CN103946461A - 作业车辆的液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

在使作业装置上升时，能够向蓄能器供给压力油，且在除加载行驶时以外保持在使作业装置上升的状态的情况下，能够可靠地防止液压缸底室内的压力油通过控制阀的间隙泄漏到工作油箱而引起的作业装置的下降。在使作业装置(2)上升时，将主泵(13)的排出油通过蓄压阀(61)导入蓄能器(40)。另外，在除加载行驶时以外保持在使作业装置(2)上升的状态的情况下，通过负荷保持阀(70)的提动头(71)防止起重臂缸(11)的底室(11a)内的压力油通过起重臂用控制阀(20)的间隙泄漏到工作油箱(17)。

Description

作业车辆的液压驱动装置

技术领域

本发明涉及作业车辆的液压驱动装置，该液压驱动装置通过将在使作业装置上升时被供给压力油的液压缸的底室与蓄能器连接而抑制加载行驶时作业装置的纵摆。

背景技术

作为现有的作业车辆的液压驱动装置公开于专利文献1。下面，对该液压驱动装置进行说明。在此，将专利文献1中记载的术语表示于“()”内。

具备：液压缸(动臂缸)、主泵(液压泵)及控制阀。其中，液压缸向底室供给压力油而使作业车辆(轮式装载机)的作业装置(动臂、铲斗)上升且向杆室供给压力油而使该作业装置下降；主泵排出驱动该液压缸的压力油；控制阀控制从该主泵向液压缸供给的压力油的流动。

控制阀为滑阀，具有：经由底室侧管路连接于液压缸底室的底室侧端口；经由杆侧管路与液压缸的杆室连接的杆室侧端口；与主泵连接的泵口；以及与工作油箱连接的箱口。该控制阀构成为可以在以下三个位置进行切换：将泵口与底室侧端口连接且将杆室侧端口与箱口连接的阀位置、即第一工作位置；将泵口与杆室侧端口连接且将底室侧端口与箱口连接的阀位置、即第二工作位置；以及隔断泵口与底室侧端口之间及泵口与杆室侧端口之间双方的中立位置。

另外，现有的液压驱动装置具备：与从底室侧管路分支的连接管路的端部连接的蓄能器；设于连接管路上的开闭阀；以及设于两端与连接管路连接且跨越开闭阀而布置的蓄压用旁通管路上并与开闭阀并联的蓄压阀(切换阀)。

开闭阀构成为，可以在如下位置进行切换：连接底室和蓄能器的阀位置、即打开位置；以及隔断底室和蓄能器之间的阀位置、即关闭位置，并且在作业车辆保持在使作业装置上升的状态而行驶的加载行驶时，被控制在打开位置。

蓄压阀构成为，可以在如下位置进行切换：允许压力油朝向蓄压用旁通管路内的蓄能器流动且阻止压力油朝向其逆向流动的阀位置、即蓄压位置；以及关闭蓄压用旁通管路而隔断控制阀与蓄能器之间的阀位置、即关闭位置。该蓄压阀在如下情况下将阀位置控制在蓄压位置：主泵的排出油通过控制阀及底室侧管路而向底室供给压力油状态且蓄能器内的压力小于规定压力的状态。

在这样构成的现有液压驱动装置中，在作业车辆进行加载行驶时，开闭阀被控制在打开位置。由此，成为液压缸的底室与蓄能器连接的状态。在该状态下，在加载行驶中作用于液压缸底室的负荷压力被蓄能器吸收。其结果，抑制了作业车辆的作业装置的纵摆。

另外，若开闭阀的阀位置被控制在打开位置，则从液压缸底室向蓄能器流入压力油，直到蓄能器内的压力与液压缸底室内的压力达到相同为止，因此液压缸只收缩流入蓄能器的压力油量的程度。为了减少此时液压缸的收缩量、即作业装置的下降量，蓄压阀与开闭阀并联设置。

即，在蓄压阀的阀位置被控制在蓄压位置的状态下，若为了使作业装置上升而使主泵的排出油通过控制阀及底室侧管路向液压缸底室供给，则其排出油的一部分通过蓄压用旁通管路被导向蓄能器，在该蓄能器中储备压力油。因此，在使作业装置上升后，在进行作业车辆的加载行驶时，已是压力油储存于蓄能器中的状态。由此，能够减少当开闭阀的阀位置被控制在打开位置时从液压缸的底室流入蓄能器的压力油的量，因此能够减少液压缸的收缩量、即作业装置的下降量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-144248号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述现有的液压驱动装置中，控制阀(操作阀)为滑阀。在该控制阀中，在滑柱与该滑柱所滑动的配合面之间，存在用于使滑柱能够相对于配合可滑动的间隙。因此，即使是控制阀的阀位置保持在中立位置的状态，液压缸(动臂缸)的底室与工作油箱之间也不能严密地隔断。因此，根据作用于液压缸底室内的负荷压力的大小，压力油通过控制阀的间隙向工作油箱泄漏，与此相伴，液压缸收缩而使作业装置下降。操作员将控制阀的阀位置操作至中立位置时，由于该操作员的意图是保持使作业装置上升的状态，因此在控制阀的阀位置处于中立位置的状态下作业装置下降的情况，与操作员的意图相反。

本发明是考虑到上述情况而提出的，其目的在于提供一种作业车辆的液压驱动装置，该液压驱动装置能够在使作业装置上升时向油蓄能器供给压力油，并且，在除了加载行驶时以外保持在使作业装置上升的状态的情况下，能够可靠地防止液压缸底室内的压力油通过控制阀的间隙向工作油箱泄漏而引起的作业装置的下降。

