JP2001012417A - 電動機一体型アクチュエータ - Google Patents
電動機一体型アクチュエータInfo
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- JP2001012417A JP2001012417A JP11183369A JP18336999A JP2001012417A JP 2001012417 A JP2001012417 A JP 2001012417A JP 11183369 A JP11183369 A JP 11183369A JP 18336999 A JP18336999 A JP 18336999A JP 2001012417 A JP2001012417 A JP 2001012417A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型化を招くことなくキャビテーションを防
止することが可能な電動機一体型アクチュエータを提供
する。 【解決手段】 油圧シリンダ51と、前記油圧シリンダ
51を駆動する圧油を発生する油圧ポンプ54と、油圧
ポンプ54を駆動する電動機55とを備え、少なくとも
油圧ポンプ54と電動機55とが一体となった電動機一
体型アクチュエータであり、油圧シリンダ51に対する
圧油の流入側59又は60と流出側60又は59とを連
通させるバイパス経路53cと、そのバイパス経路53
cを開閉する開閉手段52とが油圧シリンダ51に一体
的に組み込まれている。
止することが可能な電動機一体型アクチュエータを提供
する。 【解決手段】 油圧シリンダ51と、前記油圧シリンダ
51を駆動する圧油を発生する油圧ポンプ54と、油圧
ポンプ54を駆動する電動機55とを備え、少なくとも
油圧ポンプ54と電動機55とが一体となった電動機一
体型アクチュエータであり、油圧シリンダ51に対する
圧油の流入側59又は60と流出側60又は59とを連
通させるバイパス経路53cと、そのバイパス経路53
cを開閉する開閉手段52とが油圧シリンダ51に一体
的に組み込まれている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機で油圧ポン
プを駆動して油圧シリンダを作動させる電動機一体型ア
クチュエータに係わり、特に、エンジンとバッテリとを
組み合わせて各種の作業を行うハイブリッドショベルや
ハイブリッドクレーン等のハイブリッド建設機械に用い
られる電動機一体型アクチュエータに関するものであ
る。
プを駆動して油圧シリンダを作動させる電動機一体型ア
クチュエータに係わり、特に、エンジンとバッテリとを
組み合わせて各種の作業を行うハイブリッドショベルや
ハイブリッドクレーン等のハイブリッド建設機械に用い
られる電動機一体型アクチュエータに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ショベル等の建設機械は、一般に、エン
ジンによりアクチュエータを駆動するように構成されて
いるが、この構成では、作業時における大きな負荷変動
に対応するようにエンジン出力を大幅に変動させながら
作業を行う必要があるため、燃費効率が悪いと共に、騒
音や排気ガス等の環境上の点でも問題が生じている。
ジンによりアクチュエータを駆動するように構成されて
いるが、この構成では、作業時における大きな負荷変動
に対応するようにエンジン出力を大幅に変動させながら
作業を行う必要があるため、燃費効率が悪いと共に、騒
音や排気ガス等の環境上の点でも問題が生じている。
【0003】そこで、近年においては、エンジンに電動
機や発電機を連結し、エンジン出力の一部や全部を電力
に変換し、軽負荷の作業時に余った電力をバッテリに充
電しておく一方、重負荷の作業時にバッテリから電力を
取り出して重負荷の作業に利用するというハイブリッド
建設機械およびその油圧制御装置が開発、提案されてい
る(実開平5−48501号公報等)。そして、この構
成であれば、例えば図6に示すように、作業負荷(作業
エネルギー)の変動分をバッテリの充放電で平滑化する
ことができるため、作業負荷(作業エネルギー)が大幅
に変動した場合であっても、エンジン出力の変動を最小
限に抑制することができ、結果として良好な燃費効率、
低騒音化および排気ガスの低減化が可能になっている。
機や発電機を連結し、エンジン出力の一部や全部を電力
に変換し、軽負荷の作業時に余った電力をバッテリに充
電しておく一方、重負荷の作業時にバッテリから電力を
取り出して重負荷の作業に利用するというハイブリッド
建設機械およびその油圧制御装置が開発、提案されてい
る(実開平5−48501号公報等)。そして、この構
成であれば、例えば図6に示すように、作業負荷(作業
エネルギー)の変動分をバッテリの充放電で平滑化する
ことができるため、作業負荷(作業エネルギー)が大幅
に変動した場合であっても、エンジン出力の変動を最小
限に抑制することができ、結果として良好な燃費効率、
低騒音化および排気ガスの低減化が可能になっている。
【0004】上記従来のように、エンジンとバッテリと
を組み合わせたハイブリッド建設機械に使用されるアク
チュエータとしては、油圧シリンダと、前記油圧シリン
ダを駆動する圧油を発生する油圧ポンプと、前記油圧ポ
ンプを駆動する電動機とを備え、少なくとも前記油圧ポ
ンプと前記電動機とが一体となっている電動機一体型ア
クチュエータが知られている。このような電動機一体型
アクチュエータは、少なくとも前記油圧ポンプと前記電
動機とを一体に構成することにより、アクチュエータ自
体の小型化を図り、更に、この電動機一体型アクチュエ
ータを備える建設機械の小型化にも寄与している。
を組み合わせたハイブリッド建設機械に使用されるアク
チュエータとしては、油圧シリンダと、前記油圧シリン
ダを駆動する圧油を発生する油圧ポンプと、前記油圧ポ
ンプを駆動する電動機とを備え、少なくとも前記油圧ポ
ンプと前記電動機とが一体となっている電動機一体型ア
クチュエータが知られている。このような電動機一体型
アクチュエータは、少なくとも前記油圧ポンプと前記電
動機とを一体に構成することにより、アクチュエータ自
体の小型化を図り、更に、この電動機一体型アクチュエ
ータを備える建設機械の小型化にも寄与している。
【0005】一方、従来の建設機械の油圧シリンダ等を
制御するための油圧制御装置には、キャビテーシヨンを
防止するために、特開平9−174300に開示されて
いるようなキャビテーシヨン防止弁を有していることが
ある。前記キャビテーシヨン防止弁106、107は、
図7に示すように給排通路104、105とタンク10
9とを接続するように設けられる。図7において、符号
101はポンプ、102は電動モータ、103は油圧シ
リンダ等のアクチュエータ、108はピストンである。
このようなキャビテーシヨン防止弁106、107を有
する油圧制御装置は、電動モータ102の逆転により、
ピストン108が直ちに追従せず復帰作動ができず、給
排通路104又は105に負圧が生じた場合でもキャビ
テーシヨン防止弁106、107によりタンク109か
ら不足流量分を直接吸引することにより、キャビテーシ
ヨンを防止する。
制御するための油圧制御装置には、キャビテーシヨンを
防止するために、特開平9−174300に開示されて
いるようなキャビテーシヨン防止弁を有していることが
ある。前記キャビテーシヨン防止弁106、107は、
図7に示すように給排通路104、105とタンク10
9とを接続するように設けられる。図7において、符号
101はポンプ、102は電動モータ、103は油圧シ
リンダ等のアクチュエータ、108はピストンである。
このようなキャビテーシヨン防止弁106、107を有
する油圧制御装置は、電動モータ102の逆転により、
ピストン108が直ちに追従せず復帰作動ができず、給
排通路104又は105に負圧が生じた場合でもキャビ
テーシヨン防止弁106、107によりタンク109か
ら不足流量分を直接吸引することにより、キャビテーシ
