JP3816893B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられ、複数の油圧シリンダの複合操作が可能な油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械に備えられ、複数の油圧シリンダの複合操作を実施する油圧駆動装置として、従来から多くの技術が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
図１１は、この種の従来技術に備えられる油圧駆動装置の要部構成を示す油圧回路図、図１２は図１１に示す油圧駆動装置が備えられる油圧ショベルを示す側面図である。
【０００４】
図１２に示す油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に設けられる旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に装着されるブーム３と、このブーム３に上下方向の回動可能に装着されるアーム４と、このアーム４に上下方向の回動可能に装着されるバケット５とを備えている。ブーム３、アーム４、バケット５はフロント作業機を構成している。また、ブーム３を駆動する第１油圧シリンダを構成するブームシリンダ６と、アーム４を駆動する第２油圧シリンダを構成するアームシリンダ７と、バケット５を駆動するバケットシリンダ８とを備えている。
【０００５】
図１１は、上述した油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置のうちのブームシリンダ６、アームシリンダ７を駆動するセンタバイパス型の油圧駆動装置を示している。
【０００６】
この図１１に示すように、ブームシリンダ６はボトム側室６ａ、ロッド側室６ｂを備え、ボトム側室６ａに圧油が供給されることにより、当該ブームシリンダ６が伸長してブーム上げが実施され、ロッド側室６ａに圧油が供給されることにより、当該ブームシリンダ６が収縮してブーム下げが実施される。アームシリンダ７もボトム側室７ａ、ロッド側室７ｂを備え、ボトム側室７ａに圧油が供給されることにより、アームクラウドが実施され、ロッド側室７ｂに圧油が供給されることによりアームダンプが実施される。
【０００７】
このようなブームシリンダ６、アームシリンダ７を含む油圧駆動装置は、エンジン２０と、このエンジン２０によって駆動される主油圧ポンプ２１と、この主油圧ポンプ２１からブームシリンダ６に供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁であるブーム用方向制御弁２３と、主油圧ポンプ２１からアームシリンダ７に供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁であるアーム用方向制御弁２４と、ブーム用方向制御弁２３を切換え制御する第１操作装置であるブーム用操作装置２５と、アーム用方向制御弁２４を切換え制御する第２操作装置であるアーム用操作装置２６と、エンジン２０によって駆動されるパイロットポンプ２２とを備えている。
【０００８】
主油圧ポンプ２１の吐出管路に連なる管路２８中にブーム用方向制御弁２３が設けられ、上述の吐出管路に連なる管路２７中にアーム用方向制御弁２４が設けられている。
【０００９】
ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のボトム側室６ａとは主管路２９ａで接続され、ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のロッド側室６ｂとは主管路２９ｂで接続されている。同様に、アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のボトム側室７ａとは主管路３０ａで接続され、アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のロッド側室７ｂとは主管路３０ｂで接続されている。
【００１０】
ブーム用操作装置２５はパイロットポンプ２２に接続され、操作量に応じて発生したパイロット圧をパイロット管路２５ａ，２５ｂのいずれかを介してブーム用方向制御弁２３の制御室に供給し、このブーム用方向制御弁２３を同図１１の左位置、あるいは右位置に切換える。同様に、アーム用操作装置２６もパイロットポンプ２２に接続され、操作量に応じて発生したパイロット圧をパイロット管路２６ａ，２６ｂのいずれかを介してアーム用方向制御弁２４の制御室に供給し、このアーム用方向制御弁２４を同図１１の左位置、あるいは右位置に切換える。
【００１１】
このように構成される油圧駆動装置を備えた油圧ショベルでは、土砂の掘削時等には、図１１に示すブーム用操作装置２５が操作され、例えばパイロット管路２５ａにパイロット圧が発生し、ブーム用方向制御弁２３が同図１１の左位置に切換えられると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２８、ブーム用方向制御弁２３、主管路２９ａを介してブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給され、ロッド側室６ｂの圧油が主管路２９ｂ、ブーム用方向制御弁２３を介してタンク４３に戻される。これによってブームシリンダ６は図１２の矢印１３に示すように伸長し、ブーム３が同図１２の矢印１２に示すように回動して、ブーム上げがおこなわれる。
【００１２】
また、このブーム上げ操作とともに、アーム用操作装置２６が操作され、例えばパイロット管路２６ａにパイロット圧が発生し、アーム用方向制御弁２４が図１１の左位置に切換えられると、主油圧ポンプ２１から吐出された圧油が管路２７、アーム用方向制御弁２４、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給され、ロッド側室７ｂの圧油が、主管路３０ｂ、アーム用方向制御弁２４を介してタンク４３に戻され、これによってアームシリンダ７は図１２の矢印９に示すように伸長し、アーム４が同図１２の矢印１１に示すように回動して、アームクラウド操作がおこなわれる。
【００１３】
さらに、このようなブーム上げ・アームクラウド操作とともに、図示しないバケット用操作装置を操作して、バケット用方向制御弁を切換えて図１２に示すバケットシリンダ８を同図１２の矢印１０方向に伸長させると、バケット５が矢印１１方向に回動して所望の土砂の掘削作業等がおこなわれる。
【００１４】
図１３は上述した複合操作におけるパイロット圧特性及びシリンダ圧特性を示す特性図である。この図１３の下図は、横軸に掘削作業時間を、縦軸に操作装置によって発生するパイロット圧をとってある。図１３の下図中の３１は、図１１に示すアーム用操作装置２６によって発生し、パイロット管路２６ａに供給されるパイロット圧、すなわちアームクラウド時のパイロット圧を示し、図１３の下図中の３２は、図１１に示すブーム用操作装置２５によって発生しパイロット管路２５ａに供給されるパイロット圧、すなわちブーム上げ時のパイロット圧を示している。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、ブーム上げ操作が実施された時点を示している。
【００１５】
また、図１３の上図は、横軸に掘削作業時間を、縦軸に油圧シリンダ６，７に発生する負荷圧、すなわちシリンダ圧をとってある。図１３の上図中の３３は、アームシリンダ７のボトム側室７ａに発生するボトム圧、すなわちアームシリンダボトム圧を示し、３４はブームシリンダ６のロッド側室６ｂに発生するロッド圧、すなわちブームシリンダロッド圧を示している。このようなブーム上げ・アームクラウド複合操作がおこなわれると、バケット５が土砂を掘削する際の反力によってブーム３に図１２の矢印１２方向の力が伝えられ、ブームシリンダ６は同図１２の矢印１３方向に引っ張られる傾向となり、これによって図１３の上図のブームロッド圧３４で示すように、このブームシリンダ６のロッド側室６ｂに高い圧力が発生する。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−３３７３０７公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図１１に示す従来技術においても、ブーム上げ・アームクラウド複合操作を介して土砂の掘削作業等を支障なく実施できるが、より効率の良い作業の実現が望まれている。
【００１８】
本発明者らは、上述したブーム上げ・アームクラウド複合操作時、すなわちブームシリンダ６である第１油圧シリンダ、アームシリンダ７である第２油圧シリンダのそれぞれのボトム側室６ａ，７ａに圧油が供給されて、これらの駆動側圧力が高くなり、これに伴ってブームシリンダ６である第１油圧シリンダのロッド圧が高くなる操作が実施されたとき、ブームシリンダ６である第１油圧シリンダのロッド側室６ｂの圧油すなわち保持側圧油が、今まではタンク４３にそのまま捨てられていて活用されていない現状に着目した。
【００１９】
なお上記では、ブーム上げ・アームクラウド複合操作について説明したが、第２油圧シリンダであるアームシリンダ７のロッド側室７ｂに圧油が供給されて、この駆動側圧力が高くなるブーム上げ・アームダンプ複合操作で、土砂を押す動作を実施する場合も同様である。このブーム上げ・アームダンプ複合操作に伴って、ブームシリンダ６である第１油圧シリンダのロッド圧が高くなる。このようなときも従来は、ブームシリンダ６である第１油圧シリンダのロッド側室６ｂの圧油すなわち保持側圧油が、タンク４３にそのまま捨てられていて活用されることがなかった。
【００２０】
本発明は、上述した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、第１，第２油圧シリンダ複合操作時に、第１油圧シリンダの保持側圧油を第２油圧シリンダの増速のために活用できる油圧駆動装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから上記第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を切り換え制御する第１操作装置と、上記第２方向制御弁を切り換え制御する第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、上記第２油圧シリンダの駆動側圧力が所定圧以上の高圧となったときに、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ供給する圧油供給手段を備えたことを特徴としている。
【００２２】
このように構成した本発明は、第１操作装置、第２操作装置の操作によって第１方向制御弁、第２方向制御弁をそれぞれ切り換え、主油圧ポンプの圧油を第１方向制御弁、第２方向制御弁を介して第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれに供給し、これらの第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作を実施する際、第２油圧シリンダの駆動側圧力が所定圧以上の高圧になったときには圧油供給手段が作動して、第１油圧シリンダの保持側圧油が第２方向制御弁の上流側に供給される。したがって、この第２方向制御弁を介して第２油圧シリンダに、主油圧ポンプから吐出される圧油と第１油圧シリンダから供給される圧油とが合流して供給される。これにより、第２油圧シリンダの増速を実施できる。このように、従来はタンクに捨てられていた第１油圧シリンダの保持側圧油を、選択的に第２油圧シリンダの増速に活用させることができる。
【００２３】
また本発明は、上記発明において、上記主油圧ポンプが、上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダへ圧油を供給可能な第１ポンプと、上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダへ圧油を供給可能な第２ポンプとから成り、上記第１方向制御弁が、上記第１ポンプと上記第１油圧シリンダ間に介在される方向制御弁と上記第２ポンプと上記第１油圧シリンダ間に介在される方向制御弁の２つの方向制御弁から成り、上記第２方向制御弁が、上記第１ポンプと上記第２油圧シリンダ間に介在される方向制御弁と上記第２ポンプと上記第２油圧シリンダ間に介在される方向制御弁の２つの方向制御弁から成ることを特徴としている。
【００２４】
このように構成した本発明は、第１操作装置、第２操作装置の操作によって、第１方向制御弁に係る２つの方向制御弁、第２方向制御弁に係る２つの方向制御弁をそれぞれ切り換え、第１ポンプ、第２ポンプの圧油を例えば第１方向制御弁に係る２つの方向制御弁のいずれかを介して第１油圧シリンダに供給し、第１ポンプ、第２ポンプの圧油を第２方向制御弁に係る２つの方向制御弁のいずれかを介して第２油圧シリンダに供給して、これらの第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作を実施する際、第２油圧シリンダの駆動側圧力が所定圧以上の高圧となったときには、圧油供給手段が作動して、第１油圧シリンダの保持側圧油が第２方向制御弁の上流側に供給される。これにより第２油圧シリンダの増速を実施できる。
