JP3923242B2 - 油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの油圧アクチュエータを駆動制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホイールローダ、スキッドステアローダなどの建設機械には図８に示すように作業機としてアーム１０とバケット１１が設けられている。アーム１０、バケット１１はそれぞれアーム用油圧シリンダ２、バケット用油圧シリンダ３に接続している。
【０００３】
たとえばホイールローダではバケット１１によって土砂を掘削した後に、アーム１０を上昇させてバケット１１内の土砂をダンプトラックに積み込む作業が行われる。この作業中にアーム１０を上昇方向に作動させるには、バケット１１の姿勢が地面に対して水平な一定姿勢を保持するようにバケット１１をダンプ方向に作動させる必要がある。これはレベリング制御といわれている。レベリング制御は、バケット１１内の土砂等がこぼれ落ちることを防止するために不可欠である。
【０００４】
しかしレベリング制御をオペレータの手動操作のみに委ねると、図７に示すようにアーム用操作レバー４とバケット用操作レバー５を複合操作しなければならない。このような複合操作はオペレータにかかる負担が大きく、熟練を要する。このためオペレータに負担がかからず、また熟練も要せずにレベリング制御を行うことができる発明が従来より公知になっている。すなわちアーム用操作レバー４の操作のみによってアーム１０のみならずバケット１１を同時に作動させて水平保持制御を行う発明が従来より公知になっている。
【０００５】
一方複数の油圧アクチュエータたとえばアーム用油圧アクチュエータとバケット用油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧回路には、シリーズ回路とパラレル回路とが知られている。
【０００６】
図９（ａ）、（ｂ）はシリーズ回路とパラレル回路の構成を概念的に示している。図９（ａ）に示すようにシリーズ回路は油圧ポンプ１から吐出された圧油を第１の圧油供給路２４ａを介して先頭のアーム用油圧シリンダ２に供給しアーム用油圧シリンダ２から排出された戻り圧油を戻り圧油供給路４０を介してバケット用油圧シリンダ３に供給して両油圧シリンダ２、３を駆動するというものである。これに対して図９（ｂ）に示すようにパラレル回路は油圧ポンプ１から吐出された圧油をそれぞれ、第１の圧油供給路２４ａ、第２の圧油供給路２４ｂを介してアーム用油圧シリンダ２、バケット用油圧シリンダ３に供給して両油圧シリンダ２、３を駆動するというものである。
【０００７】
シリーズ回路は複合操作を行っているときに、先頭のアーム用油圧シリンダ２の駆動速度が低下しない、つまり先頭のアーム１０の作動速度が低下しないという利点がある。このためシリーズ回路はレベリング制御を行う場合に適している。しかしシリーズ回路では油圧ポンプ１から吐出された圧油による駆動圧がそれぞれ先頭のアーム用油圧シリンダ２と後段のバケット用油圧シリンダ３で分割され減ってしまう。このため後段のバケット用油圧シリンダ３の負荷が大きくなった場合に駆動圧が減ってしまい負荷に対応する駆動圧で油圧アクチュエータを駆動することができないという問題がある。
【０００８】
これに対してパラレル回路は複合操作を行っているときに単独操作時と比較してアーム１０の作動速度が低下してしまうという欠点があるものの、バケット用油圧シリンダ３の駆動圧は減らないという利点がある。このためパラレル回路は複合操作を行っているときにバケット用油圧シリンダ３、アーム用油圧シリンダ２が同時に大きな推力を必要とする作業を行う場合に適している。
【０００９】
特開平１０−２１９７３０号公報には、油圧回路をシリーズ回路で構成し、アーム用操作レバー４がアーム上げ方向に操作されたときにアーム用油圧シリンダ２から排出された戻り圧油を、バケット１１の姿勢が水平に保持されるように圧力制御弁で分流してバケット用油圧シリンダ３に供給するとともに、バケット１１の負荷が一定値を超えた場合にシリーズ回路のままでアーム用油圧シリンダ２からの戻り圧油をアーム用操作弁を介してタンクへと連通させるという発明が記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報記載の発明によればバケット１１の負荷の大小にかかわらずシリーズ回路のままでアーム用油圧シリンダ２が駆動される。このためバケット用油圧シリンダ３がストロークエンドに達しバケット１１の負荷が大きくなったとしてもアーム用油圧シリンダ２は十分な駆動力が得られないまま動き続けることになる。これはアーム１１にかかる負荷が大きい場合に問題となる。
【００１１】
そこで本発明は負荷状態に応じてシリーズ回路とパラレル回路の切換えを行い作業機の駆動圧の低下や作業機の速度の低下を来さないようにすることを解決課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するために手段、作用および効果】
本発明の第１発明は、上記解決課題を達成するために、
油圧ポンプ（１）と、この油圧ポンプ（１）の吐出圧油を第１および第２の圧油供給路（２４ａ、２４ｂ）を介して供給することにより駆動する第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）と、前記第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）にそれぞれ対応して設けられ２方向に切換自在な第１および第２の操作手段（４、５）とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される排出圧油を前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）と、
前記第１の操作手段（４）の操作量が所定量以上の場合に、前記第１の油圧アクチュエータ（２）の圧油排出側の油圧室を前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第２の油圧アクチュエータ（３）の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第２の油圧アクチュエータ（３）に前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される圧油のみが供給されるようにし、前記第２の操作手段（５）が操作された場合であって前記第１の操作手段（４）の操作量が所定量より小さい場合に、前記油圧ポンプ（１）の吐出口を前記第２の油圧アクチュエータ（３）の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第２の油圧アクチュエータ（３）に前記油圧ポンプ（１）から吐出される圧油が供給されるようにする圧油供給切換手段（７、５８、５９）と、
前記第２の油圧アクチュエータ（３）の負荷圧に応じて、前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する圧油をタンク（１４）に連通させるように制御する制御手段（５４、５５）と
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第１発明を図１を参照して具体的に説明する。
【００１４】
第１発明によれば、バケット用油圧シリンダ３の負荷圧が一定値以下の場合には、再生キャンセル弁５４は閉じ側に位置している。このためブーム用油圧シリンダ２から排出される圧油のすべてがタンク１４に排出されることなく、排出される圧油のうち所定の比率の圧油が、アーム用操作弁６、戻り油路３５、３５ａ、固定再生率弁４３、戻り油路３５ｄ、チェック弁４８、戻り油路５１、バケット用操作弁７を介してバケット用油圧シリンダ３に供給される。つまりバケット用油圧シリンダ３の負荷が小さい場合にはシリーズ回路に構成されアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油がバケット用油圧シリンダ３に供給される。
【００１５】
これに対してバケット用油圧シリンダ３の負荷圧が一定値を超えた場合には、再生キャンセル弁５４は開き側に位置する。このため圧力制御弁５５へ接続するパイロット油路５３の圧力はタンク圧となり圧力制御弁５５は連通位置５５ｃに位置しアーム用油圧シリンダ２から排出される圧油のすべてが、戻り油路３５、３５ｂ、固定再生率弁４３、圧力制御弁５５を介してタンク１４に排出される。
【００１６】
