專利名稱：液壓回路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種搭載在可同時操作多個液壓執(zhí)行元件的建筑機(jī)械上、例如液壓挖掘機(jī)上，能獲得與驅(qū)動的慣性體的大小無關(guān)的平穩(wěn)的起動特性的液壓回路裝置。
搭載在液壓挖掘機(jī)等建筑機(jī)械上的液壓回路裝置，有使用具有泄流回路的中心旁通型的控制閥的，也有使用不具有泄流回路的封閉中心型的控制閥的，后者采用控制液壓泵的排出流量、使其基本上能供給控制閥所要求的流量的載荷感知系統(tǒng)。在以簡化液壓機(jī)械為目的的場合，不具備泄流回路的，即后者是有利的。但是，存在的問題是，由于不具備泄流回路，在驅(qū)動具有很大的慣性的液壓執(zhí)行元件時，過渡性地產(chǎn)生壓力突然上升、急劇加速的現(xiàn)象，或者壓力的振動(壓力脈動)不容易衰減，不能獲得平穩(wěn)的起動特性。
即，由于用載荷感知系統(tǒng)控制液壓泵的排出流量，使其供給控制閥所要求的流量，所以在執(zhí)行元件驅(qū)動的負(fù)載是旋轉(zhuǎn)等的慣性體、執(zhí)行元件不能消耗油泵排出的流量的場合，會出現(xiàn)這樣的變化液壓泵的出口壓力急劇上升，液壓泵排出的能量貯存在管系中，當(dāng)此后執(zhí)行元件通過加速區(qū)，不需要加速壓力時，則隨著驅(qū)動壓力的降低，貯存在管系中的能量被釋放出來，執(zhí)行元件超調(diào)，隨之驅(qū)動壓力進(jìn)一步降低，若然后執(zhí)行元件的速度降低，則驅(qū)動壓力再次上升，過渡性地產(chǎn)生壓力的急劇上升現(xiàn)象，且壓力脈動不容易衰減。
而且，作為一種隨著驅(qū)動壓力的上升、減少供向執(zhí)行元件的流量，以抑制壓力的急劇上升的方法，日本專利公報特開平4-191501號、特開平5-263804號、特開平10-89304號，已提出了方案。
日本專利公報特開平4-191501號和特開平5-263804號所記載的方法是同一個意思，用先導(dǎo)閥的閥開度控制具有窄縫的比例座閥的位移的控制閥，根據(jù)執(zhí)行元件的驅(qū)動壓力，控制先導(dǎo)閥的閥位移，以控制比例座閥的閥位移。即，從液壓馬達(dá)的入口部通過節(jié)流閥導(dǎo)入的壓力，反抗先導(dǎo)閥的操作力引導(dǎo)至先導(dǎo)閥。從液壓馬達(dá)的入口部通過節(jié)流閥導(dǎo)入的壓力是與液壓馬達(dá)的驅(qū)動壓力成比例增加的壓力，因此，先導(dǎo)閥的閥開度與該驅(qū)動壓力成比例地減小，隨之比例座閥的閥開度也減小。由此進(jìn)行控制使其來自液壓泵的高壓油也減少，有助于緩和壓力的急劇上升和衰減壓力脈動。
在日本專利公報特開平10-89304號中，壓力補(bǔ)償閥是為了能用載荷感知系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)合操作而設(shè)置的，使壓力補(bǔ)償閥具有隨著負(fù)載壓力的增加，減小補(bǔ)償壓差的負(fù)載依存特性，由此進(jìn)行控制，使其若負(fù)載壓力增加，則減少供向執(zhí)行元件的流量，減少液壓泵的排出流量。壓力補(bǔ)償閥的負(fù)載依存特性通過以下方法獲得在壓力補(bǔ)償閥的受壓面積中，使入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的入口壓力作用在關(guān)閉方向上的受壓面積，比入口節(jié)流的節(jié)流閥的出口壓力作用在打開方向上的受壓面積大。這樣一來，當(dāng)設(shè)有受壓面積差時，由于其相差部分的受壓面積，產(chǎn)生隨負(fù)載壓力的增加而增大的關(guān)閉方向的液壓力，所以能進(jìn)行控制，使入口節(jié)流的節(jié)流閥的前后壓差與負(fù)載壓力成比例地減小，減少供向執(zhí)行元件的流量。由于供向該執(zhí)行元件的流量的減少，進(jìn)行載荷感知控制的液壓泵減少排出流量，避免壓力的急劇上升，而且還能提前衰減壓力脈動。
另一方面，日本專利公報特開平2-296002號所記載的方案，是具備載荷感知系統(tǒng)的液壓回路裝置，并不改變設(shè)定在泵控制機(jī)構(gòu)上的載荷感知控制的目標(biāo)壓差，而是僅僅使特定的液壓執(zhí)行元件的驅(qū)動速度慢一些，能進(jìn)行微速操作。該方案將檢測負(fù)載壓力的單向閥的彈簧力設(shè)定為某一強(qiáng)度，通過由單向閥部分給出壓力損失來調(diào)節(jié)負(fù)載壓力，由于信號壓力僅僅比負(fù)載壓力降低了該壓力損失的部分，進(jìn)行載荷感知控制的液壓泵的排出壓力和負(fù)載壓力的壓差也從正常的壓差僅僅降低該壓力損失部分，隨之控制流量減少。
另外，國際申請公開公報WO98/31940所記載的控制閥，是在具備載荷感知系統(tǒng)的液壓回路裝置上組合分流閥和保持單向閥，作為閥組合體簡化結(jié)構(gòu)的。該控制閥將分流閥的閥芯部分地內(nèi)藏于保持單向閥的中空狀的閥芯中，同時，將控制閥的負(fù)載壓力檢測油道作為分流閥的內(nèi)部油道(油道槽)制成，而且利用該內(nèi)部通道使其具有單向閥功能，因此不需要作為閥要素的單向閥，簡化了控制閥的整體結(jié)構(gòu)。
根據(jù)日本專利公報特開平4-191501號和特開平5-263804號所記載的方案、以及特開平10-89304號所記載的方案，由于供向液壓執(zhí)行元件的流量與負(fù)載壓力成比例地減少，液壓泵的排出流量減少，所以能避免在驅(qū)動液壓執(zhí)行元件時的壓力突然上升現(xiàn)象且還能提前衰減壓力脈動，能獲得與驅(qū)動的慣性體的大小無關(guān)的平穩(wěn)的起動特性。但是，這些現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題日本專利公報特開平4-191501號和特開平5-263804號所記載的方案，是使用由先導(dǎo)閥的閥開度控制比例座閥位移的閥，作為控制閥，使用通常的滑閥式的控制閥實施該方案結(jié)構(gòu)上難以實現(xiàn)。特別是，最近控制閥利用滑閥內(nèi)部，作為用于組裝反饋回路的油通道，因而困難倍增。
日本專利公報特開平10-89304號的方案，雖然是使用滑閥式的控制閥情況下的壓力補(bǔ)償閥的閥結(jié)構(gòu)，但為了使壓力補(bǔ)償閥的受壓面積有差別，所以考慮可組裝性則結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，另外，確定面積(面積管理)也很麻煩。
日本專利公報特開平2-296002號的方案，是以僅僅使特定的液壓執(zhí)行元件的驅(qū)動速度慢一些，能進(jìn)行微速操作為目的的。但是，由于液壓泵的排出流量減少了，結(jié)果，防止了驅(qū)動液壓執(zhí)行元件時的壓力急劇上升現(xiàn)象的出現(xiàn)，便于提前衰減壓力脈動。另外，由于僅僅是用檢測負(fù)載壓力的單向閥部分給出壓力損失，所以，還有結(jié)構(gòu)簡單這一優(yōu)點。但是，由于用單向閥給出的壓力損失是用彈簧力設(shè)定的，所以，是與負(fù)載壓力無關(guān)的某一定值，不能獲得隨慣性體的大小而變化的控制特性，即負(fù)載依存特性。因此，產(chǎn)生的問題是，由于驅(qū)動的慣性體大小的不同，在驅(qū)動執(zhí)行元件時，產(chǎn)生壓力突然上升的現(xiàn)象，或不能提前衰減壓力脈動。
國際申請公開公報WO98/31940所記載的控制閥，由于組合分流閥和保持單向閥，作為閥組合體，其中裝入了種種功能，所以，具有控制閥的整體結(jié)構(gòu)簡單這一優(yōu)點。但是，沒有采取對付在驅(qū)動具有大的慣性的執(zhí)行元件時的壓力急劇上升和壓力脈動的措施，在驅(qū)動的慣性體較大的情況下，出現(xiàn)的問題是，在驅(qū)動執(zhí)行元件時，產(chǎn)生壓力的突然上升現(xiàn)象，或者壓力脈動不能提前衰減。
本發(fā)明的目的是提供一種液壓回路裝置，使其在具備載荷感知系統(tǒng)的液壓回路裝置上，能獲得與驅(qū)動的慣性體的大小無關(guān)的、平穩(wěn)的起動特性，且結(jié)構(gòu)簡單，即使是滑閥式的控制閥也能容易應(yīng)用。
