特許 6270596 ハイブリッド式作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6270596

(24)【登録日】2018年1月12日

(45)【発行日】2018年1月31日

(54)【発明の名称】ハイブリッド式作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20180122BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/00 D

   E02F9/00 N

【請求項の数】3

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-77008(P2014-77008)

(22)【出願日】2014年4月3日

(65)【公開番号】特開2015-197030(P2015-197030A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2016年7月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】特許業務法人広和特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100079441

【弁理士】

【氏名又は名称】広瀬 和彦

(72)【発明者】

【氏名】小島 貢

(72)【発明者】

【氏名】江川 秀二

(72)【発明者】

【氏名】太田 泰典

【審査官】 岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１６９４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６５６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２７２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６７５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２７５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／００−９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に搭載され旋回モータによって旋回する上部旋回体と、該上部旋回体に俯仰動可能に設けられた作業装置とからなり、
前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、
該旋回フレームに左，右方向に延びる横置き状態で設けられた原動機と、
該原動機の左，右方向の一側に設けられ前記原動機によって駆動されることにより前記旋回モータおよび前記作業装置のアクチュエータに向けて圧油を吐出する油圧ポンプと、
前記旋回フレームに設けられ前記旋回モータおよび前記作業装置のアクチュエータに供給される作動油を蓄える作動油タンクと、
前記旋回フレームに設けられ電力を蓄電する蓄電装置と、
該蓄電装置からの電力によって回転し前記原動機による前記油圧ポンプの駆動をアシストするアシスト電動モータと、
前記旋回モータまたは前記作業装置のアクチュエータから前記作動油タンクに戻る戻り油によって回転する回生油圧モータおよび該回生油圧モータにより駆動され前記蓄電装置に蓄えられる電力を発生する回生電動モータを含んで構成された回生ユニットとを備えてなるハイブリッド式作業機械において、
前記作動油タンクは前記油圧ポンプの前側に位置して前記旋回フレームに設けられ、
前記旋回フレームには前記原動機の前側を左，右方向に延びた状態で仕切り部材が立設され、
前記油圧ポンプの前側に設けられた前記仕切り部材と前記作動油タンクとの間には回生ユニット収容空間が形成され、
前記回生ユニットを構成する前記回生油圧モータと前記回生電動モータは、前記回生ユニット収容空間内に左，右方向に並べて配置されていることを特徴とするハイブリッド式作業機械。

【請求項2】

前記旋回フレームには、内部に前記原動機、前記油圧ポンプおよび前記回生ユニットを収容する建屋カバーを設け、該建屋カバーのうち前記回生ユニットに対応する位置には、前記回生ユニットに対するメンテナンス作業を行うときに開，閉されるドアを設ける構成としてなる請求項１に記載のハイブリッド式作業機械。

【請求項3】

前記回生ユニットには、前記旋回モータおよび前記作業装置のアクチュエータから前記作動油タンクに戻る戻り油により駆動され、前記油圧ポンプからの圧油に合流する圧油を吐出する回生アシストポンプを追加して設け、
前記回生油圧モータ、前記回生電動モータおよび前記回生アシストポンプは、前記作動油タンクの近傍に位置して配置する構成としてなる請求項１または２に記載のハイブリッド式作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ショベル、ホイール式油圧ショベル等の作業機械に関し、特に、動力源としてエンジンと電動機（電動モータ）とを併用したハイブリッド式作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、作業機械の代表例である油圧ショベルは、走行用、作業用の動力源としてエンジンを備え、このエンジンによって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出した圧油によって油圧モータ、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを作動させることにより、土砂の掘削作業等を行うものである。

【0003】

ところで、油圧ショベルを用いた土砂の掘削作業は、常にエンジンの最大出力を必要とする作業ばかりではなく、例えばエンジンの最大出力の８割程度の出力で賄える作業も多い。このため、エンジンを小型化すると共に、この小型化したエンジンをアシストするアシスト電動モータと、アシスト電動モータ等に供給される電力を蓄えるバッテリ等の蓄電装置とを備えたハイブリッド式油圧ショベルが提案されている。

【0004】

このハイブリッド式油圧ショベルは、エンジンの出力トルクが油圧ポンプの駆動トルクよりも大きいときには、余剰のトルクによってアシスト電動モータを発電機として駆動し、アシスト電動モータからの発電電力を蓄電装置に蓄える。一方、エンジンの出力トルクが油圧ポンプの駆動トルクよりも小さいときには、蓄電装置からの電力によってアシスト電動モータを電動機として駆動し、エンジンが油圧ポンプを駆動するのをアシスト電動モータによって助勢（アシスト）する。

【0005】

さらに、掘削作業時に作業装置の油圧アクチュエータから作動油タンクへと戻る戻り油によって回転駆動される回生油圧モータと、この回生油圧モータによって駆動される回生電動モータとを備えたハイブリッド式作業機械が提案されている。

【0006】

このハイブリッド式作業機械は、油圧アクチュエータからの戻り油によって回生油圧モータが回転し、この回生油圧モータの回転によって回生電動モータを発電機として駆動するこにより、回生電動モータからの発電電力を蓄電装置に蓄えることができる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４−１６９４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上述した従来技術によるハイブリッド式作業機械は、回生油圧モータが、エンジンに設けられた動力取出装置（ＰＴＯ）に取付けられると共に、回生電動モータが、回生油圧モータから離間した位置で、エンジンに設けられた他の動力取出装置に取付けられる構成となっている。

【0009】

このため、回生油圧モータと回生電動モータとが、エンジンを介して互いに離れた位置に配置されることになり、これら回生油圧モータと回生電動モータに対するメンテナンス作業を行うときの作業性が低下してしまうという問題がある。

【0010】

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、回生油圧モータと回生電動モータとを含んで構成される回生ユニットに対し、メンテナンス作業を行うときの作業性を高めることができるようにしたハイブリッド式作業機械を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述した課題を解決するため本発明は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に搭載され旋回モータによって旋回する上部旋回体と、該上部旋回体に俯仰動可能に設けられた作業装置とからなり、前記上部旋回体は、支持構造体をなす旋回フレームと、該旋回フレームに左，右方向に延びる横置き状態で設けられた原動機と、該原動機の左，右方向の一側に設けられ前記原動機によって駆動されることにより前記旋回モータおよび前記作業装置のアクチュエータに向けて圧油を吐出する油圧ポンプと、前記旋回フレームに設けられ前記旋回モータおよび前記作業装置のアクチュエータに供給される作動油を蓄える作動油タンクと、前記旋回フレームに設けられ電力を蓄電する蓄電装置と、該蓄電装置からの電力によって回転し前記原動機による前記油圧ポンプの駆動をアシストするアシスト電動モータと、前記旋回モータまたは前記作業装置のアクチュエータから前記作動油タンクに戻る戻り油によって回転する回生油圧モータおよび該回生油圧モータにより駆動され前記蓄電装置に蓄えられる電力を発生する回生電動モータを含んで構成された回生ユニットとを備えてなるハイブリッド式作業機械に適用される。

【0012】

そして、請求項１の発明の特徴は、前記作動油タンクは前記油圧ポンプの前側に位置して前記旋回フレームに設けられ、前記旋回フレームには前記原動機の前側を左，右方向に延びた状態で仕切り部材が立設され、前記油圧ポンプの前側に設けられた前記仕切り部材と前記作動油タンクとの間には回生ユニット収容空間が形成され、前記回生ユニットを構成する前記回生油圧モータと前記回生電動モータは、前記回生ユニット収容空間内に左，右方向に並べて配置されていることにある。

【0014】

請求項２の発明は、前記旋回フレームには、内部に前記原動機、前記油圧ポンプおよび前記回生ユニットを収容する建屋カバーを設け、該建屋カバーのうち前記回生ユニットに対応する位置には、前記回生ユニットに対するメンテナンス作業を行うときに開，閉されるドアを設ける構成としたことにある。

