JP7208701B2

JP7208701B2 - 建設機械の油圧制御回路

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Publication number: JP7208701B2
Application number: JP2018233211A
Authority: JP
Inventors: 秀樹中嶌; 浩一喜安
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2023-01-19
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Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧制御回路の技術分野に関するものである。

一般に、建設機械のなかには、例えば油圧ショベルのように、機体に上下動自在に支持されるブームを備え、該ブームの上下動をブームシリンダの伸縮作動に基づいて行うように構成したものがある。このような建設機械の油圧制御回路として、建設機械に設けられる複数の油圧アクチュエータの油圧供給源となる第一、第二の油圧ポンプを設けるとともに、例えば前記ブームシリンダのように作業内容等に応じて大流量を必要とする油圧アクチュエータについては、第一、第二の両方の油圧ポンプからの圧油供給を可能にするために、第一、第二油圧ポンプにそれぞれ接続されて油圧アクチュエータに対する油給排制御を行う第一、第二スプール弁を備えた回路が、従来から広く用いられている（例えば、特許文献１の図３参照）。
ところで、前述したような建設機械の従来の油圧制御回路に設けられるスプール弁は、油圧アクチュエータに対する作動油の給排方向を切換える方向切換制御と、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの供給流量を制御する供給流量制御と、油圧アクチュエータから油タンクへの排出流量を制御する排出流量制御とを同時に行うように構成されているため、スプール弁の移動位置に対する供給用の開口面積と排出用の開口面積とが一意的に決まってしまう。さらに、省燃費化を図るべく油圧アクチュエータの一方の油室からの排出油を他方の油室に供給する再生を行う場合に、前記スプール弁によって再生流量制御も行うようにすると、スプール弁の移動位置に対する再生用の開口面積も一意的に決まってしまうことになる。このため、例えば、ブームシリンダを単独で駆動させる単独作業や他の油圧アクチュエータと同時に駆動させる複合作業、あるいは軽負荷作業や重負荷作業等の種々の作業内容に応じて供給流量と排出流量さらには再生流量の関係を変更させることができず、効率や操作性の向上の妨げになる。しかしながら、特に、前記ブームを上下動させる操作は、油圧ショベルのような建設機械において頻度の高い操作であるとともに他の油圧アクチュエータとの複合操作も多いため、効率や操作性の向上が求められている。
そこで、前記特許文献１のものでは、油圧アクチュエータに対する油給排制御を行う第一、第二スプール弁の上流側に、該第一、第二スプール弁に供給する圧油の量を制御する制御弁を設けることが開示されている。この場合、制御弁によって第一、第二スプール弁に供給する圧油の量を変化させることで、スプール弁の移動位置が同じであっても作業内容等に応じて第一、第二スプール弁から油圧アクチュエータへの圧油供給量を変化させることが可能となる。
一方、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの供給流量を制御する流量制御弁と、該流量制御弁の下流側に配され、油圧アクチュエータに対する作動油の給排方向を切換えるとともに油圧アクチュエータからの排出流量を制御する方向切換弁を設けて、油圧アクチュエータに対する供給流量制御と排出流量制御とを個別の弁で制御するようにした技術もある（例えば、特許文献２参照）。

特許第５７７８０８６号公報特開２０１７－２０６０４号公報

しかしながら、前記特許文献１のものは、油圧アクチュエータに圧油供給するためにスプール弁に設けられる供給用弁路（第２の内部通路）が、スプール位置に応じて流量を変化させる構成となっているとともに、制御弁を制御する制御装置は、制御弁の開度とスプール弁の開度との合成が、従来のスプールの開度と同等となるように制御する構成となっている。つまり、油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータに供給するにあたり、直列関係で設けられている制御弁とスプール弁とがそれぞれ供給流量制御を行う構成になっているため、制御が複雑となって、正確な供給流量制御が難しいという問題がある。
一方、特許文献２のものは、油圧アクチュエータへの供給流量を制御するのは流量制御弁だけで、方向制御弁は供給流量制御を行わない構成のため特許文献１のような問題はないが、このものでは、ブームシリンダの油圧供給源として第一、第二の二つの油圧ポンプが設けられている一方で、ブームシリンダ用のスプール弁（方向切換弁）は一つしか設けられておらず、第一、第二油圧ポンプからの吐出油を流量制御弁で流量制御した後に合流させてスプール弁に供給する構成となっている。このため、前述した従来の回路、つまり、第一、第二油圧ポンプにそれぞれ接続されてブームシリンダに対する油給排制御を行う第一、第二スプール弁を備えた回路をそのまま利用することはできず、第一、第二油圧ポンプからの合計流量に対応した新たなスプール弁が必要になるうえ、新たな回路構成のバルブユニットを製造しなければならず、コスト高の要因となるという問題がある。
さらに、前述した再生流量制御についても、別途再生用の専用バルブを用いることなく、スプール弁を利用して供給流量制御や排出流量制御とは独立した流量制御を行いたいという要望があり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、機体に上下動自在に支持され、ブームシリンダの伸縮作動に基づいて上下動するブームを備えるとともに、油圧供給源となる第一、第二油圧ポンプと、第一、第二油圧ポンプにそれぞれ接続され、ブームシリンダに対する油給排制御を行うブーム用第一、第二スプール弁とを備えてなる建設機械の油圧制御回路において、ブームシリンダの縮小時に前記ブーム用第一、第二スプール弁を共に作動させて、ブーム用第一スプール弁でブームシリンダのヘッド側油室からロッド側油室への再生流量を制御し、ブーム用第二スプール弁でブームシリンダのヘッド側油室から油タンクへの排出流量を制御するとともに、ブームシリンダの縮小時にブーム用第一、第二スプール弁は共に第一、第二油圧ポンプからブームシリンダへの圧油供給を行わない構成にして、ブームシリンダ縮小時における再生流量制御と排出流量制御とを前記共に作動するブーム用第一スプール弁とブーム用第二スプール弁とで独立して行える構成にしたことを特徴とする建設機械の油圧制御回路である。
請求項２の発明は、請求項１において、ブームシリンダの伸長時に、ブーム用第一スプール弁は、第一油圧ポンプからブームシリンダのヘッド油室への供給流量と、ロッド側油室から油タンクへの排出流量とを制御し、ブーム用第二スプール弁は、第二油圧ポンプからブームシリンダのヘッド側油室への供給流量を制御する構成にしたことを特徴とする建設機械の油圧制御回路である。
請求項３の発明は、請求項１または２において、建設機械の油圧制御回路に、ブームシリンダの縮小時にヘッド側油室の圧力に基づいて機体の一部を持上げるための機体持上げ操作であるか否かを判断する判断手段を設ける一方、ブーム用第一スプール弁は、前記判断手段により機体持上げ操作であると判断された場合には、第一油圧ポンプからブームシリンダのロッド側油室への供給流量を制御する構成にしたことを特徴とする建設機械の油圧制御回路である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、建設機械の油圧制御回路は、第一、第二油圧ポンプの吐出油を油タンクに流す第一、第二バイパス油路の流量をそれぞれ制御する第一、第二バイパス弁を備えることを特徴とする建設機械の油圧制御回路である。

