CN105164347A - 建筑机械用能量再生装置 - Google Patents

Abstract

建筑机械的能量再生装置（11）具备：设置于建筑机械（15），在上下方向上可移动的可动重物（16）；和借助于动臂（12）、斗杆或铲斗在重力方向上移动时的能量、或者借助于旋转体（13）或行驶体（14）制动时的能量，使可动重物（16）向上方移动，并且将该可动重物的位能作为驱动动臂（12）或斗杆的能量进行利用的力传递用液压回路。

Description

建筑机械用能量再生装置

技术领域

本发明涉及设置于建筑机械的建筑机械用能量再生装置，该建筑机械具备包括由驱动部驱动的动臂（boom）、旋转体或行驶体的工作部。

背景技术

作为现有的油压挖掘机的一种示例，例如有在旋转体减速时使电动机发挥再生作用而将再生电力蓄积至蓄电器，将蓄积在蓄电器中的再生电力利用于旋转体的旋转时，由控制器和逆变器控制电动机，通过该电动机的转矩辅助油压马达的旋转（例如参照专利文献1）。

像这样，通过将蓄积至蓄电器中的再生电力使用于对油压马达的旋转的辅助，从而可以谋求燃料消耗量的减少。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2005-290882号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，在上述现有的油压挖掘机中，对于蓄积再生电力且将该蓄积的再生电力利用于旋转体的旋转时的设备，需要蓄电器以及逆变器，因此费用相应地增加，发生故障的可能性提高，而且存在体积增大、重量也增加等问题。此外，在将旋转体的力学能量转换为电能并暂时蓄积后，会经过再次转换为力学能量等的较多工序，因此还存在整体上能量再生率并不高的问题。又，在上述现有的油压挖掘机中，对于旋转以外的动作（动臂下放、斗杆收回或铲斗收回）无法再生位能。

本发明是解决上述问题而形成，其目的在于提供无需蓄电器以及逆变器，所以相应地减少费用且低廉、故障少，而且体积不增大、能够抑制重量增加的建筑机械用能量再生装置以及具备该能量再生装置的建筑机械。

解决问题的手段：

根据本发明的建筑机械的能量再生装置是包括动臂、旋转体或行驶体的第一工作部、以及包括斗杆、铲斗或发动机辅助用油压马达的第二工作部由工作液体驱动的建筑机械的能量再生装置，具备：设置于所述建筑机械，在上下方向上可移动的可动重物；和借助于所述动臂、斗杆或铲斗在重力方向上移动时的能量、或者借助于所述旋转体或行驶体制动时的能量，使所述可动重物向上方移动，并且将该可动重物的位能作为驱动所述第一工作部或第二工作部的能量进行利用的力传递用液压回路。

根据本发明的建筑机械用能量再生装置，借助于动臂等在重力方向上移动时、或者旋转体等被制动时的能量，可以使可动重物向上方移动（包括摇动）。借助于此，可以将动臂等的位能或旋转体等的运动能量蓄积为可动重物的位能。

而且，可以利用该可动重物的位能驱动动臂或旋转体等。

像这样，将动臂等的位能或旋转体等的运动能量蓄积为可动重物的位能，并且能够利用该位能，因此比以往能够减少建筑机械的燃料消耗量。

也可以是在根据本发明的建筑机械用能量再生装置中，具有：将所述第一工作部或所述第二工作部的回路与所述可动重物的回路相互连通的连通通路；和设置于所述连通通路，切换该连通通路内的工作液体的流动方向的切换阀；并且形成为如下结构：在使所述动臂、斗杆或铲斗在重力方向上移动时、或者所述旋转体或行驶体制动时，所述切换阀切换至第一位置侧，工作液体通过所述连通通路以及所述切换阀，从而使所述可动重物向上方移动；此外，在所述可动重物在重力方向上移动时，所述切换阀切换至第二位置侧，工作液体通过所述连通通路以及所述切换阀，从而驱动所述第一工作部或第二工作部。

根据该力传递用液压回路，在使第一工作部或第二工作部的回路与可动重物的回路相互连通的连通通路上设置有切换连通通路内的工作液体的流动方向的切换阀，从而可以再生第一工作部或第二工作部的位能或运动能量，并且利用于第一工作部或第二工作部的驱动。

也可以是在根据本发明的建筑机械用能量再生装置中，形成为如下结构：所述可动重物以及所述力传递用液压回路的一部分具有作为所述建筑机械的平衡锤的功能，所述可动重物以及所述力传递用液压回路的一部分的质量总和与所述建筑机械所需的平衡锤的质量大致相等。

如此一来，即便将能量再生装置设置于油压挖掘机，也能够以使该油压挖掘机的整体质量不大于未设置有能量再生装置的油压挖掘机的整体质量的形式进行制作。因此，可以防止使作为工作部的旋转体或行驶体进行工作所需的动力增加以及燃料消耗量增加，其结果是，可以更有效地再生并利用能量。

