(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械に含まれる第１駆動対象及び第２駆動対象をそれぞれ油圧で駆動するための油圧駆動装置であって、
原動機によって駆動されることにより前記第１駆動対象を駆動するための作動油をタンクから吸入して吐出する第１ポンプ作動状態と作動油の供給を受けて動力を生成する第１モータ作動状態とに切換可能な第１ポンプモータと、
前記第１駆動対象に連結され、前記第１ポンプ作動状態にある前記第１ポンプモータから吐出される作動油の供給を受けて前記第１駆動対象を動かす第２モータ作動状態と前記第１駆動対象のもつエネルギーの供給を受けることによりタンクから作動油を吸入して吐出するように作動する第２ポンプ作動状態とに切換可能な第２ポンプモータと、
前記第１ポンプモータから前記第２ポンプモータへの作動油の供給を可能にするように当該第１ポンプモータと当該第２ポンプモータとを相互に接続する第１ポンプモータラインと、
前記第１ポンプモータラインに接続され、前記第２ポンプ作動状態にある前記第２ポンプモータから吐出される作動油を受け入れて蓄圧する第１アキュムレータと、
前記第１アキュムレータと前記第１ポンプモータとの間に介在し、前記第１アキュムレータ内の圧力を保持するように当該第１アキュムレータから前記第１ポンプモータへの放圧を阻止する機能をもつ圧力保持弁と、
前記第２駆動対象に連結され、作動油の供給を受けて当該第２駆動対象を動かす回生対象油圧アクチュエータと、
前記回生対象油圧アクチュエータに供給されるべき作動油をタンクから吸入して吐出する油圧ポンプと、
前記第２駆動対象のもつエネルギーにより昇圧されて前記回生対象油圧アクチュエータから排出される作動油を受け入れて蓄圧する第２アキュムレータと、
前記第２アキュムレータに蓄えられた作動油の圧力が前記第１モータ作動状態にある第１ポンプモータに放たれて当該第１ポンプモータを駆動することを可能にするように当該第２アキュムレータを当該第１ポンプモータに接続する第２ポンプモータラインと、
当該第２ポンプモータラインを開通して前記第２アキュムレータから前記第１ポンプモータへの放圧を可能にする開状態と当該第２ポンプモータラインを遮断して当該放圧を阻止する閉状態とに切換えられることが可能な放圧切換弁と、を備える、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記圧力保持弁は、前記第１ポンプモータラインにおいて前記第１アキュムレータと前記第１ポンプモータとの間の位置に設けられ、当該第１ポンプモータラインを連通する開状態と当該第１ポンプモータラインを遮断する閉状態とに切換可能なライン開閉切換弁である、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記圧力保持弁は、前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間の位置に設けられ、前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間を連通する開状態と前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間を遮断する遮断状態とに切換可能なアキュムレータ開閉切換弁である、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記第１アキュムレータの運転圧力が前記第２アキュムレータの運転圧力よりも高く、前記圧力保持弁は、前記第１ポンプモータラインにおいて前記第１アキュムレータと前記第１ポンプモータとの間の位置に設けられ、当該第１ポンプモータから前記第２ポンプモータに向かう作動油の流れは許容しかつ前記第１アキュムレータから前記第１ポンプモータへの作動油の流れは阻止するチェック弁である、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項５】
請求項１記載の作業機械の油圧駆動装置であって、複数のモードを有する回路切換部をさらに備え、当該複数のモードは、前記放圧切換弁を閉状態にし、前記第１ポンプモータを前記第１ポンプ作動状態にし、前記第２ポンプモータを前記第２モータ作動状態にすることにより、当該第１ポンプモータが吐出する作動油によって当該第２ポンプモータが駆動されることを可能にする駆動モードと、前記放圧切換弁を閉状態にし、前記第２ポンプモータを前記第２ポンプ作動状態にすることにより、前記第２ポンプモータが吐出する作動油を第１アキュムレータに導入することを可能にする第１回生モードと、前記放圧切換弁を開状態にし、かつ、前記第１ポンプモータを前記第１モータ作動状態にすることにより、前記第２アキュムレータから前記第１ポンプモータへの放圧によって当該第１ポンプモータをモータ作動させることを可能にする第２回生モードと、を含む、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記圧力保持弁は、前記第１ポンプモータラインにおいて前記第１アキュムレータと前記第１ポンプモータとの間の位置に設けられ、当該第１ポンプモータラインを連通する開状態と当該第１ポンプモータラインを遮断する遮断状態とに切換可能なライン開閉切換弁であり、前記回路切換部は、前記駆動モードにおいて前記ライン開閉切換弁を開状態にし、前記第２回生モードにおいて前記ライン開閉切換弁を閉状態にする、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項７】
請求項５記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記圧力保持弁は、前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間の位置に設けられ、前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間を連通する開状態と前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間を遮断する遮断状態とに切換可能なアキュムレータ開閉切換弁であり、前記回路切換部は、前記第１回生モードにおいて前記アキュムレータ開閉切換弁を開状態にし、前記第２回生モードにおいて前記アキュムレータ開閉切換弁を閉状態にする、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記第１駆動対象の駆動についての指令のための操作を受ける操作器と、前記操作器に与えられた操作に基いて前記回路切換部のモードを切換える回路切換制御部と、を備える、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項９】
請求項８記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記回路切換制御部は、前記第１駆動対象を定速で駆動する操作または加速させるための操作が前記操作器に与えられたことを必要条件として前記回路切換部を前記駆動モードに切換え、前記第１駆動対象を減速させるための操作が前記操作器に与えられることを必要条件として前記回路切換部を前記第１回生モードに切換え、前記第１駆動対象の駆動についての操作が前記操作器に与えられていないことを必要条件として前記回路切換部を前記第２回生モードに切換える、作業機械の油圧駆動装置。
【請求項１０】
