CN104302931B - 液压控制装置 - Google Patents

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Abstract

液压控制装置（1）具备切换阀（26）、操作阀（36）、第一背压输出机构（42）及第二梭阀（41）。操作阀（36）在操作杆（37）被操作时输出与操作量相对应的第一输出压（P01），第一背压输出机构（42）在满足规定的工作状态时输出第一背压（Pb1）。第一输出压（P01）作为第一先导压（P1）输入至切换阀（26）中，第一背压（Pb1）作为第二先导压（P2）输入至切换阀（26）中。切换阀（26）将与第一先导压（P1）及第二先导压（P2）的压差相对应的流量的液压供给至吊杆用油缸（7）中。

Description

液压控制装置
技术领域
本发明涉及将从液压泵排出的压力液供给至执行器并驱动所述执行器的液压控制装置、及具备该液压控制装置的建筑机械。
背景技术
油压挖掘机等的建筑机械具有多个油压执行器，并且通过驱动油压执行器以此可以使吊杆、臂、铲斗、旋转装置及行驶装置等各种构成要素工作而执行各种作业等。建筑机械为了驱动这些油压执行器，例如具备专利文献1那样的油压控制装置。
专利文献1所述的油压控制装置具有油压泵，通过将从油压泵排出的油压供给至执行器，以此驱动执行器。油压控制装置具有切换阀（具备流量控制功能的阀）及操作阀，切换阀位于油压泵和执行器之间。切换阀形成为根据阀芯的位置而调节流过执行器的油压的流量的结构。该切换阀与操作阀连接，可在操作阀上设置有操作杆。
在前述操作杆和前述切换阀之间设置有电磁比例控制阀和控制器，在该控制器中输入与前述操作杆的操作量相对应的操作信号。控制器根据该信号驱动电磁比例控制阀，以此输出与前述操作杆相对应的第一先导压或第二先导压。这些两个先导压被输入至切换阀，阀芯移动至与输入的先导压相对应的位置。因此，与操作杆的操作量和执行器的负荷压相对应的流量的油压朝着与操作杆的操作方向相对应的方向被供给至执行器中。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开昭64-6501号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
专利文献1所述的油压控制装置如上所述使用于具备多个执行器的油压机械、例如建筑机械中，并且操作、温度及驱动状态等的工作条件是各种各样的。例如，建筑机械在低温环境下使用时和在高温环境下使用时，供给至执行器中的压力液的粘度不同，即使操作杆的操作量相同，供给至执行器中的压力液的流量也会不同。因此，为了应对低温环境而以相对于操作量所流过的流量增加的形式设定切换阀时，在高温环境下存在对于执行器的运行来说较多的压力液流入执行器中而产生冲击的情况。
又，在发生来自于操作杆的操作信号的断线和连接不良、前述电磁比例控制阀的卡死和电线的断线和连接不良、控制器的工作不良等时，即便操作前述操作杆也无法操作切换阀。
又，在多个执行器设置于建筑机械中且切换阀中没有压力补偿机构的情况下，在多个操作杆被操作时，流入负荷小的执行器中的流量变得过大，因此需要在负荷较小的切换阀的上游设置根据操作的种类而选择性地工作的节流部。这是因为，在操作多个操作杆的情况下，要求根据负荷的大小而将小负荷的执行器的操作杆的操作量调小，但是对于不习惯的操作者来说这样的操作是困难的。
因此，本发明的目的是提供能够根据工作状态调节执行器中流动的压力液的流量的液压控制装置。
解决问题的手段：
本发明的液压控制装置是将从被发动机或电动机驱动的液压泵中排出的压力液供给至执行器从而驱动所述执行器的液压控制装置，具备：设置有操作杆，且在所述操作杆被操作时输出与该操作量相对应的压力的输出压的操作阀；处于规定的工作状态时输出背压的背压输出机构；和从所述操作阀中输出的所述输出压作为第一先导压被输入且所述背压作为第二先导压被输入，将与所述第一先导压和第二先导压之间的压差相对应的流量的压力液供给至所述执行器中的流量控制阀。
根据本发明，当处于规定的工作状态时，背压作为第二先导压被输入至流量控制阀中。借助于此，可以在无需改变操作杆的操作量的情况下根据工作状态变更第一先导压与第二先导压之间的压差。即，可以在不改变操作杆的操作量的情况下根据工作状态调节流入执行器中的液压的流量。
在上述发明中，优选的是所述工作状态包括所述操作杆的操作状态、所述发动机的转速、所述压力液的温度及作用于所述执行器的负荷中的至少一个状态；所述背压输出机构输出与所述工作状态相对应的压力的背压。
根据上述结构，可以实现与工作状态相对应的有效率的运行。
在上述发明中，优选的是对于多个所述执行器中的每个所述执行器分别设置所述流量控制阀及所述操作阀；所述操作杆的操作状态包括操作分别设置于多个所述操作阀的所述操作杆中至少两个以上的所述操作杆的情况。
根据上述结构，可以在多个操作杆被操作时通过任意一个的流量控制阀调节流入与其对应的执行器中的压力液的流量。例如，通过减少流入负荷小的执行器中的压力液的流量，以此使压力液还流入负荷大的执行器中，可以防止负荷大的执行器的驱动速度的极端的下降。
在上述发明中，优选的是所述背压输出机构具有控制装置和电磁控制阀；所述控制装置向所述电磁控制阀输出与所述工作状态相对应的指令信号；所述电磁控制阀输出与所输入的所述指令信号相对应的压力的所述背压。
根据上述结构，由于采用电磁控制阀，因此可以极细微地调节操作性。此外，仅通过控制装置的设定即可以执行操作性的调节作业，因此液压控制装置的调节作业变得容易，可以缩短液压控制装置的开发时间。
在上述发明中，优选的是所述电磁控制阀是常闭型的阀。
根据上述结构，即使发生电流不流入电磁控制阀中的问题，也可以防止电磁控制阀处于开口的状态，从而可以实现液压控制装置的故障安全。
