作業機械の駆動装置
【課題】上部旋回体の旋回を停止させる際の発電効率（エネルギ回生効率）が良好な作業機械の駆動装置を提供する。
【解決手段】基体１２に旋回自在に取り付けられた上部旋回体１４を駆動する作業機械の駆動装置において、前記上部旋回体１４を駆動する旋回用油圧モータ５２と、該旋回用油圧モータ５２と共に前記上部旋回体１４を駆動可能で、且つ該上部旋回体１４の減速時に回生発電を行う旋回用電動発電機６４と、前記旋回用油圧モータ５２の作動油の入口と出口を短絡可能な短絡切換弁５６と、を備え、前記上部旋回体１４の回生発電時に前記旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡させる。
【解決手段】基体１２に旋回自在に取り付けられた上部旋回体１４を駆動する作業機械の駆動装置において、前記上部旋回体１４を駆動する旋回用油圧モータ５２と、該旋回用油圧モータ５２と共に前記上部旋回体１４を駆動可能で、且つ該上部旋回体１４の減速時に回生発電を行う旋回用電動発電機６４と、前記旋回用油圧モータ５２の作動油の入口と出口を短絡可能な短絡切換弁５６と、を備え、前記上部旋回体１４の回生発電時に前記旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の作業機械の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下部走行体（基体）と、上部旋回体と、アーム機構（フロントアタッチメント）と、を備えた建設機械（作業機械）が広く普及している。
【０００３】
上部旋回体は、下部走行体に旋回可能に連結されており、旋回の際には大きな慣性運動エネルギを持つ。しかし、従来、この慣性運動エネルギは、油圧駆動装置の油圧回路中において作動油が流動するときの損失としてそのまま捨てられていた。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、上部旋回体の駆動を旋回用油圧モータおよび旋回用電動発電機で行い、該旋回用電動発電機に、該旋回用油圧モータの駆動補助および発電（エネルギ回生）を行わせる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２４３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においても、上部旋回体の旋回を停止させる際の損失が大きく、上部旋回体の旋回の慣性運動エネルギを活用した発電の効率（エネルギ回生効率）が十分でないという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、上部旋回体の旋回を停止させる際の発電効率（エネルギ回生効率）が良好な作業機械の駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基体に旋回自在に取り付けられた上部旋回体を駆動する作業機械の駆動装置において、前記上部旋回体を駆動する旋回用油圧モータと、該旋回用油圧モータと共に前記上部旋回体を駆動可能で、且つ該上部旋回体の減速時に回生発電を行う旋回用電動発電機と、前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡可能な短絡切換弁と、を備え、前記上部旋回体の回生発電時に前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡させることにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
この構成によれば、上部旋回体の回生発電時に旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡切換弁で短絡させることができる。短絡切換弁で短絡させることにより、上部旋回体の回生発電時に油圧回路における旋回用油圧モータのいわゆる連れ廻り負荷による損失がほとんどなくなり、上部旋回体の慣性力の大部分が旋回用電動発電機に加わることとなるので、上部旋回体の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することができる。
【００１０】
なお、前記旋回用油圧モータを駆動する油圧回路に、該旋回用油圧モータに対する油圧ブレーキとして機能するブレーキ弁機構を備えさせた場合には、前記短絡切換弁により、該ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキをも解除可能とすることができ、上部旋回体の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することができる。
【００１１】
このように油圧回路中にブレーキ弁機構を備えた場合には、前記上部旋回体の旋回停止直後にのみ該ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキを使用するように構成するとよい。これにより、停止直後の上部旋回体の位置が移動しにくく、メカニカルブレーキ機構を含め、前記旋回用電動発電機を小型にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上部旋回体の旋回を停止させるときの発電効率（エネルギ回生効率）が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面に基づいて、本発明に係る作業機械の駆動装置の好適な実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態の一例に係る作業機械の駆動装置を示すブロック構成図であり、図２はその要部拡大図であり、図３は本発明が適用された油圧ショベル（作業機械）１０の全体構成を示す斜視図である。
【００１５】
図３に示すように、油圧ショベル１０は、下部走行体（基体）１２と、上部旋回体１４と、アーム機構１６と、を備える。
【００１６】
上部旋回体１４は、下部走行体１２に旋回可能に連結されており、後述する旋回用油圧モータ５２および旋回用電動発電機６４から駆動力を供給されて旋回することができるようになっている。また、上部旋回体１４は、前側にキャブ（運転室）３０を備え、そのキャブ３０の横にはアーム機構１６が取り付けられている。
【００１７】
アーム機構１６は、ブーム３２、アーム３４、バケット３６からなる３リンクと、それらをそれぞれ駆動するブームシリンダ３８、アームシリンダ４０、バケットシリンダ４２で構成されている。
【００１８】
次に、図１、図２を用いて、本実施形態に係る作業機械の駆動装置の構成をさらに詳細に説明する。