以上のように第１発明によれば、バケット用油圧シリンダ３の負荷が小さい場合にはシリーズ回路が構成されアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油によってバケット用油圧シリンダ３が駆動される。このためレベリング制御時に先頭のアーム１０の作動速度が低下するという問題は発生しない。またバケット用油圧シリンダ３の負荷が大きい場合にはパラレル回路に切り換えられアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油がタンク１４に連通するので、アーム用油圧シリンダ２を十分な駆動力で動かすことができる。
【００１７】
このように第１発明によれば負荷状態に応じてパラレル回路に切り換えアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油をタンク１４に連通するようにしたので、バケット１１の負荷が大きくなったとしてもアーム用油圧シリンダ２を十分な駆動力で動かすことができる。
【００１８】
また第２発明は、
油圧ポンプ（１）と、この油圧ポンプ（１）の吐出圧油を第１および第２の圧油供給路（２４ａ、２４ｂ）を介して供給することにより駆動する第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）と、前記第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）にそれぞれ対応して設けられ２方向に切換自在な第１および第２の操作手段（４、５）とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される排出圧油を前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）と、
前記第２の油圧アクチュエータ（３）の負荷圧が一定値以下である場合であって前記第１および第２の操作手段（４、５）が特定の操作方向に操作されている場合に、前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される排出圧油を所定の比率に分流して当該所定の比率に分流した圧油を前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給するとともに、前記第２の操作手段（５）の操作量の変化に応じて、前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第１の油圧アクチュエータ（２）から前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する圧油の流量の比率を変化させる制御手段（３６、５４、５５）と
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
第２発明を図１を参照して具体的に説明する。
【００２０】
第２発明によれば、バケット用油圧シリンダ３の負荷圧が一定値以下の場合には、再生キャンセル弁５４は閉じ側に位置している。そしてアーム用操作レバー４が特定の操作方向（ブーム上げ方向）に操作されている場合には、アーム用油圧シリンダ２から排出される圧油は固定再生率弁４３、圧力制御弁５５によって所定の比率に分流される。この所定の比率に分流した圧油は、アーム用操作弁６、戻り油路３５、３５ａ、固定再生率弁４３、戻り油路３５ｄ、チェック弁４８、戻り油路５１、バケット用操作弁７を介してバケット用油圧シリンダ３に供給される。つまりバケット用油圧シリンダ３の負荷が小さい場合であってアーム用操作レバー４が特定の操作方向（ブーム上げ方向）に操作されている場合にはシリーズ回路に構成されアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油を所定の比率に分流した圧油がバケット用油圧シリンダ３に供給される。このためアーム用油圧シリンダ２に供給される流量とバケット用油圧シリンダ３に供給される流量との比率が一定の関係になりバケット１１の姿勢を一定に保持するレベリング制御が行われる。
【００２１】
これに対してバケット用操作レバー５が特定の操作方向（バケットダンプ方向）に操作されると、再生率上昇弁３６が作動して、操作量に応じてバケット用油圧シリンダ３に供給する圧油の流量の比率を増加させる。
【００２２】
以上のように第２発明によれば、バケット用油圧シリンダ３の負荷が小さい場合であってアーム用操作レバー４が特定の操作方向（ブーム上げ方向）に操作されている場合にはアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油を所定の比率に分流した圧油によってバケット用油圧シリンダ３が駆動される。またバケット用操作レバー５が特定の操作方向（バケットダンプ方向）に操作されると、再生率上昇弁３６が作動し、操作量に応じてバケット用油圧シリンダ３に供給する圧油の流量の比率が増加するので、バケット１１の作動速度を大きくすることができる。したがって第２発明によればレベリング制御を行っているときにバケット用操作レバー５を操作することによりバケット用油圧シリンダ３の駆動速度を増加させることができる。
【００２３】
また第３発明は、
前記第２の操作手段（５）が前記特定の操作方向以外の操作方向に操作されている場合に、前記第２の圧油供給路（２４ｂ）を介して圧油を前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する制御を行うこと
を特徴とする。
【００２４】
第３発明を図１を参照して具体的に説明する。
【００２５】
アーム用操作レバー４、バケット用操作レバー５が特定の操作方向（ブーム上げ方向、バケットダンプ方向）に操作されているときには、アーム用油圧シリンダ２から排出される圧油がアーム用操作弁６、戻り油路３５、３５ａ、固定再生率弁４３、戻り油路３５ｄ、チェック弁４８、戻り油路５１、バケット用操作弁７を介してバケット用油圧シリンダ３に供給される。ここで仮にアーム用操作レバー４、バケット用操作レバー５が特定の操作方向（ブーム上げ方向、バケットダンプ方向）以外の操作方向（アーム上げ方向、バケットチルト方向）に操作された状態に切り換えられたときにアーム用油圧シリンダ２からの戻り圧油のみによってバケット用油圧シリンダ３を駆動するとなると、前述したようにアーム用油圧シリンダ２で十分な推力が得られない。
【００２６】
そこでアーム上げ、バケットチルトという操作に切り換えられると、パラレル回路に切り換えられ第２の圧油供給路２４ｂを介してバケット用油圧シリンダ３に油圧ポンプ１の吐出圧油が供給される。このときバケット用油圧シリンダ３の負荷圧が一定値を超えるとアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油はタンク１４に連通しタンク圧となりアーム用油圧シリンダ２で十分な推力が得られる。
【００２７】
すなわち図１のアーム用操作弁７のスプールの両側にはストローク規制制御弁５８、５９が設けられている。アーム用操作レバー４をアーム上げ方向に操作するとストローク規制制御弁５８が弁位置５８ａに位置し、第２の圧油供給路２４ｂとバケット用油圧シリンダ３とが連通しないようにバケット用操作弁７のスプールのストロークを規制している。このため戻り油路５１がアーム用油圧シリンダ３に連通する状態になっておりシリーズ回路を構成している。
【００２８】
このときアーム上げ方向のパイロット圧よりもバケットチルト方向のパイロット圧が高くなるとストローク規制制御弁５８が弁位置５８ｂに切り換えられる。すると油路１８ｃはタンク１４に連通し、絞り１８ｄを介してバケット用操作弁７に作用しているパイロット圧はタンク圧になる。
【００２９】
このためバケット用操作弁７はバケットチルト方向のパイロット圧によって弁位置７ｅまでストロークする。バケット用操作弁７が弁位置７ｅまでストロークすると、油圧ポンプ１の吐出圧油は油路２４、２４ｂ、圧力補償弁９、バケット用操作弁７を介してバケット用油圧シリンダ３に供給される。
【００３０】
このためバケット用油圧シリンダ３は油圧ポンプ１から吐出される圧油によって駆動される。バケット用油圧シリンダ３の負荷圧が一定値を超えると、アーム用油圧シリンダ２の戻り圧油がタンク圧になりアーム用油圧シリンダ２は十分な推力で駆動される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置の実施形態について説明する。
【００３２】
なお実施形態では、ホイールローダ、スキッドステアローダなどの建設機械に搭載された油圧回路を想定する。これら建設機械は作業機としてアーム１０とバケット１１が設けられたものを想定する。
【００３３】
図１は第１の実施形態の油圧回路を示している。
【００３４】
