JP6687983B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に係り、更に詳しくは、油圧エネルギを回収するアキュムレータを備えた建設機械に関する。

油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械においては、走行用モータやブーム等の油圧アクチュエータを駆動するための圧油の発生源として、プランジャポンプ等の油圧ポンプが搭載されている。この油圧ポンプでは、吐出及び吸入の反復過程で圧油の脈動が発生する。この圧油の脈動は、圧油の管路内に伝播し、この管路に接続されている各種の油圧機器に伝達されて騒音の原因となるので、極力低減する必要がある。こうした圧油の脈動を低減する手段の一つとして、一般に、油圧ポンプの吐出側油路に一端を分岐して接続し他端に反射面を設けたテールホース（サイドブランチ）を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、建設機械には、油圧アクチュエータから排出された圧油を油タンクに戻すように構成されたものがある。このような建設機械では、油圧アクチュエータからの排出油の高い油圧エネルギを利用せずにその排出油を油タンクに戻すと、エネルギの無駄な損失になる。そこで、油圧アクチュエータからの排出油の有する油圧エネルギをアキュムレータに蓄えると共に、このアキュムレータの蓄圧油を油圧ポンプの吐出油に合流させることで圧油エネルギの再利用を図った建設機械が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−８８１１９号公報 特開２０１０−１０１３６５号公報

特許文献２に記載の建設機械（作業機械）のようなアキュムレータを備えた建設機械では、通常、アキュムレータの蓄圧油を油圧ポンプの吐出油に合流させるための管路（回生ホース）の一端を油圧ポンプの吐出側に接続している。また、このようなアキュムレータを備えた建設機械でも、油圧ポンプの駆動により圧油の脈動が発生する。したがって、特許文献１に記載の建設機械のように、圧油脈動の低減手段としてのテールホースの一端を油圧ポンプの吐出側に接続する必要がある。また、油圧ポンプの吐出側には、油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータに供給するためのデリベリホースも接続されている。このように、油圧ポンプの吐出側には、少なくとも３つのホース（管路）を接続する必要がある。そのため、油圧ポンプ周辺の配管が複雑となる。

本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、油圧エネルギを回収するアキュムレータを備えた構成において、圧油脈動の低減及び油圧ポンプ周辺の配管の簡素化を両立できる建設機械を提供することである。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流量及び方向を制御する制御弁と、一端側が前記油圧ポンプの吐出側に接続されると共に他端側が前記制御弁に接続された吐出流路と、前記油圧アクチュエータから排出された圧油又は前記油圧ポンプから吐出された圧油を回収し、回収した圧油を前記吐出流路に供給するアキュムレータと、前記アキュムレータと前記吐出流路との連通／遮断を制御する回生弁ユニットと、一端側が前記回生弁ユニットに接続されると共に他端側が前記吐出流路に接続された回生流路とを備えた建設機械であって、前記回生弁ユニットは、前記アキュムレータと前記回生流路との連通／遮断を制御する切換弁と、前記切換弁よりも前記回生流路側に配置され、前記切換弁側から前記回生流路への圧油の流入を許容し前記回生流路から前記切換弁側への圧油の流入を阻止するチェック弁とを有し、前記回生流路の長さは、前記油圧ポンプの回転数により定まる圧油の脈動の周波数に基づいた寸法に設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、アキュムレータに回収した圧油を吐出流路に供給するための回生流路の長さを、油圧ポンプの駆動により生じる圧油の脈動を低減可能とする寸法に設定することで、回生流路が圧油脈動の低減手段として機能するので、従来の圧油脈動の低減手段であるテールホース（サイドブランチ）が不要となり、テールホースを油圧ポンプに接続する必要がない。したがって、油圧エネルギを回収するアキュムレータを備えた構成において、圧油脈動の低減及び油圧ポンプ周辺の配管の簡素化を両立することができる。

本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す側面図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルの油圧駆動装置を示す油圧回路図である。 従来のテールホースを備えた建設機械における油圧ポンプ周辺の配管の状態を示す説明図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態における油圧ポンプ周辺の配管の状態を示す説明図である。 本発明の建設機械の第２の実施の形態を適用した油圧ショベルの油圧駆動装置を示す油圧回路図である。

