WO2021025170A1 - Excavator - Google Patents

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孔康 井辻
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住友重機械工業株式会社
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Abstract

Provided is an excavator that suitably uses hydraulic fluid that flows out from a boom cylinder during excavation.　The excavator comprises a boom, an arm, a boom cylinder that drives the boom, and an arm cylinder that drives the arm and, during excavation, increases rod-side pressure in the boom cylinder and supplies same to the arm cylinder.

Description

ショベルExcavator
　本発明は、ショベルに関する。 The present invention relates to an excavator.
　例えば、特許文献１には、ブームを下げる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、回生用油圧モータで利用するショベルが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a shovel that uses hydraulic oil that flows out from the oil chamber on the bottom side of a boom cylinder when the boom is lowered in a regenerative hydraulic motor.
国際公開第２０１３／０３５８１５３号International Publication No. 2013/0358153
　しかしながら、特許文献１に開示されたショベルでは、掘削時にブームシリンダから流出する作動油による回生は考慮されていない。 However, the excavator disclosed in Patent Document 1 does not consider regeneration due to hydraulic oil flowing out from the boom cylinder during excavation.
　そこで、本発明は、掘削時にブームシリンダから流出する作動油を好適に利用するショベルを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a shovel that preferably utilizes the hydraulic oil that flows out from the boom cylinder during excavation.
　実施形態の一態様のショベルは、ブームと、アームと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダと、掘削中に、前記ブームシリンダのロッド側圧力を増圧し、前記アームシリンダへ供給する。 The excavator according to the embodiment includes a boom, an arm, a boom cylinder for driving the boom, an arm cylinder for driving the arm, and a rod-side pressure of the boom cylinder during excavation to increase the pressure on the rod side of the boom cylinder. Supply to the cylinder.
　本発明によれば、掘削時にブームシリンダから流出する作動油を好適に利用するショベルを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a shovel that preferably utilizes the hydraulic oil that flows out from the boom cylinder during excavation.
第１実施形態に係る掘削機としてのショベルの側面図。A side view of an excavator as an excavator according to the first embodiment. 第１実施形態に係るショベルの動作状態の推移を示す図。The figure which shows the transition of the operating state of the excavator which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るショベルにおいて、ブームシリンダ及びアームシリンダを油圧駆動する構成の一例を概略的に示す図。The figure which shows typically an example of the structure which hydraulically drives a boom cylinder and an arm cylinder in the excavator which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るショベルの掘削動作時における油の回生制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the oil regeneration control at the time of excavation operation of the excavator which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係るショベルにおいて、ブームシリンダ及びアームシリンダを油圧駆動する構成の一例を概略的に示す図。FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a configuration in which a boom cylinder and an arm cylinder are hydraulically driven in the excavator according to the second embodiment.
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding configurations are designated by the same or corresponding reference numerals and the description thereof will be omitted.
≪第１実施形態≫
　最初に、図１を参照して、第１実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。図１は、第１実施形態に係る掘削機としてのショベル１００の側面図である。 << First Embodiment >>
First, the outline of the excavator 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a side view of the excavator 100 as an excavator according to the first embodiment.
　第１実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメント（作業機）を構成するブーム４、アーム５、及び、バケット６と、キャビン１０を備える。 The excavator 100 according to the first embodiment includes a lower traveling body 1, an upper rotating body 3 that is swivelably mounted on the lower traveling body 1 via a swivel mechanism 2, and a boom 4 that constitutes an attachment (working machine). It includes an arm 5, a bucket 6, and a cabin 10.
　下部走行体１は、左右一対のクローラが走行油圧モータ（図示せず）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。つまり、一対の走行油圧モータ（走行モータの一例）は、被駆動部としての下部走行体１（クローラ）を駆動する。 The lower traveling body 1 travels the excavator 100 by hydraulically driving a pair of left and right crawlers by a traveling hydraulic motor (not shown). That is, a pair of traveling hydraulic motors (an example of a traveling motor) drives a lower traveling body 1 (crawler) as a driven portion.
　上部旋回体３は、旋回油圧モータ（図示せず）で駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。つまり、旋回油圧モータは、被駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。 The upper swivel body 3 swivels with respect to the lower traveling body 1 by being driven by a swivel hydraulic motor (not shown). That is, the swivel hydraulic motor is a swivel drive unit that drives the upper swivel body 3 as a driven unit, and can change the direction of the upper swivel body 3.
　尚、上部旋回体３は、旋回油圧モータの代わりに、電動機（以下、「旋回用電動機」）により電気駆動されてもよい。つまり、旋回用電動機は、旋回油圧モータと同様、非駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。 The upper swivel body 3 may be electrically driven by an electric motor (hereinafter, "swivel motor") instead of the swivel hydraulic motor. That is, the swivel motor is a swivel drive unit that drives the upper swivel body 3 as a non-drive unit, like the swivel hydraulic motor, and can change the direction of the upper swivel body 3.
　ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、エンドアタッチメントとしてのバケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ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。 The boom 4 is pivotally attached to the center of the front portion of the upper swing body 3 so as to be vertically movable, an arm 5 is pivotally attached to the tip of the boom 4 so as to be vertically rotatable, and the tip of the arm 5 is pivotally attached as an end attachment. The bucket 6 is pivotally attached so as to be vertically rotatable. The boom 4, arm 5, and bucket 6 are hydraulically driven by the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 as hydraulic actuators, respectively.
　尚、バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム５の先端には、作業内容等に応じて、バケット６の代わりに、他のエンドアタッチメント、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。 The bucket 6 is an example of an end attachment, and the tip of the arm 5 has another end attachment, for example, a slope bucket, a dredging bucket, or a breaker, instead of the bucket 6 depending on the work content or the like. Etc. may be attached.
　キャビン１０は、オペレータが搭乗する運転室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。 The cabin 10 is a driver's cab on which the operator boarded, and is mounted on the front left side of the upper swivel body 3.
　次に、図２を参照しながら第１実施形態に係るショベル１００の動作の一例である掘削・積込み動作について説明する。図２は、第１実施形態に係るショベル１００の動作状態の推移を示す図である。 Next, the excavation / loading operation, which is an example of the operation of the excavator 100 according to the first embodiment, will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a transition of the operating state of the excavator 100 according to the first embodiment.
　まず、状態ＣＤ１で示すように、オペレータは、上部旋回体３を旋回させ、バケット６が掘削位置の上方に位置し、アーム５が開き、かつ、バケット６が開いた状態で、ブーム４を下降させ、バケット６の先端が掘削対象から所望の高さとなるようにバケット６を下降させる。通常、上部旋回体３を旋回させる際、及び、ブーム４を下降させる際、オペレータは、目視でバケット６の位置を確認する。また、上部旋回体３の旋回、及び、ブーム４の下降は同時に行われることが一般的である。以上の動作をブーム下げ旋回動作と称し、この動作区間をブーム下げ旋回動作区間と称する。 First, as shown in the state CD1, the operator swivels the upper swivel body 3, lowers the boom 4 with the bucket 6 located above the excavation position, the arm 5 open, and the bucket 6 open. Then, the bucket 6 is lowered so that the tip of the bucket 6 is at a desired height from the excavation target. Normally, the operator visually confirms the position of the bucket 6 when turning the upper swing body 3 and when lowering the boom 4. Further, the turning of the upper swinging body 3 and the lowering of the boom 4 are generally performed at the same time. The above operation is referred to as a boom lowering turning operation, and this operation section is referred to as a boom lowering turning operation section.