請求項９記載の作業機械の油圧駆動装置であって、前記回路切換制御部は、さらに、前記第１ポンプモータを駆動する前記原動機の負荷が一定以上であることを必要条件として前記回路切換部を前記第２回生モードに切換える、作業機械の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に設けられる油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、作業機械に設けられる油圧駆動装置は、作動油を吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプが吐出する作動油の供給を受けて駆動対象を動かすように作動する油圧アクチュエータと、を備えるが、近年は、前記油圧アクチュエータが逆に前記駆動対象から与えられる外力によるエネルギーを回生するために、ポンプ機能とモータ機能とを併有する、いわゆるポンプモータを用いる技術が、知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、複数の可逆調整ユニット（ポンプモータ）を備えた装置を開示する。当該複数のポンプモータは、旋回体を旋回させるための旋回駆動回路に設けられる第１可逆調整ユニットＥ１及び第２可逆調整ユニットＥ２と、ブームを駆動するためのブームシリンダを含むブーム駆動回路に設けられる第３可逆調整ユニットＥ３及び第４可逆調整ユニットＥ４と、を含む。
【０００４】
前記旋回駆動回路において、旋回駆動を行う際には前記第１可逆調整ユニットＥ１が作動油を吐出するポンプとして作動し、前記第２可逆調整ユニットＥ２が当該作動油の供給を受けて旋回体を旋回させるモータとして機能する。一方、旋回減速時には前記第２可逆調整ユニットＥ２が旋回体の回転エネルギーによって高圧の作動油を吐出するポンプとして機能し、当該高圧の作動油は前記旋回駆動回路に設けられた蓄圧器Ｓｐｒに蓄えられる。この蓄圧器Ｓｐｒに蓄えられた高圧油は、必要に応じて前記可逆調整ユニットＥ１を介してエンジンをアシストする動力として用いられ、これにより、前記旋回減速時における旋回体の回転エネルギーが回生される。
【０００５】
前記ブーム駆動回路では、ブーム下げ操作時にブームシリンダから排出される作動油のエネルギーが前記可逆調整ユニットＥ３，Ｅ４を介して当該ブーム駆動回路に設けられた蓄圧器Ｓｐｈに蓄えられ、あるいは前記旋回駆動回路の蓄圧器Ｓｐｒに供給されることも可能である。一方、ブーム上げ操作時には前記蓄圧器Ｓｐｒ，Ｓｐｈに蓄えられたエネルギーが前記可逆調整ユニットＥ３，Ｅ４，Ｅ１を介して動力に変換され、エンジンのアシストに寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２２２９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記可逆調整ユニットを構成するポンプモータは、油圧ポンプとしての機能と油圧モータとしての機能を併有するため、一般の油圧ポンプや油圧モータに比べて高価であるところ、前記特許文献１に記載される装置では、旋回駆動回路及びブーム駆動回路のそれぞれが複数のポンプモータを具備する必要があるため、当該ポンプモータの必要台数が多く、その分コスト及び設置スペースの著しい増大は避けられない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決することが可能な装置、すなわち、作業機械における複数の駆動対象の駆動及びそのエネルギーの回生を簡単かつ低コストの構成で行うことが可能な油圧駆動装置、を提供することを目的とする。
【０００９】
提供されるのは、作業機械に含まれる第１駆動対象及び第２駆動対象をそれぞれ油圧で駆動するための油圧駆動装置であって、原動機によって駆動されることにより前記第１駆動対象を駆動するための作動油をタンクから吸入して吐出する第１ポンプ作動状態と作動油の供給を受けて動力を生成する第１モータ作動状態とに切換可能な第１ポンプモータと、前記第１駆動対象に連結され、前記第１ポンプ作動状態にある前記第１ポンプモータから吐出される作動油の供給を受けて前記第１駆動対象を動かす第２モータ作動状態と前記第１駆動対象のもつエネルギーの供給を受けることによりタンクから作動油を吸入して吐出するように作動する第２ポンプ作動状態とに切換可能な第２ポンプモータと、前記第１ポンプモータから前記第２ポンプモータへの作動油の供給を可能にするように当該第１ポンプモータと当該第２ポンプモータとを相互に接続する第１ポンプモータラインと、前記第１ポンプモータラインに接続され、前記第２ポンプ作動状態にある前記第２ポンプモータから吐出される作動油を受け入れて蓄圧する第１アキュムレータと、前記第１アキュムレータと前記第１ポンプモータとの間に介在し、前記第１アキュムレータ内の圧力を保持するように当該第１アキュムレータから前記第１ポンプモータへの放圧を阻止する機能をもつ圧力保持弁と、前記第２駆動対象に連結され、作動油の供給を受けて当該第２駆動対象を動かす回生対象油圧アクチュエータと、前記回生対象油圧アクチュエータに供給されるべき作動油をタンクから吸入して吐出する油圧ポンプと、前記第２駆動対象のもつエネルギーにより昇圧されて前記回生対象油圧アクチュエータから排出される作動油を受け入れて蓄圧する第２アキュムレータと、前記第２アキュムレータに蓄えられた作動油の圧力が前記第１モータ作動状態にある第１ポンプモータに放たれて当該第１ポンプモータを駆動することを可能にするように当該第２アキュムレータを当該第１ポンプモータに接続する第２ポンプモータラインと、当該第２ポンプモータラインを開通して前記第２アキュムレータから前記第１ポンプモータへの放圧を可能にする開状態と当該第２ポンプモータラインを遮断して当該放圧を阻止する閉状態とに切換えられることが可能な放圧切換弁と、を備える。
【００１０】
この装置によれば、前記第１ポンプモータの第１ポンプ作動状態と第１モータ作動状態との間での切換と、前記第２ポンプモータの第１ポンプ作動状態と第１モータ作動状態との間での切換と、前記放圧切換弁の開閉切換と、の組み合わせにより、前記第１ポンプモータの吐出する作動油または前記第１アキュムレータから放出される作動油による前記第２ポンプモータの駆動と、前記第２ポンプモータが吐出する作動油による前記第１アキュムレータの蓄圧と、に加え、前記第２アキュムレータから放出される作動油による前記第１ポンプモータの駆動を行うことが可能である。つまり、従来の装置と異なり、回生対象油圧アクチュエータについては高価なポンプモータを要しない簡単かつ低コストの構成で、当該回生対象油圧アクチュエータ及び前記第１油圧アクチュエータのいずれについてもそのエネルギーの回生を行うことを可能にする。また、複数のポンプモータが共通の原動機に接続されるものに比べ、連れ回りロス、すなわち、使用されているポンプモータともに使用されていないポンプモータが連れ回りすることによるエネルギーロス、を抑えることが、可能である。
【００１１】
具体的に、当該装置においては、前記放圧切換弁を閉状態にし、前記第１ポンプモータを前記第１ポンプ作動状態にし、前記第２ポンプモータを前記第２モータ作動状態にすることにより、当該第１ポンプモータが吐出する作動油によって当該第２ポンプモータを駆動することにより当該第２ポンプモータに連結されている第１駆動対象を動かすことが、可能である。一方、前記放圧切換弁を閉状態にし、前記第２ポンプモータを前記第２ポンプ作動状態にすることにより、前記回生対象油圧アクチュエータから前記第２ポンプモータに与えられるエネルギーによって当該第２ポンプモータをポンプ作動させて当該第２ポンプモータが吐出する作動油を第１アキュムレータに導入すること、つまり当該第１アキュムレータでの蓄圧による前記エネルギーの回生、が可能である。さらに、前記放圧切換弁を開状態にし、かつ、前記第１ポンプモータを前記第１モータ作動状態にすることにより、前記第２アキュムレータから前記第１ポンプモータへの放圧によって当該第１ポンプモータをモータ作動させること、つまり、回生対象油圧アクチュエータのもつエネルギーの回生、も可能となる。