ヨンを防止する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
電動機一体型アクチュエータの油圧シリンダを駆動させ
る場合、キャビテーシヨンを防止するために、前記キャ
ビテーション防止弁のようなキャビテーシヨン防止手段
を設けようとすると、キャビテーション防止手段を別付
けするための配管が必要となり大型化を招くという問題
がある。これは、小型化を特徴とする電動機一体型アク
チュエータの長所を阻害する。
電動機一体型アクチュエータの油圧シリンダを駆動させ
る場合、キャビテーシヨンを防止するために、前記キャ
ビテーション防止弁のようなキャビテーシヨン防止手段
を設けようとすると、キャビテーション防止手段を別付
けするための配管が必要となり大型化を招くという問題
がある。これは、小型化を特徴とする電動機一体型アク
チュエータの長所を阻害する。
【0007】本発明は、上記問題を鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、大型化を招くこと
なくキャビテーションを防止することが可能な電動機一
体型アクチュエータを提供するものである。
であって、その目的とするところは、大型化を招くこと
なくキャビテーションを防止することが可能な電動機一
体型アクチュエータを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、油圧シリンダと、前記油圧シリ
ンダを駆動する圧油を発生する油圧ポンプと、前記油圧
ポンプを駆動する電動機とを備え、少なくとも前記油圧
ポンプと前記電動機とが一体となっている電動機一体型
アクチュエータにおいて、前記油圧シリンダに対する圧
油の流入側と流出側とを連通させるバイパス経路と、そ
のバイパス経路を開閉する開閉手段とを前記油圧シリン
ダに一体的に組み込んだことを特徴とする電動機一体型
アクチュエータである。
に、請求項1の発明は、油圧シリンダと、前記油圧シリ
ンダを駆動する圧油を発生する油圧ポンプと、前記油圧
ポンプを駆動する電動機とを備え、少なくとも前記油圧
ポンプと前記電動機とが一体となっている電動機一体型
アクチュエータにおいて、前記油圧シリンダに対する圧
油の流入側と流出側とを連通させるバイパス経路と、そ
のバイパス経路を開閉する開閉手段とを前記油圧シリン
ダに一体的に組み込んだことを特徴とする電動機一体型
アクチュエータである。
【0009】請求項2の発明は、請求項1に記載の電動
機一体型アクチュエータであって、前記油圧シリンダ
が、ピストンと、該ピストンを収納するシリンダ本体
と、前記シリンダ本体の側面に沿って前記シリンダ本体
の圧油の流入側と流出側とを連通するバイパス経路を形
成している経路形成体と、該バイパス経路を開閉するた
めに前記シリンダ本体の一端側に設けられた開閉手段と
有することを特徴とする電動機一体型アクチュエータで
ある。
機一体型アクチュエータであって、前記油圧シリンダ
が、ピストンと、該ピストンを収納するシリンダ本体
と、前記シリンダ本体の側面に沿って前記シリンダ本体
の圧油の流入側と流出側とを連通するバイパス経路を形
成している経路形成体と、該バイパス経路を開閉するた
めに前記シリンダ本体の一端側に設けられた開閉手段と
有することを特徴とする電動機一体型アクチュエータで
ある。
【0010】請求項1又は請求項2の発明によれば、油
圧シリンダに対する圧油の流入側と流出側とを連通させ
るバイパス経路と、そのバイパス経路を開閉する開閉手
段とを前記油圧シリンダに一体的に組み込んでいるの
で、電動機の駆動方向の逆転により、油圧シリンダが直
ちに追従せず復帰作動できずに、圧油の流入側で流量が
不足しそうになった場合、前記油圧シリンダの流入側の
油圧が低くなりすぎる前に、圧油が余っている前記油圧
シリンダの流出側から不足分の流量を調達する。
圧シリンダに対する圧油の流入側と流出側とを連通させ
るバイパス経路と、そのバイパス経路を開閉する開閉手
段とを前記油圧シリンダに一体的に組み込んでいるの
で、電動機の駆動方向の逆転により、油圧シリンダが直
ちに追従せず復帰作動できずに、圧油の流入側で流量が
不足しそうになった場合、前記油圧シリンダの流入側の
油圧が低くなりすぎる前に、圧油が余っている前記油圧
シリンダの流出側から不足分の流量を調達する。
【0011】加えて、前記油圧シリンダの流入側と流出
側を連通させるバイパス経路及びその開閉手段を通して
前記油圧シリンダの流出側から流入側へ圧油を調達して
いるので、油圧ポンプからの吐出流量以上の圧油で前記
油圧シリンダを駆動する。
側を連通させるバイパス経路及びその開閉手段を通して
前記油圧シリンダの流出側から流入側へ圧油を調達して
いるので、油圧ポンプからの吐出流量以上の圧油で前記
油圧シリンダを駆動する。
【0012】請求項3の発明は、前記請求項1又は請求
項2に記載の電動機一体型アクチュエータがハイブリッ
ド建設機械に備えられていることを特徴とする。請求項
3の発明によれば、ハイブリッド建設機械に備えられる
ことにより、ハイブリッド建設機械自体の小型化を促進
する。
項2に記載の電動機一体型アクチュエータがハイブリッ
ド建設機械に備えられていることを特徴とする。請求項
3の発明によれば、ハイブリッド建設機械に備えられる
ことにより、ハイブリッド建設機械自体の小型化を促進
する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図1は、本発明実施の形態を示す図で
あり、(a)は(b)中の油圧シリンダ51のA−A線
断面図である。図1において、51は油圧シリンダ、5
4は油圧ポンプ、55は電動機、67は切換弁、68は
作動油タンクである。
づいて説明する。図1は、本発明実施の形態を示す図で
あり、(a)は(b)中の油圧シリンダ51のA−A線
断面図である。図1において、51は油圧シリンダ、5
4は油圧ポンプ、55は電動機、67は切換弁、68は
作動油タンクである。
【0014】本発明の電動機一体型アクチュエータは、
油圧シリンダ51と、前記油圧シリンダを駆動する圧油
を発生する油圧ポンプ54と、電動機55と備え、少な
くとも前記油圧ポンプ54と前記電動機55とが一体と
なっているアクチュエータである。後述する図4に示さ
れるハイブリッドショベルに搭載されるような一体型ア
クチュエータA1、A2、A3のように、油圧シリンダ
18、20、22、油圧ポンプ16、24、26、電動
機15、23、25、及び図に現れていない作動油タン
クとが全て一体に構成されていてもよい。
油圧シリンダ51と、前記油圧シリンダを駆動する圧油
を発生する油圧ポンプ54と、電動機55と備え、少な
くとも前記油圧ポンプ54と前記電動機55とが一体と
なっているアクチュエータである。後述する図4に示さ
れるハイブリッドショベルに搭載されるような一体型ア
クチュエータA1、A2、A3のように、油圧シリンダ
18、20、22、油圧ポンプ16、24、26、電動
機15、23、25、及び図に現れていない作動油タン
クとが全て一体に構成されていてもよい。
【0015】前記油圧シリンダ51は、ピストン58
と、前記ピストン58を収納するシリンダ本体56と、
前記シリンダ本体56側面に沿って前記シリンダ本体の
圧油の流入側と流出側とを連通するバイパス経路53c
を形成している経路形成体53と、前記バイパス経路5
3cを開閉するために前記シリンダ本体56の一端側に
設けられた開閉手段52と有する。
と、前記ピストン58を収納するシリンダ本体56と、
前記シリンダ本体56側面に沿って前記シリンダ本体の
圧油の流入側と流出側とを連通するバイパス経路53c
を形成している経路形成体53と、前記バイパス経路5
3cを開閉するために前記シリンダ本体56の一端側に
設けられた開閉手段52と有する。
【0016】前記シリンダ本体56は、円筒状であり、
第一及び第二底面56a、56bと側面56cとで油圧
貯溜空間を形成している。前記側面56cの第一底面5