也可以是在根据本发明的建筑机械用能量再生装置中，所述可动重物设置为由规定的支点部支持、且以该支点部为中心通过液压缸在上下方向上可摇动。

如此一来，发挥如下技术作用效果。例如为了确保可动重物的较大的位能，而需要增大可动重物的上下方向的移动距离，为此需要增大重物用液压缸的行程。然而，在从液压缸的结构考虑时，其行程在一定程度上较小时能够得到稳定的动作，此时比较理想。因此，将可动重物以支点部为中心在上下方向上可摇动地进行设置，并且将使液压缸与可动重物连接的连接部和支点部之间的距离适当地设定为较短，以此能够相对地增大可动重物的重心在上下方向上的移动距离，此外，能够设定为可动重物在上下方向上仅摇动规定角度所需的液压缸的行程相对小。

也可以是在根据本发明的建筑机械用能量再生装置中，所述可动重物设置为能够在直线方向上移动。

如此一来，能够提供结构简单且故障少、低廉的建筑机械用能量再生装置。

在根据本发明的建筑机械用能量再生装置中，所述可动重物设置为由规定的支点部支持、且以该支点部为中心通过液压缸在上下方向上可摇动；所述液压缸具有升降用油缸和辅助用油缸；所述升降用油缸以及辅助用油缸与所述可动重物连接的各自的连接部与所述支点部之间的距离设定为升降用油缸的距离大于辅助用油缸的距离；所述力传递用液压回路形成为如下结构：在所述动臂在重力方向上移动时、或者在所述旋转体或行驶体制动时，通过使所述升降用油缸工作，以此使所述可动重物向上方摇动，且在所述可动重物向下方摇动时，使所述辅助用油缸工作，以此驱动所述第一工作部或第二工作部。

如此一来，发挥如下的技术作用效果。将升降用油缸和辅助用油缸与可动重物连接的各自的连接部和支点部之间的距离设定为升降用油缸的距离大于辅助用油缸的距离。因此，可以使可动重物下降时从辅助用油缸排出的压力高于为了使可动重物上升而向升降用油缸供给的压力。因此，可以提高驱动第一工作部或第二工作部所需的工作液体的压力，从而可以增大利用可动重物的位能的压力范围。

也可以是在根据本发明的建筑机械用能量再生装置中，具备：向所述切换阀的先导端口供给先导压力液的电磁先导阀；控制向所述第一工作部或所述第二工作部供给的工作液体的压力以及流量的控制阀；向所述控制阀的先导端口供给先导压力液的遥控阀；测定所述第一工作部或所述第二工作部中的工作液体的供给压以及排出压，或者测定所述遥控阀的输出压，生成各压力信号的压力传感器；和作为所述各压力信号被输入的控制装置，基于所述各压力信号向所述电磁先导阀发送指令信号的控制装置。

像这样，基于操作动臂或旋转体等的遥控阀的操作量以及动臂或旋转体等中的工作液体的供给排出压力，控制装置借助于电磁先导阀执行切换阀的开口控制，因此可以将动臂或旋转体等的位能或运动能量有效地再生为可动重物的位能。

发明效果：

根据本发明的建筑机械用能量再生装置形成为使基于工作部的位能或惯性力等的运动能量再生，且能够利用于工作部的驱动的结构，因此能够比以往减少建筑机械的燃料消耗量。

而且，根据本发明的建筑机械用能量再生装置，不需要用于基于工作部的位能或惯性力等的运动能量再生的、例如蓄电器以及逆变器等设备，因此能够相应地减少费用且低廉、故障少，此外体积不会增大，抑制建筑机械的重量的增加。

附图说明

图1是示出具备根据本发明的第一实施形态的建筑机械用能量再生装置的油压挖掘机的侧视图；

图2是夸大示出图1所示的建筑机械用能量再生装置的可动重物（weight）的示意图；

图3是示出图1所示的油压挖掘机的油压回路的图；

图4是示出图3所示的重物用切换阀的控制回路的图；

图5是在图3所示的油压挖掘机的油压回路中，示出动臂的上提动作的状态的图；

图6是在图3所示的油压挖掘机的油压回路中，示出在动臂进行下放动作时使能量再生的状态的图；

图7是在图3所示的油压挖掘机的油压回路中，示出再生能量利用于斗杆的伸出动作的状态的图；

图8是示出根据第二实施形态的油压挖掘机的油压回路，且示出再生能量利用于铲斗的伸出动作的状态的图；

图9是示出根据第三实施形态的油压挖掘机的油压回路，且示出再生能量使用于发动机辅助用油压马达的动作而利用于斗杆的伸出动作的状态的图；

图10是示出根据第四实施形态的油压挖掘机的油压回路，且示出旋转体制动时使能量再生的状态的图；

图11是在图10所示的油压挖掘机的油压回路中，示出再生能量利用于斗杆的伸出动作的状态的图；

图12是夸大示出根据第五实施形态的建筑机械用能量再生装置的可动重物的示意图；

图13是夸大示出根据第六实施形态的建筑机械用能量再生装置的可动重物的示意图。

具体实施方式

以下，参照图1～图11说明根据本发明的建筑机械用能量再生装置的第一实施形态。该建筑机械用能量再生装置11例如设置于建筑机械，且具备在上下方向上可移动的可动重物16、和力传递用液压回路17A（参照图3），所述建筑机械是使包括图1以及图2所示的动臂12、旋转体13以及行驶体14的工作部通过从图3所示的油压泵28（驱动部）排出的工作液体进行驱动的油压挖掘机15等的建筑机械。

