(57)【要約】【課題】旋回モータと他のアクチュエータの同時操作時にサチュレーション状態が生じても旋回モータに優先的に圧油を供給して旋回の速度変化を抑え、旋回単独操作においても旋回起動時のショックを抑え、良好な操作性を実現する。【解決手段】旋回制御弁６ａを、旋回の指令パイロット圧に応じて開口面積を変化させ流量制御弁３９と、流量制御弁３９の下流側に配置され、旋回の指令パイロット圧に応じて操作され、旋回モータ３ａに供給される圧油の流量と方向を制御するオープンセンタ型の流量・方向制御弁４０とで構成し、圧力補償弁７ａにエンジン回転数検出弁１３の出力圧を導いて目標補償差圧を設定し、他の圧力補償弁７ｂ，７ｃ…にはポンプ吐出圧と最高負荷圧との差圧により設定する。最高負荷圧を検出するシャトル弁９ａ…は旋回モータ３ａの負荷圧として流量制御弁３９と流量・方向制御弁４０との間の圧力を検出する。【選択図】  図１
2012002289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンにより駆動される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旋回モータを含む複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記旋回モータに供給される圧油の流量と方向を制御する旋回制御弁と、前記油圧ポンプから前記旋回モータ以外のアクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御するクローズドセンタ型の複数の流量・方向制御弁と、前記旋回制御弁及び前記複数の流量・方向制御弁を操作して対応するアクチュエータを動作させるための指令信号を生成する複数の操作装置と、前記旋回制御弁及び前記複数の流量・方向制御弁の上流側に配置された複数の圧力補償弁と、前記複数のアクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出手段と、前記油圧ポンプの吐出圧が、前記最高負荷圧検出手段により検出された最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようロードセンシング制御するポンプ制御手段と、前記エンジンの回転数が低下するにしたがって低下するよう前記エンジンの回転数に依存する圧力を出力するエンジン回転数検出部とを備え、このエンジン回転数検出部の出力圧を前記ポンプ制御手段に導き、前記ロードセンシング制御の目標差圧を前記エンジンの回転数に依存する可変値として設定した油圧駆動装置において、
前記旋回制御弁は、前記旋回モータに係わる操作装置の指令信号に応じて開口面積を変化させ、通過流量を制御する流量制御弁と、この流量制御弁の下流側に配置され、前記旋回モータに係わる操作装置の指令信号に応じて前記旋回モータに供給される圧油の方向を制御するとともに、前記流量制御弁により制御された圧油の流量を更に制御して前記旋回モータに供給するオープンセンタ型の流量・方向制御弁とを有し、
前記最高負荷圧検出手段は、前記旋回モータの負荷圧として、前記流量制御弁と前記オープンセンタ型の流量・方向制御弁との間の圧力を検出するよう構成され、
前記複数の圧力補償弁は、前記旋回モータ以外のアクチュエータに係わる前記複数の流量・方向制御弁の上流側に配置され、前記油圧ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧によりそれぞれの目標補償差圧を設定して、対応する流量・方向制御弁の前後差圧が前記油圧ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧に等しくなるように制御する複数の第１圧力補償弁と、前記旋回制御弁の流量制御弁の上流側に配置され、前記エンジン回転数検出部の出力圧により目標補償差圧を設定して、前記流量制御弁の前後差圧が前記エンジン回転数検出部の出力圧に等しくなるように制御する第２圧力補償弁とを有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記第２圧力補償弁は、前記旋回モータの負荷圧が高くなるにしたがって前記旋回制御弁の流量制御弁の前後差圧を小さくして通過流量を減少させる負荷依存特性を有していることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの最少吐出流量が前記旋回制御弁の流量制御弁の最大開口面積に対応した最大流量より少なくならないよう、前記油圧ポンプの最小傾転を設定したことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧ショベル等の建設機械に用いられる油圧駆動装置に係り、特に油圧ポンプの吐出圧が複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようにロードセンシング制御を行う油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の油圧駆動装置として、例えば特許文献１に記載のものがある。この特許文献１に記載の油圧駆動装置においては、旋回以外のアクチュエータに係わる圧力補償弁の目標補償差圧として、油圧ポンプの吐出圧と最高負荷圧との差圧を導き、旋回に係わる圧力補償弁の目標補償差圧として、エンジン回転数検出回路からの出力圧を導くことにより、旋回モータと他のアクチュエータとの複合操作時において、油圧ポンプの吐出流量が同時操作される旋回モータと他のアクチュエータの要求流量に対して不足するサチュレーション状態が生じても、旋回モータに優先的に圧油を供給して、その速度変化を抑えることができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９０７０４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載のロードセンシング制御を行う油圧駆動装置においては、旋回モータと他のアクチュエータとの同時操作時に、ポンプ吐出流量のサチュレーション状態が生じても、旋回モータに優先的に圧油を供給して、旋回モータの速度変化を抑えることができる。しかし、旋回モータの単独操作においては、旋回モータが回転駆動する旋回体が慣性体であるために、その動き始め（旋回起動時）に旋回モータの負荷圧が急激に上昇する。このため油圧ポンプの吐出圧と最高負荷圧（旋回モータの負荷圧）との差圧が小さくなり、油圧ポンプの傾転角が流量を増加させる方向に急激に切り換わり、油圧ポンプから圧油が急激に旋回モータへ流入し、旋回起動時のショックが大きいという問題があった。
【０００５】
例えば、掘削・積込作業などで、バケットに掘削土や液状コンクリートなどを入れた状態で旋回起動した場合に、上記のようにショックが生じると、積荷の掘削土や液状コンクリートが荷こぼれしてしまうことがあった。
【０００６】
本発明の目的は、旋回モータと他のアクチュエータの同時操作時には、油圧ポンプの吐出流量のサチュレーション状態が生じても、旋回モータに優先的に圧油を供給して旋回の速度変化を抑えることができるとともに、旋回モータの単独操作においては、旋回起動時のショックを抑え、良好な操作性を実現することができる建設機械の油圧駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動される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旋回モータを含む複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記旋回モータに供給される圧油の流量と方向を制御する旋回制御弁と、前記油圧ポンプから前記旋回モータ以外のアクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御するクローズドセンタ型の複数の流量・方向制御弁と、前記旋回制御弁及び前記複数の流量・方向制御弁を操作して対応するアクチュエータを動作させるための指令信号を生成する複数の操作装置と、前記旋回制御弁及び前記複数の流量・方向制御弁の上流側に配置された複数の圧力補償弁と、前記複数のアクチュエータの負荷圧のうちの最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出手段と、前記油圧ポンプの吐出圧が、前記最高負荷圧