特許 6463537 油圧ショベルの油圧駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6463537

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年2月6日

(54)【発明の名称】油圧ショベルの油圧駆動装置

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20190128BHJP

   F15B 11/00 20060101ALI20190128BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/20 Z

   F15B11/00 G

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-92537(P2018-92537)

(22)【出願日】2018年5月11日

【審査請求日】2018年8月31日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000150154

【氏名又は名称】株式会社竹内製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100092897

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 正悟

(74)【代理人】

【識別番号】100157417

【弁理士】

【氏名又は名称】並木 敏章

(72)【発明者】

【氏名】粂内 健吾

(72)【発明者】

【氏名】清水 宏一

(72)【発明者】

【氏名】小林 佑太

(72)【発明者】

【氏名】奥谷 俊平

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 貴広

【審査官】 神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】 再公表特許第２０１２／０３９０８３（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 再公表特許第２０１６／０３９４９０（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−２０６８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１１５９９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｆ１５Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行可能な走行体と、
前記走行体上に水平旋回自在に設けられ、旋回油圧アクチュエータにより水平旋回される旋回体と、
前記旋回体に設けられ、複数の作動油圧アクチュエータにより駆動されるショベル装置とを備える油圧ショベルにおいて、
前記複数の作動油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する第１油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプを駆動する第１電動モータと、
前記旋回油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する旋回用油圧ポンプと、
前記旋回用油圧ポンプを駆動する第２電動モータと、
前記第１電動モータおよび前記第２電動モータの回転を制御するモータ制御手段とを備え、
前記モータ制御手段は、前記旋回油圧アクチュエータにより前記旋回体を旋回作動させないときに、前記第２電動モータを停止状態とする制御を行うことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。

【請求項2】

前記モータ制御手段は、前記第２電動モータの回転を制御することにより、前記旋回油圧アクチュエータによって前記旋回体を旋回作動させるときの旋回速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。

【請求項3】

前記複数の作動油圧アクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧を検出する圧力センサを備え、
前記モータ制御手段は、前記第１油圧ポンプの吐出圧が前記最高負荷圧よりも高い吐出圧となるように、前記第１電動モータの回転を制御することにより前記第１油圧ポンプの吐出流量を制御することを特徴とする請求項１もしくは２に記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。

【請求項4】

前記モータ制御手段は、前記複数の作動油圧アクチュエータの少なくとも一つと前記旋回油圧アクチュエータとを一緒に作動させるときに、前記第１油圧ポンプの吐出流量を前記旋回用油圧ポンプの吐出流量の分だけ減少させるように、前記第１電動モータの回転を制御することにより前記第１油圧ポンプの吐出流量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。

【請求項5】

前記複数の作動油圧アクチュエータおよび前記旋回油圧アクチュエータをそれぞれ作動させるために操作されるアクチュエータ操作手段と、
前記第１油圧ポンプから前記複数の作動油圧アクチュエータに供給される作動油の流量をそれぞれ制御する複数の第１制御バルブと、
前記旋回用油圧ポンプから前記旋回油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する旋回制御バルブと、
前記アクチュエータ操作手段の操作に応じて前記複数の第１制御バルブおよび前記旋回制御バルブをそれぞれ駆動するためのパイロット圧を供給するパイロット圧供給手段とを備え、
前記パイロット圧供給手段は、前記第１油圧ポンプから吐出される作動油を用いて前記パイロット圧を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。

【請求項6】

前記第１油圧ポンプは、前記走行体に設けられた走行油圧モータを作動させるための作動油を吐出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の油圧アクチュエータを備える油圧ショベルに関し、電動モータによって油圧ポンプを駆動する油圧ショベルの油圧駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル（エクスカベータ）は、左右のクローラ機構を有した走行体と、走行体上に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体の前部に設けられたショベル装置とを備えて構成されている。このような油圧ショベルには、バッテリおよびインバータを有する電源ユニットと、電源ユニットからの電力を受けて駆動する電動モータと、電動モータにより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を受けて作動する複数の油圧モータおよび油圧シリンダとを備え、これらの油圧モータおよび油圧シリンダによってクローラ機構やショベル装置等を作動させ、走行や掘削作業等を行う構成の油圧ショベルが知られている。

