JP2011075082A - Fluid pressure control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase efficiency of an assist regenerative mechanism by suppressing occurrence of drag loss due to an assist pump during driving of a regenerative motor, and drag loss due to the regenerative motor during driving of the assist pump. <P>SOLUTION: A fluid pressure control device includes a planetary gear 1 with three rotation elements of first, second, and third rotation elements 11, 12, and 13; the regenerative motor 2 whose rotary shaft is connected to the first rotation element 11; the assist pump whose rotary shaft is connected to the second rotary shaft 12; a motor generator 4 whose rotary shaft is connected to the third rotation element 13; a capacitor 5 for storing the power generated by the motor generator; and a rotation restriction means for restricting the rotations of the first and second rotation elements 11 and 12. By restricting the rotation of the second rotary element, the first rotation element is functioned as an input element, and the third rotation element 13 is functioned as an output element. Thereby, the motor generator is driven by the regenerative motor 2 so as to recover the energy of a working fluid discharged from an actuator. By restricting the rotation of the first rotation element, the third rotation element is functioned as an input element, and the second rotation element is functioned as an output element. Thereby, a hydraulic assist pump 3 is driven by the motor generator so as to assist the drive of the actuator. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は油圧作業機器を制御する流体圧制御装置に関する。   The present invention relates to a fluid pressure control device for controlling a hydraulic working device.

油圧ショベル等の油圧作業機器を制御する流体圧制御装置として、特許文献1に、作業機系のアクチュエータと、走行系のアクチュエータと、作業機系または走行系のアクチュエータに作動油を選択的に供給する第1ポンプおよび第2ポンプと、作業機系のアクチュエータに慣性エネルギや位置エネルギが作用したときに戻り側となる通路に接続する可変容量形の回生モータと、この回生モータと一体に回転するとともに、第1ポンプ又は第2ポンプのいずれか一方又は双方に作動油を合流させる可変容量形のアシストポンプと、回生モータ及びアシストポンプと一体に回転するモータジェネレータと、このモータジェネレータが発電した電力を蓄電する蓄電ユニットと、を備えるものが開示されている。   As a fluid pressure control device for controlling hydraulic work equipment such as a hydraulic excavator, Patent Document 1 selectively supplies hydraulic fluid to a work machine system actuator, a travel system actuator, and a work machine system or a travel system actuator. The first pump and the second pump, the variable capacity regenerative motor connected to the return path when inertial energy or potential energy is applied to the actuator of the work machine system, and the regenerative motor rotating together. In addition, a variable displacement type assist pump that joins hydraulic oil to one or both of the first pump and the second pump, a motor generator that rotates integrally with the regenerative motor and the assist pump, and electric power generated by the motor generator And a power storage unit for storing power.

特開2007−327527号公報JP 2007-327527 A

しかしながら、前述した流体圧制御装置では、回生モータとアシストポンプとがモータジェネレータと一体に回転するため、回生モータでモータジェネレータを回転させて発電を行うときにアシストポンプも一緒に回転してしまう。このとき、アシストポンプの押しのけ容積をゼロにして損失が最小となるようにアシストポンプの容量を制御しているが、押しのけ容積をゼロにしてもアシストポンプの引きずり損失が発生するという問題点があった。同様に、モータジェネレータでアシストポンプを回転させるときには回生モータが一緒に回転してしまう。このとき、回生モータの押しのけ容積をゼロにして損失が最小となるように回生モータの容量を制御しているが、押しのけ容積をゼロにしても回生モータの引きずり損失が発生するという問題点があった。   However, in the above-described fluid pressure control device, the regenerative motor and the assist pump rotate together with the motor generator, so that the assist pump also rotates together when generating power by rotating the motor generator with the regenerative motor. At this time, the capacity of the assist pump is controlled so that the displacement of the assist pump is reduced to zero and the loss is minimized, but there is a problem that drag loss of the assist pump occurs even if the displacement of the assist pump is reduced to zero. It was. Similarly, when the assist pump is rotated by the motor generator, the regenerative motor rotates together. At this time, the capacity of the regenerative motor is controlled so that the loss is minimized by reducing the displacement of the regenerative motor to zero, but there is a problem in that a drag loss of the regenerative motor occurs even if the displacement is zero. It was.

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、回生モータ駆動時にアシストポンプによる引きずり損失の発生を抑制し、アシストポンプ駆動時に回生モータによる引きずり損失の発生を抑制することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such problems, and it is an object of the present invention to suppress the occurrence of drag loss due to the assist pump when the regenerative motor is driven, and to suppress the occurrence of drag loss due to the regenerative motor when the assist pump is driven. And

本発明は、メインポンプから供給される作動流体によって駆動されるアクチュエータと、アクチュエータに対する作動流体の給排を切り換える制御弁と、アクチュエータから排出された作動流体のエネルギを回収するとともに、アクチュエータの駆動を補助するアシスト回生機構と、を備える流体圧制御装置であって、アシスト回生機構は、第1回転要素、第2回転要素及び第3回転要素の3つの回転要素を備え、1つの回転要素の回転を規制することで、残りの2つの回転要素の一方を入力要素、他方を出力要素として機能させる遊星歯車機構と、第1回転要素に回転軸が接続され、アクチュエータから排出された作動流体によって駆動される回生モータと、第2回転要素に回転軸が接続され、メインポンプから吐出された作動流体に合流させるための作動流体を吐出するアシストポンプと、第3回転要素に回転軸が接続されるモータジェネレータと、モータジェネレータよって発電された電力を蓄える蓄電器と、第1回転要素の回転を規制する第1回転規制手段と、第2回転要素の回転を規制する第2回転規制手段と、を含み、第2回転要素の回転を規制することで第1回転要素を入力要素、第3回転要素を出力要素として機能させて回生モータによってモータジェネレータを駆動し、アクチュエータから排出された作動流体のエネルギを回収し、第1回転要素の回転を規制することで第3回転要素を入力要素、第2回転要素を出力要素として機能させてモータジェネレータによって油圧アシストポンプを駆動し、アクチュエータの駆動を補助することを特徴とする。   The present invention relates to an actuator driven by a working fluid supplied from a main pump, a control valve for switching supply / discharge of the working fluid to / from the actuator, recovers the energy of the working fluid discharged from the actuator, and drives the actuator. An assist regeneration mechanism comprising: an assist regeneration mechanism, wherein the assist regeneration mechanism includes three rotation elements of a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element, and rotation of one rotation element The planetary gear mechanism that allows one of the remaining two rotating elements to function as an input element and the other as an output element, and a rotating shaft is connected to the first rotating element and is driven by the working fluid discharged from the actuator. Is connected to the working fluid discharged from the main pump. An assist pump that discharges the working fluid for generating the motor, a motor generator having a rotating shaft connected to the third rotating element, a capacitor that stores electric power generated by the motor generator, and a first that restricts rotation of the first rotating element. A rotation restricting means and a second rotation restricting means for restricting the rotation of the second rotating element, and restricting the rotation of the second rotating element to restrict the first rotating element to the input element and the third rotating element to the output element. The motor generator is driven by the regenerative motor, the energy of the working fluid discharged from the actuator is recovered, and the rotation of the first rotating element is restricted to restrict the rotation of the first rotating element to the second rotating element. The hydraulic assist pump is driven by a motor generator by functioning as an output element to assist the drive of the actuator.

