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油压泵系统及控制装置的制作方法

作者:admin      2022-07-23 19:53:56     483



流体压力执行机构;一般液压技术和气动零部件的制造及其应用技术1.本发明涉及可调节油压泵的吐出流量的油压泵系统。背景技术:2.建筑机械等中,具备能根据油压执行器的驱动状态等改变油压泵的吐出流量的油压泵系统。作为油压泵系统的一例,例如已知有专利文献1那样的技术。专利文献1的油压泵系统中,具备可变容量型的油压泵,根据油压执行器的驱动状态等改变斜板的倾转角、即改变油压泵的吐出流量。3.现有技术文献:专利文献:专利文献1:日本特开2018-179199号公报。技术实现要素:4.发明要解决的问题:专利文献1记载的油压泵系统中,利用从油压泵吐出的工作油的压力、即吐出压改变倾转角。因此,在油压泵的吐出压较低的状态下无法得到足够的摇动力以改变倾转角。因此,需要等待吐出压上升,吐出流量对操作工具的操作的追随性较低。5.因此本发明的目的在于提供一种能进一步改善吐出流量对操作工具的操作的追随性的油压泵系统及控制装置。6.解决问题的手段:第一发明的油压泵系统具备:能变更吐出流量的油压泵;调节所述油压泵的吐出流量的调节器装置;具有操作工具的操作装置;切换所述操作工具的锁定状态的锁定切换输入部;通过改变其开口面积来调节所述油压泵的吐出压的卸荷阀;和控制所述卸荷阀的动作的控制装置;所述控制装置在满足规定的工作条件时,使所述卸荷阀的开口面积减少使所述油压泵的吐出压升压,所述调节器装置在所述控制装置使所述油压泵的吐出压升压后,使所述油压泵的吐出流量增加,所述工作条件包含通过所述锁定切换输入部解除所述操作工具的锁定状态。7.根据本发明,在操作工具的锁定解除时,吐出压上升,所以在操作操作工具时能获得足够的摇动力以改变倾斜角。因此,吐出流量对操作量的追随性得以改善。8.第二发明的控制装置控制调节器装置及卸荷阀的动作,其中,所述调节器装置根据能变更吐出流量的可变容量型的油压泵的吐出压的升压使吐出流量增加,所述卸荷阀通过改变其开口面积调节所述油压泵的吐出压,并根据对锁定切换输入部的操作切换操作工具的锁定状态,在满足规定的工作条件时,使所述卸荷阀的开口面积减少,提高所述油压泵的吐出压,所述工作条件包含通过所述锁定切换输入部解除所述操作工具的锁定状态。9.根据第二发明,在操作工具的锁定解除时,吐出压上升,所以在操作操作工具时能获得足够的摇动力以改变倾斜角。因此,吐出流量对操作量的追随性得以改善。10.发明效果:根据第一及第二发明,能进一步改善吐出流量对操作工具的操作的追随性。11.参照所附说明书附图,基于以下优选实施形态的详细说明来明确本发明的上述目的、其他目的、特征及优点。附图说明12.图1是示出第一及第二实施形态的油压泵系统的油压回路;图2是示出第一实施形态的油压泵系统中的各种状态值随时间变化的图表;图3是示出第二实施形态的油压泵系统中的各种状态值随时间变化的图表。具体实施方式13.以下,参照说明书附图说明本发明所涉第一及第二实施形态的油压泵系统1、1a。另,以下说明的油压泵系统1、1a仅为本发明的一实施形态。因此,本发明不限于实施形态,可在不脱离发明的趣旨的范围内追加、删除、变更。14.[第一实施形态]油压挖掘机等的建筑机械中,为驱动油压缸及油压马达等的油压执行器(未图示),而具备如图1所示的油压驱动系统2。油压驱动系统2具备:油压泵系统1、和方向控制阀3。油压泵系统1具备:油压泵11、调节器装置13、卸荷阀14、控制装置15、操作装置16、和锁定切换输入部17。油压泵11被发动机e旋转驱动,吐出工作液。油压泵11通过方向控制阀3与油压执行器相连,方向控制阀3切换油压执行器内流动的工作液的方向及流量。即,方向控制阀3具有阀芯3a,阀芯3a在中立位置将油压泵11和油压执行器之间隔断。又,阀芯3a能通过从中立位置移动而改变工作油的方向及流量,且能通过使阀芯3a动作,使油压执行器以要求的速度动作。15.此外,油压泵11能改变吐出容量,本实施形态中是可变容量型的斜板泵。即,油压泵11具有斜板11a,能通过改变其倾转角来改变吐出容量。又,斜板11a上设有调节器装置13。另,油压泵11不限于斜板泵,可为斜轴泵。调节器装置13改变斜板11a的倾转角而调节吐出容量,具有伺服活塞21、调节阀22、流量控制比例阀23。