在上述发明中，优选的是：具备在输入的两个输入压中选择高压的一方作为所述第二先导压输出至所述流量控制阀的高压选择阀；所述操作阀根据所述操作杆的操作方向，将与该操作量相对应的压力的第一输出压及第二输出压作为所述输出压分别输出；所述第一输出压作为所述第一先导压输入至所述流量控制阀中；所述第二输出压和所述背压作为所述输入压输入至所述高压选择阀中。
根据上述结构，在操作操作杆输出第二输出压的情况下，第二输出压代替背压作为第二先导压输入至流量控制阀中。借助于此，可以将与第二输出压相对应的流量的液压从流量控制阀供给至执行器中。
在上述发明中，优选的是所述背压输出机构形成为将所述第一输出压作为压力源，并且将所述第一输出压进行减压后生成所述背压的结构。
根据上述结构，可以防止在操作阀的操作杆未被操作时从背压输出机构输出背压。借助于此，即使在操作阀的操作杆未被操作时背压输出机构错误工作，也不会发生阀芯运动的情况。因此，可以实现液压控制装置的故障安全。此外，将来自于电磁比例阀的最高输出压设定为低于电磁比例阀的供给压力，以此即使电磁控制阀以最大开度持续工作，也可以使流量控制阀移动至某规定位置而向执行器供给压力液。借助于此，可以防止因电磁控制阀的故障而导致液压控制装置不工作的情况。
在上述发明中，优选的是：具备将从所述电磁控制阀输出的所述背压作为所述第一先导压及所述第二先导压中的任意一个先导压输入至所述流量控制阀中的背压切换阀；所述操作阀根据所述操作杆的操作方向，将第一输出压及第二输出压中的任意一个作为所述输出压输出；所述第一输出压作为所述第一先导压输入至所述流量控制阀中；所述第二输出压作为所述第二先导压输入至所述流量控制阀中；所述背压切换阀在从所述操作阀输出所述第一输出压时，将所述背压作为所述第二先导压输入至所述流量控制阀中，在从所述操作阀输出所述第二输出压时，将所述背压作为所述第一先导压输入至切换阀中。
根据上述结构，可以通过背压切换阀将从电磁控制阀输出的背压作为所述第一先导压及所述第二先导压输入至流量控制阀中。借助于此，无需将电磁控制阀分别独立地设置于第一先导压侧及第二先导压侧，可以减少电磁控制阀的数量，可以减少液压控制装置的制造成本；
在上述发明中，优选的是将所述第一输出压及第二输出压中较高的一方的输出压进行减压后生成所述背压。
根据上述结构，可以防止在操作阀的操作杆未被操作时从电磁控制阀输出背压。借助于此，即使在操作阀的操作杆未被操作时电磁控制阀错误工作，也不会发生阀芯运动的情况。因此，可以实现液压控制装置的故障安全。此外，即使电磁控制阀以最大开度持续工作，也可以使流量控制阀移动至某规定的位置而向执行器供给压力液。借助于此，可以防止因电磁控制阀的故障而导致液压控制装置不工作的情况。
发明效果：
根据本发明，可以根据工作条件调节流入执行器中的液压的流量。
本发明的上述目的、其他目的、特征及优点是在参照附图的基础上，由以下优选的实施形态的详细说明得以明了。
附图说明
图1是示出具备本发明的实施形态的液压控制装置的油压挖掘机的侧视图；
图2是示出第一实施形态的液压控制装置的液压回路的回路图；
图3是放大示出图2的液压控制装置的液压回路的局部的回路图；
图4中的图4（a）示出吊杆用阀单元的操作杆的操作量的时序变化，图4（b）示出吊杆用阀单元的阀芯的差压的时序变化，图4（c）示出在吊杆用油缸中流动的压力液的流量的时序变化；
图5中的图5（a）示出吊杆用阀单元的操作杆37的操作量的时序变化，图5（b）示出吊杆用阀单元的阀芯的差压dp的时序变化，图5（c）示出在吊杆用油缸中流动的压力液的流量的时序变化；
图6是示出第二实施形态的液压控制装置的液压回路的回路图；
图7是示出第三实施形态的液压控制装置的液压回路的回路图；
图8是放大示出图7的液压控制装置的液压回路的局部的回路图；
图9是放大示出第四实施形态的液压控制装置的液压回路的局部的回路图。
具体实施方式
以下，参照前述的附图说明根据本发明的第一实施形态至第四实施形态的液压控制装置1、1A～1C及具备该液压控制装置1、1A～1C的油压挖掘机2的结构。另外，实施形态中的方向的概念是为了便于说明而使用的，并非启示了将液压控制装置1、1A～1C及油压挖掘机2的结构的配置及方向等限定在该方向上。又，以下说明的液压控制装置1、1A～1C及油压挖掘机2的结构只是本发明的一个实施形态，本发明不限于实施形态，在不脱离发明的主旨的范围内可以增加、删除、变更。
＜第一实施形态＞
[油压挖掘机]
如图1所示，作为建筑机械的油压挖掘机2形成为通过安装于梢端部的附件、例如铲斗3进行挖掘和搬运等各种作业的结构。油压挖掘机2具有履带等的行驶装置4，在行驶装置4上可旋转地装载有旋转体5。旋转体5形成为可以由后述的旋转用马达10旋转驱动的结构，并且形成有用于驾驶员搭乘的驾驶座5a。
又，从旋转体5向斜上前方延伸的吊杆6在上下方向上可摇动地设置在旋转体5上。在吊杆6与旋转体5上架设有吊杆用油缸7，通过使吊杆用油缸7伸缩，以此使吊杆6相对旋转体5摇动。在像这样摇动的吊杆6的梢端部上在前后方向上可摇动地设置有从此处向下斜前方延伸的臂8。在吊杆6与臂8上架设有臂用油缸9，通过使臂用油缸9伸缩，以此使臂8相对吊杆6摇动。此外，在臂8的梢端部，在前后方向上可摇动地设置有铲斗3。另外，尽管不进行详细的说明，但是在铲斗3上也设置有铲斗用油缸，通过使铲斗用油缸伸缩，以此使铲斗3在前后方向上摇动。
像这样构成的油压挖掘机2具备向吊杆用油缸7、臂用油缸9及旋转用马达10等的执行器供给压力液而驱动它们的液压控制装置1，并且发挥如后述那样的作用效果。以下，参照图2及图3说明液压控制装置1的结构。
[液压控制装置]
液压控制装置1由所谓的负控制式的液压控制回路构成，具备液压泵11。液压泵11形成为与发动机E连接，并且通过由该发动机E旋转驱动以此排出油压的结构。又，液压泵11采用具有斜板11a的可变容量型液压泵，并且以与斜板11a的角度相对应的流量排出油压。这样构成的液压泵11的排出端口11b与主通路12连接。
