方向控制阀 日本专利申请第2016-号的优先权申请主张(图)

挖掘机技术领域

[0001] 本申请要求基于2016年7月29日提交的日本专利申请No. 2016号的优先权。其申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种挖掘机。

背景技术

[0003] 传统上方向控制阀，已知一种起重机，其通过将减压阀连接到遥控阀的输入侧来降低与在动臂起伏和吊钩提升中具有较大货物流量的一侧相对应的导阀的压力。，不依赖杠杆操作而保持悬挂货物的水平运动（例如，专利文献1）。

专利文献1：日本专利公开No.7-41287

[0005] 但是，专利文献1中公开的减压阀由于不构成对二次侧的压力进行反馈的结构，因此有可能无法控制二次侧的压力。另外，专利文献1中公开的减压阀由于不与油箱连接，因此有可能无法迅速降低输入先导压力。因此，即使将专利文献1中公开的结构应用于需要精确操作的挖土机的操作系统，也有可能无法实现期望的操作支持。

发明内容

[0006] 因此方向控制阀，鉴于上述问题，目的在于提供一种能够实现所期望的作业支持的挖土机。

[0007] 为了实现上述目的，在一个实施例中，提供了一种挖掘机，包括：多个液压执行器；多个方向控制阀，用于控制多个液压致动器中的每一个；用于操作多个液压致动器的操作杆；多个遥控阀，连接到多个方向控制阀中的每一个的先导端口，基于输入的先导压力产生与操作杆的操作状态相对应的先导压力，并将其输出到A先导端口，从而控制多个方向控制阀中的每一个；多个减压阀，连接到多个遥控阀中的每一个的初级侧，

发明效果

[0009] 根据上述实施方式，能够提供一种能够实现所希望的作业支持的挖土机。

图纸说明

附图说明图1是表示挖土机的一个例子的侧视图。

图2是表示用于驱动挖土机的液压致动器的液压回路的一例的图。

图3是表示挖土机的操作系统中的先导液压回路的一例的图。

图4是示意性地表示减压阀的结构的一个例子的剖视图。

[0014] 图。图5是表示复合动作中的优先动作和限制动作的关系的图。

图6是表示挖土机的操作系统中的先导液压回路的另一例的图。

图中：10-控制器、15-下行走体、20-上回转体、21-动臂、21c-动臂油缸、22-斗杆、22c-斗杆油缸、23-铲斗、23c-斗油缸、24-回转主体, 20m 回转液压马达, 30-控制器, 31, 31a, 31b 动臂方向控制阀, 32, 32a, 32b 臂用方向控制阀, 33 - 铲斗方向控制阀, 34- 回转方向控制阀, 35、35R、35L-行走方向控制阀，36-直进阀，37-备用方向控制阀，

38- 截止阀, 40, 40a, 40b- 遥控阀单元, 41- 动臂遥控阀, 42- 斗杆遥控阀, 43- 铲斗遥控阀, 44- 回转遥控阀, 51-动臂减压阀、斗杆用52减压阀、铲斗用53减压阀、回转用54减压阀、51CV～54CV-止回阀、100-挖掘机、P1、P2-液压泵、Pg-先导泵、RC1 ，RC2-中心旁通油路，Cm-主液压回路，Cr-遥控回路。

详细方法

[0017] 在下文中阀门公司，将参考附图描述作为本发明的非限制性示例的实施例。

[0018] 另外，在所有附图的描述中，相同或相应的部件或部件均采用相同或相应的附图标记，并省略重复说明。此外，附图并非为了展示组件之间的相对比例或组件，其具体尺寸可由本领域技术人员参考以下非限制性实施例来确定。

[0019] 首先，参照图1对本实施方式的挖土机的基本结构进行说明。1.

