液压马达的再生回路、具备再生回路的施工机械以及液压马达的再生回路的控制方法
【专利摘要】本发明提供一种再生液压马达的剩余能量的再生回路，即能够在回收液压马达的回油时对液压马达再供给压力比回油的压力低的压力油的液压马达的再生回路、具备再生回路的施工机械以及液压马达的再生回路的控制方法。该液压马达的再生回路，具备：回收液压马达的回油的回收油路；将回收的回油的能量再生的再生系统；以及从再生系统对液压马达再供给压力油的再供给油路，再生系统具有将经由回收油路回收的回油的压力能转换为机械能的压力油流入部；在转换为机械能时使压力比回油低的压力油向再供给油路流出的压力油流出部以及将已转换的机械能蓄积的再生部。
【专利说明】
液压马达的再生回路、具备再生回路的施工机械以及液压马达的再生回路的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压马达的再生回路、具备再生回路的施工机械以及液压马达的再生回路的控制方法。
[0002]本申请主张基于2013年5月20日申请的日本专利申请2013-106596号的优先权。该申请的所有内容通过参考援用于本说明书中。
【背景技术】
[0003]在利用液压使输出轴等旋转的机械(以下称为“液压马达”)中，有利用从液压泵吐出的压力油的压力能来旋转的机械。此时，液压马达将所供给的压力油作为回油排出。
[0004]所排出的回油具有剩余能量(压力、流量等)。因此，对于液压马达，有以有效利用回油的剩余能量为目的对所排出的回油(的能量)进行回收(再生)的技术。
[0005]专利文献I中，公开了如下技术，即将通过回转马达(液压马达)的动作产生的动能转换(再生)为压力油的势能、在回转马达加速时再利用势能的液压系统(液压回路)。
[0006]专利文献1:日本特表2011 - 514954号公报
[0007]但是，在专利文献I所公开的技术中，液压马达再生时，在液压马达的内部需要一定流量的油(工作油)，将从液压泵吐出的压力油持续供给到液压马达。并且，在专利文献I所公开的技术中，在液压马达进行再生时，将从液压泵吐出的压力油减压后供给到液压马达。即，专利文献I所公开的技术中，即使在再生时也消耗用于从液压泵吐出压力油的能量。并且，专利文献I所公开的技术中，由于对从液压泵吐出的压力油进行减压，因此会发生压力损失、发热等能量损失。
【发明内容】
[0008]本发明即是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供一种将液压马达的剩余能量再生的再生回路，在回收液压马达的回油时，能够将压力比回油的压力低的压力油再供给到液压马达。并且，本发明也可以为具备上述再生回路的施工机械。进而，本发明也可以是上述再生回路的控制方法。
[0009]根据本发明的一方式，提供一种液压马达的再生回路，其为对被供给从液压泵吐出的压力油的液压马达的动能进行再生的液压马达的再生回路，其特征在于，具备:回收上述液压马达的回油的回收油路；将回收的上述回油的能量再生的再生系统；以及从上述再生系统对上述液压马达再供给压力油的再供给油路，上述再生系统具有将经由上述回收油路回收的上述回油的压力能转换为机械能的压力油流入部；在转换为上述机械能时使压力比上述回油低的压力油向上述再供给油路流出的压力油流出部以及将已转换的上述机械能蓄积的再生部。也可以为以下的液压马达的再生回路，其特征在于，再生上述液压马达的动能时，从上述压力油流出部向上述液压马达再供给压力油，由此降低压力油从上述液压泵的吐出流量。也可以为以下的液压马达的再生回路，其特征在于，上述再生系统由活塞以及活塞用缸、柱塞以及柱塞用缸构成，并形成有由上述活塞划分的上述活塞用缸内的一方的缸室以及另一方的缸室、和上述柱塞用缸内的柱塞缸室，上述压力油流入部为上述一方的缸室，上述压力油流出部为上述另一方的缸室，上述再生部为上述柱塞缸室，或者，上述压力油流出部为上述柱塞缸室、上述再生部为上述另一方的缸室。也可以为以下的液压马达的再生回路，其特征在于，上述再生部还具备对根据已转换的上述机械能生成的压力油进行蓄积的蓄能器。也可以为以下的液压马达的再生回路，其特征在于，上述再供给油路还连接有工作油箱以及止回阀，上述工作油箱经由上述止回阀对上述再供给油路补给压力油。