請求項１の発明とすることにより、ブームシリンダの縮小時に、ブーム用第一、第二スプール弁を用いてブームシリンダに対する再生流量制御と排出流量制御とを独立して制御でき、しかも、第一、第二油圧ポンプからブームシリンダへの圧油供給が不要になって、高効率化や操作性の向上、省エネに大きく貢献できるとともに、コスト抑制を達成できる。
請求項２の発明とすることにより、ブームシリンダの縮小時においても、ブーム用第一、第二スプール弁を用いてブームシリンダに対する供給流量制御と排出流量制御とを独立して制御できる。
請求項３の発明とすることにより、機体持上げ操作をスムーズに行うことができるとともに、機体持上げ操作時においても、ブームシリンダに対する供給流量制御を独立して制御できる。
請求項４の発明とすることにより、第一、第二油圧ポンプの吐出流量制御を精度良く行うことができる。

油圧ショベルの側面図である。第一の実施の形態を示す油圧制御回路図である。第一の実施の形態におけるブーム用第一、第二スプール弁の開口特性を示す図であって、（Ａ）は下降側作動位置のブーム用第一スプール弁、（Ｂ）は上昇側作動位置のブーム用第一スプール弁、（Ｃ）は下降側作動位置のブーム用第二スプール弁、（Ｄ）は上昇側作動位置のブーム用第二スプール弁の開口特性を示す。第一の実施の形態におけるスティック用第一、第二スプール弁の開口特性を示す図であって、（Ａ）はイン側作動位置のスティック用第一スプール弁、（Ｂ）はアウト側作動位置のスティック用第一スプール弁、（Ｃ）はイン側作動位置のスティック用第二スプール弁、（Ｄ）はアウト側作動位置のスティック用第二スプール弁の開口特性を示す。第一の実施の形態における制御装置の入出力を示すブロック図である。第一の実施の形態におけるポペット弁の組み込み状態を示す図である。第二の実施の形態を示す油圧制御回路図である。第二の実施の形態におけるブーム用第一スプール弁の開口特性を示す図であって、（Ａ）は下降側作動位置、（Ｂ）は上昇側作動位置の開口特性を示す。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第一の実施の形態について図１～図６に基づいて説明すると、図１は、本発明の建設機械の一例である油圧ショベル１を示す図であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２の上方に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるフロント作業機４等の各部から構成されており、さらに該フロント作業機４は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に支持されるスティック６、該スティック６の先端部に揺動自在に取付けられるバケット７等から構成されているとともに、油圧ショベル１には、前記ブーム５、スティック６、バケット７をそれぞれ揺動せしめるためのブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０や、下部走行体２を走行せしめるための左右の走行モータ（図示せず）、上部旋回体３を旋回せしめるための旋回モータ（図示せず）等の各種油圧アクチュエータが備えられている。尚、油圧ショベル１の構成は後述する第二、第三の実施の形態においても同様であり、図１は第一～第三の実施の形態に共用する。また、以下の説明において、スティック先端部を機体に近づける方向へのスティック６の揺動をスティックイン（イン側への揺動）とし、スティック先端部を機体から遠ざける方向へのスティック６の揺動をスティックアウト（アウト側への揺動）とする。

前記ブームシリンダ８は、ヘッド側油室８ａへの油供給及びロッド側油室８ｂからの油排出により伸長することでブーム５を上昇せしめる一方、ロッド側油室８ｂへの油供給及びヘッド側油室８ａからの油排出により縮小することでブーム５を下降せしめる構成となっている。また、スティックシリンダ９は、ヘッド側油室９ａへの油供給及びロッド側油室９ｂからの油排出により伸長することでスティック６をイン側に揺動せしめる一方、ロッド側油室９ｂへの油供給及びヘッド側油室９ａからの油排出により縮小することでスティック６をアウト側に揺動せしめる構成となっているが、これらブームシリンダ８、スティックシリンダ９に対する油給排制御について、図２に示す油圧制御回路図に基づいて説明すると、図２において、１１、１２は前記油圧ショベル１に備えられる各種油圧アクチュエータの油圧供給源となる第一、第二油圧ポンプ、１３、１４は第一、第二油圧ポンプ１１、１２の吐出油がそれぞれ供給される第一、第二ポンプ油路、１５は油タンク、１６、１７はブームシリンダ８に対する油給排制御を行うブーム用第一、第二スプール弁、１８、１９はスティックシリンダ９に対する油給排制御を行うスティック用第一、第二スプール弁であって、ブーム用第一スプール弁１６およびスティック用第一スプール弁１８は第一ポンプ油路１３に、ブーム用第二スプール弁１７およびスティック用第二スプール弁１９は第二ポンプ油路１４にそれぞれ接続されている。さらに、前記スティック用第一スプール弁１８の上流側には、第一油圧ポンプ１１からスティック用第一スプール弁１８への供給流量を制御する後述のポペット弁２０が配設されている。
尚、前記ブームシリンダ８およびスティックシリンダ９は大流量を必要とする油圧アクチュエータであるため、第一、第二の両方の油圧ポンプ１１、１２から圧油供給できるようにブーム用第一、第二スプール弁１６、１７、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９が設けられている。また、前記図２において、２１、２２は第一ポンプ油路１３に接続される左走行用スプール弁、バケット用スプール弁、２３、２４は第二ポンプ油路１４に接続される右走行用スプール弁、旋回用スプール弁であって、これらスプール弁２１～２４は、それぞれ対応する操作具操作に応じて中立位置から作動位置に切換わって、対応する油圧アクチュエータ（左走行用モータ、バケットシリンダ１０、右走行用モータ、旋回モータ）に対する油給排制御を行うが、これらのスプール弁２１～２４の詳細な説明は省略する。

また、図２において、２５、２６は第一、第二バイパス弁であって、第一バイパス弁２５は、第一ポンプ油路１３に接続される各スプール弁２１、１６、２２、１８に形成のセンタバイパス通路２１ａ、１６ａ、２２ａ、１８ａを順次通って第一油圧ポンプ１１から油タンク１５に至る第一センタバイバス油路２７の流量制御を行い、また、第二バイパス弁２６は、第二ポンプ油路１４に接続される各スプール弁２３、２４、１７、１９に形成のセンタバイパス通路２３ａ、２４ａ、１７ａ、１９ａを順次通って第二油圧ポンプ１２から油タンク１５に至る第二センタバイバス油路２８の流量制御を行う。この場合に、前記各スプール弁２１、１６、２２、１８、２３、２４、１７，１９に形成されるセンタバイパス通路２１ａ、１６ａ、２２ａ、１８ａ、２３ａ、２４ａ、１７ａ、１９ａは、スプール弁２１、１６、２２、１８、２３、２４、１７、１９の切換位置やスプール変位量に関わらず略一定の開口面積を有しているとともに、第一、第二バイパス弁２５、２６は、後述する制御装置３０から第一、第二パイパス弁用電磁弁４９、５０に出力される制御信号に基づいて開口面積が増減制御されることで、第一、第二センタバイバス油路２７，２８の流量、つまり、第一、第二油圧ポンプ１１、１２から油タンク１５に流れるバイパス流量を増減制御するようになっている。そして、該第一、第二バイパス弁２５、２６によってバイパス流量が増減制御されることによって、第一、第二油圧ポンプ１１、１２の吐出流量が増減制御され、これにより第一、第二油圧ポンプ１１、１２の吐出流量を過不足なく各スプール弁２１、１６、２２、１８、２３、２４、１７、１９に供給できるようになっている。
尚、本実施の形態では、本発明の第一、第二バイパス油路として、各スプールのセンタバイパス通路を通る第一、第二センタバイパス油路が設けられており、その最下流に第一、第二パイパス弁が配設されているが、これらスプールの最上流に、第一、第二油圧ポンプの油を油タンクに流す第一、第二バイパス油路を設け、該第一、第二バイパス油路に第一、第二バイパス弁を配設することもできる。この場合には、各スプール弁に形成されるセンタバイパス通路を廃することができる。

