센서
10 : 컨트롤러
10a : 컨트롤러
11a : 붐 실린더 압력 센서
11b : 선회 모터 압력 센서
11c : 가속도 센서
12a : 제1 레귤레이터
12b : 제2 레귤레이터
13 : 붐 조작압 커트 밸브
14 : 선회 릴리프 밸브
15 : 온도 센서
20 : 주행체
21 : 선회체
22 : 프론트 작업기
23 : 주행 모터
24 : 크롤러
25 : 붐
26 : 암
27 : 버킷
28 : 암 실린더
29 : 버킷 실린더
30 : 운전실
31 : 원동원실
50 : 유압 셔블
60 : 유압 구동 장치
60a : 유압 구동 장치
60b : 유압 구동 장치
81a : 조작 레버
81b : 조작 레버
82a : 조작 밸브
82b : 조작 밸브

Claims

주행체와, 상기 주행체에 선회 가능하게 마련되는 선회체와, 상기 선회체를 구동하는 선회 모터와, 상기 선회체에 상하 방향으로 회동 가능하게 마련되는 붐과, 상기 붐을 구동하는 붐 실린더와, 상기 선회 모터 및 상기 붐 실린더를 구동하는 유압 구동 장치와, 상기 유압 구동 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서,
상기 유압 구동 장치는,
상기 붐 실린더에 작동유를 공급하는 제1 유압 펌프와,
상기 선회 모터에 작동유를 공급하는 제2 유압 펌프와,
상기 붐을 조작하기 위한 신호인 붐 조작압을 출력하는 붐 조작 장치와,
상기 선회체를 조작하기 위한 신호인 선회 조작압을 출력하는 선회 조작 장치와,
상기 제1 유압 펌프와 상기 붐 실린더 사이에 배치되어, 상기 붐 조작압에 따라 작동하여 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 제1 제어 밸브와,
상기 제2 유압 펌프와 상기 선회 모터 사이에 배치되어, 상기 선회 조작압에 따라 작동하여 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 선회 모터로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 제2 제어 밸브와,
상기 제2 유압 펌프와 상기 붐 실린더 사이이고, 또한 상기 제2 제어 밸브와 병렬로 배치되어, 상기 붐 조작압이 도입되어 있지 않은 상태에서는, 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더로의 작동유의 공급을 차단함과 함께, 상기 붐 조작압에 따라 작동하여 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더로 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 제3 제어 밸브와,
상기 붐 조작 장치와 상기 제3 제어 밸브 사이에 배치되어, 상기 컨트롤러로부터의 명령 전류에 기초하여 개폐하는 전자 개폐 밸브와,
상기 제2 유압 펌프와 상기 선회 모터 사이에 마련되는 릴리프 밸브를 구비하고,
상기 컨트롤러는,
상기 붐의 상승 조작과 상기 선회체의 선회 조작이 동시에 행해짐으로써, 상기 제1 유압 펌프로부터 상기 제1 제어 밸브를 통해 상기 붐 실린더로 작동유가 공급되고, 또한 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 제2 제어 밸브를 통해 상기 선회 모터로 작동유가 공급되는 특정 상태에 있어서,
상기 선회 모터가 정상 선회 상태까지 이르지 않는다고 판별된 경우에는, 상기 붐 조작압을 상기 제3 제어 밸브로 도입하기 위해 상기 전자 개폐 밸브를 개방하는 상기 명령 전류를 출력하고, 상기 제2 유압 펌프로부터 상기 선회 모터로 공급하는 작동유의 일부를 상기 제3 제어 밸브를 통해 상기 붐 실린더로 공급하고,
상기 선회 모터가 상기 정상 선회 상태에 있다고 판별된 경우에는, 상기 붐 조작압의 상기 제3 제어 밸브로의 도입을 제한하기 위해 상기 전자 개폐 밸브를 폐쇄하는 상기 명령 전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제1항에 있어서, 상기 유압 구동 장치는,
상기 붐 실린더의 부하압인 붐 부하압을 검출하여, 상기 컨트롤러에 출력하는 붐 실린더 압력 센서와,
상기 선회 모터의 부하압인 선회 부하압을 검출하여, 상기 컨트롤러에 출력하는 선회 모터 압력 센서를 더 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 특정 상태에 있어서, 상기 붐 부하압과 상기 선회 부하압을 비교하여, 상기 붐 부하압이 상기 선회 부하압보다 큰 경우, 상기 정상 선회 상태에 있다고 판별하는 것을
특징으로 하는 작업 기계.
제1항에 있어서, 상기 유압 구동 장치는,
상기 선회 모터의 선회 가속도를 검출하여, 상기 컨트롤러에 출력하는 가속도 센서를 더 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 특정 상태에 있어서, 상기 선회 가속도의 변화량이 소정의 범위 내인 경우, 상기 정상 선회 상태에 있다고 판별하는 것을
특징으로 하는 작업 기계.
제1항에 있어서, 상기 유압 구동 장치는,
상기 붐 실린더의 부하압인 붐 부하압을 검출하여, 상기 컨트롤러에 출력하는 붐 실린더 압력 센서와,
상기 선회 모터의 부하압인 선회 부하압을 검출하여, 상기 컨트롤러에 출력하는 선회 모터 압력 센서와,
상기 선회 모터의 선회 가속도를 검출하여, 상기 컨트롤러에 출력하는 가속도 센서를 더 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 특정 상태에 있어서, 상기 붐 부하압과 상기 선회 부하압을 비교한 결과, 상기 붐 부하압이 상기 선회 부하압보다 큰 경우이며, 상기 가속도 센서가 검출한 상기 선회 가속도의 변화량이 소정의 범위 내인 경우, 상기 정상 선회 상태에 있다고 판별하는 것을
특징으로 하는 작업 기계.
제1항에 있어서, 상기 전자 개폐 밸브는, 상기 컨트롤러로부터 상기 명령 전류의 적산값으로 결정하는 스풀 스트로크가 증대됨에 따라 도통시키는 상기 붐 조작압이 저하되는 메터링 특성을 갖는 것을
특징으로 하는 작업 기계.
제5항에 있어서, 상기 작동유의 온도를 검출하여 상기 컨트롤러에 출력하는 온도 센서를 더 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 온도 센서에서 검출된 온도가 낮을수록, 출력하는 상기 명령 전류의 크기를 저감하는 것을
특징으로 하는 작업 기계.