JP4002523B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧機械に備えられ、アクチュエータからの戻り油を所定のアクチュエータに再生供給可能な油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の油圧再生可能な油圧駆動装置として、油圧シリンダのボトム側に圧油を供給するための指示信号に基づき、油圧シリンダのロッド側室から排出された戻り油を当該油圧シリンダのボトム側室に再生させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に開示されている油圧回路と同等の油圧回路図である。同図７に示すように、特許文献１では、主油圧ポンプ４１及びパイロットポンプ７と、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油によって駆動する油圧シリンダ１と、主油圧ポンプ４１から油圧シリンダ１に供給される圧油の流れを制御するセンターバイパス型の方向制御弁４と、タンク８に連絡されるタンク側管路すなわち戻り管路２３と、この戻り管路２３上に設けられる圧力発生手段としての可変絞り弁２５と、センターバイパス管路９から分岐した供給管路１１と、戻り管路２３と供給管路１１とを連絡する再生管路２２と、この再生管路２２上に設けられ戻り管路２３の圧力が供給管路１１内の圧力よりも高いときに戻り管路２３から供給管路１１への圧油の再生を許容するとともに、供給管路１１から戻り管路２３への流出を阻止するチェック弁２４とを備えている。さらに、油圧シリンダ１のボトム側室１ａに対し圧油の供給を行うための指示信号となる操作装置６からのパイロット圧Ｐａ２を検出する圧力検出器１０４と、再生管路２２を連通又は遮断する電磁切換弁１０３と、圧力検出器１０４及びモードスイッチ１０１からの信号に応じて電磁切換弁１０３の弁位置及び可変絞り弁２５の絞り量を制御する制御装置１００とを備えている。なお、１０２は制御装置１００からの制御信号により、可変絞り弁２５を駆動するためのパイロット圧を生成する電磁比例弁である。
【０００４】
以上のように構成した特許文献１に開示された技術では、再生制御の実行を指示する信号がモードスイッチ１０１から制御装置１００に入力されると、制御装置１００が電磁切換弁１０３に対し連通位置を保持するよう駆動信号を出力する。この状態で、操作装置６が操作され、圧力検出器１０４によりパイロット圧Ｐａ２が検出された場合には、制御装置１００は電磁比例弁１０２に対しパイロット圧Ｐａ２の値に応じた駆動信号を出力する。これにより、可変絞り弁２５は電磁比例弁１０２から出力されるパイロット圧に応じた絞り量となり、戻り管路２３内の圧力が上昇する。そして、戻り管路２３の圧力が供給管路１１の圧力よりも高くなると、油圧シリンダ１のロッド側室１ｂからの戻り油が、再生管路２２、電磁切換弁１０３、供給管路１１、方向制御弁４を介して油圧シリンダ１のボトム室１ａに再生供給される。
【０００５】
したがって、油圧シリンダ１のボトム側室１ａの圧力が比較的低圧のときには、主油圧ポンプ４１から供給される圧油と、ロッド側室１ｂから排出された圧油とが合流してボトム側室１ａに供給されるため、油圧シリンダ１の伸長方向速度を増速させることができる。
【０００６】
また、油圧ショベルに備えられるアームシリンダのボトム圧が所定圧よりも高い状態で、ブームシリンダを伸び方向に操作したときにブームシリンダのロッド側室から排出された戻り油をアームシリンダのボトム側室に再生させる技術がある（特許文献２参照）。
【０００７】
図８はこの特許文献２に開示される油圧回路と同等の油圧回路図あり、センターバイパス型のブーム用方向制御弁３とアーム用方向制御弁４とをそれぞれ主油圧ポンプ４１に対しパラレルに接続し、ブームシリンダ２から排出された圧油をタンク８へと戻す戻り管路２６と、アームシリンダ１のボトム側の主管路１８とを接続する管路２９と、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上のときに戻り管路２６を遮断する切換弁２７とを設けている。なお、パイロット管路３９は、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上のときに切換弁２７を遮断位置とするために切換弁２７に対しアームシリンダ１のボトム圧を導く管路である。また、切換弁２７が遮断位置にあり、ブーム用操作装置５が縮小方向に操作されたときには、パイロット管路３７からチェック弁３８に対しパイロット圧が供給され、チェック弁３８が開状態となり、ブームシリンダ２のボトム側室２ａから排出された圧油は、戻り管路２６から分岐した管路２８を介しタンク８に戻されるようになっている。
【０００８】
以上のように構成した特許文献２に開示された技術では、掘削作業時にその負荷によりアームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上となったときに、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給することができる。
【０００９】
したがって、アームシリンダ１には主油圧ポンプ４１から供給される圧油に合流してブームシリンダ２から排出される圧油が供給されるため、より大きな掘削力を得ることができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−３５１１０号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−３３９９０７公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術のうち特許文献１に記載の技術を例えば油圧ショベルのアームを駆動するための油圧回路に適用すれば、アームに対する負荷が小さくアームシリンダのボトム圧が比較的低圧の作業、例えば空中においてアームシリンダを伸ばしアームクラウド動作を行うような場合には、その動作速度を速くすることができる。
【００１３】
また、特許文献２に記載の技術によれば、ブームとアームとを複合操作し掘削作業を行う際、土質等の影響により負荷が大きくなっても、アームによる掘削力を大きくすることができ、掘削作業の効率を向上させることができる。
【００１４】
ここで、これら２つの技術を組合せることにより、各々の技術が有する長所を備えた油圧作業機とすることが可能と考えられるが、両技術を組合せる場合には考慮しなければならない点が残されている。すなわち、特許文献１に記載の技術では、戻り管路２３上に設けた可変絞り弁２５が操作装置６から出力されるパイロット圧Ｐａ２に応じて絞り量が決まるため、油圧シリンダ１に対する負荷が高い場合であっても、可変絞り弁２５により戻り管路２３が絞られ、戻り管路２３内の圧力がタンク８の圧力よりも高くなる。この状況で特許文献２に記載されているブームシリンダ２から排出された戻り油が油圧シリンダ１のボトム側室１ａに供給されると、その分油圧シリンダ１のロッド側室１ｂから排出される戻り油の油量も増加する。ここで、可変絞り弁２５の絞り量が一定とすると、戻り管路２３内の圧力（以下、「こもり圧」という）は戻り油の油量に応じてどんどん高くなっていく。このため、ブームシリンダ２側から戻り油を油圧シリンダ１に再生供給しても、こもり圧の分だけ油圧シリンダ１の推力が減じられる。さらに、こもり圧が高くなっていくにしたがい、油圧シリンダ１のボトム側室１ａの圧力も高圧化し、シール等の破損に起因する油漏れ等が発生することも考えられる。
【００１５】
本発明は、上述した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、特定の油圧シリンダのボトム側室に別の油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を再生供給する第１の再生手段と、特定の油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を当該特定の油圧シリンダのボトム側室に再生供給する第２の再生手段とを併用する際、第１の再生手段及び第２の再生手段をそれぞれ特定の油圧シリンダのボトム側の圧力に応じて制御することにより、こもり圧の影響を受けることなく、第１の再生手段と第２の再生手段がそれぞれ有する長所を確実に得ることができる油圧駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、油圧機械に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから上記第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を操作するための第１操作装置と、上記第２方向制御弁を操作するための第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、上記第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上のときに、上記第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を上記第２油圧シリンダのボトム側室に導くように作動する第１の再生手段と、上記第２油圧シリンダのボトム圧が上記所定圧以上となって上記第１再生手段により上記第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が上記第２油圧シリンダのボトム側室に導かれるときに、上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路をほぼタンク圧にして上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油をタンクへ戻す手段と、上記第２油圧シリンダのボトム圧が上記所定圧よりも低圧のときに、上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を当該第２油圧シリンダのボトム側室に導くように作動する第２の再生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
このように構成した請求項１に係る発明では、第１操作装置と第２操作装置の両方を操作し第１方向制御弁、第２方向制御弁をそれぞれ切換え、主油圧ポンプの圧油を第１方向制御弁、第２方向制御弁を介して第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれのボトム側室に供給し、これら第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作を実施する際、第２油圧シリンダのボトム圧が所定の圧力以上のときには、この圧力に応じて第１の再生手段が作動し、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に供給される。一方、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油はそのままタンクへと戻されるため、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路に圧力（こもり圧）が生じることがなく、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に再生された分だけ第２油圧シリンダの推力が向上する。逆に、第２油圧シリンダに作用する負荷が小さく、第２油圧シリンダのボトム圧が所定の圧力よりも低圧のときには、この圧力に応じて第２の再生手段が、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を当該第２油圧シリンダのボトム側室に再生供給するように作動する。これにより、第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実施できる。
【００１８】
また、第２操作装置のみを操作し、第２方向制御弁を切換え、主油圧ポンプの圧油を第２方向制御弁を介して第２油圧シリンダのボトム側室に供給した場合、第２油圧シリンダのボトム圧が例えば所定圧力よりも低圧であればこの圧力に応じて第２の再生手段が作動して、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が当該第２油圧シリンダのボトム側室に再生供給され、これにより第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実現できる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号及び上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号が、上記第２油圧シリンダのボトム圧に加え、上記第１操作装置及び上記第２操作装置の操作量に基づき生成されることを特徴とする。
【００２０】
このように構成した請求項２に記載の発明では、第１の再生手段及び第２の再生手段が、第２油圧シリンダのボトム圧及び第１操作装置の操作量、第２操作装置の操作量に応じて制御される。これにより、例えば操作者が第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダによって作動する部材をゆっくり動かすために、第１操作装置あるいは第２操作装置の操作量を意識的に小さくした場合、第２油圧シリンダのボトム圧の高低に関らず、第１の再生手段及び第２の再生手段が作動しないように制御することができる。逆に、速く動かすため、あるいは、油圧シリンダの推力が必要なときに、第１操作装置あるいは第２操作装置の操作量を大きくした場合、第１の再生手段あるいは第２の再生手段を作動させることができる。したがって、必要な速度あるいは推力に応じて、第１の再生手段又は第２の再生手段のいずれかを作動させる、もしくは、非作動とすることができ、作業内容に応じた操作性を確保することができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第１の再生手段が、上記第１油圧シリンダから排出された圧油をタンクへと導く第１のタンク管路から分岐し、この第１のタンク管路と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連絡する第１の再生路と、この第１の再生路中に設けられ上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する第１の逆止弁と、上記第１のタンク管路上であって上記第１の再生路の分岐部よりも下流側に設けられ、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号に基づき上記第１のタンク管路とタンクとを連通及び遮断する切換弁とを含むことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第１の再生手段が、上記第１油圧シリンダのロッド側室と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連絡する第１の再生路と、この第１の再生路中に設けられ上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する逆止弁と、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号に基づき上記第１の再生路を連通及び遮断する切換弁とを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の油圧駆動装置において、上記第２の再生手段が、上記第２油圧シリンダから排出された圧油を上記タンクへと導く第２のタンク管路上に設けられ、上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号に基づき作動する圧力発生手段と、この圧力発生手段よりも上流側で分岐し上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダへの圧油の供給路に連絡する第２の再生路と、この第２の再生路上に設けられ上記供給路から上記第２のタンク管路への圧油の流出を阻止する第２の逆止弁とを含むことを特徴とする。