6a側には図中上側に第一給排通路口61が設けられ、
前記第一給排通路口61と前記油圧貯溜空間を挟んで対
向する位置(図中下側)には前記バイパス経路53cの
第一出入口53aが設けられている。前記側面56cの
第二底面56b側には図中上側に第二給排通路口62が
設けられ、前記第二給排通路口62と前記油圧貯溜空間
を挟んで対向する位置(図中下側)には前記バイパス経
路53cの第二出入口53bが設けられている。
第一及び第二底面56a、56bと側面56cとで油圧
貯溜空間を形成している。前記側面56cの第一底面5
6a側には図中上側に第一給排通路口61が設けられ、
前記第一給排通路口61と前記油圧貯溜空間を挟んで対
向する位置(図中下側)には前記バイパス経路53cの
第一出入口53aが設けられている。前記側面56cの
第二底面56b側には図中上側に第二給排通路口62が
設けられ、前記第二給排通路口62と前記油圧貯溜空間
を挟んで対向する位置(図中下側)には前記バイパス経
路53cの第二出入口53bが設けられている。
【0017】前記シリンダ本体56の油圧貯溜空間に
は、ピストン58が配設されている。前記ピストン58
は、第一底面56aを通して前記シリンダ本体56内か
ら外部へ突出しているピストンロッド58bと、前記ロ
ッド58bのシリンダ本体56内側の一端に設けられた
円板上のピストンヘッド58aとからなる。前記ヘッド
58aの直径は、前記ヘッド58aが前記シリンダ本体
56内に供給される油圧によって移動可能なように、前
記シリンダ本体56の内径より僅かに小さい直径を有し
ている。そして、前記ヘッド58aは前記シリンダ本体
56内をピストンヘッド側のヘッド室59とピストンロ
ッド側のロッド室60とに仕切っている。
は、ピストン58が配設されている。前記ピストン58
は、第一底面56aを通して前記シリンダ本体56内か
ら外部へ突出しているピストンロッド58bと、前記ロ
ッド58bのシリンダ本体56内側の一端に設けられた
円板上のピストンヘッド58aとからなる。前記ヘッド
58aの直径は、前記ヘッド58aが前記シリンダ本体
56内に供給される油圧によって移動可能なように、前
記シリンダ本体56の内径より僅かに小さい直径を有し
ている。そして、前記ヘッド58aは前記シリンダ本体
56内をピストンヘッド側のヘッド室59とピストンロ
ッド側のロッド室60とに仕切っている。
【0018】前記経路形成体53は、前記ヘッド室59
及びロッド室60を連通させるための通路、即ち、油圧
シリンダの圧油の流入側と流出側を連通させるバイパス
経路53cを形成するための形成体であり、前記シリン
ダ本体の側面56cに沿って軸方向にバイパス経路53
cを形成する分だけを側面56cを構成する側壁から突
出するように設けられている。尚、このバイパス経路5
3cを形成するにあたっては、前記シリンダ本体の側面
56cを構成する側壁の厚み部分に通路を通すようにし
て設けてもよい。
及びロッド室60を連通させるための通路、即ち、油圧
シリンダの圧油の流入側と流出側を連通させるバイパス
経路53cを形成するための形成体であり、前記シリン
ダ本体の側面56cに沿って軸方向にバイパス経路53
cを形成する分だけを側面56cを構成する側壁から突
出するように設けられている。尚、このバイパス経路5
3cを形成するにあたっては、前記シリンダ本体の側面
56cを構成する側壁の厚み部分に通路を通すようにし
て設けてもよい。
【0019】前記開閉手段52は、磁性体弁63、バネ
64、コイル65とコイルホルダー57とを備えてい
る。前記磁性体弁63は前記バイパス経路53cの第一
出入口53aを開閉するための円筒形をした弁である。
その直径は、前記シリンダ本体56の内径より少し大き
く、前記シリンダ本体56の側面56cを形成する側壁
の厚み部分であってロッド室60側の端部にバネ64と
共に埋め込まれている。通常は、前記バイパス経路53
cの第一出入口53aを閉塞するように、前記第一底面
56a側へバネ64によって付勢されている。また、前
記第一給排通路口61が常に開口するように前記第一給
排通路口61に相当する部分はくり抜かれている。
64、コイル65とコイルホルダー57とを備えてい
る。前記磁性体弁63は前記バイパス経路53cの第一
出入口53aを開閉するための円筒形をした弁である。
その直径は、前記シリンダ本体56の内径より少し大き
く、前記シリンダ本体56の側面56cを形成する側壁
の厚み部分であってロッド室60側の端部にバネ64と
共に埋め込まれている。通常は、前記バイパス経路53
cの第一出入口53aを閉塞するように、前記第一底面
56a側へバネ64によって付勢されている。また、前
記第一給排通路口61が常に開口するように前記第一給
排通路口61に相当する部分はくり抜かれている。
【0020】そして、前記コイル65はコイルホルダー
57によって前記磁性体弁63の外周を包囲する位置に
支持されており、前記コイル65への通電によって前記
磁性体弁53は前記バネ64に抗して前記第一出入口5
3aを開口するように移動する。開口の度合いは、前記
コイル65に通電される電流に比例し、前記バイパス経
路53cを通過する圧油の流量を調整することが可能で
ある。前記コイルホルダー57は、前記バイパス経路5
3cと第一給排通路口61から続く第一給排通路61a
を確保しつつ、前記シリンダ本体56のロッド室60側
の一端の周囲を取り巻くように設けられており、前記コ
イル65を保持している。尚、前記開閉手段52を設け
る位置は、ヘッド室側59であっても良い。
57によって前記磁性体弁63の外周を包囲する位置に
支持されており、前記コイル65への通電によって前記
磁性体弁53は前記バネ64に抗して前記第一出入口5
3aを開口するように移動する。開口の度合いは、前記
コイル65に通電される電流に比例し、前記バイパス経
路53cを通過する圧油の流量を調整することが可能で
ある。前記コイルホルダー57は、前記バイパス経路5
3cと第一給排通路口61から続く第一給排通路61a
を確保しつつ、前記シリンダ本体56のロッド室60側
の一端の周囲を取り巻くように設けられており、前記コ
イル65を保持している。尚、前記開閉手段52を設け
る位置は、ヘッド室側59であっても良い。
【0021】以上のように本実施形態の電動機一体型ア
クチュエータは、前記油圧シリンダ51に対する圧油の
流入側59又は60と流出側60又は59とを連通させ
るバイパス経路53cと、そのバイパス経路53cを開
閉するための開閉手段52とが前記油圧シリンダ51に
一体的に組み込まれている。従って、電動機55の駆動
方向の逆転により、油圧シリンダ51が直ちに追従せず
復帰作動できずに、圧油の流入側で流量が不足しそうに
なっても、前記油圧シリンダ51の流入側の油圧が低く
なりすぎる前に、圧油が余っている前記油圧シリンダ5
1の流出側から不足分の流量を調達することができ、キ
ャビテーションを防止することができる。その上、従来
技術のようなキャビテーション防止弁を別付けするため
の配管が省略でき、配管の削減による小型化及びキャビ
テーション防止手段の損傷の防止も図れる。
クチュエータは、前記油圧シリンダ51に対する圧油の
流入側59又は60と流出側60又は59とを連通させ
るバイパス経路53cと、そのバイパス経路53cを開
閉するための開閉手段52とが前記油圧シリンダ51に
一体的に組み込まれている。従って、電動機55の駆動
方向の逆転により、油圧シリンダ51が直ちに追従せず
復帰作動できずに、圧油の流入側で流量が不足しそうに
なっても、前記油圧シリンダ51の流入側の油圧が低く
なりすぎる前に、圧油が余っている前記油圧シリンダ5
1の流出側から不足分の流量を調達することができ、キ
ャビテーションを防止することができる。その上、従来
技術のようなキャビテーション防止弁を別付けするため
の配管が省略でき、配管の削減による小型化及びキャビ
テーション防止手段の損傷の防止も図れる。
【0022】前記電動機55は、ショベルやクレーン等