16.伺服活塞21与斜板11a连结,通过延其轴线方向移动而改变斜板11a的倾转角。更详细说明,伺服活塞21具有两个受压部。形成于小径的第一受压部承受导入第一受压室13a的吐出压,形成于大径的第二受压部承受导入第二受压室13b的控制压。通过作用于第一受压室13a的压力,斜板11a向倾转变大一侧摇动,通过作用于第二受压室13b的压力,斜板11a向变小一侧摇动。而且,伺服活塞21移动至作用于各受压部的力平衡的位置。如此,能通过改变控制压调节伺服活塞21的位置,增减吐出流量。并且,第二受压室13b中连接有调节阀22以调节控制压。17.调节阀22具有阀芯22a、套筒22b、和流量控制活塞22c,且移动阀芯22a调节控制压。更详细说明,调节阀22上设有流量控制比例阀23。流量控制比例阀23将油压泵11的吐出压作为一次压,输出与输入其内的指令信号相应的二次压、即工作压。工作压经流量控制活塞22c作用于阀芯22a,阀芯22a根据工作压向流量增加方向(图1的左方向,作为图1的阀芯22a的位置为右位置)及流量降低方向(图1的右方向,作为图1的阀芯22a的位置为左位置)移动。而且,阀芯22a向流量增加方向移动时,第二受压室13b与储罐18连接,控制压降低。借助于此,伺服活塞21向第二受压室13b侧移动,斜板11a的倾转增加、即吐出量增加。另一方面,阀芯22a向流量降低方向移动时,第二受压室13b与油压泵11的吐出端口11b连接,控制压上升。借助于此,伺服活塞21向第一受压室13a侧移动,斜板11a的倾转减少、即吐出量减少。18.又,阀芯22a上外装有与伺服活塞21联动的套筒22b。套筒22b向第二受压室13b的油压的推力和第一受压室13a的油压的推力平衡的位置(与阀芯22a对应的相对位置)移动。详细说明,前述的控制压是从油压泵11的吐出端口11b连到储罐18的通路上的两个串联节流部(未图示)的中间部分的压力。如此,伺服活塞21在与阀芯22a对应的位置停止。这样,调节阀22能使阀芯22a向与输入至流量控制比例阀23的指令信号相应的位置移动,将油压泵11的吐出流量变更为与指令信号相应的流量。19.如此构成的油压泵系统1如前述,具备卸荷阀14。卸荷阀14以与方向控制阀3并列的形式与油压泵11的吐出端口11b连接,且与储罐18连接。卸荷阀14将流量的工作油向储罐18排出而使油压泵11卸荷,还具有以下功能。即,本实施形态中,卸荷阀14上设有电磁比例阀19。电磁比例阀19根据输入其内的指令信号输出先导压,卸荷阀14根据先导压改变开口面积。借助于此,与卸荷阀14的开口面积相应的流量的工作油被排出至储罐18,调节油压泵11的吐出压。具有这样功能的卸荷阀14与控制装置15电气连接。20.控制装置15除卸荷阀14的电磁比例阀19之外,还与方向控制阀3及流量控制比例阀23电气连接,向该些阀3、19、23输出指令信号控制它们的动作。又,控制装置15与操作装置16及锁定切换输入部17电气连接。操作装置16用于操作油压执行器,本实施形态中为电动操纵杆。另,操作装置16不限于电动操纵杆,可为先导操作阀,与能获取输出压的压力传感器组合使用。21.操作装置16具有作为操作工具的操作杆16a,控制装置15根据操作杆16a的操作量使方向控制阀3的阀芯3a从中立位置移动。借助于此,油压执行器根据操作杆16a的操作量工作。又,控制装置15使与操作杆16a的操作量相应压力的先导压从电磁比例阀19输出,关闭卸荷阀14,或减少开口面积。借助于此,油压泵11的吐出压升压,第一受压室13a升压,因此油压泵11的吐出流量增加。22.又,锁定切换输入部17为用于选择操作装置16的功能是否为锁定状态的装置,本实施形态中为杆等。另,锁定切换输入部17不限于杆,可为切换开关等。控制装置15在锁定切换输入部17被操作时,切换锁定状态的on(开启)及off(关闭)。控制装置15在锁定状态为on时,使操作杆16a的操作无效,无关操作杆16a的操作量,都将方向控制阀3的阀芯3a维持于中立位置。另一方面,在锁定状态为off时,控制装置15使操作杆16a的操作有效,根据操作杆16a的操作量移动方向控制阀3的阀芯3a。23.如此构成的油压泵系统1中,在操作杆16a位于中立位置的中立状态下,控制装置15停止流量控制比例阀23的输出而向第二受压室13b导入吐出压。借助于此,伺服活塞21向第一受压室13a侧移动,使油压泵11的吐出流量为最小流量。