(57)【要約】  【課題】旋回電動モータによる旋回停止時に慣性力が比較的大きい旋回体でも速やかに停止させる。  【解決手段】旋回体を旋回駆動する旋回電動モータ１０の駆動軸に連結した油圧モータ１１と、互いに逆接続した一対のリリーフ弁１４ａ，１４ｂを油圧モータ１１の一対のポート間に接続し、互いに逆接続した一対のメークアップ用チェック弁１５ａ，１５ｂを一対のリリーフ弁１４ａ，１４ｂに並列接続するとともに各逆接続点１６ａ，１６ｂをそれぞれ作動油源１７に接続し、旋回電動モータ１０による旋回停止時に旋回体の慣性回転により、油圧モータ１１における負圧状態となった一方のポートには作動油源１７からの作動油を補給し、過圧状態となった他方のポートはリリーフ弁１４ａ，１４ｂの設定圧以下に制御するブレーキ回路１３とを具備させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回体を旋回駆動する旋回電動モータの駆動軸に連結され、当該旋回電動モータの回転により回転する油圧モータと、互いに逆接続した一対のリリーフ弁を前記油圧モータの一対のポート間に接続し、互いに逆接続した一対のメークアップ用チェック弁を前記一対のリリーフ弁に並列接続するとともに前記一対のリリーフ弁における逆接続点及び前記一対のメークアップ用チェック弁における逆接続点をそれぞれ作動油源に接続し、前記旋回電動モータによる前記旋回体の旋回停止時に該旋回体の慣性回転により、前記油圧モータの一対のポートのうち、負圧状態となった一方のポートには前記作動油源からの作動油を補給し、過圧状態となった他方のポートは前記リリーフ弁の設定圧以下に制御してブレーキ動作を生じさせるブレーキ回路とを有することを特徴とする旋回電動モータ装置。
【請求項２】
上記油圧モータの一対のポート間には、該一対のポート間の接続を開閉する切換弁を接続してなることを特徴とする請求項１記載の旋回電動モータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回電動モータ装置に関するものであり、特に、油圧ショベルにおける上部旋回体等の旋回体を旋回駆動する旋回電動モータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルの上部旋回体の旋回駆動に関する従来技術として、例えば次のような旋回型作業装置が知られている。この従来技術は、油圧モータの駆動に基づいて旋回する上部旋回体に、姿勢変化自在なブーム等の作業部を設けた旋回型作業装置であって、該旋回型作業装置に、前記作業部の姿勢を検出する作業部姿勢検出手段と、前記油圧モータと旋回用制御バルブとを接続する一対のメイン油路同志をバイパス用制御バルブを介して互いに連通させるバイパス油路と、少なくとも旋回停止時に開動作される前記バイパス用制御バルブの連通量を作業部姿勢に基づいて決定する連通量決定手段と、旋回停止時に自動的に復帰する旋回ブレーキ装置とを設けている。そして、旋回停止時において、作業部姿勢に応じた量の圧油を高圧側メイン油路から負圧側メイン油路に供給し、旋回停止時の衝撃や揺れ戻しを、作業部姿勢に拘らず低減してスムーズな旋回停止ができるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２１９７４９号公報（第２頁、図１、図２）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の従来技術においては、油圧ショベルにおける上部旋回体の旋回駆動源として油圧モータを用いている。そして、この油圧モータによる上部旋回体の旋回停止時に、ブーム等の作業部姿勢の変化、即ち慣性力の変動に応じた量の圧油を高圧側メイン油路から負圧側メイン油路に供給し、旋回停止時の衝撃等を低減してスムーズな旋回停止ができるようにしている。
【０００４】
このような油圧ショベルにおいて、近時、その上部旋回体の旋回駆動源として電動モータを用いる方式が提案されている。そして、旋回駆動源として、この電動モータを用いた場合においても、慣性力が比較的大きく且つ、その慣性力が変動しやすい上部旋回体等の旋回体を、目標旋回位置に速やかに停止させうるものが求められる。
【０００５】
