(57)【要約】【課題】複数の油圧アクチュエータを同時に操作する際の絞りによる作動油の流量制限を緩和し或いは撤廃可能な建設機械を提供すること。【解決手段】本発明の実施例に係るショベルは、ブームシリンダ７及び可変容量型油圧モータ４０の組み合わせで構成される第１複合型油圧アクチュエータＡ１、アームシリンダ８及び梃子の組み合わせで構成される第２複合型油圧アクチュエータＡ２、並びにバケットシリンダ９及び梃子の組み合わせで構成される第２複合型油圧アクチュエータＡ３を含む複数の油圧アクチュエータＡ１〜Ａ６と、それら複数の油圧アクチュエータＡ１〜Ａ６のそれぞれに共通の所定圧力の作動油を供給する油圧源とを有する。【選択図】図１
2015206240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダ及び梃子の組み合わせ、又は、油圧シリンダ及び可変容量型油圧モータの組み合わせで構成される複合型油圧アクチュエータを少なくとも１つ含む複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに共通の所定圧力の作動油を供給する油圧源と、を有する建設機械。
【請求項２】
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれは、前記共通の所定圧力の作動油を用いて、対応する作業要素を駆動する力を増減させる、
請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記複数の油圧アクチュエータのうちの１つは、油圧シリンダで構成される非複合型油圧アクチュエータあり、該非複合型油圧アクチュエータ以外の前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれは、前記共通の所定圧力の作動油を用いて、対応する作業要素を駆動する力を増減させる、
請求項１に記載の建設機械。
【請求項４】
前記複数の油圧アクチュエータは、可変容量型油圧モータを含む、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の建設機械。
【請求項５】
前記油圧シリンダ及び梃子の組み合わせで構成される複合型油圧アクチュエータは、前記油圧源との間に、前記共通の所定圧力の作動油の流れ方向を切り替える方向切替弁を含む、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定圧源、又は、供給圧の変動幅が小さい油圧源が供給する作動油を共用する複数の油圧アクチュエータを搭載する建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの油圧ポンプが吐出する作動油を共用する複数の油圧アクチュエータを搭載する建設機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような構成の建設機械は、２つの油圧アクチュエータを同時に動作させる場合、負荷が大きいほうの油圧アクチュエータが必要とするレベルまで作動油の圧力を高める。また、負荷が小さいほうの油圧アクチュエータを流れる作動油の流量を絞りで制限する。負荷が小さいほうの油圧アクチュエータに作動油のほとんどが流入してしまうのを防止するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平４−３９８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、絞りによる作動油の流量制限は圧力損失を引き起こす。これは、油圧エネルギを熱エネルギとして無駄に消費することを意味する。
【０００６】
上述に鑑み、複数の油圧アクチュエータを同時に操作する際の絞りによる作動油の流量制限を緩和し或いは撤廃可能な建設機械を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例に係る建設機械は、油圧シリンダ及び梃子の組み合わせ、又は、油圧シリンダ及び可変容量型油圧モータの組み合わせで構成される複合型油圧アクチュエータを少なくとも１つ含む複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに共通の所定圧力の作動油を供給する油圧源とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、複数の油圧アクチュエータを同時に操作する際の絞りによる作動油の流量制限を緩和し或いは撤廃可能な建設機械を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係るショベルの構成例を示す側面図である。
【図２】図１のショベルに搭載される油圧駆動システムの概略図である。
【図３】第１複合型油圧アクチュエータの構成例を示す概略図である。
【図４】ブームを上下動させる際にブームに作用するトルクを示す概略図である。
【図５】ブーム上下動処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第１複合型油圧アクチュエータの別の構成例を示す概略図である。
【図７】ブームを上下動させる際にブームに作用するトルクを示す概略図である。
【図８】油圧モータの斜板が逆傾転側に傾転されているときのシリンダトルク及びモータトルクの関係を示す図である。
【図９】第２複合型油圧アクチュエータの構成例を示す概略図である。
【図１０】図９の第２複合型油圧アクチュエータのメインシリンダを最収縮状態から最伸張状態まで伸張させたときの出力ストローク及びアクチュエータ推力を示す。
【図１１】アーム開閉処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第２複合型油圧アクチュエータの別の構成例を示す概略図である。
【図１３】本発明の実施例に係るショベルの別の構成例を示す側面図である。
【図１４】本発明の実施例に係るショベルに搭載可能な補助アタッチメントの構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本発明の実施例に係る建設機械の構成例を示す側面図である。建設機械としてのショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの１例である掘削アタッチメントを構成し、複合型油圧アクチュエータＡ１〜Ａ３によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン等の動力源及びコントローラ３０が搭載される。
【００１１】
複合型油圧アクチュエータＡ１〜Ａ３は、油圧シリンダ及び梃子の組み合わせ、又は、油圧シリンダ及び可変容量型油圧モータの組み合わせで構成される油圧アクチュエータである。本実施例では、複合型油圧アクチュエータＡ１は、ブームシリンダ７と可変容量型油圧モータ４０の組み合わせで構成される第１複合型油圧アクチュエータである。また、複合型油圧アクチュエータＡ２は、アームシリンダ８と梃子機構の組み合わせで構成される第２複合型油圧アクチュエータである。また、複合型油圧アクチュエータＡ３は、バケットシリンダ９と梃子機構の組み合わせで構成される第２複合型油圧アクチュエータである。なお、複合型油圧アクチュエータの詳細については後述する。
【００１２】
また、複合型油圧アクチュエータＡ１〜Ａ３は、所定圧力の作動油の供給を受けて所定の調整幅を有する推力又はトルクを出力する。すなわち、複合型油圧アクチュエータＡ１〜Ａ３は、一定圧の作動油を利用しながら出力としての推力又はトルクを所定の調整範囲内で変化させることができる。そのため、複合型油圧アクチュエータＡ１〜Ａ３は、見掛け上、油圧シリンダのピストンの受圧面積を変化させたときと同様の効果をもたらす。
【００１３】
また、油圧アクチュエータＡ４は、下部走行体１を走行させるための左側走行用油圧モータ１Ｌで構成される非複合型油圧アクチュエータである。本実施例では、左側走行用油圧モータ１Ｌは、レギュレータを有する片側斜板式可変容量型油圧モータである。レギュレータは、左側走行用油圧モータ１Ｌの斜板を傾転させる機構であり、コントローラ３０からの制御信号に応じて傾転角を変化させる。斜板は、正傾転側にのみ傾転可能である。
【００１４】
また、油圧アクチュエータＡ５は、下部走行体１を走行させるための右側走行用油圧モータ１Ｒで構成される非複合型油圧アクチュエータである。なお、油圧アクチュエータＡ５の構成は、油圧アクチュエータＡ４と同じである。
【００１５】
また、油圧アクチュエータＡ６は、上部旋回体３を旋回させるための旋回用油圧モータ２１で構成される非複合型油圧アクチュエータである。本実施例では、旋回用油圧モータ２１は、レギュレータを有する両側斜板式可変容量型の旋回用油圧モータである。レギュレータは、旋回用油圧モータ２１の斜板を傾転させる機構であり、コントローラ３０からの制御信号に応じて傾転角を変化させる。斜板は、正傾転側及び逆傾転側に傾転可能である。
【００１６】
また、非複合型油圧アクチュエータＡ４〜Ａ６は、所定圧力の作動油の供給を受けて所定の調整幅を有するトルクを出力する。すなわち、非複合型油圧アクチュエータＡ４〜Ａ６は、一定圧の作動油を利用しながら出力としてのトルクを所定の調整範囲内で変化させることができる。
【００１７】
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。本実施例では、コントローラ３０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵに実行させて各種機能を実現する。
【００１８】
次に、図２を参照し、図１のショベルに搭載される油圧駆動システムについて説明する。なお、図２は、図１のショベルに搭載される油圧駆動システムの概略図である。
