JP2018145984A - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再生弁を含む再生回路を備えたロードセンシング制御を行う建設機械の油圧駆動装置において、作業要素の自重落下による下げ動作時にロードセンシング制御による油圧ポンプの不必要な流量増加を防止して油圧ポンプの消費エネルギーの低減を図るとともに、複合動作時にその作業要素を駆動する油圧シリンダが高負荷圧側となる場合に他のアクチュエータに係わる圧力補償弁での不必要な絞り圧損によるメータイン損失を低減し、高効率化を図る。【解決手段】再生回路６２を設け、かつパイロット操作圧a2が第１設定値以上でありかつブームシリンダ３aのボトム側の圧力が第２設定値以上であるときに、メインポンプ１０１からブームシリンダに圧油を供給する圧油供給路１０５aを遮断しかつブームシリンダ３aの負荷圧検出回路４２aをタンクに連通させる第１及び第２切換弁７３，７４を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、可変容量型の油圧ポンプを備えた油圧ショベル等建設機械の油圧駆動装置に係わり、特に、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目標差圧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の油圧駆動装置に関する。

従来技術として、一般的に、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目標差圧に維持するように、油圧ポンプの容量を制御するロードセンシング制御が、油圧ショベルのような建設機械の油圧駆動装置として広く利用されている。

特許文献１では、そのような油圧駆動装置において、ブームシリンダのボトム側とロッド側との間に再生弁を含む再生回路を配置し、押し付け力が必要とされない自重落下によるブームの下げ動作時に、ブームシリンダのボトム側から排出された圧油の一部をブームシリンダのロッド側に供給することで、捨てられていたエネルギーの一部を有効活用することを提案している。

一方、特許文献２では、オープンシステムにおいて、ブームシリンダのボトム側圧力を検出し、その圧力でジャッキアップ切替弁を駆動して、油圧ポンプからの圧油をブームシリンダのロッド側へ供給するか遮断するかを切り換え、押し付け力が必要とされない、自重落下によるブームの下げ動作時における油圧ポンプの消費エネルギーの低減とエネルギー効率の向上を図ることを提案している。

特開平０４−１９４１２９号公報 ＷＯ２００４／０７０２１１号公報

ロードセンシング制御を行う建設機械の油圧駆動装置の一般的な従来技術では、特許文献１に指摘されているように、ブームの自重落下によりブームシリンダがブーム下げ方向に駆動される（ブーム下げ動作を行う）際、ブームシリンダのボトム側から排出された圧油は流量制御弁によってメータアウト制御がされる。このとき、ブームシリンダのボトム側からの排出油量をQb、ブームシリンダボトム圧をPbとすると、Qb×Pbに相当するエネルギーが熱などに転換されて捨てられるとともに、不必要な油温上昇を招いてしまうという問題があった。

特許文献１では、そのような問題を鑑み、ブームシリンダのボトム側とロッド側との間に再生弁を含む再生回路を配置し、自重落下によるブームの下げ動作時に、ブームシリンダのボトム側から排出される圧油のエネルギーの一部を回収し、ブームシリンダのロッド側に供給される圧油の流量を節約している。

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ブームの下げ動作時は、常時、油圧ポンプからの圧油はそのまま流量制御弁を介してブームシリンダのロッド側に供給する構成であるため、自重落下によるブームの下げ動作時においては、ブームシリンダのボトム側から再生圧油のみをブームシリンダのロッド側へ供給する場合よりも油圧ポンプの消費エネルギーが大きくなるという不都合がある。

一方、特許文献２では、オープンシステムにおいて、ブームシリンダのボトム側圧力を検出してジャッキアップ切替弁を切り換えることで、油圧ポンプからの圧油をブームシリンダのロッド側へ供給するか遮断するかを切り替えている。

これにより、車体のジャッキアップ時の押し付け力が必要なブームの下げ動作時には、油圧ポンプからの圧油をブームシリンダのロッド側に供給し、押し付け力が必要とされない自重落下によるブームの下げ動作時は、油圧ポンプからの圧油を遮断して、無駄な消費エネルギーを低減できる。

しかしながら、特許文献２に記載の技術は、以下のような問題があった。

油圧ポンプの吐出が常に複数のアクチュエータの最高負荷圧よりも目標差圧だけ高くなるように制御するロードセンシングシステムに特許文献２に記載の技術をそのまま適用した場合、押し付け力が必要とされないブームの下げ動作を含む複合動作時に油圧ポンプからブームシリンダに供給される圧油を遮断しても、ブームシリンダのメータイン側の圧力である負荷圧は負荷圧検出回路により検出されてしまう。このためブームシリンダの負荷圧が最高負荷圧である場合は、ロードセンシング制御によってブームシリンダの負荷圧に応じて不必要に油圧ポンプの吐出圧が上昇し、余剰の圧油がアンロード弁を介してタンクに捨てられブリードオフ損失が発生するという不都合がある。

また、押し付け力が必要とされないブームの下げ動作を含む複合動作時、例えばブーム下げとアームクラウドの複合動作を行なう場合は、ブームシリンダのロッド側の圧力が再生によって昇圧して、ブーム下げ負荷圧＞アームクラウド負荷圧となるので、油圧ポンプの吐出圧はブームシリンダの負荷圧（ブーム下げ負荷圧）から目標差圧だけ高くなり、アームシリンダに供給される圧油はアームシリンダの圧力補償弁によって絞られ、メータイン損失が大きくなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、再生回路を備えたロードセンシング制御を行う建設機械の油圧駆動装置において、作業要素の自重落下による下げ動作時にロードセンシング制御による油圧ポンプの不必要な流量増加を防止して油圧ポンプの消費エネルギーの低減を図るとともに、作業要素の自重落下による下げ動作を含む複合動作時にその作業要素を駆動する油圧シリンダが高負荷圧側となる場合、ロードセンシング制御による油圧ポンプの不必要な吐出流量増加を防止して他のアクチュエータに係わる圧力補償弁での不必要な絞り圧損によるメータイン損失を低減し、高効率化を図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。

上記課題を解決するため、本発明は、原動機により駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油で駆動され、複数の作業要素をそれぞれ駆動す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への圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁における前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、前記複数のアクチュエータのメータイン側の圧力である負荷圧をそれぞれ検出する複数の負荷圧検出回路と、前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数の負荷圧検出回路で検出された負荷圧のうちの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記油圧ポンプの容量を制御するロードセンシング制御部を有するポンプ制御装置と、前記複数の流量制御弁を切り換えるパイロット操作圧を出力する複数の操作装置とを備え、前記複数のアクチュエータは自重落下により下げ動作を行う特定の作業要素を駆動する油圧シリンダと、前記特定の作業要素の下げ動作を指令するパイロット操作圧を検出する第１圧力検出装置とを含み、前記特定の作業要素の自重落下による下げ動作時に、前記第１圧力検出装置によって検出された前記パイロット操作圧が再生開始圧力以上に高くなると前記油圧シリンダのボトム側から排出された圧油を前記油圧シリンダのロッド側に供給する再生弁を含む再生回路を備えた建設機械の油圧駆動装置において、前記油圧シリンダのボトム側の圧力を検出する第２圧力検出装置と、前記第１圧力検出装置によって検出された前記パイロット操作圧が、前記再生開始圧力と同じかそれよりも高い第１設定値以上であり、かつ前記第２圧力検出装置によって検出された前記油圧シリンダのボトム側の圧力が、前記特定の作業要素の下げ動作が自重落下によるものであることを示す第２設定値以上であるときに、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに圧油を供給する圧油供給路を遮断しかつ前記油圧シリンダの負荷圧検出回路をタンクに連通させる切換制御装置とを備えるものとする。

