油压挖掘机驱动系统

技术领域

本发明涉及一种油压挖掘机驱动系统。

背景技术

油压挖掘机驱动系统通常包含旋转马达、动臂缸、斗杆缸和铲斗缸作为油压执行器，从一个或两个的泵向这些油压执行器供给工作油。近年来，例如有对大型的油压挖掘机使用三个泵的情况。

例如，专利文献1中公开了含有第一~第三泵的油压挖掘机驱动系统。具体而言，通过动臂控制阀或斗杆控制阀从第一泵和第二泵分别向动臂缸和斗杆缸供给工作油；通过旋转控制阀从第三泵向旋转马达供给工作油。又，通过铲斗控制阀从第二泵和第三泵向铲斗缸供给工作油。

更详细地，对于铲斗缸，在同时执行铲斗操作和旋转操作时通过第一铲斗控制阀从第二泵供给工作油，在不执行旋转操作而执行铲斗操作时通过第二铲斗控制阀从第三泵供给工作油。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特许第6235917号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，对于专利文献1公开的油压挖掘机驱动系统，有欲使铲斗缸的速度更快的期望。

因此，本发明目的在于提供可以使铲斗缸的速度更快的油压挖掘机驱动系统。

解决问题的手段：

为了解决所述问题，本发明的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，具备：通过动臂控制阀向动臂缸供给工作油，且通过第一铲斗控制阀向铲斗缸供给工作油的第一泵；通过斗杆控制阀向斗杆缸供给工作油的第二泵；通过旋转控制阀向旋转马达供给工作油，且通过第二铲斗控制阀向所述铲斗缸供给工作油的第三泵；以及铲斗挖掘操作或铲斗翻倒操作和其他的操作同时执行时，使所述第一铲斗控制阀和所述第二铲斗控制阀的一方或双方工作，单独执行铲斗挖掘操作时使所述第一铲斗控制阀和所述第二铲斗控制阀的双方工作的控制装置。

根据上述的结构，至少在单独执行铲斗挖掘操作时，由于从第一泵和第三泵的双方向铲斗缸供给工作油，铲斗缸的速度可以变得更快。

例如也可以是，所述动臂控制阀和所述斗杆控制阀，分别为第一动臂控制阀和第一斗杆控制阀，所述第一泵通过第二斗杆控制阀向所述斗杆缸供给工作油，所述第二泵通过第二动臂控制阀向所述动臂缸供给工作油。且也可以是，所述第三泵通过第三斗杆控制阀向所述斗杆缸供给工作油。

也可以是，所述控制装置在单独执行斗杆拉动操作时，使所述第一斗杆控制阀、所述第二斗杆控制阀和所述第三斗杆控制阀工作，斗杆拉动操作或斗杆推动操作与动臂上扬操作同时执行时，仅使所述第一斗杆控制阀或使所述第一斗杆控制阀和所述第三斗杆控制阀工作。根据该结构，单独执行斗杆拉动操作时，由于从第一泵、第二泵和第三泵的全部向斗杆缸供给工作油，斗杆缸的速度可以变得更快。

发明效果：根据本发明，铲斗缸的速度可以变得更快。

附图说明

图1是根据本发明的一实施形态的油压挖掘机驱动系统的主回路图；

图2是图1所示油压挖掘机驱动系统的操作系统回路图；

图3是油压挖掘机的侧面图；

图4是变形例的油压挖掘机驱动系统的一部分的主回路图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明一实施形态的油压挖掘机驱动系统1，图3示出了搭载该驱动系统1的油压挖掘机10。

图3所示的油压挖掘机10为自走式，包含行驶体11。又，油压挖掘机10包括可旋转地支持于行驶体11的旋转体12和相对于旋转体12俯仰的动臂。斗杆可摇动地与动臂的梢端连结，铲斗可摇动地与斗杆的梢端连结。旋转体12上设有设置有驾驶席的舱（cabin）13。另，油压挖掘机10可不为自走式。