【００１２】
この装置において、前記圧力保持弁は、例えば、前記第１ポンプモータラインにおいて前記第１アキュムレータと前記第１ポンプモータとの間の位置に設けられ、当該第１ポンプモータラインを連通する開状態と当該第１ポンプモータラインを遮断する閉状態とに切換可能なライン開閉切換弁であることが、好ましい。このライン開閉切換弁を開状態にし、前記第１ポンプモータを前記第１モータ作動状態にすることにより、前記第１アキュムレータが蓄えた圧力によって前記第１ポンプモータを駆動することが可能であり、さらに、前記第２ポンプモータを前記第２ポンプ作動状態にすることにより、当該第２ポンプモータが吐出する作動油によって前記第１ポンプモータを駆動することも可能である。その一方、前記開閉切換弁を閉状態にすることにより、前記第２アキュムレータから前記第１ポンプモータに供給される作動油が前記第１アキュムレータ側に流れ込むのをより確実に阻止することが可能である。
【００１３】
あるいは、前記圧力保持弁は、前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間の位置に設けられ、前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間を連通する開状態と前記第１ポンプモータラインと前記第１アキュムレータとの間を遮断する遮断状態とに切換可能なアキュムレータ開閉切換弁であってもよい。このアキュムレータ開閉切換弁を開状態にすることにより、前記第２ポンプ作動状態にある前記第２ポンプモータが吐出する作動油を前記第１アキュムレータに導入することが可能であり、前記アキュムレータ開閉切換弁を閉状態にすることにより、前記第２ポンプ作動状態にある前記第２ポンプモータから前記第１モータ作動状態にある第１ポンプモータに作動油を供給して当該第１ポンプモータに連結される原動機のアシストを行うことが可能になる。
【００１４】
このアキュムレータ開閉切換弁が用いられる場合、前記第１ポンプモータと前記第２ポンプモータとの間が常に連通される態様を含むことになるが、当該態様においても、例えば前記第２ポンプモータの容量（押しのけ容積）を０にして当該第２ポンプモータを実質上の遮断状態にすることにより、前記第２アキュムレータから前記第１ポンプモータに供給される作動油が前記第２ポンプモータ側に流れ込むことも阻止することが可能である。
【００１５】
また、前記第１アキュムレータの運転圧力が前記第２アキュムレータの運転圧力よりも高い場合は、前記圧力保持弁が前記第１ポンプモータラインを完全に遮断する機能を有していなくても、前記第２アキュムレータから前記第１アキュムレータへの作動油の流入を阻止することが可能である。この場合、前記圧力保持弁は、例えば、前記第１ポンプモータラインにおいて前記第１アキュムレータと前記第１ポンプモータとの間の位置に設けられ、当該第１ポンプモータから前記第２ポンプモータに向かう作動油の流れは許容しかつ前記第１アキュムレータから前記第１ポンプモータへの作動油の流れは阻止するチェック弁であってもよい。
【００１６】
この装置は、さらに、複数のモードを有する回路切換部を備え、当該複数のモードは、前記放圧切換弁を閉状態にし、前記第１ポンプモータを前記第１ポンプ作動状態にし、前記第２ポンプモータを前記第２モータ作動状態にすることにより、当該第１ポンプモータが吐出する作動油によって当該第２ポンプモータが駆動されることを可能にする駆動モードと、前記放圧切換弁を閉状態にし、前記第２ポンプモータを前記第２ポンプ作動状態にすることにより、前記第２ポンプモータが吐出する作動油を第１アキュムレータに導入することを可能にする第１回生モードと、前記放圧切換弁を開状態にし、かつ、前記第１ポンプモータを前記第１モータ作動状態にすることにより、前記第２アキュムレータから前記第１ポンプモータへの放圧によって当該第１ポンプモータをモータ作動させることを可能にする第２回生モードと、を含むものが、好ましい。この回路切換部の具備により、前記油圧駆動装置は、回路状態を自動的に切換える機能を保有することができる。
【００１７】
例えば、前記圧力保持弁が前記ライン開閉切換弁である場合、前記回路切換部は、前記駆動モードにおいて前記ライン開閉切換弁を開状態にし、前記第２回生モードにおいて前記ライン開閉切換弁を閉状態にするのが、よい。前記回路切換部は、前記第１回生モードでは、前記ライン開閉切換弁を開状態にしてもよいし、閉状態にしてもよい。前記第１回生モードで前記ライン開閉切換弁を開状態にし、前記第１ポンプモータを前記第１モータ作動状態にすると、前記第１アキュムレータが放出する作動油や前記第２ポンプモータが吐出する作動油を前記第１ポンプモータに供給して当該第１ポンプモータを駆動することも可能になる。
【００１８】
一方、前記圧力保持弁が前記アキュムレータ開閉切換弁である場合、前記回路切換部は、前記第１回生モードにおいて前記アキュムレータ開閉切換弁を開状態にし、前記第２回生モードにおいて前記アキュムレータ開閉切換弁を閉状態にするのが、よい。前記回路切換部は、前記駆動モードでは、前記アキュムレータ開閉切換弁を開状態にしてもよいし、閉状態にしてもよい。
【００１９】
本発明に係る装置は、前記回路切換部に加え、前記第１駆動対象の駆動についての指令のための操作を受ける操作器と、前記操作器に与えられた操作に基いて前記回路切換部のモードを切換える回路切換制御部と、を備えることが、より好ましい。具体的に、当該回路切換制御部は、前記第１駆動対象を定速で駆動する操作または加速させるための操作が前記操作器に与えられたことを必要条件として前記回路切換部を前記駆動モードに切換え、前記第１駆動対象を減速させるための操作が前記操作器に与えられることを必要条件として前記回路切換部を前記第１回生モードに切換え、前記第１駆動対象の駆動についての操作が前記操作器に与えられていないことを必要条件として前記回路切換部を前記第２回生モードに切換えるのが、好ましい。
【００２０】
前記第２回生モードに切換えるための必要条件は、さらに、前記第１ポンプモータを駆動する前記原動機の負荷が一定以上であることを含むのが、好ましい。この条件を満たす場合に、前記回路切換部を第２回生モードに切換えること、すなわち前記第１ポンプモータを前記第１モータ作動状態にして当該第１ポンプモータを前記第２アキュムレータに蓄えられた圧力によって駆動すること、により、当該第１ポンプモータを介して前記原動機をアシストすることが、可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、作業機械における複数の駆動対象の駆動及びそのエネルギーの回生を簡単かつ低コストの構成で行うことが可能な油圧駆動装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。
【図２】前記第１の実施の形態に係る油圧駆動装置に含まれるコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図３】前記第１の実施の形態に係るコントローラの制御動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。