同図１に示す油圧ポンプ１は図示しないエンジンによって駆動され圧油を吐出する。この吐出圧油は後述するようにアーム用操作弁６、バケット用操作弁７に供給される。また図示しないパイロット油圧ポンプも上記エンジンによって駆動されパイロット圧油を吐出する。このパイロット圧油は図８に示す油圧式の操作レバー装置４０に供給される。操作レバー装置４０はアーム用操作レバー４、バケット用操作レバー５を備えている。アーム用操作レバー４はアーム用操作弁６に対応して設けられている。またバケット用操作レバー５はバケット用操作弁７に対応して設けられている。
【００３５】
操作レバー装置４０からは、アーム用操作レバー４の操作量に応じたパイロット圧のパイロット圧油と、バケット用操作レバー５の操作量に応じたパイロット圧のパイロット圧油が出力される。
【００３６】
すなわちアーム用操作レバー４が「アーム上げ側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力（以下アーム上げ圧という）のパイロット圧油がパイロット油路１８に出力される。
【００３７】
同様にしてアーム用操作レバー４が「アーム下げ側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力（以下アーム下げ圧という）のパイロット圧油がパイロット油路１９に出力される。
【００３８】
同様にしてバケット用操作レバー５が「ダンプ側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力（以下バケットダンプ圧という）のパイロット圧油がパイロット油路２０に出力される。
【００３９】
同様にしてバケット用操作レバー５が「チルト側」に操作されると、操作量に応じた大きさの圧力（以下バケットチルト圧という）のパイロット圧油がパイロット油路２１に出力される。
【００４０】
アーム用油圧シリンダ２、バケット用油圧シリンダ３は油圧ポンプ１の吐出圧油がアーム用操作弁６、バケット用操作弁７を介して供給されることによりそれぞれ駆動される。
【００４１】
上記各アーム上げ圧、アーム下げ圧、バケットダンプ圧、バケットチルト圧に応じてアーム用操作弁６、バケット用操作弁７の弁位置が移動する。
【００４２】
図８は実施形態の建設機械の作業機の構成を示している。
【００４３】
同図８に示すようにアーム１０、バケット１１にそれぞれ対応してアーム用油圧シリンダ２、バケット用油圧シリンダ３が設けられている。アーム用油圧シリンダ２はアーム用操作弁６に対応している。またバケット用油圧シリンダ３はバケット用操作弁７に対応している。アーム用油圧シリンダ２、バケット用油圧シリンダ３はアーム用操作弁６、バケット用操作弁７を介して供給される圧油によりそれぞれ駆動される。
【００４４】
アーム用油圧シリンダ２のロッド、バケット用油圧シリンダ３のロッドはそれぞれ、アーム１０、バケット１１に接続されている。バケット１１はアーム１０に連結されている。
【００４５】
アーム用油圧シリンダ２はボトム室２ａとヘッド室２ｂを備えている。アーム用油圧シリンダ２のボトム室２ａに油路２８を介してアーム用操作弁６から圧油が供給されると、アーム用油圧シリンダ２のロッドは伸張されアーム１０が「アーム上げ側」に作動される。またアーム用油圧シリンダ２のヘッド室２ｂに油路２９を介してアーム用操作弁６から圧油が供給されると、アーム用油圧シリンダ２のロッドは縮退されアーム１０が「アーム下げ側」に作動される。
【００４６】
バケット用油圧シリンダ３はボトム室３ａとヘッド室３ｂを備えている。バケット用油圧シリンダ３のボトム室３ａに油路３１を介してバケット用操作弁７から圧油が供給されると、バケット用油圧シリンダ３のロッドは伸張されバケット１１が「ダンプ側」に作動される。またバケット用油圧シリンダ３のヘッド室３ｂに油路３２を介してバケット用操作弁７から圧油が供給されると、バケット用油圧シリンダ３のロッドは縮退されバケット１１が「チルト側」に作動される。
【００４７】
以下操作レバー装置４０（操作レバー４、５）と各操作弁６、７と各油圧シリンダ２、３との接続関係および各操作弁６、７と油圧ポンプ１の接続関係について詳述する。
操作レバー装置４０はシャトル弁４９、５０を介して各操作弁６、７のパイロットポートに接続している。
【００４８】
すなわちアーム上げ圧が出力されるパイロット油路１８はパイロット油路１８ａとパイロット油路１８ｂとに分岐されている。またアーム下げ圧が出力されるパイロット油路１９はパイロット油路１９ａとパイロット油路１９ｂとに分岐されている。
【００４９】
パイロット油路１８ｂと、バケットダンプ圧が出力されるパイロット油路２０はシャトル弁５０の各入口ポートに連通している。シャトル弁５０の出口ポートはパイロット油路２２に連通している。同様にパイロット油路１９ｂと、バケットチルト圧が出力されるパイロット油路２１はシャトル弁４９の各入口ポートに連通している。シャトル弁４９の出口ポートはパイロット油路２３に連通している。
【００５０】
このためシャトル弁５０の出口ポートからは、アーム上げ圧と、バケットダンプ圧のうちで大きい方のパイロット圧のパイロット圧油が、パイロット油路２２に出力され、バケット用操作弁６のパイロットポート７ｇに供給される。
【００５１】
同様にしてシャトル弁４９の出口ポートからは、アーム下げ圧と、バケットチルト圧のうちで大きい方のパイロット圧のパイロット圧油が、パイロット油路２３に出力され、バケット用操作弁６の反対側のパイロットポート７ｈに供給される。
【００５２】
なおアーム上げ圧はパイロット油路１８ａに出力され、アーム用操作弁６のパイロットポート６ｇに供給される。またアーム下げ圧はパイロット油路１９ａに出力され、アーム用操作弁６の反対側のパイロットポート６ｈに供給される。
【００５３】
アーム用操作弁６は油圧ポンプ１から吐出される圧油の流量および方向を制御してアーム用油圧シリンダ２に供給する制御弁である。
【００５４】
すなわち油圧ポンプ１から吐出された圧油は油路２４とその分岐油路２４ａを介してアーム用操作弁６に流入される。アーム用操作弁６から流出された圧油は油路２８または２９を介してアーム用油圧シリンダ２に供給される。
【００５５】
アーム用操作弁６は３つの弁位置６ｃ（中立位置）、６ａ（アーム上げ位置）、６ｅ（アーム下げ位置）を有している。パイロット油路１８ａを介してアーム上げ圧がアーム用操作弁６のアーム上げ側パイロットポート６ｇに供給されると、アーム上げ圧に応じてアーム用操作弁６の開口面積（開口量）が変化され、アーム用操作弁６はアーム上げ位置６ａ側に位置される。アーム用操作弁６が位置６ａに位置すると開口面積に応じた流量の圧油がアーム用操作弁６、油路２８を介してアーム用油圧シリンダ２のボトム室２ａに供給される。この結果アーム１０がアーム上げ側に作動される。
【００５６】
またパイロット油路１９ａをアーム下げ圧がアーム用操作弁６のアーム下げ側パイロットポート６ｈに供給されると、アーム下げ圧に応じてアーム用操作弁６の開口面積（開口量）が変化され、アーム用操作弁６はアーム下げ位置６ｅ側に位置される。アーム用操作弁６が位置６ｅに位置すると開口面積に応じた流量の圧油がアーム用操作弁６、油路２９を介してアーム用油圧シリンダ２のヘッド室２ｂに供給される。この結果アーム１０がアーム下げ側に作動される。
【００５７】
アーム用操作弁６が弁位置６ａに位置するとアーム用油圧シリンダ２のヘッド室２ｂから排出される圧油（以下戻り圧油という）はアーム用操作弁６を介して戻り油路３５に出力される。またアーム用操作弁６が弁位置６ｅに位置するとアーム用油圧シリンダ２のボトム室２ａから排出される戻り圧油はアーム用操作弁６を介して戻り油路３５に出力される。
【００５８】
なおアーム用操作弁６は油路２５ｃ、油路２５を介してタンク１４に接続されている。
【００５９】
同様にしてバケット用操作弁７により、油圧ポンプ１から吐出される圧油の流量および方向が制御されて、制御された圧油がバケット用油圧シリンダ３に供給される。
【００６０】
すなわち油圧ポンプ１から吐出された圧油は油路２４とその分岐油路２４ｂを介してバケット用操作弁７に導入される。バケット用操作弁７から出力された圧油は油路３１または３２を介してバケット用油圧シリンダ３に供給される。
【００６１】
バケット用操作弁７は５つの弁位置７ｃ（中立位置）、７ｂ（バケットダンプ位置）、７ａ（バケットダンプ位置）、７ｄ（バケットチルト位置）、７ｅ（バケットチルト位置）を有している。なおバケット用操作弁７の弁位置は連続的に変化するものであり、開口面積も連続的に変化する。パイロット油路２２を介してアーム上げ圧またはバケットダンプ圧のいずれか高い方のパイロット圧がバケット用操作弁７のバケットダンプ側パイロットポート７ｇに供給されると、パイロット圧に応じてバケット用操作弁７の開口面積（開口量）が変化され、バケット用操作弁７はバケットダンプ位置７ｂ、７ａ側に位置される。バケット用操作弁７が位置７ａに位置すると油圧ポンプ１の吐出圧油が流入し開口面積に応じた流量の圧油がバケット用操作弁７、油路３１を介してバケット用油圧シリンダ３のボトム室３ａに供給される。この結果バケット１１がダンプ側に作動される。
