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発明の名称 建設機械
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−329573(P2001−329573A)
公開日 平成13年11月30日(2001.11.30)
出願番号 特願2000−151423(P2000−151423)
出願日 平成12年5月23日(2000.5.23)
代理人 【識別番号】100067828
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2D003
3G093
5H572
【Fターム(参考)】
2D003 AA01 AB05 AB07 BA01 BA05 BA08 BB02 CA04 CA09 CA10 DA03 DA04 DB02 
3G093 AA10 AA15 AA16 BA19
5H572 AA20 BB02 CC02 DD01 EE04 FF05
発明者 吉松 英昭
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の油圧アクチュエータを駆動する複数の油圧ポンプが、別々の電動機によって駆動され、制御手段によりこの各電動機の回転数が個別に制御されることによって上記各油圧ポンプの吐出量が制御されるように構成されたことを特徴とする建設機械。
【請求項2】 複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動する電動機と、上記油圧ポンプと各油圧アクチュエータとの間に設けられて各油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、外部から操作されてこのコントロールバルブに対する作動指令を出す操作装置と、この操作装置の操作に応じて上記コントロールバルブの作動ストローク及び電動機の回転数を制御する制御手段とを具備することを特徴とする建設機械。
【請求項3】 複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを分担して駆動する複数の油圧ポンプと、この各油圧ポンプを別々に駆動する複数の電動機と、上記油圧ポンプと各油圧アクチュエータとの間に設けられて各油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、外部から操作されてこのコントロールバルブに対する作動指令を出す操作装置と、この操作装置の操作に応じて上記コントロールバルブの作動ストローク及び電動機の回転数を制御する制御手段とを具備することを特徴とする建設機械。
【請求項4】 請求項2または3記載の建設機械において、操作装置の操作量が0のときにコントロールバルブが中立位置で電動機が停止し、操作量の増加に応じてコントロールバルブの作動ストローク及び電動機回転数が増加するように構成されたことを特徴とする建設機械。
【請求項5】 電動機の回転数制御による油圧ポンプの吐出量制御のみによって流量制御を行い、ブリードオフ流量が0となるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の建設機械。
【請求項6】 操作装置が0から一定量操作された時点で電動機回転数が0からスタンバイ回転数に上昇してスタンバイ流量が確保されるように構成されたことを特徴とする請求項4記載の建設機械。
【請求項7】 ポンプ吐出油をブリードオフするブリードオフ手段が、各コントロールバルブとは別に各コントロールバルブに共用される状態で設けられたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の建設機械。
【請求項8】 電動機のトルクの最大値を制御することによって油圧ポンプの最高吐出圧力を制限するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の建設機械。
【請求項9】 電動機を駆動する電源装置が、エンジンによって駆動される発電機と、余剰電力を蓄えて不足電力を補うバッテリから成ることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の建設機械。
【請求項10】 下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体とによって建設機械本体が構成され、油圧アクチュエータ以外のアクチュエータとして上記上部旋回体を旋回させる旋回用電動機が用いられたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の建設機械。
