JP4817974B2 - 建設機械の動力装置 - Google Patents

Description

この発明は、パワーショベル等の建設機械の動力装置に関する。

建設機械の動力装置として、例えばパワーショベルがあげられるが、パワーショベルの回路構成として特許文献１に示すものが一般的に用いられている。以下に、このパワーショベルの主要な構造および作用について説明する。
図３に示すように、このパワーショベルにおいては、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２とを駆動源であるエンジンに連係するとともに、エンジンの回転によって両ポンプＰ１，Ｐ２から作動油を吐出するようにしている。

第１ポンプＰ１は、第１ポンプ通路１および第１タンデム通路１ａを介して左走行用バルブ２に接続しているが、第１タンデム通路１ａにおいて、旋回用バルブ３、アームＩ速用バルブ４、ブームII速用バルブ５、予備用バルブ６を接続している。ただし、第１ポンプ通路１には第１パラレル通路７を接続するとともに、各バルブ３〜６を、この第１パラレル通路７を介してパラレルに接続している。
また、第２ポンプＰ２は、第２ポンプ通路８および第２タンデム通路８ａに接続するとともに、この第２ポンプ通路８には、右走行用バルブ９、バケット用バルブ１０、ブームＩ速用バルブ１１、アームII速用バルブ１２を接続している。ただし、第２ポンプ通路８には第２パラレル通路１３を接続するとともに、バケット用バルブ１０およびブームＩ速用バルブ１１を、この第２パラレル通路１３を介してパラレルに接続している。
なお、左走行用バルブ２および右走行用バルブ９が走行系のアクチュエータを制御するバルブであり、これら両バルブ２，９を切り換えることによって、走行系のアクチュエータを左右独立して作動することができる。そして、両バルブ２，９以外のバルブが、作業機系のアクチュエータを制御するバルブである。

第２ポンプ通路８には分配通路１４を接続するとともに、この分配通路１４を左走行用バルブ２に導いている。そして、分配通路１４には切換弁１５を設け、第２ポンプＰ２と左走行用バルブ２とを連通したり遮断したりするようにしている。
なお、図中符号１６は切換弁、１７〜１９はリリーフ弁、２０はパイロットポンプである。このパイロットポンプ２０は、各バルブや切換弁１５、切換弁１６を切り換えるためのパイロット圧を吐出するものであり、リリーフ弁１９によってパイロットラインの最高圧が設定されている。
また、リリーフ弁１７はリリーフ弁１８よりも設定圧を高くしている。したがって、切換弁１６が図示の連通位置にある場合には、リリーフ弁１８の設定圧が回路の最高圧となり、切換弁１６が図面左側の遮断位置にある場合には、リリーフ弁１７の設定圧が回路の最高圧となる。

次に、このパワーショベルの作用について説明する。
パワーショベルが停止した状態で作業機系のアクチュエータを作動する場合には、第１ポンプＰ１を回転させるとともに、旋回用バルブ３、アームＩ速用バルブ４、ブームII速用バルブ５のいずれかを切り換える。いま、アーム用アクチュエータを作動するために、アームＩ速用バルブ４を切り換えたとすると、第１ポンプＰ１から吐出した作動油は、第１パラレル通路７およびアームＩ速用バルブ４を介してアーム用アクチュエータに導かれるとともに、当該作動油によってアーム用アクチュエータを作動することができる。なお、このときアームＩ速用バルブ４が切り換わったことによって、第１ポンプ通路１が遮断されて第１ポンプＰ１と左走行用バルブ２とが遮断される。

上記の状態において、切換弁１５を図示の遮断位置に保ったまま、第２ポンプＰ２を回転させるとともに、バケット用バルブ１０を切り換える。すると、第２ポンプＰ２から吐出した作動油は、第２ポンプ通路８、第２タンデム通路８ａ、第２パラレル通路１３およびバケット用バルブ１０を介してバケット用アクチュエータに導かれるとともに、当該作動油によってバケット用アクチュエータを作動することができる。
なお、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２から作動油を吐出させた状態で、アームＩ速用バルブ４およびアームII速用バルブ１２を切り換えれば、アーム用アクチュエータを２速制御することができる。
このように、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２を回転させるとともに、作業機系のアクチュエータを制御するバルブを切り換えれば、アームやブームを２速制御したり、あるいは、ブーム、アーム、バケットを同時に制御したりすることができる。

