專利名稱：工程機(jī)械的液壓回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于驅(qū)動(dòng)例如像挖掘機(jī)般包括作業(yè)附屬裝置的工程機(jī)械的液壓缸的液壓回路。
背景技術(shù)：
以圖5所示的挖掘機(jī)為例說(shuō)明本發(fā)明的背景技術(shù)。該挖掘機(jī)包括下部行走體1、旋轉(zhuǎn)自如地裝設(shè)在該下部行走體I之上的上部旋轉(zhuǎn)體2、和安裝在該上部旋轉(zhuǎn)體2上的作業(yè)附屬裝置3。作業(yè)附屬裝置3包含:起伏自如的動(dòng)臂4 ;能夠繞左右方向的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于該動(dòng)臂4的頂端的斗桿5 ;能夠繞左右方向的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于該斗桿5的頂端的鏟斗6 ;動(dòng)臂工作缸7，作為向上升方向及下降方向驅(qū)動(dòng)所述動(dòng)臂4而伸縮的液壓缸；斗桿工作缸8，作為使所述斗桿5向推方向即該斗桿5自上部旋轉(zhuǎn)體2離開的方向與拉方向即該斗桿5接近上部旋轉(zhuǎn)體2的方向轉(zhuǎn)動(dòng)而伸縮的液壓缸；以及鏟斗工作缸9，作為使所述鏟斗6向分別對(duì)應(yīng)于挖掘動(dòng)作以及翻斗動(dòng)作的方向轉(zhuǎn)動(dòng)而伸縮的液壓缸。所述各液壓缸具有接受用于使該液壓缸伸長(zhǎng)的工作油的供應(yīng)的底側(cè)油室和接受用于使該液壓缸收縮的工作油的供應(yīng)的桿側(cè)油室。該挖掘機(jī)還包括用于驅(qū)動(dòng)所述各液壓缸的液壓回路。該液壓回路具有液壓泵、油箱、和夾設(shè)于該液壓泵以及該油箱與所述液壓缸之間的控制閥?？刂崎y能夠被切換到允許向所述液壓缸的底側(cè)油室供應(yīng)工作油并排出桿側(cè)油室內(nèi)的工作油的位置和允許向所述桿側(cè)油室供應(yīng)工作油并排出所述底側(cè)油室內(nèi)的工作油的位置，由此，能夠控制所述液壓缸的伸縮動(dòng)作。在所述液壓缸中，在該底側(cè)油室的剖面積與桿側(cè)油室的剖面積之間存在相當(dāng)于該液壓缸的桿的剖面積的差。該剖面積的差使液壓缸的收縮操作時(shí)的從底側(cè)油室向油箱的返回油的流量比向桿側(cè)油室的供應(yīng)的工作油的流量多，由此，導(dǎo)致在返回側(cè)油路中壓力損失增大的問題。 作為其對(duì)策，日本專利公開公報(bào)特開2002-339904號(hào)記載的第一現(xiàn)有技術(shù)使用從液壓缸的底側(cè)管路分支出且不經(jīng)由控制閥而通至油箱的快速返回回路。該快速返回回路通過使在液壓缸的收縮動(dòng)作時(shí)從其底側(cè)油室排出的返回油的一部分直接返回到油箱而降低返回側(cè)油路中的壓力損失。但是，由于所述快速返回回路減少經(jīng)由控制閥而返回到油箱的工作油的流量，所以尤其是在向與附屬裝置的自重作用的方向相同的方向操作液壓缸時(shí)，在供應(yīng)側(cè)的油路中產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象的可能性增高。具體而言，例如圖5所示，在斗桿工作缸8從抱著斗桿5的姿勢(shì)(即斗桿5及鏟斗6的重量相對(duì)于斗桿工作缸8作用于使其收縮的方向的姿勢(shì))向推斗桿方向(即使所述斗桿工作缸8收縮的方向)被驅(qū)動(dòng)的情況下，其背壓降低，桿側(cè)的壓力即供應(yīng)側(cè)的壓力成為負(fù)壓，由此，有可能產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。另一方，日本專利公開公報(bào)特開2004-92247號(hào)公報(bào)所記載的第二現(xiàn)有技術(shù)為了防止因供應(yīng)側(cè)的油路中的壓力降低而引起的氣穴現(xiàn)象，使用連接液壓缸的桿側(cè)管路與底側(cè)管路的再生回路。該再生回路通過使排出側(cè)的油的一部分不經(jīng)由控制閥而返回到供應(yīng)側(cè)，抑制供應(yīng)側(cè)的壓力的降低。但是，為了防止所述第一現(xiàn)有技術(shù)中的氣穴現(xiàn)象而直接應(yīng)用所述第二現(xiàn)有技術(shù)的再生回路是困難的。如果為了使第一現(xiàn)有技術(shù)中的來(lái)自底側(cè)油路的返回油的一部分返回到桿側(cè)油路而附加所述再生回路，即在包括所述快速返回回路的液壓回路中僅直接附加所述再生回路的情況下，為了使液壓缸向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作而被供應(yīng)到該底側(cè)油室的油有可能通過快速返回回路返回到油箱或通過再生回路流入到桿側(cè)。這妨礙了該液壓回路實(shí)際上作為用于驅(qū)動(dòng)液壓缸的回路發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置于工程機(jī)械的液壓缸的液壓回路，其能夠兼顧使用快速返回回路降低在使該液壓缸向收縮方向動(dòng)作時(shí)的返回側(cè)的壓力損失以及防止因使用該快速返回回路而引起的氣穴(cavitation)的產(chǎn)生。