特許 6190763 ハイブリッド式建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6190763

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】ハイブリッド式建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/20 Z

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-116958(P2014-116958)

(22)【出願日】2014年6月5日

(65)【公開番号】特開2015-229880(P2015-229880A)

(43)【公開日】2015年12月21日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西川 真司

(72)【発明者】

【氏名】石川 広二

(72)【発明者】

【氏名】佐竹 英敏

(72)【発明者】

【氏名】井村 進也

(72)【発明者】

【氏名】泉 枝穂

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０７３３３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０８６８８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ１５Ｂ １１／００−１１／２２

Ｆ１５Ｂ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

旋回体と、
油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの作動油で前記旋回体を駆動する油圧旋回モータと、
前記油圧旋回モータとともに前記旋回体を駆動する電動旋回モータと、
前記旋回体と同時に動作することがあり、前記油圧ポンプからの作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記油圧旋回モータに供給される圧油の流れを制御するメータイン制御用の方向制御弁と、
前記油圧旋回モータからの戻り油の流れを制御するメータアウト制御用の方向制御弁と、
前記メータイン制御用の方向制御弁の動作を規制する規制装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、
前記メータアウト制御用の方向制御弁は、前記メータイン制御用の方向制御弁とは別に設けられ、
前記規制装置は、前記油圧アクチュエータが前記旋回体と同時に動作する旋回複合動作時、前記メータイン制御用の方向制御弁の切り換え操作を不能とし、前記旋回体を前記電動旋回モータのみによって駆動させると共に、前記メータアウト制御用の方向制御弁の切り換え操作により前記油圧旋回モータからの戻り油の流れを制御することを特徴とするハイブリッド式建設機械。

【請求項2】

請求項１記載のハイブリッド式建設機械において、
前記メータイン制御用の方向制御弁は、前記油圧ポンプをタンクに接続する油路の一部を構成するセンタバイパス油路に配置され、前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御する機能を備えた方向制御弁であり、前記メータアウト制御用の方向制御弁は、前記センタバイパス油路以外の油路に配置される方向制御弁であることを特徴とするハイブリッド式建設機械。

【請求項3】

請求項１記載のハイブリッド式建設機械において、
前記メータイン制御用の方向制御弁は、前記油圧ポンプをタンクに接続する油路の一部を構成するセンタバイパス油路に配置され、前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御する機能を備えた方向制御弁であり、前記メータアウト制御用の方向制御弁は、前記センタバイパス油路に配置され、前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御する機能を備えない方向制御弁であることを特徴とするハイブリッド式建設機械。

【請求項4】

請求項１記載のハイブリッド式建設機械において、
前記メータイン制御用の方向制御弁及び前記メータアウト制御用の方向制御弁は、同じ操作パイロット圧によって切り換えられる方向制御弁であり、
前記規制装置は、前記油圧アクチュエータが前記旋回体と同時に動作するとき、前記メータイン制御用の方向制御弁に導かれる操作パイロット圧を遮断する弁装置を備えることを特徴とするハイブリッド式建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、旋回体の駆動源として油圧モータと電動モータの両方を備えるハイブリッド式建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンによって駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプからの作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、旋回体とを備える建設機械（例えば、油圧ショベル）には、電動モータで旋回体の駆動と制動を行い、旋回制動時の旋回体の運動エネルギを電気エネルギに回生するハイブリッド式のものがある。当該建設機械では、旋回制動時に得た回生電力を利用して電動モータで旋回体を駆動することで、油圧ポンプ動力（すなわちエンジン負荷）を下げ、エンジンの燃料消費量の削減による省エネルギ化を図っている。

【0003】

この種のハイブリッド式建設機械には、旋回体を旋回するためのモータ（旋回モータ）として油圧モータ（油圧旋回モータ）と電動モータ（電動旋回モータ）の両方を搭載したもの（油圧電動複合旋回）がある（例えば、特許文献１）。このハイブリッド式建設機械の油圧システムでは、従来型の建設機械に搭載される油圧システムと同じく、油圧旋回モータと他の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）とを同一の油圧ポンプから吐出された圧油で駆動する回路構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２４１６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように油圧旋回モータと他の油圧アクチュエータとが同一の油圧ポンプから圧油の供給を受ける油圧システムの場合、当該油圧旋回モータと当該他の油圧アクチュエータがオペレータによって同時に操作されたときに、相対的に負荷の小さい（負荷圧の低い）アクチュエータにより多くの作動油が流れる。そのため、油圧旋回モータの負荷が相対的に小さい場合は、油圧旋回モータにより多くの作動油が流れて旋回体が加速し、オペレータの操作フィーリングが低下する傾向がある。特に、上記のように油圧旋回モータと電動旋回モータの両方で旋回体を駆動する油圧システムの場合、電動旋回モータによる駆動アシストによって従来型の建設機械よりも油圧旋回モータの負荷が小さくなるので、油圧旋回モータにより多くの作動油が流れるという上記の傾向が顕著となる。

【0006】

上記のように油圧旋回モータと他の油圧アクチュエータが同一の油圧ポンプから作動油の供給を受ける油圧システムとしては、当該他の油圧アクチュエータとして油圧ショベルにおけるブームシリンダを配置したものが一般的である。このような油圧システムの場合、旋回操作中にブーム上げ操作（旋回ブーム上げ操作）を実行したとき、油圧旋回モータよりも相対的に大きな負荷がブームシリンダに作用することによって油圧ポンプ圧が上昇し、高圧の作動油が負荷の軽い油圧旋回モータに流れ込んで（押し込まれて）旋回体を加速させることがある。例えば、低速旋回しながら所定の目標位置まで吊り荷を正確に移動させる吊り荷作業では、低速旋回中に吊り荷を持ち上げるためブーム上げ操作を行った場合ブーム上げ操作の開始時に、旋回体がオペレータの意図に反して加速してしまい、オペレータが当該目標位置で吊り荷を正確に停止させることが難しくなる。

【0007】

本発明の目的は、旋回体の駆動源として油圧モータと電動モータの両方を備えるハイブリッド式建設機械において、旋回複合動作時のオペレータの操作フィーリングを良好に保持できるものを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、旋回体と、油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの作動油で前記旋回体を駆動する油圧旋回モータと、前記油圧旋回モータとともに前記旋回体を駆動する電動旋回モータと、前記旋回体と同時に動作することがあり、前記油圧ポンプからの作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧旋回モータに供給される圧油の流れを制御するメータイン制御用の方向制御弁と、前記油圧旋回モータからの戻り油の流れを制御するメータアウト制御用の方向制御弁と、前記メータイン制御用の方向制御弁の動作を規制する規制装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、前記メータアウト制御用の方向制御弁は、前記メータイン制御用の方向制御弁とは別に設けられ、前記規制装置は、前記油圧アクチュエータが前記旋回体と同時に動作する旋回複合動作時、前記メータイン制御用の方向制御弁の切り換え操作を不能とし、前記旋回体を前記電動旋回モータのみによって駆動させると共に、前記メータアウト制御用の方向制御弁の切り換え操作により前記油圧旋回モータからの戻り油の流れを制御するものとする。