ついで、前記ブームシリンダ８に対する油給排制御について、詳細に説明する。
まず、前記ブーム用第一スプール弁１６は、下降側（縮小側）、上昇側（伸長側）のパイロットポート１６ｂ、１６ｃを備えた三位置切換弁であって、両パイロットポート１６ｂ、１６ｃにパイロット圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ８への圧油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、下降側パイロットポート１６ｂにパイロット圧が入力されることにより下降側作動位置Ｖに切換わって、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油をロッド側油室８ｂに供給する再生用弁路１６ｄを開く。また、上昇側パイロットポート１６ｃにパイロット圧が入力されることにより上昇側作動位置Ｗに切換わって、第一油圧ポンプ１１の吐出油をブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給するヘッド側供給用弁路１６ｅを開き、かつ、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂからの排出油を油タンク１５に流すロッド側排出用弁路１６ｆを開くように構成されている。尚、前記再生用弁路１６ｄには、ロッド側油室８ｂからヘッド側油室８ａへの油の流れを阻止するチェック弁が設けられている。

また、前記ブーム用第二スプール弁１７は、下降側（縮小側）、上昇側（伸長側）のパイロットポート１７ｂ、１７ｃを備えた三位置切換弁であって、両パイロットポート１７ｂ、１７ｃにパイロット圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ８への圧油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、下降側パイロットポート１７ｂにパイロット圧が入力されることにより下降側作動位置Ｖに切換わって、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油を油タンク１５に流すヘッド側排出用弁路１７ｄを開く。また、上昇側パイロットポート１７ｃにパイロット圧が入力されることにより上昇側作動位置Ｗに切換わって、第二油圧ポンプ１２の吐出油をブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給するヘッド側供給用弁路１７ｅに開くように構成されている。

さらに、前記図２において、３１、３２は前記ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７の下降側パイロットポート１６ｂ、１７ｂにそれぞれパイロット圧を出力するための下降側第一、第二電磁弁、３３、３４は上昇側パイロットポート１６ｃ、１７ｃにそれぞれパイロット圧を出力するための上昇側第一、第二電磁弁であって、これら下降側、上昇側第一、第二電磁弁３１～３４は、後述する制御装置３０からの制御信号に基づいて、該制御信号に応じた圧力のパイロット圧を出力するべく作動する。そして、これら下降側、上昇側第一、第二電磁弁３１～３４からブーム用第一、第二スプール弁１６、１７の下降側、上昇側パイロットポート１６ｂ、１７ｂ、１６ｃ、１７ｃに出力されるパイロット圧によりブーム用第一、第二スプール弁１６、１７のスプールが変位して、前述した下降側作動位置Ｖ、上昇側作動位置Ｗに切換わるが、この場合に、スプールの変位量はパイロット圧の増減に応じて増減制御されるようになっている。

ここで、前記ブーム用第一スプール弁１６の下降側作動位置Ｖにおける再生用弁路１６ｄ、上昇側作動位置Ｗにおけるヘッド側供給用弁路１６ｅおよびロッド側排出用弁路１６ｆ、ブーム用第二スプール弁１７の下降側作動位置Ｖにおけるヘッド側排出用弁路１７ｄ、上昇側作動位置Ｗにおけるヘッド側供給用弁路１７ｅの開口特性を図３に示すが、該図３に示されるように、これら各弁路１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１７ｄ、１７ｅの開口面積は、スプール変位量が大きくなるほど大きくなるように設定されている。そして、これらスプール変位に伴う各弁路１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１７ｄ、１７ｅの開口面積の増減に応じて、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生流量、第一油圧ポンプ１１からヘッド側油室８ａへの供給流量、ロッド側油室８ｂから油タンク１５への排出流量、ヘッド側油室８ａから油タンク１５への排出流量、第二油圧ポンプ１２からヘッド側油室８ａへの供給流量が増減制御されるようになっている。
つまり、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７が下降側作動位置Ｖに位置している状態では、ブーム用第一スプール弁１６の再生用弁路１６ｄによって、ヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生流量が制御され、また、ブーム用第二スプール弁１７のヘッド側排出用弁路１７ｄによって、ヘッド側油室８ａから油タンク１５への排出流量が制御されるようになっている。一方、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７が上昇側作動位置Ｗに位置している状態では、ブーム用第一スプール弁１６のヘッド側供給用弁路１６ｅとロッド側排出用弁路１６ｆとによって、第一油圧ポンプ１１からヘッド側油室８ａへの供給流量とロッド側油室８ｂから油タンク１５への排出流量とが制御され、また、ブーム用第二スプール弁１７のヘッド側供給用弁路１７ｅによって、第二油圧ポンプ１２からヘッド側油室８ａへの供給流量が制御されるようになっている。

一方、前記制御装置３０は、図５に示す如く、ブーム用操作具やスティック用操作具、および油圧ショベル１に設けられる他の油圧アクチュエータ（本実施の形態では、前記左右の走行モータ、バケットシリンダ１０、旋回モータ）用操作具等の各種操作具の操作をそれぞれ検出する操作検出手段３６、第一、第二油圧ポンプ１１、１２の吐出圧をそれぞれ検出するポンプ用第一、第二圧力センサ３７、３８、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａ、ロッド側油室８ｂの圧力をそれぞれ検出するブーム用ヘッド側、ロッド側圧力センサ３９、４０、スティックシリンダ９のヘッド側油室９ａ、ロッド側油室９ｂの圧力をそれぞれ検出するスティック用ヘッド側、ロッド側圧力センサ４１、４２、前記他の油圧アクチュエータ用の各種圧力検出センサ（図示しないが、例えば、バケットシリンダ１０のヘッド側油室、ロッド側油室の圧力をそれぞれ検出する圧力センサ等）、エンジンコントローラ４３等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前記ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７にパイロット圧を出力する下降側、上昇側第一、第二電磁弁３１～３４や、スティック用第一、第二スプール弁１８，１９にパイロット圧を出力する後述のイン側、アウト側第一、第二電磁弁４５～４８、ポペット弁２０にパイロット圧を出力するポペット弁用電磁弁２９、他の油圧アクチュエータ用スプール弁（本実施の形態では、左走行用スプール弁２１、バケット用スプール弁２２、右走行用スプール弁２３、旋回用スプール弁２４）にパイロット圧を出力する各種電磁弁（図示せず）、前記第一バイパス弁２５にパイロット圧を出力する第一バイパス弁用電磁弁４９、第二バイパス弁２６にパイロット圧を出力する第二バイパス弁用電磁弁５０に制御信号を出力するようになっている。