(1)為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的液壓回路裝置，具備液壓泵；由從該液壓泵排出的高壓油驅(qū)動的多個液壓執(zhí)行元件；配置在上述液壓泵和多個執(zhí)行元件之間的多個控制閥；引導(dǎo)基于上述多個液壓執(zhí)行元件的最高負(fù)載壓力的信號壓力的信號檢測油道；控制上述液壓泵的排出壓力，使其比上述信號壓力僅僅高出規(guī)定值的泵控制機(jī)構(gòu)，上述多個控制閥分別具有具備控制供給到上述液壓執(zhí)行元件的高壓油流量的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的主閥；配置在上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥和上述執(zhí)行元件之間的分流閥，上述分流閥各自具有一端位于與上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥相連的入口通道中、另一端位于控制室中的閥芯，上述閥芯靠上述控制室的壓力和上述入口通道的壓力的平衡進(jìn)行沖程運動，控制上述入口通道的壓力，由此控制上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的前后壓差，該液壓回路裝置具有分別設(shè)置在上述多個控制閥上，在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力是上述最高壓力時，檢測該負(fù)載壓力、引導(dǎo)至上述控制室的第1油道；分別設(shè)置在上述多個控制閥上、將上述控制室連到上述信號檢測油道上，在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力不是上述最高負(fù)載壓力時，將上述信號檢測油道的信號壓力引導(dǎo)至上述控制室的第2油道；將上述信號檢測油道連向油箱的第3油道；設(shè)置在上述第3油道上的第1節(jié)流閥；設(shè)置在上述多個控制閥中的至少1個控制閥的上述第2油道上，在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力是上述最高負(fù)載壓力時，與上述第1節(jié)流閥共同作用，調(diào)節(jié)該負(fù)載壓力，作為上述信號壓力引導(dǎo)至上述信號檢測油道的第2節(jié)流閥。
這樣一來，由于分別在多個控制閥上設(shè)置第1油道和第2油道，在至少1個控制閥的第2油道上設(shè)置與第1節(jié)流閥共同作用、調(diào)節(jié)引導(dǎo)至控制室的負(fù)載壓力，引導(dǎo)至信號檢測油道的第2節(jié)流閥，所以，隨著與上述至少1個控制閥相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力(最高負(fù)載壓力)的升高，第2節(jié)流閥的前后壓差增大，對引導(dǎo)至信號檢測油道的信號壓力進(jìn)行減壓的作用增強(qiáng)。由于泵控制機(jī)構(gòu)控制液壓泵的排出壓力，使其比該信號壓力僅僅高出規(guī)定值，所以，該控制閥的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的前后壓差隨著負(fù)載壓力的提高而變小，具有減少控制流量的作用。所以，由于在起動與特定的控制閥相關(guān)的液壓執(zhí)行元件時，隨著負(fù)載壓力的增加，供向液壓執(zhí)行元件的流量減少，液壓泵的排出流量減少，所以，能避免驅(qū)動液壓執(zhí)行元件時的壓力突然上升現(xiàn)象，而且還便于提前衰減壓力脈動，能獲得與驅(qū)動的慣性體的大小無關(guān)的平穩(wěn)的起動特性。
另外，由于僅僅是在第2油道上增加第2節(jié)流閥，所以，結(jié)構(gòu)極其簡單，即使控制閥的主閥是滑閥式的也能很容易地應(yīng)用。另外，由于僅僅增加第2節(jié)流閥，所以也不必?fù)?dān)心誤動作。
(2)在上述(1)中，最好是，上述多個控制閥進(jìn)一步分別具有配置在上述分流閥和液壓執(zhí)行元件之間的保持單向閥，上述第1油道將上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥和保持單向閥之間的壓力作為上述負(fù)載壓力進(jìn)行檢測。
因此，即使液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力比主閥的入口節(jié)流節(jié)流閥的高，負(fù)載壓力也能由保持單向閥保持住，高壓油不會通過第1油道、第2油道、第2節(jié)流閥、信號檢測油道、第3油道和第1節(jié)流閥倒流回油箱。
(3)在上述(1)或(2)中，最好是，上述分流閥具有形成于其閥芯的外周、在上述分流閥的出口通道上設(shè)有開口的油道槽；設(shè)置在該油道槽和上述控制室之間、在上述分流閥的閥芯向開閥的方向運動規(guī)定的距離時，使上述油道槽與上述控制室連通的重疊部，由上述油道槽和重疊部形成上述第1油道。
因此，制成控制閥的第1油道，作為分流閥的內(nèi)部通道(油道槽)，且利用其內(nèi)部通道(油道槽)使其具有單向閥功能，簡化控制閥的整體結(jié)構(gòu)。
(4)另外，在上述(1)或(2)中，最好是，上述多個控制閥的各自分流閥的閥芯，其上述入口通道一側(cè)的受壓面積比上述控制室一側(cè)的受壓面積大。
因此，即能在復(fù)合操作時，用低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥消除作用在分流閥上的液動力的影響等，改善低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥的特性，還能進(jìn)行很好的復(fù)合操作。另外，上述(1)所述的改善高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥特性的機(jī)構(gòu)(第2節(jié)流閥的設(shè)置)和改善低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥特性的機(jī)構(gòu)(改變受壓面積)是相互獨立的，能用獨立的機(jī)構(gòu)實現(xiàn)高負(fù)載壓力一側(cè)的特定的改善和低負(fù)載壓力一側(cè)的特性的改善，能大幅度地增加機(jī)器的選擇自由度。
(5)再有，在上述(1)或(2)中，最好是，上述第2節(jié)流閥是可調(diào)節(jié)流閥，設(shè)置調(diào)整該可調(diào)節(jié)流閥的開口面積的機(jī)構(gòu)。
因此，能自由地調(diào)節(jié)第2節(jié)流閥的開口面積，能根據(jù)執(zhí)行元件的負(fù)載設(shè)定最佳的負(fù)載依存特性。
(6)另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的液壓回路裝置，具備液壓泵；由從該液壓泵排出的高壓油驅(qū)動的多個液壓執(zhí)行元件；配置在上述液壓泵和多個執(zhí)行元件之間的多個控制閥；引導(dǎo)基于上述多個液壓執(zhí)行元件的最高負(fù)載壓力的信號壓力的信號檢測油道；控制上述液壓泵的排出壓力，使其比上述信號壓力僅僅高出規(guī)定值的泵控制機(jī)構(gòu)，上述多個控制閥分別具有具備控制供給到上述液壓執(zhí)行元件的高壓油流量的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的主閥；配置在上述液壓泵和上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥之間、控制上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的前后壓差的壓力補(bǔ)償閥，該液壓回路裝置具有分別設(shè)置在上述多個控制閥上、為了控制上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的前后壓差而將與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力引導(dǎo)至上述壓力補(bǔ)償閥的承壓部的第1油道；分別設(shè)置在上述多個控制閥上、檢測與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力的第2油道；檢測上述多個控制閥的各自的上述第2油道壓力中的最高壓力、將其作為上述信號壓力引導(dǎo)至上述信號檢測油道的選擇機(jī)構(gòu)；將上述信號檢測油道連向油箱的第3油道；設(shè)置在上述第3油道上的第1節(jié)流閥；設(shè)置在上述多個控制閥中的至少1個控制閥的上述第2油道上、在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力是上述最高壓力時，與上述第1節(jié)流閥共同作用，調(diào)節(jié)該負(fù)載壓力，傳遞至上述選擇機(jī)構(gòu)，作為上述信號壓力引導(dǎo)至上述信號檢測油道的第2節(jié)流閥。
