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(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】P2025054830
(43)【公開日】2025-04-08
(54)【発明の名称】作業機械
(51)【国際特許分類】
F15B 11/044 20060101AFI20250331BHJP
F15B 11/16 20060101ALI20250331BHJP
F15B 11/02 20060101ALI20250331BHJP
F15B 11/028 20060101ALI20250331BHJP
F15B 21/14 20060101ALI20250331BHJP
E02F 9/22 20060101ALI20250331BHJP
【ＦＩ】
F15B11/044
F15B11/16 Z
F15B11/02 Z
F15B11/028 G
F15B21/14 A
F15B11/02 D
E02F9/22 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023163997
(22)【出願日】2023-09-26
(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】土方 聖二
(72)【発明者】
【氏名】山田 剛史
(72)【発明者】
【氏名】古川 翔
(72)【発明者】
【氏名】八木澤 遼
【テーマコード（参考）】
2D003
3H089
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB04
2D003BA05
2D003CA02
2D003DA04
2D003FA02
3H089AA24
3H089BB02
3H089BB04
3H089BB15
3H089BB28
3H089CC01
3H089CC08
3H089CC12
3H089DA03
3H089DB43
3H089EE36
3H089FF07
3H089GG02
3H089JJ02
(57)【要約】 （修正有）
【課題】アクチュエータの戻り油を切換弁により別アクチュエータの管路に分流させて圧損低減を図る技術において、戻り油を分流させない位置の切換弁での圧損発生を回避かつ戻り油を分流させたときの別アクチュエータの不意の駆動を回避可能な作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４の第１管路と一対の第２アクチュエータ管路４５、４６の第２管路を接続する接続管路４８上に配置した開閉可能な第１切換弁３８、第１管路とタンク３４を接続するタンク管路４９上に配置した開閉可能な第２切換弁３９、第１管路の圧力を検出する圧力センサ５１、第１～第２切換弁を制御する制御装置６０を備える。制御装置は、第１操作装置５６の駆動指示が無く第２操作装置５７の駆動指示が有る場合に、圧力センサの検出値に基づく第１油圧アクチュエータの負荷指標が所定条件を満たすとき第１～第２切換弁を開状態に制御する。
【選択図】図２
【解決手段】作業機械は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４の第１管路と一対の第２アクチュエータ管路４５、４６の第２管路を接続する接続管路４８上に配置した開閉可能な第１切換弁３８、第１管路とタンク３４を接続するタンク管路４９上に配置した開閉可能な第２切換弁３９、第１管路の圧力を検出する圧力センサ５１、第１～第２切換弁を制御する制御装置６０を備える。制御装置は、第１操作装置５６の駆動指示が無く第２操作装置５７の駆動指示が有る場合に、圧力センサの検出値に基づく第１油圧アクチュエータの負荷指標が所定条件を満たすとき第１～第２切換弁を開状態に制御する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動する第１油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動する第２油圧アクチュエータと、
前記第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータから排出される戻り油を貯留するタンクと、
前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れ及び前記第１油圧アクチュエータから前記タンクへ排出される戻り油の流れを制御する第１制御弁と、
前記油圧ポンプから前記第２油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れ及び前記第２油圧アクチュエータから前記タンクへ排出される戻り油の流れを制御する第２制御弁と、
前記第１油圧アクチュエータと前記第１制御弁とを接続する一対の第１アクチュエータ管路と、
前記第２油圧アクチュエータと前記第２制御弁とを接続する一対の第２アクチュエータ管路と、
前記第１制御弁及び前記第２制御弁を前記タンクに接続する戻り管路と、
前記第１油圧アクチュエータの駆動を指示する第１操作装置と、
前記第２油圧アクチュエータの駆動を指示する第２操作装置と、を備えた作業機械において、
前記一対の第１アクチュエータ管路のうちのいずれか一方である第１管路と前記一対の第２アクチュエータ管路のうちのいずれか一方である第２管路とを接続する接続管路と、
前記第１管路から分岐して前記タンクに接続されるタンク管路と、
前記接続管路上に配置され、前記接続管路を遮断状態又は連通状態に切換可能な第１切換弁と、
前記タンク管路上に配置され、前記タンク管路を遮断状態又は連通状態に切換可能な第２切換弁と、
前記一対の第１アクチュエータ管路のうちの少なくとも前記第１管路の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記第１切換弁及び前記第２切換弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１操作装置からの駆動の指示が無く、且つ、前記第２操作装置が前記第２管路へ戻り油を排出させるような前記第２油圧アクチュエータの駆動を指示する場合において、前記圧力検出装置の検出値を基に得られる前記第１油圧アクチュエータに作用する負荷の指標が所定条件を満たすとき、前記接続管路が連通状態になるように前記第１切換弁を制御すると共に、前記タンク管路が連通状態になるように前記第２切換弁を制御する
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する第１油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動する第２油圧アクチュエータと、
前記第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータから排出される戻り油を貯留するタンクと、
前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れ及び前記第１油圧アクチュエータから前記タンクへ排出される戻り油の流れを制御する第１制御弁と、
前記油圧ポンプから前記第２油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れ及び前記第２油圧アクチュエータから前記タンクへ排出される戻り油の流れを制御する第２制御弁と、
前記第１油圧アクチュエータと前記第１制御弁とを接続する一対の第１アクチュエータ管路と、
前記第２油圧アクチュエータと前記第２制御弁とを接続する一対の第２アクチュエータ管路と、
前記第１制御弁及び前記第２制御弁を前記タンクに接続する戻り管路と、
前記第１油圧アクチュエータの駆動を指示する第１操作装置と、
前記第２油圧アクチュエータの駆動を指示する第２操作装置と、を備えた作業機械において、
前記一対の第１アクチュエータ管路のうちのいずれか一方である第１管路と前記一対の第２アクチュエータ管路のうちのいずれか一方である第２管路とを接続する接続管路と、
前記第１管路から分岐して前記タンクに接続されるタンク管路と、
前記接続管路上に配置され、前記接続管路を遮断状態又は連通状態に切換可能な第１切換弁と、
前記タンク管路上に配置され、前記タンク管路を遮断状態又は連通状態に切換可能な第２切換弁と、
前記一対の第１アクチュエータ管路のうちの少なくとも前記第１管路の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記第１切換弁及び前記第２切換弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１操作装置からの駆動の指示が無く、且つ、前記第２操作装置が前記第２管路へ戻り油を排出させるような前記第２油圧アクチュエータの駆動を指示する場合において、前記圧力検出装置の検出値を基に得られる前記第１油圧アクチュエータに作用する負荷の指標が所定条件を満たすとき、前記接続管路が連通状態になるように前記第１切換弁を制御すると共に、前記タンク管路が連通状態になるように前記第２切換弁を制御する
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、
前記負荷の指標は、前記圧力検出装置により検出された前記第１管路の圧力であり、
前記所定条件は、前記圧力検出装置により検出された前記第１管路の圧力が予め設定された正の閾値よりも低い場合である
ことを特徴とする作業機械。
前記負荷の指標は、前記圧力検出装置により検出された前記第１管路の圧力であり、
前記所定条件は、前記圧力検出装置により検出された前記第１管路の圧力が予め設定された正の閾値よりも低い場合である
ことを特徴とする作業機械。
【請求項3】
請求項１に記載の作業機械において、
前記圧力検出装置は、
前記第１管路の圧力を検出する第１圧力センサと、
前記一対の第１アクチュエータ管路のうちの前記第１管路とは異なる他方の管路の圧力を検出する第２圧力センサとを有し、
前記負荷の指標は、前記第１圧力センサの検出値と前記第２圧力センサの検出値とを用いて算出されるものである
ことを特徴とする作業機械。
前記圧力検出装置は、
前記第１管路の圧力を検出する第１圧力センサと、
前記一対の第１アクチュエータ管路のうちの前記第１管路とは異なる他方の管路の圧力を検出する第２圧力センサとを有し、
前記負荷の指標は、前記第１圧力センサの検出値と前記第２圧力センサの検出値とを用いて算出されるものである
ことを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項３に記載の作業機械において、
前記第１油圧アクチュエータは、油圧シリンダであり、
前記負荷の指標は、前記第１圧力センサの検出値と前記第２圧力センサの検出値とを用いて算出される前記油圧シリンダの推力である
ことを特徴とする作業機械。
前記第１油圧アクチュエータは、油圧シリンダであり、
前記負荷の指標は、前記第１圧力センサの検出値と前記第２圧力センサの検出値とを用いて算出される前記油圧シリンダの推力である
ことを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項３に記載の作業機械において、
前記第１油圧アクチュエータは、油圧モータであり、
前記負荷の指標は、前記第２圧力センサの検出値と前記第１圧力センサの検出値の差分から算出される圧力差である
ことを特徴とする作業機械。
前記第１油圧アクチュエータは、油圧モータであり、
前記負荷の指標は、前記第２圧力センサの検出値と前記第１圧力センサの検出値の差分から算出される圧力差である
ことを特徴とする作業機械。
【請求項6】
請求項１に記載の作業機械において、
前記接続管路は、前記第１管路との接続部が前記第１制御弁よりも前記第１油圧アクチュエータに接近した位置にあると共に、前記第２管路との接続部が前記第２制御弁よりも前記第２油圧アクチュエータに接近した位置にある
ことを特徴とする作業機械。
前記接続管路は、前記第１管路との接続部が前記第１制御弁よりも前記第１油圧アクチュエータに接近した位置にあると共に、前記第２管路との接続部が前記第２制御弁よりも前記第２油圧アクチュエータに接近した位置にある
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、被駆動体を作動させる各油圧アクチュエータから排出された戻り油が作動油タンクに戻るように構成された作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
油圧ショベルやクレーンなどの作業機械においては、作業装置などを作動させる複数の油圧アクチュエータから排出された戻り油を作動油タンクに戻すように構成された油圧システム（開回路）を備えたものがある。各油圧アクチュエータは、方向制御弁を介して油圧ポンプ及びタンクに接続される。方向制御弁は、油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御すると共に、油圧アクチュエータからタンクへ排出される戻り油の流れを制御する。各方向制御弁は、一対の管路により油圧アクチュエータと接続されると共に、１つの管路によりタンクと接続される。油圧アクチュエータから排出された戻り油がタンクへ戻る際に、油圧アクチュエータから制御弁を介してタンクまでを接続する管路が長くなると、その分、戻り油に生じる圧力損失が大きくなる。