【００２４】
このように構成した請求項５に記載の発明では、例えば第２油圧シリンダのボトム圧が所定の圧力以上のときには圧力発生手段が作動しないようにすることにより、第２のタンク管路内の圧力、すなわちこもり圧が高くならないように制御することができる。
【００２５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の油圧駆動装置において、上記圧力発生手段が、可変絞り手段であることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の油圧駆動装置において、上記圧力発生手段が、固定絞りと、上記第２の制御信号に基づき上記固定絞りをバイパスさせるバイパス弁とから形成されることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第２油圧シリンダのボトム圧を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段からの圧力信号を入力し、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号及び上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号を演算出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の油圧駆動装置において、上記第１操作装置の操作量を検出する第１操作量検出手段と、上記第２操作装置の操作量を検出する第２操作量検出手段とを設け、上記制御手段が上記圧力検出手段からの圧力信号に加え、上記第１操作量検出手段及び第２操作量検出手段からの信号に基づき、上記第１の制御信号及び上記第２の制御信号を演算出力することを特徴とする。
【００２９】
さらに、請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の油圧駆動装置において、上記油圧機械が油圧ショベルであり、上記第１油圧シリンダ及び上記第２油圧シリンダが、それぞれ油圧ショベルに設けられるブームシリンダ及びアームシリンダであることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３１】
図１は、本発明による油圧駆動装置の第１の実施形態を説明するための油圧回路図である。なお、この図１に示す第１の実施形態及び後述の第２、３の実施形態は、油圧機械として例えば油圧ショベルに備えられるものである。
【００３２】
この第１の実施形態による油圧駆動装置は、図１に示すように、第１油圧シリンダであるブームシリンダ２、第２油圧シリンダであるアームシリンダ１を駆動するセンタバイパス型の油圧駆動装置から形成されている。図８における説明と重複するが、この図１に示す第１の実施形態も、ブームシリンダ２はボトム側室２ａとロッド側室２ｂとを備え、アームシリンダ１もボトム側室１ａとロッド側室１ｂとを備えている。
【００３３】
また、不図示のエンジンによって駆動される主油圧ポンプ４１及びパイロットポンプ７と、ブームシリンダ２に供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のブーム用方向制御弁３、アームシリンダ１に供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のアーム用方向制御弁４とを備えている。さらに、ブーム用方向制御弁３を切換え制御する第１操作装置、すなわちブーム用操作装置５と、アーム用方向制御弁４を切換え制御する第２操作装置、すなわちアーム用操作装置６とを備えている。
【００３４】
主油圧ポンプ４１の吐出管路には管路９，１３が接続され、管路９中にアーム用方向制御弁４を設けてあり、管路１３中にブーム用方向制御弁３を設けている。なお、管路１０及び管路１４は、アーム用方向制御弁４、ブーム用方向制御弁３が中立状態のときに、主油圧ポンプ４１から吐出された圧油をタンク８に戻すためのセンタバイパス管路である。
【００３５】
ブーム用方向制御弁３とブームシリンダ２のボトム側室２ａとは主管路１９で接続し、ロッド側室２ｂとは主管路２０で接続している。アーム用方向制御弁４とアームシリンダ１のボトム側室１ａとは主管路１７で接続し、ロッド側室１ｂとは主管路１８で接続している。
【００３６】
ブーム用操作装置５、アーム用操作装置６は、操作レバー５ａ，６ａを有し、パイロット圧を発生させるパイロット式操作装置から成り、パイロットポンプ７に接続している。また、ブーム用操作装置５は、パイロット管路３５，３６を介してブーム用方向制御弁３の制御室３ｄ，３ｅにそれぞれ接続され、アーム用操作装置６はパイロット管路３３，３４を介してアーム用方向制御弁４の制御室４ｄ，４ｅにそれぞれ接続している。
【００３７】
以上の構成については、前述した図８に示すものとほぼ同等である。
【００３８】
この第１の実施形態では特に、第２油圧シリンダであるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧のときに、第１油圧シリンダであるブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油をアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給するための第１の再生手段と、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧よりも低圧のときにアームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出され圧油を当該アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給する第２の再生手段とを備えている。
【００３９】
第１の再生手段は、例えば同図１に示すように、ブームシリンダ２から排出された圧油をタンク８へと戻すための第１のタンク管路としての戻り管路２６から分岐しアームシリンダ１のボトム側室１ａに連絡する第１の再生管路２９，３１と、この第１の再生管路２９，３１中に設けられ、アームシリンダ１のボトム側室１ａからブームシリンダ２側への圧油の流入を阻止する逆止弁３０と、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧より低いときには戻り管路２６をタンク８に連通させ、所定圧以上の高圧となったときに戻り管路２６をタンク８に対し遮断する切換弁２７とを有する。切換弁２７は、第１の再生管路３１から分岐しアームシリンダ１のボトム圧を検出する圧力検出手段としてのパイロット管路３９により第１の制御信号としてのアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが制御室２７ｄに導かれ、このボトム圧Ｐｓにより切換えられる。また、一端が逆止弁３０の上流側に位置する第１の再生管路２９に接続され、他端がタンク８に連絡される切換弁２７のバイパス管路２８と、このバイパス管路２８中に設けられ、ブーム用操作装置５の所定の操作、すなわちブーム下げを実施させるために、パイロット管路３６にパイロット圧Ｐｂ１を供給する操作に応じて、当該バイパス管路２８を開く開閉弁、例えばパイロット式逆止弁３８を設けている。このパイロット式逆止弁３８へのパイロット圧Ｐｂ１は、上述のパイロット管路３６から分岐した分岐パイロット管路３７によって導かれる。
【００４０】
また、第２の再生手段は、アームシリンダ１から排出された圧油をタンク８へ戻すための第２のタンク管路としての戻り管路２１，２３から分岐し、主油圧ポンプ４１から吐出された圧油の供給管路１１に連絡する第２の再生管路２２と、この第２の再生管路２２中に設けられ、供給管路１１からタンク８への圧油の流出を阻止する逆止弁２４と、戻り管路２３中に設けた圧力発生手段としての可変絞り弁２５、及び、この可変絞り弁２５に対し第２の制御信号としてのパイロット圧Ｐａ２０を供給する切換弁３２とを有する。パイロット圧Ｐａ２０は、アーム用操作装置６の所定の操作、すなわちアームクラウドを実施させるために、パイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給する操作が行われたときに、このパイロット圧Ｐａ２がパイロット管路３３から分岐したパイロット分岐管路３３ａ及び切換弁３２、管路３３ｂを介し可変絞り弁２５の制御室２５ｄに供給される。また、切換弁３２の制御室３２ｄには、第１の再生管路３１から分岐したパイロット管路４０によりアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが導かれ、この圧力Ｐｓにより弁位置が切換えられる。
【００４１】
以上のように構成した第１実施形態において実施されるブームシリンダ２とアームシリンダ１の動作は以下のとおりである。
【００４２】
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
ブーム用操作装置５を操作してパイロット管路３５にパイロット圧Ｐａ１を供給し、ブーム用方向制御弁３を図示左位置３ｂに切換えるとともに、アーム用操作装置６を操作してパイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給し、アーム用方向制御弁４を図示左位置４ｂに切換えると、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路１３及び供給管路１５、逆止弁１６、ブーム用方向制御弁３、主管路１９を介してブームシリンダ２のボトム側室２ａに供給され、また、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路９及び供給管路１１、アーム用方向制御弁４、主管路１７を介してアームシリンダ１のボトム側室１ａに供給される。これにより、ブームシリンダ２、アームシリンダ１が共に伸長する方向に作動し、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される。
【００４３】
上述の複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路３６にはパイロット圧Ｐｂ１が供給されず、タンク圧となるので、分岐パイロット管路３７はタンク圧となりパイロット式逆止弁３８は閉じられた状態に保たれ、管路２８を介しての戻り管路２６とタンク８との連通は阻止される。
【００４４】
また、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低い状態にあっては、パイロット管路３９を介して切換弁２７の制御室２７ｄに与えられるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓによる押付力がばね２７ｃによる押付力よりも小さく、切換弁２７は同図１に示す右位置、すなわち連通位置２７ｃに保持され、ブームシリンダ２から排出された圧油は、低圧側であるタンク８に戻されるため、ブームシリンダ２の伸長動作の間、このブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出される圧油が第１の再生管路３１に供給されることはない。一方、第２の再生手段を形成する切換弁３２の制御室３２ｄにも所定圧よりも低圧のボトム圧Ｐｓが供給されるため、切換弁３２は図示左位置、すなわち連通位置３２ａを保持する。これにより、アームクラウドを指示するパイロット圧Ｐａ２が切換弁３２を介し可変絞り弁２５の制御室２５ｄに導かれ、可変絞り弁２５の開口面積はパイロット圧Ｐａ２に応じた値となる。このため、アームシリンダ１の戻り管路２３が絞られ、アームシリンダ１のロッド側室１ｂからの圧油の流出流量に応じて、戻り管路２３に圧力が生じる。そして、この戻り管路２３内の圧力が供給管路１１内の圧力よりも高くなったときに、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油が、第２の再生管路２２、逆止弁２４、供給管路１１、方向制御弁４を介し、アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給される。これにより、アームシリンダ１の伸長方向の移動速度が増加する。ただし、操作者が不図示のアームをゆっくりと動かすことを意図し、アーム用操作装置６をわずかに操作したときには、パイロット圧Ｐａ２が極めて小さな値となり、この場合には可変絞り２５の開口面積が大きくなる。このため、戻り管路２３の圧力がほぼタンク圧に等しくなり、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油のほとんどがタンク８に戻され、アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されることがなく、アームシリンダ１は低速で伸長する。
【００４５】
このような状態から、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧になると、この圧力Ｐｓによる切換弁２７の図示右方向への押付力がばね２７ｃによる押付力よりも大きくなり、切換弁２７は、同図１の左位置、すなわち遮断位置２７ｂに切換えられる。この状態になると、戻り管路２６が切換弁２７によって遮断され、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油が、主管路２０、ブーム用方向制御弁３、戻り管路２６、第１の再生管路２９、逆止弁３０、第１の再生管路３１に供給される。したがって、アームシリンダ１のボトム側室１ａには、主油圧ポンプ４１から吐出され、アーム用方向制御弁４を介して供給される圧油と、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂからの圧油とが合流して供給される。一方、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上になると、切換弁３２に対する図示左方向の押付力が、ばね３２ｃによる押付力よりも大きくなり、切換弁３２が図の右位置、すなわち遮断位置３２ｂに切換えられ、パイロット管路３３ｂがタンク８に連通し、可変絞り弁２５の制御室２５ｄに付与されるパイロット圧力Ｐａ２０がタンク圧となり、可変絞り弁２５が全開位置２５ａとなる。これにより、アームシリンダ１の戻り管路２３内の圧力がほぼタンク圧と等しくなり、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出される圧油のほとんどがタンク８に戻される。
【００４６】
