JP6023391B2 - 建設機械の駆動装置 - Google Patents
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Description
[建設機械]
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る建設機械100の一例を示す斜視図である。本実施形態においては、建設機械100がハイブリッド型油圧ショベルである例について説明する。以下の説明において、建設機械100を適宜、油圧ショベル100、と称する。
図2は、本実施形態に係る油圧ショベル100の駆動装置4を含む制御システム9を模式的に示す図である。
図3は、本実施形態に係る駆動装置4の油圧回路40を示す図である。駆動装置4は、バケットシリンダ21と、アームシリンダ22と、ブームシリンダ23と、バケットシリンダ21及びアームシリンダ22に供給される作動油を吐出する第1油圧ポンプ31と、ブームシリンダ23に供給される作動油を吐出する第2油圧ポンプ32と、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32から吐出された作動油が流れる油圧回路40とを備える。
油圧回路40は、圧力補償弁70を有する。圧力補償弁70は、連通、絞り、遮断の選択ポートを備え、自己圧で遮断、絞り、連通の切り替えを可能とする、絞り弁を含む。圧力補償弁70は、各軸の負荷圧が異なっていても、各軸のメータリング開口面積の比率に応じて流量分配を補償することを目的としている。圧力補償弁70がない場合、低負荷側の軸に殆どの作動油が流れてしまう。圧力補償弁70は、低負荷圧の軸の主操作弁60の出口圧力が、最大負荷圧の軸の主操作弁60の出口圧力と同等になるように、低負荷圧の軸に圧力損失を作用させることで、各主操作弁60の出口圧力が同一となるため、流量分配の機能を実現する。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油と第2油圧ポンプ32から吐出された作動油とが第1合分流弁67で合流されない分流状態において、高負荷圧となるバケットシリンダ21及びアームシリンダ22は、1つの油圧ポンプ30(第1油圧ポンプ31)から吐出された作動油によって駆動され、低負荷圧となるブームシリンダ23は、別の油圧ポンプ30(第2油圧ポンプ32)から吐出された作動油によって駆動される。
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
2 上部旋回体
3 下部走行体
4 駆動装置
5 操作装置
6 運転室
6S 運転席
7 機械室
8 クローラ
9 制御システム
11 バケット
12 アーム
13 ブーム
14 蓄電器
15 インバータ
16 回転センサ
17 ハイブリッドコントローラ
18 エンジンコントローラ
19 ポンプコントローラ
20 油圧シリンダ
21 バケットシリンダ
21A 第1バケット流路
21B 第2バケット流路
21C キャップ側空間
21L ロッド側空間
22 アームシリンダ
22A 第1アーム流路
22B 第2アーム流路
22C キャップ側空間
22L ロッド側空間
23 ブームシリンダ
23A 第1ブーム流路
23B 第2ブーム流路
23C キャップ側空間
23L ロッド側空間
24 走行モータ
25 電動旋回モータ
25B 油圧旋回モータ
26 エンジン
27 発電機
28 操作量検出部
29 コモンレール制御部
30 油圧ポンプ
30A 斜板
30S 斜板角センサ
31 第1油圧ポンプ
31A 斜板
31B サーボ機構
31S 斜板角センサ
32 第2油圧ポンプ
32A 斜板
32B サーボ機構
32S 斜板角センサ
33 燃料調整ダイヤル
34 モード切替部
40 油圧回路
41 第1ポンプ流路
42 第2ポンプ流路
43 第1供給流路
44 第2供給流路
45 第3供給流路
46 第4供給流路
47 第1分岐流路
48 第2分岐流路
49 第3分岐流路
50 第4分岐流路
51 第5分岐流路
52 第6分岐流路
53 排出流路
54 タンク
55 合流流路
60 主操作弁
61 第1主操作弁
62 第2主操作弁
63 第3主操作弁
64 第4主操作弁
67 第1合分流弁
68 第2合分流弁
70 圧力補償弁
80 シャトル弁
100 油圧ショベル(建設機械)
P1 第1分岐部
P2 第2分岐部
P3 第3分岐部
P4 第4分岐部
Claims (8)
- バケットとアームとを有する作業機を備える建設機械の駆動装置であって、
前記バケットを作動するバケットシリンダと、
前記アームを作動するアームシリンダと、
前記バケットシリンダ及び前記アームシリンダに供給される作動油を吐出する第1油圧ポンプと、
前記第1油圧ポンプから吐出された前記作動油が流れる油圧回路と、
を備え、
前記油圧回路は、
前記第1油圧ポンプと接続される第1ポンプ流路と、
前記第1ポンプ流路と接続される第1供給流路及び第2供給流路と、
前記第1供給流路と接続される第1分岐流路及び第2分岐流路と、
前記第2供給流路と接続される第3分岐流路及び第4分岐流路と、
