(57)【要約】【課題】圧力変換部における油圧モータを大型化することなくまた油圧ポンプが吸い込む圧油にキャビテーションを発生させることなく吸収流量、吐出流量を増加させて、エネルギー回収量、回生量を高める。【解決手段】油圧モータ１１の流出口１１ｂと油圧ポンプ１２の吸入口１２ａとは昇圧用管路１３で連通されている。昇圧用管路１３とタンク２２との間には、圧力制御弁（リリーフ弁）１６とチェック弁１７が設けられており、背圧弁１８を構成している。圧力制御弁１６の設定圧Ｐｓは大気圧Ｐａよりも高い圧に設定されている。【選択図】　図１
2004100810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧モータ（１１）と、
前記油圧モータ（１１）を駆動源とする油圧ポンプ（１２）と、
前記油圧モータ（１１）と前記油圧ポンプ（１２）の少なくとも一方の容量を変化させて、前記油圧ポンプ（１２）から吐出される圧油の圧力を所望の圧力にする制御手段と、
前記油圧ポンプ（１２）の吸入口（１２ａ）から吸入される圧油を大気圧より高圧になるように昇圧する圧油昇圧手段（１３、１８）と
を備えたことを特徴とする圧力変換装置。
【請求項２】
前記圧油昇圧手段は、
前記油圧モータ（１１）の流出口（１１ｂ）と前記油圧ポンプ（１２）の吸入口（１２ａ）とを連通する昇圧用管路（１３）と、
設定圧が大気圧よりも高圧に設定され、前記昇圧用管路（１３）内の圧油が前記設定圧以上の場合に前記昇圧用管路（１３）内の圧油をタンク（２２）に流出させる圧力制御弁（１６）と、前記タンク（２２）から前記昇圧用管路（１３）への圧油の流入を許容するチェック弁（１７）とからなる背圧弁（１８）と
からなること
を特徴とする請求項１記載の圧力変換装置。
【請求項３】
前記圧油昇圧手段は、更に、
前記昇圧用管路（１３）内に圧油を供給するチャージポンプ（３１、４１）を備えたこと
を特徴とする請求項２記載の圧力変換装置。
【請求項４】
前記圧油昇圧手段は、
前記油圧ポンプ（１２）の吸入口（１２ａ）と連通するタンク（２２）の内部を加圧するタンク加圧手段であること
を特徴とする請求項１記載の圧力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧アクチュエータから流出された戻り圧油のエネルギーを回収回生する装置に関し、戻り圧油を入力して所望の圧力の圧油に変換する圧力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの建設機械に圧油エネルギー回収・回生装置を適用することが提案されている。圧油エネルギー回収・回生装置は、ブームなどを作動する際に、油圧アクチュエータから流出された戻り圧油のエネルギーを回収し、油圧アクチュエータを駆動するエネルギーとして回生する。
【０００３】
圧油エネルギー回収・回生装置の基本的な油圧回路を図７に示す。図７に示す油圧回路では、油圧ポンプ２から吐出された圧油が圧油供給管路３、方向制御弁４、管路７ａを介して油圧アクチュエータである油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５ａへ供給される。油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５ａに圧油が供給されると油圧シリンダ５が駆動され、ブームなどの負荷６が作動される。油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５ａに圧油が供給されると、他方のシリンダ室５ｂから戻り圧油が流出され、管路７ｂ、回収弁９、回収用管路８を介して圧力変換部９０に流入される。圧力変換部９０は、油圧モータ１１と油圧ポンプ１２とからなり油圧モータ１１と油圧ポンプ１２とは回転軸同士が接続されている。戻り圧油が油圧モータ１１に流入されることにより油圧モータ１１が駆動される。油圧モータ１１が駆動されると油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２から圧油が吐出される。油圧ポンプ１２から吐出された圧油は回生用管路２１を介して圧油供給管路３に合流される。圧油供給管路３に合流された圧油は油圧ポンプ２から吐出された圧油とともに方向制御弁４へ供給される。
【０００４】