此外,在中立状态且锁定状态为on时(即,未满足后述的工作条件时),控制装置15使卸荷阀14的开口面积为规定的第一开口面积(例如,最大开口面积的80%以上的开口面积),本实施形态中为最大开口面积,使油压泵11为卸荷状态。借助于此,控制装置15减少油压泵系统1中的动力损失。而且,锁定状态从on切换为off且操作杆16a被如图2所示操作时,控制装置15执行如下处理。另,图2示出的各图表的纵轴自上依次表示锁定状态、操作杆16a的操作量、卸荷阀14的开口面积、油压泵11的吐出压及油压泵11的吐出流量,横轴表示经过时间。后述的图3的各图表也是同样。24.即,控制装置15在满足规定的工作条件、即锁定状态切换为off(即,锁定状态解除)时,使卸荷阀14为待机状态。此处,待机状态是指使电磁比例阀19工作,卸荷阀14的开口面积关闭至规定的第二开口面积(参见图2的时刻t11)的状态。另,第二开口面积是油压泵11的吐出压例如为0.6mpa以上5.0mpa以下那样的面积,具体为最大开口面积的1%以上且小于30%,本实施形态中为最大开口面积的5%。通过成为待机状态,能使油压泵11的吐出压升压,能将升压后的工作液导入第一受压室13a。借助于此,在操作操作杆16a时能获取足够的摇动力以改变油压泵11的斜板11a的倾转角,能改善油压泵11的吐出流量对操作量的追随性。25.又,在满足工作条件的状态下操作操作杆16a时,控制装置15在操作杆16a的操作量超过第一规定量时(参见图2的时刻t12)使电磁比例阀19的输出根据操作量而变大,进一步减少卸荷阀14的开口面积。因此,与操作量相应的吐出流量从油压泵11吐出。而且,在操作量超过第二规定量(参见图2的时刻t13)到达第三操作量(参见图2的时刻t14)后,控制装置15完全关闭卸荷阀14。另,第二规定量是方向控制阀3打开并开始向油压执行器供给工作油的操作量。26.如此,通过在操作量小于第二规定量的第一规定量处开始关闭卸荷阀14,以此能迅速增加吐出流量。27.[第二实施形态]第二实施形态的油压泵系统1a与第一实施形态的油压泵系统1结构相同,其控制装置15a实行的处理不同。因此,关于第二实施形态的油压泵系统1a,主要对控制装置15a实行的处理进行说明,关于结构使用与第一实施形态的油压泵系统1的结构相同的符号而省略说明。28.油压泵系统1a中,工作条件中包含操作操作杆16a且操作量为第一规定量以上,如图3所示锁定状态切换为off后(参见图3的时刻t21),控制装置15a也将卸荷阀14的开口面积维持为最大开口面积。借助于此,能抑制油压泵系统1a中的动力损失。之后,在操作操作杆16a且操作量变为第一规定量时,控制装置15a使卸荷阀14为待机状态(参见图3的时刻t22)。之后,操作量进一步增加时,根据操作量进一步逐渐关闭卸荷阀14(参见图3的时刻t23参照),在操作量超过第二规定量(参见图3的时刻t23)到达第三操作量(参见图3的时刻t24)后,控制装置15a完全关闭卸荷阀14。29.如此构成的油压泵系统1a除前述那样的操作杆16a操作前的动力损失减少之外,发挥与第一实施形态的油压泵系统1同样的作用效果。30.[其他实施形态]本实施形态的油压泵系统1、1a中,卸荷阀14以与方向控制阀3并列的形式与油压泵11连接,但无需必须如此连接。例如,当方向控制阀3具有中央旁通通路时,可在该中央旁通通路上于方向控制阀3的下流侧介设卸荷阀14,如果有与方向控制阀3独立且能使油压泵11的吐出压升压的阀(即,能减少通路面积的阀)则可发挥同样的作用效果。又,调节器装置13的结构也不限于前述结构,可以是能利用油压泵11的吐出压调节吐出流量的结构。31.又,本实施形态的油压泵系统1、1a中,卸荷阀14的第二开口面积为一定值,但也可根据油压泵11的转速改变第二开口面积。即,还可是控制装置15获取油压泵11的转速,与之相应地改变第二开口面积。32.基于以上说明,对于本领域技术人员而言,本发明的较多改良和其他实施形态得以明确。因此,以上说明仅应解释为例示,以向本领域技术人员教示执行本发明的最佳形态为目的而提供。只要不脱离本发明的精神,可实质变更其具体结构和/或功能的细节。33.符号说明:1、1a油压泵系统11油压泵13调节器装置14卸荷阀15、15a控制装置16操作装置16a操作杆(操作工具)17锁定切换输入部。









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