(57)【要約】      （修正有）【課題】ブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダの複合作動時の圧力干渉回避でき、操作性を向上し、ロス馬力を低減できる油圧ショベルを提供する。【解決手段】ブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８における各ボトム油室の受圧面積と各ロッド油室の受圧面積との割合と、前記第一油圧ポンプ・モータ３０と第二油圧ポンプ・モータ３１と第三油圧ポンプ・モータ３２の各押出部材により１回転あたり押し出されるボトム油室への吸入または吐出される量とロッド油室への吐出量または吸入量の割合が一致するように設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片ロッド複動型のブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダの吐出・吸入ポートが、回転駆動型の第一油圧ポンプ・モータ、第二油圧ポンプ・モータ、第三油圧ポンプ・モータの各吐出・吸入ポートと、それぞれ油路を介して連通されてそれぞれ油圧閉回路が構成されるとともに、前記ブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダにおける各ボトム油室の受圧面積と各ロッド油室の受圧面積との割合と、前記第一油圧ポンプ・モータと第二油圧ポンプ・モータと第三油圧ポンプ・モータの各押出部材により１回転あたり押し出されるボトム油室への吸入または吐出される量とロッド油室への吐出される量または吸入される量との割合とが一致するように設定されることを特徴とする油圧装置。
【請求項２】
前記第一油圧ポンプ・モータと、第二油圧ポンプ・モータと、第三油圧ポンプ・モータの各回転軸は、それぞれ第一モータジェネレータ、第二モータジェネレータ、第三モータジェネレータの駆動軸と接続されて駆動可能とされ、前記ブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダはそれぞれ独立して駆動されるとともに、それぞれ独立してエネルギー回生可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の油圧装置。
【請求項３】
前記第一油圧ポンプ・モータと、第二油圧ポンプ・モータと、第三油圧ポンプ・モータの駆動軸は一つの駆動軸で接続され、該駆動軸はエンジンまたはモータの出力軸と連結されるとともに、前記第一油圧ポンプ・モータ、第二油圧ポンプ・モータ、第三油圧ポンプ・モータは可動斜板を備えるアキシャルピストン型とし、前記可動斜板の傾倒によりブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダの作動速度及び伸縮方向を変更し、前記シリンダが、負荷または重力により伸縮されて、前記第一油圧ポンプ・モータ、または、第二油圧ポンプ・モータ、または、第三油圧ポンプ・モータに送油されて出力として取出し可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の油圧装置。
【請求項４】
前記第一油圧ポンプ・モータ、または、第二油圧ポンプ・モータ、または、第三油圧ポンプ・モータの少なくとも一つがエンジンまたはモータにより駆動され、少なくとも他の一つが負荷または重力により伸縮されるシリンダからの圧油により駆動されて回生される場合、回生エネルギーはエンジンまたはモータのアシストまたは充電に利用されることを特徴とする請求項３に記載の油圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルの馬力ロスを低減するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型の油圧ショベルのブームシリンダやアームシリンダやバケットシリンダ等を駆動するための油圧回路は、オープンセンタ型（例えば、特許文献１参照）やロードセンシング型（例えば、特許文献２参照）が採用されている。
【０００３】
しかし、オープンセンタ型の油圧回路では、作業時に常に最大流量を流し続けるため、特に、微速走行時のロス馬力が大きくなる。また、ロードセンシング型の油圧回路では、複合作動時に圧力干渉が発生し、操作性が悪く、ロス馬力も大きくなっていた。また、両油圧回路ともシリンダが重力の影響により作動するときにエネルギーを回収することは不可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５６９９４０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９６１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の問題を解消するために、ブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダの各油圧シリンダをそれぞれ個別の油圧ポンプ・モータと閉回路で接続し、複合作動時の圧力干渉を回避でき、操作性を向上し、ロス馬力を低減できる油圧ショベル（バックホウ）を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１においては、片ロッド複動型のブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダの吐出・吸入ポートが、回転駆動型の第一油圧ポンプ・モータ、第二油圧ポンプ・モータ、第三油圧ポンプ・モータの各吐出・吸入ポートと、それぞれ油路を介して連通されてそれぞれ油圧閉回路が構成されるとともに、前記ブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダにおける各ボトム油室の受圧面積と各ロッド油室の受圧面積との割合と、前記第一油圧ポンプ・モータと第二油圧ポンプ・モータと第三油圧ポンプ・モータの各押出部材により１回転あたり押し出されるボトム油室への吸入または吐出される量とロッド油室への吐出される量または吸入される量との割合とが一致するように設定されるものである。
【０００７】
請求項２においては、前記第一油圧ポンプ・モータと、第二油圧ポンプ・モータと、第三油圧ポンプ・モータの各回転軸は、それぞれ第一モータジェネレータ、第二モータジェネレータ、第三モータジェネレータの駆動軸と接続されて駆動可能とされ、前記ブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダはそれぞれ独立して駆動されるとともに、それぞれ独立してエネルギー回生可能に構成されるものである。
【０００８】
