帶有故障安全功能的油壓驅動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及作為電氣地控制從油壓栗排出的工作油的流量的油壓驅動系統，能夠在發生電氣系統的斷開等的故障時安全地發揮功能的帶有故障安全功能的油壓驅動系統。
【背景技術】
[0002]以往，已知使用電磁比例閥電氣性控制從油壓栗排出的工作油的流量的油壓驅動系統。油壓驅動系統一般如圖4 (a)所示形成為向電磁比例閥輸入的指令電流與排出流量顯示正相關的正相關型。在這樣的油壓驅動系統中，在發生故障時實施電磁比例閥無法工作的情況下的對策。例如，在專利文獻I中公開了如圖3所示的帶有故障安全功能的油壓驅動系統100。
[0003]具體而言，油壓驅動系統100具備可變容量型的油壓栗110、調節油壓栗110的傾轉角的調節器120、電磁比例閥130和切換閥140。調節器120包括與油壓栗110的斜板連接的伺服氣缸121、驅動伺服氣缸121的閥芯122、操作閥芯122的馬力控制活塞124以及流量控制活塞123。又，調節器120包括用于馬力控制活塞124的兩個受壓室126、127、和用于流量控制活塞123的受壓室125。
[0004]在用于馬力控制活塞124的一側受壓室126中導入油壓栗110的排出壓Pd，馬力控制活塞124在排出壓Pd上升時使閥芯122向流量減少方向移動。另一側受壓室127在通常時候與油箱(tank)連通。
[0005]用于流量控制活塞123的受壓室125中導入流量控制壓，流量控制活塞123在流量控制壓上升時使閥芯122向流量增加方向移動。電磁比例控制閥130受到一次壓Psv，并且輸出作為所述流量控制壓的二次壓。另外，馬力控制活塞124和流量控制活塞123形成為在它們之中排出流量控制為較小的一方優先地使閥芯122移動的結構。
[0006]通常時候，從電磁比例閥130輸出一定程度較大的二次壓，因此切換閥140維持圖3中的左側的狀態，來自于電磁比例閥130的二次壓導入至用于流量控制活塞123的受壓室125中。另一方面，在發生故障時，來自于電磁比例閥130的二次壓大致變成零，因此切換閥140切換為圖3中的右側的狀態。借助于此，先導壓Pp導入至用于流量控制活塞123的受壓室125中，并且一次壓Psv導入至用于馬力控制活塞124的受壓室127中。在一次壓Psv導入至受壓室127中時，如圖4 (b)所示，馬力控制特性從A線過渡至B線，將各個排出壓Pd時的排出流量Q的上限抑制為較低。
[0007]現有技術文獻:
專利文獻:
專利文獻1:日本特開2005-146969號公報。
【發明內容】
[0008]發明要解決的問題:
然而，在圖3所示的帶有故障安全功能的油壓驅動系統100中，需要將六通閥作為切換閥14使用。因此，進一步期待結構更加簡單、不容易粘住(stick)且確實地工作的帶有故障安全功能的油壓驅動系統。
[0009]又，切換閥140在發生故障時以較低壓力進行切換，因此存在因污染物等而容易粘住的問題。因此，期待不容易粘住的帶有故障安全功能的油壓驅動系統。
[0010]因此，本發明的目的是提供簡單的結構、且不容易發生因粘住而引起的工作不良的帶有故障安全功能的油壓驅動系統。
[0011]解決問題的手段:
為了解決上述問題，本發明的發明人等想到了以往使用的電磁比例閥是指令電流越高而使二次壓越大的所謂常閉型比例閥，如果取而代之使用指令電流越高而使二次壓越低的所謂常開型比例閥，則可以使結構更加簡單。本發明是從這樣的觀點出發而形成的。
[0012]S卩，本發明的帶有故障安全功能的油壓驅動系統具備:排出與傾轉角相對應的流量的工作油的油壓栗；變更所述油壓栗的傾轉角的伺服氣缸；向流量減少方向以及流量增加方向移動的閥芯，所述流量減少方向是以使所述傾轉角減小的形式驅動所述伺服氣缸的方向，所述流量增加方向是以使所述傾轉角增大的形式驅動所述伺服氣缸的方向；在所述油壓栗的排出壓上升時使所述閥芯向所述流量減少方向移動的馬力控制活塞；在流量控制壓上升時使所述閥芯向所述流量增加方向移動的流量控制活塞；是輸出作為所述流量控制壓的二次壓的電磁比例閥，且指令電流越高而使所述二次壓越低的電磁比例閥；從所述電磁比例閥向用于所述流量控制活塞的受壓室直接導入所述二次壓的二次壓管路；向所述電磁比例閥導入一次壓的一次壓管路；從所述一次壓管路分叉并將所述一次壓導入至用于所述馬力控制活塞的受壓室的分叉管路；是在將所述分叉管路與用于所述馬力控制活塞的受壓室進行切斷的切斷位置、和將所述分叉管路與用于所述馬力控制活塞的受壓室進行連通的連通位置之間切換的切換閥，且具有用于將該切換閥維持在所述切斷位置的彈簧、和用于使該切換閥與所述彈簧的施力對抗地從所述切斷位置向所述連通位置移動的先導端口的切換閥；和連接所述二次壓管路和所述切換閥的先導端口的先導管路。
