JP2019094608A

JP2019094608A - ショベル

Info

Publication number: JP2019094608A
Application number: JP2016066693A
Authority: JP
Inventors: 圭二本田; Keiji Honda; 塚根　浩一郎; Koichiro Tsukane; 浩一郎塚根; 英祐松嵜; Hidesuke Matsuzaki; 匠伊藤; Takumi Ito
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2019-06-20
Also published as: WO2017170352A1

Abstract

【課題】ブーム下げの際にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をより効率的に利用できるショベルを提供すること。【解決手段】本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプ１４Ｌ、１４Ｒと、油圧ポンプ１４Ｌ、１４Ｒを駆動するエンジン１１と、油圧ポンプ１４Ｌ、１４Ｒを駆動する可変容量型の回生用油圧モータ１４Ａと、エンジン１１の出力軸と回生用油圧モータ１４Ａの出力軸とに接続され、エンジン１１の動力と回生用油圧モータ１４Ａの動力とを油圧ポンプ１４Ｌ、１４Ｒに伝達する変速機１３と、油圧ポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油が供給されるブームシリンダ７と、ブームシリンダ７と回生用油圧モータ１４Ａとを繋ぐ管路４５と、管路４５から分岐する管路４６と、ブームシリンダ７から吐出されて管路４５及び管路４６を通って流れる作動油を蓄圧する第１アキュムレータ８５Ｌと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、アキュムレータを備えたショベルに関する。

ブーム下げの際にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油の圧力をポンプモータで増大させてアキュムレータに蓄圧するショベルが知られている（特許文献１参照。）。このショベルは、アキュムレータに蓄圧された作動油をブームシリンダのボトム側油室に供給する場合にポンプモータをモータとして作用させる。

特許第５４１２０７７号公報

しかしながら、上述のショベルは、アキュムレータに蓄圧する場合にはポンプモータをポンプとして作用させるため、エンジン負荷を増大させてしまう。

上述に鑑み、ブーム下げの際にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をより効率的に利用できるショベルを提供することが望まれる。

本発明の実施例に係るショベルは、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記油圧ポンプを駆動する可変容量型の油圧モータと、前記エンジンの出力軸と前記油圧モータの出力軸とに接続され、前記エンジンの動力と前記油圧モータの動力とを前記油圧ポンプに伝達するポンプドライブと、前記油圧ポンプが吐出する作動油が供給されるブーム用油圧アクチュエータと、前記ブーム用油圧アクチュエータと前記油圧モータとを繋ぐ第１管路と、前記第１管路から分岐する第２管路と、前記ブーム用油圧アクチュエータから吐出されて前記第１管路及び前記第２管路を通って流れる作動油を蓄圧するアキュムレータと、を備える。

上述の手段により、ブーム下げの際にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をより効率的に利用できるショベルが提供される。

本発明の実施例に係るショベルの側面図である。図１のショベルに搭載される駆動系の構成例を示す図である。図１のショベルに搭載される駆動系の別の構成例を示す図である。

図１は、本発明が適用される建設機械としてのショベル（掘削機）を示す側面図である。ショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはバケット６が取り付けられている。作業要素としてのブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン１１等の動力源及びコントローラ３０等が搭載される。

コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。図１の例では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵに実行させて各種機能を実現する。

図２は、図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。図２の例では、油圧回路は、主に、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、回生用油圧モータ１４Ａ、コントロールバルブ１７、第１アキュムレータ８５Ｌ、第２アキュムレータ８５Ｈ、及び油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータは、主に、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、及び旋回用油圧モータ２１を含む。また、油圧アクチュエータは、左側走行用油圧モータ（図示せず。）及び右側走行用油圧モータ（図示せず。）を含んでいてもよい。

旋回用油圧モータ２１は、上部旋回体３を旋回させる油圧モータであり、ポート２１Ｌ、２１Ｒがそれぞれリリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを介して第１アキュムレータ８５Ｌに接続され、チェック弁２３Ｌ、２３Ｒを介して作動油タンクＴ及び第１アキュムレータ８５Ｌに接続され、且つ、チェック弁２４Ｌ、２４Ｒを介して第２アキュムレータ８５Ｈ及び回生用油圧モータ１４Ａに接続される。

リリーフ弁２２Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｌ側の作動油を第１アキュムレータ８５Ｌに排出する。また、リリーフ弁２２Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｒ側の作動油を第１アキュムレータ８５Ｌに排出する。