【0003】
油圧アクチュエータから排出される戻り油の圧損低下を図る技術として、例えば、特許文献１に記載の油圧回路制御システムが提案されている。この油圧回路制御システムにおいては、第１アクチュエータと第１方向切換弁とを接続する第１管路上かつ第２アクチュエータと第２方向切換弁とを接続する第２管路上に共通の切換弁が設置されていると共に、第２管路とタンクとを接続する副管路上に副切換弁が設置されている。第１アクチュエータに操作があり、第２アクチュエータに操作がない場合又はこれと同等の場合、切換弁によって第１管路と第２管路の両管路同士の遮断状態が連通状態へと切り換えられると共に、副切換弁によって第２管路とタンクの遮断状態が連通状態へと切り換えられる。第１アクチュエータから排出された戻り油は、切換弁によって第１管路と第２管路とに分流して第１方向切換弁又は副切換弁を経てタンクへ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－２１９１１８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に記載の油圧回路制御システムにおいては、第１アクチュエータと第１方向切換弁を接続する第１管路及び第２アクチュエータと第２方向切換弁を接続する第２管路の両管路上に切換弁が設置されている。切換弁が両管路同士を遮断状態にする位置のとき、両管路上に位置する切換弁では各管路を連通状態にすることから、第１アクチュエータ又は第２アクチュエータに供給される圧油や第１アクチュエータ又は第２アクチュエータから排出される戻り油が切換弁を通過することで余分な圧力損失が発生する懸念がある。
【0006】
これに対して、切換弁が両管路同士を遮断状態にする位置のときに圧油が切換弁を通過することによる圧損の発生を回避する構成として、切換弁を両管路上に配置しないことが考えられる。しかし、この構成の場合、第１アクチュエータの戻り油の一部を第２管路からタンクへ排出させるために、副切換弁により第２管路をタンクに連通状態に切り換えると、第２アクチュエータも同時に第２管路から副管路を介してタンクに連通してしまうことが想定される。この場合、第２アクチュエータが操作装置の操作によらずに自重により不意に駆動する懸念がある。
【0007】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、一のアクチュエータの戻り油の一部を切換弁により別のアクチュエータの管路に分流させて戻り油の圧損低減を図る技術において、戻り油を分流させない位置の切換弁による圧損発生を回避しつつ、戻り油を分流させるときに別のアクチュエータの意図しない駆動を回避可能な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。その一例は、圧油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動する第１油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動する第２油圧アクチュエータと、前記第１油圧アクチュエータ及び第２油圧アクチュエータから排出される戻り油を貯留するタンクと、前記油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れ及び前記第１油圧アクチュエータから前記タンクへ排出される戻り油の流れを制御する第１制御弁と、前記油圧ポンプから前記第２油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れ及び前記第２油圧アクチュエータから前記タンクへ排出される戻り油の流れを制御する第２制御弁と、前記第１油圧アクチュエータと前記第１制御弁とを接続する一対の第１アクチュエータ管路と、前記第２油圧アクチュエータと前記第２制御弁とを接続する一対の第２アクチュエータ管路と、前記第１制御弁及び前記第２制御弁を前記タンクに接続する戻り管路と、前記第１油圧アクチュエータの駆動を指示する第１操作装置と、前記第２油圧アクチュエータの駆動を指示する第２操作装置と、を備えた作業機械において、前記一対の第１アクチュエータ管路のうちのいずれか一方である第１管路と前記一対の第２アクチュエータ管路のうちのいずれか一方である第２管路とを接続する接続管路と、前記第１管路から分岐して前記タンクに接続されるタンク管路と、前記接続管路上に配置され、前記接続管路を遮断状態又は連通状態に切換可能な第１切換弁と、前記タンク管路上に配置され、前記タンク管路を遮断状態又は連通状態に切換可能な第２切換弁と、前記一対の第１アクチュエータ管路のうちの少なくとも前記第１管路の圧力を検出する圧力検出装置と、前記第１切換弁及び前記第２切換弁を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記第１操作装置からの駆動の指示が無く、且つ、前記第２操作装置が前記第２管路へ戻り油を排出させるような前記第２油圧アクチュエータの駆動を指示する場合において、前記圧力検出装置の検出値を基に得られる前記第１油圧アクチュエータに作用する負荷の指標が所定条件を満たすとき、前記接続管路が連通状態になるように前記第１切換弁を制御すると共に、前記タンク管路が連通状態になるように前記第２切換弁を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、第１切換弁を接続管路上に配置することで、一対の第１アクチュエータ管路及び一対の第２アクチュエータ管路上への第１切換弁の配置が回避されるので、戻り油を分流させない位置のときの第１切換弁による圧損発生を回避することができる。また、第１油圧アクチュエータの負荷の指標が所定条件を満たすときに限って、第２切換弁よりタンク管路を連通状態にするので、このときに第１アクチュエータの意図しない駆動が生じることはない。すなわち、第２アクチュエータの戻り油の一部を第1切換弁により第１アクチュエータの管路に分流させて戻り油の圧損低減を図る技術において、戻り油を分流させない位置の第１切換弁による圧損発生を回避しつつ、戻り油を分流させるときに第１アクチュエータの意図しない駆動を回避することが可能である。
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】本発明の第１の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルを示す側面図である。
【図2】第１の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【図6】本発明の第２の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【図8】本発明の第３の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【図10】本発明のその他の実施形態の第１例に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【図11】その他の実施形態の第２例に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【図12】その他の実施形態の第３例に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【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形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、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】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルの概略構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルを示す側面図である。ここでは、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、本発明の第１の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルの概略構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルを示す側面図である。ここでは、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、自走可能な走行体１と、走行体１上に旋回可能に搭載された旋回体２と、旋回体２の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置３とを備えている。旋回体２は、油圧アクチュエータである旋回油圧モータ５によって走行体１に対して旋回動作するように構成されている。
【0014】
走行体１は、例えば、左右両側にクローラ式の走行装置１１（図１中、左側のみ図示）を有している。左右の走行装置１１はそれぞれ油圧アクチュエータである走行油圧モータ（図示せず）によって走行動作する。
【0015】
旋回体２は、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１３と、旋回フレーム１３上の左前側に設置されたキャブ１４と、旋回フレーム１３の後端部に設けられたカウンタウェイト１５と、キャブ１４とカウンタウェイト１５の間に設けられた機械室１６とを含んで構成されている。キャブ１４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５６、５７（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１５は、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１６は、原動機（図示せず）や後述の油圧ポンプ３１、複数の制御弁３５、３６（後述の図２参照）の集合体など、各種機器を収容している。
【0016】
作業装置３は、掘削作業等の各種作業を行うためのものであり、例えば、複数のリンク部材を垂直方向に回動可能に連結することで構成された多関節型の装置である。複数のリンク部材は、例えば、ブーム１８、アーム１９、作業具としてのバケット２０とで構成されている。ブーム１８は、その基端部が旋回体２の旋回フレーム１３の前部に上下方向に回動可能に支持されている。ブーム１８の先端部には、アーム１９の基端部が上下方向に回動可能に支持されている。アーム１９の先端部には、バケット２０の基端部が上下方向に回動可能に支持されている。ブーム１８、アーム１９、バケット２０はそれぞれ、油圧アクチュエータであるブームシリンダ２１、アームシリンダ３２、バケットシリンダ３３（図２も参照）によって駆動される。
【0017】
次に、第１の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成について図２及び図３を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。図３は図２に示す第１の実施形態に係る作業機械の油圧システムにおける各油圧シリンダに接続されたアクチュエータ管路の全長及び両アクチュエータ管路に接続される接続管路の接続位置を示す模式図である。
【0018】
油圧ショベルは、走行体１、旋回体２、作業装置３（共に図１を参照）を油圧により動作させる油圧システム３０を備えている。図２に示す油圧システム３０は、本発明を端的に説明可能な油圧回路として、作業装置３のアーム１９及びバケット２０を動作させるための油圧回路のみを示している。それ以外の油圧回路は、省略されている。
【0019】
図２において、油圧システム３０は、圧油を吐出する油圧ポンプ３１と、油圧ポンプ３１から供給される圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ３２及びバケットシリンダ３３と、アームシリンダ３２及びバケットシリンダ３３から排出される戻り油を貯留するタンク３４とを備えている。油圧システム３０は、制御装置６０によって制御されるように構成されている。
【0020】
油圧ポンプ３１は、図示しない他の油圧アクチュエータに対しても圧油を供給するものである。油圧ポンプ３１は、例えば、可変容量式のポンプであり、ポンプ容積を調整するレギュレータ（図示せず）を有している。油圧ポンプ３１は、制御装置６０からの指令に応じてポンプ容積（吐出流量）が調整されるように構成されている。
【0021】
