專利名稱：作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用液壓馬達和電動機驅(qū)動設(shè)置于作業(yè)機械等的結(jié)構(gòu)體的電液驅(qū)動系統(tǒng)，例如涉及使用了油壓馬達和電動機的電液驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，在各種領(lǐng)域使用著油壓單斗挖掘機、起重機、輪式裝載機、推土機等的動カ機械類(在該說明書及權(quán)利要求中，將這樣的動カ機械類(重型器械)統(tǒng)稱為“作業(yè)機械”)。以例如油壓單斗挖掘機為例進行說明，油壓單斗挖掘機的上部旋轉(zhuǎn)體(結(jié)構(gòu)體)設(shè)置在下部行駛體的上部，在該上部旋轉(zhuǎn)體上具備發(fā)動機及駕駛員席位、前端設(shè)置鏟斗(Bucket)的臂、連接于臂上的吊桿(Boom)等，形成大型的重型機械。在作業(yè)時通過操作操作席的遙控閥(以下稱為“遙控閥”)該上部旋轉(zhuǎn)體在下部行駛體的上部旋轉(zhuǎn)，并通過臂前端的鏟斗進行各種作業(yè)。
并且，對于這樣的作業(yè)機械，近年來，提出作為上部旋轉(zhuǎn)體等的驅(qū)動裝置具備電動機的裝置。例如，對于這樣的作業(yè)機械，有ー種裝置是用作為動カ源的發(fā)動機驅(qū)動的減速器上并排安裝油壓泵及發(fā)電機兼電動機并驅(qū)動兩者，用來自油壓泵的工作油驅(qū)動油壓執(zhí)行器，并將用發(fā)電機發(fā)電的電カ蓄積在電池中，根據(jù)需要使發(fā)電機兼電動機作為電動機動作(例如，參照專利文獻1、2)。并且，作為其他現(xiàn)有技術(shù)，有ー種裝置是在作為動カ源的發(fā)動機上安裝油壓泵，在該油壓泵上通過減速器及聯(lián)軸器具備發(fā)電機兼電動機，通過來自用發(fā)動機的動カ驅(qū)動的油壓泵的工作油驅(qū)動油壓缸及行駛用油壓馬達，將用發(fā)電機發(fā)電的電カ蓄積在電池中并驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電動機(例如，參照專利文獻2、3)。此外，作為其他現(xiàn)有技術(shù)，也有ー種裝置是使作為動カ源的發(fā)動機和發(fā)電機一體構(gòu)成，并用通過該發(fā)電機驅(qū)動的油壓泵的工作油驅(qū)動油壓缸等，同時用電動機驅(qū)動上部旋轉(zhuǎn)體(例如，參照專利文獻4)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻I :日本特開2005-237178號公報；
專利文獻2 :日本特開2003-9308號公報；
專利文獻3 :日本特開2007-218003號公報；
專利文獻4 :日本特開2002-275945號公報。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
但是，在上述專利文獻I中，需要驅(qū)動油壓泵和發(fā)電機兼電動機的大型的減速器，整個裝置大型化的同時變得復(fù)雜，難以確保各器械的連接作業(yè)性及可靠性。此外，由于各器械的構(gòu)件數(shù)量多，因此需要多的制作費用等。
并且，上述專利文獻2、3的情況下，在發(fā)動機和油壓泵或發(fā)電機兼電動機之間需要聯(lián)軸器等，因該結(jié)構(gòu)等原因使整個裝置大型化的同時變得復(fù)雜，難以確保各器械的連接作業(yè)性及可靠性，同時需要多的制作費用等。此外，在上述專利文獻4的情況下，即使使發(fā)動機和發(fā)電機一體化而實現(xiàn)小型化，但是由于與發(fā)電機構(gòu)成一體的發(fā)動機變成專用產(chǎn)品，根據(jù)各作業(yè)機械需要驅(qū)動裝置的新規(guī)設(shè)計及構(gòu)成部件的制造，從而需要多的制作費用及制作時間等。又，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，其結(jié)構(gòu)是僅用電動機驅(qū)動作為作業(yè)機械的結(jié)構(gòu)體的旋轉(zhuǎn)體，因此如果不用動カ源驅(qū)動發(fā)電機并在電池中蓄電時也會存在不能旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)體的情況，并用動力源的發(fā)電時間長，難以有效利用作業(yè)機械的整體動力。解決問題的手段