也可以为以下液压马达的再生回路，其特征在于，上述再生系统由活塞以及活塞用缸、以及与上述活塞连接的弹簧部件构成，形成有由上述活塞划分的上述缸内的一方的缸室以及另一方的缸室，上述压力油流入部为上述一方的缸室，上述压力油流出部为上述另一方的缸室，上述再生部为上述弹簧部件。也可以为以下的液压马达的再生回路，其特征在于，还具有被供给从上述液压泵吐出的压力油的液压驱动器，当同时驱动上述液压马达和上述液压驱动器时，上述再生系统回收来自该液压马达的高压的上述回油，并对已回收的上述回油的能量进行再生，通过上述再供给油路向该液压马达供给低压的压力油，上述液压驱动器从上述液压泵基于该液压驱动器的负载压力被供给压力油。也可以为以下的液压马达的再生回路，其特征在于，还具备:基于上述液压马达的旋转方向，切换分别与上述回收油路、上述再供给油路和该液压马达连接的油路的液压马达侧切换阀；和切换上述再生系统的上述压力油流入部和上述压力油流出部的再生侧切换阀。也可以为具备上述任意一种液压马达的再生回路的施工机械。
[0010]根据本发明的其他方式，提供一种液压马达的再生回路的控制方法，其为被供给从液压泵吐出的压力油的液压马达的动能再生的液压马达的再生回路的控制方法，该控制方法包括:使用回收油路回收上述液压马达的回油的回收步骤；再生所回收的上述回油的能量的再生步骤；以及使用再供给油路对上述液压马达再供给压力油的再供给步骤，上述再生步骤使用再生系统，将所回收的上述回油的压力能转换为机械能，并蓄积所转换的上述机械能，上述再供给步骤使用上述再生系统，通过上述再生步骤转化为上述机械能时，经由上述再供给油路，将压力比上述回油低的压力油再供给到上述液压马达。
[0011]发明效果:
[0012]根据本发明所涉及的液压马达的再生回路、具备再生回路的施工机械以及液压马达的再生回路的控制方法，能够在回收液压马达的回油时向液压马达再供给压力比回油的压力低的压力油。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是说明本发明的第I实施方式所涉及的液压马达的再生回路的一例的概略回路图。
[0014]图2是说明本发明的第I实施方式所涉及的再生系统的一例的概略结构图。
[0015]图3是说明本发明的第I实施方式所涉及的再生系统的其他例的概略结构图。
[0016]图4是说明本发明的第2实施方式所涉及的液压马达的再生回路的一例的概略回路图。
[0017]图5是说明本发明的实施例所涉及的施工机械的例的概略外观图。
[0018]符号说明
[0019]10，20:液压回路
[0020]11:再生系统(压力油流入部、压力油流出部以及再生部)
[0021]Ila:回收油路
[0022]Ilb:再供给油路
[0023]IlCa:活塞用缸
[0024]IlCaa:活塞用缸内的缸室(一方的缸室)
[0025]IlCab:活塞用缸内的缸室(另一方的缸室)
[0026]IlCb:柱塞用缸
[0027]IlCba:柱塞用缸内的缸室
[0028]IlRD:杆
[0029]IlPL:柱塞
[0030]IlPS:活塞
[0031]IlSP:弹簧部件
[0032]12:液压马达侧切换阀
[0033]13:方向控制阀
[0034]14:控制单元(控制器等)
[0035]21:再生侧切换阀
[0036]100:施工机械
[0037]IlOCb:驾驶室
[0038]IlOUp:上部回转体
[0039]IlOD w:下部行走体
[0040]111:动臂
[0041]Illa:动臂缸
[0042]112:斗杆
[0043]112a:斗杆缸
[0044]113:铲斗
[0045]113a:铲斗缸
[0046]114M:回转马达
[0047]Acm:蓄能器
[0048]Mtr:液压马达
[0049]Pmp:液压泵
[0050]Tnk:工作油箱
[0051]Vch:止回阀
【具体实施方式】
[0052]参照附图对不对本发明进行限定的例示的实施方式进行说明。另外，在全体附图的记载中，对相同或对应的部件或零件赋予相同或对应的参照符号，并省略重复的说明。并且，图中并不是以表示部件或零件间的对比为目的。因此，具体的尺寸能够参照不对以下进行限定的实施方式，由本领域技术人员决定。
[0053]以后，利用实施方式所涉及的液压马达的再生回路对本发明进行说明。另外，本发明除了本实施方式之外，只要是具备利用液压来旋转输出轴等的机械的设备(液压回路、机械、设备、装置、单元、系统等)、即将该机械的剩余能量(例如液压马达的回油能量)进行再生(回收、再生、蓄积等)的设备，可以用于任意的设备。