【００６２】
またパイロット油路２３を介してアーム下げ圧またはバケットチルト圧のいずれか高い方のパイロット圧がバケット用操作弁７のバケットチルト側パイロットポート７ｈに供給されると、パイロット圧に応じてバケット用操作弁７の開口面積（開口量）が変化され、バケット用操作弁７はバケットチルト７ｄ、７ｅ側に位置される。バケット用操作弁７が位置７ｅに位置すると開口面積に応じた流量の圧油がバケット用操作弁７、油路３２を介してバケット用油圧シリンダ３のヘッド室３ｂに供給される。この結果バケット１１がチルト側に作動される。
【００６３】
バケット用操作弁７が弁位置７ｂ、７ａに位置するとバケット用油圧シリンダ３のヘッド室３ｂから排出される圧油はバケット用操作弁７を介して戻り油路２５ｂに出力される。またバケット用操作弁７が弁位置７ｄ、７ｅに位置するとバケット用油圧シリンダ３のボトム室３ａから排出される圧油はバケット用操作弁７を介して戻り油路２５ｄに出力される。戻り油路２５ｂ、２５ｄに出力された圧油は油路２５を介してタンク１４に排出される。
【００６４】
バケット用操作弁７には戻り油路５１が接続している。戻り油路５１は、戻り油路３５に連通している。
【００６５】
バケット用操作弁７が弁位置７ｂに位置すると、戻り油路５１はバケット用操作弁７を介して油路３１に連通する。このためアーム用油圧シリンダ２から排出される戻り圧油は戻り油路３５、戻り油路５１、バケット用操作弁７、油路３１を介してバケット用油圧シリンダ３のボトム室３ａに供給される。同様にバケット用操作弁７が弁位置７ｄに位置すると、戻り油路５１はバケット用操作弁７を介して油路３２に連通する。このためアーム用油圧シリンダ２から排出される戻り圧油は戻り油路３５、戻り油路５１、バケット用操作弁７、油路３２を介してバケット用油圧シリンダ３のヘッド室３ｂに供給される。
【００６６】
なおバケット用操作弁７は油路２６ｂ、油路２５を介してタンク１４に接続されている。
【００６７】
本実施形態では各操作弁６、７毎に圧力補償弁８、９が設けられている。
【００６８】
圧力補償弁８は油圧ポンプ１からみてアーム用操作弁６の上流側つまり油圧ポンプ１とアーム用操作弁６との間の圧油供給路上に設けられている。同様に圧力補償弁９は油圧ポンプ１からみてバケット用操作弁７の上流側つまり油圧ポンプ１とバケット用操作弁７との間の圧油供給路上に設けられている。
【００６９】
圧力補償弁８、９は、操作弁６、７の上流側の圧油の圧力と下流側の圧油の圧力との間の圧力差を、同一の値にする弁である。油圧回路の一般公式である下記（１）式、
Ｑ＝ｃ・Ａ・√（ΔＰ） …（１）
から導かれる通り、差圧ΔＰを同一となるようにすることで、オペレータによって操作される操作レバー４の操作量（操作弁６の開口面積Ａ）に比例した流量Ｑが負荷の大きさとは無関係に得られる。同様に操作レバー５の操作量（操作弁７の開口面積Ａ）に比例した流量Ｑが負荷の大きさとは無関係に得られる。
【００７０】
アーム用操作弁６に対応する圧力補償弁８は、フローコントロール弁部８ａと減圧弁部８ｂとから成る。フローコントロール弁部８ａには油圧ポンプ１から吐出された圧油が油路２４、その分岐油路２４ａを介して流入される。減圧弁部８ｂには油圧ポンプ１から吐出された圧油が油路２４、その分岐油路２４ｃを介して流入される。
【００７１】
同様にバケット用操作弁７に対応する圧力補償弁９は、フローコントロール弁部９ａと減圧弁部９ｂとから成る。フローコントロール弁部９ａには油圧ポンプ１から吐出された圧油が油路２４、その分岐油路２４ｂを介して流入される。減圧弁部９ｂには油圧ポンプ１から吐出された圧油が油路２４、その分岐油路２４ｄを介して流入される。
【００７２】
減圧弁部８ｂの出口は油路２７ａを介して油路２７、２７ｂに連通している。減圧弁部９ｂの出口は油路２７ｂを介して油路２７に連通している。
【００７３】
このため減圧弁部８ｂには油路２７、２７ａを介して、減圧弁部８ｂが閉じる方向へ、油圧シリンダ２、３の各負荷圧のうち最大負荷圧（以下最大負荷圧という）が加えられる。
【００７４】
油路２７ｂは油路２７ｃに分岐している。油路２７ｃはシャトル弁５７の入口ポートに連通している。シャトル弁５７の他方の入口ポートは油路４７に連通している。油路４７は戻り油路３５ｄを介して戻り油路３５に連通している。シャトル弁５７の出口ポートは油路２７ｄに連通している。油路２７ｄは減圧弁部９ｂを閉じる方向に接続している。
【００７５】
このためシャトル弁５７には油路２７ｃを介して最大負荷圧が入力する。またシャトル弁５７には油路４７を介してアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油のうちバケット用油圧シリンダ３の駆動に使用される圧油の圧力（以下再生圧という）が入力する。なお「再生」とは戻り圧油をバケット用油圧シリンダ３の駆動に使用するという意味で使用している。シャトル弁５７からは再生圧と最大負荷圧のうち大きい方の圧力が出力する。
【００７６】
このため減圧弁部９ｂには油路２７ｄを介して、減圧弁部９ｂが閉じる方向へ、再生圧と最大負荷圧のうち大きい方の圧力が加えられる。
【００７７】
圧力補償弁８、９が動作することにより、各操作弁６、７の前後差圧ΔＰが同圧かつ一定にされる。これにより油圧シリンダ２、３の負荷の大きさと無関係に、各操作弁６、７の開口面積によって、流量が定まる。つまり上記（１）式（Ｑ＝ｃ・Ａ・√（ΔＰ））より負荷の変動にかかわらず各操作弁６、７の開口面積（開口量）Ａに応じて各操作弁６、７の流量Ｑが一義的に定まる。
【００７８】
アンロード弁３４は油圧ポンプ１の吐出油路２４に接続している。アンロード弁３４には油路２７を介して、アンロード弁３４が閉じる方向へ、最大負荷圧が加えられている。
【００７９】
アンロード弁３４は、油圧ポンプ１の吐出圧油の圧力と、油圧シリンダ２、３の最大負荷圧との差圧を、油圧シリンダ２、３の負荷の変動によらずに、アンロード弁１２の設定圧に応じた一定値とする。
【００８０】
すなわちアンロード弁３４は、アンロード弁３４に備えたバネのバネ力と、最大負荷圧と、油圧ポンプ１の吐出圧とにより開閉する。アンロード弁３４はバネ力と最大負荷圧により閉じ側に作動する。アンロード弁３４は油圧ポンプ１の吐出圧により開き側へ作動する。このことにより油圧ポンプ１の吐出圧と最大負荷圧との差圧はアンロード弁３４の設定圧に応じて一定となる。
【００８１】
また油圧ポンプ１の吐出油路２４にはリリーフ弁３３が接続している。リリーフ弁３３は油圧ポンプ１から油路２４に吐出された圧油の圧力を設定リリーフ圧以下に制限する。
【００８２】
戻り油路３５は３つの戻り油路３５ａ、３５ｂ、３５ｃに分岐している。
【００８３】
戻り油路３５ａ、３５ｂは固定再生率弁４３の各入口ポートに接続している。戻り油路３５ｃは再生率上昇弁３６の入口ポートに接続している。戻り油路３５ａと戻り油路３５ｃは固定再生率弁４３および再生率上昇弁３６の各出口ポートで合流し戻り油路３５ｄに連通している。戻り油路３５ｄはチェック弁４８の入口ポートに連通している。チェック弁４８の出口ポートは戻り油路５１に連通している。チェック弁４８は戻り油路３５ｄから戻り油路５１の方向にのみ圧油の流れを許容する。戻り油路３５ｄは油路４７に分岐している。
【００８４】
戻り油路３５ｂは固定再生率弁４３の出口ポートを介して圧力制御弁５５の入口ポートに接続している。圧力制御弁５５の出口ポートは油路２５を介してタンク１４に連通している。
【００８５】
固定再生率弁４３は３つの弁位置４３ｃ（中立位置）、４３ａ（アーム上げ位置）、４３ｂ（アーム下げ位置）を有している。
【００８６】
パイロット油路２２はパイロット油路２２ａに分岐されこのパイロット油路２２ａは固定再生率弁４３の一方のパイロットポート４３ｄに接続している。同様にパイロット油路２３はパイロット油路２３ａに分岐されこのパイロット油路２３ａは固定再生率弁４３の他方のパイロットポート４３ｅに接続している。
【００８７】
したがってパイロット油路２２ａ、２３ａ内の圧力が同圧である場合には固定再生率弁４３は中立位置４３ｃに位置する。固定再生率弁４３が中立位置４３ｃに位置しているとき戻り油路３５ａ内の圧油は固定再生率弁４３で遮断されるとともに、戻り油路３５ｂ内の圧油は固定再生率弁４３を通過して圧力制御弁５５の入口ポートに流入する。
【００８８】
