工程机械的液压驱动装置的制作方法

本发明涉及液压挖掘机等工程机械的液压驱动装置。

背景技术：

在作为工程机械的液压挖掘机等中，有在前端部安装作为附件的破碎锤或液压剪等附属设备以进行多种作业的液压挖掘机。在这种液压挖掘机中，通过共通的配管将破碎锤和液压剪安装到相同的液压回路上，即破碎锤和液压剪共用相同的液压系统。

破碎锤能在挖掘建筑物基础的作用中更有效地清理浮动的石块和岩石缝隙中的泥土。液压剪主要在建筑物等的拆除作业中剪切钢板、水泥等。破碎锤和液压剪所需的液压油的压力和流量等不同(具体来说，液压剪需要比破碎锤更大的压力及流量)，因此需要根据所安装的附件的种类对液压回路的设定进行变更。

为了应对这种基于附件种类不同而对液压回路进行的设定变更，预先在液压挖掘机中设定有各种附件模式，如破碎锤模式、液压剪模式等。在使用破碎锤时用户只需选择破碎锤模式、在使用液压剪时用户只需选择液压剪模式，即可方便、快速地使用相应的附件。

因此，破碎锤模式和液压剪模式取决于用户的选择，即用户根据附件的种类而选择相应的附件模式。然而，如上所述，液压剪需要比破碎锤更大的压力及流量，在实际操作中，有用户为了更快速地完成作业，而在流量大的液压剪模式下使用破碎锤。

在液压剪模式下使用破碎锤的情况下，一方面在液压回路中流动所需以上的油液，造成油液的浪费而不环保经济，另一方面过多的油液会积压在液压回路中，破碎锤作业过程中产生的脉冲(反作用力)会通过积压在液压回路中的油液而传递到泵等部件，造成破碎锤本身、泵及液压回路的损坏。因此，期望一种能够防止在液压剪模式下使用破碎锤的液压回路。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种工程机械的液压驱动装置，能够在尽可能不改变用户操作习惯的前提下限制附件模式的乱用。

为了实现上述目的，本发明提供一种工程机械的液压驱动装置，上述工程机械具有在前端安装有附件的作业装置，上述附件能够选择性安装以第一流量驱动的第一附件(例如，破碎锤)和以比上述第一流量大的第二流量驱动的第二附件(例如，液压剪)，其特征在于，具有流量控制装置，上述流量控制装置进行控制，使得在第一附件模式下使用上述第一附件时以上述第一流量驱动上述第一附件，在第二附件模式下使用上述第二附件时以上述第二流量驱动上述第二附件，在上述第二附件模式下使用上述第一附件时不会以上述第二流量驱动上述第一附件。

由此，能够防止在使用原本需要小流量(即第一流量)的第一附件时该第一附件被大流量的第二流量驱动的情况，并且用户可以基本沿袭以往的操作习惯来操作工程机械，能够防止附件模式的乱用。

另外，在上述工程机械的液压驱动装置中，还具有第一泵和第二泵，上述第一流量指的是通过上述第一泵产生的流量，上述第二流量指的是使上述第一泵和上述第二泵的流量合流的通过双泵产生的流量，设置有根据上述流量控制装置的信号对上述第二泵的流量合流的接通、断开进行控制的电磁阀。

由此，在第一附件模式下能够通过单泵即第一泵驱动附件，在第二附件模式下使用第二附件时能够通过第一泵和第二泵的双泵来驱动附件，从而能够根据附件的种类来简单、高效地切换流量。并且由于设置有根据流量控制装置的信号对第二泵的流量合流的接通、断开进行控制的电磁阀，由此，能够通过电磁阀这一简单结构对第二泵的接通、断开进行控制。

另外，在上述工程机械的液压驱动装置中，上述流量控制装置具有：模式开关，通过该模式开关对上述第一附件模式和上述第二附件模式进行选择；压力传感器，上述压力传感器检测向一个方向踩入踏板而产生的压力；以及控制器，上述控制器基于上述模式开关的信号和上述压力传感器的信号而确定通过上述第一流量和上述第二流量中的哪个流量来驱动上述附件。