アームシリンダ３２及びバケットシリンダ３３はそれぞれ、ボトム側油室３２ｂ、３３ｂ（以下、ボトム室と称する）及びロッド側油室３２ｒ、３３ｒ（以下、ロッド室と称する）を有している。第１油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ３２は、第１方向制御弁３５を介して、油圧ポンプ３１及びタンク３４と接続されている。第２油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダ３３は、第２方向制御弁３６を介して、油圧ポンプ３１及びタンク３４と接続されている。第１方向制御弁３５及び第２方向制御弁３６、その他の油圧アクチュエータ用の図示しない方向制御弁は、機械室１６（図１参照）に収容されている。
【0022】
第１方向制御弁３５は、油圧ポンプ３１からアームシリンダ３２へ供給される圧油の流れ及びアームシリンダ３２からタンク３４へ排出される戻り油の流れを制御するものであり、例えば、３位置の制御弁である。第１方向制御弁３５は、中立位置（Ｎ）のときには、油圧ポンプ３１からアームシリンダ３２への圧油の供給を遮断すると共に、アームシリンダ３２からタンク３４への戻り油の排出を遮断する。また、第１位置（Ａ）のときには、油圧ポンプ３１からの圧油をアームシリンダ３２のボトム室３２ｂに供給すると共に、アームシリンダ３２のロッド室３２ｒから排出された戻り油をタンク３４へ導く。また、第２位置（Ｂ）のときには、油圧ポンプ３１からの圧油をアームシリンダ３２のロッド室３２ｒに供給すると共に、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂから排出された戻り油をタンク３４へ導く。第１方向制御弁３５は、制御装置６０からの駆動指令（電気信号）に応じて、位置（流れ方向）及びストローク（流量）が制御されるように構成されている。
【0023】
第１方向制御弁３５は、ポンプポートが吐出管路４１を介して油圧ポンプ３１に接続されていると共に、タンクポートが戻り管路４２を介してタンク３４に接続されている。第１方向制御弁３５は、また、一対のアクチュエータポートが一対の第１アクチュエータ管路４３、４４を介してアームシリンダ３２に接続されている。一対の第１アクチュエータ管路のうちの一方の管路４３（以下、ボトム側管路）がアームシリンダ３２のボトム室３２ｂに接続されていると共に、他方の管路４４（以下、ロッド側管路）がアームシリンダ３２のロッド室３２ｒに接続されている。
【0024】
第２方向制御弁３６は、油圧ポンプ３１からバケットシリンダ３３へ供給される圧油の流れ及びバケットシリンダ３３からタンク３４へ排出される戻り油の流れを制御するものであり、例えば、３位置の制御弁である。第２方向制御弁３６は、中立位置（Ｎ）のときには、油圧ポンプ３１からバケットシリンダ３３への圧油の供給を遮断すると共に、バケットシリンダ３３からタンク３４への戻り油の排出を遮断する。また、第１位置（Ａ）のときには、油圧ポンプ３１からの圧油をバケットシリンダ３３のボトム室３３ｂに供給すると共に、バケットシリンダ３３のロッド室３３ｒから排出された戻り油をタンク３４へ導く。また、第２位置（Ｂ）のときには、油圧ポンプ３１からの圧油をバケットシリンダ３３のロッド室３３ｒに供給すると共に、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂから排出された戻り油をタンク３４へ導く。第２方向制御弁３６は、制御装置６０からの指令Ｃｄ２（電気信号）に応じて、位置（流れ方向）及びストローク（流量）が制御されるように構成されている。
【0025】
第２方向制御弁３６は、ポンプポートが吐出管路４１を介して油圧ポンプ３１に接続されていると共に、タンクポートが戻り管路４２を介してタンク３４に接続されている。第２方向制御弁３６は、また、一対のアクチュエータポートが一対の第２アクチュエータ管路４５、４６を介してバケットシリンダ３３に接続されている。一対の第２アクチュエータ管路のうちの一方の管路４５（以下、ボトム側管路）がバケットシリンダ３３のボトム室３３ｂに接続されていると共に、他方の管路４６（以下、ロッド側管路）がバケットシリンダ３３のロッド室３３ｒに接続されている。
【0026】
一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのボトム側管路４５は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのボトム側管路４３に対して、接続管路４８を介して接続されている。すなわち、接続管路４８は、一方端４８ａが第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５に接続されていると共に、他方端４８ｂが第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３に接続されている。接続管路４８は、図３に示すように、機械室１６（図１参照）に収容されている制御弁の集合体の一部を構成する第１方向制御弁３５及び第２方向制御弁３６よりもアームシリンダ３２及びバケットシリンダ３３に近い位置で第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３及び第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５に接続されている。これは、第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５におけるバケットシリンダ３３のボトム室３３ｂから接続管路４８との接続部４８ａまでの距離を極力短くすることを意図したものである。
【0027】
接続管路４８上には、接続管路４８を遮断状態又は連通状態に切換可能な第１切換弁３８が配置されている。第１切換弁３８は、例えば、２位置の電磁比例弁であり、ノーマル位置が遮断状態の閉位置（Ｓ）となるノーマルクローズ式として構成されている。第１切換弁３８は、例えば、連通状態の開位置（Ｃ）のときにストロークに応じて開口面積が可変に構成されており、制御装置６０からの指令Ｃｓ１（電気信号）に応じて開閉状態及びストロークが制御される。
【0028】
一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうち、接続管路４８の他方端４８ｂと接続されているボトム側管路４３は、ボトム側管路４３から分岐したタンク管路４９を介してタンク３４に接続されている。すなわち、タンク管路４９は、第１方向制御弁３５を介さずにボトム側管路４３をタンク３４に接続するものである。タンク管路４９の一方端４９ａは、第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３における接続管路４８との接続部４８ｂよりも第１方向制御弁３５に近い位置に接続されている。
【0029】
タンク管路４９上には、タンク管路４９を遮断状態又は連通状態に切換可能な第２切換弁３９が配置されている。第２切換弁３９は、例えば、２位置の電磁比例弁であり、ノーマル位置が遮断状態の閉位置（Ｓ）となるノーマルクローズ式として構成されている。第２切換弁３９は、例えば、連通状態の開位置（Ｃ）のときにストロークに応じて開口面積が可変に構成されており、制御装置６０からの指令Ｃｓ２（電気信号）に応じて開閉状態及びストロークが制御される。
【0030】
接続管路４８の他方端４８ｂ及びタンク管路４９の一方端４９ａが接続されている第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３には、当該ボトム側管路４３の圧力を検出する圧力センサ５１が設置されている。圧力センサ５１は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちの少なくとも、接続管路４８及びタンク管路４９が接続されたボトム側管路４３の圧力を検出する圧力検出装置を構成するものである。ボトム側管路４３の圧力は、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂの圧力（以下、ボトム圧と称することがある）に相当するものである。圧力センサ５１は、検出した圧力値に応じた検出信号を制御装置６０へ出力する。
【0031】
制御装置６０は、アーム用操作装置５６及びバケット用操作装置５７に電気的に接続されており、当該操作装置５６、５７の操作に応じて油圧システム３０を制御するものである。アーム用操作装置５６及びバケット用操作装置５７はそれぞれ、アームシリンダ３２（アーム１９）及びバケットシリンダ３３（バケット２０）の駆動（動作）を指示するものであり、操作装置５６、５７の操作（操作方向及び操作量）に応じた操作信号を制御装置６０へ出力する。
【0032】
制御装置６０は、第１方向制御弁３５及び第２方向制御弁３６に電気的に接続されており、操作装置５６、５７の操作に応じて第１方向制御弁３５及び第２方向制御弁３６の位置及びストロークを制御する。また、制御装置６０は、第１切換弁３８及び第２切換弁３９に電気的に接続されており、操作装置５６、５７の操作及び圧力センサ５１の検出値に基づき第１切換弁３８及び第２切換弁３９を制御する。
【0033】
制御装置６０は、ハード構成として例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶装置６０ａと、ＣＰＵやＭＰＵ等からなる処理装置６０ｂとを備えている。記憶装置６０ａには、油圧システム３０における第１方向制御弁３５及び第２方向制御弁３６と第１切換弁３８及び第２切換弁３９の駆動を制御するために必要なプラグラムや各種情報が予め記憶されている。処理装置６０ｂは、記憶装置６０ａからプログラムや各種情報を適宜読み込むと共に、操作装置５６、５７の操作信号及び圧力センサ５１の検出信号を取り込み、当該プログラムに従って処理を実行することで各種機能を実現する。制御装置６０による第２方向制御弁３６と第１切換弁３８と第２切換弁３９の制御の詳細については後述する。
【0034】
次に、第１の実施形態に係る作業機械の油圧システムの動作について図２～図４を用いて説明する。図４は、図２に示す第１の実施形態に係る作業機械の油圧システムにおいて戻り油を分流させるときの第１切換弁及び第２切換弁の切換位置を示す油圧回路図である。
【0035】
第１に、アーム１９（図１参照）のダンプ操作が単独でなされた場合の油圧システム３０の動作について説明する。図２に示すアーム用操作装置５６がアームダンプ操作されると、制御装置６０からの指令によって第１方向制御弁３５が第２位置（Ｂ）側に切り換えられる。これにより、油圧ポンプ３１から吐出された圧油は、吐出管路４１から第１方向制御弁３５を介して一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのロッド側管路４４を通過してアームシリンダ３２のロッド室３２ｒに供給される。これにより、アームシリンダ３２が収縮することで、アーム１９がダンプ動作を行う。このとき、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂから第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３へ戻り油が排出される。ボトム側管路４３へ排出される戻り油の流量は、ボトム室３２ｂがロッド室３２ｒよりもシリンダ断面積が大きい分、アームシリンダ３２に供給された圧油の流量よりも大流量になる。そのため、ボトム側管路４３を通過する相対的に大流量の戻り油には、相対的に大きな圧力損失が発生する傾向にある。
【0036】
そこで、本実施の形態においては、制御装置６０からの指令によって第２切換弁３９が図２に示す閉位置（Ｓ）から開位置（Ｃ）側へ切り換えられる。これにより、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂが第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３及びタンク管路４９を介してタンク３４に連通する。このため、ボトム側管路４３へ流出した戻り油の一部は、タンク管路４９から第２切換弁３９を経由してタンク３４に排出される。また、ボトム側管路４３へ流出した戻り油の残りは、第１方向制御弁３５を介して戻り管路４２を通過してタンク３４へ排出される。このように、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂから第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３へ排出された戻り油は、ボトム側管路４３とタンク管路４９との接続部４９ａを起点に第１方向制御弁３５側と第２切換弁３９側とに分流してタンク３４へ排出される。したがって、戻り油が分流する分、接続部４９ａよりも下流側の各管路を通過する流量が減少するので、戻り油に生じる圧損を低減することができる。
【0037】
