WO2016153014A1 - ショベルおよびショベルの駆動方法 - Google Patents

ショベルおよびショベルの駆動方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016153014A1
WO2016153014A1 PCT/JP2016/059517 JP2016059517W WO2016153014A1 WO 2016153014 A1 WO2016153014 A1 WO 2016153014A1 JP 2016059517 W JP2016059517 W JP 2016059517W WO 2016153014 A1 WO2016153014 A1 WO 2016153014A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydraulic motor
turning
hydraulic
pressure
assist
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/059517
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭二 本田
石山　寛
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友重機械工業株式会社 filed Critical 住友重機械工業株式会社
Priority to JP2017508449A priority Critical patent/JP6615868B2/ja
Publication of WO2016153014A1 publication Critical patent/WO2016153014A1/ja

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means

Definitions

  • the present invention relates to an excavator for driving a turning mechanism by a hydraulic motor and a method for driving the excavator.
  • the hydraulic motor that drives the excavator turning mechanism is driven by high-pressure hydraulic fluid supplied from a hydraulic pump through a motor-driven hydraulic circuit.
  • the motor drive hydraulic circuit includes a pair of main pipelines including a pipeline through which hydraulic fluid supplied to the hydraulic motor flows and a pipeline through which hydraulic fluid discharged from the hydraulic motor flows.
  • one of the main pipelines becomes a supply pipeline
  • the other becomes a discharge pipeline.
  • the supply line and the discharge line are switched.
  • both the pair of main pipelines of the motor drive hydraulic circuit are closed to stop the drive of the hydraulic motor.
  • the revolving body of the shovel has a large inertia weight and cannot be stopped instantaneously. For this reason, even if the supply line is closed, the hydraulic motor tends to continue to rotate due to the inertial force of the swinging body.
  • an object of the present invention is to provide an excavator that can achieve an energy saving effect by reusing high-pressure hydraulic oil discharged when the turning hydraulic motor is stopped or decelerated.
  • a turning lever that is operated to turn the upper turning body, a pressure sensor that detects a pressure of hydraulic oil discharged from the turning hydraulic motor, and the turning hydraulic motor that is discharged.
  • a relief valve that discharges the hydraulic oil when the hydraulic oil becomes higher than the relief pressure, an assist hydraulic motor that is connected to the engine and assists driving of the engine, the turning hydraulic motor, and the assist hydraulic motor;
  • a controller for controlling the drive of the excavator, wherein the turning hydraulic motor is decelerated, and the detection value of the pressure sensor is set based on the relief pressure.
  • the controller opens the switching valve, and the hydraulic oil having a pressure equal to or higher than the relief pressure discharged from the turning hydraulic motor. Supplied to the assist hydraulic motor, excavator is provided.
  • the hydraulic oil discharged from the swing hydraulic motor becomes equal to or higher than the relief pressure
  • the hydraulic oil is supplied to the assist hydraulic motor to assist the drive of the engine.
  • the pressure accumulated in the hydraulic oil discharged from the swing hydraulic motor when the swing body is stopped or decelerated can be reused as the energy for driving the shovel, thereby contributing to the energy saving operation of the shovel.
  • FIG. 1 is a side view of an excavator according to an embodiment.
  • An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the excavator via a swing mechanism 2.
  • a boom 4 is attached to the upper swing body 3.
  • An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as an end attachment is attached to the tip of the arm 5.
  • a slope bucket, a kite bucket, or the like may be used.
  • the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 constitute an excavation attachment as an example of the attachment, and are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, respectively.
  • the upper swing body 3 is provided with a cabin 10, and a power source such as a main pump 14 is mounted as an engine 11 and a hydraulic pump driven by the engine 11. Further, the upper swing body 3 is provided with a swing hydraulic motor 21 for driving the above-described swing mechanism 2 to swing the upper swing body 3. Further, the upper swing body 3 is provided with a hydraulic circuit for driving the swing hydraulic motor 21, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, and the like.
  • a controller 30 is provided as a main control unit for controlling the drive of the excavator.
  • the controller 30 includes an arithmetic processing device that includes a CPU and an internal memory. Various functions of the controller 30 are realized by the CPU executing programs stored in the internal memory.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the drive system of the excavator shown in FIG.
  • the mechanical power system is indicated by a double line
  • the high-pressure hydraulic line is indicated by a thick solid line
  • the pilot line is indicated by a broken line
  • the electric drive / control system is indicated by a thin solid line.
  • the engine 11 is a power source for the excavator.
  • the engine 11 is a diesel engine that employs isochronous control that maintains the engine speed constant regardless of increase or decrease in engine load.
  • the fuel injection amount, fuel injection timing, boost pressure and the like in the engine 11 are controlled by the engine control unit D7.
  • the engine control unit D7 is a device that controls the engine 11. In the present embodiment, the engine control unit D7 performs various functions such as an auto idle function and an auto idle stop function.
  • a main pump 14 and a pilot pump 15 as hydraulic pumps are connected to the output shaft of the engine 11 via a transmission 13.
  • a control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high pressure hydraulic line 16.
  • the control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system of the excavator.
  • the hydraulic actuators such as the right traveling hydraulic motor 1A, the left traveling hydraulic motor 1B, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, and the turning hydraulic motor 21 are connected to the control valve 17 through a high pressure hydraulic line. .
  • the operating device 26 is connected to the pilot pump 15 through the pilot line 25.
  • the operating device 26 includes a lever 26A, a lever 26B, and a pedal 26C.
  • the operating device 26 is connected to the control valve 17 via a hydraulic line 27.
  • the operating device 26 is connected to a pressure sensor 29 via a hydraulic line 28.
  • the pressure sensor 29 detects the operation of the lever 26A, lever 26B, and pedal 26C of the operating device 26 as a change in pilot pressure.
  • the pressure sensor 29 outputs a pressure detection value to the controller 30.
  • the lever for the turning operation is assumed to be the lever 26A, and is hereinafter also referred to as a turning operation lever 26A.
  • an assist hydraulic motor 40 that assists the engine 11 is provided.
  • the assist hydraulic motor 40 is driven using hydraulic oil discharged from a hydraulic actuator including the turning hydraulic motor 21.
  • the assist hydraulic motor 40 is connected to the output shaft of the engine 11 via the transmission 13.
  • Driving the engine 11 can be assisted by driving the assist hydraulic motor 40. In other words, by reusing the energy of the hydraulic oil discharged from the turning hydraulic motor 21 as the driving force of the engine 11, the fuel consumption of the engine 11 is reduced, contributing to the energy saving of the excavator.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a tandem hydraulic circuit.
  • the tandem hydraulic circuit shown in FIG. 3 includes a first pump 14L, a second pump 14R, a control valve 17, and various hydraulic actuators.
  • the hydraulic actuator includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a turning hydraulic motor 21, an assist hydraulic motor 40, and an accumulator 80.
  • the boom cylinder 7 is a hydraulic cylinder that raises and lowers the boom 4.
