(57)【要約】【課題】ブーム下げ動作時のブーム用油圧シリンダが駆動圧を必要とする状態を検出してブーム方向切換弁の操作特性を自動的に切替えることができる建設機械の油圧駆動装置を提供する。【解決手段】圧力センサ４１で検出したブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が閾値未満である場合は、減圧弁３９を有するパイロット油路３８ｂが選択されてブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置が中間位置Ｌ１となるように、圧力センサ４１で検出したブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が閾値以上である場合は、パイロット油路３８ａが選択されてブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置が最大位置Ｌ２となるように、電磁式切換弁４０を制御する制御装置４２とを備える。【選択図】図２
2011106591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、ブームを駆動するブーム用油圧シリンダと、前記ブームの動作を指示する操作装置と、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプから前記ブーム用油圧シリンダへの圧油の流れを制御するオープンセンタ形のブーム用方向切換弁とを備え、前記ブーム用方向切換弁は、ブーム下げ側ストロークの中間位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より大きく、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より小さくなるか若しくはセンタバイパス油路が全閉する特性を有する建設機械の油圧駆動装置において、
前記ブーム用方向切換弁のブーム下げ側ストロークの制限位置として前記中間位置及び前記最大位置のうちのいずれか一方を選択するストローク制限可変手段と、
前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力を検出又は導入し、この圧力が予め設定された閾値以上であるかどうかを判定する圧力判定手段と、
前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記ブーム用方向切換弁のブーム下げ側ストロークの制限位置が前記中間位置となるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記ブーム用方向切換弁のブーム下げ側ストロークの制限位置が前記最大位置となるように、前記ストローク制限可変手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記ストローク制限可変手段は、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧をそのまま前記ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第１パイロット油路と、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を減圧弁で減圧して前記ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第２パイロット油路と、前記第１パイロット油路及び前記第２パイロット油路のうちのいずれか一方を選択するパイロット油路選択手段とを有し、
前記制御手段は、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記第２パイロット油路が選択されるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１パイロット油路が選択されるように、前記パイロット油路選択手段を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記ストローク制限可変手段は、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を前記ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力するパイロット油路と、前記パイロット油路に設けられ、操作パイロット圧の最大値を制限するとともにその制限値が可変可能な可変減圧弁とを有し、
前記制御手段は、前記ブーム用油圧シリンダにブーム下げ動作時の給油側圧力が閾値未満である場合は、予め設定された第１制限値となるように前記可変減圧弁の制限値を制御し、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１制限値より大きくなるように予め設定された第２制限値となるように前記可変減圧弁の制限値を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項４】
油圧ポンプと、ブームを駆動するブーム用油圧シリンダと、前記ブームの動作を指示する操作装置と、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプから前記ブーム用油圧シリンダへの圧油の流れを制御するオープンセンタ形の第１ブーム用方向切換弁とを備え、前記第１ブーム用方向切換弁は、ブーム下げ側ストロークの中間位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より大きく、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より小さくなるか若しくはセンタバイパス油路が全閉する特性を有する建設機械の油圧駆動装置において、
ブーム下げ側ストロークの中間位置だけでなく最大位置でも、センタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より大きくなる特性を有するオープンセンタ形の第２ブーム用方向切換弁と、
前記第１ブーム用方向切換弁及び前記第２ブーム用方向切換弁のうちのいずれか一方を選択し、この選択したブーム用方向切換弁を前記操作装置の操作に応じて駆動させる方向切換弁選択手段と、
前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力を検出又は導入し、この圧力が予め設定された閾値以上であるかどうかを判定する圧力判定手段と、
前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記第２のブーム用方向切換弁が選択されるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１のブーム用方向切換弁が選択されるように、前記方向切換弁選択手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項５】
請求項４記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記方向切換弁選択手段は、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を前記第１ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第１パイロット油路と、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を前記第２ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第２パイロット油路と、前記第１パイロット油路及び前記第２パイロット油路のうちのいずれか一方を選択するパイロット油路選択手段とを有し、
