JP7171475B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、油圧ショベル等の作業機械に関する。

作業機械の代表例である油圧ショベルは、作業装置とも呼ばれるフロント装置を備えている。フロント装置は、例えば、ブーム（ＢＭ）、アーム（ＡＭ）、バケット（ＢＫ）と、これらを駆動するブームシリンダ（ＢＭＣ）、アームシリンダ（ＡＭＣ）、バケットシリンダ（ＢＫＣ）とを含んで構成されている。例えば、特許文献１，２には、ブームの下げ動作時に、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油をブームシリンダのロッド側油室に供給する構成が記載されている。

特開２０１１－１７９５４１号公報 特許第４２１３４７３号公報

特許文献１，２の技術によれば、ブームの自重に基づいてブームシリンダが縮小するときに、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油をブームシリンダのロッド側油室に供給することにより、ブームの下げ動作を増速できる。しかし、ブームシリンダから排出される作動油をより有効活用できる余地がある。

本発明の目的は、ブームの自重に基づいてブームシリンダから排出される作動油をより有効活用でき、作業能率を向上できる作業機械を提供することにある。

本発明は、ブーム、前記ブームを駆動するブームシリンダ、第１作業部材、前記第１作業部材を駆動する第１作業部材駆動シリンダ、第２作業部材、および、前記第２作業部材を駆動する第２作業部材駆動シリンダを含むフロント装置と、前記ブームシリンダと前記第１作業部材駆動シリンダと前記第２作業部材駆動シリンダとに作動油を供給する油圧ポンプと、前記ブームシリンダの動作を指令するブーム操作装置と、前記第１作業部材駆動シリンダの動作を指令する第１作業部材操作装置と、前記第２作業部材駆動シリンダの動作を指令する第２作業部材操作装置と、前記ブーム操作装置による指令に応じて、前記油圧ポンプから前記ブームシリンダに供給する作動油の流れる方向を切換えるブーム方向制御弁と、前記第１作業部材操作装置による指令に応じて、前記油圧ポンプから前記第１作業部材駆動シリンダに供給する作動油の流れる方向を切換える第１作業部材方向制御弁と、前記第２作業部材操作装置による指令に応じて、前記油圧ポンプから前記第２作業部材駆動シリンダに供給する作動油の流れる方向を切換える第２作業部材方向制御弁と、を備えた作業機械において、前記ブーム操作装置により前記ブームシリンダの縮小が指令され、前記第１作業部材操作装置により前記第１作業部材駆動シリンダの伸長が指令され、かつ、前記第２作業部材操作装置により前記第２作業部材駆動シリンダの伸長が指令されたときに、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１作業部材駆動シリンダのボトム側油室および前記第２作業部材駆動シリンダのボトム側油室とを接続し、前記ブーム操作装置により前記ブームシリンダの縮小が指令され、前記第１作業部材操作装置により前記第１作業部材駆動シリンダの縮小が指令され、かつ、前記第２作業部材操作装置により前記第２作業部材駆動シリンダの縮小が指令されたときに、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１作業部材駆動シリンダのロッド側油室および前記第２作業部材駆動シリンダのロッド側油室とを接続する接続切換装置を備え、前記接続切換装置は、前記ブーム操作装置の指令と前記第１，第２作業部材操作装置の指令とに加え、前記第１，第２作業部材駆動シリンダの前記ボトム側油室の圧力または前記ロッド側油室の圧力が負荷動作を行っているか否かを判定する閾値よりも大きい場合に、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１，第２作業部材駆動シリンダの前記ボトム側油室または前記ロッド側油室とを接続する。

本発明によれば、ブームの自重に基づいてブームシリンダから排出される作動油をより有効活用でき、作業能率を向上できる。

実施の形態による油圧ショベルを示す右側面図である。 実施の形態による油圧ショベルの油圧回路図である。 図２中のコントローラを操作レバー、センサ、比例電磁弁と共に示すブロック図である。 図２中のコントローラによる制御処理を示す流れ図である。 操作レバーの操作とシリンダの圧力と切換弁に供給されるパイロット圧との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態による作業機械を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図４に示す流れ図の各ステップは、それぞれ「Ｓ」という表記を用いる（例えば、ステップ１＝「Ｓ１」とする）。

図１において、作業機械の代表例である油圧ショベル１は、土砂の掘削作業等に用いられる。実施形態の油圧ショベル１は、超大型のローディング式油圧ショベルである。油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造のフロント装置１１とを備えている。この場合、下部走行体２と上部旋回体３は、油圧ショベル１の車体を構成している。

作業装置とも呼ばれるフロント装置１１は、例えば、ブーム１２、第１作業部材としてのアーム１３、第２作業部材としてのバケット１４と、これらを駆動するブームシリンダ１５、第１作業部材駆動シリンダとしてのアームシリンダ１６、第２作業部材駆動シリンダとしてのバケットシリンダ１７とを含んで構成されている。ブーム１２は、基端側が上部旋回体３の旋回フレーム５に上，下方向の回動を可能に取付けられている。ブーム１２は、ブームシリンダ１５が伸長または縮小することにより旋回フレーム５に対して回動される。アーム１３は、ブーム１２の先端側に上，下方向の回動を可能に取付けられている。

アーム１３は、アームシリンダ１６が伸長または縮小することによりブーム１２に対して回動される。バケット１４は、バケットシリンダ１７が伸長または縮小することによりアーム１３に対して回動される。このようにフロント装置１１は、油圧シリンダであるブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７によって駆動される。ブームシリンダ１５はブーム１２を駆動し、アームシリンダ１６はアーム１３を駆動し、バケットシリンダ１７はバケット１４を駆動する。

図２に示すように、ブームシリンダ１５、アームシリンダ１６およびバケットシリンダ１７は、油圧ポンプ３３からの作動油に基づいて伸長，縮小する。これにより、フロント装置１１は、姿勢が変化する。この場合、ブームシリンダ１５、アームシリンダ１６およびバケットシリンダ１７は、後述の左作業レバー２１，右作業レバー２２のレバー操作に基づいて伸長，縮小し、ブーム１２、アーム１３およびバケット１４が回動する。

上部旋回体３に備えられたキャブ６の内部は、オペレータが搭乗する運転室となっている。運転席の左，右方向の両側には、オペレータによって操作される操作装置としての左作業用レバー操作装置２１（以下、左作業レバー２１という），右作業用レバー操作装置２２（以下、右作業レバー２２という）が設けられている。これら左，右の作業レバー２１，２２は、上部旋回体３の旋回とフロント装置１１の駆動を行うときに操作される。

左作業レバー２１は、例えば、旋回装置４の旋回油圧モータの動作を指令する旋回操作装置２１Ａ（以下、旋回操作レバー２１Ａという）と、フロント装置１１のアームシリンダ１６の動作を指令する第１作業部材操作装置としてのアーム操作装置２１Ｂ（以下、アーム操作レバー２１Ｂという）とにより構成されている。右作業レバー２２は、例えば、フロント装置１１のブームシリンダ１５の動作を指令するブーム操作装置２２Ａ（以下、ブーム操作レバー２２Ａという）と、フロント装置１１のバケットシリンダ１７の動作を指令する第２作業部材操作装置としてのバケット操作装置２２Ｂ（以下、バケット操作レバー２２Ｂという）とにより構成されている。