【0009】

このように構成した本発明においては、旋回複合操作時のオペレータの操作フィーリングを良好に保持できる。

【0010】

（２）上記（１）において、好ましくは、前記メータイン制御用の方向制御弁は、前記油圧ポンプをタンクに接続する油路の一部を構成するセンタバイパス油路に配置され、前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御する機能を備えた方向制御弁であり、前記メータアウト制御用の方向制御弁は、前記センタバイパス油路以外の油路に配置される方向制御弁である。

【0011】

（３）上記（２）において、好ましくは、前記メータイン制御用の方向制御弁は、前記油圧ポンプをタンクに接続する油路の一部を構成するセンタバイパス油路に配置され、前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御する機能を備えた方向制御弁であり、前記メータアウト制御用の方向制御弁は、前記センタバイパス油路に配置され、前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御する機能を備えない方向制御弁である。

【0012】

（４）上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記メータイン制御用の方向制御弁及び前記メータアウト制御用の方向制御弁は、同じ操作パイロット圧によって切り換えられる方向制御弁であり、前記規制装置は、前記油圧アクチュエータが前記旋回体と同時に動作するとき、前記メータイン制御用の方向制御弁に導かれる操作パイロット圧を遮断する弁装置を備える。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、旋回体の駆動源として油圧モータと電動モータの両方を備えるハイブリッド式建設機械において、旋回複合動作時のオペレータの操作フィーリングを良好に保持できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルの側面図である。

【図2】第１の実施の形態に係る油圧システムの概略構成図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る電磁減圧弁及びインバータ装置の制御ブロック図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る電磁減圧弁の制御フロー図である。

【図5】本発明の実施の形態に係るインバータ装置の制御フロー図である。

【図6】従来型の油圧システムの概略構成図である。

【図7】第２の実施の形態に係る油圧システムの概略構成図である。

【図8】第３の実施の形態に係る油圧システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、建設機械として油圧ショベルを例にとって、本発明に係る各実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、上部旋回体と、当該上部旋回体の駆動源として油圧旋回モータ及び電動旋回モータの両方を備えた建設機械全般に適用が可能であり、本発明の適用対象は、以下で説明に用いるクローラ式の油圧ショベルに限定されない。例えば、ホイール式の油圧ショベルやクレーンをはじめとする他の建設機械にも適用可能である。

【0016】

＜第１の実施の形態＞
〜構成〜
図１は本発明の実施の形態に係るハイブリッド式油圧ショベルの側面図である。この図に示すハイブリッド式油圧ショベルは、下部走行体４０と、上部旋回体５０と、フロント作業装置６０とを備えている。

【0017】

下部走行体４０は、一対のクローラ４１ａ，４１ｂ及びクローラフレーム４５ａ，４５ｂ（片側のみ図示）、各クローラ４１ａ，４１ｂを独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ４６，４７及びその減速機構（図示せず）を備えている。

【0018】

上部旋回体５０は、原動機としてのエンジン５１と、アシスト発電モータ５２と、油圧ポンプ１と、油圧旋回モータ３と、電動旋回モータ１４と、蓄電装置５４と、減速機構５９と、これらの装置が搭載される旋回フレーム５８とを備えている。

【0019】

アシスト発電モータ５２は、エンジン５１に機械的に連結されており、蓄電装置５４に電力が残存している場合にはエンジン５１をアシストし、電力が残存していない場合にはエンジン５１によって駆動されて発電を行う。油圧ポンプ１は、エンジン５１に機械的に連結されており、タンク（図示せず）内の作動油を汲み上げて各油圧アクチュエータに作動油を供給する。

【0020】

油圧旋回モータ３及び電動旋回モータ１４は、ともに上部旋回体５０の駆動源であり、減速機構５９を介して上部旋回体５０を旋回駆動する。油圧旋回モータ３は、油圧ポンプ１からの作動油で上部旋回体５０を旋回駆動する。電動旋回モータ１４は、蓄電装置５４又はアシスト発電モータ５２からの電力によって上部旋回体５０を旋回駆動する。上部旋回体５０の駆動源として油圧旋回モータ３及び電動旋回モータ１４をどのように使用するか（例えば、油圧旋回モータ３と電動旋回モータ１４の双方又はいずれか一方を使用するか）は、他の油圧アクチュエータの動作状態や蓄電装置５４の蓄電残量等によって適宜変更される。電動旋回モータ１４と油圧旋回モータ３の駆動力は減速機構５９を介して伝達され、その駆動力により下部走行体４０に対して上部旋回体５０（旋回フレーム５８）が旋回駆動される。

【0021】

蓄電装置５４は、アシスト発電モータ５２及び電動旋回モータ１４への給電と、これらのモータ５２，１４が発生した電力の蓄電を行う。蓄電装置５４としては、例えば、電気二重層キャパシタが利用可能である。

【0022】

上部旋回体５０の前方部分にはフロント作業装置６０（ショベル機構）が取り付けられている。フロント作業装置６０は、ブーム６１と、ブーム６１を駆動するためのブームシリンダ１６と、ブーム６１の先端部分に回転可能に取り付けられたアーム６２と、アーム６２を駆動するためのアームシリンダ６３と、アーム６２の先端部分に回転可能に取り付けられたバケット６５と、バケット６５を駆動するためのバケットシリンダ６６とを備えている。

【0023】

上部旋回体５０の旋回フレーム５８上には、上述した走行用油圧モータ４６，４７、油圧旋回モータ３、ブームシリンダ１６、アームシリンダ６３、バケットシリンダ６６等の油圧アクチュエータの駆動を制御するためのバルブブロック（図示せず）が搭載されている。

【0024】

図２は本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベル（建設機械）に備えられるオープンセンタ方式の油圧システムの概略構成図である。ここでは上部旋回体５０と同時に動作する油圧アクチュエータはブームシリンダ１６とする。また、対象動作としては、アームとバケットの結合部の近傍に取り付けられたフック等を介して行われる「吊り荷作業」を想定して説明する。そのため、図２においては、図１に示した油圧ショベルに搭載された各油圧アクチュエータのうち油圧旋回モータ３とブームシリンダ１６の駆動制御に関わる部分のみを図示している。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付し説明を省略することがある（後の図についても同様）。

