油圧アクチュエータの駆動装置
【課題】閉回路の油圧回路において油圧アクチュエータに伝達される運動エネルギーを利用可能なエネルギーとして取り出すことが可能な油圧アクチュエータの駆動装置を提供する。
【解決手段】巻き下げ動作を行う際に下降する吊荷の重さでウインチ１５を回転させ、回転するウインチ１５によって駆動される油圧モータ２１によって駆動回路２５の作動油を流通させ、駆動回路２５を流通する作動油の圧力によって発電するようにしている。これにより、下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーとして利用することができるので、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【解決手段】巻き下げ動作を行う際に下降する吊荷の重さでウインチ１５を回転させ、回転するウインチ１５によって駆動される油圧モータ２１によって駆動回路２５の作動油を流通させ、駆動回路２５を流通する作動油の圧力によって発電するようにしている。これにより、下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーとして利用することができるので、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプと油圧アクチュエータとが閉回路接続された油圧回路を備えた油圧アクチュエータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の油圧アクチュエータの駆動装置では、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、を閉回路接続した油圧アクチュエータの駆動装置が知られている（例えば、引用文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この油圧アクチュエータの駆動装置は、油圧アクチュエータの駆動速度の制御を、開回路の駆動装置のようにバルブの開度の変更によって行う必要がなく、油圧ポンプとして用いられる可変容量形の油圧ポンプによって行うことが可能である。このため、この閉回路の駆動装置は、開回路の駆動装置と比較して運転時におけるエネルギーの損失を低減することが可能である。
この駆動装置を例えばクレーンのウインチに適用した場合において、フックに吊り下げた荷物を下降させる操作を行うと、下降する荷物の重さがウインチに伝わることで生じる回転力が油圧モータに付与される。この回転力は、油圧モータの駆動の際に高い頻度で生じているが、利用可能なエネルギーとして取り出されておらず、十分な効率向上が図られていない。
【０００５】
本発明は、閉回路の油圧回路において油圧アクチュエータに伝達されるエネルギーを利用可能なエネルギーとして取り出すことが可能な油圧アクチュエータの駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、油圧ポンプと油圧アクチュエータとを閉回路接続することによって構成された油圧回路を備え、エンジンの動力によって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された作動油によって油圧アクチュエータを駆動する油圧アクチュエータの駆動装置において、連結された部材から付与される外力で駆動される油圧アクチュエータによって油圧回路の作動油を流通させ、油圧回路を流通する作動油の圧力によって発電する発電手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記発電手段が、油圧回路を流通する作動油によって油圧モータとして駆動される油圧ポンプを動力として発電可能な発電機と、油圧ポンプに対してエンジンの動力を伝達させるか、または、作動油によって駆動させた油圧ポンプの動力を発電機に伝達させるかを切換える動力切換手段と、を有していることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の発明は、前記発電手段が、油圧ポンプと並列に油圧回路に接続された油圧モータと、油圧モータを動力として発電可能な発電機と、油圧回路の作動油流路を油圧ポンプ側または油圧モータ側に切換える流路切換手段と、を有していることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の発明は、前記発電機において発電された電力を蓄電可能なバッテリを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の発明は、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、蓄電量検出手段によって検出された蓄電量が所定の蓄電量未満の場合には、発電機による発電を行い、所定の蓄電量以上の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる蓄電制御手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の発明は、前記油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、アクチュエータが受ける外力が所定以上の場合には、発電機による発電を行い、外力が所定未満の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる運転切換制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、連結された部材から付与される外力で駆動されるアクチュエータにおいて生じる運動エネルギーを電気エネルギーとして利用することができるので、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明によれば、一台の油圧ポンプによってアクチュエータに伝わる運動エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能となるので、部品点数の低減によって製造コストの低減が可能となる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、油圧ポンプに対して、油圧ポンプとして駆動する場合の動力源と、油圧モータとして駆動する場合の出力が伝達される発電機と、の切換えに用いられる複雑な機構を必要とすることなく、アクチュエータに伝わる運動エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能となるので、製造コストの低減が可能となる。
本発明の請求項４に記載の発明によれば、運動エネルギーから変換された電気エネルギーをバッテリに蓄えておくことで、エネルギーを他の時間帯および用途に用いることができるので、エネルギーを有効に利用することが可能となる。
本発明の請求項５に記載の発明によれば、バッテリが過充電の状態となることを防止することができるので、バッテリの故障の発生を低減するとともに、バッテリの長寿命化を図ることが可能となる。
本発明の請求項６に記載の発明によれば、アクチュエータが受ける外力が小さい場合には、エンジンの動力で油圧ポンプを駆動するようにしたので、求められるアクチュエータの動作に動作不良が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。
【図２】油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図３】制御系を示すブロック図である。
【図４】第１油圧ポンプによる巻き上げ動作時の作動油の流路を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図５】第２油圧ポンプによる巻き上げ動作時の作動油の流路を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図６】巻き下げ動作時における第２油圧ポンプによる運動エネルギーの回生時の作動油の流路を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図７】巻き上げ制御処理を示すフローチャートである。