本發(fā)明提供的液壓回路設(shè)置于具有液壓缸的工程機(jī)械中用于驅(qū)動(dòng)所述液壓缸，該液壓缸具有底側(cè)油室及桿側(cè)油室，通過向所述底側(cè)油室供應(yīng)工作油而一邊從所述桿側(cè)油室排出工作油一邊向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作，通過向所述桿側(cè)油室供應(yīng)工作油而一邊從所述底側(cè)油室排出工作油一邊向收縮方向動(dòng)作，該液壓回路包括:液壓泵，用于向所述液壓缸供應(yīng)工作油；油箱，容納從所述液壓缸排出的工作油；控制閥，可在伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置與收縮驅(qū)動(dòng)位置之間切換，該伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置通過將從所述液壓泵噴出的工作油導(dǎo)入所述底側(cè)油室并將從所述桿側(cè)油室排出的工作油導(dǎo)入所述油箱使所述液壓缸向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作，該收縮驅(qū)動(dòng)位置通過將從所述液壓泵噴出的工作油導(dǎo)入所述桿側(cè)油室并將從所述底側(cè)油室排出的工作油導(dǎo)入所述油箱使所述液壓缸向收縮方向動(dòng)作；底側(cè)管路，連結(jié)所述液壓缸的底側(cè)油室與所述控制閥；桿側(cè)管路，連結(jié)所述液壓缸的桿側(cè)油室與所述控制閥；快速返回回路，具有分支管路和快速返回閥，該分支管路從所述底側(cè)管路分支出且到達(dá)所述油箱，在所述液壓缸向收縮方向動(dòng)作時(shí)使從所述底側(cè)油室排出的返回油不經(jīng)由所述控制閥而直接返回到油箱，該快速返回閥設(shè)置于該分支管路，且僅在所述控制閥被切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)允許該分支管路中的工作油流動(dòng)；以及再生回路，向所述液壓缸的桿側(cè)油室供應(yīng)從所述底側(cè)油室排出的返回油的一部分，其中，該再生回路僅在所述液壓缸被切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)僅允許從所述底側(cè)油室朝向所述桿側(cè)油室的油流動(dòng)。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的回路圖。圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的回路圖。圖3是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的回路圖。圖4是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的回路圖。圖5是作為本發(fā)明的適用對(duì)象的例子的挖掘機(jī)的概略側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1至圖4來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第一至第四實(shí)施方式。這些實(shí)施方式所涉及的液壓回路均為了驅(qū)動(dòng)圖5所示的挖掘機(jī)的斗桿工作缸8而裝設(shè)在該挖掘機(jī)上。所述斗桿工作缸8具有底側(cè)油室8a與桿側(cè)油室8b，且通過向底側(cè)油室8a供應(yīng)工作油而一邊從桿側(cè)油室8b排出工作油一邊向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作，相反地，通過向桿側(cè)油室8b供應(yīng)工作油而一邊從底側(cè)油室8a排出工作油一邊向收縮方向動(dòng)作。圖1至圖4中分別所示的第一至第四實(shí)施方式所涉及的回路，包括作為相互共同的構(gòu)成要素的:液壓泵10，用于向所述斗桿工作缸8供應(yīng)工作油；油箱T，容納從所述斗桿工作缸8排出的工作油；控制閥12，設(shè)置于所述液壓泵10以及所述油箱T與所述斗桿工作缸8之間；遙控閥11，相當(dāng)于用于進(jìn)行該控制閥12的位置切換操作的操作器；底側(cè)管路13，連結(jié)所述控制閥12與所述斗桿工作缸8的底側(cè)油室8a ;桿側(cè)管路14，連結(jié)控制閥12與斗桿工作缸8的桿側(cè)油室Sb ;先導(dǎo)泵15，作為所述遙控閥11的先導(dǎo)液壓源；以及背壓閥16。所述控制閥12是具有一對(duì)先導(dǎo)口 12a、12b的三位液壓先導(dǎo)式切換閥，且具有中立位置PO、作為收縮驅(qū)動(dòng)位置的推斗桿位置P1、和作為伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置的收斗桿位置P2，通過在這些位置之間切換，能夠切換工作油相對(duì)于斗桿工作缸8的供應(yīng)排出狀態(tài)而控制該斗桿工作缸8的伸縮動(dòng)作。