阀装置和配备该阀装置的流体压力系统的制作方法

本发明涉及一种阀装置，其响应于操作单元的操作而将工作流体进给到致动器，并且涉及配备该阀装置的流体压力系统。

背景技术：

传统上，例如对于作为用于诸如液压挖掘机等工作机械的流体压力系统的液压系统，存在具有中心旁路回路并且使用所谓的中心开放式控制阀检测中心旁路回路的负流量控制压力，并且基于检测到的负流量控制压力，进行泵控制(负控制)的液压系统。关于使用该负控制的液压系统，通过中心旁路回路的负流量控制压力的上升来检测系统处于不驱动致动器的非负载状态，并且通过在非负载状态下减少泵排出流量，计划节能(例如，参考专利文献1)。

关于用于该液压系统的上述专利文献1中描述的控制阀，除了作为从泵进给的液压流路的用于控制阀的中心旁路回路之外，还提供用于经由每个阀部段将压力油进给到致动器的流路(平行进给回路)，因此，存在不能避免使装置变大的问题，而且中心旁路回路的油路形状复杂，并且铸造形状变得复杂。

关于这些点，例如作为另一种泵控制方法，存在一种正控制，其中计算从操作者操作的操作杆的操作量所需的泵排出流量，并且基于此，控制泵。在使用该正控制的液压系统中，由于泵控制不需要负流量控制压力检测，因此控制阀可以使用具有中心旁路回路的控制阀或不具有中心旁路回路的控制阀中的任一种。

而且，对于用于诸如液压挖掘机的工作机械的液压系统，多次使用多个液压泵，并且在该情况下，每个致动器响应于每个使用频率和驱动所需的流量而分配到液压泵回路的任一侧，使得基本上例如，使用泵的一侧，驱动吊杆、铲斗和右或左运行马达的一侧，并且使用泵的另一侧，驱动臂、旋转和左或右运行马达之一。因此，在整个控制阀单元中，关于控制到达每个致动器的压力油量的每个阀部段，必须通过独立地分成致动器所属的液压泵回路侧来定位。

此时，为了提供例如已知的吊杆合并回路(为了增加吊杆上升速度，相对于与泵的一侧连接的吊杆上升油路，另一泵侧的压力油被合并的回路)，必须提供长油路，其穿过指向控制阀结构内部的吊杆部段的多个阀部段(例如，参考专利文献2和3)，并且在该情况下，如上所述，这导致使控制阀变大并使铸造形状更复杂的因素。

具体地，在上述专利文献2中，描述了液压回路的构造，其中来自两个泵的进给路径通过整个控制阀。在该构造中，可以切换相对于整个部段进给1个泵部分的压力油，或者通过合并压力油的2个泵部分来进给，并且由于它具有在整个部段中合并2个泵的油路，因此一个部段中的油路结构非常复杂。

而且，在上述专利文献3中，与上述专利文献2中描述的构造相同，它具有将来自两个泵的压力油进给到一个液压系统的液压回路构造，并且描述了一种构造，其中通过从两个泵进给路径独立提供的平行回路补偿向每个部段进给压力油时，响应于需要，通过合并压力油的2个泵部段来实现进给。在该构造中，在每个部段中的两个泵进给路径中，一个通过塞子关闭，并且不是关于经由平行回路侧进给的压力油选择其中的任一个，而是通过从两个泵进给的压力油仅选择任一个而不进给到致动器。

