特許 6434504 ショベル及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6434504

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】ショベル及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/02 20060101AFI20181126BHJP

   F15B 21/14 20060101ALI20181126BHJP

   F15B 11/024 20060101ALI20181126BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20181126BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20181126BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/02 W

   F15B21/14 A

   F15B11/024 A

   E02F9/22 K

   E02F9/20 Q

【請求項の数】10

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-521080(P2016-521080)

(86)(22)【出願日】2015年5月15日

(86)【国際出願番号】JP2015064092

(87)【国際公開番号】WO2015178317

(87)【国際公開日】20151126

【審査請求日】2017年11月16日

(31)【優先権主張番号】特願2014-103711(P2014-103711)

(32)【優先日】2014年5月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】川島 宏治

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−９００７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−５３４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２７２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９０２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １１／０２

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ１５Ｂ １１／０２４

Ｆ１５Ｂ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される油圧シリンダと、
前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、
前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、
前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、
前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断可能な弁と、を備え、
前記油圧シリンダに関する操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁は前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断し、前記伸張側油室には、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが流入する、
ショベル。

【請求項2】

操作体を自重落下方向に動かす操作を含む前記複合操作が行われているときの前記メイクアップ油路の流路面積は、前記複合操作が行われていないときの前記メイクアップ油路の流路面積より大きい、
請求項１に記載のショベル。

【請求項3】

前記油圧シリンダとしてのブームシリンダのロッド側油室に接続される第１シリンダポート、前記ブームシリンダのボトム側油室に接続される第２シリンダポート、及び前記油圧ポンプに接続されるポンプポートを有するブームスプールを備え、
前記戻り油路は、バケット開き操作が行われた場合に前記別の油圧シリンダとしてのバケットシリンダから流出する作動油が流れる第１戻り油路と、バケット閉じ操作が行われた場合に前記バケットシリンダから流出する作動油が流れる第２戻り油路とを含み、
前記第１シリンダポートは、前記第２戻り油路よりも前記第１戻り油路に近いところに形成される、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項4】

前記弁による前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通・遮断は電子制御される、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項5】

前記メイクアップ油路の流路面積の大きさは電子制御される、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項6】

前記再生油路及び前記メイクアップ油路はコントロールバルブ内に配置される、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項7】

前記再生油路及び前記メイクアップ油路はコントロールバルブの外部に配置される、
請求項１又は２に記載のショベル。

【請求項8】

油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される油圧シリンダと、前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断可能な弁と、を備えるショベルの制御方法であって、
前記油圧シリンダに関する操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁が前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断し、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが前記伸張側油室に流入する、
制御方法。

【請求項9】

操作体を自重落下方向に動かす操作を含む前記複合操作が行われているときの前記メイクアップ油路の流路面積を、前記複合操作が行われていないときの前記メイクアップ油路の流路面積より大きくする、
請求項８に記載の制御方法。

【請求項10】

前記油圧シリンダに関する操作と、前記別の油圧シリンダに関する操作と、別の油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される更に別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合に、前記別の油圧ポンプが吐出する作動油と、前記油圧シリンダの前記収縮側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油を前記更に別の油圧シリンダに供給する、
請求項８又は９に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブーム下げ操作時にブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路を備えたショベル及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

１台の油圧ポンプが吐出する作動油によってブームシリンダ及びバケットシリンダを同時に駆動して操作体としてのブーム及びバケットを同時に動かすようにする建設機械の制御装置が知られている（特許文献１参照。）。

【0003】

この制御装置は、別の油圧ポンプが吐出する作動油によってアームシリンダを駆動して駆動体としてのアームを動かすように構成される。また、この制御装置は、ブーム下げ操作が行われた場合にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダのロッド側油室に流入させる再生油路を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−３０９９４９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、上述の制御装置は、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作を含む複合操作である排土操作が行われた場合、比較的負荷圧の低いブームシリンダに油圧ポンプが吐出する作動油のほとんどを流入させ、比較的負荷圧の高いバケットシリンダに流入する作動油の量を低減させてしまう。その結果、排土操作の際のバケット開き速度を低下させ、バケット開き速度とアーム開き速度とのマッチング不良を引き起こすおそれがある。

【0006】

上述に鑑み、複合操作の際の操作体の動作速度のマッチング不良を防止するショベル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ショベルは、油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される油圧シリンダと、前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断可能な弁とを備え、前記油圧シリンダに関する操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁は前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間の連通を遮断し、前記伸張側油室には、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが流入する。

【発明の効果】

【0008】

上述の手段により、複合操作の際の操作体の動作速度のマッチング不良を防止するショベルが提供される。

【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回路の構成例を示す図である。

【図3】可変チェック弁の構成例を示す概略図である。

【図4】図２の油圧回路における制御弁を含む部分の断面図である。

【図5】ブーム下げ操作が単独で行われたときの油圧回路の状態を示す図である。

【図6】ブーム下げ操作が単独で行われたときの制御弁の状態を示す図である。

【図7】排土操作が行われたときの油圧回路の状態を示す図である。

【図8】排土操作が行われたときの制御弁の状態を示す図である。

【図9】複合操作時処理の一例の流れを示すフローチャートである。

【図10】図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す図である。

【図11】図１のショベルに搭載される油圧回路の更に別の構成例を示す図である。

【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作業機械の構成例を示す側面図である。図１において、作業機械としてのショベル（掘削機）１は、クローラ式の下部走行体２の上に、旋回機構を介して、上部旋回体３をＸ軸周りに旋回自在に搭載している。