本発明によれば、遊星歯車機構の第1回転要素に回生モータを、第2回転要素にアシストポンプを、第3回転要素にモータジェネレータを接続した。   According to the present invention, the regenerative motor is connected to the first rotating element of the planetary gear mechanism, the assist pump is connected to the second rotating element, and the motor generator is connected to the third rotating element.

そして、モータジェネレータによる発電を実施するときは、第2回転要素の回転を規制することで回生モータによってモータジェネレータを駆動する。そのため、回生モータ駆動時にアシストポンプが回転することがないので、アシストポンプによる引きずり損失の発生を抑制できる。   When power generation by the motor generator is performed, the motor generator is driven by the regenerative motor by restricting the rotation of the second rotating element. Therefore, since the assist pump does not rotate when the regenerative motor is driven, the occurrence of drag loss due to the assist pump can be suppressed.

また、アシストポンプを駆動するときは、第1回転要素の回転を規制することでモータジェネレータによってアシストポンプを駆動する。そのため、アシストポンプ駆動時に回生モータが回転することがないので、回生モータによる引きずり損失の発生を抑制できる。   Further, when driving the assist pump, the assist pump is driven by the motor generator by restricting the rotation of the first rotating element. Therefore, since the regenerative motor does not rotate when the assist pump is driven, the occurrence of drag loss due to the regenerative motor can be suppressed.

油圧ショベルの掘削アタッチメントの概略側面図である。It is a schematic side view of the excavation attachment of a hydraulic excavator. 流体圧制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a fluid pressure control apparatus. 第1実施形態によるアシスト回生機構の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the assist regeneration mechanism by 1st Embodiment. 第2実施形態によるアシスト回生機構の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the assist regeneration mechanism by 2nd Embodiment. 他の実施形態によるアシスト回生機構の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the assist regeneration mechanism by other embodiment.

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
流体圧制御装置は、油圧ショベル等の油圧作業機器の動作を制御するものであり、本実施形態では、図1に示す油圧ショベルのブーム(負荷)101を駆動するブームシリンダ104の伸縮動作を制御する場合について説明する。
(First embodiment)
The fluid pressure control device controls the operation of a hydraulic working device such as a hydraulic excavator. In this embodiment, the fluid pressure control device controls the expansion / contraction operation of the boom cylinder 104 that drives the boom (load) 101 of the hydraulic excavator shown in FIG. The case where it does is demonstrated.

図1は、油圧ショベルの掘削アタッチメント100の概略側面図である。   FIG. 1 is a schematic side view of a excavator attachment 100 of a hydraulic excavator.

掘削アタッチメント100は、掘削作業等を行うためのブーム101、アーム102及びバケット103を備え、これらをアクチュエータであるブームシリンダ104、アームシリンダ105及びバケットシリンダ106によってそれぞれ駆動する。ブームシリンダ104、アームシリンダ105及びバケットシリンダ106は、それぞれ油圧シリンダである。   The excavation attachment 100 includes a boom 101, an arm 102, and a bucket 103 for performing excavation work and the like, and these are driven by a boom cylinder 104, an arm cylinder 105, and a bucket cylinder 106, which are actuators. Each of the boom cylinder 104, the arm cylinder 105, and the bucket cylinder 106 is a hydraulic cylinder.

図2は、本実施形態による流体圧制御装置の概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fluid pressure control apparatus according to the present embodiment.

ブームシリンダ104は、ブームシリンダ104内を摺動自在に移動するピストンロッド107によって、ロッド側圧力室104aとボトム側圧力室104bとに区画される。ピストンロッド107はブーム101に連結されており、ピストンロッド107がブームシリンダ104内を移動することによってブーム101が駆動する。   The boom cylinder 104 is partitioned into a rod-side pressure chamber 104a and a bottom-side pressure chamber 104b by a piston rod 107 that slidably moves within the boom cylinder 104. The piston rod 107 is connected to the boom 101, and the boom 101 is driven when the piston rod 107 moves in the boom cylinder 104.

油圧源であるメインポンプ108及びパイロットポンプ109は、油圧ショベルに搭載されたエンジン(図示せず)によって駆動され、作動油(作動流体)を吐出する。エンジンは、運転効率の良い所定の回転速度・負荷で運転される。   The main pump 108 and the pilot pump 109, which are hydraulic sources, are driven by an engine (not shown) mounted on a hydraulic excavator and discharge hydraulic oil (working fluid). The engine is operated at a predetermined rotational speed and load with good operating efficiency.

メインポンプ108から吐出された作動油は、ブームシリンダ104に対する作動油の給排を切り換えるメイン制御弁(制御弁)110に供給される。メインポンプ108とメイン制御弁110とは、メイン通路111によって接続される。メイン通路111には、後述するアシスト回生機構10(図3参照)のアシストポンプ3から吐出された作動油がサブ通路31を通じて導かれる。   The hydraulic oil discharged from the main pump 108 is supplied to a main control valve (control valve) 110 that switches between supplying and discharging hydraulic oil to and from the boom cylinder 104. The main pump 108 and the main control valve 110 are connected by a main passage 111. The hydraulic oil discharged from the assist pump 3 of the assist regeneration mechanism 10 (see FIG. 3) described later is guided to the main passage 111 through the sub passage 31.

メイン制御弁110とブームシリンダ104のロッド側圧力室104aとは、第1通路112によって接続され、メイン制御弁110とブームシリンダ104のボトム側圧力室104bとは、第2通路113によって接続される。第2通路113には、ブームシリンダ104のボトム側圧力室104bから排出され、後述するアシスト回生機構10(図3参照)の回生モータ2を駆動するための作動油が流れる戻り通路21が接続される。   The main control valve 110 and the rod side pressure chamber 104a of the boom cylinder 104 are connected by a first passage 112, and the main control valve 110 and the bottom side pressure chamber 104b of the boom cylinder 104 are connected by a second passage 113. . Connected to the second passage 113 is a return passage 21 through which hydraulic oil discharged from the bottom pressure chamber 104b of the boom cylinder 104 flows to drive the regeneration motor 2 of the assist regeneration mechanism 10 (see FIG. 3) described later. The

メイン制御弁110は、パイロットポンプ109からパイロット室110a,110bに供給されるパイロット圧によって操作される。パイロット室110a,110bに供給されるパイロット圧の制御は、油圧ショベルの乗務員によるレバー操作に基づいて、コントローラ114がパイロット電磁弁115を制御することで行われる。   The main control valve 110 is operated by a pilot pressure supplied from the pilot pump 109 to the pilot chambers 110a and 110b. Control of the pilot pressure supplied to the pilot chambers 110a and 110b is performed by the controller 114 controlling the pilot solenoid valve 115 based on a lever operation by the crew of the excavator.

