回转式工程机械的制作方法
【专利摘要】本发明提供能量回收效率高且安全的回转式工程机械。该回转式工程机械包括：下部行走体；上部回转体；液压马达(11)，回转驱动上部回转体；液压泵(10)；回转操作装置(12)；控制阀(13)，基于回转操作装置(12)的操作信号控制液压马达(11)；管路(14、15)，连接液压马达(11)和控制阀(13)；先导液压源(28)；连通阀(25、26)，能够通过先导压对管路(14、15)与油箱(T)之间的连通及隔断进行切换；电动机(29)；蓄电器(30)；连通切换阀(32、33)，设置在连通阀(25、26)的输入侧；切换控制阀(41)，设置在连通切换阀(32、33)的输入侧；以及控制器(27)。控制器(27)在回转减速时，发出将切换控制阀(41)切换至连接位置且将连通切换阀(32、33)切换至先导压供应位置的指令，在回转停止状态下，发出将连通切换阀(32、33)切换至隔断位置的指令及将连通阀(25、26)切换至连通隔断位置的指令。
【专利说明】回转式工程机械【技术领域】
[0001] 本发明涉及挖掘机等回转式工程机械。
【背景技术】
[0002]以挖掘机为例，对本发明的【背景技术】进行说明。
[0003]一般的挖掘机例如如图3所示，包括:履带式下部行走体I ;上部回转体2，绕垂直于地面的轴X旋转自如地搭载在所述履带式下部行走体I上；以及挖掘附属装置3，安装于所述上部回转体2。挖掘附属装置3具有:起伏自如的动臂4、安装在该动臂4前端的斗杆
5、安装在该斗杆5前端的挖斗6、以及分别用于使所述动臂4、斗杆5以及挖斗6工作的缸体(液压缸)，即动臂液压缸7、斗杆液压缸8及挖斗液压缸9。
[0004]图4表示用于回转驱动所述上部回转体2的以往的液压回路的例子。该回路包含:液压泵10，由未图示的发动机驱动且作为液压源；回转用的液压马达11，通过由所述液压泵10供应的液压而旋转，回转驱动上部回转体2 ;遥控阀12，包含操作杆12a且作为回转操作装置，该操作杆12a被操作以输入所述回转驱动的指令；以及控制阀13，是设置在液压泵10及油箱T与液压马达11之间，且能够由所述遥控阀12操作的液压先导式切换阀。
[0005]所述遥控阀12的操作杆12a在中立位置与左右的回转位置之间被操作，遥控阀12从对应于该操作方向的端口输出大小对应于操作量的先导压。通过该先导压将控制阀13从图示的中立位置13a切换至左回转位置13b或右回转位置13c，工作油向液压马达11的供应方向以及从液压马达11喷出的左右的喷出方向、和该工作油的流量受到控制。换句话说，进行回转状态的切换，即，向(包含起动的)加速、恒定速度下的稳定运转、减速及停止的各状态的切换，以及进行回转方向及回转速度的控制。
[0006]所述控制阀13和液压马达11左右的端口分别经由左回转管路14及右回转管路15而连接，在两个回转管路14、15之间设置有泄压阀回路18、止回阀回路21及连通道22。泄压阀回路18使两个回转管路14、15彼此连接，一对泄压阀16、17设置在该泄压阀回路18中，使其出口相对向且连接。止回阀回路21设置在比所述泄压阀回路18更靠近所述液压马达11的位置，使两个回转管路14、15彼此连接，一对止回阀19、20设置在该止回阀回路21中，使其入口相对向且连接。连通道22将所述泄压阀回路18中的位于两个泄压阀16、17之间的部位和所述止回阀回路21中的位于两个止回阀19、20之间的部位连接。该连通道22经由用于吸起工作油的补充管路23而连接于油箱T，在补充管路23中设置有背压阀24。
[0007]对于该回路，当遥控阀12未受到操作时，即，当该遥控阀12的操作杆12a处于中立位置时，控制阀13保持在所述中立位置13a，当遥控阀12的操作杆12a从所述中立位置被向左或向右操作时，控制阀13对应于该操作方向，以对应于所述操作杆12a的操作量的行程，从所述中立位置13a向左回转位置13b或右回转13c动作。
[0008]控制阀13在所述中立位置13a时，将两个回转管路14、15与泵10之间截断，从而阻止液压马达11旋转，另一方面，若切换至左回转位置13b或右回转位置13c，则允许从泵10向左回转管路14或右回转管路15供应工作油，由此，使液压马达11处于回转驱动状态，该回转驱动状态下该马达11向左或向右旋转而使上部回转体2回转。该回转驱动状态既包括包含起动的加速旋转状态，又包括转速恒定的稳定运转状态。另一方面，从液压马达11喷出的油经由控制阀13返回油箱T。
[0009]接着，说明回转的减速。例如在右回转驱动中，若遥控阀12进行减速操作，具体而言，进行使操作杆12a返回中立位置的操作或向返回中立位置侧的方向的操作，则控制阀13向返回中立位置13a的一侧移动，停止向液压马达11供应工作油并使工作油停止从液压马达11返回油箱T，或者减少工作油的供应流量及返回流量。然而，液压马达11会因上部回转体2的惯性而继续向右回转方向旋转，因此，出口节流(meter out)侧即左回转管路14中的压力升高。若该压力达到一定值，则图左侧的泄压阀16打开，允许左回转管路14的工作油如图6中的虚线箭头所示，通过所述泄压阀16、连通道22、图右侧的止回阀20及右回转管路15流入液压马达11。这会将由所述泄压16的作用产生的制动力施加于因所述惯性而继续旋转的液压马达11，由此，使该液压马达11减速、停止。在从左回转状态减速/停止时，也与所述情况相同。另一方面，若在该减速中，回转管路14或15倾向于变成负压，则油箱T内的工作油会通过补充管路23、连通道22及止回阀回路21被吸起至回转管路14或15，由此防止气穴现象。
