CN107429715B - 油压系统 - Google Patents

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Abstract

一种油压系统，具备：具有用于使执行器向第一方向工作的第一先导端口以及用于使执行器向第二方向工作的第二先导端口的控制阀；连接先导压力源与第一先导端口的第一管路；设置于第一管路的电磁比例阀；在比电磁比例阀靠近上游侧处从第一管路分叉并与第二先导端口连结的第二管路；设置于第二管路，且具有用于维持使第二先导端口与油箱连通的关闭位置的弹簧，以及用于从关闭位置切换至使第二先导端口与先导压力源连通的打开位置的先导端口的切换阀；和将第一管路中比电磁比例阀靠近下游侧的部分与切换阀的先导端口连接的第三管路。

Description

油压系统
技术领域
本发明涉及一种包括双向工作的油压执行器的油压系统。
背景技术
一般地，电力控制双向工作的油压执行器的油压系统中，使用与油压执行器连接，且具有第一先导端口以及第二先导端口的控制阀；和向这些第一先导端口以及第二先导端口输出二次压的一对电磁比例阀（例如参照专利文献1）。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2011-117316号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
然而，使用一对电磁比例阀时，油压回路的成本变高。另外，控制电磁比例阀的控制装置的电流产生装置也需要两个，所以控制装置的成本也较高。此外，由于连接控制装置与电磁比例阀的连接器的引脚（pin）数量较多，所以需要大型的连接器。
因此，本发明的目的是提供一种能够使用单个电磁比例阀电力控制双向工作的油压执行器的油压系统。
解决问题的手段：
为了解决上述问题，本发明的油压系统，其特征在于，具备：与油压执行器连接，且具有用于使所述执行器向第一方向工作的第一先导端口以及用于使所述执行器向第二方向工作的第二先导端口的控制阀；连接先导压力源与所述第一先导端口的第一管路；设置于所述第一管路的电磁比例阀；在比所述电磁比例阀靠近上游侧处从所述第一管路分叉并与所述第二先导端口连结的第二管路；设置于所述第二管路，且在使所述第二先导端口与油箱连通的关闭位置和使所述第二先导端口与所述先导压力源连通的打开位置之间进行切换的切换阀，该切换阀具有用于维持所述关闭位置的弹簧以及用于从所述关闭位置切换至所述打开位置的先导端口；和将所述第一管路中比所述电磁比例阀靠近下游侧的部分与所述切换阀的先导端口连接的第三管路。
根据上述结构，切换阀，在电磁比例阀的二次压较低时位于关闭位置，在电磁比例阀的二次压较高时位于打开位置。切换阀位于关闭位置时，控制阀借助电磁比例阀的二次压被驱动向使执行器向第一方向工作的第一位置，切换阀位于打开位置时，控制阀借助先导压力源的压力与电磁比例阀的二次压的压差被驱动向使执行器向第二方向工作的第二位置。所以，能够使用单个电磁比例阀电力控制双向工作的油压执行器。而且，由于切换阀借助电磁比例阀的二次压自动动作，因此对于一个控制阀只需一个控制装置的电流产生装置即可。所以，能够降低控制装置的成本。此外，对于一个控制阀的电磁比例阀的数量为一个，因此连接控制装置与电磁比例阀的连接器的引脚数量较少。所以，能够使用小型的连接器，如此也能谋求成本下降。
也可以是所述切换阀，形成为被引导至该切换阀的先导端口的压力为规定压力以上时，从所述关闭位置切换至所述打开位置的结构，所述规定压力为所述先导压力源的压力的一半。根据该结构，能够在使执行器向第一方向工作时与向第二方向工作时几乎同样地驱动控制阀。
也可以是所述电磁比例阀是输出与指令电流示出正相关的二次压的正比例型。根据该结构，能够在电力系统断开等故障时使控制阀的第一先导端口以及第二先导端口的压力为零，能够准确地禁止执行器的工作。