现有技术

专利文献

[专利文献1]未审查专利申请s59-43204公报

[专利文献2]未审查专利申请s58-42803公报

[专利文献3]pct国际申请公开no.jp-t-2007-501914公报的日文翻译

技术实现要素：

发明尝试解决的问题

如上所述，需要一种阀装置，其控制使阀主体更大并使结构更复杂。

本发明是鉴于上述问题而完成的，并且目的在于提供一种阀装置和配备该阀装置的流体压力系统，其使阀主体更小并简化结构。

解决问题的手段

权利要求1中描述的发明是一种阀装置，其响应于操作单元的操作向多个致动器进给从多个系统的排出源排出的工作流体，并且所述阀装置配备有阀主体；部段，所述部段配备有设置在所述阀主体中的多个阀芯孔，其中所述阀芯孔与每个致动器对应，和阀芯，所述阀芯设置成相应地在这些阀芯孔内部自由移位，并且构成桥式回路，所述桥式回路响应于操作单元的操作控制进给到所述致动器的工作流体的流量和方向；平行进给路径，所述平行进给路径相应地连接到所述排出源并通过所述多个阀芯孔线性地设置在所述阀主体中，并且不会被阀芯位移切断；以及连接路径，所述连接路径将每个部段的平行进给路径中的一个连接到内部阀芯的桥式回路。

权利要求2的发明，在根据权利要求1的阀装置中，配备有切换阀，所述切换阀设置在所述阀主体中并且对应于每个平行进给路径，使得所述切换阀切换成使得在所述操作单元的非操作时间期间所述平行进给路径和油箱连通，而且在所述操作单元的操作期间，所述平行进给路径和油箱的连通被切断。

权利要求3的发明是一种流体压力系统，其配备有多个系统的排出源，操作单元，多个致动器，权利要求1或权利要求2中所述的阀装置，控制器，所述控制器响应于所述操作单元的操作和所述阀装置的阀芯的操作至少控制来自所述排出源的工作流体的排出量。

发明效果

根据权利要求1中的发明，相应地与多个排出源连接并且不会被阀芯的位移切断的多个平行进给路径通过多个阀芯孔线性地设置在阀主体中，并且对于每个部段，这些平行进给路径的任何一侧通过连接路径连接到内部阀芯桥式回路，由此平行进给路径以简单的形状定位，而且仅通过适当地提供连接路径，而不取决于属于任何排出源系统的每个部段，可以在阀主体内自由地进行部段定位。因此，实现了阀主体更小并简化其结构。

根据权利要求2中的发明，在操作单元的操作期间，通过切换阀切断平行进给路径和油箱的连通，并且适当地升高工作流体压力，并且响应于操作，通过移位的阀芯，工作流体确实进给到致动器，因此可以正确地操作致动器。

根据权利要求3中的发明，响应于操作单元的操作，通过控制器控制来自排出源的工作流体的排出量和阀装置的阀芯的操作，使得多个致动器能够被操作的流体压力系统可以实现为小型且便宜。

附图说明

[图1]这是示出涉及本发明的阀装置的实施例的竖直平面图。

[图2]这是示出上述健全的阀装置的竖直侧视图。

[图3]这是示出配备有与上述相同的阀装置的流体压力系统的回路图。

具体实施方式

以下基于图1至图3中所示的一个实施例详细说明本发明。

对于作为用于诸如液压挖掘机等工作机械的流体压力系统的液压系统，如图3中所示，作为阀装置的控制阀16的多个阀芯17相应地设置在例如作为一对排出源的诸如凸轮盘型等可变容量型泵11、12的排出管线13、14和多个致动器15(例如作为流体压力缸的液压缸或作为流体压力马达的液压马达)之间。这些阀芯17构成桥式回路b，以通过提供相对于每个致动器的作为工作流体的液压油的流量控制和方向控制来驱动致动器15。

而且，泵11、12的排出管线13、14设置成能够经由平行进给油路21、22与油箱25连通，所述平行进给油路是设置成与经由作为截止阀的旁路阀23、24与这些泵11、12对应的平行进给路径。这些平行进给油路21、22相对于每个阀芯17设置成使得它们中的任一侧可以经由作为连接路径的连接油路26、27连通。在图中，例如，右侧阀芯17属于泵11系统，并且左侧阀芯17属于泵12系统。而且，在这些连接油路26、27中设置有止回阀28、29，所述止回阀阻止液压油返回到平行进给油路21、22。因此，属于泵11系统的阀芯17与属于泵12系统的阀芯17之间的唯一区别在于，在液压回路上，属于泵11的阀芯17通过连接油路26与平行进给油路21连接，并且属于泵12系统的阀芯17通过连接油路27与平行进给油路22连接。

