知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022146715
(43)【公開日】2022-10-05
(54)【発明の名称】作業機械
(51)【国際特許分類】
F15B 11/08 20060101AFI20220928BHJP
F15B 11/00 20060101ALI20220928BHJP
F15B 3/00 20060101ALI20220928BHJP
E02F 9/22 20060101ALI20220928BHJP
【ＦＩ】
F15B11/08 A
F15B11/00 H
F15B3/00 F
E02F9/22 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021047824
(22)【出願日】2021-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000005522
【氏名又は名称】日立建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001829
【氏名又は名称】弁理士法人開知
(72)【発明者】
【氏名】瀧本 佳史
(72)【発明者】
【氏名】森本 稔
(72)【発明者】
【氏名】秋山 恭佑
(72)【発明者】
【氏名】原 秀樹
(72)【発明者】
【氏名】高桑 貞一
【テーマコード（参考）】
2D003
3H086
3H089
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB03
2D003BA05
2D003CA02
2D003DA02
2D003DB08
3H086BA03
3H086BA14
3H086BA19
3H086BC01
3H086BC11
3H089AA05
3H089AA60
3H089BB01
3H089BB27
3H089CC01
3H089DA03
3H089DB03
3H089DB43
3H089DB55
3H089EE04
3H089EE16
3H089EE17
3H089EE36
3H089GG02
3H089JJ02
(57)【要約】
【課題】作業の待機中に、パイロットポンプを用いずに制御弁を駆動可能なパイロット圧を確保しつつエネルギ消費を抑制することができる作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械は、油圧ポンプ３１から油圧アクチュエータ３２に供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の制御弁３３を含むメイン回路３０と、油圧ポンプ３１から供給された圧油から制御弁３３を駆動するパイロット圧を生成するパイロット回路４０とを備える。パイロット回路４０は、油圧ポンプ３１から供給された圧油を減圧してパイロット圧として出力する減圧弁４１、４２と、油圧ポンプ３１から供給された圧油を増圧して減圧弁４１、４２に出力する増圧器４５と、油圧ポンプ３１からの圧油を増圧器４５に出力する第１状態と油圧ポンプ３１からの圧油を増圧器４５を介さずに減圧弁４１、４２に出力する第２状態とに切換可能な切換弁４６とを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】作業機械は、油圧ポンプ３１から油圧アクチュエータ３２に供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の制御弁３３を含むメイン回路３０と、油圧ポンプ３１から供給された圧油から制御弁３３を駆動するパイロット圧を生成するパイロット回路４０とを備える。パイロット回路４０は、油圧ポンプ３１から供給された圧油を減圧してパイロット圧として出力する減圧弁４１、４２と、油圧ポンプ３１から供給された圧油を増圧して減圧弁４１、４２に出力する増圧器４５と、油圧ポンプ３１からの圧油を増圧器４５に出力する第１状態と油圧ポンプ３１からの圧油を増圧器４５を介さずに減圧弁４１、４２に出力する第２状態とに切換可能な切換弁４６とを備える。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータにより駆動されるフロント作業装置と、
前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の制御弁を含むメイン回路と、
前記油圧ポンプから供給された圧油から前記制御弁を駆動するパイロット圧を生成するパイロット回路とを備える作業機械において、
前記パイロット回路は、
前記油圧ポンプから供給された圧油を減圧して前記パイロット圧として出力する減圧弁と、
前記油圧ポンプから供給された圧油を増圧して前記減圧弁に出力する増圧器と、
前記油圧ポンプからの圧油を前記増圧器に出力する第１状態と前記油圧ポンプからの圧油を前記増圧器を介さずに前記減圧弁に出力する第２状態とに切換可能な切換弁とを備える
ことを特徴とする作業機械。
前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータにより駆動されるフロント作業装置と、
前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の制御弁を含むメイン回路と、
前記油圧ポンプから供給された圧油から前記制御弁を駆動するパイロット圧を生成するパイロット回路とを備える作業機械において、
前記パイロット回路は、
前記油圧ポンプから供給された圧油を減圧して前記パイロット圧として出力する減圧弁と、
前記油圧ポンプから供給された圧油を増圧して前記減圧弁に出力する増圧器と、
前記油圧ポンプからの圧油を前記増圧器に出力する第１状態と前記油圧ポンプからの圧油を前記増圧器を介さずに前記減圧弁に出力する第２状態とに切換可能な切換弁とを備える
ことを特徴とする作業機械。
【請求項2】
請求項１に記載の作業機械において、
前記増圧器は、
前記油圧ポンプからの圧油が入力される第１室及び第２室を有するシリンダと、
前記第１室内に配置された第１ピストン部及び前記第２室内に配置され前記第１ピストン部よりも受圧面積が小さな第２ピストン部を有するピストンとを備え、
前記増圧器の前記第１室は、第１パイロットラインを介して作動油タンクに接続され、
前記増圧器の前記第２室は、第２パイロットラインを介して前記減圧弁に接続され、
前記パイロット回路は、前記第１パイロットライン上に設置され、前記第１パイロットラインを連通状態にする開位置と前記第１パイロットラインを遮断状態にする閉位置とに切換可能な開閉弁を含む
ことを特徴とする作業機械。
前記増圧器は、
前記油圧ポンプからの圧油が入力される第１室及び第２室を有するシリンダと、
前記第１室内に配置された第１ピストン部及び前記第２室内に配置され前記第１ピストン部よりも受圧面積が小さな第２ピストン部を有するピストンとを備え、
前記増圧器の前記第１室は、第１パイロットラインを介して作動油タンクに接続され、
前記増圧器の前記第２室は、第２パイロットラインを介して前記減圧弁に接続され、
前記パイロット回路は、前記第１パイロットライン上に設置され、前記第１パイロットラインを連通状態にする開位置と前記第１パイロットラインを遮断状態にする閉位置とに切換可能な開閉弁を含む
ことを特徴とする作業機械。
【請求項3】
請求項２に記載の作業機械において、
前記油圧アクチュエータの駆動を指示する操作装置と、
前記増圧器の前記第２室内に貯留されている油量を検出する油量検出器と、
コントローラとを更に備え、
前記メイン回路は、前記油圧ポンプから前記作動油タンクに戻る圧油の流れを遮断可能な閉弁位置を有するアンロード弁を更に含み、
前記開閉弁は、前記油圧ポンプからの圧油が入力されるパイロット室を有し、前記パイロット室に入力される圧油の圧力上昇に応じて前記閉位置から前記開位置に切り換わるように構成されており、
前記コントローラは、前記操作装置の操作が行われない待機状態が所定時間以上経過し、かつ、前記油量検出器の検出値が閾値以下であると判定した場合には、前記アンロード弁を前記閉弁位置に切り換える制御を実行する
ことを特徴とする作業機械。
前記油圧アクチュエータの駆動を指示する操作装置と、
前記増圧器の前記第２室内に貯留されている油量を検出する油量検出器と、
コントローラとを更に備え、
前記メイン回路は、前記油圧ポンプから前記作動油タンクに戻る圧油の流れを遮断可能な閉弁位置を有するアンロード弁を更に含み、
前記開閉弁は、前記油圧ポンプからの圧油が入力されるパイロット室を有し、前記パイロット室に入力される圧油の圧力上昇に応じて前記閉位置から前記開位置に切り換わるように構成されており、
前記コントローラは、前記操作装置の操作が行われない待機状態が所定時間以上経過し、かつ、前記油量検出器の検出値が閾値以下であると判定した場合には、前記アンロード弁を前記閉弁位置に切り換える制御を実行する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項１に記載の作業機械において、
前記切換弁は、前記油圧ポンプからの圧油が入力されるパイロット室を有し、前記パイロット室に入力される圧油の圧力上昇に応じて前記第１状態から前記第２状態に切り換わるように構成されている
ことを特徴とする作業機械。
前記切換弁は、前記油圧ポンプからの圧油が入力されるパイロット室を有し、前記パイロット室に入力される圧油の圧力上昇に応じて前記第１状態から前記第２状態に切り換わるように構成されている
ことを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項４に記載の作業機械において、
