JP2016080106A - Hydraulic drive system for construction machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic drive system for a construction machine capable of effectively utilizing energy accumulated on a flywheel.SOLUTION: The hydraulic drive system for a construction machine includes a pump 21 for supplying hydraulic fluid to an actuator and connected to an assist motor 22, a regenerative motor 23 connected to a flywheel 24 directly or via a gear, a first regeneration switching valve 61 for switching between a collection position for guiding the hydraulic fluid discharged from the actuator to the regenerative motor and a no-collection position for not guiding it to the regenerative motor, and a second regeneration switching valve 62 for switching between an energy release position for guiding the hydraulic fluid discharged from the regenerative motor to the assist motor and an energy accumulation/hold position for guiding it to a tank, and a replenishing line for allowing the hydraulic fluid to flow into the regenerative motor when the first regeneration switching valve is at the no-collection position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、建設機械の油圧駆動システムに関する。   The present invention relates to a hydraulic drive system for a construction machine.

油圧ショベルや油圧クレーンのような建設機械では、油圧駆動システムによって各部が駆動される。このような油圧駆動システムでは、アクチュエータからタンクに戻される作動油を利用してエネルギを回生することが行われている。   In a construction machine such as a hydraulic excavator or a hydraulic crane, each part is driven by a hydraulic drive system. In such a hydraulic drive system, energy is regenerated using hydraulic oil returned from the actuator to the tank.

例えば、特許文献1には、油圧ショベルのブーム下げ時にエネルギを回収し、回収したエネルギをブーム上げ時に利用するように構成された油圧駆動システムが開示されている。具体的に、この油圧駆動システムでは、回生モータがクラッチを介してフライホイールと連結されている。そして、ブーム下げ時には、クラッチがオンとされた状態でブームシリンダから排出される作動油が回生モータに導かれる。これにより、ブーム下げ時のエネルギがフライホイールに回転運動として蓄積される。   For example, Patent Document 1 discloses a hydraulic drive system configured to recover energy when the boom of a hydraulic excavator is lowered and to use the recovered energy when the boom is raised. Specifically, in this hydraulic drive system, the regenerative motor is connected to the flywheel via a clutch. When the boom is lowered, the hydraulic oil discharged from the boom cylinder with the clutch turned on is guided to the regenerative motor. Thereby, the energy at the time of boom lowering is accumulate | stored as a rotational motion in a flywheel.

一方、蓄積されたエネルギは、ブーム上げ時に利用される。具体的に、ブーム上げ時には、クラッチがオンとされることにより、回生モータがポンプとして機能する。これにより、回生モータから吐出された作動油が、メインポンプから吐出された作動油と合流してブームシリンダに供給される。   On the other hand, the stored energy is used when the boom is raised. Specifically, when the boom is raised, the regenerative motor functions as a pump by turning on the clutch. As a result, the hydraulic oil discharged from the regenerative motor merges with the hydraulic oil discharged from the main pump and is supplied to the boom cylinder.

特開2008−138439号公報JP 2008-138439 A

しかしながら、特許文献1に開示された油圧駆動システムのように回生モータとフライホイールとの間にクラッチが設けられている場合には、クラッチがオンとされるときに滑りによってエネルギが熱となって消費される。また、クラッチの存在によって、構成が複雑でコストが高くなるばかりでなく、故障も発生し易い。さらに、蓄積されたエネルギが利用されるのはブーム上げ時であるので、ブーム下げ操作が行われてから次のブーム上げ操作が行われるまでに、蓄積されたエネルギがフライホイールの摩擦等で徐々に減少する。   However, when a clutch is provided between the regenerative motor and the flywheel as in the hydraulic drive system disclosed in Patent Document 1, the energy becomes heat due to slipping when the clutch is turned on. Is consumed. Further, the presence of the clutch not only makes the configuration complicated and increases the cost, but also causes a failure. Further, since the accumulated energy is used when the boom is raised, the accumulated energy is gradually increased by the friction of the flywheel or the like after the boom lowering operation is performed until the next boom raising operation is performed. To decrease.

そこで、本発明は、フライホイールに蓄積したエネルギを有効に利用することが可能な建設機械の油圧駆動システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a hydraulic drive system for a construction machine that can effectively use energy accumulated in a flywheel.

前記課題を解決するために、本発明の建設機械の油圧駆動システムは、アクチュエータに作動油を供給する、アシストモータと連結されたポンプと、フライホイールと直接的にまたはギヤを介して連結された回生モータと、前記アクチュエータから排出される作動油を前記回生モータに導く回収位置と前記回生モータに導かない非回収位置との間で切り換えられる第1回生切換弁と、前記回生モータから排出される作動油を前記アシストモータに導くエネルギ放出位置とタンクに導くエネルギ蓄積・保持位置との間で切り換えられる第2回生切換弁と、前記第1回生切換弁が前記非回収位置に位置するときに、前記回生モータへの作動油の流入を可能とする補給ラインと、を備える、ことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a hydraulic drive system for a construction machine according to the present invention is connected to a pump connected to an assist motor, supplying hydraulic oil to an actuator, and to a flywheel directly or via a gear. A regenerative motor; a first regenerative switching valve that switches between a recovery position that guides hydraulic oil discharged from the actuator to the regenerative motor and a non-recovery position that does not lead to the regenerative motor; and the regenerative motor that discharges the regenerative motor A second regenerative switching valve that is switched between an energy release position that leads hydraulic oil to the assist motor and an energy storage / holding position that leads to the tank; and the first regenerative switching valve is located at the non-recovery position, And a replenishment line that allows the hydraulic oil to flow into the regenerative motor.

上記の構成によれば、第1回生切換弁を回収位置、第2回生切換弁をエネルギ蓄積・保持位置に切り換えれば、アクチュエータから排出される作動油で回生モータを駆動することができる。これにより、フライホイールにエネルギを蓄積することができる。フライホイールは回生モータと直接的にまたはギヤを介して連結されているので、フライホイールと回生モータの間で滑りは生じない。従って、フライホイールと回生モータの間でエネルギが伝達されるときに、エネルギが無駄に消費されることがない。しかも、クラッチがないので、構成が簡単でコストが低く、かつ、故障も発生し難い。   According to the above configuration, when the first regeneration switching valve is switched to the recovery position and the second regeneration switching valve is switched to the energy storage / holding position, the regeneration motor can be driven by the hydraulic oil discharged from the actuator. Thereby, energy can be stored in the flywheel. Since the flywheel is connected to the regenerative motor directly or via a gear, no slip occurs between the flywheel and the regenerative motor. Therefore, when energy is transmitted between the flywheel and the regenerative motor, energy is not wasted. In addition, since there is no clutch, the configuration is simple, the cost is low, and failure is unlikely to occur.

一方、第1回生切換弁を非回収位置、第2回生切換弁をエネルギ放出位置に切り換えれば、回生モータをポンプとして機能させることができる。そして、回生モータから吐出された作動油は、ポンプと連結されたアシストモータに導かれるので、蓄積されたエネルギをポンプの駆動力として使用することができる。すなわち、本発明では、エネルギの蓄積後に直ちに蓄積したエネルギを利用することができ、フライホイールの摩擦等でエネルギを失う量を極力減らすことができる。   On the other hand, if the first regeneration switching valve is switched to the non-recovery position and the second regeneration switching valve is switched to the energy release position, the regeneration motor can function as a pump. Since the hydraulic oil discharged from the regenerative motor is guided to the assist motor connected to the pump, the accumulated energy can be used as the driving force of the pump. That is, in the present invention, the energy stored immediately after the energy storage can be used, and the amount of energy lost due to the friction of the flywheel can be reduced as much as possible.

前記アクチュエータは、旋回モータであり、前記第1回生切換弁は、旋回減速時以外は前記非回収位置に維持され、旋回減速時に前記回収位置に切り換えられてもよい。この構成によれば、旋回減速時のエネルギを回生することができる。   The actuator may be a turning motor, and the first regeneration switching valve may be maintained at the non-recovery position except during turning deceleration, and may be switched to the collecting position during turning deceleration. According to this structure, the energy at the time of turning deceleration can be regenerated.

上記の油圧駆動システムは、前記旋回モータに対する作動油の供給および排出を制御する旋回制御弁であって、旋回減速時には旋回減速前の位置を維持するように構成された旋回制御弁を備え、前記第1回生切換弁は、前記旋回制御弁からタンクへ延びるタンクラインに設けられており、前記非回収位置では作動油をタンクに導いてもよい。この構成によれば、旋回速度をゼロよりも大きな値に減少させる旋回減速時でもエネルギを積極的に回生することができる。   The hydraulic drive system is a turning control valve that controls supply and discharge of hydraulic oil to and from the turning motor, and includes a turning control valve configured to maintain a position before turning deceleration during turning deceleration, The first regeneration switching valve may be provided in a tank line extending from the turning control valve to the tank, and the hydraulic oil may be guided to the tank at the non-recovery position. According to this configuration, energy can be actively regenerated even during turning deceleration in which the turning speed is reduced to a value greater than zero.

前記回生モータは、傾転角が変更可能な可変容量型のモータであり、上記の油圧駆動システムは、前記回生モータの傾転角を調整する回生モータレギュレータと、前記第1回生切換弁が前記回収位置に位置するときに、前記旋回モータの回転数が高くなるほど前記回生モータの傾転角が大きくなるように、前記回生モータレギュレータを制御する制御装置と、を備えてもよい。この構成によれば、旋回速度に応じた適切な回収を行うことができる。   The regenerative motor is a variable displacement motor whose tilt angle can be changed, and the hydraulic drive system includes a regenerative motor regulator that adjusts the tilt angle of the regenerative motor, and the first regenerative switching valve includes the regenerative motor. And a controller that controls the regenerative motor regulator so that the tilt angle of the regenerative motor increases as the rotation speed of the swing motor increases when the revolving motor is positioned. According to this configuration, appropriate collection according to the turning speed can be performed.

上記の油圧駆動システムは、前記旋回モータと接続された一対の旋回ラインと、前記一対の旋回ライン同士を接続する橋架路であって、互いに逆向きに一対のリリーフ弁が設けられた橋架路と、前記一対のリリーフ弁のそれぞれをバイパスする、逆止弁が設けられたバイパス路と、前記アシストモータの出口からタンクへ延びるタンクラインであって、0.1MPa以上のクラッキング圧を有する逆止弁が設けられたタンクラインと、前記橋架路における前記一対のリリーフ弁の間の部分と前記タンクラインにおける前記逆止弁よりも上流側部分とを接続する中継ラインと、を備えてもよい。この構成によれば、アシストモータから排出される作動油の圧力を0.1MPa以上と若干高く維持することができるとともに、その若干高く維持された圧力を旋回モータへの補給に利用することができる。   The hydraulic drive system described above includes a pair of turning lines connected to the turning motor, and a bridge connecting the pair of turning lines, and a bridge provided with a pair of relief valves in opposite directions. A bypass passage provided with a check valve, which bypasses each of the pair of relief valves, and a tank line extending from the outlet of the assist motor to the tank, the check valve having a cracking pressure of 0.1 MPa or more And a relay line connecting a portion between the pair of relief valves in the bridge and a portion upstream of the check valve in the tank line. According to this configuration, the pressure of the hydraulic oil discharged from the assist motor can be maintained at a slightly high level of 0.1 MPa or more, and the pressure maintained at a slightly high level can be used for replenishing the swing motor. .