图1表示本实施方式的挖土机100的一例的侧视图。

本实施方式的挖掘机100具备可转动地支承在上部旋转体20的基端部的动臂21。臂22可枢转地支撑在动臂21的前端；铲斗23可枢转地支撑在臂22的前端。

[0022] 此外，挖掘机100具备分别驱动动臂21、斗杆22、铲斗23的动臂油缸21c、斗杆油缸22c、铲斗油缸23c。另外，挖土机100具备驱动上部回转体20的回转液压马达(未图示)和驱动下部行驶体15的行驶马达(未图示)。以下，有时将动臂油缸21c、斗杆油缸22c、铲斗油缸23c、回转液压马达、行驶用液压马达统称为“液压致动器”。

[0023] 动臂油缸21c通过经由后述的液压回路供给的工作油而在前后方向上伸缩，伴随该伸缩而在上下方向上驱动动臂21。动臂油缸21c由根据操作者(作业者)对操作杆的操作量进行控制的动臂换向阀31(参照图2)控制，以使流量和流向供应的液压油受到控制。. 即，动臂21的动作根据操作者的杠杆操作来控制。

[0024] 斗杆油缸22c和铲斗油缸23c与动臂油缸21c一样，通过从后述的液压回路供给的工作油进行伸缩，斗杆22和铲斗23通过该伸缩驱动。分别收缩。斗杆油缸22c和铲斗油缸23c由斗杆方向控制阀32(参照图2)和铲斗方向控制阀33(参照图2)控制，根据操作量进行控制。由操作者分别操作操纵杆。控制供给的液压油的流量和流动方向。即，斗杆22和铲斗23的动作分别根据操作者的杠杆操作来控制。

[0025] 接下来，参考图1。参照图2，对用于驱动挖土机100的液压致动器的液压回路(主液压回路Cm)进行说明。

图2是表示驱动本实施方式的挖土机的液压致动器的液压回路(主液压回路Cm)的一例的图。

主液压回路Cm包括：液压泵P1、P2；中心旁通油路RC1、RC2；并联油路PC1、PC2；换向阀32、铲斗换向阀33、转向换向阀34、行驶换向阀35）；和其他控制阀（直进阀 36、备用方向控制阀 37、截止阀 38）。

[0028] 动臂方向控制阀31包括动臂方向控制阀31a和31b。

[0029] 斗杆方向控制阀32包括斗杆方向控制阀32a和32b。

行驶用换向阀35包括：行驶用换向阀35L控制左侧行驶用液压马达(未图示)；行驶用方向控制阀35R控制右侧行驶用液压马达(未图示)。.

[0031] 液压泵P1、P2与发动机(未图示)等动力源的输出轴连接，向控制液压致动器的方向控制阀供给工作油。

[0032] 中央旁通油路 RC1 和 RC2 分别使从液压泵 P1 和 P2 排放到油箱 T 的工作油循环。

在中央旁通油路RC1上，从液压泵P1侧(上游侧)起，有行驶方向控制阀35L、备用方向控制阀37、回转方向控制阀34、a方向控制阀31b和方向控制阀31b。臂的控制阀32a。

直进阀36、行驶用方向控制阀35R、铲斗用方向控制阀33、动臂用方向控制阀33、以及方向控制阀31a、斗杆用方向控制阀32b、停止提供阀门38。

此外，行驶方向控制阀35L、备用方向控制阀37、回转方向控制阀34、动臂方向控制阀31b和斗杆方向控制阀32a通过中央旁通油路RC1的分支。并联油路PC1与液压泵P1并联连接。

此外，直进阀36、行驶方向控制阀35R、铲斗方向控制阀33、动臂方向控制阀31a和斗杆方向控制阀32b通过中央旁通油路RC2的分支。并联油路PC2与液压泵P2并联连接。

主液压回路Cm从液压泵P1、P2经过中央旁通油道RC1、RC2、平行油道PC1、PC2到达方向控制阀（动臂用方向控制阀31、斗杆用方向控制阀、方向控制斗杆用阀 31、液压泵 P1、P2 驱动液压致动器的方向控制阀） 向控制阀 32、铲斗用方向控制阀 33、转向用方向控制阀 34 和方向控制供应液压油阀门 35 用于行驶。具体来说，驱动液压执行器的方向控制阀根据输入到两端设置的两个先导端口的远程（）压力移动阀芯的位置，以控制供应的液压油的流量和流动方向（即, 操作方向）。由此，能够实现挖土机100的期望的作业(作业)。

