(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、これら複数の流量制御弁の前後差圧を目標補償差圧に制御する複数の圧力補償弁とを備え、前記複数のアクチュエータは、油圧ショベルの作業フロントを駆動するフロントアクチュエータと、上部旋回体を駆動する旋回モータとを有する油圧駆動装置において、
前記作業フロントの姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記姿勢検出手段の検出値を入力し、作業フロントが旋回姿勢のなると、旋回加速度が小さくなるように前記旋回モータに係わる流量制御弁の圧力補償弁の目標補償差圧を他の圧力補償弁の目標補償差圧より小さくする目標補償差圧設定変更手段とを備えることを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の油圧駆動装置において、前記複数の圧力補償弁は、それぞれ、同じ閉じ方向に流量制御弁の上流圧を負荷する第１制御圧力室と、開き方向に流量制御弁の下流圧を負荷する第２制御圧力室と、開き方向に前記油圧ポンプの吐出圧を負荷する第１補助制御圧力室と、閉じ方向に前記複数のアクチュエータの最高負荷圧を負荷する第２補助制御圧力室とを有し、前記目標補償差圧設定変更手段は前記油圧ポンプの吐出管路と前記旋回モータに係わる圧力補償弁の第１補助制御圧力室とを結ぶ管路に設置された減圧弁装置を含むことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の油圧駆動装置において、前記減圧弁装置は、前記油圧ポンプの吐出圧を減圧しない位置に弁体を保持する方向に作用するソレノイドを有し、前記目標補償差圧設定手段は、前記作業フロントが旋回姿勢になると、前記ソレノイドをＯＦＦする手段を更に含むことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項２記載の油圧駆動装置において、前記アクチュエータ及び前記流量制御弁が３つ以上あり、かつこれらの流量制御弁を圧力補償弁と共に、１組の流量制御弁と圧力補償弁を単位装置とした多連弁構造の制御ユニットで構成し、かつこの制御ユニットの弁ブロックに、前記油圧ポンプの吐出管賂につながる共通の圧力ライン及び最高負荷圧が導かれる共通の信号ラインを形成し、この共通の圧力ラインと信号ラインから各単位装置に圧力信号を供給する構成とし、かつ前記旋回モータに係わる流量制御弁と圧力補償弁の単位装置を他の単位装置に対して前記共通の圧力ライン及び信号ラインの一端側に配置し、前記減圧弁装置を更にその外側に追加の単位装置として配置したことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項５】
請求項１記載の油圧駆動装置において、前記姿勢検出手段は前記作業フロントのブーム角度を検出する角度センサであり、前記目標補償差圧設定変更手段は前記ブームの角度が所定値以上になると前記作業フロントが旋回姿勢にあると判断することを特徴とする油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベルの油圧駆動装置に係わり、特に旋回姿勢での旋回操作性の改善を図る油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル、特に小型ショベルでの狭所での旋回操作性の改善を図ったものとして特開平７−２６５８７号公報や特開平４−３０６３２７号公報に記載のものがある。
【０００３】
特開平７−２６５８７号公報においては、油圧ショベルの旋回姿勢時のブーム最大上げ角度とアームの最大引き込み角度とをコントローラに記憶しておき、ブーム及びアームの各角度がその記憶した角度となったときに、コントローラにより旋回モータ制御用のパイロット式切換弁のストロークを機械的に制限し、旋回角速度が制限されるようにしている。
【０００４】
また、特開平４−３０６３２７号公報においては、同様のことを切換弁でパイロット圧を減圧操作することにより行っている。
【０００５】
また、油圧ポンプの吐出圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧を設定値に維持するよう油圧ポンプの容量を制御するロードセンシング制御技術として、特開昭６０−１１７０６号公報に記載のものがある。
【０００６】