在主通路12中介设有后述的三个阀单元21、22、23，阀单元21、22、23的进一步下游侧通过节流部24与罐25连接。又，在主通路12中，泄压通路13以绕过节流部24的形式与节流部24的前后连接，在泄压通路13中设置有泄压阀14。又，在主通路12中，节流部24的上游侧且三个阀单元21、22、23的下游侧与负控制通路15连接。负控制通路15与设置于液压泵11的伺服活塞机构16连接，通过该负控制通路15后因节流部24而上升的压力作为负控制压Pn导入至伺服活塞机构16中。
伺服活塞机构16具有伺服活塞16a，伺服活塞16a移动至与通过负控制通路15导入的负控制压Pn相对应的位置。伺服活塞16a与液压泵11的斜板11a连接，斜板11a倾转到与伺服活塞16a的位置相对应的角度。具体而言，在负控制压Pn上升时，斜板11a以减小其角度的形式倾转而减少液压泵11的排出流量，在负控制压Pn下降时，斜板11a以增大其角度的形式倾转而增加液压泵11的排出流量。
又，主通路12与供给通路17连接，通过该供给通路17排出的油压被供给至各执行器7、9、10。供给通路17在液压泵11的下游侧且三个阀单元21、22、23的上游侧从主通路12分叉。供给通路17还在其下游侧分叉为三条，分叉的各个通路部17a、17b、17c与三个阀单元21、22、23分别连接。又，三个阀单元21、22、23与罐通路18连接，并且通过该罐通路18与罐25连接。
在这些三个阀单元21、22、23中位于最上游侧的吊杆用阀单元21控制在吊杆用油缸7中流动的压力液的流动方向及流量，位于最下游侧的臂用阀单元23控制在臂用油缸9中流动的压力液的流动方向及流量。此外，在位于两个阀单元21、23之间的旋转用阀单元22控制在使旋转体5旋转的旋转用马达10中流动的压力液的流动方向及流量。这些三个阀单元21、22、23除了驱动的执行器不同以外，具有相同的结构及功能。以下，详细说明吊杆用阀单元21的结构，关于旋转用阀单元22及臂用阀单元23的结构，主要说明不同点，而对于相同的结构标以相同符号并省略说明。又，关于旋转用阀单元22及臂用阀单元23的功能，主要说明不同点，对于与吊杆用阀单元21相同的功能省略说明。
[吊杆用阀单元]
吊杆用阀单元21具有控制压力液的流动方向及其流量的切换阀26。作为流量控制阀的切换阀26与供给通路17、罐通路18、第一给排通路31及第二给排通路32连接。第一给排通路31与吊杆用油缸7的端盖侧7a连接，第二给排通路32与吊杆用油缸7的活塞杆侧7b连接。又，切换阀26具有阀芯27，压力液的流动方向及流量随着该阀芯27的位置而改变。
更详细地说明的话，阀芯27形成为可以从中立位置M移动至第一偏移位置S1及第二偏移位置S2侧的结构，在中立位置M上，主通路12被连通，供给通路17、罐通路18、第一给排通路31及第二给排通路32分别被切断。借助于此，向吊杆用油缸7的油压的给排被停止，吊杆6的运动被停止。另一方面，主通路12被连通，以此负控制压Pn增高，液压泵11的排出流量减少。
当使阀芯27从中立位置M移动至第一偏移位置S1侧时，供给通路17与第一给排通路31连接，第二给排通路32与罐通路18连接。借助于此，压力液供给至吊杆用油缸7的端盖侧7a而吊杆用油缸7伸长，吊杆6向上方摇动。另一方面，主通路12被阀芯27节流，接着被切断。借助于此，负控制压Pn降低，液压泵11的排出流量增加。
又，当使阀芯27从中立位置M移动至第二偏移位置S2侧时，供给通路17与第二给排通路32连接，第一给排通路31与罐通路18连接。借助于此，压力液供给至吊杆用油缸7的活塞杆侧7b而吊杆用油缸7收缩，吊杆6向下方摇动。另一方面，主通路12被阀芯27节流，接着被切断。借助于此，负控制压Pn降低，液压泵11的排出流量增加。
像这样切换连接目标的阀芯27受到相互反抗的两个先导压P1、P2，阀芯27移动至与这些两个先导压P1、P2的压差dp相对应的位置。即，切换阀26将与两个先导压P1、P2的压差dp相对应的方向及流量的压力液供给至吊杆用油缸7中。这些两个先导压P1、P2通过第一先导通路34及第二先导通路35被导入，第一先导通路34及第二先导通路35与操作阀36连接。
操作阀36上设置有操作杆37，并且向与操作杆37的操作方向相对应的方向输出与操作杆37的操作量相对应的液压。即，操作阀36在操作杆37向第一方向（例如前方）被操作时，向第一先导通路34输出与操作杆37的操作量相对应的第一输出压P01，又，在操作杆37向第二方向（例如后方）被操作时，向第二先导通路35输出与操作杆37的操作量相对应的第二输出压P02。在第一先导通路34上设置有检测输出至该处的第一输出压P01的第一压力传感器PS1，进一步在其下游侧介设有第一梭阀39。又，在第二先导通路35上设置有检测输出至该处的第二输出压P02的第二压力传感器PS2，进一步在其下游侧介设有第二梭阀41。
在作为第一选择阀的第一梭阀39的下游侧和第二梭阀41的上游侧设置有第一背压输出机构42，第一背压输出机构42具有通路43。通路43与第一梭阀39的下游侧连接，并且设置有第一电磁比例控制阀44。第一电磁比例控制阀44是所谓常闭型（正比例控制阀），将从第一先导通路34导入的液压（第一先导压P1）作为压力源并调节为第一背压Pb1后输出至第二梭阀41中。第二梭阀41在第一背压Pb1及第二输出压P02中选择一个较高压，并且将该被选择的液压作为第二先导压P2施加于阀芯27。