【0015】

請求項３の発明は、前記回生ユニットには、前記旋回モータおよび前記作業装置のアクチュエータから前記作動油タンクに戻る戻り油により駆動され、前記油圧ポンプからの圧油に合流する圧油を吐出する回生アシストポンプを追加して設け、前記回生油圧モータ、前記回生電動モータおよび前記回生アシストポンプは、前記作動油タンクの近傍に位置して配置する構成としたことにある。

【発明の効果】

【0016】

請求項１の発明によれば、回生油圧モータと回生電動モータとを含む回生ユニットを、作動油タンクの近傍にまとめて配置することができる。これにより、例えば回生油圧モータと回生電動モータとを、互いに離れた位置に配置する場合に比較して、回生油圧モータに対するメンテナンス作業と、回生電動モータに対するメンテナンス作業とを、共通な１つの作業場所から行うことができる。この結果、回生ユニットに対するメンテナンス作業を行うときの作業性を高めることができる。また、回生ユニットを作動油タンクに近接した位置に配置することにより、回生ユニットと作動油タンクとの間を接続する油路を短くすることができる。この結果、回生ユニットから作動油タンクに戻る戻り油の圧力損失を低減することができ、回生効率を高めることができる。しかも、回生油圧モータと回生電動モータとを左，右方向に並べて配置することにより、油圧ポンプと作動油タンクとの間に形成されるスペース内に、回生油圧モータと回生電動モータとを効率良く配置することができる。

【0018】

請求項２の発明によれば、建屋カバーに設けられたドアを開くことにより、建屋カバーの外部から回生ユニットに対するメンテナンス作業を行うことができ、その作業性を高めることができる。

【0019】

請求項３の発明によれば、回生油圧ポンプから吐出した圧油を、エンジンによって駆動される油圧ポンプから吐出する圧油に合流させることにより、油圧ポンプのポンプ容量を低減することができ、この分、油圧ポンプを駆動するための動力を低減することができる。

【0020】

また、回生ユニットに回生アシストポンプを追加した場合でも、回生油圧モータ、回生電動モータ、回生アシストポンプを、作動油タンクの近傍にまとめて配置することができる。これにより、回生油圧モータ、回生電動モータ、回生アシストポンプに対するメンテナンス作業を、共通な１つの作業場所から行うことができ、回生ユニットに対するメンテナンス作業を行うときの作業性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態によるハイブリッド式作業機械としての油圧ショベルを示す正面図である。

【図2】作業装置を取外した上部旋回体を上方からみた平面図である。

【図3】旋回フレーム上に第１の実施の形態による回生ユニット、エンジン、油圧ポンプ、作動油タンク等を搭載した状態を示す平面図である。

【図4】建屋カバーの右前ドアと右後ドアを開いた状態を右後方からみた斜視図である。

【図5】第１の実施の形態による回生油圧モータ、回生電動モータ、油圧ポンプ等を含む油圧回路図である。

【図6】旋回フレーム上に第２の実施の形態による回生ユニット、エンジン、油圧ポンプ、作動油タンク等を搭載した状態を示す平面図である。

【図7】第２の実施の形態による回生油圧モータ、回生電動モータ、回生アシストポンプ、油圧ポンプ等を含む油圧回路図である。

【図8】第１の実施の形態による回生ユニットの配置の変形例を示す図３と同様な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係る建設機械の実施の形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態を示している。

【0023】

図中、１はハイブリッド式作業機械としての油圧ショベルを示し、該油圧ショベル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上に旋回輪３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置５とにより構成されている。

【0024】

作業装置５は、後述する旋回フレーム６に俯仰動可能に取付けられたブーム５Ａと、該ブーム５Ａの先端側に回動可能に取付けられたアーム（図示せず）と、該アームの先端側に回動可能に取付けられたバケット（図示せず）と、アクチュエータとしてのブームシリンダ５Ｂ、アームシリンダ、バケットシリンダ（いずれも図示せず）とにより構成され、土砂の掘削作業等を行うものである。

【0025】

６は上部旋回体４のベースとなる旋回フレームで、該旋回フレーム６は、図３に示すように、厚肉な平板状に形成され前，後方向に延びた底板６Ａと、該底板６Ａ上に立設され左，右方向で対面しつつ前，後方向に延びた左縦板６Ｂ及び右縦板６Ｃと、左縦板６Ｂから左側方に張出して設けられた複数の左張出しビーム６Ｄと、右縦板６Ｃから右側方に張出して設けられた複数の右張出しビーム６Ｅと、各左張出しビーム６Ｄの先端側に固着され前，後方向に延びた左サイドフレーム６Ｆと、各右張出しビーム６Ｅの先端側に固着され前，後方向に延びた右サイドフレーム６Ｇとにより大略構成されている。

【0026】

旋回フレーム６を構成する左，右の縦板６Ｂ，６Ｃの前端側には、ブーム５Ａの基端部（フート部）が回動可能にピン結合されている。旋回フレーム６の前部左側には、運転室を画成するキャブ７が設けられている。一方、旋回フレーム６の後端側には、作業装置５との重量バランスをとるカウンタウエイト８が設けられている。

【0027】

９はカウンタウエイト８の前側に位置して旋回フレーム６の後部側に配設された原動機としてのエンジンを示している。エンジン９は、クランク軸（図示せず）の軸線が左，右方向に延びる横置き状態で、旋回フレーム６上に配置されている。エンジン９の右側には、後述の油圧ポンプ１４とアシスト電動モータ１５とが取付けられ、これら油圧ポンプ１４とアシスト電動モータ１５とは、エンジン９によって駆動されるものである。

【0028】

１０はエンジン９の左側に位置して旋回フレーム６上に搭載された熱交換装置で、該熱交換装置１０は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ１１、および作動油を冷却するオイルクーラ１２等からなる１つのユニットとして形成されている。そして、熱交換装置１０は、エンジン９に取付けられた冷却ファン９Ａによる冷却風がラジエータ１１、オイルクーラ１２に供給されることにより、エンジン冷却水、作動油等を冷却するものである。

【0029】

１３は熱交換装置１０の前側に位置して旋回フレーム６上に搭載された蓄電装置を示し、該蓄電装置１３は、後述するアシスト電動モータ１５に供給するアシスト用の電力を蓄電するものである。この蓄電装置１３は、例えばリチウムイオン電池により構成され、アシスト電動モータ１５との間で電力の充電・放電を行うものである。

【0030】

１４はアシスト電動モータ１５を挟んでエンジン９の右側に取付けられた油圧ポンプを示している。この油圧ポンプ１４は、エンジン９によって駆動されることにより、油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータに向けて作動用の圧油を吐出するものである。

【0031】

１５は油圧ポンプ１４と共にエンジン９の出力側に取付けられたアシスト電動モータを示している。このアシスト電動モータ１５は、エンジン９と油圧ポンプ１４との間に配置され、アシスト電動モータ１５のモータ軸は、エンジン９の出力軸と油圧ポンプ１４の入力軸とに連結されている。ここで、図５に示すように、アシスト電動モータ１５は、インバータ１６に電気的に接続され、該インバータ１６は蓄電装置１３に電気的に接続されている。

【0032】

アシスト電動モータ１５は、エンジン９によって駆動されることにより発電するもので、アシスト電動モータ１５が発電した交流電力は、インバータ１６により直流電力に変換された状態で蓄電装置１３に蓄えられる。一方、アシスト電動モータ１５は、蓄電装置１３からの電力によって駆動されることにより、エンジン９よる油圧ポンプ１４の駆動を助勢（アシスト）するものである。