以下、本発明の建設機械の実施の形態を図面を用いて説明する。本実施の形態においては、建設機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。
まず、本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルの構成を図１を用いて説明する。図１は本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルを示す側面図である。なお、運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて説明する。

図１において、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載され、下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、上部旋回体３の前端部に俯仰動可能に設けられたフロント４とで大略構成されている。

フロント４は、掘削作業等を行うための作動装置であり、ブーム６、アーム７、バケット８を備えている。ブーム６の基端部は、上部旋回体３の前端部に回動可能に連結されている。ブーム６の先端部には、アーム７の基端部が回動可能に連結されている。アーム７の先端部には、バケット８の基端部が回動可能に連結されている。ブーム６、アーム７、バケット８は、それぞれブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２によって駆動される。

上部旋回体３は、支持構造体である旋回フレーム１４と、旋回フレーム１４上の後側に配置された機械室１５と、旋回フレーム１４上の左前側に設置されたキャブ１６と、旋回フレーム１４上の右側前端部、すなわち、フロント４（ブーム６）を挟んでキャブ１６の反対側に配設された工具箱１７と、旋回フレーム１４上の右側で工具箱１７の後方に配設された燃料タンク１８と、旋回フレーム１４上の右側で燃料タンク１８の後方に配設された作動油タンク１９とを含んで構成されている。機械室１５には、エンジン２１や油圧ポンプ２２等の各種機器が収容されている。油圧ポンプ２２は、エンジン２１によって駆動され、作動油タンク１９内の作動油をフロント４の各シリンダ１０、１１、１２や他の油圧アクチュエータ（図示せず）に供給する。キャブ１６には、フロント４の各シリンダ１０、１１、１２や他の油圧アクチュエータの動作を指示する操作装置２４（図２参照）が設置されている。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルの油圧駆動装置の構成を図２を用いて説明する。図２は本発明の建設機械の第１の実施の形態を適用した油圧ショベルの油圧駆動装置を示す油圧回路図である。図２において、図１に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。なお、本説明では、ブームシリンダ１０を駆動する構成のみを示しており、アームシリンダ１１やバケットシリンダ１２等の他の油圧アクチュエータを駆動するための構成は省略している。

図２において、油圧ショベル１の油圧駆動装置は、油圧アクチュエータを駆動するための駆動回路として、動力源であるエンジン２１により駆動される油圧源としての油圧ポンプ２２と、作動油を貯留する作動油タンク１９と、油圧ポンプ２２から吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ１０と、油圧ポンプ２２からブームシリンダ１０に供給される圧油の流量及び方向を制御する制御弁２７と、ブームシリンダ１０の動作を指示する操作装置２４とを備えている。

油圧ポンプ２２は、例えば、可変容量型のポンプであり、油圧ポンプ２２の容量を調整するレギュレータ２２ａを有している。油圧ポンプ２２の吐出流量は、レギュレータ２２ａによる油圧ポンプ２２の容量の調整により制御されている。油圧ポンプ２２の吐出側部分には、配管（ホース）を油圧ポンプ２２に連結するためのブロック２２ｂが設けられている。ブロック２２ｂは、後述のデリベリホース３１ｂを連結するための第１連結ポート２２ｃと、後述の回生ホース４７ｂを連結するための第２連結ポート２２ｄとを有している。

制御弁２７は、例えば、４ポート３位置型の切換弁であり、入口ポート２７ａ、出口ポート２７ｂ、第１接続ポート２７ｃ、及び第２接続ポート２７ｄを有している。制御弁２７は、操作装置２４の操作レバー等の操作量に応じたパイロット圧のパイロット圧油が供給されることで、スプールの位置が切り換えられる。スプールの切換位置に応じて、圧油の流量及び方向が制御される。

油圧ポンプ２２の吸入側には、吸込流路３０の一端側が接続されており、吸込流路３０の他端側は、作動油タンク１９に接続されている。油圧ポンプ２２の吐出側には、吐出流路３１の一端側が接続されており、吐出流路３１の他端側は、制御弁２７の入口ポート２７ａ側に接続されている。吐出流路３１は、例えば、ブロック２２ｂ内に形成され、油圧ポンプ２２の吐出部と第１連結ポート２２ｃとを連通する吐出油路３１ａと、一端側がブロック２２ｂの第１連結ポート２２ｃに連結される共に、他端側が制御弁２７の入口ポート２７ａ側に連結される外部管路としてのデリベリホース３１ｂとで構成されている。ブロック２２ｂ内の吐出油路３１ａはデリベリホース３１ｂと比較して極めて短く、吐出流路３１の主たる長さはデリベリホース３１ｂで占められている。

