JP5817311B2 - Hybrid hydraulic system - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、油圧ショベル等の建設機械などに使用されるハイブリッド型油圧装置に関する。 The present invention relates to a hybrid hydraulic apparatus used for construction machines such as a hydraulic excavator.
従来、ハイブリッド型油圧装置としては、油圧ポンプと、上記油圧ポンプからの吐出油により駆動する油圧アクチュエータと、上記油圧アクチュエータからの戻り油で回転する回生用油圧モータと、上記回生用油圧モータで駆動される発電機と備えたものがある(特開2002−275945号公報:特許文献1参照)。 Conventionally, as a hybrid hydraulic apparatus, a hydraulic pump, a hydraulic actuator that is driven by oil discharged from the hydraulic pump, a regenerative hydraulic motor that is rotated by return oil from the hydraulic actuator, and a regenerative hydraulic motor that is driven There is a generator provided with the generator (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-275945: Patent Document 1).
しかしながら、上記従来のハイブリッド型油圧装置では、上記回生用油圧モータに、上記油圧アクチュエータからの戻り油の全てを、流入していたので、最大の戻り油のエネルギーに合わせて、回生用油圧モータおよび発電機を選定する必要があり、回生用油圧モータおよび発電機が非常に大型になる問題があった。 However, in the conventional hybrid hydraulic apparatus, since all the return oil from the hydraulic actuator flows into the regenerative hydraulic motor, the regenerative hydraulic motor and the regenerative hydraulic motor and A generator has to be selected, and there is a problem that the regenerative hydraulic motor and the generator become very large.
そこで、この発明の課題は、回生用油圧モータおよび発電機を小型にできるハイブリッド型油圧装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hybrid hydraulic apparatus that can reduce the size of a regenerative hydraulic motor and generator.
上記課題を解決するため、この発明のハイブリッド型油圧装置は、
油圧ポンプと、
上記油圧ポンプからの吐出油により駆動する油圧アクチュエータと、
上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータに供給される吐出油の供給量を操作する操作部と、
上記油圧ポンプから上記油圧アクチュエータに供給される吐出油の流れの方向を切り換えて、上記油圧アクチュエータの動作方向の動作方向を切り換えると共に、開度を調整して、上記油圧アクチュエータの速度を調整する主制御弁と、
上記油圧アクチュエータからの戻り油で回転する回生用油圧モータと、
上記回生用油圧モータで駆動される発電機と、
上記油圧アクチュエータと上記回生用油圧モータとを連結する返油ラインに設けられ、上記油圧アクチュエータから上記回生用油圧モータに供給される戻り油の圧力および流量を制御する圧力流量制御弁と、
上記操作部の操作の大きさに基づいて、上記圧力流量制御弁の設定圧力および設定流量を変更する制御装置と
を備え、
上記油圧アクチュエータ、上記主制御弁および上記圧力流量制御弁は、一組ある場合において、または、
上記油圧アクチュエータ、上記主制御弁および上記圧力流量制御弁が、複数組あって、この複数組のうちの一組の上記圧力流量制御弁のみが開いている場合において、
上記油圧アクチュエータと上記回生用油圧モータとを連結する上記返油ラインに、上記圧力流量制御弁よりも下流側に、上記回生用油圧モータに対して並列に、絞りを接続し、
上記絞りの前後の差圧から求めた油の通過流量と、上記回生用油圧モータの回転数から求めた油の通過流量との合計から、上記圧力流量制御弁の下流側に流れた全ての戻り油の流量を求める戻り油流量算出手段を有することを特徴としている。
In order to solve the above problems, a hybrid hydraulic device of the present invention is
A hydraulic pump;
A hydraulic actuator driven by oil discharged from the hydraulic pump;
An operation unit for operating a supply amount of discharge oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator;
The flow direction of the discharge oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator is switched to switch the operation direction of the hydraulic actuator, and the opening degree is adjusted to adjust the speed of the hydraulic actuator. A control valve;
A regenerative hydraulic motor that rotates with return oil from the hydraulic actuator;
A generator driven by the regenerative hydraulic motor;
A pressure flow control valve that is provided in an oil return line that connects the hydraulic actuator and the regenerative hydraulic motor, and that controls the pressure and flow rate of the return oil supplied from the hydraulic actuator to the regenerative hydraulic motor;
A control device for changing the set pressure and set flow rate of the pressure flow control valve based on the magnitude of the operation of the operation unit ;
When the hydraulic actuator, the main control valve, and the pressure flow control valve are in one set, or
In the case where there are a plurality of sets of the hydraulic actuator, the main control valve and the pressure flow control valve, and only one set of the pressure flow control valves of the plurality of sets is open,
A throttle is connected to the oil return line that connects the hydraulic actuator and the regenerative hydraulic motor downstream of the pressure flow control valve in parallel to the regenerative hydraulic motor.