具體而言，所述控制閥12在所述先導(dǎo)口 12a、12b均未被供應(yīng)先導(dǎo)壓力時(shí)，保持所述中立位置PO，且在所述兩油室8a、8b與所述液壓泵10以及所述油箱T之間隔斷。所述控制閥12通過向所述先導(dǎo)口 12b供應(yīng)先導(dǎo)壓力而被切換到所述收斗桿位置P2”，在該推斗桿位置Pl形成使液壓泵10噴出的工作油通過所述底側(cè)管路13導(dǎo)入所述底側(cè)油室8a并且使從所述桿側(cè)油室Sb排出的工作油通過所述桿側(cè)管路14導(dǎo)入所述油箱T的油路，從而使所述斗桿工作缸8向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作。此外，所述控制閥12J1過通過向所述先導(dǎo)口 12a供應(yīng)先導(dǎo)壓力而被切換到所述推斗桿位置P1，在該收斗桿位置P2形成使液壓泵10噴出的工作油通過所述桿側(cè)管路14導(dǎo)入所述桿側(cè)油室Sb并且使從所述底側(cè)油室8a排出的工作油通過所述底側(cè)管路13導(dǎo)入所述油箱T的油路，從而使所述斗桿工作缸8向收縮方向動(dòng)作。所述遙控閥11具有作為操作部件的操作桿、和能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)該操作桿的閥主體。閥主體具有作為兩個(gè)先導(dǎo)壓力輸出口的推斗桿側(cè)口和收斗桿側(cè)口，且推斗桿側(cè)口經(jīng)由推斗桿側(cè)先導(dǎo)管路21A連接于所述先導(dǎo)口 12a，收斗桿側(cè)口經(jīng)由收斗桿側(cè)先導(dǎo)管路21B連接于所述先導(dǎo)口 12b。遙控閥11在所述操作桿不從其中立位置操作時(shí)不輸出先導(dǎo)壓力，在所述操作桿從所述中立位置向推斗桿側(cè)操作時(shí)，將與其操作量對(duì)應(yīng)大小的先導(dǎo)壓力從所述推斗桿側(cè)口輸出，并輸入到所述先導(dǎo)口 12a，在所述操作桿從所述中立位置向收斗桿側(cè)操作時(shí)，將與其操作量對(duì)應(yīng)的大小先導(dǎo)壓力從所述收斗桿側(cè)口輸出，并輸入到所述先導(dǎo)口 12b。接著，說(shuō)明圖1所示的第一實(shí)施方式所涉及的液壓回路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。該液壓回路除了上述構(gòu)成要素之外，還包括快速返回回路19，該快速返回回路19具有分支管路17和快速返回閥18。所述分支管路17從所述底側(cè)管路13分支出，且繞過所述控制閥12地到達(dá)油箱T。所述快速返回閥18設(shè)置于所述分支管路17，且僅在所述控制閥12被操作到所述推斗桿位置Pl時(shí)，即僅在被操作成使所述斗桿工作缸8向收縮方向動(dòng)作時(shí)，開通所述分支管路17，以允許從底側(cè)油室8a排出的返回油不經(jīng)由控制閥12而直接地返回油箱T。該實(shí)施方式所涉及的快速返回閥18是具有單一的先導(dǎo)口 18a的兩位先導(dǎo)式切換閥。具體而言，快速返回閥18在所述先導(dǎo)口 18a未被供應(yīng)先導(dǎo)壓力時(shí)，保持關(guān)閉位置P3且遮擋所述分支管路17，通過向所述先導(dǎo)口 18a供應(yīng)先導(dǎo)壓力而從所述關(guān)閉位置P3切換到打開位置P4，且開通所述分支管路17。用于向所述快速返回閥18的先導(dǎo)口 18a導(dǎo)入先導(dǎo)壓力的先導(dǎo)管路20是從所述推斗桿側(cè)先導(dǎo)管路21A分支出的管路，且僅在遙控閥11的操作桿向推斗桿側(cè)操作而在控制閥12的先導(dǎo)口 12a輸入有用于將該控制閥12切換到所述推斗桿位置Pl的先導(dǎo)壓力時(shí)，將該先導(dǎo)壓力導(dǎo)入所述先導(dǎo)口 18a。并且，該液壓回路包括將從所述底側(cè)油室8a排出的返回油的一部分供應(yīng)至所述桿側(cè)油室8b的再生回路24。該再生回路24具有旁通管路22和止回閥(check valve) 23。旁通管路22連接所述快速返回回路19的分支管路17中的所述快速返回閥18的出口側(cè)的部位與所述桿側(cè)管路14。所述止回閥23設(shè)置于所述旁通管路22，且是僅允許油從所述分支管路17朝向所述桿側(cè)管路14流動(dòng)的單向閥。S卩，在該第一實(shí)施方式所涉及的液壓回路中，快速返回回路19中的快速返回閥18兼用作僅在推斗桿操作時(shí)在再生回路24中進(jìn)行再生作用而在收斗桿操作時(shí)不進(jìn)行再生作用的閥。在該液壓回路中，在作為遙控閥11的操作部件的操作桿被向推斗桿側(cè)即使斗桿工作缸8收縮的一側(cè)操作時(shí)，通過該遙控閥11從該推斗桿側(cè)口輸出先導(dǎo)壓力，且該先導(dǎo)壓力被輸入到控制閥12的先導(dǎo)口 12a，使該控制閥12從中立位置PO切換到推斗桿位置Pl，同時(shí)該先導(dǎo)壓力被輸入到快速返回閥18的先導(dǎo)口 18a，該快速返回閥18從關(guān)閉位置P3切換到打開位置P4。