JP2008275101A - ハイブリッド式建設車両 - Google Patents

Abstract

【課題】回生時と非回生時とで戻り油の流路を切り換えて、油圧ポンプの消費動力を削減することである。
【解決手段】油圧ポンプ（32,33）が各シリンダ（35,・・・）に圧油を供給する。各シリンダ（35,・・・）の戻り側には、回生用切換弁（47,・・・）と、回生用油圧モータ（39）及び回生用発電機（40）とが接続されている。回生用切換弁（47,・・・）は、シリンダ（35,・・・）の供給圧と戻り圧がパイロット圧として作用する。回生時は、シリンダ（35,・・・）の戻り圧が供給圧より高くなり、回生用切換弁（47,・・・）が戻り油を回生用油圧モータ（39）に流すように切り換わる。非回生時は、シリンダ（35,・・・）の供給圧が戻り圧より高くなり、回生用切換弁（47,・・・）が戻り油を作動油タンク（8）に流すように切り換わる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド式建設車両に関し、特に、エネルギー効率の向上対策に係るものである。

従来より、油圧アクチュエータからの戻り油を利用して発電させるハイブリッドシステムを用いた建設車両が知られている。例えば特許文献１のハイブリッドシステムは、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータへの圧油の流れを切り換えるコントロール弁とを備えている。また、このハイブリッドシステムは、コントロール弁から油圧ポンプへの戻りラインに油圧モータおよび発電機が設けられている。そして、油圧アクチュエータは、例えば油圧ショベルのブームやアームを回動させる油圧シリンダである。

このハイブリッドシステムでは、油圧アクチュエータからの戻り油によって油圧モータが駆動される。そして、この油圧モータの駆動により発電機が駆動されて発電する。発生した電力は、バッテリに充電され、油圧ポンプの駆動モータ等に供給される。
特開２００５−３２５８８３号公報

しかしながら、上述した特許文献１のハイブリッドシステムでは、油圧アクチュエータからの戻り油が常に油圧モータへ流れるため、エネルギー効率の向上をそれ程図ることができないという問題があった。その点について以下に説明する。

例えば、アームをその自重によって回動させる場合（即ち、回生動作させる場合）、そのアームに対応する油圧アクチュエータからの戻り油によって油圧モータが駆動される。つまり、この場合は、油圧ポンプに負荷を与えずにすむだけでなく、戻り油の圧力（戻り圧）を利用して発電させることができる。一方、アームをその自重に抗して回動させる場合も同様に、油圧アクチュエータからの戻り油が油圧モータに流れる。ところが、この場合、油圧ポンプには、アームを回動させるための動力だけでなく、戻り油が油圧モータに流れる抵抗分の動力が必要になる。したがって、回生動作させる場合はエネルギー回生を図ることができるが、回生動作でない場合は油圧ポンプに無駄な負荷を与えてしまう。その結果、エネルギー効率の向上を効果的に図ることができなかった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧アクチュエータの戻り油によって発電させるハイブリッド式建設車両において、エネルギー効率を効果的に高めることである。

第１の発明は、油圧ポンプ（32,33）と、該油圧ポンプ（32,33）の圧油が供給されて駆動する油圧アクチュエータ（35,36,37）と、該油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が供給されることによって発電機（40）を駆動する発電用アクチュエータ（39）とが接続された油圧回路（30）を備えているハイブリッド式建設車両を前提としている。そして、本発明は、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）への供給油の圧力と上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油の圧力との大小関係に応じて、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が上記発電用アクチュエータ（39）に流れる状態とその流れが遮断される状態とに切り換える切換手段（47,57,67）を備えているものである。

上記の発明では、油圧アクチュエータ（35,36,37）の駆動対象がその自重によって動作する場合（即ち、回生動作する場合）、油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油の圧力（戻り圧）が油圧アクチュエータ（35,36,37）への供給油の圧力（供給圧）より高くなる。その場合、切換手段（47,57,67）は、油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が発電用アクチュエータ（39）に流れる状態に切り換える。これにより、戻り油が発電用アクチュエータ（39）に流れて該発電用アクチュエータ（39）が発電機（40）を駆動する。その結果、発電機（40）にて発電が行われ、エネルギー回生が行われる。

一方、油圧アクチュエータ（35,36,37）の駆動対象がその自重に抗して動作する場合（即ち、非回生動作する場合）、油圧アクチュエータ（35,36,37）の供給圧が戻り圧より高くなる。その場合、切換手段（47,57,67）は、油圧アクチュエータ（35,36,37）から発電用アクチュエータ（39）への戻り油の流れが遮断される状態に切り換える。これにより、戻り油は発電用アクチュエータ（39）へは流れない。その結果、戻り油が発電用アクチュエータ（39）に流れることによる抵抗が生じないので、その分、油圧ポンプ（32,33）の必要動力が減少する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記切換手段（47,57,67）は、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が上記発電用アクチュエータ（39）へ流れる発電用通路に設けられると共に、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）への供給油の圧力および上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油の圧力がそれぞれパイロット圧として作用し、そのパイロット圧の差圧によって上記発電用通路の戻り油の流れを許容する状態と遮断する状態とに弁位置が切り換わる方向切換弁（47,57,67）であるものである。

上記の発明では、油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が発電用通路を通って発電用アクチュエータ（39）に流れる。発電用通路には、切換手段である方向切換弁（47,57,67）が設けられている。この方向切換弁（47,57,67）は、油圧アクチュエータ（35,36,37）の供給圧および戻り圧がパイロット圧として作用し、そのパイロット圧の差圧によって弁位置が切り換わるいわゆるパイロット操作式のものである。

そして、本発明では、油圧アクチュエータ（35,36,37）の駆動対象が回生動作する場合、油圧アクチュエータ（35,36,37）の戻り圧に対応するパイロット圧が供給圧に対応するパイロット圧より高くなる。そうすると、方向切換弁（47,57,67）において、弁位置が発電用通路における戻り油の流れを許容する状態、即ち戻り油が発電用アクチュエータ（39）に流れるのを許容する状態に切り換わる。その結果、発電用アクチュエータ（39）が戻り油によって駆動される。

一方、油圧アクチュエータ（35,36,37）の駆動対象が非回生動作する場合、油圧アクチュエータ（35,36,37）の供給圧に対応するパイロット圧が戻り圧に対応するパイロット圧より高くなる。そうすると、方向切換弁（47,57,67）において、弁位置が発電用通路における戻り油の流れを遮断する状態に切り換わる。その結果、戻り油は発電用アクチュエータ（39）には流れない。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記油圧回路（30）は、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）を複数備えると共に上記発電用アクチュエータ（39）を１つ備え、上記各油圧アクチュエータ（35,36,37）の発電用通路が合流して上記発電用アクチュエータ（39）に接続されている。そして、本発明は、上記各方向切換弁（47,57,67）で流れが許容された戻り油のうち圧力が最も高い戻り油のみを上記発電用アクチュエータ（39）に流す選択手段（72,73,74）を備えているものである。

上記の発明では、各油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油がそれぞれの発電用通路を通って１つの発電用アクチュエータ（39）に流れる。つまり、本発明は、複数の油圧アクチュエータ（35,36,37）に対して共通の発電用アクチュエータ（39）が１つ設けられている。さらに言えば、１つの発電用アクチュエータ（39）に対して、複数の油圧アクチュエータ（35,36,37）の戻り側が互いに並列に接続されている。