この特開昭６０−１１７０６号公報においては、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、油圧ポンプから複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、これら複数の流量制御弁の前後差圧を同じに制御する複数の圧力補償弁と、油圧ポンプの吐出圧Ｐｓと複数のアクチュエータの最高負荷圧ＰＬＳｍａｘとの差圧ΔＰＬＳを設定値ΔＰＬＳｒｅｆに維持するよう油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量制御装置とを備えている。また、圧力補償弁は、それぞれ、流量制御弁の上流に設置され、流量制御弁の前後差圧を閉弁方向に作用させるとともに、油圧ポンプの吐出圧Ｐｓと複数のアクチュエータの最高負荷圧ＰＬＳｍａｘとの差圧ΔＰＬＳを開弁方向に作用させ、その差圧ΔＰＬＳを圧力補償の目標差圧として流量制御弁の前後差圧を制御することにより複数の流量制御弁の前後差圧を同じに制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
小型油圧ショベルは市街地内の小路等の狭い場所での掘削作業に用いられる場合が多く、このような狭い場所での掘削作業では、周辺の障害物にショベルのフロントアタッチメントが衝突しないように、ブームをほぼ最大の上げ角度とし、かつアームをほぼ最大の引き込み角度とした、いわゆる旋回姿勢をとり、この状態で旋回操作を行ってトラック等に放土するという旋回姿勢での作業が行われる。
【０００８】
しかし、旋回姿勢では、フロントの旋回半径が小さくなって、上部旋回体及びフロントを含む機体の慣性モーメントが小さくなり、特に、小型油圧ショベルでは慣性モーメントが小さいため、旋回姿勢での旋回動作を低速で行うことは難しい。
【０００９】
また、オペレータは、旋回モータが駆動されることにより上部旋回体に発生した角加速度の反力（加速反力）を受ける。この反力は上部旋回体の慣性モーメントに反比例し、旋回姿勢では慣性モーメントが最小となるため、反力は最大となる。その結果、オペレータは旋回時の加速反力により大きく揺らされ、いわゆるジャーキングと呼ばれる現象が起こり、操作性が低下する。
【００１０】
特開平７−２６５８７号公報や特開平４−３０６３２７号公報では、旋回モータを制御する旋回用パイロット切換弁のスプールの最大ストローク（変位）を制限することにより、油圧ショベルの旋回角速度を制限し、旋回安全性の向上を図っている。しかし、スプールの最大ストロークを制限しただけでは、スプールがその制限されたストロークエンドに達するまでのスプール速度は最大ストロークを制限しないときと変わらない。このため、旋回姿勢において、通常のレバー操作を行った場合、旋回モータの角速度の最大値は制限されるが、角加速度は変化がないことになる。その結果、加速反力は小さくならず、旋回時のジャーキングに対しては効果がなく、操作性の低下を防止できない。
【００１１】
また、上記のような旋回時の加速反力を抑制する方法として、特開昭６０−１１７０６号公報に記載の油圧駆動装置において、複数のアクチュエータの１つを旋回モータとし、この旋回モータへ圧油を供給する流量制御弁の圧力補償弁の補償差圧を下げ、分流比を他のアクチュエータより低く設定する方法が考えられる。しかし、特開昭６０−１１７０６号公報の油圧回路構成では、個々に圧力補償弁の補償差圧を設定することは不可能であり、旋回姿勢によって圧力補償弁の補償差圧を切り換えることもできない。
【００１２】
また、流量制御弁及び圧力補償弁の具体的な弁構造としては、１組の流量制御弁と圧力補償弁とを１つのセクション（単位装置）とし、このセクションを連ねた多連弁構造とした制御弁ユニットがある。この制御弁ユニットでは、弁ブロックに油圧ポンプの吐出管路につながる圧力ラインを形成し、この圧力ラインから圧油を供給する構成としている。しかし、このような多連弁構造で圧力補償弁周辺に上記のような補償差圧を変更する装置を組み込むと、単位装置自体の構造が複雑化し、多連弁構造とすることが構造上難しくなる。
【００１３】
本発明の第１の目的は、旋回時における加速反力を低減し、ジャーキングを防止することができる油圧駆動装置を提供することである。
【００１４】