[0010]日本专利公开公报特开2010-65510号(专利文献I)公开了以下的技术，在包括如上述图4所示的回路的挖掘机中，还包括:回转电动机，连接于所述液压马达11 ;短路切换阀，能够切换至使左右两个管路14、15彼此短路的短路位置和进行隔断的隔断位置；蓄电器；以及控制器，在所述回转的减速时，将所述短路切换阀切换至短路位置，使马达喷出油返回马达入口侧，并且使所述回转电动机发挥发电机作用，所述蓄电气存储由所述发电机作用生成的再生电力。在该技术中，所述短路切换阀降低在回转减速时作用于马达出口侧的背压，从而减小液压马达的带动负载，由此，能够提高惯性动能的回收(即再生)效率。
[0011]然而，所述专利文献I所记载的公知技术中采用电磁切换阀作为所述短路切换阀，但例如在流量比较大的情况下，或在需要缓和切换时的冲击的情况下，有时需要使用液压先导切换阀而非电磁切换阀来减小所述马达负载。在此情况下，为了以电气方式对所述液压先导切换阀进行切换，在所述液压先导切换阀的先导端口与先导液压源之间设置其它由电磁切换阀构成的连通切换阀，通过该连通切换阀的开闭，向所述液压先导切换阀输入先导压或停止输入先导压。
[0012]然而，在此情况下，若因所述连通切换阀的阀芯阻滞等现象而导致所述连通切换阀无法从先导压供应位置移动之类的工作不良发生，则即使回转停止，向液压先导切换阀供应先导压的状态仍会持续。因此，例如在所述短路切换阀由所述液压先导切换阀构成的情况下，该短路切换阀维持使两个管路短路的状态，因此，无法阻止液压马达及连接于该液压马达的上部回转体旋转，例如在倾斜地面上，所述上部回转体有可能会因自重而回转。
[0013]专利文献1:日本专利公开公报特开2010-65510号
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于提供以下的回转式工程机械，能够使用液压先导切换阀及用于切换对于该液压先导切换阀的先导压的供应的连通切换阀，至少减轻回转减速时的马达负载从而提高能量回收效率，并且即使在所述连通切换阀产生由其阀芯的阻滞等引起的工作不良的情况下，仍能够将上部回转体保持在停止状态。本发明所提供的回转式工程机械包括:下部行走体；上部回转体，回转自如地搭载在所述下部行走体上；液压马达，具有第一端口及第二端口，从其中一个端口接受工作油的供应并从另一个端口喷出工作油，由此，回转驱动上部回转体；液压泵，喷出供应至所述液压马达的工作油；第一管路，连接所述液压马达的第一端口和所述控制阀；第二管路，连接所述液压马达的第二端口和所述控制阀；回转操作装置，包含为了输入与所述回转驱动相关的指令而受到操作的操作部件，并输出对应于所述操作部件的操作的操作信号；控制阀，基于所述回转操作装置的操作信号，控制工作油向所述液压马达的供应以及从所述液压马达的喷出，且在无操作信号时，保持在使所述第一及第二管路均与所述液压泵及油箱隔断的中立位置；连通阀，包括具有先导端口的液压先导切换阀，在所述先导端口被供应先导压时切换至连通位置，在所述先导端口未被供应所述先导压时保持在连通隔断位置，所述连通位置使所述第一及第二管路中的相当于处在所述液压马达出口侧的管路即出口侧管路的管路不经由所述控制阀而直接与油箱连通，或与所述马达入口侧的管路即入口侧管路连通，所述连通隔断位置隔断所述连通；先导液压源，生成向所述连通阀供应的先导压；连通切换阀，设置在用于将来自所述先导液压源的先导压供应至所述连通阀的先导端口的先导管路中，且在允许向所述连通阀供应先导压的供应位置和进行隔断的位置之间切换；切换控制阀，设置在所述连通切换阀的输入侧，且在连接所述先导液压源与所述连通切换阀的连接位置和进行隔断的隔断位置之间切换；以及控制器，对所述连通切换阀及所述切换控制阀发出用于切换上述位置的指令，其中，所述控制器至少在回转减速时发出将所述切换控制阀切换至连接位置且将所述连通切换阀切换至供应位置的指令，以允许向所述连通阀的先导端口供应先导压，使所述连通阀处于所述连通位置，在回转停止状态下，发出将所述连通切换阀切换至所述隔断位置的指令，且发出将所述切换控制阀切换至所述隔断位置的指令，使得无论所述连通切换阀的实际位置如何，均使所述连通阀处于所述连通隔断位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的液压回路的图。
[0016]图2是表示本发明的第二实施方式所涉及的液压回路的图。
[0017]图3是表示一般的挖掘机的侧视图。
[0018]图4是表示以往的工程机械中所搭载的液压回路的例子的图。
[0019]图5是表示与本发明的比较例相关的液压回路的图。
【具体实施方式】
[0020]对本发明的实施方式进行说明。本实施方式与所述【背景技术】同样地，将图3所示的挖掘机作为适用对象。
[0021]图1表示本发明的第一实施方式所涉及的液压回路。该回路包含:液压泵10，由未图示的发动机驱动且作为液压源；回转用的液压马达11，因被供应了从所述液压泵10喷出的工作油而旋转，回转驱动上部回转体2 ;遥控阀12，包含操作杆12a且作为回转操作装置，该操作杆12a被操作以用于输入所述回转驱动的指令；以及控制阀13，是设置在液压泵10及油箱T与液压马达11之间，且能够由所述遥控阀12操作的液压先导式切换阀。
