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CN1612966A - 施工机械的液压驱动装置 - Google Patents

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CN1612966A
CN1612966A CNA038019221A CN03801922A CN1612966A CN 1612966 A CN1612966 A CN 1612966A CN A038019221 A CNA038019221 A CN A038019221A CN 03801922 A CN03801922 A CN 03801922A CN 1612966 A CN1612966 A CN 1612966A
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柳生隆
杉山幸彦
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Abstract

一种施工机械的液压驱动装置,其具有方向流量控制阀(10a~f)、流入流量控制阀(201~203)、旁通流量控制阀(204)、及控制器(31);该方向流量控制阀(10a~f)切换供应来自第1液压泵(1a、1b)的压力油;该流入流量控制阀(201~203)设于分支配管(150A~C),该分支配管(150A~C)从供应管路(100)分支,将来自第2液压泵(3a、3b)的压力油供应到各液压缸的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A);该旁通流量控制阀(204)设于供应管路(100)与油箱(2)的配管(104);该控制器(31)运算与操作杆(32、33)的操作指令信号相应的控制量,根据该控制量控制流入流量控制阀(201~203)和旁通流量控制阀(204)。这样,进一步减少流量控制阀的个数和其配管连接长度,进一步降低整体的压力损失,通过流量控制阀的个数减少简化液压源与承受来自液压源的压力油的液压传动装置间的液压配管的布局。

Description

施工机械的液压驱动装置
技术领域
本发明涉及一种液压挖掘机等施工机械的液压驱动装置,特别是涉及一种适合于超大型的液压挖掘机的施工机械的液压驱动装置。
背景技术
过去,例如在日本特开平9-328784号公报的图9中所述的那样,已知自重70t或其以上级别的超大型液压挖掘机等施工机械,特别是适用于所谓反向铲型的液压挖掘机的施工机械的液压驱动装置,该施工机械包括有:可旋转地设于下部行走体的上部上的旋转体;由可回转地连接于该旋转体的动臂、可回转地连接于该动臂的斗杆、及在接地状态下开口部朝向后方侧的可回转地连接于该斗杆的铲斗构成的多关节型的前部作业机。
该液压驱动装置包括有:利用第1原动机驱动的2个液压泵;利用第2原动机驱动的2个液压泵;供应来自上述4个液压泵排出的压力油且分别驱动动臂、斗杆、及铲斗的动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸;第1方向流量控制阀组和第2方向流量控制阀组,其中,该第1方向流量控制阀组装备有分别控制从上述4个液压泵中的2个液压泵供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的压力油流动的动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀,该第2方向流量控制阀组装备有分别控制从上述4个液压泵中的余下2个液压泵供应给到动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的压力油流动的动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀。使来自第1方向流量控制阀组和来自第2方向流量控制阀组的压力油分别合流在各动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀之后,再分别供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸(换言之,使通常的液压泵~方向流量控制阀2系统量的压力油合流后进行供应),从而可将超大型机械的工作所需要的大流量的压力油供应给各液压缸。
可是,为了供应超高压、超大流量的压力油,需要由超大口径的软管或钢管等构成主管路,但由于存在于现在市场上合乎实用的软管的最大口径为2英寸左右,所以,不得不并排多根管(例如各2根或3根)才可应对这种情况。因此,作为对于液压传动装置要求的给排流量的主管路的容许量受到制约,在各软管中产生较大的压力损失。因此,会产生一些其他的问题,即,在包含超大型机械的由软管或钢管等构成的长管路及流量控制切换阀等的液压电路全体中会产生大的压力损失,而使能量损失增大,另外,液压传动装置的工作速度下降导致作业效率降低。
于是,与上述情况对应,现在也提出了一种施工机械的液压驱动装置,例如在上述日本特开平9-328784号公报的图1和图2中所述的那样,该施工机械的液压驱动装置减少超大型机械中软管或钢管等的管路的总延长从而降低整体的压力损失。
该已有技术装置包括:利用第1原动机驱动的2个液压泵;利用第2原动机驱动的2个液压泵;供应从该4个液压泵排出的压力油并分别驱动动臂、斗杆、及铲斗的动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸;分别控制从4个液压泵中的2个液压泵供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的压力油的流动的动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀;分别控制从余下2个液压泵排出的且不必通过上述动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀而供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的杆推出侧室和杆拉回侧室的压力油流动的动臂底侧流入流量控制阀和动臂杆侧流入流量控制阀、斗杆底侧流入流量控制阀和斗杆杆侧流入流量控制阀、及铲斗底侧流入流量控制阀和铲斗杆侧流入流量控制阀;分别控制从上述动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的杆拉回侧室和杆推出侧室,不必通过上述动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀,而向油箱中排出的压力油流动的动臂杆侧流出流量控制阀和动臂底侧流出流量控制阀、斗杆杆侧流出流量控制阀和斗杆底侧流出流量控制阀、及铲斗杆侧流出流量控制阀和铲斗底侧流出流量控制阀。
例如,在进行动臂上升、斗杆装料、铲斗装料操作的场合,从上述2个液压泵,通过动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀,将压力油供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的杆推出侧室,同时,不必通过动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀,而是通过另行设置的共用高压配管及设于由此使其分支连接的配管上的动臂底侧流入流量控制阀、斗杆底侧流入流量控制阀、及铲斗底侧流入流量控制阀,使来自余下2个液压泵的压力油合流为通过上述方向流量控制阀的压力油流,从而将该压力油供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的杆推出侧室。
另外,在进行动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作的场合,从上述2个液压泵,通过动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀,将压力油供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的杆拉回侧室,同时,从共用高压配管不通过动臂用方向流量控制阀、斗杆用方向流量控制阀、及铲斗用方向流量控制阀而是通过动臂杆侧流入流量控制阀、斗杆杆侧流入流量控制阀、及铲斗杆侧流入流量控制阀,使来自余下2个液压泵的压力油合流到通过上述方向流量控制阀的压力油流中,从而将该压力油供应给动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸的杆拉回侧室。
如上述那样,除了通过来自2个液压泵的通常方向流量控制阀的压力油供应路径以外,还设置有不必通过从余下2个液压泵通过共用高压配管的方向流量控制阀的压力油供应路径,从而可将超大型机械的工作中所需要的大流量的压力油供应给各液压缸,并减少此时软管的管数或钢管等的管路总延长,降低整体的压力损失。
发明内容
然而,在上述已有技术中仍有以下可改善的余地。
一般来说,在该杆推出侧室与杆拉回侧室之间,液压缸存在大的容积差(例如约2∶1)。因此,当本来构成实际的超大型液压挖掘机时,为了供应上述那样的大流量供应,仅需要追加设置以下6个流量控制阀即可,该6个流量控制阀分别是:为用于将压力油供应到杆推出侧室的动臂底侧流入流量控制阀、斗杆底侧流入流量控制阀、铲斗底侧流入流量控制阀、及用于从杆推出侧室排出回油的动臂底侧流出流量控制阀、斗杆底侧流出流量控制阀、铲斗底侧流出流量控制阀,而未必一定非要连接到杆拉回侧室上的上述6个流量控制阀。假如可省略连接到这些杆拉回侧室上的6个流量控制阀,则可进一步降低该分流量控制阀产生的压力损失,另外,还可取消用于配置流量控制阀的配管,降低其压力损失,这样应可使整体的压力损失进一步降低。另外,如可减少流量控制阀等液压装置的数量,则应可简化各种配管处理及各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵和接受该液压源的压力油的液压传动装置之间的液压配管的布局。
在上述已有技术中还未考虑到这样的方面,从而意味着仍然存有进一步改善的余地。
本发明的目的在于提供一种施工机械的液压驱动装置,该施工机械的液压驱动装置可进一步缩减流量控制阀的个数和其配管连接长度,进一步降低整体的压力损失,同时,因上述流量控制阀的个数减少而可简化液压源与接受该液压源的压力油的液压传动装置之间的液压配管布局。
为了达到上述目的,本发明的施工机械的液压驱动装置,对施工机械中的多个液压缸进行驱动控制,该施工机械的液压驱动装置:包括利用原动机驱动的第1液压泵和第2液压泵,将来自上述第1液压泵的压力油切换供应到上述多个液压缸的杆推出侧室和杆拉回侧室而进行供应的方向流量控制阀,分别设置在使来自上述第2液压泵的压力油从1个共用配管分支后分别供应到各液压缸的杆推出侧室的分支配管的流入流量控制阀,设于上述共用配管与油箱的连接配管的旁通流量控制阀,输入操作指令信号的输入装置,及对与来自上述输入装置的操作指令信号相应的控制量进行运算并根据该控制量对上述流入流量控制阀和上述旁通流量控制阀进行控制的控制装置。
在本发明中,当构成向超大型机械对应的大流量流通用的不通过方向流量控制阀的压力油供应路径时,将来自第2液压泵的压力油从1个高压的共用配管通过分支配管,使其供应给对应的各液压缸的杆推出侧室。此时的供应流量控制,通过控制装置以与来自输入装置的操作指令信号对应的控制量所做控制,而对设于各分支配管上的流入流量控制阀和设于从共用配管到油箱的连接配管上的旁通流量控制阀进行控制。
这样,例如为了进行动臂上升、斗杆装料、铲斗装料操作而将压力油供应给各液压缸的杆推出侧室的场合,除了从第1液压泵通过各方向流量控制阀(方向流量控制阀)供应的压力油外,还使来自第2液压泵的压力油不通过各方向流量控制阀而是通过各流入流量控制阀,合流到通过上述方向流量控制阀的压力油的流动中,将该压力油供应给各液压缸的杆推出侧室。此时的回油仅由通过各方向流量控制阀的路径排出到油箱。另一方面,例如为了进行动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作等而将压力油供应给各液压缸的杆拉回侧室的场合,从第1液压泵将压力油通过各方向流量控制阀供应给各液压缸的杆拉回侧室。
这样,考虑到各液压缸的杆推出侧室与杆拉回侧室之间的容积差,为了达到大流量供应而仅追加设置底侧流入流量控制阀,省略杆侧流入流量控制阀,所以,可相应地降低因流量控制阀而产生的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,降低其压力损失,从而可进一步降低整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵和液压传动装置之间的液压配管的布局。
为了达到上述目的,本发明的施工机械的液压驱动装置,对施工机械中的多个液压缸进行驱动控制,该施工机械的液压驱动装置包括有:第1液压泵和第2液压泵,其利用原动机驱动;方向流量控制阀,其将来自上述第1液压泵的压力油切换到上述多个液压缸的杆推出侧室和杆拉回侧室而进行供应;流出流量控制阀,其在分别与上述各液压缸的杆推出侧室连接的回油合流配管上设置;输入装置,其输入操作指令信号;控制装置,其对与来自上述输入装置的操作指令信号相应的控制量进行运算并根据该控制量对上述流出流量控制阀进行控制。
在本发明中,当构成向超大型机械的大流量流通用而不通过方向流量控制阀的压力油排出路径时,分别在各液压缸的杆推出侧室上连接回油合流配管,此时的排出流量控制,通过控制装置以与来自输入装置的操作指令信号相应的控制量所做控制,而对设于各回油合流配管上的流入流量控制阀和设于从共用配管到油箱的连接配管上的旁通流量控制阀进行控制。
这样,例如为了进行动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作而将压力油供应给各液压缸的杆拉回侧室的场合,将压力油从第1液压泵通过各方向流量控制阀(方向流量控制阀)供应给各液压缸的杆拉回侧室。此时的回油除了从各液压缸的杆推出侧室通过各方向流量控制阀排出到油箱的油流外,也还将从该流动分支后不通过各方向流量控制阀而是通过各流出流量控制阀和各合流配管的油流排出到油箱。另一方面,在为了进行动臂上升、斗杆装料、铲斗装料操作等而将压力油供应给各液压缸的杆推出侧室的场合,仅通过各方向流量控制阀的路径将来自杆推出侧室的回油排出到油箱中。
这样,考虑到各液压缸的杆推出侧室与杆拉回侧室之间的容积差,为了达到大流量排出而仅追加设置底侧流出流量控制阀,并省略杆侧流出流量控制阀,从而可相应地减少因流量控制阀所产生的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,消除其压力损失,从而可进一步减少整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵和液压传动装置之间的液压配管的布局。
为了达到上述目的,本发明的施工机械的液压驱动装置,对施工机械的多个液压缸进行驱动控制,该施工机械的液压驱动装置包括有:第1液压泵和第2液压泵,其利用原动机驱动;方向流量控制阀,将来自上述第1液压泵的压力油切换供应到上述多个液压缸的杆推出侧室和杆拉回侧室而进行供应;流入流量控制阀,其分别设置在使来自上述第2液压泵的压力油从1个共用配管分支后分别供应给各液压缸的杆推出侧室的分支配管上;流出流量控制阀,其分别设置在与上述各分支配管分别连接的回油合流配管上;旁通流量控制阀,其设于上述共用配管与油箱的连接配管上;输入装置,其输入操作指令信号;控制装置,其对与来自上述输入装置的操作指令信号相应的控制量进行运算并根据该控制量对上述流入流量控制阀、上述流出流量控制阀、及上述旁通流量控制阀进行控制。
为了达到上述目的,在本发明中,施工机械的液压驱动装置设置在施工机械上,该施工机械上包括有行走体、可旋转地设于该行走体的上部的旋转体、以及由可回转地连接于该旋转体的动臂、可回转地连接于该动臂的斗杆及可回转地连接于该斗杆的铲斗构成的多关节型的前部作业机,该施工机械的液压驱动装置的特征在于包括有:动臂用液压缸、斗杆用液压缸、铲斗用液压缸,其分别驱动上述动臂、上述斗杆、上述铲斗;至少1个液压泵,其设于上述旋转体上;共用的高压配管,该共用的高压配管的一侧连接到上述至少1个液压泵的排出侧上,另一侧延伸设置到上述前部作业机侧上;动臂用的分支配管,其从该共用的高压配管分支,相反侧连接到上述动臂用液压缸的杆推出侧室上;动臂用流入流量控制阀,其设于该动臂用的分支配管从上述共用的高压配管分支的分支位置附近,控制从上述共用的高压配管供应给上述动臂用液压缸的杆推出侧室的压力油的流动;斗杆用的分支配管,该斗杆用的分支配管从上述共用的高压配管的上述动臂用的分支配管的分支位置的下游侧分支,相反侧连接到上述斗杆用液压缸的杆推出侧室;斗杆用流入流量控制阀,该斗杆用流入流量控制阀设于该斗杆用分支配管从上述共用的高压配管的分支位置附近,控制从上述共用的高压配管供应到上述斗杆用液压缸的杆推出侧室的压力油的流动;铲斗用的分支配管,该铲斗用的分支配管从上述共用的高压配管的上述动臂用的分支配管的分支位置下游侧分支,相反侧连接到上述铲斗用液压缸的杆推出侧室;铲斗用流入流量控制阀,该铲斗用流入流量控制阀设于该铲斗用的分支配管从上述共用的高压配管分支的分支位置附近,控制从上述共用的高压配管供应给上述铲斗用液压缸的杆推出侧室的压力油的流动。
在本发明中,当构成为了向超大型机械进行大流量供应用而不通过方向流量控制阀的压力油供应路径时,相对应于实际液压传动装置的配置,从连接到至少1个液压泵的排出侧且朝前部作业机侧延伸设置的共用高压配管处,首先在动臂用液压缸的附近部位,使通往动臂用液压缸底侧的动臂用的分支配管分支,然后在该分支位置的下游侧使通往斗杆用液压缸底侧的斗杆用的分支配管分支,将余下部分构成为通往铲斗用液压缸底侧的铲斗用的分支配管。分别在动臂用的分支配管、斗杆用的分支配管、铲斗用的分支配管上设置动臂用流入流量控制阀、斗杆用流入流量控制阀、铲斗用流入流量控制阀,从而控制从高压配管流向各液压缸的压力油的流动。