【0011】

また、上部旋回体３は、前方中央部に掘削アタッチメントを備える。掘削アタッチメントは、ブーム４、アーム５、及び、エンドアタッチメント６を含み、且つ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及び、エンドアタッチメント用油圧シリンダ９を含む。本実施例では、エンドアタッチメント６はバケットであり、エンドアタッチメント用油圧シリンダ９はバケットシリンダである。なお、エンドアタッチメント６は、グラップル等、バケット以外であってもよい。

【0012】

図２は、図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す図である。なお、図２の破線は制御圧ラインを示し、図２の点線は電気信号ラインを示す。

【0013】

油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒは、エンジン、電動モータ等の駆動源によって駆動される可変容量型ポンプである。本実施例では、油圧ポンプ１０Ｌは、制御弁１１Ｌ〜１５Ｌのそれぞれを連通するセンターバイパス油路３０Ｌを通じて作動油タンク２２まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ１０Ｌは、センターバイパス油路３０Ｌに平行に伸びるパラレル油路３１Ｌを通じて制御弁１２Ｌ〜１５Ｌのそれぞれに作動油を供給可能である。同様に、油圧ポンプ１０Ｒは、制御弁１１Ｒ〜１５Ｒのそれぞれを連通するセンターバイパス油路３０Ｒを通じて作動油タンク２２まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ１０Ｒは、センターバイパス油路３０Ｒに平行して伸びるパラレル油路３１Ｒを通じて制御弁１２Ｒ〜１５Ｒのそれぞれに作動油を供給可能である。なお、以下では、油圧ポンプ１０Ｌ及び油圧ポンプ１０Ｒは、集合的に「油圧ポンプ１０」として参照される場合もある。左右一対で構成される他の構成要素についても同様である。

【0014】

制御弁１１Ｌは、操作装置としての左側走行レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての左側走行用油圧モータ４２Ｌに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。

【0015】

制御弁１１Ｒは、走行直進弁としてのスプール弁である。本実施例では、走行直進弁１１Ｒは、４ポート２位置のスプール弁であり、第１弁位置及び第２弁位置を有する。具体的には、第１弁位置は、油圧ポンプ１０Ｌとパラレル油路３１Ｌとを連通する流路と、油圧ポンプ１０Ｒと制御弁１２Ｒとを連通する流路と有する。また、第２弁位置は、油圧ポンプ１０Ｒとパラレル油路３１Ｌとを連通する流路と、油圧ポンプ１０Ｌと制御弁１２Ｒとを連通する流路とを有する。

【0016】

制御弁１２Ｌは、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をオプションの油圧アクチュエータ（図示せず。）に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。

【0017】

制御弁１２Ｒは、操作装置としての右側走行レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての右側走行用油圧モータ４２Ｒに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。

【0018】

制御弁１３Ｌは、操作装置としての旋回操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての旋回用油圧モータ４４に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。

【0019】

制御弁１３Ｒは、操作装置としてのバケット操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。

【0020】

制御弁１４Ｌ、１４Ｒは、操作装置としてのブーム操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁１４Ｌは、ブーム操作レバーが所定のレバー操作量以上でブーム上げ方向に操作された場合に、作動油を追加的にブームシリンダ７に供給する。

【0021】

制御弁１５Ｌ、１５Ｒは、操作装置としてのアーム操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁１５Ｒは、アーム操作レバーが所定のレバー操作量以上で操作された場合に、作動油を追加的にアームシリンダ８に供給する。

【0022】

なお、左側走行用油圧モータ４２Ｌ、オプションの油圧アクチュエータ、旋回用油圧モータ４４、アームシリンダ８のそれぞれから流出する作動油は、戻り油路３２Ｌを通じて作動油タンク２２に排出される。同様に、右側走行用油圧モータ４２Ｒ、バケットシリンダ９、ブームシリンダ７、アームシリンダ８のそれぞれから流出する作動油は、戻り油路３２Ｒを通じて作動油タンク２２に排出される。

【0023】

センターバイパス油路３０Ｌ、３０Ｒはそれぞれ、最も下流にある制御弁１５Ｌ、１５Ｒと作動油タンク２２との間にネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒを備える。なお、以下では、ネガティブコントロールを「ネガコン」と略称する。ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油の流れを制限してネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流でネガコン圧を発生させる。

【0024】

圧力センサＳ１、Ｓ２は、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生したネガコン圧を検出し、検出した値を電気的なネガコン圧信号としてコントローラ５４に対して出力する。

【0025】

圧力センサＳ３、Ｓ４は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧を検出し、検出した値を電気的な吐出圧信号としてコントローラ５４に対して出力する。

【0026】

なお、左側走行レバー、右側走行レバー、アーム操作レバー、旋回操作レバー、ブーム操作レバー、バケット操作レバー等の操作装置には操作内容検出部が取り付けられる。操作内容検出部は、例えば、各操作装置が生成するパイロット圧を検出する圧力センサ（図示せず。）である。これら圧力センサは、検出した値を電気的なパイロット圧信号としてコントローラ５４に対して出力する。