　オペレータは、バケット６の先端が所望の高さに到達したと判断した場合、状態ＣＤ２で示すように、アーム５が地面に対して略垂直になるまでアーム５を閉じる。これにより、所定の深さの土が掘削され、アーム５が地表面に対して略垂直になるまでバケット６でかき寄せられる。次に、オペレータは、状態ＣＤ３で示すように、アーム５及びバケット６を更に閉じ、状態ＣＤ４で示すように、バケット６がアーム５に対して略垂直になるまでバケット６を閉じる。すなわち、バケット６の上縁が略水平となるまでバケット６を閉じ、かき集めた土をバケット６内に収容する。以上の動作を掘削動作と称し、この動作区間を掘削動作区間と称する。 When the operator determines that the tip of the bucket 6 has reached a desired height, the operator closes the arm 5 until the arm 5 is substantially perpendicular to the ground, as shown in the state CD2. As a result, soil of a predetermined depth is excavated, and the arm 5 is scraped by the bucket 6 until it is substantially perpendicular to the ground surface. The operator then further closes the arm 5 and the bucket 6 as shown in the state CD3, and closes the bucket 6 until the bucket 6 is approximately perpendicular to the arm 5 as shown in the state CD4. That is, the bucket 6 is closed until the upper edge of the bucket 6 is substantially horizontal, and the collected soil is stored in the bucket 6. The above operation is referred to as an excavation operation, and this operation section is referred to as an excavation operation section.
　ここで、掘削動作のうち、例えば、状態ＣＤ１から状態ＣＤ２への間の動作において、アーム５を閉じる方向に動作させる、即ち、アームシリンダ８のロッドを伸ばす方向に動作させる。これにより、ブーム４とアーム５を連結するピンを支点としてアーム５が回転し、バケット６が地面を掘削する。この際、地面からの反力により、ブーム４とアーム５を連結するピンを持ち上げる方向に力が働く。このため、ブームシリンダ７は、ロッドを伸ばす方向に反力を受ける。また、オペレータはアーム閉じ操作と同時に僅かにブーム上げ操作を行っている。このため、操作量に応じた作動油が、メインポンプ１４Ａからブームシリンダ７のボトム側油室へ供給される。 Here, among the excavation operations, for example, in the operation between the state CD1 and the state CD2, the arm 5 is operated in the closing direction, that is, the rod of the arm cylinder 8 is operated in the extending direction. As a result, the arm 5 rotates around the pin connecting the boom 4 and the arm 5 as a fulcrum, and the bucket 6 excavates the ground. At this time, due to the reaction force from the ground, a force acts in the direction of lifting the pin connecting the boom 4 and the arm 5. Therefore, the boom cylinder 7 receives a reaction force in the direction of extending the rod. In addition, the operator slightly raises the boom at the same time as closing the arm. Therefore, hydraulic oil corresponding to the amount of operation is supplied from the main pump 14A to the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7.
　次に、オペレータは、バケット６がアーム５に対して略垂直になるまで閉じたと判断した場合、状態ＣＤ５で示すように、バケット６を閉じたままバケット６の底部が地面から所望の高さとなるまでブーム４を上げる。この動作をブーム上げ動作と称し、この動作区間をブーム上げ動作区間と称する。この動作に続いて、あるいは同時に、オペレータは、上部旋回体３を旋回させ、矢印ＡＲ１で示すようにバケット６を排土位置まで旋回移動する。ブーム上げ動作を含むこの動作をブーム上げ旋回動作と称し、この動作区間をブーム上げ旋回動作区間と称する。 Next, when the operator determines that the bucket 6 is closed until it is substantially perpendicular to the arm 5, the bottom of the bucket 6 becomes a desired height from the ground while the bucket 6 is closed, as shown in the state CD5. Raise boom 4 to. This operation is referred to as a boom raising operation, and this operation section is referred to as a boom raising operation section. Following or at the same time as this operation, the operator swivels the upper swivel body 3 and swivels the bucket 6 to the soil removal position as indicated by the arrow AR1. This operation including the boom raising operation is referred to as a boom raising turning operation, and this operation section is referred to as a boom raising turning operation section.
　なお、バケット６の底部が所望の高さとなるまでブーム４を上げるのは、例えば、ダンプカーの荷台に排土する際にはバケット６を荷台の高さより高く持ち上げないとバケット６が荷台にぶつかってしまうためである。 To raise the boom 4 until the bottom of the bucket 6 reaches a desired height, for example, when soil is discharged to the loading platform of a dump truck, the bucket 6 must be lifted higher than the height of the loading platform or the bucket 6 will hit the loading platform. This is because it will be stored.
　次に、オペレータは、ブーム上げ旋回動作が完了したと判断した場合、状態ＣＤ６で示すように、ブーム４を下げながら或いはブーム４を停止させながらアーム５及びバケット６を開いて、バケット６内の土を排出する。この動作をダンプ動作と称し、この動作区間をダンプ動作区間と称する。 Next, when the operator determines that the boom raising turning operation is completed, as shown in the state CD6, the operator opens the arm 5 and the bucket 6 while lowering the boom 4 or stopping the boom 4, and enters the bucket 6. Drain the soil. This operation is referred to as a dump operation, and this operation section is referred to as a dump operation section.
　次に、オペレータは、ダンプ動作が完了したと判断した場合、状態ＣＤ７で示すように、矢印ＡＲ２の方向に上部旋回体３を旋回させ、バケット６を掘削位置の真上に移動させる。このとき、旋回と同時にブーム４を下げてバケット６を掘削対象から所望の高さのところまで下降させる。この動作は状態ＣＤ１にて説明したブーム下げ旋回動作の一部である。その後、オペレータは、状態ＣＤ１で示すようにバケット６を所望の高さまで下降させ、再び掘削動作以降の動作を行うようにする。 Next, when the operator determines that the dump operation is completed, the upper swivel body 3 is swiveled in the direction of the arrow AR2 as shown by the state CD7, and the bucket 6 is moved directly above the excavation position. At this time, at the same time as turning, the boom 4 is lowered to lower the bucket 6 from the excavation target to a desired height. This operation is a part of the boom lowering turning operation described in the state CD1. After that, the operator lowers the bucket 6 to a desired height as shown by the state CD1 so as to perform the operation after the excavation operation again.
　オペレータは、上述の「ブーム下げ旋回動作」、「掘削動作」、「ブーム上げ旋回動作」、及び「ダンプ動作」を一サイクルとしてこのサイクルを繰り返しながら掘削・積込みを進めていく。 The operator proceeds with excavation and loading while repeating this cycle with the above-mentioned "boom lowering turning operation", "excavation operation", "boom raising turning operation", and "dump operation" as one cycle.