[0013]根據上述結構，在通常時候從電磁比例閥輸出一定程度較小的二次壓，因此切換閥因切換閥的彈簧的施力而維持在切斷位置。借助于此，在用于馬力控制活塞的受壓室內不導入一次壓。而且，在用于流量控制活塞的受壓室中導入來自于電磁比例閥的二次壓，因此可以進行與向電磁比例閥輸入的指令電流相對應的電氣性的流量控制。另一方面，在故障時，從電磁比例閥輸出的二次壓與一次壓大致相等，因此切換閥切換至連通位置。借助于此，一次壓導入至用于馬力控制活塞的受壓室。在用于流量控制活塞的受壓室中也導入與一次壓大致相等的二次壓，但是向馬力控制活塞施加一次壓和排出壓，并且馬力控制活塞與流量控制活塞相比較試圖減小傾轉角，因此僅執行馬力控制。借助于此，在故障時也可以通過一定程度的馬力驅動油壓執行器。此外，作為切換閥，可以使用端口數量較少的閥，因此可以實現簡單的結構。此外，電磁閥在故障時因較高的壓力而從切斷位置切換至連通位置，因此難以發生因粘住等而導致的工作不良。
[0014]例如，上述帶有故障安全功能的油壓驅動系統還可以具備在使油壓執行器工作的先導式操作閥被操作時，將隨著從所述操作閥輸出的先導壓提高而減小的所述指令電流輸送至所述電磁比例閥的控制裝置。
[0015]發明效果:根據本發明，可以提供用簡單的結構確實地工作的帶有故障安全功能的油壓驅動系統。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據本發明的一種實施形態的帶有故障安全功能的油壓驅動系統的油壓回路圖；
圖2中的圖2 (a)是示出在圖1所示的油壓驅動系統中從操作閥輸出的先導壓Pp和向電磁比例閥輸入的指令電流I之間的關系的圖表，圖2 (b)是示出指令電流I和來自于電磁比例閥的二次壓P2之間的關系的圖表，圖2 (c)示出二次壓P2和排出流量Q之間的關系的圖表，圖2 (d)示出指令電流I和排出流量Q之間的關系(輸入輸出特性)的圖表；圖3是現有的帶有故障安全功能的油壓驅動系統的油壓回路圖；
圖4中的圖4 (a)是示出通常的現有油壓驅動系統的輸入輸出特性的圖表，圖4 (b)是示出圖3所示的油壓驅動系統的馬力特性的圖表；
符號說明:
1帶有故障安全功能的油壓驅動系統；
2油壓栗；
31伺服氣缸；
32閥芯；
35流量控制活塞；
36馬力控制活塞；
37?39 受壓室；
4電磁比例閥；
41一次壓管路；
42二次壓管路；
43先導管路；
5分叉管路；
6切換閥；
61先導端口 ；
7控制裝置。
【具體實施方式】
[0017]圖1示出根據本發明的一種實施形態的帶有故障安全功能的油壓驅動系統I。該油壓驅動系統I例如搭載于油壓挖掘機或油壓起重機等的建筑機械中，并且向各種油壓執行器(未圖示)供給工作油。
[0018]具體而言，油壓驅動系統I具備可變容量型的油壓栗2、調節油壓栗2的傾轉角的調節器3、電磁比例閥4和切換閥6。又，油壓驅動系統I具備向電磁比例閥4輸送指令電流I的控制裝置7。
[0019]油壓栗2排出與傾轉角相對應的流量的工作油。在本實施形態中，作為油壓栗2，采用由斜板21的角度規定傾轉角的斜板栗。然而，油壓栗2也可以是由斜軸的角度規定傾轉角的斜軸栗。
[0020]調節器3包括:變更油壓栗2的傾轉角的伺服氣缸31 ;調節用于驅動伺服氣缸31的控制壓力的閥芯32 ;和容納閥芯32的閥套33。伺服氣缸31與油壓栗2的斜板21連接。閥芯32以及閥套33構成用于伺服氣缸31的壓力調節閥34。
[0021]更詳細而言，閥芯32在向流量減少方向(圖1的右方向)移動時(切換至左側位置時)以使油壓栗2的傾轉角減小的形式驅動伺服氣缸31，并且在向流量增加方向(圖1的左方向)移動時(切換至右側位置時)以使油壓栗2的傾轉角增大的形式驅