【図８】巻き下げ制御処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図１０】制御系を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図８は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態では、本発明の油圧アクチュエータの駆動装置を移動式クレーンに適用した場合について説明する。
【００１２】
この移動式クレーン１０は、図１に示すように、走行するための車両１１と、車両１１上に旋回可能に設けられた旋回台１２と、旋回台１２上に起伏可能に設けられた伸縮ブーム１３と、旋回台１２上の伸縮ブーム１３の側方に設けられ、車両１１の走行およびクレーンの操作に関する操作を行うためのキャビン１４と、を備えている。
【００１３】
旋回台１２の後部にはウインチ１５が設けられ、ウインチ１５に巻き掛けられたワイヤロープ１６が伸縮ブーム１３の先端部を介して繰り出される。ワイヤロープ１６の先端部にはフック１７が設けられ、フック１７に荷物が吊り下げられる。
【００１４】
この移動式クレーン１０は、ウインチ１５の巻き上げおよび巻き下げを行うためのウインチ駆動装置２０と、ウインチ駆動装置２０の運転を制御するためのコントローラ３０と、を備えている。
【００１５】
ウインチ駆動装置２０は、ウインチ１５を正逆回転駆動させる油圧アクチュエータとしての油圧モータ２１と、車両１１を走行させるエンジン１１ａによって駆動する油圧ポンプとしての第１油圧ポンプ２２と、車両１１に設けられたバッテリ１１ｂの電力によって駆動する電動機としての電動モータ２３と、電動モータ２３によって駆動する油圧モータとしての第２油圧ポンプ２４と、油圧モータ２１、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４が閉回路接続された油圧回路としての駆動回路２５と、駆動回路２５に作動油を補充するための作動油補充回路２６と、を備えている。
【００１６】
油圧モータ２１は、駆動回路２５を流通する作動油の流通方向に応じて回転方向を変化させることが可能なものである。また、油圧モータ２１は、ウインチ１５を駆動させるときを除いて回転軸を固定するためのブレーキ２１ａを有している。さらに、油圧モータ２１は、下降する荷物の重さで回転するウインチ１５によって駆動可能であり、駆動回路２５の作動油を流通させる油圧ポンプとしての機能も有する。
【００１７】
第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４は、それぞれ二方向に作動油を流通させることが可能な可変容量形の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ２２は、図２に示すように、作動油補充回路２６の作動油によって駆動する第１シリンダ２２ａと、第１シリンダ２２ａに対して作動油の流通方向を切換えるための第１方向切換え弁２２ｂとを有している。第２油圧ポンプ２４は、図２に示すように、作動油補充回路２６の作動油によって駆動する第２シリンダ２４ａと、第２シリンダ２４ａに対して作動油の流通方向を切換えるための第２方向切換え弁２４ｂとを有している。第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４は、それぞれ第１シリンダ２２ａおよび第２シリンダ２４ａを操作することによってポンプ容量を最大のポンプ容量に対して０％〜１００％の間で変化させることが可能である。また、第２油圧ポンプ２４は、駆動回路２５を流通する作動油によっても駆動可能であり、駆動回路２５を流通する作動油によって駆動する油圧モータとしての機能も有する。
【００１８】
電動モータ２３は、バッテリ１１ｂの電力によって駆動可能であり、正逆回転可能に構成されている。また、電動モータ２３は、油圧モータとして駆動する第２油圧ポンプ２４によって発電可能であり、バッテリ１１ｂに充電する電力を発電するための発電機としての機能も有する。
【００１９】
駆動回路２５は、第１油圧ポンプ２２と第２油圧ポンプ２４とが互いに並列に接続されている。駆動回路２５には、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４のそれぞれの一方のポートを油圧モータ２１の一方のポートに接続することによって第１作動油流路２５ａが形成されている。また、駆動回路２５には、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４のそれぞれの他方のポートを油圧モータ２１の他方のポートに接続することによって第２作動油流路２５ｂが形成されている。また、駆動回路２５の第１油圧ポンプ２２の各ポートに接続された第１作動油流路２５ａと第２作動油流路２５ｂとの間には、圧力検出回路２５ｃが構成されている。圧力検出回路２５ｃは、第１油圧ポンプ２２の作動油の吐出圧力が検出可能となっている。
駆動回路２５は、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量を０％に調整し、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量を０％よりも大きくなるように調整することによって、作動油の流路が第２油圧ポンプ２４側に設定される。また、駆動回路２５は、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量を０％よりも大きくなるように調整し、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量を０％に調整することによって、作動油の流路が第１油圧ポンプ２２側に設定される。本実施形態では、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４においてポンプ容量を０％とする切換えが本発明の流路切換手段に相当する。
【００２０】
作動油補充回路２６は、エンジン１１ａによって駆動するパイロットポンプ２６ａを有し、パイロットポンプ２６ａの吐出側に作動油流路２６ｂが接続されている。作動油流路２６ｂは、駆動回路２５の第１作動油流路２５ａに接続された作動油流路２６ｃと、第２作動油流路２５ｂに接続された作動油流路２６ｄと、第１油圧ポンプ２２の第１方向切換え弁２２ｂと、第２油圧ポンプ２４の第２方向切換え弁２４ｂと、に接続されている。作動油流路２６ｃ，２６ｄには、それぞれ作動油の流通方向を作動油流路２６ｂ側から第１作動油流路２５a側および第２作動油流路２５ｂ側に限定するための逆止弁２６ｅ，２６ｆが設けられている。また、作動油流路２６ｂには、作動油補充回路２６内の圧力を所定の圧力に保持するためのリリーフ弁２６ｇが設けられている。
【００２１】
コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。コントローラ３０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。
【００２２】
コントローラ３０の出力側には、バッテリ１１ｂ、油圧モータ２１、方向切換え弁２２ｂ，２４ｂ、電動モータ２３が接続されている。コントローラ３０は、油圧モータ２１に対して回転軸のブレーキの解除に関する信号を送信する。コントローラ３０は、バッテリ１１ｂに対して充電または放電の切換えに関する信号を送信する。また、コントローラ３０は、油圧モータ２１に対してブレーキ２１ａの解除に関する信号を送信する。またコントローラ３０は、第１方向切換え弁２２ｂ及び第２方向切換え弁２４ｂに対して第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４の作動油の吐出量に関する信号を送信する。さらに、コントローラ３０は、電動モータ２３に駆動または駆動の停止に関する信号を送信する。
【００２３】