次いで、前記制御装置３０の行うブーム用第一、第二スプール弁１６、１７の制御について説明すると、制御装置３０は、操作検出手段３６からブーム下降操作の信号が入力された場合、下降側第一、第二電磁弁３１、３２にパイロット圧出力の制御信号を出力する。これにより、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７の下降側パイロットポート１６ｂ、１７ｂにパイロット圧が入力されて、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７は共に下降側作動位置Ｖに切換わる。そして、前述したように、下降側作動位置Ｖのブーム用第一スプール弁１６は、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生流量を制御し、また、下降側作動位置Ｖのブーム用第二スプール弁１７は、ヘッド側油室８ａから油タンク１５への排出流量を制御する。これにより、ヘッド側油室８ａから油排出されると共にロッド側油室８ｂに油供給されることになってブームシリンダ８が縮小し、ブーム５は下降することになるが、この場合に制御装置３０は、該制御装置３０に入力される前記各種信号（操作検出手段３６や各種圧力センサ３７～４２からの信号等）に基づいて、ブームシリンダ８に要求される再生流量と排出流量とを求め、これらを独立して制御するべく、下降側第一、第二電磁弁３１，３２にそれぞれ制御信号を出力する。このような再生流量と排出流量との独立制御は、ブーム５の下降操作時（ブームシリンダ８の縮小時）において、ブーム用第一スプール弁１６が再生流量制御のみを行い、また、ブーム用第二スプール弁１７が排出流量制御のみを行うために可能となる。

ここで、前述したブーム５の下降時において、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７は、共に第一、第二油圧ポンプ１１，１２の吐出油をブームシリンダ８のロッド側油室８ｂに供給しない構成となっている。これは、ブーム５の下降時（ブームシリンダ８の縮小時）において、ピストン受圧面積の関係からブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出量はロッド側油室８ｂへの供給量に比して大幅に多く（例えば、約２倍）、しかもヘッド側油室８ａはフロント作業機４全体の重量がかかっているため高圧であり、このためロッド側油室８ｂへの油供給はヘッド側油室８ａからの再生油だけで十分に足りるからである。そして、このようにブーム５の下降時に第一、第二油圧ポンプ１１、１２の吐出油をブームシリンダ８に供給しない構成にすることで、省エネに貢献できる。

一方、前記制御装置３０は、操作検出手段３６からブーム上昇操作の信号が入力された場合には、上昇側第一、第二電磁弁３３、３４にパイロット圧出力の制御信号を出力する。これにより、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７の上昇側パイロットポート１６ｃ、１７ｃにパイロット圧が入力されて、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７は共に上昇側作動位置Ｗに切換わる。そして、前述したように、上昇側作動位置Ｗのブーム用第一スプール弁１６は、第一油圧ポンプ１１からヘッド側油室８ａへの供給流量とロッド側油室８ｂから油タンク１５への排出流量とを制御し、また、上昇側作動位置Ｗのブーム用第二スプール弁１７は、第二油圧ポンプ１２からヘッド側油室８ａへの供給流量を制御する。これにより、ヘッド側油室８ａに油供給されると共にロッド側油室８ｂから油排出されることになってブームシリンダ８が伸長し、ブーム５は上昇することになるが、この場合に制御装置３０は、該制御装置３０に入力される前記各種信号（操作検出手段３６や各種圧力センサ３７～４２、エンジンコントローラ４３からの信号等）に基づいて、ブームシリンダ８に要求される供給流量と排出流量とを求め、これらを独立して制御するべく、上昇側第一、第二電磁弁３３、３４にそれぞれ制御信号を出力する。このような供給流量と排出流量との独立制御は、ブーム５の上昇操作時（ブームシリンダ８の伸長時）において、ブーム用第一スプール弁１６が第一油圧ポンプ１１からの供給流量制御と排出流量制御とを行い、また、ブーム用第二スプール弁１７が第二油圧ポンプ１２からの供給流量制御を行うために可能となる。
尚、ブーム５の上昇時において、ブーム用第一スプール弁１６のヘッド側供給用弁路１６ｅの開口面積とロッド側排出用弁路１６ｆの開口面積との関係は、スプール変位量によって一意的に決まってしまうが、供給流量制御のみを行うブーム用第二スプール弁１７のヘッド側供給用弁路１７ｅの開口面積を、ブーム用第一スプール弁１６からの供給流量（第一油圧ポンプ１１からの供給流量）とブーム用第二スプール弁１７からの供給流量（第二油圧ポンプ１２からの供給流量）との合計流量がブームシリンダ８の要求する供給流量となるように増減制御することによって、ブームシリンダ８に対する供給流量制御と排出流量制御とを独立して制御できることになる。

次に、前記スティックシリンダ９に対する油給排制御について、詳細に説明する。
まず、前記ポペット弁２０は、チェック機能付きのメータリング可能なものであって、スティック用第一スプール弁１８の上流側、つまり、第一油圧ポンプ１１からスティック用第一スプール弁１８への供給油路に配されている。そして、該ポペット弁２０は、前記制御装置３０からポペット弁用電磁弁２９に出力される制御信号に基づいて該ポペット弁用電磁弁２９から出力されるパイロット圧により作動して、第一油圧ポンプ１１からスティック用第一スプール弁１８への供給流量を制御する。該ポペット弁２０からスティック用第一スプール弁１８に供給される第一油圧ポンプ１１の供給流量は、後述するように、スティック用第一スプール弁１８によって増減されることなくそのままスティックシリンダ９に供給されるようになっている。

また、前記スティック用第一スプール弁１８は、イン側（伸長側）、アウト側（縮小側）のパイロットポート１８ｂ、１８ｃを備えた三位置切換弁であって、両パイロットポート１８ｂ、１８ｃにパイロット圧が入力されていない状態では、スティックシリンダ９への圧油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、イン側パイロットポート１８ｂにパイロット圧が入力されることによりイン側作動位置Ｘに切換わって、前記ポペット弁２０から供給される第一油圧ポンプ１１の吐出油をスティックシリンダ９のヘッド側油室９ａに供給するヘッド側供給用弁路１８ｄを開き、かつ、ロッド側油室９ｂからの排出油をヘッド側油室９ａに供給する再生用弁路１８ｅを開く。また、アウト側パイロットポート１８ｃにパイロット圧が入力されることによりアウト側作動位置Ｙに切換わって、ポペット弁２０から供給される第一油圧ポンプ１１の吐出油をロッド側油室９ｂに供給するロッド側供給用弁路１８ｆを開き、かつ、ヘッド側油室９ａからの排出油を油タンク１５に流すヘッド側排出用弁路１８ｇを開くように構成されているが、後述するように、前記ヘッド側供給用弁路１８ｄおよびロッド側供給用弁路１８ｆは、ポペット弁２０からの供給流量を増減することなくそのままスティックシリンダ９に供給するようになっている。尚、前記再生用弁路１８ｅには、ヘッド側油室９ａからロッド側油室９ｂへの油の流れを阻止するチェック弁が設けられている。

また、前記スティック用第二スプール弁１９は、イン側（伸長側）、アウト側（縮小側）のパイロットポート１９ｂ、１９ｃを備えた三位置切換弁であって、両パイロットポート１９ｂ、１９ｃにパイロット圧が入力されていない状態では、スティックシリンダ９への圧油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、イン側パイロットポート１９ｂにパイロット圧が入力されることによりイン側作動位置Ｘに切換わって、第二油圧ポンプ１２の吐出油をスティックシリンダ９のヘッド側油室９ａに供給するヘッド側供給用弁路１９ｄを開き、かつ、ロッド側油室９ｂからの排出油を油タンク１５に流すロッド側排出用弁路１９ｅを開く。また、アウト側パイロットポート１９ｃにパイロット圧が入力されることによりアウト側作動位置Ｙに切換わって、第二油圧ポンプ１２の吐出油をロッド側油室９ｂに供給するロッド側供給用弁路１９ｆを開き、かつ、ヘッド側油室９ａからの排出油を油タンク１５に流すヘッド側排出用弁路１９ｇを開くように構成されている。

