JP2019007586A - Hydraulic drive system - Google Patents

Hydraulic drive system Download PDF

Info

Publication number
JP2019007586A
JP2019007586A JP2017125197A JP2017125197A JP2019007586A JP 2019007586 A JP2019007586 A JP 2019007586A JP 2017125197 A JP2017125197 A JP 2017125197A JP 2017125197 A JP2017125197 A JP 2017125197A JP 2019007586 A JP2019007586 A JP 2019007586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
hydraulic
switching valve
state
bidirectional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017125197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7037290B2 (en
Inventor
信治 西田
Shinji Nishida
信治 西田
亮介 楠本
Ryosuke Kusumoto
亮介 楠本
武久 加藤
Takehisa Kato
武久 加藤
優樹 中山
Masaki Nakayama
優樹 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP2017125197A priority Critical patent/JP7037290B2/en
Priority to PCT/JP2018/024084 priority patent/WO2019004156A1/en
Publication of JP2019007586A publication Critical patent/JP2019007586A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7037290B2 publication Critical patent/JP7037290B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14Energy-recuperation means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/44Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation
    • F16H61/452Selectively controlling multiple pumps or motors, e.g. switching between series or parallel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

To provide a hydraulic drive system capable of regenerating kinetic energy during a speed reduction operation to a hydraulic motor at any timing.SOLUTION: A hydraulic drive system 1A comprises: a hydraulic motor 16; a bidirectional pump 23 which is connected with the hydraulic motor so as to form a first closed loop 4, and driven by an engine 21 and supplies a working oil to the hydraulic motor; a first regulator 24 which adjusts a tilt angle of the bidirectional pump; a bidirectional motor 26 which is connected with the hydraulic motor so as to form a second closed loop 5 and driven by a working oil discharged from the hydraulic motor during a speed reduction operation to the hydraulic motor; a fly wheel 54 which is rotated by the bidirectional motor; a second regulator 27 which adjusts a tilt angle of the bidirectional motor; and a control device 9 which controls the first regulator and the second regulator based on operation to the hydraulic motor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、油圧駆動システムに関する。   The present invention relates to a hydraulic drive system.

油圧ショベルや油圧クレーンのような建設機械やホイールローダのような産業車両では、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としては、従来、走行回路や旋回回路に油圧式無段変速機(HST)を用いたものがある。   In a construction machine such as a hydraulic excavator or a hydraulic crane or an industrial vehicle such as a wheel loader, each part is driven by a hydraulic drive system. As such a hydraulic drive system, there is a conventional system using a hydraulic continuously variable transmission (HST) in a traveling circuit or a turning circuit.

例えば、特許文献1には、旋回減速操作時の運動エネルギを回生でき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。この油圧駆動システムでは、エンジンにより駆動される両方向ポンプ(オーバーセンターポンプともいう)が一対の給排ラインにより閉ループを形成するように旋回モータと接続される。また、エンジンは、旋回モータ以外の油圧アクチュエータへ作動油を供給する供給ポンプも駆動する。   For example, Patent Literature 1 discloses a hydraulic drive system configured to regenerate kinetic energy during a turning deceleration operation. In this hydraulic drive system, a bidirectional pump (also referred to as an over-center pump) driven by an engine is connected to a turning motor so as to form a closed loop by a pair of supply / discharge lines. The engine also drives a supply pump that supplies hydraulic oil to hydraulic actuators other than the turning motor.

特許文献1に開示された油圧駆動システムでは、旋回減速操作時に、旋回モータから排出される作動油により両方向ポンプが駆動される。これにより、両方向ポンプがモータとして機能し、旋回減速操作時の運動エネルギによりエンジンによる供給ポンプの駆動がアシストされる。   In the hydraulic drive system disclosed in Patent Document 1, the bidirectional pump is driven by the hydraulic oil discharged from the turning motor during the turning deceleration operation. As a result, the bidirectional pump functions as a motor, and the drive of the supply pump by the engine is assisted by the kinetic energy during the turning deceleration operation.

特開2016−80009号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-80009

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では、供給ポンプが何れかの油圧アクチュエータへ作動油を供給している場合にしか旋回減速操作時の運動エネルギが回生されない。   However, in the hydraulic drive system disclosed in Patent Document 1, kinetic energy during the turning deceleration operation is regenerated only when the supply pump supplies hydraulic oil to any of the hydraulic actuators.

そこで、本発明は、油圧モータに対する減速操作時の運動エネルギを任意のタイミングで回生することができる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 capable of regenerating kinetic energy at the time of deceleration operation on a hydraulic motor at an arbitrary timing.

前記課題を解決するために、本発明の一つの側面からの油圧駆動システムは、油圧モータと、第1閉ループを形成するように前記油圧モータと接続された、エンジンにより駆動されて前記油圧モータへ作動油を供給する両方向ポンプと、前記両方向ポンプの傾転角を調整する第1レギュレータと、第2閉ループを形成するように前記油圧モータと接続された、前記油圧モータに対する減速操作時に前記油圧モータから排出される作動油により駆動される両方向モータと、前記両方向モータにより回転されるフライホイールと、前記両方向モータの傾転角を調整する第2レギュレータと、前記油圧モータに対する操作に基づいて前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータを制御する制御装置と、を備える、ことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, a hydraulic drive system according to one aspect of the present invention includes a hydraulic motor and an engine driven by an engine connected to the hydraulic motor so as to form a first closed loop. A hydraulic pump for supplying hydraulic oil; a first regulator for adjusting a tilt angle of the bidirectional pump; and the hydraulic motor connected to the hydraulic motor to form a second closed loop during the deceleration operation of the hydraulic motor. Based on an operation on the hydraulic motor, a bidirectional motor driven by hydraulic oil discharged from the vehicle, a flywheel rotated by the bidirectional motor, a second regulator for adjusting a tilt angle of the bidirectional motor, and the hydraulic motor. And a control device that controls the first regulator and the second regulator.

上記の構成によれば、油圧モータに対する減速操作時の運動エネルギをフライホイールに蓄積することができる。従って、油圧モータに対する減速操作時の運動エネルギを任意のタイミングで回生することができる。例えば、油圧モータに対する加速操作時または等速操作時に、フライホイールによって両方向モータを駆動するとともに両方向モータの傾転角をゼロ以外として両方向モータをポンプとして機能させれば、フライホイールに蓄積したエネルギにより油圧モータを駆動することができる。あるいは、エンジンが油圧モータ以外の油圧アクチュエータへ作動油を供給する供給ポンプも駆動する場合には、油圧モータに対する加速操作時または等速操作時でなくても、油圧モータの出力軸をロック機構でロックした上で、フライホイールによって両方向モータを駆動するとともに両方向モータの傾転角をゼロ以外として両方向モータをポンプとして機能させれば、両方向ポンプがモータとして機能することになる。従って、フライホイールに蓄積したエネルギによりエンジンによる供給ポンプの駆動をアシストすることができる。   According to said structure, the kinetic energy at the time of deceleration operation with respect to a hydraulic motor can be accumulate | stored in a flywheel. Therefore, the kinetic energy at the time of the deceleration operation on the hydraulic motor can be regenerated at an arbitrary timing. For example, during acceleration or constant speed operation of a hydraulic motor, if the bidirectional motor is driven by a flywheel and the bidirectional motor functions as a pump with a tilt angle of the bidirectional motor other than zero, the energy accumulated in the flywheel A hydraulic motor can be driven. Alternatively, when the engine also drives a supply pump that supplies hydraulic oil to hydraulic actuators other than the hydraulic motor, the output shaft of the hydraulic motor can be locked by a lock mechanism even when the hydraulic motor is not accelerated or operated at a constant speed. If the bidirectional motor is driven by the flywheel and the bidirectional motor is caused to function as a pump with the tilt angle of the bidirectional motor being other than zero after being locked, the bidirectional pump functions as a motor. Therefore, the drive of the supply pump by the engine can be assisted by the energy accumulated in the flywheel.

上記の油圧駆動システムは、前記制御装置により制御される、前記第1閉ループを通じた作動油の循環を許可または禁止する第1切換弁と、前記制御装置により制御される、前記第2閉ループを通じた作動油の循環を許可または禁止する第2切換弁と、をさらに備えてもよい。この構成によれば、第1閉ループを通じた循環の許可と禁止および第2閉ループを通じた循環の許可と禁止を瞬時に切り換えることができる。また、第1切換弁および第2切換弁が循環禁止状態で逆止弁として機能するように構成されていれば、両方向ポンプおよび両方向モータでの作動油の逆流を防止することができる。   The hydraulic drive system includes a first switching valve that is controlled by the control device and permits or prohibits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop, and the second closed loop that is controlled by the control device. A second switching valve that permits or prohibits the circulation of the hydraulic oil. According to this configuration, it is possible to instantaneously switch between permission and prohibition of circulation through the first closed loop and permission and prohibition of circulation through the second closed loop. Further, if the first switching valve and the second switching valve are configured to function as check valves in the circulation-inhibited state, the backflow of hydraulic oil in the bidirectional pump and the bidirectional motor can be prevented.

前記第1切換弁は、前記第1閉ループを通じた作動油の循環を禁止する中立状態と、第1方向への前記第1閉ループを通じた作動油の循環を許可する第1状態と、前記第1方向とは逆の第2方向への前記第1閉ループを通じた作動油の循環を許可する第2状態とに切り換え可能であり、前記第2切換弁は、前記第2閉ループを通じた作動油の循環を禁止する中立状態と、作動油が前記油圧モータを通過する向きが前記第1方向と同じである第3方向への前記第2閉ループを通じた作動油の循環を許可する第1状態と、前記第3方向とは逆の第4方向への前記第2閉ループを通じた作動油の循環を許可する第2状態とに切り換え可能であってもよい。この構成によれば、油圧モータに両方向ポンプと両方向モータの双方から作動油を供給する場合(第1切換弁および第2切換弁の双方が第1状態または第2状態に切り換えられる場合)に、第1閉ループまたは第2閉ループでの作業油の逆流を防止することができる。   The first switching valve has a neutral state that prohibits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop, a first state that permits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop in the first direction, and the first The second switching valve can be switched to a second state that allows the hydraulic oil to circulate through the first closed loop in a second direction opposite to the direction, and the second switching valve circulates the hydraulic oil through the second closed loop. A neutral state prohibiting the hydraulic oil, a first state allowing the hydraulic oil to circulate through the second closed loop in a third direction in which the hydraulic oil passes through the hydraulic motor in the same direction as the first direction, It may be possible to switch to a second state that permits the circulation of hydraulic oil through the second closed loop in a fourth direction opposite to the third direction. According to this configuration, when hydraulic fluid is supplied to the hydraulic motor from both the bidirectional pump and the bidirectional motor (when both the first switching valve and the second switching valve are switched to the first state or the second state), The backflow of the working oil in the first closed loop or the second closed loop can be prevented.