請求項３においては、前記第一油圧ポンプ・モータと、第二油圧ポンプ・モータと、第三油圧ポンプ・モータの駆動軸は一つの駆動軸で接続され、該駆動軸はエンジンまたはモータの出力軸と連結されるとともに、前記第一油圧ポンプ・モータ、第二油圧ポンプ・モータ、第三油圧ポンプ・モータは可動斜板を備えるアキシャルピストン型とし、前記可動斜板の傾倒によりブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダの作動速度及び伸縮方向を変更し、前記シリンダが、負荷または重力により伸縮されて、前記第一油圧ポンプ・モータ、または、第二油圧ポンプ・モータ、または、第三油圧ポンプ・モータに送油されて出力として取出し可能に構成されるものである。
請求項４においては、前記第一油圧ポンプ・モータ、または、第二油圧ポンプ・モータ、または、第三油圧ポンプ・モータの少なくとも一つがエンジンまたはモータにより駆動され、少なくとも他の一つが負荷または重力により伸縮されるシリンダからの圧油により駆動されて回生される場合、回生エネルギーはエンジンまたはモータのアシストまたは充電に利用されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明によると、ブームシリンダとアームシリンダとバケットシリンダの各油圧シリンダをそれぞれ個別の油圧ポンプ・モータにより作動できるとともに、複合作動時の圧力干渉を回避でき、操作性を向上し、ロス馬力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】バックホウと油圧装置の接続を示す図である。
【図２】油圧装置の油圧回路図である。
【図３】油圧ポンプ・モータの側面断面図である。
【図４】バルブプレートの正面図である。
【図５】ピストンの回転角とピストンストローク割合との関係を示す図である。
【図６】ピストン内周支持式のラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータの断面図である。
【図７】ピストン外周支持式のラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータの断面図である。
【図８】ベーン型の油圧ポンプ・モータの断面図である。
【図９】外接歯車型の並列式油圧ポンプ・モータの断面図である。
【図１０】図９におけるＺ−Ｚ断面図である。
【図１１】他の実施形態のモータ駆動のバックホウと油圧装置の接続を示す図である。
【図１２】他の実施形態のエンジン駆動のバックホウと油圧装置の接続を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の油圧装置を備えるバックホウ（油圧ショベル）１の全体構成を、図１を参照しながら説明する。
バックホウ１は、左右一対の走行クローラ３・３を有するクローラ式の走行装置２と、走行装置２上に水平旋回可能に設けられた旋回台４（機体）とを備えている。
【００１２】
旋回台４には、操縦部６と駆動源としてのモータジェネレータ７・１０７・２０７と、該モータジェネレータ７・１０７・２０７に電力を供給し、回生した電気エネルギーを蓄電するバッテリ８と、作動油を貯留する作動油タンク９が搭載されている。旋回台４の前部には、掘削作業のためのブーム１１、アーム１２及びバケット１３を有する作業部１０が設けられている。
【００１３】
作業部１０の構成要素であるブーム１１は、先端側を前向きに突き出して側面視く字状に屈曲した形状に形成されている。ブーム１１の基端部は、旋回台４の前部に取り付けられたブームブラケット１４に回動可能に枢着されている。ブーム１１の前面側には、上下に回動させるための片ロッド複動型のブームシリンダ１６が配置され、ブームシリンダ１６のボトム側端部は、ブームブラケット１４の前端部に回動可能に枢支されている。ブームシリンダ１６のロッド側端部は、ブーム１１の屈曲部の前面側（凹み側）に回動可能に枢支されている。
【００１４】
ブーム１１の先端部には、アーム１２の基端部が、回動可能に枢着されている。ブーム１１の上面前部側には、アーム１２を回動させるための片ロッド複動型のアームシリンダ１７が配置されている。アームシリンダ１７のボトム側端部は、ブーム１１における屈曲部の背面側に回動可能に枢支されている。アームシリンダ１７のロッド側端部は、アーム１２の基端側外面（前面）に回動可能に枢支されている。
【００１５】
アーム１２の先端部には、掘削用アタッチメントとしてのバケット１３が、回動可能に枢着されている。アーム１２の外面（前面）側には、バケット１３を回動させるための片ロッド複動型のバケットシリンダ１８が配置されている。バケットシリンダ１８のボトム側端部は、アーム１２の基部側に回動可能に枢支されている。バケットシリンダ１８のロッド側端部は、連結リンクを介してバケット１３に回動可能に枢支されている。
【００１６】
次に、図１を参照しながら、油圧シリンダ（ブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８）と油圧ポンプ・モータ（第一油圧ポンプ・モータ３０・第二油圧ポンプ・モータ３１・第三油圧ポンプ・モータ３２）とが接続される油圧回路について説明する。
【００１７】
ブームシリンダ１６の給排ポートには、第１油路３３と第２油路３４と介して第一油圧ポンプ・モータ３０の吐出・吸入ポートと連通されている。アームシリンダ１７の給排ポートには、第１油路１３３と第２油路１３４と介して第二油圧ポンプ・モータ３１の吐出・吸入ポートと連通されている。バケットシリンダ１８の給排ポートには、第１油路２３３と第２油路２３４と介して第三油圧ポンプ・モータ３２の吐出・吸入ポートと連通されている。第一油圧ポンプ・モータ３０・第二油圧ポンプ・モータ３１・第三油圧ポンプ・モータ３２はそれぞれブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８の大きさ・容量に合わせた容量としている。そして後述する前記第一油圧ポンプ・モータ３０と第二油圧ポンプ・モータ３１と第三油圧ポンプ・モータ３２の各押出部材により１回転あたり押し出されるボトム油室への吸入または吐出される量とロッド油室への吐出量または吸入量の割合が一致するように設定されている。また、第１油路３３・１３３・２３３と第２油路３４・１３４・２３４との間にはチェックバルブやリリーフバルブ等が配置される。
【００１８】
第一油圧ポンプ・モータ３０・第二油圧ポンプ・モータ３１・第三油圧ポンプ・モータ３２の回転軸７４・１７４・２７４はそれぞれモータジェネレータ７・１０７・２０７の駆動軸と連動連結されている。第一モータジェネレータ７・第二モータジェネレータ１０７・第三モータジェネレータ２０７はそれぞれインバータ２９・１２９・２２９と接続されている。また、インバータ２９・１２９・２２９には制御回路２１と接続され、バッテリ８からの供給電力を制御することにより各モータジェネレータ７・１０７・２０７の回転を制御可能としている。第一モータジェネレータ７・第二モータジェネレータ１０７・第三モータジェネレータ２０７は正逆転及び回転速度を変更可能としている。
