(57)【要約】【課題】アキュムレータ圧が上昇したときに流体圧シリンダが速度低下する問題を、操作性を悪化させる回路切換で対処することなく解決でき、かつ、効率の良いエネルギ再利用を可能にする流体圧回路を提供する。【解決手段】エンジン11により駆動されるメインポンプ12，13と、メインポンプ12，13から供給する作動油により作動するピストン7cpおよびこのピストン7cpで区画形成した一方の室7chおよび他方の室7crを有するブームシリンダ7c1と、ブームシリンダ7c1の一方の室7chから押し出した作動油を蓄圧するアキュムレータ61と、アキュムレータ61での蓄圧が進んでアキュムレータ圧が上昇したときにアキュムレータ61から作動油を吸い込むアシストポンプモータ15とを具備した流体圧回路である。【選択図】図１
2015090193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動されるメインポンプと、
メインポンプから供給される作動流体により作動されるピストンおよびこのピストンで区画形成された一方の室および他方の室を有する流体圧シリンダと、
流体圧シリンダの一方の室から押し出された作動流体を蓄圧するアキュムレータと、
アキュムレータでの蓄圧が進んでアキュムレータ圧が上昇したときにアキュムレータから作動流体を吸い込むアシストポンプと
を具備したことを特徴とする流体圧回路。
【請求項２】
アシストポンプは、アキュムレータから吸い込んだ作動流体を流体圧シリンダの他方の室に加圧供給する
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧回路。
【請求項３】
アシストポンプおよびアキュムレータの少なくとも一方から供給される流体圧を所定圧に減圧する減圧弁と、
減圧弁に接続された作動流体圧をパイロット元圧として用いるパイロット回路と
を具備したことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧回路。
【請求項４】
機体と、
機体に搭載された作業装置と、
作業装置を作動する流体圧シリンダに対して設けられた請求項１乃至３のいずれか記載の流体圧回路と
を具備したことを特徴とする作業機械。
【請求項５】
作業装置は、上下方向に回動されるブームを備え、
流体圧シリンダは、ブームを上下動するブームシリンダである
ことを特徴とする請求項４記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキュムレータを備えた流体圧回路およびその流体圧回路を搭載した作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械において、ブーム下げ時にブーム用油圧シリンダから吐出される圧油をアキュムレータに蓄圧するとともに、旋回の加減速時に旋回用油圧モータからリリーフされる圧油も上記アキュムレータに蓄圧するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８４８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アキュムレータの蓄圧が進んでアキュムレータ圧が上昇したときにブーム用油圧シリンダの速度低下が発生するため、アキュムレータは高い圧力まで蓄圧できず、エネルギを捨ててしまうしかなく、効率良くエネルギを再利用できない。
【０００５】
また、ブーム用油圧シリンダの速度低下を回路切換で対処しようとすると、回路切換時にショックが発生し操作性が悪化するので、回路切換で対処することは好ましくない。
【０００６】
さらに、蓄圧時に他のアクチュエータと連動操作をすると、低圧のアクチュエータに油を取られてしまい、ブーム下げ速度が遅くなったり、止まったりする問題が発生する。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、アキュムレータ圧が上昇したときに流体圧シリンダが速度低下する問題を、操作性を悪化させる回路切換で対処することなく解決でき、かつ、効率の良いエネルギ再利用を可能にする流体圧回路と作業機械とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載された発明は、エンジンにより駆動されるメインポンプと、メインポンプから供給される作動流体により作動されるピストンおよびこのピストンで区画形成された一方の室および他方の室を有する流体圧シリンダと、流体圧シリンダの一方の室から押し出された作動流体を蓄圧するアキュムレータと、アキュムレータでの蓄圧が進んでアキュムレータ圧が上昇したときにアキュムレータから作動流体を吸い込むアシストポンプとを具備した流体圧回路である。