このように切換制御装置を設け、パイロット操作圧が第１設定値以上でありかつ油圧シリンダのボトム側の圧力が第２設定値以上であるときに圧油供給路を遮断することにより、特定の作業要素の自重落下による下げ動作時に特定の作業要素を駆動する油圧シリンダに再生圧油のみが供給される。またこのとき、切換制御装置は油圧シリンダの負荷圧検出回路をタンクに連通させるため、当該油圧シリンダの負荷圧に基づくロードセンシング制御による油圧ポンプの不必要な吐出流量増加を防止できる。これにより余剰の圧油がアンロード弁を介してタンクに捨てられるブリードオフ損失を低減し、油圧ポンプの消費エネルギーの低減を図ることができる。

また、他のアクチュエータも駆動する複合動作時において、当該油圧シリンダが高負荷圧側となる場合（他のアクチュエータが低負荷圧側となる場合）にも、当該油圧シリンダの負荷圧に基づくロードセンシング制御による油圧ポンプの不必要な吐出流量増加が防止され、油圧ポンプの消費エネルギーの低減を図ることができるとともに、他のアクチュエータに係わる圧力補償弁での不必要な絞り圧損によるメータイン損失を低減し、高効率化を図ることができる。

本発明によれば以下の効果が得られる。

１．再生弁を含む再生回路を備えたロードセンシング制御を行う建設機械の油圧駆動装置において、作業要素の自重落下による下げ動作時に作業要素を駆動する油圧シリンダに再生圧油のみが供給され、当該油圧シリンダの負荷圧に基づくロードセンシング制御による油圧ポンプの不必要な流量増加を防止して余剰の圧油がアンロード弁を介してタンクに捨てられるブリードオフ損失を低減し、油圧ポンプの消費エネルギーの低減を図ることができる。

２．作業要素の自重落下による下げ動作を含む複合動作時にその作業要素を駆動する油圧シリンダが高負荷圧側となる場合（他のアクチュエータが低負荷圧側となる場合）にも、当該油圧シリンダの負荷圧に基づくロードセンシング制御による油圧ポンプの不必要な吐出流量増加が防止され、油圧ポンプの消費エネルギーの低減を図ることができるとともに、他のアクチュエータに係わる圧力補償弁での不必要な絞り圧損によるメータイン損失を低減し、高効率化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態による建設機械（油圧ショベル）の油圧駆動装置を示す図である。 再生弁の絞りの開口特性を示す図である。 第１切換弁の絞りの開口特性を示す図である。 ブーム用の流量制御弁のメータイン開口及びメータアウト開口の絞りの開口特性を示す図である。 本発明の油圧駆動装置が搭載される建設機械である油圧ショベルの外観を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による建設機械（油圧ショベル）の油圧駆動装置を示す図である。 コントローラの制御機能を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態による建設機械（油圧ショベル）の油圧駆動装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
＜第１の実施の形態＞
〜構成〜
図１は、本発明の第１の実施の形態による建設機械（油圧ショベル）の油圧駆動装置を示す図である。

本実施の形態の油圧駆動装置は、原動機（例えばディーゼルエンジン）１００と、その原動機１００によって駆動される可変容量型のメインの油圧ポンプ（以下メインポンプという）１０１及び固定容量型のパイロットポンプ３０と、可変容量型のメインポンプ１０１の吐出流量を制御するためのレギュレータ１２０と、可変容量型のメインポンプ１０１から吐出された圧油によって駆動される複数のアクチュエータ３a，３b，３c，・・・と、可変容量型のメインポンプ１０１と複数のアクチュエータ３a，３b，３c，・・・の間に位置し、メインポンプ１０１から複数のアクチュエータ３a，３b，３c，・・・に供給される圧油を制御するコントロールバルブ４と、固定容量型のパイロットポンプ３０の圧油供給路３１aに接続されかつ可変絞り５０と差圧減圧弁５１を含み、パイロットポンプ３０の吐出流量を絶対圧Pgr圧として検出する原動機回転数検出弁１３と、原動機回転数検出弁１３を介してパイロットポンプ３０の吐出油が導かれる圧油供給路３１bに接続され、圧油供給路３１bに一定のパイロット圧を生成するパイロットリリーフ弁３２と、コントロールバルブ４を制御するためのパイロット操作圧a１，a２；b１，b２；c１，c２，・・・を生成する複数のパイロット弁５a，５b，５c，・・・と、複数のパイロット弁５a，５b，５c，・・・に一次圧を供給する圧油供給路３１cを圧油供給路３１bに接続するかタンクに接続するかを、油圧ショベルの運転席入側に設けられたゲートロックレバー２４により切り換えるゲートロック弁３３とを備えている。

コントロールバルブ４は、可変容量型のメインポンプ１０１から複数のアクチュエータ３a，３b，３c，・・・に供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁６a，６b，６c，・・・と、複数の流量制御弁６a，６b，６c，・・・に流れる圧油の流量を制御する複数の圧力補償弁７a，７b，７c，・・・と、可変容量型のメインポンプ１０１の圧油供給路１０５に接続され、圧油供給路１０５の圧力（メインポンプ１０１の吐出圧）が設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁１１０と、圧油供給路１０５に接続され、圧油供給路１０５の圧力が複数のアクチュエータ３a，３b，３c，・・・の最高負荷圧より予め決められた圧力（Pgr圧＋アンロード弁１１１のバネの設定圧力）以上高くなると開状態になって圧油供給路１０５の圧油をタンクに戻すアンロード弁１１１と、複数の流量制御弁６a，６b，６c，・・・の負荷圧検出ポートからアクチュエータ３a，３b，３c，・・・のメータイン側の圧力である負荷圧が導かれる負荷圧検出油路４１a，４１b，４１c，・・・を含み、複数のアクチュエータ３a，３b，３c，・・・の負荷圧をそれぞれ検出する負荷圧検出回路４２a，４２b，４２c，・・・と、負荷圧検出油路４１a，４１b，４１c，・・・に接続され、複数のアクチュエータ３a，３b，３c，・・・の最高負荷圧Plmaxを検出するシャトル弁９a，９b，９c，・・・及びシャトル弁９a，９b，９c，・・・によって検出された最高負荷圧Plmaxが出力される最高負荷圧油路４３を含む最高負荷圧検出回路４４と、圧油供給路１０５の圧力（メインポンプ１０１の吐出圧）と最高負荷圧検出回路４４によって検出された最高負荷圧Plmaxとの差をLS差圧Plsとして出力する差圧減圧弁１１２とを有している。

可変容量型のメインポンプ１０１のレギュレータ１２０は、差圧減圧弁１１２の出力圧Pls圧と原動機回転数検出弁１３の出力圧であるPgr圧との差圧により動作し、メインポンプ１０１をロードセンシング制御するLS弁１２０aと、LS弁１２０aの出力圧が導かれ、その出力圧が高くなるとメインポンプ１０１の傾転を小さくするように動作するLS傾転制御ピストン１２０bと、メインポンプ１０１の圧油供給路１０５の圧力が導かれ、その圧力が高くなるとメインポンプ１０１の傾転を小さくするように動作する馬力傾転制御ピストン１２０cとを有している。

本実施の形態において、アクチュエータ３aは後述する油圧ショベルのフロント作業装置のブームを駆動するブームシリンダであり、アクチュエータ３bはフロント作業装置のアームを駆動するアームシリンダであり、アクチュエータ３cは後述する油圧ショベルの上部旋回体を駆動する旋回モータである。ブームシリンダ３a及びアームシリンダ３bは複動式の油圧シリンダである。油圧ショベルは、後述する如く、ブームシリンダ、アームシリンダ、旋回モータ以外の複数のアクチュエータを備えているが、図１ではそれらの図示を省略している。