From the sum of the oil passage flow rate obtained from the differential pressure before and after the throttle and the oil passage flow rate obtained from the rotation speed of the regenerative hydraulic motor, all returns flowing downstream of the pressure flow control valve are obtained. having a return oil flow rate calculating means for calculating the flow rate of the oil is characterized in Rukoto.
この発明のハイブリッド型油圧装置によれば、上記制御装置は、上記操作部の操作の大きさに基づいて、上記圧力流量制御弁により制御される設定圧力および設定流量を変更するので、例えば、操作部の操作の大きさが大きい場合は、圧力流量制御弁を流量に対する設定圧力の関係をより低い圧力に設定し、通過圧損を低減させ、それにより従来の制御バルブの特性を維持する。 According to the hybrid hydraulic device of the present invention, the control device changes the set pressure and the set flow rate controlled by the pressure flow control valve based on the magnitude of the operation of the operation unit. When the magnitude of the operation of the part is large, the pressure flow control valve is set to a lower pressure in relation to the set pressure with respect to the flow rate to reduce the passage pressure loss, thereby maintaining the characteristics of the conventional control valve.
これによって、従来の制御バルブの特性を維持しながら、下流の回生用油圧モータおよび発電機によって戻り油のエネルギーを回収することができる。このとき、圧力流量制御弁によって所定の圧力に制御するため、下流の回生用油圧モータと発電機によって発生する圧力差を、圧力流量制御弁の設定圧力以下の任意の圧力に、設定することができ、これによって、発電量を任意に設定できる。 As a result, the energy of the return oil can be recovered by the downstream regenerative hydraulic motor and generator while maintaining the characteristics of the conventional control valve. At this time, in order to control to a predetermined pressure by the pressure flow control valve, the pressure difference generated by the downstream regenerative hydraulic motor and the generator can be set to an arbitrary pressure equal to or lower than the set pressure of the pressure flow control valve. This allows the power generation amount to be set arbitrarily.
したがって、実際の作業条件で頻度の高い戻り油の圧力に合わせて、回生用油圧モータおよび発電機を選定することができ、回生用油圧モータおよび発電機を小型にできる。
また、上記戻り油流量算出手段は、上記絞りの前後の差圧から求めた油の通過流量と、上記回生用油圧モータの回転数から求めた油の通過流量との合計から、上記圧力流量制御弁の下流側に流れた全ての戻り油の流量を求めるので、簡単に全ての戻り油の流量を求めることができる。
Therefore, the regenerative hydraulic motor and the generator can be selected in accordance with the return oil pressure, which is frequently used in actual work conditions, and the regenerative hydraulic motor and the generator can be downsized.
Further, the return oil flow rate calculation means is configured to calculate the pressure flow rate control from the sum of the oil flow rate obtained from the differential pressure before and after the restriction and the oil flow rate obtained from the rotation speed of the regenerative hydraulic motor. Since the flow rates of all return oils flowing downstream of the valve are obtained, the flow rates of all return oils can be easily obtained.
また、上記油圧アクチュエータ、上記主制御弁および上記圧力流量制御弁が、複数組ある場合、制御装置によって、各組の圧力流量制御弁の設定圧力および設定流量を変更できるため、従来の制御バルブの特性を維持しつつ、戻り油を合流させて回生用油圧モータと発電機によってエネルギーを回収することか可能となる。 In addition , when there are a plurality of sets of the hydraulic actuator, the main control valve, and the pressure flow control valve, the control device can change the set pressure and set flow of each set of pressure flow control valves. While maintaining the characteristics, it is possible to combine the return oil and recover the energy by the regenerative hydraulic motor and the generator.
また、一実施形態のハイブリッド型油圧装置では、上記油圧アクチュエータと上記回生用油圧モータとを連結する上記返油ラインに、上記圧力流量制御弁よりも下流側に、上記回生用油圧モータに対して並列に、リリーフ弁を接続している。 Further, in the hybrid hydraulic device according to one embodiment, the oil return line connecting the hydraulic actuator and the regenerative hydraulic motor to the regenerative hydraulic motor downstream from the pressure flow control valve. A relief valve is connected in parallel.
