混合型液压装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种混合型液压装置，该混合型液压装置能够将未对致动器的动作作成贡献的高压的返回油作为能量进行回收。该混合型液压装置具有：致动器（1、81A、81B）；向致动器（1、81A、81B）输送工作油的液压泵（3）；再生用液压马达（102），其被提供要从致动器（1、81A、81B）向油箱返回的工作油；由再生用液压马达（102）驱动的发电机（103）；以及控制液压泵（3）的排出压力的主释放阀（21）。主释放阀（21）的下游侧与再生用液压马达（102）的上游侧连接。
【专利说明】混合型液压装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及混合型液压装置。
【背景技术】
[0002]以往，在日本特开2012-82953号公报(专利文献1)中记载有混合型液压装置。该混合型液压装置具有致动器、向上述致动器输送工作油的液压泵、提供要从上述致动器向油箱返回的工作油的再生用液压马达、以及由上述再生用液压马达驱动的发电机。
[0003]而且，将要从上述致动器向油箱返回的工作油提供给再生用液压马达，通过再生用液压马达对发电机进行驱动，能够得到再生能量。
[0004]此外，在上述以往的混合型液压装置中，将控制上述液压泵的排出压力的主释放阀与油箱连接。
[0005]因此，例如在硬土的挖掘作业等中，用于该作业的致动器几乎不进行动作，未对该致动器的动作作出贡献的工作油被从主释放阀舍弃到油箱中。
[0006]这样，在上述以往的混合型液压装置中存在以下问题:在外部环境的负荷较大、致动器不进行动作的情况下，大量的能量被浪费地舍弃。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本特开2012-82953号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]因此，本发明的课题在于提供一种能够将未对致动器的动作作出贡献的高压的返回油作为能量进行回收的混合型液压装置。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]为了解决上述课题，本发明的混合型液压装置的特征在于具有:
[0013]致动器；
[0014]液压泵，其向上述致动器输送工作油；
[0015]再生用液压马达，其被提供要从上述致动器向油箱返回的工作油；
[0016]发电机，其由上述再生用液压马达驱动；以及
[0017]主释放阀，其控制上述液压泵的排出压力，
[0018]上述主释放阀的下游侧与上述再生用液压马达的上游侧连接。
[0019]根据该发明的混合型液压装置，向上述再生用液压马达提供要从致动器向油箱返回的工作油。上述主释放阀的下游侧与上述再生用液压马达的上游侧连接。
[0020]由此，将从上述主释放阀流出的工作油提供给上述再生用液压马达，或者，使该工作油与从上述致动器返回的工作油汇合，通过上述再生用液压马达回收能量。
[0021]因此，能够将未对上述致动器的动作作出贡献的高压的返回油作为能量进行回收。即，在致动器由于作业环境而不进行动作的情况下，主释放阀进行工作，来自液压泵的工作油几乎全部流向再生用液压马达，因此即便在短时间内也能够回收大量的能量。例如，在20吨挖掘机中，在标准的挖掘旋转操作模式中每开放1秒的释放阀，具有对发动机负荷削减1.5%左右的能量的效果。
[0022]此外，一个实施方式的混合型液压装置具有:
[0023]再生用释放阀，其与上述再生用液压马达并联连接；
[0024]逆变器，其与上述发电机连接；以及
[0025]控制装置，其经由上述逆变器控制上述发电机的转速或者扭矩。
[0026]根据该实施方式的混合型液压装置，将再生用释放阀与上述再生用液压马达并联连接，因此能够防止过度地流过向再生用液压马达提供的工作油，能够防止发电机等的故障。
[0027]此外，上述控制装置经由逆变器控制发电机的转速或者扭矩，由此能够防止发电机的转速过大。如果上述发电机的转速过大，则发电机的负荷增大，发热也增大，需要采取发热对策，会导致制造成本的上升。因此，防止上述发电机的转速过大，能够抑制制造成本的上升。