这样,在为了进行动臂上升、斗杆装料、铲斗装料操作而将压力油供应给各液压缸的杆推出侧室的场合,除了供应通常的通过各方向流量控制阀的向各液压缸的杆推出侧室的压力油之外,还使来自至少1个液压泵的压力油,不通过各方向流量控制阀而是通过各流入流量控制阀,合流到通过上述方向流量控制阀的压力油的流动中,将该压力油供应给各液压缸的杆推出侧室。此时的回油仅由通过各方向流量控制阀的路径排出到油箱内。另一方面,例如为了进行动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作等而将压力油供应给各液压缸的杆拉回侧室的场合,从液压泵通过各方向流量控制阀将压力油供应给各液压缸的杆拉回侧室。
这样,考虑到各液压缸的杆推出侧室与杆拉回侧室之间的容积差,为了保证大流量供应而仅追加设置底侧流入流量控制阀,并省略杆侧流入流量控制阀,从而可相应地降低因流量控制阀所产生的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,并消除其压力损失,从而可进一步降低整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵和液压传动装置之间的液压配管的布局。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好将所有的流入流量控制阀集中配置在1个控制阀装置内。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好具有动臂用回油合流配管和动臂用流出流量控制阀、斗杆用回油合流配管和斗杆用流出流量控制阀、及铲斗用回油合流配管和铲斗用流出流量控制阀这样3组中的至少1组,其中,该动臂用回油合流配管,从上述动臂用的分支配管的上述动臂用流入流量控制阀的上述动臂用液压缸侧分支,其相反侧连接到压力油箱上,该动臂用流出流量控制阀,设于该动臂用回油合流配管的从上述动臂用的分支配管的分支位置附近,控制从上述动臂用液压缸排出到上述压力油箱的压力油的流动;该斗杆用回油合流配管,从上述斗杆用的分支配管的上述斗杆用流入流量控制阀的上述斗杆用液压缸侧分支,其相反侧连接到压力油箱上,该斗杆用流出流量控制阀,设于该斗杆用回油合流配管的从上述斗杆用的分支配管分支的分支位置附近,控制从上述斗杆用液压缸排出到上述压力油箱的压力油的流动;该铲斗用回油合流配管,从上述铲斗用的分支配管的上述铲斗用流入流量控制阀的上述铲斗用液压缸侧分支,其相反侧连接到压力油箱,该铲斗用流出流量控制阀,设于该铲斗用回油合流配管的从上述铲斗用的分支配管的分支位置附近附近,控制从上述铲斗用液压缸排出到上述压力油箱的压力油的流动。
这样,当进行过动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作时,可将已通过方向流量控制阀供应给各液压缸的杆拉回侧室时的来自杆推出侧室的大流量回油的一部分不通过方向流量控制阀而是通过各流出流量控制阀排出到压力油箱内,所以,可确保前部作业机的操作顺利进行。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好将所有的流入流量控制阀和流出流量控制阀集中配置在1个控制阀装置内。
为了达到上述目的,本发明包括有:第1液压泵和第2液压泵,其利用原动机驱动;多个液压缸,其由从该第1和第2液压泵排出的压力油驱动;多个方向流动控制阀,其分别控制从上述第1液压泵供应到上述多个液压缸的压力油的流动;至少1个流入流量控制阀,其控制从上述第2液压泵排出、不通过上述方向流量控制阀地供应给上述多个液压缸中的至少1个的杆推出侧室的压力油的流动;旁通流量控制阀,其用于将从上述第2液压泵排出的压力油返回到油箱;回馈流量控制阀,将上述多个液压缸中的至少1个的杆推出侧室的压力油引导到杆拉回侧室。
在本发明中,例如当为了进行动臂上升、斗杆装料(推压斗杆)、铲斗装料操作而将压力油供应给各液压缸的杆推出侧室时,从第1液压泵通过各方向流量控制阀(方向流量控制阀)将压力油供应给各液压缸的杆推出侧室,同时,将来自第2液压泵的压力油不通过各方向流量控制阀而是通过各流入流量控制阀,合流到通过上述方向流量控制阀的压力油的流动中,将该压力油供应给各液压缸的杆推出侧室。此时的回油仅通过各方向流量控制阀的路径排出到油箱内。
另一方面,例如为了进行动臂下降、斗杆卸料(回拉斗杆)、铲斗卸料操作而将压力油供应给各液压缸的杆拉回侧室的场合,从第1液压泵通过各方向流量控制阀将压力油供应给各液压缸的杆拉回侧室。
这样,考虑到各液压缸的杆推出侧室与杆拉回侧室之间的容积差,为了达到大流量供应而仅追加设置通往杆推出侧室的流入流量控制阀,并省略通往杆拉回侧室的流入流量控制阀,从而可相应地降低因流量控制阀所产生的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,消除其压力损失,从而可进一步降低整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵和液压传动装置之间的液压配管布局。
由于是关于至少1个液压缸设置回馈流量控制阀,所以,为了进行上述动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作等而当已将压力油供应给各液压缸的杆拉回侧室的场合,将返回油中的来自该液压缸的杆推出侧室的压力油按通过对应的方向流量控制阀的路径排出到油箱内,另外还通过回馈流量控制阀引导到杆拉回侧室,作为所谓的回馈流量将其有效用于液压缸的收缩操作。结果,至少1个有关的液压缸,将来自杆推出侧室的回油作为回馈流量有效地进行利用,从而也可省略来自杆推出侧的大容量流出流量控制阀和装备有该大容量流出流量控制阀的大流量流出管路。结果,可进一步减少压力损失,降低整体的压力损失,进一步减少流量控制阀的数量,更加简化液压配管的布局。
为了达到上述目的,本发明中,施工机械的液压驱动装置设置在施工机械上,该施工机械包括有行走体、可旋转地设于该行走体的上部的旋转体及由与该旋转体以可俯仰方式连接且由臂、斗杆、及铲斗构成的多关节型前部作业机,该施工机械的液压驱动装置包括有:第1液压泵和第2液压泵,该第1液压泵和第2液压泵由原动机驱动;多个液压缸,该多个液压缸包含动臂用液压缸、斗杆用液压缸、铲斗用液压缸,该动臂用液压缸、斗杆用液压缸、铲斗用液压缸,其中该铲斗用液压缸供应从该第1和第2液压泵排出的压力油,分别驱动上述动臂、斗杆、及铲斗;多个方向流量控制阀,该多个方向流量控制阀分别控制从上述第1液压泵供应到上述多个液压缸的压力油的流动;至少1个流入流量控制阀,该至少1个流入流量控制阀控制从上述第2液压泵排出、不通过上述方向流量控制阀地供应到上述多个液压缸中的至少动臂用液压缸的杆推出侧室的压力油的流动;旁通流量控制阀,该旁通流量控制阀用于将从上述第2液压泵排出的压力油返回到油箱;至少1个回馈流量控制阀,该至少1个回馈流量控制阀将上述多个液压缸中的至少动臂用液压缸的杆推出侧室的压力油引导到杆拉回侧室。
为了达到上述目的,本发明中,施工机械的液压驱动装置设置施工机械上,该施工机械包括有行走体、可旋转地设于该行走体的上部的旋转体及由可回转地连接于该旋转体的动臂、可回转地连接于该动臂的斗杆、及在接地状态下开口部朝向前方侧的可回转地连接于该斗杆的铲斗构成的多关节型前部作业机,该施工机械的液压驱动装置包括有:至少1个第1液压泵和至少1个第2液压泵,该至少1个第1液压泵和至少1个第2液压泵由多个原动机驱动;多个液压缸,该多个液压缸包含分别驱动上述动臂、斗杆、及铲斗的动臂用液压缸、斗杆用液压缸、铲斗用液压缸、及开关上述铲斗的开关用液压缸,该动臂用液压缸、斗杆用液压缸、铲斗用液压缸、及开关用液压缸供应从该第1和第2液压泵排出的压力油;多个方向流量控制阀,该多个方向流量控制阀分别控制从上述第1液压泵供应到上述多个液压缸的压力油的流动;至少2个流入流量控制阀,该至少2个流入流量控制阀控制从上述第2液压泵排出、不通过上述方向流量控制阀地供应给上述多个液压缸中的至少动臂用液压缸和上述铲斗用液压缸的杆推出侧室的压力油的流动;旁通流量控制阀,该旁通流量控制阀用于将从上述第2液压泵排出的压力油返回到油箱;至少2个回馈流量控制阀,该至少2个回馈流量控制阀将上述多个液压缸中的至少动臂用液压缸和上述铲斗用液压缸的杆推出侧室的压力油引导到杆拉回侧室。
为了达到上述目的,本发明中,施工机械的液压驱动装置设置在施工机械上,该施工机械包括有行走体、可旋转地设于该行走体的上部的旋转体、及由可回转地连接于该旋转体的动臂、可回转地连接于该动臂的斗杆、及在接地状态下开口部朝向后方侧的可回转地连接于该斗杆的铲斗构成的多关节型前部作业机,该施工机械的液压驱动装置包括有:至少1个第1液压泵和至少1个第2液压泵,该至少1个第1液压泵和至少1个第2液压泵由多个原动机驱动;多个液压缸,该多个液压缸包含分别驱动上述动臂、斗杆、及铲斗的动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸,该动臂用液压缸、斗杆用液压缸、及铲斗用液压缸供应从该第1和第2液压泵排出的压力油;多个方向流量控制阀,该多个方向流量控制阀分别控制从上述第1液压泵供应给上述多个液压缸的压力油的流动;多个流入流量控制阀,该多个流入流量控制阀控制从上述第2液压泵排出、不通过上述方向流量控制阀地供应给上述动臂用液压缸、上述斗杆用液压缸、及上述铲斗用液压缸的杆推出侧室的压力油的流动;旁通流量控制阀,该旁通流量控制阀用于将从上述第2液压泵排出的压力油返回到油箱;至少1个回馈流量控制阀,该至少1个回馈流量控制阀将上述多个液压缸中的至少上述动臂用液压缸的杆推出侧室的压力油引导到杆拉回侧室。
为了达到上述目的,本发明中,施工机械的液压驱动装置设置在施工机械上,该施工机械包括有行走体、可旋转地设于该行走体的上部的旋转体及由可回转地连接于该旋转体的动臂、可回转地连接于该动臂的斗杆、及在接地状态下开口部朝向前方侧的可回转地连接于该斗杆的铲斗构成的多关节型前部作业机,该施工机械的液压驱动装置包括有:6个第1液压泵和2个第2液压泵,其由多个原动机驱动;动臂用液压缸、斗杆用液压缸、铲斗用液压缸、及开关上述铲斗的开关用液压缸,其供应从该第1和第2液压泵排出的压力油并分别驱动上述动臂、斗杆、及铲斗;多个动臂用方向流量控制阀、多个斗杆用方向流量控制阀、多个铲斗用方向流量控制阀、及多个开关方向流量控制阀,其分别控制从上述6个第1液压泵供应给上述动臂用液压缸、斗杆用液压缸、铲斗用液压缸、及上述开关用液压缸的压力油的流动;动臂上升用流入流量控制阀、铲斗装料用流入流量控制阀、及铲斗卸料用流入流量控制阀,其分别控制从上述2个第2液压泵排出、不通过上述动臂用方向流量控制阀和上述多个铲斗用方向流量控制阀而供应给上述动臂用液压缸的杆推出侧室、上述铲斗用液压缸的杆推出侧室、及上述铲斗用液压缸的杆拉回侧室的压力油的流动;用于使从上述2个第2液压泵排出的压力油返回到油箱的旁通流量控制阀;动臂用回馈流量控制阀和斗杆用回馈流量控制阀,其将上述动臂用液压缸和上述斗杆用液压缸的杆推出侧室的压力油引导到杆拉回侧室;开关用回馈流量控制阀,其将上述开关用液压缸的杆拉回侧室的压力油引导到杆推出侧室。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好将所有的流入流量控制阀集中配置在1个控制阀装置内。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好将上述1个控制阀装置设于上述动臂的上部上。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好在供应给上述各液压缸的杆推出侧室的分支配管上安装单向阀。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好在上述流入流量控制阀、上述流出流量控制阀及上述旁通流量控制阀中至少有1个是由提动阀构成。
在上述施工机械的液压驱动装置中,最好以使上述提动阀的轴线大体成为水平方向的方式对其进行配置。
由此,即使前部作业机进行回转操作,其操作方向成为与轴线垂直相交的方向,所以,可防止回转操作影响到提动阀的开关操作自身,可确保阀门顺利而且可靠地进行操作。
附图说明
图1是将本发明第1实施方式方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。
图2是表示作为图1中所示的液压驱动装置的驱动对象的液压挖掘机的整体结构的侧视图。
图3是表示图1中所示控制器的详细功能中的相对于流入流量控制阀、流出流量控制阀、旁通流量控制阀的控制功能的功能框图。
图4是本发明第2实施方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。
图5是表示作为图4中所示的液压驱动装置的驱动对象的液压挖掘机的整体结构的侧面图。
图6是表示图4中所示控制器的详细功能中的相对于流入流量控制阀、流出流量控制阀、旁通流量控制阀的控制功能的功能框图。
图7是表示本发明第3实施方式的液压驱动装置结构的液压电路图。
图8是表示本发明第4实施方式的液压驱动装置结构的液压电路图。
图9是本发明第5实施方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。
图10是表示图9中所示控制器的详细功能中的相对于流入流量控制阀、流出流量控制阀、旁通流量控制阀及动臂用回馈流量控制阀的控制功能的功能框图。
图11是本发明第6实施方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。
图12是表示图11中所示控制器的详细功能中的相对于流入流量控制阀、流出流量控制阀、旁通流量控制阀及动臂用回馈流量控制阀的控制功能的功能框图。
图13是表示本发明第7实施方式的液压驱动装置的整体结构的液压电路图。
图14是从图1取出1个流量控制阀所表示的图。
图15是以提动阀构成流量控制阀时的说明图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明实施方式。
根据图1~图3对本发明的第1实施方式进行说明。例如,该实施方式为将本发明适用于自重70t级别的所谓反向铲型的超大型液压挖掘机场合的方式。
图1是将本实施方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。在图1中,该液压驱动装置包括有:由发动机(原动机)4a驱动的液压泵1a、1b;由发动机4b驱动的液压泵3a、3b(但发动机4a、4b与液压泵1a、1b、3a、3b的分配不限于此,考虑马力分配等适当进行设定即可);供应这些液压泵1a、1b、3a、3b的排出油的动臂用液压缸5a、5b、斗杆用液压缸6、铲斗用液压缸7;压力油箱2。
液压泵1a通过第1动臂用方向流量控制阀(控制阀)10c、第1斗杆用方向流量控制阀10b、及第1铲斗用方向流量控制阀10a分别连接到动臂用液压缸5a、5b、斗杆用液压缸6、及铲斗用液压缸7上;液压泵1b通过第2动臂用方向流量控制阀10d、第2斗杆用方向流量控制阀10e、及第2铲斗用方向流量控制阀10f分别连接到动臂用液压缸5a、5b、斗杆用液压缸6、及铲斗用液压缸7上。这些方向流量控制阀10a~10f构成方向流量控制阀组10。
动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室(底侧油室)5aA、5bA和第1和第2动臂用方向流量控制阀10c、10d由主管路105连接起来,动臂用液压缸5a、5b的杆拉回侧室(杆侧油室)5aB、5bB和第1和第2动臂用方向流量控制阀10c、10d由主管路115连接起来。另外,斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A与第1和第2斗杆用方向流量控制阀10b、10e由主管路106连接起来,斗杆用液压缸6的杆拉回侧室6B与第1和第2斗杆用方向流量控制阀10b、10e由主管路116连接起来。另外,铲斗用液压缸7的杆推出侧室7A与第1和第2铲斗用方向流量控制阀10a、10f由主管路107连接起来,铲斗用液压缸7的杆拉回侧室7B与第1和第2铲斗用方向流量控制阀10a、10f由主管路117连接起来。
另一方面,液压泵3a、3b通过引导从这些液压泵3a、3b排出的压力油的排出管路102、其一侧(图示左侧)连接到该排出管路102上并朝前部作业机14(后述)侧延伸设置的作为共用的高压配管的供应管路100以及从供应管路100的另一侧分支而分别所连接的分支管路150A、105B、150C,被分别连接到上述主管路105、106、107上。
作为分支管路150A、150B、150C中的动臂用分支配管的分支管路150A,从供应管路100中(在分支管路150A~C中)最上游侧的部位分支。另外,作为动臂用的分支配管的分支管路150B,从供应管路100中的上述动臂用的分支管路150A的分支位置下游侧的部位分支。结果,作为余下的铲斗用的分支配管的分支管路150C,也从供应管路100中的上述动臂用的分支管路150A的分支位置的下游侧分支。
另外,在这些分支管路150A、150B、150C上,分别设置例如由带压力补偿功能的电磁比例阀构成的动臂用流入流量控制阀201、斗杆用流入流量控制阀202、铲斗用流入流量控制阀203,它们分别具有将从液压泵3a、3b向动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA、动臂用液压缸杆推出侧室6A、及铲斗用液压缸杆推出侧室7A的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔201A、202A、203A。此时,动臂用流入流量控制阀201配置在上述分支管路150A从供应管路100分支的分支位置D1附近,斗杆用流入流量控制阀202和铲斗用流入流量控制阀203,配置在分支管路150B、150C从供应管路100分支的分支位置D2的附近。
在这些流入流量控制阀201、202、203的各液压缸5a、5b、6、7侧,分别设置有单向阀151A、151B、151C,该单向阀151A、151B、151C容许压力油从液压泵3a、3b向动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA、斗杆用液压缸杆推出侧室6A及铲斗用液压缸杆推出侧室7A流动,同时阻断压力油的反向流动。