[0054]通过下记中所示的顺序说明本发明。
[0055]1.第I实施方式所涉及的液压回路
[0056]1-1再生系统的例
[0057]I 一 2再生动作的例
[0058]2.第2实施方式所涉及的液压回路
[0059]3.实施例(施工机械的例)
[0060]1.第I实施方式所涉及的液压回路
[0061]利用图1说明本发明的第I实施方式所涉及的液压回路10。图1是说明本实施方式所涉及的液压回路10的一例的概略回路图。这里，图中记载的实线表示油路(压力油的通路)。附加//的实线表示电力控制系统。
[0062]另外，图1中，为了说明本发明主要示出液压泵Pmp吐出的压力油的油路及后述的再生回路(再生系统11、回收油路11a、再供给油路11b)，省略其他部分(例如其他液压驱动器(液压缸、液压马达)等)。
[0063]如图1所示，本实施方式所涉及的液压回路10具备:吐出压力油(工作油)的液压泵Pmp ;被供给从液压泵Pmp吐出的压力油的液压马达Mtr。并且，液压回路10具有:回收液压马达Mtr的回油的回收油路Ila ;再生所回收的回油的能量的再生系统11 ;和将压力油从再生系统11再供给到液压马达的再供给油路lib。进而，液压回路10上连接有控制液压回路10整体动作的控制单元14。另外，本实施方式所涉及的液压回路10(控制单元14)被搭载于施工机械(例如后述的图5)时，根据操作人员操作的操作杆的操作量以及操作方向控制液压回路10的各构成的动作。
[0064]液压泵Pmp吐出供给到液压马达Mtr (以及未图示的其他液压驱动器)的压力油(工作油)。在本实施方式中，液压泵Pmp被机械地连接于作为动力源的引擎(未图示)的输出轴上，利用动力源的动力吐出压力油。另外，液压泵Pmp通过控制单元14控制其吐出流量。控制单元14例如在将液压回路10搭载于施工机械时，根据操作人员输入的操作杆的操作量控制液压泵Pmp的吐出流量(例如调节器的倾斜角)。
[0065]液压马达Mtr为根据所供给的压力油的压力(液压)旋转驱动的机械。液压马达Mtr能够使用例如齿轮马达、叶片式液压马达、活塞液压马达等。在本实施方式中，液压马达Mtr经由切换液压马达Mtr的旋转方向以及旋转速度的方向控制阀13从液压泵Pmp被供给压力油。另外，方向控制阀13根据控制单元14切换其阀芯位置。控制单元14例如在将液压回路10搭载于施工机械上时，根据操作人员输入的操作杆的操作量以及操作方向，控制方向控制阀13的阀芯位置(例如输入的遥控压力)。
[0066]本发明所涉及的液压回路10通过回收油路11a、再供给油路lib、再生系统11构成再生回路。
[0067]这里，回收油路Ila是用于回收液压马达Mtr的回油的油路。回收油路Ila经由基于液压马达Mtr的旋转方向被切换的液压马达侧切换阀12与液压马达Mtr连接。并且，再供给油路Ilb是指将压力比所回收的回油的压力低的压力油再供给至液压马达Mtr的油路。再供给油路Ilb经由基于液压马达Mtr的旋转方向被切换的液压马达侧切换阀12与液压马达Mtr连接。另外，液压马达侧切换阀12通过控制单元14切换其阀芯位置。
[0068]再生系统11是指对已回收的回油的能量进行再生(回收、再生、蓄积等)的再生系统。再生系统11具备:将经由回收油路Ila已回收的回油的压力能转换为机械能的压力油流入部；在转换为机械能时使压力比回油低的压力油(例如低压的压力油)向再供给油路Ilb流出的压力油流出部；以及将转换了的机械能蓄积的再生部。另外，对压力油流入部、压力油流出部以及再生部(以及图中的蓄能器Acm、工作油箱Tnk以及止回阀Vch)用后述的“I 一 I再生系统的例”进行说明。
[0069]控制单元14控制液压泵Pmp的吐出流量、液压马达侧切换阀12、方向控制阀13等。控制单兀 14 由包括 CPU (Central Processing Unit)以及 RAM (Random AccessMemory)>ROM (Read Only Memory)等的运算处理装置构成。例如将液压回路10搭载在施工机械上时，控制单元14也可以利用搭载在施工机械上的控制器。
[0070]本发明所涉及的再生回路(控制单元14)在再生液压马达Mtr的动能时，利用回收油路11a，回收液压马达Mtr的回油(例如高压的压力油)。并且，本发明所涉及的再生回路在再生液压马达Mtr的动能时，利用再生系统11再生已回收的回油的能量。进而，本发明所涉及的再生回路在再生液压马达Mtr的动能时，利用再供给油路Ilb将压力油(例如低压的压力油)再供给到液压马达Mtr。