【００２５】
また本発明は、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから上記第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を切り換え制御する第１操作装置と、上記第２方向制御弁を切り換え制御する第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、
上記第２操作装置が所定量以上操作されたときに、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側に供給する圧油供給手段を備えたことを特徴としている。
【００２６】
このように構成した本発明は、第１操作装置、第２操作装置の操作によって第１方向制御弁、第２方向制御弁をそれぞれ切り換え、主油圧ポンプの圧油を第１方向制御弁、第２方向制御弁を介して第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれに供給し、これらの第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作を実施する際、第２操作装置が所定量以上操作されたとき、すなわち第２油圧シリンダの駆動側圧力が高くなったときには、圧油供給手段が作動して第１油圧シリンダの保持側圧油が第２方向制御弁の上流側に供給される。したがって、この第２方向制御弁を介して第２油圧シリンダに、主油圧ポンプから吐出される圧油と第１油圧シリンダから供給される圧油とが合流して供給される。これにより、第２油圧シリンダの増速を実施できる。このように、従来はタンクに捨てられていた第１油圧シリンダの保持側圧油を、選択的に第２油圧シリンダの増速に活用させることができる。
【００２７】
また本発明は、上記発明において、上記圧油供給手段は、上記主油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上の高圧になったときに、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側に供給するものであることを特徴としている。
【００２８】
このように構成した本発明は、第２操作装置の操作量が所定量以上操作され、しかも主油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上の高圧になったときに、圧油供給手段が作動する。これにより第２油圧シリンダを増速させる時点を精度良く一定に保つことができる。
【００２９】
また本発明は、上記発明において、上記第２操作装置の操作量を検出する操作量検出手段と、上記主油圧ポンプの吐出圧を検出するポンプ吐出圧検出手段を備えるとともに、上記操作量検出手段で検出された上記第２操作装置の操作量、及び上記ポンプ吐出圧検出手段で検出された主油圧ポンプの吐出圧に応じて、上記圧油供給手段を作動させる信号を出力するコントローラを備えたことを特徴とている。
【００３０】
このように構成した本発明は、操作量検出手段で第２操作装置が所定量以上操作されたことが検出され、ポンプ吐出圧検出手段で主油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上の高圧になったことが検出されたとき、コントローラから圧油供給手段を作動させる信号が出力される。これにより圧油供給手段が作動して、第１油圧シリンダの保持側圧油が第２方向制御弁の上流側に供給され、第２油圧シリンダの増速を実施できる。
【００３１】
また本発明は、上記発明において、上記圧油供給手段の作動を可能にするモードと、上記圧油供給手段の作動を不能にするモードのいずれかを選択可能なモードスイッチを備えたことを特徴としている。
【００３２】
このように構成した本発明は、モードスイッチの切り換えにより、第２油圧シリンダの増速が必要な作業と、第２油圧シリンダの増速を要しない作業のそれぞれに選択的に対応できる。
【００３３】
また本発明は、上記発明において、上記油圧ポンプの最大圧を制御するメインリリーフ弁と、上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダそれぞれの最大圧を制御し、上記メインリリーフ弁より高い設定圧でセットされたオーバロードリリーフ弁とを備えるとともに、上記圧油供給手段が、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ導く連通路を備え、この連通路の圧油を上記メインリリーフ弁へ導く管路を設けたことを特徴としている。
【００３４】
このように構成した本発明は、第２油圧シリンダの駆動側圧力が所定圧以上の高圧となったときには、連通路を介して第１油圧シリンダの保持側圧油が第２方向制御弁の上流側に供給されるが、このとき連通路の圧油が管路を介してメインリリーフ弁へも導かれる。したがって、第１油圧シリンダから第２方向制御弁の上流側に導かれる圧油の圧力は、第２油圧シリンダの最大圧を制御するオーバロードリリーフ弁の設定圧よりも低く保たれる。これにより、合流時における圧油の圧力からの第２油圧シリンダの保護を実現できる。
【００３５】
また本発明は、上記発明において、上記第１操作装置の操作量が所定値を超えたとき、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側に供給しないように上記圧油供給手段の作動を解除させる解除手段を備えたことを特徴としている。
【００３６】
第１油圧シリンダを例えばフルストロークに至るまで大きく操作したい作業の中には、第２油圧シリンダの増速を必要としないことがあるが、本発明では、第１油圧シリンダを大きく操作することを意図して第１操作装置の操作量が所定値を超えたときには、解除手段が作動して圧油供給手段の作動が解除される。したがって、このように圧油供給手段の作動が解除されると、第１油圧シリンダの保持側圧油が第２方向制御弁の上流側に供給されることはなく、第２油圧シリンダの増速は実施されない。
【００３７】
また本発明は、上記発明において、上記第１操作装置が所定量操作されたときに上記圧油供給手段を作動させる手段を備えたことを特徴としている。
【００３８】
このように構成した本発明は、第１油圧シリンダの作動と圧油供給手段による第２油圧シリンダの増速とを関連づけることができる。すなわち、第１，第２油圧シリンダの複合操作に際して、第１油圧シリンダの作動に関連させて圧油供給手段を作動させ、第２油圧シリンダの増速を実施させることができる。
【００３９】
また本発明は、上記発明において、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第１方向制御弁で切り換え制御させて、上記第２方向制御弁の上流側へ供給することを特徴としている。
【００４０】
このように構成した本発明は、第１方向制御弁で切り換え制御させて、第２方向制御弁の上流へ合流させるので、合流制御用の圧油供給手段が第２方向制御弁側へ連通状態で故障した場合にも、第１油圧シリンダは第１操作装置を操作した場合にのみ動き、安全である。
【００４１】
また本発明は、上記発明において、上記第１方向制御弁を形成する２つの方向制御弁のうちの少なくとも一方の方向制御弁は、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ供給する圧油供給手段への通路と、上記第１油圧シリンダの保持側圧油をタンクに導く通路とを備えたことを特徴としている。
【００４２】
また本発明は、上記発明において、上記第１方向制御弁の上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ供給する圧油供給手段への通路は、上記第１操作装置が所定量以下で操作された状態から全開となることを特徴としている。
【００４３】
このように構成した本発明は、第１操作装置が所定量以下の操作の時から、第１油圧シリンダの保持側圧油を全量、第２方向制御弁の上流側へ供給することができる。
【００４４】
また本発明は、上記発明において、上記第１方向制御弁の上記第１油圧シリンダの保持側圧油をタンクへ導く通路は、上記第１操作装置が所定量以上で操作された状態から開き始めることを特徴としている。
【００４５】
このように構成した本発明は、合流制御用の圧油供給手段が第２方向制御弁へ連通状態で故障したときであっても、第１操作装置が所定量以上で操作された場合には、第１油圧シリンダの保持側圧油をタンクへ逃がすことができるので、第１シリンダを作動させることができる。
【００４６】
また本発明は、上記発明において、上記第１油圧シリンダがブームシリンダから成り、上記第２油圧シリンダがアームシリンダから成ることを特徴としている。
【００４７】
このように構成した本発明は、ブーム上げ・アームクラウド複合操作、あるいはブーム上げ・アームダンプ複合操作に際して、アームシリンダの増速を実施させることができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００４９】
図１は本発明の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【００５０】
この図１において、前述した図１１に示すものと同等のものは同じ符号で示してある。なお、この図１に示す第１実施形態及び後述の第２〜４実施形態も、建設機械例えば前述した図１２に示したような油圧ショベルに備えられるものである。したがって、以下にあっては必要に応じて図１２に示した符号を用いて説明する。
【００５１】
図１に示す第１実施形態も、例えば第１油圧シリンダであるブームシリンダ６、第２油圧シリンダであるアームシリンダ７を駆動するセンタバイパス型の油圧駆動装置から成っている。図１１における説明と重複するが、この図１に示す第１実施形態も、ブームシリンダ６はボトム側室６ａとロッド側室６ｂとを備え、アームシリンダ７もボトム側室７ａとロッド側室７ｂとを備えている。
【００５２】
また、エンジン２０と、このエンジン２０によって駆動される主油圧ポンプ２１、及びこの主油圧ポンプ２１の吐出圧の最大圧を制御するメインリリーフ弁３８と、エンジン２０によって駆動されるパイロットポンプ２２、及びこのパイロットポンプ２２のパイロット圧の最大圧を制御するパイロットリリーフ弁２２ａと、ブームシリンダ６に供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のブーム用方向制御弁２３、アームシリンダ７に供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のアーム用方向制御弁２４とを備えている。さらに、ブーム用方向制御弁２３を切換え制御する第１操作装置、すなわちブーム用操作装置２５と、アーム用方向制御弁２４を切換え制御する第２操作装置、すなわちアーム用操作装置２６とを備えている。
【００５３】
主油圧ポンプ２１の吐出管路に管路２７，２８が接続され、管路２７中にアーム用方向制御弁２４を設けてあり、管路２８中にブーム用方向制御弁２３を設けてある。
【００５４】
ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のボトム側室６ａとは主管路２９ａで接続してあり、ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のロッド側室６ｂとは主管路２９ｂで接続してある。アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のボトム側室７ａとは主管路３０ａで接続してあり、アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のロッド側室７ｂとは主管路３０ｂで接続してある。
【００５５】
ブーム用操作装置２５、アーム用操作装置２６は、例えばパイロット圧を発生させるパイロット式操作装置から成り、パイロットポンプ２２に接続してある。
【００５６】
また、ブーム用操作装置２５はパイロット管路２５ａ，２５ｂを介してブーム用方向制御弁２３の制御室にそれぞれ接続され、アーム用操作装置２６はパイロット管路２６ａ，２６ｂを介してアーム用方向制御弁２４の制御室にそれぞれ接続してある。
【００５７】
以上の基本構成については、前述した図１１に示すものとほぼ同等である。
【００５８】
この第１実施形態では特に、第２油圧シリンダを構成するアームシリンダ７の駆動側圧力、例えばボトム圧が所定圧以上の高圧となったときに、第１油圧シリンダを構成するブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油、すなわち保持側圧油をアーム用方向制御弁２４の上流側へ供給する圧油供給手段を備えている。
【００５９】