用于解决课题的方法

为达到上述目的，本发明的作业车辆的液压驱动装置如下构成。

(1)本发明的作业车辆的液压驱动装置具备：液压缸，其向底室供给压力油而使作业车辆的作业装置上升，并且向杆室供给压力油而使该作业装置下降；主泵，其排出驱动该液压缸的压力油；控制阀，其由滑阀构成，该滑阀具有经由底室侧管路与所述底室连接的底室侧端口、经由杆侧管路与所述杆室连接的杆室侧端口、与所述主泵连接的泵口以及与工作油箱连接的箱口；蓄能器，其与从所述底室侧管路分支的连接管路的端部连接；开闭阀，其设于所述连接管路上；以及蓄压阀，其两端与所述连接管路连接且设于跨越所述开闭阀而布置的蓄压用的旁通管路上，并与所述开闭阀并联，所述控制阀构成为能够在以下三个位置进行切换：将所述泵口与所述底室侧端口连接且将所述杆室侧端口与所述箱口连接的阀位置、即第一工作位置；将所述泵口与所述杆室侧端口连接且将所述底室侧端口与所述箱口连接的阀位置、即第二工作位置；以及隔断所述泵口与所述底室侧端口之间、及所述泵口与所述杆室侧端口之间双方的中立位置，所述开闭阀构成为能够在以下两个位置进行切换：打开所述连接管路且将所述底室与所述蓄能器连接的阀位置、即打开位置；以及关闭所述连接管路且隔断所述底室与所述蓄能器之间的阀位置、即关闭位置，从而在使所述作业装置保持上升的状态而进行所述作业车辆行驶的加载行驶时，从关闭位置向打开位置方向对阀位置进行控制，在加载行驶时以外的情况下，将阀位置控制在关闭位置，所述蓄压阀构成为能够在以下两个位置进行切换：允许压力油在所述蓄压用的旁通管路内朝向所述蓄能器流动的阀位置、即蓄压位置；以及关闭所述蓄压用的旁通管路而隔断压力油流向所述蓄能器的阀位置、即关闭位置，从而在所述主泵的排出油通过所述控制阀及所述底室侧管路向所述底室供给压力油的状态、且所述蓄能器内的压力小于规定压力的状态的情况下，将阀位置控制在蓄压位置，所述作业车辆的液压驱动装置的特征在于，在所述底室侧管路上设有负荷保持阀，该负荷保持阀由提升阀构成，当所述控制阀的阀位置为所述第一工作位置时，允许压力油从所述控制阀通过所述底室侧管路朝向所述底室流动，当所述控制阀为所述第二工作位置时，允许压力油从所述底室通过所述底室侧管路朝向所述控制阀流动，当进行所述加载行驶时，允许压力油从所述底室通过所述连接管路朝向所述蓄能器流动，当除了所述加载行驶时以外所述控制阀的阀位置为中立位置时，利用提动头来阻止压力油通过所述底室侧管路从所述底室朝向所述控制阀流动。

在该“(1)”所述的作业车辆的液压驱动装置中，在使作业装置上升的情况下，控制阀的阀位置切换为第一工作位置，由此在控制阀中成为泵口与底室侧端口连接且杆室侧端口与箱口连接的状态。在该状态下，负荷保持阀允许压力油从控制阀朝向液压缸底室流动。因此，主泵的排出油通过控制阀的泵口和底室侧端口之后，通过底侧管路向液压缸的底室供给，与此同时，液压缸的杆室内的压力油通过杆室侧管路、控制阀的杆室侧端口及箱口排出到工作油箱。其结果，液压缸伸长而使作业装置上升。

当通过这样操作而使作业装置上升时，即当主泵的排出油通过控制阀和底室侧管路向底室供给时，只要是蓄能器内的压力小于规定压力的状态，蓄压阀的阀位置就被控制在蓄压位置。此时，蓄压阀允许压力油在蓄压用旁通管路内朝向蓄能器流动，并且阻止其反向的压力油的流动。因此，在底室侧管路内流动的压力油的一部分通过蓄压用的旁通管路向蓄能器供给，直到蓄能器内的压力达到规定压力为止，或者，直到起重臂用的控制阀的阀位置不是第一工作位置为止。其结果，蓄能器储备压力油。即，“(1)”所述的作业车辆的液压驱动装置在使作业装置上升时能够向蓄能器供给压力油。

在除了加载行驶时以外保持在使作业装置上升的状态的情况下，控制阀的阀位置保持于中立位置，由此在控制阀中保持在隔断泵口与底室侧端口之间、及泵口与杆室侧端口之间双方的状态。在该状态下，负荷保持阀利用提动头来阻止压力油从液压缸底室向控制阀流动。其结果，液压缸保持在伸长的状态且保持在使作业装置上升的状态。即，在“(1)”所述的作业车辆的液压驱动装置中，由于阻止压力油从液压缸底室向控制阀流动的是提动头，因此在除了加载行驶时以外保持在使作业装置上升的状态的情况下，能够可靠地防止液压缸底室内的压力油通过控制阀的间隙泄漏到工作油箱而引起的作业装置的下降。

在使作业装置下降的情况下，控制阀的阀位置切换到第二工作位置，由此在控制阀中成为泵口与杆室侧端口连接且杆室侧端口与箱口连接的状态。在该状态下，负荷保持阀允许压力油从液压缸的底室向控制阀流动。因此，主泵的排出油通过了控制阀的泵口和杆室侧端口之后，通过杆室侧管路向液压缸的杆室供给，与此同时，液压缸的底室内的压力油通过底室侧管路、控制阀的底室侧端口及箱口排出到工作油箱。其结果，液压缸收缩而使作业装置下降。

在作业车辆进行加载行驶的情况下，控制阀的阀位置保持在中立位置，由此在控制阀中保持在隔断泵口与底室侧端口之间、及泵口与杆室侧端口之间双方的状态。在该状态下，开闭阀被控制于打开位置，负荷保持阀允许压力油从液压缸的底室通过连接管路朝向蓄能器流动。其结果，在加载行驶中作用于液压缸底室的负荷压力被蓄能器吸收，抑制了作业装置的纵摆。

另外，当开闭阀的阀位置被控制在打开位置时，压力油从起重臂缸底室流入蓄能器，直到蓄能器内的压力变为与起重臂缸底室内的压力相同为止，因此起重臂缸只收缩流入蓄能器的压力油的量的程度。如上所述，在作业装置上升时，由于主泵的排出油的一部分供给到蓄能器，因此在起重臂缸伸长、作业装置上升之后，当轮式装载机进行加载行驶时，蓄能器中已经储备压力油。由此，可以减少开闭阀的阀位置被控制在打开位置后的起重臂缸的收缩量即升降臂的下降量。