而且，液压系统还配备有电动式操作单元31，例如操作杆和操作踏板等，其设置在驾驶座中并由操作者操作；控制器32(车载控制器)，其与操作单元31电连接；作为电动液压转换阀的电磁比例减压阀33、34，其设置成与每个阀芯17对应。操作单元31响应于操作量间接引导控制阀芯17，并且每个致动器15的操作量(包括是否有操作)被转换成电信号并输入控制器32中。然后，控制器32通过经由电信号输入的操作单元31的操作量来计算请求的泵排出流量，并且基于此，泵11、12的排出量(斜盘倾斜角)、通过电磁比例减压阀33、34的每个阀芯17的操作、以及旁路阀23、24的切换等受到可以分别控制的正控制。因此，该实施例的液压系统的控制阀16不具有中心旁路回路，而是设计成中心封闭式。

图1至图3中所示的控制阀16配备有作为阀主体的块状阀体37；设置在该阀体37中的阀芯孔38；定位成相应地在这些阀芯孔38内部自由移位的阀芯17；设置在阀体37中的平行进给油路21、22；旁路阀23、24；以及连接油路26、27(止回阀28、29)。也就是说，该控制阀16构造为复合阀，其将多个阀芯17和旁路阀23、24一体地配备到阀体37中。

阀体37由诸如金属等的构件铸造。在该实施例中，该阀体37沿水平方向纵向成形。在阀体37中设置有返回油路41、42等，其是从致动器15到油箱25的返回流路。而且，下面说明，关于控制阀16，纵向方向(图1中的右和左方向)是沿水平方向的前和后方向；短方向(图1和图2中的上和下方向)是沿水平方向的右和左方向；与纵向方向和短方向正交的方向是沿竖直方向的上和下方向，但不限于此。

返回油路41、42相对于阀体37在指定方向上设置，例如沿着阀体37的后和前方向以纵向直线设置。而且，设置返回油路41、42通过所有阀芯孔38(与所有的阀芯孔38连通)。

阀芯孔38对应于致动器15设置多个。这些阀芯孔38相对于阀体37在指定方向上设置，例如沿着与阀体37交叉(正交)的右和左方向以纵向直线设置，并且沿着与阀体37的纵向方向大致平行地定位。与这些阀芯孔38连通，作为多个流体槽的油槽43设置在阀体37中。这些油槽43设置成构成必要的桥式回路b。而且，在阀芯孔38的两端，与这些阀芯孔38连通并供给用于滑动阀芯17的先导压力的先导油室44、45相应地设置在阀体37的盖帽上。这些先导油室44、45相应地经由二次先导路径46、47与电磁比例减压阀33、34连接，并且设计成通过二次先导压力供给，其中从诸如先导泵等的先导压力源供给的一次先导压力通过电磁比例减压阀33、34转换成二次先导压力。

阀芯17是轴向操作型，并且定位成相对于阀芯孔38沿轴向自由滑动(自由移位)。在每个阀芯17上在每个端部上定位有电磁比例减压阀33、34。而且，每个阀芯17适当地配备有直径尺寸相对较大并且关闭油槽43的阻挡单元17a和直径尺寸相对较小并且打开油槽43的凹形单元17b。此外，在这些阀芯17的一个端部处，设置有弹簧51。然后，对于每个阀芯17，在操作单元31的非操作时间期间，先导油室44、45的二次先导压力变为近似为零，而且由于弹簧51的偏置力的操作，它被置于中立位置，并且在操作单元31的操作时间期间，经由通过响应于操作从控制器32输入的电信号切换的电磁比例减压阀33、34，它被供给先导油室44、45的二次先导压力移位，并且由于该位移，阻挡单元17a和凹形单元17b相对于油槽43的相对位置移位，由此与油槽43和平行进给油路21、22或油箱25的连通量(开放区域)发生变化，由此经由平行进给油路21、22从泵11、12进给的液压油和从每个致动器15到油箱25的返回油的流量和方向设计成被控制。也就是说，这些阀芯17构成桥式回路b，其响应于操作单元31的操作控制进给到致动器15的液压油的流量和方向。