在本说明书中，将动臂12、旋转体13或行驶体14称为第一工作部，将斗杆19、铲斗20或发动机辅助用油压马达52（参照图9）称为第二工作部。

而且，图3所示的该力传递用液压回路17A形成为如下结构：例如通过动臂12、斗杆19或铲斗20在重力方向上移动时的能量、或者通过旋转体13或行驶体14制动时的能量，使可动重物16向上方移动，从而将该可动重物16的位能作为用于驱动动臂12等的第一工作部或斗杆19等的第二工作部的能量进行利用。

图1所示的油压挖掘机15，旋转体13以借助于旋转机构18自由旋转的形式载置于行驶体14上。在旋转体13的前方中央部，可俯仰地安装有动臂12。此外，斗杆19以在铅垂面内自由转动的形式安装于动臂12的梢端部，铲斗20以在铅垂面内自由转动的形式安装于所述斗杆19的梢端部。

图2是夸大示出设置于油压挖掘机15的旋转体13的后部的可动重物16的示意图。该可动重物16发挥能够将动臂12等的重力作为位能蓄积的功能、和作为油压挖掘机15的平衡锤（counterweight）的功能。

即，可动重物16以及力传递用液压回路17A的一部分具有作为油压挖掘机15的平衡锤的功能，并且可动重物16以及力传递用液压回路17A的一部分的质量总和设定为与油压挖掘机15所需的平衡锤的质量大致相同。

图2所示的可动重物16形成为与现有的平衡锤相同的形状且材质相同，设置于旋转体13的后部、且以旋转机构18为基准在动臂12的相反侧的部分。而且，该可动重物16以沿着引导部25在上下直线方向上可移动的形式设置，在该可动重物16的下部设置有重物用油压缸21。

重物用油压缸21将可动重物16以在上下直线方向上可移动的形式进行支持，并且设置于可动重物16的下部和旋转体13的框架部13a之间。该重物用油压缸21，其缸部21a的基端部固定并安装于旋转体13的框架部13a，其活塞杆21b的梢端部与可动重物16的下部借助于连接部26摇动自如地相连接。

图3示出包括油压挖掘机15的力传递用液压回路17A的油压回路27，该油压回路27具有连通通路22（22a、22b、22c）和重物用切换阀24。另外，在图3中，省略动臂12以及斗杆19以外的回路。

连通通路22是使包括动臂用连通通路53（53a、53b）和斗杆用连通通路54（54a、54b）等的第一工作部以及第二工作部的回路与可动重物用连通通路55（55a、55b）相互连通的连通通路。

重物用切换阀24与连通通路22连接，并且对该连通通路22内的工作液体的流动方向进行切换。

该重物用切换阀24，在动臂12、斗杆19或铲斗20在重力方向上移动时，或者在旋转体13或行驶体14被制动时，使该重物用切换阀24切换至第一位置（ロ）侧，从而能够使工作液通过连通通路22以及重物用切换阀24，使可动重物16向上方移动。

然后，该重物用切换阀24，在可动重物16在重力方向上移动时，使该重物用切换阀24切换至第二位置（ハ）侧，从而能够使工作液体通过连通通路22以及重物用切换阀24，驱动包括动臂12等的第一工作部或包括斗杆19等的第二工作部。

即，例如图3所示的重物用切换阀24的端口A、B借助于可动重物用连通通路55a、55b与重物用油压缸21的缸盖侧端口和活塞杆侧端口连接。而且，重物用切换阀24的端口B以及C彼此相连接。又，重物用切换阀24的端口T与油箱32连接，端口P借助于连通通路22与油压泵28的排出口连接。端口D借助于连通通路22a与臂用连通通路54a连接。而且，在该连通通路22a中设置有止回阀。

而且，图3所示的油压回路27具备：用于包括动臂12等的第一工作部的控制阀；和用于包括斗杆19等的第二工作部的控制阀。这些控制阀控制向第一工作部或第二工作部供给的工作液体的压力以及流量。

而且，图3还示出斗杆用控制阀56以及动臂用控制阀57。

斗杆用控制阀56控制向斗杆用油压缸37供给的工作液体的压力以及流量。该斗杆用控制阀56的端口A、B借助于斗杆用连通通路54a以及54b与斗杆用油压缸37的两个端口（活塞杆侧和缸盖侧）分别连接。而且，斗杆用控制阀56的端口T借助于油箱用连通通路60与油箱32连接，斗杆用控制阀56的端口P借助于泵用连通通路61与油压泵28的排出口连接。