驱动系统1中，作为油压执行器，具备图3所示的动臂缸14、斗杆缸15及铲斗缸16，且包含图1所示的旋转马达17及未图示的左右一对行驶马达。旋转马达17使旋转体12旋转，动臂缸14使动臂俯仰，斗杆缸15使斗杆揺动，铲斗缸16使铲斗揺动。

又，驱动系统1包含向上述油压执行器供给工作油的第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25。从第一主泵21和第二主泵23介由第一动臂控制阀51和第二动臂控制阀54向动臂缸14供给工作油。从第二主泵23、第一主泵21和第三主泵25介由第一斗杆控制阀64、第二斗杆控制阀61和第三斗杆控制阀67向斗杆缸15供给工作油。介由第一铲斗控制阀41和第二铲斗控制阀44从第一主泵21和第三主泵25向铲斗缸16供给工作油。介由旋转控制阀56从第三主泵25向旋转马达17供给工作油。虽省略图示，但介由行驶控制阀从第一主泵21或第二主泵23分别向一对行驶马达供给工作油。以下，省略关于行驶控制阀的说明。

上述控制阀全部为滑阀（spool valve）。本实施形态中，所有控制阀与先导压相应地工作。但是，也可以是所有控制阀为电磁先导式。又，本实施形态中，第二动臂控制阀54是二位阀，其它控制阀是三位阀。即，第二动臂控制阀54有一个先导端口，而除第二动臂控制阀54以外的控制阀有一对先导端口。第二动臂控制阀54仅在执行动臂上扬操作时工作。但是，第二动臂控制阀54也可以是在执行动臂上扬操作时和执行动臂下降操作时工作的三位阀。

具体地，第一铲斗控制阀41、第一动臂控制阀51和第二斗杆控制阀61通过第一泵管路31与第一主泵21连接。第一泵管路31包含和第一主泵21相连的共通路，和从该共通路分叉，与第一铲斗控制阀41、第一动臂控制阀51和第二斗杆控制阀61相连的多条分叉路。与第一主泵21连接的所有的控制阀通过储罐管路33与储罐连接。又，本实施形态中，在第一泵管路31的所有的分叉路的上游侧从共通路分叉有中心旁路（center bypass line）32，该中心旁路32经由连接于第一主泵21的所有控制阀延伸至储罐。

第二动臂控制阀54和第一斗杆控制阀64通过第二泵管路34与第二主泵23连接。第二泵管路34包含和第二主泵23相连的共通路，和从该共通路分叉，与第二动臂控制阀54和第一斗杆控制阀64相连的多条分叉路。与第二主泵23连接的除第二动臂控制阀54以外的控制阀通过储罐管路36与储罐连接。又。本实施形态中，在第二泵管路34 的所有的分岔路的上游侧从共通路分叉有中心旁路35，该中心旁路35经由连接于第二主泵23的所有控制阀延伸至储罐。

第二铲斗控制阀44、旋转控制阀56和第三斗杆控制阀67通过第三泵管路37与第三主泵25连接。第三泵管路37包含和第三主泵25相连的共通路，和从该共通路分叉，与第二铲斗控制阀44，旋转控制阀56和第三斗杆控制阀67相连的多条分叉路。与第三主泵25连接的所有的控制阀通过储罐管路39与储罐连接。又，本实施形态中，在第三泵管路37的所有的分岔路的上游侧从共通路分叉有中心旁路38，该中心旁路38经由连接于第三主泵25的所有控制阀延伸至储罐。

第一动臂控制阀51通过第一动臂上扬供给管路53和动臂下降供给管路52与动臂缸14连接。第二动臂控制阀54通过第二动臂上扬供给管路55与第一动臂上扬供给管路53连接。

第一斗杆控制阀64通过第一斗杆拉动供给管路66和第一斗杆推动供给管路65与斗杆缸15连接。第二斗杆控制阀61通过第二斗杆拉动供给管路63与第一斗杆拉动供给管路66连接，且通过第二斗杆推动供给管路62与第一斗杆推动供给管路65连接。第三斗杆控制阀67通过第三斗杆拉动供给管路69与第一斗杆拉动供给管路66连接，且通过第三斗杆推动供给管路68与第一斗杆推动供给管路65连接。