【請求項11】 下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体とによって建設機械本体が構成されるとともに、上記上部旋回体に掘削アタッチメントが設けられたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の建設機械。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電動機で油圧ポンプを駆動して油圧アクチュエータを作動させる建設機械(油圧ショベル、クレーン等)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベルを例にとって従来の技術を説明する。
【0003】従来、油圧ショベルは、下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭載し、この上部旋回体に、ブームとアームとバケットを備えた掘削アタッチメントを取付けて構成し、ポンプ吐出油を各油圧アクチュエータに供給してブーム、アーム、バケット、走行、旋回の各動作を行わせるように構成している。
【0004】しかし、この従来の油圧ショベルは、エンジンでポンプを駆動し、このポンプからの圧油をコントロールバルブ経由で油圧アクチュエータに供給する構成をとっている。すなわち、ポンプの余剰流量をコントロールバルブやリリーフ弁等でタンクに絞り捨てることによってアクチュエータの流量制御を行う構成をとっているため、エネルギーのロスが大きい上に、騒音、排ガス等の公害問題が生じていた。
【0005】そこで最近、エンジンで発電機を駆動して電動機を回転させ、この電動機で油圧ポンプを回転させる所謂ハイブリッド方式のショベルが提案されている。
【0006】このハイブリッド方式によると、電動機の回転数制御によってポンプ吐出量(アクチュエータ供給流量)を制御できるため、従来の純油圧式と比較して基本的にエネルギーロスが少ない等のメリットがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、提案された技術では、一つの電動機で複数の油圧ポンプを駆動する構成をとっているため、各ポンプの回転数が常に同一となり、それぞれの吐出油量が異なるにもかかわらず各ポンプ同一となる。従って、吐出量が少なくてよいポンプも他のポンプに引きずられて高速回転することになり、ポンプ効率が悪いとともに、余剰流量をバルブでタンクに捨てることになるため、なおエネルギーロスが大きくなる。
【0008】そこで本発明は、電動機で油圧ポンプを駆動するハイブリッド方式において、ポンプの無駄な運転を無くし、省エネルギー化を実現することができる建設機械を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数の油圧アクチュエータを駆動する複数の油圧ポンプが、別々の電動機によって駆動され、制御手段によりこの各電動機の回転数が個別に制御されることによって上記各油圧ポンプの吐出量が制御されるように構成されたものである。
【0010】請求項2の発明は、複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動する電動機と、上記油圧ポンプと各油圧アクチュエータとの間に設けられて各油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、外部から操作されてこのコントロールバルブに対する作動指令を出す操作装置と、この操作装置の操作に応じて上記コントロールバルブの作動ストローク及び電動機の回転数を制御する制御手段とを具備するものである。
【0011】請求項3の発明は、複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを分担して駆動する複数の油圧ポンプと、この各油圧ポンプを別々に駆動する複数の電動機と、上記油圧ポンプと各油圧アクチュエータとの間に設けられて各油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブと、外部から操作されてこのコントロールバルブに対する作動指令を出す操作装置と、この操作装置の操作に応じて上記コントロールバルブの作動ストローク及び電動機の回転数を制御する制御手段とを具備するものである。
【0012】請求項4の発明は、請求項2または3の構成において、操作装置の操作量が0のときにコントロールバルブが中立位置で電動機が停止し、操作量の増加に応じてコントロールバルブの作動ストローク及び電動機回転数が増加するように構成されたものである。
【0013】請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの構成において、電動機の回転数制御による油圧ポンプの吐出量制御のみによって流量制御を行い、ブリードオフ流量が0となるように構成されたものである。
【0014】請求項6の発明は、請求項1乃至4のいずれかの構成において、操作装置が0から一定量操作された時点で電動機回転数が0からスタンバイ回転数に上昇してスタンバイ流量が確保されるように構成されたものである。
【0015】請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれかの構成において、ポンプ吐出油をブリードオフするブリードオフ手段が、各コントロールバルブとは別に各コントロールバルブに共用される状態で設けられたものである。