动臂用控制阀57控制向动臂用油压缸39供给的工作液体的压力以及流量。该动臂用控制阀57的端口A、B借助于动臂用连通通路53a以及53b与动臂用油压缸39的两个端口（活塞杆侧和缸盖侧）分别连接。而且，动臂用控制阀57的端口T借助于油箱用连通通路62与油箱32连接，动臂用控制阀57的端口P借助于泵用连通通路63与油压泵28的排出口连接。

图3所示的远程控制阀（以下简称为“遥控阀”）用于向上述各控制阀的先导端口供给先导压力液。

然而，图3示出斗杆用遥控阀64以及动臂用遥控阀65。

斗杆用遥控阀64由操作员操作，并且用于将先导压力液借助于连通通路64b、64a向斗杆用控制阀56的先导端口X、Y供给。

动臂用遥控阀65由操作员操作，并且用于将先导压力液借助于连通通路65b、65a向动臂用控制阀57的先导端口X、Y供给。

第一压力传感器～第10压力传感器PS1～PS10用于测定第一工作部或第二工作部中的工作液体的供给压以及排出压，此外测定遥控阀的输出压，使各压力信号生成为电气信号。然而，在图3中示出第一压力传感器～第六压力传感器PS1～PS6。

第一压力传感器以及第二压力传感器PS1、PS2用于测定动臂用遥控阀65的各连通通路65a、65b中显现出的输出压，并且使各压力信号生成为电气信号。

第三压力传感器以及第四压力传感器PS3、PS4用于测定斗杆用遥控阀64的各连通通路64a、64b中显现出的输出压，并且使各压力信号生成为电气信号。

第五压力传感器以及第六压力传感器PS5、PS6用于测定与动臂用油压缸39连接的动臂用连通通路53b、53a中显现出的输出压，并且使各压力信号生成为电气信号。

此外，图3所示的油压回路27还具备图4所示的控制回路70。该图4所示的控制回路70具备第一电磁先导阀以及第二电磁先导阀71、72以及控制装置73。

图4所示的第一电磁先导阀71用于将先导压力液根据第一信号线71a中流通的电流向图3所示的重物用切换阀24的先导端口Pia供给。该先导压力液的压力源来自于从控制用油压泵74排出的液压。

第二电磁先导阀72用于将先导压力液根据第二信号线72a中流通的电流向图3所示的重物用切换阀24的先导端口Pib供给。该先导压力液的压力源来自于从控制用油压泵74排出的液压。

控制装置73中电气地输入由第一压力传感器～第10压力传感器PS1～PS10输出的各压力电气信号，控制装置73基于各压力电气信号向第一电磁先导阀以及第二电磁先导阀71、72发送指令电气信号。

接着，参照图5～图11说明建筑机械用能量再生装置11的作用。图5是在图3以及图4所示的油压挖掘机15的油压回路27以及控制回路70中示出动臂12的上提动作的状态的图。操作员操作动臂用遥控阀65，发出动臂12的上提动作指令时，动臂用控制阀57的阀芯切换至位置（ハ），并且从油压泵28排出的压力油如粗实线所示被供给至动臂用油压缸39，可以使动臂12上升至所期望的高度。

此时，从油压泵28排出的压力油还被供给至重物用切换阀24，但是由于端口P关闭，因此压力油不会被供给至重物用油压缸21，可动重物16不升降而保持停止状态。

图6是在图3以及图4所示的油压回路27以及控制回路70中示出在动臂12的下放动作时使能量再生的状态的图。操作员操作动臂用遥控阀65，发出动臂12的下放动作指令时，动臂用控制阀57的阀芯切换至位置（ロ），从油压泵28排出的压力油如粗实线所示被供给至动臂用油压缸39，可以使动臂12下降至所期望的高度。此时，从动臂用油压缸39排出的压力油被供给至重物用切换阀24。

而且，控制装置73中电气地输入由第五压力传感器PS5、PS6输出的各压力电气信号，控制装置73基于各压力电气信号向第二电磁先导阀72发送指令电气信号。借助于此，重物用切换阀24的阀芯切换至位置（ロ），从动臂用油压缸39排出的压力油如较粗的单点划线所示通过重物用切换阀24并被供给至重物用油压缸21，可以使可动重物16上升。

而且此时，基于用于操作动臂12的动臂用遥控阀65的操作量以及动臂12中的工作液体的供给排出压力（第五压力传感器PS5、第六压力传感器PS6的压力电气信号），控制装置73借助于第二电磁先导阀72进行重物用切换阀24的开口控制，因此可以使动臂12的位能有效地再生为可动重物16的位能。