【００１９】
図２に示すように、エンジン１の出力軸１ａには、電動機としてだけでなく、発電機としても機能する電動発電機２と、油圧アクチュエータに作動油を供給するメインポンプ（可変容量型の油圧ポンプ）３Ａ、３Ｂおよびパイロット回路に作動油を供給するパイロットポンプ３Ｃと、がパラレルに取付けられている。
【００２０】
電動発電機２には、交流を直流に変換するコンバータ機能、及び直流を交流に変換するインバータ機能の双方を有する変換装置４が接続されており、変換装置４にはバッテリー５およびコントローラ６が接続されている。
【００２１】
バッテリー５は、変換装置４を介して電動発電機２との間で電気エネルギを授受する機能を有しており、電動発電機２の減速時に回収される回生電気エネルギを、変換装置４を介して蓄電可能である。一方、電動発電機２の作動時には、バッテリー５は、電動発電機２に対し、変換装置４を介して電気エネルギを供給し、電動発電機２を電動機として作動させることができる。
【００２２】
コントロールバルブ群５０は、オペレータの操作する図示せぬ操作レバーの動きに応じて自動的に操作され、旋回用油圧モータ５２以外の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ３８、アームシリンダ４０、バケットシリンダ４２、右走行用油圧モータ２２、左走行用油圧モータ２４）についての油圧回路を流れる作動油の圧力、流量、方向を制御する。
【００２３】
図２に示すように、コントロールバルブ群５０は、右走行用制御弁１００、左走行用制御弁１０２、ブームシリンダ用制御弁１０４、アームシリンダ用制御弁１０６、バケットシリンダ用制御弁１０８、予備制御弁１１０、１１２、切換弁１１４、１１６、１１８を備えている。予備制御弁１１０、１１２のうち一方は、通常は上部旋回体１４の旋回用の制御弁として使われているが、本実施形態では後述する旋回リモコンレバー装置６２を設けているため、予備制御弁が２つとなっており、他の用途に２つの予備制御弁を使用することができる。
【００２４】
旋回用油圧モータ５２とメインポンプ３Ａとの間には旋回用制御弁５４が設けられ、この旋回用制御弁５４と旋回用油圧モータ５２との間には短絡切換弁５６が設けられ、この短絡切換弁５６と旋回用油圧モータ５２との間には油圧ブレーキ弁機構６０が設けられている。この油圧ブレーキ弁機構６０は、リリーフ弁６０Ａ、６０Ｂおよびチェック弁６０Ｃ、６０Ｄを備える。
【００２５】
旋回用制御弁５４は３位置４ポートの切換弁であり、３つの切り換え位置Ａ、Ｂ、Ｃを備えており、メインポンプ３Ａから旋回用油圧モータ５２へ向かう作動油の流れる方向と流量を制御する。旋回用制御弁５４のスプールの両端には、それぞれパイロットポート５４ａ、５４ｂが設けられている。また、旋回用制御弁５４のスプールの両端は、ばね５４ｃ、５４ｄで付勢されている。
【００２６】
旋回用制御弁５４のスプールの位置の切り換えは、旋回リモコンレバー装置６２を操作することにより行う。旋回リモコンレバー装置６２は、レバー６２ａと、リモコン弁６２ｂ、６２ｃと、パイロットポンプ３ｃとを有してなる。
【００２７】
なお、旋回用制御弁５４のスプールの３つの位置Ａ、Ｂ、Ｃは、代表的な状態を模式的に示したものであり、各位置にステップ状に切り換わるのではなく、作動油の流通を完全に停止させた完全ブロック状態の中立位置Ｂを中心として、Ａ側またはＣ側に向けて中間位置Ｂを含んで滑らかに切換可能である。従って、オペレータが旋回リモコンレバー装置６２を操作して、中立位置Ｂから作動状態のＡ、Ｃへの切り換わり状態を制御することにより、作動油の供給流量の可変制御が可能である。
【００２８】
短絡切換弁５６は２位置４ポートの切換弁であり、２つの切り換え位置Ｄ、Ｅを備えており、また、４つのポートＰ１、Ｐ２、Ｍ１、Ｍ２を備えている。短絡切換弁５６は旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）する役割を有する。短絡切換弁５６のスプールの一端には、ソレノイド部５６ａが設けられている。また、短絡切換弁５６のスプールの他端はばね５６ｂで付勢されており、切り換え位置Ｄ側に常に付勢されている。
【００２９】
ソレノイド部５６ａは、回生発電中との電気信号が電気信号線６ｂに入力されると、ばね５６ｂを押し縮めるように短絡切換弁５６のスプールを押して、切り換え位置Ｅにスプールを移動させて、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）する。一方、コントローラ６によって回生発電終了（この実施形態では旋回終了：旋回用電動発電機６４の回転速度零）と判断されると電気信号線６ｂの電気の供給が絶たれて、短絡切換弁５６のスプールはばね５６ｂの付勢力により押されて切り換え位置Ｄに移動し、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４の短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２の短絡）は解除される。
【００３０】
油圧ブレーキ弁機構６０は、リリーフ弁６０Ａ、６０Ｂおよびチェック弁６０Ｃ、６０Ｄを有してなる。リリーフ弁６０Ａ、６０Ｂは、旋回用油圧モータ５２についての油圧回路の圧力が設定圧力以上となったときに開放されて、作動油をリリーフする。チェック弁６０Ｃ、６０Ｄはキャビテーションを防止する。
【００３１】
油圧ブレーキ弁機構６０は旋回用油圧モータと並列に配置されているので、短絡切換弁５６のスプールが切り換え位置Ｅに移動して、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）すると、油圧ブレーキ弁機構６０も短絡され、油圧ブレーキは解除される。
【００３２】
この結果、結局、油圧ブレーキ弁機構６０による油圧ブレーキは、旋回停止直後にのみ使用されることになる。
【００３３】
上部旋回体１４への駆動力の供給は、旋回用油圧モータ５２および旋回用電動発電機６４によってなされ、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａに旋回用油圧モータ５２が連結されている。旋回用電動発電機６４は、旋回用油圧モータ５２の駆動を補助するとともに上部旋回体１４の減速時には回生発電を行う。このため、本実施形態では、旋回用油圧モータ５２および旋回用電動発電機６４の合計出力で上部旋回体１４は駆動される。また、旋回用電動発電機６４には旋回減速機７０が取り付けられており、旋回減速機７０は旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａの回転を減速して上部旋回体１４に伝達する。