另外,压力油箱2通过将回油引导到压力油箱2的油箱管路103、其一侧(图示左侧)连接到该油箱管路103的低压的排出管路(回油合流配管)101以及从排出管路101的另一侧分支而分别连接的分支管路152A(动臂用回油合流配管)、分支配管152B(斗杆用回油合流配管)、152C(铲斗用回油合流配管),将其以分支方式分别连接到上述分支管路150A、150B、150C中的流入流量控制阀201、202、203和单向阀151A、151B、151C的动臂用液压缸5a、5b侧、斗杆用液压缸6侧、及铲斗用液压缸7侧的部分上(也可以直接连接到上述主管路106、107上)。
在这些分支管路152A、152B、152C上,例如设置由电磁比例阀构成的动臂用流出流量控制阀211、斗杆用流出流量控制阀212、铲斗用流出流量控制阀213,它们分别具有将从动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA、斗杆用液压缸杆推出侧室6A、铲斗用液压缸杆推出侧室7A向压力油箱2的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔211A、212A、213A。
此时,动臂用流出流量控制阀211配置到分支管路152A从排出管路101分支的分支位置E1的附近(也是分支连接于分支管路150A上的分支位置F1的附近),斗杆用流出流量控制阀212配置在分支管路152B从排出管路101分支的分支位置E2的附近(也是分支连接于分支管路150B上的分支位置F1的附近),铲斗用流出流量控制阀213配置在分支管路152C从排出管路101分支的分支位置E2的附近(也是分支连接于分支管路150C上的分支位置F3的附近)。
并且,将以上那样的3个流入流量控制阀201、202、203、3个单向阀151A、151B、151C、3个流出流量控制阀211、212、213一起集中配置到安装于动臂75上面(背面)的1个控制阀装置190中(参照后述图2)。
另外,管路104从上述的供应管路100(也可为排出管路102)分支,例如在该管路104上设置旁通流量控制阀204,其由具有压力补偿功能的电磁比例阀构成,该旁通流量控制阀204通过可变节流孔204A将从液压泵3a、3b排出的压力油中的所期望的量供应给供应管路100,将余下部分通过油箱管路103返回到压力油箱2。在排出管路102与油箱管路103之间,设置用于规定作为高压管线的供应管路100的最高压力的安全阀205。
液压泵1a、1b、3a、3b、方向流量控制阀组10、排出管路102、油箱管路103、管路104、及旁通流量控制阀21、安全阀22等如后述的图2中所示那样,设置在车身13上,动臂用液压缸5a、5b、6、7、供应管路100、排出管路101、分支管路150A~C、152A~C、流入流量控制阀201~203、单向阀151A~C、流出流量控制阀211~213设置在前部作业机14上(也可参照图2)。
在以上图1所示构成中,作为高压管线的管路100、102、150A~C、105~107、115~117等例如分别由多根软管(或钢管)等构成。此外的作为低压管线的排出管路101、103、152A~C等也可不取为多根软管(或钢管),而可取为大直径的1根软管(或钢管)。
图2是表示作为以上那样的液压驱动装置的驱动对象的液压挖掘机的整体结构的侧视图。在该图2中,该液压挖掘机是所谓的反向铲型,其包括有:行走装置79(行走体、下部行走体);通过旋转台轴承78可旋转地设于该行走装置79的上部上的车身13(旋转体、上部旋转体);可朝上下方向回转地连接于该车身13的多关节型的前部作业机14(可回转地连接于车身13的动臂75、可回转地连接于该动臂75上的斗杆76、及在接地状态下使开口部朝向后方侧地可回转地连接于该斗杆76上的铲斗77)。
上述动臂用液压缸5、斗杆用液压缸6、及铲斗用液压缸7如图示那样,装载在这些动臂75、斗杆76、及铲斗77上,分别由伸长(或缩短)操作进行动臂上升(动臂下降)、斗杆装料(斗杆卸料)、及铲斗装料(铲斗卸料)。
另外,旋转体13由设于内部的旋转用液压马达(图中未示出),通过上述旋转台轴承78相对下部行走体(行走装置)79进行旋转。另外,在行走装置79上分别设置左右行走用液压马达79b,其分别对左右环形轨道履带79a进行驱动。
如图1所示,作为上述液压驱动装置的控制装置,设置有控制器31。该控制器31输入从设于车身13的驾驶座13A上的操作杆(输入装置)32、33所输出的操作信号,将指令信号输出到方向流量控制阀10a~f、流入流量控制阀201~203、流出流量控制阀211~213、旁通流量控制阀204。操作杆32、33分别朝直交的2方向移动,例如由操作杆32操作各方向从而输出旋转用的操作信号和斗杆用的操作信号,由操作杆33操作各方向从而输出动臂用的操作信号和铲斗用的操作信号。
图3是表示该控制器31的详细功能中的相应于操作杆32、33的操作信号控制方向流量控制阀10a~10f的一般控制功能以外的相对作为本实施方式的要部的流入流量控制阀201~203、流出流量控制阀211~213、旁通流量控制阀204的控制功能的功能框图。如图3中所示那样,控制器31装备有:动臂用流入流量控制阀201的驱动信号运算器231、斗杆用流入流量控制阀202的驱动信号运算器232、铲斗用流入流量控制阀203的驱动信号运算器233、动臂用流出流量控制阀211的驱动信号运算器241、斗杆用流出流量控制阀212的驱动信号运算器242、铲斗用流出流量控制阀213的驱动信号运算器243、旁通流量控制阀204的驱动信号运算器234、最大值选择部235。
各驱动信号运算器231、232、233、241、242、243、234输入来自对应的操作杆32、33的操作量信号X,计算出送往与其对应的各流量控制阀201、202、203、211、212、213、204的控制信号S(送往给螺线管部201B、202B、203B、211B、212B、213B、204B的驱动信号),并分别将其输出。此时,各驱动信号运算器231、232、233、241、242、243、234,预先将与操作杆的操作量信号X对应的操作模式(设置操作杆的操作量信号X与用于打开各阀的开口面积的螺线管驱动信号S的电流值的关系)预先作为图3中所示那样的表分别进行存储。这些操作表分别设定操作量信号X-螺线管驱动信号S特性,以便使相应于对应的液压传动装置的特性相对操作量信号X成为对于操作者最佳的液压传动装置操作特性。
即,动臂流入用驱动信号运算器231输入来自操作杆32的操作量信号X,根据图示表计算并输出送往动臂用流入流量控制阀201的控制信号S(送往螺线管部201B的驱动信号)。斗杆流入用驱动信号运算器232从操作杆33输入斗杆装料操作量信号X,根据图示表计算并输出送往斗杆用流入流量控制阀202的控制信号S(送往螺线管部202B的驱动信号)。铲斗流入用驱动信号运算器233输入来自操作杆32的铲斗装料操作量信号X,根据图示表计算并输出送往铲斗用流入流量控制阀203的控制信号S(送往螺线管部203B的驱动信号)。
另外,此时,来自操作杆32、33的动臂上升操作量信号X、斗杆装料操作量信号X、铲斗装料操作量信号X中的最大的信号,在由最大值选择部235选择后输入到旁通用驱动信号运算器234,在旁通用驱动信号运算器234中,根据图示表计算输出送往旁通流量控制阀204的控制信号S(送往螺线管部204B的驱动信号)。
另外,动臂流出用驱动信号运算器241输入来自操作杆32的动臂下降操作量信号X,根据图示表计算输出送往动臂用流出流量控制阀211的控制信号S(送往螺线管部211B的驱动信号)。斗杆流出用驱动信号运算器242输入来自操作杆33的斗杆卸料操作量信号X,根据图示表计算并输出送往斗杆用流出流量控制阀212的控制信号S(送往螺线管部212B的驱动信号)。铲斗流出用驱动信号运算器243输入来自操作杆32的铲斗卸料操作量信号X,根据图示表计算并输出送往铲斗用流出流量控制阀213的控制信号S(送往螺线管部213B的驱动信号)。
下面,根据上述结构说明本实施方式的操作。
(1)动臂上升操作
例如,当操作者为了进行挖掘而对操作杆32进行动臂上升操作以实现动臂上升时,该操作量信号X作为动臂上升指令输入到动臂用方向流量控制阀10c、10d,从而可使阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路105供应给动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA。
另一方面,由动臂流入用驱动信号运算器231根据操作杆32的动臂上升操作量信号X计算动臂用流入流量控制阀201的驱动信号S,输出到其螺线管部201B。根据此时的其他操作信号(动臂下降操作量信号、斗杆装料·卸料操作量信号、铲斗装料·卸料操作量信号),以所对应的各驱动信号运算器232、242、233、243计算出对应的螺线管驱动信号S,但在该场合其他为无操作状态,所以,计算并输出标准输出(不打开阀门的电流值。例如大体为零)。然后,在最大值选择部235中选择来自操作杆32、33的动臂上升操作量信号X、斗杆装料操作量信号X、铲斗装料操作量信号X的最大值,但如上述那样其他为无操作状态,所以,在旁通用驱动信号运算器234中,最终根据操作杆32的动臂上升操作量信号X计算出旁通流量控制阀204的驱动信号,输出到其螺线管部204B。这样,在关闭侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204将来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时在打开侧驱动动臂用流入流量控制阀201,从而将来自液压泵3a、3b的排出流量通过排出管路102、供应管路100、分支管路150A、及动臂用流入流量控制阀201供应给动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA。
如上述那样,将从液压泵3a、3b排出、通过动臂用流入流量控制阀201的压力油流量合流到从液压泵1a、1b排出、通过动臂用方向流量控制阀10c、10d的压力油流量中,由此使液压泵1a、1b、3a、3b的泵排出流量流入到动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA中。
此时,缸杆推出侧室∶杆拉回侧室的容积比例如大约为2∶1,所以,动臂用液压缸5a、5b的杆拉回侧室5aB、5bB的回油的流出流量为动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA的流入流量的约1/2。因此,上述流出流量,与从动臂用方向流量控制阀10c、10d的流入流量大体同等,为由这些动臂用方向流量控制阀10c、10d可容许的量,所以,其从杆拉回侧室5aB、5bB通过主管路115和方向流量控制阀10c、10d的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2。
(2)动臂下降操作
例如,操作者在装入挖掘土后,为了使动臂下降以便返回到挖掘位置,对操作杆32进行动臂下降操作,此时,作为动臂下降指令将其操作量信号X输入到动臂用方向流量控制阀10c、10d,可将阀柱切换到对应的方向。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路115供应给动臂用液压缸5a、5b的杆拉回侧室5aB、5bB。
此时,根据上述杆推出侧室与杆拉回侧室的容积比,使来自动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA的流出流量成为杆拉回侧室5aB、5bB的流入流量的约2倍。在本实施方式方式中,首先,其流出流量的一部分(例如约1/2)从杆推出侧室5aA、5bA通过主管路105和方向流量控制阀10c、10d的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2。另一方面,由动臂流出用驱动信号运算器241根据操作杆32的动臂下降操作量信号X,计算出动臂用流出流量控制阀211的驱动信号S,并输出到其螺线管部211B,另外,在旁通用驱动信号运算器234中,根据输入的操作量信号X(在该场合为X=0)计算出旁通流量控制阀204的驱动信号S,并将其输出到其螺线管部204B。这样,在打开侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204使来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2中,同时,在打开侧驱动动臂用流出流量控制阀211,将来自动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA的回油通过分支管路150A、分支管路152A、动臂用流出流量控制阀211、排出管路101、油箱管路103排出到压力油箱2。
(3)斗杆装料操作
例如,若操作者为了进行斗杆装料操作以便实施挖掘而对操作杆33进行斗杆装料操作时,将其操作量信号X作为斗杆装料指令输入到斗杆用方向流量控制阀10b、10e,且可将阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路106供应给斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A。
另一方面,由斗杆流入用驱动信号运算器232根据操作杆33的斗杆装料操作量信号X计算出斗杆用流入流量控制阀202的驱动信号S,并输出到其螺线管部202B。由斗杆装料单独操作在旁通用驱动信号运算器234中,根据操作杆33的斗杆装料操作量信号X计算出旁通流量控制阀204的驱动信号S,并输出到该螺线管部204B。这样,在关闭侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204将来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时,在打开侧驱动斗杆用流入流量控制阀202,将来自液压泵3a、3b的排出流量通过排出管路102、供应管路100、分支管路150B、及斗杆用流入流量控制阀202供应给斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A。
如上述那样,将从液压泵3a、3b排出、通过斗杆用流入流量控制阀202的压力油流量合流到从液压泵1a、1b排出、通过斗杆用方向流量控制阀10b、10e的压力油流量,由此使液压泵1a、1b、3a、3b的泵排出流量流入到斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A中。
此时,例如斗杆用液压缸6的杆拉回侧室6B的回油的流出流量为流向杆推出侧室6A的流入流量的大约1/2。因此,上述流出流量,与来自斗杆用方向流量控制阀10b、10e的流入流量大体同等,为由这些方向流量控制阀10b、10e可容许的量,所以,其从杆拉回侧室6B通过主管路116和方向流量控制阀10b、10e的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2。
(4)斗杆卸料操作
例如,当操作者为了进行斗杆操作卸料以便装入挖掘的土而对操作杆33进行斗杆卸料操作时,将其操作量信号X作为斗杆卸料指令输入到斗杆用方向流量控制阀10b、10e,并可将阀柱切换到对应的方向上。这样,将来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路116供应给斗杆用液压缸6的杆拉回侧室6B。
此时,根据上述杆推出侧室与杆拉回侧室的容积比,使来自杆推出侧室6A的流出流量为流向杆拉回侧室6B的流入流量的约2倍。在本实施方式方式中,首先,其流出流量的一部分(例如约1/2)从杆拉回侧室6B通过主管路106和方向流量控制阀10b、10e的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2中。
另一方面,由斗杆流出用驱动信号运算器242,根据操作杆33的斗杆卸料操作量信号X计算出斗杆用流出流量控制阀212的驱动信号S,并输出到其螺线管部212B。另外,在旁通用驱动信号运算器234中,根据输入的操作量信号X(在该场合为X=0)计算出旁通流量控制阀204的驱动信号S,并输出到该螺线管部204B。这样,在打开侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204使来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时,在打开侧驱动斗杆用流出流量控制阀212,将来自斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A的回油通过分支管路150B、分支管路152B、斗杆用流出流量控制阀212、排出管路101、油箱管路103排出到油箱。
(5)铲斗装料操作
例如,操作者为了进行铲斗装料操作以便实施挖掘而对操作杆32进行铲斗装料操作时,将其操作量信号X作为铲斗装料指令输入到铲斗用方向流量控制阀10a、10f,并可将阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路107供应给铲斗用液压缸7的杆推出侧室7A。
另一方面,由铲斗流入用驱动信号运算器233,根据操作杆32的铲斗装料操作量信号X计算出铲斗用流入流量控制阀203的驱动信号S,并输出到其螺线管部203B。由铲斗装料单独操作在旁通用驱动信号运算器234,根据操作杆33的铲斗装料操作量信号X计算出旁通用流量控制阀204的驱动信号S,并输出到其螺线管部204B。这样,在关闭侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204使来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时,在打开侧驱动铲斗用流入流量控制阀203,来自液压泵3a、3b的排出流量通过排出管路102、供应管路100、分支管路150C、及铲斗用流入流量控制阀203供应给铲斗用液压缸7的杆推出侧室7A。