第一铲斗控制阀41通过第一铲斗挖掘供给管路42和第一铲斗翻倒供给管路43与铲斗缸16连接。第二铲斗控制阀44通过第二铲斗挖掘供给管路45和第一铲斗挖掘供给管路42连接，且通过第二铲斗翻倒供给管路46与第一铲斗翻倒供给管路43连接。

旋转控制阀56通过左旋转供给管路57和右旋转供给管路58与旋转马达17连接。

第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25藉由图略的发动机被驱动。第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25分别为倾转角可变的可变容量性的泵（斜盘泵或斜轴泵）。第一主泵21的倾转角通过第一调节器22被调整，第二主泵23的倾转角通过第二调节器24被调整，第三主泵25的倾转角通过第三调节器26被调整。

本实施形态中，第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25的吐出流量以电气正控制的方式执行控制。因此，第一调节器22、第二调节器24和第三调节器26根据电气信号工作。例如，第一调节器22、第二调节器24和第三调节器26分别在主泵（21、23或25）是斜盘泵的情况下，可以是电气变更在与主泵的斜盘连结的伺服活塞上作用的油压的机构，也可以是与主泵的斜盘连结的电动执行器。

但是，第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25的吐出流量也可以用油压负控制的方式执行控制。这种情况下，第一调节器22、第二调节器24和第三调节器26根据油压工作。或者也可以是，第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25的吐出流量以负载感应（Loadsensing）的方式执行控制。

上述舱13内配置有包含如图2所示的动臂操作装置81、斗杆操作装置82、铲斗操作装置83以及旋转操作装置84的多个操作装置。各操作装置包含接收使对应的油压执行器可动的操作的操作部（操作杆或脚踏板），并输出与操作部的操作量相应的操作信号。

具体地，动臂操作装置81输出与操作杆的倾倒角相应大小的动臂操作信号（动臂上扬操作信号或动臂下降操作信号），斗杆操作装置82输出与操作杆的倾倒角相应大小的斗杆操作信号（斗杆拉动操作信号或斗杆推动操作信号）。又，铲斗操作装置83输出与操作杆的倾倒角相应大小的铲斗操作信号（铲斗挖掘操作信号或铲斗翻倒操作信号），旋转操作装置84输出与操作杆的倾倒角相应大小的旋转操作信号（左旋转操作信号或右旋转操作信号）。

另外，多个操作装置中的一个或者多个可作为一体。例如，动臂操作装置81和铲斗操作装置83成为一体，也可以是斗杆操作装置82和旋转操作装置84成为一体。

本实施形态中，各操作装置是将电气信号作为操作信号向控制装置8输出的电气操纵杆（joy stick）。因此，所有的控制阀的先导端口与电磁比例阀71~78连接。

更详细地说，第一动臂控制阀51的先导端口与一对电磁比例阀73连接，第二动臂控制阀54的先导端口与电磁比例阀74连接。第一斗杆控制阀64的先导端口与一对电磁比例阀77连接，第二斗杆控制阀61的先导端口与一对电磁比例阀76连接，第三斗杆控制阀67的先导端口与一对电磁比例阀78连接。第一铲斗控制阀41的先导端口与一对电磁比例阀71连接，第二铲斗控制阀44的先导端口与一对电磁比例阀72连接。旋转控制阀56的先导端口与一对电磁比例阀75连接。

电磁比例阀71~78与副泵27连接。副泵27通过驱动第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25的发动机被驱动。

本实施形态中，电磁比例阀71~78是指令电流与二次压示出正相关的正比例型。但也可以是，电磁比例阀71~78分别是指令电流与二次压示出负相关的反比例型。

上述控制装置8在各操作装置的操作部接收操作时，以从该操作装置输出的操作信号越大，对应的主泵（21、23和/或25）的吐出流量越增大的形式控制对应的调节器（22、24和/或26）。例如，控制装置8是具有ROM或RAM等存储器和CPU的计算机，存储于ROM的程序由CPU执行。