【0025】

図２に示す油圧システムは、センタバイパス油路７２に配置され、油圧旋回モータ３に供給される作動油の方向及び流量を制御する方向制御弁２８（以下、旋回用の第１方向制御弁という）と、センタバイパス油路７２以外の油路に配置され、油圧旋回モータ３からの排出される作動油の流量を制御するための方向制御弁２９（以下、旋回用の第２方向制御弁という）と、ブームシリンダ１６に供給される作動油の方向及び流量を制御する方向制御弁１５（以下、ブーム用の方向制御弁）と、上部旋回体５０の旋回動作を操作するための油圧操作信号（パイロット圧）を出力する旋回操作装置１０と、ブーム６１の回動動作（ブームシリンダ１６の伸縮動作）を操作するための油圧操作信号（パイロット圧）を出力するブーム操作装置１９と、電磁減圧弁３０，３１と、電動旋回モータ１４及び電磁減圧弁３０，３１等の制御を含む油圧ショベル全般に係る制御を行うコントローラ１３と、コントローラ１３から出力される制御信号に基づいて電動旋回モータ１４を制御するためのインバータ装置１０３と、リリーフ弁２４とを備えている。

【0026】

油圧ポンプ１から吐出された作動油が流れる圧油供給油路７１には、センタバイパス油路７２が接続され、かつ、センタバイパス油路７２に並列にメータイン油路７３が接続されている。

【0027】

センタバイパス油路７２は、まず旋回用の第１方向制御弁２８のセンタバイパス開口を通り、次にブーム用の方向制御弁１５のセンタバイパス開口を通って、タンク４へと至っている。すなわち、センタバイパス油路７２には、２つの方向制御弁２８，１５が直列に接続されている。

【0028】

メータイン油路７３は、油圧ポンプ１から吐出された作動油を方向制御弁２８，１５のメータイン開口を介して各油圧アクチュエータ（油圧旋回モータ３及びブームシリンダ１６）に導入するもので、本実施の形態では２つの方向制御弁２８，１５（２つの油圧アクチュエータ３，１６）は、メータイン油路７３を介して並列に接続されている。

【0029】

メータイン油路７３が方向制御弁２８，１５に接続される直前には、チェック弁２２，２３がそれぞれ設けられている。チェック弁２２，２３は、油圧ポンプ１の吐出圧（ポンプ圧）が油圧アクチュエータ３，１６の負荷圧よりも高い場合にのみ、メータイン油路７３から油圧アクチュエータ３，１６への作動油の流れを許容するものである。

【0030】

上部旋回体５０を低速駆動するとき（旋回操作装置１０の操作レバー１０ａの操作量が比較的小さいとき）とブーム６１を低速駆動するとき（ブーム操作装置１９の操作レバー１９ａの操作量が比較的小さいとき）とを比較すると、油圧旋回モータ３の負荷圧（旋回によるポンプ負荷）の方がブームシリンダ１６の負荷圧（ブーム上げによるポンプ負荷）より小さい。そのため、２つの方向制御弁２８，１５におけるセンタバイパス絞りの開口面積を、同じレバー操作量で比較した場合にブーム上げ操作時のポンプ圧の方が旋回操作時のポンプ圧より高くなるよう、ブーム用の方向制御弁１５の方が、旋回用の第１方向制御弁２８よりもセンタバイパス絞りの開口面積が相対的に小さくなるように設定されている（絞り量が相対的に大きい）。

【0031】

リリーフ弁２４は、圧油供給油路７１に接続されており、ポンプ圧がリリーフ圧に達したときに圧油供給油路７１の作動油をタンク４に逃がす。

【0032】

旋回操作装置１０には、エンジン５１によって駆動されるパイロットポンプ（図示せず）を備えたパイロット油圧源９から、パイロット一次圧が導入される。旋回操作装置１０は、操作レバー１０ａの操作量に応じてパイロット油圧源９からのパイロット一次圧を減圧し、操作レバー１０ａの操作方向に応じてパイロット圧ＰＳ１又はＰＳ２を生成する。旋回操作装置１０で生成されたパイロット圧ＰＳ１又はＰＳ２は、パイロット油路８１Ｒ１，８１Ｒ２又は８１Ｌ１，８１Ｌ２を介して旋回用の第１方向制御弁２８の受圧部２８ｂ又は２８ａに導かれるとともに、パイロット油路８１Ｒ１又は８１Ｌ１からそれぞれ分岐したパイロット油路８２Ｒ又は８２Ｌを介して旋回用の第２方向制御弁２９の受圧部２９ｂ又は２９ａに導かれる。パイロット油路８１Ｒ１と８１Ｒ２の間、及びパイロット油路８１Ｌ１と８１Ｌ２の間にはそれぞれ電磁減圧弁３０，３１が介在しており、電磁減圧弁３０，３１が図示の位置（Ａ位置及びＣ位置）にあるとき、第１方向制御弁２８及び第２方向制御弁２９は、同じパイロット圧ＰＳ１又はＰＳ２によって同時に切り換え操作される。

【0033】

旋回操作装置１０の操作レバー１０ａが右旋回方向に操作されると、パイロット油路８１Ｒ１及び８２Ｒを介して導かれるパイロット圧ＰＳ１により、第２方向制御弁２９が右位置に（左方向へ）切り換え操作され、アクチュエータ油路７４Ｌを圧油排出油路７５に連通させるメータアウト開口が広がり、油圧旋回モータ３からの戻り油がタンク４に排出される（メータアウト制御が行われる）。さらに、電磁減圧弁３０がＡ位置にあるときは、パイロット油路８１Ｒ１及び８１Ｒ２を介して導かれるパイロット圧ＰＳ１により第１方向制御弁２８が右位置に（左方向へ）切り換え操作され、センタバイパス開口が絞られる（センタバイパス油路７２を介して油圧ポンプ１からタンク４に戻る圧油の流量を減少させる）とともに、メータイン油路７３をアクチュエータ油路７４Ｒに連通させるメータイン開口が広がり、油圧旋回モータ３に圧油の供給される（メータイン制御が行われる）。これにより、油圧旋回モータ３は出力トルクを発生し、旋回体５０は右旋回駆動される。