于是，本發(fā)明的目的在于提供具備驅(qū)動作業(yè)機械的結(jié)構(gòu)體的液壓馬達和電動機，同時具備用動力源驅(qū)動的液壓泵和電動機，從而通過液壓和電カ更有效地運行，也能夠謀求降低成本的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)。 為了達到上述目的，本發(fā)明是用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)工作液的流量并驅(qū)動結(jié)構(gòu)體的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)，具有具有通過動カ源驅(qū)動的液壓泵和第一電動機，并供給所述工作液的供給裝置；具有用由所述供給裝置供給的工作液旋轉(zhuǎn)的液壓馬達和第二電動機，并驅(qū)動所述結(jié)構(gòu)體的驅(qū)動裝置；以及根據(jù)所述供給裝置的負荷和所述驅(qū)動裝置的負荷，決定所述第一電動機和所述第二電動機的動作狀態(tài)的控制裝置。在該說明書及權(quán)利要求中的“電動機的動作狀態(tài)”是指電動機作為“驅(qū)動機”動作及作為“發(fā)電機”動作中的任一的狀態(tài)的動作。借助于此，可以通過由用動カ源驅(qū)動的液壓泵通過調(diào)節(jié)閥供給至液壓馬達的液壓驅(qū)動作業(yè)機械的結(jié)構(gòu)體，同時有效地進行通過第一電動機和第二電動機的發(fā)電或驅(qū)動，以此可以構(gòu)成使用電カ·液壓的效率優(yōu)異的電油驅(qū)動系統(tǒng)。并且，也可以是使所述第一電動機具有將由動力源傳遞的動カ轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機功能和利用所述電能輔助驅(qū)動液壓泵的驅(qū)動機功能；使所述控制裝置根據(jù)將通過所述發(fā)電機功能發(fā)電的電カ充電的充電部的充電狀態(tài)和所述第一電動機的動作狀態(tài)控制該第一電動機作為發(fā)電機及驅(qū)動機中的任一來動作。這樣，根據(jù)充電部的充電狀態(tài)和第一電動機的動作狀態(tài)使第一電動機作為驅(qū)動機或發(fā)電機動作，從而可以有效地運轉(zhuǎn)。此外，也可以是使所述第二電動機具有將液壓馬達減速時的慣性能量轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機功能和利用所述電能輔助驅(qū)動液壓馬達的驅(qū)動機功能；使所述控制裝置根據(jù)將通過所述發(fā)電機功能發(fā)電的電カ充電的充電部的充電狀態(tài)和所述第二電動機的動作狀態(tài)控制該第二電動機作為發(fā)電機及驅(qū)動機中的任ー來動作。這樣，根據(jù)充電部的充電狀態(tài)和第ニ電動機的動作狀態(tài)使第二電動機作為驅(qū)動機或發(fā)電機動作，從而可以有效地運轉(zhuǎn)。此外，也可以根據(jù)動作狀態(tài)，使供給裝置的第一電動機及驅(qū)動裝置的第二電動機的一方或兩方作為發(fā)電機來動作，以此有效地回收能量。并且，也可以是所述驅(qū)動裝置是所述液壓馬達和第二電動機為一體型；該第二電動機具有與所述液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)子和配置在該轉(zhuǎn)子的外周的定子；所述轉(zhuǎn)子配置為與所述液壓馬達的箱體外周設(shè)置有規(guī)定的間隙而外包圍所述箱體；在該轉(zhuǎn)子和所述箱體之間配置有將該轉(zhuǎn)子支持在箱體的軸承和密封該轉(zhuǎn)子和箱體之間的間隙的密封部件。