検出手段により検出された最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようロードセンシング制御するポンプ制御手段と、前記エンジンの回転数が低下するにしたがって低下するよう前記エンジンの回転数に依存する圧力を出力するエンジン回転数検出部とを備え、このエンジン回転数検出部の出力圧を前記ポンプ制御手段に導き、前記ロードセンシング制御の目標差圧を前記エンジンの回転数に依存する可変値として設定した油圧駆動装置において、前記旋回制御弁は、前記旋回モータに係わる操作装置の指令信号に応じて開口面積を変化させ、通過流量を制御する流量制御弁と、この流量制御弁の下流側に配置され、前記旋回モータに係わる操作装置の指令信号に応じて前記旋回モータに供給される圧油の方向を制御するとともに、前記流量制御弁により制御された圧油の流量を更に制御して前記旋回モータに供給するオープンセンタ型の流量・方向制御弁とを有し、前記最高負荷圧検出手段は、前記旋回モータの負荷圧として、前記流量制御弁と前記オープンセンタ型の流量・方向制御弁との間の圧力を検出するよう構成され、前記複数の圧力補償弁は、前記旋回モータ以外のアクチュエータに係わる前記複数の流量・方向制御弁の上流側に配置され、前記油圧ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧によりそれぞれの目標補償差圧を設定して、対応する流量・方向制御弁の前後差圧が前記油圧ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧に等しくなるように制御する複数の第１圧力補償弁と、前記旋回制御弁の流量制御弁の上流側に配置され、前記エンジン回転数検出部の出力圧により目標補償差圧を設定して、前記流量制御弁の前後差圧が前記エンジン回転数検出部の出力圧に等しくなるように制御する第２圧力補償弁とを有するものとする。
【０００８】
このように旋回制御弁を流量制御弁とオープンセンタ型の流量・方向制御弁とで構成し、流量制御弁とオープンセンタ型の流量・方向制御弁との間の圧力を旋回モータの負荷圧として検出することにより、旋回モータを操作したとき、流量制御弁とオープンセンタ型の流量・方向制御弁との間の圧力が旋回モータの負荷圧として検出され、ロードセンシング制御により油圧ポンプの吐出流量を増加させることができる。
【０００９】
また、旋回制御弁を流量制御弁とオープンセンタ型の流量・方向制御弁とで構成するとともに、旋回モータに係わる第１圧力補償弁により流量制御弁の前後差圧がエンジン回転数検出部の出力圧に等しくなるように制御することにより、旋回モータと他のアクチュエータとの同時操作時に、その他のアクチュエータの挙動や油圧ポンプのサチュレーション状態によらず、流量制御弁の前後差圧が一定に制御されることで、旋回モータにはある一定の流量が優先的に供給され（優先性が維持され）、旋回の速度変化を抑えることができる。
【００１０】
更に、旋回モータを単独で操作する旋回起動時において、旋回モータの負荷圧が一時的に高くなり、ロードセンシング制御によって油圧ポンプの吐出流量が増加する場合であっても、流量制御弁の下流に配置したオープンセンタ型の流量・方向制御弁によって、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁の場合と同様、圧油の一部をタンクに逃がしながら旋回モータへの圧油の流量を制御する、いわゆるブリードオフ制御を行うことができるので、急激な流量増加による起動時のショックを抑え、良好な操作性を実現することができる。
【００１１】
（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記第２圧力補償弁は、前記旋回モータの負荷圧が高くなるにしたがって前記旋回制御弁の流量制御弁の前後差圧を小さくして通過流量を減少させる負荷依存特性を有している。
【００１２】
これにより旋回起動時において、旋回モータの負荷圧が一時的に高くなると、旋回モータへの供給流量が減少するため、旋回モータで消費される馬力を減少することができるとともに、旋回・ブーム上げ等の同時操作時にサチュレーション状態が生じても、その分、他のアクチュエータで使える流量が増加し、ブーム上げ量を確保できるなど良好な複合操作性を実現することができる。
【００１３】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの最少吐出流量が前記旋回制御弁の流量制御弁の最大開口面積に対応した最大流量より少なくならないよう、前記油圧ポンプの最小傾転を設定する。
【００１４】
これにより旋回モータの操作時において、油圧ポンプのロードセンシング制御と圧力補償弁の制御との干渉によるシステムの不安定性を解消し、旋回操作性を更に良好なものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ロードセンシング制御を行う油圧駆動装置において、旋回モータと他のアクチュエータの同時操作時に、油圧ポンプの吐出流量のサチュレーション状態が生じても、旋回モータに優先的に圧油が供給されて旋回モータの高い優先性が維持され、旋回の速度変化を抑え、良好な複合操作性を得ることができる。
【００１６】
また、旋回モータを単独操作した場合は、旋回起動時に旋回モータの負荷圧が一時的に高くなり、ロードセンシング制御によって油圧ポンプの吐出流量が増加する場合であっても、流量制御弁の下流に配置したオープンセンタ型の流量・方向制御弁によって、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁の場合と同様、圧油の一部をタンクに逃がしながら旋回モータへの圧油の流量を制御する、いわゆるブリードオフ制御を行うことができるので、急激な流量増加による起動時のショックを抑え、滑らかな旋回操作性を実現することができる。
【００１７】
また、旋回モータに係わる圧力補償弁に負荷依存特性を持たせたため、旋回起動時における旋回モータの負荷圧上昇時に、旋回モータへの供給流量が減少し、旋回モータで消費される馬力を減少することができるとともに、旋回・ブーム上げ等の同時操作時にサチュレーション状態が生じても、その分、他のアクチュエータで使える流量が増加し、ブーム上げ量を確保できるなど良好な複合操作性を実現することができる。
【００１８】
更に、油圧ポンプの最少吐出流量が流量制御弁の最大開口面積に対応した最大流量より小さくならないように、油圧ポンプの最小傾転を設定したため、油圧ポンプのロードセンシング制御と圧力補償弁の制御との干渉によるシステムの不安定性を解消し、旋回操作性を更に良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における建設機械の油圧駆動装置のシステム構成を示す図である。
【図２】旋回制御弁を構成する流量制御弁の流量特性を示す図である。
【図３】旋回用制御弁を構成するオープンセンタ型の流量・方向制御弁のブリードオフ絞りとメータイン絞りとメータアウト絞りのそれぞれの開口面積特性を、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁の開口面積特性と比較して示す図である。
【図４】メインポンプの傾転角制御部によるメインポンプのＰＱ特性図である。
【図５】本発明の油圧駆動装置が搭載される油圧ショベルの外観を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態における建設機械の油圧駆動装置のシステム構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
＜第１の実施の形態＞
〜構成〜
図１に本発明の第１の実施の形態である油圧駆動装置のシステム構成を示す。本実施の形態は、本発明をフロントスイング式の油圧ショベルの油圧駆動装置に適用した場合のものである。
【００２１】
