工程机械的液压驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压挖掘机等工程机械所具有的液压驱动装置，尤其涉及在使前作业机下降时将其势能再生的工程机械的液压驱动装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中记载有如下液压驱动装置，在动臂液压缸的缸底侧室与方向控制阀(切换阀)之间的执行机构油路上设有第I保压阀，并且在从执行机构油路分支的油路上经由第2保压阀而配置再生泵马达，将再生泵马达的排出侧经由比例节流阀而与油箱连接。在该液压驱动装置中，在动臂的下降操作、即能够通过前作业机的自重使动臂液压缸收缩的空中操作时，打开第2保压阀而通过由动臂液压缸的缸底侧室排出的液压油使再生泵马达旋转，并通过该再生泵马达使发电机旋转，由此，将前作业机的势能再生。另外，在使前作业机与地面接触来进行挖掘的情况下，以从液压泵向动臂液压缸的活塞杆侧室供给液压油的方式切换方向控制阀，并且打开第I及第2保压阀而将动臂液压缸的缸底侧室的液压油排出，来确保必要的挖掘力。
[0003]在专利文献2中记载有如下液压驱动装置，该液压驱动装置设有:当动臂液压缸的缸底侧室的压力成为规定压力以上时进行切换的顶升(jack up)切换阀；和伴随着该切换阀的切换操作而对从主泵向动臂液压缸的活塞杆侧室供给液压油的油路进行开闭的流量控制阀。在该液压驱动装置中，在动臂的下降操作、即能够通过前作业机的自重使动臂液压缸收缩的空中操作时，顶升切换阀进行切换而关闭流量控制阀，由此，切断液压油从主泵向动臂液压缸的活塞杆侧室的供给，且将从动臂液压缸的缸底侧室排出的液压油向活塞杆侧室供给而再生，从而在空中的动臂下降操作中抑制泵消耗马力。另外，在进行无法基于自重而使动臂下降的顶升时，动臂液压缸的缸底侧室的压力低，因此顶升切换阀不进行切换，流量控制阀保持于开位置，从主泵向动臂液压缸的活塞杆侧室供给液压油，由此能够实现顶升动作。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2009-299719号公报
[0007]专利文献2:W02004-070211号公报
【发明内容】
[0008]在专利文献I所记载的液压驱动装置中，在通过前作业机的自重使动臂液压缸收缩的动臂的空中下降操作中，将前作业机的势能再生为电能，能够提高能量转换效率。另夕卜，与进行挖掘的情况同样地，考虑以从主泵向动臂液压缸的活塞杆侧室供给液压油的方式切换方向控制阀，并且打开第I及第2保压阀而将动臂液压缸的缸底侧室的液压油排出，由此也能够进行顶升操作。但是，为此需要设置第I及第2保压阀这两个保压阀，并控制它们的开闭，液压驱动装置的回路结构变得复杂，其结果为，可能在设置空间和/或成本方面产生困难。另外，在顶升操作中，需要从液压泵向动臂液压缸的活塞杆侧室供给液压油，从能量转换效率的观点来看具有改善的余地。
[0009]在专利文献2所记载的液压驱动装置中，在通过前作业机的自重使动臂液压缸收缩的动臂的空中下降操作中，将动臂液压缸的缸底侧室的液压油向活塞杆侧室供给而进行液压油的再生，但前作业机的势能无法作为电能而再生。另外，通过动臂液压缸的缸底侧室的压力对顶升切换阀和流量控制阀进行切换，而从主泵向动臂液压缸的缸底侧室供给液压油，由此能够进行顶升操作。但是，为了能够进行动臂的空中下降操作和顶升操作双方而需要设置顶升切换阀和流量控制阀，液压驱动装置的回路结构变得复杂，可能在设置空间和/或成本方面产生困难。另在，在该现有技术中，在顶升操作中，也需要从液压泵向动臂液压缸的活塞杆侧室供给液压油，从能量转换效率的观点来看具有改善的余地。
[0010]本发明的目的在于提供一种工程机械的液压驱动装置，能够以简单的结构进行空中的动臂下降操作和顶升操作双方，且与以往相比能够进一步改善能量转换效率。