例えば、上記の油圧駆動システムは、前記油圧モータによって駆動される物体の速度を検出する速度検出器をさら備え、前記制御装置は、前記油圧モータに対する減速操作時に、前記第2切換弁を前記第1状態または前記第2状態に切り換え、前記減速操作後に前記速度検出器で検出される物体の速度がゼロとなったときに前記第2切換弁を中立状態に切り換えてもよい。   For example, the hydraulic drive system further includes a speed detector that detects a speed of an object driven by the hydraulic motor, and the control device sets the second switching valve to the second switching valve during a deceleration operation on the hydraulic motor. The second switching valve may be switched to the neutral state when the speed of the object detected by the speed detector becomes zero after the deceleration operation.

上記の油圧駆動システムは、前記フライホイールの回転速度を検出する速度検出器をさらに備え、前記制御装置は、前記油圧モータに対する加速操作時および等速操作時に、前記第2検出器で検出される前記フライホイールの回転速度が前記所定値よりも大きければ、前記第2切換弁を前記第1状態または前記第2状態に切り換えるとともに、前記第1切換弁を前記中立状態に切り換え、前記速度検出器で検出される前記フライホイールの回転速度が所定値よりも小さければ、前記第1切換弁および前記第2切換弁の双方を前記第1状態または前記第2状態に切り換えてもよい。この構成によれば、油圧モータの駆動に、エンジンよりもフライホイールに蓄積したエネルギを優先的に使用し、フライホイールに蓄積したエネルギでは油圧モータの駆動に不十分な場合に、油圧モータに両方向ポンプと両方向モータの双方から作動油を供給することができる。   The hydraulic drive system further includes a speed detector that detects a rotational speed of the flywheel, and the control device is detected by the second detector during acceleration operation and constant speed operation on the hydraulic motor. If the rotational speed of the flywheel is greater than the predetermined value, the second switching valve is switched to the first state or the second state, the first switching valve is switched to the neutral state, and the speed detector If the rotational speed of the flywheel detected at step S is smaller than a predetermined value, both the first switching valve and the second switching valve may be switched to the first state or the second state. According to this configuration, the energy accumulated in the flywheel is preferentially used for driving the hydraulic motor over the engine, and the energy accumulated in the flywheel is insufficient for driving the hydraulic motor in both directions. Hydraulic oil can be supplied from both the pump and the bidirectional motor.

上記の油圧駆動システムは、ブームシリンダと、前記ブームシリンダへ制御弁を介して作動油を供給する、前記エンジンにより駆動される供給ポンプと、ブーム下げ操作時に前記ブームシリンダから排出される作動油により駆動され、前記フライホイールを回転させる回生モータと、をさらに備えてもよい。この構成によれば、ブームの位置エネルギをフライホイールに蓄積することができるので、油圧モータの駆動にブームの位置エネルギをも利用することができる。   The hydraulic drive system includes a boom cylinder, a supply pump that supplies hydraulic oil to the boom cylinder via a control valve, driven by the engine, and hydraulic oil that is discharged from the boom cylinder during a boom lowering operation. And a regenerative motor that is driven to rotate the flywheel. According to this configuration, since the potential energy of the boom can be stored in the flywheel, the potential energy of the boom can also be used for driving the hydraulic motor.

また、本発明の別の側面からの油圧駆動システムは、油圧モータと、閉ループを形成するように前記油圧モータと接続された、前記油圧モータに対する減速操作時に前記油圧モータから排出される作動油により回転される両方向モータと、前記両方向モータにより回転されるフライホイールと、前記両方向モータの傾転角を調整するレギュレータと、前記油圧モータに対する操作に基づいて前記レギュレータを制御する制御装置と、ブームシリンダと、前記ブームシリンダへ制御弁を介して作動油を供給する、エンジンにより駆動される供給ポンプと、ブーム下げ操作時に前記ブームシリンダから排出される作動油により駆動され、前記フライホイールを回転させる回生モータと、を備える、ことを特徴とする。   Further, a hydraulic drive system according to another aspect of the present invention includes a hydraulic motor and hydraulic fluid connected to the hydraulic motor so as to form a closed loop and discharged from the hydraulic motor during a deceleration operation on the hydraulic motor. A bidirectional motor that is rotated, a flywheel that is rotated by the bidirectional motor, a regulator that adjusts a tilt angle of the bidirectional motor, a control device that controls the regulator based on an operation on the hydraulic motor, and a boom cylinder A supply pump driven by an engine for supplying hydraulic oil to the boom cylinder via a control valve, and a regenerative drive driven by the hydraulic oil discharged from the boom cylinder during a boom lowering operation to rotate the flywheel. And a motor.

上記の構成によれば、油圧モータに対する減速操作時の運動エネルギをフライホイールに蓄積することができる。従って、本発明の一つの側面からの油圧駆動システムと同様に、油圧モータに対する減速操作時の運動エネルギを任意のタイミングで回生することができる。さらに、上記の構成では、ブームの位置エネルギをフライホイールに蓄積することができるので、油圧モータの駆動にブームの位置エネルギをも利用することができる。   According to said structure, the kinetic energy at the time of deceleration operation with respect to a hydraulic motor can be accumulate | stored in a flywheel. Therefore, similarly to the hydraulic drive system according to one aspect of the present invention, the kinetic energy at the time of the deceleration operation on the hydraulic motor can be regenerated at an arbitrary timing. Further, in the above configuration, since the potential energy of the boom can be stored in the flywheel, the potential energy of the boom can also be used for driving the hydraulic motor.

本発明によれば、油圧モータに対する減速操作時の運動エネルギを任意のタイミングで回生することができる。   According to the present invention, it is possible to regenerate kinetic energy at the time of deceleration operation on the hydraulic motor at an arbitrary timing.

本発明の第1実施形態に係る油圧駆動システムのエンジンおよび旋回モータ回りの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram around an engine and a turning motor of a hydraulic drive system according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す油圧駆動システムのブームシリンダ回りの概略構成図である。It is a schematic block diagram around the boom cylinder of the hydraulic drive system shown in FIG. 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. 本発明の第2実施形態に係る油圧駆動システムのエンジンおよび旋回モータ回りの概略構成図である。It is a schematic block diagram around an engine and a turning motor of a hydraulic drive system according to a second embodiment of the present invention.

(第1実施形態)
図1および図2に、本発明の第1実施形態に係る油圧駆動システム1Aを示し、図3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3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。あるいは、本発明は、建設機械に限られず、ホイールローダのような産業車両にも適用可能である。
(First embodiment)
1 and 2 show a hydraulic drive system 1A according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a construction machine 10 on which the hydraulic drive system 1A is mounted. Although the construction machine 10 shown in FIG. 3 is a hydraulic excavator, the present invention is also applicable to other construction machines such as a hydraulic crane. Alternatively, the present invention is not limited to construction machines, and can be applied to industrial vehicles such as wheel loaders.

本実施形態では、旋回回路にHSTが用いられ、走行回路にはHSTが用いられていない。つまり、本実施形態では、後述する旋回モータ16が本発明の油圧モータに相当する。ただし、旋回回路にHSTが用いられず、走行回路にHSTが用いられてもよい。この場合、後述する左走行モータおよび右走行モータのそれぞれが本発明の油圧モータに相当する。あるいは、旋回回路と走行回路の双方にHSTが用いられてもよい。   In this embodiment, HST is used for the turning circuit, and HST is not used for the traveling circuit. That is, in the present embodiment, the swing motor 16 described later corresponds to the hydraulic motor of the present invention. However, HST may be used for the running circuit without using HST for the turning circuit. In this case, each of the left traveling motor and the right traveling motor, which will be described later, corresponds to the hydraulic motor of the present invention. Alternatively, HST may be used for both the turning circuit and the traveling circuit.

図3に示す建設機械10は自走式であり、走行体11と、走行体11に旋回可能に支持された旋回体12を含む。走行体11は、後述する左走行モータおよび右走行モータによって駆動され、旋回体12は、後述する旋回モータ16によって駆動される。旋回体12には、操縦者を収容するキャビンが設けられているとともに、ブームが連結されている。ブームの先端にはアームが連結され、アームの先端にはバケットが連結されている。ただし、建設機械10は自走式でなくてもよい。   The construction machine 10 shown in FIG. 3 is self-propelled, and includes a traveling body 11 and a revolving body 12 that is supported by the traveling body 11 so as to be able to swivel. The traveling body 11 is driven by a left traveling motor and a right traveling motor which will be described later, and the revolving body 12 is driven by a turning motor 16 which will be described later. The revolving body 12 is provided with a cabin for accommodating the operator, and a boom is connected thereto. An arm is connected to the tip of the boom, and a bucket is connected to the tip of the arm. However, the construction machine 10 may not be self-propelled.

油圧駆動システム1Aは、油圧アクチュエータとして、図3に示すブームシリンダ13、アームシリンダ14およびバケットシリンダ15を含むとともに、図1に示す旋回モータ16ならびに図略の左走行モータおよび右走行モータを含む。また、油圧駆動システム1Aは、旋回モータ16専用の両方向ポンプ23と、旋回モータ16以外の油圧アクチュエータへ制御弁を介して作動油を供給する供給ポンプ22を含む。両方向ポンプ23および供給ポンプ22は、エンジン21により駆動される。   The hydraulic drive system 1A includes, as hydraulic actuators, a boom cylinder 13, an arm cylinder 14 and a bucket cylinder 15 shown in FIG. 3, and also includes a turning motor 16 shown in FIG. 1, a left travel motor and a right travel motor (not shown). The hydraulic drive system 1A includes a bidirectional pump 23 dedicated to the swing motor 16 and a supply pump 22 that supplies hydraulic oil to a hydraulic actuator other than the swing motor 16 via a control valve. The bidirectional pump 23 and the supply pump 22 are driven by the engine 21.

なお、図1および図2では、図面の簡略化のために、旋回モータ16およびブームシリンダ13以外の油圧アクチュエータを省略している。また、図例では、供給ポンプ22が1つだけ設けられているが、供給ポンプ22は複数設けられてもよい。   In FIGS. 1 and 2, hydraulic actuators other than the swing motor 16 and the boom cylinder 13 are omitted for simplification of the drawings. In the illustrated example, only one supply pump 22 is provided, but a plurality of supply pumps 22 may be provided.