在作为第二选择阀的第二梭阀39的下游侧和第二梭阀41的上游侧设置有第二背压输出机构45，第二背压输出机构45具有通路46。通路46与第二梭阀41的下游侧连接，并且设置有第二电磁比例控制阀47。第二电磁比例控制阀47将从第二先导通路35导入的液压（第二先导压P2）作为压力源并调节为第二背压Pb2后输出至第一梭阀39中。第一梭阀39在第二背压Pb2及第一输出压P01中选择一个较高压，并且将该被选择的液压作为第一先导压P1施加于阀芯27。
像这样构成的两个背压输出机构42、45还具有控制装置50，控制装置50与两个电磁比例控制阀44、47电气连接。该控制装置50使电流（指令信号）流过两个电磁比例控制阀44、47，两个电磁比例控制阀44、47将第一背压Pb1及第二背压Pb2调节为与该电流相对应的压力。
又，控制装置50与第一压力传感器PS1及第二压力传感器PS2电气连接，得到第一输出压P01及第二输出压P02。控制装置50基于得到的第一输出压P01及第二输出压P02检测操作杆37的操作状态（操作量及操作方向），根据该操作状态及液压控制装置1的工作条件（规定的工作状态）决定流过两个电磁比例控制阀44、47的电流。该电流的决定方法的具体内容在后面叙述，而规定的工作状态例如包括其他阀单元22、23的工作状态（即，其他操作杆37的操作状态）、发动机E的转速、油温及作用于执行器的负荷，关于发动机E的转速、油温及作用于执行器的负荷，通过未图示的传感器进行检测。以下，说明这样构成的两个背压输出机构42、45的功能。
在操作杆37被操作而输出第一输出压时，该第一输出压作为第一先导压P1导入至第一梭阀39的下游侧。借助于此，阀芯27通过第一先导压P1被推动至第一偏移位置S1侧。又，第一先导压P1通过通路43导入至第一电磁比例控制阀44中，第一电磁比例控制阀44将该第一先导压P1作为压力源并输出与来自于控制装置50的指令信号相对应的第一背压Pb1。第二梭阀41并不从操作阀36输出第二输出压P02，因此将输出的第一背压Pb1选择为第二先导压P2，并且将其施加于阀芯27。
像这样将第二先导压P2施加于阀芯27，以此可以将被推动至第一偏移位置S1侧的阀芯27通过第二先导压P2推回至中立位置M侧。于是，供给通路17与第一给排通路31之间的开度减小，可以限制导入至吊杆用油缸7的端盖侧7a中的液压的流量。另外，第一背压Pb1越高，阀芯27越被推回至中立位置M侧，前述开度随着被推回的量而减小，从而限制导入至吊杆用油缸7的端盖侧7a中的压力液的流量。即，通过调节从控制装置50流入第一电磁比例控制阀44的电流，以此可以在不改变操作杆37的操作量的情况下调节导入至吊杆用油缸7的端盖侧7a中的压力液的流量。又，控制装置50根据所满足的工作条件调节流过第一电磁比例控制阀44的电流，从而调节导入至端盖侧7a的压力液的流量。
另一方面，在操作杆37被操作而输出第二输出压时，该第二输出压作为第二先导压P2导入至第二梭阀41的下游侧。借助于此，阀芯27被第二先导压P2推动至第二偏移位置S2侧。又，第二背压Pb2与前述的情况相同地从第二背压输出机构45输出。第一梭阀39将第二背压Pb2选择为第一先导压P1，并且将其施加于阀芯27。借助于此，可以将被推动至第一偏移位置S2侧的阀芯27推回至中立位置M侧。于是，供给通路17和第二给排通路32之间的开度减小，从而可以限制导入至吊杆用油缸7的活塞杆侧7b的压力液的流量。第二背压Pb2越高，阀芯27越被推回至中立位置M侧，前述开度随着被推回的量而减小，从而限制导入至吊杆用油缸7的活塞杆侧7b的油压的流量。即，通过调节从控制装置50向第二电磁比例控制阀47流入的电流，以此可以在不改变操作杆37的操作量的情况下调节导入至吊杆用油缸7的活塞杆侧7b的压力液的流量。又，控制装置50根据所满足的工作条件调节流过第二电磁比例控制阀47的电流，从而调节导入至活塞杆侧7b的压力液的流量。
在具有这样的功能的背压输出机构42、45中，控制装置50判定是否满足预先设定的工作条件。例如，在控制装置50判定为通过油温传感器检测的油温满足预先设定的工作条件（具体而言，第一规定温度以上）时，控制装置50使电流流过电磁比例控制阀44、47中而使油压难以流入吊杆用油缸7中。另外，从控制装置50流入各电磁比例控制阀44、47中的电流根据从操作阀36输出的输出压P01、P02而进行调节，在输出压P01、P02较大的情况下使所流过的电流增大而增大限制的流量，在输出压P01、P02较小的情况下减小所流动的电流而抑制限制的流量。像这样通过限制流量，以此在粘度低的高温环境下在吊杆6起动工作时，可以向吊杆用油缸7供给较多的压力液而缓和所发生的冲击。
相反地，在控制装置50判定为由油温传感器检测的油温不满足另一工作条件（具体而言，第二规定温度（＜第一规定温度）以上）时，控制装置50与满足第一规定温度的情况相比，减小流过电磁比例控制阀44、47的电流，使压力液容易从吊杆用阀单元21流入至吊杆用油缸7中。借助于此，在粘度高的低温环境下吊杆6起动工作时供给至吊杆用油缸7中的压力液变得少量，从而可以消除吊杆6的动作迟缓的问题。
[旋转用阀单元]
在旋转用阀单元22中，第一给排通路31及第二给排通路32与旋转用马达10连接。旋转用马达10是所谓的液压马达，具有两个端口10a、10b。旋转用马达10根据压力液被供给的端口10a、10b而进行正旋转及逆旋转，第一端口10a与第一给排通路31连接，第二端口10b与第二给排通路32连接。
在像这样构成的旋转用阀单元22中，在阀芯27位于中立位置M时，通过旋转用马达10、第一给排通路31、第二给排通路32、泄压阀48及止回阀49形成闭回路。此时，使旋转体5通过惯性旋转，以此在旋转用马达10中产生制动转矩，并且制动转矩被泄压阀48调节，且旋转体5的旋转停止。在阀芯27位于第一偏移位置S1时，旋转用马达10进行正旋转而使旋转体5旋转，在阀芯27位于第二偏移位置S2时，旋转用马达10进行逆旋转而使旋转体5旋转。