この圧油供給手段は、例えば同図１に示すように、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂに連通可能なタンク通路４２と、このタンク通路４２とアーム用方向制御弁２４の上流側とを連通させる連通路４０と、この連通路４０中に設けられ、アーム用方向制御弁２４からブーム用方向制御弁２３方向への圧油の流れを阻止する逆止弁４１と、タンク通路４２中に設けられ、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧より低いときにはタンク通路４２をタンク４３に連通させ、ボトム圧が所定圧以上の高圧となったときにタンク４３に対して遮断されたタンク通路４２、連通路４０を介して、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油をアーム用方向制御弁２４の上流側へ供給する合流切換弁４４とを含んでいる。この合流切換弁４４は、例えば制御圧により切換えられるパイロット式切換弁から成っている。
【００６０】
アームシリンダ７のボトム側室７ａに連なる主管路３０ａに一端が連通し、他端が合流切換弁４４の制御室に連通する制御管路４５を設けてあり、この制御管路４５で検出されるアームシリンダ７のボトム圧に相応する制御圧に応じて合流切換弁４４を作動、すなわち、ばねの力に抗して同図１の右位置に切換え制御するようになっている。
【００６１】
また、一端が、逆止弁４１の上流側に位置する連通路４０部分に接続され、他端が、タンク４３に連絡される管路４６と、この管路４６中に設けられ、第１操作装置であるブーム用操作装置２５の所定の操作に応じて、例えばブーム下げを実施させるために、パイロット管路２５ｂに圧油を供給する操作に応じて、当該管路４６を開くパイロット式逆止弁４７を設けてある。上述のパイロット管路２５ｂとパイロット式逆止弁４７とは、制御管路４８によって接続してある。
【００６２】
さらに、上述した圧油供給手段に含まれる連通路４０は、管路３７を介してメインリリーフ弁３８に接続してある。連通路４０の圧油をメインリリーフ弁３８に導く管路３７中には、主油圧ポンプ２１から吐出された圧油が連通路４０へ流出することを阻止する逆止弁３９を設けてある。なお、図示しないが、ブームシリンダ６の最大圧を制御するオーバロードリリーフ弁、及びアームシリンダ７の最大圧を制御するオーバロードリリーフ弁も備えている。これらのオーバロードリリーフ弁の設定圧は、メインリリーフ弁３８の設定圧よりも高くなるように予めセットされている。
【００６３】
このように構成した第１実施形態において実施されるブームシリンダ６とアームシリンダ７の複合操作は以下のとおりである。
【００６４】
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
ブーム用操作装置２５を操作してパイロット管路２５ａにパイロット圧を供給し、同図１に示すようにブーム用方向制御弁２３を左位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してパイロット管路２６ａにパイロット圧を供給し、アーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２８、ブーム用方向制御弁２３、主管路２９ａを介してブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給され、また、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２７、アーム用方向制御弁２４、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これらにより、ブームシリンダ６、アームシリンダ７が共に伸長する方向に作動し、図１２に示すブーム３が矢印１２方向に回動し、アーム４が矢印１１方向に回動し、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される。
【００６５】
上述の複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路２５ｂにはパイロット圧が供給されず、タンク圧となるので、制御管路４８はタンク圧となりパイロット式逆止弁４７は閉じられた状態に保たれ、管路４６を介しての連通路４０とタンク４３との連通は阻止される。
【００６６】
また、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧よりも低い状態にあっては、制御管路４５を介して合流切換弁４４の制御室に与えられる制御圧による力がばね力よりも小さく、合流切換弁４４は同図１に示す右位置に保持される。この状態では、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂは、主管路２９ｂ、ブーム用方向制御弁２３、タンク通路４２、合流切換弁４４を介してタンク４３に連通する。したがって、ブームシリンダ６の伸長動作の間、このブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油はタンク４３に戻され、このロッド側室６ｂの圧油が連通路４０を介してアーム用方向制御弁２４の上流側へ供給されることはない。
【００６７】
このような状態から、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧となると、制御管路４５を介して合流切換弁４４の制御室に与えられる制御圧による力がばね力よりも大きくなり、合流切換弁４４は、同図１の左位置に切換えられる。この状態になると、タンク通路４２が合流切換弁４４によって遮断され、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから主管路２９ｂ、ブーム用方向制御弁２３、タンク通路４２に導かれた圧油が、逆止弁４１を介して連通路４０に供給される。
【００６８】
この連通路４０に供給された圧油は、アーム用方向制御弁２４の上流側に供給される。すなわち、アーム用方向制御弁２４には、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油と、連通路４０を介して供給されるブームシリンダ６のロッド側室６ｂからの圧油とが合流して供給され、この合流された圧油が主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、アームシリンダ６の伸長方向の増速を実現できる。すなわち、アームクラウドの操作速度を速くすることができる。
【００６９】
図２は図１に示す第１実施形態におけるパイロット圧特性及びシリンダ流量特性を示す特性図である。
【００７０】
この図２中、下図は前述した図１３に示すものと同等である。上図の４９はブームシリンダロッド流量、５０は第１実施形態によって得られるアームシリンダボトム流量、５１は前述した図１１〜１３に示す従来技術におけるアームシリンダボトム流量を示している。この図２から明らかなように、従来技術に比べてアームシリンダボトム流量を多くすることができ、上述したようにアームクラウドの増速を実現できる。
【００７１】
［ブーム下げ・アームクラウド複合操作］
ブーム用操作装置２５を操作してパイロット管路２５ｂにパイロット圧を供給し、ブーム用方向制御弁２３を同図１の右位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してパイロット管路２６ａにパイロット圧を供給し、アーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２８、ブーム用方向制御弁２３、主管路２９ｂを介してブームシリンダ６のロッド側室６ｂに供給され、また前述したように、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２７、アーム用方向制御弁２４、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、ブームシリンダ６が収縮する方向に作動し、アームシリンダ７が伸長する方向に作動し、ブーム３が図１２の矢印１２と反対の下げ方向に回動し、アーム４が矢印１１方向に回動し、ブーム下げ・アームクラウド複合操作が実施される。
【００７２】
このような複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路２５ｂにパイロット圧が供給されることに伴い制御管路４８に制御圧が導かれ、パイロット式逆止弁４７が作動して管路４６が開かれる。これにより、合流切換弁４４の上流側の連通路４０部分がタンク４３に連通する。
【００７３】
また、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧となると、前述したように合流切換弁４４は、同図１の左位置に切換えられる。しかし、上述のように連通路４０部分はパイロット式逆止弁４７、管路４６を介してタンク４３に連通しているので、結局、ブームシリンダ６のボトム側室６ａはタンク４３に連通した状態となる。
【００７４】
この状態にあっては、ブームシリンダ６のボトム側室６ａの圧油は、主管路２９ａ、ブーム用方向制御弁２３、タンク通路４２、管路４６を介してタンク４３に戻されるので、連通路４０を介してアーム用方向制御弁２４の上流側に圧油が供給されることはなく、アームクラウドの増速は実施されない。
【００７５】
なお、この第１実施形態では、アームシリンダ７のロッド側室７ｂに圧油が供給されるアームダンプに係る複合操作時には、アームシリンダ７のボトム側室７ａがタンク４３に連通することから制御管路４５に圧が立たず、アームシリンダ７の増速は実施されない。
【００７６】
このように構成した第１実施形態にあっては、土砂の掘削作業時等において頻繁に実施されるブーム上げ、アームクラウド複合操作時において、掘削反力によって高圧となったブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油をアームシリンダ７のボトム側室７ａに合流させることができ、従来ではタンク４３に捨てられていたこのブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油をアームシリンダ７の増速に有効に活用させることができ、作業の能率向上を実現できる。
【００７７】
また、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧であっても、ブームシリンダ６を収縮させるブーム下げを実施する場合には、パイロット式逆止弁４７を開くことによりアームシリンダ７の増速、すなわちアームクラウドの操作速度の増速を抑えることができ、ブーム下げ・アームクラウド複合操作による所望の作業形態を維持できる。
【００７８】
また、上記第１実施形態にあっては、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧以上の高圧となったときには、上述したように連通路４０を介してブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油がアーム用方向制御弁２４の上流側に供給されるが、このとき連通路４０の圧油が管路３７、逆止弁３９を介してメインリリーフ弁３８へ導かれる。したがって、ブームシリンダ６からアーム用方向制御弁２４の上流側に導かれる圧油の圧力は、アームシリンダ７の最大圧を制御する図示しないオーバロードリリーフ弁の設定圧よりも低く保たれる。これにより、上述した合流時における圧油の圧力からのアームシリンダ７の保護を実現でき、アームシリンダ７の耐久性を確保することができる。
【００７９】
なお、上記第１実施形態では、アームシリンダ７のボトム側室７ａに連なる主管路３０ａと合流切換弁４４の制御室とを連絡する制御管路４５を設け、ブーム上げ・アームクラウド複合操作時にアームシリンダ７の増速を実現させているが、本発明は、このようなブーム上げ・アームクラウド複合操作時のアームシリンダ７の増速を実現させるものに限らない。すなわち、例えばアームシリンダ７のロッド側室７ｂに連なる主管路３０ｂと、合流切換弁４４の制御室とを連絡する別の制御管路を設け、ブーム上げ・アームダンプ複合操作時にアームシリンダ７の増速を実現させるように構成してもよい。このように構成した場合には、図１２に示すバケット５で土砂を押す作業の場合に好適であり、その作業の能率向上を実現できる。
【００８０】
図３は本発明の第２実施形態を示す油圧回路図、図４は図３に示す第２実施形態に備えられる第１ブーム用方向制御弁２３ａのブーム上げメータアウト開口面積特性を示す特性図、図５は図３に示す第２実施形態に備えられる第２ブーム用方向制御弁２３ｂのブーム上げメータアウト開口面積特性を示す特性図、図６は図３に示す第２実施形態に備えられる合流切換弁６５の開口面積特性を示す特性図である。
【００８１】