也可以是上述油压系统还具备：接收用于使所述执行器向所述第一方向工作的第一操作以及用于使所述执行器向所述第二方向工作的第二操作，并且输出与所述第一操作的大小对应的第一操作信号以及与所述第二操作的大小对应的第二操作信号的操作装置；和向所述电磁比例阀送给指令电流的控制装置；所述控制装置，在所述第一操作信号增加时，使所述指令电流向从所述电磁比例阀输出的二次压为所述规定压力的基准电流增加，在所述第二操作信号增加时使所述指令电流向所述基准电流降低。根据该结构，能够使执行器按照第一操作以及第二操作的大小工作。
也可以是所述第一操作信号达到最大时的所述指令电流小于所述基准电流，所述第二操作信号达到最大时的所述指令电流大于所述基准电流。根据该结构，能够避免切换阀在规定压力附近的不稳定的动作。
例如，也可以是所述操作装置包括操作杆，所述第一操作信号以及所述第二操作信号表示所述操作杆的倾倒角。
发明效果：
根据本发明，能够使用单个电磁比例阀电力控制双向工作的油压执行器。
附图说明
图1是根据本发明第一实施形态的油压系统的大致结构图；
图2中的图2A是示出从控制装置向电磁比例阀输出的指令电流与第一先导端口的压力的关系的图表，图2B是示出所述指令电流与第二先导端口的压力的关系的图表，图2C是示出所述指令电流与作用于控制阀的驱动压力的关系的图表；
图3是示出第一操作以及第二操作与所述指令电流的关系的图表；
图4是根据本发明的第二实施形态的油压系统的大致结构图；
图5是根据本发明的第三实施形态的油压系统的大致结构图。
具体实施方式
（第一实施形态）
图1示出了根据本发明第一实施形态的油压系统1A。该油压系统1A包括：双向（第一方向A以及第二方向B）工作的油压执行器15；借助一对给排管路23、24与执行器15连接的控制阀3；和由操作者操作的操作装置8。
图示中，执行器15为油压缸，第一方向A为伸长方向，第二方向为缩短方向。但是，执行器15不限于油压缸，例如也可以是顺时针以及逆时针旋转的油压马达。
控制阀3借助供给管路21与主压力源11连接，并且借助油箱管路22与油箱13连接。控制阀3，在阻断与该控制阀3连接的所有的管路21～24的中立位置，和使一对给排管路23、24中的一个与供给管路21连通、使另一个与油箱管路22连通的第一位置（图1的左侧位置）以及第二位置（图1的右侧位置）之间被驱动。另外，根据执行器15的用途，也可以是控制阀3在中立位置使给排管路23、24与油箱管路22连通。
更详细地，控制阀3具有：用于使该控制阀3从中立位置向第一位置移动并且使执行器15向第一方向A工作的第一先导端口3a；和用于使该控制阀3从中立位置向第二位置移动并且使执行器15向第二方向B工作的第二先导端口3b。
第一先导端口3a借助第一管路41与先导压力源12连接。第一管路41中设置有电磁比例阀5。即，从电磁比例阀5输出的二次压被引导至第一先导端口3a。电磁比例阀5借助油箱管路44与油箱13连接。
从控制装置7向电磁比例阀5送给指令电流I。本实施形态中，如图2A所示，电磁比例阀5是输出与指令电流I示出正相关的二次压的正比例型。另外，从电磁比例阀5输出的二次压，换言之被引导至第一先导端口3a的压力Pa的最大值与先导压力源12的压力Pp相等。图2A中的I1是从电磁比例阀5开始输出二次压时的最低电流，I2是电磁比例阀5的二次压达到最大时的最高电流。
返回至图1，第二管路42在比电磁比例阀5靠近上游侧从第一管路41分叉，该第二管路42与第二先导端口3b连结。第二管路42中设置有切换阀6。切换阀6借助油箱管路45与油箱13连接。
切换阀6，在使第二先导端口3b与油箱13连通的关闭位置，和使第二先导端口3b与先导压力源12连通的打开位置之间进行切换。本实施形态中，切换阀6为先导阀，具有用于维持关闭位置的弹簧62；和用于从关闭位置向打开位置切换的先导端口61。该先导端口61，借助第三管路43，与第一管路41中比电磁比例阀5靠近下游侧的部分连接。
切换阀6也可以是与配管连结的单独的阀。然而，也可以是如图1中双点划线所示，切换阀6与电磁比例阀5共同形成于一个壳体内。此时，该壳体中也形成有第一管路41的一部分（电磁比例阀5的附近部分）、第二管路42的上游侧部分以及第三管路43。这样的结构，能够容易将包括该壳体的先导阀单元安装于控制阀3。