前記制御手段は、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記第２パイロット油路が選択されるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１パイロット油路が選択されるように、前記パイロット油路選択手段を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【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に係わり、特に、ブーム用方向切換弁の操作特性を切替える建設機械の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の一つである油圧ショベルは、下部走行体と、この下部走行体の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に俯仰可能に設けられ、ブーム、アーム、及びバケットからなる多関節型のフロント作業機と、ブーム、アーム、及びバケットをそれぞれ駆動する複数の油圧シリンダとを備えている。この油圧ショベルの油圧駆動装置は、油圧ポンプと、ブーム等の動作（動作方向及び速度）を指示する複数の操作装置と、これら複数の操作装置の操作に応じて油圧ポンプからブーム用油圧シリンダ等への圧油の流れ（流れ方向及び流量）をそれぞれ制御する複数の方向切換弁とを備えている。オープンセンタ形の方向切換弁は、センタバイパス油路、メータイン油路、及びメータアウト油路を有し、これら油路の可変絞りの開口面積特性によって操作特性が定まり、被駆動部材の操作性能を決定するようになっている。
【０００３】
ここで、従来、操作特性が互いに異なるオープンセンタ形の第１ブーム用方向切換弁と第２ブーム用方向切換弁を設け、これらのうちのいずれか一方を選択するような構成が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の従来技術では、油圧パイロット方式の操作装置と、この操作装置のパイロットラインに設けられた電磁切換弁と、この電磁切換弁を操作する手動スイッチとを備えている。そして、例えば運転者が手動スイッチをＯＦＦ位置にすると、電磁切換弁が第１切換位置となり、操作装置からの操作パイロット圧が第１ブーム用方向切換弁の受圧部に出力される。一方、例えば運転者が手動スイッチをＯＮ位置にすると、電磁切換弁が第２切換位置となり、操作装置からの操作パイロット圧が第２ブーム用方向切換弁の受圧部に出力される。これにより、作業状況に合った操作性能を選択することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２０５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の従来技術を適用すれば、例えば、第１ブーム用方向切換弁は、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より大きくなる特性を有し、第２ブーム用方向切換弁は、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より小さくなる（若しくはセンタバイパス油路が全閉する）特性を有するような構成が考えられる。そして、例えばブームの下げ動作時にバケットが接地しないで空中に位置する間は、手動スイッチをＯＦＦ位置として第１ブーム用方向切換弁を選択し、ブーム用油圧シリンダのロッド側に供給する流量を比較的少なくする。これにより、フロント作業機の自重によってブーム用油圧シリンダを駆動し、油圧ポンプの動力消費を低減することが可能である。一方、例えばブームの下げ動作時にバケットが接地したり掘削したりするときは、手動スイッチをＯＮ位置として第２ブーム用方向切換弁を選択し、ブーム用油圧シリンダのロッド側に供給する流量を比較的多くする。これにより、ブーム用油圧シリンダのロッド側に駆動圧（高圧油圧）が発生して力強い下げ動作を行うことが可能である。
【０００６】
しかし、掘削作業などにおいては、ブームの下げ動作及び上げ動作が繰り返されて、バケットが空中と地中との間を行き来することになる。そのため、ブームの下げ動作の度に、バケットが接地するタイミング（言い換えれば、ブーム用油圧シリンダが駆動圧を必要とするタイミング）を運転者が判断して手動スイッチを切替えなければならない。したがって、運転者が煩わしく感じるばかりか、作業効率が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、ブーム下げ動作時のブーム用油圧シリンダが駆動圧を必要とする状態を検出してブーム方向切換弁の操作特性を自動的に切替えることができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、ブームを駆動するブーム用油圧シリンダと、前記ブームの動作を指示する操作装置と、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプから前記ブーム用油圧シリンダへの圧油の流れを制御するオープンセンタ形のブーム用方向切換弁とを備え、前記ブーム用方向切換弁は、ブーム下げ側ストロークの中間位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より大きく、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より小さくなるか若しくはセンタバイパス油路が全閉する特性を有する建設機械の油圧駆動装置において、前記ブーム用方向切換弁のブーム下げ側ストロークの制限位置として前記中間位置及び前記最大位置のうちのいずれか一方を選択するストローク制限可変手段と、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力を検出又は導入し、この圧力が予め設定された閾値以上であるかどうかを判定する圧力判定手段と、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記ブーム用方向切換弁のブーム下げ側ストロークの制限位置が前記中間位置となるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記ブーム用方向切換弁のブーム下げ側ストロークの制限位置が前記最大位置となるように、前記ストローク制限可変手段を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記ストローク制限可変手段は、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧をそのまま前記ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第１パイロット油路と、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を減圧弁で減圧して前記ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第２パイロット油路と、前記第１パイロット油路及び前記第２パイロット油路のうちのいずれか一方を選択するパイロット油路選択手段とを有し、前記制御手段は、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記第２パイロット油路が選択されるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１パイロット油路が選択されるように、前記パイロット油路選択手段を制御する。