一方、パワーショベルの走行中に、作業機系のアクチュエータを制御する場合、言い換えれば、走行系と作業機系とを同時制御する場合には、切換弁１５を図中左側の連通位置に切り換える。そして、第２ポンプＰ２を回転させるとともに、左走行用バルブ２および右走行用バルブ９を切り換えれば、第２ポンプＰ２から吐出した作動油が、第２ポンプ通路８および右走行用バルブ９を介して右走行用アクチュエータに、また、分配通路１４および左走行用バルブ２を介して左走行用アクチュエータに導かれる。このように、第２ポンプＰ２から吐出した作動油が、走行系の両アクチュエータに導かれるので、パワーショベルが走行することができる。
この状態において、第１ポンプＰ１を回転させるとともに、旋回用バルブ３、アームＩ速用バルブ４、ブームII速用バルブ５のいずれかを切り換えれば、第１ポンプＰ１から吐出する作動油によって作業機系のアクチュエータを作動することができる。

そして、作業機系のアクチュエータを制御せずに、パワーショベルを走行させる場合には、切換弁１５を図示の遮断位置に保ったまま、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２を回転させるとともに、左走行用バルブ２と右走行用バルブ９とを切り換える。すると、第１ポンプＰ１から吐出した作動油が左走行用アクチュエータに導かれるとともに、第２ポンプＰ２から吐出した作動油が右走行用アクチュエータに導かれ、パワーショベルを走行させることができる。
油空圧便覧（（社）日本油空圧学会編）油圧ショベル応用事例Ｐ６３８、６３９

上記のパワーショベルにおいては、第１ポンプＰ１が吐出する作動油を左走行用アクチュエータに導くとともに、第２ポンプＰ２が吐出する作動油を右走行用アクチュエータに導いて、パワーショベルが走行するようにしている。
ところが、パワーショベルを用いる建設現場には、泥濘や凸凹が散見され、路面状況が非常に劣悪な場合が多い。このような泥濘や凸凹の地面をパワーショベルが走行すると、クローラが泥濘や凸凹にはまってしまい、そこから抜け出せなくなってしまうという問題があった。

なお、上記の問題を解決するために、クローラが泥濘や凸凹にはまった場合にも、そこから抜け出すことができるように、走行系のアクチュエータに作用する作動力を大きくすることが考えられる。言い換えれば、両ポンプＰ１，Ｐ２の容量を大きくすることが考えられる。
ところが、劣悪な路面状況でも走行できるように、両ポンプＰ１，Ｐ２の容量を大きくしてしまうと、作業機系のアクチュエータを作動する際に、駆動源の負荷が必要以上に大きくなってしまい、今度はエネルギー効率が非常に悪くなってしまうという問題があった。

この発明の目的は、路面状況が劣悪であっても走行可能で、しかもエネルギー効率の高い建設機械の動力装置を提供することである。

この発明は、左右独立して作動する走行系のアクチュエータと、作業機系のアクチュエータと、走行系または作業機系のアクチュエータに作動油を選択的に供給する第１ポンプおよび第２ポンプとを備え、第１ポンプから吐出した作動油を一方の走行系アクチュエータに供給するとともに、第２ポンプから吐出した作動油を他方の走行系アクチュエータに供給して走行する建設機械の動力装置を前提とする。

上記の構成を前提として、第１の発明は、第１、第２ポンプに接続する補助ポンプと、補助ポンプから第１、第２ポンプ側に導く圧力を制御する一対の圧力補償弁と、この一対の圧力補償弁に導くパイロット圧を選択する高圧選択弁とを設け、高圧選択弁は、第１、第２ポンプ吐出圧のうちいずれか高い方の圧力を選択して一対の圧力補償弁に導くとともに、この圧力補償弁によって補助ポンプから吐出する作動油を制御し、この圧力補償弁が制御した作動油を第１、第２ポンプから吐出する作動油に均等に合流させて走行系の両アクチュエータに導く点に特徴を有する。