図１において、本実施の形態に係わる油圧駆動装置は、エンジン１と、このエンジン１により駆動されるメインポンプとしての可変容量型の油圧ポンプ２及び固定容量型のパイロットポンプ３０と、メインポンプ２から吐出された圧油により駆動される旋回モータ３ａを含む複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…と、メインポンプ２の供給油路５に接続されたアクチュエータ（旋回モータ）３ａに対応する油路８ａに接続され、メインポンプ２からアクチュエータ３ａに供給される圧油の流量と方向をそれぞれ制御する旋回制御弁６ａと、メインポンプ２の供給油路５に接続された旋回モータ３ａ以外のアクチュエータ３ｂ，３ｃ…に対応する油路８ｂ，８ｃ…に接続され、メインポンプ２からアクチュエータ３ｂ，３ｃ…に供給される圧油の流量と方向をそれぞれ制御するクローズドセンタ型の複数の流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…と、旋回制御弁６ａの上流側において油路８ａに接続され、旋回制御弁６ａの絞り部（後述）の前後差圧を制御する圧力補償弁７ａ（第２圧力補償弁）と、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…の上流側において油路８ｂ，８ｃ…に接続され、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…の絞り部の前後差圧を制御する圧力補償弁７ｂ，７ｃ…（第１圧力補償弁）と、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧のうちの最高圧力を選択して出力するシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…（最高負荷圧検出手段）と、メインポンプ２の吐出圧と前記最高負荷圧との差圧を絶対圧として油路１２ｄに出力する差圧減圧弁１１と、メインポンプ２の供給油路５に接続され、メインポンプ２の最高吐出圧（最高回路圧力）を制限するためのメインリリーフ弁１４と、メインポンプ２の供給油路５に接続され、メインポンプ２の吐出圧と前記最高負荷圧との差圧がバネ１５ａで設定されるある一定値を越えたときにメインポンプ２の吐出油をタンクに戻し、メインポンプ２の圧力上昇を制限するアンロード弁１５と、パイロットポンプ３０の供給油路３１ａに接続され、パイロットポンプ３０の吐出流量に応じた圧力を出力するエンジン回転数検出弁１３と、このエンジン回転数検出弁１３の下流側のパイロット油路３１ｃに接続され、パイロット油路３１ｃの圧力を一定に保つパイロットリリーフ弁３２と、ゲートロックレバー２４によって操作され、下流側のパイロット圧供給油路３１ｂをパイロット油路３１ｃ及びタンクの一方に選択的に連通させるゲートロック弁１００と、旋回制御弁６ａ及び流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…を操作して対応するアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…を動作させるための指令パイロット圧（指令信号）を生成するリモコン弁を内蔵した操作レバー装置１２２，１２３（操作レバー装置１２３は図５参照）とを備えている。
【００２２】
アクチュエータ３ａは油圧ショベルの旋回モータであり、アクチュエータ３ｂ，３ｃはそれぞれ油圧ショベルのブームシリンダ及びアームシリンダであり、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃはそれぞれ例えばブーム用、アーム用である。図示の都合上、バケットシリンダ、ブームスイングシリンダ、走行モータ等の他のアクチュエータ及びこれらアクチュエータに係わる流量・方向制御弁等の回路要素は省略して示している。
【００２３】
旋回制御弁６ａ以外の流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…は、従来のロードセンシング油圧回路のクローズドセンタ型のバルブと同じバルブである。
【００２４】
旋回制御弁６ａは、旋回モータ３ａに圧油を供給する油路８ａにおいて、圧力補償弁７ａの下流側に配置され、旋回の指令パイロット圧（後述）に応じて開口面積を変化させ、通過流量を制御する流量制御弁３９と、流量制御弁３９の下流側に配置され、旋回の指令パイロット圧（後述）に応じて旋回モータ３ａに供給される圧油の方向を制御するとともに、流量制御弁３９により制御された圧油の流量を更に制御して旋回モータ３ａに供給するオープンセンタ型の流量・方向制御弁４０とで構成されている。
【００２５】
流量制御弁３９は、可変絞り部３９ａと、閉方向作動のバネ３９ｂと、操作レバー装置１２２が生成した指令パイロット圧が導かれる開方向作動の受圧部３９ｃを有している。流量制御弁３９の流量特性については後述する。
【００２６】
オープンセンタ型の流量・方向制御弁４０は、通常のオープン回路に用いるオープンセンタ型の流量・方向制御弁と同じものであり、センタバイパス通路とメータイン通路とメータアウト通路とを有し、中立位置にあるときはセンタバイパス通路が全開して油路８ａより供給された圧油がタンクに戻され、中立位置から切り換えられるとそのストロークに応じてセンタバイパス通路が絞られ、油路８ａより供給された圧油がチェックバルブ６０を備えたフィーダ回路４４を介してメータイン通路に供給され、このメータイン通路を介して旋回モータ３ａに供給される構成となっている。ただし、流量制御弁３９と流量・方向制御弁４０との組み合わせで従来の旋回用の流量制御弁と同じ流量特性が得られるよう、流量・方向制御弁４０の開口面積特性が設定されている。流量・方向制御弁４０の開口面積特性については後述する。
【００２７】
旋回用の圧力補償弁７ａ以外の圧力補償弁７ｂ，７ｃ…（第１圧力補償弁）は、その目標補償差圧として差圧減圧弁１１の出力圧が油路１２ｄを介して導かれる開方向作動の受圧部２１ｂ，２１ｃ…と、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部２５ｂ，２６ｂ；２５ｃ，２６ｃの前後差圧を検出する受圧部２２ｂ，２３ｂ…及び２２ｃ，２３ｃ…を有し、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部２５ｂ，２６ｂ；２５ｃ，２６ｃの前後差圧が差圧減圧弁１１の出力圧（メインポンプ２の吐出圧とアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧との差圧）に等しくなるように制御する。すなわち、旋回モータ３ａ以外のアクチュエータ３ｂ，３ｃ…に対する圧力補償弁７ｂ，７ｃ…については、それぞれの目標補償差圧がメインポンプ２の吐出圧とアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧との差圧により設定されている。
【００２８】
旋回用の圧力補償弁７ａ（第２圧力補償弁）は、その目標補償差圧として後述するエンジン回転数検出弁１３の出力圧が油路１２ｅ及び油路１２ｆを介して導かれる開方向作動の受圧部２１ａと、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの前後差圧を検出する受圧部２２ａ，２３ａを有し、可変絞り部３９ａの前後差圧をエンジン回転数検出弁１３の出力圧に基づいて制御する。後述するように、エンジン回転数検出弁１３の出力圧はロードセンシング制御の目標差圧としてポンプ制御手段（傾転角制御部１７）にも導かれている。すなわち、旋回モータ３ａに係わる圧力補償弁７ａの受圧部２１ａには、エンジン回転数検出弁１３からロードセンシング制御の目標差圧としてポンプ制御手段の切換弁１７ｂに導かれた出力圧と同一の出力圧が導かれ、その出力圧により目標補償差圧が設定されている。
【００２９】
また、旋回用の圧力補償弁７ａは、流量制御弁３９の上流側の圧力を検出する受圧部２２ａの受圧面積が流量制御弁３９の下流側の圧力を検出する受圧部２３ａの受圧面積よりも大きく、その受圧面積の差分に流量制御弁３９の上流側の圧力が作用することにより生じる付勢力が、受圧部２１ａに生じる付勢力に対向して閉弁方向に作用するように構成され、これにより旋回モータ３ａの負荷圧が高くなるにしたがって流量制御弁３９の前後差圧を小さくして通過流量を減少させる特性（負荷依存特性）を持たせている。その具体的な構成は特開２０００-２２７１０３号公報に詳しい。
【００３０】
図２は、流量制御弁３９の流量特性を示す図である。横軸は指令パイロット圧であり、縦軸は圧力補償弁７ａによって制御される流量制御弁３９の通過流量である。
【００３１】