【図５】前記第２の実施の形態に係る油圧駆動装置に含まれるコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図６】前記第２の実施の形態に係るコントローラの制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す回路図である。
【図１０】前記各実施の形態に係る油圧駆動装置が搭載される作業機械の例である油圧ショベルを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１０は、以下に示す各実施の形態に係る油圧駆動装置が搭載される作業機械の例である油圧ショベル１０の外観を示す図である。この油圧ショベル１０は、下部走行体１２と、その上に縦軸回りに旋回可能に搭載される上部旋回体１４と、この上部旋回体１４に装着される作業装置である作業アタッチメント１６と、を備える。前記下部走行体１２は、例えば一対のクローラを含む走行装置１１を有する。前記上部旋回体１４は、旋回フレーム１３と、当該旋回フレーム１３上に搭載される運転室１５及びカウンタウェイト１７と、を含む。前記作業アタッチメント１６は、前記上部旋回体１４に起伏可能に装着されるブーム１８と、このブーム１８の先端に回動可能に連結されるアーム２０と、このアーム２０の先端に回動可能に連結されるバケット２２と、を備える。
【００２５】
前記作業アタッチメント１６には、複数の作業用油圧アクチュエータであるブームシリンダ２４、アームシリンダ２６、及びバケットシリンダ２８が装着される。これらのシリンダ２４，２６，２８は、それぞれ伸縮可能なロッド付油圧シリンダにより構成される。前記ブームシリンダ２４は、作動油の供給を受けることにより伸縮して前記ブーム１８を起伏方向に回動させるように当該ブーム１８と前記上部旋回体１４との間に介在する。前記アームシリンダ２６は、作動油の供給を受けることにより伸縮して前記アーム２０を前記ブーム１８に対して水平軸回りに回動させるように当該アーム２０と当該ブーム１８との間に介在する。バケットシリンダ２８は、作動油の供給を受けることにより伸縮して前記バケット２２を前記アーム２０に対して水平軸回りに回動させるように当該バケット２２と当該アーム２０との間に介在する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧駆動装置であって前記油圧ショベルに搭載されるものを示す。この油圧駆動装置は、前記各シリンダ２４，２６，２８を含む複数の油圧アクチュエータと、当該複数の油圧アクチュエータをそれぞれ駆動するための作動油をタンク内から吸入して当該油圧アクチュエータに吐出する複数の油圧ポンプと、当該複数の油圧ポンプに連結されてこれらを駆動する原動機３０と、を備える。前記複数の油圧ポンプは、いずれも可変容量型のものであって、前記ブームシリンダ２４を駆動するための作動油を吐出するブームポンプ３４と、前記アームシリンダ２６を駆動するための作動油を吐出するアームポンプ３６と、前記バケットシリンダ２８を駆動するためのバケットポンプ３８（このバケットポンプ３８は図１には示されていないが後述の図２に示される）と、前記上部旋回体１４を旋回させるための作動油を吐出する第１ポンプモータ４１と、を含み、これらが前記原動機３０につながる共通の出力軸３２に連結されている。
【００２７】
この実施の形態において、前記上部旋回体１４及び前記ブーム１８はそれぞれ本発明に係る第１駆動対象及び第２駆動対象に相当し、前記ブームシリンダ２４は当該第２駆動対象に連結されてこれを動かす回生対象油圧アクチュエータに相当する。従って、前記ブームポンプ３４は当該回生対象油圧アクチュエータに供給すべき作動油を吐出する油圧ポンプに相当する。
【００２８】
第１ポンプモータ４１は、可変容量型の油圧ポンプモータであって、第１ポンプ作動状態と第１モータ作動状態とに切換可能となるように当該第１ポンプモータ４１の容量を両方向に変更することが可能な構成を有する。第１ポンプモータ４１は、前記第１ポンプ作動状態では、前記原動機３０により駆動されてタンクＴ内の作動油を吸入して吐出し、前記第１モータ作動状態では、作動油の供給を受けて駆動されることにより動力を生成し、当該動力を前記原動機３０の出力軸に与えることにより当該原動機３０をアシストする。
【００２９】
前記複数の油圧アクチュエータは、前記各シリンダ２４，２６，２８に加え、前記上部旋回体１４を旋回させるための油圧アクチュエータであって図１に示される第２ポンプモータ４２を含む。第２ポンプモータ４２は、前記第１ポンプモータ４１と同様、可変容量型の油圧ポンプモータであって、モータ作動状態とポンプ作動状態とに切換可能となるように当該第２ポンプモータの容量を両方向に変更することが可能な構成を有する。
【００３０】
第２ポンプモータ４２は、第１ポンプモータライン４０を介して前記第１ポンプモータ４１に接続される。第２ポンプモータ４２は、前記第２モータ作動状態では、前記第１ポンプ作動状態にある前記第１ポンプモータ４１が吐出する作動油の供給を受けることにより第１駆動対象である前記上部旋回体１４を旋回させるように作動し、前記第２ポンプ作動状態では、前記上部旋回体１４のもつ（慣性による）旋回エネルギーの供給を受けることによりタンクＴ内の作動油を吸引して吐出するように作動する。前記第１ポンプモータライン４０は、前記第１ポンプモータ４１と前記第２ポンプモータ４２との間での作動油の流通を可能にするように両ポンプモータ４１，４２同士を接続する。
【００３１】
前記ブームシリンダ２４と前記ブームポンプ３４との間、前記アームシリンダ２６と前記アームポンプ３６との間、及び前記バケットシリンダ２８と前記バケットポンプ３８との間には、それぞれ、ブーム駆動回路、アーム駆動回路及びバケット駆動回路が、設けられている。これらの駆動回路は、前記各ポンプ３４，３６，３８から吐出される作動油を前記各シリンダ２４，２６，２８に供給して当該各シリンダ２４，２６，２８から排出された作動油をタンクＴに戻すように、当該ポンプ３４，３６，３８と当該各シリンダ２４，２６，２８とを接続する。
【００３２】
図１は、前記各駆動回路に含まれるラインのうち、便宜上、前記アーム駆動回路に含まれるメータイン流路４６及びメータアウト流路４７と、前記ブーム駆動回路に含まれるメータイン流路４４、メータアウト流路４５及び再生流路４３と、を代表的に示している。
【００３３】
前記アーム駆動回路における前記メータイン流路４６は、前記アームポンプ３６により吐出される作動油を前記アームシリンダ２６のロッド側室２６ｒに供給するように当該アームポンプ３６の吐出口と当該ロッド側室２６ｒとを接続する。前記メータアウト流路４７は、前記アームシリンダ２６のへッド側室２６ｈから排出される作動油をタンクＴに戻すように当該へッド側室２６ｈと当該タンクＴとを接続する。
【００３４】
前記ブーム駆動回路における前記メータイン流路４４は、前記ブームポンプ４６により吐出される作動油を前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈに供給するように、つまりブーム１８を下げる方向に前記ブームシリンダ２４を作動させるように、当該ブームポンプ３４の吐出口と当該ロッド側室２４ｒとを接続する。前記メータアウト流路４５は、前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈから排出される作動油をタンクＴに戻すように当該へッド側室２４ｈとタンクＴとを接続する。前記再生流路４３は、前記へッド側室３４ｈの断面積と前記ロッド側室３４ｒの断面積との差に起因するメータイン流量（メータイン流路４４を流れる作動油の流量）とメータアウト流量（メータアウト流路４５を流れる作動油の流量）との差を補うべく、前記メータアウト流路４５を流れる作動油の一部を前記メータイン流路４４に還元するように当該メータアウト流路４５と当該メータイン流路４４とを接続する。
