(57)【要約】【課題】建設機械の油圧回路においてアーム閉じ動作のエネルギ損失を低く抑える。【解決手段】ブーム用第１切換弁１６と、ブーム用第２切換弁１８と、ブーム用第２切換弁１８の下流側にタンデム接続されたアーム用第１切換弁２０と、ブーム用第１切換弁１６とタンデム接続されたアーム用第２切換弁２２と、ブーム用第１および第２切換弁１６、１８を操作するブーム用操作レバー２４Ａと、を備えた建設機械の油圧回路において、ブーム用操作レバー２４Ａの操作量に対するブーム用第２切換弁１８の中立位置からの切換量の程度を変更可能なブーム用第２切換弁制御機構３２を備え、アーム８６の閉じ動作とブーム８４の上げ動作が同時になされる作業状態であって所定の条件に合致する特定の作業状態のときに、ブーム用操作レバー２４Ａの操作量に対するブーム用第２切換弁１８の中立位置からの切換量を、該特定の作業状態以外のときよりも小さく制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の油圧ポンプに接続され、ブームを駆動するブームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのブーム用第１切換弁と、
第２の油圧ポンプに接続され、前記ブームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのブーム用第２切換弁と、
前記第２の油圧ポンプに前記ブーム用第２切換弁よりも下流側にタンデム接続され、アームを駆動するアームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのアーム用第１切換弁と、
前記第１の油圧ポンプに前記ブーム用第１切換弁とタンデム接続され、前記アームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのアーム用第２切換弁と、
前記ブーム用第１切換弁および前記ブーム用第２切換弁を操作するブーム用操作レバーと、
を備えた建設機械の油圧回路において、
前記ブーム用操作レバーの操作量に対する前記ブーム用第２切換弁の中立位置からの切換量の程度を変更可能なブーム用第２切換弁制御機構を備え、
前記アームの閉じ動作と前記ブームの上げ動作が同時になされる作業状態であって所定の条件に合致する特定の作業状態のときに、前記ブーム用操作レバーの操作量に対する前記ブーム用第２切換弁の中立位置からの切換量を、該特定の作業状態以外のときよりも小さく制御することを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記特定の作業状態か否かを、前記アームの閉じ動作の程度を示すアーム閉じパラメータの少なくとも１つを所定の閾値と比較し、かつ、前記ブームの上げ動作の程度を示すブーム上げパラメータの少なくとも１つを所定の閾値と比較することによって判断することを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項３】
請求項２において、更に、
前記ブーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧を検出するブーム用パイロット圧検出手段と、前記アーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧および前記アーム用第２切換弁を切り換えるパイロット圧のうちの少なくとも一方を検出するアーム用パイロット圧検出手段と、を備え、
前記アーム閉じパラメータの１つが前記アーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧または前記アーム用第２切換弁を切り換えるパイロット圧であり、前記ブーム上げパラメータの１つが前記ブーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧であることを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項４】
請求項２または３において、更に、
前記アーム用第１切換弁および前記アーム用第２切換弁を操作するアーム用操作レバーを備え、
前記アーム閉じパラメータの１つが前記アーム用操作レバーの操作量であり、前記ブーム上げパラメータの１つが前記ブーム用操作レバーの操作量であることを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、更に、
前記ブームシリンダのボトム室に供給される圧油量を検出するブーム用圧油量検出手段と、前記アームシリンダのボトム室に供給される圧油量を検出するアーム用圧油量検出手段と、を備え、
前記アーム閉じパラメータの１つが前記アームシリンダのボトム室に供給される圧油量であり、前記ブーム上げパラメータの１つが前記ブームシリンダのボトム室に供給される圧油量であることを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、更に、
前記アームシリンダのロッド伸長時の推力を検出するアームシリンダロッド伸長推力検出手段を備え、
前記特定の作業状態か否かを、前記アームシリンダのロッド伸長時の推力に基づいて判断することを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、更に、
前記第１の油圧ポンプおよび前記第２の油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を備え、
前記特定の作業状態か否かを、前記第１の油圧ポンプおよび前記第２の油圧ポンプの吐出圧に基づいて判断することを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、更に、
建設機械の作業状態が掘削作業の序盤であるか否かを判断する掘削作業判断手段を備え、
前記特定の作業状態か否かを、建設機械の作業状態が掘削作業の序盤であるか否かに基づいて判断することを特徴とする建設機械の油圧回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、更に、
建設機械の作業状態が床掘り作業であるか否かを判断する床掘り作業判断手段を備え、
前記特定の作業状態か否かを、建設機械の作業状態が床掘り作業であるか否かに基づいて判断することを特徴とする建設機械の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルは、下部走行体（基体）、上部旋回体、ブーム、アームおよびバケットなどの複数の作動部位を備え、建設作業等に広く用いられている。