図７の油圧回路において、油圧シリンダ５から流出される戻り圧油の圧力と油圧ポンプ２から吐出される圧油の圧力は異なる。このため戻り圧油を油圧ポンプ２から吐出される圧油に合流する際には、戻り圧油の圧力を油圧ポンプ２から吐出される圧油とほぼ同圧にする必要がある。
【０００５】
圧力変換部９０は戻り圧油の圧力を油圧ポンプ１２から吐出される圧油の圧力とほぼ同圧にするために設けられている。
【０００６】
油圧モータ１１に流入される圧油の圧力をＰ１（ｋｇ／ｃｍ２）、流量をＱ１（ｃｍ３／ｍｉｎ）と、油圧モータ１２から吐出される圧油の圧力をＰ２（ｋｇ／ｃｍ２）、流量をＱ２（ｃｍ３／ｍｉｎ）とすると、これらの間には下記（１）式が成り立つ。
【０００７】
Ｐ１×Ｑ１＝Ｐ２×Ｑ２　…（１）
また油圧モータ１１の容量をｑ１（ｃｍ３／ｒｅｖ）、油圧ポンプ１２の容量をｑ２（ｃｍ３／ｒｅｖ）、油圧モータ１１、油圧ポンプ１２の回転数をｎ（ｒｐｍ）とすると、下記（２）、（３）式が成立する。
【０００８】
Ｑ１＝ｎ・ｑ１　…（２）
Ｑ２＝ｎ・ｑ２　…（３）
ただし、単純化のために効率ロスなどは無視している。
【０００９】
油圧モータ１１、油圧ポンプ１２は可変容量型のモータ、ポンプであり、たとえば斜板の傾転角を変化させることによって容量ｑ１、ｑ２が変化する。
【００１０】
このため上記（１）、（２）、（３）式から明かなように、油圧モータ１１または油圧ポンプ１２の斜板の傾転角を制御することで、油圧モータ１１に流入される圧油の圧力Ｐ１と油圧ポンプ１２から吐出される圧油の圧力Ｐ２との比率すなわち圧力変換比Ｐ２／Ｐ１を変化させることができる。
【００１１】
図７の圧油エネルギー回収・回生装置が油圧ショベルに搭載された場合を想定する。
【００１２】
たとえばブームが下げられると、油圧シリンダ５が縮退しシリンダ室５ｂから大量の戻り圧油が流出される。このとき回収弁９は回収位置９ａに位置されており、油圧シリンダ５から流出された戻り圧油は圧力変換部９０に流入される。ここで、圧油供給管路３内の圧力Ｐ３が検出され、油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ２が圧油供給管路３内の圧力Ｐ３とほぼ同圧になるように、圧力変換比Ｐ２／Ｐ１が制御される。つまり油圧モータ１１または油圧ポンプ１２の斜板の傾転角が制御される。
【００１３】
これにより戻り圧油の圧力Ｐ１が、圧油供給管路３内の圧とほぼ同圧に変換されて油圧ポンプ１２から吐出され圧油供給管路３に合流する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
圧油エネルギー回収・回生装置において、戻り圧油のエネルギー回収量を上昇させるには、最低でも１つの油圧アクチュエータから流出される戻り圧油を全て回収する必要がある。油圧アクチュエータから流出される戻り圧油は、油圧ポンプ２から吐出される圧油の流量で基本的に規定される。このため油圧モータ１１に吸収される圧油の流量を、油圧ポンプ２から吐出される圧油の流量と同程度かそれ以上にする必要がある。これには油圧モータ１１の最大容量を油圧ポンプ２の最大容量と同程度かそれ以上にする方法がある。
【００１５】
しかし油圧モータ１１の最大容量を油圧ポンプ２の最大容量と同程度に大きくすると油圧モータ１１が大型化する。建設機械内部の油圧機器搭載スペースには制限があり大型の油圧モータ１１を収容するだけの十分な余裕がないことが多い。また油圧モータ１１の大型化は製造コストの上昇を招く。
【００１６】
一方で油圧モータ１１の最大容量を大きくする代わりに油圧モータ１１の回転数ｎ（ｒｐｍ）を上昇させることで油圧モータ１１の吸収流量を大きくすることができる。
【００１７】
しかし、油圧モータ１１及び油圧ポンプ１２には限界回転数ｎ１ｌｉｍ、ｎ２ｌｉｍが定められている。限界回転数ｎ１ｌｉｍ、ｎ２ｌｉｍとは、油圧モータ１１及び油圧ポンプ１２が正常に動作可能である最大の回転数であって、油圧モータ１１及び油圧ポンプ１２の構造上定められる数値である。
【００１８】
油圧ポンプ１２にはタンク２２から大気圧Ｐａの圧油が吸い込まれており、限界回転数ｎ２ｌｉｍを超えて油圧ポンプ１２が回転駆動されると、油圧ポンプ１２が吸い込む圧油にキャビテーションが発生する。キャビテーションが発生すると油圧ポンプ１２は正常に動作しなくなり油圧ポンプ１２で大きな騒音、振動が発生する。
【００１９】