このように、ブーム上げ・アームクラウド操作時に、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低い場合には、アーム用操作装置６の操作量に応じてアームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給され、操作量に応じてアームシリンダ１の伸長方向の速度を増速することができ、一方、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上の場合には、アームシリンダ１の戻り管路２３に設けた可変絞り弁２５の開口量が最大になるため、この戻り管路２３に圧力（こもり圧）を生じさせることなくブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油をアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給することができ、アームシリンダ１による推力を大きくすることができ、不図示のアームによる大きな掘削力を得ることができる。
【００４７】
［ブーム下げ・アームクラウド操作］
ブーム用操作装置５を操作してパイロット管路３６にパイロット圧Ｐｂ１を供給し、ブーム用方向制御弁３を同図１の右位置３ｃに切換えるとともに、アーム用操作装置６を操作してパイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給し、アーム用方向制御弁４を左位置４ｂに切換えると、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路１３、供給路１５、逆止弁１６、ブーム用方向制御弁３、主管路２０を介してブームシリンダ２のロッド側室２ｂに供給され、また前述したように、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路９、供給路１１、逆止弁１２、アーム用方向制御弁４、主管路１７を介してアームシリンダ１のボトム側室１ａに供給される。これにより、ブームシリンダ２が縮小する方向に作動し、アームシリンダ１が伸長する方向に作動し、ブーム下げ・アームクラウドの複合操作が実施される。
【００４８】
このような複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路３６にパイロット圧が供給されることに伴い分岐パイロット管路３７にパイロット圧Ｐｂ１が導かれ、パイロット式逆止弁３８が作動して管路２８が開かれる。これにより、切換弁２７の上流側の戻り管路２６がタンク８に連通する。
【００４９】
この状態で、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧となると、前述したように切換弁２７は遮断位置２７ｂに切換えられるが、ブームシリンダ２のボトム側室２ａから排出された圧油はパイロット式逆止弁３８、管路２８を介してタンク８に戻される。このため、ブーム下げ・アームクラウド操作時には、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓの高低に関らず、アームシリンダ１のボトム側室１ａにブームシリンダ２のボトム側室２ａからの圧油が再生供給されることはない。
【００５０】
また、上述したようにアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧のときには、切換弁３２が遮断位置３２ｂとなり、可変絞り弁２５が最大開口面積を保持し、戻り管路２３がほぼタンク圧となるためロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給されることがない。逆に、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低圧のときには、切換弁３２が連通位置３２ｂとなり、アーム操作装置６の操作量に応じたパイロット圧Ｐａ２が切換弁３２を介し、可変絞り弁２５の制御室２５ｄに付与され、可変絞り弁２５の絞り量がパイロット圧Ｐａ２に応じた値となる。このため、戻り管路２３内の圧力が供給管路１１よりも高圧になったときには、戻り管路２１から供給管路１１側に圧油が再生供給され、アームシリンダ１の伸長方向の速度が増速される。
【００５１】
［アームクラウド単独操作］
アーム操作装置６のみを操作して、パイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給し、所謂アームクラウド単独操作を行う際に、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低圧のときには、切換弁３２が連通位置３２ａを保持するため、パイロット圧Ｐａ２が切換弁３２を介し可変絞り弁２５の制御室２５ｄに付与される。これにより、可変絞り弁２５の開口面積はパイロット圧Ｐａ２に応じた値となり、戻り管路２３にはロッド側室１ｂからの流出流量に応じた圧力が生じる。そして、戻り管路２３内の圧力が供給管路１１内の圧力よりも高くなると、ロッド側室１ｂから排出された圧油の一部が供給管路１１に再生供給されるため、アームシリンダ１の伸長方向の速度が増速される。
【００５２】
なお、アームシリンダ１のロッド側室１ｂに圧油が供給されるアームダンプに係る複合操作時には、パイロット圧Ｐａ２がほぼタンク圧となるため、可変絞り弁２５の弁位置が最大開口面積となる２５ａに固定され、戻り管路２３に圧力が立たず、アームシリンダ１の増速は実施されることがない。
【００５３】
また、ブームシリンダ２の単独動作時には、基本的にアームシリンダ１のボトム側室１ａにはそれ程大きな圧力が作用することがなく、ブーム単独操作時には切換弁２７が連通位置２７ａを保持するため、ブームシリンダ２から排出された圧油がアームシリンダ１に再生供給されることがないが、仮にアームシリンダ１のこもり圧が大きくなることが想定される場合には、例えば第１の再生管路２９からタンク８へ連絡する別の管路を設け、この管路上に想定されるこもり圧の最高圧により開弁するリリーフ弁を設けるようにしても良い。
【００５４】
このように構成した第１実施形態にあっては、土砂の掘削作業時等に頻繁に実施されるブーム上げ、アームクラウド複合操作時において、アームシリンダ１の戻り管路２３にこもり圧を生じることなくボトム側室１ａにブームシリンダ２のロッド側室２ｂからの圧油を合流させることができる。これにより、アームシリンダ１の推力を大きくすることができ、結果として不図示のアームによる掘削力を大きくすることができ、掘削作業の能率向上を実現できる。また、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂからの圧油が再生供給される場合であっても、アームシリンダ１の戻り管路２３にこもり圧が生じることがないことから、アームシリンダ１の圧力が過大に高圧になることがなく、アームシリンダ１の破損を未然に防止できる。さらに、アームクラウド単独操作においても、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧よりも低圧の状態であれば増速を実施することができる。
【００５５】
次に、図２及び図３を用いて本発明による第２の実施形態について説明する。
【００５６】
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に備えられる第１の再生手段を構成する切換弁２７に相当する切換弁６５を作動させるための第１の制御信号、及び、第２の再生手段を構成する可変絞り弁２５に相当する電磁比例弁６０を作動させるための第２の制御信号を演算処理装置（コントローラ）により生成することを特徴としている。
【００５７】
図２は、油圧回路及び演算処理回路を合わせた全体回路図であり、図３は第２の実施形態に用いられるコントローラによる処理の流れを示すブロック図である。この第２の実施形態では、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓを検出する圧力検出手段としての圧力センサ６３と、ブームシリンダ２の伸長方向、すなわちブーム上げ操作用のパイロット圧Ｐａ１を検出するための第１の操作量検出手段としての圧力センサ６２と、アームシリンダ１の伸長方向、すなわちアームクラウド操作用のパイロット圧Ｐａ２を検出するための第２の操作量検出手段としての圧力センサ６１と、第１の再生手段を形成し可変絞り６５ａを有する切換弁６５と、この切換弁６５への駆動信号を生成する電磁比例弁６８と、第２の再生手段を形成する圧力発生手段として電磁比例弁６０と、圧力センサ６１，６２，６３からの圧力信号を入力し、電磁比例弁６０，６８への制御信号を演算出力するコントローラ６４とを有している。その他の構成については、上述した第１の実施形態とほぼ同様の構成となっている。
【００５８】
以上のように構成した第２の実施形態では、ブーム用操作装置５によるブーム上げ（ブームシリンダ２伸長方向）操作、アーム用操作装置６によるアームクラウド（アームシリンダ１伸長方向）操作によって生じるパイロット圧Ｐａ１，Ｐａ２、及び、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが、それぞれ圧力センサ６２，６１、６３によって検出され、圧力信号Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｓａとしてコントローラ６４に入力される。
【００５９】
次に、コントローラ６４による演算処理について、図３に示すブロック図を用い説明する。
【００６０】
関数発生器６４ａは、圧力センサ６３により検出されるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓに応じた圧力信号Ｐｓａを入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｓａの大きさに応じて増加する信号Ｓ１を出力する。
【００６１】
関数発生器６４ｂは、圧力センサ６１により検出されるアームクラウド用のパイロット圧Ｐａ２に応じた圧力信号Ｐｉ２を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ２の大きさに応じて増加する信号Ｓ２を出力する。
【００６２】
関数発生器６４ｃは、圧力センサ６２により検出されるブーム上げ用のパイロット圧Ｐａ１に応じた圧力信号Ｐｉ１を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ２の大きさに応じて増加する信号Ｓ３を出力する。
【００６３】
関数発生器６４ｅは、圧力信号Ｐｓａが増加するに従い１を最大値として減少する信号Ｓ４を出力する。
【００６４】
関数発生器６４ｆは、圧力信号Ｐｉ１が所定の圧力Ｐｉ１０以下のときに１、それよりも大きい場合には０となる信号Ｓ５を出力する。
【００６５】
乗算器６４ｈは、関数発生器６４ａから出力される信号Ｓ１と関数発生器６４ｂから出力される信号Ｓ２とを乗算し、その結果を信号Ｓ６として出力する。
【００６６】
乗算器６４ｉは、乗算器６４ｈからの信号Ｓ６と関数発生器６４ｃから出力される信号Ｓ３とを乗算し、その結果を信号Ｓ７として出力する。
【００６７】
関数発生器６４ｄは、乗算器６４ｉから出力される信号Ｓ７の大きさに応じて増加する電流値ｉ１を算出し、電磁比例弁６８に出力する。
【００６８】
上述の信号Ｓ７及びこの信号Ｓ７に基づく電流値ｉ１は、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが高く、また、アームクラウド操作を指示するパイロット圧Ｐａ２及びブーム上げを指示するパイロット圧Ｐａ１がそれぞれ大きな値になる程、すなわちアームクラウド・ブーム上げの複合操作における操作量が大きい程大きな値となる。
【００６９】
乗算器６４ｊは、関数発生器６４ｅからの信号Ｓ４と関数発生器６４ｂからの信号Ｓ２とを乗算し、その結果を信号Ｓ８として出力する。
【００７０】
乗算器６４ｋは、乗算器６４ｊからの信号Ｓ８と関数発生器６４ｆからの信号Ｓ５とを乗算し、その結果を信号Ｓ９として出力する。
【００７１】
関数発生器６４ｇは、乗算器６４ｋから出力される信号Ｓ９の大きさに応じて増加する電流値ｉ２を算出し、電磁比例弁６０に出力する。
【００７２】
上述の信号Ｓ９及び電流値ｉ２は、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが低く、また、アームクラウド操作を指示するパイロット圧Ｐａ２が大きな値である程、そして、ブーム上げを指示するパイロット圧Ｐａ１が所定圧よりも小さい値でときに、すなわちアームクラウドの操作量が大きく、ブーム上げ操作量が小さい程大きな値となる。
【００７３】
図２に戻り、第１の再生手段を形成する電磁比例弁６８は、コントローラ６４を形成する関数発生器６４ｄから出力される電流値ｉ１に応じてその開口面積を大きくし、パイロットポンプ７から管路６７に吐出されたパイロット油を絞り、減圧されたパイロット圧をパイロット管路６６を介し切換弁６５の制御室６５ｄに供給する。また、第２の再生手段を形成する電磁比例弁６０は、関数発生器６４ｇから出力される電流値ｉ２に応じてその開口面積が制御される。
【００７４】
上述したように、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが比較的高圧となり、アーム用操作装置６によるアームクラウド操作量、及び、ブーム用操作装置５によるブーム上げ操作量が大きく、パイロット圧Ｐｉ１及びパイロット圧Ｐｉ２が高いときには、関数発生器６４ｄから電磁比例弁６８のソレノイド６８ｄに対し大電流ｉ１が供給され、この電流ｉ１により電磁比例弁６８の開口面積が大きくなり、切換弁６５に対し高圧のパイロット圧が付与される。これにより、切換弁６５の開口面積が小さくなり、ブームシリンダ２の戻り管路２６が絞られ、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油の多くが、第１の再生管路２９，３１、逆止弁３０を介しアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給される。
一方、関数発生器６４ｇから出力される電流値ｉ２は小さい値となるため、電磁比例弁６０の開口面積は大きいままの状態、すなわち弁位置６０ａを保持する。したがって、アームシリンダ１の戻り管路２３内の圧力はほぼタンク圧と同等の状態を維持し、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油のほとんどが再生されることなくタンク８に戻される。そして、戻り管路２３にはこもり圧が生じることがないため、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから再生供給された圧油の分だけアームシリンダ１の推力が大きくなり、結果としてアームによる掘削力が増加する。
【００７５】
一方、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが低圧の場合には、パイロット圧Ｐａ１及びパイロット圧Ｐａ２の大きさにもよるが、少なくともアームクラウドを指示するパイロット圧Ｐａ２が高圧のときには、関数発生器６５ｇから出力される電流値ｉ２が大きな値となり、電磁比例弁６０の開口面積が小さくなり戻り管路２３が絞られる。一方、関数発生器６４ｄから出力される電流値ｉ１は小さな値となり、電磁比例弁６８の開口面積が小さくなるため、切換弁６５へ制御室６５ｄに付与されるパイロット圧が低圧となり、切換弁６５の開口面積が大きい状態を保持する。
【００７６】
