(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブームを上下動させるためのブームシリンダを備えた作業機械において、該ブームシリンダの制御回路に、操作具のブーム上昇側、下降側の操作に基づいてブームシリンダへの圧油供給排出制御を行うコントロールバルブと、前記コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのヘッド側油室の油を油タンク側に流す下降側排出油路と、該下降側排出油路の開閉制御を行う下降側制御手段と、該下降側制御手段の開閉制御を通常モードと下降保持解除モードとに選択にできるモード選択スイッチとを設けて、該モード選択スイッチによって通常モードが選択されているとき、および下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるが、下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成すると共に、前記ブームシリンダの制御回路に、さらに、コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのロッド側油室の油を油タンク側に流す上昇側排出油路と、該上昇側排出油路の開閉制御を行う上昇側制御手段とが設けられ、モード選択スイッチは、さらに下降および上昇保持解除モードが選択されるものとし、該モード選択スイッチによって下降および上昇保持解除モードが選択されている状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖し、上昇側排出油路は開放するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるよう制御されてブームシリンダが伸縮制御するが、下降および上昇保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側および上昇側の排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成したことを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路。
【請求項２】
請求項１において、下降側排出油路、上昇側排出油路の開閉制御を行う制御手段は、排出油路を開く開位置と、排出油路を閉じる閉位置とに切換自在な電磁弁を用いて構成されることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路。
【請求項３】
請求項１または２において、ブームシリンダの制御回路には、操作具がブーム下降側に操作されていない状態ではブームシリンダのヘッド側油室からの油の排出は阻止するが、ブーム下降側に操作されることに基づいてヘッド側油室からの油の排出を許容する自重降下防止用バルブが設けられていることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械におけるブームシリンダ制御回路の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の作業機械において、基端部が機体本体に上下揺動自在に支持されるブームの先端部にスティックを前後揺動自在に支持せしめ、該スティックの先端部にバケットやブレーカ、クラムシェル等のツールを取付けたものがある。このものにおいて、例えば図５に示すごとく、バケット７を地面に沿って前後方向に移動させて平坦地に転がる岩の除去作業を行うような場合には、スティック６の操作の他にブーム５の上下動の操作を同時に行うことになる。また、図６に示すごとく、ブレーカ８を用いて砕石作業を行う場合には、ブーム５を下降側に操作してブレーカ８を岩に押し付け、常にブレーカ８に適切な推力がかかるようにして作業する必要がある。さらにまた、クラムシェルを用いて物をすくい上げる作業を行う場合には、クラムシェルが物に接触するまでブームを下降させることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したバケットを地面に沿って前後方向に移動させる作業は、スティック操作とブーム操作とを同時かつ適切に行わないと、バケット先端が地面にくい込んだり地面から持ち上がったりして、作業効率が低下する。また、ブレーカ作業は、ブームを下方に押し付ける力が大きすぎると機体が持ち上がって作業しづらく、またブームを下方に押し付ける力が小さすぎると必要な推力が得られないことになって、その兼合いが難しい。さらに、クラムシェルによる作業は、クラムシェルがすいく上げる物に接触したことを認識してブーム下降の操作を停止する必要がある。このため、これらの作業は、ブーム操作に常に作業に細心の注意を払わなければならず、操作が煩雑であってオペレータの疲労度が増加するという問題がある。さらに、ブーム操作に伴いブームシリンダに圧油が供給されるため、燃料消費量が多くなって燃費性に劣るという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
