特許 6291394 作業機械の油圧駆動システム

(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】6291394

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】作業機械の油圧駆動システム

(51)【国際特許分類】

   F15B 21/14 20060101AFI20180305BHJP

   F15B 11/024 20060101ALI20180305BHJP

   F15B 11/08 20060101ALI20180305BHJP

   F15B 11/02 20060101ALI20180305BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20180305BHJP

【ＦＩ】

   F15B21/14 A

   F15B11/024 B

   F15B11/08 A

   F15B11/02 C

   E02F9/22 M

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-204349(P2014-204349)

(22)【出願日】2014年10月2日

(65)【公開番号】特開2016-75302(P2016-75302A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2016年12月7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】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土方 聖二

(72)【発明者】

【氏名】石川 広二

(72)【発明者】

【氏名】井村 進也

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５３４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０００２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１１０１６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ ２１／１４

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ１５Ｂ １１／０２

Ｆ１５Ｂ １１／０２４

Ｆ１５Ｂ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧ポンプ装置と、前記油圧ポンプ装置から圧油が供給され第１被駆動体を駆動する第１油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプ装置から圧油が供給され第２被駆動体を駆動する第２油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプ装置から前記第１油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１流量調整装置と、前記油圧ポンプ装置から前記第２油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第２流量調整装置と、前記第１被駆動体の動作を指令する操作信号を出力し前記第１流量調整装置を切り換える第１操作装置と、前記第２被駆動体の動作を指令する操作信号を出力し前記第２流量調整装置を切り換える第２操作装置とを備え、
前記第１油圧アクチュエータは、前記第１操作装置が前記第１被駆動体の自重落下方向に操作されたときに、前記第１被駆動体の自重落下によりボトム側油室から圧油を排出しロッド側油室から圧油を吸入する油圧シリンダである作業機械の油圧駆動システムにおいて、
前記油圧シリンダのボトム側油室を前記油圧ポンプ装置と前記第２油圧アクチュエータとの間に接続する再生通路と、
前記油圧シリンダのボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を前記再生通路を介して前記油圧ポンプ装置と前記第２油圧アクチュエータの間に、その流量を調整して供給する再生流量調整手段と、
前記油圧シリンダのボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を、その流量を調整してタンクに排出する排出流量調整手段と、
前記再生流量調整手段と前記排出流量調整手段とを同時に制御する１つの電気駆動手段と、
前記再生流量調整手段による再生流量の多少にかかわらず、前記第１被駆動体の落下速度が大きく変化しないように、前記電気駆動手段へ制御指令を出力する制御装置を備えた
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動システム。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機械の油圧駆動システムにおいて、
前記再生流量調整手段と前記排出流量調整手段は、再生側絞りと排出側絞りを有する１つの再生制御弁であり、
前記電気駆動手段は、パイロット油圧源から供給されたパイロット圧油の１次圧を所望の２次圧に減圧する電磁弁であり、
前記再生制御弁は、前記電磁弁の２次圧により制御されるように構成した
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動システム。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機械の油圧駆動システムにおいて、
前記再生流量調整手段は再生流量を調整する再生弁であり、前記排出流量調整手段は排出流量を調整する排出弁であり、
前記電気駆動手段は、パイロット油圧源から供給されたパイロット圧油の１次圧を所望の２次圧に減圧する電磁弁であり、
前記再生弁及び前記排出弁は、前記電磁弁の２次圧により同時に制御されるように構成した
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動システム。

【請求項4】

請求項１に記載の作業機械の油圧駆動システムにおいて、
前記再生流量調整手段と前記排出流量調整手段は、その弁体部に再生側絞りと排出側絞りを有する１つの再生制御弁であり、
前記電気駆動手段は、前記再生制御弁に組み込まれた電磁ソレノイド部であり、
前記再生制御弁は、前記電磁ソレノイド部により直接駆動されるように構成した
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作業機械の油圧駆動システムにおいて、
前記油圧ポンプ装置は少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプを含み、
前記油圧シリンダのボトム側油室から排出された圧油を前記油圧シリンダのロッド側油室へ供給可能とする連通通路と、
前記連通通路に設けられ、前記第１操作装置の前記第１被駆動体の自重落下方向の操作信号に基づいて開弁する連通制御弁とを備え、
前記第１被駆動体の自重落下時に、前記油圧シリンダのボトム側油室から排出された圧油を前記油圧シリンダのロッド側油室に再生することにより、前記油圧ポンプ装置から前記油圧シリンダのロッド側油室への圧油の供給を不要とした
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動システム。

【請求項6】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作業機械の油圧駆動システムにおいて、
前記油圧ポンプ装置は少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプを含み、
前記排出流量調整手段の上流側に分岐して他の排出流量調整手段を配置し、前記他の排出流量調整手段は、前記第１操作装置から出力される操作信号に応じて、前記油圧シリンダのボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を、その流量を調整してタンクに排出する
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械の油圧駆動システムに係り、詳しくは、被駆動部材（例えばブーム）の自重落下等、被駆動部材の慣性エネルギにより油圧アクチュエータから排出された圧油を他のアクチュエータの駆動に再利用（再生）する再生回路を備えた油圧ショベル等の作業機械の油圧駆動システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ブームの自重落下によりブームシリンダから排出された圧油を例えばアームシリンダに再生する再生回路を備えた作業機械の油圧駆動システムが知られており、その例が特許文献１と特許文献２に記載されている。特許文献１に記載の油圧駆動システムでは、ブームシリンダのボトム側油室からの排出油をアームシリンダへ再生するときに、その分、アームシリンダに圧油を供給する油圧ポンプの吐出流量を減少させ、エンジンの燃費の向上を図っている。

【0003】

また、特許文献２に記載の油圧駆動システムでは、ブームシリンダのボトム側油室からの排出油を所定の条件の成立を判断した上で、センターバイパス油路を介してアームシリンダへ再生させることで、油圧回路の大型化及び複雑化を回避している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５２９６５７０号公報

【特許文献2】特許第５３０１６０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の油圧駆動システムでは、ブームシリンダのボトム側油室からアームシリンダへの圧油の再生分、油圧ポンプの吐出流量を減少させ燃費向上を図るため、省エネルギ化を図ることができる。しかし、回生弁を制御する電磁比例弁とメータアウト弁を制御する電磁比例弁の２個の電磁比例弁が必要となるため、作業機械への搭載性能が悪化すると共に、生産コストが増大するという課題がある。