[0028]发明的效果
[0029]根据该发明的混合型液压装置，上述主释放阀的下游侧与上述再生用液压马达的上游侧连接，因此能够将未对上述致动器的动作作出贡献的高压的返回油作为能量进行回收。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是示出本发明一个实施方式的混合型液压装置的电路图。
[0031]图2是示出发电机的旋转速度与发电机的扭矩之间的关系的曲线图。
[0032]标号说明
[0033]1回转用液压马达(致动器)
[0034]2方向切换阀
[0035]3液压泵
[0036]4发动机
[0037]5 油箱
[0038]7液压能量再生装置
[0039]8回转体
[0040]9电动马达
[0041]21主释放阀
[0042]81A、81B液压缸(致动器)
[0043]101再生用释放阀
[0044]102再生用液压马达
[0045]103发电机
[0046]104逆变器
[0047]105蓄电装置
[0048]106旋转速度传感器[0049]107控制装置【具体实施方式】
[0050]以下，通过图示的实施方式更详细地对发明进行说明。
[0051]图1是示出本发明一个实施方式的混合型液压装置的电路图。如图1所示，上述混合型液压装置具有使回转体8回转的回转用液压马达1、切换回转体8的回转方向的6端口 3位置的方向切换阀2、向回转用液压马达1输送工作油的液压泵3、以及驱动液压泵3的发动机4。上述回转用液压马达1是本发明的致动器的一例。
[0052]此外，上述混合型液压装置具有多个液压缸81A、81B，上述液压泵3向各液压缸81A、81B输送工作油。在液压泵3与各液压缸81A、81B之间设有对流向液压缸81A、81B的工作油进行切换的(未图示)气缸用切换阀。多个液压缸81A、81B是本发明的致动器的一例。标号82A、82B是顺序闽。
[0053]上述液压泵3是齿轮泵、次摆线泵、叶片泵、活塞泵等液压泵，其将工作油从油箱5吸入并排出。
[0054]上述方向切换阀2经由第1配管51与液压泵3连接，并且经由第2及第3配管52,53与回转用液压马达1连接。该方向切换阀2具有第1及第2先导压力承受部2a、2b，第1先导压力承受部2a经由第1先导配管61与先导阀6连接，另一方面，第2先导压力承受部2b经由第2先导配管62与先导阀6连接。该第1及第2先导压力承受部2a、2b接受先导压，由此方向切换阀2的位置从图中的中立位置切换为右旋位置(图中的右侧的位置)或者左旋位置(图中的左侧的位置)。此外，上述先导阀6与未图示的先导泵连接。
[0055]在上述中立位置，第1端口 P1和第4端口 P4相互连通，并且第2端口 P2、第3端口 P3、第5端口 P5以及第6端口 P6处于断开状态。此时，由液压泵3排出的工作油在通过第1、第4端口 P1、P4后，在第4、第5配管54、55中流过而返回油箱5。
[0056]在上述右旋位置，第2端口 P2和第6端口 P6相互连通，并且，第3端口 P3和第5端口 P5相互连通，并且，第1端口 P1和第4端口 P4处于断开状态。此时，由液压泵3排出的工作油在通过第2、第6端口 P2、P6后，在第3配管53中流过而供给回转用液压马达1。
[0057]在上述左旋位置，第2端口 P2和第5端口 P5相互连通，并且，第3端口 P3和第6端口 P6相互连通，并且，第1端口 P1和第4端口 P4处于断开状态。此时，由上述液压泵3排出的工作油在通过第2、第5端口 P2、P5后，在第2配管52中流过而供给回转用液压马达1。
[0058]上述第1配管51设有第1止回阀(check valve)ll。在第1配管51上，在第1止回阀11与液压泵3之间连接有切换各液压缸81A、81B的工作油的流动的上述气缸用切换阀。
[0059]在上述第1止回阀11与上述液压泵3之间连接有第6配管56的一端。上述第6配管56设有主释放阀21。S卩，主释放阀21连接在上述方向切换阀2和上述气缸用切换阀与液压泵3之间。