(2)本发明的作业车辆的液压驱动装置是在“(1)”所述的作业车辆的液压驱动装置中，所述负荷保持阀具备：向关闭所述提动头的方向施力的复位弹簧；从所述控制阀的所述底室侧端口侧导入所述提动头抵抗所述复位弹簧的弹力而打开的方向的压力的第一打开侧压力室；从所述液压缸的所述底室侧导入所述提动头抵抗所述复位弹簧的弹力而打开的方向的压力的第二打开侧压力室；以及从所述底室侧管路的所述负荷保持阀与所述底室之间导入向关闭所述提动头的方向按压的液压的关闭侧压力室，在所述底室侧管路与所述负荷保持阀的所述关闭侧压力室之间夹设有切换阀，该切换阀具备在所述负荷保持阀和所述底室之间与所述底室侧管路连接的第一端口；与所述关闭侧压力室连接的第二端口；以及与所述工作油箱连接的箱口，并且构成为能够在以下两个位置进行切换：将第一端口与第二端口连接并且通过提动头来阻止压力油从这些第一端口、第二端口朝向箱口流动的阀位置、即供给位置；以及将第二端口与箱口连接的阀位置、即排出位置，当除了所述加载行驶时以外所述控制阀的阀位置为所述中立位置、及所述控制阀的阀位置为所述第一工作位置时，被控制在供给位置，当进行所述加载行驶、及所述控制阀的阀位置为所述第二工作位置时，被控制在排出位置。

对该“(2)”所述的作业车辆的液压驱动装置中的切换阀与负荷保持阀的动作关系进行说明。

在使作业装置上升的情况下，控制阀的阀位置切换至第一工作位置，由此在控制阀中成为泵口与底室侧端口连接且杆室侧端口与箱口连接的状态。在该状态下，切换阀的阀位置被控制在供给位置。因此，液压缸底室内的压力通过介于负荷保持阀与底室之间的底室侧管路部分、切换阀的第一端口及第二端口导入关闭侧压力室，与复位弹簧一起向关闭方向按压提动头。另一方面，主泵的排出压通过介于控制阀与负荷保持阀之间的底室侧管路部分导入第一打开侧压力室，向打开方向按压提动头。导入第一打开侧压力室内的主泵的排出压向打开方向按压提动头的力抵抗导入关闭侧压力室内的液压缸底室内的压力和复位弹簧向关闭方向按压提动头的力，将提动头推开，由此打开负荷压保持阀。即，负荷保持阀允许压力油从控制阀通过底室侧管路向液压缸底室流动。

在使作业装置下降的情况下，控制阀的阀位置切换至第二工作位置，由此在控制阀中成为泵口与杆室侧端口连接且底室侧端口与箱口连接的状态。在该状态下，切换阀的阀位置被控制在排出位置。因此，负荷保持阀的关闭侧压力室内的压力通过切换阀的第二端口及箱口排出到工作油箱。另一方面，主泵的排出油通过控制阀的泵口和杆室侧端口之后，通过杆室侧管路供给到液压缸的杆室。与此同时，液压缸底室内的压力导入负荷保持阀的第二打开侧压力室内，抵抗起重臂缸的弹力而推开提动头，由此打开负荷保持阀。即，负荷保持阀允许压力油从液压缸底室通过底室侧管路向控制阀流动。

在除了加载行驶时以外保持在使作业装置上升的状态的情况下，控制阀的阀位置保持在中立位置，由此保持在隔断控制阀中泵口与底室侧端口之间、及泵口与杆室侧端口之间双方的状态。在该状态下，切换阀的阀位置被控制在供给位置。因此，液压缸底室内的压力通过介于负荷保持阀与底室之间的底室侧管路部分和切换阀的第一端口及第二端口导入关闭侧压力室，与复位弹簧一起向关闭的方向按压提动头。另外，液压缸底室内的压力通过介于负荷保持阀与液压缸底室之间的底室侧管路部分，液压缸底室内的压力导入负荷保持阀的第二打开侧压力室内，该压力向打开的方向按压提动头。另外，由于负荷保持阀与主泵之间被控制阀隔断，主泵的排出压不会导入负荷保持阀的第一打开侧压力室。关闭侧压力室内的压力和复位弹簧抵抗导入第二打开侧压力室的液压缸底室内的压力，向关闭的方向按压提动头，由此负荷压保持阀保持在关闭状态。即，负荷保持阀利用提动头来阻止压力油通过底室侧管路从液压缸底室朝向控制阀流动。

在作业车辆进行加载行驶的情况下，控制阀的阀位置保持在中立位置，由此在控制阀中保持在隔断泵口与底室侧端口之间、及泵口与杆室侧端口之间双方的状态。在该状态下，切换阀的阀位置被控制在排出位置，与此同时，负荷保持阀的关闭侧压力室内的压力通过切换阀的第二端口及箱口排出到工作油箱。此时，在负荷保持阀的第二打开侧压力室中，通过介于负荷保持阀与液压缸底室之间的底室侧管路部分，导入液压缸底室内的压力。因此，导入该第二打开侧压力室内的起重臂缸底室内的压力抵抗复位弹簧而推开提动头，由此打开负荷保持阀。另一方面，开闭阀被控制在打开位置，并且控制阀的阀位置成为中立位置，隔断主泵与负荷保持阀之间，因此液压缸底室内的压力油通过打开负荷保持阀而通过该负荷保持阀和连接管路导向蓄能器。即，负荷保持阀允许压力油从液压缸底室通过连接管路向蓄能器流动。

另外，在“(2)”所述的作业车辆的液压驱动装置中，在使作业装置上升的情况、及除了加载行驶时以外保持在使作业装置上升的状态的情况下，在切换阀中，提动头阻止压力油从第一端口向箱口流动且阻止压力油从第二端口向箱口流动，因此能够不使液压缸底室内的压力泄漏而导向负荷保持阀的关闭侧压力室使其作用于提动头。因此，能够将负荷保持阀的提动头可靠地保持在关闭状态，由此能够有利于防止压力油从负荷保持阀向起重臂用控制阀的泄漏。

发明的效果

就本发明的作业车辆的液压驱动装置而言，在使作业装置上升时，能够使主泵的排出油通过蓄压阀向蓄能器供给压力油。由此，能够减少加载行驶时开闭阀的阀位置被控制在打开位置之后的作业装置的下降量。