【0006】

一方、特許文献２の油圧駆動システムにおいては、１個の電磁比例弁で構成するため、このような課題は生じない。
しかし、特許文献２の油圧駆動システムは、所定の条件が成立せずに再生が行われない場合、ブームシリンダのボトム側油室からの排出油は１個の流量制御弁によりその流量が調整されるのに対して、条件が成立した場合、ブームシリンダのボトム側油室からの排出油は、上述した流量制御弁に加えて他の流量制御弁を介してセンターバイパス油路へ供給される。このため、再生を行う場合には、再生しない場合に比べて排出油の流量が増加し、ブームシリンダのピストンロッド速度が増加する可能性がある。このブームシリンダのピストンロッド速度の増加は、再生をする場合としない場合における操作性の違和感をオペレータに与える可能性がある。

【0007】

本発明は上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、再生回路用の電磁比例弁（電気駆動手段）を１個で構成すると共に、油圧アクチュエータから排出された圧油を他の油圧アクチュエータの駆動に再生する場合としない場合とで、同様のアクチュエータ速度を確保できる作業機械の油圧駆動システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、第１の発明は、油圧ポンプ装置と、前記油圧ポンプ装置から圧油が供給され第１被駆動体を駆動する第１油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプ装置から圧油が供給され第２被駆動体を駆動する第２油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプ装置から前記第１油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１流量調整装置と、前記油圧ポンプ装置から前記第２油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第２流量調整装置と、前記第１被駆動体の動作を指令する操作信号を出力し前記第１流量調整装置を切り換える第１操作装置と、前記第２被駆動体の動作を指令する操作信号を出力し前記第２流量調整装置を切り換える第２操作装置とを備え、前記第１油圧アクチュエータは、前記第１操作装置が前記第１被駆動体の自重落下方向に操作されたときに、前記第１被駆動体の自重落下によりボトム側油室から圧油を排出しロッド側油室から圧油を吸入する油圧シリンダである作業機械の油圧駆動システムにおいて、前記油圧シリンダのボトム側油室を前記油圧ポンプ装置と前記第２油圧アクチュエータとの間に接続する再生通路と、前記油圧シリンダのボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を前記再生通路を介して前記油圧ポンプ装置と前記第２油圧アクチュエータの間に、その流量を調整して供給する再生流量調整手段と、前記油圧シリンダのボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を、その流量を調整してタンクに排出する排出流量調整手段と、前記再生流量調整手段と前記排出流量調整手段とを同時に制御する１つの電気駆動手段と、前記再生流量調整手段による再生流量の多少にかかわらず、前記第１被駆動体の落下速度が大きく変化しないように、前記電気駆動手段へ制御指令を出力する制御装置を備えたものとする。

【0009】

また、第２の発明は、第１の発明において、前記再生流量調整手段と前記排出流量調整手段は、再生側絞りと排出側絞りを有する１つの再生制御弁であり、前記電気駆動手段は、パイロット油圧源から供給されたパイロット圧油の１次圧を所望の２次圧に減圧する電磁弁であり、前記再生制御弁は、前記電磁弁の２次圧により制御されるように構成したことを特徴とする。

【0010】

さらに、第３の発明は、第１の発明において、前記再生流量調整手段は再生流量を調整する再生弁であり、前記排出流量調整手段は排出流量を調整する排出弁であり、前記電気駆動手段は、パイロット油圧源から供給されたパイロット圧油の１次圧を所望の２次圧に減圧する電磁弁であり、前記再生弁及び前記排出弁は、前記電磁弁の２次圧により同時に制御されるように構成したことを特徴とする。

【0011】

また、第４の発明は、第１の発明において、前記再生流量調整手段と前記排出流量調整手段は、その弁体部に再生側絞りと排出側絞りを有する１つの再生制御弁であり、前記電気駆動手段は、前記再生制御弁に組み込まれた電磁ソレノイド部であり、前記再生制御弁は、前記電磁ソレノイド部により直接駆動されるように構成したことを特徴とする。

【0012】

さらに、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記油圧ポンプ装置は少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプを含み、前記油圧シリンダのボトム側油室から排出された圧油を前記油圧シリンダのロッド側油室へ供給可能とする連通通路と、前記連通通路に設けられ、前記第１操作装置の前記第１被駆動体の自重落下方向の操作信号に基づいて開弁する連通制御弁とを備え、
前記第１被駆動体の自重落下時に、前記油圧シリンダのボトム側油室から排出された圧油を前記油圧シリンダのロッド側油室に再生することにより、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダのロッド側油室への圧油の供給を不要としたことを特徴とする。

【0013】

また、第６の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記油圧ポンプ装置は少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプを含み、前記排出流量調整手段の上流側に分岐して他の排出流量調整手段を配置し、前記他の排出流量調整手段は、前記第１操作装置から出力される操作信号に応じて、前記油圧シリンダのボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を、その流量を調整してタンクに排出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、油圧アクチュエータから排出された圧油を他の油圧アクチュエータの駆動に再生する場合としない場合とで、同様のアクチュエータ速度を確保でき、再生回路用の電磁比例弁（電気駆動手段）を１個で構成することができる。この結果、良好な操作性が実現できると共に、低コスト化と搭載性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を示す制御システムの概略図である。

【図2】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を搭載した油圧ショベルを示す側面図である。

【図3】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を構成する再生制御弁の開口面積特性を示す特性図である。

【図4】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を構成するコントローラのブロック図である。

【図5】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態を示す制御システムの概略図である。

【図6】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態を構成するタンク側制御弁の開口面積特性を示す特性図である。

【図7】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態を構成する再生側制御弁の開口面積特性を示す特性図である。

【図8】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第３の実施の形態を示す制御システムの概略図である。

【図9】本発明の作業機械の油圧駆動システムの第４の実施の形態を示す制御システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の作業機械の油圧駆動システムの実施の形態を図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0017】

図１は本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を示す制御システムの概略図である。

【0018】

図１において、本実施の形態の油圧駆動システムは、メインの油圧ポンプ１及びパイロットポンプ３を含むポンプ装置５０と、油圧ポンプ１から圧油が供給され、第１被駆動体である油圧ショベルのブーム２０５（図２参照）を駆動するブームシリンダ４（第１油圧アクチュエータ）と、油圧ポンプ１から圧油が供給され、第２被駆動体である油圧ショベルのアーム２０６（図２参照）を駆動するアームシリンダ８（第２油圧アクチュエータ）と、油圧ポンプ１からブームシリンダ４に供給される圧油の流れ（流量と方向）を制御する制御弁５（第１流量調整装置）と、油圧ポンプ１からアームシリンダ８に供給される圧油の流れ（流量と方向）を制御する制御弁９（第２流量調整装置）と、ブームの動作指令を出力し制御弁５を切り換える第１操作装置６と、アームの動作指令を出力し制御弁９を切り換える第２操作装置１０とを備えている。油圧ポンプ１は図示しない他のアクチュエータにも圧油が供給されるように図示しない制御弁にも接続されているが、それらの回路部分は省略している。