コントローラ３０の入力側には、バッテリ１１ｂと、電動モータ２３と、オペレータによって操作されるレバーやフットペダル等からなる操作部３１と、フック１７に吊り下げられた荷物の荷重を検出し、検出された荷重が定格荷重を超える前に警告を発したりクレーン作業を中止したりするための過負荷防止装置３２と、が接続されている。コントローラ３０には、バッテリ１１ｂの充電量に関する信号、電動モータ２３の運転状態に関する信号、操作部３１の操作方向や操作量に関する操作信号、過負荷防止装置のフック１７に吊り下げられた荷物の荷重に関する負荷信号が入力される。
【００２４】
以上のように構成された油圧アクチュエータの駆動装置において、通常のウインチ１５を巻き上げる動作の場合には、電動モータ２３を停止した状態で、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量が０％となるように第２シリンダ２４ａを調整するとともに、操作部３１の操作量に応じた第１油圧ポンプ２２のポンプ容量となるように第１シリンダ２２ａを調整し、ブレーキ２１ａを解除する。これにより、第１油圧ポンプ２２から吐出された作動油は、図４に示すように、駆動回路２５を流通して油圧モータ２１を駆動させ、ウインチ１５を巻き上げ方向に回転させる。
【００２５】
また、エンジン１１ａが停止している場合等、バッテリ１１ｂの電力によってウインチ１５を巻き上げる動作の場合には、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量が０％となるように第１シリンダ２２ａを調整し、操作部３１の操作量に応じた第２油圧ポンプ２４のポンプ容量となるように第２シリンダ２４ａを調整し、ブレーキ２１ａを解除する。これにより、第２油圧ポンプ２４から吐出された作動油は、図５に示すように、駆動回路２５を流通して油圧モータ２１を駆動させ、ウインチ１５を巻き上げ方向に回転させる。
【００２６】
さらに、フック１７に吊り下げられた荷物を下降させるためにウインチ１５を巻き下げる動作の場合には、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量が０％となるとなるように第１シリンダ２２ａを調整し、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量が所定量となるように第２シリンダ２４ａを調整し、ブレーキ２１ａを解除する。これにより、フック１７に吊り下げられた荷物の重さでウインチ１５を回転させて油圧モータ２１を駆動させる。駆動された油圧モータ２１から吐出された作動油は、図６に示すように、駆動回路２５を流通して第２油圧ポンプ２４を駆動させる。第２油圧ポンプ２４の駆動によって回転する電動モータ２３は発電機として機能して発電し、発電した電力はバッテリ１１ｂに蓄えられる。
【００２７】
コントローラ３０は、ウインチ１５を巻き上げる操作が操作部３１に対して入力される場合に、図７の巻き上げ制御処理を行う。
【００２８】
（ステップＳ１）
ステップＳ１において、ＣＰＵは、操作部３１に対する操作入力が巻き上げ操作であるか否かを判定する。巻き上げ操作で有る場合にはステップＳ２に処理を移す。
【００２９】
（ステップＳ２）
ステップＳ１において、操作部３１に対する操作入力が巻き上げ操作でると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以上か否かを判定する。バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以上の場合には、ステップＳ３に処理を移し、充電量が所定充電量よりも少ない場合には、ステップＳ５に処理を移す。
【００３０】
（ステップＳ３）
ステップＳ２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以上であると判定した場合に、ステップ３においてＣＰＵは、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４の能力で対応可能な重さであるか否かを判定する。第２油圧ポンプ２４で対応可能な吊荷の重さの場合にはステップＳ４に処理を移し、第２油圧ポンプ２４で対応できない吊荷の重さの場合にはステップＳ５に処理を移す。
【００３１】
（ステップＳ４）
ステップＳ３において、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４の能力で対応可能であると判定した場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、第２油圧ポンプ２４を駆動し、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３２】
（ステップＳ５）
ステップ２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量よりも少ないと判定した場合、または、ステップＳ３において、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４の能力で対応できないと判定した場合に、ステップＳ５においてＣＰＵは、第１油圧ポンプ２２を駆動し、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３３】
また、コントローラ３０は、ウインチ１５を巻き下げる操作が操作部３１に対して入力される場合に、図８の巻き下げ制御処理を行う。
【００３４】
（ステップＳ１１）
ステップＳ１１において、ＣＰＵは、操作部３１に対する操作入力が巻き下げ操作であるか否かを判定する。巻き下げ操作で有る場合にはステップＳ１２に処理を移す。
【００３５】
（ステップＳ１２）
ステップＳ１１において、操作部３１に対する操作入力が巻き下げ操作でると判定した場合に、ステップＳ１２においてＣＰＵは、バッテリ１１ｂの充電量が充電可能な所定充電量以下であるか否かを判定する。バッテリ１１ｂの充電量が充電可能な所定充電量以下の場合には、ステップＳ１３に処理を移し、充電量が所定充電量よりも多い場合には、ステップＳ１５に処理を移す。
【００３６】
（ステップＳ１３）
ステップＳ１２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以下であると判定した場合に、ステップ１３においてＣＰＵは、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動可能な重さであるか否かを判定する。第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動可能な吊荷の重さであると判定した場合にはステップＳ１４に処理を移し、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させることができない吊荷の重さと判定した場合にはステップＳ１５に処理を移す。
【００３７】
（ステップＳ１４）
ステップＳ１３において、吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動可能であると判定した場合に、ステップＳ１４においてＣＰＵは、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動し、ステップＳ１１に処理を戻す。
【００３８】
（ステップＳ１５）
ステップ１２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量よりも多いと判定した場合、または、ステップＳ１３において、吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させることができないと判定した場合に、ステップＳ１５においてＣＰＵは、第１油圧ポンプ２２を駆動してウインチ１５を巻き下げ、ステップＳ１１に処理を戻す。
【００３９】