本発明の第２の目的は、１組の流量制御弁と圧力補償弁とを単位装置とした多連弁構造の制御弁ユニットに、単位装置を複雑にすること無く、目標補償差圧を変更する装置を組み込んだ油圧駆動装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、これら複数の流量制御弁の前後差圧を目標補償差圧に制御する複数の圧力補償弁とを備え、前記複数のアクチュエータは、油圧ショベルの作業フロントを駆動するフロントアクチュエータと、上部旋回体を駆動する旋回モータとを有する油圧駆動装置において、前記作業フロントの姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記姿勢検出手段の検出値を入力し、作業フロントが旋回姿勢のなると、旋回加速度が小さくなるように前記旋回モータに係わる流量制御弁の圧力補償弁の目標補償差圧を他の圧力補償弁の目標補償差圧より小さくする目標補償差圧設定変更手段とを備えるものとする。
【００１６】
以上のように構成した本発明においては、姿勢検出手段が作業フロントの姿勢を検出し、その姿勢が旋回姿勢になると、目標補償差圧設定変更手段は、旋回モータに係わる流量制御弁の圧力補償弁の目標補償差圧を他の流量制御弁の圧力補償弁の目標補償差圧より小さくし、これにより旋回モータの係わる流量制御弁の前後差圧を他の流量制御弁の前後差圧より低くする。
【００１７】
ここで、流量制御弁を通過する圧油の流量は前後差圧と開度に依存するため、流量制御弁の前後差圧が低くなると、同じ開度でもある程度制限された流量しか流れない。つまり、流量制御弁の開度は操作レバーのストロークに対応するので、操作レバーのレバーストロークに対する旋回速度は制限されるとともに、操作レバーの有効ストロークの範囲は変わらないので、ストロークに対する通過流量の変化率が小さくなり、旋回速度の変化率、すなわち旋回加速度が小さくなる。このため、通常のレバー操作速度で操作した場合でも、旋回時の加速反力が小さくなり、ジャーキングの発生が抑制される。
【００１８】
（２）上記（１）において、好ましくは、、前記複数の圧力補償弁は、それぞれ、同じ閉じ方向に流量制御弁の上流圧を負荷する第１制御圧力室と、開き方向に流量制御弁の下流圧を負荷する第２制御圧力室と、開き方向に前記油圧ポンプの吐出圧を負荷する第１補助制御圧力室と、閉じ方向に前記複数のアクチュエータの最高負荷圧を負荷する第２補助制御圧力室とを有し、前記目標補償差圧設定変更手段は前記油圧ポンプの吐出管路と前記旋回モータに係わる圧力補償弁の第１補助制御圧力室とを結ぶ管路に設置された減圧弁装置を含む。
【００１９】
このように圧力補償弁を構成し、減圧弁装置を設けることにより、圧力補償弁においては、第１補助制御圧力室に負荷されるポンプ吐出圧と第２補助制御圧力室に負荷される最高負荷圧との差圧、すなわちΔＰＬＳを目標補償差圧として流量制御弁の前後差圧を制御すると共に、作業フロントの姿勢が旋回姿勢になったときに減圧弁装置を作動させることにより、旋回モータに係わる圧力補償弁の第１補助圧力室の圧力がポンプ吐出圧より低下し、目標補償差圧を低下させる。これにより、上記（１）のように旋回加速度が小さくなり、通常のレバー操作速度で操作した場合でも、旋回時の加速反力が小さくなり、ジャーキングの発生が抑制される。
【００２０】
（３）また、上記（２）において、このましくは、前記減圧弁装置は、前記油圧ポンプの吐出圧を減圧しない位置に弁体を保持する方向に作用するソレノイドを有し、前記目標補償差圧設定手段は、前記作業フロントが旋回姿勢になると、前記ソレノイドをＯＦＦする手段を更に含む。
【００２１】
これにより、作業フロントの姿勢が旋回姿勢になると減圧弁装置が作動し、上記（２）のように旋回モータに係わる圧力補償弁の目標補償差圧が低下する。
【００２２】
（４）また、本発明は、上記第２の目的を達成するために、上記（２）において、前記アクチュエータ及び前記流量制御弁が３つ以上あり、かつこれら流量制御弁を圧力補償弁と共に、１組の流量制御弁と圧力補償弁を単位装置とした多連弁構造の制御弁ユニットで構成し、かつこの制御弁ユニットの弁ブロックに、前記油圧ポンプの吐出管路につながる共通の圧力ライン及び最高負荷圧が導かれる共通の信号ラインを形成し、この共通の圧力ラインと信号ラインから各単位装置に圧力信号を供給する構成とし、かつ前記旋回モータに係わる流量制御弁と圧力補償弁の単位装置を他の単位装置に対して前記共通の圧力ライン及び信号ラインの一端側に配置し、前記減圧弁装置を更にその外側に追加の単位装置として配置したものとする。
【００２３】
このように旋回モータに係わる流量制御弁と圧力補償弁の単位装置を共通の圧力ライン及び信号ラインの一端側に配置し、かつ減圧弁装置を更にその外側に追加の単位装置として配置することにより、旋回モータに係わる流量制御弁と圧力補償弁の単位装置を複雑にすること無く、かつ既存の制御弁ユニットに大きな変更を加えること無く、合理的な構造で目標補償差圧の変更が可能になる。