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、ブームを上下動させるためのブームシリンダを備えた作業機械において、該ブームシリンダの制御回路に、操作具のブーム上昇側、下降側の操作に基づいてブームシリンダへの圧油供給排出制御を行うコントロールバルブと、前記コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのヘッド側油室の油を油タンク側に流す下降側排出油路と、該下降側排出油路の開閉制御を行う下降側制御手段と、該下降側制御手段の開閉制御を通常モードと下降保持解除モードとに選択にできるモード選択スイッチとを設けて、該モード選択スイッチによって通常モードが選択されているとき、および下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるが、下降保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成すると共に、前記ブームシリンダの制御回路に、さらに、コントロールバルブを経由することなくブームシリンダのロッド側油室の油を油タンク側に流す上昇側排出油路と、該上昇側排出油路の開閉制御を行う上昇側制御手段とが設けられ、モード選択スイッチは、さらに下降および上昇保持解除モードが選択されるものとし、該モード選択スイッチによって下降および上昇保持解除モードが選択されている状態で操作具がブーム上昇側に操作されているときには、前記下降側排出油路は閉鎖し、上昇側排出油路は開放するよう制御されて操作具操作に対応してコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給がなされるよう制御されてブームシリンダが伸縮制御するが、下降および上昇保持解除モードが選択された状態で操作具がブーム下降側に操作されているときには、前記下降側および上昇側の排出油路は開放するよう制御されると共にコントロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなされないように構成したことを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路である。
そして、この様にすることにより、下降側排出油路を開放したときにブームシリンダのヘッド側油室からの油の排出が許容されることになって、ブームは自重で下動することになり、例えばブレーカを用いて砕石作業を行うような場合に、ブーム操作が容易になると共に、消費燃料の軽減に寄与できると共に、オペレータが意図しないときにブームが不用意に自重で下動してしまうことを回避できる。さらに、下降および上昇側排出油路を開放したときにブームシリンダのヘッド側およびロッド側油室からの油の排出が許容されることになって、ブームは自重で下動すると共に外力により上動することになり、例えばバケットを地面に沿って前後方向に移動させる作業を行うような場合に、ブーム操作が容易になると共に、消費燃料の軽減に寄与できる。
請求項２の発明は、請求項１において、下降側排出油路、上昇側排出油路の開閉制御を行う制御手段は、排出油路を開く開位置と、排出油路を閉じる閉位置とに切換自在な電磁弁を用いて構成されることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路である。
請求項３の発明は、請求項１または２において、ブームシリンダの制御回路には、操作具がブーム下降側に操作されていない状態ではブームシリンダのヘッド側油室からの油の排出は阻止するが、ブーム下降側に操作されることに基づいてヘッド側油室からの油の排出を許容する自重降下防止用バルブが設けられていることを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回路である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面において、１は油圧ショベルであって、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アタッチメント４等の各部から構成されており、さらに該フロントアタッチメント４は、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の先端部に前後揺動自在に取付けられるバケット７等の各部材を用いて構成されている等の基本的構成は、従来通りである。
尚、スティック６の先端部には、油圧ショベル１の行う作業内容に応じて、前記バケット７に替えてブレーカ８、クラムシェル（図示せず）等の種々のツールが取付けられる。
【０００６】
１０は前記ブーム５を上下揺動させるためのブームシリンダであって、該ブームシリンダ１０の圧油供給排出回路を図２に示すが、該図２において、１１は油圧ポンプ、１２は油タンク、１３はブーム用のコントロールバルブであって、該コントロールバルブ１３は、油圧ポンプ１１に接続される第一ポート１３ａ、油タンク１２に接続される第二ポート１３ｂ、ブームシリンダ１０のロッド側（シリンダ縮小側）油室１０ａに接続される第三ポート１３ｃ、後述するロジック弁１４を介してブームシリンダ１０のヘッド側（シリンダ伸長側）油室１０ｂに接続される第四ポート１３ｄ、および伸長側、縮小側のパイロットポート１３ｅ、１３ｆを備えた三位置切換弁で構成されている。
【０００７】