このように油圧モータ１１のサイズ及び油圧ポンプ１２の回転数が制限されるているため、戻り圧油のエネルギー回収量には限界があった。
【００２０】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、圧力変換部における油圧モータを大型化することなくまた油圧ポンプが吸い込む圧油にキャビテーションを発生させることなく吸収流量、吐出流量を増加させて、エネルギー回収量、回生量を高めることを解決課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段および作用、効果】
そこで第１発明は、
油圧モータ（１１）と、
前記油圧モータ（１１）を駆動源とする油圧ポンプ（１２）と、
前記油圧モータ（１１）と前記油圧ポンプ（１２）の少なくとも一方の容量を変化させて、前記油圧ポンプ（１２）から吐出される圧油の圧力を所望の圧力にする制御手段と、
前記油圧ポンプ（１２）の吸入口（１２ａ）から吸入される圧油を大気圧より高圧になるように昇圧する圧油昇圧手段（１３、１８）と
を備えた圧力変換装置であることを特徴とする。
【００２２】
第２発明は、第１発明において、
前記圧油昇圧手段は、
前記油圧モータ（１１）の流出口（１１ｂ）と前記油圧ポンプ（１２）の吸入口（１２ａ）とを連通する昇圧用管路（１３）と、
設定圧が大気圧よりも高圧に設定され、前記昇圧用管路（１３）内の圧油が前記設定圧以上の場合に前記昇圧用管路（１３）内の圧油をタンク（２２）に流出させる圧力制御弁（１６）と、前記タンク（２２）から前記昇圧用管路（１３）への圧油の流入を許容するチェック弁（１７）とからなる背圧弁（１８）と
からなる圧力変換装置であることを特徴とする。
【００２３】
第１発明、第２発明を図１を用いて説明する。
【００２４】
油圧モータ１１の流出口１１ｂと油圧ポンプ１２の吸入口１２ａとは昇圧用管路１３で連通されている。昇圧用管路１３とタンク２２との間には、圧力制御弁（リリーフ弁）１６とチェック弁１７が設けられており、背圧弁１８を構成している。圧力制御弁１６の設定圧Ｐｓは大気圧Ｐａよりも高い圧に設定されている。
【００２５】
戻り圧油が油圧モータ１１の流入口１１ａに流入されると油圧モータ１１が回転駆動しこれに伴い油圧ポンプ１２が駆動する。油圧モータ１１の最大容量は小さいままであるので回転軸が連結される油圧ポンプ１２の回転数ｎは上昇し限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上で回転する。
【００２６】
油圧モータ１１の流出口１１ｂから昇圧用管路１３に流出した圧油は、圧力制御弁１６、チェック弁１７で阻止され、昇圧用管路１３内の圧油の圧力Ｐｉｎが圧力制御弁１６の設定圧Ｐｓになるまで上昇する。昇圧用管路１３内の圧油が圧力制御弁１６の設定圧Ｐｓ以上になると、圧力制御弁１６を介してタンク２２にリリーフされる。
【００２７】
これにより昇圧用管路１３内の圧Ｐｉｎは大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓに維持され油圧ポンプ１２の吸入口１２ａから、大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓが吸い込まれる。このため油圧ポンプ１２が限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上の回転数で回転したとしても、油圧ポンプ１２に吸い込まれる圧油にはキャビテーションが発生しない。
【００２８】
このように油圧モータ１１の最大容量を大きくすることなく油圧ポンプ１２を限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上で回転させるようにして油圧ポンプ１２の吐出流量を増加させているので、油圧モータ１１を大型化することなくエネルギー回収量、回生量を高めることができる。また油圧ポンプ１２が限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上で回転したとしても吸い込まれる圧油は大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓになっているので、キャビテーションは発生しない。
【００２９】
第３発明は、第２発明において、
前記圧油昇圧手段は、更に、