図３に示す第２実施形態は、エンジン２０によって駆動される主油圧ポンプが、第１油圧シリンダすなわちブームシリンダ６、第２油圧シリンダすなわちアームシリンダ７のそれぞれへ圧油を供給可能な第１ポンプ２１ａと、ブームシリンダ６、アームシリンダ７のそれぞれへ圧油を供給可能な第２ポンプ２１ｂとから成っている。
【００８２】
ブームシリンダ６に供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁すなわちブーム用方向制御弁が、第１ポンプ２１ａとブームシリンダ６間に介在される第１ブーム用方向制御弁２３ａと、第２ポンプ２１ｂとブームシリンダ６間に介在される第２ブーム用方向制御弁２３ｂの２つの方向制御弁から成っている。
【００８３】
同様に、アームシリンダ７に供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわちアーム用方向制御弁が、第２ポンプ２１ｂとアームシリンダ７間に介在される第１アーム用方向制御弁２４ａと、第１ポンプ２１ａとアームシリンダ７間に介在される第２アーム用方向制御弁２４ｂの２つの方向制御弁から成っている。
【００８４】
ブーム上げ時のパイロット圧、すなわちパイロット管路２５ａによって導かれるパイロット圧によって切り換えられる第１ブーム用方向制御弁２３ａの同図３の右位置には、タンク４３に連通可能な通路２３ｃと、この通路２３ｃから分岐し、第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に接続される連通路６７に連通可能な通路２３ｄとを設けてある。
【００８５】
図４に示すように例えば、上述した通路２３ｄを、ブーム操作装置２５の操作量であるブーム上げ操作量が比較的小さいときから開口させ、その開口面積がブーム上げ操作量の増加に伴って徐々に大きくなるようにし、その後一定の開口面積を維持するように設定してある。また例えば、上述したタンク４３に接続される通路２３ｃを、ブーム上げ操作量が比較的大きくなったときに開口させ、その開口面積がブーム上げ操作量の増加に伴って徐々に大きくなるようにし、その後一定の開口面積を維持するように設定してある。
【００８６】
したがって、ブーム上げ操作装置２５の操作量が比較的小さい間、すなわち微操作の間は、通路２３ｄが図３に示す連通路６７に連通するものの、通路２３ｃは閉じられた状態に保たれ、ブーム上げ操作装置２５を例えば最大に操作すると、通路２３ｃが開かれ、この通路２３ｃを介して圧油がタンク４３に戻されるようになっている。
【００８７】
また図５に示すように、ブーム上げ操作時の第２ブーム用方向制御弁２３ｂを、ブーム上げ操作量が比較的小さいときから開口させ、そのメータアウト開口面積をブーム上げ操作量の増加に伴って緩やかに大きくなるように設定してある。
【００８８】
上述した連通路６７中には、アームシリンダ７のボトム側室７ａの負荷圧力の大きさに応じて切り換えられる合流切換弁６５を設けてある。アームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力は制御管路６６により合流切換弁６５の制御室に与えられる。
【００８９】
合流切換弁６５の開口面積は、図６に示すように設定してある。すなわち、合流切換弁６５は、制御管路６６を介して与えられるアームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力が比較的小さい間は、ばねの力により同図３の上段の切換位置に保たれ、第２ブーム用方向制御弁２３ｂに連絡される管路に対する開口面積が最大になり、第１アーム用方向制御弁２４ａに連絡される連通路６７に対する開口面積が０になるように設定してある。
【００９０】
また、アームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力が次第に高くなり、ばねの力に抗して動き始めると、連通路６７に対する開口面積が徐々に増加し、これに対して第２ブーム用方向制御弁２３ｂに連絡される管路に対する開口面積が次第に小さくなるように設定してある。
【００９１】
そして、アームシリンダ７のボトム側室７ａが所定圧以上の高圧になると、第２ブーム用方向制御弁２３ｂに連絡される管路に対する開口面積が０になり、連通路６７に対する開口面積が最大となるように設定してある。
【００９２】
なお、図３に示すように、連通路６７中には、第２ポンプ２１ｂから吐出された圧油が合流切換弁６５方向へ流出することを阻止する逆止弁６８を設けてある。
【００９３】
上述した第１ブーム用方向制御弁２３ａの同図３の右位置に設けた通路２３ｄと、連通路６７と、合流切換弁６５と、制御管路６６と、逆止弁６８とは、第２油圧シリンダすなわちアームシリンダ７の駆動側圧力、例えばアームシリンダ６のボトム圧が所定圧以上の高圧となったときに、第１油圧シリンダすなわちブームシリンダ６の保持側圧油であるロッド側室６ｂの圧油を、第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側へ供給する圧油供給手段を構成している。
【００９４】
また前述の図４に示すように、第１ブーム用方向制御弁２３ａの右位置に設けた通路２３ｃと通路２３ｄとの開口関係は、通路２３ｃの開口面積の特性線と通路２３ｄの開口面積の特性線とが交わる点Ｐを所定値として、ブーム上げ操作量がこの所定値よりも大きくなると、通路２３ｃからタンク４３に戻されるブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油の量が多くなる。すなわち、この通路２３ｃと通路２３ｄとは、ブーム用操作装置２５の操作量が図４の点Ｐである所定値を超えたとき、ブームシリンダ６の保持側圧油であるロッド側室６ｂの圧油を第１アーム用方向制御弁２３ａの上流側に供給しないように上述した圧油供給手段の作動を解除させる解除手段を構成している。
【００９５】
また、第１ブーム用方向制御弁２３ａが所定量切り換えられたときに連通路６７に連通可能な通路２３ｄは、ブーム用操作装置２５が所定量操作されたときに、上述した圧油供給手段を作動させる手段を構成している。
【００９６】
また、この第２実施形態は、図３に示すように、ブームシリンダ６の最大圧を制御し、メインリリーフ弁６０より高い設定圧でセットされたオーバロードリリーフ弁６１，６２と、アームシリンダ７の最大圧を制御し、メインリリーフ弁６０より高い設定圧でセットされたオーバロードリリーフ弁６３，６４を設けてある。また、連通路６７とメインリリーフ弁６０とを連絡する管路６９と、この管路６９中に設けられ、第２ポンプ２１ｂから吐出された圧油が連通路６７方向へ流出することを阻止する逆止弁７０とを設けてある。
【００９７】
このように構成した第２実施形態の動作は、以下のとおりである。
【００９８】
［ブーム上げ単独操作］
例えばブーム上げ単独操作を意図してブーム用操作装置２５を操作して、パイロット管路２５ａにパイロット圧を発生させると、第１ブーム用方向制御弁２３ａが図３の右位置に切り換えられ、第２ブーム用方向制御弁２３ｂが図３の左位置に切り換えられる。これにより、第１ポンプ２１ａの圧油が第１ブーム用方向制御弁２３ａ、主管路２９ａを介してブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給され、第２ポンプ２１ｂの圧油が第２ブーム用方向制御弁２３ｂ、主管路２９ａを介してブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給される。すなわち、第１ポンプ２１ａ、第２ポンプ２１ｂの圧油が合流してブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給される。また、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油が主管路２９ｂに流出する。
【００９９】
このとき、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的小さい場合には、図４の通路２３ｄの開口面積特性と通路２３ｃの開口面積特性で示すように、通路２３ｄがわずかに開かれ、あるいは一定開口面積となるように開かれるものの、通路２３ｃは閉じられた状態に保たれる。主管路２９ａに流出したブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、図３に示す上段位置に保たれている合流切換弁６５を介して第２ブーム用方向制御弁２３ｂに導かれ、この第２ブーム用方向制御弁２３ｂからタンク４３に戻される。したがって、図４に示す通路２３ｄの開口面積と図５に示す第２ブーム用方向制御弁２３ｂのブーム上げメータアウト開口特性とに依存する比較的少量の圧油がタンク４３に戻され、ブーム上げ微操作を実施させることができる。
【０１００】
また、このブーム上げ単独操作に際して、ブーム用操作装置２５の操作量が大きい場合には、図４の通路２３ｃの開口特性で示すように、この通路２３ｃを介して主管路２９ｂがタンク４３に連通する。したがって、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は、主管路２９ｂから第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｃ及び第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してタンク４３に戻される。すなわち、速やかにブーム上げを実施できる。
【０１０１】
なお、ブーム下げ単独操作を意図してブーム用操作装置２５を操作した場合には、パイロット管路２５ｂを介して導かれるパイロット圧により、第１ブーム用方向制御弁２３ａが左位置に、第２ブーム用方向制御弁２３ｂが右位置に、それぞれ切り換えられ、第１ポンプ２１ａの圧油が第１ブーム用方向制御弁２３ａを介して主管路２９ｂに供給され、第２ポンプ２１ｂの圧油が第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介して主管路２９ｂに供給される。すなわち、第１ポンプ２１ａ、第２ポンプ２１ｂの圧油が合流して主管路２９ｂを介してブームシリンダ６のロッド側室６ｂに供給され、ボトム側室６ａの圧油が第１ブーム用方向制御弁２３ａ及び第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してタンク４３に戻される。これによりブーム下げを実施できる。
【０１０２】
［アーム単独操作］
例えば、アームクラウド単独操作を意図してアーム用操作装置２６を操作した場合には、パイロット管路２６ａを介して導かれるパイロット圧により、第１アーム用方向制御弁２４ａが右位置に、第２アーム用方向制御弁２４ｂが左位置に、それぞれ切り換えられ、第２ポンプ２１ｂの圧油が第１アーム用方向制御弁２４ａを介して主管路３０ａに供給され、第１ポンプ２１ａの圧油が第２アーム用方向制御弁２４ｂを介して主管路３０ａに供給される。すなわち、第１ポンプ２１ａ、第２ポンプ２１ｂの圧油が合流して主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給され、ロッド側室７ｂの圧油が、第１アーム用方向制御弁２４ａを介してタンク４３に戻される。これによりアームクラウドを実施できる。
【０１０３】
また、アームダンプ単独操作を意図してアーム用操作装置２６を操作した場合には、パイロット管路２６ｂを介して導かれるパイロット圧により、第１アーム用方向制御弁２４ａが左位置に、第２アーム用方向制御弁２４ｂが右位置に、それぞれ切り換えられ、第２ポンプ２１ｂの圧油が第１アーム用方向制御弁２４ａを介して主管路３０ｂに供給され、第１ポンプ２１ａの圧油が第２アーム用方向制御弁２４ｂを介して主管路３０ｂに供給される。すなわち、第１ポンプ２１ａ、第２ポンプ２１ｂの圧油が合流して主管路３０ｂを介してアームシリンダ７のロッド側室７ｂに供給され、ポトム側室７ａの圧油が、第１アーム用方向制御弁２４ａ及び第２アーム用方向制御弁２４ｂを介してタンク４３に戻される。これによりアームダンプを実施できる。
【０１０４】
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
また例えば、ブーム上げ・アームクラウド複合操作の実施に際しては、ブーム用操作装置２５を操作して第１ブーム用方向制御弁２３ａを右位置に、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを左位置にそれぞれ切り換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作して第１アーム用方向制御弁２４ａを右位置に、第２アーム用方向制御弁２４ｂを左位置に、それぞれ切り換える。
【０１０５】
これにより、第１ポンプ２１ａの圧油が第１ブーム用方向制御弁２３ａを介して、第２ポンプ２１ｂの圧油が第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介して、それぞれ主管路２９ａに供給され、さらにブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給される。ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は主管路２９ｂに流出する。