図２に示すように、左作業レバー２１および右作業レバー２２は、後述のコントローラ６１に接続されている。左作業レバー２１および右作業レバー２２は、オペレータの操作に応じた指令（操作信号Ａ，Ｂ，Ｃ）を、コントローラ６１に出力する。図２では、ブーム操作レバー２２Ａから出力される指令（ブーム操作信号）を「Ａ」で表し、アーム操作レバー２１Ｂから出力される指令（アーム操作信号）を「Ｂ」で表し、バケット操作レバー２２Ｂから出力される指令（バケット操作信号）を「Ｃ」で表している。コントローラ６１は、操作レバー２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂからの操作信号Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて、図示しない複数の比例電磁弁を制御する。これにより、パイロットポンプ３５から吐出する作動油が、オペレータの操作に応じたパイロット圧として比例電磁弁を介して制御弁装置３８（ブーム方向制御弁３８Ａ，アーム方向制御弁３８Ｂ，バケット方向制御弁３８Ｃ）に出力される。これにより、オペレータは、フロント装置１１のブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７（以下、シリンダ１５，１６，１７ともいう）等の油圧アクチュエータを駆動させることができる。

次に、フロント装置１１を駆動するための油圧駆動装置について、図２ないし図５を参照しつつ説明する。

図２に示すように、油圧ショベル１は、油圧ポンプ３３から供給される作動油に基づいてフロント装置１１を駆動させる油圧回路３１を備えている。油圧回路３１は、シリンダ１５，１６，１７と、左作業レバー２１，右作業レバー２２とに加えて、エンジン３２と、油圧ポンプ３３と、作動油タンク３４（以下、タンク３４という）と、パイロットポンプ３５と、制御弁装置３８と、第１油路としてのブームシリンダボトム側管路３９（以下、ＢＭＣＢ管路３９という）と、ブームシリンダロッド側管路４０（以下、ＢＭＣＲ管路４０という）と、第２油路としてのアームシリンダボトム側管路４１（以下、ＡＭＣＢ管路４１という）と、第３油路としてのアームシリンダロッド側管路４２（以下、ＡＭＣＲ管路４２という）と、第２油路としてのバケットシリンダボトム側管路４３（以下、ＢＫＣＢ管路４３という）と、第３油路としてのバケットシリンダロッド側管路４４（以下、ＢＫＣＲ管路４４という）と、コントローラ６１を含む接続切換装置４５とを備えている。

なお、図２に示す油圧回路３１は、フロント装置１１のシリンダ１５，１６，１７を駆動するためのフロント装置用油圧駆動装置を主として示している。換言すれば、図２に示す油圧回路３１は、下部走行体２を走行させるための走行装置用油圧駆動装置、旋回装置４を駆動するための旋回装置用油圧駆動装置を省略している。また、油圧回路３１では、ローディング式油圧ショベルにおいてバケット１４を開閉する開閉シリンダに関する回路も省略している。

油圧ポンプ３３は、エンジン３２によって回転駆動される。油圧ポンプ３３は、作動油を貯溜するタンク３４と共にメイン油圧源を構成している。油圧ポンプ３３は、デリベリ管路と呼ばれる吐出管路３６に作動油を吐出する。油圧ポンプ３３は、フロント装置１１のシリンダ１５，１６，１７、即ち、ブームシリンダ１５と、アームシリンダ１６と、バケットシリンダ１７とに作動油を供給する。また、油圧ポンプ３３は、下部走行体２の走行油圧モータと、旋回装置４の旋回油圧モータとに作動油を供給する。油圧ポンプ３３は、エンジン３２によって駆動されることによりタンク３４から作動油を吸入し、吸入した作動油を制御弁装置３８に向けて供給する。

一方、パイロットポンプ３５も、エンジン３２によって回転駆動される。パイロットポンプ３５は、パイロット管路３７に作動油を吐出する。パイロット管路３７は、オペレータの操作に応じたパイロット圧を制御弁装置３８に供給するための図示しない比例電磁弁に接続されている。また、パイロット管路３７は、後述の切換弁４６，４７にパイロット圧を供給するための電磁弁装置５４に接続されている。パイロットポンプ３５は、エンジン３２によって駆動されることによりタンク３４から作動油を吸入し、吸入した作動油を電磁弁装置５４等に向けて供給する。

制御弁装置３８は、ブーム方向制御弁３８Ａ、第１作業部材方向制御弁としてのアーム方向制御弁３８Ｂ、第２作業部材方向制御弁としてのバケット方向制御弁３８Ｃを含む複数の方向制御弁からなる制御弁群である。制御弁装置３８は、油圧ポンプ３３から吐出された作動油を、左作業レバー２１，右作業レバー２２を含む各種の操作装置の操作に応じて、シリンダ１５，１６，１７、走行油圧モータおよび旋回油圧モータに分配する。

ブーム方向制御弁３８Ａは、ブーム操作レバー２２Ａによる操作信号Ａに応じて、油圧ポンプ３３からブームシリンダ１５に供給する作動油の流れる方向を切換える。この場合、ブーム操作レバー２２Ａの操作に基づいてブーム操作レバー２２Ａから出力される操作信号Ａは、コントローラ６１に入力される。コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａからの指令に基づいて比例電磁弁を制御する。これにより、ブーム操作レバー２２Ａからの指令に応じたパイロット圧が、比例電磁弁を介してブーム方向制御弁３８Ａに供給される。これにより、ブーム方向制御弁３８Ａが駆動される（スプールが変位する）。

ブーム方向制御弁３８Ａは、パイロット操作式の方向制御弁、例えば、５ポート３位置（または、６ポート３位置、４ポート３位置）の油圧パイロット式方向制御弁により構成されている。ブーム方向制御弁３８Ａは、油圧ポンプ３３とブームシリンダ１５との間で、このブームシリンダ１５に対する作動油の供給と排出を切換える。ブーム方向制御弁３８Ａの油圧パイロット部には、ブーム操作レバー２２Ａの操作に基づくパイロット圧が比例電磁弁を介して供給される。これにより、ブーム方向制御弁３８Ａの切換位置が変化し、ブームシリンダ１５が伸長または縮小する。

同様に、アーム方向制御弁３８Ｂは、アーム操作レバー２１Ｂによる操作信号Ｂに応じて、油圧ポンプ３３からアームシリンダ１６に供給する作動油の流れる方向を切換える。バケット方向制御弁３８Ｃは、バケット操作レバー２２Ｂによる操作信号Ｃに応じて、油圧ポンプ３３からバケットシリンダ１７に供給する作動油の流れる方向を切換える。これらアーム方向制御弁３８Ｂ、バケット方向制御弁３８Ｃは、作動油の供給先（シリンダ）が相違する以外、ブーム方向制御弁３８Ａと同様であるため、これ以上の説明は省略する。

