具体实施方式

以下，参照附图，作为本发明的实施方式的工程机械，举例液压挖掘机进行说明。此外，本发明能够应用于具备多个将闭合回路泵和液压缸筒经由切换阀连接成闭合回路状的液压闭合回路，且具备回转闭合回路的全部工程机械，本发明的应用对象不限定于液压挖掘机。

实施例1

对本发明的第一实施例的液压挖掘机进行说明。

(车体主体)

图1是表示本实施例的液压挖掘机的侧视图。

图1中，液压挖掘机100具备：下部行驶体103，其在左右方向两侧具备履带式的行驶装置8a、8b；以及上部回转体102，其可回转地安装于下部行驶体103上。下部行驶体103和上部回转体102构成液压挖掘机100的车体主体。

在上部回转体102上设有作为操作人员搭乘的操作室的驾驶室101。下部行驶体103和上部回转体102能够经由作为回转用液压马达的回转马达7回转。在上部回转体102的前侧，能够转动地安装有用于进行例如挖掘作业等的作为作业装置的前作业机104的基端部。在此，前侧是指搭乘于驾驶室101的操作者朝向的方向(图1中的左方向)。

前作业机104具备基端部能够在上下方向上转动地连结于上部回转体102的前侧的起重臂2。起重臂2经由作为单杆式液压缸筒的起重臂缸筒1动作。起重臂缸筒1的起重臂杆1b的前端部连结于上部回转体102，起重臂头1a的基端部连结于起重臂2。在起重臂2的前端部能够在上下或前后方向上转动地连结有悬臂4的基端部。悬臂4经由作为单杆式液压缸筒的悬臂缸筒3动作。悬臂缸筒3的悬臂杆3b的前端部连结于悬臂4，悬臂头3a的基端部连结于起重臂2。在悬臂4的前端部能够在上下或前后方向上转动地连结有铲斗6的基端部。铲斗6经由作为单杆式液压缸筒的铲斗缸筒5动作。铲斗缸筒5的铲斗杆5b的前端部连结于铲斗6，铲斗头5a的基端部连结于悬臂4。在驾驶室101配置有用于操作构成前作业机104的起重臂2、悬臂4、铲斗6以及上部回转体102的作为操作部件的操作杆30(示于图2)。

(液压驱动装置)

图2是表示驱动液压挖掘机100的液压驱动装置的概略图。此外，图2中仅图示了与起重臂缸筒1和回转马达7的驱动相关的部分，省略了与其它的驱动器的驱动相关的部分。

(缸筒、马达)

液压驱动装置105具备起重臂缸筒1、回转马达7、驱动起重臂缸筒1的闭合回路泵11以及驱动回转马达7的闭合回路泵12。回转马达7具备一对输入输出端口7a、7b。

(泵)

闭合回路泵11、12分别从发动机9经由传递装置10接收动力而驱动。闭合回路泵11、12分别作为流量调整装置具备具有一对输入输出端口的倾转斜板机构、及调整斜板的倾斜角来调整泵排量的调节器11a、12a。调节器11a、12a根据从泵阀控制装置40经由控制信号线接收到的泵吐出流量指令值，控制闭合回路泵11、12的吐出流量和吐出方向。

(闭合回路、切换阀)

闭合回路泵11的两个吐出端口经由流路21、22及切换阀23连接于起重臂缸筒1，构成缸筒闭合回路C1。闭合回路泵12的两个吐出端口经由流路24、25及切换阀26连接于回转马达7，构成回转闭合回路C2。切换阀23根据从泵阀控制装置40经由控制信号线接收到的开闭控制指令，切换流路21、22的流通和切断。切换阀26根据从泵阀控制装置40经由控制信号线接收到的开闭控制指令，切换流路24、25的流通和切断。

(冲泄阀)

冲泄阀31与流路21、22及油罐33连接。冲泄阀31以连通流路21和流路22中的压力较低的一方的流路和油罐33的方式进行切换。冲泄阀32与流路24、25及油罐33连接。冲泄阀32也同样地以连通流路24和流路25中的压力较低的一方的流路和油罐33的方式进行切换。

(止回阀、溢流阀)

止回阀34a设置成连接油罐33和流路21、22。在流路21、22的压力比油罐33的压力低的情况下，从油罐33向流路21、22供给工作油。止回阀34b设置成连接油罐33和流路24、25。在流路24、25的压力比油罐33的压力低的情况下，从油罐33向流路24、25供给工作油。

