作業機械的液壓控制裝置的製作方法
2023-07-14 09:33:01 1
專利名稱：作業機械的液壓控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液壓挖掘機等的作業機械的液壓控制裝置。
背景技術：
在液壓挖掘機中需進行溢流控制，即、使來自泵的排出油的一部分(多餘部分)返回到油箱中。一般來說，該控制通過使溢流通路的開口面積與操作機構的操作量相對應地變化而進行，所述溢流通路設在各個致動器的控制閥上。因為設置該通路，所以該閥在閥芯軸方向上相應地變長，從而提高了成本並不利於組裝。
與之相對，在有的公知技術中不設置該通路，而在多個控制閥上設置共用的統一溢流閥，並採用電子控制方式進行控制、即、使用液壓控制閥作為統一溢流閥，利用由控制器控制的電磁比例閥的二次壓力來對該統一溢流閥進行控制(例如特開平11-303809號公報)。
根據該方式，儘管與將相應於操作量的控制壓力直接送到統一溢流閥的液壓控制方式相比，具有控制的自由度較高的優點，但是若產生控制系統的異常情況(失效)，例如電磁比例閥本身的故障或從控制器向電磁比例閥送出控制信號的信號系統的斷線等，則此時溢流閥處於最大開口位置，泵排出油都被卸荷，機械的動作完全停止。其結果，產生現場的作業不能進行且機械意外停機等問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種作業機械的液壓控制裝置，其採用統一溢流閥的電子控制方式，且即使在控制系統失效時也可繼續進行作業。
本發明的作業機械的液壓控制裝置具有以下的基本構成。
即、備有多個液壓致動器、作為液壓致動器的液壓源的液壓泵、基於操作機構的操作來對各致動器的動作進行控制的多個控制閥、基於操作機構的操作，通過卸荷通路使得從液壓泵排出的油的多餘部分返回到油箱中的統一溢流閥、對統一溢流閥進行控制的控制機構。進而，在統一溢流閥中設有在該統一溢流閥的動作停止狀態下關閉卸荷通路的位置，另一方面，在各控制閥上設置有中立旁通通路，所述中立旁通通路作為在該控制閥的中立狀態下打開的單獨溢流通路，控制閥的開口特性設定為通過控制機構使得該中立旁通通路在朝向控制閥的動作位置的行程的初期即關閉。
根據本發明，在統一溢流閥失效時關閉該閥並確保油向致動器的供給，並且通過各控制閥的中立旁通通路仍可確保溢流作用(卸荷作用)。
且，該控制閥的單獨溢流通路即中立旁通通路的開口面積為在閥的行程初期進行關閉所需要的最小限度的開口面積。因此，可充分實現設置統一溢流閥的本來目的減少閥芯長度並使閥實現簡潔化。
即、可採用統一溢流閥的電子控制方式，且即使在控制系統失效時也可繼續進行作業。
圖1是本發明的實施方式的迴路構成圖。
圖2是表示該實施方式的控制閥的回動彈簧的彈簧特性的圖。
圖3是表示該實施方式中的控制閥及統一溢流閥的開口特性與泵排出量特性的圖。
具體實施例方式
基於圖1～圖3來說明本發明的液壓控制裝置。
在以下的實施方式中，以用統一溢流閥對3個液壓致動器1、2、3進行溢流控制的情況為例進行說明。
如圖1所示，各致動器1、2、3分別經由液壓控制式的控制閥7、8、9而連接在可變容量型的液壓泵10上，通過作為操作機構的遙控閥4、5、6來對所述控制閥7、8、9進行操作。
控制閥7～9相對於液壓泵10及油箱T而相互並聯地連接，通過該控制閥7～9來單獨地控制各致動器1～3的動作。
在各控制閥7～9中，設有在中立位置打開且作為單獨溢流通路的中立旁通通路11···。該中立旁通通路11···經由將各控制閥7～9串聯連接的中立旁通管線12而連接在油箱T上。
即、構成為，通過中立旁通通路11···來確保各致動器的單獨溢流作用。