ＢＭＣＢ管路３９は、ブーム方向制御弁３８Ａとブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとを接続している。ＢＭＣＲ管路４０は、ブーム方向制御弁３８Ａとブームシリンダ１５のロッド側油室１６Ｄとを接続している。ＡＭＣＢ管路４１は、アーム方向制御弁３８Ｂとアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃとを接続している。ＡＭＣＲ管路４２は、アーム方向制御弁３８Ｂとアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄとを接続している。ＢＫＣＢ管路４３は、バケット方向制御弁３８Ｃとバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃとを接続している。ＢＫＣＲ管路４４は、バケット方向制御弁３８Ｃとバケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄとを接続している。

ところで、前述の特許文献１，２の技術によれば、ブームの自重に基づいてブームシリンダが縮小するときに、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油をブームシリンダのロッド側油室に供給する。これにより、ブームの下げ動作を増速できる。これに対して、例えば、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油を、ブームシリンダとは別の作業部材駆動シリンダ（例えば、アームシリンダ）に供給することを考える。この場合に、作業部材駆動シリンダのボトム側油室とロッド側油室とのうちのいずれか一方にのみ作動油を供給する構成とした場合は、この作動油により増速できる動作が掘削積込作業中の一部の動作（例えば、掘削動作）に限定される可能性がある。そこで、実施の形態では、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油の供給先を、ボトム側油室とロッド側油室とのいずれか一方とせずに、場面に応じてボトム側油室とロッド側油室とに選択できるように構成している。この場合に、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油の供給先をボトム側油室とするかロッド側油室とするかは、ブーム下げ動作のときのレバー操作の情報および必要に応じてシリンダの圧力の情報に基づいて決定する。

このために、実施の形態では、油圧ショベル１の油圧回路３１は、接続切換装置４５を備えている。接続切換装置４５は、ブームシリンダ１５が縮小するときに、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油を、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃと、アームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄと、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃと、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃとのうちの少なくともいずれかに供給する。即ち、接続切換装置４５は、ブーム操作レバー２２Ａからの指令およびバケット操作レバー２２Ｂからの指令に基づいて、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃを、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃと、アームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄと、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃと、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃとのうちの少なくともいずれかに接続する。

この場合、接続切換装置４５は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、アーム操作レバー２１Ｂによりアームシリンダ１６の伸長が指令されたときに、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃとを接続する。接続切換装置４５は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、アーム操作レバー２１Ｂによりアームシリンダ１６の縮小が指令されたときに、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄとを接続する。

また、接続切換装置４５は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、バケット操作レバー２２Ｂによりバケットシリンダ１７の伸長が指令されたときに、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃとを接続する。接続切換装置４５は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、バケット操作レバー２２Ｂによりバケットシリンダ１７の縮小が指令されたときに、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとバケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄとを接続する。

このために、接続切換装置４５は、第１切換弁としてのアーム切換弁４６と、第２切換弁としてのバケット切換弁４７と、第１接続油路としてのブームシリンダボトム側接続管路４８（以下、ＢＭＣＢＣ管路４８という）と、第２接続油路としてのアームシリンダボトム側接続管路４９（以下、ＡＭＣＢＣ管路４９という）と、第３接続油路としてのアームシリンダロッド側接続管路５０（以下、ＡＭＣＲＣ管路５０という）と、第２接続油路としてのバケットシリンダボトム側接続管路５１（以下、ＢＫＣＢＣ管路５１という）と、第３接続油路としてのバケットシリンダロッド側接続管路５２（以下、ＢＫＣＲＣ管路５２という）と、電磁弁装置５４と、圧力センサ５５，５６，５７，５８，５９，６０と、切換弁制御装置としてのコントローラ６１とを備えている。

アーム切換弁４６は、例えば、３ポート３位置の油圧パイロット式方向制御弁により構成されている。アーム切換弁４６は、ブームシリンダ１５とアームシリンダ１６との間に設けられている。換言すれば、アーム切換弁４６は、ＢＭＣＢ管路３９とＡＭＣＢ管路４１およびＡＭＣＲ管路４２との間に設けられている。アーム切換弁４６は、ＢＭＣＢＣ管路４８およびＢＭＣＢ管路３９を介して、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃに接続されている。アーム切換弁４６は、ＡＭＣＢＣ管路４９およびＡＭＣＢ管路４１を介して、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃに接続されている。アーム切換弁４６は、ＡＭＣＲＣ管路５０およびＡＭＣＲ管路４２を介して、アームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄに接続されている。

アーム切換弁４６は、第１切換位置と、第２切換位置と、遮断位置（中立位置）とのうちのいずれかの位置に切換えられる。第１切換位置は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃとを接続する。アーム切換弁４６が第１切換位置のときは、ＢＭＣＢ管路３９とＡＭＣＢ管路４１とが接続される。第２切換位置は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄとを接続する。アーム切換弁４６が第２切換位置のときは、ＢＭＣＢ管路３９とＡＭＣＲ管路４２とが接続される。

遮断位置は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃおよびロッド側油室１６Ｄとの間を遮断する。アーム切換弁４６が遮断位置のときは、ＢＭＣＢ管路３９とＡＭＣＢ管路４１との間が遮断されると共に、ＢＭＣＢ管路３９とＡＭＣＲ管路４２との間が遮断される。アーム切換弁４６には、チェック弁４６Ａが設けられている。チェック弁４６Ａは、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油がアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃまたはロッド側油室１６Ｄに向けて流通するのを許容し、逆向きに作動油が流通するのを阻止する。

バケット切換弁４７も、アーム切換弁４６と同様に、例えば、３ポート３位置の油圧パイロット式方向制御弁により構成されている。バケット切換弁４７は、ブームシリンダ１５とバケットシリンダ１７との間に設けられている。換言すれば、バケット切換弁４７は、ＢＭＣＢ管路３９とＢＫＣＢ管路４３およびＢＫＣＲ管路４４との間に設けられている。バケット切換弁４７も、第１切換位置と、第２切換位置と、遮断位置（中立位置）とのうちのいずれかの位置に切換えられる。第１切換位置は、ＢＭＣＢ管路３９とＢＫＣＢ管路４３とを接続することにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃとを接続する。第２切換位置は、ＢＭＣＢ管路３９とＢＫＣＲ管路４４とを接続することにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとバケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄとを接続する。遮断位置は、ＢＭＣＢ管路３９とＢＫＣＢ管路４３との間を遮断すると共に、ＢＭＣＢ管路３９とＢＫＣＲ管路４４との間を遮断する。これにより、遮断位置は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃおよびロッド側油室１７Ｄとの間を遮断する。バケット切換弁４７にも、チェック弁４７Ａが設けられている。

ＢＭＣＢＣ管路４８は、ＢＭＣＢ管路３９とアーム切換弁４６およびバケット切換弁４７とを接続する。ＡＭＣＢＣ管路４９は、ＡＭＣＢ管路４１とアーム切換弁４６とを接続する。ＡＭＣＲＣ管路５０は、ＡＭＣＲ管路４２とアーム切換弁４６とを接続する。ＢＫＣＢＣ管路５１は、ＢＫＣＢ管路４３とバケット切換弁４７とを接続する。ＢＫＣＲＣ管路５２は、ＢＫＣＲ管路４４とバケット切換弁４７とを接続する。