【0033】

ここで、インバータ１６は、複数のスイッチング素子を用いて構成され、スイッチング素子のオン／オフを制御することにより、アシスト電動モータ１５の発電時には、アシスト電動モータ１５からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１３に供給する。一方、アシスト電動モータ１５によって油圧ポンプ１４の駆動をアシストするときには、インバータ１６は、蓄電装置１３の直流電力から三相交流電力を生成し、この三相交流電力をアシスト電動モータ１５に供給する。

【0034】

１７はエンジン９の前側を左，右方向に延びた状態で旋回フレーム６に立設された仕切り部材を示している。仕切り部材１７は、エンジン９とアシスト電動モータ１５の前側に配置された中間仕切り板１７Ａと、熱交換装置１０と蓄電装置１３との間に位置して熱交換装置１０の前側に配置された左仕切り板１７Ｂと、油圧ポンプ１４の前側に配置された右仕切り板１７Ｃとにより構成されている。

【0035】

中間仕切り板１７Ａは、エンジン９から発生する熱、騒音がエンジン９の前側から外部に漏れるのを防止している。左仕切り板１７Ｂは、熱交換装置１０から発生する熱が蓄電装置１３に伝わるのを抑え、右仕切り板１７Ｃは、油圧ポンプ１４から発生する熱が後述の作動油タンク２０に伝わるのを抑えるものである。

【0036】

１８は仕切り部材１７の前側に配置されたコントロールバルブを示している。コントロールバルブ１８は、中間仕切り板１７Ａを挟んでエンジン９とは反対側（前側）に配置され、左縦板６Ｂと右縦板６Ｃとの間で旋回フレーム６の底板６Ａ上に設けられている。コントロールバルブ１８は、後述する旋回用方向制御弁３６、ブーム用方向制御弁５５を含む多数の方向制御弁の集合体からなり、油圧ショベル１に搭載された各種の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向を制御するものである。

【0037】

１９はコントロールバルブ１８の前側に配置された旋回モータを示し、該旋回モータ１９は、左，右の縦板６Ｂ，６Ｃ間に位置して旋回フレーム６の底板６Ａ上に設けられている。旋回モータ１９は油圧モータにより構成され、油圧ポンプ１４からの圧油が供給されることにより、下部走行体２上で上部旋回体４を旋回させるものである。ここで、旋回モータ１９には、後述する旋回回生弁４０が一体的に取付けられている。また、旋回モータ１９よりも前側となる旋回フレーム６の底板６Ａ上には、縦板６Ｂ，６Ｃ間に位置して後述のブーム回生弁５９が設けられている。

【0038】

２０は仕切り部材１７を挟んで油圧ポンプ１４の前側に配置された作動油タンクを示し、該作動油タンク２０は、油圧ショベル１に搭載された油圧アクチュエータに供給される作動油を貯溜するものである。ここで、作動油タンク２０は、全体として直方体状をなす製缶構造体として形成され、旋回フレーム６の右縦板６Ｃと右サイドフレーム６Ｇとの間に配置されている。

【0039】

また、図４に示すように、作動油タンク２０の後面２０Ａと右仕切り板１７Ｃとの間には、後述する回生ユニット２５を収容するための回生ユニット収容空間２１が形成されている。一方、作動油タンク２０の前側には、エンジン９に供給される燃料を貯溜する燃料タンク２２が設けられている。

【0040】

次に、本実施の形態に用いられる回生油圧モータ２３および回生電動モータ２４について説明する。

【0041】

２３は油圧ポンプ１４から前側に離間した位置で作動油タンク２０の近傍に隣接して設けられた回生油圧モータを示している。この回生油圧モータ２３は、モータ軸（図示せず）が左，右方向に延びる横置き状態で旋回フレーム６の右張出しビーム６Ｅ上に取付けられている。ここで、回生油圧モータ２３は、旋回モータ１９またはブームシリンダ５Ｂからの戻り油によって回転するものである。

【0042】

２４は回生油圧モータ２３と共に油圧ポンプ１４から前側に離間した位置で作動油タンク２０の近傍に隣接して設けられた回生電動モータを示している。この回生電動モータ２４は、モータ軸（図示せず）が左，右方向に延びる横置き状態で、旋回フレーム６の右張出しビーム６Ｅ上に取付けられている。

【0043】

ここで、回生電動モータ２４のモータ軸は、動力伝達機構（図示せず）を介して回生油圧モータ２３のモータ軸に接続されている。これにより、回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とは、エンジン９から分離した回生ユニット２５を構成し、これら回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とは、油圧ポンプ１４と作動油タンク２０との間、さらに詳しくは、油圧ポンプ１４の前側に設けられた仕切り部材１７の右仕切り板１７Ｃと作動油タンク２０との間に形成された回生ユニット収容空間２１内に、左，右方向に並べて収容されている。

【0044】

一方、図５に示すように、回生電動モータ２４はインバータ２６に電気的に接続され、該インバータ２６は蓄電装置１３に電気的に接続されている。回生電動モータ２４は、回生油圧モータ２３によって駆動されることにより発電するもので、回生電動モータ２４が発電した交流電力は、インバータ２６により直流電力に変換されて蓄電装置１３に蓄えられる。

【0045】

このように、回生ユニット２５を構成する回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とは、油圧ポンプ１４から前側に離間し、かつ作動油タンク２０の近傍に隣合う状態で配置されている。これにより、回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とは、エンジン９から離間した位置にまとめて配置されるので、回生油圧モータ２３に対するメンテナンス作業と、回生電動モータ２４に対するメンテナンス作業とを、共通な１つの作業場所から行うことができる構成となっている。

【0046】

２７はカウンタウエイト８の前側に位置して旋回フレーム６上に設けられた建屋カバーを示している。建屋カバー２７は、その内部にエンジン９、蓄電装置１３、油圧ポンプ１４、アシスト電動モータ１５、回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４等の搭載機器を収容するもので、後述する左側面カバー２８と、上面カバー２９と、エンジンカバー３０と、右側面ドア３１とにより構成されている。

【0047】

２８は建屋カバー２７の左側面を構成する左側面カバーを示し、該左側面カバー２８は、カウンタウエイト８の左端部とキャブ７との間に設けられている。この左側面カバー２８は、左サイドフレーム６Ｆから上方に立上り、左サイドフレーム６Ｆに沿って前，後方向に延びている。左側面カバー２８は、熱交換装置１０、蓄電装置１３等を左側方から開，閉可能に覆っている。

【0048】

２９は建屋カバー２７の上面を構成する上面カバーを示している。上面カバー２９は、左側面カバー２８の上端部と、後述する右側面ドア３１の上端部との間を左，右方向に延び、エンジン９、熱交換装置１０等の搭載機器を上方から覆っている。上面カバー２９の中央部には、作業用の開口部（図示せず）が形成され、この開口部はエンジンカバー３０によって開，閉可能に覆われている。従って、エンジン９、熱交換装置１０に対するメンテナンス作業を行うときには、作業者は、エンジンカバー３０を開き、作業用開口を通じて建屋カバー２７内にアクセス可能になっている。

【0049】

３１は建屋カバー２７の右側面を構成する右側面ドアを示し、該右側面ドア３１は、カウンタウエイト８の右端部と燃料タンク２２との間に設けられている。ここで、右側面ドア３１は、カウンタウエイト８側に位置し油圧ポンプ１４等を右側方から覆う右後側面ドア３１Ａと、燃料タンク２２側に位置し回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４を右側方から覆う右前側面ドア３１Ｂとにより構成されている。