第２の発明は、補助ポンプと一体に回転する発電電動機と、この発電電動機の回転によって発電した電力を蓄電する蓄電ユニットとを備え、作業機系のアクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を補助ポンプの吸入側に接続する構成とし、作業機系のアクチュエータからの戻り流体によって補助ポンプおよび発電電動機を回転させて慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電する一方、蓄電した電気エネルギーによって発電電動機を回転させて、補助ポンプから作動油を吐出する点に特徴を有する。

第１の発明によれば、第１、第２ポンプから吐出する作動油と補助ポンプから吐出する作動油とを合流させて走行系の両アクチュエータに導くようにしたので、走行系のアクチュエータに十分な作動力を付与することができる。
したがって、走行時に高速走行したり、あるいは泥濘にはまった場合にも、そこから容易に抜け出したりすることができる。
また、必要に応じて補助ポンプから吐出する作動油を合流することができるので、第１、第２ポンプの容量を必要以上に大きくする必要がない。したがって、駆動源の負荷を小さくすることができ、エネルギー効率を高めることができる。

また、走行系のアクチュエータのうちいずれか高い方の圧力によって一対の圧力補償弁を制御するようにしたので、走行系の両アクチュエータに圧力差が生じても、圧力の低い方のアクチュエータに多くの作動油が流れてしまうことがない。したがって、第１ポンプに合流する作動油と第２ポンプに合流する作動油とを、走行系のアクチュエータに生じる圧力と関係なく、常に等しくすることができ、路面状況に影響を受けずに走行することができる。

第２の発明によれば、作業機系のアクチュエータからの戻り流体によって慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換する一方、蓄電ユニットに蓄電した電気エネルギーによって発電電動機および補助ポンプを回転するようにしたので、エネルギー効率をさらに高めることができる。

図１を用いて、この発明の第１実施形態について説明する。
なお、この第１実施形態においては、従来の回路構成と同様、左右独立して作動する走行系のアクチュエータと、作業機系のアクチュエータと、走行系または作業機系のアクチュエータに作動油を選択的に供給する第１、第２ポンプとを備え、第１ポンプから吐出した作動油を一方の走行系アクチュエータに供給するとともに、第２ポンプから吐出した作動油を他方の走行系アクチュエータに供給して走行する建設機械の動力装置を前提とする。
そして、この第１実施形態は、従来の回路構成を前提とするため、従来の回路構成については同様の符号を付するとともに、従来と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。

図１は、建設機械の動力装置の一つであるパワーショベルの回路構成であるが、このパワーショベルにおいては、電動モータＭを駆動源とする補助ポンプＰ３を通路２１に接続している。この通路２１は、第１合流通路２２および第２合流通路２３に分岐して接続する一方、第１合流通路２２は、第１ポンプ通路１に、第２合流通路２３は、第２ポンプ通路８にそれぞれ接続している。

そして、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２と補助ポンプＰ３との接続過程である第１、第２合流通路２２，２３には、一対の圧力補償弁２４，２５を設けている。また、第１、第２合流通路２２，２３であって、一対の圧力補償弁２４，２５よりも第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２側には、高圧選択弁２６を接続している。この高圧選択弁２６と、一対の圧力補償弁２４，２５との関係は次の通りである。

すなわち、高圧選択弁２６は、第１合流通路２２および第２合流通路２３のいずれか高い方の圧力を選択するとともに、この選択した圧力をパイロット圧として一対の圧力補償弁２４，２５に導いている。
圧力補償弁２４は、第１合流通路２２であって、補助ポンプＰ３側（通路２１側）の圧力と、高圧選択弁２６から導かれたパイロット圧とによってバランスする。一方、圧力補償弁２５は、第２合流通路２３であって、補助ポンプＰ３側（通路２１側）の圧力と、高圧選択弁２６から導かれたパイロット圧とによってバランスする。また、圧力補償弁２４，２５の上流側には、それぞれ同一面積の固定絞りを設けているので、補助ポンプＰ３から第１合流通路２２に導かれる作動油と、補助ポンプＰ３から第２合流通路２３に導かれる作動油とが常に等しくなる。