然而，在图6中举例说明使动臂12的位能再生为可动重物16的位能的示例，但是取而代之也可以使斗杆19和铲斗20等的位能再生为可动重物16的位能，尽管该情况未图示。

图7是在图3以及图4所示的油压回路27以及控制回路70中示出将再生能量利用于斗杆19的伸出动作的状态的图。操作员操作斗杆用遥控阀64，发出斗杆19的伸出动作指令时，斗杆用控制阀56的阀芯切换至位置（ロ），从油压泵28排出的压力油如粗实线以及较粗的单点划线所示被供给至斗杆用油压缸37，可以使斗杆19向伸出方向摇动。

此时，控制装置73中电气地输入由与斗杆用油压缸37连接的未图示的压力传感器输出的各压力电气信号，控制装置73基于各压力电气信号向第一电磁先导阀71发送指令电气信号。借助于此，重物用切换阀24的阀芯切换至位置（ハ），从重物用油压缸21排出的压力油如较粗的单点划线所示通过重物用切换阀24供给至斗杆用油压缸37，可以使斗杆19向伸出方向摇动。如此一来，能够将再生能量利用于斗杆19的伸出动作。

即，如图6所示，可以借助于使动臂12在重力方向上移动时（下放动作时）的能量使可动重物16向上方移动。借助于此，可以将动臂12的位能蓄积为可动重物16的位能。

而且，如图7所示，可以利用该可动重物16的位能向伸出方向驱动斗杆19。

像这样，可以将动臂12的位能蓄积为可动重物16的位能，并且可以利用该位能，因此能够比以往减少建筑机械的燃料消耗量。

又，如图2所示，可动重物16形成为如下结构：具有油压挖掘机15等的建筑机械的平衡锤的功能，并且该可动重物16以及力传递用液压回路17A（在后述的第三实施形态以及第四实施形态中为17B、17C）的一部分的质量总和与建筑机械所需的平衡锤的质量大致相等。

于是，即便将能量再生装置11设置于油压挖掘机15，也能够以使该油压挖掘机15整体的质量不比未设置有能量再生装置11的油压挖掘机15整体的质量增加的形式进行制作。因此，可以防止使作为工作部的旋转体13或行驶体14工作所需的动力的增加以及燃料消耗量的增加，其结果是，可以更有效地将能量再生并利用。

此外，如图2所示，可动重物16在直线方向上可移动地设置。如此一来，可以提供结构简单且故障少、价格低廉的建筑机械用能量再生装置11。

图8示出本发明的第二实施形态的油压回路，是将再生能量利用于铲斗20的驱动的形态。

铲斗用控制阀58用于控制向铲斗用油压缸38供给的工作液体的压力以及流量。铲斗用控制阀58与上述相同地连接于铲斗用油压缸38、油箱32以及油压泵28。

又，铲斗用遥控阀66借助于连通通路66b、66a与铲斗用控制阀58的先导端口X、Y连接。

此外，图8所示的第七压力传感器以及第八压力传感器PS7、PS8测定铲斗用遥控阀66的各连通通路66a、66b中显现出的输出压，并且使各压力信号生成为电气信号。

图8是在图3以及图4所示的油压回路27以及控制回路70中示出将再生能量利用于铲斗20的伸出动作的状态的图。该图8所示的状态与图7所示的状态的区别点是在图7所示状态中，将再生能量利用于斗杆19的伸出动作，相对于此，在图8所示的状态中，将再生能量利用于铲斗20的伸出动作。

图8示出在操作员操作铲斗用遥控阀66而发出铲斗20的伸出动作指令时，铲斗用控制阀58的阀芯切换至位置（ロ），从油压泵28排出的压力油如粗实线以及较粗的单点划线所示被供给至铲斗用油压缸38，可以使铲斗20向伸出方向摇动。

此时，控制装置73与图7所示的情况相同地进行工作，并且使从重物用油压缸21排出的压力油如较粗的单点划线所示通过重物用切换阀24并供给至铲斗用油压缸38，可以使铲斗20向伸出方向摇动。

像这样，可以将再生能量（可动重物16的位能）利用于铲斗20的伸出动作，因此能够比以往减少建筑机械的燃料消耗量。

图9是第三实施形态的油压回路75，包括油压挖掘机15的力传递用液压回路17B，其在图3所示的油压回路27中增加了用于发动机辅助用油压马达52的的连通通路22a。该图9是示出通过再生能量驱动发动机辅助用油压马达52，从而将再生能量利用于斗杆19的伸出动作的状态的图。

当操作员操作斗杆用遥控阀64而发出斗杆19的伸出动作指令时，斗杆用控制阀56的阀芯切换至位置（ロ），从油压泵28排出的压力油如粗实线所示被供给至斗杆用油压缸37，从而可以使斗杆19向伸出方向摇动。