前記昇圧用管路（１３）内に圧油を供給するチャージポンプ（３１、４１）を備えたことを特徴とする。
【００３０】
図２、図３、図４に示すように、チャージポンプ３１、４１から昇圧用管路１３内に圧油が供給されるので、昇圧用管路１３内の圧が設定圧Ｐｓに迅速に上昇する。
【００３１】
第４発明は、第１発明において、
前記圧油昇圧手段は、
前記油圧ポンプ（１２）の吸入口（１２ａ）と連通するタンク（２２）の内部を加圧するタンク加圧手段であること
を特徴とする。
【００３２】
タンク２２の内部がコンプレッサ等のタンク加圧手段によって大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓに加圧された上で、油圧ポンプ１２に吸い込まれる。第４発明によれば、既存の油圧回路に新たな配管や弁を設ける必要がないので、既存の装置を容易に改修することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る圧力変換装置の実施形態について説明する。
【００３４】
図１は実施形態の油圧回路を示す。実施形態では油圧ショベルに搭載された油圧回路を想定している。
【００３５】
図１に示すように、油圧ポンプ２は可変容量型の油圧ポンプであり、エンジン１によって駆動され、斜板の傾転角が変化されることによって容量が変化する。なおエンジン１の代わりに電動モータを使用してもよい。方向制御弁４は油圧シリンダ５に供給される圧油の流量を制御するとともに油圧ポンプ２から吐出される圧油の流れの方向を制御して管路７ａ、７ｂのいずれかに圧油を供給する。
【００３６】
油圧ポンプ２から吐出された圧油は圧油供給管路３、方向制御弁４へ導入される。圧油が管路７ａを介して油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５ａへ供給されるか又は回収弁９の位置９ｂ、管路７ｂを介して油圧シリンダ５の他方のシリンダ室５ｂへ供給されるかは、方向制御弁４に対する操作によって切り換えられる。
【００３７】
油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５ａに圧油が供給されると油圧シリンダ５が縮退駆動されブームなどの負荷６が下がる方向に作動する。油圧シリンダ５の他方のシリンダ室５ｂに圧油が供給されると油圧シリンダ５が伸張駆動されブームなどの負荷６が上がる方向に作動する。
【００３８】
圧力変換部１０は、油圧モータ１１と油圧ポンプ１２と昇圧用管路１３と背圧弁１８とからなり、油圧モータ１１と油圧ポンプ１２とは回転軸同士が接続されている。
【００３９】
回収弁９が回収位置９ａの場合に油圧シリンダ５のシリンダ室５ｂは管路７ｂ、回収弁９、回収用管路８を介して油圧モータ１１の流入口１１ａと連通する。回収弁９が位置９ｂの場合に油圧シリンダ５のシリンダ室５ｂは油圧モータ１１の流入口１１ａと遮断され、方向制御弁４を介してタンク２２と連通する。
【００４０】
油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５ａに圧油が供給されると、他方のシリンダ室５ｂから戻り圧油が流出され、管路７ｂ、回収弁９、回収用管路８を介して、圧力変換部１０の油圧モータ１１に流入される。
【００４１】
油圧ポンプ１２の吐出口１２ｂは回生用管路２１に連通している。回生用管路２１は圧油供給管路３に連通している。
【００４２】
戻り圧油が油圧モータ１１に流入されることにより油圧モータ１１が駆動される。油圧モータ１１が駆動されると油圧ポンプ１２が駆動され、油圧ポンプ１２から圧油が吐出される。油圧ポンプ１２から吐出された圧油は回生用管路２１を介して圧油供給管路３に合流される。圧油供給管路３に合流された圧油は油圧ポンプ２から吐出された圧油とともに方向制御弁４へ供給される。
【００４３】
油圧シリンダ５から流出される戻り圧油の圧力と油圧ポンプ２から吐出される圧油の圧力は異なる。このため戻り圧油を油圧ポンプ２から吐出される圧油に合流する際には、戻り圧油の圧力を油圧ポンプ２から吐出される圧油とほぼ同圧にする必要がある。
【００４４】
圧力変換部１０は戻り圧油の圧力を油圧ポンプ１２から吐出される圧油の圧力とほぼ同圧にするために設けられている。
【００４５】