[0071]由此，本发明所涉及的液压回路10 (液压马达的再生回路)在再生液压马达Mtr的动能时，能够降低从液压泵Pmp供给到液压马达Mtr的压力油的吐出流量，因此，能够削减从液压泵Pmp吐出压力油的能量。并且，本发明所涉及的液压回路10 (液压马达的再生回路)在再生液压马达Mtr的动能时，由于不需要将从液压泵Pmp吐出的压力油减压而向液压马达Mtr供给，因此能够防止发生伴随从液压泵Pmp供给压力油(以及减压)的压力损失、发热等能量损失。
[0072]1-1再生系统的例
[0073]利用图2以及图3说明本发明的第I实施方式所涉及的液压回路10中所配置的再生系统11的例。这里，图2 Ca)以及图2 (b)、图3 (a)、图3 (b)以及图3 (c)分别为说明再生系统11的一例的概略结构图。另外，本发明所涉及的再生系统11并不限定于下述所说明的内容(图2、图3)。
[0074]如图2 (a)所示，再生系统11具备活塞IlPS以及活塞用缸llCa、柱塞IlPL以及柱塞用缸llCb。这里，再生系统11作为压力室形成有由活塞IlPS划分的活塞用缸IlCa内的一方的缸室IlCaa以及另一方的缸室IlCab以及柱塞用缸IlCb内的柱塞缸室llCba。并且，再生系统11在一方的缸室IlCaa上连接有回收油路11a，在另一方的缸室IlCab上连接有再供给油路lib。进而，再生系统11将工作油箱Tnk以及止回阀Vch连接到另一方的缸室IlCab (再供给油路11b)，将蓄能器(蓄圧器等)Acm连接到柱塞缸室llCba。
[0075]S卩，再生系统11在图2 Ca)的例子中构成为，利用活塞用缸IlCa的一方的缸室IlCaa作为压力油流入部，利用活塞用缸IlCa的另一方的缸室IlCab作为压力油流出部，使用柱塞用缸IlCb的柱塞缸室IlCba以及畜遗器Acm作为再生部。
[0076]本发明所涉及的再生系统11在图2 (a)的例子中，使通过回收油路Ila回收的回油流入到活塞用缸IlCa的一方的缸室llCaa。此时，再生系统11将回油的压力能转换为移动活塞IlPS的机械能。
[0077]并且，再生系统11，在转换为机械能时，通过活塞IlPS的移动，使另一方的缸室IlCab内的油(压力比回油低的压力油)向再供给油路Ilb流出。此时，再生系统11，在从另一方的缸室IlCab流出的油的流量比回油的流量(再供给到液压马达Mtr的流量)少时，从工作油箱Tnk吸入，而将压力油补给到再供给油路lib。S卩，再生系统11能够使用再供给油路Ilb的负压(由液压马达Mtr的回转动作的惯性力产生的吸入压力)，经由止回阀Vch从工作油箱Tnk自动吸(吸入)油(压力油)。
[0078]进而，再生系统11通过与活塞IlPS连动的柱塞IlPL的移动，对柱塞缸室IlCba内加压。由此，再生系统11能够将压力油蓄压到与柱塞缸室IlCba连接的蓄能器Acm。BP,再生系统11能够再生(回收)回油的压力能。
[0079]另外，再生系统11可以使用发电机来代替蓄能器Acm。这里，发电机是指通过所供给的压力油旋转的输出轴的驱动力转换为电能并将所转换的电能蓄电(回收)到蓄电器(二次電池等)中的发电机。
[0080]如图2 (b)所示，与图2 (a)—样，再生系统11具备活塞IlPS以及活塞用缸IlCa(一方的缸室IlCaa以及另一方的缸室llCab)、以及、柱塞IlPL以及柱塞用缸llCb(柱塞缸室llCba)。并且，再生系统11在图2 (b)的例子中，将回收油路Ila与一方的缸室IlCaa连接，并在另一方的缸室IlCab上连接蓄能器(蓄圧器等)Acm。进而，再生系统11在柱塞缸室IlCba上连接再供给油路lib、工作油箱Tnk以及止回阀Vch。
[0081]S卩，再生系统11在图2 (b)的例子中构成为，利用活塞用缸IlCa的一方的缸室IlCaa作为压力油流入部，利用柱塞用缸IlCb的柱塞缸室IlCba作为压力油流出部，利用活塞用缸IlCa的另一方的缸室IlCab以及蓄能器Acm作为再生部。
[0082]本发明所涉及的再生系统11，在图2 (b)的例子中，使通过回收油路Ila回收的回油流入到活塞用缸IlCa的一方的缸室IlCaa中。此时，再生系统11将回油的压力能转换为使活塞IlPS移动的机械能。
