JP6564753B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の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油圧ポンプの吐出流量をロードセンシング制御する建設機械の油圧駆動装置に関する。

油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置には、油圧ポンプ（メインポンプ）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油圧ポンプの吐出流量を制御するものがあり、この制御はロードセンシング制御と呼ばれている。このロードセンシング制御を行う油圧駆動装置では、複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ圧力補償弁により所定差圧に保持し、複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作時にそれぞれのアクチュエータの負荷圧の大小に係わらず各流量制御弁の開口面積に応じた比率で圧油を複数のアクチュエータに供給できるようにしている。

ここで、ロードセンシング制御を行う油圧駆動装置には、圧力補償弁が開口面積減少方向のストロークエンドにおいて全閉しないタイプのものがある。このタイプの油圧駆動装置では、走行モータの負荷圧がフロントシリンダの負荷圧に対して特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合は、低負荷圧側のフロントシリンダの圧力補償弁が閉じないため、低負荷圧側のフロントシリンダにメインポンプの吐出油の大部分を奪われてしまい、高負荷圧側の走行モータが減速、停止してしまうという問題があった。

この問題を解決する手段として、特許文献１に記載の技術がある。

特許文献１に記載の技術は、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、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、前記複数のアクチュエータに対応して設けられ、前記複数の流量制御弁を駆動するための操作パイロット圧を生成するリモコン弁を備えた複数の操作装置と、前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、前記油圧ポンプの吐出圧が前記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前記油圧ポンプの容量をロードセンシング制御するポンプ制御装置とを備え、前記複数の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドにおいて全閉しないタイプの圧力補償弁である建設機械の油圧駆動装置において、前記複数のアクチュエータは、他のアクチュエータと同時に駆動される複合操作において高負荷圧側となる特定のアクチュエータを含み、前記他のアクチュエータの圧力補償弁の上流側及び下流側のいずれかの油路部分に、前記複数の操作装置のうち前記特定のアクチュエータに対応する特定の操作装置が操作されたときに前記油路部分の通路面積を減少させる切換弁を配置したものである。

ＷＯ２０１４／０６１５０７号公報

ところで、一般的に泥炭地等は土壌の粘性が高く、泥炭地等での作業で車体がぬかるみにはまると、走行操作のみでは脱出できないことがある。その場合は、走行操作と同時にフロント作業機（ブーム、アーム、バケット等）を操作して脱出を図る。

しかしながら、特許文献１の油圧駆動装置では、走行操作中にフロント作業機を駆動するフロントシリンダ（ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等）に対応した圧力補償弁の上流側の油路部分が絞られるため、走行複合操作においてフロントシリンダの出力が低下する。そのため、車体がぬかるみにはまって走行操作のみでは脱出できない場合に、フロント作業機を操作して車体をぬかるみから速やかに脱出させることができない可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、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、走行モータの負荷圧がフロントシリンダの負荷圧に対して特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、高負荷圧側の走行モータへの必要な量の圧油を確保して走行モータの減速、停止を防止することにより、良好な複合操作性を得られると共に、車体がぬかるみにはまって走行操作のみでは脱出できない場合に、フロントシリンダへの必要な量の圧油を確保してフロントシリンダの出力低下を防ぐことにより、フロント作業機を操作して車体をぬかるみから速やかに脱出させることを可能とする建設機械の油圧駆動装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、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、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、前記複数のアクチュエータに対応して設けられ、前記複数の流量制御弁を駆動するための操作パイロット圧を生成する複数の操作装置と、前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、前記油圧ポンプの最高吐出圧を制限するメインリリーフ弁と、前記油圧ポンプの吐出圧が前記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前記油圧ポンプの容量をロードセンシング制御するポンプ制御装置とを備え、前記複数の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドのときに全閉しないタイプの圧力補償弁であり、前記複数のアクチュエータは、下部走行体を駆動する走行モータと、上部旋回体を駆動する旋回モータと、フロント作業機を駆動する複数のフロントシリンダとを含む建設機械の油圧駆動装置において、前記油圧ポンプから吐出された圧油が供給される供給油路において前記複数のフロントシリンダの圧力補償弁の上流側に配置され、前記供給油路を開放する開位置と前記供給油路を絞る絞り位置とに切換可能な第１切換弁と、前記走行モータの操作装置である走行操作装置が操作されていないときは前記第１切換弁を前記開位置に保持し、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にないときは前記第１切換弁を前記絞り位置に切り換え、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にあるときは前記第１切換弁を前記開位置に切り換える切換制御装置とを備え、前記切換制御装置は、前記油圧ポンプが前記高負荷運転状態にあるかどうかを前記油圧ポンプの吐出圧と前記最高負荷圧との差圧、前記油圧ポンプの吐出圧、前記最高負荷圧のいずれかにより検出するものとする。

以上のように構成した本発明においては、走行の操作装置が操作されかつメインポンプがメインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にないときは、第１切換弁を絞り位置に切り換え、フロントシリンダに供給される圧油の流量を抑制することにより、走行モータへの必要な量の圧油を確保し、走行モータの減速、停止を防止することができる。

また、走行の操作装置が操作されかつメインポンプがメインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にあるときは、第１切換弁を開位置に切り換え、フロントシリンダに供給される圧油の流量を抑制しないことにより、フロントシリンダへの必要な量の圧油を確保し、フロントシリンダの出力低下を防ぐことができる。

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を備えた建設機械において、走行モータの負荷圧がフロントシリンダの負荷圧に対して特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、高負荷圧側の走行モータへの必要な量の圧油を確保して走行モータの減速、停止を防止することにより、良好な複合操作性を得られると共に、車体がぬかるみにはまった場合に、フロントシリンダへの必要な量の圧油を確保してフロントシリンダの出力低下を防ぐことにより、フロント作業機を操作して車体をぬかるみから速やかに脱出させることが可能となる。

本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す図である。 本発明に係る建設機械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。 走行用の操作装置のレバー操作量と走行パイロット圧との関係を示す図である。 走行パイロット圧と走行用の流量制御弁のメータイン及びメータアウトの開口面積との関係を示す図である。 走行パイロット圧と切換弁の開口面積との関係を示す図である。 メインポンプがメインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態に移行する際のポンプ圧及び最高負荷圧の変化の一例を示す図である。 図１に示す第２切換弁のポンプ圧と最高負荷圧との差圧（差圧減圧弁の出力圧である絶対圧）に対する切換タイミングを示す図である。 本発明の第２の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す図である。 図６に示す第２切換弁のポンプ圧に対する切換タイミングを示す図である。 本発明の第３の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す図である。 図８に示す第２切換弁の最高負荷圧に対する切換タイミングを示す図である。 本発明の第４の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す図である。 ポンプ圧と最高負荷圧との差圧と図１０に示す第２切換弁の開口面積との関係を示す図である。 本発明の第５の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す図である。 図１２に示すコントローラの制御フローを示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、各図中、同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