  • a regeneration valve 7a is connected between the bottom side oil chamber and the rod side oil chamber of the boom cylinder 7, and a holding valve 7b is arranged on the bottom side oil chamber side.
  • the arm cylinder 8 is a hydraulic cylinder that opens and closes the arm 5.
  • a regeneration valve 8a is connected between the bottom side oil chamber and the rod side oil chamber of the arm cylinder 8, and a holding valve 8b is arranged on the rod side oil chamber side.
  • the bucket cylinder 9 is a hydraulic cylinder that opens and closes the bucket 6.
  • the first pump 14L is a hydraulic pump that sucks and discharges hydraulic oil from the hydraulic oil tank T.
  • the first pump 14L is a swash plate type variable displacement hydraulic pump.
  • the first pump 14L is connected to a regulator (not shown).
  • the regulator controls the discharge amount of the first pump 14L by changing the swash plate tilt angle of the first pump 14L in accordance with a command from the controller 30.
  • Assist hydraulic motor 40 is a swash plate type variable displacement hydraulic motor in this embodiment.
  • the assist hydraulic motor 40 is connected to a regulator (not shown) similarly to the first pump 14L and the second pump 14R.
  • the regulator changes the swash plate tilt angle of the assist hydraulic motor 40 in accordance with a command from the controller 30 to control the rotation speed of the assist hydraulic motor 40.
  • the drive shafts of the first pump 14L, the second pump 14R, and the assist hydraulic motor 40 are mechanically coupled. Specifically, the drive shafts of the first pump 14L, the second pump 14R, and the assist hydraulic motor 40 are connected to the output shaft of the engine 11 through the transmission 13 at a predetermined gear ratio. Therefore, if the engine speed is constant, the speeds of the first pump 14L, the second pump 14R, and the assist hydraulic motor 40 are also constant. However, the first pump 14L, the second pump 14R, and the assist hydraulic motor 40 may be connected to the engine 11 via a continuously variable transmission or the like so that the rotational speed can be changed even if the engine rotational speed is constant. Good.
  • the control valve 17 is a hydraulic control device that controls a hydraulic drive system in the excavator.
  • the control valve 17 includes variable load check valves 50, 51A, 51B, 52A, 52B, 53, unified bleed-off valves 56L, 56R, switching valves 62B, 62C, and flow control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173. including.
  • the flow control valves 171A and 171B are valves that control the direction and flow rate of the hydraulic oil flowing into and out of the arm cylinder 8. Specifically, the flow control valve 171 ⁇ / b> A supplies the first hydraulic oil to the arm cylinder 8, and the flow control valve 171 ⁇ / b> B supplies the second hydraulic oil to the arm cylinder 8. Therefore, the first hydraulic oil and the second hydraulic oil can flow into the arm cylinder 8 at the same time.
  • the flow control valve 172A is a valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the boom cylinder 7.
  • the flow control valve 172B is a valve that allows the first hydraulic oil to flow into the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 when a boom raising operation is performed. When the boom lowering operation is performed, the flow control valve 172B can join the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 to the first hydraulic oil.
  • the flow control valve 173 is a valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the bucket cylinder 9.
  • the flow control valve 173 includes a check valve 173c for regenerating hydraulic oil flowing out from the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9 into the bottom side oil chamber.
  • variable load check valves 50, 51A, 51B, 52A, 52B, 53 are respectively flow rate control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 and at least one of the first pump 14L and the second pump 14R. It is a 2-port 2-position valve that can be switched between communication and blocking. These six variable load check valves function as a merging switching unit by operating in conjunction with each other.
  • the unified bleed-off valves 56L and 56R are valves that operate in response to a command from the controller 30.
  • the unified bleed-off valve 56L is a 2-port 2-position electromagnetic valve capable of controlling the discharge amount of the first hydraulic oil to the hydraulic oil tank T.
  • the unified bleed-off valves 56L and 56R can reproduce the combined opening of the associated flow control valve among the flow control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, and 173.
  • the unified bleed-off valve 56L can reproduce the combined opening of the flow control valves 170, 171A, 172B, and the unified bleed-off valve 56R can reproduce the combined opening of the flow control valves 171B, 172A, 173.
  • Each of the flow control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 is a 6-port 3-position spool valve, and has a center bypass port. Therefore, the unified bleed-off valve 56L is disposed downstream of the flow control valve 171A, and the unified bleed-off valve 56R is disposed downstream of the flow control valve 171B.
  • Variable load check valves 50, 51 A, 51 B, 52 A, 52 B, and 53 are valves that operate in response to commands from the controller 30.
  • the variable load check valves 50, 51A, 51B, 52A, 52B, 53 are each of the flow control valves 170, 171A, 171B, 172A, 172B, 173 and one of the first pump 14L or the second pump 14R. Is a 2-port 2-position solenoid valve that can be switched between communication and blocking.
  • Each of the variable load check valves 50, 51A, 51B, 52A, 52B, 53 has a check valve that shuts off the flow of hydraulic oil that returns to the pump side in the first position.
  • variable load check valves 51A and 51B allow the flow control valves 171A and 171B to communicate with the first pump 14L and the second pump 14R, respectively, when the check valve is in the first position. When the valve is in the second position, the communication is cut off. The same applies to the variable load check valves 52A and 52B and the variable load check valve 53.
  • the turning hydraulic motor 21 is a hydraulic motor for turning the upper turning body 3.
  • the ports 21L and 21R of the turning hydraulic motor 21 are connected to the hydraulic oil tank T via relief valves 22L and 22R, respectively, and are connected to the regeneration valve 22G via a shuttle valve 22S.
  • the ports 21L and 21R of the turning hydraulic motor 21 are connected to the discharge port 40B of the assist hydraulic motor 40 via check valves 23L and 23R.
  • An accumulator 80 is connected to a predetermined position of a pipe connecting the check valves 23L and 23R and the discharge port 40B of the assist hydraulic motor 40 via an on-off valve 82.
  • the on-off valve 82 is a valve that operates in response to a command from the controller 30 and switches communication / blocking between the accumulator 80, the turning hydraulic motor 21, and the assist hydraulic motor 40.
  • the relief valve 22L opens when the pressure on the port 21L side reaches a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil on the port 21L side to the hydraulic oil tank T.
  • the relief valve 22R opens when the pressure on the port 21R side reaches a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil on the port 21R side to the hydraulic oil tank T.
  • the shuttle valve 22S supplies the hydraulic oil having the higher pressure on the port 21L side and the port 21R side to the regeneration valve 22G.
  • the regeneration valve 22G is a valve that operates in response to a command from the controller 30 and switches communication / blocking between the turning hydraulic motor 21 (shuttle valve 22S), the assist hydraulic motor 40, and the accumulator 80.
  • the check valve 23L is opened when the pressure on the port 21L side becomes negative, and the hydraulic oil discharged from the discharge port 40B of the assist hydraulic motor 40 and the hydraulic oil accumulated in the accumulator 80 are supplied to the turning hydraulic motor. 21 is supplied to the port 21L side.
  • the check valve 23R is opened when the pressure on the port 21R side becomes negative, and the hydraulic oil discharged from the discharge port 40B of the assist hydraulic motor 40 and the hydraulic oil accumulated in the accumulator 80 are supplied to the turning hydraulic motor. 21 is supplied to the port 21R side.