【００１９】
さらに、ブームシリンダ１６またはアームシリンダ１７またはバケットシリンダ１８が負荷または位置エネルギーにより伸縮した場合、その伸縮による圧油の流れにより第一油圧ポンプ・モータ３０または第二油圧ポンプ・モータ３１または第三油圧ポンプ・モータ３２が回転駆動されると、第一モータジェネレータ７または第二モータジェネレータ１０７または第三モータジェネレータ２０７が回転されて発電し、インバータ２９またまたはインバータ１２９またはインバータ２２９を介してバッテリ８に充電される。つまり回生可能とされる。
【００２０】
第一油圧ポンプ・モータ３０とブームシリンダ１６の間の油圧回路と、第二油圧ポンプ・モータ３１とアームシリンダ１７の間の油圧回路と、第三油圧ポンプ・モータ３２とバケットシリンダ１８の間の油圧回路構成は略同じとしているため、図２より、第一油圧ポンプ・モータ３０とブームシリンダ１６（以下、油圧シリンダ１６として説明する）の間の油圧回路構成について説明する。
【００２１】
油圧シリンダ１６は前述の通り片ロッド複動型のものであり、ボトム油室３５の受圧面積Ｂ（断面積）が、ロッド油室３６の受圧面積Ｒと比べて、ピストンロッド３７の断面積Ｑ分だけ大きくなっている。すなわち（ボトム油室３５の受圧面積Ｂ）＝（ロッド油室３６の受圧面積Ｒ）＋（ピストンロッド３７の断面積Ｑ）の関係が成り立っている。
【００２２】
前記油圧シリンダ１６の給排ポートと第一油圧ポンプ・モータ３０の吐出・吸入ポートを連通する第１油路３３と第２油路３４との間には、２つのリリーフ弁６４・６５と２つの逆止弁６６・６７とを有する回路６１が配置されている。回路６１は、一方の油路３３（３４）内の圧力が高くなり過ぎると、作動油を油圧シリンダ１６における一方の油室３５（３６）に供給せずに、他方の油路３４（３３）や作動油タンク９に逃がすことによって、油圧装置の過負荷を防止するものである。
【００２３】
本実施形態では、第１油路３３と第２油路３４との間には、バイパス油路６２が接続されている。バイパス油路６２には、第１油路３３内の圧力（作動油）を逃がすための第１リリーフ弁６４と、第２油路３４内の圧力（作動油）を逃がすための第２リリーフ弁６５と、第１油路３３の方向にのみ開く第１逆止弁６６と、第２油路３４の方向にのみ開く第２逆止弁６７とが設けられている。バイパス油路６２における両リリーフ弁６４・６５の間と、両逆止弁６６・６７の間には、排出油路６３の一端が接続され、排出油路６３の他端は作動油タンク９に接続されている。
【００２４】
前記第一油圧ポンプ・モータ３０・第二油圧ポンプ・モータ３１・第三油圧ポンプ・モータ３２は、押出部材の回転摺動により容積変更が行われる回転駆動型の油圧ポンプ・モータとしている。第一実施形態では図３に示すように前記押出部材をピストン７８とし、回転軸７４と平行にその周囲に配置し、アキシャルピストン型の油圧ポンプ・モータとしている。第二実施形態（図６）と第三実施形態（図７）では前記押出部材をプランジャ１７８とし、回転軸７４に対して偏心軸上に放射状に配置したラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータとしている。第四実施形態（図８）では前記押出部材をベーン２７８とし、ベーン型の油圧ポンプ・モータとしている。第五実施形態（図９、図１０）では前記押出部材を歯車４７３ａ・４７３ｂ・４７６ａ・４７６ｂとし、歯車型の油圧ポンプ・モータとしている。
【００２５】
まず、第一油圧ポンプ・モータ３０・第二油圧ポンプ・モータ３１・第三油圧ポンプ・モータ３２をアキシャルピストン型とした場合について説明する。なお、第一油圧ポンプ・モータ３０・第二油圧ポンプ・モータ３１・第三油圧ポンプ・モータ３２は同じ構造であるため、第一油圧ポンプ・モータ３０（以下、油圧ポンプ・モータ３０）について説明する。
【００２６】
図３、図４に示すように、油圧ポンプ・モータ３０は、中空箱状のハウジング本体７１内に軸受７２・７３を介して回転可能に軸支された回転軸７４と、回転軸７４に一体回転するようにスプライン嵌合されたシリンダブロック７５と、複数のポート５１・５２・５３を有するバルブプレート７６と、ハウジング本体７１の開放側を閉じて油路を備える油路板８３とを備えている。回転軸７４の一端は油路板８３またはハウジング本体７１を貫通して外方に突出し、モータジェネレータ７の出力軸と連結される。シリンダブロック７５には、回転軸７４を中心とする同一円周上に、回転軸７４と平行状に延びる複数のシリンダ室７７が形成されている。各シリンダ室７７内には、ピストン７８・７８・・・が往復摺動可能に嵌挿されている。
【００２７】
ハウジング本体７１内のうち軸受７２側（上部）には、固定斜板８０が配置され、固定斜板８０のシリンダブロック７５と対峙する側にはピストンシュー７９が配設され、該ピストンシュー７９に各ピストン７８の先端部が当接（または嵌合）している。
シリンダブロック７５の軸心部に開口された軸孔には、回転軸７４に被嵌（スプライン嵌合）した状態で圧縮バネ８２が配置されている。当該圧縮バネ８２の作用（押圧付勢力）によって、ピストンシュー７９が固定斜板８０のピストン摺動面に押し付けられている。
【００２８】
ハウジング本体７１の下部に取り外し可能に油路板８３が取り付けられ、該油路板８３上面とシリンダブロック７５との間には、回転軸７４を挿入した状態でバルブプレート７６が配置されている。バルブプレート７６は油路板８３に固定され、該バルブプレート７６に面接触した状態でシリンダブロック７５が回転軸７４と共に一体回転する。油路板８３にはバイパス油路６２や排出油路６３等が形成され、リリーフ弁６４・６５や逆止弁６６・６７が配置されている。
【００２９】
一方、シリンダブロック７５のうちバルブプレート７６に接触する側の端面には、各シリンダ室７７に連通する連通穴８４がそれぞれ形成されている。各連通穴８４は、シリンダブロック７５の回転に伴ってバルブプレート７６の後述する各ポート５１・５２・５３に選択的に連通するように構成されている。つまり、連通穴８４と各ポート５１・５２・５３は回転軸７４の軸心から等距離の位置に開口されている。
【００３０】
図４に示すように、バルブプレート７６には、厚み方向に貫通する３つのポート５１・５２・５３が、回転軸７４を中心とする同一円周に沿って延びる同一幅の円弧状の長孔として、適宜間隔を空けて形成されている。
【００３１】
図２に示すように、第１ポート５１は、第１油路３３を介して油圧シリンダ１６のボトム油室３５と連通される。第２ポート５２は、第２油路３４を介して油圧シリンダ１６のロッド油室３６と連通される。第３ポート５３は、第３油路４１を介して作動油タンク９と接続される。
【００３２】