又，在旋转用阀单元22中，可以通过第一背压输出机构42限制流入旋转用马达10的第一端口10a的压力液的流量，又，可以通过第二背压输出机构45限制流入第二端口10b的压力液的流量。借助于此，可以与吊杆用油缸7的情况相同地减少在旋转用马达10的初期工作时的冲击及迟缓。又，可以防止在起动工作时大量的压力液流入旋转用马达10中，可以实现节能化。
此外，在旋转用阀单元22中，在第一先导通路34上设置有检测输出至第一先导通路34的第一输出压P01的第三压力传感器PS3，在第二先导通路35上设置有检测输出至第二先导通路35的第二输出压P02的第四压力传感器PS4。第三压力传感器PS3设置于第一梭阀39的上游侧，第四压力传感器PS4设置于第二梭阀41的上游侧。又，第三压力传感器PS3及第四压力传感器PS4与控制装置50电气连接，控制装置50从第三压力传感器PS3及第四压力传感器PS4得到第一输出压P01及第二输出压P02。
在像这样构成的旋转用阀单元22中，控制装置50基于从第三压力传感器PS3及第四压力传感器PS4得到的第一输出压P01及第二输出压P02检测操作杆37的操作状态，并且根据该操作状态及液压控制装置1的工作条件而决定流过两个电磁比例控制阀44、47的电流。因此，通过调节从控制装置50分别流入电磁比例控制阀44、47中的电流，以此可以在不改变操作杆37的操作量的情况下调节导入至旋转用马达10中的压力液的流量。
[臂用阀单元]
在臂用阀单元23中，第一给排通路31及第二给排通路32分别与臂用油缸9的端盖侧9a及活塞杆侧9b连接。臂用油缸9在压力液供给至其端盖侧9a时伸长，在压力液供给至活塞杆侧9b时收缩。
像这样与臂用油缸9连接的臂用阀单元23在其阀芯27位于中立位置M时，停止向臂用油缸9的压力液的给排而停止臂8的运动。又，臂用阀单元23在阀芯27位于第一偏移位置S1时，将压力液供给至臂用油缸9的端盖侧9a而使臂8向后方（拉动侧）摇动，在阀芯27位于第二偏移位置S2时，向臂用油缸9的活塞杆侧9b供给压力液而使臂8向前方（推动侧）摇动。
又，在臂用阀单元23中，可以通过第一背压输出机构42限制流入臂用油缸9的端盖侧9a的压力液的流量，又，可以通过第二背压输出机构45限制流入活塞杆侧9b的压力液的流量。借助于此，可以与吊杆用油缸7的情况相同地减少臂用油缸9的起动工作时的冲击及迟缓。
此外，在臂用阀单元23中，在第一先导通路34上设置有检测向其输出的第一输出压P01的第五压力传感器PS5，在第二先导通路35上设置有检测向其输出的第二输出压P02的第六传感器PS6。第五压力传感器PS5设置于第一梭阀39的上游侧，第六压力传感器PS6设置于第二梭阀41的上游侧。又，第五压力传感器PS5及第六压力传感器PS6与控制装置50电气连接，控制装置50从第五压力传感器PS5及第六压力传感器PS6得到第一输出压P01及第二输出压P02。
在像这样构成的臂用阀单元23中，控制装置50基于从第五压力传感器PS5及第六压力传感器PS6得到的第一输出压P01及第二输出压P02检测操作杆37的操作状态，并且根据该操作状态及液压控制装置1的工作条件而决定流过两个电磁比例控制阀44、47的电流。因此，通过调节从控制装置50分别流过电磁比例控制阀44、47中的电流，以此可以在不改变操作杆37的操作量的情况下调节导入至臂用油缸9中的压力液的流量。
[液压控制装置的功能]
在液压控制装置1中，如上所述在各阀单元21、22、23的操作杆37被操作时，从操作阀36输出与其操作方向相对应的输出压P01、P02，使阀芯27根据输出压P01、P02移动，从而向各执行器7、9、10供给液压而使各执行器7、9、10工作。在操作杆37被独立地分别操作的情况下，除了如上述那样的起动动作以外，基本上电流不会从控制装置50流入两个电磁比例控制阀44、47中。即，在各阀单元21、22、23中，未实施通过第一背压输出机构42及第二背压输出机构45执行的油压的流量限制。另一方面，在以提升吊杆6的形式操作吊杆用阀单元21的操作杆37的期间，臂用阀单元23的操作杆37被操作的情况下，发挥如下的功能。
在吊杆用阀单元21的操作杆37以提升吊杆6的形式被操作时，从该操作阀36输出第一输出压P01，该第一输出压通过第一梭阀39而作为第一先导压P1施加于阀芯27。又，在臂用阀单元23的操作杆37被操作、例如操作杆37以向后方拉动臂8的形式被操作时，从臂用阀单元23的操作阀36输出第一输出压P01，该第一输出压P01通过第一梭阀39而作为第一先导压P1施加于阀芯27。像这样在从各操作阀36输出第一输出压P01时，通过第一压力传感器PS1及第五压力传感器PS5检测第一输出压和第五输出压，控制装置50判断为提升吊杆6的动作和拉动臂8的动作被同时执行。
另外，在将操作杆37以向前方推动臂8的形式操作时，从臂用阀单元23的操作阀36输出第二输出压P02，该第二输出压P02通过第二梭阀41而作为第二先导压P2施加于阀芯27。此时，通过第六传感器PS6检测第二输出压P02，控制装置50得到第二输出压后控制装置50判断为提升吊杆6的动作和向前方推动臂8的动作被同时执行。
控制装置50在判断为提升吊杆6的动作和拉动臂8的动作被同时执行时，使电流流过臂用阀单元23的第一电磁比例控制阀44中。此时流入的电流与臂用阀单元23的操作杆37的操作量相对应，从第一电磁比例控制阀44输出的第一背压Pb1变成与操作杆37相对应的压力。如此一来，通过第二梭阀41使输出的第一背压Pb1作为第二先导压P2施加于阀芯27，借助于此臂用阀单元23的阀芯27被推回至中立位置M侧，限制流入臂用油缸9中的压力液的流量。
臂用油缸9的进行牵拉动作时的负荷小于吊杆用油缸7的提升动作时的负荷，压力液容易流入负荷小的臂用油缸9中。因此，通过限制流入臂用油缸9中的压力液的流量，以此可以防止压力液优先流入臂用油缸9中，可以如下述那样使与吊杆用阀单元21的操作杆37的操作量相对应的压力液流入吊杆用油缸7中。借助于此，可以使吊杆用油缸7及臂用油缸9以与各自对应的操作杆37的操作量大致相对应的速度运动。