因此，具備前控型的分流閥(壓力補(bǔ)償閥)的液壓回路裝置能獲得上述(1)所述的作用效果。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第1實施例設(shè)計的液壓回路裝置的圖。
圖2是用液壓符號表示控制閥的主閥部機(jī)能的圖。
圖3所示是由于設(shè)置節(jié)流閥而能獲得的、在單獨或復(fù)合操作時高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥的負(fù)載依存特性。
圖4A所示是為了研究在慣性矩J=1的情況下、因節(jié)流閥的負(fù)載依存特性所產(chǎn)生的效果而進(jìn)行的摸擬結(jié)果。
圖4B所示是為了研究在慣性矩J=3(圖4A的3倍)的情況下、因節(jié)流閥的負(fù)載依存特性所產(chǎn)生的效果而進(jìn)行的摸擬結(jié)果。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施例設(shè)計的液壓回路裝置的主要部分的圖。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的第2實施例設(shè)計的液壓回路裝置的圖。
圖7是表示復(fù)合操作時的低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥的特性的圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的第4實施例設(shè)計的液壓回路裝置的圖。
圖9是表示改變節(jié)流閥的開口面積時控制閥的負(fù)載依存特性的變化的圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第5實施例設(shè)計的液壓回路裝置的圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的第6實施例設(shè)計的液壓回路裝置的主要部分的圖。
圖12表示在使用可變?nèi)萘啃鸵簤罕玫膱龊?、載荷感知系統(tǒng)的泵控制機(jī)構(gòu)的圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的第7實施例設(shè)計的液壓回路裝置的圖。
以下，利用附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。
首先，根據(jù)圖1～圖4A和圖4B，對依據(jù)本發(fā)明的第1實施例設(shè)計的液壓回路裝置進(jìn)行說明。
在圖1中，本實施例的液壓回路裝置具備固定容量型的液壓泵1和能以較小的超調(diào)量將液壓泵1的全部排出流量排出的泄流閥2，通過液壓泵1和泄流閥2的組合構(gòu)成定量泵的載荷感知系統(tǒng)。
從液壓泵1排出的高壓油供給到多個液壓執(zhí)行元件3-1、3-2，在液壓泵1和液壓執(zhí)行元件3-1、3-2之間，設(shè)置有具有滑閥式的主閥4a-1，4a-2的控制閥4-1、4-2，主閥4a-1，4a-2具備如圖2所示的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和出口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/O，通過切換主閥4a-1，4a-2能控制供給到液壓執(zhí)行元件3-1、3-2的高壓油的流動方向和流量。液壓執(zhí)行元件3-1是驅(qū)動大的慣性體的執(zhí)行元件，例如是驅(qū)動液壓挖掘機(jī)的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，液壓執(zhí)行元件3-2是大多與液壓執(zhí)行元件3-1同時操作的執(zhí)行元件，例如在液壓執(zhí)行元件3-1是旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的情況下，是驅(qū)動液壓挖掘機(jī)的前作業(yè)機(jī)的連桿之一即伸臂的伸臂油缸。
而且，在本實施例，雖然僅示出了2個執(zhí)行元件，當(dāng)然能使用的執(zhí)行元件的數(shù)量并不限于這些。另外，在圖1中為了便于表示，僅示出了主閥4a-1、4a-2的位于單側(cè)的切換位置的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和出口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/O，且分為入口節(jié)流側(cè)和出口節(jié)流側(cè)進(jìn)行表示。
控制閥4-1、4-2除了分別具備上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和出口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/O的主閥4a-1、4a-2之外，還內(nèi)藏有能進(jìn)行復(fù)合操作的分流閥5-1、5-2和保持單向閥6-1、6-2。
在控制閥4-1中，分流閥5-1、保持單向閥6-1設(shè)置在入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和液壓執(zhí)行元件3-1之間，分流閥5-1設(shè)置在入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和保持單向閥6-1之間。
另外，分流閥5-1具有在殼體內(nèi)進(jìn)行沖程運動、在入口通道5a和出口通道5b之間改變開口面積的閥芯50，在該閥芯50的后部，設(shè)有控制室70。閥芯50的打開閥門的作用端位于入口通道5a中，關(guān)閉閥門的作用端位于控制室70中，閥芯50靠控制室70的壓力和入口通道5a的壓力的平衡而進(jìn)行沖程運動，以控制使入口通道5a的壓力與控制室70的壓力相同，由此控制主閥4a-1和入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的前后壓差。
負(fù)載壓力檢測油道7-1從分流閥5-1的出口通道5b和保持單向閥6-1之間的油道30-1上分出來，該負(fù)載壓力檢測油道7-1與信號檢測油道9相連接，信號檢測油道9經(jīng)油道12和設(shè)置在該油道12上的節(jié)流閥14(面積at)與油箱T相連接。另外，控制油道10-1從負(fù)載壓力檢測油道7-1上分出來，與控制室70相連接。在負(fù)載壓力檢測油道7-1的、油道30-1和控制油道10-1的分支點之間的油道部分7a上，設(shè)有單向閥8-1，該單向閥8-1只允許高壓油從油道30-1向信號檢測油道9流動，在負(fù)載壓力檢測油道7-1的、控制油道10-1的分支點和信號檢測油道9之間的油道部分7b上，設(shè)有是本發(fā)明的特征的節(jié)流閥11(面積ac＞at)。
在此，油道部分7a和單向閥8-1構(gòu)成帶單向閥功能的油道，該油道在本身與之相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，從分流閥5-1和保持單向閥6-1之間，檢測其負(fù)載壓力，引導(dǎo)至控制室70。另外，油道部分7b使控制室70與信號檢測油道9相連接，在本身與之相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力不是最高負(fù)載壓力時，將信號檢測油道9的信號壓力引導(dǎo)至控制室70。再有，設(shè)置在油道部分7b上的節(jié)流閥11，在本身與之相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，與設(shè)置在信號檢測油道9上的節(jié)流閥14(面積at)共同作用，調(diào)節(jié)其負(fù)載壓力(后述)，作為信號壓力引導(dǎo)至信號檢測油道9。