另外，主液压回路Cm使用配置在中央旁通油路RC2(即，液压泵P2与行驶方向控制阀36R之间的油路)最上游的直进阀36，构成一对从动装置2 合流回路Cmj，将从液压泵P1、P2排出的工作油合流。即，在备用方向控制阀37驱动备用作业附属装置（例如，抓斗、搅拌机等，以下称为作为“备份附件”）。油的供给目标是使用合流回路Cmj将两个液压泵P1和P2的液压油合流。从而，

另外，直进阀36能够切换液压泵P1、P2向各行驶方向控制阀35L、35R供给工作油的状态和液压泵P1、P2向各行驶方向控制阀35L、35R供给工作油的状态。当下部行驶体15行驶时，行驶方向控制阀35L和35R中的每一个。向行驶方向控制阀35L、35R双方供给工作油的状态。

[0040] 接下来，参考图1。参照图3，对本实施方式的操作系统中的先导液压回路(()回路)进行说明。

图3是表示本实施方式的操作系统中的先导液压回路(遥控回路Cr)的一个例子的图。

遥控电路Cr包括先导泵Pg、多个遥控阀(动臂遥控阀41、斗杆遥控阀42、铲斗遥控阀43、回转用遥控阀44)、遥控器阀连接到每个遥控阀。初级侧有多个减压阀(动臂减压阀51、斗杆减压阀52、铲斗减压阀53、回转减压阀54)。

[0043] 先导泵Pg与发动机(未图示)等动力源的输出轴连接，生成从遥控阀输出的遥控压的源压(先导压)。

[0044] 远程控制阀41至44通过分别向对应的方向控制阀31至34的两个先导端口供应远程压力来控制相应的方向控制阀31至34。遥控阀41～44为1输入2输出，将输入一次侧的先导压力作为源压，解除中立状态，对任一侧产生与操作量对应的遥控。两个输出端口根据杠杆的操作方向。压力。

[0045] 本实施方式的挖土机100具有能够使用操作杆在四个方向（前后方向和左右方向）上操作两个液压致动器的结构。即，与一个操作杆对应的杆操作装置（遥控阀单元40）包括控制两个方向控制阀的两个遥控阀。具体地，遥控阀单元40包括：遥控阀单元40a，包括动臂遥控阀41和铲斗遥控阀43；遥控阀单元40b，包括斗杆遥控阀42和回转遥控阀。 44.

[0046] 如上所述，减压阀51至54分别连接至遥控阀41至44的初级侧。即，减压阀51～54分别设置在先导泵Pg与遥控阀41～44之间的先导油路中。减压阀51～54根据二次侧的压力(即，反馈二次侧的压力的同时，切换二次侧与罐T的连通与非连通，从而对二次侧进行减压。边）。压力。然后，减压阀51至54基于从控制器10输入到电磁螺线管的控制值（电流值）来控制二次侧的设定压力（上限压力），使其等于或低于设定压力。次级侧的压力被减压。其结果是，能够降低输入到远程阀41～44的一次侧的先导压力、即远程压力的源压，从而抑制(限制)液压致动器相对于杆的动作。手术。

[0047] 此外，减压阀51至54分别包括连接（旁通）初级侧和次级侧的油路，以及设置在油路中的止回阀（止回阀）51CV至54CV。止回阀51CV～54CV分别允许工作油从二次侧向一次侧流动，并且阻断工作油从一次侧向二次侧流动。由此，维持减压阀51～54的主要减压功能，在二次侧的压力因某种原因比一次侧的压力高的情况下，例如一次侧的压力变低的情况下压力，允许液压油从二次侧供应到一次侧，降低二次侧的压力，并可设置为与一次侧相同的压力。例如，当关闭挖土机的电源时，作为先导泵Pg的动力源的发动机等停止，减压阀51～54的一次侧的压力下降。侧压力减小，可以使一次侧压力相同。