前記第1分岐流路及び前記第3分岐流路と接続される第1主操作弁と、
前記第2分岐流路及び前記第4分岐流路と接続される第2主操作弁と、
前記第1主操作弁を介して前記第1分岐流路と前記バケットシリンダのキャップ側空間とを接続する第1バケット流路と、
前記第1主操作弁を介して前記第3分岐流路と前記バケットシリンダのロッド側空間とを接続する第2バケット流路と、
前記第2主操作弁を介して前記第2分岐流路と前記アームシリンダのロッド側空間とを接続する第1アーム流路と、
前記第2主操作弁を介して前記第4分岐流路と前記アームシリンダのキャップ側空間とを接続する第2アーム流路と、
を有する、
建設機械の駆動装置。 - 前記作業機はブームを有し、
前記ブームを作動するブームシリンダと、
前記ブームシリンダに供給される作動油を吐出する第2油圧ポンプと、
を備える、
請求項1に記載の建設機械の駆動装置。 - 前記建設機械は、前記作業機を支持する上部旋回体と、下部走行体と、を備え、
前記上部旋回体を旋回させる動力を発生する電動旋回モータと、
前記ブームシリンダに供給される作動油を吐出する第2油圧ポンプと、を備え、
前記油圧回路は、
前記第2油圧ポンプと接続される第2ポンプ流路と、
前記第2ポンプ流路と接続される第3供給流路及び第4供給流路と、
前記第3供給流路と接続される第5分岐流路と、
前記第4供給流路と接続される第6分岐流路と、
前記第5分岐流路及び前記第6分岐流路と接続される第3主操作弁と、
前記第3主操作弁を介して前記第5分岐流路と前記ブームシリンダのキャップ側空間とを接続する第1ブーム流路と、
前記第3主操作弁を介して前記第6分岐流路と前記ブームシリンダのロッド側空間とを接続する第2ブーム流路と、
を有する、
請求項1又は請求項2に記載の建設機械の駆動装置。 - 前記第1ポンプ流路と前記第2ポンプ流路とを接続する合流流路と、
前記合流流路に設けられ、前記第1ポンプ流路と前記第2ポンプ流路との合流状態及び分離状態を切り替え可能とする第1合分流弁と、
を備える、
請求項3に記載の建設機械の駆動装置。 - 前記第1主操作弁と前記第2主操作弁との間に設けられたシャトル弁の出口ポートに接続される第2合分流弁を備える、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の建設機械の駆動装置。 - バケットとアームとブームとを有する作業機と、前記作業機を支持する上部旋回体と、下部走行体と、を備える建設機械の駆動装置であって、
発電機と、
前記発電機から供給された電力に基づいて作動し、前記上部旋回体を旋回させる動力を発生する電動旋回モータと、
前記バケットを作動するバケットシリンダと、
前記アームを作動するアームシリンダと、
前記ブームを作動するブームシリンダと、
前記バケットシリンダ及び前記アームシリンダに供給される作動油を吐出する第1油圧ポンプと、
前記ブームシリンダに供給される作動油を吐出する第2油圧ポンプと、
前記第1油圧ポンプ及び前記第2油圧ポンプから吐出された前記作動油が流れる油圧回路と、
を備え、
前記油圧回路は、
前記第1油圧ポンプから前記バケットシリンダに供給される前記作動油の方向及び流量を調整する第1主操作弁と、
前記第1油圧ポンプから前記アームシリンダに供給される前記作動油の方向及び流量を調整する第2主操作弁と、
前記第2油圧ポンプから前記ブームシリンダに供給される前記作動油の方向及び流量を調整する第3主操作弁と、
前記第1油圧ポンプと接続される第1ポンプ流路と、
前記第1ポンプ流路と接続される第1供給流路及び第2供給流路と、
前記第1供給流路と接続される第1分岐流路及び第2分岐流路と、
前記第2供給流路と接続される第3分岐流路及び第4分岐流路と、
前記第1分岐流路及び前記第3分岐流路と接続される前記第1主操作弁と、
前記第2分岐流路及び前記第4分岐流路と接続される前記第2主操作弁と、
前記第1主操作弁を介して前記第1分岐流路と前記バケットシリンダのキャップ側空間とを接続する第1バケット流路と、
前記第1主操作弁を介して前記第3分岐流路と前記バケットシリンダのロッド側空間とを接続する第2バケット流路と、
前記第2主操作弁を介して前記第2分岐流路と前記アームシリンダのロッド側空間とを接続する第1アーム流路と、
前記第2主操作弁を介して前記第4分岐流路と前記アームシリンダのキャップ側空間とを接続する第2アーム流路と、
を有する、
建設機械の駆動装置。 - 前記第1主操作弁の前後差圧と前記第2主操作弁に供給される作動油の圧力を補償する圧力補償弁を備える、
請求項6に記載の建設機械の駆動装置。 - 電動旋回モータを有する電動駆動システムを備え、
前記電動旋回モータは、減速時において回生エネルギーを発生し、
前記電動駆動システムは、
発電機と、
前記電動旋回モータが発生した前記回生エネルギーにより充電される蓄電器と、
前記発電機、前記電動旋回モータ、及び前記蓄電器の少なくとも一つを制御するハイブリッドコントローラと、を有する、
請求項6又は請求項7に記載の建設機械の駆動装置。
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