JP2004115245A

JP2004115245A - 作業機の位置エネルギ回収・再生装置

Info

Publication number: JP2004115245A
Application number: JP2002283653A
Authority: JP
Inventors: Takumi Nagahara; 永原　拓巳
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】作業機が持つ位置エネルギを回収・再生するとともに、操作性を良好に保ちつつ作業機スピードを向上させる。
【解決手段】旋回フレーム３０に基端部が枢着されるブーム１３を有してなる作業機６と、旋回フレーム３０およびブーム１３に連結されるブームシリンダ１６，１６と、旋回フレーム３０およびブーム１３に連結されるアシストシリンダ１８と、ブーム１３の下方回動動作時にアシストシリンダ１８から送出される圧油を蓄積するアキュムレータ８５を備える作業機の位置エネルギ回収・再生装置において、アシストシリンダ１８を、その軸心がブーム１３の上方回動動作時にブームシリンダ１６，１６の軸心に対して後退する位置に配されるように設ける。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば昇降、荷役、掘削機械等において上下方向に駆動される作業機の位置エネルギを回収するとともに、この回収した位置エネルギを再生する作業機の位置エネルギ回収・再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、起伏可能に設けられる作業機の伏臥操作時にその作業機が持つ位置エネルギを回収するとともに、この回収した位置エネルギを再生する作業機の位置エネルギ回収・再生装置を備える油圧式掘削機が例えば本出願人の先願に係る特許文献１にて開示されている。この特許文献１に係る油圧式掘削機は、図１０に示されるように、下部走行体１０２と、この下部走行体１０２に対して旋回自在に設けられる上部旋回体１０５と、この上部旋回体１０５の骨組を構成する旋回フレーム１０３に起伏可能に取着される作業機１０６を備えている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２５６２６４５号公報（第２頁、および第１図参照）
【０００４】
前記作業機１０６は、旋回フレーム１０３に対して順に回動可能に連結される、ブーム１１３、アーム１１４、およびバケット１１５を有し、これらブーム１１３、アーム１１４、およびバケット１１５がそれぞれ一対のブームシリンダ１１６，１１６、アームシリンダ１１７、およびバケットシリンダ１１９の作動により回動操作され、この回動操作により当該作業機１０６が屈曲起伏されるように構成されている。また、ブーム１１３の上げ動作を補助するアシストシリンダ１１８が前記一対のブームシリンダ１１６，１１６に並設されている。
【０００５】
前記ブーム１１３は、その基端部が旋回フレーム１０３にピン１２１で連結されている。また、前記一対のブームシリンダ１１６，１１６およびアシストシリンダ１１８は、各ロッド先端部および各ボトム部がそれぞれ旋回フレーム１０３およびブーム１１３に対してピン１２２およびピン１２３で連結されている。
【０００６】
ここで、ブームシリンダ１１６，１１６は、ブーム用切換弁１３１を介して油圧ポンプ１３２およびタンク１３３に接続され、ブーム用切換弁１３１の切換操作により、伸縮作動されるようになっている。また、アシストシリンダ１１８は、そのボトム側油室が蓄圧手段としてのアキュムレータ１３４に接続され、ブーム１１３の伏臥動作時に、そのボトム側油室から送出される圧油をアキュムレータ１３４に蓄えるようにされるとともに、ブーム１１３の起立動作時に、アキュムレータ１３４に蓄えられた圧油をボトム側油室に供給して当該アシストシリンダ１１８を伸長させるようにされている。こうして、作業機１０６が持つ位置エネルギを油圧エネルギに変換して回収するとともに、この回収したエネルギを利用してブーム１０６の起立動作を補助するようにされている。
【０００７】
この油圧式掘削機１０１においては、