【０００３】
油圧ショベルのこれら複数の作動部位は同時に作動させられることも多い。例えば、油圧ショベルの一般的な作業である掘削作業や床掘り作業を行う際においては、ブームとアームを同時に操作する同時操作（複合操作）がなされることが多い。このような同時操作を円滑に行えるようにするために、油圧ポンプを複数設けるとともに、各油圧ポンプにブーム用切換弁とアーム用切換弁をそれぞれタンデム接続して、タンデム接続された通路をパラレルに設けた油圧回路が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような油圧回路としては、例えば図５に示す油圧回路がある。この油圧回路１００は、油圧アクチュエータ駆動用の複数の油圧ポンプ（第１油圧ポンプ１０２、第２油圧ポンプ１０４）をパラレルに備えている。第１油圧ポンプ１０２の上流から下流に向かって、ブームシリンダ１０６への駆動用圧油の方向と流量を調整するためのブーム用第１切換弁１１０と、アームシリンダ１０８への駆動用圧油の方向と流量を調整するためのアーム用第２切換弁１１６とがタンデムに設けられている。また、第２油圧ポンプ１０４の上流から下流に向かって、ブームシリンダ１０６への駆動用圧油の方向と流量を調整するためのブーム用第２切換弁１１２と、アームシリンダ１０８への駆動用圧油の方向と流量を調整するためのアーム用第１切換弁１１４とがタンデムに設けられている。これにより、油圧回路１００では、タンデム接続されたブーム用切換弁とアーム用切換弁とが、油圧ポンプ１０２、１０４ごとにタンデム接続されて、パラレルに設けられている。
【０００５】
油圧回路１００を備えた油圧ショベルにより掘削動作を行う場合、図５においてアーム用リモコンレバー装置１２０の操作レバー１２０Ａを図５における左方向に最大に倒してアーム閉じ操作を行うのと同時に、ブーム上げ操作（図５においてブーム用リモコンレバー装置１１８の操作レバー１１８Ａを右に倒すことによりなされる）およびバケット閉じ操作を適宜調整して作業を行う。
【０００６】
このとき、第２油圧ポンプ１０４からアームシリンダ１０８への圧油供給は、ブーム用第２切換弁１１２の中立位置から位置ｐ側への切換量によって開度調整がなされるタンデム通路１３０と、ブーム用第２切換弁１１２とパラレルに配置されたパラレル通路１３２とを介してなされるが、ブーム操作が確実に可能となるように、ブーム用リモコンレバー装置１１８のブーム上げの入力が微小な場合（図５においてブーム用の操作レバー１１８Ａがわずかに右に倒された場合）においても、タンデム通路１３０の開度が狭まるようにブーム用第２切換弁１１２の設定がなされている。図６は、ブーム用第２切換弁１１２の中立位置から位置ｐ側への切換量と、タンデム通路１３０の開口面積との関係の一例を示すグラフである。なお、参考のために、メータイン通路１３４の開口面積との関係も図６に示している。図６に示すように、ブーム用第２切換弁１１２の中立位置から位置ｐ側への切換量が小さくても、タンデム通路１３０の開口面積は大きく減少し、ブーム用第２切換弁１１２がその可動範囲の３分の１程度だけ位置ｐ側へ切り換わると、タンデム通路１３０の開口面積はブーム用第２切換弁１１２が中立位置のときの１０％程度になってしまう設定となっている。
【０００７】
一方、パラレル通路１３２は、その構成上タンデム通路１３０と比較すると通路面積自体が大きくなかったり、アームシリンダ１０８への圧油供給過多を防止するために通路上に絞り１３６が設けられていたりしており、圧油供給がある程度制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで掘削作業の序盤では、土砂は基本的にアーム１２２の動きにより集められるが、アーム１２２の閉じ動作は、アーム閉じ動作のためにアームシリンダボトム室に加える必要のある圧力に通過圧損を加えた圧力を、アームシリンダボトム室通路１０８ａに加えることにより可能となる。
【００１０】
一方、掘削作業の序盤において、ブーム１２４を立ち上げるための操作もアーム１２２を閉じるための操作と同時になされるが、このブーム上げ操作はブーム１２４自体を立ち上げることを目的としたものではなく、アーム動作による掘削反力によって起こる機体のジャッキアップを抑制するためになされるものである。このため、掘削作業の序盤におけるブーム上げ操作は、ブームシリンダ１０６のロッドを引っ張る力（アーム動作による掘削反力）に対してブームシリンダ１０６のロッドの伸長量を制御する操作であり、ブームシリンダ１０６のロッド室からタンクＴに戻る圧油のメータアウト制御に基づいてなされる。
【００１１】
ブームシリンダ１０６のロッド室からタンクＴへと通じるメータアウト通路１０６ａは、構造簡略化のためブーム用第１切換弁１１０のみに設置し、ブーム用第２切換弁１１２には合流用のメータイン通路１３４とタンデム通路１３０のみを設置することがある（例えば、図５に示す油圧回路）。
【００１２】
このため、図５に示す油圧回路を有する油圧ショベルによる掘削作業序盤におけるブーム上げ操作では、実際にはブーム用第２切換弁１１２を通ってタンクＴにもどる圧油はない（ブーム用第２切換弁１１２を通ってタンクＴにもどる圧油に対するメータアウト制御は行われない）にもかかわらず、ブーム操作レバー１１８Ａのブーム上げ方向への操作量（図５において右方向への操作量）に応じたメータイン制御は行われてしまい、ブーム用第２切換弁１１２は位置ｐ側に切り換わり、アーム用第１切換弁へ続くブーム用第２切換弁１１２のタンデム通路１３０が絞られてしまう。このため、ブームシリンダ１０６に供給する圧油量はそれほど必要とはされていないにもかかわらず、結果的にアームシリンダ１０８に供給する圧油の通路圧損が増えることとなってしまい、掘削作業序盤におけるアーム閉じ動作のエネルギ損失が大きくなってしまう。
