CN1129964A - 液压挖掘机的液压回路装置 - Google Patents

Abstract

一种液压挖掘机的液压回路装置。为了在进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，能顺利地抬起动臂，在液压阀装置(12)的第1阀群中，在铲斗用换向阀(21)的供油通路(32)的负载单向阀(32a)的下游侧设置可变节流阀(70)，将作为动臂抬起的操作指令的二次压C通过管路(71)导入该可变节流阀(70)的向节流方向动作的液控操作部(70a)，当二次压C为0或小时，使可变节流阀(70)全开，随着二次压C增大，使可变节流阀(70)的开口面积减小，以限制铲斗用换向阀(21)的压力油供给流量。

Description

液压挖掘机的液压回路装置

技术范畴

本发明涉及液压挖掘机的液压回路装置，特别是涉及改进动臂、斗臂、铲头这3个工作机构同时操作时的动作的液压挖掘机的液压回路装置。

背景技术

对于装设在至少具有动臂、斗臂、铲斗这3种工作机构的液压挖掘机上，并且具有包括用以驱动动臂的动臂缸、用以驱动斗臂的斗臂缸、用以驱动铲斗的铲斗缸的多个驱动装置的液压回路装置来说，众所周知的实例在日本专利申请特开昭58—146632号公报中有所记载。该液压回种装置具有至少是第1和第2两个液压泵以及将压力油由该第1和第2液压泵至少供给到动臂缸、斗臂缸和铲斗缸内的液压阀装置；液压阀装置具备控制由第1液压泵供给到动臂缸的压力油流的第1动臂用换向阀、控制由第1液压泵供给到铲斗缸的压力油流的铲斗用换向阀、控制由第2液压泵供给到动臂缸的压力油流的第2动臂用换向阀、控制由第2液压泵供给动斗杆缸的压力油流的斗臂用换向阀、为了将第1液压泵输出的压力油并联地供给到第1动臂用换向阀和铲斗用换向阀内而将这两个换向阀的供油通路并联连接到第1液压泵上的第1并联通路、为了将第2液压泵输出的压力油并联地供给第2动臂用换向阀和斗臂用换向阀内而将这两个换向阀的供油通路并联连接到第2液压泵上的第2并联通路。

发明的公开

在上述先有技术的液压回路装置中，将动臂缸、斗杆缸和铲斗缸通过上述的换向阀和第1、第2并联通路连接到2个液压泵上，借此，可以完成动臂、斗臂、铲斗的各种复合动作。例如对于动臂和斗臂的2复合动作来说，至少将第1液压泵输出的压力油通过第1动臂用换向阀供给到动臂缸内，将第2液压泵输出的压力油通过斗臂用换向阀供给到动臂缸内，能使动臂和斗臂同时动作；对于动臂和铲斗的2复合动作来说，至少将第2液压泵输出的压力油通过第2动臂用换向阀供给到动臂缸内，将第1液压泵输出的压力油通过铲斗用换向阀供给到铲斗臂缸内，能使动臂和铲斗同时动作；对于铲斗和斗臂的2复合动作来说，将第1液压泵输出的压力油通过第1铲斗用换向阀供给到铲斗缸内，将第2液压泵输出的压力油通过斗臂用换向阀供给到动臂缸内，能使铲斗和斗臂同时动作。另外即使是动臂、斗臂、铲斗的3复合动作，如同挖掘作业中那样在斗臂缸和铲斗缸的负荷压力十分高时，也能将第1和第2液压泵输出的压力油的一部分通过各自的换向阀分别供给到铲斗缸和斗臂缸内，将第1和第2液压泵输出的压力油的剩余部分通过第1和第2动臂用换向阀供给到动臂的缸内，能使动臂、斗臂、铲斗同时动作。

但是，对于上述以往的技术来说，人们知道在动臂、斗臂、铲斗的3复合动作之中，在进行空中的3复合动作即动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，不能按照操作者的意图使动臂抬起，操作性显著恶化，同时还有可能发生与操作者的意图相反的急剧的动作。

就是说，在进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，由于第1动臂用换向阀和铲斗用换向阀是通过并联通路并联连接在第1液压泵上，第1液压泵输出的压力油不能供给到负荷压比保持由于自重而落下的铲斗的铲斗缸还要高的动臂缸内；由于第2动臂用换向阀和斗臂用换向阀是通过并联通路并联连在第2液压泵上，第2液压泵输出的压力油不能供给到负荷压比保持由于自重而落下的斗臂的斗臂缸还要高的动臂缸内，动臂不能进行上升动作。因此，会发生操作者不希望的动作，同时例如铲斗缸进行收拢操作而移动到行程终端时，在那一时刻第1液压泵输出的压力油急剧地供给到动臂缸内，其结果，由于动臂急剧地开始上升，有可能发生与操作者的意图相反的急剧动作。

本发明的目的在于提供一种液压挖掘机的液压回路装置，它能在动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时使动臂进行上升动作。

为了达到上述目的，本发明的液压挖掘机的液压回路装置采用下述结构。就是说，是装设在至少具有动臂、斗臂、铲斗这3种工作机构的液压挖掘机上，并且是具有包括用以驱动动臂的动臂缸、用以驱动斗臂的斗臂缸、用以驱动铲斗的铲斗缸的多个驱动装置的液压回答路装置；这种液压回路装置具有至少是第1和第2两个液压泵以及将上述第1和第2液压泵输出的压力油至少供给到上述动臂缸、斗壁缸和铲斗缸内的液压阀装置；上述液压阀装置具有控制由上述第1液压泵供向上述动臂缸内供给的压力油流的第1动臂用换向阀、控制由上述第1液压泵向上述铲斗缸内供给的压力油流的铲斗用换向阀、控制由上述第2液压泵向上述动臂缸内供给的压力油流的第2动臂用换向阀、控制由上述第2液压泵向上述斗臂缸内供给的压力油流的斗臂用换向阀；为了将上述第1液压泵输出的压力油并联地供给到上述第1动臂用换向阀和铲斗用换向阀内，将它们的供油通路连接到上述第1液压泵上，为了将第2液压泵输出的压力油并联地供给到上述第2动臂用换向阀和斗臂用换向阀，将它们的供油通路连接在上述第2液压泵上，在上述这样的液压挖掘机的液压回路装置上，采用具有动臂抬起检测机构和辅助流量控制机构的结构，上述动臂抬起检测机构是用于检测作为上述动臂的抬起操作的动臂抬起；上述辅助流量控制机构是设置在上述铲斗用换向阀的供油通路上，当由上述动臂抬起检测机构检测出动臂抬起时，用以限制上述铲斗用换向阀的压力油供给流量。