【００２４】
（５）更に、上記（１）において、好ましくは、前記姿勢検出手段は前記作業フロントのブーム角度を検出する角度センサであり、前記目標補償差圧設定変更手段は前記ブームの角度が所定値以上になると前記作業フロントが旋回姿勢にあると判断するものとする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は本発明を油圧ショベル１０１のシステムに適用した第１の実施形態による油圧駆動装置１００を示すもので、この油圧駆動装置１００は、可変容量型の油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１から吐出される圧油により駆動されるアクチュエータ１０６，２２と、油圧ポンプ１からアクチュエータ１０６，２２に供給される圧油の流量を制御する流量制御弁８，１８と、これら流量制御弁８，１８の前後差圧を制御する圧力補償弁６，１６とを備えている。
【００２７】
油圧ポンプ１から吐出された圧油は、吐出ライン３、圧力補償弁６，１６、流量制御弁８，１８を介してそれぞれのアクチュエータ２２，１０６に供給される。流量制御弁８，１８は、それぞれのアクチュエータ２２，１０６の圧力ポートにポンプ吐出ライン３側とタンク２側とを切り替えて圧油の給排をすることにより、アクチュエータ２２，１０６の動作速度と動作方向を制御する。
【００２８】
圧力補償弁６，１６は、それぞれ、流量制御弁８，１８の上流に設置された前置きタイプであり、圧力補償弁６は１対の対向する制御圧力室６ａ，６ｂ及び１対の対抗する補助制御圧力室６ｃ，６ｄを有し、制御圧力室６ａ，６ｂに流量制御弁８の上流側及び下流側の圧力をそれぞれ導き、流量制御弁８の前後差圧を閉弁方向に作用させるとともに、補助制御圧力室６ｃ，６ｄに油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓとアクチュエータ１０６，２２の負荷圧のうちの高圧側の圧力（以下、最高負荷圧という）ＰＬＳとをそれぞれ導き、油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓと最高負荷圧ＰＬＳｍａｘとの差圧ΔＰＬＳを開弁方向に作用させ、これにより差圧ΔＰＬＳを目標補償差圧として流量制御弁８の前後差圧を制御するようにしている。圧力補償弁１６も同様に構成されている。
【００２９】
このように圧力補償弁６，１６が同じ差圧ΔＰＬＳを目標差圧としてそれぞれの流量制御弁８，１８の前後差圧を制御することにより、流量制御弁８，１８の前後差圧は差圧ΔＰＬＳに統一して制御され、結果としてそれぞれの流量制御弁８，１８の開口面積（開度）の比で油圧ポンプ１の吐出する圧油が分流される。
【００３０】
また、油圧ポンプ１は１回転あたりの吐出量（容量）を斜板２８の傾転角を変化することにより調整可能な斜板ポンプであり、斜板２８の傾転角はサーボピストン３０の動作により調整される。サーボピストン３０は、圧油を給排することにより動作させることが可能であり、サーボピストン３０内の圧力は、傾転制御弁３２により制御されている。
【００３１】
傾転制御弁３２は、油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓとアクチュエータ１０６，２２の最高負荷圧ＰＬＳｍａｘとの差圧ΔＰＬＳを目標差圧ΔＰＬＳｒｅｆに維持するように制御するロードセンシング制御弁であり、目標差圧ΔＰＬＳｒｅｆはバネ３２ａにより設定される。また、スプール３２ｂと、制御圧力室３２ｃ，３２ｄとを有し、吐出ライン３からの圧力（油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓ）を制御圧力室３２ｃに導き、アクチュエータ１０６，２２の最高負荷圧ＰＬＳｍａｘを制御圧力室３２ｄに導き、それらの差圧ΔＰＬＳによって動作する。
【００３２】