【0050】

この場合、右後側面ドア３１Ａの後端部は、旋回フレーム６に設けられたサポート部材にヒンジ機構（いずれも図示せず）を介して回動可能に支持され、右後側面ドア３１Ａの前端側はヒンジ機構を中心として水平方向に開，閉する。一方、右前側面ドア３１Ｂの前端部は、例えば燃料タンク２２の後面にヒンジ機構（図示せず）を介して回動可能に支持され、右前側面ドア３１Ｂの後端側はヒンジ機構を中心として水平方向に開，閉する（図４参照）。

【0051】

従って、右後側面ドア３１Ａおよび右前側面ドア３１Ｂを開くことにより、回生ユニット収容空間２１を外部に開放することができ、この回生ユニット収容空間２１内に収容された回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４に対するメンテナンス作業を行うときの作業性を高めることができる。

【0052】

次に、本実施の形態による回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４等を含む油圧回路について図５を参照して説明する。

【0053】

上部旋回体４に設けられた油圧ポンプ１４は、作動油タンク２０と共に油圧源を構成し、作動油タンク２０内の作動油を高圧の圧油としてデリベリ管路１４Ａに吐出する。油圧ポンプ１４からデリベリ管路１４Ａに吐出した圧油は、コントロールバルブ１８を構成する後述の旋回用方向制御弁３６、ブーム用方向制御弁５５等を介して旋回モータ１９、ブームシリンダ５Ｂ等に供給される。

【0054】

コントロールバルブ１８内には、デリベリ管路１４Ａと戻し管路３２Ａ（作動油タンク２０）との間を接続するセンタバイパス管路３２が設けられ、該センタバイパス管路３２には、後述の旋回用方向制御弁３６、ブーム用方向制御弁５５がパラレル接続で設けられている。旋回用方向制御弁３６の上流側には、センタバイパス管路３２から分岐する分岐管路３３Ａが設けられ、該分岐管路３３Ａは旋回用方向制御弁３６の高圧側ポートに接続されている。また、ブーム用方向制御弁５５の上流側には他の分岐管路３３Ｂが設けられ、該分岐管路３３Ｂはブーム用方向制御弁５５の高圧側ポートに接続されている。さらに、旋回用方向制御弁３６と戻し管路３２Ａとの間には、旋回モータ１９からの戻り油を作動油タンク２０に環流させるタンク管路３４Ａが設けられ、ブーム用方向制御弁５５と戻し管路３２Ａとの間には、ブームシリンダ５Ｂからの戻り油を作動油タンク２０に環流させるタンク管路３４Ｂが設けられている。

【0055】

旋回モータ１９と旋回用方向制御弁３６との間には、旋回モータ１９に対して圧油を給排する一対の主管路３５Ａ，３５Ｂが接続され、各主管路３５Ａ，３５Ｂは、旋回用方向制御弁３６の切換位置に応じて分岐管路３３Ａまたはタンク管路３４Ａに接続される。

【0056】

３６はセンタバイパス管路３２に接続された旋回用方向制御弁で、該旋回用方向制御弁３６は、コントロールバルブ１８を構成する多数の方向制御弁の１つである。この旋回用方向制御弁３６は、パイロット部３６Ａ，３６Ｂを有する６ポート３位置の方向制御弁からなり、キャブ７内に配置された油圧パイロット弁の操作レバー（図示せず）に対する操作に応じてパイロット部３６Ａ，３６Ｂにパイロット管路３６Ａ１，３６Ｂ１を通じてパイロット圧が供給されることにより、旋回モータ１９に対する圧油の給排を停止する中立位置（Ａ）と、旋回モータ１９に対して圧油を給排する切換位置（Ｂ），（Ｃ）とに切換えられる。

【0057】

３７Ａ，３７Ｂは主管路３５Ａ，３５Ｂの途中に接続されたメイクアップ用の一対のチェック弁を示している。各チェック弁３７Ａ，３７Ｂは、旋回モータ１９が慣性回転を行うことにより主管路３５Ａまたは３５Ｂ内が負圧になると、タンク管路３８を通じて主管路３５Ａ，３５Ｂ内に作動油タンク２０内の作動油を補給する。

【0058】

３９Ａ，３９Ｂは主管路３５Ａ，３５Ｂの途中に接続された一対のリリーフ弁を示している。各リリーフ弁３９Ａ，３９Ｂは、旋回モータ１９が慣性回転を行うことにより一方の主管路３５Ａ（３５Ｂ）内に過剰圧が発生するとこの過剰圧をリリーフし、油圧機器を保護する機能を有している。

【0059】

４０は旋回モータ１９と旋回用方向制御弁３６との間に位置して主管路３５Ａ，３５Ｂの途中に設けられた旋回回生弁を示し、該旋回回生弁４０は、旋回モータ１９が慣性回転を行うときに、旋回モータ１９のポンプ作用によって吐出される圧油（旋回モータ１９からの戻り油）を回生油圧モータ２３に供給するものである。旋回回生弁４０は、後述の各チェック弁４２Ａ，４２Ｂ、旋回回生メイン切換弁４５、旋回回生パイロット弁４９、電磁パイロット弁５１を含んで構成されている。

【0060】

４１は主管路３５Ａと主管路３５Ｂとに接続された接続管路を示し、該接続管路４１の途中には、主管路３５Ａ，３５Ｂから接続管路４１に向かう圧油の流れを許し、逆向きの流れを阻止する一対のチェック弁４２Ａ，４２Ｂが接続されている。各チェック弁４２Ａ，４２Ｂ間に位置する接続管路４１の途中には、旋回回生管路４３の一端側が接続部４３Ａにおいて接続され、旋回回生管路４３の他端側は、後述するブーム回生管路６８に接続されている。旋回回生管路４３の途中には、回生油圧モータ２３に向かう圧油の流れを許し、逆向きの流れを阻止するチェック弁４４が接続されている。

【0061】

４５は旋回回生管路４３の途中に設けられた旋回回生メイン切換弁を示し、該旋回回生メイン切換弁４５は、接続管路４１と旋回回生管路４３との接続部４３Ａと、チェック弁４４との間に接続されている。ここで、旋回回生メイン切換弁４５は、２ポート２位置の切換弁からなり、常時は遮断位置（Ａ）を保持して旋回回生管路４３を遮断し、パイロット部４５Ａにパイロット圧が供給されることにより連通位置（Ｂ）に切換えられ、旋回回生管路４３を連通させる。旋回回生メイン切換弁４５のパイロット部４５Ａと旋回回生管路４３との間は、パイロット管路４６を介して接続され、パイロット管路４６の途中には一方向絞り弁４７が設けられている。

【0062】

４８は接続管路４１と旋回回生管路４３との間を接続するバイパス管路を示し、該バイパス管路４８の一端側は、接続部４８Ａにおいて接続管路４１に接続され、バイパス管路４８の他端側は、チェック弁４４と旋回回生メイン切換弁４５との間で旋回回生管路４３に接続されている。

【0063】

４９はバイパス管路４８の途中に接続された旋回回生パイロット弁を示している。この旋回回生パイロット弁４９は２ポート２位置の切換弁からなり、常時は遮断位置（Ａ）を保持してバイパス管路４８を遮断する。一方、旋回回生パイロット弁４９は、パイロット部４９Ａにパイロット圧が供給されることにより連通位置（Ｂ）に切換えられ、絞り４９Ｂを介してバイパス管路４８を連通させる。

【0064】

バイパス管路４８と旋回回生パイロット弁４９のパイロット部４９Ａとの間はパイロット管路５０を介して接続され、該パイロット管路５０の途中には３ポート２位置の電磁パイロット弁５１が接続されている。この電磁パイロット弁５１は、常時は遮断位置（Ａ）を保持することにより、パイロット管路５０を遮断すると共に旋回回生パイロット弁４９のパイロット部４９Ａを作動油タンク２０に接続する。また、電磁パイロット弁５１のパイロット部５１Ａには、回生弁用パイロット管路５２が接続され、電磁パイロット弁５１は、コントローラ（図示せず）からの制御信号に応じて回生弁用パイロット管路５２を通じてパイロット圧が供給されることにより、連通位置（Ｂ）に切換えられ、パイロット管路５０を連通させる。