[0022]所述液压马达11分别具有第一端口及第二端口即左端口 Ila及右端口 11b，当从左端口 Ila供应工作油时，从右端口 Ilb喷出该工作油，使图3所示的上部回转体2向左回转，相反地，当从右端口 Ilb供应工作油时，从左端口 Ila喷出该工作油，使所述上部回转体2向右回转。
[0023]所述遥控阀12的操作杆12a在中立位置与左右的回转位置之间受到操作，遥控阀12从对应于该操作方向的端口输出大小对应于操作量的先导压。通过该先导压将控制阀13从图示的中立位置13a切换至左回转位置13b或右回转位置13c，工作油向液压马达11的供应方向以及从液压马达11喷出的左右的喷出方向、和该工作油的流量受到控制。换句话说，进行回转状态的切换，即，向(包含起动的)加速、恒定速度下的稳定运转、减速及停止的各状态的切换，以及进行控制回转方向及回转速度的控制。
[0024]所述回路分别包含:作为第一管路及第二管路的左回转管路14及右回转管路15、泄压阀回路18、止回阀回路21、连通道22及补充管路23。
[0025]左回转管路14连接所述控制阀13和液压马达11的左端口 11a，右回转管路15连接所述控制阀13和所述液压马达11的右端口 lib。所述控制阀13在所述中立位置13a，将左右两个管路14、15与液压泵10及油箱T隔断，从而阻止工作油流动，在所述左回转位置13b，将液压泵10连接于左回转管路14，使右回转管路15与油箱连通，在所述右回转位置13c，将液压泵10连接于右回转管路15，使左回转管路14与油箱连通。
[0026]所述泄压阀回路18、止回阀回路21及连通道22设置在两个回转管路14、15之间。
[0027]设置所述泄压阀回路18，使两个回转管路14、15彼此连接。该泄压阀回路18包含一对泄压阀16、17，所述泄压阀16、17设置为其出口彼此相对向且连接。
[0028]所述止回阀回路21与所述泄压阀回路18并列地设置在比所述泄压阀回路18更靠近所述液压马达11的位置，使两个回转管路14、15彼此连接。该止回阀回路21包含一对止回阀19、20，所述止回阀19、20设置为其入口彼此相对向且连接。
[0029]所述连通道22连接所述泄压阀回路18中的位于两个泄压阀16、17之间的部位、和所述止回阀回路21中的位于两个止回阀19、20之间的部位。所述补充管路23将所述连通道22连接于油箱T以吸起工作油。在该补充管路23中设置有背压阀24。
[0030]而且，该第一实施方式所涉及的回路包括:作为第一连通阀及第二连通阀的左连通阀25及右连通阀26、先导泵28、分别对应左右连通阀25、26而设置的第一连通切换阀及第二连通切换阀即左连通切换阀32及右连通切换阀33、能够通过液压马达11旋转驱动的回转电动机35、蓄电器36、作为操作检测器的压力传感器37、38、作为速度检测器的速度传感器39、保险阀41以及控制器42。
[0031]所述各连通阀25、26分别由具有先导端口 25a、26a的液压先导切换阀构成，在其先导端口被供应先导压时，切换至将所述两个管路14、15中的该连通阀所对应的管路与油箱T的连通的连通位置a，在先导端口未被供应先导压时，切换至将所述管路与所述油箱T隔断的连通隔断位置b。各连通阀25、26具有:入口侧端口，分别连接于所述回转管路14、15 ;以及出口侧端口，经由通道27分别连接于泄压阀回路18中的两个泄压阀16、17之间的部位。如上所述，该泄压阀回路18的部位经由连通道22及补充管路23而连接于油箱T，因此，若将各连通阀25、26设置至开位置a，则不经由控制阀13而分别使各回转管路14、15直接与油箱T连通。
[0032]先导泵28是生成向所述各连通阀25、26供应的先导压的先导压液压源，并且在该实施方式中，其还被用作向所述遥控阀12供应先导输入压的液压源。即，由该先导泵28生成的先导压能够通过先导管路供应至各连通阀25、26，并且作为先导输入压供应至遥控阀12。具体而言，所述先导管路具有:连接在所述先导泵28的喷出侧的喷出管路即先导泵管路(先导液压源管路)29、和从该先导泵管路29彼此并列地分支的第一连通阀先导管路30、第二连通阀先导管路31及遥控阀输入压管路40，所述第一及第二连通阀先导管路30、31分别连接于所述左右连通阀25、26的先导端口 25a、26a，所述遥控阀输入压管路40连接在所述遥控阀12的输入侧。
[0033]所述左右连通切换阀32、33用于切换对于所述连通阀25、26的先导压的供应，即用于进行两个连通切换阀32、33的切换控制，且分别设置在所述第一及第二连通阀先导管路30、31的中途。各连通切换阀32、33各自具有允许从所述先导泵28向连通阀25、26供应先导压的先导压供应位置a、和隔断该先导压的供应的先导压隔断位置b，且如下所述，仅在输入了从控制器42输出的切换指令信号时，才被设置至所述先导压供应位置a。
[0034]所述各压力传感器37、38通过从所述遥控阀12输出的先导压检测遥控阀12的操作。即，检测所述遥控阀12的操作杆12a是处于中立位置还是受到左回转操作或右回转操作。具体而言，输出与从所述遥控阀12输出的各先导压对应的操作信号。所述速度传感器39检测所述回转电动机35的转速，即对应于上部回转体2的回转速度的速度，并输出回转速度检测信号。