（Ａ）ピン１２１を中心とするブーム１１３の回動支点１２１ａ（以下、「ブーム回動支点１２１ａ」という。）廻りの作業機１０６モーメントは、アーム１１４およびバケット１１５を所定の状態位置で固定する条件下ではブーム１１３の起伏動作によってのみ変化し、ブーム１１３の起立状態位置と伏臥状態位置との間において作業機重心とブーム回動支点１２１ａとの距離が最大となる中立状態位置のときに最大となり、その中立状態位置からブーム１１３を起立また伏臥させるに伴い減少する（図８（ａ）参照）。
（Ｂ）ブームシリンダ１１６，１１６の推力をブーム駆動力として合理的に働かせるために、ブームシリンダ１１６，１１６の作用線（当該ブームシリンダ１１６の軸心と一致）とブーム回動支点１２１ａとの距離で定義されるモーメントアームＬａは、作業機モーメントの増減変化に略追随して伸縮変化するように関係付けられている（図８（ｂ）の曲線Ａ参照）。
（Ｃ）ブームシリンダ１１６，１１６の各端部の取付支点１２２ａ，１２３ａとアシストシリンダ１１８の各端部の取付支点１２２ａ，１２３ａとが一致されているので、ブームシリンダ１１６の作用線とアシストシリンダ１１８の作用線（当該アシストシリンダ１１８の軸心と一致）とは力学上同位相となり、アシストシリンダ１１８に係るモーメントアームＬｂは、前記モーメントアームＬａと実質的に同一のものとなる。
（Ｄ）アシストシリンダ１１８の作動圧は、アキュムレータ１３４の特性上、アシストシリンダ１１８が最収縮したときが最大で、シリンダの伸長に伴い減少する（図９（ａ）参照）。
（Ｅ）前記（Ｃ）と（Ｄ）のことから、アシストシリンダ１１８の推力によりブーム１１３に付与される上方回動力（推力×モーメントアーム）は、ブーム１１３の伏臥状態位置から中立状態位置をやや越える状態位置までは高水準で推移し、その後起立状態位置に近づくにつれて急速に低下する。
（Ｆ）油圧ポンプ１３２は、吐出圧をＰ、吐出量をＱとしたとき、Ｐ×Ｑ＝一定となるように制御されている。
【０００８】
今、この油圧式掘削機１０１にアシストシリンダ１１８が設けられていないと仮定した場合には、前記（Ｂ）のことから、略一定の保持圧（作動圧）にてブームシリンダ１１６，１１６によるブーム１１３の起立動作が行なわれるので（図９（ｂ）の曲線Ｃ参照）、前記（Ｆ）のことから、油圧ポンプ１３２の吐出量Ｑが略一定となり、これによりブーム上げ動作スピードも略一定となって操作性が良好に確保される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術のようにアシストシリンダ１１８が設けられると、前記（Ｅ）で述べたように、このアシストシリンダ１１８の推力によりブーム１１３に付与される上方回動力は、ブーム１１３の伏臥状態位置から中立状態位置をやや越える状態位置までは高水準で推移し、その後起立状態位置に近づくにつれて急速に低下するため、このときのブームシリンダ１１６，１１６の保持圧（作動圧）は、ブーム１１３の伏臥状態位置から中立状態位置をやや越える状態位置までは低水準で推移し、その後起立状態位置に近づくにつれて急速に上昇することとなる。したがって、前記（Ｆ）のことから、ブーム上げ動作スピードは、伏臥状態位置から上げ動作初期段階では極端に早く、その後急速に減速して起立状態位置手前では極端に遅くなるといったように、ブーム上げ動作スピードが著しく変化するため、操作性が悪いという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、作業機が持つ位置エネルギを回収・再生することができるとともに、操作性を良好に保ちつつ作業機スピードを向上させることができる、作業機の位置エネルギ回収・再生装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明者は、ブームの起立動作時においてその起立動作を補助するためにブームに付与されるアシストシリンダからの上方回動力が極端に変動することが前記問題点を生じる原因であることを突きとめ、その上方回動力を平準化することで前記課題を解決し得ることを見出した。この上方回動力を平準化するためには、アシストシリンダに係るモーメントアーム特性がアシストシリンダの作動圧特性に対して対称的な特性を示すようにすればよいことに着目し、そのような特性を示すようにするためには、起立動作時において、アシストシリンダに係るモーメントアーム特性がブームシリンダに係るモーメントアーム特性に対して遅れ位相で追随するようにすればよく、言い換えれば起立動作時において、ブーム回動支点廻りに、アシストシリンダの作用線がブームシリンダの作用線に遅れて周回運動すればよいことに気付いた。そして、起立動作時において、アシストシリンダの軸心がブームシリンダの軸心に対して後退するようにすればよいという結論を導き出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