在上述液压回路装置上，最好上述动臂抬起检测机构是检测上述第1动臂用换向阀的操作量的机构；上述辅助流量控制机构包括根据上述操作量而减小开口面积的可变流量控制机构。

另外，最好上述换向阀是利用液压信号进行转换的液控操作阀；上述动臂抬起检测机构是将动臂抬起的油压信号导入上述辅助流量控制机构的管路机构。

另外，上述液压回路装置最好还具备检测作为上述斗臂的收拢操作的斗臂收拢的斗臂收拢检测机构和转换机构，该转换机构的用途是，只有在由上述斗臂收拢检测机构检测出斗臂收拢时，才能实现由上述动臂抬起检测机构检测出动臂抬起时上述辅助流量控制机构所进行的供给流量的限制。

在这种情况下，最好上述斗臂收拢检测机构是检测上述斗臂用换向阀的操作量的机构；上述转换机构只有在上述斗臂用换向阀的操作量超过规定值时才能动作，以便能实现由上述动臂抬起检测机构检测出动臂抬起时上述辅助流量控制机构所进行的供给流量的限制。

另外，最好上述换向阀是利用液压信号进行转换的液控操作阀，上述动臂抬起检测机构是将动臂抬起的液压信号导入上述辅助流量控制机构的第1管路机构，上述斗臂收拢检测机构是将斗臂收拢的油压信号导入上述转换机构的第2管路机构，上述转换机构是设置在上述第1管路机构上，是根据上述第2管路机构输送过来的斗臂收拢的油压信号进行动作的换向阀。

再者，上述辅助流量控制机构的构成包括：(a)摆动阀，该阀是设置在上述供油通路上，具有提动阀芯和可变节流控制，上述提动阀芯在上述供油通路上形成辅助可变节流阀，上述可变节流控制阀是形成于上述摆动阀芯上，并且根据上述提动阀芯的移动量改变开口面积；(b)控制油路，该油路能通过上述可变节流控制阀将上述供油通路的上述辅助可变节流阀的上游侧与上述供油通路的下游侧连通，根据流过上述控制油路的压力油流量来决定上述提动阀芯的移动量；(c)液控流量控制机构，该机构具有设置在上述控制油路上的液控可变节流阀，根据上述动臂抬起检测机构输送过来的信号改变上述液控可变节流阀的开口面积，以控制流过控制油路的压力油流量。

在这种情况下，最好上述辅助流量控制机构是设置在上述控制油路上，还具有防止压力油倒流的单向阀。

在上述那样构成的本发明的液压回路装置上，在进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，第2液压泵输出的压力油不能供给到负荷压力比保持由于自重而落下的斗臂的斗臂缸还要高的动臂缸内，但是动臂抬起检测机构检测出动臂抬起，辅助流量控制机构限制铲斗用换向阀的压力油供给流量，因此第1液压泵的输出压力上升到动臂的负荷压力以上，第1液压泵输出的压力油能通过第1动臂用换向阀供给到负荷压力比保持由于自重而落下的铲斗的铲斗缸还要高的动臂缸内。于是，在动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作中动臂上升，能进行符合操作者意图的操作，同时能避免铲斗缸移动到行程末端时等动臂的急剧动作。另外，对于铲斗的单独操作来说，辅助流量控制机构由于不限制铲斗换向阀的压力油供给流量，因此不会发生不必要节流损失。

利用动臂抬起检测机构检测第1动臂用换向阀的操作量，设置根据该操作量减小开口面积的可变的流量控制机构作为辅助流量控制机构，借此，根据动臂抬起的操作量限制铲斗用换向阀的压力油供给流量，因此，第1液压泵的输出压力根据动臂抬起的操作量而上升，将与动臂抬起的操作量相适应的流量供给到动臂缸内。所以，与动臂抬起的操作量相适应的动臂抬起的速度受到控制，在动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作中动臂抬起的操作更加顺利。

在换向阀是根据油压信号进行转换的液控操作阀的情况下，把动臂抬起检测机构作成将动臂抬起的油压信号导入辅助流量控制机构的管路机构，借此能以简单的结构获得上述作用。

只有在由斗臂收拢检测机构检测出作为斗臂的收拢操作的斗臂收拢，并且由转换机构检测出斗臂收拢时，才能实现当动臂抬起检测机构检测出动臂抬起时，辅助流量控制机构所进行的供给流量的限制，因此，在进行动臂抬起和铲斗收拢的2复合动作时，第1液压泵输出的压力油能分别通过第1动臂用换向阀和铲斗用换向阀供给到动臂缸和铲斗缸内，第2液压泵输出的压力油能通过第2动臂用换向阀供给到动臂缸内，动臂缸一定动作，同时由于辅助流量控制机构不进行铲斗用换向阀的供给流量的限制，不会发生不必要的节流损失，并且铲斗的速度不会降低。

只有在由斗臂收拢检测机构检测出斗臂用换向阀的操作量，并且其操作量超过规定值时，才能实现当动臂抬起检测机构检测出动臂抬起时辅助流量控制机构所进行的供给流量的限制，因此，在进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，在斗臂收拢的操作量少，由于第2液压泵输出的压力油的一部分通过第2动臂用换向阀供给到动臂缸内时，不由辅助流量控制机构进行供给流量的限制，因此不会发生不必要的节流损失，并且铲斗速度不会降低。

在换向阀是由液压信号进行转换的液控操作阀的情况下，把动臂抬起检测机构作成将动臂抬起的油压信号导入辅助流量控制机构的第1管路机构；把斗臂收拢检测机构作成将斗臂收拢的油压信号导入转换机构的第2管路机构；将转换机构设置在第1管路机构上，由于是借助第2管路机构输出的斗臂收拢的油压信号进行动作的换向阀，能以简单的结构获得上述作用。