[0048] 以下，参照图 参照图4，对减压阀51～54的结构进行说明。

[0049] 此外，可以省略止回阀51CV至54CV。

图4是示意性地表示动臂减压阀51的结构的一个例子的剖视图。

[0051] 另外，由于减压阀51～54的结构均相同，因此以动臂减压阀51的结构为代表进行说明。

动臂用减压阀51包括阀芯511、阀芯可沿轴向移动的框架内的移动空间512、电磁螺线管513、初级侧输入口Pi和输出端。二次侧端口Po、用于使液压油返回油箱T的油箱端口PT、以及弹簧514。

[0053] 输入端口Pi与移动空间512的设置有弹簧514的一端侧（图中的下端侧）的部分连接。以下，有时将移动空间512中与输入端口Pi连接的部分称为输入端口Pi。

[0054] 输出端口Po连接到移动空间512中靠近阀芯511的移动方向的中间位置的部分。在下文中，连接到输出端口Po的移动空间512的部分可以被称为输出端口宝。

此外，设置一对输入端口Pi(具体而言，与移动空间12中的输入端口Pi连接的部分)和输出端口Po(具体而言，与移动空间512中的输出端口Po连接的部分) . 它们之间有一个旁路油路，油路上装有一个单向阀51CV。

[0056] 此外，罐口PT设置在移动空间512中设置有电磁螺线管513的另一端侧（图中的上端侧）。在下文中，包括与移动空间512连接的移动空间512的部分。罐口PT可以称为罐口PT。

阀芯511呈大致圆筒状，在移动空间512中合资阀门品牌，一端侧(图中上端)受到来自电磁螺线管513的阻力，另一端(图中下端)受到来自电磁螺线管513的阻力。弹簧 514 。

[0058] 另外，阀体511在移动空间512的轴向中央附近设有外径比阀体511的通常的外径大的大径部511a、511b。大径部511a的外径与移动空间512内的罐端口PT与输出端口的连接部512a的内径大致相同。另外中外合资阀门厂家，大径部511b的外径与移动空间512内的输入口Pi与输出口Po的连接部512b的内径大致相同。因此，大直径部511a随着阀体511的向上移动而插入移动空间512的连接部512a中，从而可以断开输出端口Po和油箱端口PT。此外，随着阀体511的向下移动，大直径部511b插入移动空间512的连接部512b中，由此输出端口Po和输入端口Pi可以处于非连通状态。

[0059] 大直径部分511a和511b间隔设置以保持输出端口Po与输入端口Pi和油箱端口PT中的任一个连通的状态。

[0060] 此外，图 图4表示将大径部511a插入移动空间512的连接部512a，输出口Po与罐口PT不连通的状态。

[0061] 这里，将参照图3描述其中输出端口Po的压力被降低的配置。4.

[0062] 另外，以大径部511b的外径大于大径部511a的外径为前提进行说明。此外，将在从弹簧514施加到阀体511的向上的力大于从电磁螺线管513施加到阀体511的向下的力的前提下进行描述。

[0063] 阀芯511被加载有来自电磁螺线管513的沿图中向下方向的力。另外，阀体511从弹簧514承受图中向上方向的力。如上所述，由于大径部511b比大径部511a大，因此作用于大径部511b的上表面的力大于作用于大径部511a的下表面的力。输出端口 Po 处的压力。也就是说，卷轴

511在图中加载对应于输出端口Po处的压力的向下力。

[0064] 如果输出端口Po处的压力增加，则加载在阀芯511上的图中向下的力变大，并且大于从电磁螺线管513和弹簧514上加载的图中向上的合力阀芯511，然后阀芯511在图中向下移动。因此，油箱口PT和输出口Po成为连通状态，输出口Po内的工作油向油箱T排出，输出口Po的压力降低。