[0083]并且，再生系统11，在转换为机械能时，通过与活塞IIPS连动的柱塞IIPL的移动，使柱塞缸室IlCba内的油(压力比回油低的压力油)向再供给油路Ilb流出。此时，再生系统11在从柱塞缸室IlCba流出的油的流量比回油的流量(再供给到液压马达Mtr的流量)少时，与图2 Ca)时相同，利用工作油箱Tnk对再供给油路Ilb补给压力油。
[0084]进而，再生系统11通过活塞IlPS的移动对另一方的缸室IlCab内加压。由此，再生系统11能够对与另一方的缸室IlCab连接的蓄能器Acm蓄压压力油。S卩，再生系统11能够再生(回收)回油的压力能。
[0085]如图3 (a)所示，再生系统11与图2 (a)同样，具备活塞IlPS以及活塞用缸IlCa(一方的缸室IlCaa以及另一方的缸室llCab)、以及、柱塞IlPL以及柱塞用缸llCb(柱塞缸室llCba)。并且，再生系统11在图3 (a)的例子中，在一方的缸室IlCaa上连接回收油路11a，在另一方的缸室IlCab上连接再供给油路lib、工作油箱Tnk以及止回阀Vch。进而，再生系统11利用柱塞缸室IlCba作为活塞式蓄能器。活塞式蓄能器能够利用例如通过气体填充柱塞缸室IlCba的蓄能器。
[0086]S卩，再生系统11在图3 (a)的例子中构成为,利用活塞用缸IlCa的一方的缸室IlCaa作为压力油流入部，利用活塞用缸IlCa的另一方的缸室IlCab作为压力油流出部，利用柱塞用缸IlCb的柱塞缸室IlCba (活塞式蓄能器)作为再生部。
[0087]本发明所涉及的再生系统11在图3 (a)的例子中，使通过回收油路Ila回收的回油流入到活塞用缸IlCa的一方的缸室llCaa。此时，再生系统11利用回油的压力能，转换为使活塞IlPS移动的机械能。
[0088]并且，再生系统11在转换为机械能时，通过活塞IlPS的移动，使另一方的缸室IlCab内的油(压力比回油低的压力油)向再供给油路Ilb流出。此时，再生系统11在从另一方的缸室IlCab流出的油的流量比回油的流量(再供给到液压马达Mtr的流量)少时，与图2 (a)时相同，利用工作油箱Tnk对再供给油路Ilb补给压力油。
[0089]进而，再生系统11通过与活塞IlPS连动的柱塞IlPL的移动，对柱塞缸室IlCba内加压。由此，再生系统11能够将压力能蓄压在柱塞缸室llCba。即，再生系统11能够再生(回收)回油的压力能。
[0090]如图3 (b)所示，再生系统11与图2 (a)同样，具备活塞IlPS以及活塞用缸IlCa(一方的缸室IlCaa以及另一方的缸室llCab)、以及、柱塞IlPL以及柱塞用缸llCb(柱塞缸室llCba)。并且，再生系统11在图3 (b)的例子中，在一方的缸室IlCaa上连接有回收油路11a，在柱塞缸室IlCba上连接有再供给油路lib、工作油箱Tnk以及止回阀Vch。进而，再生系统11利用另一方的缸室IlCab作为活塞式蓄能器。
[0091]S卩，再生系统11在图3 (b)的例子中构成为，利用活塞用缸IlCa的一方的缸室IlCaa作为压力油流入部，利用柱塞用缸IlCb的柱塞缸室IlCba作为压力油流出部，利用活塞用缸IlCa的另一方的缸室IlCab作为再生部。
[0092]本发明所涉及的再生系统11在图3 (b)的例子中，使通过回收油路Ila回收的回油流入到活塞用缸IlCa的一方的缸室llCaa。此时，再生系统11将回油的压力能转换为使活塞IlPS移动的机械能。
[0093]并且，再生系统11，在转换为机械能时，通过与活塞IIPS连动的柱塞IIPL的移动，使柱塞缸室IlCba内的油(压力比回油低的压力油)向再供给油路Ilb流出。此时，再生系统11，在从柱塞缸室IlCba流出的油的流量少于回油的流量(再供给到液压马达Mtr的流量)时，与图2 Ca)时同样，利用工作油箱Tnk，对再供给油路Ilb补给压力油。
[0094]进而，再生系统11通过活塞IlPS的移动，对另一方的缸室IlCab内加压。由此，再生系统11能够在另一方的缸室IlCab中蓄压压力能。即，再生系统11能够再生(回收)回油的压力能。
[0095]如图3 (C)所示，再生系统11具备活塞IlPS以及活塞用缸IlCa (—方的缸室IlCaa以及另一方的缸室llCab)、和与活塞IlPS连接的弹簧部件11SP。并且，再生系统11在图3 (C)的例子中，在一方的缸室IlCaa上连接有回收油路11a，在另一方的缸室IlCab上连接有再供给油路lib、工作油箱Tnk以及止回阀Vch。进而，再生系统11将弹簧部件IISP的弹性变形(复原力)作为蓄能器(蓄能单元)来加以利用。