の建設機械のエンジンで駆動される発電機およびこの発
電機の電力により充電されたバッテリの少なくとも一方
の電力により作動される。前記油圧ポンプ54は、前記
電動機55によって駆動し、双方向に圧油を吐出するこ
とが可能である。前記切換弁67は、a,b,cの3つ
の切換ポジションを有しており、前記第一給排通路61
aと第二給排通路62aとの間に設けられ、前記第一給
排通路61aと第二給排通路62aの圧力差を感知して
そのポジションを切り換える。
の建設機械のエンジンで駆動される発電機およびこの発
電機の電力により充電されたバッテリの少なくとも一方
の電力により作動される。前記油圧ポンプ54は、前記
電動機55によって駆動し、双方向に圧油を吐出するこ
とが可能である。前記切換弁67は、a,b,cの3つ
の切換ポジションを有しており、前記第一給排通路61
aと第二給排通路62aとの間に設けられ、前記第一給
排通路61aと第二給排通路62aの圧力差を感知して
そのポジションを切り換える。
【0023】次に、本発実施形態の電動機一体型アクチ
ュエータにおける回路の接続を説明する。前記電動機5
5はコントローラ66からの指令を受信して油圧ポンプ
54を駆動させることが可能なように、コントローラ6
6及び油圧ポンプ54に接続されている。油圧ポンプ5
4の両吐出口はそれぞれ、第一、第二給排通路61a、
62aを介して油圧シリンダ51の第一、第二給排通路
口61、62に接続されている。前記第一、第二給排通
路61a、62aは共通の切換弁67を介してタンク6
8に接続されている。前記切換弁67のポジションがa
の時に、第一給排通路61aとタンク68との通路が開
かれ、第二給排通路62aとタンク68との通路が閉ざ
される。切換弁67のポジションがcの時に、第二給排
通路62aとタンク68との通路が開かれ、第一給排通
路61aとタンク68との通路が閉ざされる。切換弁6
7のポジションがbの時に第一及び第二給排通路61
a、62aとタンク68との両通路が閉ざされるように
なっている。そして、油圧シリンダ51の開閉手段52
は、バイパス経路53cの第一出入口53aの開閉に関
する指令をコントローラ66から受信可能なように、コ
ントローラ66に接続されている。
ュエータにおける回路の接続を説明する。前記電動機5
5はコントローラ66からの指令を受信して油圧ポンプ
54を駆動させることが可能なように、コントローラ6
6及び油圧ポンプ54に接続されている。油圧ポンプ5
4の両吐出口はそれぞれ、第一、第二給排通路61a、
62aを介して油圧シリンダ51の第一、第二給排通路
口61、62に接続されている。前記第一、第二給排通
路61a、62aは共通の切換弁67を介してタンク6
8に接続されている。前記切換弁67のポジションがa
の時に、第一給排通路61aとタンク68との通路が開
かれ、第二給排通路62aとタンク68との通路が閉ざ
される。切換弁67のポジションがcの時に、第二給排
通路62aとタンク68との通路が開かれ、第一給排通
路61aとタンク68との通路が閉ざされる。切換弁6
7のポジションがbの時に第一及び第二給排通路61
a、62aとタンク68との両通路が閉ざされるように
なっている。そして、油圧シリンダ51の開閉手段52
は、バイパス経路53cの第一出入口53aの開閉に関
する指令をコントローラ66から受信可能なように、コ
ントローラ66に接続されている。
【0024】次に、本実施形態の電動機一体型アクチュ
エータの作動を図2及び図3を参照しつつ説明する。図
2(a)において、ピストンロッド58bを伸長させる
ようにコントローラ66から電動機55へ指令がある
と、電動機55による油圧ポンプ54の駆動が開始し、
第二給排通路62aへと圧油が吐出される。そして、第
二給排通路62aでの高圧を検知した切換弁67は、そ
のポジションをbからaに移動する。そして、シリンダ
本体のヘッド室59へと圧油が第二給排通路口62を通
って供給され、ピストンのヘッド58aが図面上方に押
圧され移動する。ロッド室60側の圧油は第一給排通路
口61から第一給排通路61aへと排出され、切換弁6
7を通ってタンク68へと戻される。
エータの作動を図2及び図3を参照しつつ説明する。図
2(a)において、ピストンロッド58bを伸長させる
ようにコントローラ66から電動機55へ指令がある
と、電動機55による油圧ポンプ54の駆動が開始し、
第二給排通路62aへと圧油が吐出される。そして、第
二給排通路62aでの高圧を検知した切換弁67は、そ
のポジションをbからaに移動する。そして、シリンダ
本体のヘッド室59へと圧油が第二給排通路口62を通
って供給され、ピストンのヘッド58aが図面上方に押
圧され移動する。ロッド室60側の圧油は第一給排通路
口61から第一給排通路61aへと排出され、切換弁6
7を通ってタンク68へと戻される。
【0025】次に、図2(b)において、ピストンロッ
ドが所定の長さだけ伸長するとコントローラ66から開
閉手段52へ指令が出され、このコントローラ66から
の指令に応じた電流が開閉手段のコイル65に流れる。
コイル65の通電量に応じた距離だけ磁性体弁63がバ
ネ64に抗して図面下方に移動し、バイパス経路53c
への第一出入口53aを開く。そして、ロッド室60側
の圧油の一部は前記第一出入口53aから前記経路53
cを通ってヘッド室59へと流入する。この時、ヘッド
室59への圧油の供給は、第二給排通路口62と、バイ
パス経路53cの第二出入口53bとの両方から行われ
る。
ドが所定の長さだけ伸長するとコントローラ66から開
閉手段52へ指令が出され、このコントローラ66から
の指令に応じた電流が開閉手段のコイル65に流れる。
コイル65の通電量に応じた距離だけ磁性体弁63がバ
ネ64に抗して図面下方に移動し、バイパス経路53c
への第一出入口53aを開く。そして、ロッド室60側
の圧油の一部は前記第一出入口53aから前記経路53
cを通ってヘッド室59へと流入する。この時、ヘッド
室59への圧油の供給は、第二給排通路口62と、バイ
パス経路53cの第二出入口53bとの両方から行われ
る。
【0026】このように第二給排通路62aと、バイパ
ス経路53cと両方の通路から圧油の供給を行うと、油
圧ポンプ54のみから吐出される圧油の量よりも多くヘ
ッド室59へ圧油を供給できる。従って、不必要に油圧
ポンプを駆動する必要がなく、省エネルギー効果が得ら
れる。
ス経路53cと両方の通路から圧油の供給を行うと、油
圧ポンプ54のみから吐出される圧油の量よりも多くヘ
ッド室59へ圧油を供給できる。従って、不必要に油圧
ポンプを駆動する必要がなく、省エネルギー効果が得ら
れる。
【0027】そして、更に、ピストンロッド58bが所
望の長さまで伸長すると、コントローラ66から電動機
55へ停止の指令が出力され、油圧ポンプ54からヘッ
ド室59への圧油の供給が停止される。この時、ヘッド
室59への圧油の供給が停止されたにもかかわらず、ピ
ストンヘッド58aが慣性によりロッド室60へわずか
に移動しつづけても、バイパス経路53cを通じてロッ
ド室60からヘッド室59へと圧油が供給されるので、
ヘッド室59で圧油の流量不足となることがなく、負圧
とならないのでキャビテーシヨンが防止される。
望の長さまで伸長すると、コントローラ66から電動機
55へ停止の指令が出力され、油圧ポンプ54からヘッ
ド室59への圧油の供給が停止される。この時、ヘッド
室59への圧油の供給が停止されたにもかかわらず、ピ
ストンヘッド58aが慣性によりロッド室60へわずか
に移動しつづけても、バイパス経路53cを通じてロッ
ド室60からヘッド室59へと圧油が供給されるので、
ヘッド室59で圧油の流量不足となることがなく、負圧
とならないのでキャビテーシヨンが防止される。
【0028】この場合、特開平9−174300に開示
されているような従来のキャビテーション防止手段のよ
うに不足流量分を作動油タンクから直接吸引しないの
で、作動油タンク内の作動油の容量を必要以上に多くせ