第２に、バケット２０（図１参照）のダンプ操作が単独でなされた場合の油圧システム３０の動作について説明する。図２に示すバケット用操作装置５７がバケットダンプ操作されると、図４に示すように、制御装置６０からの指令によって第２方向制御弁３６は第２位置（Ｂ）側に切り換えられる。これにより、油圧ポンプ３１から吐出された圧油は、吐出管路４１から第２方向制御弁３６を介して一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのロッド側管路４６を通過してバケットシリンダ３３のロッド室３３ｒに供給される。これにより、バケットシリンダ３３が収縮することで、バケット２０がダンプ動作を行う。このとき、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂから第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５へ戻り油が排出される。ボトム側管路４５へ排出される戻り油の流量は、ボトム室３３ｂがロッド室３３ｒよりもシリンダ断面積が大きい分、バケットシリンダ３３に供給された圧油の流量よりも大流量になる。そのため、ボトム側管路４５を通過する相対的に大流量の戻り油には、相対的に大きな圧力損失が発生する傾向にある。
【0038】
そこで、本実施の形態においては、図４に示すように、制御装置６０からの指令によって第１切換弁３８及び第２切換弁３９の両方を図２に示す閉位置（Ｓ）から開位置（Ｃ）側へ切り換える。これにより、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂは、第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５から接続管路４８及び第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３を介してタンク管路４９を通じてタンク３４に連通する。このため、ボトム側管路４５へ排出された戻り油の一部は、接続管路４８から開状態の第１切換弁３８を経由して第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３に流入しタンク管路４９から開状態の第２切換弁３９を経由してタンク３４へ排出される。また、ボトム側管路４５へ排出された戻り油の残りは、第２方向制御弁３６を介して戻り管路４２を通過してタンク３４へ排出される。このように、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂから第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５へ排出された戻り油は、ボトム側管路４５と接続管路４８との接続部４８ａを起点に分流してタンク３４へ排出される。したがって、戻り油が分流する分、接続部４８ａよりも下流側の各管路を通過する流量が減少するので、戻り油に生じる圧損を低減することができる。
【0039】
本実施の形態においては、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂに接続されている第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３がタンク管路４９を介してタンク３４に接続されていることに加えて、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂに接続されている第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５が接続管路４８を介して第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３に接続されている。さらに、接続管路４８及びタンク管路４９はそれぞれ、第１切換弁３８及び第２切換弁３９によって遮断状態又は連通状態に切り換えることが可能である。したがって、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂからの戻り油だけでなく、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂからの戻り油も、２つの流路に分流させてタンク３４へ排出することが可能となっている。これにより、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂからの戻り油及びバケットシリンダ３３のボトム室３３ｂからの戻り油に生じる圧損を低減することができる。
【0040】
本実施の形態においては、図３に示すように、第１切換弁３８を配置した接続管路４８における第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５側の接続部４８ａを第２方向制御弁３６よりもバケットシリンダ３３側に接近させた位置とすると共に第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３側の接続部４８ｂを第１方向制御弁３５よりもアームシリンダ３２側に接近させた位置としている。油圧ショベルは、一般的に、作業装置を駆動する油圧シリンダから方向制御弁までの管路が長くなっている。このため、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂからの戻り油の分流点を戻り油の流れ方向の上流側に位置させることで、その分、圧損の低減効果が特に大きくなる。
【0041】
また、本実施の形態においては、第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５と第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３とに接続された接続管路４８上に第１切換弁３８を配置している。すなわち、第１切換弁３８は、アームシリンダ３２に接続される一対の第１アクチュエータ管路４３、４４上に配置されていないと共に、バケットシリンダ３３に接続される一対の第２アクチュエータ管路４５、４６上に配置されていない。このため、第１切換弁３８が接続管路４８を遮断状態にする閉位置（Ｓ）にあるときに、油圧ポンプ３１の圧油をアームシリンダ３２又はバケットシリンダ３３に供給しても、第１切換弁３８による圧力損失が発生することはない。
【0042】
ただし、本実施の形態に係る油圧システム３０の構成の場合、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂからの戻り油の一部を接続管路４８から第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３及びタンク管路４９を介してタンク３４に排出させるときに、アームシリンダ３２のボトム室３３ｂがボトム側管路４３及びタンク管路４９を介してタンク３４に連通してしまう。このとき、アームシリンダ３２に対してロッド室３２ｒ側からボトム室３２ｂ側に向かうような荷重、例えば自重が作用する状態では、アーム用操作装置５６の操作入力が無くとも、アームシリンダ３２が意図せずに自重落下する懸念がある。そこで、本実施の形態においては、制御装置６０がこのようなアームシリンダ３２の意図しない駆動を回避することができるような第１切換弁３８及び第２切換弁３９の制御を行うように構成される。
【0043】
次に、第１の実施形態に係る作業機械の制御装置によるバケットシリンダの制御について図４及び図５を用いて説明する。図５は、図２に示す第１の実施形態に係る作業機械の制御装置におけるバケット操作時の第１切換弁及び第２切換弁の制御ロジックの一例を示すブロック図である。
【0044】
ここでは、バケット２０（図１参照）にダンプ動作を実行させるときの制御装置６０の制御について説明する。すなわち、バケット用操作装置５７が一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのボトム側管路４５へ戻り油を排出させるようなバケットシリンダ３３の駆動を指示する場合の制御について説明するものである。本実施の形態の制御装置６０は、概略すると、次の制御を行う。
【0045】
制御装置６０は、図４に示すように、第２方向制御弁３６を第２位置（Ｂ）側に切換制御することで、油圧ポンプ３１からの圧油を第２方向制御弁３６を介してバケットシリンダ３３のロッド室３３ｒに供給すると共に、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂから排出される戻り油の一部を第２アクチュエータ管路のボトム側管路４５から第２方向制御弁３６を経由して戻り管路４２を通過させてタンク３４に排出させる。さらに、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の両方を開位置（Ｃ）側に切換制御することで、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂから排出される戻り油の残りを第２方向制御弁３６を経由させずに接続管路４８から第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３及びタンク管路４９を介してタンク３４へ排出させる。
【0046】
制御装置６０は、上述の制御を実現するために、バケット用操作装置５７の操作信号Ｉｂｋ及びアーム用操作装置５６の操作信号Ｉａｍの入力、並びに、圧力センサ５１の検出信号Ｐａｍ＿ｂの入力に対して、例えば、図５に示す制御ロジックを実行する。これにより、制御装置６０は、第２方向制御弁３６の駆動を指令する第２制御弁指令Ｃｄ２、第１切換弁３８の駆動を指令する第１切換弁指令Ｃｓ１、第２切換弁３９の駆動を指令する第２切換弁指令Ｃｓ２を出力する。
【0047】
具体的には、図５において、制御装置６０は、バケット用操作装置５７の操作信号Ｉｂｋ（バケット操作信号）、アーム用操作装置５６の操作信号Ｉａｍ（アーム操作信号）、圧力センサ５１の検出信号Ｐａｍ＿ｂ（アームシリンダ３２のボトム圧に応じた検出信号）がそれぞれ入力される関数発生器６１、関数発生器６２、関数発生器６３と、関数発生器６１の出力と関数発生器６２の出力を積算する積算器６４と、関数発生器６３の出力と積算器６４の出力を積算する積算器６５と、制御対象の第２方向制御弁、第１切換弁３８、第２切換弁３９にそれぞれ指令を出力する出力変換部６６、出力変換部６７、出力変換部６８とを有している。
【0048】
関数発生器６１は、バケット用操作装置５７から入力された操作信号Ｉｂｋ（バケット用操作装置５７の操作量）に応じた第２方向制御弁３６（図４参照）の開度を演算する。関数発生器６１は、演算結果の第２方向制御弁３６の開度を積算器６４及び出力変換部６６へ出力する。なお、ここでは、第２管路へ戻り油を排出させるようなバケットシリンダ３３の駆動を指示する場合の関数発生器である。
【0049】
関数発生器６２は、アーム用操作装置５６から入力された操作信号Ｉａｍ（アーム用操作装置５６の操作量）がアーム用操作装置５６の不感帯の上限ｎよりも小さい場合には「１」を演算する。不感帯は、操作量が予め設定した範囲より小さいときにその操作を無効とする領域である。また、操作信号Ｉａｍが不感帯の上限ｎ以上の場合に「０」を演算する。すなわち、演算結果の「１」は、アームシリンダ３２に対する駆動の指示が無い場合に相当する一方、演算結果の「０」は、アームシリンダ３２に対する駆動の指示が有る場合に相当する。これは、アーム用操作装置５６からの駆動指示に応じてアームシリンダ３２を駆動させる制御を行う場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９によるバケットシリンダ３３の戻り油の第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３への分流の実行を阻止するものである。このように、関数発生器６２は、アーム用操作装置５６の操作信号Ｉａｍに基づきアームシリンダ３２への駆動指示の有無を判定する機能を有し、アームシリンダ３２への駆動指示が有る場合には第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容しない又は禁止する「０」を出力する一方、アームシリンダ３２の駆動指示が無い場合には第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容する「１」を出力する。関数発生器６２は、演算結果の「０」又は「１」を積算器６４へ出力する。
【0050】
関数発生器６３は、圧力センサ５１から入力された検出信号Ｐａｍ＿ｂ（アームシリンダボトム圧検出信号）が０より幾分大きな正の閾値α以上である場合には「０」を演算する。また、圧力センサ５１の検出信号Ｐａｍ＿ｂが閾値αよりも小さい場合には「１」を演算する。
【0051】
圧力センサ５１により検出された第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３の圧力、すなわち、アームシリンダ３２のボトム室３２ｂの圧力がロッド室３２ｒの圧力よりも相対的に高い場合、前述したように、第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換によりアームシリンダ３２に自重などによる意図しない駆動が生じる虞がある。アームシリンダ３２の意図しない駆動の虞がある場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の切換制御によるバケットシリンダ３３の戻り油の分流を実行させないようにする必要がある。このことから、圧力センサ５１により検出される第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３の圧力は、アームシリンダ３２に作用する自重などの負荷の指標として有用であり、アームシリンダ３２に自重などによる意図しない駆動が生じる可能性の有無の判定材料として利用可能である。