そこで、旋回電動モータによる旋回停止時に慣性力が比較的大きい旋回体でも速やかに停止させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、旋回体を旋回駆動する旋回電動モータの駆動軸に連結され、当該旋回電動モータの回転により回転する油圧モータと、互いに逆接続した一対のリリーフ弁を前記油圧モータの一対のポート間に接続し、互いに逆接続した一対のメークアップ用チェック弁を前記一対のリリーフ弁に並列接続するとともに前記一対のリリーフ弁における逆接続点及び前記一対のメークアップ用チェック弁における逆接続点をそれぞれ作動油源に接続し、前記旋回電動モータによる前記旋回体の旋回停止時に該旋回体の慣性回転により、前記油圧モータの一対のポートのうち、負圧状態となった一方のポートには前記作動油源からの作動油を補給し、過圧状態となった他方のポートは前記リリーフ弁の設定圧以下に制御してブレーキ動作を生じさせるブレーキ回路とを有する旋回電動モータ装置を提供する。
【０００７】
この構成によれば、旋回電動モータによる旋回体の旋回停止時に、旋回体の慣性回転により旋回電動モータ及び油圧モータが回転を続ける。このとき、油圧モータは、入力ポートに相当する側のポートが負圧状態となり、一対のメークアップ用チェック弁のうち、前記負圧状態となったポート側に接続されたメークアップ用チェック弁が開弁して作動油源からの作動油が前記負圧状態となったポートに補給される。一方、油圧モータにおける出力ポートに相当する側のポートは過圧状態となり、一対のリリーフ弁のうち、前記過圧状態となったポート側に接続されたリリーフ弁が開弁して過剰圧が作動油源にリリーフされる。このように、一対のメークアップ用チェック弁により、油圧モータの入力側のポートが負圧状態となるのが抑制され、また、一対のリリーフ弁により、油圧モータの出力側のポートが過圧状態となるのが抑制されて、旋回体の慣性回転が、パワー密度の高い油圧モータのブレーキ動作により停止される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記油圧モータの一対のポート間には、該一対のポート間の接続を開閉する切換弁を接続してなる旋回電動モータ装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、切換弁を操作して、油圧モータの一対のポート間を予め閉状態に設定することで、慣性回転時に、旋回電動モータ自体の回生ブレーキに加えて上記請求項１記載の発明の油圧モータによるブレーキ動作を行なわせるか、又は油圧モータによるブレーキ動作のみを行なわせることが可能となる。また、油圧モータの一対のポート間を予め開状態に設定することで、油圧モータによるブレーキを非動作として、旋回電動モータ自体の回生ブレーキのみによるブレーキ動作を行なわせることが可能となる。このように、旋回体の慣性力に変動があるときは、その慣性力に応じて、三通りの大きさのブレーキトルクを選択することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明は、旋回体を旋回駆動する旋回電動モータの駆動軸に連結され、当該旋回電動モータの回転により回転する油圧モータと、互いに逆接続した一対のリリーフ弁を前記油圧モータの一対のポート間に接続し、互いに逆接続した一対のメークアップ用チェック弁を前記一対のリリーフ弁に並列接続するとともに前記一対のリリーフ弁における逆接続点及び前記一対のメークアップ用チェック弁における逆接続点をそれぞれ作動油源に接続し、前記旋回電動モータによる前記旋回体の旋回停止時に該旋回体の慣性回転により、前記油圧モータの一対のポートのうち、負圧状態となった一方のポートには前記作動油源からの作動油を補給し、過圧状態となった他方のポートは前記リリーフ弁の設定圧以下に制御してブレーキ動作を生じさせるブレーキ回路とを具備させたので、旋回体の慣性回転時に、一対のメークアップ用チェック弁により、油圧モータの入力側のポートが負圧状態となるのが抑制され、また、一対のリリーフ弁により、油圧モータの出力側のポートが過圧状態となるのが抑制されて、パワー密度の高い油圧モータによるブレーキ動作が行われることで、慣性力が比較的大きい旋回体でも速やかに停止させることができるという利点がある。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記油圧モータの一対のポート間には、該一対のポート間の接続を開閉する切換弁を接続したので、上記請求項１記載の発明の効果に加えてさらに、旋回体の慣性力に変動があるとき等において、切換弁を操作することで、三通りの大きさのブレーキトルクを選択することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