【0019】

油圧ポンプ１は可変容量型であり、レギュレータ１ａを備え、コントローラ２７（後述）からの制御信号によってレギュレータ１ａを制御することで油圧ポンプ１の傾転角（容量）が制御され、吐出流量が制御される。また、図示はしないが、レギュレータ１ａは公知の如く、油圧ポンプ１の吐出圧が導かれ、油圧ポンプ１の吸収トルクが予め定めた最大トルクを超えないように油圧ポンプ１の傾転角（容量）を制限するトルク制御部を有している。油圧ポンプ１は圧油供給管路７ａ，１１ａを介して制御弁５，９に接続され、油圧ポンプ１の吐出油は制御弁５，９に供給される。

【0020】

流量調整装置である制御弁５，９は、それぞれ、ボトム側管路１５，２０又はロッド側管路１３，２１を介してブームシリンダ４及びアームシリンダ８のボトム側油室或いはロッド側油室に接続され、制御弁５，９の切換位置に応じて、油圧ポンプ１の吐出油は制御弁５，９からボトム側管路１５，２０又はロッド側管路１３，２１を介してブームシリンダ４及びアームシリンダ８のボトム側油室或いはロッド側油室に供給される。ブームシリンダ４から排出された圧油は、少なくともその一部が制御弁５からタンク管路７ｂを介してタンクに環流される。アームシリンダ８から排出された圧油は、その全てが制御弁９からタンク管路１１ｂを介してタンクに環流される。

【0021】

なお、本実施の形態においては、油圧ポンプ１から各油圧アクチュエータ４，８に供給される圧油の流れ（流量と方向）を制御する流量調整装置を、それぞれ１つの制御弁５，９で構成する場合を例に説明するが、これに限るものではない。流量調整装置は、複数のバルブで供給する構成でも良いし、供給と排出を別々のバルブで構成するものでも良い。

【0022】

第１及び第２操作装置６，１０は、それぞれ、操作レバー６ａ，１０ａとパイロット弁６ｂ，１０ｂとを有し、パイロット弁６ｂ，１０ｂは、それぞれ、パイロット管路６ｃ，６ｄ及びパイロット管路１０ｃ，１０ｄを介して制御弁５の操作部５ａ，５ｂ及び制御弁９の操作部９ａ，９ｂに接続されている。

【0023】

操作レバー６ａがブーム上げ方向BU（図示左方向）に操作されると、パイロット弁６ｂは操作レバー６ａの操作量に応じた操作パイロット圧Pbuを生成し、この操作パイロット圧Pbuはパイロット管路６ｃを介して制御弁５の操作部５ａに伝えられ、制御弁５はブーム上げ方向（図示右側の位置）に切り換えられる。操作レバー６ａがブーム下げ方向BD（図示右方向）に操作されると、パイロット弁６ｂは操作レバー６ａの操作量に応じた操作パイロット圧Pbdを生成し、この操作パイロット圧Pbdはパイロット管路６ｄを介して制御弁５の操作部５ｂに伝えられ、制御弁５はブーム下げ方向（図示左側の位置）に切り換えられる。

【0024】

操作レバー１０ａがアームクラウド方向AC（図示右方向）に操作されると、パイロット弁１０ｂは操作レバー１０ａの操作量に応じた操作パイロット圧Pacを生成し、この操作パイロット圧Pacはパイロット管路１０ｃを介して制御弁９の操作部９ａに伝えられ、制御弁９はアームクラウド方向（図示左側の位置）に切り換えられる。操作レバー１０ａがアームダンプ方向AD（図示左方向）に操作されると、パイロット弁１０ｂは操作レバー１０ａの操作量に応じた操作パイロット圧Padを生成し、この操作パイロット圧Padはパイロット管路１０ｄを介して制御弁９の操作部９ｂに伝えられ、操作弁９はアームダンプ方向（図示右側の位置）に切り換えられる。

【0025】

ブームシリンダ４のボトム側管路１５とロッド側管路１３との間、アームシリンダ８のボトム側管路２０とロッド側管路２１との間には、それぞれ、メイクアップ付きオーバーロードリリーフ弁１２，１９が接続されている。メイクアップ付きオーバーロードリリーフ弁１２，１９は、ボトム側管路１５，２０及びロッド側管路１３，２１の圧力が上がりすぎることにより油圧回路機器が損傷することを防ぐ機能と、ボトム側管路１５，２０及びロッド側管路１３，２１が負圧になることによりキャビテーションが発生することを低減する機能を有している。

【0026】

なお、本実施の形態は、ポンプ装置５０が１つのメインポンプ（油圧ポンプ１）を含む場合のものであるが、ポンプ装置５０は複数（例えば２つ）のメインポンプを含み、制御弁５，９に別々のメインポンプを接続し、ブームシリンダ４とアームシリンダ８に別々のメインポンプから圧油を供給するようにしても良い。

【0027】

図２は、本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を搭載した油圧ショベルを示す側面図である。

【0028】

油圧ショベルは下部走行体２０１と上部旋回体２０２とフロント作業機２０３を備えている。下部走行体２０１は左右のクローラ式走行装置２０１ａ，２０１ａ（片側のみ図示）を有し、左右の走行モータ２０１ｂ，２０１ｂ（片側のみ図示）により駆動される。上部旋回体２０２は下部走行体２０１上に旋回可能に搭載され、旋回モータ２０２ａにより旋回駆動される。フロント作業機２０３は上部旋回体２０２の前部に俯仰可能に取り付けられている。上部旋回体２０２にはキャビン（運転室）２０２ｂが備えられ、キャビン２０２ｂ内には上記第１及び第２操作装置６，１０や図示しない走行用の操作ペダル装置等の操作装置が配置されている。

【0029】

フロント作業機２０３はブーム２０５（第１被駆動体）、アーム２０６（第２被駆動体）、バケット２０７を有する多関節構造であり、ブーム２０５はブームシリンダ４の伸縮により上部旋回体２０２に対して上下方向に回動し、アーム２０６はアームシリンダ８の伸縮によりブーム２０５に対して上下及び前後方向に回動し、バケット２０７はバケットシリンダ２０８の伸縮によりアーム２０６に対して上下及び前後方向に回動する。