操作レバー装置１２２の操作レバーが中立位置にあり、操作レバー装置１２２が生成する指令パイロット圧がタンク圧（便宜上圧力０とする）であるときは、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａは最小の開口面積にあり、通過流量は最少Ｑ0である。なお、可変絞り部３９ａの開口面積を最少（通過流量を最少Ｑ0）とする代わりに可変絞り部３９ａを閉じ、通過流量をゼロとしてもよい。図１では、図示の便宜上、可変絞り部３９ａを閉じた状態で示している。
【００３２】
操作レバー装置１２２の操作レバーが操作され、指令パイロット圧が上昇するとき、指令パイロット圧がＰｉ0以下の範囲では可変絞り部３９ａは最小の開口面積を保ち、通過流量は最少Ｑ0のままである。すなわち、Ｐｉ0は不感帯の上限値である。指令パイロット圧がＰｉ0を超えて更に上昇すると、それに応じて可変絞り部３９ａは開口面積を増加させ、通過流量も増加する。指令パイロット圧がＰｉ1に達すると可変絞り部３９ａは開口面積が最大となり、通過流量も最大Ｑ1となる。Ｐｉ1は操作レバー装置１２２の操作レバーがフルストローク近傍まで操作されたときの指令パイロット圧である。
【００３３】
流量制御弁３９の最大流量Ｑ１は、エンジン１が最高定格回転数にあり、圧力補償弁７ａにより可変絞り部３９ａの前後差圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧に等しく制御されるときの旋回モータ３ａの最大要求流量に一致するように設定されている。
【００３４】
図３は、流量・方向制御弁４０のブリードオフ絞りとメータイン絞りとメータアウト絞りのそれぞれの開口面積特性を示す図である。図３の左側は、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁４０の開口面積特性を示し、図３の右側は本実施の形態における流量・方向制御弁４０の開口面積特性を示す。
【００３５】
操作レバー装置１２２の操作レバーが中立位置にあり、操作レバー装置１２２が生成する指令パイロット圧がタンク圧（便宜上圧力０とする）であるときは、ブリードオフ絞りの開口面積は最大Ａ1である。操作レバー装置１２２の操作レバーが操作され、指令パイロット圧が上昇するとき、指令パイロット圧が不感帯の上限Ｐｉ0まで上昇する間は、ブリードオフ絞りの開口面積は最大Ａ1からＡ2まで大きく減少する。指令パイロット圧がＰｉ0を超えて更に上昇すると、ブリードオフ絞りの開口面積はＡ2から緩やかに減少し、指令パイロット圧が最大Ｐｉ1より低いＰｉ2に達するとブリードオフ絞りの開口面積は０（全閉）となる。
【００３６】
メータイン絞りの開口面積及びメータアウト絞りの開口面積の変化は通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁とほぼ同じであり、指令パイロット圧が上昇し、Ｐｉ0よりも高いＰｉ3を超えると、指令パイロット圧の上昇に応じてメータイン絞りの開口面積及びメータアウト絞りの開口面積は増加し、指令パイロット圧が最大Ｐｉ1に達すると、メータイン絞りの開口面積及びメータアウト絞りの開口面積はそれぞれ最大となる。また、指令パイロット圧がブリードオフ絞りの開口面積が０となるＰｉ2付近を越えると、メータイン絞りの開口面積の変化割合は増加し、最大開口面積へと大きく増加する。
【００３７】
指令パイロット圧が不感帯の上限Ｐｉ0に達したときのブリードオフ絞りの開口面積Ａ2は通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁の開口面積Ａ3より小さい。これは、流量・方向制御弁４０の上流に流量制御弁３９が位置し、操作レバー装置１２２の操作レバーのハーフ操作に対応する領域では、上述したように流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの開口面積が可変絞り部３９ａの最大開口面積より小さく、通過流量が最大流量Ｑ１よりも少なくなっているからであり、これによりハーフ操作領域において、ブリードオフ絞りによりメータイン絞り入側の圧油に圧力を立たせて旋回モータ３ａの必要な駆動圧を確保し、かつ操作レバーの操作量に応じた要求流量を旋回モータ３ａに供給することができ、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁と同等の操作性が得られる。
【００３８】
図１に戻り、旋回制御弁６ａの流量制御弁３９及び流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…はそれぞれ負荷圧取り出しポート４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…（最高負荷圧検出手段）を有し、流量制御弁３９の負荷圧取り出しポート４２ａは、流量制御弁３９が図示左側の中立位置（非操作位置）にあるときはタンクに連通し、負荷圧としてタンク圧を出力し、流量制御弁３９が中立位置から図示右側の操作位置に切り換えられたときは、流量制御弁３９と流量・方向制御弁４０との間の油路に連通し、流量制御弁３９と流量・方向制御弁４０との間の圧力を旋回モータ３ａの負荷圧として出力する。流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…の負荷圧取り出しポート４２ｂ，４２ｃ…は、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…が中立位置にあるときはタンクに連通し、負荷圧としてタンク圧を出力し、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…が中立位置から図示左右の操作位置に切り換えられたときは、それぞれのアクチュエータ３ｂ，３ｃ…に連通し、アクチュエータ３ｂ，３ｃ…の負荷圧を出力する。
【００３９】
シャトル弁９ａは流量制御弁３９の負荷圧取り出しポート４２ａから取り出された旋回モータ３ａの負荷圧と流量・方向制御弁６ｂから取り出されたブームシリンダ３ｂの負荷圧との高圧側を選択して出力し、シャトル弁９ｂはその出力圧と流量・方向制御弁６ｃから取り出されたアームシリンダ３ｃの負荷圧との高圧側を選択して出力し、シャトル弁９ｃはその出力圧と図示しない他の同様なシャトル弁の出力圧との高圧側を選択して出力する。このようにしてシャトル弁９ｃからアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧のうちの最高負荷圧が出力され、その最高負荷圧が信号油路４３，４３ａ，４３ｂに取り出される。
【００４０】
旋回制御弁６ａ及び流量・方向制御弁６ｃ，６ｃ…、圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ…、シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…、差圧減圧弁１１、メインリリーフ弁１４、アンロード弁１５は、コントロールバルブ４内に配置されている。
【００４１】
操作レバー装置１２２，１２３（操作レバー装置１２３は図５参照）のリモコン弁は、それぞれ、パイロット圧供給油路３１ｂから供給される圧油に基づいて操作レバーの操作量に応じた指令パイロット圧を生成する。操作レバー装置１２２のリモコン弁により生成された指令パイロット圧はパイロット圧油路１３０，１３１を介して流量・方向制御弁４０に導かれ、流量・方向制御弁４０はその指令パイロット圧により切り換え操作される。また、パイロット圧油路１３０，１３１にはシャトル弁１３２が設けられ、操作レバー装置１２２のリモコン弁により生成された指令パイロット圧がシャトル弁１３２を介して流量制御弁３９の開方向作動の受圧部３９ｃに導かれ、流量制御弁３９はその指令パイロット圧により切り換え操作される。操作レバー装置１２３（図５参照）のリモコン弁により生成された指令パイロット圧は流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…に導かれ、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…はその指令パイロット圧により切り換え操作される。
【００４２】
ゲートロックレバー２４は運転席１２１（図２）の出入り口側に配置され、オペレータにより上げ位置（ゲートロック解除位置）と下げ位置（ゲートロック位置）とに選択的に操作可能である。ゲートロックレバー２４が上げ位置（ゲートロック解除位置）に操作されると、ゲートロック弁１００は図示の位置に切り換えられ、パイロット圧供給油路３１ｂをタンクに連通させ、操作レバー装置の操作による旋回制御弁６ａ及び流量・方向制御弁６ｃ，６ｃ…の操作を不能とする。