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の流体圧回路におけるアシストポンプが、アキュムレータから吸い込んだ作動流体を流体圧シリンダの他方の室に加圧供給するものである。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の流体圧回路において、アシストポンプおよびアキュムレータの少なくとも一方から供給される流体圧を所定圧に減圧する減圧弁と、減圧弁に接続された作動流体圧をパイロット元圧として用いるパイロット回路とを具備した流体圧回路である。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、機体と、機体に搭載された作業装置と、作業装置を作動する流体圧シリンダに対して設けられた請求項１乃至３のいずれか記載の流体圧回路とを具備した作業機械である。
【００１２】
請求項５に記載された発明は、請求項４記載の作業機械における作業装置が、上下方向に回動されるブームを備え、流体圧シリンダを、ブームを上下動するブームシリンダとしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、流体圧シリンダの一方の室から押し出された作動流体を蓄圧するアキュムレータの蓄圧が進んでアキュムレータ圧の上昇により流体圧シリンダの速度低下が発生したときに、アキュムレータに供給された作動流体をアシストポンプにより消費してアキュムレータ圧の上昇を抑えることで、流体圧シリンダの速度低下を回路切換で対処することなく軽減でき、流体圧シリンダの速度低下を回路切換で対処する場合の切換時のショック発生を防止できる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、アシストポンプモータにより流体圧シリンダの他方の室に作動流体を供給することで、メインポンプから供給する流量を低減でき、このメインポンプを共有する他の流体圧アクチュエータに与える影響を抑えることができ、他の流体圧アクチュエータとの連動性を確保できる。また、流体圧シリンダの作動速度を保持するため捨てざるを得なかったエネルギを、アシストポンプモータで効率良く再利用することができるため、エネルギ損失を抑えることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、アシストポンプおよびアキュムレータの少なくとも一方から供給される流体圧を減圧弁により減圧してパイロット元圧としたので、従来のパイロットポンプを不要とすることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、作業機械に搭載されたアキュムレータに供給された作動流体をアシストポンプにより消費してアキュムレータ圧の上昇を抑えることで、作業装置の速度低下を軽減でき、作業装置の速度低下を回路切換で対処する場合の切換時のショック発生を防止できる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、ブーム下げ速度の低下を回路切換で対処しようとすると切換時にショックが発生し操作性が悪化するので、ブームシリンダから押し出された作動流体のアキュムレータへの蓄圧量を低減し、アシストポンプにより消費することで、ブーム下げ速度の低下を防止でき、エネルギ損失を抑えることができる。また、ブーム下げ速度を保持するため捨てざるを得なかったエネルギを、アシストポンプモータで効率良く再利用することができるため、エネルギ損失を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る流体圧回路の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上回路の切替状態を示す回路図である。
【図３】（ａ）は同上回路の旋回モータによる蓄圧状態を示す回路図、（ｂ）はその蓄圧された圧力をパイロット回路に利用する例を示す回路図である。
【図４】本発明に係る作業機械の一実施の形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、図１乃至図４に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００２０】