要するに、前記目的を達成するために、本発明による作業機の位置エネルギ回収・再生装置は、
支持体に基端部が枢着されその支持体に対して上下方向に回動可能に設けられるブームを有してなる作業機と、前記支持体およびブームにそれぞれ一端部および他端部が回動可能に連結されてそのブームを上下方向に回動駆動するブームシリンダと、前記支持体およびブームにそれぞれ一端部および他端部が回動可能に連結されてそのブームの上方回動動作を補助するアシストシリンダと、前記ブームの下方回動動作時に前記アシストシリンダから送出される圧油を蓄積するアキュムレータを備える作業機の位置エネルギ回収・再生装置において、
前記アシストシリンダを、その軸心が前記ブームの上方回動動作時に前記ブームシリンダの軸心に対して後退する位置に配されるように設けることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１３】
本発明においては、ブームの下方回動動作時にアシストシリンダから送出される圧油がアキュムレータに蓄積されて作業機が持つ位置エネルギが油圧エネルギに変換されて回収される。一方、ブームの上方回動動作時にその蓄積された圧油がアシストシリンダに供給され、ブームにアシストシリンダからの上方回動力が付与される。したがって、作業機が持つ位置エネルギを回収するとともに、この回収した位置エネルギを再生して省エネ運転を行なうことができる。
【００１４】
本発明によれば、ブームの上方回動動作時にアシストシリンダの軸心がブームシリンダの軸心に対して後退する位置に配されるので、アシストシリンダに係るモーメントアーム特性がブームシリンダに係るモーメントアーム特性に対して遅れ位相で追随し、アシストシリンダに係るモーメントアーム特性がアシストシリンダの作動圧特性に対して対称的な特性を示すことになる。このため、アシストシリンダからブームに付与される上方回動力が平準化されるので、ブームシリンダの保持圧を全体的に低く抑えることができるとともに、その変動幅も抑制することができる。これにより、油圧ポンプの吐出量を高水準で略一定に保つことができるので、操作性を良好に保ちつつ作業機スピードを向上させることができるという効果を奏する。
【００１５】
第１発明において、前記ブームシリンダの一端部および前記アシストシリンダの一端部は、前記支持体に対してそれぞれ同軸線上に配されるピンにより連結されるのが好ましい（第２発明）。このようにすれば、支持体におけるシリンダ取付部位のオーバハング量を小さくできるので、コンパクトな構造とすることができる。また、支持体にピン挿入孔を形成するための機械加工を同一軸心加工にて行うことができるので、加工工数を少なくすることができるという利点がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による作業機の位置エネルギ回収・再生装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施形態に係る作業機械の作業状態を表す側面図が示されている。また、図２には、移動可能なキャブとダブル平行リンク機構を表わす図が示されている。また、図３には本実施形態における作業機の位置エネルギ回収・再生装置の構造説明図が、図４には図３のＹ−Ｙ視断面図が、図５には図３のＰ部拡大図が、図６には旋回フレームの正面図がそれぞれ示されている。
【００１８】
本実施形態に係る作業機械１は、例えば港湾荷役作業等に使用されるそれ自体自走により移動可能なものであり、装軌式の下部走行体２と、この下部走行体２における車体２ａのフレーム上面中央部に立設される所要高さのコラム３と、このコラム３の上部に設けられる旋回装置４を介して取着される上部旋回体５を備えて構成されている。
【００１９】
前記上部旋回体５には、その前部に長尺の作業機６や、ダブル平行リンク機構２０を介して移動可能にキャブ７等が設けられ、その後部に駆動用のエンジンや、油圧ユニット、カウンタウエイト、その他の機器等が配設されている。なお、図１において、符号８，１０，１２は踊り場を、８ａ，１２ａは手摺を、９，９’はタラップをそれぞれ表わしている。