チェック弁２３Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が反対側の圧力より低くなった場合に開き、作動油タンクＴ又は第１アキュムレータ８５Ｌからポート２１Ｌ側に作動油を補給する。チェック弁２３Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が反対側の圧力より低くなった場合に開き、作動油タンクＴ又は第１アキュムレータ８５Ｌからポート２１Ｒ側に作動油を補給する。このように、チェック弁２３Ｌ、２３Ｒは、旋回用油圧モータ２１の制動時に吸い込み側ポートに作動油を補給する補給機構を構成する。

チェック弁２４Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が反対側の圧力より高くなった場合に開き、ポート２１Ｌ側から第２アキュムレータ８５Ｈ又は回生用油圧モータ１４Ａに作動油を供給する。チェック弁２４Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が反対側の圧力より高くなった場合に開き、ポート２１Ｒ側から第２アキュムレータ８５Ｈ又は回生用油圧モータ１４Ａに作動油を供給する。このように、チェック弁２４Ｌ、２４Ｒは、旋回用油圧モータ２１の制動時に吐出側ポートの作動油を第２アキュムレータ８５Ｈ及び回生用油圧モータ１４Ａの少なくとも一方に供給する。

比例弁２２Ｇは、コントローラ３０からの指令に応じて開口の大きさを調整して流量を制御する弁である。図２の例では、比例弁２２Ｇは、旋回用油圧モータ２１と第２アキュムレータ８５Ｈとの間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁比例弁である。具体的には、比例弁２２Ｇは、第１位置にある場合に旋回用油圧モータ２１と第２アキュムレータ８５Ｈとの間を最大開口で連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断できる。

第１ポンプ１４Ｌは、作動油タンクＴから作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプであり、図２の例では斜板式可変容量型油圧ポンプである。また、第１ポンプ１４Ｌはレギュレータ（図示せず。）に接続される。レギュレータは、コントローラ３０からの指令に応じて第１ポンプ１４Ｌの斜板傾転角を変更して第１ポンプ１４Ｌの押し退け容積（１回転当たりの吐出量）を制御する。第２ポンプ１４Ｒについても同様である。

回生用油圧モータ１４Ａは、油圧アクチュエータから流出する作動油が有するエネルギを回生してエンジン１１をアシストする油圧モータであり、図２の例では斜板式可変容量型油圧モータであり、その吐出側ポートは作動油タンクＴに接続されている。そのため、回生用油圧モータ１４Ａが吐出した作動油はブーム下げの際に作動油タンクＴへ戻される。

回生用油圧モータ１４Ａは、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒと同様にレギュレータに接続される。レギュレータは、コントローラ３０からの指令に応じて回生用油圧モータ１４Ａの斜板傾転角を変更して回生用油圧モータ１４Ａの押し退け容積を制御する。また、レギュレータは、回生用油圧モータ１４Ａの押し退け容積（斜板傾転角）をゼロに設定可能であってもよい。作動油を消費（吸い込み及び吐出）することなく回転できるようにするためであり、また、回生用油圧モータ１４Ａを通過する作動油の流れを遮断できるようにするためである。

第１アキュムレータ８５Ｌは、ブームシリンダ７が吐出する作動油を蓄積する油圧装置である。図２の例では、第１アキュムレータ８５Ｌは、切替弁８６により作動油の蓄積・放出が制御される。また、第１アキュムレータ８５Ｌの使用圧力は、作動油タンクＴの作動油の圧力よりも高く、例えば、０．２〜５ＭＰａの範囲内とされる。旋回減速時における旋回用油圧モータ２１の吸い込み側ポートに確実に作動油を補給してキャビテーションの発生を防止できるようにするためである。また、旋回減速時に旋回用油圧モータ２１の吐出側ポートが吐出する作動油が第２アキュムレータ８５Ｈに蓄圧されると、吐出側ポートが吐出する作動油が吸い込み側に循環しなくなり、キャビテーションが発生し易くなるためである。

切替弁８６はコントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。図２の例では、切替弁８６は、第１アキュムレータ８５Ｌと旋回用油圧モータ２１との間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁弁である。具体的には、切替弁８６は、第１位置にある場合に第１アキュムレータ８５Ｌと旋回用油圧モータ２１との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。

リリーフ弁９０は、第１アキュムレータ８５Ｌにおける作動油の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、作動油を作動油タンクに排出する。