【0052】
そこで、関数発生器６３に対して、圧力センサ５１のアームシリンダボトム圧検出信号Ｐａｍ＿ｂに基づくアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性の有無の判定を行う機能を持たせている。関数発生器６３は、圧力センサ５１の検出信号Ｐａｍ＿ｂと閾値αの比較から、アームシリンダ３２の意図しない駆動の可能性が有ると判定する場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を禁止する「０」を出力する。一方、圧力センサ５１の検出信号Ｐａｍ＿ｂと閾値αの比較から、アームシリンダ３２の意図しない駆動の可能性が低いと判定する場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容する「１」を出力する。関数発生器６２は、演算結果の「０」又は「１」を積算器６５へ出力する。
【0053】
積算器６４は、関数発生器６１から出力された演算結果の第２方向制御弁３６の開度に対して、関数発生器６２から出力された演算結果の「０」又は「１」を積算する。関数発生器６２の出力が「０」である場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容しない又は禁止する「０」を演算する。一方、関数発生器６２の出力が「１」である場合には、関数発生器６１の出力である第２方向制御弁３６の開度を演算する。すなわち、積算器６４は、アームシリンダ３２への駆動指示が有る場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）への切換制御を実行させないようにするものである。積算器６４は、演算結果の「０」又は第２方向制御弁３６の開度を積算器６５へ出力する。
【0054】
積算器６５は、積算器６４から出力された演算結果の「０」又は第２方向制御弁３６の開度に対して、関数発生器６３から出力された演算結果の「０」又は「１」を積算する。積算器６４の出力が「０」である場合又は関数発生器６３の出力が「０」である場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換制御を許容しない又は禁止する「０」を演算する。一方、関数発生器６３の出力が「１」の場合かつ積算器６４の出力が第２方向制御弁３６の開度である場合には、第２方向制御弁３６の開度を演算する。すなわち、積算器６５は、アームシリンダ３２の駆動指示が無い場合であっても、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性がある場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の切換制御によるバケットシリンダ３３の戻り油の分流を実施させないようにするものである。したがって、積算器６５は、アームシリンダ３２の駆動指示が無く且つアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が低い場合に限って、バケット用操作装置５７の操作に応じた第２方向制御弁３６の開度を出力する。積算器６５は、演算結果の「０」又は第２方向制御弁３６の開度を出力変換部６７、６８へ出力する。
【0055】
出力変換部６６は、関数発生器６１からの出力（第２方向制御弁３６の開度）を第２方向制御弁３６に入力する指令（電気信号）に変換するものである。出力変換部６６は、変換した指令（電気信号）を第２制御弁指令Ｃｄ２として第２方向制御弁３６へ出力する。これにより、図４に示すように、第２方向制御弁３６がバケット用操作装置５７の操作（第２方向制御弁３６の開度）に応じて第２位置（Ｂ）側へ切換制御される。
【0056】
出力変換部６７は、積算器６５からの出力を第１切換弁３８に入力する指令（電気信号）に変換するものである。出力変換部６７は、変換した指令（電気信号）を第１切換弁指令Ｃｓ１として第１切換弁３８へ出力する。積算器６５は、アームシリンダ３２の駆動指示が無く且つアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が低い場合に限ってバケット用操作装置５７の操作に応じた第２方向制御弁３６の開度を出力する。このため、第１切換弁３８は、図４に示すように、アームシリンダ３２の駆動指示が無く且つアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が低い場合に限ってバケット用操作装置５７の操作に応じて開位置（Ｃ）側へ切り換えられる。それ以外の場合には、第１切換弁３８はノーマル位置の閉位置（Ｓ）に維持される。
【0057】
出力変換部６８は、積算器６５からの出力を第２切換弁３９に入力する指令（電気信号）に変換するものである。出力変換部６８は、変換した指令（電気信号）を第２切換弁指令Ｃｓ２として第２切換弁３９へ出力する。積算器６５は、アームシリンダ３２の駆動指示が無く且つアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が低い場合に限ってバケット用操作装置５７の操作に応じた第２方向制御弁３６の開度を出力する。このため、第２切換弁３９は、図４に示すように、アームシリンダ３２の駆動指示が無く且つアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が低い場合に限ってバケット用操作装置５７の操作に応じて開位置（Ｃ）側へ切り換えられる。それ以外の場合には、第２切換弁３９はノーマル位置の閉位置（Ｓ）に維持される。
【0058】
このように構成された本実施の形態に係る御装置６０は、圧力センサ５１により検出された第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３の圧力（アームシリンダ３２のボトム圧）が所定の正の閾値α以上である場合には、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）への切換を行わない。これにより、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）への切換によるアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動を回避することができる。
【0059】
上述した第１の実施形態に係る油圧ショベル（作業機械）は、圧油を吐出する油圧ポンプ３１と、油圧ポンプ３１から供給される圧油により駆動する第１油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ３２と、油圧ポンプ３１から供給される圧油により駆動する第２油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダ３３と、アームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）及びバケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）から排出される戻り油を貯留するタンク３４と、油圧ポンプ３１からアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）へ供給される圧油の流れ及びアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）からタンク３４へ排出される戻り油の流れを制御する第１方向制御弁３５（第１制御弁）と、油圧ポンプ３１からバケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）へ供給される圧油の流れ及びバケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）からタンク３４へ排出される戻り油の流れを制御する第２方向制御弁３６（第２制御弁）と、アームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）と第１方向制御弁３５（第１制御弁）とを接続する一対の第１アクチュエータ管路４３、４４と、バケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）と第２方向制御弁３６（第２制御弁）とを接続する一対の第２アクチュエータ管路４５、４６と、第１方向制御弁３５（第１制御弁）及び第２方向制御弁３６（第２制御弁）をタンク３４に接続する戻り管路４２と、アームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の駆動を指示するアーム用操作装置５６（第１操作装置）と、バケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）の駆動を指示するバケット用操作装置５７（第２操作装置）とを備える。さらに、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのボトム側管路４３（いずれか一方である第１管路）と一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのボトム側管路４５（いずれか一方である第２管路）とを接続する接続管路４８と、ボトム側管路４３（第１管路）から分岐してタンク３４に接続されるタンク管路４９と、接続管路４８上に配置され、接続管路４８を遮断状態又は連通状態に切換可能な第１切換弁３８と、タンク管路４９上に配置され、タンク管路４９を遮断状態又は連通状態に切換可能な第２切換弁３９と、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちの少なくともボトム側管路４３（第１管路）の圧力を検出する圧力検出装置としての圧力センサ５１と、第１切換弁３８及び第２切換弁３９を制御する制御装置６０とを備える。制御装置６０は、アーム用操作装置５６（第１操作装置）からの駆動の指示が無く、且つ、バケット用操作装置５７（第２操作装置）がボトム側管路４５（第２管路）へ戻り油を排出させるようなバケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）の駆動を指示する場合において、圧力センサ５１（圧力検出装置）の検出値を基に得られるアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）に作用する負荷の指標が所定条件を満たすとき、接続管路４８が連通状態になるように第１切換弁３８を制御すると共に、タンク管路４９が連通状態になるように第２切換弁３９を制御するように構成されている。
【0060】
この構成によれば、第１切換弁３８を接続管路４８上に配置することで、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４及び一対の第２アクチュエータ管路４５、４６上への第１切換弁３８の配置が回避されるので、戻り油を分流させない位置のときの第１切換弁３８による圧損発生を回避することができる。また、アームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の負荷の指標が所定条件を満たすときに限って、第２切換弁３９よりタンク管路４９を連通状態にするので、このときにアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の意図しない駆動が生じることはない。すなわち、バケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）の戻り油の一部を第1切換弁３８によりアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の第１アクチュエータ管路４３に分流させて戻り油の圧損低減を図る技術において、戻り油を分流させない位置の第１切換弁３８による圧損発生を回避しつつ、戻り油を分流させるときにアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の意図しない駆動を回避することが可能である。
【0061】
また、本実施の形態においては、アームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）に作用する負荷の指標が圧力センサ５１（圧力検出装置）により検出されたボトム側管路４３（第１管路）の圧力であり、所定条件が圧力センサ５１（圧力検出装置）により検出されたボトム側管路４３（第１管路）の圧力が予め設定された正の閾値αよりも低い場合である。