【００３５】
以上のように、図１は、前記アーム駆動回路及び前記ブーム駆動回路に含まれる流路のうち前記アームシリンダ２６及び前記ブームシリンダ２４をそれぞれ収縮させるための流路のみを示しているが、当該駆動回路は当該アームシリンダ２６及びブームシリンダ２４を伸長させるための流路も併有している。この点は、図１において省略されているバケット駆動回路についても同様である。
【００３６】
前記各メータアウト流路４７，４５を含む各メータアウト流路には、背圧を保持するための背圧保持弁４８がそれぞれ設けられている。また、前記ブーム駆動回路における前記メータイン流路４４、前記メータアウト流路４５及び前記再生ライン４３には、それぞれ流量調節弁５４，５５，５３が設けられている。さらに、前記再生ライン４３には、前記メータイン流路４４から前記メータアウト流路４５への作動油の逆流を防ぐチェック弁５６が設けられている。
【００３７】
この装置は、さらに、前記上部旋回体１４及び前記ブーム１８のもつエネルギーを回生するための手段として、旋回回生用アキュムレータ６１と、ブーム回生用アキュムレータ６２と、第２ポンプモータライン６４と、旋回切換弁６６と、放圧切換弁６８と、旋回回生圧力センサ７１と、ブーム回生圧力センサ７２と、を備える。
【００３８】
前記旋回回生用アキュムレータ６１は、前記第１ポンプモータライン４０に接続される第１アキュムレータであって、前記第２ポンプ作動状態にある前記第２ポンプモータ４２から吐出される作動油を受け入れて蓄圧する。
【００３９】
前記ブーム回生用アキュムレータ６２は、前記ブーム駆動回路のメータアウト流路４７に回生弁５８を介して接続される第２アキュムレータであって、前記ブーム１８が下げ方向に動く際に前記ブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈから排出される作動油、すなわち、当該ブーム１８から与えられるエネルギーにより昇圧された高圧の作動油、を受け入れて蓄圧する。前記回生弁５８は、流量制御弁からなり、外部からの指令信号の入力を受け、前記メータアウト流路４７から前記ブーム回生用アキュムレータ６２に導入される作動油の流量を変化させる。
【００４０】
前記第２ポンプモータライン６４は、前記ブーム回生用アキュムレータ６２に蓄えられた作動油の圧力が前記第１モータ作動状態にある第１ポンプモータ４１に放たれて当該第１ポンプモータ４１を駆動することを可能にするように当該ブーム回生用アキュムレータ６２と当該第１ポンプモータ４１とを接続する。この第２ポンプモータライン６４の途中にはチェック弁６５が設けられ、当該チェック弁６５は前記第１ポンプモータ４１から前記ブーム回生用アキュムレータ６２への逆流を阻止する。
【００４１】
前記旋回切換弁６６は、前記第１ポンプモータライン４０を開閉するライン開閉切換弁であり、当該第１ポンプモータライン４０において前記旋回回生用アキュムレータ６１と前記第１ポンプモータ４１との間に介在する。この旋回切換弁６６は、２位置の電磁切換弁からなり、前記第１ポンプモータライン４０を開通する開位置と、当該第１ポンプモータライン４０を遮断する閉位置と、を有し、外部から入力される切換指令信号に応じて両位置の間で切換えられる。すなわち、開閉される。
【００４２】
前記放圧切換弁６８は、前記第２ポンプモータライン６４を開閉するように当該第２ポンプモータライン６４の適当な部位、図１では前記ブーム回生用アキュムレータ６２と前記チェック弁６５との間の部位、に設けられる。この放圧切換弁６８は、前記旋回切換弁６６と同様に２位置の電磁切換弁からなり、前記第２ポンプモータライン６４を開通する開位置と、当該第２ポンプモータライン６４を遮断する閉位置と、を有し、外部から入力される切換指令信号に応じて両位置の間で切換えられる。
【００４３】
前記旋回回生圧力センサ７１は、第１アキュムレータである前記旋回回生用アキュムレータ６１に蓄えられる作動油の圧力を検出する第１圧力センサであり、当該圧力に対応する電気信号すなわち圧力検出信号を生成して出力する。同様に、前記ブーム回生圧力センサ７２は、第２アキュムレータである前記ブーム回生用アキュムレータ６２に蓄えられる作動油の圧力を検出する第２圧力センサであり、当該圧力に対応する電気信号すなわち圧力検出信号を生成して出力する。
【００４４】
この実施の形態に係る装置は、さらに、図２に示すようなブーム操作器７４、アーム操作器７６、バケット操作器７８、旋回操作器８０、及びコントローラ１００を備える。
【００４５】
前記各操作器７４，７６，７８，８０は、対応する駆動対象を動かすための操作を受ける操作部材、例えば操作レバー、と、当該操作レバーに与えられた操作の量に対応した操作信号を生成して前記コントローラ１００に入力する操作器本体と、を有する。例えば、前記ブーム操作器７４は、ブーム１８を上げ方向または下げ方向に動かすための操作を受け、当該操作に対応したブーム操作信号をコントローラ１００に入力する。また、前記旋回操作器８０は、前記上部旋回体１４を旋回させるための操作を受け、当該操作に対応した旋回操作信号をコントローラ１００に入力する。
【００４６】
前記コントローラ１００は、前記各操作器７４，７６，７８，８０により入力される前記操作信号及び前記各圧力センサ７１，７２により入力される圧力検出信号に基づき、前記各油圧アクチュエータの駆動の制御を行う。具体的に、当該コントローラ１００は、図２に示すようなブーム制御部１０４、アーム制御部１０６、バケット制御部１０８、ポンプモータ制御部１１０、旋回切換制御部１１６、放圧切換制御部１１８及び回路切換制御部１２０を有する。
【００４７】
前記ブーム制御部１０４は、前記ブーム操作器７４から入力されるブーム操作信号に基づき、前記ブーム１８の動きを制御すべく、すなわちブームシリンダ２４の伸縮を制御すべく、ブームポンプ３４の容量と、ブーム駆動回路に含まれる図示されないコントロールバルブのストロークの操作を行う。すなわち、ブーム制御部１０４は、前記ブーム操作信号により指定された方向に指定された速度でブーム１８を動かすべく、前記ブームポンプ３４の容量を調節するとともに、前記コントロールバルブの開弁操作を行う。同様に、前記アーム制御部１０６及び前記バケット制御部１０８は、前記アーム操作器７６及び前記バケット操作器７８からそれぞれ入力されるアーム操作信号及びバケット操作信号に基づき、前記アーム２０及び前記バケット２２の動きを制御すべく、すなわちアームシリンダ２６及びバケットシリンダ２８の伸縮を制御すべく、アームポンプ３６及びバケットポンプ３８の容量と、アーム駆動回路及びバケット駆動回路にそれぞれ含まれる図示されないコントロールバルブのストロークの操作をそれぞれ行う。
【００４８】
前記ポンプモータ制御部１１０は、前記第１及び第２ポンプモータ４１，４２の作動状態の切換も含めて当該ポンプモータ４１，４２の容量の調節を行う。前記旋回切換制御部１１６は、前記旋回切換弁６６に指令信号を入力して当該旋回切換弁６６の位置の切換すなわち開閉切換を行い、同様に前記放圧切換制御部１１８は前記放圧切換弁６８に指令信号を入力して当該放圧切換弁６８の位置の切換すなわち開閉切換を行う。
【００４９】
これらの制御部１１０，１１６，１１８は、上部旋回体１４の旋回駆動に関連して図１に示される油圧回路の回路状態を切換える回路切換部を構成するものであって、複数のモードを有する。当該複数のモードは、主たるモードとして以下の駆動モード、第１回生モード、及び第２回生モードを含む。