電磁弁装置５４は、複数の比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄからなる電磁弁群である。電磁弁装置５４は、コントローラ６１からの指令に基づいて、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７を切換える。電磁弁装置５４は、アーム切換弁４６を切換える比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂと、バケット切換弁４７を切換える比例電磁弁５４Ｃ，５４Ｄとを備えている。比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄは、コントローラ６１と接続されている。比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄは、コントローラ６１からの制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄにより制御される。即ち、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂは、コントローラ６１からの制御信号ａ，ｂの電流値に比例して開度が調整されることにより、アーム切換弁４６の油圧パイロッド部に供給されるパイロット圧Ｐａ，Ｐｂが変化する。これにより、アーム切換弁４６は、遮断位置から第１切換位置または第２切換位置に切換えられる。比例電磁弁５４Ｃ，５４Ｄは、コントローラ６１からの制御信号ｃ，ｄの電流値に比例して開度が調整されることにより、バケット切換弁４７の油圧パイロッド部に供給されるパイロット圧Ｐｃ，Ｐｄが変化する。これにより、バケット切換弁４７は、遮断位置から第１切換位置または第２切換位置に切換えられる。

圧力センサ５５，５６，５７，５８，５９，６０は、シリンダ１５，１６，１７の圧力を検出する。圧力センサ５５，５６，５７，５８，５９，６０は、コントローラ６１に接続されている。圧力センサ５５は、ブームシリンダボトム側油室側圧力センサである。圧力センサ５５は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの圧力Ｐｅを検出し、この圧力Ｐｅに対応する信号をコントローラ６１に出力する。圧力センサ５６は、ブームシリンダロッド側油室側圧力センサである。圧力センサ５５は、ブームシリンダ１５のロッド側油室１５Ｄの圧力Ｐｆを検出し、この圧力Ｐｆに対応する信号をコントローラ６１に出力する。圧力センサ５７は、アームシリンダボトム側油室側圧力センサである。圧力センサ５７は、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃの圧力Ｐｇを検出し、この圧力Ｐｇに対応する信号をコントローラ６１に出力する。圧力センサ５８は、アームシリンダロッド側油室側圧力センサである。圧力センサ５８は、アームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄの圧力Ｐｈを検出し、この圧力Ｐｈに対応する信号をコントローラ６１に出力する。圧力センサ５９は、バケットシリンダボトム側油室側圧力センサである。圧力センサ５９は、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃの圧力Ｐｉを検出し、この圧力Ｐｉに対応する信号をコントローラ６１に出力する。圧力センサ６０は、バケットシリンダロッド側油室側圧力センサである。圧力センサ６０は、バケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄの圧力Ｐｊを検出し、この圧力Ｐｊに対応する信号をコントローラ６１に出力する。

コントローラ６１は、左作業レバー２１および右作業レバー２２からの操作信号に応じて、制御弁装置３８を切換える。この場合、コントローラ６１は、図示しない比例電磁弁を介して制御弁装置３８を切換える。また、コントローラ６１は、左作業レバー２１および右作業レバー２２からの操作信号と圧力センサ５５，５６，５７，５８，５９，６０からの圧力信号とに基づいて、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７を切換える。この場合、コントローラ６１は、電磁弁装置５４を介して、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７を切換える。

即ち、図２に示すように、コントローラ６１には、操作レバー２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂからブーム操作信号Ａ、アーム操作信号Ｂ、バケット操作信号Ｃが入力される。また、コントローラ６１には、圧力センサ５５，５６，５７，５８，５９，６０からシリンダ１５，１６，１７の各室１５Ｃ，１５Ｄ，１６Ｃ，１６Ｄ，１７Ｃ，１７Ｄの圧力Ｐｅ，Ｐｆ，Ｐｇ，Ｐｈ，Ｐｉ，Ｐｊに対応する信号が入力される。コントローラ６１は、これらの信号に応じて、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７を切換えるべく、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄに制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力する。比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄは、制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄに応じたパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄをアーム切換弁４６およびバケット切換弁４７に供給する。

コントローラ６１は、例えば、マイクロコンピュータ、駆動回路、電源回路等を含んで構成されている。コントローラ６１は、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなるメモリおよび演算回路（ＣＰＵ）を有している。メモリには、電磁弁装置５４の制御処理に用いるプログラム、即ち、後述の図４に示す処理フローを実行するための処理プログラムが格納されている。

コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、アーム操作レバー２１Ｂによりアームシリンダ１６の伸長が指令されたときに、アーム切換弁４６を遮断位置から第１切換位置に切換える。コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、アーム操作レバー２１Ｂによりアームシリンダ１６の縮小が指令されたときに、アーム切換弁４６を遮断位置から第２切換位置に切換える。この場合、コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａの操作信号Ａとアーム操作レバー２１Ｂの操作信号Ｂとに加え、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃの圧力Ｐｇまたはアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄの圧力Ｐｈに基づいてアーム切換弁４６を切換える。即ち、接続切換装置４５は、操作信号と油室圧力とに基づいて、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃに通じるＢＭＣＢ管路３９を、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃに通じるＡＭＣＢ管路４１またはロッド側油室１６Ｄに通じるＡＭＣＲ管路４２に接続する。

コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、バケット操作レバー２２Ｂによりバケットシリンダ１７の伸長が指令されたときに、バケット切換弁４７を遮断位置から第１切換位置に切換える。コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａによりブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、バケット操作レバー２２Ｂによりバケットシリンダ１７の縮小が指令されたときに、バケット切換弁４７を遮断位置から第２切換位置に切換える。この場合、コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａの操作信号Ａとバケット操作レバー２２Ｂの操作信号Ｃとに加え、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃの圧力Ｐｉまたはバケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄの圧力Ｐｊに基づいてバケット切換弁４７を切換える。即ち、接続切換装置４５は、操作信号と油室圧力とに基づいて、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃに通じるＢＭＣＢ管路３９を、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃに通じるＢＫＣＢ管路４３またはロッド側油室１７Ｄに通じるＢＫＣＲ管路４４に接続する。

ここで、図５は、操作レバー２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂのそれぞれの操作状況と、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油が供給されるシリンダ室の圧力Ｐｇ，Ｐｈ，Ｐｉ，Ｐｊと、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７に供給されるパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄとの関係を示している。コントローラ６１は、図５に示すマップに従って、「操作レバー２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂの指令」と「作動油供給先のシリンダ室の圧力」とからアーム切換弁４６およびバケット切換弁４７に供給するパイロット圧の制御を行う。即ち、コントローラ６１は、レバー操作による操作信号Ａ，Ｂ，Ｃからブーム下げを含む複合操作を判定し、シリンダ１６，１７のボトム側油室１６Ｃ，１７Ｃおよびロッド側油室１６Ｄ，１７Ｄの圧力Ｐｇ，Ｐｈ，Ｐｉ，Ｐｊが閾値α，β，γ，δよりも大きいときに、即ち、シリンダ１６，１７が負荷動作を行うときに、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄに制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力する。