【0016】請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれかの構成において、電動機のトルクの最大値を制御することによって油圧ポンプの最高吐出圧力を制限するように構成されたものである。
【0017】請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれかの構成において、電動機を駆動する電源装置が、エンジンによって駆動される発電機と、余剰電力を蓄えて不足電力を補うバッテリから成るものである。
【0018】請求項10の発明は、請求項1乃至9のいずれかの構成において、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体とによって建設機械本体が構成され、油圧アクチュエータ以外のアクチュエータとして上記上部旋回体を旋回させる旋回用電動機が用いられたものである。
【0019】請求項11の発明は、請求項1乃至10のいずれかの構成において、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体とによって建設機械本体が構成されるとともに、上記上部旋回体に掘削アタッチメントが設けられたものである。
【0020】請求項1とこれを引用する各請求項の構成によると、各油圧ポンプが個々に最適流量に制御されるため、ポンプ効率が良いとともに、油をバルブで絞り捨てる無駄を抑えることができる。
【0021】一方、請求項2とこれを引用する各請求項の構成によると、コントロールバルブを操作する操作装置の操作によって同時に電動機の回転数(ポンプ吐出量)が制御され、このコントロールバルブとポンプ吐出量の二つの制御によって各アクチュエータに対する供給流量、すなわち、各アクチュエータの作動/停止及び作動速度が制御される。このため、流量の無駄が無く、省エネルギーとなるとともに、一つの電動機で複数のアクチュエータを受け持つことができ、アクチュエータごとに電動機を設ける無駄がない。
【0022】また、操作装置の操作のみによってポンプ流量制御と各アクチュエータへの流量配分を行うことができるため、操作が簡単となる。
【0023】請求項1,2の構成を組み合わせた請求項3の構成によると、上記請求項1,2双方のメリットを同時に得ることができる。
【0024】請求項4の構成によると、操作装置によってコントロールバルブと電動機を制御する構成を前提として、操作装置が操作されていないときはコントロールバルブが中立となるともに電動機が停止するため、無駄な流量が一切無く、省エネルギー効果がより高いものとなる。
【0025】請求項5の構成によると、油を絞り捨てるブリードオフ流量が0となるため、さらに省エネルギーとなる。
【0026】請求項6の構成によると、一定の操作量で、電動機回転数がスタンバイ回転数となり、スタンバイ流量が確保されるため、複合操作等の操作性が良いものとなる。
【0027】請求項7の構成によると、各コントロールバルブに、ブリードオフ部分がなく、代わりに各コントロールバルブ共通のブリードオフ手段をバルブ外に設けているため、各コントロールバルブがコンパクトとなり、ハイブリッド化に伴う機器種類の増加による機器実装スペースの減少を補償することができる。
【0028】請求項8の構成によると、これまでのリリーフ弁でのリリーフ作用に代えて、電動機のトルク制御によってポンプ最高圧力を制限するため、省エネルギーとなる。
【0029】請求項9の構成によると、エンジンによって駆動される発電機と、余剰電力を蓄えて不足電力を補うバッテリの双方を電動機の電源とするため、軽負荷時に、発電機で発生した電力をバッテリに蓄え、重負荷時にバッテリの蓄電力で発電機の電力不足を補い、あるいは発電機に代わって負担することにより、負荷変動の激しい建設機械(とくに請求項11のショベル)のエンジン負荷を平滑化し、排ガスの削減及び燃費の低減を実現することができる。
【0030】請求項10の構成によると、上部旋回体を備えた建設機械(請求項11のショベルを含む)において、慣性の大きい上部旋回体の駆動源として電動機を用いるため、動力の回生効率が良く、一層省エネルギーとなる。しかもこの回生時の抵抗を旋回体の旋回ブレーキ力として利用することもできる。また、旋回と他の動作の制御系統が別となるため、これらの複合操作が容易となる。
【0031】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図によって説明する。
【0032】以下の実施形態では適用対象としてショベルを例にとっている。
【0033】第1実施形態(図1〜図6参照)
図1にこの実施形態にかかるショベル全体を示している。
【0034】同図において、1はクローラ式の下部走行体で、この下部走行体1上に上部旋回体2が旋回自在に搭載され、この上部旋回体2の前部に、ブーム3、アーム4、バケット5、ブーム起伏用のブーム起伏シリンダ6、アーム作動用のアームシリンダ7、バケット作動用のバケットシリンダ8から成る掘削アタッチメント9が装着されている。