另外，就本发明的作业车辆的液压驱动装置而言，在除了加载行驶时以外保持在使作业装置上升的状态的情况下，能够利用负荷保持阀的提动头可靠地防止起重臂缸底室内的压力油通过起重臂用控制阀的间隙向工作油箱泄漏而引起的作业装置的下降。由此，能够防止与操作员意图相反地使作业装置下降的情况。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式的作业车辆的轮式装载机的侧视图。

图2是表示本发明的一个实施方式的液压驱动装置的液压回路图。

图3是表示给予图2所示的开闭控制阀的控制电流与开闭阀的开度之间的关系的特征线图。

图4是表示在车速为加载行驶时车速的规定范围内的状态下的经过时间与给予开闭控制阀的电流值之间的关系的特征线图。

图5是表示图2所示的控制器控制开闭控制阀时进行的处理的流程图。

具体实施方式

使用图1～图5对本发明的一个实施方式的作业车辆的液压驱动装置进行说明。

本实施方式的液压驱动装置，适用于例如图1所示的作业车辆、即轮式装载机1。该轮式装载机1的作业装置2具备：能够在上下方向上转动地设于车身的前部的起重臂3；以及能够在上下方向转动地设于该起重臂3的前端的铲斗4。这些起重臂3及铲斗4分别由起重臂缸11(液压缸)及铲斗缸12(液压缸)各自驱动。

如图2所示，本实施方式的液压驱动装置10具备：起重臂缸11；铲斗缸12；排出供给到这些起重臂缸11及铲斗缸12的压力油的主泵13(可变容量型液压泵)；在该主泵13与起重臂缸11之间控制从主泵13向起重臂缸11供给的压力油的流动的起重臂用控制阀20；在主泵13与铲斗缸12之间控制从主泵13向铲斗缸12供给的压力油的流动的铲斗用控制阀25。起重臂用控制阀20及铲斗用控制阀25设于旁通管路14上，相对于该旁通管路14相互并联连接。

起重臂缸11是单杆型双作用缸，具备：形成于缸筒的底侧的压力室、即底室11a；以及形成于活塞的杆侧的压力室、即杆室11b。该起重臂缸11通过将压力油供给到底室11a而伸长，从而使起重臂3向上方向转动而升高铲斗4，通过将压力油供给到杆室11b而压缩，从而使起重臂3向下方向转动而放下铲斗21a。下面，将起重臂3向上方向转动并升高铲斗4的情况称为作业装置2的上升，将起重臂3向下方向转动并放下铲斗4的情况称为作业装置2的下降。

起重臂用控制阀20由滑阀构成，具有：经由底室侧管路15与起重臂缸11的底室11a连接的底室侧端口21；经由杆室侧管路16与起重臂缸11的杆室11b连接的杆室侧端口22；与主泵13连接的泵口23；以及与工作油箱17连接的箱口24。该起重臂用控制阀20是液压先导式且弹簧中立式的三位置阀，可以在以下三个位置进行切换：将泵口23与底室侧端口21连接且将杆室侧端口22与箱口24连接的阀位置、即第一工作位置20a(图2的右侧的阀位置)；将泵口23与杆室侧端口22连接且将底室侧端口21与箱口24连接的阀位置、即第二工作位置20b(图2的左侧的阀位置)；以及隔断泵口23与底室侧端口21之间、及泵口23与杆室侧端口之间双方的中立位置20c(图2的中央的阀位置)。

液压驱动装置10还具备先导泵30和根据该先导泵30的排出压生成先导压的操作杆装置31。该操作杆装置31具备从初始位置向相反的两个方向可倾倒操作的操作杆31a，若该操作杆31a从初始位置向一方向被倾倒操作，则会生成将起重臂用控制阀20的阀位置从中立位置20c切换到第一工作位置20a的伸长用先导压，若操作杆31a从初始位置向与一方向相反的另一方向被倾倒操作，则会生成使起重臂用控制阀20的阀位置从中立位置20c向第二工作位置20b方向变化的收缩用先导压。伸长用先导压通过伸长用先导管路32导向起重臂用控制阀20，收缩用先导压通过收缩用先导管路33导向起重臂用控制阀20。

铲斗缸12与起重臂缸11相同且是单杆型双作用缸。铲斗用控制阀25与起重臂用控制阀20相同且是滑阀，并且是液压先导式且弹簧中立式的三位置阀。该铲斗用控制阀25和铲斗缸12的连接关系，与起重臂用控制阀20和起重臂缸11的连接关系相同。图示省略了生成作用于铲斗用控制阀25的先导压的操作杆装置。

液压驱动装置10还具备：与从底室侧管路15分支的连接管路41的端部连接的蓄能器40；从杆室侧管路16分支并延伸设置到工作油箱17的返回管路18；以及跨越连接管路41及返回管路18而设置且对这些连接管路41及返回管路18进行开闭的开闭阀50。开闭阀50为液压先导式且弹簧复位式的二位置阀，构成为阀位置能够在关闭位置50a(图2的右侧的阀位置)与打开位置50b(图2的左侧的阀位置)之间进行变化。关闭位置50a是由复位弹簧51规定的正常位置，是关闭连接管路41及返回管路18双方的阀位置。打开位置50b是工作位置，是打开连接管路41及返回管路18双方的阀位置。通过开阀用先导管路53，开闭阀50打开的方向的先导压作用在开闭阀50的受压面52。从开闭阀50的复位弹簧51侧起，排放管路54延伸且与返回管路18连接。

液压驱动装置10还具备与开阀用先导管路53连接的弹簧复位式电磁比例阀、即由先导泵30的排出压生成给予开闭阀50的受压面52的先导压的开闭控制阀55。该开闭控制阀55构成为能够在正常位置55a与工作位置55b之间改变阀位置，阀位置越从正常位置55a向工作位置55b方向变化越生成高的先导压。

液压驱动装置10还具备：检测轮式装载机1的车速并输出与其车速相应的车速检测信号(电信号)的车速传感器56；基于从该车速传感器56输出的车速检测信号来控制开闭控制阀55的控制器57；以及对该控制器57输出与使开闭控制阀55工作的指示相当的指示信号的指示开关58(指示SW)。

控制器57设定为，在输入了来自指示开关58的指示信号的情况下，判定车速是否为加载行驶时的规定范围内，其判定的结果为车速在其规定范围内的情况下，向开闭控制阀55供给控制电流使之运转。加载行驶时车速的规定范围预先设定为适于铲斗4在载荷状态下行驶(加载行驶)的车速范围。