如圖2的實線A所示，使各控制閥7～9中立回復的回動彈簧13構成為二級彈簧在中立旁通通路11關閉之前的行程初期(從行程0到S1為止的期間)彈簧力(準確地說是彈簧力相對於閥芯行程的變化率)較小，中立旁通通路11關閉後(從行程S1到最大行程Smax為止)的彈簧力變大。
圖2中的雙點劃線B表示通常的回動彈簧的彈簧特性。該彈簧特性根據圖2可知，從最小閥芯行程0到最大閥芯行程Smax為止，彈簧力呈直線狀變化。
另一方面，如圖1所示，在液壓泵10的排出一側管路與油箱T之間設有統一溢流管路14。在該統一溢流管路14中設有液壓控制式的統一溢流閥15，用於一併對各致動器1～3進行溢流控制。
該統一溢流閥15具有開口面積最大的卸荷位置(最大開口位置)x與開口面積為0的堵塞位置y，在該兩位置x、y之間進行溢流控制。
在該統一溢流閥15中，設有作為非動作(中立)位置的失效保護位置z。構成為，在失效保護位置z，卸荷通路處於全閉狀態(開口面積為0)。
在該統一溢流閥15的控制管線16中設有被控制器17控制的電磁比例閥18。該電磁比例閥18的二次壓力作為控制壓力而被供給到統一溢流閥15的控制埠。
即、通過控制器17與電磁比例閥18來構成控制機構。通過該控制機構來控制統一溢流閥15。
對液壓泵10的排出量(傾轉程度(傾轉角))進行控制的泵調節器19由電磁比例式的調節器控制閥20來控制。通過來自控制器17的、基於遙控閥4～6的操作的信號來控制該調節器控制閥20。即、基於遙控閥4～6的操作的操作信號被送到控制器17，通過來自控制器17的信號來控制調節器控制閥20。
即、遙控閥4～6的操作量越大則泵排出量越增加，通過這種正控制來控制液壓泵10。
在該情況下，在進行複合操作、即、對遙控閥4～6中的二個以上同時地進行操作時，可以構成為基於最大操作量的遙控閥的操作信號來進行泵控制，也可以構成為基於特定的遙控閥的操作信號來進行泵控制。
21是成為電磁比例閥18、20共用的液壓源的輔助液壓泵，22是安全閥。
在該構成中，在正常工作時，若操作遙控閥4～6，則基於其操作信號而從控制器17將信號輸出到調節器控制閥20及電磁比例閥18。通過正控制方式，泵排出量與遙控閥4～6的操作量相對應地變化，並且統一溢流閥15在卸荷位置x與堵塞位置y之間動作，由此使溢流流量變化。
另一方面，若例如發生連結控制器17與電磁比例閥18的控制系統的斷線等異常情況(失效)，而導致不能控制電磁比例閥18時，在現有技術中，統一溢流閥15會停止在卸荷位置x而導致泵排出量的絕大部分都返回到油箱T中，而在本發明的實施方式的裝置中，統一溢流閥15停止在失效保護位置z。
在該狀態下，因為統一溢流閥15的卸荷通路處於全閉狀態，所以在失效時也可確保油對致動器迴路的供給。
此時，通過各控制閥7～9的中立旁通通路11···來進行對各致動器1～3的溢流作用。
即、在統一溢流閥15失效時關閉該閥15而確保油對各致動器1～3的供給，並且通過各控制閥7～9仍可確保溢流作用(卸荷作用)。
可是，若使各控制閥7～9確保具有所需的充分的溢流功能，則會使其閥芯的軸向長度變大而導致各控制閥7～9大型化。因此，不能實現設置統一溢流閥15的本來目的、即、實現該閥7～9的簡潔化。
於是，在本實施方式的裝置中，含有中立旁通通路11···的控制閥7～9及統一溢流閥15的開口特性、和遙控閥4～6的操作量兩者的關係如圖3所示地設定。
即、在控制閥7～9處於中立位置時(遙控閥4～6的操作量為0時)，中立旁通通路11處於全開狀態。從該狀態(全開)操作遙控閥4～6而使控制閥7～9的閥芯開始行程動作時，中立旁通通路11馬上關閉。
然後，在即將關閉該中立旁通通路11之前，統一溢流閥14從失效保護位置z切換到卸荷位置x，卸荷通路打開到最大開口面積，在到堵塞位置y為止的期間內進行統一溢流控制。