【0027】

コントローラ５４は、油圧回路を制御する機能要素であり、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等を備えたコンピュータである。本実施例では、コントローラ５４は、圧力センサ等の操作内容検出部の出力に基づいて各種操作装置の操作内容（例えば、レバー操作の有無、レバー操作方向、レバー操作量等である。）を電気的に検出する。なお、操作内容検出部は、各種操作レバーの傾きを検出する傾きセンサ等、圧力センサ以外のセンサで構成されてもよい。

【0028】

そして、コントローラ５４は、各種操作装置の操作内容に応じて可変チェック弁５０、メイクアップ弁５１等を動作させる各種機能要素に対応するプログラムをＣＰＵに実行させる。

【0029】

可変チェック弁５０は、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断可能な機構の一例であり、コントローラ５４が出力する指令に応じて動作する。本実施例では、可変チェック弁５０は、パラレル油路３１Ｒと制御弁１４Ｒとを接続する油路３３に設置されるロードチェック弁である。具体的には、可変チェック弁５０は、制御弁１４Ｒからパラレル油路３１Ｒへの作動油の流れを防止し、且つ、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が開放圧を上回った場合にパラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒへの作動油の流れを許容する。

【0030】

図３は、可変チェック弁５０の構成例を示す概略図である。具体的には、可変チェック弁５０は、主に弁体５０ａ、バネ５０ｂ、及び電磁弁５０ｃを含む。弁体５０ａは、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が開放圧を上回った場合に油路３３を開くように移動し、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が開放圧以下の場合に油路３３を閉じるように移動する。バネ５０ｂは、油路３３を閉じるように弁体５０ａを移動させる力（第１閉弁力）を発生させる。

【0031】

電磁弁５０ｃは、コントローラ５４が出力する電流指令に応じて動作する電磁比例弁である。本実施例では、電磁弁５０ｃは、固定容量型ポンプであるコントロールポンプ５５が吐出する作動油を利用して二次圧を調整する。二次圧は、バネ５０ｂと同様、油路３３を閉じるように弁体５０ａを移動させる力（第２閉弁力）を発生させる。

【0032】

可変チェック弁５０は、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力による弁体５０ａを押す力（開弁力）が第１閉弁力と第２閉弁力の合力である閉弁力以下の場合に油路３３を閉じ、開弁力が閉弁力より大きい場合に油路３３を開く。また、コントローラ５４は、電磁弁５０ｃに対する電流指令の大きさを調整することで第２閉弁力の大きさを調整する。このように、コントローラ５４は、可変チェック弁５０を電子制御することで油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通・遮断を切り替えることができる。

【0033】

メイクアップ弁５１は、ブームシリンダ７のロッド側油室における作動油の圧力が負圧になるのを防止する。ロッド側油室でのキャビテーションの発生を防止するためである。本実施例では、メイクアップ弁５１は、戻り油路３２Ｒとブームシリンダ７のロッド側油室とを接続するメイクアップ油路３４に設置される可変チェック弁であり、可変チェック弁５０と同様の構成を有する。そのため、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１を電子制御することでメイクアップ油路３４の流路面積を調整できる。具体的には、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１としての可変チェック弁の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路３４の流路面積を増大させることができる。メイクアップ弁５１の上流側と下流側との間の圧力差が同じであればその開放圧が低いほどメイクアップ弁５１の開口面積が大きくなるためである。なお、メイクアップ弁５１は、開放圧が固定されたチェック弁であってもよい。

【0034】

チェック弁５２は、パラレル油路３１Ｒと制御弁１３Ｒとを接続する油路３５に設置されるチェック弁である。具体的には、チェック弁５２は、制御弁１３Ｒからパラレル油路３１Ｒへの作動油の流れを防止し、且つ、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が所定の開放圧を上回った場合にパラレル油路３１Ｒから制御弁１３Ｒへの作動油の流れを許容する。油圧ポンプ１０と制御弁１２Ｌ〜１５Ｌ、１２Ｒ、１５Ｒのそれぞれとの間に設置されるチェック弁についても同様である。

【0035】

ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を制御する機構である。本実施例では、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、コントローラ５４が生成する指令に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板傾転角を調整して油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を制御する。

【0036】

例えば、ショベル１における油圧アクチュエータが何れも操作されていない状態では、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油は、センターバイパス油路３０Ｌ、３０Ｒを通ってネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒに至り、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。この場合、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、ネガコン圧信号に基づいてコントローラ５４が生成する指令に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を低減させる。その結果、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油がセンターバイパス油路３０Ｌ、３０Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）が抑制される。

【0037】

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油は、その油圧アクチュエータに対応する制御弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込む。そのため、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒに至る量は減少或いは消滅し、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生するネガコン圧は低下する。この場合、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を増大させ、各油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、各アクチュエータの駆動を確かなものとする。

【0038】

また、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が、吐出量に応じて決まる所定値を上回った場合、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、吐出圧信号に基づいてコントローラ５４が生成する指令に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を低減させる。油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吸収馬力が駆動源としてのエンジンの出力馬力を上回るのを防止するためである。