このように、本実施形態の油圧アクチュエータの駆動装置によれば、巻き下げ動作を行う際に下降する吊荷の重さでウインチ１５を回転させ、回転するウインチ１５によって駆動される油圧モータ２１によって駆動回路２５の作動油を流通させ、駆動回路２５を流通する作動油の圧力によって発電するようにしている。これにより、下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーとして利用することができるので、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【００４０】
また、第１油圧ポンプ２２と並列に駆動回路２５に接続された油圧モータとして駆動可能な第２油圧ポンプ２４と、第２油圧ポンプ２４に接続され、発電機として駆動可能な電動モータ２３と、を備え、駆動回路２５の作動油の流路を第２油圧ポンプ２４側に切換えることによって巻き下げ動作を行う際の下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーに変換している。これにより、第１油圧ポンプ２２に対して、油圧ポンプとして駆動する場合の動力源としてのエンジン１１ａと、油圧モータとして駆動する場合の出力が伝達される電動モータ２３と、の切換えに用いられる複雑な機構を必要とすることなく、下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーに変換することが可能となるので、製造コストの低減が可能となる。
【００４１】
また、電動モータ２３が駆動されることによって発電された電力を蓄電することが可能なバッテリ１１ｂを備えている。これにより、巻き下げ動作時に油圧モータ２１に伝わる回転力から変換された電気エネルギーをバッテリ１１ｂに蓄えておくことで、電気エネルギーを他の時間帯および用途に用いることができるので、エネルギーを有効に利用することが可能となる。
【００４２】
また、巻き下げ動作を行う際に、バッテリ１１ｂの蓄電量が所定の蓄電量未満の場合には、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させ、蓄電量が所定の蓄電量以上の場合には、第１油圧ポンプ２２を駆動するようにしている。これにより、バッテリ１１ｂが過充電の状態となることを防止することができるので、バッテリ１１ｂの故障の発生を低減するとともに、バッテリ１１ｂの長寿命化を図ることが可能となる。
【００４３】
また、巻き下げ動作を行う際に、過負荷防止装置３２によってフック１７に吊り下げられた荷物の重さを検出し、検出された荷物の重さが所定の重さ以上の場合には、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させ、荷物の重さが所定の重さ未満の場合には、第１油圧ポンプ２２を駆動させるようにしている。これにより、ウインチ１５に対する負荷が小さい場合には、第１油圧ポンプ２２を駆動することによって巻き下げ動作を行うようにしたので、巻き下げ動作時にウインチ１５が駆動されずに荷物を下降させることができない等、動作不良を防止することが可能となる。
【００４４】
図９および図１０は本発明の他の実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００４５】
この油圧アクチュエータの駆動装置は、前記実施形態のエンジン１１ａによって駆動する第１油圧ポンプ２２と電動モータ２３によって駆動する第２油圧ポンプ２４の代わりに、図９に示すように、エンジン１１ａまたは電動モータ２３に動力を切換えて駆動する油圧ポンプ２７と、作動油補充回路２６の作動油によって駆動するピストン２７ａと、ピストン２７ａに対して作動油の流通方向を切換えるための方向切換え弁２７ｂとを備えている。油圧ポンプ２７は、ピストン２７ａを操作することによってポンプ容量を最大のポンプ容量に対して０％〜１００％の間で変化させることが可能である。また、油圧ポンプ２７は、エンジン１１ａまたは電動モータ２３に動力を切換える電磁クラッチ等の動力切換え機構２８を有し、図１０に示すように、コントローラ３０の出力側に接続されている。
本実施形態において、油圧ポンプ２７に対して動力をエンジン１１ａまたは電動モータ２３に切換えるための動力切換え機構２８が本発明の動力切換手段に相当する。
【００４６】
以上のように構成された油圧アクチュエータの駆動装置において、前記実施形態と同様に運転することが可能となる。
【００４７】
このように、本実施形態の油圧アクチュエータの駆動装置によれば、油圧ポンプ２７に対してエンジン１１ａの動力を伝達させるか、または、電動モータ２３の動力を伝達させるかを切換える動力切換え機構２８を備え、動力を電動モータ２３側に切換えることによって巻き下げ動作を行う際の下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を回生可能としている。これにより、一台の油圧ポンプ２７によって下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーに変換することが可能となるので、部品点数の低減によって製造コストの低減が可能となる。
【００４８】
尚、前記実施形態では、油圧アクチュエータの駆動装置を移動式クレーン１０のウインチ１５を駆動させるウインチ駆動装置２０に適用したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、クレーンや高所作業車等の旋回台の旋回動作における旋回速度の減速時の慣性力を電気エネルギーに変換して利用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１１ａ エンジン
１１ｂ バッテリ
２０ ウインチ駆動装置
２１ 油圧モータ
２２ 第１油圧ポンプ
２３ 電動モータ
２４ 第２油圧ポンプ
２５ 駆動回路
２７ 油圧ポンプ
２８ 動力切換え機構
３０ コントローラ
３１ 操作部
３２ 過負荷防止装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプと油圧アクチュエータとが閉回路接続された油圧回路を備えた油圧アクチュエータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の油圧アクチュエータの駆動装置では、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、を閉回路接続した油圧アクチュエータの駆動装置が知られている（例えば、引用文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この油圧アクチュエータの駆動装置は、油圧アクチュエータの駆動速度の制御を、開回路の駆動装置のようにバルブの開度の変更によって行う必要がなく、油圧ポンプとして用いられる可変容量形の油圧ポンプによって行うことが可能である。このため、この閉回路の駆動装置は、開回路の駆動装置と比較して運転時におけるエネルギーの損失を低減することが可能である。
この駆動装置を例えばクレーンのウインチに適用した場合において、フックに吊り下げた荷物を下降させる操作を行うと、下降する荷物の重さがウインチに伝わることで生じる回転力が油圧モータに付与される。この回転力は、油圧モータの駆動の際に高い頻度で生じているが、利用可能なエネルギーとして取り出されておらず、十分な効率向上が図られていない。
【０００５】