そして、本発明では、駆動対象が回生動作する油圧アクチュエータ（35,36,37）の戻り油がそれぞれの方向切換弁（47,57,67）を通過し、発電用アクチュエータ（39）に向かって流れる。そうすると、選択手段（72,73,74）により、複数の戻り油のうち圧力（戻り圧）が最も高い戻り油のみが発電用アクチュエータ（39）に流れる。つまり、方向切換弁（47,57,67）を通過した戻り油が複数ある場合は、戻り圧の最も高いものだけが発電用アクチュエータ（39）に導入される。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記選択手段（72,73,74）は、上記各発電用通路の上記第１の方向切換弁（47,57,67）の下流に設けられる第２の方向切換弁（72,73,74）である。そして、該各第２の方向切換弁（72,73,74）は、その下流側の油圧と上記第１の方向切換弁（47,57,67）との間の油圧とがそれぞれパイロット圧として作用し、そのパイロット圧の差圧によって上記発電用通路の戻り油の流れを許容する状態と遮断する状態とに弁位置が切り換わるように構成されているものである。

上記の発明では、例えば図７に示すように、各発電用通路ごとに、上流側から順に第１の方向切換弁（47,57,67）および選択手段である第２の方向切換弁（72,73,74）が設けられている。この第２の方向切換弁（72,73,74）は、その上流側の油圧（第１の方向切換弁（47,57,67）との間の油圧）および下流側の油圧がパイロット圧として作用し、そのパイロット圧の差圧によって弁位置が切り換わるいわゆるパイロット操作式のものである。

本発明において、各油圧アクチュエータ（35,36,37）の戻り油が発電用アクチュエータ（39）に向かって第１の方向切換弁（47,57,67）を通過すると、その戻り油の圧力（戻り圧）がパイロット圧として第２の方向切換弁（72,73,74）に作用する。そうすると、各第２の方向切換弁（72,73,74）の弁位置は、戻り油の流れを許容する状態に切り換わる。そのため、それぞれの戻り油が発電用アクチュエータ（39）に向かって第２方向切換弁（72,73,74）を通過する。

ここで、各第２の方向切換弁（72,73,74）の下流側は、互いに連通している。したがって、第２の方向切換弁（72,73,74）を通過した戻り油のうち、戻り圧の最も高い戻り油が打ち勝って、その圧力が他の第２の方向切換弁（72,73,74）の下流側にも作用する。そうすると、他の第２の方向切換弁（72,73,74）では、その最も高い戻り圧がパイロット圧として作用するため、そのパイロット圧が上述した上流側のパイロット圧に打ち勝ち、弁位置が戻り油の流れを遮断する状態に切り換わる。なお、戻り圧の最も高い戻り油が通過する第２の方向切換弁（72,73,74）では、上流側および下流側のパイロット圧がほぼ同圧になるが、弁位置がスプリング力等によって戻り油の流れを許容する状態のままで保持される。このように、本発明では、戻り圧の最も高い戻り油のみが第２の方向切換弁（72,73,74）を通過して発電用アクチュエータ（39）に流れ、それよりも低圧の戻り油は第２の方向切換弁（72,73,74）で遮断される。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記各第２の方向切換弁（72,73,74）の下流には、戻り油が上記発電用アクチュエータ（39）へ向かう流れのみを許容する逆止弁（75）が設けられている。そして、上記各第２の方向切換弁（72,73,74）にパイロット圧として作用する下流側の油圧は、上記逆止弁（75）より下流の油圧である。

上記の発明では、各第２の方向切換弁（72,73,74）ごとにその下流に逆止弁（75）が設けられている。したがって、戻り圧の最も高い戻り油が他の第２の方向切換弁（72,73,74）の下流に流れても、そこから第２の方向切換弁（72,73,74）を逆流して通過することはない。また、各第２の方向切換弁（72,73,74）において、逆止弁（75）の下流の油圧をパイロット圧として用いるため、他の第２の方向切換弁（72,73,74）を通過した戻り油の圧力が確実にパイロット圧として作用する。

第６の発明は、上記第２乃至第４の何れか１の発明において、上記発電用アクチュエータ（39）の入口側には、該発電用アクチュエータ（39）に流れる戻り油の圧力を検出する圧力検出手段（49,59,69）が設けられている。そして、本発明は、上記圧力検出手段（49,59,69）の検出圧力が所定値以上になると、上記発電機（40）に電気負荷を与える制御手段（82）を備えているものである。

上記の発明では、油圧アクチュエータ（35,36,37）の戻り油が第１の方向切換弁（47,57,67）または第１の方向切換弁（47,57,67）および第２の方向切換弁（72,73,74）を通過して発電用アクチュエータ（39）に流れると、その入口側の圧力が所定値以上になる。そうすると、制御手段（82）によって発電機（40）に電気負荷が与えられる。これにより、発電機（40）において確実に発電が行われる。

第７の発明は、上記第１乃至第４の何れか１の発明において、車両本体（2,3）と、該車両本体（2,3）に回動自在に連結されるブーム（10）と、該ブーム（10）の先端部に回動自在に連結されるアーム（11）と、該アーム（11）の先端部に回動自在に連結されるバケット（12）とを備えている。そして、上記各油圧アクチュエータ（35,36,37）は、少なくとも、上記ブーム（10）を回動させるブームシリンダ（35）と、上記アーム（11）を回動させるアームシリンダ（36）と、上記バケット（12）を回動させるバケットシリンダ（37）である。

上記の発明では、図１に示すように、ブーム（10）、アーム（11）およびバケット（12）を備えたハイブリッドショベルを対象としている。ブーム（10）、アーム（11）およびバケット（12）の全部または何れか２つが同時に回生動作すると、各シリンダ（35,36,37）からの戻り油のうち圧力が最も高い戻り油のみが発電用アクチュエータ（39）に流れる。

以上のように、本発明によれば、油圧回路（30）において、油圧アクチュエータ（35,36,37）の供給油と戻り油との圧力大小関係に応じて、油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が発電用アクチュエータ（39）に流れる状態とその流れが遮断される状態とに切り換える切換手段（47,57,67）を設けるようにした。したがって、油圧アクチュエータ（35,36,37）の駆動対象が回生動作する場合にのみ、油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油を発電用アクチュエータ（39）に流すことができる。つまり、駆動対象が非回生動作する場合には、油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が発電用アクチュエータ（39）に流れるのを遮断することができる。そのため、戻り油が発電用アクチュエータ（39）に流れることによる抵抗を排除することができる。その結果、油圧ポンプ（32,33）の消費動力を削減することができ、駆動システムのエネルギー効率を効果的に高めることができる。

また、第２の発明によれば、切換手段として、シリンダ（35,36,37）の供給圧および戻り圧をパイロット圧として切り換える回生用切換弁（47,57,67）を適用するようにした。したがって、供給圧や戻り圧を検出しなくても、駆動対象の動作状態に応じて自動的に戻り油を流す状態と遮断する状態とに切り換えることができる。これにより、圧力センサ等の部品を省略することができるため、制御システムを簡素化することができる。

