CN108779791A - 液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压系统，在电磁比例阀自身发生故障的情况下，操作员也能够安全地进行异常操作时的作业。液压系统具有液压泵、控制阀和先导压力供给部。先导压力供给部具有：电磁比例阀，其具有能够通过手动使先导油路开口的止动式异常用手动操作功能，且生成对控制阀的先导压力；控制器，其根据操作杆的操作，控制电磁比例阀的阀开度；和先导压力切换部，其将先导压力供给部中的液压状态切换至负载状态或卸载状态。先导压力切换部在手动使电磁比例阀开口时，控制至卸载状态，并且在电磁比例阀被手动开口后，控制至负载状态。

Description

液压系统

技术领域

本发明涉及一种作业机的液压系统，尤其涉及一种具有电操作系统的液压系统，其中，电操作系统对液压系统的控制阀进行电控制。

背景技术

近年来，在液压式作业机的操作系统中，使用了对液压系统的控制阀进行电控制的电操作系统。在电操作系统中，来自操作杆的电信号被输入控制器，电磁比例阀根据来自控制器的电信号而动作。根据该电磁比例阀的动作，来控制液压系统的控制阀的先导压力。

电操作系统能够使控制器执行逻辑控制而进行高度的控制，这成为近年来用于对液压式作业机的节能、低噪音、最佳控制等高要求做出应对的重要技术。

在电操作系统中，当电路部分发生故障时，无法由控制器进行电磁比例阀的控制。因此，电操作系统优选具有用于应对故障时的异常操作装置(例如，专利文献1)。图6表示具有异常操作装置的电操作系统的一例。

在图6所示的电操作系统中，通常情况下，当操作操作箱20的操作杆9时，基于该操作的驱动电信号从控制器2输出，经由放大器3输入电磁比例阀4。根据电磁比例阀4的动作来控制先导压力，并通过切换控制阀27来驱动执行机构5。

当该电操作系统的电路部分发生断线等故障时，电源切换开关22被切换至异常操作侧。内置于操作箱20的异常操作开关21与操作杆9的操作联动地被切换，通过对一方的电磁比例阀4进行通电，能够向控制阀27供给先导压力，而驱动执行机构5。

但是，图6所示的异常操作装置虽然能够应对因电路部分的故障而无法控制电磁比例阀4的情况，但在发生断线或因残留异物而发生粘结，而使电磁比例阀4自身不能发挥作用的情况下，则无法应对。

为了解决上述那样电磁比例阀自身发生故障时的问题，而在电磁比例阀中设置异常用手动操作功能。在这种情况下，操作员对要动作的电磁比例阀的异常用手动操作功能直接有効化，使电磁比例阀的油路开口，据此，向控制阀供给所期望的先导压力，从而能够驱动执行机构。

带异常用手动操作功能的电磁比例阀有止动(detent)式和瞬时(momentary)式。在电磁比例阀的流通路径为开口的状态下，能够固定的电磁比例阀称为止动式电磁比例阀，在开口状态下，无法固定的电磁比例阀称为瞬时式电磁比例阀。例如，在止动式电磁比例阀中使用异常操作螺丝，在瞬时式电磁比例阀中使用推杆(push pin)(向与压入方向相反侧施力的销)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2000－344466号

发明内容

【发明要解决的课题】

通常情况下，电磁比例阀设置在作业机的驾驶室外的、作业机的框架上。另外，在作业机所进行的作业中，包含有电磁比例阀的先导电路成为负载状态(施加先导液压的状态)。在利用电磁比例阀的异常用手动操作功能的情况下，操作员需要在驾驶室外进行作业，而且，在进行使电磁比例阀的油路直接开口的操作时，同时向控制阀供给先导压力，执行机构开始运转，因此，非常危险。

本发明的目的在于提供一种液压系统，即使在电磁比例阀自身发生故障的情况下，操作员也能够安全地进行异常操作时的作业。

【用于解决课题的技术方案】

本发明所涉及的液压系统具有液压泵、控制阀和先导压力供给部，其中，所述控制阀向作业机的执行机构供给来自所述液压泵的动作压，所述先导压力供给部向所述控制阀供给先导压力，其特征在于，所述先导压力供给部具有：电磁比例阀，其具有能够通过手动使先导油路开口的止动式异常用手动操作功能，且生成对所述控制阀的先导压力；控制器，其根据操作杆的操作，控制所述电磁比例阀的阀开度；和先导压力切换部，其将所述先导压力供给部切换至负载状态或卸载状态，所述先导压力切换部在手动使所述电磁比例阀开口时，控制为所述卸载状态，并且在所述电磁比例阀被手动开口后，控制为所述负载状态。