然后，相互相邻放置的部段53分别由这些阀芯孔38和阀芯17构成。也就是说，这些部段53设置成分别与致动器15对应(至少一个对应一个致动器15)。因此，例如在液压挖掘机的情况下，部段53分别设置成分别对应于行程、旋转、吊杆、斗杆、铲斗、附件等。而且，例如对于吊杆，可以提供两个部段53。然后，每个部段53设计成使得压力油仅经由平行进给油路21、22从任何泵11、12的一个系统进给。另一方面，响应于需要，在不同泵系统的多个部段53中，在该实施例中，可以配置合并回路55，使得泵11系统和泵12系统连通，并且从这些泵11、12排出的液压油合并以进给到部段53。作为合并回路55，例如在液压挖掘机的情况下，为了加速吊杆上升，吊杆加速回路等可以用于合并从泵11、12排出的压力油。该合并回路55通过在部段53之间连通而设置在阀体37中，使得分别进给到不同泵系统的多个部段53的液压油经由油槽43和阀芯孔38与任何部段53合并。

平行进给油路21、22相对于阀体37设置在与阀芯孔38交叉(正交)的指定方向上，例如沿着作为阀体37的纵向方向的后和前方向线性地设置。也就是说，这些平行进给油路21、22相对于返回油路41、42大致平行地定位。这些平行进给油路21、22大致相互平行地定位在例如阀体37的右和左方向上的大致中心位置(在阀芯17中大致位于中心)。也就是说，这些平行进给油路21、22位于中心开放式的控制阀中的中心旁路回路中。此外，设置这些平行进给油路21、22通过所有阀芯孔38(与所有阀芯孔38连通)。而且，这些平行进给油路21、22设计成相对于阀芯17的外径是宽油路(在阀芯17的周围具有间隙的油路)。因此，这些平行进给油路21、22构造成不会相对于阀芯17在阀芯孔38内的位移而被阻塞。也就是说，即使在任何阀芯17移位的情况下，这些平行进给油路21、22也构造成使得不相对于位于具有阀芯17的部段53的下游侧的部段53阻止压力油进给。因此，在该实施例的液压系统中，压力油设计成与每个部段53平行进给(平行)。

旁路阀23、24例如位于后端，所述后端是阀体37的纵向方向的一端。这些旁路阀23、24设置在泵流路的端部边缘(最下游)处，并且打开和关闭由控制器32控制，并且它在操作单元31的中立时间(非操作时间)期间打开，并且从泵11、12排出的液压油从平行进给油路21、22泄放到油箱25，并且在操作单元31的操作时间期间，它切换到关闭。因此，旁路阀23、24设计成使得只要操作操作单元31，就不会发生这样的情况，其中在泵流路的下游侧，压力油逸出到油箱25并且没有足够的液压压力供给到致动器15。换句话说，该实施例的液压系统的泵流路具有两个功能，其中一个功能是平行于每个部段53进给压力油，并且另一个功能是在操作单元31的非操作时间期间将压力油返回到油箱25(泄放功能)。

连接油路26、27设置在相对于平行进给油路21、22交叉(正交)的指定方向上，例如沿着阀体37的后和前方向。例如，在图2中示出了连接油路26，该连接油路26与多个(一对)油槽43、43连通，并且在这些油槽43、43之间设置有止回阀28。也就是说，图2所示的部段53可以用作泵11系统部段。未在图中示出，连接油路27(泵12系统)具有相同的构造。

接下来说明图中所示的实施例操作。

在操作单元31的非操作时间期间(当所有阀芯17都处于中立时)，旁路阀23、24打开，并且从泵11、12排出并经由平行进给油路21、22进给的压力油旁通到油箱25。

另一方面，当操作单元31操作时，响应于操作内容的电信号通过其输入的控制器32输出响应于输入电信号产生的电信号，由此控制泵11、12的排出量，而且被切换成关闭设置在泵流路的最下游的旁路阀23、24，因此泵流路的压力适当地升高，而且，需要的二次先导压力从先导压力源供给并且阀芯17被移位，由此压力油经由平行进给油路21、22和连接油路26、27从部段53属于的泵11、12的任何系统进给和排出，其中部段53相对于响应于操作的致动器15对应于致动器15，因此致动器15适当地操作。