【００１９】
本実施例では、油圧駆動システムは、主に、油圧ポンプ１４、作動油タンクＴ、油圧源Ｈ１、方向切替弁Ｖ１〜Ｖ５、複合型油圧アクチュエータＡ１〜Ａ３、非複合型油圧アクチュエータＡ４〜Ａ６を含む。
【００２０】
油圧ポンプ１４は、所定圧力の作動油を継続的に供給可能な油圧源の一例である。本実施例では、油圧ポンプ１４は、可変容量型油圧ポンプであり、吐出圧が所定圧力となるように作動油の吐出量を変化させる。また、油圧ポンプ１４は、一定の回転数で回転するようエンジンによって駆動される。なお、油圧ポンプ１４は、回転数可変であってもよい。
【００２１】
油圧源Ｈ１は、所定圧力の作動油を蓄積・放出可能な装置であり、管路Ｄ１内の作動油の圧力が所定圧力となるように作動油を蓄積し或いは放出する。本実施例では、油圧源Ｈ１は、アキュムレータである。
【００２２】
方向切替弁Ｖ１〜Ｖ５は、対応する油圧アクチュエータＡ１〜Ａ５を流れる作動油の流れ方向を切り替える弁である。本実施例では、方向切替弁Ｖ１〜Ｖ５は、４ポート３位置のスプール弁であり、コントローラ３０からの制御指令に応じて動作する。また、方向切替弁Ｖ１〜Ｖ５は、第１方向に作動油が流れるようにする第１位置、作動油の流れを遮断する第２位置、及び、第１方向とは逆の第２方向に作動油が流れるようにする第３位置を有する。なお、図２の括弧内の数字１〜３は、方向切替弁Ｖ１〜Ｖ５のそれぞれの弁位置を表す。また、方向切替弁Ｖ１〜Ｖ５は、第２位置以外にあるときの各ポートの開口面積を常に最大とし、流量調節用の絞りを構成しない。油圧アクチュエータＡ１〜Ａ５は何れも一定圧の作動油を利用しながら出力としての推力又はトルクを所定の調整範囲内で変化させることができるためであり、負荷圧力の差を絞りで調整する必要がないためである。但し、方向切替弁Ｖ１〜Ｖ５は、対応する油圧アクチュエータＡ１〜Ａ５の出力調整幅が小さい場合には、スプールの移動量に応じて各ポートの開口面積を変化させることで流量調整用の絞りを構成してもよい。
【００２３】
複合型油圧アクチュエータＡ１は、ブーム４を上下動させるための油圧アクチュエータである。ブーム４を上昇させる場合、コントローラ３０は、方向切替弁Ｖ１を第１位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室と油圧モータ４０の一方のポートに作動油を流入させる。また、ブーム４を下降させる場合、コントローラ３０は、方向切替弁Ｖ１を第３位置とし、ブームシリンダ７のロッド側油室と油圧モータ４０の他方のポートに作動油を流入させる。また、複合型油圧アクチュエータＡ１は、ブームシリンダ７として単動シリンダが採用される場合には、方向切替弁Ｖ１を必要としない。なお、方向切替弁Ｖ１を含む構成、及び、方向切替弁Ｖ１を省略する構成のそれぞれの詳細については後述する。
【００２４】
複合型油圧アクチュエータＡ２は、アーム５を開閉させるための油圧アクチュエータである。アーム５を閉じる場合、コントローラ３０は、梃子機構の梃子比を調節し、且つ、方向切替弁Ｖ２を第１位置とし、アームシリンダ８のボトム側油室に作動油を流入させる。また、アーム５を開く場合、コントローラ３０は、梃子機構の梃子比を調節し、且つ、方向切替弁Ｖ２を第３位置とし、アームシリンダ８のロッド側油室に作動油を流入させる。なお、複合型油圧アクチュエータＡ２の梃子機構の詳細については後述する。
【００２５】
複合型油圧アクチュエータＡ３は、バケット６を開閉させるための油圧アクチュエータである。バケット６を閉じる場合、コントローラ３０は、梃子機構の梃子比を調節し、且つ、方向切替弁Ｖ３を第１位置とし、バケットシリンダ９のボトム側油室に作動油を流入させる。また、バケット６を開く場合、コントローラ３０は、梃子機構の梃子比を調節し、且つ、方向切替弁Ｖ３を第３位置とし、バケットシリンダ９のロッド側油室に作動油を流入させる。なお、複合型油圧アクチュエータＡ３の梃子機構の詳細については後述する。
【００２６】
非複合型油圧アクチュエータＡ４は、下部走行体１の左側クローラを前後に回転させるための油圧アクチュエータである。左側クローラを前方に回転させる場合、コントローラ３０は、方向切替弁Ｖ４を第１位置とし、左側走行用油圧モータ１Ｌの第１ポート１Ｌ１に作動油を流入させる。また、左側クローラを後方に回転させる場合、コントローラ３０は、方向切替弁Ｖ４を第３位置とし、左側走行用油圧モータ１Ｌの第２ポート１Ｌ２に作動油を流入させる。
【００２７】
非複合型油圧アクチュエータＡ５は、下部走行体１の右側クローラを前後に回転させるための油圧アクチュエータである。右側クローラを前方に回転させる場合、コントローラ３０は、方向切替弁Ｖ５を第１位置とし、右側走行用油圧モータ１Ｒの第１ポート１Ｒ１に作動油を流入させる。また、右側クローラを後方に回転させる場合、コントローラ３０は、方向切替弁Ｖ５を第３位置とし、右側走行用油圧モータ１Ｒの第２ポート１Ｒ２に作動油を流入させる。
【００２８】
非複合型油圧アクチュエータＡ６は、上部旋回体３を旋回させるための油圧アクチュエータである。上部旋回体３を右回りに旋回させる場合、コントローラ３０は、旋回用油圧モータ２１の斜板を正傾転側へ傾転させる。また、上部旋回体３を左回りに旋回させる場合、コントローラ３０は、旋回用油圧モータ２１の斜板を逆傾転側へ傾転させる。なお、非複合型油圧アクチュエータＡ６は、片側斜板式可変容量型の旋回用油圧モータと方向切替弁の組み合わせで構成されてもよい。
【００２９】
上述の構成により、油圧駆動システムは、油圧アクチュエータＡ１〜Ａ６の少なくとも２つを同時に操作する際（複合操作の際）の絞りによる作動油の流量制限を緩和し或いは撤廃する。そのため、絞りでの圧力損失を低減或いは消失させることができ、油圧エネルギの効率的な利用を実現できる。
【００３０】
また、油圧駆動システムは、複合操作の際の負荷圧力の差を絞りで調整する必要がないため、油圧アクチュエータの追加を容易にする。すなわち、管路Ｄ１に接続される油圧アクチュエータの数を増やしたとしても制御が複雑になることはない。
【００３１】
また、油圧駆動システムは、油圧アクチュエータＡ１〜Ａ６の何れかの駆動中に、管路Ｄ１内の作動油の圧力を上昇させる傾向を有する外力（駆動方向とは逆向きの力）が作用した場合には、その作動油の圧力上昇を油圧源Ｈ１で吸収させる。また、油圧アクチュエータＡ１〜Ａ６の少なくとも２つを同時に駆動している際に、管路Ｄ１内の作動油の圧力を上昇させる傾向を有する外力が油圧アクチュエータＡ１〜Ａ６のうちの１つに作用した場合には、その作動油の圧力上昇を、油圧アクチュエータＡ１〜Ａ６のうちの別の１つに吸収させてもよい。そのため、エネルギの回生、保持（蓄積）、再使用を効率的に実現できる。
【００３２】
次に、図３を参照し、油圧シリンダ及び可変容量型油圧モータの組み合わせで構成される第１複合型油圧アクチュエータの構成例について説明する。なお、図３は、第１複合型油圧アクチュエータＡ１の構成例を示す概略図である。第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、ブーム４を上下動させるための油圧アクチュエータであり、主に、ブームシリンダ７、油圧ポンプ１４、及び油圧モータ４０を含む。ブーム４は、連結ピン４ａを介してブームシリンダ７に連結され、ブームフートピン４ｂを介して上部旋回体３に連結される。そのため、ブーム４は、ブームフートピン４ｂの回りを回動可能である。
【００３３】
ブームシリンダ７は、シリンダ部７Ｃ及びロッド部７Ｒで構成される単動シリンダである。また、シリンダ部７Ｃの下端は連結ピン３ａを介して上部旋回体３に連結され、ロッド部７Ｒの上端は連結ピン４ａを介してブーム４に連結される。
【００３４】
油圧モータ４０は、レギュレータ４０ａを有する両側斜板式可変容量型油圧モータである。レギュレータ４０ａは、油圧モータ４０の斜板を傾転させる機構であり、コントローラ３０からの制御指令に応じて傾転角を変化させる。斜板は、正傾転側及び逆傾転側に傾転可能である。図３において斜板が正傾転側に傾転している場合、油圧モータ４０の第１ポート４０ｂに流入する作動油は油圧モータ４０を時計回りに回転させ、油圧モータ４０の第２ポート４０ｃに流入する作動油は油圧モータ４０を反時計回りに回転させる。反対に、斜板が逆傾転側に傾転している場合、油圧モータ４０の第１ポート４０ｂに流入する作動油は油圧モータ４０を反時計回りに回転させ、油圧モータ４０の第２ポート４０ｃに流入する作動油は油圧モータ４０を時計回りに回転させる。なお、図３は、斜板が正傾転側に傾転された状態を示す。
【００３５】
また、油圧モータ４０は、そのモータ軸がブーム４に連結される。具体的には、油圧モータ４０は、そのモータ軸の回転がブーム４のブームフートピン４ｂ回りの回動に機械的に変換されるようにブーム４に直結され或いはギア等を介してブーム４に連結される。本実施例では、油圧モータ４０が時計回りに回転するとブーム４が上昇し、油圧モータ４０が反時計回りに回転するとブーム４が下降する。
【００３６】
油圧ポンプ１４は、所定圧力の作動油を継続的に供給可能な油圧源の一例である。本実施例では、油圧ポンプ１４は、可変容量型油圧ポンプであり、吐出圧が所定圧力となるように作動油の吐出量を変化させる。なお、油圧源は、アキュムレータであってもよい。
【００３７】
本実施例では、油圧ポンプ１４は、管路Ｄ１及び管路Ｄ２を通じてブームシリンダ７のシリンダ部７Ｃにおける油室７Ｃａに所定圧力の作動油を流入させる。また、油圧ポンプ１４は、管路Ｄ１及び管路Ｄ３を通じて油圧モータ４０の第１ポート４０ｂに所定圧力の作動油を流入させる。油圧モータ４０は、第２ポート４０ｃ及び管路Ｄ４を通じて作動油タンクＴに作動油を排出する。
【００３８】