在控制閥4-2上，雖然在負(fù)載壓力檢測油道7-2的、控制油道10-1的分支點和信號檢測油道9之間的油道部分7b不設(shè)置節(jié)流閥11，但為了使負(fù)載壓力檢測油道7-1的節(jié)流閥11的設(shè)置位置更加明確且進(jìn)行比較，在控制油道10-2上設(shè)置節(jié)流閥13。前者的節(jié)流閥11具有如上所述那樣與信號檢測油道9的節(jié)流閥14共同作用、調(diào)節(jié)在信號檢測油道9測得的負(fù)載壓力的功能，與其相對應(yīng)，后者的節(jié)流閥13雖然有使分流閥5-2的動作緩慢的功能，但沒有象節(jié)流閥11那樣的調(diào)節(jié)檢測的負(fù)載壓力的功能?？刂崎y4-2的其它結(jié)構(gòu)與控制閥4-1相同，在圖中，在與控制閥4-1的結(jié)構(gòu)要素同等的零件上，標(biāo)主號碼相同，分號碼從“-1’改成“-2”的標(biāo)號，且省略其說明。
泄流閥2，具有閥芯2a、閥芯2a的關(guān)閥方向的作用端所處的彈簧室2b、和配置在該彈簧室2b中，使閥芯2a具有向關(guān)閥的方向運動的趨勢的彈簧2c，彈簧室2b通過節(jié)流閥15與信號檢測油道9相連接，在信號檢測油道9測得的信號壓力被引導(dǎo)至彈簧室2b。若假設(shè)油泵1的排油壓力為P1，信號檢測油道9的信號壓力為Pc，泄流閥2起的作用是，若P1和Pc的差在由彈簧2c設(shè)定的壓差ΔPL以上，則來自液壓泵1的剩余流量回流到油箱T。這意味著，若由于流過控制閥4-1、4-2的流量所產(chǎn)生的壓差－－入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的入口壓力(=P1)和信號檢測油道9的信號壓力Pc的壓差超過ΔPL，則剩余流量回流到油箱T。
21是用于保護(hù)主回路的主溢流閥，22是用于保護(hù)信號回路的輔助溢流閥。
以下對象以上那樣構(gòu)成的液壓回路裝置的動作進(jìn)行說明。而且，在以下的說明中，假設(shè)油泵1的排油壓力和信號檢測油道9的信號壓力，象上述那樣，分別為P1、Pc，假設(shè)分流閥5-1的入口通道5a的壓力(以下為方便起見稱為入口壓力)為P2，出口通道5b的壓力(以下為方便起見稱為出口壓力)為P3，控制室70的壓力(以下為方便起見稱為控制壓力)為P4。另外，保持單向閥6-1的壓力損失是很微小的，假設(shè)分流閥5-1的出口壓力P3大致等于液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力。
首先對節(jié)流閥11的調(diào)節(jié)檢測的負(fù)載壓力的功能進(jìn)行說明。
若假設(shè)節(jié)流閥11的面積為ac，節(jié)流閥14的面積為at，通過節(jié)流閥11、14的流量為q，則控制壓力P4和信號壓力Pc的關(guān)系如下式所示。但是，ac＞at。另外，假設(shè)單向閥8-1的壓力損失可以忽略不計。根據(jù)q=C•ac•(2g/γ)(P4-Pc)]]>=C•at(2g/γ)Pc]]>C流量系數(shù)g重力γ粘性系數(shù)的關(guān)系，被調(diào)節(jié)的檢測信號壓力Pc為Pc={ac2/(ac2+at2)}·P4根據(jù)P4-Pc={at2/ac2+at2}·P4…(1)的關(guān)系，確定P4-Pc的壓差、即節(jié)流閥11的前后壓差。從該式可以看出，隨著液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力(出口壓力P3)的上升和控制壓力P4的升高，節(jié)流閥11的前后壓差P4-Pc增加，由節(jié)流閥11引起的降低信號壓力Pc的作用增強(qiáng)。即，節(jié)流閥11具有依靠負(fù)載壓力(出口壓力P3)使壓差P4-Pc增大、降低信號壓力的調(diào)節(jié)功能。
以下對單獨操作液壓執(zhí)行元件3-1時、或復(fù)合操作時液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力的控制閥4-1的動作進(jìn)行說明。
假設(shè)分流閥5-1的入口壓力P2和控制室70的控制壓力P4的壓差為ΔPb1。該壓差ΔPb1雖然是從入口通道5a至控制室70的油道的壓力損失，是控制流量的函數(shù)，但要設(shè)法盡量降低壓力損失，使流量的影響較小。在這種場合，ΔPb1很微小，控制壓力P4大致與分流閥5-1的出口壓力P3、即負(fù)載壓力相等。
假設(shè)沒有節(jié)流閥11，則是P4=Pc，主閥4a-1的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的前后壓差為P1-P2=(Pc+ΔPL)-(P4+Pb1)
=ΔPL-ΔPb1…(2)與此相對應(yīng)，若插入節(jié)流閥11，則由于節(jié)流閥11的調(diào)節(jié)檢測的負(fù)載壓力的功能，信號壓力Pc比控制壓力P4低，主閥4a-1的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的前后壓差為P1-P2=(Pc+ΔPL)-(P4+Pb1)=ΔPL-ΔPb1-(P4-Pc)…(3)僅減少P4-Pc的壓差部分。
因此，由于上述式(1)所示的節(jié)流閥11的調(diào)節(jié)功能，式(3)所示的壓差P4-Pc隨著負(fù)載壓力(出口壓力P3)的增高而增大，因此具有隨著負(fù)載壓力的增高而減少控制流量的作用。即，控制閥4-1由于設(shè)置了節(jié)流閥11，所以，具有如圖3所示那樣的、若負(fù)載壓力(出口壓力P3)上升則控制流量Q減少的負(fù)載依存特性。
圖4A和圖4B所示是為了研究節(jié)流閥11的效果而進(jìn)行的模擬的結(jié)果。在圖4A和圖4B中，使圖4A和圖4B的液壓執(zhí)行元件3-1的慣性矩不同，圖4B相對圖4A具有3倍的慣性矩。另外，圖4A和圖4B的上層表示液壓泵1的排出流量Qp和流向負(fù)載的流量Q1與泄流閥2排出的流量Qc的關(guān)系。控制閥4-1能在0.5秒的時間內(nèi)達(dá)到完全工作狀態(tài)。圖4A和圖4B中層所示是泵排油壓力P1，下層所示是液壓執(zhí)行元件3-1的角速度ω。為了看清節(jié)流閥11的效果，選擇節(jié)流閥11的開口面積ac和節(jié)流閥14的開口面積at的比k=ac/at作為參數(shù)。
1)在節(jié)流閥11無效、k=25的情況下，壓力脈動大，在慣性矩大的場合尤其顯著。由于該模擬假設(shè)主溢流閥21沒有動作，所以液壓泵1的排油壓力(驅(qū)動壓力)P1由于慣性矩大而相當(dāng)高。
2)在k=5.76的情況下，由于泄流閥2的作用，過渡性地泄流流量增加，液壓執(zhí)行元件3-1的旋轉(zhuǎn)也平穩(wěn)，壓力脈動也很快減弱。(k=5.76，若用節(jié)流閥的直徑進(jìn)行比較，則相對dt=0.5，有dc=1.2的關(guān)系)若旋轉(zhuǎn)速度為一定值，則驅(qū)動壓力也會降低，P4-Pc的值也要變小，能獲得與不調(diào)節(jié)檢測壓力的場合相同的旋轉(zhuǎn)速度。
在復(fù)合操作且液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-2的動作，以及在復(fù)合操作且液壓執(zhí)行元件3-1以外的執(zhí)行元件的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，控制閥4-1、4-2的動作，與一般的帶分流閥的控制閥相同。在前者的情況下，假設(shè)信號壓力Pc傳遞至分流閥5-2的控制室70，分流閥5-2的入口壓力和控制室70的控制壓力的壓差為ΔPb2，則分流閥5-2進(jìn)行控制，使主閥4a-2的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的前后壓差為與上述式(2)同樣的ΔPL-ΔPb2。在后者的情況下，在信號檢測油道9中檢測其負(fù)載壓力(最高負(fù)載壓力)作為信號壓力，其信號壓力Pc分別傳遞至控制閥4-1、4-2的分流閥5-1、5-2的控制室70，分流閥5-1進(jìn)行控制，使主閥4a-1的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的前后壓差如上述式(2)所示的那樣，分流閥5-2進(jìn)行控制，使主閥4a-2的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的前后壓差為與上述式(2)同樣的ΔPL-ΔPb2。