【0034】

一方、旋回操作装置１０の操作レバー１０ａが左旋回方向に操作されると、パイロット油路８１Ｌ１及び油路８２Ｌを介して導かれるパイロット圧ＰＳ２により、第２方向制御弁２９が左位置に（右方向へ）切り換え操作され、アクチュエータ油路７４Ｒを圧油排出油路７５に連通させるメータアウト開口が広がり、油圧旋回モータ３からの戻り油がタンク４に排出される（メータアウト制御が行われる）。さらに、電磁減圧弁３１のＣ位置にあるときは、パイロット油路８１Ｌ１及び８１Ｌ２を介して導かれるパイロット圧ＰＳ２により第１方向制御弁２８が左位置に（右方向へ）切り換え操作され、センタバイパス開口が絞られる（センタバイパス油路７２を介して油圧ポンプ１からタンク４に戻る圧油の流量を減少させる）とともに、メータイン油路７３をアクチュエータ油路７４Ｌに連通させるメータイン開口が広がり、油圧旋回モータ３に圧油の供給される（メータイン制御が行われる）。これにより、油圧旋回モータは出力トルクを発生し、旋回体５０は左旋回駆動される。

【0035】

このように、油圧旋回モータ３に供給される圧油の流れを制御するメータイン制御及び油圧旋回モータ３からの戻り油の流れを制御するメータアウト制御は、２つの方向制御弁２８，２９によって別々に行われる。

【0036】

パイロット油路８１Ｒ１及び８１Ｌ１には、それぞれ圧力センサ１１（以下、右旋回パイロット圧センサという）及び圧力センサ１２（以下、左旋回パイロット圧センサという）が設けられており、右左旋回パイロット圧センサ１１，１２によって検出されたパイロット圧ＰＳ１，ＰＳ２は、コントローラ１３に出力される。

【0037】

アクチュエータ油路７４Ｌには、リリーフ弁５及びメイクアップ弁７が接続されており、アクチュエータ油路７４Ｒには、リリーフ弁６及びメイクアップ弁８が接続されている。リリーフ弁５，６は、リリーフ圧まで達した作動油をタンク４に逃がすためのもので、旋回の加減速時等に発生する異常圧をカットして回路を保護する機能を有する。メイクアップ弁７，８は、油路の作動油が不足してその圧力がタンク圧よりも低くなったときに、タンク４から作動油を吸い込むためのものであり、回路のキャビテーションを防止する機能を有する。

【0038】

油圧旋回モータ３には電動旋回モータ１４が同軸上に接続されており、電動旋回モータ１４の駆動および制動はインバータ装置１０３によって制御される。旋回単独動作時（他のアクチュエータは停止させて旋回体５０のみを動作させる時）には、上部旋回体５０は、油圧旋回モータ３と電動旋回モータ１４の合計出力トルクによって旋回駆動される。なお、電動旋回モータ１４と油圧旋回モータ３は、必ずしも機械的に直結する必要はなく、共通の駆動対象である旋回体５０を駆動可能な構成であれば機械的機構などを介して間接的に接続しても良い。

【0039】

ブーム操作装置１９には、旋回操作装置１０と同様に、パイロット油圧源９からパイロット一次圧が導入されている。ブーム操作装置１９は、操作レバー１９ａの操作量に応じてパイロット一次圧を減圧し、操作レバー１９ａの操作方向に応じてパイロット圧ＰＢ１又はＰＢ２を生成する。ブーム操作装置１９で生成されたパイロット圧ＰＢ１又はＰＢ２は、パイロット油路８３Ｄ又は８３Ｕを介してブーム用の方向制御弁１５の受圧部１５ａ又は１５ｂに導かれ、ブーム用の方向制御弁１５を切り換え操作する。

【0040】

ブーム操作装置１９の操作レバー１９ａをブーム上げ方向に操作することによりパイロット圧ＰＢ２（以下、ブーム上げパイロット圧という）が発生するパイロット油路８３Ｕには、圧力センサ２０（以下、ブーム上げパイロット圧センサという）が設置されている。ブーム上げパイロット圧センサ２０によって検出されたブーム上げパイロット圧ＰＢ２は、コントローラ１３に出力される。

【0041】

ブーム用の方向制御弁１５は、メータイン油路７３を介して導入される作動油をブームシリンダ１６に供給する。

【0042】

ブーム操作装置１９の操作レバー１９ａをブーム上げ方向に操作すると、ブーム用の方向制御弁１５が図中の右位置に（左方向へ）移動し、ブームシリンダ１６のボトム側油圧室に油圧ポンプ１から作動油が供給されるとともに、ブームシリンダ１６のロッド側油圧室から排出される作動油は方向制御弁１５を介してタンク４に戻され、ブームシリンダ１６は伸長動作する。

【0043】

一方、ブーム操作装置１９の操作レバー１９ａをブーム下げ方向に操作すると、方向制御弁１５が図中の左位置に（右方向へ）移動し、ブームシリンダ１６のロッド側油圧室に油圧ポンプ１から作動油が供給されるとともに、ブームシリンダ１６のボトム側油圧室から排出される作動油が方向制御弁１５を介してタンク４に戻され、ブームシリンダ１６は縮小動作する。

【0044】

電磁減圧弁３０は、右旋回パイロット油路８１Ｒ１と８１Ｒ２を連通するＡ位置と、パイロット油路８１Ｒ１と８１Ｒ２を遮断するとともにパイロット油路８１Ｒ２をタンク４に連通させるＢ位置との間で切換可能であり、コントローラ１３から入力される電気信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）によって切換制御される。コントローラ１３からＯＦＦ信号が入力されると、電磁減圧弁３０はＡ位置に切り換わり、旋回操作装置１０が生成したパイロット圧ＰＳ２が第１方向制御弁２８の受圧部２８ｂに導かれることで、第１方向制御弁２８の右位置（左方向）への切り換え操作が可能となる。一方、コントローラ１３からＯＮ信号が入力されると、電磁減圧弁３０はＢ位置に切り換わり、パイロット圧ＰＳ２が受圧部２８ｂに導かれなくなることで、第１方向制御弁２８の右位置（左方向）への動作が不能となる。

【0045】

電磁減圧弁３１は、パイロット油路８１Ｌ１と８１Ｌ２を連通するＣ位置と、パイロット油路８１Ｌ１と８１Ｌ２を遮断するとともにパイロット油路８１Ｌ２をタンク４に連通させるＤ位置との間で切換可能であり、コントローラ１３から入力される電気信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）によって切換制御される。コントローラ１３からＯＦＦ信号が入力されると、電磁減圧弁３１はＣ位置に切り換わり、旋回操作装置１０が生成したパイロット圧ＰＳ２が第１方向制御弁２８の受圧部２８ａに導かれることで、第１方向制御弁２８の左位置（右方向）への切り換え操作が可能となる。一方、コントローラ１３からＯＮ信号が入力されると、電磁減圧弁３１はＤ位置に切り換わり、パイロット圧ＰＳ２が受圧部２８ｂに導かれなくなることで、第１方向制御弁２８の左位置（右方向）への動作が不能となる。