次に、ブーム４に作用する各種トルクについて説明する。ブーム４には、主に、アタッチメントの重量によるブーム４のブームフートピン４ｂ回りの重力トルクＴ１と、第１複合型油圧アクチュエータＡ１が生成するトルクＴ２（以下、「アクチュエータトルクＴ２」とする。）とが作用する。なお、図３において、ブームフートピン４ｂから距離Ｒの位置に力の作用点Ｐ１を設定すると、重力トルクＴ１は力Ｆ１×Ｒで表され、アクチュエータトルクＴ２は力Ｆ２×Ｒで表されるが、以下では、便宜上、点Ｐ１に作用する力Ｆ１を重力トルクＴ１とし、点Ｐ１に作用する力Ｆ２をアクチュエータトルクＴ２とする。なお、アタッチメントの重量は、ブーム４、アーム５、バケット６、バケット６内の土砂のそれぞれの重量を含む。また、アクチュエータトルクＴ２は、ブームシリンダ７が生成するブームフートピン４ｂ回りのトルク（以下、「シリンダトルク」とする。）Ｔ３と、油圧モータ４０が生成するブームフートピン４ｂ回りのトルク（以下、「モータトルク」とする。）Ｔ４とを含む合成トルクである。
【００３９】
また、ブームシリンダ７がブーム４の連結ピン４ａに及ぼす推力Ｆｃは、所定圧力の作動油を利用する限り一定である。そのため、シリンダトルクＴ３の変動幅は小さい。なお、図３において、連結ピン４ａとブームフートピン４ｂとの間の距離をＲ３とし、推力Ｆｃの接線成分をＦ３とすると、シリンダトルクＴ３は力Ｆ３×Ｒ３で表されるが、以下では、便宜上、連結ピン４ａに作用する力Ｆ３をシリンダトルクＴ３とする。一方で、モータトルクＴ４は、油圧モータ４０の傾転角に応じて変化する。そのため、モータトルクＴ４の変動幅はシリンダトルクＴ３の変動幅よりも大きい。具体的には、正傾転側の傾転角が大きいほど、油圧モータ４０が時計回りに回転する際の油圧モータ１回転当たりの押し退け容積が大きくなり、時計回りのモータトルクＴ４は大きくなる。また、正傾転側の傾転角が小さいほど、油圧モータ４０が時計回りに回転する際の油圧モータ１回転当たりの押し退け容積が小さくなり、時計回りのモータトルクＴ４は小さくなる。同様に、逆傾転側の傾転角が大きいほど反時計回りのモータトルクＴ４は大きくなり、逆傾転側の傾転角が小さいほど反時計回りのモータトルクＴ４は小さくなる。
【００４０】
そして、コントローラ３０は、油圧モータ４０の傾転角を制御してアクチュエータトルクＴ２の向き及び大きさを調整し、重力トルクＴ１とアクチュエータトルクＴ２の合成トルク（以下、「駆動トルク」とする。）を調整することでブーム４を上下動させる。
【００４１】
具体的には、コントローラ３０は、重力トルクＴ１とアクチュエータトルクＴ２とが互いに逆向きで大きさが等しくなるようにして、すなわち、駆動トルクがゼロとなるようにしてブーム４を静止させる。
【００４２】
また、コントローラ３０は、アクチュエータトルクＴ２の大きさが逆向きの重力トルクＴ１の大きさより大きくなるようにしてブーム４を上昇させ、或いは、アクチュエータトルクＴ２の大きさが逆向きの重力トルクＴ１の大きさより小さくなるようにしてブーム４を下降させる。
【００４３】
上述の構成を用いてブーム４を上昇させるとき、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を正傾転側に傾転させる。そして、ブーム上昇中、ブームシリンダ７は伸張して油室７Ｃａに作動油を流入させる。また、油圧モータ４０は、第１ポート４０ｂで作動油を吸入し且つ第２ポート４０ｃで作動油を吐出して時計回りに回転する。このとき、油圧ポンプ１４は、吐出圧を所定圧力で維持するために吐出量を増大させる。
【００４４】
また、ブーム４を下降させるとき、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を逆傾転側に傾転させる。そして、ブーム下降中、ブームシリンダ７は収縮して油室７Ｃａから作動油を流出させる。油室７Ｃａから流出する作動油は油圧モータ４０の第１ポート４０ｂに向かう。また、油圧モータ４０は、第１ポート４０ｂで作動油を吸入し且つ第２ポート４０ｃで作動油を吐出して反時計回りに回転する。このとき、油圧ポンプ１４は、吐出圧を所定圧力で維持するために吐出量を増大させる。
【００４５】
次に、図４を参照し、ブーム４を上下動させる場合の重力トルクＴ１、アクチュエータトルクＴ２、シリンダトルクＴ３、及びモータトルクＴ４の関係について説明する。なお、図４は、ブーム４を上下動させる際にブーム４に作用するトルクを示す概略図である。具体的には、図４（Ａ）は、時計回りの大きな駆動トルクでブーム４を上昇させるときの状態を示し、図４（Ｂ）は、時計回りの小さな駆動トルクでブーム４を上昇させるときの状態を示す。また、図４（Ｃ）は、駆動トルクがほとんど作用しないときの状態を示し、図４（Ｄ）は、重力トルクＴ１よりも小さい反時計回りの駆動トルクでブーム４を下降させるときの状態を示す。また、図４（Ｅ）は、重力トルクＴ１でブーム４を自由落下させるときの状態を示し、図４（Ｆ）は、重力トルクＴ１よりも大きい反時計回りの駆動トルクでブーム４を下降させるときの状態を示す。なお、図４の点線で示される管路は、油圧モータ４０が吐出した作動油が流れる管路を表す。また、図４は、アクチュエータトルクＴ２を示すブロック矢印が太いほど、アクチュエータトルクＴ２の大きさが大きいことを表す。また、モータトルクＴ４を示す矢印が太いほど、モータトルクＴ４の大きさが大きいことを表す。
【００４６】
具体的には、ブーム４を上下動させる駆動トルクは、重力トルクＴ１とアクチュエータトルクＴ２との合成トルクである。そのため、重力トルクＴ１とアクチュエータトルクＴ２が互いに逆向きであり、且つ、重力トルクＴ１の大きさよりアクチュエータトルクＴ２の大きさが大きい場合、駆動トルクは、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すようにブーム４を上昇させる。また、重力トルクＴ１とアクチュエータトルクＴ２が互いに逆向きであっても、重力トルクＴ１の大きさよりアクチュエータトルクＴ２の大きさが小さい場合、駆動トルクは、図４（Ｄ）に示すようにブーム４を下降させる。
【００４７】
また、アクチュエータトルクＴ２の大きさがゼロの場合、駆動トルクは重力トルクＴ１に等しいため、図４（Ｅ）に示すように重力トルクＴ１による力でブーム４を下降させる。
【００４８】
また、重力トルクＴ１とアクチュエータトルクＴ２が同じ向きの場合、駆動トルクは、図４（Ｆ）に示すように、重力トルクＴ１による力よりも大きな力でブーム４を下降させる。
【００４９】
また、上述の通り、アクチュエータトルクＴ２は、シリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４との合成トルクである。また、ブームシリンダ７における油室７Ｃａの作動油の圧力が所定圧力で一定であるため、シリンダトルクＴ３は略一定である。そのため、アクチュエータトルクＴ２の増減は、主に、モータトルクＴ４を増減させることで実現される。
【００５０】
具体的には、図４（Ａ）に示すように時計回りの大きな駆動トルクでブーム４を上昇させる場合、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を正傾転側に大きく傾転させる。シリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４の合成トルクであるアクチュエータトルクＴ２の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさを大幅に上回るようにモータトルクＴ４を激増させるためである。この場合、油圧モータ４０の押し退け容積が大きいため、油圧モータ４０が時計回りに回転すると、油圧ポンプ１４は、作動油の圧力を所定圧力に維持するため、吐出量を大幅に増大させる。
【００５１】
また、図４（Ｂ）に示すように時計回りの小さな駆動トルクでブーム４を上昇させる場合、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を正傾転側に小さく傾転させる。シリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４の合成トルクであるアクチュエータトルクＴ２の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさを上回るようにモータトルクＴ４を増大させるためである。この場合、油圧モータ４０の押し退け容積は、図４（Ａ）のときより小さい。そのため、油圧モータ４０が時計回りに同じ角度だけ回転した場合であっても、油圧ポンプ１４の吐出量は、図４（Ａ）のときよりも小さい。
【００５２】
また、図４（Ｃ）に示すようにブーム４を静止させる場合、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を適切な角度に調整する。シリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４の合成トルクであるアクチュエータトルクＴ２が重力トルクＴ１と釣り合うようにモータトルクＴ４を調整するためである。具体的には、シリンダトルクＴ３の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさより大きい場合には、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を逆傾転側の適切な角度に調整する。互いに逆向きのシリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４の合成トルクであるアクチュエータトルクＴ２が重力トルクＴ１と釣り合うようにモータトルクＴ４を調整するためである。また、シリンダトルクＴ３の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさより小さい場合には、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を正傾転側の適切な角度に調整する。同じ向きのシリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４の合成トルクであるアクチュエータトルクＴ２が重力トルクＴ１と釣り合うようにモータトルクＴ４を調整するためである。