【００１３】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、アーム閉じ動作のエネルギ損失を低く抑えることができる建設機械の油圧回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、第１の油圧ポンプに接続され、ブームを駆動するブームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのブーム用第１切換弁と、第２の油圧ポンプに接続され、前記ブームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのブーム用第２切換弁と、前記第２の油圧ポンプに前記ブーム用第２切換弁よりも下流側にタンデム接続され、アームを駆動するアームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのアーム用第１切換弁と、前記第１の油圧ポンプに前記ブーム用第１切換弁とタンデム接続され、前記アームシリンダへ供給される圧油の方向と流量を切り換えるためのアーム用第２切換弁と、前記ブーム用第１切換弁および前記ブーム用第２切換弁を操作するブーム用操作レバーと、を備えた建設機械の油圧回路において、前記ブーム用操作レバーの操作量に対する前記ブーム用第２切換弁の中立位置からの切換量の程度を変更可能なブーム用第２切換弁制御機構を備え、前記アームの閉じ動作と前記ブームの上げ動作が同時になされる作業状態であって所定の条件に合致する特定の作業状態のときに、前記ブーム用操作レバーの操作量に対する前記ブーム用第２切換弁の中立位置からの切換量を、該特定の作業状態以外のときよりも小さく制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００１５】
本発明では、ブーム用操作レバーの操作量に対するブーム用第２切換弁の中立位置からの切換量を、アームの閉じ動作とブームの上げ動作が同時になされる作業状態であって所定の条件に合致する特定の作業状態のときに、該特定の作業状態以外のときよりも小さく制御する。このため、第２油圧ポンプから供給される圧油を、タンデム通路の開度が大きい状態でアームシリンダのボトム室に供給することができるので、通路圧損が少なくなる。したがって、本発明では、エネルギ損失の少ないアームの閉じ動作をおこなうことができる。
【００１６】
前記特定の作業状態か否かは、例えば、前記アームの閉じ動作の程度を示すアーム閉じパラメータの少なくとも１つを所定の閾値と比較し、かつ、前記ブームの上げ動作の程度を示すブーム上げパラメータの少なくとも１つを所定の閾値と比較することによって判断することができる。
【００１７】
この場合、前記ブーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧を検出するブーム用パイロット圧検出手段と、前記アーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧および前記アーム用第２切換弁を切り換えるパイロット圧のうちの少なくとも一方を検出するアーム用パイロット圧検出手段と、を備えるときには、前記アーム閉じパラメータの１つを前記アーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧または前記アーム用第２切換弁を切り換えるパイロット圧とすることができ、前記ブーム上げパラメータの１つを前記ブーム用第１切換弁を切り換えるパイロット圧とすることができる。
【００１８】
また、前記アーム用第１切換弁および前記アーム用第２切換弁を操作するアーム用操作レバーを備えるときには、前記アーム閉じパラメータの１つを前記アーム用操作レバーの操作量とすることができ、前記ブーム上げパラメータの１つを前記ブーム用操作レバーの操作量とすることができる。
【００１９】
また、前記ブームシリンダのボトム室に供給される圧油量を検出するブーム用圧油量検出手段と、前記アームシリンダのボトム室に供給される圧油量を検出するアーム用圧油量検出手段と、を備えるときには、前記アーム閉じパラメータの１つを前記アームシリンダのボトム室に供給される圧油量とすることができ、前記ブーム上げパラメータの１つを前記ブームシリンダのボトム室に供給される圧油量とすることができる。
【００２０】
更には、前記特定の作業状態か否かは、前記アームシリンダのロッド伸長時の推力を検出するアームシリンダロッド伸長推力検出手段を備える場合には、前記アームシリンダのロッド伸長時の推力に基づいて判断することもできる。
【００２１】
前記第１の油圧ポンプおよび前記第２の油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を備える場合には、前記特定の作業状態か否かを、前記第１の油圧ポンプおよび前記第２の油圧ポンプの吐出圧に基づいて判断することもできる。
【００２２】
建設機械の作業状態が掘削作業の序盤であるか否かを判断する掘削作業判断手段を備える場合には、前記特定の作業状態か否かを、建設機械の作業状態が掘削作業の序盤であるか否かに基づいて判断することもできる。
【００２３】
建設機械の作業状態が床掘り作業であるか否かを判断する床掘り作業判断手段を備える場合には、前記特定の作業状態か否かを、建設機械の作業状態が床掘り作業であるか否かに基づいて判断することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アーム閉じ動作のエネルギ損失を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の構成を示す図
【図２】前記油圧回路において、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量と、タンデム通路４０およびブーム用合流通路８０ｃの開口面積との関係の一例を模式的に示すグラフ
【図３】本発明の第２実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の構成を示す図
【図４】本発明の第３実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の構成を示す図
【図５】従来の油圧ショベルの油圧回路の構成の一例を示す図
【図６】従来の油圧ショベルの油圧回路において、ブーム用第２切換弁１１２の中立位置から位置ｐ側への切換量と、タンデム通路１３０およびメータイン通路１３４の開口面積との関係の一例を模式的に示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下図面に基づいて、本発明に係る油圧ショベルの油圧回路の好適な実施形態の例について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の構成を示す図である。
【００２８】
この油圧回路１０は、第１油圧ポンプ１２と、第２油圧ポンプ１４と、ブーム用第１切換弁１６と、ブーム用第２切換弁１８と、アーム用第１切換弁２０と、アーム用第２切換弁２２と、ブーム用リモコンレバー装置２４と、アーム用リモコンレバー装置２６と、圧力センサ２８、３０と、コントローラ３２と、電磁比例弁３４と、パイロット油圧ポンプ３６と、を備え、ブームシリンダ８０およびアームシリンダ８２に圧油を供給して、ブーム８４およびアーム８６を作動させて、掘削作業や床掘り作業等の各種作業を油圧ショベル７０に行わせる。符号８８はバケットである。
