JPS60116801A

JPS60116801A - 蓄エネルギ−用高速回転体の連結機構

Info

Publication number: JPS60116801A
Application number: JP58221437A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Miyaki; 宮木　克己; Yoshio Tanito; 谷東　芳雄; Teruo Igarashi; 五十嵐　照夫; Toru Miyata; 徹宮田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1983-11-26
Filing date: 1983-11-26
Publication date: 1985-06-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、油圧ショベルやクレーンなどに設けられた回
収ｑ能エネルギーを再利用するための宥ニネルギー用高
速回伝体に係り、特にこの高速回転体のエンジン、アク
チュエータ間の動力連結機構に関する。

例えば油圧ノヨベルにおいては、フロントを自由ｔ＆’
Ｆでなく圧力をかけて速度制限しンよから降下させる時
に、位置エネルギーから運動エネルギーに変換する際の
損失エネルギーが発生し、また、旋回している上部旋回
体を停止させると旋回停市時に慣性エネルギーが発生ず
るので、これらエネルギーを回収しこれを有効に再利用
するため、蓄エネルギー用の高速同転体を飼えたものか
開発されている。

第１図はかかる高速回転体を備えた従来の動力連結機構
の一例を示す外観図であって、１はエンジン、２はアク
チュエー　タ、３は歯車伝動装置、４は蓄エネルギー用
高速回転体、５は高速回転体装置、６は変速機、７は回
転遮断機構４．８は屯体、９はカバーである。

エンジン１と歯車伝動装置３は氷体８上に支持され、ア
クチュエータ（油圧ポンプ・モータ）２はこの歯車伝動
装置３と回転遮断機構７とを介してエンジンｌに連結さ
れている。高速回転体装置５はフライホイールからなる
蓄エネルギー用高速回転体４といくつかの歯屯とを内蔵
し、この商運回転体装置５とｆＪｉＪ記−亀伝動装置３
との１ｉ１に（工一無段あるいはクラッチと［Ｋ列の組
合わせにょる有段の変速機６が設けられている。そして
、これら各装置を包囲するように、前記躯体８にはカバ
ー９が取付けられている。

かかる動力連結機構に８いて、回収可能ｆｌ　エネルギ
ーは油圧ポンプ・モータ２に圧油として回収されたのち
、歯車伝動装置３と変速＋１に６を介して高速回転体４
０回転エネルギーに変換されて蓄えられる。この蓄エネ
ルギーをエンジンｌの勧カとともに利用する場合は、回
転遮断機構７を接続した状態で使用し、尚速回転体４０
回転エネルギーとエンジン１のエネルギーの和が歯車＠
動装鑓３を介して油圧ポンプ・モータ２に伝わり、圧油
となって放出される。また、高速回転体４の蓄エネルギ
ーのみを再利用する場合は、回転遮断機構７を遮断した
状態で高速回転・本４０回転エネルギーを油圧ポンプ・
モータ２へ伝達する。

しかしながら、上述した従来の動力連結機構では、エン
ジン１と歯車伝動装置３との間に無段変速機やクラッチ
などの回転遮断機構な設ける必要があるばかりでなく、
歯車伝導装置３をエンジン１の軸と直角に分岐した軸を
備えた構造にしな（てはならないため、及び歯車伝動装
置３とこの歯車伝動装置３の外方に設置した高速回転体
装置５との間に無段あるいは有段の変速・機６を設ける
必要があるため、構造や外観形状が榎雑になり、また、
エンジンｌと高速回転体４の互いの軸心がずれているた
めねじり振動が発生し、強度上および騒音上の問題・点
となっていた。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を除き、構造
が簡単かつコンパクトでねじり振動を低減することので
きる蓄エネルギー用高速回転体の連結機構を提供するに
ある。

この目的を達成するために、本発明は、蓄エネルギー用
高速回転体をエンジンとアクチュエータ間忙連結してな
る動力連結系において、前記エンジンの出力軸と前記高
速回転体の入力軸との間に第１の遊星歯車変速機を連結
し、この高速回転体の出力軸に第２の遊星＃ｌＬ変速羨
を連結し、さらにこの第２の遊星歯車変速機の出力軸１
ｔｌｔｌ　Ｋ　ｉ１］ｍｅ、　アクチュエータを連結し
た点を特徴とする。