パイロット油路２２ａ内のパイロット圧がパイロット油路２３ａ内のパイロット圧よりも大きい場合には固定再生率弁４３はアーム上げ位置４３ａに位置する。固定再生率弁４３がアーム上げ位置４３ａに位置しているとき戻り油路３５ａ内の圧油は固定再生率弁４３内の絞り４３ｆを通過して戻り油路３５ｄに出力するとともに、戻り油路３５ｂ内の圧油は固定再生率弁４３内の絞り４３ｇを通過して圧力制御弁５５の入口ポートに流入する。ここで戻り油路３５ａに対応する絞り４３ｆの絞り径（開口面積）および戻り油路３５ｂに対応する絞り４３ｇの絞り径（開口面積）は、所定の値に設定されている。これら絞り径（開口面積）の値はアーム１０がアーム上げ側に作動したときにバケット１１を水平に保持するために必要な油圧シリンダ３への供給流量に対応して定められている。
【００８９】
同様にパイロット油路２３ａ内のパイロット圧がパイロット油路２２ａ内のパイロット圧よりも大きい場合には固定再生率弁４３はアーム下げ位置４３ｂに位置する。固定再生率弁４３がアーム下げ位置４３ｂに位置しているとき戻り油路３５ａ内の圧油は固定再生率弁４３内の絞り４３ｈを通過して戻り油路３５ｄに出力するとともに、戻り油路３５ｂ内の圧油は固定再生率弁４３内の絞り４３ｉを通過して圧力制御弁５５の入口ポートに流入する。
【００９０】
再生率上昇弁３６は３つの弁位置３６ｃ（中立位置）、３６ａ（バケットダンプ位置）、３６ｂ（バケットチルト位置）を有している。
【００９１】
パイロット油路２０はパイロット油路２０ａに分岐されこのパイロット油路２０ａは再生率上昇弁３６の一方のパイロットポート３６ｄに接続している。同様にパイロット油路２１はパイロット油路２１ａに分岐されこのパイロット油路２１ａは再生率上昇弁３６の他方のパイロットポート３６ｅに接続している。
【００９２】
したがってパイロット油路２０ａ、２１ａ内の圧力が同圧である場合には再生率上昇弁３６は中立位置３６ｃに位置する。再生率上昇弁３６が中立位置３６ｃに位置しているとき戻り油路３５ｃ内の圧油は再生率上昇弁３６で遮断される。
【００９３】
パイロット油路２０ａ内のパイロット圧がパイロット油路２１ａ内のパイロット圧よりも大きい場合には再生率上昇弁３６はバケットダンプ位置３６ａに位置する。再生率上昇弁３６がバケットダンプ位置３６ａに位置しているとき戻り油路３５ｃ内の圧油は再生率上昇弁３６を通過して戻り油路３５ｄに出力する。同様にパイロット油路２１ａ内のパイロット圧がパイロット油路２０ａ内のパイロット圧よりも大きい場合には再生率上昇弁３６はバケットチルト位置３６ｂに位置する。再生率上昇弁３６がバケットチルト位置３６ｂに位置しているとき戻り油路３５ｃ内の圧油は再生率上昇弁３６を通過して戻り油路３５ｄに出力する。
【００９４】
圧力制御弁５５は２つの弁位置５５ａ（遮断位置）、５５ｃ（連通位置）を有している。圧力制御弁５５が遮断位置５５ａから連通位置５５ｃ側に移動するにつれて開口面積が連続的に大きくなる。パイロット油路５５ｅを介して圧力制御弁５５の一方のパイロットポート５５ｆに入力ポート圧がパイロット圧として加えられる。
【００９５】
戻り油路５１は油路５１ａに分岐し絞り５２を介して油路５３に連通している。油路５３は再生キャンセル弁５４の入口ポートと圧力制御弁５５の他方のパイロットポート５５ｇのそれぞれに接続している。
【００９６】
したがって圧力制御弁５５は、油路５３内の圧力とパイロット油路５５ｅ内の圧力とが釣り合う位置でバランスし、圧力制御弁５５の上流圧は戻り油路５１内の圧力と等しくなる。このためアーム用油圧シリンダ２から排出される戻り圧油は一定の比率で分流され戻り油路３５ｄと戻り油路３５ｂのそれぞれに振り分けられる。戻り油路３５ｄに振り分けられた戻り圧油はチェック弁４８、戻り油路５１、バケット用操作弁７を介してバケット用油圧シリンダ３に供給される。一方戻り圧油３５ｂに振り分けられた圧油は圧力制御弁５５、油路２５を介してタンク１４に排出される。
【００９７】
圧力制御弁５５は再生率上昇弁３６が中立位置３６ｃに位置しているとき、固定再生率弁４３の絞り４３ｆの開口面積と絞り４３ｇの開口面積の比率で戻り油路３５ｄに流れる圧油の流量（油圧シリンダ３への供給流量）と戻り油路３５ｂに流れる圧油の流量（タンク１４への排出流量）とを分流する。この分流比はバケット１１を水平に保持する比率に設定されている。
【００９８】
また再生率上昇弁３６がバケットダンプ位置３６ａまたはチルト位置３６ｂに位置しているとき、バケットダンプ圧またはチルト圧が大きくなるに伴い戻り油路３５ｄ側に分流される流量が増加する。
【００９９】
再生キャンセル弁５４は戻り油路５１内の圧力つまりバケット用油圧シリンダ３の負荷圧が一定値を超えた場合に戻り圧油３５内の全流量をタンク１４に排出するために設けられている。
【０１００】
再生キャンセル弁５４には閉じ側にバネ５４ａのバネ力が付与されている。再生キャンセル弁５４のバネ５４ａに対向するパイロットポート５４ｂには戻り圧油５１内の負荷圧がパイロット圧として加えられる。また後述するように再生キャンセル弁５４のバネ５４ａに対向するパイロットポート５４ｃにはパイロット油路１９ｇを介してパイロット圧が加えられる。
【０１０１】
したがってパイロットポート５４ｂ、５４ｃ側に作用する力がバネ５４ａのバネ力よりも小さい場合には再生キャンセル弁５４は閉じ側に位置している。
【０１０２】
これに対してパイロットポート５４ｂ、５４ｃ側に作用する力がバネ５４ａのバネ力以上になると再生キャンセル弁５４は開き側に位置する。このため戻り油路５１内の圧油は油路５１ａ、絞り５２、油路５３、再生キャンセル弁５４、油路２５を介してタンク１４に排出される。すると戻り油路５１内の圧力は絞り５２で減圧されタンク圧となりこのタンク圧がパイロット圧として圧力制御弁５５のパイロットポート５５ｇに作用する。このため圧力制御弁５５の上流圧はタンクとなり戻り圧油の全流量は圧力制御弁５５を介してタンク１４へ排出される。
【０１０３】
本実施形態では、バケット用操作弁７のバケットダンプ位置７ａに、カウンタバランス弁３９が内蔵されている。バケット用操作弁７のスプールがストロークすると油路３１内の圧力がカウンタバランス弁３９のバネが設けられている側に対向する側に加えられる。カウンタバランス弁３９は油路３２と油路２５との連通を遮断する弁位置３９ａと、油路３２と油路２５とを連通させる弁位置３９ｂを有している。
【０１０４】
油路３１の圧力が一定圧以上であると、カウンタバランス弁３９が弁位置３９ｂに切り換えられる。このため油路３２からの戻り圧油が油路２５ｂを介してタンク１４へ排出される。また油路３１の圧力が上記一定圧よりも小さいと、カウンタバランス弁３９がバネ力によって弁位置３９ａに切り換えられる。このため油路３２からの戻り圧油が遮断されタンク１４への戻り圧油の排出量がなくなる。
【０１０５】
またバケット用操作弁７のバケットダンプ位置７ｂにも、カウンタバランス弁３９と同機能のカウンタバランス弁４１が内蔵されている。
【０１０６】
同様にバケット用操作弁７のバケットチルト位置７ｅ、７ｄにもカウンタバランス弁３９と同様に、油路３２の圧力が一定圧以上であると油路３１からの戻り圧油を油路２５ｄを介してタンク１４に排出し、油路３２の圧力が上記一定圧よりも小さいと戻り圧油を遮断しタンク１４への戻り圧油の排出量をなくすカウンタバランス弁４２、６５がそれぞれ設けられている。
【０１０７】
バケット用操作弁６には、そのスプールのストローク位置を規制するストローク規制制御弁５８および５９が設けられている。ストローク規制制御弁５８はバケット用操作弁７がバケットダンプ位置７ｂ、７ａ側に移動される際にバケットダンプ位置７ｂでストローク規制をしてバケットダンプ位置７ａに位置させないようにスプールの移動を制御する。
【０１０８】
すなわちストローク規制制御弁５８はバケット用操作弁７のパイロットポート７ｈ側端部に当接し得るピストン５８ｃを備えている。またストローク規制制御弁５８は２つの弁位置５８ａ（遮断位置）、５８ｂ（排出位置）を有している。
【０１０９】
パイロット油路１８ｂはパイロット油路１８ｃに分岐されこのパイロット油路１８ｃはストローク規制制御弁５８の一方のパイロットポート５８ｄに接続している。同様にパイロット油路２３はストローク規制制御弁５８のピストン５８ｃ側のパイロットポート５８ｅに接続している。
【０１１０】
パイロット油路１８ｃは油路１８ｄに分岐されストローク規制制御弁５８の入口ポートに接続している。ストローク規制制御弁５８の出口ポートは油路１８ｅに接続している。油路１８ｅは油路２５を介してタンク１４に連通している。
【０１１１】