给予开闭控制阀55的控制电流的电流值I通过控制器57所具备的CPU、ROM及RAM计算得到。其控制电流的电流值I与开闭阀50的开度(开闭阀开度)的关系如图3所示地设定为控制电流的电流值I越大开闭阀50的开度越大。另外，在开闭阀50的阀体上设有切口(未图示)，控制电流的电流值I的范围设定为“I0≤I≤I1”的第一范围通过该切口的作用而改变开闭阀50的开度。在控制电流的范围设定为“I1＜I≤Imax”的第二范围中，使开闭阀50的开度在超过切口的位置的范围变化。通过切口设定为第一范围中的开闭阀50的开度的变化率比第二范围中的开闭阀50的开度的变化率更小，由此第一范围比第二范围更容易进行开闭阀50的开度的微调整。

另外，轮式装载机1的车速与控制电流的电流值I的关系如图4所示地设定为，在车速为加载行驶时的规定范围内的情况下，在从车速达到该规定范围内的时刻到经过时间T1期间，控制电流I与经过时间成比例增大并达到电流值I1。

控制器57设定为以图5所示的顺序进行开闭控制阀55的控制。即，若指示开关58接通且指示信号输入至控制器57(步骤S1中为“是”)，则控制器57基于来自车速传感器56的车速检测信号，判定轮式装载机的车速是否在加载行驶时的规定范围内(步骤S2)。其判定结果，在车速为加载行驶时的车速的规定范围内的情况下(步骤S2中“是”)，向开闭控制阀55供给控制电流(步骤S3)。这些从步骤S1到步骤S3的例行程序只要持续指示开关58为接通状态且车速为加载行驶时的规定范围内的状态则重复执行，在此期间，开闭阀50的阀位置维持从关闭位置50a向打开位置50b方向变化的状态。

另外，在指示开关58断开的情况(步骤S1中“否”)、或者车速不在加载行驶时的规定范围内的情况(步骤S2中“否”)下，控制器57不向开闭控制阀55供给电流(步骤S4)。因此，如果指示开关5持续接通的状态或者车速不在加载行驶时的规定范围内的状态，则开闭阀50通过复位弹簧51被控制在关闭位置50a。

即，开闭阀50通过开阀用先导管路53、先导泵30、开控制阀80、指示开关58、车速传感器56及控制器57，在轮式装载机1进行加载行驶的情况下将开闭阀50的阀位置控制在打开位置50b。另外，在加载行驶时以外时，通过复位弹簧51控制在关闭位置50a。

液压驱动装置10还具备蓄压阀61，蓄压阀61的两端与连接管路41连接，设于跨越开闭阀50而布置的蓄压用旁通管路60上，且与开闭阀50并联。该蓄压阀61为液压先导式且弹簧回位式的二位置阀，作为阀位置设定有蓄压位置61a和关闭位置61b。蓄压位置61a是由复位弹簧62规定的正常位置，并且是允许压力油通过单向阀63向蓄压用旁通管路60内的蓄能器40的流动，而阻止其逆向的压力油的流动的阀位置。关闭位置61b为工作位置，并且是关闭蓄压用旁通管路60而隔断起重臂用控制阀20与蓄能器40之间的阀位置。

在蓄压用旁通管路60中，在与比连接管路41的开闭阀50更靠近底室侧管路15侧连接的蓄压用旁通管路60的端部和蓄压阀61之间，设有节流器64。从该节流器64与蓄压阀61之间的部位起，设有将该部位的压力作为先导压作用于蓄压阀61的受压面65的蓄压停止用先导管路66。通过节流器64和蓄压停止用先导管路66，蓄能器40内的压力作用于蓄压阀61的受压面65。从蓄压阀61的复位弹簧62侧起，排放管路67延伸且与返回管路18连接。

在蓄能器40内的压力小于规定压力的状态，蓄压阀61将阀位置控制在蓄压位置61a。所谓规定压力是根据复位弹簧62的设定负荷而规定的压力，假定加载行驶时作用于起重臂缸11的底室11a的负荷压力，主观设定为该负荷压力与蓄能器40内的压力大致相同时，蓄压阀61的阀位置被切换到关闭位置61b。

液压驱动装置10在底室侧管路15上还具备负荷保持阀70。该负荷保持阀70是开闭底室侧管路15的弹簧复位式提升阀，并且具备：提动头71；与该提动头71抵接的阀座72；对提动头71向阀座72方向、即关闭的方向施力的复位弹簧73；提动头71抵抗复位弹簧73的弹力而从起重臂用控制阀20的底室侧端口21侧导入打开方向的压力的第一打开侧压力室74；提动头71抵抗复位弹簧73的弹力而从起重臂缸11的底室11a侧导入打开方向的压力的第二打开侧压力室75；以及从底室侧管路15中的负荷保持阀70和起重臂缸11的底室11a之间导入将提动头71向关闭方向按压的液压的关闭侧压力室76。接受关闭侧压力室76内的压力的提动头71的关闭侧受压面71a设定为，比接受第二打开侧压力室75内的压力的提动头71的打开侧受压面71b更大。关闭侧压力室76兼作容纳复位弹簧73的弹簧室。

液压驱动装置10还具备夹设于底室侧管路15与负荷保持阀70的关闭侧压力室76之间的切换阀80。该切换阀80具备：与底室侧管路15在负荷保持阀70和起重臂缸11的底室11a之间连接的第一端口81；与关闭侧压力室76连接的第二端口82；以及与工作油箱17连接的箱口83。该切换阀80为弹簧复位式二位置阀，其构成为可以在以下两个阀位置进行切换：将第一端口81与第二端口82连接并且通过提动头84来阻止压力油从这些第一端口81及第二端口82向箱口83的流动的阀位置、即供给位置80a(正常位置)；以及将第二端口82与箱口83连接的阀位置、即排出位置80b(工作位置)。在将切换阀80的箱口83与工作油箱17连接的返回管路85上设有节流器86。在返回管路85中，在比节流器86更靠工作油箱17侧，连接有从切换阀80的复位弹簧87侧延伸的排放管路88。