本発明は、閉回路の油圧回路において油圧アクチュエータに伝達されるエネルギーを利用可能なエネルギーとして取り出すことが可能な油圧アクチュエータの駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、油圧ポンプと油圧アクチュエータとを閉回路接続することによって構成された油圧回路を備え、エンジンの動力によって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された作動油によって油圧アクチュエータを駆動する油圧アクチュエータの駆動装置において、連結された部材から付与される外力で駆動される油圧アクチュエータによって油圧回路の作動油を流通させ、油圧回路を流通する作動油の圧力によって発電する発電手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記発電手段が、油圧回路を流通する作動油によって油圧モータとして駆動される油圧ポンプを動力として発電可能な発電機と、油圧ポンプに対してエンジンの動力を伝達させるか、または、作動油によって駆動させた油圧ポンプの動力を発電機に伝達させるかを切換える動力切換手段と、を有していることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の発明は、前記発電手段が、油圧ポンプと並列に油圧回路に接続された油圧モータと、油圧モータを動力として発電可能な発電機と、油圧回路の作動油流路を油圧ポンプ側または油圧モータ側に切換える流路切換手段と、を有していることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の発明は、前記発電機において発電された電力を蓄電可能なバッテリを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の発明は、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、蓄電量検出手段によって検出された蓄電量が所定の蓄電量未満の場合には、発電機による発電を行い、所定の蓄電量以上の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる蓄電制御手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の発明は、前記油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、アクチュエータが受ける外力が所定以上の場合には、発電機による発電を行い、外力が所定未満の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる運転切換制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、連結された部材から付与される外力で駆動されるアクチュエータにおいて生じる運動エネルギーを電気エネルギーとして利用することができるので、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明によれば、一台の油圧ポンプによってアクチュエータに伝わる運動エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能となるので、部品点数の低減によって製造コストの低減が可能となる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、油圧ポンプに対して、油圧ポンプとして駆動する場合の動力源と、油圧モータとして駆動する場合の出力が伝達される発電機と、の切換えに用いられる複雑な機構を必要とすることなく、アクチュエータに伝わる運動エネルギーを電気エネルギーに変換することが可能となるので、製造コストの低減が可能となる。
本発明の請求項４に記載の発明によれば、運動エネルギーから変換された電気エネルギーをバッテリに蓄えておくことで、エネルギーを他の時間帯および用途に用いることができるので、エネルギーを有効に利用することが可能となる。
本発明の請求項５に記載の発明によれば、バッテリが過充電の状態となることを防止することができるので、バッテリの故障の発生を低減するとともに、バッテリの長寿命化を図ることが可能となる。
本発明の請求項６に記載の発明によれば、アクチュエータが受ける外力が小さい場合には、エンジンの動力で油圧ポンプを駆動するようにしたので、求められるアクチュエータの動作に動作不良が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。
【図２】油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図３】制御系を示すブロック図である。
【図４】第１油圧ポンプによる巻き上げ動作時の作動油の流路を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図５】第２油圧ポンプによる巻き上げ動作時の作動油の流路を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図６】巻き下げ動作時における第２油圧ポンプによる運動エネルギーの回生時の作動油の流路を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図７】巻き上げ制御処理を示すフローチャートである。
【図８】巻き下げ制御処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態を示す油圧アクチュエータの駆動装置の概略構成図である。
【図１０】制御系を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図８は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態では、本発明の油圧アクチュエータの駆動装置を移動式クレーンに適用した場合について説明する。
【００１２】
この移動式クレーン１０は、図１に示すように、走行するための車両１１と、車両１１上に旋回可能に設けられた旋回台１２と、旋回台１２上に起伏可能に設けられた伸縮ブーム１３と、旋回台１２上の伸縮ブーム１３の側方に設けられ、車両１１の走行およびクレーンの操作に関する操作を行うためのキャビン１４と、を備えている。
【００１３】
旋回台１２の後部にはウインチ１５が設けられ、ウインチ１５に巻き掛けられたワイヤロープ１６が伸縮ブーム１３の先端部を介して繰り出される。ワイヤロープ１６の先端部にはフック１７が設けられ、フック１７に荷物が吊り下げられる。
【００１４】
この移動式クレーン１０は、ウインチ１５の巻き上げおよび巻き下げを行うためのウインチ駆動装置２０と、ウインチ駆動装置２０の運転を制御するためのコントローラ３０と、を備えている。
【００１５】
ウインチ駆動装置２０は、ウインチ１５を正逆回転駆動させる油圧アクチュエータとしての油圧モータ２１と、車両１１を走行させるエンジン１１ａによって駆動する油圧ポンプとしての第１油圧ポンプ２２と、車両１１に設けられたバッテリ１１ｂの電力によって駆動する電動機としての電動モータ２３と、電動モータ２３によって駆動する油圧モータとしての第２油圧ポンプ２４と、油圧モータ２１、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４が閉回路接続された油圧回路としての駆動回路２５と、駆動回路２５に作動油を補充するための作動油補充回路２６と、を備えている。
【００１６】
油圧モータ２１は、駆動回路２５を流通する作動油の流通方向に応じて回転方向を変化させることが可能なものである。また、油圧モータ２１は、ウインチ１５を駆動させるときを除いて回転軸を固定するためのブレーキ２１ａを有している。さらに、油圧モータ２１は、下降する荷物の重さで回転するウインチ１５によって駆動可能であり、駆動回路２５の作動油を流通させる油圧ポンプとしての機能も有する。
【００１７】
第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４は、それぞれ二方向に作動油を流通させることが可能な可変容量形の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ２２は、図２に示すように、作動油補充回路２６の作動油によって駆動する第１シリンダ２２ａと、第１シリンダ２２ａに対して作動油の流通方向を切換えるための第１方向切換え弁２２ｂとを有している。第２油圧ポンプ２４は、図２に示すように、作動油補充回路２６の作動油によって駆動する第２シリンダ２４ａと、第２シリンダ２４ａに対して作動油の流通方向を切換えるための第２方向切換え弁２４ｂとを有している。第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４は、それぞれ第１シリンダ２２ａおよび第２シリンダ２４ａを操作することによってポンプ容量を最大のポンプ容量に対して０％〜１００％の間で変化させることが可能である。また、第２油圧ポンプ２４は、駆動回路２５を流通する作動油によっても駆動可能であり、駆動回路２５を流通する作動油によって駆動する油圧モータとしての機能も有する。