【0003】

油圧ショベルに設けられる油圧アクチュエータには、クローラ機構を作動させる走行モータ、旋回体を旋回させる旋回モータ、ショベル装置を作動させるブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダおよびスイングシリンダ、ブレードを上下動させるブレードシリンダ等がある。従来の油圧ショベルでは、１個の電動モータにより複数の油圧ポンプ（パイロットポンプを含む）を駆動し、それらの油圧ポンプから吐出される作動油を用いて、上記複数の油圧アクチュエータを作動させるとともにパイロット圧を生成する構成の油圧駆動装置を備えたものが知られている。このような油圧駆動装置では、全ての油圧アクチュエータのうちの最高負荷圧に対応したポンプ吐出圧となるように、１個の電動モータにより全ての油圧ポンプを駆動する必要があるため、当該電動モータでの余分なエネルギー消費が多かった。

【0004】

そこで、２個の電動モータを備え、第１電動モータにより駆動される油圧ポンプからの作動油を用いて走行モータおよびショベル装置の油圧シリンダ（ブームシリンダ等）を作動させ、第２電動モータにより駆動される油圧ポンプからの作動油を用いて旋回モータおよびブレードシリンダを作動させるとともにパイロット圧を生成するように構成された油圧駆動装置も知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような油圧駆動装置では、走行およびショベル装置の作動だけのときには第２電動モータ（旋回等のための電動モータ）の回転速度（単位時間当たりの回転数）を低く抑え、旋回およびブレードの作動だけのときには第１電動モータ（走行等のための電動モータ）の回転速度を低く抑えることが可能であるため、２個の電動モータでのエネルギー消費を抑えることができるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５０９６４１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような２個の電動モータを備えた油圧駆動装置では、第２電動モータにより駆動される油圧ポンプからの作動油を用いて、旋回モータおよびブレードシリンダの作動だけではなく、パイロット圧を生成するように構成されている。そのため、走行およびショベル装置の作動だけのときには、第２電動モータの回転速度を低く抑えることはできるものの、パイロット圧を生成するために、第２電動モータを完全に停止状態とすることはでき
なかった。従って、電動モータで消費されるエネルギー（電力）をさらに削減し、更なる省エネルギー化を図ることができる油圧駆動装置が望まれる。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電動モータで消費されるエネルギーを削減し、更なる省エネルギー化を図ることができる油圧ショベルの油圧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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は、走行可能な走行体と、前記走行体上に水平旋回自在に設けられ、旋回油圧アクチュエータにより水平旋回される旋回体と、前記旋回体に設けられ、複数の作動油圧アクチュエータ（例えば、実施形態におけるブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８）により駆動されるショベル装置とを備える油圧ショベルの油圧駆動装置である。その上で、前記複数の作動油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプを駆動する第１電動モータと、前記旋回油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する旋回用油圧ポンプと、前記旋回用油圧ポンプを駆動する第２電動モータと、前記第１電動モータおよび前記第２電動モータの回転を制御するモータ制御手段（例えば、実施形態におけるモータ制御装置１５０）とを備える。そして、前記モータ制御手段は、前記旋回油圧アクチュエータにより前記旋回体を旋回作動させないときに、前記第２電動モータを停止状態とする制御を行うように構成される。

【0009】

上記構成の油圧駆動装置において、前記モータ制御手段は、前記第２電動モータの回転を制御することにより、前記旋回油圧アクチュエータによって前記旋回体を旋回作動させるときの旋回速度を制御するように構成されることが好ましい。

【0010】

上記構成の油圧駆動装置において、前記複数の作動油圧アクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧を検出する圧力センサ（例えば、実施形態における第２圧力センサＳ２）を備え、前記モータ制御手段は、前記第１油圧ポンプの吐出圧が前記最高負荷圧よりも高い吐出圧となるように、前記第１電動モータの回転を制御することにより前記第１油圧ポンプの吐出流量を制御するように構成されることが好ましい。