【0030】

図１では、左右の走行モータ２０１ｂ，２０１ｂ、旋回モータ２０２ａ、バケットシリンダ２０８等の油圧アクチュエータに係わる回路部分を省略して示している。

【0031】

ここで、ブームシリンダ４は、第１操作装置６の操作レバー６ａがブーム下げ方向（第１被駆動体の自重落下方向）BDに操作されたときに、ブーム２０５を含むフロント作業機２０３の重量に基づく自重落下により、ボトム側油室から圧油を排出しロッド側油室から圧油を吸入する油圧シリンダである。

【0032】

図１に戻り、本発明の油圧駆動システムは、上述した構成要素に加えて、ブームシリンダ４のボトム側管路１５に配置され、ブームシリンダ４のボトム側油室から排出される圧油の流量を、制御弁５側（タンク側）とアームシリンダ８の圧油供給管路１１ａ側（再生通路側）とに分配調整可能とする２位置３ポートの再生制御弁１７と、再生制御弁１７の一方の出口ポートに一端側が接続され他端側が圧油供給管路１１ａに接続される再生通路１８と、ブームシリンダ４のボトム側管路１５及びロッド側管路１３からそれぞれ分岐し、ボトム側管路１５及びロッド側管路１３とを接続する連通通路１４と、連通通路１４に配置され、第１操作装置６のブーム下げ方向BDの操作パイロット圧Pbd（操作信号）に基づいて開弁し、ブームシリンダ４のボトム側油室の排出油の一部をブームシリンダ４のロッド側油室に再生して供給するとともに、ブームシリンダ４のボトム側油室をロッド側油室に連通させることでロッド側油室の負圧の発生を防止する連通制御弁１６と、電磁比例弁２２と、圧力センサ２３，２４，２５，２６と、コントローラ２７とを備えている。

【0033】

再生制御弁１７は、ブームシリンダ４のボトム側油室からの排出油をタンク側（制御弁５側）と再生通路１８側とに流すことができるようタンク側通路（第１絞り）と再生側通路（第２絞り）とを有している。再生制御弁１７のストロークは１個の電磁比例弁２２（電気駆動手段）によって制御される。再生制御弁１７の他方の出口ポートは、制御弁５のポートと接続している。本実施の形態においては、再生制御弁１７が、ブームシリンダ４のボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を再生通路１８を介して油圧ポンプ１とアームシリンダ８の間に、その流量を調整して供給する再生流量調整手段と、ブームシリンダ４のボトム側油室から排出される圧油の少なくとも一部を、その流量を調整してタンクに排出する排出流量調整手段とを構成する。

【0034】

連通制御弁１６は操作部１６ａを有し、第１操作装置６のブーム下げ方向BDの操作パイロット圧Pbdが操作部１６ａに伝えられることにより開弁する。

【0035】

圧力センサ２３はパイロット管路６ｄに接続され、第１操作装置６のブーム下げ方向BDの操作パイロット圧Pbdを検出し、圧力センサ２５はブームシリンダ４のボトム側管路１５に接続され、ブームシリンダ４のボトム側油室の圧力を検出し、圧力センサ２６はアームシリンダ８側の圧油供給管路１１ａに接続され、油圧ポンプ１の吐出圧を検出する。圧力センサ２４は、第２操作装置１０のパイロット管路１０ｄに接続され、第２操作装置１０のアームダンプ方向の操作パイロット圧Padを検出する。

【0036】

コントローラ２７は、圧力センサ２３，２４，２５，２６からの検出信号１２３，１２４，１２５，１２６を入力し、それらの信号に基づいて所定の演算を行い、電磁比例弁２２とレギュレータ１ａに制御指令を出力する。

【0037】

電気駆動手段としての電磁比例弁２２はコントローラ２７からの制御指令により動作する。電磁比例弁２２は、パイロット油圧源であるパイロットポンプ３から供給された圧油の１次圧を所望の圧力（２次圧）に変換して再生制御弁１７の操作部１７ａに出力し、再生制御弁１７のストロークを制御することで開度（開口面積）を制御する。

【0038】

図３は、本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を構成する再生制御弁の開口面積特性を示す特性図である。図３の横軸は再生制御弁１７のスプールストロークを示し、縦軸は開口面積を示している。

【0039】

図３において、スプールストロークが最小の場合（ノーマル位置にある場合）は、タンク側通路が開いており開口面積は最大であり、再生側通路が閉じ開口面積はゼロである。ストロークを徐々に増やしてゆくと、タンク側通路の開口面積が徐々に減少し、再生側通路が開いて開口面積が徐々に増加してゆく。ストロークを更に増加させると、タンク側通路が閉じ（開口面積がゼロとなり）、再生側通路の開口面積は更に増加してゆく。このように構成されている結果、スプールストロークが最小の場合は、ブームシリンダ４のボトム側油室から排出された圧油は再生されることなく、全量が制御弁５側に流入し、ストロークを徐々に右に動かしていくと、ブームシリンダ４のボトム側油室から排出された圧油の一部が再生通路１８に流入する。また、ストロークを調整することにより、タンク側通路と再生側通路１８の開口面積を変化させることができ、再生流量を制御することができる。

【0040】

次に、ブーム下げのみを行う場合の動作の概要について説明する。
図１において、第１操作装置６の操作レバー６ａがブーム下げ方向BDに操作された場合、第１操作装置６のパイロット弁６ｂから発生した操作パイロット圧Pbdは制御弁５の操作部５ｂと連通制御弁１６の操作部１６ａに入力される。それにより制御弁５は図示左側の位置に切換られ、ボトム管路１５がタンク管路７ｂと連通することにより、ブームシリンダ４のボトム側油室から圧油がタンクに排出され、ブームシリンダ４のピストンロッドが縮小動作（ブーム下げ動作）を行う。

【0041】

さらに連通制御弁１４が図示下側の連通位置に切換られることにより、ブームシリンダ４のボトム側管路１５をロッド側管路１３に連通し、ブームシリンダ４のボトム側油室の排出油の一部をブームシリンダ４のロッド側油に供給する。このことにより、ロッド側油室での負圧の発生を防止すると共に、油圧ポンプ１から圧油を供給する必要がなくなるので、油圧ポンプ１の出力が抑制され燃費を低減できる。

【0042】

次に、ブーム下げとアームの駆動を同時に行う場合の動作の概要について説明する。なお、原理としてはアームダンプをする場合とクラウドする場合で同様のため、アームダンプ動作を例に説明する。