したがって、アームシリンダ１の戻り管路２３内の圧力が供給路１１よりも高くなると、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給され、その分アームシリンダ１の伸長方向速度を増速させることができる。一方、この状態では、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油のほとんどがタンク８に戻されるため、アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されることはない。
【００７７】
また、ブーム上げ単独操作の場合には、乗算器６４ｉから出力される信号Ｓ７が０になるため、関数発生器６４ｄからは最小電流値ｉ１ｍｉｎが出力される。このため、ブーム上げ単独操作時にアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが高圧となる状況が発生しても切換弁６５がタンク８との連通状態を保持するため、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されることがない。
【００７８】
以上説明したように、この第２の実施形態によっても上述した第１の実施形態同様の効果を得ることができるとともに、ブーム上げ単独操作時にアームシリンダ１側に再生供給されることがなく、これによってもアームシリンダ１が過大に高圧化する事態を未然に防止することができる。
【００７９】
次に、本発明による油圧駆動装置の第３の実施形態について、図４及び図５を用い説明する。この第３の実施形態は、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されるときに、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出される圧油をアーム駆動用の方向制御弁４を介すことなく直接タンク８に戻すことにより、アームシリンダ１の戻り管路２３内にこもり圧が発生することを確実に防止できることを特徴としている。
【００８０】
図４に示すように、アームシリンダ１を駆動するための油圧回路は、ロッド側の主管路１８とタンク８とを直接連絡する管路７８上に切換弁７１を設けている。この切換弁７１は、連通位置７１ｂと、遮断位置７１ａの２位置の切換弁となっている。また、アーム駆動用の方向制御弁４とタンク８とを連絡する戻り管路２１上に再生のための固定絞り８０、この絞り８０の上流側で分岐し逆止弁７７を介し主管路１７に接続される第２の再生管路７６とを備えている。なお、切換弁７１は、固定絞り８０をバイパスするバイパス弁を形成する。
【００８１】
また、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出される圧油をブーム駆動用の方向制御弁３を介すことなく直接アームシリンダ２のボトム側室１ａに再生供給するために、ボトム側室２ｂと切換弁７３とを連絡する管路７４を設けている。なお、切換弁７３は、ブームシリンダ２から排出された戻り油をタンク８に導く弁位置７３ａと、ロッド側室２ｂと第１の再生管路７５，３１とを連絡する弁位置７３ｂとを有している。
【００８２】
上述した２つの切換弁７１，７３は、コントローラ７０からの駆動信号ｉにより駆動する電磁比例弁７２から供給されるパイロット圧により弁位置が切換えられる。すなわち、パイロットポンプ７から吐出されたパイロット油が、電磁比例弁７２により減圧され、管路８１及び８２を介し切換弁７３の制御室７３ｄに、さらに、管路８１を介し切換弁７１の制御室７１ｄにそれぞれ導かれる。
【００８３】
以上のように構成した第３の実施形態では、コントローラ７０が、圧力センサ６３により検出されるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓ、圧力センサ６２により検出されるブーム上げ用のパイロット圧Ｐａ１、圧力センサ６１により検出されるアームクラウド用のパイロット圧Ｐａ２が入力され、後述する所定の演算処理を実行し、電磁比例弁７２に対し制御電流ｉを出力し、この電磁比例弁７２から出力されるパイロット圧に応じて切換弁７１，７３の弁位置が切換えられる。
【００８４】
次に、コントローラ７０による演算処理について、図５に示すブロック図を用い説明する。
【００８５】
関数発生器７０ａは、圧力センサ６３により検出されるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓに応じた圧力信号Ｐｓａを入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｓａの大きさに応じて増加する電流信号Ｔｉを出力する。
【００８６】
関数発生器７０ｂは、圧力センサ６１により検出されるアームクラウド用のパイロット圧Ｐａ２に応じた圧力信号Ｐｉ２を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ２の大きさに応じて増加する信号Ｔ１を出力する。
【００８７】
関数発生器７０ｄは、圧力センサ６２により検出されるブーム上げ用のパイロット圧Ｐａ１に応じた圧力信号Ｐｉ１を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ１の大きさに応じて増加する信号Ｔ２を出力する。
【００８８】
乗算器７０ｃは、関数発生器７０ａから出力される電流信号Ｔｉと関数発生器７０ｂから出力される信号Ｔ１とを乗算し、その結果を電流信号Ｔ３として出力する。
【００８９】
乗算器７０ｅは、乗算器７０ｃからの電流信号Ｔ３と関数発生器７０ｄから出力される信号Ｔ２とを乗算し、その結果を制御電流ｉとして出力する。
【００９０】
したがって、制御電流ｉは、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが高く、また、アームクラウド操作を指示するパイロット圧Ｐａ２及びブーム上げを指示するパイロット圧Ｐａ１がそれぞれ大きな値になる程、すなわちアームクラウド・ブーム上げの複合操作における操作量が大きい程大きな値となる。
【００９１】
コントローラ７０から、大電流の制御電流ｉが出力されると、電磁比例弁７２の弁位置が可変絞り位置７２ｂに移行し、開口面積が大きくなる。これにより、パイロットポンプ７から供給されるパイロット圧がそれ程減圧されることなく、比較的高圧のパイロット圧が各切換弁７１，７３に付与される。このパイロット圧により切換弁７３の弁位置は、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂとアームシリンダ１のボトム側室２ａとを連通状態とする弁位置７３ｂに移行し、ブームシリンダ１のロッド側室２ｂから排出される圧油が第１の再生管路７５，３１を介し再生供給される。一方、切換弁７１が弁位置７１ｂに切換えられ、アームシリンダ１のロッド側室１ｂとタンク８とが連通状態となり、ロッド側室１ｂからの圧油が直接タンク８に戻される。このため、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がこもり圧が生じることなく直接タンク８に戻される。
【００９２】
逆に、コントローラ７０から出力される制御電流ｉが小電流のときには、電磁比例弁７２の開口面積が極めて小さくなり、各切換弁７１，７３の弁位置は図示の遮断位置７１ａ，７３ａを保持する。これにより、ブームシリンダ２から排出された圧油は方向制御弁３を介しタンク８に戻され、アームシリンダ１から排出された圧油は第２の再生管路７６を介しボトム側室１ａに再生供給される。
【００９３】
以上説明したとおり、この第３の実施形態によれば、ブーム上げ操作とアームクラウド操作とが同時に行われ、アームシリンダ１のボトム圧が比較的高圧の状態では、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム室側１ａに再生供給される状態であっても、アームシリンダ１の戻り管路２１，７８にはこもり圧が生じることがなく、ブームシリンダ２側から再生供給される圧油の油量分だけアームシリンダ１の推力を向上させることができる。逆に、アームシリンダ１のボトム圧が低圧の状態では、第２の再生管路７６を介し、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給されるため、その分アームシリンダ１の伸長方向の増速を実施することができる。
【００９４】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、第２の再生手段として方向制御弁４の戻り管路２１から分岐した第２の再生管路２２を供給管路１１に逆止弁２４を介して連絡するようにしたが、例えば図６に示すように、再生ポート５０ａを有する方向制御弁５０を用いても良い。この方向制御弁５０は、アームシリンダ１のボトム側室１ａへの供給側室５０ｂ内に、再生ポート５０ａと供給ポート５０ｃとを連絡する通路上に逆止弁５４を備えている。このような方向制御弁５０を用いることにより、アームクラウド側に操作したときにだけ確実にアームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油をボトム側室１ａに再生供給することができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の再生手段により、第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上のときには、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を第２油圧シリンダのボトム側室に再生供給でき、第２の再生手段により、第２油圧シリンダのボトム圧が上述の所定圧よりも低圧のときには、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油をこの第２油圧シリンダのボトム側室に供給し、第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実現できる。また特に、第２油圧シリンダのボトム圧が上述の所定圧以上となって第１再生手段により第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に導かれるときに、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路をほぼタンク圧にして第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油をタンクへ戻す手段を備えたことから、第１油圧シリンダと第２油圧シリンダの複合操作に際し、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路に圧力（こもり圧）が生じることがなく、したがって、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に再生された分だけ第２油圧シリンダの推力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による油圧駆動装置の第の１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す油圧回路図である。
【図３】第２の実施形態におけるコントローラによる処理の流れを示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】第３の実施形態におけるコントローラによる処理の流れを示すブロック図である。
【図６】アーム用方向制御弁の一例を示す要部回路図である。
【図７】従来技術に開示された油圧回路図である。
【図８】従来技術に開示された油圧回路図である。
【符号の説明】
１ アームシリンダ（第２油圧シリンダ）
２ ブームシリンダ（第１油圧シリンダ）
３ ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
４ アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
５ ブーム用操作装置（第１操作装置）
６ アーム用操作装置（第２操作装置）
２１ 戻り管路（第２のタンク管路）
２２ 第２の再生管路（第２の再生路）
２３ 戻り管路（第２のタンク管路）
２４ 逆止弁（第２の逆止弁）
２５ 可変絞り弁（圧力発生手段、可変絞り手段）
２６ 戻り管路（第１のタンク管路）
２７ 切換弁
２９ 第１の再生管路（第１の再生路）
３１ 第１の再生管路（第１の再生路）
３２ 切換弁
３９ パイロット管路（圧力検出手段）
４０ パイロット管路（圧力検出手段）
４１ 主油圧ポンプ
６０ 電磁比例弁（圧力発生手段）
６１ 圧力センサ（第２操作量検出手段）
６２ 圧力センサ（第１操作量検出手段）
６３ 圧力センサ（圧力検出手段）
６４ コントローラ（制御手段）
６５ 切換弁
６８ 電磁比例弁
７０ コントローラ（制御手段）
７１ 切換弁（バイパス弁）
７２ 電磁比例弁
７３ 切換弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧機械に備えられ、アクチュエータからの戻り油を所定のアクチュエータに再生供給可能な油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の油圧再生可能な油圧駆動装置として、油圧シリンダのボトム側に圧油を供給するための指示信号に基づき、油圧シリンダのロッド側室から排出された戻り油を当該油圧シリンダのボトム側室に再生させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に開示されている油圧回路と同等の油圧回路図である。同図７に示すように、特許文献１では、主油圧ポンプ４１及びパイロットポンプ７と、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油によって駆動する油圧シリンダ１と、主油圧ポンプ４１から油圧シリンダ１に供給される圧油の流れを制御するセンターバイパス型の方向制御弁４と、タンク８に連絡されるタンク側管路すなわち戻り管路２３と、この戻り管路２３上に設けられる圧力発生手段としての可変絞り弁２５と、センターバイパス管路９から分岐した供給管路１１と、戻り管路２３と供給管路１１とを連絡する再生管路２２と、この再生管路２２上に設けられ戻り管路２３の圧力が供給管路１１内の圧力よりも高いときに戻り管路２３から供給管路１１への圧油の再生を許容するとともに、供給管路１１から戻り管路２３への流出を阻止するチェック弁２４とを備えている。さらに、油圧シリンダ１のボトム側室１ａに対し圧油の供給を行うための指示信号となる操作装置６からのパイロット圧Ｐａ２を検出する圧力検出器１０４と、再生管路２２を連通又は遮断する電磁切換弁１０３と、圧力検出器１０４及びモードスイッチ１０１からの信号に応じて電磁切換弁１０３の弁位置及び可変絞り弁２５の絞り量を制御する制御装置１００とを備えている。なお、１０２は制御装置１００からの制御信号により、可変絞り弁２５を駆動するためのパイロット圧を生成する電磁比例弁である。
【０００４】
以上のように構成した特許文献１に開示された技術では、再生制御の実行を指示する信号がモードスイッチ１０１から制御装置１００に入力されると、制御装置１００が電磁切換弁１０３に対し連通位置を保持するよう駆動信号を出力する。この状態で、操作装置６が操作され、圧力検出器１０４によりパイロット圧Ｐａ２が検出された場合には、制御装置１００は電磁比例弁１０２に対しパイロット圧Ｐａ２の値に応じた駆動信号を出力する。これにより、可変絞り弁２５は電磁比例弁１０２から出力されるパイロット圧に応じた絞り量となり、戻り管路２３内の圧力が上昇する。そして、戻り管路２３の圧力が供給管路１１の圧力よりも高くなると、油圧シリンダ１のロッド側室１ｂからの戻り油が、再生管路２２、電磁切換弁１０３、供給管路１１、方向制御弁４を介して油圧シリンダ１のボトム室１ａに再生供給される。