【００５０】
１）駆動モード
この駆動モードは、第１ポンプモータ４１が吐出する作動油によって第２ポンプモータ４２を駆動することにより上部旋回体１４を積極的に旋回させるモードであり、当該上部旋回体１４の旋回の定速運転または加速運転に適したモードである。この駆動モードは、前記旋回切換制御部１１６が前記旋回切換弁６６を開位置に切換えて前記第１ポンプモータライン４０を開通させ、前記放圧切換制御部１１８が前記放圧切換弁６８を閉位置に切換えて前記第２ポンプモータライン６４を遮断させ、さらに前記ポンプモータ制御部１１０が前記第１ポンプモータ４１を前記第１ポンプ作動状態にするとともに前記第２ポンプモータ４２を前記第２モータ作動状態にすることにより、実現される。また、旋回回生用アキュムレータ６１に圧油が蓄圧されている場合は、第１ポンプモータ４１に加えて旋回回生用アキュムレータ６１からも作動油を吐出することにより、第２ポンプモータ４２の駆動をアシストする。
【００５１】
２）第１回生モード
この第１回生モードは、前記上部旋回体１４の慣性による旋回のエネルギーを前記第２ポンプモータ４２及び旋回回生用アキュムレータ６１により回生するモードであり、当該上部旋回体１４の減速運転（制動）に適したモードである。この第１回生モードは、前記旋回切換制御部１１６が前記旋回切換弁６６を閉位置にして前記第１ポンプモータライン４０を遮断させ、前記放圧切換制御部１１８が前記放圧切換弁６８を閉位置にして前記第２ポンプモータライン６４を遮断させるとともに、前記ポンプモータ制御部１１０が前記第２ポンプモータ４２を前記第２ポンプ作動状態にすることにより、実現される。すなわち、この第１回生モードは、詳細には、前記第２ポンプ作動状態にある前記第２ポンプモータ４２が吐出する作動油によって前記旋回回生用アキュムレータ６１を蓄圧するモードである。
【００５２】
原動機３０の負荷が一定以上の場合、前記ポンプモータ制御部１１０が前記第１ポンプモータ４１を前記第１モータ作動状態にするとともに前記旋回切換制御部１１６が前記旋回切換弁６６を開位置にして前記第１ポンプモータライン４０を開通させる。これにより、前記第２ポンプモータ４２（前記旋回回生用アキュムレータ６１が蓄圧されている場合は当該旋回回生用アキュムレータ６１）から吐出される作動油によって、前記第１ポンプモータ４１がモータとして作動し、つまり前記作動油のエネルギーによって動力を生成し、前記原動機３０のアシストを行う。
【００５３】
３）第２回生モード
この第２回生モードは、前記ブーム回生用アキュムレータ６２に蓄えられた圧力を前記第１ポンプモータ４１に向けて放圧することにより当該第１ポンプモータ４１をモータとして作動させて前記原動機３０をアシストするモードであり、前記上部旋回体１４の旋回が行われていないときに実行されることが可能なモードである。この第２回生モードは、前記旋回切換制御部１１６が前記旋回切換弁６６を閉位置に切換え、前記放圧切換制御部１１８が前記放圧切換弁６８を開位置に切換え、かつ、前記ポンプモータ制御部１１０が前記第１ポンプモータ４１を前記第１モータ作動状態にすることにより、実現される。
【００５４】
前記回路切換制御部１２０は、前記旋回操作器８０に与えられる操作、すなわち、第１駆動対象である上部旋回体１４の旋回駆動についての操作、に基づき、前記複数のモードのうち実行されるべきモードを選択し、当該モードを実現するように前記各制御部１１０，１１６，１１８に指令を入力する。この実施の形態に係る回路切換制御部１２０は、前記上部旋回体１４の旋回について定速運転または加速を行う操作が旋回操作器８０に与えられることを必要条件として前記駆動モードを選択し、前記上部旋回体１４の旋回について減速（制動）を行う操作が旋回操作器８０に与えられることを必要条件として前記第１回生モードを選択し、前記上部旋回体１４の旋回についての操作が旋回操作器８０に与えられていないことを必要条件として前記第２回生モードを選択する。この実施の形態おにいて前記各必要条件以外に前記各モードが選択されるための条件の詳細については後述する。
【００５５】
図３は、前記上部旋回体１４の旋回駆動及び回生について前記コントローラ１００が実際に行う演算制御動作を示す。
【００５６】
前記コントローラ１００の回路切換制御部１２０は、まず、旋回操作が与えられているか否か、すなわち前記旋回操作器８０の操作レバーに何らかの操作が与えられているか否か、を判断する（ステップＳ１）。当該旋回操作が与えられている場合（ステップＳ１でＹＥＳ）に選択されるモードはいずれも第２ポンプモータライン６４を遮断することを要するので、回路切換制御部１２０は放圧切換弁６８を閉位置に切換えるように放圧切換制御部１１８に指令信号を出力させる（ステップＳ２）。
【００５７】
前記旋回操作が、上部旋回体１４を定速で旋回させるための操作、あるいは当該旋回を加速させる操作である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、回路切換制御部１２０は原則として駆動モードを実現するための指令を行う。具体的には、第２ポンプモータ４２をモータとして駆動すべくこれを第２モータ作動状態にし（ステップＳ４）、第１ポンプモータライン４０を開通すべく旋回切換弁６６を開位置に切換え（ステップＳ６）、さらに原動機３０によって第１ポンプモータ４１をポンプとして駆動すべくこれを第１ポンプ作動状態に切換える（ステップＳ７）ための指令を行う。この駆動モードでは、原動機３０により駆動される第１ポンプモータ４１がタンク内の作動油を吸入して第１ポンプモータライン４０を通じて第２ポンプモータ４２に供給し、この供給を受けた第２ポンプモータ４２はモータとして作動して上部旋回体１４を旋回させる。
【００５８】
ただし、前記旋回回生用アキュムレータ６１が十分に蓄圧している場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、すなわち、前記旋回回生圧力センサ７１により検出される旋回回生用アキュムレータ６１内の圧力が一定以上の場合、回路切換制御部１２０は、例外的に、当該旋回回生用アキュムレータ６１内の圧力を利用して前記第２ポンプモータ４２の駆動を行うアシストモードを実行すべく、すなわち当該旋回回生用アキュムレータ６１から第２ポンプモータ４２への作動油の吐出を行わせるべく、旋回切換弁６６を閉位置に切換えさせる指令を行う（ステップＳ８）。この場合、第１ポンプモータ４１の容量は０にすることが好ましい（ステップＳ９）。
【００５９】
前記駆動モードにおいて、前記ポンプモータ制御部１１０は、前記第１及び第２ポンプモータ４１，４２の容量を調節する。この容量の調節のベースとなる制御については適宜選定されることが可能である。例えば、第１ポンプモータ４１の吐出する作動油の圧力（ポンプ圧）を一定に制御するように当該第１ポンプモータ４１の容量を調節した上で、第２ポンプモータ４２の出力トルクを一定に制御するように当該第２ポンプモータ４２の容量を調節することが行われる。
【００６０】
一方、前記旋回操作が、上部旋回体１４の旋回を減速させる操作である場合（ステップＳ３でＮＯ）、回路切換制御部１２０は原則として第１回生モードを実現するための指令を行う。具体的には、第２ポンプモータ４２をポンプとして駆動すべくこれを第２ポンプ作動状態にし（ステップＳ１０）、第１ポンプモータライン４０を遮断すべく旋回切換弁６６を閉位置に切換えさせる指令を行う（ステップＳ１２）。このモードでは、上部旋回体１４の慣性による旋回のエネルギーによって前記第２ポンプモータ４２がタンクＴ内の作動油を吸入して吐出するポンプ動作を行い、その吐出された作動油を前記旋回回生用アキュムレータ６１が受け入れて蓄圧を行う。