前記アクチュエータは、ブームシリンダであり、前記第1回生切換弁は、ブーム下げ時以外は前記非回収位置に維持され、ブーム下げ時に前記回収位置に切り換えられてもよい。この構成によれば、ブーム下げ時のエネルギを回生することができる。   The actuator may be a boom cylinder, and the first regeneration switching valve may be maintained at the non-recovery position except when the boom is lowered, and may be switched to the recovery position when the boom is lowered. According to this structure, the energy at the time of boom lowering can be regenerated.

前記回生モータは、傾転角が変更可能な可変容量型のモータであり、上記の油圧駆動システムは、前記回生モータの傾転角を調整する回生モータレギュレータと、前記第1回生切換弁が前記回収位置に位置するときに、ブーム操作弁から出力されるパイロット圧が大きくなるほど前記回生モータの傾転角が大きくなるように、前記回生モータレギュレータを制御する制御装置と、を備えてもよい。この構成によれば、ブーム下げの速度に応じた適切な回収を行うことができる。   The regenerative motor is a variable displacement motor whose tilt angle can be changed, and the hydraulic drive system includes a regenerative motor regulator that adjusts the tilt angle of the regenerative motor, and the first regenerative switching valve includes the regenerative motor. And a control device that controls the regenerative motor regulator so that the tilt angle of the regenerative motor increases as the pilot pressure output from the boom operation valve increases when located in the recovery position. According to this configuration, appropriate collection according to the speed of boom lowering can be performed.

前記アシストモータは、傾転角が変更可能な可変容量型のモータであり、上記の油圧駆動システムは、前記アシストモータの傾転角を調整するアシストモータレギュレータと、前記フライホイールの回転が停止したときに前記アシストモータの傾転角が実質的にゼロになるように、前記アシストモータレギュレータを制御する制御装置と、を備えてもよい。この構成によれば、フライホイールにエネルギが蓄積されていないときに、アシストモータがポンプとして機能することを防止できる。   The assist motor is a variable displacement motor whose tilt angle can be changed, and the hydraulic drive system includes an assist motor regulator that adjusts the tilt angle of the assist motor, and rotation of the flywheel is stopped. And a control device for controlling the assist motor regulator so that the tilt angle of the assist motor is substantially zero. According to this configuration, the assist motor can be prevented from functioning as a pump when energy is not accumulated in the flywheel.

前記建設機械は、走行体と、前記走行体にベアリングを介して支持された旋回体を含み、前記フライホイールは、前記走行体内に配置された旋回用リングギヤに沿うリング状の形状を有し、前記回生モータに取り付けられたギヤと噛み合う内歯を含んでもよい。この構成によれば、比較的に重量の大きなフライホイールを採用することができ、エネルギの蓄積量を増大させることができる。   The construction machine includes a traveling body and a revolving body supported by the traveling body via a bearing, and the flywheel has a ring shape along a turning ring gear disposed in the traveling body, An internal tooth that meshes with a gear attached to the regenerative motor may be included. According to this configuration, a relatively heavy flywheel can be employed, and the amount of energy stored can be increased.

前記建設機械は、走行体と、前記走行体にベアリングを介して支持された旋回体を含み、前記フライホイールは、前記旋回体内で、前記回生モータと直接的に連結されていてもよい。この構成によれば、コンパクトな構造のフライホイールを採用することができる。   The construction machine may include a traveling body and a revolving body supported by the traveling body via a bearing, and the flywheel may be directly connected to the regenerative motor in the revolving body. According to this configuration, a flywheel having a compact structure can be employed.

本発明によれば、フライホイールに蓄積したエネルギを有効に利用することが可能である。   According to the present invention, it is possible to effectively use the energy accumulated in the flywheel.

本発明の第1実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a hydraulic drive system according to a first embodiment of the present invention. 建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。It is a side view of the hydraulic excavator which is an example of a construction machine. (a)はフライホイールの1つのレイアウトを示す油圧ショベルの断面図、(b)はフライホイールの他のレイアウトを示す油圧ショベルの断面図である。(A) is sectional drawing of the hydraulic shovel which shows one layout of a flywheel, (b) is sectional drawing of the hydraulic shovel which shows the other layout of a flywheel. 旋回モータ回転数と回生モータ傾転角の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a rotation motor rotational speed and a regeneration motor tilt angle. 旋回操作弁からのパイロット圧と電磁比例弁の二次圧の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pilot pressure from a turning operation valve, and the secondary pressure of an electromagnetic proportional valve. 第1実施形態の変形例の油圧駆動システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hydraulic drive system of the modification of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hydraulic drive system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hydraulic drive system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hydraulic drive system which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the hydraulic drive system which concerns on 5th Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
図1に、本発明の第1実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム1Aを示し、図2に、その油圧駆動システム1Aが搭載された建設機械10を示す。図2に示す建設機械10は油圧ショベルであるが、本発明は、油圧クレーンなどの他の建設機械にも適用可能である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a hydraulic drive system 1A for a construction machine according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a construction machine 10 on which the hydraulic drive system 1A is mounted. The construction machine 10 shown in FIG. 2 is a hydraulic excavator, but the present invention is also applicable to other construction machines such as a hydraulic crane.

建設機械10は、図3(a)に示すように、走行体11と、走行体11にベアリング18Aを介して支持された旋回体12を含む。旋回体12内には、旋回モータ16が配置されており、走行体11内には、旋回モータ16に取り付けられたギヤ16aと噛み合う旋回用リングギヤ19が配置されている。   As shown in FIG. 3A, the construction machine 10 includes a traveling body 11 and a revolving body 12 supported by the traveling body 11 via a bearing 18A. A turning motor 16 is arranged in the turning body 12, and a turning ring gear 19 that meshes with a gear 16 a attached to the turning motor 16 is arranged in the traveling body 11.

本実施形態では、建設機械10が自走式の油圧ショベルであるが、建設機械10が船舶に搭載される油圧ショベルである場合には、運転室を含む旋回体12が船体に旋回可能に支持される。   In this embodiment, the construction machine 10 is a self-propelled hydraulic excavator. However, when the construction machine 10 is a hydraulic excavator mounted on a ship, the revolving body 12 including the cab is supported so as to be turnable on the hull. Is done.

図2に戻って、旋回体12には、ブーム10aが揺動可能に連結されている。さらに、ブーム10aの先端にはアーム10bが揺動可能に連結され、アーム10bの先端にはバケット10cが揺動可能に連結されている。ブーム10a、アーム10bおよびバケット10cは、それぞれブームシリンダ13、アームシリンダ14およびバケットシリンダ15により作動させられる。   Returning to FIG. 2, the boom 10 a is swingably connected to the revolving structure 12. Further, an arm 10b is swingably connected to the tip of the boom 10a, and a bucket 10c is swingably connected to the tip of the arm 10b. The boom 10a, the arm 10b, and the bucket 10c are operated by the boom cylinder 13, the arm cylinder 14, and the bucket cylinder 15, respectively.

図1に示すように、上述した旋回モータ16およびシリンダ13〜15ならびに図略の左右一対の走行モータを含むアクチュエータには、メインポンプ21から作動油が供給される。本実施形態の油圧駆動システム1Aは、旋回減速時のエネルギを回生することができるように構成されたものである。そのため、図1では、旋回モータ16以外のアクチュエータを省略している。また、通常は、メインポンプ21としてダブルポンプが採用されるが、本件明細書では、説明の便宜上、そのダブルポンプを1つのメインポンプ21として説明する。   As shown in FIG. 1, hydraulic oil is supplied from a main pump 21 to the actuator including the turning motor 16 and cylinders 13 to 15 and a pair of left and right traveling motors (not shown). The hydraulic drive system 1A of the present embodiment is configured to regenerate energy during turning deceleration. Therefore, in FIG. 1, actuators other than the turning motor 16 are omitted. In general, a double pump is adopted as the main pump 21, but in the present specification, for convenience of explanation, the double pump is described as one main pump 21.

メインポンプ21は、エンジン17と連結されており、エンジン17により駆動される。また、メインポンプ21は、アシストモータ22と連結されている。   The main pump 21 is connected to the engine 17 and is driven by the engine 17. The main pump 21 is connected to the assist motor 22.

メインポンプ21は、傾転角が変更可能な可変容量型のポンプ(斜板ポンプまたは斜軸ポンプ)であり、その傾転角はメインポンプレギュレータ21aにより調整される。メインポンプレギュレータ21aは、制御装置9により制御される。なお、図1では、図面の簡略化のために、一部の制御線のみを描いている。例えば、メインポンプ21が斜板ポンプである場合、メインポンプレギュレータ21aは、ポンプの斜板と連結されたスプールに作用する油圧を電気的に変更するものであってもよいし、ポンプの斜板と連結された電動アクチュエータであってもよい。   The main pump 21 is a variable displacement pump (swash plate pump or oblique shaft pump) whose tilt angle can be changed, and the tilt angle is adjusted by the main pump regulator 21a. The main pump regulator 21 a is controlled by the control device 9. In FIG. 1, only a part of the control lines is drawn for simplification of the drawing. For example, when the main pump 21 is a swash plate pump, the main pump regulator 21a may electrically change the hydraulic pressure acting on a spool connected to the swash plate of the pump. It may be an electric actuator connected to the.

アシストモータ22は、本実施形態では、固定容量型のモータである。タンク30からアシストモータ22の入口へは供給ライン34が延びており、アシストモータ22の出口からタンク30へはタンクライン36が延びている。供給ライン34には、通常のクラッキング圧(0.1MPa以下)を有する逆止弁35が設けられており、タンクライン36には、0.1MPa以上の高いクラッキング圧を有する逆止弁37が設けられている。   In the present embodiment, the assist motor 22 is a fixed capacity type motor. A supply line 34 extends from the tank 30 to the inlet of the assist motor 22, and a tank line 36 extends from the outlet of the assist motor 22 to the tank 30. The supply line 34 is provided with a check valve 35 having a normal cracking pressure (0.1 MPa or less), and the tank line 36 is provided with a check valve 37 having a high cracking pressure of 0.1 MPa or more. It has been.

メインポンプ21からはタンク30へブリードライン31が延びている。なお、図1では、ブリードライン31の上流側部分のみを描いている。ブリードライン31上には、旋回制御弁41を含む複数の制御弁が配置されている。ブリードライン31からはパラレルライン32が分岐しており、このパラレルライン32を通じて全ての制御弁へ作動油が導かれる。   A bleed line 31 extends from the main pump 21 to the tank 30. In FIG. 1, only the upstream portion of the bleed line 31 is depicted. A plurality of control valves including a turning control valve 41 are arranged on the bleed line 31. A parallel line 32 branches from the bleed line 31, and hydraulic oil is guided to all control valves through the parallel line 32.