両方向ポンプ23は、傾転角が変更可能な可変容量型のポンプである。両方向ポンプ23の傾転角は、レギュレータ24(本発明の第1レギュレータに相当)により調整される。本実施形態では、両方向ポンプ23が、斜板がセンター(両方向ポンプ23の軸方向と直交する方向)から両側に傾倒可能な斜板ポンプである。すなわち、センターに対する斜板の角度が傾転角である。ただし、両方向ポンプ23は、斜軸がセンター(両方向ポンプ23の軸方向)から両側に傾倒可能な斜軸ポンプであってもよい。   The bidirectional pump 23 is a variable displacement pump whose tilt angle can be changed. The tilt angle of the bidirectional pump 23 is adjusted by a regulator 24 (corresponding to the first regulator of the present invention). In this embodiment, the bidirectional pump 23 is a swash plate pump in which the swash plate can be tilted to both sides from the center (a direction orthogonal to the axial direction of the bidirectional pump 23). That is, the angle of the swash plate with respect to the center is the tilt angle. However, the bidirectional pump 23 may be an oblique pump in which the oblique shaft can tilt from the center (the axial direction of the bidirectional pump 23) to both sides.

両方向ポンプ23は、一対の給排ライン4a,4bにより、第1閉ループ4を形成するように旋回モータ16と接続されている。つまり、給排ライン4a,4bの一方を通じて両方向ポンプ23から旋回モータ16へ作動油が供給され、給排ライン4a,4bの他方を通じて旋回モータ16から両方向ポンプ23へ作動油が排出される。   The bi-directional pump 23 is connected to the turning motor 16 so as to form a first closed loop 4 by a pair of supply / discharge lines 4a and 4b. That is, the hydraulic oil is supplied from the bidirectional pump 23 to the swing motor 16 through one of the supply / discharge lines 4a and 4b, and the hydraulic oil is discharged from the swing motor 16 to the bidirectional pump 23 through the other of the supply / discharge lines 4a and 4b.

なお、旋回モータ16の停止中は、旋回モータ16の出力軸が図略のロック機構によりロックされる。ロック機構は、例えば、旋回モータ16の出力軸を把持するように作動する油圧シリンダを含む。   While the swing motor 16 is stopped, the output shaft of the swing motor 16 is locked by a lock mechanism (not shown). The lock mechanism includes, for example, a hydraulic cylinder that operates to grip the output shaft of the turning motor 16.

給排ライン4a,4b同士は、第1橋架路41、第2橋架路43および第3橋架路45によって接続されている。本実施形態では、第1橋架路41、第2橋架路43および第3橋架路45が、両方向ポンプ23から旋回モータ16に向かってこの順に並んでいる。ただし、第2橋架路43と第3橋架路45の位置は入れ替わってもよい。   The supply / discharge lines 4 a and 4 b are connected by a first bridge 41, a second bridge 43, and a third bridge 45. In the present embodiment, the first bridge road 41, the second bridge road 43, and the third bridge road 45 are arranged in this order from the bidirectional pump 23 toward the turning motor 16. However, the positions of the second bridge 43 and the third bridge 45 may be interchanged.

上述したエンジン21は、チャージポンプ25も駆動する。チャージポンプ25からタンクまでは循環ライン31が延びており、循環ライン31にはリリーフ弁32が設けられている。本実施形態では、循環ライン31におけるリリーフ弁32の下流側部分が両方向ポンプ23のドレンラインを兼ねている。   The engine 21 described above also drives the charge pump 25. A circulation line 31 extends from the charge pump 25 to the tank, and a relief valve 32 is provided in the circulation line 31. In the present embodiment, the downstream portion of the relief valve 32 in the circulation line 31 also serves as the drain line of the bidirectional pump 23.

第1橋架路41には、互いに逆向きに一対の逆止弁42が設けられている。第1橋架路41における逆止弁42の間の部分は、補給ライン33により循環ライン31におけるリリーフ弁32の上流側部分と接続されている。第2橋架路43には、互いに逆向きに一対のリリーフ弁44が設けられており、第3橋架路45には、互いに逆向きに一対の逆止弁46が設けられている。第2橋架路43におけるリリーフ弁44の間の部分は、中継ライン47により第3橋架路45における逆止弁46の間の部分と接続されている。   The first bridge 41 is provided with a pair of check valves 42 in opposite directions. The portion between the check valves 42 in the first bridge 41 is connected to the upstream portion of the relief valve 32 in the circulation line 31 by the supply line 33. The second bridge 43 is provided with a pair of relief valves 44 in opposite directions, and the third bridge 45 is provided with a pair of check valves 46 in opposite directions. A portion between the relief valves 44 in the second bridge 43 is connected to a portion between the check valves 46 in the third bridge 45 by a relay line 47.

給排ライン4a,4bは、それぞれリリーフライン48,49により切換弁37と接続されている。切換弁37からタンクまでは排出ライン38が延びており、排出ライン38にはリリーフ弁39が設けられている。本実施形態では、排出ライン38におけるリリーフ弁39の下流側部分が旋回モータ16のドレンラインを兼ねている。   The supply / discharge lines 4a and 4b are connected to the switching valve 37 by relief lines 48 and 49, respectively. A discharge line 38 extends from the switching valve 37 to the tank, and a relief valve 39 is provided in the discharge line 38. In the present embodiment, the downstream portion of the relief valve 39 in the discharge line 38 also serves as the drain line of the swing motor 16.

切換弁37は、給排ライン4a,4bの一方の圧力が高いときに、圧力が低い方である他方のラインを排出ライン38と連通するように構成されている。つまり、第2橋架路43に設けられたリリーフ弁44の一方が、旋回モータ16への供給側の圧力が設定値よりも高くなることを防ぎ、排出ライン38に設けられたリリーフ弁39が、旋回モータ16からの排出側の圧力が設定値よりも高くなることを防ぐ。   The switching valve 37 is configured to communicate the other line, which has a lower pressure, with the discharge line 38 when the pressure of one of the supply / discharge lines 4a, 4b is high. That is, one of the relief valves 44 provided in the second bridge 43 prevents the pressure on the supply side to the swing motor 16 from becoming higher than the set value, and the relief valve 39 provided in the discharge line 38 This prevents the pressure on the discharge side from the swing motor 16 from becoming higher than the set value.

上述したレギュレータ24は、電気信号により作動する。例えば、レギュレータ24は、両方向ポンプ23の斜板と連結されたサーボピストン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、両方向ポンプ23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 regulator 24 described above is operated by an electrical signal. For example, the regulator 24 may electrically change the hydraulic pressure acting on the servo piston connected to the swash plate of the bidirectional pump 23, or may be an electric actuator connected to the swash plate of the bidirectional pump 23. May be.

レギュレータ24は、制御装置9により制御される。ただし、図1では、図面の簡略化のために一部の信号線のみを描いている。制御装置9には、旋回操作装置67から出力される旋回操作信号が入力される。旋回操作装置67は、旋回操作信号として電気信号を出力する電気ジョイスティックである。   The regulator 24 is controlled by the control device 9. However, in FIG. 1, only a part of the signal lines is drawn for simplification of the drawing. A turning operation signal output from the turning operation device 67 is input to the control device 9. The turning operation device 67 is an electric joystick that outputs an electric signal as a turning operation signal.

旋回操作装置67は、旋回操作(旋回モータ16に対する操作)を受ける操作レバーを含み、操作レバーの傾倒角に応じた旋回操作信号(左旋回操作信号または右旋回操作信号)を出力する。つまり、旋回操作装置67から出力される旋回操作信号は、操作レバーの傾倒角(操作量)が大きくなるほど大きくなる。   The turning operation device 67 includes an operation lever that receives a turning operation (operation on the turning motor 16), and outputs a turning operation signal (a left turning operation signal or a right turning operation signal) corresponding to the tilt angle of the operation lever. That is, the turning operation signal output from the turning operation device 67 increases as the tilt angle (operation amount) of the operation lever increases.

制御装置9は、旋回操作装置67から出力される旋回操作信号に基づいてレギュレータ24を制御する。例えば、制御装置9は、ROMやRAMなどのメモリとCPUを有し、ROMに格納されたプログラムがCPUにより実行される。なお、レギュレータ24の制御については、後述にて詳細に説明する。   The control device 9 controls the regulator 24 based on the turning operation signal output from the turning operation device 67. For example, the control device 9 has a memory such as a ROM and a RAM and a CPU, and a program stored in the ROM is executed by the CPU. The control of the regulator 24 will be described in detail later.

さらに、本実施形態では、両方向モータ26が、一対の給排ライン5a,5bにより、第2閉ループ5を形成するように、旋回モータ16と接続されている。つまり、給排ライン5aの旋回モータ16側の端部は上述した給排ライン4aの旋回モータ16側の端部と共通の流路となっており、給排ライン5bの旋回モータ16側の端部は上述した給排ライン4bの旋回モータ16側の端部と共通の流路となっている。   Furthermore, in this embodiment, the bidirectional motor 26 is connected to the turning motor 16 so as to form the second closed loop 5 by a pair of supply / discharge lines 5a and 5b. That is, the end of the supply / discharge line 5a on the swing motor 16 side has a common flow path with the end of the supply / discharge line 4a on the swing motor 16 side, and the end of the supply / discharge line 5b on the swing motor 16 side. The portion is a flow path common to the end portion of the supply / discharge line 4b on the side of the turning motor 16 described above.

両方向モータ26は、旋回減速時(旋回操作装置67から出力される旋回操作信号が減少するとき)に旋回モータ16から排出される作動油により駆動される。つまり、旋回減速時には、給排ライン5a,5bの一方を通じて旋回モータ16から両方向モータ26へ作動油が供給され、給排ライン5a,5bの他方を通じて両方向モータ26から旋回モータ16へ作動油が排出される。   The bi-directional motor 26 is driven by the hydraulic oil discharged from the turning motor 16 at the time of turning deceleration (when the turning operation signal output from the turning operation device 67 decreases). That is, at the time of turning deceleration, the working oil is supplied from the turning motor 16 to the bidirectional motor 26 through one of the supply / discharge lines 5a, 5b, and the working oil is discharged from the bidirectional motor 26 to the turning motor 16 through the other of the supply / discharge lines 5a, 5b. Is done.