そして前記コントロールバルブ１３は、両パイロットポート１３ｅ、１３ｆにパイロット圧が供給されていない状態では、第一〜第四ポート１３ａ〜１３ｄを閉じる中立位置Ｎに位置しているが、伸長側パイロットポート１３ｅにパイロット圧が供給されることにより、第一ポート１３ａから第四ポート１３ｄに至る弁路、および第三ポート１３ｃ〜第二ポート１３ｂに至る弁路を開いて、油圧ポンプ１１からの圧油をロジック弁１４を介してブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂに供給する一方、ロッド側油室１０ａからの排出油を油タンク１２に流す伸長側位置Ｘに切換わるように構成されている。また、縮小側パイロットポート１３ｆにパイロット圧が供給されることにより、第一ポート１３ａから第三ポート１３ｃに至る弁路、および第四ポート１３ｄから第二ポート１３ｂに至る弁路を開いて、油圧ポンプ１１からの圧油をブームシリンダ１０のロッド側油室１０ａに供給する一方、ヘッド側油室１０ｂからの排出油をロジック弁１４を介して油タンク１２に流す縮小側位置Ｙに切換わるように構成されている。
【０００８】
また、１５Ａ、１５Ｂは伸長側、縮小側のパイロットバルブであって、このものは、ブーム用の操作レバー１６をブーム上昇側（シリンダ伸長側）またはブーム下降側（シリンダ縮小側）に操作することに伴い、該操作された側のパイロットバルブ１５Ａまたは１５Ｂからパイロット圧を出力するようになっている。
【０００９】
そして、前記伸長側パイロットバルブ１５Ａから出力されたパイロット圧は、コントロールバルブ１３の伸長側パイロットポート１３ｅに供給されるようになっている。また、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧は、後述する第一電磁弁１７を介してコントロールバルブ１３の縮小側パイロットポート１３ｆに供給されると共に、後述する制御弁１８のパイロットポート１８ａに供給されるようになっている。さらに、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が出力されると、該圧力が圧力センサ１９により検出されるようになっている。
【００１０】
前記第一電磁弁１７は二位置切換弁であって、このものは、ソレノイド１７ａの非励磁状態では、前記縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給する第一位置Ｘに位置しているが、後述する制御部２０からの指令に基づいてソレノイド１７ａが励磁することにより、コントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆにパイロット圧を供給しない第二位置Ｙに切換わるように構成されている。
【００１１】
また、前記制御弁１８は、パイロットポート１８ａおよび第一〜第三ポート１８ｂ〜１８ｄを備えた二位置切換弁であって、パイロットポート１８ａは、前述したように縮小側パイロットバルブ１５Ｂに接続されており、また第一ポート１８ｂは後述するロジック弁１４の第一パイロットポート１４ｅに、第二ポート１８ｃはロジック弁１４の第二パイロットポート１４ｈに、第三ポート１８ｄは油タンク１２にそれぞれ接続されている。
【００１２】
そして前記制御弁１８は、パイロットポート１８ａにパイロット圧が供給されていないときには、第一ポート１８ｂと第二ポート１８ｃとを連通する弁路を開き、かつ第三ポート１８ｄを閉じる第一位置Ｘに位置しているが、パイロットポート１８ａにパイロット圧が供給されることにより、第一ポート１８ｂを閉じ、かつ第二ポート１８ｃから第三ポート１８ｄに至る弁路を開く第二位置Ｙに切換わるように設定されている。
【００１３】
一方、前記ロジック弁１４は、ポペット１４ａを用いて構成されるものであって、第一ポート１４ｂが形成された第一油室１４ｃ、第二ポート１４ｄおよび第一パイロットポート１４ｅが形成された第二油室１４ｆ、弾機１４ｇが収納され、かつ第二パイロットポート１４ｈが形成された弾機収納室１４ｉ等を備えている。
【００１４】
前記ロジック弁１４の第一ポート１４ｂはコントロールバルブ１３の第四ポート１３ｄに、第二ポート１４ｄはブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂに、第一パイロットポート１４ｅは前述したように制御弁１８の第一ポート１８ｂに、第二パイロットポート１４ｈは制御弁１８の第二ポート１８ｃにそれぞれ接続されている。また前記弾機１４ｇは、ポペット１４ａを、後述する閉鎖位置側に向けて押圧するように設定されている。
【００１５】
そしてロジック弁１４は、制御弁１８が第一位置Ｘに位置している状態では、ブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂの圧力が第二ポート１４ｄ、第二油室１４ｆ、第一パイロットポート１４ｅ、第一位置Ｘの制御弁１８、第二パイロットポート１４ｈを経由して弾機収納室１４ｉに導入され、該弾機収納室１４ｉに導入された圧力がポペット１４ａを閉鎖位置側に向けて押圧する力として作用するようになっている。一方、制御弁１８が第二位置Ｙに位置している状態では、上記ブームシリンダヘッド油室１０ｂの圧力が弾機収納室１４ｉに導入されないと共に、弾機収納室１４ｉの油は、第二位置Ｙの制御弁１８を経由して油タンク１２に流れるようになっている。
【００１６】
前記ポペット１４ａは、第一油室１４ｃと第二油室１４ｆとを連通する弁路１４ｋを閉じてブームシリンダヘット側油室１０ｂへの油の出入りを阻止する閉鎖位置（図２におけるポペット１４ａの位置）と、上記弁路１４ｋを開いてブームシリンダヘット側油室１０ｂへの油の出入りを許容する開放位置（図３、４におけるポペット１４ａの位置）とに移動自在に構成されている。ここで、前述したように、弾機収納室１４ｉに導入された圧力および弾機１４ｇの押圧力はポペット１４ａを閉鎖位置側に押圧する力として作用し、また第一油室１４ｃおよび第二油室１４ｆに入力された圧力はポペット１４ａを開放位置側に押圧する力として作用するように設定されている。