図４に示されるように、作業機械としての油圧ショベルHEは、機体１が下部走行体２とその上に旋回モータ3mにより旋回可能に設けられた上部旋回体３とにより形成され、この上部旋回体３上にエンジンおよびポンプなどが搭載された機械室４と、オペレータを保護するキャブ５と、作業装置６とが搭載されている。
【００２１】
この作業装置６は、２本並列された流体圧シリンダとしてのブームシリンダ7c1，7c2により上下方向に回動されるブーム７の基端が上部旋回体３に軸支され、ブーム７の先端にスティックシリンダ8cにより前後方向に回動されるスティック８が軸支され、このスティック８の先端にバケットシリンダ9cにより回動されるバケット９が軸支されている。ブームシリンダ7c1，7c2は、共通のブーム７に対して並設され、同一動作を同時作動する。
【００２２】
図１は、作業装置６が有する位置エネルギをブームシリンダ7c1を介してアキュムレータに蓄えるとともに上部旋回体３が有する運動エネルギを旋回モータ3mを介してアキュムレータに蓄えてエンジンパワーのアシストに利用するエンジンパワーアシストシステムを示す。
【００２３】
次に、このシステムの回路構成を説明する。なお、ブームシリンダ7c1，7c2には、作動油圧により作動する片ロッド型のピストン7cpにより、ヘッド側に位置する一方の室7chと、ロッド側に位置する他方の室7crとが区画形成されている。
【００２４】
機械室４内の搭載エンジン11により駆動されるメインポンプ12，13のメインポンプシャフト14に、モータ機能も有するアシストポンプとしてのアシストポンプモータ15を直結またはギヤを介して連結し、メインポンプ12，13およびアシストポンプモータ15は、ポンプ/モータ容量（ピストンストローク）を角度により可変調整することが可能な斜板を備え、その斜板角（傾転角）はレギュレータ16，17，18により制御するとともに斜板角センサ16φ，17φ，18φにより検出し、レギュレータ16，17，18は、電磁弁により制御する。例えば、メインポンプ12，13のレギュレータ16，17は、ネガティブフローコントロール通路19ncで導かれたネガティブフローコントロール圧（いわゆるネガコン圧）によって自動的に制御可能であるとともに、ネガティブフローコントロール弁19の電磁式切替弁19a，19bによってネガコン圧以外の信号でも制御可能である。
【００２５】
メインポンプ12，13は、タンク21から吸い上げた作動流体としての作動油を通路22，23に吐出し、それらのポンプ吐出圧は圧力センサ24，25により検出する。メインポンプ12，13に接続した方向制御および流量制御用のパイロット式制御弁のうち、ブームシリンダ7c1，7c2を制御するメインのブーム用制御弁26から引き出した一方の出力通路27およびサブのブーム用制御弁28から引き出した出力通路29を、通路30によって複合弁としてのブームエネルギ・リカバリ弁31に接続する。
【００２６】
このブームエネルギ・リカバリ弁31は、図１に示された蓄圧回路Ａおよび再生回路Ｂと、図示されないブーム上げ操作時にメインポンプ12，13から加圧供給された作動油を２つのブームシリンダ7c1，7c2のヘッド側に導く回路とを切り替える複数の回路機能を、単一ブロック内に組み込んだ複合弁であり、このブームエネルギ・リカバリ弁31に一方のブームシリンダ7c1のヘッド側端を通路32により接続し、他方のブームシリンダ7c2のヘッド側端を通路33により接続する。
【００２７】
メインのブーム用制御弁26から引き出した他方の出力通路34は、一方のブームシリンダ7c1のロッド側端に接続し、このロッド側端にはブームシリンダロッド側の圧力を検出する圧力センサ35を設置する。２本併設されたブームシリンダ7c1，7c2のロッド側端の間はバイパス通路36により連通可能であり、このバイパス通路36中に設けられた電磁式分離弁37により、ブームシリンダ7c1のロッド側からブームシリンダ7c2のロッド側への連通を遮断することも可能である。ブームシリンダ7c2のロッド側は通路38によりブームエネルギ・リカバリ弁31に接続する。
【００２８】
メインのブーム用制御弁26から引き出した一方の出力通路27は、電磁式切替弁39および逆止弁40を介して他方の出力通路34に連通可能とする。また、アシストポンプモータ15の吐出側には、その吐出圧を検出するための圧力センサ41を設け、その吐出通路42に電磁式切替弁43を設け、さらに逆止弁44を経た通路45を前記出力通路34に接続する。
【００２９】