由此，液壓泵15噴出的工作油被導(dǎo)入到斗桿工作缸8的桿側(cè)油室8b，使該斗桿工作缸8向收縮方向動(dòng)作。另一方面，底側(cè)油室8a內(nèi)的工作油通過第一路徑和第二路徑返回到油箱T，該第一路徑通過底側(cè)管路13及控制閥12，該第二路徑從底側(cè)管路13通過快速返回回路19，即繞過控制閥12。如此，推斗桿操作時(shí)的返回油的一部分不通過控制閥12而直接返回到油箱T，能夠降低返回側(cè)的壓力損失。其另一方面，所述再生回路24防止因所述返回油通過所述第二路徑而引起的氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體而言，由于在所述推斗桿操作時(shí)，來(lái)自所述底側(cè)油室8a的返回油的一部分通過所述第二路徑相應(yīng)地減少了經(jīng)由控制閥12而返回到油箱T的工作油的流量，所以尤其是如圖5所示以抱著斗桿5的姿勢(shì)(即斗桿5以及鏟斗6的重量相對(duì)于斗桿工作缸8作用在使其收縮的方向的姿勢(shì))進(jìn)行推斗桿操作即使斗桿工作缸8收縮的操作時(shí)，背壓降低，桿側(cè)成為負(fù)壓，有可能產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象；但是，再生回路24有效地防止該氣穴現(xiàn)象。S卩，再生回路24夾設(shè)于所述快速返回回路19中的快速返回閥18的出口側(cè)部位與所述桿側(cè)管路14之間，在推斗桿操作時(shí)，如前所述，允許欲經(jīng)由快速返回回路19返回到油箱T的工作油的一部分被桿側(cè)的負(fù)壓拉拽而供應(yīng)至桿側(cè)油室8b。由此，能夠補(bǔ)充供應(yīng)至桿側(cè)油室8b的工作油的流量不足，從而防止產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。并且，防止在收斗桿操作時(shí)，本來(lái)應(yīng)供應(yīng)至底側(cè)油室8a的工作油通過快速返回回路19而返回到油箱T的不良情況或該工作油通過再生回路24而流入到桿側(cè)管路14的不良情況。具體而言，所述快速返回回路19的快速返回閥18僅在推斗桿操作時(shí)允許工作油在分支管路17中流動(dòng)，而在收斗桿操作時(shí)阻止該工作油流動(dòng)，再生回路24的止回閥23僅在推斗桿操作時(shí)僅允許工作油從底側(cè)管路13向桿側(cè)管路14流動(dòng),且阻止油從底側(cè)管路13向桿側(cè)管路14流動(dòng)。以該方式，確保驅(qū)動(dòng)斗桿工作缸8的本來(lái)的功能的同時(shí)，能夠兼顧降低返回側(cè)的壓力損失和防止在供應(yīng)側(cè)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。
并且，在該第一實(shí)施方式中，構(gòu)成快速返回回路19的快速返回閥18兼用為用于阻止再生回路24的一部分即收斗桿操作時(shí)工作油流動(dòng)的閥，從而能夠簡(jiǎn)化回路整體的結(jié)構(gòu)以及設(shè)備，降低其成本。此外，所述先導(dǎo)管路20從連接于控制閥12的先導(dǎo)口 12a的推斗桿側(cè)先導(dǎo)管路21A分支出，并連接于所述快速返回閥18的先導(dǎo)口 18a，上述情況能夠簡(jiǎn)化用于切換快速返回閥18的位置的先導(dǎo)配管，此外能夠?qū)⒖焖俜祷亻y18容易地添加到已設(shè)置的控制閥12上。接著，對(duì)圖2所示的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于以下的實(shí)施方式，僅說(shuō)明與所述第一實(shí)施方式不同的點(diǎn)。所述第二實(shí)施方式所涉及的回路除了以下的點(diǎn)之外與所述第一實(shí)施方式相同。a)所述第二實(shí)施方式所涉及的回路包括代替所述快速返回回路19的圖2所示的快速返回回路26。該快速返回回路26具有所述的分支管路17和快速返回閥25，該快速返回閥25包括先導(dǎo)式止回閥。即，該快速返回閥25通常是限制工作油從所述底側(cè)室8a向所述油箱T流動(dòng)的單向閥，但是通過接受到與上述方向反向的先導(dǎo)壓力的輸入而開閥，以允許所述流動(dòng)。b)在所述第二實(shí)施方式所涉及的回路中，在快速返回閥25的出口側(cè)與桿側(cè)管路14之間設(shè)置有具有旁通管路22和止回閥23的再生回路24，在所述快速返回閥25上連接有從所述控制閥12的推斗桿側(cè)先導(dǎo)管路21A分支出的先導(dǎo)管路20。該第二實(shí)施方式所涉及的回路還具有電磁閥28、壓力傳感器29和控制器27。電磁閥28包括兩位電磁切換閥且設(shè)置于所述先導(dǎo)管路20的中途。具體而言，電磁閥28具有隔斷所述先導(dǎo)管路20的關(guān)閉位置P5和開通所述先導(dǎo)管路20的打開位置P6，且在未從所述控制器27輸入電信號(hào)時(shí)，保持所述關(guān)閉位置P5，在輸入有該電信號(hào)時(shí)，被切換到所述打開位置P6。