[0011]为了实现上述目的，第I发明为一种工程机械的液压驱动装置，用于驱动工程机械的作业要素，其特征在于，具有:主泵；液压缸，其通过从该主泵排出的液压油而驱动，是驱动上述作业要素的复动式的液压缸，具有活塞杆侧室和缸底侧室，且上述作业要素的自重作用于上述液压缸的收缩方向；操作装置；方向控制阀，其在以使上述作业要素向举升方向动作的方式对上述操作装置进行操作时，将从上述主泵排出的液压油向上述液压缸的缸底侧室供给，并使从上述液压缸的活塞杆侧室排出的液压油返回到油箱；排出油路，其将上述液压缸的缸底侧室和油箱连接；液压泵/马达，其配置在上述排出油路上；第I可变节流阀，其配置在上述排出油路的上述液压泵/马达与上述油箱之间的油路部分上；再生回路，其将上述排出油路的上述液压泵/马达与上述第I可变节流阀之间的油路部分连接于上述液压缸的活塞杆侧室；发电/电动机，其与上述液压泵/马达以一体地旋转的方式连接；以及控制装置，在上述操作装置向上述作业要素的下降方向操作且上述液压缸处于通过上述作业要素的自重而下降的状态时，将上述发电/电动机作为发电机进行控制，且以从上述再生回路向上述液压缸的活塞杆侧室供给再生流量的方式控制上述第I可变节流阀的开口面积，在上述操作装置向上述作业要素的下降方向操作且上述液压缸处于不会通过上述作业要素的自重而下降的状态时，将上述发电/电动机作为电动机进行控制，且以从上述再生回路向上述液压缸的活塞杆侧室供给再生流量的方式控制上述第I可变节流阀的开口面积。
[0012]由此，在操作装置向作业要素的下降方向操作的情况下且能够通过作业要素的自重而转动时，使发电/电动机作为发电机而动作，由此进行势能的再生，并将该再生后的液压油的一部分经由再生回路向液压缸的活塞杆侧室供给，由此而不从主泵向液压缸的活塞杆侧室供给液压油，能够改善能量转换效率。另外，在无法通过作业要素的自重而转动时，为了使液压泵/马达作为泵而发挥作用，而使发电/电动机作为电动机而动作，由此，能够从液压缸的缸底侧室向液压缸的活塞杆侧室供给液压油，而不从主泵向液压缸的活塞杆侧室供给液压油地进行顶升。由此，回路结构不会变得复杂，另外也不存在在设置空间和/或成本方面产生困难的可能性，不需要在顶升操作时从主泵供给液压油，而成为改善了能量转换效率的工程机械的液压驱动装置。
[0013]另外，第2发明在第I发明中，还具有检测上述液压缸的缸底侧室的压力的压力检测装置，上述控制装置在上述操作装置向上述作业要素的下降方向操作且上述压力检测装置所检测到的压力为规定压力以上的情况下，判定成上述液压缸处于通过上述作业要素的自重而下降的状态，在除此以外的情况下均判定成上述液压缸处于不会通过上述作业要素的自重而下降的状态。
[0014]由此，能够以简单的结构实现能否通过作业要素的自重而转动的判定。
[0015]另外，第3发明在第I发明中，还具有:将上述方向控制阀与上述液压缸的缸底侧室连接的第I油路；将上述方向控制阀与上述液压缸的活塞杆侧室连接的第2油路；和配置在上述第I油路上的第2可变节流阀，上述方向控制阀构成为，在上述操作装置向上述作业要素的举升方向操作时，将上述主泵与上述第I油路连接且将上述第2油路与上述油箱连接，在上述操作装置向上述作业要素的下降方向操作时，将上述第I油路与上述油箱连接，且将上述第2油路封堵，上述控制装置在上述操作装置向上述作业要素的举升方向操作时，使上述第2可变节流阀成为开状态，在上述操作装置向上述作业要素的下降方向操作时，将上述第2可变节流阀向关闭方向控制且以使此时的关闭方向的动作速度随着上述操作装置的操作速度的增加而减小的方式进行控制。
[0016]由此，能够提高在液压缸的操作时、尤其下降方向操作时液压缸相对于操作装置的操作的响应速度，能够谋求操作性的提高。
[0017]另外，第4发明在第I发明中，上述控制装置在上述操作装置向上述作业要素的下降方向操作且上述液压缸处于不会通过上述作业要素的自重而下降的状态时，通过控制上述发电/电动机的转速来控制上述液压泵/马达的排出流量。
[0018]由此，能够以用于对作业要素的势能进行再生的结构，实现与操作装置的操作量、操作速度相应的作业要素的下降方向的动作速度。
[0019]另外，第5发明在第I发明中，上述控制装置在上述操作装置向上述作业要素的下降方向操作且上述液压缸处于不会通过上述作业要素的自重而下降的状态时，通过控制上述液压泵/马达的容量来控制上述液压泵/马达的排出流量。
[0020]由此，能够以简单的结构，实现与操作装置的操作量、操作速度相应的作业要素的下降方向的动作速度。
[0021]发明效果
[0022]根据本发明，能够以简单的结构进行空中的动臂下降操作和顶升操作双方，且与以往相比能够进一步改善能量转换效率。
【附图说明】
[0023]图1是表示本发明的工程机械的液压驱动装置的第I实施方式的概略结构图。
[0024]图2是表示具有本发明的工程机械的第I实施方式的液压驱动装置的液压挖掘机的侧视图。
[0025]图3