アシストポンプモータ15の吐出通路42は３本の通路46，47，48に分岐し、通路46は、電磁式アンロード弁49に接続し、この電磁式アンロード弁49は、タンク通路50，51からスプリング付き逆止弁52を経て、さらにオイルクーラ53またはスプリング付き逆止弁54を経てタンク21に接続する。通路47は、リリーフ弁55を介してタンク通路50に接続する。
【００３０】
通路48は、電磁式切替弁57、逆止弁58および通路59を経て複数の第１のアキュムレータ61を設けたアキュムレータ通路62に接続し、このアキュムレータ通路62には、第１のアキュムレータ61に蓄圧された圧力を検出する圧力センサ63を接続する。アキュムレータ通路62は、電磁式再生弁64および逆止弁65を経た通路66に接続し、この通路66は、タンク21から逆止弁67を経てアシストポンプモータ15の吸込口に接続された吸込側通路68に接続し、この吸込側通路68にアシストポンプモータ吸込側の圧力を検出する圧力センサ69を設置する。
【００３１】
アシストポンプモータ15は、第１のアキュムレータ61での蓄圧が進んでそのアキュムレータ圧が所定値まで上昇したときに、電磁式再生弁64を連通位置に切り替えることで、第１のアキュムレータ61から作動油を吸い込み、このアキュムレータ61での圧力上昇を軽減すると同時に、吸い込んだ作動油をブームシリンダ7c1のロッド側の室7crに加圧供給する機能を備えている。
【００３２】
ブームエネルギ・リカバリ弁31は、パイロット操作式のメイン切替弁71を備え、このメイン切替弁71は、電磁式切替弁72によりパイロット圧の給排を制御することで、通路73と、通路74と、通路75と、通路76との関係を切り替える。
【００３３】
通路73は、一方のドリフト低減弁77の一方のポートに接続し、このドリフト低減弁77の他方のポートには内部の通路78を介して、一方のブームシリンダ7c1のヘッド側端から引き出された外部の通路32を接続する。ドリフト低減弁77は、パイロット弁79によりスプリング室内のパイロット圧を制御することで、ポート間の開閉および開度を制御する。通路73には、通路30から分岐された通路81を逆止弁82を介し接続する。
【００３４】
通路74は、通路30に接続し、さらに、他方のドリフト低減弁83の一方のポートに接続し、このドリフト低減弁83の他方のポートには内部の通路84を介して、他方のブームシリンダ7c2のヘッド側端から引き出された外部の通路33を接続する。ドリフト低減弁83は、パイロット弁85によりスプリング室内のパイロット圧を制御することで、ポート間の開閉および開度を制御する。
【００３５】
パイロット弁79，85は、ドリフト低減弁77，83のスプリング室を、通路78，84に連通するか、またはタンク21への通路86に連通する。
【００３６】
通路75は、逆止弁87と、スプリング付き逆止弁88と、可変絞り弁89への通路に分岐され、逆止弁87を経た通路は、外部の通路38と、内部の通路90とに接続する。通路90と前記通路78との間には、リリーフ弁91および逆止弁92を設け、また、通路90と前記通路84との間には、リリーフ弁93および逆止弁94を設ける。さらに、通路78と通路84との間には圧力センサ95および調整弁96を設け、通路84と通路90との間には圧力センサ97および調整弁98を設ける。スプリング付き逆止弁88および可変絞り弁89は、通路99を介して前記タンク通路50に接続する。
【００３７】
通路76は、逆止弁104を経た通路105を介して通路59に接続し、通路105の圧力は、圧力センサ106により検出する。通路105から分岐した通路は、リリーフ弁107、通路108および前記通路99を経て前記タンク通路50に接続する。通路108は、逆止弁109を介して通路105に連通し、通路105は、電磁式切替弁110を介して通路108に接続する。
【００３８】
図１に示されるように、蓄圧回路Ａは、一方のブームシリンダ7c1のヘッド側端より引き出された通路32から、ブームエネルギ・リカバリ弁31内の通路78、ドリフト低減弁77、通路73、メイン切替弁71、逆止弁104および通路105を経て第１のアキュムレータ61に至る回路であり、図２に示されるようにブームシリンダ7c1のヘッド側から押し出された油をアキュムレータ61に蓄圧させる機能を有する。
【００３９】
図１に示されるように、再生回路Ｂは、他方のブームシリンダ7c2のヘッド側端より引き出された通路33から、ブームエネルギ・リカバリ弁31内の通路84、ドリフト低減弁83、通路74、メイン切替弁71、通路75、逆止弁87および通路38を経て他方のブームシリンダ7c2のロッド側端に至る回路であり、ブームシリンダ7c2のヘッド側から押し出された油をブームシリンダ7c2のロッド側に再生する機能を有する。