此时，控制装置73中电气地输入由与斗杆用油压缸37连接的未图示的压力传感器输出的各压力电气信号，控制装置73基于各压力电气信号向第一电磁先导阀71发送指令电气信号。借助于此，重物用切换阀24的阀芯切换至位置（ハ），从重物用油压缸21排出的压力油如较粗的单点划线所示通过重物用切换阀24以及连通通路22a并供给至发动机辅助用油压马达52。借助于此，在该辅助用油压马达52旋转时，可以辅助与该辅助用油压马达52的旋转轴连接的油压泵28的驱动。

像这样，可以将再生能量（可动重物16的位能）利用于斗杆19的伸出动作，因此能够比以往减少建筑机械的燃料消耗量。

另外，如图9所示，重物用切换阀24的端口D借助于连通通路22a与辅助用油压马达52的油入口连接。

图10是第四实施形态的油压回路76，包括油压挖掘机15的力传递用液压回路17C，图10在图3所示的油压回路27中增加旋转用连通通路69a、69b以代替动臂用连通通路53a、53b、且增加将从旋转用连通通路69a、69b流出的油向一个方向导入的单向阀78a、78b并进行示出，示出旋转用控制阀59。

旋转体用控制阀59用于控制向旋转体用油压马达36供给的工作液体的压力以及流量。与上述相同地，旋转体用控制阀59与旋转体用油压马达36、油箱32以及油压泵28连接。

此外，旋转体用遥控阀67也借助于连通通路67b、67a与旋转体用控制阀59的先导端口X、Y连接。

此外，图10所示的第9压力传感器以及第10压力传感器PS9、PS10测定旋转体用遥控阀67的各连通通路67a、67b中显现出的输出压，并且使各压力信号生成为电气信号。该图10是示出在旋转体13的制动时使能量再生的状态的图。

当操作员操作旋转体用遥控阀67而向例如朝着逆转方向旋转的旋转体13发出制动指令时，旋转体用控制阀59的阀芯从位置（ロ）切换至（イ）侧，旋转体用油压马达36的输出口侧被旋转体用控制阀59阻断。

而且，与上述动作并行地，控制装置73中电气地输入由第9压力传感器、第10压力传感器PS9、PS10输出的各压力电气信号，控制装置73基于各压力电气信号向第二电磁先导阀72发送指令电气信号。借助于此，重物用切换阀24的阀芯切换至位置（ロ），从旋转体用油压马达36排出的压力油如较粗的单点划线所示通过重物用切换阀24并被供给至重物用油压缸21，可以使可动重物16上升。另外，此时的旋转体用油压马达36从油箱32吸入压力油。

像这样，可以使旋转体13被制动时的能量蓄积为可动重物16的位能。

而且，此时，基于用于操作旋转体13的旋转体用遥控阀67的操作量和旋转体13中的工作液体的供给排出压力（第9压力传感器PS9、第10压力传感器PS10），控制装置73借助于第二电磁先导阀72进行重物用切换阀24的开口控制，因此可以使旋转体13的运动能有效地再生为可动重物16的位能。

然而，在图10中举例说明使旋转体13的运动能再生为可动重物16的位能的示例，但是取而代之也可以使行驶体14运动能再生为可动重物16的位能，尽管该情况未图示。

另外，如图10所示，重物用切换阀24的端口P借助于连通通路36a与旋转体用油压马达36的油的出入口连接。而且，符号77表示用于控制油压泵28的排出压的泄压阀。

图11是在图10所示的油压挖掘机15的油压回路76中，示出将再生能量利用于斗杆19的伸出动作的状态的图。

当操作员操作斗杆用遥控阀64而发出斗杆19的伸出制动指令时，斗杆用控制阀56的阀芯切换至位置（ロ），从油压泵28排出的压力油如粗实线以及单点划线所示被供给至斗杆用油压缸37，从而可以使斗杆19向伸出方向摇动。

此时，控制装置73中电气地输入由与斗杆用油压缸37连接的未图示的压力传感器输出的各压力电气信号，控制装置73基于各压力电气信号向第一电磁先导阀71发送指令电气信号。借助于此，重物用切换阀24的阀芯切换至位置（ハ），从重物用油压缸21排出的压力油如较粗的单点划线所示通过重物用切换阀24以及连通通路22a、54a并被供给至斗杆用油压缸37。借助于此，可以使该斗杆19向伸出方向摇动，可以辅助油压泵28的驱动。

像这样，可以将再生能量（可动重物16的位能）利用于斗杆19的伸出动作。

即，如图10所示，借助于旋转体13被制动时的运动能，可以使可动重物16向上方移动。借助于此，可以使旋转体13的运动能蓄积为可动重物16的位能。

而且，可以利用该可动重物16的位能驱动斗杆19。

像这样，可以使旋转体13的运动能蓄积为可动重物16的位能，从而能够将其进行利用，因此能够比以往减少建筑机械的燃料消耗量。

接着，参照图12说明根据本发明的建筑机械用能量再生装置的第五实施形态。该图12所示的第二实施形态的建筑机械用能量再生装置43与图2所示的第一实施形态的建筑机械用能量再生装置11的区别点是，在图2所示的第一实施形态中，将可动重物16以沿着引导部25在上下直线方向上可移动的形式进行设置，相对于此，在图12所示的第五实施形态中，将可动重物16由规定的支点部44支持，并且以该支点部44为中心在上下方向上可摇动地进行设置。