ここで、前記ポペット弁２０の配設構造を図６に示すと、ポペット弁２０は、スティック用第一スプール弁１８やスティック用第二スプール弁１９が組み込まれるバルブブロックにおいて、スティック用第一スプール弁１８に第一油圧ポンプ１１の吐出油を供給するべく第一油圧ポンプ１１に接続されるポンプポートに組み込まれている。また、図６において、３５はスティック用第二スプール弁１９に第二油圧ポンプ１２の吐出油を供給するべく第二油圧ポンプ１２に接続されるポンプポートに組み込まれるチェック弁であって、該チェック弁３５によって、スティック用第二スプール弁１９から第二油圧ポンプ１２側への逆流が阻止されるようになっている。つまり、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９のようなスプール弁が組み込まれるバルブブロックのポンプポートには、スプール弁から油圧ポンプ側への逆流を阻止するべく、前記チェック弁３５のようなチェック弁が組み込まれるのが一般的であるが、本実施の形態では、このようなチェック弁に替えて、チェック機能を有したメータリング可能なポケット弁２０がポンプポートに組み込まれる構成となっており、これにより、ポペット弁２０の配設スペースを別途確保する必要がなく、容易にポペット弁２０を配設できる構成となっている。

さらに、前記図２において、４５，４６はスティック用第一、第二スプール弁１８、１９のイン側パイロットポート１８ｂ、１９ｂにそれぞれパイロット圧を出力するためのイン側第一、第二電磁弁、４７，４８はアウト側パイロットポート１８ｃ、１９ｃにそれぞれパイロット圧を出力するためのアウト側第一、第二電磁弁であって、これらイン側、アウト側第一、第二電磁弁４５～４８は、前記制御装置３０からの制御信号に基づいて、該制御信号に応じた圧力のパイロット圧を出力するべく作動する。そして、これらイン側、アウト側第一、第二電磁弁４５～４８からスティック用第一、第二スプール弁１８、１９のイン側、アウト側パイロットポート１８ｂ、１９ｂ、１８ｃ、１９ｃに出力されるパイロット圧によりスティック用第一、第二スプール弁１８、１９のスプールが変位して、前述したイン側作動位置Ｘ、アウト側作動位置Ｙに切換わるが、この場合に、スプールの変位量はパイロット圧の増減に応じて増減制御されるようになっている。

ここで、前記スティック用第一スプール弁１８のイン側作動位置Ｘにおけるヘッド側供給用弁路１８ｄおよび再生用弁路１８ｅ、アウト側作動位置Ｙにおけるロッド側供給用弁路１８ｆおよびヘッド側排出用弁路１８ｇ、スティック用第二スプール弁１９のイン側作動位置Ｘにおけるヘッド側供給用弁路１９ｄおよびロッド側排出用弁路１９ｅ、アウト側作動位置Ｙにおけるロッド側供給用弁路１９ｆおよびヘッド側排出用弁路１９ｇの開口特性を図４に示すが、該図４に示されるように、スティック用第一スプール弁１８のヘッド側供給用弁路１８ｄおよびロッド側供給用弁路１８ｆは、スプールが中立位置Ｎから変位するとすぐに、つまり、スプール変位量が小さいうちから開口面積が最大となるように設定されている。これにより、スティック用第一スプール弁１８は、ポペット弁２０から供給される第一油圧ポンプ１１の供給流量を増減することなくそのままスティックシリンダ９のヘッド側油室９ａ、ロッド側油室９ｂに供給できるようになっている。つまり、第一油圧ポンプ１１からスティックシリンダ９への供給流量制御はスティック用第一スプール弁１８では行われず、ポペット弁２０で制御された供給流量がそのままスティックシリンダ９に供給されるようになっている。
一方、第一スティック用スプール弁１８の再生用弁路１８ｅ、ヘッド側排出用弁路１８ｇ、スティック用第二スプール弁１９のヘッド側供給用弁路１９ｄ、ロッド側排出用弁路１９ｅ、ロッド側供給用弁路１９ｆ、ヘッド側排出用弁路１９ｇの開口面積は、スプール変位量が大きくなるほど大きくなるように設定されている。そして、これらスプール変位に伴う各弁路１８ｅ、１８ｇ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇの開口面積の増減に応じて、スティックシリンダ９のロッド側油室９ｂからヘッド側油室９ａへの再生流量、ヘッド側油室９ａから油タンク１５の排出流量、第二油圧ポンプ１２からヘッド側油室９ａへの供給流量、ロッド側油室９ｂから油タンク１５の排出流量、第二油圧ポンプ１２からロッド側油室９ｂへの供給流量、ヘッド側油室９ａから油タンク１５の排出流量が増減制御されるようになっている。
つまり、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９がイン側作動位置Ｘに位置している状態では、ポペット弁２０によって、第一油圧ポンプ１１からヘッド側油室９ａへの供給流量が制御され、スティック用第一スプール弁１８の再生用弁路１８ｅによって、ロッド側油室９ｂからヘッド側油室９ａへの再生流量が制御され、また、スティック用第二スプール弁１９のヘッド側供給油路１９ｄとロッド側排出用弁路１９ｅとによって、第二油圧ポンプ１２からヘッド側油室９ａへの供給流量とロッド側油室９ｂから油タンク１５への排出流量とが制御されるようになっている。一方、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９がアウト側作動位置Ｙに位置している状態では、ポペット弁２０によって、第一油圧ポンプ１１からロッド側油室９ｂへの供給流量が制御され、スティック用第一スプール弁１８のヘッド側排出用弁路１８ｇによって、ヘッド側油室９ａから油タンク１５への排出流量が制御され、また、スティック用第二スプール弁１９のロッド側供給用弁路１９ｆとヘッド側排出用弁路１９ｇとによって、第二油圧ポンプ１２からロッド側油室９ｂへの供給流量とヘッド側油室９ａから油タンク１５への排出流量とが制御されるようになっている。