【００２０】
前記キャブ７は、運転室を構成するものであり、図２に示されるようにダブル平行リンク機構２０を介して支持台６２に取り付けられている。ここで、ダブル平行リンク機構２０は、その支持台６２に形成されたブラケット６２ａに枢着される第１平行リンク２１と、当該キャブ７を支持するキャブ支持フレーム２４に枢着される第２平行リンク２３とが中継ブラケット２２によってシリーズに連結されてなり、第１平行リンク２１を駆動する第１リンクシリンダ２５および第２平行リンク２３を駆動する第２リンクシリンダ２６の作動により、第１平行リンク２１および第２平行リンク２３がそれぞれ回動操作され、これら回動操作によるキャブ７の昇降、張出、引込動作により、広い範囲で上下・前後とその複合でキャブ位置を図２（ａ）の実線にて示されるホームポジションから適宜移動させることができるようにされている。なお、ここで、ホームポジションとは、第１平行リンク２１を最起立させ、かつ第２平行リンク２３を最下降させたときのキャブの状態位置であって、オペレータが通常の乗降動作を容易に行えるキャブ位置のことである。また、キャブ７は、従来周知の構造のものが用いられ、キャブ支持フレーム２４の上面に、従来の作業機械におけるキャブと同様の緩衝機構（例えば、ゴムマウント、ビスカスマウント等：図示省略）を介して定着されている。
【００２１】
前記作業機６は、図１、図３および図４に示されるように、上部旋回体５の骨組を構成する旋回フレーム（本発明における「支持体」に相当）３０対して順に回動可能に連結される、ブーム１３、アーム１４、クラムシェルバケット１５を有し、これらのうちブーム１３およびアーム１４がそれぞれ一対のブームシリンダ１６，１６およびアームシリンダ１７の作動により上下方向に回動操作され、この上下回動操作により当該作業機６が屈曲起伏されるように構成されている。また、ブーム１３の上げ動作を補助するアシストシリンダ１８が前記一対のブームシリンダ１６，１６に並設されている。なお、本実施形態では、作業機６にねじりを生じさせないようにしてエネルギ損出の抑制を図るために、ブーム１３の左右両側にブームシリンダ１６，１６を配し、これらブームシリンダ１６，１６の中間位置にアシストシリンダ１８を配するようにされている。
【００２２】
前記旋回フレーム３０は主に、当該旋回フレーム３０の中枢部を成すメインフレーム部３１と、このメインフレーム部３１の前方における左右両側にそのメインフレーム部３１に一体に設けられる左サブフレーム部３２および右サブフレーム部３３と、上部旋回体５の周縁ボディーを形成するサイドメンバ３４と、このサイドメンバ３４とメインフレーム部３１とを連結する所要のクロスビーム３５から構成されている。
【００２３】
前記メインフレーム部３１は主に、旋回装置４に取着される基板部材４１と、この基板部材４１上に設けられ上部旋回体５の中央部において所要の間隔で前後に延びる一対のビーム状部材４２，４２と、この一対のビーム状部材４２，４２の前端部を連結するフロントクロスビーム４３と、同ビーム状部材４２，４２の中央部を連結するセンタクロスビーム４４とが固着されて構成されている。ここで、前記各ビーム状部材４２，４２は、側面視略山形状の前部から下り勾配で後方に延びる中央部を経て真直に延びる後部に至る形状とされ、その前部中央部には配管・配線等を通すための所要の切欠き４５が、その後部にはカウンタウエイト取着用のボルト挿通孔（図示省略）がそれぞれ設けられている。また、フロントクロスビーム４３は、所要部位が折り曲げられた板材にて一対のビーム状部材４２，４２の間を塞ぐように形成されてなり、前方より見てその中央部には配管・配線等を通すための所要の切欠き４６が設けられている。なお、図３中符号４０にて示されるのは、上部旋回体５の旋回中心である
【００２４】
このメインフレーム部３１には、各ビーム状部材４２の前頂部に形成されたピン挿通孔４７を両側に備えるクレビス形のブーム支持部５１と、各ビーム状部材４２の基底前端部およびその基底前端部と相似形状で中央寄りに対向配置で固設されるブラケット部材５０のそれぞれに形成されたピン挿通孔４８を両側に備えるクレビス形のブームシリンダ支持部５２と、それらブームシリンダ支持部５２，５２の中間位置に配されて両側にピン挿通孔４９，４９を備えるクレビス形のアシストシリンダ支持部５３が形成されている。ここで、両ブームシリンダ支持部５２，５２およびアシストシリンダ支持部５３におけるそれぞれのピン挿通孔４８，４９の中心は同軸線上に配されている。こうして、各支持部の旋回フレーム３０からのオーバハング量が抑えられ、コンパクトな構造とされている。また、アシストシリンダ支持部５３のピン挿通孔４９の内径Ｄ_Ａは、ブームシリンダ支持部５２のピン挿通孔４８の内径Ｄ_Ｂに比し小さめに設定されている。こうして、加工・組立作業を容易に行なうことができるようにされている。