すなわち、傾転制御弁３２は吐出ライン３からの圧力（油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓ）を元圧として入力し、目標差圧ΔＰＬＳｒｅｆに比べ差圧ΔＰＬＳが低い場合は、制御圧力室３２ｃ，３２ｄによりスプール３２ｂが図示左方に移動し、サーボピストン３０内の圧力をタンク２に開放する。このため、サーボピストン３０は図示右方に移動し、斜板２８の傾転角を増加させ、油圧ポンプ１の吐出量を増加する。その結果、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓが上昇し、差圧ΔＰＬＳが上昇する。逆に、逆に目標差圧ΔＰＬＳｒｅｆに対し差圧ΔＰＬＳが高い場合は、制御圧力室３２ｃ，３２ｄによりスプール３２ｂが図示右方に移動し、油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓをサーボピストン３０に導く。このため、サーボピストン３０は図示左方に移動し、斜板２８の傾転角を減少させ、油圧ポンプ１の吐出量を減少する。その結果、油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓが低下し、差圧ΔＰＬＳが低下する。結果として、差圧ΔＰＬＳは目標差圧ΔＰＬＳｒｅｆに維持される。
【００３３】
ここで、流量制御弁８，１８の前後差圧は圧力補償弁６，１６により同じ差圧ΔＰＬＳになるように制御されているので、上記のように差圧ΔＰＬＳが目標差圧ΔＰＬＳｒｅｆに維持されることは、結果として流量制御弁８，１８の前後差圧が目標差圧ΔＰＬＳｒｅｆに維持されることになる。
【００３４】
また、流量制御弁８，１８は、それぞれ、アクチュエータ１０６，２２の駆動時にそれらの負荷圧を取り出す負荷ポート２３，５５を有し、これら負荷ポート２３，５５から取り出された負荷圧がそれぞれ流量制御弁８，１８の上流側の圧力として圧力補償弁６，１６に与えられる。また、これら負荷ポート２３，５５から取り出された負荷圧のうちの高圧側がシャトル弁３７を介して信号ライン３８に検出され、この圧力が最高負荷圧ＰＬＳｍａｘとして圧力補償弁６，１６及び傾転制御弁３２に与えられる。
【００３５】
アクチュエータ１０６は油圧ショベル１０１の旋回モータであり、アクチュエータ２２は油圧ショベル１０１の他のアクチュエータである。
【００３６】
図２に油圧ショベル１０１の外観を示す。油圧ショベル１０１は下部走行体１０２及び上部旋回体１０３と、上部旋回体１０３の前部に上下方向に回動自在に設けられた作業フロント１０４を有し、作業フロント１０４はブーム１０４ａ、アーム１０４ｂ及びバケット１０４ｃで構成されている。上部旋回体１０３は図１に示す旋回モータ１０６により下部走行体１０２上を旋回可能であり、作業フロント１０４のブーム１０４ａ、アーム１０４ｂ及びバケット１０４ｃはそれぞれ油圧シリンダ２２ａ，２２ｂ，２２ｃにより上下方向に回動可能である。図１に示すアクチュエータ２２は、油圧シリンダ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの１つを代表するものである。
【００３７】
従来は、圧力補償弁６，１６は流量制御弁８，１８の前後差圧を全て等しく制御するように構成され、アクチュエータ２２，１０６の負荷状況により、個々の流量制御弁８，１８で異なった補償前後差圧を設定することができない。
【００３８】
これに対し、本発明では、図１に示すように圧力補償弁６の開き方向に圧力を負荷する補助制御圧力室６ｃにポンプ吐出管路３からの圧力を導く圧力ライン４０の途中に減圧弁装置１０７を設け、圧力補償弁６の目標補償差圧を調整可能にしている。
【００３９】
また、減圧弁装置１０７にソレノイド１０８を設け、このソレノイド１０８を油圧ショベル１０１の作業フロント１０４の旋回姿勢と連動させることにより、旋回姿勢によって減圧弁装置１０７の減圧機能を有効・無効に切り換えることが可能になっている。
【００４０】
すなわち、ブーム１０４ａの角度を検出する角度センサ１１５と、角度センサ１１５からの信号を入力するコントローラ１１６とが設けられ、コントローラ１１６からソレノイド１０８に指令信号が出力される。コントローラ１０８では、図３に示すようにブーム角度θが設定角度θ０より小さいときはソレノイド１０８への励磁信号をＯＮ（有効）にし、減圧弁装置１０７の減圧機能を無効にし、ブーム角度θが設定角度θ０以上になるとソレノイド１０８への励磁信号をＯＦＦ（無効）にし、減圧弁装置１０７の減圧機能を有効にするように制御演算を行っている。ここで、ブーム角度θは図２に示すように水平方向に対するブーム１０４ａの角度として求める。
【００４１】
減圧弁装置１０７の詳細を説明する。
【００４２】