制御弁２７の出口ポート２７ｂ側には、戻り流路３２の一端側が接続されており、戻り流路３２の他端側は、作動油タンク１９に接続されている。制御弁２７の第１接続ポート２７ｃ側には、ロッド側流路３３の一端側が接続されており、ロッド側流路３３の他端側は、ブームシリンダ１０のロッド側油室１０ａに接続されている。制御弁２７の第２接続ポート２７ｄ側には、ボトム側流路３４の一端側が接続されており、ボトム側流路３４の他端側は、ブームシリンダ１０のボトム側油室１０ｂに接続されている。ボトム側流路３４には、ブームシリンダ１０側から順に、パイロットチェック弁３５、回収分岐部３４ａが設けられている。

パイロットチェック弁３５は、ブームシリンダ１０からボトム側流路３４への不用意な圧油流入、すなわち、ブーム６（図１参照）の落下を防止するためのものであり、通常は回路を遮断している。パイロットチェック弁３５は、操作装置２４からパイロット圧油が供給されることで開動作する。パイロットチェック弁３５の開動作により、ブームシリンダ１０のボトム側油室１０ｂの圧油がボトム側流路３４に導かれる。

回収分岐部３４ａには、駆動回路で発生した圧油のエネルギを回収し、回収した圧油のエネルギを再び駆動回路に戻す圧油回収回路が接続されている。圧油回収回路は、例えば、ブームシリンダ１０のボトム側油室１０ｂから排出された圧油（戻り油）を回収して蓄圧し、回収した圧油を吐出流路３１に供給するアキュムレータ４１と、ボトム側流路３４とアキュムレータ４１との連通／遮断を制御する蓄圧切換弁ユニット４２と、アキュムレータ４１と吐出流路３１との連通／遮断を制御する回生弁ユニット４３とを備えている。

回収分岐部３４ａには、第１蓄圧流路４４の一端側が接続され、第１蓄圧流路４４の他端側は蓄圧切換弁ユニット４２の一方側に接続されている。蓄圧切換弁ユニット４２の他方側とアキュムレータ４１とは、第２蓄圧流路４５により接続されている。第２蓄圧流路４５には、アキュムレータ４１の圧力を検出する圧力センサ６１が設けられている。アキュムレータ４１には、第１回生流路４６の一端側が第２蓄圧流路４５を介して接続されており、第１回生流路４６の他端側は、回生弁ユニット４３の一方側に接続されている。

回生弁ユニット４３の他方側には、第２回生流路４７の一端側が接続されており、第２回生流路４７の他端側は吐出流路３１に接続されている。第２回生流路４７は、例えば、ブロック２２ｂ内において吐出油路３１ａから分岐し、その吐出油路３１ａの分岐部３１ｃと第２連結ポート２２ｄとを連通する回生油路４７ａと、一端側が油圧ポンプ２２の吐出側のブロック２２ｂにおける第２連結ポート２２ｄに連結されると共に、他端側が回生弁ユニット４３の他方側に連結された外部管路としての回生ホース４７ｂとで構成されている。すなわち、第２回生流路４７の他端側を、吐出流路３１の油圧ポンプ２２側の部分に接続している。ブロック２２ｂ内の回生油路４７ａは回生ホース４７ｂと比較して極めて短く、第２回生流路４７の主たる長さは回生ホース４７ｂで占められている。

本実施の形態においては、第２回生流路４７の長さを、油圧ポンプ２２の回転数により定まる圧油の脈動の周波数に基づいた寸法に設定する。すなわち、吐出流路３１から分岐した第２回生流路４７を、テールホース（サイドブランチ）と同様な作用が生じる圧油脈動の低減手段として用いるものである。

具体的には、第２回生流路４７の長さ（ｍ）、油圧ポンプ２２の回転数により定まる圧油の脈動の周波数、油中の音速（ｍ／ｓ）をそれぞれ、Ｌ、Ｆ、Ｃとすると、第２回生流路４７の長さＬは、以下の式（１）により設定される。なお、ｎは自然数である。