【0035】上部旋回体2には、動力源としてのエンジン10と、このエンジン10によって駆動される発電機11と、バッテリ12と、第1及び第2の二台の電動機(ここでは一方のみを図示する。図2ではM1,M2と表示)13,14と、この両電動機13,14によって別々に駆動される第1及び第2油圧ポンプ(同上。P1,P2と表示)15,16が設置されている。
【0036】17は旋回用油圧モータ、18はこの旋回用油圧モータの回転力を減速して上部旋回体2に旋回力として伝える旋回用減速機、19は複数のコントロールバルブを備えたコントロールバルブユニットである。
【0037】また、下部走行体1には、走行駆動源としての左右の走行用油圧モータ(ここでは一方のみ図示)20,21が設けられている。
【0038】図2はこのショベルの駆動系及び制御系の構成を示している。
【0039】エンジン10の出力は増速機構22を介して発電機11に伝えられ、この発電機11で作られた電力が発電機制御器23及び電動機制御器24,25を介して第1及び第2電動機13,14に加えられて両電動機13,14が回転し、第1電動機13によって第1油圧ポンプ15、第2電動機14によって第2油圧ポンプ16がそれぞれ駆動される。
【0040】なお、上記増速機構(たとえば遊星歯車機構が用いられる)22により発電機11をエンジン10よりも高速で運転することによって発電機11の小形化が可能となる。
【0041】また、発電機11で作られた電力は、図3に示すように、作業時に必要な動力との関係で余った分が発電機制御器23により直流に変換されてバッテリ12に蓄えられ、必要に応じてこのバッテリ12の蓄電力が電動機電源として用いられる。
【0042】このようにバッテリ12の蓄電力で動力を補充する構成をとることにより、従来の、エンジンで油圧ポンプを駆動する純油圧方式をとる場合と比較して、エンジンを小形化できるとともにエンジン負荷を平滑化し、騒音及び排ガスを削減することができる。
【0043】一方、操作装置として、旋回、アーム、左走行、右走行、ブーム、バケット各レバー26,27,28,29,30,31が設けられ、この各レバー26〜31の操作により、図示しない操作量/電気信号変換手段(たとえばポテンショメータ)からレバー操作量(操作方向を含む。以下同じ)に応じた指令信号がコントローラ32に向けて出力される。
【0044】このコントローラ32は、上記指令信号に基づき、各アクチュエータごとに設けられたコントロールバルブ(図2ではバルブユニット19として示す)に作動信号を出力するとともに、第1及び第2両電動機13,14(電動機制御器24,25)に回転数指令信号a,bを送る。
【0045】これにより、コントロールバルブがレバー操作量に応じてストローク作動すると同時に、電動機13,14がレバー操作量に応じた回転数で回転してポンプ15,16がこの電動機回転数に比例した流量を吐出する。
【0046】すなわち、レバー操作によってコントロールバルブと電動機13,14(ポンプ15,16)が同時に制御され、この同時制御によって各アクチュエータの速度が制御される。
【0047】第1油圧ポンプ15は、旋回用油圧モータ17、アームシリンダ7、左走行用油圧モータ20の圧油供給源として使用され、第2油圧ポンプ16は残りのアクチュエータ(右走行用油圧モータ21、ブームシリンダ6、バケットシリンダ8)の圧油供給源として使用される。
【0048】なお、両両電動機13,14、及び両ポンプ15,16はそれぞれ同一容量のものが使用される。また、第1油圧ポンプ15はブームシリンダ6を増速させるための合流油の供給源としても使用され、第2油圧ポンプはアームシリンダ7を増速させるための合流油の供給源としても使用されることは従来通りである。
【0049】図4には、そのうち第1油圧ポンプ15(第1電動機13)系の油圧回路を例示している。
【0050】33は左走行モータ用、34はアームシリンダ用、35は旋回モータ用、36はブームシリンダ合流増速用の各コントロールバルブで、この各コントロールバルブ33,34,35,36がそれぞれレバー操作量に応じたストロークで作動して上記各アクチュエータ(旋回用油圧モータ17、アームシリンダ7、左走行用油圧モータ20)の作動が制御される。36はリリーフ弁、Tはタンクである。
【0051】各コントロールバルブ33〜35は、図5に示すような開口面積特性を備えたメータイン、メータアウト、ブリードオフの各通路を有し、レバー操作によるこのコントロールバルブ33〜35のストローク制御と電動機13,14(ポンプ15,16)の制御により図6に示すような流量特性が得られる。
【0052】すなわち、レバー中立(操作量0)では電動機回転数は0であり、A点で電動機回転数が急勾配で(またはステップ状に)立ち上がってスタンバイ回転数に上昇し、ポンプ吐出量がスタンバイ流量Qsとなる。このときコントロールバルブ33〜35はまだストローク作動しておらず、ポンプ吐出油はブリードオフされる。
【0053】このように、コントロールバルブ33〜35のストローク作動に先立ってスタンバイ流量Qsを確保しておくことにより、複合操作時等の操作性が良いものとなる。