如以上所述，根據(jù)本實施例，在單獨操作液壓執(zhí)行元件3-1時，或在復(fù)合操作且液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，由于在起動液壓執(zhí)行元件3-1時，隨著負(fù)載壓力的增加，供向液壓執(zhí)行元件3-1的流量減少，液壓泵1的排出流量減少，所以能避免在驅(qū)動液壓執(zhí)行元件時的壓力急劇上升現(xiàn)象，且還便于提前減弱脈動，能獲得與驅(qū)動的慣性體的大小無關(guān)的平穩(wěn)的起動特性。
另外，在負(fù)載檢測油道7-1的油道部分7b上設(shè)置節(jié)流閥11，該節(jié)流閥11與信號檢測油道9的節(jié)流閥14協(xié)同工作，使其隨著負(fù)載壓力的增加，其前后壓差增大。利用這一現(xiàn)象，使控制閥4-1具有負(fù)載依存特性，所以，能獲得與主閥4a-1的沖程運動位置(入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的開度)、即產(chǎn)生主閥4a-1的操作信號的、圖未示的操縱桿的操作位置無關(guān)的、而僅與負(fù)載壓力有關(guān)的上述作用效果，可操作性很好。
另外，由于僅僅是在負(fù)載壓力檢測油道7-1上增加了節(jié)流閥11，所以，結(jié)構(gòu)極為簡單，即使控制閥4-1的主閥4a-1是滑閥型的也能很容易地應(yīng)用。另外，由于僅僅是增加節(jié)流閥11，所以也不必?fù)?dān)心誤動作。
再有，由于具備單向閥8-1、8-2的負(fù)載檢測油道7-1、7-2的油道部分7a，從分流閥5-1、5-2和保持單向閥6-1、6-2之間的油道30-1、30-2分出來，將該部分的壓力作為負(fù)載壓力進(jìn)行檢測，所以，即使液壓執(zhí)行元件3-1、3-2的負(fù)載壓力比主閥4a-1、4a-2的入口節(jié)流節(jié)流閥M/I的高，負(fù)載壓力也能由保持單向閥6-1、6-2保持住，高壓油不會通過負(fù)載壓力檢測油道7-1、7-2、信號檢測油道9、油道12和節(jié)流閥14倒流回油箱。
以下根據(jù)圖5對本發(fā)明的第2實施例進(jìn)行說明。圖1所示的第1實施例，將控制閥上的負(fù)載壓力檢測油道配置在分流閥的外側(cè)，而本實施例是將負(fù)載壓力檢測油道作為分流閥的內(nèi)部通道裝入的。在圖中，與圖1所示的同等的零件標(biāo)相同的標(biāo)號。
在圖5中，與液壓執(zhí)行元件3-1(參照圖1)相關(guān)的控制閥4A-1的分流閥5A-1具有在殼體內(nèi)運動，在入口通道5a和出口通道5b之間改變開口面積的閥芯50A，在閥芯50A的后部設(shè)有控制室70。閥芯50A的開閥方向的作用端位于入口通道5a處，關(guān)閥方向的作用端位于控制室70中，閥芯50A靠控制室70的壓力和入口通道5a的壓力的差值進(jìn)行控制，以使入口通道5a的壓力與控制室70的壓力相同，由此控制控制閥4A-1的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的前后壓差。在這一方面，與第1實施例的控制閥4-1的分流閥5-1相同。
而且，本實施例的控制閥4A-1，在閥芯50A的外周形成有在出口通道5b中設(shè)有開口的油道槽20，油道槽20的控制室70一側(cè)的端部20a不在閥芯50A的端部設(shè)置開口，而是形成一個在閥芯50A處于圖示的關(guān)閉位置時，能在油道槽20和控制室70之間切斷兩者的連通的具有重疊量X的重疊部32，使其若閥體50A從圖示的關(guān)閉位置運動該重疊量X以上，則油道槽20與控制室70連通。即，重疊部32具有作為閥芯50動作時的不靈敏帶的功能?？刂剖?0通過油道31與信號檢測油道9相連接，在油道31上設(shè)置節(jié)流閥11。
在此，油道槽20和重疊部32構(gòu)成帶單向閥功能的油道，該油道在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1(參照圖1)的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，從分流閥5A-1和保持單向閥6-1之間檢測該負(fù)載壓力，并引導(dǎo)至控制室70。就是說，重疊部32僅僅在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1(參照圖1)的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，實現(xiàn)可以檢測負(fù)載壓力的單向閥的功能。另外，油道31使控制室70與信號檢測油道9相連接，在本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力不是最高負(fù)載壓力時，將信號檢測油道9的信號壓力引導(dǎo)至控制室70，設(shè)置在油道31上的節(jié)流閥11在本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，與節(jié)流閥14相互作用，調(diào)節(jié)該負(fù)荷壓力(被引導(dǎo)至控制室70的負(fù)載壓力)，將其作為信號壓力，引導(dǎo)至信號檢測油道9。
圖1所示的控制閥4-2一側(cè)的分流閥也具有與上述分流閥5A-1同樣的結(jié)構(gòu)。但是，在油道31上并不設(shè)置節(jié)流閥11。
根據(jù)本實施例，由于將控制閥的負(fù)載壓力檢測油道作為分流閥的內(nèi)部通道(油道槽20)，同時利用該內(nèi)部通道(油道槽20)，使其具有單向閥功能，所以，不需要專用油道和作為閥的要素的單向閥，能使控制閥的整體結(jié)構(gòu)簡單。
以下根據(jù)圖6和圖7對本發(fā)明的第3實施例進(jìn)行說明。本實施例不僅能改善單獨操作和復(fù)合操作時的高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥的特性，而且還能改善復(fù)合操作時的低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥的特性。在圖6中，與圖1和圖5所示的同等的零件，標(biāo)相同的標(biāo)號。
在圖6中，控制閥4B-1、4B-2的結(jié)構(gòu)基本上與圖5的實施例的控制閥相同。即，在分流閥5B-1、5B-2的閥芯50B的外周形成有油道槽20，由油道槽20和控制室70之間的重疊部32，使其具有單向閥功能。另外，控制室70和信號檢測油道9通過油道31相互連接，在控制閥4B-1一側(cè)的油道31上設(shè)置節(jié)流閥11。
而且，本實施例的控制閥4B-1、4B-2，在分流閥5B-1、5B-2的閥芯50B的入口通道5a一側(cè)的端部，設(shè)置使入口通道5a一側(cè)的端部的直徑比控制室70一側(cè)的端部的直徑大的擴(kuò)徑部50a，使閥芯50B的入口通道5a一側(cè)的受壓面積Ai和控制室70一側(cè)的受壓面積Ac成Ai＞Ac的關(guān)系。
其他結(jié)構(gòu)與圖1所示的實施例相同。而且，在圖6，以液壓源1B為代表表示圖1所示的液壓泵1、泄流閥2、溢流閥21、22。
在復(fù)合操作時，高負(fù)載壓力一側(cè)和低負(fù)載壓力一側(cè)所要求的流量特性有多個不同之處。在復(fù)合操作時，作為低負(fù)載壓力一側(cè)所要求的流量特性之一，有時有的場合低負(fù)載壓力一側(cè)高壓油流量大更好。例如，在液壓挖掘機(jī)的伸臂和旋轉(zhuǎn)進(jìn)行復(fù)合操作時，要求想要以伸臂的伸出驅(qū)動壓力驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)，在這種場合下，需要分流閥具有相當(dāng)平穩(wěn)的性能。作為第2個特性，是消除作用在低負(fù)載壓力一側(cè)的分流閥上的液動力的影響。作用在分流閥上的液動力由下式給出FL=2·C·A(x)-(Pin-Pout)·cosθC流量系數(shù)A(x)由于閥芯沖程運動x所決定的開口面積Pin入口壓力Pout出口壓力θ射流角液動力FL隨分流閥節(jié)流口的前后壓差Pin-Pout的增加而增大。分流閥節(jié)流口的前后壓差Pin-Pout，低負(fù)載壓力一側(cè)的分流閥更大。因此，作用在分流閥上的液動力的影響低負(fù)載壓力一側(cè)更大。