如上述那样,将从液压泵3a、3b排出、通过铲斗用流入流量控制阀203的压力油流量合流到从液压泵1a、1b排出、通过铲斗用方向流量控制阀10a、10f的压力油流量中,由此使液压泵1a、1b、3a、3b的泵排出流量流入到铲斗用液压缸7的杆推出侧室7A。此时来自铲斗用液压缸7的杆拉回侧室6B的回油与上述(3)同样,从杆拉回侧室7B通过主管路117和方向流量控制阀10a、10f的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2。
(6)铲斗卸料操作
例如,若操作者为了进行铲斗卸料以便在翻斗车箱对挖掘的土进行放土而对操作杆32进行铲斗卸料操作时,将其操作量信号X作为铲斗卸料指令输入到铲斗用方向流量控制阀10a、10f,并将阀柱切换到对应的方向上。这样,将来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路117供应给铲斗用液压缸7的杆拉回侧室7B。
此时,与上述(4)同样,使来自杆推出侧室7A的流出流量的一部分从杆推出侧室7A通过主管路107和方向流量控制阀10a、10f的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2。另一方面,由铲斗流出用驱动信号运算器243,根据操作杆32的铲斗卸料操作量信号X计算出铲斗用流出流量控制阀213的驱动信号S,并输出到其螺线管部213B。另外,在旁通用驱动信号运算器234中,根据输入的操作量信号X(在该场合为X=0)计算出旁通流量控制阀204的驱动信号S,并输出到该螺线管部204B。这样,在打开侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204使来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时,在打开侧驱动铲斗用流出流量控制阀213,将来自铲斗用液压缸7的杆推出侧室7A的回油通过分支管路150C、分支管路152C、铲斗用流出流量控制阀213、排出管路101、油箱管路103排出到油箱。
如以上那样,来自铲斗用液压缸7的杆推出侧室7A的回油流量,分成通过铲斗用方向流量控制阀10a、10f排出到油箱的压力油流量以及通过铲斗用流出流量控制阀213排出到油箱的压力油流量,被排出到油箱中。
以上分别举例说明了动臂上升、动臂下降、斗杆装料、斗杆卸料、铲斗装料、铲斗卸料的单独操作的场合,但在复合操作的场合,自然是分别同时组合而进行复合控制。
如以上说明的那样,按照本实施方式方式,当为了构成作为向反向铲型液压挖掘机的超大型机械的大流量供应而不通过方向流量控制阀10a~f的压力油供应路径时,从连接到液压泵3a、3b的排出侧且朝前部作业机14侧延伸设置的作为共用的高压配管的供应管路100,首先在动臂用液压缸5a、5b的附近附近部位使到通往动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA的分支管路150A分支,此后在其分支位置的下游侧使通往斗杆用液压缸杆推出侧室6A的分支管路150B分支,将余下部位构成做为通往铲斗用液压缸杆推出侧室7A的分支管路150C。在各分支管路150A、150B、150C上分别设置动臂用流入流量控制阀201、斗杆用流入流量控制阀202、铲斗用流入流量控制阀203,从而控制从供应管路100流向各液压缸5~7的压力油的流动。
为了进行动臂上升、斗杆装料、铲斗装料操作而将压力油供应给液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A的场合,除了供应通常的通过各方向流量控制阀10a~f的各液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A的压力油供应以外,还使来自液压泵3a、3b的压力油不通过各方向流量控制阀10a~f而是通过各流入流量控制阀201~203合流到通过上述方向流量控制阀10a~f的压力油的流动中,从而将该压力油供应给各液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A。此时的回油仅由通过各方向流量控制阀10a~f的路径排出到油箱。另一方面,例如,在为了进行动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作等而将压力油供应给各液压缸5~7的杆拉回侧室的场合,从液压泵1a、1b通过各方向流量控制阀10a~f将压力油供应给各液压缸5~7的杆拉回侧室5aB、5bB、6B、7B。
这样,考虑到各液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A与杆拉回侧室5aB、5bB、6B、7B之间的容积差,为了进行大流量供应而追加设置的部分仅为底侧的分支管路150A~C的流入流量控制阀201、202、203,并省略杆侧流入流量控制阀,所以,可相应地降低流量控制阀产生的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,消除其压力损失,从而可进一步降低液压驱动装置整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵3a、3b和各液压传动装置5a、5b、6、7之间的液压配管的布局。
另外,例如液压挖掘机,除了上述超大型液压挖掘机外,还具有自重15t以下程度的小型挖掘机、自重20t以下程度的中型液压挖掘机、自重25t~40t左右的大型液压挖掘机等。小型和中型液压挖掘机用于包含通常日本国内的建筑施工现场等较广泛的用途,而大型液压挖掘机和超大型液压挖掘机用于大规模挖掘作业,实际上往往多用于外国的矿山的矿物采掘的场合。将这样的大型液压挖掘机和超大型液压挖掘机从日本国内的制造厂商交付给外国的顾客时采用船运。为此,通常不输送作为成品的液压挖掘机,而是按分割成具有相关性的模块(单元)的方式进行装船,在使用地上岸后进行组装,形成为成品。一般液压挖掘机的液压驱动装置由金属制的液压配管和柔性材料制的软管连接液压泵、油箱、方向流量控制阀等而构成。由于软管具有柔性,所以,当上述上岸后进行组装时,可对照实物很容易将其两端连接固定到连接对象部的管头上。虽然液压配管相对连接对象进行焊接而成为一体构造物,但如在进行上述那样的上岸后的组装时进行焊接,则作业变得非常烦杂,较困难。为此,最好尽量在装船之前完成一定范围的焊接,在已集成块化的状态下进行输送,从而减少焊接作业。但是,在进行这样的集成块化的状态的场合,当装船时或进行从制造商到港口的公路运输的货车装载时,由于存在预定的输送限制,所以,需要尽可能实现单块小型化。
在本实施方式方式中,如上述那样省略杆侧流入流量控制阀,当为了面向外国顾客极力减少装船上岸后的焊接作业而将流入流量控制阀集成块化时,可实现该流量控制阀单元的小型化。因此,在装船时或进行从制造商到港口的公路输送的货车装载时,具有可容易地清除规定的输送限制,提高输送性的效果。
在本实施方式方式中,设置从与动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA、斗杆用液压缸杆推出侧室6A、及铲斗用液压缸杆推出侧室7A连接的分支管路150A、150B、150C分支后到达排出管路101的分支管路152A、152B、152C,在这些管路152A、152B、152C上配置流出流量控制阀211、212、213。这样,当进行动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作时,通过方向流量控制阀10a、10b、10e、10f将压力油供应给动臂用液压缸5a、5b、6、7的杆拉回侧室5aB、5bB、6B、7B时的来自杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A的大流量回油的一部分,可以不通过方向流量控制阀10a、10b、10e、10f而是通过各流出流量控制阀211、212、213排出到压力油箱2中,所以,可确实地进行前部作业机14的平滑的操作。
下面根据图4~图6说明本发明第2实施方式。该实施方式与上述第1实施方式不同,其为使本发明适用于所谓的旋转型的超大型液压挖掘机场合的实施方式。
图4是本实施方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。在与图1同等的部分上采用相同的符号,并适当省略说明。如图1所示,在该液压驱动装置中,作为液压缸还具有供应来自液压泵1a、1b的排出油的铲斗开关用液压缸8。与此对应,液压泵1a通过第1铲斗开关用方向流量控制阀10g连接到铲斗开关用液压缸8上,液压泵1b通过第2铲斗开关用方向流量控制阀10h连接到铲斗开关用液压缸8上,这些方向流量控制阀10g、10h与上述方向流量控制阀10a~10f一起构成方向流量控制阀组10。铲斗开关用液压缸8的杆推出侧室8A与第1和第2铲斗开关用方向流量控制阀10g、10h由主管路108连接,铲斗开关用液压缸8的杆拉回侧室8B与第1和第2铲斗开关用方向流量控制阀10g、10h由主管路118连接。
图5是表示作为以上那样的液压驱动装置的驱动对象的液压挖掘机的整体结构的侧面图。在与上述图2等同的部分上采用相同的符号,并适当省略说明。在该图5中,该液压挖掘机为所谓的装载机型,安装在多关节型的前部作业机14上的铲斗77在接地状态下以使开口部朝向前方侧的方式进行配置,上述铲斗开关用液压缸8如图所示装载在装载铲斗77上。动臂用液压缸5a、5b、斗杆用液压缸6、铲斗用液压缸7、铲斗开关用液压缸8分别由伸长(或缩短)操作进行动臂上升(或动臂下降)、推压斗杆(或回拉斗杆)、铲斗装料(或铲斗卸料)、铲斗关闭(铲斗打开=相对铲斗基部77A打开铲斗打开部77B)。
作为分支管路150A~150C中的动臂用的分支配管的分支管路150A与上述第1实施方式同样,从供应管路100中的最上游侧分支,作为余下的斗杆用的分支配管的分支管路150B和作为铲斗用的分支配管的分支管路150C在供应管路100中的上述动臂用的分支管路150A的分支位置下游侧分支。
另外,与第1实施方式同样,动臂用流入流量控制阀201、斗杆用流入流量控制阀202、及铲斗用流入流量控制阀203,配置到上述分支位置D1附近、D2附近。另外,动臂用流出流量控制阀211、斗杆用流出流量控制阀212、铲斗用流出流量控制阀213分别配置到分支位置E1、F1的附近、分支位置E2、F2的附近、分支位置E2、F3的附近。这些流入流量控制阀201、202、203、单向阀151A、151B、151C、流出流量控制阀211、212、213,一起集中配置到安装在动臂75上面(背面)的1个控制阀装置190中。供应管路100、排出管路101、分支管路150A~C、152A~C、流入流量控制阀201~203、单向阀151A~C、流出流量控制阀211~213设于前部作业机14上。
如图4所示,作为上述液压驱动装置的控制装置所设置的控制器31′,输入来自操作杆32、33和另行追加设置的操作杆34的输出的操作信号,将指令信号输出到方向流量控制阀10a~h、流入流量控制阀201、202、203、流出流量控制阀211、212、213、旁通流量控制阀204。操作杆34由该操作输出铲斗开关用的操作信号,也可为脚操作的踏板方式。
图6是表示该控制器31′的详细功能中的相应于操作杆32、33、34的操作信号控制方向流量控制阀10a~10h的一般的控制功能以外的相对作为本实施方式的要部的流入流量控制阀201、202、203、流出流量控制阀204、205、206、旁通流量控制阀204的控制功能的功能框图。如该图6所示那样,控制器31′与上述第1实施方式的控制器31同样,具有动臂用流入流量控制阀201的驱动信号运算器231、斗杆用流入流量控制阀202的驱动信号运算器232、铲斗用流入流量控制阀203的驱动信号运算器233、动臂用流出流量控制阀211的驱动信号运算器241、斗杆用流出流量控制阀212的驱动信号运算器242、铲斗用流出流量控制阀213的驱动信号运算器243、旁通流量控制阀204的驱动信号运算器234、及最大值选择部235。
于是,在本实施方式中,斗杆流入用驱动信号运算器232输入来自操作杆33的推压斗杆操作量信号X,根据图示表计算出送往斗杆用流入流量控制阀202的控制信号S(送往螺线管部202B的驱动信号)。然后,在由最大值选择部235选择来自操作杆32、33的动臂上升操作量信号X、推压斗杆操作量信号X、铲斗装料操作量信号X中的最大的信号后,输入到旁通用驱动信号运算器234,由旁通用驱动信号运算器234计算并输出送往旁通流量控制阀204的驱动信号S。另外,斗杆流出用驱动信号运算器242输入来自操作杆33的回拉斗杆操作量信号X,根据图示表计算并输出送往斗杆用流出流量控制阀212的控制信号S(送往螺线管部212B的驱动信号)。
下面,说明上述结构的本实施方式的操作。(1)动臂上升操作(2)动臂下降操作
关于(1)(2)与上述第1实施方式同样,所以省略说明。(3)推压斗杆操作
例如,当操作者为了推压斗杆以便进行挖掘而对操作杆33进行推压斗杆操作时,将该操作量信号X作为推压斗杆指令输入到斗杆用方向流量控制阀10b、10e,并将阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路106供应到斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A。
另一方面,由斗杆流入用驱动信号运算器232根据操作杆33的斗杆装料操作量信号X计算出斗杆用流入流量控制阀202的驱动信号S,并输出到其螺线管部202B。由斗杆装料单独操作在旁通用驱动信号运算器234中,根据操作杆33的推压斗杆操作量信号X计算出旁通流量控制阀204的驱动信号S并输出到其螺线管部204B。这样,在关闭侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204将来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时,在打开侧驱动斗杆用流入流量控制阀202,来自液压泵3a、3b的排出流量通过排出管路102、供应管路100、分支管路150B、及斗杆用流入流量控制阀202供应到斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A。
如上述那样,将从液压泵3a、3b排出、通过斗杆用流入流量控制阀202的压力油流量合流到从液压泵1a、1b排出、通过斗杆用方向流量控制阀10b、10e的压力油流量中,由此使液压泵1a、1b、3a、3b的泵排出流量流入到斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A。
此时,例如,来自斗杆用液压缸6的杆拉回侧室6B的回油的流出流量成为流向杆推出侧室6A的流入流量的大约1/2。因此,上述流出流量与来自斗杆用方向流量控制阀10b、10e的流入流量大体相等,为由这些方向流量控制阀10b、10e可容许的量,所以,其从杆拉回侧室6B通过主管路116和斗杆用方向流量控制阀10b、10e的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2。
(4)回拉斗杆操作
例如,操作者在放土后,为了回拉斗杆而对操作杆32进行回拉斗杆操作时,将其操作量信号X作为回拉斗杆指令输入到斗杆用方向流量控制阀10b、10e,并将阀柱切换到对应的方向上。这样,将来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路116供应到斗杆用液压缸6的杆拉回侧室6B。
此时,根据上述杆推出侧室与杆拉回侧室的容积比,使来自杆推出侧室6A的流出流量成为流向杆拉回侧室6B的流入流量的约2倍。在本实施方式中,首先,其流出流量的一部分(例如约1/2)从杆拉回侧室6B通过主管路106和方向流量控制阀10b、10e的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱2。
另一方面,由斗杆流出用驱动信号运算器242根据操作杆33的回拉斗杆操作量信号X,计算出斗杆用流出流量控制阀212的驱动信号S,并输出到其螺线管部212B。另外,在旁通用驱动信号运算器234中,根据输入的操作量信号X(在该场合为X=0)计算出旁通流量控制阀204的驱动信号S,并输出到其螺线管部204B。这样,在打开侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204使来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时,朝在打开侧驱动斗杆用流出流量控制阀212,将来自斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A的回油通过分支管路150B、分支管路152B、斗杆用流出流量控制阀212、排出管路101、油箱管路103排出到油箱。
如以上那样,来自斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A的回油流量分成通过斗杆用方向流量控制阀10b、10e排出到油箱的压力油流量和通过斗杆用流出流量控制阀212排出到油箱的压力油流量,而被排出到油箱。
(5)铲斗装料操作
(6)铲斗卸料操作
因为该(5)(6)也与上述第1实施方式同样,所以省略说明。
在作为本实施方式的适用对象的装载机型的液压挖掘机的场合,作为典型的操作,先从将前部作业机14折曲而使其接近车身13侧的状态,由动臂上升、推压斗杆、铲斗装料操作将前部作业机前方侧的土砂铲入到铲斗77内后,在该状态下将铲斗77抬高,相对铲斗基部77A打开铲斗打开部77B,例如将铲斗77内的土砂放土到大型翻斗汽车内。此后,继续进行铲斗关闭·铲斗卸料操作,大体同时进行动臂下降·回拉斗杆操作,从而将前部作业机14返回到折曲到车身13侧后的最初的状态。
于是,在上述(1)~(6)中,以动臂上升、动臂下降、推压斗杆、回拉斗杆、铲斗装料、铲斗卸料的各单独操作的场合为例进行了说明,但当然包含上述典型的操作在内,在复合操作的场合,同时分别组合(1)~(6)进行复合的控制。