【0011】

上記構成の油圧駆動装置において、前記モータ制御手段は、前記複数の作動油圧アクチュエータの少なくとも一つと前記旋回油圧モータとを一緒に作動させるときに、前記第１油圧ポンプの吐出流量を前記旋回用油圧ポンプの吐出流量の分だけ減少させるように、前記第１電動モータの回転を制御することにより前記第１油圧ポンプの吐出流量を制御するように構成されることが好ましい。

【0012】

上記構成の油圧駆動装置において、前記複数の作動油圧アクチュエータおよび前記旋回油圧アクチュエータをそれぞれ作動させるために操作されるアクチュエータ操作手段と、前記第１油圧ポンプから前記複数の作動油圧アクチュエータに供給される作動油の流量をそれぞれ制御する複数の第１制御バルブ（例えば、実施形態における制御バルブユニット１１０）と、前記旋回用油圧ポンプから前記旋回油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する旋回制御バルブと、前記アクチュエータ操作手段の操作に応じて前記複数の第１制御バルブおよび前記旋回制御バルブをそれぞれ駆動するためのパイロット圧を供給するパイロット圧供給手段（例えば、実施形態におけるパイロットバルブユニット１３０）とを備え、前記パイロット圧供給手段は、前記第１油圧ポンプから吐出される作動油を用いて前記パイロット圧を生成するように構成されることが好ましい。

【0013】

上記構成の油圧駆動装置において、前記第１油圧ポンプは、前記走行体に設けられた走行油圧モータを作動させるための作動油を吐出するように構成されることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る油圧駆動装置によれば、ショベル装置の複数の作動油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する第１油圧ポンプと、第１油圧ポンプを駆動する第１電動モータと、旋回油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する旋回用油圧ポンプと、旋回用油圧ポンプを駆動する第２電動モータと、第１電動モータおよび第２電動モータの回転を制御するモータ制御手段とを備え、モータ制御手段は、旋回油圧アクチュエータにより旋回体を旋回作動させないときに、第２電動モータを停止状態とする制御を行うように構成される。そのため、旋回作動させることなくショベル装置だけを作動させるときには、第２電動モータを完全に停止状態とすることができる。従って、従来の油圧駆動装置よりも、第２電動モータで消費されるエネルギー（電力）を削減することができ、更なる省エネルギー化を図ることがきる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る油圧駆動装置を備えた油圧ショベルの斜視図である。

【図2】本発明に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明に係る油圧駆動装置を備えた油圧ショベルの一例として、クローラ式の油圧ショベル（エクスカベータ）について説明する。まず、油圧ショベル１の全体構成について図１を参照して説明する。

【0017】

油圧ショベル１は、図１に示すように、走行可能に構成された走行体１０と、走行体１０の上部に水平旋回可能に設けられた旋回体２０と、旋回体２０の前部に設けられたショベル装置３０とを有して構成される。

【0018】

走行体１０は、駆動輪、複数の従動輪および、これらの車輪に掛け回された履帯１３を有する左右一対のクローラ機構１５を、走行体フレーム１１の左右両側にそれぞれ備えて構成される。左右のクローラ機構１５は、駆動輪を回転駆動する左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒを有して構成される。走行体１０は、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒの回転方向および回転速度を制御することにより任意の方向および速度で走行可能に構成されている。走行体フレーム１１の前部には、上下揺動自在にブレード１８が設けられている。ブレード１８は、走行体フレーム１１との間に跨設されたブレードシリンダ１９を伸縮作動させることにより上下揺動可能に構成されている。