前記切換弁は、前記第２状態のときに前記油圧ポンプからの圧油が通過する絞りを有し、
前記絞りは、その開口面積が前記パイロット室に入力される圧油の圧力変化に応じて変更されるように構成されている
ことを特徴とする作業機械。
前記切換弁は、前記第２状態のときに前記油圧ポンプからの圧油が通過する絞りを有し、
前記絞りは、その開口面積が前記パイロット室に入力される圧油の圧力変化に応じて変更されるように構成されている
ことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業機械に係り、更に詳しくは、油圧パイロット式の制御弁を用いて油圧アクチュエータの動作を制御する作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
油圧ショベルやホイールローダ、クレーン等の作業機械では、油圧ポンプから供給される圧油によって油圧シリンダや油圧モータなどの油圧アクチュエータが駆動される。油圧アクチュエータの動作の制御は、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する制御弁によって行われる。制御弁の操作方法として、油圧パイロット式のものがある。油圧パイロット式の制御弁の駆動は、パイロット油圧源からの圧油を適宜減圧して生成されたパイロット圧により制御される。パイロット油圧源として、一般的に、油圧アクチュエータを駆動させるための圧油を吐出するメインポンプとは異なるパイロットポンプが用いられる。すなわち、パイロットポンプから吐出される圧油を元にパイロット圧が生成される。
【0003】
それに対して、制御弁を駆動させるためのパイロット圧をメインポンプから吐出された圧油を元に生成するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の流体圧制御装置は、ポンプの吐出口に接続された供給通路から分岐したパイロット通路を通じて導かれるポンプからの作動油がソレノイド式の減圧弁により減圧されて制御弁の一対のパイロット圧室に導かれるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－１７９２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の流体圧制御装置では、所定の開弁圧で開弁する背圧弁（チェック弁）が供給通路上におけるパイロット通路の接続部よりも下流側に設けられている。この構成により、ポンプ始動の際に、ポンプの吐出圧が背圧弁の開弁圧まで直ちに上昇するので、パイロット通路内の圧力も同様に上昇することになる。このため、パイロットポンプから吐出された圧油を元にパイロット圧を生成する構成でなくとも、ポンプの始動時において、制御弁を駆動するために必要な圧力のパイロット圧を確保することができ、制御弁の応答性の低下を防止している。
【0006】
ところで、作業機械は、作業が行われない待機状態では、通常、油圧アクチュエータに圧油を供給するメインポンプの出力を低下させることで無駄なエネルギ消費を抑制している。特許文献１に記載の流体圧制御装置でも、作業が行われない待機中、エネルギ消費の抑制の観点からポンプの出力を低下させることが望ましい。しかし、特許文献１に記載の流体圧制御装置では、所定の開弁圧以上でしか開弁しない背圧弁が供給通路上に設けられているので、作業の待機中においても、ポンプの吐出圧が背圧弁の開弁圧以上になるようにポンプの出力を維持しなければならず、エネルギ消費を低減することは難しい。
【0007】
本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、作業の待機中において、パイロットポンプを用いることなく制御弁を駆動可能なパイロット圧を確保しつつエネルギ消費を抑制することができる作業機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータにより駆動されるフロント作業装置と、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の制御弁を含むメイン回路と、前記油圧ポンプから供給された圧油から前記制御弁を駆動するパイロット圧を生成するパイロット回路とを備える作業機械において、前記パイロット回路は、前記油圧ポンプから供給された圧油を減圧して前記パイロット圧として出力する減圧弁と、前記油圧ポンプから供給された圧油を増圧して前記減圧弁に出力する増圧器と、前記油圧ポンプからの圧油を前記増圧器に出力する第１状態と前記油圧ポンプからの圧油を前記増圧器を介さずに前記減圧弁に出力する第２状態とに切換可能な切換弁とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一例によれば、作業の待機中にパイロット回路に供給された油圧ポンプの圧油がパイロット回路で要求される圧力よりも低い場合であっても、油圧ポンプからの圧油を切換弁の第１状態への切換により増圧器を介して増圧することで、油圧ポンプの出力を上昇させることなく要求される圧力を生成して減圧弁に入力することができる。すなわち、作業の待機中において、パイロットポンプを用いることなく制御弁を駆動可能なパイロット圧を確保しつつエネルギ消費を抑制することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の作業機械の一実施の形態を適用した油圧ショベルを示す外観図である。
【図2】本発明の作業機械の一実施の形態に搭載された油圧システムを示す回路図である。
【図4】本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成するコントローラの機能を示すブロック図である。
【図8】本発明の作業機械の一実施の形態におけるコントローラによる増圧器の油量補充の制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の作業機械の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態では、作業機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。
【0012】
［一実施の形態］
まず、本発明の作業機械の一実施の形態を適用する油圧ショベルの構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の作業機械の一実施の形態を適用した油圧ショベルを示す外観図である。ここでは、油圧ショベルの運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて説明する。
まず、本発明の作業機械の一実施の形態を適用する油圧ショベルの構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の作業機械の一実施の形態を適用した油圧ショベルを示す外観図である。ここでは、油圧ショベルの運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて説明する。
【0013】
図１において、作業機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体１と、下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２と、上部旋回体２の前部に俯仰動可能に設けられたフロント作業装置３とで大略構成されている。
【0014】
下部走行体１は、例えば、左右にクローラ式の走行装置６を備えている。左右の走行装置６はそれぞれ、油圧アクチュエータとしての走行油圧モータ６ａによって駆動される。
【0015】
上部旋回体２は、油圧アクチュエータとしての旋回油圧モータ（図示せず）によって下部走行体１に対して旋回する。上部旋回体２は、下部走行体１上に旋回可能に搭載された支持構造体としての旋回フレーム８と、旋回フレーム８上の左前側に設置されたキャブ９と、旋回フレーム８の後端部に設けられたカウンタウェイト１０と、キャブ９とカウンタウェイト１０の間に設けられた機械室１１とを含んで構成されている。キャブ９内には、オペレータが着座する運転席（図示せず）や後述の操作装置６１（後述の図２参照）などが配置されている。カウンタウェイト１０は、フロント作業装置３と重量バランスをとるためのものである。機械室１１は、原動機や後述の油圧ポンプ３１（後述の図２参照）などの各種機器を収容している。
【0016】
フロント作業装置３は、掘削作業等を行うための多関節型の作動機構であり、例えば、ブーム１３、アーム１４、アタッチメントとしてのバケット１５を備えている。ブーム１３の基端側は、上部旋回体２の前部に回動可能に結合されている。ブーム１３の先端部には、アーム１４の基端部が回動可能に結合されている。アーム１４の先端部には、バケット１５の基端部が回動可能に結合されている。ブーム１３、アーム１４、バケット１５はそれぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８によって駆動される。
【0017】
【0018】
図２において、油圧ショベルは、下部走行体１や上部旋回体２、フロント作業装置３（図１を参照）を油圧によって駆動させる油圧システム２０を備えている。油圧システム２０は、原動機（図示せず）により駆動される油圧ポンプ３１と、油圧ポンプ３１から供給される圧油により駆動される油圧アクチュエータ３２と、油圧ポンプ３１から油圧アクチュエータ３２に供給される圧油の流れ（方向及び流量）を制御する制御弁３３を含むメイン回路３０（図２中、太い実線で接続されている部分）と、油圧ポンプ３１が吸い込む作動油を貯留する作動油タンク３６とを備えている。なお、図２は、複数の油圧アクチュエータのうち１つの油圧アクチュエータを駆動するための回路部分を代表的に抜き出して示したものである。実際の油圧システムでは、図２で示されていない他の油圧アクチュエータを駆動する回路部分も、図２に示す回路部分と同様に構成されている。