【００５３】
また、図４（Ｄ）に示すように、重力トルクＴ１よりも小さい反時計回りの駆動トルクでブーム４を下降させる場合、コントローラ３０は、ブーム４を静止させたときの正傾転側の斜板傾転角を低減させ、或いは、斜板を逆傾転側に傾転させる。具体的には、シリンダトルクＴ３の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさより大きい場合には、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を逆傾転側に傾転させる。互いに逆向きのシリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４の合成トルクであるアクチュエータトルクＴ２の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさを下回るように反時計回りのモータトルクＴ４の大きさを増大させるためである。また、シリンダトルクＴ３の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさより小さい場合には、コントローラ３０は、正傾転側にある斜板傾転角を低減させる。同じ向きのシリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４の合成トルクであるアクチュエータトルクＴ２の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさを下回るように時計回りのモータトルクＴ４の大きさを低減させるためである。なお、この場合においても、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を逆傾転側に傾転させてもよい。時計回りのアクチュエータトルクＴ２の大きさをさらに小さくしてブーム４の下降速度を増大させるためである。
【００５４】
また、図４（Ｅ）に示すように重力トルクＴ１でブーム４を自由落下させる場合、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を逆傾転側にさらに傾転させる。互いに逆向きのシリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４を釣り合わせてアクチュエータトルクＴ２の大きさがゼロとなるように、反時計回りのモータトルクＴ４の大きさを増大させるためである。この場合、油圧モータ４０の押し退け容積が大きいため、油圧モータ４０が反時計回りに回転すると、油圧ポンプ１４は、作動油の圧力を所定圧力に維持するため、吐出量を増大させる。
【００５５】
また、図４（Ｆ）に示すように、重力トルクＴ１よりも大きい反時計回りの駆動トルクでブーム４を下降させる場合、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板を逆傾転側にさらに傾転させる。モータトルクＴ４の大きさを、逆向きのシリンダトルクＴ３の大きさよりも大きくし、反時計回りのアクチュエータトルクＴ２の大きさを増大させるように、反時計回りのモータトルクＴ４の大きさを増大させるためである。この場合、油圧モータ４０の押し退け容積は、図４（Ｅ）のときより大きい。そのため、油圧モータ４０が反時計回りに同じ角度だけ回転した場合であっても、油圧ポンプ１４の吐出量は、図４（Ｅ）のときよりも大きい。
【００５６】
次に、図５を参照し、ブーム４を上下動させるためにコントローラ３０がブーム操作レバー（図示せず。）の操作内容に応じて第１複合型油圧アクチュエータＡ１の油圧モータ４０を制御する処理（以下、「ブーム上下動処理」とする。）について説明する。なお、図５は、ブーム上下動処理の流れを示すフローチャートであり、コントローラ３０は、ブーム操作レバーが操作されている間、所定周期で繰り返しこのブーム上下動処理を実行する。
【００５７】
最初に、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作方向を判定する（ステップＳＴ１）。本実施例では、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出値に基づいてブーム操作レバーの操作方向を判定する。但し、コントローラ３０は、他の公知の方法を用いてブーム操作レバーの操作内容を取得してブーム操作レバーの操作方向を判定してもよい。
【００５８】
上げ方向（ブーム上げ操作）であると判定した場合（ステップＳＴ１の上げ方向）、コントローラ３０は、レギュレータ４０ａに制御指令を出力して油圧モータ４０の斜板の傾転角を増大させる（ステップＳＴ２）。本実施例では、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板の傾転角をブーム上げ時目標傾転角まで増大させる。なお、傾転角の増大は、正傾転側の傾転角の増大、逆傾転側の傾転角の低減、及び、逆傾転側から正傾転側への移行を含む。また、トルクの増大は、時計回りのトルクの増大、反時計回りのトルクの低減、及び、反時計回りから時計回りへの移行を含む。
【００５９】
傾転角が大きくなると、モータトルクＴ４が大きくなり、アクチュエータトルクＴ２も大きくなる。そして、アクチュエータトルクＴ２の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさを上回るとブーム４が上昇する。また、アクチュエータトルクＴ２の大きさと逆向きの重力トルクＴ１の大きさとの差が大きいほど、ブーム４の上昇速度も大きくなる。
【００６０】
また、ブーム上げ時目標傾転角は、ブーム操作レバーの上げ操作量に応じて決まる値であり上げ操作量が大きいほど大きい。傾転角を大きくするほどモータトルクＴ４が大きくなり、駆動トルクも大きくなるためであり、また、上げ操作量が大きいほどブーム４をより迅速に上昇させる必要があるためである。
【００６１】
このようにして、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの上げ操作量に応じた上昇速度でブーム４を上昇させるようにする。
【００６２】
一方、下げ方向（ブーム下げ操作）であると判定した場合（ステップＳＴ１の下げ方向）、コントローラ３０は、レギュレータ４０ａに制御指令を出力して油圧モータ４０の斜板の傾転角を低減させる（ステップＳＴ３）。本実施例では、コントローラ３０は、油圧モータ４０の斜板の傾転角をブーム下げ時目標傾転角まで低減させる。なお、傾転角の低減は、正傾転側の傾転角の低減、逆傾転側の傾転角の増大、及び、正傾転側から逆傾転側への移行を含む。また、トルクの低減は、時計回りのトルクの低減、反時計回りのトルクの増大、及び、時計回りから反時計回りへの移行を含む。
【００６３】
傾転角が小さくなると、モータトルクＴ４が小さくなり、アクチュエータトルクＴ２も小さくなる。そして、アクチュエータトルクＴ２の大きさが、逆向きの重力トルクＴ１の大きさを下回るとブーム４が下降する。また、アクチュエータトルクＴ２の大きさと逆向きの重力トルクＴ１の大きさとの差が大きいほど、ブーム４の下降速度も大きくなる。さらに、アクチュエータトルクＴ２が重力トルクＴ１と同じ向きであれば、アクチュエータトルクＴ２の大きさが大きいほど、ブーム４の下降速度は大きくなる。
【００６４】
また、ブーム下げ時目標傾転角は、ブーム操作レバーの下げ操作量に応じて決まる値であり下げ操作量が大きいほど大きい。傾転角を小さくするほどモータトルクＴ４が小さくなり、駆動トルクも小さくなるためであり、また、下げ操作量が大きいほどブーム４をより迅速に下降させる必要があるためである。
【００６５】
このようにして、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの下げ操作量に応じた下降速度でブーム４を下降させるようにする。
【００６６】
次に、図６及び図７を参照し、第１複合型油圧アクチュエータＡ１の別の構成例について説明する。なお、図６は、第１複合型油圧アクチュエータＡ１の別の構成例を示す概略図であり、図３に対応する。また、図７は、ブーム４を上下動させる際にブーム４に作用するトルクを示す概略図であり、図４に対応する。
【００６７】
図６の第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、ブームシリンダ７が複動シリンダである点、及び、方向切替弁Ｖ１を備える点で図３の第１複合型油圧アクチュエータＡ１と相違する。なお、図６の第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、その他の点で図３の第１複合型油圧アクチュエータＡ１と共通する。そのため、共通点の説明を省略し、相違点を詳細に説明する。
【００６８】
ブームシリンダ７は、シリンダ部７Ｃ及びロッド部７Ｒで構成される複動シリンダである。シリンダ部７Ｃは、ボトム側油室７Ｃｂ及びロッド側油室７Ｃｒを有する。
【００６９】
方向切替弁Ｖ１は、ブームシリンダ７及び油圧モータ４０のそれぞれを流れる作動油の流れ方向を切り替える弁である。本実施例では、方向切替弁Ｖ１は、４ポート３位置の電磁式スプール弁であり、コントローラ３０からの制御指令に応じて弁位置を切り替える。なお、図６における括弧内の数字１〜３は方向切替弁Ｖ１の３つの弁位置のそれぞれを表す。また、方向切替弁Ｖ１は、コントローラ３０からの制御指令に応じて動作する別の電磁弁が調整するパイロット圧を利用して切り替わる油圧式スプール弁であってもよい。