この実施形態のハイブリッド型油圧装置によれば、上記リリーフ弁を上記回生用油圧モータに対して並列に接続しているので、回生用油圧モータおよび発電機の能力以上の戻り油が流れてきたとき、リリーフ弁によって戻り油を逃がすことができる。したがって、実際の作業条件で頻度の高い流量に合わせて、回生用油圧モータおよび発電機を選定することができ、回生用油圧モータおよび発電機を小型できる。 According to the hybrid hydraulic apparatus of this embodiment, since the relief valve is connected in parallel to the regenerative hydraulic motor, when return oil that exceeds the capacity of the regenerative hydraulic motor and the generator flows. The return oil can be released by the relief valve. Therefore, the regenerative hydraulic motor and the generator can be selected in accordance with the flow rate that is frequently used in actual working conditions, and the regenerative hydraulic motor and the generator can be downsized.
また、一実施形態のハイブリッド型油圧装置では、上記油圧アクチュエータと上記回生用油圧モータとを連結する上記返油ラインに、上記圧力流量制御弁よりも下流側で、上記回生用油圧モータよりも上流側に、ストップ弁を接続している。 In the hybrid hydraulic apparatus according to an embodiment, the oil return line connecting the hydraulic actuator and the regenerative hydraulic motor is disposed downstream of the pressure flow control valve and upstream of the regenerative hydraulic motor. A stop valve is connected to the side.
この実施形態のハイブリッド型油圧装置によれば、上記ストップ弁を上記回生用油圧モータよりも上流側に接続しているので、回生用油圧モータや発電機が故障したとき、ストップ弁によって回生用油圧モータへの戻り油の供給を遮断することができる。 According to the hybrid hydraulic device of this embodiment, since the stop valve is connected upstream of the regenerative hydraulic motor, the regenerative hydraulic pressure is generated by the stop valve when the regenerative hydraulic motor or the generator fails. The supply of return oil to the motor can be shut off.
この発明のハイブリッド型油圧装置によれば、上記制御装置は、上記操作部の操作の大きさに基づいて、上記圧力流量制御弁により制御される設定圧力および設定流量を変更するので、従来の制御バルブの特性を維持しながら、回生用油圧モータおよび発電機によって任意の圧力、流量を設定して発電を行うことができ、これによって、回生用油圧モータおよび発電機を小型にできる。 According to the hybrid hydraulic device of the present invention, the control device changes the set pressure and the set flow rate controlled by the pressure flow control valve based on the magnitude of the operation of the operation unit. While maintaining the characteristics of the valve, power can be generated by setting an arbitrary pressure and flow rate with the regenerative hydraulic motor and generator, thereby reducing the size of the regenerative hydraulic motor and generator.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、この発明のハイブリッド型油圧装置の一実施形態である簡略構成図を示している。図1に示すように、このハイブリッド型油圧装置は、例えば、油圧ショベル等の建設機械などに使用され、油圧ポンプ1と、上記油圧ポンプ1からの吐出油により駆動する油圧アクチュエータ8と、上記油圧アクチュエータ8からの戻り油で回転する回生用油圧モータ62と、上記回生用油圧モータ62で駆動される発電機63とを備える。
FIG. 1 is a simplified configuration diagram showing an embodiment of a hybrid hydraulic apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, this hybrid hydraulic apparatus is used in a construction machine such as a hydraulic excavator, for example, and includes a
上記油圧ポンプ1は、ギアポンプ、トロコイドポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプ等の油圧ポンプであり、作動油を油タンク5から吸入して吐出する。油圧ポンプ1は、エンジン4により、駆動される。
The
上記油圧アクチュエータ8は、例えば、ブームやアームやバケット等を駆動するシリンダであり、このシリンダロッドが、作動油によって、上下方向や左右方向に往復移動される。 The hydraulic actuator 8 is, for example, a cylinder that drives a boom, an arm, a bucket, or the like, and the cylinder rod is reciprocated in the vertical direction or the horizontal direction by hydraulic oil.