【００３４】
旋回用電動発電機６４には、交流を直流に変換するコンバータ機能、及び直流を交流に変換するインバータ機能の双方を有する変換装置７が接続されており、変換装置７にはバッテリー５およびコントローラ６が接続されている。
【００３５】
バッテリー５は、変換装置７を介して旋回用電動発電機６４との間で電気エネルギを授受する機能を有しており、上部旋回体１４の減速時に旋回用電動発電機６４が発電する回生電気エネルギを、変換装置７を介して蓄電可能である。一方、旋回用電動発電機６４が電動機として作動する時には、バッテリー５は、旋回用電動発電機６４に対し、変換装置７を介して電気エネルギを供給する。
【００３６】
また、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａには、角度検出器（レゾルバ）７２およびメカニカルブレーキ７４が取り付けられている。角度検出器（レゾルバ）７２から駆動軸６４ａの回転速度情報を得て、コントローラ６は回生発電が行われる状態かどうかを判断する。例えば上部旋回体１４の減速を検知したときは、回生発電中と判断できるので、短絡切換弁５６を切り換え位置Ｅに切り換える旨の電気信号をソレノイド部５６ａへ送る。
【００３７】
メカニカルブレーキ７４は、上部旋回体１４の旋回を最終的に停止させる。
【００３８】
次に、上述のように構成された作業機械の作用を説明する。
【００３９】
エンジン１が回転すると、電動発電機２とメインポンプ３Ａ、３Ｂとが共通に駆動される。電動発電機２の駆動軸２ａは、図示せぬ変速機によりエンジン１の出力軸１ａの回転速度に対して大きく増速された状態で回転し、所定の発電を行う。電動発電機２によって発電された交流電力は、変換装置４で直流電力に変換された後、バッテリー５に蓄電される。一方、メインポンプ３Ａ、３Ｂは、図示せぬ変速機によって、エンジン１の出力軸１ａの回転速度よりも若干速い回転速度に増幅駆動され、作動油を供給する。
【００４０】
メインポンプ３Ａ、３Ｂから作動油を供給して所定の油圧アクチュエータを駆動する際、メインポンプ３Ａ、３Ｂに高負荷がかかるときは、バッテリー５から変換装置４を介して電動発電機２に電力が供給され、該電動発電機２は電動機として駆動される。この結果、電動発電機２は、メインポンプ３Ａ、３Ｂの駆動に関して、エンジン１のトルクアシストを行うことができ、エンジン１が小型でもメインポンプ３Ａ、３Ｂを十分に駆動できるようになる。また、メインポンプ３Ａ、３Ｂの最大負荷にいつでも対応するべく、エンジン１を、常に高回転速度で予備的に運転している必要がなくなり、エンジン１の最大回転速度を低く設定することができ、省エネと同時に低騒音作業が可能になる。
【００４１】
ここで、メインポンプ３Ａ、３Ｂから旋回用油圧モータ５２以外の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ３８、アームシリンダ４０、バケットシリンダ４２、走行（右）用油圧モータ２２、走行（左）用油圧モータ２４）への作動油の供給はコントロールバルブ群５０を介して行われるが、旋回用油圧モータ５２への作動油の供給は旋回用制御弁５４および短絡切換弁５６を介して行われる。
【００４２】
旋回用制御弁５４のスプールは、オペレータが旋回リモコンレバー装置６２を操作することによって移動し、旋回用油圧モータ５２に供給される作動油の方向と流量を制御する。
【００４３】
レバー６２ａを図１中のＲ側に傾けると、リモコン弁６２ｂはパイロットポンプ３Ｃとパイロットポート５４ａとを連通する位置に切り換わり、旋回用制御弁５４のスプールは図１において左方向に移動し、切り換え位置Ａとなる。短絡切換弁５６は、通常は切り換え位置Ｄとなっているので、メインポンプ３Ａからの作動油（圧油）は、ポートＰ１、ポートＭ１、出入口Ｍ３の順に流れて旋回用油圧モータ５２へ流入する。旋回用油圧モータ５２からの作動油（戻り油）は、出入口Ｍ４、ポートＭ２、ポートＰ２の順に流れて、タンクに排出される。よって、旋回用油圧モータ５２は一方の方向に回転する。レバー６２ａを図１中のＬ側に傾けると、リモコン弁６２ｃはパイロットポンプ３Ｃとパイロットポート５４ｂとを連通する位置に切り換わり、旋回用制御弁５４のスプールは図１において右方向に移動し、切り換え位置Ｃとなる。この結果、メインポンプ３Ａからの作動油（圧油）は、ポートＰ２、ポートＭ２、出入口Ｍ４の順に流れて旋回用油圧モータ５２へ流入する。旋回用油圧モータ５２からの作動油（戻り油）は、出入口Ｍ３、ポートＭ１、ポートＰ１の順に流れて、タンクに排出される。よって、旋回用油圧モータ５２は逆方向に回転する。レバー６２ａを図１中の中立位置に戻すと、パイロットポート５４ａ、５４ｂのどちらにもパイロット圧は加わらず、ばね５４ｃ、５４ｄの付勢力により旋回用制御弁５４のスプールは中立位置である切り換え位置Ｂとなり、旋回用油圧モータ５２への作動油の供給はポートＰ３、Ｐ４によってブロックされ、旋回用油圧モータ５２は停止する。
【００４４】
短絡切換弁５６のスプールの位置の切り換えは、短絡切換弁５６のソレノイド部５６ａへの電気の供給の有無により行う。ソレノイド部５６ａに電気が供給されていない状態では、短絡切換弁５６のスプールは、ばね５６ｂの付勢力により切り換え位置Ｄに位置しており、ポートＰ１とポートＭ１が連通し、ポートＰ２とポートＭ２が連通している。この状態においては、メインポンプ３Ａから供給された作動油（圧油）および旋回用油圧モータ５２からの作動油（戻り油）はスムーズに短絡切換弁５６を通過するので、前述したように旋回用制御弁５４のスプールの位置を位置ＡまたはＣにすることで、旋回用油圧モータ５２をどちらの方向にも作動させることができる。
【００４５】
この実施形態では、短絡切換弁５６の切り換えは、角度検出器（レゾルバ）７２によって検出された旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａの回転速度情報に基づきコントローラ６が行う。コントローラ６は、上部旋回体１４の減速を検知したときに、電気信号線６ｂを介して電気信号をソレノイド部５６ａに送る。短絡切換弁５６では、この電気信号によりスプールが図１において右方向に移動し、切り換え位置がＥに変わる。これにより旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４が短絡されて、旋回用電動発電機６４の発電効率（エネルギ回生効率）が向上する。
【００４６】