所述壓力傳感器29檢測(cè)所述先導(dǎo)管路20中的先導(dǎo)壓力的有無(wú)，相當(dāng)于檢測(cè)有無(wú)將控制閥12切換到收縮驅(qū)動(dòng)位置Pl的操作的操作檢測(cè)器。所述控制器27包含控制用電路，僅在所述壓力傳感器29檢測(cè)到所述先導(dǎo)壓力即從所述遙控閥11輸入到所述控制閥12的先導(dǎo)口 12a的先導(dǎo)壓力時(shí)(換言之，在檢測(cè)到推斗桿操作時(shí))向電磁閥28輸入所述電信號(hào)，而將該電磁閥28從所述關(guān)閉位置P5切換到所述打開位置P6。在該第二實(shí)施方式的回路中，僅在進(jìn)行推斗桿操作即使斗桿工作缸8收縮的操作時(shí)，在快速返回閥25上輸入先導(dǎo)壓力，該快速返回閥25允許工作油從桿側(cè)管路14向底側(cè)管路13流動(dòng)，因此，也能夠獲得基本上與第一實(shí)施方式相同的作用效果。在該第二實(shí)施方式中，控制器27的使用能夠擴(kuò)大快速返回閥25的控制的范圍。例如僅在滿足推斗桿操作時(shí)檢測(cè)返回側(cè)的壓力且該壓力是設(shè)定值以上的所謂和條件的情況下，能夠進(jìn)行打開快速返回閥25的控制或根據(jù)返回工作油的壓力或推斗桿先導(dǎo)壓力的大小而調(diào)節(jié)電磁閥28的開度等的控制。此外，該第二實(shí)施方式所涉及的快速返回閥25也可以與所述第一實(shí)施方式所涉及的快速返回閥18相同，利用推斗桿操作用的先導(dǎo)壓力，直接被操作到打開位置側(cè)。接著，說(shuō)明圖3所示的第三實(shí)施方式。該第三實(shí)施方式所涉及的液壓回路包括代替所述第一實(shí)施方式所涉及的再生回路24的再生回路32。該再生回路32具有旁通管路30和設(shè)置于該旁通管路30的再生切換閥31。旁通管路30繞過所述控制閥12，連接底側(cè)管路13與桿側(cè)管路14。再生切換閥31是具有單一的先導(dǎo)口 31a的兩位先導(dǎo)式切換閥，且具有隔斷所述旁通管路30的關(guān)閉位置P7和發(fā)揮僅允許工作油從所述底側(cè)管路13向所述桿側(cè)管路14流動(dòng)的功能即作為單向閥(止回閥)的功能的打開位置P8，在所述先導(dǎo)口 31a未輸入先導(dǎo)壓力時(shí)保持所述關(guān)閉位置P7，通過向所述先導(dǎo)口 31a輸入先導(dǎo)壓力而被切換到所述打開位置P8。在所述先導(dǎo)口 31a連接用于向該先導(dǎo)口 31a輸入先導(dǎo)壓力的先導(dǎo)管路33。該先導(dǎo)管路33與所述快速返回閥18的先導(dǎo)管路20相同地從所述控制閥12的推斗桿側(cè)先導(dǎo)管路21分支出，并到達(dá)所述先導(dǎo)口 31a，僅在進(jìn)行推斗桿操作時(shí)向所述先導(dǎo)口 31a導(dǎo)入所述先導(dǎo)壓力而將再生切換閥31從所述關(guān)閉位置P7切換到所述打開位置P8。該第三實(shí)施方式所涉及的快速返回回路19如圖3所示，與所述第一實(shí)施方式所涉及的快速返回回路19相同地包括分支管路17與液壓先導(dǎo)切換式的快速返回閥18，但是也可以與第二實(shí)施方式所涉及的快速返回回路26相同地包括分支管路17與作為先導(dǎo)止回閥的快速返回閥25。在該第三實(shí)施方式所涉及的液壓回路中，也僅在進(jìn)行推斗桿操作即使斗桿工作缸8收縮的操作時(shí)，在再生切換閥31輸入先導(dǎo)壓力，該再生切換閥31被切換到允許工作油從底側(cè)管路13向桿側(cè)管路14流動(dòng)的打開位置P8，因此，也能夠獲得基本上與第一以及第二實(shí)施方式相同的作用效果。并且，在該第三實(shí)施方式中，能夠?qū)⒃偕芈?2緊湊地裝入底側(cè)以及桿側(cè)兩管路13、14之間，該情況在將再生切換閥31添加到控制閥中時(shí)是有利的。該第三實(shí)施方式所涉及的液壓回路與圖4所示的第四實(shí)施方式所涉及的液壓回路的區(qū)別點(diǎn)僅在于，第四實(shí)施方式所涉及的旁通管路30連接于底側(cè)管路13中的來(lái)自該底側(cè)管路13的分支管路17的分支點(diǎn)的下游側(cè)(從底側(cè)油室8a排出的返回工作油的流動(dòng)方向的下游側(cè))的部位，而在第三實(shí)施方式中，所述旁通管路30連接于所述分支點(diǎn)的上游側(cè)的部位。對(duì)于其中的第三實(shí)施方式所涉及的液壓回路，與第四實(shí)施方式所涉及的液壓回路相比，通過提高底側(cè)管路13與旁通管路30的連接點(diǎn)處的壓力，能夠增大該壓力與桿側(cè)壓力之差，由此，能夠促進(jìn)工作油從底側(cè)向桿側(cè)流動(dòng)，提高氣穴現(xiàn)象防止效果。本發(fā)明不限定于以上說(shuō)明的第一至第四實(shí)施方式。例如本發(fā)明所涉及的液壓回路除了如前所述是用于驅(qū)動(dòng)斗桿工作缸的回路之外，也可以是驅(qū)動(dòng)鏟斗工作缸的回路。應(yīng)用于圖5所示的鏟斗工作缸9的情況下，該鏟斗6的翻斗動(dòng)作與工作缸9的收縮動(dòng)作對(duì)應(yīng)。此夕卜，設(shè)置有本發(fā)明所涉及的液壓回路的工程機(jī)械不限定于挖掘機(jī)。