[0065] 另一方面，当输出端口Po与油箱端口PT连通，并且输出端口Po处的压力被减压时，对应于输出端口Po处的压力的阀芯511上的向下力逐渐减小。因此，如果根据输出端口Po的压力施加到阀芯511的向下的力小于电磁阀513和弹簧514加载在阀芯511上的图中的合成向上的力，则阀芯511移动向上，输出端口Po和油箱端口PT处于非连通状态，输出端口Po和输入端口Pi处于连通状态。由此，从输入口Pi向输出口Po供给工作油，输出口Po的压力上升。

这样，减压阀51具有能够根据输出口Po的压力切换输出口Po与油箱口PT的连通与非连通的结构，由此输出口Po的压力变为可以迅速减少。

此外，在该示例中，当输出端口Po和油箱端口PT相互连通时，输出端口Po和输入端口Pi断开，并且当输出端口Po和输入端口Pi相互连通时，输出端口 Po 和油箱端口 PT 断开。因此，减压阀51能够更迅速地降低输出口Po的压力，即使在减压后的输出口Po的压力为被退回。即，能够进一步提高减压阀51的响应性。

[0068] 另外，当输出端口Po的压力降低时，即当输出端口Po和油箱端口PT相互连通时，输出端口Po和输入端口Pi可以相互连通。

[0069] 此外，通过增加提供给电磁螺线管513的电流值，控制器10可以减小从电磁螺线管513和弹簧514加载到阀体511的图中的合力。即，控制器如图10所示，通过进一步增大供给至电磁螺线管513的电流值，能够进一步降低上述设定压力。因此，控制器10通过控制输入到电磁螺线管513的电流值，能够控制液压致动器的动作的抑制程度。

返回图。参照图3，如上所述，减压阀51～54的初级侧连接对应的遥控阀41～44，因此遥控阀单元40中的两个遥控阀内置遥控阀41 至 44 连接到 有 2 个减压阀对应 2 个内置远程阀。在该示例中，两个减压阀内置在遥控阀单元40中。即，与遥控阀单元40一体形成。具体而言，动臂减压阀51和铲斗减压阀53一体地内置在内置有动臂远程阀41和铲斗远程阀43的远程阀单元40a中。此外，内置有斗杆用遥控阀42和回转用遥控阀44的遥控阀单元40b与斗杆用减压阀52和回转用减压阀54一体地组装。由此，不需要使用连接减压阀51～54和遥控阀41～44之间的液压软管等，在制造挖土机100时的空间效率和作业效率等。可以改进。

[0071] 接下来，将参照图3描述使用减压阀51至54控制液压致动器的操作的具体方法。5.

[0072] 图。图5是表示复合操作时的优先动作和限制动作的关系的图。

在本例中，在进行包括动臂21的动作在内的复合动作的情况下，以动臂21的动作为优先，抑制（限制）其他作业要素（斗杆22、铲斗23、回转液压马达） ，或备份）。附件）。以下，对(1)～(4)的具体例进行说明。

[0074] 另外，将假设来自能够检测操作杆的操作量和操作方向的传感器(未示出)的信号输入到控制器10来进行描述。

(1) 轻载铲沙

[0076] 在进行沙土挖掘作业时，在臂22关闭的状态下进行用于提升动臂21的杠杆操作。此时，由于对斗杆22的自重的作用，斗杆油缸22c的负荷变小，因此与负荷大的动臂油缸21c相比，工作油容易流向斗杆油缸22c。特别是在负载较轻的情况下（铲斗23的挖掘负载较小的情况下），该效果显着，有可能无法充分提升动臂21，操作性变差。

因此，在控制器10进行与挖沙作业对应的动作的情况下，即在使臂22闭合的状态下进行用于提升动臂21的杆操作的情况下，优先进行动臂21的动作（动臂上升动作） ，以抑制（限制）臂22的运动（臂闭合动作）。具体地，当控制器10基于来自上述传感器的信号确定提升动臂21的杠杆操作和关闭臂22的杠杆操作同时执行时，控制器10向臂的螺线管输入电流。臂减压阀52。螺线管降低臂遥控阀42的初级侧的压力。由此，由于臂22的移动受到限制，