【００１０】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記ストローク制限可変手段は、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を前記ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力するパイロット油路と、前記パイロット油路に設けられ、操作パイロット圧の最大値を制限するとともにその制限値が可変可能な可変減圧弁とを有し、前記制御手段は、前記ブーム用油圧シリンダにブーム下げ動作時の給油側圧力が閾値未満である場合は、予め設定された第１制限値となるように前記可変減圧弁の制限値を制御し、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１制限値より大きくなるように予め設定された第２制限値となるように前記可変減圧弁の制限値を制御する。
【００１１】
（４）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、ブームを駆動するブーム用油圧シリンダと、前記ブームの動作を指示する操作装置と、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプから前記ブーム用油圧シリンダへの圧油の流れを制御するオープンセンタ形の第１ブーム用方向切換弁とを備え、前記第１ブーム用方向切換弁は、ブーム下げ側ストロークの中間位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より大きく、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より小さくなるか若しくはセンタバイパス油路が全閉する特性を有する建設機械の油圧駆動装置において、ブーム下げ側ストロークの中間位置だけでなく最大位置でも、センタバイパス油路の開口面積がメータイン油路の開口面積より大きくなる特性を有するオープンセンタ形の第２ブーム用方向切換弁と、前記第１ブーム用方向切換弁及び前記第２ブーム用方向切換弁のうちのいずれか一方を選択し、この選択したブーム用方向切換弁を前記操作装置の操作に応じて駆動させる方向切換弁選択手段と、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力を検出又は導入し、この圧力が予め設定された閾値以上であるかどうかを判定する圧力判定手段と、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記第２のブーム用方向切換弁が選択されるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１のブーム用方向切換弁が選択されるように、前記方向切換弁選択手段を制御する制御手段とを備える。
【００１２】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記方向切換弁選択手段は、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を前記第１ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第１パイロット油路と、前記操作装置のブーム下げ操作に応じて生成した操作パイロット圧を前記第２ブーム用方向切換弁の受圧部へ出力する第２パイロット油路と、前記第１パイロット油路及び前記第２パイロット油路のうちのいずれか一方を選択するパイロット油路選択手段とを有し、前記制御手段は、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値未満である場合は、前記第２パイロット油路が選択されるように、前記ブーム用油圧シリンダにおけるブーム下げ動作時の給油側圧力が前記閾値以上である場合は、前記第１パイロット油路が選択されるように、前記パイロット油路選択手段を制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ブーム下げ動作時のブーム用油圧シリンダが駆動圧を必要とする状態を検出してブーム方向切換弁の操作特性を自動的に切替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の適用対象である小型の油圧ショベルの構造を表す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置の要部構成を表す油圧回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるブーム用方向切換弁の操作特性を表す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるブーム用油圧シリンダのロット側圧力とブーム用方向切換弁に入力される操作パイロット圧の経時変化を一例として表す図である。
【図５】本発明の一変形例における油圧ショベルの油圧駆動装置の要部構成を表す油圧回路図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置の要部構成を表す油圧回路図である。
【図７】本発明の他の変形例における油圧ショベルの油圧駆動装置の要部構成を表す油圧回路図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置の要部構成を表す油圧回路図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における第２ブーム用方向切換弁の操作特性を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本発明の適用対象である小型の油圧ショベルの構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて運転者が運転席に着座した場合における運転者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００１７】
この図１において、油圧ショベルは、左右の履帯（クローラ）１を備えた下部走行体２と、この下部走行体２の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、この上部旋回体３の基礎下部構造をなす旋回フレーム４と、この旋回フレーム４の前部に水平方向に回動可能に取り付けられたスイングポスト５と、このスイングポスト５に上下方向に回動可能に（俯仰可能に）取り付けられた多関節型のフロント作業機６と、旋回フレーム４上の左側に設けられたキャノピータイプの運転室７と、旋回フレーム４上の運転室７以外の大部分を覆う複数のカバー８とを備えている。上部旋回体３のカバー８内には、エンジン等の機器が搭載されている。
【００１８】
下部走行体２は、略Ｈ字形状のトラックフレーム９と、このトラックフレーム９の左右両側の後端近傍に回転可能に支持された左右の駆動輪１０と、これら左右の駆動輪１０をそれぞれ駆動する左右の走行用油圧モータ１１と、トラックフレーム９の左右両側の前端近傍に回転可能に支持され、履帯１を介し駆動輪１０の駆動力でそれぞれ回転される左右の従動輪（アイドラ）１２とを備えている。
【００１９】
トラックフレーム９の前側には、排土用のブレード１３が上下動可能に設けられており、ブレード１３は、ブレード用油圧シリンダ１４により上下動するようになっている。また、トラックフレーム９の中央部と旋回フレーム４との間には、旋回輪（図示せず）が設けられており、この旋回輪の径方向内側には、トラックフレーム９に対し旋回フレーム４を旋回させる旋回用油圧モータ１５が設けられている。
【００２０】
スイングポスト５は、垂直ピン（図示せず）を介して旋回フレーム４に対し水平方向に回動可能となっている。そして、スイング用油圧シリンダ１６によりスイングポスト５が水平方向に回動し、これによってフロント作業機６が左右にスイングするようになっている。
【００２１】
フロント作業機６は、スイングポスト５に回動可能に連結されたブーム１７と、このブーム１７の先端部に回動可能に結合されたアーム１８と、このアーム１８の先端部に回動可能に結合されたバケット１９とを備えている。そして、ブーム１７、アーム１８、及びバケット１９は、ブーム用油圧シリンダ２０、アーム用油圧シリンダ２１、及びバケット用油圧シリンダ２２により動作するようになっている。なお、バケット１９は、オプションアタッチメント（例えばクラッシャ等）と交換可能になっている。