這樣，在液壓馬達的外周配置第二電動機，以此可以使驅(qū)動裝置緊湊地形成，同時與在液壓馬達的箱體外周設(shè)置有間隙而配置的第二電動機的轉(zhuǎn)子之間用密封部件密封，因此可以防止?jié)櫥偷葟囊簤厚R達進入到第二電動機，從而可以防止第二電動機的性能下降等。此外，也可以是所述供給裝置形成為所述液壓泵和第一電動機為一體型。這樣，使液壓泵連接到動カ源的結(jié)構(gòu)部分形成為與現(xiàn)有的相同，因此可以在現(xiàn)有的安裝結(jié)構(gòu)上無大的改變下，可以將具有液壓泵和第一電動機的供給裝置配備在動力源上。此外，可以使具有液壓泵和第一電動機的供給裝置形成為ー體型的小型裝置，從而可以謀求降低成本。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，通過驅(qū)動作業(yè)機械的結(jié)構(gòu)體的液壓馬達和電動機及用動カ源驅(qū)動的液壓泵及電動機，可以構(gòu)成通過液壓及電カ能夠有效運行的作業(yè)機械的驅(qū)動系統(tǒng)。
并且，通過一體構(gòu)成液壓馬達和電動機或液壓泵和電動機，使器械小型化，從而可以降低成本。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)的框 圖2是圖I所示的電液驅(qū)動系統(tǒng)的油壓回路 圖3中，Ca) (d)是示意性地示出圖I所示的電液驅(qū)動系統(tǒng)的電液一體型供給裝置的構(gòu)成示例的側(cè)視 圖4中(a) (C)是示意性地示出圖I所示的電液驅(qū)動系統(tǒng)的電液一體型供給裝置的其他的構(gòu)成示例的側(cè)視 圖5是圖I所示的電液驅(qū)動系統(tǒng)的電液一體型驅(qū)動裝置的剖視圖。
具體實施例方式以下，基于

本發(fā)明的實施形態(tài)。在以下實施形態(tài)中，作為“工作液體”以“工作油”作為示例進行說明。并且，作為作業(yè)機械說明具有油壓缸、行駛用油壓馬達、及上部旋轉(zhuǎn)體等的油壓單斗挖掘機的示例。此外，在以下的實施形態(tài)中，將具備在油壓泵上一體式配備第一電動機的電油一體型供給裝置(以下稱為“電油泵”)和在油壓馬達上一體式配備第二電動機的電油一體型驅(qū)動裝置(以下稱為“電油馬達”)的電油驅(qū)動系統(tǒng)為示例進行說明。如圖I所示，該實施形態(tài)的電油驅(qū)動系統(tǒng)I具備作為動カ源的發(fā)動機2、用該發(fā)動機2驅(qū)動的電油泵3、控制從該電油泵3的油壓泵4排出的工作油的流量的調(diào)節(jié)閥6、上述電油泵3的第一電動機5、將用該第一電動機5發(fā)電的電カ通過控制裝置7充電的充電部8、以及用來自上述調(diào)節(jié)閥6的工作油和通過控制裝置7供給的電カ驅(qū)動的電油馬達9 (電油旋轉(zhuǎn)馬達)。如后述，該電油馬達9具有用來自調(diào)節(jié)閥6的工作油驅(qū)動的油壓馬達10和通過控制裝置7供給的電力驅(qū)動的第二電動機11。上述調(diào)節(jié)閥6使從電油泵3供給的工作油供給至例如動臂伸縮用的油壓缸及行駛用油壓馬達等15，使其驅(qū)動。并且，用通過調(diào)節(jié)閥6供給的工作油也使電油馬達9驅(qū)動，用該電油馬達9使上部旋轉(zhuǎn)體16旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。并且，上述電油馬達9具備利用上部旋轉(zhuǎn)體的慣性等進行發(fā)電的功能，該發(fā)電的電カ通過控制裝置7充電至充電部8。