【发明效果】

根据本发明所涉及的液压系统，在电磁比例阀自身发生故障的情况下，操作员也能够安全地进行异常操作时的作业。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的液压系统在通常时的液压回路的一例。

图2是表示搭载有实施方式的液压系统的移动式起重机的一例的图。

图3是表示液压系统在异常操作时的液压回路的一例的图。

图4是表示带止动式异常用手动操作功能的电磁比例阀的主要部分的图。

图5是表示配置于驾驶室内的异常操作动作开关的一例的图。

图6是表示专利文献1所表示的异常操作装置的回路的图。

具体实施方式

图1是表示本发明的实施方式所涉及的液压系统41在通常时的液压回路的图。

液压系统41具有：向执行机构47供给动作压的主电路；和用于使主电路工作的先导电路。主电路包含有液压泵46、马达48、控制阀45、带压力补偿的流量调整阀52和减压阀55。先导电路包含有操作杆42、控制器43、电磁比例阀44、先导压力卸载用螺线管式电磁阀50和异常操作动作开关80(参照图3、图5)。即，电操作系统适用于先导电路。

在液压系统41中，先导电路构成向控制阀45供给先导压力的先导压力供给部。另外，先导压力卸载用螺线管式电磁阀50和异常操作动作开关80构成将先导电路切换至负载状态或卸载状态的先导压力切换部。

操作杆42将操作方向和操作量转换为操作电信号，并向控制器43输出。控制器43接收操作杆42的操作电信号，并向所对应的电磁比例阀44输出驱动电信号。电磁比例阀44接收来自控制器43的驱动电信号，生成与驱动电信号成比例的先导压力，并向控制阀45供给。先导压力卸载用螺线管式电磁阀50将来自先导压力源51的电磁比例阀供给压力经由先导油路82向电磁比例阀44、44供给。

如图1所示，电磁比例阀44与执行机构47的驱动方向相对应而配置有2个。来自控制器43的驱动电信号向各电磁比例阀44输出。电磁比例阀44具有止动式异常用手动操作功能，作为手动操作部，例如具有异常操作螺丝。在异常操作时，操作员通过直接操作异常操作部，能够强制性地使电磁比例阀44的油路开口。据此，向控制阀45供给先导压力。

控制阀45通过来自电磁比例阀44的先导压力来切换驱动方向，控制来自液压泵46的液压油向执行机构47供给。如图1所示，液压泵46采用可变容量泵。如下面所说明的那样，液压泵46在异常操作时被控制成排出量少于通常时排出量。

此外，实际的建筑机械具有多个执行机构，并具有与各执行机构相对应的控制阀和电磁比例阀。在图1中，为了简化异常操作时的动作说明，而仅示出1个执行机构47。

如图1所示，在通常时，先导压力卸载用螺线管式电磁阀50通过来自控制器43的驱动电信号，来切换通电状态。即，操作杆42为中立状态时，不进行从控制器43向先导压力卸载用螺线管式电磁阀50的通电。此时，先导压力卸载用螺线管式电磁阀50的油箱口和输出口连通，先导油路82与油箱连接。据此，先导电路成为卸载状态。

另一方面，当操作杆42被操作时，进行从控制器43向先导压力卸载用螺线管式电磁阀50的通电。此时，先导压力卸载用螺线管式电磁阀50的供给口和输出口连通，先导油路82与先导压力源51连接。据此，先导电路成为负载状态。即，经由先导油路82向电磁比例阀44供给电磁比例阀供给压力。

带压力补偿的流量调整阀52安装于泵油路53和油箱油路54之间，控制进行流通的工作油的流量。减压阀55，安装于泵油路53和油箱油路54之间，当液压超出所设定压力时进行动作，从而防止压力的异常上升。

图2是表示搭载有上述的液压系统41的移动式起重机60的一例的图。在图2中，移动式起重机60为如下的起重作业姿势，即，设置于下部框架61的前后的外伸叉架62的起重油缸(jack cylinder)63伸长，来顶起整个起重机的姿势。

旋转框架64搭载于下部框架61的上表面。旋转框架64相对于下部框架61能够自如旋转。伸缩吊杆65通过销66与旋转框架64连接。伸缩吊杆65相对于旋转框架64能够自如俯仰。伸缩吊杆65通过配置于内部的伸缩气缸被伸缩驱动。另外，伸缩吊杆65通过安装于旋转框架64和伸缩吊杆65之间的俯仰气缸67被俯仰驱动。