【0046】

〜制御〜
図３は、電磁減圧弁３０，３１及びインバータ装置１０３の制御ブロック図である。コントローラ１３は、ブーム上げパイロット圧センサ２０及び右左旋回パイロット圧センサ１１，１２の出力値に基づいてブーム操作装置１９の操作レバー１９ａがブーム上げ方向に操作されたかどうか（ブーム上げ操作の有無）及び旋回操作装置１０の操作レバー１０ａが操作されたかどうか（旋回操作の有無）を判定し、その判定結果に応じて電磁減圧弁３０，３１及びインバータ装置１０３を制御するための電気信号を出力する処理を実行する。旋回操作及びブーム上げ操作の有無の具体的な判定方法としては、例えば、各操作装置１０，１９の操作レバー１０ａ，１９ａが操作されたときに生成される最小パイロット圧Ｐ０（例えば、１．０ＭＰａ）を閾圧とし、各圧力センサ１１，１２，２０で検出したパイロット圧ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＢ２が閾圧Ｐ０を超えたか否かによって操作の有無を判定するという方法がある。

【0047】

図４は、上記の判定方法を用いた場合の電磁減圧弁３０，３１の制御フロー図である（インバータ装置１０３の制御については後述）。当該制御フローを構成する各ステップの処理内容を、図４を用いて順に説明する。

【0048】

まず、ステップＳ１００でブーム上げパイロット圧ＰＢ２が閾圧Ｐ０より高い（ブーム上げ操作有り）かどうかを判定する。ステップＳ１００でブーム上げ操作無し（ＮＯ）と判定された場合は、電磁減圧弁３０にＯＦＦ信号を出力して電磁減圧弁３０をＡ位置に切り換え（ステップＳ１１０）、電磁減圧弁３１にＯＦＦ信号を出力して電磁減圧弁３１をＣ位置に切り換える（ステップＳ１２０）。これにより、メータイン制御用の第１方向制御弁２８の切り換え操作が可能となり、油圧旋回モータ３はパイロット圧ＰＳ１，ＰＳ２に応じて出力トルクを発生する。

【0049】

ステップＳ１００でブーム上げ操作有り（ＹＥＳ）と判定された場合は、右旋回パイロット圧ＰＳ１が閾圧Ｐ０より高い（右旋回操作有り）かどうかを判定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０で右旋回操作有り（ＹＥＳ）と判定された場合は、電磁減圧弁３０にＯＮ信号を出力して電磁減圧弁３０をＢ位置に切り換え（ステップＳ１４０）、電磁減圧弁３１にＯＦＦ信号を出力して電磁減圧弁３１をＣ位置に切り換える（ステップＳ１５０）。これにより、右旋回駆動時にメータイン制御用の第１方向制御弁２８の右位置（左方向）への動作が不能となり、油圧旋回モータ３は出力トルクを発生しない。

【0050】

ステップＳ１３０で右旋回操作無し（ＮＯ）と判定された場合は、左旋回パイロット圧ＰＳ２が閾圧Ｐ０より高い（左旋回操作有り）かどうかを判定する（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０で右旋回操作有り（ＮＯ）と判定された場合は、電磁減圧弁３０にＯＦＦ信号を出力して電磁減圧弁３０をＡ位置に切り換え（ステップＳ１７０）、電磁減圧弁３１にＯＮ信号を出力して電磁減圧弁３１をＤ位置に切り換える（ステップＳ１８０）。これにより、左旋回駆動時にメータイン制御用の第１方向制御弁２８の左位置（右方向）への動作が不能となり、油圧旋回モータ３は出力トルクを発生しない。

【0051】

ステップＳ１６０で左旋回操作無し（ＮＯ）と判定された場合は、電磁減圧弁３０，３１の切換制御は行わない。このとき、パイロット圧ＰＳ１，ＰＳ２はともに閾圧Ｐ０よりも低く、電磁減圧弁３０，３１がいずれの位置にあってもメータイン制御用の第１方向制御弁２８は切り換え操作されないため、油圧旋回モータ３は出力トルクを発生しない。

【0052】

なお、図４に示す制御フローでは、右旋回操作の有無を判定した後に左旋回操作の有無を判定することとしたが（ステップＳ１３０→Ｓ１４０）、左旋回操作の有無を先に判定しても良い。その場合の制御フローは、ステップＳ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１５０とステップＳ１６０，Ｓ１７０，Ｓ１８０とをそれぞれ入れ替えたものとなる。

【0053】

このように電磁減圧弁３０，３１及びコントローラ１３は、メータイン制御用の第１方向制御弁２８の動作を規制する規制装置を構成しており、ブーム上げ操作と旋回操作が同時に行われたとき（ブームシリンダ１６と旋回体５０が同時に動作するとき）、メータイン制御用の第１方向制御弁２８の動作を不能とする。

【0054】

また、コントローラ１３は、図４に示した電磁減圧弁３０，３１の制御と平行して、旋回以外の操作の有無に関わらず旋回操作装置１０の操作レバー１０ａの操作方向及び操作量（すなわち、右左旋回パイロット圧センサ１１，１２の出力値）に応じて上部旋回体５０が旋回するように、インバータ装置１０３が電動旋回モータ１４を制御するための制御信号を生成し、当該制御信号をインバータ装置１０３に出力する処理を行っている。コントローラ１３から出力された制御信号に基づいてインバータ装置１０３は電動旋回モータ１４を制御する。コントローラ１３によるインバータ装置１０３を介した電動旋回モータ１４の制御は公知の方法を利用すれよれば良い。例えば、旋回操作装置１０の操作レバー１０ａの操作量から決定される目標速度に上部旋回体５０の速度が近づくように、油圧旋回モータ３の不足トルク分を補うために電動旋回モータ１４をフィードバック制御するものや、電動旋回モータ１４と油圧旋回モータ３の合計出力トルクが操作レバー１０ａの操作量から算出される目標旋回トルクに等しくなるように両者の出力トルクを適宜調整するトルク制御等がある。

【0055】

図５は、トルク制御を採用した場合のインバータ装置１０３の制御フロー図である。当該制御フローを構成する各ステップの処理内容を、図５を用いて順に説明する。

【0056】

まず、ステップＳ２００で右左旋回パイロット圧ＰＳ１，ＰＳ２に応じた目標旋回トルクを算出し、ブーム上げパイロット圧ＰＢ２が閾圧Ｐ０より高い（ブーム上げ操作有り）かどうかを判定する（ステップＳ２１０）。

【0057】

ステップＳ２１０でブーム上げ操作有り（ＹＥＳ）と判定された場合は、油圧旋回モータ３が図４に示す制御により出力トルクを発生しないため、電動旋回モータ１４の出力トルクが目標旋回トルクと等しくなるようインバータ装置１０３を制御する（ステップＳ２２０）。これにより、旋回体５０は、電動旋回モータ１４単独の出力トルク（＝目標旋回トルク）によって旋回駆動される。