Ｌ＝（２×ｎ−１）×Ｃ／（４×Ｆ） … （１）
また、油圧ポンプ２２の駆動による生じる圧油の脈動の基本周波数Ｆ_０は、油圧ポンプ２２の回転数Ｍ（ｒｐｍ）、油圧ポンプ２２のピストンの数Ｎに対して、以下の式（２）の関係がある。

Ｆ_０＝Ｍ×Ｎ／６０ … （２）
本実施の形態においては、油圧ポンプ２２の回転数により定まる圧油の脈動の周波数を、例えば、油圧ポンプ２２の最大回転数に基づいて設定する。なぜなら、建設機械では、通常、油圧ポンプ２２を最大回転数又は最大回転数の近傍で使用しているからである。また、油圧ポンプの出力が大きいほど、通常、圧油の脈動も大きくなる。したがって、不具合の原因となりうる大きな圧油の脈動を低減する必要がある。

なお、第２回生流路４７は、ブロック２２ｂ内に形成される回生油路４７ａと、外部管路としての回生ホース４７ｂとで構成されているので、上記の式（１）及び式（２）により設定する第２回生流路４７の長さは、回生ホース４７ｂの長さを調整することで実現させる。

蓄圧切換弁ユニット４２は、回収分岐部３４ａ側の切換弁５１と、切換弁５１の下流側の第１チェック弁５２とで構成されている。切換弁５１は、２位置２ポートの切換弁であり、第１蓄圧流路４４と第２蓄圧流路４５の連通／遮断を制御するものである。切換弁５１は、操作装置２４からのパイロット圧油により動作する。第１チェック弁５２は、切換弁５１側から第２蓄圧流路４５への圧油の流入のみを許可し、第２蓄圧流路４５から切換弁５１側への圧油の流入を防止するものである。

回生弁ユニット４３は、アキュムレータ４１側から順に、電磁制御弁５４と、電磁制御弁５４の下流側の第２チェック弁５５とで構成されている。電磁制御弁５４は、２位置２ポートの切換弁であり、第１回生流路４６と第２回生流路４７の連通／遮断を制御するものである。電磁制御弁５４は、コントローラ６２から出力される指令信号により動作する。第２チェック弁５５は、電磁制御弁５４側から第２回生流路４７への圧油の流入のみを許容し、第２回生流路４７から電磁制御弁５４側への圧油の流入を阻止するものである。

コントローラ６２は、入力された操作装置２４の操作信号及び圧力センサ６１の検出した圧力に基づき、電磁制御弁５４の開閉を制御する。これにより、アキュムレータ４１に回収された圧油の吐出流路３１への供給を許容するか又は阻止するかを切り換える。また、入力された操作信号及び検出された圧力に基づき、油圧ポンプ２２の吐出流量を制御する。アキュムレータ４１に回収された圧油を吐出流路３１へ供給する場合には、その分、油圧ポンプ２２の吐出流量を減らすように制御する。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態における油圧ポンプ周辺の配管の状態を、テールホースを備えた従来の建設機械と比較しつつ図３及び図４を用いて説明する。
図３は従来のテールホースを備えた建設機械における油圧ポンプ周辺の配管の状態を示す説明図、図４は本発明の建設機械の第１の実施の形態における油圧ポンプ周辺の配管の状態を示す説明図である。図３及び図４に示す油圧ポンプは２つの油圧ポンプを一体で組み込んだ構成のものであり、図２に示す油圧ポンプとは異なる。しかし、図３及び図４に示す油圧ポンプのうちの１つのポンプが図２に示す油圧ポンプに相当するものとして説明する。なお、図３及び図４において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図３に示す建設機械は、テールホース１００を備えた従来の構造のものである。旋回フレーム１４上の油圧ポンプ２２においては、油圧ポンプ２２に設けたブロック２２ｂにおける第２連結ポート２２ｄに、テールホース１００の一端側が連結されている。テールホース１００の閉塞された他端側は、油圧ポンプ２２の近傍の旋回フレーム１４に固定されている。ブロック２２ｂにおける第２連結ポート２２ｄの下側には、第１連結ポート２２ｃが設けられており、この第１連結ポート２２ｃにはデリベリホース３１ｂ（図３では、図示せず）の一端側が連結されることになる。このような配管の状態において、アキュムレータ４１（図２参照）で回収した圧油をデリベリホース３１ｂに供給する回生ホース４７ｂ（図３では、図示せず）をブロック２２ｂに連結する必要がある。すなわち、ブロック２２ｂには、テールホース１００、デリベリホース３１ｂ、回生ホース４７ｂの３つのホースを連結する必要があり、油圧ポンプ周辺の配管が複雑となる。