給排ライン5a,5b同士は、橋架路51によって接続されている。橋架路51には、互いに逆向きに一対の逆止弁52が設けられている。橋架路51における逆止弁52の間の部分は、補給ライン34により循環ライン31におけるリリーフ弁32の上流側部分と接続されている。   The supply / discharge lines 5 a and 5 b are connected by a bridge 51. The bridge 51 is provided with a pair of check valves 52 in opposite directions. A portion between the check valve 52 in the bridge 51 is connected to an upstream portion of the relief valve 32 in the circulation line 31 by a supply line 34.

両方向モータ26は、傾転角が変更可能な可変容量型のモータである。両方向モータ26の傾転角は、レギュレータ27(本発明の第2レギュレータに相当)により調整される。本実施形態では、両方向モータ26が、斜板がセンター(両方向モータ26の軸方向と直交する方向)から両側に傾倒可能な斜板モータである。すなわち、センターに対する斜板の角度が傾転角である。ただし、両方向モータ26は、斜軸がセンター(両方向モータ26の軸方向)から両側に傾倒可能な斜軸モータであってもよい。   The bi-directional motor 26 is a variable capacity motor whose tilt angle can be changed. The tilt angle of the bidirectional motor 26 is adjusted by a regulator 27 (corresponding to the second regulator of the present invention). In this embodiment, the bi-directional motor 26 is a swash plate motor in which the swash plate can be tilted to both sides from the center (a direction orthogonal to the axial direction of the bi-directional motor 26). That is, the angle of the swash plate with respect to the center is the tilt angle. However, the bi-directional motor 26 may be an oblique motor whose tilt axis can tilt from the center (axial direction of the bi-directional motor 26) to both sides.

レギュレータ27は、電気信号により作動する。例えば、レギュレータ27は、両方向モータ26の斜板と連結されたサーボピストン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、両方向モータ26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 regulator 27 is operated by an electric signal. For example, the regulator 27 may electrically change the hydraulic pressure acting on the servo piston connected to the swash plate of the bidirectional motor 26 or may be an electric actuator connected to the swash plate of the bidirectional motor 26. May be.

レギュレータ27は、制御装置9により制御される。制御装置9は、旋回操作装置67から出力される旋回操作信号に基づいてレギュレータ27を制御する。なお、レギュレータ27の制御については、後述にて詳細に説明する。   The regulator 27 is controlled by the control device 9. The control device 9 controls the regulator 27 based on the turning operation signal output from the turning operation device 67. The control of the regulator 27 will be described in detail later.

両方向モータ26は、フライホイール54を回転するためのものである。本実施形態では、両方向モータ26が、ギア列からなる増速機53を介してフライホイール54と連結されている。ただし、両方向モータ26がフライホイール54と直接的に連結されてもよい。また、本実施形態では、両方向モータ26と増速機53との間にクラッチが設けられていないが、両方向モータ26と増速機53との間には、トルク伝達を許容するか否かを切り換えるクラッチが設けられてもよい。   The bidirectional motor 26 is for rotating the flywheel 54. In the present embodiment, the bidirectional motor 26 is connected to the flywheel 54 via a speed increaser 53 that is a gear train. However, the bidirectional motor 26 may be directly connected to the flywheel 54. In this embodiment, no clutch is provided between the bidirectional motor 26 and the speed increaser 53. However, whether or not torque transmission is permitted between the bidirectional motor 26 and the speed increaser 53 is determined. A clutch for switching may be provided.

さらに、本実施形態では、フライホイール54が、増速機53およびワンウェイクラッチ55を介して回生モータ28と連結されている。ワンウェイクラッチ55は、回生モータ28から増速機53へのトルク伝達のみを許容する。   Further, in the present embodiment, the flywheel 54 is connected to the regenerative motor 28 via the speed increaser 53 and the one-way clutch 55. The one-way clutch 55 allows only torque transmission from the regenerative motor 28 to the speed increaser 53.

旋回回路には、第1切換弁61および第2切換弁64が組み込まれている。第1切換弁61および第2切換弁64は、制御装置9により制御される。第1切換弁61は、上述した第1閉ループ4を通じた作動油の循環を許可または禁止し、第2切換弁64は、上述した第2閉ループ5を通じた作動油の循環を許可または禁止する。   A first switching valve 61 and a second switching valve 64 are incorporated in the turning circuit. The first switching valve 61 and the second switching valve 64 are controlled by the control device 9. The first switching valve 61 permits or prohibits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop 4 described above, and the second switching valve 64 permits or prohibits the circulation of hydraulic oil through the second closed loop 5 described above.

本実施形態では、第1切換弁61が、給排ライン4aに設けられた切換弁62と、給排ライン4bに設けられた切換弁63とで構成されている。また、第2切換弁64は、給排ライン5aに設けられた切換弁65と、給排ライン4bに設けられた切換弁66とで構成されている。   In this embodiment, the 1st switching valve 61 is comprised by the switching valve 62 provided in the supply / discharge line 4a, and the switching valve 63 provided in the supply / discharge line 4b. Moreover, the 2nd switching valve 64 is comprised by the switching valve 65 provided in the supply / discharge line 5a, and the switching valve 66 provided in the supply / discharge line 4b.

切換弁62は、中立位置では、給排ライン4aを通じた両方向ポンプ23から旋回モータ16へ向かう流れは許容するが、その逆の流れは禁止する逆止弁として機能する。制御装置9から切換弁62へ指令電流が供給されて、切換弁62が作動位置に切り換わると、切換弁62は、双方向の流れを許容する。同様に、切換弁63は、中立位置では、給排ライン4bを通じた両方向ポンプ23から旋回モータ16へ向かう流れは許容するが、その逆の流れは禁止する逆止弁として機能する。制御装置9から切換弁63へ指令電流が供給されて、切換弁63が作動位置に切り換わると、切換弁63は、双方向の流れを許容する。   In the neutral position, the switching valve 62 functions as a check valve that allows the flow from the bidirectional pump 23 to the swing motor 16 through the supply / discharge line 4a but prohibits the reverse flow. When a command current is supplied from the control device 9 to the switching valve 62 and the switching valve 62 is switched to the operating position, the switching valve 62 allows a bidirectional flow. Similarly, in the neutral position, the switching valve 63 functions as a check valve that allows the flow from the bidirectional pump 23 to the swing motor 16 through the supply / discharge line 4b but prohibits the reverse flow. When a command current is supplied from the control device 9 to the switching valve 63 and the switching valve 63 is switched to the operating position, the switching valve 63 allows a bidirectional flow.

つまり、第1切換弁61は、切換弁62および切換弁63が中立位置に位置する中立状態と、切換弁62が中立位置、切換弁63が作動位置に位置する第1状態と、切換弁62が作動位置、切換弁63が中立位置に位置する第2状態と、切換弁62および切換弁63が作動位置に位置する第3状態とに切り換え可能である。中立状態の第1切換弁61は、第1閉ループ4を通じた作動油の循環を禁止する。第1状態の第1切換弁61は、第1方向への第1閉ループ4を通じた作動油の循環を許可する一方、第1方向とは逆の第2方向への第1閉ループ4を通じた作動油の循環を禁止する。第2状態の第1切換弁61は、第2方向への第1閉ループ4を通じた作動油の循環を許可する一方、第1方向への第1閉ループ4を通じた作動油の循環を禁止する。第3状態の第1切換弁61は、第1方向および第2方向への第1閉ループ4を通じた作動油の循環を許容する。   That is, the first switching valve 61 includes a neutral state in which the switching valve 62 and the switching valve 63 are positioned at the neutral position, a first state in which the switching valve 62 is in the neutral position and the switching valve 63 is positioned in the operating position, and the switching valve 62. Can be switched between a second state in which the switching valve 63 is in the neutral position and a third state in which the switching valve 62 and the switching valve 63 are in the operating position. The neutral first switching valve 61 prohibits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop 4. The first switching valve 61 in the first state allows the hydraulic oil to circulate through the first closed loop 4 in the first direction, while operating through the first closed loop 4 in the second direction opposite to the first direction. Prohibit oil circulation. The first switching valve 61 in the second state permits the circulation of the hydraulic oil through the first closed loop 4 in the second direction, while prohibiting the circulation of the hydraulic oil through the first closed loop 4 in the first direction. The first switching valve 61 in the third state allows the hydraulic oil to circulate through the first closed loop 4 in the first direction and the second direction.

切換弁65は、中立位置では、給排ライン5aを通じた両方向モータ26から旋回モータ16へ向かう流れは許容するが、その逆の流れは禁止する逆止弁として機能する。制御装置9から切換弁65へ指令電流が供給されて、切換弁65が作動位置に切り換わると、切換弁65は、双方向の流れを許容する。同様に、切換弁66は、中立位置では、給排ライン4bを通じた両方向モータ26から旋回モータ16へ向かう流れは許容するが、その逆の流れは禁止する逆止弁として機能する。制御装置9から切換弁66へ指令電流が供給されて、切換弁66が作動位置に切り換わると、切換弁66は、双方向の流れを許容する。   In the neutral position, the switching valve 65 functions as a check valve that allows the flow from the bidirectional motor 26 to the turning motor 16 through the supply / discharge line 5a but prohibits the reverse flow. When a command current is supplied from the control device 9 to the switching valve 65 and the switching valve 65 is switched to the operating position, the switching valve 65 allows a bidirectional flow. Similarly, in the neutral position, the switching valve 66 functions as a check valve that allows the flow from the bidirectional motor 26 to the turning motor 16 through the supply / discharge line 4b but prohibits the reverse flow. When a command current is supplied from the control device 9 to the switching valve 66 and the switching valve 66 is switched to the operating position, the switching valve 66 allows bidirectional flow.

つまり、第2切換弁64は、切換弁65および切換弁66が中立位置に位置する中立状態と、切換弁65が中立位置、切換弁66が作動位置に位置する第1状態と、切換弁65が作動位置、切換弁66が中立位置に位置する第2状態と、切換弁65および切換弁66が作動位置に位置する第3状態とに切り換え可能である。中立状態の第2切換弁64は、第2閉ループ5を通じた作動油の循環を禁止する。第1状態の第2切換弁64は、作動油が旋回モータ16を通過する向きが第1方向と同じである第3方向への第2閉ループ5を通じた作動油の循環を許可する一方、第3方向とは逆の第4方向への第1閉ループ4を通じた作動油の循環を禁止する。第2状態の第2切換弁64は、第4方向への第2閉ループ5を通じた作動油の循環を許可する一方、第3方向への第1閉ループ4を通じた作動油の循環を禁止する。第3状態の第2切換弁64は、第3方向および第4方向への第2閉ループ5を通じた作動油の循環を許容する。   That is, the second switching valve 64 includes a neutral state in which the switching valve 65 and the switching valve 66 are positioned at the neutral position, a first state in which the switching valve 65 is in the neutral position and the switching valve 66 is positioned in the operating position, and the switching valve 65. Can be switched between a second state in which the switching valve 66 is in the neutral position and a third state in which the switching valve 65 and the switching valve 66 are in the operating position. The neutral second switching valve 64 prohibits the circulation of hydraulic oil through the second closed loop 5. The second switching valve 64 in the first state allows the hydraulic oil to circulate through the second closed loop 5 in the third direction in which the hydraulic oil passes through the turning motor 16 in the same direction as the first direction. The circulation of hydraulic oil through the first closed loop 4 in the fourth direction opposite to the three directions is prohibited. The second switching valve 64 in the second state permits the circulation of the hydraulic oil through the second closed loop 5 in the fourth direction, while prohibiting the circulation of the hydraulic oil through the first closed loop 4 in the third direction. The second switching valve 64 in the third state allows the hydraulic oil to circulate through the second closed loop 5 in the third direction and the fourth direction.