即使按照本实施方式,也与上述第1实施方式同样,可降低流量控制阀的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,消除其压力损失,从而可进一步降低液压驱动装置整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵3a、3b和液压缸5a、5b、6、7之间的液压配管的布局。
下面,根据图7说明本发明第3实施方式。
图7是表示本实施方式的液压驱动装置的要部结构的液压电路图。在与上述第1和第2实施方式相同的部分采用相同符号,并省略适当的说明。
在上述第1和第2实施方式中,容积比要着眼于相对较大的动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA、斗杆用液压缸杆推出侧室6A、及铲斗用液压缸杆推出侧室7A,设置控制从液压泵3a、3b向这些杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A供应压力油的动臂用流入流量控制阀201、斗杆用流入流量控制阀202、铲斗用流入流量控制阀203,同时,设置控制从杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A的压力油排出的动臂用流出流量控制阀211、斗杆用流出流量控制阀212、铲斗用流出流量控制阀213,但也未必就仅限于此。即,在仅需考虑向动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA、斗杆用液压缸杆推出侧室6A、铲斗用液压缸杆推出侧室7A供应压力油即可的场合,可省略流出流量控制阀211、212、213等(甚至管路101、152A、152B、152C等),只要设置对应的动臂用流入流量控制阀201、斗杆用流入流量控制阀202、铲斗用流入流量控制阀203即可。
该实施方式是将如上述那样的技术思想具体化的实施方式,在该例中,例如特别着眼于如第1实施方式那样的反向铲型的液压挖掘机和如第2实施方式那样的装载机型的液压挖掘机中的向动臂用液压缸推出侧室5aA和5bA(省略图示)的压力油供应,从而设置动臂用流入流量控制阀201。而且不限于此,例如在上述装载机型的实施方式的场合,也可设置上述斗杆用流入流量控制阀202代替上述动臂用流入流量控制阀201。
即使在本实施方式中,因为与在杆拉回侧室设置流入流量控制阀的场合相比至少可减少和省略流量控制阀的数量和与其相关的配管,所以,可在该条件下获得与上述同样的降低压力损失和简化布局等本发明本来的效果。
根据图8说明本发明第4实施方式。
图8是表示本实施方式的液压驱动装置的要部结构的液压电路图。在与上述第1~第3实施方式相同的部分上采用相同符号,并省略适当的说明。
与上述第3实施方式反向,在仅考虑从杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A的压力油排出即可的场合,可省略第1和第2实施方式中的流入流量控制阀201、202、203等、以及液压泵3a、3b、发动机4b、管路102、100、104、管路150A、150B、150C中的设置流入流量控制阀201、202、203的部分、旁通流量控制阀204、安全阀205等,只要设置流出流量控制阀211、212、213即可。
该实施方式是将上述那样的技术思想具体化的实施方式,在该例中,例如特别着眼于如第1实施方式那样的反向铲型的液压挖掘机和如第2实施方式那样的装载机型的液压挖掘机中的动臂用液压缸杆推出侧室5aA和5bA(省略图示)的压力油排出,从而设置动臂用流出流量控制阀211。而且不限于此,例如在上述装载机的实施方式的场合,也可设置上述斗杆用流出流量控制阀212代替上述动臂用流出流量控制阀211。
即使在本实施方式中,与在杆拉回侧室设置流入流量控制阀的场合相比,因为至少可减少或将省略流量控制阀的数量和与其相关的配管,所以,可在该条件下获得与上述同样的压力降低损失和简化布局等的本发明本来的效果。
根据图9和图10说明本发明第5实施方式。该实施方式是在动臂用液压缸上设置回馈流量控制阀的场合的实施方式。在与上述第1实施方式相同的部分上采用相同符号,并省略适当的说明。
图9是将本实施方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。
在图9中,该液压驱动装置适用于在第1实施方式的图2中所示的反向铲型的液压挖掘机。与第1实施方式中的图1的液压驱动装置的不同点在于,与动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA连接的主管路105和杆拉回侧室5aB、5bB连接的主管路115由回馈管路220连接,在该回馈管路220上设置例如由电磁比例阀构成的动臂用回馈流量控制阀221(在图14侧,但省略图示),该动臂用回馈流量控制阀221具有将从动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA向杆拉回侧室5aB、5bB的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔221A。另外,在该动臂用回馈流量控制阀221的杆拉回侧室5aB、5bB侧上,分别设置单向阀222,该单向阀222可容许从杆推出侧室5aA、5bA向杆拉回侧室5aB、5bB的压力油的流动并隔断其反向流动。这样,从而将动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA的压力油引导到杆拉回侧室5aB、5bB。
与这样结构相对应,可省略分支管路152A和动臂用流出流量控制阀211,该分支管路152A和动臂用流出流量控制阀211从动臂用液压缸5a、5b相关的分支管路150A分支并连接到排出管路101上。
设置作为上述液压驱动装置的控制装置的与第1实施方式的控制器31同样的控制器31A。该控制器31A输入从设于车身13的驾驶座13A上的操作杆32、33所输出的操作信号,并将指令信号输出到方向流量控制阀10a~f、流入流量控制阀201~203、流出流量控制阀212、213、旁通流量控制阀204、及在本实施方式中的动臂用回馈流量控制阀221。
图10是表示该控制器31A的详细功能中的相应于操作杆32、33的操作信号控制方向流量控制阀10a~10f的一般控制功能以外的相对作为本实施方式的要部的流入流量控制阀201~203、流出流量控制阀211~213、旁通流量控制阀204、及动臂用回馈流量控制阀221的控制功能的功能框图。如该图10所示那样,本实施方式的控制器31A与在图3中所说明的第1实施方式的控制器31不同之处在于,来自操作杆32的动臂下降操作量信号X输入到动臂回馈用驱动信号运算器251。该动臂回馈用驱动信号运算器251输入来自操作杆32的动臂下降操作量信号X,根据图示表计算并输出送往动臂用回馈流量控制阀221的控制信号S(送往螺线管部221B的驱动信号)。
下面,以作为其最大特征的动臂下降操作为例,与用于对比的动臂上升操作一起对上述构成的本实施方式进行说明。
(1)动臂上升操作
例如,当操作者为了实现动臂上升以便进行挖掘而对操作杆32进行动臂上升操作时,将其操作量信号X作为动臂上升指令输入到动臂用方向流量控制阀10c、10d,并可将阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路105供应给动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA。
另一方面,由动臂流入用驱动信号运算器231根据操作杆32的动臂上升操作量信号X,计算动臂用流入流量控制阀201的驱动信号S,并输出到其螺线管部201B。根据此时其他操作信号(动臂下降操作量信号、斗杆装料·卸料操作量信号、铲斗装料·卸料操作量信号),所对应的各驱动信号运算器232、242、233、243中,计算出对应的螺线管驱动信号S,但在该场合下,由于此外为无操作状态,所以,计算并输出基准输出(不打开阀的电流值。例如大体为零)。然后,在最大值选择部235中,选择来自操作杆32、33的动臂上升操作量信号X、斗杆装料操作量信号X、铲斗装料操作量信号X的最大值,但由于如上述那样其他为无操作状态,所以,在旁通用驱动信号运算器234中,根据操作杆32的动臂上升操作量信号X计算出旁通流量控制阀204的驱动信号S,并输出到其螺线管部204B。这样,通过在关闭侧驱动旁通流量控制阀204,该旁通流量控制阀204使来自液压泵3a、3b的排出流量返回到压力油箱2,同时在打开侧驱动动臂用流入流量控制阀201,将来自液压泵3a、3b的排出流量通过排出管路102、供应管路100、分支管路150A、及动臂用流入流量控制阀201供应到动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA。
如上述那样,将从液压泵3a、3b排出、通过动臂用流入流量控制阀201的压力油流量合流到从液压泵1a、1b排出、通过动臂用方向流量控制阀10c、10d的压力油流量中,由此使液压泵1a、1b、3a、3b的泵排出流量流入到动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA。
此时,由于缸杆推出侧室∶杆拉回侧室的容积比例如大约为2∶1,所以,来自动臂用液压缸5a、5b的杆拉回侧室5aB、5bB的回油的流出流量为送往杆推出侧室5aA、5bA的流入流量的约1/2。因此,上述流出流量与来自动臂用方向流量控制阀10c、10d的流入流量大体相等,为由这些动臂用方向流量控制阀10c、10d可容许的量,所以,其从杆拉回侧室5aB、5bB通过主管路115和方向流量控制阀10c、10d的出口节流孔(图中未示出)返回到油箱2。
(2)动臂下降操作
例如,当操作者为了使动臂下降以便装入挖掘土对操作杆32而进行动臂下降操作时,作为动臂下降指令将其操作量信号X输入到动臂用方向流量控制阀10c、10f,并可将阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路115供应给动臂用液压缸5a、5b的杆拉回侧室5aB、5bB。
此时,根据上述杆推出侧室与杆拉回侧室的容积比,使来自杆推出侧室5aA、5bA的流出流量成为流向杆拉回侧室5aB、5bB的流入流量的约2倍。在本实施方式中,首先,其流出流量的一部分(例如约1/2)从杆推出侧室5aA、5bA通过主管路105和方向流量控制阀10c、10d的出口节流孔(图中未示出)返回到油箱2。此时由动臂回馈用驱动信号运算器251根据操作杆32的动臂下降操作量信号X,计算出动臂用回馈流量控制阀221的驱动信号S,并输出到其螺线管部221B。这样,在打开侧驱动动臂用回馈流量控制阀221。此时,由动臂75的自重在动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA上产生保持压力,所以,通过打开上述动臂用回馈流量控制阀221,来自杆推出侧室5aA、5bA的流出流量的余下部分通过单向阀222和动臂用回馈流量控制阀221导入到杆拉回侧室5aB、5bB(回流)。
即使在如以上那样构成的本实施方式中,与上述第1实施方式同样,当构成为了向反向铲型液压挖掘机的超大型机械进行大流量供应而不通过方向流量控制阀10a~f的压力油供应路径时,从连接到液压泵3a、3b的排出侧上且朝前部作业机14侧延伸设置的作为共用的高压配管的供应管路100,先使通往动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA的分支管路150A分支,此后在其分支位置的下游侧使通往斗杆用液压缸杆推出侧室6A的分支管路150B分支,将余下部位作为通往铲斗用液压缸杆推出侧室7A的分支管路150C加以构成。分别在各分支管路150A、150B、150C上,设置动臂用流入流量控制阀201、斗杆用流入流量控制阀202、铲斗用流入流量控制阀203,控制从供应管路100压力油向各液压缸5~7的流动。
在为了进行动臂上升、斗杆装料、铲斗装料操作而将压力油供应给液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A的场合,除了通常的通过各方向流量控制阀10a~f的送往各液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A的压力油供应外,还使来自液压泵3a、3b的压力油不通过各方向流量控制阀10a~f而是通过各流入流量控制阀201~203,合流到通过上述方向流量控制阀10a~f的压力油的流动中,将该压力油供应给各液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A。此时的回油仅由通过各方向流量控制阀10a~f的路径排出油箱。
另一方面,例如在为了进行动臂下降、斗杆卸料、铲斗卸料操作等而将压力油供应给各液压缸5~7的杆拉回侧室的场合,从液压泵1a、1b通过各方向流量控制阀10a~f将压力油供应给各液压缸5~7的杆拉回侧室5aB、5bB、6B、7B。
这样,考虑到各液压缸5~7的杆推出侧室5aA、5bA、6A、7A与杆拉回侧室5aB、5bB、6B、7B之间的容积差,为了大流量供应,仅追加设置做为底侧的分支管路150A~C流入流量控制阀201、202、203,省略杆侧流入流量控制阀,所以,可相应地降低流量控制阀产生的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,消除其压力损失,从而可进一步降低液压驱动装置整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局,特别是可简化作为液压源的液压泵3a、3b和各液压传动装置5a、5b、6、7之间的液压配管的布局。
另外,特别是在本实施方式中,如上述(2)说明的那样,由从通常的方向流量控制阀10c、10d的出口节流孔流往压力油箱2的流量和通过动臂用回馈流量控制阀221流往杆拉回侧室5aB、5bB的流量,容许动臂下降时的动臂用液压缸5a、5b的杆拉回侧室5aB、5bB的回油。这样,对于动臂用液压缸5a、5b,通过将来自杆拉回侧室5aB、5bB的回油(应排出的剩余流量)的一部分作为回馈流量进行有效利用,从而可取消相当于斗杆用流出流量控制阀202和分支管路151B、铲斗用流出流量控制阀203及单向阀151C那样的、具有大容量的流出流量控制阀和具有其的大流量流出管路。结果,可按该压力损失减少的量进一步降低液压驱动装置整体的压力损失。另外,通过进一步减少动臂用流出流量控制阀,可更加简化液压配管的布局。
以上仅以在动臂用液压缸5a、5b进行从其杆拉回侧室5aB、5bB向杆推出侧室5aA、5bA的回馈的场合为例进行了说明,但不限于此。即,同样也可对于斗杆用液压缸6和铲斗用液压缸7,进行从杆拉回侧室向杆推出侧室的回馈,从而形成省略斗杆用流出流量控制阀212和分支管路152B、铲斗用流出流量控制阀213和分支管路152C的构成。这些场合也可获得与上述同样的效果。
根据图11和图12说明本发明第6实施方式。该实施方式为在装载机型的超大型液压挖掘机中,进行如上述第5实施方式那样回馈场合的实施方式。
图11是本实施方式的液压驱动装置的整体结构与其控制装置一起示出的液压电路图。在与上述第2和第5实施方式相同的部分采用相同符号,并省略适当的说明。
在图11中,该液压驱动装置适用于第2实施方式的图5中所示的装载机型的液压挖掘机。与上述第5实施方式中的图9的液压驱动装置的不同点在于,首先作为液压缸,还具有与供应来自液压泵1a、1b的排出油的第2实施方式同样的铲斗开关用液压缸8。与此对应,液压泵1a通过第1铲斗开关用方向流量控制阀10g连接到铲斗开关用液压缸8上,液压泵1b通过第2铲斗开关用方向流量控制阀10h连接到铲斗开关用液压缸8上,这些方向流量控制阀10g、10h与上述方向流量控制阀10a~10f一起构成方向流量控制阀组10。铲斗开关用液压缸8的杆推出侧室8A与第1和第2铲斗开关用方向流量控制阀10g、10h由主管路108连接,铲斗开关用液压缸8的杆拉回侧室8B与第1和第2铲斗开关用方向流量控制阀10g、10h由主管路118连接。
另外,在本例中,省略了在上述第5实施方式中所连接的分支管路150A、150B、150C中的与斗杆用液压缸6相关的分支管路150B和斗杆用流入流量控制阀202,以使该分支管路150A、150B、150C的一侧(图示左侧)从连接到液压泵3a、3b的排出管路102上的供应管路100的另一侧进行分支。这具有如下这样的意义。即,与反向铲型不同,在装载机型液压挖掘机的场合,作为其构造,斗杆用液压缸6的口的位置比动臂用液压缸5a、5b更接近车身13侧(参照图5)。结果,可使从通常的斗杆用控制阀10b、10e到斗杆用液压缸6的管路106、116较短且容易构成,所以,有时设置不通过控制阀的大流量供应用的斗杆用流入流量控制阀也未必有很多优点。
另外,作为本实施方式的较大的特征,除在上述第1实施方式中与动臂用液压缸5a、5b相关的回馈管路220和动臂用回馈流量控制阀221及单向阀222外,在斗杆用液压缸6上还设置同样的结构。即,连接于斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A上的上述主管路106和连接于杆拉回侧室6B上的上述连接管路116由回馈管路223连接,在该回馈管路223上设置例如由电磁比例阀构成的斗杆用回馈流量控制阀224,其具有将从斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A向杆拉回侧室6B的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔224A。在该斗杆用回馈流量控制阀224的杆拉回侧室6B侧上分别设置单向阀225,其容许从杆推出侧室6A向杆拉回侧室6B的压力油的流动并隔断其反向流动。这样,将斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A的压力油引导到杆拉回侧室6B,可省略在图9中所示的第5实施方式中所设置的与斗杆用液压缸6相关的分支管路152B和流出流量控制阀212。
在这其中具有如下这样的意义。即,与反向铲型不同,在装载机型液压挖掘机的场合,作为其构造,由斗杆76的自重在斗杆用液压缸杆推出侧室6A中产生常时保持压力,所以,设置上述斗杆用回馈流量控制阀224,将来自杆推出侧室6A的流出流量导入(回流)到杆拉回侧室6B,比专门设置流出流量控制阀更容易且更有效。