  • the check valves 23L and 23R and the accumulator 80 constitute a supply mechanism that supplies hydraulic oil to the suction-side port when the hydraulic hydraulic motor 21 is braked.
  • the hydraulic oil discharged from the other hydraulic circuit to the hydraulic oil tank T is supplied to the accumulator 80, and the hydraulic oil in the accumulator 80 is not lost.
  • the check valve 88 blocks the flow of hydraulic oil flowing into the discharge port 40B of the assist hydraulic motor 40.
  • the check valve 88 blocks the flow of hydraulic oil from the accumulator 80 to the assist hydraulic motor 40.
  • the assist hydraulic motor can be driven by supplying high-pressure hydraulic oil generated at the port 21L or the port 21R to the assist hydraulic motor 40 when the turning hydraulic motor 21 is braked. Since the assist hydraulic motor 40 is driven, the drive of the engine 11 is assisted, so that the fuel consumption of the engine can be reduced accordingly.
  • the pressure sensor 29 detects this and sends a signal to the controller.
  • the controller 30 sends a control signal to the flow control valve 170, switches the position of the flow control valve 170, and shuts off the supply of hydraulic oil from the first pump 14L to the turning hydraulic motor 21.
  • the case where the turning operation lever 26 ⁇ / b> A is returned to the neutral position may be when it has begun to return to the neutral position.
  • the supply of hydraulic oil to the port 21L of the turning hydraulic motor 21 is stopped.
  • the turning hydraulic motor 21 tries to continue to rotate due to the inertial force of the upper turning body 3.
  • the hydraulic oil on the port 21L side is depressurized and the hydraulic oil on the port 21R side is pressurized by the rotation of the turning hydraulic motor 21.
  • the controller 30 sends a control signal to the on-off valve 82 to open the on-off valve 82. Accordingly, the hydraulic oil in the accumulator 80 flows to the port 21L side of the turning hydraulic motor 21 through the check valve 23L. Thus, when the turning hydraulic motor 21 is decelerated, the hydraulic oil is replenished from the accumulator 80 to the suction side port of the turning hydraulic motor 21. As a result, the turning hydraulic motor 21 can rotate due to inertia without causing a large negative pressure on the port 21L side.
  • the controller 30 sends a control signal to the regeneration valve 22G to Open 22G.
  • the high-pressure hydraulic oil on the port 21R side flows through the regeneration valve 22G as indicated by arrows A and B, and is supplied to the supply port 40A of the assist hydraulic motor 40. Therefore, the assist hydraulic motor 40 is driven by the high-pressure hydraulic oil on the port 21R side generated by the rotation of the turning hydraulic motor 21 due to the inertia, and can assist the drive of the engine 11.
  • the hydraulic oil that has become low pressure by driving the assist hydraulic motor 40 is discharged from the discharge port 40B, flows as indicated by arrows C and D, returns to the port 21R side of the turning hydraulic motor 21 through the check valve 23R. It is. At this time, the amount of hydraulic oil returned to the port 21R side is reduced by the loss due to the assist hydraulic motor 40 or the like, but the loss is supplemented by the hydraulic oil accumulated in the accumulator 80.
  • the controller 30 monitors the pressure detected by the pressure sensor 84 while the hydraulic oil circulates between the turning hydraulic motor 21 and the assist hydraulic motor 40.
  • the controller 30 sends a control signal to the regeneration valve 22G and closes the regeneration valve 22G. This is because when the pressure of the hydraulic oil on the port 21R side of the turning hydraulic motor 21 becomes lower than the relief pressure of the relief valve 22R, an appropriate braking force cannot be obtained.
  • the assist hydraulic motor 40 is connected to the output shaft of the engine 11 and is always rotating. Therefore, when hydraulic fluid is not supplied from the outside (when the regeneration valve 22G is closed), the assist hydraulic motor 40 can idle.
  • a hydraulic motor is preferably used.
  • the pressure sensor 84 is provided upstream of the regeneration valve 22G in order to detect the pressure on the high pressure side of the turning hydraulic motor 21, but instead of the pressure sensor 84, pressure sensors 84L and 84R are provided to provide a high pressure side.
  • the pressure of the hydraulic oil may be detected.
  • the pressure sensor 84L is provided in the vicinity of the port 21L of the turning hydraulic motor 21, detects the pressure on the port 21L side, and notifies the controller 30 of it.
  • the pressure sensor 84R is provided in the vicinity of the port 21R of the turning hydraulic motor 21, detects the pressure on the port 21R side, and notifies the controller 30 of it.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of an all parallel hydraulic circuit. 4, parts that are the same as the parts shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
  • control valve 17 includes variable load check valves 51 to 53, a merging valve 55, and flow control valves 170 to 173.
  • the flow control valves 170 to 173 are valves that control the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the hydraulic actuator.
  • each of the flow control valves 170 to 173 is a four-port three-position spool valve that operates by receiving pilot pressure generated by the operating device 26 such as the corresponding lever 26A to 26C at either the left or right pilot port. It is.
  • the operating device 26 applies the pilot pressure generated according to the operation amount (operating angle) of the levers 26A to 26C to the pilot port on the side corresponding to the operating direction.
  • the flow control valve 170 is a spool valve that controls the direction and flow rate of the hydraulic oil flowing into and out of the turning hydraulic motor 21.
  • the flow control valve 171 is a spool valve that controls the direction and flow rate of the hydraulic oil flowing into and out of the arm cylinder 8.
  • the flow control valve 172 is a spool valve that controls the direction and flow rate of hydraulic oil flowing into and out of the boom cylinder 7.
  • the flow control valve 173 is a spool valve that controls the direction and flow rate of the hydraulic oil flowing into and out of the bucket cylinder 9.
  • variable load check valves 51 to 53 are valves that operate in response to a command from the controller 30.
  • the variable load check valves 51 to 53 are two ports that can switch communication / blocking between each of the flow control valves 171 to 173 and at least one of the first pump 14L and the second pump 14R. This is a two-position solenoid valve.
  • the variable load check valves 51 to 53 have a check valve for blocking the flow of hydraulic oil returning to the pump side at the first position. Specifically, when the variable load check valve 51 is in the first position, the flow control valve 171 communicates with at least one of the first pump 14L and the second pump 14R and is in the second position. In that case, the communication is cut off. The same applies to the variable load check valve 52 and the variable load check valve 53.
  • the merging valve 55 is an example of a merging switching unit, and is a valve that operates in accordance with a command from the controller 30.
  • the merging valve 55 includes hydraulic oil discharged from the first pump 14L (hereinafter referred to as “first hydraulic oil”) and hydraulic oil discharged from the second pump 14R (hereinafter referred to as “second hydraulic oil”). It is a 2-port 2-position solenoid valve capable of switching whether or not to join. Specifically, the merging valve 55 merges the first hydraulic oil and the second hydraulic oil when in the first position, and merges the first hydraulic oil and the second hydraulic oil when in the second position. Do not let it.
  • the hydraulic oil generated at the port 21L or the port 21R when the turning hydraulic motor 21 is braked is supplied to the assist hydraulic motor 40.
  • the assist hydraulic motor 40 can be driven.
  • the drive of the engine 11 is assisted, so that the fuel consumption of the engine can be reduced by that amount, which contributes to the energy saving of the excavator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