由此，能够通过压力传感器检测是否向一个方向踩入了踏板，并以此来判断所安装的附件是否与附件模式匹配(例如，在第二附件模式下所安装的附件是第一附件还是第二附件)，以切换到相应的附件模式，从而能够更加准确地判断机器所使用的附件类型从而限制附件模式的乱用。

另外，在上述工程机械的液压驱动装置中，上述流量控制装置进行控制，使得在上述第二附件模式下使用上述第一附件时以上述第一流量驱动上述第一附件。

由此，即使在第二附件模式下使用第一附件，也不会以与第二附件相匹配的第二流量(即双泵合流)来驱动第一附件，而是以与第一附件相匹配的第一流量(即通过第一泵排出的流量)来驱动第一附件，从而即使用户欲在大流量模式下使用小流量的附件，也能够防止在液压回路中流过大流量，安全性提高，能够防止附件及液压回路的损坏。

另外，在上述工程机械的液压驱动装置中，上述一个方向是与操作上述第一附件时踩入上述踏板的方向相反的方向，且是操作上述第二附件时踩入上述踏板的方向。

由此，能够通过是否向在操作第一附件时不使用的方向踩入踏板来准确地判断所安装的附件是否为第一附件，从而能够更准确地判断机器所使用的附件类型以限制附件模式的乱用。

另外，在上述工程机械的液压驱动装置中，在上述模式开关选择了上述第二附件模式的情况下，当在上述压力传感器检测到压力后的预先规定的时间内再次由上述压力传感器检测到压力的情况下，上述控制器确定通过上述第二流量进行驱动，当在上述压力传感器检测到压力后的预先规定的时间内上述压力传感器未检测到压力的情况下，上述控制器确定通过上述第一流量进行驱动。

由此，在工程机械安装了第一附件时即使用户选择第二附件模式并特意向上述一个方向踩入踏板，也由于在操作第一附件时不会频繁地向上述一个方向踩入踏板，从而仍然能够判断出所安装的附件为第一附件，防止了以与第二附件模式相匹配的大流量驱动第一附件的情况。

另外，在上述工程机械的液压驱动装置中，上述流量控制装置具有：模式开关，通过该模式开关对上述第一附件模式和上述第二附件模式进行选择；踏板回路连接切换装置，上述踏板回路连接切换装置根据上述模式开关的信号对踏板接入液压回路的连接方式进行切换；以及控制器，上述控制器基于上述模式开关的信号而确定通过上述第一流量和上述第二流量中的哪个流量来驱动上述附件。

由此，踏板回路连接切换装置能够根据模式开关的信号(即是第一附件模式还是第二附件模式)对踏板接入液压回路的方式进行切换，从而能够通过踏板接入液压回路的方式的不同来防止在第二附件模式下使用第一附件的情况。