図１において、減圧弁装置１０７は、圧力ライン４０の圧油の流れを全く遮らない位置Ａと、圧力ライン４０の圧油の流れを絞り１０７ａにより制限しかつ圧力ライン４０から絞り１０７ｂを介してタンク２へ圧力ライン４０内の圧油の一部を放出する位置Ｂとを有している。これら２つの位置Ａ，Ｂはスプール１０７ｃの移動により連続的に切り換わり、その切換は上記のソレノイド１０８と、スプール１０７ｃに作用する３つの制御圧力室１０９，１１０，１１１に負荷される圧力とで制御される。制御圧力室１０９，１１０は位置Ａ側に切り換える方向に圧力を作用させるように設けられ、制御圧力室１１１は位置Ｂ側に切り換える方向に圧力を作用させるように設けられ、制御圧力室１０９には圧力ライン１１２を介して油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｓが導かれ、制御圧力室１１０には圧力ライン１１３を介して最高負荷圧ＰＬＳｍａｘが導かれ、制御圧力室１１１には圧力ライン１１４を介して減圧弁装置１０７の下流の圧力Ｐ１が導かれている。
【００４３】
ソレノイド１０８が励磁されていない場合、制御圧力室１０９，１１０，１１１の受圧面積をｓ１，ｓ２，ｓ３とすると、スプール１０７ｃの動きが静止する点で、制御圧力室１０９，１１０，１１１に導かれている圧力Ｐｓ，ＰＬＳｍａｘ，Ｐ１が釣り合っていることから、以下の式で３つの圧力は関係ずけられる。
【００４４】
ｓ３・Ｐ１＝ｓ１・ＰＬＳｍａｘ＋ｓ２・Ｐｓ                    …（１）
Ｐ１＝（ｓ１／ｓ３）・ＰＬＳｍａｘ＋（ｓ２／ｓ３）・Ｐｓ      …（２）
また、圧力補償弁６の補助制御圧力室６ｃ，６ｄにより設定される目標補償差圧△Ｐｃは以下の式で与えられている。
【００４５】
△Ｐｃ＝Ｐ１−ＰＬＳｍａｘ                                    …（３）
今、減圧弁装置１０７の制御圧力室１０９，１１０，１１１の受圧面積の比を以下の式（４）のように設定すると、圧力補償弁６の目標補償差圧△Ｐｃは式（５）のようになる。
【００４６】
ｓ１／ｓ３＋ｓ２／ｓ３＝１                                …（４）
△Ｐｃ＝（ｓ２／ｓ３）・（Ｐｓ−ＰＬＳｍａｘ）                  …（５）
式（４）において、ｓ１，ｓ２，ｓ３は面積であるからｓ１／ｓ３≦１かつｓ２／ｓ３≦１である。式（５）のように減圧弁装置１０７によって圧力補償弁６の目標補償差圧△Ｐｃを他の流量制御弁１８の圧力補償弁１６の目標補償差圧のｓ２／ｓ３倍に設定することが可能になる。
【００４７】
流量制御弁８，１８を通過する圧油の流量は前後差圧と開度に依存するため、流量制御弁の前後差圧が低く設定されると、同じ開度でもある程度制限された流量しか流れない。この面積ｓ１，ｓ２，ｓ３を調整することにより、減圧弁装置１０７の機能が有効な場合の圧力補償弁６の目標補償差圧を他の圧力補償弁１６より自由に低く設定することが可能になる。
【００４８】
図４にこの関係を示す。流量制御弁８の開度に対して、流量制御弁８を通過する流量は圧力補償弁６により比例関係が保持される。この場合、比例直線の傾きは圧力補償弁６の目標補償差圧に依存して決定される。減圧弁装置１０７によって目標補償差圧が低く設定されると、直線の傾きが小さくなり、同じ開度でも通過流量が異なってくる。すなわち、開度を最大にしたときの最大通過流量はＱｍａｘからＱｍａｘ′へと低下する。また、比例直線の傾きは小さくなっても流量制御弁の有効開度の範囲は変わらず、流量制御弁の有効開度に対応する操作レバー（図示せず）の有効ストロークの範囲は変わらないので、微操作性が向上する。
【００４９】
また、ソレノイド１０８を励磁すると、減圧弁装置１０７のスプール１０７ｃは制御圧力室１０９，１１０，１１１に導かれた圧力Ｐｓ，ＰＬＳｍａｘ，Ｐ１のつり合いに係わらず、強制的に位置Ａに固定される。このソレノイド１０８により、弁装置１０７の減圧機能を有効・無効にすることが可能となる。
【００５０】
以上のように構成した本実施形態においては、図５の姿勢２で示すように、作業フロント１０４をたたみ込む狭所での小旋回姿勢にしたときには、水平方向に対するブーム角度θが大きくなるため、これをブーム角度センサ１１５により検出し、コントローラ１１６の制御処理により減圧弁装置１０７の減圧機能を有効にし、圧力補償弁６の目標補償差圧を低く設定変更する。これにより、旋回モータ１０６の流量制御弁８の開度、つまり操作レバーのレバーストロークに対する旋回速度は制限されるとともに、操作レバーの有効ストロークの範囲は変わらないので、旋回速度の微調整が可能となり、微操作性が向上する。
【００５１】
また、姿勢２の小旋回姿勢では、姿勢１に比べ作業フロント１０４の旋回半径が小さいので、上部旋回体１０３の慣性モーメントが小さくなり、旋回トルクの反動が大きくなる。旋回トルクは旋回時に発生する旋回角加速度に比例し、この旋回加速度は、流量制御弁８の開度の変化速度に依存する。