パイロット室110aにパイロット圧が供給された場合は、メイン制御弁110が位置aに切り換わり、メインポンプ108から第1通路112を介してロッド側圧力室104aに作動油が供給されるとともに、ボトム側圧力室104bの作動油が第2通路113を介してタンクTへと排出される。これにより、ブームシリンダ104内のピストンロッド107が図2の下側に移動、すなわちブームシリンダ104が収縮し、ブーム101が図1に示す矢印121の方向へと下降する。   When the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 110a, the main control valve 110 is switched to the position a, the hydraulic oil is supplied from the main pump 108 to the rod side pressure chamber 104a via the first passage 112, and the bottom The hydraulic oil in the side pressure chamber 104 b is discharged to the tank T through the second passage 113. As a result, the piston rod 107 in the boom cylinder 104 moves downward in FIG. 2, that is, the boom cylinder 104 contracts, and the boom 101 descends in the direction of the arrow 121 shown in FIG.

また、パイロット室110bにパイロット圧が供給された場合は、メイン制御弁110が位置bに切り換わり、メインポンプ110から第2通路113を介してボトム側圧力室104bに作動油が供給されるとともに、ロッド側圧力室104aの作動油が第1通路112を介してタンクTへと排出される。これにより、ブームシリンダ104内のピストンロッド107が図2の上側に移動、すなわちブームシリンダ104が伸長し、ブーム101が図1に示す矢印122の方向へと上昇する。   When the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 110b, the main control valve 110 is switched to the position b, and hydraulic oil is supplied from the main pump 110 to the bottom pressure chamber 104b through the second passage 113. The hydraulic oil in the rod side pressure chamber 104 a is discharged to the tank T through the first passage 112. As a result, the piston rod 107 in the boom cylinder 104 moves upward in FIG. 2, that is, the boom cylinder 104 extends, and the boom 101 rises in the direction of the arrow 122 shown in FIG.

さらに、パイロット室110a、110bにパイロット圧が供給されない場合は、メイン制御弁110が位置cに切り換わり、ブームシリンダ104に対する作動油の給排が遮断され、ブーム101は停止した状態を保つ。   Further, when the pilot pressure is not supplied to the pilot chambers 110a and 110b, the main control valve 110 is switched to the position c, the supply and discharge of the hydraulic oil to the boom cylinder 104 is shut off, and the boom 101 is kept stopped.

このように、メイン制御弁110は、ブームシリンダ104を収縮させる収縮位置a、ブームシリンダ104を伸長させる伸長位置b及びブームシリンダ104の負荷を保持する遮断位置cの3つの切り換え位置を備える。   Thus, the main control valve 110 has three switching positions: a contracted position “a” for contracting the boom cylinder 104, an extended position “b” for extending the boom cylinder 104, and a blocking position “c” for holding the load of the boom cylinder 104.

ここで、制御弁6を遮断位置cに切り換えてブーム101の動きを止めると、ブーム101等の重さによって、ブームシリンダ104内のピストンロッド107には、ピストンロッド107を図2の下側に移動させようとする力、すなわちブームシリンダ104を収縮させようとする力が作用する。このように、ブーム101を駆動するブームシリンダ104においては、ボトム側圧力室104bが、制御弁が遮断位置cの場合に負荷圧が作用する負荷側圧力室となる。一方、アーム102を駆動するアームシリンダ105においては、ロッド側圧力室104aが負荷側圧力室となる。   Here, when the control valve 6 is switched to the shut-off position c to stop the movement of the boom 101, the piston rod 107 in the boom cylinder 104 is moved to the lower side in FIG. A force to move, that is, a force to contract the boom cylinder 104 is applied. Thus, in the boom cylinder 104 that drives the boom 101, the bottom-side pressure chamber 104b is a load-side pressure chamber in which the load pressure acts when the control valve is in the cutoff position c. On the other hand, in the arm cylinder 105 that drives the arm 102, the rod side pressure chamber 104a is a load side pressure chamber.

なお、以下の説明において、負荷の下降とは、負荷側圧力室の容積が減少する方向へ変化することを指し、負荷の上昇とは、負荷側圧力室の容積が増加する方向へ変化することを指す。したがって、ブームシリンダ104の場合、負荷の下降とは、ブームシリンダ104が収縮してブーム101が下降することを指し、負荷の上昇とは、ブームシリンダ104が伸長してブーム101が上昇することを指す。   In the following description, a decrease in load means a change in the direction in which the volume of the load side pressure chamber decreases, and an increase in load means a change in the direction in which the volume of the load side pressure chamber increases. Point to. Therefore, in the case of the boom cylinder 104, the decrease in load means that the boom cylinder 104 contracts and the boom 101 descends, and the increase in load means that the boom cylinder 104 extends and the boom 101 rises. Point to.

本実施形態では、この流体圧制御装置に、ブームシリンダ104を収縮させるときにボトム側圧力室104bから排出された作動油の油圧エネルギを必要に応じて電気エネルギとして回収する回生と、ブームシリンダ104を伸長させるときに必要に応じて補助力を付与するアシストと、を行うことのできるアシスト回生機構10を接続している。   In the present embodiment, the fluid pressure control device regenerates the hydraulic energy of the hydraulic oil discharged from the bottom side pressure chamber 104b when the boom cylinder 104 is contracted as electrical energy as necessary, and the boom cylinder 104. An assist regenerative mechanism 10 that can perform an assist that provides an assisting force as necessary when the arm is extended is connected.

図3は、流体圧制御装置に接続されるアシスト回生機構10の概略構成図である。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the assist regeneration mechanism 10 connected to the fluid pressure control device.

アシスト回生機構10は、遊星歯車1に回生モータ2、アシストポンプ3及びモータジェネレータ4を接続して構成される。以下、各構成部品について詳しく説明する。   The assist regeneration mechanism 10 is configured by connecting a regenerative motor 2, an assist pump 3, and a motor generator 4 to the planetary gear 1. Hereinafter, each component will be described in detail.

遊星歯車1は、リングギヤ(第1回転要素)11、ピニオンギヤキャリア(第2回転要素)12及びサンギヤ(第3回転要素)13の3つの回転要素を備え、これら3つの回転要素のうちの1つの回転を規制することで、残りの2つの回転要素の一方を入力要素、他方を出力要素として機能させることができる変速機である。   The planetary gear 1 includes three rotating elements, a ring gear (first rotating element) 11, a pinion gear carrier (second rotating element) 12, and a sun gear (third rotating element) 13. One of these three rotating elements is included. By limiting the rotation, the transmission can function one of the remaining two rotating elements as an input element and the other as an output element.