溢流阀37a、37b设置成连接油罐33和流路21、22。溢流阀37a、37b、38a、38b起到在流路21、22、24、25的压力超过预先设定的压力时打开，将工作油向油罐33排出的安全阀的作用。

(泵阀控制装置)

泵阀控制装置40通过信号线与作为操作杆30的起重臂杆30a、回转杆30b连接，通过控制信号线与切换阀23、26及闭合回路泵11、12的调节器11a、12a连接。泵阀控制装置40基于起重臂杆30a、回转杆30b的操作量，决定闭合回路泵11、12的吐出流量，并将与吐出流量相应的控制信号输出至调节器11a、12a。另外，泵阀控制装置40当检测到起重臂杆30a、回转杆30b被操作时，打开切换阀23、26，使闭合回路泵11、12分别吐出的工作油流入起重臂缸筒1和回转马达7，由此进行起重臂缸筒1和回转马达7的驱动控制。闭合回路泵11、12的工作油的吐出方向分别由起重臂杆30a和回转杆30b的操作方向决定。此外，本实施例中，以通过电回路构成泵阀控制装置40的控制器作为一例进行说明，但也可以由液压回路构成泵阀控制装置40。

(本发明的结构)

接着，对本实施例的冲泄阀的构造进行说明。

(冲泄阀构造)

图3表示缸筒闭合回路C1用的冲泄阀31的内部构造的一例。在歧管31a形成有流路31b、31c、31d。在流路31b、31c、31d分别连接有图2中的流路21、22、油罐33。在歧管31a内配置有形成有流路31h的滑阀31e、垫片31g1、31g2、弹簧31f1、弹簧31f2。当从流路31b、31c向具有弹簧31f1、31f2的油室分别导入压力油时，根据油室的压力的大小关系，滑阀31e向左右的某一方移动。例如，在流路31b的压力比流路31c高的情况下，具有弹簧31f1的油室成为高压，因此，滑阀31e向右移动。通过滑阀31e向右移动行程量31i，低压侧的流路32c经由流路32h连接至流路32d。

图4表示回转闭合回路C2用的冲泄阀32的内部构造的一例。在歧管32a形成有流路32b、32c、32d。在流路32b、32c、32d分别连接有图2中的流路24、25、油罐33。在歧管32a内配置有形成有流路32h的滑阀32e、垫片32g1、32g2、弹簧32f1、弹簧32f2。冲泄阀32与图3的冲泄阀31同样地动作。图4中，将滑阀32e相距中立位置的移动量设为行程量32i。

在此，在图4的回转闭合回路C2用的冲泄阀32中，为了使节流部比缸筒闭合回路C1用的冲泄阀31(示于图3)窄，而使垫片32g1、32g2的厚度T2比图3的垫片31g1、31g2的厚度T1大。由此，图4中的流路32b与流路32c之间产生压力差的情况下的滑阀32e的行程量32i比图3的行程量31i小，因此，流路32b或流路32c与流路32h之间的最大开口面积变小。

(现有的回转动作)

接着，使用图2说明通过现有的液压驱动装置驱动回转马达7的情况的动作。在此，现有的液压驱动装置是在图2所示的液压驱动装置105中将回转闭合回路C2用的冲泄阀32的构造设为与缸筒闭合回路C1用的冲泄阀31(示于图3)相同的装置。

(停止～杆输入～回转加速)

当操作者将回转杆30b从中立操作至一定的操作量，施加命令回转马达7的旋转驱动的输入时，泵阀控制装置40经由信号线接收回转杆30b的操作量。泵阀控制装置40基于接收到的回转杆30b的操作量，设定为了将闭合回路泵12连接于回转马达7而使切换阀26切换至打开状态的控制指令值。另外，泵阀控制装置40将闭合回路泵12的泵吐出流量指令值设定为对应回转杆30b的操作量的值。泵阀控制装置40经由控制信号线向切换阀26和闭合回路泵12的调节器12a输出控制指令值和泵吐出流量指令值。

由此，切换阀26打开，闭合回路泵12吐出的工作油经由切换阀26和流路24向回转马达7的输入输出端口7a流入，驱动回转马达7。从输入输出端口7b流出的工作油经由流路25和切换阀26被吸入闭合回路泵12。

