挖土機的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請主張基于2014年3月31日申請的日本專利申請第2014-074741號的優先權。其申請的全部內容通過參考援用于本說明書中。
[0002]本發明涉及一種挖土機。
【背景技術】
[0003]已知有將回轉機構電動化的挖土機(例如，專利文獻I)。
[0004]專利文獻I中公開有一種挖土機，其搭載有包含蓄電器、DC總線及轉換器的蓄電系統、和驅動回轉機構的回轉用電動機，通過從蓄電系統供給的電力驅動回轉用電動機來實現回轉動作。
[0005]專利文獻1:日本特開2012-157136號公報
[0006]然而，將回轉機構電動化的挖土機中，作為未進行回轉操作時的回轉體的停止狀態的保持(位置固定)機構，使用機械制動器(機械式制動器)和回轉用電動機的伺服控制(伺服鎖定控制)。機械制動器例如通過使設置為能夠與回轉體的旋轉軸一體旋轉的制動盤與設置于固定部的制動底板面接觸來產生摩擦力，并保持回轉體的停止狀態。并且，伺服鎖定控制中將速度指令設為O來進行速度控制，并保持回轉體的停止狀態。
[0007]如上所述，機械制動器通過摩擦力保持回轉體的停止狀態，因此當較大的外力有可能作用于回轉體時，為了防止機械制動器的磨損而通常通過回轉用電動機的伺服鎖定控制來保持回轉體的停止狀態。具體而言，在進行挖土機的動臂、斗桿、鏟斗等的操作時以及進行挖土機的行走體的操作時，視為較大的外力有可能作用于回轉體而通常通過回轉用電動機的伺服鎖定控制來保持回轉體的停止狀態。
[0008]但是，回轉用電動機的伺服鎖定控制中為了產生保持轉矩而需要從蓄電器供給電力，與機械制動器不同，能量損失較大，燃料消耗率有可能惡化。
[0009]并且，當通過回轉用電動機的伺服鎖定控制來保持回轉體時，可以設想必須持續賦予較大保持轉矩的狀況，回轉用電動機還有可能成為過負荷。
【發明內容】
[0010]因此，鑒于上述課題，本發明的目的在于提供一種挖土機，其能夠根據自身的動作狀況，通過機械制動器來保持回轉體的停止狀態。
[0011]為了實現上述目的，在一實施方式中，挖土機具備:
[0012]下部行走體；
[0013]上部回轉體，搭載于所述下部行走體上；
[0014]回轉用電動機，回轉驅動所述上部回轉體；
[0015]機械制動器，保持所述上部回轉體的回轉停止狀態；
[0016]引擎；
[0017]液壓泵，通過所述引擎的動力吐出工作油；
[0018]液壓驅動器，通過所述液壓泵所吐出的工作油而被驅動；
[0019]壓力檢測機構，檢測所述液壓泵的吐出壓力；及
[0020]控制裝置，根據通過所述壓力檢測機構檢測出的吐出壓力的信息來控制所述機械制動器。
[0021]發明效果
[0022]根據本發明的一種方式，通過防止機械制動器的磨損，并且增加使用機械制動器的情形，能夠實現防止回轉用電動機的過負荷和節能。
【附圖說明】
[0023]圖1是一實施方式所涉及的混合式挖土機的側視圖。
[0024]圖2是表示混合式挖土機的驅動系統的結構的一例的框圖。
[0025]圖3是表示混合式挖土機的蓄電系統的結構的一例的框圖。
[0026]圖4是混合式挖土機的蓄電系統的電路圖。
[0027]圖5是表示能夠通過機械制動器來保持上部回轉體的回轉停止狀態的混合式挖土機的動作例和各動作例中的液壓驅動器的驅動狀態的表。
[0028]圖6是表示在進行下部行走體的履帶的刮泥作業時混合式挖土機主體自升的狀態的圖。
[0029]圖中下部行走體，1A、1B-液壓馬達(液壓驅動器)，la、lb_履帶，2-回轉機構，3-上部回轉體，4-動臂，5-斗桿，6-鏟斗，7-動臂缸(液壓驅動器)，8-斗桿缸(液壓驅動器)，9_鏟斗缸(液壓驅動器)，10-駕駛室，11-引擎，12-電動發電機，13-減速機，14-主泵(液壓泵)，14b-吐出壓力傳感器(壓力檢測機構)，15-先導泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，18、20_逆變器，19-電容器，21-回轉用電動機，21A-旋轉軸，22-分解器，23-機械制動器，24-回轉減速機，25-先導管路，26-操作裝置，27,28-液壓管路，29-壓力傳感器，30-控制器(控制裝置)，91N-負極側繼電器，91P-正極側繼電器，100-升降壓轉換器，101-電抗器，102A-升壓用IGBT，102a- 二極管，102B-降壓用IGBT，102b- 二極管，104-電源連接端子，104N-負極側電源連接端子，104P-正極側電源連接端子，106-輸出端子，106N-負極側輸出端子，106P-正極側輸出端子，107-平滑用電容器，110-DC總線，Ill-DC總線電壓檢測部，112-電容器電壓檢測部，113-電容器電流檢測部，120-蓄電系統，LN-負極側電源線，LP-正極側電源線，S1-傾斜傳感器，S2-動臂角度傳感器，S3-斗桿角度傳感器，S4-鏟斗角度傳感器，S5A、S5B-行走旋轉傳感器，Vcap-電容器電壓值，Vdc-DC總線電壓值。