また、コントローラ６は、回生発電中において、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａの回転速度が所定の値以下又は零になると、回生発電が終了したと判断し、それまで電気信号線６ｂに送っていた電気信号を絶つ。このため、ばね５６ｂによる付勢力により、短絡切換弁５６のスプールは図１において左方向に移動して、切り換え位置Ｄに戻る。これにより旋回用油圧モータ５２についての油圧回路は短絡を解除される。
【００４７】
短絡切換弁５６により、回生発電中に旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）させると、旋回用油圧モータ５２の連れ廻り負荷がほとんどなくなり、旋回用油圧モータ５２は上部旋回体１４の旋回の実質的な抵抗とはならなくなる。
【００４８】
ここで、本実施形態では、短絡切換弁５６が切り換え位置Ｅに切り換えられたときに、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４のみならず油圧ブレーキ弁機構６０も同時に短絡される。したがって、油圧ブレーキ弁機構６０を設けていても、短絡切換弁５６を切り換え位置Ｅにしている間は、油圧ブレーキ弁機構６０による油圧ブレーキも機能しない。
【００４９】
このため、上部旋回体１４の慣性力のほとんどの部分は旋回用電動発電機６４に加わることとなるので、旋回用油圧モータ５２に連結された旋回用電動発電機６４を発電機として機能させる際、上部旋回体１４の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することができる。上部旋回体１４は重量が大きく慣性力が大きいので、上部旋回体１４の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することは、省エネルギの点でメリットが大きい。
【００５０】
また、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａに旋回用油圧モータ５２が連結しているので、上部旋回体１４の駆動を旋回用油圧モータ５２と旋回用電動発電機６４の両方で行うことができる。このため、旋回用油圧モータ５２の高い出力能力と旋回用電動発電機６４の高い制御性の両方を活用することができる。この結果、高出力でありながら、状況に応じて臨機応変に運転条件を変更することができるとともに、旋回用電動発電機を小型にすることができる。
【００５１】
一方、短絡切換弁５６による短絡により、作動油は旋回用油圧モータ５２及び油圧ブレーキ弁機構６０についての油圧回路内をほとんど無負荷状態で流動するが、上部旋回体１４の旋回停止直後に短絡を解除すると、流動している作動油から旋回用油圧モータ５２がサージ圧を受ける恐れがある。
【００５２】
しかしながら、旋回用油圧モータ５２についての油圧回路に油圧ブレーキ弁機構６０を備えさせておくことにより、上部旋回体１４の旋回停止直後に短絡を解除すると同時に、油圧ブレーキ弁機構６０による油圧ブレーキが働くため、旋回用油圧モータ５２が過大なサージ圧を受けることはない。このため、メカニカルブレーキ７４を含めて旋回用電動発電機６４を小型にしても、停止した後に油圧モータ５２側からの影響を受けにくく、旋回用電動発電機６４を小型にすることができる。
【００５３】
また、低速での押付力が必要な場合や位置を保持する必要がある場合、例えば傾斜地においてアーム機構１６を保持する場合等において、油圧ブレーキ弁機構６０による位置の保持機能のみで十分であれば、旋回用電動発電機６４による保持トルクは必要でなくなる。
【００５４】
また、旋回リモコンレバー装置６２により旋回用油圧モータ５２の運転を制御するので、コントロールバルブ群５０の旋回ポート（予備制御弁１１０または１１２）は他目的に使用でき、本作業機械の適用可能範囲が広がり、汎用性が向上する。
【００５５】
以上、本発明に係る作業機械の駆動装置の好適な実施形態の一例を説明したが、下部走行体１２は走行機能を有していなくてもよく、走行機能を有さない基体に上部旋回体１４が取り付けられた作業機械に対しても本発明は適用することができる。
【００５６】
また、短絡切換弁５６は、この実施形態では油圧ブレーキ弁機構６０をも短絡させるようにしていたが、本発明では必ずしも油圧ブレーキ弁機構６０まで短絡させる必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
建設用の作業機械のように、旋回する部位の重量が大きい作業機械に特に有効に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態の一例に係る作業機械の駆動装置を示すブロック構成図
【図２】前記作業機械の駆動装置の要部拡大図
【図３】本発明が適用された油圧ショベル（作業機械）の全体構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００５９】
１…エンジン
１ａ…出力軸
２…電動発電機
２ａ…駆動軸
３Ａ、３Ｂ…メインポンプ
３Ｃ…パイロットポンプ
４、７…変換装置
５…バッテリー
６…コントローラ
１０…油圧ショベル
１２…下部走行体（基体）
１４…上部旋回体
５０…コントロールバルブ群
５２…旋回用油圧モータ
５４…旋回用制御弁
５６…短絡切換弁
６０…油圧ブレーキ弁機構
６０Ａ、６０Ｂ…リリーフ弁
６０Ｃ、６０Ｄ…チェック弁
６２…旋回リモコンレバー装置
６４…旋回用電動発電機
６４ａ…駆動軸
７０…旋回減速機
７２…角度検出器（レゾルバ）
７４…メカニカルブレーキ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｍ１、Ｍ２…ポート
Ｍ３、Ｍ４…出入口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の作業機械の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下部走行体（基体）と、上部旋回体と、アーム機構（フロントアタッチメント）と、を備えた建設機械（作業機械）が広く普及している。
【０００３】