這樣，進行單獨溢流作用的控制閥7～9的中立旁通通路11，其開口面積設定為在該控制閥7～9的行程初期進行關閉所需的最小限度的開口面積。因此，可充分實現設置統一溢流閥15的本來目的、即、減小控制閥7～9的閥芯長度並實現該閥7～9的簡潔化。
在即將關閉控制閥7～9的中立旁通通路11之前，打開統一溢流閥15的卸荷通路。因此，不間斷且可靠地進行該閥15的本來的溢流控制。
進而，在該實施方式中得到以下的作用效果。
(1)如上所述，各控制閥7～9的回動彈簧13構成為二級彈簧(參照圖2)。因此，在操作遙控閥4～6時，控制閥7～9的中立旁通通路11從全開到全閉是瞬間地變化的。由此，由統一溢流閥15所進行的溢流控制的開始之前的時間損失可以被消除。
(2)如圖3所示，在未操作遙控閥4～6的狀態下(非操作狀態控制閥7～9的中立狀態)，泵排出量為最小、即、通過控制器17對泵調節器19進行控制，使泵排出量為備用流量(最小流量)Qs。
因此，可以進一步減小控制閥7～9的中立旁通通路11的開口面積，使控制閥7～9進一步簡潔化。
另外，如上所述，本發明適用於採用根據遙控閥4～6的操作量而變化泵排出量的正控制方式的情況，但也適用於不採用正控制方式的情況(例如採用使泵排出量一直為最大的控制方式的情況)。
儘管根據優選實施方式及附圖對本發明進行了描述，但在不脫離本發明的權利要求所述的範圍內可進行種種同等的應用及變形。
權利要求
1.一種作業機械的液壓控制裝置，備有多個液壓致動器；作為上述液壓致動器的液壓源的液壓泵；基於操作機構的操作來對上述各致動器的動作進行控制的多個控制閥；基於上述操作機構的操作，通過卸荷通路使得從上述液壓泵排出的油的多餘部分返回到油箱中的統一溢流閥；對上述統一溢流閥進行控制的控制機構；在上述統一溢流閥中設有在該統一溢流閥的動作停止狀態下關閉卸荷通路的位置，另一方面，在各控制閥上設置有中立旁通通路，所述中立旁通通路作為在該控制閥的中立狀態下打開的單獨溢流通路，控制閥的開口特性設定為通過上述控制機構使得該中立旁通通路在朝向控制閥的動作位置的行程的初期即關閉。
2.如權利要求1所述的作業機械的液壓控制裝置，其特徵在於，統一溢流閥的開口特性設定為在上述控制閥的中立旁通通路即將關閉之前打開統一溢流閥的卸荷通路。
3.如權利要求1所述的作業機械的液壓控制裝置，其特徵在於，使上述控制閥中立回復的回動彈簧構成為二級彈簧，即、在中立旁通通路關閉之前的行程初期，彈簧力較小，而在關閉中立旁通通路後，彈簧力變大。
4.如權利要求1所述的作業機械的液壓控制裝置，其特徵在於，使用通過泵調節器來控制排出量的可變容量型的液壓泵作為上述液壓泵，上述控制機構構成為對上述泵調節器進行控制，使得在操作機構的非操作狀態下泵排出量為備用流量。
全文摘要
本發明的作業機械的液壓控制裝置備有多個液壓致動器、作為液壓致動器的液壓源的液壓泵、基於操作機構的操作來對各致動器的動作進行控制的多個控制閥、基於操作機構的操作，通過卸荷通路使得從液壓泵排出的油的多餘部分返回到油箱中的統一溢流閥、對統一溢流閥進行控制的控制機構。進而，在統一溢流閥上設置有在該統一溢流閥的動作停止狀態下關閉卸荷通路的位置，另一方面，在各控制閥上設置有中立旁通通路，所述中立旁通通路作為在該控制閥的中立狀態下打開的單獨溢流通路，控制閥的開口特性設定為通過控制機構使得該中立旁通通路在朝向控制閥的動作位置的行程初期關閉。由此，可用統一溢流閥的電子控制方式，且即使在控制系統失效時也可繼續進行作業。
文檔編號E02F9/22GK1670318SQ20051005515
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月17日 優先權日2004年3月17日
發明者田路浩, 岡秀和 申請人:神鋼建設機械株式會社