另外，在上述工程机械的液压驱动装置中，上述踏板回路连接切换装置使上述踏板接入上述液压回路的连接方式相反。

由此，能够通过使踏板接入液压回路的方式相反来防止在第二附件模式下使用第一附件的情况。

发明效果

根据本发明，能够提供可在尽可能不改变用户操作习惯的前提下限制附件模式的乱用的工程机械的液压驱动装置。

附图说明

图1是表示本发明的液压挖掘机的外观立体图。

图2示出本发明的第一实施方式，是表示在破碎锤模式下使用破碎锤的情况的图。

图3是表示在本发明的第一实施方式中在液压剪模式下使用液压剪的情况的图。

图4是表示在本发明的第一实施方式中在液压剪模式下使用破碎锤的情况的图。

图5示出本发明的第二实施方式，是表示在破碎锤模式下使用破碎锤的情况的图。

图6是表示在本发明的第二实施方式中在液压剪模式下使用液压剪的情况的图。

图7是表示在本发明的第二实施方式中在液压剪模式下使用破碎锤的情况的图。

附图标记说明

1：第一泵；2：第二泵；3：两位两通电磁阀；4：踏板；5：主控阀；6：控制器；7：压力传感器；8：油箱；9：二次溢流阀；10：三通阀；11：两位四通电磁阀；100：下部行驶体；101：上部旋转体；102：转向柱；103：前作业机；104：刮板；105：发动机室；106：驾驶室；107：旋转马达；108：动臂；109：斗杆；110：破碎锤；111：动臂液压缸；112：斗杆液压缸；113：附件液压缸；114a、114b行驶马达

具体实施方式

以下，作为工程机械以液压挖掘机(可包括履带式、轮式的液压挖掘机、电动挖掘机及混合动力式挖掘机)为例说明本发明的实施方式。此外，本发明能够适用于可选择性安装所需流量不同的附件的全部工程机械，本发明的适用不限于液压挖掘机。此外，为了便于说明，存在结构要素的比例不一致及省略部分结构要素的情况。

图1是表示本发明的液压挖掘机的外观立体图。如图1所示，液压挖掘机具有：下部行驶体100、以能够旋转的方式搭载在该下部行驶体100的上部的上部旋转体101、经由转向柱102以能够在上下以及左右方向上转动的方式连结在该上部旋转体101的前端部分上的前作业机103(作业装置)、以能够上下移动的方式设置在下部行驶体100的前方侧的排土用的刮板104。在上部旋转体101上具有发动机室105和驾驶室106。另外，在上部旋转体101上具有旋转马达107，通过旋转马达107的旋转而驱动上部旋转体101旋转。前作业机103具有以能够在上下方向上转动的方式连结在转向柱102上的动臂108、以能够在上下方向上转动的方式连结在动臂108的前端的斗杆109和以能够在前后方向上转动的方式连结在斗杆109的前端的作为附件的破碎锤110。动臂108、斗杆109以及破碎锤110分别被动臂液压缸111、斗杆液压缸112及附件液压缸113驱动。下部行驶体100具有左右的行驶马达114a、114b(只图示一方)，并通过该行驶马达114a、114b的旋转而行驶。

图1中，作为附件安装了破碎锤110，但也可以拆下破碎锤110而安装液压剪(未图示)。

下面，就第一实施方式的液压驱动装置进行说明。图2示出本发明的第一实施方式，是表示在破碎锤模式下使用破碎锤的情况的图。图3是表示在本发明的第一实施方式中在液压剪模式下使用液压剪的情况的图。图4是表示在本发明的第一实施方式中在液压剪模式下使用破碎锤的情况的图。

如图2至图4所示，液压挖掘机的液压驱动装置具有：被原动机(未图示)驱动的第一泵1及第二泵2这两个主泵；连接在第二泵2上的两位两通电磁阀3；由用户操作的踏板4，该踏板4可向第一方向即前端a踩入及向与第一方向相反的第二方向即后端b踩入；一端连接在踏板4的前端a侧、另一端连接在踏板4的后端b侧并根据踏板4的前后踩入来进行控制的主控阀5；与显示器等连接的控制器6；连接在踏板4的后端b与控制器6之间的压力传感器7，该压力传感器7检测用户是否向后端b踩入踏板4；连接在主控阀5上的附件液压缸113；以及连接在附件液压缸113的两端的二次溢流阀9。

下面参照图2对在破碎锤模式下使用破碎锤的情况进行说明。首先，在安装破碎锤时，如图2那样将附件液压缸113的缸杆侧连接到主控阀5的a侧、并将附件液压缸113的缸筒侧连接到主控阀5的b侧。另外，在使用破碎锤的情况下用户仅需向前端a踩入踏板4，并不需要向后端b踩入踏板4的操作，因此为了使用户能够更正确地使用踏板4，在使用破碎锤的情况下踏板4向后端b的踩入是被锁住的。