由于以提动阀、控制油路和液控流量控制机构构成提动阀型流量控制阀，以这种提动阀型流量控制阀构成辅助流量控制机构，因此提动阀的提动阀芯具有与以往的阀结构的配置在供油通路上的负载单向阀类似的配置构造，另外，液控流量控制机构可以利用与以往的阀体分离的保持提动阀芯的固定部件进行配置，因此不对以往的换向阀的结构进行较大的变更，即能获得作为辅助流量控制机构的所希望的性能。

另外，提动阀型的流量控制阀具有辅助流量控制机构和负载单向阀两者的功能，并且在作为主回路的供油通路上只是设置1个提动阀，因此与在供油通路上设置负载单向阀和辅助流量控制机构两个阀的结构相比，整个阀构造简化，结构紧凑，同时压力油通过主回路时的压力损失降低，可以实现能量损失小的驱动装置操作。

由于在控制油路上设置单向阀，能设定成当提动阀芯移动到全闭位置时，不将可变节流控制阀完全封闭，因此能形成稳定的控制油流，流量控制精度提高，同时可变节流控制阀的制作容易。

产业上的利用可能性

从本发明来看，即使在空中进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作的情况下，也能进行动臂的上升，能进行符合操作者的意图的动作，同时能避免铲斗缸移动到行程末端等操作者所不预期的动作，能提高作业的安全性。

附图的简要说明

图1是本发明的第1实施例的液压挖掘机的液压回路装置的回路图；

图2是装设本发明的液压回路装置的液压挖掘机的侧视图；

图3是表示图1所示的操作杆装置的详细情况的图；

图4是表示图1所示的可变节流阀的开度特性的图；

图5是本发明的第2实施例的液压挖掘机的液压回路装置的回路图；

图6是图5所示的可变节流阀部分的放大图；

图7是表示图5所示的第2斗臂用换向阀的开度特性的图；

图8是本发明的第3实施例的液压挖掘机的液压回路装置的回路图；

图9是图8所示的提动阀型流量控制阀部分的放大图；

图10是表示图8所示的铲斗用换向阀和提动阀型流量控制阀部分的阀构造的图；

图11是用于说明图10所示的提动阀型流量控制阀的动作的说明图。

用于实施发明的最佳形态

下面，按照附图说明本发明的实施例。

按照图1～图3说明本发明的第1实施例。

本实施例的液压回路装置是装设在图2所示的具有动臂300、斗臂301、铲斗302的3种工作机构的液压挖掘机上，在图1中，它具备包括用于驱动动臂301的动臂缸50a、50b(以下以50表示)和用于驱动斗臂301的斗臂缸52以及用于驱动铲斗302的铲斗缸54的多个液压驱动装置。液压挖掘机的动臂300、斗臂301和铲斗302构成前部机构14，前部机构14可以上下动作地安装在上部旋转体2的前方，该上部旋转体2可以在下部行驶体1上旋转。下部行驶体1和上部旋转体2分别由未予图示的左右行驶马达和旋转马达来驱动，在上述多个驱动装置中也包括此等行驶马达和旋转马达。

本实施例的液压回路装置还具有作为主泵的第1和第2液压泵10、11，由第1和第2液压泵10、11输出的压力油经过液压阀装置12供给到动臂缸50、斗臂缸52、铲斗缸54和未予图示的旋转马达与行驶马达内。

液压阀装置12具有第1行驶用换向阀20、铲斗用换向阀21、第1动臂用换向阀22、第1斗臂用换向阀23和旋转用换向阀24、第2斗臂用换向阀25、第2动臂用换向阀26、辅助换向阀27、第2行驶用换向阀28。上述第1行驶用换向阀20、铲斗用换向阀21、第1动臂用换向阀22和第1斗臂用换向阀23是用于分别控制由第1液压泵10向未予图示的左右行驶马达中的一个马达、铲斗缸54、动臂缸50和斗臂缸52内供给的压力油流；上述旋转用换向阀24、第2斗臂用换向阀25、第2动臂用换向阀26，辅助换向阀27和第2行驶用换向阀28是用于分别控制由第2液压泵11向未予图示的旋转马达、斗臂缸52、动臂缸50、未予图示的辅助驱动装置和左右行驶马达中的另一个马达内供给的压力油流。

换向阀20～28是各自具有中间位置旁通通路的中间位置旁通型的阀，将换向阀20～23内的中间位置旁通通路串联连接在中间位置旁通油路30上构成第1阀群，上述中间位置旁通油路30是连接在第1液压泵10的输出管路上；将换向阀24～28内的中间位置旁通通路串联连接在中间位置旁通油路31上构成第2阀群，上述中间位置旁通油路31是连接在第2液压泵11的输出管路上。

另外，在第1阀群中，换向阀20与其他换向阀21～23是串联地连接，以便第1液压泵10输出的压力油能优先供给到换向阀20内；换向阀21、22的供油通路32、33是通过第1并联通路40并联连接到第1液压泵10上，以便能将第1液压泵10输出的压力油并联地供给到换向阀21、22内。再者，换向阀23是在中间位置旁通油路30的最下游，与其他换向阀20～22是串联地连接，以便将液压泵10输出的压力油优先地供给到此等其他的换向阀内，同时其供油通路34还连接到第1并联通路40上，并且在该第1并联通路40上设置只允许流向第1斗臂用换向阀23的压力油流的负载单向阀41和固定节流阀42。

节流阀42的功能是，由于第1斗臂用换向阀23与上游的动臂用换向阀22和铲斗用换向阀21是串联地连接，要防止由于动臂、铲斗的动作而引起斗臂速度急剧变化。当该节流阀42的开度过大时，则在斗臂和动臂以及/或铲斗的复合动作时，第1液压泵10输出的压力油就会供给到低压的斗臂内，因此有必要设定得小到无损于上述功能的程度。