図２に本発明に係る建設機械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２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、上部旋回体３００と、下部走行体３０１と、スイング式のフロント作業機３０２を備え、フロント作業機３０２は、ブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８から構成されている。上部旋回体３００は下部走行体３０１を旋回モータ７の回転によって旋回可能である。上部旋回体３００の前部にはスイングポスト３０３が取り付けられ、このスイングポスト３０３にフロント作業機３０２が上下動可能に取り付けられている。スイングポスト３０３はスイングシリンダ９（図１参照）の伸縮により上部旋回体３００に対して水平方向に回動可能であり、フロント作業機３０２のブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８はブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２の伸縮により上下方向に回動可能である。以下、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２を「フロントシリンダ」と適宜総称する。下部走行体３０１は中央フレーム３０４を備え、この中央フレーム３０４にはブレードシリンダ８（図１参照）の伸縮により上下動作を行うブレード３０５が取り付けられている。下部走行体３０１は、走行モータ５，６の回転により左右の履帯３１０，３１１を駆動することによって走行を行う。

図１に本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す。

〜基本構成〜
まず、本実施例に係る油圧駆動装置の基本構成を説明する。

本実施例に係る油圧駆動装置は、エンジン１と、エンジン１によって駆動されるメインの油圧ポンプ（以下「メインポンプ」という。）２と、メインポンプ２と連動してエンジン１により駆動されるパイロットポンプ３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複数のアクチュエータ５，６，７，８，９，１０，１１，１２である左右の走行モータ５，６、旋回モータ７、ブレードシリンダ８、スイングシリンダ９、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２と、コントロールバルブ４とを備えている。本実施例に係る油圧ショベルは、例えば油圧ミニショベルである。

コントロールバルブ４は、メインポンプ２の供給油路２ａに接続され、メインポンプ２から各アクチュエータに供給される圧油の方向と流量をそれぞれ制御する複数のバルブセクション１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０と、複数のアクチュエータ５，６，７，８，９，１０，１１，１２の負荷圧のうち最も高い負荷圧（以下、最高負荷圧という）ＰLmaxを選択して信号油路２１に出力する複数のシャトル弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇと、メインポンプ２の供給油路２ａに接続されたバルブ内供給油路４ａに接続され、メインポンプ２の最高吐出圧（最高ポンプ圧）を制限するメインリリーフ弁２３と、パイロット油圧源３３（後述）に接続され、供給油路４ａ及び信号油路２１の圧力を信号圧力として入力し、メインポンプ２の吐出圧（ポンプ圧）Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧ＰLSを絶対圧として出力する差圧減圧弁２４と、バルブ内供給油路４ａに接続され、供給油路４ａ及び信号油路２１の圧力を信号圧力として入力し、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧がバネ２５ａにより設定されたある一定値を超えたときにメインポンプ２の吐出流量の一部をタンクＴに戻し、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧をバネ２５ａにより設定された一定値に保つアンロード弁２５とを有している。アンロード弁２５及びメインリリーフ弁２３の出口側はバルブ内タンク油路２９に接続され、この油路２９を介してタンクＴに接続されている。

バルブセクション１３は流量制御弁２６ａと圧力補償弁２７ａとから構成され、バルブセクション１４は流量制御弁２６ｂと圧力補償弁２７ｂとから構成され、バルブセクション１５は流量制御弁２６ｃと圧力補償弁２７ｃとから構成され、バルブセクション１６は流量制御弁２６ｄと圧力補償弁２７ｄとから構成され、バルブセクション１７は流量制御弁２６ｅと圧力補償弁２７ｅとから構成され、バルブセクション１８は流量制御弁２６ｆと圧力補償弁２７ｆとから構成され、バルブセクション１９は流量制御弁２６ｇと圧力補償弁２７ｇとから構成され、バルブセクション２０は流量制御弁２６ｈと圧力補償弁２７ｈとから構成されている。圧力補償弁２７ａ〜２７ｈは、流量制御弁２６ａ〜２６ｈの上流側において、メインポンプ２の供給油路２ａに接続されたバルブ内供給油路４ａから分岐する複数の並列油路４１ａ〜４１ｆにそれぞれ配置されている。

流量制御弁２６ａ〜２６ｈは、メインポンプ２からそれぞれのアクチュエータ５〜１２に供給される圧油の方向と流量をそれぞれ制御し、圧力補償弁２７ａ〜２７ｈは流量制御弁２６ａ〜２６ｈの前後差圧をそれぞれ制御する。

圧力補償弁２７ａ〜２７ｈは目標差圧設定用の開弁側受圧部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ，２８ｈを有し、この受圧部２８ａ〜２８ｈには差圧減圧弁２４の出力圧が導かれ、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧ＰLSの絶対圧（以下「絶対圧ＰLS」という。）により目標補償差圧が設定される。このように流量制御弁２６ａ〜２６ｈの前後差圧を同じ差圧ＰLSという値に制御することにより、圧力補償弁２７ａ〜２７ｈは流量制御弁２６ａ〜２６ｈの前後差圧がポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧ＰLSに等しくなるように制御する。これにより複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作時は、アクチュエータ５〜１２の負荷圧の大小に係わらず、流量制御弁２６ａ〜２６ｈの開口面積比に応じてメインポンプ２の吐出流量を分配し、複合操作性を確保することができる。また、メインポンプ２の吐出流量が要求流量に満たないサチュレーション状態になった場合は、差圧ＰLSはその供給不足の程度に応じて低下し、これに応じて圧力補償弁２７ａ〜２７ｈが制御する流量制御弁２６ａ〜２６ｈの前後差圧が同じ割合で低下して流量制御弁２６ａ〜２６ｈの通過流量が同じ割合で減少するため、この場合も流量制御弁２６ａ〜２６ｈの開口面積比に応じてメインポンプ２吐出流量を分配し、複合操作性を確保することができる。

圧力補償弁２７ａ〜２７ｈは、図１のシンボル表示から分かるように、開口面積減少方向（図示左方向）のストロークエンドにおいて全閉しないタイプの圧力補償弁である。

また、油圧駆動装置は、パイロットポンプ３の供給油路３ａに接続され、パイロットポンプ３の吐出流量に応じて絶対圧を出力するエンジン回転数検出弁３０と、エンジン回転数検出弁３０の下流側に接続され、パイロット油路３１の圧力を一定に保つパイロットリリーフ弁３２を有するパイロット油圧源３３と、パイロット油路３１に接続され、パイロット油圧源３３の圧力を元圧（パイロット一次圧）として流量制御弁２６ａ〜２６ｈを操作するための操作パイロット圧（パイロット二次圧）ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐを生成するための操作装置３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈとを備えている。

エンジン回転数検出弁３０は、パイロットポンプ３の供給油路３ａをパイロット油路３１に接続する油路に設けられた絞り要素（固定絞り部）３０ｆと、絞り要素３０ｆに並列に接続された流量検出弁３０ａと、差圧減圧弁３０ｂとを有している。流量検出弁３０ａの入力側はパイロットポンプ３の供給油路３ａに接続され、流量検出弁３０ａの出力側はパイロット油路３１に接続されている。流量検出弁３０ａは通過流量が増大するにしたがって開口面積を大きくする可変絞り部３０ｃを有し、パイロットポンプ３の吐出油は絞り要素３０ｆ及び流量検出弁３０ａの可変絞り部３０ｃの両方を通過してパイロット油路３１側へと流れる。このとき、絞り要素３０ｆと流量検出弁３０ａの可変絞り部３０ｃには通過流量が増加するにしたがって大きくなる前後差圧が発生し、差圧減圧弁３０ｂはその前後差圧を絶対圧Ｐaとして出力する。パイロットポンプ３の吐出流量はエンジン１の回転数によって変化するため、絞り要素３０ｆ及び可変絞り部３０ｃの前後差圧を検出することにより、パイロットポンプ３の吐出流量を検出することができ、エンジン１の回転数を検出することができる。また、可変絞り部３０ｃは、通過流量が増大するにしたがって（前後差圧が高くなるにしたがって）開口面積を大きくすることにより、通過流量が増大するにしたがって前後差圧の上昇度合いが緩やかになるように構成されている。