【0019】

走行体フレーム１１の上部中央には旋回機構が設けられている。この旋回機構は、走行体フレーム１１に固定された内輪と、旋回体２０に固定された外輪と、旋回体２０に設けられた旋回モータ２６（図２を参照）と、旋回体２０に設けられた油圧ポンプから走行体１０に設けられた左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒおよびブレードシリンダ１９に作動油を供給するためのロータリーセンタージョイントとを有して構成される。旋回体２０は、この旋回機構を介して走行体フレーム１１に水平旋回自在に取り付けられ、旋回モータ２６を正転または逆転作動させることにより、走行体１０に対して左右方向に旋回可能に構成されている。旋回体２０の前部には、前方に突出する本体側ブラケット２２が設けられている。

【0020】

ショベル装置３０は、本体側ブラケット２２に上下軸を中心に左右方向に揺動自在に取り付けられたブームブラケット３９と、ブームブラケット３９に第１揺動ピン３５ａにより上下揺動自在（起伏動自在）に取り付けられたブーム３１と、ブーム３１の先端部に第２揺動ピン３５ｂにより上下揺動自在（屈伸動自在）に取り付けられたアーム３２と、ア
ーム３２の先端部に設けられたリンク機構３３とを有して構成される。ショベル装置３０は、さらに、旋回体２０とブームブラケット３９の間に跨設されたスイングシリンダ３４と、ブームブラケット３９とブーム３１の間に跨設されたブームシリンダ３６と、ブーム３１とアーム３２の間に跨設されたアームシリンダ３７と、アーム３２とリンク機構３３の間に跨設されたバケットシリンダ３８とを有して構成される。

【0021】

ブームブラケット３９は、スイングシリンダ３４を伸縮作動させることにより旋回体２０（本体側ブラケット２２）に対して左右方向に揺動可能に構成されている。ブーム３１は、ブームシリンダ３６を伸縮作動させることにより本体側ブラケット２２（旋回体２０）に対して上下方向に揺動可能（起伏動可能）に構成されている。アーム３２は、アームシリンダ３７を伸縮作動させることによりブーム３１に対して上下方向に揺動可能（屈伸動可能）に構成されている。

【0022】

アーム３２およびリンク機構３３の先端部には、バケット、ブレーカ、圧砕機、カッター、オーガ装置等の各種アタッチメントを上下方向に揺動自在に取り付けることが可能になっている。アーム３２の先端部に取り付けられたアタッチメントは、バケットシリンダ３８を伸縮作動させることによりリンク機構３３を介してアーム３２に対して上下揺動可能に構成されている。これらのアタッチメントの油圧アクチュエータに作動油を供給するための油圧ホースを接続可能な第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３が、アーム３２の左右両側面に配設されている。

【0023】

旋回体２０は、前部に本体側ブラケット２２が設けられる旋回フレーム２１と、旋回フレーム２１上に設けられるオペレータキャビン２３とを有して構成される。オペレータキャビン２３は、略矩形箱状に形成されて内部にオペレータ（作業者）が搭乗可能な操作室を形成し、左側部に横開き開閉可能なキャビンドア２４が設けられている。オペレータキャビン２３の内部には、オペレータが前方側を向いて着座するオペレータシートと、走行体１０の走行操作を行う左右の走行操作レバーおよび走行操作ペダルと、旋回体２０およびショベル装置３０の作動操作を行う左右の作業操作レバーと、ブレード１８の作動操作を行うブレード操作レバーと、油圧ショベル１における各種の車両情報を表示するディスプレイ装置と、オペレータによって操作される各種の操作スイッチとが設けられている。

【0024】

油圧ショベル１は、オペレータがオペレータキャビン２３内に搭乗し、左右の走行操作レバー（もしくは走行操作ペダル）を前後に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じて左右のクローラ機構１５（走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ）を駆動させて油圧ショベル１を走行させることができるように構成されている。また、左右の作業操作レバーを前後左右に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じて旋回体２０およびショベル装置３０を駆動させて掘削等の作業を行うことができるように構成されている。

