JP5388560B2 - 油圧電動ハイブリッド型モータおよび同モータを組み込んだ旋回駆動機構を有する油圧ショベル - Google Patents
油圧電動ハイブリッド型モータおよび同モータを組み込んだ旋回駆動機構を有する油圧ショベル Download PDFInfo
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Description
「油圧ショベル等の作業機械の上部旋回体が作業時に旋回と停止を繰り返すことに着目し、前記上部旋回体の油圧旋回モータ、旋回減速機、及び旋回ベアリング等から構成される旋回機構に、入り切り白在なクラッチを介して発電機を装着し、該上部旋回体の旋回駆動後旋回停止迄の動力を利用して発電出来る機構を油圧ショベルに備えさせたものである。更に、該油圧ショベルの上部旋回体にエンジンで駆動する油圧ポンプに加えて、クラッチを介して電動モータにより駆動できる油圧ポンプを備えることにより、油圧ショベルの油圧動力を最大或いは最小にして作業する場合に、前記電動モーター駆動の油圧ポンプを、エンジンにより駆動する油圧ポンブと共に、或いは単独に駆動できる油圧動力源を備える。その結果、エンジンを停止した状態で操作室の電気機器及び、電動モータ等を、前記発電機構で蓄電池に蓄えた電力により駆動できる構成とすることができ、エンジン駆動の動力源のみの従来の油圧ショベルに比較し、石油燃料を節減できることに加えて、必要に応じて上部旋回体の旋回速度の向上が可能となる。」
と記載され、同文献1の図1に示されるように、旋回動作に関係する発電機6と油圧旋回モータ2が設けられている。
「慣性力により設定値以上の回転速度となる場合の余分の回転エネルギーを回生電力に変換し蓄電器に充電電力として供給する旋回装置において、
油圧ユニットの電源としての蓄電器と、
前記旋回装置の最上部に位置する油圧モータに装着され該油圧モータの回転速度を検出
する回転速度センサを有する電動機と、
前記油圧モータの回転速度が設定値よりも大きく又は小さくなった際、該油圧モータか
らの電気信号によりON又はOFFする開閉器と、
油庄ジョイスティックの作動によりパイロット圧力に比例してスプールが移動し、該ス
プールの移動量に比例して前記油圧ユニットからの圧油の供給量を変化させるコントロー
ルバルブと、前記油圧モータの回転速度が設定値よりも大きくなったときに前記開閉器へONする電気信号を発信し、油圧モータの回転速度が設定値よりも小さくなったときに前記開閉器へOFFする電気信号を発信するコントローラーと、
前記パイロット圧力を電気信号に変換し、前記油圧モータの回転方向、回転速度の設定値の電気信号として前記コントローラーに入カする圧力センサと、
を有することを特徴とする。」と記載され、さらに、同文献2の段落0006には、
「旋回装置で最上部に位置する油圧モータの上部に電動機を直接装着し、油圧ユニットと別に電動ユニットを装備する必要がないため、取付けスペースが小さくなり、実機への取付けが容易になる。油圧モータの回転は高速回転であり従来の技術にある電動ユニットのピニオンおよび減速機を装備する必要がなく、部品点数が少なく、安価になる。」
と記載されている。
「図2に示すように、油圧モータ22には電動機23がボルト部材24により直結してい
る。油圧モータ22と電動機23は、油圧モータシャフト25と電動機シャフト26とが
ジョイント27により連結している。なお、電動機23は、回転速度センサ28を内蔵し
油圧モータ22の回転速度を検出している。前記回転速度センサ28及びコントロールバ
ルブ18の左右のポート19、20のパイロット圧を検出する圧力センサ31、32によ
り検出された信号が電気信号としてコントローラー33に入力される。」
と記載されている。
「請求項1の発明は、下部走行体上に上部旋回体が搭載された旋回式作業機械において、
旋回駆動ユニットとして、油圧モータを駆動源とする油圧ユニットと、電動機を駆動源と
する電動ユニットとを備え、この両ユニットの合計トルクによって上記上部旋回体を駆動
するように構成されたものである。
請求項2の発明は、請求項1の構成において、油圧ユニット及び電動ユニットは、それ
ぞれの出力軸に設けられたピニオンが下部走行体の旋回歯車に対して異なる位置で歯合す
るように互いに位置ずれして設けられたものである。
請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、油圧ユニット及び電動ユニット
は、少なくとも互いの減速機のケーシングが一体化された一体物として構成されたもので
ある。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの構成において、電動ユニットの電源と
しての蓄電器と、旋回時に電動機の出力トルクを制御するとともに電動機の回生電力を上
記蓄電器に充電電力として供給する制御手段とを具備するものである。」
と記載されている。
「本発明の電気油圧ハイブリッドモータの第1発明では、電動モータの回転子の内方に油圧ポンプおよび油圧モータを配置した電気油圧ハイブリッドモータにおいて、回転子と一体で回転する油圧ポンプおよび油圧モータ用のシリンダブロックと、回転子と一体で回転する油圧ポンプ用のプランジャと、油圧モータ用のプランジャと、油圧ポンプ用の吐出容積を設定する可変斜板制御手段と、油圧モータ用の吐出容積を設定する斜板設定手段を電気油圧ハイブリッドモータのケース内に配設したことを特徴とする。」
と記載されている。
従って、本発明の目的は、建設機械、好適には旋回駆動機構への組み付けに適したコンパクトで且つ分解、結合の容易な油圧電動ハイブリッド型モータを提供することにある。
またその場合、前記油圧電動ハイブリッド型モータは、好適には、油圧ショベルの旋回駆動機構に組み込まれるよう構成することができる。
12 上部ケーシング
12a 底部
12b 圧油給排ポート
14 下部ケーシング
14a 底部
16 出力軸
16a 軸受
18 斜板
20 シリンダブロック
22 ピストン
24 凸部
24a ニードル軸受
26 孔
28 ロータ
30 ステータ
32 バランスプレート
34 カムプレート
SP1 オススプライン
SP2 メススプライン
Claims (3)
- 油圧モータと電動機からなる油圧電動ハイブリッド型モータであって、
ケーシング内に複数のピストンシリンダを内蔵し外周面に第1スプラインを形成したシリンダブロックを有する前記油圧モータと、
前記シリンダブロックの第1スプラインと係合する第2のスプラインを内周面に有し前記油圧モータの出力軸と同心状に形成したロータおよび前記油圧モータのケーシング内にて前記ロータの外周を囲むよう固定配置されたステータを備えた前記電動機と、からなり前記油圧モータと電動機を同心状に配置したことを特徴とする油圧電動ハイブリッド型モータ。 - 前記油圧モータのケーシングは、当該油圧モータ用のリリーフ弁を収納する上部ケーシングと、前記油圧モータおよび電動機を収納する下部ケーシングとからなることを特徴とする請求項1に記載された油圧電動ハイブリッド型モータ。
- 請求項1または2記載の油圧電動ハイブリッド型モータを組み込んだ旋回駆動機構を有する油圧ショベル。
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