旋回電動モータによる旋回停止時に慣性力が比較的大きい旋回体でも速やかに停止させるという目的を、旋回体を旋回駆動する旋回電動モータの駆動軸に連結され、当該旋回電動モータの回転により回転する油圧モータと、互いに逆接続した一対のリリーフ弁を前記油圧モータの一対のポート間に接続し、互いに逆接続した一対のメークアップ用チェック弁を前記一対のリリーフ弁に並列接続するとともに前記一対のリリーフ弁における逆接続点及び前記一対のメークアップ用チェック弁における逆接続点をそれぞれ作動油源に接続し、前記旋回電動モータによる前記旋回体の旋回停止時に該旋回体の慣性回転により、前記油圧モータの一対のポートのうち、負圧状態となった一方のポートには前記作動油源からの作動油を補給し、過圧状態となった他方のポートは前記リリーフ弁の設定圧以下に制御してブレーキ動作を生じさせるブレーキ回路と、前記油圧モータの一対のポート間に接続され、該一対のポート間の接続を開閉する切換弁とを具備させることにより実現した。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。図１は、本実施例の油圧回路図。図２は、本実施例の適用例である油圧ショベルの側面図である。本実施例の旋回電動モータ装置は、油圧ショベルにおける上部旋回体の旋回駆動源に適用されている。
【００１４】
本実施例に係る旋回電動モータ装置の構成を、図２の油圧ショベルへの適用例から説明する。図２に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２の上に旋回機構３を介して、上部旋回体４が旋回可能に載置されている。上部旋回体４にはその前方一側部にキャブ５が設けられ、且つ、前方中央部にブーム６が俯仰動可能に取付けられている。さらに、ブーム６の先端にアーム７が上下回動自在に取付けられ、該アーム７の先端に、バケット８が取り付けられている。
【００１５】
上部旋回体４は、慣性力が比較的大きく且つ、ブーム６やアーム７の姿勢の変化により、その慣性力が変動しやすい。本実施例の旋回電動モータ装置９は、前記上部旋回体４に内装されており、上記のように、慣性力が比較的大きく且つ、その慣性力が変動しやすい上部旋回体４を、旋回機構３を介して旋回駆動するものである。
【００１６】
次いで、図１を用いて、旋回電動モータ装置９の内部構成を説明する。前記上部旋回体４を旋回駆動するための旋回電動モータ１０の駆動軸に、当該旋回電動モータ１０の回転により回転する油圧モータ１１が連結されている。該油圧モータ１１の一対のポート１１ａ，１１ｂ間には、該一対のポート１１ａ，１１ｂ間の接続を開閉するための切換弁１２が接続されている。該切換弁１２は、開操作することにより前記旋回電動モータ１０に対し、油圧モータ１１による後述するブレーキ作用を無効とし、閉操作することにより前記旋回電動モータ１０に対し油圧モータ１１によるブレーキ作用を有効とするように設定するものである。
【００１７】
また、前記油圧モータ１１の一対のポート１１ａ，１１ｂ間には、次のような構成のブレーキ回路１３が接続されている。即ち、ブレーキ回路１３は、それぞれの出口側ポートが共通接続されるように互いに逆接続された一対のリリーフ弁１４ａ，１４ｂと、互いに逆接続された一対のメークアップ用チェック弁１５ａ，１５ｂとが並列接続されるとともに、各逆接続点１６ａ，１６ｂが作動油源としての作動油タンク１７にそれぞれ接続されている。そして、該ブレーキ回路１３における上記並列接続の各接続点１３ａ，１３ｂが、前記油圧モータ１１の各ポート１１ａ，１１ｂにそれぞれ接続されている。
【００１８】
次に、上述のように構成された旋回電動モータ装置の作用を説明する。切換弁１２は、旋回停止時に閉操作されて、前記旋回電動モータ１０に対し、油圧モータ１１によるブレーキ作用が有効となるように設定されている。前記旋回電動モータ１０による上部旋回体４の旋回停止時に、慣性力が比較的大きい該上部旋回体４の慣性回転により前記旋回電動モータ１０及び前記油圧モータ１１が、そのまま回転を続ける。