　図３は、第１実施形態に係るショベル１００において、ブームシリンダ７及びアームシリンダ８を油圧駆動する構成の一例を概略的に示す図である。なお、図３において、各制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒ，１７６Ｂ，１７６Ｒ及び回生バルブ１９は、後述する回生時の状態で図示している。また、図３（及び後述する図５）において、機械的動力系を二重線で示し、作動油ラインを実線で示す。また、後述する回生時におけるロッドの移動方向を白抜き矢印で示し、作動油の流れを黒塗り矢印で示す。 FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a configuration in which the boom cylinder 7 and the arm cylinder 8 are hydraulically driven in the excavator 100 according to the first embodiment. In FIG. 3, each control valve 175B, 175R, 176B, 176R and the regenerative valve 19 are shown in a state at the time of regeneration, which will be described later. Further, in FIG. 3 (and FIG. 5 described later), the mechanical power system is shown by a double line, and the hydraulic oil line is shown by a solid line. In addition, the moving direction of the rod during regeneration, which will be described later, is indicated by a white arrow, and the flow of hydraulic oil is indicated by a black arrow.
　第１実施形態に係るショベル１００の駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３Ａ，１３Ｂと、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂと、コントロールバルブ１７を含む。また、第１実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ（図示せず）、旋回油圧モータ（図示せず）、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等の油圧アクチュエータを含む。なお、図３においては、ブームシリンダ７及びアームシリンダ８の油圧駆動系を示しており、その他の油圧アクチュエータ（走行油圧モータ（図示せず）、旋回油圧モータ（図示せず）、及びバケットシリンダ９等）の油圧駆動系は図示を省略している。 The drive system of the excavator 100 according to the first embodiment includes an engine 11, regulators 13A and 13B, main pumps 14A and 14B, and a control valve 17. Further, the hydraulic drive system of the excavator 100 according to the first embodiment is a traveling hydraulic motor that hydraulically drives each of the lower traveling body 1, the upper turning body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 as described above (FIG. Includes hydraulic actuators such as (not shown), swivel hydraulic motors (not shown), boom cylinders 7, arm cylinders 8, and bucket cylinders 9. Note that FIG. 3 shows the hydraulic drive system of the boom cylinder 7 and the arm cylinder 8, and other hydraulic actuators (running hydraulic actuator (not shown), swivel hydraulic motor (not shown), and bucket cylinder 9 Etc.) The hydraulic drive system is not shown.
　エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、コントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂを駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。 The engine 11 is the main power source in the hydraulic drive system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3, for example. Specifically, the engine 11 rotates constantly at a preset target rotation speed under direct or indirect control by the controller 30 to drive the main pumps 14A and 14B. The engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel.
　レギュレータ１３Ａは、メインポンプ１４Ａの吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３Ａは、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４Ａの斜板の角度（傾転角）を調節する。同様に、レギュレータ１３Ｂは、メインポンプ１４Ｂの吐出量を制御する。 The regulator 13A controls the discharge amount of the main pump 14A. For example, the regulator 13A adjusts the angle (tilt angle) of the swash plate of the main pump 14A in response to a control command from the controller 30. Similarly, the regulator 13B controls the discharge amount of the main pump 14B.
　メインポンプ１４Ａ，１４Ｂは、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４Ａ，１４Ｂは、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４Ａ，１４Ｂは、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ３０による制御下で、レギュレータ１３Ａ，１３Ｂにより斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。 The main pumps 14A and 14B are mounted on the rear part of the upper swing body 3 like the engine 11, and supply hydraulic oil to the control valve 17 through the high-pressure hydraulic line. The main pumps 14A and 14B are driven by the engine 11 as described above. The main pumps 14A and 14B are, for example, variable displacement hydraulic pumps, and as described above, the stroke length of the piston is increased by adjusting the tilt angle of the swash plate by the regulators 13A and 13B under the control of the controller 30. It is adjusted and the discharge flow rate (discharge pressure) is controlled.
　コントロールバルブ１７は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータによる操作装置（図示せず）に対する操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４Ａ，１４Ｂと接続され、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂから供給される作動油を、操作装置（図示せず）の操作状態に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ、旋回油圧モータ、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）に選択的に供給する。 The control valve 17 is, for example, a hydraulic control device mounted in the central portion of the upper swing body 3 and controls a hydraulic drive system in response to an operator's operation on an operating device (not shown). As described above, the control valve 17 is connected to the main pumps 14A and 14B via the high-pressure hydraulic line, and the hydraulic oil supplied from the main pumps 14A and 14B is supplied according to the operating state of the operating device (not shown). , The hydraulic actuators (running hydraulic motor, swivel hydraulic motor, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9) are selectively supplied.
　具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４Ａ，１４Ｂからブームシリンダ７及びアームシリンダ８のそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒ，１７６Ｂ，１７６Ｒを含む。なお、制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒは、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒは、アームシリンダ８に対応する。 Specifically, the control valve 17 includes control valves 175B, 175R, 176B, 176R that control the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied from the main pumps 14A and 14B to the boom cylinder 7 and the arm cylinder 8, respectively. .. The control valves 175B and 175R correspond to the boom cylinder 7, and the control valves 176B and 176R correspond to the arm cylinder 8.
　制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒ，１７６Ｂ，１７６Ｒは、例えば、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってよい。制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒ，１７６Ｂ，１７６Ｒは、ポンプ側ポート、タンク側ポート、アクチュエータ側ポートを有する。 The control valves 175B, 175R, 176B, and 176R may be, for example, electromagnetic solenoid type spool valves driven by a command from the controller 30. The control valves 175B, 175R, 176B, and 176R have a pump side port, a tank side port, and an actuator side port.
　制御弁１７５Ｂのポンプ側ポートは、作動油路Ｃ１を介して、メインポンプ１４Ａと接続される。制御弁１７５Ｂのタンク側ポートは、作動油路Ｃ７を介して、作動油タンクと接続される。制御弁１７５Ｂのアクチュエータ側ポートは、作動油路Ｃ２を介して、ブームシリンダ７のボトム側油室と接続される。 The pump side port of the control valve 175B is connected to the main pump 14A via the hydraulic oil passage C1. The tank side port of the control valve 175B is connected to the hydraulic oil tank via the hydraulic oil passage C7. The actuator side port of the control valve 175B is connected to the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 via the hydraulic oil passage C2.
　制御弁１７５Ｒのポンプ側ポートは、作動油路Ｃ１を介して、メインポンプ１４Ａと接続される。制御弁１７５Ｒのタンク側ポートは、作動油路Ｃ７を介して、作動油タンクと接続される。制御弁１７５Ｒのアクチュエータ側ポートは、作動油路Ｃ３を介して、ブームシリンダ７のロッド側油室と接続される。 The pump side port of the control valve 175R is connected to the main pump 14A via the hydraulic oil passage C1. The tank side port of the control valve 175R is connected to the hydraulic oil tank via the hydraulic oil passage C7. The actuator side port of the control valve 175R is connected to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 via the hydraulic oil passage C3.