油圧モータ１１は可変容量型の油圧モータであり、斜板の傾転角が変化されることによって容量ｑ１（ｃｍ３／ｒｅｖ）が変化する。油圧ポンプ１２は可変容量型の油圧ポンプであり、斜板の傾転角が変化されることによって容量ｑ２（ｃｍ３／ｒｅｖ）が変化する。油圧モータ１１と油圧ポンプ１２にはそれぞれ限界回転数ｎ１ｌｉｍ、ｎ２ｌｉｍが定められている。
【００４６】
油圧モータ１１に流入される圧油の圧力をＰ１（ｋｇ／ｃｍ２）、流量をＱ１（ｃｍ３／ｍｉｎ）と、油圧モータ１２から吐出される圧油の圧力をＰ２（ｋｇ／ｃｍ２）、流量をＱ２（ｃｍ３／ｍｉｎ）とすると、これらの間には下記（１）式が成り立つ。
【００４７】
Ｐ１×Ｑ１＝Ｐ２×Ｑ２　…（１）
また油圧モータ１１、油圧ポンプ１２の回転数をｎ（ｒｐｍ）とすると、下記（２）、（３）式が成立する。
【００４８】
Ｑ１＝ｎ・ｑ１　…（２）
Ｑ２＝ｎ・ｑ２　…（３）
ただし、単純化のために効率ロスなどは無視している。
【００４９】
上記（１）、（２）、（３）式から明かなように、油圧モータ１１または油圧ポンプ１２の斜板の傾転角を制御することで、油圧モータ１１に流入される圧油の圧力Ｐ１と油圧ポンプ１２から吐出される圧油の圧力Ｐ２との比率すなわち圧力変換比Ｐ２／Ｐ１を変化させることができる。
【００５０】
圧力変換部１０の昇圧用管路１３と背圧弁１８は、油圧ポンプ１２に吸い込まれる圧を大気圧よりも高圧に昇圧するために設けられている。
【００５１】
油圧モータ１１の流出口１１ｂと油圧ポンプ１２の吸入口１２ａとは昇圧用管路１３を介して連通している。
【００５２】
昇圧用管路１３とタンク２２との間には、背圧弁１８が設けられている。背圧弁１８は、昇圧用管路１３内の圧油を設定圧Ｐｓ以上でタンク２２にリリーフするリリーフ弁１６と、タンク２２から昇圧用管路１３への圧油の流入を許容するチェック弁１７とからなり、油圧モータ１１の流出口１１ｂから流出される圧油の背圧を上昇させる。
【００５３】
リリーフ弁１６にはバネ１６ａが付与されておりバネ力に応じた圧Ｐｓが設定されている。リリーフ弁１６の設定圧Ｐｓは大気圧Ｐａよりも高圧に設定されている。なお設定圧Ｐｓを外部信号によって可変とし、必要な場合にのみ昇圧することも可能である。
【００５４】
つぎに図１の油圧回路の動作について説明する。
【００５５】
ブームなどの負荷６が下げられると、油圧シリンダ５が縮退駆動しシリンダ室５ｂから大量の戻り圧油が流出される。このとき回収弁９は回収位置９ａに位置されており、油圧シリンダ５から流出された戻り圧油は圧力変換部１０に流入される。ここで、圧油供給管路３内の圧力Ｐ３が検出され、油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ２が圧油供給管路３内の圧力Ｐ３とほぼ同圧になるように、圧力変換比Ｐ２／Ｐ１が制御される。つまり油圧モータ１１または油圧ポンプ１２の斜板の傾転角が制御される。
【００５６】
これにより戻り圧油の圧力Ｐ１が、圧油供給管路３内の圧とほぼ同圧に変換されて油圧ポンプ１２から吐出され圧油供給管路３に合流する。
【００５７】
戻り圧油が油圧モータ１１の流入口１１ａに流入されると油圧モータ１１が回転駆動しこれに伴い油圧ポンプ１２が駆動する。油圧モータ１１の最大容量は小さいままであるので油圧ポンプ１２の回転数ｎは上昇し限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上で回転する。
【００５８】
昇圧用管路１３内の圧Ｐｉｎがタンク２２内の圧よりも低い場合にはタンク２２からチェック弁１７を介して昇圧用管路１３に圧油が流入する。
【００５９】
油圧モータ１１の流出口１１ｂから昇圧用管路１３に流出した圧油は、リリーフ弁１６、チェック弁１７で阻止され、昇圧用管路１３内の圧油の圧力Ｐｉｎがリリーフ弁１６の設定圧Ｐｓになるまで上昇する。昇圧用管路１３内の圧油がリリーフ弁１６の設定圧Ｐｓ以上になると、リリーフ弁１６が開き昇圧用管路１３内の圧油はタンク２２にリリーフされる。
【００６０】
これにより昇圧用管路１３内の圧Ｐｉｎは大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓに維持され油圧ポンプ１２の吸入口１２ａから、大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓが吸い込まれる。このため油圧ポンプ１２が限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上の回転数で回転したとしても、油圧ポンプ１２に吸い込まれる圧油にはキャビテーションが発生しない。このため油圧ポンプ１２の騒音、振動を抑制することができる。