【０１０６】
また、第２ポンプ２１ｂの圧油が第１アーム用方向制御弁２４ａを介して、第１ポンプ２１ａの圧油が第２アーム用方向制御弁２４ｂを介して、それぞれ主管路３０ａに供給され、さらにアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。アームシリンダ７のロッド側室７ｂの圧油は、主管路３０ｂ、第１アーム用方向制御弁２４ａを介してタンク４３に戻される。これにより、アームクラウドを実施できる。
【０１０７】
ところで、上述したブーム上げ・アームクラウド複合操作において、アームシリンダ７のボトム圧、すなわちボトム側室７ａの圧力が所定圧力よりも低いときには、合流切換弁６５は、図３に示す上段位置に保持される。この場合において、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的小さいときには、前述したように、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄが開かれるものの、通路２３ｃが閉じられることから、主管路２９ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、図３に示す上段位置に保たれている合流切換弁６５を介して、第２ブーム用方向制御弁２３ｂに導かれ、この第２ブーム用方向制御弁２３ｂからタンク４３に戻される。これにより、ブーム上げの微操作等を実施できる。すなわち、微操作を含むブーム上げ・アームクラウド複合操作を実施できる。
【０１０８】
また、上述したブーム上げ・アームクラウド複合操作において、アームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力が所定圧力以上になったときには、このボトム側室７ａの圧力が制御管路６６を介して合流切換弁６５の制御室に与えられ、この合流切換弁６５がばねの力に抗して下段位置に切り換えられる。この場合において、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的小さい場合、すなわち図３に示す通路２３ｄは開口するものの通路２３ｃが開口しない程度に小さいときは、主管路２９ｂに導かれたブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、下段位置に切り換えられた合流切換弁６５、連通路６７、逆止弁６８を介して第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に供給される。すなわち、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油が、第２ポンプ２１ｂの圧油に合流して第１アーム用方向制御弁２４ａに供給され、さらにアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、アームシリンダ７を増速させ、速い速度でアームクラウドを実施できる。すなわち、ブーム上げ・増速したアームクラウド複合操作を実施できる。
【０１０９】
また例えば、上述したブーム上げ・アームクラウド複合操作において、ブーム用操作装置２５の操作量が大きい場合は、上述したように第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｃがタンク４３に連通する。したがって、仮に上述のように合流切換弁６５が下段位置に切り換えられていて、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄと連通路６７とが連通状態にあっても、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから主管路２９ｂに流出した圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｃを介してタンク４３に戻される。すなわち、ブーム上げ・第１，第２ポンプ２１ａ，２１ｂの圧油のみによるアームシリンダ７の作動に伴うアームクラウド複合操作を実施できる。
【０１１０】
［ブーム上げ・アームダンプ複合操作］
ブーム用操作装置２５、アーム用操作装置２６の操作により、第１ブーム用方向制御弁２３ａが右位置に、第２ブーム用方向制御弁２３ｂが左位置に切り換えられるとともに、第１アーム用方向制御弁２４ａが左位置に、第２アーム用方向制御弁２４ｂが右位置に切り換えられる。
【０１１１】
このとき、アームシリンダ７のボトム側室７ａは、第１アーム用方向制御弁２４ａ及び第２アーム用方向制御弁２４ｂを介してタンク４３に連通する。これにより制御管路６６に導かれる圧力は低く、合流切換弁６５は同図３に示す上段位置に保たれる。
【０１１２】
したがって、第１ポンプ２１ａ、第２ポンプ２１ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａ、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してブームシリンダ６のボトム側室６ａに導かれ、ロッド側室６ｂの圧油は、ブーム用操作装置２５の操作量に応じて、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄから上段位置に保たれている合流切換弁６５、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介して、あるいは第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｃを介して及び第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、上段位置に保たれている合流切換弁６５、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してそれぞれタンク４３に戻される。これによりブーム上げを実施できる。
【０１１３】
また、第２ポンプ２１ｂ、第１ポンプ２１ａの圧油が、第１アーム用方向制御弁２４ａ、第２アーム用方向制御弁２４ｂを介してアームシリンダ７のロッド側室７ｂに供給され、アームシリンダ７のボトム側室７ａの圧油が、第１アーム用方向制御弁２４ａ、第２アーム用方向制御弁２４ｂを介してタンク４３に戻される。これによりアームダンプを実施できる。すなわち、ブーム上げ・アームダンプ複合操作を実施できる。
【０１１４】
［ブーム下げ・アームクラウド複合操作］
ブーム用操作装置２５、アーム用操作装置２６の操作により、第１ブーム用方向制御弁２３ａが左位置、第２ブーム用方向制御弁２３ｂが右位置に切り換えられるとともに、第１アーム用方向制御弁２４ａが右位置に、第２アーム用方向制御弁２４ｂが左位置に切り換えられる。
【０１１５】
したがって、第１ポンプ２１ａ、第２ポンプ２１ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａ、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してブームシリンダ６のロッド側室６ｂに供給され、ボトム側室６ａの圧油は第１ブーム用方向制御弁２３ａ、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してタンク４３に戻される。これにより、ブーム下げを実施できる。
【０１１６】
また、第２ポンプ２１ｂ、第１ポンプ２１ａの圧油は、第１アーム用方向制御弁２４ａ、第２アーム用方向制御弁２４ｂを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給され、ロッド側室７ｂの圧油は、第１アーム用方向制御弁２４ａを介してタンク４３に戻される。これによりアームクラウドを実施できる。すなわち、ブーム下げ・アームクラウド複合操作を実施できる。
【０１１７】
なおこのとき、第１ブーム用方向制御弁２３ａの左位置への切り換えにより、この第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄは閉じられた状態に維持される。したがって、仮にアームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力が所定圧力以上の高圧となって合流切換弁６５が図３の下段位置に切り換えられても、ブームシリンダ６側の圧油がアームシリンダ７の増速用として供給されることはない。
【０１１８】
［ブーム下げ・アームダンプ複合操作］
ブーム用操作装置２５、アーム用操作装置２６の操作により、第１ブーム用方向制御弁２３ａが左位置、第２ブーム用方向制御弁２３ｂが右位置に切り換えられるとともに、第１アーム用方向制御弁２４ａが左位置、第２アーム用方向制御弁２４ｂが右位置に切り換えられる。
【０１１９】
したがって、第１ポンプ２１ａ、第２ポンプ２１ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａ、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してブームシリンダ６のロッド側室６ｂに供給され、ボトム側室６ａの圧油は第１ブーム用方向制御弁２３ａ、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してタンク４３に戻される。これにより、ブーム下げを実施できる。
【０１２０】
また、第２ポンプ２１ｂ、第１ポンプ２１ａの圧油は、第１アーム用方向制御弁２４ａ、第２アーム用方向制御弁２４ｂを介してアームシリンダ７のロッド側室７ｂに供給され、ボトム側室７ａの圧油は、第１アーム用方向制御弁２４ａ及び第２アーム用方向制御弁２４ｂを介してタンク４３に戻される。これによりアームダンプを実施できる。すなわち、ブーム下げ・アームダンプ複合操作を実施できる。
【０１２１】
このときも、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄは閉じられるので、ブームシリンダ６側の圧油がアームシリンダ７の増速用として供給されることはない。
【０１２２】
このように構成した第２実施形態にあっても、上述した第１実施形態におけるのと同様に、ブーム上げ・アームクラウド複合操作において、従来ではタンク４３に捨てられていた圧油、すなわち掘削反力によって高圧となっているブームシリンダ６のロッド側室２６ａの圧油を、アームシリンダ７の増速に有効に活用させることができ、作業の能率向上を実現できる。
【０１２３】
また、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、アームシリンダ７のボトム圧が所定圧力以上の高圧となったときには、連通路６７に連なる管路６９、逆止弁７０を介して連通路６７の圧油がメインリリーフ弁６０に導かれる。したがって、ブームシリンダ６から第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に導かれる圧油の圧力は、オーバロードリリーフ弁６３の設定圧よりも低く保たれる。これにより、上述した合流時における圧油の圧力からのアームシリンダ７の保護を実現でき、アームシリンダ７の耐久性を確保できる。
【０１２４】
また、図４に示すように、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄの開口面積にメータリング特性をもたせてあることから、この通路２３ｄを介して第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側へ圧油を合流させる際に、アームシリンダ７の作動時のショックを軽減でき、このアームシリンダ７の円滑な増速への移行を実現できる。
【０１２５】
なお、この第２実施形態では、第１ブーム用方向制御弁の通路２３ｃと通路２３ｄとにより、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際し、ブーム用操作装置２５の操作量が図４の点Ｐである所定値を超えたとき、ブームシリンダ６の保持側圧油であるロッド側室６ｂの圧油を第１アーム用方向制御弁２３ａの上流側に供給しないように合流切換弁６５を含む圧油供給手段の作動を解除させる解除手段を構成してあるが、このような解除手段を前述した第１実施形態において設けるようにしてもよい。
【０１２６】
また、この第２実施形態では、第１ブーム用方向制御弁２３ａの右位置に、この第１ブーム用方向制御弁２３ａが所定量切り換えられたときに連通路６７に連通可能な通路２３ｄを設けたことにより、ブーム用操作装置２５が所定量操作されたときに、上述した合流切換弁６５を含む圧油供給手段を作動させる手段を構成してあるが、このようなブーム用操作装置２５が所定量操作されたときに圧油供給手段を作動させる手段を、前述した第１実施形態においても設けるようにしてもよい。
【０１２７】