また、第３の発明によれば、１つの発電用アクチュエータ（39）に対して複数の油圧アクチュエータ（35,36,37）を並列に設けた場合において、第１の方向切換弁（47,57,67）を通過した戻り油のうち最も圧力の高いものだけを発電用アクチュエータ（39）に流す選択手段（72,73,74）を設けるようにした。これにより、各油圧アクチュエータ（35,36,37）毎に発電用アクチュエータを設けなくても、常に最高圧の戻り油を回生発電に利用することができる。したがって、駆動システムのエネルギー効率を効果的に高めつつも、油圧回路（30）のコンパクト化を図ることができる。

また、第４の発明によれば、第２の方向切換弁（72,73,74）の上流側の圧力と下流側の圧力とをパイロット圧として該第２の方向切換弁（72,73,74）を切り換えるようにした。したがって、最高圧の戻り油のみが発電用アクチュエータ（39）に流れるように第２の方向切換弁（72,73,74）を自動的に切り換えることができる。これにより、それぞれの圧力を検出して方向切換弁を切り換える場合に比べて、部品点数の削減および制御システムの簡素化を図ることができる。

さらに、第５の発明によれば、各第２の方向切換弁（72,73,74）の下流に逆止弁（75）を設け、その逆止弁（75）の下流の圧力をパイロット圧として第２の方向切換弁（72,73,74）に作用させるようにした。したがって、戻り油が他の第２の方向切換弁（72,73,74）を逆流して油圧アクチュエータ（35,36,37）に流入するのを確実に防止することができると共に、確実に戻り油の圧力をパイロット圧として他の第２の方向切換弁（72,73,74）に作用させることができる。

また、第６の発明によれば、発電用アクチュエータ（39）の入口側に戻り油の圧力を検出する圧力検出手段（49,59,69）を設け、その検出圧力が所定値以上になると発電機（40）に電気負荷を与えるようにした。したがって、確実に回生動作させる場合にのみ発電機（40）に電気負荷を作用させることができる。つまり、簡易な構成にも拘わらず、確実に駆動対象の回生動作を判別することができ、確実に回生発電を行うことができる。

また、第７の発明によれば、ブーム（10）やアーム（11）を備えたいわゆるショベルに適用するようにした。したがって、一般にショベルは、作業姿勢が著しく変化するので、連続した一方向の動作であるにも拘わらず途中で自重による回動方向への動作でなくなることがあるが、本発明によれば、確実に回生動作を把握して戻り油を発電用アクチュエータ（39）に流すことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。図１に示すように、本実施形態１に係るハイブリッドショベル（1）は、本発明に係るハイブリッド式建設車両である。

上記ハイブリッドショベル（1）は、後述するエンジン（21）と電動モータ（27,31）を備えている。そして、このハイブリッドショベル（1）は、エンジン（21）が専ら発電用にのみ使用されると共に、走行時や掘削作業時等に必要な動力は全て電動モータ（27,31）の動力に頼る、いわゆるシリーズ方式が採用されている。

上記ハイブリッドショベル（1）は、下部走行体（2）と、該下部走行体（2）の上面に旋回可能に配設された上部旋回体（3）と、該上部旋回体（3）に取り付けられ、掘削作業等を行う掘削作業機（4）とを備えている。また、下部走行体（2）および上部旋回体（3）は、ハイブリッドショベル（1）の車両本体を構成している。なお、以下の説明では、特に断らない限り「前側」、「後側」、「左側」および「右側」は、それぞれ下部走行体（2）を基準として、前側、後側、左側および右側を意味する。

上記下部走行体（2）には、走行用のクローラ（5）と、整地作業等を行うためのブレード（6）とが設けられている。そして、下部走行体（2）には、クローラ（5）を駆動するための走行用油圧モータ（38）と、ブレード（6）を駆動するためのブレードシリンダ（34）とが設けられている。

上記上部旋回体（3）には、オペレータキャビン（7）が配設されると共に、その後側および右側に作動油タンク（8）およびマシンキャブ（9）がそれぞれ配設されている。そして、上部旋回体（3）には、その上部旋回体（3）を旋回駆動するための旋回用電動モータ（27）が設けられている。

上記掘削作業機（4）は、基端部が上部旋回体（3）のレボルビングフレーム（図示省略）に回動可能に連結されるブーム（10）と、ブーム（10）の先端部に回動可能に連結されるアーム（11）と、アーム（11）の先端部に回動可能に連結されるバケット（12）と有している。そして、掘削作業機（4）には、ブーム（10）を駆動するためのブームシリンダ（35）と、アーム（11）を駆動するためのアームシリンダ（36）と、バケット（12）を駆動するためのバケットシリンダ（37）とが設けられている。

上記ブームシリンダ（35）は、一端が上部旋回体（3）に回動可能に支持され、他端であるロッド（35a）先端がブーム（10）の基端部寄りに回動可能に連結されている。そして、ブームシリンダ（35）は、ロッド（35a）が伸縮することにより、ブーム（10）を基端部を中心に回動（起伏）させる。

上記アームシリンダ（36）は、一端がブーム（10）の上面に回動可能に支持され、他端であるロッド（36a）先端がアーム（11）に回動可能に連結されている。そして、アームシリンダ（36）は、ロッド（36a）が伸縮することにより、アーム（11）をブーム（10）との連結軸を中心に回動させる。

上記バケットシリンダ（37）は、一端がアーム（11）の前面に回動可能に支持され、他端であるロッド（37a）先端がバケット（12）に回動可能に連結されている。そして、バケットシリンダ（37）は、ロッド（37a）が伸縮することにより、バケット（12）をアーム（11）との連結軸を中心に回動させる。

図２に示すように、上記ハイブリッドショベル（1）は、上述した電動アクチュエータとしての旋回用電動モータ（27）を駆動すると共に、油圧アクチュエータとしての各種シリンダ（34,35,36,37）および走行用油圧モータ（38）を駆動するための駆動システム（20）を備えている。

上記駆動システム（20）は、電気システムとして、エンジン（21）と、交流発電機（22）と、コンバータ（23）およびインバータ（24）と、バッテリ（25）およびキャパシタ（26）と、旋回用電動モータ（27）とを備えている。

具体的に、上記交流発電機（22）は、エンジン（21）の出力軸に連結され、そのエンジン（21）の駆動によって発電するように構成されている。交流発電機（22）は、コンバータ（23）およびインバータ（24）に電気的に接続されている。つまり、交流発電機（22）で発生した交流電力は、コンバータ（23）で直流電力に変換され、その後インバータ（24）で交流電力に変換される。バッテリ（25）およびキャパシタ（26）は、コンバータ（23）とインバータ（24）との接続ラインに電気的に接続され、充放電するように構成されている。旋回用電動モータ（27）は、インバータ（24）に電気的に接続され、交流電力が供給される。

また、上記駆動システム（20）は、上述した電気システム以外に、油圧システムとしての油圧回路（30）を備えている。油圧回路（30）は、ポンプ用電動モータ（31）と、２台の油圧ポンプ（32,33）と、上述した各種シリンダ（34,35,36,37）および走行用油圧モータ（38）と、回生用油圧モータ（39）および回生用発電機（40）とを備えている。