【００４０】
前記旋回モータ3mの旋回方向および速度を制御する旋回用制御弁111と旋回モータ3mとを接続するモータ駆動回路Ｃの通路112，113間に、相互に逆向きのリリーフ弁114，115および逆止弁117，118を設け、これらのリリーフ弁114，115間および逆止弁117，118間に、モータ駆動回路Ｃから排出された油をタンク21に戻すタンク通路機能と、モータ駆動回路Ｃに作動油を補充することが可能なメイクアップ機能とを有するメイクアップ通路116を接続し、スプリング付き逆止弁52のスプリング付勢圧を超えない圧力で、このメイクアップ通路116から逆止弁117，118を経て通路112，113のバキューム発生のおそれある側に作動油を補充する。
【００４１】
さらに、モータ駆動回路Ｃの通路112，113を逆止弁119，120を経て旋回エネルギ回収用の通路121に連通し、この通路121を、出口側の背圧によって入口側の元圧が変化しにくいシーケンス弁122を経て通路123に接続し、通路124を経て第２のアキュムレータ125に接続し、この第２のアキュムレータ125に係る圧力を圧力センサ126により検出する。通路123は、電磁式切替弁127および逆止弁128を経た通路129により前記第１のアキュムレータ61のアキュムレータ通路62に接続する。通路129は、リリーフ弁130を経て、前記タンク通路50に接続し、第２のアキュムレータ125は、リリーフ弁131を経て、前記タンク通路51に接続する。
【００４２】
以上のような回路構成において、各々の斜板角センサ16φ，17φ，18φ、圧力センサ24，25，35，41，63，69，95，97，106，126は、検出した斜板角信号および圧力信号を車載コントローラ（図示せず）に入力し、また、電磁式切替弁39，43，57，72，110，127、電磁式アンロード弁49および電磁式再生弁64は、車載コントローラ（図示せず）から出力された駆動信号によりオン・オフ動作または駆動信号に応じた比例動作で切替わる。また、ブーム用制御弁26，28、旋回用制御弁111および図示しない他の油圧アクチュエータ用制御弁（走行モータ用、スティックシリンダ用、バケットシリンダ用など）は、キャブ５内のオペレータによりレバー操作またはペダル操作される手動操作弁いわゆるリモコン弁によって、パイロット操作され、ドリフト低減弁77，83のパイロット弁79，85も連動してパイロット操作される。
【００４３】
以下に、上記車載コントローラによって制御される内容を機能的に説明する。
【００４４】
（エンジンパワーアシスト機能）
以上のように構成された流体圧回路において、エンジンパワーアシスト機能を説明する。
【００４５】
図１および図２は、ブーム７を下降させるブーム下げ操作時の回路状態を示し、ポンプとして機能するアシストポンプモータ15から吐出された作動油を電磁式切替弁43を経て一方のブームシリンダ7c1のロッド側に加圧供給するとともに、このブームシリンダ7c1のヘッド側から通路32，78に押し出された作動油を、ブームエネルギ・リカバリ弁31のドリフト低減弁77を経てメイン切替弁71で通路73から通路76へと方向制御し、さらに通路105，59を経て第１のアキュムレータ61に蓄圧させる。
【００４６】
同時に、他方のブームシリンダ7c2のヘッド側から通路33，84に押し出された作動油は、ブームエネルギ・リカバリ弁31のドリフト低減弁83を経てメイン切替弁71で通路74から通路75へと方向制御し、さらに逆止弁87および通路38を経てブームシリンダ7c2のロッド側に再生させる。
【００４７】
このように、ブームエネルギ・リカバリ弁31は、メイン切替弁71とドリフト低減弁77，83により、ブーム下げ時の第１のアキュムレータ61への蓄圧と、ブームシリンダ7c2のロッド側への再生とを同時に行なう。
【００４８】
図１は、アキュムレータ61に蓄圧される油圧エネルギをアシストポンプモータ15が消費しながら油圧ポンプとして機能する回路状態を示し、電磁式再生弁64を連通位置に切り替えることで、第１のアキュムレータ61に蓄圧される作動油を、油圧ポンプとして機能するアシストポンプモータ15が吸い込み、このとき電磁式切替弁43は連通位置に切り替えられているので、アシストポンプモータ15から吐出された作動油は、ブームシリンダ7c1のロッド側に加圧供給され、ブーム７を強力な力で押し下げる作業をする。