【0039】

なお、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流のネガコン圧、油圧ポンプ１０Ｌの吐出圧、及び油圧ポンプ１０Ｒの吐出圧を利用して、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を油圧的に制御してもよい。

【0040】

次に、図４を参照して油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７及びバケットシリンダ９との間の作動油の流れについて説明する。なお、図４は、図２の油圧回路における制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒを含む部分の断面図である。

【0041】

制御弁１４Ｒは、主に、バルブボディ１４Ｒａ（左下がりの斜線ハッチングで示す部分）と、バルブボディ１４Ｒａに形成されたバルブ穴内を摺動するブームスプール１４Ｒｂ（右下がりの斜線ハッチングで示す部分）とを含む。

【0042】

バルブボディ１４Ｒａは、６つのランド部Ｌ１〜Ｌ６を有する。また、ランド部Ｌ１とランド部Ｌ２との間には戻り油路３２Ｒを構成する第１戻り油路３２Ｒ１が形成され、ランド部Ｌ５とランド部Ｌ６との間には戻り油路３２Ｒを構成する第２戻り油路３２Ｒ２が形成される。また、ランド部Ｌ２とランド部Ｌ３との間には環状空間Ｖ１が形成され、ランド部Ｌ３とランド部Ｌ４との間には環状空間Ｖ２が形成され、ランド部Ｌ４とランド部Ｌ５との間には環状空間Ｖ３が形成される。

【0043】

ブームスプール１４Ｒｂは、軸部Ａと、軸部Ａ上に形成される４つのランド部Ｌ７〜Ｌ１０とを有する。また、ランド部Ｌ７とランド部Ｌ８との間には環状空間Ｖ４が形成され、ランド部Ｌ８とランド部Ｌ９との間には環状空間Ｖ５が形成され、ランド部Ｌ９とランド部Ｌ１０との間には環状空間Ｖ６が形成される。また、ブームスプール１４Ｒｂには再生油路ＲＣが形成される。

【0044】

環状空間Ｖ１は、バルブボディ１４Ｒａのランド部Ｌ２とランド部Ｌ３との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間Ｖ１と向き合うバルブボディ１４Ｒａの部分には、ブームシリンダ７のロッド側油室と制御弁１４Ｒとを接続する油路に通じる第１シリンダポートＰ１が形成される。また、環状空間Ｖ１には、メイクアップ弁５１を含むメイクアップ油路３４が接続され、第１戻り油路３２Ｒ１の作動油が流入可能である。また、環状空間Ｖ１は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の左方向に摺動すると、環状空間Ｖ４を介して第１戻り油路３２Ｒ１と連通する。また、環状空間Ｖ１は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ２と連通する。

【0045】

環状空間Ｖ２は、バルブボディ１４Ｒａのランド部Ｌ３とランド部Ｌ４との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間Ｖ２と向き合うバルブボディ１４Ｒａの部分には、油圧ポンプ１０Ｒと制御弁１４Ｒとを接続する油路３３に通じるポンプポートＰ２が形成される。また、環状空間Ｖ２は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の左方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ３と連通する。また、環状空間Ｖ２は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ１と連通する。

【0046】

環状空間Ｖ３は、バルブボディ１４Ｒａのランド部Ｌ４とランド部Ｌ５との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間Ｖ３と向き合うバルブボディ１４Ｒａの部分には、ブームシリンダ７のボトム側油室と制御弁１４Ｒとを接続する油路に通じる第２シリンダポートＰ３が形成される。また、環状空間Ｖ３は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の左方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ２と連通する。また、環状空間Ｖ３は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動すると、環状空間Ｖ６を介して第２戻り油路３２Ｒ２と連通する。

【0047】

再生油路ＲＣは、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動したときに、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させるための油路である。本実施例では、再生油路ＲＣは、ランド部Ｌ８及びランド部Ｌ９のそれぞれの外周面に開口し、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動したときに、環状空間Ｖ１と環状空間Ｖ３とを連通できるように形成される。なお、ブーム下げ速度は、再生油路ＲＣの開口面積、及び、第２シリンダポートＰ３の開口面積（環状空間Ｖ３と第２戻り油路３２Ｒ２との間の流路の流路面積）に応じて決まり、開口面積が大きいほど速い。

【0048】

制御弁１３Ｒは、制御弁１４Ｒと同様、第１シリンダポートＱ１、ポンプポートＱ２、第２シリンダポートＱ３、第１戻り油路３２Ｒ１、及び第２戻り油路３２Ｒ２のそれぞれの間の接続関係を適宜切り替え、油圧ポンプ１０Ｒからバケットシリンダ９を通じて作動油タンク２２に向かう作動油の流れを制御する。なお、第１シリンダポートＱ１は、バケットシリンダ９のロッド側油室と制御弁１３Ｒとを接続する油路に通じるポートである。また、ポンプポートＱ２は、油圧ポンプ１０Ｒと制御弁１３Ｒとを接続する油路３５に通じるポートであり、第２シリンダポートＱ３は、バケットシリンダ９のボトム側油室と制御弁１３Ｒとを接続する油路に通じるポートである。なお、制御弁１３Ｒは、制御弁１４Ｒと同様の構成を有するため、その詳細の説明を省略する。