在第2阀群中，换向阀25～27的供油通路36a、36b～38是通过第2并联通路43并联连接到第2液压泵11上，以便能将第2液压泵11输出的压力油并联地供给到换向阀25～27内。再者，换向阀24相对于换向阀25的供油通路36a和换向阀26、27是通过第2并联通路43并联连接；相对于换向阀25的供油通路36b是串联地连接，以便第2液压泵11输出的压力油优先供给到换向阀24内。另外，换向阀25的供油通路36b还通过固定节流阀19连接在第1并联通路40上。再者，换向阀28与其他换向阀24～27是串联地连接，以便第2液压泵11输出的压力油优先地供给到此等其他换向阀内，同时换向阀28的供油通路39还连接到第2并联通路43上，并且在上述第2并联通路43上设置只允许流向换向阀28的压力油流的负载单向阀44和固定节流阀45。节流阀18、45的功能与节流阀42相同，是用于防止由于与上游侧的换向阀有关的驱动装置的动作而引起速度急剧变化。

另外，第2行驶用换向阀28的供油通路39还通过连接油路46与第1液压泵10连接，在连接油路46上设置只许流向第2行驶用换向阀28的压力油流的单向阀47和开关阀48。另外，在中间位置旁通油路30的上游侧和第2并联通路43的下游侧设置共同的溢流阀49，以规定第1与第2液压泵10、11的输出压力的上限。

本实施例的液压回路装置还有控制泵60，控制泵60的压力是调整成由液控溢流阀61所确定的控制压力，该控制压力作为控制阀一次压如图3所示被供给到铲斗和动臂用操作杆装置62的控制阀62a、62b和62c、62d以及斗臂和旋转用操作杆装置63的控制阀63a、63b和63c、63d还有未予图示的行驶用操作杆装置的控制阀内。作为此等控制阀的输出的二次压是作为相关的驱动装置的操作用油压信号作用于换向阀20～26和28上，以使这些换向阀进行转换。特别是分别表示成：作为动臂抬起的液压信号的二次压为图中C，作为斗臂收拢的油压信号的二次压为图中F，作为铲斗收拢的油压信号的二次压为图中A；二次压C作用于第1和第2动臂用换向阀22、26上，借此，换向阀22、26进行换向，第1液压泵10输出的压力油和第2液压泵11输出的压力油合流供给到动臂缸50的下侧；二次压F作用于第1和第2斗臂用换向阀23、25上，借助，换向阀23、25进行换向，第2液压泵11输出的压力油和第1液压泵10输出的压力油合流供给到斗臂缸52的下侧；二次压A作用于铲斗用换向阀21上，借此，换向阀21换向，第1液压泵10输出的压力油供给到铲斗缸54的下侧。

另外，二次压A～H也作用于开关阀48上，在进行行驶复合动作时，将开关阀48打开，第1液压泵10输出的压力油能供给于左右行驶马达上。

并且，在液压阀装置12的第1阀群中，在铲斗用换向阀20的供油通路32的负载单向阀32a的下游侧设置作为辅助流量控制机构的可变节流阀70，这是本发明的特征。该可变节流阀70具有向节流方向动作的液控操作部70a，通过管路71将动臂抬起的二次压C导入该液控操作部70a内。可变节流阀70的开度特性如图4所示，设定成：当二次压C(动臂抬起操作量)为0或小值时，可变节流阀70为全开，这时的开口面积为最大Amax，随着二次压C增大，可变节流阀70的开口面积减小，当二次压C进一步增大时，可变节流阀70的开口面积为最小Amin。

在以上的构成中，管路71构成动臂抬起检测机构，该动臂抬起检测机构是用于检测作为动臂300的抬起操作的动臂抬起，可变节流阀70构成辅助流量控制机构，是在以动臂抬起检测机构检测出动臂抬起时，用以限制铲斗用换向阀21的压力油的供给流量。另外，管路71构成检测第1动臂用换向阀22的操作量的机构，可变节流阀70构成可变的流量控制机构，它是根据上述操作量减小开口面积。

再者，15是驱动液压泵10、11、60的发动机，16是油箱。

通过如上述那样构成本实施例的液压回路装置，在以往操作困难的作为动臂、斗臂、铲斗的空中的3复合动作的动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作中，能顺利地进行动臂的上升动作。

就是说，如要进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作，在操作者操作铲斗和动臂用操作杆装置62以及斗臂和旋转用操作杆装置63，以发生动臂抬起的二次压C、斗臂收拢的二次压F、铲斗收拢的二次压A时，利用二次压C使第1和第2动臂用换向阀22、26换向，利用二次压F使第1和第2斗臂用换向阀23、25换向，利用二次压A使铲斗用换向阀21换向。这时，在第2阀群中，由于第2动臂用换向阀26和第2斗臂用换向阀25是通过第2并联通路43并联连接，第2液压泵11的压力油不能供给到负荷压比保持由于自重而落下的斗臂301的斗臂缸52还要高的动臂缸50内。但是，在第1阀群中，其构成不仅第1动臂用换向阀22和铲斗用换向阀21是通过第1并联通路40并联连接起来，而且还在铲斗用换向阀21的供油通路32上设置作为辅助流量控制机构的可变节流阀70，并且在可调节流阀70上作用有动臂抬起的二次压C。因此，可变节流阀70是根据二次压C限制铲斗用换向阀21的压力油供给量，可以使第1并联通路40的压力(第1液压泵10的输出压力)上升到动臂300的负荷压以上，第1液压10输出的压力油可以供给到负荷压比保持由于自重而落下的铲斗302的铲斗缸54还要高的动臂缸50内。再者，可变节流阀70是根据动臂抬起的二次压C改变开口面积，以限制铲斗用换向阀21的压力油供给流量，因此能根据动臂抬起的二次压C使第1液压泵10的输出压力上升，将与二次压C(动臂抬起的操作量)相适应的流量供给到动臂缸内。于是，根据动臂抬起的操作量也能控制动臂抬起的速度。因此，在空中进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作的情况下，也能顺利地进行动臂的上升，能按操作者的意图进行操作，同时能避免铲斗缸移动到行程末端等危险，能确保作业的安全性。

另外，在铲斗单独动作时，作为辅助流量控制机构的可变节流阀70处于全开位置，不会发生不必要的节流损失。

因此从本实施例来看，即使在空中进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作的情况下，也能顺利地进行动臂的上升，能按照操作者的意图进行操作，同时能避免铲斗缸移动到行程末端等危险，能确保作业的安全性。