上部旋回体は、下部走行体に旋回可能に連結されており、旋回の際には大きな慣性運動エネルギを持つ。しかし、従来、この慣性運動エネルギは、油圧駆動装置の油圧回路中において作動油が流動するときの損失としてそのまま捨てられていた。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、上部旋回体の駆動を旋回用油圧モータおよび旋回用電動発電機で行い、該旋回用電動発電機に、該旋回用油圧モータの駆動補助および発電（エネルギ回生）を行わせる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２４３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においても、上部旋回体の旋回を停止させる際の損失が大きく、上部旋回体の旋回の慣性運動エネルギを活用した発電の効率（エネルギ回生効率）が十分でないという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、上部旋回体の旋回を停止させる際の発電効率（エネルギ回生効率）が良好な作業機械の駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基体に旋回自在に取り付けられた上部旋回体を駆動する作業機械の駆動装置において、前記上部旋回体を駆動する旋回用油圧モータと、該旋回用油圧モータと共に前記上部旋回体を駆動可能で、且つ該上部旋回体の減速時に回生発電を行う旋回用電動発電機と、前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡可能な短絡切換弁と、を備え、前記上部旋回体の回生発電時に前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡させることにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
この構成によれば、上部旋回体の回生発電時に旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡切換弁で短絡させることができる。短絡切換弁で短絡させることにより、上部旋回体の回生発電時に油圧回路における旋回用油圧モータのいわゆる連れ廻り負荷による損失がほとんどなくなり、上部旋回体の慣性力の大部分が旋回用電動発電機に加わることとなるので、上部旋回体の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することができる。
【００１０】
なお、前記旋回用油圧モータを駆動する油圧回路に、該旋回用油圧モータに対する油圧ブレーキとして機能するブレーキ弁機構を備えさせた場合には、前記短絡切換弁により、該ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキをも解除可能とすることができ、上部旋回体の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することができる。
【００１１】
このように油圧回路中にブレーキ弁機構を備えた場合には、前記上部旋回体の旋回停止直後にのみ該ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキを使用するように構成するとよい。これにより、停止直後の上部旋回体の位置が移動しにくく、メカニカルブレーキ機構を含め、前記旋回用電動発電機を小型にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上部旋回体の旋回を停止させるときの発電効率（エネルギ回生効率）が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面に基づいて、本発明に係る作業機械の駆動装置の好適な実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態の一例に係る作業機械の駆動装置を示すブロック構成図であり、図２はその要部拡大図であり、図３は本発明が適用された油圧ショベル（作業機械）１０の全体構成を示す斜視図である。
【００１５】
図３に示すように、油圧ショベル１０は、下部走行体（基体）１２と、上部旋回体１４と、アーム機構１６と、を備える。
【００１６】
上部旋回体１４は、下部走行体１２に旋回可能に連結されており、後述する旋回用油圧モータ５２および旋回用電動発電機６４から駆動力を供給されて旋回することができるようになっている。また、上部旋回体１４は、前側にキャブ（運転室）３０を備え、そのキャブ３０の横にはアーム機構１６が取り付けられている。
【００１７】
アーム機構１６は、ブーム３２、アーム３４、バケット３６からなる３リンクと、それらをそれぞれ駆動するブームシリンダ３８、アームシリンダ４０、バケットシリンダ４２で構成されている。
【００１８】
次に、図１、図２を用いて、本実施形態に係る作業機械の駆動装置の構成をさらに詳細に説明する。
【００１９】
図２に示すように、エンジン１の出力軸１ａには、電動機としてだけでなく、発電機としても機能する電動発電機２と、油圧アクチュエータに作動油を供給するメインポンプ（可変容量型の油圧ポンプ）３Ａ、３Ｂおよびパイロット回路に作動油を供給するパイロットポンプ３Ｃと、がパラレルに取付けられている。
【００２０】
電動発電機２には、交流を直流に変換するコンバータ機能、及び直流を交流に変換するインバータ機能の双方を有する変換装置４が接続されており、変換装置４にはバッテリー５およびコントローラ６が接続されている。
【００２１】
バッテリー５は、変換装置４を介して電動発電機２との間で電気エネルギを授受する機能を有しており、電動発電機２の減速時に回収される回生電気エネルギを、変換装置４を介して蓄電可能である。一方、電動発電機２の作動時には、バッテリー５は、電動発電機２に対し、変換装置４を介して電気エネルギを供給し、電動発電機２を電動機として作動させることができる。
【００２２】
コントロールバルブ群５０は、オペレータの操作する図示せぬ操作レバーの動きに応じて自動的に操作され、旋回用油圧モータ５２以外の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ３８、アームシリンダ４０、バケットシリンダ４２、右走行用油圧モータ２２、左走行用油圧モータ２４）についての油圧回路を流れる作動油の圧力、流量、方向を制御する。
【００２３】
図２に示すように、コントロールバルブ群５０は、右走行用制御弁１００、左走行用制御弁１０２、ブームシリンダ用制御弁１０４、アームシリンダ用制御弁１０６、バケットシリンダ用制御弁１０８、予備制御弁１１０、１１２、切換弁１１４、１１６、１１８を備えている。予備制御弁１１０、１１２のうち一方は、通常は上部旋回体１４の旋回用の制御弁として使われているが、本実施形態では後述する旋回リモコンレバー装置６２を設けているため、予備制御弁が２つとなっており、他の用途に２つの予備制御弁を使用することができる。
【００２４】