[0035]所述控制器42基于从所述压力传感器37、38输入的操作检测信号、和从所述速度传感器39输入的回转速度检测信号，判断上部回转体2是处于回转驱动时(包含起动时的加速时或稳定运转时)，处于减速时，还是处于停止状态，在判断为处于回转驱动时的情况下发出指令，仅将所述两个连通阀25、26中的受到操作的一侧的相反侧的连通阀，即与两个回转管路14、15中的相当于出口侧管路的管路连接的连通阀(在右回转时，该连通阀为与左回转管路14连接的左连通阀25，在左回转时，该连通阀为与右回转管路15连接的右连通阀26:以下称为“出口侧连通阀”)切换至开位置a，上述出口侧管路是处于液压马达11出口侧的管路。具体而言，仅对与所述出口侧连通阀对应的连通切换阀(在右回转时，该连通切换阀为对应于左连通阀25的左连通切换阀32，在左回转时，该连通切换阀为对应于右连通阀26的右连通阀33:以下称为“出口侧连通切换阀”)输出切换指令信号(激励该出口侧连通切换阀的电磁线圈的驱动信号)，将其切换至先导压供应位置a。
[0036]因此，在回转驱动时，从液压马达11喷出至左回转管路14或右回转管路15的工作油不通过控制阀13，而是通过与其出口侧管路连接的连通阀25或26直接返回油箱T。例如在右回转时，从液压马达11喷出的工作油依次通过左回转管路14、左侧连通阀25、通道27、连通道22及补充管路23返回油箱T。在该回转驱动中，回转电动机35旋转，即被液压马达11带动。换句话说，回转电动机35由该液压马达11驱动。
[0037]例如从所述右回转状态向减速方向操作遥控阀12的操作杆12a，即，使操作杆12a返回中立位置或向中立位置靠近时，所述工作油以从所述连通道22通过止回阀回路21的右侧止回阀20返回右回转管路15的方式循环。此时，回转电动机35基于来自控制器42的再生指令发挥发电机(再生)作用，对于液压马达11的旋转发挥制动力，并且将产生的再生电力输送并充入蓄电器36。通过该再生作用对液压马达11的旋转制动，使上部回转体2减速/停止。接着，在回转停止状态下，控制器42使两个连通切换阀32、33均处于先导压隔断位置b，从而将两个连通阀25、26设置至连通隔断位置b。由此，阻止回路内的油流动及阻止液压马达11通过该油的流动而旋转，使上部回转体2保持在停止状态。
[0038]因此，该回路在加速时或稳定运转时即回转驱动时，使从液压马达11喷出的油不经由控制阀13，而通过连通阀25、26直接返回油箱T，由此，能够消除由控制阀13的节流作用产生的背压。即，在回转驱动时，减小作用于出口节流侧的背压，由此，能够使入口节流侧的压力降低，从而降低泵压，因此，能够抑制液压泵的动力损失，减少能量的浪费。
[0039]另外，在减速时，使电动机35发挥再生作用，从而将回转能量再生为蓄电器电力，由此，能够提高能量效率。即，在该减速时，仍使连通阀25、26中的出口侧连通阀处于连通位置a，使出口侧管路与油箱T连通，由此，能够确保再生作用，并超过节能效果。
[0040]而且，该第一实施方式包括:开闭机械的出入口的未图示的锁杆、和作为切换控制阀的保险阀41。该保险阀41由电磁切换阀构成，且设置在所述遥控阀12及所述连通切换阀32、33的输入侧的所述先导泵管路29的中途。该保险阀41根据从所述控制器42输入的切换指令信号，在先导压供应位置(即连接所述先导泵28与所述两个连通切换阀32、33的连接位置)a与油箱连通位置(即将所述先导泵28与所述两个连通切换阀32、33隔断的隔断位置)b之间切换，所述先导压供应位置是使所述先导泵管路29开通而允许供应先导压的位置，所述油箱连通位置是在中途隔断该先导泵管路29并使所述各连通切换阀32、33及遥控阀12的输入侧与油箱T连通的位置。
[0041]该第一实施方式所涉及的挖掘机还包括未图示的操作杆检测器(该检测器也可以是限位开关或微动开关等接触型开关、或光电开关等非接触型开关)，该操作杆检测器检测出操作员为了下车而对所述锁杆进行了打开操作并输出该检测信号。所述控制器42基于所述操作杆检测器所输出的检测信号，在回转停止状态下发出指令，不激励所述保险阀41的电磁线圈，使得该保险阀41从先导压供应位置a切换至图示的油箱连通位置b。
[0042]这样，切换至油箱连通位置b的保险阀41隔断从先导泵28向遥控阀12供应先导输入压，使遥控阀12的操作无效，从而达到所谓的锁定状态，使控制阀13无法工作，S卩，使上部回转体2无法回转，并且还使连通切换阀32、33的输入侧与油箱T连通，由此，还使得无法向所述连通切换阀32、33供应先导压。即，在该第一实施方式中，在保险阀41的输出侦牝所述连通阀先导管路30、31与所述遥控阀输入压管路40彼此并列地分支，在所述先导管路30、31中分别设置有连通切换阀32、33，因此，若所述保险阀41切换至油箱连通位置b，则除了使遥控阀12无法操作之外，无论实际的连通切换阀32、33的位置如何，均无法通过所述连通切换阀32、33分别向连通阀25、26供应先导压。因此，即使连通切换阀32、33出现例如其阀芯阻滞而无法从先导压供应位置a移动的情况，在回转停止状态下，保险阀41会阻止向各连通阀25、26供应先导压，由此，可靠地将各连通阀25、26保持在连通隔断位置b，阻止液压马达11旋转。