上記油圧ポンプ1からの吐出ラインとしての第1ライン51には、主制御弁2が接続されている。この主制御弁2は、油圧ポンプ1から油圧アクチュエータ8に供給される吐出油の流れの方向を切り換えて、油圧アクチュエータ8の動作方向を切り換える。また、主制御弁2は、開度を調整して、油圧アクチュエータ8の速度を調整する。
A main control valve 2 is connected to a
上記主制御弁2は、第1ライン51を介して油圧ポンプ1に接続されている一方、第2,第3ライン52,53を介して油圧アクチュエータ8に接続されている。
The main control valve 2 is connected to the
上記主制御弁2は、第1位置S1、第2位置S2および第3位置S3を有する。上記第1位置S1では、第1ポートP1と第4ポートP4が互いに連通し、かつ、第2ポートP2、第3ポートP3、第5ポートP5および第6ポートP6が遮断状態になる。このとき、油圧ポンプ1が吐出した作動油は、第1,第4ポートP1,P4を通過した後、第4,第5ライン54,55を流れて油タンク5に戻る。
The main control valve 2 has a first position S1, a second position S2, and a third position S3. In the first position S1, the first port P1 and the fourth port P4 communicate with each other, and the second port P2, the third port P3, the fifth port P5, and the sixth port P6 are cut off. At this time, the hydraulic oil discharged from the
上記第2位置S2では、第2ポートP2と第5ポートP5が互いに連通し、かつ、第3ポートP3と第6ポートP6が互いに連通し、かつ、第1ポートP1および第4ポートP4が遮断状態になる。このとき、上記油圧ポンプ1が吐出した作動油は、第2,第5ポートP2,P5を通過した後、第2ライン52を流れて、油圧アクチュエータ8の一方の第1シリンダ室に供給される。
In the second position S2, the second port P2 and the fifth port P5 communicate with each other, the third port P3 and the sixth port P6 communicate with each other, and the first port P1 and the fourth port P4 are blocked. It becomes a state. At this time, the hydraulic oil discharged from the
上記第3位置S3では、第2ポートP2と第6ポートP6が互いに連通し、かつ、第3ポートP3と第5ポートP5が互いに連通し、かつ、第1ポートP1および第4ポートP4が遮断状態になる。このとき、油圧ポンプ1が吐出した作動油は、第2,第6ポートP2,P6を通過した後、第3ライン53を流れて、油圧アクチュエータ8の他方の第2シリンダ室に供給される。
In the third position S3, the second port P2 and the sixth port P6 communicate with each other, the third port P3 and the fifth port P5 communicate with each other, and the first port P1 and the fourth port P4 are blocked. It becomes a state. At this time, the hydraulic oil discharged from the
上記主制御弁2は、操作部3の操作によって、制御される。この操作部3は、例えば操作レバーであり、操作部3の操作が、信号として制御装置6に送られ、制御装置6は、この信号に基づいて、主制御弁2を制御する。 The main control valve 2 is controlled by operating the operation unit 3. The operation unit 3 is, for example, an operation lever, and the operation of the operation unit 3 is sent to the control device 6 as a signal, and the control device 6 controls the main control valve 2 based on this signal.
例えば、上記制御装置6は、操作部3の操作方向に基づいて、主制御弁2を第1、第2、第3位置S1,S2,S3の何れかの位置、または、その中間位置に設定する。すなわち、制御装置6は、操作部3の操作の大きさ(例えばレバーの移動量などの操作幅)に基づいて、主制御弁2の通過方向と開度を制御する。つまり、操作部3は、操作の大きさによって、油圧ポンプ1から油圧アクチュエータ8に供給される吐出油の方向と供給量を操作する。
For example, the control device 6 sets the main control valve 2 at any one of the first, second, and third positions S1, S2, and S3 or an intermediate position thereof based on the operation direction of the operation unit 3. To do. That is, the control device 6 controls the passing direction and the opening degree of the main control valve 2 based on the magnitude of the operation of the operation unit 3 (for example, the operation width such as the movement amount of the lever). That is, the operation unit 3 operates the direction and supply amount of the discharged oil supplied from the