【００４３】
エンジン回転数検出弁１３は、パイロットポンプ３０からの供給流量に応じてその絞り量が可変となる特性を持つ可変絞り５０と、その可変絞り５０の前後差圧を絶対圧として出力する差圧減圧弁５１とから構成される。後述するように、エンジン回転数検出弁１３の出力圧（可変絞り５０の前後差圧）はロードセンシング制御の目標差圧としてポンプ制御手段（傾転角制御部１７）に導かれる。このように可変絞り５０の前後差圧をロードセンシング制御の目標差圧として用いることにより、エンジン回転数に応じたサチュレーション現象の改善が図れ、エンジン回転数を低く設定した場合に良好な微操作性が得られる。なお、この点は特開平１０−１９６６０４号公報に詳しい。エンジン回転数検出弁１３は、エンジン１の回転数が低下するにしたがって低下するようエンジン１の回転数に依存する圧力を出力するエンジン回転数検出部を構成する。
【００４４】
メインポンプ２は、斜板等のポンプ傾転変更部９０と、このポンプ傾転変更部９０に作用し、メインポンプ２の傾転角（容量或いは押しのけ容積）を制御する傾転角制御部１７を有している。傾転角制御部１７は、メインポンプ２の吐出圧が導入され、メインポンプ２の吐出圧が上昇したときに、メインポンプ２の吸収トルクがある一定値を超えないようにするため、メインポンプ２の吐出圧が上昇するにしたがってメインポンプ２の傾転角を小さくするように制御する傾転角制御ピストン１７ａと、ロードセンシング制御用の切換弁１７ｂと、切換弁１７ｂの出力圧が導かれ、切換弁１７ｂの出力圧（各アクチュエータの要求流量）に応じてメインポンプ２の傾転角が変化するよう制御する傾転角制御ピストン１７ｃとから構成されている。切換弁１７ｂは、エンジン回転数検出弁１３の出力圧と差圧減圧弁１１の出力圧が油路１２ｅ，１２ｄを介して対向して導かれる受圧部１７ｄ，１７ｅを有し、差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧と等しくなるように傾転角制御ピストン１７ｃに出力する圧力（切換弁１７ｂの出力圧）を制御する。具体的には、差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧より高くなると、切換弁１７ｂは出力圧を上昇させる。切換弁１７ｂの出力圧が上昇すると、傾転角制御ピストン１７ｃはメインポンプ２の傾転角を小さくしてメインポンプ２の吐出流量を減少させ、差圧減圧弁１１の出力圧を小さくする。差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧より低くなると、切換弁１７ｂは出力圧を低下させる。切換弁１７ｂの出力圧が低下すると、傾転角制御ピストン１７ｃはメインポンプ２の傾転角を大きくしてメインポンプ２の吐出流量を増大させ、差圧減圧弁１１の出力圧を大きくする。
【００４５】
このように切換弁１７ｂと傾転角制御ピストン１７ｃは、メインポンプ２の吐出圧が最高負荷圧検出手段である負荷圧取り出しポート４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…及びシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…により検出された最高負荷圧よりエンジン回転数検出弁１３の出力圧（目標差圧）だけ高くなるようメインポンプ２の吐出流量をロードセンシング制御するポンプ制御手段として機能する。エンジン回転数検出弁１３の出力圧はポンプ制御手段の切換弁１７ｂに導かれており、ロードセンシング制御の目標差圧はエンジンの回転数に依存する可変値として設定される。
【００４６】
傾転角制御部１７は、更に、メインポンプ２のポンプ傾転変更部９０に当たってメインポンプ２の最小傾転を制限し、メインポンプ２の最少吐出流量を規定するストッパ９１を有している。ストッパ９１は、例えばネジ機構によりポンプケースに対して出入りしてポンプ傾転変更部９０に当たる位置を変え、メインポンプ２の最小傾転を調整できるようにしたものである。なお、ポンプケースの鋳物自体を最小傾転を制限できるような形状とし、ポンプの基本仕様として最小傾転を設定したものであってもよい。
【００４７】
ここで、メインポンプ２の最小傾転は、メインポンプ２の最少吐出流量が上述した流量制御弁３９が最大ストローク位置に切り換えられたときに旋回モータ３ａに供給される最大流量（より厳密には流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの最大開口面積と圧力補償弁７ａにより制御される可変絞り部３９ａの前後差圧によって決まる旋回モータ３ａの最大要求流量）より小さくならないように設定されている。
【００４８】
図４は、傾転角制御部１７によるメインポンプ２のＰＱ特性図である。横軸はメインポンプ２の吐出圧力（Ｐ）であり、縦軸はメインポンプ２の吐出流量（Ｑ）である。特性線Ｈは傾転角制御ピストン１７ａにより設定されるポンプ馬力制御線図である。Ｑminはメインポンプ２の最少吐出流量であり、Ｑsmaxは流量制御弁３９の最大開口面積と圧力補償弁７ａによって決まる旋回モータ３ａの最大要求流量である。傾転角制御部１７によるメインポンプ２の吐出流量の制御領域は斜線部分である。メインポンプ２の最小傾転はストッパ９１により制限され、メインポンプ２の最少吐出流量Ｑminは旋回最大要求流量Ｑsmａxより大きくなるように設定されている。
【００４９】
このようにメインポンプ２の最少吐出流量が流量制御弁によって設定される旋回モータ３ａの最大供給流量より小さくならないように、メインポンプ２の最小傾転を設定することにより、メインポンプ２のロードセンシング制御と圧力補償弁７ａの制御との干渉によるシステムの不安定性を解消し、旋回操作性を更に良好なものとすることができる。
【００５０】
図５は、本実施の形態における油圧駆動装置が搭載される油圧ショベルの外観を示す図である。
【００５１】
油圧ショベルは、下部走行体１０１と、この下部走行体１０１上に旋回可能に搭載された上部旋回体１０２と、この上部旋回体１０２の先端部分にスイングポスト１０３を介して上下及び左右方向に回動可能に連結されたフロント作業機１０４とを備えている。下部走行体１０１はクローラ式であり、トラックフレーム１０５の前方側に上下動可能な排土用のブレード１０６が設けられている。上部旋回体１０２は基礎下部構造をなす旋回台１０７と、旋回台１０７上に設けられたキャノピタイプの運転室１０８とを備えている。フロント作業機１０４はブーム５１と、アーム１１２と、バケット１１３とを備え、ブーム５１の基端はスイングポスト１０３にピン結合され、ブーム５１の先端はアーム１１２の基端にピン結合され、アーム１１２の先端はバケット１１３にピン結合されている。
【００５２】
上部旋回体１０１は下部走行体１００に対して旋回モータ３ａにより旋回駆動され、ブーム５１、アーム１１２、バケット１１３は、それぞれ、ブームシリンダ３ｂ、アームシリンダ３ｃ、バケットシリンダ３ｄを伸縮することにより回動する。下部走行体１０１は左右の走行モータ３ｆ，３ｇにより駆動される。ブレード１０６はブレードシリンダ３ｈにより上下に駆動される。図１ではバケットシリンダ３ｄ、左右の走行モータ３ｆ，３ｇ、ブレードシリンダ３ｈやそれらの回路要素の図示を省略している。
【００５３】
運転室１０８には、運転席１２１、操作レバー装置１２２、１２３（図２では右側のみ図示）及びゲートロックレバー２４が設けられている。
〜動作〜
次に、本実施の形態の動作を説明する。
【００５４】
＜全ての操作レバーが中立のとき＞
全ての操作レバー（操作レバー装置１２２，１２３等の操作レバー）が中立の場合、旋回モータ３ａ以外のアクチュエータ３ｂ，３ｃ…の流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…はそれぞれ中立位置にあり、それらのアクチュエータの供給油路８ｂ，８ｃ…からの圧油は、流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…でブロックされ、各アクチュエータ３ｂ，３ｃ…へは供給されない。
【００５５】