　ショベルは、エンジンの駆動をアシストするアシスト油圧モータ４０と、旋回用油圧モータとアシスト油圧モータとの間に配置された再生弁２２Ｇとを有する。旋回用油圧モータが減速し、且つ、旋回用油圧モータから排出される作動油の圧力がリリーフ圧に基づいて設定される閾値以上となると、コントローラ３０は再生弁２２Ｇを開き、旋回用油圧モータ２１から排出された作動油をアシスト油圧モータ４０へ供給する。

Description

ショベルおよびショベルの駆動方法
　本発明は、油圧モータにより旋回機構を駆動するショベルおよびショベルの駆動方法に関する。
　ショベルの旋回機構を駆動する油圧モータは、油圧ポンプからモータ駆動油圧回路を通じて供給される高圧の作動油により駆動される。モータ駆動油圧回路は、油圧モータに供給する作動油が流れる管路と油圧モータから排出された作動油が流れる管路との一対の主管路を含む。主管路の一方が供給管路となると、もう一方が排出管路となる。油圧モータの回転方向を反対にするには、供給管路と排出管路を切り替える。
　ショベルの旋回体の旋回を停止するときには、モータ駆動油圧回路の一対の主管路を両方とも閉止して、油圧モータの駆動を停止する。ところが、ショベルの旋回体は大きな慣性重量を有しており、瞬時には停止することができない。このため、供給管路を閉止しても油圧モータは旋回体の慣性力により回り続けようとする。
　これに伴い、閉止された排出管路には油圧モータから排出された作動油が流れ込み、排出管路内の油圧が急激に上昇する。この排出配管内の油圧の上昇は、油圧モータにブレーキをかけることとなるが、油圧が上昇しすぎると排出配管が破損するおそれがある。そこで、排出管路にリリーフ弁を設けて、排出管路内の油圧が所定の圧力（リリーフ圧）を超えないようにし、高圧による排出管路の破損を防止する（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に開示されたモータ駆動油圧回路では、可変リリーフ弁により排出管路の油圧を供給管路に戻すこととしているが、排出管路内の作動油をリリーフ弁により作動油タンクに戻すこともある。
実開平５－２７３０３号公報
　モータ駆動油圧回路の主管路にリリーフ弁を設けて排出管路から油圧を逃がす場合、高圧の作動油を放出することとなり、油圧として作動油に蓄積されたエネルギが無駄になる。
　そこで、本発明は、旋回用油圧モータの停止又は減速時に排出される高圧の作動油を再利用して省エネ効果を達成できるショベルを提供することを目的とする。
　ある実施形態によれば、上部旋回体を旋回させるために操作される旋回レバーと、旋回用油圧モータから排出される作動油の圧力を検出する圧力センサと、前記旋回用油圧モータから排出される作動油がリリーフ圧以上の高圧となった場合に、作動油を放出するリリーフ弁と、エンジンに接続され、エンジンの駆動をアシストするアシスト油圧モータと、前記旋回用油圧モータと前記アシスト油圧モータとの間に配置された切替弁と、ショベルの駆動を制御するコントローラとを有するショベルであって、前記旋回用油圧モータが減速し、且つ、前記圧力センサの検出値がリリーフ圧に基づいて設定される閾値以上となると、前記コントローラは前記切替弁を開き、前記旋回用油圧モータから排出された前記リリーフ圧以上の圧力の作動油を前記アシスト油圧モータへ供給する、ショベルが提供される。
　開示した実施形態によれば、旋回油圧モータからの排出された作動油の圧力がリリーフ圧以上となると、作動油をアシスト油圧モータに供給してエンジンの駆動をアシストする。これにより、旋回体の停止又は減速時に旋回油圧モータから排出された作動油に蓄積されている圧力を、ショベルの駆動用のエネルギとして再利用することができ、ショベルの省エネ運転に貢献できる。
本発明の一実施形態によるショベルの側面図である。 ショベルの駆動系の構成図である。 タンデム油圧回路の回路図である。 全パラレル油圧回路の回路図である。
　図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　図１は一実施形態によるショベルの側面図である。ショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられる。エンドアタッチメントとして、法面用バケット、浚渫用バケット、等が用いられてもよい。
　ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例として掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。
　上部旋回体３にはキャビン１０が設けられ、且つエンジン１１及びエンジン１１により駆動される油圧ポンプとしてメインポンプ１４等の動力源が搭載される。また、上部旋回体３には、上述の旋回機構２を駆動して上部旋回体３を旋回させるための旋回用油圧モータ２１が設けられる。さらに、上部旋回体３には、旋回用油圧モータ２１、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等を駆動するための油圧回路が設けられる。
　キャビン１０内には、ショベルの駆動を制御するための主制御部としてコントローラ３０が設けられる。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
　図２は、図１のショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示される。
　エンジン１１はショベルの動力源である。本実施形態では、エンジン１１は、エンジン負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、エンジンコントロールユニットＤ７により制御される。
　エンジンコントロールユニットＤ７はエンジン１１を制御する装置である。本実施形態では、エンジンコントロールユニットＤ７は、オートアイドル機能、オートアイドルストップ機能等の各種機能を実行する。
　エンジン１１の出力軸には、変速機１３を介して油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。メインポンプ１４には高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続される。
　コントロールバルブ１７は、ショベルの油圧系の制御を行う油圧制御装置である。右側走行用油圧モータ１Ａ、左側走行用油圧モータ１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回用油圧モータ２１等の油圧アクチュエータは、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。
　パイロットポンプ１５にはパイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。
　操作装置２６は、レバー２６Ａ、レバー２６Ｂ、ペダル２６Ｃを含む。本実施形態では、操作装置２６は、油圧ライン２７を介してコントロールバルブ１７に接続される。また、操作装置２６は、油圧ライン２８を介して圧力センサ２９に接続される。
　圧力センサ２９は、操作装置２６のレバー２６Ａ、レバー２６Ｂ、及びペダル２６Ｃの操作をパイロット圧の変化として検出する。圧力センサ２９は、圧力検出値をコントローラ３０に対して出力する。ここで、旋回操作用のレバーはレバー２６Ａであるとし、以後、旋回操作レバー２６Ａとも称する。