図７は本発明の第３実施形態を示す油圧回路図、図８は図７に示す第３実施形態に備えられる切換弁７３の開口面積特性を示す特性図である。
【０１２８】
この第３実施形態は、第２操作装置すなわちアーム用操作装置２６が所定量以上操作され、しかも例えば主油圧ポンプ、すなわち第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になったときに、第１油圧シリンダすなわちブームシリンダ６の保持側圧力であるロッド側室６ｂの圧油を、第２方向制御弁すなわち第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に供給する圧油供給手段を備えている。
【０１２９】
この圧油供給手段は、連通路６７と、逆止弁６８と、合流切換弁６５と、第２ポンプ２１ｂの吐出管路に連なる管路７１と、この管路７１の圧力を制御圧として取り出し、合流切換弁６５の制御室に導く制御管路７２と、この制御管路７２中に設けた切換弁７３とによって構成されている。切換弁７３は、図８に示すように、アーム用操作装置２６の操作量が所定量以上のとき、すなわちアームクラウドに係る操作量に応じたパイロット圧が、所定圧以上のときに開口する特性を有している。その他の構成は、前述した第２実施形態と同等である。
【０１３０】
このように構成した第３実施形態において、ブーム単独操作、アーム単独操作、ブーム上げ・アームダンプ複合操作、ブーム下げ・アームクラウド複合操作、及びブーム下げ・アームダンプ複合操作については、前述した第２実施形態におけるのとほぼ同様の動作が実施される。
【０１３１】
なお、ブーム単独操作のうちのブーム上げ操作の場合には、アームクラウド操作がなされないことに伴って切換弁７３が閉位置に保持されるので合流切換弁６５は切り換えられず、図７に示す上段位置に保持される。
【０１３２】
また、ブーム下げ単独操作、及びブーム下げとアームの複合操作の場合は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄが閉じられた状態に保たれることから、この通路２３ｄと連通路６７とが連通しない状態となる。したがって、ブーム下げとアームの複合操作に際して、ブームシリンダ６側の圧油がアームシリンダ７の合流用に供給されることはない。
【０１３３】
また、アーム単独操作のうちのアームクラウド操作に際しては、アーム用操作装置２６の操作に伴ってパイロット管路２６ａに発生するパイロット圧により切換弁７３が開位置に切り換えられ、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になると、その高圧が管路７１、制御管路７２、切換弁７３を介して合流切換弁６５の制御室に与えられ、この合流切換弁６５が図７の下段位置に切り換えられる。したがって、第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に連絡される連通路６７は開状態となる。しかし、このとき第１ブーム用方向制御弁２３ａは切り換えられていないので、連通路６７に連通可能な第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄは閉じられた状態、つまり連通路６７に連通しない状態となっている。
【０１３４】
また、アームダンプ単独操作、及びアームダンプとブームとの複合操作の場合は、アームクラウド操作がなされないことに伴って切換弁７３が閉位置となるので、合流切換弁６５は図７に示す上段位置に保たれ、これによって連通路６７が閉じられた状態となる。したがって、アームダンプとブームの複合操作に際して、ブームシリンダ６側の圧油がアームシリンダ７の合流用に供給されることはない。
【０１３５】
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
そして、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際しては、ブーム用操作装置２５を操作して第１ブーム用方向制御弁２３ａを右位置に、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを左位置にそれぞれ切り換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作して第１アーム用方向制御弁２４ａを右位置に、第２アーム用方向制御弁２４ｂを左位置に、それぞれ切り換える。
【０１３６】
これにより、第１ポンプ２１ａの圧油が第１ブーム用方向制御弁２３ａを介して、第２ポンプ２１ｂの圧油が第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介して、それぞれ主管路２９ａに供給され、さらにブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給される。ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は主管路２９ｂに流出する。
【０１３７】
また、第２ポンプ２１ｂの圧油が第１アーム用方向制御弁２４ａを介して、第１ポンプ２１ａの圧油が第２アーム用方向制御弁２４ｂを介して、それぞれ主管路３０ａに供給され、さらにアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。アームシリンダ７のロッド側室７ｂの圧油は、主管路３０ｂ、第１アーム用方向制御弁２４ａを介してタンク４３に戻される。これにより、アームクラウドを実施できる。
【０１３８】
ところで、このブーム上げ・アームクラウド複合操作において、アーム用操作装置２６の操作量が比較的小さい場合は、切換弁７３に与えられるパイロット圧が比較的低く、切り換え圧力に至らない。したがって切換弁７３が閉位置に保たれ、合流切換弁６５は図７の上段位置に保たれる。これにより、連通路６７が閉じられ、ブームシリンダ６側の圧油が合流用としてアームシリンダ７に供給されることはない。
【０１３９】
なお、上述のようにアーム用操作装置２６の操作量が比較的小さい場合に、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になっても、切換弁７３が閉位置に保たれていることから、合流切換弁６５は図７の上段位置に保たれる。すなわち、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が高圧になっても、このような場合に、ブームシリンダ６側の圧油が合流用としてアームシリンダ７に供給されることはない。
【０１４０】
アーム用操作装置２６の操作量が所定量以上に大きくなると、切換弁７３に与えられるパイロット圧が高くなり、切換弁７３が開位置に切り換えられる。
【０１４１】
この場合、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧よりも低いときには、管路７１、制御管路７２、切換弁７３を介して合流切換弁６５の制御室に与えられる圧力が低く、合流切換弁６５は切り換えられず、図７に示す上段位置に保たれる。したがって、連通路６７が閉じられ、ブームシリンダ６側の圧油が合流用としてアームシリンダ７に供給されることはない。
【０１４２】
上述のように、合流切換弁６５が図７の上段位置に保たれ連通路６７が閉じられた状態において、例えばブーム用操作装置２５の操作量が比較的小さい場合には、前述したように、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄが開かれるものの、通路２３ｃが閉じられることから、主管路２９ｂに流出した圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、図３に示す上段位置に保持されている合流切換弁６５を介して、第２ブーム用方向制御弁２３ｂに導かれ、この第２ブーム用方向制御弁２３ｂからタンク４３に戻される。これにより、ブーム上げの微操作等を実施できる。すなわち、微操作を含むブーム上げ・アームクラウド複合操作を実施できる。
【０１４３】
そして特に、この第３実施形態は、上述のようにアーム用操作装置２６の操作量が所定量以上に大きくなり、切換弁７３が開位置に切り換えられた状態において、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧となり、合流切換弁６５がばねの力に抗して図７の下段位置に切り換えられ、連通路６７が開かれ、連通状態となったときのブーム上げとの複合操作に特徴を有する。
【０１４４】
このように連通路６７が連通している状態において、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的小さい場合、すなわち図３に示す通路２３ｄが開口するものの通路２３ｃが開口しない程度に小さい場合には、上述のように主管路２９ｂに導かれたブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、下段位置に切り換えられた合流切換弁６５、連通路６７、逆止弁６８を介して第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に供給される。すなわち、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから流出した圧油が、第２ポンプ２１ｂの圧油に合流して第１アーム用方向制御弁２４ａに供給され、さらにアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、アームシリンダ７を増速させ、速い速度でアームクラウドを実施できる。すなわち、ブーム上げ・増速したアームクラウド複合操作を実施できる。
【０１４５】
また例えば、ブーム上げ・アームクラウド複合操作において、ブーム用操作装置２５の操作量が大きい場合には、前述した第２実施形態で述べたのと同様に、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｃがタンク４３に連通する。したがって、仮に合流切換弁６５が下段位置に切り換えられていても、前述したようにブームシリンダ６のロッド側室６ｂから流出した圧油がアームシリンダ７の増速に活用されることはない。すなわち、前述したようにブーム上げ・第１，第２ポンプ２１ａ，２１ｂの圧油のみによるアームシリンダ７の作動に伴うアームクラウド複合操作を実施できる。
【０１４６】
このように構成した第３実施形態も、合流切換弁６５の切り換えにより第２実施形態におけるのと同様の作用効果が得られる。
【０１４７】
また特に、アーム用操作装置２６の操作量が所定量以上で、しかも第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になったときのみ、合流切換弁６５が合流を可能とする図７の下段位置に切り換えられるので、アームシリンダ７を増速させる時点を精度良く一定に保つことができ、このブーム上げ・アームクラウド複合操作におけるアームシリンダ６の増速制御の精度を高めることができる。
【０１４８】
なお、上記第３実施形態は、切換弁７３の切り換え圧力として、所定圧以上の高圧となったときの第２ポンプ２１ｂの吐出圧を用いてあるが、これに代えて、所定圧以上の高圧となったときのアームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力を切換弁７３の切り換え圧力として用いる構成にしてもよい。
【０１４９】
図９は本発明の第４実施形態を示す油圧回路図、図１０は図９に示す第４実施形態に備えられるコントローラの要部構成を含む制御フロー図である。
【０１５０】
この第４実施形態は、第１操作装置すなわちブーム用操作装置２５のブーム上げ時の操作量を検出する操作量検出手段、すなわちブーム上げ操作量センサ８３と、第２操作装置すなわちアーム用操作装置２６のアームクラウド時の操作量を検出する操作量検出手段、すなわちアームクラウド操作量センサ８４と、主油圧ポンプすなわち第２ポンプ２１ｂの吐出圧を検出するポンプ吐出圧検出手段、すなわち吐出圧センサ８５とを備えている。
【０１５１】
また、ブーム上げ操作量センサ８３で検出されたブーム上げ操作量、アームクラウド操作量センサ８４で検出されたアームクラウド操作量、及び吐出圧センサ８５で検出された第２ポンプ２１ｂの吐出圧に応じて、信号を出力するコントローラ８６と、モードスイッチ８７とを備えている。
【０１５２】
さらに、連通路６７に設けられ、制御圧に応じて切り換えられる合流切換弁８０と、パイロットポンプ２２の吐出管路に接続したパイロット管路８１の圧力を制御圧として合流切換弁８０の制御室に供給可能で、コントローラ８６から出力される信号に応じて作動する比例電磁弁８２とを備えている。
【０１５３】