【0025】

旋回フレーム２１の前部には、ホーン装置２８が設けられている。オペレータキャビン２３内のホーンスイッチを押圧操作することにより、ホーン装置２８から油圧ショベル１の周囲に注意を促す警告音を発生させることができるようになっている。旋回フレーム体２０の後部には、オペレータキャビン２３の後方の位置に、後述する油圧駆動装置１００が搭載される搭載室が設けられている。この搭載室の後壁を形成するように曲面形状のカウンターウエイト２９が設けられている。

【0026】

油圧駆動装置１００は、図２に示すように、作動油タンクＴと、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ等を作動させるための作動油を吐出する第１油圧ポンプＰ１と、旋回モータ２６を作動させるためだけの作動油を吐出する旋回用油圧ポンプＰ２と、第１油圧ポンプＰ１から吐出されて左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ等に供給する作動油の供給方向および
流量を制御する制御バルブユニット１１０と、旋回用油圧ポンプＰ２から吐出されて旋回モータ２６に供給する作動油の供給方向を制御する旋回制御バルブ１２１と、制御バルブユニット１１０および旋回制御バルブ１２１をそれぞれ駆動するためのパイロット圧を生成するパイロットバルブユニット１３０とを備えている。

【0027】

制御バルブユニット１１０は、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８、スイングシリンダ３４、ブレードシリンダ１９、および第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３にそれぞれ供給する作動油の供給方向および流量を制御する左右の走行制御バルブ１１１，１１２と、ブーム制御バルブ１１３と、アーム制御バルブ１１４と、バケット制御バルブ１１５と、スイング制御バルブ１１６と、ブレード制御バルブ１１７と、アタッチメント制御バルブ１１８とを有している。これらの制御バルブ１１１〜１１８はそれぞれ、パイロットバルブユニット１３０から供給されるパイロット圧により内蔵されたスプールが移動され、そのスプールの移動により各油圧アクチュエータに供給する作動油の供給方向および流量を制御可能に構成されている。

【0028】

旋回制御バルブ１２１は、制御バルブ１１１〜１１８と同様に、パイロットバルブユニット１３０から供給されるパイロット圧により内蔵されたスプールが移動されるが、そのスプールの移動により旋回モータ２６に供給する作動油の供給方向のみを制御するように構成されている。旋回モータ２６に供給する作動油の流量制御（すなわち旋回体２０の旋回速度制御）は、後述する第２電動モータＭ２の回転制御によって行われるようになっている。

【0029】

パイロットバルブユニット１３０は、第１油圧ポンプＰ１の吐出口から制御バルブユニット１１０に繋がるポンプ油路Ｌ１から分岐した分岐油路Ｌ２に設けられている。分岐油路Ｌ２には、パイロットバルブユニット１３０によってパイロット圧を生成するために必要な油圧を保つためのチェックバルブ１３５およびリリーフバルブ１３６が設けられている。パイロットバルブユニット１３０は、第１油圧ポンプＰ１から吐出される作動油を用いて、オペレータキャビン２３内に設けられた走行操作レバー（走行操作ペダル）、作業操作レバーおよびブレード操作レバーのそれぞれの操作方向および操作量に応じたパイロット圧を生成し、対応する制御バルブに供給するように構成されている。

【0030】

油圧駆動装置１００は、さらに、第１油圧ポンプＰ１を駆動する第１電動モータＭ１と、旋回用油圧ポンプＰ２を駆動する第２電動モータＭ２と、外部電源等によって充電可能なバッテリ１０５（蓄電池）と、バッテリ１０５からの直流電力を交流電力に変換して周波数および電圧の大きさを変えるインバータ１０６と、第１油圧ポンプＰ１から吐出される作動油圧（ポンプ圧）を検出する第１圧力センサＳ１と、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ等の負荷圧のうち最も高い負荷圧（最高負荷圧）を検出する第２圧力センサＳ２と、インバータ１０６を介して第１および第２電動モータＭ１，Ｍ２の回転速度（単位時間当たりの回転数）を制御するモータ制御装置１５０（コントローラ）を備えている。