なお、第１実施形態においては、各操作レバー２７から送信される操作信号に基づいて、コントローラＣが電動モータＭの回転や、第１ポンプＰ１，第２ポンプＰ２、補助ポンプＰ３の傾転角を制御している。

次に、この第１実施形態の作用について説明する。
作業機系のアクチュエータを作動せずに、パワーショベルを走行させる場合には、切換弁１５を図示の遮断位置に保ったまま、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２を回転させて作動油を吐出させるとともに、左走行用バルブ２と右走行用バルブ９とを切り換える。すると、第１ポンプＰ１から吐出した作動油が左走行用アクチュエータに導かれるとともに、第２ポンプＰ２から吐出した作動油が右走行用アクチュエータに導かれ、パワーショベルが走行する。

上記の走行状態から、パワーショベルを高速走行させたり、泥濘から脱出したりするために、走行系のアクチュエータに大きな作動力を付与する場合には、走行用操作レバー２７をフル操作する。すると、操作信号を受信したコントローラＣが、電動モータＭを回転させるとともに、この電動モータＭの回転に伴って補助ポンプＰ３が回転して作動油が吐出する。

このとき、両走行用アクチュエータの圧力がパイロット圧として、高圧選択弁２６を介して一対の圧力補償弁２４，２５に導かれるとともに、このパイロット圧と補助ポンプＰ３の吐出圧とによって圧力補償弁２４，２５がバランスして、両合流通路２２，２３の圧力を補償する。そして、圧力補償弁２４，２５の上流側には、同一面積の固定絞りを設けているので、補助ポンプＰ３から吐出した作動油は、通路２１から第１合流通路２２と第２合流通路２３とに等分配される。
そして、第１ポンプＰ１および補助ポンプＰ３から吐出した作動油が、第１ポンプ通路１で合流して左走行用アクチュエータに導かれるとともに、第２ポンプＰ２および補助ポンプＰ３から吐出した作動油が、第２ポンプ通路８で合流して右走行用アクチュエータに導かれる。

上記のように、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２から吐出する作動油に、補助ポンプＰ３から吐出する作動油を合流することによって、走行系のアクチュエータに大きな作動力を付与することができる。したがって、必要に応じてパワーショベルを高速走行させたり、クローラが泥濘にはまった場合にも、そこから容易に脱出したりすることができる。

そして、補助ポンプＰ３から吐出する作動油を合流させて走行している場合において、例えば、左側のクローラが泥濘にはまったとする。すると、左走行用アクチュエータの圧力が、右走行用アクチュエータの圧力よりも高くなるとともに、第１ポンプ通路１および第１合流通路２２の圧力が、第２ポンプ通路８および第２合流通路２３の圧力よりも高くなる。第１合流通路２２の圧力が、第２合流通路２３の圧力よりも高くなると、高圧選択弁２６が第１合流通路２２の圧力を選択して、第１合流通路２２の圧力をパイロット圧として、一対の圧力補償弁２４，２５に導く。したがって、両圧力補償弁２４，２５が、どちらも左走行用アクチュエータの圧力によって制御されることになり、補助ポンプＰ３から両合流通路２２，２３に、等量の作動油を導くことができる。

このように、走行系のアクチュエータのうちいずれか高い方の圧力によって一対の圧力補償弁２４，２５を制御すれば、走行系の両アクチュエータに圧力差が生じても、圧力の低い方のアクチュエータに多くの作動油が流れてしまうことがない。したがって、第１ポンプＰ１に合流する作動油と第２ポンプＰ２に合流する作動油とを、走行系のアクチュエータに生じる圧力と関係なく、常に等しくすることができ、路面状況に影響を受けずに走行することができる。