　制御弁１７６Ｂのポンプ側ポートは、作動油路Ｃ４を介して、メインポンプ１４Ｂと接続される。制御弁１７６Ｂのタンク側ポートは、作動油路Ｃ７を介して、作動油タンクと接続される。制御弁１７６Ｂのアクチュエータ側ポートは、作動油路Ｃ５を介して、アームシリンダ８のボトム側油室と接続される。 The pump side port of the control valve 176B is connected to the main pump 14B via the hydraulic oil passage C4. The tank side port of the control valve 176B is connected to the hydraulic oil tank via the hydraulic oil passage C7. The actuator side port of the control valve 176B is connected to the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 via the hydraulic oil passage C5.
　制御弁１７６Ｒのポンプ側ポートは、作動油路Ｃ４を介して、メインポンプ１４Ｂと接続される。制御弁１７６Ｒのタンク側ポートは、作動油路Ｃ７を介して、作動油タンクと接続される。制御弁１７６Ｒのアクチュエータ側ポートは、作動油路Ｃ６を介して、アームシリンダ８のロッド側油室と接続される。 The pump side port of the control valve 176R is connected to the main pump 14B via the hydraulic oil passage C4. The tank side port of the control valve 176R is connected to the hydraulic oil tank via the hydraulic oil passage C7. The actuator side port of the control valve 176R is connected to the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 via the hydraulic oil passage C6.
　作動油路Ｃ１は、一端がメインポンプ１４Ａと接続され、分岐する他端が制御弁１７５Ｂのポンプ側ポート及び制御弁１７５Ｒのポンプ側ポートと接続される。作動油路Ｃ２は、一端が制御弁１７５Ｂのアクチュエータ側ポートと接続され、分岐する他端がブームシリンダ７のボトム側油室と接続される。作動油路Ｃ３は、一端が制御弁１７５Ｒのアクチュエータ側ポートと接続され、分岐する他端がブームシリンダ７のロッド側油室と接続される。作動油路Ｃ４は、一端がメインポンプ１４Ｂと接続され、分岐する他端が制御弁１７６Ｂのポンプ側ポート及び制御弁１７６Ｒのポンプ側ポートと接続される。作動油路Ｃ５は、一端が制御弁１７６Ｂのアクチュエータ側ポートと接続され、他端がアームシリンダ８のボトム側油室と接続される。作動油路Ｃ６は、一端が制御弁１７６Ｒのアクチュエータ側ポートと接続され、他端がアームシリンダ８のロッド側油室と接続される。作動油路Ｃ７は、一端が作動油タンクと接続され、分岐する他端が制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒ，１７６Ｂ，１７６Ｒのタンク側ポートと接続される。 One end of the hydraulic oil passage C1 is connected to the main pump 14A, and the other end of the branch is connected to the pump side port of the control valve 175B and the pump side port of the control valve 175R. One end of the hydraulic oil passage C2 is connected to the actuator side port of the control valve 175B, and the other end of the branch is connected to the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7. One end of the hydraulic oil passage C3 is connected to the actuator side port of the control valve 175R, and the other end of the branch is connected to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7. One end of the hydraulic oil passage C4 is connected to the main pump 14B, and the other end of the branch is connected to the pump side port of the control valve 176B and the pump side port of the control valve 176R. One end of the hydraulic oil passage C5 is connected to the actuator side port of the control valve 176B, and the other end is connected to the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8. One end of the hydraulic oil passage C6 is connected to the actuator side port of the control valve 176R, and the other end is connected to the rod side oil chamber of the arm cylinder 8. One end of the hydraulic oil passage C7 is connected to the hydraulic oil tank, and the other end of the branch is connected to the tank side ports of the control valves 175B, 175R, 176B, 176R.
　また、第１実施形態に係るショベル１００は、ブームシリンダ７Ａ，７Ｂのロッド側油室の圧力をアームシリンダ８のボトム側油室に回生する回生装置４１を有している。回生装置４１は、作動油路Ｃ８，Ｃ９、増圧機構１８、回生バルブ１９を有している。 Further, the excavator 100 according to the first embodiment has a regenerative device 41 that regenerates the pressure in the rod side oil chambers of the boom cylinders 7A and 7B into the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8. The regenerative device 41 has hydraulic oil passages C8 and C9, a pressure boosting mechanism 18, and a regenerative valve 19.
　作動油路Ｃ８は、一端が作動油路Ｃ３（即ち、ブームシリンダ７のロッド側油室）と接続され、他端が増圧機構１８の１次室に接続される。作動油路Ｃ９は、一端が増圧機構１８の２次室と接続され、他端が作動油路Ｃ５（即ち、アームシリンダ８のボトム側油室）に接続される。 One end of the hydraulic oil passage C8 is connected to the hydraulic oil passage C3 (that is, the oil chamber on the rod side of the boom cylinder 7), and the other end is connected to the primary chamber of the pressure boosting mechanism 18. One end of the hydraulic oil passage C9 is connected to the secondary chamber of the pressure boosting mechanism 18, and the other end is connected to the hydraulic oil passage C5 (that is, the oil chamber on the bottom side of the arm cylinder 8).
　増圧機構１８は、入力側の圧力を増圧して出力側から出力する装置であり、例えば、増圧ピストンを用いることができる。増圧ピストンは、入力側の１次室と、出力側の２次室と、１次室と２次室を仕切るピストンと、を有し、受圧面積比に応じて入力側の圧力を増圧して出力側から出力する。なお、増圧機構１８の構成は、これに限られるものではなく、回転式の増圧機構であってもよい。 The pressure boosting mechanism 18 is a device that boosts the pressure on the input side and outputs it from the output side. For example, a pressure boosting piston can be used. The pressure boosting piston has a primary chamber on the input side, a secondary chamber on the output side, and a piston that separates the primary chamber and the secondary chamber, and boosts the pressure on the input side according to the pressure receiving area ratio. And output from the output side. The configuration of the pressure boosting mechanism 18 is not limited to this, and may be a rotary pressure boosting mechanism.
　回生バルブ１９は、作動油路Ｃ９に設けられ、作動油路Ｃ９を開閉する開閉弁である。回生バルブ１９は、例えば、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁弁であってよい。 The regenerative valve 19 is an on-off valve provided in the hydraulic oil passage C9 to open and close the hydraulic oil passage C9. The regenerative valve 19 may be, for example, a solenoid valve driven by a command from the controller 30.
　ブームロッド圧センサＳ７Ｒは、ブームシリンダ７のロッド側油室の油圧を検出する。ブームボトム圧センサＳ７Ｂは、ブームシリンダ７のボトム側油室の油圧を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒは、アームシリンダ８のロッド側油室の油圧を検出する。アームボトム圧センサＳ８Ｂは、アームシリンダ８のボトム側油室の油圧を検出する。 The boom rod pressure sensor S7R detects the oil pressure in the oil chamber on the rod side of the boom cylinder 7. The boom bottom pressure sensor S7B detects the oil pressure in the oil chamber on the bottom side of the boom cylinder 7. The arm rod pressure sensor S8R detects the oil pressure in the rod side oil chamber of the arm cylinder 8. The arm bottom pressure sensor S8B detects the oil pressure in the oil chamber on the bottom side of the arm cylinder 8.