以下，参照图4及图5进一步具体说明各操作杆37的操作量与流入各执行器7、9中的压力液的流量之间关系。另外，图4（a）、图4（b）及图4（c）的纵轴分别表示吊杆用阀单元21的操作杆37的操作量、作用于吊杆用阀单元21的阀芯的先导压的压差dp、以及流入吊杆用油缸7中压力液的流量，横轴表示时间。又，图5（a）、图5（b）及图5（c）的纵轴分别表示臂用阀单元23的操作杆37的操作量、作用于臂用阀单元23的的阀芯的先导压的压差dp、以及流入臂用油缸9中的油压的流量，横轴表示时间。
在液压控制装置1中，将吊杆用阀单元21的操作杆37如图4（a）所示以一定速度向操作方向一侧（图2中所示的右侧）操作时，从吊杆用阀单元21的操作阀36输出以一定速度上升的第一输出压P01。此时，不会从操作阀36输出第二输出压P02，又，也不会从第一背压机构输出第一背压Pb1。因此，作用于阀芯27的压差dp的绝对值与第一先导压P1对应，并且如图4（c）的（甲）所示根据操作杆37的操作量而增加。
与此同时，将臂用阀单元23的操作杆37如图5（a）所示以一定速度向操作方向一侧（图2所示的右侧）操作时，从臂用阀单元23的操作阀36输出以一定速度上升的第一输出压P01，并且作为第一先导压P1施加于臂用阀单元23的阀芯27。例如，在仅有第一先导压P1作用于阀芯27时，并没有与第一先导压P1对抗的压力作用于阀芯27，因此作用于阀芯27的压差dp如图5（a）及图5（b）的实线所示由臂用阀单元23的操作阀36根据操作量而以一定速度增加。于是，臂用油缸9的负荷小于吊杆用油缸7的负荷，因此使压力液优先流入臂用油缸9侧（参照图4（c）及图5（c）的（乙））。
在液压控制装置1中，关于臂用阀单元23，将第一输出压P01导入至第一梭阀39的下游侧，以此从第一背压输出机构42输出第一背压Pb1，该第一背压Pb1作为第二先导压P2施加于阀芯27。第一背压Pb1如上所述根据来自于控制装置50的电流而输出，控制装置50基于预先的设定使电流流过。在本实施形态中，将来自于控制装置50的电流根据臂用阀单元23的操作杆37的操作量进行设定，并且以使施加于阀芯27的压差dp成为如图5（b）的单点划线的形式进行设定。
通过这样设定电流，在液压控制装置1中，即使同时操作吊杆用阀单元21及臂用阀单元23的操作杆37，也可以使流入吊杆用油缸7及臂用油缸9中的压力液的流量如图4（c）（丙）及图5（c）（丙）所示与操作杆37的操作量相对应地呈现大致一定的流量分配。
在具有像这样的功能的液压控制装置1中，可以将与操作量相对应的流量的压力液供给至各执行器7、9、10中，因此可改善操作性。又，在液压控制装置1中，可以通过第一背压输出机构42及第二背压输出机构45限制供给至各执行器7、9、10中的液压的流量。在这些第一背压输出机构42及第二背压输出机构45中，可以根据从控制装置50流入各电磁比例控制阀44、47的电流调节所限制的流量。因此，仅通过改变从控制装置50流入电磁比例控制阀44、47中的电流的设定即可执行第一背压Pb1及第二背压Pb2的调节。因此，不需要进行像采用先导式的控制阀的情况下那样的调整（准备几个变更了开口面积的阀芯，依次换着进行试验，从而决定最佳开口面积的作业），可以缩短液压控制装置1的开发时间。
另外，前面说明了吊杆用阀单元21及臂用阀单元23的操作杆37同时被操作的情况，但是在以提升吊杆6的形式操作吊杆用阀单元21的操作杆37时，操作旋转用阀单元22的操作杆37的情况下，液压控制装置1也执行同样的动作。即，在吊杆用阀单元21及旋转用阀单元22的操作杆37被同时操作时，限制流入旋转用马达10中的油压的流量，发挥与臂用阀单元23的情况相同的作用效果。另外，关于具体内容，参照前述记载，省略其说明。
在具有这样的结构的液压控制装置1中，背压输出机构42、45的电磁比例控制阀44、47采用常闭型阀。因此，即使在发生无法使电流从控制装置50流入各电磁比例控制阀44、47的问题，或者电磁比例控制阀44、47的可动部被异物等卡住而工作不良时，也不会发生阀芯27移动至未计划的位置的情况。因此，在液压控制装置1中实现故障安全。又，背压输出机构42、45的压力源为操作阀36的输出压P01、P02，因此在操作阀36的操作杆37未被操作的中立状态下，即使各电磁比例控制阀44、47错误工作，也不会发生阀芯27运动的情况。通过这一点也可以在液压控制装置1中实现故障安全。
此外，各电磁比例控制阀44、47形成为以第一先导压P1及第二先导压P2为压力源，并且各自输出的第一背压Pb1及第二背压Pb2低于第一先导压P1及第二先导压P2的结构。即，形成为各电磁比例控制阀44、47的最大开度小于100%，例如70%以下，更优选的是50%以下的结构。通过形成为这样的结构，以此即使因电磁比例控制阀44、47的故障而以最大开度持续工作，也可以使阀芯27从中立位置M移动至位于各偏移位置S1、S2方向的一定的位置，从而向执行器7、9、10供给液压。借助于此，可以防止因电磁比例控制阀44、47的故障或控制装置50的故障而液压控制装置1不工作的情况。
＜第二实施形态＞
第二实施形态的液压控制装置1A与第一实施形态的液压控制装置1结构类似。以下，对于第二实施形态的液压控制装置1A的结构，主要说明与第一实施形态的液压控制装置1的不同点，对于相同的结构标以相同符号并省略其说明。对于后述的第三实施形态及第四实施形态的液压控制装置1B、1C也是相同的。
液压控制装置1A由正控制方式的液压控制回路构成，主通路12A不通过节流部24而直接与罐25连接。又，在液压控制装置1A中，伺服活塞机构16通过正控制通路15A与未图示的先导泵连接，在正控制通路15A上介设有电磁阀19。