【0058】

ステップＳ２１０でブーム上げ操作無し（ＮＯ）と判定された場合は、油圧旋回モータ３が図４に示す制御により出力トルクを発生するため、電動旋回モータ１４の出力トルクが、目標旋回トルクから油圧旋回モータ３の出力トルクを差し引いたトルクと等しくなるようインバータ装置１０３を制御する（ステップＳ２３０）。これにより、旋回体５０は、油圧旋回モータ３と電動旋回モータ１４の合計出力トルク（＝目標旋回トルク）によって旋回駆動される。

【0059】

〜動作〜
ここで、従来型の油圧システムの動作について説明し、それとの比較に基づいて本実施の形態に係る油圧システムの動作を説明する。なお、本実施の形態に係る油圧システム（図２に示す）がオープンセンタ方式であるので、従来型の油圧システムについてもオープンセンタ方式のものを例に説明する。

【0060】

図６は、従来型の油圧ショベルに搭載される油圧システムの概略構成図である。オープンセンタ方式の油圧システムにおける旋回用の方向制御弁２及びブーム用の方向制御弁１５は、ともにタンク４に通じるセンタバイパス開口と、油圧アクチュエータ３，１６に供給される作動油が通るメータイン開口と、油圧アクチュエータ３，１６から戻ってきた作動油が通るメータアウト開口とを備えている。

【0061】

各操作装置１０，１９の操作レバー１０ａ，１９ａを操作し、図示中立位置にある方向制御弁２，１５を左右いずれかの方向に操作すると、メータイン開口が広がり、油圧アクチュエータ３，１６に圧油が流入するとともに、メータアウト開口が広がり、油圧アクチュエータ３，１６からの戻り油がタンク４に戻される。

【0062】

また、図示中立位置にある方向制御弁２，１５を左右いずれかの方向に移動させるとセンタバイパス開口が絞られる。これによりセンタバイパス開口の通過前後における作動油の差圧が大きくなり、油圧ポンプ１の吐出圧（ポンプ圧）が上昇する。ポンプ圧が油圧アクチュエータの駆動に必要な圧力（アクチュエータ負荷圧）を超えて上昇すれば、油圧ポンプ１からの圧油が当該油圧アクチュエータに流入して当該油圧アクチュエータが駆動される。また、センタバイパス開口面積は、油圧ポンプ１からの圧油が油圧アクチュエータ３又は１６に流入するときに、油圧アクチュエータ３又は１６とセンタバイパス油路７２とに分流する作動油の割合を決定することにより、油圧アクチュエータ３又は１６の動作速度も制御する。

【0063】

上記のように、方向制御弁２，１５のセンタバイパス開口は、駆動対象の油圧アクチュエータ３，１６に作用する負荷の程度や、各操作装置１０，１９の操作レバー１０ａ，１９ａの操作量（パイロット圧）に対するアクチュエータ速度に応じて最適に設定されている。

【0064】

例えば、旋回用の方向制御弁２のセンタバイパス開口は次のように設定されている。オペレータが旋回操作装置１０の操作レバー１０ａをいずれかの方向に少しだけ操作した場合、オペレータは低速度での旋回を要求していることになる。また、油圧ショベルの上部旋回体を低速で旋回させるときの負荷は低く、ポンプ圧を大きく上昇させる必要はないため、旋回用の方向制御弁２のセンタバイパス開口は比較的大きく設定されている（絞り量が比較的小さい）。

【0065】

また、例えば、ブーム用の方向制御弁１５のセンタバイパス開口は次のように設定されている。オペレータがブーム操作装置１９の操作レバー１９ａをブーム上げ方向に少しだけ操作した場合、オペレータは低速度でのブーム上げを要求していることになる。しかし、吊り荷作業時はバケットに負荷が掛かるためブーム負荷が高く、ブームを駆動するためにはポンプ圧を大きく上昇させる必要がある。そのため、ブームシリンダ１６のボトム側油圧室に作動油を供給するために、ブーム用の方向制御弁１５のブーム上げ方向（図示右位置）のセンタバイパス開口は比較的小さく設定されている（絞り量が比較的大きい）。

【0066】

このように、レバー操作量が同じでも、操作対象の油圧アクチュエータの負荷や速度によって、操作性と効率を両立できる最適なセンタバイパス開口の設定は異なる。さらに、一般に、油圧ショベル等に搭載される油圧システムは、１つの油圧ポンプから吐出される作動油が、複数の油圧アクチュエータを駆動するために複数の方向制御弁によって適宜分流されるよう構成されている。上記のオープンセンタ方式では、各方向制御弁２，１５はセンタバイパス油路７２を介して直列に接続されており、各方向制御弁２，１５のセンタバイパス開口の合成によって、ポンプ圧と、油圧アクチュエータ３，１６に流れ込む流量とが決定される。

【0067】

図６に示す従来型の油圧システムは、図２に示した本実施の形態に係る油圧システムから電磁減圧弁３０，３１を省略し、第１方向制御弁２８及び第２方向制御弁２９を単一の方向制御弁２に置き換えたものに相当する。本実施の形態に係る油圧システムでは、旋回複合動作時には、上部旋回体５０は電動旋回モータ１４単独の出力トルクによって駆動されるのに対し、従来型の油圧システムでは、上部旋回体５０は油圧旋回モータ３と電動旋回モータ１４の合計出力トルクによって駆動される。

【0068】

図６に示したオープンセンタ方式の油圧システムでは、旋回用の方向制御弁２とブーム用の方向制御弁１５が同一のセンタバイパス油路７２に配置されていることにより、例えば吊り荷作業において次のような現象が発生する。

【0069】

まず、オペレータがブーム上げ単独操作によって低速で荷を持ち上げようとしたとする。ブーム用の方向制御弁１５のセンタバイパス開口は、高い負荷でもブームシリンダ１６に圧油を供給できるように大きく絞られているため、ブーム操作装置１９の操作レバー１９ａをブーム上げ方向に小さく操作した場合でもポンプ圧はブーム負荷圧を超えて上昇し、ブームシリンダ１６が伸長して荷は持ち上がる。目的の高さまで荷が上がったら、オペレータは、操作レバー１９ａを中立位置に戻し、ブーム上げ動作を停止する。