【００１８】
電動モータ２３は、バッテリ１１ｂの電力によって駆動可能であり、正逆回転可能に構成されている。また、電動モータ２３は、油圧モータとして駆動する第２油圧ポンプ２４によって発電可能であり、バッテリ１１ｂに充電する電力を発電するための発電機としての機能も有する。
【００１９】
駆動回路２５は、第１油圧ポンプ２２と第２油圧ポンプ２４とが互いに並列に接続されている。駆動回路２５には、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４のそれぞれの一方のポートを油圧モータ２１の一方のポートに接続することによって第１作動油流路２５ａが形成されている。また、駆動回路２５には、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４のそれぞれの他方のポートを油圧モータ２１の他方のポートに接続することによって第２作動油流路２５ｂが形成されている。また、駆動回路２５の第１油圧ポンプ２２の各ポートに接続された第１作動油流路２５ａと第２作動油流路２５ｂとの間には、圧力検出回路２５ｃが構成されている。圧力検出回路２５ｃは、第１油圧ポンプ２２の作動油の吐出圧力が検出可能となっている。
駆動回路２５は、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量を０％に調整し、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量を０％よりも大きくなるように調整することによって、作動油の流路が第２油圧ポンプ２４側に設定される。また、駆動回路２５は、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量を０％よりも大きくなるように調整し、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量を０％に調整することによって、作動油の流路が第１油圧ポンプ２２側に設定される。本実施形態では、第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４においてポンプ容量を０％とする切換えが本発明の流路切換手段に相当する。
【００２０】
作動油補充回路２６は、エンジン１１ａによって駆動するパイロットポンプ２６ａを有し、パイロットポンプ２６ａの吐出側に作動油流路２６ｂが接続されている。作動油流路２６ｂは、駆動回路２５の第１作動油流路２５ａに接続された作動油流路２６ｃと、第２作動油流路２５ｂに接続された作動油流路２６ｄと、第１油圧ポンプ２２の第１方向切換え弁２２ｂと、第２油圧ポンプ２４の第２方向切換え弁２４ｂと、に接続されている。作動油流路２６ｃ，２６ｄには、それぞれ作動油の流通方向を作動油流路２６ｂ側から第１作動油流路２５a側および第２作動油流路２５ｂ側に限定するための逆止弁２６ｅ，２６ｆが設けられている。また、作動油流路２６ｂには、作動油補充回路２６内の圧力を所定の圧力に保持するためのリリーフ弁２６ｇが設けられている。
【００２１】
コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。コントローラ３０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。
【００２２】
コントローラ３０の出力側には、バッテリ１１ｂ、油圧モータ２１、方向切換え弁２２ｂ，２４ｂ、電動モータ２３が接続されている。コントローラ３０は、油圧モータ２１に対して回転軸のブレーキの解除に関する信号を送信する。コントローラ３０は、バッテリ１１ｂに対して充電または放電の切換えに関する信号を送信する。また、コントローラ３０は、油圧モータ２１に対してブレーキ２１ａの解除に関する信号を送信する。またコントローラ３０は、第１方向切換え弁２２ｂ及び第２方向切換え弁２４ｂに対して第１油圧ポンプ２２および第２油圧ポンプ２４の作動油の吐出量に関する信号を送信する。さらに、コントローラ３０は、電動モータ２３に駆動または駆動の停止に関する信号を送信する。
【００２３】
コントローラ３０の入力側には、バッテリ１１ｂと、電動モータ２３と、オペレータによって操作されるレバーやフットペダル等からなる操作部３１と、フック１７に吊り下げられた荷物の荷重を検出し、検出された荷重が定格荷重を超える前に警告を発したりクレーン作業を中止したりするための過負荷防止装置３２と、が接続されている。コントローラ３０には、バッテリ１１ｂの充電量に関する信号、電動モータ２３の運転状態に関する信号、操作部３１の操作方向や操作量に関する操作信号、過負荷防止装置のフック１７に吊り下げられた荷物の荷重に関する負荷信号が入力される。
【００２４】
以上のように構成された油圧アクチュエータの駆動装置において、通常のウインチ１５を巻き上げる動作の場合には、電動モータ２３を停止した状態で、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量が０％となるように第２シリンダ２４ａを調整するとともに、操作部３１の操作量に応じた第１油圧ポンプ２２のポンプ容量となるように第１シリンダ２２ａを調整し、ブレーキ２１ａを解除する。これにより、第１油圧ポンプ２２から吐出された作動油は、図４に示すように、駆動回路２５を流通して油圧モータ２１を駆動させ、ウインチ１５を巻き上げ方向に回転させる。
【００２５】
また、エンジン１１ａが停止している場合等、バッテリ１１ｂの電力によってウインチ１５を巻き上げる動作の場合には、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量が０％となるように第１シリンダ２２ａを調整し、操作部３１の操作量に応じた第２油圧ポンプ２４のポンプ容量となるように第２シリンダ２４ａを調整し、ブレーキ２１ａを解除する。これにより、第２油圧ポンプ２４から吐出された作動油は、図５に示すように、駆動回路２５を流通して油圧モータ２１を駆動させ、ウインチ１５を巻き上げ方向に回転させる。
【００２６】
さらに、フック１７に吊り下げられた荷物を下降させるためにウインチ１５を巻き下げる動作の場合には、第１油圧ポンプ２２のポンプ容量が０％となるとなるように第１シリンダ２２ａを調整し、第２油圧ポンプ２４のポンプ容量が所定量となるように第２シリンダ２４ａを調整し、ブレーキ２１ａを解除する。これにより、フック１７に吊り下げられた荷物の重さでウインチ１５を回転させて油圧モータ２１を駆動させる。駆動された油圧モータ２１から吐出された作動油は、図６に示すように、駆動回路２５を流通して第２油圧ポンプ２４を駆動させる。第２油圧ポンプ２４の駆動によって回転する電動モータ２３は発電機として機能して発電し、発電した電力はバッテリ１１ｂに蓄えられる。
【００２７】
コントローラ３０は、ウインチ１５を巻き上げる操作が操作部３１に対して入力される場合に、図７の巻き上げ制御処理を行う。
【００２８】
（ステップＳ１）
ステップＳ１において、ＣＰＵは、操作部３１に対する操作入力が巻き上げ操作であるか否かを判定する。巻き上げ操作で有る場合にはステップＳ２に処理を移す。
【００２９】
（ステップＳ２）
ステップＳ１において、操作部３１に対する操作入力が巻き上げ操作でると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以上か否かを判定する。バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以上の場合には、ステップＳ３に処理を移し、充電量が所定充電量よりも少ない場合には、ステップＳ５に処理を移す。
【００３０】
（ステップＳ３）