ずに流量不足を解消でき、キャビテーション防止するこ
とができる。
されているような従来のキャビテーション防止手段のよ
うに不足流量分を作動油タンクから直接吸引しないの
で、作動油タンク内の作動油の容量を必要以上に多くせ
ずに流量不足を解消でき、キャビテーション防止するこ
とができる。
【0029】次に、図3(a)において、ピストンロッ
ド58bを収縮させるようにコントローラ66から電動
機55及び開閉手段52へ指令があると、開閉手段のコ
イル65への通電が切られ、磁性体弁63はバネ64の
付勢力によって図面上方に移動し、バイパス経路53c
への第一出入口53aを閉じる。そして、電動機55に
よる油圧ポンプ54の駆動が開始し、第一給排通路61
aへと圧油が吐出される。そして、第一給排通路61a
での高圧を検知した切換弁67は、そのポジションをc
に移動する。そして、シリンダ本体のロッド室60へと
圧油が第一給排通路口61を通って供給され、ピストン
ヘッド58aが図面下方に押圧され移動する。ヘッド室
59側の圧油は第二給排通路口62から第一給排通路6
2aへと排出され、切換弁67を通ってタンク68へと
戻される。
ド58bを収縮させるようにコントローラ66から電動
機55及び開閉手段52へ指令があると、開閉手段のコ
イル65への通電が切られ、磁性体弁63はバネ64の
付勢力によって図面上方に移動し、バイパス経路53c
への第一出入口53aを閉じる。そして、電動機55に
よる油圧ポンプ54の駆動が開始し、第一給排通路61
aへと圧油が吐出される。そして、第一給排通路61a
での高圧を検知した切換弁67は、そのポジションをc
に移動する。そして、シリンダ本体のロッド室60へと
圧油が第一給排通路口61を通って供給され、ピストン
ヘッド58aが図面下方に押圧され移動する。ヘッド室
59側の圧油は第二給排通路口62から第一給排通路6
2aへと排出され、切換弁67を通ってタンク68へと
戻される。
【0030】次に、図3(b)において、ピストンロッ
ドが所定の長さだけ収縮するとコントローラ66から開
閉手段52へ指令が出され、このコントローラ66から
の指令に応じた電流が開閉手段のコイル65に流れる。
コイル65の通電量に応じた距離だけ磁性体弁63がバ
ネ64に抗して図面下方に移動し、バイパス経路53c
への第一出入口53aを開く。そして、へッド室59側
の圧油の一部はバイパス経路53cの第二出入口53b
から前記バイパス経路53cを通ってロッド室60へと
流入する。この時、ロッド室60への圧油の供給は、第
一給排通路口61と、バイパス経路53cの第一出入口
53aとの両方から行われる。
ドが所定の長さだけ収縮するとコントローラ66から開
閉手段52へ指令が出され、このコントローラ66から
の指令に応じた電流が開閉手段のコイル65に流れる。
コイル65の通電量に応じた距離だけ磁性体弁63がバ
ネ64に抗して図面下方に移動し、バイパス経路53c
への第一出入口53aを開く。そして、へッド室59側
の圧油の一部はバイパス経路53cの第二出入口53b
から前記バイパス経路53cを通ってロッド室60へと
流入する。この時、ロッド室60への圧油の供給は、第
一給排通路口61と、バイパス経路53cの第一出入口
53aとの両方から行われる。
【0031】このように第一給排通路61aと、バイパ
ス経路53cと両方の通路から圧油の供給を行うと、油
圧ポンプ54のみから吐出される圧油の量よりも多くロ
ッド室59へ圧油を供給できる。従って、不必要に油圧
ポンプを駆動する必要がなく、省エネルギー効果が得ら
れる。
ス経路53cと両方の通路から圧油の供給を行うと、油
圧ポンプ54のみから吐出される圧油の量よりも多くロ
ッド室59へ圧油を供給できる。従って、不必要に油圧
ポンプを駆動する必要がなく、省エネルギー効果が得ら
れる。
【0032】そして、更に、ピストンロッド58bが所
望の長さまで収縮すると、コントローラ66から電動機
55へ停止の指令が出力され、油圧ポンプ54からロッ
ド室60への圧油の供給が停止される。この時、ロッド
室60への圧油の供給が停止されたにもかかわらず、ピ
ストンヘッド58aが慣性によりヘッド室59側へわず
かに移動しつづけても、バイパス経路53cを通じてヘ
ッド室59からロッド室60へと圧油が供給されるの
で、ロッド室60で圧油の流量不足となることがなく、
負圧とならないのでキャビテーシヨンが防止される。
望の長さまで収縮すると、コントローラ66から電動機
55へ停止の指令が出力され、油圧ポンプ54からロッ
ド室60への圧油の供給が停止される。この時、ロッド
室60への圧油の供給が停止されたにもかかわらず、ピ
ストンヘッド58aが慣性によりヘッド室59側へわず
かに移動しつづけても、バイパス経路53cを通じてヘ
ッド室59からロッド室60へと圧油が供給されるの
で、ロッド室60で圧油の流量不足となることがなく、
負圧とならないのでキャビテーシヨンが防止される。
【0033】この場合も、特開平9−174300に開
示されているような従来のキャビテーション防止手段の
ように不足流量分を作動油タンクから直接吸引しないの
で、作動油タンク内の作動油の容量を必要以上に多くせ
ずに流量不足を解消でき、キャビテーション防止するこ
とができる。
示されているような従来のキャビテーション防止手段の
ように不足流量分を作動油タンクから直接吸引しないの
で、作動油タンク内の作動油の容量を必要以上に多くせ
ずに流量不足を解消でき、キャビテーション防止するこ
とができる。
【0034】上述のようにキャビテーシヨン防止機能を
備えた本発明実施の電動機一体型アクチュエータは、ハ
イブリッド建設機械に備えられる電動機一体型アクチュ
エータとして最適である。本発明実施の電動機一体型ア
クチュエータが備えられるハイブリッド建設機械の一つ
であるハイブリッドショベルについて図4乃至図7を参
照しつつ説明する。尚、以降の説明においては、シリー
ズ型ハイブリッド方式を採用したハイブリッドショベル
について説明するが、パラレル型ハイブリッド方式を採
用したハイブリッドショベルに適用することもできる。
備えた本発明実施の電動機一体型アクチュエータは、ハ
イブリッド建設機械に備えられる電動機一体型アクチュ
エータとして最適である。本発明実施の電動機一体型ア
クチュエータが備えられるハイブリッド建設機械の一つ
であるハイブリッドショベルについて図4乃至図7を参
照しつつ説明する。尚、以降の説明においては、シリー
ズ型ハイブリッド方式を採用したハイブリッドショベル
について説明するが、パラレル型ハイブリッド方式を採
用したハイブリッドショベルに適用することもできる。
【0035】図4において、ハイブリッドショベルは、
下部走行体1と、下部走行体1の上面中心部に旋回可能
に設けられた上部旋回体2と、上部旋回体2の前部に設
けられた堀削アタッチメント3とを有している。下部走
行体1は、両端部に並行配置された一対のクローラフレ
ーム4と、各クローラフレーム4の周囲に回転可能に設
けられ、地面に対して面状に接地するクローラ5と、ク
ローラ5を回転駆動する減速機35・36および電動機
6・7とを有している。そして、このように構成された
下部走行体1は、各クローラ5を減速機35・36を介
して電動機6・7により個別に正方向および逆方向に回
転駆動することによって、ショベル全体を地面に対して
前進や後退、回転、旋回させる。
下部走行体1と、下部走行体1の上面中心部に旋回可能
に設けられた上部旋回体2と、上部旋回体2の前部に設
けられた堀削アタッチメント3とを有している。下部走
行体1は、両端部に並行配置された一対のクローラフレ
ーム4と、各クローラフレーム4の周囲に回転可能に設
けられ、地面に対して面状に接地するクローラ5と、ク
ローラ5を回転駆動する減速機35・36および電動機
6・7とを有している。そして、このように構成された
下部走行体1は、各クローラ5を減速機35・36を介
して電動機6・7により個別に正方向および逆方向に回
転駆動することによって、ショベル全体を地面に対して