【００６１】
ただし、前記原動機３０の負荷が一定以上大きい場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、前記第２ポンプモータ４２の吐出する作動油を利用して当該原動機３０をアシストすべく、回路切換制御部１２０は、旋回切換弁６６を開位置に切換えさせ（ステップＳ１３）かつ第１ポンプモータ４１を第１モータ作動状態に切換えさせる指令を行う（ステップＳ１４）。このモードでは、前記第２ポンプモータ４２の吐出する作動油が第１ポンプモータ４１に供給されて当該第１ポンプモータ４１をモータとして作動させ、つまり当該第１ポンプモータ４１に動力を生成させ、この動力によって原動機３０のアシストを行わせる。
【００６２】
前記旋回操作が行われていない場合、すなわち、前記旋回検出器８０に操作が与えられていない場合（ステップＳ１でＮＯ）、前記回路切換制御部１２０は、前記第１ポンプモータライン４０を遮断すべく前記旋回切換弁６６を閉位置に切換えさせる指令を行う（ステップＳ１５）。さらに、所定の回生条件を満たす場合、具体的には、ブーム回生用アキュムレータ６２が十分蓄圧しているという条件（前記ブーム回生圧力センサ６１が検出する圧力が一定以上であるという条件）及び原動機３０の負荷が一定以上であるという条件をいずれも満たす場合に（ステップＳ１６，Ｓ１７でともにＹＥＳ）、第２回生モードを実現すべく、前記回路切換制御部１２０は、放圧切換弁６８を開位置にして前記第２ポンプモータライン６４を開通させるための指令及び第１ポンプモータ４１を第１モータ作動状態に切換えさせる指令を行う（ステップＳ１８，Ｓ１９）。この第２回生モードでは、前記ブーム回生用アキュムレータ６２に蓄えられた作動油の圧力が前記第１モータ作動状態にある前記第１ポンプモータ４１に放たれ、これにより当該第１ポンプモータ４１がモータとして作動して原動機３０のアシストを行う。
【００６３】
ただし、前記所定の回生条件を満たしていない場合、すなわち、ブーム回生用アキュムレータ６２が十分に蓄圧されていないか、あるいは原動機３０の負荷が一定未満の場合（ステップＳ１６，Ｓ１７の少なくとも一方でＮＯ）、通常作業モードを行うべく、回路切換制御部１２０は、前記放圧切換弁６８を閉位置に切換えるような指令を行う（ステップＳ２０）。
【００６４】
この通常作業モードにおいて、ブーム１８を下げ方向に動かすようにブームシリンダ２４が収縮する際に、当該ブーム１８に作用する重力のエネルギーによってブームシリンダ２４のへッド側室２４ｈから高圧の作動油が吐出され、その少なくとも一部が前記ブーム回生用アキュムレータ６２に導入される。このようにしてブーム回生用アキュムレータ６２での蓄圧が行われ、そのエネルギーが前記第２回生モードにおいて前記第１ポンプモータ４１を介する原動機３０のアシストに供される。
【００６５】
以上説明した装置によれば、ブーム回生用アキュムレータ６２に蓄えられた作動油を第２ポンプモータライン６４を通じて旋回駆動のための第１ポンプモータ４１に導入することが可能であるから、回生対象油圧アクチュエータであるブームシリンダ２４については高価なポンプモータを用いなくても、第１駆動対象である上部旋回体１４及び第２駆動対象であるブーム１８のいずれについてもそのエネルギーの回生を行うことが可能である。特に、図１に示されるように共通の出力軸３２に複数の油圧ポンプが連結されるものでは、当該複数の油圧ポンプの台数が多いほど、いわゆる連れ回りロス、すなわち、使用されているポンプモータともに使用されていないポンプモータが連れ回りすることによるエネルギーロス、が大きくなるため、前記ポンプモータの台数を減らすことによる利点は大きい。
【００６６】
前記第１の実施の形態において、前記旋回切換弁６６は、第２回生モードや通常作業モードにおいて閉位置に切換えられることにより、第１アキュムレータである旋回回生用アキュムレータ６１内の圧力を保持するように当該旋回回生用アキュムレータ６１から前記第１ポンプモータ４１への放圧を阻止する圧力保持弁としての機能を有するが、この圧力保持弁に求められる機能は、前記旋回切換弁６６以外の弁によっても実現されることが可能である。
【００６７】
その例を第２の実施の形態として図４に示す。この第２の実施の形態に係る装置は、前記旋回切換弁６６に代えてアキュムレータ開閉切換弁６７を備える。このアキュムレータ開閉切換弁６７は、第１ポンプモータライン４０と第１アキュムレータである旋回回生用アキュムレータ６１との間の位置に設けられる。アキュムレータ開閉切換弁６７は、前記旋回切換弁６６と同様に２位置の電磁切換弁により構成され、前記第１ポンプモータライン４０と前記旋回回生用アキュムレータ６１との間を連通する開位置と遮断する遮断位置とを有する。
【００６８】
図５は、この第２の実施の形態に係る装置に具備されるコントローラ１００を示す。このコントローラ１００は、前記旋回切換制御部１１６に代えて前記アキュムレータ開閉切換弁６７の位置を切換えるアキュムレータ開閉制御部１１７を有する。アキュムレータ開閉制御部１１７は、前記旋回回生用アキュムレータ開閉切換弁６７を開位置にすることにより、前記第２ポンプ作動状態にある前記第２ポンプモータ４２が吐出する作動油を前記旋回回生用アキュムレータ６１に導入することを可能にし、前記アキュムレータ開閉切換弁６７を閉位置にすることにより、前記旋回回生用アキュムレータ６１内の圧力を保持するとともに、前記ブーム回生用アキュムレータ６２から前記第１ポンプモータ４１に供給される作動油が前記旋回回生用アキュムレータ側に流れ込むのをより確実に阻止することが可能である。
【００６９】
この第２の実施の形態に係るコントローラ１００は、第１の実施の形態に係るコントローラ１００と同様に回路切換制御部１２０を有し、当該回路切換制御部１２０は第１の実施の形態と同様の制御を行う。ただし、第２の実施の形態に係る回路では前記第１及び第２ポンプモータ４１，４２を相互に接続する第１ポンプモータライン４０が常に連通された状態にあるため、コントローラ１００が行う動作は次の点において第１の実施の形態に係る動作と異なる。
【００７０】
ａ）定速旋回または旋回加速の操作が行われ（ステップＳ３でＹＥＳ）かつ旋回回生用アキュムレータ６１が十分に蓄圧されていない場合に（ステップＳ５でＮＯ）、回路切換制御部１２０は、アキュムレータ開閉制御部１１７にアキュムレータ開閉切換弁６７の位置を閉位置に切換えさせる指令を行う（ステップＳ６Ａ）。これにより、第１ポンプモータ４１から吐出される作動油は旋回回生用アキュムレータ６１に導入されることなく第２ポンプモータ４２に供給されることができる。一方、旋回回生用アキュムレータ６１が十分に蓄圧されている場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、回路切換制御部１２０は、第１ポンプモータ４１の容量を０にさせる指令（ステップＳ９）に加え、アキュムレータ開閉制御部１１７にアキュムレータ開閉切換弁６７の位置を開位置に切換えさせる指令を行う（ステップＳ２１）。これにより、旋回回生用アキュムレータ６１から第２ポンプモータ４２への作動油の供給が可能になる。
【００７１】