【００１９】
このとき、その慣性回転による油圧モータ１１の回転方向に対応した入力側となるポートが一方のポート１１ａであり、出力側となるポートが他方のポート１１ｂであるとすると、入力側のポート１１ａは負圧状態となり、一対のメークアップ用チェック弁１５ａ，１５ｂのうち、前記負圧状態となった入力側のポート１１ａに接続されたメークアップ用チェック弁１５ａが開弁して作動油タンク１７からの作動油が前記負圧状態となった入力側のポート１１ａに補給される。一方、出力側のポート１１ｂは過圧状態となり、一対のリリーフ弁１４ａ，１４ｂのうち、前記過圧状態となった出力側のポート１１ｂ側に接続されたリリーフ弁１４ｂが開弁して過剰圧が作動油タンク１７にリリーフされる。
【００２０】
このように、一対のメークアップ用チェック弁１５ａ，１５ｂにより、油圧モータ１１の入力側のポート１１ａが負圧状態となるのが抑制され、また、一対のリリーフ弁１４ａ，１４ｂにより、油圧モータ１１の出力側のポート１１ｂが過圧状態となるのが抑制されて、慣性力が比較的大きい上部旋回体４の慣性回転が、パワー密度の高い油圧モータ１１のブレーキ動作により停止される。
【００２１】
そして、上記のように、切換弁１２を予め閉操作して、旋回電動モータ１０に対し、油圧モータ１１によるブレーキ作用が有効となるように設定しているとき、該旋回電動モータ１０自体に回生ブレーキ（発電ブレーキ）の手段が講じられている場合は、上記油圧モータ１１によるブレーキ作用に加えて旋回電動モータ１０自体の回生ブレーキ作用を同時に生じさせることができる。したがって、慣性力が比較的大きい上部旋回体４の慣性回転を一層速やかに停止させることが可能となる。また、切換弁１２を予め開操作したときは、前記旋回電動モータ１０に対し、油圧モータ１１によるブレーキ作用は無効となるので、前記旋回電動モータ１０自体の回生ブレーキのみによるブレーキ作用が行なわれることになる。
【００２２】
このように、切換弁１２の予めの開／閉操作により、上部旋回体４の慣性力の変動に応じて、旋回電動モータ１０に対し、油圧モータ１１によるブレーキ作用と旋回電動モータ１０自体の回生ブレーキ作用、油圧モータ１１によるブレーキ作用のみ、又は旋回電動モータ１０自体の回生ブレーキ作用のみの三通りの大きさのブレーキトルクを選択することが可能となる。
【００２３】
上述したように、本実施例に係る旋回電動モータ装置においては、上部旋回体４の慣性回転時に、一対のメークアップ用チェック弁１５ａ，１５ｂにより、油圧モータ１１の一対のポート１１ａ，１１ｂのうち、入力側のポートが負圧状態となるのが抑制され、また、一対のリリーフ弁１４ａ，１４ｂにより、出力側のポートが過圧状態となるのが抑制されて、パワー密度の高い油圧モータ１１によるブレーキ動作が行われることで、慣性力が比較的大きい上部旋回体４でも速やかに停止させることができる。
【００２４】
また、上部旋回体４の慣性力に変動があるとき等において、予め、切換弁１２を開／閉操作することで、三通りの大きさのブレーキトルクを選択することができる。
【００２５】
さらに、旋回電動モータ１０の駆動軸に、パワー密度の高い油圧モータ１１を連結していることで、旋回電動モータ１０の高速回転域でのトルクの低下を抑えることができて、当該旋回電動モータ１０を小型化することができるという副次的効果がある。
【００２６】
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係る旋回電動モータ装置の油圧回路図。
【図２】上記実施例の適用例である油圧ショベルの側面図。
【符号の説明】
【００２８】
４            上部旋回体（旋回体）
９            旋回電動モータ装置
１０            旋回電動モータ
１１            油圧モータ
１１ａ，１１ｂ  一対のポート
１２            切換弁
１３            ブレーキ回路
１４ａ，１４ｂ  リリーフ弁
１５ａ，１５ｂ  メークアップ用チェック弁
１６ａ，１６ｂ  逆接続点
１７            作動油タンク（作動油源）
【図１】
2005344431.tif 000003
【図２】
2005344431.tif 000004