【００２２】
運転室７には、運転者が着座する運転席（座席）２３が設けられている。運転席２３の前方には、左右の走行用油圧モータ１１をそれぞれ駆動し油圧ショベルの前進又は後進走行等をさせるための手でも足でも操作可能な左右の走行用操作レバー２４が設けられている。左の走行用操作レバー２４のさらに左側の足元部分には、オプション用油圧アクチュエータを駆動させるためのオプション用操作ペダル（図示せず）が設けられ、右の走行用操作レバー２４のさらに右側の足元部分には、スイング用油圧シリンダ１６を駆動しスイングポスト５（言い換えればフロント作業機６全体）を左右にスイングさせるためのスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。
【００２３】
運転席２３の左側には、左側又は右側に操作することで旋回用油圧モータ１５を駆動し上部旋回体３を左側又は右側に旋回させるとともに、前側又は後側に操作することでアーム用油圧シリンダ２１を駆動しアーム１８をダンプ又はクラウドさせる十字操作式の旋回・アーム用操作レバー２５と、パイロットポンプ２６（後述の図２参照）からの元圧を遮断可能な誤操作防止用のロックレバー２７とが設けられている。運転席２３の右側には、左側又は右側に操作することでバケット用油圧シリンダ２２を駆動しバケット１９をクラウド又はダンプさせるとともに、前側又は後側に操作することでブーム用油圧シリンダ２０を駆動しブーム１７を下げ又は上げさせる十字操作式のバケット・ブーム用操作レバー２８（後述の図２参照）と、ブレード用油圧シリンダ１４を駆動しブレード１３を上下動させるためのブレード用操作レバー（図示せず）とが設けられている。
【００２４】
上述した左右の履帯１、上部旋回体３、スイングポスト５、ブレード１３、ブーム１７、アーム１８、及びバケット１９は、油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置により駆動される被駆動部材を構成している。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置のうち、ブーム１７に係わる要部構成を表す油圧回路図である。
【００２６】
この図２において、油圧駆動装置は、エンジン（図示せず）によって駆動する油圧ポンプ２９及びパイロットポンプ２６と、前後方向に操作することでブーム１７の動作（動作方向及び速度）を指示し左右方向に操作することでバケット１９の動作を指示する操作レバー２８を有する油圧パイロット方式の操作装置３０と、操作レバー２８の前後方向の操作に応じて油圧ポンプ２９からブーム用油圧シリンダ２０への圧油の流れ（流れ方向及び流量）を制御するオープンセンタ形のブーム用方向切換弁３１とを備えている。また、操作レバー２５の左右方向の操作に応じて油圧ポンプ２９から旋回用油圧モータ１５への圧油の流れを制御するオープンセンタ形の旋回用方向切換弁３２と、操作レバー２８の左右方向の操作に応じて油圧ポンプ２９からバケット用油圧シリンダ２２への圧油の流れを制御するオープンセンタ形のバケット用方向切換弁３３とを備えており、旋回用方向切換弁３２、ブーム用方向切換弁３１、及びバケット用方向切換弁３３はその順序で直列接続されている。
【００２７】
操作装置３０は、操作レバー２８の前後方向の操作量に応じてパイロットポンプ２６からの１次パイロット圧を減圧した操作パイロット圧（２次パイロット圧）を出力する一対の減圧弁３４ａ，３４ｂを有している。そして、例えば操作レバー２８を後側（図２中左側）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁３４ａで生成された操作パイロット圧がパイロットライン３５を介してブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ａへ出力される。これにより、操作レバー２８の操作量に比例して、ブーム用方向切換弁３１のスプールが中立位置から図２中下側（いわゆるブーム上げ側）の作動位置へ向かうようにストロークする。一方、例えば操作レバー２８を前側（図２中右側）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧がパイロット回路３７（詳細は後述）を介しブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力される。これにより、操作レバー２８の操作量に比例して、ブーム用方向切換弁３１のスプールが中立位置から図２中上側（いわゆるブーム下げ側）の作動位置へ向かうようにストロークするようになっている。
【００２８】
ブーム用方向切換弁３１は、センタバイパス油路Ａ、メータイン油路（送り側油路）Ｂ１，Ｂ２、及びメータアウト油路（戻り側油路）Ｃ１，Ｃ２を有し、これら油路Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２は、スプールのストローク量に応じて開口面積を変化させる可変絞りを構成している。詳細には、中立位置にて、センタバイパス油路Ａが全開し、メータイン油路及びメータアウト油路が全閉する。このとき、油圧ポンプ２９からの圧油がブーム用油圧シリンダ２０へ供給されずタンクに戻される。そして、ブーム上げ側の作動位置へ向かうようにストロークすると、そのストローク量に応じてメータイン油路Ｂ１（詳細には、油圧ポンプ２９からの圧油をブーム用油圧シリンダ２０のボトム側に供給する油路）及びメータアウトＣ１（詳細には、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側からの油をタンクに戻す油路）の開口面積が増加する一方でセンタバイパス油路Ａの開口面積が減少し、ストローク最大位置にてセンタバイパス油路が全閉する。これにより、ストローク量に応じた油量がブーム用油圧シリンダ２０のボトム側に供給され、ブーム用油圧シリンダ２０が伸長して、ブーム１７の上げ動作が行えるようになっている。
【００２９】
一方、ブーム下げ側の作動位置へ向かうようにストロークすると、そのストローク量に応じてメータイン油路Ｂ２（詳細には、油圧ポンプ２９からの圧油をブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給する油路）及びメータアウト油路Ｃ２（詳細には、ブーム用油圧シリンダ２０のボトム側からの油をタンクに戻す油路）の開口面積が増加する一方でセンタバイパス油路Ａの開口面積が減少する。これにより、ストローク量に応じた油量がブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給され、ブーム用油圧シリンダ２０が縮短して、ブーム１７の下げ動作が行えるようになっている。なお、本実施形態では、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路Ａが全閉しないで、若干開口するようになっている。これは、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側の面積とボトム側の面積との差によって、ブーム１７の下げ動作が上げ動作より速くなりすぎないようにするためである。
【００３０】
上述したブーム用方向切換弁３１におけるブーム下げ側のストローク量と開口面積との関係を図３に示す。この図３において、横軸は、ブーム下げ側のストローク量を表し、縦軸は、センタバイパス油路Ａ、メータイン油路Ｂ２、メータアウト油路Ｃ２の開口面積を表している。
【００３１】