上述した第1橋架路41および補給ライン33は、第1切換弁61により第1閉ループ4を通じた作動油の循環が禁止されたときに、両方向ポンプ23の吸入側でのキャビテーションを防止する役割を果たす。同様に、橋架路51および補給ライン34は、第2切換弁64により第2閉ループ5を通じた作動油の循環が禁止されたときに、両方向モータ26の吸入側でのキャビテーションを防止する役割を果たす。   The first bridge 41 and the supply line 33 described above serve to prevent cavitation on the suction side of the two-way pump 23 when the first switching valve 61 prohibits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop 4. Fulfill. Similarly, the bridge 51 and the supply line 34 serve to prevent cavitation on the suction side of the bidirectional motor 26 when the second switching valve 64 prohibits the circulation of hydraulic oil through the second closed loop 5. .

上述した供給ポンプ22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)である。供給ポンプ22の傾転角は図略のレギュレータにより調整される。供給ポンプ22の吐出流量は、油圧ネガティブコントロール方式、電気ポジティブコントロール方式、ロードセンシング方式のいずれで制御されてもよい。   The supply pump 22 described above is a variable displacement pump (swash plate pump or oblique shaft pump) whose tilt angle can be changed. The tilt angle of the supply pump 22 is adjusted by a regulator (not shown). The discharge flow rate of the supply pump 22 may be controlled by any of a hydraulic negative control method, an electric positive control method, and a load sensing method.

供給ポンプ22は、供給ライン71によりブーム制御弁73を含む複数の制御弁(ブーム制御弁73以外は図示せず)と接続されている。ブーム制御弁73は、ブーム上げ供給ライン75およびブーム下げ供給ライン74によりブームシリンダ13と接続されている。本実施形態では、供給ライン71からブリードライン72が分岐しており、このブリードライン72が複数の制御弁を通過するセンターブリードラインとなっている。ただし、ブリードライン72が複数の制御弁を通過せず、ブリードライン72にアンロード弁が設けられてもよい。また、ブーム制御弁73は、タンクライン76によりタンクと接続されている。   The supply pump 22 is connected to a plurality of control valves including a boom control valve 73 (other than the boom control valve 73 is not shown) through a supply line 71. The boom control valve 73 is connected to the boom cylinder 13 by a boom raising supply line 75 and a boom lowering supply line 74. In this embodiment, a bleed line 72 is branched from the supply line 71, and this bleed line 72 is a center bleed line that passes through a plurality of control valves. However, the bleed line 72 may not be passed through the plurality of control valves, and the bleed line 72 may be provided with an unload valve. The boom control valve 73 is connected to the tank by a tank line 76.

ブーム制御弁73は、ブーム操作装置68が操作されることによって、中立位置からブーム上げ作動位置(図1の左側位置)またはブーム下げ作動位置(図1の右側位置)に切り換えられる。ブーム上げ作動位置では、ブーム制御弁73は、ブーム上げ供給ライン75を供給ライン71と連通するとともに、ブーム下げ供給ライン74をタンクライン76と連通する。一方、ブーム下げ作動位置では、ブーム制御弁73は、ブーム下げ供給ライン74を供給ライン71と連通するとともに、ブーム上げ供給ライン75をタンクライン76と連通する。   The boom control valve 73 is switched from the neutral position to the boom raising operation position (left side position in FIG. 1) or the boom lowering operation position (right side position in FIG. 1) by operating the boom operation device 68. In the boom raising operation position, the boom control valve 73 communicates the boom raising supply line 75 with the supply line 71 and the boom lowering supply line 74 with the tank line 76. On the other hand, in the boom lowering operation position, the boom control valve 73 communicates the boom lowering supply line 74 with the supply line 71 and communicates the boom raising supply line 75 with the tank line 76.

本実施形態では、ブーム制御弁73が油圧パイロット式であり、一対のパイロットポートを有する。ただし、ブーム制御弁73は、電磁パイロット式であってもよい。   In the present embodiment, the boom control valve 73 is a hydraulic pilot type and has a pair of pilot ports. However, the boom control valve 73 may be an electromagnetic pilot type.

ブーム操作装置68は、ブーム操作(ブームシリンダ13に対する操作)を受ける操作レバーを含み、操作レバーの傾倒角に応じたブーム操作信号(ブーム上げ操作信号またはブーム下げ操作信号)を出力する。つまり、ブーム操作装置68から出力されるブーム操作信号は、操作レバーの傾倒角(操作量)が大きくなるほど大きくなる。   The boom operation device 68 includes an operation lever that receives a boom operation (operation on the boom cylinder 13), and outputs a boom operation signal (a boom raising operation signal or a boom lowering operation signal) according to the tilt angle of the operation lever. That is, the boom operation signal output from the boom operation device 68 increases as the tilt angle (operation amount) of the operation lever increases.

本実施形態では、ブーム操作装置68がブーム操作信号として電気信号を出力する電気ジョイスティックである。ブーム操作装置68から出力されるブーム操作信号は、制御装置9に入力される。   In the present embodiment, the boom operation device 68 is an electric joystick that outputs an electric signal as a boom operation signal. A boom operation signal output from the boom operation device 68 is input to the control device 9.

制御装置9は、ブーム制御弁73がブーム操作信号に応じた開口面積となるように、図略の一対の電磁比例弁を介してブーム制御弁73を制御する。ただし、ブーム操作装置68は、ブーム操作信号としてパイロット圧を出力するパイロット操作弁であってもよい。この場合、ブーム制御弁73のパイロットポートがパイロットラインによりパイロット操作弁であるブーム操作装置68と接続される。また、ブーム操作装置68がパイロット操作弁である場合、ブーム操作装置68から出力されるパイロット圧が圧力センサにより検出されて制御装置9へ入力される。   The control device 9 controls the boom control valve 73 via a pair of electromagnetic proportional valves (not shown) so that the boom control valve 73 has an opening area corresponding to the boom operation signal. However, the boom operation device 68 may be a pilot operation valve that outputs a pilot pressure as a boom operation signal. In this case, the pilot port of the boom control valve 73 is connected to the boom operation device 68 that is a pilot operation valve through the pilot line. When the boom operation device 68 is a pilot operation valve, the pilot pressure output from the boom operation device 68 is detected by the pressure sensor and input to the control device 9.

上述した回生モータ28は、ブーム下げ操作時(ブーム操作装置68からブーム下げ操作信号が出力されるとき)にブームシリンダ13から排出される作動油により駆動され、フライホイール54を回転させる。そのための構成として、タンクライン76には、回生弁81が設けられている。また、回生弁81は、回生ライン82により回生モータ28と接続されている。ただし、回生弁81は、ブーム上げ供給ライン75に設けられてもよい。   The regenerative motor 28 described above is driven by the hydraulic oil discharged from the boom cylinder 13 during the boom lowering operation (when the boom lowering operation signal is output from the boom operation device 68), and rotates the flywheel 54. As a configuration for this purpose, the tank line 76 is provided with a regenerative valve 81. The regenerative valve 81 is connected to the regenerative motor 28 via a regenerative line 82. However, the regenerative valve 81 may be provided in the boom raising supply line 75.

回生モータ28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)である。回生モータ28の傾転角は図略のレギュレータにより調整される。例えば、回生モータ28用のレギュレータは、ブーム操作信号に基づいて制御装置9により制御される。ただし、回生モータ28は、固定容量型のモータであってもよい。   The regenerative motor 28 is a variable capacity motor (swash plate motor or oblique shaft motor) whose tilt angle can be changed. The tilt angle of the regenerative motor 28 is adjusted by a regulator (not shown). For example, the regulator for the regenerative motor 28 is controlled by the control device 9 based on the boom operation signal. However, the regenerative motor 28 may be a fixed capacity motor.

回生弁81は、タンクライン76をブーム制御弁73側の上流流路とタンク側の下流流路とに分断するようにタンクライン76に設けられている。回生弁81は、中立位置では、タンクライン76の上流流路を下流流路と連通する。回生弁81は、制御装置9により制御される。回生弁81は、ブーム下げ操作時に作動位置に切り換えられ、タンクライン76の上流流路を回生ライン82と連通する。   The regenerative valve 81 is provided in the tank line 76 so as to divide the tank line 76 into an upstream flow path on the boom control valve 73 side and a downstream flow path on the tank side. The regenerative valve 81 communicates the upstream flow path of the tank line 76 with the downstream flow path in the neutral position. The regenerative valve 81 is controlled by the control device 9. The regenerative valve 81 is switched to the operating position during the boom lowering operation, and communicates the upstream flow path of the tank line 76 with the regenerative line 82.

回生ライン82には、逆止弁83が設けられている。また、回生ライン82における逆止弁83の下流側部分は、逆止弁36が設けられた補給ライン35により循環ライン31におけるリリーフ弁32の上流側部分と接続されている。補給ライン35は、回生弁81が中立位置に位置するときに、回生モータ28の吸入側でのキャビテーションを防止する役割を果たす。   A check valve 83 is provided in the regeneration line 82. The downstream portion of the check valve 83 in the regenerative line 82 is connected to the upstream portion of the relief valve 32 in the circulation line 31 by a replenishment line 35 provided with the check valve 36. The replenishment line 35 plays a role of preventing cavitation on the suction side of the regenerative motor 28 when the regenerative valve 81 is located at the neutral position.

さらに、回生ライン82における逆止弁83の下流側部分からはリリーフライン84が分岐しており、このリリーフライン84にリリーフ弁85が設けられている。また、回生ライン82における逆止弁83の下流側部は、逆止弁87が設けられた補給ライン86によりタンクと接続されている。   Furthermore, a relief line 84 branches off from the downstream side of the check valve 83 in the regenerative line 82, and a relief valve 85 is provided in the relief line 84. Further, the downstream side portion of the check valve 83 in the regenerative line 82 is connected to the tank by a replenishment line 86 provided with a check valve 87.