【００２９】
第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１４はパラレルに配置されている。第１油圧ポンプ１２にはタンデム通路３８が接続されており、第１油圧ポンプ１２からタンデム通路３８を経て供給される圧油は、ブームシリンダ８０および／またはアームシリンダ８２に供給される。タンデム通路３８には、上流側にブーム用第１切換弁１６が設けられ、下流側にアーム用第２切換弁２２が設けられており、ブーム用第１切換弁１６とアーム用第２切換弁２２とはタンデム接続されている。
【００３０】
第２油圧ポンプ１４にはタンデム通路４０が接続されており、第２油圧ポンプ１４からタンデム通路４０を経て供給される圧油は、ブームシリンダ８０および／またはアームシリンダ８２に供給される。タンデム通路４０には、上流側にブーム用第２切換弁１８が設けられ、下流側にアーム用第１切換弁２０が設けられており、ブーム用第２切換弁１８とアーム用第１切換弁２０とはタンデム接続されている。
【００３１】
ブーム用第１切換弁１６は、３位置６ポートの切換弁であり、３つの切り換え位置Ａ、Ｂ、Ｃを備えており、第１油圧ポンプ１２からブームシリンダ８０へ向かう圧油の方向と流量を制御する。ブーム用第１切換弁１６のスプールの両端には、それぞれパイロットポート１６ａ、１６ｂが設けられており、それぞれパイロット通路２４ａ、２４ｂからパイロット圧が供給される。
【００３２】
ブーム用第１切換弁１６のスプールは、オペレータがブーム用リモコンレバー装置２４を操作することによって移動し、第１油圧ポンプ１２からブームシリンダ８０に供給される圧油の方向と流量を制御する。第１油圧ポンプ１２からブームシリンダ８０に供給される圧油は、タンデム通路３８からブーム用第１切換弁１６を経てブーム用通路８０ａ、８０ｂを通ってブームシリンダ８０に供給される。
【００３３】
ブーム用第２切換弁１８は、３位置６ポートの切換弁であり、３つの切り換え位置Ｄ、Ｅ、Ｆを備えており、第２油圧ポンプ１４からブームシリンダ８０へ向かう圧油の方向と流量を制御する。ブーム用第２切換弁１８のスプールの両端には、それぞれパイロットポート１８ａ、１８ｂが設けられており、パイロットポート１８ａにはパイロット通路３６ａからパイロット圧が供給される。パイロット通路３６ｂはタンクＴに接続しており、パイロットポート１８ｂにはパイロット圧は供給されない。
【００３４】
切り換え位置Ｄのとき、ブーム用合流通路（メータイン通路）８０ｃが連通し、第２油圧ポンプ１４からの圧油はブームシリンダ８０のボトム室に供給されるが、ブームシリンダ８０のロッド室からの戻り油が通過する通路は切り換え位置Ｄに設けられていない。これは、ブームシリンダ８０のロッド室からの戻り油はそれほど多くないので、ブームシリンダ８０のロッド室からの戻り油がタンクＴにもどる通路は、ブーム用第１切換弁１６を通る通路のみで十分だからである。このため、ブームシリンダ８０のロッド室からの戻り油は全量ブーム用第１切換弁１６を通ってタンクＴにもどる。
【００３５】
ブーム用第２切換弁１８のスプールもブーム用第１切換弁１６のスプールと同様に、オペレータがブーム用リモコンレバー装置２４を操作することによって移動し、第２油圧ポンプ１４からブームシリンダ８０に供給される圧油の方向と流量を制御する。第２油圧ポンプ１４からブームシリンダ８０に供給される圧油は、タンデム通路４０からブーム用第２切換弁１８を経てブーム用合流通路８０ｃを通り、合流点８０ｅ、８０ｆでブーム用通路８０ａ、８０ｂに合流してブームシリンダ８０に供給される。ただし、後で詳述するように、ブーム用第２切換弁１８のスプールの移動量は、オペレータによってなされるブーム用リモコンレバー装置２４の操作レバー２４Ａの操作量によって決まるパイロット圧によってのみ決定されるのではなく、アーム用リモコンレバー装置２６の操作レバー２６Ａの操作量によって決まるパイロット圧も加味してコントローラ３２により決定される。
【００３６】
アーム用第１切換弁２０は、３位置６ポートの切換弁であり、３つの切り換え位置Ｇ、Ｈ、Ｉを備えており、第２油圧ポンプ１４からアームシリンダ８２へ向かう圧油の方向と流量を制御する。アーム用第１切換弁２０のスプールの両端には、それぞれパイロットポート２０ａ、２０ｂが設けられており、それぞれパイロット通路２６ａ、２６ｂからパイロット圧が供給される。
【００３７】
アーム用第１切換弁２０のスプールは、オペレータがアーム用リモコンレバー装置２６を操作することによって移動し、第２油圧ポンプ１４からアームシリンダ８２に供給される圧油の方向と流量を制御する。第２油圧ポンプ１４からアームシリンダ８２に供給される圧油は、パラレル通路４２、またはタンデム通路４０およびパラレル通路４２から、アーム用第１切換弁２０を経て、アーム用通路８２ａ、８２ｂを通ってアームシリンダ８２に供給される。
【００３８】
アーム用第２切換弁２２は、３位置６ポートの切換弁であり、３つの切り換え位置Ｊ、Ｋ、Ｌを備えており、第１油圧ポンプ１２からアームシリンダ８２へ向かう圧油の方向と流量を制御する。アーム用第１切換弁２２のスプールの両端には、それぞれパイロットポート２２ａ、２２ｂが設けられており、それぞれパイロット通路２６ａ、２６ｂからパイロット圧が供給される。
【００３９】
アーム用第２切換弁２２のスプールもアーム用第１切換弁２０のスプールと同様に、オペレータがアーム用リモコンレバー装置２６を操作することによって移動し、アームシリンダ８２に供給される圧油の方向と流量を制御する。第１油圧ポンプ１２からアームシリンダ８２に供給される圧油は、パラレル通路４４、またはタンデム通路３８およびパラレル通路４４から、アーム用第２切換弁２２を経て、アーム用合流通路８２ｃ、８２ｄを通り、合流点８２ｅ、８２ｆでアーム用通路８２ａ、８２ｂに合流してアームシリンダ８２に供給される。
【００４０】
圧力センサ（ブーム用パイロット圧検出手段）２８は、ブーム用第１切換弁１６のパイロットポート１６ａに供給されるパイロット通路２４ａのパイロット圧を測定する役割を有し、得られた圧力データは電気信号線２８ａを介してコントローラ３２に送られる。
【００４１】
圧力センサ（アーム用パイロット圧検出手段）３０は、アーム用第１切換弁２０のパイロットポート２０ｂに供給されるパイロット通路２６ｂのパイロット圧を測定する役割を有し、得られた圧力データは電気信号線３０ａを介してコントローラ３２に送られる。
【００４２】