図４に示すように、第１ポート５１、第２ポート５２、第３ポート５３は、所定角度で送油方向（吐出または吸入）を切り換える複数の切換区間内においてバルブプレート７６上に形成される。つまり、バルブプレート７６は回転軸心を中心に所定角度毎に切換区間が３か所設けられている。切換区間は、一周（３６０度）を上死点から右回り（Ｙ１方向回り）で第１切換区間Ｕ１（角度α）、第２切換区間Ｕ２（角度β）、第３切換区間Ｕ３（角度γ）の順に区間分けされる。従って、角度β＋角度γ＝α＝１８０度となる。
下死点と上死点を結ぶ線上を基準切換位置９０とし、下死点が位置する基準切換位置９０から角度β回転した位置を第１切換位置９１としてその間を第２切換区間Ｕ２とする。第１切換位置９１から角度γ回転した位置が基準切換位置９０となりその間を第３切換区間Ｕ３とする。
【００３３】
第１ポート５１は第１切換区間Ｕ１に位置するバルブプレート７６上に配置され、第２ポート５２は、第２切換区間Ｕ２に位置するバルブプレート７６上に配置され、第３ポート５３は第３切換区間Ｕ３に位置するバルブプレート７６上に配置される。但し、第２ポート５２が位置する第２切換区間Ｕ２と、第３ポート５３が位置する第３切換区間Ｕ３を回転方向で逆配置とすることも可能である。言い換えれば、Ｙ１方向回りで第１切換区間Ｕ１、第３切換区間Ｕ３、第２切換区間Ｕ２と配置することも可能である。
【００３４】
ここで、ロッド油室３６の受圧面積Ｒは、ボトム油室３５の受圧面積Ｂと比べて、ピストンロッド３７の断面積Ｑ分だけ小さい（Ｒ＋Ｑ＝Ｂ）から、仮にこのままであれば、ロッド油室３６から流出して油圧ポンプ・モータ３０に戻る作動油量は、油圧ポンプ・モータ３０から吐出してボトム油室３５に流入する作動油量より少なく、油圧ポンプ・モータ３０内でキャビテーションが生じることになる。
【００３５】
一方、油圧シリンダ１６を短縮駆動させる場合、ボトム油室３５から流出して油圧ポンプ・モータ３０に戻る作動油量が、油圧ポンプ・モータ３０から吐出してロッド油室３６に流入する作動油量より多くなるから、仮にこのままであれば、油圧ポンプ・モータ３０が余剰分の作動油を吸引できず、第１油路３３及びボトム油室３５内の圧力が上昇してピストンロッド３７の動きを止めることになるが、前述の通り、油圧ポンプ・モータ３０の第３ポート５３が第３油路４１を介して作動油タンク９に接続されており、且つ、油圧ポンプ・モータ３０自身の駆動にて、第３ポート５３及び第３油路４１を介して、余剰分の作動油を作動油タンク９に排出できる。
【００３６】
しかし、第１ポート５１が位置する第１切換区間Ｕ１に対する第２ポート５２が位置する第２切換区間Ｕ２の比（角度比）を、油圧シリンダ１６のボトム油室３５の受圧面積Ｂに対するロッド油室３６の受圧面積Ｒの比と同じ（Ｕ２／Ｕ１＝Ｒ／Ｂ＝β／α、但し、Ｕ１＝Ｕ２＋Ｕ３、α＝β＋γ）とするだけでは、ボトム油室３５からの吐出量とロッド油室３６への吸入量は同量とはならない。
【００３７】
これを図５を参照して説明する。図５は、横軸をピストン７８の回転軸７４を中心とした回転角度とし、縦軸をピストン７８が下死点から上死点まで摺動するストロークを１００％としたときの割合を表している。但し、縦軸は下死点から上死点までの容量比を表してもよい。このピストン７８の回転角とストローク割合の関係は、ピストン７８がシリンダブロック７５のシリンダ室７７に収納された状態で回転軸７４を中心に回転しながら下死点から上死点まで摺動するとき、ピストン７８の回転初期のストローク量（単位時間当たりの移動量）は小さく、回転とともに徐々にストローク量が大きくなり、９０度で最大となり回転終期に向かって徐々にストローク量が小さくなる。つまり、ピストン７８の回転角とストローク割合は正比例の関係とはならず、点対称の関係となっている（ｓｉｎカーブを描く）。従って、バルブプレート７６上での第２切換区間Ｕ２の角度βと第３切換区間Ｕ３の角度γを、油圧シリンダ１６のボトム油室３５の受圧面積Ｂに対するロッド油室３６の受圧面積Ｒとピストンロッド３７の断面積Ｑの比と同じとなるようにすると、ボトム油室３５からの吐出量とロッド油室３６への吸入量は同量とはならず、作動油タンク９へ余分に流出することになり効率が悪く、ボトム油室３５に吸入するときには不足が生じてキャビテーションが発生するおそれがある。
【００３８】
そこで、図４、図５に示すように、ピストン７８の下死点から上死点まで摺動するストローク割合を１００％とし、油圧シリンダ１６のボトム油室３５の受圧面積Ｂに対するロッド油室３６の受圧面積Ｒの割合をストローク割合に対応させて、その割合を第２ストローク割合Ｊ（％）とする。同様に、ボトム油室３５の受圧面積Ｂに対するピストンロッド３７の断面積Ｑの割合を第３ストローク割合Ｋ（％）（Ｊ＋Ｋ＝１００）とする。第２切換区間Ｕ２は第２ストローク割合Ｊに対応するピストン回転角を角度βとする。つまり、下死点が位置する基準切換位置９０から角度β回転した位置に第１切換位置９１が位置するように設定される。言い換えれば、第１切換位置９１は上死点が位置する基準切換位置９０から角度γ逆回転した位置にある。
【００３９】
こうして、前記シリンダブロック７５を回転させたとき、一つのピストン７８が第２ポート５２が位置する第２切換区間Ｕ２（角度β）を回転したとき、ピストン７８はＪ％上昇し、このとき第２ポート５２から吸入される（または押し出される）作動油量をＭ２とする。さらに回転して、第３切換区間Ｕ３（角度γ）を回転したとき、ピストン７８はＫ％上昇し、このとき第３ポート５３から吸入される（または押し出される）作動油量をＭ３とすると、作動油量Ｍ２・Ｍ３の比は、ロッド油室３６の受圧面積Ｒとピストンロッド３７の断面積Ｑの比と同じ（Ｍ２／Ｍ３＝Ｒ／Ｑ）となるようにしており、前記シリンダブロック７５が１８０度回転した時に、一つのピストン７８から作動油が吐出される量は、ピストン７８のストロークまたはピストン７８の往復行程におけるシリンダ室７７の容積に比例するようになり、効率が向上されキャビテーションの発生も防止される。但し、第３ポートを二つに分割し、第２ポート５２の両側に配置する構成とすることも可能であり、ピストンのストローク割合が回転角度に一致していればよい。
【００４０】
また、図４に示すように、前記第１ポート５１、第２ポート５２、第３ポートの回転方向（周方向）両側開口端部にはそれぞれ三角形状の切欠５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、５３ａ・５３ｂが設けられる。つまり、各ポートのシリンダブロック７５の回転方向の後側と前側にそれぞれ、第１ポート５１では切欠５１ａ・５１ｂ、第２ポート５２では切欠５２ａ・５２ｂ、第３ポート５３では切欠５３ａ・５３ｂが設けられている。各切欠５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、５３ａ・５３ｂは先端に向かうほど、幅及び深さが小さくなるように構成している。
【００４１】