又，控制装置8在各操作装置的操作部接收操作时，通过电磁比例阀对对应的控制阀执行控制。具体地，从操作装置输出的操作信号越大，控制装置8使对应的控制阀的工作量（滑阀行程）越大。

例如，控制装置8单独执行动臂上扬操作时（从动臂操作装置81输出动臂上扬操作信号，从其它的操作装置输出表示该操作装置为中立的操作信号时），使第一动臂控制阀51和第二动臂控制阀54双方工作。

另一方面，动臂上扬操作和斗杆拉动操作或斗杆推动操作同时执行时，关于动臂，控制装置8不使第二动臂控制阀54工作而仅使第一动臂控制阀51工作。关于斗杆，控制装置8不使第二斗杆控制阀61工作，仅使第一斗杆控制阀64，或第一斗杆控制阀64以及第三斗杆控制阀67工作。是否使第三斗杆控制阀67工作对应于斗杆操作量和动臂操作量的比例被决定。即，该比未达到阈值时不使第三斗杆控制阀67工作，在阈值以上时使第三斗杆控制阀67工作。或者，是否使第三斗杆控制阀67工作也可以对应于斗杆缸15的参数值（头部直径、杆部直径、行程量）和动臂缸14的参数值（头部直径、杆部直径、行程量）的平衡预先决定。

又，控制装置8在单独执行斗杆拉动操作时，使第一斗杆控制阀64、第二斗杆控制阀61和第三斗杆控制阀67 全部工作。另一方面，单独执行斗杆推动操作时，控制装置8不使第三斗杆控制阀67工作而使第一斗杆控制阀64和第二斗杆控制阀61工作，或使第一斗杆控制阀64、第二斗杆控制阀61和第三斗杆控制阀67 全部工作。单独执行斗杆推动操作时是否使第三斗杆控制阀67工作对应于斗杆操作量被决定。即，斗杆操作量未达到阈值时不使第三斗杆控制阀67工作，在阈值以上时使第三斗杆控制阀67工作。或者也可以是，是否使第三斗杆控制阀67工作对应于斗杆缸15的参数值（头部直径、杆部直径、行程量）预先决定。

又，控制装置8在单独执行铲斗挖掘操作时，使第一铲斗控制阀41和第二铲斗控制阀44双方工作。另一方面，单独执行铲斗翻倒操作时，控制装置8不使第二铲斗控制阀44工作而使第一铲斗控制阀41工作，或使第一铲斗控制阀41和第二铲斗控制阀44双方工作。单独执行铲斗翻倒操作时是否使第二铲斗控制阀44工作对应于铲斗操作量被决定。即，铲斗操作量未达到阈值时不使第二铲斗控制阀44工作，在阈值以上时使第二铲斗控制阀44工作。或者也可以是，是否使第三铲斗控制阀44工作对应于铲斗缸16的参数值（头部直径、杆部直径、行程量）预先决定。

另一方面，铲斗挖掘操作或铲斗翻倒操作和其它的操作同时执行时，控制装置8使第一铲斗控制阀41和第二铲斗控制阀44的一方或双方工作。例如，铲斗挖掘操作或铲斗翻倒操作和左旋转操作或右旋转操作同时执行时，控制装置8不使第二铲斗控制阀44工作而使第一铲斗控制阀41工作。此时，第一主泵21为铲斗缸16专用，第三主泵25为旋转马达17专用。

又，铲斗挖掘操作或铲斗翻倒操作和斗杆拉动操作或斗杆推动操作同时执行时，控制装置8不使第一铲斗控制阀41工作而使第二铲斗控制阀44工作，或使第一铲斗控制阀41和第二铲斗控制阀44双方工作。第一铲斗控制阀41是否工作对应于铲斗操作量和斗杆操作量的比例被决定。即，该比例未达到阈值时不使第一铲斗控制阀41工作，在阈值以上时使第一铲斗控制阀41工作。关于斗杆，控制装置8不使第三斗杆控制阀67工作而使第一斗杆控制阀64和第二斗杆控制阀61工作。此时，铲斗操作量和斗杆操作量的比例在未达到阈值的情况下，第一主泵21和第二主泵23是斗杆缸15专用，第三主泵25是铲斗缸16专用。