メインポンプ２は可変容量型の油圧ポンプであり、その傾転角（容量）を制御するためのポンプ制御装置３５を備えている。ポンプ制御装置３５はポンプトルク制御部３５ＡとＬＳ制御部３５Ｂとで構成されている。

ポンプトルク制御部３５Ａはトルク制御傾転アクチュエータ３５ａを有し、トルク制御傾転アクチュエータ３５ａはメインポンプ２の吐出圧が高くなるとメインポンプ２の傾転角（容量）が減るようにメインポンプ２の斜板（容量可変部材）２ｓを駆動し、メインポンプ２の入力トルクが予め設定した最大トルクを越えないように制限する。これによりメインポンプ２の消費馬力が制限され、過負荷によるエンジン１の停止（エンジンストール）が防止される。

ＬＳ制御部３５Ｂは、ＬＳ制御弁３５ｂ及びＬＳ制御傾転アクチュエータ３５ｃを有している。

ＬＳ制御弁３５ｂは対向する受圧部３５ｄ，３５ｅを有し、受圧部３５ｄには油路４０を介してエンジン回転数検出弁３０の差圧減圧弁３０ｂで生成された絶対圧Ｐaがロードセンシング制御の目標差圧（目標LS差圧）として導かれ、受圧部３５ｅに差圧減圧弁２４で生成された絶対圧ＰLS（メインポンプ２の吐出圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧ＰLS）がフィードバック差圧として導かれる。ＬＳ制御弁３５ｂは、絶対圧ＰLSが絶対圧Ｐaよりも高くなると（ＰLS＞Ｐa）、パイロット油圧源３３の圧力をＬＳ制御傾転アクチュエータ３５ｃに導き、絶対圧ＰLSが絶対圧Ｐaよりも低くなると（ＰLS＜Ｐa）、ＬＳ制御傾転アクチュエータ３５ｃをタンクＴに連通させる。ＬＳ制御傾転アクチュエータ３５ｃは、パイロット油圧源３３の圧力が導かれると、メインポンプ２の傾転角が減るようにメインポンプ２の斜板２ｓを駆動し、タンクＴに連通すると、メインポンプ２の傾転角が増えるようにメインポンプ２の斜板２ｓを駆動する。これによりメインポンプ２の吐出圧Ｐdが最高負荷圧ＰLmaxよりも絶対圧Ｐa（目標差圧）だけ高くなるようにメインポンプ２の傾転角（容量）が制御される。

ここで、絶対圧Ｐaはエンジン回転数に応じて変化する値であるため、絶対圧Ｐaをロードセンシング制御の目標差圧として用い、圧力補償弁２７ａ〜２７ｈの目標補償差圧をメインポンプ２の吐出圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧の絶対圧ＰLSにより設定することにより、エンジン回転数に応じたアクチュエータスピードの制御が可能となる。

アンロード弁２５のバネ２５ａの設定圧は、エンジン１が定格最高回転数にあるときのエンジン回転数検出弁３０の差圧減圧弁３０ｂで生成された絶対圧Ｐa(ロードセンシング制御の目標差圧)よりも少し高くなるように設定されている。

〜特徴的構成〜
次に、本実施例に係る油圧駆動装置の特徴的構成を説明する。

本実施例に係る油圧駆動装置は、その特徴的構成として、ブーム、アーム、バケット用の圧力補償弁２７ｆ，２７ｇ，２７ｈの上流側の油路部分４２に配置され、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されたときに油路部分４２の通路面積を減少させる第１切換弁１００を備えている。

第１切換弁１００は、後述する第２切換弁２００が図示上側の開位置にあるときは、油路部分４２を開放する開位置と油路部分４２の開口面積を減少させる絞り位置とに切換可能であり、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されていないときは図示上側の開位置にあり、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されるときは図示下側の絞り位置に切り換わる。第１切換弁１００は、絞り位置に切り換えられることで、圧力補償弁２７ｆ，２７ｇ，２７ｈの上流側の油路部分４２の通路面積を減少させる。

また、本実施例に係る油圧駆動装置は、走行用の操作装置３４a，３４bの操作を検出する操作検出装置４３を更に備えている。この操作検出装置４３は、走行用の操作装置３４a，３４bが生成する操作パイロット圧（以下適宜「走行パイロット圧」という。）を検出して油圧信号として出力する複数のシャトル弁を有している。第１切換弁１００は走行パイロット圧により切り換えられる油圧切換弁であり、第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに走行パイロット圧が導かれる。走行用の操作装置３４a，３４bが操作されておらず、走行パイロット圧が生成されていないときは、第１切換弁１００は図示上側の開位置にあり、走行用の操作装置３４a，３４bが操作され、走行パイロット圧が油圧信号として第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに導かれると、第１切換弁１００は図示下側の絞り位置に切り換わる。

図３Ａは、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂのレバー操作量と走行パイロット圧（油圧信号）との関係を示す図であり、図３Ｂは、走行パイロット圧と走行用の流量制御弁２６ａ，２６ｂのメータイン及びメータアウトの開口面積との関係を示す図であり、図３Ｃは、走行パイロット圧と第１切換弁１００の開口面積との関係を示す図である。レバー操作量が増大するにしたがって走行パイロット圧は最小圧力Ｐｐｍｉｎから最大圧力Ｐｐｍａｘまで増大し（図３Ａ）、走行パイロット圧が増大するにしたがって流量制御弁２６ａ，２６ｂのメータイン及びメータアウトの開口面積はゼロから最大Ａｍａｘまで増大する（図３Ｂ）。

図３ＡのＸａは第１切換弁１００の切り換えレバー操作量であり、図３Ａ〜図３ＣのＰｐａ，Ａａ-inは切り換えレバー操作量Ｘａに対応する走行パイロット圧及びメータイン開口面積であり、図３ＣのＡ100-maxは第１切換弁１００が開位置にあるときの開口面積、Ａ100-limは第１切換弁１００が絞り位置にあるときの開口面積である。走行の操作装置３４ａ，３４ｂの操作レバーが操作されていないときは、走行パイロット圧が生成されないため、第１切換弁１００は図示上側の開位置にある。このとき、第１切換弁１００の開口面積はＡ100-maxである。走行の操作装置３４ａ，３４ｂの操作レバーが操作されると、走行パイロット圧が生成され、走行用の流量制御弁２６ａ．２６ｂのメータイン開口面積が増大して走行モータ５，６に供給される圧油の流量が増加する。しかし、レバー操作量がＸａ以下で、走行パイロット圧がＰｐａ以下であるときは、第１切換弁１００は切り換わらず、図示上側の開位置に保持され、第１切換弁１００の開口面積はＡ100-maxのままである。レバー操作量がＸａを超え、走行パイロット圧がＰｐａより高くなると、第１切換弁１００は図示下側の絞り位置に切り換わり、第１切換弁１００の開口面積はＡ100-limに減少する。ここで、第１切換弁１００の切り換えレバー操作量Ｘａは、最大操作量Full近くの値に設定され、このとき、切り換えレバー操作量Ｘａに対応する走行パイロット圧Ｐｐａ及びメータイン開口面積Ａａ-inはそれぞれ最大圧力Ｐｐｍａｘ及び最大開口面積Ａin-ｍａｘ近くの値である。切り換えレバー操作量Ｘａは、例えば、最大操作量Fullの７０〜９５％程度の値が好ましく、より好ましくは、最大操作量Fullの８０〜９０％程度の値である。また、図示の如く、走行パイロット圧がＰｐａからＰｐｍａｘにステップ的に上昇する特性がある場合は、走行パイロット圧がステップ的に上昇するときの操作量に合わせるか，直前の操作量とすることが好ましい。