利用图5～图7说明本发明的第2实施例。在图5中，在与图1同等的构件上标注相同的标记。

在图5和图6中，本实施例的液压回路装置的液压阀装置12A是在铲斗用换向阀20的供油通路32的负载单向阀32a的下游侧，与第1实施例同样地设置作为辅助流量控制机构的可变节流阀70，并且通过管路71将动臂抬起的二次压C导入其液控操作部70a内。另外，将液控换向阀81设置在管路71上。该液控换向阀81具有克服弹簧81b而动作的液控操作部81a，斗臂收拢的二次压F是通过管路82导入该液控操作部81a内。换向阀81，在二次压F比弹簧81b的设定值小时，保持在图示位置，将管路71与可变节流阀70的液控操作部70a的通路遮断，另一方面，使液控操作部70a与油箱16连通；在二次压F比弹簧81b的设定值大时，从图示位置进行转换，将管路71与可变节流阀70的液控操作部70a连通，能将动臂抬起的二次压C导入液控操作部70a。

图7表示第2斗臂用换向阀25的开度特性。当在标准负荷状态下进行包括动臂抬起和斗臂收拢的复合动作时，如果斗臂收拢的二次压F(斗臂收拢操作量)在FO以下，第2液压泵11输出的压力油一部分流入斗臂缸52内，一部分流入铲斗缸50内；当二次压F高于FO时，第2液压泵11输出的压力油全部流量流入斗臂缸52内。换向阀81的弹簧81b要设定成为当斗臂收拢的二次压F变为稍小于FO的F1时，使换向阀81由图示的位置进行转换。

在以上的构成中，管路82构成斗臂收拢检测机构，用于检测作为斗臂收拢的操作的斗臂收拢；液控换向阀81构成转换机构，该转换机构只有在用斗臂收拢检测机构检测出斗臂收拢时才能实现作为辅助流量控制机构的可变节流阀70所进行的流量的限制。另外，管路82构成检测第2斗臂用换向阀25的操作量的机构，液控换向阀81只有在上述操作量超过规定值时才动作，以便能实现上述辅助流量控制机构所进行的供给流量的限制。

对于上述那样构成的本实施例来说，在进行作为动臂、斗臂、铲斗的空中的3复合动作的动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，当斗臂收拢的二次压F达到第2液压泵11输出的压力油的全量流入斗臂缸52的压力下F0以上时，换向阀81由图示的位置进行转换，将动臂抬起的二次压C导入可变节流阀70的液控操作部70a内。因此，与第1实施例同样，可变节流阀70根据二次压C限制铲斗用换向阀21的压力油的供给流量，能使第1并联通路40的压力上升到动臂300的负荷压以上，于是，第1液压泵10输出的压力油能供给到负荷压高于保持由于自重而落下的铲斗302的铲斗缸54的动臂缸50内，能顺利地进行动臂的上升。

另一方面，在进行动臂抬起和铲斗收拢的2复合动作时，第1液压泵10输出的压力油供给到动臂缸50的铲斗缸54内，第2液压泵11输出的压力油供给到动臂缸50内，动臂缸50必定动作。因此，没有必要限制铲斗用换向阀21的压力油供给流量。但是，对于第1实施例来说，在这种情况下可变节流阀70也动作，对铲斗用换向阀21的压力油供给量进行限制，因此在动臂抬起和铲斗收拢的2复合动作中，不仅发生不必要的节流损失，而且还要担心铲斗速度降低。与此相反，在本实施例中，在进行这样的2复合动作时，换向阀81保持成图示的位置，因此，动臂抬起的控制二次压C不作用在可变节流阀70上，将可变节流阀70保持成全开位置。于是，不会发生不必要的节流损失，而且铲斗速度不会降低。

另外，即使在进行动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，斗臂收拢的二次压F在F0以下，第2液压泵11输出的压力油的一部分通过第2动臂用换向阀26供给到动臂缸50内时，换向阀81也保持在图示的位置，动臂抬起的二次压C不导入可变节流阀70的液控操作部70a，因此，可变节流阀70不进行铲斗用换向阀21的供给流量的限制，不会发生不必要的节流损失的，铲斗速度不会降低。

因此，从本实施例来看，除具有第1实施例的效果之外，还具有改善动臂抬起和铲斗收拢的2复合动作以及动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作的操作性和经济性的效果。

根据图8～图11说明本发明的第3实施例。在图8中，在与图1所示构件同等的构件上标注相同的标记。

在图8和图9中，本实施例的液压回路装置的液压阀装置12B的构成是，在铲斗用换向阀20的供油通路32上设置提动阀型流量控制阀90作为辅助流量控制机构，使作为动臂抬起的油压信号的二次压C通过管路71作用于该流量控制阀90上，同时在管路71上设置液控换向阀81B，作为斗臂收拢的操作指令的二次压F作用于该液控换向阀81B内。液控换向阀81B的构成和功能与第1实施例的液控换向阀81实际上是相同的，其说明从略。

提动阀型的流量控制阀90如图9所示，是由具有设置于供油通路32上的提动阀芯502的提动阀500、决定提动阀芯502的移动量的控制油路504、设置在控制油路504上的液控可变节流阀505构成。提动阀芯502分别在供油通路32和控制油路504上形成根据提动阀芯502的移动量改变开口面积的辅助可变节流阀501和可变节流控制阀503。另外，控制油路504通过可变节流控制阀503将供油通路32上的辅助可变节流阀501的上游侧与供油通路32有下游侧连接，根据流过控制油路504的压力油的流量来决定提动阀芯502的移动量。液控可变节流阀505具有向节流方向动作的液控操作部505a，作为动臂抬起的油压信号的二次压C通过管路71导入该液控操作部505a。另外，在提动阀芯502内的控制油路上设置负载单向阀506。

在图10中表示将这样的提动阀型的流量控制阀90和换向阀21组装起来的阀构造。

在图10中，600是阀体，孔601贯穿地形成于阀体600内，换向阀21的主滑阀602滑动自如地***孔601内。另外，在阀体600内形成：第1并联通路40；与铲斗缸54连接的负荷通路603A、603B；由第1并联通路40分岔并且能与负荷通路603A、603B连通的供油通路32。供油通路32具有：与第1并联通路40连通的通路部分32C、位于该通路部分32C两侧的1对通路部分32A、32B和能将通路部分32C和通路部分32A、32B连通的环状通路部分32D。下面，将通路部分32A～32D分别只称为供油通路。