図３に示すように、ブーム下げ側ストロークの中間位置Ｌ１では、センタバイパス油路Ａの開口面積がメータイン油路Ｂ２の開口面積より例えば１０倍程度に大きくなっているので、メータイン油路Ｂ２の流量（言い換えれば、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給する流量）が比較的少なくなっている。一方、ブーム下げ側ストロークの最大位置Ｌ２では、センタバイパス油路Ａの開口面積がメータイン油路Ｂ２の開口面積より例えば１／５程度に小さくなっているので、メータイン油路Ｂ２の流量が比較的多くなっている。
【００３２】
前述の図２に戻り、パイロット回路３７は、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧をそのままブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力するパイロット油路３８ａと、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧を減圧弁３９で減圧してブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力するパイロット油路３８ｂと、これらパイロット油路３８ａ，３８ｂのうちのいずれか一方を選択するための電磁式切換弁４０とを有している。
【００３３】
また、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力（言い換えれば、ブーム１７の下げ動作時の給油側圧力）を検出する圧力センサ４１と制御装置４２が設けられており、制御装置４２は、圧力センサ４１からの検出信号を入力し、これに基づき切換弁４０を駆動制御するようになっている。すなわち、制御装置４２は、圧力センサ４１で検出されたブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が予め設定された閾値以上であるかどうか判定することにより、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧（ロッド側の高圧油圧）を必要とする状態にあるか否かを判断する。なお、閾値としては、掘削開始時などに生じるロッド側の負荷圧よりも若干低めの値が設定されている。
【００３４】
そして、例えばロッド側圧力が閾値未満であると判定した場合（すなわち、駆動圧を必要としない状態であると判断した場合）は、切換弁４０のソレノイド部に駆動信号を出力せず、切換弁４０を図２中右側の切換位置とする。これにより、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧がパイロット油路３８ｂを介して（言い換えれば、減圧弁３９を介して）ブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力される。その結果、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置（言い換えれば、操作レバー２８を前側にフル操作したときのストローク位置）は、前述の図３で示した中間位置Ｌ１に設定される。
【００３５】
一方、例えばロッド側圧力が閾値以上であると判定した場合（すなわち、駆動圧を必要とする状態であると判断した場合）は、切換弁４０のソレノイド部に駆動信号を出力し、切換弁４０を図２中左側の切換位置とする。これにより、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧がパイロット油路３８ａを介して（言い換えれば、減圧弁３９を介さないで）ブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力される。その結果、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置は、前述の図３で示した最大位置Ｌ２に設定される。
【００３６】
次に、本実施形態の動作を、図４を参照しつつ説明する。図４は、ブーム用油圧シリンダ２０のロット側圧力とブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂに入力される操作パイロット圧の経時変化を一例として表す図である。
【００３７】
例えば掘削作業時にブーム１４の下げ動作を意図して運転者が操作レバー２８前側にフル操作すると（時間ｔ１）、バケット１９が接地しないで空中に位置する間（時間ｔ１〜ｔ２）、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が閾値より小さいため、切換弁４０の切換位置によってパイロット油路３８ｂが選択される。すなわち、操作パイロット圧が制限されて、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置は中間位置Ｌ１となる。これにより、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給する油量が比較的少なくなり、ロッド側圧力が小さいままとなる。その結果、フロント作業機６の自重によってブーム用油圧シリンダ２０が駆動し、油圧ポンプ２９の動力を低減することができる。
【００３８】
その後、バケット１９が接地して掘削を開始しようとすると（時間ｔ２以降）、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が増加する。そして、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が閾値に達すると、制御装置４２からの駆動信号によって切換弁４０の切換位置が切換えられて、パイロット油路３８ａが選択される。すなわち、操作パイロット圧が制限されず、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置は最大位置Ｌ２となる。これにより、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給する油量が比較的多くなり、ロッド側圧力がさらに上昇する。その結果、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に駆動圧が発生して、力強い下げ動作を行うことができる。
【００３９】
このようにして本実施形態においては、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態を検出してブーム方向切換弁３１の操作特性を自動的に切替えることができる。そのため、上記特許文献１に記載の従来技術のように手動スイッチで切替える場合と比べて、運転者が煩わしく感じることもなく、作業効率を向上させることができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が予め設定された閾値以上であるかどうか判定することにより、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態にあるか否かを判断している。ここで、例えばブーム用油圧シリンダ２０のボトム側圧力（言い換えれば、ブーム１７の下げ動作時の排油側圧力）が予め設定された閾値未満であるかどうかを判定することにより、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態にあるか否かを判断するような方法も考えられる。しかし、このような場合には、以下のような改善の余地が存在する。すなわち、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０のボトム側圧力（背圧）は、ブーム用油圧シリンダ２０の動作速度（言い換えれば、ブーム１７の下げの動作速度）が速くなるほど、高くなる。そのため、例えばブーム用油圧シリンダ２０のボトム側圧力が閾値未満であって掘削開始状態にあると判断し、制御装置が切換弁４０を切換えてブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置を最大位置Ｌ２とし、力強い下げ動作が行えるようにしても、その後の掘削作業中に、ブーム１７の下げ動作速度が特定の速度以上になると、ブーム用油圧シリンダ２０のボトム側圧力が上昇して閾値以上となってしまい、ブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態であるにもかかわらず、制御装置が切換弁４０を切換えてブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置を中間位置Ｌ１としてしまう可能性がある。すなわち、ブーム１７の力強い下げ動作の速度が制限されることになる。これに対し、本実施形態においては、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が閾値以上であるかどうか判定することにより、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態にあるか否かを判断するので、ブーム１７の力強い下げ動作の速度を制限する必要が生じない。したがって、ブーム１７の下げ動作速度に関係なく、力強い下げ動作を行うことができる。