次いで、前記制御装置３０の行うポペット２０、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９の制御について説明すると、制御装置３０は、操作検出手段３６からスティックインの操作信号が入力された場合、ポペット弁用電磁弁２９にパイロット圧出力の制御信号を出力する。これによりポペット弁２０が作動して、第一油圧ポンプ１１の吐出油を流量制御された状態でスティック用第一スプール弁１８に供給する。さらに制御装置３０は、イン側第一、第二電磁弁４５、４６にパイロット圧出力の制御信号を出力する。これにより、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９のイン側パイロットポート１８ｂ、１９ｂにパイロット圧が入力されて、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９は共にイン側作動位置Ｘに切換わる。そして、前述したように、ポペット弁２０は、第一油圧ポンプ１１からヘッド側油室９ａへの供給流量を制御し、イン側作動位置Ｘのスティック用第一スプール弁１８は、ロッド側油室９ｂからヘッド側油室９ａへの再生流量を制御し、また、イン側作動位置Ｘのスティック用第二スプール弁１９は、第二油圧ポンプ１２からヘッド側油室９ａへの供給流量とロッド側油室９ｂから油タンク１５への排出流量を制御する。これにより、ヘッド側油室９ａに油供給されると共にロッド側油室９ｂから油排出されることになってスティックシリンダ９が伸長し、スティック６はイン側に揺動することになるが、この場合に制御装置３０は、該制御装置３０に入力される前記各種信号（操作検出手段３６や各種圧力センサ３７～４２、エンジンコントローラ４３からの信号等）に基づいて、スティックシリンダ９に要求される供給流量、再生流量および排出流量を求め、これらを独立して制御するべく、ポペット弁用電磁弁２９、イン側第一、第二電磁弁４５、４６にそれぞれ制御信号を出力する。このような供給流量、再生流量および排出流量の独立制御は、スティック６のイン側操作時（スティックシリンダ９の伸長時）において、ポペット弁２０が第一油圧ポンプ１１からの供給流量制御を行い、スティック用第一スプール弁１８が再生流量制御を行い、また、スティック用第二スプール弁１９が第二油圧ポンプ１２からの供給流量制御と排出流量制御とを行うために可能となる。
尚、スティック６のイン側操作時において、スティック用第二スプール弁１９のヘッド側供給用弁路１９ｄの開口面積とロッド側排出用弁路１９ｅの開口面積との関係は、スプール変位量によって一意的に決まってしまうが、供給流量制御のみを行うポペット弁２０の開口面積を、ポペット弁２０からの供給流量（第一油圧ポンプ１１からの供給流量）とスティック用第二スプール弁１９からの供給流量（第二油圧ポンプ１２からの供給流量）との合計流量がスティックシリンダ９の要求する供給流量となるように増減制御することによって、スティックシリンダ９に対する供給流量制御と排出流量制御とを独立して制御できることになる。

一方、前記制御装置３０は、操作検出手段３６からスティックアウトの操作信号が入力された場合、ポペット弁用電磁弁２９にパイロット圧出力の制御信号を出力する。これによりポペット弁２０が作動して、第一油圧ポンプ１１の吐出油を流量制御された状態でスティック用第一スプール弁１８に供給する。さらに制御装置３０は、アウト側第一、第二電磁弁４７、４８にパイロット圧出力の制御信号を出力する。これにより、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９のアウト側パイロットポート１８ｃ、１９ｃにパイロット圧が入力されて、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９は共にアウト側作動位置Ｙに切換わる。そして、前述したように、ポペット弁２０は、第一油圧ポンプ１１からロッド側油室９ｂへの供給流量を制御し、アウト側作動位置Ｙのスティック用第一スプール弁１８は、ヘッド側油室９ａから油タンク１５への排出流量を制御し、また、アウト側作動位置Ｙのスティック用第二スプール弁１９は、第二油圧ポンプ１２からロッド側油室９ｂへの供給流量とヘッド側油室９ａから油タンク１５への排出流量を制御する。これにより、ロッド側油室９ｂに油供給されると共にヘッド側油室９ａから油排出されることになってスティックシリンダ９が縮小し、スティック６はアウト側に揺動することになるが、この場合に制御装置３０は、該制御装置３０に入力される前記各種信号（操作検出手段３６や各種圧力センサ３７～４２、エンジンコントローラ４３からの信号等）に基づいて、スティックシリンダ９に要求される供給流量と排出流量とを求め、これらを独立して制御するべく、ポペット弁用電磁弁２９、アウト側第一、第二電磁弁４７、４８にそれぞれ制御信号を出力する。このような供給流量と排出流量との独立制御は、スティック６のアウト側操作時（スティックシリンダ９の縮小時）において、ポペット弁２０が第一油圧ポンプ１１からの供給流量制御を行い、スティック用第一スプール弁１８が排出流量制御を行い、また、スティック用第二スプール弁１９が第二油圧ポンプ１２からの供給流量制御と排出流量制御とを行うために可能となる。
尚、スティック６のアウト側操作時において、スティック用第二スプール弁１９のロッド側供給用弁路１９ｆの開口面積とヘッド側排出用弁路１９ｇの開口面積との関係は、スプール変位量によって一意的に決まってしまうが、供給流量制御のみを行うポペット弁２０の開口面積を、ポペット弁２０からの供給流量（第一油圧ポンプ１１からの供給流量）とスティック用第二スプール弁１９からの供給流量（第二油圧ポンプ１２からの供給流量）との合計流量がスティックシリンダ９の要求する供給流量となるように増減制御する、あるいは、排出流量制御のみを行うスティック用第一スプール弁１８のヘッド側排出用弁路１８ｇの開口面積を、スティック用第一スプール弁１８からの排出流量とスティック用第二スプール弁１９からの排出流量との合計流量がスティックシリンダ９に要求される排出流量となるように増減制御することによって、スティックシリンダ９に対する供給流量制御と排出流量制御とを独立して制御できることになる。

叙述の如く構成された第一の実施の形態において、油圧ショベル１の油圧制御回路には、油圧供給源となる第一、第二油圧ポンプ１１、１２と、第一、第二油圧ポンプ１１、１２にそれぞれ接続され、ブームシリンダ８に対する油給排制御を行うブーム用第一、第二スプール弁１６、１７とが設けられているが、このものにおいて、ブームシリンダ８の縮小時（ブーム５の下降時）に、ブーム用第一スプール弁１６は、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生流量を制御し、ブーム用第二スプール弁１７は、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａから油タンク１５への排出流量を制御するとともに、ブームシリンダ８の縮小時にブーム用第一、第二スプール弁１６、１７は共に第一、第二油圧ポンプ１１、１２からブームシリンダ８への圧油供給は行わないことになる。

つまり、ブームシリンダ８の縮小時において、ブーム用第一スプール弁１６は、ヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生流量のみを制御することになるから、該ブーム用第一スプール弁１６による再生流量制御を独立して制御できる。また、ブーム用第二スプール弁１７は、ヘッド側油室８ａから油タンク１５への排出流量のみを制御するから、該ブーム用第二スプール弁１７による排出流量制御を独立して制御できる。

この結果、ブームシリンダ８の縮小時においてブームシリンダ８に対する再生流量制御と排出流量制御とを独立して制御できることになって、ブームシリンダ８を単独で駆動させる単独作業や他の油圧アクチュエータ（例えば、スティックシリンダ９やバケットシリンダ１０）と同時に駆動させる複合作業、あるいは軽負荷作業や重負荷作業等の種々の作業内容に応じて再生流量と排出流量との関係を変更させることができ、高効率化や操作性の向上に大きく貢献できる。しかもこの制御は、従来から油圧ショベル１の油圧制御回路に汎用的に用いられているブーム用第一、第二スプール弁１６、１７を用いて行うものであるから、従来の回路構成用のバルブユニットをそのまま利用することができて、コスト抑制を達成できることになる。さらに、ブームシリンダ８の縮小時にはブーム用第一、第二スプール弁１６、１７は共に第一、第二油圧ポンプ１１、１２からブームシリンダ８への圧油供給は行わないため、省エネにも貢献できる。尚、前述したように、ブームシリンダ８の縮小時（ブーム５の下降時）には、ピストン受圧面積の関係からブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出量はロッド側油室８ｂへの供給量に比して大幅に多く、しかもヘッド側油室８ａはフロント作業機４全体の重量がかかっているため高圧であるため、ロッド側油室８ｂへの油供給はヘッド側油室８ａからの再生油だけで十分に足りることになる。