パイロット弁５aはブーム用であり、パイロット弁５bはアーム用であり、パイロット弁５cは旋回用である。ブーム用のパイロット弁５aの操作装置に設けられている操作レバーをブーム上げ方向（図示左方向）に操作するとブーム上げのパイロット操作圧a１を生成し、操作レバーをブーム下げ方向（図示右方向）に操作するとブーム下げのパイロット操作圧a２を生成する。同様に、アーム用のパイロット弁５bの操作装置に設けられている操作レバーをアームクラウド方向（図示左方向）に操作するとアームクラウドのパイロット操作圧b１を生成し、操作レバーをアームダンプ方向（図示右方向）に操作するとアームダンプのパイロット操作圧b２を生成し、旋回用用のパイロット弁５cの操作装置に設けられている操作レバーを旋回右方向（図示左方向）に操作すると旋回右のパイロット操作圧c１を生成し、操作レバーを旋回左方向（図示右方向）に操作すると旋回左のパイロット操作圧c２を生成する。

本実施の形態の油圧駆動装置は、また、ブームシリンダ３aのボトム側３a1から排出された圧油の一部を、ブームシリンダ３aのロッド側３a2に供給する再生回路６２を備えている。再生回路６２は、ブームシリンダ３aのボトム側３a1に接続されたボトム側油路６３とブームシリンダ３aのロッド側３a2に接続されたロッド側油路６４とを接続する再生油路６５と、この再生油路６５に配置された再生弁６６と、再生油路６５に配置され、ボトム側油路６３からロッド側油路６４に向かう圧油の流れのみを許容する逆止め弁６７とを有している。再生弁６６は、ブーム用のパイロット弁５aによって生成され流量制御弁６aに導かれるブーム下げのパイロット操作圧a２が油路６８を介して導かれ、ブーム下げのパイロット操作圧a２の大きさに応じてストロークし、再生弁６６の絞り（再生絞り）の開口面積を変化させるパイロット圧操作弁である。

そして、本実施の形態の油圧駆動装置は、その特徴的構成として、ブーム用のパイロット弁５aによって生成され流量制御弁６aに導かれるブーム下げのパイロット操作圧a２が導かれる油路７１と、ボトム側油路６３の圧力（ブームシリンダ３aのボトム圧）が導かれる油路７２と、油路７１，７２に接続され、ブーム下げのパイロット操作圧a２に応じてボトム側油路６３の圧力（ブームシリンダ３aのボトム圧）を選択的に出力する第１切換弁７３と、圧力補償弁７aと流量制御弁６aとの間に配置され、第１切換弁７３の出力圧に基づいて動作する第２切換弁７４とを備えている。

第１切換弁７３も再生弁６６と同様、ブーム下げのパイロット操作圧a２に応じて絞りの開口面積を変化させるパイロット圧操作弁であり、第１切換弁７３は、ブーム下げの操作圧a２が第１設定値（後述するP73a）以上になると開き始め、ブームシリンダ３aのボトム圧を第２切換弁７４に出力する。

第２切換弁７４は、第１切換弁７３の出力圧が導かれて動作する油圧操作弁であり、第１切換弁７３の出力圧であるブームシリンダ３aのボトム圧が第２設定値（後述するPbbs）以上になると切り換わり、メインポンプ１０１から流量制御弁６aに供給されるブーム用の圧油供給路１０５aを遮断するとともに、流量制御弁６aの負荷圧検出ポートと負荷圧検出油路４１ａとの連通を遮断し、負荷圧検出油路４１a（負荷圧検出回路４２a）をタンクに連通させる。

図２は再生弁６６の絞りの開口特性を示す図であり、図３は第１切換弁７３の絞りの開口特性を示す図であり、図４はブーム用の流量制御弁６aのメータイン開口及びメータアウト開口の絞りの開口特性を示す図である。

図２に示すように、再生弁６６の絞りはブーム下げのパイロット操作圧a２が設定値P66a（再生開始圧力）に上昇すると開き始め、更に設定値P66bまで上昇すると最大開口面積Ａ66となる。図３に示すように、第１切換弁７３の絞りはブーム下げのパイロット操作圧a２が設定値P73a（第１設定値）に上昇すると開き始め、更に設定値P73bまで上昇すると最大開口面積Ａ73となる。図４に示すように、ブーム用の流量制御弁６aのメータイン開口及びメータアウト開口の絞りはブーム下げのパイロット操作圧a２が設定値P6aaに上昇すると開き始め、更に設定値P6abまで上昇すると最大開口面積Ａ6aとなる。

再生弁６６の絞りが開き始めるブーム下げのパイロット操作圧a２の設定値P66a（再生開始圧力）と第１切換弁７３の絞りが開き始めるブーム下げのパイロット操作圧a２の設定値P73a（第１設定値）はP66a≦P73aの関係にある。すなわち、第１切換弁７３の絞りが開き始めるブーム下げのパイロット操作圧a２の設定値P73a（第１設定値）は、再生弁６６の絞りが開き始めるブーム下げのパイロット操作圧a２の設定値P66a（再生開始圧力）と同じかそれよりも高い値に設定されている。また、再生弁６６の絞りが開き始めるブーム下げのパイロット操作圧a２の設定値P66a（再生開始圧力）と第１切換弁７３の絞りが開き始めるブーム下げのパイロット操作圧a２の設定値P73a（第１設定値）とブーム用の流量制御弁６aのメータイン開口及びメータアウト開口の絞りが開き始めるブーム下げのパイロット操作圧a２の設定値P6aaは、P6aa≦P66a≦P73aの関係にある。言い換えれば、ブーム用の流量制御弁６aのメータイン開口及びメータアウト開口の絞りは再生弁６６の絞りより早く開き始めるか、遅くとも同時に開き始め、再生弁６６の絞りは第１切換弁７３の絞りより早く開き始めるか、遅くとも同時に開き始めるようにP6aa とP66aとP73aの関係が設定されている。以下の説明では、ブーム下げのパイロット操作圧a２が上昇するときのブーム用の流量制御弁６aのメータイン開口及びメータアウト開口及び再生弁６６と第１切換弁７３それぞれの絞りの開き始めるタイミングは同時であるとして説明する。

第２切換弁７４を切り換える第２設定値は、ブーム下げ動作がブームの自重落下によるものであることを示す圧力である。ここで、ブーム５１１の自重落下によりブームシリンダ３aがブーム下げ方向に駆動される（ブーム下げ動作を行う）とき、ブームシリンダ３aのボトム側３a1から排出された圧油は、流量制御弁６aのメータアウト開口の絞りと再生弁６６の絞りによって昇圧される。このため第２切換弁７４を切り換える第２設定値はその昇圧圧力範囲の低圧側の任意の圧力、好ましくは昇圧直後の圧力に設定すればよい。以下、この第２設定値をPbbsで表記する。

〜油圧ショベル〜
図５は、上述した油圧駆動装置が搭載される建設機械である油圧ショベルの外観を示す図である。

図５において、建設機械としてよく知られている油圧ショベルは、下部走行体５０１と、上部旋回体５０２と、スイング式のフロント作業装置５０４を備え、フロント作業装置５０４は、ブーム５１１、アーム５１２、バケット５１３から構成されている。上部旋回体５０２は下部走行体５０１に対して旋回モータ３ｃ（図１参照）によって旋回装置５０９を駆動することで旋回可能である。上部旋回体５０２の前部にはスイングポスト５０３が取り付けられ、このスイングポスト５０３にフロント作業装置５０４が上下動可能に取り付けられている。スイングポスト５０３はスイングシリンダ（図示せず）の伸縮により上部旋回体５０２に対して水平方向に回動可能であり、フロント作業装置５０４のブーム５１１、アーム５１２及びバケット５１３はブームシリンダ３a、アームシリンダ３ｂ及びバケットシリンダ３ｄの伸縮によりそれぞれ上下／前後方向に回動可能である。下部走行体５０１の中央フレームには、ブレードシリンダ（図示せず）の伸縮により上下動作を行うブレード５０６が取り付けられている。下部走行体５０１は、走行モータ３ｆ，３ｇの回転により左右の履帯５０１ａ，５０１ｂを駆動することによって走行を行う。