旋回用油圧モータ５２とメインポンプ３Ａとの間には旋回用制御弁５４が設けられ、この旋回用制御弁５４と旋回用油圧モータ５２との間には短絡切換弁５６が設けられ、この短絡切換弁５６と旋回用油圧モータ５２との間には油圧ブレーキ弁機構６０が設けられている。この油圧ブレーキ弁機構６０は、リリーフ弁６０Ａ、６０Ｂおよびチェック弁６０Ｃ、６０Ｄを備える。
【００２５】
旋回用制御弁５４は３位置４ポートの切換弁であり、３つの切り換え位置Ａ、Ｂ、Ｃを備えており、メインポンプ３Ａから旋回用油圧モータ５２へ向かう作動油の流れる方向と流量を制御する。旋回用制御弁５４のスプールの両端には、それぞれパイロットポート５４ａ、５４ｂが設けられている。また、旋回用制御弁５４のスプールの両端は、ばね５４ｃ、５４ｄで付勢されている。
【００２６】
旋回用制御弁５４のスプールの位置の切り換えは、旋回リモコンレバー装置６２を操作することにより行う。旋回リモコンレバー装置６２は、レバー６２ａと、リモコン弁６２ｂ、６２ｃと、パイロットポンプ３ｃとを有してなる。
【００２７】
なお、旋回用制御弁５４のスプールの３つの位置Ａ、Ｂ、Ｃは、代表的な状態を模式的に示したものであり、各位置にステップ状に切り換わるのではなく、作動油の流通を完全に停止させた完全ブロック状態の中立位置Ｂを中心として、Ａ側またはＣ側に向けて中間位置Ｂを含んで滑らかに切換可能である。従って、オペレータが旋回リモコンレバー装置６２を操作して、中立位置Ｂから作動状態のＡ、Ｃへの切り換わり状態を制御することにより、作動油の供給流量の可変制御が可能である。
【００２８】
短絡切換弁５６は２位置４ポートの切換弁であり、２つの切り換え位置Ｄ、Ｅを備えており、また、４つのポートＰ１、Ｐ２、Ｍ１、Ｍ２を備えている。短絡切換弁５６は旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）する役割を有する。短絡切換弁５６のスプールの一端には、ソレノイド部５６ａが設けられている。また、短絡切換弁５６のスプールの他端はばね５６ｂで付勢されており、切り換え位置Ｄ側に常に付勢されている。
【００２９】
ソレノイド部５６ａは、回生発電中との電気信号が電気信号線６ｂに入力されると、ばね５６ｂを押し縮めるように短絡切換弁５６のスプールを押して、切り換え位置Ｅにスプールを移動させて、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）する。一方、コントローラ６によって回生発電終了（この実施形態では旋回終了：旋回用電動発電機６４の回転速度零）と判断されると電気信号線６ｂの電気の供給が絶たれて、短絡切換弁５６のスプールはばね５６ｂの付勢力により押されて切り換え位置Ｄに移動し、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４の短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２の短絡）は解除される。
【００３０】
油圧ブレーキ弁機構６０は、リリーフ弁６０Ａ、６０Ｂおよびチェック弁６０Ｃ、６０Ｄを有してなる。リリーフ弁６０Ａ、６０Ｂは、旋回用油圧モータ５２についての油圧回路の圧力が設定圧力以上となったときに開放されて、作動油をリリーフする。チェック弁６０Ｃ、６０Ｄはキャビテーションを防止する。
【００３１】
油圧ブレーキ弁機構６０は旋回用油圧モータと並列に配置されているので、短絡切換弁５６のスプールが切り換え位置Ｅに移動して、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）すると、油圧ブレーキ弁機構６０も短絡され、油圧ブレーキは解除される。
【００３２】
この結果、結局、油圧ブレーキ弁機構６０による油圧ブレーキは、旋回停止直後にのみ使用されることになる。
【００３３】
上部旋回体１４への駆動力の供給は、旋回用油圧モータ５２および旋回用電動発電機６４によってなされ、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａに旋回用油圧モータ５２が連結されている。旋回用電動発電機６４は、旋回用油圧モータ５２の駆動を補助するとともに上部旋回体１４の減速時には回生発電を行う。このため、本実施形態では、旋回用油圧モータ５２および旋回用電動発電機６４の合計出力で上部旋回体１４は駆動される。また、旋回用電動発電機６４には旋回減速機７０が取り付けられており、旋回減速機７０は旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａの回転を減速して上部旋回体１４に伝達する。
【００３４】
旋回用電動発電機６４には、交流を直流に変換するコンバータ機能、及び直流を交流に変換するインバータ機能の双方を有する変換装置７が接続されており、変換装置７にはバッテリー５およびコントローラ６が接続されている。
【００３５】
バッテリー５は、変換装置７を介して旋回用電動発電機６４との間で電気エネルギを授受する機能を有しており、上部旋回体１４の減速時に旋回用電動発電機６４が発電する回生電気エネルギを、変換装置７を介して蓄電可能である。一方、旋回用電動発電機６４が電動機として作動する時には、バッテリー５は、旋回用電動発電機６４に対し、変換装置７を介して電気エネルギを供給する。
【００３６】
また、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａには、角度検出器（レゾルバ）７２およびメカニカルブレーキ７４が取り付けられている。角度検出器（レゾルバ）７２から駆動軸６４ａの回転速度情報を得て、コントローラ６は回生発電が行われる状態かどうかを判断する。例えば上部旋回体１４の減速を検知したときは、回生発電中と判断できるので、短絡切換弁５６を切り換え位置Ｅに切り換える旨の電気信号をソレノイド部５６ａへ送る。
【００３７】
メカニカルブレーキ７４は、上部旋回体１４の旋回を最終的に停止させる。
【００３８】
次に、上述のように構成された作業機械の作用を説明する。
【００３９】
エンジン１が回転すると、電動発電機２とメインポンプ３Ａ、３Ｂとが共通に駆動される。電動発電機２の駆動軸２ａは、図示せぬ変速機によりエンジン１の出力軸１ａの回転速度に対して大きく増速された状態で回転し、所定の発電を行う。電動発電機２によって発電された交流電力は、変換装置４で直流電力に変換された後、バッテリー５に蓄電される。一方、メインポンプ３Ａ、３Ｂは、図示せぬ変速機によって、エンジン１の出力軸１ａの回転速度よりも若干速い回転速度に増幅駆動され、作動油を供給する。
【００４０】