前進や後退、回転、旋回させる。
【0036】上記の下部走行体1の上面中心部には、旋
回軸8aが下部走行体1に対して直交して設けられてい
る。旋回軸8aの上部には、上部旋回体2の一部を構成
する旋回フレーム8が回動自在に設けられている。旋回
フレーム8の上面には、オペレータの操縦室となるキャ
ビン9と、保護カバー40で覆われた機械収容部41と
が設けられていると共に、上述の堀削アタッチメント3
のブーム17およびブームシリンダ18の一端部が上下
方向に回動自在に設けられている。
回軸8aが下部走行体1に対して直交して設けられてい
る。旋回軸8aの上部には、上部旋回体2の一部を構成
する旋回フレーム8が回動自在に設けられている。旋回
フレーム8の上面には、オペレータの操縦室となるキャ
ビン9と、保護カバー40で覆われた機械収容部41と
が設けられていると共に、上述の堀削アタッチメント3
のブーム17およびブームシリンダ18の一端部が上下
方向に回動自在に設けられている。
【0037】機械収容部41内には、旋回用電動機13
および減速機14が設けられていると共に、ブーム用一
体型アクチュエータA1が設けられている。旋回用電動
機13は、減速機14を介して旋回フレーム8を旋回軸
8aを旋回中心として旋回駆動する。ブーム用一体型ア
クチュエータA1は、本発明実施の電動機一体型アクチ
ュエータであり、ブーム用電動機15とブームポンプ1
6と上述のブームシリンダ18と図に現れていない作動
油タンクとが一体化している。前記ブームシリンダ18
は、図1で示した油圧シリンダと同様の構造をしてお
り、前記油圧シリンダに対する圧油の流入側と流出側と
を連通させるバイパス経路と、そのバイパス経路を開閉
する開閉手段とを有している。ブーム用電動機15は及
びブームシリンダ18の開閉手段はモータコントローラ
37からの指令が受信可能なようにモータコントローラ
37に接続されている(図5参照)。そして、ブームシ
リンダ18のシリンダロッドを油圧により進退移動させ
ることによって、ブーム17の先端側(他端側)を上下
動させる。
および減速機14が設けられていると共に、ブーム用一
体型アクチュエータA1が設けられている。旋回用電動
機13は、減速機14を介して旋回フレーム8を旋回軸
8aを旋回中心として旋回駆動する。ブーム用一体型ア
クチュエータA1は、本発明実施の電動機一体型アクチ
ュエータであり、ブーム用電動機15とブームポンプ1
6と上述のブームシリンダ18と図に現れていない作動
油タンクとが一体化している。前記ブームシリンダ18
は、図1で示した油圧シリンダと同様の構造をしてお
り、前記油圧シリンダに対する圧油の流入側と流出側と
を連通させるバイパス経路と、そのバイパス経路を開閉
する開閉手段とを有している。ブーム用電動機15は及
びブームシリンダ18の開閉手段はモータコントローラ
37からの指令が受信可能なようにモータコントローラ
37に接続されている(図5参照)。そして、ブームシ
リンダ18のシリンダロッドを油圧により進退移動させ
ることによって、ブーム17の先端側(他端側)を上下
動させる。
【0038】上記のブーム17の先端部には、アーム1
9が回動自在に設けられている。アーム19の先端部に
は、バケット21が回動自在に設けられている。また、
ブーム17とアーム19とは、アームシリンダ20を介
して連結されており、アーム19とバケット21とは、
バケットシリンダ22を介して連結されている。これら
のシリンダ20・22は、それぞれアーム用一体型アク
チュエータA2とバケット用一体型アクチュエータA3
を構成している。
9が回動自在に設けられている。アーム19の先端部に
は、バケット21が回動自在に設けられている。また、
ブーム17とアーム19とは、アームシリンダ20を介
して連結されており、アーム19とバケット21とは、
バケットシリンダ22を介して連結されている。これら
のシリンダ20・22は、それぞれアーム用一体型アク
チュエータA2とバケット用一体型アクチュエータA3
を構成している。
【0039】アーム用一体型アクチュエータA2は、本
発明実施の電動機一体型アクチュエータであり、アーム
用電動機23とアームポンプ24と上述のアームシリン
ダ20と図に現れていない作動油タンクとが一体化して
いる。前記アームシリンダ20は、図1で示した油圧シ
リンダと同様の構造をしており、前記油圧シリンダに対
する圧油の流入側と流出側とを連通させるバイパス経路
と、そのバイパス経路を開閉する開閉手段とを有してい
る。アーム用電動機23は及びアームシリンダ20の開
閉手段はモータコントローラ37からの指令が受信可能
なようにモータコントローラ37に接続されている(図
5参照)。そして、アクチュエータA2は、シリンダ2
0のシリンダロッドを油圧により進退移動させることに
よって、アーム19を上下方向に回動させる。
発明実施の電動機一体型アクチュエータであり、アーム
用電動機23とアームポンプ24と上述のアームシリン
ダ20と図に現れていない作動油タンクとが一体化して
いる。前記アームシリンダ20は、図1で示した油圧シ
リンダと同様の構造をしており、前記油圧シリンダに対
する圧油の流入側と流出側とを連通させるバイパス経路
と、そのバイパス経路を開閉する開閉手段とを有してい
る。アーム用電動機23は及びアームシリンダ20の開
閉手段はモータコントローラ37からの指令が受信可能
なようにモータコントローラ37に接続されている(図
5参照)。そして、アクチュエータA2は、シリンダ2
0のシリンダロッドを油圧により進退移動させることに
よって、アーム19を上下方向に回動させる。
【0040】バケット用一体型アクチュエータA3は、
本発明実施の電動機一体型アクチュエータであり、バケ
ット用電動機25とバケットポンプ27と上述のバケッ
トシリンダ22と図に現れていない作動油タンクとが一
体化している。前記バケットシリンダ22は、図1で示
した油圧シリンダと同様の構造をしており、前記油圧シ
リンダに対する圧油の流入側と流出側とを連通させるバ
イパス経路と、そのバイパス経路を開閉する開閉手段と
を有している。バケット用電動機25は及びバケットシ
リンダ22の開閉手段はモータコントローラ37からの
指令が受信可能なようにモータコントローラ37に接続
されている(図5参照)。そして、アクチュエータA3
は、シリンダ22のシリンダロッドを油圧により進退移
動させることによって、バケット21を上下方向に回動
させる。
本発明実施の電動機一体型アクチュエータであり、バケ
ット用電動機25とバケットポンプ27と上述のバケッ
トシリンダ22と図に現れていない作動油タンクとが一
体化している。前記バケットシリンダ22は、図1で示
した油圧シリンダと同様の構造をしており、前記油圧シ
リンダに対する圧油の流入側と流出側とを連通させるバ
イパス経路と、そのバイパス経路を開閉する開閉手段と
を有している。バケット用電動機25は及びバケットシ
リンダ22の開閉手段はモータコントローラ37からの
指令が受信可能なようにモータコントローラ37に接続
されている(図5参照)。そして、アクチュエータA3
は、シリンダ22のシリンダロッドを油圧により進退移
動させることによって、バケット21を上下方向に回動
させる。
【0041】また、上述の機械収容部41内には、旋回
用電動機13やブーム用一体型アクチュエータA1の他
に、エンジン10、エンジン10の回転速度(エンジン
出力)に応じた交流電力を生成する発電機11、通常運
転時に使用される主バッテリ12、および主バッテリ1
2が使用不能になった緊急時に使用される補助バッテリ
42が設けられている。尚、上記の両バッテリ12・4
2には、鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池のような電力を
繰り返して充放電可能な二次電池が使用される。
用電動機13やブーム用一体型アクチュエータA1の他
に、エンジン10、エンジン10の回転速度(エンジン
出力)に応じた交流電力を生成する発電機11、通常運