【0062】
この構成によれば、第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのボトム側管路４３（第１管路）の圧力のみを用いてアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の負荷の指標を演算するので、アームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の負荷の指標を演算するために必要な圧力検出装置の構成が圧力センサ５１のみで済むので、圧力検出装置を簡素化することができる。
【0063】
本実施の形態においては、接続管路４８は、ボトム側管路４３（第１管路）との接続部４８ｂが第１方向制御弁３５（第１制御弁）よりもアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）に接近した位置にあると共に、ボトム側管路４５（第２管路）との接続部４８ａが第２方向制御弁３６（第２制御弁）よりもバケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）に接近した位置にある。
【0064】
この構成によれば、バケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）からの戻り油を分流させる地点を戻り油の流れ方向の上流側に位置させることで、分流地点から下流側の管路の長さが長くなるので、戻り油の圧損低減の効果を高めることができる。
【0065】
［第２の実施形態］
次に、本発明の作業機械の第２の実施形態について図６及び図７を用いて説明する。なお、図６及び図７において、図１～図５に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図６は、第２の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
次に、本発明の作業機械の第２の実施形態について図６及び図７を用いて説明する。なお、図６及び図７において、図１～図５に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図６は、第２の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【0066】
第２の実施形態に係る作業機械が第１の実施形態に対して相違する点は、図６に示す油圧システム３０Ａが一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのボトム側管路４３に設置された圧力センサ５１に加えてロッド側管路４４に設置された圧力センサ５２を更に備えていること、および、制御装置６０Ａが圧力センサ５１の検出値に加えて追加の圧力センサ５２の検出値も用いて第１切換弁３８及び第２切換弁３９の制御を実行することである。第２の実施形態に係る作業機械のそれ以外の構成は、第１の実施形態に係る作業機械の構成と同様なものであり、その説明を省略する。
【0067】
圧力センサ５２は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのロッド側管路４４の圧力を検出するものである。圧力センサ５２は圧力センサ５１と共に、アームシリンダ３２に接続されている一対の第１アクチュエータ管路４３、４４の圧力を検出する圧力検出装置を構成するものである。ロッド側管路４４の圧力は、ロッド側管路４４が接続されているアームシリンダ３２のロッド室３２ｒの圧力（以下、ロッド圧と称することがある）に相当するものである。圧力センサ５２は、検出した圧力値（ロッド圧に相当）に応じた検出信号を制御装置６０Ａへ出力する。
【0068】
次に、第２の実施形態に係る作業機械の制御装置によるバケットシリンダの制御について図６及び図７を用いて説明する。図７は、図６に示す第２の実施形態に係る作業機械の制御装置におけるバケット操作時の第１切換弁及び第２切換弁の制御ロジックの一例を示すブロック図である。
【0069】
ここでも、バケット２０（図１参照）にダンプ動作を実行させるときの制御装置６０Ａの制御について説明する。すなわち、図６に示すバケット用操作装置５７が一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのボトム側管路４５へ戻り油を排出させるようなバケットシリンダ３３の駆動を指示する場合の制御について説明するものである。
【0070】
図７に示す第２の実施形態に係る作業機械の制御装置６０Ａの制御が第１の実施形態に係る作業機械の制御装置６０の制御と異なる点は、圧力センサ５１の検出値に加えて圧力センサ５２の検出値を用いてアームシリンダ３２に作用する新たな負荷の指標を算出し、算出結果の新たな負荷の指標に基づきアームシリンダ３２に自重などによる意図しない駆動が生じる可能性が有るか否かを判定することである。圧力センサ５１により検出されるボトム側管路４３の圧力はアームシリンダ３２のボトム圧に相当する一方、圧力センサ５２により検出されるロッド側管路４４の圧力はアームシリンダ３２のロッド圧力に相当する。アームシリンダ３２のボトム圧及びロッド圧からアームシリンダ３２の推力を推定することが可能である。演算結果のアームシリンダ３２の推力が自重の作用方向とは逆方向（アームシリンダ３２が伸長する方向）である場合には、アームシリンダ３２に自重などによる意図しない駆動が生じる可能性が低いと判定することが可能である。アームシリンダ３２の推力に基づきアームシリンダ３２の意図しない駆動の有無を判定するので、圧力センサ５１の検出圧力のみで判定する第１の実施形態よりも正確な判定が可能である。
【0071】
具体的には、制御装置６０Ａは、第１の実施形態に係る制御装置６０の関数発生器６３（図５参照）の代わりに、圧力センサ５１及び圧力センサ５２の検出信号がそれぞれ入力されるゲイン演算器６３ｂ及びゲイン演算器６３ｃと、ゲイン演算器６３ｃの出力からゲイン演算器６３ｂの出力を減算する減算器６３ｄと、減算器６３ｄの演算結果が入力される関数発生器６３ｅとを備えている。ゲイン演算器６３ｂ及びゲイン演算器６３ｃと減算器６３ｄと関数発生器６３ｅは、圧力センサ５１及び圧力センサ５２の検出値に基づき、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換制御を許容する「１」又は禁止する「０」を設定する切換判定器６３Ａを構成する。
【0072】
ゲイン演算器６３ｂは、圧力センサ５１から入力された検出信号Ｐａｍ＿ｂ（アームシリンダ３２のボトム圧に相当する圧力）に対してアームシリンダ３２のボトム室３２ｂ側の受圧面積Ｋｂを積算する。この演算は、ボトム室３２ｂ側に作用する力を算出するものである。ゲイン演算器６３ｂの演算結果は、減算器６３ｄへ出力される。
【0073】
ゲイン演算器６３ｃは、圧力センサ５２から入力された検出信号Ｐａｍ＿ｒ（アームシリンダ３２のロッド圧に相当する圧力）に対してアームシリンダ３２のロッド室３２ｒの受圧面積Ｋｒを積算する。この演算は、ロッド室３２ｒ側に作用する力を算出するものである。ゲイン演算器６３ｃの演算結果は、減算器６３ｄへ出力される。
【0074】
減算器６３ｄは、ゲイン演算器６３ｃの演算結果であるロッド室３２ｒ側の推力からゲイン演算器６３ｂの演算結果であるボトム室３２ｂ側の推力を差し引いた差分を算出してアームシリンダ３２の推力（アームシリンダ３２の伸長する方向が正方向）を演算する。減算器６３ｄの演算結果の差分であるアームシリンダ３２の推力は、関数発生器６３ｅへ出力される。
【0075】
関数発生器６３ｅは、減算器６３ｄの演算結果であるアームシリンダ３２の推力に基づき、第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換によってアームシリンダ３２が自重などによる意図しない駆動の可能性があるか否か判定し、判定結果に応じて第１切換弁３８及び第２切換弁３９の切換を許容する「１」又は禁止する「０」を出力する。詳細には、減算器６３ｄの演算結果であるアームシリンダ３２の推力が正の閾値βよりも大きい場合には、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が無いと判定して第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容する「１」を演算する。一方、減算器６３ｄの演算結果であるアームシリンダ３２の推力が負である場合又は当該推力が正であっても閾値β以下の場合にはアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が有ると判定して第１切換弁３８及び第２切換弁３９の切換を禁止する「０」を演算する。アームシリンダ３２の推力が正であっても極めて小さい場合には、外乱などによる瞬間的な力の作用によるアームシリンダ３２の不意の駆動の可能性が否定できない状況を考慮している。関数発生器６３ｅは、演算結果の「０」又は「１」を積算器６５へ出力する。
【0076】
このように、本実施の形態に係る制御装置６０Ａは、ゲイン演算器６３ｂ及びゲイン演算器６３ｃと減算器６３ｄと関数発生器６３ｅとで構成された切換判定器６３Ａを有する。切換判定器６３Ａは、圧力センサ５１の検出値と圧力センサ５２の検出値とを用いて、アームシリンダ３２に作用する負荷の指標として、アームシリンダ３２の推力を演算する。演算結果のアームシリンダ３２の推力が所定条件を満たす場合（正の閾値βよりも大きい場合）、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性が無いと判定し、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容する「１」を演算する。一方、演算結果のアームシリンダ３２の推力が所定条件を満たさない場合（正の閾値β以下である場合）、アームシリンダ３２の意図しない駆動の可能性が有ると判定し、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を禁止する「０」を演算する。
【0077】
なお、第２の実施形態に係る制御装置６０Ａのそれ以外の機能部は、第１の実施形態に係る制御装置６０の機能部と同様なものであり、その説明を省略する。
【0078】
上述した第２の実施形態に係る油圧ショベル（作業機械）によれば、第１の実施形態の場合と同様に、バケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）の戻り油の一部を第1切換弁３８によりアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の第１アクチュエータ管路４３に分流させて戻り油の圧損低減を図る技術において、戻り油を分流させない位置の第１切換弁３８による圧損発生を回避しつつ、戻り油を分流させるときにアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の意図しない駆動を回避することが可能である。
【0079】
また、本実施の形態においては、圧力検出装置が、第１アクチュエータ管路４３のボトム側管路４３（第１管路）の圧力を検出する圧力センサ５１（第１圧力センサ）と、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのボトム側管路４３（第１管路）とは異なるロッド側管路（他方の管路）の圧力を検出する圧力センサ５２（第２圧力センサ）とを有する。また、アームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）に作用する負荷の指標は、圧力センサ５１（第１圧力センサ）の検出値と圧力センサ５２（第２圧力センサ）の検出値とを用いて算出されるものである。
【0080】
この構成によれば、圧力センサ５１の検出値に加えて圧力センサ５２の検出値を用いてアームシリンダ３２に作用する負荷の指標を算出してアームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動の可能性を判定するので、圧力センサ５１の検出値のみで当該判定を行う第１の実施形態よりも、正確な判定が可能である。
【0081】
また、本実施の形態においては、第１油圧アクチュエータがアームシリンダ３２（油圧シリンダ）であり、第１油圧アクチュエータの負荷の指標は圧力センサ５１（第１圧力センサ）の検出値と圧力センサ５２（第２圧力センサ）の検出値とを用いて算出されるアームシリンダ３２（油圧シリンダ）の推力である。
【0082】
この構成によれば、第１油圧アクチュエータがアームシリンダ３２（油圧シリンダ）の場合に、第１油圧アクチュエータの負荷の指標としてアームシリンダ３２（油圧シリンダ）の推力を用いることで、アームシリンダ３２（油圧シリンダ）の意図しない駆動の可能性について正確な判定を行うことが可能である。