具体的に、上記ポンプ用電動モータ（31）は、インバータ（24）に電気的に接続され、交流電力が供給される。２台の油圧ポンプ（32,33）は、第１油圧ポンプ（32）と第２油圧ポンプ（33）であり、互いに直列に接続されている。そして、各油圧ポンプ（32,33）は、ポンプ用電動モータ（31）の駆動軸に連結され、そのポンプ用電動モータ（31）の駆動によって作動油（圧油）を吐出する。各種シリンダ（34,35,36,37）および走行用油圧モータ（38）は、油圧ポンプ（32,33）の作動油が供給されて駆動する。回生用油圧モータ（39）は、シリンダ（34,35,36,37）の回生動作時に作動油によって駆動される。回生用発電機（40）は、回生用油圧モータ（39）の出力軸に連結され、その回生用油圧モータ（39）よって駆動されて発電するように構成されている。また、回生用発電機（40）は、コンバータ（23）に電気的に接続され、発生した交流電力がコンバータ（23）に供給されるようになっている。なお、回生用油圧モータ（39）および回生用発電機（40）は、それぞれ本発明に係る発電用アクチュエータおよび発電機を構成している。

上記油圧回路（30）について図３を参照しながら詳細に説明する。この油圧回路（30）では、第１油圧ポンプ（32）によってブームシリンダ（35）を駆動するブーム系統（30a）と、第２油圧ポンプ（33）によってアームシリンダ（36）およびバケットシリンダ（37）を駆動するアーム／バケット系統（30b）とが設けられている。なお、図３では、ポンプ用電動モータ（31）を省略すると共に、ブレードシリンダ（34）を駆動するブレード系統と走行用油圧モータ（38）を駆動するクローラ系統とを省略する。

上記ブーム系統（30a）およびアーム／バケット系統（30b）には、３つの各シリンダ（35,36,37）毎に、主方向切換弁（43,53,63）と、回生用油圧モータ（39）および回生用発電機（40）とが設けられると共に、本発明の特徴である回生用切換弁（47,57,67）が設けられている。

具体的に、上記ブーム系統（30a）の構成について説明する。主方向切換弁（43）には、吐出管路（41）、タンク側管路（42）、ロッド側管路（44）、ヘッド側管路（45）および戻り管路（46）の５つの管路が接続されている。吐出管路（41）は、第１油圧ポンプ（32）に接続されている。タンク側管路（42）は、作動油タンク（8）に接続されている。ロッド側管路（44）およびヘッド側管路（45）は、ブームシリンダ（35）のロッド側油圧室（図３における上側）およびヘッド側油圧室（図３における下側）に接続されている。戻り管路（46）は、回生用切換弁（47）に接続されている。

上記回生用切換弁（47）には、回生用管路（48）が接続され、その端部に回生用油圧モータ（39）が設けられている。また、回生用切換弁（47）は、管路を介して作動油タンク（8）に連通している。回生用油圧モータ（39）は、上述したように回生用発電機（40）が連結されると共に、管路を介して作動油タンク（8）に連通している。

次に、上記アーム／バケット系統（30b）の構成について説明する。各主方向切換弁（53,63）には、ブーム系統（30a）と同様に、ロッド側管路（54,64）、ヘッド側管路（55,65）および戻り管路（56,66）がそれぞれ接続されている。また、アームシリンダ（36）側の主方向切換弁（53）には、第２油圧ポンプ（33）に繋がる吐出管路（51）が接続されている。バケットシリンダ（37）側の主方向切換弁（63）には、作動油タンク（8）に繋がるタンク側管路（62）が接続されている。さらに、各主方向切換弁（53,63）同士が接続管路（60）によって接続されている。なお、ブーム系統（30a）と同様に、ロッド側管路（54,64）およびヘッド側管路（55,65）はアームシリンダ（36）およびバケットシリンダ（37）に接続され、戻り管路（56,66）は回生用切換弁（57,67）に接続されている。

また、上記アーム／バケット系統（30b）においても、各回生用切換弁（57,67）には、回生用管路（58,68）が接続され、その端部に回生用油圧モータ（39）が設けられている。また、各回生用切換弁（57,67）は、管路を介して作動油タンク（8）に連通している。回生用油圧モータ（39）は、上述したように回生用発電機（40）が連結されると共に、管路を介して作動油タンク（8）に連通している。なお、この油圧回路（30）において、戻り管路（46,56,66）と回生用管路（48,58,68）は、本発明に係る発電用通路を構成している。

上記主方向切換弁（43,53,63）は、スプリングセンタ式の５ポート３位置弁であり、パイロット操作式のものである。主方向切換弁（43,53,63）は、オペレータキャビン（7）に設けられた操作レバー（図示省略）の操作によってパイロット圧が作用し、図３における右側の弁位置（以下、右側弁位置という。）または図３における左側の弁位置（以下、左側弁位置という。）に切り換わるようになっている。具体的に、各シリンダ（35,36,37）のロッド（35a,36a,37a）を伸ばす場合は、それに対応する主方向切換弁（43,53,63）を右側弁位置に切り換える。逆に、各ロッド（35a,36a,37a）を縮める場合は、それに対応する主方向切換弁（43,53,63）を左側弁位置に切り換える。

上記各回生用切換弁（47,57,67）は、パイロット操作式の３ポート２位置弁である。また、各回生用切換弁（47,57,67）には、右側パイロット管路（47a,57a,67a）および左側パイロット管路（47b,57b,67b）が接続されている。右側パイロット管路（47a,57a,67a）は、回生用切換弁（47,57,67）が右側弁位置に切り換わるように、吐出管路（41,51）（バケットシリンダ（37）用の回生用切換弁（67）の場合は、接続管路（60））の作動油圧（以下、供給圧という。）をパイロット圧として回生用切換弁（47,57,67）に作用させるものである。左側パイロット管路（47b,57b,67b）は、回生用切換弁（47,57,67）が左側弁位置に切り換わるように、戻り管路（46,56,66）の作動油圧（以下、戻り圧という。）をパイロット圧として回生用切換弁（47,57,67）に作用させるものである。つまり、上述した供給圧は、各シリンダ（35,36,37）への供給油の圧力であり、戻り圧は、各シリンダ（35,36,37）からの戻り油の圧力である。

上記回生用切換弁（47,57,67）が右側弁位置に切り換わると、戻り管路（46,56,66）が作動油タンク（8）に連通し、回生用切換弁（47,57,67）が左側弁位置に切り換わると、戻り管路（46,56,66）が回生用管路（48,58,68）に連通する。つまり、回生用切換弁（47,57,67）は、シリンダ（35,36,37）からの戻り油が回生用油圧モータ（39）に流れる状態と、その戻り油の回生用油圧モータ（39）へ向かう流れを遮断して戻り油を作動油タンク（8）に導く状態とに切り換えるように構成されている。そして、この回生用切換弁（47,57,67）は、本発明に係る切換手段を構成している。

上記の構成によれば、ブーム（10）等をその自重に抗して動作させる場合（即ち、非回生動作時）、供給圧が戻り圧より高くなる。そうすると、回生用切換弁（47,57,67）において、右側のパイロット圧が打ち勝って右側弁位置に切り換わり、シリンダ（35,36,37）からの戻り油が作動油タンク（8）に戻ることになる。逆に、ブーム（10）等をその自重によって動作させる場合（即ち、回生動作時）、戻り圧が供給圧より高くなる。そうすると、回生用切換弁（47,57,67）において、左側のパイロット圧が打ち勝って左側弁位置に切り換わり、シリンダ（35,36,37）からの戻り油が回生用油圧モータ（39）へ流れる。これにより、回生用油圧モータ（39）が駆動し、回生用発電機（40）で発電（回生発電）が行われる。即ち、エネルギーの回生（回生動作）が行われる。このように、回生用切換弁（47,57,67）は、ブーム（10）等が自重に抗して動作しているのか自重によって動作しているのかによって、戻り油の流れを切り換えるように構成されている。