支持该图12所示的可动重物16的支点部44设置于旋转体13的框架部13a。又，在可动重物16的下部设置有重物用油压缸21。

重物用油压缸21设置为在重物用油压缸21进行伸缩动作时，使可动重物16以支点部44为中心在上下方向上可摇动。

该重物用油压缸21设置于可动重物16的下部和旋转体13的框架部13a之间。而且，其缸部21a的基端部通过连接部45与旋转体13的框架部13a摇动自如地相连接，其活塞杆21b的梢端部通过连接部26与可动重物16的下部摇动自如地相连接。

根据该图12所示的第五实施形态的建筑机械用能量再生装置43，发挥如下技术作用效果。例如为了确保可动重物16的较大的位能，而需要增大可动重物16的上下方向的移动距离，为此需要增大重物用油压缸21的行程。然而，在从重物用油压缸21的结构考虑时，其行程在一定程度上较小时能够得到稳定的动作，此时比较理想，又能够在一定程度上提高使可动重物16升降时的油压。

因此，将可动重物16以支点部44为中心在上下方向上可摇动地进行设置，并且将使重物用油压缸21与可动重物16连接的连接部26和支点部44之间的距离L1适当地设定为较短，以此能够相对地增大可动重物16的重心在上下方向上的移动距离，此外，能够设定为可动重物16在上下方向上仅摇动规定角度所需的重物用油压缸21的行程相对小，且能够设定为使可动重物16升降时的油压在一定程度上增高。

除此以外，与图2所示的第一实施形态相同，对于相同部分标以相同的附图标记，并且省略其说明。

接着，参照图13说明根据本发明的建筑机械用能量再生装置的第六实施形态。该图13所示的第六实施形态的建筑机械用能量再生装置48与图12所示的第五实施形态的建筑机械用能量再生装置43的区别点是，在图12所示的第五实施形态中，在可动重物16和旋转体13的框架部13a之间设置有一个重物用油压缸21，相对于此，在图13所示的第六实施形态中，在可动重物16和旋转体13的框架部13a之间设置提升用油压缸（重物用油压缸）21和辅助用油压缸49例如各一个共两个。

图13所示的可动重物16与图12所示的第五实施形态相同地设置为由规定的支点部44支持，且以该支点部44为中心在上下方向上可摇动。该可动重物16借助于两个连接部26、50的每个与提升用油压缸21以及辅助用油压缸49连接。

在这些提升用油压缸以及辅助用油压缸21、49的各活塞杆21b、49b的各自梢端部上分别设置有连接部26、50，这些各连接部26、50与可动重物16摇动自如地连接。而且，这些两个连接部26、50的每个与支点部44之间的各自的距离L2、L3设定为提升用油压缸21的距离L2大于辅助用油压缸49的距离L3。另外，图13所示的G是可动重物16的重心位置。

而且，尽管图中未图示，但是力传递用液压回路形成为如下结构：在使可动重物16向上方摇动时向重物用油压缸21导入压力油而使其进行伸张动作，在可动重物16向下方摇动时从辅助用油压缸49排出压力油而进行缩短动作。

又，升降用以及辅助用油压缸21、49的各缸部21a、49a的各基端部分别通过连接部45、51与旋转体13的框架部13a摇动自如地连接。

像这样，对于升降用油压缸以及辅助用油压缸21、49的与可动重物16连接的各个连接部26、50和支点部44之间的各距离L2、L3，将重物用油压缸21的距离L2设定为比辅助用油压缸49的距离L3大时，为了使可动重物16上升，可以设定为可动重物16下降时从辅助用油压缸49排出的压力油的压力高于向升降用油压缸21供给的压力油的压力。因此，可以提高用于驱动第一工作部或第二工作部的工作液体的压力，可以有效地利用可动重物的位能。

除此以外，与图2所示的第一实施形态相同，省略这些说明。

然而，在上述实施形态中，将本发明应用于油压挖掘机，但是除此以外例如也可以应用于起重机等的建筑机械。

而且，在上述实施形态中，作为工作液体，例举工作油，但是也可以使用工作油以外的液体。

又，在图7、图8、图9以及图11中，示出将再生的能量利用于斗杆19或铲斗20的驱动的示例，但是也可以例如将再生能量利用于动臂12的驱动。

工业应用性：

如上所述，根据本发明的建筑机械用能量再生装置以及具备该能量再生装置的建筑机械不需要蓄电器以及逆变器，从而相应地减少费用且低廉、故障少，此外，具有体积不增大且抑制重量增加的优异的效果，适合应用于这样的建筑机械用能量再生装置以及具备该再生装置的建筑机械。