比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄは、制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを受けて、対応するパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄをアーム切換弁４６および／またはバケット切換弁４７に出力する。比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄは、操作信号Ａ，Ｂ，Ｃの大きさに比例したパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを出力する。これにより、アーム切換弁４６および／またはバケット切換弁４７は、スプールが変位する。このとき、アーム切換弁４６および／またはバケット切換弁４７は、パイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに比例して、開口面積が大きくなる。コントローラ６１は、レバー操作による操作信号Ａ，Ｂ，Ｃから制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄに変換するときに、変数としてブーム下げ操作信号、アーム押し操作信号、アーム引き操作信号、バケットクラウド操作信号、バケットダンプ操作信号を用いる。

このような制御を行うために、図３に示すように、コントローラ６１は、複合操作判定部６１Ａと、圧力比較部６１Ｂと、パイロット圧力演算部６１Ｃとを備えている。複合操作判定部６１Ａの入力側は、操作レバー２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂと接続されている。複合操作判定部６１Ａの出力側は、パイロット圧力演算部６１Ｃに接続されている。複合操作判定部６１Ａには、操作レバー２２Ａ，２１Ｂ，２２Ｂからオペレータの操作に応じた操作信号Ａ，Ｂ，Ｃが入力される。複合操作判定部６１Ａは、図５に「○」が付された指令であるか否か、即ち、ブーム下げ操作の指令を含む複合操作の指令であるか否かを判定する。複合操作判定部６１Ａは、複合操作であると判定した場合は、操作信号Ａ，Ｂ，Ｃをパイロット圧力演算部６１Ｃに出力する。

圧力比較部６１Ｂの入力側は、圧力センサ５５，５６，５７，５８，５９，６０と接続されている。圧力比較部６１Ｂの出力側は、パイロット圧力演算部６１Ｃに接続されている。圧力比較部６１Ｂには、圧力センサ５５，５６，５７，５８，５９，６０が検出した圧力Ｐｅ，Ｐｆ，Ｐｇ，Ｐｈ，Ｐｉ，Ｐｊに対応する圧力信号が入力される。圧力比較部６１Ｂは、シリンダ１６，１７の各室１６Ｃ，１６Ｄ，１７Ｃ，１７Ｄ毎に設定された閾値α，β，γ，δと圧力センサ５７，５８，５９，６０の圧力値Ｐｇ，Ｐｈ，Ｐｉ，Ｐｊとを比較する。ここで、閾値α，β，γ，δは、負荷動作を行っているか否かを判定する判定値として設定されている。閾値α，β，γ，δは、例えば、負荷動作の判定を安定して行うことができる圧力値として設定することができる。より具体的には、閾値α，β，γ，δは、ブームシリンダ１５からの作動油をアームシリンダ１６および／またはバケットシリンダ１７に供給しても、アーム切換弁４６および／またはバケット切換弁４７を通過する作動油の流速が過度に速くならない圧力値として設定することができる。

圧力値Ｐｇが閾値αよりも大きいときは、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃに供給することができる。圧力値Ｐｈが閾値βよりも大きいときは、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄに供給することができる。圧力値Ｐｉが閾値γよりも大きいときは、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃに供給することができる。圧力値Ｐｊが閾値γよりも大きいときは、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をバケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄに供給することができる。圧力比較部６１Ｂは、圧力値Ｐｇ，Ｐｈ，Ｐｉ，Ｐｊが閾値α，β，γ，δよりも大きい場合には、作動油の供給を許可する許可信号をパイロット圧力演算部６１Ｃに出力する。

パイロット圧力演算部６１Ｃの入力側は、複合操作判定部６１Ａおよび圧力比較部６１Ｂと接続されている。パイロット圧力演算部６１Ｃの出力側は、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄに接続されている。パイロット圧力演算部６１Ｃは、複合操作判定部６１Ａからの複合操作の操作信号Ａ，Ｂ，Ｃと圧力比較部６１Ｂからの許可信号とに基づいて、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７に供給するパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを演算する。パイロット圧力演算部６１Ｃは、演算したパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに対応する制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄに出力する。

比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂは、コントローラ６１からの制御信号ａ，ｂに応じてアーム切換弁４６にパイロット圧Ｐａ，Ｐｂを供給する。比例電磁弁５４Ｃ，５４Ｄは、コントローラ６１からの制御信号ｃ，ｄに応じてバケット切換弁４７にパイロット圧Ｐｃ，Ｐｄを供給する。このとき、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄは、制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄの大きさに比例したパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄをアーム切換弁４６および／またはバケット切換弁４７に出力する。このような、コントローラ６１によるアーム切換弁４６およびバケット切換弁４７の切換制御、即ち、図４の制御処理に関しては、後で詳しく述べる。

実施の形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

キャブ６に搭乗したオペレータがエンジン３２を始動させると、エンジン３２によって油圧ポンプ３３が駆動される。これにより、油圧ポンプ３３から吐出した作動油は、キャブ６内に設けられた走行用レバー・ペダル装置（図示せず）および作業レバー２１，２２のレバー操作、ペダル操作に応じて、走行油圧モータ、旋回油圧モータ、フロント装置１１のシリンダ１５，１６，１７に供給される。これにより、油圧ショベル１は、下部走行体２による走行動作、上部旋回体３の旋回動作、フロント装置１１による掘削作業等を行うことができる。

次に、コントローラ６１で行われる制御処理について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４の制御処理は、例えば、コントローラ６１に通電している間、所定の制御周期で繰り返し実行される。

例えば、コントローラ６１に電力供給が開始されると、コントローラ６１は、図４の制御処理（演算処理）を開始する。コントローラ６１は、Ｓ１で、ブーム下げ信号の入力があるか否かを判定する。Ｓ１で「ＹＥＳ」と判定された場合は、Ｓ２に進む。一方、Ｓ１で「ＮＯ」と判定された場合は、Ｓ４に進む。Ｓ４では、「出力なし」とする。この場合は、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７にパイロット圧Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを出力しない。即ち、アーム切換弁４６およびバケット切換弁４７を遮断位置とすべく、コントローラ６１は、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄに制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力しない。これにより、比例電磁弁５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄの開度は０となる。Ｓ４で「出力なし」としたら、リターンする。即ち、リターンを介して、スタートに戻り、Ｓ１以降の処理を繰り返す。

一方、Ｓ２では、アーム操作信号が「押し」であるか「引き」であるか「なし」であるかを判定する。Ｓ２で「なし」と判定された場合は、Ｓ３に進む。Ｓ２で「押し」、即ち、アーム押し信号の入力があると判定された場合は、Ｓ９に進む。Ｓ２で「引き」、即ち、アーム引き信号の入力があると判定された場合は、Ｓ１４に進む。Ｓ３では、バケット操作信号が「クラウド」であるか「ダンプ」であるか「なし」であるかを判定する。Ｓ３で「なし」と判定された場合は、Ｓ４に進む。Ｓ３で「クラウド」、即ち、バケットクラウド信号の入力があると判定された場合は、Ｓ５に進む。Ｓ３で「ダンプ」、即ち、バケットダンプ信号の入力があると判定された場合は、Ｓ７に進む。