上記第1ライン51には、第1チェックバルブ11が設けられている。この第1チェックバルブ11と油圧ポンプ1の間には第6ライン56が接続されている。この第6ライン56に、リリーフ弁20を設けて、第1ライン51内の作動油の圧力が所定値を超えないようにしている。
A
上記第2ライン52には、第7,第8ライン57,58の一端が接続され、第3ライン53には、第7,第8ライン57,58の他端が接続されている。第7ライン57は、第8ライン58よりも、油圧アクチュエータ8側に位置している。
One end of seventh and
上記第7ライン57には、第1,第2圧力流量制御弁21,22を設けて、第2,第3ライン52,53内の作動油の圧力が所定値を超えないようにしている。一方、上記第8ライン58には、第2,第3チェックバルブ12,13を設けて、第2,第3ライン52,53内が負圧にならないようにしている。
The
上記第1圧力流量制御弁21は、第7ライン57を介して第2ライン52に接続される流入口と、この流入口から流入した作動油を吐出する吐出口とを有している。この吐出口から吐出された作動油は、第9ライン59へ流れる。この吐出口の下流側には、絞り31が設けられ、この絞り31の前後の差圧から絞り31を通過する油の流量を検出する。
The first pressure
上記第2圧力流量制御弁22は、第7ライン57を介して第3ライン53に接続される流入口と、この流入口から流入した作動油を吐出する流出口とを有している。この吐出口から吐出された作動油は、第9ライン59へ流れる。この吐出口の下流側には、絞り32が設けられ、この絞り32の前後の差圧から絞り32を通過する油の流量を検出する。
The second pressure
上記第9ライン59には、上記回生用油圧モータ62が設けられている。つまり、上記第1、上記第2圧力流量制御弁21,22は、油圧アクチュエータ8と回生用油圧モータ62とを連結する返油ラインとしての第7、第9ライン57,59に設けられている。
The
上記圧力流量制御弁21,22は、例えば、外部ドレン型電磁比例リリーフ弁であり、油圧アクチュエータ8から回生用油圧モータ62に供給される戻り油の圧力および流量を制御する。圧力流量制御弁21,22のドレンは、油タンク5に連通している。圧力流量制御弁21,22の設定圧力および設定流量は、制御装置6によって、変更される。
The pressure
上記第2ライン52には、第8ライン58の接続ポイントと主制御弁2の間に、ストップ弁41が設けられている。このストップ弁41は、例えば、電磁弁であり、第2ライン52を遮断することによって、油圧アクチュエータ8の一方の第1シリンダ室からの戻り油を第7ライン57側へ流入させる一方、第2ライン52を連通することによって、油圧アクチュエータ8の一方の第1シリンダ室からの戻り油を主制御弁2側へ流入させる。
A
上記第3ライン53には、第8ライン58の接続ポイントと主制御弁2の間に、ストップ弁42が設けられている。このストップ弁42は、例えば、電磁弁であり、第3ライン53を遮断することによって、油圧アクチュエータ8の他方の第2シリンダ室からの戻り油を第7ライン57側へ流入させる一方、第3ライン53を連通することによって、油圧アクチュエータ8の他方の第2シリンダ室からの戻り油を主制御弁2側へ流入させる。
A
したがって、上記ストップ弁41,42の切り換えによって、油圧アクチュエータ8からの戻り油を、回生用油圧モータ62または主制御弁2の何れか一方側へ流すことを選択することができ、発電機63のバッテリーが満充電状態になったり、回生用油圧モータ62や発電機63に異常が発生した場合でも、ストップ弁41,42の切り換えによって、通常通りに作業を続けることができる。
Therefore, by switching the
上記第9ライン59には、回生用油圧モータ62よりも上流側に、ストップ弁43を接続している。このストップ弁43は、例えば、電磁弁であり、第9ライン59を連通することによって、油圧アクチュエータ8からの戻り油を回生用油圧モータ62側へ流入させる一方、第9ライン59を遮断することによって、油圧アクチュエータ8からの戻り油が回生用油圧モータ62へ流入することを阻止する。したがって、回生用油圧モータ62や発電機63が故障したとき、ストップ弁43によって回生用油圧モータ62への戻り油の供給を遮断することができる。
A
上記第9ライン59には、ストップ弁43の上流側に、油タンク5に連通する第10ライン60が接続されている。第7、第9、第10ライン57,59,60は、油圧アクチュエータ8と回生用油圧モータ62とを連結する返油ラインを、構成する。
A
上記第10ライン60には、リリーフ弁23が設けられている。つまり、リリーフ弁23は、回生用油圧モータ62に対して並列に、接続されている。したがって、リリーフ弁23を回生用油圧モータ62に対して並列に接続しているので、回生用油圧モータ62および発電機63の能力以上の戻り油が流れてきたとき、リリーフ弁23によって戻り油を、油タンク5に逃がすことができる。
The
上記第10ライン60には、リリーフ弁23よりも下流側に、絞り33が設けられている。つまり、絞り33は、回生用油圧モータ62に対して並列に、接続されている。絞り33の上流側に、圧力センサ45が接続されている。圧力センサ45および回生用油圧モータ62に、電気的に、戻り油流量算出手段66が接続されている。この戻り油流量算出手段66は、絞り33の前後の差圧から求めた油の通過流量Q2と、回生用油圧モータ62の回転数から求めた油の通過流量Q1との合計から、圧力流量制御弁21,22の下流側に流れた全ての戻り油の流量Qを求める。したがって、簡単に全ての戻り油の流量Qを求めることができる。