図１に戻り、本実施例に係る油圧駆動装置は、走行の操作装置３４ａ，３４ｂから出力される走行パイロット圧を第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに導く油路に配置され、図示上側の開位置と図示下側の閉位置とに切換可能な第２切換弁２００を更に備えている。

第２切換弁２００は、差圧減圧弁２４の出力圧である絶対圧ＰLSが導かれる開弁側受圧部２００ａと、閉弁側に付勢するバネ２００ｂとを有する。バネ２００ｂの設定圧（第２切換弁２００の切換圧）は、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるときに第２切換弁２００が図示上側の開位置に切り換わるように設定されている。

図４にメインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態に移行する際のポンプ圧Ｐd及び最高負荷圧ＰLmaxの変化の一例を示す図である。図４に示すように、ポンプ圧Ｐdは、ロードセンシング制御によって最高負荷圧ＰLmaxより目標差圧だけ高くなるように制御されており、最高負荷圧ＰLmaxの上昇に伴って増加する。ポンプ圧Ｐdがメインリリーフ弁２３のリリーフ設定圧（クラッキング圧）Ｐ0に達すると、これに伴って最高負荷圧ＰLmaxは、ポンプ圧Ｐdと同じ圧力となるように上昇し、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧（差圧減圧弁２４の出力圧である絶対圧ＰLS）は目標LS差圧（例えば２ＭＰａ）相当の圧力からＰ1（＝０）へと低下する。このようにメインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるときは、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとが等しくなる結果、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧Ｐ1（＝０）（差圧減圧弁２４の出力圧である絶対圧ＰLS）を検出することにより、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるかどうかを検出することができる。なお、後述する実施例のように、ポンプ圧Ｐd又は最高負荷圧ＰLmaxを検出することによっても、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるかどうかを検出することができる。

図５に絶対圧ＰLSに対する第２切換弁２００の切換タイミングを示す。横軸の「２Ｍｐａ」はロードセンシング制御の目標LS差圧であり、メインポンプ２が飽和しない通常のロードセンシング制御時は、差圧減圧弁２４の出力圧である絶対圧ＰLSはほぼ２Ｍｐａである。Ｐ2はメインポンプ２が飽和したときの差圧減圧弁２４の最低出力圧である。Ｐth1は第２切換弁２００の切換圧である。前述したようにメインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるとき、絶対圧ＰLSは２ＭｐａからＰ1へと低下する。図５に示すように、第２切換弁２００の切換圧Ｐth1は、目標LS差圧よりも低くＰ1よりも僅かに高い圧力に設定されており、更にＰth1はＰ2よりも低い圧力に設定されている。絶対圧ＰLSが設定圧Ｐth1よりも大きいときは、第２切換弁２００は開位置にあり、絶対圧ＰLSが設定圧Ｐth1以下に低下すると、第２切換弁２００は閉位置に切り換えられる。このように第２切換弁２００を低圧（最大２ＭＰａ程度）の絶対圧ＰLSで切り換える構成としたことにより、後述する実施例にようにポンプ圧Ｐdや最高負荷圧ＰLmax（最大２５ＭＰａ程度）で切り換える構成と比較して、第２切換弁２００を小型化することが可能となる。

以上のように、第２切換弁２００は、メインポンプ２が高負荷運転状態にないときは図示上側の開位置にあり、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されたときの走行パイロット圧を第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに導くことで第１切換弁１００を図示下側の絞り位置に切り換え、メインポンプ２が高負荷運転状態にあるときは図示下側の閉位置に切り換わり、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されたときの走行パイロット圧を第１切換弁１００の開弁側受圧部１００ａに導かないことで第１切換弁１００を図示上側の開位置に切り換える切換制御装置として機能する。

〜基本構成の動作〜
まず、本実施例に係る油圧駆動装置の基本構成の動作を説明する。

＜全ての操作レバーが中立のとき＞
全ての操作装置３４ａ〜３４ｈの操作レバーが中立位置にある場合、全ての流量制御弁２６ａ〜２６ｈは中立位置にあり、アクチュエータ５〜１２に圧油は供給されない。また、流量制御弁２６ａ〜２６ｈが中立位置にあるときは、シャトル弁２２ａ〜２２ｇにより検出される最高負荷圧ＰLmaxはタンク圧となる。

メインポンプ２からの吐出油は供給油路２ａ，４ａに供給され、供給油路２ａ，４ａの圧力が上昇する。供給油路４ａにはアンロード弁２５が設けられており、アンロード弁２５は、供給油路２ａの圧力が最高負荷圧ＰLmax（今の場合はタンク圧）よりバネ２５ａの設定圧以上高くなると、開状態になって供給油路２ａの圧油をタンクに戻し、供給油路２ａの圧力の上昇を制限する。これによりメインポンプ２の吐出圧は最低圧力Ｐminに制御される。

差圧減圧弁２４は、メインポンプ２の吐出圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmax（今の場合はタンク圧）の差圧ＰLSを絶対圧として出力している。メインポンプ２のＬＳ制御部３５ＢのＬＳ制御弁３５ｂには、エンジン回転数検出弁３０の出力圧と差圧減圧弁２４の出力圧が導かれており、メインポンプ２の吐出圧が上昇し、差圧減圧弁２４の出力圧がエンジン回転数検出弁３０の出力圧よりも大きくなると、ＬＳ制御弁３５ｂは図示右側の位置に切り換わり、ＬＳ制御傾転アクチュエータ３５ｃにパイロット油圧源３３の圧力が導かれ、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（図示せず）が設けられているため、メインポンプ２はそのストッパにより規定される最小傾転角ｑminに保持され、最少流量Ｑminを吐出する。

＜操作レバーを操作した場合＞
任意の被駆動部材、例えばブーム用の操作装置３４ｆの操作レバーを操作した場合は、ブーム用の流量制御弁２６ｆが切り換わり、ブームシリンダ１０に圧油が供給され、ブームシリンダ１０が駆動される。

流量制御弁２６ｆを流れる流量は、流量制御弁２６ｆ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２７ｆによって差圧減圧弁２４の出力圧と等しくなるように制御されるため、流量制御弁２６ｆを流れる流量（したがってブームシリンダ１０の駆動速度）は操作レバーの操作量に応じて制御される。