回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）には切替弁８７を介して第２アキュムレータ８５Ｈが配置される。

第２アキュムレータ８５Ｈは、旋回用油圧モータ２１の吐出側ポートから流出する作動油を蓄積する油圧装置である。図２の例では、第２アキュムレータ８５Ｈは、比例弁２２Ｇにより作動油の蓄積が制御され、且つ、切替弁８７により作動油の放出が制御される。また、第２アキュムレータ８５Ｈの使用圧力は、第１アキュムレータ８５Ｌの使用圧力よりも高く、例えば、１５〜３０ＭＰａの範囲内とされる。但し、第２アキュムレータ８５Ｈの使用圧力はリリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒのリリーフ圧より低い。

切替弁８７はコントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。図２の例では、切替弁８７は、第２アキュムレータ８５Ｈと回生用油圧モータ１４Ａとの間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁弁である。具体的には、切替弁８７は、第１位置にある場合に第２アキュムレータ８５Ｈと回生用油圧モータ１４Ａとの間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。

図２の例では、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及び回生用油圧モータ１４Ａは、それぞれの駆動軸が機械的に連結される。具体的には、それぞれの駆動軸は、ポンプドライブとしての変速機１３を介して所定の変速比でエンジン１１の出力軸に連結される。すなわち、変速機１３は、エンジン１１の出力軸と回生用油圧モータ１４Ａの出力軸とに接続され、エンジン１１の動力と回生用油圧モータ１４Ａの動力とを第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒに伝達する。そのため、エンジン回転数が一定であれば、それぞれの回転数も一定となる。但し、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及び回生用油圧モータ１４Ａは、エンジン回転数が一定であっても回転数を変更できるよう、無段変速機等を介してエンジン１１に接続されてもよい。

第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒは、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒ、パラレル管路４２Ｌ、４２Ｒ、戻り管路４３Ｌ、４３Ｒ、４３Ｃを経て作動油タンクＴまで作動油を循環させる。

センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された流量制御弁１７０、１７２Ｌ、及び１７３Ｌを通る高圧油圧ラインである。センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された流量制御弁１７１、１７２Ｒ、及び１７３Ｒを通る高圧油圧ラインである。

パラレル管路４２Ｌは、センターバイパス管路４０Ｌに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路４２Ｌは、流量制御弁１７０又は流量制御弁１７２Ｌによってセンターバイパス管路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の流量制御弁に作動油を供給する。また、パラレル管路４２Ｒは、センターバイパス管路４０Ｒに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路４２Ｒは、流量制御弁１７１又は流量制御弁１７２Ｒによってセンターバイパス管路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の流量制御弁に作動油を供給する。

戻り管路４３Ｌは、センターバイパス管路４０Ｌに並行する低圧油圧ラインである。戻り管路４３Ｌは、油圧アクチュエータから流量制御弁１７０、１７２Ｌ、１７３Ｌを通って流れる作動油を戻り管路４３Ｃに流通させる。戻り管路４３Ｒは、センターバイパス管路４０Ｒに並行する低圧油圧ラインである。戻り管路４３Ｒは、油圧アクチュエータから流量制御弁１７１、１７２Ｒ、１７３Ｒを通って流れる作動油を戻り管路４３Ｃに流通させる。

センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒは、最も下流にある流量制御弁１７３Ｌ、１７３Ｒのそれぞれと作動油タンクＴとの間にネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒ及びリリーフ弁１９Ｌ、１９Ｒを備える。第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒが吐出した作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒで制限される。そして、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータを制御するための制御圧（ネガコン圧）を発生させる。リリーフ弁１９Ｌ、１９Ｒは、ネガコン圧が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒの作動油を作動油タンクＴに排出する。

戻り管路４３Ｃの最下流にはバネ付きチェック弁２０が設置されている。バネ付きチェック弁２０は、旋回用油圧モータ２１と戻り管路４３Ｃとを繋ぐ管路４４内の作動油の圧力を高める機能を果たす。この構成により、旋回減速時における旋回用油圧モータ２１の吸い込み側ポートに確実に作動油を補給してキャビテーションの発生を防止する。

コントロールバルブ１７は、ショベルにおける油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。また、コントロールバルブ１７は、主に、流量制御弁１７０、１７１、１７２Ｌ、１７２Ｒ、１７３Ｌ、及び１７３Ｒを含む。