[0043]与比较例即图5所示的回路作比较，并说明该第一实施方式的效果。与图1所示的回路同样地，该图5所示的回路也包括保险阀41，但该保险阀41并非设置在先导泵管路29的中途，而是设置在从该先导泵管路29分支的遥控阀输入压管路40的中途，该保险阀41具有:使所述管路40开通的开通位置a、和在中途隔断所述管路40并与油箱T连通的隔断位置b。对于该回路，无论将所述保险阀41切换至位置a、b中的哪一个位置，两个连通切换阀32、33均不会与油箱T连通，因此，若连通切换阀32、33中的出口侧连通切换阀发生例如阀芯阻滞现象，导致该出口侧连通切换阀无法从先导供应位置a移动，则尽管控制阀13已返回中立位置13a，从液压马达11喷出的工作油仍会通过无法从所述先导供应位置a移动的出口侧连通切换阀流入油箱T，以致无法阻止液压马达11旋转。
[0044]相对于此，图1所示的回路中，保险阀41设置在各连通切换阀32、33的输入侧，即图1中的先导泵管路29的中途，因此，在回转停止状态下，控制器42通过将该保险阀41切换至油箱连通位置b，能够使遥控阀12处于无法操作的状态，此外，无论连通切换阀32、33的位置如何(例如尽管连通切换阀32、33中的任一者因阀芯阻滞现象等而无法从先导压供应位置a移动)，均会可靠地阻止通过该连通切换阀32、33向连通阀25、26供应先导压，并将两个连通阀25、26保持在连通隔断位置b，由此，能够可靠地阻止液压马达11旋转并从而使上部回转体2保持回转停止。
[0045]接着，参照图2说明本发明的第二实施方式。
[0046]该第二实施方式所涉及的工程机械除了所述第一实施方式所涉及的各结构要素之外，还包括机械地将上部回转体2保持在停止状态的回转停止制动器43，并且包括用于控制所述回转停止制动器43的制动工作/制动解除的制动控制阀44来代替所述第一实施方式所涉及的保险阀41。
[0047]所述回转停止制动器43构成为负制动器，该负制动器能够在保持所述上部回转体2的制动状态和解除该保持的制动解除状态之间切换，且能够通过先导泵28所输出的液压切换至所述制动解除状态。该第二实施方式所涉及的先导管路除了具有先导泵管路29、和分别设置有所述连通切换阀32、33的第一及第二连通阀先导管路32、33之外，还具有与所述连通阀先导管路32、33并列地从所述先导泵管路29分支的制动管路45，该制动管路45连接于所述回转停止制动器43。所述回转停止制动器43具有弹簧，该弹簧用于在未从所述先导泵29通过所述制动管路45导入液压的状态下，对所述上部回转体2施加制动力，所述液压被输入所述回转停止制动器43，以对抗所述弹簧的力而解除所述制动力。
[0048]与所述第一实施方式所涉及的保险阀41同样地，所述制动控制阀44由电磁切换阀构成，设置在所述连通切换阀32、33的输入侧的先导泵管路29的中途，且能够根据从控制器42输入的切换指令信号，切换至使所述先导泵管路29开通的先导压供应位置(即连接所述先导泵28与所述两个连通切换阀32、33的连接位置)a、和在中途隔断该先导泵管路29并与油箱T连通的油箱连通位置(即将所述先导泵28与所述两个连通切换阀32、33隔断的隔断位置)b。
[0049]控制器42基于从压力传感器37、38输入的操作检测信号，发出对所述制动控制阀44进行切换的指令。具体而言，在遥控阀12的回转操作中(包含从受到回转停止操作算起的数秒的期间)，不激励所述制动控制阀44的电磁线圈，将该制动控制阀44设置至先导压供应位置a，在回转停止状态下，激励所述电磁线圈，将所述制动控制阀44切换至油箱连通位置b。
[0050]在该第二实施方式中，制动控制阀44的输出侧除了连接于所述回转停止制动器43，还连接于各连通切换阀32、33的输入侧，因此，控制器42在回转停止状态下，将制动控制阀44切换至油箱连通位置b，由此，隔断向回转停止制动器43供应液压，使该回转停止制动器43处于制动工作状态，此外，无论连通切换阀32、33的实际位置如何，均能够可靠地阻止通过所述连通切换阀32、33向连通阀25、26供应先导压。因此，该第二实施方式中，即使出现连通切换阀32、33因阀芯的阻滞现象等而无法从先导压供应位置a移动的情况，仍能够在回转停止状态下，通过制动控制阀44阻止向各连通阀25、26供应先导压，使两个连通阀25、26均保持在连通隔断位置b，与第一实施方式同样地，能够防止尽管控制阀13处于中立位置13a液压马达11仍转动的情况。
[0051]这样，第一、第二两个实施方式均发挥了针对由连通切换阀32、33中的阀芯的阻滞等引起的工作不良的故障保护功能，能够可靠地将上部回转体保持在停止状态，从而提高安全性。
[0052]另外，在两个实施方式中，用于根据回转/回转停止而对遥控阀12进行锁定切换或对回转停止制动器43进行工作切换的电磁切换阀，即保险阀41或制动控制阀44被用作所述故障保护用的切换控制阀，因此，与另外追加专用于该故障保护的切换控制阀的情况相比，能够简化回路结构，且能够降低设备成本。
[0053]另外，与第二实施方式的制动控制阀44相反，第一实施方式中的用作切换控制阀的保险阀41在回转停止状态下，被切换至非激励，因此，即使在该保险阀41产生了电磁线圈断线等工作故障的情况下，仍能够维持所述故障保护功能。由此进一步提高工程机械的安全性。