电磁阀19是电磁控制阀，能够将从未图示的先导泵排出的液压减压为与流入电磁阀19中的电流相对应的压力后作为正控制压pp输出。这样，输出的正控制压pp被导入至伺服活塞机构16，伺服活塞16移动至与该正控制压pp相对应的位置。借助于此，斜板11a倾转到与正控制压pp相对应的角度。
像这样构成的电磁阀19与控制装置50连接，控制装置50基于从各压力传感器PS1～PS6得到的输出压决定流过电磁阀19的电流。例如，控制装置50使与得到的输出压相对应的电流、即当输出压较大时使与其相对应的较大的电流流过电磁阀19，当输出压较小时使与其相对应的较小的电流流过电磁阀19。即，控制装置50使与操作杆37的操作量相对应的电流流过电磁阀19，并且从液压泵11输出与该操作量相对应的流量的液压。
这样构成的液压控制装置1A除了因应用正控制方式的液压控制回路而发挥的作用效果以外，还发挥与第一实施形态的液压控制装置1相同的作用效果。
＜第三实施形态＞
第三实施形态的液压控制装置1B具备如图7所示的三个阀单元21B、22B、23B，各阀单元21B、22B、23B具有背压输出机构60。各背压输出机构60与第一梭阀39及第二梭阀41连接，此外还与液压控制装置1B所具备的先导泵61并列连接。先导泵61是固定容量型液压泵，将固定容量的压力液供给至背压输出机构60。
背压输出机构60如图8所示具有电磁比例控制阀62和背压切换阀63。电磁比例控制阀62是所谓的常闭型的正比例控制阀。电磁比例控制阀62将先导泵61的排出压作为压力源，并且将从先导泵61排出的压力液减压后调节为背压pb。电磁比例控制阀62与背压切换阀63连接，将调节后的背压pb输出至背压切换阀63。
背压切换阀63具备阀芯63a，根据阀芯63a的位置切换从电磁比例控制阀62输出的压力液的流动方向。具体而言，背压切换阀63与第一梭阀39的输入端口的一侧及第二梭阀41的输入端口的一侧连接，阀芯63a形成为可从中立位置M1移动至第一偏移位置S11及第二偏移位置S12的结构。在阀芯63a从中立位置M1移动至第一偏移位置S11侧时，电磁比例控制阀62的输出端口与第二梭阀41的输入端口的一侧通过背压切换阀63相连接，从而将背压pb导入至第二梭阀41的输入端口的一侧。另一方面，在阀芯63a从中立位置M1移动至第二偏移位置S12侧时，电磁比例控制阀62的输出端口与第一梭阀39的输入端口的一侧通过背压切换阀63相连接，从而将背压pb导入至第一梭阀39的输入端口的一侧。而且，在阀芯63a返回至中立位置M1时，电磁比例控制阀62的输出端口与第一梭阀39的输入端口的一侧及第二梭阀41的输入端口的一侧之间被切断。
像这样移动的阀芯63a受到相互对抗的两个先导压p3、p4，而移动至与两个先导压p3、p4的压差相对应的位置。借助于此，背压切换阀63使来自于电磁比例控制阀62的压力液向与两个先导压p3、p4的压差相对应的方向流过。
像这样构成的背压输出机构60在向第一方向操作操作杆37而从操作阀36输出第一输出压P01时，将该第一输出压P01作为第三先导压p3输入至阀芯63a。此时，从操作阀36仅输出第一输出压P01，第四先导压p4是大致为零。因此，阀芯63a移动至第一偏移位置S11侧，电磁比例控制阀62的输出端口通过背压切换阀63与第二梭阀41的输入端口的一侧连接。借助于此，从电磁比例控制阀62输出的背压pb通过背压切换阀63导入至第二梭阀41的输入端口的一侧。
在第二梭阀41中，选择第二输出压P02及背压pb中的较高的一个，但由于第二输出压P02大致为零，因此在第二梭阀41中选择背压pb。被选择的背压pb作为第二先导压P2施加于方向控制阀26的阀芯27。在第一梭阀39中，阀芯63a移动至第一偏移位置S11侧，以此电磁比例控制阀62的输出端口与第一梭阀39的输入端口一侧之间被切断，因此第一输出压P01被选择，第一输出压P01作为第一先导压施加于方向控制阀26的阀芯27。
另一方面，在向第二方向操作操作杆37而从操作阀36输出第二输出压P02的情况下，第二输出压P02作为第四先导压p4导入至阀芯63a。此时，第三先导压p3大致为零，因此阀芯63a移动至第二偏移位置S12侧，电磁比例控制阀62的输出端口通过背压切换阀63与第一梭阀39的输入端口的一侧连接。通过连接，以此来自于电磁比例控制阀62的背压pb通过背压切换阀63导入至第一梭阀39的输入端口的一侧。而且，在第一梭阀39中选择背压pb，背压pb作为第一先导压P1施加于方向控制阀26的阀芯27。在第二梭阀41中选择第二输出压P02，第二输出压P02作为第二先导压P2施加于方向控制阀26的阀芯27。
像这样在背压输出机构60中，将与来自于操作阀36的各输出压P01、P02对抗的背压pb施加于阀芯27而限制向各执行器7、9、10流入的液压的流量，被限制的流量根据背压pb决定，背压输出机构60为了调节背压pb而具有控制装置50B。
控制装置50B使电流流入电磁比例控制阀62中，通过控制流入的电流而调节背压pb。进一步具体而言，控制装置50B根据所满足的工作条件控制流入电磁比例控制阀62的电流，从电磁比例控制阀62输出与所满足的工作条件相对应的背压pb。借助于此，可以与第一实施形态的液压控制装置1相同地根据工作条件限制流入各执行器7、9、10中的压力液的流量。
在像这样构成的液压控制装置1B中，通过设置背压切换阀63，无需将用于调节背压pb的电磁比例控制阀分别独立地设置在第一先导压侧及第二先导压侧。借助于此，可以减少各阀单元21B、22B、23B中的电磁比例控制阀62的数量，从而可以降低液压控制装置1B的制造成本。
除此以外，第三实施形态的液压控制装置1B还发挥与第一实施形态的液压控制装置1相同的作用效果。
＜第四实施形态＞