さらにこのものにおいて、ブームシリンダ８の伸長時（ブーム５の上昇時）には、ブーム用第一スプール弁１６は、第一油圧ポンプ１１からブームシリンダ８のヘッド油室８ａへの供給流量と、ロッド側油室８ｂから油タンク１５への排出流量とを制御し、ブーム用第二スプール弁１７は、第二油圧ポンプ１２からブームシリンダ８のヘッド側油室８ａへの供給流量を制御することになる。

つまり、ブームシリンダ８の伸長時において、ブーム用第二スプール弁１７は、第二油圧ポンプ１２からヘッド側油室８ａへの供給流量のみを制御することになるから、該ブーム用第二スプール弁１７による第二油圧ポンプ１２からの供給流量制御を独立して制御できる。また、ブーム用第一スプール弁１６は、第一油圧ポンプ１１からヘッド側油室８ａへの供給流量と、ロッド側油室８ｂから油タンク１５への排出流量とを制御するが、この場合に、排出流量制御を優先させることで、該ブーム用第一スプール弁１６による排出流量制御を独立して制御できる。さらに、ブーム用第一スプール弁１６による供給流量制御は独立して行えないが、ブーム用第二スプール弁１７による第二油圧ポンプ１２からの供給流量を増減制御することで、第一、第二の両方の油圧ポンプ１１、１２からの合計供給流量を独立して制御できることになる。この結果、ブームシリンダ８の伸長時においても、ブームシリンダ８に対する供給流量制御と排出流量制御とを独立して制御できることになって、高効率化や操作性の向上に大きく貢献できる。

さらにこのものにおいて、油圧ショベル１の油圧制御回路には、第一、第二油圧ポンプ１１、１２の吐出油を油タンク１５に流す第一、第二バイパス油路２７，２８の流量をそれぞれ制御する第一、第二バイパス弁２５、２６が設けられている。而して、該第一、第二パイパス弁２５、２６によって、第一、第二油圧ポンプ１１、１２から油タンク１５へ流れる流量を制御できることになって、第一、第二油圧ポンプ１１、１２の吐出流量制御を精度良く行うことができる。

しかも、本実施の形態では、ブームシリンダ８だけでなくスティックシリンダ９についても、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９を利用して供給流量と排出流量と再生流量とを独立して制御できる構成となっており、而して、油圧ショベル１に設けられていて大流量を必要とする油圧アクチュエータであるブームシリンダ８、スティックシリンダ９の何れにおいても、第一、第二の二つのスプール弁（ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７、スティック用第一、第二スプール弁１８、１９）を利用して供給流量と排出流量と再生流量とを独立して制御できることになって、油圧ショベル１全体の高効率化、操作性の向上を達成できるとともに、コスト抑制に貢献できる。

次に、本発明の第二の実施の形態について、図７に示す油圧制御回路図に基づいて説明するが、第二の実施の形態のものは、後述するブーム用第一スプール弁５５以外のものは第一の実施の形態と同様であるため、これらについては同一の符号を付すとともに説明を省略する。

前記第二の実施の形態のブーム用第一スプール弁５５は、第一の実施の形態のブーム用第一スプール弁１６と同様に、下降側、上昇側のパイロットポート５５ｂ、５５ｃを備え、下降側、上昇側パイロットポート５５ｂ、５５ｃにパイロット圧が入力されることにより、中立位置Ｎから下降側作動位置Ｖ、上昇側作動位置Ｗに切換わるが、第二の実施の形態のブーム用第一スプール弁５５の下降側作動位置Ｖには、第一領域Ｖ１と第二領域Ｖ２とが設けられている。この場合に、第二領域Ｖ２は、中立位置Ｎからのスプール変位量が第一領域Ｖ１よりも大きい位置に設定されている。そして、第一領域Ｖ１に位置している状態では、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油をロッド側油室８ｂに供給する再生用弁路５５ｄを開く。また、第二領域Ｖ２に位置している状態では、前記再生用弁路５５ｄを開くとともに、第一油圧ポンプ１１の吐出油をロッド側油室８ｂに供給するロッド側供給用弁路５５ｇを開くように構成されている。尚、図７中、５５ａはブーム用第一スプール弁５５に設けられるセンタバイパス通路である。

ここで、前記下降側作動位置Ｖの第一、第二領域Ｖ１、Ｖ２における再生用弁路５５ｄ、ロッド側供給用弁路５５ｇの開口特性を図８（Ａ）に示すが、再生用弁路５５ｄの開口特性は、前記第一の実施の形態のブーム用第一スプール弁１６の下降側作動位置Ｖにおける再生用弁路１６ｄの開口特性と同じであり、また、ロッド側供給用弁路５５ｇの開口特性は、第一領域Ｖ１では閉じているが第二領域Ｖ２になるとすぐに開口面積が大きくなるように設定されている。そして、該ロッド側供給用弁路５５ｇの開口面積がすぐに大きくなることにより、ブーム用第一スプール弁５５が第二領域Ｖ２に位置している状態では、第一油圧ポンプ１１の吐出油を素早くブームシリンダ８のロッド側油室８ｂに供給することができるようになっている。
尚、第二の実施の形態のブーム用第一スプール弁５５は、上昇側作動位置Ｗにおいては、第一の実施の形態のブーム用第一スプール弁１６の上昇側作動位置Ｗと同様に、第一油圧ポンプ１１の吐出油をブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給するヘッド側供給用弁路５５ｅを開き、かつ、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂからの排出油を油タンク１５に流すロッド側排出用弁路５５ｆを開くとともに、これらヘッド側供給用弁路５５ｅ、ロッド側排出用弁路５５ｆの開口特性は、第一の実施の形態のブーム用第一スプール弁１６のヘッド側供給用弁路１６ｅ、ロッド側排出用弁路１６ｆの開口特性と同様に設定されている（図８（Ｂ）参照）。

一方、第二の実施の形態において、制御装置３０は、操作検出手段３６からブーム下降操作の信号が入力された場合、ブーム用ヘッド側圧力センサ３９から入力されるブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力に基づいて、機体持上げ操作（バケット７を接地させた状態でブーム５を下降操作することでブーム５を機体に対して相対的に下降せしめ、これにより機体の一部を持上げる操作）であるか否かを判断する。尚、第二の実施の形態において、制御装置３０は本発明の判断手段を構成する。

ここで、前記機体持上げ操作であるか否かの判断は、ブーム用ヘッド側圧力センサ３９から入力されるブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力値に基づいて行う。つまり、ブーム５を空中下降（バケット７が接地していない状態でのブーム５の下降）させる場合には、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧油にフロント作業機４の総重量がかかっているため、ヘッド側油室８ａの圧力は高圧になっている。一方、バケット７が接地する等してブーム５の下降に抗する力が作用している状態でブーム５を下降させると、ブームシリンダ８に引張力が働いてヘッド側油室８ａの圧力が空中下降させる場合よりも低下するが、機体持上げ操作時には、機体の重量に抗してブーム５を下降させることになるためブームシリンダ８に強い引張力が働き、ヘッド側油室８ａの圧力がさらに低下する。そこで、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力が予め設定される設定圧Ｐｓ未満まで低下した場合には機体持上げ操作であると判断し、また、設定圧Ｐｓ以上の場合には機体持上げ操作でないと判断する。