【００４１】
なお、上記第１の実施形態においては、パイロット油路３８ａ，３８ｂのうちのいずれか一方を選択するための電磁式切換弁４０と、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を検出する圧力センサ４１と、ロッド側圧力が閾値以上である場合に切換弁４０のソレノイド部へ駆動信号を出力する制御装置４２とを備えた電気的な構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば、図５に示す変形例のように、電磁式切換弁４０の代わりに、油圧パイロット式切換弁４３を設け、圧力センサ４１及び制御装置４２の代わりに、切換弁４３の受圧部に出力する油圧信号を生成する油圧パイロット式操作弁４４を設けてもよい。この操作弁４４は、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を導入する受圧部と、ロッド側圧力に対する閾値を設定するバネとを有している。そして、例えばロッド側圧力が閾値未満である場合は、操作弁４４が図中上側の切換位置となって切換弁４３の受圧部とタンクとを連通させ（すなわち、切換弁４３の受圧部に導出される油圧はタンク圧となって小さくなり）、これによって切換弁４３が図中右側の切換位置となってパイロット油路３８ｂを選択する。一方、例えばロッド側圧力が閾値以上である場合は、操作弁４３が図中下側の切換位置となって切換弁４３の受圧部とパイロットポンプ２６とを連通させ（すなわち、切換弁４３の受圧部に導出される油圧はポンプ圧となって大きくなり）、これによって切換弁４３が図中左側の位置となってパイロット油路３８ａを選択する。このような変形例においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、例えば、図示しないが他の変形例として、操作弁４４を設けず、切換弁４３Ａの受圧部にブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を導入し、切換弁４３Ａのバネによってロッド側圧力に対する閾値を設定するように構成してもよい。そして、例えばロッド側圧力が閾値未満である場合は、切換弁４３Ａが第１の切換位置（前述の図５で示す切換弁４３の右側の切換位置と同じ）となってパイロット油路３８ｂを選択する。一方、例えばロッド側圧力が閾値以上である場合は、操作弁４３Ａが第２の切換位置（前述の図５で示す切換弁４３の左側の切換位置と同じ）となってパイロット油路３８ａを選択する。このような変形例においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、上記第１の実施形態においては、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置として中間位置Ｌ１及び最大位置Ｌ２のうちのいずれか一方を選択するストローク制限可変手段として、パイロット油路３８ａ，３８ｂと、これらパイロット油路３８ａ，３８ｂのうちのいずれか一方を選択するための電磁式切換弁４０とを備えた構成を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変形例が考えられる。すなわち、例えば電気レバー方式の操作装置（詳細には、操作レバーの操作量に応じた電気操作信号を出力するもの）を備えた油圧ショベルに適用した場合には、操作装置からの電気操作信号を制限しないか若しくは制限するかを選択的に行う制御装置を備えた構成としてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００４４】
本発明の第２の実施形態を図６により説明する。本実施形態は、パイロット油路に可変減圧弁を設けた実施形態である。なお、本実施形態において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４５】
図６は、本実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置の要部構成を表す油圧回路図である。
【００４６】
本実施形態では、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧をブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力するパイロット油路４５と、このパイロット油路４５に設けられ、操作パイロット圧の最大値を制限するとともにその制限値が可変可能な電磁式可変減圧弁４６とを有している。
【００４７】
また、上記第１の実施形態と同様、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を検出する圧力センサ４１と制御装置４２が設けられており、制御装置４２は、圧力センサ４１で検出されたブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が予め設定された閾値以上であるかどうか判定することにより、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態にあるか否かを判断し、これに基づき可変減圧弁４６を制御するようになっている。
【００４８】
そして、例えばロッド側圧力が閾値未満であると判定した場合（すなわち、駆動圧を必要としない状態であると判断した場合）は、可変減圧弁４６のソレノイド部に駆動信号を出力しないので、可変減圧弁４６のバネによって予め設定された第１制限値となるように可変減圧弁４６の制限値を制御する。これにより、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧の最大値が第１制限値まで制限されてブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力される。その結果、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置は、前述の図３で示した中間位置Ｌ１に設定される。
【００４９】
一方、例えばロッド側圧力が閾値以上であると判定した場合（すなわち、駆動圧を必要とする状態であると判断した場合）は、可変減圧弁４６のソレノイド部に駆動信号を出力して、前記第１制限値より大きくなるように予め設定された第２制限値となるように可変減圧弁４６の制限値を制御する。これにより、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧の最大値が第２制限値まで制限されて（すなわち、通常、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧がそのまま）ブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力される。その結果、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストロークの制限位置は、前述の図３で示した最大位置Ｌ２に設定される。