例如，本發(fā)明所涉及的液壓回路也能夠被用于利用液壓挖掘機(jī)的母體而構(gòu)成的破碎機(jī)、拆樓機(jī)的工程機(jī)械或包括與挖掘機(jī)的作業(yè)附屬裝置不同種類的作業(yè)附屬裝置的工程機(jī)械中的液壓缸的驅(qū)動(dòng)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置于工程機(jī)械的液壓缸的液壓回路，該液壓回路能夠兼顧使用快速返回回路降低使該液壓缸向收縮方向動(dòng)作時(shí)的返回側(cè)的壓力損失以及防止因使用該快速返回回路而引起的氣穴的產(chǎn)生。即，本發(fā)明提供的液壓回路設(shè)置于具有液壓缸的工程機(jī)械且用于驅(qū)動(dòng)所述液壓缸，該液壓缸具有底側(cè)油室及桿側(cè)油室，通過向底側(cè)油室供應(yīng)工作油及從桿側(cè)油室排出工作油而向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作，通過向桿側(cè)油室供應(yīng)工作油且從底側(cè)油室排出工作油而向收縮方向動(dòng)作，該液壓回路包括:液壓泵，用于向所述液壓缸供應(yīng)工作油；油箱，容納從所述液壓缸排出的工作油；控制閥，可在伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置與收縮驅(qū)動(dòng)位置之間切換，該伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置通過將從所述液壓泵噴出的工作油導(dǎo)入所述底側(cè)油室并將從所述桿側(cè)油室排出的工作油導(dǎo)入所述油箱使所述液壓缸向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作，該收縮驅(qū)動(dòng)位置通過將從所述液壓泵噴出的工作油導(dǎo)入所述桿側(cè)油室并將從所述底側(cè)油室排出的工作油導(dǎo)入所述油箱使所述液壓缸向收縮方向動(dòng)作；底側(cè)管路，連結(jié)所述液壓缸的底側(cè)油室與所述控制閥；桿側(cè)管路，連結(jié)所述液壓缸的桿側(cè)油室與所述控制閥；快速返回回路，具有分支管路和快速返回閥，該分支管路從所述底側(cè)管路分支出且到達(dá)所述油箱，在所述液壓缸向收縮方向動(dòng)作時(shí)使從所述底側(cè)油室排出的返回油不經(jīng)由所述控制閥而直接返回到油箱，該快速返回閥設(shè)置于該分支管路，且僅在所述控制閥被切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)允許該分支管路中的工作油流動(dòng)；以及再生回路，向所述液壓缸的桿側(cè)油室供應(yīng)從所述底側(cè)油室排出的返回油的一部分，其中，該再生回路僅在所述液壓缸被切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)僅允許從所述底側(cè)油室朝向所述桿側(cè)油室的油流動(dòng)。在該液壓回路中，在液壓缸向收縮方向動(dòng)作時(shí)，通過快速返回回路使從所述底側(cè)油室排出的返回油不經(jīng)由控制閥而直接返回到油箱，能夠降低返回側(cè)的壓力損失，并且通過再生回路補(bǔ)充因繞過該控制閥的工作油的返回而引起的桿側(cè)油路中的工作油的流量的不足，能夠防止氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生。并且，所述快速返回回路的快速返回閥僅在控制閥被切換到收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)允許所述分支管路中的工作油流動(dòng)，且在該控制閥被切換到伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置時(shí)阻止該工作油流動(dòng)，所述再生回路僅在控制閥被切換到收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)允許從底側(cè)向桿側(cè)的工作油流動(dòng)，并阻止從桿側(cè)向底側(cè)的油流動(dòng)，因此，能夠防止在液壓缸被向伸長(zhǎng)方向驅(qū)動(dòng)時(shí)應(yīng)供應(yīng)至底側(cè)油室的油通過快速返回回路而返回到油箱或通過再生回路流入到桿側(cè)。S卩，本發(fā)明所涉及的液壓回路在確保驅(qū)動(dòng)液壓缸的本來(lái)的功能的同時(shí)，能夠兼顧降低返回側(cè)的壓力損失和防止在供應(yīng)側(cè)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。較為理想的是，所述快速返回閥是接受先導(dǎo)壓力而動(dòng)作的閥，在未接受先導(dǎo)壓力的輸入時(shí)，保持隔斷所述分支管路的關(guān)閉位置，且通過接受先導(dǎo)壓力的輸入而被切換到開通該分支管路的打開位置。