[0054]本发明并不限定于所述第一及第二实施方式，还包含例如以下实施方式。
[0055](I)在所述第一及第二实施方式中，将保险阀41或制动控制阀44用作切换控制阀，但本发明并不排除具备专用的切换控制阀的实施方式。或者，除了所述保险阀41及制动控制阀44之外，若有在回转停止状态下处于先导压隔断位置的现有的电磁切换阀，则通过将其用作切换控制阀，与所述第一及第二实施方式同样地能够简化结构。
[0056](2)在所述第一及第二实施方式中，在左右的回转管路14、15中分别设置有连通阀25、26，本发明还包含以下的方式，S卩，具备共用于两个回转管路14、15的三通切换式的单一连通阀来代替所述连通阀25、26，该连通阀具有:中立位置，将两个回转管路14、15与油箱T隔断；左连通位置，使左回转管路14与油箱连通并将右回转管路15与油箱T隔断；以及右连通位置，使右回转管路15与油箱连通并将左回转管路14与油箱T隔断。
[0057](3)所述第一及第二实施方式所涉及的控制器42在回转驱动时，无论是在包含起动时的加速时还是在稳定运转时，均发出打开出口侧连通阀的指令，但本发明所涉及的控制器也可以基于遥控阀12的操作等，判别包含起动的加速时和稳定运转时，仅在其中任一种情况下打开出口侧连通阀。或者，控制器42也可以仅在回转减速时打开所述出口侧连通阀。
[0058](4)本发明所涉及的连通阀也可以并非像所述连通阀25、26那样在使马达出口侧管路与油箱T连通的连通位置a和隔断该连通的连通隔断位置b之间切换，而是与专利文献I所记载的短路切换阀同样地，设置在马达两侧管路与控制阀之间，并在使马达两侧管路彼此连通即短路的连通位置与将两侧管路连接于控制阀的连通隔断位置之间切换。在此情况下，该连通阀也由先导切换阀构成，当其先导端口被输入先导压时切换至所述连通位置，控制器只需至少在回转减速时对连通切换阀发出指令，以将所述连通阀切换至所述连通位置，使出口侧管路与其相反侧的入口侧管路连通即可。[0059](5)本发明所涉及的回转式工程机械并不限于挖掘机。例如还能够适用于利用挖掘机的母体构成的拆楼机或破碎机等其它回转式工程机械。
[0060]如上所述，本发明提供以下的回转式工程机械，能够使用液压先导切换阀及用于切换对于该液压先导切换阀的先导压的供应的连通切换阀，至少减轻回转减速时的马达负载从而提高能量回收效率，并且即使在所述连通切换阀产生由其阀芯的阻滞等引起的工作不良的情况下，仍能够将上部回转体保持在停止状态。该回转式工程机械包括:下部行走体；上部回转体，回转自如地搭载在所述下部行走体上；液压马达，具有第一端口及第二端口，从其中一个端口接受工作油的供应并从另一个端口喷出工作油，由此，回转驱动上部回转体；液压泵，喷出供应至所述液压马达的工作油；第一管路，连接所述液压马达的第一端口和所述控制阀；第二管路，连接所述液压马达的第二端口和所述控制阀；回转操作装置，包含为了输入与所述回转驱动相关的指令而受到操作的操作部件，并输出对应于所述操作部件的操作的操作信号；控制阀，基于所述回转操作装置的操作信号，控制工作油向所述液压马达的供应以及从所述液压马达的喷出，且在无操作信号时，保持在使所述第一及第二管路均与所述液压泵及油箱隔断的中立位置；连通阀，包括具有先导端口的液压先导切换阀，在所述先导端口被供应先导压时切换至连通位置，在所述先导端口未被供应所述先导压时保持在连通隔断位置，所述连通位置使所述第一及第二管路中的相当于处在所述液压马达出口侧的管路即出口侧管路的管路不经由所述控制阀而直接与油箱连通，或与所述马达入口侧的管路即入口侧管路连通，所述连通隔断位置隔断所述连通；先导液压源，生成向所述连通阀供应的先导压；连通切换阀，设置在用于将来自所述先导液压源的先导压供应至所述连通阀的先导端口的先导管路中，且在允许向所述连通阀供应先导压的供应位置和进行隔断的位置之间切换；切换控制阀，设置在所述连通切换阀的输入侧，且在连接所述先导液压源与所述连通切换阀的连接位置和进行隔断的隔断位置之间切换；以及控制器，对所述连通切换阀及所述切换控制阀发出用于切换上述位置的指令，其中，所述控制器至少在回转减速时发出将所述切换控制阀切换至连接位置且将所述连通切换阀切换至供应位置的指令，以允许向所述连通阀的先导端口供应先导压，使所述连通阀处于所述连通位置，在回转停止状态下，发出将所述连通切换阀切换至所述隔断位置的指令，且发出将所述切换控制阀切换至所述隔断位置的指令，使得无论所述连通切换阀的实际位置如何，均使所述连通阀处于所述连通隔断位置。
[0061]在该工程机械中，控制器在回转停止状态下，发出将切换控制阀切换至隔断位置的指令，以隔断向连通切换阀供应的先导压，因此，即使发生例如连通切换阀的阀芯发生阻滞等情况而无法从先导压供应位置移动，仍能够可靠地阻止通过所述切换控制阀向连通阀供应先导压，并将连通阀保持在连通隔断位置，由此，能够防止出现以下的情况，即，尽管控制阀已返回中立位置，液压马达仍旋转而使上部回转体回转。即，能够在连通切换阀产生工作不良的情况下，发挥故障保护功能，无论所述连通切换阀的实际位置如何，均可靠地将上部回转体保持在停止状态，从而提高安全性。