【０００５】
したがって、油圧シリンダ１のボトム側室１ａの圧力が比較的低圧のときには、主油圧ポンプ４１から供給される圧油と、ロッド側室１ｂから排出された圧油とが合流してボトム側室１ａに供給されるため、油圧シリンダ１の伸長方向速度を増速させることができる。
【０００６】
また、油圧ショベルに備えられるアームシリンダのボトム圧が所定圧よりも高い状態で、ブームシリンダを伸び方向に操作したときにブームシリンダのロッド側室から排出された戻り油をアームシリンダのボトム側室に再生させる技術がある（特許文献２参照）。
【０００７】
図８はこの特許文献２に開示される油圧回路と同等の油圧回路図あり、センターバイパス型のブーム用方向制御弁３とアーム用方向制御弁４とをそれぞれ主油圧ポンプ４１に対しパラレルに接続し、ブームシリンダ２から排出された圧油をタンク８へと戻す戻り管路２６と、アームシリンダ１のボトム側の主管路１８とを接続する管路２９と、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上のときに戻り管路２６を遮断する切換弁２７とを設けている。なお、パイロット管路３９は、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上のときに切換弁２７を遮断位置とするために切換弁２７に対しアームシリンダ１のボトム圧を導く管路である。また、切換弁２７が遮断位置にあり、ブーム用操作装置５が縮小方向に操作されたときには、パイロット管路３７からチェック弁３８に対しパイロット圧が供給され、チェック弁３８が開状態となり、ブームシリンダ２のボトム側室２ａから排出された圧油は、戻り管路２６から分岐した管路２８を介しタンク８に戻されるようになっている。
【０００８】
以上のように構成した特許文献２に開示された技術では、掘削作業時にその負荷によりアームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上となったときに、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給することができる。
【０００９】
したがって、アームシリンダ１には主油圧ポンプ４１から供給される圧油に合流してブームシリンダ２から排出される圧油が供給されるため、より大きな掘削力を得ることができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−３５１１０号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−３３９９０７公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術のうち特許文献１に記載の技術を例えば油圧ショベルのアームを駆動するための油圧回路に適用すれば、アームに対する負荷が小さくアームシリンダのボトム圧が比較的低圧の作業、例えば空中においてアームシリンダを伸ばしアームクラウド動作を行うような場合には、その動作速度を速くすることができる。
【００１３】
また、特許文献２に記載の技術によれば、ブームとアームとを複合操作し掘削作業を行う際、土質等の影響により負荷が大きくなっても、アームによる掘削力を大きくすることができ、掘削作業の効率を向上させることができる。
【００１４】
ここで、これら２つの技術を組合せることにより、各々の技術が有する長所を備えた油圧作業機とすることが可能と考えられるが、両技術を組合せる場合には考慮しなければならない点が残されている。すなわち、特許文献１に記載の技術では、戻り管路２３上に設けた可変絞り弁２５が操作装置６から出力されるパイロット圧Ｐａ２に応じて絞り量が決まるため、油圧シリンダ１に対する負荷が高い場合であっても、可変絞り弁２５により戻り管路２３が絞られ、戻り管路２３内の圧力がタンク８の圧力よりも高くなる。この状況で特許文献２に記載されているブームシリンダ２から排出された戻り油が油圧シリンダ１のボトム側室１ａに供給されると、その分油圧シリンダ１のロッド側室１ｂから排出される戻り油の油量も増加する。ここで、可変絞り弁２５の絞り量が一定とすると、戻り管路２３内の圧力（以下、「こもり圧」という）は戻り油の油量に応じてどんどん高くなっていく。このため、ブームシリンダ２側から戻り油を油圧シリンダ１に再生供給しても、こもり圧の分だけ油圧シリンダ１の推力が減じられる。さらに、こもり圧が高くなっていくにしたがい、油圧シリンダ１のボトム側室１ａの圧力も高圧化し、シール等の破損に起因する油漏れ等が発生することも考えられる。
【００１５】
本発明は、上述した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、特定の油圧シリンダのボトム側室に別の油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を再生供給する第１の再生手段と、特定の油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を当該特定の油圧シリンダのボトム側室に再生供給する第２の再生手段とを併用する際、第１の再生手段及び第２の再生手段をそれぞれ特定の油圧シリンダのボトム側の圧力に応じて制御することにより、こもり圧の影響を受けることなく、第１の再生手段と第２の再生手段がそれぞれ有する長所を確実に得ることができる油圧駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、油圧機械に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから上記第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を操作するための第１操作装置と、上記第２方向制御弁を操作するための第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、上記第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上のときに、上記第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を上記第２油圧シリンダのボトム側室に導くように作動する第１の再生手段と、上記第２油圧シリンダのボトム圧が上記所定圧以上となって上記第１再生手段により上記第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が上記第２油圧シリンダのボトム側室に導かれるときに、上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路をほぼタンク圧にして上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油をタンクへ戻す手段と、上記第２油圧シリンダのボトム圧が上記所定圧よりも低圧のときに、上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を当該第２油圧シリンダのボトム側室に導くように作動する第２の再生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
このように構成した請求項１に係る発明では、第１操作装置と第２操作装置の両方を操作し第１方向制御弁、第２方向制御弁をそれぞれ切換え、主油圧ポンプの圧油を第１方向制御弁、第２方向制御弁を介して第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれのボトム側室に供給し、これら第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作を実施する際、第２油圧シリンダのボトム圧が所定の圧力以上のときには、この圧力に応じて第１の再生手段が作動し、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に供給される。一方、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油はそのままタンクへと戻されるため、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路に圧力（こもり圧）が生じることがなく、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に再生された分だけ第２油圧シリンダの推力が向上する。逆に、第２油圧シリンダに作用する負荷が小さく、第２油圧シリンダのボトム圧が所定の圧力よりも低圧のときには、この圧力に応じて第２の再生手段が、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を当該第２油圧シリンダのボトム側室に再生供給するように作動する。これにより、第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実施できる。
【００１８】
また、第２操作装置のみを操作し、第２方向制御弁を切換え、主油圧ポンプの圧油を第２方向制御弁を介して第２油圧シリンダのボトム側室に供給した場合、第２油圧シリンダのボトム圧が例えば所定圧力よりも低圧であればこの圧力に応じて第２の再生手段が作動して、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が当該第２油圧シリンダのボトム側室に再生供給され、これにより第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実現できる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号及び上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号が、上記第２油圧シリンダのボトム圧に加え、上記第１操作装置及び上記第２操作装置の操作量に基づき生成されることを特徴とする。
【００２０】
このように構成した請求項２に記載の発明では、第１の再生手段及び第２の再生手段が、第２油圧シリンダのボトム圧及び第１操作装置の操作量、第２操作装置の操作量に応じて制御される。これにより、例えば操作者が第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダによって作動する部材をゆっくり動かすために、第１操作装置あるいは第２操作装置の操作量を意識的に小さくした場合、第２油圧シリンダのボトム圧の高低に関らず、第１の再生手段及び第２の再生手段が作動しないように制御することができる。逆に、速く動かすため、あるいは、油圧シリンダの推力が必要なときに、第１操作装置あるいは第２操作装置の操作量を大きくした場合、第１の再生手段あるいは第２の再生手段を作動させることができる。したがって、必要な速度あるいは推力に応じて、第１の再生手段又は第２の再生手段のいずれかを作動させる、もしくは、非作動とすることができ、作業内容に応じた操作性を確保することができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第１の再生手段が、上記第１油圧シリンダから排出された圧油をタンクへと導く第１のタンク管路から分岐し、この第１のタンク管路と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連絡する第１の再生路と、この第１の再生路中に設けられ上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する第１の逆止弁と、上記第１のタンク管路上であって上記第１の再生路の分岐部よりも下流側に設けられ、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号に基づき上記第１のタンク管路とタンクとを連通及び遮断する切換弁とを含むことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第１の再生手段が、上記第１油圧シリンダのロッド側室と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連絡する第１の再生路と、この第１の再生路中に設けられ上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する逆止弁と、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号に基づき上記第１の再生路を連通及び遮断する切換弁とを含むことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の油圧駆動装置において、上記第２の再生手段が、上記第２油圧シリンダから排出された圧油を上記タンクへと導く第２のタンク管路上に設けられ、上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号に基づき作動する圧力発生手段と、この圧力発生手段よりも上流側で分岐し上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダへの圧油の供給路に連絡する第２の再生路と、この第２の再生路上に設けられ上記供給路から上記第２のタンク管路への圧油の流出を阻止する第２の逆止弁とを含むことを特徴とする。
【００２４】
このように構成した請求項５に記載の発明では、例えば第２油圧シリンダのボトム圧が所定の圧力以上のときには圧力発生手段が作動しないようにすることにより、第２のタンク管路内の圧力、すなわちこもり圧が高くならないように制御することができる。
【００２５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の油圧駆動装置において、上記圧力発生手段が、可変絞り手段であることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の油圧駆動装置において、上記圧力発生手段が、固定絞りと、上記第２の制御信号に基づき上記固定絞りをバイパスさせるバイパス弁とから形成されることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の油圧駆動装置において、上記第２油圧シリンダのボトム圧を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段からの圧力信号を入力し、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号及び上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号を演算出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の油圧駆動装置において、上記第１操作装置の操作量を検出する第１操作量検出手段と、上記第２操作装置の操作量を検出する第２操作量検出手段とを設け、上記制御手段が上記圧力検出手段からの圧力信号に加え、上記第１操作量検出手段及び第２操作量検出手段からの信号に基づき、上記第１の制御信号及び上記第２の制御信号を演算出力することを特徴とする。
【００２９】