次に、制御装置9が行うレギュレータ24,27ならびに第1切換弁61および第2切換弁64の制御について説明する。制御装置9は、旋回操作装置67およびブーム操作装置68だけでなく、第1速度検出器91および第2速度検出器92とも電気的に接続されている。第1速度検出器91は旋回体12の速度を検出し、第2速度検出器92はフライホイール54の回転速度を検出する。   Next, the control of the regulators 24 and 27 and the first switching valve 61 and the second switching valve 64 performed by the control device 9 will be described. The control device 9 is electrically connected not only to the turning operation device 67 and the boom operation device 68 but also to the first speed detector 91 and the second speed detector 92. The first speed detector 91 detects the speed of the revolving structure 12, and the second speed detector 92 detects the rotational speed of the flywheel 54.

まず、建設機械10の起動時などで、フライホイール54にエネルギが蓄積されていない状態、すなわち第2速度検出器92で検出されるフライホイール54の回転速度がゼロの状態からの制御を説明する。この初期状態では、第1切換弁61および第2切換弁64は、中立状態に維持される。   First, the control from the state where energy is not accumulated in the flywheel 54 when the construction machine 10 is started, that is, the state where the rotational speed of the flywheel 54 detected by the second speed detector 92 is zero will be described. . In this initial state, the first switching valve 61 and the second switching valve 64 are maintained in a neutral state.

旋回操作装置67の操作レバーが傾倒されることによって旋回操作が開始されると、制御装置9は、旋回操作信号の種類(左旋回か右旋回か)に応じて、第1切換弁61を第1状態または第2状態に切り換える。また、制御装置9は、旋回加速操作時(旋回操作装置67から出力される旋回操作信号が増加するとき)および旋回等速操作時(旋回操作装置67から出力される旋回操作信号がゼロ以外で一定のとき)に、旋回操作信号が大きくなるにつれて旋回操作信号の種類(左旋回か右旋回か)に応じた方向における両方向ポンプ23の吐出流量が大きくなるように、レギュレータ24を制御する。   When the turning operation is started by tilting the operation lever of the turning operation device 67, the control device 9 sets the first switching valve 61 according to the type of the turning operation signal (left turning or right turning). Switch to the first state or the second state. In addition, the control device 9 determines that the turning operation signal output from the turning operation device 67 is other than zero at the time of turning acceleration operation (when the turning operation signal output from the turning operation device 67 increases) and at the turning constant speed operation. The regulator 24 is controlled so that the discharge flow rate of the bidirectional pump 23 in the direction corresponding to the type of the turning operation signal (left turning or right turning) increases as the turning operation signal increases.

さらに、旋回加速操作時および旋回等速操作時は、旋回減速操作の開始直後に両方向モータ26を駆動するために、制御装置9は、両方向モータ26の傾転角が旋回操作信号の種類および大きさに応じた角度となるようにレギュレータ27を制御する。   Further, during the turning acceleration operation and the turning constant speed operation, in order to drive the bidirectional motor 26 immediately after the start of the turning deceleration operation, the control device 9 determines that the tilt angle of the bidirectional motor 26 is the type and magnitude of the turning operation signal. The regulator 27 is controlled to have an angle according to the angle.

旋回操作装置67の操作レバーが中立位置に向かって戻される旋回減速操作時は、制御装置9は、第2切換弁64を旋回操作信号の種類(左旋回か右旋回か)に応じて第1状態または第2状態に切り換えるとともに、第1切換弁61を中立状態に切り換える。これと同時に、制御装置9は、両方向ポンプ23の傾転角がゼロとなるようにレギュレータ24を制御する。   During the turning deceleration operation in which the operation lever of the turning operation device 67 is returned toward the neutral position, the control device 9 changes the second switching valve 64 according to the type of turning operation signal (left turning or right turning). While switching to the 1 state or the 2nd state, the 1st switching valve 61 is switched to a neutral state. At the same time, the control device 9 controls the regulator 24 so that the tilt angle of the bidirectional pump 23 becomes zero.

例えば、旋回加速操作時に第1切換弁61が第1状態であれば、旋回減速操作時に第2切換弁64を第1状態に切り換えて、第1方向の作動油の循環を第3方向の作動油の循環にシフトする。これにより、旋回モータ16から排出される作動油により両方向モータ26が駆動され、フライホイール54に旋回減速操作時の運動エネルギが蓄積される。ただし、旋回減速操作時には、第2切換弁64を第1状態または第2状態に切り換える代わりに、第3状態に切り換えてもよい。   For example, if the first switching valve 61 is in the first state during the turning acceleration operation, the second switching valve 64 is switched to the first state during the turning deceleration operation, and the circulation of the hydraulic oil in the first direction is activated in the third direction. Shift to oil circulation. Thereby, the bidirectional motor 26 is driven by the hydraulic oil discharged from the turning motor 16, and the kinetic energy during the turning deceleration operation is accumulated in the flywheel 54. However, during the turning deceleration operation, the second switching valve 64 may be switched to the third state instead of switching to the first state or the second state.

旋回減速操作後、第1速度検出器91で検出される旋回体12の速度がゼロとなったときに、制御装置9は、第2切換弁64を中立状態に切り換える。これと同時に、制御装置9は、両方向モータ26の傾転角がゼロとなるようにレギュレータ27を制御する。   After the turning deceleration operation, when the speed of the turning body 12 detected by the first speed detector 91 becomes zero, the control device 9 switches the second switching valve 64 to the neutral state. At the same time, the control device 9 controls the regulator 27 so that the tilt angle of the bidirectional motor 26 becomes zero.

フライホイール54にエネルギが蓄積されている状態、すなわち第2速度検出器92で検出されるフライホイール54の回転速度がゼロでない状態で旋回操作が開始されると、制御装置9は、旋回操作信号の種類に応じて、第2切換弁64を第1状態または第2状態に切り換える。また、制御装置9は、旋回加速操作時および旋回等速操作時に、旋回操作信号が大きくなるにつれて旋回操作信号の種類(左旋回か右旋回か)に応じた方向における両方向モータ26の吐出流量が大きくなるように、レギュレータ27を制御する。   When the turning operation is started in a state where energy is accumulated in the flywheel 54, that is, in a state where the rotational speed of the flywheel 54 detected by the second speed detector 92 is not zero, the control device 9 outputs a turning operation signal. Depending on the type, the second switching valve 64 is switched to the first state or the second state. The control device 9 also discharges the bidirectional motor 26 in the direction corresponding to the type of the turning operation signal (left turning or right turning) as the turning operation signal increases during turning acceleration operation and turning constant speed operation. The regulator 27 is controlled so as to increase.

さらに、両方向モータ26から旋回モータ16へ作動油を供給するときは、フライホイール54に蓄積されたエネルギ量に基づいて、両方向ポンプ23からも旋回モータ16へ作動油を供給するか否かが切り換えられる。   Further, when supplying hydraulic oil from the bi-directional motor 26 to the swing motor 16, whether or not to supply hydraulic oil from the bi-directional pump 23 to the swing motor 16 is switched based on the amount of energy accumulated in the flywheel 54. It is done.

具体的に、制御装置9は、第2速度検出器92で検出されるフライホイール54の回転速度Vfが所定値Vsよりも大きければ(Vf>Vs)、第1切換弁61を中立状態に維持する。一方、フライホイール54の回転速度Vfが所定値Vsよりも小さければ(Vf<Vs)、制御装置9は、旋回操作信号の種類に応じて、第1切換弁61を第1状態または第2状態に切り換える。さらに、制御装置9は、旋回操作信号の大きさに基づいて両方向ポンプ23用のレギュレータ24を制御する。   Specifically, if the rotational speed Vf of the flywheel 54 detected by the second speed detector 92 is greater than a predetermined value Vs (Vf> Vs), the control device 9 maintains the first switching valve 61 in a neutral state. To do. On the other hand, if the rotational speed Vf of the flywheel 54 is smaller than the predetermined value Vs (Vf <Vs), the control device 9 sets the first switching valve 61 in the first state or the second state depending on the type of the turning operation signal. Switch to. Further, the control device 9 controls the regulator 24 for the bidirectional pump 23 based on the magnitude of the turning operation signal.

例えば、第2切換弁64が第1状態であれば、第1切換弁61も第1状態に切り換えて、第1方向の作動油の循環と第3方向の作動油の循環とを可能にする。これにより、両方向モータ26と両方向ポンプ23の双方から旋回モータ16へ作動油が供給される。   For example, if the second switching valve 64 is in the first state, the first switching valve 61 is also switched to the first state to enable the circulation of hydraulic oil in the first direction and the hydraulic oil in the third direction. . As a result, hydraulic oil is supplied to the turning motor 16 from both the bidirectional motor 26 and the bidirectional pump 23.

フライホイール54の回転速度がゼロでない場合の旋回減速操作時は、制御装置9は上述したフライホイール54の回転速度がゼロである場合と同様の制御を行う。   At the time of turning deceleration operation when the rotational speed of the flywheel 54 is not zero, the control device 9 performs the same control as when the rotational speed of the flywheel 54 described above is zero.

このように、本実施形態では、旋回加速操作時または旋回等速操作時に、フライホイール54によって両方向モータ26を駆動するとともに両方向モータ26の傾転角をゼロ以外として両方向モータ26をポンプとして機能させれば、フライホイール54に蓄積したエネルギにより旋回モータ16を駆動することができる。   Thus, in the present embodiment, during the turning acceleration operation or the turning constant speed operation, the bidirectional motor 26 is driven by the flywheel 54, and the bidirectional motor 26 is caused to function as a pump with the tilt angle of the bidirectional motor 26 being other than zero. Then, the turning motor 16 can be driven by the energy accumulated in the flywheel 54.