一方、ブームシリンダ１０の負荷圧がシャトル弁２２ａ〜２２ｇによって最高負荷圧として検出され、差圧減圧弁２４及びアンロード弁２５に伝えられる。

アンロード弁２５にブームシリンダ１０の負荷圧が最高負荷圧として導かれると、それに応じてアンロード弁２５のクラッキング圧力（アンロード弁２５が開き始める圧力）は上昇し、供給油路２ａの圧力が過渡的に最高負荷圧よりバネ２５ａの設定圧以上高くなると、アンロード弁２５は開弁して供給油路４ａの圧油をタンクに戻す。これにより供給油路２ａ，４ａの圧力が最高負荷圧ＰLmaxよりもバネ２５ａの設定圧以上に上昇することが制限される。

ブームシリンダ１０が動き始めると、一時的に供給油路２ａ，４ａの圧力が低下する。このとき、供給油路２ａの圧力とブームシリンダ１０の負荷圧の差が、差圧減圧弁２４の出力圧として出力されるため、差圧減圧弁２４の出力圧が低下する。

メインポンプ２のＬＳ制御部３５ＢのＬＳ制御弁３５ｂには、エンジン回転数検出弁３０の出力圧と差圧減圧弁２４の出力圧とが導かれており、差圧減圧弁２４の出力圧がエンジン回転数検出弁３０の出力圧よりも低下すると、ＬＳ制御弁３５ｂは図示左側の位置に切り換わり、ＬＳ制御傾転アクチュエータ３５ｃをタンクＴに連通させてＬＳ制御傾転アクチュエータ３５ｃ圧油をタンクに戻し、メインポンプ２の傾転角が増加するよう制御され、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２４の出力圧がエンジン回転数検出弁３０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、メインポンプ２の吐出圧（供給油路２ａ，４ａの圧力）が最高負荷圧ＰLmaxよりもエンジン回転数検出弁３０の出力圧（目標差圧）だけ高くなるよう制御され、ブーム用の流量制御弁２６ｆが要求する流量をブームシリンダ１０に供給する、いわゆるロードセンシング制御が行われる。

２つ以上の被駆動部材の操作装置、例えばブーム用の操作装置３４ｆとアーム用の操作装置３４ｇの操作レバーを操作した場合は、流量制御弁２６ｆ，２６ｇが切り換わり、ブームシリンダ１０及びアームシリンダ１１に圧油が供給され、ブームシリンダ１０及びアームシリンダ１１が駆動される。

ブームシリンダ１０及びアームシリンダ１１の負荷圧のうち高い方の圧力がシャトル弁２２ａ〜２２ｇによって最高負荷圧ＰLmaxとして検出され、差圧減圧弁２４及びアンロード弁２５に伝えられる。

アンロード弁２５にシャトル弁２２ａ〜２２ｇによって検出された最高負荷圧ＰLmaxが導かれたときの動作は、ブームシリンダ１０を単独で駆動した場合と同じであり、最高負荷圧ＰLmaxの上昇に応じてアンロード弁２５のクラッキング圧力は上昇し、供給油路２ａ，４ａの圧力が最高負荷圧ＰLmaxよりもバネ２５ａの設定圧以上に上昇することが制限される。

また、メインポンプ２のＬＳ制御部３５ＢのＬＳ制御弁３５ｂには、エンジン回転数検出弁３０の出力圧と差圧減圧弁２４の出力圧とが導かれており、ブームシリンダ１０を単独で駆動した場合と同様に、メインポンプ２の吐出圧（供給油路２ａ，４ａの圧力）が最高負荷圧ＰLmaxよりもエンジン回転数検出弁３０の出力圧（目標差圧）だけ高くなるよう制御され、流量制御弁２６ｆ，２６ｇが要求する流量をブームシリンダ１０及びアームシリンダ１１に供給する、いわゆるロードセンシング制御が行われる。

差圧減圧弁２４の出力圧は圧力補償弁２７ａ〜２７ｈに目標補償差圧として導かれており、圧力補償弁２７ｆ，２７ｇは、流量制御弁２６ｆ，２６ｇの前後差圧を、メインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧ＰLmaxとの差圧に等しくなるように制御する。これによりブームシリンダ１０とアームシリンダ１１の負荷圧の大小に係わらず、流量制御弁２６ｆ，２６ｇのメータイン絞り部の開口面積に応じた比率でブームシリンダ１０とアームシリンダ１１に圧油を供給することができる。

このとき、メインポンプ２の吐出流量が流量制御弁２６ｆ，２６ｇが要求する流量に満たないサチュレーション状態になった場合は、サチュレーションの程度に応じて差圧減圧弁２４の出力圧（メインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧ＰLmaxとの差圧）が低下し、これに伴って圧力補償弁２７ａ〜２７ｈの目標補償差圧も小さくなるので、メインポンプ２の吐出流量を流量制御弁２６ｆ，２６ｇが要求する流量の比に再分配できる。

また、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂが操作され、走行パイロット圧が発生することで第１切換弁１００が図示下側の絞り位置に切り換わると、フロントシリンダ１０〜１２に供給される圧油は抑制される。

これにより走行モータ５，６への必要な量の圧油が確保され、走行が減速、停止することを防ぎ、良好な複合操作性を得ることができる。

＜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３０の出力圧がそれに応じて低下するため、ＬＳ制御部３５ＢのＬＳ制御弁３５ｂの目標差圧も同様に低下する。また、ロードセンシング制御の結果、圧力補償弁２７ａ〜２７ｈの目標補償差圧も同様に低下する。これによりエンジン回転数の低下に合わせてメインポンプ２の吐出流量と流量制御弁２６ａ〜２６ｈの要求流量が減少し、アクチュエータ５〜１２の駆動速度が速くなりすぎることがなく、エンジン回転数を下げた場合の微操作性を向上することができる。

〜特徴的構成の動作〜
次に、本実施例に係る油圧駆動装置の特徴的構成の動作を説明する。

走行用の操作装置３４ａ，３４ｂの操作レバーを操作したときは、上述した複合操作の場合と同様、流量制御弁２６ａ，２６ｂが切り換わって走行モータ５，６に圧油が供給されるとともに、ロードセンシング制御によりメインポンプ２の吐出流量が制御されて、流量制御弁２６ａ，２６ｂが要求する流量が走行モータ５，６に供給され、油圧ショベルは走行を行う。

走行中にフロント作業機の姿勢を変えるためブーム、アーム、バケットのいずれか、例えばアーム用の操作装置３４ｇの操作レバーを操作した場合は、流量制御弁２６ｇが切り換わってアームシリンダ１１にも圧油が供給され、アームシリンダ１１が駆動される。

ところで、圧力補償弁が開口面積減少方向のストロークエンドにおいて全閉しないタイプの圧力補償弁である従来の構成では、走行中にフロント作業機３０２を操作したときに、特に上り坂など走行負荷圧が大きくなる条件下では、走行モータよりも負荷圧の低いフロントシリンダ１０〜１２の圧力補償弁２８ｆ，２７ｇ，２８ｈはストロークエンドに達しても開いているため、低負荷のフロントシリンダ１０〜１２にメインポンプ２の吐出流量が大部分が流れてしまい、走行が減速、停止してしまうことがある。