【００４９】
図２は、アキュムレータ61への蓄圧と並行して、アシストポンプモータ15が油圧ポンプとして機能する回路状態を示し、電磁式切替弁43は連通位置のまま、電磁式再生弁64を遮断位置に切り替えることで、アキュムレータ61に作動油を蓄圧させるとともに、アシストポンプモータ15によりタンク21から汲み上げた作動油をブームシリンダ7c1のロッド側に加圧供給する。
【００５０】
また、ブーム７を上昇させるブーム上げ操作時（図示せず）は、ブームエネルギ・リカバリ弁31のメイン切替弁71を切り替え、第１のアキュムレータ61への蓄圧と、ブームシリンダ7c2のロッド側への再生とを停止し、メインポンプ12，13からブーム用制御弁26，28を経て通路30に供給された作動油を、切替制御されたメイン切替弁71により通路74から通路73へと方向制御し、通路73，30からドリフト低減弁77，83を経て、両方のブームシリンダ7c1，7c2のヘッド側に導くとともに、ブームシリンダ7c1，7c2のロッド側から出力通路34、ブーム用制御弁26を経てタンク21に油を戻すようにする。
【００５１】
このように、エンジンパワーアシスト機能は、一方のブームシリンダ7c1のヘッド側圧を第１のアキュムレータ61に蓄圧するとともに、他方のブームシリンダ7c2のヘッド側圧をブームシリンダ7c2のロッド側に再生する。
【００５２】
（ブーム速度補償機能）
次に、ブーム速度補償機能について説明する。
【００５３】
ブーム速度補償機能は、第１のアキュムレータ61の圧力が高いときにブーム下げ速度が遅くなる問題、言い換えると、ブームシリンダ7c1，7c2と連動するスティックシリンダ8c、バケットシリンダ9cまたは旋回モータ3mなどの作動速度が速くなる問題を解決するため、アシストポンプモータ15によって第１のアキュムレータ61のアキュムレータ圧を消費して圧力上昇を抑えるとともに、このアシストポンプモータ15からブームシリンダ7c1のロッド側の室7crに作動油を加圧供給する機能である。
【００５４】
このブーム速度補償機能を実現するために、図１に示されるように、アシストポンプモータ15とブームシリンダ7c1のロッド側との間を連通可能な通路45中に設けられた電磁式切替弁43を、ブーム下げ操作時に連通位置に切り替えることで、アシストポンプモータ15から通路45，34を経て、第１のアキュムレータ61の蓄圧に係わるブームシリンダ7c1のロッド側の室7crに優先的に作動油を供給すると同時に、第１のアキュムレータ61とアシストポンプモータ15との間を連通可能な通路62，66中に設けられた電磁式再生弁64を連通位置に切り替えることで、第１のアキュムレータ61に供給される作動油をアシストポンプモータ15により吸い込み、アキュムレータ圧の上昇を軽減する。
【００５５】
このブーム速度補償機能の作用を説明する。
【００５６】
アシストポンプモータ15がポンプ作用する場合は、電磁式切替弁57を経て第１のアキュムレータ61に作動油を蓄圧させるときと、図１および図２に示されるようにブームシリンダ7c1のロッド側への圧油供給時である。
【００５７】
圧力センサ63で検出された第１のアキュムレータ61のアキュムレータ圧が低圧または中圧のときは、図２に示されるように電磁式切替弁43を開くとともに電磁式再生弁64を閉じて、アシストポンプモータ15はタンク21から吸い込んだ作動油をブームシリンダ7c1のロッド側に供給するとともに、ブーム下げ時の大重量の作業装置６が有する位置エネルギをブームシリンダ7c1のヘッド側から押し出される油圧に変換し、ドリフト低減弁77およびメイン切替弁71などを経て有効に第１のアキュムレータ61に蓄圧する。
【００５８】
第１のアキュムレータ61のアキュムレータ圧が高圧に達した場合は、図１に示されるように第１のアキュムレータ61とアシストポンプモータ15との間に配置された電磁式再生弁64を開き、ブームシリンダ7c1のヘッド側の室7chから第１のアキュムレータ61に供給される圧油をアシストポンプモータ15の吸込油として消費することで、第１のアキュムレータ61のアキュムレータ圧の上昇を抑え、ブーム下げ速度を確保し、旋回モータ3mなどの他の油圧アクチュエータとの連動操作性を確保する。
【００５９】
このブーム速度補償機能の効果を説明する。
【００６０】