上述した連通路６７と、この連通路６７中に設けた逆止弁６８と、合流切換弁８０と、パイロット管路８１と、比例電磁弁８２とによって、第２操作装置すなわちアーム用操作装置２６が所定量以上操作されたときに、しかも例えば主油圧ポンプすなわち第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になったときに、第１油圧シリンダすなわちブームシリンダ６の保持側圧油であるロッド側室６ｂの圧油を、第２方向制御弁すなわち第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に供給する圧油供給手段が構成されている。
【０１５４】
上述したコントローラ８６は、同図１０に示すように、ブーム上げ操作量に応じて合流切換弁８０のアームへの開口面積、すなわち第１アーム用方向制御弁２４ａに連絡される連通路６７への開口面積に相当する信号を出力するテーブル８８と、アームクラウド操作量に応じて合流切換弁８０のアームへの開口面積、すなわち連通路６７の開口面積に相当する信号を出力するテーブル８９と、第２ポンプ２１ｂの吐出圧に応じて合流切換弁８０のアームへの開口面積、すなわち連通路６７への開口面積に相当する信号を出力するテーブル９０とを備えている。
【０１５５】
また、上述したテーブル８８，８９，９０から出力される信号のうちの最小値を選択し、目標開口として出力する最小値選択器９１と、この最小値選択器９１で選択された目標開口に相応する指令圧力を演算するテーブル９２と、このテーブル９２で求められた指令圧力に相応する指令電流を演算し出力するテーブル９３とを備えている。
【０１５６】
上述したモードスイッチ８７は、合流切換弁８０、比例電磁弁８２等を含む上述した圧油供給手段の作動を可能にする増速モードと、圧油供給手段の作動を不能にする非増速モードのいずれかを選択可能なスイッチから成っている。
【０１５７】
その他の構成は、前述した第３実施形態と同等である。
【０１５８】
なお上述の構成において、コントローラ８６のテーブル８８で、ブーム上げ操作量が所定量を超えると、合流切換弁８０の開口面積を徐々に増加させ（図１０の領域８８ａ）、その後一定の大きな開口面積とする（図１０の領域８８ｂ）点は、第１ブーム用方向制御弁２３ａに設けた通路２３ｄとともに、ブーム用操作装置２５が所定量操作されたときに、合流切換弁８０を含む上述の圧油供給手段を作動させる手段を構成している。
【０１５９】
また、上記構成において、コントローラ８６のテーブル８８で、ブーム上げ操作量が所定値よりも大きくなったとき、合流切換弁８０の開口面積をそれまでの一定の開口面積から徐々に減少させ、ついには０にする（図１０の領域８８ｃ）点は、第１ブーム用方向制御弁２３ａに設けた上述の通路２３ｃと通路２３ｄとともに、ブーム用操作装置２５の操作量が所定値（図１０の領域８８ｂと領域８８ｃの境界点Ｐ１）を超えたとき、ブームシリンダ６の保持側圧油であるロッド側室６ｂの圧油を第１アーム用方向制御弁２３ａの上流側に供給しないように、合流切換弁８０を含む上述の圧油供給手段の作動を解除させる解除手段を構成している。
【０１６０】
このように構成した第４実施形態において、ブーム単独操作、アーム単独操作、ブーム上げ・アームダンプ複合操作、ブーム下げ・アームクラウド複合操作、及びブーム下げ・アームダンプ複合操作時には、コントローラ８６の最小値選択器９１で選択される信号値は０であり、図９に示す比例電磁弁８２は同図９に示す上段位置に保持され、これに伴って合流切換弁８０は同図９に示す上段位置に保持される。したがって、上述した各操作に伴う動作は、前述した第３実施形態におけるのとほぼ同様である。
【０１６１】
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
例えば、ブーム上げ・アームクラウド複合操作時のアームシリンダ７の増速を実施させるためにモードスイッチ８７が増速モードに設定された状態において、ブーム用操作装置２５を操作して第１ブーム用方向制御弁２３ａを右位置に、第２ブーム用方向制御弁２３ｂを左位置にそれぞれ切り換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作して第１アーム用方向制御弁２４ａを右位置に、第２アーム用方向制御弁２４ｂを左位置に、それぞれ切り換える。
【０１６２】
これにより、前述した第３実施形態におけるのと同様に、第１ポンプ２１ａの圧油が第１ブーム用方向制御弁２３ａを介して、第２ポンプ２１ｂの圧油が第２ブーム用方向制御弁２４ｂを介して、それぞれ主管路２９ｂに供給され、さらにブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給される。ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は主管路２９ｂに流出する。
【０１６３】
また、第２ポンプ２１ｂの圧油が第１アーム用方向制御弁２４ａを介して、第１ポンプ２１ａの圧油が第２アーム用方向制御弁２４ｂを介して、それぞれ主管路３０ａに供給され、さらにアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。アームシリンダ７のロッド側室７ｂの圧油は、主管路３０ｂ、第１アーム用方向制御弁２４ａを介してタンク４３に戻される。これにより、アームクラウドを実施できる。
【０１６４】
この間、ブーム用操作装置２５の操作量に応じたパイロット管路２５ａの圧力が、ブーム上げ操作量センサ８３で検出され、アーム用操作装置２６の操作量に応じたパイロット管路２６ａの圧力が、アームクラウド操作量センサ８４で検出され、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が吐出圧センサ８５で検出され、これらの信号がコントローラ８６に入力される。
【０１６５】
今例えば、アーム用操作装置２６の操作量が大きく、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になっているものの、ブーム用操作装置２５の操作量が図１０のテーブル８８の上り勾配の領域８８ａに含まれる比較的小さいものとすると、コントローラ８６の最小値選択器９１ではブーム上げ操作量センサ８３から出力される比較的小さな信号値を最小値と選択し、その信号値に相応する目標開口をテーブル９２に出力する。テーブル９２は入力した目標開口に相応する指令圧力を演算し、テーブル９３に出力する。テーブル９３は入力した指令圧力に相応する比較的小さな指令電流を出力する。この指令電流が、コントローラ８６から図９に示す比例電磁弁８２に出力される。
【０１６６】
上述の比較的小さな指令電流に応じて比例電磁弁８２が全開までには至らない程度に開口し、パイロット管路８１によって導かれたパイロットポンプ２２の吐出圧を一次圧とする制御圧が合流切換弁８０の制御室に出力される。今は例えば、比例電磁弁８２から出力される制御圧力による力がばねの力よりも小さく、したがって合流切換弁８０は、図９に示す上段位置に保持される。すなわち、連通路６７が閉じられた状態に維持される。
【０１６７】
このとき、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的小さいことから、前述したように、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄが開かれるものの、通路２３ｃは閉じられた状態に保たれる。したがって、主管路２９ｂに流出した圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、図９に示す上段位置に保たれている合流切換弁８０を介して、第２ブーム用方向制御弁２３ｂに導かれ、この第２ブーム用方向制御弁２３ｂからタンク４３に戻される。これにより、ブーム上げの微操作を実施できる。すなわち、微操作を含むブーム上げ・アームクラウド複合操作を実施できる。
【０１６８】
また、上述したようにアーム用操作装置２６の操作量が大きく、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になっている状態で、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的大きくなり、図１０に示すテーブル８８の水平領域８８ｂに含まれるものとすると、すなわち、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄは開口しているものの、例えば通路２３ｃは閉じられた状態が維持される程度には小さい操作量となると、最小値選択器９１は、例えばブーム上げ操作量センサ８３から出力される信号値を最小値として選択する。上述のように、この最小値に応じた演算がテーブル９２，９３で実施され、大きな指令電流がコントローラ８６から図９に示す比例電磁弁８２に出力される。
【０１６９】
この大きな指令電流に応じて比例電磁弁８２が全開するように動作する。これにより、比例電磁弁８２を介して大きな制御圧力が合流切換弁８０の制御室に出力される。したがって、その制御圧力による力がばねの力に打ち勝って、合流切換弁８０は図９の下段位置に切り換えられる。これにより連通路６７が開かれる。
【０１７０】
このとき、主管路２９ｂに導かれたブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｄ、下段位置に切り換えられた合流切換弁６５、連通路６７、逆止弁６８を介して第１アーム用方向制御弁２４ａの上流側に供給される。すなわち、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油が、第２ポンプ２１ｂの圧油に合流して第１アーム用方向制御弁２４ａに供給され、さらにアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、アームシリンダ７を増速させ、速い速度でアームクラウドを実施できる。すなわち、ブーム上げ・増速したアームクラウド複合操作を実施できる。
【０１７１】
また、アーム用操作装置２６の操作量が大きく、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になっている状態で、ブーム操作量が大きくなり、図１０に示すテーブル８８の下り勾配の領域８８ｃの例えば下側部分に含まれるものとなると、すなわち、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｃがタンク４３に連通する大きな操作量となると、最小値選択器９１は、ブーム上げ操作量センサ８３から出力される信号値を最小値として選択する。この最小値に応じた演算がテーブル９２，９３でなされ、小さな指令電流、例えば信号値が０に近い指令電流がコントローラ８６から比例電磁弁８２に出力される。
【０１７２】
この小さな指令電流に応じて比例電磁弁８２は例えば図９に示す上段位置に保持される。したがって、この比例電磁弁８２を介して合流切換弁８０の制御室に与えられる制御圧力はタンク圧程度に低く、合流切換弁８０は図９に示す上段位置に保持される。すなわち、連通路６７が閉じられる。
【０１７３】
したがって、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから主管路２９ｂに流出した圧油は、第１ブーム用方向制御弁２３ａの通路２３ｃ、及び第２ブーム用方向制御弁２３ｂを介してタンクに戻される。すなわち、主管路２９ｂに流出した圧油がアームシリンダ７の増速に活用されることはない。この場合には、ブーム上げ・第１，第２ポンプ２１ａ，２１ｂの圧油のみによるアームシリンダ７の作動に伴うアームクラウド複合操作を実施できる。
【０１７４】
なお、図９に示すモードスイッチ８７を非増速モードに切り換えた場合には、合流切換弁８０は同図９の上段位置に保持され、連通路６７が閉じられるので、ブーム上げ・アームクラウド複合操作に際してアームシリンダ７の増速はおこなわれない。
【０１７５】
このように構成した第４実施形態では、モードスイッチ８７を増速モードに切り換えた状態で、アーム用操作装置２６を所定量以上操作し、ブーム用操作装置２５を最大操作量に至らない程度に操作し、第２ポンプ２１ｂの吐出圧が所定圧以上の高圧になると、合流切換弁８０が図９の下段位置に切り換えられ、ブームシリンダ６側の圧油を第１アーム用方向制御弁２４ａに合流用として供給できる。すなわち、前述した第３実施形態におけるのと同様の作用効果が得られる。
【０１７６】
また特に、モードスイッチ８７の切り換えにより、アームシリンダ７の増速が必要な作業と、アームシリンダ７の増速を要しない作業のそれぞれに選択的に対応でき、優れた作業性を有する。
【０１７７】
なお上記では、ブーム上げ・アームクラウド複合操作時に増速を実施させるように構成してあるが、図１０のテーブル８９と同様のテーブルをアームダンプ操作量に関連して設け、図９に示すパイロット管路２６ｂの圧力を検出するアームダンプ操作量センサを設けて、ブーム上げ・アームダンプ複合操作時にアームシリンダ７の増速を実施させる構成とすることもできる。
【０１７８】