而且，例如在需要诸如吊杆提升操作的速度增加的情况下，经由合并回路55从两个泵11、12进给的压力油被合并，以进给到部段53。

接下来列出上述实施例的操作效果。

相应地连接到泵11、12并且不被阀芯17移位切断的平行进给油路21、22通过所有阀芯孔38(部段53)线性地设置在阀体37中，并且对于每个部段53，这些平行进给油路21、22的任何一侧通过连接油路26、27连接到内部阀芯17的桥式回路b，由此消除设置在用于传统负控制的控制阀中的中心旁路回路，并且在设置中心旁路回路的空间中，平行进给油路21、22以简单的形状定位。因此，阀体37的铸造形状可以简化并且制造得更小。

任何平行进给油路21、22只能构造成通过连接油路26、27与桥接回路b连通，由此无论每个部段53(致动器15)是否属于泵11、12系统中的任何一个，部段53的定位可以在阀体37内自由地完成。

也就是说，由于穿过了多个(所有)部段53，并且设置了平行进给油路21、22，因此不需要如常规那样通过分成泵11系统部段53和泵12系统部段53来定位，并且通过适当地设置连接油路26、27，例如属于泵11的吊杆的阀芯17和用于在吊杆提升操作时间等期间在泵12侧合并压力油的吊杆的阀芯17，泵11系统部段53和泵12系统部段53可以相邻放置等；无论每个部段53是否属于泵11、12系统中的任何一个，部段53的定位自由度都得到改善。因此，可以使用最小长度(仅在相邻部段53、53之间的长度)来提供使得能够合并属于相互不同的泵11、12系统的多个部段53、53的短的合并回路55，而且即使这样，阀体37的铸造形状也可以简化并制造得更小。

结果，能够减小控制阀16的阀体37的结构中的油路，并且能够简化油路形状，并且能够使控制阀16的阀体37更小并且能够实现结构简化。因此，可以以较低的成本生产控制阀16。

而且，它设计成使得旁路阀23、24可以在操作单元31的非操作时间期间切换以与平行进给油路21、22和油箱25连通，并且设置在阀体37中以与平行进给油路21、22分别对应，由此在操作单元31的操作时间期间，平行进给油路21、22和油箱25的连通被旁路阀23、24切断，并且泵流路的液压油的压力适当地升高，并且通过响应于操作而移位的阀芯17，压力油确实被进给以用于致动器15，因此致动器15可以适当地操作。

然后，响应于操作单元31的操作，来自泵11、12的液压油的排出量和上述控制阀16的阀芯17的操作由控制器32控制，由此操作多个致动器15的液压系统可以实现为较小型且便宜。

而且，在实际采用上述控制阀16用于液压挖掘机的情况下，关于部段53，为了确保在运行操作期间线性地前进，当使用众所周知的运行线性推进阀(一种阀，其在运行期间仅从泵11、12的一侧分配压力油以运行作为两个致动器15、15的马达，并且消除进给到左右2个运行马达的压力油的量的左右差异)时，该运行线性推进阀位于任何泵11、12的泵流路的最上游，并且希望运行的部段53位于运行线性推进阀的下游侧。

在上述实施例中，成为排出源的泵可以是三个或更多个。在该情况下，通过提供与阀体中的这些泵的数量对应的平行进给路径，可以产生相同的操作效果。

工业中的利用可能性

本发明可以由参与用于液压系统的控制阀的生产的商人和使用该控制阀的工作机械使用。

符号的说明

b：桥式回路

11、12：作为排出源的泵

15：致动器

16：作为阀装置的控制阀

17：阀芯

21、22：作为平行进给路径的平行进给油路

23、24：作为切换阀的旁路阀

25：油箱

26、27：作为连接路径的连接油路

31：操作单元

32：控制器

37：作为阀主体的阀体

38：阀芯孔

53：部段