钢缆68从配置于旋转框架64的绞盘(未图示)放出，沿着伸缩吊杆65的背面导向伸缩吊杆顶端69。然后，钢缆68绕在伸缩吊杆顶端69的滑轮70上，在该顶端上吊挂有吊钩71。在吊钩71上吊挂有吊重72。

在移动式起重机60中，假设在起重作业中突然地、俯仰气缸67的下降侧的电磁比例阀(用于缩小俯仰气缸67的电磁比例阀)发生断线或因残留异物而发生粘结而导致不动。在这种情况下，可能因绕下绞盘，而导致吊重72下落。但是，在图2所示的起重姿势下，吊重72会碰撞到驾驶室73。另外，吊重72这样悬挂着放置会比较危险，因此需要通过异常操作来进行俯仰气缸67的下降操作，以使吊重72下落到地面。

图3是表示液压系统41的异常操作时的液压回路的一例的图。液压系统41通过操作配置于驾驶室73内部的异常操作选择开关74(参照图5)，来将通常时的液压回路(参照图1)切换至异常操作时的液压回路(参照图3)。

另外，异常操作选择开关74使用止动式(detent type)开关。即，在液压系统41中，当操作异常操作选择开关74时，保持异常操作时的液压回路。

如图3所示，在液压系统41中，当异常操作时，代替控制器43(参照图1)而通过异常操作动作开关80(参照图5)切换先导压力卸载用螺线管式电磁阀50的通电状态。即，异常操作动作开关80在控制器43无法控制电磁比例阀44的情况下，被有效化。异常操作动作开关80配置于驾驶室73内。异常操作动作开关80配置在驾驶室73的前表面操作板上，使得能够容易地操作。

另外，异常操作动作开关80使用瞬时式开关。即，仅在操作异常操作动作开关80时，对先导压力卸载用螺线管式电磁阀50进行通电，使得先导电路成负载状态。

液压系统41的异常操作按照以下的步骤进行。在此，对通过异常操作进行俯仰气缸67的下降操作的情况进行说明。

首先，最初操作员通过操作驾驶室73内部的异常操作选择开关74，来将液压系统41从通常时的液压回路(参照图1)切换至异常操作时的液压回路(参照图3)。据此，控制器43断开与液压系统41的电连接。

此时，伴随着异常操作选择开关74的操作，液压泵46的排出量切换至少量侧。即，液压泵46使电磁比例阀44被手动开口的异常操作时的工作油的供给量，少于电磁比例阀44被控制器43所控制的通常时的工作油的供给量。

接着，操作员通过异常用手动操作功能使俯仰气缸67的下降侧的电磁比例阀44d开口。在图4中，作为带止动式异常用手动操作功能的电磁比例阀的一例，示出了具有异常操作用螺丝81的电磁比例阀44d。操作员通过直接操作异常操作用螺丝81，能够以电磁比例阀44d内部的油路开口的状态进行固定。电磁比例阀44d配置在旋转框架64上，因此，操作员需要从驾驶室73出去到旋转框架64进行止动操作(手动开口操作)。

此时，由于未操作异常操作动作开关80，先导压力卸载用螺线管式电磁阀50为非通电状态，而成为隔断侧(输出口和油箱口连通的状态)。因此，先导压力源51的电磁比例阀供给压力未到达电磁比例阀44d。即，先导电路成为卸载状态。因此，即使操作员在旋转框架64上直接进行电磁比例阀44d的止动操作，由于不切换控制阀45，俯仰气缸67也不会向下降侧活动，因此，能够确保操作员的安全性。

接着，操作员返回驾驶室73，操作异常操作动作开关80。于是，从电源经由异常操作动作开关80向先导压力卸载用螺线管式电磁阀50进行通电。先导压力卸载用螺线管式电磁阀50切换至连通侧(输出口和供给口连通的状态)，先导电路成为负载状态。据此，先导压力源51的电磁比例阀供给压力经由先导油路82施加给下降侧的电磁比例阀44d。

由于下降侧的电磁比例阀44d的流通路径已经通过手动被开口，因此，电磁比例阀供给压力直接作用于控制阀45，将控制阀45切换至下降侧。于是，由液压泵46排出的工作油经由控制阀45进入俯仰气缸67的缩小侧油室83，俯仰气缸67开始缩小动作。此时，液压泵46的排出量切换至少量侧，由于俯仰气缸67的缩小动作以低速进行，因此，能够安全地驱动俯仰气缸67。