転時に使用される主バッテリ12、および主バッテリ1
2が使用不能になった緊急時に使用される補助バッテリ
42が設けられている。尚、上記の両バッテリ12・4
2には、鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池のような電力を
繰り返して充放電可能な二次電池が使用される。
【0042】上記の発電機11は、図5に示すように、
制御装置のモータコントローラ37に接続されている。
モータコントローラ37は、上述の各種の電動機6・7
・13・15・23・25に接続されていると共に、主
バッテリ12および補助バッテリ42に切換スイッチ4
3を介して接続されている。切換スイッチ43は、二方
向に連動して切換可能なスイッチ部43a〜43cを3
系統備えており、2系統のスイッチ部43a・43b
は、主バッテリ12に対する充電およびその停止の切替
えに使用され、残りの1系統のスイッチ部43cは、主
バッテリ12からの放電と補助バッテリ42からの放電
との切替えに使用される。そして、切換スイッチ43
は、通常運転時において全スイッチ部43a〜43cが
主バッテリ12とモータコントローラ37とを接続状態
にするように設定されており、緊急時に全スイッチ部4
3a〜43cが補助バッテリ42とモータコントローラ
37とを接続状態にするように手動や自動の操作で切り
替えられる。
制御装置のモータコントローラ37に接続されている。
モータコントローラ37は、上述の各種の電動機6・7
・13・15・23・25に接続されていると共に、主
バッテリ12および補助バッテリ42に切換スイッチ4
3を介して接続されている。切換スイッチ43は、二方
向に連動して切換可能なスイッチ部43a〜43cを3
系統備えており、2系統のスイッチ部43a・43b
は、主バッテリ12に対する充電およびその停止の切替
えに使用され、残りの1系統のスイッチ部43cは、主
バッテリ12からの放電と補助バッテリ42からの放電
との切替えに使用される。そして、切換スイッチ43
は、通常運転時において全スイッチ部43a〜43cが
主バッテリ12とモータコントローラ37とを接続状態
にするように設定されており、緊急時に全スイッチ部4
3a〜43cが補助バッテリ42とモータコントローラ
37とを接続状態にするように手動や自動の操作で切り
替えられる。
【0043】また、モータコントローラ37には、操作
レバー45が接続されている。上記のモータコントロー
ラ37は、発電機11からの交流電力を直流電力に変換
したり、バッテリ12・42からの直流電力を交流電力
に変換する電力変換機能(インバータ機能)や、操作レ
バー45からの操作信号に基づいて例えば主バッテリ1
2から電力変換して得た交流電力を各電動機6・7・1
3・15・23・25に出力する電動機作動機能、発電
機11で生成された電力を主バッテリ12に充電する通
常充電機構、各電動機6・7・13・15・23・25
で生じた回生電力を主バッテリ12に充電する回生充電
機能等の諸機能を備えており、これら諸機能を主バッテ
リ12の充電量や発電機11の発電量、作業モード等に
基づいて任意に実行する。
レバー45が接続されている。上記のモータコントロー
ラ37は、発電機11からの交流電力を直流電力に変換
したり、バッテリ12・42からの直流電力を交流電力
に変換する電力変換機能(インバータ機能)や、操作レ
バー45からの操作信号に基づいて例えば主バッテリ1
2から電力変換して得た交流電力を各電動機6・7・1
3・15・23・25に出力する電動機作動機能、発電
機11で生成された電力を主バッテリ12に充電する通
常充電機構、各電動機6・7・13・15・23・25
で生じた回生電力を主バッテリ12に充電する回生充電
機能等の諸機能を備えており、これら諸機能を主バッテ
リ12の充電量や発電機11の発電量、作業モード等に
基づいて任意に実行する。
【0044】上記の構成において、ハイブリッドショベ
ルの制御装置の動作について説明する。図4のキャビン
9内のオペレータが運転キーを回動させる等の始動操作
を行うことによって、モータコントローラ37に電源が
投入されると共にエンジン10が運転されると、モータ
コントローラ37は、先ず、主バッテリ12の充電量を
確認し、充電量が不十分であれば、エンジン10により
回転駆動される発電機11で生成された交流電力を直流
電力に変換して主バッテリ12を充電する。尚、主バッ
テリ12の充電量が極めて不十分である場合には、エン
ジン10の出力(回転速度)を増大させて発電機11の
発電量を増大させることによって、主バッテリ12に対
する充電を早急に行う。一方、主バッテリ12の充電量
が十分であれば、エンジン10の出力(回転速度)を最
低のアイドリング状態にしたり、エンジン10を停止す
ることによって、主バッテリ12の過剰な充電を防止し
ながら、操作レバー45から操作信号が入力されるまで
待機する。
ルの制御装置の動作について説明する。図4のキャビン
9内のオペレータが運転キーを回動させる等の始動操作
を行うことによって、モータコントローラ37に電源が
投入されると共にエンジン10が運転されると、モータ
コントローラ37は、先ず、主バッテリ12の充電量を
確認し、充電量が不十分であれば、エンジン10により
回転駆動される発電機11で生成された交流電力を直流
電力に変換して主バッテリ12を充電する。尚、主バッ
テリ12の充電量が極めて不十分である場合には、エン
ジン10の出力(回転速度)を増大させて発電機11の
発電量を増大させることによって、主バッテリ12に対
する充電を早急に行う。一方、主バッテリ12の充電量
が十分であれば、エンジン10の出力(回転速度)を最
低のアイドリング状態にしたり、エンジン10を停止す
ることによって、主バッテリ12の過剰な充電を防止し
ながら、操作レバー45から操作信号が入力されるまで
待機する。
【0045】次に、オペレータが所定の作業を行うよう
に操作レバー45を操作すると、操作レバー45から操
作量に応じた操作信号が出力される。操作信号は、モー
タコントローラ37に入力される。前記モータコントロ
ーラ37は、前記操作信号に対応する電動機6・7・1
3・15・23・25を作動させ、ショベルの走行や堀
削、土羽打ち等の各作業を行わせる。
に操作レバー45を操作すると、操作レバー45から操
作量に応じた操作信号が出力される。操作信号は、モー
タコントローラ37に入力される。前記モータコントロ
ーラ37は、前記操作信号に対応する電動機6・7・1
3・15・23・25を作動させ、ショベルの走行や堀
削、土羽打ち等の各作業を行わせる。
【0046】以上のような構成のハイブリッドショベル
に備えられた本発明実施の一体型アクチュエータA1、
A2、A3(図4及び図5参照)は、キャビテーション
防止手段が実質的に一体型アクチュエータの油圧シリン
ダに一体的に組み込まれているので、キャビテーション
防止手段を別付けするための配管が省略でき、配管の削
減によりハイブリッドショベルのブーム、アーム、バケ
ット等を駆動させる各アクチュエータの小型化に貢献す
る。その結果、ハイブリッドショベル自体の小型も図れ
る。
に備えられた本発明実施の一体型アクチュエータA1、
A2、A3(図4及び図5参照)は、キャビテーション
防止手段が実質的に一体型アクチュエータの油圧シリン
ダに一体的に組み込まれているので、キャビテーション
防止手段を別付けするための配管が省略でき、配管の削
減によりハイブリッドショベルのブーム、アーム、バケ
ット等を駆動させる各アクチュエータの小型化に貢献す
る。その結果、ハイブリッドショベル自体の小型も図れ
る。
【0047】
【発明の効果】請求項1又は請求項2の発明によれば、
油圧シリンダに対する圧油の流入側と流出側とを連通さ
せるバイパス経路と、そのバイパス経路を開閉する開閉
手段とを前記油圧シリンダに一体的に組み込んでいるの
で、電動機の駆動方向の逆転により、油圧シリンダが直