【0083】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る作業機械について図８及び図９を用いて説明する。なお、図８及び図９において、図１～図７に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図８は、第３の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
次に、本発明の第３の実施形態に係る作業機械について図８及び図９を用いて説明する。なお、図８及び図９において、図１～図７に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図８は、第３の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
【0084】
第３の実施形態に係る作業機械が第２の実施形態に対して相違する点は、図８に示す油圧システム３０Ｂが図６に示す油圧システム３０Ａのアームシリンダ３２を旋回油圧モータ５に変更していること、及び、制御装置６０Ｂがアームシリンダ３２から旋回油圧モータ５への変更に応じて第１切換弁３８及び第２切換弁３９の切換制御の方法が一部変更されていることである。第３の実施形態に係る作業機械のそれ以外の構成は、第２の実施形態に係る作業機械の構成と同様なものであり、その説明を省略する。
【0085】
具体的には、旋回油圧モータ５は、第１ポート５ｆ及び第２ポート５ｓを有している。旋回油圧モータ５においては、漏れ量を無視すると、第１ポート５ｆに対する流入出の流量と第２ポート５ｓに対する流入出の流量とが同じ流量となる。すなわち、第１ポート５ｆの容積と第２ポート５ｓの容積が同じである。これは、受圧面積が異なるボトム室３２ｂ及びロッド室３２ｒを有する油圧シリンダ（アームシリンダ３２）とは異なる部分である。旋回油圧モータ５の第１ポート５ｆ及び第２ポート５ｓにはそれぞれ、第１アクチュエータ管路４３、４４のうちの一方側管路４３及び他方側管路４４に接続されている。旋回油圧モータ５の駆動は、制御装置６０Ｂによって第１方向制御弁３５Ｂを介して制御される。第１方向制御弁３５Ｂは、旋回用操作装置５６Ｂの操作に応じて制御装置６０Ｂによって制御される。圧力センサ５１により検出される第１アクチュエータ管路の一方側管路４３の圧力は、旋回油圧モータ５の第１ポート５ｆ側の圧力に相当する。圧力センサ５２により検出される第１アクチュエータ管路の他方側管路４４の圧力は、、旋回油圧モータ５の第２ポート５ｓ側の圧力に相当する。
【0086】
油圧ショベル（図１参照）が傾斜地にあるとき、旋回油圧モータ５は傾斜方向の一方側で旋回体２の自重を支えるので、旋回油圧モータ５には旋回体２の自重を含む負荷が作用する。このため、第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換によって旋回体２の自重によって旋回油圧モータ５が操作装置５６Ｂの操作によらずに意図しない回転駆動が生じる虞があり、このような旋回体２の不意の旋回動作の発生を回避する必要がある。
【0087】
そこで、本実施の形態に係る制御装置６０Ｂは、第２の実施形態の場合と同様に、圧力センサ５１の検出値と圧力センサ５２の検出値を用いて旋回油圧モータ５に作用する負荷の指標を算出し、算出結果の負荷の指標に基づき旋回油圧モータ５に自重などによる意図しない回転駆動が生じる可能性が有るか否かを判定する。
【0088】
次に、第３の実施形態に係る作業機械の制御装置によるバケットシリンダの制御について図８及び図９を用いて説明する。図９は、図８に示す第３の実施形態に係る作業機械の制御装置におけるバケット操作時の第１切換弁及び第２切換弁の制御ロジックの一例を示すブロック図である。
【0089】
ここでも、バケット２０（図１参照）にダンプ動作を実行させるときの制御装置６０Ｂの制御について説明する。すなわち、図８に示すバケット用操作装置５７が一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのボトム側管路４５へ戻り油を排出させるようなバケットシリンダ３３の駆動を指示する場合の制御について説明するものである。
【0090】
図９に示す第２の実施形態に係る作業機械の制御装置６０Ｂの制御が第２の実施形態に係る作業機械の制御装置６０Ａの制御と異なる主な点は、圧力センサ５１の検出値と圧力センサ５２の検出値を用いて旋回油圧モータ５に作用する負荷の指標を算出し、算出結果の負荷の指標に基づき旋回油圧モータ５に自重などによる意図しない駆動が生じる可能性が有るか否かを判定することである。圧力センサ５１により検出されるボトム側管路４３の圧力は旋回油圧モータ５の第１ポート５ｆに作用する圧力（以下、第１ポート圧と称することがある）に相当する一方、圧力センサ５２により検出されるロッド側管路４４の圧力は旋回油圧モータ５の第２ポート５ｓに作用する圧力（以下、第２ポート圧と称することがある）に相当する。旋回油圧モータ５の第１ポート圧及び第２ポート圧から、旋回油圧モータ５に作用するトルクに対応する負荷の指標を演算可能である。演算結果の負荷の指標の向きが自重の作用方向とは逆方向（旋回油圧モータ５の戻り油が第２ポート５ｓから流出するような回転が生じる方向）である場合には、旋回油圧モータ５の自重などによる意図しない駆動の可能性が無いと判定することが可能である。なお、本実施の形態においては、当該判定を圧力センサ５１及び圧力センサ５２の両方の検出値に基づき行っているが、第１の実施形態と同様に、圧力センサ５１の検出値のみを用いて当該判定を行うことも可能である。このように、油圧シリンダでなく油圧モータに対応した判定を行うことが可能である。
【0091】
具体的には、制御装置６０Ｂの切換判定部６３Ｂは、図７に示す第２の実施形態に係る制御装置６０Ａの切換判定部６３Ａにおけるゲイン演算器６３ｂ及びゲイン演算器６３ｃが不要となり、切換判定部６３Ａの減算器６３ｄに代わりに、圧力センサ５１及び圧力センサ５２の検出信号が入力される減算器６３ｇと、切換判定部６３Ａの関数発生器６３ｅの代わりに、減算器６３ｇの演算結果が入力される関数発生器６３ｈとを有している。減算器６３ｇと関数発生器６３ｈとで構成された切換判定部６３Ｂは、旋回油圧モータ５に作用する負荷の指標として圧力センサ５１の検出値と圧力センサ５２の検出値との差分（圧力差）用いて旋回油圧モータ５の意図しない駆動の可能性の有無を判定するものであり、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換制御を許容する「１」又は禁止する「０」を設定する。
【0092】
制御装置６０Ｂの減算器６３ｇは、圧力センサ５２の検出値である旋回油圧モータ５の第２ポート圧（他方側管路４４の圧力）から圧力センサ５１の検出値である旋回油圧モータ５の第１ポート圧（一方側管路４３の圧力）を減算するものである。圧力センサ５２の検出値から圧力センサ５１の検出値を差し引いた差分である旋回油圧モータ５の第２ポート圧と第１ポート圧の圧力差は、旋回油圧モータ５に作用するトルク（負荷）に対応するものであり、旋回油圧モータ５に作用する負荷の指標として利用可能である。減算器６３ｇの演算結果は、関数発生器６３ｈへ出力される。
【0093】
関数発生器６３ｈは、減算器６３ｇの演算結果である旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差に基づき、第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換によって旋回油圧モータ５が自重などによる意図しない回転駆動の可能性があるか否か判定し、判定結果に応じて第１切換弁３８及び第２切換弁３９の切換を許容する「１」又は禁止する「０」を出力する。詳細には、減算器６３ｇの演算結果である旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差が正の閾値γよりも大きい場合には、旋回油圧モータ５の自重などによる意図しない駆動の可能性が無いと判定して第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容する「１」を演算する。一方、減算器６３ｇの演算結果である旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差が負である場合又は当該圧力差が正であっても閾値γ以下の場合には、旋回油圧モータ５の自重などによる意図しない駆動の可能性が有ると判定して第１切換弁３８及び第２切換弁３９の切換を禁止する「０」を演算する。旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差が正であっても極めて小さい場合には、外乱などによる瞬間的な力の作用による旋回油圧モータ５の不意の駆動の可能性が否定できない状況を考慮している。関数発生器６３ｈは、演算結果の「０」又は「１」を積算器６５へ出力する。
【0094】
このように、本実施の形態に係る制御装置６０Ｂは、減算器６３ｇと関数発生器６３ｈとで構成された切換判定器６３Ｂを有する。切換判定器６３Ｂは、圧力センサ５１の検出値と圧力センサ５２の検出値とを用いて、旋回油圧モータ５に作用する負荷の指標として、旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差を演算する。演算結果の旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差が所定条件を満たす場合（正の閾値γよりも大きい場合）、旋回油圧モータ５の自重などによる意図しない駆動の可能性が無いと判定し、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を許容する「１」を演算する。一方、演算結果の旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差が所定条件を満たさない場合（正の閾値γ以下である場合）、旋回油圧モータ５の意図しない駆動の可能性が有ると判定し、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換を禁止する「０」を演算する。
【0095】
なお、第３の実施形態に係る制御装置６０Ｂのそれ以外の機能部は、第２の実施形態に係る制御装置６０Ａの機能部（図７参照）と同様なものであり、その説明を省略する。
【0096】
上述した第３の実施形態に係る油圧ショベル（作業機械）によれば、第２の実施形態の場合と同様に、バケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）の戻り油の一部を第1切換弁３８によりアームシリンダ３２（第１油圧アクチュエータ）の第１アクチュエータ管路４３に分流させて戻り油の圧損低減を図る技術において、戻り油を分流させない位置の第１切換弁３８による圧損発生を回避しつつ、戻り油を分流させるときに旋回油圧モータ５（第１油圧アクチュエータ）の意図しない駆動を回避することが可能である。
【0097】
また、本実施の形態においては、第１油圧アクチュエータが旋回油圧モータ５（油圧モータ）であり、第１油圧アクチュエータの負荷の指標は圧力センサ５１（第１圧力センサ）の検出値と圧力センサ５２（第２圧力センサ）の検出値との差分から算出される旋回油圧モータ５の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差である。
【0098】
この構成によれば、第１油圧アクチュエータが旋回油圧モータ５（油圧モータ）の場合に、第１油圧アクチュエータの負荷の指標として旋回油圧モータ５（油圧モータ）の両ポート５ｆ、５ｓ間の圧力差を用いることで、旋回油圧モータ５（油圧モータ）の意図しない駆動の可能性について正確な判定を行うことが可能である。
【0099】
［その他の実施の形態］
なお、上述した第１～第３の実施形態においては、本発明を油圧ショベルに適用した例を示した。しかし、本発明は、各油圧アクチュエータ２１、３２、３３、５から排出された戻り油がタンク３４に戻るように構成された各種の作業機械に広く適用することが可能である。
なお、上述した第１～第３の実施形態においては、本発明を油圧ショベルに適用した例を示した。しかし、本発明は、各油圧アクチュエータ２１、３２、３３、５から排出された戻り油がタンク３４に戻るように構成された各種の作業機械に広く適用することが可能である。
【0100】
また、本発明は上述した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。例えば、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。
【0101】
例えば、上述した実施形態においては、油圧システム３０、３０Ａ、３０Ｂの第１方向制御弁３５及び第２方向制御弁３６が制御装置６０、６０Ａ、６０Ｂからの指令（電気信号）により駆動する構成の例を示した。しかし、第１方向制御弁３５及び第２方向制御弁３６は、操作装置５６、５６Ｂ及び操作装置５７により生成されるパイロット圧によって駆動する油圧パイロット式の制御弁として構成することも可能である。
【0102】