The
上記発電機63には、インバータ64が接続され、このインバータ64は、発電機63に供給する電流の周波数を制御する。この周波数を変更することにより、発電機63の回転数またはトルクを制御して、発電機63の発電量を調整することができる。
An
上記発電機63には、インバータ64を介して、蓄電装置65が接続され、この蓄電装置65は、発電機63で発電された電気を蓄える。この電気は図示しない電気装置に使用されて、省エネルギー効果が得られるようになっている。
A
次に、上記流量制御弁21,22の特性について説明する。制御装置6は、操作部3の操作の大きさ(操作幅)に基づいて、圧力流量制御弁21,22の設定圧力および設定流量を変更する。
Next, the characteristics of the
具体的に述べると、操作部3の操作の大きさが大きい場合は、圧力流量制御弁21,22を流量に対する設定圧力の関係をより低い圧力に設定し、通過圧損を低減させる。つまり、図2に示すように、操作部3の操作の大きさが大きくなるほど、圧力流量制御弁21,22の圧力流量特性線を、L3、L2、L1と変更していく。これにより、従来の制御バルブ、および、リリーフ弁で実現していた圧力と流量の関係を維持する。
Specifically, when the magnitude of the operation of the operation unit 3 is large, the relationship between the pressure and flow
これによって、油圧アクチュエータ8から排出される戻り油の排出量が多くなる場合、回生用油圧モータ62に供給される戻り油の供給量を少なくできる一方、油圧アクチュエータ8から排出される戻り油の排出量が少なくなる場合、回生用油圧モータ62に供給される戻り油の供給量を多くできる。
As a result, when the amount of return oil discharged from the hydraulic actuator 8 increases, the amount of return oil supplied to the regenerative
言い換えると、上記圧力流量制御弁21,22は、図3Aのリリーフ弁101の特性と図4Aの絞り102の特性とを合成した特性と等価な特性を目標として、圧力制御を行うものである。図3Aのリリーフ弁101の圧力流量特性線は、図3Bに示すように、圧力が略一定の直線となる。図4Aの絞り102の圧力流量特性線は、図4Bに示すように、曲線となる。
In other words, the pressure
上記構成のハイブリッド型油圧装置によれば、上記制御装置6は、上記操作部3の操作の大きさに基づいて、上記圧力流量制御弁21,22により制御される設定圧力および設定流量を変更するので、従来の制御バルブの特性を維持しながら、下流の回生用油圧モータ62および発電機63によって戻り油のエネルギーを回収することができる。このとき、圧力流量制御弁21,22によって所定の圧力に制御するため、下流の回生用油圧モータ62と発電機63によって発生する圧力差を、圧力流量制御弁の設定圧力以下の任意の圧力に、設定することができ、これによって、発電量を任意に設定できる。
According to the hybrid hydraulic apparatus having the above configuration, the control device 6 changes the set pressure and the set flow rate controlled by the pressure / flow
したがって、実際の作業条件で頻度の高い戻り油の圧力に合わせて、回生用油圧モータ62および発電機63を選定することができ、回生用油圧モータ62および発電機63を小型にできる。そして、最大の費用対効果が期待できる。
Therefore, the regenerative
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記油圧アクチュエータ、上記主制御弁および上記圧力流量制御弁(詳しくは、図1の仮想線で囲まれた領域Z)は、上記実施形態では一組であったが、複数組としてもよい。このように、複数組としても、制御装置によって、各組の圧力流量制御弁の設定圧力および設定流量を変更できるため、従来の制御バルブの特性を維持しつつ、戻り油を合流させて回生用油圧モータと発電機によってエネルギーを回収することか可能となる。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the hydraulic actuator, the main control valve, and the pressure flow control valve (specifically, the region Z surrounded by the phantom line in FIG. 1) is one set in the embodiment, but may be a plurality of sets. . In this way, even if there are multiple sets, the control device can change the set pressure and set flow rate of each set of pressure flow control valves, so that the return oil can be merged for regeneration while maintaining the characteristics of the conventional control valve. It is possible to recover energy by a hydraulic motor and a generator.