【0031】

第１および旋回用油圧ポンプＰ１，Ｐ２はそれぞれ、固定容量型の油圧ポンプであり、第１および第２電動モータＭ１，Ｍ２の出力に応じた流量の作動油を吐出するようになっている。図２では詳細な図示を省略しているが、第２圧力センサＳ２は、制御バルブユニット１１０から左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ等にそれぞれ繋がる油路に複数のシャトルバルブ等を介して接続されている。これにより、第２圧力センサＳ２は、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８、スイングシリンダ３４、ブレードシリンダ１９、および第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３に接続された油圧アクチュエータの負荷圧のうち最も高い負荷圧（最高負荷圧）を検出可能になっている。

【0032】

モータ制御装置１５０は、第１圧力センサＳ１により検出される第１油圧ポンプＰ１の吐出圧と、第２圧力センサＳ２により検出される左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ等の負荷圧のうちの最高負荷圧とを比較し、第１油圧ポンプＰ１の吐出圧が当該最高負荷圧よりも若干高い吐出圧となるように、インバータ１０６を介して第１電動モータＭ１の回転速度を制御して第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を制御するように構成されている。すなわち、オペレータキャビン２３内の走行操作レバー、作業操作レバーおよびブレード操作レバーの操作に応じて、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８、スイングシリンダ３４、ブレードシリンダ１９、および第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３に接続された油圧アクチュエータの少なくともいずれかを作動させるときには、当該作動によって変動する最高負荷圧に応じて第１電動モータＭ１の回転速度を調整し、これにより第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を調整して第１油圧ポンプＰ１の吐出圧が当該最高負荷圧よりも若干高い吐出圧となるように制御する構成となっている。この若干高い吐出圧については、例えば、油圧アクチュエータの最高負荷圧が0〜20.6MPa（システム圧）の範囲で変動する場合に、当該最高負荷圧よりも1.5MPa程度高い吐出圧となるように制御することが好ましい。

【0033】

モータ制御装置１５０は、さらに、インバータ１０６を介して第２電動モータＭ２の回転速度を制御して、旋回用油圧ポンプＰ２の吐出流量、すなわち旋回モータ２６に供給される作動油の流量を制御することにより、旋回体２０を旋回させるときの旋回速度を制御するように構成されている。すなわち、オペレータキャビン２３内の作業操作レバーの操作に応じて旋回モータ２６により旋回体２０を旋回させるときには、作業操作レバーの操作量に応じて第２電動モータＭ２の回転速度を調整し、これにより旋回用油圧ポンプＰ２から吐出されて旋回モータ２６に供給される作動油の流量を調整して、旋回体２０の旋回速度が作業操作レバーの操作量に応じた旋回速度となるように制御する構成となっている。また、モータ制御装置１５０は、旋回モータ２６により旋回体２０を旋回作動させないときには、第２電動モータＭ２を完全に停止させた状態とする制御を行うようになっている。

【0034】

モータ制御装置１５０は、さらに、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８、スイングシリンダ３４、ブレードシリンダ１９、および第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３に接続された油圧アクチュエータの少なくともいずれかと、旋回モータ２６とを一緒に作動させるときには、第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を旋回用油圧ポンプＰ２の吐出量流の分だけ減少させるように、インバータ１０６を介して第１電動モータＭ１の回転速度を制御して第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を制御するように構成されている。すなわち、旋回体２０の旋回作動と、クローラ機構１５やショベル装置３０とを同時に作動させるときには、旋回用油圧ポンプＰ２の吐出流量（第２電動モータＭ２の回転速度）に応じて、第１電動モータＭ１の回転速度を調整し、これにより第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を旋回用油圧ポンプＰ２の吐出流量の分だけ減少させる（第１油圧ポンプＰ１の馬力を旋回用油圧ポンプＰ２の馬力分だけ抑える）ように制御する構成となっている。なお、エンジンの場合は、エンジンの出力＝トルク×回転速度であるため、所定出力（定格出力）よりも大きい出力を出すことは難しい一方、電動モータの場合は、電動モータの出力＝電流×電圧であるため、所定出力よりも大きい出力を出すことは可能である。そのため、電動モータの場合には、上記のような制御が可能である。