在要使用破碎锤时，用户首先在未图示的显示屏上选择破碎锤模式(在显示屏上选择附件模式的部分可以称为“模式开关”)，即模式开关给出破碎锤模式信号，控制器6根据该破碎锤模式信号而输出关闭(off)信号，两位两通电磁阀3关闭，因此第二泵2未接入液压回路，仅第一泵1供油，也可以说第一泵1和第二泵2未合流，即双泵合流关闭，因此可以认为控制器6输出的关闭(off)信号指的是双泵合流关闭信号。然后用户向前端a操作踏板4，主控阀5中流过先导液压油，驱动附件液压缸113，破碎锤开始打击，二次溢流阀9限定破碎锤的工作压力。另外，如上所述，在使用破碎锤时，踏板4向后端b的操作是被锁住的，并无操作。

在液压剪模式下使用液压剪的情况在图3中示出。在安装液压剪时，首先如图3所示那样将附件液压缸113的缸杆侧连接到主控阀5的b侧、并将附件液压缸113的缸筒侧连接到主控阀5的a侧，连接方式与破碎锤相反。另外，在使用液压剪的情况下用户既需要向前端a踩入踏板4又需要向后端b踩入踏板4，这一点与使用破碎锤时的踏板4操作方向(仅向前端a操作踏板4)不同。在液压剪模式下向后端b踩入踏板4的操作未被锁住，踏板4的后端b处于开放状态。因此在本第一实施方式中基于这一不同点，在踏板4的后端b侧的管路与控制器6之间设置了压力传感器7。

具体而言，在要使用液压剪时，用户首先在未图示的显示屏上选择液压剪模式，即模式开关给出液压剪模式信号，然后用户向后端b操作踏板4，压力传感器7检测到压力，因此控制器6基于该液压剪模式信号以及压力传感器7的信号而输出打开(on)信号，两位两通电磁阀3打开，因此第二泵2接入到液压回路，第一泵1和第二泵2双泵供油，也可以说第一泵1和第二泵2合流，即双泵合流打开，因此可以认为控制器6输出的打开(on)信号指的是双泵合流打开信号。然后用户向前端a操作踏板4，主控阀5中流过先导液压油，驱动附件液压缸113，液压剪闭合而夹剪待拆物体，用户向后端b操作踏板4时，液压剪打开。

接下来，对在液压剪模式下使用破碎锤的情况进行说明。如上所述，在本实施方式中，要想双泵合流，需要液压剪模式信号和压力传感器7信号，而在使用破碎锤的情况下踏板4向后端b的操作被锁住，因此即使用户欲向后端b踩入踏板4，也由于踏板4的后端b被锁住而无法操作，因此压力传感器7不会检测到压力信号，双泵合流关闭，仅第一泵1供油，用户向前端a操作踏板4时，破碎锤开始打击，二次溢流阀9限定破碎锤的工作压力。

然而，可以想象现实操作中用户为了在液压剪模式下使用破碎锤而存在将踏板4向后端b的锁定解除的情况，即在使用破碎锤的情况下也如液压剪那样既可以向前端a操作踏板4也可以向后端b操作踏板4。这种情况下，用户在液压剪模式下使用破碎锤时只需向后端b踩入踏板4，压力传感器7就检测到压力信号，从而双泵合流打开，就能够通过双泵合流来驱动破碎锤。

为了防止持续以双泵合流来驱动破碎锤的情况，对压力传感器7设定规定的时间n，若在该规定的时间n内未检测到压力信号，控制器6就输出关闭信号，使双泵合流关闭。上述规定的时间n设定为在液压剪模式下使用液压剪时向后端b操作踏板4的间隔时间，优选为5到10秒。这样一来，用户想要在液压剪模式下双泵合流地驱动破碎锤，就必需频繁地向后端b操作踏板4，因在正常使用破碎锤的情况下无需此操作，因此该操作会影响用户的工作效率，并且改变了用户的操作习惯，从而能够提醒用户该操作不合理不规范，并且也会促使用户放弃双泵合流驱动破碎锤的意愿。因此，既能确保在液压剪模式下使用液压剪时能够顺畅地操作液压剪，又能够防止在液压剪模式下使用破碎锤时形成双泵合流的情况。