【００７０】
弁位置が第１位置にある場合、方向切替弁Ｖ１は、管路Ｄ１と管路Ｄ２及び管路Ｄ３とを連通させ、油圧ポンプ１４とブームシリンダ７のボトム側油室７Ｃｂ及び油圧モータ４０の第１ポート４０ｂのそれぞれとを連通させる。また、方向切替弁Ｖ１は、管路Ｄ５及び管路Ｄ６と管路Ｄ４とを連通させ、ブームシリンダ７のロッド側油室７Ｃｒ及び油圧モータ４０の第２ポート４０ｃのそれぞれと作動油タンクＴとを連通させる。
【００７１】
また、弁位置が第２位置にある場合、方向切替弁Ｖ１は、油圧ポンプ１４とブームシリンダ７及び油圧モータ４０のそれぞれとの間の連通を遮断し、且つ、ブームシリンダ７及び油圧モータ４０のそれぞれと作動油タンクＴとの間の連通を遮断する。本実施例では、第２位置は、例えばブーム４を静止させる場合に使用される。
【００７２】
また、弁位置が第３位置にある場合、方向切替弁Ｖ１は、管路Ｄ１と管路Ｄ５及び管路Ｄ６とを連通させ、油圧ポンプ１４とブームシリンダ７のロッド側油室７Ｃｒ及び油圧モータ４０の第２ポート４０ｃのそれぞれとを連通させる。また、方向切替弁Ｖ１は、管路Ｄ２及び管路Ｄ３と管路Ｄ４とを連通させ、ブームシリンダ７のボトム側油室７Ｃｂ及び油圧モータ４０の第１ポート４０ｂのそれぞれと作動油タンクＴとを連通させる。
【００７３】
また、方向切替弁Ｖ１が第１位置にある場合、油圧ポンプ１４は、管路Ｄ１及び管路Ｄ２を通じてブームシリンダ７のボトム側油室７Ｃｂに所定圧力の作動油を流入させる。そして、ブームシリンダ７のロッド側油室７Ｃｒは、管路Ｄ５及び管路Ｄ４を通じて作動油タンクＴに作動油を排出する。また、油圧ポンプ１４は、管路Ｄ１及び管路Ｄ３を通じて油圧モータ４０の第１ポート４０ｂに所定圧力の作動油を流入させる。そして、油圧モータ４０は、第２ポート４０ｃ、管路Ｄ６、及び管路Ｄ４を通じて作動油タンクＴに作動油を排出する。
【００７４】
また、方向切替弁Ｖ１が第２位置にある場合、油圧ポンプ１４は、作動油の吐出を止めて吐出量をゼロにする。
【００７５】
また、方向切替弁Ｖ１が第３位置にある場合、油圧ポンプ１４は、管路Ｄ１及び管路Ｄ５を通じてブームシリンダ７のロッド側油室７Ｃｒに所定圧力の作動油を流入させる。そして、ブームシリンダ７のボトム側油室７Ｃｂは、管路Ｄ２及び管路Ｄ４を通じて作動油タンクＴに作動油を排出する。また、油圧ポンプ１４は、管路Ｄ１及び管路Ｄ６を通じて油圧モータ４０の第２ポート４０ｃに所定圧力の作動油を流入させる。そして、油圧モータ４０は、第１ポート４０ｂ、管路Ｄ３、及び管路Ｄ４を通じて作動油タンクＴに作動油を排出する。
【００７６】
方向切替弁Ｖ１が第１位置にある場合、図６の第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、図３の第１複合型油圧アクチュエータＡ１と同様に動作する。具体的には、図７（Ａ）〜図７（Ｄ）のそれぞれの状態では、図６の第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）のそれぞれの状態のときと同様に動作する。そのため、詳細な説明を省略する。
【００７７】
一方、図７（Ｅ）に示すように重力トルクＴ１でブーム４を自由落下させる場合、コントローラ３０は、方向切替弁Ｖ１を第１位置から第３位置に切り替え、図７（Ｄ）の状態に対して、シリンダトルクＴ３及びモータトルクＴ４のそれぞれの向きを反転させる。その上で、コントローラ３０は、逆傾転側の傾転角を低減させる。互いに逆向きのシリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４を釣り合わせてアクチュエータトルクＴ２の大きさがゼロとなるように、反時計回りのシリンダトルクＴ３の大きさよりも大きい時計回りのモータトルクＴ４の大きさを低減させるためである。
【００７８】
また、図７（Ｆ）に示すように、重力トルクＴ１よりも大きい反時計回りの駆動トルクでブーム４を下降させる場合、コントローラ３０は、逆傾転側の傾転角をさらに低減させ、或いは、斜板を正傾転側に傾転させる。反時計回りのアクチュエータトルクＴ２の大きさを増大させるように、反時計回りのモータトルクＴ４の大きさを増大させるためである。
【００７９】
なお、方向切替弁Ｖ１の第１位置と第３位置との間の切り替えは、アクチュエータトルクＴ２の向き及び大きさが変化しないように行われる。
【００８０】
ここで、図８を参照し、方向切替弁Ｖ１の切り替えタイミングについて説明する。なお、図８は、油圧モータ４０の斜板が逆傾転側に傾転されているときのシリンダトルクＴ３及びモータトルクＴ４の関係を示す図であり、横軸が傾転角（逆傾転側）に対応し、縦軸がトルクに対応する。また、推移線ＴＬ１は、方向切替弁Ｖ１が第１位置にあるときの最大供給圧時のシリンダトルクＴ３の推移を表し、推移線ＴＬ２は、方向切替弁Ｖ１が第３位置にあるときの最大供給圧時のシリンダトルクＴ３の推移を表す。また、推移線ＴＬ３は、方向切替弁Ｖ１が第１位置にあるときの最大供給圧時のモータトルクＴ４の推移を表し、推移線ＴＬ４は、方向切替弁Ｖ１が第３位置にあるときの最大供給圧時のモータトルクＴ４の推移を表す。また、推移線ＴＬ５は、方向切替弁Ｖ１が第１位置にあるときの最大供給圧時のアクチュエータトルクＴ２の推移を表し、推移線ＴＬ６は、方向切替弁Ｖ１が第３位置にあるときの最大供給圧時のアクチュエータトルクＴ２の推移を表す。また、推移線ＴＬ７は、実際に採用されるアクチュエータトルクＴ２の推移を表す。
【００８１】
図８に示すように、方向切替弁Ｖ１が第１位置にある場合で、且つ、ブーム上げ方向（時計回り）のアクチュエータトルクＴ２の大きさを推移線ＴＬ５に沿って徐々に低減させる場合、コントローラ３０は、傾転角（逆傾転側）を徐々に増大させ、傾転角（逆傾転側）が値Ａｘに達した場合に方向切替弁Ｖ１を第１位置から第３位置に切り替える。このとき、アクチュエータトルクＴ２は値Ｔｘを示す。なお、点（Ａｘ、Ｔｘ）は、推移線ＴＬ５と推移線ＴＬ６とが交差する点であり、方向切替弁Ｖ１が第１位置にあるときの最大供給圧時のアクチュエータトルクＴ２の値と、方向切替弁Ｖ１が第３位置にあるときの最大供給圧時のアクチュエータトルクＴ２の値が等しくなる点である。その後、コントローラ３０は、ブーム上げ方向（時計回り）のアクチュエータトルクＴ２の大きさを推移線ＴＬ６に沿ってさらに低減させる場合、或いは、アクチュエータトルクＴ２の向きをブーム下げ方向（反時計回り）にしてその大きさを推移線ＴＬ６に沿って増大させる場合には、値Ａｘに至った傾転角（逆傾転側）を低減させる。
【００８２】
また、方向切替弁Ｖ１が第３位置にある場合で、且つ、ブーム下げ方向（反時計回り）のアクチュエータトルクＴ２の大きさを推移線ＴＬ６に沿って徐々に低減させ、或いは、アクチュエータトルクＴ２の向きをブーム上げ方向（時計回り）にしてその大きさを推移線ＴＬ６に沿って増大させる場合、コントローラ３０は、傾転角（逆傾転側）を徐々に増大させ、傾転角（逆傾転側）が値Ａｘに達した場合に方向切替弁Ｖ１を第３位置から第１位置に切り替える。このとき、アクチュエータトルクＴ２は値Ｔｘを示す。その後、コントローラ３０は、ブーム上げ方向（時計回り）のアクチュエータトルクＴ２の大きさを推移線ＴＬ５に沿ってさらに増大させる場合には、値Ａｘに至った傾転角（逆傾転側）を低減させる。
【００８３】
この構成により、コントローラ３０は、図８の双方向矢印で示すように、シリンダトルクＴ３のブーム上げ方向（時計回り）の最大値Ｔｃとブーム下げ方向（反時計回り）の最大値−Ｔｄとの間でアクチュエータトルクＴ２を滑らかに推移させることができる。
【００８４】
以上の構成により、第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、油圧ポンプ１４が継続的に供給する所定圧力の作動油で駆動されるブームシリンダ７及び油圧モータ４０を用いてブーム４を上下動させる。具体的には、ブームシリンダ７が生成するブームフートピン４ｂ回りのシリンダトルクＴ３と油圧モータ４０が生成するブームフートピン４ｂ回りのモータトルクＴ４とを含むアクチュエータトルクＴ２によってブーム４を回動させる。また、油圧モータ４０は、１回転当たりの押し退け容積を変更可能な可変容量型油圧モータであり、押し退け容積を変えることでモータトルクＴ４を増減できる。そのため、第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、所定の調整可能範囲内でアクチュエータトルクＴ２を増減できる。その結果、供給圧の変動幅が小さい油圧源である油圧ポンプ１４を用いながらブーム４を上下動させることができる。
【００８５】
また、油圧モータ４０は、斜板式可変容量型油圧モータであり、正傾転及び逆傾転が可能である。そのため、シリンダトルクＴ３より大きいアクチュエータトルクＴ２とシリンダトルクＴ３より小さいアクチュエータトルクＴ２の双方の生成を可能にする。なお、油圧モータ４０は、正傾転側にのみ傾転可能な構成であってもよく、逆傾転側にのみ傾転可能な構成であってもよい。
【００８６】
また、第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、複動シリンダとしてのブームシリンダ７と、ブームシリンダ７及び油圧モータ４０を流れる所定圧力の作動油の流れを第１方向と第２方向とで反転させる方向切替弁Ｖ１とを含んでいてもよい。なお、方向切替弁Ｖ１は、シリンダトルクＴ３とモータトルクＴ４が逆向きの場合、第１方向に作動油が流れるときのアクチュエータトルクＴ２と第２方向に作動油が流れるときのアクチュエータトルクＴ２とが等しくなるときに切り替えられる。第１方向に作動油が流れるときは、ブームシリンダ７のボトム側油室７Ｃｂ及び油圧モータ４０の第１ポート４０ｂのそれぞれに向かって作動油が流れる。また、第２方向に作動油が流れるときは、ブームシリンダ７のロッド側油室７Ｃｒ及び油圧モータ４０の第２ポート４０ｃのそれぞれに向かって作動油が流れる。なお、この構成では、モータトルクＴ４の調整幅は、アクチュエータトルクＴ２の調整幅の４分の１となるように設定される。