また、上述した実施形態に係る制御装置６０、６０Ａ、６０Ｂは、処理装置６０ｂがプログラムを解釈して実行することで各機能部を実現する構成を示した。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、記憶装置６０ａの他に、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことが可能である。しかし、ソフトウェアの一部又は全部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアで実現する構成も可能である。
【0103】
また、上述した実施の形態においては、油圧システム３０、３０Ａ、３０Ｂの接続管路４８が、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのボトム側管路４３に接続されていると共に、一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのボトム側管路４５に接続された構成の例を示した。しかし、接続管路は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのいずれか一方である第１管路と一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのいずれか一方である第２管路とを接続するものであればよい。このとき、タンク管路は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちの第１管路から分岐するように構成される。このような構成の接続管路及びタンク管路の組み合わせを図１０～図１２を用いて説明する。
【0104】
図１０は、本発明のその他の実施形態の第１例に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。図１０に示す油圧システム３０Ｃにおいては、接続管路４８Ｃが、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのロッド側管路４４に接続されていると共に、一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのロッド側管路４６に接続されている。この場合、タンク管路４９Ｃの一方端４９ａは、接続管路４８Ｃの他方端４８ｂが接続されている第１アクチュエータ管路のロッド側管路４４に接続される。これにより、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換によって、バケットシリンダ３３のロッド室３３ｒからロッド側管路４６へ排出された戻り油の一部を、接続管路４８Ｃから第１アクチュエータ管路のロッド側管路４４を介してタンク管路４９Ｃを通過してタンク３４へ排出することが可能である。
【0105】
この場合、制御装置６０Ｃは、第１の実施形態と同様に、圧力センサ５２の検出値（アームシリンダ３２のロッド圧）のみを用いてアームシリンダ３２の負荷の指標を演算し、演算結果に基づき第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換の許容を設定する構成が可能である。これにより、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動を回避することが可能である。また、制御装置６０Ｃは、第２の実施形態と同様に、圧力センサ５２の検出値（アームシリンダ３２のロッド圧）と圧力センサ５１の検出値（アームシリンダ３２のボトム圧）とを用いてアームシリンダ３２の推力を演算し、演算結果の推力に基づいて第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換の許容を設定する構成が可能である。ただし、アームシリンダ３２の推力の正の向きを第２の実施形態とは逆方向に設定する。これにより、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動を確実に回避することが可能である。
【0106】
また、図１１は、その他の実施形態の第２例に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。図１１に示す油圧システム３０Ｄにおいては、接続管路４８Ｄが、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのロッド側管路４４に接続されていると共に、一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのボトム側管路４５に接続されている。この場合、タンク管路４９Ｄの一方端４９ａは、接続管路４８Ｄの他方端４８ｂが接続されている第１アクチュエータ管路のロッド側管路４４に接続される。これにより、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換によって、バケットシリンダ３３のボトム室３３ｂからボトム側管路４５へ排出された戻り油の一部を、接続管路４８Ｄから第１アクチュエータ管路のロッド側管路４４を介してタンク管路４９Ｄを通過してタンク３４へ排出することが可能である。
【0107】
この場合、制御装置６０Ｄは、第１の実施形態と同様に、圧力センサ５２の検出値（アームシリンダ３２のロッド圧）のみを用いてアームシリンダ３２の負荷の指標を演算し、演算結果に基づき第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換の許容を設定する構成が可能である。これにより、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動を回避することが可能である。また、制御装置６０Ｄは、第２の実施形態と同様に、圧力センサ５２の検出値（アームシリンダ３２のロッド圧）と圧力センサ５１の検出値（アームシリンダ３２のボトム圧）とを用いてアームシリンダ３２の推力を演算し、演算結果の推力に基づいて第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換の許容を設定する構成が可能である。ただし、アームシリンダ３２の推力の正の向きを第２の実施形態とは逆方向に設定する。これにより、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動を確実に回避することが可能である。
【0108】
また、図１２は、その他の実施形態の第３例に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。図１２に示す油圧システム３０Ｅにおいては、接続管路４８Ｅが、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのボトム側管路４３に接続されていると共に、一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのロッド側管路４６に接続されている。この場合、タンク管路４９の一方端４９ａは、接続管路４８Ｄの他方端４８ｂが接続されている第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３に接続される。これにより、第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換によって、バケットシリンダ３３のロッド室３３ｒからロッド側管路４６へ排出された戻り油の一部を、接続管路４８Ｅから第１アクチュエータ管路のボトム側管路４３を介してタンク管路４９を通過してタンク３４へ排出することが可能である。
【0109】
この場合、制御装置６０Ｅは、第１の実施形態と同様に、圧力センサ５１の検出値（アームシリンダ３２のボトム圧）のみを用いてアームシリンダ３２の負荷の指標を演算し、演算結果に基づき第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換の許容を設定する構成が可能である。これにより、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動を回避することが可能である。また、制御装置６０Ｅは、第２の実施形態と同様に、圧力センサ５２の検出値（アームシリンダ３２のロッド圧）と圧力センサ５１の検出値（アームシリンダ３２のボトム圧）とを用いてアームシリンダ３２の推力を演算し、演算結果の推力に基づいて第１切換弁３８及び第２切換弁３９の開位置（Ｃ）側への切換の許容を設定する構成が可能である。この場合、アームシリンダ３２の推力の正の向きを第２の実施形態と同じ方向に設定する。これにより、アームシリンダ３２の自重などによる意図しない駆動を確実に回避することが可能である。
【0110】
上述したように、第１～第３の実施形態及びその他の実施形態の第１例～第３例に係る作業機械は、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのいずれか一方である第１管路と一対の第２アクチュエータ管路４５、４６のうちのいずれか一方である第２管路とを接続する接続管路４８、４８Ｃ、４８Ｄ、４８Ｅと、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちのいずれか一方である第１管路４３又は４４から分岐してタンク３４に接続されるタンク管路４９、４９Ｃ、４９Ｄと、接続管路４８、４８Ｃ、４８Ｄ、４８Ｅ上に配置された第１切換弁３８と、タンク管路４９、４９Ｃ、４９Ｄ上に配置された第２切換弁３９と、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４のうちの少なくとも第１管路４３又は４４の圧力を検出する圧力検出装置を構成する圧力センサ５１又は圧力センサ５２と、第１切換弁３８及び第２切換弁３９を制御する制御装置６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅとを備える。制御装置６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅは、操作装置５６、５６Ｂ（第１操作装置）からの駆動の指示が無く、且つ、バケット用操作装置５７（第２操作装置）が第２管路４５又は４６へ戻り油を排出させるようなバケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）の駆動を指示する場合において、圧力センサ５１又は５２（圧力検出装置）の検出値を基に得られる第１油圧アクチュエータ３２、５に作用する負荷の指標が所定条件を満たすとき、接続管路４８、４８Ｃ、４８Ｄ、４８Ｅが連通状態になるように第１切換弁３８を制御すると共に、タンク管路４９、４９Ｃ、４９Ｄが連通状態になるように第２切換弁３９を制御するように構成されている。
【0111】
この構成によれば、第１切換弁３８を接続管路４８、４８Ｃ、４８Ｄ、４８Ｅ上に配置することで、一対の第１アクチュエータ管路４３、４４及び一対の第２アクチュエータ管路４５、４６上への第１切換弁３８の配置が回避されるので、戻り油を分流させない位置のときの第１切換弁３８による圧損発生を回避することができる。また、第１油圧アクチュエータ３２、５の負荷の指標が所定条件を満たすときに限って、第２切換弁３９よりタンク管路４９、４９Ｃ、４９Ｄを連通状態にするので、このときに第１油圧アクチュエータ３２、５の意図しない駆動が生じることはない。すなわち、バケットシリンダ３３（第２油圧アクチュエータ）の戻り油の一部を第1切換弁３８により第１油圧アクチュエータ３２、５の第１アクチュエータ管路４３又は４４に分流させて戻り油の圧損低減を図る技術において、戻り油を分流させない位置の第１切換弁３８による圧損発生を回避しつつ、戻り油を分流させるときに第１油圧アクチュエータ３２、５の意図しない駆動を回避することが可能である。
【符号の説明】
【0112】
５…旋回油圧モータ（第１油圧アクチュエータ）、 ３１…油圧ポンプ、 ３２…アームシリンダ（第１油圧アクチュエータ）、 ３３…バケットシリンダ（第２油圧アクチュエータ）、 ３４…タンク、 ３５…第１方向制御弁（第１制御弁）、 ３６…第２方向制御弁（第２制御弁）、 ３８…第１切換弁、 ３９…第２切換弁、 ４２…戻り管路、 ４３…第１アクチュエータ管路（第１管路、他方の管路）、 ４４…第１アクチュエータ管路（他方の管路、第１管路）、 ４５、４６…一対の第２アクチュエータ管路（第２管路）、 ４８、４８Ｃ、４８Ｄ、４８Ｅ…接続管路、 ４８ａ…一方端（接続部）、 ４８ｂ…他方端（接続部）、 ４９、４９Ｃ、４９Ｄ…タンク管路、 ５１…圧力センサ（圧力検出装置、第１圧力センサ、第２圧力センサ）、 ５２…圧力センサ（圧力検出装置、第２圧力センサ、第１圧力センサ）、 ５６…アーム用操作装置（第１操作装置）、 ５７…バケット用操作装置（第２操作装置）、 ６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ…制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】