在孔601的中间附近形成与中间位置旁通油路30连通的环状入口侧中间位置旁通通路604A和出口侧中间位置旁通通路604B、604C；在主滑阀602上形成缺口605A、605B，以在入口侧中间位置旁通通路604A和出口侧中间位置旁通通路604B、604C之间形成旁通节流用可变节流阀606A、606B，这样旁通节流用可变节流阀606A、606B是根据主滑阀602偏离中立位置的移动量(滑阀行程)使开口面积由全开位置到全闭位置进行变化。

另外，在主滑阀602上形成缺口607A、607B，以在供油通路32A、32B和负荷通路603A、603B之间形成入口节流式主可变节流阀608A、608B，该入口节流式主可变节流阀608A、608B是根据主滑阀602偏离中立位置的移动量使开口面积由全闭位置到规定的最大开度进行变化；再在主滑阀602上形成缺口609A、609B，以在负荷通路603A、603B和连通油箱16(参照图8)的排油通路610A、610B之间形成出口节流式主可变节流阀611A、611B，该出口节流式主可变节流阀611A、611B是根据主滑阀602偏离中立位置的移动量使开口面积由全闭位置到规定的最大开度进行变化。

另外，提动阀芯502滑动自如地安装在孔612内，该孔612与在阀体600内形成的孔601互相垂直，孔612的开口端由固定部件613封闭，在提动阀芯502和固定部件613之间形成液压腔614。在液压腔614内设置弹簧615，该弹簧615将提动阀芯502向闭阀方向推。该弹簧615是为了用于吸收振动而设置，该弹簧615推向提动阀芯502的力小到可以忽略的程度。

与提动阀芯502的油压腔614相反一侧的部分如图所示成为筒状，在其中间部形成凹部620，在该筒状侧壁上形成多条贯穿的半圆形缺口621，该缺口621与阀体600的阀座部共同在供油通路32C和供油通路23D之间形成上述辅助可变节流阀501。该辅助可变节流阀501根据提动阀芯502的移动量(行程)使开口面积由全闭位置到规定的最大开度进行变化。

另外，在提动阀芯502的外圆面上形成控制油槽624，该控制油槽624通过形成于提动阀芯502内部的通路622、623与供油通路32C连通。该控制油槽624与孔612的阶梯部所形成的台肩部625共同在供油通路32C和油压腔614之间形成上述的可变节流控制阀503。该可变节流控制阀503在提动阀芯502处于闭阀位置时稍许打开，并且根据提动阀芯502的移动量(行程)使开口面积变化列规定的最大开度。在通路622上设置作为上述负载单向阀506的单向阀，该单向阀只允许由供油通路32C向油压腔614流动的压力油流，而阻止反方向的油流。

在固定部件613上形成与液压腔614连通的通路630和通过形成于阀体600内的通路631与供油通路23D连通的通路632，在通路630和通路632之间设置液控可变节流阀505。通路622和623、油压腔614、通路630～632以及控制油槽624形成上述的控制油路504。

在固定部件613内形成孔640，该孔640的一端向固定部件的外面开口，在该孔640内滑动自如地设置液控可变节流阀505的滑阀641。孔640如图所示是与换向阀21的孔601平行地形成的，与此相对应，液控滑阀641也与主滑阀602平行地设置。

在孔640的中间附近形成与通路630连通的环状入口通路642和与通路632连通的环状出口通路643，环状的台肩部644位于入口通路642和出口通路643之间。入口通路642和出口通路643还构成上述控制油路的一部分。液控滑阀641具有倾斜部分641a，倾斜部分641a与台肩部644共同在入口通路642和出口通路643之间形成液控可变节流阀645，该液控可变节流阀645根据液控滑阀641的移动量(行程)使开口面积由规定的最小开度到规定的最大开度进行变化。

再有，孔640的开口端由螺塞646封闭，在螺塞646和液控滑阀641之间设置弹簧647，该弹簧647的两端与此等液控滑阀641和螺塞646接触并且将液控滑阀641向闭阀方向推。螺塞646安装在形成于孔640的开口端部分的螺孔内，利用该螺塞646将预调力给予弹簧647。

在孔640的底部和滑阀641的端部之间形成受压腔，以作为上述的液控操作部505a，在配置有上述弹簧647的螺塞646和滑阀641之间形成受压腔651。在固定部件613上形成通路800、801，它们分别向受压腔505a、651开口。通路800与上述管路71连接，借此将动臂抬起的二次压C导入受压腔(液控操作部)505a内，由该二次压C产生的油压力向液控制滑阀641的闭阀方向作用。通路801通过管路804与油箱16连接，使受压腔651保持为油箱压力。

在如上述那样构成的阀构造中，提动阀型流量控制阀90是按照日本专利申请特开昭58—501781号公报中所记载的原理进行动作。就是说，形成于提动阀芯502上的辅助可变节流阀501的开口面积是根据提动阀芯502的移动量(行程)进行变化，提动阀芯502的移动量是根据通过可变节流控制阀503的控制流量而决定。另外，控制流量是由液控可变节流阀505的可变节流阀645的开口面积来决定。其结果，通过提动阀芯502的辅助可变节流阀501由供油通路32C流出列供油通路32D的主流量与其控制流量成比例，主流量是由液控可变节流阀505的可变节流阀645的开口面积所决定。

另外，在液控可变节流阀505上，可变节流阀645的开口面积是根据动臂抬起的二次压C而变化地受到控制。

根据以上可知，提动阀500是如下进行控制：通过与控制油路504、液控可变节流阀505的组合，根据动臂抬起的二次压C来限制由第1并联通路40通过供油通路32而供给到主可变节流阀16A或16B的压力油的流量。以下，对此进一步加以详细说明。