Ｓ５では、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃの圧力Ｐｉが閾値βよりも大きいか否かを判定する。即ち、Ｓ５に進んだ場合は、ブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、バケットシリンダ１７の伸長が指令された場合に対応する。この場合は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃに供給することにより、ブーム１２の自重に基づいてブームシリンダ１５が縮小するときの作動油を有効活用することが好ましい。しかし、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃの圧力が低い、即ち、バケットシリンダ１７の負荷が低いときに、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃに供給すると、バケット切換弁４７を通過する作動油の流速が速くなり、バケット切換弁４７の耐久性が低下する可能性がある。

そこで、Ｓ５では、圧力Ｐｉが閾値βよりも大きいときにバケット切換弁４７の切換えを許可する。即ち、Ｓ５で「ＮＯ」と判定された場合は、Ｓ４に進む。これに対して、Ｓ５で「ＹＥＳ」と判定された場合は、Ｓ６に進む。Ｓ６では、バケット切換弁４７にパイロット圧Ｐｃを出力する。即ち、バケット切換弁４７を第１切換位置とすべく、コントローラ６１は、比例電磁弁５４Ｃに制御信号ｃを出力する。これにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油がバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃに供給され、ブーム１２の自重に基づくブームシリンダ１５からの作動油をバケットシリンダ１７で有効活用できる。Ｓ６でパイロット圧Ｐｃを出力したら、リターンする。

Ｓ７では、バケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄの圧力Ｐｊが閾値δよりも大きいか否かを判定する。即ち、Ｓ７に進んだ場合は、ブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、バケットシリンダ１７の縮小が指令された場合に対応する。この場合は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をバケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄに供給することにより、ブーム１２の自重に基づくブームシリンダ１５からの作動油をバケットシリンダ１７の縮小に有効活用することが好ましい。この場合に、作動油の流速が速くなることに伴うバケット切換弁４７の耐久性が低下することを抑制すべく、Ｓ７では、圧力Ｐｊが閾値δよりも大きいときにバケット切換弁４７の切換えを許可する。即ち、Ｓ７で「ＮＯ」と判定された場合は、Ｓ４に進む。これに対して、Ｓ７で「ＹＥＳ」と判定された場合は、Ｓ８に進む。Ｓ８では、バケット切換弁４７にパイロット圧Ｐｄを出力する。即ち、バケット切換弁４７を第２切換位置とすべく、コントローラ６１は、比例電磁弁５４Ｃに制御信号ｄを出力する。これにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油がバケットシリンダ１７のロッド側油室１７Ｄに供給され、ブーム１２の自重に基づくブームシリンダ１５からの作動油をバケットシリンダ１７で有効活用できる。Ｓ８でパイロット圧Ｐｄを出力したら、リターンする。

Ｓ９では、バケット操作信号が「クラウド」であるか「ダンプ」であるか「なし」であるかを判定する。Ｓ９で「ダンプ」と判定された場合は、Ｓ４に進む。Ｓ９で「なし」と判定された場合は、Ｓ１０に進む。Ｓ１０では、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃの圧力Ｐｇが閾値αよりも大きいか否かを判定する。即ち、Ｓ１０に進んだ場合は、ブームシリンダ１５の縮小が指令され、かつ、アームシリンダ１６の伸長が指令された場合に対応する。この場合は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃに供給することにより、ブーム１２の自重に基づくブームシリンダ１５からの作動油をアームシリンダ１６の伸長に有効活用する。この場合に、作動油の流速が速くなることに伴うアーム切換弁４６の耐久性が低下することを抑制すべく、Ｓ１０では、圧力Ｐｇが閾値αよりも大きいときにアーム切換弁４６の切換えを許可する。

即ち、Ｓ１０で「ＮＯ」と判定された場合は、Ｓ４に進む。これに対して、Ｓ１０で「ＹＥＳ」と判定された場合は、Ｓ１１に進む。Ｓ１１では、アーム切換弁４６にパイロット圧Ｐａを出力する。即ち、アーム切換弁４６を第１切換位置とすべく、コントローラ６１は、比例電磁弁５４Ａに制御信号ａを出力する。これにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油がアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃに供給され、ブーム１２の自重に基づくブームシリンダ１５からの作動油をアームシリンダ１６で有効活用できる。Ｓ１１でパイロット圧Ｐａを出力したら、リターンする。

Ｓ９で「クラウド」と判定された場合は、Ｓ１２に進む。Ｓ１２では、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃの圧力Ｐｇが閾値αよりも大きく、かつ、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃの圧力Ｐｉが閾値βよりも大きいか否かを判定する。即ち、Ｓ１２に進んだ場合は、ブームシリンダ１５の縮小が指令され、アームシリンダ１６の伸長が指令され、かつ、バケットシリンダ１７の伸長が指令された場合に対応する。この場合は、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油をアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃおよびバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃに供給することにより、ブーム１２の自重に基づくブームシリンダ１５からの作動油をアームシリンダ１６の伸長とバケットシリンダ１７の伸長に有効活用する。

この場合に、作動油の流速が速くなることに伴うアーム切換弁４６およびバケット切換弁４７の耐久性が低下することを抑制すべく、Ｓ１２では、圧力Ｐｇが閾値αよりも大きく、かつ、圧力Ｐｉが閾値βよりも大きいときにアーム切換弁４６およびバケット切換弁４７の切換えを許可する。即ち、Ｓ１２で「ＮＯ」と判定された場合は、Ｓ４に進む。これに対して、Ｓ１２で「ＹＥＳ」と判定された場合は、Ｓ１３に進む。Ｓ１３では、アーム切換弁４６にパイロット圧Ｐａを出力すると共に、バケット切換弁４７にパイロット圧Ｐｃを出力する。即ち、アーム切換弁４６を第１切換位置とすると共にバケット切換弁４７を第１切換位置にすべく、コントローラ６１は、比例電磁弁５４Ａに制御信号ａを出力すると共に、比例電磁弁５４Ｃに制御信号ｃを出力する。

これにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃの作動油がアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃおよびバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃに供給され、ブーム１２の自重に基づく作動油をアームシリンダ１６およびバケットシリンダ１７で有効活用できる。Ｓ１３でパイロット圧Ｐａおよびパイロット圧Ｐｃを出力したら、リターンする。なお、Ｓ１４ないしＳ１８の処理は、アーム押し信号がアーム引き信号である点で相違する以外、Ｓ９ないしＳ１３の処理と同様であるため、これ以降の説明を省略する。

以上のように、実施の形態によれば、接続切換装置４５は、ブーム操作レバー２２Ａの指令（ブーム下げ指令）とアーム操作レバー２１Ｂの指令（アーム押し指令、アーム引き指令）とに基づいて、「ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃをアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃに接続する」か「ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃをアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄに接続する」かを切換える。このため、例えば、「ブームシリンダ１５の縮小の動作とアームシリンダ１６の伸長の動作とを同時に行う場面」と「ブームシリンダ１５の縮小の動作とアームシリンダ１６の伸縮の動作とを同時に行う場面」との両方で、アームシリンダ１６の動作を増速することができる。バケットシリンダ１７についても同様である。これにより、掘削積込作業中の一部の動作だけでなく、ダンプトラックに土砂を放土した後から掘削動作を開始する姿勢に戻るまでの動作中に多用される動作に関しても、動作速度を増速できる。この結果、ブーム１２の自重に基づいてブームシリンダ１５から排出される作動油をより有効活用でき、作業能率を向上できる。即ち、フロント装置１１の位置エネルギーを活用してアームシリンダ１６、バケットシリンダ１７を駆動することができ、省エネを図ることができる。