【００２５】
前記左サブフレーム部３２は、前記基板部材４１に連設される底板６１上にキャブ７を支持する支持台６２が固設されてなり、この支持台６２は、略鞍形状の箱型構造物であって、この支持台６２には、その前後に後述するアキュムレータ８５を通すための切欠き６３が、その内部に前記切欠き４５および切欠き４６を介して外部と連通する空間６４が、その上方に前記ダブル平行リンク機構２０を取着するためのブラケット６２ａがそれぞれ形成されている。また、この支持台６２の前方には、内部にユーティリティースペース６５ａが形成されてなる左デッキ部６５が、ホームポジション位置におけるキャブ７の背面近傍まで延びるように、当該左サブフレーム部３２に一体に固着されている。
【００２６】
前記ブーム１３は、上凸の側面視略ブーメラン形状に形成された箱型構造物であって、その基端部が前記ブーム支持部５１にピン７５で連結されている。このブーム１３の屈曲部位（図４中記号Ｑで示される部位）には、ピン７６がその両側面から突出するように設けられるとともに、ピン挿通孔７１を両側に備えるクレビス形のアシストシリンダ取付ブラケット７２がその内折れ面（図４中記号Ｒで示される面）から突出するように形成されている。
【００２７】
前記各ブームシリンダ１６は、ボトム部に一山クレビス形の支持部を、ロッド先端部にピン挿通孔をそれぞれ有する複動式の油圧シリンダであって、ボトム部が前記ピン７６を介してブーム１３に連結されるとともに、ロッド先端部がピン７７を介して前記ブームシリンダ支持部５２に連結されている。一方、前記アシストシリンダ１８は、ブームシリンダ１６と同構造の油圧シリンダであって、ボトム部がピン７８を介してアシストシリンダ支持部５３に連結されるとともに、ロッド先端部がピン７９を介して前記アシストシリンダ取付ブラケット７２に連結されている。なお、本実施形態においては、ブームシリンダ１６のボア径とアシストシリンダ１８のボア径とが、同一（または略同一）とされている。こうして、アシストシリンダ１８と後述のアキュムレータ８５との協働による、位置エネルギ回収の際の回収量を向上させるとともに、再生時のアシスト力を増大させて、燃費低減率を向上させるようにされている。
【００２８】
前記センタクロスビーム４４には、ブラケット８０を介してメインバルブ８１が取着されている。このメインバルブ８１は、ブームシリンダ１６，１６の作動を制御するブーム用切換弁８１ａおよびその他複数の切換弁が連設構造にて一体に構成されてなるものである。このメインバルブ８１において、前記ブーム用切換弁８１ａは、そのタンクポートおよびポンプポートが、それぞれ作動油タンク８２および図示省略される油圧ポンプに接続されるとともに、各給排ポートが、配管手段８７を介して各ブームシリンダ１６の各ポートと接続されている。こうして、ブーム用切換弁８１ａの切換操作により、各ブームシリンダ１６における各ポートへの油圧ポンプからの圧油の流路を切り換えてブームシリンダ１６，１６を伸縮作動させるようにされている。なお、本実施形態おいて、前記油圧ポンプは、図示省略されるエンジンによって駆動されるとともに、吐出圧と吐出量との積が一定となるように制御されている。
【００２９】
前記旋回フレーム３０における作業機６の取着部位近傍には、ピストン型のアキュムレータ（蓄圧器）８５が設けられている。このアキュムレータ８５は、前記支持台６２に形成された切欠き６３，６３にその後端部を通すように、また前記デッキ部６５におけるユーティリティスペース６５ａにその前端部を配するようにして、左サブフレーム部３２からデッキ部６５に亘って載置され、所要箇所Ｕボルト８６にて左サブフレーム部３２の底板６１に固定されている。このアキュムレータ８５の後端に設けられている出入ポートは、配管手段８８を介してアシストシリンダ１８のボトム側ポートに接続されている。なお、アシストシリンダ１８のヘッド側ポートは、配管手段８９を介して作動油タンク８２に接続されている。そして、ブーム１３の伏臥動作時にアシストシリンダ１８のボトム側油室から送出される圧油がアキュムレータ８５に蓄えられるとともに、ブーム１３の起立動作時にアキュムレータ８５に蓄えられた圧油がアシストシリンダ１８のボトム側油室に供給されるようになっている。こうして、作業機６が持つ位置エネルギを油圧エネルギに変換して回収するとともに、この回収したエネルギを利用してブーム１３の起立動作を補助するようにされている。