流量制御弁１７０、１７１、１７２Ｌ、１７２Ｒ、１７３Ｌ、及び１７３Ｒは、油圧アクチュエータに流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。図２の例では、流量制御弁１７０、１７１、１７２Ｌ、１７２Ｒ、１７３Ｌ、及び１７３Ｒのそれぞれは、対応する操作レバー等の操作装置（図示せず。）が生成するパイロット圧を左右何れかのパイロットポートで受けて動作する３ポート３位置のスプール弁である。操作装置は、操作量（操作角度）に応じて生成したパイロット圧を、操作方向に対応する側のパイロットポートに作用させる。

具体的には、流量制御弁１７０は、旋回用油圧モータ２１に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁１７１は、バケットシリンダ９に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。

また、流量制御弁１７２Ｌ、１７２Ｒは、ブームシリンダ７に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁１７３Ｌ、１７３Ｒは、アームシリンダ８に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。

ここで、図２の油圧回路におけるブーム下げ回生回路について説明する。ブーム下げ回生回路は、主に、管路４５、管路４６、比例弁７０、及び切替弁７１を含む。

管路４５は、ブームシリンダ７のボトム側油室と回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）とを繋ぐ管路である。管路４６は、管路４５から分岐して管路４５と第１アキュムレータ８５Ｌとを繋ぐ管路である。

比例弁７０は、コントローラ３０からの指令に応じて開口の大きさを調整して流量を制御する弁であり、管路４６に設けられている。図２の例では、比例弁７０は、ブームシリンダ７のボトム側油室と第１アキュムレータ８５Ｌとの間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁比例弁である。具体的には、比例弁７０は、第１位置にある場合にブームシリンダ７のボトム側油室と第１アキュムレータ８５Ｌとの間を最大開口で連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断できる。

切替弁７１は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁であり、管路４５に設けられている。図２の例では、切替弁７１は、ブームシリンダ７のボトム側油室と回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）との間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁比例弁である。具体的には、切替弁７１は、第１位置にある場合にブームシリンダ７のボトム側油室と回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。

コントローラ３０は、各種センサの出力に基づいてブーム下げ操作が行われたことを検知すると、切替弁７１に指令を出力する。指令を受けた切替弁７１は第１位置に切り替わり、ブームシリンダ７のボトム側油室と回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）との間を連通させる。

また、コントローラ３０は、回生用油圧モータ１４Ａのレギュレータに指令を出力する。回生用油圧モータ１４Ａは、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を直接受け入れて回転し、エンジン１１をアシストする。

このようにして、回生用油圧モータ１４Ａは、ブーム下げの際にブームシリンダ７から流出する作動油の油圧エネルギ（ブーム４の位置エネルギ）を直接的に回生できる。そのため、ブーム下げの際に熱（圧損）として捨てられていたエネルギを有効に利用して省エネ化を図ることができる。また、ブームシリンダ７から流出する作動油がアキュムレータに一時的に蓄圧された後でアキュムレータから流出する作動油の油圧エネルギを間接的に回生する場合に比べて効率的である。

また、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流量が、回生用油圧モータ１４Ａが受け入れ可能な流量を上回る場合、比例弁７０に対して指令を出力する。指令を受けた比例弁７０は第１位置に切り替わり、ブームシリンダ７のボトム側油室と第１アキュムレータ８５Ｌとの間を連通させる。そのため、第１アキュムレータ８５Ｌは、ブーム下げの際にブームシリンダ７から流出する作動油のうち、回生用油圧モータ１４Ａで吸収しきれない作動油を蓄圧できる。すなわち、回生用油圧モータ１４Ａが吸いきれない作動油を第１アキュムレータ８５Ｌに蓄圧できる。

また、コントローラ３０は、ブーム下げの際に比例弁７０の開度を調整することで、管路４５内の作動油の圧力を調整できる。すなわち、ブームシリンダ７のボトム側油室から回生用油圧モータ１４Ａに向かう作動油による背圧を調整できる。そのため、回生用油圧モータ１４Ａの応答遅れに起因して増大する背圧を調整でき、ブーム操作の即応性及び微操作性を確保できる。

また、コントローラ３０は、エンジン１１をアシストする必要がない場合には、ブーム下げの際に比例弁７０の開度を大きめに調整することで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の大部分を第１アキュムレータ８５Ｌに蓄圧できる。そのため、過度のアシストによるエンジンの過回転を防止できる。