在移动式起重机60中，当俯仰气缸67缩小时，伸缩吊杆65进行俯仰。操作员在吊重72充分地离开驾驶室73或下部框架61的上方之前，操作异常操作动作开关80，使伸缩吊杆65俯仰。之后，操作员使电磁比例阀44d的异常操作螺丝81恢复，关闭油路。然后，使驾驶室73内的异常操作选择开关74返回通常侧，通过对可通常操作的绞盘(winch)进行下降操作，能够使吊重72下降至地面。

即，操作员在异常操作时，控制先导电路至卸载状态，在此基础上，通过手动使与执行机构47想要动作的方向相对应的电磁比例阀44d开口。之后，通过在起重机驾驶室73内操作异常操作动作开关80，控制先导压力卸载用螺线管式电磁阀50，使先导电路为负载状态，通过向控制阀45施加先导压力来切换控制阀45。据此，液压泵46的工作油供给给执行机构47，执行机构47向想要动作的方向被驱动。

如此，实施方式所涉及的液压系统41具有：液压泵46、从液压泵46对作业机的执行机构47供给动作压的控制阀45、和对控制阀45供给先导压力的电操作系统(先导压力供给部)。电操作系统具有：电磁比例阀44，其具有能够通过手动使先导油路82开口的止动式异常用手动操作功能，生成对控制阀45的先导压力；控制器43，其按照操作杆42的操作，控制电磁比例阀44的阀开度；和先导压力切换部，其将先导压力供给部中的液压状态切换至负载状态或卸载状态。先导压力切换部在手动开口电磁比例阀44时控制至卸载状态，并且在电磁比例阀44被手动开口后，控制至负载状态。

具体而言，先导压力切换部包括：先导压力卸载用螺线管式电磁阀50，其通过通电来切换负载状态和卸载状态；和异常操作动作开关80，其在无法由控制器43进行电磁比例阀44的控制的情况下，被有效化，控制先导压力卸载用螺线管式电磁阀50的通电状态。

根据本实施方式所涉及的液压系统41，在因断线或因残留异物而发生粘结，导致电磁比例阀44自身故障而无法动作的情况下，操作员也能够安全地进行异常操作时的作业。因此，尤其能够提高作业机的安全性。

上面是基于实施方式对本发明人所做的发明进行的具体说明，但本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行变更。

例如，在实施方式中，对驱动移动式起重机的执行机构47(俯仰气缸67)的液压系统进行了说明，但本发明也能够适用其他的执行机构(例如，伸缩气缸)的液压系统。另外，本发明也能够适用除移动式起重机之外的作业机的液压系统。

应当认为此次所公开的实施方式的所有方面都是例示，而不是对本发明的限制。本发明的范围不局限于上述说明而是通过权利要求书来示出，意图包含与权利要求书的范围等同的主旨和范围内的全部变更。

2016年3月24日申请的日本发明特愿2016－060951的日本申请中所包含的说明书、附图和说明书摘要的公开内容全部被本申请所引用。

【附图标记】

41：液压系统；42：操作杆；43：控制器；44：电磁比例阀；45：控制阀；46：液压泵；47：执行机构；50：先导压力卸载用螺线管式电磁阀(先导压力切换部)；80：异常操作动作开关(先导压力切换部)。

Claims (5)

1.一种液压系统，具有液压泵、控制阀和先导压力供给部，其中，所述控制阀向作业机的执行机构供给来自所述液压泵的动作压，所述先导压力供给部向所述控制阀供给先导压力，其特征在于，

所述先导压力供给部具有：

电磁比例阀，其具有能够通过手动使先导油路开口的止动式异常用手动操作功能，且生成对所述控制阀的先导压力；

控制器，其根据操作杆的操作，控制所述电磁比例阀的阀开度；和

先导压力切换部，其将所述先导压力供给部切换至负载状态或卸载状态，

所述先导压力切换部在手动使所述电磁比例阀开口时，控制为所述卸载状态，并且在所述电磁比例阀被手动开口后，控制为所述负载状态。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，

所述先导压力切换部包括：

先导压力卸载用螺线管式电磁阀，其通过通电来切换所述负载状态和所述卸载状态；和

异常操作动作开关，其在由所述控制器无法进行所述电磁比例阀的控制的情况下被有效化，控制所述先导压力卸载用螺线管式电磁阀的通电状态。

3.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，

所述异常操作动作开关为瞬时式开关。

4.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，

所述异常操作动作开关配置于所述作业机的驾驶室内。

5.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，

所述液压泵使所述电磁比例阀被手动开口的异常操作时的工作油的供给量少于所述电磁比例阀被所述控制器所控制的通常时的工作油的供给量。