【0070】

次に、オペレータは旋回単独操作によって低速で荷を水平移動させようとしたとする。旋回用の方向制御弁２のセンタバイパス開口は、ブーム方向制御弁１５のセンタバイパス開口に比べて広く設定されているが、荷を吊っている状態でも旋回負荷は高くならないため、旋回操作装置１０の操作レバー１０ａを小さく操作した場合でも旋回体５０は旋回を開始する。このように、吊り荷作業であっても、旋回とブーム上げをそれぞれ単独で行う限りは、旋回用の方向制御弁２とブーム用の方向制御弁１５のセンタバイパス絞りはそれぞれ適切に設定されているため、ポンプ圧および油圧アクチュエータ３，１６に流入する流量は意図通りに制御される。

【0071】

これに対し、荷を斜め上方向に移動させるため、旋回単独操作をしている状態でブーム上げ操作を行い、旋回複合動作（旋回ブーム上げ動作）をさせたとする。旋回用の方向制御弁２とブーム用の方向制御弁１５は同一のセンタバイパス油路７２に配置されているため、ブーム用の方向制御弁１５のセンタバイパス開口は旋回用の方向制御弁２のセンタバイパス開口としても機能する。すなわち、ブーム上げ操作によってブーム用の方向制御弁１５のセンタバイパスが絞られることにより、旋回用の方向制御弁２のセンタバイパスが絞られた状態と等しくなり、旋回用の方向制御弁２におけるセンタバイパス流量とメータイン流量のバランスが変化する。さらに、ブーム上げ負荷は旋回負荷よりも大きいため、油圧旋回モータ３に圧油が流れ込み易い状態となり、オペレータの意図に反して油圧旋回モータ３に圧油が流れ込んで旋回が加速することがある。吊り荷移動中に、オペレータの意図に反して旋回が加速してしまうことは、荷が揺れてしまう原因となり望ましいことではない。

【0072】

〜効果〜
このような課題に対して、上記のように構成された本実施の形態に係る油圧システムによれば、旋回ブーム上げ動作時にポンプ圧が上昇したとしても、メータイン制御用の第１方向制御弁２８の動作を不能とすることで、油圧旋回モータ３への作動油の流入が阻止されるので、オペレータの意図に反して旋回体５０が加速することを防止できる。あるいは、ブーム上げ操作中に旋回操作を開始した場合に、油圧旋回モータ３に作動油が流れ込むことがないため、ブーム上げ速度が意図せず減速することを防止できる。このようにブーム上げ操作と旋回操作を独立させることにより、旋回複合動作時のオペレータの操作フィーリングが良好に保持され、特に旋回ブーム上げ動作によりバケット６５を目標位置に停止させる吊り荷作業での操作が容易になる。

【0073】

さらに、旋回複合動作時に、メータイン制御用の第１方向制御弁２８の動作を不能とする一方で、メータアウト制御用の第２方向制御弁２９の切り換え操作を行い、油圧旋回モータ３の制動トルクを旋回体５０に作用させることで、油圧旋回モータ３を駆動しない旋回複合動作時の旋回に係る操作フィーリングを、油圧旋回モータ３を駆動する旋回単独動作時の操作フィーリングに近づけることができる。

【0074】

＜第２の実施の形態＞
図７は、第２の実施の形態に係る油圧システムの概略構成図である。本実施の形態に係る油圧システムの、第１の実施の形態に係る油圧システム（図２に示す）との相違点は、第２方向制御弁２９（図２に示す）に代えて、センタバイパス開口を有する第２方向制御弁３２をセンタバイパス油路７２上に配置した点である。

【0075】

第２方向制御弁３２のセンタバイパス開口は、第２方向制御弁が左右いずれの方向に切り換え操作された場合でもセンタバイパス油路７２を絞らないよう設定されている。すなわち、メータアウト制御用の第２方向制御弁３２は、センタバイパス油路７２において油圧ポンプ１からタンク４に戻る圧油の流量を制御する機能を備えない。これにより、ブーム用の方向制御弁１５の切り換え操作によってブームシリンダ１６とタンク４とに分配される圧油の流量は、第１の実施の形態と同様、第２方向制御弁３２の切り換え操作によって変化しないため、旋回ブーム上げ操作における旋回操作とブーム上げ操作の独立性を保つことができる。

【0076】

なお、本実施の形態に係るコントローラ１３が実行する電磁減圧弁３０，３１及びインバータ装置１０３の制御は、第１の実施の形態と同様である。

【0077】

上記のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

【0078】

さらに、第２方向制御弁３２にセンタバイパス開口を設けたことにより、方向制御弁３２を他の方向制御弁２８，１５とともに一つのバルブブロックにまとめて配置することが可能となり、第２方向制御弁３２及びその周辺油圧回路の製作が容易となる。

【0079】

＜第３の実施の形態＞
図８は、第３の実施の形態に係る油圧システムの概略構成図である。本実施の形態に係る油圧システムの、第２の実施の形態に係る油圧システム（図７に示す）との相違点は、第１方向制御弁２８（図７に示す）に代えて第１方向制御弁３３を備え、第２方向制御弁３２（図７に示す）に代えて第２方向制御弁３４を備えている点である。

【0080】

第１方向制御弁３３及び第２方向制御弁３４は、ともにメータイン開口、センタバイパス開口、及びメータアウト開口を有し、油圧ポンプ１から吐出された作動油をアクチュエータ油路７４Ｒ，７４Ｌを介して油圧旋回モータ３に供給するために、それぞれチェック弁２２，２５を介してメータイン油路７３に接続されており、また、油圧旋回モータ３からアクチュエータ油路７４Ｒ，７４Ｌに排出される作動油をタンク４に戻すために、それぞれ圧油排出油路７５に接続されている。

【0081】

第１方向制御弁３３は、右位置に（左方向へ）切り換え操作されたときは、センタバイパス開口を絞り、メータイン油路７３をアクチュエータ油路７４Ｒに連通させるメータイン開口を広げ、アクチュエータ油路７４Ｒを圧油排出油路７５に連通させるメータアウト開口を開かないよう構成されている。一方、左位置に（右方向へ）切り換え操作されたときは、センタバイパス開口を絞らず、メータイン開口を開かず、アクチュエータ油路７４Ｒを圧油排出油路７５に連通させるメータアウト開口を広げるように構成されている。

【0082】

第２方向制御弁３４は、左位置に（右方向へ）切り換え操作されたときは、センタバイパス開口を絞り、メータイン油路７３をアクチュエータ油路７４Ｌに連通させるメータイン開口を広げ、アクチュエータ油路７４Ｒを圧油排出油路７５に連通させるメータアウト開口を開かないよう構成されている。一方、右位置に（左方向へ）切り換え操作されたときは、センタバイパス開口を絞らず、メータイン開口を開かず、アクチュエータ油路７４Ｌを圧油排出油路７５に連通させるメータアウト開口を広げるように構成されている。