【0049】

次に、図５を参照してブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態について説明する。なお、図５は、ブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態を示す図であり、図２に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作は、掘削アタッチメントを空中で動かす際にブーム４を下降させるための操作を意味する。また、図５の太実線はブームシリンダ７に向かう作動油の流れを表し、図５の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われる。「ハーフレバー操作」はフルレバー操作よりも小さい操作量で行われるレバー操作を意味する。また、「フルレバー操作」は、所定の操作量以上で行われるレバー操作を意味し、所定の操作量は例えば８０％以上の操作量である。なお、操作量１００％は操作レバーを最大限傾斜させたときの操作量に対応し、操作量０％は操作レバーを中立にしたとき（操作レバーを操作していないとき）の操作量に対応する。

【0050】

具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。

【0051】

制御弁１４Ｒが左に移動するとセンターバイパス油路３０Ｒが遮断されるため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油はパラレル油路３１Ｒを通って制御弁１４Ｒに向かう。

【0052】

このとき、コントローラ５４は、可変チェック弁５０の開放圧を低めに調整し、パラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒに向かう作動油の流れを許容する。

【0053】

そして、パラレル油路３１Ｒの作動油は、制御弁１４Ｒを通じてブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油は、制御弁１４Ｒ及び戻り油路３２Ｒを通じて作動油タンク２２に排出される。

【0054】

次に、図６を参照してブーム下げ操作が単独で行われた場合の制御弁１４Ｒにおける作動油の流れについて説明する。なお、図６は、図２の油圧回路における制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒを含む部分の断面図であり、図４に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われる。

【0055】

具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒのブームスプール１４Ｒｂは、図４に示す状態から図の右側に移動する。なお、説明の便宜のために左右を逆転させているが、図６のブームスプール１４Ｒｂの右側への移動は、図５における制御弁１４Ｒの左側への移動に対応する。

【0056】

ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ３が環状空間Ｖ６を介して第２戻り油路３２Ｒ２と連通する。そのため、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部は、第２シリンダポートＰ３、環状空間Ｖ３、環状空間Ｖ６、第２戻り油路３２Ｒ２を通じて作動油タンク２２に排出される。

【0057】

また、ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ２が環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ１と連通する。そのため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油は、可変チェック弁５０、油路３３、ポンプポートＰ２を通じて環状空間Ｖ２に流入し、環状空間Ｖ５及び環状空間Ｖ１、第１シリンダポートＰ１を通じてブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。

【0058】

また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の別の一部は、第２シリンダポートＰ３、環状空間Ｖ３、再生油路ＲＣを通じて環状空間Ｖ１に流入し、油圧ポンプ１０Ｒからの作動油と合流してブームシリンダ７のロッド側油室に再生される。

【0059】

次に、図７を参照して排土操作が行われた場合の油圧回路の状態について説明する。なお、図７は、排土操作が行われた場合の油圧回路の状態を示す図であり、図２及び図５に対応する。また、図７の太実線はブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９に向かう作動油の流れを表し、図７の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われ、アーム開き操作はフルレバー操作で行われ、バケット開き操作はフルレバー操作で行われる。

【0060】

具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。また、バケット操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁１３Ｒは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。また、アーム操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁１５Ｌは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。

【0061】

制御弁１４Ｒの上流にある制御弁１３Ｒが左側に移動するとセンターバイパス油路３０Ｒが遮断されるため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油はパラレル油路３１Ｒを通って制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒに向かう。

【0062】

このとき、コントローラ５４は、可変チェック弁５０の開放圧を高めに調整し、パラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒに向かう作動油の流れを遮断する。その結果、パラレル油路３１Ｒの作動油は、油路３５、制御弁１３Ｒを通じてバケットシリンダ９のロッド側油室に流入する。また、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油は、制御弁１３Ｒ及び戻り油路３２Ｒを通じて作動油タンク２２に排出される。

【0063】

また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部は、制御弁１４Ｒを通じて戻り油路３２Ｒに至り、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油と合流して作動油タンク２２に排出される。

【0064】

また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の別の一部は再生油路ＲＣを通じてブームシリンダ７のロッド側油室に再生される。

【0065】

このとき、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路３４の流路面積を増大させる。その結果、戻り油路３２Ｒの作動油の一部は、メイクアップ油路３４を通って再生油路ＲＣからの作動油に合流してブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。

【0066】

次に、図８を参照して排土操作が行われた場合の制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒにおける作動油の流れについて説明する。なお、図８は、図２の油圧回路における制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒを含む部分の断面図であり、図４及び図６に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われ、バケット開き操作はフルレバー操作で行われる。

【0067】

具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒのバルブスプールは、図４に示す状態から図の右側に移動する。同様に、バケット操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁１３Ｒのバケットスプール１３Ｒｂは、図４に示す状態から図の右側に移動する。なお、説明の便宜のために左右を逆転させているが、図８のバケットスプール１３Ｒｂ、ブームスプール１４Ｒｂの右側への移動は、図７における制御弁１３Ｒ、１４Ｒの左側への移動に対応する。