そして、前記制御弁１８が第一位置Ｘに位置している状態では、ポペット１４ａは、弾機収納室１４ｉに導入された圧力Ａと弾機１４ｇの押圧力Ｂとの合計圧力（Ａ＋Ｂ）により閉鎖位置側に押圧されているが、上記合計圧力（Ａ＋Ｂ）は、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから第二油室１４ｆに入力されてポペット１４ａを開放位置側に押圧する圧力Ｃよりは大きい（Ａ＋Ｂ＞Ｃ）が、該圧力Ｃと油圧ポンプ１１から伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して第一油室１４ｃに入力されてポペット１４ａを開放位置側に押圧する圧力Ｄとの合計圧力（Ｃ＋Ｄ）よりも小さく（Ａ＋Ｂ＜Ｃ＋Ｄ）設定されている。而して、制御弁１８が第一位置Ｘに位置している状態、つまりブーム用操作レバー１６がブーム下降側に操作されていないときには、ポペット１４ａは、油圧ポンプ１１からの圧油が第一油室１４ｃに入力されない限りは閉鎖位置に保持されて、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂからの油の排出を阻止する一方、ブーム用操作レバー１６がブーム上昇側に操作されて油圧ポンプ１１からの圧油が第一油室１４ｃに入力されることにより、開放位置に位置するように構成されている。
また、制御弁１８が第二位置Ｙに位置している状態では、ポペット１４ａは弾機１４ｇの押圧力Ｂのみで閉鎖位置側に押圧されることになるが、該弾機１４ｇの押圧力Ｂは、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから第二油室１４ｆに入力されてポペット１４ａを開放位置側に押圧する圧力Ｃよりも小さく（Ｂ＜Ｃ）設定されている。而して、制御弁１８が第二位置Ｙに位置している状態、つまりブーム用操作レバー１６がブーム下降側に操作されているときには、ポペット１４ａはブームシリンダヘッド側油室１０ｂの圧力により開放位置に位置するように構成されている。
つまりロジック弁１４は、ブーム用操作レバー１６が下降側または上昇側に操作されたときには開放位置に位置して、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂへの油の出入りを許容するが、ブーム用操作レバー１６が下降側、上昇側の何れにも操作されていない場合には、閉鎖位置に保持されてブームシリンダヘッド側油室１０ｂからの油の排出を阻止するようになっており、これにより、例えばコントロールバルブ１３からブームシリンダ１０に至る配管に漏れ等のアクシデントが生じても、ブーム５がフロントアタッチメント４の自重により降下してしまうことを防止できるようになっている。尚、前記ロジック弁１４と制御弁１８とは、自重降下防止用の一つのバルブユニットとしてブームシリンダ１０に直付けで装着されている。
【００１７】
一方、前記コントロールバルブ第四ポート１３ｄとロジック弁第一ポート１４ｂとを連結する油路からは、油タンク１２に至る下降側排出油路Ｅが分岐形成されているが、該下降側油路Ｅには、後述する第二電磁弁２１が配されている。また、コントロールバルブ第三ポート１３ｃとブームシリンダロッド側油室１０ａとを連結する油路からは、油タンク１２に至る上昇側排出油路Ｆが分岐形成されているが、該上昇側排出油路Ｆには、後述する第三電磁弁２２が配されている。
【００１８】
前記第二電磁弁２１、第三電磁弁２２は二位置切換弁であって、このものは、ソレノイド２１ａ、２２ａの非励磁状態では、下降側排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆをそれぞれ閉じる閉鎖位置Ｘに位置しているが、制御部２０からの指令に基づいてソレノイド２１ａ、２２ａが励磁することにより、下降側排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆをそれぞれ開く開放位置Ｙに切換わるように構成されている。そして、第二電磁弁２１が開放位置Ｙに位置している状態では、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから開放位置のロジック弁１４を経由して排出された油を下降側排出油路Ｅを介して油タンク１２に流すことができるようになっており、また第三電磁弁２２が開放位置Ｙに位置している状態では、ブームシリンダロッド側油室１０ａから排出された油を上昇側排出油路Ｆを介して油タンク１２に流すことができるようになっている。
【００１９】
一方、前記制御部２０は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、このものは、前記圧力センサ１９および後述するモード選択スイッチ２３からの信号を入力し、該入力信号に基づいて前記第一〜第三電磁弁１７、２１、２２に対しソレノイド励磁の制御信号を出力するように構成されている。
【００２０】
前記モード選択スイッチ２３は、油圧ショベル１の運転席部に設けられるものであって、このものは、掘削、積込等の通常作業等を行うときの「通常モード」、ブレーカ８を用いて砕石作業等を行うときの「下降保持解除モード」、バケット７を地面に沿って前後移動させる作業等を行うときの「下降および上昇保持解除モード」の三つのモードを選択してセットできるようになっている。
【００２１】