【0019】
油圧ポンプ３１は、例えば、可変容量型のポンプであり、油圧ポンプ３１のポンプ容積を調整するレギュレータ３１ａを有している。レギュレータ３１ａは、コントローラ７０からの指令信号に基づきポンプ容積を調整する。油圧ポンプ３１は、吐出ライン３７を介して制御弁３３に接続されている。
【0020】
油圧アクチュエータ３２は、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８、左右の走行油圧モータ６ａ、旋回油圧モータ（図示せず）のいずれかによって構成される。図２では、例示的に油圧シリンダが図示されている。
【0021】
制御弁３３は、例えば、センタバイパスライン３８上に配置されている。センタバイパスライン３８は、油圧ポンプ３１から吐出された圧油を作動油タンク３６に導くものであり、一端側（上流側）が油圧ポンプ３１の吐出側である吐出ライン３７に接続されると共に、他端側（下流側）が作動油タンク３６に接続されている。制御弁３３は、アクチュエータライン３９を介して油圧アクチュエータ３２に接続されている。
【0022】
制御弁３３は、油圧パイロット式の制御弁であり、両端部に一対のパイロット室３３ａ、３３ｂ及び一対のバネ３３ｃ、３３ｄを有している。制御弁３３は、ノーマル位置が一対のバネ３３ｃ、３３ｄの付勢力によって中立位置となるように構成されている。中立位置（ノーマル位置）の制御弁３３は、油圧ポンプ３１と作動油タンク３６とを連通状態（センタバイパスライン３８が連通状態）にする一方、油圧ポンプ３１と油圧アクチュエータ３２との連通を遮断状態にする。制御弁３３は、後述のパイロット回路４０からのパイロット二次圧が一対のパイロット室３３ａ、３３ｂのいずれかに作用することで切換方向とストローク量（駆動）が制御される。制御弁３３は、切換方向とストローク量に応じて、油圧ポンプ３１からの圧油を油圧アクチュエータ３２と作動油タンク３６とに分流させる。
【0023】
センタバイパスライン３８上における制御弁３３と作動油タンク３６との間には、アンロード弁３４が設けられている。アンロード弁３４は、センタバイパスライン３８を連通状態又は遮断状態に切換可能に構成されている。すなわち、アンロード弁３４は、油圧ポンプ３１からセンタバイパスライン３８を介して作動油タンク３６に戻る圧油の流れの許容又は遮断を切換可能とするものである。
【0024】
アンロード弁３４は、例えば、油圧パイロット式の弁であり、一方側にパイロット室３４ａを他方側にバネ３４ｂを有している。アンロード弁３４は、センタバイパスライン３８を連通状態にする（油圧ポンプ３１と作動油タンク３６とを連通状態にする）位置がバネ３４ｂの付勢力によってノーマル位置Ｘとなるように設定されている。アンロード弁３４は、後述のパイロット回路４０からのパイロット二次圧がパイロット室３４ａに作用することでバネ３４ｂの付勢力に抗して、センタバイパスライン３８を遮断状態にする作動位置（閉弁位置）Ｙに切り換わる。アンロード弁３４は、ノーマル位置Ｘにおいて、圧油が絞り３４ｃを通過するように構成されている。アンロード弁３４の絞り３４ｃは、油圧ポンプ３１から作動油タンク３６に戻る作動油が通過することで、絞り３４ｃよりも上流側に背圧（油圧ポンプ３１の吐出圧）を立ち上げるものである。
【0025】
センタバイパスライン３８上の制御弁３３及びアンロード弁３４に対して、リリーフ弁３５が並列に接続されている。リリーフ弁３５は、メイン回路３０の最高圧を制限するものであり、メイン回路３０の圧力（油圧ポンプ３１の吐出圧）が所定の設定圧に達した場合に開弁することで、油圧ポンプ３１から吐出された圧油を作動油タンク３６に逃がす。
【0026】
油圧アクチュエータ３２に対するオペレータの操作は、操作装置６１を介して行われる。操作装置６１は、オペレータの操作（操作方向や操作量）に応じて油圧アクチュエータ３２の駆動を指示するものである。操作装置６１は、例えば、操作レバー６１ａを有する電気式のものであり、電気配線を介してコントローラ７０に接続されている。操作装置６１は、操作レバー６１ａの操作（操作方向及び操作量）を電気的に検出する検出装置（図示せず）を備えており、検出した操作レバー６１ａの操作（操作方向及び操作量）を操作信号としてコントローラ７０へ出力する。
【0027】
油圧システム２０は、油圧パイロット式の制御弁３３及びアンロード弁３４の駆動を制御するためのパイロット回路４０（図２中、破線で接続されている部分）を更に備えている。パイロット回路４０は、メイン回路３０における油圧ポンプ３１と制御弁３３との間の位置（例えば、吐出ライン３７）から分岐した第１パイロットライン５１を介して供給された油圧ポンプ３１からの圧油をパイロット油圧源として用いるものである。パイロット回路４０は、油圧ポンプ３１から供給された圧油を元に制御弁３３及びアンロード弁３４を駆動するためのパイロット圧（以下、パイロット二次圧と称することがある）を生成する。
【0028】
パイロット回路４０は、入力された圧油の圧力（以下、パイロット一次圧と称することがある）から制御弁３３を駆動するパイロット二次圧を生成する一対の第１電磁弁４１、４２と、入力された圧油の圧力（以下、パイロット一次圧と称することがある）からアンロード弁３４を駆動するパイロット二次圧を生成する第２電磁弁４３と、一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３に入力する圧油の圧力（パイロット一次圧）の最高圧を規定するパイロットリリーフ弁４４とを備えている。また、パイロット回路４０は、一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３よりも上流側に配置され、入力される圧油を増圧して一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３に出力する増圧器４５と、一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３よりも上流側かつ増圧器４５よりも上流側に配置され、油圧ポンプ３１から第１パイロットライン５１を介して供給された圧油を増圧器４５に出力する第１状態と油圧ポンプ３１から第１パイロットライン５１を介して供給された圧油を増圧器４５を介さずに一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３に出力する第２状態とに切換可能な切換弁４６とを備えている。制御弁３３及びアンロード弁３４を高精度に駆動するためには、パイロット二次圧を生成するための元圧であるパイロット一次圧を略一定に維持することが好ましい。
【0029】
第１パイロットライン５１は、例えば、メイン回路３０の吐出ライン３７を切換弁４６に接続する油路である。切換弁４６の出力側には、第２パイロットライン５２及び第３パイロットライン５３が接続されている。切換弁４６は、第３パイロットライン５３を介して増圧器４５に接続されている。第２パイロットライン５２の下流側及び増圧器４５の出力側には、第４パイロットライン５４が接続されている。第４パイロットライン５４は、第５パイロットライン５５を介して制御弁３３の一方のパイロット室３３ａに、第６パイロットライン５６を介して制御弁３３の他方のパイロット室３３ｂに、第７パイロットライン５７を介してアンロード弁３４のパイロット室３４ａに接続されている。第４パイロットライン５４には、作動油タンク３６に連通するパイロットリリーフライン５８が接続されている。第２パイロットライン５２上には、第１チェック弁４８が設けられている。第１チェック弁４８は、切換弁４６側から第４パイロットライン５４側へ向かう圧油の流れを許容する一方、第４パイロットライン５４側から切換弁４６側へ向かう圧油の流れを阻止するものである。
【0030】
一対の第１電磁弁４１、４２は、第５パイロットライン５５及び第６パイロットライン５６上に設けられており、制御弁３３の一対のパイロット室３３ａ、３３ｂに入力するパイロット二次圧を生成するものである。一対の第１電磁弁４１、４２は、例えば、２位置３ポートの弁であり、一方側にソレノイド４１ａ、４２ａを他方側にバネ４１ｂ、４２ｂを有している。一対の第１電磁弁４１、４２は、ノーマル位置がバネ４１ｂ、４２ｂの付勢力によって設定されている。一対の第１電磁弁４１、４２は、ソレノイド４１ａ、４２ａが電気配線を介してコントローラ７０に電気的に接続されており、コントローラ７０からの指令信号に応じてノーマル位置からの変位（作動位置）が制御される。ノーマル位置の第１電磁弁４１、４２は、制御弁３３のパイロット室３３ａ、３３ｂと第４パイロットライン５４との連通を遮断状態にする一方、制御弁３３のパイロット室３３ａ、３３ｂと作動油タンク３６とを連通状態にする。作動位置の第１電磁弁４１、４２は、制御弁３３のパイロット室３３ａ、３３ｂと第４パイロットライン５４とを連通状態にする一方、制御弁３３のパイロット室３３ａ、３３ｂと作動油タンク３６との連通を遮断状態にする。一対の第１電磁弁４１、４２は、入力されたパイロット一次圧を減圧して制御弁３３を駆動するパイロット二次圧を生成する第１減圧弁として機能するものであり、コントローラ７０から出力された指令信号に応じた圧力のパイロット二次圧を生成する。
【0031】