旋回制御弁６ａにあっては、全ての操作レバーが中立の場合には、流量制御弁３９が図示左側の非操作位置にあり、流量・方向制御弁４０が中立位置にある。流量制御弁３９が図示左側の非操作位置にあるときは、図２に示す流量特性を用いて説明したように、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａは最小の開口面積にあり、通過流量は最少Ｑ0である。このため流量制御弁３９より流量・方向制御弁４０にその最少流量が供給されるが、流量・方向制御弁４０が中立位置にあるため、その最少流量は流量・方向制御弁４０のブリードオフ絞りを介してタンクに還流し、旋回モータ３ａに圧油は供給されない。
【００５６】
また、全ての操作レバーが中立の場合は、流量制御弁３９及び流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ…の負荷圧取り出しポート４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…から検出される負荷圧はタンク圧であり、シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃにより検出される最高負荷圧もタンク圧と等しくなる。
【００５７】
一方、メインポンプ２からは最少流量の圧油が吐出されているため、供給油路５の圧力が上昇する。メインポンプ２の供給油路５にはアンロード弁１５が設けられており、アンロード弁１５は、メインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧の差がバネ１５ａで規定される一定の値になるように制御する。前述したように、全ての操作レバーが中立の場合には最高負荷圧はタンク圧に等しく、タンク圧をゼロとした場合、メインポンプ２の吐出圧（供給油路５の圧力）は、バネ１５ａで規定される一定の圧力になるよう保たれる。ここで、バネ１５ａで規定される圧力は、エンジン回転数検出弁１３の出力圧（ロードセンシング制御の目標差圧）に等しいか、それより少し大きく設定されており、メインポンプ２の吐出圧（供給油路５の圧力）はその圧力に保たれるように制御される。
【００５８】
差圧減圧弁１１は、メインポンプ２の吐出圧（供給油路５の圧力）とタンク圧の差を絶対圧力として出力する。メインポンプ２の流量制御部１７の切換弁１７ｂには、エンジン回転数検出弁１３の出力圧と差圧減圧弁１１の出力圧とが導かれており、メインポンプ２の吐出圧（供給油路５の圧力）が上昇し、差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧よりも大きくなると、切換弁１７ｂは図示右側の位置に切り換わり、メインポンプ２の傾転角制御ピストン１７ｃに導かれる圧力が上昇し、メインポンプ２の傾転角が小さくなるよう制御される。しかし、メインポンプ２には、その最小傾転角を規定するストッパ９１が設けられるため、メインポンプ２はストッパ９１により規定される最小傾転角位置に保持され、最少流量に維持される。
【００５９】
＜旋回単独操作のとき＞
全ての操作レバーが中立の状態から、旋回用操作レバー装置１２２の操作レバーを操作すると、操作レバーの入力に応じた指令パイロット圧がパイロット圧油路１３０又は１３１に発生し、この指令パイロット圧により流量・方向制御弁４０が切り換わり、それと同時に流量制御弁３９の受圧部３９ｃに、シャトル弁１３２により選択された指令パイロット圧が導かれ、流量制御弁３９が切り換わる。
【００６０】
ここで、仮に、パイロット圧油路１３１に指令パイロット圧が発生した場合、流量制御弁３９の受圧部３９ｃにその指令パイロット圧が導かれ、流量制御弁３９が指令パイロット圧の大きさに応じて開弁し、圧油供給路８ａから圧力補償弁７ａ及び流量制御弁３９を通じて流量・方向制御弁４０に、図２に示した流量制御弁３９の流量特性に基づく指令パイロット圧の大きさに応じた流量の圧油が供給される。
【００６１】
また、パイロット圧油路１３１の指令パイロット圧により流量・方向制御弁４０は図示右側の位置に切り換わり、図３に示す開口面積特性にしたがって、ブリードオフ絞りの開口面積が減少し或いは閉じられ、メータイン絞り及びメータアウト絞りが開いて開口面積が増加する。その結果、ブリードオフ絞りによりメータイン絞り入側の圧油の圧力が上昇し、流量・方向制御弁４０に供給された圧油はチェックバルブ６０を経由して流量・方向制御弁４０のメータイン絞りを通り、旋回モータ３ａとコントロールバルブ４を接続する油路７０ａに供給され、旋回モータ３ａが駆動される。旋回モータ３ａからの戻りの油は、旋回モータ３ａとコントロールバルブ４を接続する油路７０ｂを経由し、流量・方向制御弁４０のメータアウト絞りを通ってしてタンクへ戻る。
【００６２】
ここで、流量制御弁３９の通過流量（流量・方向制御弁４０に供給される流量）は、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの開口面積の大きさと圧力補償弁７ａによって制御されるため、流量制御弁３９の通過流量は、図２に示したように、指令パイロット圧に応じて変化する。また、流量・方向制御弁４０のブリードオフ絞りの開口面積は、図３に示したように、操作レバーのハーフ操作領域においては、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁のブリードオフ絞りの開口面積Ａ3より小さいため、ハーフ操作領域において流量・方向制御弁４０に供給される流量が、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの開口面積が最大開口面積にあるときの最大流量Ｑ１より少なくなっていても、ブリードオフ絞りによりメータイン絞りの入側の圧油の圧力が通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁の場合と同程度に上昇し、旋回モータ３ａの必要な駆動圧が確保される。これにより旋回モータ３ａへは、ハーフ操作領域も含め、旋回用操作レバー装置１２２の操作レバーの操作量に応じた流量が供給される。
【００６３】
更に、圧力補償弁７ａに、負荷圧が高いときに通過する流量を減少させる、いわゆる負荷依存特性を設けている場合には、旋回操作の起動時など、旋回モータ３ａの負荷圧が高い場合に、圧力補償弁７ａが閉じる方向に動作し、流量・方向制御弁４０への供給流量を減少させる。これにより旋回と他のアクチュエータを同時操作した場合、旋回モータで消費されるエネルギーを減少させ、他のアクチュエータへの供給流量を確保し、複合操作性を向上することができる（後述）。
【００６４】
一方、各アクチュエータの最高負荷圧を検出するために設けられたシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって、旋回モータ３ａの駆動圧（負荷圧）である流量・方向制御弁４０のメータイン絞りの入側の圧力が最高負荷圧として検出され、差圧減圧弁１１及びアンロード弁１５に伝えられる。
【００６５】
アンロード弁１５に旋回モータ３ａの負荷圧が最高負荷圧として導かれるとき、供給油路５の圧力（メインポンプ２の吐出圧）がバネ力１５ａで設定されている圧力分だけ高くなるように調整される。
【００６６】
差圧減圧弁１１は、メインポンプ２からの供給油路５の圧力と最高負荷圧の差圧を絶対圧力として出力する。メインポンプ２の流量制御部１７の切換弁１７ｂには、エンジン回転数検出弁１３の出力圧と差圧減圧弁１１の出力圧とが導かれている。
【００６７】
旋回の動き始めなどで、瞬間的に旋回モータ３ａの負荷圧が高くなるとき、差圧減圧弁１１からの出力圧がエンジン回転数検出弁１３からの出力圧よりも小さくなり、切換弁１７ｂが図示右側の位置に切り換わるため、メインポンプ２の傾転角制御ピストン１７ｃの圧油が切換弁１７ｂを経由してタンクに戻り、メインポンプ２の傾転角を大きくするように制御して、メインポンプ２の吐出流量が増加する。しかし、メインポンプ２には、その最小傾転角を規定するストッパ９１が設けられ、その吐出流量が流量制御弁３９の可変絞り部３９ａで規定される旋回の最大流量よりも小さくならないように設定されている。このため、旋回モータ３ａが起動時の加速期間を終えて一定の速度になれば、メインポンプ２の吐出流量がその最小流量に収束する。
【００６８】