[0062]作为本发明中所涉及的切换控制阀，不仅可以就上述切换控制阀而专门设置，还可以利用为了其它目的而在回转停止状态下进行切换的各种切换阀。与另外追加专用的切换控制阀的情况相比，利用已有的阀能够简化回路结构，且能够降低设备成本。
[0063]例如可采用如下结构:所述控制阀包括先导切换阀，所述回转操作装置包括将先导压作为操作信号输入所述控制阀的遥控阀，所述切换控制阀是保险阀，具有:连接位置，将所述先导液压源连接于所述连通切换阀之外，还连接于所述遥控阀，以允许从所述先导液压源向所述遥控阀供应先导输入压；以及阻断位置，将所述连通切换阀及所述遥控阀与所述先导液压源之间隔断，所述控制器在开闭工程机械的出入口的锁杆受到打开操作时，发出将所述保险阀切换至所述隔断位置的指令。该控制器通过发出所述指令，能够阻止所述先导液压源向所述遥控阀供应先导输入压，使所述遥控阀无法操作，即，将其锁定，同时能够阻止从所述先导液压源向所述连通切换阀供应先导压。
[0064]具体而言，采用如下结构为宜:所述先导管路包括:先导液压源管路，连接于所述先导液压源；连通阀先导管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述连通切换阀；以及遥控阀输入压管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述遥控阀，所述保险阀设置在所述先导液压源管路中。
[0065]另外，可采用如下结构:所述保险阀包括具有电磁线圈的电磁切换阀，且在所述电磁线圈未被激励时，保持在所述连接位置。此种由电磁切换阀构成的保险阀即使在发生电磁线圈断线等工作故障的情况下，仍能够保持在所述连接位置以维持故障保护功能，由此，能够进一步提高工程机械的安全性。
[0066]或者，可采用如下结构:本发明的工程机械包括回转停止制动器，能够在将所述上部回转体保持在停止状态的制动状态和解除制动的制动解除状态之间切换，其中，所述回转停止制动器通过接受液压的供应而从所述制动状态切换至所述制动解除状态，所述切换控制阀是制动控制阀，具有:连接位置，将所述先导液压源连接于所述连通切换阀之外，还连接于所述回转停止制动器，以允许从所述先导液压源向所述回转停止制动器供应液压；以及阻断位置，将所述连通切换阀及所述回转停止制动器与所述先导液压源之间隔断，所述控制器在回转停止状态下，发出将所述制动控制阀切换至所述隔断位置的指令。该控制器通过发出所述指令，阻止所述先导液压源向所述回转停止制动器供应液压，由此，能够使所述回转停止制动器处于制动状态，并使上部回转体保持在停止状态，同时阻止从所述先导液压源向所述各切换控制阀供应先导压。
[0067]具体而言，采用如下结构为宜:所述先导管路具有:先导液压源管路，连接于所述先导液压源；连通阀先导管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述连通切换阀；以及制动管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述回转停止制动器，所述制动控制阀设置在所述先导液压源管路中。
[0068]在本发明中，例如采用如下结构为宜:作为所述连通阀包括:第一连通阀，设置在所述第一管路与所述油箱之间，且在连通两者的开位置和将两者之间隔断的闭位置之间切换；以及第二连通阀，设置在所述第二管路与所述油箱之间，且在连通两者的开位置和将两者之间隔断的闭位置之间切换。在此情况下，采用如下结构为宜:所述先导管路具有:先导液压源管路，连接于所述先导液压源；第一连通阀先导管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述第一连通阀；以及第二连通阀先导管路，与所述第一连通阀先导管路并列地从所述先导液压源管路分支并连接于所述第二连通阀，作为所述连通切换阀包括:第一连通切换阀，设置在所述第一连通阀先导管路中，且在先导压供应位置和先导压隔断位置之间切换，所述先导压供应位置通过使所述第一连通阀先导管路开通，允许向所述第一连通阀供应先导压，所述先导压隔断位置通过隔断所述第一连通阀先导管路，隔断向所述第一连通阀供应先导压；以及第二连通切换阀，设置在所述第二连通阀先导管路中，且在先导压供应位置和先导压隔断位置之间切换，所述先导压供应位置通过使所述第二连通阀先导管路开通，允许向所述第二连通阀供应先导压，所述先导压隔断位置通过隔断所述第二连通阀先导管路，隔断向所述第二连通阀供应先导压，所述切换控制阀设置在所述先导液压源管路中。
【权利要求】
1.一种回转式工程机械，其特征在于包括: 下部行走体； 上部回转体，回转自如地搭载在所述下部行走体上； 液压马达，具有第一端口及第二端口，从其中一个端口接受工作油的供应并从另一个端口喷出工作油，由此,回转驱动上部回转体； 液压泵，喷出供应至所述液压马达的工作油； 第一管路，连接所述液压马达的第一端口和所述控制阀； 第二管路，连接所述液压马达的第二端口和所述控制阀； 回转操作装置，包含为了输入与所述回转驱动相关的指令而受到操作的操作部件，并输出对应于所述操作部件的操作的操作信号； 控制阀，基于所述回转操作装置的操作信号，控制工作油向所述液压马达的供应以及从所述液压马达的喷出，且在无操作信号时，保持在使所述第一及第二管路均与所述液压泵及油箱隔断的中立位置； 