なお、上記各実施形態では、ブーム上げ・アームクラウド複合操作、あるいはブーム上げ・アームダンプ複合操作に際して、アームシリンダ７の増速を実現させているが、本発明は、これに限らない。すなわち、ブーム・バケット複合操作に際して、第１油圧シリンダを構成するブームシリンダ側の圧油を、第２油圧シリンダを構成するバケットシリンダに供給し、このバケットシリンダを増速させるようにしてもよく、アーム・バケット複合操作に際して、第１油圧シリンダを構成するアームシリンダ側の圧油を、第２油圧シリンダを構成するバケットシリンダに供給し、このバケットシリンダを増速させるようにしてもよい。また、アームの先端にバケットに代えて特殊作業用のアタッチメントを設けた場合に、アーム・アタッチメント複合操作に際して、第１油圧シリンダを構成するアームシリンダ側の圧油を、第２油圧シリンダを構成するアタッチメント駆動用アクチュエータに供給し、このアタッチメント駆動用アクチュエータを増速させるようにしてもよい。
【０１７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の各請求項に係る発明によれば、第１油圧シリンダと第２油圧シリンダの複合操作時に、第２油圧シリンダの駆動側圧力が高くなった際、従来はタンクに捨てられていた第１油圧シリンダの保持側圧油を第２油圧シリンダの増速のために有効に活用でき、これらの第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作を介して実施される作業の能率向上を実現できる。
【０１８０】
また特に、請求項６に係る発明によれば、モードスイッチの切り換えにより、第２油圧シリンダの増速が必要な作業と、第２油圧シリンダの増速を要しない作業のそれぞれに選択的に対応でき、優れた作業性を有する。
【０１８１】
また請求項７に係る発明によれば、合流時における圧油の圧力からの第２油圧シリンダの保護を実現でき、第２油圧シリンダの耐久性を確保することができる。
【０１８２】
また請求項８に係る発明によれば、第１操作装置が大きく操作されたときは、第２油圧シリンダへの合流が解消されるので、一連の作業の中で合流を要しない場合に容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態におけるパイロット圧特性及びシリンダ流量特性を示す特性図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図４】図３に示す第２実施形態に備えられる第１ブーム用方向制御弁２３ａのブーム上げメータアウト開口面積特性を示す特性図である。
【図５】図３に示す第２実施形態に備えられる第２ブーム用方向制御弁２３ｂのブーム上げメータアウト開口面積特性を示す特性図である。
【図６】図３に示す第２実施形態に備えられる合流切換弁６５の開口面積特性を示す特性図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【図８】図７に示す第３実施形態に備えられる合流切換弁７３の開口面積特性を示す特性図である。
【図９】本発明の第４実施形態を示す油圧回路図である。
【図１０】図９に示す第４実施形態に備えられるコントローラの要部構成を含む制御フロー図である。
【図１１】従来の油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図１２】図１１に示す油圧駆動装置が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図１３】従来の油圧駆動装置におけるパイロット圧特性及びシリンダ圧特性を示す特性図である。
【符号の説明】
３ ブーム
４ アーム
６ ブームシリンダ（第１油圧シリンダ）
６ａ ボトム側室
６ｂ ロッド側室
７ アームシリンダ（第２油圧シリンダ）
７ａ ボトム側室
７ｂ ロッド側室
２１ 主油圧ポンプ
２１ａ 第１ポンプ（主油圧ポンプ）
２１ｂ 第２ポンプ（主油圧ポンプ）
２２ パイロットポンプ
２３ ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
２３ａ 第１ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
２３ｂ 第２ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
２３ｃ 通路
２３ｄ 通路（圧油供給手段）
２４ アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
２４ａ 第１アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
２４ｂ 第２アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
２５ ブーム用操作装置（第１操作装置）
２５ａ パイロット管路
２５ｂ パイロット管路
２６ アーム用操作装置（第２操作装置）
２６ａ パイロット管路
２６ｂ パイロット管路
２９ａ 主管路
２９ｂ 主管路
３０ａ 主管路
３０ｂ 主管路
３７ 管路
３８ メインリリーフ弁
３９ 逆止弁
４０ 連通路（圧油供給手段）
４１ 逆止弁（圧油供給手段）
４２ タンク通路（圧油供給手段）
４３ タンク
４４ 合流切換弁（圧油供給手段）
４５ 制御管路（圧油供給手段）
４６ 管路
４７ パイロット式逆止弁
４８ 制御管路
６０ メインリリーフ弁
６１ オーバロードリリーフ弁
６２ オーバロードリリーフ弁
６３ オーバロードリリーフ弁
６４ オーバロードリリーフ弁
６５ 合流切換弁（圧油供給手段）
６６ 制御管路（圧油供給手段）
６７ 連通路（圧油供給手段）
６８ 逆止弁（圧油供給手段）
６９ 管路
７０ 逆止弁
７１ 管路（圧油供給手段）
７２ 制御管路（圧油供給手段）
７３ 切換弁（圧油供給手段）
８０ 合流切換弁（圧油供給手段）
８１ パイロット管路（圧油供給手段）
８２ 比例電磁弁（圧油供給手段）
８３ ブーム上げ操作量センサ
８４ アームクラウド操作量センサ（操作量検出手段）
８５ 吐出圧センサ
８６ コントローラ
８７ モードスイッチ
８８ テーブル
８９ テーブル
９０ テーブル
９１ 最小値選択器
９２ テーブル
９３ テーブル

Claims (14)

1. 主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから上記第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を切り換え制御する第１操作装置と、上記第２方向制御弁を切り換え制御する第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、上記第２油圧シリンダの駆動側圧力が所定圧以上の高圧となったときに、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ供給する圧油供給手段を備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記主油圧ポンプが、上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダへ圧油を供給可能な第１ポンプと、上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダへ圧油を供給可能な第２ポンプとから成り、
   上記第１方向制御弁が、上記第１ポンプと上記第１油圧シリンダ間に介在される方向制御弁と上記第２ポンプと上記第１油圧シリンダ間に介在される方向制御弁の２つの方向制御弁から成り、
   上記第２方向制御弁が、上記第１ポンプと上記第２油圧シリンダ間に介在される方向制御弁と上記第２ポンプと上記第２油圧シリンダ間に介在される方向制御弁の２つの方向制御弁から成ることを特徴とする油圧駆動装置。
3. 主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから上記第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を切り換え制御する第１操作装置と、上記第２方向制御弁を切り換え制御する第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、上記第２操作装置が所定量以上操作されたときに、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側に供給する圧油供給手段を備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
4. 上記請求項３記載の発明において、
   上記圧油供給手段は、上記主油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上の高圧になったときに、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側に供給するものであることを特徴とする油圧駆動装置。
5. 上記請求項４記載の発明において、
   上記第２操作装置の操作量を検出する操作量検出手段と、上記主油圧ポンプの吐出圧を検出するポンプ吐出圧検出手段を備えるとともに、
   上記操作量検出手段で検出された上記第２操作装置の操作量、及び上記ポンプ吐出圧検出手段で検出された主油圧ポンプの吐出圧に応じて、上記圧油供給手段を作動させる信号を出力するコントローラを備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
6. 上記請求項５記載の発明において、
   上記圧油供給手段の作動を可能にするモードと、上記圧油供給手段の作動を不能にするモードのいずれかを選択可能なモードスイッチを備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
7. 上記請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、
   上記油圧ポンプの最大圧を制御するメインリリーフ弁と、上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダそれぞれの最大圧を制御し、上記メインリリーフ弁より高い設定圧でセットされたオーバロードリリーフ弁とを備えるとともに、
   上記圧油供給手段が、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ導く連通路を備え、
   この連通路の圧油を上記メインリリーフ弁へ導く管路を設けたことを特徴とする油圧駆動装置。
8. 上記請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、
   上記第１操作装置の操作量が所定値を超えたとき、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側に供給しないように上記圧油供給手段の作動を解除させる解除手段を備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
9. 上記請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、
   上記第１操作装置が所定量操作されたときに上記圧油供給手段を作動させる手段を備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
10. 上記請求項２〜９のいずれかに記載の発明において、
    上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第１方向制御弁で切り換え制御させて、上記第２方向制御弁の上流側へ供給することを特徴とする油圧駆動装置。
11. 上記請求項１０記載の発明において、
    上記第１方向制御弁を形成する２つの方向制御弁のうちの少なくとも一方の方向制御弁は、上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ供給する圧油供給手段への通路と、上記第１油圧シリンダの保持側圧油をタンクに導く通路とを備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
12. 上記請求項１１記載の発明において、
    上記第１方向制御弁の上記第１油圧シリンダの保持側圧油を上記第２方向制御弁の上流側へ供給する圧油供給手段への通路は、上記第１操作装置が所定量以下で操作された状態から全開となることを特徴とする油圧駆動装置。
13. 上記請求項１１または１２記載の発明において、
    上記第１方向制御弁の上記第１油圧シリンダの保持側圧油をタンクへ導く通路は、上記第１操作装置が所定量以上で操作された状態から開き始めることを特徴とする油圧駆動装置。
14. 上記請求項１〜１３のいずれかに記載の発明において、
    上記第１油圧シリンダがブームシリンダから成り、上記第２油圧シリンダがアームシリンダから成ることを特徴とする油圧駆動装置。

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