遊星歯車1は、外歯歯車であるサンギヤ13が中央に配置され、サンギヤ13の周囲に内歯11aと外歯11bを備えたリングギヤ11が配置される。サンギヤ13とリングギヤ11との間には外歯歯車であるピニオンギヤ14が数個配置され、各ピニオンギヤ14はサンギヤ13とリングギヤ11の内歯11aとに噛み合っている。各ピニオンギヤ14は、個々に回転(自転)すると同時に、サンギヤ13の周囲を回転(公転)することができる。各ピニオンギヤ14はピニオンギヤキャリア12によってまとめられている。各ピニオンギヤ14がサンギヤ13の周囲を公転するとピニオンギヤキャリア12が回転する。   In the planetary gear 1, a sun gear 13, which is an external gear, is disposed at the center, and a ring gear 11 having inner teeth 11 a and outer teeth 11 b is disposed around the sun gear 13. Several pinion gears 14 that are external gears are arranged between the sun gear 13 and the ring gear 11, and each pinion gear 14 meshes with the sun gear 13 and the internal teeth 11 a of the ring gear 11. Each pinion gear 14 can rotate (revolve) around the sun gear 13 simultaneously with rotation (spinning) individually. Each pinion gear 14 is grouped by a pinion gear carrier 12. When each pinion gear 14 revolves around the sun gear 13, the pinion gear carrier 12 rotates.

遊星歯車1のサンギヤ13には、モータジェネレータ4の回転軸(以下「モータジェネレータ回転軸」という。)41が連結される。モータジェネレータ4には、モータジェネレータ4によって発電された電力を蓄電する一方で、モータジェネレータ4に電力を供給して駆動するバッテリ5がインバータ6を介して接続される。なお、バッテリ5には、バッテリ充電量を検出する充電量検出センサ51が設けられ、充電量検出センサ51からの信号はコントローラ114に入力されている。   The sun gear 13 of the planetary gear 1 is connected to a rotation shaft 41 of the motor generator 4 (hereinafter referred to as “motor generator rotation shaft”). A battery 5 is connected to the motor generator 4 via an inverter 6 while storing electric power generated by the motor generator 4 and supplying electric power to the motor generator 4 for driving. The battery 5 is provided with a charge amount detection sensor 51 that detects the battery charge amount, and a signal from the charge amount detection sensor 51 is input to the controller 114.

回生モータ2は、固定容量型油圧モータであり、ブームシリンダ104のボトム側圧力室104bから排出されて、戻り通路21を流れてきた作動油によって駆動される。回生モータ2の駆動時にピニオンギヤキャリア12の回転を規制することでリングギヤ11を入力要素、サンギヤ13を出力要素として機能させて、モータジェネレータ4による発電を行うことができる。   The regenerative motor 2 is a fixed displacement hydraulic motor, and is driven by hydraulic oil that has been discharged from the bottom pressure chamber 104 b of the boom cylinder 104 and has flowed through the return passage 21. By restricting the rotation of the pinion gear carrier 12 when the regenerative motor 2 is driven, the ring gear 11 functions as an input element and the sun gear 13 functions as an output element, so that the motor generator 4 can generate electric power.

戻り通路21には、回生モータ2に対する作動油の給排を切り換える戻り制御弁22が設けられる。戻り制御弁22は、パイロットポンプ109からパイロット室22aに供給されるパイロット圧に応じて、回生モータ2に作動油を供給する連通位置dと、回生モータ2への作動油の供給を停止する遮断位置eと、に切り換わる。パイロット室22aに供給されるパイロット圧の制御は、油圧ショベルの乗務員によるレバー操作に基づいて、コントローラ114がパイロット電磁弁23を制御することで行われる。   The return passage 21 is provided with a return control valve 22 that switches between supply and discharge of hydraulic fluid to the regenerative motor 2. The return control valve 22 has a communication position d for supplying hydraulic oil to the regenerative motor 2 according to the pilot pressure supplied from the pilot pump 109 to the pilot chamber 22a, and a shut-off for stopping the supply of hydraulic oil to the regenerative motor 2. Switch to position e. Control of the pilot pressure supplied to the pilot chamber 22a is performed by the controller 114 controlling the pilot solenoid valve 23 based on a lever operation by the crew of the excavator.

回生モータ2の回転軸(以下「回生モータ回転軸」という。)24にはリングギヤ11の外歯11bと噛み合うカウンターギヤ25が連結されるとともに、ディスク26aとパッド26bとを備える油圧式ディスクブレーキ(第1回転規制手段)26が設けられる。   A counter gear 25 that meshes with the external teeth 11b of the ring gear 11 is connected to a rotating shaft (hereinafter referred to as "regenerative motor rotating shaft") 24 of the regenerative motor 2, and a hydraulic disc brake (including a disc 26a and a pad 26b). First rotation restricting means) 26 is provided.

油圧式ブレーキディスク26は、油室26cに油圧を供給することでパッド26bをディスク26aに押しつけて回生モータ回転軸24の回転を規制し、回生モータ回転軸24が回転できないようにする。油室26cへの油圧の供給はメインポンプ108又はパイロットポンプ109のいずれかで行えばよく、油室26cに供給される油圧の制御は、油圧ショベルの乗務員によるレバー操作に基づいて、コントローラ114が電磁弁等を制御することで行われる。   The hydraulic brake disc 26 presses the pad 26b against the disc 26a by supplying hydraulic pressure to the oil chamber 26c, thereby restricting the rotation of the regenerative motor rotating shaft 24 and preventing the regenerative motor rotating shaft 24 from rotating. Supply of hydraulic pressure to the oil chamber 26c may be performed by either the main pump 108 or the pilot pump 109, and control of the hydraulic pressure supplied to the oil chamber 26c is performed by the controller 114 based on lever operation by the crew of the hydraulic excavator. This is done by controlling a solenoid valve or the like.

アシストポンプ3は、固定容量型油圧ポンプである。アシストポンプ3は、リングギヤ11の回転を規制してサンギヤ13を入力要素、ピニオンギヤキャリア12を出力要素として機能させたときにモータジェネレータ4によって駆動され、サブ通路31を介してメイン通路111に作動油を供給する。   The assist pump 3 is a fixed displacement hydraulic pump. The assist pump 3 is driven by the motor generator 4 when the rotation of the ring gear 11 is restricted and the sun gear 13 functions as an input element and the pinion gear carrier 12 as an output element, and hydraulic oil is supplied to the main path 111 via the sub-path 31. Supply.