如上所述，由于在高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-1上設(shè)置有節(jié)流閥11，所以具有若負(fù)載壓力(出口壓力P3)增加，則控制流量Q減少的、圖3所示的特性。在低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-1的分流閥5-2上，信號檢測油道9的信號壓力Pc被引導(dǎo)至其控制室70。高負(fù)載壓力一側(cè)的分流閥5-1的閥芯50由于壓力P2和壓力P4而處于平衡的狀態(tài)，與此相對應(yīng)，低壓側(cè)的分流閥5-2的閥芯50相對被引導(dǎo)至控制室70的信號壓力Pc而處于平衡的狀態(tài)，由于該信號壓力Pc是由節(jié)流閥11將檢測的負(fù)載壓力(出口壓力P3)(=P4)減壓了的壓力值，所以，低負(fù)載壓力一側(cè)的分流閥5-2的閥芯50應(yīng)該是由比P2低的入口壓力Pin平衡的。但是，由于在低負(fù)載壓力一側(cè)的分流閥5-2的閥體50上，在關(guān)閥的方向上作用有隨閥芯50的節(jié)流口的前后壓差Pin-P5的變化而變化的液動力，由該液動力和控制室70的信號壓力Pc使其平衡，所以，分流閥5-2的入口壓力Pin其壓力值必須在P2以上。換言之，在低負(fù)載壓力一側(cè)，由于液動力的影響，不能忽視在第1實施例引用式(2)所說明的、分流閥5-2的入口壓力Pin和控制室70的控制壓力Pc的壓差ΔPb2。其結(jié)果，恐怕會如圖7中虛線所示，變成隨著P3和P5壓差的增大，而控制流量Q減少的特性。在這種情況下，由高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-1進(jìn)行控制，使其若負(fù)載壓力增加，則流量減少，與此相對應(yīng)，低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-2隨著P3和P5壓差的增加，控制流量減少，以抵消高負(fù)載壓力一側(cè)的作用。另外，在高負(fù)載壓力一側(cè)的壓力一定、而低負(fù)載壓力一側(cè)的壓力降低時，低負(fù)載壓力一側(cè)所消耗的流量減少，道理與此相反。
在本實施例，由于抵消了該低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4B-2的分流閥5B-2上的液動力的影響，所以，如上所述，使其在入口通道5a一側(cè)的受壓面積Ai和控制室70一側(cè)的受壓面積Ac之間具有Ai＞Ac的關(guān)系，使分流閥5B-2的入口壓力和出口壓力的壓差作用在Ai-Ac的面積上。因此，液動力與壓差P3-P5成比例地增大，作用在關(guān)閉閥芯50B的一側(cè)，與此相對應(yīng)，作用在面積Ai-Ac上的、作用在打開閥芯50B一側(cè)的力也與壓差P3-P5成比例增大，所以，能抵消液動力的影響，獲得如圖7所示那樣的隨著壓差P3-P5的增大，控制流量Q增大的特性。
根據(jù)本實施例，不僅使單獨和復(fù)合操作時的高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-1具有負(fù)載依存特性，改善了控制閥4-1的特性，而且即使是復(fù)合操作時的低壓負(fù)載一側(cè)的控制閥4-2，也能消除液動力的影響等等，改善其特性，能很好地進(jìn)行復(fù)合操作。另外，改善高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-1的特性的機(jī)構(gòu)僅僅是在負(fù)載壓力檢測油道上設(shè)置節(jié)流閥11，改善低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥4-2的特性的機(jī)構(gòu)僅僅是使分流閥5-2的受壓面積不同，兩改善機(jī)構(gòu)是完全相互獨立的。因此，能以相互獨立的機(jī)構(gòu)達(dá)到高負(fù)載壓力一側(cè)所要求的性能和低負(fù)載壓力一側(cè)所要求的性能，大幅度地增加了機(jī)器的選擇自由度。
以下根據(jù)圖8和圖9對本發(fā)明的第4實施例進(jìn)行說明。本實施例就是把使單獨操作和復(fù)合操作時的高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥具有負(fù)載依存特性的節(jié)流閥改成可調(diào)節(jié)流閥。在圖8中，與圖1和圖5所示的同等的零件標(biāo)相同的標(biāo)號。
在圖8中，在與液壓執(zhí)行元件3-1(參照圖1)相關(guān)的控制閥4C-1的油道31上設(shè)置可調(diào)節(jié)流閥11A，該可調(diào)節(jié)流閥11A可以用例如設(shè)置在外部的操縱件40調(diào)整開口面積。圖9所示是改變可調(diào)節(jié)流閥11A的開口面積情況下的負(fù)載依存特性的變化情況。隨著節(jié)流閥開口面積的減小，節(jié)流閥的前后壓差增大，結(jié)果，隨著負(fù)載壓力P3的增加，減少的控制流量的減少程度增大。
這樣一來，由于可以從外部調(diào)整可調(diào)節(jié)流閥11A的開口面積，所以能自由地調(diào)節(jié)控制閥4C-1的流量特性的負(fù)載依存特性，能根據(jù)執(zhí)行元件負(fù)載的種類設(shè)定最佳的負(fù)載依存特性。
以下根據(jù)圖10和圖11對本發(fā)明的第5和第6實施例進(jìn)行說明。本實施例是使負(fù)載壓力的檢測位置不同。在圖10和11中，與圖1和圖5所示的同等的零件標(biāo)相同的標(biāo)號。
在圖10中，其結(jié)構(gòu)為本發(fā)明的第5實施例上的控制閥4D-1具有負(fù)載壓力檢測油道7D-1，該負(fù)載壓力檢測油道7D-1的具備單向閥8-1的油道部分7Da從主閥4a-1的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和分流閥5-1的入口通道5a之間分出來，在本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，從主閥4a-1和分流閥5-1之間檢測負(fù)載壓力，引導(dǎo)至控制室70。控制閥4D-2一側(cè)的負(fù)載壓力檢測油道7D-2的具備單向閥8-2的油道部分7Da也是一樣的。
圖11所示是本發(fā)明的第6實施例，和與圖1的第1實施例相對應(yīng)的圖5的第2實施例一樣，將圖10所示的第5實施例的負(fù)載壓力檢測油道作為分流閥的內(nèi)部通道組裝進(jìn)去。
在圖11中，控制閥4E-1所具備的分流閥5E-1的閥芯50E，具有在入口通道5a中設(shè)有開口的內(nèi)部通道20E，內(nèi)部通道20E的相反一側(cè)的端部20a在閥芯50E的外周面上設(shè)有開口，且形成有在閥芯50E處于圖示的閉位置時，在內(nèi)部通道20E的開口端部20a和控制室70之間，切斷兩者的連通的重疊量為X的重疊部32，若閥芯50E從圖示的位置沖程運動該重疊量X以上，則內(nèi)部通道20E與控制室70相連通。而且，在這種場合下，內(nèi)部通道20E和重疊部32也構(gòu)成帶單向閥功能的油道，該油道在本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1(參照圖1)的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，從分流閥5E-1和保持單向閥6-1之間檢測該負(fù)載壓力，引導(dǎo)至控制室70。
圖10所示的控制閥4D-2一側(cè)的分流閥也有與上述分流閥5E-1相同的結(jié)構(gòu)。但是，油道31上沒有設(shè)置節(jié)流閥11。
因此，由于在單獨操作時，或者在是復(fù)合操作而本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，分流閥5-1、5-2處于全開狀態(tài)，所以，分流閥5-1、5-2的入口通道5a的壓力大至與出口通道5b的壓力相等。因此，即使是上述的第5和第6實施例，也分別能獲得與第1和第2實施例同樣的效果。
而且，以上實施例，液壓泵采用固定容量型的液壓泵，載荷感知系統(tǒng)的泵控制機(jī)構(gòu)采用泄流2，但如圖12所示，液壓泵也可以采用可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?A，載荷感知系統(tǒng)的泵控制機(jī)構(gòu)也可以采用傾轉(zhuǎn)控制器2A，該傾轉(zhuǎn)控制器2A對液壓泵1A進(jìn)行傾轉(zhuǎn)控制，使液壓泵1A的排油壓力P1比信號檢測油道9的信號壓力Pc僅僅高出彈簧2d的設(shè)定值ΔPL。即使采用這樣的載荷感知系統(tǒng)的泵控制機(jī)構(gòu)，也能獲得同樣的效果。