したがってパイロット油路１８ｃ内のパイロット圧によりストローク規制制御弁５８は遮断位置５８ａに位置する。このためバケット用操作弁７がバケットダンプ位置７ｂ、７ａ側に移動しようとしてもバケットダンプ位置７ｂでピストン５８ｃによりストローク規制されバケットダンプ位置７ａまで移動しない。
【０１１２】
パイロット油路２３内のパイロット圧がパイロット油路１８ｃ内のパイロット圧よりも大きい場合にはストローク規制制御弁５８は通過位置５８ｂに位置する。
【０１１３】
またパイロット油路１８ｃ内のパイロット圧油はパイロット油路１８ｄ、ストローク規制制御弁５８、油路１８ｅ、２５を介してタンク１４に排出される。このためパイロット油路１８ｃ、１８ｂ内のパイロット圧はタンク圧になる。
【０１１４】
なおバケット用操作弁７のパイロットポート７ｇ側のストローク規制制御弁５９もストローク規制制御弁５８と同様である。この場合パイロット油路１９ｂを分岐したパイロット油路１９ｃ内のパイロット圧によりストローク規制制御弁５９は遮断位置に位置し、バケット用操作弁７の移動位置がバケットチルト位置７ｄで規制される。
【０１１５】
本実施形態では、浮き制御回路が設けられている。ここで浮き制御とはアーム１０がアーム下げ側に作動している場合にアーム用油圧シリンダ２の両シリンダ室２ａ、２ｂをタンク圧にしてアーム１０が外力に応じてアーム上げ、アーム下げの両方に自由に作動できる状態にする制御のことである。
【０１１６】
浮き制御を実行する指令は、たとえばアーム用操作レバー４をアーム下げ方向に操作すると同時に操作レバー４のノブ等に設けられた浮き制御用スイッチをオン操作することにより与えられる。浮き制御用スイッチがオン操作されると浮き制御用スイッチから電気信号が出力される。
浮き制御回路は、切換弁６０、６１、６２を中心に構成されている。
【０１１７】
切換弁６０は電磁切換弁であり２つの弁位置６０ａ、６０ｂを有している。パイロット油路１９は切換弁６０の入口ポートに接続している。切換弁６０の出口ポートは油路１９ｆ、１９ｇに接続している。切換弁６０の電磁ソレノイド６０ｃには浮き制御用スイッチのオン操作を示す電気信号が加えられる。切換弁６０の電磁ソレノイド６０ｃが非通電状態のときには切換弁６０は弁位置６０ａに位置し、パイロット油路１９内のパイロット圧油が切換弁６０を通過し油路１９ｇに出力されている。切換弁６０の電磁ソレノイド６０ｃに電気信号が通電すると切換弁６０は弁位置６０ｂに位置し、パイロット油路１９内のパイロット圧油が切換弁６０を通過して油路１９ｆに出力される。
【０１１８】
切換弁６１は２つの弁位置６１ａ（遮断位置）、６１ｂ（通過位置）を有している。絞り６３の下流は切換弁６１の流入出ポートに接続している。切換弁６１の他方の流入出ポートは油路２９ｂに接続している。油路２９ｂは油路２５を介してタンク１４に連通している。切換弁６１のパイロットポート６１ｃには油路１９ｆを通過したパイロット圧油が供給される。切換弁６１のパイロットポート６１ｃにパイロット圧が加えられると切換弁６１は通過位置６１ｂに位置し、絞り６３の下流は切換弁６１、油路２９ｂ、２５を介してタンク１４に連通する。
【０１１９】
油路２９は油路２９ａに分岐している。油路２９ａは絞り６３の上流に連通している。
【０１２０】
切換弁６２は２つの弁位置６２ａ（遮断位置）、６２ｂ（通過位置）を有している。油路２９ａは切換弁６２の流入出ポートに接続している。切換弁６１の他方の流入出ポートは油路２９ｂに接続している。切換弁６２のパイロットポート６２ｃには絞り６３の下流のパイロット圧が加えられる。切換弁６２のパイロットポート６２ｃに対向する側には絞り６３の上流圧が加えられる。したがって絞り６３の下流が低圧になると切換弁６２は通過位置６２ｂに位置し、油路２９ａは切換弁６２、油路２９ｂ、２５を介してタンク１４に連通する。
【０１２１】
つぎに図１の第１の実施形態の油圧回路の動作について説明する。
【０１２２】
いまオペレータが操作レバー装置４０のアーム用操作レバー４をアーム上げ側に操作したものとする。このときバケット用操作レバー５は中立位置から傾動操作されていないものとする。
【０１２３】
このためアーム用操作レバー４の操作量に応じたアーム上げ圧がパイロット油路１８ａに出力される。このアーム上げ圧はパイロット油路１８ａを介してアーム用操作弁６のアーム上げ側パイロットポート６ｇに供給される。
【０１２４】
またアーム用操作レバー４の操作量に応じたアーム上げ圧がパイロット油路１８ｂに出力されシャトル弁５０の一方の入口ポートに加えられている。いまバケット用操作レバー５は中立位置であるので、パイロット油路２０の圧力つまりシャトル弁５０の他方の入口ポートの圧力はタンク１４内の圧力になっている。このためシャトル弁５０を介してパイロット油路２２に、アーム用操作レバー４の操作量に応じたアーム上げ圧が出力される。このアーム上げ圧はパイロット油路２２を介してバケット用操作弁７のダンプ側パイロットポート７ｇに供給される。
【０１２５】
このため各操作弁６、７に加えられたアーム上げ圧に応じてアーム用操作弁６がアーム上げ位置６ａ側に位置されるとともに、バケット用操作弁７がダンプ位置７ｂ側に位置される。
【０１２６】
アーム用操作弁６がアーム上げ位置６ａに位置されると、油圧ポンプ１から吐出された圧油が油路２４、２４ａ、圧力補償弁８を介してアーム用操作弁６の入口ポートに流入し、開口面積に応じた流量の圧油が流出し、油路２８を介してアーム用油圧シリンダ２のボトム室２ａに供給される。この結果アーム１０がアーム上げ側に作動される。
【０１２７】
アーム用操作弁６がアーム上げ位置６ａに位置されているときアーム用油圧シリンダ２のヘッド室２ｂから排出される戻り圧油は油路２９、アーム用操作弁６を介して戻り油路３５に出力される。
【０１２８】
いまバケット用操作レバー５は中立位置であるのでバケットダンプ圧、バケットチルト圧は同じタンク圧になっている。このため各パイロット油路２０ａ、２１ａ内のパイロット圧はタンク圧であり再生率上昇弁３６の各パイロットポート３６ｄ、３６ｅに加えられるパイロット圧はタンク圧である。これにより再生率上昇弁３６は遮断位置３６ｃに位置し、戻り油路３５ｃ内の圧油は再生率上昇弁３６で遮断される。したがって戻り圧油は戻り油路３５ａ、３５ｂのみを流れる。
【０１２９】
アーム上げ圧が固定再生率弁４３のパイロットポート４３ｄに加えられるため、固定再生率弁４３はアーム上げ位置４３ａに位置する。固定再生率弁４３がアーム上げ位置４３ａに位置すると戻り油路３５ａ内の圧油は固定再生率弁４３内の絞り４３ｆを通過して戻り油路３５ｄに出力される。また戻り油路３５ｂ内の圧油は固定再生率弁４３内の絞り４３ｇを通過して圧力制御弁５５の入口ポートに流入する。
【０１３０】
圧力制御弁５５は、固定再生率弁４３の絞り４３ｆの開口面積と絞り４３ｇの開口面積とで定まる所定の比率で戻り油路３５ｄを流れる圧油の流量と戻り油路３５ｂを流れる圧油の流量（タンク１４への排出流量）を分流する。この分流比はバケット１１を水平に保持する分流比になっている。
【０１３１】
バケット用操作弁７がバケットダンプ位置７ｂに位置しているとき、戻り油路５１はバケット用操作弁７を介して油路３１に連通する状態になっている。しかし油圧ポンプ１の吐出口に連通する油路２４ａはバケット用操作弁７で遮断され油路３１に連通しない状態になっている。つまり図１の油圧回路はシリーズ回路になっている。
【０１３２】
つぎにアーム用操作レバー４のアーム上げ方向への操作に対してバケット用操作レバー５のバケットダンプ方向への操作が加えられた場合つまり複合操作時の作動について説明する。
【０１３３】
バケット用操作レバー５がバケットダンプ方向へ操作されると、パイロット油路２０ａ内のバケットダンプ圧がパイロット油路２１ａ内のパイロット圧（タンク圧）よりも大きくなる。このため再生率上昇弁３６はバケットダンプ位置３６ａに位置する。再生率上昇弁３６がバケットダンプ位置３６ａに位置すると戻り油路３５ｃ内の圧油は再生率上昇弁３６を通過して戻り油路３５ｄに合流する。この合流により戻り油路３５ｄを通過する圧油の流量が増加する。このためバケットダンプ圧の上昇に伴い戻り圧油３５ｄに分流される圧油の流量が増加する。
【０１３４】
したがってバケットダンプ圧の増加に伴いバケット用油圧シリンダ３に供給される圧油の流量が増加しバケット１１の作動速度が増加する。
【０１３５】
このときアーム上げ圧がパイロット油路１８ｃに作用しストローク規制制御弁５８は遮断位置５８ａに位置する。ストローク規制制御弁５８が遮断位置５８ａ側に移動するとピストン５８ｃがバケット用操作弁７のスプールに当接する。このためバケット用操作レバー５がバケットダンプ方向に操作されバケットダンプ圧がパイロット油路２２を介してバケット用操作弁７のパイロットポート７ｇに加えられたとしてもバケット用操作弁７はバケットダンプ位置７ｂでピストン５８ｃによりストローク規制されバケットダンプ位置７ａまで移動しない。