【００５２】
本実施形態では、通常のレバー操作速度で操作した場合でも、上記のように図３に示す比例直線の傾きが小さく、開度に対する通過流量の変化率が小さいため、旋回速度の変化率が低くなっている。このため、旋回時の反動が小さく、ジャーキングの発生を抑制することが可能となる。
【００５３】
上記実施形態では、コントローラ１１６でブーム角度θからソレノイド１０８の励磁信号を求めるとき、設定角度θ０の前後でステップ的に励磁信号をＯＮ・ＯＦＦさせたが、コントローラ１１６での制御演算はこれに限られない。例えば、図６に示すように、励磁信号をＯＦＦ（無効）に切り換える設定角度θ０１より小さいある角度θ０２より連続的に減少するように設定してもよい。この場合は、図７に示すように比例直線の傾きをブーム角度θに応じて可変にでき、ブーム角度がθ０１以上になるよう操作されても減圧弁装置１０７の減圧機能が急峻に切り換わることなく、切り換え時の衝撃うを緩和することが可能になる。また、ブーム角度θがθ０１とθ０２の範囲でブーム角度に応じた比例直線の傾き（最大流量及び開度に対する流量変化率）が設定されるので、小旋回姿勢でのブーム角度（慣性モーメント）に応じてきめの細かい旋回トルクの制御が可能となり、ジャーキングの発生を一層効果的に抑制することが可能となる。
【００５４】
本発明の第２の実施形態を図８〜図１２により説明する。図中、図１に示すものと同等の部材には同じ符号を付している。本実施形態は、アクチュエータと流量制御弁が３つ以上ある場合の実際の回路構成と弁構造を示すものである。
【００５５】
図８において、本実施形態の油圧駆動装置１００Ａは複数のアクチュエータ１０６，２２ａ〜２２ｄを備え、アクチュエータ１０６は第１の実施形態と同様旋回モータであり、アクチュエータ２２ａ〜２２ｃは、図２に示したブームシリンダ、アームシリンダ及びバケットシリンダであり、アクチュエータ２２ｄ例えば図２に示すブレード１０２ａを駆動する油圧シリンダ（図示せず）である。
【００５６】
また、これらアクチュエータ１０６，２２ａ〜２２ｄに対して、流量制御弁８，１８ａ〜１８ｄ及び圧力補償弁６，１６ａ〜１６ｄを備えた制御弁ユニット１１９が設けられている。この制御弁ユニット１１９は、流量制御弁８，１８ａ〜１８ｄ及び圧力補償弁６，１６ａ〜１６ｄのそれぞれの１組の流量制御弁と圧力補償弁を１つのセクション（単位装置）とし、これらセクションを連ねた多連弁構造であり、図９に示すような流量制御弁８と圧力補償弁６のセクション１２０と、このセクション１２０と同様な流量制御弁１８ａと圧力補償弁１６ａのセクション１２０ａ、流量制御弁１８ｂと圧力補償弁１６ｂのセクション１２０ｂ、流量制御弁１８ｃと圧力補償弁１６ｃのセクション１２０ｃ、流量制御弁１８ｄと圧力補償弁１６ｄのセクション１２０ｄとを有している。また、図１０に示すような減圧弁装置１０７のみのセクション１２１が設けられている。
【００５７】
図１１にセクション１２０，１２０ａ〜１２０ｄ及びセクション１２１の配列関係を示す。図１２は、比較例として、減圧弁装置１０７のセクション１２１のない場合の同様な配列関係を示すものである。
【００５８】
図１１において、制御弁ユニット１１９の本体ブロック１１９ａには、油圧ポンプ１の吐出管路４につながる共通の圧力ライン４及び４ａと、最高負荷圧ＰＬＳｍａｘを抽出するシャトル弁３７，３７ａ〜３７ｃをつなぐ信号ライン３６ａ〜３６ｃと、抽出された最高負荷圧ＰＬＳｍａｘを供給する共通の信号ライン３８と、タンク２につながる共通のタンクライン２ａとが形成され、これら各ラインは流量制御弁８，１８ａ〜１８ｄの各スプールに直行する方向に本体ブロック１１９ａのほぼ全長を貫通し、流量制御弁８，１８ａ〜１８ｄ及び圧力補償弁６，１６ａ〜１６ｄの関連する部位につながっている。
【００５９】
ここで、減圧弁装置１０７のセクションの無い場合の図１２の構成では、セクション１２０，１２０ａ〜１２０ｄの圧力補償弁１６ａ〜１６ｄの目標補償差圧を設定するための補助制御圧力室には、共通の圧力ライン４ａによりポンプ吐出圧Ｐｓが導かれ、かつ共通の信号ライン３８により最高負荷圧ＰＬＳｍａｘが導かれている。このことは、本発明の制御弁ユニットを示す図１１の構成でも、後述する点を除いて基本的に同じであり、このように貫通した共通のラインから圧力Ｐｓ，ＰＬＳｍａｘを供給することにより制御弁ユニットの内部構造の簡素化が図れる。
【００６０】