このブーム速度補償機能がない場合は、ブームシリンダ7c1，7c2と、それ以外の油圧アクチュエータとの連動操作時、第１のアキュムレータ61の圧力が高くなると、ブーム７を下げるためには、高いブームシリンダロッド圧が必要とされるが、従来のオープンセンタ回路では、メインポンプ12から吐出された作動油は負荷の低い油圧アクチュエータに流れ、ブームシリンダ7c1のロッド側に作動油を供給できず、ブーム７が下がらない問題が発生する。ブーム速度補償機能を有することで、アシストポンプモータ15から吐出された作動油をブームシリンダ7c1のロッド側へ専用的に供給することができるため、第１のアキュムレータ61の圧力がある程度高くてもブーム下げ操作が可能となる。
【００６１】
また、第１のアキュムレータ61の圧力が高まると、ブームシリンダ7c1のロッド側圧が高くなり、特に作業装置６の慣性モーメントが小さくなる作業装置６の巻込姿勢では、ブーム７が下がらない問題が発生する。問題解決の一つは、第１のアキュムレータ61が高圧に達したときにブームエネルギ・リカバリ弁31のドリフト低減弁77，83やメイン切替弁71を中立位置に戻し、第１のアキュムレータ61への蓄圧を断ち切ることであるが、この場合、ブーム操作中に圧力ショックや速度急変が発生し、操作性に問題が生じる。
【００６２】
そのため、第１のアキュムレータ61の圧力がある閾値を超えた場合は、ブームエネルギ・リカバリ弁31の切替は行わずに、ブームシリンダ7c1のヘッド側から第１のアキュムレータ61に到達した戻り油の第１のアキュムレータ61への蓄圧を軽減し、図１に示されるようにアシストポンプモータ15で消費する。これにより、回路切替の急変は発生せず、第１のアキュムレータ61の異常な圧力上昇を抑えられ、ブームシリンダ7c1のヘッド側圧力をアシストポンプモータ15の吸込口側に有効に回すことができるため、省エネにもつながる効果がある。
【００６３】
（旋回エネルギ回収機能）
図３は、旋回エネルギ回収機能を示し、旋回モータ3mを旋回加速する際にリリーフ弁114，115の設定圧を超える前に駆動エネルギを吸収してリリーフ設定圧を超えないようにしたり、旋回停止時にモータ駆動回路Ｃの通路112，113から外部へ放出される制動エネルギを吸収し、油圧エネルギとして第２のアキュムレータ125に蓄圧させるため、出口側の背圧によって入口側の元圧が変化しにくいシーケンス弁122を採用し、加速時および減速時にシーケンス弁122からリークする作動油を第２のアキュムレータ125に回収し蓄圧する。
【００６４】
さらに、できるかぎりエネルギロスを低減するため第１のアキュムレータ61から放出する圧力が第２のアキュムレータ125と同圧になった場合に第２のアキュムレータ125からもアキュムレータ圧を放出させられるよう第１のアキュムレータ61と第２のアキュムレータ125との間の通路129を開閉する電磁式切替弁127を設ける。
【００６５】
すなわち、エネルギ回収効率を上げるため、また、できる限り圧力降下を低減させるため、圧力の異なる第１のアキュムレータ61と第２のアキュムレータ125との間に電磁式切替弁127を設ける。
【００６６】
そして、図３（ａ）に示されるように旋回モータ3mを旋回加速および旋回停止する際にリリーフ弁114，115よりリリーフされる駆動エネルギおよび制動エネルギを、リリーフ弁114，115が働く前に外部へ取り出して圧力に変換する第２のアキュムレータ125に蓄圧することで、リリーフされる旋回エネルギを回収する。このとき、電磁式切替弁127を閉じて、加速時および減速時にシーケンス弁122からリークする作動油を回収し、第２のアキュムレータ125に蓄圧する。
【００６７】
なお、図示しないが、旋回モータ3mの上流側にバキュームが発生するおそれがあるため、旋回操作の開始時点から電磁式アンロード弁49を開き、旋回用操作レバーの操作量および操作速度を検出し、これらに応じてアシストポンプモータ15の斜板角を制御し、旋回用レバー操作量および操作速度に応じた流量をアシストポンプモータ15から電磁式アンロード弁49、タンク通路50，51およびメイクアップ通路116を経て、モータ駆動回路Ｃ内のバキューム発生傾向にある通路に補充する。
【００６８】
また、図３（ｂ）に示されるように電磁式切替弁127を開いて、第２のアキュムレータ125に蓄圧された作動油圧を放圧し、第１のアキュムレータ61の通路62に供給する。
【００６９】
図３（ｂ）は、アシストポンプモータ15をポンプとして駆動するとともに、電磁式切替弁57を開いて、タンク21から汲み上げられた作動油を第１のアキュムレータ61に供給し、アシストポンプモータ15と、第１のアキュムレータ61と、第２のアキュムレータ125とによって得られた油圧をパイロット油圧とする例である。
【００７０】
（パイロット補完機能）