切换阀6形成为被引导至该切换阀6的先导端口61的压力，换言之从电磁比例阀5输出的二次压为规定压力α以上时，从关闭位置切换至打开位置的结构。因此，如图2B所示，第二先导端口3b的压力Pb，在指令电流I小于从电磁比例阀5输出的二次压为规定压力α的基准电流I0时为零，在指令电流为基准电流I0以上时为先导压力源12的压力Pp。
所以，如图2C所示，指令电流I小于基准电流I0时，作为向第一位置驱动该控制阀3的驱动压力，电磁比例阀5的二次压作用于控制阀3。另一方面，指令电流I为基准电流I0以上时，作为向第二位置驱动该控制阀3的驱动压力，先导压力源12的压力Pp与电磁比例阀5的二次压的压差作用于控制阀3。
本实施形态中，使切换阀6从关闭位置向打开位置切换的规定压力α是先导压力源12的压力Pp的一半。这里的“一半”是指实质上等于Pp/2的范围（Pp/2±20％的范围）。因此，如图2C所示，作用于控制阀3的驱动压力为I1～I0与I0～I2几乎对称。换言之，使执行器15向第一方向工作时与向第二方向工作时几乎同样地驱动控制阀3。
返回至图1，向电磁比例阀5送给指令电流I的控制装置7中，连接有上述操作装置8。操作装置8接收用于使执行器15向第一方向A工作的第一操作；和用于使执行器15向第二方向B工作的第二操作。而且，操作装置8向控制装置7输出与第一操作的大小对应的第一操作信号Sa以及与第二操作的大小对应的第二操作信号Sb。
操作装置8例如是包括操作杆的电力控制杆。此时，第一操作信号Sa以及第二操作信号Sb表示操作杆的倾倒角。但是，操作装置8，例如也可以是在操作杆向一个方向倾倒时输出与操作杆的倾倒角对应的第一先导压，在操作杆向另一个方向倾倒时输出与操作杆的倾倒角对应的第二先导压的操作阀。此时，也可以是设置有测量第一先导压以及第二先导压的一对压力传感器，所测量出的第一先导压以及第二先导压被输入至控制装置7。或者，操作装置8不限于仅包括操作杆，例如也可以包括接受属于第一操作以及第二操作的旋转操作的方向盘。
控制装置7，在不从操作装置8输出第一操作信号Sa以及第二操作信号Sb时，不向电磁比例阀5送给指令电流I。另一方面，从操作装置8输出第一操作信号Sa时，如图3所示，控制装置7根据第一操作信号Sa向电磁比例阀5送给指令电流I。从操作装置8输出第二操作信号Sb时，图3所示，控制装置7根据第二操作信号Sb向电磁比例阀5送给指令电流I。因此，切换阀6，在不使执行器15工作时以及使执行器15向第一方向A工作时位于关闭位置，在使执行器15向第二方向B工作时位于打开位置。
更详细地，控制装置7，在第一操作信号Sa增加时使指令电流I从最低电流I1向基准电流I0增加，在第二操作信号Sb增加时使指令电流I从最高电流I2向基准电流I0降低。借此，能够使执行器15按照第一操作以及第二操作的大小工作。
另外，第一操作信号Sa达到最大S1时的指令电流I3小于基准电流I0，第二操作信号Sb达到最大S2时的指令电流I4大于基准电流I0是理想的。因为，能够避免切换阀6在使切换阀6从关闭位置向打开位置切换的规定压力α附近的不稳定的动作。
如以上说明，本实施形态的油压系统1A中，切换阀6在电磁比例阀5的二次压较低时位于关闭位置，在电磁比例阀5的二次压较高时位于打开位置。切换阀6位于关闭位置时控制阀3借助电磁比例阀5的二次压被驱动向第一位置，切换阀6位于打开位置时控制阀3借助先导压力源12的压力Pp与电磁比例阀5的二次压的压差被驱动向第二位置。所以，能够使用单个电磁比例阀5电力控制双向工作的油压执行器15。而且，由于切换阀6借助电磁比例阀5的二次压自动进行动作，所以对于一个控制阀3只需一个控制装置7的电流产生装置即可。因此，能够降低控制装置7的成本。此外，对于一个控制阀3的电磁比例阀5的数量为一个，所以连接控制装置7与电磁比例阀5的连接器的引脚数量少。因此，能够使用小型的连接器，这样也能够谋求成本下降。
此外，本实施形态中，电磁比例阀5为正比例型，切换阀6通常维持在关闭位置，所以能够在电力系统断开等故障时使控制阀3的第一先导端口3a的压力Pa以及第二先导端口3b的压力Pb为零，能够准确地禁止执行器15的工作。
（第二实施形态）