【0043】

第１操作装置６の操作レバー６ａがブーム下げ方向BDに操作され、同時に第２操作装置１０の操作レバー１０ａがアームダンプ方向ADに操作された場合、第１操作装置６のパイロット弁６ｂから発生した操作パイロット圧Pbdは制御弁５の操作部５ｂと連通制御弁１６の操作部１６ａに入力される。それにより制御弁５は図示左側の位置に切換られ、ボトム管路１５がタンク管路７ｂと連通することにより、ブームシリンダ４のボトム側油室から圧油がタンクに排出され、ブームシリンダ４のピストンロッドが縮小動作（ブーム下げ動作）を行う。

【0044】

第２操作装置１０のパイロット弁１０ｂから発生した操作パイロット圧Padは制御弁９の操作部９ｂに入力される。それにより制御弁９は切換られ、ボトム管路２０がタンク管路１１ｂと連通しかつロッド管路２１が圧油供給管路１１ａと連通することにより、アームシリンダ８のボトム側油室の圧油はタンクに排出され、油圧ポンプ１からの吐出油がアームシリンダ８のロッド側油室に供給される。この結果、アームシリンダ８のピストンロッドは縮小動作を行う。

【0045】

コントローラ２７には圧力センサ２３，２４，２５，２６からの検出信号１２３，１２４，１２５，１２６が入力され、後述する制御ロジックによって、電磁比例弁２２と油圧ポンプ１のレギュレータ１ａに制御指令を出力する。

【0046】

電磁比例弁２２は制御指令に応じた制御圧力（２次圧）を生成し、この制御圧力により再生制御弁１７は制御され、ブームシリンダ４のボトム側油室から排出された圧油の一部或いは全部が再生制御弁１７を介しアームシリンダ８に再生して供給される。

【0047】

油圧ポンプ１のレギュレータ１ａは制御指令に基づいて油圧ポンプ１の傾転角を制御し、アームシリンダ８の目標速度を保つよう適切にポンプ流量を制御する。

【0048】

次に、コントローラ２７の制御機能について説明する。コントローラ２７は、概略、以下の２つの機能を有している。

【0049】

まず、コントローラ２７は、第１操作装置６がブーム２０５（第１被駆動体）の自重落下方向であるブーム下げ方向BDに操作され、これと同時に第２操作装置１０が操作されたとき、ブームシリンダ４のボトム側油室の圧力が油圧ポンプ１とアームシリンダ８との間の圧油供給管路１１ａの圧力より高い場合に再生制御弁１７をノーマル位置から切り換えることにより、ブームシリンダ４のボトム側油室からの排出油がアームシリンダのロッド側油室に再生される。このとき、ブームシリンダ４のボトム側油室の圧力と油圧ポンプ１とアームシリンダ８との間の圧油供給管路１１ａの圧力との差圧を算出し、この差圧に応じて再生制御弁１７の開度を制御する。

【0050】

具体的には、差圧が小さいときには再生制御弁１７のストロークを小さくして再生側通路の開口面積を絞るとともに、タンク側通路の開口面積を広くする。差圧が大きくなるに従って、再生側通路の開口面積を広くし、タンク側通路の開口面積を絞る。差圧が一定値以上に大きいときに、再生側通路の開口面積を最大値として、タンク側開口を閉止するように制御する。このように制御することで、再生制御弁１７の切換ショックを抑制する。

【0051】

ブーム下げ操作とアーム駆動を同時に行った場合、動き始めは差圧が小さく、時間が経つにつれて差圧が大きくなる。そのため、差圧に応じて再生側通路の開口面積を徐々に開くことにより、切換ショックが抑えられ、良好な操作性を実現できる。

【0052】

さらに、差圧が小さい場合は、再生側開口を広くしても再生流量が少ないことから、ブームシリンダのピストンロッドの速度が遅くなることがある。そのため、差圧が小さい場合は、タンク側通路の開口面積を広くすることで、ボトム側油室からの排出流量を増加させ、ブームシリンダのピストンロッドの速度をオペレータの望む速度にするように制御している。一方、差圧が大きい場合は、再生流量が十分多くなることから、タンク側通路の開口を絞ることで、ブームシリンダのピストンロッドの速度が速くなり過ぎることを防止している。

【0053】

また、コントローラ２７は、再生制御弁１７を制御してブームシリンダ４のボトム側油室から油圧ポンプ１とアームシリンダ８との間の圧油供給管路１１ａに圧油を供給するとき、ブームシリンダ４のボトム側油室から圧油供給管路１１ａに供給される再生流量分、油圧ポンプ１の容量を減少させるように制御する。

【0054】

このことにより、油圧アクチュエータから排出された圧油を他の油圧アクチュエータの駆動に再生する場合としない場合や、圧油の再生流量の多少に関わらず、同様のアクチュエータ速度（ブームシリンダ４のピストンロッド速度）を確保することができる。この結果、いずれの場合でも、同様のブームの落下速度を実現できる。

【0055】

図４は、本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態を構成するコントローラのブロック図である。

【0056】

図４に示すように、コントローラ２７は、加算器１３０、関数発生器１３１、関数発生器１３３、関数発生器１３４、関数発生器１３５、乗算器１３６、乗算器１３８、関数発生器１３９、乗算器１４０、乗算器１４２、加算器１４４、出力変換部１４６を有している。

【0057】

図４において、検出信号１２３は第１操作装置６の操作レバー６ａのブーム下げ方向の操作パイロット圧Pbdを圧力センサ２３により検出した信号（レバー操作信号）であり、検出信号１２４は第２操作装置１０の操作レバー１０ａのアームダンプ方向の操作パイロット圧Padを圧力センサ２４により検出した信号（レバー操作信号）であり、検出信号１２５はブームシリンダ４のボトム側油室の圧力（ボトム側管路１５の圧力）を圧力センサ２５により検出した信号（ボトム圧信号）であり、検出信号１２６は油圧ポンプ１の吐出圧（圧油供給管路１１ａの圧力）を圧力センサ２６により検出した信号（ポンプ圧信号）である。

【0058】

加算器１３０には、ボトム圧信号１２５及びポンプ圧信号１２６が入力され、ボトム圧信号１２５とポンプ圧信号１２６の偏差（ブームシリンダ４のボトム側油室の圧力と油圧ポンプ１の吐出圧との差圧）が求められ、この差圧信号が関数発生器１３１と関数発生器１３２に入力される。

【0059】

関数発生器１３１は、加算器１３０で求めた差圧信号に応じた再生制御弁１７の再生側通路の開口面積を算出するものであり、図３に示した再生制御弁１７の開口面積特性を基に特性が設定されている。具体的には、差圧が小さい場合には、再生制御弁１７のストロークを小さくして再生側通路の開口面積を絞り、タンク側通路の開口面積を広げる。一方差圧が大きい場合には、再生通路側の開口面積を広くし、差圧が一定値に達すると再生側通路の開口面積を最大として、タンク側通路の開口を閉じるように制御する。