连通阀，包括具有先导端口的液压先导切换阀，在所述先导端口被供应先导压时切换至连通位置，在所述先导端口未被供应所述先导压时保持在连通隔断位置，所述连通位置使所述第一及第二管路中的相当于处在所述液压马达出口侧的管路即出口侧管路的管路不经由所述控制阀而直接与油箱连通，或与所述马达入口侧的管路即入口侧管路连通，所述连通隔断位置隔断所述连通； 先导液压源，生成向所述连通阀 供应的先导压； 连通切换阀，设置在用于将来自所述先导液压源的先导压供应至所述连通阀的先导端口的先导管路中，且在允许向所述连通阀供应先导压的供应位置和进行隔断的位置之间切换； 切换控制阀，设置在所述连通切换阀的输入侧，且在连接所述先导液压源与所述连通切换阀的连接位置和进行隔断的隔断位置之间切换；以及 控制器，对所述连通切换阀及所述切换控制阀发出用于切换上述位置的指令，其中，所述控制器至少在回转减速时发出将所述切换控制阀切换至连接位置且将所述连通切换阀切换至供应位置的指令，以允许向所述连通阀的先导端口供应先导压，使所述连通阀处于所述连通位置，在回转停止状态下，发出将所述连通切换阀切换至所述隔断位置的指令，且发出将所述切换控制阀切换至所述隔断位置的指令，使得无论所述连通切换阀的实际位置如何，均使所述连通阀处于所述连通隔断位置。
2.根据权利要求1所述的回转式工程机械，其特征在于: 所述控制阀包括先导切换阀， 所述回转操作装置包括将先导压作为操作信号输入所述控制阀的遥控阀， 所述切换控制阀是保险阀，具有:连接位置，将所述先导液压源连接于所述连通切换阀之外，还连接于所述遥控阀，以允许从所述先导液压源向所述遥控阀供应先导输入压；以及阻断位置，将所述连通切换阀及所述遥控阀与所述先导液压源之间隔断， 所述控制器在开闭工程机械的出入口的锁杆受到打开操作时，发出将所述保险阀切换至所述隔断位置的指令。
3.根据权利要求2所述的回转式工程机械，其特征在于，所述先导管路包括:先导液压源管路，连接于所述先导液压源；连通阀先导管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述连通切换阀；以及遥控阀输入压管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述遥控阀，其中， 所述保险阀设置在所述先导液压源管路中。
4.根据权利要求2或3所述的回转式工程机械，其特征在于: 所述保险阀包括具有电磁线圈的电磁切换阀，且在所述电磁线圈未被激励时，保持在所述连接位置。
5.根据权利要求1所述的回转式工程机械，其特征在于还包括: 回转停止制动器，能够在将所述上部回转体保持在停止状态的制动状态和解除制动的制动解除状态之间切换，其中， 所述回转停止制动器通过接受液压的供应而从所述制动状态切换至所述制动解除状态， 所述切换控制阀是制动控制阀，具有:连接位置，将所述先导液压源连接于所述连通切换阀之外，还连接于所述回转停止制动器，以允许从所述先导液压源向所述回转停止制动器供应液压；以及阻断位置，将所述连通切换阀及所述回转停止制动器与所述先导液压源之间隔断， 所述控制器在回转停止状态下，发出将所述制动控制阀切换至所述隔断位置的指令。
6.根据权利要求5所述的回转式工程机械，其特征在于， 所述先导管路包括:先导液压源管路，连接于所述先导液压源；连通阀先导管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述连通切换阀；以及制动管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述回转停止制动器，其中， 所述制动控制阀设置在所述先导液压源管路中。
7.根据权利要求1所述的回转式工程机械，其特征在于， 作为所述连通阀包括:第一连通阀，设置在所述第一管路与所述油箱之间，且在连通两者的开位置和将两者之间隔断的闭位置之间切换；以及第二连通阀，设置在所述第二管路与所述油箱之间，且在连通两者的开位置和将两者之间隔断的闭位置之间切换， 所述先导管路具有:先导液压源管路，连接于所述先导液压源；第一连通阀先导管路，从所述先导液压源管路分支并连接于所述第一连通阀；以及第二连通阀先导管路，与所述第一连通阀先导管路并列地从所述先导液压源管路分支并连接于所述第二连通阀， 作为所述连通切换阀包括:第一连通切换阀，设置在所述第一连通阀先导管路中，且在先导压供应位置和先导压隔断位置之间切换，所述先导压供应位置通过使所述第一连通阀先导管路开通，允许向所述第一连通阀供应先导压，所述先导压隔断位置通过隔断所述第一连通阀先导管路，隔断向所述第一连通阀供应先导压；以及第二连通切换阀，设置在所述第二连通阀先导管路中，且在先导压供应位置和先导压隔断位置之间切换，所述先导压供应位置通过使所述第二连通阀先导管路开通，允许向所述第二连通阀供应先导压，所述先导压隔断位置通过隔断所述第二连通阀先导管路，隔断向所述第二连通阀供应先导压， 所述切换控制阀设置在所述先导液压源管路中。
【文档编号】F15B11/00GK103547741SQ201280021610
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年4月19日 优先权日:2011年5月2日
【发明者】山下耕治, 上田浩司, 小见山昌之, 山崎洋一郎, 上村佑介 申请人:神钢建设机械株式会社