【0068】

ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ３が環状空間Ｖ６を介して第２戻り油路３２Ｒ２と連通する。そのため、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部は、第２シリンダポートＰ３、環状空間Ｖ３、環状空間Ｖ６、第２戻り油路３２Ｒ２を通じて作動油タンク２２に排出される。

【0069】

また、ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ２が環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ１と連通する。このとき、コントローラ５４は、可変チェック弁５０の開放圧を高めに調整し、パラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒに向かう作動油の流れを遮断する。そのため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油は、環状空間Ｖ２には流入しない。一方で、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油は、バケットスプール１３Ｒｂが右側へ移動する場合には、チェック弁５２、油路３５、ポンプポートＱ２、第１シリンダポートＱ１を通じてバケットシリンダ９のロッド側油室に流入する。また、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油は、第２シリンダポートＱ３を通じて第１戻り油路３２Ｒ１に至り、その一部が作動油タンク２２に排出される。

【0070】

また、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油が環状空間Ｖ２に流入しないため、ブームシリンダ７のロッド側油室の体積が膨張すると、環状空間Ｖ１の作動油の圧力は低下する。そして、環状空間Ｖ１の作動油の圧力が第１戻り油路３２Ｒ１の作動油の圧力よりも低くなると、第１戻り油路３２Ｒ１の作動油の別の一部は、メイクアップ油路３４を通って環状空間Ｖ１に流入する。そして、環状空間Ｖ１に流入した作動油は、再生油路ＲＣを流れる作動油に合流してブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。このとき、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路３４の流路面積を増大させている。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給しなくとも、十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。

【0071】

次に、図９を参照し、ブーム下げ操作を含む複合操作の際にコントローラ５４が再生油と戻り油とでブーム４を下降させる処理（以下、「複合操作時処理」とする。）について説明する。なお、本実施例では、「再生油」はブームシリンダ７のボトム側油室から流出してブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油を意味し、「戻り油」はバケットシリンダ９から作動油タンク２２に排出される作動油を意味する。また、図９は、複合操作時処理の一例の流れを示すフローチャートであり、コントローラ５４は、この複合操作時処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。

【0072】

最初に、コントローラ５４は、所定の複合操作が行われたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施例では、所定の複合操作は、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作を含む複合操作である。具体的には、コントローラ５４は、操作内容検出部としての各種圧力センサの出力に基づいてブーム下げ操作及びバケット開き操作を含む複合操作が行われたか否かを判定する。なお、所定の複合操作は、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作を含む複合操作としての排土操作であってもよく、ブーム下げ操作とバケット閉じ操作を含む複合操作であってもよい。

【0073】

所定の複合操作が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ５４は、今回の複合操作時処理を終了させる。

【0074】

また、所定の複合操作が行われたと判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断する（ステップＳＴ２）。本実施例では、コントローラ５４は、制御弁１４Ｒのメータイン側の油路３３を遮断する。具体的には、油路３３に設置された可変チェック弁５０を構成する電磁弁５０ｃに対して電流指令を与えて可変チェック弁５０の開放圧を増大させることで油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断する。

【0075】

また、コントローラ５４は、ブームシリンダ７のロッド側油室に関するメイクアップ油路３４の流路面積を増大させる（ステップＳＴ３）。本実施例では、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１としての可変チェック弁を構成する電磁弁に対して電流指令を与えてその可変チェック弁の開放圧を低減させることでメイクアップ油路３４の流路面積を増大させる。

【0076】

なお、ステップＳＴ２及びステップＳＴ３の処理は順不同であり、ステップＳＴ３の処理が実行された後でステップＳＴ２の処理が実行されてもよく同時に実行されてもよい。

【0077】

上述の処理により、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット６の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の開き速度を増大できる。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。具体的には、コントローラ５４は、例えば、アーム・バケット同時到達性を向上させることができる。なお、アーム・バケット同時到達性は、フルレバー操作されたアーム５が所定の第１姿勢から所定の第２姿勢に到達するまでに要する時間と、フルレバー操作されたバケット６が所定の第１姿勢から所定の第２姿勢に到達するまでに要する時間とをマッチさせる性能を意味する。そして、ショベル１は、アーム・バケット同時到達性が高いほど、例えばトラックの荷台に偏りなく土砂を排土できる。

【0078】

また、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断するため、制御弁１４Ｒのところで圧力損失を発生させることもない。

【0079】

また、コントローラ５４は、メイクアップ油路３４の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出して戻り油路３２Ｒを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入（回生）させることができる。そのため、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。また、コントローラ５４は、戻り油路３２Ｒの作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させるため、戻り油路３２Ｒの作動油の圧力を低減させることができ、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油の圧力損失（メータアウト損）を低減させることができる。

【0080】

次に、図１０を参照し、本発明の実施例に係る作業機械に搭載される油圧回路の別の構成例について説明する。なお、図１０は、図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す図であり、図７に対応する。また、図１０の太実線はブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９に向かう作動油の流れを表し、図１０の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。

【0081】

図１０の油圧回路は、制御弁１４Ｌの代わりに制御弁１４Ｌａを備える点で図７の油圧回路と相違する。なお、その他の点で両者は共通する。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。