另外,利用上述情况,对于铲斗77不设置回馈流量控制阀(因为虽然说为装载机型,也不限于铲斗77根据前部作业机14的姿势如动臂75和斗杆76那样在常时杆推出侧室7A中产生保持压力),排出侧流量在方向流量控制阀10g、10h侧吸收,从而省略在第5实施方式中所设置的与铲斗用液压缸7相关的分支管路152C和铲斗用流出流量控制阀213。结果,可省略低压的排出管路101,其在第5实施方式中设置的且其一侧(图示左侧)连接到将回油引导至压力油箱2的油箱管路103上。
另外,对于铲斗用液压缸7,还从供应管路100的另一方侧以分支的方式追加分支管路153C(与管路150C的分支为位置D3)。在该分支管路153C上,设置例如由带压力补偿功能的电磁比例阀构成的铲斗用流入流量控制阀208,其具有将从液压泵3a、3b到铲斗液压缸杆拉回侧室7B的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔208A。另外,在该流入流量控制阀208的铲斗用液压缸7侧上设置单向阀154C,其容许从液压泵3a、3b向铲斗液压缸杆拉回侧室7B的压力油的流动并隔断其反向流动。
另一方面,在铲斗开关用液压缸8上,设置上述动臂用液压缸5a、5b和斗杆用液压缸6之外的回馈功能(方向成为反向方向)的结构。即,连接到铲斗开关用液压缸8的杆推出侧室8A上的上述主管路108和连接到杆拉回侧室8B上的上述主管路118由回馈管路226连接,在该回馈管路226上,设置例如由电磁比例阀构成的铲斗开关用回馈流量控制阀227,其具有将从铲斗开关用液压缸8的杆拉回侧室8B到杆推出侧室8A的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔227A。另外,在该铲斗开关用回馈流量控制阀227的杆拉回侧室8B侧上设置单向阀228,其容许从杆拉回侧室8B向杆推出侧室8A的压力油的流动并隔断其反向流动。这样,将铲斗开关用液压缸8的杆拉回侧室8B的压力油引导到杆推出侧室8A。
将上述流入流量控制阀201、203、208、单向阀151A、151C、154C一起集中配置到安装在动臂75上面(背面)的1个控制阀装置190′中(图中未示出,与图5中的控制阀装置190同等的位置)。供应管路100、分支管路150A、150C、153C、流入流量控制阀201、203、208、单向阀151A、151C、154C、回馈流量控制阀221、224、227、单向阀222、225、228设置在前部作业机14上。
于是,作为上述液压驱动装置的控制装置所设置的控制器31′A输入操作杆32、33和与第2实施方式同样地另行追加设置的操作杆34所输出的操作信号,将指令信号输出到方向流量控制阀10a~h、流入流量控制阀201、203、208、旁通流量控制阀204、动臂用回馈流量控制阀221、斗杆用回馈流量控制阀224、及铲斗开关用回馈流量控制阀227。
图12是表示该控制器31′A的详细功能中的相应于操作杆32、33、34的操作信号控制方向流量控制阀10a~10h的一般的控制功能以外的、相对作为本实施方式的要部的流入流量控制阀201、203、208、旁通流量控制阀204、动臂用回馈流量控制阀221、斗杆用回馈流量控制阀224、及铲斗开关用回馈流量控制阀227的控制功能的功能框图。如该图12所示那样,控制器31′A取消上述第5实施方式的控制器31′的斗杆用流入流量控制阀202的驱动信号运算器232、斗杆用流出流量控制阀212的驱动信号运算器242、及铲斗用流出流量控制阀213的驱动信号运算器243,同时,新设置铲斗用流入流量控制阀208的驱动信号运算器253、斗杆用回馈流量控制阀224的驱动信号运算器252、铲斗开关用回馈流量控制阀227的驱动信号运算器254。
铲斗流入用驱动信号运算器253输入来自操作杆3的2铲斗卸料操作量信号X,根据图示表计算并输出送往铲斗用流入流量控制阀208的控制信号S(送往螺线管部208B的驱动信号)。此时,在由最大值选择部235选择来自操作杆32、33的动臂上升操作量信号X、铲斗装料操作量信号X、铲斗卸料操作量信号X中的最大的信号后,输入到旁通用驱动信号运算器234,由旁通用驱动信号运算器234根据图示表计算并输出送往旁通流量控制阀204的控制信号S(送往螺线管部204B的驱动信号)。
另一方面,斗杆回馈用驱动信号运算器252输入来自操作杆33的回拉斗杆操作量信号X,根据图示表计算并输出送往斗杆用回馈流量控制阀224的驱动信号S(送往螺线管部224B的驱动信号)。另外,铲斗开关回馈用驱动信号运算器254输入来自操作杆34的铲斗关闭操作量信号X,根据图示表计算并输出送往铲斗开关用回馈流量控制阀227的控制信号S(送往螺线管部227B的驱动信号)。
下面以动臂下降操作和回拉斗杆操作为例说明上述结构的本实施方式的操作。
在作为本实施方式的适用对象的装载机型的液压挖掘机的场合,作为典型的操作,先从使前部作业机14折曲而接近车身13侧的状态,由动臂上升、推压斗杆、铲斗装料操作将前部作业机前方侧的土砂铲入到铲斗77内后,在该状态下将铲斗77抬高,相对铲斗基部77A打开铲斗打开部77B,例如将铲斗77内的土砂放到大型翻斗汽车内。此后,进行铲斗关闭·铲斗卸料操作,大体同时进行动臂下降·回拉斗杆操作,将前部作业机14返回到折曲到车身13侧后的最初的状态。
本实施方式所特别典型地产生的特征之处在于上述放土后的动臂下降操作和回拉斗杆操作。以下对其进行说明。
例如,当操作者在放土后为了动臂下降而对操作杆32进行动臂下降操作时,作为动臂下降指令将其操作量信号X输入到动臂用方向流量控制阀10c、10f,可将阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路115供应到动臂用液压缸5a、5b的杆拉回侧室5aB、5bB。
此时,与上述第1实施方式同样,使来自动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA的流出流量的一部分(例如约1/2)从杆推出侧室5aA、5bA通过主管路105和方向流量控制阀10c、10d的出口节流孔(图中未示出)返回到油箱2。此时,由动臂回馈用驱动信号运算器251根据操作杆32的动臂下降操作量信号X计算出动臂用回馈流量控制阀221的驱动信号S,并输出到其螺线管部221B,在打开侧驱动动臂用回馈流量控制阀221。此时,由动臂75的自重在动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA作用保持压力,所以,通过打开上述动臂用回馈流量控制阀221的操作,来自杆推出侧室5aA、5bA的流出流量的余下部分通过单向阀222和动臂用回馈流量控制阀221导入到杆拉回侧室5aB、5bB(回流)。
例如,当操作者在放土后为了回拉斗杆而对操作杆32进行回拉斗杆操作时,将其操作量信号X作为回拉斗杆指令输入到斗杆用方向流量控制阀10b、10e,可将阀柱切换到对应的方向上。这样,将来自液压泵1a、1b的压力油通过主管路116供应到斗杆用液压缸6的杆拉回侧室6B。
此时,与上述同样,使来自斗杆用液压缸杆推出侧室6A的流出流量的一部分(例如约1/2)从杆推出侧室6A通过主管路106和方向流量控制阀10b、10e的出口节流孔(图中未示出)返回到油箱2。此时,由斗杆回馈用驱动信号运算器252根据操作杆33的回拉斗杆操作量信号X计算出斗杆用回馈流量控制阀224的驱动信号S,输出到其螺线管部227B,在打开侧驱动斗杆用回馈流量控制阀224。此时,由斗杆76的自重在斗杆用液压缸6的杆推出侧室6A施加保持压力,所以,由上述斗杆用回馈流量控制阀224的打开操作将来自杆推出侧室6A的流出流量的余下部分通过单向阀225和斗杆用回馈流量控制阀224导入(回流)到杆拉回侧室6B。
按照如以上说明所构成的本实施方式,也与上述第5实施方式同样,当构成为了装载机型液压挖掘机的超大型机械的大流量供应而不通过方向流量控制阀10a~h的压力油供应路径时,从连接到液压泵3a、3b的排出侧朝前部作业机14侧延伸设置的作为共用的高压配管的供应管路100,先使通往动臂用液压缸杆推出侧室5aA、5bA的分支管路150A分支,将其分支位置的下游侧构成为向铲斗用液压缸杆推出侧室7A的分支管路150C。在各分支管路150A、150B、150C设置动臂用流入流量控制阀201、铲斗用流入流量控制阀203,控制从供应管路100向各液压缸5、7的压力油的流动。
在为了进行动臂上升、铲斗装料操作而将压力油供应到各液压缸5、6的杆推出侧室5aA、5bA、7A的场合,除了通常的通过各方向流量控制阀10a~h的向各液压缸5、7的杆推出侧室5aA、5bA、7A的压力油供应外,还使来自液压泵3a、3b的压力油不通过各方向流量控制阀10a~h而是通过各流入流量控制阀201、203合流到通过上述方向流量控制阀10a~h的压力油的流动,将该压力油供应到各液压缸5、7的杆推出侧室5aA、5bA、7A。此时的回油仅由通过各方向流量控制阀10a~h的路径排出油箱。
在本实施方式中,首先,对于流入流量控制阀,如上述那样,与第5实施方式同样,考虑到动臂用液压缸5a、5b的杆推出侧室5aA、5bA与杆拉回侧室5aB、5bB间的容积差,为了大流量供应仅追加设置与杆推出侧(底侧)相关的分支管路150A的流入流量控制阀201,省略杆拉回侧流入流量控制阀。关于铲斗用液压缸6,与5实施方式不同,虽然追加设置了向铲斗用液压缸7的杆拉回侧室7B供应流量的流入流量控制阀208,但如上述那样鉴于装载机型固有的构造省略了斗杆用液压缸6的杆推出侧的流入流量控制阀,所以,总的流入流量控制阀不变。另一方面,如上述那样,关于流出流量控制阀,实现了根本不设置的结构,结果,作为流入·流出流量控制阀总量,与第5实施方式的5个(流量控制阀201、202、203、212、213)相比,大幅度地减少到3个(流量控制阀201、203、208)。这样,可相应地降低流量控制阀产生的压力损失,另外,也可省略用于配置流量控制阀的配管,消除其压力损失,从而可进一步减低液压驱动装置整体的压力损失。另外,通过减少该流量控制阀的数量,可简化各种配管处理和各种装置配置等的布局。
根据图13说明本发明第7实施方式。该实施方式是比上述第6实施方式更大的例如自重800t级的装载机型超大型液压挖掘机中所适用场合的实施方式。在与上述第2和第6实施方式相同的部分采用相同符号,并省略适当的说明。
图13是本实施方式的液压驱动装置的整体结构的液压电路图。
在图13中,该液压驱动装置具有由图中未示出的第1发动机(原动机)或第2发动机驱动的8个液压泵301a、301b、301c、301d、301e、303f、及303a、303b;从这些液压泵301a~f、303a、303b供应排出油的动臂用液压缸305、305、斗杆用液压缸306、306、铲斗用液压缸307、307、铲斗开关用液压缸308、308、左右行走用液压马达(图中未示出)、及旋转用液压马达(图中未示出),及压力油箱302。
例如,液压泵301a~f、303a、303b中的液压泵301a、301d、301e、303a,由配置到车身13左侧上的第1发动机(图中未示出)驱动,液压泵301b、301c、303f、303b由配置到车身13右侧上的第2发动机(图中未示出)驱动(但各发动机与各液压泵的分配不限于此,只要考虑到马力分配等适当设定即可)。
液压泵301a通过第1行走用方向流量控制阀310aa、第1动臂用方向流量控制阀310ab、第1斗杆用方向流量控制阀310ac、及第1铲斗开关用方向流量控制阀310ad,分别连接到左或右行走用液压马达、动臂用液压缸305、305、斗杆用液压缸306、306、及铲斗开关用液压缸308、308上。
液压泵301b通过第2行走用方向流量控制阀310ba、第2动臂用方向流量控制阀310bb、第1铲斗装料·推压斗杆用方向流量控制阀310bc、及第2铲斗用方向流量控制阀310bd分别连接到左或右行走用液压马达、动臂用液压缸305、305、铲斗用液压缸307、307的杆推出侧室307A、307A和斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A、及铲斗用液压缸307、307上。
液压泵301c通过第3行走用方向流量控制阀310ca、第3动臂用方向流量控制阀310cb、第2斗杆用方向流量控制阀310cc、及第2铲斗开关用方向流量控制阀310cd,分别连接到左或右行走用液压马达、动臂用液压缸305、305、斗杆用液压缸306、306、及铲斗开关用液压缸308、308上。
液压泵301d通过第4行走用方向流量控制阀310da、第1动臂上升用方向流量控制阀310db、第2铲斗装料·推压斗杆用方向流量控制阀310dc、及第2铲斗用方向流量控制阀310dd,分别连接到左或右行走用液压马达、动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A、铲斗用液压缸307、307的杆推出侧室307A、307A和斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A、及铲斗用液压缸307、307上。
液压泵301e通过第1旋转用方向流量控制阀310ea、第2动臂上升方向流量控制阀310eb、第1推压斗杆方向流量控制阀310ec、及第1铲斗装料用方向流量控制阀310ed,分别连接到旋转用液压马达、动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A、斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A、及铲斗用液压缸307、307的杆推出侧室307A、307A上。
液压泵301f通过第2旋转用方向流量控制阀310fa、第3动臂上升方向流量控制阀310fb、第2推压斗杆方向流量控制阀310fc、及第2铲斗装料用方向流量控制阀310fd,分别连接到旋转用液压马达、动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A、斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A、及铲斗用液压缸307、307的杆推出侧室307A、307A。
这些方向流量控制阀310aa~fd对每一对应的泵成为4联1组,分别构成阀集成块。即,与液压泵301a相关的方向流量控制阀310aa、310ab、310ac、310ad,与液压泵301b相关的方向流量控制阀310ba、310bb、310bc、310bd,与液压泵301c相关的方向流量控制阀310ca、310cb、310cc、310cd,与液压泵301d相关的方向流量控制阀310da、310db、310dc、310dd,与液压泵301e相关的方向流量控制阀310ea、310eb、310ec、310ed,及与液压泵301f相关的方向流量控制阀310fa、310fb、310fc、310fd,它们分别构成1个阀集成块(合计6组)。
动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A与第1~第3第1动臂用方向流量控制阀310ab、310bb、310cb及第1~第3动臂上升用方向流量控制阀310db、310eb、310fb分别由主管路405连接。另外,动臂用液压缸305、305的杆拉回侧室305B、305B与第1、第2、第3动臂用方向流量控制阀310ab、310bb、310cb分别由主管路415连接。
斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A与第1和第2推压斗杆用方向流量控制阀310ec、310fc、第1和第2第1铲斗装料·推压斗杆用方向流量控制阀310bc、310dc分别由主管路406连接。另外,斗杆用液压缸306、306的杆拉回侧室306B、306B与第1和第2斗杆用方向流量控制阀310ac、310cc分别由主管路416连接。
铲斗用液压缸307、307的杆推出侧室307A、307A与第1和第2铲斗用方向流量控制阀310bd、310dd、第1和第2铲斗装料方向流量控制阀310ed、310fd、第1和第2铲斗装料·推压斗杆用方向流量控制阀310310bc、310dc由主管路407连接,另外,铲斗用液压缸307、307的杆拉回侧室307B、307B与第1和第2铲斗用方向流量控制阀310bd、310dd分别由主管路417连接。
铲斗开关用液压缸308、308的杆推出侧室308A、308A与第1和第2铲斗开关用方向流量控制阀310ad、310cd由主管路408连接,铲斗开关用液压缸308、308的杆拉回侧室308B、308B与第1和第2铲斗开关用方向流量控制阀310ad、310cd由主管路418连接。
液压泵303a分别通过引导其排出压力油的排出管路402a、一方侧(图示左侧)连接于该排出管路402a上的供应管路400a、从供应管路400a的另一方侧以分支的方式分别连接的分支管路450A、450B、450C,连接到上述主管路405、407、417上。
在这些分支管路450A、450B、450C上,分别设置例如由带压力补偿功能的电磁比例阀构成的动臂用流入流量控制阀501和铲斗用流入流量控制阀502、503,其具有将从液压泵303a到动臂用液压缸杆推出侧室305A、铲斗液压缸杆推出侧室307A、及铲斗用液压缸杆拉回侧室307B的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔501A、502A、503A。虽然省略了图示,但实际在在这些流入流量控制阀501、502、503的各液压缸305、306、307侧上,分别设置单向阀,该单向阀容许从液压泵303a向动臂用液压缸杆推出侧室305A、铲斗用液压缸杆推出侧室307A及杆拉回侧室307B的压力油的流动并隔断其反向的流动。
此时,油箱管路403a从供应管路400a(也可为排出管路402a)分支,在该油箱管路403a上设置例如由具有压力补偿功能的电磁比例阀构成的的旁通流量控制阀504A,该旁通流量控制阀504A通过可变节流孔504Aa将从液压泵303a排出的压力油中的所期望的量供应到供应管路400a,使余下部分通过油箱管路403a返回到压力油箱302。在排出管路402a与油箱管路403a之间,设置图中未示出的用于规定作为高压管线的供应管路400a的最高压力的安全阀。