サブ通路31には、メイン通路111への作動油の給排を切り換えるサブ制御弁32が設けられる。サブ制御弁32は、パイロットポンプ109からパイロット室32aに供給されるパイロット圧に応じて、メイン通路111に作動油を供給する連通位置fと、メイン通路111への作動油の供給を停止する遮断位置gと、に切り換わる。パイロット室32aに供給されるパイロット圧の制御は、油圧ショベルの乗務員によるレバー操作に基づいて、コントローラ114がパイロット電磁弁33を制御することで行われる。   The sub passage 31 is provided with a sub control valve 32 that switches supply and discharge of hydraulic oil to and from the main passage 111. The sub control valve 32 has a communication position f for supplying hydraulic oil to the main passage 111 according to the pilot pressure supplied from the pilot pump 109 to the pilot chamber 32a, and a cutoff for stopping the supply of hydraulic oil to the main passage 111. Switch to position g. Control of the pilot pressure supplied to the pilot chamber 32a is performed by the controller 114 controlling the pilot solenoid valve 33 based on a lever operation by the crew of the excavator.

アシストポンプ3の回転軸(以下「アシストポンプ回転軸」という。)34には、ピニオンギヤキャリア12が連結されるとともに、ディスク35aとパッド35bとを備える油圧式ディスクブレーキ(第2回転規制手段)35が設けられる。   A pinion gear carrier 12 is connected to a rotating shaft (hereinafter referred to as “assist pump rotating shaft”) 34 of the assist pump 3, and a hydraulic disc brake (second rotation restricting means) 35 including a disc 35 a and a pad 35 b. Is provided.

油圧式ブレーキディスク35は、油室35cに油圧を供給することでパッド35bをディスク35aに押しつけて回生モータ回転軸34の回転を規制し、回生モータ回転軸34が回転できないようにする。油室35cへの油圧の供給はメインポンプ108又はパイロットポンプ109のいずれかで行えばよく、油室35cに供給される油圧の制御は、油圧ショベルの乗務員によるレバー操作に基づいて、コントローラ114が電磁弁等を制御することで行われる。   The hydraulic brake disc 35 presses the pad 35b against the disc 35a by supplying hydraulic pressure to the oil chamber 35c, thereby restricting the rotation of the regenerative motor rotating shaft 34 and preventing the regenerative motor rotating shaft 34 from rotating. Supply of hydraulic pressure to the oil chamber 35c may be performed by either the main pump 108 or the pilot pump 109, and control of the hydraulic pressure supplied to the oil chamber 35c is performed by the controller 114 based on lever operation by the crew of the hydraulic excavator. This is done by controlling a solenoid valve or the like.

次に、図2及び図3を参照して本実施形態による流体圧制御装置の作用について説明する。   Next, the operation of the fluid pressure control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、負荷の下降時に必要に応じて実施されるアシスト回生機構10による回生について説明する。   First, regeneration by the assist regeneration mechanism 10 performed as necessary when the load is lowered will be described.

油圧ショベルの乗務員によってブームシリンダ104を収縮させるレバー操作が行われると、メイン制御弁110が収縮位置aに切り換えられ、ロッド側圧力室104aに作動油が供給されるとともに、ボトム側圧力室104bから作動油が排出される。   When a lever operation for contracting the boom cylinder 104 is performed by the crew of the hydraulic excavator, the main control valve 110 is switched to the contracted position a, and hydraulic oil is supplied to the rod side pressure chamber 104a and from the bottom side pressure chamber 104b. Hydraulic oil is discharged.

このとき、例えばバッテリ充電量が満充電量より小いときなど、必要に応じて戻り制御弁22が連通位置dに切り換えられ、ボトム側圧力室104bから排出された作動油の一部が戻り通路21を介して回生モータ2に供給される。また、同時にアシストポンプ3の油圧式ディスクブレーキ35を作動させてアシストポンプ回転軸34が回転できないようにしてピニオンギヤキャリア12を固定し、リングギヤ11を入力要素、サンギヤ13を出力要素として機能させる。   At this time, for example, when the battery charge amount is smaller than the full charge amount, the return control valve 22 is switched to the communication position d as necessary, and a part of the hydraulic oil discharged from the bottom pressure chamber 104b is returned to the return passage. It is supplied to the regenerative motor 2 through 21. At the same time, the hydraulic disc brake 35 of the assist pump 3 is operated so that the assist pump rotating shaft 34 cannot be rotated to fix the pinion gear carrier 12, and the ring gear 11 functions as an input element and the sun gear 13 functions as an output element.

これにより、回生モータ2によってカウンターギヤ25が回転させられ、カウンターギヤ25と噛み合うリングギヤ11が回転する。リングギヤ11が回転すると、ピニオンギヤキャリア12が固定されているのでピニオンギヤ14はサンギヤ13の周りを公転せずに自転する。その結果、サンギヤ13がリングギヤ11の回転と逆向きに回転してモータジェネレータ回転軸41が回転させられ、モータジェネレータ4による発電が行われる。   Thereby, the counter gear 25 is rotated by the regenerative motor 2, and the ring gear 11 meshing with the counter gear 25 is rotated. When the ring gear 11 rotates, the pinion gear carrier 12 is fixed, so that the pinion gear 14 rotates without revolving around the sun gear 13. As a result, the sun gear 13 rotates in the direction opposite to the rotation of the ring gear 11 to rotate the motor generator rotating shaft 41, and power generation by the motor generator 4 is performed.

一方で、例えばバッテリ充電量が満充電量に達しているときなど、必要に応じて戻り制御弁22が遮断位置eに切り換えられると、ボトム側圧力室104bから排出された作動油が全て第2通路113を介してタンクTへと排出され、回生が停止される。   On the other hand, when the return control valve 22 is switched to the cutoff position e as necessary, for example, when the battery charge amount reaches the full charge amount, all the hydraulic oil discharged from the bottom side pressure chamber 104b is second. It is discharged to the tank T through the passage 113, and regeneration is stopped.

次に、負荷の上昇時に必要に応じて実施されるアシスト回生機構10によるアシストについて説明する。   Next, assist by the assist regeneration mechanism 10 that is performed as necessary when the load increases will be described.

油圧ショベルの乗務員によってブームシリンダ104を伸長させるレバー操作が行われると、メイン制御弁110位置に切り換えられ、ボトム側圧力室104bに作動油が供給されるとともに、ロッド側圧力室104aの作動油が第1通路112を介してタンクTへと排出される。   When the lever of the hydraulic excavator performs a lever operation to extend the boom cylinder 104, the operation is switched to the position of the main control valve 110, the hydraulic oil is supplied to the bottom side pressure chamber 104b, and the hydraulic oil in the rod side pressure chamber 104a is supplied. It is discharged to the tank T through the first passage 112.

ここで、エンジンは運転効率の良い所定の回転速度・負荷で運転している。したがって、ブームシリンダ104を素早く伸長させたいときなど、エンジンの駆動力による吐出流量のみではボトム側圧力室104bに供給する作動油の流量が不足する場合がある。そこで、そのような場合にアシスト回生機構10によるアシストを行う。   Here, the engine is operated at a predetermined rotational speed and load with good operating efficiency. Accordingly, there is a case where the flow rate of the hydraulic oil supplied to the bottom side pressure chamber 104b is insufficient with only the discharge flow rate by the driving force of the engine, for example, when it is desired to extend the boom cylinder 104 quickly. In such a case, the assist regeneration mechanism 10 assists.