ｂ）旋回減速の操作が行われ（ステップＳ３でＮＯ）、かつ、原動機３０の負荷が一定未満の場合（ステップＳ１１でＮＯ）、回路切換制御部１２０は、第１ポンプモータ４１の容量を０にするとともに（ステップＳ２２）アキュムレータ開閉切換弁６７を開位置に切換える指令を行う（ステップＳ２３）。これにより、第２ポンプモータ４２から吐出される作動油は旋回回生用アキュムレータ６１に導入されることができる。一方、原動機３０の負荷が一定以上の場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、回路切換制御部１２０は、アキュムレータ開閉切換弁６７を閉位置に切換えさせる指令を行う（ステップＳ２４）。これにより、第２ポンプモータ４２から吐出される作動油が旋回回生用アキュムレータ６１に導入されることなく第１ポンプモータ４１のモータとしての駆動に供されることができる。
【００７２】
ｃ）旋回操作が行われていない場合（ステップＳ１でＮＯ）、回路切換制御部１２０は、ブーム回生用アキュムレータ６２から前記第１ポンプモータ４１に供給される作動油が旋回回生用アキュムレータ６１に導入されたり前記第２ポンプモータ４２を通じてタンクＴに流れ込んだりすることを確実に防ぐべく、アキュムレータ開閉切換弁６７を閉位置に切換えるとともに前記第２ポンプモータ４２の容量（押しのけ容積）を０にして当該第２ポンプモータ４２を実質上の遮断状態にするための指令を行う（ステップＳ２５）。
【００７３】
以上示した旋回切換弁６６及びアキュムレータ開閉切換弁６７はいずれも第１ポンプモータ４１と旋回回生用アキュムレータ６１との間を完全に遮断する閉位置を有するものであるが、一般に旋回回生用アキュムレータ６１の運転圧力はブーム回生用アキュムレータ６２の運転圧力よりも十分高いため、前記圧力保持弁が前記閉位置を有しないものであっても、前記ブーム回生用アキュムレータ６２から前記旋回回生用アキュムレータ６１への作動油の流入を阻止することが可能である。当該圧力保持弁は、例えば、第３の実施の形態として図７に示すようなチェック弁８２であってもよい。このチェック弁８２は、前記第１ポンプモータライン４０において前記旋回回生用アキュムレータ６１と前記第１ポンプモータ４１との間の位置に設けられ、当該第１ポンプモータ４１から前記第２ポンプモータ４２に向かう作動油の流れは許容しかつ前記旋回回生用アキュムレータ６１から前記第１ポンプモータ４１への作動油の流れは阻止して当該旋回回生用アキュムレータ６１内の圧力を保持する機能を有する。
【００７４】
この第３の実施の形態では、第２ポンプモータ４２または旋回回生用アキュムレータ６１から第１ポンプモータ４１に作動油を供給して当該第１ポンプモータ４１をモータとして駆動することによる回生は行われないが、当該第２ポンプモータ４２から吐出される作動油を前記旋回回生用アキュムレータ６１に導入することによる回生は可能である。
【００７５】
なお、本発明に係る第２ポンプモータが連結される第１駆動対象及び回生対象油圧アクチュエータが連結される第２駆動対象は、それぞれ、前記上部旋回体１４及び前記ブーム１８に限定されない。
【００７６】
図８は、第４の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す。この装置は、前記回生対象油圧アクチュエータとして、前記ブームシリンダ２４に代え、クレーンにおいて吊り荷８３を昇降させるためのウインチドラム８４を回転させるウインチモータ２５を具備し、前記ブームポンプ３４に代えてウインチポンプ３５を具備する。前記ウインチモータ２５は、油圧モータにより構成され、流量制御弁８７を含むメータイン流路８５を介して前記ウインチポンプ３５に接続されるとともに、流量制御弁８７を含むメータアウト流路８８を介してタンクＴに接続されている。
【００７７】
この装置においても、例えば前記メータアウト流路８８の適所に第２アキュムレータであるウインチ回生用アキュムレータ６３を接続して、吊り荷８３の降下時すなわち巻下げ駆動時に前記ウィンチモータ２５からメータアウト流路８８に吐出される高圧の作動油を前記ウインチ回生用アキュムレータ６３に導入することにより、第２駆動対象のもつエネルギー、すなわち、当該吊り荷８３の重力によって回転させられるウインチドラム８４のエネルギー、を蓄えることができ、当該ウィンチ回生用アキュムレータ６３が蓄えた圧力を第１の実施の形態と同様に第２ポンプモータライン６４及び放圧切換弁６８を通じて第１ポンプモータ４１に向けて放出して当該第１ポンプモータ４１をモータとして作動させることにより、前記エネルギーの回生を行うことができる。
【００７８】
図９は、第５の実施の形態に係る油圧駆動装置を示す。この装置は、前記第４の実施の形態に係る旋回駆動用の第２ポンプモータ４２に代えて、前記ウィンチドラム８４とは別のウィンチドラム９４を駆動するためのウインチ駆動用第２ポンプモータ９２を具備する。この第２ポンプモータ９２も、前記第１の実施の形態に係る第２ポンプモータ４２と同様に第２ポンプ作動状態と第２モータ作動状態とに切換えられることが可能であり、前記第２モータ作動状態では第１ポンプモータ４１からの作動油の供給を受けて前記ウィンチドラム９４を例えば巻上げ方向に駆動し、前記第２ポンプ作動状態では巻下げ方向に回転するウィンチドラム９４の回転エネルギーによってポンプとして作動する。すなわち、タンクＴ内の作動油を吸入して吐出する。
【００７９】
この第５の実施の形態においても、前記第２ポンプモータ４２によるウインチドラム９４の駆動に関する操作が行われていないときに、前記放圧切換弁６８を開位置に切換えて前記ウィンチ回生用アキュムレータ６３から第１ポンプモータ４１に放圧することにより当該ウィンチ回生用アキュムレータ６３に蓄えられたエネルギーの回生を行うことが可能である。
【００８０】
前記各実施形態では、複数の油圧ポンプが共通の出力軸３２に対して直列に接続されているが、当該複数の油圧ポンプは共通の原動機にパワーデバイスを介してパラレルに接続されてもよい。あるいは、当該複数の油圧ポンプが複数の原動機に分散して接続されてもよい。
【００８１】
本発明では、第２ポンプ作動状態にある第２ポンプモータのポンピング動力を補うため、当該第２ポンプモータに圧油を補給するためのチャージ回路あるいは低圧アキュムレータをさらに具備することを妨げない。例えば、図１に示される第２ポンプモータ４２とタンクＴとの間の低圧ラインに前記チャージポンプあるいは前記低圧アキュムレータが接続されてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０    油圧ショベル
１４    上部旋回体（第１駆動対象）
１８    ブーム（第２駆動対象）
２４    ブームシリンダ（回生対象油圧アクチュエータ）
３０    原動機
３４    ブームポンプ（油圧ポンプ）
４０    第１ポンプモータライン
４１    第１ポンプモータ
４２    第２ポンプモータ
６１    旋回回生用アキュムレータ（第１アキュムレータ）
６２    ブーム回生用アキュムレータ（第２アキュムレータ）
６４    第２ポンプモータライン
６６    旋回切換弁（ライン開閉切換弁）
６７    アキュムレータ開閉切換弁
６８    放圧切換弁
７１    旋回回生圧力センサ（第１圧力センサ）
７２    ブーム回生圧力センサ（第２圧力センサ）
８０    旋回操作器
８２    チェック弁
１００  コントローラ
１１０  ポンプモータ制御部（回路切換部）
１１６  旋回切換制御部（回路切換部）
１１７  アキュムレータ開閉制御部（回路切換部）
１１８  放圧切換制御部（回路切換部）
１２０  回路切換制御部
【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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