さらに、請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の油圧駆動装置において、上記油圧機械が油圧ショベルであり、上記第１油圧シリンダ及び上記第２油圧シリンダが、それぞれ油圧ショベルに設けられるブームシリンダ及びアームシリンダであることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３１】
図１は、本発明による油圧駆動装置の第１の実施形態を説明するための油圧回路図である。なお、この図１に示す第１の実施形態及び後述の第２、３の実施形態は、油圧機械として例えば油圧ショベルに備えられるものである。
【００３２】
この第１の実施形態による油圧駆動装置は、図１に示すように、第１油圧シリンダであるブームシリンダ２、第２油圧シリンダであるアームシリンダ１を駆動するセンタバイパス型の油圧駆動装置から形成されている。図８における説明と重複するが、この図１に示す第１の実施形態も、ブームシリンダ２はボトム側室２ａとロッド側室２ｂとを備え、アームシリンダ１もボトム側室１ａとロッド側室１ｂとを備えている。
【００３３】
また、不図示のエンジンによって駆動される主油圧ポンプ４１及びパイロットポンプ７と、ブームシリンダ２に供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のブーム用方向制御弁３、アームシリンダ１に供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のアーム用方向制御弁４とを備えている。さらに、ブーム用方向制御弁３を切換え制御する第１操作装置、すなわちブーム用操作装置５と、アーム用方向制御弁４を切換え制御する第２操作装置、すなわちアーム用操作装置６とを備えている。
【００３４】
主油圧ポンプ４１の吐出管路には管路９，１３が接続され、管路９中にアーム用方向制御弁４を設けてあり、管路１３中にブーム用方向制御弁３を設けている。なお、管路１０及び管路１４は、アーム用方向制御弁４、ブーム用方向制御弁３が中立状態のときに、主油圧ポンプ４１から吐出された圧油をタンク８に戻すためのセンタバイパス管路である。
【００３５】
ブーム用方向制御弁３とブームシリンダ２のボトム側室２ａとは主管路１９で接続し、ロッド側室２ｂとは主管路２０で接続している。アーム用方向制御弁４とアームシリンダ１のボトム側室１ａとは主管路１７で接続し、ロッド側室１ｂとは主管路１８で接続している。
【００３６】
ブーム用操作装置５、アーム用操作装置６は、操作レバー５ａ，６ａを有し、パイロット圧を発生させるパイロット式操作装置から成り、パイロットポンプ７に接続している。また、ブーム用操作装置５は、パイロット管路３５，３６を介してブーム用方向制御弁３の制御室３ｄ，３ｅにそれぞれ接続され、アーム用操作装置６はパイロット管路３３，３４を介してアーム用方向制御弁４の制御室４ｄ，４ｅにそれぞれ接続している。
【００３７】
以上の構成については、前述した図８に示すものとほぼ同等である。
【００３８】
この第１の実施形態では特に、第２油圧シリンダであるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧のときに、第１油圧シリンダであるブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油をアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給するための第１の再生手段と、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧よりも低圧のときにアームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出され圧油を当該アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給する第２の再生手段とを備えている。
【００３９】
第１の再生手段は、例えば同図１に示すように、ブームシリンダ２から排出された圧油をタンク８へと戻すための第１のタンク管路としての戻り管路２６から分岐しアームシリンダ１のボトム側室１ａに連絡する第１の再生管路２９，３１と、この第１の再生管路２９，３１中に設けられ、アームシリンダ１のボトム側室１ａからブームシリンダ２側への圧油の流入を阻止する逆止弁３０と、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧より低いときには戻り管路２６をタンク８に連通させ、所定圧以上の高圧となったときに戻り管路２６をタンク８に対し遮断する切換弁２７とを有する。切換弁２７は、第１の再生管路３１から分岐しアームシリンダ１のボトム圧を検出する圧力検出手段としてのパイロット管路３９により第１の制御信号としてのアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが制御室２７ｄに導かれ、このボトム圧Ｐｓにより切換えられる。また、一端が逆止弁３０の上流側に位置する第１の再生管路２９に接続され、他端がタンク８に連絡される切換弁２７のバイパス管路２８と、このバイパス管路２８中に設けられ、ブーム用操作装置５の所定の操作、すなわちブーム下げを実施させるために、パイロット管路３６にパイロット圧Ｐｂ１を供給する操作に応じて、当該バイパス管路２８を開く開閉弁、例えばパイロット式逆止弁３８を設けている。このパイロット式逆止弁３８へのパイロット圧Ｐｂ１は、上述のパイロット管路３６から分岐した分岐パイロット管路３７によって導かれる。
【００４０】
また、第２の再生手段は、アームシリンダ１から排出された圧油をタンク８へ戻すための第２のタンク管路としての戻り管路２１，２３から分岐し、主油圧ポンプ４１から吐出された圧油の供給管路１１に連絡する第２の再生管路２２と、この第２の再生管路２２中に設けられ、供給管路１１からタンク８への圧油の流出を阻止する逆止弁２４と、戻り管路２３中に設けた圧力発生手段としての可変絞り弁２５、及び、この可変絞り弁２５に対し第２の制御信号としてのパイロット圧Ｐａ２０を供給する切換弁３２とを有する。パイロット圧Ｐａ２０は、アーム用操作装置６の所定の操作、すなわちアームクラウドを実施させるために、パイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給する操作が行われたときに、このパイロット圧Ｐａ２がパイロット管路３３から分岐したパイロット分岐管路３３ａ及び切換弁３２、管路３３ｂを介し可変絞り弁２５の制御室２５ｄに供給される。また、切換弁３２の制御室３２ｄには、第１の再生管路３１から分岐したパイロット管路４０によりアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが導かれ、この圧力Ｐｓにより弁位置が切換えられる。
【００４１】
以上のように構成した第１実施形態において実施されるブームシリンダ２とアームシリンダ１の動作は以下のとおりである。
【００４２】
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
ブーム用操作装置５を操作してパイロット管路３５にパイロット圧Ｐａ１を供給し、ブーム用方向制御弁３を図示左位置３ｂに切換えるとともに、アーム用操作装置６を操作してパイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給し、アーム用方向制御弁４を図示左位置４ｂに切換えると、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路１３及び供給管路１５、逆止弁１６、ブーム用方向制御弁３、主管路１９を介してブームシリンダ２のボトム側室２ａに供給され、また、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路９及び供給管路１１、アーム用方向制御弁４、主管路１７を介してアームシリンダ１のボトム側室１ａに供給される。これにより、ブームシリンダ２、アームシリンダ１が共に伸長する方向に作動し、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される。
【００４３】
上述の複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路３６にはパイロット圧Ｐｂ１が供給されず、タンク圧となるので、分岐パイロット管路３７はタンク圧となりパイロット式逆止弁３８は閉じられた状態に保たれ、管路２８を介しての戻り管路２６とタンク８との連通は阻止される。
【００４４】
また、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低い状態にあっては、パイロット管路３９を介して切換弁２７の制御室２７ｄに与えられるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓによる押付力がばね２７ｃによる押付力よりも小さく、切換弁２７は同図１に示す右位置、すなわち連通位置２７ｃに保持され、ブームシリンダ２から排出された圧油は、低圧側であるタンク８に戻されるため、ブームシリンダ２の伸長動作の間、このブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出される圧油が第１の再生管路３１に供給されることはない。一方、第２の再生手段を形成する切換弁３２の制御室３２ｄにも所定圧よりも低圧のボトム圧Ｐｓが供給されるため、切換弁３２は図示左位置、すなわち連通位置３２ａを保持する。これにより、アームクラウドを指示するパイロット圧Ｐａ２が切換弁３２を介し可変絞り弁２５の制御室２５ｄに導かれ、可変絞り弁２５の開口面積はパイロット圧Ｐａ２に応じた値となる。このため、アームシリンダ１の戻り管路２３が絞られ、アームシリンダ１のロッド側室１ｂからの圧油の流出流量に応じて、戻り管路２３に圧力が生じる。そして、この戻り管路２３内の圧力が供給管路１１内の圧力よりも高くなったときに、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油が、第２の再生管路２２、逆止弁２４、供給管路１１、方向制御弁４を介し、アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給される。これにより、アームシリンダ１の伸長方向の移動速度が増加する。ただし、操作者が不図示のアームをゆっくりと動かすことを意図し、アーム用操作装置６をわずかに操作したときには、パイロット圧Ｐａ２が極めて小さな値となり、この場合には可変絞り２５の開口面積が大きくなる。このため、戻り管路２３の圧力がほぼタンク圧に等しくなり、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油のほとんどがタンク８に戻され、アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されることがなく、アームシリンダ１は低速で伸長する。
【００４５】
このような状態から、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧になると、この圧力Ｐｓによる切換弁２７の図示右方向への押付力がばね２７ｃによる押付力よりも大きくなり、切換弁２７は、同図１の左位置、すなわち遮断位置２７ｂに切換えられる。この状態になると、戻り管路２６が切換弁２７によって遮断され、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油が、主管路２０、ブーム用方向制御弁３、戻り管路２６、第１の再生管路２９、逆止弁３０、第１の再生管路３１に供給される。したがって、アームシリンダ１のボトム側室１ａには、主油圧ポンプ４１から吐出され、アーム用方向制御弁４を介して供給される圧油と、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂからの圧油とが合流して供給される。一方、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上になると、切換弁３２に対する図示左方向の押付力が、ばね３２ｃによる押付力よりも大きくなり、切換弁３２が図の右位置、すなわち遮断位置３２ｂに切換えられ、パイロット管路３３ｂがタンク８に連通し、可変絞り弁２５の制御室２５ｄに付与されるパイロット圧力Ｐａ２０がタンク圧となり、可変絞り弁２５が全開位置２５ａとなる。これにより、アームシリンダ１の戻り管路２３内の圧力がほぼタンク圧と等しくなり、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出される圧油のほとんどがタンク８に戻される。
【００４６】
このように、ブーム上げ・アームクラウド操作時に、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低い場合には、アーム用操作装置６の操作量に応じてアームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給され、操作量に応じてアームシリンダ１の伸長方向の速度を増速することができ、一方、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧以上の場合には、アームシリンダ１の戻り管路２３に設けた可変絞り弁２５の開口量が最大になるため、この戻り管路２３に圧力（こもり圧）を生じさせることなくブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油をアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給することができ、アームシリンダ１による推力を大きくすることができ、不図示のアームによる大きな掘削力を得ることができる。
【００４７】
［ブーム下げ・アームクラウド操作］
ブーム用操作装置５を操作してパイロット管路３６にパイロット圧Ｐｂ１を供給し、ブーム用方向制御弁３を同図１の右位置３ｃに切換えるとともに、アーム用操作装置６を操作してパイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給し、アーム用方向制御弁４を左位置４ｂに切換えると、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路１３、供給路１５、逆止弁１６、ブーム用方向制御弁３、主管路２０を介してブームシリンダ２のロッド側室２ｂに供給され、また前述したように、主油圧ポンプ４１から吐出される圧油が管路９、供給路１１、逆止弁１２、アーム用方向制御弁４、主管路１７を介してアームシリンダ１のボトム側室１ａに供給される。これにより、ブームシリンダ２が縮小する方向に作動し、アームシリンダ１が伸長する方向に作動し、ブーム下げ・アームクラウドの複合操作が実施される。
【００４８】
このような複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路３６にパイロット圧が供給されることに伴い分岐パイロット管路３７にパイロット圧Ｐｂ１が導かれ、パイロット式逆止弁３８が作動して管路２８が開かれる。これにより、切換弁２７の上流側の戻り管路２６がタンク８に連通する。
【００４９】
この状態で、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧となると、前述したように切換弁２７は遮断位置２７ｂに切換えられるが、ブームシリンダ２のボトム側室２ａから排出された圧油はパイロット式逆止弁３８、管路２８を介してタンク８に戻される。このため、ブーム下げ・アームクラウド操作時には、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓの高低に関らず、アームシリンダ１のボトム側室１ａにブームシリンダ２のボトム側室２ａからの圧油が再生供給されることはない。