具体的には、回生モータ2の油圧式ディスクブレーキ26を作動させ、回生モータ回転軸24が回転できないようにしてリングギヤ11を固定し、サンギヤ13を入力要素、ピニオンギヤキャリア12を出力要素として機能させる。同時に、サブ制御弁32を連通位置fに切り換えてモータジェネレータ4を駆動する。   Specifically, the hydraulic disc brake 26 of the regenerative motor 2 is operated to fix the ring gear 11 so that the regenerative motor rotating shaft 24 cannot rotate, and the sun gear 13 functions as an input element and the pinion gear carrier 12 functions as an output element. . At the same time, the sub-control valve 32 is switched to the communication position f to drive the motor generator 4.

これにより、モータジェネレータ4によってサンギヤ13が回転させられる。サンギヤ13が回転すると、リングギヤ11が固定されているので、ピニオンギヤ14は自転しながらサンギヤ13の周囲を公転する。その結果、ピニオンギヤキャリア12が回転してアシストポンプ回転軸34が回転させられ、アシストポンプ3から作動油が吐出される。アシストポンプ3から吐出された作動油は、サブ通路31を介してメイン通路111に合流し、ブームシリンダ104を伸長させるときに補助力を付与する。   Thereby, the sun gear 13 is rotated by the motor generator 4. When the sun gear 13 rotates, the ring gear 11 is fixed, so that the pinion gear 14 revolves around the sun gear 13 while rotating. As a result, the pinion gear carrier 12 rotates to rotate the assist pump rotating shaft 34, and hydraulic oil is discharged from the assist pump 3. The hydraulic oil discharged from the assist pump 3 joins the main passage 111 via the sub passage 31 and gives an auxiliary force when the boom cylinder 104 is extended.

以上説明した本実施形態によれば、遊星歯車1のサンギヤ13にモータジェネレータ4を、リングギヤ11に回生モータ2を、ピニオンギヤキャリア12にアシストポンプ3を連結してアシスト回生機構10を構成した。そして、回生時にはピニオンギヤキャリア12の回転を規制して回生モータ2によってモータジェネレータ4を駆動し、アシスト時にはリングギヤ11の回転を規制してモータジェネレータ4によってアシストポンプ3を駆動することとした。   According to the embodiment described above, the assist regeneration mechanism 10 is configured by connecting the motor generator 4 to the sun gear 13 of the planetary gear 1, the regenerative motor 2 to the ring gear 11, and the assist pump 3 to the pinion gear carrier 12. Then, during regeneration, the rotation of the pinion gear carrier 12 is regulated and the motor generator 4 is driven by the regeneration motor 2, and during assist, the rotation of the ring gear 11 is regulated and the assist pump 3 is driven by the motor generator 4.

このように、回生時にはピニオンギヤキャリア12の回転が規制されているので、アシストポンプ回転軸34が回転することがない。したがって、回生時に回生モータ2が回転しても、それに連れ回されてアシストポンプ回転軸34が回転することがない。また、アシスト時にはリングギヤ11の回転が規制されているので、回生モータ回転軸24が回転することがない。したがって、アシスト時にアシストポンプ回転軸34が回転しても、それに連れ回されて回生モータ回転軸24が回転することがない。   Thus, since the rotation of the pinion gear carrier 12 is restricted during regeneration, the assist pump rotating shaft 34 does not rotate. Therefore, even if the regenerative motor 2 rotates during regeneration, the assist pump rotating shaft 34 is not rotated by the rotation. Further, since the rotation of the ring gear 11 is restricted during the assist, the regenerative motor rotating shaft 24 does not rotate. Therefore, even if the assist pump rotating shaft 34 rotates during assist, the regenerative motor rotating shaft 24 is not rotated by the rotation.

ここで、油圧モータ(回生モータ2)と油圧ポンプ(アシストポンプ3)とを必要に応じて使い分けるアシスト回生機構10において、油圧モータと油圧ポンプとを同軸に配置すると、回生時及びアシスト時に油圧モータと油圧ポンプとが一緒に回転することになる。そのため、油圧モータ及び油圧ポンプを固定容量型にすると、無負荷損失が発生するという問題点がある。この問題点を解決するためには、油圧モータ及び油圧ポンプを可変容量型にし、一方を駆動しているときに他方の容量をゼロに制御する必要がある。しかしながら、可変容量型は固定容量型に比べてコストが高く、また容量をゼロにしても構造上の可動部があるため引きずり損失が発生するとともに騒音も大きくなるという問題点がある。   Here, in the assist regeneration mechanism 10 that selectively uses the hydraulic motor (regenerative motor 2) and the hydraulic pump (assist pump 3) as needed, when the hydraulic motor and the hydraulic pump are arranged coaxially, the hydraulic motor is used during regeneration and assist. And the hydraulic pump rotate together. Therefore, when the hydraulic motor and the hydraulic pump are fixed capacity type, there is a problem that no-load loss occurs. In order to solve this problem, it is necessary to make the hydraulic motor and the hydraulic pump variable displacement type and to control the other capacity to zero when one is driven. However, the variable capacity type has a problem that the cost is higher than the fixed capacity type, and even if the capacity is reduced to zero, there are structural movable parts, so that drag loss occurs and noise increases.

これに対して本実施形態によれば、前述したように、回生時には回生モータ2だけを駆動させ、アシスト時にはアシストポンプ3のみを駆動させることができる。   On the other hand, according to the present embodiment, as described above, only the regenerative motor 2 can be driven during regeneration, and only the assist pump 3 can be driven during assist.

したがって、回生モータ2及びアシストポンプ3をそれぞれコストの低い固定容量型としても、回生モータ駆動時にアシストポンプ3による引きずり損失及び駆動騒音が発生することがなく、同様に、アシストポンプ駆動時も回生モータ2による引きずり損失及び駆動騒音が発生することがない。   Therefore, even if the regenerative motor 2 and the assist pump 3 are fixed-capacity types each having a low cost, there is no drag loss and driving noise caused by the assist pump 3 when the regenerative motor is driven. No drag loss and drive noise due to 2 occur.