【0065】

旋回用方向制御弁３６のパイロット部３６Ａ，３６Ｂに供給されるパイロット圧の圧力は、圧力センサ５３Ａ，５３Ｂによって検出され、主管路３５Ａ，３５Ｂ内の圧力は、圧力センサ５３Ｃ，５３Ｄによって検出される。コントローラ（図示せず）は、これら圧力センサ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ、後述する圧力センサ７６Ｃからの検出信号に基づいて、旋回回生弁４０の電磁パイロット弁５１を制御する。

【0066】

一方、作業装置５を構成するブームシリンダ５Ｂと後述するブーム用方向制御弁５５との間には、ブームシリンダ５Ｂのボトム側油室５Ｂ１、ロッド側油室５Ｂ２に対して圧油を給排する一対の主管路５４Ａ，５４Ｂが接続されている。各主管路５４Ａ，５４Ｂは、ブーム用方向制御弁５５の切換位置に応じて分岐管路３３Ｂまたはタンク管路３４Ｂに接続される。

【0067】

５５は旋回用方向制御弁３６よりも下流側でセンタバイパス管路３２に接続されたブーム用方向制御弁を示し、該ブーム用方向制御弁５５も、コントロールバルブ１８を構成する多数の方向制御弁の１つである。このブーム用方向制御弁５５は、パイロット部５５Ａ，５５Ｂを有する６ポート３位置の方向制御弁からなり、キャブ７内に配置された油圧パイロット弁の操作レバー（図示せず）に対する操作に応じてパイロット部５５Ａ，５５Ｂに後述のパイロット管路７４，７５を通じてパイロット圧が供給されることにより、ブームシリンダ５Ｂに対する圧油の給排を停止する中立位置（Ａ）と、ブームシリンダ５Ｂに対して圧油を給排する切換位置（Ｂ），（Ｃ）とに切換えられる。

【0068】

５６Ａ，５６Ｂは主管路５４Ａ，５４Ｂと戻し管路３２Ａとの間にそれぞれ設けられたメイクアップ用の一対のチェック弁を示している。各チェック弁５６Ａ，５６Ｂは、主管路５４Ａまたは５４Ｂ内が負圧になると、戻し管路３２Ａを通じて主管路５４Ａ，５４Ｂ内に作動油タンク２０内の作動油を補給するものである。

【0069】

５７Ａ，５７Ｂは主管路５４Ａ，５４Ｂと戻し管路３２Ａとの間にそれぞれ設けられた一対のリリーフ弁を示し、各リリーフ弁５７Ａ，５７Ｂは、主管路５４Ａ，５４Ｂ内に過剰圧が発生したときにこの過剰圧をリリーフし、油圧機器を保護する機能を有している。

【0070】

５８は主管路５４Ａの途中に設けられたパイロット操作式のチェック弁を示している。このチェック弁５８は、後述のチェック弁用パイロット管路７４Ｂに接続され、このチェック弁用パイロット管路７４Ｂを通じてパイロット圧が供給されないときには、ブームシリンダ５Ｂからブーム用方向制御弁５５に向かう圧油の流れを阻止し、チェック弁用パイロット管路７４Ｂを通じてパイロット圧が供給されたときには、ブームシリンダ５Ｂからブーム用方向制御弁５５に向かう圧油の流れを許すものである。

【0071】

５９は主管路５４Ａ，５４Ｂの途中に設けられたブーム回生弁を示している。ブーム回生弁５９は、ブームシリンダ５Ｂを縮小させてブーム５Ａを下向きに回動させたときに、ブームシリンダ５Ｂのボトム側油室５Ｂ１から排出される圧油（ブームシリンダ５Ｂからの戻り油）を回生油圧モータ２３に供給するものである。ここで、ブーム回生弁５９は、後述の管路切換弁６０、制御弁戻し弁６１、連通弁６４、残圧調整弁６７、回生切換弁７０を含んで構成されている。

【0072】

６０は主管路５４Ｂの途中に設けられた管路切換弁を示している。この管路切換弁６０は、パイロット部６０Ａを有する３ポート２位置の切換弁からなり、主管路５４Ｂと戻し管路３２Ａとに接続されている。管路切換弁６０のパイロット部６０Ａは、後述の切換弁用パイロット管路７４Ｇに接続されている。そして、管路切換弁６０は、常時は主管路５４Ｂを連通させる連通位置（Ａ）を保持し、切換弁用パイロット管路７４Ｇを通じてパイロット部６０Ａにパイロット圧が供給されることにより切換位置（Ｂ）に切換り、主管路５４Ｂを戻し管路３２Ａに接続するものである。

【0073】

６１は主管路５４Ａの途中に設けられた制御弁戻し弁を示し、該制御弁戻し弁６１は、パイロット部６１Ａを有する３ポート２位置の切換弁からなっている。この制御弁戻し弁６１は、主管路５４Ａの途中に接続されると共に、一端側が主管路５４Ｂに接続された接続管路６２の他端側に接続されている。制御弁戻し弁６１のパイロット部６１Ａは、後述の戻し弁用パイロット管路７４Ｃに接続されている。そして、制御弁戻し弁６１は、常時は連通位置（Ａ）を保持し、主管路５４Ａを連通させると共に、主管路５４Ａを流通する圧油の一部をチェック弁６１Ｂを介して接続管路６２へと導く。また、制御弁戻し弁６１は、戻し弁用パイロット管路７４Ｃを通じてパイロット部６１Ａにパイロット圧が供給されることにより絞り位置（Ｂ）に切換えられ、絞り６１Ｃを介して主管路５４Ａを連通させる。

【0074】

６３は主管路５４Ａ，５４Ｂ間を接続して設けられた連通管路を示し、６４は連通管路６３の途中に設けられた連通弁を示している。連通弁６４は、パイロット部６４Ａを有する２ポート２位置の切換弁からなり、連通弁６４のパイロット部６４Ａは、後述の連通弁用パイロット管路７４Ｄに接続されている。そして、連通弁６４は、常時は連通管路６３を遮断する遮断位置（Ａ）を保持し、連通弁用パイロット管路７４Ｄを通じてパイロット部６４Ａにパイロット圧が供給されることにより連通位置（Ｂ）に切換り、連通管路６３を連通させるものである。また、連通管路６３の途中には、連通弁６４から主管路５４Ｂに向かう圧油の流れを許し、逆向きの流れを阻止するチェック弁６５が設けられている。

【0075】

６６は一端側が主管路５４Ｂに接続されたタンク管路を示し、該タンク管路６６の他端側は戻し管路３２Ａに接続されている。タンク管路６６の途中には、残圧調整弁６７が接続されている。残圧調整弁６７は、パイロット部６７Ａを有する２ポート２位置の切換弁からなり、残圧調整弁６７のパイロット部６７Ａは、後述の調整弁用パイロット管路７４Ｅに接続されている。そして、残圧調整弁６７は、常時はタンク管路６６を遮断する遮断位置（Ａ）を保持し、調整弁用パイロット管路７４Ｅを通じてパイロット部６７Ａにパイロット圧が供給されることにより連通位置（Ｂ）に切換えられ、タンク管路６６を連通させるものである。