これに対し本実施例では、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂの操作レバーが操作されて走行パイロット圧が発生している場合は、第１切換弁１００が図示下側の絞り位置に切り換わり、圧力補償弁２７ｆ，２７ｇ，２７ｈの上流側の油路部分４２の通路面積を減少させる。その結果、上り坂の走行など走行負荷圧が大きくなる条件下でブーム、アーム、バケットのいずれか、例えばアーム用の操作装置３４ｇの操作レバーを操作したときは、流量制御弁２６ｇの通過流量は制限され、アームシリンダ１１に供給される圧油の流量は抑制される。これにより走行モータ５，６への必要な量の圧油が確保され、走行が減速、停止することが防止され、良好な複合操作性を得ることができる。

一方、平地での走行複合操作は低速で行われることも多く、走行モータ５，６の負荷圧もそれほど高くない場合が多い。このような低速での走行複合操作においても、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂの操作レバーを操作したときに第１切換弁１００が絞り位置に切り換わると、低負荷圧側のフロントシリンダ１０〜１２にメインポンプ２の吐出油の大部分が奪われる可能性が小さいにも係わらず、フロントシリンダ１０〜１２に供給される圧油流量が抑制され、フロント作業機３０２の動きが遅くなり、作業性が低下することが懸念される。

本実施例では、上述したように、第１切換弁１００の切り換えレバー操作量Ｘａを最大操作量Full近くの値として設定したため、平地での低速での走行複合操作では、レバー操作量はＸａより少なく、走行用の操作装置３４ａ，３４ｂの操作レバーを操作したときに第１切換弁１００は絞り位置に切り換わらず、フロントシリンダ１０〜１２に供給される圧油流量は抑制されない。その結果、フロント作業機３０２の動きが遅くならず、作業性が低下することが防止される。

ところで、一般的に泥炭地等は土壌の粘性が高く、泥炭地等での作業で車体がぬかるみにはまると、走行操作のみでは脱出できないことがある。このような状態で走行操作を行うと、走行モータ５，６の負荷圧（最高負荷圧ＰLmax）が過度に上昇し、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態に移行する。このときに第１切換弁１００が絞り位置に切り換わると、フロントシリンダ１０〜１２の出力が低下し、フロント作業機３０２を操作して車体をぬかるみから速やかに脱出させることができない可能性がある。

これに対し本実施例では、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるときは、第２切換弁２００が閉位置に切り換わることにより、走行パイロット圧が第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに導かれなくなり、第１切換弁１００が図示上側の開位置に切り換わり、圧力補償弁２７ｆ，２７ｇ，２７ｈの上流側の油路部分４２が開放される。その結果、車体がぬかるみにはまって走行操作のみでは脱出できない場合は、フロントシリンダ１０〜１２を制御する流量制御弁２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの通過流量は制限されず、フロントシリンダ１０〜１２の出力は低下しないため、フロント作業機３０２を操作して車体をぬかるみから速やかに脱出させることが可能となる。

〜効果〜
以上のように本実施例によれば、ロードセンシング制御を行う油圧駆動装置を備えた建設機械において、走行モータ５，６の負荷圧がフロントシリンダ１０〜１２の負荷圧に対して特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、高負荷圧側の走行モータ５，６への必要な量の圧油を確保して走行モータ５，６の減速、停止を防止することにより、良好な複合操作性を得られると共に、車体がぬかるみにはまった場合に、フロントシリンダ１０〜１２への必要な量の圧油を確保してフロントシリンダ１０〜１２の出力低下を防ぐことにより、フロント作業機を操作して車体をぬかるみから速やかに脱出させることが可能となる。

図６に本発明の第２の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す。本実施例は、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるかどうかをポンプ圧Ｐdにより検出するように構成したものである。以下、第１の実施例（図１に示す）との相違点を中心に説明する。

図６において、本実施例における第２切換弁２０１は、ポンプ圧Ｐdが導かれる閉弁側受圧部２０１ａと、開弁側に付勢するバネ２０１ｂとを有する。バネ２０１ｂの設定圧（第２切換弁２０１の切換圧）は、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるときのポンプ圧Ｐd（＝Ｐ0）よりも僅かに小さい圧力Ｐth2（図７に示す）に設定されている。

図７にポンプ圧Ｐdに対する第２切換弁２０１の切換タイミングを示す。図７に示すように、ポンプ圧Ｐdが設定圧Ｐth2よりも小さいときは、第２切換弁２０１は開位置にあり、ポンプ圧Ｐdが設定圧Ｐth2以上に上昇すると、第２切換弁２０１は閉位置に切り換えられる。

本実施例においては、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されかつポンプ圧Ｐdがバネ２０１ｂの設定圧Ｐth2よりも小さいとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にないとき）は、第２切換弁２００は図示下側の開位置に保持され、走行パイロット圧が第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに作用することにより、第１切換弁１００は図示下側の絞り位置に切り換わる。

また、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されかつポンプ圧Ｐdが設定圧Ｐth2以上のとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるとき）は、第２切換弁２００は図示上側の閉位置に切り換わり、走行パイロット圧が第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに作用しなくなるため、第１切換弁１００が図示上側の開位置に切り換わる。

以上のように構成した本実施例によれば、第１切換弁１００が第２切換弁２０１によって第１の実施例と同様に切換操作されるため、第１の実施例と同様の効果が得られる。

図８に本発明の第３の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す。本実施例は、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるかどうかを最高負荷圧ＰLmaxにより検出するように構成したものである。以下、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

図８において、本実施例における第２切換弁２０２は、最高負荷圧ＰLmaxが導かれる閉弁側受圧部２０２ａと、閉弁側に付勢するバネ２０２ｂとを有する。バネ２０２ｂの設定圧（第２切換弁２０２の切換圧）は、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるときの最高負荷圧ＰLmax（＝Ｐ0）よりも僅かに小さい圧力Ｐth3（図９に示す）に設定されている。

図９に最高負荷圧ＰLmaxに対する第２切換弁２０２の切換タイミングを示す。図８に示すように、最高負荷圧ＰLmaxが設定圧Ｐth3よりも小さいときは、第２切換弁２０２は開位置にあり、最高負荷圧ＰLmaxが設定圧Ｐth3以上に上昇すると、第２切換弁２０２は閉位置に切り換えられる。

本実施例においては、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されかつ最高負荷圧ＰLmaxが設定圧Ｐth3よりも小さいとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にないとき）は、第２切換弁２０２は図示下側の開位置に保持され、走行パイロット圧が第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに作用することにより、第１切換弁１００は図示下側の絞り位置に切り換わる。

また、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されかつ最高負荷圧ＰLmaxが設定圧Ｐth3以上のとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるとき）は、第２切換弁２０２は図示上側の閉位置に切り換わり、走行パイロット圧が第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに作用しなくなるため、第１切換弁１００は図示上側の開位置に切り換わる。

以上のように構成した本実施例によれば、第１切換弁１００が第２切換弁２０２によって第１の実施例と同様に切換操作されるため、第１の実施例と同様の効果が得られる。

図１０に本発明の第４の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す。本実施例は、メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるかどうかをポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとにより検出するように構成したものである。以下、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