そして前記制御部２０は、モード選択スイッチ２３が「通常モード」にセットされている場合には、前記第一、第二、第三電磁弁１７、２１、２２に対しソレノイド励磁の信号を出力しない。これにより、第一電磁弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給する第一位置Ｘに位置している。また、第二電磁弁２１、第三電磁弁２２は、下降側排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆをそれぞれ閉じる閉鎖位置Ｘに位置している。
【００２２】
上記「通常モード」において、ブーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作されていない場合には、伸長側、縮小側の両パイロットバルブ１５Ａ、１５Ｂからのパイロット圧の出力はなく、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第一位置Ｘに位置している。この状態では、ブームシリンダ１０は停止しているが、さらに、ブームシリンダ１０のロッド側油室１０ａおよびヘッド側油室１０ｂから油タンク１２への排出油路は、閉鎖位置Ｙの第三、第二電磁弁２２、２１および中立位置Ｎのコントロールバルブ１３により閉鎖されているため、両油室１０ａ、１０ｂから油が排出されることはなく、而してブーム５に下降側あるいは上昇側の外力が働いても、ブームシリンダ１０が伸縮してしまうことはない。
【００２３】
一方、前記「通常モード」において、ブーム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合には、伸長側パイロットバルブ１５Ａから出力されたパイロット圧によりコントロールバルブ１３が伸長側位置Ｘに切換わる。これにより、油圧ポンプ１１から出力された圧油が、伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３、開放位置のロジック弁１４を経由してブームシリンダヘッド側油室１０ｂに供給される。またブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００２４】
また、前記「通常モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が出力されるが、該パイロット圧は、第一位置Ｘの第一電磁弁１７を経由してコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給されてコントロールバルブ１３を縮小側位置Ｙに切換える一方、制御弁１８のパイロットポート１８ａに供給されて制御弁１８を第二位置Ｙに切換える。これにより、油圧ポンプ１１から出力された圧油が縮小側位置Ｙのコントロールバルブ１３を経由してブームシリンダロッド側油室１０ａに供給される。また、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジック弁１４、縮小側位置Ｙのコントロールバルブ１３を経由して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が縮小してブーム５が下動するようになっている。
【００２５】
一方、モード選択スイッチ２３が「下降保持解除モード」にセットされている場合に、制御部２０は、第一電磁弁１７にソレノイド励磁の信号を出力する。これにより、第一電磁弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給しない第二位置Ｙに切換わる。さらに制御部２０は、前記圧力センサ１９により縮小側パイロットバルブ１５Ｂからのパイロット圧の出力が検出されたときに、第二電磁弁２１にソレノイド励磁の信号を出力し、これにより第二電磁弁２１は、下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。一方、第三電磁弁２２にソレノイド励磁の信号は出力されず、該第三電磁弁２２は、上昇側排出油路Ｆを閉じる閉鎖位置Ｘに保持される。
【００２６】
上記「下降保持解除モード」において、ブーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作されていない場合には、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第一位置Ｘに位置している。この状態では、前述した「通常モード」の場合と同様に、ブームシリンダ１０は停止しており、またブーム５に下降側あるいは上昇側の外力が働いても、ブームシリンダ１０が伸縮してしまうことはない。
【００２７】
また、前記「下降保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合には、前述した「通常モード」の場合と同様に、油圧ポンプ１１の圧油が伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３、開放位置のロジック弁１４を経由してブームシリンダヘット側油室１０ｂに供給される。この場合、圧力センサ１９にはパイロット圧の出力が検出されていないため、第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを閉じる閉鎖位置Ｘに位置しており、油圧ポンプ１１の圧油が下降側排出油路Ｅを経由して油タンク１２に排出されてしまうことはない。一方、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００２８】