このように、各ポートの端部に切欠５２ａ、５２ｂ、５３ａ・５３ｂを設けることにより、シリンダブロック７５から圧油が第１ポート５１に流入／流出するとき、または、油圧シリンダ１６から第２ポート５２に圧油が流入／流出するとき、または、作動油タンク９から第３ポート５３に圧油が流入／流出するときに、急に圧油が流入／流出して大きな圧力変動が生じることなく、切欠５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、５３ａ・５３ｂから徐々に流入／流出して、ピストン７８の摺動も急激に摺動して移動することがなく、キャビテーションや騒音の発生を防止することができる。
更に、切欠５２ａ・５２ｂの周方向の長さは、切欠５３ａ・５３ｂの周方向の長さよりも短く構成している（５２ａ・５２ｂ＜５３ａ・５３ｂ＜５１ａ、５１ｂ）。このような構成により、更にキャビテーションや騒音の発生を減少させている。
【００４２】
上記油圧装置による油圧シリンダ１６の伸縮動作について説明する。
図２において、操縦部６に設けた操作レバー１９の回動基部には、操作レバー１９の操作を検知する角度センサ２２が配置され、角度センサ２２は制御手段となる制御回路２１と接続されている。また、モータジェネレータ７はインバータ等よりなる駆動回路２４と充電回路２５とに接続され、駆動回路２４と充電回路２５は制御回路２１と接続されている。なお、モータ７に対して駆動回路２４と充電回路２５との切換は制御回路２１で行われる。こうして、操作レバー１９を回動すると、その回動方向、回動角が角度センサ２２により検知されて制御手段２１に入力し、その回動方向、回動角に応じた信号が駆動回路２４に入力され、該駆動回路２４により操作レバー１９の回動方向、回動角に応じてモータジェネレータ７が回転駆動される。このモータ７の駆動により、油圧ポンプ・モータ３０が作動されて圧油が油圧シリンダ１６に送油されて伸長または短縮される。
【００４３】
また、油圧シリンダ１６のボトム油室３５に通じる油路には圧力センサ２６が配置されてボトム油室３５の油圧が圧力センサ２６により検知され、ロッド油室３６に通じる油路には圧力センサ２７が配置されてロッド油室３６の油圧は圧力センサ２７により検知され、圧力センサ２６・２７は制御手段２１と接続されている。
【００４４】
このような構成において、キャビン６内の操作レバー１９を操作して、油圧シリンダ１６が伸長する方向（Ｘ２方向）に回動操作すると、圧力センサ２６によりボトム油室３５の油圧Ｐ１を検出し、圧力センサ２７によりロッド油室３６の油圧Ｐ２を検出する。操作レバー１９が伸長操作、かつ、圧力センサ２６からの検出値が圧力センサ２７の検出値より大きい場合（Ｐ１＞Ｐ２）であると、制御手段２１は回生ではなく持ち上げ作業と判断して、制御手段２１から駆動回路２４に駆動信号が送信されて、モータ７に電力を供給して操作レバー１９の傾倒角度に応じて回転駆動して油圧ポンプ・モータ３０が駆動され、油圧シリンダ１６を伸長させる。
【００４５】
上記モータ７の駆動により油圧ポンプ・モータ３０の回転軸７４がＹ１方向（図４）に回転させると、シリンダブロック７５が回転軸７４と共に一体回転し、ピストンシュー７９が固定斜板８０のピストン摺動面上を摺動する。このときの固定斜板８０の傾斜角度に基づいて、各ピストン７８はシリンダ室７７内を往復摺動して、各シリンダ室７７の容積を変化させる。
例えば、前記ピストン７８が上死点から下死点方向に移動するとき（Ｙ１方向に回動するとき）には、ピストン７８が下降して連通穴８４を介して圧油を切欠５１ａにより徐々に第１ポート５１に入る。こうして、初期圧力の上昇を抑え、急激なピストン７８の移動による騒音等を抑えるようにしている。そして、圧油が第１ポート５１、第１油路３３を介して油圧シリンダ１６のボトム油室３５に送油され、油圧シリンダ１６を伸長させる。
【００４６】
ピストン７８が下死点に至ると吐出が停止され、さらにシリンダブロック７５が回転されると、切欠５２ａから油圧シリンダ１６のロッド油室３６内の作動油を第２油路３４を介して徐々に吸入される。この時、前記同様にピストン７８の急激な上昇が抑えられ、騒音等が抑えられる。そして、第２ポート５２から吸入されるようになり、吸入量も増加する。このとき、ボトム油室３５とロッド油室３６との容量差の不足分が生じたときは、バイパス油路６２、逆止弁６７、排出油路６３を介して作動油タンク９から第２ポート５２に吸入される。そして、下死点から角度β回動すると、第２ポート５２からの吸入は停止し、作動油タンク９から第３油路４１を介して切欠５３ａより徐々に作動油を吸入する。この時ピストン７８の急激な上昇が抑えられ、騒音等を抑えるようにしている。更に回転して第３ポート５３Ｒから吸入されるようになる。そしてさらに回転してピストン７８が上死点に至ると、前記と同様の動作となる。
このように、シリンダブロック７５の回転に伴って、バルブプレート７６において油路の切り換えが行われて、各シリンダ室７７では、ピストン７８の昇降により吸引行程と吐出行程とが順次実行される。
【００４７】
次に、回生が行われる場合について説明する。
ブーム１１が上昇位置にあって、操作レバー１９を操作して、油圧シリンダ１６が短縮する方向（Ｘ１方向）に回動操作して、ブーム１１（アーム１２やバケット１３等）の自重で下降させる場合には、モータジェネレータ７を作動させることなく下降でき、その下降するときのエネルギーを電力に変換して充電することができる。つまり、制御回路２１は操作レバー１９の下降操作を検知し、圧力センサ２６の検出値が圧力センサ２７の検出値より大きい（Ｐ１＞Ｐ２）場合、制御回路２１は回生と判断して、制御回路２１は駆動回路２４から充電回路２５に切り換えて、油圧ポンプ・モータ３０が油圧モータとして作用し、回転軸７４が前記と逆方向に回転され、モータジェネレータ７は発電機として作用し、発電した電力は充電回路２５を介してバッテリ８に充電される。つまり、エネルギーが回生される。
【００４８】
このとき、ボトム油室３５内の作動油が高圧となることによって、第１油路３３を介して第１ポート５１に流入され、ピストン７８は上昇移動される。例えば、前記ピストン７８が下死点から上死点方向に移動するとき（Ｙ２方向に回動するとき）には、油圧シリンダ１６のボトム油室３５から第１油路３３を介して第１ポート５１、に送油される。このときの圧油は切欠５１ｂより徐々に第１ポート５１に入り連通穴８４を介してシリンダ室７７に入りピストン７８を押し上げる。こうして、初期圧力の上昇を抑え、急激なピストン７８の移動による騒音等を抑えるようにしている。そして、シリンダブロック７５はＹ２方向に回転されることになる。この回転によって回転軸７４がＹ２方向に回転されモータ７を発電機として駆動する。
【００４９】