次に図３を参照し、図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例について説明する。図３は、図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。図３の油圧回路は、主に、コントロールバルブ１７が可変ロードチェック弁５１〜５３、合流弁５５、及び統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒを含む点で図２の油圧回路と異なるが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。なお、図３は、再生弁７ａ、８ａ、９ａと、保持弁７ｂ、８ｂとを明示している。

旋回用油圧モータ２１は、ポート２１Ｌ、２１Ｒがそれぞれリリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを介して作動油タンクＴに接続され、シャトル弁２２Ｓを介して比例弁２２Ｇに接続され、且つ、チェック弁２３Ｌ、２３Ｒを介して作動油タンクＴに接続される。

リリーフ弁２２Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｌ側の作動油を作動油タンクＴに排出する。また、リリーフ弁２２Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｒ側の作動油を作動油タンクＴに排出する。

シャトル弁２２Ｓは、ポート２１Ｌ側及びポート２１Ｒ側のうちの圧力が高い方の作動油を比例弁２２Ｇに供給する。

比例弁２２Ｇは、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁であり、旋回用油圧モータ２１（シャトル弁２２Ｓ）と第２アキュムレータ８５Ｈとの間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁弁である。

可変ロードチェック弁５１〜５３は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。図３の例では、可変ロードチェック弁５１〜５３は、流量制御弁１７１〜１７３のそれぞれと第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁弁である。なお、可変ロードチェック弁５１〜５３は、第１位置において、ポンプ側に戻る作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。具体的には、可変ロードチェック弁５１は、第１位置にある場合に流量制御弁１７１と第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。可変ロードチェック弁５２及び可変ロードチェック弁５３についても同様である。

合流弁５５は、合流切替部の一例であり、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。図３の例では、合流弁５５は、第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油（以下、「第１作動油」とする。）と第２ポンプ１４Ｒが吐出する作動油（以下、「第２作動油」とする。）とを合流させるか否かを切り替え可能な１ポート２位置の電磁弁である。具体的には、合流弁５５は、第１位置にある場合に第１作動油と第２作動油とを合流させ、第２位置にある場合に第１作動油と第２作動油とを合流させないようにする。

統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒは、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。図３の例では、統一ブリードオフ弁５６Ｌは、第１作動油の作動油タンクＴへの排出量を制御可能な１ポート２位置の電磁弁である。統一ブリードオフ弁５６Ｒについても同様である。この構成により、統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒは、流量制御弁１７０〜１７３のうちの関連する流量制御弁の合成開口を実現できる。具体的には、合流弁５５が第２位置にある場合に、統一ブリードオフ弁５６Ｌは流量制御弁１７０及び流量制御弁１７３の合成開口を実現でき、統一ブリードオフ弁５６Ｒは流量制御弁１７１及び流量制御弁１７２の合成開口を実現できる。また、統一ブリードオフ弁５６Ｌは、第１位置にある場合にコントローラ３０からの指令に応じてその合成開口の開口面積を調整する可変絞りとして機能し、第２位置にある場合にその合成開口を遮断する。統一ブリードオフ弁５６Ｒについても同様である。

なお、可変ロードチェック弁５１〜５３、合流弁５５、及び統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒのそれぞれは、パイロット圧駆動のスプール弁であってもよい。

チェック弁８９は作動油タンクＴに流出する作動油の流れを遮断する。図３の例では、チェック弁８９は第２アキュムレータ８５Ｈから回生用油圧モータ１４Ａへ流れる作動油の一部が作動油タンクＴに流出するのを防止する。なお、チェック弁８９は、回生用油圧モータ１４Ａが第３ポンプとして機能する場合には、作動油タンクＴから第３ポンプへの作動油の流れを遮断しない。

ここで、図３の油圧回路におけるブーム下げ回生回路について説明する。ブーム下げ回生回路は、主に、管路４５、管路４６、比例弁７０、及び切替弁７１を含む。

管路４５は、ブームシリンダ７のボトム側油室と回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）とを繋ぐ管路である。管路４６は、管路４５と第１アキュムレータ８５Ｌとを繋ぐ管路である。

比例弁７０は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁であり、管路４６に設けられている。図３の例では、比例弁７０は、ブームシリンダ７のボトム側油室と第１アキュムレータ８５Ｌとの間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁比例弁である。具体的には、比例弁７０は、第１位置にある場合にブームシリンダ７のボトム側油室と第１アキュムレータ８５Ｌとの間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。