一方、フライホイール54にエネルギが蓄積されている場合には、旋回操作が行われなくても、フライホイール54に蓄積されたエネルギを利用することは可能である。例えば、旋回操作以外の操作が行われて、供給ポンプ22が少なくとも1つの油圧アクチュエータへ作動油を供給する場合には、制御装置9は、旋回モータ16の出力軸を上述した図略のロック機構でロックした上で、フライホイール54によって両方向モータ26を駆動するとともに両方向モータ26の傾転角をゼロ以外として両方向モータ26をポンプとして機能させれば、両方向ポンプ23がモータとして機能することになる。従って、フライホイール54に蓄積したエネルギによりエンジン21による供給ポンプ22の駆動をアシストすることができる。   On the other hand, when energy is stored in the flywheel 54, it is possible to use the energy stored in the flywheel 54 even if the turning operation is not performed. For example, when an operation other than the turning operation is performed and the supply pump 22 supplies hydraulic oil to at least one hydraulic actuator, the control device 9 sets the output shaft of the turning motor 16 to the above-described lock mechanism (not shown). If the bi-directional motor 26 is driven by the flywheel 54 and the bi-directional motor 26 is caused to function as a pump with the tilt angle of the bi-directional motor 26 set to a value other than zero, the bi-directional pump 23 functions as a motor. . Therefore, driving of the supply pump 22 by the engine 21 can be assisted by the energy accumulated in the flywheel 54.

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、旋回減速操作時の運動エネルギをフライホイール54に蓄積することができる。従って、旋回減速操作時の運動エネルギを任意のタイミングで回生することができる。   As described above, in the hydraulic drive system 1 </ b> A of the present embodiment, the kinetic energy during the turning deceleration operation can be accumulated in the flywheel 54. Therefore, the kinetic energy during the turning deceleration operation can be regenerated at an arbitrary timing.

また、本実施形態では、第1切換弁61および第2切換弁64のそれぞれが第1状態または第2状態では一方向のみの循環を許可するので、旋回モータ16に両方向ポンプ23と両方向モータ26の双方から作動油を供給する場合(第1切換弁61および第2切換弁64の双方が第1状態または第2状態に切り換えられる場合)に、第1閉ループ4または第2閉ループ5での作業油の逆流を防止することができる。   Further, in the present embodiment, since each of the first switching valve 61 and the second switching valve 64 permits circulation in only one direction in the first state or the second state, the bidirectional pump 23 and the bidirectional motor 26 are provided to the swing motor 16. When the hydraulic oil is supplied from both sides (when both the first switching valve 61 and the second switching valve 64 are switched to the first state or the second state), the work in the first closed loop 4 or the second closed loop 5 is performed. Oil backflow can be prevented.

さらに、本実施形態では、フライホイール54の回転速度が大きい場合は第2切換弁64のみが第1状態または第2状態に切り換えられ、フライホイール54の回転速度が小さい場合は第1切換弁61および第2切換弁64の双方が第1状態または第2状態に切り換えられる。従って、旋回モータ16の駆動に、エンジン21よりもフライホイール54に蓄積したエネルギを優先的に使用し、フライホイール54に蓄積したエネルギでは旋回モータ16の駆動に不十分な場合に、旋回モータ16に両方向ポンプ23と両方向モータ26の双方から作動油を供給することができる。   Furthermore, in the present embodiment, when the rotational speed of the flywheel 54 is high, only the second switching valve 64 is switched to the first state or the second state, and when the rotational speed of the flywheel 54 is low, the first switching valve 61 is switched. Both the second switching valve 64 and the second switching valve 64 are switched to the first state or the second state. Therefore, when the energy stored in the flywheel 54 is preferentially used for driving the swing motor 16 over the engine 21, and the energy stored in the flywheel 54 is insufficient for driving the swing motor 16, the swing motor 16 is used. The hydraulic oil can be supplied from both the bidirectional pump 23 and the bidirectional motor 26.

また、本実施形態では、回生モータ28が設けられていてブームの位置エネルギもフライホイール54に蓄積することができるので、旋回モータ16の駆動にブームの位置エネルギをも利用することができる。   In the present embodiment, since the regenerative motor 28 is provided and the potential energy of the boom can be stored in the flywheel 54, the potential energy of the boom can also be used to drive the turning motor 16.

(第2実施形態)
図4に、本発明の第2実施形態に係る油圧駆動システム1Bを示す。なお、本実施形態において、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。また、図4では、図1に示す増速機53、フライホイール54、ワンウェイクラッチ55および回生モータ28を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a hydraulic drive system 1B according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description is omitted. In FIG. 4, the speed increaser 53, the flywheel 54, the one-way clutch 55, and the regenerative motor 28 shown in FIG.

本実施形態では、第1切換弁61は、第1実施形態の切換弁62,63を組み合わせたような単一の3位置弁である。つまり、第1切換弁61の中立位置が第1実施形態で説明した中立状態であり、第1切換弁61の一方の作動位置(図4では上側位置)が第1実施形態で説明した第1位状態であり、第1切換弁61の他方の作動位置(図4では下側位置)が第1実施形態で説明した第2位状態である。   In this embodiment, the 1st switching valve 61 is a single 3 position valve which combined the switching valves 62 and 63 of 1st Embodiment. That is, the neutral position of the first switching valve 61 is the neutral state described in the first embodiment, and one operating position (the upper position in FIG. 4) of the first switching valve 61 is the first position described in the first embodiment. The second operation state (the lower position in FIG. 4) of the first switching valve 61 is the second state described in the first embodiment.

同様に、第2切換弁64は、第1実施形態の切換弁65,66を組み合わせたような単一の3位置弁である。つまり、第2切換弁64の中立位置が第1実施形態で説明した中立状態であり、第2切換弁64の一方の作動位置(図4では上側位置)が第1実施形態で説明した第1位状態であり、第2切換弁64の他方の作動位置(図4では下側位置)が第1実施形態で説明した第2位状態である。   Similarly, the 2nd switching valve 64 is a single 3 position valve which combined the switching valves 65 and 66 of 1st Embodiment. That is, the neutral position of the second switching valve 64 is the neutral state described in the first embodiment, and one operating position (the upper position in FIG. 4) of the second switching valve 64 is the first position described in the first embodiment. The second operation position (the lower position in FIG. 4) of the second switching valve 64 is the second state described in the first embodiment.

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。   Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

(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。
(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.

例えば、本発明が建設機械に適用される場合、油圧駆動システム(1Aまたは1B)において、ブームの位置エネルギは非常に大きなために、両方向ポンプ23および第1切換弁61を省略して、フライホイール54に蓄積したエネルギのみで旋回モータを駆動することが可能である。この場合、第2切換弁64も省略されてもよい。   For example, when the present invention is applied to a construction machine, in the hydraulic drive system (1A or 1B), since the potential energy of the boom is very large, the bidirectional pump 23 and the first switching valve 61 are omitted, and the flywheel It is possible to drive the turning motor only with the energy stored in 54. In this case, the second switching valve 64 may also be omitted.

あるいは、本発明が、走行回路にHSTが用いられた産業車両に適用される場合、ブームシリンダ13および回生モータ28が省略されてもよい。   Alternatively, when the present invention is applied to an industrial vehicle in which HST is used in the traveling circuit, the boom cylinder 13 and the regenerative motor 28 may be omitted.

また、第1および第2実施形態においては、第1切換弁61および第2切換弁64を省略して、レギュレータ24,27の制御のみで第1閉ループ4を通じた作動油の循環および/または第2閉ループ5を通じた作動油の循環を許可したり禁止したりすることができる。ただし、第1および第2実施形態のように第1切換弁61および第2切換弁64が設けられていれば、第1閉ループ4を通じた循環の許可と禁止および第2閉ループ5を通じた循環の許可と禁止を瞬時に切り換えることができる。また、第1切換弁61および第2切換弁64が循環禁止状態で逆止弁として機能するように構成されていれば、両方向ポンプ23および両方向モータ26での作動油の逆流を防止することができる。   In the first and second embodiments, the first switching valve 61 and the second switching valve 64 are omitted, and the hydraulic fluid is circulated through the first closed loop 4 and / or the second switching valve 64 is controlled only by the regulators 24 and 27. 2. Circulation of hydraulic oil through the closed loop 5 can be permitted or prohibited. However, if the first switching valve 61 and the second switching valve 64 are provided as in the first and second embodiments, the circulation is permitted and prohibited through the first closed loop 4 and the circulation through the second closed loop 5. It is possible to switch between permission and prohibition instantly. Further, if the first switching valve 61 and the second switching valve 64 are configured to function as check valves in the circulation prohibited state, it is possible to prevent backflow of hydraulic oil in the bidirectional pump 23 and the bidirectional motor 26. it can.

1A,1B 油圧駆動システム
13 ブームシリンダ
16 旋回モータ(油圧モータ)
21 エンジン
22 供給ポンプ
23 両方向ポンプ
24 レギュレータ(第1レギュレータ)
26 両方向モータ
27 レギュレータ(第2レギュレータ)
28 回生モータ
4 第1閉ループ
5 第2閉ループ
54 フライホイール
61 第1切換弁
64 第2切換弁
73 ブーム制御弁
9 制御装置
91 第1速度検出器
92 第2速度検出器
1A, 1B Hydraulic drive system 13 Boom cylinder 16 Rotating motor (hydraulic motor)
21 Engine 22 Supply pump 23 Two-way pump 24 Regulator (first regulator)
26 Bi-directional motor 27 Regulator (second regulator)
28 regenerative motor 4 first closed loop 5 second closed loop 54 flywheel 61 first switching valve 64 second switching valve 73 boom control valve 9 control device 91 first speed detector 92 second speed detector

Claims (7)