なお、この第１実施形態においては、パワーショベルが走行している場合について説明したが、作業機系のアクチュエータを作動している場合や、走行系と作業機系とを同時制御している場合に、補助ポンプＰ３から吐出する作動油を合流させてもよい。
例えば、走行系と作業機系とを同時制御している場合に、補助ポンプＰ３から吐出する作動油を合流させれば、同時制御時であっても、高負荷作業を行ったり、高速走行したりすることができる。

第１実施形態によれば、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２から吐出する作動油と補助ポンプＰ３から吐出する作動油とを合流させて走行系の両アクチュエータに導くようにしたので、走行系のアクチュエータに十分な作動力を付与することができる。
したがって、走行時に高速走行したり、あるいは泥濘にはまった場合にも、そこから容易に抜け出したりすることができる。
また、必要に応じて補助ポンプＰ３から吐出する作動油を合流することができるので、第１、第２ポンプＰ１，Ｐ２の容量を必要以上に大きくする必要がない。したがって、駆動源の負荷を小さくすることができ、エネルギー効率を高めることができる。

図２を用いて、この発明の第２実施形態について説明する。
なお、この第２実施形態の回路構成は、第１実施形態の回路構成に、二点鎖線で示す回生回路を接続した点に特徴を有するものであり、その他の回路構成については第１実施形態と同じである。したがって、第１実施形態と同じ回路構成については同様の符号を付するとともに、ここでは、回生回路を中心に説明することとする。

図２に示すブーム用アクチュエータＡは、ロッドを固定したピストンによってシリンダ内をロッド側室Ａ１と、ピストン側室Ａ２とに区画している。そして、ブーム操作レバーを下げ側に操作すると、ブームＩ速用バルブ１１およびブームII速用バルブ５が一方の側に切り換わり、第１パラレル通路７および第２パラレル通路１３が接続通路２８を介してロッド側室Ａ１に連通する。このとき、ピストン側室Ａ２は、接続通路２９を介してタンクに連通して、ロッドがシリンダ内に収縮するとともに、ロッドに作用する負荷を下降させる。一方、ブーム操作レバーを上げ側に操作すると、ブームＩ速用バルブ１１およびブームII速用バルブ５が上記とは他方の側に切り換わり、第１パラレル通路７および第２パラレル通路１３が接続通路２９を介してピストン側室Ａ２に連通する。このとき、ロッド側室Ａ１は、接続通路２８を介してタンクに連通して、ロッドがシリンダから伸張するとともに、ロッドに作用する負荷を上昇させる。このように、ブーム用アクチュエータＡは、ブームＩ速用バルブ１１とブームII速用バルブ５とを切り換えることによって、ロッドを伸縮させて負荷を上昇下降させたり、あるいは負荷を保持したりしている。

そして、接続通路２９には、戻り流路３０および吸入側流路３１を介して、補助ポンプＰ３の吸入側を接続している。ただし、戻り流路３０と吸入側流路３１との間には回生切換弁Ｓを設け、この回生切換弁Ｓを切り換えることによって、戻り流路３０と吸入側流路３１とが連通したり遮断したりするようにしている。
また、補助ポンプＰ３の吐出側には、吐出側流路３２を接続するとともに、回生切換弁Ｓを切り換えることによって、この吐出側流路３２が、通路２１と連通したり、タンクに連通したりするようにしている。

回生切換弁Ｓは、３位置に切り換え可能なバルブであって、センター位置において、吐出側流路３２をタンクに連通させている。また、回生切換弁Ｓが、図面上側位置に切り換わると、タンクと吸入側流路３１とを連通させるとともに、吐出側流路３２と通路２１とを連通させる。一方、回生切換弁Ｓが、図面下側位置に切り換わると、吐出側流路３２とタンクとを連通させるとともに、戻り流路３０と吸入側流路３１とを連通させる。

回生切換弁Ｓは、両端にパイロット圧が作用することによって切り換わるが、このパイロット圧を制御するのがコントローラＣである。すなわち、コントローラＣは、各操作レバー２７の操作信号に基づいてパイロット電磁弁３３，３４を制御するとともに、回生切換弁Ｓに作用するパイロット圧を制御して、回生切換弁Ｓを切り換えるようにしている。