【０１３６】
このようにアーム上げ方向への操作とバケットダンプ方向への操作の複合操作時に、バケット用操作弁７はバケットダンプ位置７ｂに位置する状態を保持している。たとえバケットダンプ圧が上昇したとしてもバケット用操作弁７がバケットダンプ位置７ａまで移動することはない。つまり油圧ポンプ１の吐出口に連通する油路２４ａはバケット用操作弁７で遮断され油路３１を介してバケット用油圧シリンダ３のボトム室３ａに連通しない状態になっている。このように複合操作時にはシリーズ回路の状態が維持されている。したがってアーム用油圧シリンダ２は油圧ポンプ１の吐出圧油によって駆動され、バケット用油圧シリンダ３はアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油のみによって駆動される。バケット用油圧シリンダ３は油圧ポンプ１の吐出圧油によって駆動されることはない。この結果複合操作時に先頭の作業機であるアーム１０を、アーム上げ方向に単独操作しているときと同じ作動速度で作動させることができる。
【０１３７】
ただしアーム用操作レバー４の操作量が小さくなりアーム上げ圧が小さくなるとバケット用操作弁７のストローク規制状態は解除される。
【０１３８】
すなわちパイロット油路１８ｃ内のアーム上げ圧が小さくなるとピストン５８ｃがバケット用操作弁７を押す力が弱まる。このためバケット用操作レバー５がバケットダンプ方向に操作されバケットダンプ圧がパイロット油路２２を介してバケット用操作弁７のパイロットポート７ｇに加えられると、バケット用操作弁７はピストン５８ｃにストローク規制されることなくバケットダンプ位置７ａまで移動する。つまり油圧ポンプ１の吐出口に連通する油路２４ａはバケット用操作弁７、油路３１を介してバケット用油圧シリンダ３のボトム室３ａに連通する状態になる。これによりバケット用油圧シリンダ３は油圧ポンプ１の吐出圧油によって駆動される。
【０１３９】
さてシリーズ回路は複合操作時に先頭の作業機であるアーム１０の作動速度が低下しないという利点があるものの後段の作業機であるバケット１１で十分な駆動力が得られないという問題がある。本実施形態ではバケット１１の負荷が大きくなるとシリーズ回路からパラレル回路に切り換えることでこの問題を解決している。
【０１４０】
上述したようにアーム用操作レバー４の操作量を小さくすると油路２４ａがバケット用油圧シリンダ３のボトム室３ａに連通する状態になる。この状態でバケット用油圧シリンダ３の負荷圧が一定値を超えると、再生キャンセル弁５４のパイロットポート５４ｂに作用する力がバネ５４ａのバネ力以上になる。このため再生キャンセル弁５４は開き側に位置する。このため戻り油路５１内の圧油は油路５１ａ、絞り５２、油路５３、再生キャンセル弁５４、油路２５を介してタンク１４に排出される。このため油路５３を介して圧力制御弁５５のパイロットポート５５ｇに作用するパイロット圧はタンク圧となりこれに応じて圧力制御弁５５の上流側の圧力もタンク圧となり、戻り圧油３５内の全流量がタンク１４に排出される。これによりアーム用油圧シリンダ２の戻り側のシリンダ室２ｂの圧力はタンク圧になる。つまりシリーズ回路からパラレル回路に切り換えられる。
【０１４１】
また本実施形態では、アーム用操作レバー４、バケット用操作レバー５がアーム上げ方向、バケットチルト方向という操作方向に操作されると、バケット用操作弁７でスプールのストローク規制はされず油圧ポンプ１の吐出圧油によってバケット用油圧シリンダ３が駆動される。つまりパラレル回路によってバケット用油圧シリンダ３が駆動される。
【０１４２】
アーム用操作レバー４、バケット用操作レバー５がアーム上げ方向、バケットチルト方向という操作方向に操作されていると、パイロット油路２２、２３にはアーム上げ圧とバケットチルト圧が発生する。ここでアーム上げ圧よりもバケットチルト圧が高くなるとストローク規制制御弁５８が通過位置５８ｂに切り換えられる。このためパイロット油路１８ｃは油路１８ｄ、ストローク規制制御弁５８、油路１８ｅ、油路２５を介してタンク１４に連通する。これによりパイロット油路１８ｃ内のアーム上げ圧は絞り１８ｄにより絞られタンク圧まで低下する。このためバケット用操作弁７のパイロットポート７ｇにパイロット油路２２を介して加えられるアーム上げ圧が低下する。一方バケット用操作弁７の対向するパイロットポート７ｈにはバケットチルト圧が加えられている。
【０１４３】
このためバケット用操作弁７はバケットチルト圧によってバケットチルト位置７ｅまで移動する。バケット用操作弁７がバケットチルト位置７ｅに位置すると、油圧ポンプ１の吐出圧油は油路２４、２４ｂ、圧力補償弁９、バケット用操作弁７、油路３２を介してバケット用油圧シリンダ３のヘッド室３ｂに供給される。
【０１４４】
このためバケット用油圧シリンダ３は油圧ポンプ１から吐出される圧油によって駆動される。つまりパラレル回路が構成される。
【０１４５】
以上アーム用操作レバー４がアーム上げ方向に操作された場合について説明した。アーム用操作レバー４がアーム下げ方向に操作された場合も同様に作動する。
【０１４６】
さてシリーズ回路の利点の一つに回生機能がある。たとえばアーム１０が自重で落下するような場合にアーム用油圧シリンダ２のボトム室２ａ側の保持圧をバケット用油圧シリンダ３の駆動に使用することができる。このときには油圧ポンプ１から圧油を昇圧させる必要はなくアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油の負荷圧（保持圧）だけでバケット用油圧シリンダ３を駆動できる。
【０１４７】
本実施形態ではロードセンシングシステムを採用しており油圧ポンプ１と油圧シリンダ２、３の最大負荷圧との差圧が一定値になるように作動する。したがって最大負荷圧がバケット用油圧シリンダ３の負荷圧であるとすると油圧ポンプ１の吐出圧はバケット用油圧シリンダ３の負荷圧に対して一定値を加えた圧力まで昇圧してしまう。これはエネルギーロスを招く。
【０１４８】
本実施形態によれば、シャトル弁５７には油路２７、２７ｃを介して最大負荷圧が入力する。またシャトル弁５７には戻り油路３５ｄ、油路４７を介してアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油の圧力（再生圧）が入力する。シャトル弁５７からは再生圧と最大負荷圧のうち大きい方の圧力が出力する。ここで再生圧が最大負荷圧よりも大きい場合にはチェック弁５７から再生圧が出力され、油路２７ｄを介して圧力補償弁９の減圧弁部９ｂに加えられる。このため減圧弁部９ｂが閉じる方向に作動し再生圧をロードセンシング回路に出力しない。油圧ポンプ１の吐出圧は再生圧に対応して昇圧することがないので、エネルギーロスをなくすことができる。
【０１４９】
以上説明した第１の実施形態は適宜変更を加えてもよい。
【０１５０】
図２〜図６はそれぞれ、図１の油圧回路の一部を省略した第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態、第５の実施形態、第６の実施形態をそれぞれ示している。
【０１５１】
図２に示すように第２の実施形態は、図１の油圧回路のうち、バケット用操作弁７のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁５８、５９が省略されている。
【０１５２】
図３に示すように第３の実施形態は、図１の油圧回路のうち、バケット用操作弁７のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁５８、５９が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁６０、６１、６２等が省略されている。
【０１５３】
図４に示すように第４の実施形態は、図１の油圧回路のうち、バケット用油圧シリンダ３の戻り圧油のタンク１４への排出量を制限するカウンタバランス弁３９、４１、４２、６５が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁６０、６１、６２等が省略され、さらにバケット用操作弁７のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁５８、５９が省略されている。
【０１５４】