油圧モータと、
第1閉ループを形成するように前記油圧モータと接続された、エンジンにより駆動されて前記油圧モータへ作動油を供給する両方向ポンプと、
前記両方向ポンプの傾転角を調整する第1レギュレータと、
第2閉ループを形成するように前記油圧モータと接続された、前記油圧モータに対する減速操作時に前記油圧モータから排出される作動油により駆動される両方向モータと、
前記両方向モータにより回転されるフライホイールと、
前記両方向モータの傾転角を調整する第2レギュレータと、
前記油圧モータに対する操作に基づいて前記第1レギュレータおよび前記第2レギュレータを制御する制御装置と、
を備える、油圧駆動システム。
A hydraulic motor;
A bidirectional pump connected to the hydraulic motor to form a first closed loop and driven by an engine to supply hydraulic oil to the hydraulic motor;
A first regulator for adjusting a tilt angle of the bidirectional pump;
A bidirectional motor connected to the hydraulic motor to form a second closed loop and driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic motor during a deceleration operation on the hydraulic motor;
A flywheel rotated by the bidirectional motor;
A second regulator for adjusting a tilt angle of the bidirectional motor;
A control device for controlling the first regulator and the second regulator based on an operation on the hydraulic motor;
A hydraulic drive system comprising:
前記制御装置により制御される、前記第1閉ループを通じた作動油の循環を許可または禁止する第1切換弁と、
前記制御装置により制御される、前記第2閉ループを通じた作動油の循環を許可または禁止する第2切換弁と、をさらに備える、請求項1に記載の油圧駆動システム。
A first switching valve that is controlled by the control device and permits or prohibits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop;
2. The hydraulic drive system according to claim 1, further comprising: a second switching valve that is controlled by the control device and permits or prohibits the circulation of hydraulic oil through the second closed loop.
前記第1切換弁は、前記第1閉ループを通じた作動油の循環を禁止する中立状態と、第1方向への前記第1閉ループを通じた作動油の循環を許可する第1状態と、前記第1方向とは逆の第2方向への前記第1閉ループを通じた作動油の循環を許可する第2状態とに切り換え可能であり、
前記第2切換弁は、前記第2閉ループを通じた作動油の循環を禁止する中立状態と、作動油が前記油圧モータを通過する向きが前記第1方向と同じである第3方向への前記第2閉ループを通じた作動油の循環を許可する第1状態と、前記第3方向とは逆の第4方向への前記第2閉ループを通じた作動油の循環を許可する第2状態とに切り換え可能である、請求項2に記載の油圧駆動システム。
The first switching valve has a neutral state that prohibits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop, a first state that permits the circulation of hydraulic oil through the first closed loop in the first direction, and the first Switchable to a second state allowing hydraulic fluid to circulate through the first closed loop in a second direction opposite to the direction;
The second switching valve has a neutral state in which the circulation of hydraulic oil through the second closed loop is prohibited, and the third direction in the third direction in which the hydraulic oil passes through the hydraulic motor in the same direction as the first direction. 2 is switchable between a first state that permits the circulation of hydraulic oil through the closed loop and a second state that permits the circulation of hydraulic oil through the second closed loop in a fourth direction opposite to the third direction. The hydraulic drive system according to claim 2, wherein
前記油圧モータによって駆動される物体の速度を検出する速度検出器をさら備え、
前記制御装置は、前記油圧モータに対する減速操作時に、前記第2切換弁を前記第1状態または前記第2状態に切り換え、前記減速操作後に前記速度検出器で検出される物体の速度がゼロとなったときに前記第2切換弁を中立状態に切り換える、請求項3に記載の油圧駆動システム。
A speed detector for detecting the speed of an object driven by the hydraulic motor;
The controller switches the second switching valve to the first state or the second state during a deceleration operation on the hydraulic motor, and the speed of the object detected by the speed detector becomes zero after the deceleration operation. The hydraulic drive system according to claim 3, wherein the second switching valve is switched to a neutral state at a time.
前記フライホイールの回転速度を検出する速度検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記油圧モータに対する加速操作時および等速操作時に、前記第2検出器で検出される前記フライホイールの回転速度が前記所定値よりも大きければ、前記第2切換弁を前記第1状態または前記第2状態に切り換えるとともに、前記第1切換弁を前記中立状態に切り換え、前記速度検出器で検出される前記フライホイールの回転速度が所定値よりも小さければ、前記第1切換弁および前記第2切換弁の双方を前記第1状態または前記第2状態に切り換える、請求項3または4に記載の油圧駆動システム。
A speed detector for detecting the rotational speed of the flywheel;
When the rotational speed of the flywheel detected by the second detector is greater than the predetermined value during acceleration operation and constant speed operation with respect to the hydraulic motor, the control device moves the second switching valve to the second switching valve. When the first switching valve is switched to the neutral state and the rotational speed of the flywheel detected by the speed detector is smaller than a predetermined value, the first switching valve is switched to the first state or the second state. The hydraulic drive system according to claim 3 or 4, wherein both the second switching valve and the second switching valve are switched to the first state or the second state.
ブームシリンダと、
前記ブームシリンダへ制御弁を介して作動油を供給する、前記エンジンにより駆動される供給ポンプと、
ブーム下げ操作時に前記ブームシリンダから排出される作動油により駆動され、前記フライホイールを回転させる回生モータと、
をさらに備える、請求項1〜5の何れか一項に記載の油圧駆動システム。
A boom cylinder;
A supply pump driven by the engine for supplying hydraulic oil to the boom cylinder via a control valve;
A regenerative motor that is driven by hydraulic oil discharged from the boom cylinder during a boom lowering operation and rotates the flywheel;
The hydraulic drive system according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
油圧モータと、
閉ループを形成するように前記油圧モータと接続された、前記油圧モータに対する減速操作時に前記油圧モータから排出される作動油により回転される両方向モータと、
前記両方向モータにより回転されるフライホイールと、
前記両方向モータの傾転角を調整するレギュレータと、
前記油圧モータに対する操作に基づいて前記レギュレータを制御する制御装置と、
ブームシリンダと、
前記ブームシリンダへ制御弁を介して作動油を供給する、エンジンにより駆動される供給ポンプと、
ブーム下げ操作時に前記ブームシリンダから排出される作動油により駆動され、前記フライホイールを回転させる回生モータと、
を備える、油圧駆動システム。
A hydraulic motor;
A bidirectional motor connected to the hydraulic motor to form a closed loop and rotated by hydraulic fluid discharged from the hydraulic motor during a deceleration operation on the hydraulic motor;
A flywheel rotated by the bidirectional motor;
A regulator for adjusting the tilt angle of the bidirectional motor;
A control device for controlling the regulator based on an operation on the hydraulic motor;
A boom cylinder;
A supply pump driven by an engine for supplying hydraulic oil to the boom cylinder via a control valve;
A regenerative motor that is driven by hydraulic oil discharged from the boom cylinder during a boom lowering operation and rotates the flywheel;
A hydraulic drive system comprising:
JP2017125197A 2017-06-27 2017-06-27 Hydraulic drive system Active JP7037290B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017125197A JP7037290B2 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Hydraulic drive system
PCT/JP2018/024084 WO2019004156A1 (en) 2017-06-27 2018-06-26 Hydraulic drive system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017125197A JP7037290B2 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Hydraulic drive system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019007586A true JP2019007586A (en) 2019-01-17
JP7037290B2 JP7037290B2 (en) 2022-03-16

Family

ID=64741614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017125197A Active JP7037290B2 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Hydraulic drive system

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7037290B2 (en)
WO (1) WO2019004156A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114622609A (en) * 2022-03-15 2022-06-14 徐州工业职业技术学院 Energy recovery and recycling integrated system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7510377B2 (en) * 2021-03-24 2024-07-03 株式会社小松製作所 Hydraulic excavator and method for controlling hydraulic excavator

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5380702A (en) * 1976-12-27 1978-07-17 Komatsu Mfg Co Ltd Top turning type hydraulic excavator
JPS57110859A (en) * 1980-12-27 1982-07-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd Controller of oil hydraulic system
JPS57110856A (en) * 1980-12-27 1982-07-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd Controller of oil hydraulic device
JP2003130006A (en) * 2001-10-19 2003-05-08 Tamura Electric Works Ltd Hydraulic device
JP2004324742A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Saxa Inc Hydraulic device
JP2004324743A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Saxa Inc Hydraulic device
JP2011220390A (en) * 2010-04-06 2011-11-04 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Control device of hydraulic working machine
JP2013104244A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Komatsu Ltd Hydraulic shovel
JP2015025475A (en) * 2013-07-24 2015-02-05 日立建機株式会社 Energy regenerating system for construction machine
JP2016017602A (en) * 2014-07-09 2016-02-01 日立建機株式会社 Driving device of work machine
JP2016080009A (en) * 2014-10-10 2016-05-16 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system of construction equipment
JP2016080106A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system for construction machine
US20160305455A1 (en) * 2014-02-10 2016-10-20 Taiyuan University Of Technology Double-loop control system with single hydraulic motor
US20160333903A1 (en) * 2015-05-11 2016-11-17 Caterpillar Inc. Hydraulic system having regeneration and hybrid start

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5380702A (en) * 1976-12-27 1978-07-17 Komatsu Mfg Co Ltd Top turning type hydraulic excavator
JPS57110859A (en) * 1980-12-27 1982-07-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd Controller of oil hydraulic system
JPS57110856A (en) * 1980-12-27 1982-07-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd Controller of oil hydraulic device
JP2003130006A (en) * 2001-10-19 2003-05-08 Tamura Electric Works Ltd Hydraulic device
JP2004324742A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Saxa Inc Hydraulic device
JP2004324743A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Saxa Inc Hydraulic device
JP2011220390A (en) * 2010-04-06 2011-11-04 Kobelco Contstruction Machinery Ltd Control device of hydraulic working machine
JP2013104244A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Komatsu Ltd Hydraulic shovel
JP2015025475A (en) * 2013-07-24 2015-02-05 日立建機株式会社 Energy regenerating system for construction machine
US20160305455A1 (en) * 2014-02-10 2016-10-20 Taiyuan University Of Technology Double-loop control system with single hydraulic motor
JP2016017602A (en) * 2014-07-09 2016-02-01 日立建機株式会社 Driving device of work machine
JP2016080009A (en) * 2014-10-10 2016-05-16 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system of construction equipment
JP2016080106A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system for construction machine
US20160333903A1 (en) * 2015-05-11 2016-11-17 Caterpillar Inc. Hydraulic system having regeneration and hybrid start

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114622609A (en) * 2022-03-15 2022-06-14 徐州工业职业技术学院 Energy recovery and recycling integrated system

Also Published As

Publication number Publication date
JP7037290B2 (en) 2022-03-16
WO2019004156A1 (en) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10337538B2 (en) Shovel
JP6941517B2 (en) Hydraulic drive system for construction machinery
US10604916B2 (en) Shovel
WO2021039286A1 (en) Hydraulic system for construction machinery
JP7324654B2 (en) Hydraulic system for construction machinery
US20160153473A1 (en) Shovel
CN111094664B (en) Hydraulic drive system for construction machine
CN114207292B (en) Hydraulic system for construction machine
JP7037290B2 (en) Hydraulic drive system
JP2015172400A (en) Shovel
CN111344459B (en) Drive system for construction machine
JP6847821B2 (en) Work machine hydraulic system
JP2018071311A (en) Energy regenerative system
JP6682496B2 (en) Hydraulic system of work equipment
JP6580301B2 (en) Excavator
JP6766030B2 (en) Work machine hydraulic system
JP2015172396A (en) Shovel
JP6535871B2 (en) Industrial vehicles
JP2015172397A (en) Shovel
JP2015172398A (en) Shovel
JP2016183535A (en) Shovel
JP2013044398A (en) Hydraulic drive system
JP2015172399A (en) Shovel
JP2015172394A (en) Shovel
JP2015172395A (en) Shovel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200602

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210406

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210526

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210907

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211022

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220304

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7037290

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150