旋转驱动装置和作业机械制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种旋转驱动装置和作业机械，在旋转加减速时，抑制作为热能排放到大气中的流体压能量损失，并在旋转减速时，把旋转动能转换成电能来实现节能，并且使组件小型化来实现成本降低。针对流体压电动机（３６）设置无负荷阀（４３），在输入装置（４１）的微操作时，根据从控制器（４２）所输出的控制信号来切换该无负荷阀（４３），使流体压电动机（３６）的入口端口和出口端口短路。针对旋转机构（３７），使电动机（４４）与流体压电动机（３６）并联连接，该电动机（４４）可与流体压电动机（３６）同时对该旋转机构（３７）进行旋转驱动。使蓄电器（４５）通过逆变器（４６）与该电动机（４４）连接，该蓄电器（４５）把电力提供给该电动机（４４），并当电动机（４４）作为发电机执行功能时蓄积电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及借助流体压能量和电能而动作的旋转驱动装置和作业机械。
技术介绍
图2示出旋转型作业机械10，即油压挖掘机，在下部移动体11上可旋转地设置有上部旋转体12的机械主体13上，与驾驶室14一起设置有作业装置15。该作业装置15是使由臂油缸17c转动的臂17与由悬臂油缸16c在上下方向转动的悬臂16的前端部连接、并使由铲斗油缸18c转动的铲斗18与该臂17的前端部连接的作业装置。在这种作业机械10中，用于使上部旋转体12相对于下部移动体11旋转的旋转系油压回路按图3所示构成。在该油压回路中，安装在上部旋转体12上的油压泵21的排出通路和到油箱22的回流通路连接在由与操作杆连动的油压遥控阀23a进行先导操作的控制阀23的供给端口和回流端口上，从该控制阀23引出的2个旋转通路24、25与油压电动机26连接，借助从油压泵21经过控制阀23和旋转通路24所供给的工作油压而旋转的油压电动机26通过减速器等的旋转机构27对上部旋转体12进行旋转驱动。在该图3的旋转系油压回路中，在旋转加速时，为了使油压电动机26合适加速，通过使用内置于油压电动机26中的减压阀28A把油压电动机26的负荷压控制为恒定，在保护油压电动机26免受过剩负荷压影响的同时，取得平稳的加速特性，但该减压阀28A把与该前后差压和通过流量对应的部分的油压能量转换成热能。来自减压阀28A的回流油经过油冷却用的油冷却器29由油箱22回收，但在减压阀28A所产生的热能在通过油冷却器29时被排放到大气中，成为能量损失。该能量损失在仅旋转的单动操作时是显著的。在连动时，例如，在旋转操作和由悬臂油缸16c的伸出动作引起的悬臂举升操作的连动时等，由于油压泵21的排出流量被分配给作为更轻负荷的悬臂举升操作，因而油压泵21的排出压也不像旋转单独操作那样上升。即，油压泵21的输出的大部分被分配给悬臂油缸16c，向油压电动机26分配输出受到抑制。这样，来自减压阀28A的损失减少。在旋转减速时，作为制动力，借助减压阀28B把油压电动机26的负荷压控制为恒定，从而在保护油压电动机26免受过剩负荷压影响的同时，取得平稳的减速特性。在该情况下，与加速时一样，借助减压阀28B把油压能量转换成热能，该热能从油冷却器29被排放到大气中，最终成为能量损失。图4示出这种能量损失。图4(a)示出当对油压遥控阀23a进行杆操作时的杆位移量的变化，表示从油压遥控阀23a作用于控制阀23的先导压的变化。(b)示出由控制阀23的切换而产生的油压泵21的泵输出的变化、和油压电动机26的电动机输出的变化，它们的差表示能量损失。(c)分别表示来自减压阀28A的损失和来自减压阀28B的损失。针对这种油压电动机26的旋转驱动，具有以下一种系统，即把油压电动机26置换成电动机，抑制加速时的热能产生，在减速时使电动机作为发电机起作用，从而把上部旋转体12的旋转动能转换成电能，抑制损失(例如，参照专利文献1、2)。专利文献1日本特开2001-12274号公报(第6页，图4-5)专利文献2日本特开2004-190845号公报(第13-16页，图6-8)这样，为了使流体压电动机合适加速和减速，并取得平稳的加速特性和减速特性，具有流体压能量被转换成热能而排放到大气中的能量损失问题，另一方面，为了仅使用电动机取得上述的加速特性和减速特性，需要容量大的大型电动机，具有成本上升不可避免的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而作成的，本专利技术的目的是提供一种在旋转加减速时抑制作为热能而排放到大气中的流体压能量损失、并在旋转减速时把旋转动能转换成电能来实现节能、并且使组件小型化来实现成本降低的旋转驱动装置，并且，本专利技术的目的是还提供一种具有使用该旋转驱动装置的有效系统的作业机械。