【００３０】
なおここで、前記配管手段８７は、ブーム用切換弁８１ａの各給排ポートからブーム１３上面を経て各ブームシリンダ１６，１６の各ポートに至る経路に、前記配管手段８８は、アキュムレータ８５の出入ポートから、空間６４、切欠き４５および切欠き４６を経てアシストシリンダ１８のボトム側ポートに至る経路に、前記配管手段８９は、アシストシリンダ１８のヘッド側ポートから切欠き４６を経て作動油タンク８２至る経路に、いずれの配管手段も機械的運動が行われる部位（例えば図４中記号ｒ_１，ｒ_２，ｒ_３で示される部分）には所要の曲げ半径を設けて自由度を持たせた高圧ゴムホースが、機械的運動が行なわれない固定部位には金属管が、接続部位には管継手部材（エルボ、フランジ、ティース等）がそれぞれ配設されてなるものである。
【００３１】
図７（ａ）（ｂ）には、ブーム廻りにおけるモーメントアームの変化の様子をスケルトンで表わした図が示されている。また、図８には、作業機のモーメント特性線図（ａ）およびモーメントアーム特性線図（ｂ）が、図９には、アシストシリンダ作動圧特性線図（ａ）およびブームシリンダ保持圧（作動圧）特性線図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００３２】
本実施形態において、ピン７５を中心とするブーム１３の回動支点７５ａ（以下、「ブーム回動支点７５ａ」という。）廻りにおける作業機６のモーメントは、アーム１４を所定の状態位置で固定してクラムシェルバケット１５を垂下させた条件下ではブーム１３の起伏動作によってのみ変化し、ブーム１３の起立状態位置（Ｈ：図１参照）と伏臥状態位置（Ｌ：同図参照）との間において作業機重心とブーム回動支点７５ａとの距離が最大となる中立状態位置（Ｍ：同図参照）のときに最大となり、その中立状態位置（Ｍ）からブーム１３を起立また伏臥させるに伴い減少する特性となっている（図８（ａ）参照）。また、ブームシリンダ１６，１６の推力をブーム駆動力として合理的に働かせるために、ブームシリンダ１６，１６の作用線Ｆ_Ｂ（当該ブームシリンダ１６の軸心と一致）とブーム回動支点７５ａとの距離で定義されるモーメントアームＬ_Ｂは、作業機モーメントの増減変化に略追随して伸縮変化するように関係付けられている（図８（ｂ）の曲線Ａ参照）。また、アシストシリンダ１８の作動圧は、アキュムレータ８５の特性上、アシストシリンダ１８が最収縮したときが最大で、シリンダの伸長に伴い減少する特性となっている（図９（ａ）参照）。
【００３３】
さらに、本実施形態では、アシストシリンダ１８の作用線Ｆ_Ａ（当該アシストシリンダ１８の軸心と一致）とブーム回動支点７５ａとの距離で定義されるモーメントアームＬ_Ａの特性が、ブーム１３の上方回動動作時にアシストシリンダ１８の作動圧特性に対して対称的な特性を示すようにするために、アシストシリンダ１８に係るモーメントアームＬ_Ａの特性をブームシリンダ１６に係るモーメントアームＬ_Ｂの特性に対して遅れ位相で追随させるようにされている（図８（ｂ）および図９（ａ）参照）。つまり、ブーム１３の起立動作時においてアシストシリンダ１８の軸心がブームシリンダ１６の軸心に対して所要の位相で後退するように、ピン７８，７９を中心とするアシストシリンダ１８の取付支点７８ａ，７９ａが設定されている。
【００３４】
以上に述べたように構成される作業機械１において、オペレータは、キャブ７内の作業機操作レバー（図示せず）を操作することにより、図１に示されるようにブーム１３およびアーム１４を作動させて作業機６の屈曲起伏動作を行い、またクラムシェルバケット１５を作動させて貨物船Ｓにおける船倉Ｓ’内の積荷を掴み上げ、また上部旋回体５による旋回運動にて当該作業機械１の側方位置にある図示されないホッパまで積荷を搬出して投入するといった陸揚作業を実施する。また、オペレータは、船倉Ｓ’内部を見渡すために、キャブ７を適宜移動させる。また、陸揚作業中において、ブーム１３（作業機６）の伏臥動作時にはアシストシリンダ１８から送出される圧油がアキュムレータ８５に蓄積されて作業機６が持つ位置エネルギが油圧エネルギに変換されて回収される。一方、ブーム１３（作業機６）の起立動作時にはその蓄積された圧油がアシストシリンダ１８に供給されて、ブーム１３にアシストシリンダ１８からの上方回動力が付与される。こうして、作業機６が持つ位置エネルギを回収するとともに、この回収した位置エネルギを再生して省エネ運転を行なう。