旋回制御弁41は、旋回モータ16に対する作動油の供給および排出を制御する。具体的に、旋回制御弁41は、一対の旋回ライン51,52により旋回モータ16と接続されている。また、旋回制御弁41からは、タンク30へタンクライン33が延びている。   The turning control valve 41 controls supply and discharge of hydraulic oil to the turning motor 16. Specifically, the turning control valve 41 is connected to the turning motor 16 by a pair of turning lines 51 and 52. A tank line 33 extends from the turning control valve 41 to the tank 30.

一対の旋回ライン51,52同士は、橋架路53によって接続されている。橋架路53には、互いに逆向きに一対のリリーフ弁54が設けられている。旋回ライン51,52間には、各リリーフ弁54をパイパスするようにバイパス路55が設けられており、各バイパス路55には逆止弁56が設けられている。橋架路53におけるリリーフ弁54の間の部分は、中継ライン57によって、アシストモータ22の出口とつながる上述したタンクライン36における逆止弁37よりも上流側部分と接続されている。   The pair of turning lines 51 and 52 are connected to each other by a bridge 53. The bridge 53 is provided with a pair of relief valves 54 in opposite directions. A bypass passage 55 is provided between the turning lines 51 and 52 so as to bypass each relief valve 54, and a check valve 56 is provided in each bypass passage 55. A portion of the bridge 53 between the relief valves 54 is connected to a portion upstream of the check valve 37 in the tank line 36 connected to the outlet of the assist motor 22 by a relay line 57.

本実施形態では、旋回制御弁41が、旋回減速時には旋回減速前の位置を維持するように構成されている。具体的に、旋回制御弁41は、一対のパイロットポートを有し、これらのパイロットポートはそれぞれ電磁比例弁42,43と接続されている。電磁比例弁42,43にはサブポンプ25から作動油が供給され、電磁比例弁42,43は、制御装置9から送給される電流に応じた大きさの二次圧を旋回制御弁41のパイロットポートへ出力する。   In the present embodiment, the turning control valve 41 is configured to maintain the position before turning deceleration during turning deceleration. Specifically, the turning control valve 41 has a pair of pilot ports, and these pilot ports are connected to electromagnetic proportional valves 42 and 43, respectively. The hydraulic proportional valves 42, 43 are supplied with hydraulic fluid from the sub pump 25, and the electromagnetic proportional valves 42, 43 apply a secondary pressure of a magnitude corresponding to the current supplied from the control device 9 to the pilot of the swing control valve 41. Output to the port.

制御装置9は、旋回操作弁44から出力される左旋回パイロット圧PLを計測する第1圧力計91と、旋回操作弁44から出力される右旋回パイロット圧PRを計測する第2圧力計92と接続されている。旋回操作弁44は、操作レバーを含み、操作レバーの操作量に応じた大きさのパイロット圧(PLまたはPR)を出力する。   The control device 9 includes a first pressure gauge 91 that measures the left turning pilot pressure PL output from the turning operation valve 44 and a second pressure gauge 92 that measures the right turning pilot pressure PR output from the turning operation valve 44. Connected with. The turning operation valve 44 includes an operation lever and outputs a pilot pressure (PL or PR) having a magnitude corresponding to the operation amount of the operation lever.

図5に示すように、制御装置9は、左旋回パイロット圧PLが上昇するとき(すなわち、左旋回加速時)、および左旋回パイロット圧PLが一定のとき(すなわち、等速左旋回時)は、左旋回パイロット圧PLの大きさに応じた電流を左旋回用の電磁比例弁42へ送給する。これにより、電磁比例弁42からは、左旋回パイロット圧PLと比例する二次圧が出力される。一方、左旋回パイロット圧PLが下降するとき(すなわち、左旋回減速時)には、制御装置9は、電磁比例弁42へ送給する電流を変化させず、旋回減速前の電流を維持する。これにより、旋回減速中は電磁比例弁42から出力される二次圧が変化せず、旋回制御弁41が旋回減速前の位置に維持される。左旋回パイロット圧PLがゼロになれば、制御装置9は電磁比例弁42へ送給する電流をゼロにする。   As shown in FIG. 5, when the left turn pilot pressure PL increases (that is, when the left turn pilot pressure PL is increased) and when the left turn pilot pressure PL is constant (ie, when the left turn pilot pressure PL is constant), as shown in FIG. Then, a current corresponding to the magnitude of the left-turn pilot pressure PL is supplied to the electromagnetic proportional valve 42 for left-turn. As a result, the secondary pressure proportional to the left-turn pilot pressure PL is output from the electromagnetic proportional valve 42. On the other hand, when the left turn pilot pressure PL decreases (that is, during left turn deceleration), the control device 9 does not change the current supplied to the electromagnetic proportional valve 42 and maintains the current before the turn deceleration. As a result, the secondary pressure output from the electromagnetic proportional valve 42 does not change during turning deceleration, and the turning control valve 41 is maintained at the position before turning deceleration. When the left-turn pilot pressure PL becomes zero, the control device 9 sets the current supplied to the electromagnetic proportional valve 42 to zero.

同様に、制御装置9は、右旋回パイロット圧PRが上昇するとき(すなわち、右旋回加速時)、および右旋回パイロット圧PRが一定のとき(すなわち、等速右旋回時)は、右旋回パイロット圧PRの大きさに応じた電流を右旋回用の電磁比例弁43へ送給する。これにより、電磁比例弁43からは、右旋回パイロット圧PRと比例する二次圧が出力される。一方、右旋回パイロット圧PRが下降するとき(すなわち、右旋回減速時)には、制御装置9は、電磁比例弁43へ送給する電流を変化させず、旋回減速前の電流を維持する。これにより、旋回減速中は電磁比例弁43から出力される二次圧が変化せず、旋回制御弁41が旋回減速前の位置に維持される。右旋回パイロット圧PRがゼロになれば、制御装置9は電磁比例弁43へ送給する電流をゼロにする。   Similarly, when the right turn pilot pressure PR increases (that is, during right turn acceleration) and when the right turn pilot pressure PR is constant (that is, during constant speed right turn), the control device 9 performs the same operation. Then, a current corresponding to the magnitude of the right turn pilot pressure PR is supplied to the electromagnetic proportional valve 43 for right turn. As a result, a secondary pressure proportional to the right turn pilot pressure PR is output from the electromagnetic proportional valve 43. On the other hand, when the right turn pilot pressure PR decreases (that is, during right turn deceleration), the control device 9 does not change the current supplied to the electromagnetic proportional valve 43 and maintains the current before turning deceleration. To do. As a result, the secondary pressure output from the electromagnetic proportional valve 43 does not change during turning deceleration, and the turning control valve 41 is maintained at the position before turning deceleration. When the right turning pilot pressure PR becomes zero, the control device 9 sets the current supplied to the electromagnetic proportional valve 43 to zero.

図1に戻って、旋回制御弁41からタンク30へ延びるタンクライン33には、第1回生切換弁61が設けられている。第1回生切換弁61は、第1回生路71により回生モータ23と接続されている。   Returning to FIG. 1, a first regeneration switching valve 61 is provided in the tank line 33 extending from the turning control valve 41 to the tank 30. The first regeneration switching valve 61 is connected to the regeneration motor 23 by a first regeneration path 71.

回生モータ23は、フライホイール24と直接的にまたはギヤを介して連結されている。回生モータ23がフライホイール24とギヤを介して連結される場合、例えば、図3(a)に示すように、フライホイール24は、上述した旋回用リングギヤ19に沿うリング状の形状を有し、回生モータ23に取り付けられたギヤ23bと噛み合う内歯24aを含んでもよい。例えば、フライホイール24は、走行体11内で、ベアリング18Bによって回転可能に支持される。この場合、回生モータ23は旋回体12に取り付けられていてもよいが、走行体11に取り付けられていることが望ましい。この構成であれば、比較的に重量の大きなフライホイール24を採用することができ、エネルギの蓄積量を増大させることができる。   The regenerative motor 23 is connected to the flywheel 24 directly or via a gear. When the regenerative motor 23 is connected to the flywheel 24 via a gear, for example, as shown in FIG. 3A, the flywheel 24 has a ring shape along the above-described turning ring gear 19. An internal tooth 24 a that meshes with a gear 23 b attached to the regenerative motor 23 may be included. For example, the flywheel 24 is rotatably supported in the traveling body 11 by the bearing 18B. In this case, the regenerative motor 23 may be attached to the revolving body 12, but is preferably attached to the traveling body 11. If it is this structure, the flywheel 24 with comparatively big weight can be employ | adopted, and the accumulation amount of energy can be increased.

あるいは、フライホイール24は、例えば、図3(b)に示すように、旋回体12内の任意の位置(例えばエンジンルーム12a内)で、回生モータ23と直接的に連結されていてもよい。この構成であれば、コンパクトな構造のフライホイール24を採用することができる。   Alternatively, the flywheel 24 may be directly connected to the regenerative motor 23 at an arbitrary position in the revolving structure 12 (for example, in the engine room 12a), for example, as shown in FIG. If it is this structure, the flywheel 24 of a compact structure is employable.

図1に戻って、第1回生切換弁61は、旋回モータ16から排出される作動油を、回生モータ23に導く回収位置(図1の右位置)と、回生モータ23に導かずにタンク30に導く非回収位置(図1の左位置)との間で切り換えられる。第1回生切換弁61は、制御装置9により制御される。上述したように、本実施形態は、旋回減速時のエネルギを回生することを目的としたものである。このため、制御装置9は、第1回生切換弁61を、旋回減速時以外は非回収位置に維持し、旋回減速時に回収位置に切り換える。   Returning to FIG. 1, the first regenerative switching valve 61 includes a collection position (right position in FIG. 1) for guiding the hydraulic oil discharged from the swing motor 16 to the regenerative motor 23, and the tank 30 without being guided to the regenerative motor 23. To the non-recovery position (left position in FIG. 1). The first regeneration switching valve 61 is controlled by the control device 9. As described above, the present embodiment is intended to regenerate energy during turning deceleration. For this reason, the control device 9 maintains the first regeneration switching valve 61 at the non-recovery position except during turning deceleration, and switches to the collecting position during turning deceleration.

本実施形態では、第1回生切換弁61が、回収位置で、タンクライン33の上流側部分と第1回生路71との連通度合およびタンクライン33の上流側部分とタンクライン33の下流側部分との連通度合、を変更できるように構成されている。すなわち、回収位置では、旋回モータ16から排出される作動油が回生モータ23だけでなくタンク30にも導かれることがある。タンクライン33の上流側部分に対する第1回生路71および下流側部分の連通度合は、例えば、旋回モータ16の回転数と回生モータ23の回転数に基づいて制御される。   In the present embodiment, the first regenerative switching valve 61 is, at the collection position, the degree of communication between the upstream portion of the tank line 33 and the first regenerative passage 71 and the upstream portion of the tank line 33 and the downstream portion of the tank line 33. The degree of communication with can be changed. That is, at the recovery position, the hydraulic oil discharged from the turning motor 16 may be guided not only to the regenerative motor 23 but also to the tank 30. The degree of communication between the first regeneration path 71 and the downstream portion with respect to the upstream portion of the tank line 33 is controlled based on, for example, the rotational speed of the swing motor 16 and the rotational speed of the regenerative motor 23.