液压驱动装置10还具备：从收缩用先导管路33分支的第一保持压排出用先导管路111；从开阀用先导管路53分支的第二保持压排出用先导管路112；以及将第一保持压排出用先导管路111内的压力及第二保持压排出用先导管路112内的压力中较高的一方选作先导压而导向切换阀80的受压面89的高压选择阀113(高压优先型梭形滑阀)。

即，在未通过开闭控制阀55来生成先导压的状态中，即在加载行驶时以外的状态中，在操作杆31a未被倾倒操作时、以及操作杆31a被倾倒操作而生成收缩用先导压时，即，未通过操作杆装置31来生成收缩用先导压时，进而换言之，起重臂用控制阀20的阀位置在中立位置20c时、以及起重臂用控制阀的阀位置在第一工作位置20a时，切换阀80的阀位置通过复位弹簧87被控制在供给位置80a。另外，在同状态下，在操作杆装置31生成收缩用先导压时，即，起重臂用控制阀20的阀位置为第二工作位置20b时，该收缩用先导压通过第一保持压排出用先导管路111和高压选择阀113导向切换阀80的受压面89，切换阀80的阀位置抵抗复位弹簧87的弹力被控制在排出位置80b。

另一方面，在通过开闭控制阀55来生成先导压的状态中，即在加载行驶状态中，由开闭控制阀55生成的先导压通过第二保持压排出用先导管路112和高压选择阀113导向切换阀80的受压面89，切换阀80的阀位置抵抗复位弹簧87的弹力被控制在排出位置80b。

对本实施方式的液压驱动装置10的动作，在如下(1)～(4)中进行说明。

(1)首先，说明在不使轮式装载机1行驶的状态下使作业装置2上升时的液压驱动装置10的动作。

该情况下，轮式装载机1的操作员对操作杆31a进行操作，从操作杆装置31向起重臂用控制阀20给予伸长用的先导压，将起重臂用控制阀20的阀位置切换到第一工作位置20a。由此，在起重臂用控制阀20中成为泵口23与底室侧端口21连接且杆室侧端口22与箱口24连接的状态。

另外，操作员不接通指示开关58。进而从车速传感器56输出的车速检测信号不表示加载行驶时规定范围内的车速。从而控制器57处于未对开闭控制阀55给予控制电流的状态。即，开闭控制阀55处于未生成先导压的状态。

在这些状态中，不会通过第一保持压排出用先导管路111和高压选择阀113给予切换阀80收缩用的先导压，也不会通过第二保持压排出用先导管路112和高压选择阀113给予切换阀80先导压。因此，切换阀80的阀位置通过复位弹簧87控制在供给位置80a。从而，起重臂缸11的底室11a内的压力通过介于负荷保持阀70与底室11a之间的底室侧管路15的部分和切换阀80的第一端口81及第二端口82导入关闭侧压力室76，与复位弹簧73一起将提动头71向关闭方向按压。另一方面，主泵13的排出压通过介于起重臂用控制阀20与负荷保持阀70之间的底室侧管路15的部分导入第一打开侧压力室74，将提动头71向打开方向按压。就导向第一打开侧压力室74的主泵13的排出压将提动头71向打开方向按压的力而言，抵抗导向关闭侧压力室76的起重臂缸11的底室11a内的压力和复位弹簧73将提动头71向关闭方向按压的力，从而推开提动头71，由此打开负荷压保持阀70。即，负荷保持阀70允许压力油从起重臂用控制阀20通过底室侧管路15向起重臂缸11的底室11a的流动。与此同时，主泵13的排出油通过起重臂用控制阀20的泵口23和底室侧端口21后，通过底室侧管路15向起重臂缸11的底室11a供给。与此并行，起重臂缸11的杆室11b内的压力油通过杆室侧管路16、起重臂用控制阀20的杆侧端口22及箱口24向工作油箱17排出。其结果，起重臂缸11伸长，使作业装置2上升。

通过这样操作，在使作业装置2上升时，即，主泵13的排出油通过起重臂用控制阀20和底室侧管路15向起重臂缸11的底室11a供给时，如果是蓄能器40内的压力小于规定压力的状态，则蓄压阀61的阀位置通过复位弹簧62控制在蓄压位置61a。此时，蓄压阀61允许压力油通过单向阀63向蓄压用旁通管路60内的蓄能器40的流动，阻止其逆向的压力油的流动。因此，在底室侧管路15内流动的压力油的一部分，通过蓄压用旁通管路60向蓄能器40供给，直到蓄能器40内的压力达到规定压力为止，或者，直到起重臂用控制阀20的阀位置不在第一工作位置20a为止。其结果，蓄能器40成为储备了压力的状态。

(2)接着，说明除加载行驶时以外保持在使作业装置2上升的状态时的液压驱动装置10的动作。

该情况下，由于轮式装载机1的操作员未对操作杆31a进行操作，因此不会从操作杆装置31给予起重臂用控制阀20伸长用的先导压、收缩用的先导压，起重臂用控制阀20的阀位置保持在中立位置20c。由此在起重臂用控制阀20中，成为隔断了泵口23与底室侧端口21之间、及泵口23与杆室侧端口22之间双方的状态。

另外，操作员不接通指示开关58。进而从车速传感器56输出的车速检测信号不表示加载行驶时规定范围内的车速。从而控制器57处于不向开闭控制阀55给予控制电流的状态。即，开闭控制阀55处于不生成先导压的状态。

在这些状态中，不会通过第一保持压排出用先导管路111和高压选择阀113向切换阀80给予收缩用的先导压，也不会通过第二保持压排出用先导管路112和高压选择阀113给予切换阀80先导压。因此，切换阀80的阀位置通过复位弹簧87控制在供给位置80a。从而，起重臂缸11的底室11a内的压力通过介于负荷保持阀70与底室11a之间的底室侧管路15、切换阀80的第一端口81及第二端口82导入关闭侧压力室76，与复位弹簧73一起将提动头71向关闭方向按压。另外，起重臂缸11的底室11a内的压力通过介于负荷保持阀70与起重臂缸11的底室11a之间的底室侧管路15的部分，导入第二打开侧压力室75。另外，由于主泵13与负荷保持阀70之间被起重臂用控制阀20隔断，因此主泵13的排出压不会被导入负荷保持阀70的第一打开侧压力室74。就导入关闭侧压力室76内的起重臂缸11的底室11a内的压力和复位弹簧73而言，抵抗导入第二打开侧压力室75内的起重臂缸11的底室11a内的压力，从而将提动头71强压在阀座72上，即向关闭的方向按压，由此负荷压保持阀70被保持在关闭的状态。即，负荷保持阀70通过提动头71来阻止压力油从起重臂缸11的底室11a通过底室侧管路15向起重臂用控制阀20的流动。其结果，起重臂缸11保持在伸长状态，作业装置2保持在上升状态。在该状态下，由于阻止压力油的流动的是提动头71，因此能够可靠地防止起重臂缸11的底室11a内的压力油通过起重臂用控制阀20的间隙向工作油箱17泄漏而引起的作业装置2的下降。