【0076】

６８は一端側が制御弁戻し弁６１とブームシリンダ５Ｂとの間で主管路５４Ａに接続されたブーム回生管路を示し、該ブーム回生管路６８の他端側は回生油圧モータ２３に接続されている。回生油圧モータ２３と作動油タンク２０との間はタンク管路６９を介して接続されている。ブーム回生管路６８の途中には、回生切換弁７０が接続されている。回生切換弁７０は、パイロット部７０Ａを有する２ポート２位置の切換弁からなり、回生切換弁７０のパイロット部７０Ａは、後述の回生弁用パイロット管路７４Ｆに接続されている。そして、回生切換弁７０は、常時はブーム回生管路６８を遮断する遮断位置（Ａ）を保持し、回生弁用パイロット管路７４Ｆを通じてパイロット部７０Ａにパイロット圧が供給されることにより連通位置（Ｂ）に切換えられ、絞り７０Ｂを介してブーム回生管路６８を連通させるものである。

【0077】

また、ブーム回生管路６８の途中には、回生切換弁７０から回生油圧モータ２３に向かう圧油の流れを許し、逆向きの流れを阻止するチェック弁７１が設けられている。さらに、制御弁戻し弁６１をバイパスして主管路５４Ａとブーム回生管路６８との間を接続するバイパス管路７２が設けられている。バイパス管路７２の途中には、主管路５４Ａからブーム回生管路６８に向かう圧油の流れを許し、逆向きの流れを阻止するチェック弁７３が設けられている。

【0078】

７４，７５はブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ａ，５５Ｂに接続されたパイロット管路を示している。これらパイロット管路７４，７５は、キャブ７内に配置された操作レバー（図示せず）の操作に応じて、ブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ａ，５５Ｂにパイロット圧を供給するものである。

【0079】

ここで、パイロット管路７４は、ブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ａに接続される方向制御弁用パイロット管路７４Ａと、チェック弁５８に接続されるチェック弁用パイロット管路７４Ｂと、制御弁戻し弁６１のパイロット部６１Ａに接続される戻し弁用パイロット管路７４Ｃと、連通弁６４のパイロット部６４Ａに接続される連通弁用パイロット管路７４Ｄと、残圧調整弁６７のパイロット部６７Ａに接続される調整弁用パイロット管路７４Ｅと、回生切換弁７０のパイロット部７０Ａに接続される回生弁用パイロット管路７４Ｆと、管路切換弁６０のパイロット部６０Ａに接続される切換弁用パイロット管路７４Ｇとに分岐している。従って、ブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ａに方向制御弁用パイロット管路７４Ａを通じてパイロット圧が供給されたときには、チェック弁５８、および制御弁戻し弁６１，連通弁６４，残圧調整弁６７，回生切換弁７０，管路切換弁６０のパイロット部６１Ａ，６４Ａ，６７Ａ，７０Ａ，６０Ａに対し、コントローラからの制御信号に応じてパイロット圧が供給される構成となっている。

【0080】

ブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ａに供給されるパイロット圧の圧力は、圧力センサ７４Ｈによって検出され、主管路５４Ａ，５４Ｂ内の圧力は、圧力センサ７６Ａ，７６Ｂによって検出され、回生油圧モータ２３の流入側の圧力は圧力センサ７６Ｃによって検出される。コントローラ（図示せず）は、これら圧力センサ７４Ｈ，７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃからの検出信号に基づいて、ブーム回生弁５９の管路切換弁６０、制御弁戻し弁６１、連通弁６４、残圧調整弁６７、回生切換弁７０を制御する。

【0081】

本実施の形態によるハイブリッド式の油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、油圧ショベル１のエンジン９を作動させると、エンジン９によって油圧ポンプ１４とアシスト電動モータ１５が駆動される。油圧ポンプ１４は、作動油タンク２０内の作動油を吸込んで加圧し、各種の油圧アクチュエータに向けて吐出する。これにより、油圧ショベル１は、下部走行体２による走行動作、上部旋回体４の旋回動作、作業装置５による掘削作業等を行う。

【0082】

この場合、エンジン９の出力トルクが油圧ポンプ１４の駆動トルクよりも大きいときには、余剰トルクによってアシスト電動モータ１５が発電機として駆動される。これにより、アシスト電動モータ１５は交流電力を発生し、この交流電力はインバータ１６により直流電力に変換され、蓄電装置１３に蓄えられる。

【0083】

一方、エンジン９の出力トルクが油圧ポンプ１４の駆動トルクよりも小さいときには、アシスト電動モータ１５は、蓄電装置１３からの電力によって電動機として駆動される。これにより、エンジン９が油圧ポンプ１４を駆動するのをアシスト電動モータ１５によって助勢（アシスト）することができる。

【0084】

ここで、本実施の形態による油圧ショベル１は、上部旋回体４が下部走行体２上で慣性回転するときに、旋回モータ１９から作動油タンク２０に戻る戻り油を利用して回生油圧モータ２３を駆動する旋回回生動作と、作業装置５のブーム５Ａが下向きに回動するときに、ブームシリンダ５Ｂのボトム側油室５Ｂ１から作動油タンク２０に戻る戻り油を利用して回生油圧モータ２３を駆動するブーム回生動作とを行うようになっている。

【0085】

そこで、上部旋回体４の慣性回転時に、旋回モータ１９からの戻り油を利用して回生油圧モータ２３を駆動する旋回回生動作について説明する。

【0086】

まず、上部旋回体４が下部走行体２上で旋回動作を行う状態において、旋回用方向制御弁３６が切換位置（Ｂ）または（Ｃ）から中立位置（Ａ）に切換えられると、上部旋回体４が下部走行体２上で慣性回転を行う。これにより、旋回モータ１９は慣性回転によるポンプ作用を行い、主管路３５Ａ，３５Ｂの一方に圧油を吐出する。この圧油はチェック弁４２Ａまたはチェック弁４２Ｂを通じて接続管路４１内に流入する。

【0087】

このとき、電磁パイロット弁５１のパイロット部５１Ａに対し、コントローラ（図示せず）からの制御信号に応じてパイロット圧が供給され、電磁パイロット弁５１は連通位置（Ｂ）に切換えられる。これにより、接続管路４１内に流入した圧油は、パイロット管路５０を通じて旋回回生パイロット弁４９のパイロット部４９Ａに供給される。従って、旋回回生パイロット弁４９が連通位置（Ｂ）に切換り、接続管路４１内の圧油は、旋回回生パイロット弁４９の絞り４９Ｂを通過し、バイパス管路４８、パイロット管路４６を通じて旋回回生メイン切換弁４５のパイロット部４５Ａに供給される。

【0088】

これにより、旋回回生メイン切換弁４５が連通位置（Ｂ）に切換えられ、接続管路４１内に流入した圧油は、旋回回生管路４３、ブーム回生管路６８等を通じて回生油圧モータ２３に供給される。この結果、旋回モータ１９からの戻り油を利用して回生油圧モータ２３を回転させることができ、この回生油圧モータ２３によって回生電動モータ２４を駆動することができる。回生電動モータ２４によって発電された交流電力は、インバータ２６により直流電力に変換され、蓄電装置１３に蓄えられる。

【0089】

次に、作業装置５のブーム５Ａを上向きに回動させるときのブームシリンダ５Ｂの作動について説明する。

【0090】

ブーム５Ａを上向きに回動させるためにブームシリンダ５Ｂを伸長させる場合には、キャブ７内に配置された操作レバー（図示せず）の操作に応じて、ブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ｂにパイロット圧が供給され、ブーム用方向制御弁５５は切換位置（Ｃ）に切換えられる。

【0091】

これにより、油圧ポンプ１４からの圧油は、ブーム用方向制御弁５５、主管路５４Ａ、バイパス管路７２等を通じてブームシリンダ５Ｂのボトム側油室５Ｂ１に供給される。一方、ブームシリンダ５Ｂのロッド側油室５Ｂ２内の圧油は、主管路５４Ｂ、管路切換弁６０、ブーム用方向制御弁５５、戻し管路３２Ａ等を通じて作動油タンク２０に環流する。この結果、ブームシリンダ５Ｂは伸長し、ブーム５Ａは上向きに回動動作を行う。