符号说明：

11建筑机械用能量再生装置；

12动臂；

13旋转体；

13a框架部；

14行驶体；

15油压挖掘机（建筑机械）；

16可动重物；

17A、17B、17C力传递用液压回路；

18旋转机构；

19斗杆；

20铲斗；

21重物用油压缸（升降用油压缸）；

21a缸部；

21b活塞部；

22、22a、22b、22c连通通路；

24重物用切换阀；

25引导部；

26连接部；

27油压回路；

28油压泵；

32油箱；

36旋转体用油压马达；

36a连通通路；

37斗杆用油压缸；

38铲斗用油压缸；

39动臂用油压缸；

43建筑机械用能量再生装置；

44支点部；

45连接部；

48建筑机械用能量再生装置；

49辅助用油压缸；

49a缸部；

49b活塞部；

50、51连接部；

52发动机辅助用油压马达；

53、53a、53b动臂用连通通路；

54、54a、54b斗杆用连通通路；

55、55a、55b可动重物用连通通路；

56斗杆用控制阀；

57动臂用控制阀；

58铲斗用控制阀；

59旋转体用控制阀；

60、62油箱用连通通路；

61、63泵用连通通路；

64斗杆用遥控阀；

64a、64b、65a、65b、66a、66b、67a、67b连通通路；

65动臂用遥控阀；

66铲斗用遥控阀；

67旋转体用遥控阀；

68a、68b铲斗用连通通路；

69a、69b旋转体用连通通路；

70控制回路；

71第一电磁先导阀；

71a第一信号线；

72第二电磁先导阀；

72a第二信号线；

73控制装置；

74控制用油压泵；

75、76油压回路；

77泄压阀；

78a、78b单向阀。

Claims (7)

1.一种建筑机械用能量再生装置，

是包括动臂、旋转体或行驶体的第一工作部、以及包括斗杆、铲斗或发动机辅助用油压马达的第二工作部由工作液体驱动的建筑机械的能量再生装置，具备：

设置于所述建筑机械，在上下方向上可移动的可动重物；和

借助于所述动臂、斗杆或铲斗在重力方向上移动时的能量、或者借助于所述旋转体或行驶体制动时的能量，使所述可动重物向上方移动，并且将该可动重物的位能作为驱动所述第一工作部或第二工作部的能量进行利用的力传递用液压回路。

2.根据权利要求1所述的建筑机械用能量再生装置，其特征在于，具有：

将所述第一工作部或所述第二工作部的回路与所述可动重物的回路相互连通的连通通路；和

设置于所述连通通路，切换该连通通路内的工作液体的流动方向的切换阀；

在使所述动臂、斗杆或铲斗在重力方向上移动时、或者所述旋转体或行驶体制动时，所述切换阀切换至第一位置侧，工作液体通过所述连通通路以及所述切换阀，从而使所述可动重物向上方移动；此外，

在所述可动重物在重力方向上移动时，所述切换阀切换至第二位置侧，工作液体通过所述连通通路以及所述切换阀，从而驱动所述第一工作部或第二工作部。

3.根据权利要求1或2所述的建筑机械用能量再生装置，其特征在于，

所述可动重物以及所述力传递用液压回路的一部分具有作为所述建筑机械的平衡锤的功能，所述可动重物以及所述力传递用液压回路的一部分的质量总和与所述建筑机械所需的平衡锤的质量大致相等。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的建筑机械用能量再生装置，其特征在于，

所述可动重物设置为由规定的支点部支持、且能够以该支点部为中心通过液压缸在上下方向上摇动。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的建筑机械用能量再生装置，其特征在于，

所述可动重物设置为能够在直线方向上移动。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的建筑机械用能量再生装置，其特征在于，

所述可动重物设置为由规定的支点部支持、且能够以该支点部为中心通过液压缸在上下方向上摇动；

所述液压缸具有升降用油缸和辅助用油缸；

所述升降用油缸以及辅助用油缸与所述可动重物连接的各自的连接部与所述支点部之间的距离设定为升降用油缸的距离大于辅助用油缸的距离；

所述力传递用液压回路，在所述动臂在重力方向上移动时、或者在所述旋转体或行驶体制动时，通过使所述升降用油缸工作，以此使所述可动重物向上方摇动，且在所述可动重物向下方摇动时，使所述辅助用油缸工作，以此驱动所述第一工作部或第二工作部。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的建筑机械用能量再生装置，其特征在于，具备：

向所述切换阀的先导端口供给先导压力液的电磁先导阀；

控制向所述第一工作部或所述第二工作部供给的工作液体的压力以及流量的控制阀；

向所述控制阀的先导端口供给先导压力液的遥控阀；

测定所述第一工作部或所述第二工作部中的工作液体的供给压以及排出压，或者测定所述遥控阀的输出压，生成各压力信号的压力传感器；和

作为所述各压力信号被输入的控制装置，基于所述各压力信号向所述电磁先导阀发送指令信号的控制装置。