此外，根據(jù)需要，充電至充電部8的電カ通過上述控制裝置7作為驅(qū)動上述電油馬達9的第二電動機11的輔助驅(qū)動動力、驅(qū)動上述電油泵3的第一電動機5的輔助驅(qū)動動カ利用。如圖2所示，作為該實施形態(tài)的上述電油驅(qū)動系統(tǒng)I的油壓回路，由設(shè)置于決定上部旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)速度等的動作量的遙控閥20的傾倒把手21的傾倒方向、角度及速度等決定旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向及速度。對于遙控閥20的操作量，用壓カ傳感器22檢測的左右端ロ的壓カ差作為用于旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)體的速度指令(轉(zhuǎn)速指令)輸入至控制裝置7。另ー方面，上述電油馬達9的油壓馬達10通過從上述電油泵3的油壓泵4排出的工作油驅(qū)動，來自上述油壓泵4的工作油通過調(diào)節(jié)閥6供給至油壓馬達回路23的油路24、25，工作油從這些油路24、25供給至油壓馬達10的吸入端ロ。調(diào)節(jié)閥6控制供給至油壓馬達回路23的工作油流量。油壓馬達10的吸入端口和排出端ロ根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向逆轉(zhuǎn)。并且，在該油壓馬達回路23上設(shè)置有在油壓馬達10減速時用于避免在該油壓馬達10的排出側(cè)發(fā)生的損失的電磁泄壓閥26。在油壓馬達10減壓時通過打開該電磁泄壓閥26，以此可以利用油壓馬達10的慣性能量在第二電動機11上有效地回收再生電力。電磁 泄壓閥26是由于油壓馬達10的正旋轉(zhuǎn)、及逆旋轉(zhuǎn)時工作油流入的方向不同，因此面向油路24、25的各自方向設(shè)置。此外，在油路24、25之間設(shè)置有在超過通常使用時的壓カ時動作以向油箱29排泄工作油的泄壓閥27，和在油路24、25內(nèi)的油循環(huán)時油量減少時從油箱29吸入油的止回閥28。并且，在該實施形態(tài)中，為了控制通過上述調(diào)節(jié)閥6的工作油量，在該調(diào)節(jié)閥6的先導(dǎo)孔30 (旋轉(zhuǎn)位置)上設(shè)置有電磁減壓閥31。在該電磁減壓閥31上作為一次壓導(dǎo)入上述遙控閥20的二次壓。通過該電磁減壓閥31的調(diào)節(jié)閥6的控制是根據(jù)來自控制裝置7的開度控制信號進行，使基于上述遙控閥20的操作量的工作油量供給至油壓馬達10。通過該控制裝置7的電磁減壓閥31的開度控制是根據(jù)上述遙控閥20的操作量，將由遙控閥20供給的先導(dǎo)壓カ油(二次壓)通過用電磁減壓閥31減壓的先導(dǎo)壓カ控制調(diào)節(jié)閥6進行。此外，在上述油壓馬達10的吸入端口和排出端口上分別設(shè)置有壓カ傳感器35，用這些壓力傳感器35檢測到的壓カ的壓差作為壓差反饋輸入至控制裝置7。通過該壓差反饋，在控制裝置7內(nèi)推定油壓馬達10產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(負的信號時為逆轉(zhuǎn)矩)。并且，上述第二電動機11通過上述控制裝置7與蓄電的充電部8連接?？刂蒲b置7配置為在充電部8和第二電動機11之間接收電力，并在油壓馬達10為了使上部旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而加速時放電，以能夠向與油壓馬達10協(xié)同動作的第二電動機11供給電カ；油壓馬達10減速時，能夠制動油壓馬達10在第二電動機11上產(chǎn)生再生作用，并將得到的再生電力充電。如上所述，上述控制裝置7在油壓馬達10加速時向與油壓馬達10協(xié)同動作的第ニ電動機11輸出旋轉(zhuǎn)指令，在油壓馬達10減速時向第二電動機11輸出再生指令，以制動油壓馬達10。此外，在第二電動機11上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器36，通過該轉(zhuǎn)速傳感器36檢測的轉(zhuǎn)速作為速度反饋輸入至上述控制裝置7。在控制裝置7內(nèi)通過該速度反饋根據(jù)來自遙控閥20的速度指令(轉(zhuǎn)速指令)和實際轉(zhuǎn)速之差求出加速度。