【００３５】
本実施形態によれば、ブーム１３の起立動作時において、アシストシリンダ１８に係るモーメントアームＬ_Ａ特性がアシストシリンダ１８の作動圧特性に対して対称的な特性を示すようにされ、これによりアシストシリンダ１８からブーム１３に付与される上方回動力が平準化されるので、ブームシリンダ１６，１６の保持圧を全体的に低く抑えることができるとともに、その変動幅も抑制することができる。これにより、油圧ポンプの吐出量を高水準で略一定に保つことができるので、操作性を良好に保ちつつ作業機スピードを向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る作業機械の作業状態を表わす側面図である。
【図２】図２は、移動可能なキャブとダブル平行リンク機構を表わす図である。
【図３】図３は、本実施形態における作業機の位置エネルギ回収・再生装置の構造説明図である。
【図４】図４は、図３のＹ−Ｙ視断面図である。
【図５】図５は、図３のＰ部拡大図である。
【図６】図６は、旋回フレームの正面図である。
【図７】図７は、ブーム廻りにおけるモーメントアームの変化の様子をスケルトンで表わした図である。
【図８】図８は、作業機のモーメント特性線図（ａ）およびモーメントアーム特性線図（ｂ）である。
【図９】図９は、アシストシリンダ作動圧特性線図（ａ）およびブームシリンダ保持圧（作動圧）特性線図（ｂ）である。
【図１０】図１０は、従来の作業機の位置エネルギ回収・再生装置の構造説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　　　　作業機械
５　　　　　　　　　　　　　　　　上部旋回体
６　　　　　　　　　　　　　　　　作業機
１３　　　　　　　　　　　　　　　ブーム
１６　　　　　　　　　　　　　　　ブームシリンダ
１８　　　　　　　　　　　　　　　アシストシリンダ
３０　　　　　　　　　　　　　　　旋回フレーム
３１　　　　　　　　　　　　　　　メインフレーム
５１　　　　　　　　　　　　　　　ブーム支持部
５２　　　　　　　　　　　　　　　ブームシリンダ支持部
５３　　　　　　　　　　　　　　　アシストシリンダ支持部
７２　　　　　　　　　　　　　　　アシストシリンダ取付ブラケット
７５，７６，７７，７８，７９　　　ピン
８５　　　　　　　　　　　　　　　アキュムレータ
Ｌ_Ａ　　　　　　　　　　　　　　　モーメントアーム（アシストシリンダ）
Ｌ_Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　モーメントアーム（ブームシリンダ）
Ｆ_Ａ　　　　　　　　　　　　　　　作用線（アシストシリンダ）
Ｆ_Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　作用線（ブームシリンダ）

Claims

支持体に基端部が枢着されその支持体に対して上下方向に回動可能に設けられるブームを有してなる作業機と、前記支持体およびブームにそれぞれ一端部および他端部が回動可能に連結されてそのブームを上下方向に回動駆動するブームシリンダと、前記支持体およびブームにそれぞれ一端部および他端部が回動可能に連結されてそのブームの上方回動動作を補助するアシストシリンダと、前記ブームの下方回動動作時に前記アシストシリンダから送出される圧油を蓄積するアキュムレータを備える作業機の位置エネルギ回収・再生装置において、
前記アシストシリンダを、その軸心が前記ブームの上方回動動作時に前記ブームシリンダの軸心に対して後退する位置に配されるように設けることを特徴とする作業機の位置エネルギ回収・再生装置。
前記ブームシリンダの一端部および前記アシストシリンダの一端部は、前記支持体に対してそれぞれ同軸線上に配されるピンにより連結される請求項１に記載の作業機の位置エネルギ回収・再生装置。