図１０において、本実施例における第２切換弁２０３は、ポンプ圧Ｐdが導かれる開弁側受圧部２０３ａと、最高負荷圧ＰLmaxが導かれる閉弁側受圧部２０３ｂと、閉弁側に付勢するバネ２０３ｃとを有する。バネ２０３ｃの設定圧（第２切換弁２０３の切換圧）は、第１の実施例における第２切換弁２００のバネ２００ｂの設定圧Ｐth1と同等に設定されている。

図１１にポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧に対する第２切換弁２０３の切換タイミングを示す。図１１に示すように、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧が設定圧Ｐth1よりも大きいときは、第２切換弁２０３は開位置にあり、当該差圧が設定圧Ｐth1以下に低下すると、第２切換弁２０３は閉位置に切り換えられる。

本実施例においては、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されかつポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧がバネ２０３ｃの設定圧Ｐth1よりも大きいとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にないとき）は、第２切換弁２０３は図示上側の開位置に切り換わり、走行パイロット圧が第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに作用することにより、第１切換弁１００は図示下側の絞り位置に切り換わる。

また、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されかつポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxをとの差圧がバネ２０３ｃの設定圧Ｐth1以下のとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるとき）は、第２切換弁２０３は図示下側の閉位置に切り換わり、走行パイロット圧が第１切換弁１００の絞り側受圧部１００ａに作用しなくなるため、第１切換弁１００が図示上側の開位置に切り換わる。

以上のように構成した本実施例によれば、第１切換弁１００が第２切換弁２０３によって第１の実施例と同様に切換操作されるため、第１の実施例と同様の効果が得られる。

図１２に本発明の第５の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動装置を示す。本実施例は、第１切換弁を電磁切換弁で構成したものである。以下、第１の実施例（図１に示す）との相違点を中心に説明する。

図１２において、本実施例に係る油圧駆動装置は、油圧式の第１切換弁１００に代えて電磁式の第１切換弁１０１を備え、第２切換弁２００に代えてコントローラ７１及び圧力センサ７２，７３を備えている。

圧力センサ７２は、走行パイロット圧を検出して電気信号を出力し、圧力センサ７３は、差圧減圧弁２４の出力圧である絶対圧ＰLSを検出して電気信号を出力する。圧力センサ７２，７３から出力された電気信号はコントローラ７１に入力され、コントローラ７１はこれらの電気信号を第１切換弁１０１の駆動信号に変換して第１切換弁１０１のソレノイド１０１ａに出力する。コントローラ７１及び圧力センサ７２，７３は、本実施例における切換制御装置を構成している。

図１３にコントローラ７１の制御フローを示す。以下、当該制御フローを構成している各ステップについて順に説明する。

まず、走行パイロット圧が所定の閾値Ｐ3以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１）。ここで、閾値Ｐ3は、走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されたかどうかを判定するための閾値であり、例えば走行の操作装置３４ａ，３４ｂの操作レバーが最大操作量Full近くまで操作されたとき走行パイロット圧Ｐｐａ(図３Ａ〜図３Ｃに示す)に相当する値に設定されている。

ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合は、絶対圧ＰLSが所定の閾値Ｐ4以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。ここで、閾値Ｐ4は、メインポンプ２が高負荷運転状態にあるかどうかを判定するための閾値であり、第１の実施例における第２切換弁２００の切換圧Ｐth1に相当する値に設定されている。

ステップＳ２の判定結果がＹＥＳの場合は、ソレノイド１０１ａを励磁し、第１切換弁１０１を絞り位置に切り換える（ステップＳ３）。

ステップＳ１又はステップＳ２の判定結果がＮＯの場合は、ソレノイド１０１ａを非励磁とし、第１切換弁１０１を開位置に切り換える（ステップＳ４）。

本実施例においては、走行パイロット圧が閾値Ｐ3よりも小さいとき（走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されていないとき）は、ソレノイド１０１ａは非励磁となり、第１切換弁１０１は図示上側の開位置に保持される。

また、走行パイロット圧が閾値Ｐ3以上であり（走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作され）かつ差圧減圧弁２４の出力圧である絶対圧ＰLSが閾値Ｐ4よりも大きいとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にないとき）は、ソレノイド１０１ａが励磁され、第１切換弁１０１は図示下側の絞り位置に切り換わる。

また、走行パイロット圧が所定の閾値Ｐ3以上であり（走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作され）かつ差圧減圧弁２４の出力圧である絶対圧ＰLSが閾値Ｐ4以下であるとき（メインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるとき）は、ソレノイド１０１ａの励磁が解除され、第１切換弁１０１は図示上側の開位置に切り換わる。

以上により、コントローラ７１及び圧力センサ７２，７３は、圧力センサ７２の検出値に基づいて走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されていないと判定したときは第１切換弁１０１を図示上側の開位置に保持し、圧力センサ７２の検出値に基づいて走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されていると判定しかつ圧力センサ７３の検出値に基づいてメインポンプ２が高負荷運転状態にないと判定したときは第１切換弁１０１を図示下側の絞り位置に切り換え、圧力センサ７２の検出値に基づいて走行の操作装置３４ａ，３４ｂが操作されていると判定しかつ圧力センサ７３の検出値に基づいてメインポンプ２が高負荷運転状態にあると判定したときは第１切換弁１０１を図示上側の開位置に切り換える切換制御装置として機能する。

以上のように構成した本実施例によれば、第１切換弁１０１がコントローラ７１及び圧力センサ７２，７３によって第１の実施例と同様に切換操作されるため、第１の実施例と同様の効果が得られる。

なお、本実施例においては、ポンプ圧Ｐdと最高負荷圧ＰLmaxとの差圧ＰLSを圧力センサ７３で検出し、その検出値に基づいてメインポンプ２がメインリリーフ弁２３を作動させる高負荷運転状態にあるかどうかを判定しているが、ポンプ圧Ｐd又は最高負荷圧ＰLmaxを圧力センサで検出し、その検出値に基づいて判定しても良く、ポンプ圧Ｐdを検出する圧力センサと最高負荷圧ＰLmaxを検出する圧力センサとを設け、それらの検出値の差分に基づいて判定しても良い。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