权利要求1所述的专利技术是一种旋转驱动装置，该旋转驱动装置具有流体压电动机，其对旋转机构进行旋转驱动；电动机，其与流体压电动机并联连接在旋转机构上，可与流体压电动机同时对旋转机构进行旋转驱动；蓄电器，其把电力提供给电动机，并当电动机作为发电机执行功能时蓄积电力；以及无负荷阀，其针对流体压电动机而设置，在微操作时使流体压电动机的入口端口和出口端口短路。权利要求2所述的专利技术在权利要求1所述的旋转驱动装置中，具有逆变器，其在由流体压电动机驱动旋转机构的稳定旋转时，通过根据蓄电器的充电状况使电动机作为发电机执行功能来给蓄电器充电，并在旋转减速时，通过使电动机作为发电机执行功能，把旋转动能转换成电能来给蓄电器充电。权利要求3所述的专利技术在权利要求1或2所述的旋转驱动装置中，具有针对流体压电动机而设置的减压阀。权利要求4所述的专利技术是一种作业机械，该作业机械具有下部移动体；上部旋转体，其通过权利要求1至3中的任意一项所述的旋转驱动装置相对于下部移动体可旋转；以及作业装置，其安装在上部旋转体上。根据权利要求1所述的专利技术，由于可使用流体压电动机和电动机同时驱动旋转机构，因而在旋转加速时，通过控制流入电动机的电流来取得平稳的加速特性，在控制流体压电动机的负荷压的情况下，抑制作为热能排放到大气中的流体压能量损失，可实现节能。并且，在旋转减速时，通过使用电动机把旋转动能转换成电能来蓄积在蓄电器内，在控制流体压电动机的负荷压的情况下，抑制作为热能排放到大气中的流体压能量损失，可构建有效系统。而且，通过流体压电动机和电动机使组件小型化，实现成本降低。并且，在微操作时，通过把无负荷阀控制为开状态，不使流体压电动机动作，仅使用电动机就能驱动旋转机构。根据权利要求2所述的专利技术，逆变器在稳定旋转时，在借助流体压电动机驱动上部旋转体的同时，根据蓄电器的充电状况使电动机作为发电机执行功能，可给蓄电器充电，并且在旋转减速时，使电动机作为发电机执行功能，把旋转动能转换成电能，可给蓄电器充电。根据权利要求3所述的专利技术，在旋转减速时的旋转动能超过电动机作为发电机的容量的情况下，通过使针对流体压电动机的减压阀作为安全阀进行工作，可保护电动机。根据权利要求4所述的专利技术，由于使流体压电动机和电动机同时动作，可相对于下部移动体对上部旋转体进行旋转驱动，因而在上部旋转体的旋转加速时，通过控制流入电动机的电流来取得平稳的加速特性，在控制流体压电动机的负荷压的情况下，抑制作为热能排放到大气中的流体压能量损失，可实现节能。而且，在上部旋转体的旋转减速时，通过使用电动机把旋转动能转换成电能来蓄积在蓄电器内，在控制流体压电动机的负荷压的情况下，抑制作为热能排放到大气中的流体压能量损失，可构建有效系统。并且，由于通过流体压电动机和电动机使组件小型化，实现成本降低，因而实现作业机械的成本降低。附图说明图1是示出本专利技术的旋转驱动装置的一个实施方式的电路图。图2是示出本专利技术的作业机械的一个实施方式的侧面图。图3是示出以往的旋转驱动装置的电路图。图4是用于对图3所示的电路的能量损失进行说明的特性图，(a)示出遥控阀的杆位移量的变化，(b)示出泵输出和电动机输出的变化，(c)示出来自减压阀的减压流量的变化。符号说明10作业机械；11下部移动体；12上部旋转体；15作业装置；30旋转驱动装置；36流体压电动机；37旋转机构；38A、38B减压阀；43无负荷阀；44电动机；45蓄电器；46逆变器。具体实施例方式以下，参照图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转驱动装置，其特征在于，该旋转驱动装置具有：流体压电动机，其对旋转机构进行旋转驱动；电动机，其与流体压电动机并联连接在旋转机构上，可与流体压电动机同时对旋转机构进行旋转驱动；蓄电器，其把电力提供给电动机，并当电动机作为发电机执行功能时蓄积电力；以及无负荷阀，其针对流体压电动机而设置，在微操作时使流体压电动机的入口端口和出口端口短路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：守屋直行，和田笃志，备中圆，
申请(专利权)人：新履带牵引车三菱有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]