第２電磁弁４３は、第７パイロットライン５７上に設けられており、アンロード弁３４のパイロット室３４ａに入力するパイロット二次圧を生成するものである。第２電磁弁４３は、例えば第１電磁弁４１、４２と同様に、２位置３ポートの弁であり、一方側にソレノイド４３ａを他方側にバネ４３ｂを有している。第２電磁弁４３は、ノーマル位置がバネ４３ｂの付勢力によって設定されている。第２電磁弁４３は、ソレノイド４３ａが電気配線を介してコントローラ７０に電気的に接続されており、コントローラ７０からの指令信号に応じてノーマル位置からの変位（作動位置）が制御される。ノーマル位置の第２電磁弁４３は、アンロード弁３４のパイロット室３４ａと第４パイロットライン５４との連通を遮断状態にする一方、アンロード弁３４のパイロット室３４ａと作動油タンク３６とを連通状態にする。作動位置の第２電磁弁４３は、アンロード弁３４のパイロット室３４ａと第４パイロットライン５４とを連通状態にする一方、アンロード弁３４のパイロット室３４ａと作動油タンク３６との連通を遮断状態にする。第２電磁弁４３は、入力されたパイロット一次圧を減圧してアンロード弁３４を駆動するパイロット二次圧を生成する減圧弁として機能するものであり、コントローラ７０から出力された指令信号に応じた圧力のパイロット二次圧を生成する。
【0032】
パイロットリリーフ弁４４は、パイロットリリーフライン５８上に設けられている。パイロットリリーフ弁４４は、第４パイロットライン５４の圧力（パイロット一次圧）が予め設定されたリリーフ圧に達すると開弁してリリーフ圧以上の過剰な圧油を作動油タンク３６へ逃がす一方、リリーフ圧未満であれば閉弁状態を維持するものである。パイロット一次圧Ｐｉは、例えば、制御弁３３のバネ３３ｃ、３３ｄ及びアンロード弁３４のバネ３４ｂに抗して、制御弁３３及びアンロード弁を最大に変位させるのに十分な圧力として定められる。
【0033】
増圧器４５は、メイン回路３０の油圧ポンプ３１の吐出圧が要求されるパイロット一次圧Ｐｉよりも低い場合に、油圧ポンプ３１から供給された圧油の圧力を増幅させるものである。増圧器４５は、断面積が相対的に大きな大径室４５１ａ及び断面積が大径室４５１ａよりも相対的に小さな小径室４５１ｂを有するシリンダ４５１と、シリンダ４５１の大径室４５１ａ内に配置された第１ピストン部４５２ａ及び小径室４５１ｂ内に配置された第２ピストン部４５２ｂを有するピストン４５２とを有している。ピストン４５２は、第２ピストン部４５２ｂの受圧面積が第１ピストン部４５２ａの受圧面積よりも小さくなるように構成されている。増圧器４５は、ピストン４５２がシリンダ４５１の延在方向に移動可能に構成されている。増圧器４５は、圧油を一時的に貯留可能なアキュムレータよりも単純な構造を有しており、メンテナンスがアキュムレータよりも容易である。
【0034】
増圧器４５の大径室４５１ａ及び小径室４５１ｂの両室には第３パイロットライン５３が接続されており、増圧器４５は第３パイロットライン５３の圧油が大径室４５１ａ及び小径室４５１ｂに導入されるように構成されている。また、小径室４５１ｂには第４パイロットライン５４が接続されていると共に、大径室４５１ａは排出パイロットライン５９を介して作動油タンク３６に接続されている。増圧器４５は、大径室４５１ａ内の油圧によりピストン４５２の第１ピストン部４５２ａに作用する力と小径室４５１ｂ内の油圧により第２ピストン部４５２ｂに作用する力がバランスするようになっている。増圧器４５の大径室４５１ａ及び小径室４５１ｂには第３パイロットライン５３を介して同じ圧力が入力されるので、受圧面積が相対的に小さな第２ピストン部４５２ｂ側の小径室４５１ｂ内の油圧が第１ピストン部４５２ａ側の大径室４５１ａ内の油圧よりも大きくなる。すなわち、増圧器は、第３パイロットライン５３を介して供給される圧油を増圧して小径室４５１ｂに接続されている第４パイロットライン５４側へ出力するものである。
【0035】
第３パイロットライン５３上の増圧器４５の小径室４５１ｂ側に接続される部分には、第２チェック弁４９が設けられている。第２チェック弁４９は、小径室４５１ｂ側から切換弁４６側への圧油の流れを阻止する一方、切換弁４６側から小径室４５１ｂ側への流れを許容するものである。すなわち、増圧器４５の小径室４５１ｂ内で増圧された圧油の切換弁４６側へ逆流を防止するものである。
【0036】
排出パイロットライン５９上には、開閉弁４７が設けられている。開閉弁４７は、排出パイロットライン５９の連通又は遮断を切換可能に構成されている。開閉弁４７は、例えば、２位置２ポートの弁であり、一方側にパイロット室４７ａを他方側にバネ４７ｂを有している。開閉弁４７は、パイロット室４７ａに第２パイロットライン５２を流れる圧油が導入されるように構成されている。開閉弁４７のノーマル位置Ｘは、バネ４７ｂの付勢力によって設定されており、排出パイロットライン５９（大径室４５１ａと作動油タンク３６との連通）を遮断状態にする閉位置である。一方、作動位置Ｙは、排出パイロットライン５９（大径室４５１ａと作動油タンク３６）を連通状態にする開位置である。開閉弁４７は、パイロット室４７ａに作用する第２パイロットライン５２の圧油の圧力の上昇によって、バネ４７ｂの付勢力に抗して自動的に作動位置Ｙに切り換わる。
【0037】
増圧器４５には、小径室４５１ｂ内の油量を検出する油量検出器６２が設置されている。油量検出器６２として、例えば、ピストン４５２の位置（変位）を検出する変位センサの使用が想定される。この場合、小径室４５１ｂの断面積が既知なので、変位センサ６２より検出されたピストン４５２の変位ｘを小径室４５１ｂの油量と等価に扱うことが可能である。油量検出器６２は、電気配線を介してコントローラ７０に電気的に接続されており、検出信号をコントローラ７０へ出力する。
【0038】
切換弁４６は、メイン回路３０の油圧ポンプ３１から第１パイロットライン５１を介して供給された圧油を第２パイロットライン５２又は第３パイロットライン５３のいずれか一方に導入するように切り換えるものである。切換弁４６は、例えば、２位置３ポートの弁であり、一方側にパイロット室４６ａを他方側にバネ４６ｂを有している。切換弁４６は、パイロット室４６ａに第１パイロットライン５１の圧油が導入されるように構成されている。切換弁４６は、ノーマル位置Ｘがバネ４６ｂの付勢力によって設定されている。ノーマル位置Ｘの切換弁４６は、第１パイロットライン５１と第３パイロットライン５３とを接続状態にする一方、第１パイロットライン５１と第２パイロットライン５２との接続を遮断状態にする。一方、作動位置Ｙの切換弁４６は、第１パイロットライン５１と第３パイロットライン５３との接続を遮断状態にする一方、第１パイロットライン５１と第２パイロットライン５２とを接続状態にする。
【0039】
切換弁４６は、パイロット室４６ａに作用する第１パイロットライン５１の圧油の圧力の上昇によって、バネ４６ｂの付勢力に抗して自動的に作動位置Ｙに切り換わる。すなわち、切換弁４６は、メイン回路３０の油圧ポンプ３１からの圧油の圧力がバネ４６ｂの付勢力に応じた所定値よりも低い場合には増圧器４５を介してパイロット一次圧Ｐｉを生成するように切り換える一方、油圧ポンプ３１からの圧油の圧力がバネ４６ｂの付勢力に応じた所定値よりも高い場合には増圧器４５を介さずに油圧ポンプ３１からの圧油を元にパイロット一次圧Ｐｉを生成するように切り換わる。
【0040】
切換弁４６は、作動位置Ｙにおいて圧油が通過する絞り４６ｃを有している。絞り４６ｃは、油圧ポンプ３１の吐出圧Ｐ２が要求されるパイロット一次圧よりも高い場合において、油圧ポンプ３１の変動する吐出圧Ｐ２を元に略一定のパイロット一次圧Ｐｉを生成するものである。そのため、絞り４６ｃは、例えば、以下に示す理想的な開口特性に近似した特性を備えるように構成されている。
【0041】
絞り４６ｃを流れる圧油の流量をＱｉ、絞り４６ｃの開口面積をＡｃ、流量係数をＣｄ、作動油の密度をρとする。この場合、一般的に、以下の式（１）が成立する。
【0042】
【数1】
【0043】
式（１）を開口面積Ａｃについて変形すると、以下の式（２）になる。
【0044】
【数2】
【0045】
ここで、Ｑｉは、設計上の観点から設定される値である。例えば、Ｑｉを少量に設定すると、パイロットリリーフ弁４４を介して作動油タンク３６へ流出する油量が少なくて済み、エネルギ消費を抑制することができる。しかし、Ｑｉを非常に少量に設定しすぎると、急な操作が行われた場合に制御弁３３のパイロット室３３ａ、３３ｂ及びアンロード弁３４のパイロット室３４ａに対して供給すべき油量が不足し、制御弁３３及びアンロード弁３４の応答性が低下する恐れがある。Ｑｉは、それらの兼ね合いにより決定することができる。また、パイロット一次圧Ｐｉは、パイロットリリーフ弁４４の設定圧として決定される値である。また、Ｃｄ及びρは、弁形状や絞り４６ｃの流れなどにより定められる定数及び作動油の温度などにより定められる物性値である。以上より、開口面積Ａｃは、任意に設定できないパラメータである油圧ポンプ３１の吐出圧Ｐ２の関数と見なすことができる。
【0046】
また、切換弁４６（弁体）の変位に関してパイロット室４６ａ及びバネ４６ｂに着目すると、切換弁４６（弁体）に作用する力の釣り合いについて、以下の式（３）が成り立つ。
【0047】
【数3】
【0048】
ここで、Ａｄはパイロット室４６ａの受圧面積（スプール弁の場合にはスプールの断面積）、ｋはバネ４６ｂのバネ定数、ｘａは弁体の変位、ｘ０はバネ４６ｂの初期変位である。
【0049】
式（３）を油圧ポンプ３１の吐出圧Ｐ２について変形して式（２）に代入すると、以下の式（４）になる。
【0050】
【数4】
【0051】