なお、吸入側流路３１と吐出側流路３２との間には、短絡通路３５を接続するとともに、この短絡通路３５には２位置切換弁３６を設けている。この２位置切換弁３６は、通常は、スプリングのバネ力によって吸入側流路３１と吐出側流路３２とを連通する位置を保持しているが、パイロット圧を作用させると、吸入側流路３１と吐出側流路３２とを遮断する位置に切り換わる。そして、この２位置切換弁３６を切り換えるためのパイロット圧は、パイロット電磁弁３４によって制御されている。つまり、回生切換弁Ｓを図中上側位置に切り換えるのと同時に、２位置切換弁３６が図中左側位置に切り換わるようにしている。
また、補助ポンプＰ３の駆動源である発電電動機ＭＧには、電力変換装置Ｇと、発電電動機ＭＧの回転によって発電した電気エネルギーを蓄電する蓄電ユニットＵとを接続している。そして、発電電動機ＭＧを駆動する際には、蓄電ユニットＵに蓄電された電気エネルギーによって、発電電動機ＭＧが駆動するようにしている。

次に、この第２実施形態の作用について説明する。
ブーム用アクチュエータＡに負荷が作用している状態から、当該負荷を下降させる場合には、ブーム操作レバーを下げ側に操作し、ブームＩ速用バルブ１１あるいはブームII速用バルブ５を切り換える。すると、当該操作信号を受信したコントローラＣが、第１ポンプＰ１あるいは第２ポンプＰ２を回転させるとともに、パイロット電磁弁３３を制御して、回生切換弁Ｓを図中下側位置に切り換える。したがって、ブームII速用バルブ５およびブームＩ速用バルブ１１を介して、第１ポンプＰ１あるいは第２ポンプＰ２からロッド側室Ａ１に作動油が導かれるとともに、ピストン側室Ａ２からの戻り油が、接続通路２９→戻り流路３０→回生切換弁Ｓ→吸入側流路３１を介して補助ポンプＰ３の吸入側に導かれる。なお、ここでは接続通路２９が、作業機系のアクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路である。

そして、戻り側となる通路から導かれた戻り油によって、補助ポンプＰ３が回転するとともに、補助ポンプＰ３の回転に伴って、発電電動機ＭＧが回転する。補助ポンプＰ３を回転させた戻り油は、吐出側流路３２および回生切換弁Ｓを介してタンクに戻される。このように、ブーム用アクチュエータＡを下降させる際には、このブーム用アクチュエータＡに作用する慣性エネルギーや位置エネルギーを、電力変換装置Ｇが電気エネルギーに変換するとともに、当該電気エネルギーを蓄電ユニットＵに蓄電することができる。

一方、第１実施形態において既に説明したように、補助ポンプＰ３から吐出する作動油を、第１ポンプＰ１や第２ポンプＰ２に合流させてパワーショベルを走行させる場合には、各操作レバー２７の操作信号に基づいて、コントローラＣがパイロット電磁弁３４および発電電動機ＭＧを制御する。
コントローラＣの制御によって、発電電動機ＭＧは、蓄電ユニットＵに蓄電した電気エネルギーによって回転するとともに、この発電電動機ＭＧの回転に伴って、補助ポンプＰ３が回転して作動油を吐出する。

このとき、パイロット電磁弁３４から導かれたパイロット圧によって、回生切換弁Ｓが図中上側位置に切り換わるとともに、２位置切換弁３６が図中左側位置に切り換わる。したがって、補助ポンプＰ３から吐出した作動油は、吐出側流路３２→回生切換弁Ｓ→通路２１と導かれ、両圧力補償弁２４，２５を介して、第１合流通路２２と第２合流通路２３とに均等に分配される。そして、補助ポンプＰ３から吐出した作動油が、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２とに同じだけ合流するとともに、合流した作動油が両走行用アクチュエータに導かれることになる。