以下根據(jù)圖13對本發(fā)明的第7實施例進(jìn)行說明。前面的實施例，主閥的控制入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的前后壓差的機(jī)構(gòu)，采用后控型的分流閥，而本實施例采用前控型的分流閥(壓力補(bǔ)償閥)。在圖13中，與圖1和圖12所示的同等的零件標(biāo)相同的標(biāo)號。
在圖13中，控制閥4F-1、4F-2分別內(nèi)藏有具備入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和出口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/O的主閥4Fa-1、4Fa-2，和能進(jìn)行復(fù)合操作的分流閥5F-1、5F-2。主閥4Fa-1、4Fa-2在入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的下游內(nèi)藏有保持單向閥6F-1、6f-2。
在控制閥4F-1、4F-2上，分流閥5F-1、5F-2是設(shè)置在油泵1A和主閥4Fa-1、4Fa-2的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I之間的、前控型的壓力補(bǔ)償閥。
另外，分流閥5-1具有閥芯--滑閥50F-1；設(shè)置在該滑閥50F-1上的可調(diào)節(jié)流部80-1；給滑閥50F-1在打開可調(diào)節(jié)流閥部80-1的方向上施加力的承壓部81-1、80-2；給滑閥50F-1在關(guān)閉可調(diào)節(jié)流閥部80-1的方向上施加力的承壓部83-1、84-1。承壓部81-1、83-1是用于反饋控制油壓力的，液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力(主閥4Fa-1的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的出口壓力)通過油道90-1、91-1引導(dǎo)至承壓部81-1，主閥4Fa-1的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的入口壓力通過油道92-1引導(dǎo)至承壓部83-1。承壓部82-1、84-1用于設(shè)定目標(biāo)補(bǔ)償壓差，液壓泵1A的排油壓力通過油道93-1引導(dǎo)至承壓部82-1，信號壓力Pc(后述)通過油道94-1引導(dǎo)至承壓部84-1。
主閥4Fa-1具有從入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I和保持單向閥6F-1之間分出的，將該部分的壓力作為液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力進(jìn)行檢測的內(nèi)部油道86-1，內(nèi)部油道86-1與上述油道90-1和另一個油道(負(fù)載壓力檢測油道)96-1相連接，在內(nèi)部油道86-1測得的負(fù)載壓力被引導(dǎo)至這些油道90-1、96-1。油道96-1與梭閥98的輸入側(cè)相連接。
控制閥4F-2一側(cè)也同樣，在圖13中，在與控制閥4F-1的結(jié)構(gòu)要素同等的零件上，標(biāo)主號碼相同、將分號碼從“-1”變成“-2”的標(biāo)號，且省略其說明。
梭閥90檢測油道96-1、96-2的壓力中的高壓側(cè)(最高壓力)的壓力，將其作為信號壓力Pc引導(dǎo)至信號檢測油道9，梭閥90的輸出與信號檢測油道9相連接，信號檢測油道9進(jìn)一步經(jīng)油道12和設(shè)置在該油道12上的節(jié)流閥14(面積at)與油箱T相連接。另外，上述油道94-1、94-2從信號檢測油道9分出來，信號檢測油道9的信號壓力Pc通過該油道引導(dǎo)至分流閥5F-1、5F-2的承壓部84-1、84-2。
而且，在控制閥4F-1一側(cè)的油道88-1上，設(shè)置有是本發(fā)明的特征的節(jié)流閥11(面積ac＞at)。該節(jié)流閥11與第1實施例一樣，在本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力是最高負(fù)載壓力時，與節(jié)流閥14相互作用，調(diào)節(jié)該負(fù)載壓力，傳遞至梭閥98，作為信號壓力Pc引導(dǎo)至信號檢測油道9。
即使是象上述那樣構(gòu)成的本實施例，隨著液壓執(zhí)行元件3-1的負(fù)載壓力(入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥M/I的出口壓力)的上升，節(jié)流閥11的前后壓差增加，由節(jié)流閥11對信號壓力Pc進(jìn)行減壓的作用增強(qiáng)。即節(jié)流閥11具有隨負(fù)載壓力的增加，使節(jié)流閥11的前后壓差增大，對信號壓力Pc進(jìn)行減壓的調(diào)節(jié)功能，控制閥4F-1具有若負(fù)載壓力上升、則控制流量減少的負(fù)載依存特性。
因此，即使根據(jù)本實施例，在具備前控型的分流閥(壓力補(bǔ)償閥)的液壓回路裝置上，也能獲得與第1實施例同樣的效果。
以上對本發(fā)明幾個實施例進(jìn)行了說明，但這些實施例在本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以有種種變形。例如，在以上的實施例中，僅在液壓執(zhí)行元件3-1一側(cè)的控制閥上設(shè)置節(jié)流閥11，僅使該控制閥具有負(fù)載依存特性。但是，液壓執(zhí)行元件驅(qū)動的負(fù)載是或大或小的慣性體，也可以與液壓執(zhí)行元件的負(fù)載的種類無關(guān)地，同樣在液壓執(zhí)行元件3-1一側(cè)以外的控制閥(圖1的實例可以說是控制閥4-2)的負(fù)載檢測油道上設(shè)置節(jié)流閥11，使多個個或全部的執(zhí)行元件的控制閥具有負(fù)載依存特性。在這種情況下，最好是象圖8所示的實施例那樣，為能從外部調(diào)整各控制閥節(jié)流閥的可調(diào)節(jié)流閥，因此，在組裝控制閥后，能根據(jù)執(zhí)行元件負(fù)載的種類，從外部設(shè)定最佳的負(fù)載依存特性。
根據(jù)本發(fā)明，由于在起動液壓執(zhí)行元件時，隨著負(fù)載壓力的增加，供向液壓執(zhí)行元件的流量減少，液壓泵的排出流量減少，所以能避免在驅(qū)動液壓執(zhí)行元件時的壓力急劇上升現(xiàn)象，且便于提前衰減壓力脈動，能獲得與驅(qū)動的慣性體的大小無關(guān)的平穩(wěn)的起動特性。
另外，由于在第2油道上設(shè)置第2節(jié)流閥，通過該第2節(jié)流閥與設(shè)置在信號檢測油道上的第1節(jié)流閥協(xié)同工作，調(diào)節(jié)負(fù)載壓力，由此使其隨著負(fù)載壓力的增加，增大前后壓差，利用這一現(xiàn)象，使控制閥具有負(fù)載依存特性，所以，能獲得與主閥的運動位置、即與產(chǎn)生主閥的操作信號的操縱桿的操作位置無關(guān)的、而僅與負(fù)載壓力有關(guān)的上述效果，可操作性很好。
另外，由于僅僅是在負(fù)載壓力檢測油道上增加第2節(jié)流閥，所以，結(jié)構(gòu)極為簡單，即使控制閥的主閥是滑閥型的也能很容易地應(yīng)用。另外，由于僅僅是增加第2節(jié)流閥，所以也不必?fù)?dān)心誤動作。
再有，由于第1油道從分流閥和保持單向閥之間的油道上分出來，將該部分的壓力作為負(fù)載壓力進(jìn)行檢測，所以，即使液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力比主閥的入口節(jié)流節(jié)流閥的高，負(fù)載壓力也能由保持單向閥保持住，高壓油不會通過第1油道、第2油道、第2節(jié)流閥、信號檢測油道、第3油道和第1節(jié)流閥倒流回油箱。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于其結(jié)構(gòu)是將控制閥的負(fù)載檢測油道作為分流閥的內(nèi)部通道，且利用該內(nèi)部通道，使其具有單向閥功能，所以，整個控制閥的結(jié)構(gòu)能很簡單。