ちに追従せず復帰作動できずに、圧油の流入側で流量が
不足しそうになっても、前記油圧シリンダの流入側の油
圧が低くなりすぎる前に、圧油が余っている前記油圧シ
リンダの流出側から不足分の流量を調達することがで
き、流量不足を解消できる。その結果、キャビテーショ
ン防止や、それに伴うショック・回路損傷を防止するこ
とができる。
油圧シリンダに対する圧油の流入側と流出側とを連通さ
せるバイパス経路と、そのバイパス経路を開閉する開閉
手段とを前記油圧シリンダに一体的に組み込んでいるの
で、電動機の駆動方向の逆転により、油圧シリンダが直
ちに追従せず復帰作動できずに、圧油の流入側で流量が
不足しそうになっても、前記油圧シリンダの流入側の油
圧が低くなりすぎる前に、圧油が余っている前記油圧シ
リンダの流出側から不足分の流量を調達することがで
き、流量不足を解消できる。その結果、キャビテーショ
ン防止や、それに伴うショック・回路損傷を防止するこ
とができる。
【0048】しかも、従来技術のようなキャビテーショ
ン防止手段を別付けするための配管が省略できるので、
配管の削減によりアクチュエータ自体の大型化を招くこ
となく、キャビテーション防止機能を備えた電動機一体
型アクチュエータを実現している。更に、キャビテーシ
ョン防止手段は実質的に電動機一体型アクチュエータの
油圧シリンダに一体的に組み込まれたことになり、キャ
ビテーション防止手段の損傷の防止も図れる。
ン防止手段を別付けするための配管が省略できるので、
配管の削減によりアクチュエータ自体の大型化を招くこ
となく、キャビテーション防止機能を備えた電動機一体
型アクチュエータを実現している。更に、キャビテーシ
ョン防止手段は実質的に電動機一体型アクチュエータの
油圧シリンダに一体的に組み込まれたことになり、キャ
ビテーション防止手段の損傷の防止も図れる。
【0049】加えて、前記油圧シリンダの流入側と流出
側を連通させるバイパス経路及びその開閉手段を通して
前記油圧シリンダの流出側から流入側へ圧油を調達する
ことで、油圧ポンプからの吐出流量以上の圧油で前記油
圧シリンダを駆動する事も出来、不必要に油圧ポンプを
駆動する必要がなくなる。その結果、省エネルギーの効
果が得られる。
側を連通させるバイパス経路及びその開閉手段を通して
前記油圧シリンダの流出側から流入側へ圧油を調達する
ことで、油圧ポンプからの吐出流量以上の圧油で前記油
圧シリンダを駆動する事も出来、不必要に油圧ポンプを
駆動する必要がなくなる。その結果、省エネルギーの効
果が得られる。
【0050】請求項3の発明によれば、上記効果に加え
て、ハイブリッド建設機械に備えられることにより、ハ
イブリッド建設機械の小型化にも寄与する。
て、ハイブリッド建設機械に備えられることにより、ハ
イブリッド建設機械の小型化にも寄与する。
【図1】本発明実施の電動機一体型アクチュエータを示
す図である。
す図である。
【図2】本発明実施の電動機一体型アクチュエータの作
動を示す図である。
動を示す図である。
【図3】本発明実施の電動機一体型アクチュエータの作
動を示す図である。
動を示す図である。
【図4】本発明実施の電動機一体型アクチュエータが搭
載されるハイブリッドショベルを示す図である。
載されるハイブリッドショベルを示す図である。
【図5】ハイブリッドショベルの制御装置のブロック図
である。
である。
【図6】ハイブリッド方式で作業した場合におけるバッ
テリの充放電の状態を示す説明図である。
テリの充放電の状態を示す説明図である。
【図7】従来のキャビテーション防止手段を説明する図
である。
である。
51 油圧シリンダ 52 開閉手段 53 経路形成体 53c バイパス経路 54 油圧ポンプ 55 電動機 56 シリンダ本体 58 ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D003 AA01 AB07 BA05 BB02 CA02 CA10 DA04 3H081 AA02 BB02 CC23 DD33 DD37 FF27 FF47 HH01 3H089 BB11 CC01 DA14 DB45 DB49 DB54 EE31 GG02 HH19 JJ02
Claims (3)
- 【請求項1】 油圧シリンダと、前記油圧シリンダを駆
動する圧油を発生する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを
駆動する電動機とを備え、少なくとも前記油圧ポンプと
前記電動機とが一体となっている電動機一体型アクチュ
エータにおいて、 前記油圧シリンダに対する圧油の流入側と流出側とを連
通させるバイパス経路と、そのバイパス経路を開閉する
開閉手段とを前記油圧シリンダに一体的に組み込んだこ
とを特徴とする電動機一体型アクチュエータ。 - 【請求項2】 前記油圧シリンダは、ピストンと、該ピ
ストンを収納するシリンダ本体と、前記シリンダ本体の
側面に沿って前記シリンダ本体の圧油の流入側と流出側
とを連通するバイパス経路を形成している経路形成体
と、該バイパス経路を開閉するために前記シリンダ本体
の一端側に設けられた開閉手段と有することを特徴とす
る請求項1に記載の電動機一体型アクチュエータ。 - 【請求項3】 ハイブリッド建設機械に備えられること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動機一体
型アクチュエータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11183369A JP2001012417A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 電動機一体型アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11183369A JP2001012417A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 電動機一体型アクチュエータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001012417A true JP2001012417A (ja) | 2001-01-16 |
Family
ID=16134574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11183369A Pending JP2001012417A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 電動機一体型アクチュエータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001012417A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007505270A (ja) * | 2003-09-11 | 2007-03-08 | ボッシュ レックスロス アーゲー | 少なくとも2つの流体圧コンシューマに圧力手段を供給するための制御装置および方法 |
-
1999
- 1999-06-29 JP JP11183369A patent/JP2001012417A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007505270A (ja) * | 2003-09-11 | 2007-03-08 | ボッシュ レックスロス アーゲー | 少なくとも2つの流体圧コンシューマに圧力手段を供給するための制御装置および方法 |
JP4653091B2 (ja) * | 2003-09-11 | 2011-03-16 | ボッシュ レックスロス アーゲー | 少なくとも2つの流体圧コンシューマに圧力手段を供給するための制御装置および方法 |
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