メインポンプ３Ａ、３Ｂから作動油を供給して所定の油圧アクチュエータを駆動する際、メインポンプ３Ａ、３Ｂに高負荷がかかるときは、バッテリー５から変換装置４を介して電動発電機２に電力が供給され、該電動発電機２は電動機として駆動される。この結果、電動発電機２は、メインポンプ３Ａ、３Ｂの駆動に関して、エンジン１のトルクアシストを行うことができ、エンジン１が小型でもメインポンプ３Ａ、３Ｂを十分に駆動できるようになる。また、メインポンプ３Ａ、３Ｂの最大負荷にいつでも対応するべく、エンジン１を、常に高回転速度で予備的に運転している必要がなくなり、エンジン１の最大回転速度を低く設定することができ、省エネと同時に低騒音作業が可能になる。
【００４１】
ここで、メインポンプ３Ａ、３Ｂから旋回用油圧モータ５２以外の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ３８、アームシリンダ４０、バケットシリンダ４２、走行（右）用油圧モータ２２、走行（左）用油圧モータ２４）への作動油の供給はコントロールバルブ群５０を介して行われるが、旋回用油圧モータ５２への作動油の供給は旋回用制御弁５４および短絡切換弁５６を介して行われる。
【００４２】
旋回用制御弁５４のスプールは、オペレータが旋回リモコンレバー装置６２を操作することによって移動し、旋回用油圧モータ５２に供給される作動油の方向と流量を制御する。
【００４３】
レバー６２ａを図１中のＲ側に傾けると、リモコン弁６２ｂはパイロットポンプ３Ｃとパイロットポート５４ａとを連通する位置に切り換わり、旋回用制御弁５４のスプールは図１において左方向に移動し、切り換え位置Ａとなる。短絡切換弁５６は、通常は切り換え位置Ｄとなっているので、メインポンプ３Ａからの作動油（圧油）は、ポートＰ１、ポートＭ１、出入口Ｍ３の順に流れて旋回用油圧モータ５２へ流入する。旋回用油圧モータ５２からの作動油（戻り油）は、出入口Ｍ４、ポートＭ２、ポートＰ２の順に流れて、タンクに排出される。よって、旋回用油圧モータ５２は一方の方向に回転する。レバー６２ａを図１中のＬ側に傾けると、リモコン弁６２ｃはパイロットポンプ３Ｃとパイロットポート５４ｂとを連通する位置に切り換わり、旋回用制御弁５４のスプールは図１において右方向に移動し、切り換え位置Ｃとなる。この結果、メインポンプ３Ａからの作動油（圧油）は、ポートＰ２、ポートＭ２、出入口Ｍ４の順に流れて旋回用油圧モータ５２へ流入する。旋回用油圧モータ５２からの作動油（戻り油）は、出入口Ｍ３、ポートＭ１、ポートＰ１の順に流れて、タンクに排出される。よって、旋回用油圧モータ５２は逆方向に回転する。レバー６２ａを図１中の中立位置に戻すと、パイロットポート５４ａ、５４ｂのどちらにもパイロット圧は加わらず、ばね５４ｃ、５４ｄの付勢力により旋回用制御弁５４のスプールは中立位置である切り換え位置Ｂとなり、旋回用油圧モータ５２への作動油の供給はポートＰ３、Ｐ４によってブロックされ、旋回用油圧モータ５２は停止する。
【００４４】
短絡切換弁５６のスプールの位置の切り換えは、短絡切換弁５６のソレノイド部５６ａへの電気の供給の有無により行う。ソレノイド部５６ａに電気が供給されていない状態では、短絡切換弁５６のスプールは、ばね５６ｂの付勢力により切り換え位置Ｄに位置しており、ポートＰ１とポートＭ１が連通し、ポートＰ２とポートＭ２が連通している。この状態においては、メインポンプ３Ａから供給された作動油（圧油）および旋回用油圧モータ５２からの作動油（戻り油）はスムーズに短絡切換弁５６を通過するので、前述したように旋回用制御弁５４のスプールの位置を位置ＡまたはＣにすることで、旋回用油圧モータ５２をどちらの方向にも作動させることができる。
【００４５】
この実施形態では、短絡切換弁５６の切り換えは、角度検出器（レゾルバ）７２によって検出された旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａの回転速度情報に基づきコントローラ６が行う。コントローラ６は、上部旋回体１４の減速を検知したときに、電気信号線６ｂを介して電気信号をソレノイド部５６ａに送る。短絡切換弁５６では、この電気信号によりスプールが図１において右方向に移動し、切り換え位置がＥに変わる。これにより旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４が短絡されて、旋回用電動発電機６４の発電効率（エネルギ回生効率）が向上する。
【００４６】
また、コントローラ６は、回生発電中において、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａの回転速度が所定の値以下又は零になると、回生発電が終了したと判断し、それまで電気信号線６ｂに送っていた電気信号を絶つ。このため、ばね５６ｂによる付勢力により、短絡切換弁５６のスプールは図１において左方向に移動して、切り換え位置Ｄに戻る。これにより旋回用油圧モータ５２についての油圧回路は短絡を解除される。
【００４７】
短絡切換弁５６により、回生発電中に旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４を短絡（旋回用油圧モータ５２側の２つのポートＭ１、Ｍ２を短絡）させると、旋回用油圧モータ５２の連れ廻り負荷がほとんどなくなり、旋回用油圧モータ５２は上部旋回体１４の旋回の実質的な抵抗とはならなくなる。
【００４８】
ここで、本実施形態では、短絡切換弁５６が切り換え位置Ｅに切り換えられたときに、旋回用油圧モータ５２の作動油の出入口Ｍ３、Ｍ４のみならず油圧ブレーキ弁機構６０も同時に短絡される。したがって、油圧ブレーキ弁機構６０を設けていても、短絡切換弁５６を切り換え位置Ｅにしている間は、油圧ブレーキ弁機構６０による油圧ブレーキも機能しない。
【００４９】
このため、上部旋回体１４の慣性力のほとんどの部分は旋回用電動発電機６４に加わることとなるので、旋回用油圧モータ５２に連結された旋回用電動発電機６４を発電機として機能させる際、上部旋回体１４の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することができる。上部旋回体１４は重量が大きく慣性力が大きいので、上部旋回体１４の慣性運動エネルギを効率的に電気エネルギに変換（回生）することは、省エネルギの点でメリットが大きい。
【００５０】
また、旋回用電動発電機６４の駆動軸６４ａに旋回用油圧モータ５２が連結しているので、上部旋回体１４の駆動を旋回用油圧モータ５２と旋回用電動発電機６４の両方で行うことができる。このため、旋回用油圧モータ５２の高い出力能力と旋回用電動発電機６４の高い制御性の両方を活用することができる。この結果、高出力でありながら、状況に応じて臨機応変に運転条件を変更することができるとともに、旋回用電動発電機を小型にすることができる。
【００５１】