さらに、操作検出手段３６からブーム下降の操作信号が入力された場合、制御装置３０は、第一の実施の形態の場合と同様に、下降側第一、第二電磁弁３１、３２に対してパイロット圧出力の制御信号を出力し、これによりブーム用第一、第二スプール弁５５、１７は下降側作動位置Ｖに切換わるが、この場合、機体持上げ操作でない（ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力が設定圧Ｐｓ以上である）と判断された場合には、下降側第一電磁弁３１に対し、ブーム用第一スプール弁５５を第一領域Ｖ１に位置せしめるための圧力のパイロット圧（スプール変位量が第一領域Ｖ１となるパイロット圧）を出力するように制御信号を出力する。これにより、ブーム用第一スプール弁５５が第一領域Ｖ１に位置して、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油をロッド側油室８ｂに供給する再生用弁路５５ｄを開く。

これに対し、操作検出手段３６からブーム下降の操作信号が入力されたときに、機体持上げ操作である（ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力が設定圧Ｐｓ未満である）と判断された場合には、制御装置３０は、下降側第一電磁弁３１に対し、ブーム用第一スプール弁５５を第二領域Ｖ２に位置せしめるための圧力のパイロット圧（スプール変位量が第二領域Ｖ２となるパイロット圧）を出力するように制御信号を出力する。これにより、ブーム用第一スプール弁５５が第二領域Ｖ２に位置して、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油をロッド側油室８ｂに供給する再生用弁路５５ｄを第一領域Ｖ１のときよりも大きく開くとともに、第一油圧ポンプ１１の吐出油をロッド側油室８ｂに供給するロッド側供給用弁路５５ｇを開く。尚、ブーム用第一スプール弁５５は第二領域Ｖ２に位置しているとき、ヘッド側油室８ａからの排出油をロッド側油室８ｂに供給する再生用弁路５５ｄを開いているが、機体持上げ操作時にはロッド側油室８ｂの圧力はヘッド側油室８ａの圧力よりも高圧となるため再生は行われないとともに、再生用弁路５５ｄに設けられたチェック弁により逆流（ロッド側油室８ｂからヘッド側油室８ａへの油の流れ）は阻止されている。

この様に、第二の実施の形態においては、ブーム下降操作時（ブームシリンダ８の縮小時）において、機体持上げ操作である場合に、ブーム用第一スプール弁５５が第二領域Ｖ２に位置してロッド側供給用弁路５５ｇを開く。これにより、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂに第一油圧ポンプ１１からの吐出油が供給されることになって、機体の重量に抗してブーム５を下降させる機体持上げ操作をスムーズに行うことができる。

しかも、前記ブーム用第一スプール弁５５が下降側作動位置Ｖの第一領域Ｖ１に位置している状態では、第一の実施の形態のブーム用第一スプール弁１６が下降側作動位置Ｖに位置している場合と同様に、再生用弁路５５ｄによって、ヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生流量を制御する。また、ブーム用第一スプール弁５５が下降側作動位置Ｖの第二領域Ｖ２に位置している状態では、ロッド側供給用弁路５５ｇによって、第一油圧ポンプ１１からロッド側油室８ｂへの供給流量を制御する（前述したようにヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生は行われない）。つまり、下降側作動位置Ｖのブーム用第一スプール弁５５は、第一領域Ｖ１に位置しているときには再生流量制御のみを行い、また、第二領域Ｖ２に位置しているときには供給流量制御のみを行う構成となっている。さらに、上昇側作動位置Ｗに位置しているブーム用第一スプール弁５５は、第一の実施の形態のブーム用第一スプール弁１６が上昇側作動位置Ｗに位置しているときと同様に、第一油圧ポンプ１１からの供給流量制御と排出流量制御とを行う。また、ブーム用第二スプール弁１７は第一の実施の形態と同様のものであるから、下降側作動位置Ｖに位置しているときには排出流量制御のみを行い、上昇側作動位置Ｗに位置しているときには第二油圧ポンプ１２からの供給流量制御のみを行う。而して、第二の実施の形態のものにおいても、ブーム用第一、第二スプール弁１６、１７を利用して、ブームシリンダ８に対する供給流量、再生流量および排出流量をそれぞれ独立して制御できることになって、第一の実施の形態と同様の効果を奏することになる。

尚、本発明は上記第一、第二の実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、前記各実施の形態に設けられるスティック用第一、第二スプール弁は、何れもパイロット圧により切換わるパイロット作動式のスプール弁であるが、これらスティック用第一、第二スプール弁を、制御装置からの制御信号が直接入力される電磁比例式のスプール弁を用いて構成することもできる。

本発明は、機体に上下動自在に支持されるブームを備えた油圧ショベル等の建設機械の油圧制御回路に利用することができる。

５ブーム
８ブームシリンダ
８ａブームシリンダのヘッド側油室
８ｂブームシリンダのロッド側油室
１１第一油圧ポンプ
１２第二油圧ポンプ
１５油タンク
１６ブーム用第一スプール弁
１７ブーム用第二スプール弁
２５第一バイパス弁
２６第二バイパス弁
２７第一センタバイパス油路
２８第二センタバイパス油路
３０制御装置
３９ブーム用ヘッド側圧力センサ
５５ブーム用第一スプール弁

Claims

機体に上下動自在に支持され、ブームシリンダの伸縮作動に基づいて上下動するブームを備えるとともに、油圧供給源となる第一、第二油圧ポンプと、第一、第二油圧ポンプにそれぞれ接続され、ブームシリンダに対する油給排制御を行うブーム用第一、第二スプール弁とを備えてなる建設機械の油圧制御回路において、ブームシリンダの縮小時に前記ブーム用第一、第二スプール弁を共に作動させて、ブーム用第一スプール弁でブームシリンダのヘッド側油室からロッド側油室への再生流量を制御し、ブーム用第二スプール弁でブームシリンダのヘッド側油室から油タンクへの排出流量を制御するとともに、ブームシリンダの縮小時にブーム用第一、第二スプール弁は共に第一、第二油圧ポンプからブームシリンダへの圧油供給を行わない構成にして、ブームシリンダ縮小時における再生流量制御と排出流量制御とを前記共に作動するブーム用第一スプール弁とブーム用第二スプール弁とで独立して行える構成にしたことを特徴とする建設機械の油圧制御回路。
請求項１において、ブームシリンダの伸長時に、ブーム用第一スプール弁は、第一油圧ポンプからブームシリンダのヘッド油室への供給流量と、ロッド側油室から油タンクへの排出流量とを制御し、ブーム用第二スプール弁は、第二油圧ポンプからブームシリンダのヘッド側油室への供給流量を制御する構成にしたことを特徴とする建設機械の油圧制御回路。
請求項１または２において、建設機械の油圧制御回路に、ブームシリンダの縮小時にヘッド側油室の圧力に基づいて機体の一部を持上げるための機体持上げ操作であるか否かを判断する判断手段を設ける一方、ブーム用第一スプール弁は、前記判断手段により機体持上げ操作であると判断された場合には、第一油圧ポンプからブームシリンダのロッド側油室への供給流量を制御する構成にしたことを特徴とする建設機械の油圧制御回路。
請求項１乃至３の何れか一項において、建設機械の油圧制御回路は、第一、第二油圧ポンプの吐出油を油タンクに流す第一、第二バイパス油路の流量をそれぞれ制御する第一、第二バイパス弁を備えることを特徴とする建設機械の油圧制御回路。