ステップＳ２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以上であると判定した場合に、ステップ３においてＣＰＵは、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４の能力で対応可能な重さであるか否かを判定する。第２油圧ポンプ２４で対応可能な吊荷の重さの場合にはステップＳ４に処理を移し、第２油圧ポンプ２４で対応できない吊荷の重さの場合にはステップＳ５に処理を移す。
【００３１】
（ステップＳ４）
ステップＳ３において、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４の能力で対応可能であると判定した場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、第２油圧ポンプ２４を駆動し、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３２】
（ステップＳ５）
ステップ２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量よりも少ないと判定した場合、または、ステップＳ３において、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４の能力で対応できないと判定した場合に、ステップＳ５においてＣＰＵは、第１油圧ポンプ２２を駆動し、ステップＳ１に処理を戻す。
【００３３】
また、コントローラ３０は、ウインチ１５を巻き下げる操作が操作部３１に対して入力される場合に、図８の巻き下げ制御処理を行う。
【００３４】
（ステップＳ１１）
ステップＳ１１において、ＣＰＵは、操作部３１に対する操作入力が巻き下げ操作であるか否かを判定する。巻き下げ操作で有る場合にはステップＳ１２に処理を移す。
【００３５】
（ステップＳ１２）
ステップＳ１１において、操作部３１に対する操作入力が巻き下げ操作でると判定した場合に、ステップＳ１２においてＣＰＵは、バッテリ１１ｂの充電量が充電可能な所定充電量以下であるか否かを判定する。バッテリ１１ｂの充電量が充電可能な所定充電量以下の場合には、ステップＳ１３に処理を移し、充電量が所定充電量よりも多い場合には、ステップＳ１５に処理を移す。
【００３６】
（ステップＳ１３）
ステップＳ１２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量以下であると判定した場合に、ステップ１３においてＣＰＵは、過負荷防止装置３２によって検出された吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動可能な重さであるか否かを判定する。第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動可能な吊荷の重さであると判定した場合にはステップＳ１４に処理を移し、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させることができない吊荷の重さと判定した場合にはステップＳ１５に処理を移す。
【００３７】
（ステップＳ１４）
ステップＳ１３において、吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動可能であると判定した場合に、ステップＳ１４においてＣＰＵは、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動し、ステップＳ１１に処理を戻す。
【００３８】
（ステップＳ１５）
ステップ１２において、バッテリ１１ｂの充電量が所定充電量よりも多いと判定した場合、または、ステップＳ１３において、吊荷の重さが第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させることができないと判定した場合に、ステップＳ１５においてＣＰＵは、第１油圧ポンプ２２を駆動してウインチ１５を巻き下げ、ステップＳ１１に処理を戻す。
【００３９】
このように、本実施形態の油圧アクチュエータの駆動装置によれば、巻き下げ動作を行う際に下降する吊荷の重さでウインチ１５を回転させ、回転するウインチ１５によって駆動される油圧モータ２１によって駆動回路２５の作動油を流通させ、駆動回路２５を流通する作動油の圧力によって発電するようにしている。これにより、下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーとして利用することができるので、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【００４０】
また、第１油圧ポンプ２２と並列に駆動回路２５に接続された油圧モータとして駆動可能な第２油圧ポンプ２４と、第２油圧ポンプ２４に接続され、発電機として駆動可能な電動モータ２３と、を備え、駆動回路２５の作動油の流路を第２油圧ポンプ２４側に切換えることによって巻き下げ動作を行う際の下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーに変換している。これにより、第１油圧ポンプ２２に対して、油圧ポンプとして駆動する場合の動力源としてのエンジン１１ａと、油圧モータとして駆動する場合の出力が伝達される電動モータ２３と、の切換えに用いられる複雑な機構を必要とすることなく、下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーに変換することが可能となるので、製造コストの低減が可能となる。
【００４１】
また、電動モータ２３が駆動されることによって発電された電力を蓄電することが可能なバッテリ１１ｂを備えている。これにより、巻き下げ動作時に油圧モータ２１に伝わる回転力から変換された電気エネルギーをバッテリ１１ｂに蓄えておくことで、電気エネルギーを他の時間帯および用途に用いることができるので、エネルギーを有効に利用することが可能となる。
【００４２】
また、巻き下げ動作を行う際に、バッテリ１１ｂの蓄電量が所定の蓄電量未満の場合には、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させ、蓄電量が所定の蓄電量以上の場合には、第１油圧ポンプ２２を駆動するようにしている。これにより、バッテリ１１ｂが過充電の状態となることを防止することができるので、バッテリ１１ｂの故障の発生を低減するとともに、バッテリ１１ｂの長寿命化を図ることが可能となる。
【００４３】
また、巻き下げ動作を行う際に、過負荷防止装置３２によってフック１７に吊り下げられた荷物の重さを検出し、検出された荷物の重さが所定の重さ以上の場合には、第２油圧ポンプ２４を油圧モータとして駆動させ、荷物の重さが所定の重さ未満の場合には、第１油圧ポンプ２２を駆動させるようにしている。これにより、ウインチ１５に対する負荷が小さい場合には、第１油圧ポンプ２２を駆動することによって巻き下げ動作を行うようにしたので、巻き下げ動作時にウインチ１５が駆動されずに荷物を下降させることができない等、動作不良を防止することが可能となる。
【００４４】
図９および図１０は本発明の他の実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００４５】
この油圧アクチュエータの駆動装置は、前記実施形態のエンジン１１ａによって駆動する第１油圧ポンプ２２と電動モータ２３によって駆動する第２油圧ポンプ２４の代わりに、図９に示すように、エンジン１１ａまたは電動モータ２３に動力を切換えて駆動する油圧ポンプ２７と、作動油補充回路２６の作動油によって駆動するピストン２７ａと、ピストン２７ａに対して作動油の流通方向を切換えるための方向切換え弁２７ｂとを備えている。油圧ポンプ２７は、ピストン２７ａを操作することによってポンプ容量を最大のポンプ容量に対して０％〜１００％の間で変化させることが可能である。また、油圧ポンプ２７は、エンジン１１ａまたは電動モータ２３に動力を切換える電磁クラッチ等の動力切換え機構２８を有し、図１０に示すように、コントローラ３０の出力側に接続されている。