上部旋回体５０２にはキャノピータイプの運転室５０８が設置され、運転室５０８内には、運転席５２１、フロント／旋回用の左右の操作装置５２２，５２３（図５では左側のみ図示）、左右走行用の操作装置５２４ａ，５２４ｂ（図５では左側のみ図示）、スイング用の操作装置（図示せず）及びブレード用の操作装置（図示せず）、ゲートロックレバー２４などが設けられている。

操作装置５２２，５２３の操作レバーは中立位置から十字方向を基準とした任意の方向に操作可能であり、左側の操作装置５２２の操作レバーを左右方向に操作すると、操作装置５２２は旋回用の操作装置として機能して旋回用のパイロット弁５c（図１参照）が動作し、同操作装置５２２の操作レバーを前後方向に操作すると、操作装置５２２はアーム用の操作装置として機能してアーム用のパイロット弁５b（図１参照）が動作し、右側の操作装置５２３の操作レバーを前後方向に操作すると、操作装置５２３はブーム用の操作装置として機能してブーム用のパイロット弁５aが動作し、同操作装置５２３の操作レバーを左右方向に操作すると、操作装置５２３はバケット用の操作装置として機能してバケット用のパイロット弁（図示せず）が動作する。

以上において、ブーム５１１は自重落下により下げ動作を行う特定の作業要素であり、ブームシリンダ３aは、その特定の作業要素５１１を駆動する油圧シリンダである。また、再生回路６２の再生弁６６は、ブームシリンダ３aのボトム側３a1とロッド側３a2との間に配置され、特定の作業要素であるブーム５１１の自重落下による下げ動作時に、ブームシリンダ３aのボトム側３a1から排出された圧油の一部をブームシリンダ３aのロッド側３a2に供給する。

油路７１は、複数の操作装置５２２，５２３，５２４ａ，５２４ｂのうち特定の作業要素であるブーム５１１の操作装置５２３により生成され、特定の作業要素（ブーム５１１）の下げ動作を指令するパイロット操作圧a2を検出する第１圧力検出装置として機能し、油路７２は、特定の作業要素（ブーム５１１）を駆動する油圧シリンダであるブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧油の圧力を検出する第２圧力検出装置として機能する。

第１切換弁７３と第２切換弁７４は、第１圧力検出装置（油路７１）によって検出されたパイロット操作圧a2が第１設定値P73a以上であり、かつ第２圧力検出装置（油路７２）によって検出されたブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧力が第２設定値Pbbs以上であるときに、油圧ポンプ１０１からブームシリンダ３aに圧油を供給する圧油供給路１０５aを遮断しかつブームシリンダ３aの負荷圧検出回路４２aをタンクに連通させる切換制御装置として機能する。
〜作動〜
本実施の形態の作動を、図１を用いて説明する。

原動機１００によって駆動される固定容量式のパイロットポンプ３０から吐出された圧油は、圧油供給路３１aに供給される。圧油供給路３１aには、原動機回転数検出弁１３が接続されており、可変絞り５０と差圧減圧弁５１により原動機回転数検出弁１３は、固定容量式のパイロットポンプ３０の吐出流量を絶対圧Pgrとして出力する。原動機回転数検出弁１３の下流側の圧油供給路３１bには、パイロットリリーフ弁３２が接続されており、圧油供給路３１bに一定の圧力を生成している。

油圧ショベルによって作業を行うとき、ゲートロックレバー２４は下げ位置に操作されており、ゲートロック弁３３は図示した左側の位置に切り換わって、パイロット弁５a，５b，５c，・・・が接続された圧油供給路３１cは圧油供給路３１bに接続され、圧油供給路３１cにはパイロットリリーフ弁３２が生成した一定のパイロット圧が導かれている。

(a) 全ての操作レバーが中立の場合
全ての操作レバーが中立なので、全てのパイロット操作圧a１，a２，b１，b２，c１，c２，・・・はタンクに導かれ、全てのパイロット弁５a，５b，５c，・・・の出力がタンク圧と同じになり、全ての流量制御弁６a，６b，６c，・・・が切換え設定用のバネによって中立位置となる。

圧油供給路１０５に接続される流量制御弁６a，６b，６c，・・・が全て中立位置にあるので、流量制御弁６a，６b，６c，・・・の負荷圧検出ポートはタンクに接続され、最高負荷圧検出回路４４によって検出される最高負荷圧Plmaxはタンク圧となる。

このため圧油供給路１０５は、アンロード弁１１１の働きにより、アンロード弁１１１の予め決められた圧力（Pgr圧＋バネの設定圧力）に保たれる。すなわち、圧油供給路１０５の圧力は原動機回転数検出弁の出力圧Pgr（ロードセンシング制御の目標差圧）よりもアンロード弁１１１のバネの設定圧力だけ高くなるように制御される。

差圧減圧弁１１２は、圧油供給路１０５の圧力Psと最高負荷圧検出回路４４によって検出される最高負荷圧Plmaxとの差圧をLS差圧Plsとして出力する。

全ての操作レバーが中立の場合には、タンク圧＝０であるとすると、Pls＝Ps−Plmax＝Ps−タンク圧＝Ps＞Pgrとなる。

LS差圧PlsはLS弁１２０aに導かれる。LS弁１２０aはPlsとPgrを比較し、Pls＜Pgrの場合にはLS傾転制御ピストン１２０bの圧油をタンクに導き、Pls＞Pgrの場合にはパイロットリリーフ弁３２によって生成される一定のパイロット圧をLS傾転制御ピストン１２０bに導く。

全ての操作レバーが中立の場合には、Pls＞Pgrであるので、LS弁１２０aは図中で左側に切り換わり、パイロットリリーフ弁３２によって生成される一定のパイロット圧をLS傾転制御ピストン１２０bに導く。

LS傾転制御ピストン１２０bに圧油が導かれるので、可変容量型のメインポンプ１０１の容量は最小に保たれる。

(b) ブーム下げ単独操作（無負荷）の場合
例えば、フロント作業装置５０４のバケット５１３が空中にある姿勢でブーム下げ操作（押し付け力が必要とされない自重落下によるブームの下げ動作）を行なう場合、操作装置５２３の操作レバー（ブーム操作レバー）をブームシリンダ３aが縮小する方向に、つまりブーム下げ方向に入力すると、ブーム操作用パイロット弁５aによってブーム下げパイロット操作圧a２が出力される。

ブーム下げパイロット操作圧a２に応じて、ブーム用の流量制御弁６aと再生弁６６と第１切換弁７３がストロークする。

ここで、前述したように再生弁６６と第１切換弁７３とブーム用の流量制御弁６aのメータイン開口及びメータアウト開口の絞りの開口特性は、図２、図３及び図４に図示したようになる。このためブーム下げパイロット操作圧a２が増加し、設定値P66a，P6aaより大きくなると、ブーム用の流量制御弁６aと再生弁６６の絞りは開き始める。また、ブーム下げパイロット操作圧a２が設定値P73a（第１設定値）より大きくなると第１切換弁７３の絞りは開き始め、第１切換弁７３はブームシリンダ３aのボトム圧を出力する。