　ここで、通常時における油圧駆動系の動作を説明する。通常時は、回生バルブ１９は閉弁している。また、ブーム４の上げ操作または下げ操作の際、コントローラ３０は、ブーム４の動作を指令する操作信号（レバー操作）に応じて制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒを制御することで、ブームシリンダ７を伸縮させ、ブーム４を上げまたは下げる。また、アーム５の閉じ操作または開き操作の際、コントローラ３０は、アーム５の動作を指令する操作信号（レバー操作）に応じて制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを制御することで、アームシリンダ８を伸縮させ、アーム５を閉じまたは開ける。 Here, the operation of the hydraulic drive system in the normal state will be described. Normally, the regenerative valve 19 is closed. Further, when the boom 4 is raised or lowered, the controller 30 expands and contracts the boom cylinder 7 by controlling the control valves 175B and 175R in response to an operation signal (lever operation) that commands the operation of the boom 4. , Raise or lower the boom 4. Further, when the arm 5 is closed or opened, the controller 30 expands and contracts the arm cylinder 8 by controlling the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (lever operation) that commands the operation of the arm 5. , Close or open the arm 5.
＜第１実施形態の動作＞
　図４は、第１実施形態に係るショベル１００の掘削動作時における油の回生制御を示すフローチャートである。 <Operation of the first embodiment>
FIG. 4 is a flowchart showing oil regeneration control during excavation operation of the excavator 100 according to the first embodiment.
　ここで、オペレータは、アーム５を閉じる操作をする。即ち、コントローラ３０は、操作信号（例えば、アーム５を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを開く。メインポンプ１４Ｂから吐出された作動油は、作動油路Ｃ４、制御弁１７６Ｂ、作動油路Ｃ５を通って、アームシリンダ８のボトム側油室に供給される。また、アームシリンダ８のロッド側油室から流出した作動油は、作動油路Ｃ６、制御弁１７６Ｒ、作動油路Ｃ７を通って、作動油タンクに流入する。また、オペレータは、アーム５を閉じる操作と同時に僅かにブーム４を上げる操作を行っている。即ち、コントローラ３０は、操作信号（例えば、ブーム４を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒを開く。メインポンプ１４Ａから吐出された作動油は、作動油路Ｃ１、制御弁１７５Ｂ、作動油路Ｃ２を通って、ブームシリンダ７Ａ，７Ｂのボトム側油室に供給される。また、ブームシリンダ７Ａ，７Ｂのロッド側油室から流出した作動油は、作動油路Ｃ３、制御弁１７５Ｒ、作動油路Ｃ７を通って、作動油タンクに流入する。 Here, the operator operates to close the arm 5. That is, the controller 30 opens the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the arm 5). The hydraulic oil discharged from the main pump 14B is supplied to the bottom oil chamber of the arm cylinder 8 through the hydraulic oil passage C4, the control valve 176B, and the hydraulic oil passage C5. Further, the hydraulic oil flowing out from the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 flows into the hydraulic oil tank through the hydraulic oil passage C6, the control valve 176R, and the hydraulic oil passage C7. Further, the operator performs an operation of slightly raising the boom 4 at the same time as an operation of closing the arm 5. That is, the controller 30 opens the control valves 175B and 175R in response to an operation signal (for example, lever operation of the operation lever that operates the boom 4). The hydraulic oil discharged from the main pump 14A is supplied to the bottom oil chambers of the boom cylinders 7A and 7B through the hydraulic oil passage C1, the control valve 175B, and the hydraulic oil passage C2. Further, the hydraulic oil flowing out from the rod-side oil chambers of the boom cylinders 7A and 7B flows into the hydraulic oil tank through the hydraulic oil passage C3, the control valve 175R, and the hydraulic oil passage C7.
　ステップＳ１において、コントローラ３０は、掘削が開始されたか否かを判定する。ここで、コントローラ３０は、例えば、バケット６が地面を掘削する際の反力を検知したか否かで、掘削が開始されたか否かを判定する。例えば、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のロッド側油室の油圧を検出するブームロッド圧センサＳ７Ｒの検出圧と、アームシリンダ８のボトム側油室の油圧を検出するアームボトム圧センサＳ８Ｂの検出圧との差に基づいて、掘削が開始されたか否かを判定する。また、コントローラ３０は、例えば、前方カメラ６０Ｆで撮像した画像に基づいて、掘削が開始されたか否かを判定してもよい。掘削が開始されていないと判定した場合（Ｓ１・Ｎｏ）、コントローラ３０はステップＳ１の処理を繰り返す。掘削が開始されたと判定した場合（Ｓ１・Ｙｅｓ）、コントローラ３０の処理はステップＳ２に進む。 In step S1, the controller 30 determines whether or not excavation has been started. Here, the controller 30 determines whether or not the excavation has started based on, for example, whether or not the bucket 6 has detected a reaction force when excavating the ground. For example, the controller 30 has a detection pressure of the boom rod pressure sensor S7R for detecting the oil pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 and a detection pressure of the arm bottom pressure sensor S8B for detecting the oil pressure in the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8. Based on the difference with, it is determined whether or not the excavation has been started. Further, the controller 30 may determine, for example, whether or not excavation has been started based on the image captured by the front camera 60F. When it is determined that excavation has not started (S1 · No), the controller 30 repeats the process of step S1. When it is determined that the excavation has started (S1 · Yes), the process of the controller 30 proceeds to step S2.
　ステップＳ２において、コントローラ３０は、差圧ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ１以上であるか否かを判定する。ここで、増圧機構１８の増圧係数をＣとし、ブームシリンダ７のロッド側油室の油圧をＰｂｒとし、アームシリンダ８のボトム側油室の油圧をＰａｂとし、差圧ΔＰを以下の式（１）とする。また、閾値Ｐｒｅｆ１は、予め設定される閾値（オフセット値）であり、例えば、「Ｐｒｅｆ１＝０」としてもよい。 In step S2, the controller 30 determines whether or not the differential pressure ΔP is equal to or greater than the threshold value Ref1. Here, the pressure boosting coefficient of the pressure boosting mechanism 18 is C, the oil pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 is Pbr, the oil pressure in the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 is Pab, and the differential pressure ΔP is the following equation. Let it be (1). Further, the threshold value Ref1 is a preset threshold value (offset value), and may be, for example, "Pref1 = 0".
　ΔＰ＝ＣＰｂｒ－Ｐａｂ　　　…（１） ΔP = CPbr-Pab ... (1)
差圧ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ１以上でない場合（Ｓ２・Ｎｏ）、コントローラ３０はステップＳ２の処理を繰り返す。差圧ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ１以上の場合（Ｓ２・Ｙｅｓ）、コントローラ３０の処理はステップＳ３に進む。 When the differential pressure ΔP is not equal to or higher than the threshold value Ref1 (S2 ・ No), the controller 30 repeats the process of step S2. When the differential pressure ΔP is equal to or higher than the threshold value Ref1 (S2 · Yes), the process of the controller 30 proceeds to step S3.