なお、第1回生切換弁61は、必ずしも図1に示すような単一の弁である必要はない。例えば、第1回生路71がタンクライン33から分岐していて、第1回生切換弁61が、タンクライン33の下流側部分および第1回生路71に設けられた一対の電気式可変絞りで構成されていてもよい。   The first regeneration switching valve 61 is not necessarily a single valve as shown in FIG. For example, the first regeneration path 71 is branched from the tank line 33, and the first regeneration switching valve 61 is constituted by a downstream portion of the tank line 33 and a pair of electric variable throttles provided in the first regeneration path 71. May be.

回生モータ23は、第2回生路72により第2回生切換弁62と接続されている。第2回生切換弁62からは、第3回生路73がタンク30へ延びている。また、第2回生切換弁62は、第4回生路74によって、アシストモータ22の入口とつながる上述した供給ライン34における逆止弁35が作動可能な側、すなわち、逆止弁35よりも下流側部分と接続されている。   The regenerative motor 23 is connected to the second regenerative switching valve 62 by a second regenerative path 72. A third regeneration path 73 extends from the second regeneration switching valve 62 to the tank 30. Further, the second regeneration switching valve 62 is a side on which the check valve 35 can be operated in the supply line 34 connected to the inlet of the assist motor 22 by the fourth regeneration path 74, that is, downstream of the check valve 35. Connected with the part.

第2回生切換弁62は、回生モータ23から排出される作動油を、アシストモータ22に導くエネルギ放出位置(図1の右位置)と、アシストモータ22に導かずにタンク30に導くエネルギ蓄積・保持位置(図1の左位置)との間で切り換えられる。本実施形態では、エネルギ蓄積・保持位置では、第2回生切換弁62が第4回生路74をブロックする。第2回生切換弁62は、制御装置9により制御される。本実施形態では、制御装置9が、第2回生切換弁62を、旋回減速前および旋回減速中はエネルギ蓄積・保持位置に維持し、旋回減速後にエネルギ放出位置に切り換える。ただし、第2回生切換弁62は、少なくとも旋回減速時にエネルギ蓄積・保持位置に維持されればよい。   The second regenerative switching valve 62 has an energy release position (right position in FIG. 1) for guiding hydraulic oil discharged from the regenerative motor 23 to the assist motor 22 and energy storage / It is switched between the holding position (left position in FIG. 1). In the present embodiment, the second regeneration switching valve 62 blocks the fourth regeneration path 74 at the energy storage / holding position. The second regeneration switching valve 62 is controlled by the control device 9. In the present embodiment, the control device 9 maintains the second regeneration switching valve 62 at the energy storage / holding position before and during the turn deceleration, and switches to the energy release position after the turn deceleration. However, the second regeneration switching valve 62 may be maintained at the energy accumulation / holding position at least during turning deceleration.

本実施形態では、第2回生切換弁62が、エネルギ放出位置で、第2回生路72と第4回生路74との連通度合および第2回生路72と第3回生路73との連通度合、を変更できるように構成されている。すなわち、エネルギ放出位置では、回生モータ23から排出される作動油がアシストモータ22だけでなくタンク30にも導かれることがある。第2回生路72に対する第4回生路74および第3回生路73の連通度合は、例えば、アシストモータ22の回転数および回生モータ23の回転数に基づいて制御される。   In the present embodiment, the second regeneration switching valve 62 is, at the energy release position, the degree of communication between the second regeneration path 72 and the fourth regeneration path 74 and the degree of communication between the second regeneration path 72 and the third regeneration path 73. It is configured to be able to change. That is, at the energy release position, the hydraulic oil discharged from the regenerative motor 23 may be guided not only to the assist motor 22 but also to the tank 30. The degree of communication of the fourth regeneration path 74 and the third regeneration path 73 with respect to the second regeneration path 72 is controlled based on, for example, the rotation speed of the assist motor 22 and the rotation speed of the regeneration motor 23.

さらに、本実施形態では、第2回生切換弁62が、第5回生路75により第1回生路71と接続されている。また、第1回生路71には、第5回生路75がつながる位置よりも上流側に逆止弁63が設けられている。   Further, in the present embodiment, the second regeneration switching valve 62 is connected to the first regeneration path 71 by the fifth regeneration path 75. Further, the first regeneration path 71 is provided with a check valve 63 upstream of the position where the fifth regeneration path 75 is connected.

第2回生切換弁62は、エネルギ蓄積・保持位置では第5回生路75をブロックする一方、エネルギ放出位置では第5回生路75を第3回生路73と連通させる。第2回生切換弁62がエネルギ放出位置に位置するのは旋回減速後であり、このときには第1回生切換弁61は非回収位置に位置する。このため、旋回モータ16から排出される作動油は回生モータ23に導かれない。しかしながら、第2回生切換弁62がエネルギ放出位置に位置するときは、第5回生路75が第3回生路73と連通し、タンク30から回生モータ23に作動油が導かれる。すなわち、第5回生路75および第3回生路73は、第1回生切換弁61が非回収位置に位置するときに、回生モータ23への作動油の流入を可能とする補給ライン8を構成する。   The second regeneration switching valve 62 blocks the fifth regeneration path 75 at the energy storage / holding position, and allows the fifth regeneration path 75 to communicate with the third regeneration path 73 at the energy release position. The second regenerative switching valve 62 is located at the energy release position after the turning deceleration, and at this time, the first regenerative switching valve 61 is located at the non-recovery position. For this reason, the hydraulic oil discharged from the turning motor 16 is not guided to the regenerative motor 23. However, when the second regeneration switching valve 62 is located at the energy release position, the fifth regeneration path 75 communicates with the third regeneration path 73 and the hydraulic oil is guided from the tank 30 to the regeneration motor 23. That is, the fifth regeneration path 75 and the third regeneration path 73 constitute the supply line 8 that allows the hydraulic oil to flow into the regeneration motor 23 when the first regeneration switching valve 61 is located at the non-recovery position. .

回生モータ23は、傾転角が変更可能な可変容量型のモータ(斜板モータまたは斜軸モータ)であり、その傾転角は回生モータレギュレータ23aにより調整される。回生モータレギュレータ23aは、制御装置9により制御される。例えば、回生モータ23が斜板モータである場合、回生モータレギュレータ23aは、モータの斜板と連結されたスプールに作用する油圧を電気的に変更するものであってもよいし、モータの斜板と連結された電動アクチュエータであってもよい。   The regenerative motor 23 is a variable capacity motor (swash plate motor or slant shaft motor) whose tilt angle can be changed, and the tilt angle is adjusted by a regenerative motor regulator 23a. The regenerative motor regulator 23 a is controlled by the control device 9. For example, when the regenerative motor 23 is a swash plate motor, the regenerative motor regulator 23a may electrically change the hydraulic pressure acting on a spool connected to the swash plate of the motor. It may be an electric actuator connected to the.

より詳しくは、制御装置9は、旋回モータ16の回転数を計測する回転数センサ93と接続されている。そして、制御装置9は、第1回生切換弁61が回収位置に位置するときに、図4に示すように、旋回モータ16の回転数が高くなるほど回生モータ23の傾転角が大きくなるように、回生モータレギュレータ23aを制御する。   More specifically, the control device 9 is connected to a rotation speed sensor 93 that measures the rotation speed of the turning motor 16. Then, when the first regenerative switching valve 61 is located at the recovery position, the control device 9 increases the tilt angle of the regenerative motor 23 as the rotational speed of the swing motor 16 increases as shown in FIG. The regenerative motor regulator 23a is controlled.

次に、油圧駆動システム1Aの動作を説明する。   Next, the operation of the hydraulic drive system 1A will be described.

第1回生切換弁61は、旋回減速時以外は、非回収位置に維持される。このため、旋回加速時および等速旋回時は、旋回モータ16から排出される作動油は、タンクライン33を通じてタンク30へ戻される。なお、上述したように、旋回減速前は、第2回生切換弁62はエネルギ蓄積・保持位置に維持される。   The first regeneration switching valve 61 is maintained in the non-recovery position except during turning deceleration. For this reason, during turning acceleration and constant speed turning, the hydraulic oil discharged from the turning motor 16 is returned to the tank 30 through the tank line 33. As described above, the second regenerative switching valve 62 is maintained at the energy accumulation / holding position before the turning deceleration.

旋回減速時は、旋回制御弁41が旋回減速前の位置に維持される。このため、タンクライン33に流入する作動油の量は変化しない。一方、旋回減速時は、第2回生切換弁62がエネルギ蓄積・保持位置に維持されたままで、第1回生切換弁61が回収位置に切り換えられる。これにより、旋回モータ16から排出される作動油で回生モータ23を駆動することができ、フライホイール24にエネルギを蓄積することができる。回生モータ23を回転させる負荷によって、旋回体12が減速される。   During turning deceleration, the turning control valve 41 is maintained at the position before turning deceleration. For this reason, the amount of hydraulic oil flowing into the tank line 33 does not change. On the other hand, at the time of turning deceleration, the first regeneration switching valve 61 is switched to the recovery position while the second regeneration switching valve 62 is maintained at the energy storage / holding position. Thereby, the regenerative motor 23 can be driven by the hydraulic oil discharged from the turning motor 16, and energy can be stored in the flywheel 24. The swivel body 12 is decelerated by the load that rotates the regenerative motor 23.

旋回体12が減速して停止したとき、あるいは旋回操作弁44の操作レバーが中立位置に戻されるか中間位置で停止されて、旋回減速操作が終了すると、制御装置9は、第1回生切換弁61を非回収位置に切り換える。その後、任意のタイミングで、例えばメインポンプ21の圧力がある値以上のときに、第2回生切換弁62をエネルギ放出位置に切り換える。これにより、回生モータ23の入口が第1回生路71の一部、第5回生路75および第3回生路73を通じてタンク30と連通し、回生モータ23の出口が第2回生路72、第4回生路74および供給ライン34の一部を通じてアシストモータ22の入口と連通する。従って、回生モータ23をポンプとして機能させることができる。そして、回生モータ23から吐出された作動油は、メインポンプ21と連結されたアシストモータ22に導かれるので、蓄積されたエネルギをメインポンプ21の駆動力として使用することができる。フライホイール24に蓄積されたエネルギが全て放出される、あるいは再度の旋回減速操作が行われると、第2回生切換弁62はエネルギ蓄積・保持位置に戻される。   When the turning body 12 decelerates and stops, or when the operation lever of the turning operation valve 44 is returned to the neutral position or is stopped at the intermediate position, and the turning deceleration operation is finished, the control device 9 performs the first regeneration switching valve. 61 is switched to the non-recovery position. Thereafter, at an arbitrary timing, for example, when the pressure of the main pump 21 is equal to or higher than a certain value, the second regeneration switching valve 62 is switched to the energy release position. Thereby, the inlet of the regeneration motor 23 communicates with the tank 30 through a part of the first regeneration path 71, the fifth regeneration path 75, and the third regeneration path 73, and the outlet of the regeneration motor 23 is the second regeneration path 72, the fourth regeneration path. The regenerative path 74 and a part of the supply line 34 communicate with the inlet of the assist motor 22. Therefore, the regenerative motor 23 can function as a pump. The hydraulic oil discharged from the regenerative motor 23 is guided to the assist motor 22 connected to the main pump 21, so that the accumulated energy can be used as the driving force of the main pump 21. When all of the energy accumulated in the flywheel 24 is released or the turning deceleration operation is performed again, the second regenerative switching valve 62 is returned to the energy accumulation / holding position.