コントローラ３２は、圧力センサ２８、３０から送られた圧力データに基づき、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤（特定の作業状態）に該当するかどうかを判断するとともに、その判断結果に基づき電気信号線３２ａを介して電磁比例弁３４を操作して、パイロット通路３６ａの開度を調整し、ブーム用第２切換弁のパイロットポート１８ａにパイロット油圧ポンプ３６から供給されるパイロット圧を調整して、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量を調整する。したがって、コントローラ３２、電磁比例弁３４、パイロット油圧ポンプ３６は、ブーム用第２切換弁制御機構ということができる。
【００４３】
電磁比例弁３４は、コントローラ３２からの指令を受けて、パイロット通路３６ａの開度を調整して、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａに供給するパイロット圧を調整し、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量を調整する役割を有する。電磁比例弁３４のソレノイド部３４ａにコントローラ３２から電気信号線３２ａを介して電気信号が送られると、電磁比例弁３４はその電気信号に応じて電磁比例弁３４のスプールを切り換え、パイロット通路３６ａの開度を調整する。これにより、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａに供給されるパイロット圧が調整され、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量が調整される。
【００４４】
次に、上述のように構成された第１実施形態に係る油圧回路１０の動作および作用について説明する。
【００４５】
オペレータが、図１において、ブーム用リモコンレバー装置２４の操作レバー２４Ａを右に傾けて、パイロット通路２４ａを介してパイロットポート１６ａにパイロット圧を加えると、ブーム用第１切換弁１６は位置Ａに切り換わり、ブーム用第２切換弁１８は位置Ｄに切り換わる（ただし、後述するように掘削作業の序盤では中立位置から位置Ｄ側への切換量はコントローラ３２による制御により制限されている。）。これにより、第１油圧ポンプ１２からの圧油は、タンデム通路３８およびブーム用通路８０ａを経てブームシリンダ８０のボトム室に供給され、第２油圧ポンプ１４からの圧油は、タンデム通路４０およびブーム用合流通路８０ｃ、合流点８０ｅ、ブーム用通路８０ａを経てブームシリンダ８０のボトム室に供給される。これにより、ブームシリンダ８０のロッドは伸長し、ブーム８４は立ち上がる。
【００４６】
このとき、圧力センサ２８は、パイロット通路２４ａのパイロット圧データ（パイロットポート１６ａに加わるパイロット圧データ）を測定し、電気信号線２８ａを介して測定したパイロット圧データをコントローラ３２に送る。
【００４７】
また、オペレータが、図１において、アーム用リモコンレバー装置２６の操作レバー２６Ａを左に傾けて、パイロット通路２６ｂを介してパイロットポート２０ｂ、２２ｂにパイロット圧を加えると、アーム用第１切換弁２０は位置Ｉに切り換わり、アーム用第２切換弁２２は位置Ｌに切り換わる。これにより、第２油圧ポンプ１４からの圧油は、パラレル通路４２、またはタンデム通路４０およびパラレル通路４２から、アーム用第１切換弁２０を経て、アーム用通路８２ｂを通ってアームシリンダ８２のボトム室に供給され、第１油圧ポンプ１２からの圧油は、パラレル通路４４、またはタンデム通路３８およびパラレル通路４４から、アーム用第２切換弁２２を経て、アーム用合流通路８２ｄ、合流点８２ｆ、アーム用通路８２ｂを通ってアームシリンダ８２のボトム室に供給される。これにより、第１油圧ポンプ１２および第２油圧ポンプ１４の両方から圧油がアームシリンダ８２のボトム室に供給され、アームシリンダ８２のロッドは大きく伸長することができ、アーム８６は大きな閉じ動作を行うことができる。
【００４８】
ここで、第２油圧ポンプ１４からの圧油を、エネルギ損失を少なくアームシリンダ８２のボトム室に供給してアーム８６の閉じ動作をするためには、タンデム通路４０の開度を大きくして、パラレル通路４２を通る圧油を少なくし、タンデム通路４０を通る圧油を多くすることが必要である。パラレル通路４２には（ブーム８４の立ち上げ時にブームシリンダ８０に供給する圧油を確保するための）絞り４２Ａが設けられており、また、パラレル通路４２の開口面積はタンデム通路４０よりも小さいからである。
【００４９】
そこで、アーム８６の閉じ動作（アームシリンダ８２のロッドを伸長させる動作）を大きく行う必要のある作業の場合には、たとえブーム８４の立ち上げ動作を同時に行う場合であっても、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量を小さくすることが好ましく、これによりアーム８６の閉じ動作（アームシリンダ８２のロッドを伸長させる動作）を行う際のエネルギ損失を少なくすることができる。
【００５０】
ただし、ブームシリンダ８０のボトム室にも圧油を多く供給することが要求されている場合には、ブーム用第２切換弁１８の位置Ｄ側への切り換え量が少ないと、ブームシリンダ８０のボトム室への圧油供給量が不足するおそれがある。したがって、アーム８６の閉じ動作とブーム８４の立ち上げ動作を同時に行う油圧ショベル７０の作業において、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量を小さくする場合には、油圧ショベル７０の作業状態が、ブームシリンダ８０のボトム室に圧油を多く供給することが要求されない作業状態であるかどうかを判断する必要がある。アーム８６の閉じ動作とブーム８４の立ち上げ動作を同時に行う油圧ショベル７０の作業において、アーム８６の閉じ動作を大きく行う必要があるが、ブームシリンダ８０のボトム室に圧油を多く供給することが要求されない作業状態は、例えば掘削作業の序盤である。
【００５１】
掘削作業の序盤では、ブーム８４の立ち上げ動作も行うが、アーム８６の閉じ動作により土砂を掘削することが主体となる。このため、アームシリンダ８２のロッドを大きく伸長させる必要があり、アームシリンダ８２のボトム室に圧油を多く供給する必要がある。
【００５２】