　上述の構成に加えて、本実施形態では、エンジン１１をアシストするアシスト油圧モータ４０が設けられる。アシスト油圧モータ４０は、旋回用油圧モータ２１を含む油圧アクチュエータから排出される作動油を用いて駆動される。アシスト油圧モータ４０は、変速機１３を介してエンジン１１の出力軸に接続されている。アシスト油圧モータ４０を駆動することにより、エンジン１１の駆動をアシストすることができる。すなわち、旋回用油圧モータ２１から排出される作動油のエネルギをエンジン１１の駆動力として再利用することで、エンジン１１の燃料消費量が低減され、ショベルの省エネに貢献する。
　次に、図３を参照しながら、本実施形態による油圧回路の一例であるタンデム油圧回路について説明する。図３はタンデム油圧回路の回路図である。
　図３に示すタンデム油圧回路は、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、コントロールバルブ１７、及び各種油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回用油圧モータ２１、アシスト油圧モータ４０、及びアキュムレータ８０を含む。
　ブームシリンダ７は、ブーム４を昇降させる油圧シリンダである。ブームシリンダ７のボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁７ａが接続され、ボトム側油室側には保持弁７ｂが配置される。アームシリンダ８は、アーム５を開閉させる油圧シリンダである。アームシリンダ８のボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁８ａが接続され、ロッド側油室側には保持弁８ｂが配置される。バケットシリンダ９は、バケット６を開閉させる油圧シリンダである。
　第１ポンプ１４Ｌは、作動油タンクＴから作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプであり、本実施形態では斜板式可変容量型油圧ポンプである。第１ポンプ１４Ｌはレギュレータ（図示せず）に接続される。レギュレータは、コントローラ３０からの指令に応じて第１ポンプ１４Ｌの斜板傾転角を変更して第１ポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。第２ポンプ１４Ｒについても同様である。
　アシスト油圧モータ４０は、本実施形態では斜板式可変容量型油圧モータである。アシスト油圧モータ４０は、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒと同様にレギュレータ（図示せず）に接続される。レギュレータは、コントローラ３０からの指令に応じてアシスト油圧モータ４０の斜板傾転角を変更してアシスト油圧モータ４０の回転数を制御する。
　本実施形態では、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びアシスト油圧モータ４０は、それぞれの駆動軸が機械的に連結される。具体的には、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びアシスト油圧モータ４０の駆動軸は、変速機１３を介して所定の変速比でエンジン１１の出力軸に連結される。そのため、エンジン回転数が一定であれば、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びアシスト油圧モータ４０の回転数も一定となる。但し、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びアシスト油圧モータ４０は、エンジン回転数が一定であっても回転数を変更できるよう、無段変速機等を介してエンジン１１に接続されてもよい。
　コントロールバルブ１７は、ショベルにおける油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、可変ロードチェック弁５０，５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３、統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒ、切替弁６２Ｂ，６２Ｃ、及び流量制御弁１７０，１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３を含む。
　流量制御弁１７１Ａ，１７１Ｂは、アームシリンダ８に流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。具体的には、流量制御弁１７１Ａは、第１作動油をアームシリンダ８に供給し、流量制御弁１７１Ｂは、第２作動油をアームシリンダ８に供給する。したがって、アームシリンダ８には、第１作動油と第２作動油とが同時に流入し得る。
　流量制御弁１７２Ａは、ブームシリンダ７に流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。流量制御弁１７２Ｂは、ブーム上げ操作が行われた場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室に第１作動油を流入させる弁である。流量制御弁１７２Ｂは、ブーム下げ操作が行われた場合には、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を第１作動油に合流させることができる。
　流量制御弁１７３は、バケットシリンダ９に流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。流量制御弁１７３は、バケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油をボトム側油室に再生するためのチェック弁１７３ｃをその内部に含む。
　可変ロードチェック弁５０，５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３は、流量制御弁１７０，１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３のそれぞれと第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間の連通・遮断を切り替え可能な２ポート２位置の弁である。これら６つの可変ロードチェック弁は、それぞれが連動して動作することで合流切替部としての機能を果たす。
　統一ブリードオフ弁５６Ｌ，５６Ｒは、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施形態では、統一ブリードオフ弁５６Ｌは、第１作動油の作動油タンクＴへの排出量を制御可能な２ポート２位置の電磁弁である。統一ブリードオフ弁５６Ｒについても同様である。この構成により、統一ブリードオフ弁５６Ｌ，５６Ｒは、流量制御弁１７０，１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３のうちの関連する流量制御弁の合成開口を再現できる。具体的には、統一ブリードオフ弁５６Ｌは流量制御弁１７０，１７１Ａ，１７２Ｂの合成開口を再現でき、統一ブリードオフ弁５６Ｒは流量制御弁１７１Ｂ，１７２Ａ，１７３の合成開口を再現できる。
　なお、流量制御弁１７０，１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３の各々は、６ポート３位置のスプール弁であり、センターバイパスポートを有する。そのため、統一ブリードオフ弁５６Ｌは流量制御弁１７１Ａの下流に配置され、統一ブリードオフ弁５６Ｒは流量制御弁１７１Ｂの下流に配置される。