[0096]S卩，再生系统11在图3 (C)的例子中构成为，利用活塞用缸IlCa的一方的缸室IlCaa作为压力油流入部，利用活塞用缸IlCa的另一方的缸室IlCab作为压力油流出部，利用弹簧部件IlSP作为再生部。
[0097]本发明所涉及的再生系统11在图3 (C)的例子中，使通过回收油路Ila回收的回油流入到活塞用缸IlCa的一方的缸室llCaa。此时，再生系统11将回油的压力能转换为使活塞IlPS移动的机械能。
[0098]并且，再生系统11，在转换为机械能时，通过活塞IlPS的移动，使另一方的缸室IlCab内的油(压力比回油低的压力油)向再供给油路Ilb流出。此时，再生系统11，在从另一方的缸室IlCab流出的油的流量低于回油的流量(再供给到液压马达Mtr的流量)时，与图2 Ca)的情况相同，利用工作油箱Tnk，对再供给油路Ilb补给压力油。
[0099]进而，再生系统11通过与活塞IlPS联动的弹簧部件IlSP的弹性变形，能够蓄积回油的压力能。即，再生系统11能够再生(回收)回油的压力能。
[0100]1- 2再生动作的例子
[0101]对本发明的第I实施方式所涉及的再生回路(液压回路10)的再生动作(回收回油的动作以及再供给压力油的动作)的例子进行说明。另外，本发明所涉及的再生回路的再生动作并不限于下述说明的内容。
[0102]本实施方式所涉及的再生回路再生液压马达Mtr (图1)的动能，液压马达被供给从液压泵Pmp (图1)吐出的压力油。具体而言，首先，作为回收步骤，再生回路利用回收油路Ila (图1)回收液压马达Mtr的回油。接着，作为再生步骤，再生回路利用再生系统11(图1)再生已回收的回油的能量。此时，作为再供给步骤，再生回路利用再供给油路Ilb向液压马达Mtr再供给压力油。
[0103]再生步骤利用再生系统11将回收的回油的压力能转换为机械能，并将转换了的机械能蓄积。
[0104]再供给步骤利用再生系统11在再生步骤中转换为机械能时，经由再供给油路将压力比回油低的压力油再供给到液压马达。
[0105]如以上那样，根据本发明的第I实施方式所涉及的液压回路10，通过利用液压马达的再生回路(回收油路11a、再供给油路Ilb以及再生系统11)再生(回收)回油的剩余能量，能够提高能量的利用效率。并且，根据本发明所涉及的液压回路10，与再生时从液压泵Pmp向液压马达Mtr供给压力油时相比，能够降低能量损失。液压回路10，与例如为了校正液压泵Pmp的吐出压力与供给到液压马达Mtr的压力油的压力的差(以下称为“压力差”)而进行减压时相比，能够防止与压力差和向液压马达Mtr的供给流量之积对应的能量浪费。进而，根据本发明所涉及的液压回路10，利用再生系统11，能够进行回油的回收和压力油的再供给，因此使液压回路的结构简单化。即，根据本发明所涉及的液压回路10，能够得到如下有益效果，成为小型化且容易控制，通用性提高，能够容易地用于各种各样的用途。
[0106]并且，根据本发明的第I实施方式所涉及的液压回路10，与再生时液压马达Mtr直接从工作油箱自动吸取油时相比，能够从与再供给油路Ilb连接的工作油箱Tnk补给(自给)不足量的压力油，因此能够降低液压马达Mtr与工作油箱之间的油路中产生的压力损失。
[0107]进而，根据本发明的第I实施方式所涉及的液压回路10，由于从工作油箱Tnk补给(自给)的不足量的压力油的量很少即可，因此，与液压马达Mtr直接从工作油箱自动吸入时相比较，能够抑制气穴现象的发生。
[0108]2.第2实施方式所涉及的液压回路
[0109]利用图4说明本发明的第2实施方式所涉及的液压回路20。图4是说明本实施方式所涉及的液压回路20的一例的概略回路图。图4中所记载的实线表示油路(压力油的通路)。附加//的实线表示电力控制系统。
[0110]如图4所示，本实施方式所涉及的再生回路(液压回路20)还具有切换再生系统11的压力油流入流出方向(压力油流入部和压力油流出部)的再生侧切换阀21。并且，再生回路在本实施方式中，在再生侧切换阀21中内置止回阀。另外，该以外的部分与第I实施方式所涉及的液压回路10相同，因此省略说明。