なお、回生モータ23の回転速度が小さくなったり回生モータ23が停止すると、メインポンプ21と連結されたアシストモータ22はポンプとして機能することになるが、供給ライン34およびタンクライン36を通じて作動油を循環させるのに必要な動力はそれほど大きくないため、特に問題ではない。   When the rotation speed of the regenerative motor 23 decreases or the regenerative motor 23 stops, the assist motor 22 connected to the main pump 21 functions as a pump. However, hydraulic oil is supplied through the supply line 34 and the tank line 36. The power required to circulate is not so big, so it is not a problem.

さらに、アシストモータ22がポンプとして機能するときの動力を最小化するために、アシストモータ22とエンジン軸との間にワンウェイクラッチや電磁クラッチなどのクラッチを設けてもよい。   Furthermore, in order to minimize the power when the assist motor 22 functions as a pump, a clutch such as a one-way clutch or an electromagnetic clutch may be provided between the assist motor 22 and the engine shaft.

以上説明したように、本実施形態の油圧駆動システム1Aでは、フライホイール24が回生モータ23と直接的にまたはギヤを介して連結されているので、フライホイール24と回生モータ23の間で滑りは生じない。従って、フライホイール24と回生モータ23の間でエネルギが伝達されるときに、エネルギが無駄に消費されることがない。しかも、クラッチがないので、構成が簡単でコストが低く、かつ、故障も発生し難い。   As described above, in the hydraulic drive system 1A of the present embodiment, since the flywheel 24 is connected to the regenerative motor 23 directly or via a gear, slippage between the flywheel 24 and the regenerative motor 23 is not caused. Does not occur. Therefore, when energy is transmitted between the flywheel 24 and the regenerative motor 23, energy is not wasted. In addition, since there is no clutch, the configuration is simple, the cost is low, and failure is unlikely to occur.

さらに、本実施形態では、蓄積されたエネルギがメインポンプ21の駆動力として使用される。すなわち、蓄積されたエネルギは、ブームシリンダ13やアームシリンダ14などの全てのアクチュエータの駆動に利用される。従って、エネルギの蓄積後に直ちに蓄積したエネルギを利用することができ、フライホイール24の摩擦等でエネルギを失う量は極く僅かである。   Furthermore, in this embodiment, the stored energy is used as the driving force for the main pump 21. That is, the accumulated energy is used for driving all actuators such as the boom cylinder 13 and the arm cylinder 14. Therefore, the stored energy can be used immediately after the energy is stored, and the amount of energy lost due to friction of the flywheel 24 is very small.

また、本実施形態では、旋回モータ16の回転数が高くなるほど回生モータ23の傾転角が大きくされるので、旋回速度に応じた適切な回収を行うことができる。   In the present embodiment, the tilt angle of the regenerative motor 23 is increased as the rotational speed of the swing motor 16 is increased, so that appropriate recovery according to the swing speed can be performed.

また、本実施形態では、中継ライン57によって、橋架路53におけるリリーフ弁54の間の部分とタンクライン36における逆止弁37よりも上流側部分とが接続されているので、アシストモータ22から排出される作動油の圧力を0.1MPa以上と若干高く維持することができるとともに、その若干高く維持された圧力を旋回モータ16への補給に利用することができる。   Further, in the present embodiment, the relay line 57 connects the portion between the relief valve 54 in the bridge 53 and the upstream portion of the tank line 36 with respect to the check valve 37. The pressure of the hydraulic fluid to be maintained can be maintained as high as 0.1 MPa or more, and the pressure maintained at a high level can be used for replenishment to the swing motor 16.

<変形例>
図1に示す構成に対しては、種々の変形が可能である。以下、図6を参照して、第1実施形態の変形例を説明する。なお、図6では、図面の簡略化のために、制御装置9および電磁比例弁42,43などを省略している。
<Modification>
Various modifications can be made to the configuration shown in FIG. Hereinafter, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the control device 9 and the electromagnetic proportional valves 42 and 43 are omitted for simplification of the drawing.

第1実施形態では、旋回制御弁41が旋回減速時に旋回減速前の位置を維持される。すなわち、旋回減速時には、旋回モータ16へ供給される作動油は規制されない。そこで、旋回減速時に旋回モータ16への作動油の供給を規制できるように、パラレルライン32における旋回制御弁41への分岐部に電気式可変絞り65が設けられていてもよい。   In the first embodiment, the turning control valve 41 is maintained at the position before turning deceleration during turning deceleration. In other words, the hydraulic oil supplied to the turning motor 16 is not restricted during turning deceleration. Therefore, an electric variable throttle 65 may be provided at the branch portion of the parallel line 32 to the turning control valve 41 so that the supply of hydraulic oil to the turning motor 16 can be restricted during turning deceleration.

また、アシストモータ22は、傾転角が変更可能な可変容量型のモータ(斜板モータまたは斜軸モータ)であり、その傾転角はアシストモータレギュレータ22aにより調整されてもよい。例えば、制御装置9は、アシストモータレギュレータ22aを、フライホイール24の回転が停止したときにアシストモータ22の傾転角が実質的にゼロ(例えば、2度以下)となるように制御する。この構成であれば、フライホイール24にエネルギが蓄積されていないときに、アシストモータ22がポンプとして機能することを防止できる。なお、この変形例は、後述する第2〜第5実施形態にも適用可能である。   The assist motor 22 is a variable capacity motor (swash plate motor or oblique shaft motor) whose tilt angle can be changed, and the tilt angle may be adjusted by an assist motor regulator 22a. For example, the control device 9 controls the assist motor regulator 22a so that the tilt angle of the assist motor 22 becomes substantially zero (for example, 2 degrees or less) when the rotation of the flywheel 24 is stopped. With this configuration, it is possible to prevent the assist motor 22 from functioning as a pump when energy is not accumulated in the flywheel 24. This modification can also be applied to second to fifth embodiments described later.

第1回生路71における逆止弁63よりも下流側部分からタンク30へは、逆止弁64が設けられた第6回生路76が延びていてもよい(図例では、第6回生路76の上流側端部が第3回生路73と合流し、第6回生路76の下流側端部が第5回生路75と合流しているが、それらは別々であってもよい)。この場合、第1回生切換弁61が非回収位置に切り換えられても回生モータ23へは第6回生路76を通じて作動油の流入が可能である。すなわち、第6回生路76が単独で補給ライン8として機能する。このため、第2回生切換弁62を、第1回生切換弁61が非回収位置に切り換えられてから比較的に早いタイミングでエネルギ放出位置に切り換える必要がない。また、第5回生路75を省略して、第2回生切換弁62を4ポートから3ポートに変更することも可能である。なお、この変形例は、後述する第2〜第5実施形態にも適用可能である(ただし、第3実施形態では、第1回生切換弁の符号を61から67に、第2回生切換弁の符号を62から68に読み替える)。   A sixth regeneration path 76 provided with a check valve 64 may extend from the downstream side of the check valve 63 in the first regeneration path 71 to the tank 30 (in the illustrated example, the sixth regeneration path 76). The upstream end of the first regenerator merges with the third regeneration path 73 and the downstream end of the sixth regenerative path 76 merges with the fifth regeneration path 75, but they may be separate). In this case, even if the first regeneration switching valve 61 is switched to the non-recovery position, the hydraulic oil can flow into the regeneration motor 23 through the sixth regeneration path 76. That is, the sixth regeneration path 76 functions alone as the supply line 8. For this reason, it is not necessary to switch the second regeneration switching valve 62 to the energy release position at a relatively early timing after the first regeneration switching valve 61 is switched to the non-recovery position. It is also possible to omit the fifth regeneration path 75 and change the second regeneration switching valve 62 from 4 ports to 3 ports. This modification can also be applied to second to fifth embodiments described later (however, in the third embodiment, the first regeneration switching valve is changed from 61 to 67 and the second regeneration switching valve is The code is changed from 62 to 68).

(第2実施形態)
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム1Bを説明する。なお、本実施形態および後述する第3〜第5実施形態において、第1実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 7, a hydraulic drive system 1B for a construction machine according to a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment and third to fifth embodiments to be described later, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態では、旋回制御弁41のパイロットポートが旋回操作弁44と接続されている。すなわち、旋回制御弁41は、常に、旋回操作弁44の操作レバーの操作量に応じて移動する。なお、図示は省略するが、旋回操作弁44と旋回制御弁41の間のパイロットラインには、図1と同様に、第1および第2圧力計91,92が設けられている。図略の制御装置9は、第1実施形態と同様に、第1および第2圧力計91,92で計測されるパイロット圧PL,PRの変化によって旋回減速時等を判定する。   In the present embodiment, the pilot port of the turning control valve 41 is connected to the turning operation valve 44. That is, the turning control valve 41 always moves according to the operation amount of the operation lever of the turning operation valve 44. Although not shown, the pilot line between the swing operation valve 44 and the swing control valve 41 is provided with first and second pressure gauges 91 and 92 as in FIG. The control device 9 (not shown) determines when the vehicle is decelerated based on changes in the pilot pressures PL and PR measured by the first and second pressure gauges 91 and 92, as in the first embodiment.

また、本実施形態では、旋回ライン51,52間に、旋回ライン51,52のどちらかを選択するための切換弁66が設けられている。切換弁66は、本実施形態では電磁弁(ソレノイドバルブ)であるが、単なる高圧選択弁であってもよい。   In the present embodiment, a switching valve 66 for selecting either of the turning lines 51 and 52 is provided between the turning lines 51 and 52. The switching valve 66 is an electromagnetic valve (solenoid valve) in the present embodiment, but may be a simple high pressure selection valve.

さらに、本実施形態では、第1回生切換弁61が旋回制御弁41から延びるタンクライン33に設けられておらず、抽出路77により切換弁66と接続されている。第1回生切換弁61は、図略の制御装置9により、旋回減速時以外は抽出路77をブロックする非回収位置に維持される。すなわち、第1回生切換弁61は、非回収位置では旋回モータ16から排出される作動油を回生モータ23に導かない。   Further, in the present embodiment, the first regeneration switching valve 61 is not provided in the tank line 33 extending from the turning control valve 41, and is connected to the switching valve 66 through the extraction path 77. The first regenerative switching valve 61 is maintained at a non-recovery position where the extraction path 77 is blocked by a control device 9 (not shown) except during turning deceleration. That is, the first regenerative switching valve 61 does not guide the hydraulic oil discharged from the turning motor 16 to the regenerative motor 23 at the non-recovery position.