【００６１】
このように油圧モータ１１の最大容量を大きくすることなく油圧ポンプ１２を限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上で回転させるようにして油圧ポンプ１２の吐出流量を増加させているので、油圧モータ１１を大型化することなくエネルギー回収量、回生量を高めることができる。また油圧ポンプ１２が限界回転数ｎ２ｌｉｍ以上で回転したとしても吸い込まれる圧油は大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓになっているので、キャビテーションは発生しない。
【００６２】
圧力変換部１０の他の構成例について図２、図３、図４を参照して説明する。
【００６３】
図２に示す圧力変換部３０は、図１に示した圧力変換部１０の構成にチャージポンプ３１を設けたものである。チャージポンプ３１の吐出口３１ａは昇圧用管路１３に連通している。チャージポンプ３１は電動モータ３２によって駆動され、昇圧用管路１３に圧油を補充する。なお図３に示すように、チャージポンプ３１がエンジン１によって駆動されるようにしてもよい。
【００６４】
図２、図３の構成によれば、電動モータ３２又はエンジン１が駆動されるとチャージポンプ３１が駆動され、チャージポンプ３１から昇圧用管路１３内に圧油が供給される。このため昇圧用管路１３内の圧をリリーフ弁１６の設定圧Ｐｓに迅速に上昇させることができる。
【００６５】
また油圧モータ１１の容量が油圧ポンプ１２の容量よりも小さい場合に、電動モータ３２が作動するようにしてもよい。
【００６６】
図４に示す圧力変換部４０は、図１に示した圧力変換部１０の構成にチャージポンプ４１を設けたものである。チャージポンプ４１の吐出口４１ａは昇圧用管路１３に連通している。チャージポンプ４１と油圧モータ１１と油圧ポンプ１２とは回転軸によってそれぞれ接続されている。
【００６７】
図４の構成によれば、戻り圧油が油圧モータ１１に流入されることによって油圧モータ１１が回転駆動しこれに伴いチャージポンプ４１が回転駆動し、チャージポンプ４１から昇圧用管路１３内に圧油が供給される。このため昇圧用管路１３内の圧をリリーフ弁１６の設定圧Ｐｓに迅速に上昇させることができる。
【００６８】
図５に示す圧力変換部５０は、油圧ポンプ２から吐出される圧油を昇圧用管路１３に供給するものである。
【００６９】
圧油供給管路３と昇圧用管路１３との間には減圧弁４５が設けられている。減圧弁４５にはバネが付与されておりバネ力に応じた圧Ｐｒが設定されている。減圧弁４５の設定圧Ｐｒは背圧弁１６の設定圧Ｐｓよりも低圧に設定されている。減圧弁４５は、自身の出力側の圧力が設定圧以下の場合に圧油供給管路３と昇圧用管路１３とを連通し、自身の出力側の圧力が設定圧を超えた場合に圧油供給管路３と昇圧用管路１３とを遮断する。
【００７０】
図６は図１と異なり、戻り圧油のエネルギーを一時的に貯圧する油圧回路を示している。
【００７１】
図６に示す圧油エネルギー回収・回生装置は、図１に示す圧油エネルギー回収・回生装置の圧力変換部１０に代えて圧力変換部５０が設けられているとともに、アキュムレータ６５と貯圧弁６３とシーケンス弁６４と回生用管路６６と回生弁６２が追加されている。
【００７２】
圧力変換部５０は油圧ポンプモータ５１、５２と昇圧用管路１３と背圧弁１８とで構成されている。圧力変換部５０において、油圧ポンプモータ５１がモータとして作用する場合には他方の油圧ポンプモータ５２がポンプとして作用し、油圧ポンプモータ５２がモータとして作用する場合には他方の油圧ポンプモータ５１がポンプとして作用する。
【００７３】
アキュムレータ６５は貯圧弁６３を介して回生用管路２１に連通自在に設けられており、油圧ポンプモータ５２がポンプ作用する場合に、油圧ポンプモータ５２からアキュムレータ６５に圧油が供給される。また油圧ポンプモータ５２がモータ作用する場合に、アキュムレータ６５から油圧ポンプモータ５２へ圧油が放出される。
【００７４】