一方、掘削作業の序盤では、アーム８６の閉じ動作による土砂掘削の際の反力により、ブームシリンダ８０のロッドには引っ張られるような負荷が加わる。このため、掘削作業の序盤におけるブーム上げ操作は、ブームシリンダ８０のロッドを引っ張る力（アーム動作による掘削反力）に対してブームシリンダ８０のロッドの伸長量を制御する操作であり、ブームシリンダ８０のロッド室からタンクＴに戻る圧油のメータアウト制御に基づいてなされ、ブームシリンダ８０のボトム室に圧油を多く供給することは要求されない。
【００５３】
そこで、本実施形態では、油圧ショベル７０の作業状態が「掘削作業の序盤である」と判断された場合には、本発明で言う「特定の作業状態である」と判定し、操作レバー２４Ａのブーム上げ方向の操作量に対するブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量が、他の作業状態のときよりも小さくなるように制御する。これにより、本実施形態では、ブーム８４の上げ動作とアーム８６の閉じ動作を同時に行う場合に、アーム８６の閉じ動作（アームシリンダ８２のロッドを伸長させる動作）を行う際のエネルギ損失を少なくする。
【００５４】
本実施形態では、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であるかどうか（特定の作業状態であるかどうか）を判断するために、圧力センサ２８、３０を設け、圧力センサ２８が測定したパイロット通路２４ａのパイロット圧データ、および圧力センサ３０が測定したパイロット通路２６ｂのパイロット圧データをコントローラ３２に送るようにしている。
【００５５】
コントローラ３２は、送られた圧力データに基づき、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤に該当するかどうかを判断し、その判断結果に基づき、電磁比例弁３４のソレノイド部３４ａに電気信号線３２ａを介して電気信号を送る。この電気信号には、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であると判断されていた場合、パイロット通路３６ａの開度を小さくするように調整する指令が含まれている。これにより、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤のとき、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａに入力されるパイロット圧は小さくなり、操作レバー２４Ａのブーム上げ方向の操作量に対するブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量は小さくなり、タンデム通路４０の開口面積は広く確保される。これにより、油圧ショベル７０の作業がアーム８６の閉じ動作とブーム８４の立ち上げ動作を同時に行う掘削作業の序盤において、エネルギ損失を少なく、第２油圧ポンプ１４からの圧油をアームシリンダ８２のボトム室に供給することができ、ブーム８４の上げ動作に支障を与えずに、エネルギ損失を少なくアーム８６の閉じ動作を行うことができる。
【００５６】
したがって、コントローラ３２が、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤に該当すると判断した場合には、本実施形態ではブーム用第２切換弁１８のスプールの可動範囲を狭く制限していることとなる。この状況を図２に模式的にグラフ図で示す。図２は、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量と、タンデム通路４０の開口面積との関係の一例を示すグラフ図である。なお、参考のために、ブーム用合流通路（メータイン通路）８０ｃの開口面積との関係も図２に示している。
【００５７】
本実施形態では、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤に該当すると判断された場合には、図２に示すように、コントローラ３２がブーム用第２切換弁１８のスプールの位置Ｄ側への可動範囲が狭くなるように制御して、タンデム通路４０の開口面積を広く確保している。
【００５８】
なお、ブーム用リモコンレバー装置２４の操作レバー２４Ａが図１において右に傾けられてパイロット通路２４ａにパイロット圧が供給されていると、ブーム用第１切換弁１６は位置Ａに切り換っているので、ブームシリンダ８０のロッド室からの戻り油は、ブーム用通路８０ｂ、ブーム用第１切換弁１６を通ってタンクＴに排出されるので、ブーム用第１切換弁１６を通ってタンクＴにもどる圧油に対してメータアウト制御を行うことができる。
【００５９】
次に、本実施形態において、コントローラ３２が、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤（特定の作業状態）に該当するかどうかをどのように判断しているのかについて具体的に説明する。
【００６０】
掘削作業の序盤では、アーム８６の閉じ動作により土砂を掘削することが主体となるので、アームシリンダ８２のロッドの伸長速度および伸長推力を大きくする必要がある。一方、前述のように、掘削作業の序盤におけるブーム上げ操作は、ブームシリンダ８０のロッドを引っ張る力（アーム動作による掘削反力）に対してブームシリンダ８０のロッドの伸長量を制御する操作であり、ブームシリンダ８０のロッド室からタンクＴに戻る圧油のメータアウト制御に基づいてなされ、ブームシリンダ８０のボトム室に供給する圧油の量はそれほど多くする必要はない。
【００６１】
したがって、アームシリンダ８２のボトム室に供給される圧油量が掘削作業の序盤において必要とされる所定の閾値を上回り、かつ、ブームシリンダ８０のボトム室に供給される圧油量が掘削作業の序盤において必要とされる所定の閾値を下回れば、油圧ショベル７０の作業状態を掘削作業の序盤またはそれと同等の作業状態と判断することができる。
【００６２】
本実施形態では、アーム用第１切換弁２０のパイロットポート２０ｂおよびアーム用第２切換弁２２のパイロットポート２２ｂに供給されるパイロット圧データが圧力センサ３０により測定され、該パイロット圧データは電気信号線３０ａを介してコントローラ３２に送られている。該パイロット圧データに基づき、コントローラ３２は、アーム用第１切換弁２０の中立位置から位置Ｉ側への切換量およびアーム用第２切換弁２２の中立位置から位置Ｌ側への切換量を判断することができ、アームシリンダ８２のボトム室に供給される圧油量を判断することができ、アーム８６の閉じ動作の状況を判断することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、ブーム用第１切換弁１６のパイロットポート１６ａに供給されるパイロット圧データが圧力センサ２８により測定され、該パイロット圧データはコントローラ３２に送られている。該パイロット圧データに基づき、コントローラ３２は、ブーム用第１切換弁１６の中立位置から位置Ａ側への切換量を判断することができ、ブームシリンダ８０のボトム室に供給される圧油量を判断することができ、ブーム８４の立ち上がり動作の状況を判断することができる。