それに対して、本実施の形態においては、図４に示すように、従来と同様、油圧ポンプ２２に設けたブロック２２ｂにおける第１連結ポート２２ｃに、デリベリホース３１ｂの一端側が連結されている。一方、ブロック２２ｂの第２連結ポート２２ｄには、回生ホース４７ｂを連結することができる。なぜなら、この回生ホース４７ｂは、アキュムレータ４１で回収した圧油をデリベリホース３１ｂに供給する機能の他に、デリベリホース３１ｂ内に伝播する圧油の脈動を低減するテールホースと同じ機能を発揮するものであり、図３に示すテールホース１００が不要となるからである。このように、ブロック２２ｂには、デリベリホース３１ｂ及び回生ホース４７ｂの２つのホースを連結すればよいので、従来の場合と比較して、油圧ポンプ周辺の配管が簡素化される。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態の動作を図２を用いて説明する。操作装置２４をブーム下げ側（図２に示すＡ側）に操作すると、パイロット圧が制御弁２７、パイロットチェック弁３５、蓄圧切換弁ユニット４２の切換弁５１に伝えられ、制御弁２７、切換弁５１、パイロットチェック弁３５が切換え操作される。これにより、ブームシリンダ１０のボトム側油室１０ｂから圧油が排出され、パイロットチェック弁３５、ボトム側流路３４、制御弁２７を介して作動油タンク１９側に流れる。一方、油圧ポンプ２２から吐出された圧油が、吐出流路３１から制御弁２７を介してロッド側流路３３に導かれ、ブームシリンダ１０のロッド側油室１０ａに供給される。これにより、ブームシリンダ１０が縮み動作をする。

さらに、ブームシリンダ１０のボトム側油室１０ｂから排出された圧油は、第１蓄圧流路４４、蓄圧切換弁ユニット４２、第２蓄圧流路４５を介してアキュムレータ４１に流入する。このとき、ブームシリンダ１０から作動油タンク１９に流れる圧油は、制御弁２７の絞りにより絞り制御されるので、ブームシリンダ１０から排出された圧油の大半はアキュムレータ４１に流入する。したがって、アキュムレータ４１に圧油が蓄えられ、アキュムレータ４１が高圧となる。このように、ブームシリンダ１０から排出される高い油圧エネルギを有する戻り圧油をアキュムレータ４１に回収して蓄圧することができる。

このとき、回生弁ユニット４３の電磁制御弁５４は閉位置にある。したがって、アキュムレータ４１に回収した圧油が回生弁ユニット４３を介して第２回生流路４７へ流入することはなく、回生弁ユニット４３の第２チック弁５５は閉状態となる。この場合、油圧ポンプ２２の駆動により発生した圧油の脈動は、吐出流路３１（デリベリホース３１ｂ）に伝播すると共に、吐出流路３１の分岐部３１ｃから第２回生流路４７の回生油路４７ａ及び回生ホース４７ｂ内にも伝播する。第２回生流路４７内に伝播した圧油の脈動は、回生弁ユニット４３の閉状態の第２チェック弁５５で反射され、再度吐出流路３１の分岐部３１ｃに戻る。第２回生流路４７の長さを圧油の脈動の周波数に基づいた寸法に設定しているので、この吐出流路３１に戻った圧油の脈動は、吐出流路３１内で制御弁２７に向かう圧油の脈動に対して１８０°遅れた位相（逆位相）となっている。したがって、第２回生流路４７から吐出流路３１に戻った圧油の脈動と吐出流路３１内を伝播する圧油の脈動とが干渉し、圧油の脈動が低減される。