【００８７】
また、第１複合型油圧アクチュエータＡ１は、単動シリンダとしてのブームシリンダ７を採用し、方向切替弁Ｖ１を省略してもよい。なお、この構成では、モータトルクＴ４の調整幅は、アクチュエータトルクＴ２の調整幅の２分の１となるように設定される。
【００８８】
次に、図９を参照し、油圧シリンダ及び梃子の組み合わせで構成される第２複合型油圧アクチュエータの構成例について説明する。なお、図９は、第２複合型油圧アクチュエータＡ２の構成例を示す概略図である。第２複合型油圧アクチュエータＡ２は、主に、油圧シリンダＣ１、油圧シリンダＣ２、油圧シリンダＣ３、四節リンク機構Ｍ１、四節リンク機構Ｍ２、油圧源Ｈ１、及び移動機構Ｈ２を含む。
【００８９】
油圧シリンダＣ１は、シリンダ部Ｃ１０、ロッド部Ｃ１１、及びピストン部Ｃ１２を含むメインシリンダである。本実施例では、油圧シリンダＣ１は、油室Ｃ１５を有する単動シリンダであり、油室Ｃ１５内に作動油が流入するとロッド部Ｃ１１をシリンダ部Ｃ１０内に引き込む。また、油圧シリンダＣ１は、操作対象の重量に関する力をロッド部Ｃ１１で受けてロッド部Ｃ１１をシリンダ部Ｃ１０から押し出す。本実施例では、操作対象の重量は、アーム５、バケット６、及び土砂の合計重量である。また、油圧シリンダＣ１は、油圧源Ｈ１から所定圧力の作動油を油室Ｃ１５内に受け入れる。なお、油圧シリンダＣ１は複動シリンダであってもよい。この場合、油圧シリンダＣ１は、ロッド側油室及びボトム側油室を有し、ボトム側油室内に作動油が流入するとロッド部Ｃ１１をシリンダ部Ｃ１０から押し出す。
【００９０】
四節リンク機構Ｍ１は、４つの節点と４つのリンクで構成される機構である。本実施例では、四節リンク機構Ｍ１は、第１節点Ｎ１、第２節点Ｎ２、第３節点Ｎ３、及び、第４節点Ｎ４を含む。第１節点は、油圧シリンダＣ１のシリンダ部Ｃ１０に取り付けられる。また、四節リンク機構Ｍ１は、一端が第１節点Ｎ１に連結され他端が第２節点Ｎ２に連結される第１リンクＬ１、一端が第１節点Ｎ１に連結され他端が第３節点Ｎ３に連結される第２リンクＬ２、一端が第１リンクＬ１に連結され他端が第４節点Ｎ４に連結される第３リンクＬ３、及び、一端が第２リンクＬ２に連結され他端が第４節点Ｎ４に連結される第４リンクＬ４を含む。
【００９１】
四節リンク機構Ｍ２は、四節リンク機構Ｍ１と同様、４つの節点と４つのリンクで構成される機構である。本実施例では、四節リンク機構Ｍ２は、第１節点Ｎ１、油圧シリンダＣ１のロッド部Ｃ１１に取り付けられる第５節点Ｎ５、油圧シリンダＣ２のシリンダ部Ｃ２０に取り付けられる第６節点Ｎ６、及び、油圧シリンダＣ３のシリンダ部Ｃ３０に取り付けられる第７節点Ｎ７を含む。また、四節リンク機構Ｍ２は、第５リンクＬ５、第６リンクＬ６、第７リンクＬ７、及び第８リンクＬ８を含む。第５リンクＬ５は、一端が第５節点Ｎ５に連結され他端が第６節点Ｎ６に連結される。第６リンクＬ６は、一端が第５節点Ｎ５に連結され他端が第７節点Ｎ７に連結される。第７リンクＬ７は第１リンクＬ１の一部であり、第８リンクＬ８は第２リンクＬ２の一部である。
【００９２】
なお、本実施例では、第１リンクＬ１及び第２リンクＬ２は長さが等しく、第３リンクＬ３及び第４リンクＬ４は長さが等しく、第５リンクＬ５及び第６リンクＬ６は長さが等しい。
【００９３】
油圧シリンダＣ２は、シリンダ部Ｃ２０及びピストン部Ｃ２２を含む。本実施例では、油圧シリンダＣ２は、油室Ｃ２５及び油室Ｃ２６を有する複動シリンダである。また、油圧シリンダＣ２は、油圧源Ｈ１からの作動油を油室Ｃ２６内に受け入れ、油圧源である移動機構Ｈ２からの作動油を油室Ｃ２５内に受け入れる。
【００９４】
また、ピストン部Ｃ２２は第１リンクＬ１に固定され、シリンダ部Ｃ２０は第１リンクＬ１の長さ方向に沿って移動可能である。そのため、油室Ｃ２５に作動油が流入して油室Ｃ２５の体積が膨張すると、シリンダ部Ｃ２０は、第１リンクＬ１の長さ方向に沿って第２節点Ｎ２に近づくように移動する。また、油室Ｃ２６に作動油が流入して油室Ｃ２６の体積が膨張すると、シリンダ部Ｃ２０は、第１リンクＬ１の長さ方向に沿って第１節点Ｎ１に近づくように移動する。
【００９５】
油圧シリンダＣ３は、油圧シリンダＣ２と同様、シリンダ部Ｃ３０及びピストン部Ｃ３２を含む。また、油圧シリンダＣ３は、油室Ｃ３５及び油室Ｃ３６を有する複動シリンダであり、油圧源Ｈ１からの作動油を油室Ｃ３６内に受け入れ、油圧源である移動機構Ｈ２からの作動油を油室Ｃ３５内に受け入れる。また、油圧シリンダＣ３は、望ましくは、油圧シリンダＣ２と同じサイズで形成される。
【００９６】
また、ピストン部Ｃ３２は第２リンクＬ２に固定され、シリンダ部Ｃ３０は第２リンクＬ２の長さ方向に沿って移動可能である。そのため、油室Ｃ３５に作動油が流入して油室Ｃ３５の体積が膨張すると、シリンダ部Ｃ３０は、第２リンクＬ２の長さ方向に沿って第３節点Ｎ３に近づくように移動する。また、油室Ｃ３６に作動油が流入して油室Ｃ３６の体積が膨張すると、シリンダ部Ｃ３０は、第２リンクＬ２の長さ方向に沿って第１節点Ｎ１に近づくように移動する。
【００９７】
油圧源Ｈ１は、所定圧力の作動油を供給する油圧源である。本実施例では、油圧源Ｈ１は所定圧力の作動油を継続的に供給可能なアキュムレータである。なお、油圧源Ｈ１は、所定圧力の作動油を継続的に供給可能な油圧ポンプであってもよい。また、油圧源Ｈ１は、油圧シリンダＣ１の油室Ｃ１５、油圧シリンダＣ２の油室Ｃ２６、及び油圧シリンダＣ３の油室Ｃ３６に共通の所定圧力の作動油を供給する。理由は以下の通りである。
【００９８】
油室Ｃ２６及び油室Ｃ３６は、油室Ｃ１５の体積が大きくなると、体積が小さくなる傾向を有する。反対に、油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５は、油室Ｃ１５の体積が大きくなると、体積が大きくなる傾向を有する。具体的には、油圧シリンダＣ１のロッド部Ｃ１１がシリンダ部Ｃ１０内に引き込まれると、第５節点Ｎ５は図の下方に移動する。下方に移動する第５節点Ｎ５は、第５リンクＬ５と第６リンクＬ６との間の角度αが大きくなるように第５リンクＬ５及び第６リンクＬ６を第５節点Ｎ５の回りで回動させる。また、下方に移動する第５節点Ｎ５は、第５リンクＬ５及び第６節点Ｎ６を介して第１リンクＬ１を下方に押し、第６リンクＬ６及び第７節点Ｎ７を介して第２リンクＬ２を下方に押す。そして、第１リンクＬ１と第２リンクＬ２との間の角度βが大きくなるように第１リンクＬ１及び第２リンクＬ２を第１節点Ｎ１の回りで回動させる。このとき、油圧シリンダＣ２のシリンダ部Ｃ２０は、第１リンクＬ１に沿って第１節点Ｎ１から遠ざかろうとし、油室Ｃ２６の体積を低減させようとする。また、油圧シリンダＣ３のシリンダ部Ｃ３０は、第２リンクＬ２に沿って第１節点Ｎ１から遠ざかろうとし、油室Ｃ３６の体積を低減させようとする。
【００９９】
このとき、油圧源Ｈ１が油室Ｃ１５、油室Ｃ２６、及び油室Ｃ３６のそれぞれに供給する共通の所定圧力の作動油は、油室Ｃ２６及び油室Ｃ３６の体積の低減を相殺する。具体的には、ピストン部Ｃ１２、ピストン部Ｃ２２、及びピストン部Ｃ３２のそれぞれの受圧面積を適切に設定することで、油室Ｃ２６及び油室Ｃ３６のそれぞれを膨張させようとする力と収縮させようとする力をバランスさせることができる。以下では、この状態をバランス状態と称する。その結果、ロッド部Ｃ１１がシリンダ部Ｃ１０内に引き込まれる際にシリンダ部Ｃ２０及びシリンダ部Ｃ３０のそれぞれが第１節点Ｎ１から遠ざかるように移動するのを防止できる。また、第１リンクＬ１に沿った僅かな力をシリンダ部Ｃ２０に追加的に加えることでシリンダ部Ｃ２０を第１リンクＬ１に沿って移動させることができる。シリンダ部Ｃ３０についても同様である。
【０１００】
移動機構Ｈ２は、油圧シリンダＣ２のシリンダ部Ｃ２０を第１リンクＬ１の長さ方向に沿って移動させ、且つ、油圧シリンダＣ３のシリンダ部Ｃ３０を第２リンクＬ２の長さ方向に沿って移動させる機構である。本実施例では、移動機構Ｈ２は、主に、電動モータによって駆動される双方向型油圧ポンプで構成される。そして、移動機構Ｈ２は、油圧シリンダＣ２の油室Ｃ２５及び油圧シリンダＣ３の油室Ｃ３５のそれぞれに作動油を流入させてシリンダ部Ｃ２０及びシリンダ部Ｃ３０のそれぞれを第１節点Ｎ１から遠ざけるように移動させる。或いは、移動機構Ｈ２は、油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５のそれぞれから作動油を流出させてシリンダ部Ｃ２０及びシリンダ部Ｃ３０のそれぞれを第１節点Ｎ１に近づけるように移動させる。なお、上述のようなバランス状態では、移動機構Ｈ２は、油圧源Ｈ１が流出入させる所定圧力の作動油よりも顕著に低い圧力の作動油を油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５に流出入させるだけでシリンダ部Ｃ２０及びシリンダ部Ｃ３０を移動させることができる。
【０１０１】
この構成により、移動機構Ｈ２は、第１節点Ｎ１と第６節点Ｎ６との間の距離である第１可変リンク長ＶＤ１、及び、第１節点Ｎ１と第７節点Ｎ７との間の距離である第２可変リンク長ＶＤ２とを増減させることができる。その結果、移動機構Ｈ２は、第１節点Ｎ１と第２節点Ｎ２との間の距離である第１固定リンク長ＦＤ１に対する第１可変リンク長ＶＤ１の比である梃子比Ｒ１、及び、第１節点Ｎ１と第３節点Ｎ３との間の距離である第２固定リンク長ＦＤ２に対する第２可変リンク長ＶＤ２の比である梃子比Ｒ２を増減させることができる。本実施例では、移動機構Ｈ２は、梃子比Ｒ１と梃子比Ｒ２が等しくなるように第１可変リンク長ＶＤ１及び第２可変リンク長ＶＤ２を増減させる。