【００６４】
したがって、本実施形態では、コントローラ３２は、圧力センサ３０により測定されたパイロット圧データ、および圧力センサ２８により測定されたパイロット圧データに基づき、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であるかどうかを判断することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、圧力センサ３０により測定されたパイロット圧データ、および圧力センサ２８により測定されたパイロット圧データをパラメータとして、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であるかどうかを判断し、結果として特定の作業状態か否かを判断するようにしたが、アーム８６の閉じ動作の状況を判断することができるパラメータ（アーム閉じパラメータ）およびブーム８４の立ち上がり動作の状況を判断することができるパラメータ（ブーム上げパラメータ）であれば、他の指標をパラメータとしてもよい。例えば、アーム用操作レバー２６Ａの操作量（図１において左方向への操作量）をアーム閉じパラメータとし、ブーム用操作レバー２４Ａの操作量（図１において右方向への操作量）をブーム上げパラメータとしてもよい。また、例えば、ブームシリンダ８０のボトム室に供給される圧油量を検出するブーム用圧油量検出手段をブーム用通路８０ａに設け、アームシリンダ８２のボトム室に供給される圧油量を検出するアーム用圧油量検出手段をアーム用通路８２ｂに設けて、アームシリンダ８２のボトム室に供給される圧油量をアーム閉じパラメータとし、ブームシリンダ８０のボトム室に供給される圧油量をブーム上げパラメータとしてもよい。
【００６６】
また、掘削作業の序盤においては、アーム閉じ動作が大きく行われるので、アームシリンダ８２のロッドの伸長速度や伸長推力を大きくする必要があり、アームシリンダ８２のロッドの伸長速度や伸長推力を油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であるかどうかを判断する際に加味することは有効である。そこで、アームシリンダ８２のロッドの伸長速度や伸長推力を検出する手段を設け、アームシリンダ８２のロッドの伸長速度や伸長推力を加味して油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であるかどうかを判断してもよい。
【００６７】
また、アームシリンダ８２のロッドの伸長速度や伸長推力を大きくするためには、第１油圧ポンプ１２および第２油圧ポンプ１４の吐出圧も大きくする必要がある。そこで、第１油圧ポンプ１２および第２油圧ポンプ１４の吐出圧を検出する手段を設け、第１油圧ポンプ１２および第２油圧ポンプ１４の吐出圧を加味して油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であるかどうかを判断してもよい。
【００６８】
もっとも、本発明の適用は特に「掘削作業の序盤」に限定されるものではなく、コントローラは、各種パラメータ等に基づき、建設機械の作業状態が特定の作業状態であるか否かを直接的に判断しても全く構わない。
【００６９】
次に、本発明の第２実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路５０について説明する。
【００７０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路５０の構成を示す図である。第１実施形態に係る油圧回路１０と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明は省略する。
【００７１】
第１実施形態に係る油圧回路１０では、パイロット通路３６ａの開度を圧力センサ２８、３０の測定データに基づき電磁比例弁３４で調整し、パイロット油圧ポンプ３６からのパイロット圧を調整して、パイロット通路３６ａからブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａにパイロット圧を入力するようにしたが、第２実施形態に係る油圧回路５０では、パイロット通路２４ａ上の分岐点２４ｂとブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａとを結ぶパイロット通路２４ｃを設け、ブーム用第１切換弁１６のパイロットポート１６ａに入力されるパイロット圧がブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａに入力されるようにした。さらに、パイロット通路２４ｃの中途の地点に電磁比例弁５４を設け、この電磁比例弁５４でパイロット通路２４ｃの開度を調整することにより、ブーム用第１切換弁１６のパイロットポート１６ａに入力されるパイロット圧よりも減圧して、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａにパイロット圧を入力するようにした。
【００７２】
第２実施形態に係る油圧回路５０のコントローラ５２は、第１実施形態のコントローラ３２と同様に、圧力センサ２８、３０の測定データに基づき、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤（特定の作業状態）であるかどうかを判断し、その判断結果に基づき、電磁比例弁５４のソレノイド部５４ａに電気信号線５２ａを介して電気信号を送る。この電気信号には、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であると判断されていた場合、パイロット通路２４ｃの開度を小さくするように調整する指令が含まれている。電磁比例弁５４は送られた電気信号に応じてスプールを切り換え、掘削作業の序盤であると判断されていた場合にはパイロット通路２４ｃの開度を小さくするように調整する。これにより、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａに供給されるパイロット圧が、ブーム用第１切換弁１６のパイロットポート１６ａに入力されるパイロット圧よりも減圧して調整され、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量が制限される。これにより、油圧ショベル７０の作業がアーム８６の閉じ動作とブーム８４の立ち上げ動作を同時に行う掘削作業の序盤において、エネルギ損失を少なく、第２油圧ポンプ１４からの圧油をアームシリンダ８２のボトム室に供給することができ、ブームの上げ動作に支障を与えずに、エネルギ損失を少なくアーム８６の閉じ動作を行うことができる。