以上，对本发明的第一实施方式进行了说明。在该第一实施方式中，如上所述，在液压剪模式下双泵合流驱动破碎锤的操作改变了用户的操作习惯，从而促使用户主动放弃双泵合流模式的乱用。但是第一实施方式并不能完全排除在液压剪模式下双泵合流地驱动破碎锤的情况。

而在本发明的第二实施方式中能够完全杜绝用户在液压剪模式下使用破碎锤的情况。

下面对本发明的第二实施方式进行说明。对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记，并省略详细说明，主要说明其与第一实施方式的不同点。

图5是表示本发明的第二实施方式中在破碎锤模式下使用破碎锤的情况的图。图6是表示在本发明的第二实施方式中在液压剪模式下使用液压剪的情况的图。图7是表示在本发明的第二实施方式中在液压剪模式下使用破碎锤的情况的图。如图5至图7所示，在第二实施方式中不具有第一实施方式那样的压力传感器，而是在踏板4与主控阀5之间设有作为踏板回路连接切换装置的两位四通电磁阀11，该两位四通电磁阀11根据模式开关的设定而切换踏板4接入液压回路的连接方式。

如图5所示，在安装破碎锤时，将附件液压缸113的缸杆侧连接到主控阀5的a侧、并将附件液压缸113的缸筒侧连接到主控阀5的b侧。并且踏板4的后端b处于锁住状态。在要使用破碎锤时，用户首先在未图示的显示屏上选择破碎锤模式，即模式开关给出破碎锤模式信号，两位四通电磁阀11根据模式开关的信号而切换为图5那样的连接方式、即踏板4的前端a侧与主控阀5的a侧连接、踏板4的后端b侧与主控阀5的b侧连接，另外控制器6根据模式开关的信号而输出关闭(off)信号，两位两通电磁阀3关闭，因此第二泵2未接入液压回路，仅第一泵1供油，即双泵合流关闭。然后用户向前端a操作踏板4，主控阀5中流过先导液压油，驱动附件液压缸113，破碎锤开始打击，二次溢流阀9限定破碎锤的工作压力，附件液压缸113的缸筒侧通过三通阀10回油箱8。

在液压剪模式下使用液压剪的情况在图6中示出。在安装液压剪时，首先如图6所示那样将附件液压缸113的缸杆侧连接到主控阀5的a侧、并将附件液压缸113的缸筒侧连接到主控阀5的b侧，连接方式与破碎锤相同。顺便一提，连接方式会在操作人员手册中注明，并在相应部件位置用铭牌提醒。另外，在液压剪模式下向后端b踩入踏板4的操作未被锁住，踏板4的后端b处于开放状态。

在要使用液压剪时，用户首先在未图示的显示屏上选择液压剪模式，即模式开关给出液压剪模式信号，然后两位四通电磁阀11根据模式开关的信号而切换为图6那样的连接方式、即踏板4的前端a侧与主控阀5的b侧连接、踏板4的后端b侧与主控阀5的a侧连接，另外控制器6根据模式开关的信号而输出打开信号，两位两通电磁阀3打开，因此第二泵2接入到液压回路，双泵合流打开。然后用户向前端a操作踏板4时，液压剪闭合而夹剪待拆物体，用户向后端b操作踏板4时，液压剪打开。另外，若将液压剪装反(即，将附件液压缸113的缸杆侧连接到主控阀5的b侧、并将附件液压缸113的缸筒侧连接到主控阀5的a侧)，则只是操作相反而已，不会影响液压剪的使用及造成液压剪损坏。