【具體實施方式】
[0030]以下，參考附圖對用于實施發明的方式進行說明。
[0031]首先，對本發明的一實施方式所涉及的混合式挖土機的整體結構及驅動系統的結構進行說明。圖1是表示一實施方式所涉及的挖土機的側視圖。
[0032]在圖1所示的混合式挖土機中的下部行走體I上經由回轉機構2搭載有作為工作要件的上部回轉體3。在上部回轉體3上安裝有動臂4。在動臂4的前端安裝有斗桿5，在斗桿5的前端安裝有鏟斗6。作為附屬裝置的動臂4、斗桿5及鏟斗6分別通過作為驅動器的動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9而被液壓驅動。并且，在上部回轉體3上設有駕駛室10，且搭載有引擎等動力源。
[0033]圖2是表示圖1所示的混合式挖土機的驅動系統的結構的框圖。在圖2中，分別用雙重線示出機械性動力系統，用粗實線示出高壓液壓管路，用虛線示出先導管路，用細實線示出電力驅動/控制系統。
[0034]引擎11和作為輔助馬達的電動發電機12分別與減速機13的兩個輸入軸連接。在減速機13的輸出軸上連接有作為液壓泵的主泵14及先導泵15。在主泵14上經由高壓液壓管路16連接有控制閥17。并且，在先導泵15上經由先導管路25連接有操作裝置26。另外，在電動發電機12上經由逆變器18連接有包含蓄電裝置的蓄電系統120。
[0035]主泵14為經由高壓液壓管路16向控制閥17供給工作油的液壓泵，例如為斜板式可變容量型液壓泵。主泵14能夠通過改變斜板的角度(偏轉角)來調整活塞的沖程長，從而改變吐出流量即泵輸出。主泵14的斜板通過調節器(未圖示)而被控制。調節器對應于控制電流相對于電磁比例閥(未圖示)的變化而改變斜板的偏轉角。例如，調節器通過增加控制電流來加大斜板的偏轉角，從而增加主泵14的吐出流量。并且，調節器通過減少控制電流來減小斜板的偏轉角，從而減少主泵14的吐出流量。另外，在主泵14緊接著的后面的高壓液壓管路16上設有檢測主泵14的吐出壓力的吐出壓力傳感器14b，與吐出壓力對應的信號(吐出壓力信號)輸出至控制器30。
[0036]先導泵15為用于經由先導管路25向各種液壓控制機器供給工作油的液壓泵，例如為固定容量型液壓泵。
[0037]控制閥17為進行混合式挖土機中的液壓系統的控制的液壓控制裝置。下部行走體I用的液壓馬達IA(右用)、液壓馬達IB (左用)、動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9等各種驅動器經由高壓液壓管路與控制閥17連接。另外，在以下說明中，有時將液壓馬達IA(右用)、液壓馬達IB(左用)、動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9統稱為“液壓驅動器”。
[0038]操作裝置26為用于對各種驅動器(液壓驅動器及后述的作為電動驅動器的回轉用電動機21)進行操作的操作機構，其產生與操作量、操作方向等操作內容相對應的先導壓。并且，操作裝置26經由液壓管路27及28分別與控制閥17及壓力傳感器29連接。壓力傳感器29將由操作裝置26產生的先導壓轉換為電信號，并對后述的控制器30輸出經轉換的電信號。操作裝置26包含操縱桿26A、26B及踏板26C。例如，可以通過操縱桿26A、26B進行回轉機構2 (后述的回轉用電動機21)、動臂4 (動臂缸7)、斗桿5 (斗桿缸8)及鏟斗6(鏟斗缸9)的操作。并且，可以通過踏板26C進行下部行走體1(液壓馬達1A、1B)的操作。控制閥17根據由操作裝置26(操縱桿26A、26B、踏板26C)產生的先導壓，啟動與各種驅動器(各液壓驅動器)對應的線軸閥，向各種驅動器供給由主泵14吐出的工作油。
[0039]圖2所示的混合式挖土機為將回轉機構設為電動的挖土機，其為了驅動回轉機構2而具有作為回轉馬達的回轉用電動機21。作為電動驅動器的回轉用電動機21經由逆變器20與蓄電系統120連接。在回轉用電動機21的旋轉軸21A上連接有分解器22、機械制動器23及回轉減速機24。
[0040]機械制動器23為機械性制動裝置，其使回轉用電動機21的旋轉軸21A機械性停止而保持上部回轉體3的停止狀態。機械制動器23例如包含設置為能夠與旋轉軸21A —體旋轉的制動盤、及設置于固定部的制動底板，可以通過制動盤與制動底板的面接觸來產生作為制動力的摩擦力。機械制動器23通過控制器30來進行作動或解除的切換控制。
[0041]圖3是表示圖2所示的蓄電系統120的結構的一例的框圖。蓄電系統120包含作為蓄電部的蓄電裝置19、升降壓轉換器100及作為另一蓄電部的DC總線110。本實施方式中，蓄電裝置19例如為電容器。并且，DC總線110控制電動發電機12、蓄電裝置19及回轉用電動機21之間的電力授受。并且，在作為蓄電裝置的電容器19中設有用于檢測電容器電壓值的電容器電壓檢測部112、及用于檢測電