このとき、フロント作業装置５０４のバケット５１３は空中にあり、ブームシリンダ３aにはフロント作業装置５０４の自重がブーム下げ方向（ブームシリンダ３aの縮小方向）に作用するため、ブーム５１１の自重落下によりブームシリンダ３aがブーム下げ方向に駆動される（ブーム下げ動作を行う）。このためブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧油はボトム側油路６３を介して流量制御弁６aのメータアウト開口の絞りに導かれるとともに、ボトム側油路６３から分岐する再生油路６５を介して再生弁６６に導かれ、ブームシリンダ３aのボトム側３a1から排出された圧油は、流量制御弁６aのメータアウト開口の絞りと再生弁６６の絞りによって昇圧され、一部の圧油は流量制御弁６aのメータアウト開口の絞りを介してタンクへ導かれ、残りの圧油は再生弁６６の絞りと逆止め弁６７を介してロッド側油路６４へ導かれる。

このとき、第１切換弁７３の出力圧が第２設定圧Pbbsより大きくなると第２切換弁７４は図示した右側の位置に切り換わり、メインポンプ１０１から流量制御弁６aへ圧油を供給する油路を遮断するとともに、流量制御弁６aの負荷圧検出ポートと負荷圧検出油路４１ａの連通を遮断しかつ負荷圧検出油路４１ａをタンクに連通させる。これによりボトム側油路６３から再生弁６６と逆止め弁６７を介してロッド側油路６４に供給される再生圧油のみがブームシリンダ３aのロッド側３a2に供給され、ブームシリンダ３aはブーム５１１の自重落下により縮小方向（ブーム下げ方向）に駆動される。

また、第２切換弁７４によってブームシリンダ３aの負荷圧検出ポートと負荷圧検出油路４１ａとは遮断され、負荷圧検出油路４１ａはタンクに連通するので、ブームシリンダ３aの負荷圧検出油路４１ａはブームシリンダ３aの負荷圧を検出できない。

このとき、ブームシリンダ３a以外のアクチュエータ３b，３c，・・・の流量制御弁６b，６c，・・・は中立位置にあり、最高負荷圧検出回路４４によって検出される最高負荷圧Plmaxはタンク圧となっている。

このため圧油供給路１０５は、前述のようにアンロード弁１１１の働きにより予め決められた圧力（Pgr圧＋バネの設定圧力）に保たれる。

また、ブーム下げ単独操作の場合、タンク圧＝０であるとすると、Pls＝Ps−Plmax＝Ps−タンク圧＝Ps＞Pgrとなる。Pls＞Pgrであるので、LS弁１２０aは図中で左側に切り換わり、パイロットリリーフ弁３２によって生成される一定のパイロット圧がLS傾転制御ピストン１２０bに導かれる。

LS傾転制御ピストン１２０bに圧油が導かれるので、メインポンプ１０１の容量は最小に保たれる。

このように特定の作業要素であるブーム５１１の自重落下によるブーム下げ動作時は、ブーム下げパイロット操作圧a2が第１設定値P73a以上でありかつブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧力が第２設定値Pbbs以上となり、第２切換弁７４が図示の位置から図示の右側の切換位置に切り換わるため、メインポンプ１０１からの圧油供給路１０５aが遮断され、ブームシリンダ３aのロッド側３a2には再生した圧油のみが供給される。また、ブームシリンダ３aの負荷圧検出回路４２aはタンクに連通し、ブームシリンダ３aの負荷圧に基づくロードセンシング制御によるメインポンプ１０１の不必要な吐出流量増加が防止されるため、余剰の圧油がアンロード弁１１１を介してタンクに捨てられるブリードオフ損失が低減し、メインポンプ１０１の消費エネルギーの低減を図ることができる。

(c) ブーム下げ単独操作（高負荷）の場合
例えば、フロント作業装置５０４のバケット５１３が接地している姿勢でブーム下げ操作（押し付け力が必要なブーム５１１の下げ動作）を行なう場合、ブーム操作レバーをブーム下げ方向に入力すると、ブーム操作用パイロット弁５aによってブーム下げパイロット操作圧a２が出力される。

ブーム下げパイロット操作圧a２に応じて、ブーム用の流量制御弁６aと再生弁６６と第１切換弁７３がストロークする。

ここで、前述したように再生弁６６と第１切換弁７３とブーム用の流量制御弁６aのメータイン開口及びメータアウト開口の絞りの開口特性は図２、図３及び図４に図示したようになる。このためブーム下げパイロット操作圧a２が増加し、設定値P66a，P6aaより大きくなると、ブーム用の流量制御弁６aと再生弁６６の絞りは開き始める。また、ブーム下げパイロット操作圧a２が設定値P73a（第１設定値）より大きくなると第１切換弁７３の絞りは開き始め、第１切換弁７３はブームシリンダ３aのボトム圧を出力する。

このとき、フロント作業装置５０４のバケット５１３は接地しているので、ブームの保持圧が発生せず、ブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧力は低圧となっている。

第１切換弁７３の出力する圧力は第２切換弁７４を切り換える第２設定圧Pbbsより低いので、第２切換弁７４は切り換わらない。このためメインポンプ１０１から流量制御弁６aへ圧油を供給する油路は遮断されずかつ負荷圧検出油路４１ａはタンクに連通されず、負荷圧検出油路４１ａに流量制御弁６aの負荷圧検出ポートから出力されるブームシリンダ３aの負荷圧が導かれる。

また、ブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧油はボトム側油路６３を介して流量制御弁６aのメータアウト絞りに導かれるとともに、ボトム側油路６３から分岐する再生油路６５を介して再生弁６６に導かれる。

このとき、ブームシリンダ３aのロッド側圧力はボトム側圧力より大きいので、再生回路６２の逆止め弁６７は開かず、ボトム側３a1の圧油は全て流量制御弁６aのメータアウト開口の絞りを介してタンクへ導かれる。

また、再生回路６２は逆止め弁６７によって遮断されているので、ブームシリンダ３aのロッド側３a2にメインポンプ１０１からの圧油が供給され、ブームシリンダ３aはその圧油により縮小方向（ブーム下げ方向）に駆動される。

ブームシリンダ３aの負荷圧は最高負荷圧検出回路４４によって最高負荷圧Plmaxとして検出され、最高負荷圧油路４３を介してアンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２に導かれる。

最高負荷圧Plmaxによって、アンロード弁１１１のセット圧はブームシリンダ３aの負荷圧（最高負荷圧Plmax）＋Pgr圧＋バネ力に上昇し、圧油供給路１０５の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。

また、差圧減圧弁１１２に導かれた最高負荷圧Plmaxにより、差圧減圧弁１１２はPs−PlmaxをLS差圧Plsとして出力し、LS差圧Plsはメインポンプ１０１の流量制御用レギュレータ１２０のLS弁１２０aに導かれる。

LS弁１２０aとLS傾転制御ピストン１２０bの働きにより、メインポンプ１０１が吐出する流量はLS差圧PlsがPgr圧に等しくなるまで増加し、その圧油がブームシリンダ３aのロッド側３a2に供給される。

(d) ブーム下げ操作（無負荷）＋他アクチュエータ操作の場合
例えば、フロント作業装置５０４のバケット５１３が空中にある姿勢でブーム下げ＋アームクラウド複合操作（自重落下によるブームの下げ動作を含む複合動作）をした場合、操作装置５２３の操作レバー（ブーム操作レバー）をブーム下げ方向に操作しかつ操作装置５２２の操作レバー（アーム操作レバー）をアームシリンダ３bが伸長する方向に、つまりアームクラウド方向に操作すると、ブーム用の流量制御弁６aは図中で右側に切り換わり、アーム用の流量制御弁６bは図中で左側に切り換わる。