また、上記油圧回路（30）は、各回生用管路（48,58,68）に設けられた圧力センサ（49,59,69）を備えている。この圧力センサ（49,59,69）は、回生用油圧モータ（39）に流れる戻り油の圧力を検出する圧力検出手段である。

また、図２および図４に示すように、上記駆動システム（20）は、総合コントローラ（80）を備えている。総合コントローラ（80）は、ジェネレータコントローラ（82）、バッテリコントローラ（83）、モータコントローラ（84）およびエンジンコントローラ（85）を備えている。

上記ジェネレータコントローラ（82）は、交流発電機（22）および回生用発電機（40）所定の負荷を作用させて発電を実行させるように構成されている。また、ジェネレータコントローラ（82）は、圧力センサ（49,59,69）の検出圧力が入力される。そして、ジェネレータコントローラ（82）は、入力された検出圧力が所定値以上であると、戻り油が回生用管路（48,58,68）に流れたと判定し、回生用発電機（40）に所定の電気負荷を作用させる。つまり、ジェネレータコントローラ（82）は、検出圧力をもって、ブーム（10）等が回生動作していると判定する。

上記バッテリコントローラ（83）は、バッテリ（25）およびキャパシタ（26）の充放電動作および充放電電力を制御する。例えば、バッテリコントローラ（83）は、回生用発電機（40）で発電した交流電力をコンバータ（23）にて直流電力に変換してバッテリ（25）に充電させる。また、バッテリコントローラ（83）は、バッテリ（25）の蓄電量が満タン状態になると、変換された直流電力をキャパシタ（26）に供給して充電させる。

上記モータコントローラ（84）は、コンバータ（23）およびインバータ（24）の電力変換を制御するように構成されている。これにより、モータコントローラ（84）は、交流発電機（22）およびバッテリ（25）からの供給電力を所定周波数の交流電力に変換し、旋回用電動モータ（27）およびポンプ用電動モータ（31）の回転数やトルクを制御する。

上記エンジンコントローラ（85）は、エンジン（21）の燃料噴射弁やスロットル弁（何れも図示せず）駆動制御して、エンジン（21）の回転数やトルクを制御する。

−油圧回路の動作−
次に、上述した油圧回路（30）における動作について、図５および図６を参照しながら説明する。なお、ここでは、主としてアーム（11）を動作させる場合について説明する。

先ず、図５（ａ）に示すように、アーム（11）をその自重に抗して上側に回動させる場合（即ち、非回生動作させる場合）は、アームシリンダ（36）のロッド（36a）を伸ばす。なお、この場合は、バケット（12）を水平に保つため、バケットシリンダ（37）のロッド（37a）を縮める。

上記の動作の場合、油圧回路（30）では、図６（ａ）に示すように、主方向切換弁（53）が右側弁位置に切り換わる。この状態では、第２油圧ポンプ（33）から吐出された作動油がアームシリンダ（36）のヘッド側に流入し、ロッド（36a）が伸びる。そして、アームシリンダ（36）のロッド側から戻り管路（56）に作動油が流れる。ここで、吐出管路（51）の供給圧が戻り管路（56）の戻り圧より高いため、回生用切換弁（57）は右側弁位置に切り換わる。これにより、戻り管路（56）の作動油が作動油タンク（8）に流れる。したがって、このアーム（11）の動作においては、回生用油圧モータ（39）は駆動されず、回生発電は行われない。

次に、図５（ｂ）に示すように、アーム（11）をその自重によって下側に回動させる場合（即ち、回生動作させる場合）は、アームシリンダ（36）のロッド（36a）を縮める。なお、この場合は、バケット（12）を水平に保つために、バケットシリンダ（37）のロッド（37a）を伸ばす。

上記の動作の場合、油圧回路（30）では、図６（ｂ）に示すように、主方向切換弁（53）が左側弁位置に切り換わる。この状態では、第２油圧ポンプ（33）から吐出された作動油がアームシリンダ（36）のロッド側に流入し、ロッド（36a）が伸びる。そして、アームシリンダ（36）のヘッド側から戻り管路（56）に作動油が流れる。ここで、アームシリンダ（36）は、ロッド（36a）がアーム（11）の自重によって縮む方向に押されているため、ロッド側の供給圧よりヘッド側の戻り圧の方が高くなる。よって、回生用切換弁（57）は左側弁位置に切り換わる。そうすると、戻り管路（56）の作動油は、回生用管路（58）に流れて、回生用油圧モータ（39）が駆動される。また、圧力センサ（59）の検出圧力が所定値以上になり、ジェネレータコントローラ（82）によって回生用発電機（40）に所定の電気負荷が作用する。これにより、回生用発電機（40）において確実に回生発電が行われる。この発電電力は、コンバータ（23）を通じてバッテリ（25）に充電される。

さらに上記の方向にアーム（11）が動いていくと、図５（ｃ）に示すように、アーム（11）をその自重に抗して上側に回動させることになる。即ち、アームシリンダ（36）のロッド（36a）をさらに縮め、非回生動作させることになる。なお、この場合は、バケット（12）を水平に保つために、バケットシリンダ（37）のロッド（37a）をさらに伸ばす。

上記の動作の場合、油圧回路（30）では、図６（ｃ）に示すように、主方向切換弁（53）は左側弁位置に切り換わったままである。この状態では、第２油圧ポンプ（33）から吐出された作動油がアームシリンダ（36）のロッド側に流入し、ロッド（36a）がさらに縮む。そして、アームシリンダ（36）のヘッド側から戻り管路（56）に作動油が流れる。ここで、アームシリンダ（36）は、ロッド（36a）がアーム（11）の自重に抗して縮もうとしているため、ヘッド側の戻り圧よりロッド側の供給圧の方が高くなる。よって、回生用切換弁（57）は右側弁位置に切り換わる。そうすると、戻り管路（56）の作動油は、作動油タンク（8）に戻される。したがって、このアーム（11）の動作においては、回生用油圧モータ（39）は駆動されず、回生発電は行われない。なお、図６（ａ）および（ｃ）の状態では、回生用管路（58）に作動油が流れないため、圧力センサ（59）の検出圧力は所定値以上にはならず、回生用発電機（40）に負荷は作用しない。

以上のように、アーム（11）がその自重によって回動する場合にのみ、回生用切換弁（57）が左側弁位置に切り換わり、アームシリンダ（36）からの戻り油（作動油）が回生用油圧モータ（39）に流れて回生発電が行われる。

また、ブーム（10）およびバケット（12）の回動動作についても上記と同様の回生発電が行われる。つまり、ブーム（10）およびバケット（12）をその自重に抗して回動させる場合は、ブームシリンダ（35）およびバケットシリンダ（37）からの戻り油が作動油タンク（8）に戻る。ブーム（10）およびバケット（12）をその自重によって回動させる場合は、ブームシリンダ（35）およびバケットシリンダ（37）からの戻り油がそれぞれの回生用油圧モータ（39）に流れる。そして、それぞれの回生用発電機（40）において回生発電が行われる。