同样,液压泵303b分别通过引导其排出压力油的排出管路402b、其一侧(图示左侧)连接于该排出管路402b上的供应管路400b、从供应管路400b的另一侧以分支的方式分别连接的分支管路451A、451B、451C,连接到上述主管路405、407、417上。
在这些分支管路451A、451B、451C上,分别设置例如由带压力补偿功能的电磁比例阀构成的动臂用流入流量控制阀505和铲斗用流入流量控制阀506、507,该动臂用流入流量控制阀505和铲斗用流入流量控制阀506、507具有将从液压泵303b到动臂用液压缸杆推出侧室305A、铲斗液压缸杆推出侧室307A、及铲斗用液压缸杆拉回侧室307B的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔505A、506A、506A。虽然省略了图示,但实际在这些流入流量控制阀505、506、507的各液压缸305、306、307侧上分别设置单向阀,其容许从液压泵303b向动臂用杆液压缸推出侧室305A、铲斗用杆液压缸推出侧室307A及杆拉回侧室307B的压力油的流动并隔断其反向的流动。
此时,油箱管路403b从供应管路400b(也可为排出管路402b)分支,在该油箱管路403b上设置例如由具有压力补偿功能的电磁比例阀构成的的旁通流量控制阀504B,该旁通流量控制阀504B通过可变节流孔504Ba将从液压泵303b排出的压力油中的所期望的量供应到供应管路400b,使余下部分通过油箱管路403b返回到压力油箱302。在排出管路402b与油箱管路403b之间设置图中未示出的用于规定作为高压管线的供应管路400b的最高压力的安全阀。
液压泵301a~f、303a、303b、方向流量控制阀310aa~fd、排出管路402a、402b、油箱管路403a、403b、及旁通流量控制阀504A、504B、安全阀等设于液压挖掘机的车身13上,液压缸405、406、407、408供应管路400a、400b、分支管路450A~C、451A~C等设于液压挖掘机的前部作业机14上。
作为本实施方式的一个特征,首先,与动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A连接的上述主管路405和与杆拉回侧室305B、305B连接的上述主管路415由回馈管路520连接,在该回馈管路520上,设置例如由电磁比例阀构成的动臂用回馈流量控制阀521,该动臂用回馈流量控制阀521具有将从动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A向杆拉回侧室305B、305B的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔521。另外,在该动臂用回馈流量控制阀521的杆拉回侧室305B、305B侧分别设置单向阀522,该单向阀522容许从杆推出侧室305A、305A向杆拉回侧室305B、305B的压力油的流动并隔断其反向的流动。这样,将动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A的压力油引导到杆拉回侧室305B、305B。
另外,与斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A连接的上述连接管路406和与杆拉回侧室306B、306B连接的上述连接管路416由回馈管路523连接,在该回馈管路523上,设置例如由电磁比例阀构成的斗杆用回馈流量控制阀524,该斗杆用回馈流量控制阀524具有将从斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A向杆拉回侧室306B、306B的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔。另外,在该斗杆用回馈流量控制阀524的杆拉回侧室306B、306B侧,分别设置单向阀525,该单向阀525容许从杆推出侧室306A、306A向杆拉回侧室306B、306B的压力油的流动并隔断其反向的流动。这样,将斗杆用液压缸306、306的杆推出侧室306A、306A的压力油引导到杆拉回侧室306B、306B。
另一方面,在铲斗开关用液压缸308、308上,设置成为上述动臂用液压缸305、305和斗杆用液压缸306、306之外的回馈功能(方向成为反向方向)的结构。即,连接到铲斗开关用液压缸308、308的杆推出侧室308A、308A的上述连接管路408和连接到杆拉回侧室308B、308B的上述连接管路418由回馈管路526连接,在该回馈管路526上设置例如由电磁比例阀构成的铲斗开关用回馈流量控制阀527,该铲斗开关用回馈流量控制阀527具有将从铲斗开关用液压缸308、308的杆拉回侧室308B到杆推出侧室308A的压力油的流动控制为所期望的节流量的可变节流孔。另外,在该铲斗开关用回馈流量控制阀527的杆拉回侧室308B侧,可设置单向阀,该单向阀容许从杆拉回侧室308B向杆推出侧室308A的压力油的流动并隔断其反向流动。这样,将铲斗开关用液压缸308的杆拉回侧室308B的压力油引导到杆推出侧室308A。
除以上特别说明的以外,包含有成为适用对象的液压挖掘机的构造(外径尺寸、大小等除外),为与上述第6实施方式大体相同的结构和控制方式,所以省略说明。
下面,以动臂下降操作和回拉斗杆操作为例说明上述构成的本实施方式的操作。
在作为本实施方式的适用对象的装载机型的液压挖掘机的场合,与上述第6实施方式同样,例如当操作者在放土后为了动臂下降而对图中未示出的操作杆进行动臂下降操作时,作为动臂下降指令将其操作量信号X输入到第1~第3动臂用方向流量控制阀310ab、310bb、310cb,可将阀柱切换到对应的方向上。这样,来自液压泵301a~c的压力油通过主管路415供应给动臂用液压缸305、305的杆拉回侧室305B、305B。
此时,与上述第1实施方式同样,来自动臂用液压缸杆推出侧室305A、305A的流出流量的一部分(例如约1/2)从杆推出侧室305A、305A通过主管路405、第1~第3第1动臂用方向流量控制阀310ab、310bb、310cb及第1~第3动臂上升用方向流量控制阀310db、310eb、310fb的出口节流孔(图中未示出)返回到压力油箱302。此时,根据上述动臂下降操作量信号X由图中未示出的控制器计算出动臂用回馈流量控制阀521的驱动信号S,输出到其螺线管部,在打开侧驱动动臂用回馈流量控制阀521。此时,由动臂的自重在动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A作用保持压力,所以,通过上述动臂用回馈流量控制阀521的打开操作,将来自杆推出侧室305A、305A的流出流量的余下部分通过单向阀522和动臂用回馈流量控制阀521导入到杆拉回侧室305B、305B(回流)。
另外,例如,操作者在放土后为了回拉斗杆而对操作杆进行回拉斗杆操作时,将其操作量信号X作为回拉斗杆指令输入到第1和第2斗杆用方向流量控制阀310ac、310cc,阀柱可切换到对应的方向上。这样,将来自液压泵310a、301c的压力油通过主管路416供应给斗杆用液压缸306的杆拉回侧室306B、306B。
此时,与上述同样,使来自斗杆用液压缸杆推出侧室306A、306A的流出流量的一部分(例如约1/2)从杆推出侧室306A通过主管路406和第1和第2斗杆用方向流量控制阀310ac、310cc、第1和第2推压斗杆用方向流量控制阀310ec、310fc、第1和第2铲斗装料·推压斗杆用方向流量控制阀310bc、310dc的出口节流孔(图中未示出)返回到油箱302。此时,根据操作杆的回拉斗杆操作量信号X由图中未示出的控制器计算出斗杆用回馈流量控制阀524的驱动信号S,输出到其螺线管部,在打开侧驱动斗杆用回馈流量控制阀524。此时,由斗杆的自重在斗杆用液压缸306的杆推出侧室306A施加保持压力,所以,由上述斗杆用回馈流量控制阀524的打开操作将来自杆推出侧室306A的流出流量的余下部分通过单向阀525和斗杆用回馈流量控制阀524导入(回流)到杆拉回侧室6B。
如以上说明的那样,按照本实施方式,与上述第6实施方式同样,可获得通过减少流量控制阀的数量而降低液压驱动装置整体的压力损失和简化布局的效果。
另外,由从通常的方向流量控制阀310ab、310bb、310cb、310db、310eb的出口节流孔流往油箱302的流量和通过动臂用回馈流量控制阀521流往杆拉回侧室305B、305B的流量,容许动臂下降时来自动臂用液压缸305、305的杆推出侧室305A、305A的回油。由从通常的方向流量控制阀310ac、310bc、310cc、310dc、310ec、310fc的出口节流孔流往油箱302的流量和通过斗杆用回馈流量控制阀524流往杆拉回侧室306B的流量,容许回拉斗杆时来自斗杆用液压306、306的杆推出侧室306A、306A的回油,所以,关于动臂用液压缸305、305和斗杆用液压缸306、306,将来自杆拉回侧室305B、305B和306B、306的回油(应排出的剩余流量)的一部分有效利用为回馈流量,与上述第6实施方式同样,可取消动臂用液压缸305、305和斗杆用液压缸306、306相关的大容量的流出流量控制阀和具有其的大流量流出管路,可充分提高能量效率。
在上述第1~第7实施方式中,也可由压力损失较少的提动阀构成所说明的各流量控制阀201、202、203、208、501、502、503、505、506、507。下面根据图14和图15说明该构成。图14为以上述中的流量控制阀202为例从图1抽出表示的图,图15是表示与图14的构成对应的提动阀的结构的图。
即,在图15中,由嵌装于壳体602的提动阀构成的主阀(提动阀)603具有阀座部603A、端面603C、端面603B、及节流狭缝603D,其中,该阀座部603A连通和隔断与供应管路100连通的入口管路621和通过单向阀连接于分支管路150B的出口管路631;该端面603C承受出口管路631的压力;该端面603B设于端面603C的相反侧,承受形成于与壳体602之间的背压室604的压力;该节流狭缝603D连通入口管路621与背压室604。另外,在壳体602形成连通背压室604与出口管路631的液控管路605,在该液控管路605上设置例如由比例电磁阀构成的用于对控制压力进行控制的控制阀(可变节流孔部)606,该制阀(可变节流孔部)606根据来自控制器的指令信号601对液控管路605的流量进行调整。
在该构成中,入口管路621内的压力通过节流狭缝603D引导至背压室604内,由该压力将主阀603朝图中下方推压,由阀座部603A隔断入口管路621与出口管路631。于是,将所期望的指令信号601提供给控制阀606的螺线管驱动部606a,当控制阀606开口时,入口管路621内的流体经过节流狭缝603D、背压室604、控制阀606、及液控管路605流到出口管路631。由该流动在节流狭缝603D和控制阀606的节流效果下使背压室604内的压力下降,所以,作用于阀座部603A和端面603E的力比作用于端面603B的力大,主阀603朝图中上方移动,入口管路621的流体流出到出口管路631。此时,当主阀603上升过多时,节流狭缝603D的节流孔开度增大,背压室604的压力上升,使主阀603朝图中下方移动。
这样,在与控制阀606的节流孔开度相应的节流狭缝603D的节流开度位置,主阀603停止,所以,可根据指令信号601控制所期望的从入口管路621流向出口管路631的流体流量。
即使对于上述以外的各流量控制阀(无需单向阀功能的流量控制阀)204、211、212、213或回馈流量控制阀221、224、227、521、527,也可由上述同样的提动阀构成。
此时,特别是最好使主阀603的轴线k(参照图15)以大体成为水平的方式配置各流量控制阀。在上述第1实施方式的图2和第2实施方式的图5中,在具有流量控制阀201~203和流出流量控制阀211~213等的控制阀装置190(阀装置190′也一样)中,用图表示出其轴线方向k的一例。通过这样配置,具有以下那样的效果。即,在图2和图5中,即使在前部作业机14朝纸面内方向回转操作时,如轴线方向k如图示那样大体为水平方向,则由其回转操作实现的加速度成为与主阀603的开关操作方向成直角的方向,所以,可防止对开关操作产生影响。因此,可确保主阀603顺利而且可靠进行开关操作。
另外,在上述中,通过将指令信号输入到作为电磁比例阀的控制阀606的螺线管驱动部606A并切换控制阀606,从而在液控管路605内直接生成作为控制压力的液控压力,但不限于此。例如,在主阀603大型化、驱动需要较大的液控压力的场合等,还设置用于生成二次液控压力的液压液控式的切换阀,利用由控制阀606生成的一次液控压力对该切换阀进行切换驱动,根据来自液压源的液控原有压力,生成比一次液控压力大的二次液控压力,作为控制压力将该二次液控压力引导至主阀603侧,对主阀603进行切换驱动。
另外,虽然上述第1~第7实施方式为将本发明适用于液压挖掘机的实施方式,但其可广泛地适用于具有此外的旋转体、行走体、及前部作业机的施工机械。
按照本发明,可进一步减少流量控制阀的个数和其配管连接长度,可进一步降低整体的压力损失,同时,可由此简化液压源与液压传动装置之间的液压配管的布局。

Claims (17)

1.一种施工机械的液压驱动装置,该施工机械的液压驱动装置对施工机械的多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)进行驱动控制,其特征在于包括有:第1液压泵(1a、1b;301a~f)和第2液压泵(3a、3b;303a、303b),其由原动机(4a、4b)驱动;方向流量控制阀(10a~f;10a~h;310aa~ad、310ba~bd、310ca~cd、310da~dd、310ea~ed、310fa~fd),其将来自上述第1液压泵(1a、1b;301a~f)的压力油切换到上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A;8A;305A、306A、307A、308A)和杆拉回侧室(5aB、5bB、6B、7B;8B;305B、306B、307B、308B)并进行供应;流入流量控制阀(201、202、203;501、502、505、506),其分别设置在使来自上述第2液压泵(3a、3b;303a、303b)的压力油从1个共用配管(100、102;400a、400b)分别分支后供应给各液压缸(5a、5b、6、7;305、307)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A;305A、307A)的分支配管(150A~C;450A、450B、451A、451B)上;旁通流量控制阀(204;504A、504B),其设置在上述共用配管(100、102;400a、400b)与油箱(2;302)的连接配管(104;403a、403b)上;输入装置(32、33;34),其输入操作指令信号;控制装置(31;31′;31A;31′A),其对与来自上述输入装置(32、33;34)的操作指令信号相应的控制量进行运算,并根据该控制量对上述流入流量控制阀(201、202、203;501、502、505、506)和上述旁通流量控制阀(204;504A、504B)进行控制。
2.一种施工机械的液压驱动装置,该施工机械的液压驱动装置对施工机械中的多个液压缸(5a、5b、6、7)进行驱动控制,其特征在于包括有:第1液压泵(1a、1b)和第2液压泵(3a、3b),其由原动机(4a、4b)驱动;方向流量控制阀(10a~f;10a~h),其将来自上述第1液压泵(1a、1b)的压力油切换到上述多个液压缸(5a、5b、6、7)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A)和杆拉回侧室(5aB、5bB、6B、7B)并进行供应;流出流量控制阀(211~213),其分别设置在与上述各液压缸(5a、5b、6、7)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A)连接的回油合流配管(152A~C)上;输入装置(32、33;34),其输入操作指令信号;控制装置(31;31′;31A;31′A),其对与来自上述输入装置(32、33;34)的操作指令信号相应的控制量进行运算,并根据该控制量对上述流出流量控制阀(211~213)进行控制。
3.一种施工机械的液压驱动装置,该施工机械的液压驱动装置对施工机械的多个液压缸(5a、5b、6、7)进行驱动控制,其特征在于包括有:第1液压泵(1a、1b)和第2液压泵(3a、3b),其由原动机(4a、4b)驱动;方向流量控制阀(10a~f;10a~h),其将来自上述第1液压泵(1a、1b)的压力油切换到上述多个液压缸(5a、5b、6、7)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A)和杆拉回侧室(5aB、5bB、6B、7B)并进行供应;流入流量控制阀(201、202、203;501、502、505、506),其分别设置在使来自上述第2液压泵(3a、3b)的压力油从1个共用配管(100、102)分别分支后供应给各液压缸(5a、5b、6、7)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A)的分支配管(150A~C)上;流出流量控制阀(211、212、213),其分别设于与上述各分支配管(150A~C)连接的回油合流配管(152A~C)上;旁通流量控制阀(204),其设于上述共用配管(100、102)与油箱(2)的连接配管(104)上;输入装置(32、33;34),其输入操作指令信号;控制装置(31;31′;31A;31′A),其对与来自上述输入装置(32、33;34)的操作指令信号相应的控制量进行运算并根据该控制量对上述流入流量控制阀(201、202、203;501、502、505、506)、上述流出流量控制阀(211~213)、及上述旁通流量控制阀(204)进行控制。