このとき前述(b)のように、第２切換弁７４はメインポンプ１０１から流量制御弁６aへ圧油を供給する油路を遮断するとともに、流量制御弁６aの負荷圧検出ポートと負荷圧検出油路４１ａの連通を遮断しかつ負荷圧検出油路４１ａをタンクに連通させる。ボトム側油路６３から再生弁６６と逆止め弁６７を介して再生された圧油がブームシリンダ３aのロッド側３a2に供給され、ブームシリンダ３aはブーム５１１の自重落下によりにより縮小方向（ブーム下げ方向）に駆動される。

さらに、アーム用の流量制御弁６bが図中で左側に切り換わると、流量制御弁６bを介してアームシリンダ３bのボトム側３a1に圧油が供給されると同時に、流量制御弁６bの負荷圧検出ポートの負荷圧が負荷圧検出油路４１ｂに導かれ、アームシリンダ３bの負荷圧が検出される。

このとき、第２切換弁７４によって流量制御弁６aの負荷圧検出ポートと負荷圧検出油路４１ａの連通は遮断され、負荷圧検出油路４１ａはタンクに連通しているので、ブームシリンダ３aの負荷圧＞アームシリンダ３bの負荷圧の場合でも、ブームシリンダ３aの負荷圧＜アームシリンダ３bの負荷圧の場合でも、アームシリンダ３bの負荷圧が最高負荷圧検出回路４４によって最高負荷圧Plmaxとして検出され、最高負荷圧油路４３を介してアンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２に導かれる。

アンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２とレギュレータ１２０は、アームシリンダ３bの最高負荷圧（Plmax）に基づいて前述(c)のように動作し、メインポンプ１０１が吐出する流量はLS差圧PlsがPgr圧に等しくなるまで増加し、アームシリンダ３bはその圧油により伸長方向（アームクラウド方向）に駆動される。

このように特定の作業要素であるブーム５１１の自重落下によるブーム下げ動作を含む複合動作時は、ブームシリンダ３aの負荷圧が最高負荷圧である場合（他のアクチュエータであるアームシリンダ３bが低圧側である場合）にも、ブームシリンダ３aの負荷圧に基づくロードセンシング制御によるメインポンプ１０１の不必要な吐出流量増加が防止され、メインポンプ１０１の消費エネルギーの低減を図ることができる。また、メインポンプ１０１の吐出流量はアームシリンダ３bの最高負荷圧（Plmax）に基づくロードセンシング制御により制御されるため、アームシリンダ３bに係わる圧力補償弁７bでの不必要な絞り圧損によるメータイン損失を低減し、高効率化を図ることができる。

(e) ブーム下げ操作（高負荷）＋他アクチュエータ操作の場合
例えば、フロント作業装置５０４のバケット５１３が接地している姿勢でブーム下げ＋アームクラウド複合操作（押し付け力が必要なブーム５１１の下げ動作を含む複合動作）をした場合、ブーム操作レバーをブーム下げ方向に操作しかつアーム操作レバーをアームクラウド方向に操作すると、流量制御弁６aは図中で右側の切換位置に切り換わり、流量制御弁６bは図中で左側の切換位置に切り換わる。

このときブームシリンダ３aは、前述(c)のようにメインポンプ１０１から供給される圧油によって駆動される。また、アームシリンダ３bは前述(d)のように動作する。

また、前述(c)のようにブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧力は低圧となっているので、第２切換弁７４は切り換わらず、流量制御弁６aの負荷圧検出ポートから出力されるブームシリンダ３aの負荷圧が負荷圧検出油路４１ａに導かれるので、ブームシリンダ３aの負荷圧＞アームシリンダ３bの負荷圧の場合はブームシリンダ３aの負荷圧が最高負荷圧Plmaxとして検出され、ブームシリンダ３aの負荷圧＜アームシリンダ３bの負荷圧の場合はアームシリンダ３b負荷圧が最高負荷圧Plmaxとして検出され、そのPlmaxが最高負荷圧油路４３を介してアンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２に導かれる。

アンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２とレギュレータ１２０は、ブームシリンダ３a又はアームシリンダ３bの負荷圧（Plmax）に基づいて前述(c)のように動作し、メインポンプ１０１が吐出する流量はLS差圧PlsがPgr圧に等しくなるまで増加し、ブームシリンダ３a及びアームシリンダ３bはその圧油によりそれぞれ縮小方向（ブーム下げ方向）及び伸長方向（アームクラウド方向）に駆動される。

(f) ブーム下げ単独操作（無負荷）時にブーム負荷が無負荷から高負荷へ変化する場合
例えば、フロント作業装置５０４のバケット５１３が空中にある姿勢でブーム下げ操作を行なう場合は、前述(b)と同様に作動する。

このとき、ブーム下げ操作を継続したまま、フロント作業装置５０４のバケット５１３が接地した場合、ブームシリンダ３aのロッド側圧力が上昇し、ブームシリンダ３aのロッド側圧力＞ボトム側圧力となるので、逆止め弁６７が閉じて再生回路６２を遮断する。

再生回路６２が遮断されると、ブームシリンダ３aのボトム側から排出された圧油が流量制御弁６aのメータアウト開口の絞りを介してタンクに導かれ、ブームシリンダ３aのボトム側圧力は低圧となる。

ブームシリンダ３aのボトム側圧力が、フロント作業装置５０４のバケット５１３が接地したと判断できるある設定圧以下にまで低下すると、第２切換弁７４がバネ力によって押し戻されて図示した左側の位置に切り換わる。このためメインポンプ１０１から流量制御弁６aへ圧油を供給する油路の遮断は解除され、かつ負荷圧検出油路４１ａに流量制御弁６aの負荷圧検出ポートから出力されるブームシリンダ３aの負荷圧が導かれる。

このとき、再生回路６２は逆止め弁６７によって遮断されるので、ブームシリンダ３aのロッド側３a2にメインポンプ１０１からの圧油が供給され、ブームシリンダ３aはその圧油により縮小方向（ブーム下げ方向）に駆動される。

ブームシリンダ３aの負荷圧は最高負荷圧検出回路４４によって最高負荷圧Plmaxとして検出され、最高負荷圧油路４３を介してアンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２に導かれる。

アンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２とレギュレータ１２０は前述(c)のように動作し、メインポンプ１０１が吐出する流量はLS差圧PlsがPgr圧に等しくなるまで増加し、その圧油がブームシリンダ３aのロッド側３a2に供給される。

(g) ブーム下げ操作（無負荷）＋他アクチュエータ操作時にブーム負荷が無負荷から高負荷へ変化する場合
例えば、フロント作業装置５０４のバケット５１３がが空中にある姿勢でブーム下げ＋アームクラウド複合操作をした場合、前記(d)と同様に作動する。

このとき、ブーム下げ操作を継続したまま、フロント作業装置５０４のバケット５１３が接地した場合、ブームシリンダ３aのロッド側圧力が上昇し、ブームシリンダ３aのロッド側圧力＞ボトム側圧力となるので、逆止め弁６７が閉じて再生回路６２を遮断する。

再生回路６２が遮断されると、ブームシリンダ３aボトム側から排出された圧油が流量制御弁６aのメータアウト開口の絞りを介してタンクに導かれ、ブームシリンダ３aのボトム側圧力は低圧となる。

ブームシリンダ３aのボトム側圧力がある設定圧以下にまで低下すると、第２切換弁７４がバネ力によって押し戻されて図示した左側の位置に切り換わる。このためメインポンプ１０１から流量制御弁６aへ圧油を供給する油路の遮断は解除され、かつ負荷圧検出油路４１ａに流量制御弁６aの負荷圧検出ポートから出力されるブームシリンダ３aの負荷圧が導かれる。

このとき、再生回路６２は逆止め弁６７によって遮断されるので、ブームシリンダ３aのロッド側３a2にメインポンプ１０１からの圧油が供給され、ブームシリンダ３aはその圧油により縮小方向（ブーム下げ方向）に駆動される。