【0035】

このように構成された油圧駆動装置では、オペレータキャビン２３内の走行操作レバー、作業操作レバーおよびブレード操作レバーの少なくともいずれかにより、クローラ機構１５、ショベル装置３０、ブレード１９および第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３に接続されたアタッチメントの少なくともいずれかを作動させる操作が行われると
、パイロットバルブユニット１３０により、第１油圧ポンプＰ１から吐出された作動油を用いて、当該操作レバーの操作方向および操作量に応じたパイロット圧が生成される。そのパイロット圧により、対応する油圧アクチュエータの制御バルブが駆動され、第１油圧ポンプＰ１から吐出された作動油の供給方向および流量が当該制御バルブにより制御されて当該油圧アクチュエータに供給される。そのようにして、当該操作レバーの操作方向および操作量に応じた作動方向および作動速度でクローラ機構１５、ショベル装置３０、ブレード１９および第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３に接続されたアタッチメントが作動される。

【0036】

このとき、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８、スイングシリンダ３４、ブレードシリンダ１９、および第１〜第３アタッチメント接続ポート４１〜４３に接続された油圧アクチュエータの少なくともいずれかが作動されるため、第２圧力センサＳ２によって検出される最高負荷圧が変動する。そこで、モータ制御装置１５０は、第１圧力センサＳ１によって検出される第１油圧ポンプＰ１の吐出圧が、第２圧力センサＳ２によって検出される最高負荷圧よりも所定圧だけ高くなるように、第１電動モータＭ１の回転速度を制御して第１油圧ポンプＰ１の吐出圧を調整する。またこのとき、オペレータキャビン２３内の作業操作レバーにより、旋回体２０を旋回作動させる操作も一緒に行われる場合には、第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を旋回用油圧ポンプＰ２から吐出される吐出流量の分だけ減少させる（第１油圧ポンプＰ１の馬力を旋回用油圧ポンプＰ２の馬力分だけ抑える）。

【0037】

オペレータキャビン２３内の作業操作レバーにより、旋回体２０を旋回作動させる操作が行われていないときには、モータ制御装置１５０は、第２電動モータＭ２への電力供給を行わず、第２電動モータＭ２および旋回用油圧ポンプＰ２を完全に停止状態とする。そして、旋回体２０を旋回作動させる操作が行われると、パイロットバルブユニット１３０により、第１油圧ポンプＰ１から吐出された作動油を用いて、作業操作レバーの操作方向に応じたパイロット圧が生成される。そのパイロット圧により、旋回制御バルブ１２１が駆動され、旋回用油圧ポンプＰ２から吐出された作動油の供給方向が旋回制御バルブ１２１により制御されて旋回モータ２６に供給される。モータ制御装置１５０では、作業操作レバーの操作量に応じて第２電動モータＭ２の回転速度を制御し、旋回用油圧ポンプＰ２の吐出流量を制御して旋回モータ２６に供給される作動油の流量を制御する。そのようにして、作業操作レバーの操作方向および操作量に応じた旋回方向および旋回速度で旋回体２０が旋回作動される。

【0038】

このように油圧駆動装置１００では、旋回油圧モータ２６により旋回体２０を旋回作動させないときには、第２電動モータＭ２および旋回用油圧ポンプＰ２を停止状態とする制御が行われる。そのため、クローラ機構１５による走行およびショベル装置３０の作動だけのときには、第２電動モータＭ２を完全に停止状態とすることができる。従って、従来の油圧駆動装置よりも、第２電動モータＭ２で消費される電力を削減することができ、更なる省エネルギー化を図ることがきる。また、油圧駆動装置１００では、クローラ機構１５やショベル装置３０等と一緒に旋回体２０を旋回作動させる場合には、第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を旋回用油圧ポンプＰ２から吐出される吐出流量の分だけ減少させる（第１油圧ポンプＰ１の馬力を旋回用油圧ポンプＰ２の馬力分だけ抑える）制御が行われる。そのため、第１および第２電動モータＭ１，Ｍ２でのトータルの電力消費を一定値以下に抑えることができる。さらに、エンジンにより全ての油圧ポンプを駆動する従来の油圧駆動装置では、同じように旋回用以外の油圧ポンプの馬力を抑える制御を行っていたため、この従来の油圧駆動装置の操作フィーリングに近い操作フィーリングとすることができる。