且，例如，铲斗挖掘操作或铲斗翻倒操作与动臂上扬操作和斗杆拉动操作同时执行时，控制装置8不使第一铲斗控制阀41工作使第二铲斗控制阀44工作。关于动臂和斗杆，控制装置8不使第二动臂控制阀54工作使第一动臂控制阀51工作，不使第二斗杆控制阀61以及第三斗杆控制阀67工作仅使第一斗杆控制阀64工作。此时，第一主泵21为动臂缸14专用，第二主泵23为斗杆缸15专用，第三主泵25为铲斗缸16专用。

如以上说明，本实施形态的驱动系统1中，至少在单独执行铲斗挖掘操作时，从第一主泵21和第三主泵25的双方向铲斗缸16供给工作油，因而铲斗缸16的速度得以更快。

又，本实施形态中，单独执行斗杆拉动操作时，从第一主泵21、第二主泵23和第三主泵25全部向斗杆缸15供给工作油，因而斗杆缸15的速度可以变得更快。

（变形例）

本发明不限定于上述实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内可以有种种变形。

例如，动臂操作装置81、斗杆操作装置82、铲斗操作装置83和旋转操作装置84分别可以是输出先导压作为操作信号的先导操作阀。此情况下，可省略第一动臂控制阀51用的电磁比例阀73，使第一动臂控制阀51的先导端口和作为先导操作阀的动臂操作装置81连接。该点在第一斗杆控制阀64以及旋转控制阀56中也是同样。第一铲斗控制阀41在铲斗操作装置83是先导操作阀的情况下也介由一对电磁比例阀71被控制。采用先导操作阀的情况下，从先导操作阀被输出的先导压被压力传感器检出，作为电气信号被输入控制装置8。

又，也可以代替中心旁路32、35、38，采用从泵管路（31、34或37）的共通路分叉出且不经由控制阀地延伸至储罐，设置有卸荷阀的卸荷管路（unload line）。

又，如图4所示，第一斗杆控制阀64可以是以斗杆拉动时使从斗杆缸15通过第一斗杆推动供给管路65被排出的工作油介由逆止阀向第一斗杆拉动供给管路66流入的形式构成。若为如此使工作油再生的结构，即使没有第三斗杆控制阀67，斗杆拉动时斗杆缸15的速度也可以变快。

更详细地，如图4所示的结构中，第一泵管路31的第二斗杆控制阀61用的分叉路上设有逆止阀91，第二泵管路34的第一斗杆控制阀64用的分叉路上设有逆止阀92。又，第一斗杆控制阀64不仅藉由储罐管路36也藉由储罐管路93与储罐连接。储罐管路36是斗杆推动专用，储罐管路93是斗杆拉动专用。储罐管路93上设有与向斗杆拉动操作时的斗杆缸15的供给压对应地工作的可变节流部94。

但是，如在上述斗杆拉动时使工作油再生的结构之外，还采用第三斗杆控制阀67，则可以使被再生的工作油的流量减少，能量损耗得以抑制。另，不论第一斗杆控制阀64是否以在斗杆拉动时再生工作油的形式被构成，第三斗杆控制阀67可以被省略。

又，第三斗杆控制阀67被省略的情况下，第二斗杆控制阀61也可以被省略。又，不论第三斗杆控制阀67是否被省略，可以省略第二动臂控制阀54。

符号说明：

1 油压挖掘机驱动系统

10 油压挖掘机

14 动臂缸

15 斗杆缸

16 铲斗缸

17 旋转马达

21 第一主泵

23 第二主泵

25 第三主泵

41 第一铲斗控制阀

44 第二铲斗控制阀

51 第一动臂控制阀

54 第二动臂控制阀

56 旋转控制阀

61 第二斗杆控制阀

64 第一斗杆控制阀

67 第三斗杆控制阀

8 控制装置。