また、流量制御弁６aの負荷圧検出ポートから出力されるブームシリンダ３aの負荷圧が負荷圧検出油路４１ａに導かれるので、ブームシリンダ３aの負荷圧＞アームシリンダ３bの負荷圧の場合はブームシリンダ３aの負荷圧が最高負荷圧Plmaxとして検出され、ブームシリンダ３aの負荷圧＜アームシリンダ３bの負荷圧の場合はアームシリンダ３bの負荷圧が最高負荷圧Plmaxとして検出され、そのPlmaxが最高負荷圧油路４３を介してアンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２に導かれる。

アンロード弁１１１及び差圧減圧弁１１２とレギュレータ１２０は、ブームシリンダ３a又はアームシリンダ３bの負荷圧（Plmax）に基づいて前述(c)と同様に作動し、メインポンプ１０１が吐出する流量はLS差圧PlsがPgr圧に等しくなるまで増加し、ブームシリンダ３a及びアームシリンダ３bはその圧油によりそれぞれ縮小方向（ブーム下げ方向）及び伸長方向（アームクラウド方向）に駆動される。
〜効果〜
本実施の形態によれば以下の効果が得られる。

１．上記(b)で説明したように、再生弁６６を含む再生回路６２を備えたロードセンシング制御を行う建設機械の油圧駆動装置において、ブーム５１１（特定の作業要素）の自重落下による下げ動作時にブームシリンダ３aのロッド側３a2に再生した圧油のみが供給され、ブームシリンダ３aの負荷圧に基づくロードセンシング制御によるメインポンプ１０１の不必要な流量増加を防止して余剰の圧油がアンロード弁１１１を介してタンクに捨てられるブリードオフ損失を低減し、メインポンプ１０１の消費エネルギーの低減を図ることができる。

２．上記(d)で説明したように、ブーム５１１（特定の作業要素）の自重落下によるブーム下げ動作を含む複合動作時にも、ブームシリンダ３aが高負荷圧側となる場合（他のアクチュエータであるアームシリンダ３bが低圧側である場合）にも、ブームシリンダ３aの負荷圧に基づくロードセンシング制御によるメインポンプ１０１の不必要な吐出流量増加が防止され、メインポンプ１０１の消費エネルギーの低減を図ることができる。また、メインポンプ１０１の吐出流量はアームシリンダ３bの最高負荷圧（Plmax）に基づくロードセンシング制御により制御されるため、アームシリンダ３bに係わる圧力補償弁７bでの不必要な絞り圧損によるメータイン損失を低減し、高効率化を図ることができる。
＜第２の実施の形態＞
〜構成〜
図６は、本発明の第２の実施の形態による建設機械（油圧ショベル）の油圧駆動装置を示す図である。

本実施の形態の油圧駆動装置は、ブーム５１１（特定の作業要素）の下げ動作を指令するパイロット操作圧a2を検出する圧力センサ８１（第１圧力検出装置）と、ブーム５１１を駆動するブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧油の圧力を検出する圧力センサ８２（第２圧力検出装置）を備えている。

また、本実施の形態の油圧駆動装置は、第１の実施の形態における第１切換弁７３に代えて、電磁切換弁８３とコントローラ２００を備えている。コントローラ２００は、圧力センサ８１と圧力センサ８２の検出信号を入力して第２切換弁７４（油圧切換弁）を切り換えるかどうかを判断し、第２切換弁７４を切り換えると判断したときに制御信号を出力して電磁切換弁８３（第１切換弁）を切り換え、信号圧を第２切換弁７４に出力して第２切換弁７４を切り換える。

図７はコントローラ２００の制御機能を示すフローチャートである。

コントローラ２００は、圧力センサ８１の検出信号Vin１が予め設定された値Vset１より大きいかどうかを判定し（ステップＳ１００）、圧力センサ８１の検出信号Vin１が予め設定された値Vset１より大きいときは、更に、圧力センサ８２の検出信号Vin２が予め設定された値Vset２より大きいかどうかを判定し（ステップＳ１１０）、圧力センサ８１の検出信号Vin１が予め設定された値Vset１より大きく、かつ圧力センサ８２の検出信号Vin２が予め設定された値Vset２より大きいときに電磁切換弁８３をONにする制御信号を出力し（ステップＳ１２０）、それ以外のときは電磁切換弁８３をOFFにする（ステップＳ１３０）。ここでVset１は、ブーム下げのパイロット操作圧a２が前述した第１設定値P73aにあるときの圧力センサ８１の検出信号に相当する値に設定され、Vset２は、ブームシリンダ３aのボトム圧が前述した第２設定値Pbbsにあるときの圧力センサ８２の検出信号に相当する値に設定される。

このように電磁切換弁８３と油圧切換弁７４とコントローラ２００は、第１圧力検出装置（圧力センサ８１）によって検出されたパイロット操作圧a2が第１設定値P73a以上であり、かつ第２圧力検出装置（圧力センサ８２）によって検出されたブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧力が第２設定値Pbbs以上であるときに、油圧ポンプ１０１からブームシリンダ３aに圧油を供給する圧油供給路１０５aを遮断しかつブームシリンダ３aの負荷圧検出回路４２aをタンクに連通させる切換制御装置として機能する。

上記以外の構成は第１の実施の形態と同じである。

以上のように構成した本実施の形態においては、ブーム下げ操作圧a２を圧力センサ８１が検出してコントローラ２００に入力し、ブームシリンダ３aのボトム側圧力を圧力センサ８２が検出してコントローラ２００に入力する。コントローラ２００は、それらの検出信号に基づいて上述したフローチャートに示す処理を実行し、電磁切換弁８３をON／OFF制御することで、第２切換弁７４をブーム下げ操作圧a２とブームシリンダ３aのボトム側圧力に応じて制御する。

これにより本実施の形態においても、第１の実施の形態における上記(a)〜(g)と同様の作動が得られ、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
＜第３の実施の形態＞
〜構成〜
図８は、本発明の第３の実施の形態による建設機械（油圧ショベル）の油圧駆動装置を示す図である。

本実施の形態の油圧駆動装置は、第１の実施の形態における第２切換弁７４に代えて第２切換弁９３と、第３切換弁９４と、開口面積減少方向（閉じ方向）作動の受圧部９６を有するブームシリンダ３aの圧力補償弁９５とを備えている。第１及び第２実施の形態における圧力補償弁７ａ〜７ｃは、開口面積減少方向のストロークエンドで全閉しないように構成されている。これにより２つのアクチュエータの負荷圧の差が大きい複合操作でメインポンプ１０１の吐出油が不足するサチュレーションが生じた場合でも、低負荷圧側の圧力補償弁が極端に絞られたり閉じたりして、低負荷側のアクチュエータが減速、停止することがなく、低負荷側のアクチュエータが減速、停止することが防止される。本実施の形態では、ブームシリンダ３aの圧力補償弁９５以外の圧力補償弁７ｂ，７ｃは、第１及び第２の実施の形態と同様、開口面積減少方向のストロークエンドで全閉しないように構成されているが、ブームシリンダ３aの圧力補償弁９５は、メインポンプ１０１からの圧油供給路１０５aの遮断機能を持たせるため、開口面積減少方向（閉じ方向）のストロークエンドで全閉するように構成されている。