接下来，对在液压剪模式下使用破碎锤的情况进行说明。如上述那样，在使用破碎锤时，踏板4向后端b的操作被锁住。用户首先在未图示的显示屏上选择液压剪模式，即模式开关给出液压剪模式信号，两位四通电磁阀11按照液压剪模式的连接方式将踏板4的前端a侧连接到主控阀5的b侧、并将踏板4的后端b侧连接到主控阀5的a侧。另外，控制器6根据液压剪模式信号而输出打开信号，两位两通电磁阀3打开，因此第二泵2接入到液压回路，双泵合流打开。当用户向前端a操作踏板4时，液压油按照a→b的路径流动，此时三通阀10连接的是油箱8(因用户使用的是破碎锤，缸筒回油需要回到油箱8)，因此主控阀5的b口处于封闭状态，油路不通，所以即使向前端a操作踏板4破碎锤也不会工作，另外由于踏板4向后端b的操作被锁住，因此向后端b操作踏板4破碎锤也不会工作，从而从操作习惯上防止了用户在液压剪模式下对破碎锤的使用。并且，即使用户将踏板4向后端b的锁定解除，也由于三通阀10连接的是主控阀5，向后端b踩下踏板4后液压油能进入破碎锤缸筒侧，破碎锤不工作也不会损坏，因此进一步从操作习惯上防止了用户在液压剪模式下对破碎锤的使用，并且还能够防止破碎锤的损坏。

以上对本发明的第二实施方式进行了说明。接下来，说明本发明的主要技术方案。

本发明的工程机械的液压驱动装置中，具有流量控制装置，该流量控制装置进行控制，使得在第一附件模式(在上述实施方式中为破碎锤模式)下使用第一附件(在上述实施方式中为破碎锤)时以第一流量(在上述实施方式中为通过第一泵1所产生的流量)驱动第一附件，在第二附件模式(在上述实施方式中为液压剪模式)下使用第二附件(在上述实施方式中为液压剪)时以第二流量(大于第一流量，在上述实施方式中为双泵合流产生的流量)驱动第二附件，在第二附件模式下使用所述第一附件时不会以第二流量驱动第一附件。

在上述第一实施方式中，该流量控制装置具有模式开关、压力传感器7以及控制器6，其中，通过模式开关选择附件模式(即是第一附件模式还是第二附件模式)，压力传感器7检测向一个方向(在实施方式中为后端b)踩入踏板4所产生的压力，控制器6基于模式开关的信号和压力传感器的信号而确定通过第一流量和第二流量中的哪个流量来驱动附件。

在上述第二实施方式中，该流量控制装置具有模式开关、踏板回路连接切换装置(在实施方式中为两位四通电磁阀11)以及控制器6，其中，通过模式开关选择附件模式(即是第一附件模式还是第二附件模式)，踏板回路连接切换装置根据模式开关的信号对踏板接入液压回路的连接方式进行切换，控制器6基于模式开关的信号而确定通过第一流量和第二流量中的哪个流量来驱动附件。

在上述实施方式中，对附件为破碎锤和液压剪的情况进行了说明，但并不限于此。只要是所需流量不同(即上述第一流量和大于第一流量的第二流量)的附件即可。

另外，在上述实施方式中，对第一流量为通过第一泵1产生的流量、第二流量为通过第一泵1和第二泵2的双泵合流产生的流量为例进行了说明，当然也不限于此，只要能够产生不同的流量即可，对泵的具体形态没有限制。

再有，在上述实施方式中，对通过显示屏上的显示来选择附件模式的情况进行了说明，但并不限于此。也可以设定专用的开关、操作杆等，即只要能够对附件模式进行选择，则模式开关可为任意形态。

另外，在上述实施方式中，对踏板回路连接切换装置为两位四通电磁阀的情况进行了说明，但并不限于此。只要能够改变踏板2接入液压回路的连接方式，则可以是任意形态。

以上，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员能够明确可对上述实施方式施加多种变更或改进。从权利要求书能够明确，施加了这样的变更或改进后的方式也能够包含在本发明的技术范围内。