一方、旋回減速時は、図略の制御装置9は、旋回ライン51,52のうち旋回モータ16から排出される作動油が流れる旋回ラインを抽出路77と連通させるように切換弁66を切り換えるとともに、第1回生切換弁61を、抽出路77を第1回生路71と連通させる回収位置に切り換える。   On the other hand, during turning deceleration, the control device 9 (not shown) switches the switching valve 66 so that the turning line through which the hydraulic oil discharged from the turning motor 16 flows is connected to the extraction path 77. Then, the first regeneration switching valve 61 is switched to the collection position where the extraction path 77 is communicated with the first regeneration path 71.

本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、第1実施形態のように、第1回生切換弁61が旋回制御弁41から延びるタンクライン33に設けられていれば、旋回速度をゼロよりも大きな値に減少させる旋回減速時でもエネルギを積極的に回生することができる。   Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained. However, as in the first embodiment, if the first regenerative switching valve 61 is provided in the tank line 33 extending from the turning control valve 41, energy can be saved even during turning deceleration that reduces the turning speed to a value larger than zero. Can regenerate actively.

(第3実施形態)
次に、図8を参照して、本発明の第2実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム1Cを説明する。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 8, a hydraulic drive system 1C for a construction machine according to a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の油圧駆動システム1Cは、ブーム下げ時のエネルギを回生することができるように構成されたものである。そのため、図8では、ブームシリンダ13以外のアクチュエータを省略している。   The hydraulic drive system 1C of the present embodiment is configured to regenerate energy when the boom is lowered. Therefore, in FIG. 8, actuators other than the boom cylinder 13 are omitted.

メインポンプ21から延びるブリードライン31上には、ブーム制御弁45が配置されている。ブーム制御弁45は、ブームシリンダ13に対する作動油の供給および排出を制御する。具体的に、ブーム制御弁45は、一対のブームライン58,59によりブームシリンダ13と接続されている。また、ブーム制御弁45からは、タンク30へタンクライン38が延びている。   A boom control valve 45 is disposed on the bleed line 31 extending from the main pump 21. The boom control valve 45 controls supply and discharge of hydraulic oil to the boom cylinder 13. Specifically, the boom control valve 45 is connected to the boom cylinder 13 by a pair of boom lines 58 and 59. A tank line 38 extends from the boom control valve 45 to the tank 30.

ブーム制御弁45のパイロットポートは、ブーム操作弁46と接続されている。ブーム操作弁46は、操作レバーを含み、操作レバーの操作量に応じた大きさのパイロット圧を出力する。このため、ブーム制御弁45は、ブーム操作弁46の操作レバーの操作量に応じて移動する。ブーム操作弁46とブーム制御弁45の間のパイロットラインの一方には、ブーム下げ時にブーム操作弁46から出力されるパイロット圧を計測する圧力計94が設けられている。圧力計94は、制御装置9と接続されている。なお、図8では、図面の簡略化のために、一部の制御線のみを描いている。制御装置9は、圧力計94で計測されるパイロット圧がゼロよりも大きくなったときに、ブーム下げ時であると判定する。   The pilot port of the boom control valve 45 is connected to the boom operation valve 46. The boom operation valve 46 includes an operation lever and outputs a pilot pressure having a magnitude corresponding to the operation amount of the operation lever. For this reason, the boom control valve 45 moves according to the operation amount of the operation lever of the boom operation valve 46. One of the pilot lines between the boom operation valve 46 and the boom control valve 45 is provided with a pressure gauge 94 for measuring the pilot pressure output from the boom operation valve 46 when the boom is lowered. The pressure gauge 94 is connected to the control device 9. In FIG. 8, only some control lines are drawn for the sake of simplicity. The control device 9 determines that the boom is being lowered when the pilot pressure measured by the pressure gauge 94 becomes greater than zero.

本実施形態では、ブーム制御弁45から延びるタンクライン38に第1回生切換弁67が設けられている。第1回生切換弁67は、第1回生路71により回生モータ23と接続されている。また、回生モータ23は、第2回生路72により第2回生切換弁68と接続されている。なお、第1回生切換弁67と第2回生切換弁68の間および第2回生切換弁68とタンク30の間の回路構成は、図1と同様であるので、図1と同様の符号を付してその説明は省略する。第1回生切換弁67は、必ずしもタンクライン38に設けられている必要はなく、ブームシリンダ13のヘッド側につながるブームライン58に設けられていてもよい。   In the present embodiment, a first regeneration switching valve 67 is provided on the tank line 38 extending from the boom control valve 45. The first regeneration switching valve 67 is connected to the regeneration motor 23 by a first regeneration path 71. The regenerative motor 23 is connected to the second regenerative switching valve 68 through a second regenerative path 72. The circuit configurations between the first regeneration switching valve 67 and the second regeneration switching valve 68 and between the second regeneration switching valve 68 and the tank 30 are the same as those in FIG. The description is omitted. The first regeneration switching valve 67 is not necessarily provided in the tank line 38 and may be provided in the boom line 58 connected to the head side of the boom cylinder 13.

第1回生切換弁67は、ブームシリンダ13から排出される作動油を、回生モータ23に導く回収位置(図8の右位置)と、回生モータ23に導かずにタンク30に導く非回収位置(図8の左位置)との間で切り換えられる。第1回生切換弁67は、制御装置9により制御される。上述したように、本実施形態は、ブーム下げ時のエネルギを回生することを目的としたものである。このため、制御装置9は、第1回生切換弁67を、ブーム下げ時以外は非回収位置に維持し、ブーム下げ時に回収位置に切り換える。   The first regenerative switching valve 67 has a collection position (right position in FIG. 8) that guides hydraulic oil discharged from the boom cylinder 13 to the regenerative motor 23 and a non-recovery position that leads to the tank 30 without being led to the regenerative motor 23. (The left position in FIG. 8). The first regeneration switching valve 67 is controlled by the control device 9. As described above, the present embodiment is intended to regenerate energy when the boom is lowered. For this reason, the control device 9 maintains the first regeneration switching valve 67 at the non-recovery position except when the boom is lowered, and switches to the recovery position when the boom is lowered.

本実施形態では、第1回生切換弁67が、回収位置で、タンクライン38の上流側部分と第1回生路71との連通度合およびタンクライン38の上流側部分とタンクライン38の下流側部分との連通度合、を変更できるように構成されている。すなわち、回収位置では、ブームシリンダ13から排出される作動油が回生モータ23だけでなくタンク30にも導かれることがある。タンクライン38の上流側部分に対する第1回生路71および下流側部分の連通度合は、例えば、回生モータ23の回転数あるいはブーム操作弁46のパイロット圧に基づいて制御される。   In the present embodiment, the first regeneration switching valve 67 is, at the collection position, the degree of communication between the upstream portion of the tank line 38 and the first regeneration path 71, and the upstream portion of the tank line 38 and the downstream portion of the tank line 38. The degree of communication with can be changed. That is, at the recovery position, the hydraulic oil discharged from the boom cylinder 13 may be guided not only to the regenerative motor 23 but also to the tank 30. The degree of communication between the first regeneration path 71 and the downstream portion with respect to the upstream portion of the tank line 38 is controlled based on, for example, the number of revolutions of the regeneration motor 23 or the pilot pressure of the boom operation valve 46.

なお、第1回生切換弁67は、必ずしも図8に示すような単一の弁である必要はない。例えば、第1回生路71がタンクライン38から分岐していて、第1回生切換弁67が、タンクライン38の下流側部分および第1回生路71に設けられた一対の電気式可変絞りで構成されていてもよい。   The first regeneration switching valve 67 is not necessarily a single valve as shown in FIG. For example, the first regeneration path 71 is branched from the tank line 38, and the first regeneration switching valve 67 is configured by a downstream portion of the tank line 38 and a pair of electric variable throttles provided in the first regeneration path 71. May be.

第2回生切換弁68は、回生モータ23から排出される作動油を、アシストモータ22に導くエネルギ放出位置(図8の右位置)と、アシストモータ22に導かずにタンク30に導くエネルギ蓄積・保持位置(図8の左位置)との間で切り換えられる。本実施形態では、エネルギ蓄積・保持位置では、第2回生切換弁68が第4回生路74をブロックする。第2回生切換弁68は、制御装置9により制御される。本実施形態では、制御装置9が、第2回生切換弁68を、ブーム下げ前およびブーム下げ中はエネルギ蓄積・保持位置に維持し、ブーム下げ後にエネルギ放出位置に切り換える。ただし、第2回生切換弁68は、少なくともブーム下げ時にエネルギ蓄積・保持位置に維持されればよい。   The second regenerative switching valve 68 has an energy release position (right position in FIG. 8) for guiding hydraulic oil discharged from the regenerative motor 23 to the assist motor 22, and an energy storage / It is switched between the holding position (left position in FIG. 8). In the present embodiment, the second regeneration switching valve 68 blocks the fourth regeneration path 74 at the energy storage / holding position. The second regeneration switching valve 68 is controlled by the control device 9. In the present embodiment, the control device 9 maintains the second regeneration switching valve 68 at the energy storage / holding position before and during the boom lowering, and switches to the energy discharging position after the boom lowering. However, the second regeneration switching valve 68 may be maintained at the energy accumulation / holding position at least when the boom is lowered.

本実施形態では、第2回生切換弁68が、エネルギ放出位置で、第2回生路72と第4回生路74との連通度合および第2回生路72と第3回生路73との連通度合、を変更できるように構成されている。すなわち、エネルギ放出位置では、回生モータ23から排出される作動油がアシストモータ22だけでなくタンク30にも導かれることがある。第2回生路72に対する第4回生路74および第3回生路73の連通度合は、例えば、アシストモータ22の回転数に基づいて制御される。   In the present embodiment, the second regeneration switching valve 68 is, at the energy release position, the degree of communication between the second regeneration path 72 and the fourth regeneration path 74 and the degree of communication between the second regeneration path 72 and the third regeneration path 73. It is configured to be able to change. That is, at the energy release position, the hydraulic oil discharged from the regenerative motor 23 may be guided not only to the assist motor 22 but also to the tank 30. The degree of communication of the fourth regeneration path 74 and the third regeneration path 73 with respect to the second regeneration path 72 is controlled based on, for example, the rotational speed of the assist motor 22.

本実施形態では、制御装置9が、回生モータ23の傾転角を調整する回生モータレギュレータ23aを、第1回生切換弁67が回収位置に位置するときに、ブーム操作弁46から出力されるパイロット圧が大きくなるほど回生モータ23の傾転角が大きくなるように制御する。   In the present embodiment, the control device 9 is a pilot that is output from the boom operation valve 46 when the first regeneration switching valve 67 is positioned at the recovery position. Control is performed so that the tilt angle of the regenerative motor 23 increases as the pressure increases.

次に、油圧駆動システム1Cの動作を説明する。   Next, the operation of the hydraulic drive system 1C will be described.

第1回生切換弁67は、ブーム下げ時以外は、非回収位置に維持される。このため、ブーム上げ時は、ブームシリンダ13のロッド側から排出される作動油は、タンクライン38を通じてタンク30へ戻される。なお、上述したように、ブーム下げ前は、第2回生切換弁68はエネルギ放出位置に維持される。   The first regeneration switching valve 67 is maintained in the non-recovery position except when the boom is lowered. For this reason, when the boom is raised, the hydraulic oil discharged from the rod side of the boom cylinder 13 is returned to the tank 30 through the tank line 38. As described above, the second regenerative switching valve 68 is maintained at the energy release position before the boom is lowered.