また、上記圧力流量制御弁としては、外部ドレン型電磁比例リリーフ弁以外に、油圧アクチュエータから回生用油圧モータに供給される戻り油の圧力および流量を制御するものであり、かつ、この設定圧力および設定流量を変更可能な弁であればどのような弁であってもよい。 In addition to the external drain-type electromagnetic proportional relief valve, the pressure flow control valve controls the pressure and flow rate of the return oil supplied from the hydraulic actuator to the regenerative hydraulic motor. Any valve that can change the set flow rate may be used.
また、上記回生用油圧モータに対して並列に接続している上記リリーフ弁を省略してもよく、また、上記回生用油圧モータよりも上流側に接続している上記ストップ弁を省略してもよく、また、上記回生用油圧モータに対して並列に接続している上記絞りや、上記戻り油流量算出手段を省略してもよい。 The relief valve connected in parallel to the regenerative hydraulic motor may be omitted, or the stop valve connected upstream of the regenerative hydraulic motor may be omitted. In addition, the throttle and the return oil flow rate calculation means connected in parallel to the regenerative hydraulic motor may be omitted.
また、上記油圧アクチュエータ、上記主制御弁および上記圧力流量制御弁が、複数組あって、この複数組のうちの一組の圧力流量制御弁のみが開いている場合において、上記回生用油圧モータに対して並列に接続している上記絞りや、上記戻り油流量算出手段を設けるようにしてもよく、上記戻り油流量算出手段によって、上記絞りの前後の差圧から求めた油の通過流量と、上記回生用油圧モータの回転数から求めた油の通過流量との合計から、上記圧力流量制御弁の下流側に流れた全ての戻り油の流量を求めることができる。これによって、簡単に全ての戻り油の流量を求めることができる。 Further, when there are a plurality of sets of the hydraulic actuator, the main control valve and the pressure flow control valve, and only one set of the pressure flow control valves is open, the regenerative hydraulic motor The throttle connected in parallel and the return oil flow rate calculation means may be provided, and the flow rate of oil obtained from the differential pressure before and after the throttle by the return oil flow rate calculation means, From the sum of the oil passage flow rate obtained from the rotational speed of the regenerative hydraulic motor, the flow rates of all return oils flowing downstream of the pressure flow control valve can be obtained. As a result, the flow rates of all return oils can be easily obtained.
1 油圧ポンプ
2 主制御弁
3 操作部
4 エンジン
5 油タンク
6 制御装置
8 油圧アクチュエータ
21,22 圧力流量制御弁
23 リリーフ弁
33 絞り
43 ストップ弁
57,59,60 返油ライン
62 回生用油圧モータ
63 発電機
64 インバータ
65 蓄電装置
66 戻り油流量算出手段
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記油圧ポンプ(1)からの吐出油により駆動する油圧アクチュエータ(8)と、
上記油圧ポンプ(1)から上記油圧アクチュエータ(8)に供給される吐出油の供給量を操作する操作部(3)と、
上記油圧ポンプ(1)から上記油圧アクチュエータ(8)に供給される吐出油の流れの方向を切り換えて、上記油圧アクチュエータ(8)の動作方向を切り換えると共に、開度を調整して、上記油圧アクチュエータ(8)の速度を調整する主制御弁(2)と、
上記油圧アクチュエータ(8)からの戻り油で回転する回生用油圧モータ(62)と、
上記回生用油圧モータ(62)で駆動される発電機(63)と、
上記油圧アクチュエータ(8)と上記回生用油圧モータ(62)とを連結する返油ライン(57,59,60)に設けられ、上記油圧アクチュエータ(8)から上記回生用油圧モータ(62)に供給される戻り油の圧力および流量を制御する圧力流量制御弁(21,22)と、
上記操作部(3)の操作の大きさに基づいて、上記圧力流量制御弁(21,22)の設定圧力および設定流量を変更する制御装置(6)と
を備え、
上記油圧アクチュエータ(8)、上記主制御弁(2)および上記圧力流量制御弁(21,22)が、一組ある場合において、または、
上記油圧アクチュエータ(8)、上記主制御弁(2)および上記圧力流量制御弁(21,22)が、複数組あって、この複数組のうちの一組の上記圧力流量制御弁(21,22)のみが開いている場合において、
上記油圧アクチュエータ(8)と上記回生用油圧モータ(62)とを連結する上記返油ライン(57,59,60)に、上記圧力流量制御弁(21,22)よりも下流側に、上記回生用油圧モータ(62)に対して並列に、絞り(33)を接続し、
上記絞り(33)の前後の差圧から求めた油の通過流量と、上記回生用油圧モータ(62)の回転数から求めた油の通過流量との合計から、上記圧力流量制御弁(21,22)の下流側に流れた全ての戻り油の流量を求める戻り油流量算出手段(66)を有することを特徴とするハイブリッド型油圧装置。 A hydraulic pump (1);
A hydraulic actuator (8) driven by oil discharged from the hydraulic pump (1);
An operation unit (3) for operating a supply amount of discharged oil supplied from the hydraulic pump (1) to the hydraulic actuator (8);