　可変ロードチェック弁５０，５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施形態では、可変ロードチェック弁５０，５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３は、流量制御弁１７０，１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３のそれぞれと第１ポンプ１４Ｌ又は第２ポンプ１４Ｒの一方との間の連通・遮断を切り替え可能な２ポート２位置の電磁弁である。可変ロードチェック弁５０，５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３の各々は、第１位置において、ポンプ側に戻る作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。具体的には、可変ロードチェック弁５１Ａ，５１Ｂは、チェック弁が第１位置にある場合に、流量制御弁１７１Ａ，１７１Ｂと第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒとの間をそれぞれ連通させ、チェック弁が第２位置にある場合にその連通を遮断する。可変ロードチェック弁５２Ａ，５２Ｂ及び可変ロードチェック弁５３についても同様である。
　旋回用油圧モータ２１は、上部旋回体３を旋回させる油圧モータである。旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌ、２１Ｒは、それぞれリリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを介して作動油タンクＴに接続され、シャトル弁２２Ｓを介して再生弁２２Ｇに接続される。また、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌ、２１Ｒは、チェック弁２３Ｌ、２３Ｒを介して、アシスト油圧モータ４０の排出ポート４０Ｂに接続される。
　チェック弁２３Ｌ、２３Ｒとアシスト油圧モータ４０の排出ポート４０Ｂとを接続する配管の所定の位置に、開閉弁８２を介してアキュムレータ８０が接続される。開閉弁８２は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁であり、アキュムレータ８０と、旋回用油圧モータ２１及びアシスト油圧モータ４０との間の連通・遮断を切り替える。
　リリーフ弁２２Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｌ側の作動油を作動油タンクＴに排出する。同様に、リリーフ弁２２Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｒ側の作動油を作動油タンクＴに排出する。
　シャトル弁２２Ｓは、ポート２１Ｌ側及びポート２１Ｒ側のうちの圧力が高い方の作動油を再生弁２２Ｇに供給する。再生弁２２Ｇは、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁であり、旋回用油圧モータ２１（シャトル弁２２Ｓ）とアシスト油圧モータ４０及びアキュムレータ８０との間の連通・遮断を切り替える。
　再生弁２２Ｇが開くと、ポート２１Ｌ側及びポート２１Ｒ側のうちの圧力が高い方の作動油が、アシスト油圧モータ４０の供給ポート４０Ａに供給され、アシスト油圧モータ４０が駆動される。
　チェック弁２３Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が負圧になった場合に開き、アシスト油圧モータ４０の排出ポート４０Ｂから排出される作動油及びアキュムレータ８０に蓄積されている作動油を、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌ側に補給する。チェック弁２３Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が負圧になった場合に開き、アシスト油圧モータ４０の排出ポート４０Ｂから排出される作動油及びアキュムレータ８０に蓄積されている作動油を、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒ側に補給する。このように、チェック弁２３Ｌ、２３Ｒ及びアキュムレータ８０は、旋回用油圧モータ２１の制動時に吸い込み側のポートに作動油を補給する補給機構を構成する。なお、図示はしないが、アキュムレータ８０には他の油圧回路から作動油タンクＴに排出される作動油が供給されるようになっており、アキュムレータ８０内の作動油が無くなることはない。
　チェック弁８８はアシスト油圧モータ４０の排出ポート４０Ｂに流入する作動油の流れを遮断する。本実施形態では、チェック弁８８はアキュムレータ８０からアシスト油圧モータ４０への作動油の流れを遮断する。
　以上のようなタンデム油圧回路により、旋回用油圧モータ２１のブレーキ時にポート２１Ｌ又はポート２１Ｒに発生する高圧の作動油をアシスト油圧モータ４０に供給して、アシスト油圧モータを駆動することができる。アシスト油圧モータ４０が駆動されることで、エンジン１１の駆動がアシストされるので、その分だけエンジンの燃料消費量を低減することができる。
　次に、アシスト油圧モータ４０が駆動されるときの作動油の流れについて、図３を参照しながら説明する。
　ここで、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌに作動油が供給されて上部旋回体３が旋回している状態で、旋回操作レバー２６Ａが中立位置に戻されて、旋回動作が減速して停止される場合について説明する。
　旋回操作レバー２６Ａが中立位置に戻されると、圧力センサ２９がこれを検知し、コントローラに信号を送る。この信号を受けると、コントローラ３０は、流量制御弁１７０に制御信号を送り、流量制御弁１７０の位置を切り替えて第１ポンプ１４Ｌから旋回用油圧モータ２１への作動油の供給を遮断する。ここで、旋回操作レバー２６Ａが中立位置に戻される場合とは、中立位置に戻され始めたときでもよい。
　すると、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌへの作動油の供給が停止される。ところが、上部旋回体３の慣性力により旋回用油圧モータ２１は回転を続ようとする。旋回用油圧モータ２１の回転により、ポート２１Ｌ側の作動油は減圧され、ポート２１Ｒ側の作動油は加圧される。
　このとき、コントローラ３０は、開閉弁８２に制御信号を送って、開閉弁８２を開く。これにより、アキュムレータ８０内の作動油がチェック弁２３Ｌを通って旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌ側に流れる。このように、旋回用油圧モータ２１が減速される際に、アキュムレータ８０から旋回用油圧モータ２１の吸い込み側のポートに作動油が補充される。これにより、ポート２１Ｌ側が大きな負圧とはならずに旋回用油圧モータ２１は慣性により回転できる状態となる。
　このように、旋回用油圧モータ２１が慣性により回転を続けると、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒ側の作動油の圧力が上昇し、リリーフ弁２２Ｒのリリーフ圧まで上昇する。このときにポート２１Ｒ側の作動油に発生した圧力は、旋回用油圧モータ２１の回転を阻止しようとするブレーキ力となる。