[0060]上述主释放阀21使第1配管51内的工作油的压力不超过预定值。即，主释放阀21控制液压泵3的排出压力。
[0061]上述第2配管52与第7、第8配管57、58的一端连接，第3配管53与第7、第8配管57、58的另一端连接。上述第7配管57设有第1、第2顺序阀22、23，使得第2、第3配管52,53内的工作油的压力不超过预定值(例如28MPa)。另一方面，上述第8配管58设有第
2、第3止回阀12、13，使得第2、第3配管52、53内不成为真空。
[0062]上述第1顺序阀22具有经由第7配管57与第2配管52连接的流入口，以及排出从该流入口流入的工作油的排出口。从该排出口排出的工作油流向第9配管59。
[0063]上述第2顺序阀23具有经由第7配管57与第3配管53连接的流入口，以及排出从该流入口流入的工作油的流出口。从该排出口排出的工作油流向第9配管59。
[0064]此外，上述混合型液压装置采用所谓液压分流方式，具有将从回转用液压马达1流出的工作油的运动能量转换为电能量的液压能量再生装置7。该液压能量再生装置7具有再生用释放阀101、再生用液压马达102、发电机103、逆变器104、蓄电装置105、旋转速度传感器106以及控制装置107。
[0065]上述再生用释放阀101设于第9配管59，该第9配管59的一端连接在第1顺序阀22与第2顺序阀23之间。由此，上述再生用释放阀101的流入口经由第9配管59和第7配管57与第1、第2顺序阀22、23的排出口连接。该再生用释放阀101的压力设定值被设定为低于第1、第2顺序阀22、23的压力设定值。例如，如果将上述第1、第2顺序阀22、23的压力设定值设定为28MPa，则将再生用释放阀101的压力设定值设定为21MPa。
[0066]上述再生用液压马达102接受工作油的供给，驱动发电机103。该再生用液压马达102设于再生用配管108，并与再生用释放阀101并联连接。即，上述再生用液压马达102连接在第1、第2顺序阀22、23的排出口与再生用释放阀101的流入口之间。
[0067]上述逆变器104与发电机103连接，并控制提供给发电机103的电流的频率。通过变更频率，能够控制发电机103的转速或者扭矩，调整发电机103的发电量。
[0068]上述蓄电装置105经由逆变器104与发电机103连接，并蓄积由发电机103发电的电力。该电力由未图示的电气装置使用，能够得到节能效果。
[0069]上述旋转速度传感器106检测发电机103的旋转速度。此外，上述旋转速度传感器106将表示检测出的发电机103的旋转速度的信号发送给控制装置107。
[0070]上述控制装置107经由逆变器104控制发电机103的转速或者扭矩。更详细地讲，上述控制装置107根据来自旋转速度传感器106的信号，向逆变器104发送控制信号。
[0071]此外，在上述液压能量再生装置7中，将来自多个液压缸81A、81B的工作油与再生用液压马达102上游侧的工作油汇合。
[0072]即，在上述第9配管59中，在连接有再生用配管108的一端的部位设置连接口，该连接口经由气缸用配管71连接多个液压缸81A、81B。
[0073]上述主释放阀21的下游侧与上述再生用液压马达102的上游侧连接。即，上述第6配管56的另一端与气缸用配管71连接。
[0074]图2是示出上述发电机103的旋转速度与发电机103的扭矩之间的关系的曲线图。
[0075]上述控制装置107进行的发电机103的转速或者扭矩的控制是以能够得到曲线图中的实线的方式来进行的。更详细地讲，当发电机103的旋转速度从0达到R1时，调整发电机103的扭矩，使得发电机103的扭矩大致一定。并且，当发电机103的旋转速度达到R2时，使发电机103的扭矩急剧增大，抑制发电机103的旋转速度的增大。[0076]此外，当上述发电机103的旋转速度达到R2时，发电机103的扭矩是T2，但该T2对应于再生用释放阀101的压力设定值。因此，当使发电机103的扭矩急剧增大时，再生用释放阀101打开。
[0077]据此，上述控制装置107经由逆变器104控制发电机103的转速，由此能够防止发电机103的旋转速度过大。