ここで、受圧面積Ａｄ、バネ定数ｋ、初期変位ｘ０はそれぞれ、設計上の観点から設定可能な値である。以上より、開口面積Ａｃは、任意に設定できないパラメータである切換弁４６の変位ｘａの関数と見なすことができる。横軸を切換弁４６の変位ｘａ、縦軸を切換弁４６の開口面積Ａｃとすると、式（４）は図３に示す特性図となる。
【0052】
本実施の形態においては、絞り４６ｃの開口面積は上限が実際上あるので、図３に示す特性図を理想の開口特性とし、絞り４６ｃが当該特性図に近い特性を備えるように切換弁４６を構成する。これにより、油圧ポンプ３１の変動する吐出圧Ｐ２を略一定のパイロット一次圧Ｐｉに減圧することができる。
【0053】
コントローラ７０は、操作装置６１からの操作信号に基づき、油圧ポンプ３１のレギュレータ３１ａ、一対の第１電磁弁４１、４２、第２電磁弁４３を制御することで、油圧アクチュエータ３２の動作を制御するものである。また、コントローラ７０は、油量検出器６２からの検出信号に基づき第２電磁弁４３を制御することで、増圧器４５の小径室４５１ｂへの圧油補充を行うものである。
【0054】
次に、本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成するコントローラのハード構成及び機能構成について図４及び図５を用いて説明する。図４は本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成するコントローラの機能を示すブロック図である。図５は図４に示す本発明の作業機械の一実施の形態のコントローラの油量判定部による判定に関する説明図である。
【0055】
図４において、コントローラ７０は、例えば、マイクロコンピュータにより構成されており、ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶装置７１と、ＣＰＵやＭＰＵ等からなる処理装置７２とを備えている。記憶装置７１には、油圧アクチュエータ３２の駆動制御や小径室４５１ｂの圧油補充の制御に必要なプラグラムを含む各種情報が予め記憶されている。処理装置７２は、記憶装置７１からプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することで次の機能を含む各種機能を実現する。
【0056】
コントローラ７０は、処理装置７２により実行される機能として、ポンプ制御部８１、第１電磁弁制御部８２、第２電磁弁制御部８３、待機時間判定部８４、油量判定部８５を備えている。
【0057】
ポンプ制御部８１は、操作装置６１の操作方向及び操作量に応じて、油圧ポンプ３１のポンプ容積をレギュレータ３１ａを介して制御するものである。ポンプ制御部８１は、操作装置６１の操作が行われない待機状態のときには、油圧ポンプ３１のポンプ容積を小さくしてポンプ出力を低下させる制御を行うことで、エネルギ消費の抑制を図っている。
【0058】
第１電磁弁制御部８２は、操作装置６１の操作方向及び操作量に応じて、一対の第１電磁弁４１、４２の駆動を制御する指令を一対の第１電磁弁４１、４２へ出力する。一対の第１電磁弁４１、４２の駆動に応じて制御弁３３のパイロット室３３ａ、３３ｂに入力されるパイロット二次圧の減圧調整が行われ、制御弁３３のストローク量に応じて油圧アクチュエータ３２の駆動が制御される。
【0059】
図２に示すパイロット回路４０では、操作装置６１の操作が行われない待機状態が長時間継続されると、第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３からの圧油の漏れ及び増圧器４５からの圧油の漏れにより、増圧器４５の小径室４５１ｂ内の油量が減少してしまう。小径室４５１ｂの油量の減少が進むと、操作装置６１が操作されて待機状態が解除されたときに、制御弁３３やアンロード弁３４に対して必要なパイロット圧油の流量を確保することができない懸念がある。
【0060】
そこで、待機時間判定部８４は、待機状態の経過時間を待機時間Ｔとして計測し、計測した待機時間Ｔが予め設定されている時間閾値Ｔ０以上か否かを判定する。計測方法としては、例えば、コントローラ７０に内蔵された時刻歴記録機能を用いる。時間閾値Ｔ０は、例えば、記憶装置７１に予め記憶されている。待機時間判定部８４は、待機時間Ｔが時間閾値Ｔ０以上になると、判定結果を油量判定部８５に出力する。
【0061】
油量判定部８５は、油量検出器６２からの検出信号（検出値）に基づき、増圧器４５の小径室４５１ｂ内の油量が第１閾値以下か否かを判定する。また、油量検出器６２からの検出信号（検出値）に基づき、増圧器４５の小径室４５１ｂ内の油量が第２閾値以上か否かを判定する。第１閾値及び第２閾値は、例えば、記憶装置７１に予め記憶されている。
【0062】
油量検出器６２として変位センサを用いる場合、第１閾値及び第２閾値として、例えば図５に示すように、ピストン４５２の基準位置（図５中、左端）からの変位ｘが所定の大きさの第１変位ｘ１及び第１変位ｘ１よりも変位が大きい第２変位ｘ２が設定されている。第１閾値ｘ１は、例えば、１つの制御弁３３を駆動可能な油量に対応して設定されている。第２閾値ｘ２は、例えば、複合操作のときに駆動する全ての制御弁を初動時に駆動可能な油量に対応して設定されている。
【0063】
第２電磁弁制御部８３は、操作装置６１の操作に応じて、第２電磁弁４３の駆動を制御する指令を第２電磁弁４３へ出力する。第２電磁弁４３の駆動に応じてアンロード弁３４のパイロット室３４ａに入力されるパイロット二次圧の減圧調整が行われ、アンロード弁３４のストローク量に応じて油圧ポンプ３１から作動油タンク３６への圧油の流れが制御される。
【0064】
また、第２電磁弁制御部８３は、待機時間Ｔが時間閾値Ｔ０以上経過し、かつ、増圧器４５の小径室４５１ｂの油量が第１閾値よりも少ない場合に、第２電磁弁４３を制御することで当該小径室４５１ｂに必要な油量を補充する制御を行う。具体的には、第２電磁弁制御部８３は、待機時間Ｔが時間閾値Ｔ０以上であると待機時間判定部８４により判定され、かつ、油量検出器（変位センサ）６２の検出値ｘが第１閾値ｘ１以下であると油量判定部８５により判定された場合に、第２電磁弁４３（ソレノイド４３ａ）に対して開弁指令を出力する。これにより、アンロード弁３４が閉弁状態の作動位置Ｙに切り換えられ、油圧ポンプ３１の吐出圧が上昇し、小径室４５１ｂへの油量補充が可能となる。この油量補充の制御における油圧システム２０の動作の詳細は後述する。
【0065】
次に、本発明の作業機械の一実施の形態における油圧システムの動作について説明する。まず、メイン回路３０の油圧ポンプ３１を駆動する原動機（図示せず）が始動した直後で、かつ、操作装置６１の操作レバー６１ａが操作されていない無操作の状態を想定する。この場合、油圧システム２０の各要素は、図２に示す状態となる。
【0066】
油圧ポンプ３１が原動機によって駆動されると、油圧ポンプ３１が作動油タンク３６から作動油を吸い込んでメイン回路３０の吐出ライン３７に圧油を吐出する。操作装置６１が無操作状態であるので、メイン回路３０の制御弁３３及びアンロード弁３４は、ノーマル位置にある。このため、油圧ポンプ３１から吐出された圧油は、センタバイパスライン３８上の制御弁３３及びアンロード弁３４をこの順に通過して作動油タンク３６に戻る。
【0067】
このとき、油圧ポンプ３１は、コントローラ７０からの無操作状態に応じた指令により、例えば、油圧ポンプ３１の吐出流量が最小となるようにポンプ容積が制御される。このため、油圧ポンプ３１の吐出圧は、当該油圧ポンプ３１の最小流量状態におけるアンロード弁３４の絞り３４ｃの圧損やセンタバイパスライン３８上の各種の圧損などに応じた圧力値Ｐ１となる。この吐出圧Ｐ１が大きいほど、無操作時の無駄なエネルギ消費が多くなる。無操作時における実際の吐出圧Ｐ１は、エネルギ消費の抑制の観点から極力低い方が望ましいが、作動油タンク３６内の圧力よりも大きくなっている（Ｐ１＞０）。
【0068】
また、油圧ポンプ３１から吐出された圧油は、メイン回路３０から分岐したパイロット回路４０にも導かれる。無操作時の油圧ポンプ３１の吐出圧Ｐ１は低くなっており、切換弁４６はノーマル位置Ｘとなっている。したがって、メイン回路３０の吐出ライン３７は切換弁４６を介して第３パイロットライン５３と連通している。このため、メイン回路３０から第１パイロットライン５１を介して導かれた油圧ポンプ３１の吐出圧Ｐ１が、切換弁４６を介して増圧器４５の大径室４５１ａ及び小径室４５１ｂの両方に作用する。なお、無操作時には、パイロット回路４０の一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３はノーマル位置にあり、第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３により、制御弁３３の一対のパイロット室３３ａ、３３ｂ及びアンロード弁３４のパイロット室３４ａと第４パイロットライン５４との連通が遮断されている。
【0069】
これにより、増圧器４５のピストン４５２は、大径室４５１ａ側の第１ピストン部４５２ａと小径室４５１ｂ側の第２ピストン部４５２ｂの受圧面積の差により、小径室４５１ｂの容積が縮小し大径室４５１ａの容積が拡張する方向（図２中、左方向）に変位する。第１ピストン部４５２ａに作用する力と第２ピストン部４５２ｂに作用する力（ピストン４５２に作用する左右の力）が最終的に釣り合い、ピストン４５２の変位は図２に示す状態に落ち着く。
【0070】