另ー方面，在上述電油泵3的第一電動機5上也設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器37，通過該轉(zhuǎn)速傳感器37檢測到的轉(zhuǎn)速作為轉(zhuǎn)速反饋輸入至上述控制裝置7。通過該轉(zhuǎn)速反饋在控制裝置7內(nèi)求出油壓泵4的正確的排出量。并且，從控制裝置7輸出對油壓泵4傾轉(zhuǎn)控制的傾轉(zhuǎn)指令和對發(fā)動機2的轉(zhuǎn)速指令。而且，上述控制裝置7根據(jù)基于遙控閥20的操作量的壓差信號的速度指令(轉(zhuǎn)速信號)、基于油壓馬達10的壓差信號的壓差反饋(轉(zhuǎn)矩信號)、基于第二電動機11的轉(zhuǎn)速信號的速度反饋(實際轉(zhuǎn)速)及基于第一電動機5的轉(zhuǎn)速信號的轉(zhuǎn)速反饋(實際排出量)使第ニ電動機11旋轉(zhuǎn)，以使電油馬達9得到必要的轉(zhuǎn)矩，同時向電磁減壓閥31發(fā)送開度控制信號以控制調(diào)節(jié)閥6，以補充第二電動機11的轉(zhuǎn)矩不足部分。此外，上述控制裝置7根據(jù)需要控制油壓泵4的傾轉(zhuǎn)控制和第一電動機5的動作狀態(tài)。并且，作為通過該控制裝置7控制調(diào)節(jié)閥6的電磁減壓閥31的方法，操作遙控閥20而判斷為加速吋，在充電部8蓄積有可以運行第二電動機11的電能時，用該電能優(yōu)先地驅(qū)動第二電動機11，轉(zhuǎn)矩不足的部分則利用通過如上述控制的調(diào)節(jié)閥6供給的工作油驅(qū)動的油壓馬達10補充。 另ー方面，操作遙控閥20而判斷為減速時，使第二電動機11發(fā)揮再生作用，將慣性能量轉(zhuǎn)換成電能并將再生電カ充電在充電部8。并且，發(fā)動機2存在余力等的時候使電油泵3的第一電動機5作為發(fā)電機動作，并發(fā)電的電カ充電在充電部8。這樣，根據(jù)來自遙控閥20的信號和來自電油泵3及電油馬達9的信號，用控制裝置7可以控制調(diào)節(jié)閥6和第一電動機5及第ニ電動機11，因此可以根據(jù)各器械的動作狀況有效地控制電油馬達9及電油泵3，可以構(gòu)成提高能量效率的電油驅(qū)動系統(tǒng)I。即，根據(jù)電油泵3及電油馬達9的動作狀態(tài)，用控制裝置7控制調(diào)節(jié)閥6的電磁減壓閥31，以此調(diào)節(jié)エ作油量，同時使第一電動機5及第ニ電動機11進行發(fā)電動作或驅(qū)動動作，以此可以使用電力 液壓有效地運行電油驅(qū)動系統(tǒng)I。如圖3所示，作為上述電油泵3 (電油一體型供給裝置)的構(gòu)成示例，例如串列配置兩個油壓泵時，在(a)所示的示例中，在油壓泵4的發(fā)動機2側(cè)(圖的左方)設(shè)置有第一電動機5，其轉(zhuǎn)子41設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸40上，其轉(zhuǎn)子41的外周配置有定子42。并且，在(b)所示的示例中，在兩個油壓泵4之間設(shè)置有第一電動機5，其轉(zhuǎn)子41設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸40上，其轉(zhuǎn)子41的外周配置有定子42。此外，在(c)所示的示例中，在油壓泵4的與發(fā)動機的相反側(cè)上設(shè)置有第一電動機5，其轉(zhuǎn)子41設(shè)置在延伸的旋轉(zhuǎn)軸40上，其轉(zhuǎn)子41的外周配置有定子42。并且,在(d)所不的不例中，第一電動機5與設(shè)置于油壓泵4的動カ輸出機構(gòu)(Powertake-off ；以下稱為“PT0”)連接，轉(zhuǎn)子41與PTO軸43連接，在其轉(zhuǎn)子41的外周配置有定子42。