【００５０】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態を検出してブーム方向切換弁３１の操作特性を自動的に切替えることができる。そのため、上記特許文献１に記載の従来技術のように手動スイッチで切替える場合と比べて、運転者が煩わしく感じることもなく、作業効率を向上させることができる。
【００５１】
なお、上記第２の実施形態においては、パイロット油路４５に設けられた電磁式可変減圧弁４６と、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を検出する圧力センサ４１と、ロッド側圧力が閾値以上である場合に可変減圧弁４６のソレノイド部へ駆動信号を出力する制御装置４２とを備えた電気的な構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば、図７に示す変形例のように、電磁式可変減圧弁４６の代わりに、油圧パイロット式可変減圧弁４７を設け、圧力センサ４１及び制御装置４２の代わりに、可変減圧弁４７の受圧部に出力する油圧信号を生成する油圧パイロット式操作弁４４を設けてもよい。この操作弁４４は、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を導入する受圧部と、そのロッド側圧力の閾値を設定するバネとを有している。そして、例えばロッド側圧力が閾値未満である場合は、操作弁４４が図中上側の切換位置となって可変減圧弁４７の受圧部とタンクとを連通させ（すなわち、可変減圧弁４７の受圧部に導出される油圧はタンク圧となって小さくなり）、これによって可変減圧弁４７の制限値が上記第１制限値となる。一方、例えばロッド側圧力が閾値以上である場合は、操作弁４３が図中下側の切換位置となって可変減圧弁４７の受圧部とパイロットポンプ２６とを連通させ（すなわち、可変減圧弁４７の受圧部に導出される油圧はポンプ圧となって大きくなり）、これによって可変減圧弁４７の制限値が上記第２制限値となる。このような変形例においても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
本発明の第３の実施形態を図８及び図９により説明する。本実施形態は、操作特性が互いに異なる第１ブーム用方向切換弁及び第２ブーム用方向切換弁を備え、これら第１ブーム用方向切換弁及び第２方向切換弁のうちのいずれか一方を選択するように構成した実施形態である。なお、本実施形態において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５３】
図８は、本実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置の要部構成を表す油圧回路図である。
【００５４】
本実施形態では、油圧駆動装置は、上述したオープンセンタ形のブーム用方向切換弁３１と、このブーム用方向切換弁３１とは操作特性が異なるオープンセンタ形のブーム用方向切換弁４８とを備えており、旋回用方向切換弁３２、ブーム用方向切換弁３１、ブーム用方向切換弁４８、及びバケット用方向切換弁３３はその順序で直列接続されている。
【００５５】
ブーム用方向切換弁４８は、センタバイパス油路Ｄ、メータイン油路（送り側油路）Ｅ１，Ｅ２、及びメータアウト油路（戻り側油路）Ｆ１，Ｆ２を有し、これら油路Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２は、スプールのストローク量に応じて開口面積を変化させる可変絞りを構成している。詳細には、中立位置にて、センタバイパス油路Ｄが全開し、メータイン油路及びメータアウト油路が全閉する。そして、図８中下側（いわゆるブーム上げ側）の作動位置へ向かうようにストロークすると、そのストローク量に応じてメータイン油路Ｅ１（詳細には、油圧ポンプ２９からの圧油をブーム用油圧シリンダ２０のボトム側に供給する油路）及びメータアウトＦ１（詳細には、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側からの油をタンクに戻す油路）の開口面積が増加する一方でセンタバイパス油路Ｄの開口面積が減少し、ストローク最大位置にてセンタバイパス油路が全閉する。
【００５６】
一方、図８中上側（いわゆるブーム下げ側）の作動位置へ向かうようにストロークすると、そのストローク量に応じてメータイン油路Ｅ２（詳細には、油圧ポンプ２９からの圧油をブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給する油路）及びメータアウト油路Ｆ２（詳細には、ブーム用油圧シリンダ２０のボトム側からの油をタンクに戻す油路）の開口面積が増加する一方でセンタバイパス油路Ａの開口面積が減少する。このとき、図９で示すように、ブーム下げ側ストロークの中間位置Ｌ３だけでなく最大位置Ｌ４でも、センタバイパス油路Ｄ１の開口面積がメータイン油路Ｅ２の開口面積より例えば１０倍程度に大きくなっているので、メータイン油路Ｅ２の流量が比較的少なくなっている。
【００５７】
そして、例えば操作レバー２８を後側（図８中左側）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁３４ａで生成された操作パイロット圧がパイロットライン３５を介してブーム用方向切換弁４８の受圧部４９ａへ出力される。これにより、操作レバー２８の操作量に比例して、ブーム用方向切換弁４８のスプールが中立位置から図８中下側（いわゆるブーム上げ側）の作動位置へ向かうようにストロークする。一方、例えば操作レバー２８を前側（図８中右側）に操作すると、その操作量に応じて減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧がパイロット回路５０へ出力される。
【００５８】
パイロット回路５０は、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧をブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力するパイロット油路５１ａと、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧をブーム用方向切換弁４８の受圧部４９ｂへ出力するパイロット油路５１ｂと、これらパイロット油路５１ａ，５１ｂのうちのいずれか一方を選択するための電磁式切換弁５２とを有している。
【００５９】
また、上記実施形態と同様、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を検出する圧力センサ４１と制御装置４２が設けられており、制御装置４２は、圧力センサ４１で検出されたブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力が予め設定された閾値以上であるかどうか判定することにより、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態にあるか否かを判断し、これに基づき切換弁５２を駆動制御するようになっている。
【００６０】
そして、例えばロッド側圧力が閾値未満であると判定した場合（すなわち、駆動圧を必要としない状態であると判断した場合）は、切換弁５２のソレノイド部に駆動信号を出力せず、切換弁５２を図中右側の切換位置とする。これにより、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧がパイロット油路５１ｂを介してブーム用方向切換弁４８の受圧部４９ｂへ出力される。これにより、操作レバー２８の操作量に比例して、ブーム用方向切換弁４８のスプールが中立位置から図８中上側（いわゆるブーム下げ側）の作動位置へ向かうようにストロークする。このとき、操作レバー２８を前側にフル操作して、ブーム用方向切換弁４８のブーム下げ側ストローク位置が最大位置Ｌ４となっても、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給する油量が比較的少ないため、ロッド側圧力が小さいままとなる。その結果、フロント作業機６の自重によってブーム用油圧シリンダ２０が駆動し、油圧ポンプ２９の動力を低減することができる。