【０１０２】
なお、移動機構Ｈ２は、電動モータを含むボールねじ機構等の他の機構を用いて構成されてもよい。この場合、油圧シリンダＣ２は油室Ｃ２６のみを有する単動シリンダであってもよい。同様に、油圧シリンダＣ３は油室Ｃ３６のみを有する単動シリンダであってもよい。
【０１０３】
次に、図１０を参照し、梃子比Ｒ１、Ｒ２を増減させたときの効果について説明する。なお、図１０は、油圧シリンダＣ１のロッド部Ｃ１１を最伸張状態から最収縮状態まで収縮させたときの出力ストロークを示す。なお、出力ストロークは、出力点である第４節点Ｎ４の図の下方への移動量を意味する。また、図１０は、油圧シリンダＣ１の推力である第５節点Ｎ５におけるシリンダ推力Ｆ０と、第２複合型油圧アクチュエータＡ２の推力である第４節点Ｎ４におけるアクチュエータ推力Ｆ１、Ｆ２との関係を示す。また、最も左側の図が最収縮状態で梃子比が大きい場合を示し、左から二番目の図が最伸張状態で梃子比が大きい場合を示す。また、左から三番目の図が最収縮状態で梃子比が小さい場合を示し、最も右側の図が最伸張状態で梃子比が小さい場合を示す。
【０１０４】
具体的には、図１０に示すように、油圧シリンダＣ１のロッド部Ｃ１１のシリンダストロークＳ０が同じであっても、梃子比が大きい場合の出力ストロークＳ１は、梃子比が小さい場合の出力ストロークＳ２よりも小さい。また、シリンダ推力Ｆ０が同じであっても、梃子比が大きい場合のアクチュエータ推力Ｆ１は、梃子比が小さい場合のアクチュエータ推力Ｆ２よりも大きい。これは、第１節点Ｎ１を支点とし、第６節点Ｎ６及び第７節点Ｎ７を力点とし、第２節点Ｎ２及び第３節点Ｎ３を作用点とする梃子の原理に基づく。
【０１０５】
この関係を利用して、第２複合型油圧アクチュエータＡ２は、油圧シリンダＣ１の油室Ｃ１５に流出入する作動油の圧力を所定圧力で不変としながら、出力点としての第４節点Ｎ４における下向きのアクチュエータ推力の大きさを変化させることができる。なお、第２複合型油圧アクチュエータＡ２は、梃子比が小さい場合の出力ストロークが必要以上に大きくなることに対処するため、出力ストロークを制限するストッパ機構（図示せず。）等を備えていてもよい。
【０１０６】
次に、図１１を参照し、アーム５を開閉させるためにコントローラ３０がアーム操作レバー（図示せず。）の操作内容に応じて第２複合型油圧アクチュエータＡ２の移動機構Ｈ２を制御する処理（以下、「アーム開閉処理」とする。）について説明する。なお、図１１は、アーム開閉処理の流れを示すフローチャートであり、コントローラ３０は、アーム操作レバーが操作されている間、所定周期で繰り返しこのアーム開閉処理を実行する。
【０１０７】
最初に、コントローラ３０は、アーム操作レバーの操作方向を判定する（ステップＳＴ１）。本実施例では、コントローラ３０は、アーム操作レバーの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出値に基づいてアーム操作レバーの操作方向を判定する。但し、コントローラ３０は、他の公知の方法を用いてアーム操作レバーの操作内容を取得してアーム操作レバーの操作方向を判定してもよい。
【０１０８】
開き方向（アーム開き操作）であると判定した場合（ステップＳＴ１１の開き方向）、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２に制御指令を出力して油圧シリンダＣ２の油室Ｃ２５、及び、油圧シリンダＣ３の油室Ｃ３５に作動油を流入させる（ステップＳＴ１２）。具体的には、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２を構成する電動モータに制御指令を出力して電動モータを正回転させることで双方向油圧ポンプを正回転させる。
【０１０９】
作動油が油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５のそれぞれに流入すると、シリンダ部Ｃ２０及びシリンダ部Ｃ３０のそれぞれは、第１節点Ｎ１から遠ざかる方向に移動する。そして、梃子比が増大してアクチュエータ推力が増大する。その結果、第４節点Ｎ４におけるアクチュエータ推力の大きさが、操作対象の重量による反対向きの力の大きさを上回り、アーム５が開かれる。
【０１１０】
また、コントローラ３０は、作動油の流入量を監視しながら作動油の流入量が目標流入量に達したかを判定する（ステップＳＴ１３）。なお、目標流入量は、アーム操作レバーの開き操作量に応じて決まる値であり開き操作量が大きいほど大きい。流入量が多いほど梃子比が大きくなり、アクチュエータ推力も大きくなるためであり、また、開き操作量が大きいほどアーム５をより迅速に開く必要があるためである。
【０１１１】
そして、流入量が目標流入量に達したと判定した場合（ステップＳＴ１３のＹＥＳ）、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２に制御指令を出力して油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５への作動油の流入を停止させる（ステップＳＴ１４）。具体的には、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２を構成する電動モータに制御指令を出力して電動モータの回転を停止させることで双方向油圧ポンプの回転を停止させる。
【０１１２】
このようにして、コントローラ３０は、アーム操作レバーの開き操作量に応じた開き速度でアーム５を開くようにする。
【０１１３】
一方、閉じ方向（アーム閉じ操作）であると判定した場合（ステップＳＴ１１の閉じ方向）、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２に制御指令を出力して油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５から作動油を流出させる（ステップＳＴ１５）。具体的には、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２を構成する電動モータに制御指令を出力して電動モータを逆回転させることで双方向油圧ポンプを逆回転させる。
【０１１４】
作動油が油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５のそれぞれから流出すると、シリンダ部Ｃ２０及びシリンダ部Ｃ３０のそれぞれは、第１節点Ｎ１に近づく方向に移動する。そして、梃子比が低下してアクチュエータ推力が低下する。その結果、第４節点Ｎ４におけるアクチュエータ推力の大きさが、操作対象の重量による反対向きの力の大きさを下回り、アーム５が閉じられる。
【０１１５】
また、コントローラ３０は、作動油の流出量を監視しながら作動油の流出量が目標流出量に達したかを判定する（ステップＳＴ１６）。なお、目標流出量は、アーム操作レバーの閉じ操作量に応じて決まる値であり、閉じ操作量が大きいほど大きい。流出量が多いほど梃子比が小さくなり、アクチュエータ推力も小さくなるためであり、また、閉じ操作量が大きいほどアーム５をより迅速に閉じる必要があるためである。
【０１１６】
そして、流出量が目標流出量に達したと判定した場合（ステップＳＴ１６のＹＥＳ）、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２に制御指令を出力して油室Ｃ２５及び油室Ｃ３５からの作動油の流出を停止させる（ステップＳＴ１７）。具体的には、コントローラ３０は、移動機構Ｈ２を構成する電動モータに制御指令を出力して電動モータの回転を停止させることで双方向油圧ポンプの回転を停止させる。
【０１１７】
このようにして、コントローラ３０は、アーム操作レバーの閉じ操作量に応じた閉じ速度でアーム５を閉じるようにする。
【０１１８】
次に、図１２を参照し、第２複合型油圧アクチュエータＡ２の別の構成例について説明する。なお、図１２は、第２複合型油圧アクチュエータＡ２の別の構成例を示す概略図であり、図９に対応する。図１２の第２複合型油圧アクチュエータＡ２は、主に、第１リンクＬ１が第１節点Ｎ１と第２節点Ｎ２とを結ぶ線分から外れた位置に第８節点Ｎ８を含む点、及び、第２リンクＬ２が第１節点Ｎ１と第３節点Ｎ３とを結ぶ線分から外れた位置に第９節点Ｎ９を含む点で図９の第２複合型油圧アクチュエータＡ２と相違する。その他の構成は共通である。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
【０１１９】
図１２の構成例では、第１リンクＬ１は、斜線ハッチングで示す略三角形状の剛体で形成され、出力点である第４節点Ｎ４から見て第２節点Ｎ２よりも近い位置に第８節点Ｎ８を配置する。そして、第３リンクＬ３は、第４節点Ｎ４と第２節点Ｎ２とを連結する代わりに、第４節点Ｎ４と第８節点Ｎ８とを連結するように構成される。
【０１２０】
同様に、第２リンクＬ２は、斜線ハッチングで示す略三角形状の剛体で形成され、出力点である第４節点Ｎ４から見て第３節点Ｎ３よりも近い位置に第８節点Ｎ８を配置する。そして、第４リンクＬ４は、第４節点Ｎ４と第３節点Ｎ３とを連結する代わりに、第４節点Ｎ４と第９節点Ｎ９とを連結するように構成される。
【０１２１】
そのため、図１２の第２複合型油圧アクチュエータＡ２は、同じ梃子比を用いた場合であっても、図９の第２複合型油圧アクチュエータＡ２とは異なる出力ストローク及びアクチュエータ推力をもたらすことができる。
【０１２２】