并且，如圖4所示，作為上述電油泵3 (電油一體型供給裝置)的其他構(gòu)成示例，例如并列配置兩個油壓泵4時，在(a)所示的示例中，在油壓泵4的發(fā)動機2側(cè)(圖的左方)設(shè)置有第一電動機5，其轉(zhuǎn)子41設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸40上，其轉(zhuǎn)子41的外周配置有定子42。并且，在(b)所示的示例中，在油壓泵4的與發(fā)動機的相反側(cè)上設(shè)置有第一電動機5，其轉(zhuǎn)子41設(shè)置在延伸的旋轉(zhuǎn)軸40上，其轉(zhuǎn)子41的外周配置有定子42。此外，在(c)所示的示例中，第一電動機5與設(shè)置于油壓泵4的PTO連接，轉(zhuǎn)子41與PTO軸43連接，在其轉(zhuǎn)子41的外周配置有定子42。此外，形成如圖3、4所示的結(jié)構(gòu)時，使與發(fā)動機2的安裝結(jié)構(gòu)與以往相比不需要大的變更下，使第一電動機5配備在油壓泵4上，因此，例如，通過用電油泵3 (電油一體型驅(qū)動裝置)取代在運行中的作業(yè)機械的油壓泵，可以實現(xiàn)容易地抑制驅(qū)動系統(tǒng)的燃料消耗量的有效的運行。如圖5所示，作為上述電油馬達9 (電油一體型驅(qū)動裝置)，在該實施形態(tài)中，其與設(shè)置有使上部旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的齒輪51的減速器50連接，并具備使向減速器50的輸入軸52傳遞動力的輸出軸70旋轉(zhuǎn)的第二電動機11和使與該輸出軸70配置在同軸上的旋轉(zhuǎn)軸60旋轉(zhuǎn)的油壓馬達10。該示例的減速器50能夠通過安裝凸緣53安裝在器械側(cè)。上述油壓馬達10是定容量形的斜盤式柱塞馬達。該油壓馬達10具備上述旋轉(zhuǎn)軸60、汽缸體61、多個活塞62和斜盤63，并容納于箱體64。旋轉(zhuǎn)軸60是在上述輸出軸70方向一端部凸出的狀態(tài)下配置于箱體64內(nèi)，兩端部通過軸承65可旋轉(zhuǎn)地支持在箱體64上。并且，在旋轉(zhuǎn)軸60的另一端部側(cè)，通過花鍵聯(lián)接等一體地旋轉(zhuǎn)地嵌設(shè)插入有以圓筒狀形成的上述汽缸體61。在該汽缸體61上，在周方向上以等間隔形成有多個活塞室66。各活塞室66是上述斜盤63方向的一端側(cè)和汽缸端ロ 67方向的另一端側(cè)為開ロ狀態(tài)。在各活塞 室66中從上述斜盤63的方向插入有上述活塞62?；钊?2在活塞室66內(nèi)進行往復(fù)運動，一端部的以球面狀形成的外表面安裝于配置在斜盤63上的蹄片68。相對汽缸體61斜盤63配置于旋轉(zhuǎn)軸60的輸出軸70方向，并相對于旋轉(zhuǎn)軸60的軸線L以規(guī)定的傾斜角設(shè)置于箱體64。根據(jù)這樣的油壓馬達10，工作油通過吸入端口供給至活塞室66，所供給的工作油通過排出端ロ從活塞室66排出，以此活塞62進行往復(fù)運動。而且，由于斜盤63以規(guī)定的傾斜角傾斜，因此活塞62進行往復(fù)運動吋，蹄片68在斜盤63上滑動，汽缸體61圍繞軸線L旋轉(zhuǎn)。由于汽缸體61配置為與旋轉(zhuǎn)軸60 —體地旋轉(zhuǎn)，因此旋轉(zhuǎn)軸60也通過該汽缸體61的旋轉(zhuǎn)一體地旋轉(zhuǎn)。而且，在這樣構(gòu)成的油壓馬達10上一體地設(shè)置有第二電動機11。第二電動機11是所謂的三相同步電動機，該第二電動機11具備上述輸出軸70、轉(zhuǎn)子71和定子72，這些容納于外罩73內(nèi)。外罩73形成為有底圓筒狀，并設(shè)置為位于油壓馬達10的箱體64的外周。在外罩64的外周面的軸線方向中間部，在全周上形成有向半徑方向外方突出的外向凸緣部69，在該外向凸緣部69上固定有外罩73的開ロ端部74。這樣，將油壓馬達10的旋轉(zhuǎn)軸60突出的ー側(cè)的部分與上述輸出軸70同一軸心地容納于外罩73內(nèi)，并使它們用花鍵聯(lián)接等一體地旋轉(zhuǎn)，同時將第二電動機11配置為能夠外包圍油壓馬達10，使第二電動機11位于油壓馬達10的外周并一體地設(shè)置。