また、固定容量型の油圧モータ及び油圧ポンプは、可変容量型の油圧モータ及び油圧ポンプと比べて構造が簡素なのでコストが低い。そのため、可変容量型の油圧モータ及び油圧ポンプを用いてアシスト回生機構を構成する場合よりもコストを低減させることができる。   In addition, the fixed displacement hydraulic motor and hydraulic pump are low in cost because the structure is simpler than the variable displacement hydraulic motor and hydraulic pump. Therefore, the cost can be reduced as compared with the case where the assist regeneration mechanism is configured using a variable displacement hydraulic motor and a hydraulic pump.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、回生モータ回転軸24及びアシストポンプ回転軸34の回転規制手段が第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in the rotation restricting means of the regenerative motor rotating shaft 24 and the assist pump rotating shaft 34. Hereinafter, the difference will be mainly described. In the following embodiments, the same reference numerals are used for the same functions as those in the first embodiment described above, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

図4は、本実施形態によるアシスト回生機構10の概略構成図である。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the assist regeneration mechanism 10 according to the present embodiment.

本実施形態によるアシスト回生機構10は、回生モータ2の作動油吐出側の戻り通路21に回生モータ2の回転を規制する回転規制バルブ27を備え、アシストポンプ3の作動油吐出側のサブ通路31にアシストポンプ3の回転を規制する回転規制バルブ36を備える。   The assist regeneration mechanism 10 according to this embodiment includes a rotation restriction valve 27 that restricts the rotation of the regeneration motor 2 in the return passage 21 on the hydraulic oil discharge side of the regeneration motor 2, and the sub passage 31 on the hydraulic oil discharge side of the assist pump 3. A rotation regulating valve 36 that regulates the rotation of the assist pump 3 is provided.

回転規制バルブ27は電磁弁であって、コントローラ114によって連通位置hと遮断位置iとに切り換えられる。回転規制バルブ27が遮断位置iに切り換えられると、回生モータ2が作動油を吐出できなくなるので回生モータ2の回転が規制される。   The rotation regulating valve 27 is an electromagnetic valve, and is switched between a communication position h and a blocking position i by the controller 114. When the rotation restricting valve 27 is switched to the shut-off position i, the regenerative motor 2 cannot discharge the hydraulic oil, so that the regenerative motor 2 is restricted from rotating.

回転規制バルブ36も同様に電磁弁であって、コントローラ114によって連通位置jと遮断位置kとに切り換えられる。回転規制バルブ36が遮断位置kに切り換えられると、アシストポンプ3が作動油を吐出できなくなるのでアシストポンプ3の回転が規制される。   The rotation restricting valve 36 is also an electromagnetic valve, and is switched between the communication position j and the blocking position k by the controller 114. When the rotation regulating valve 36 is switched to the shut-off position k, the assist pump 3 can no longer discharge the hydraulic oil, so that the rotation of the assist pump 3 is regulated.

なお、回転規制バルブ27,36には、遮断位置の状態で高圧になりすぎたときに作動油をタンクに戻すリリーフ機構(図示せず)がそれぞれ備えられている。   The rotation regulating valves 27 and 36 are each provided with a relief mechanism (not shown) for returning the hydraulic oil to the tank when the pressure is too high in the shut-off position.

以上説明した本実施形態においても、回生時には回転規制バルブ36を遮断位置kに切り換えることでアシストポンプ回転軸34の回転を規制し、回生モータ2だけを駆動することができる。同様に、アシスト時には回転規制バルブ27を遮断位置iに切り換えることで回生モータ回転軸24の回転を規制し、アシストポンプ3だけを駆動することができる。したがって、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the present embodiment described above, at the time of regeneration, the rotation of the assist pump rotating shaft 34 is restricted by switching the rotation restricting valve 36 to the cutoff position k, and only the regenerative motor 2 can be driven. Similarly, at the time of assist, the rotation restricting valve 27 is switched to the cutoff position i to restrict the rotation of the regenerative motor rotating shaft 24 and only the assist pump 3 can be driven. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

例えば、図5のように、モータジェネレータ4にモータジェネレータ回転軸41の回転を規制する油圧式ディスクブレーキ42を設ければ、モータジェネレータ回転軸41の回転を規制してリングギヤ11を入力要素、ピニオンギヤキャリア12を出力要素として機能させて、回生モータ2によって直接アシストポンプ3を駆動することができる。これにより、バッテリ5の充電量が満充電量に達している場合や、バッテリ5に対する充電効率が悪い場合などであっても、ブームシリンダ104から排出された作動油の油圧エネルギを無駄にすることなく有効に活用することができる。油圧式ディスクブレーキ42は、前述した油圧式ディスクブレーキ26,35と同様の構成のもので良い。   For example, as shown in FIG. 5, if the motor generator 4 is provided with a hydraulic disc brake 42 that restricts the rotation of the motor generator rotating shaft 41, the rotation of the motor generator rotating shaft 41 is restricted and the ring gear 11 is used as the input element and the pinion gear. The assist pump 3 can be directly driven by the regenerative motor 2 with the carrier 12 functioning as an output element. Thereby, even when the charge amount of the battery 5 reaches the full charge amount or when the charging efficiency for the battery 5 is poor, the hydraulic energy of the hydraulic oil discharged from the boom cylinder 104 is wasted. It can be used effectively. The hydraulic disc brake 42 may have the same configuration as the hydraulic disc brakes 26 and 35 described above.

また、上記各実施形態ではアクチュエータとして油圧シリンダを例に説明したが、これに限られるものではなく、油圧ショベルなどの建設機械や作業機械の走行モータや旋回モータであっても良い。   In each of the above embodiments, the hydraulic cylinder has been described as an example of the actuator. However, the present invention is not limited to this, and may be a traveling motor or a turning motor of a construction machine such as a hydraulic excavator or a work machine.

また、上記各実施形態では遊星歯車1のサンギヤ13にモータジェネレータ4を、リングギヤ11に回生モータ2を、ピニオンギヤキャリア12にアシストポンプ3を連結したが、どの回転要素にモータジェネレータ4、回生モータ2及びピニオンギヤキャリア12を連結するかは遊星歯車1の変速比や入力要素と出力要素の回転方向(正逆)に応じて自由に決めることができる。   In each of the above embodiments, the motor generator 4 is connected to the sun gear 13 of the planetary gear 1, the regenerative motor 2 is connected to the ring gear 11, and the assist pump 3 is connected to the pinion gear carrier 12. However, the motor generator 4 and the regenerative motor 2 are connected to any rotating element. And whether to connect the pinion gear carrier 12 can be freely determined according to the gear ratio of the planetary gear 1 and the rotational directions (forward and reverse) of the input element and the output element.

また、上記各実施形態では、回生モータ2及びアシストポンプ3の回転を規制する手段として油圧式ディスクブレーキ26,35を用いたが、油圧式に限られるものではなく、機械式、電気式のディスクブレーキでもよい。   In each of the above embodiments, the hydraulic disc brakes 26 and 35 are used as means for restricting the rotation of the regenerative motor 2 and the assist pump 3, but the invention is not limited to the hydraulic type, and a mechanical or electric disc is used. A brake may be used.