実施の形態によれば、接続切換装置４５は、「第１切換位置」と「第２切換位置」と「遮断位置」とを有するアーム切換弁４６と、このアーム切換弁４６を「遮断位置」から「第１切換位置」または「第２切換位置」に切換えるコントローラ６１とを備えている。このため、コントローラ６１は、ブーム操作レバー２２Ａの指令とアーム操作レバー２１Ｂの指令とに基づいてアーム切換弁４６を切換えることにより、「ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃ」を「アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃ」または「アームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄ」に接続することができる。これにより、「ブームシリンダ１５の縮小の動作とアームシリンダ１６の伸長の動作とを同時に行う場面」と「ブームシリンダ１５の縮小の動作とアームシリンダ１６の伸縮の動作とを同時に行う場面」との両方で、安定してアームシリンダ１６の動作を増速することができる。また、接続切換装置４５は、バケット切換弁４７も備えているため、バケットシリンダ１７についても同様である。

実施の形態によれば、接続切換装置４５は、ブーム操作レバー２２Ａの指令とアーム操作レバー２１Ｂの指令とに加え、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃの圧力またはアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄの圧力とに基づいて、「ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃ」と「アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃ」または「アームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄ」とを接続する。このため、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとアームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃとの圧力差、または、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃとアームシリンダ１６のロッド側油室１６Ｄとの圧力差が大きいときに、これらを接続しないようにできる。これにより、圧力差が大きいことに起因して、アーム切換弁４６の通過する作動油の流速が過度に速くなることを抑制することができる。この結果、アーム切換弁４６の耐久性を向上することができる。バケットシリンダ１７についても同様である。

実施の形態によれば、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃから排出される作動油を、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃまたはロッド側油室１６Ｄだけでなく、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃまたはロッド側油室１７Ｄにも供給できるように構成している。このため、「ブーム下げ動作とアーム押し動作とを同時に行う場面」、「ブーム下げ動作とアーム引き動作とを同時に行う場面」、「ブーム下げ動作とバケットクラウド動作とを同時に行う場面」、「ブーム下げ動作とバケットダンプ動作とを同時に行う場面」で、アーム１３またはバケット１４を増速することができる。即ち、「ブーム下げ・アーム押し複合操作」、「ブーム下げ・バケットクラウド複合操作」、「ブーム下げ・アーム引き複合操作」、「ブーム下げ・バケットダンプ複合操作」を行うときに、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃから排出される作動油がアームシリンダ１６またはバケットシリンダ１７に供給されることにより、アーム１３またはバケット１４の動作速度を増速できる。さらには、「ブーム下げ動作に加えてアーム１３とバケット１４との両方を動作させる場面」でも、アーム１３およびバケット１４を増速することができる。これにより、作業能率をさらに向上できる。

なお、ローディング式の油圧ショベル１の場合、アーム引き操作、バケットダンプ操作がほぼ自重によって動作することにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃから排出される作動油の供給先のシリンダ室の圧力が十分に上がらない可能性がある。このため、各操作のメータアウト油路を絞って意図的に負荷状態にすることにより、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃから排出される作動油を供給することも可能である。

実施の形態では、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃから排出される作動油を、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃまたはロッド側油室１６Ｄとバケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃまたはロッド側油室１７Ｄとの両方に供給できるように構成している。即ち、実施の形態では、作業部材をアーム１３およびバケット１４とし、作業部材駆動シリンダをアームシリンダ１６およびバケットシリンダ１７とし、作業部材操作装置をアーム操作レバー２１Ｂおよびバケット操作レバー２２Ｂとし、作業部材方向制御弁をアーム方向制御弁３８Ｂおよびバケット方向制御弁３８Ｃとした場合を例に挙げて説明した。

しかし、これに限らず、例えば、作業部材をアームとし、作業部材駆動シリンダをアームシリンダとし、作業部材操作装置をアーム操作レバーとし、作業部材方向制御弁をアーム方向制御弁としてもよい。即ち、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油をバケットシリンダに供給しない構成、即ち、アーム切換弁を設けるがバケット切換弁を設けない構成としてもよい。この場合は、「ブーム下げ動作とアーム押し動作とを同時に行う場面」に加えて、「ブーム下げ動作とアーム引き動作とを同時に行う場面」でも、アームを増速することができる。

一方、作業部材をバケットとし、作業部材駆動シリンダをバケットシリンダとし、作業部材操作装置をバケット操作レバーとし、作業部材方向制御弁をバケット方向制御弁としてもよい。即ち、ブームシリンダのボトム側油室から排出される作動油をアームシリンダに供給しない構成、即ち、バケット切換弁を設けるがアーム切換弁を設けない構成としてもよい。この場合は、「ブーム下げ動作とバケットクラウド動作とを同時に行う場面」に加えて、「ブーム下げ動作とバケットダンプ動作とを同時に行う場面」でも、バケットを増速することができる。

いずれの場合も、掘削積込作業中の一部の動作だけでなく、ダンプトラックに土砂を放土した後から掘削動作を開始する姿勢に戻るまでの動作中に多用される動作に関しても、動作速度を増速できる。このため、ブームの自重に基づいてブームシリンダから排出される作動油を、アームの動作またはバケットの動作で有効活用でき、作業能率を向上できる。

実施の形態では、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃから排出される作動油を、アームシリンダ１６のボトム側油室１６Ｃとロッド側油室１６Ｄとに供給する構成とした場合を例に挙げて説明した。また、実施の形態では、ブームシリンダ１５のボトム側油室１５Ｃから排出される作動油を、バケットシリンダ１７のボトム側油室１７Ｃとロッド側油室１７Ｄとに供給する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、作業部材駆動シリンダとして、開閉シリンダ等、アームシリンダ、バケットシリンダ以外のシリンダを用いてもよい。

実施の形態では、フロント装置１１は、ブーム１２と、アーム１３と、バケット１４と、ブームシリンダ１５と、アームシリンダ１６と、バケットシリンダ１７とを備える構成、即ち、ブームと、２つの作業部材と、ブームシリンダと、２つの作業部材駆動シリンダとを備える構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、フロント装置は、ブームと、１つの作業部材と、ブームシリンダと、１つの作業部材駆動シリンダとを備える構成としてもよい。また、フロント装置は、ブームと、３つ以上の作業部材と、ブームシリンダと、３つ以上の作業部材駆動シリンダとを備える構成としてもよい。まとめると、作業部材の数、作業部材駆動シリンダの数、作業部材操作装置の数、作業部材方向制御弁の数、および、切換弁の数は、フロント装置の構成に応じて増減できる。