すなわち、図３（ｂ）は、アシストポンプモータ15およびアキュムレータ61，125によるパイロット補完機能を示し、アシストポンプモータ15およびアキュムレータ61，125から圧油供給されるアキュムレータ通路62より引き出された通路134に減圧弁135を接続し、この減圧弁135にフィルタ136およびフィルタ保護用のスプリング付き逆止弁137を介してパイロット回路138を接続し、パイロット回路138へパイロット油圧を供給するパイロット補完回路を形成する。
【００７１】
パイロット回路138は、例えばメインの制御弁26，28，111、パイロット弁79，85などをパイロット操作する回路であり、このパイロット回路138に減圧弁135で設定された所定のパイロット圧をパイロット元圧として供給する。
【００７２】
このパイロット用の圧油は、第１のアキュムレータ61および第２のアキュムレータ125からの供給を基本とし、これらのアキュムレータ61，125の蓄圧エネルギが低下したことを圧力センサ63，126が検出すると、図３（ｂ）に示されるように、アシストポンプモータ15から供給される作動油によりパイロット用圧油を補充する。
【００７３】
エンジン始動後は、アシストポンプモータ15により第１のアキュムレータ61への蓄圧がすぐになされ、減圧弁135を通してパイロット回路138にも減圧弁135で設定された所定の圧力が供給される。
【００７４】
このパイロット補完機能により、従来のパイロットポンプが不要となるため、コストを抑えることができる。
【００７５】
次に、実施の形態の効果を列記する。
【００７６】
図１に示されるように、ブームシリンダ7c1の一方の室7chから押し出された作動油を蓄圧する第１のアキュムレータ61の蓄圧が進んで、そのアキュムレータ圧の上昇によりブームシリンダ7c1，7c2の下降速度の速度低下が発生したときに、図１に示されるようにアキュムレータ61に供給された作動油をアシストポンプモータ15により消費してアキュムレータ圧の上昇を抑えることで、ブームシリンダ7c1，7c2の速度低下を回路切換で対処することなく軽減でき、ブームシリンダ7c1，7c2の速度低下を回路切換で対処する場合の切換時のショック発生を防止できる。
【００７７】
図２に示されるように、アシストポンプモータ15によりブームシリンダ7c1のロッド側の室7crに作動油を供給することで、メインポンプ12，13から供給する流量を低減でき、このメインポンプ12，13を共有する旋回モータ3mなどの他の油圧アクチュエータに与える影響を抑えることができ、他の油圧アクチュエータとの連動性を確保できる。
【００７８】
図３に示されるように、アシストポンプモータ15およびアキュムレータ61の少なくとも一方から供給される油圧を減圧弁135により減圧してパイロット元圧としたので、従来のパイロットポンプを不要とすることができる。
【００７９】
油圧ショベルHEに搭載された第１のアキュムレータ61に供給された作動油をアシストポンプモータ15により消費してアキュムレータ圧の上昇を抑えることで、作業装置６の速度低下を軽減でき、作業装置６の速度低下を回路切換で対処する場合の切換時のショック発生を防止できる。
【００８０】
言い換えると、ブーム下げ速度の低下を回路切換で対処しようとすると切換時にショックが発生するので、一方のブームシリンダ7c1から押し出された作動油を第１のアキュムレータ61に蓄圧する量を軽減し、アシストポンプモータ15により消費することで、ブーム下げ速度の低下も防止でき、エネルギ損失を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、流体圧回路または作業機械を製造、販売などする事業者にとって産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００８２】
HE    作業機械としての油圧ショベル
１    機体
６    作業装置
７    ブーム
7c1   流体圧シリンダとしてのブームシリンダ
7cp   ピストン
7ch   一方の室
7cr   他方の室
11    エンジン
12，13    メインポンプ
15    アシストポンプとしてのアシストポンプモータ
61    アキュムレータ
135   減圧弁
138   パイロット回路
【図１】
2015090193.tif 000003
【図２】
2015090193.tif 000004
【図３】
2015090193.tif 000005
【図４】
2015090193.tif 000006