再有，根據(jù)本發(fā)明，能由復(fù)合操作時的高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥消除作用在分流閥上的液動力的影響等，改善低負(fù)載壓力側(cè)的控制閥的特性，能很好地進(jìn)行復(fù)合操作，同時，還能用獨立的機(jī)構(gòu)達(dá)到改善高負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥的特定的和改善低負(fù)載壓力一側(cè)的控制閥的特性的目的，能大幅度地增加機(jī)器的選擇自由度。
權(quán)利要求
1．一種液壓回路裝置，包括液壓泵(1)；由從該液壓泵排出的高壓油驅(qū)動的多個液壓執(zhí)行元件(3-1、3-2)；配置在上述液壓泵和多個執(zhí)行元件之間的多個控制閥(4-1、4-2)；引導(dǎo)基于上述多個液壓執(zhí)行元件的最高負(fù)載壓力的信號壓力的信號檢測油道(9)；控制上述液壓泵的排出壓力，使其比上述信號壓力僅僅高出規(guī)定值的泵控制機(jī)構(gòu)(2)，上述多個控制閥(4-1、4-2)分別具有具備控制供給到上述液壓執(zhí)行元件(3-1、3-2)的高壓油流量的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥(M/I)的主閥(4a-1、4a-2)；配置在上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥和上述執(zhí)行元件之間的分流閥(5-1、5-2)，上述分流閥各自具有一端位于與上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥相連的入口通道(5a)中、另一端位于控制室(70)中的閥芯(50)，上述閥芯靠上述控制室的壓力和上述入口通道的壓力的平衡的進(jìn)行沖程運動，控制上述入口通道的壓力，由此控制上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的前后壓差，其特征是具有分別設(shè)置在上述多個控制閥(4-1、4-2)上，在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件(3-1、3-2)的負(fù)載壓力是上述最高壓力時，檢測該負(fù)載壓力、引導(dǎo)至上述控制室(70)的第1油道(7a、8-1、8-2、10-1、10-2)；分別設(shè)置在上述多個控制閥(4-1、4-2)上、將上述控制室連到上述信號檢測油道(9)上，在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力不是上述最高負(fù)載壓力時，將上述信號檢測油道的信號壓力引導(dǎo)至上述控制室的第2油道(7b)；將上述信號檢測油道(9)連向油箱的第3油道(12)；設(shè)置在上述第3油道(12)上的第1節(jié)流閥(14)；設(shè)置在上述多個控制閥中的至少1個控制閥(4-1)的上述第2油道(7b)上，在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件(3-1)的負(fù)載壓力是上述最高負(fù)載壓力時，與上述第1節(jié)流閥(14)共同作用，調(diào)節(jié)該負(fù)載壓力，作為上述信號壓力引導(dǎo)至上述信號檢測油道(9)的第2節(jié)流閥(11)。
2．權(quán)利要求1所記載的液壓回路裝置，其特征是上述多個控制閥(4-1、4-2)進(jìn)一步分別具有配置在上述分流閥(5-1、5-2)和液壓執(zhí)行元件(3-1、3-2)之間的保持單向閥(6-1、6-2)，上述第1油道(7a、8-1、8-2、10-1、10-2)將上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥(M/I)和保持單向閥(6-1、6-2)之間的壓力作為上述負(fù)載壓力進(jìn)行檢測。
3．權(quán)利要求1或2所記載的液壓回路裝置，其特征是上述分流閥(50A-1)具有形成于該閥芯(50A)的外周、在上述分流閥的出口通道(5b)上設(shè)有開口的油道槽(20)；設(shè)置在該油道槽和上述控制室(70)之間、在上述分流閥的閥芯向開閥的方向運動規(guī)定的距離(X)時，使上述油道槽與上述控制室連通的重疊部(32)，由上述油道槽和重疊部形成上述第1油道。
4．權(quán)利要求1或2所記載的液壓回路裝置，其特征是上述多個控制閥(4B-1、4B-2)的各自分流閥(5B-1、5B-2)的閥芯(50B)，其上述入口通道(5a)一側(cè)的受壓面積比上述控制室(70)一側(cè)的受壓面積大。
5．權(quán)利要求1或2所記載的液壓回路裝置，其特征是上述第2節(jié)流閥是可調(diào)節(jié)流閥(11A)，設(shè)置調(diào)整該可調(diào)節(jié)流閥的開口面積的機(jī)構(gòu)(40)。
6．一種液壓回路裝置，包括液壓泵(1A)；由從該液壓泵排出的高壓油驅(qū)動的多個液壓執(zhí)行元件(3-1、3-2)；配置在上述液壓泵和多個執(zhí)行元件之間的多個控制閥(4F-1、4F-2)；引導(dǎo)基于上述多個液壓執(zhí)行元件的最高負(fù)載壓力的信號壓力的信號檢測油道(9)；控制上述液壓泵的排出壓力，使其比上述信號壓力僅僅高出規(guī)定值的泵控制機(jī)構(gòu)(2A)，上述多個控制閥(4F-1、4F-2)分別具有具備控制供給到上述液壓執(zhí)行元件(3-1、3-2)的高壓油的流量的入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥(M/I)的主閥(4Fa-1、4Fa-2)；配置在上述液壓泵和上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥之間，控制上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥的前后壓差的壓力補(bǔ)償閥(5F-1、5F-2)，其特征是具有分別設(shè)置在上述多個控制閥(4F-1、4F-2)上、為了控制上述入口節(jié)流可調(diào)節(jié)流閥(M/I)的前后壓差而將與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件(3-1、3-2)的負(fù)載壓力引導(dǎo)至上述壓力補(bǔ)償閥(5F-1、5F-2)的承壓部(81-1、81-2)的第1油道(90-1、90-2、91-1、91-2)；分別設(shè)置在上述多個控制閥上、檢測與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件的負(fù)載壓力的第2油道(96-1、96-2)；檢測上述多個控制閥的各自的上述第2油道壓力中的最高壓力、將其作為上述信號壓力引導(dǎo)至上述信號檢測油道(9)的選擇機(jī)構(gòu)(98)；將上述信號檢測油道(9)連向油箱的第3油道(12)；設(shè)置在上述第3油道(12)上的第1節(jié)流閥(14)；設(shè)置在上述多個控制閥(4F-1、4F-2)中的至少1個控制閥(4F-1)的上述第2油道(96-1)上、在與本身相關(guān)的液壓執(zhí)行元件(3-1)的負(fù)載壓力是上述最高壓力時，與上述第1節(jié)流閥(14)共同作用，調(diào)節(jié)該負(fù)載壓力，傳遞至上述選擇機(jī)構(gòu)(98)，作為上述信號壓力引導(dǎo)至上述信號檢測油道(9)的第2節(jié)流閥(11)。
全文摘要
負(fù)載壓力檢測油道7—1從分流閥5—1的出口通道5b和保持單向閥6—1之間的油道30—1上分出來,與信號檢測油道9相連接,信號檢測油道9經(jīng)過節(jié)流閥14(面積at)與油箱T相連接,控制油道10—1從負(fù)載壓力檢測油道7—1上分出來,與控制室70相連接,單向閥8—1設(shè)置在負(fù)載壓力檢測油道7—1的、油道30—1和控制油道10—1的分支點之間的油道部分7a上,節(jié)流閥11(面積ac)設(shè)置在負(fù)載壓力檢測油道7—1的、控制油道10—1的分支點和信號檢測油道9之間的油道部分7b上。因此,具備載荷感知系統(tǒng)的液壓回路裝置能獲得與驅(qū)動的慣性體的大小無關(guān)的平穩(wěn)的起動特性,且結(jié)構(gòu)簡單,即使是滑閥式的控制閥也能容易應(yīng)用。
文檔編號F15B13/04GK1296552SQ00800274
公開日2001年5月23日 申請日期2000年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月4日
發(fā)明者野澤勇作, 東崎光久, 西村良純, 高橋欣也 申請人:日立建機(jī)株式會社