【0092】

次に、ブーム５Ａを下向きに回動させるときのブームシリンダ５Ｂの作動について説明する。

【0093】

ブーム５Ａを下向きに回動させるためにブームシリンダ５Ｂを縮小させる場合には、キャブ７内に配置された操作レバーの操作に応じて、ブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ａにパイロット圧が供給され、ブーム用方向制御弁５５は切換位置（Ｂ）に切換えられる。このとき、チェック弁用パイロット管路７４Ｂを通じてチェック弁５８にパイロット圧が供給されることにより、パイロット操作式のチェック弁５８が開弁する。一方、管路切換弁６０のパイロット部６０Ａに対し、コントローラ（図示せず）からの制御信号に応じてパイロット圧が供給され、管路切換弁６０は切換位置（Ｂ）に切換えられる。

【0094】

これにより、油圧ポンプ１４から吐出した圧油は、ブームシリンダ５Ｂに供給されることなく、ブーム用方向制御弁５５、管路切換弁６０、戻し管路３２Ａを通じて作動油タンク２０に排出される。

【0095】

この状態において、ブームシリンダ５Ｂが自重によって縮小すると、ボトム側油室５Ｂ１内の圧油が主管路５４Ａに排出され、この圧油は、主管路５４Ａから制御弁戻し弁６１を通過した後、ブームシリンダ５Ｂのロッド側油室５Ｂ２に向かう流れと、作動油タンク２０に向かう流れに分かれる。

【0096】

即ち、制御弁戻し弁６１のチェック弁６１Ｂを通過した圧油は、接続管路６２を介して主管路５４Ｂに導かれ、該主管路５４Ｂを通じてブームシリンダ５Ｂのロッド側油室５Ｂ２に流入する。一方、制御弁戻し弁６１を通って主管路５４Ａに導かれた圧油は、チェック弁５８、ブーム用方向制御弁５５、タンク管路３４Ｂ、戻し管路３２Ａ等を通じて作動油タンク２０に排出される。この結果、ブームシリンダ５Ｂは縮小し、ブームシリンダ５Ｂ（ボトム側油室５Ｂ１）からの戻り油は、回生油圧モータ２３に供給されることなく作動油タンク２０に環流する。

【0097】

次に、ブーム５Ａが下向きに回動するときに、ブームシリンダ５Ｂのボトム側油室５Ｂ１からの戻り油を利用して回生油圧モータ２３を駆動するブーム回生動作について説明する。

【0098】

ブームシリンダ５Ｂのボトム側油室５Ｂ１からの戻り油を利用してブーム回生動作を行う場合には、キャブ７内に配置された操作レバーの操作に応じて、ブーム用方向制御弁５５のパイロット部５５Ａにパイロット圧が供給され、ブーム用方向制御弁５５は切換位置（Ｂ）に切換えられる。このとき、チェック弁用パイロット管路７４Ｂを通じてチェック弁５８にパイロット圧が供給されることにより、パイロット操作式のチェック弁５８が開弁する。一方、管路切換弁６０のパイロット部６０Ａに対し、コントローラ（図示せず）からの制御信号に応じてパイロット圧が供給され、管路切換弁６０は切換位置（Ｂ）に切換えられる。

【0099】

これにより、油圧ポンプ１４から吐出した圧油は、ブームシリンダ５Ｂに供給されることなく、ブーム用方向制御弁５５、管路切換弁６０、戻し管路３２Ａを通じて作動油タンク２０に排出される。

【0100】

一方、制御弁戻し弁６１、連通弁６４、回生切換弁７０のパイロット部６１Ａ，６４Ａ，７０Ａに対し、それぞれコントローラ（図示せず）からの制御信号に応じてパイロット圧が供給される。これにより、制御弁戻し弁６１は絞り位置（Ｂ）に切換えられ、連通弁６４は連通位置（Ｂ）に切換えられ、回生切換弁７０は連通位置（Ｂ）に切換えられる。

【0101】

この状態において、ブームシリンダ５Ｂが自重によって縮小すると、ボトム側油室５Ｂ１内の圧油が主管路５４Ａに排出され、この圧油は、連通管路６３を通じてブームシリンダ５Ｂのロッド側油室５Ｂ２に向かう流れと、ブーム回生管路６８を通じて回生油圧モータ２３に向かう流れに分かれる。

【0102】

即ち、主管路５４Ａから連通管路６３に導かれた圧油は、連通弁６４、主管路５４Ｂを通じてブームシリンダ５Ｂのロッド側油室５Ｂ２に流入し、ボトム側油室５Ｂ１の圧力が増大する。一方、主管路５４Ａからブーム回生管路６８に導かれた圧油は、回生切換弁７０、ブーム回生管路６８を通じて回生油圧モータ２３に供給される。この結果、ブームシリンダ５Ｂは縮小し、同時にブームシリンダ５Ｂからの戻り油を利用して回生油圧モータ２３を回転させ、この回生油圧モータ２３によって回生電動モータ２４を駆動することができる。そして、回生電動モータ２４によって発電された交流電力は、インバータ２６により直流電力に変換され、蓄電装置１３に蓄えられる。

【0103】

なお、主管路５４Ａからブーム回生管路６８に導かれる圧油の一部は、制御弁戻し弁６１、主管路５４Ａ、チェック弁５８、ブーム用方向制御弁５５、タンク管路３４Ｂ、戻し管路３２Ａを通じて作動油タンク２０に排出される。また、上述したブーム回生動作が終了した後には、残圧調整弁６７のパイロット部６７Ａに対し、コントローラからの制御信号に応じてパイロット圧が供給される。これにより、残圧調整弁６７が連通位置（Ｂ）に切換えられ、ブームシリンダ５Ｂのロッド側油室５Ｂ２内の残圧（こもり圧）を、タンク管路６６、戻し管路３２Ａを通じて作動油タンク２０に排出することができる。

【0104】

このようにして、本実施の形態による油圧ショベル１は、上部旋回体４が下部走行体２上で慣性回転するときには、旋回モータ１９から作動油タンク２０に戻る戻り油を利用して回生油圧モータ２３を駆動する旋回回生動作を行うことができる。一方、作業装置５のブーム５Ａが下向きに回動するときには、ブームシリンダ５Ｂのボトム側油室５Ｂ１から作動油タンク２０に戻る戻り油を利用して回生油圧モータ２３を駆動するブーム回生動作を行うことができる。なお、ブーム回生動作によって得られる回生エネルギは、旋回回生動作によって得られる回生エネルギよりも大きいため、ブーム回生動作は旋回回生動作に優先して行なわれる構成となっている。

【0105】

ここで、本実施の形態によれば、上部旋回体４に搭載される回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とを、油圧ポンプ１４よりも前側に離間し、かつ作動油タンク２０の近傍位置にまとめて配置している。これにより、回生油圧モータ２３に対するメンテナンス作業と、回生電動モータ２４に対するメンテナンス作業とを、共通な１つの作業場所から行うことができる。この結果、回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とを含む回生ユニット２５に対するメンテナンス作業の作業性を高めることができる。

【0106】

しかも、回生ユニット２５を作動油タンク２０に近接した位置に配置することにより、回生油圧モータ２３と作動油タンク２０との間を接続するタンク管路６９を短くできるので、回生油圧モータ２３から作動油タンク２０に戻る戻り油の圧力損失を低減し、回生効率を高めることができる。

【0107】

また、回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とを左，右方向に並べて配置することにより、油圧ポンプ１４と作動油タンク２０との間に形成される回生ユニット収容空間２１内に、回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とを効率良く配置することができる。