１…エンジン、２…油圧ポンプ（メインポンプ）、２ａ…供給油路、３…パイロットポンプ、３ａ…供給油路、４…コントロールバルブ、４ａ バルブ内供給油路、５〜１２…アクチュエータ、５，６…走行モータ、７…旋回モータ、８…ブレードシリンダ、９…スイングシリンダ、１０…ブームシリンダ（フロントシリンダ）、１１…アームシリンダ（フロントシリンダ）、１２…バケットシリンダ（フロントシリンダ）、１３〜２０…バルブセクション、２１…信号油路、２２ａ〜２２ｇ…シャトル弁、２３…メインリリーフ弁、２４…差圧減圧弁、２５…アンロード弁、２５ａ…バネ、２６ａ〜２６ｈ…流量制御弁、２７ａ〜２７ｈ…圧力補償弁、２９…バルブ内タンク油路、３０…エンジン回転数検出弁装置、３０ａ…流量検出弁、３０ｂ…差圧減圧弁、３０ｃ…可変絞り部、３０ｆ…固定絞り部、３１…パイロット油路、３２…パイロットリリーフ弁、３３…パイロット油圧源、３４ａ〜３４ｈ…操作装置、３５…ポンプ制御装置、３５Ａ…ポンプトルク制御部、３５Ｂ…ＬＳ制御部、３５ａ…トルク制御傾転アクチュエータ、３５ｂ…ＬＳ制御弁、３５ｃ…ＬＳ制御傾転アクチュエータ、３５ｄ，３５ｅ…受圧部、４１ａ〜４１ｈ…並列油路、４２…油路部分、４３…操作検出装置、７１…コントローラ、７２…圧力センサ（第１圧力センサ）、７３…圧力センサ（第２圧力センサ）、１００…第１切換弁、１００ａ…絞り側受圧部、１０１…第１切換弁、１０１ａ…ソレノイド、２００…第２切換弁、２００ａ…開弁側受圧部、２００ｂ…バネ、２０１…第２切換弁、２０１ａ…閉弁側受圧部、２０１ｂ…バネ、２０２…第２切換弁、２０２ａ…閉弁側受圧部、２０２ｂ…バネ、２０３…第２切換弁、２０３ａ…開弁側受圧部、２０３ｂ…閉弁側受圧部、２０３ｃ…バネ、３００…上部旋回体、３０１…下部走行体、３０２…フロント作業機、３０３…スイングポスト、３０４…中央フレーム、３０５…ブレード、３０６…ブーム、３０７…アーム、３０８…バケット、３１０，３１１…履帯。

Claims (3)

1. 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、
   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、
   前記複数のアクチュエータに対応して設けられ、前記複数の流量制御弁を駆動するための操作パイロット圧を生成する複数の操作装置と、
   前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
   前記油圧ポンプの最高吐出圧を制限するメインリリーフ弁と、
   前記油圧ポンプの吐出圧が前記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前記油圧ポンプの容量をロードセンシング制御するポンプ制御装置とを備え、
   前記複数の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドのときに全閉しないタイプの圧力補償弁であり、
   前記複数のアクチュエータは、下部走行体を駆動する走行モータと、上部旋回体を駆動する旋回モータと、フロント作業機を駆動する複数のフロントシリンダとを含む建設機械の油圧駆動装置において、
   前記油圧ポンプから吐出された圧油が供給される供給油路において前記複数のフロントシリンダの圧力補償弁の上流側に配置され、前記供給油路を開放する開位置と前記供給油路を絞る絞り位置とに切換可能な第１切換弁と、
   前記走行モータの操作装置である走行操作装置が操作されていないときは前記第１切換弁を前記開位置に保持し、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にないときは前記第１切換弁を前記絞り位置に切り換え、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にあるときは前記第１切換弁を前記開位置に切り換える切換制御装置とを備え、
   前記切換制御装置は、前記油圧ポンプが前記高負荷運転状態にあるかどうかを前記油圧ポンプの吐出圧と前記最高負荷圧との差圧、前記油圧ポンプの吐出圧、前記最高負荷圧のいずれかにより検出することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 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、
   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、
   前記複数のアクチュエータに対応して設けられ、前記複数の流量制御弁を駆動するための操作パイロット圧を生成する複数の操作装置と、
   前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
   前記油圧ポンプの最高吐出圧を制限するメインリリーフ弁と、
   前記油圧ポンプの吐出圧が前記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前記油圧ポンプの容量をロードセンシング制御するポンプ制御装置とを備え、
   前記複数の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドのときに全閉しないタイプの圧力補償弁であり、
   前記複数のアクチュエータは、下部走行体を駆動する走行モータと、上部旋回体を駆動する旋回モータと、フロント作業機を駆動する複数のフロントシリンダとを含む建設機械の油圧駆動装置において、
   前記油圧ポンプから吐出された圧油が供給される供給油路において前記複数のフロントシリンダの圧力補償弁の上流側に配置され、前記供給油路を開放する開位置と前記供給油路を絞る絞り位置とに切換可能な第１切換弁と、
   前記走行モータの操作装置である走行操作装置が操作されていないときは前記第１切換弁を前記開位置に保持し、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にないときは前記第１切換弁を前記絞り位置に切り換え、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にあるときは前記第１切換弁を前記開位置に切り換える切換制御装置とを備え、
   前記第１切換弁は油圧切換弁であり、
   前記切換制御装置は、前記走行操作装置から出力される操作パイロット圧を前記第１切換弁に導く油路に配置され、開位置と閉位置とに切換可能な第２切換弁を有し、
   前記第２切換弁は、前記油圧ポンプが前記高負荷運転状態にないときは前記開位置にあり、前記走行操作装置が操作されたときの操作パイロット圧を前記第１切換弁に導くことで前記第１切換弁を前記絞り位置に切り換え、前記油圧ポンプが前記高負荷運転状態にあるときは前記閉位置に切り換わり、前記走行操作装置が操作されたときの操作パイロット圧を前記第１切換弁に導かないことで前記第１切換弁を前記開位置に切り換えることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
3. 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、
   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、
   前記複数のアクチュエータに対応して設けられ、前記複数の流量制御弁を駆動するための操作パイロット圧を生成する複数の操作装置と、
   前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
   前記油圧ポンプの最高吐出圧を制限するメインリリーフ弁と、
   前記油圧ポンプの吐出圧が前記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前記油圧ポンプの容量をロードセンシング制御するポンプ制御装置とを備え、
   前記複数の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドのときに全閉しないタイプの圧力補償弁であり、
   前記複数のアクチュエータは、下部走行体を駆動する走行モータと、上部旋回体を駆動する旋回モータと、フロント作業機を駆動する複数のフロントシリンダとを含む建設機械の油圧駆動装置において、
   前記油圧ポンプから吐出された圧油が供給される供給油路において前記複数のフロントシリンダの圧力補償弁の上流側に配置され、前記供給油路を開放する開位置と前記供給油路を絞る絞り位置とに切換可能な第１切換弁と、
   前記走行モータの操作装置である走行操作装置が操作されていないときは前記第１切換弁を前記開位置に保持し、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にないときは前記第１切換弁を前記絞り位置に切り換え、前記走行操作装置が操作されかつ前記油圧ポンプが前記メインリリーフ弁を作動させる高負荷運転状態にあるときは前記第１切換弁を前記開位置に切り換える切換制御装置とを備え、
   前記第１切換弁は電磁切換弁であり、
   前記切換制御装置は、前記走行操作装置が操作されているかどうかを検出する第１圧力センサと、前記油圧ポンプが前記高負荷運転状態にあるかどうかを検出する第２圧力センサと、前記第１圧力センサの検出値に基づいて前記走行操作装置が操作されていないと判定したときは前記第１切換弁を前記開位置に保持し、前記第１圧力センサの検出値に基づいて前記走行操作装置が操作されていると判定しかつ前記第２圧力センサの検出値に基づいて前記油圧ポンプが前記高負荷運転状態にないと判定したときは前記第１切換弁を前記絞り位置に切り換え、前記第１圧力センサの検出値に基づいて前記走行操作装置が操作されていると判定しかつ前記第２圧力センサの検出値に基づいて前記油圧ポンプが前記高負荷運転状態にあると判定したときは前記第１切換弁を前記開位置に切り換えるコントローラとを有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。

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