一方、操作装置２４をブーム上げ側（図２に示すＢ側）に操作すると、パイロット圧が制御弁２７のみに伝えられ、制御弁２７が切換え操作される。これにより、油圧ポンプ２２から吐出された圧油は、吐出流路３１から制御弁２７を介してボトム側流路３４に導かれ、パイロットチェック弁３５を介してブームシリンダ１０のボトム側油室１０ｂに供給される。その結果、ブームシリンダ１０は伸び動作する。これに伴い、ブームシリンダ１０のロッド側油室１０ａから排出される戻り圧油は、ロッド側流路３３から制御弁２７を介して作動油タンク１９に導かれる。このとき、蓄圧切換弁ユニット４２の切換弁５１は切り換えられず閉位置にあるので、ボトム側流路３４の圧油がアキュムレータ４１に流入することはない。

このとき、アキュムレータ４１の圧力が所定値以上であると、コントローラ６２が回生弁ユニット４３の電磁制御弁５４を閉位置から開位置に切り換える。これにより、アキュムレータ４１に回収されていた圧油が、第１回生流路４６、回生弁ユニット４３の電磁制御弁５４及び第２チェック弁５５、第２回生流路４７を介して吐出流路３１へ供給され、油圧ポンプ２２から吐出された圧油と合流する。したがって、ブームシリンダ１０の必要とする圧油の流量の一部をアキュムレータ４１からの供給流量で賄うことができる。そこで、コントローラ６２が油圧ポンプ２２の吐出流量をアキュムレータ４１からの供給流量に応じて低減する。この結果、エンジン２１の出力を減らすことができるので、燃費向上を図ることができる。

この場合、回生弁ユニット４３の電磁制御弁５４が開位置にあり、第２チェック弁５５も開状態となるので、第２回生流路４７内に伝播した圧油の脈動は、回生弁ユニット４３にて反射されることはない。すなわち、第２回生流路４７は圧油脈動の低減手段として機能しない。しかし、油圧ポンプ２２の吐出流量を減らして油圧ポンプ２２の出力を下げているので、その分、圧油の脈動の大きさも低下する傾向にある。したがって、圧油の脈動による影響も小さい。

上述したように、本発明の建設機械の第１の実施の形態によれば、アキュムレータ４１の回収した圧油を吐出流路３１に供給するための第２回生流路４７（回生流路）の長さを、油圧ポンプ２２の駆動により生じる圧油の脈動を低減可能とする寸法に設定することで、第２回生流路４７（回生流路）が圧油脈動の低減手段として機能するので、従来の圧油脈動の低減手段であるテールホース（サイドブランチ）が不要となり、テールホースを油圧ポンプ２２に接続する必要がない。したがって、油圧エネルギを回収するアキュムレータを備えた構成において、圧油脈動の低減及び油圧ポンプ周辺の配管の簡素化を両立することができる。

また、本実施の形態によれば、吐出流路３１に接続する第２回生流路４７に圧油脈動の低減手段の機能を持たせたので、従来の圧油脈動の低減手段であるテールホースが不要となり、油圧駆動装置の構成を簡素化することができる。その結果、コストを低減することできる。

さらに、本実施の形態によれば、第２回生流路４７の長さ（油圧ポンプ２２の回転数により定まる圧油の脈動の周波数）を油圧ポンプ２２の最大回転数に基づいて設定したので、油圧ポンプ２２の通常使用する回転数により生じる圧油の脈動を低減することができる。また、油圧ポンプ２２の高出力時に発生する圧油の脈動を低減することができる。

また、本実施の形態によれば、第２回生流路４７の一部を構成する回生ホース４７ｂの一端側を油圧ポンプ２２の吐出側に、他端側を回生弁ユニット４３に連結したので、第２回生流路４７の吐出流路３１からの分岐部３１ｃが制御弁２７側でなく油圧ポンプ２２側となる。したがって、油圧ポンプ２２から制御弁２７までの吐出流路３１の全範囲のうち、吐出流路３１の分岐部３１ｃから制御弁２７までの吐出流路３１の大部分において、吐出流路３１内に伝播する圧油の脈動を低減することできる。

次に、本発明の建設機械の第２の実施の形態を図５を用いて説明する。図５は本発明の建設機械の第２の実施の形態を適用した油圧ショベルの油圧駆動装置を示す油圧回路図である。なお、図５おいて、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図５に示す第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態が第２回生流路４７の他端側を吐出流路３１の油圧ポンプ２２側の部分に接続したものであるのに対して、第２回生流路４７Ａの他端側を吐出流路３１の制御弁２７側に接続したものである。