一方、短絡切換弁５６による短絡により、作動油は旋回用油圧モータ５２及び油圧ブレーキ弁機構６０についての油圧回路内をほとんど無負荷状態で流動するが、上部旋回体１４の旋回停止直後に短絡を解除すると、流動している作動油から旋回用油圧モータ５２がサージ圧を受ける恐れがある。
【００５２】
しかしながら、旋回用油圧モータ５２についての油圧回路に油圧ブレーキ弁機構６０を備えさせておくことにより、上部旋回体１４の旋回停止直後に短絡を解除すると同時に、油圧ブレーキ弁機構６０による油圧ブレーキが働くため、旋回用油圧モータ５２が過大なサージ圧を受けることはない。このため、メカニカルブレーキ７４を含めて旋回用電動発電機６４を小型にしても、停止した後に油圧モータ５２側からの影響を受けにくく、旋回用電動発電機６４を小型にすることができる。
【００５３】
また、低速での押付力が必要な場合や位置を保持する必要がある場合、例えば傾斜地においてアーム機構１６を保持する場合等において、油圧ブレーキ弁機構６０による位置の保持機能のみで十分であれば、旋回用電動発電機６４による保持トルクは必要でなくなる。
【００５４】
また、旋回リモコンレバー装置６２により旋回用油圧モータ５２の運転を制御するので、コントロールバルブ群５０の旋回ポート（予備制御弁１１０または１１２）は他目的に使用でき、本作業機械の適用可能範囲が広がり、汎用性が向上する。
【００５５】
以上、本発明に係る作業機械の駆動装置の好適な実施形態の一例を説明したが、下部走行体１２は走行機能を有していなくてもよく、走行機能を有さない基体に上部旋回体１４が取り付けられた作業機械に対しても本発明は適用することができる。
【００５６】
また、短絡切換弁５６は、この実施形態では油圧ブレーキ弁機構６０をも短絡させるようにしていたが、本発明では必ずしも油圧ブレーキ弁機構６０まで短絡させる必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
建設用の作業機械のように、旋回する部位の重量が大きい作業機械に特に有効に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態の一例に係る作業機械の駆動装置を示すブロック構成図
【図２】前記作業機械の駆動装置の要部拡大図
【図３】本発明が適用された油圧ショベル（作業機械）の全体構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００５９】
１…エンジン
１ａ…出力軸
２…電動発電機
２ａ…駆動軸
３Ａ、３Ｂ…メインポンプ
３Ｃ…パイロットポンプ
４、７…変換装置
５…バッテリー
６…コントローラ
１０…油圧ショベル
１２…下部走行体（基体）
１４…上部旋回体
５０…コントロールバルブ群
５２…旋回用油圧モータ
５４…旋回用制御弁
５６…短絡切換弁
６０…油圧ブレーキ弁機構
６０Ａ、６０Ｂ…リリーフ弁
６０Ｃ、６０Ｄ…チェック弁
６２…旋回リモコンレバー装置
６４…旋回用電動発電機
６４ａ…駆動軸
７０…旋回減速機
７２…角度検出器（レゾルバ）
７４…メカニカルブレーキ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｍ１、Ｍ２…ポート
Ｍ３、Ｍ４…出入口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に旋回自在に取り付けられた上部旋回体を駆動する作業機械の駆動装置において、
前記上部旋回体を駆動する旋回用油圧モータと、
該旋回用油圧モータと共に前記上部旋回体を駆動可能で、且つ該上部旋回体の減速時に回生発電を行う旋回用電動発電機と、
前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡可能な短絡切換弁と、を備え、
前記上部旋回体の回生発電時に前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡させることを特徴とする作業機械の駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記旋回用油圧モータを駆動する油圧回路には、該旋回用油圧モータに対する油圧ブレーキとして機能するブレーキ弁機構が備えられており、且つ、前記短絡切換弁により、該ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキをも解除可能としたことを特徴とする作業機械の駆動装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記上部旋回体の旋回停止直後のみ、前記ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキを使用することを特徴とする作業機械の駆動装置。
【請求項１】
基体に旋回自在に取り付けられた上部旋回体を駆動する作業機械の駆動装置において、
前記上部旋回体を駆動する旋回用油圧モータと、
該旋回用油圧モータと共に前記上部旋回体を駆動可能で、且つ該上部旋回体の減速時に回生発電を行う旋回用電動発電機と、
前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡可能な短絡切換弁と、を備え、
前記上部旋回体の回生発電時に前記旋回用油圧モータの作動油の入口と出口を短絡させることを特徴とする作業機械の駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記旋回用油圧モータを駆動する油圧回路には、該旋回用油圧モータに対する油圧ブレーキとして機能するブレーキ弁機構が備えられており、且つ、前記短絡切換弁により、該ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキをも解除可能としたことを特徴とする作業機械の駆動装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記上部旋回体の旋回停止直後のみ、前記ブレーキ弁機構による前記油圧ブレーキを使用することを特徴とする作業機械の駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−６５５１０（Ｐ２０１０−６５５１０Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３５６８８（Ｐ２００８−２３５６８８）
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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