図５に示すように第５の実施形態は、図１の油圧回路のうち、バケット用油圧シリンダ３の戻り圧油のタンク１４への排出量を制限するカウンタバランス弁３９、４１、４２、６５が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁６０、６１、６２等が省略され、さらにバケット用操作弁７のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁５８、５９が省略されている。さらに第６の実施形態では、図１の油圧回路のうち、アーム上げの操作に連動してバケット用操作弁７をバケットダンプ位置７ｂ、７ａ側に移動させるシャトル弁５０、アーム下げの操作に連動してバケット用操作弁７をバケットチルト位置７ｄ、７ｅ側に移動させるシャトル弁４９等が省略されている。
【０１５５】
図６に示すように第６の実施形態は、図１の油圧回路のうち、バケット用油圧シリンダ３の戻り圧油のタンク１４への排出量を制限するカウンタバランス弁３９、４１、４２、６５が省略されているとともに、浮き制御を行う切換弁６０、６１、６２等が省略され、さらにバケット用操作弁７のスプールのストロークを規制するストローク規制制御弁５８、５９が省略されている。さらに第７の実施形態では、図１の油圧回路のうち、アーム上げの操作に連動してバケット用操作弁７をバケットダンプ位置７ｂ、７ａ側に移動させるシャトル弁５０、アーム下げの操作に連動してバケット用操作弁７をバケットチルト位置７ｄ、７ｅ側に移動させるシャトル弁４９等が省略されており、また、図１の油圧回路のうち、再生圧と最大負荷圧のうちで大きいの圧力を圧力補償弁９に出力するシャトル弁５７等が省略されている。
【０１５６】
しかし第２〜第６の実施形態のいずれの場合も第１の実施形態と同様に、バケット用油圧シリンダ３の負荷圧が小さい場合には再生キャンセル弁５４が閉じ側に位置することによってシリーズ回路に切り換えられ、アーム用油圧シリンダ２の戻り圧油によってバケット用油圧シリンダ３を駆動することができる。このため第１の実施形態と同様に複合操作時に先頭のアーム１０の作動速度を低下させることなく作業機を作動させることができる。またバケット用油圧シリンダ３の負荷圧が大きい場合には再生キャンセル弁５４が開き側に位置することによってパラレル回路に切り換えられ、油圧ポンプ１の吐出圧油によってバケット用油圧シリンダ３が駆動される。このため後段のバケット用油圧シリンダ３の負荷が大きくなったときに負荷に対応する駆動圧でバケット用油圧シリンダ３を駆動することができる。
【０１５７】
以上のように各実施形態によれば負荷状態に応じてアーム用油圧シリンダ２の戻り圧油をバケット用油圧シリンダ３に供給する流量を変化させパラレル回路とシリーズ回路の切換えを行うようにしたので、作業機の駆動圧の低下や作業機の速度の低下を来さないようにすることができる。
【０１５８】
以上説明した実施形態では、本発明が建設機械に適用される場合を想定して説明した。しかし本発明としては複数の油圧アクチュエータを備えたあらゆる油圧駆動機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施形態の油圧回路図である。
【図２】図２は第２の実施形態の油圧回路図である。
【図３】図３は第３の実施形態の油圧回路図である。
【図４】図４は第４の実施形態の油圧回路図である。
【図５】図５は第５の実施形態の油圧回路図である。
【図６】図６は第６の実施形態の油圧回路図である。
【図７】図７は操作レバー装置の構成を示す図である。
【図８】図８は実施形態の建設機械の作業機の構成を示す図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、シリーズ回路とパラレル回路を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１…油圧ポンプ
２…アーム用油圧シリンダ
３…バケット用油圧シリンダ
４…アーム用操作レバー
５…バケット用操作レバー
６…アーム用操作弁
７…バケット用操作弁
８、９…圧力補償弁
１０…アーム
１１…バケット
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、５１…戻り油路
３６…再生率上昇弁
４３…固定再生率弁
５４…再生キャンセル弁
５５…圧力制御弁
４０…操作レバー装置
４９、５０…シャトル弁

Claims (3)

1. 油圧ポンプ（１）と、この油圧ポンプ（１）の吐出圧油を第１および第２の圧油供給路（２４ａ、２４ｂ）を介して供給することにより駆動する第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）と、前記第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）にそれぞれ対応して設けられ２方向に切換自在な第１および第２の操作手段（４、５）とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
   前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される排出圧油を前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）と、
   前記第１の操作手段（４）の操作量が所定量以上の場合に、前記第１の油圧アクチュエータ（２）の圧油排出側の油圧室を前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第２の油圧アクチュエータ（３）の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第２の油圧アクチュエータ（３）に前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される圧油のみが供給されるようにし、前記第２の操作手段（５）が操作された場合であって前記第１の操作手段（４）の操作量が所定量より小さい場合に、前記油圧ポンプ（１）の吐出口を前記第２の油圧アクチュエータ（３）の圧油流入側の油圧室に連通させて前記第２の油圧アクチュエータ（３）に前記油圧ポンプ（１）から吐出される圧油が供給されるようにする圧油供給切換手段（７、５８、５９）と、
   前記第２の油圧アクチュエータ（３）の負荷圧に応じて、前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する圧油をタンク（１４）に連通させるように制御する制御手段（５４、５５）と
   を備えたことを特徴とする油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置。
2. 油圧ポンプ（１）と、この油圧ポンプ（１）の吐出圧油を第１および第２の圧油供給路（２４ａ、２４ｂ）を介して供給することにより駆動する第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）と、前記第１および第２の油圧アクチュエータ（２、３）にそれぞれ対応して設けられ２方向に切換自在な第１および第２の操作手段（４、５）とを備えた油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置において、
   前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される排出圧油を前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）と、
   前記第２の油圧アクチュエータ（３）の負荷圧が一定値以下である場合であって前記第１および第２の操作手段（４、５）が特定の操作方向に操作されている場合に、前記第１の油圧アクチュエータ（２）から排出される排出圧油を所定の比率に分流して当該所定の比率に分流した圧油を前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給するとともに、前記第２の操作手段（５）の操作量の変化に応じて、前記戻り圧油供給路（３５、３５ａ、３５ｄ、４８、５１）を介して前記第１の油圧アクチュエータ（２）から前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する圧油の流量の比率を変化させる制御手段（３６、５４、５５）と
   を備えたことを特徴とする油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置。
3. 前記制御手段は、
   前記第２の操作手段（５）が前記特定の操作方向以外の操作方向に操作されている場合に、前記第２の圧油供給路（２４ｂ）を介して圧油を前記第２の油圧アクチュエータ（３）に供給する制御を行うこと
   を特徴とする請求項２記載の油圧駆動機械のアクチュエータ制御装置。

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