以Ｆ、本発明の実地例を図面に基づいて説明する。

４ｔ、２１．！！Ｊは本発明による蓄エネルギー用高速
回転体の運、詰機４＋ｌの反部を示す断面図、第３図は
本発明による蓄エネルギー用高速回転体の連結機構の外
収図であって、１０はケース、１１は蓄エネルギー用高
速回転体、１２はエンジン側出力軸、１３はアクチュエ
ータ側出力Ｉ咄、１４は出力崗屯、Ａは＜、ｉＳ４のゾ
を星虜市変速機、Ｂは第２の遊星歯東変逮１す遇であり
１．′４１図に対応する部分には同一４１号ケつけであ
る１、これらの図において、連結装置の外殻を形成するケース
１０の内部には、蓄エネルギー用高速回転体１１の回転
軸で１ちる左右の入力曲と出力１紬とが回転ＩｉＪ能に
軸支されて１．する　この高速回転体１１は員１生能率
の大きなフライホイールなどかつなり、高速回転本１１
０入力軸には第１の遊星歯車変速機幾Ａか、また出力軸
には第２のａ星崗東変速機Ｂがそれぞれ同心に連結され
ている。

この第１の遊星歯車変速機Ａはサンギア１５とプラネッ
トギア１６、リングギア１７およびキャリア軸１８とで
構成され、このリングギア１７はエンジン側出力軸１２
と一体に形成され、エンジンｌに直結されている。一方
、サンギア１５は前記高速回転体１１の入力軸と一体に
形成され、また、グラネットギア１６の軸心を支持する
キャリア軸１８には第１の回転速度制御機１９が連結さ
れている。この第１の回転速度制御機１９は、例えば可
変モータとこの可変モータの回転数を制御する制御回路
とからなり、この第１の回転速度制御機１９によって前
記キャリア軸１８の回転速度を制御できるようＫなって
いる。

前記第２の遊星歯車変速機Ｂはサンギア２０とグラネッ
トギア２１．リングギア２２およびキャリア軸２３とか
らなり、このリングギア２２はアクチュエーター側出力
軸１３に直結され、アクチュエータ側出力軸１３には出
力歯亀１４）ｋ介して油圧ポンプ・モータ２が連結され
ている。一方、サンギア２０は前記高速回転体１１の出
力軸と−本に形成され、キャリア軸２３にはこのキャリ
ア軸２３の回転速度を制御できる第２の回転速度制御機
２４が連結されている。

かかる動力連結系において、エンジンｌの動力はエンジ
ン側出力軸１２．第１の遊星歯屯変速（幾Ａ、高速回転
体１１．第２の遊星歯車変速機Ｂおよびアクチュエータ
側出力軸１３を介して油圧ポンプ・モータ２へと伝達さ
れる。エンジン１の動力によってエンジン側出力軸１２
が回転される時、第１の回転速度制御機１９によってキ
ャリア軸１８が所定の速度で回転していると、エンジン
側出力軸１２と一体のリングギア１７の回転力はサンギ
ア１５に伝達されず、高速回転体１１は回転しない。し
かしなから、第１の回転速度制御機１９によってキャリ
ア軸１８の回転速度が次第に遅くなるよう制御されると
・、リングギア１７の回転力はグラネットギア１６およ
びサンギア１５を介して高速回転体１１へ伝達され、高
速回転体１１は次第に高速で回転して回転エネルギーな
蓄える。

高速回転体１１が回転すると、第２の遊星歯車変速機Ｂ
を構成するサンギア２０も回転するが、この時、第２の
回転速度制御機２４によってキャリア軸２３が所定の速
度で回転していると、高速回転体１１の出力軸と一体の
サン４フ２００回転力はアクチュエータ側出力軸１３に
伝達されない。

しかしながら、第２の回転速度制御機２４によつ′〔キ
ャリア軸２３の回転速度が次第に遅くなるよう制御され
ると、高速回転体１１０回転力はグラネットギア２１お
よびリングギア２２を介してアクチュエータ側出力軸１
３へと伝達される。

そこで、例えば油圧ショベルにおいて、７０ントの降下
時における位置エネルギーから運動エネルギーに変換す
る時の速度側ｊｓｋよる損失エネルギーや、上部旋回体
の旋回停止時における慣性エネルギーなどの回収可能な
エネルギーが生じた場合は、このエネルギーを油圧ポン
プ・モータ２に圧油として回収し、第２の回転速度制御
機２４でキャリア軸２３０回転速度を制御して、回収可
能なエネルギーを高速回転体１１に回転エネルギーとし
て蓄えておく。また、ショベルの停止時などの油圧ポン
プ・モータ２が仕事をしない場合は、第１によび４２０
回転速度制御機１９．２４によってキャリア軸１８，２
３の回転速度を制御し、エンジン側出力軸１２０回転を
高速回転ｔａｌｌのみに＠達して、°高速回転体１１か
もの回転をアクチュエータ側出力軸１３に伝達しないよ
うにしておく。