接着，参照图4说明根据本发明第二实施形态的油压系统1B。另外，本实施形态以及后述的第三实施形态中，对与第一实施形态相同的结构要素标以相同符号，并省略重复说明。
本实施形态中，切换阀6设置有在该切换阀6从关闭位置切换至打开位置时用于辅助将该切换阀6保持在打开位置的辅助流路63。但是，辅助流路63导致的按压力远小于用于将切换阀6从打开位置向关闭位置返回的弹簧62的施加力是理想的。
这样的结构，除了与第一实施形态同样的效果，还能够得到能够将切换至打开位置的切换阀6稳定地维持在打开位置的效果。
（第三实施形态）
接着，参照图5说明根据本发明第三实施形态的油压系统1C。本实施形态中，电磁比例阀5是指令电流I与二次压示出负相关的反比例型。
本实施形态中，除故障时以外能够取得与第一实施形态同样的效果。故障时，控制阀3的第一先导端口3a的压力Pa以及第二先导端口3b的压力Pb均为先导压力源12的压力Pp，禁止执行器15的工作。
（其他实施形态）
本发明不限定于上述第一至第三实施形态，在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种变形。
例如，也可以是在第三实施形态中，与第二实施形态同样地，切换阀6设置有用于在该切换阀6从关闭位置切换至打开位置时辅助将该切换阀6保持在打开位置的辅助流路63。但是，辅助流路63导致的按压力远小于用于将切换阀6从打开位置向关闭位置返回的弹簧62的施加力是理想的。
符号说明：
1A～1C　　油压系统；
12　　 先导压力源；
15　　 油压执行器；
3　　 控制阀；
3a　　 第一先导端口；
3b　　 第二先导端口；
41　　 第一管路；
42　　 第二管路；
43　　 第三管路；
5　　 电磁比例阀；
6　　 切换阀；
61　　 先导端口；
62　　 弹簧；
7　　 控制装置；
8　　 操作装置。

Claims (6)

1.一种油压系统，具备：
与油压执行器连接，且具有用于使所述执行器向第一方向工作的第一先导端口以及用于使所述执行器向第二方向工作的第二先导端口的控制阀；
其特征在于，还具备：
连接先导压力源与所述第一先导端口的第一管路；
设置于所述第一管路的电磁比例阀；
在比所述电磁比例阀靠近上游侧处从所述第一管路分叉并与所述第二先导端口连结的第二管路；
设置于所述第二管路，并且在使所述第二先导端口与油箱连通的关闭位置和使所述第二先导端口与所述先导压力源连通的打开位置之间进行切换的切换阀，该切换阀具有用于维持所述关闭位置的弹簧以及用于从所述关闭位置切换至所述打开位置的先导端口；和
将所述第一管路中比所述电磁比例阀靠近下游侧的部分与所述切换阀的先导端口连接的第三管路。
2.根据权利要求1所述的油压系统，其特征在于，
所述切换阀，形成为在被引导至该切换阀的先导端口的压力为规定压力以上时，从所述关闭位置切换至所述打开位置的结构，
所述规定压力为所述先导压力源的压力的一半。
3.根据权利要求2所述的油压系统，其特征在于，
所述电磁比例阀是输出与指令电流示出正相关的二次压的正比例型。
4.根据权利要求3所述的油压系统，其特征在于，还具备：
接受用于使所述执行器向所述第一方向工作的第一操作以及用于使所述执行器向所述第二方向工作的第二操作，并且输出与所述第一操作的大小对应的第一操作信号以及与所述第二操作的大小对应的第二操作信号的操作装置；和
向所述电磁比例阀送给指令电流的控制装置，
所述控制装置，在所述第一操作信号增加时，使所述指令电流向从所述电磁比例阀输出的二次压为所述规定压力的基准电流增加，在所述第二操作信号增加时，使所述指令电流向所述基准电流降低。
5.根据权利要求4所述的油压系统，其特征在于，
所述第一操作信号达到最大时的所述指令电流小于所述基准电流，所述第二操作信号达到最大时的所述指令电流大于所述基准电流。
6.根据权利要求4或5所述的油压系统，其特征在于，
所述操作装置包括操作杆，所述第一操作信号以及所述第二操作信号表示所述操作杆的倾倒角。
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