并且，在上述箱體64的輸出軸70方向的端部上，通過軸承80支持有與其外周設(shè)置有規(guī)定間隙的上述轉(zhuǎn)子71的支持部75。該實施形態(tài)的轉(zhuǎn)子71的支持部75與上述輸出軸70 —體地形成，該輸出軸70部分也通過軸承81支持在外罩73上。而且，在上述軸承80的第二電動機方向(定子方向)上配設(shè)有密封轉(zhuǎn)子71的支持部75和箱體64之間的間隙的密封部件82。通過將該密封部件82配設(shè)在軸承80的第二電動機方向上，不會使油壓馬達10內(nèi)的油通過軸承80泄漏至第二電動機11的轉(zhuǎn)子71和定子72之間。并且，在上述軸承81的第二電動機方向上也配設(shè)有密封部件83。通過將該密封部件83配設(shè)在軸承81的第二電動機方向上，不會使上述減速器50內(nèi)的油通過軸承81泄漏至第二電動機11的轉(zhuǎn)子71和定子72之間。借助于此，防止油泄漏至第二電動機11的轉(zhuǎn)子和定子72之間而作為電動機的性能的降低。根據(jù)這樣的電油馬達9，可以在油壓馬達10上緊湊地配置第二電動機11，通過部件數(shù)量的削減可以謀求降低成本。并且，由于油壓馬達10的油不會泄露至第二電動機11內(nèi)，因此可以在不降低油壓馬達10及第ニ電動機11的效率下運行。此外，通過有效地控制油壓馬達10和第二電動機11的驅(qū)動比率等，可以謀求能量效率的提高。如以上所述，根據(jù)上述電油驅(qū)動系統(tǒng)1，由于可以通過具備油壓泵4和第一電動機5的電油泵3 (供給裝置)及具備油壓馬達10和第二電動機11的電油馬達9 (驅(qū)動裝置)，根據(jù)具有上部旋轉(zhuǎn)體等的作業(yè)機械的動作狀況等，用控制裝置7能夠選擇性地控制油壓泵 4和第一電動機5、調(diào)節(jié)閥6及油壓馬達10和第二電動機11，因此可以根據(jù)各器械的動作狀況等有效地使電油泵3及電油馬達9動作，從而可以構(gòu)成謀求提高能量效率的電油驅(qū)動系統(tǒng)I。此外，即使在電油馬達9的第二電動機11不能驅(qū)動的情況下，上部旋轉(zhuǎn)體等通過油壓馬達10可以驅(qū)動，從而能夠構(gòu)成可靠性高的電油驅(qū)動系統(tǒng)I。并且，通過使電油泵3及電油馬達9形成為一體以小型化，也可以構(gòu)成可靠性高的低成本的電油驅(qū)動系統(tǒng)I。另外，在上述實施形態(tài)中，作為作業(yè)機械雖然說明了具有油壓馬達10、行駛用油壓馬達及上部旋轉(zhuǎn)體等的油壓單斗挖掘機的示例，但是只要是使用電液供給裝置及電液驅(qū)動裝置的作業(yè)機械即可同樣適用，作業(yè)機械并不限于上述實施形態(tài)。并且，在上述實施形態(tài)中，示出了電油泵3及電油馬達9中的任意一個都為一體型構(gòu)成的示例，但是也可以是將油壓泵4和第一電動機5及油壓馬達10和第二電動機11分別并列設(shè)置的結(jié)構(gòu)，并不限于一體型。此外，上述實施形態(tài)是僅示出ー個示例，在不影響本發(fā)明的宗g的范圍內(nèi)可以進行各種變形，本發(fā)明并不限于上述實施形態(tài)。エ業(yè)應(yīng)用性
根據(jù)本發(fā)明的電液驅(qū)動系統(tǒng)可以利用于形成為能夠用油壓馬達和電動機驅(qū)動結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)的作業(yè)機械。符號說明
1電油驅(qū)動系統(tǒng)(電液驅(qū)動系統(tǒng))；
2發(fā)動機(動カ源)；
3電油泵(供給裝置)；
4油壓泵；
5第一電動機；
6調(diào)節(jié)閥；
7控制裝置；
8充電部；
9電油馬達(驅(qū)動裝置)；
10油壓馬達；
11第二電動機；
22,35 壓カ傳感器；
36、37 轉(zhuǎn)速傳感器；60旋轉(zhuǎn)軸；
62活塞；
63斜盤；
64箱體；
65軸承；
70輸出軸；
71轉(zhuǎn)子；
72定子； 73外罩；