在图11中，假定提动阀芯502的位于供油通路32C的部分的端面的有效受压面积为Ap、位于环状供油通路32D的环状部分的有效受压面积为Az、位于油压腔614的部分的端面的有效受压面积为Ac、供油通路32C的压力(第1并联通路40内的供油压力)为Pp、供油通路32D内的压力为Pz、油压腔614内的压力为Pc时，则根据提动阀芯502的受压面积Ap、Az、Ac的平衡得出下式：

Ac＝Az＋Ap                      (1)

根据作用于提动阀芯502上的压力的平衡得出下式：

Ap·Pp＋Az·Pz＝Ac·Pc          (2)

在(1)式中，令Ap/Ac＝K时，可得Az/Ac＝1－K，根据(2)式可得出下式：

Pc＝K·Pp＋(1－K)·Pz           (3)

在此，控制油槽624的宽度W为一定时，在提动阀芯502的移动量X处的可变节流控制阀503的开口面积为WX。如果这时的控制流量为qs时，则

qs＝C1·Wx·(Pp－Pc)^1/2       (4)

式中，C1—可变节流控制阀503的流量系数。

将(3)式代入该(4)式时，则qs＝C1·Wx{(1＞－K)(Pp－Pz)}^1/2。因此，移动量x为：

x＝(qs/C1·W)/{(1－K)(Pp－Pz)}^1/2    (5)根据(5)式可知，如果压力Pp与压力Pz的的差压为一定时，则移动量x可由qs所决定。

再者，令液控可变节流阀505的可变节流阀645的开口面积为a时，则控制流量qs通过开口面积a，由此得出：

qs＝C2·a·(pc－Pz)^1/2              (6)

式中，C2—可变节流阀645的流量系数。

将(6)式改写，可得：

qs＝c2·a·{K·Pp＋(1－k)Pz－Pz}^1/2

  ＝c2·a·K^1/2·(Pp－Pz)^1/2         (7)将(7)式代入(5)式时，则得：

x＝(c2·a/c₁·w){K/(1－k)}^1/2

＝(c2/c1·w){k/(1－k)}^1/2·a         (8)

因此，如(8)式所示，提动阀芯502的移动量x可由设置于控制油路上的液控可变节流阀505的可变节流阀645的开口面积a进行控制。

另一方面，假设通过提动阀500的辅助可变节流阀501由供油通路32C流出到供油通路32D内的主流量为Qs、位于提动阀芯502的供油通路32C内的部分的外径为L时、则辅助可变节流阀501的开口面积为外径L与移动量X的积，由此可得：

Qs＝C3·L·X·(Pp－Pz)^1/2           (9)

式中，C3—可变节流阀501的流量系数。

将(5)式代入该式时，则可得：

Qs＝{(c3·L/C1·W)/(1－K)^1/2}·qs    (10)

在此，令α＝(C3·L/C1·W)/(1－K)^1/2时，则可得：

Qs＝α·qs                           (11)

由此可知主流量Qs与控制流量qs成比例。因此，通过流量控制阀90的总流量Qv可由下式表示：

Qv＝Qs＋qs＝(1＋α)qs                (12)

其次，在液控可变节流阀505中，弹簧647的预调力是作为一种推力向开阀方向作用于滑阀641上，动臂抬起的二次压C是施加于受压腔505a内，是向闭阀方向进行作用。因此，假设弹簧647的预调力的压力换算值为F、弹簧647的弹簧常数的压力换算值为K、二次压C为Pi，液控滑阀641向闭阀方向的移动量为X时，则作用于液控滑阀641上的力的平衡可表示为：

Pi＝F＋K·X                          (13)

就是说，液控滑阀641的移动量X可根据二次压Pi来决定，二次压Pi增加时，液控滑阀641的移动量X也增加，液控可变节流阀645的开口面积减小。

因此，如上述那样，提动阀芯502的移动量X可由液控可变节流阀645的开口面积进行控制，所以利用动臂抬起的二次压C能控制由供油通路32C流入到供油通路32A或32B内的流量Qv，提动阀型的流量控制阀90与图1所示的可变节流阀70具有同等的功能。

另外，即使负荷增大导致负荷压力比供给压力还高因而压力油将要倒流时，但由于油压腔614的压力也增大，提动阀芯502向闭阀方向移动，使辅助可变节流阀501全闭，同时在通路622上设置有负载单向阀506，因此，能阻止由供油通路32A或32B流向供油通路32C的压力油的倒流，提动阀500也具有图1所示的负载单向阀32a的功能。

如以上那样，从本实施例来看，由于提动阀型流量控制阀90具有与图1所示的可变节流阀70同等的功能，在进行作为动臂、斗臂、铲斗的空中的3复合动作的动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时，根据动臂抬起的二次压C来限制铲斗用换向阀21的压力油的供给流量，使第1并联通路40的压力上升到动臂300的负荷压力以上成为可能，因此，向负荷压比保持由于自重而落下的铲斗302的铲斗缸54还要高的动臂缸50内供给第1压泵10输出的压力油成为可能，能顺利地进行动臂的上升。

另外，由于在管路71上设置液控换向阀81B，与第2实施例同样，只有在斗臂收拢的二次压F达到第2液压泵11输出的压力油的全量流入斗臂缸52的压力F0以上时，动臂抬起的二次压C才能导入可变节流阀70的液控操作部70a内，因此有改善动臂抬起和铲斗收拢的2复合动作以及动臂抬起、斗臂收拢、铲斗收拢的3复合动作时的操作性和经济性的效果。

另外，从本实施例来看，在提动阀型的流量控制阀90上，提动阀500的提动阀芯502具有与设置在以往的阀构造的供油通路上的负载单向阀类似的配置构造，另外，液控可变节流阀505能利用与阀体600分开的保持提动阀芯502所用的固定部件613进行配置，因此，与以往换向阀构造没有大的变化，能取得作为辅助流量控制机构的所希望的性能。

另外，提动阀型的流量控制阀90具有图1所示的可变节流阀70和负载单向阀32a这2者的功能，并且在作为主回路的供油通路32上只设置1个提动阀500，因此，与第1图所示的实施例那样在供油通路32上设置负载单向阀32a和可变节流阀70两个阀的情形相比，整个阀的构件简化，结构紧凑，同时压力油通过主回路时的压力损失降低，可实现能量损失小的驱动装置操作。