さらに、上記各実施形態では、発明の理解を容易にするためブームシリンダ104のみを駆動する流体圧制御装置にアシスト回生機構10を適用したが、ブームシリンダ104やアームシリンダ105、バケットシリンダ106などの複数のアクチュエータを駆動する流体圧制御装置に適用しても良い。   Further, in each of the above embodiments, the assist regeneration mechanism 10 is applied to the fluid pressure control device that drives only the boom cylinder 104 in order to facilitate understanding of the invention. However, the boom cylinder 104, the arm cylinder 105, the bucket cylinder 106, etc. You may apply to the fluid-pressure control apparatus which drives a some actuator.

1 遊星歯車
2 回生モータ
3 アシストポンプ
4 モータジェネレータ
5 バッテリ(蓄電器)
10 アシスト回生機構
11 リングギヤ(第1回転要素)
12 ピニオンギヤキャリア(第2回転要素)
13 サンギヤ(第3回転要素)
26 油圧式ディスクブレーキ(第1回転規制手段)
35 油圧式ディスクブレーキ(第2回転規制手段)
42 油圧式ディスクブレーキ(第3回転規制手段)
104 ブームシリンダ(アクチュエータ)
108 メインポンプ
110 メイン制御弁(制御弁)
1 planetary gear 2 regenerative motor 3 assist pump 4 motor generator 5 battery (capacitor)
10 Assist regeneration mechanism 11 Ring gear (first rotating element)
12 Pinion gear carrier (second rotating element)
13 Sun gear (third rotating element)
26 Hydraulic disc brake (first rotation restricting means)
35 Hydraulic disc brake (second rotation restricting means)
42 Hydraulic disc brake (third rotation restricting means)
104 Boom cylinder (actuator)
108 Main pump 110 Main control valve (control valve)

Claims (5)

メインポンプから供給される作動流体によって駆動されるアクチュエータと、
前記アクチュエータに対する作動流体の給排を切り換える制御弁と、
前記アクチュエータから排出された作動流体のエネルギを回収するとともに、前記アクチュエータの駆動を補助するアシスト回生機構と、
を備える流体圧制御装置であって、
前記アシスト回生機構は、
第1回転要素、第2回転要素及び第3回転要素の3つの回転要素を備え、1つの回転要素の回転を規制することで、残りの2つの回転要素の一方を入力要素、他方を出力要素として機能させる遊星歯車と、
前記第1回転要素に回転軸が接続され、前記アクチュエータから排出された作動流体によって駆動される回生モータと、
前記第2回転要素に回転軸が接続され、前記メインポンプから吐出された作動流体に合流させるための作動流体を吐出するアシストポンプと、
前記第3回転要素に回転軸が接続されるモータジェネレータと、
前記モータジェネレータよって発電された電力を蓄える蓄電器と、
前記第1回転要素の回転を規制する第1回転規制手段と、
前記第2回転要素の回転を規制する第2回転規制手段と、
を含み、
前記第2回転要素の回転を規制することで前記第1回転要素を入力要素、前記第3回転要素を出力要素として機能させて前記回生モータによって前記モータジェネレータを駆動し、前記アクチュエータから排出された作動流体のエネルギを前記蓄電器に回収し、
前記第1回転要素の回転を規制することで前記第3回転要素を入力要素、前記第2回転要素を出力要素として機能させて前記モータジェネレータによって前記油圧アシストポンプを駆動し、前記アクチュエータの駆動を補助する、
ことを特徴とする流体圧制御装置。
An actuator driven by a working fluid supplied from a main pump;
A control valve for switching supply and discharge of the working fluid to and from the actuator;
An assist regeneration mechanism for recovering the energy of the working fluid discharged from the actuator and assisting the driving of the actuator;
A fluid pressure control device comprising:
The assist regeneration mechanism is
Three rotation elements of a first rotation element, a second rotation element, and a third rotation element are provided, and by restricting the rotation of one rotation element, one of the remaining two rotation elements is an input element and the other is an output element Planetary gears to function as
A regenerative motor having a rotating shaft connected to the first rotating element and driven by a working fluid discharged from the actuator;
An assist pump having a rotating shaft connected to the second rotating element and discharging a working fluid for joining the working fluid discharged from the main pump;
A motor generator having a rotating shaft connected to the third rotating element;
A battery for storing electric power generated by the motor generator;
First rotation restricting means for restricting rotation of the first rotating element;
Second rotation restricting means for restricting rotation of the second rotating element;
Including
By restricting the rotation of the second rotating element, the first rotating element functions as an input element, the third rotating element functions as an output element, the motor generator is driven by the regenerative motor, and discharged from the actuator The energy of the working fluid is collected in the capacitor,
By restricting the rotation of the first rotating element, the third rotating element functions as an input element, the second rotating element functions as an output element, the hydraulic generator pump is driven by the motor generator, and the actuator is driven. To assist,
A fluid pressure control device.
前記アシスト回生機構は、
前記第3回転要素の回転を規制する第3回転規制手段を含み、
前記第3回転要素の回転を規制することで前記第1回転要素を入力要素、前記第2回転要素を出力要素として機能させて前記回生モータによって前記アシストポンプを駆動し、前記アクチュエータから排出された作動流体のエネルギによって前記アクチュエータの駆動を補助する、
ことを特徴とする請求項1に記載の流体圧制御装置。
The assist regeneration mechanism is
Including third rotation restricting means for restricting rotation of the third rotating element;
By restricting the rotation of the third rotating element, the first rotating element functions as an input element, the second rotating element functions as an output element, the assist pump is driven by the regenerative motor, and the actuator is discharged from the actuator. Assisting the drive of the actuator by the energy of the working fluid;
The fluid pressure control apparatus according to claim 1.
前記回生モータは容量固定の油圧モータであり、前記アシストポンプは容量固定の油圧ポンプである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の流体圧制御装置。
The regenerative motor is a fixed capacity hydraulic motor, and the assist pump is a fixed capacity hydraulic pump.
The fluid pressure control apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記第1回転規制手段及び前記第2回転規制手段は、前記回生モータ及び前記アシストポンプの回転軸に設けられたディスクにパッドを押し付けることで前記回生モータ及び前記アシストポンプの回転軸の回転を止めるディスクブレーキである、
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1つに記載の流体圧制御装置。
The first rotation restriction means and the second rotation restriction means stop the rotation of the rotation shafts of the regeneration motor and the assist pump by pressing a pad against a disk provided on the rotation shaft of the regeneration motor and the assist pump. Disc brake,
The fluid pressure control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記第1回転規制手段及び前記第2回転規制手段は、前記回生モータ及び前記アシストポンプの作動流体吐出側油路に設けられ、その作動流体吐出側油路を連通状態から遮断状態に切り換えることができるバルブである、
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1つに記載の流体圧制御装置。
The first rotation restricting means and the second rotation restricting means are provided in a working fluid discharge side oil passage of the regenerative motor and the assist pump, and the working fluid discharge side oil passage is switched from a communication state to a cut-off state. It is a valve that can
The fluid pressure control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
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