4.一种施工机械的液压驱动装置,其设置在上述施工机械上,该施工机械包括有行走体(79)、可旋转地设于该行走体(79)的上部的旋转体(13)以及由可回转地连接于该旋转体(13)的动臂(75)、可回转地连接于该动臂(75)的斗杆(76)、及可回转地连接于该斗杆(76)的铲斗(77)构成的多关节型前部作业机(14),该施工机械的液压驱动装置的特征在于包括有:动臂用液压缸(5a、5b)、斗杆用液压缸(6)、铲斗用液压缸(7),它们分别驱动上述动臂(75)、上述斗杆(76)、上述铲斗(77);至少1个液压泵(3a、3b),其设于上述旋转体(13)上;共用的高压配管(100),其一侧连接到上述至少1个液压泵(3a、3b)的排出侧上,另一侧延伸设置到上述前部作业机(14)上;动臂用的分支配管(150A),其从上述共用的高压配管(100)分支,其相反侧连接到上述动臂用液压缸(5a、5b)的杆推出侧室(5aA、5bA)上;动臂用流入流量控制阀(201),其设于该动臂用的分支配管(150A)从上述共用的高压配管(100)的分支位置(D1)附近,控制从上述共用的高压配管(100)供应到上述动臂用液压缸(5a、5b)的杆推出侧室(5aA、5bA)的压力油的流动;斗杆用的分支配管(150B),其从上述共用的高压配管(100)的上述动臂用的分支配管(150A)的分支位置(D1)的下游侧分支,其相反侧连接到上述斗杆用液压缸(6)的杆推出侧室(6A)上;斗杆用流入流量控制阀(202),其设于上述斗杆用分支配管(150B)从上述共用的高压配管(100)分支的分支位置(D2)附近,控制从上述共用的高压配管(100)供应到上述斗杆用液压缸(6)的杆推出侧室(6A)的压力油的流动;铲斗用的分支配管(150C),其从上述共用的高压配管(100)的上述动臂用的分支配管(150A)的分支位置(D1)下游侧分支,其相反侧连接到上述铲斗用液压缸(7)的杆推出侧室(7A);铲斗用流入流量控制阀(203),其设于该铲斗用的分支配管(150C)从上述共用的高压配管(100)分支的分支位置(D2)附近,控制从上述共用的高压配管(100)供应到上述铲斗用液压缸(7)的杆推出侧室(7A)的压力油的流动。
5.根据权利要求4所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:所有的流入流量控制阀(201、202、203)被集中配置在1个控制阀装置(190)内。
6.根据权利要求4所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:该施工机械的液压驱动装置具有动臂用回油合流配管(152A)和动臂用流出流量控制阀(211)、斗杆用回油合流配管(152B)和斗杆用流出流量控制阀(212)、及铲斗用回油合流配管(152C)和铲斗用流出流量控制阀(213)这样3组中的至少1组,其中,动臂用回油合流配管(152A),从上述动臂用的分支配管(150A)中的比上述动臂用流入流量控制阀(201)更靠近上述动臂用液压缸(5a、5b)侧的位置分支,其相反侧连接到压力油箱(2)上,上述动臂用流出流量控制阀(211),其被设置在上述动臂用回油合流管152A的从上述动臂用的分支配管(150A)分支的分支位置(F1)附近,用于控制从上述动臂用液压缸(5a、5b)排出到上述压力油箱(2)的压力油的流动;斗杆用回油合流配管(152B),其在从上述斗杆用的分支配管(150B)中的比上述斗杆用流入流量控制阀(202)更靠近上述斗杆用液压缸(6)侧的位置分支,其相反侧连接到压力油箱(2)上,以及斗杆用流出流量控制阀(212),其被设置在斗杆用回油合流配管(152B)的从上述斗杆用的分支配管(150B)分支的分支位置(F2)附近,控制从上述斗杆用液压缸(6)排出到上述压力油箱(2)的压力油的流动;铲斗用回油合流配管(152C)从上述铲斗用的分支配管(150C)中的比上述铲斗用流入流量控制阀(203)更靠近上述铲斗用液压缸(7)侧的位置分支,其相反侧连接到压力油箱(2)上,上述铲斗用流出流量控制阀(213)被设置在铲斗用回油合流配管(152C)的从上述铲斗用的分支配管(150C)分支的分支位置(F3)附近,用于控制从上述铲斗用液压缸(7)排出到上述压力油箱(2)的压力油的流动。
7.根据权利要求6所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:所有的流入流量控制阀(201~203)和流出流量控制阀(211~213)被一起集中配置在1个控制阀装置内。
8.一种施工机械的液压驱动装置,其特征在于包括有:第1液压泵(1a、1b;301a~f)和第2液压泵(3a、3b;303a、303b),其由原动机(4a、4b)驱动;多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308),其由从第1液压泵(1a、1b;301a~f)和第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出的压力油驱动;多个方向流量控制阀(10a~f;10a~h;310aa~ad、310ba~bd、310ca~cd、310da~dd、310ea~ed、310fa~fd),其分别控制从上述第1液压泵(1a、1b;301a~f)供应到上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)的压力油的流动;至少1个流入流量控制阀(201~203;501、502、505、506),其控制从上述第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出、不通过上述方向流量控制阀(10a~f;10a~h;310aa~ad、310ba~bd、310ca~cd、310da~dd、310ea~ed、310fa~fd)而供应到上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)中的至少1个的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A;8A;305A、307A)的压力油的流动;旁通流量控制阀(204;504A、504B),其用于使从上述第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出的压力油返回到油箱(2;302);回馈流量控制阀(221、224;521、524),其将上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)中的至少1个的杆推出侧室(5aA、5bA、6A;305A、306A)的压力油引导到杆拉回侧室(5aB、5bB、6B;305B、306B)。
9.一种施工机械的液压驱动装置,其设置在上述施工机械上,该施工机械包括有行走体(79)、可旋转地设于该行走体(79)的上部的旋转体(13)、以及由可俯仰运动地连接于上述旋转体(13)上的动臂(75)、斗杆(76)、及铲斗(77)构成的多关节型的前部作业机(14),该施工机械的液压驱动装置的特征在于包括有:第1液压泵(1a、1b;301a~f)和第2液压泵(3a、3b;303a、303b),其由原动机(4a、4b)驱动;多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308),其包含供应从该第1液压泵(1a、1b;301a~f)和第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出的压力油,并分别驱动上述动臂(75)、上述斗杆(76)、及上述铲斗(77)动臂用液压缸(5a、5b;305)、斗杆用液压缸(6;306)、铲斗用液压缸(7;307);多个方向流量控制阀(10a~f;10a~h;310aa~ad、310ba~bd、310ca~cd、310da~dd、310ea~ed、310fa~fd),其分别控制从上述第1液压泵(1a、1b;301a~f)供应到上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)的压力油的流动;至少1个流入流量控制阀(201~203;501、502、505、506),其控制从上述第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出、不通过上述方向流量控制阀(10a~f;10a~h;310aa~ad、310ba~bd、310ca~cd、310da~dd、310ea~ed、310fa~fd)而供应到上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)中的至少动臂用液压缸(5a、5b;305)的杆推出侧室(5aA、5bA;305A)的压力油的流动;旁通流量控制阀(204;504A、504B),其用于使从上述第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出的压力油返回到油箱(2;302);至少1个回馈流量控制阀(221、224;521、524),其将上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)中的至少上述动臂用液压缸(5a、5b;305)的杆推出侧室(5aA、5bA;305A)的压力油引导到杆拉回侧室(5aB、5bB;305B)。
10.一种施工机械的液压驱动装置,其设置在上述施工机械上,该施工机械包括有行走体(79)、可旋转地设于该行走体(79)的上部的旋转体(13)、以及由可回转地连接于该旋转体(13)上的动臂(75)、可回转地连接于该动臂(75)的斗杆(76)、及在接地状态下开口部朝向前方侧的可回转地连接于该斗杆(76)的铲斗(77)构成的多关节型的前部作业机(14),该施工机械的液压驱动装置的特征在于包括有:至少1个第1液压泵(1a、1b;301a~f)和至少1个第2液压泵(3a、3b;303a、303b),其由多个原动机(4a、4b)驱动;多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308),它们包含被供应从该第1液压泵(1a、1b;301a~f)和第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出的压力油,分别驱动上述动臂(75)、上述斗杆(76)、及上述铲斗(77)的动臂用液压缸(5a、5b;305)、斗杆用液压缸(6;306)、铲斗用液压缸(7;307)、及开关上述铲斗(77)的开关用液压缸(8;308),该动臂用液压缸(5a、5b;305)、斗杆用液压缸(6;306)、铲斗用液压缸(7;307)、及开关用液压缸(8;308);多个方向流量控制阀(10a~h;310aa~ad、310ba~bd、310ca~cd、310da~dd、310ea~ed、310fa~fd),其分别控制从上述第1液压泵(1a、1b;301a~f)供应到上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)的压力油的流动;至少2个流入流量控制阀(201、203;501、502、505、506),其控制从上述第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出、不通过上述方向流量控制阀(10a~h;310aa~ad、310ba~bd、310ca~cd、310da~dd、310ea~ed、310fa~fd)而供应到上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)中的至少上述动臂用液压缸(5a、5b;305)和上述铲斗用液压缸(7;307)的杆推出侧室(5aA、5bA、7A;305A、307A)的压力油的流动;旁通流量控制阀(204;504A、504B),其用于使从上述第2液压泵(3a、3b;303a、303b)排出的压力油返回到油箱(2;302);至少2个回馈流量控制阀(221、224;521、524),其将上述多个液压缸(5a、5b、6、7;8;305、306、307、308)中的至少上述动臂用液压缸(5a、5b;305)和上述斗杆用液压缸(6;306)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A;305A、306A)的压力油引导到杆拉回侧室(5aB、5bB、6B;305B、306B)。
11.一种施工机械的液压驱动装置,其设置在施工机械上,该施工机械包括有行走体(79)、可旋转地设于该行走体(79)的上部的旋转体(13)、以及由可回转地连接于该旋转体(13)的动臂(75)、可回转地连接于该动臂(75)的斗杆(76)、及在接地状态下开口部朝向后方侧的可回转地连接于该斗杆(76)的铲斗(77)构成的多关节型的前部作业机(14)的施工机械上,该施工机械的液压驱动装置的特征在于包括有:至少1个第1液压泵(1a、1b)和至少1个第2液压泵(3a、3b),其由多个原动机(4a、4b)驱动;多个液压缸(5a、5b、6、7),其包含被供应从该第1液压泵(1a、1b)和第2液压泵(3a、3b)排出的压力油而分别驱动上述动臂(75)、上述斗杆(76)、及上述铲斗(77)的动臂用液压缸(5a、5b)、斗杆用液压缸(6)、及铲斗用液压缸(7);多个方向流量控制阀(10a~f),其分别控制从上述第1液压泵(1a、1b)供应到上述多个液压缸(5a、5b、6、7)的压力油的流动;多个流入流量控制阀(201~203),其控制从上述第2液压泵(3a、3b)排出、不通过上述方向流量控制阀(10a~f)而供应到上述动臂用液压缸(5a、5b)、上述斗杆用液压缸(6)、及上述铲斗用液压缸(7)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A)的压力油的流动;旁通流量控制阀(204),其用于使从上述第2液压泵(3a、3b)排出的压力油返回到油箱(2);至少1个回馈流量控制阀(221),其将上述多个液压缸(5a、5b、6、7)中的至少上述动臂用液压缸(5a、5b)的杆推出侧室(5aA、5bA)的压力油引导到杆拉回侧室。
12.一种施工机械的液压驱动装置,其设置在施工机械上,该施工机械包括有行走体(79)、可旋转地设于该行走体(79)的上部的旋转体(13)、以及由可回转地连接于该旋转体(13)的动臂(75)、可回转地连接于该动臂(75)的斗杆(76)、及在接地状态下开口部朝向前方侧的可回转地连接于该斗杆(76)的铲斗(77)构成的多关节型的前部作业机(14),该施工机械的液压驱动装置的特征在于包括有:6个第1液压泵(301a~f)和2个第2液压泵(303a、303b),其由多个原动机(4a、4b)驱动;动臂用液压缸(305)、斗杆用液压缸(306)、铲斗用液压缸(307)、及开关上述铲斗(77)的开关用液压缸(308),其分别被供应从该第1液压泵(301a~f)和第2液压泵(303a、303b)排出的压力油并分别驱动上述动臂(75)、上述斗杆(76)、及上述铲斗(77);多个动臂用方向流量控制阀(310ab、310bb、310cb、310db、310eb、310fb)、多个斗杆用方向流量控制阀(310ac、310bc、310cc、310dc、310ec、310fc)、多个铲斗用方向流量控制阀(310bc、310bd、310dc、310dd、310ed、310fd)、及多个开关方向流量控制阀(310ad、310cd),其分别控制从上述6个第1液压泵(301a~f)供应到上述动臂用液压缸(305)、斗杆用液压缸(306)、铲斗用液压缸(307)、及上述开关用液压缸(308)的压力油的流动;动臂上升用流入流量控制阀(501、505)、铲斗装料用流入流量控制阀(502、506)、及铲斗卸料用流入流量控制阀(503、507),其分别控制从上述第2液压泵(303a、303b)排出、不通过上述动臂用方向流量控制阀(310ab、310bb、310cb、310db、310eb、310fb)和上述多个铲斗用方向流量控制阀(310bc、310bd、310dc、310dd、310ed、310fd)而供应到上述动臂用液压缸(305)的杆推出侧室(305A)、上述铲斗用液压缸(307)的杆推出侧室(307A)、及上述铲斗用液压缸(307)的杆拉回侧室(307B)的压力油的流动;旁通流量控制阀(504A、504B),其用于将从上述2个第2液压泵(303a、303b)排出的压力油返回到油箱(302);动臂用回馈流量控制阀(521)和斗杆用回馈流量控制阀(524),其将上述动臂用液压缸(305)和上述斗杆用液压缸(306)的杆推出侧室(305A、306A)的压力油分别引导到杆拉回侧室(305B、306B);开关用回馈流量控制阀(526),其将上述开关用液压缸(308)的杆拉回侧室(308B)的压力油引导到杆推出侧室(308A)。
13.根据权利要求9~12中任何一项所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:所有的流入流量控制阀(201、202、203;208;501、502、505、506、507)被一起集中配置在1个控制阀装置(190;190′)内。
14.根据权利要求5、7、13中任何一项所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:将上述1个控制阀装置(190;190′)设置在上述动臂(75)的上部上。
15.根据权利要求1~14中任何一项所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:在供应到上述各液压缸(5a、5b、6、7)的杆推出侧室(5aA、5bA、6A、7A)的分支配管(150A、150B、150C)上具有单向阀(151A、151B、151C)。
16.根据权利要求1~15中任何一项所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:上述流入流量控制阀(201~203;208;501~503、505~507)、上述流出流量控制阀(211~213)、及上述旁通流量控制阀(204;504A、504B)中的至少1个由提动阀(603)构成。
17.根据权利要求16中任何一项所述的施工机械的液压驱动装置,其特征在于:上述提动阀(603)以其轴线(k)大体成为水平方向的方式进行配置。
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