(3)接着，说明在轮式装载机1不行驶的状态下使作业装置2下降时的液压驱动装置10的动作。

该情况下，轮式装载机1的操作员操作操作杆31a，从操作杆装置31给予起重臂用的控制阀20收缩用的先导压，将起重臂用控制阀20的阀位置切换到第二工作位置20b。由此，成为在起重臂用控制阀20中泵口23与杆室侧端口22连接且底室侧端口21与箱口24连接的状态。

另外，操作员不接通指示开关58。进而从车速传感器56输出的车速检测信号不表示加载行驶时规定范围内的车速。从而控制器57处于未向开闭控制阀55给予控制电流的状态。即，开闭控制阀55处于未生成先导压的状态。

在这些状态中，由操作杆装置31生成的收缩用先导压，通过第一保持压排出用先导管路111及高压选择阀113，也被给予切换阀80。因此，切换阀80的阀位置切换到排出位置80b。由此，负荷保持阀70的关闭侧压力室76内的压力通过切换阀80的第二端口82和箱口83排出到工作油箱17。另一方面，主泵13的排出油通过起重臂用控制阀20的泵口23及杆室侧端口22后，再通过杆室侧管路16供给到起重臂缸11的杆室11b。与此同时，起重臂缸11的底室11a内的压力导入至负荷保持阀70的第二打开侧压力室75，抵抗复位弹簧73的弹力将提动头71推开，由此负荷保持阀70打开。即，负荷保持阀70允许压力油从起重臂缸11的底室11a通过底室侧管路15向起重臂用控制阀20的流动。因此，起重臂缸11的底室11a内的压力油通过底室侧管路15和起重臂用控制阀20的底室侧端口21及箱口24排出到工作油箱17。其结果，起重臂缸11收缩，使作业装置2下降。

(4)接着，说明保持在使作业装置2上升的状态使轮式装载机1行驶的情况，即轮式装载机1进行加载行驶时的液压驱动装置10的动作。

该情况下，由于轮式装载机1的操作员未对操作杆31a进行操作，未从操作杆装置31向起重臂用控制阀20给予伸长用的先导压、收缩用的先导压，起重臂用控制阀20的阀位置保持在中立位置20c。由此成为在起重臂用控制阀20中隔断了泵口23与底室侧端口21之间、及泵口23与杆室侧端口22之间双方的状态。

另外，操作员接通指示开关58，成为向控制器57指示进行加载行驶的状态。之后，若从车速传感器56输出的车速检测信号表示加载行驶时规定范围内的车速时，则控制器57判定为其车速在加载行驶时的规定范围内，向开闭控制阀55供给控制电流。由此开闭控制阀55生成先导压。该先导压通过开阀用先导管路53给予开闭阀50，将该开闭阀50的阀位置切换到打开位置50b，并且通过第二保持压排出用先导管路112和高压选择阀113给予切换阀80，切换阀80的阀位置被切换到排出位置80b。

在这些状态中，负荷保持阀70的关闭侧压力室76内的压力，通过切换阀80的第二端口82和箱口83向工作油箱17排出。此时，通过介于负荷保持阀70与起重臂缸11的底室11a之间的底室侧管路15的部分，起重臂缸11的底室11a内的压力导入第二打开侧压力室75。因此，导入该第二打开侧压力室75的起重臂缸11的底室11a内的压力，抵抗复位弹簧73的弹力将提动头71推开，由此负荷保持阀70打开。此时，开闭阀50的阀位置控制在打开位置50b，并且起重臂用控制阀20的阀位置成为中立位置20c，隔断主泵13与负荷保持阀70之间，因此起重臂缸11的底室11a内的压力油因负荷保持阀70打开而通过负荷保持阀70和连接管路41导向蓄能器40。即，负荷保持阀70允许压力油从起重臂缸11的底室11a通过连接管路41向蓄能器40的流动。其结果，在加载行驶中作用于起重臂缸11的底室11a的负荷压力被蓄能器40吸收，抑制了作业装置的纵摆。

另外，轮式装载机1的车速成为加载行驶时的规定范围内之后到经过时间T1期间，向开闭控制阀55的控制电流的电流值I逐渐增大到I1，由此开闭阀50逐渐使开度增大(参照图3中的切口的位置及图4)。由此，防止了起重臂缸11的底室11a内的压力油急剧地流入蓄能器40，抑制了伴随其急剧的流入的作业装置2的急剧的下降。若从轮式装载机1开始行驶经过时间T1，则开闭阀50的开度充分变大，蓄能器40内的压力与作用于起重臂缸11的底室11a内的负荷压力大致相同。

另外，在开闭阀50的阀位置被控制在打开位置50b时，压力油从起重臂缸11的底室11a流入蓄能器40，直到蓄能器40内的压力与起重臂缸11的底室11a内的压力变为大致相同为止，因此起重臂缸11只收缩流入蓄能器40的压力油的量的程度。如“(1)”中说明的那样，在作业装置2上升时，由于主泵13的排出油的一部分供给到蓄能器40，因此起重臂缸11伸长且作业装置2上升后，轮式装载机1进行加载行驶时，蓄能器中已经储备了压力油。由此，能够减少开闭阀50的阀位置被控制在打开位置50b之后的起重臂缸11的收缩量、即作业装置2的下降量。

根据本实施方式的液压驱动装置10可以得到如下效果。

本实施方式的液压驱动装置10在作业装置2上升时，可以使主泵13的排出油的通过蓄压阀61而向蓄能器40供给压力油。由此，能够减少加载行驶时开闭阀50的阀位置被控制在打开位置之后的作业装置的下降量。