【００７３】
次に、本発明の第３実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路６０について説明する。
【００７４】
図４は、本発明の第３実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路６０の構成を示す図である。第２実施形態に係る油圧回路５０と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明は省略する。
【００７５】
第１実施形態に係る油圧回路１０では、ブーム用第２切換弁１８において、パイロットポート１８ａにパイロット圧が供給され、タンクＴに接続されたパイロットポート１８ｂにはパイロット圧は供給されなかったが、第３実施形態に係る油圧回路６０では、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ｂにパイロット通路６６ａを介してパイロット油圧ポンプ６６からパイロット圧が供給されるようにした。また、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａには、第２実施形態に係る油圧回路５０と同様にパイロット通路２４ｃを介して、ブーム用第１切換弁１６のパイロットポート１６ａに入力されるパイロット圧を入力するようにした。ただし、パイロット通路２４ｃには電磁比例弁を設けておらず、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ａには、ブーム用第１切換弁１６のパイロットポート１６ａに入力されるパイロット圧と同じ大きさのパイロット圧が入力される。また、パイロット通路６６ａの中途の地点に電磁比例弁６４を設けており、この電磁比例弁６４でパイロット通路６６ａの開度を調整することにより、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ｂに入力されるパイロット圧を調整するようにした。
【００７６】
第３実施形態に係る油圧回路６０では、第２切換弁１８の両端のパイロットポート１８ａ、１８ｂにパイロット圧が入力されるので、両パイロット圧の差により、ブーム用第２切換弁１８のスプールが移動することとなる。
【００７７】
第３実施形態に係る油圧回路６０のコントローラ６２は、第１実施形態のコントローラ３２と同様に、圧力センサ２８、３０の測定データに基づき、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤（特定の作業状態）であるかどうかを判断し、その判断結果に基づき、電磁比例弁６４のソレノイド部６４ａに電気信号線６２ａを介して電気信号を送る。この電気信号には、油圧ショベル７０の作業状態が掘削作業の序盤であると判断されていた場合、パイロット通路６６ａの開度を小さくするように調整する指令が含まれている。電磁比例弁６４は送られた電気信号に応じてスプールを切り換え、掘削作業の序盤であると判断されていた場合にはパイロット通路６６ａの開度を小さくするように調整する。これにより、ブーム用第２切換弁１８のパイロットポート１８ｂに供給されるパイロット圧が減圧して調整され、ブーム用第２切換弁１８の中立位置から位置Ｄ側への切換量が制限される。これにより、油圧ショベル７０の作業がアーム８６の閉じ動作とブーム８４の立ち上げ動作を同時に行う掘削作業の序盤において、エネルギ損失を少なく、第２油圧ポンプ１４からの圧油をアームシリンダ８２のボトム室に供給することができ、エネルギ損失を少なくアーム８６の閉じ動作を行うことができる。
【００７８】
本発明が有効となる特定の作業状態としては、掘削作業の序盤だけでなく、例えば、アームの閉じ動作とブームの上げ動作を同時に行って、バケットを手前方向に水平引きする床掘り作業等がある。床掘り作業は、掘削作業の序盤とほぼ同様な方法（条件の成立）で判断することができる。
【００７９】
なお、運転者がマニュアルでこれらの作業状態（掘削作業の序盤や床掘り作業等）であることを指定可能なスイッチ等を設けたときには、このスイッチが入ったか否かを見るだけで本発明に係る特定の作業状態か否かを判断できるので、アームの閉じ動作とブームの上げ動作が同時になされていることさえ確認すれば、上記パラメータの実際の値を検出するセンサ等の作動を停止させても、ブーム用操作レバーの操作量に対するブーム用第２切換弁の中立位置からの切換量を、特定の作業状態以外のときよりも小さく制御することは可能である。
【００８０】
また、以上説明した実施形態では、タンデム通路３８において、アーム用第２切換弁２２をブーム用第１切換弁１６の下流側に設けたが、アーム用第２切換弁２２をブーム用第１切換弁１６の上流側に設けてもよい。
【００８１】
また、本発明は、ポジコン、ネガコン、オープンセンタ等のポンプ制御方式には依存せず、適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
例えば、ブームとアームを同時に操作する同時操作（複合操作）が頻繁になされる油圧ショベルに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０、５０、６０…油圧回路
１２…第１油圧ポンプ
１４…第２油圧ポンプ
１６…ブーム用第１切換弁
１８…ブーム用第２切換弁
２０…アーム用第１切換弁
２２…アーム用第２切換弁
２４…ブーム用リモコンレバー装置
２６…アーム用リモコンレバー装置
２４Ａ…ブーム用操作レバー
２６Ａ…アーム用操作レバー
２８…圧力センサ（ブーム用パイロット圧検出手段）
３０…圧力センサ（アーム用パイロット圧検出手段）
３２、５２、６２…コントローラ
３４、５４、６４…電磁比例弁
３６、６６…パイロット油圧ポンプ
３８、４０…タンデム通路
４２、４４…パラレル通路
７０…油圧ショベル
８０…ブームシリンダ
８２…アームシリンダ
８４…ブーム
８６…アーム
８８…バケット
【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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