　ステップＳ３において、コントローラ３０は、回生バルブ１９を開弁する。また、コントローラ３０は、制御弁１７５Ｒは閉弁する。コントローラ３０は、操作信号（例えば、ブーム４を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７５Ｂを開く。また、コントローラ３０は、操作信号（例えば、アーム５を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを開く。ブームシリンダ７Ａ，７Ｂのロッド側油室から流出した作動油は、作動油路Ｃ８を通って、増圧機構１８の入力側に流入する。これにより、ブームシリンダ７のロッド側油室の油圧が増圧機構１８で増圧され、アームシリンダ８のボトム側油室に供給される。 In step S3, the controller 30 opens the regenerative valve 19. Further, in the controller 30, the control valve 175R is closed. The controller 30 opens the control valve 175B in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the boom 4). Further, the controller 30 opens the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the arm 5). The hydraulic oil that has flowed out from the rod-side oil chambers of the boom cylinders 7A and 7B flows into the input side of the pressure boosting mechanism 18 through the hydraulic oil passage C8. As a result, the oil pressure in the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 is increased by the pressure boosting mechanism 18, and is supplied to the bottom-side oil chamber of the arm cylinder 8.
　ステップＳ４において、コントローラ３０は、差圧ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２未満であるか否かを判定する。ここで、閾値Ｐｒｅｆ２は、予め設定される閾値（オフセット値）であり、例えば、「Ｐｒｅｆ２＝０」としてもよい。また、閾値Ｐｒｅｆ１と閾値Ｐｒｅｆ２は、同じでもよく、異なっていてもよい。なお、制御のハンチング防止するため、「Ｐｒｅｆ１＞Ｐｒｅｆ２は」が好ましい。差圧ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２未満でない場合（Ｓ４・Ｎｏ）、コントローラ３０はステップＳ４の処理を繰り返す。差圧ΔＰが閾値Ｐｒｅｆ２未満の場合（Ｓ４・Ｙｅｓ）、コントローラ３０の処理はステップＳ５に進む。 In step S4, the controller 30 determines whether or not the differential pressure ΔP is less than the threshold value Pref2. Here, the threshold value Ref2 is a preset threshold value (offset value), and may be, for example, "Pref2 = 0". Further, the threshold value Pref1 and the threshold value Pref2 may be the same or different. In order to prevent control hunting, "Pref1> Pref2" is preferable. When the differential pressure ΔP is not less than the threshold value Ref2 (S4 · No), the controller 30 repeats the process of step S4. When the differential pressure ΔP is less than the threshold value Pref2 (S4 · Yes), the process of the controller 30 proceeds to step S5.
　ステップＳ５において、コントローラ３０は、回生バルブ１９を閉弁する。また、コントローラ３０は、操作信号（例えば、ブーム４を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒを開く。また、コントローラ３０は、操作信号（例えば、アーム５を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを開く。これにより、ブームシリンダ７のロッド側油室からアームシリンダ８のボトム側油室への油圧の回生供給が終了する。そして、コントローラ３０は、図３に示す処理を終了する。 In step S5, the controller 30 closes the regenerative valve 19. Further, the controller 30 opens the control valves 175B and 175R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the boom 4). Further, the controller 30 opens the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the arm 5). As a result, the regenerative supply of flood pressure from the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 to the bottom-side oil chamber of the arm cylinder 8 is completed. Then, the controller 30 ends the process shown in FIG.
　以上、第１実施形態に係るショベル１００によれば、掘削時にブームシリンダ７に発生する反力を、掘削を行うアーム５を動作させるアームシリンダ８で有効に利用することができる。これにより、ショベル１００の掘削時における動作速度の向上、消費エネルギの削減が可能となる。 As described above, according to the excavator 100 according to the first embodiment, the reaction force generated in the boom cylinder 7 at the time of excavation can be effectively used in the arm cylinder 8 for operating the arm 5 for excavation. This makes it possible to improve the operating speed of the excavator 100 during excavation and reduce energy consumption.
　また、第１実施形態に係るショベル１００によれば、増圧機構１８で増圧することにより、例えば、反力が小さく、ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力がアームシリンダ８のボトム側油室の圧力よりも小さいような場合でも、ブームシリンダ７で発生する圧力（反力）を掘削動作時に駆動するアームシリンダ８で利用することができる。 Further, according to the excavator 100 according to the first embodiment, by increasing the pressure by the pressure increasing mechanism 18, for example, the reaction force is small and the pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 is reduced to the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8. The pressure (reaction force) generated in the boom cylinder 7 can be used in the arm cylinder 8 driven during the excavation operation even when the pressure is smaller than the pressure of.
≪第２実施形態≫
　次に、第２実施形態に係るショベル１００について説明する。図５は、第２実施形態に係るショベル１００において、ブームシリンダ７及びアームシリンダ８を油圧駆動する構成の一例を概略的に示す図である。なお、図５において、各制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒ，１７６Ｂ，１７６Ｒ及び回生バルブ２０，２１は、後述する回生時の状態で図示している。 << Second Embodiment >>
Next, the excavator 100 according to the second embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a configuration in which the boom cylinder 7 and the arm cylinder 8 are hydraulically driven in the excavator 100 according to the second embodiment. In FIG. 5, the control valves 175B, 175R, 176B, 176R and the regenerative valves 20 and 21 are shown in the state at the time of regeneration, which will be described later.
　第１実施形態に係るショベル１００は、図３に示す回生装置４１を有するのに対し、第２実施形態に係るショベル１００は、図５に示すように回生装置４２を有する点で異なっている。その他の構成は、同様であり、重複する説明は省略する。 The excavator 100 according to the first embodiment has the regenerative device 41 shown in FIG. 3, whereas the excavator 100 according to the second embodiment is different in that it has the regenerative device 42 as shown in FIG. Other configurations are the same, and duplicate description will be omitted.
　作動油路Ｃ３は、作動油路Ｃ１１、作動油路Ｃ１２、回生バルブ２０を有している。作動油路Ｃ１１は、一端がブームシリンダ７Ａのロッド側油室と接続され、他端が回生バルブ２０の一方のポートと接続される。作動油路Ｃ１２は、一端が制御弁１７５Ｒのアクチュエータ側ポートと接続され、分岐する他端が回生バルブ２０の他方のポート及びブームシリンダ７Ｂのロッド側油室と接続される。 The hydraulic oil passage C3 has a hydraulic oil passage C11, a hydraulic oil passage C12, and a regenerative valve 20. One end of the hydraulic oil passage C11 is connected to the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7A, and the other end is connected to one port of the regenerative valve 20. One end of the hydraulic oil passage C12 is connected to the actuator side port of the control valve 175R, and the other end of the branch is connected to the other port of the regenerative valve 20 and the rod side oil chamber of the boom cylinder 7B.