The flow direction of the discharge oil supplied from the hydraulic pump (1) to the hydraulic actuator (8) is switched, the operation direction of the hydraulic actuator (8) is switched, the opening degree is adjusted, and the hydraulic actuator A main control valve (2) for adjusting the speed of (8);
A regenerative hydraulic motor (62) that rotates with return oil from the hydraulic actuator (8);
A generator (63) driven by the regenerative hydraulic motor (62);
Provided in an oil return line (57, 59, 60) connecting the hydraulic actuator (8) and the regenerative hydraulic motor (62), and supplied from the hydraulic actuator (8) to the regenerative hydraulic motor (62). Pressure flow control valves (21, 22) for controlling the pressure and flow rate of the return oil,
A control device (6) for changing the set pressure and set flow rate of the pressure flow control valve (21, 22) based on the magnitude of the operation of the operation unit (3) ,
When the hydraulic actuator (8), the main control valve (2), and the pressure flow control valves (21, 22) are in one set, or
There are a plurality of sets of the hydraulic actuator (8), the main control valve (2), and the pressure flow control valves (21, 22), and one set of the pressure flow control valves (21, 22) of the plurality of sets. ) Is open,
In the oil return line (57, 59, 60) connecting the hydraulic actuator (8) and the regenerative hydraulic motor (62), the regenerative system is located downstream of the pressure flow control valves (21, 22). A throttle (33) connected in parallel to the hydraulic motor (62) for
From the sum of the oil flow rate obtained from the differential pressure before and after the throttle (33) and the oil flow rate obtained from the rotational speed of the regenerative hydraulic motor (62), the pressure flow control valve (21, hybrid hydraulic device, characterized in Rukoto that having a return oil flow rate calculating means (66) for determining the flow rate of all of the return oil flows to the downstream side of the 22).
上記油圧アクチュエータ(8)と上記回生用油圧モータ(62)とを連結する上記返油ライン(57,59,60)に、上記圧力流量制御弁(21,22)よりも下流側に、上記回生用油圧モータ(62)に対して並列に、リリーフ弁(23)を接続していることを特徴とするハイブリッド型油圧装置。 The hybrid hydraulic apparatus according to claim 1, wherein
In the oil return line (57, 59, 60) connecting the hydraulic actuator (8) and the regenerative hydraulic motor (62), the regenerative system is located downstream of the pressure flow control valves (21, 22). A hybrid hydraulic apparatus, wherein a relief valve (23) is connected in parallel to the hydraulic motor (62).
上記油圧アクチュエータ(8)と上記回生用油圧モータ(62)とを連結する上記返油ライン(57,59,60)に、上記圧力流量制御弁(21,22)よりも下流側で、上記回生用油圧モータ(62)よりも上流側に、ストップ弁(43)を接続していることを特徴とするハイブリッド型油圧装置。 The hybrid hydraulic apparatus according to claim 1 or 2 ,
In the oil return line (57, 59, 60) that connects the hydraulic actuator (8) and the regenerative hydraulic motor (62), the regenerative system is located downstream of the pressure flow control valves (21, 22). A hybrid hydraulic apparatus, characterized in that a stop valve (43) is connected upstream of the hydraulic motor (62).
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