ブーム下げ時は、第2回生切換弁68がエネルギ蓄積・保持位置に維持されたままで、第1回生切換弁67が回収位置に切り換えられる。これにより、ブームシリンダ13のヘッド側から排出される作動油で回生モータ23を駆動することができ、フライホイール24にエネルギを蓄積することができる。回生モータ23を回転させる負荷によって、ブーム10a(図2参照)がゆっくりと下降する。   When the boom is lowered, the first regeneration switching valve 67 is switched to the recovery position while the second regeneration switching valve 68 is maintained in the energy storage / holding position. Thereby, the regenerative motor 23 can be driven by the hydraulic oil discharged from the head side of the boom cylinder 13, and energy can be stored in the flywheel 24. The boom 10a (see FIG. 2) slowly descends due to the load that rotates the regenerative motor 23.

ブーム操作弁46の操作レバーが中立位置に戻されて、ブーム下げ操作が終了すると、制御装置9は、第1回生切換弁67を非回収位置に切り換える。その後、任意のタイミングで、例えばメインポンプ21の圧力がある値以上のときに、第2回生切換弁68をエネルギ放出位置に切り換える。これにより、回生モータ23の入口が第1回生路71の一部、第5回生路75および第3回生路73を通じてタンク30と連通し、回生モータ23の出口が第2回生路72、第4回生路74および供給ライン34の一部を通じてアシストモータ22の入口と連通する。従って、回生モータ23をポンプとして機能させることができる。そして、回生モータ23から吐出された作動油は、メインポンプ21と連結されたアシストモータ22に導かれるので、蓄積されたエネルギをメインポンプ21の駆動力として使用することができる。フライホイール24に蓄積されたエネルギが全て放出される、あるいは再度のブーム下げ操作が行われると、第2回生切換弁68はエネルギ蓄積・保持位置に戻される。   When the operation lever of the boom operation valve 46 is returned to the neutral position and the boom lowering operation is completed, the control device 9 switches the first regeneration switching valve 67 to the non-recovery position. Thereafter, at an arbitrary timing, for example, when the pressure of the main pump 21 is greater than or equal to a certain value, the second regeneration switching valve 68 is switched to the energy release position. Thereby, the inlet of the regeneration motor 23 communicates with the tank 30 through a part of the first regeneration path 71, the fifth regeneration path 75, and the third regeneration path 73, and the outlet of the regeneration motor 23 is the second regeneration path 72, the fourth regeneration path. The regenerative path 74 and a part of the supply line 34 communicate with the inlet of the assist motor 22. Therefore, the regenerative motor 23 can function as a pump. The hydraulic oil discharged from the regenerative motor 23 is guided to the assist motor 22 connected to the main pump 21, so that the accumulated energy can be used as the driving force of the main pump 21. When all the energy accumulated in the flywheel 24 is released or the boom lowering operation is performed again, the second regenerative switching valve 68 is returned to the energy accumulation / holding position.

なお、回生モータ23の回転速度が小さくなったり回生モータ23が停止すると、メインポンプ21と連結されたアシストモータ22はポンプとして機能することになるが、供給ライン34およびタンクライン36を通じて作動油を循環させるのに必要な動力はそれほど大きくないため、特に問題ではない。   When the rotation speed of the regenerative motor 23 decreases or the regenerative motor 23 stops, the assist motor 22 connected to the main pump 21 functions as a pump. However, hydraulic oil is supplied through the supply line 34 and the tank line 36. The power required to circulate is not so big, so it is not a problem.

本実施形態でも、第1実施形態と同様に、フライホイール24が回生モータ23と直接的にまたはギヤを介して連結されているので、フライホイール24と回生モータ23の間で滑りは生じない。従って、フライホイール24と回生モータ23の間でエネルギが伝達されるときに、エネルギが無駄に消費されることがない。しかも、クラッチがないので、構成が簡単でコストが低く、かつ、故障も発生し難い。   Also in this embodiment, since the flywheel 24 is connected to the regenerative motor 23 directly or via a gear as in the first embodiment, no slip occurs between the flywheel 24 and the regenerative motor 23. Therefore, when energy is transmitted between the flywheel 24 and the regenerative motor 23, energy is not wasted. In addition, since there is no clutch, the configuration is simple, the cost is low, and failure is unlikely to occur.

さらに、本実施形態では、蓄積されたエネルギがメインポンプ21の駆動力として使用される。すなわち、蓄積されたエネルギは、旋回モータ16やアームシリンダ14などの全てのアクチュエータの駆動に利用される。従って、エネルギの蓄積後に直ちに蓄積したエネルギを利用することができ、フライホイール24の摩擦等でエネルギを失う量は極く僅かである。   Furthermore, in this embodiment, the stored energy is used as the driving force for the main pump 21. That is, the stored energy is used for driving all actuators such as the swing motor 16 and the arm cylinder 14. Therefore, the stored energy can be used immediately after the energy is stored, and the amount of energy lost due to friction of the flywheel 24 is very small.

また、本実施形態では、ブーム操作弁46から出力されるパイロット圧が大きくなるほど回生モータ23の傾転角が大きくされるので、ブーム下げの速度に応じた適切な回収を行うことができる。   Further, in the present embodiment, the tilt angle of the regenerative motor 23 is increased as the pilot pressure output from the boom operation valve 46 is increased, so that appropriate recovery according to the boom lowering speed can be performed.

(第4実施形態)
次に、図9を参照して、本発明の第2実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム1Dを説明する。
(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIG. 9, a hydraulic drive system 1D for a construction machine according to a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の油圧駆動システム1Dは、第1実施形態の油圧駆動システム1Aと第3実施形態の油圧駆動システム1Dが組み合わされたものである。本実施形態では、旋回減速用の回生モータ23とブーム下げ用の回生モータ23とが、1つのフライホイール24に連結されている。   The hydraulic drive system 1D of the present embodiment is a combination of the hydraulic drive system 1A of the first embodiment and the hydraulic drive system 1D of the third embodiment. In the present embodiment, the regenerative motor 23 for turning deceleration and the regenerative motor 23 for lowering the boom are connected to one flywheel 24.

本実施形態の構成であれば、旋回減速時のエネルギとブーム下げ時のエネルギの双方を回収することができる。   If it is the structure of this embodiment, both the energy at the time of turning deceleration and the energy at the time of boom lowering can be collect | recovered.

(第5実施形態)
次に、図10を参照して、本発明の第2実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム1Eを説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a construction machine hydraulic drive system 1E according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態の油圧駆動システム1Eは、第4実施形態の油圧駆動システム1Dに対し、旋回減速時のエネルギがアシストモータ22にダイレクトに入力されるように改良を加えたものである。すなわち、本実施形態では、旋回減速用の回生モータ23が設けられていない。   The hydraulic drive system 1E of the present embodiment is an improvement over the hydraulic drive system 1D of the fourth embodiment so that energy at the time of turning deceleration is directly input to the assist motor 22. That is, in this embodiment, the regenerative motor 23 for turning deceleration is not provided.

具体的に、本実施形態では、旋回制御弁41から延びるタンクライン33に、第1回生切換弁61に代えて第3回生切換弁69が設けられている。第3回生切換弁69は、直接回生路78によって、アシストモータ22の入口とつながる供給ライン34における逆止弁35よりも下流側部分と接続されている。また、タンクライン33は、アシストモータ22の出口とつながれたタンクライン36における逆止弁37よりも上流側部分につながっている。   Specifically, in the present embodiment, a third regeneration switching valve 69 is provided in the tank line 33 extending from the turning control valve 41 in place of the first regeneration switching valve 61. The third regeneration switching valve 69 is connected to a downstream portion of the supply line 34 connected to the inlet of the assist motor 22 by a direct regeneration path 78 with respect to the check valve 35. Further, the tank line 33 is connected to a portion upstream of the check valve 37 in the tank line 36 connected to the outlet of the assist motor 22.

第3回生切換弁69は、旋回モータ16から排出される作動油を、アシストモータ22に導く回収位置(図10の右位置)と、逆止弁37を通過させてタンク30に導く非回収位置(図10の左位置)との間で切り換えられる。例えば、第3回生切換弁69は、制御装置9により、旋回減速時以外は非回収位置に維持され、旋回減速時に回収位置に切り換えられる。   The third regenerative switching valve 69 has a recovery position (right position in FIG. 10) that guides hydraulic oil discharged from the swing motor 16 to the assist motor 22 and a non-recovery position that passes the check valve 37 to the tank 30. (Left position in FIG. 10). For example, the third regeneration switching valve 69 is maintained in the non-recovery position by the control device 9 except during turning deceleration, and is switched to the collecting position during turning deceleration.

さらに、本実施形態では、第3回生路73が第2回生切換弁68からタンク30へ延びているのではなく、アシストモータ22の出口とつながれたタンクライン36における逆止弁37よりも上流側部分につながっている。   Furthermore, in the present embodiment, the third regeneration path 73 does not extend from the second regeneration switching valve 68 to the tank 30 but is upstream of the check valve 37 in the tank line 36 connected to the outlet of the assist motor 22. Connected to the part.

本実施形態の構成であれば、第4実施形態よりも簡易な構成で、旋回減速時のエネルギとブーム下げ時のエネルギの双方を回収することができる。   If it is the structure of this embodiment, both the energy at the time of turning deceleration and the energy at the time of boom lowering can be collect | recovered with a simpler structure than 4th Embodiment.

(その他の実施形態)
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、回生モータ23は、固定容量型のモータであってもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the regenerative motor 23 may be a fixed capacity motor.