　回生バルブ２０は、作動油路Ｃ１１と作動油路Ｃ１２の接続部に設けられ、作動油路Ｃ１１と作動油路Ｃ１２との連通を開閉する開閉弁である。回生バルブ２０は、例えば、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁弁であってよい。 The regenerative valve 20 is an on-off valve provided at the connection portion between the hydraulic oil passage C11 and the hydraulic oil passage C12 and opens and closes the communication between the hydraulic oil passage C11 and the hydraulic oil passage C12. The regenerative valve 20 may be, for example, a solenoid valve driven by a command from the controller 30.
　また、第２実施形態に係るショベル１００は、ブームシリンダ７Ａのロッド側油室の圧力をアームシリンダ８のボトム側油室に回生する回生装置４２を有している。回生装置４２は、作動油路Ｃ１３、回生バルブ２０，２１を有している。 Further, the excavator 100 according to the second embodiment has a regenerative device 42 that regenerates the pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7A into the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8. The regenerative device 42 has a hydraulic oil passage C13 and regenerative valves 20 and 21.
　作動油路Ｃ１３は、一端が作動油路Ｃ１１（即ち、ブームシリンダ７Ａのロッド側油室）と接続され、他端が作動油路Ｃ５（即ち、アームシリンダ８のボトム側油室）に接続される。 One end of the hydraulic oil passage C13 is connected to the hydraulic oil passage C11 (that is, the rod side oil chamber of the boom cylinder 7A), and the other end is connected to the hydraulic oil passage C5 (that is, the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8). Cylinder.
　回生バルブ２１は、作動油路Ｃ１３に設けられ、作動油路Ｃ１３を開閉する開閉弁である。回生バルブ１９は、例えば、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁弁であってよい。 The regenerative valve 21 is an on-off valve provided in the hydraulic oil passage C13 to open and close the hydraulic oil passage C13. The regenerative valve 19 may be, for example, a solenoid valve driven by a command from the controller 30.
　ここで、通常時における油圧駆動系の動作を説明する。通常時は、回生バルブ２０は開弁し、回生バルブ２１は閉弁している。また、ブーム４の上げ操作または下げ操作の際、コントローラ３０は、ブーム４の動作を指令する操作信号（レバー操作）に応じて制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒを制御することで、ブームシリンダ７を伸縮させ、ブーム４を上げまたは下げる。また、アーム５の閉じ操作または開き操作の際、コントローラ３０は、アーム５の動作を指令する操作信号（レバー操作）に応じて制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを制御することで、アームシリンダ８を伸縮させ、アーム５を閉じまたは開ける。 Here, the operation of the hydraulic drive system in the normal state will be described. Normally, the regenerative valve 20 is open and the regenerative valve 21 is closed. Further, when the boom 4 is raised or lowered, the controller 30 expands and contracts the boom cylinder 7 by controlling the control valves 175B and 175R in response to an operation signal (lever operation) that commands the operation of the boom 4. , Raise or lower the boom 4. Further, when the arm 5 is closed or opened, the controller 30 expands and contracts the arm cylinder 8 by controlling the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (lever operation) that commands the operation of the arm 5. , Close or open the arm 5.
＜第２実施形態の動作＞
　第２実施形態のショベル１００は、図４に示すフローチャートにおいて、以下の点で相違する。 <Operation of the second embodiment>
The excavator 100 of the second embodiment differs in the following points in the flowchart shown in FIG.
　ここで、オペレータは、アーム５を閉じる操作をする。即ち、コントローラ３０は、操作信号（例えば、アーム５を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを開く。メインポンプ１４Ｂから吐出された作動油は、作動油路Ｃ４、制御弁１７６Ｂ、作動油路Ｃ５を通って、アームシリンダ８のボトム側油室に供給される。また、アームシリンダ８のロッド側油室から流出した作動油は、作動油路Ｃ６、制御弁１７６Ｒ、作動油路Ｃ７を通って、作動油タンクに流入する。また、オペレータは、アーム５を閉じる操作と同時に僅かにブーム４を上げる操作を行っている。即ち、コントローラ３０は、操作信号（例えば、ブーム４を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒを開く。メインポンプ１４Ａから吐出された作動油は、作動油路Ｃ１、制御弁１７５Ｂ、作動油路Ｃ２を通って、ブームシリンダ７Ａ，７Ｂのボトム側油室に供給される。また、ブームシリンダ７Ａ，７Ｂのロッド側油室から流出した作動油は、作動油路Ｃ３、制御弁１７５Ｒ、作動油路Ｃ７を通って、作動油タンクに流入する。 Here, the operator operates to close the arm 5. That is, the controller 30 opens the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the arm 5). The hydraulic oil discharged from the main pump 14B is supplied to the bottom oil chamber of the arm cylinder 8 through the hydraulic oil passage C4, the control valve 176B, and the hydraulic oil passage C5. Further, the hydraulic oil flowing out from the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 flows into the hydraulic oil tank through the hydraulic oil passage C6, the control valve 176R, and the hydraulic oil passage C7. Further, the operator performs an operation of slightly raising the boom 4 at the same time as an operation of closing the arm 5. That is, the controller 30 opens the control valves 175B and 175R in response to an operation signal (for example, lever operation of the operation lever that operates the boom 4). The hydraulic oil discharged from the main pump 14A is supplied to the bottom oil chambers of the boom cylinders 7A and 7B through the hydraulic oil passage C1, the control valve 175B, and the hydraulic oil passage C2. Further, the hydraulic oil flowing out from the rod-side oil chambers of the boom cylinders 7A and 7B flows into the hydraulic oil tank through the hydraulic oil passage C3, the control valve 175R, and the hydraulic oil passage C7.
　ステップＳ３において、コントローラ３０は、回生バルブ２１を開弁し、回生バルブ２０を閉弁する。また、コントローラ３０は、作動油路Ｃ３（Ｃ１２）と作動油路Ｃ７が連通するように制御弁１７５Ｒを開弁する。コントローラ３０は、操作信号（例えば、ブーム４を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７５Ｂを開く。また、コントローラ３０は、操作信号（例えば、アーム５を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを開く。ブームシリンダ７Ｂのロッド側油室から流出した作動油は、作動油路Ｃ１２、制御弁１７５Ｒ、作動油路Ｃ７を通って、作動油タンクに流入する。ブームシリンダ７Ａのロッド側油室から流出した作動油は、作動油路Ｃ１３を通って、アームシリンダ８のボトム側油室に供給される。 In step S3, the controller 30 opens the regenerative valve 21 and closes the regenerative valve 20. Further, the controller 30 opens the control valve 175R so that the hydraulic oil passage C3 (C12) and the hydraulic oil passage C7 communicate with each other. The controller 30 opens the control valve 175B in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the boom 4). Further, the controller 30 opens the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the arm 5). The hydraulic oil that has flowed out of the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7B flows into the hydraulic oil tank through the hydraulic oil passage C12, the control valve 175R, and the hydraulic oil passage C7. The hydraulic oil flowing out from the rod side oil chamber of the boom cylinder 7A is supplied to the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 through the hydraulic oil passage C13.