一方、油圧シリンダ１６のロッド油室３６の油圧はボトム油室３５内の油圧より低いため、第２ポート５２に位置しているシリンダ室７７内の作動油は、ロッド油室３６へ送油される。このとき、切欠５２ｂから第２ポート５２に入るため騒音が低減される。前第３ポート５３に位置するシリンダ室７７内の作動油は第３油路４１を介して作動油タンク９へ送油されるとともに、ロッド油室３６へは作動油タンク９から排出油路６３、バイパス油路６２、第２油路３４を介して不足分が送油される。
【００５０】
また、作業時において、伸長操作で油圧シリンダ１６が伸びる方向に引っ張られる場合も回生される。このときモータ７は作動されることなく、油圧ポンプ・モータ３２のシリンダブロック７５は前記と同じ方向（Ｙ１方向）に回転され、モータ７は発電機として作用し、エネルギーが回生されることになる。
つまり、操作レバー１９を、油圧シリンダ１６が伸長する方向（Ｘ２方向）に回動操作して、作業機の質量や負荷等で油圧シリンダ１６を伸長させる場合には、圧力センサ２６によりボトム油室３５の油圧Ｐ１が検出され、圧力センサ２７によりロッド油室３６の油圧Ｐ２が検出される。操作レバー１９が伸長操作、かつ、圧力センサ２６の検出値が圧力センサ２７の検出値より小さい場合（Ｐ１＜Ｐ２）であると、制御回路２１は回生と判断して、駆動回路２４から充電回路２５に切り換えて、油圧ポンプ・モータ３２が油圧モータとして作用し、回転軸７４が前記と同方向に回転され、モータ７は発電機として作用し、発電した電力は充電回路２５を介してバッテリ８に充電される。つまり、エネルギーが回生される。
【００５１】
このとき、ロッド油室３６内の作動油がボトム油室３５よりも高圧となることによって、第２油路３４を介して第２ポート５２に流入され、ピストン７８は上昇移動され、シリンダブロック７５はＹ１方向に回転されることになる。この回転によって回転軸７４がＹ１方向に回転されモータ７を発電機として駆動する。
一方、油圧シリンダ１６のロッド油室３６の油圧Ｐ２は油圧ボトム油室３５内の油圧Ｐ１より高い（Ｐ１＜Ｐ２）ため、シリンダ室７７内の作動油は第１ポート５１からにボトム油室３５へ送油され、不足分は作動油タンク９から第３油路４１、第３ポート５３を介してボトム油室３５へ送油される。
【００５２】
一方、ブーム１１を下降させながら掘削作業や切り崩し作業等を行う場合には、回生は行われない。つまり、操作レバー１９を下降操作（油圧シリンダ１６が短縮する方向（Ｘ１方向）に回動操作）して、ブーム１１を下降させる場合には、圧力センサ２６によりボトム油室３５の油圧Ｐ１を検出し、圧力センサ２７によりロッド油室３６の油圧Ｐ２を検出し、操作レバー１９が短縮操作、かつ、圧力センサ２６の検出値が圧力センサ２７の検出値より小さい場合（Ｐ１＜Ｐ２）であると、制御回路２１は掘削作業と判断して、駆動回路２４に切り換えてモータ７を駆動し、回転軸７４がＹ２方向に回転され、油圧ポンプ・モータ３２が作動される。
【００５３】
このとき、シリンダ室７７内の作動油は、第２ポート５２から第２油路３４を介してロッド油室３６へ送油され、油圧シリンダ１６を短縮させる。前第３ポート５３Ｆ・後第３ポート５３Ｒからの作動油は第３油路４１を介して作動油タンク９へ送油される。ボトム油室３５内の作動油は、第１油路３３を介して第１ポート５１に流入される。
【００５４】
次に、前記押出部材をプランジャ（ピストン）とし、回転軸に対して偏心軸上に放射状に配置したラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータ１３０について説明する。
油圧ポンプ・モータ１３０は、図６に示すように、ハウジング本体１７１内に円筒形状のシリンダブロック１７５が回転自在に収納され、該シリンダブロック１７５とハウジング本体１７１との間に第１ポート１５１と第２ポート１５２と第３ポート１５３が設けられている。該シリンダブロック１７５は一端に回転軸が設けられ、モータジェネレータ７の出力軸と連結されて回転駆動、または、回生回転可能に構成されている。
【００５５】
シリンダブロック１７５には放射状にシリンダ室１７５ａ・１７５ａ・・・が形成され、言い換えれば、所定角度毎に半径方向に貫通孔が開口されてシリンダ室１７５ａ・１７５ａ・・・が形成されている。シリンダ室１７５ａの一端は前記第１ポート１５１または第２ポート１５２または第３ポート１５３と連通可能とされ、他側は、各シリンダ室１７５ａ・１７５ａ・・・に摺動自在に嵌挿されたピストン１７８・１７８・・・が収納されている。
【００５６】
前記シリンダブロック１７５の内側には所定空間を空けて、シリンダブロック１７５の軸心と偏心して支持軸１７４が配置され、支持軸１７４はハウジング１７１に支持されている。該支持軸１７４上にはロータ１７３が軸受を介して回転自在に支持されている。該ロータ１７３の外周には所定間隔（前記シリンダ室１７５ａと同じ所定角度）を開けて複数のピストンシュー１７２・１７２・・・が固設され、該ピストンシュー１７２・１７２・・・に前記ピストン１７８の端部が揺動自在に係合されている。
【００５７】
前記第１ポート１５１は前記アキシャルピストン型の油圧ポンプ・モータと同様に第１切換区間Ｕ１のハウジング１７１に配置され、第２ポート１５２は、第２切換区間Ｕ２のハウジング１７１に配置され、第３ポート１５３は第３切換区間Ｕ３のハウジング１７１に配置される。但し、第２ポート１５２が位置する第２切換区間Ｕ２と、第３ポート１５３が位置する第３切換区間Ｕ３を回転方向で逆配置とすることも可能である。
【００５８】
また、ピストン外周支持式のラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータ２３０の構造について図７より説明する。
油圧ポンプ・モータ２３０は、支持軸１７４上にシリンダブロック１７５が回転自在に支持され、シリンダブロック１７５に放射状にシリンダ室１７５ａ・１７５ａ・・・が形成されている。ロータ１７３はリング状に構成してシリンダブロック１７５の外周側に偏心して配置され、該ロータ１７３の内周側にピストンシュー１７２・１７２・・・を設けて、ピストン１７８・１７８・・・をシリンダブロック１７５の外側から嵌挿し摺動自在とする構成としている。前記支持軸１７４に第１ポート１５１と第２ポート１５２と第３ポート１５３が形成され、前記同様に第１切換区間Ｕ１と第２切換区間Ｕ２と第３切換区間Ｕ３が設定され、第１切換区間Ｕ１に第１ポート５１が配置され、第２切換区間Ｕ２に第２ポート５２が配置され、第３切換区間Ｕ３に第３ポート５３が配置される。
【００５９】
前記ピストン内周支持式のラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータ１３０及びピストン外周支持式のラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータ２３０の第１ポート１５１はボトム油室３５と接続され、第２ポート１５２はロッド油室３６と接続され、第３ポート１５３は作動油タンク９と接続される。そして、前記アキシャルピストン型の油圧ポンプ・モータ３０と同様にストローク割合に応じて第１切換位置９１が設定され、同様に作用する。回生させる場合も前記同様に行われる。