　そして、再生弁２２Ｇの上流側に接続された圧力センサ８４が、ポート２１Ｒ側の作動油の圧力がリリーフ圧となったことを検出すると、コントローラ３０は再生弁２２Ｇに制御信号を送って再生弁２２Ｇを開く。これにより、ポート２１Ｒ側の高圧の作動油は、再生弁２２Ｇを通って矢印Ａ，Ｂのように流れ、アシスト油圧モータ４０の供給ポート４０Ａに供給される。したがって、アシスト油圧モータ４０は、旋回用油圧モータ２１の慣性による回転により発生したポート２１Ｒ側の高圧の作動油により駆動され、エンジン１１の駆動をアシストすることができる。
　アシスト油圧モータ４０を駆動して低圧となった作動油は、排出ポート４０Ｂから排出されて矢印Ｃ，Ｄのように流れ、チェック弁２３Ｒを通って、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒ側に戻される。このときにポート２１Ｒ側に戻される作動油の量は、アシスト油圧モータ４０等による損失分が少なくなっているが、損失分はアキュムレータ８０に蓄積されている作動油により補充されることとなる。
　以上のように作動油が旋回用油圧モータ２１とアシスト油圧モータ４０との間で循環している間、コントローラ３０は圧力センサ８４の検出圧力を監視している。そして、検出圧力がリリーフ弁２２Ｒのリリーフ圧以下となると、コントローラ３０は再生弁２２Ｇに制御信号を送り、再生弁２２Ｇを閉じる。これは、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒ側の作動油の圧力がリリーフ弁２２Ｒのリリーフ圧より低くなると、適正なブレーキ力が得られなくなるからである。
　なお、本実施形態では、アシスト油圧モータ４０はエンジン１１の出力軸に接続されて常に回転しているため、外部から作動油が供給されない場合には（再生弁２２Ｇが閉じられたときには）空転できる油圧モータが用いられることが好ましい。
　また、旋回用油圧モータ２１の高圧側の圧力を検出するために圧力センサ８４を再生弁２２Ｇの上流側に設けているが、圧力センサ８４の代わりに、圧力センサ８４Ｌ，８４Ｒを設けて高圧側の作動油の圧力を検出してもよい。圧力センサ８４Ｌは旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌの近傍に設けられ、ポート２１Ｌ側の圧力を検出してコントローラ３０に通知する。圧力センサ８４Ｒは旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒの近傍に設けられ、ポート２１Ｒ側の圧力を検出してコントローラ３０に通知する。
　次に、本実施形態による油圧回路の他の例として全パラレル油圧回路について、図４を参照しながら説明する。図４は全パラレル油圧回路の回路図である。図４において、図３に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は適宜省略する。
　図４に示す全パラレル油圧回路において、コントロールバルブ１７は、可変ロードチェック弁５１～５３、合流弁５５、及び流量制御弁１７０～１７３を含む。
　流量制御弁１７０～１７３は、油圧アクチュエータに流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。本実施形態では、流量制御弁１７０～１７３のそれぞれは、対応するレバー２６Ａ～２６Ｃ等の操作装置２６が生成するパイロット圧を左右何れかのパイロットポートで受けて動作する４ポート３位置のスプール弁である。操作装置２６は、レバー２６Ａ～２６Ｃの操作量（操作角度）に応じて生成したパイロット圧を、操作方向に対応する側のパイロットポートに作用させる。
　具体的には、流量制御弁１７０は、旋回用油圧モータ２１に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。流量制御弁１７１は、アームシリンダ８に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。流量制御弁１７２は、ブームシリンダ７に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。流量制御弁１７３は、バケットシリンダ９に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
　可変ロードチェック弁５１～５３は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、可変ロードチェック弁５１～５３は、流量制御弁１７１～１７３のそれぞれと第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間の連通・遮断を切り替え可能な２ポート２位置の電磁弁である。なお、可変ロードチェック弁５１～５３は、第１位置において、ポンプ側に戻る作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。具体的には、可変ロードチェック弁５１は、第１位置にある場合に流量制御弁１７１と第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。可変ロードチェック弁５２及び可変ロードチェック弁５３についても同様である。
　合流弁５５は、合流切替部の一例であり、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、合流弁５５は、第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油（以下、「第１作動油」と称する）と第２ポンプ１４Ｒが吐出する作動油（以下、「第２動油」と称する）とを合流させるか否かを切り替え可能な２ポート２位置の電磁弁である。具体的には、合流弁５５は、第１位置にある場合に第１作動油と第２作動油とを合流させ、第２位置にある場合に第１作動油と第２作動油とを合流させないようにする。
　図４に示す全パラレル油圧回路の構成部品及びそれらの接続は、上述のコントロールバルブ１７以外は、図３に示す構成部品及びそれらの接続と同様であり、その説明は省略する。
　以上のような全パラレル油圧回路によっても、上述のタンデム油圧回路と同様に、旋回用油圧モータ２１のブレーキ時にポート２１Ｌ又はポート２１Ｒに発生する高圧の作動油をアシスト油圧モータ４０に供給して、アシスト油圧モータ４０を駆動することができる。アシスト油圧モータ４０が駆動されることで、エンジン１１の駆動がアシストされるので、その分だけエンジンの燃料消費量を低減することができ、ショベルの省エネに貢献する。
　本国際特許出願は２０１５年３月２６日に出願した日本国特許出願第２０１５－０６５１６０号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１５－０６５１６０号の全内容を本願に援用する。
　１　　下部走行体
　２　　旋回機構
　３　　上部旋回体
　４　　ブーム
　５　　アーム
　６　　バケット
　７　　ブームシリンダ
　８　　アームシリンダ
　９　　バケットシリンダ
　７ａ，８ａ，９ａ　　再生弁
　７ｂ，８ｂ　　保持弁
　１０　　キャビン
　１１　　エンジン
　１３　　変速機
　１４Ｌ　　第１ポンプ
　１４Ｒ　　第２ポンプ
　１４ａＬ，１４ａＲ　　リリーフ弁
　１７　　コントロールバルブ
　２１　　旋回用油圧モータ
　２１Ｌ，２１Ｒ　　ポート
　２２Ｌ，２２Ｒ　　リリーフ弁
　２２Ｓ　　シャトル弁
　２２Ｇ　　再生弁
　２３Ｌ，２３Ｒ　　チェック弁
　３０　　コントローラ
　４０　　アシスト油圧モータ
　５０，５１，５１Ａ，５１Ｂ，５２，５２Ａ，５２Ｂ，５３　　可変ロードチェック弁
　５５　　合流弁
　５６Ｌ，５６Ｒ　　統一ブリードオフ弁
　８０　　アキュムレータ
　８２　　開閉弁
　８４，８４Ｌ，８４Ｒ　　圧力センサ
　８８　　チェック弁