この場合、第２回生流路４７Ａを構成する回生ホース４７ｂの一端側を、油圧ポンプ２２の吐出側のブロック２２ｂに連結するのではなく、例えば、コネクタ等を介して吐出流路３１の一部を構成するデリベリホース３１ｂと共に制御弁２７に連結する。したがって、油圧ポンプ２２に設けたブロック２２ｂ（図４参照）には、デリベリホース３１ｂのみを連結すればよい。なお、回生ホース４７ｂをブロック２２ｂに連結しないので、第２回生流路４７Ａは、油圧ポンプ２２の吐出側のブロック２２ｂ内に設けた分岐油路４７ａ（図２参照）を含まない。

上述した本発明の建設機械の第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、第２回生流路４７Ａの一部を構成する回生ホース４７ｂの一端側を制御弁２７に、他端側を回生弁ユニット４３に連結したので、第１の実施の形態の場合と比較して、油圧ポンプ周辺の配管を簡素化することができる。

なお、上述した本発明の建設機械の第１及び第２の実施の形態においては、本発明の建設機械を油圧ショベルに適用した例を示したが、本発明は、圧油エネルギを回収するアキュムレータを備えた油圧クレーンやホイールローダ等の各種の建設機械に広く適用することができる。

また、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

例えば、上述した第１及び第２の実施の形態においては、回生弁ユニット４３を、電磁制御弁５４と電磁制御弁５４の下流側の第２チェック弁５５とで構成した例を示したが、回生弁ユニット４３は、アキュムレータ４１と吐出流路３１との連通／遮断を制御可能な弁であれば、その構成は任意である。

また、上述した実施の形態においては、ブームシリンダ１０のボトム側油室１０ｂから排出された圧油をアキュムレータ４１で回収し、アキュムレータ４１の回収した圧油を吐出流路３１に供給して油圧エネルギの再利用を図る構成の例を示した。それに対して、油圧ポンプ２２から吐出された圧油のうち、油圧アクチュエータで利用されなかった圧油を作動油タンク１９に戻さずにアキュムレータで回収し、アキュムレータの回収した圧油を吐出流路（油圧ポンプ２２から吐出された圧油が流通する流路）に供給して油圧エネルギの再利用を図る構成も可能である。

１…油圧ショベル（建設機械）、 １０…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、 １１…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、 １２…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、 ２２…油圧ポンプ、 ２７…制御弁、 ３１…吐出流路、 ３１ｂ…デリベリホース、 ４１…アキュムレータ、 ４３…回生弁ユニット、 ４７…第２回生流路（回生流路）、 ４７ｂ…回生ホース

Claims (4)

1. 油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する油圧アクチュエータと、
   前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流量及び方向を制御する制御弁と、
   一端側が前記油圧ポンプの吐出側に接続されると共に他端側が前記制御弁に接続された吐出流路と、
   前記油圧アクチュエータから排出された圧油又は前記油圧ポンプから吐出された圧油を回収し、回収した圧油を前記吐出流路に供給するアキュムレータと、
   前記アキュムレータと前記吐出流路との連通／遮断を制御する回生弁ユニットと、
   一端側が前記回生弁ユニットに接続されると共に他端側が前記吐出流路に接続された回生流路とを備えた建設機械であって、
   前記回生弁ユニットは、
   前記アキュムレータと前記回生流路との連通／遮断を制御する切換弁と、
   前記切換弁よりも前記回生流路側に配置され、前記切換弁側から前記回生流路への圧油の流入を許容し前記回生流路から前記切換弁側への圧油の流入を阻止するチェック弁とを有し、
   前記回生流路の長さは、前記油圧ポンプの回転数により定まる圧油の脈動の周波数に基づいた寸法に設定されている
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記油圧ポンプの回転数は、最大回転数である
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項1に記載の建設機械において、
   前記回生流路の一部は、回生ホースで構成されており、
   前記回生ホースは、一端側が前記油圧ポンプに連結されると共に他端側が前記回生弁ユニットに連結される
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記回生流路の一部は、回生ホースで構成されており、
   前記回生ホースは、一端側が前記制御弁に連結されると共に他端側が前記回生弁ユニットに連結される
   ことを特徴とする建設機械。

Images