なお、補助ポンプＰ３から吐出する作動油を、作業機系のアクチュエータに導く場合や、走行系および作業機系のアクチュエータに同時に導く場合も、上記と同様の方法で両ポンプＰ１，Ｐ２と合流すればよい。
また、両走行用アクチュエータに圧力差が生じた場合、つまり、第１合流通路２２と第２合流通路２３との圧力に差が生じた場合には、いずれか高い方の圧力がパイロット圧として両圧力補償弁２４，２５に導かれ、このパイロット圧によって両圧力補償弁２４，２５を制御することは上記した通りである。

第２実施形態によれば、ブーム用アクチュエータＡからの戻り流体によって、慣性エネルギーあるいは位置エネルギーを電気エネルギーに変換する一方、蓄電ユニットＵに蓄電した電気エネルギーによって発電電動機ＭＧおよび補助ポンプＰ３を回転するようにしたので、エネルギー効率をさらに向上することができる。
なお、第２実施形態では、ブーム用アクチュエータに作用する慣性エネルギーや位置エネルギーを電気エネルギーに変換する構成としたが、作業機系のアクチュエータであって、慣性エネルギーあるいは位置エネルギーが作用するものであれば、いずれのアクチュエータでも構わない。したがって、作業機系のアクチュエータは、シリンダに限られずモータを利用するものでもよい。

また、第１、第２実施形態における各ポンプは、コントローラによって傾転角を制御することによって、吐出量を可変にすることができるが、定吐出ポンプを用いても構わない。
また、第１、第２実施形態においては、パワーショベルの回路構成について説明したが、この発明はパワーショベルに限らず、走行系と作業機系のアクチュエータを備えるとともに、走行系のアクチュエータがそれぞれ別々のポンプによって作動する動力装置において、広く利用することができる。

第１実施形態の回路図である。 第２実施形態の回路図である。 従来の建設機械の動力装置に用いられる回路図である。

符号の説明

２４，２５ 圧力補償弁
２６ 高圧選択弁
３０ 戻り流路
Ｇ 電力変換装置
Ｍ 電動モータ
ＭＧ 発電電動機
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
Ｐ３ 補助ポンプ
Ｕ 蓄電ユニット

Claims (2)

1. 左右独立して作動する走行系のアクチュエータと、作業機系のアクチュエータと、上記走行系または上記作業機系のアクチュエータに作動油を選択的に供給する第１ポンプおよび第２ポンプとを備え、上記第１ポンプから吐出した作動油を上記一方の走行系アクチュエータに供給するとともに、上記第２ポンプから吐出した作動油を上記他方の走行系アクチュエータに供給して走行する建設機械の動力装置において、上記第１、第２ポンプに接続する補助ポンプと、上記補助ポンプから上記第１、第２ポンプ側に導く圧力を制御する一対の圧力補償弁と、上記一対の圧力補償弁に導くパイロット圧を選択する高圧選択弁とを設け、上記高圧選択弁は、上記第１、第２ポンプ吐出圧のうちいずれか高い方の圧力を選択して上記一対の圧力補償弁に導くとともに、上記圧力補償弁によって上記補助ポンプから吐出する作動油を制御し、上記圧力補償弁が制御した作動油を上記第１、第２ポンプから吐出する作動油に均等に合流させて上記走行系の両アクチュエータに導く構成にした建設機械の動力装置。
2. 上記補助ポンプと一体に回転する発電電動機と、上記発電電動機の回転によって発電した電力を蓄電する蓄電ユニットとを備え、上記作業機系のアクチュエータに慣性エネルギーや位置エネルギーが作用したときに戻り側となる通路を上記補助ポンプの吸入側に接続する構成とし、上記作業機系のアクチュエータからの戻り流体によって上記補助ポンプおよび上記発電電動機を回転させて上記慣性エネルギーあるいは上記位置エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電する一方、蓄電した上記電気エネルギーによって上記発電電動機を回転させて、上記補助ポンプから作動油を吐出する構成にした上記請求項１記載の建設機械の動力装置

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