さらに、前記「下降保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が出力されるが、該パイロット圧は、第一電磁弁１７が第二位置Ｙに位置しているためコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給されず、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに保持される。一方、前記縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧は、制御弁１８のパイロットポート１８ａに供給されて制御弁１８を第二位置Ｙに切換えると共に、該パイロット圧の出力が圧力センサ１９により検出されることに基づいて制御部２０から第二電磁弁２１にソレノイド励磁の信号が出力され、これにより第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。
つまり、「下降保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置していて油圧ポンプ１１からの圧油がブームシリンダ１０に供給されることはないが、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジック弁１４、開放位置Ｙの第二電磁弁２１を介して油タンク１２に流れるようになっている。そしてこの状態では、ブーム５は、ブレーカ８等のツールが障害物に当接して下動規制されるまで、フロントアタッチメント４の自重により降下する。またこのとき、ブーム５に上昇側の外力が働いても、ブームシリンダロッド側油室１０ａから油タンク１２への排出油路は、中立位置Ｎのコントロールバルブ１３および閉鎖位置Ｘの第三電磁弁２２により閉鎖されているため、ブームシリンダロッド側油室１０ａから油が排出されることはなく、而してブーム５が外力により上動することはない。
【００２９】
一方、モード選択スイッチ２３が「下降および上昇保持解除モード」にセットされている場合、制御部２０は、第一電磁弁１７および第三電磁弁２２にソレノイド励磁の信号を出力する。これにより、第一電磁弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給しない第二位置Ｙに切換わる。また第三電磁弁２２は、上昇側排出油路Ｆを開く開放位置Ｙに切換わる。さらに制御部２０は、前記圧力センサ１９により縮小側パイロットバルブ１５Ｂからのパイロット圧の出力が検出されたときに、第二電磁弁２１にソレノイド励磁の信号を出力し、これにより第二電磁弁２１は、下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。
【００３０】
上記「下降および上昇保持解除モード」において、ブーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作されていない場合には、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第一位置Ｘに位置している。この状態では、油圧ポンプ１１からの圧油がブームシリンダ１０に供給されることはないが、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に流れるようになっていて、ブーム５に上昇側の外力が働くとブーム５が上動するようになっている。一方、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから油タンク１２への油の排出油路は、閉鎖位置Ｘの第二電磁弁２１および中立位置Ｎのコントロールバルブ１３により閉鎖されているため、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから油が排出されることはなく、ブーム５がフロントアタッチメント４の自重により降下してしまうことはない。
【００３１】
また、前記「下降および上昇保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合には、油圧ポンプ１１の圧油が伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３、開放位置のロジック弁１４を経由してブームシリンダヘッド側油室１０ｂに供給される。この場合、圧力センサ１９にはパイロット圧の出力が検出されていないため、第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを閉じる閉鎖位置Ｘに位置しており、油圧ポンプ１１の圧油が下降側排出油路Ｅを経由して油タンク１２に排出されてしまうことはない。一方、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３または開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００３２】
さらに、前記「下降および上昇保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、前述した「下降保持解除モード」の場合と同様に、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに保持されると共に、制御弁１８は第二位置Ｙに切換わり、さらに第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。