此时，闭合回路泵12吐出的压力油使连接于回转马达7的上部回转体102(示于图1)的惯性体加速，因此闭合回路泵12的工作油吐出侧即流路24的压力比流路25的压力高。冲泄阀32进行切换，以连接低压侧的流路25和油罐33。

(回转中～杆中立～回转减速)

当操作者将回转杆30b从一定的操作量操作至中立位置，施加命令回转马达7的停止的输入时，泵阀控制装置40经由信号线接收回转杆30b的操作量。泵阀控制装置40基于接收到的回转杆30b的操作量，设定为了将闭合回路泵12连接于回转马达7而使切换阀26切换至关闭状态的控制指令值。另外，泵阀控制装置40将闭合回路泵12的泵吐出流量指令值设定为对应回转杆30b的操作量的值。在回转杆30b为中立的情况下，泵吐出流量指令值为0。泵阀控制装置40经由控制信号线向切换阀26和闭合回路泵12的调节器12a输出控制指令值和泵吐出流量指令值。

由此，切换阀26关闭，闭合回路泵12停止工作油的吐出，但由于连接于回转马达7的上部回转体102(示于图1)的惯性力，回转马达7继续旋转，因此，回转马达7从输入输出端口7b向流路25吐出工作油。此时，冲泄阀32保持回转开始时的切换位置，因此，将流路25和油罐33连接。因此，从输入输出端口7b流出的工作油经由流路25和冲泄阀32排出至油罐33。

使用图5对此时的回转闭合回路C2内的状态进行说明。当操作者将回转杆30b从一定的操作量操作至中立位置时，据此，向冲泄阀32流动的工作油的流量增加。当冲泄阀32的通过流量增加时，流路25的压力由于压力损失而上升。另一方面，由于回转马达7的输入输出端口7a吸入流路24的工作油，因此流路24的压力难以降低。当流路24的压力低于流路25的压力时，冲泄阀32切换，将流路24和油罐33连接。然后，从回转马达7的输入输出端口7b流出的工作油流向流路25，流路25的压力进一步上升。当流路25的压力上升至溢流阀38b的预先设定的设定压力(以下，溢流压)时，溢流阀38b打开，工作油排出至油罐33。当流路25的压力超过流路24的压力且达到溢流压时，回转马达7的转速降低，一定时间后，回转马达7停止。

(本发明的冲泄阀的情况)

接着，使用图2说明通过本实施例的液压驱动装置105驱动回转马达7的情况的动作。

(停止～杆输入～回转加速)

操作者将回转杆30b从中立操作至一定的操作量的情况的回转马达7的动作与上述相同，因此，省略说明。

(回转中～杆中立～回转减速)

当操作者将回转杆30b从一定的操作量操作至中立位置，施加命令回转马达7的停止的输入时，泵阀控制装置40经由信号线接收回转杆30b的操作量。泵阀控制装置40基于接收到的回转杆30b的操作量，设定为了将闭合回路泵12连接于回转马达7而使切换阀26切换至关闭状态的控制指令值。另外，泵阀控制装置40将闭合回路泵12的泵吐出流量指令值设定为对应回转杆30b的操作量的值。在回转杆30b为中立的情况下，泵吐出流量指令值为0。泵阀控制装置40经由控制信号线向切换阀26和闭合回路泵12的调节器12a输出控制指令值和泵吐出流量指令值。

由此，切换阀26关闭，闭合回路泵12停止工作油的吐出，但由于连接于回转马达7的上部回转体102(示于图1)的惯性体具有的惯性力，回转马达7继续旋转，因此回转马达7从输入输出端口7b向流路25吐出工作油。此时，冲泄阀32保持回转开始时的切换位置，因此将流路25和油罐33连接。因此，从输入输出端口7b流出的工作油经由流路25和冲泄阀32排出至油罐33。

接着，使用图6对回转闭合回路C2内的状态进行说明。当操作者将回转杆30b从一定的操作量操作至中立位置时，据此，冲泄阀32的通过流量增加。

与上述的图3的构造相比，图4所示的冲泄阀32的构造中，行程量32i小且节流部窄，因此，相对于冲泄阀32的通过流量的增加，因压力损失而引起的流路25的压力上升较早。其结果，与应用了图3的构造的情况相比，冲泄阀32相对于回转杆30b的操作提前切换。