再者，在第3实施例中，将单向阀506安排在提动阀芯502内，但是，如果当提动阀芯502处于全闭位置时，使形成于控制油槽624上的可变节流控制阀503也处于全闭状态的话，则即使没有单向阀506，也能具有控制油路中的负载单向功能。但是，在这样处理的情况下，在提动阀芯502由全闭位置向开阀方向移动时，可变节流控制阀503不能立即打开，因此，在刚打开之后的控制油流有可能不稳定。与此相反，如果象本实施例那样，当提动阀芯502移动到全闭位置时，可变节流控制阀503A是设定成不完全封闭时，则能形成稳定的控制油流，提高流量控制精度，同时可变节流控制阀503A的制作容易。

另外，在本实施例中，在提动阀芯502内设置有单向阀122，但是单向阀的设置位置，只要是在控制油路中设置在哪里都可以，例如也可以把单向阀设置在连接通路631和通路632的固定部件613与阀体600之间。

Claims (8)

1.一种液压挖掘机的液压回路装置，是装设在至少具有动臂(300)、斗臂(301)、铲斗(302)这3种工作机构的液压挖掘机上，并且是具有包括用以驱动上述动臂的动臂缸(50)、用以驱动斗臂的斗臂缸(52)、用以驱动铲斗的铲斗缸(54)的多个驱动装置的液压回路装置；这种液压回路装置具有至少是第1和第2两个液压泵(10、11)以及将上述第1和第2液压泵输出的压力油至少供给到上述动臂缸、斗臂缸和铲斗缸内的液压阀装置(12)；上述液压阀装置具有控制由上述第1液压泵(10)向上述动臂缸(50)内供给的压力油流的第1动臂用换向阀(22)、控制由上述第1液压泵向上述铲斗缸(54)内供给的压力油流的铲斗臂用换向阀(21)、控制由上述第2液压泵(11)向上述动臂缸(50)内供给的压力油流的第2动臂用换向阀(26)、控制由上述第2液压泵向上述斗臂缸(52)内供给的压力油流的斗臂用换向阀(25)；为了将上述第1液压泵输出的压力油并联地供给到上述第1动臂用换向阀(22)和铲斗用换向阀(21)内，将它们的供油通路(33、32)连接到上述第1液压泵上，为了将上述第2液压泵输出的压力油并联地供给到上述第2动臂用换向阀(26)和斗臂用换向阀(25)内，将它们的供油通路(37、36a)连接到上述第2液压泵上，在上述这样的液压挖掘机的液压回路装置中，其特征在于具有：

动臂抬起检测机构(71)，用以检测作为上述动臂(300)的抬起操作的动臂抬起；

辅助流量控制机构(70；90)，该机构是设置在上述铲斗用换向阀(21)的供油通路(32)上，当由上述动臂抬起检测机构检测出动臂抬起时，用以限制上述铲斗用换向阀的压力油供给流量。

2.按权利要求1所述的液压挖掘机的液压回路装置，其特征在于：上述动臂抬起检测机构(71)是检测上述第1动臂用换向阀(22)的操作量的机构；上述辅助流量控制机构包括根据上述操作量而减小开口面积的可变流量控制机构(70；90)。

3.按权利要求1或2所述的液压挖掘机的液压回路装置，其特征在于：上述换向阀(22、21、26、25)是利用油压信号进行转换的液控操作阀；上述动臂抬起检测机构是将动臂抬起的油压信号导入上述辅助流量控制机构(70；90)的管路机构(71)。

4.按权利要求1或2所述的液压挖掘机的液压回路装置，其特征在于：还具备检测作为上述斗臂(301)的收拢操作的斗臂收拢的斗臂收拢检测机构(8)和转换机构(81)，该转换机构(81)的用途是，只有在由上述斗臂收拢检测机构检测出斗臂收拢时，才能实现由上述动臂抬起检测机构(71)检测出动臂抬起时上述辅助流量控制机构(70；90)所进行的供给流量的限制。

5.按权利要求4所述的液压挖掘机的液压回路装置，其特征在于：上述斗臂收拢检测机构是检测上述斗臂用换向阀(25)的操作量的机构(82)，上述转换机构(81)只有在上述斗臂用换向阀(25)的操作量超过规定值时才能动作，以便能实现由上述动臂抬起检测机构(71)检测出动臂抬起时上述辅助流量控制机构(70；90)所进行的供给流量的限制。

6.按权利要求4所述的液压挖掘机的液压回路装置，其特征在于：上述换向阀(22、21、26、25)是利用油压信号进行转换的液控操作阀，上述动臂抬起检测机构是将动臂抬起的油压信号导入上述辅助流量控制机构(70；90)的第1管路机构(71)，上述斗臂收拢检测机构是将斗臂收拢的油压信号导入上述转换机构(81)的第2管路机构(82)，上述转换机构是设置在上述第1管路机构(71)上，是根据上述第2管路机构(72)输送过来的斗臂收拢的液压信号进行动作的换向阀(81)。

7.按权利要求1所述的液压挖掘机的液压回路装置，其特征在于上述辅助流量控制机构(90)具有：

(a)提动阀(500)，该阀是设置在上述供油通路(32)上，具有提动阀芯(502)和可变节流控制阀(503)，上述提动阀芯(502)在上述供油通路上形成辅助可变节流阀(501)，上述可变节流控制阀(503)形成于上述提动阀芯上，并且根据该提动阀芯的移动量改变开口面积；

(b)控制油路(504)，该油路能通过上述可变节流控制阀(503)将上述供油通路(32)的上述辅助可变节流阀(501)的上游侧与上述供油通路的下游侧连通，根据流过上述控制油路的压力油的流量来决定上述提动阀芯(502)的移动量；

(c)液控流量控制机构，该机构具有设置在上述控制油路(504)上的液控可变节流阀(505)，根据上述动臂抬起检测机构(71)输送过来的信号改变上述液控可变节流阀的开口面积，以控制流过控制油路的压力油流量。

8.按权利要求7所述的液压挖掘机的液压回路装置，其特征在于：上述辅助流量控制机构是设置在上述控制油路(504)上，并且还具有防止压力油倒流的单向阀(506)。

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