【0082】

制御弁１４Ｌａは、６ポート３位置のスプール弁であり、ブーム上げ操作時弁位置、中立弁位置、及び、ブーム下げ操作時弁位置を有する。

【0083】

ブーム上げ操作時弁位置（右側の弁位置）は、ブーム操作レバーが上げ方向に操作された場合に採用される弁位置である。制御弁１４Ｌａは、ブーム上げ操作時弁位置が採用された場合、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に流入させる。

【0084】

中立弁位置（中央の弁位置）は、ブーム操作レバーが操作されていない場合に採用される弁位置である。制御弁１４Ｌａは、中立弁位置が採用された場合、センターバイパス油路３０Ｌを連通させる。

【0085】

ブーム下げ操作時弁位置（左側の弁位置）は、ブーム操作レバーが下げ方向に操作され、且つ、アーム操作レバーが操作された場合に採用される弁位置である。制御弁１４Ｌａは、ブーム下げ操作時弁位置が採用された場合、油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油と、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油がアームシリンダ８に供給されるようにする。

【0086】

図１０に示すように、ブーム下げ操作の際にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部を油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油に合流（回生）させる場合であっても、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット６の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の開き速度を増大できる。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。

【0087】

また、コントローラ５４は、メイクアップ油路３４の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出して戻り油路３２Ｒを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させることができる。そのため、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。

【0088】

上述より、本発明の実施例に係るショベルは、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われた場合、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断し、且つ、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油（再生油）、及び、戻り油路３２Ｒを流れる作動油（戻り油）をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。そのため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９に供給できる。その結果、バケット６の動作速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の動作速度を増大できる。また、アーム動作速度とバケット動作速度とのマッチング不良を防止できる。

【0089】

また、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われているときのメイクアップ油路３４の流路面積は、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われていないときのメイクアップ油路３４の流路面積より大きくなるように調整される。そのため、本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断したとしても、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出して戻り油路３２Ｒを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させることができる。その結果、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。

【0090】

また、ブームスプール１４Ｒｂは、ブームシリンダ７のロッド側油室に接続される第１シリンダポートＰ１、油圧ポンプ１０Ｒに接続されるポンプポートＰ２、及びブームシリンダ７のボトム側油室に接続される第２シリンダポートＰ３を有する。そして、戻り油路３２Ｒは、バケット開き操作が行われた場合にバケットシリンダ９から流出する作動油が流れる第１戻り油路３２Ｒ１と、バケット閉じ操作が行われた場合にバケットシリンダ９から流出する作動油が流れる第２戻り油路３２Ｒ２とを含む。また、第１シリンダポートＰ１は、第２戻り油路３２Ｒ２よりも第１戻り油路３２Ｒ１に近いところに形成される。そのため、メイクアップ油路３４の長さを必要最小限の長さに制限でき、メイクアップ油路３４の管路抵抗を抑制できる。

【0091】

また、コントローラ５４は、可変チェック弁５０を電子制御することで油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通・遮断を切り替える。また、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１を電子制御することでメイクアップ油路３４の流路面積の大きさを調整する。そのため、ブームシリンダ７に流出入する作動油の流れを簡易且つ迅速に制御できる。

【0092】

次に、図１１を参照し、本発明の実施例に係る作業機械に搭載される油圧回路の更に別の構成例について説明する。なお、図１１は、図１のショベルに搭載される油圧回路の更に別の構成例を示す図である。また、図１１の太実線はブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９に向かう作動油の流れを表し、図１１の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。

【0093】

図１１の油圧回路は、再生油路ＲＣ、メイクアップ油路３４、及びメイクアップ弁５１がコントロールバルブ１７の外部に配置される点、並びに、開閉弁５６、可変絞り５７、及び可変絞り５８が追加された点で図２の油圧回路と相違する。なお、その他の点で両者は共通する。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。

【0094】

コントロールバルブ１７は、制御弁１１Ｌ〜１５Ｌ、制御弁１１Ｒ〜１５Ｒを含むバルブ集合体である。なお、図２の油圧回路は、再生油路ＲＣ、メイクアップ油路３４、及びメイクアップ弁５１をコントロールバルブ１７内に含むように構成される。

【0095】

開閉弁５６は、再生油路ＲＣの連通・遮断を切り替える機能要素の一例であり、コントローラ５４が出力する指令に応じて動作する。本実施例では、開閉弁５６は２ポート２位置の電磁開閉弁であり、第１弁位置及び第２弁位置を有する。具体的には、第１弁位置は、ブームシリンダ７のボトム側油室とロッド側油室とを連通する流路と、その流路を流れる作動油の流量を抑制する絞りと、ボトム側油室への作動油の流れを防止するチェック弁とを有する。また、開閉弁５６は、第２弁位置にある場合にボトム側油室とロッド側油室との連通を遮断する。なお、開閉弁５６は、図示のような電磁開閉弁ではなく、可変絞り５７と同様の可変絞りであってもよい。

【0096】

可変絞り５７は、ブームシリンダ７のボトム側油室から制御弁１４Ｒへ流れる作動油の流量を調整する機能要素の一例であり、コントローラ５４が出力する指令に応じて流路面積を増減させる。コントローラ５４は、可変絞り５７の流路面積を小さくすることで再生油路ＲＣを流れる作動油の流量を増大させ、可変絞り５７の流路面積を大きくすることで再生油路ＲＣを流れる作動油の流量を低減させることができる。