ここで、第１ピストン部４５２ａの受圧面積をＡａ、第２ピストン部４５２ｂの受圧面積をＡｂ、小径室４５１ｂ側の圧力をＰｂ（すなわち、パイロット一次圧Ｐｉ）とすると、Ｐ１×Ａａ＝Ｐｂ×Ａｂが成立する。Ａａ＞Ａｂであるので、小径室４５１ｂ側の圧力Ｐｂが大径室４５１ａ側の圧力Ｐ１よりも大きくなることがわかる。すなわち、増圧器４５の小径室４５１ｂから一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３に対して、無操作時の油圧ポンプ３１から供給された圧油の圧力Ｐ１を増幅させた圧力Ｐｂをパイロット一次圧Ｐｉとして出力する。
【0071】
このように、本実施形態においては、油圧ポンプ３１の無操作時の吐出圧Ｐ１が要求されるパイロット一次圧Ｐｉよりも低い場合（Ｐ１＜Ｐｉの場合）であっても、油圧ポンプ３１からパイロット回路４０に供給された圧油を増圧器４５により増圧することで、要求されるパイロット一次圧Ｐｉを生成することが可能となっている。増圧器４５のピストン４５２に作用する力の釣り合い式を変形すると、Ｐｂ（Ｐｉ）＝Ｐ１×Ａａ／Ａｂとなる。無操作時におけるエネルギ消費の抑制の観点から無操作時の吐出圧Ｐ１を更に低値に設定する場合には、増圧器４５の第１ピストン部４５２ａと第２ピストン部４５２ｂの受圧面積比Ａａ／Ａｂを調整することで、要求されるパイロット一次圧Ｐｉを確保することができる。
【0072】
次に、本発明の作業機械の一実施の形態の油圧システムにおける操作装置による作業機械の操作開始後の初動状態について図６を用いて説明する。図６は図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態の油圧システムにおける作業の待機状態から操作開始の移行時の初期状態を示す回路図である。
【0073】
図６において、操作装置６１の操作レバー６１ａが操作されると、操作装置６１は操作方向及び操作量に応じた操作信号をコントローラ７０に出力する。
【0074】
この場合、コントローラ７０は、油圧ポンプ３１の吐出流量を無操作状態のときよりも増加するように制御する。具体的には、コントローラ７０のポンプ制御部８１は、操作装置６１からの操作信号を基に、油圧ポンプ３１のレギュレータ３１ａに指令を出力する。これにより、油圧ポンプ３１のポンプ容積が増加され、油圧ポンプ３１の吐出流量が増加する。なお、操作開始後の初動状態では、油圧ポンプ３１の吐出圧はパイロット回路４０で要求されるパイロット一次圧Ｐｉよりも低い状態である。
【0075】
同時に、コントローラ７０は、操作装置６１からの操作信号を基に、第２電磁弁４３のソレノイド４３ａに対して駆動指令を出力する。これにより、第２電磁弁４３は、ソレノイド４３ａの電磁力によりバネ４３ｂの付勢力に抗って駆動指令の大きさに応じた変位で開弁する。これにより、無操作時において第４パイロットライン５４側で立ち上がっているパイロット一次圧Ｐｉが第２電磁弁４３によってパイロット二次圧Ｐｉ２に減圧される。第２電磁弁４３により生成されたパイロット二次圧Ｐｉ２がアンロード弁３４のパイロット室３４ａに入力され、アンロード弁３４がバネ３４ｂの付勢力に抗って閉弁位置Ｙに切り換えられる。アンロード弁３４の閉弁により、油圧ポンプ３１の吐出圧が上昇して初動状態の終了後にはパイロット一次圧Ｐｉよりも高い圧力Ｐ２（Ｐ２＞Ｐｉ）となる。
【0076】
また、コントローラ７０は、第２電磁弁４３の制御と同時に、操作された操作レバー６１ａに対応するパイロット回路４０の電磁弁を制御する。本説明においては、操作された操作レバー６１ａに対応する電磁弁が他方側の第１電磁弁４２とする。
【0077】
コントローラ７０は、操作装置６１からの操作信号を基に、他方側の第１電磁弁４２のソレノイド４２ａに対して駆動指令を出力する。これにより、他方側の第１電磁弁４２は、ソレノイド４２ａの電磁力によりバネ４２ｂの付勢力に抗って駆動指令の大きさに応じた変位で開弁する。これにより、無操作時において第４パイロットライン５４側で立ち上がっているパイロット一次圧Ｐｉが他方側の第１電磁弁４２によってパイロット二次圧Ｐｉ３へと減圧される。他方側の第１電磁弁４２により生成されたパイロット二次圧Ｐｉ３が制御弁３３の他方側のパイロット室３３ｂに入力され、他方側のパイロット室３３ｂの反対側に位置するバネ３３ｃの付勢力に抗って制御弁３３が変位する。これにより、吐出ライン３７が制御弁３３を介してアクチュエータライン３９と連通し、油圧ポンプ３１からの圧油が制御弁３３を介して油圧アクチュエータ３２に供給される。この結果、油圧アクチュエータ３２が操作装置６１の操作に応じて駆動する。
【0078】
このとき、増圧器４５の小径室４５１ｂで生成されたパイロット一次圧Ｐｉの圧油は、他方側の第１電磁弁４２及び第２電磁弁４３によって減圧されてから制御弁３３の他方側パイロット室３３ｂ及びアンロード弁３４のパイロット室３４ａに入力されている。したがって、増圧器４５のピストン４５２は、図６に示すように、無操作時の位置（図２参照）よりも、小径室４５１ｂの容積が縮小され大径室４５１ａの容積が拡大する方向（図３中、左方向）に変位している。増圧器４５のこの状態は、その後に操作レバー６１ａが中立に操作されたときに、パイロット一次圧Ｐｉを生成するための小径室４５１ｂの油量が不足することを意味している。
【0079】
操作開始後の各電磁弁４１、４２、４３の初動期間（油圧ポンプ３１の吐出圧が低く、パイロット回路４０のパイロット一次圧Ｐｉを増圧器４５を介さずに生成不能である期間）は、制御弁３３及びアンロード弁３４の駆動を継続可能な油量を増圧器４５の小径室４５１ｂ内に確保する必要がある。つまり、操作開始後の各電磁弁４１、４２、４３の初動前に、増圧器４５の小径室４５１ｂの容積（油量）を、パイロット二次圧の供給先である制御弁３３のパイロット室３３ａ、３３ｂ及びアンロード弁３４のパイロット室３４ａやそれらと増圧器４５の小径室４５１ｂとを接続するパイロットライン５４、５５、５６、５７の全ての容積よりも大きくしておく必要がある。本実施の形態の油圧システム２０においては、増圧器４５の小径室４５１ｂの油量の不足状態を初動状態の終了後の開閉弁４７の開閉により解消するように構成されている。油圧システム２０の当該動作については、後述する。
【0080】
次に、本発明の作業機械の一実施の形態の油圧システムにおける操作開始の初動状態の終了後の動作について図７を用いて説明する。図７は図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態の油圧システムにおける作業の待機状態から操作開始の初期状態を経過した後の状態を示す回路図である。
【0081】
図７において、切換弁４６のパイロット室４６ａには、メイン回路３０の油圧ポンプ３１の吐出圧が入力される。操作開始の初動状態の終了後には、油圧ポンプ３１の吐出圧がアンロード弁３４の閉弁や油圧アクチュエータ３２の駆動によって上昇してパイロット一次圧Ｐｉよりも高い圧力値Ｐ２となっている。このため、切換弁４６は、パイロット室４６ａに入力されるメイン回路３０からの圧油によりバネ４６ｂの付勢力に抗って、ノーマル位置Ｘから作動位置Ｙへと切り換わる。
【0082】
これにより、メイン回路３０の吐出ライン３７は切換弁４６を介してパイロット回路４０の第２パイロットライン５２と連通する。すなわち、メイン回路３０の吐出ライン３７は、増圧器４５を介さずに、第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３に接続される。
【0083】
切換弁４６が作動位置Ｙに切り換わると、メイン回路３０からの圧油が切換弁４６の絞り４６ｃを通過する。当該絞り４６ｃは、切換弁４６の変位ｘａと絞り４６ｃの開口面積Ａｃとの関係が図３に示す特性図に近似する特性を備えるように構成されている。したがって、吐出圧Ｐ２の圧油が絞り４６ｃを通過することで、要求されるパイロット一次圧Ｐｉの近傍に減圧される。
【0084】
切換弁４６の絞り４６ｃを通過して減圧されてパイロット一次圧Ｐｉになった圧油は、第２パイロットライン５２上の第１チェック弁４８を介して、一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３に入力される。なお、他方側の第１電磁弁４２及び第２電磁弁４３は、コントローラ７０からの駆動指令の継続により開弁状態が維持されている。
【0085】
したがって、第２電磁弁４３によりパイロット一次圧Ｐｉから減圧されたパイロット二次圧Ｐｉ２がアンロード弁３４のパイロット室３４ａに作用し続けるので、アンロード弁３４の閉弁状態が維持されている。また、他方側の第１電磁弁４２によりパイロット一次圧Ｐｉから減圧されたパイロット二次圧Ｐｉ３が制御弁３３の他方のパイロット室３３ｂに作用し続けるので、制御弁３３の変位が維持されている。したがって、油圧アクチュエータ３２の駆動が維持される。
【0086】
このとき、パイロットリリーフ弁４４の設定圧がパイロット一次圧Ｐｉに設定されているので、切換弁４６の絞り４６ｃを通過した油量のうちの余剰油量は、パイロットリリーフ弁４４を介して常に作動油タンク３６に排出されている。
【0087】
また、同時に、切換弁４６の絞り４６ｃを通過した圧油のパイロット一次圧Ｐｉが開閉弁４７のパイロット室４７ａ及び増圧器４５の小径室４５１ｂに作用する。これにより、開閉弁４７がバネ４７ｂの付勢力に抗って開位置Ｙに切り換えられる。開閉弁４７が開弁すると、増圧器４５の大径室４５１ａが作動油タンク３６と連通するので、大径室４５１ａの圧力は、作動油タンク３６のタンク圧と略同じ、例えば、０．１ＭＰａになる。これに対して、小径室４５１ｂには、パイロット一次圧Ｐｉが作用している。したがって、増圧器４５のピストン４５２は、図７に示すように、第１ピストン部４５２ａに作用する力と第２ピストン部４５２ｂに作用する力の差によって、小径室４５１ｂの容積が拡大し大径室４５１ａの容積が縮小する方向（図７中、右方向）に変位する。