1A〜1E 油圧駆動システム
10 建設機械
11 走行体
12 旋回体
12a エンジンルーム
13 ブームシリンダ
16 旋回モータ
18A,18B ベアリング
19 旋回用リングギヤ
21 メインポンプ
21a メインポンプレギュレータ
22 アシストモータ
22a アシストモータレギュレータ
23 回生モータ
23a 回生モータレギュレータ
24 フライホイール
24a 内歯
33,36 タンクライン
35,37 逆止弁
41 旋回制御弁
51,52 旋回ライン
53 橋架路
54 リリーフ弁
55 パイパス路
56 逆止弁
57 中継ライン
61,67 第1回生切換弁
66 切換弁
62,68 第2回生切換弁
69 第3回生切換弁
8 補給ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A-1E Hydraulic drive system 10 Construction machine 11 Traveling body 12 Rotating body 12a Engine room 13 Boom cylinder 16 Rotating motor 18A, 18B Bearing 19 Rotating ring gear 21 Main pump 21a Main pump regulator 22 Assist motor 22a Assist motor regulator 23 Regenerative motor 23a Regenerative motor regulator 24 Flywheel 24a Internal teeth 33, 36 Tank line 35, 37 Check valve 41 Swing control valve 51, 52 Swing line 53 Bridge road 54 Relief valve 55 Pipe path 56 Check valve 57 Relay line 61, 67 1st Regenerative switching valve 66 Switching valve 62, 68 Second regenerative switching valve 69 Third regenerative switching valve 8 Supply line

Claims (10)

アクチュエータに作動油を供給する、アシストモータと連結されたポンプと、
フライホイールと直接的にまたはギヤを介して連結された回生モータと、
前記アクチュエータから排出される作動油を前記回生モータに導く回収位置と前記回生モータに導かない非回収位置との間で切り換えられる第1回生切換弁と、
前記回生モータから排出される作動油を前記アシストモータに導くエネルギ放出位置とタンクに導くエネルギ蓄積・保持位置との間で切り換えられる第2回生切換弁と、
前記第1回生切換弁が前記非回収位置に位置するときに、前記回生モータへの作動油の流入を可能とする補給ラインと、
を備える、建設機械の油圧駆動システム。
A pump connected to an assist motor for supplying hydraulic oil to the actuator;
A regenerative motor connected directly to the flywheel or via a gear;
A first regenerative switching valve that is switched between a recovery position that guides hydraulic oil discharged from the actuator to the regenerative motor and a non-recovery position that does not lead to the regenerative motor;
A second regenerative switching valve that is switched between an energy discharge position that guides hydraulic oil discharged from the regenerative motor to the assist motor and an energy storage / holding position that leads to the tank;
When the first regenerative switching valve is located at the non-recovery position, a replenishment line that allows inflow of hydraulic oil to the regenerative motor;
A hydraulic drive system for construction machinery.
前記アクチュエータは、旋回モータであり、
前記第1回生切換弁は、旋回減速時以外は前記非回収位置に維持され、旋回減速時に前記回収位置に切り換えられる、請求項1に記載の建設機械の油圧駆動システム。
The actuator is a turning motor;
2. The hydraulic drive system for a construction machine according to claim 1, wherein the first regeneration switching valve is maintained in the non-recovery position except during turning deceleration and is switched to the collecting position during turning deceleration.
前記旋回モータに対する作動油の供給および排出を制御する旋回制御弁であって、旋回減速時には旋回減速前の位置を維持するように構成された旋回制御弁を備え、
前記第1回生切換弁は、前記旋回制御弁からタンクへ延びるタンクラインに設けられており、前記非回収位置では作動油をタンクに導く、請求項2に記載の建設機械の油圧駆動システム。
A swing control valve that controls supply and discharge of hydraulic oil to and from the swing motor, and includes a swing control valve configured to maintain a position before the swing deceleration at the time of the swing deceleration,
3. The hydraulic drive system for a construction machine according to claim 2, wherein the first regenerative switching valve is provided in a tank line extending from the swing control valve to a tank, and guides hydraulic oil to the tank at the non-recovery position.
前記回生モータは、傾転角が変更可能な可変容量型のモータであり、
前記回生モータの傾転角を調整する回生モータレギュレータと、
前記第1回生切換弁が前記回収位置に位置するときに、前記旋回モータの回転数が高くなるほど前記回生モータの傾転角が大きくなるように、前記回生モータレギュレータを制御する制御装置と、を備える、請求項2または3に記載の建設機械の油圧駆動システム。
The regenerative motor is a variable capacity motor whose tilt angle can be changed,
A regenerative motor regulator that adjusts the tilt angle of the regenerative motor;
A controller that controls the regenerative motor regulator so that the tilt angle of the regenerative motor increases as the rotational speed of the swing motor increases when the first regenerative switching valve is located at the recovery position; The hydraulic drive system for a construction machine according to claim 2, further comprising:
前記旋回モータと接続された一対の旋回ラインと、
前記一対の旋回ライン同士を接続する橋架路であって、互いに逆向きに一対のリリーフ弁が設けられた橋架路と、
前記一対のリリーフ弁のそれぞれをバイパスする、逆止弁が設けられたバイパス路と、
前記アシストモータの出口からタンクへ延びるタンクラインであって、0.1MPa以上のクラッキング圧を有する逆止弁が設けられたタンクラインと、
前記橋架路における前記一対のリリーフ弁の間の部分と前記タンクラインにおける前記逆止弁よりも上流側部分とを接続する中継ラインと、
を備える、請求項2〜4のいずれか一項に記載の建設機械の油圧駆動システム。
A pair of turning lines connected to the turning motor;
A bridge that connects the pair of swivel lines, and a bridge provided with a pair of relief valves in opposite directions;
A bypass passage provided with a check valve that bypasses each of the pair of relief valves;
A tank line extending from an outlet of the assist motor to the tank, provided with a check valve having a cracking pressure of 0.1 MPa or more;
A relay line connecting a portion between the pair of relief valves in the bridge and an upstream portion of the tank line with respect to the check valve;
A hydraulic drive system for a construction machine according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
前記アクチュエータは、ブームシリンダであり、
前記第1回生切換弁は、ブーム下げ時以外は前記非回収位置に維持され、ブーム下げ時に前記回収位置に切り換えられる、請求項1に記載の建設機械の油圧駆動システム。
The actuator is a boom cylinder;
2. The hydraulic drive system for a construction machine according to claim 1, wherein the first regeneration switching valve is maintained in the non-recovery position except when the boom is lowered, and is switched to the recovery position when the boom is lowered.
前記回生モータは、傾転角が変更可能な可変容量型のモータであり、
前記回生モータの傾転角を調整する回生モータレギュレータと、
前記第1回生切換弁が前記回収位置に位置するときに、ブーム操作弁から出力されるパイロット圧が大きくなるほど前記回生モータの傾転角が大きくなるように、前記回生モータレギュレータを制御する制御装置と、を備える、請求項6に記載の建設機械の油圧駆動システム。
The regenerative motor is a variable capacity motor whose tilt angle can be changed,
A regenerative motor regulator that adjusts the tilt angle of the regenerative motor;
A control device that controls the regenerative motor regulator so that the tilt angle of the regenerative motor increases as the pilot pressure output from the boom operation valve increases when the first regenerative switching valve is located at the recovery position. The hydraulic drive system for a construction machine according to claim 6, comprising:
前記アシストモータは、傾転角が変更可能な可変容量型のモータであり、
前記アシストモータの傾転角を調整するアシストモータレギュレータと、
前記フライホイールの回転が停止したときに前記アシストモータの傾転角が実質的にゼロになるように、前記アシストモータレギュレータを制御する制御装置と、を備える、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の建設機械の油圧駆動システム。
The assist motor is a variable capacity motor whose tilt angle can be changed,
An assist motor regulator for adjusting the tilt angle of the assist motor;
A control device that controls the assist motor regulator so that the tilt angle of the assist motor becomes substantially zero when the rotation of the flywheel stops.
The hydraulic drive system of the construction machine as described in any one of Claims 1-7.
前記建設機械は、走行体と、前記走行体にベアリングを介して支持された旋回体を含み、
前記フライホイールは、前記走行体内に配置された旋回用リングギヤに沿うリング状の形状を有し、前記回生モータに取り付けられたギヤと噛み合う内歯を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の建設機械の油圧駆動システム。
The construction machine includes a traveling body and a revolving body supported by the traveling body via a bearing,
9. The flywheel according to claim 1, wherein the flywheel has a ring shape along a turning ring gear disposed in the traveling body, and includes an internal tooth that meshes with a gear attached to the regenerative motor. Hydraulic drive system for construction machinery as described in
前記建設機械は、走行体と、前記走行体にベアリングを介して支持された旋回体を含み、
前記フライホイールは、前記旋回体内で、前記回生モータと直接的に連結されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の建設機械の油圧駆動システム。
The construction machine includes a traveling body and a revolving body supported by the traveling body via a bearing,
The hydraulic drive system for a construction machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the flywheel is directly connected to the regenerative motor in the turning body.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108978774A (en) * 2018-08-29 2018-12-11 徐州工业职业技术学院 A kind of series-parallel hybrid electric system for excavator
CN108978775A (en) * 2018-08-29 2018-12-11 徐州工业职业技术学院 It is a kind of based on the excavator of flywheel series parallel type mechanical mixture dynamical system
WO2019004156A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system
CN110747934A (en) * 2019-10-24 2020-02-04 山重建机有限公司 Rotary energy-saving device of electric hydraulic excavator

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108978773B (en) * 2018-08-29 2020-10-16 徐州工业职业技术学院 Multi-element hybrid power system for excavator
CN109797797B (en) * 2018-12-27 2021-03-23 徐州工业职业技术学院 Torque coupling type excavator movable arm potential energy recycling and reusing system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020100275A1 (en) * 1998-06-30 2002-08-01 Lisniansky Robert Moshe Regenerative adaptive fluid control
JP2008138439A (en) * 2006-12-01 2008-06-19 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Hydraulic excavator equipped with energy regenerative apparatus, and method of operating the same
JP2009138836A (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Toyota Industries Corp Hydraulic circuit
JP2011220390A (en) * 2010-04-06 2011-11-04 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Control device of hydraulic working machine
JP2013087831A (en) * 2011-10-17 2013-05-13 Kobe Steel Ltd Hydraulic control device and working machine provided with the same
JP2013117098A (en) * 2011-12-01 2013-06-13 Komatsu Ltd Regenerative controller of work vehicle and regenerative control method of work vehicle
WO2014115645A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 キャタピラー エス エー アール エル Engine-assist device and industrial machine
JP2014167217A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Kayaba Ind Co Ltd Construction machine and controller

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020100275A1 (en) * 1998-06-30 2002-08-01 Lisniansky Robert Moshe Regenerative adaptive fluid control
JP2008138439A (en) * 2006-12-01 2008-06-19 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Hydraulic excavator equipped with energy regenerative apparatus, and method of operating the same
JP2009138836A (en) * 2007-12-05 2009-06-25 Toyota Industries Corp Hydraulic circuit
JP2011220390A (en) * 2010-04-06 2011-11-04 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Control device of hydraulic working machine
JP2013087831A (en) * 2011-10-17 2013-05-13 Kobe Steel Ltd Hydraulic control device and working machine provided with the same
JP2013117098A (en) * 2011-12-01 2013-06-13 Komatsu Ltd Regenerative controller of work vehicle and regenerative control method of work vehicle
WO2014115645A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 キャタピラー エス エー アール エル Engine-assist device and industrial machine
JP2014167217A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Kayaba Ind Co Ltd Construction machine and controller

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019004156A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system
JP2019007586A (en) * 2017-06-27 2019-01-17 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system
JP7037290B2 (en) 2017-06-27 2022-03-16 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system
CN108978774A (en) * 2018-08-29 2018-12-11 徐州工业职业技术学院 A kind of series-parallel hybrid electric system for excavator
CN108978775A (en) * 2018-08-29 2018-12-11 徐州工业职业技术学院 It is a kind of based on the excavator of flywheel series parallel type mechanical mixture dynamical system
CN108978774B (en) * 2018-08-29 2021-08-13 徐州工业职业技术学院 Series-parallel hybrid power system for excavator
CN110747934A (en) * 2019-10-24 2020-02-04 山重建机有限公司 Rotary energy-saving device of electric hydraulic excavator

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