　ステップＳ５において、コントローラ３０は、回生バルブ２１を開弁し、回生バルブ２０を開弁する。また、コントローラ３０は、操作信号（例えば、ブーム４を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７５Ｂ，１７５Ｒを開く。また、コントローラ３０は、操作信号（例えば、アーム５を操作する操作レバーのレバー操作）に応じて、制御弁１７６Ｂ，１７６Ｒを開く。これにより、ブームシリンダ７Ａのロッド側油室からアームシリンダ８のボトム側油室への油圧の回生供給が終了する。 In step S5, the controller 30 opens the regenerative valve 21 and the regenerative valve 20. Further, the controller 30 opens the control valves 175B and 175R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the boom 4). Further, the controller 30 opens the control valves 176B and 176R in response to an operation signal (for example, a lever operation of an operation lever that operates the arm 5). As a result, the regenerative supply of the oil pressure from the rod side oil chamber of the boom cylinder 7A to the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 is completed.
　その他の処理は、同様であり、重複する説明を省略する。 Other processes are the same, and duplicate explanations are omitted.
　以上、第２実施形態に係るショベル１００によれば、掘削時にブームシリンダ７に発生する反力を、掘削を行うアーム５を動作させるアームシリンダ８で有効に利用することができる。これにより、ショベル１００の掘削時における動作速度の向上、消費エネルギの削減が可能となる。 As described above, according to the excavator 100 according to the second embodiment, the reaction force generated in the boom cylinder 7 at the time of excavation can be effectively used in the arm cylinder 8 for operating the arm 5 for excavation. This makes it possible to improve the operating speed of the excavator 100 during excavation and reduce energy consumption.
　また、第２実施形態に係るショベル１００によれば、２本のブームシリンダ７（７Ａ，７Ｂ）のうち、１本のブームシリンダ７Ａが反力を支持する構成となっている。このため、２本のブームシリンダ７で掘削時の反力を支持する場合と比較して、１本のブームシリンダ７Ａで掘削時の反力を支持することにより、反力によるブームシリンダ７Ａのロッド側油室の圧力上昇が増加する。これにより、反力が小さくても、ブームシリンダ７Ａのロッド側油室の圧力をアームシリンダ８のボトム側油室の圧力よりも高くすることができる。よって、ブームシリンダ７で発生する圧力（反力）を掘削動作時に駆動するアームシリンダ８で利用することができる。 Further, according to the excavator 100 according to the second embodiment, one boom cylinder 7A out of the two boom cylinders 7 (7A, 7B) supports the reaction force. Therefore, as compared with the case where two boom cylinders 7 support the reaction force during excavation, the rod of the boom cylinder 7A due to the reaction force is supported by supporting the reaction force during excavation with one boom cylinder 7A. The pressure rise in the side oil chamber increases. As a result, even if the reaction force is small, the pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7A can be made higher than the pressure in the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8. Therefore, the pressure (reaction force) generated in the boom cylinder 7 can be used in the arm cylinder 8 that drives during the excavation operation.
　以上、ショベル１００の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 Although the embodiments of the excavator 100 have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and the like, and various modifications and improvements are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.
　本願は、２０１９年８月８日に出願した日本国特許出願２０１９－１４６１８０号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-146180 filed on August 8, 2019, and the entire contents of this Japanese patent application are incorporated herein by reference.
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
１０　　　　キャビン
１１　　　　エンジン
１４Ａ，１４Ｂ　メインポンプ
１７　　　　コントロールバルブ
１７５Ｂ，１７５Ｒ，１７６Ｂ，１７６Ｒ　制御弁
１８　　　　増圧機構
１９，２０，２１　回生バルブ
３０　　　　コントローラ
４１，４２　回生装置
１００　　　ショベル 1 Lower traveling body 2 Swing mechanism 3 Upper swivel body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 10 Cabin 11 Engine 14A, 14B Main pump 17 Control valve 175B, 175R, 176B, 176R Control valve 18 Booster Mechanism 19, 20, 21 Regeneration valve 30 Controller 41, 42 Regeneration device 100 Excavator

Claims (5)

  1. 　ブームと、
    　アームと、
    　前記ブームを駆動するブームシリンダと、
    　前記アームを駆動するアームシリンダと、
    　掘削中に、前記ブームシリンダのロッド側圧力を増圧し、前記アームシリンダへ供給する、ショベル。     With the boom
    With the arm
    The boom cylinder that drives the boom and
    An arm cylinder that drives the arm and
    A shovel that increases the rod-side pressure of the boom cylinder and supplies it to the arm cylinder during excavation.
  2. 　増圧され前記アームシリンダへ供給される作動油は、
    　前記ブームシリンダのロッド側から流出する作動油を増圧させる増圧機構により増圧される、
    請求項１に記載のショベル。     The hydraulic oil that is boosted and supplied to the arm cylinder is
    The pressure is increased by a pressure increasing mechanism that increases the pressure of the hydraulic oil flowing out from the rod side of the boom cylinder.
    The excavator according to claim 1.
  3. 　前記ブームを駆動する前記ブームシリンダは、２本有し、
    　増圧され前記アームシリンダへ供給される作動油は、
    　２本の前記ブームシリンダのうち一方の前記ブームシリンダのロッド側から流出する作動油を前記アームシリンダへ供給することで増圧する、
    請求項１に記載のショベル。     The boom cylinder for driving the boom has two boom cylinders.
    The hydraulic oil that is boosted and supplied to the arm cylinder is
    The pressure is increased by supplying the hydraulic oil flowing out from the rod side of one of the two boom cylinders to the arm cylinder.
    The excavator according to claim 1.
  4. 　前記ブームシリンダのロッド側と前記アームシリンダのボトム側を接続する回生作動油路と、
    　前記回生作動油路に設けられる増圧機構と、
    　前記回生作動油路を開閉する開閉弁と、を備える、
    請求項１に記載のショベル。     A regenerative hydraulic oil passage connecting the rod side of the boom cylinder and the bottom side of the arm cylinder,
    The pressure boosting mechanism provided in the regenerative hydraulic oil passage and
    An on-off valve for opening and closing the regenerative hydraulic oil passage is provided.
    The excavator according to claim 1.
  5. 　前記ブームを駆動する前記ブームシリンダは、第１ブームシリンダと、第２ブームシリンダと、を有し、
    　前記第１ブームシリンダのロッド側と前記アームシリンダのボトム側を接続する回生作動油路と、
    　前記回生作動油路を開閉する回生開閉弁と、
    　前記第１ブームシリンダのロッド側とコントロールバルブとを接続する主作動油路に設けられ、前記主作動油路を開閉する主開閉弁と、を備える、
    請求項１に記載のショベル。     The boom cylinder for driving the boom includes a first boom cylinder and a second boom cylinder.
    A regenerative hydraulic oil passage connecting the rod side of the first boom cylinder and the bottom side of the arm cylinder,
    A regenerative on-off valve that opens and closes the regenerative hydraulic oil passage,
    It is provided in the main hydraulic oil passage connecting the rod side of the first boom cylinder and the control valve, and includes a main on-off valve for opening and closing the main hydraulic oil passage.
    The excavator according to claim 1.
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