【0088】
このように、本実施の形態においては、メイン回路３０の油圧ポンプ３１の吐出圧が無操作時よりも上昇してパイロット回路４０の要求されるパイロット一次圧Ｐｉを生成可能な圧力になると、切換弁４６が作動位置Ｙに切り換わることで、油圧ポンプ３１からの圧油を増圧器４５を介さずに一対の第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３に入力することができる。
【0089】
また、本実施の形態においては、油圧ポンプ３１の吐出圧の上昇による切換弁４６の切換によって、油圧ポンプ３１からの圧油が開閉弁４７のパイロット室４７ａに入力されることで、開閉弁４７が開弁する。これにより、増圧器４５の大径室４５１ａは作動油タンク３６に連通することで圧力が低下するので、操作開始の初動時にパイロット一次圧を供給することで不足状態となっている小径室４５１ｂの油量を補充することができる。
【0090】
上述したように、本実施の形態においては、メイン回路３０の油圧ポンプ３１の吐出圧がパイロット回路４０において要求されるパイロット一次圧Ｐｉよりも低い場合、例えば、操作装置６１が操作されていない待機状態のとき、油圧ポンプ３１からの圧油をパイロット回路４０の切換弁４６を介して増圧器４５に供給することで増圧させてパイロット一次圧Ｐｉを生成する一方、油圧ポンプ３１の吐出圧が要求されるパイロット一次圧Ｐｉよりも高い場合、例えば、操作装置６１が操作されている操作状態のとき、油圧ポンプ３１からの圧油を切換弁４６の切換により増圧器４５を介さずにパイロット一次圧Ｐｉを生成する。
【0091】
また、本実施の形態の油圧システム２０においては、操作装置６１の操作が行われていない待機状態から操作が実行されて再び待機状態になるまでの一連の操作サイクルにおいて、メイン回路３０の油圧ポンプ３１とは別のパイロットポンプや圧油を一時的に貯留可能なアキュムレータを用いることなく、パイロット回路４０の要求されるパイロット一次圧Ｐｉを常時確保することができる。したがって、一連の操作サイクルにおいて、制御弁３３の駆動を高精度に制御することができるので、油圧アクチュエータ３２の応答性の低下を防ぐことができる。
【0092】
また、本実施の形態の油圧システム２０においては、待機状態のときに、パイロット回路４０で要求されるパイロット一次圧Ｐｉを確保するために、油圧ポンプ３１の出力を増加させる必要がないので、エネルギ消費を抑制することができる。
【0093】
さらに、本実施の形態においては、増圧器４５がアキュムレータによりも簡素な構造であるので、アキュムレータと比べてメンテナンスが容易であり、ランニングコストを低減することができる。
【0094】
次に、待機状態が長時間続いた場合のコントローラによる油圧システムの制御について図８を用いて説明する。図８は本発明の作業機械の一実施の形態におけるコントローラによる増圧器の油量補充の制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【0095】
前述したように、待機状態が長時間続いた場合、パイロット回路４０では、第１電磁弁４１、４２及び第２電磁弁４３からの圧油の漏れ及び増圧器４５からの圧油の漏れによって、増圧器４５の小径室４５１ｂ内の圧油が流出して小径室４５１ｂの油量が減少してしまう。小径室４５１ｂの油量減少が進んだ場合、小径室４５１ｂに必要な油量を補充する必要がある。そこで、コントローラ７０は、以下のように油圧システム２０を制御することで小径室４５１ｂに必要な油量を補充する。なお、油圧システム２０は、待機状態では、図２に示す状態となっている。
【0096】
まず、コントローラ７０は、操作装置６１の操作が行われない待機状態の経過時間を待機時間Ｔとして計測し（図８に示すステップＳ１０）、計測した待機時間Ｔが時間閾値Ｔ０以上か否かを判定する（図８に示すステップＳ２０）。具体的には、図４に示す待機時間判定部８４が、操作装置６１からの操作信号に基づき待機時間Ｔをカウントする（ステップＳ１０）。次に、カウントした待機時間Ｔが記憶装置７１に予め記憶されている時間閾値Ｔ０以上かを判定する（ステップＳ２０）。
【0097】
待機時間Ｔが時間閾値Ｔ０より小さい（ＮＯ）と判定した場合、リターンしてステップＳ１０に戻って待機時間Ｔを再びカウントし、待機時間Ｔが時間閾値Ｔ０を経過するまでステップＳ１０～Ｓ２０の処理を繰り返す。一方、待機時間Ｔが時間閾値Ｔ０以上である（ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ３０に進む。
【0098】
次いで、コントローラ７０は、油量検出器６２からの検出値を取得し（図８に示すステップＳ３０）、取得した検出値が第１閾値以下か否かを判定する（図８に示すステップＳ４０）。具体的には、図４に示す油量判定部８５が、油量検出器６２としての変位センサの検出値である増圧器４５のピストン４５２の変位ｘを取得する（ステップＳ３０）。次に、取得した油量検出器６２の検出値であるピストン４５２の変位ｘが記憶装置７１に予め記憶されている第１閾値ｘ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。ピストン４５２の変位の第１閾値ｘ１は、例えば、図５に示す位置関係である。
【0099】
油量検出器６２の検出値ｘが第１閾値ｘ１より大きい（ＮＯ）と判定した場合、リターンして油量検出器６２の検出値ｘが第１閾値ｘ１以下になるまで、ステップＳ１０～Ｓ４０の処理を繰り返す。一方、油量検出器６２の検出値ｘが第１閾値ｘ１以下である（ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ５０に進む。
【0100】
ステップＳ５０において、コントローラ７０は、パイロット回路４０の第２電磁弁４３に対して開弁指令を出力し続ける。具体的には、図４に示す第２電磁弁制御部８３が、第２電磁弁４３のソレノイド４３ａに対して指令を出力し続ける。これにより、図２に示す第２電磁弁４３が閉弁状態から開弁状態に切り換えられて維持される。
【0101】
したがって、第２電磁弁４３により生成されたパイロット二次圧がアンロード弁３４のパイロット室３４ａに作用するので、図２に示すアンロード弁３４が開位置Ｘから閉弁位置Ｙに切り換えられる。待機状態であっても、アンロード弁３４の閉弁によってメイン回路３０の油圧ポンプ３１の吐出圧が上昇してパイロット回路４０の切換弁４６をノーマル位置Ｘから作動位置Ｙへ切換可能な圧力に到達する。これにより、図２に示す切換弁４６がノーマル位置Ｘから作動位置Ｙに切り換わるので、油圧ポンプ３１からの圧油が切換弁４６の絞り４６ｃを通過して生成されたパイロット一次圧Ｐｉが開閉弁４７のパイロット室４７ａ及び増圧器４５の小径室４５１ｂに作用する。これにより、待機状態であっても、操作装置６１が操作状態の場合（図７参照）と同様に、開閉弁４７が作動位置Ｙに切り換わり開弁することで、増圧器４５の大径室４５１ａから圧油が作動油タンク３６に流出する一方、小径室４５１ｂにパイロット一次圧Ｐｉの圧油が補充される。
【0102】
次に、コントローラ７０は、油量検出器６２からの検出値を取得し（図８に示すステップＳ６０）、取得した検出値が第２閾値以上か否かを判定する（図８に示すステップＳ７０）。具体的には、油量判定部８５が、変位センサ６２の検出値であるピストン４５２の変位ｘを取得する（ステップＳ６０）。次に、取得した油量検出器６２の検出値であるピストン４５２の変位ｘが記憶装置７１に予め記憶されている第２閾値ｘ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。ピストン４５２の変位の第２閾値ｘ２は、例えば、図５に示す位置関係である。
【0103】
油量検出器６２の検出値ｘが第２閾値ｘ２よりも小さい（ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ６０に戻って油量検出器６２の検出値ｘを取得し、当該検出値ｘが第２閾値ｘ２以上になるまで、ステップＳ６０～Ｓ７０の処理を繰り返す。一方、油量検出器６２の検出値ｘが第２閾値ｘ２以上である（ＹＥＳ）と判定した場合には、ステップＳ８０に進む。
【0104】
ステップＳ８０において、コントローラ７０は、第２電磁弁４３に対して閉弁指令を出力する。具体的には、第２電磁弁制御部８３が、第２電磁弁４３のソレノイド４３ａに対する指令信号の出力を停止する。これにより、図２に示すように、第２電磁弁４３が開弁状態から閉弁状態（ノーマル位置）に切り換えられる。
【0105】
これにより、アンロード弁３４のパイロット室３４ａへのパイロット二次圧の入力が遮断されるので、アンロード弁３４がノーマル位置Ｘの開弁状態になる。このため、油圧ポンプ３１の吐出圧が待機状態の元の圧力まで低下するので、パイロット回路４０の切換弁４６がノーマル位置Ｘに切り換わる。したがって、開閉弁４７が閉位置（ノーマル位置）Ｘに切り換わって閉弁することで、小径室４５１ｂの圧油補充が終了する。
【0106】
このように、本実施の形態においては、待機状態が長時間経過した場合、増圧器４５の小径室４５１ｂにパイロット一次圧Ｐｉの圧油を補充しつつ、油圧ポンプ３１の出力増加によるエネルギ消費を可能な限り抑制している。
【0107】