また、オープンセンタ型の流量・方向制御弁４０が設けられているので、メインポンプ２から供給される圧油の流量が変化した場合でも、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁の場合と同様、流量・方向制御弁４０のブリードオフ絞りがその流量変化を吸収し、いわゆるブリードオフ制御を行うことができるので、旋回モータ３ａへ供給する流量を最適に調整することができる。これにより旋回起動等におけるショックを抑えることができ、滑らかな旋回操作と良好な操作フィーリングを実現することができる。
【００６９】
＜旋回以外のアクチュエータを操作した場合＞
旋回以外のアクチュエータの操作レバー、例えばブーム用の操作レバーを操作した場合には、流量・方向制御弁６ｂが切り換わり、ブームシリンダ３ｂに圧油が供給される。
【００７０】
流量・方向制御弁６ｂを流れる流量は、流量・方向制御弁６ｂのメータイン絞りの開口面積とメータイン絞りの前後差圧によって決まり、メータイン絞りの前後差圧は圧力補償弁７ｂによって差圧減圧弁１１の出力圧と等しくなるように制御されるため、流量・方向制御弁６ｂを流れる流量は操作レバーの操作量に応じて制御される。
【００７１】
一方、ブームシリンダ３ｂの負荷圧がシャトル弁９ｂ，９ｃによって最高負荷圧として検出され、差圧減圧弁１１及びアンロード弁１５に伝えられる。
【００７２】
アンロード弁１５にブームシリンダ３ｂの負荷圧が最高負荷圧として導かれると、供給油路５の圧力がバネ力１５ａで設定されている圧力分だけ高くなるように調整される。
【００７３】
ブームシリンダ３ｂが動き始めると、一時的にメインポンプ２の供給油路５からブームシリンダ３ｂへの供給油路８ｂへと圧油が流出するので、供給油路５の圧力が低下する。このとき、供給油路５の圧力とブームシリンダ３ｂの負荷圧の差が、差圧減圧弁１１の出力圧として出力されるので、ブームシリンダ３ｂの動き始めなどでメインポンプ２の吐出圧力（供給油路５の圧力）が低下したときは、差圧減圧弁１１の出力圧が低下する。
【００７４】
差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧よりも低下すると、メインポンプ２の傾転角制御部１７の切換弁１７ｂは図示右側の位置に切り換わり、傾転角制御ピストン１７ｃの圧油をタンクに戻し、メインポンプ２の吐出流量が増加する。このメインポンプ２の吐出流量の増加は、差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧と等しくなるまで継続する。これらの一連の働きにより、ブームシリンダ３ｂに流量・方向制御弁６ｂの要求流量が供給されるように、メインポンプ２の吐出量が制御される。
【００７５】
このように旋回以外のアクチュエータを操作した場合は、いわゆるロードセンシング制御が行われる。
【００７６】
また、旋回以外のアクチュエータを操作した場合は、旋回用の操作レバーが中立であり、流量制御弁３９は図示左側の位置に保持され、流量制御弁の通過流量は最少となるので、旋回モータ以外のアクチュエータにメインポンプ２の吐出油が有効に供給され、旋回モータ以外のアクチュエータの動作スピードが低下するのを防ぐことができる。
【００７７】
＜旋回と他のアクチュエータを同時操作した場合＞
旋回用の操作レバーと、旋回以外のアクチュエータ(例えばブームシリンダ３ｂ)の操作レバーを同時操作した場合、旋回モータ３ａへの供給油路８ａに設けられた流量制御弁３９及び流量・方向制御弁４０と、ブームシリンダ３ｂへの供給油路８ｂに設けられた流量・方向制御弁６ｂがそれぞれ切り換わる。
【００７８】
旋回用の流量・方向制御弁４０に供給される流量は、前述したように、流量制御弁３９と圧力補償弁７ａによって制御され、圧力補償弁７ａは、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの前後差圧を、エンジン回転数検出弁１３の出力圧と同じになるように制御する。流量・方向制御弁４０に供給された圧油は、チェックバルブ６０と流量・方向制御弁４０を経由して、旋回モータ３ａに供給される。
【００７９】
一方、ブーム用の操作レバーの操作により流量・方向制御弁６ｂが切り換わると、供給油路８ｂを経由してブームシリンダ３ｂに圧油が供給される。このとき、旋回モータ３ａとブームシリンダ３ｂの負荷圧の高い方の圧力が、シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって最高負荷圧として検出され、アンロード弁１５にその最高負荷圧が導かれ、供給油路５の圧力が最高負荷圧よりもバネ力１５ａの分だけ高くなるように調整される。また、シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって検出された最高負荷圧は差圧減圧弁１１に導かれ、差圧減圧弁１１は、メインポンプ２からの供給油路５のポンプ圧力と最高負荷圧の差圧を絶対圧力として出力する。
【００８０】
一方、供給油路５の圧力は、供給油路５より圧油が供給油路８ａ，８ｂへ流出することにより、一時的に減少する。上記のように最高負荷圧が増加し、かつ供給油路５の圧力が減少することにより、一時的に差圧減圧弁１１の出力圧は低下する。差圧減圧弁１１の出力圧は、メインポンプ２の傾転角制御部１７に導かれ、差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧よりも小さくなると、メインポンプ２の傾転角制御部１７の切換弁１７ｂは図示右側の位置に切り換わり、傾転角制御ピストン１７ｃの圧油をタンクに戻し、メインポンプ２の吐出流量が増加する。このメインポンプ２の吐出流量の増加は、差圧減圧弁１１の出力圧がエンジン回転数検出弁１３の出力圧と等しくなるまで継続する。
【００８１】
このように、旋回と他アクチュエータを同時操作した場合にも、各アクチュエータが必要とする流量を各アクチュエータに供給する、いわゆるロードセンシング制御が行われる。
【００８２】
また、旋回用の操作レバーのハーフ操作領域においては、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの通過流量が最大流量Ｑ1より少ない流量となるので、旋回モータ以外のアクチュエータにメインポンプ２の吐出油が有効に供給され、旋回モータ以外のアクチュエータの動作スピードが低下するのを防ぐことができる。
【００８３】
＜旋回と他のアクチュエータを同時操作し、サチュレーション状態になった場合＞
仮に、旋回モータ３ａの供給油路８ａへ流出する流量と、ブームシリンダ３ｂなど他のアクチュエータの供給油路８ｂ，８ｃ…へ流出する流量とを合計した流量が、メインポンプ２の吐出可能な流量よりも多くなった場合は、いわゆるサチュレーション状態となる。
【００８４】
サチュレーション状態においては、メインポンプ２から供給される圧油が、旋回モータ３ａ以外のアクチュエータで要求されている流量に対して不足することになるので、結果的にメインポンプ２の吐出圧力（供給油路５の圧力）が低下し、差圧減圧弁１１の出力圧は低下する。これによりメインポンプ２は傾転角制御部１２の働きにより、吐出可能な範囲内で最大の流量を吐出するように制御される。
【００８５】
旋回モータ３ａ以外の各アクチュエータの供給油路８ｂ，８ｃ…に設けられたそれぞれの圧力補償弁７ｂ，７ｃ…には、差圧減圧弁１１の低下した出力圧がそれぞれの目標補償差圧として作用するので、それぞれの流量・方向制御弁６ｂ，６ｃ，…の開口面積によって決まる要求流量の比でそれぞれ通過する流量を絞る（減らす）ように制御される。
【００８６】
一方、旋回モータ３ａの供給油路８ａに設けられた圧力補償弁７ａには、目標補償差圧として、エンジン回転数検出弁１３の出力圧が作用しているので、サチュレーション状態においても、圧力補償弁７ａが通過する流量を絞る（減らす）ことはない。
【００８７】
このように旋回モータ３ａ以外の各アクチュエータの供給油路８ｂ，８ｃ…に設けられた圧力補償弁７ｂ，７ｃ…に目標補償差圧として作用する差圧減圧弁１１の出力圧が低下し、通過する流量を絞る（減らす）のに対して、
旋回モータ３ａの供給油路８ａに設けられた圧力補償弁７ａに目標補償差圧として作用するエンジン回転数検出弁１３の出力圧は低下せず、通過する流量を絞らない（減らさない）ことにより、旋回モータ３ａの供給油路８ａへは、流量制御弁３９の開口面積と圧力補償弁７ａの働きに応じたある一定の流量が流れ、旋回以外のアクチュエータへの供給油路８ｂ，８ｃ，…へは、メインポンプ２の吐出可能な流量から、旋回モータ３ａへの供給油路８ａへ供給される流量を引いた、残りの流量が供給されることとなる。
【００８８】