第四实施形态的液压控制装置1C与第三实施形态的液压控制装置1B的结构类似，所不同的是电磁比例控制阀62将从操作阀36输出的输出压P01、P02作为压力源。具体而言，如图9所示，液压控制装置1C的背压输出机构60C具有第三梭阀64，第三梭阀64将操作阀36的第一输出压P01和第二输出压P02中的高压侧供给至电磁比例控制阀62中。
在像这样构成的液压控制装置1C中，电磁比例控制阀62的压力源为操作阀36的输出压P01、P02，因此在操作阀36的操作杆37未被操作的中立状态下，即使电磁比例控制阀62错误工作也不会发生阀芯27运动的情况。通过这一点也可以在液压控制装置1C中实现故障安全。
除此以外，第四实施形态的液压控制装置1C还发挥与第三实施形态的液压控制装置1B相同的作用效果。
＜其他实施形态＞
在第一实施形态及第二实施形态的液压控制装置1、1A中，第一背压输出机构42及第二背压输出机构45的压力源为操作阀36的输出压P01、P02，但是没有必要必须是这样。例如，也可以将向操作阀36供给压力液的先导泵与第一背压输出机构42及第二背压输出机构45的入口直接连接，将该先导泵作为压力源。又，第一背压输出机构42及第二背压输出机构45没有必要必须同时设有两个，也可以只具备其中一个。此外，电磁比例控制阀44、47优选的是常闭型，但是也可以是常开型的电磁反比例控制阀（流入的电流越多，输出压力越小的类型的电磁比例控制阀）。
又，通过第一实施形态至第四实施形态的液压控制装置1、1A～1C驱动的执行器7、9、10不限于上述结构，也可以是铲斗用油缸、转向用油缸或行驶驱动用马达。又，液压泵11没有必要必须是可变容量型的泵，也可以是固定容量型的泵。此外，所使用的压力液不限于油，也可以是水和其他的液体等。
又，在第一实施形态至第四实施形态的液压控制装置1、1A～1C中，说明了应用负控制方式的液压控制回路的情况，但是不限于这样的方式的液压控制回路，也可以应用于正控制方式的液压控制回路中，还可以应用于具有使用阀芯的所有类型的控制阀的液压控制回路中。
由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质性地变更其结构和/或功能的具体内容。
符号说明：
1、1A～1C液压控制装置；
2油压挖掘机；
7吊杆用油缸；
9臂用油缸；
10旋转用马达；
11液压泵；
16伺服活塞机构；
21吊杆用阀单元；
22旋转用阀单元；
23臂用阀单元；
26切换阀；
27阀芯；
36操作阀；
37操作杆；
39第一梭阀；
41第二梭阀；
42第一背压输出机构；
44第一电磁比例控制阀；
45第二背压输出机构；
47第二电磁比例控制阀；
50、50B控制装置；
60背压输出机构；
61先导泵；
62电磁比例控制阀；
63背压切换阀；
64第三梭阀。

Claims (9)

1.一种液压控制装置，
是将从被发动机或电动机驱动的液压泵中排出的压力液供给至执行器从而驱动所述执行器的液压控制装置，具备：
设置有操作杆，且在所述操作杆被操作时输出与该操作量相对应的压力的输出压的操作阀；
处于规定的工作状态时输出背压的背压输出机构；和
从所述操作阀中输出的所述输出压作为第一先导压被输入且所述背压作为第二先导压被输入，将与所述第一先导压和第二先导压之间的压差相对应的流量的压力液供给至所述执行器中的流量控制阀。
2.根据权利要求1所述液压控制装置，其特征在于，
所述工作状态包括所述操作杆的操作状态、所述发动机的转速、所述压力液的温度及作用于所述执行器的负荷中的至少一个状态；
所述背压输出机构输出与所述工作状态相对应的压力的背压。
3.根据权利要求2所述液压控制装置，其特征在于，
对于多个所述执行器中的每个所述执行器分别设置所述流量控制阀及所述操作阀；
所述操作杆的操作状态包括操作分别设置于多个所述操作阀的所述操作杆中至少两个以上的所述操作杆的情况。
4.根据权利要求2或3所述液压控制装置，其特征在于，
所述背压输出机构具有控制装置和电磁控制阀；
所述控制装置向所述电磁控制阀输出与所述工作状态相对应的指令信号；
所述电磁控制阀输出与所输入的所述指令信号相对应的压力的所述背压。
5.根据权利要求4所述液压控制装置，其特征在于，所述电磁控制阀是常闭型的阀。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述液压控制装置，其特征在于，
具备在输入的两个输入压中选择高压的一方作为所述第二先导压输出至所述流量控制阀的高压选择阀；
所述操作阀根据所述操作杆的操作方向，将与该操作量相对应的压力的第一输出压及第二输出压作为所述输出压分别输出；
所述第一输出压作为所述第一先导压输入至所述流量控制阀中；
所述第二输出压和所述背压作为所述两个输入压输入至所述高压选择阀中。
7.根据权利要求6所述液压控制装置，其特征在于，所述背压输出机构形成为将所述第一输出压作为压力源，并且将所述第一输出压进行减压后生成所述背压的结构。
8.根据权利要求4所述液压控制装置，其特征在于，
具备将从所述电磁控制阀输出的所述背压作为所述第一先导压及所述第二先导压中的任意一个先导压输入至所述流量控制阀中的背压切换阀；
所述操作阀根据所述操作杆的操作方向，将第一输出压及第二输出压中的任意一个作为所述输出压输出；
所述第一输出压作为所述第一先导压输入至所述流量控制阀中；
所述第二输出压作为所述第二先导压输入至所述流量控制阀中；
所述背压切换阀在从所述操作阀输出所述第一输出压时，将所述背压作为所述第二先导压输入至所述流量控制阀中，在从所述操作阀输出所述第二输出压时，将所述背压作为所述第一先导压输入至切换阀中。
9.根据权利要求8所述液压控制装置，其特征在于，所述电磁控制阀形成为将所述第一输出压及第二输出压中较高的一方的输出压进行减压后生成所述背压的结构。
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