上述したように、本発明の一実施の形態に係る油圧ショベル（作業機械）は、油圧ポンプ３１と、油圧ポンプ３１から供給される圧油により駆動される油圧アクチュエータ３２と、油圧アクチュエータ３２により駆動されるフロント作業装置３と、油圧ポンプ３１から油圧アクチュエータ３２に供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の制御弁３３を含むメイン回路３０と、油圧ポンプ３１から供給された圧油から制御弁３３を駆動するパイロット圧を生成するパイロット回路４０とを備える。パイロット回路４０は、油圧ポンプ３１から供給された圧油を減圧してパイロット圧として出力する第１電磁弁４１、４２（減圧弁）と、油圧ポンプ３１から供給された圧油を増圧して第１電磁弁４１、４２（減圧弁）に出力する増圧器４５と、油圧ポンプ３１からの圧油を増圧器４５に出力する第１状態と油圧ポンプ３１からの圧油を増圧器４５を介さずに第１電磁弁４１、４２（減圧弁）に出力する第２状態とに切換可能な切換弁４６とを備える。
【0108】
この構成よれば、作業の待機中にパイロット回路４０に供給された油圧ポンプ３１の圧油がパイロット回路４０で要求される圧力（パイロット一次圧Ｐｉ）よりも低い場合であっても、油圧ポンプ３１からの圧油を切換弁４６の第１状態への切換により増圧器４５を介して増圧することで、油圧ポンプ３１の出力を上昇させることなく要求される圧力（パイロット一次圧Ｐｉ）を生成して第１電磁弁４１、４２（減圧弁）に入力することができる。すなわち、作業の待機中において、パイロットポンプを用いることなく制御弁３３を駆動可能なパイロット圧を確保しつつエネルギ消費を抑制することができる。
【0109】
また、本実施の形態においては、増圧器４５が、油圧ポンプ３１からの圧油が入力される大径室４５１ａ（第１室）及び小径室４５１ｂ（第２室）を有するシリンダ４５１と、大径室４５１ａ（第１室）内に配置された第１ピストン部４５２ａ及び小径室４５１ｂ（第２室）内に配置され第１ピストン部４５２ａよりも受圧面積が小さな第２ピストン部４５２ｂを有するピストン４５２とを備えている。増圧器４５の大径室４５１ａ（第１室）は排出パイロットライン５９（第１パイロットライン）を介して作動油タンク３６に接続され、増圧器４５の小径室４５１ｂ（第２室）は第４パイロットライン５４（第２パイロットライン）を介して第１電磁弁４１、４２（減圧弁）に接続されている。パイロット回路４０は、排出パイロットライン５９（第１パイロットライン）上に設置され、排出パイロットライン５９（第１パイロットライン）を連通状態にする開位置と排出パイロットライン５９（第１パイロットライン）を遮断状態にする閉位置とに切換可能な開閉弁４７を含む。
【0110】
この構成によれば、開閉弁４７を閉位置から開位置に切り換えることで、増圧器４５の大径室４５１ａ（第１室）が作動油タンク３６に連通して圧力が低下する一方、小径室４５１ｂ（第２室）の圧力がそのまま維持される。これにより、大径室４５１ａ（第１室）の圧油が作動油タンク３６へ排出される一方、第４パイロットライン５４（第２パイロットライン）の圧油が小径室４５１ｂ（第２室）に補充される。したがって、操作装置６１が操作されない待機状態から操作状態に移行することで、小径室４５１ｂ（第２室）内の圧油が第１電磁弁４１、４２（減圧弁）に入力されて小径室４５１ｂ（第２室）内の油量が減少しても、その後に、小径室４５１ｂ（第２室）内に圧油を補充することができる。
【0111】
また、本実施の形態に係る油圧ショベル（作業機械）は、油圧アクチュエータ３２の駆動を指示する操作装置６１と、増圧器４５の小径室４５１ｂ（第２室）内に貯留されている油量を検出する油量検出器６２と、コントローラ７０とを更に備えている。メイン回路３０は、油圧ポンプ３１から作動油タンク３６に戻る圧油の流れを遮断可能な閉弁位置を有するアンロード弁３４を含む。開閉弁４７は、油圧ポンプ３１からの圧油が入力されるパイロット室４７ａを有し、パイロット室４７ａに入力される圧油の圧力上昇に応じて閉位置（ノーマル位置）Ｘから開位置（作動位置）Ｙに切り換わるように構成されている。また、コントローラ７０は、操作装置６１の操作が行われない待機状態が所定時間Ｔ０以上経過し、かつ、油量検出器６２の検出値ｘが第１閾値ｘ１（閾値）以下であると判定した場合には、アンロード弁３４を閉弁位置Ｙに切り換える制御を実行する。
【0112】
この構成によれば、待機状態が継続した場合にコントローラ７０の制御によりアンロード弁３４を閉弁させることで、油圧ポンプ３１の吐出圧が上昇するので、開閉弁４７のパイロット室４７ａに入力される圧油の圧力上昇により、開閉弁４７を開位置Ｙに切り換えることができる。したがって、待機状態が継続して第１電磁弁４１、４２（減圧弁）などから圧油が漏出して増圧器４５の小径室４５１ｂ（第２室）内の油量が減少してしまっても小径室４５１ｂ（第２室）内に圧油を補充することができる。
【0113】
また、本実施の形態においては、切換弁４６が、油圧ポンプ３１からの圧油が入力されるパイロット室４６ａを有し、パイロット室４６ａに入力される圧油の圧力上昇に応じて第１状態から第２状態に切り換わるように構成されている。
【0114】
この構成によれば、油圧ポンプ３１の吐出圧が上昇すると、油圧ポンプ３１の吐出圧によって第１状態から第２状態になるように切換弁４６を自動的に切り換えることができる。したがって、コントローラ７０の制御によらずに油圧ポンプ３１の吐出圧の大きさに応じて切換弁４６の切換を行うことができるので、コントローラ７０の制御負荷を低減することが可能である。
【0115】
また、本実施の形態においては、切換弁４６が第２状態のときに油圧ポンプ３１からの圧油が通過する絞り４６ｃを有し、絞り４６ｃはその開口面積Ａｃがパイロット室４６ａに入力される圧油の圧力変化に応じて変更されるように構成されている。
【0116】
この構成によれば、油圧ポンプ３１の吐出圧が上昇したときに、油圧ポンプ３１からパイロット回路４０に供給される圧油を当該絞り４６ｃを通過させることで、圧力変動がある圧油を元に減圧してパイロット回路４０に要求される圧力（パイロット一次圧）を生成することが可能となる。
【0117】
［その他の実施の形態］
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【0118】
例えば、上述した一実施の形態においては、本発明を油圧ショベルに適用した例を示したが、本発明は油圧クレーンやホイールローダ等の各種の作業機械に広く適用することができる。
【0119】
また、上述した一実施の形態においては、切換弁４６を油圧ポンプ３１から供給される圧油の入力により作動する構成の例を示した。しかし、切換弁は、油圧ポンプ３１の吐出圧の大きさに応じてコントローラ７０の制御により第１状態と第２状態とに切り換える構成も可能である。切換弁として、例えば、コントローラ７０からの制御電流により作動する電磁弁を用いることも可能である。ただし、上述した一実施の形態の方がコントローラ７０の制御負荷が少なくなる。
【0120】
また、上述した一実施の形態においては、切換弁４６が第２状態においてメイン回路３０からの圧油が通過する絞り４６ｃを有するように構成されている例を示した。しかし、当該絞り４６ｃを切換弁４６ではなく、第２パイロットライン上に配置する構成も可能である。ただし、上述した一実施の形態の方がパイロット回路の構成が簡素である。
【0121】
また、上述した一実施の形態においては、開閉弁４７を油圧ポンプ３１から供給される圧油の入力により作動する構成の例を示した。しかし、開閉弁は、油圧ポンプ３１の吐出圧の大きさに応じてコントローラ７０の制御により閉位置（ノーマル位置）Ｘ又は開位置（作動位置）Ｙに切換可能に構成することも可能である。開閉弁として、例えば、コントローラ７０からの制御電流により作動する電磁弁を用いることも可能である。ただし、上述した一実施の形態の方がコントローラ７０の制御負荷が少なくなる。
【0122】
また、上述した一実施の形態においては、アンロード弁３４をパイロット油圧式の弁で構成した例を示した。しかし、アンロード弁として、例えば、コントローラ７０からの制御電流により作動する電磁弁を用いることも可能である。
【0123】
また、上述した一実施の形態においては、操作装置６１が電気式の操作レバー装置である構成の例を示した。しかし、操作装置として、減圧式のパイロット弁を備えた操作装置を用いることが可能である。この場合、パイロット回路４０の一対の第１電磁弁４１、４２を操作装置のパイロット弁に置き換える。さらに、操作装置のパイロット弁に対して、油圧ポンプ３１からの圧油を元に増圧器４５を介して又は増圧器４５を介さずに生成したパイロット一次圧を供給するように構成する。
【符号の説明】
【0124】
３…フロント作業装置、 １６…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、 １７…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、 １８…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、 ３０…メイン回路、 ３１…油圧ポンプ、 ３２…油圧アクチュエータ、 ３３…制御弁、 ３４…アンロード弁、 ３６…作動油タンク、 ４０…パイロット回路、 ４１、４２…第１電磁弁（減圧弁）、 ４５…増圧器、 ４５１…シリンダ、 ４５１ａ…大径室（第１室）、 ４５１ｂ…小径室（第２室）、 ４５２…ピストン、 ４５２ａ…第１ピストン部、 ４５２ｂ…第２ピストン部、 ４６…切換弁、 ４６ａ…パイロット室、 ４６ｃ…絞り、 ４７…開閉弁、 ４７ａ…パイロット室、 ５４…第４パイロットライン（第２パイロットライン）、 ５９…排出パイロットライン（第１パイロットライン）、 ６１…操作装置、 ６２…油量検出器、 ７０…コントローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】