このように、サチュレーション状態においても旋回モータ３aへ優先的に圧油が供給される。
【００８９】
また、サチュレーション状態においても、旋回用の操作レバーのハーフ操作領域においては、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの通過流量が最大流量Ｑ1より少ない流量となるので、旋回モータ以外のアクチュエータにメインポンプ２の吐出油が有効に供給され、旋回モータ以外のアクチュエータの動作スピードが低下するのを防ぐことができる。
【００９０】
更に、旋回モータ３ａ用の圧力補償弁７ａが負荷依存特性(負荷圧高い場合に流量が減少する特性)を有している場合には、旋回モータ３ａの動き出しなど、負荷圧が一時的に高いときに、旋回モータ３ａへの供給油路８ａに流れる流量が減少するので、その分、旋回モータ３ａ以外のアクチュエータ(ブームシリンダ３ｂなど)で使える流量が増加し、旋回モータ以外のアクチュエータの動作スピードが低下するのを防ぐことができる。
【００９１】
＜エンジン回転数を下げた場合＞
以上の動作はエンジン１が最高定格回転数にあるときのものである。エンジン１の回転数を低速に下げた場合は、エンジン回転数検出弁１３の出力圧がそれに応じて低下するため、傾転角制御部１７のロードセンシング制御の目標差圧及び圧力補償弁７ａの目標補償差圧も同様に低下する。このためエンジン回転数を低速にしたときの旋回複合操作でサチュレーション状態でないときは、圧力補償弁７ａの目標補償差圧と圧力補償弁７ｂ，７ｃ…の目標補償差圧が共に低下するため、旋回が速くなりすぎるというようなことが起こらない。また、旋回複合操作でサチュレーション状態になると、圧力補償弁７ｂ，７ｃ…の目標補償差圧のみが低下するため、旋回の優先性が維持される。このようにエンジン回転数の設定によらず、旋回の優先性を維持することができる。
〜効果〜
以上のように構成した本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
【００９２】
１．旋回モータ３ａと他のアクチュエータ３ｂ，３ｃ…の同時操作時には、メインポンプ２の吐出流量のサチュレーション状態が生じても、旋回モータ３ａに優先的に圧油が供給されて旋回モータ３ａの高い優先性が維持され、旋回の速度変化を抑え、良好な複合操作性を得ることができる。
【００９３】
２．旋回モータ３ａを単独操作した場合は、旋回起動時に旋回モータ３ａの負荷圧が一時的に高くなり、ロードセンシング制御によってメインポンプ２の吐出流量が増加する場合であっても、旋回モータ３ａに供給する圧油の流量制御をオープンセンタ型の流量・方向制御弁４０によって行うことにより、通常のオープン回路に用いられるオープンセンタ型の流量・方向制御弁の場合と同様、いわゆるブリードオフ制御を行うことができるので、急激な流量増加による起動時のショックを抑え、滑らかな旋回操作性を実現することができる。
【００９４】
３．旋回モータ３ａには、旋回操作レバーに応じた流量が供給されるので、旋回操作レバーが中立のとき或いはハーフ操作領域にあるときには、旋回以外のアクチュエータに有効に圧油を供給でき、旋回以外のアクチュエータのスピード低下を防ぐことができる。
【００９５】
４．旋回モータ３ａに係わる圧力補償弁７ａに負荷依存特性を持たせたため、旋回起動時における旋回モータ３ａの負荷圧上昇時に、旋回モータ３ａへの供給流量が減少し、旋回モータ３ａで消費される馬力を減少することができるとともに、旋回・ブーム上げ等の同時操作時にサチュレーション状態が生じた場合に、その分、他のアクチュエータで使える流量が増加し、ブーム上げ量を確保できるなど良好な複合操作性を実現することができる。
【００９６】
５．エンジン１の回転数を低速に下げた場合は、差圧減圧弁５１の出力圧がそれに応じて減少し、傾転角制御部１７のロードセンシング制御の目標差圧及び圧力補償弁７ａの目標補償差圧も同様に減少するため、エンジン回転数の設定によらず、適切な旋回の優先性を維持することができる。
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図６を用いて説明する。図中、図１に示した要素と同等のものには同じ符号を付している。
【００９７】
図１に示した実施の形態では、操作レバー装置１２２のリモコン弁により生成された指令パイロット圧をシャトル弁１３２を介して、直接、流量制御弁３９の開方向作動の受圧部３９ｃに導いたが、本実施の形態では、指令パイロット圧を受圧部３９ｃに直接導く代わりに、圧力センサ１４１と制御装置１４２と電磁比例弁１４３を設け、電磁比例弁１４３の出力圧を流量制御弁３９の開方向作動の受圧部３９ｃに導き、流量制御弁３９の可変絞り部３９ａの開口面積を制御するようにしたものである。
【００９８】
本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
＜その他の実施の形態＞
なお、上記実施の形態では、メインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧との差圧を差圧減圧弁１１の出力圧により絶対圧として出力し、圧力補償弁７ｂ，７ｃ…の受圧部２１ｂ、２１ｃ…及び切換弁１７ｂの受圧部１７ｅに導いたが、圧力補償弁７ｂ，７ｃ…及び切換弁１７ｂにそれぞれ受圧部２１ｂ、２１ｃ…及び受圧部１７ｅに代えて対向する受圧部を設け、油圧ポンプ２の吐出圧と最高負荷圧を別々にそれらの受圧部に導くようにしてもよい。
【００９９】
また、上記実施の形態では、旋回モータ３ａに係わる圧力補償弁７ａに負荷依存特性を持たせたが、旋回モータ３ａの負荷圧が一時的に高くなったときに旋回モータ３ａへの供給流量を減少させなくてもよい場合、或いは他の手段により同様の機能を持たせた場合は、圧力補償弁７ａは負荷依存特性のない通常の圧力補償弁であってもよい。
【０１００】
更に、上記実施の形態では、ポンプ傾転変更部９０にストッパ９１を設け、メインポンプ２の最少吐出流量が流量制御弁39の最大開口面積に対応する旋回モータ３ａの最大流量より大きくなるようにメインポンプ２の最小傾転を制限したが、油圧ポンプのロードセンシング制御と圧力補償弁の制御との干渉によるシステムの不安定性を別の手段で解消できるようにする場合は、メインポンプ２の最少吐出流量を旋回モータ３ａの最大要求流量より小さい通常の値に設定してもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１  エンジン
２  油圧ポンプ(メインポンプ)
３ａ  旋回モータ
３ｂ，３ｃ…  アクチュエータ
４  コントロールバルブ
５  供給油路
６ａ  旋回制御弁
６ｂ，６ｃ  クローズドセンタ型の流量・方向制御弁
７ａ  圧力補償弁（第２圧力補償弁）
７ｂ，７ｃ  圧力補償弁（第１圧力補償弁）
８ａ，８ｂ，８ｃ  油路
９ａ，９ｂ，９ｃ  シャトル弁
１１  差圧減圧弁
１２ｄ，１２ｅ  油路
１３  エンジン回転数検出弁
１４  メインリリーフ弁
１５  アンロード弁
１５ａ  バネ
１７  傾転角制御部
１７ａ  傾転角制御ピストン
１７ｂ  切換弁
１７ｃ  傾転角制御ピストン
１７ｄ，１７ｅ  受圧部
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  受圧部
２２ａ，２３ａ  受圧部
２２ｂ，２３ｂ  受圧部
２２ｃ，２３ｃ  受圧部
２４  ゲートロックレバー
３０  パイロットポンプ
３１ａ  供給油路
３１ｂ  パイロット圧供給油路
３１ｃ  パイロット油路
３２  パイロットリリーフ弁
３９  流量制御弁
３９ａ  可変絞り部
４０  オープンセンタ型の流量・方向制御弁
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  負荷圧取り出し部
４３，４３ａ，４３ｂ  信号油路
４４  フィーダ回路
５０  可変絞り部
５１  差圧減圧弁
６０  チェックバルブ
９０  ポンプ傾転変更部
９１  ストッパ
１００  ゲートロック弁
１２２，１２３  操作レバー装置（操作装置）
１３０，１３１  パイロット圧油路
１３２  シャトル弁
１４１  圧力センサ
１４２  制御装置
１４３  電磁比例弁
【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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