82、83 密封部件；
L軸線。
權(quán)利要求
1.一種作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)，所述電液驅(qū)動系統(tǒng)是用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)工作液的流量并驅(qū)動結(jié)構(gòu)體的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)；具有 具有通過動力源驅(qū)動的液壓泵和第一電動機，并供給所述工作液的供給裝置； 具有用由所述供給裝置供給的工作液旋轉(zhuǎn)的液壓馬達和第二電動機，并驅(qū)動所述結(jié)構(gòu)體的驅(qū)動裝置；以及 根據(jù)所述供給裝置的負荷和所述驅(qū)動裝置的負荷，決定所述第一電動機和所述第二電動機的動作狀態(tài)的控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一電動機具有將由動力源傳遞的動力轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機功能和利用所述電能輔助驅(qū)動液壓泵的驅(qū)動機功能； 所述控制裝置根據(jù)將通過所述發(fā)電機功能發(fā)電的電力充電的充電部的充電狀態(tài)和所述第一電動機的動作狀態(tài)控制該第一電動機作為發(fā)電機及驅(qū)動機中的任一來動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二電動機具有將液壓馬達減速時的慣性能量轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機功能和利用所述電能輔助驅(qū)動液壓馬達的驅(qū)動機功能； 所述控制裝置根據(jù)將通過所述發(fā)電機功能發(fā)電的電力充電的充電部的充電狀態(tài)和所述第二電動機的動作狀態(tài)控制該第二電動機作為發(fā)電機及驅(qū)動機中的任一來動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述驅(qū)動裝置是所述液壓馬達和第二電動機為一體型； 該第二電動機具有與所述液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)子和配置在該轉(zhuǎn)子的外周的定子; 所述轉(zhuǎn)子配置為與所述液壓馬達的箱體外周設(shè)置有規(guī)定的間隙而外包圍所述箱體；在該轉(zhuǎn)子和所述箱體之間配置有將該轉(zhuǎn)子支持在箱體的軸承和密封該轉(zhuǎn)子和箱體之間的間隙的密封部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述供給裝置形成為所述液壓泵和第一電動機為一體型。
全文摘要
用調(diào)節(jié)閥(6)調(diào)節(jié)工作液的流量并驅(qū)動上部旋轉(zhuǎn)體(16)的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)由具有通過發(fā)動機(2)驅(qū)動的油壓泵(4)和第一電動機(5)的電油泵(3)和具有用由所述電油泵(3)供給的工作油旋轉(zhuǎn)的油壓馬達(10)和第二電動機(11)的電油馬達(9)構(gòu)成；并具備根據(jù)所述電油泵(3)的負荷和所述電油馬達(9)的負荷，決定所述第一電動機(5)和所述第二電動機(11)的動作狀態(tài)的控制裝置(7)，從而構(gòu)成可以通過油壓和電力有效地運行的作業(yè)機械的電液驅(qū)動系統(tǒng)。
文檔編號F15B21/14GK102753841SQ20118000881
公開日2012年10月24日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者今村幸人, 山本良, 山田昌啟 申請人:川崎重工業(yè)株式會社