つまり、「下降および上昇保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合、油圧ポンプ１１からの圧油はブームシリンダ１０に供給されないが、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジック弁１４、開放位置Ｙの第二電磁弁２１を介して油タンク１２に流れるようになっており、これによりブーム５は、ブレーカ８等のツールの先端部が障害物に当接する等して下動規制されるまでフロントアタッチメント４の自重により降下する。またこのとき、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に流れるようになっているため、ブーム５に上昇側の外力が働くと上動するようになっている。
【００３３】
叙述の如く構成されたものにおいて、掘削、積込等の通常作業等を行う場合には、モード選択スイッチ２３を「通常モード」にセットする。これにより、前述したように、ブーム用操作レバー１６の操作に基づいてブームシリンダ１０への圧油供給がなされる一方、上昇側排出油路Ｅ、下降側排出油路Ｆが共に閉じているため外力によりブーム５が上下動してしまうことなく、而してブーム操作レバー１６の操作に基づいた通常のブーム５の上下動を行うことができる。
【００３４】
また、ブレーカ８で砕石作業を行うような場合には、モード選択スイッチ２３を「下降保持解除モード」にセットする。この状態でブーム用操作レバー１６を下降側に操作すると、コントロールバルブ１３が中立位置Ｎに保持される一方、下降側排出油路Ｆが開くことになって、ブーム５は、フロントアタッチメント４の自重により下動する。而してブレーカ８は、フロントアタッチメント４の自重で下方に押し付けられることになって、砕石作業に必要な推力を得ることができる。しかもこのとき、上昇側排出油路Ｅが閉じていてブーム５の上動は規制されているため、反力を逃がさず、能率的なブレーカ作業を行うことができる。
【００３５】
さらに、バケット７を地面に沿って前後移動させて平坦地に転がる岩の除去作業を行うような場合には、モード選択スイッチ２３を「下降および上昇保持解除モード」にセットする。この状態でブーム用操作レバー１６を下降側に操作すると、コントロールバルブ１３が中立位置Ｎに保持される一方、上昇側排出油路Ｅおよび下降側排出油路Ｆが開くことになって、ブーム５は、外力により上動すると共に、フロントアタッチメント４の自重により下動する。つまり、バケット７を接地させた状態でスティック６を前後方向に移動させると、ブーム５は、バケット７が地面から受ける反力で自動的に上動する一方、フロントアタッチメント４の自重で自動的に下動することになって、ブーム５を上下動させる操作を行わなくても、バケット７を地面に沿って前後方向に移動させることができる。
【００３６】
さらにまた、クラムシェルで物をすくい上げる作業を行うような場合には、「下降保持解除モード」または「下降および上昇保持解除モード」にセットした状態でブーム用操作レバー１６を下降側に操作すると、ブーム５は、フロントアタッチメント４の自重によりクラムシェルの先端部が物に当接するまで下動し、そしてクラムシェルの先端部が物に当接すると自動的に下動停止することになる。
【００３７】
この様に、本実施の形態が実施されたものにおいては、モード選択スイッチ２３でモードの選択をすることにより、ブーム５を自重で下動させたり、ブーム５に働く外力で上動させたりすることができることになって、ブレーカ８による砕石作業やバケット７による平坦地の岩の除去作業、あるいはクラムシェルで物をすくい上げたりする場合に、ブーム５の操作が容易になり、作業性が向上する。しかもこの場合、油圧ポンプ１１からブームシリンダ１０への圧油供給はないので、消費燃料の軽減にも寄与できる。
【００３８】
さらにこのものにおいて、ブーム５の自重による下動は、モード選択スイッチ２３が「下降保持解除モード」または「下降および上昇保持解除モード」にセットされており、かつブーム用操作レバー１６を下降側に操作したときだけ許容される構成であるから、オペレータの意図に反してブーム５が自重により不用意に下動してしまうような不具合を回避できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】ブームシリンダの油圧回路図である。
【図３】「下降保持解除モード」のセット時において、ブーム下降側に操作したときのブームシリンダの油圧回路図である。
【図４】「下降および上昇保持解除モード」のセット時において、ブーム下降側に操作したときのブームシリンダの油圧回路図である。
【図５】バケットによる平坦地における岩の除去作業を示す図である。
【図６】ブレーカによる砕石作業を示す図である。
【符号の説明】
５    ブーム
１０    ブームシリンダ
１０ａ  ヘッド側油室
１０ｂ  ロッド側油室
１３    コントロールバルブ
１４    ロジック弁
１８    制御弁
１６    ブーム用操作レバー
１７    第一電磁弁
２１    第二電磁弁
２２    第三電磁弁
Ｅ      下降側排出油路
Ｆ      上昇側排出油路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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