[0078]如果上述发电机103的旋转速度过大，则将导致发电机103的发热增大，因而需要采取发热对策，导致制造成本的上升。
[0079]因此，防止上述发电机103的旋转速度过大，能够防止制造成本的上升。
[0080]此外，上述控制装置107根据由旋转速度传感器106检测出的发电机103的旋转速度，控制发电机103的转速或者扭矩，因此能够高精度地控制发电机103的发电量。
[0081]此外，上述控制装置107根据由旋转速度传感器106检测出的发电机103的旋转速度，控制发电机103的转速或者扭矩，因此该控制的响应性能够良好。
[0082]根据上述结构的混合型液压装置，向上述再生用液压马达102提供要从致动器(上述回转用液压马达1或上述液压缸81A、81B)向油箱5返回的工作油。上述主释放阀21的下游侧与上述再生用液压马达102的上游侧连接。
[0083]由此，将从上述主释放阀21流出的工作油提供给上述再生用液压马达102，或者，使该工作油与从上述致动器1、81A、81B返回的工作油汇合，通过上述再生用液压马达102回收能量。
[0084]因此，能够将未对上述致动器1、81A、81B的动作作出贡献的高压的返回油作为能量进行回收。即，在致动器1、81A、81B由于作业环境而不进行动作的情况下，主释放阀21进行工作，来自液压泵的工作油几乎全部流向再生用液压马达102，因此即便在短时间内也能够回收大量的能量。例如，在20吨挖掘机中，在标准的挖掘旋转操作模式中每开放1秒的释放阀，具有对发动机负荷削减1.5%左右的能量的效果。
[0085]此外，上述再生用液压马达102与再生用释放阀101并联连接，因此能够防止过度地流过向再生用液压马达102提供的工作油，能够防止发电机103等的故障。
[0086]此外，上述控制装置107经由逆变器104控制发电机103的转速或者扭矩，由此能够防止发电机103的转速过大。如果发电机103的转速过大，则发电机103的负荷增大，发热也增大，需要采取发热对策，会导致制造成本的上升。因此，防止发电机103的转速过大能够抑制制造成本的上升。
[0087]另外，其他的结构的作用与日本特开2012-82953号公报所记载的结构的作用相同，因此省略其说明。
[0088]另外，该发明不限于上述的实施方式，在不变更本发明的主旨的范围内能够进行设计变更。
[0089]例如，也可以设置压力传感器来代替上述旋转速度传感器106，该情况下，压力传感器检测第1、第2顺序阀22、23的排出口与再生用释放阀101的流入口之间的工作油的压力。而且，控制装置107根据来自压力传感器的压力信号，经由逆变器104控制发电机103的转速或者扭矩。
[0090]此外，也可以设置流量传感器来代替上述旋转速度传感器106，该情况下，流量传感器检测通过再生用液压马达102的工作油的流量。而且，控制装置107根据由流量传感器检测出的工作油的流量，经由逆变器104控制发电机103的转速或者扭矩。
[0091]此外，作为上述回转用液压马达1或上述液压缸81A、81B的致动器，可以是1个，或者也可以是多个。
【权利要求】
1.一种混合型液压装置，其特征在于，该混合型液压装置具有:致动器(1、81A、81B)；液压泵(3)，其向上述致动器(1、81A、81B)输送工作油；再生用液压马达(102)，其被提供要从上述致动器(1、81A、81B)向油箱返回的工作油；发电机(103)，其由上述再生用液压马达(102)驱动；以及主释放阀(21)，其控制上述液压泵(3)的排出压力，上述主释放阀(21)的下游侧与上述再生用液压马达(102)的上游侧连接。
2.根据权利要求1所述的混合型液压装置，其特征在于，该混合型液压装置具有:再生用释放阀(101)，其与上述再生用液压马达(102)并联连接；逆变器(104)，其与上述发电机(103)连接；以及控制装置(107)，其经由上述逆变器(104)控制上述发电机(103)的转速或者扭矩。
【文档编号】E02F9/22GK103669462SQ201310431947
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】河田健一, 梅棹瞬, 坂本隆幸 申请人:大金工业株式会社