【0054】そして、レバー操作量がA点を超えた後、レバー操作量に応じて電動機回転数(ポンプ流量)、及びコントロールバルブ33〜35のストロークが増加し、このバルブストローク(開度)とポンプ流量、それにアクチュエータ負荷圧力によってアクチュエータ流量が決まる。
【0055】B点は、ポンプ流量をブリードオフ通路で絞ってポンプ圧力が負荷圧力になった点であり、このB点からアクチュエータに油が流れ始める。
【0056】一方、電動機トルクの最大値を制御することにより、油圧ポンプ15の最高吐出圧力を制限することもできる。こうすれば、これまでのリリーフ弁でのリリーフ作用に代えて、電動機トルクの制御によってポンプ最高圧力を制限するため、省エネルギーとなる。
【0057】なお、図2に示すように、第1及び第2両電動機13,14とは別に、図示しない旋回及び走行用パーキングブレーキ等を駆動するとともにコントロールバルブに対してパイロット油圧を供給するためのコントロール用の第3電動機38(M3と表示)及び第3油圧ポンプ39(P3と表示)が設けられている。
【0058】この第3油圧ポンプ39による油圧はアキュムレータ41に蓄えられて使用され、このアキュムレータ41の蓄圧が終了すると、これが圧力センサ42によって検出され、コントローラ32を通じて第3電動機38が停止する。40はこの第3電動機38用の電動機制御器である。
【0059】このような構成とすると、■ 両油圧ポンプ15,16が個々に最適流量に制御されるため、ポンプ効率が良いとともに、油をバルブで絞り捨てる無駄を抑えることができる。
【0060】■ レバー操作によってコントロールバルブ33〜36と電動機回転数(ポンプ吐出量)が同時に制御され、この同時によって各アクチュエータに対する供給流量、すなわち、各アクチュエータの作動/停止及び作動速度が制御されるため、流量の無駄が無く、省エネルギーとなる。
【0061】■ 一つの電動機13で複数のアクチュエータを受け持つことにより、アクチュエータごとに電動機を設ける無駄がない。
【0062】■ レバー操作のみによってポンプ流量制御と各アクチュエータへの流量配分を行うことができるため、操作が簡単となる。
【0063】■ レバー操作によってコントロールバルブ33〜36と電動機13を制御する構成を前提として、レバー操作されていないときはコントロールバルブ33〜36が中立となるともに電動機13が停止するため、無駄な流量が一切無く、省エネルギー効果がより高いものとなる。
【0064】なお、右走行モータ21、ブームシリンダ6、バケットシリンダ8を駆動及び制御する第2油圧ポンプ16(第2電動機14)系についても上記第1油圧ポンプ系と同様に構成され、同様の作用効果を得ることができる。
【0065】第2実施形態(図7参照)
以下の実施形態においては第1実施形態との相違点のみを説明する。
【0066】第1実施形態では各コントロールバルブ33〜36にブリードオフ通路を設けた構成をとったのに対し、第2実施形態では、各コントロールバルブ33〜36にはブリードオフ通路を設けず、各コントロールバルブ33〜36に共用される独立したブリードオフ手段としてのブリードオフ弁43をポンプ吐出回路に設け、レバー操作に基づくコントローラ32からの指令信号dによりこのブリードオフ弁43が作動して、第1実施形態の場合と同じバルブ特性を発揮するように構成している。
【0067】この構成によると、各コントロールバルブ33〜36がコンパクトとなり、ハイブリッド化に伴う機器種類の増加による機器実装スペースの減少を補償することができる。
【0068】第3実施形態(図8,9参照)
第3実施形態では、ブリードオフ手段を各コントロールバルブ33〜36にも、外部にも一切設けず、レバー操作量に応じて電動機回転数(ポンプ吐出量)を制御する構成をとっている。
【0069】すなわち、図9に示すようにレバー中立では電動機回転数は0で、A点で電動機回転数が立ち上がり始め、レバー操作量の増加に従って回転数が連続して増加する。
【0070】また、レバー操作量に応じてコントロールバルブストロークが制御され、A点ではメータイン開口が開き始め(あるいは少し開いており)、アクチュエータに油が流れ始める。
【0071】こうすれば、ブリードオフ部分が無く、ブリードオフ流量として絞り捨てる流量が無い分、省エネルギーの点でさらに有利となる。
【0072】なお、レバー操作量に対する電動機回転数(ポンプ吐出量)の特性を、図示しない特性切換手段により、図9に示すように通常モードと微操作モードとの間で切換えるようにしてもよい。
【0073】また、レバー操作量の小さい範囲では電動機トルクを最大値よりも小さくするのが望ましい。
【0074】何故なら、アクチュエータ停止時に、電動機13とコントロールバルブ33〜36の動特性の僅かな違いにより電動機13の停止の方が遅れるとポンプ吐出油の行き場がなくなってリリーフ弁37が作動し、回路に高圧が発生して操作性や機器強度の面で問題が生じる。これに対し、上記のようにレバー操作量の小さい範囲で電動機トルクを最大値よりも小さく抑えることにより、油圧回路の異常高圧の発生を抑制することができる。