本实施方式的液压驱动装置10在除了加载行驶时以外保持在使作业装置2上升的状态的情况下，利用负荷保持阀70的提动头71能够可靠地防止起重臂缸11的底室11a内的压力油通过起重臂用控制阀20的间隙向工作油箱17泄漏而引起的作业装置的下降。由此，能够可靠地防止作业装置2与操作员意图相反而下降。

另外，就本实施方式的液压驱动装置10而言，在切换阀80中，提动头84阻止压力油从第一端口81向箱口83的流动和压力油从第二端口82向箱口83的流动，因此能够不使起重臂缸11的底室11a内的压力泄漏而使其导向负荷保持阀70的关闭侧压力室76并作用于提动头71。从而，能够将负荷保持阀70的提动头71可靠地保持在关闭状态，由此有利于防止压力油从负荷保持阀70向起重臂用控制阀20的泄漏。

另外，所述实施方式的液压驱动装置10适用于轮式装载机1的作业装置2，还适用于轮式挖掘机的前作业装置、自卸卡车的翻斗。

符号的说明

1-轮式装载机(作业车辆)，2-作业装置，10-液压驱动装置，11-起重臂缸(液压缸)，11a-底室，11b-杆室，13-主泵，15-底室侧管路，16-杆侧管路，17-工作油箱，20-起重臂用控制阀(控制阀)，20a-第一工作位置，20b-第二工作位置，20c-中立位置，21-底室侧端口，22-杆室侧端口，23-泵口，24-箱口，40-蓄能器，41-连接管路，50-开闭阀，50a-关闭位置，50b-打开位置，61-蓄压阀，61a-蓄压位置，61b-关闭位置，70-负荷保持阀，71-提动头，73-复位弹簧，74-第一打开侧压力室，75-第二打开侧压刀室，76-关闭侧压力室，80-切换阀，80a-供给位置，80b-排出位置，81-第一端口，82-第二端口，83-箱口，84-提动头。

Claims (2)

1.一种作业车辆的液压驱动装置，

具备：

液压缸，其向底室供给压力油而使作业车辆的作业装置上升，并且向杆室供给压力油而使该作业装置下降；

主泵，其排出驱动该液压缸的压力油；

控制阀，其由滑阀构成，该滑阀具有经由底室侧管路与所述底室连接的底室侧端口、经由杆侧管路与所述杆室连接的杆室侧端口、与所述主泵连接的泵口以及与工作油箱连接的箱口；

蓄能器，其与从所述底室侧管路分支的连接管路的端部连接；

开闭阀，其设于所述连接管路上；以及

蓄压阀，其两端与所述连接管路连接且设于跨越所述开闭阀而布置的蓄压用的旁通管路上，并与所述开闭阀并联，

所述控制阀构成为能够在以下三个位置进行切换：将所述泵口与所述底室侧端口连接且将所述杆室侧端口与所述箱口连接的阀位置、即第一工作位置；将所述泵口与所述杆室侧端口连接且将所述底室侧端口与所述箱口连接的阀位置、即第二工作位置；以及隔断所述泵口与所述底室侧端口之间、及所述泵口与所述杆室侧端口之间双方的中立位置，

所述开闭阀构成为能够在以下两个位置进行切换：打开所述连接管路且将所述底室与所述蓄能器连接的阀位置、即打开位置；以及关闭所述连接管路且隔断所述底室与所述蓄能器之间的阀位置、即关闭位置，从而在使所述作业装置保持上升的状态而进行所述作业车辆行驶的加载行驶时，从关闭位置向打开位置方向对阀位置进行控制，在加载行驶时以外的情况下，将阀位置控制在关闭位置，

所述蓄压阀构成为能够在以下两个位置进行切换：允许压力油在所述蓄压用的旁通管路内朝向所述蓄能器流动的阀位置、即蓄压位置；以及关闭所述蓄压用的旁通管路而隔断压力油流向所述蓄能器的阀位置、即关闭位置，从而在所述主泵的排出油通过所述控制阀及所述底室侧管路向所述底室供给压力油的状态、且所述蓄能器内的压力小于规定压力的状态的情况下，将阀位置控制在蓄压位置，

所述作业车辆的液压驱动装置的特征在于，

在所述底室侧管路上设有负荷保持阀，该负荷保持阀由提升阀构成，当所述控制阀的阀位置为所述第一工作位置时，允许压力油从所述控制阀通过所述底室侧管路朝向所述底室流动，当所述控制阀为所述第二工作位置时，允许压力油从所述底室通过所述底室侧管路朝向所述控制阀流动，当进行所述加载行驶时，允许压力油从所述底室通过所述连接管路朝向所述蓄能器流动，当除了所述加载行驶时以外所述控制阀的阀位置为中立位置时，利用提动头来阻止压力油通过所述底室侧管路从所述底室朝向所述控制阀流动。

2.根据权利要求1所述的作业车辆的液压驱动装置，其特征在于，

所述负荷保持阀具备：向关闭所述提动头的方向施力的复位弹簧；从所述控制阀的所述底室侧端口侧导入所述提动头抵抗所述复位弹簧的弹力而打开的方向的压力的第一打开侧压力室；从所述液压缸的所述底室侧导入所述提动头抵抗所述复位弹簧的弹力而打开的方向的压力的第二打开侧压力室；以及从所述底室侧管路的所述负荷保持阀与所述底室之间导入向关闭所述提动头的方向按压的液压的关闭侧压力室，

在所述底室侧管路与所述负荷保持阀的所述关闭侧压力室之间夹设有切换阀，该切换阀具备在所述负荷保持阀和所述底室之间与所述底室侧管路连接的第一端口；与所述关闭侧压力室连接的第二端口；以及与所述工作油箱连接的箱口，并且构成为能够在以下两个位置进行切换：将第一端口与第二端口连接并且通过提动头来阻止压力油从这些第一端口、第二端口朝向箱口流动的阀位置、即供给位置；以及将第二端口与箱口连接的阀位置、即排出位置，当除了所述加载行驶时以外所述控制阀的阀位置为所述中立位置、及所述控制阀的阀位置为所述第一工作位置时，被控制在供给位置，当进行所述加载行驶、及所述控制阀的阀位置为所述第二工作位置时，被控制在排出位置。