在該情況下，還包括操作器和先導(dǎo)管路，該操作器接受用于切換所述控制閥的位置的操作并輸出與該操作對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓力，該先導(dǎo)管路將該操作器所輸出的先導(dǎo)壓力中的使所述控制閥切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置的先導(dǎo)壓力作為先導(dǎo)壓力導(dǎo)入到所述快速返回閥，因此不需要用于切換快速返回閥的專用液壓源。此外，所述先導(dǎo)管路只要連接于用于控制閥的收縮驅(qū)動(dòng)操作的先導(dǎo)管路即可，因此，能夠簡(jiǎn)化用于快速返回閥的操作的先導(dǎo)配管，也能夠?qū)⒖焖俜祷亻y容易地添加到控制閥中。此外，還包括電磁閥、操作檢測(cè)器和控制器，該電磁閥設(shè)置于所述快速返回閥的先導(dǎo)管路且根據(jù)電信號(hào)在隔斷該先導(dǎo)管路的關(guān)閉位置與開通該先導(dǎo)管路的打開位置之間切換，該操作檢測(cè)器檢測(cè)所述控制閥被操作到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置的狀態(tài)，該控制器基于該操作檢測(cè)器檢測(cè)到向所述收縮驅(qū)動(dòng)位置的操作而向該電磁閥輸入電信號(hào)，使該電磁閥被切換到所述打開位置，因而能夠擴(kuò)大所述快速返回閥的控制的范圍。如上文所述，作為因先導(dǎo)壓力的輸入而從關(guān)閉位置切換到打開位置的快速返回閥，較為理想的是包括具有先導(dǎo)口的先導(dǎo)式切換閥且因所述先導(dǎo)口被輸入先導(dǎo)壓力而被切換到所述打開位置的閥或作為限制從所述底側(cè)室向所述油箱的流動(dòng)的單向閥且僅在接受到先導(dǎo)壓力的輸入時(shí)打開以允許所述流動(dòng)的先導(dǎo)式止回閥。另一方面，較為理想的是，所述再生回路具有:旁通管路，連接所述分支管路中的位于所述快速返回閥的出口側(cè)的部位與所述桿側(cè)管路；以及單向閥(止回閥)，設(shè)置于該旁通管路且僅允許油從所述底側(cè)管路朝向所述桿側(cè)管路流動(dòng)。在該再生回路中，通過將所述快速返回閥兼用作用于阻止再生回路的一部分(即液壓缸的伸長(zhǎng)方向的驅(qū)動(dòng)時(shí)的工作油)的流動(dòng)的閥，能夠?qū)崿F(xiàn)液壓缸回路整體的結(jié)構(gòu)及設(shè)備的簡(jiǎn)化以及成本降低?；蛘撸^為理想的是，所述再生回路具有:旁通管路，連接所述底側(cè)管路與所述桿側(cè)管路；以及再生切換閥，設(shè)置于該旁通管路且在關(guān)閉該旁通管路的位置與具有僅在向收縮方向驅(qū)動(dòng)液壓缸時(shí)僅允許油從所述底側(cè)管路向所述桿側(cè)管路流動(dòng)的單向閥功能的打開位置之間切換。能夠?qū)⒃撛偕芈肪o湊地裝入所述底側(cè)管路與所述桿側(cè)兩管路之間，尤其是在將再生切換閥添加到控制閥中時(shí)是有利的。在該情況下，較為理想的是，所述旁通管路連接于比所述底側(cè)管路中的來(lái)自該底側(cè)管路的所述分支管路的分支點(diǎn)靠從所述底側(cè)油室排出的返回油的流動(dòng)方向的上游側(cè)的部位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與所述旁通管路在比所述分支點(diǎn)靠下游側(cè)的位置連接于所述底側(cè)管路的情況相比，能夠提高該連接點(diǎn)處的壓力，且增大該壓力與桿側(cè)壓力之差。該情況能夠促進(jìn)從底側(cè)管路向桿側(cè)管路的工作油流動(dòng)，提高氣穴現(xiàn)象防止效果。
權(quán)利要求
1.一種工程機(jī)械的液壓回路，設(shè)置于具有液壓缸的工程機(jī)械中用于驅(qū)動(dòng)所述液壓缸，該液壓缸具有底側(cè)油室及桿側(cè)油室,通過向底側(cè)油室供應(yīng)工作油而一邊從桿側(cè)油室排出工作油一邊向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作，通過向桿側(cè)油室供應(yīng)工作油而一邊從所述底側(cè)油室排出工作油一邊向收縮方向動(dòng)作，其特征在于，包括: 液壓泵，用于向所述液壓缸供應(yīng)工作油； 油箱，容納從所述液壓缸排出的工作油； 控制閥，可在伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置與收縮驅(qū)動(dòng)位置之間切換，該伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)位置通過將從所述液壓泵噴出的工作油導(dǎo)入所述底側(cè)油室并將從所述桿側(cè)油室排出的工作油導(dǎo)入所述油箱使所述液壓缸向伸長(zhǎng)方向動(dòng)作，該收縮驅(qū)動(dòng)位置通過將從所述液壓泵噴出的工作油導(dǎo)入所述桿側(cè)油室并將從所述底側(cè)油室排出的工作油導(dǎo)入所述油箱使所述液壓缸向收縮方向動(dòng)作； 底側(cè)管路，連結(jié)所述液壓缸的底側(cè)油室與所述控制閥； 桿側(cè)管路，連結(jié)所述液壓缸的桿側(cè)油室與所述控制閥； 