【００６０】
また、ベーン型の油圧ポンプ・モータ３３０も前記同様の動作をさせることができる。
すなわち、図８に示すように、油圧ポンプ・モータ３３０は支持軸２７４上にロータ２７３が固設され、支持軸２７４はモータジェネレータ７の出力軸と連結されている。筒状のロータ２７３には放射状に複数のスリット２７３ａ・２７３ａ・・・が形成され、該スリット２７３ａ・２７３ａ・・・にベーン（羽板）２７８・２７８・・・が摺動自在に収納されている。ベーン２７８は付勢部材２７７によって外周側に付勢されている。そして、ロータ２７３はハウジング２７１内に形成した円筒状のロータケース２７１ａ内に偏心して収納され、ベーン２７８の先端がロータケース２７１ａ内面に常時接するようにしている。
【００６１】
ロータケース２７１ａには前記同様に、第１ポート２５１には第１油路３３を介してボトム油室３５と連通され、第２ポート２５２には第２油路３４を介してロッド油室３６と連通され、第３ポート２５３には第３油路４１を介して作動油タンク９と連通されている。第１切換区間Ｕ１に第１ポート２５１が配置され、第２切換区間Ｕ２に第２ポート２５２が配置され、第３切換区間Ｕ３に第３ポート２５３が配置される。そして、油圧ポンプ・モータ３３０のベーン２７８のストローク割合が油圧シリンダ１６のボトム油室３５の受圧面積Ｂに対するロッド油室３６の受圧面積Ｄの割合と一致する位置に、前記第２切換区間Ｕ２と第３切換区間Ｕ３を切り換える部分切換位置９１を設定している。
【００６２】
こうして、操作レバーを操作して、油圧シリンダ１６が伸長する方向（Ｘ１方向）に回動操作すると、前記同様にボトム油室３５の油圧がロッド油室３６の油圧よりも高い場合は、前記モータジェネレータ７が駆動され、ロータ１７３・２７３がＹ１方向に回転され、作動油が第２ポート５２、第３ポート５３から第１ポート５１へ送油され、第１油路３３を介してボトム油室３５に吐出され、油圧シリンダ１６を伸長させる。ロッド油室３６内の作動油は第２油路３４、第２ポート５２を介してロータケース内へ送油される。不足分は第３油路４１を介して作動油タンク９から吸入する。回生させる場合も前記同様に行われる。
【００６３】
また、回転型の油圧ポンプ・モータを外接型の歯車型ポンプによって、前記同様に作動させる構成とすることも可能である。
すなわち、図９、図１０に示すように、油圧ポンプ・モータ４３２は大小二組の第一ポンプ４７３と第二ポンプ４７６がハウジング４７１内に収納され、第一ポンプ４７３及び第二ポンプ４７６はそれぞれ上下に外歯歯車４７３ａ・４７３ｂ、外歯歯車４７６ａ・４７６ｂを歯合させている。上側の外歯歯車４７３ａ・４７６ａは支持軸４７４上に固設されている。
【００６４】
上下の外歯歯車４７３ａ・４７３ｂ、外歯歯車４７６ａ・４７６ｂの歯合部分の左右一側が第１ポート５１とし、第１油路３３を介してボトム油室３５と連通される。大容量側の第一ポンプ４７３の左右他側が第２ポート５２とされ、第２油路３４を介してロッド油室３６と連通されている。小容量側の第二ポンプ４７６の左右他側が第３ポート５３とされ、第３油路４１を介して作動油タンク９と連通されている。第一ポンプ４７３と第二ポンプ４７６の吐出量の比は、ボトム油室３５の受圧面積Ｂとロッド油室３６の受圧面積Ｄとの比と同じとなるように構成している。但し、トロコイド型ポンプでも前記同様に大小二組のポンプで構成して作動させることが可能である。
【００６５】
こうして、操作レバーを操作して、油圧シリンダ１６が伸長する方向（Ｘ１方向）に回動操作すると、前記モータジェネレータ７が駆動されて、支持軸４７４がＹ１方向に回転され、外歯歯車４７３ａ・４７３ｂ、外歯歯車４７６ａ・４７６ｂが回転されて、外歯歯車４７３ａ・４７３ｂと外歯歯車４７６ａ・４７６ｂとハウジング４７１により囲まれた作動油が第２ポート５２、第３ポート５３から第１ポート５１へ移動され、第１油路３３を介してボトム油室３５に吐出され、油圧シリンダ１６を伸長させる。ロッド油室３６内の作動油は第２油路３４、第２ポート５２を介して第一ポンプ４７３へ送油される。不足分は第３油路４１を介して作動油タンク９から第二ポンプ４７６へ送油される。
【００６６】
操作レバーを操作して、油圧シリンダ１６が縮小する方向（Ｘ２方向）に回動操作すると、モータ７及び支持軸４７４が前記と逆方向（Ｙ２方向）に回転されて、外歯歯車４７３ａ・４７３ｂ、外歯歯車４７６ａ・４７６ｂとハウジング４７１とにより囲まれた作動油が第２ポート５２、第２油路３４を介してロッド油室３６へ送油され、油圧シリンダ１６を縮小させる。ボトム油室３５内の作動油は第１油路３３を介して第１ポート５１に送油され、第二ポンプ４７６の第３ポート５３からは第３油路４１を介して作動油タンク９へ送油される。回生させる場合も前記同様に行われる。
【００６７】
以上のように、第一油圧ポンプ・モータ３０と、第二油圧ポンプ・モータ３１と、第三油圧ポンプ・モータ３２を、回転駆動型のアキシャルピストン型の油圧ポンプ・モータ、あるいは、ラジアルピストン型の油圧ポンプ・モータ、あるいは、ベーン型の油圧ポンプ・モータ、あるいは、歯車型の油圧ポンプ・モータのいずれかの形式の油圧ポンプ・モータにより構成し、片ロッド複動型のブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８の吐出・吸入ポートが、第一油圧ポンプ・モータ３０と、第二油圧ポンプ・モータ３１と、第三油圧ポンプ・モータ３２の各吐出・吸入ポートと、それぞれ油路３３・３４を介して連通されて油圧閉回路が構成され、前記ブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８における各ボトム油室３５の受圧面積Ｂと各ロッド油室３６の受圧面積Ｒとの割合と、前記第一油圧ポンプ・モータ３０と第二油圧ポンプ・モータ３１と第三油圧ポンプ・モータ３２の各押出部材により１回転あたり押し出されるボトム油室３５への吸入または吐出される量とロッド油室３６への吐出量または吸入量の割合が一致するように設定されているので、作業時にキャビテーション等が発生せず、効率良く油圧シリンダを作動させることができる。
【００６８】
また、前記第一油圧ポンプ・モータ３０と、第二油圧ポンプ・モータ３１と、第三油圧ポンプ・モータ３２は、それぞれ第一モータジェネレータ７、第二モータジェネレータ１０７、第三モータジェネレータ２０７と接続されて駆動可能とされ、前記ブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８はそれぞれ独立して駆動されるとともに、それぞれ独立してエネルギー回生が行われるので、ブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８の少なくとも一つがモータジェネレータにより駆動され、少なくとも一つが回生されるようなことが同時に行われても、互いに干渉することなく、駆動と回生を同時に行うことができる。