【0060】

関数発生器１３３は、加算器１３０で求めた差圧信号に応じた油圧ポンプ１の低減流量（以下ポンプ低減流量という）を求めるものである。関数発生器１３１の特性により差圧が大きくなるほど再生側通路の開口面積が大きくなり再生流量が増加する。このことから、差圧が大きくなるほど、ポンプ低減流量も多くなるように設定している。

【0061】

関数発生器１３４は、第１操作装置６のレバー操作信号１２３に応じて乗算器で用いる係数を算出するものであり、レバー操作信号１２３が０のときに最小値０を出力し、レバー操作信号１２３の増加にともなって出力を増大させ最大値として１を出力する。

【0062】

乗算器１３６は、関数発生器１３１で算出された開口面積と関数発生器１３４で算出された値とを入力し、乗算値を開口面積として出力する。ここで、第１操作装置６のレバー操作信号１２３が小さい場合は、ブームシリンダ４のピストンロッド速度を遅くする必要があるので、再生流量も減らすことが要求される。このため、関数発生器１３４は０以上１以下の範囲から小さい値を出力し、関数発生器１３１で算出された開口面積をさらに小さな値として出力する。

【0063】

一方、第１操作装置６のレバー操作信号１２３が大きい場合は、ブームシリンダ４のピストンロッド速度を速くする必要があるので、再生流量も増加できる。このため、関数発生器１３４は０以上１以下の範囲から大きい値を出力し、関数発生器１３１で算出された開口面積の減少量を減らし、大きな開口面積の値を出力する。

【0064】

乗算器１３８は、関数発生器１３３で算出されたポンプ低減流量と関数発生器１３４で算出された値とを入力し、乗算値をポンプ低減流量として出力する。ここで、第１操作装置６のレバー操作信号１２３が小さい場合は、再生流量も少ないので、ポンプ低減流量も少なく設定することが要求される。このため、関数発生器１３４は０以上１以下の範囲から小さい値を出力し、関数発生器１３３で算出されたポンプ低減流量をさらに小さな値として出力する。

【0065】

一方、第１操作装置６のレバー操作信号１２３が大きい場合は、再生流量が多くなり、ポンプ低減流量も大きく設定する必要がある。このため、関数発生器１３４は０以上１以下の範囲から大きい値を出力し、関数発生器１３３で算出されたポンプ低減流量の減少量を減らし、大きなポンプ低減流量の値を出力する。

【0066】

関数発生器１３５は、第２操作装置１０のレバー操作信号１２４に応じて乗算器で用いる係数を算出するものであり、レバー操作信号１２４が０のときに最小値０を出力し、レバー操作信号１２４の増加にともなって出力を増大させ最大値として１を出力する。

【0067】

乗算器１４０は、乗算器１３６で算出された開口面積と関数発生器１３５で算出された値とを入力し、乗算値を開口面積として出力する。ここで、第２操作装置１０のレバー操作信号１２４が小さい場合は、アームシリンダ４のピストンロッド速度を遅くする必要があるので、再生流量も減らすことが要求される。このため、関数発生器１３５は０以上１以下の範囲から小さい値を出力し、乗算器１３６で補正された開口面積をさらに小さな値として出力する。

【0068】

一方、第２操作装置１０のレバー操作信号１２４が大きい場合は、アームシリンダ４のピストンロッド速度を速くする必要があるので、再生流量も増加できる。このため、関数発生器１３５は０以上１以下の範囲から大きい値を出力し、乗算器１３６で補正された開口面積の減少量を減らし、大きな開口面積の値を出力する。

【0069】

乗算器１４２は、乗算器１３８で算出されたポンプ低減流量と関数発生器１３５で算出された値とを入力し、乗算値をポンプ低減流量として出力する。ここで、第２操作装置１０のレバー操作信号１２４が小さい場合は、再生流量も少ないので、ポンプ低減流量も少なく設定することが要求される。このため、関数発生器１３５は０以上１以下の範囲から小さい値を出力し、乗算器１３８で補正されたポンプ低減流量をさらに小さな値として出力する。

【0070】

一方、第２操作装置１０のレバー操作信号１２４が大きい場合は、再生流量が多くなり、ポンプ低減流量も大きく設定する必要がある。このため、関数発生器１３５は０以上１以下の範囲から大きい値を出力し、乗算器１３８で補正されたポンプ低減流量の減少量を減らし、大きなポンプ低減流量の値を出力する。

【0071】

なお、ブームシリンダ４のボトム側油室からの排出油を、アームシリンダ８のくどうに再生する場合としない場合とで、ブームシリンダ４のピストンロッド速度が大きく変わらないように、関数発生器１３１、１３３、１３４、１３５の各設定テーブルを調整することが望ましい。また、ブームシリンダ４のボトム側油室からの排出油をアームシリンダ８に再生する動作は、主に水平引き動作であるため、このときのブームシリンダ８のボトム側油室の圧力とアームシリンダ８のロッド側油室の圧力とは、ある程度の決まった傾向の値になる。このため、水平引き動作時の各部圧力を採取して、圧力波形を分析して、上述の関数発生器の設定テーブルを調整すれば、再生制御弁１７の開口面積を最適な値に設定できる。

【0072】

関数発生器１３９は、第２操作装置１０のレバー操作信号１２４に応じてポンプ要求流量を算出するものである。レバー操作信号１２４が０の場合には、最低限の流量を油圧ポンプ１から出力するような特性が設定されている。これは、第２操作装置１０の操作レバー１０ａを入れたときの応答性を良くすることと、油圧ポンプ１の焼付きを防止することを目的としてしる。また、レバー操作信号１２４の増加に伴って油圧ポンプ１の吐出流量を増加させ、アームシリンダ８に流入する圧油の流量を増やす。このことにより、操作量に応じたアームシリンダ８のピストンロッド速度を実現する。

【0073】

加算器１４４には、乗算器１４２で算出されたポンプ低減流量と関数発生器１３９で算出されたポンプ要求流量とが入力され、ポンプ要求流量からポンプ低減流量すなわち再生流量が減算されて目標ポンプ流量が算出される。

【0074】

出力変換部１４６には、乗算器１４０からの出力と加算器１４４からの出力が入力され、それぞれ電磁比例弁２２への電磁弁指令２２２及び油圧ポンプ１のレギュレータ１ａへの傾転指令２０１が出力される。