[0111]在再生系统11的上流侧的回收油路Ila以及再生系统11的下流侧的再供给油路Ilb上配置再生侧切换阀21。即，再生侧切换阀21切换回油流入的再生系统11的端口(压力油流入部)和使再生系统11流出的压力油流通的油路(再供给油路lib)。另外，再生侧切换阀21根据控制单元14控制其阀芯位置。控制单元14可以例如根据再生系统11的动作状态(蓄圧状态、放压状态等)，控制再生侧切换阀21的阀芯位置。
[0112]如以上，根据本发明第2实施方式所涉及的液压马达的再生回路(液压回路20)，能够利用再生侧切换阀21，根据再生系统11的动作状态，控制再生系统11的回收回油的动作以及再供给压力油的动作。并且，根据本实施方式所涉及的液压马达的再生回路(液压回路20)，能够得到与第I实施方式所涉及的再生回路(液压回路10)同样的效果。
[0113]实施例
[0114]利用具备实施方式所涉及的液压马达的再生回路的施工机械100的实施例对本发明进行说明。另外，本发明所涉及的液压马达的再生回路即使是本实施例以外，只要是具备液压马达的设备(液压回路、机械、设备、装置、单元、系统等)均可适用。并且，在具备本发明所涉及的液压马达的再生回路的施工机械中，包括液压挖土机、汽车起重机、推土机、轮式装载机以及自动倾卸卡车以及打桩机、拔桩机、喷水式推进器、排污处理设备、灰浆搅拌机、沉箱桩型工用机械以及钻机等。
[0115]利用图5对本实施例所涉及的施工机械100的概略结构进行说明。
[0116]如图5所示，本实施例所涉及的施工机械100具备:搭载有驾驶室IlOCb的上部回转体IlOUp ;和利用车轮等进行施工机械100的移动的下部行走体IlOD W。并且，施工机械100具备将基端部轴支承在上部回转体IlOUp上的动臂111、轴支承在动臂111的前端的斗杆112和轴支承在斗杆112的前端的铲斗113作为辅助部件。进而，施工机械100具备驱动动臂111的动臂缸111a、驱动斗杆112的斗杆缸112a、驱动铲斗113的铲斗缸113a和使上部回转体IlOUp回转的回转马达114M (相当于实施方式的液压马达Mtr)作为液压驱动器。另外，能够利用本发明的施工机械作为安装在斗杆上的辅助部件(或端部辅助部件)可以使用铲斗以外的辅助部件。
[0117]本实施例所涉及的施工机械100利用液压回路(例如图1的10或图4的20)，将工作油(压力油)供给到动臂缸11a，由此使动臂缸Illa在长度方向上伸缩。此时，根据动臂缸11 Ia的伸缩，在驾驶室I 1Cb的前方以及上方沿上下方向驱动动臂111。并且，施工机械100根据驾驶室IlOCb内的操作人员(驾驶者、作业者)对操作杆的操作量(以及操作方向)控制动臂用方向控制阀，并控制向动臂缸Illa供给的工作油。结果，施工机械100能够根据操作人员的操作杆的操作量等实施所希望的作业。
[0118]与动臂111时相同，施工机械100通过斗杆缸112a以及铲斗缸113a的伸缩，在驾驶室IlOCb的前方以及/或上方驱动斗杆112以及铲斗113。与动臂缸Illa时同样，施工机械100通过斗杆用方向控制阀以及铲斗用方向控制阀控制向斗杆缸112a以及铲斗缸113a供给的工作油。
[0119]并且，本实施例所涉及的施工机械100利用下部行走体IlOD w的车轮以及回转马达114M，进行施工机械100本体的行驶(前后左右的移动)以及回转(旋转等)。并且，施工机械100利用行走用的方向控制阀等，根据驾驶室IlOCb内的操作人员对操作杆的操作量等实施施工机械100的行走等。
[0120]进而，本实施例所涉及的施工机械100在回转马达114M (液压马达Mtr)进行再生时，利用再生回路(图1或图4的再生系统11以及回收油路11a)，回收供给到回转马达114M的工作油(压力油)的回油(能量)。并且，施工机械100利用再生回路(图1或图4的再生系统11以及再供给油路11b)，对回转马达114M再供给压力油。
[0121]即，本实施例所涉及的施工机械100 (再生回路)利用再生系统11同时驱动回转马达114M (液压马达Mtr)和其他的液压驱动器(动臂缸11 la、斗杆缸112a或铲斗缸113a)时，能够回收来自回转马达114M的高压的回油，并再生已回收的回油的能量。并且，施工机械100 (再生回路)利用再生系统11以及再供给油路Ilb向回转马达114M供给低压的压力油。此时，其他的液压驱动器从液压泵Pmp供给基于其负载压力的压力油。由此，本实施例所涉及的施工机械100(再生回路)，在回转马达114M的再生时，不需要对从液压泵Pmp吐出的压力油进行减压而供给到回转马达114M，因此能够防止从液压泵Pmp向回转马达114M供给压力油时产生的压力损失、发热等能量损失。