[0078] 此外，控制器30可以在确定负载较轻时使用例如检测铲斗23的负载状态的传感器等来限制臂22的移动。

(2) 铲斗关闭和动臂提升（挖掘工作的后半段）

[0080] 在挖掘作业的后半程中，进行用于在关闭铲斗23的同时使动臂21上升的杠杆操作。此时，挖掘后半期铲斗23的负载较小，铲斗方向控制阀33配置在主液压回路Cm的上游侧（液压泵P2侧），液压油容易流向铲斗油缸23c。因此，动臂21不能充分上升，操作性有可能变差。

另外，控制器10在关闭铲斗23的状态下进行杠杆操作来提升动臂21的情况下，优先进行动臂21的动作（动臂提升动作），从而抑制（限制）铲斗23的移动。行动。具体而言，当控制器10根据来自上述传感器的信号判断为使动臂21上升的杆操作和铲斗23关闭的杆操作同时进行时，控制器10向铲斗的螺线管输入电流。用于铲斗的安全阀 53。螺线管降低铲斗遥控阀43的初级侧的压力。由此，由于铲斗23的动作受到限制，因此能够优先向动臂油缸21c供给工作油，能够根据操作者进行操作。

(3) 电梯旋转

[0083] 在进行提升和转动操作的情况下，执行用于在提升动臂4的同时转动上部回转体20的杠杆操作。此时，在挖掘后铲斗23被沙土覆盖的状态下，起重臂21被提升并旋转，因此对起重臂21施加大的载荷。因此，工作油容易流向负荷比较小的回转液压马达，结果，在动臂21不能充分提升的状态下，上部回转体20摆动，操作性降低。

另外，控制器10在进行使动臂21上升而使上部回转体3转动的杆操作时，优先进行动臂21的动作(动臂提升动作)，抑制(限制)上部回转体3的回转动作。 . 具体而言，当控制器10基于来自上述传感器的信号判断为同时进行了用于提升动臂21的杠杆操作和用于摆动上部回转体20的杠杆操作时，控制器10将电流输入至控制器。用于摆动的减压阀54。电磁螺线管降低遥控阀44的初级侧的压力以进行转动。其结果是，回转动作受到限制，能够优先向动臂油缸供给工作油

如图21c所示，可以根据操作者的期望实现可操作性。

(4) 驱动备用配件时（尤其是安装搅拌机时）

[0086] 当需要大流量的​​液压油的备用附件以轻负载驱动时（特别是在安装了搅拌机时），如果执行提升动臂4的杠杆操作，液压油倾向于流向备用附件的液压执行器。因此，有可能由于动臂4不能充分上升、或者发生用于使动臂4下降的杆操作时的间歇动作等，操作性变差。

[0087] 因此，控制器10在备用附属装置的驱动中进行用于使动臂4上升的杆操作的情况下，优先进行动臂21的动作（动臂上升动作），抑制（限制）动臂21的动作。备用附件。具体而言，当控制器10基于来自上述传感器的信号判断为提升动臂21的杆操作和驱动备用附件的操作同时进行时，控制器10向电磁螺线管输入电流。备用减压阀（未显示）。电磁阀降低备用远程阀（未显示）初级侧的压力。结果，由于备份附件的操作受到限制，

这样，在本实施例中，根据二次侧的压力切换二次侧与油箱的连通和不连通阀门公司，从而将用于对二次侧进行减压的减压阀连接到油箱。 [0088] 阀门的初级侧被远程控制，从而可以实现遵循操作者期望的操作支持。

如上所述，已经详细描述了用于实施本发明的模式，但是本发明不限于该特定实施例，并且在权利要求中描述的本发明的主旨的范围内可以进行各种实施。变形，变化。

例如，在上述实施例中，连接到内置于远程阀单元40(40a、40b)中的两个远程阀中的每一个的初级侧的两个减压阀被集成到远程阀单元40中，但是如图所示在图 如图6所示，它可以与遥控阀单元40分开设置。

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