【0075】

このことにより、電磁比例弁２２は、パイロットポンプ３から供給された圧油の１次圧を所望の圧力（２次圧）に変換して再生制御弁１７の操作部１７ａに出力し、再生制御弁１７のストロークを制御することで開度（開口面積）を制御する。また、レギュレータ１ａが油圧ポンプ１の傾転角（容量）を制御することで、吐出流量が制御される。この結果、油圧ポンプ１は、ブームシリンダ４のボトム側から圧油供給管路１１ａに供給される再生流量分、容量を減少させるように制御される。

【0076】

次に、コントローラ２７の動作について説明する。

【0077】

第１操作装置６の操作レバー６ａをブーム下げ方向BDに操作することにより、圧力センサ２３により検出された操作パイロット圧Pbdの信号はレバー操作信号１２３としてコントローラ２７に入力される。第２操作装置１０の操作レバー１０ａをアームダンプ方向ADに操作することにより、圧力センサ２４により検出された操作パイロット圧Padの信号はレバー操作信号１２４としてコントローラ２７に入力される。また、圧力センサ２５，２６により検出されたブームシリンダ４のボトム側油室の圧力、油圧ポンプ１の吐出圧の各信号はボトム圧信号１２５、ポンプ圧信号１２６としてコントローラ２７に入力される。

【0078】

ボトム圧信号１２５とポンプ圧信号１２６とが加算器１３０に入力され、差圧信号を算出する。差圧信号は関数発生器１３１と関数発生器１３３に入力され、それぞれ再生制御弁１７の再生側通路の開口面積とポンプ低減流量とを算出する。

【0079】

レバー操作信号１２３が関数発生器１３４に入力され、関数発生器１３４は、レバー操作量に応じた補正信号を算出し、乗算器１３６と乗算器１３８へ出力する。乗算器１３６は関数発生器１３１から出力される再生側通路の開口面積を補正し、乗算器１３８は関数発生器１３３から出力されるポンプ低減流量を補正する。

【0080】

同様にレバー操作信号１２４が関数発生器１３５に入力されると、関数発生器１３５は、レバー操作量に応じた補正信号を算出し、乗算器１４０と乗算器１４２へ出力する。乗算器１４０は乗算器１３６から出力される補正された再生側通路の開口面積を更に補正して出力変換部１４６へ出力し、乗算器１４２は乗算器１３８から出力される補正されたポンプ低減流量を更に補正して加算器１４４へ出力する。

【0081】

出力変換部１４６は、補正された再生側通路の開口面積を電磁弁指令２２２に変換し、電磁比例弁２２に出力する。このことにより再生制御弁１７のストロークが制御される。この結果、再生制御弁１７はブームシリンダ４のボトム側油室の圧力と油圧ポンプ１の吐出圧との差圧に応じた開口面積に設定され、ブームシリンダ４のボトム側油室からの排出油がアームシリンダ８へ再生される。

【0082】

レバー操作信号１２４が関数発生器１３９に入力され、関数発生器１３９は、レバー操作量に応じたポンプ要求流量を算出して加算器１４４へ出力する。

【0083】

演算されたポンプ要求流量とポンプ低減流量とが加算器１４４へ入力され、ポンプ要求流量からポンプ低減流量すなわち再生流量を減算して目標ポンプ流量を算出して出力変換部１４６へ出力する。

【0084】

出力変換部１４６は、この目標ポンプ流量を油圧ポンプ１の傾転指令２０１に変換し、レギュレータ１ａに出力する。このことにより、アームシリンダ８は第２操作装置１０の操作信号（操作パイロット圧Pad）に応じた所望の速度に制御されるとともに、再生流量分油圧ポンプ１の吐出流量を低減することにより、油圧ポンプ１を駆動するエンジンの燃費を低減し、省エネルギ化を図ることが可能となる。

【0085】

以上の動作により、再生制御弁１７は、ブームシリンダ４のボトム側油室の圧力と油圧ポンプ１の吐出圧との差圧に応じて、再生側通路の開口面積を徐々に増加させていくので、切換ショックが抑制され、良好な操作性が実現できる。また、上述した差圧と、第１操作装置６の操作量と、第２操作装置１０の操作量とがいずれも小さいときには、再生制御弁１７の再生側通路の開口面積を小さく設定し、タンク側通路の開口面積を大きく設定するので、再生流量が少なくても、タンク側流量が多くなる。このことにより、オペレータの望むブームシリンダのピストンロッド速度が確保できる。

【0086】

一方、差圧と、第１操作装置６の操作量と、第２操作装置１０の操作量とが大きいときには、再生制御弁１７の再生側通路の開口面積を大きく設定し、タンク側通路の開口面積を小さく設定するので、ブームシリンダのピストンロッド速度が速くなり過ぎることを抑制し、オペレータの望むブームシリンダのピストンロッド速度を確保できる。また、再生流量に応じて油圧ポンプ１の吐出流量を低減することにより、アームシリンダ８のピストンロッド速度に関してもオペレータの望む速度を確保できる。

【0087】

このことにより、油圧アクチュエータから排出された圧油を他の油圧アクチュエータの駆動に再生する場合としない場合や、圧油の再生流量の多少に関わらず、同様のアクチュエータ速度（ブームシリンダ４のピストンロッド速度）を確保することができる。この結果、いずれの場合でも、同様のブームの落下速度を実現できる。

【0088】

上述した本発明の作業機械の油圧駆動システムの第１の実施の形態によれば、油圧アクチュエータ４から排出された圧油を他の油圧アクチュエータ８の駆動に再生する場合としない場合とで、同様のアクチュエータ速度を確保でき、再生回路用の電磁比例弁２２（電気駆動手段）を１個で構成することができる。この結果、良好な操作性が実現できると共に、低コスト化と搭載性の向上が図れる。

【実施例2】

【0089】

以下、本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態を図面を用いて説明する。図５は本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態を示す制御システムの概略図、図６は本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態を構成するタンク側制御弁の開口面積特性を示す特性図、図７は本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態を構成する再生側制御弁の開口面積特性を示す特性図である。図５乃至図７において、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。

【0090】

本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態においては、図１に示す再生制御弁１７に替えてボトム側管路１５に排出流量調整手段としてタンク側制御弁４１を、再生通路１８に再生流量調整手段として再生側制御弁４０をそれぞれ備えた点が第１の実施の形態と異なる。タンク側制御弁４１のストロークと再生側制御弁４０のストロークとは１個の電磁比例弁２２によって制御される。