−実施形態１の効果−
本実施形態によれば、油圧回路（30）において回生用切換弁（47,57,67）を設けるようにした。したがって、アーム（11）やブーム（10）等がその自重によって回動する場合にのみ、即ちエネルギー回生させる場合にのみ、シリンダ（35,36,37）からの戻り油を回生用油圧モータ（39）に流すことができる。つまり、アーム（11）等が自重に抗して回動する場合には、シリンダ（35,36,37）からの戻り油を回生用油圧モータ（39）にではなく作動油タンク（8）に流すことができる。これにより、エネルギー回生させない場合において、戻り油が回生用油圧モータ（39）に流れることによる抵抗を排除することができる。その結果、油圧ポンプ（32,33）を駆動するポンプ用電動モータ（31）の消費動力を削減することができ、省エネを図ることができる。つまり、駆動システム（20）のエネルギー効率を効果的に高めることができる。

また、本実施形態では、シリンダ（35,36,37）の供給圧および戻り圧をパイロット圧として作用させて回生用切換弁（47,57,67）を切り換えるようにした。したがって、アーム（11）等の回動状態に応じて自動的に回生用切換弁（47,57,67）を切り換えることができる。これにより、例えば、供給圧および戻り圧を検出して両者の大小関係によって回生用切換弁を切り換える場合に比べて、部品点数を減らすことができる上、制御システムも簡素化することができる。

また、本実施形態では、回生用管路（48,58,68）の戻り油の圧力に応じて回生用発電機（40）に電気負荷を作用させるようにした。したがって、確実にエネルギー回生させる場合にのみ回生用発電機（40）に電気負荷を作用させることができる。つまり、戻り油が回生用管路（48,58,68）に流れる場合と流れない場合とで、回生用管路（48,58,68）の圧力が大きく異なるため、確実にアーム（11）等が自重によって回動している状態を判定することができる。その結果、確実に回生発電を行うことができる。

《実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態２は、図７に示すように、上記実施形態１における油圧回路（30）の構成を変更したものである。

つまり、本実施形態は、上記実施形態１の油圧回路（30）において、ブームシリンダ（35）やアームシリンダ（36）等のそれぞれに対して新たに回生用切換弁（72,73,74）を１つずつ追加するようにした。また、本実施形態は、上記実施形態１におけるアーム／バケット系統（30b）の回生用油圧モータ（39）、回生用発電機（40）および圧力センサ（59,69）が省略されているものである。

具体的に、本実施形態の油圧回路（30）は、各回生用管路（48,58,68）を繋ぐ回生用接続管路（71）が設けられている。回生用接続管路（71）の一端は、ブーム系統（30a）における回生用管路（48）の圧力センサ（49）より上流に接続されている。回生用接続管路（71）の他端側は、アーム／バケット系統（30b）の各回生用管路（58,68）の下流端に接続されている。つまり、各回生用管路（48,58,68）が回生用油圧モータ（39）に対して互いに並列に接続されている。

上記追加した回生用切換弁（72,73,74）（以下、第２回生用切換弁（72,73,74）という。）は、各回生用管路（48,58,68）の途中に接続されている。なお、ブーム系統（30a）では、第２回生用切換弁（72）が回生用接続管路（71）よりも上流に接続されている。この第２回生用切換弁（72,73,74）は、戻り管路（46,56,66）に設けられている回生用切換弁（47,57,67）（以下、第１回生用切換弁（47,57,67）という。）と同様に、パイロット操作式の３ポート２位置弁である。つまり、各第２回生用切換弁（72,73,74）は、それぞれの第１回生用切換弁（47,57,67）の下流に設けられている。

そして、上記第２回生用切換弁（72,73,74）には、右側パイロット管路（72a,73a,74a）および左側パイロット管路（72b,73b,74b）が接続されている。右側パイロット管路（72a,73a,74a）は、第２回生用切換弁（72,73,74）より下流側の回生用管路（48,58,68）の作動油圧をパイロット圧として第２回生用切換弁（72,73,74）に作用させるものである。左側パイロット管路（72b,73b,74b）は、第２回生用切換弁（72,73,74）と第１回生用切換弁（47,57,67）の間の作動油圧をパイロット圧として第２回生用切換弁（72,73,74）に作用させるものである。

上記左側パイロット管路（72b,73b,74b）のパイロット圧によって、第２回生用切換弁（72,73,74）が左側弁位置に切り換わると（図７の状態）、上下流の回生用管路（48,58,68）が連通する。また、右側パイロット管路（72a,73a,74a）のパイロット圧によって、第２回生用切換弁（72,73,74）が右側弁位置に切り換わると、上流側の回生用管路（48,58,68）が作動油タンク（8）に連通する。つまり、第２回生用切換弁（72,73,74）は、第１回生用切換弁（47,57,67）から回生用管路（48,58,68）に流れた戻り油が回生用油圧モータ（39）に流れる状態と、その戻り油の回生用油圧モータ（39）へ向かう流れを遮断して戻り油を作動油タンク（8）に導く状態とに切り換えるように構成されている。そして、第２回生用切換弁（72,73,74）は、各第１回生用切換弁（47,57,67）から回生用管路（48,58,68）に流れた戻り油のうち、戻り圧の最も高い戻り油のみを回生用油圧モータ（39）に流すように構成され、本発明に係る選択手段を構成している。詳細については、後述する。

また、上記各回生用管路（48,58,68）には、逆止弁（75）が設けられている。具体的に、逆止弁（75）は、回生用管路（48,58,68）において、第２回生用切換弁（72,73,74）の下流であって、右側パイロット管路（72a,73a,74a）の上流に設けられている。そして、この逆止弁（75）は、回生用管路（48,58,68）の上流から下流に向かう戻り油の流れのみを許容するように構成されている。

−油圧回路の動作−
次に、上述した油圧回路（30）における動作について説明する。なお、ここでは、バケット（12）は回動させずに、ブーム（10）とアーム（11）のみを同時に回動させる場合について説明する。

先ず、ブーム（10）およびアーム（11）の両方をその自重によって回動させる場合（即ち、回生動作させる場合）について図８を参照しながら説明する。なお、この場合、ブームシリンダ（35）およびアームシリンダ（36）の両方ともロッド（35a,36a）が縮むものと仮定する。したがって、油圧回路（30）では、各主方向切換弁（43,53）が左側弁位置に切り換わる。なお、バケットシリンダ（37）の主方向切換弁（63）は中立位置のままである。

この状態では、第１油圧ポンプ（32）から吐出された作動油がブームシリンダ（35）のロッド側に流入すると共に、第２油圧ポンプ（33）から吐出された作動油がアームシリンダ（36）のロッド側に流入し、双方のロッド（35a,36a）が縮む。また、ブームシリンダ（35）およびアームシリンダ（36）の各ヘッド側から戻り管路（46,56）に作動油が流れる。そして、エネルギー回生時の場合、戻り管路（46,56）の戻り圧が吐出管路（41,51）の供給圧より高いため、各第１回生用切換弁（47,57）は左側弁位置に切り換わる。それにより、戻り管路（46,56）から回生用管路（48,58）に作動油が流れる。なお、バケットシリンダ（37）の第１回生用切換弁（67）スプリングの付勢力によって右側弁位置に切り換わる。