Claims (8)

  1. 　上部旋回体を旋回させるために操作される旋回レバーと、
    　旋回用油圧モータから排出される作動油の圧力を検出する圧力センサと、
    　前記旋回用油圧モータから排出される作動油がリリーフ圧以上の高圧となった場合に、作動油を放出するリリーフ弁と、
    　エンジンに接続され、エンジンの駆動をアシストするアシスト油圧モータと、
    　前記旋回用油圧モータと前記アシスト油圧モータとの間に配置された切替弁と、
    　ショベルの駆動を制御するコントローラと
    　を有するショベルであって、
    　前記旋回用油圧モータが減速し、且つ、前記圧力センサの検出値がリリーフ圧に基づいて設定される閾値以上となると、前記コントローラは前記切替弁を開き、前記旋回用油圧モータから排出された前記リリーフ圧以上の圧力の作動油を前記アシスト油圧モータへ供給する、ショベル。
  2. 　請求項１記載のショベルであって、
    　前記圧力センサの検出値が前記閾値より低くなると、前記コントローラは前記切替弁を閉じる、ショベル。
  3. 　請求項１記載のショベルであって、
    　前記アシスト油圧モータと前記旋回用油圧モータとの間で、前記作動油が循環する循環路が設けられている、ショベル。
  4. 　請求項３記載のショベルであって、
    　前記循環路中の、前記アシスト油圧モータから前記旋回用油圧モータに作動油が流れる部分にアキュムレータが接続された、ショベル。
  5. 　請求項４に記載のショベルであって、
    　前記旋回用油圧モータの減速時に、前記アキュムレータから、前記旋回用油圧モータの吸入側へ前記作動油が補充される、ショベル。
  6. 　上部旋回体を旋回させるために操作される旋回レバーと、
    　旋回用油圧モータから排出される作動油の圧力を検出する圧力センサと、
    　前記旋回用油圧モータから排出される作動油がリリーフ圧以上の高圧となった場合に、作動油を放出するリリーフ弁と、
    　エンジンに接続され、エンジンの駆動をアシストするアシスト油圧モータと、
    　前記旋回用油圧モータと前記アシスト油圧モータとの間に配置された切替弁と、
    　ショベルの駆動を制御するコントローラと
    　を有するショベルの駆動方法であって、
    　前記旋回用油圧モータが減速し、且つ、前記圧力センサの検出値がリリーフ圧に基づいて設定される閾値以上となると、前記切替弁を開き、前記旋回用油圧モータから排出された前記リリーフ圧以上の圧力の作動油を前記アシスト油圧モータへ供給する、ショベルの駆動方法。
  7. 　請求項６記載のショベルの駆動方法であって、
    　前記圧力センサの検出値が前記閾値より低くなると、前記切替弁を閉じる、ショベルの駆動方法。
  8. 　請求項７記載のショベルの駆動方法であって、
    　前記アシスト油圧モータと前記旋回用油圧モータとの間で、前記作動油を循環させる、ショベルの駆動方法。
PCT/JP2016/059517 2015-03-26 2016-03-24 ショベルおよびショベルの駆動方法 WO2016153014A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017508449A JP6615868B2 (ja) 2015-03-26 2016-03-24 ショベルおよびショベルの駆動方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-065160 2015-03-26
JP2015065160 2015-03-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016153014A1 true WO2016153014A1 (ja) 2016-09-29

Family

ID=56978985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/059517 WO2016153014A1 (ja) 2015-03-26 2016-03-24 ショベルおよびショベルの駆動方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6615868B2 (ja)
WO (1) WO2016153014A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014095395A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Kayaba Ind Co Ltd ハイブリッド建設機械の制御システム
JP2015031365A (ja) * 2013-08-05 2015-02-16 住友重機械工業株式会社 ショベル

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5496135B2 (ja) * 2011-03-25 2014-05-21 日立建機株式会社 油圧作業機の油圧システム
JP5857004B2 (ja) * 2013-07-24 2016-02-10 日立建機株式会社 建設機械のエネルギ回生システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014095395A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Kayaba Ind Co Ltd ハイブリッド建設機械の制御システム
JP2015031365A (ja) * 2013-08-05 2015-02-16 住友重機械工業株式会社 ショベル

Also Published As

Publication number Publication date
JP6615868B2 (ja) 2019-12-04
JPWO2016153014A1 (ja) 2018-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6469844B2 (ja) ショベルおよびショベルの駆動方法
JP5687150B2 (ja) 建設機械
US10604916B2 (en) Shovel
WO2010128645A1 (ja) ハイブリッド建設機械の制御装置
JP6013503B2 (ja) 建設機械
JPWO2014069066A1 (ja) ショベル
JP6675871B2 (ja) ショベル
US10100847B2 (en) Shovel
WO2019054366A1 (ja) 建設機械の油圧駆動システム
KR20110052041A (ko) 굴삭기의 선회에너지 회생장치
JP2011226491A (ja) 油圧ショベルの旋回油圧回路
JP6675870B2 (ja) ショベル
JP6615868B2 (ja) ショベルおよびショベルの駆動方法
WO2017170352A1 (ja) ショベル
JP6338834B2 (ja) ショベル
JP6522386B2 (ja) ショベル
JP2014105541A (ja) 作業機械
JP2020200882A (ja) 作業機械
JPWO2019022029A1 (ja) ショベル
JP2019011801A (ja) ショベル

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16768917

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017508449

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16768917

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1