また、図９に示すように、セクション１２０の圧力補償弁６の周囲にはフィーダ通路７、ロードチェック弁９、アクチュエータライン１０，１１等があり、セクション１２０に減圧弁装置１０７を組み込むことはスペース上非常に難しい。
【００６１】
そこで、本発明では図１０に示すような減圧弁装置１０７のみのセクション１２１を設けている。また、図１１に示すように、旋回モータ１０６用のセクション１２０を他のセクション１２０ａ〜１２０ｄに対し共通の圧力ライン４ａ及び信号ライン３８の一端側に配置し、更にその外側に減圧弁装置１０７のセクション１２１を付加し、他の圧力補償弁１６ａ〜１６ｄの設定された目標補償差圧を変更することなく旋回姿勢に対応して旋回操作用の目標補償差圧のみを変更できるようにしている。この場合、他の圧力補償弁１６ａ〜１６ｄにポンプ吐出圧を供給する圧力ライン４ａは旋回モータに関するセクション１２０の手前でプラグ１２２により閉じ、圧力補償弁６の補助制御圧力室６ｃには減圧弁装置１０７のセクション１２１から圧力ライン４０ａにより制御圧力Ｐ１が供給される。
【００６２】
このように、圧力補償弁１６の目標補償差圧を変更するセクション１２０を共通の圧力ライン４ａ及び信号ライン３８の一端側に配置し、更にその外側に減圧弁装置１０７のセクション１２１を付加することにより、セクション１２０の内部構造を複雑化することなく、圧力補償弁１６の目標補償差圧を変更することができる。また、減圧弁装置１０７のセクション１２１を既存の制御弁ユニットに付加する場合にも、大きな構造変更を要しない。
【００６３】
なお、以上は本発明の実施形態であり、これらは本発明の精神の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、圧力補償弁を２つの補助制御圧力室を有する構成とし、圧力補償弁の目標補償差圧の変更を純油圧的に行ったっが、１つの補助制御圧力室を設け、この補助制御圧力室にポンプ吐出圧と差圧に相当する油圧信号を導くと共に、この油圧信号を電磁比例減圧弁で減圧することにより、電気的な制御を組み込んでも良い。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、旋回時における加速反力を低減し、ジャーキングを防止することができるとともに、旋回微操作性が向上する。
【００６５】
また、本発明によれば、旋回モータに係わる流量制御弁と圧力補償弁の単位装置を複雑にすること無く、かつ既存の制御弁ユニットに大きな変更を加えること無く、合理的な構造で目標補償差圧の変更が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図２】油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】コントローラの処理内容を示す機能ブロック図である。
【図４】圧力補償弁の目標補償差圧を減圧弁装置により小さく設定した場合の流量制御弁の弁開度と流量との関係を示す図である。
【図５】油圧ショベルの作業フロントを伸ばした姿勢１と作業フロントをたたみ込んだ旋回姿勢２とを示す図である。
【図６】コントローラの他の処理内容を示す機能ブロック図である。
【図７】圧力補償弁の目標補償差圧を減圧弁装置により小さく設定した場合の流量制御弁の弁開度と流量との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による油圧駆動装置を示す回路図である。
【図９】制御弁ユニットの旋回モータ用のセクションを示す図である。
【図１０】制御弁ユニットの減圧弁装置のセクションを示す図である。
【図１１】制御弁ユニットの各セクションの配列関係を示す図である。
【図１２】減圧弁装置のセクションがない場合の制御弁ユニットの各セクションの配列関係を示す図である。
【符号の説明】
１  可変容量型の油圧ポンプ
６，１６  圧力補償弁
６ａ，６ｂ  制御圧力室
６ｃ，６ｄ  補助制御圧力室
８，１８  流量制御弁
１００  油圧駆動装置
１０１  油圧ショベル
１０２  下部走行体
１０３  上部旋回体
１０４  作業フロント
１０６  旋回モータ
１０７  減圧弁装置
１０８  ソレノイド
１０９〜１１１  制御圧力室
１１５  角度センサ
１１６  コントローラ
１１９  制御弁ユニット
１２１  制御弁装置のセクション（単位装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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