アキュムレータ６５に油圧シリンダ５から流出される戻り圧油のエネルギーを貯圧する場合は、回収弁９が回収位置９ａに位置され、貯圧弁６３が開位置６３ａに位置され、回生弁６２が閉位置６２ｂに位置される。このため油圧シリンダ５から戻り圧油が流出されると、管路７ｂ、回収弁９、回収用管路８を介して油圧ポンプモータ５１に流入される。これにより油圧ポンプモータ５２から圧油が吐出される。油圧ポンプモータ５２から吐出された圧油は回生用管路２１、貯圧弁６３を介してアキュムレータ６５に供給され、アキュムレータ６５に圧油のエネルギーが高圧油として貯圧される。アキュムレータ６５の貯圧量がアキュムレータ６５の容量を超えた場合には、油圧ポンプモータ５２から吐出された圧油は回生用管路２１、シーケンス弁６４を介して圧油供給管路３に合流される。
【００７５】
アキュムレータ６５に貯圧されたエネルギーを放出する場合は、回収弁９が位置９ｂに位置され、回生弁６２が開位置６２ａに位置され、貯圧弁６３が開位置６３ａに位置される。このためアキュムレータ６５に貯圧された高圧油は貯圧弁６３、回生用管路２１を介して油圧ポンプモータ５２に流入される。これにより油圧ポンプモータ５１から圧油が吐出され、回生弁６２、回生用管路６６を介して圧油供給管路３に合流される。
【００７６】
油圧ポンプモータ５１がモータ作用しているとき、この油圧ポンプモータ５１の背圧つまり昇圧用管路１３内の圧は背圧弁１８によって常に大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓに維持されており、油圧ポンプモータ５２には、常に大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓが吸い込まれる。また他方の油圧ポンプモータ５２がモータ作用しているとき、この油圧ポンプモータ５２の背圧つまり昇圧用管路１３内の圧は背圧弁１８によって常に大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓに維持されており、油圧ポンプモータ５１には、常に大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓが吸い込まれる。このため図１の油圧回路と同様にして、キャビテーションの発生が防止され油圧ポンプモータ５１、５２の騒音、振動を抑制することができる。
【００７７】
図１〜図６に示す油圧回路では、背圧弁１８を設けることによって油圧ポンプに吸い込まれる圧を大気圧Ｐａよりも高圧にしているが、タンク２２の内部をコンプレッサ等のタンク加圧手段によって大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓに加圧してもよい。この構成によれば、図１〜図６と同様にして油圧モータの背圧が大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓに維持され、油圧ポンプに吸い込まれる圧を常に大気圧Ｐａよりも高い圧Ｐｓにすることができ、キャビテーションの発生を防止することができる。またこの構成によれば、既存の油圧回路に新たな配管や弁を設ける必要がないので、既存の装置を容易に改修することができる。
【００７８】
なお実施形態の圧油エネルギー回収・回生装置は、油圧アクチュエータが油圧シリンダ５のみの場合について説明したが、複数の油圧アクチュエータが設けられ、それぞれの戻り圧油が油圧モータに流入される油圧回路にも当然適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施形態の油圧回路を示す図である。
【図２】図２は図１に示す圧力変換部の他の構成例を示す図である。
【図３】図３は図１に示す圧力変換部の他の構成例を示す図である。
【図４】図４は図１に示す圧力変換部の他の構成例を示す図である。
【図５】図５は図１に示す圧力変換部の他の構成例を示す図である。
【図６】図６は図１とは異なる油圧回路を示す図である。
【図７】図７は従来の油圧回路を示す図である。
【符号の説明】
１０　圧力変換部
１１　油圧モータ
１２　油圧ポンプ
１３　昇圧用管路
１８　背圧弁
１６　リリーフ弁
１７　チェック弁
３１、４１　チャージポンプ
【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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