【0091】

電気駆動手段としての電磁比例弁２２はコントローラ２７からの制御指令により動作する。電磁比例弁２２は、パイロットポンプ３から供給された圧油の１次圧を所望の圧力（２次圧）に変換してタンク側制御弁４１の操作部４１ａと再生側制御弁４０の操作部４０ａとに出力し、タンク側制御弁４１のストロークと再生側制御弁４０のストロークとを制御することでそれぞれの弁の開度（開口面積）を制御する。

【0092】

図６はタンク側制御弁４１の開口面積特性を示し、図７は再生側制御弁４０開口面積特性をそれぞれ示している。これらの横軸は各弁のスプールストロークを示し、縦軸は開口面積を示している。これらの特性は、図３に示す第１の実施の形態における再生制御弁１７の特性において、タンク側と再生側に分離したものと同等に形成されている。

【0093】

本実施の形態においては、再生側通路の開口面積とタンク側通路の開口面積とを独立して制御できるので、さらに燃費の向上を図ることができる。

【0094】

上述した本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0095】

また、上述した本発明の作業機械の油圧駆動システムの第２の実施の形態によれば、再生側通路の開口面積とタンク側通路の開口面積の設計上の自由度が上がるので、より細かいマッチング設定が可能になる。この結果、燃費低減効果をさらに向上させることができる。

【実施例3】

【0096】

以下、本発明の作業機械の油圧駆動システムの第３の実施の形態を図面を用いて説明する。図８は本発明の作業機械の油圧駆動システムの第３の実施の形態を示す制御システムの概略図である。図８において、図１乃至図７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。

【0097】

本発明の作業機械の油圧駆動システムの第３の実施の形態においては、図１に示す再生制御弁１７に替えて、再生制御弁１７の弁部と同じスプール等の構成を備えた弁部４２Ｂと、弁部４２Ｂに組み込まれ、コントローラ２７から直接制御される電磁ソレノイド部４２Ａとを備えた電磁比例弁からなる再生制御弁４２を設けた点が第１の実施の形態と異なる。本実施の形態において、電気駆動手段は、電磁ソレノイド部４２Ａが該当する。また、再生流量調整手段と、排出流量調整手段とは、再生制御弁４２が構成する。

【0098】

本実施の形態においては、電磁比例弁２２を配置する必要がないので、さらなる搭載性の向上が図れる。

【0099】

上述した本発明の作業機械の油圧駆動システムの第３の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【実施例4】

【0100】

以下、本発明の作業機械の油圧駆動システムの第４の実施の形態を図面を用いて説明する。図９は本発明の作業機械の油圧駆動システムの第４の実施の形態を示す制御システムの概略図である。図９において、図１乃至図８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。

【0101】

本発明の作業機械の油圧駆動システムの第４の実施の形態においては、図１に示す再生制御弁１７とブームシリンダ４のボトム側油室との間のボトム側管路１５に、ブームシリンダ４のボトム側油室からの排出油をタンクに排出可能とする制御弁４３を設けた点が第１の実施の形態と異なる。本実施の形態において、再生流量調整手段は、再生制御弁１７が構成し、排出流量調整手段は、再生制御弁１７と制御弁４３とが構成する
制御弁４３は、操作部４３ａを有し、第１操作装置６のブーム下げ方向BDの操作パイロット圧Pbdが操作部４３ａに伝えられることにより開弁し、ブームシリンダ４のボトム側油室からの排出油をタンクに排出する。制御弁４３の開口面積は、制御弁５のタンク管路７ｂに接続される開口面積より十分に小さく設定されている。

【0102】

本実施の形態のように構成することで、例えば、制御弁９が閉止しているブーム下げ単独動作中に、万が一再生制御弁１７がコントローラ２７等の故障により不用意に切り替わり、ボトム側油室の排出場所がなくなった場合でも、制御弁４３から排出できるので、ブームの急停止を防止できる。

【0103】

なお、ブームシリンダ４の上げ動作時に圧油を供給するための制御弁は、通常２個以上で構成することが多い。このため、２個以上の制御弁のいずれか１個に上述した制御弁４３のような機能を持たせるように構成しても良い。この場合には、制御弁４３を回路上に追設する必要がなく、従来から配置されている制御弁を流用できる。

【0104】

上述した本発明の作業機械の油圧駆動システムの第４の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0105】

また、上述した本発明の作業機械の油圧駆動システムの第４の実施の形態によれば、コントローラの故障等が発生した場合であっても、作業機械の油圧駆動システムの安定した稼動を可能にする。

【0106】

また、本発明は、上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施の形態では、本発明を油圧ショベルに適用した場合について説明したが、本発明は、第１操作装置が第１被駆動体の自重落下方向に操作されたときに、第１被駆動体の自重落下によりボトム側から圧油を排出しロッド側から圧油を吸入する油圧シリンダを備える作業機械であれば、油圧クレーン、ホイールローダ等、その他の作業機械にも適用することができる。

【符号の説明】

【0107】

１ 油圧ポンプ
１ａ レギュレータ
３ パイロットポンプ（パイロット油圧源）
４ ブームシリンダ（第１油圧アクチュエータ）
５ 制御弁
６ 第１操作装置
６ａ 操作レバー
６ｂ パイロット弁
６ｃ，６ｄ パイロット管路
８ アームシリンダ（第２油圧アクチュエータ）
９ 制御弁
１０ 第１操作装置
１０ａ 操作レバー
１０ｂ パイロット弁
１０ｃ，１０ｄ パイロット管路
７ａ，１１ａ 圧油供給管路
７ｂ，１１ｂ タンク管路
１２ メイクアップ付きオーバーロードリリーフバルブ
１３ ロッド側管路
１４ 連通通路
１５ ボトム側管路
１６ 連通制御弁
１７ 再生制御弁
１８ 再生通路
１９ メイクアップ付きオーバーロードリリーフバルブ
２０ ボトム側管路
２１ ロッド側管路
２２ 電磁比例弁（電気駆動手段）
２７ コントローラ
４０ 再生側制御弁
４１ タンク側制御弁
４２ 再生制御弁
４３ 制御弁
１２３ レバー操作信号
１２４ レバー操作信号
１２５ ボトム圧信号
１２６ ポンプ圧信号
１３０ 加算器
１３１ 関数発生器
１３３ 関数発生器
１３４ 関数発生器
１３５ 関数発生器
１３６ 乗算器
１３８ 乗算器
１３９ 関数発生器
１４０ 乗算器
１４２ 乗算器
１４４ 加算器
１４６ 出力変換部
２０１ 傾転指令
２２２ 電磁弁指令
２０３ フロント作業機
２０５ ブーム（第１被駆動体）
２０６ アーム（第２被駆動体）
２０７ バケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】