[0122]并且，本实施例所涉及的施工机械100 (再生回路)通过利用再生回路实施再生回油的动作和再供给压力油的动作，由此，如在实施方式中所说明的那样，能够提高能量(例如液压泵吐出的压力油)的利用效率。
[0123]以上，对本发明的优选实施方式以及实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施方式和实施例。并且，本发明能够参照附加的权利要求进行各种变形、改良。
【权利要求】
1.一种液压马达的再生回路，对被供给从液压泵吐出的压力油的液压马达的动能进行再生，其特征在于， 具备: 回收上述液压马达的回油的回收油路； 对回收的上述回油的能量进行再生的再生系统；以及 从上述再生系统对上述液压马达再供给压力油的再供给油路， 上述再生系统具有:将经由上述回收油路回收的上述回油的压力能转换为机械能的压力油流入部；在转换为上述机械能时使压力比上述回油低的压力油向上述再供给油路流出的压力油流出部；以及将已转换的上述机械能蓄积的再生部。
2.如权利要求1所述的液压马达的再生回路，其特征在于， 再生上述液压马达的动能时，从上述压力油流出部向上述液压马达再供给压力油，由此降低压力油从上述液压泵的吐出流量。
3.如权利要求2所述的液压马达的再生回路，其特征在于， 上述再生系统由活塞以及活塞用缸、柱塞以及柱塞用缸构成，并形成有由上述活塞划分的上述活塞用缸内的一方的缸室以及另一方的缸室、和上述柱塞用缸内的柱塞缸室， 上述压力油流入部为上述一方的缸室， 上述压力油流出部为上述另一方的缸室，上述再生部为上述柱塞缸室，或者上述压力油流出部为上述柱塞缸室，上述再生部为上述另一方的缸室。
4.如权利要求3所述的液压马达的再生回路，其特征在于， 上述再生部还具备对根据已转换的上述机械能生成的压力油进行蓄积的蓄能器。
5.如权利要求2-4中任意一项所述的液压马达的再生回路，其特征在于， 上述再供给油路还连接有工作油箱以及止回阀， 上述工作油箱经由上述止回阀对上述再供给油路补给压力油。
6.如权利要求1或2所述的液压马达的再生回路，其特征在于， 上述再生系统由活塞以及活塞用缸、以及与上述活塞连接的弹簧部件构成，形成有由上述活塞划分的上述缸内的一方的缸室以及另一方的缸室， 上述压力油流入部为上述一方的缸室， 上述压力油流出部为上述另一方的缸室， 上述再生部为上述弹簧部件。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的液压马达的再生回路，其特征在于， 还具有被供给从上述液压泵吐出的压力油的液压驱动器， 当同时驱动上述液压马达和上述液压驱动器时，上述再生系统回收来自该液压马达的高压的上述回油，并对已回收的上述回油的能量进行再生，通过上述再供给油路向该液压马达供给低压的压力油， 上述液压驱动器从上述液压泵被供给基于该液压驱动器的负载压力的压力油。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的液压马达的再生回路，其特征在于， 还具备: 基于上述液压马达的旋转方向，切换分别与上述回收油路、上述再供给油路和该液压马达连接的油路的液压马达侧切换阀；和 切换上述再生系统的上述压力油流入部和上述压力油流出部的再生侧切换阀。
9.一种施工机械， 具备:权利要求1-8中任意一项所述的液压马达的再生回路。
10.一种液压马达的再生回路的控制方法，该液压马达的再生回路对被供给从液压泵吐出的压力油的液压马达的动能进行再生，该控制方法包括: 使用回收油路回收上述液压马达的回油的回收步骤； 再生所回收的上述回油的能量的再生步骤；以及 使用再供给油路对上述液压马达再供给压力油的再供给步骤， 上述再生步骤，使用再生系统，将所回收的上述回油的压力能转换为机械能，并蓄积所转换的上述机械能， 上述再供给步骤，使用上述再生系统，通过上述再生步骤转换为上述机械能时，经由上述再供给油路，将压力比上述回油低的压力油再供给到上述液压马达。
【文档编号】F15B1/02GK104179756SQ201410043043
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】塚根浩一郎 申请人:住友重机械工业株式会社