【0108】

さらに、本実施の形態による油圧ショベル１は、建屋カバー２７のうち回生ユニット２５に対応する位置に配置された右側面ドア３１を、油圧ポンプ１４等を右側方から開，閉可能に覆う右後側面ドア３１Ａと、回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４を右側方から開，閉可能に覆う右前側面ドア３１Ｂとにより構成している。これにより、回生ユニット２５に対するメンテナンスを行うときには、右後側面ドア３１Ａおよび右前側面ドア３１Ｂを開くことにより、回生ユニット収容空間２１を外部に開放することができる。この結果、回生ユニット収容空間２１内に収容された回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４に対するメンテナンスの作業性を高めることができる。

【0109】

次に、図６および図７は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、旋回装置または作業装置から作動油タンクに戻る戻り油により駆動される回生アシストポンプを、回生ユニットに追加して設けたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。

【0110】

図において、７７は本実施の形態に適用される回生ユニットを示し、この回生ユニット７７は、第１の実施の形態による回生ユニット２５を構成する回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４に加え、後述する回生油圧ポンプ７８を追加したものである。

【0111】

７８は回生ユニット７７を構成する回生油圧ポンプを示している。この回生油圧ポンプ７８は、可変容量型の油圧ポンプからなり、回生油圧モータ２３によって駆動されることにより圧油を吐出し、この圧油を油圧ポンプ１４から吐出した圧油に合流させるものである。

【0112】

ここで、図６に示すように、回生油圧ポンプ７８は、回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４と共に、油圧ポンプ１４から前側に離間した位置で作動油タンク２０の近傍に隣合う状態で設けられている。また、回生油圧ポンプ７８のポンプ軸は、動力伝達機構（図示せず）を介して回生油圧モータ２３のモータ軸に接続されている。これにより、回生油圧モータ２３と、回生電動モータ２４と、回生油圧ポンプ７８とは、エンジン９から分離した回生ユニット７７を構成し、これら回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４、回生油圧ポンプ７８は、油圧ポンプ１４と作動油タンク２０との間、さらに詳しくは、油圧ポンプ１４の前側に設けられた仕切り部材１７の右仕切り板１７Ｃと作動油タンク２０との間に形成された回生ユニット収容空間２１内に、左，右方向に並べて収容されている。

【0113】

一方、図７に示すように、回生油圧ポンプ７８の吐出側は、合流管路７９を介してデリベリ管路１４Ａに接続され、回生油圧ポンプ７８と作動油タンク２０との間は吸込管路８０を介して接続されている。合流管路７９の途中には合流弁８１が接続されている。合流弁８１は、パイロット部８１Ａを有する２ポート２位置の切換弁からなり、常時は遮断位置（Ａ）を保持して合流管路７９を遮断し、パイロット部８１Ａにパイロット信号が供給されることにより連通位置（Ｂ）に切換えられ、絞り８１Ｂを介して合流管路７９を連通させる。なお、合流管路７９の途中には、デリベリ管路１４Ａと合流弁８１との間に位置して逆止弁８２が設けられている。逆止弁８２は、回生油圧ポンプ７８からデリベリ管路１４Ａに向かう圧油の流れを許し、逆向きの流れを阻止するものである。

【0114】

本実施の形態による油圧ショベルは、上述の如き回生油圧ポンプ７８が追加された回生ユニット７７を備えるもので、第１の実施の形態と同様に、上部旋回体４の慣性回転時に旋回モータ１９から排出された圧油、あるいはブームシリンダ５Ｂの縮小時にボトム側油室５Ｂ１から排出された圧油が、旋回回生管路４３、ブーム回生管路６８等を通じて回生油圧モータ２３に供給されることにより、回生油圧モータ２３が回転する。これにより、回生油圧モータ２３によって回生電動モータ２４と回生油圧ポンプ７８が駆動され、回生電動モータ２４は、蓄電装置１３に蓄えられる電力を発電し、回生油圧ポンプ７８は、作動油タンク２０内の作動油を圧油として吐出する。

【0115】

このとき、コントローラ（図示せず）は、回生油圧ポンプ７８から吐出した圧油を、油圧ポンプ１４から吐出する圧油に合流させるか否かを判断し、合流させる場合には、合流弁８１に対してパイロット信号を出力する。これにより、合流弁８１が連通位置（Ｂ）に切換えられ、回生油圧ポンプ７８から吐出した圧油を、デリベリ管路１４Ａにおいて油圧ポンプ１４から吐出する圧油に合流させることができる。この結果、回生油圧ポンプ７８のポンプ流量分だけ油圧ポンプ１４のポンプ流量を低減し、油圧ポンプ１４を駆動するための動力を低減することができる。

【0116】

一方、回生油圧ポンプ７８から吐出した圧油を、油圧ポンプ１４から吐出する圧油に合流させない場合には、コントローラは、合流弁８１を遮断位置（Ａ）に切換えると共に、回生油圧ポンプ７８の吐出容量を零に設定する。

【0117】

かくして、本実施の形態においては、回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４に、回生油圧ポンプ７８を追加することにより、上部旋回体４の慣性回転時に旋回モータ１９から戻る戻り油、あるいはブームシリンダ５Ｂの縮小時にボトム側油室５Ｂ１から戻る戻り油を利用して回生電動モータ２４を駆動するだけでなく、回生油圧ポンプ７８を駆動することができる。この結果、蓄電装置１３に電力を蓄えることに加え、回生油圧ポンプ７８から吐出した圧油を、油圧ポンプ１４から吐出する圧油に合流させることにより、油圧ポンプ１４のポンプ流量を低減することができ、油圧ポンプ１４を駆動するための動力を低減することができる。

【0118】

また、本実施の形態においても、上部旋回体４に搭載される回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４と、回生油圧ポンプ７８とを、油圧ポンプ１４よりも前側に離間し、かつ作動油タンク２０の近傍にまとめて配置している。これにより、回生油圧モータ２３に対するメンテナンス作業と、回生電動モータ２４に対するメンテナンス作業と、回生油圧ポンプ７８に対するメンテナンス作業を、共通な１つの作業場所から行うことができる。この結果、回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４、回生油圧ポンプ７８を含む回生ユニット７７に対するメンテナンス作業の作業性を高めることができる。

【0119】

なお、上述した第１の実施の形態では、回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４を含む回生ユニット２５を、油圧ポンプ１４と作動油タンク２０との間に配置した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図８に示す変形例のように、作動油タンク２０と燃料タンク２２との間に回生ユニット収容空間８３を形成し、この回生ユニット収容空間８３内に回生ユニット２５を収容することにより、回生油圧モータ２３と回生電動モータ２４とを、油圧ポンプ１４よりも前側に離間しかつ作動油タンク２０に隣接してまとめて配置する構成としてもよい。この場合には、回生油圧モータ２３と作動油タンク２０との間を接続するタンク管路６９の管路長を短縮化することができる。このことは、第２の実施の形態による回生油圧モータ２３、回生電動モータ２４、回生油圧ポンプ７８についても同様である。

【0120】

また、上述した実施の形態では、ハイブリッド式作業機械として油圧ショベル１を例示したが、本発明はこれに限らず、例えばホイール式油圧ショベル等の他のハイブリッド式作業機械にも適用することができる。

【符号の説明】

【0121】

１ 油圧ショベル（建設機械）
２ 下部走行体
４ 上部旋回体
５ 作業装置
６ 旋回フレーム
９ エンジン（原動機）
１３ 蓄電装置
１４ 油圧ポンプ
１５ アシスト電動モータ
１９ 旋回モータ
２０ 作動油タンク
２３ 回生油圧モータ
２４ 回生電動モータ
２５，７７ 回生ユニット
２７ 建屋カバー
３１ 右側面ドア
７８ 回生油圧ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】