以上のようにして高速回転体１１に蓄えられた回転エネ
ルギーを再利用する場合は、高速回転体１１の回転力な
第２の遊星ｍ単変速機−Ｂを介してアクチュエータ側出
力軸１３へと伝達し、このアクチー１工−タ側出力軸１
３０回転によって油圧ポ２ング・モータ２を動作する。

この時、エンジン１を停車しておくと高速回転体１１の
蓄エネルギーのみを再利用でき、また呈ンジンｌを動作
しておくと、エンジン１のエネルギーと高速回転体１１
のエイ、ルギーの１によってアクチュエータ側出力軸Ｉ
３を回転させることができる。

”６＋ヒ’１ｆｉｒ、！’、＝ニー１ｉｆｌ＋ｉｌ−二
ｔｋ＋１ｎｚ＝＋＝４１１１１ｆ−ｉｔｑｊ＋ｈび第２
の遊星歯車変速機Ａ、Ｂを設けてなるため、高速回転体
１１０回転速度に拘らずエンジン側出力軸１２．アクチ
ュエータ側出力軸１３に要求する回転速度が得られる。

また、エンジン側出力軸１２と高速回転体１１の回転軸
およびアクチュエータ側出力軸１３とが四−軸ｉ上にあ
るため、高速回転体１１が高速で回転してもねじり振動
°の発生を抑えることができ、さらに連結装置の形状に
間単にコンパクトにできるため、第３図に示す如く連結
装置をカバー９から出張ら７【いよ５１Ｎ＋４：８に搭
載することができる。

なお、上記実施例は第１．第２の遊星歯車変速機Ａ、Ｂ
を構成するリングギア１７，２２をエンジン側出力軸１
２とアクチュエータ側出力軸１３にそれぞれ直結し、キ
ャリア軸１８．２３の回転速度を第１．第２の回転速度
制御機１９．２４で制御するようにしたもの忙ついて説
明したが、本発明による遊星歯車変速機の構成はかかる
実施例に限定されるものではなく、キャリア軸１８．２
３をエンジン側出力軸１２とアクチュエータ側出力軸１
３に直結し、リングギア１７，２２の回転速度を第１．
第２の回転速度ｔｂｄ御４，１！１９．２４で制御する
ようにしても同様の効果を奏することができる。

以上説明したように、本発明によれば、エンジン側出力
軸とアクチュエータ側出力１曲との間に一対の遊星ｍ卓
変速機と蓄エネルギー用高速回転体とを同心的に連結し
たため、勧力連粕系の構造を簡単にすることができるば
かりでなく、ねじり振動の発生を抑えて強度上、Ｍｉ音
上凝れた連結機構を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蓄エネルギー用高速回転体の連結機構を
示す外観図、第２図は本発明による蓄エネルギー用高速
（ロ）転体の連結機構の要部を示す断面図、４３図は本
発明による蓄エネルギー用高速回転体の連結４幾構を示
す外観図である。ｌ・・・・・・エンジン、２・・・・・・油圧ポングー
モータ（′ｒクチュエータ）、１０・・・・・・蓄エネ
ルギー用高速回呟体、１２・・・・・・Ｌンジン１鴎出
力１１１１Ｉｌ、１３・・・・・・アクチュエータ軸出
カ軸、１５，２０・・・・・・サンギア、１６．２１・
・・°°・プラネットギア、１７，２２・・・・・・リ
ングギア、１８．２３・・・・・・キャリア軸、１９゜
２４・・・・・・回転速産制ｆｌｌ１機、Ａ、Ｂ・・・
・・・遊星歯車変速機。笥１図

Claims

【特許請求の範囲】蓄エネルギー用高速回転体をエンジンとアクチュエータ
闇に連結してなる動力連結系におい°〔、ｆ９’Ｊ　＊
ｒ２エンジンの出力軸と前記高速回転体の入力軸との間
に第１の遊星１七屯変速偵な連結し、この高速回転体の
出力軸に第２の遊星歯東変速機を連結し、さらにこの第
２の７・ｔｉ屋Ｃ′槓卓変運機の出力＠側に削、ｉｄア
クチュエータを連結したことを特徴とする蓄エネルギー
用高速回転体の連結機構。