然后，如图6所示，当流路25超过流路24的压力且达到溢流压时，回转马达7的转速减速，且在一定时间后停止。

(发明效果)

与应用于上述的冲泄阀31的图3的构造相比，图4所示的冲泄阀32的构造中，节流部窄，因此，图6所示的相对于冲泄阀32的通过流量的流路25的压力上升比图5所示的现有例大。由此，相对于回转杆30b的返回中立位置的操作，流路25的压力上升的时刻比现有例(示于图5)提前，回转马达7的减速开始也提前。即，通过本发明，回转马达7的减速响应性提高。

在液压挖掘机100中，对于上部回转体102的回转动作，减速停止性能是重要的。例如，在将挖掘的沙土装入自卸卡车等车辆时，需要液压挖掘机100在挖掘后进行回转，将土不洒落地搬运至自卸卡车之上，但此时，如果回转减速响应即制动响应性差，则不能在自卸卡车之上停止回转，回转过度，作业效率降低。

通过本发明，当回转闭合回路的回转的制动响应性提高时，容易在自卸卡车之上停止回转，作业效率改善。

本发明的第一实施例中，工程机械100具备：下部行驶体103；上部回转体102，其能够回转地安装于下部行驶体103；作业装置104，其设置于上部回转体102；油罐33，其积存工作油；单杆式液压缸筒1，其驱动作业装置104；回转用液压马达7，其驱动上部回转体102；操作装置30，其指示作业装置104及上部回转体102的动作；第一闭合回路泵11，其由两倾转泵构成；第二闭合回路泵12，其由两倾转泵构成；缸筒闭合回路C1，其将第一闭合回路泵11和单杆式液压缸筒1连接成闭合回路状；回转闭合回路C2，其将第二闭合回路泵12和回转用液压马达7连接成闭合回路状；第一冲泄阀31，其使缸筒闭合回路C1的低压侧的流路连通于油罐33；第二冲泄阀32，其使回转闭合回路C2的低压侧的流路连通于油罐33；第一切换阀23，其切换第一闭合回路泵11与单杆式液压缸筒1的连通和切断；以及第二切换阀26，其切换第二闭合回路泵12与回转用液压马达7的连通和切断，根据从操作装置30输入的操作信号，控制第一切换阀23及第二切换阀26的开闭、以及第一闭合回路泵11及第二闭合回路泵12的吐出流量，在该工程机械100中，第二冲泄阀32全开时的从第二冲泄阀32到油罐33的最小流路面积比第一冲泄阀31全开时的从第一冲泄阀31到油罐33的最小流路面积小。

根据以上那样构成的本实施例，在回转减速开始时，经由回转闭合回路C2用的冲泄阀(第二冲泄阀)32从泵吸入侧向油罐排出工作油时，在第二冲泄阀32产生较大的压力损失，从而泵吸入侧的流路的压力迅速上升，第二冲泄阀32迅速切换。由此，可缩短直至泵吸入侧的流路的压力达到溢流压为止的时间，因此，回转减速响应性提高，可得到良好的回转操作性。

另外，第一冲泄阀31具有：第一歧管31a；配置于第一歧管31a内的第一滑阀31e；配置于第一歧管31a内且对第一滑阀31e施力的第一弹簧31f1、31f2；以及配置于第一滑阀31e与第一弹簧31f1、31f2之间的第一垫片31g1、31g2，第二冲泄阀32具有：第二歧管32a；配置于第二歧管32a内的第二滑阀32e；配置于第二歧管32a内且对第二滑阀32e施力的第二弹簧32f1、32f2；以及配置于第二滑阀32e与第二弹簧32f1、32f2之间的第二垫片32g1、32g2，第二垫片32g1、32g2的滑阀轴向的厚度T2比第一垫片31g1、31g2的滑阀轴向的厚度T1大。由此，能够不变更通过铸模成型的歧管32a的形状地缩小冲泄阀32的最大开口面积，因此能够抑制冲泄阀32的成本。

实施例2

图7表示本发明的第二实施例的回转闭合回路C2用的冲泄阀32的内部构造。

图7中，与第一实施例的回转闭合回路C2用的冲泄阀32(示于图4)的不同点在于，垫片32g1、32g2的厚度T2与缸筒闭合回路C1用的冲泄阀31(示于图2)的垫片31g1、31g2的厚度T1相等，形成于滑阀32e的流路32h的滑阀轴向的宽度W2比冲泄阀31的流路31h的宽度W1小。