【００６９】
また、図１１に示すように、第一油圧ポンプ・モータ３０と、第二油圧ポンプ・モータ３１と、第三油圧ポンプ・モータ３２の駆動軸が一つの駆動軸７４で接続され、該駆動軸７４はモータジェネレータ７の出力軸と連結されるとともに、前記第一油圧ポンプ・モータ３０、第二油圧ポンプ・モータ３１、第三油圧ポンプ・モータ３２は可動斜板３０ａ・３１ａ・３２ａを備えるアキシャルピストン型とし、前記可動斜板３０ａ・３１ａ・３２ａの傾倒によりブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８の作動速度及び伸縮方向を変更可能に構成することも可能である。
この場合、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８のいずれかを作動させたいときは、モータジェネレータ７を駆動すると同時に、作動させたい第一油圧ポンプ・モータ３０、または、第二油圧ポンプ・モータ３１、または、第三油圧ポンプ・モータ３２の可動斜板３０ａ・３１ａ・３２ａを傾倒させ、個々に（独立して）または複合して作動可能となる。
【００７０】
そして、前記ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８のいずれかが、負荷または重力により伸縮されて、前記第一油圧ポンプ・モータ３０、または、第二油圧ポンプ・モータ３１、または、第三油圧ポンプ・モータ３２に送油されて回転駆動される場合において、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８のいずれもモータジェネレータ７により駆動していないときは、その出力（回転力）はモータジェネレータ７より取出し、インバータ２９を介してバッテリ８に充電し、回生することができる。
【００７１】
前記ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８のいずれかが、負荷または重力により伸縮されて、前記第一油圧ポンプ・モータ３０、または、第二油圧ポンプ・モータ３１、または、第三油圧ポンプ・モータ３２に送油されて回転駆動され、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８のいずれかがモータジェネレータ７により駆動されているときは、その出力（負荷または重力により伸縮されて得られる回生エネルギー）がモータジェネレータ７の駆動力よりも大きい場合は、余剰分をバッテリ８に充電する。その出力がモータジェネレータ７の駆動力よりも小さい場合は、他のシリンダ駆動をアシストする。このアシストについては後述する。
【００７２】
また、図１２に示すように、１軸上に配置した可動斜板３０ａ・３１ａ・３２ａを備えるアキシャルピストン型の第一油圧ポンプ・モータ３０と、第二油圧ポンプ・モータ３１と、第三油圧ポンプ・モータ３２をエンジン２０の出力軸と連結して駆動可能とし、それぞれ可動斜板３０ａ・３１ａ・３２ａを傾倒することにより独立してブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８を駆動可能に構成することもできる。
この場合において、前記ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８のいずれかが、負荷または重力により伸縮されて、前記第一油圧ポンプ・モータ３０、または、第二油圧ポンプ・モータ３１、または、第三油圧ポンプ・モータ３２に送油されて回転駆動する（回生エネルギーで駆動されている）場合、エンジン２０により駆動されている第一油圧ポンプ・モータ３０、または、第二油圧ポンプ・モータ３１、または、第三油圧ポンプ・モータ３２をアシストするように構成できる。
【００７３】
つまり、上記第一油圧ポンプ・モータ３０、または、第二油圧ポンプ・モータ３１、または、第三油圧ポンプ・モータ３２のいずれかが、負荷または重力の回生エネルギーにより駆動され、第一油圧ポンプ・モータ３０、または、第二油圧ポンプ・モータ３１、または、第三油圧ポンプ・モータ３２のいずれかをアシストするために、第一油圧ポンプ・モータ３０、第二油圧ポンプ・モータ３１、第三油圧ポンプ・モータ３２の回転軸７４の回転数が回転数センサ９７により検知され、回転数センサ９７は制御回路２１と接続される。また、可動斜板３０ａ・３１ａ・３２ａはそれぞれモータまたはソレノイド等で構成されるアクチュエータ９８・１９８・２９８と連結されてそれぞれアクチュエータ９８・１９８・２９８により駆動可能に構成され、アクチュエータ９８・１９８・２９８は制御回路２１と接続されている。
【００７４】
このような構成において、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８のいずれかが負荷または重力により伸縮されると、つまり、前述のように、操作レバー１９の操作方向と圧力センサ２６・２７の検出値からエネルギー回生の状態であるかどうかを検出し、エネルギー回生の状態でなければ、エンジン２０により駆動する。いずれかがエネルギー回生の状態であり、他のいずれかがエネルギー回生の状態でなければそれをアシストする。例えば、ブームシリンダ１６がエネルギー回生であって、アームシリンダ１７をエンジン２０（またはモータジェネレータ７）で駆動しているときは、回転軸７４の回転方向と回転数を回転数センサ９７により検出し、第一油圧ポンプ・モータ３０の可動斜板３０ａをアクチュエータ９８によりその回転方向と回転数となるように作動させ、第二油圧ポンプ・モータ３１をアシストするのである。なお、全てがエネルギー回生の状態であれば、アシストや充電を行うことはできない。
こうして、ブームシリンダ１６とアームシリンダ１７とバケットシリンダ１８の複合作動時の圧力干渉回避でき、操作性を向上し、ロス馬力を低減できるようになるのである。
【符号の説明】
【００７５】
Ｂ    ボトム油室の受圧面積
Ｒ    ロッド油室の受圧面積
Ｑ    ピストンロッドの断面積
７    モータジェネレータ
１６  ブームシリンダ
１７  アームシリンダ
１８  バケットシリンダ
３０  第一油圧ポンプ・モータ
３１  第二油圧ポンプ・モータ
３２  第三油圧ポンプ・モータ
３３  第１油路
３４  第２油路
３５  ボトム油室
３６  ロッド油室
３７  ピストンロッド
５１  第１ポート
５２  第２ポート
５３  第３ポート
７４  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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