実施の形態では、作業機械として、エンジン３２により駆動されるエンジン式の油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、エンジンと電動モータにより駆動されるハイブリッド式の油圧ショベル、さらに、電動式の油圧ショベルに適用してもよい。

実施の形態では、作業機械として、超大型の油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、これに限らず、各種サイズ（大型、中型、小型）の油圧ショベルに適用してもよい。また、クローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、ホイール式の油圧ショベルに適用してもよい。さらに、ローディング式の油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、例えば、バックホウ式の油圧ショベルに適用してもよい。即ち、本発明は、実施の形態の油圧ショベル１に限らず、各種の作業機械に広く適用することができる。

１ 油圧ショベル（作業機械）
１１ フロント装置
１２ ブーム
１３ アーム（作業部材）
１４ バケット（作業部材）
１５ ブームシリンダ
１５Ｃ ボトム側油室
１６ アームシリンダ（作業部材駆動シリンダ）
１６Ｃ ボトム側油室
１６Ｄ ロッド側油室
１７ バケットシリンダ（作業部材駆動シリンダ）
１７Ｃ ボトム側油室
１７Ｄ ロッド側油室
２１Ｂ アーム操作レバー（作業部材操作装置）
２２Ａ ブーム操作レバー（ブーム操作装置）
２２Ｂ バケット操作レバー（作業部材操作装置）
３３ 油圧ポンプ
３８Ａ ブーム方向制御弁
３８Ｂ アーム方向制御弁（作業部材方向制御弁）
３８Ｃ バケット方向制御弁（作業部材方向制御弁）
３９ ＢＭＣＢ管路（第１油路）
４１ ＡＭＣＢ管路（第２油路）
４２ ＡＭＣＲ管路（第３油路）
４３ ＢＫＣＢ管路（第２油路）
４４ ＢＫＣＲ管路（第３油路）
４５ 接続切換装置
４６ アーム切換弁（切換弁）
４７ バケット切換弁（切換弁）
４８ ＢＭＣＢＣ管路（第１接続油路）
４９ ＡＭＣＢＣ管路（第２接続油路）
５０ ＡＭＣＲＣ管路（第３接続油路）
５１ ＢＫＣＢＣ管路（第２接続油路）
５２ ＢＫＣＲＣ管路（第３接続油路）
６１ コントローラ（切換弁制御装置）

Claims (4)

1. ブーム、前記ブームを駆動するブームシリンダ、第１作業部材、前記第１作業部材を駆動する第１作業部材駆動シリンダ、第２作業部材、および、前記第２作業部材を駆動する第２作業部材駆動シリンダを含むフロント装置と、
   前記ブームシリンダと前記第１作業部材駆動シリンダと前記第２作業部材駆動シリンダとに作動油を供給する油圧ポンプと、
   前記ブームシリンダの動作を指令するブーム操作装置と、
   前記第１作業部材駆動シリンダの動作を指令する第１作業部材操作装置と、
   前記第２作業部材駆動シリンダの動作を指令する第２作業部材操作装置と、
   前記ブーム操作装置による指令に応じて、前記油圧ポンプから前記ブームシリンダに供給する作動油の流れる方向を切換えるブーム方向制御弁と、
   前記第１作業部材操作装置による指令に応じて、前記油圧ポンプから前記第１作業部材駆動シリンダに供給する作動油の流れる方向を切換える第１作業部材方向制御弁と、
   前記第２作業部材操作装置による指令に応じて、前記油圧ポンプから前記第２作業部材駆動シリンダに供給する作動油の流れる方向を切換える第２作業部材方向制御弁と、を備えた作業機械において、
   前記ブーム操作装置により前記ブームシリンダの縮小が指令され、前記第１作業部材操作装置により前記第１作業部材駆動シリンダの伸長が指令され、かつ、前記第２作業部材操作装置により前記第２作業部材駆動シリンダの伸長が指令されたときに、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１作業部材駆動シリンダのボトム側油室および前記第２作業部材駆動シリンダのボトム側油室とを接続し、前記ブーム操作装置により前記ブームシリンダの縮小が指令され、前記第１作業部材操作装置により前記第１作業部材駆動シリンダの縮小が指令され、かつ、前記第２作業部材操作装置により前記第２作業部材駆動シリンダの縮小が指令されたときに、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１作業部材駆動シリンダのロッド側油室および前記第２作業部材駆動シリンダのロッド側油室とを接続する接続切換装置を備え、
   前記接続切換装置は、
   前記ブーム操作装置の指令と前記第１，第２作業部材操作装置の指令とに加え、前記第１，第２作業部材駆動シリンダの前記ボトム側油室の圧力または前記ロッド側油室の圧力が負荷動作を行っているか否かを判定する閾値よりも大きい場合に、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１，第２作業部材駆動シリンダの前記ボトム側油室または前記ロッド側油室とを接続することを特徴とする作業機械。
2. 請求項１記載の作業機械において、
   前記接続切換装置は、
   前記ブームシリンダと前記第１作業部材駆動シリンダとの間に設けられ、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１作業部材駆動シリンダのボトム側油室とを接続する第１切換位置、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１作業部材駆動シリンダのロッド側油室とを接続する第２切換位置、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第１作業部材駆動シリンダのボトム側油室および前記ロッド側油室との間を遮断する遮断位置のいずれかの位置に切換えられる第１切換弁と、
   前記ブームシリンダと前記第２作業部材駆動シリンダとの間に設けられ、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第２作業部材駆動シリンダのボトム側油室とを接続する第１切換位置、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第２作業部材駆動シリンダのロッド側油室とを接続する第２切換位置、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記第２作業部材駆動シリンダのボトム側油室および前記ロッド側油室との間を遮断する遮断位置のいずれかの位置に切換えられる第２切換弁と、
   前記ブーム操作装置により前記ブームシリンダの縮小が指令され、前記第１作業部材操作装置により前記第１作業部材駆動シリンダの伸長が指令され、かつ、前記第２作業部材操作装置により前記第２作業部材駆動シリンダの伸長が指令されたときに、前記第１切換弁および前記第２切換弁を前記第１切換位置に切換え、前記ブーム操作装置により前記ブームシリンダの縮小が指令され、前記第１作業部材操作装置により前記第１作業部材駆動シリンダの縮小が指令され、かつ、前記第２作業部材操作装置により前記第２作業部材駆動シリンダの縮小が指令されたときに、前記第１切換弁および前記第２切換弁を前記第２切換位置に切換える切換弁制御装置とを備えることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１記載の作業機械において、
   前記第１作業部材は、アームであり、前記第２作業部材は、バケットであり、
   前記第１作業部材駆動シリンダは、アームシリンダであり、前記第２作業部材駆動シリンダは、バケットシリンダであり、
   前記第１作業部材操作装置は、アーム操作装置であり、前記第２作業部材操作装置は、バケット操作装置であり、
   前記第１作業部材方向制御弁は、アーム方向制御弁であり、前記第２作業部材方向制御弁は、バケット方向制御弁であることを特徴とする作業機械。
4. 請求項２記載の作業機械において、
   前記第１切換弁および前記第２切換弁は、前記切換弁制御装置からの制御信号により制御される複数の比例電磁弁により切換えられることを特徴とする作業機械。

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