以上の構成により、第２複合型油圧アクチュエータＡ２は、油圧源Ｈ１が油圧シリンダＣ１の油室Ｃ１５に流出入させる所定圧力の作動油を、油圧シリンダＣ２の油室Ｃ２６及び油圧シリンダＣ３の油室Ｃ３６にも流出入させる。そのため、油室Ｃ２６及び油室Ｃ３６のそれぞれを膨張させようとする力と収縮させようとする力をバランスさせることができる。その結果、油圧シリンダＣ２のシリンダ部Ｃ２０、及び、油圧シリンダＣ３のシリンダ部Ｃ３０を比較的小さな力で移動させることができ、油圧シリンダＣ１のシリンダストローク及びシリンダ推力を増減させる梃子の梃子比を容易に変更できる。
【０１２３】
次に、図１３を参照し、本発明の実施例に係るショベルの別の構成例について説明する。なお、図１３は、本発明の実施例に係るショベルの別の構成例の側面図であり、図１に対応する。
【０１２４】
図１３（Ａ）のショベルは、アーム５を開閉させるための複合型油圧アクチュエータＡ２ａの取り付け方が図１のショベルにおける複合型油圧アクチュエータＡ２の取り付け方と相違するが、その他の点で共通する。具体的には、図１３（Ａ）の複合型油圧アクチュエータＡ２ａは、四節リンク機構がブーム４の下側に取り付けられる点で、四節リンク機構がブーム４の上側に取り付けられる図１の複合型油圧アクチュエータＡ２と相違する。アームシリンダ８と梃子機構の組み合わせで構成される点は共通である。
【０１２５】
また、図１３（Ｂ）のショベルは、ブーム４を上下動させるために第２複合型油圧アクチュエータＡ１ｂを採用し、アーム５を開閉させるために第１複合型油圧アクチュエータＡ２ｂを採用した点で図１のショベルと相違するが、その他の点で共通する。具体的には、図１３（Ｂ）の第２複合型油圧アクチュエータＡ１ｂは、ブームシリンダ７と四節リンク機構と平行リンクＬ２０との組み合わせで構成される。本実施例では、ブームシリンダ７が伸びるとブーム４が上昇し、ブームシリンダ７が縮むとブーム４が下降する。
【０１２６】
また、図１３（Ｂ）の第１複合型油圧アクチュエータＡ２ｂは、アームシリンダ８と油圧モータ４１の組み合わせで構成される。油圧モータ４１は、油圧モータ４０と同様、レギュレータを有する両側斜板式可変容量型油圧モータである。また、油圧モータ４１は、そのモータ軸の回転がアーム５の連結ピン５ｂ回りの回動に機械的に変換されるようにアーム５に直結され或いはギア等を介してアーム５に連結される。本実施例では、油圧モータ４１が時計回りに回転するとアーム５が開き、油圧モータ４１が反時計回りに回転するとアーム５が閉じる。
【０１２７】
図１３に示すような構成によっても、ショベルは、図１に示す構成による効果と同様の効果を実現できる。
【０１２８】
以上の構成により、本発明の実施例に係るショベルは、油圧シリンダ及び梃子の組み合わせ、又は、油圧シリンダ及び可変容量型油圧モータの組み合わせで構成される複合型油圧アクチュエータを少なくとも１つ含む複数の油圧アクチュエータのそれぞれに共通の所定圧力の作動油を供給することで駆動される。すなわち、複数の油圧アクチュエータのそれぞれは、共通の所定圧力の作動油を用いて、対応する作業要素を駆動する力を増減させることができる。そのため、複数の油圧アクチュエータを同時に操作する際の絞りによる作動油の流量制限を緩和し或いは撤廃できる。なお、複数の油圧アクチュエータのうちの１つは、油圧シリンダで構成される非複合型油圧アクチュエータあってもよい。油圧シリンダで構成される非複合型油圧アクチュエータが必要とする作動油の圧力を共通の所定圧力とすることで、複数の油圧アクチュエータの全てを適切に駆動できるためである。
【０１２９】
次に、図１４を参照し、上述の実施例によるショベルのそれぞれに搭載可能な補助アタッチメントについて説明する。なお、図１４は、補助アタッチメントの構成例を示す概略図である。また、図１４（Ａ）はショベルの上面図を示し、図１４（Ｂ）はショベルの背面図を示す。
【０１３０】
補助アタッチメントは、掘削アタッチメントが掘削した土砂等をダンプカー等に積み込むためのアタッチメントであり、補助バケット５０を含む。
【０１３１】
また、補助アタッチメントは、図１４（Ａ）に示すように補助バケット５０を上部旋回体３の回りを周回させる周回用油圧アクチュエータ（図示せず。）、及び、図１４（Ｂ）に示すように補助バケット５０を持ち上げてひっくり返すダンプ用油圧アクチュエータを含む。なお、周回用油圧アクチュエータ及びダンプ用油圧アクチュエータのそれぞれは複数の油圧アクチュエータで構成されてもよい。
【０１３２】
また、補助アタッチメントは、コントローラ３０からの制御指令に応じて自動運転が行われるように構成される。例えば、ショベルの操作者は、掘削アタッチメントで掘削した土砂等を、掘削アタッチメントの真下に位置する補助バケット５０内に入れる。その後、操作者は、キャビン１０内に設置されたダンプスイッチ（図示せず。）を押下することで補助アタッチメントの動作を開始させる。具体的には、補助アタッチメントは、コントローラ３０からの制御指令を受けると、所定位置まで上部旋回体３の回りに沿って補助バケット５０を移動させる。そして、補助バケット５０が所定位置まで移動すると、補助バケット５０を持ち上げた上でひっくり返し、補助バケット５０内の土砂等をダンプカーに積み込む。その後、補助アタッチメントは、補助バケット５０を上部旋回体３の位置まで戻し、掘削アタッチメントの真下の位置まで上部旋回体３の回りに沿って補助バケット５０を移動させる。
【０１３３】
また、補助バケット５０の持ち上げが行われる所定位置は、予め設定された位置であってもよく、ダンプカーの位置を検出することでその都度設定されてもよい。この場合、ダンプカーは、荷台位置を通知するための発信機を有していてもよい。
【０１３４】
この構成により、ショベルの操作者は、掘削アタッチメントで土砂等を掘削する度に上部旋回体３を旋回させ且つブーム４を上昇させてバケット６内の土砂等をダンプカーに排土する必要がない。また、バケット６内の土砂等をダンプカーに排土した後で再び上部旋回体３を旋回させ且つブーム４を下降させてバケット６を掘削位置に戻す必要もない。そのため、省エネルギが実現される。
【０１３５】
また、ショベルの操作者は、補助アタッチメントが土砂等の積み込み作業を行っている間にも掘削アタッチメントによる掘削作業を継続できる。そのため、作業効率を向上させることができる。
【０１３６】
なお、補助アタッチメントは、従来のショベルにも搭載可能であるが、従来のショベルでは複合操作の際の負荷圧力の差が絞りで調整される必要があるため、油圧ポンプが吐出する作動油を共用する他のアタッチメントの操作に影響を及ぼすおそれがある。
【０１３７】
これに対し、本発明の実施例に係るショベルは、複合操作の際の負荷圧力の差を低減或いは消失させることができるため、油圧ポンプが吐出する作動油を共用する油圧アクチュエータとして補助アタッチメントを構成する油圧アクチュエータを追加したとしても、他のアタッチメントの操作に影響を及ぼすことはない。
【０１３８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１・・・下部走行体  １Ｌ・・・左側走行用油圧モータ  １Ｒ・・・右側走行用油圧モータ  ２・・・旋回機構  ３・・・上部旋回体  ３ａ・・・連結ピン  ４・・・ブーム  ４ａ・・・連結ピン  ４ｂ・・・ブームフートピン  ５・・・アーム  ５ｂ・・・連結ピン  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ７Ｃ・・・シリンダ部  ７Ｃａ・・・油室  ７Ｃｂ・・・ボトム側油室  ７Ｃｒ・・・ロッド側油室  ７Ｒ・・・ロッド部  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １０・・・キャビン  １４・・・油圧ポンプ  ２１・・・旋回用油圧モータ  ３０・・・コントローラ  ４０、４１・・・油圧モータ  ４０ａ・・・レギュレータ  ４０ｂ・・・第１ポート  ４０ｃ・・・第２ポート  ５０・・・補助バケット  Ａ１〜Ａ３、Ａ１ｂ、Ａ２ａ、Ａ２ｂ・・・複合型油圧アクチュエータ  Ａ４〜Ａ６・・・非複合型油圧アクチュエータ  Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５・・・油圧シリンダ  Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ３０、Ｃ５０ａ、Ｃ５０ｂ・・・シリンダ部  Ｃ１１、Ｃ５１・・・ロッド部  Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２、Ｃ５２・・・ピストン部  Ｃ１５、Ｃ２５、Ｃ２６、Ｃ３５、Ｃ３６、Ｃ５５、Ｃ５６・・・油室  Ｄ１〜Ｄ６・・・管路  Ｈ１・・・油圧源  Ｈ２・・・移動機構  Ｌ１〜Ｌ１２・・・リンク  Ｌ２０・・・平行リンク  Ｍ１、Ｍ２・・・四節リンク機構  Ｍ５・・・リンク機構  Ｎ１〜Ｎ１０、Ｎ１１ａ、Ｎ１１ｂ、Ｎ１１ｃ、Ｎ１２・・・節点  Ｔ・・・作動油タンク  Ｔ１・・・重力トルク  Ｔ２・・・アクチュエータトルク  Ｔ３・・・シリンダトルク  Ｔ４・・・モータトルク  Ｖ１〜Ｖ５・・・方向切替弁
【図１】
2015206240.tif 000003
【図２】
2015206240.tif 000004
【図３】
2015206240.tif 000005
【図４】
2015206240.tif 000006
【図５】
2015206240.tif 000007
【図６】
2015206240.tif 000008
【図７】
2015206240.tif 000009
【図８】
2015206240.tif 000010
【図９】
2015206240.tif 000011
【図１０】
2015206240.tif 000012
【図１１】
2015206240.tif 000013
【図１２】
2015206240.tif 000014
【図１３】
2015206240.tif 000015
【図１４】
2015206240.tif 000016