【0097】

可変絞り５８は、メイクアップ油路３４を流れる作動油の流量を調整する機能要素の一例である。可変絞り５８は、可変絞り５７と同様、コントローラ５４が出力する指令に応じて流路面積を増減させる。コントローラ５４は、バケット開き操作が行われていない場合（例えばバケット閉じ操作が行われている場合）に可変絞り５８の流路面積を小さくし、メイクアップ油路３４を通ってブームシリンダ７へ作動油が流入するのを防止する。一方で、コントローラ５４は、ブーム下げ操作及びバケット開き操作を含む複合操作が行われている場合には可変絞り５８の流路面積を大きくしてバケットシリンダ９から流出した作動油がメイクアップ油路３４を円滑に流れるようにする。

【0098】

図１１に示すように、再生油路ＲＣ、メイクアップ油路３４、及びメイクアップ弁５１がコントロールバルブ１７の外部に配置される場合であっても、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット６の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の開き速度を増大できる。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。なお、本実施例では、バケットシリンダ９のボトム側油室と制御弁１３Ｒとを繋ぐ管路が戻り油路の一部を構成する。

【0099】

また、図１１の油圧回路は、開閉弁５６及び可変絞り５７のそれぞれが担う機能を制御弁１４Ｒから分離して開閉弁５６及び可変絞り５７を制御弁１４Ｒの外部に配置した構成をとる。しかしながら、開閉弁５６が担う機能のみが制御弁１４Ｒから分離されてもよい。この場合、開閉弁５６のみが制御弁１４Ｒの外部に配置され、可変絞り５７は制御弁１４Ｒ内に統合される。或いは、可変絞り５７が担う機能のみが制御弁１４Ｒから分離されてもよい。この場合、可変絞り５７のみが制御弁１４Ｒの外部に配置され、開閉弁５６は制御弁１４Ｒ内に統合される。

【0100】

また、コントローラ５４は、メイクアップ油路３４の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させることができる。そのため、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。

【0101】

また、図１１の油圧回路は図１０に示すような制御弁１４Ｌａを採用してもよい。この場合、コントローラ５４は、排土操作が行われたときに油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油とブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油がアームシリンダ８に供給されるようにする。

【0102】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

【0103】

例えば、上述の実施例では、コントローラ５４は、可変チェック弁５０を電子制御して油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、可変チェック弁５０は、電磁開閉弁等の他のタイプの弁であってもよい。

【0104】

また、上述の実施例では、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１としての可変チェック弁を電子制御してメイクアップ油路３４の流路面積を調整する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、メイクアップ弁５１は、コントローラ５４からの電流指令に応じて弁の開口面積を直接的に変化させる電磁比例弁等の他のタイプの弁であってもよい。

【0105】

また、上述の実施例では、ブーム下げ操作を含む複合操作の際に油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油とブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油をアームシリンダ８に流入させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、合流後の作動油は、旋回用油圧モータ４４等の他の油圧アクチュエータに供給されてもよい。

【0106】

また、上述の実施例では、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９は基本的に油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油によって駆動され、且つ、アームシリンダ８は基本的に油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油によって駆動される。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ操作を含む複合操作の際に、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断し、且つ、エンドアタッチメント用油圧シリンダとしてのバケットシリンダ９から流出する戻り油と再生油とでブーム４を下降させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、バケットシリンダ９以外の別の油圧シリンダ（例えばアームシリンダ８）から流出する作動油としての戻り油と再生油とでブーム４を下降させてもよい。

【0107】

また、本願は、２０１４年５月１９日に出願した日本国特許出願２０１４−１０３７１１号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

【符号の説明】

【0108】

１・・・ショベル ２・・・下部走行体 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０Ｌ、１０Ｒ・・・油圧ポンプ １１Ｌ、１１Ｒ、１２Ｌ、１２Ｒ、１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４Ｌａ、１４Ｒ、１５Ｌ、１５Ｒ・・・制御弁 １３Ｒａ、１４Ｒａ・・・バルブボディ １３Ｒｂ・・・バケットスプール １４Ｒｂ・・・ブームスプール ２０Ｌ、２０Ｒ・・・ネガコン絞り ２２・・・作動油タンク ３０Ｌ、３０Ｒ・・・センターバイパス油路 ３１Ｌ、３１Ｒ・・・パラレル油路 ３２Ｌ、３２Ｒ、３２Ｒ１、３２Ｒ２・・・戻り油路 ３３・・・油路 ３４・・・メイクアップ油路 ３５・・・油路 ４０Ｌ、４０Ｒ・・・ポンプレギュレータ ４２Ｌ、４２Ｒ・・・走行用油圧モータ ４４・・・旋回用油圧モータ ５０・・・可変チェック弁 ５０ａ・・・弁体 ５０ｂ・・・バネ ５０ｃ・・・電磁弁 ５１・・・メイクアップ弁 ５２・・・チェック弁 ５４・・・コントローラ ５５・・・コントロールポンプ ５６・・・開閉弁 ５７、５８・・・可変絞り Ｓ１〜Ｓ４・・・圧力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】