【００５０】
また、上述したようにアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧以上の高圧のときには、切換弁３２が遮断位置３２ｂとなり、可変絞り弁２５が最大開口面積を保持し、戻り管路２３がほぼタンク圧となるためロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給されることがない。逆に、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低圧のときには、切換弁３２が連通位置３２ｂとなり、アーム操作装置６の操作量に応じたパイロット圧Ｐａ２が切換弁３２を介し、可変絞り弁２５の制御室２５ｄに付与され、可変絞り弁２５の絞り量がパイロット圧Ｐａ２に応じた値となる。このため、戻り管路２３内の圧力が供給管路１１よりも高圧になったときには、戻り管路２１から供給管路１１側に圧油が再生供給され、アームシリンダ１の伸長方向の速度が増速される。
【００５１】
［アームクラウド単独操作］
アーム操作装置６のみを操作して、パイロット管路３３にパイロット圧Ｐａ２を供給し、所謂アームクラウド単独操作を行う際に、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが所定圧よりも低圧のときには、切換弁３２が連通位置３２ａを保持するため、パイロット圧Ｐａ２が切換弁３２を介し可変絞り弁２５の制御室２５ｄに付与される。これにより、可変絞り弁２５の開口面積はパイロット圧Ｐａ２に応じた値となり、戻り管路２３にはロッド側室１ｂからの流出流量に応じた圧力が生じる。そして、戻り管路２３内の圧力が供給管路１１内の圧力よりも高くなると、ロッド側室１ｂから排出された圧油の一部が供給管路１１に再生供給されるため、アームシリンダ１の伸長方向の速度が増速される。
【００５２】
なお、アームシリンダ１のロッド側室１ｂに圧油が供給されるアームダンプに係る複合操作時には、パイロット圧Ｐａ２がほぼタンク圧となるため、可変絞り弁２５の弁位置が最大開口面積となる２５ａに固定され、戻り管路２３に圧力が立たず、アームシリンダ１の増速は実施されることがない。
【００５３】
また、ブームシリンダ２の単独動作時には、基本的にアームシリンダ１のボトム側室１ａにはそれ程大きな圧力が作用することがなく、ブーム単独操作時には切換弁２７が連通位置２７ａを保持するため、ブームシリンダ２から排出された圧油がアームシリンダ１に再生供給されることがないが、仮にアームシリンダ１のこもり圧が大きくなることが想定される場合には、例えば第１の再生管路２９からタンク８へ連絡する別の管路を設け、この管路上に想定されるこもり圧の最高圧により開弁するリリーフ弁を設けるようにしても良い。
【００５４】
このように構成した第１実施形態にあっては、土砂の掘削作業時等に頻繁に実施されるブーム上げ、アームクラウド複合操作時において、アームシリンダ１の戻り管路２３にこもり圧を生じることなくボトム側室１ａにブームシリンダ２のロッド側室２ｂからの圧油を合流させることができる。これにより、アームシリンダ１の推力を大きくすることができ、結果として不図示のアームによる掘削力を大きくすることができ、掘削作業の能率向上を実現できる。また、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂからの圧油が再生供給される場合であっても、アームシリンダ１の戻り管路２３にこもり圧が生じることがないことから、アームシリンダ１の圧力が過大に高圧になることがなく、アームシリンダ１の破損を未然に防止できる。さらに、アームクラウド単独操作においても、アームシリンダ１のボトム圧が所定圧よりも低圧の状態であれば増速を実施することができる。
【００５５】
次に、図２及び図３を用いて本発明による第２の実施形態について説明する。
【００５６】
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に備えられる第１の再生手段を構成する切換弁２７に相当する切換弁６５を作動させるための第１の制御信号、及び、第２の再生手段を構成する可変絞り弁２５に相当する電磁比例弁６０を作動させるための第２の制御信号を演算処理装置（コントローラ）により生成することを特徴としている。
【００５７】
図２は、油圧回路及び演算処理回路を合わせた全体回路図であり、図３は第２の実施形態に用いられるコントローラによる処理の流れを示すブロック図である。この第２の実施形態では、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓを検出する圧力検出手段としての圧力センサ６３と、ブームシリンダ２の伸長方向、すなわちブーム上げ操作用のパイロット圧Ｐａ１を検出するための第１の操作量検出手段としての圧力センサ６２と、アームシリンダ１の伸長方向、すなわちアームクラウド操作用のパイロット圧Ｐａ２を検出するための第２の操作量検出手段としての圧力センサ６１と、第１の再生手段を形成し可変絞り６５ａを有する切換弁６５と、この切換弁６５への駆動信号を生成する電磁比例弁６８と、第２の再生手段を形成する圧力発生手段として電磁比例弁６０と、圧力センサ６１，６２，６３からの圧力信号を入力し、電磁比例弁６０，６８への制御信号を演算出力するコントローラ６４とを有している。その他の構成については、上述した第１の実施形態とほぼ同様の構成となっている。
【００５８】
以上のように構成した第２の実施形態では、ブーム用操作装置５によるブーム上げ（ブームシリンダ２伸長方向）操作、アーム用操作装置６によるアームクラウド（アームシリンダ１伸長方向）操作によって生じるパイロット圧Ｐａ１，Ｐａ２、及び、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが、それぞれ圧力センサ６２，６１、６３によって検出され、圧力信号Ｐｉ１，Ｐｉ２，Ｐｓａとしてコントローラ６４に入力される。
【００５９】
次に、コントローラ６４による演算処理について、図３に示すブロック図を用い説明する。
【００６０】
関数発生器６４ａは、圧力センサ６３により検出されるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓに応じた圧力信号Ｐｓａを入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｓａの大きさに応じて増加する信号Ｓ１を出力する。
【００６１】
関数発生器６４ｂは、圧力センサ６１により検出されるアームクラウド用のパイロット圧Ｐａ２に応じた圧力信号Ｐｉ２を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ２の大きさに応じて増加する信号Ｓ２を出力する。
【００６２】
関数発生器６４ｃは、圧力センサ６２により検出されるブーム上げ用のパイロット圧Ｐａ１に応じた圧力信号Ｐｉ１を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ２の大きさに応じて増加する信号Ｓ３を出力する。
【００６３】
関数発生器６４ｅは、圧力信号Ｐｓａが増加するに従い１を最大値として減少する信号Ｓ４を出力する。
【００６４】
関数発生器６４ｆは、圧力信号Ｐｉ１が所定の圧力Ｐｉ１０以下のときに１、それよりも大きい場合には０となる信号Ｓ５を出力する。
【００６５】
乗算器６４ｈは、関数発生器６４ａから出力される信号Ｓ１と関数発生器６４ｂから出力される信号Ｓ２とを乗算し、その結果を信号Ｓ６として出力する。
【００６６】
乗算器６４ｉは、乗算器６４ｈからの信号Ｓ６と関数発生器６４ｃから出力される信号Ｓ３とを乗算し、その結果を信号Ｓ７として出力する。
【００６７】
関数発生器６４ｄは、乗算器６４ｉから出力される信号Ｓ７の大きさに応じて増加する電流値ｉ１を算出し、電磁比例弁６８に出力する。
【００６８】
上述の信号Ｓ７及びこの信号Ｓ７に基づく電流値ｉ１は、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが高く、また、アームクラウド操作を指示するパイロット圧Ｐａ２及びブーム上げを指示するパイロット圧Ｐａ１がそれぞれ大きな値になる程、すなわちアームクラウド・ブーム上げの複合操作における操作量が大きい程大きな値となる。
【００６９】
乗算器６４ｊは、関数発生器６４ｅからの信号Ｓ４と関数発生器６４ｂからの信号Ｓ２とを乗算し、その結果を信号Ｓ８として出力する。
【００７０】
乗算器６４ｋは、乗算器６４ｊからの信号Ｓ８と関数発生器６４ｆからの信号Ｓ５とを乗算し、その結果を信号Ｓ９として出力する。
【００７１】
関数発生器６４ｇは、乗算器６４ｋから出力される信号Ｓ９の大きさに応じて増加する電流値ｉ２を算出し、電磁比例弁６０に出力する。
【００７２】
上述の信号Ｓ９及び電流値ｉ２は、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが低く、また、アームクラウド操作を指示するパイロット圧Ｐａ２が大きな値である程、そして、ブーム上げを指示するパイロット圧Ｐａ１が所定圧よりも小さい値でときに、すなわちアームクラウドの操作量が大きく、ブーム上げ操作量が小さい程大きな値となる。
【００７３】
図２に戻り、第１の再生手段を形成する電磁比例弁６８は、コントローラ６４を形成する関数発生器６４ｄから出力される電流値ｉ１に応じてその開口面積を大きくし、パイロットポンプ７から管路６７に吐出されたパイロット油を絞り、減圧されたパイロット圧をパイロット管路６６を介し切換弁６５の制御室６５ｄに供給する。また、第２の再生手段を形成する電磁比例弁６０は、関数発生器６４ｇから出力される電流値ｉ２に応じてその開口面積が制御される。
【００７４】
上述したように、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが比較的高圧となり、アーム用操作装置６によるアームクラウド操作量、及び、ブーム用操作装置５によるブーム上げ操作量が大きく、パイロット圧Ｐｉ１及びパイロット圧Ｐｉ２が高いときには、関数発生器６４ｄから電磁比例弁６８のソレノイド６８ｄに対し大電流ｉ１が供給され、この電流ｉ１により電磁比例弁６８の開口面積が大きくなり、切換弁６５に対し高圧のパイロット圧が付与される。これにより、切換弁６５の開口面積が小さくなり、ブームシリンダ２の戻り管路２６が絞られ、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油の多くが、第１の再生管路２９，３１、逆止弁３０を介しアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給される。
一方、関数発生器６４ｇから出力される電流値ｉ２は小さい値となるため、電磁比例弁６０の開口面積は大きいままの状態、すなわち弁位置６０ａを保持する。したがって、アームシリンダ１の戻り管路２３内の圧力はほぼタンク圧と同等の状態を維持し、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油のほとんどが再生されることなくタンク８に戻される。そして、戻り管路２３にはこもり圧が生じることがないため、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから再生供給された圧油の分だけアームシリンダ１の推力が大きくなり、結果としてアームによる掘削力が増加する。
【００７５】
一方、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが低圧の場合には、パイロット圧Ｐａ１及びパイロット圧Ｐａ２の大きさにもよるが、少なくともアームクラウドを指示するパイロット圧Ｐａ２が高圧のときには、関数発生器６５ｇから出力される電流値ｉ２が大きな値となり、電磁比例弁６０の開口面積が小さくなり戻り管路２３が絞られる。一方、関数発生器６４ｄから出力される電流値ｉ１は小さな値となり、電磁比例弁６８の開口面積が小さくなるため、切換弁６５へ制御室６５ｄに付与されるパイロット圧が低圧となり、切換弁６５の開口面積が大きい状態を保持する。
【００７６】
したがって、アームシリンダ１の戻り管路２３内の圧力が供給路１１よりも高くなると、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給され、その分アームシリンダ１の伸長方向速度を増速させることができる。一方、この状態では、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油のほとんどがタンク８に戻されるため、アームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されることはない。
【００７７】
また、ブーム上げ単独操作の場合には、乗算器６４ｉから出力される信号Ｓ７が０になるため、関数発生器６４ｄからは最小電流値ｉ１ｍｉｎが出力される。このため、ブーム上げ単独操作時にアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが高圧となる状況が発生しても切換弁６５がタンク８との連通状態を保持するため、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されることがない。
【００７８】
以上説明したように、この第２の実施形態によっても上述した第１の実施形態同様の効果を得ることができるとともに、ブーム上げ単独操作時にアームシリンダ１側に再生供給されることがなく、これによってもアームシリンダ１が過大に高圧化する事態を未然に防止することができる。
【００７９】
次に、本発明による油圧駆動装置の第３の実施形態について、図４及び図５を用い説明する。この第３の実施形態は、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム側室１ａに再生供給されるときに、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出される圧油をアーム駆動用の方向制御弁４を介すことなく直接タンク８に戻すことにより、アームシリンダ１の戻り管路２３内にこもり圧が発生することを確実に防止できることを特徴としている。
【００８０】
図４に示すように、アームシリンダ１を駆動するための油圧回路は、ロッド側の主管路１８とタンク８とを直接連絡する管路７８上に切換弁７１を設けている。この切換弁７１は、連通位置７１ｂと、遮断位置７１ａの２位置の切換弁となっている。また、アーム駆動用の方向制御弁４とタンク８とを連絡する戻り管路２１上に再生のための固定絞り８０、この絞り８０の上流側で分岐し逆止弁７７を介し主管路１７に接続される第２の再生管路７６とを備えている。なお、切換弁７１は、固定絞り８０をバイパスするバイパス弁を形成する。
【００８１】
また、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出される圧油をブーム駆動用の方向制御弁３を介すことなく直接アームシリンダ２のボトム側室１ａに再生供給するために、ボトム側室２ｂと切換弁７３とを連絡する管路７４を設けている。なお、切換弁７３は、ブームシリンダ２から排出された戻り油をタンク８に導く弁位置７３ａと、ロッド側室２ｂと第１の再生管路７５，３１とを連絡する弁位置７３ｂとを有している。
【００８２】