【0039】

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は上述の実施形態に限定
されるものではない。例えば、上述の実施形態では、パイロットバルブユニット１３０は、第１油圧ポンプＰ１からの作動油を用いてパイロット圧を生成する構成であるが、第１電動モータＭ１により第１油圧ポンプＰ１とともに駆動されるパイロット用油圧ポンプを設け、このパイロット用油圧ポンプからの作動油を用いてパイロット圧を生成するように構成してもよい。また、上述の実施形態において、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒは、第１油圧ポンプＰ１からの作動油を受けて作動する油圧モータによって構成されているが、これらの走行モータ１６Ｌ，１６Ｒに代えて、バッテリ１０５等から供給される電力によって作動する電動モータにより走行する構成としてもよい。また、上述の実施形態では、バッテリ１０５は外部電源等によって充電されると説明したが、エンジンおよびそのエンジンにより駆動される発電機を搭載し、その発電機によりバッテリ１０５を充電する構成としてもよい。

【0040】

上述の実施形態では、旋回体２０の旋回作動と、クローラ機構１５やショベル装置３０とを同時に作動させるときには、第１油圧ポンプＰ１の吐出流量を旋回用油圧ポンプＰ２の吐出流量の分だけ減少させる（第１油圧ポンプＰ１の馬力を旋回用油圧ポンプＰ２の馬力分だけ抑える）ように制御する構成となっているが、第１油圧ポンプＰ１の吐出流量（馬力）を抑える制御を行わない構成としてもよい。また、上述の実施形態では、旋回体２０を旋回作動させないときには、第２電動モータＭ２を完全に停止させた状態とする制御を行う構成となっているが、レバー操作に対する旋回作動の時間遅れの影響が大きい場合には、第２電動モータＭ２および旋回用油圧ポンプＰ２を低速で回転させる制御を行う構成としてもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 油圧ショベル
１０ 走行体
１６Ｌ，１６Ｒ 走行モータ（走行油圧モータ）
２０ 旋回体
２６ 旋回モータ（旋回油圧アクチュエータ）
３０ ショベル装置
３６ ブームシリンダ（作動油圧アクチュエータ）
３７ アームシリンダ（作動油圧アクチュエータ）
３８ バケットシリンダ（作動油圧アクチュエータ）
１００ 油圧駆動装置
１１０ 制御バルブユニット（第１制御バルブ）
１２１ 旋回制御バルブ
１３０ パイロットバルブユニット（パイロット圧供給手段）
１５０ モータ制御装置（モータ制御手段）
Ｍ１ 第１電動モータ
Ｍ２ 第２電動モータ
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 旋回用油圧ポンプ
Ｓ１ 第１圧力センサ
Ｓ２ 第２圧力センサ

【要約】

【課題】電動モータで消費されるエネルギーを削減し、更なる省エネルギー化を図ることができる油圧ショベルの油圧駆動装置を提供する。
【解決手段】ブームシリンダ３６等を作動させるための作動油を吐出する第１油圧ポンプＰ１と、第１油圧ポンプＰ１を駆動する第１電動モータＭ１と、旋回モータ２６を作動させるための作動油を吐出する旋回用油圧ポンプＰ２と、旋回用油圧ポンプＰ２を駆動する第２電動モータＭ２と、第１電動モータＭ１および第２電動モータＭ２の回転を制御するモータ制御装置１５０とを備え、モータ制御装置１５０は、旋回モータ２６により旋回体を旋回作動させないときに、第２電動モータＭ２を停止状態とする制御を行うように構成される。
【選択図】図２

【図1】

【図2】