【００６１】
一方、例えばロッド側圧力が閾値以上であると判定した場合（すなわち、駆動圧を必要とする状態であると判断した場合）は、切換弁５２のソレノイド部に駆動信号を出力し、切換弁５２を図中左側の切換位置とする。これにより、操作装置３０の減圧弁３４ｂで生成された操作パイロット圧がパイロット油路５１ａを介してブーム用方向切換弁３１の受圧部３６ｂへ出力される。これにより、操作レバー２８の操作量に比例して、ブーム用方向切換弁３１のスプールが中立位置から図８中上側（いわゆるブーム下げ側）の作動位置へ向かうようにストロークする。このとき、操作レバー２８を前側にフル操作して、ブーム用方向切換弁３１のブーム下げ側ストローク位置が最大位置Ｌ２となれば、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に供給する油量が比較的多くなるため、ロッド側圧力が上昇する。その結果、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側に駆動圧が発生して、力強い下げ動作を行うことができる。
【００６２】
以上のように構成された本実施形態においても、上記実施形態と同様、ブーム１７の下げ動作時のブーム用油圧シリンダ２０が駆動圧を必要とする状態を検出してブーム方向切換弁の操作特性を自動的に切替えることができる。そのため、上記特許文献１に記載の従来技術のように手動スイッチで切替える場合と比べて、運転者が煩わしく感じることもなく、作業効率を向上させることができる。
【００６３】
なお、上記第３の実施形態においては、パイロット油路５１ａ，５１ｂのうちのいずれか一方を選択するための電磁式切換弁５２と、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を検出する圧力センサ４１と、ロッド側圧力が閾値以上である場合に切換弁５２のソレノイド部へ駆動信号を出力する制御装置４２とを備えた電気的な構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば、図示しないが、電磁式切換弁５２の代わりに、油圧パイロット式切換弁を設け、圧力センサ４１及び制御装置４２の代わりに、その切換弁の受圧部に出力する油圧信号を生成する油圧パイロット式操作弁を設けてもよい。この操作弁は、ブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を導入する受圧部と、そのロッド側圧力の閾値を設定するバネとを有している。そして、例えばロッド側圧力が閾値未満である場合は、操作弁が第１の切換位置となって切換弁の受圧部とタンクとを連通させ（すなわち、切換弁の受圧部に導出される油圧はタンク圧となって小さくなり）、これによって切換弁が第１の切換位置となってパイロット油路５１ｂを選択する。一方、例えばロッド側圧力が閾値以上である場合は、操作弁が第２の切換位置となって切換弁の受圧部とパイロットポンプ２６とを連通させ（すなわち、切換弁の受圧部に導出される油圧はポンプ圧となって大きくなり）、これによって切換弁が第２の切換位置となってパイロット油路５１ａを選択する。このような変形例においても、上記第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、例えば、図示しないが他の変形例として、操作弁を設けず、切換弁の受圧部にブーム用油圧シリンダ２０のロッド側圧力を導入し、切換弁のバネによってロッド側圧力に対する閾値を設定するように構成してもよい。そして、例えばロッド側圧力が閾値未満である場合は、切換弁が第１の切換位置となってパイロット油路５１ｂを選択する。一方、例えばロッド側圧力が閾値以上である場合は、操作弁が第２の切換位置となってパイロット油路５１ａを選択する。このような変形例においても、上記第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、上記第３の実施形態においては、ブーム用方向切換弁３１，４８のうちのいずれか一方を選択する方向切換弁選択手段として、パイロット油路５１ａ，５１ｂと、これらパイロット油路５１ａ，５１ｂのうちのいずれか一方を選択するための電磁式切換弁５２とを備えた構成を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変形例が考えられる。すなわち、例えば電気レバー方式の操作装置を備えた油圧ショベルに適用した場合には、電気操作信号の出力先を選択する制御装置を備えた構成としてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、上記第１〜第３の実施形態及び変形例においては、ブーム用方向切換弁３１は、ブーム上げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路が全閉する一方で、ブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路が若干開口するような構造を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばブーム下げ側ストロークの最大位置にてセンタバイパス油路が全閉するような構造としてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００６７】
なお、以上においては、本発明の適用対象として小型の油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば中型や大型の油圧ショベルに適用してもよいし、他の建設機械に適用してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１７    ブーム
２０    ブーム用油圧シリンダ
２８    油圧ポンプ
３０    操作装置
３１    ブーム用方向切換弁
３８ａ  パイロット油路（ストローク制限可変手段）
３８ｂ  パイロット油路（ストローク制限可変手段）
３９    減圧弁（ストローク制限可変手段）
４０    電磁式切換弁（パイロット油路選択手段、ストローク制限可変手段）
４１    圧力センサ（圧力判定手段）
４２    制御装置（圧力判定手段、制御手段）
４３    油圧パイロット式切換弁（パイロット油路選択手段、ストローク制限可変手段）
４３Ａ  油圧パイロット式切換弁（パイロット油路選択手段、ストローク制限可変手段、圧力判定手段、制御手段）
４４    操作弁（圧力判定手段、制御手段）
４５    パイロット油路（ストローク制限可変手段）
４６    電磁式可変減圧弁（ストローク制限可変手段）
４７    油圧パイロット式可変減圧弁（ストローク制限可変手段）
４８    ブーム用方向切換弁
５１ａ  パイロット油路（方向切換弁選択手段）
５１ｂ  パイロット油路（方向切換弁選択手段）
５２    電磁式切換弁（パイロット油路選択手段、方向切換弁選択手段）
【図１】
2011106591.tif 000003
【図２】
2011106591.tif 000004
【図３】
2011106591.tif 000005
【図４】
2011106591.tif 000006
【図５】
2011106591.tif 000007
【図６】
2011106591.tif 000008
【図７】
2011106591.tif 000009
【図８】
2011106591.tif 000010
【図９】
2011106591.tif 000011