ここで、ブームシリンダ（35）からの戻り圧の方がアームシリンダ（36）からの戻り圧よりも高いと仮定する。

この場合、ブーム系統（30a）の第２回生用切換弁（72）は、左側パイロット管路（72b）に戻り圧が作用するため左側弁位置に切り換わる。また、アームシリンダ（36）の第２回生用切換弁（73）も、左側パイロット管路（73b）に戻り圧が作用するため左側弁位置に切り換わる。そうすると、戻り管路（46,56）から回生用管路（48,58）に流れた戻り油（作動油）が逆止弁（75）まで流れる。ここで、ブームシリンダ（35）からの戻り圧がアームシリンダ（36）からの戻り圧より高いため、ブームシリンダ（35）からの戻り油が打ち勝って逆止弁（75）を通過する。

ブーム系統（30a）において、逆止弁（75）を通過した戻り油は、回生用油圧モータ（39）に流れると共に、回生用接続管路（71）に流れる。そうすると、ブーム系統（30a）の第２回生用切換弁（72）において、右側パイロット管路（72a）および左側パイロット管路（72b）には同じ戻り圧が作用する。したがって、ブーム系統（30a）の第２回生用切換弁（72）は、結果としてスプリングの付勢力により左側弁位置に切り換わることになる。

一方、アームシリンダ（36）の第２回生用切換弁（73）において、右側パイロット管路（73a）には回生用接続管路（71）の作動油が、左側パイロット管路（73b）には回生用管路（58）の作動油がそれぞれ流れる。つまり、右側パイロット管路（73a）にはブームシリンダ（35）からの戻り圧が、左側パイロット管路（73b）にはアームシリンダ（36）からの戻り圧がそれぞれパイロット圧として作用する。そうすると、ブームシリンダ（35）からの戻り圧がアームシリンダ（36）からの戻り圧より高いので、結果として、第２回生用切換弁（73）は右側弁位置に切り換わることになる。これにより、戻り管路（56）から回生用管路（58）に流れた作動油は、作動油タンク（8）に流れる。

なお、バケットシリンダ（37）の第２回生用切換弁（74）において、右側パイロット管路（74a）には回生用接続管路（71）の作動油が流れるので、ブームシリンダ（35）からの戻り圧がパイロット圧として作用する。左側パイロット管路（74b）には、殆ど油圧が作用しない。したがって、バケットシリンダ（37）の第２回生用切換弁（74）は、右側弁位置に切り換わる。

このように、ブーム（10）およびアーム（11）の両方を同時に回生動作させる場合で、ブームシリンダ（35）からの戻り油がアームシリンダ（36）からの戻り油よりも圧力が高い場合、ブームシリンダ（35）からの戻り油のみが回生用油圧モータ（39）に流れる。つまり、戻り圧が高い方の戻り油が自動的に選択されて、回生用油圧モータ（39）に流れる。戻り油が回生用油圧モータ（39）に流れると、回生用油圧モータ（39）が駆動される。また、圧力センサ（49）の検出圧力が所定値以上になり、ジェネレータコントローラ（82）によって回生用発電機（40）に所定の負荷が作用する。これにより、回生用発電機（40）において回生発電が行われ、この発電電力がコンバータ（23）を通じてバッテリ（25）に充電される。

次に、上記の状態から、さらにブームシリンダ（35）およびアームシリンダ（36）のロッド（35a,36a）を縮めて、ブーム（10）は継続して回生動作させ、アーム（11）は非回生動作させる場合について説明する。

図９に示すように、ブーム系統（30a）の第１回生用切換弁（47）は、左側弁位置に切り換わったままである。一方、アームシリンダ（36）の第１回生用切換弁（57）は、アーム（11）が非回生動作するため、右側パイロット管路（57a）の供給圧が左側パイロット管路（57b）の戻り圧より高くなり、右側弁位置に切り換わる。これにより、アームシリンダ（36）からの戻り油が作動油タンク（8）に流れる。

そして、ブーム系統（30a）の第２回生用切換弁（72）は、上記と同様に、左側弁位置に切り換わったままである。ここで、ブーム系統（30a）の逆止弁（75）にはブームシリンダ（35）からの戻り圧のみが作用するので、そのままブームシリンダ（35）からの戻り油が逆止弁（75）を通過して回生用油圧モータ（39）に流れると共に回生用接続管路（71）に流れる。一方、アームシリンダ（36）の第２回生用切換弁（73）は、右側パイロット管路（72a）にブームシリンダ（35）の戻り圧が作用するので、右側弁位置に切り換わったままである。

このように、ブーム（10）を回生動作させ、アーム（11）を非回生動作させる場合は、ブームシリンダ（35）からの戻り油のみが回生用油圧モータ（39）に流れる。これにより、上記と同様に、回生用発電機（40）にて回生発電が行われる。

なお、本実施形態では、上述した動作パターンに限らず、以下のパターンであっても上記と同様の作用を得られる。

例えば、ブーム（10）およびアーム（11）のみを同時に回生動作させる場合で、アームシリンダ（36）からの戻り圧の方がブームシリンダ（35）からの戻り圧よりも高い場合は、図８において、ブーム系統（30a）の第２回生用切換弁（72）が右側弁位置に切り換わり、アームシリンダ（36）の第２回生用切換弁（73）が左側弁位置に切り換わる。したがって、アームシリンダ（36）からの戻り油のみが逆止弁（75）を通過し、回生用接続管路（71）を介して回生用油圧モータ（39）に流れる。この場合も、上記と同様に、回生用発電機（40）にて回生発電が行われる。

また、ブーム（10）およびバケット（12）のみ、アーム（11）およびバケット（12）のみ、または３つ全てを同時に回生動作させる場合においても、戻り圧が高い（最も高い）方の第２回生用切換弁（72,73,74）のみが左側弁位置に切り換わる。そして、そのシリンダ（35,36,37）からの戻り油のみが逆止弁（75）を通過して回生用油圧モータ（39）に流れる。

また、上述したブーム（10）のみを回生動作させる場合だけでなく、アーム（11）またはバケット（12）のみを回生動作させる場合においても、それに対応する第２回生用切換弁（72,73,74）が左側弁位置に切り換わり、その戻り油が回生用油圧モータ（39）に流れる。

また、ブーム（10）、アーム（11）およびバケット（12）の全てが非回生動作する場合、全ての第１回生用切換弁（47,57,67）が右側弁位置に切り換わり、シリンダ（35,36,37）からの戻り油は作動油タンク（8）に流れる。したがって、この場合、戻り油が回生用油圧モータ（39）に流れることはない。

−実施形態２の効果−
本実施形態によれば、複数のシリンダ（35,36,37）に対して共通の回生用油圧モータ（39）を１つだけ設けた場合において、第１回生用切換弁（47,57,67）の下流に第２回生用切換弁（72,73,74）を設けるようにした。そして、複数のシリンダ（35,36,37）を同時に回生動作させる場合、シリンダ（35,36,37）の戻り圧が最も高い戻り油のみを回生用油圧モータ（39）に流すようにした。これにより、各シリンダ（35,36,37）毎に回生用油圧モータ（39）を設けなくても、常に、最高圧の戻り油を回生用油圧モータ（39）に供給することができる。したがって、駆動システム（20）のエネルギー効率を効果的に高めつつ、油圧回路（30）、引いては駆動システム（20）のコンパクト化を図ることができる。

また、本実施形態では、シリンダ（35,36,37）の戻り圧と互いに連通する各第２回生用切換弁（72,73,74）の下流側の圧力とをパイロット圧として作用させて第２回生用切換弁（72,73,74）を切り換えるようにした。したがって、自動的に戻り圧の最も高い戻り油のみを回生用油圧モータ（39）に流すように第２回生用切換弁（72,73,74）を切り換えることができる。これにより、それぞれの圧力を検出して第２回生用切換弁を切り換える場合に比べて、部品点数の削減および制御システムの簡素化を図ることができる。