快速返回回路，具有分支管路和快速返回閥，該分支管路從所述底側(cè)管路分支出且到達(dá)所述油箱，在所述液壓缸向收縮方向動(dòng)作時(shí)使從所述底側(cè)油室排出的返回油不經(jīng)由所述控制閥而直接返回到油箱，該快速返回閥設(shè)置于該分支管路，僅在所述控制閥被切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)允許該分支管路中的工作油流動(dòng)；以及 再生回路，向所述液壓缸的桿側(cè)油室供應(yīng)從所述底側(cè)油室排出的返回油的一部分，其 中， 該再生回路僅在所述液壓缸被切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)僅允許從所述底側(cè)油室朝向所述桿側(cè)油室的油流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于: 所述快速返回閥是接受先導(dǎo)壓力而動(dòng)作的閥，在未接受先導(dǎo)壓力的輸入時(shí)保持隔斷所述分支管路的關(guān)閉位置，通過接受先導(dǎo)壓力的輸入而被切換到開通該分支管路的打開位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于，包括: 操作器，接受用于切換所述控制閥的位置的操作并輸出與該操作對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓力；以及 先導(dǎo)管路，將該操作器所輸出的先導(dǎo)壓力中的將所述控制閥切換到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置的先導(dǎo)壓力作為先導(dǎo)壓力導(dǎo)入到所述快速返回閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于，還包括: 電磁閥，設(shè)置于所述快速返回閥的先導(dǎo)管路，根據(jù)電信號(hào)在隔斷該先導(dǎo)管路的關(guān)閉位置與開通該先導(dǎo)管路的打開位置之間切換； 操作檢測(cè)器，檢測(cè)所述控制閥被操作到所述收縮驅(qū)動(dòng)位置；以及控制器，基于該操作檢測(cè)器檢測(cè)到向所述收縮驅(qū)動(dòng)位置的操作，向所述電磁閥輸入電信號(hào)使該電磁閥被切換到所述打開位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于: 所述快速返回閥為具有先導(dǎo)口的先導(dǎo)式切換閥，通過在所述先導(dǎo)口輸入所述先導(dǎo)壓力而被切換到所述打開位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于: 所述快速返回閥是作為限制從所述底側(cè)室向所述油箱的流動(dòng)的單向閥，且是僅在接受到所述先導(dǎo)壓力的輸入時(shí)打開以允許所述流動(dòng)的止回閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于，所述再生回路包括: 旁通管路，連接所述分支管路中的位于所述快速返回閥的出口側(cè)的部位與所述桿側(cè)管路；以及 單向閥，設(shè)置于該旁通管路且僅允許油從所述底側(cè)管路朝向所述桿側(cè)管路流動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于，所述再生回路包括: 旁通管路，連接所述底側(cè)管路與所述桿側(cè)管路；以及 再生切換閥，設(shè)置于該旁通管路且在關(guān)閉該旁通管路的位置與具有僅在向收縮方向驅(qū)動(dòng)液壓缸時(shí)僅允許油從所述底側(cè)管路向所述桿側(cè)管路流動(dòng)的單向閥功能的打開位置之間切換。
9 .根據(jù)權(quán)利要求8所述的工程機(jī)械的液壓回路，其特征在于: 所述旁通管路連接于比所述底側(cè)管路中的來(lái)自該底側(cè)管路的所述分支管路的分支點(diǎn)靠從所述底側(cè)油室排出的返回油的流動(dòng)方向的上游側(cè)的部位。
全文摘要
本發(fā)明提供的工程機(jī)械的液壓回路是驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械的液壓缸的回路，包括液壓泵；油箱；控制閥；底側(cè)管路；桿側(cè)管路；快速返回回路，具有分支管路和快速返回閥，該分支管路從底側(cè)管路分支出且到達(dá)油箱，該快速返回閥僅在控制閥被切換到收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)允許分支管路中的工作油流動(dòng)；以及再生回路，向所述液壓缸的桿側(cè)油室供應(yīng)從所述底側(cè)油室排出的返回油的一部分。再生回路僅在液壓缸被切換到收縮驅(qū)動(dòng)位置時(shí)僅允許從液壓缸的底側(cè)油室朝向桿側(cè)油室的油流動(dòng)。
文檔編號(hào)E02F9/22GK103184752SQ20121058735
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者小熊尚太, 上田浩司 申請(qǐng)人:神鋼建設(shè)機(jī)械株式會(huì)社