【0075】第4実施形態(図10,11参照)
第4実施形態では、旋回用アクチュエータとして油圧モータに代えて電動機(第4電動機=図10ではM4と表示)44を用い、(イ)この第4電動機44を、電動機制御器45を通じて、レバー操作に基づくコントローラ32からの回転数指令信号eによって制御し、(ロ)同電動機44を旋回制動時には発電機として作用させる構成をとっている。
【0076】上記(イ)の制御に関して、回転数制御とすることもできるし、電流制御を介したトルク制御とすることもでき、あるいは速度とトルクの複合的な制御も可能であるため、慣性の大きいショベルの旋回動作の制御に適している。
【0077】また、上記(ロ)の制御によって回生ブレーキが働き、回生作用によって得られた電力はバッテリ12に蓄えられ、あるいは他のアクチュエータの大負荷時の電動機駆動力として利用される。
【0078】こうすれば、旋回の運動エネルギーが、従来のようにブレーキ弁からリリーフして捨てられるのではなく、電気エネルギーとして回生されるので、省エネルギーとなるとともに、油圧系の温度上昇を防ぐことができる。また、旋回動作を他のアクチュエータ動作と独立して制御できるため、複合操作時の操作性が良くなる。
【0079】ところで、上記実施形態では、コントローラ32からの電気信号によってコントロールバルブ33〜36を制御する構成をとったが、コントローラ32からの信号によって電磁比例式の減圧弁(リモコン弁)を制御し、このリモコン弁の二次圧によってコントロールバルブを制御する構成をとってもよい。
【0080】また、上記実施形態では、本発明の好適例であるショベルを適用対象として例に挙げたが、本発明はクレーンを含めて、複数の油圧アクチュエータを備えた建設機械に広く適用することができる。
【0081】
【発明の効果】上記のように請求項1とこれを引用する各請求項の発明によると、複数の油圧ポンプを別々の電動機によって駆動し、制御手段によりこの各電動機の回転数を個別に制御して各油圧ポンプの吐出量を制御する構成としたから、ポンプ効率が良いとともに、油をバルブで絞り捨てる無駄を抑えることができる。
【0082】一方、請求項2とこれを引用する各請求項の構成によると、コントロールバルブを操作する操作装置の操作によって同時に電動機の回転数(ポンプ吐出量)を制御し、このコントロールバルブとポンプ吐出量の二つの制御によって各アクチュエータに対する供給流量、すなわち、各アクチュエータの作動/停止及び作動速度を制御する構成としたから、流量の無駄が無く、省エネルギーとなるとともに、一つの電動機で複数のアクチュエータを受け持つことができ、アクチュエータごとに電動機を設ける無駄がない。
【0083】また、操作装置の操作のみによってポンプ流量制御と各アクチュエータへの流量配分を行うことができるため、操作が簡単となる。
【0084】請求項1,2の構成を組み合わせた請求項3の発明によると、上記請求項1,2双方の発明のメリットを同時に得ることができる。
【0085】請求項4の発明によると、操作装置によってコントロールバルブと電動機を制御する構成を前提として、操作装置が操作されていないときはコントロールバルブが中立となるともに電動機が停止するため、無駄な流量が一切無く、省エネルギー効果がより高いものとなる。
【0086】請求項5の発明によると、油を絞り捨てるブリードオフ流量が0となるため、さらに省エネルギーとなる。
【0087】請求項6の発明によると、一定の操作量で、電動機回転数がスタンバイ回転数となり、スタンバイ流量が確保されるため、複合操作等の操作性が良いものとなる。
【0088】請求項7の発明によると、各コントロールバルブにブリードオフ部分がなく、代わりに各コントロールバルブ共通のブリードオフ手段をバルブ外に設けているため、各コントロールバルブがコンパクトとなり、ハイブリッド化に伴う機器種類の増加による機器実装スペースの減少を補償することができる。
【0089】請求項8の発明によると、これまでのリリーフ弁でのリリーフ作用に代えて、電動機のトルク制御によってポンプ最高圧力を制限するため、省エネルギーとなる。
【0090】請求項9の発明によると、エンジンによって駆動される発電機と、余剰電力を蓄え手不足電力を補うバッテリの双方を電動機の電源とするため、軽負荷時に、発電機で発生した電力をバッテリに蓄え、重負荷時にバッテリの蓄電力で発電機の電力不足を補い、あるいは発電機に代わって負担することにより、負荷変動の激しい建設機械(とくに請求項11のショベル)のエンジン負荷を平滑化し、排ガスの削減及び燃費の低減を実現することができる。
【0091】請求項10の発明によると、上部旋回体を備えた建設機械(請求項11のショベルを含む)において、慣性の大きい上部旋回体の駆動源として電動機を用いるため、動力の回生効率が良く、一層省エネルギーとなる。しかもこの回生時の抵抗を旋回体の旋回ブレーキ力として利用することもできる。また、旋回と他の動作の制御系統が別となるため、これらの複合操作が容易となる。




 

 


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