这样，本实施例中，第一冲泄阀31具有第一歧管31a和配置于第一歧管31a内的第一滑阀31e，第二冲泄阀32具有第二歧管32a和配置于第二歧管32a内的第二滑阀32e，在第一滑阀31e的中间部形成有用于使缸筒闭合回路C1的低压侧的流路连通于油罐33的第一油罐连接流路31h，在第二滑阀32e的中间部形成有用于使回转闭合回路C2的低压侧的流路连通于油罐33的第二油罐连接流路32h，第二油罐连接流路32h的滑阀轴向的宽度W2比第一油罐连接流路31h的滑阀轴向的宽度W1小。

在以上那样构成的本实施例中，冲泄阀32全开时的从冲泄阀32到油罐33的最小流路面积也比冲泄阀31全开时的从冲泄阀31到油罐33的最小流路面积小，因此，与第一实施例同样地，回转减速响应性提高，可得到良好的回转操作性。

实施例3

图8表示本发明的第三实施例的液压驱动装置105。

图8中，与第一实施例(示于图2)的不同点在于，使回转闭合回路C2用的冲泄阀32的构造与缸筒闭合回路C1用的冲泄阀31(示于图3)相同，在连接冲泄阀31和油罐33的流路设置有节流部41。在此，节流部41的开口面积为与第一实施例中的回转闭合回路C2用的冲泄阀32(示于图4)的流路32b或流路32c与流路32h之间的最大开口面积相同的程度。由此，与第一实施例同样地，冲泄阀32全开时的从冲泄阀32到油罐33的最小流路面积比冲泄阀31全开时的从冲泄阀31到油罐33的最小流路面积小。

这样，本实施例的液压挖掘机100还具备设置于连接第二冲泄阀32和油罐33的流路上的节流部41，第二冲泄阀32具有与第一冲泄阀31相同的构造。

以上那样构成的本实施例中，冲泄阀32全开时的从冲泄阀32到油罐33的最小流路面积比冲泄阀31全开时的从冲泄阀31到油罐33的最小流路面积小，因此，与第一实施例同样地，回转减速响应性提高，可得到良好的回转操作性。

而且，回转闭合回路C2用的冲泄阀(第二冲泄阀32)和缸筒闭合回路C1用的冲泄阀(第一冲泄阀31)为同一规格，因此能够降低成本。

以上对本发明的实施例进行了详细叙述，但本发明不限定于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细地说明的实施例，并非限定于必须具备说明的全部结构。而且，也能够对某实施例的结构添加其它的实施例的结构的一部分，也能够删除某实施例的结构的一部分，或者置换成其它的实施例的一部分。

符号说明

1—起重臂缸筒(单杆式液压缸筒)，1a—起重臂头，1b—起重臂杆，2—起重臂，3—悬臂缸筒，3a—悬臂头，3b—悬臂杆，4—悬臂，5—铲斗缸筒，5a—铲斗头，5b—铲斗杆，6—铲斗，7—回转马达(回转用液压马达)，7a、7b—输入输出端口，8a、8b—行驶装置，9—发动机，10—传递装置，11—闭合回路泵(第一闭合回路泵)，12—闭合回路泵(第二闭合回路泵)，11a、12a—调节器，21、22、24、25—流路，23—切换阀(第一切换阀)，26—切换阀(第二切换阀)，30—操作杆(操作装置)，30a—起重臂杆，30b—回转杆，31—冲泄阀(第一冲泄阀)，32—冲泄阀(第二冲泄阀)，31b、31c、31d—流路，31e—滑阀(第一滑阀)，31g1、31g2—垫片(第一垫片)，31f1、31f2—弹簧(第一弹簧)，31h—流路(第一油罐连接流路)，31i—行程量，32b、32c、32d—流路，32e—滑阀(第二滑阀)，32g1、32g2—垫片(第二垫片)，32f1、32f2—弹簧(第二弹簧)，32h—流路(第二油罐连接流路)，32i—行程量，33—油罐，34a、34b—止回阀，37a、37b、38a、38b—溢流阀，40—泵阀控制装置，100—液压挖掘机(工程机械)，101—驾驶室，102—上部回转体，104—前作业机(作业装置)，105—液压驱动装置。