第２切換弁９３は、第１切換弁７３から出力されるブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧力が第２設定値Pbbs以上になると切り換わり、信号圧を出力する。この信号圧は第３切換弁９４を図示のニュートラル位置に保持するバネ力の圧力換算値よりも高く、第３切換弁９４は、第２切換弁９３から信号圧が出力されると図示の右側の切換位置に切り換わり、ブームシリンダ３aの負荷圧検出回路４２a（負荷圧検出油路４１a）をタンクに連通させる。また、第２切換弁９３から信号圧が出力されると、その信号圧が圧力補償弁９５の受圧部９６にも導かれ、圧力補償弁９５を図示の右側の切換位置に切り換わり、メインポンプ１０１からの圧油供給路１０５aを遮断する。

このように構成した本実施の形態においても、第１切換弁７３と第２切換弁９３と第３切換弁９４と、受圧部９６を有する圧力補償弁９５は、第１圧力検出装置（油路７１）によって検出されたパイロット操作圧a2が第１設定値P73a以上であり、かつ第２圧力検出装置（油路７２）によって検出されたブームシリンダ３aのボトム側３a1の圧力が第２設定値Pbbs以上であるときに、油圧ポンプ１０１からブームシリンダ３aに圧油を供給する圧油供給路１０５aを遮断しかつブームシリンダ３aの負荷圧検出回路４２aをタンクに連通させる切換制御装置として機能する。

上記以外の構成は第１の実施の形態と同じである。

このように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態における上記(a)〜(g)と同様の作動が得られ、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

〜その他〜
以上の実施の形態以外に、本発明は種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、ブーム５１１が特定の作業要素である場合について説明したが、自重落下により下げ動作を生じ油圧シリンダを収縮方向に駆動する作業要素であれば、特定の作業要素はブーム５１１以外（例えばアーム５１２又はバケット５１３）であってもよい。この場合、アームシリンダ又はバケットシリンダのボトム側とロッド側との間に再生回路６２と同様な再生回路を設け、第１及び第２切換弁７３，７４などと同様な切り替え制御装置を設けることにより、アーム或いはバケットの自重落下による下げ動作時に上記実施の形態と同様の作動／効果が得られる。

また、上記実施の形態のロードセンシングシステムは一例であり、ロードセンシングシステムは種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、ポンプ吐出圧と最高負荷圧を絶対圧として出力する差圧減圧弁を設け、その出力圧を圧力補償弁に導いて目標補償差圧を設定しかつＬＳ制御弁に導き、ロードセンシング制御の目標差圧を設定したが、ポンプ吐出圧と最高負荷圧を別々の油路で圧力制御弁やＬＳ制御弁に導くようにしてもよい。

１００ 原動機
１０１ 可変容量型のメインポンプ（油圧ポンプ）
３０ 固定容量型のパイロットポンプ
１２０ レギュレータ
１２０a LS弁
１２０b LS傾転制御ピストン
１２０c 馬力傾転制御ピストン
３a〜３c 複数のアクチュエータ
３a ブームシリンダ（特定の作業要素を駆動する油圧シリンダ）
４ コントロールバルブ
１０５ 圧油供給路
１０５a ブーム用の圧油供給路
６a〜６c 流量制御弁
７a〜７c 圧力補償弁
９a〜９c シャトル弁
４２a〜４２c 負荷圧検出回路
１１０ メインリリーフ弁
１１１ アンロード弁
１１２ 差圧減圧弁
６２ 再生回路
６６ 再生弁
６７ 逆止め弁
７１ 油路（第１圧力検出装置）
７２ 油路（第２圧力検出装置）
７３ 第１切換弁（切換制御装置）
７４ 第２切換弁（切換制御装置）
８１ 圧力センサ（第１圧力検出装置）
８２ 圧力センサ（第２圧力検出装置）
８３ 電磁切換弁（切換制御装置）
２００ コントローラ（切換制御装置）
９３ 第２切換弁（切換制御装置）
９４ 第３切換弁（切換制御装置）
９５ 圧力補償弁
９６ 受圧部（切換制御装置）

Claims (5)

1. 原動機により駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプからの圧油で駆動され、複数の作業要素をそれぞれ駆動す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への圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量制御弁と、
   前記複数の流量制御弁における前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
   前記複数のアクチュエータのメータイン側の圧力である負荷圧をそれぞれ検出する複数の負荷圧検出回路と、
   前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数の負荷圧検出回路で検出された負荷圧のうちの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記油圧ポンプの容量を制御するロードセンシング制御部を有するポンプ制御装置と、
   前記複数の流量制御弁を切り換えるパイロット操作圧を出力する複数の操作装置とを備え、
   前記複数のアクチュエータは自重落下により下げ動作を行う特定の作業要素を駆動する油圧シリンダと、
   前記特定の作業要素の下げ動作を指令するパイロット操作圧を検出する第１圧力検出装置とを含み、
   前記特定の作業要素の自重落下による下げ動作時に、前記第１圧力検出装置によって検出された前記パイロット操作圧が再生開始圧力以上に高くなると前記油圧シリンダのボトム側から排出された圧油を前記油圧シリンダのロッド側に供給する再生弁を含む再生回路を備えた建設機械の油圧駆動装置において、
   前記油圧シリンダのボトム側の圧力を検出する第２圧力検出装置と、
   前記第１圧力検出装置によって検出された前記パイロット操作圧が、前記再生開始圧力と同じかそれよりも高い第１設定値以上であり、かつ前記第２圧力検出装置によって検出された前記油圧シリンダのボトム側の圧力が、前記特定の作業要素の下げ動作が自重落下によるものであることを示す第２設定値以上であるときに、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに圧油を供給する圧油供給路を遮断しかつ前記油圧シリンダの負荷圧検出回路をタンクに連通させる切換制御装置とを備えることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記切換制御装置は、
   前記第１圧力検出装置によって検出される前記パイロット操作圧が前記第１設定値以上になると開き始め、前記第２圧力検出装置によって検出された前記油圧シリンダのボトム側の圧力を出力する第１切換弁と、
   前記第１切換弁から出力される前記油圧シリンダのボトム側の圧力が前記第２設定値以上になると切り換わり、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに圧油を供給する圧油供給路を遮断しかつ前記油圧シリンダの負荷圧検出回路をタンクに連通させる第２切換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。
3. 請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記切換制御装置は、
   前記第１圧力検出装置によって検出された前記パイロット操作圧が前記第１設定値以上になりかつ前記第２圧力検出装置によって検出される前記油圧シリンダのボトム側の圧力が前記第２設定値以上になるとＯＮの制御信号を出力するコントローラと、
   前記コントローラからＯＮの制御信号が出力されると切り換わり、信号圧を出力する電磁切換弁と、
   前記電磁切換弁から信号圧が出力されると切り換わり、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに圧油を供給する圧油供給路を遮断しかつ前記油圧シリンダの負荷圧検出回路をタンクに連通させる油圧切換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。
4. 請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記切換制御装置は、
   前記第１圧力検出装置によって検出される前記パイロット操作圧が前記第１設定値以上になると開き始め、前記第２圧力検出装置によって検出された前記油圧シリンダのボトム側の圧力を出力する第１切換弁と、
   前記第１切換弁から出力される前記油圧シリンダのボトム側の圧力が前記第２設定値以上になると切り換わり、信号圧を出力する第２切換弁と、
   前記第２切換弁から信号圧が出力されると切り換わり、前記油圧シリンダの負荷圧検出回路をタンクに連通させる第３切換弁と、
   前記複数の圧力補償弁のうち前記油圧シリンダに係わる圧力補償弁であって、開口面積減少方向のストロークエンドで全閉するように構成されかつ前記第２切換弁からの信号圧が導かれる開口面積減少方向作動の受圧部を有し、この受圧部に前記第２切換弁から信号圧が出力されると閉じ方向に切り換わり、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに圧油を供給する圧油供給路を遮断する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。
5. 請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記特定の作業要素は油圧ショベルのブームであり、前記油圧シリンダは前記ブームを駆動するブームシリンダであることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。

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