切替弁７１は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁であり、管路４５に設けられている。図３の例では、切替弁７１は、ブームシリンダ７のボトム側油室と回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）との間の連通・遮断を切り替え可能な１ポート２位置の電磁比例弁である。具体的には、比例弁７０は、第１位置にある場合にブームシリンダ７のボトム側油室と回生用油圧モータ１４Ａの上流側（吸い込み側）との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。

また、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流量が、回生用油圧モータ１４Ａが受け入れ可能な流量を上回る場合、比例弁７０に対して指令を出力する。指令を受けた比例弁７０は第１位置に切り替わり、ブームシリンダ７のボトム側油室と第１アキュムレータ８５Ｌとの間を連通させる。そのため、第１アキュムレータ８５Ｌは、ブーム下げの際にブームシリンダ７から流出する作動油のうち、回生用油圧モータ１４Ａで吸収しきれない作動油を蓄圧できる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の油圧回路は、油圧シリンダにより上下運動を行うフォークリフト、ホイールローダ等の他の建設機械に搭載されてもよい。

１・・・下部走行体２・・・旋回機構３・・・上部旋回体４・・・ブーム５・・・アーム６・・・バケット７・・・ブームシリンダ８・・・アームシリンダ９・・・バケットシリンダ７ａ、８ａ、９ａ・・・再生弁７ｂ、８ｂ・・・保持弁１０・・・キャビン１１・・・エンジン１３・・・変速機１４Ｌ・・・第１ポンプ１４Ｒ・・・第２ポンプ１４Ａ・・・回生用油圧モータ１７・・・コントロールバルブ１８Ｌ、１８Ｒ・・・ネガティブコントロール絞り１９Ｌ、１９Ｒ・・・リリーフ弁２０・・・バネ付きチェック弁２１・・・旋回用油圧モータ２１Ｌ、２１Ｒ・・・ポート２２Ｇ・・・比例弁２２Ｌ、２２Ｒ・・・リリーフ弁２２Ｓ・・・シャトル弁２３Ｌ、２３Ｒ、２４Ｌ、２４Ｒ・・・チェック弁３０・・・コントローラ４０Ｌ、４０Ｒ・・・センターバイパス管路４２Ｌ、４２Ｒ・・・パラレル管路４３Ｃ、４３Ｌ、４３Ｒ・・・戻り管路４４、４５、４６・・・管路５０、５１、５２、５３・・・可変ロードチェック弁５５・・・合流弁５６Ｌ、５６Ｒ・・・統一ブリードオフ弁７０・・・比例弁７１・・切替弁８５Ｌ・・・第１アキュムレータ８５Ｈ・・・第２アキュムレータ８６、８７・・・切替弁８９・・・チェック弁９０・・・リリーフ弁１７０、１７１、１７２、１７２Ｌ、１７２Ｒ、１７３、１７３Ｌ、１７３Ｒ・・・流量制御弁Ｔ・・・作動油タンク

Claims

作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、
前記油圧ポンプを駆動する可変容量型の油圧モータと、
前記エンジンの出力軸と前記油圧モータの出力軸とに接続され、前記エンジンの動力と前記油圧モータの動力とを前記油圧ポンプに伝達するポンプドライブと、
前記油圧ポンプが吐出する作動油が供給されるブーム用油圧アクチュエータと、
前記ブーム用油圧アクチュエータと前記油圧モータとを繋ぐ第１管路と、
前記第１管路から分岐する第２管路と、
前記ブーム用油圧アクチュエータから吐出されて前記第１管路及び前記第２管路を通って流れる作動油を蓄圧するアキュムレータと、を備える、
ショベル。
ブーム下げの際に前記ブーム用油圧アクチュエータから吐出される作動油を直接的に前記油圧モータへ供給し、且つ、前記第１管路及び前記第２管路を介して前記アキュムレータに蓄圧する、
請求項１に記載のショベル。
前記アキュムレータに蓄圧された作動油は、旋回減速時に旋回用油圧アクチュエータの吸い込み側ポートへ供給される、
請求項１又は２に記載のショベル。
旋回減速時に旋回用油圧アクチュエータの吐出側ポートから吐出される作動油を蓄圧する別のアキュムレータを備える、
請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
前記油圧モータが吐出した作動油は、ブーム下げの際に作動油タンクへ戻される、
請求項１乃至４の何れかに記載のショベル。