上述した２つの切換弁７１，７３は、コントローラ７０からの駆動信号ｉにより駆動する電磁比例弁７２から供給されるパイロット圧により弁位置が切換えられる。すなわち、パイロットポンプ７から吐出されたパイロット油が、電磁比例弁７２により減圧され、管路８１及び８２を介し切換弁７３の制御室７３ｄに、さらに、管路８１を介し切換弁７１の制御室７１ｄにそれぞれ導かれる。
【００８３】
以上のように構成した第３の実施形態では、コントローラ７０が、圧力センサ６３により検出されるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓ、圧力センサ６２により検出されるブーム上げ用のパイロット圧Ｐａ１、圧力センサ６１により検出されるアームクラウド用のパイロット圧Ｐａ２が入力され、後述する所定の演算処理を実行し、電磁比例弁７２に対し制御電流ｉを出力し、この電磁比例弁７２から出力されるパイロット圧に応じて切換弁７１，７３の弁位置が切換えられる。
【００８４】
次に、コントローラ７０による演算処理について、図５に示すブロック図を用い説明する。
【００８５】
関数発生器７０ａは、圧力センサ６３により検出されるアームシリンダ１のボトム圧Ｐｓに応じた圧力信号Ｐｓａを入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｓａの大きさに応じて増加する電流信号Ｔｉを出力する。
【００８６】
関数発生器７０ｂは、圧力センサ６１により検出されるアームクラウド用のパイロット圧Ｐａ２に応じた圧力信号Ｐｉ２を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ２の大きさに応じて増加する信号Ｔ１を出力する。
【００８７】
関数発生器７０ｄは、圧力センサ６２により検出されるブーム上げ用のパイロット圧Ｐａ１に応じた圧力信号Ｐｉ１を入力し、１を最大値として圧力信号Ｐｉ１の大きさに応じて増加する信号Ｔ２を出力する。
【００８８】
乗算器７０ｃは、関数発生器７０ａから出力される電流信号Ｔｉと関数発生器７０ｂから出力される信号Ｔ１とを乗算し、その結果を電流信号Ｔ３として出力する。
【００８９】
乗算器７０ｅは、乗算器７０ｃからの電流信号Ｔ３と関数発生器７０ｄから出力される信号Ｔ２とを乗算し、その結果を制御電流ｉとして出力する。
【００９０】
したがって、制御電流ｉは、アームシリンダ１のボトム圧Ｐｓが高く、また、アームクラウド操作を指示するパイロット圧Ｐａ２及びブーム上げを指示するパイロット圧Ｐａ１がそれぞれ大きな値になる程、すなわちアームクラウド・ブーム上げの複合操作における操作量が大きい程大きな値となる。
【００９１】
コントローラ７０から、大電流の制御電流ｉが出力されると、電磁比例弁７２の弁位置が可変絞り位置７２ｂに移行し、開口面積が大きくなる。これにより、パイロットポンプ７から供給されるパイロット圧がそれ程減圧されることなく、比較的高圧のパイロット圧が各切換弁７１，７３に付与される。このパイロット圧により切換弁７３の弁位置は、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂとアームシリンダ１のボトム側室２ａとを連通状態とする弁位置７３ｂに移行し、ブームシリンダ１のロッド側室２ｂから排出される圧油が第１の再生管路７５，３１を介し再生供給される。一方、切換弁７１が弁位置７１ｂに切換えられ、アームシリンダ１のロッド側室１ｂとタンク８とが連通状態となり、ロッド側室１ｂからの圧油が直接タンク８に戻される。このため、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がこもり圧が生じることなく直接タンク８に戻される。
【００９２】
逆に、コントローラ７０から出力される制御電流ｉが小電流のときには、電磁比例弁７２の開口面積が極めて小さくなり、各切換弁７１，７３の弁位置は図示の遮断位置７１ａ，７３ａを保持する。これにより、ブームシリンダ２から排出された圧油は方向制御弁３を介しタンク８に戻され、アームシリンダ１から排出された圧油は第２の再生管路７６を介しボトム側室１ａに再生供給される。
【００９３】
以上説明したとおり、この第３の実施形態によれば、ブーム上げ操作とアームクラウド操作とが同時に行われ、アームシリンダ１のボトム圧が比較的高圧の状態では、ブームシリンダ２のロッド側室２ｂから排出された圧油がアームシリンダ１のボトム室側１ａに再生供給される状態であっても、アームシリンダ１の戻り管路２１，７８にはこもり圧が生じることがなく、ブームシリンダ２側から再生供給される圧油の油量分だけアームシリンダ１の推力を向上させることができる。逆に、アームシリンダ１のボトム圧が低圧の状態では、第２の再生管路７６を介し、アームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油がボトム側室１ａに再生供給されるため、その分アームシリンダ１の伸長方向の増速を実施することができる。
【００９４】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態では、第２の再生手段として方向制御弁４の戻り管路２１から分岐した第２の再生管路２２を供給管路１１に逆止弁２４を介して連絡するようにしたが、例えば図６に示すように、再生ポート５０ａを有する方向制御弁５０を用いても良い。この方向制御弁５０は、アームシリンダ１のボトム側室１ａへの供給側室５０ｂ内に、再生ポート５０ａと供給ポート５０ｃとを連絡する通路上に逆止弁５４を備えている。このような方向制御弁５０を用いることにより、アームクラウド側に操作したときにだけ確実にアームシリンダ１のロッド側室１ｂから排出された圧油をボトム側室１ａに再生供給することができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の再生手段により、第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上のときには、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を第２油圧シリンダのボトム側室に再生供給でき、第２の再生手段により、第２油圧シリンダのボトム圧が上述の所定圧よりも低圧のときには、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油をこの第２油圧シリンダのボトム側室に供給し、第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実現できる。また特に、第２油圧シリンダのボトム圧が上述の所定圧以上となって第１再生手段により第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に導かれるときに、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路をほぼタンク圧にして第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油をタンクへ戻す手段を備えたことから、第１油圧シリンダと第２油圧シリンダの複合操作に際し、第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路に圧力（こもり圧）が生じることがなく、したがって、第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に再生された分だけ第２油圧シリンダの推力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による油圧駆動装置の第の１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す油圧回路図である。
【図３】第２の実施形態におけるコントローラによる処理の流れを示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】第３の実施形態におけるコントローラによる処理の流れを示すブロック図である。
【図６】アーム用方向制御弁の一例を示す要部回路図である。
【図７】従来技術に開示された油圧回路図である。
【図８】従来技術に開示された油圧回路図である。
【符号の説明】
１ アームシリンダ（第２油圧シリンダ）
２ ブームシリンダ（第１油圧シリンダ）
３ ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
４ アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
５ ブーム用操作装置（第１操作装置）
６ アーム用操作装置（第２操作装置）
２１ 戻り管路（第２のタンク管路）
２２ 第２の再生管路（第２の再生路）
２３ 戻り管路（第２のタンク管路）
２４ 逆止弁（第２の逆止弁）
２５ 可変絞り弁（圧力発生手段、可変絞り手段）
２６ 戻り管路（第１のタンク管路）
２７ 切換弁
２９ 第１の再生管路（第１の再生路）
３１ 第１の再生管路（第１の再生路）
３２ 切換弁
３９ パイロット管路（圧力検出手段）
４０ パイロット管路（圧力検出手段）
４１ 主油圧ポンプ
６０ 電磁比例弁（圧力発生手段）
６１ 圧力センサ（第２操作量検出手段）
６２ 圧力センサ（第１操作量検出手段）
６３ 圧力センサ（圧力検出手段）
６４ コントローラ（制御手段）
６５ 切換弁
６８ 電磁比例弁
７０ コントローラ（制御手段）
７１ 切換弁（バイパス弁）
７２ 電磁比例弁
７３ 切換弁
Claims (10)
- 油圧機械に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから上記第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を操作するための第１操作装置と、上記第２方向制御弁を操作するための第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、
上記第２油圧シリンダのボトム圧が所定圧以上のときに、上記第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を上記第２油圧シリンダのボトム側室に導くように作動する第１の再生手段と、
上記第２油圧シリンダのボトム圧が上記所定圧以上となって上記第１再生手段により上記第１油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油が上記第２油圧シリンダのボトム側室に導かれるときに、上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油のタンクへの戻り管路をほぼタンク圧にして上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油をタンクへ戻す手段と、
上記第２油圧シリンダのボトム圧が上記所定圧よりも低圧のときに、上記第２油圧シリンダのロッド側室から排出された圧油を当該第２油圧シリンダのボトム側室に導くように作動する第２の再生手段とを備えたことを特徴とする油圧駆動装置。 - 上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号及び上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号が、上記第２油圧シリンダのボトム圧に加え、上記第１操作装置及び上記第２操作装置の操作量に基づき生成されることを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
- 上記第１の再生手段が、上記第１油圧シリンダから排出された圧油をタンクへと導く第１のタンク管路から分岐し、この第１のタンク管路と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連絡する第１の再生路と、この第１の再生路中に設けられ上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する第１の逆止弁と、上記第１のタンク管路上であって上記第１の再生路の分岐部よりも下流側に設けられ、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号に基づき上記第１のタンク管路とタンクとを連通及び遮断する切換弁とを含むことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
- 上記第１の再生手段が、上記第１油圧シリンダのロッド側室と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連絡する第１の再生路と、この第１の再生路中に設けられ上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する逆止弁と、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号に基づき上記第１の再生路を連通及び遮断する切換弁とを含むことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
- 上記第２の再生手段が、上記第２油圧シリンダから排出された圧油を上記タンクへと導く第２のタンク管路上に設けられ、上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号に基づき作動する圧力発生手段と、この圧力発生手段よりも上流側で分岐し上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダへの圧油の供給路に連絡する第２の再生路と、この第２の再生路上に設けられ上記供給路から上記第２のタンク管路への圧油の流出を阻止する第２の逆止弁とを含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の油圧駆動装置。
- 上記圧力発生手段が、可変絞り手段であることを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動装置。
- 上記圧力発生手段が、固定絞りと、上記第２の制御信号に基づき上記固定絞りをバイパスさせるバイパス弁とから形成されることを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動装置。
- 上記第２油圧シリンダのボトム圧を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段からの圧力信号を入力し、上記第１の再生手段を作動させる第１の制御信号及び上記第２の再生手段を作動させる第２の制御信号を演算出力する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動装置。
- 上記第１操作装置の操作量を検出する第１操作量検出手段と、上記第２操作装置の操作量を検出する第２操作量検出手段とを設け、上記制御手段が上記圧力検出手段からの圧力信号に加え、上記第１操作量検出手段及び第２操作量検出手段からの信号に基づき、上記第１の制御信号及び上記第２の制御信号を演算出力することを特徴とする請求項８に記載の油圧駆動装置。
- 上記油圧機械が油圧ショベルであり、上記第１油圧シリンダ及び上記第２油圧シリンダが、それぞれ油圧ショベルに設けられるブームシリンダ及びアームシリンダであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の油圧駆動装置。
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