本実施形態において、油圧ポンプ２７に対して動力をエンジン１１ａまたは電動モータ２３に切換えるための動力切換え機構２８が本発明の動力切換手段に相当する。
【００４６】
以上のように構成された油圧アクチュエータの駆動装置において、前記実施形態と同様に運転することが可能となる。
【００４７】
このように、本実施形態の油圧アクチュエータの駆動装置によれば、油圧ポンプ２７に対してエンジン１１ａの動力を伝達させるか、または、電動モータ２３の動力を伝達させるかを切換える動力切換え機構２８を備え、動力を電動モータ２３側に切換えることによって巻き下げ動作を行う際の下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を回生可能としている。これにより、一台の油圧ポンプ２７によって下降する吊荷の重さがウインチ１５に伝わることで生じる回転力を電気エネルギーに変換することが可能となるので、部品点数の低減によって製造コストの低減が可能となる。
【００４８】
尚、前記実施形態では、油圧アクチュエータの駆動装置を移動式クレーン１０のウインチ１５を駆動させるウインチ駆動装置２０に適用したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、クレーンや高所作業車等の旋回台の旋回動作における旋回速度の減速時の慣性力を電気エネルギーに変換して利用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１１ａ エンジン
１１ｂ バッテリ
２０ ウインチ駆動装置
２１ 油圧モータ
２２ 第１油圧ポンプ
２３ 電動モータ
２４ 第２油圧ポンプ
２５ 駆動回路
２７ 油圧ポンプ
２８ 動力切換え機構
３０ コントローラ
３１ 操作部
３２ 過負荷防止装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと油圧アクチュエータとを閉回路接続することによって構成された油圧回路を備え、エンジンの動力によって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された作動油によって油圧アクチュエータを駆動する油圧アクチュエータの駆動装置において、
連結された部材から付与される外力で駆動される油圧アクチュエータによって油圧回路の作動油を流通させ、油圧回路を流通する作動油の圧力によって発電する発電手段を備えた
ことを特徴とする油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項２】
前記発電手段は、油圧回路を流通する作動油によって油圧モータとして駆動される油圧ポンプを動力として発電可能な発電機と、油圧ポンプに対してエンジンの動力を伝達させるか、または、作動油によって駆動させた油圧ポンプの動力を発電機に伝達させるかを切換える動力切換手段と、を有している
ことを特徴とする請求項１記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項３】
前記発電手段は、油圧ポンプと並列に油圧回路に接続された油圧モータと、油圧モータを動力として発電可能な発電機と、油圧回路の作動油流路を油圧ポンプ側または油圧モータ側に切換える流路切換手段と、を有している
ことを特徴とする請求項１記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項４】
前記発電機において発電された電力を蓄電可能なバッテリを備えた
ことを特徴とする請求項２または３記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、蓄電量検出手段によって検出された蓄電量が所定の蓄電量未満の場合には、発電機による発電を行い、所定の蓄電量以上の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる蓄電制御手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項４記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
前記油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、アクチュエータが受ける外力が所定以上の場合には、発電機による発電を行い、外力が所定未満の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる運転切換制御手段を備えた
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項１】
油圧ポンプと油圧アクチュエータとを閉回路接続することによって構成された油圧回路を備え、エンジンの動力によって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された作動油によって油圧アクチュエータを駆動する油圧アクチュエータの駆動装置において、
連結された部材から付与される外力で駆動される油圧アクチュエータによって油圧回路の作動油を流通させ、油圧回路を流通する作動油の圧力によって発電する発電手段を備えた
ことを特徴とする油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項２】
前記発電手段は、油圧回路を流通する作動油によって油圧モータとして駆動される油圧ポンプを動力として発電可能な発電機と、油圧ポンプに対してエンジンの動力を伝達させるか、または、作動油によって駆動させた油圧ポンプの動力を発電機に伝達させるかを切換える動力切換手段と、を有している
ことを特徴とする請求項１記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項３】
前記発電手段は、油圧ポンプと並列に油圧回路に接続された油圧モータと、油圧モータを動力として発電可能な発電機と、油圧回路の作動油流路を油圧ポンプ側または油圧モータ側に切換える流路切換手段と、を有している
ことを特徴とする請求項１記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項４】
前記発電機において発電された電力を蓄電可能なバッテリを備えた
ことを特徴とする請求項２または３記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項５】
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、蓄電量検出手段によって検出された蓄電量が所定の蓄電量未満の場合には、発電機による発電を行い、所定の蓄電量以上の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる蓄電制御手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項４記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【請求項６】
前記油圧アクチュエータが外力を受けて駆動される状態において、アクチュエータが受ける外力が所定以上の場合には、発電機による発電を行い、外力が所定未満の場合には、発電機による発電を行うことなくエンジンの動力で油圧ポンプを駆動させる運転切換制御手段を備えた
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項記載の油圧アクチュエータの駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２７４７８（Ｐ２０１２−１２７４７８Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１９６６（Ｐ２０１０−２８１９６６）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【Ｆターム（参考）】
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