また、本実施形態では、第２回生用切換弁（72,73,74）の下流に逆止弁（75）を設けているので、戻り圧の最も高い戻り油が他の第２回生用切換弁（72,73,74）を逆流してシリンダ（35,36,37）に流入するのを確実に防止することができる。したがって、シリンダ（35,36,37）の誤動作を確実に防止することができる。

《その他の実施形態》
上述した各実施形態については以下のような構成としてもよい。

例えば、上記各実施形態の油圧回路（30）では、ブレードシリンダ（34）および走行用油圧モータ（38）の系統を省略したが、これらについても同様の構成で本発明を適用することができる。特に、走行用油圧モータ（38）即ちクローラ（5）の回生動作について説明すると、下部走行体（2）が斜面を下る場合、その自重によってクローラ（5）が駆動することになる。その場合、走行用油圧モータ（38）が回生動作することになり、走行用油圧モータ（38）の戻り圧が供給圧より高くなる。したがって、同様に回生用切換弁が切り換わって、走行用油圧モータ（38）からの戻り油が回生用油圧モータ（39）に流れる。つまり、本発明は、シリンダ（35,36,37）のような往復動型の油圧アクチュエータだけでなく、走行用油圧モータ（38）のような回転型の油圧アクチュエータにも適用することができる。

また、上記実施形態では、シリーズ方式のハイブリッドショベル（1）について説明したが、これに限らず、本発明は、パラレル方式のものにも適用することができる。

また、上記実施形態１の油圧回路（30）では、ブーム系統（30a）およびアーム／バケット系統（30b）の２系統を備えるようにしたが、何れか一方のみを備えたものであってもよいことは勿論である。

なお、上記各実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、油圧アクチュエータを備え、回生動作時に発電を行うハイブリッド式建設車両として有用である。

本発明の実施形態に係るハイブリッドショベルを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るハイブリッドショベルの全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る油圧回路の構成を走行用油圧モータを省略して示す図である。 本発明の実施形態に係る総合コントローラの構成を示すブロック図である。 ハイブリッドショベルのアームの動作を示すものであり、（ａ）および（ｃ）は非回生動作時を示し、（ｂ）は回生動作時を示す。 アーム部分の油圧回路の動作を示すものであり、（ａ）および（ｃ）は上記図５（ａ）および（ｃ）に対応して非回生動作時を示し、（ｂ）は上記図５（ｂ）に対応して回生動作時を示す。 本発明の実施形態２に係る油圧回路の構成を走行用油圧モータを省略して示す図である。 ブームおよびアームの両方が回生動作する場合の油圧回路の動作を示すものである。 ブームは回生動作してアームは非回生動作する場合の油圧回路の動作を示すものである。

符号の説明

1 ハイブリッドショベル（ハイブリッド式建設車両）
2 下部走行体（車両本体）
3 上部旋回体（車両本体）
10 ブーム
11 アーム
12 バケット
30 油圧回路
32 第１油圧ポンプ（油圧ポンプ）
33 第２油圧ポンプ（油圧ポンプ）
35 ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
36 アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
37 バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
39 回生用油圧モータ（発電用アクチュエータ）
40 回生用発電機（発電機）
47,57,67 第１回生用切換弁（第１の方向切換弁（切換手段））
49,59,69 圧力センサ（圧力検出手段）
72,73,74 第２回生用切換弁（第２の方向切換弁（選択手段））
75 逆止弁
82 ジェネレータコントローラ（制御手段）

Claims (7)

1. 油圧ポンプ（32,33）と、該油圧ポンプ（32,33）の圧油が供給されて駆動する油圧アクチュエータ（35,36,37）と、該油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が供給されることによって発電機（40）を駆動する発電用アクチュエータ（39）とが接続された油圧回路（30）を備えているハイブリッド式建設車両であって、
   上記油圧アクチュエータ（35,36,37）への供給油の圧力と上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油の圧力との大小関係に応じて、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が上記発電用アクチュエータ（39）に流れる状態とその流れが遮断される状態とに切り換える切換手段（47,57,67）を備えている
   ことを特徴とするハイブリッド式建設車両。
2. 請求項１において、
   上記切換手段（47,57,67）は、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油が上記発電用アクチュエータ（39）へ流れる発電用通路に設けられると共に、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）への供給油の圧力および上記油圧アクチュエータ（35,36,37）からの戻り油の圧力がそれぞれパイロット圧として作用し、そのパイロット圧の差圧によって上記発電用通路の戻り油の流れを許容する状態と遮断する状態とに弁位置が切り換わる方向切換弁（47,57,67）である
   ことを特徴とするハイブリッド式建設車両。
3. 請求項２において、
   上記油圧回路（30）は、上記油圧アクチュエータ（35,36,37）を複数備えると共に上記発電用アクチュエータ（39）を１つ備え、上記各油圧アクチュエータ（35,36,37）の発電用通路が合流して上記発電用アクチュエータ（39）に接続され、
   上記各方向切換弁（47,57,67）で流れが許容された戻り油のうち圧力が最も高い戻り油のみを上記発電用アクチュエータ（39）に流す選択手段（72,73,74）を備えている
   ことを特徴とするハイブリッド式建設車両。
4. 請求項３において、
   上記選択手段（72,73,74）は、上記各発電用通路の上記第１の方向切換弁（47,57,67）の下流に設けられる第２の方向切換弁（72,73,74）であり、
   該各第２の方向切換弁（72,73,74）は、その下流側の油圧と上記第１の方向切換弁（47,57,67）との間の油圧とがそれぞれパイロット圧として作用し、そのパイロット圧の差圧によって上記発電用通路の戻り油の流れを許容する状態と遮断する状態とに弁位置が切り換わるように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド式建設車両。
5. 請求項４において、
   上記各第２の方向切換弁（72,73,74）の下流には、戻り油が上記発電用アクチュエータ（39）へ向かう流れのみを許容する逆止弁（75）が設けられ、
   上記各第２の方向切換弁（72,73,74）にパイロット圧として作用する下流側の油圧は、上記逆止弁（75）より下流の油圧である
   ことを特徴とするハイブリッド式建設車両。
6. 請求項２乃至４の何れか１項において、
   上記発電用アクチュエータ（39）の入口側には、該発電用アクチュエータ（39）に流れる戻り油の圧力を検出する圧力検出手段（49,59,69）が設けられ、
   上記圧力検出手段（49,59,69）の検出圧力が所定値以上になると、上記発電機（40）に電気負荷を与える制御手段（82）を備えている
   ことを特徴とするハイブリッド式建設車両。
7. 請求項１乃至４の何れか１項において、
   車両本体（2,3）と、該車両本体（2,3）に回動自在に連結されるブーム（10）と、該ブーム（10）の先端部に回動自在に連結されるアーム（11）と、該アーム（11）の先端部に回動自在に連結されるバケット（12）とを備え、
   上記各油圧アクチュエータ（35,36,37）は、少なくとも、上記ブーム（10）を回動させるブームシリンダ（35）と、上記アーム（11）を回動させるアームシリンダ（36）と、上記バケット（12）を回動させるバケットシリンダ（37）である
   ことを特徴とするハイブリッド式建設車両。

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