【0083】

旋回操作装置１０で生成されたパイロット圧ＰＳ１又はＰＳ２は、パイロット油路８１Ｒ１，８１Ｒ２又は８１Ｌ１，８１Ｌ２を介して旋回用の第１方向制御弁３３の受圧部３３ｂ又は第２方向制御弁３４の受圧部３４ａに導かれるとともに、パイロット油路８１Ｒ１又は８１Ｌ１からそれぞれ分岐したパイロット油路８２Ｒ又は８２Ｌを介して第２方向制御弁３４の受圧部３４ｂ又は第１方向制御弁３３の受圧部３３ａに導かれる。

【0084】

旋回操作装置１０の操作レバー１０ａが右旋回方向に操作され、パイロット油路８１Ｒ１にパイロット圧ＰＳ１が発生すると、パイロット油路８１Ｒ１から分岐したパイロット油路８２Ｒを介して導かれるパイロット圧ＰＳ１により、第２方向制御弁３４が右位置に（左方向へ）切り換え操作され、油圧旋回モータ３からの戻り油の流れが制御される（メータアウト制御が行われる）。さらに、電磁減圧弁３０がＡ位置にあるときは、パイロット圧ＰＳ１により第１方向制御弁３３が右位置に（左方向へ）切り換え操作され、油圧旋回モータ３へ供給される圧油の流れが制御される（メータイン制御が行われる）。これにより、旋回体５０は、油圧旋回モータ３の出力トルクによって右旋回駆動される。

【0085】

一方、旋回操作装置１０の操作レバー１０ａが左旋回方向に操作され、パイロット油路８１Ｌ１にパイロット圧ＰＳ２が発生すると、パイロット油路８１Ｌ１から分岐したパイロット油路８２Ｌを介して導かれるパイロット圧ＰＳ２により、第１方向制御弁３３が左位置に（右方向へ）切り換え操作され、油圧旋回モータ３からの戻り油の流れが制御される（メータアウト制御が行われる）。さらに、電磁減圧弁３１のＣ位置にあるときは、パイロット圧ＰＳ２により第２方向制御弁３４が左位置に（右方向へ）切り換え操作され、油圧旋回モータ３へ供給される圧油の流れが制御される（メータイン制御が行われる）。これにより、旋回体５０は、油圧旋回モータ３の出力トルクによって左旋回駆動される。

【0086】

このように、旋回体５０が油圧旋回モータ３によって右旋回駆動されるときは、第１方向制御弁３３がメータイン制御用の方向制御弁を構成し、第２方向制御弁３４がメータアウト制御用の方向制御弁を構成する。一方、旋回体５０が油圧旋回モータ３によって左旋回駆動されるときは、第２方向制御弁３４がメータイン制御用の方向制御弁を構成し、第１方向制御弁３３がメータアウト制御用の方向制御弁を構成する。すなわち、本実施の形態においても、油圧旋回モータ３への圧油の流れを制御するメータイン制御及び油圧旋回モータ３からの戻り油の流れを制御するメータアウト制御は、２つの方向制御弁３３，３４によって別々に行われる。

【0087】

また、ブーム用の方向制御弁１５の切り換え操作によってブームシリンダ１６とタンク４とに分配される圧油の流量は、第１方向制御弁３３の左位置への切り換え操作及び第２方向制御弁３４の右位置への切り換え操作によって変化しない。すわなち、メータアウト制御用の方向制御弁３３又は３４は、センタバイパス油路７２において油圧ポンプ１からタンク４に戻る圧油の流量を制御する機能を備えない。これにより、第１及び第２の実施の形態と同様、旋回ブーム上げ操作における旋回操作とブーム上げ操作の独立性を保つことができる。

【0088】

なお、本実施の形態に係るコントローラ１３が実行する電磁減圧弁３０，３１及びインバータ装置１０３の制御は、第１及び第２の実施の形態と同様である。

【0089】

上記のように構成した本実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。

【0090】

＜変形例＞
ところで、上記の各実施の形態では旋回とブーム上げの複合動作について記述したが、本発明が課題とする旋回複合動作時の旋回加速（速度変化）が起こる条件は、油圧旋回モータ以外の油圧アクチュエータを操作することにより油圧ポンプの吐出圧（ポンプ圧）が上昇することであるので、ブーム６１との複合操作に対してだけではなく、他の油圧アクチュエータとの複合操作に対しても本発明は有効である。

【0091】

また、上記の各実施の形態では、全ての方向制御弁に油圧ポンプが接続されたパラレル回路で構成された油圧システムを例に挙げて説明したが、本発明は、油圧旋回モータと他の油圧アクチュエータがオペレータによって同時に操作された場合に、負荷の小さい油圧旋回モータにより多くの作動油が流れるという特徴を有する油圧システムであれば適用可能である。すなわち、ブームシリンダを含む他の油圧アクチュエータよりも優先して油圧旋回モータに作動油が供給されるタンデム回路で構成された油圧システムについても同様に適用可能である。さらに、オープンセンタ方式だけでなく、クローズドセンタ方式の油圧システムについても同様に適用可能である。

【0092】

また、上記の各実施の形態では、旋回操作装置１０から出力されるパイロット圧ＰＳ１，ＰＳ２（油圧操作信号）を圧力センサ１１，１２で検出して電気信号に変換し、コントローラ１３に出力する構成を採用しているが、旋回操作装置１０の操作レバー１０ａの操作量に応じた電気操作信号をコントローラ１３に出力する構成を採用しても良い。この場合には、旋回操作装置１０の操作レバー１０ａの回転変位を検出する位置センサ（例えば、ロータリーエンコーダ）を利用することができる。

【0093】

また、各実施の形態では、方向制御弁として、パイロット圧を作用させて位置を制御するパイロット弁を用いているが、電気信号によって位置を制御する電磁弁を用いても良く、各実施の形態における電磁減圧弁３０，３１は、パイロット油路８１Ｒ１と８１Ｒ２との間及びパイロット油路８１Ｌ１と８１Ｌ２との間を遮断する開閉弁であっても良い。

【0094】

さらに、本実施の形態では、圧力センサ１１，１２のみで旋回操作装置１０の操作レバー１０ａの操作量を検出しているが、例えば、圧力センサ１１，１２と上記位置センサの双方で検出する等、検出方式の異なるセンサを組み合わせて検出しても良い。このようにすれば、一方のセンサに不具合が生じた場合でも他方のセンサで操作量を検出することができるため、システムの信頼性を向上できる。

【0095】

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

【符号の説明】

【0096】

１ 油圧ポンプ
２ 旋回用の方向制御弁
３ 油圧旋回モータ
４ タンク
５，６ リリーフ弁
７，８ メイクアップ弁
９ パイロット油圧源
１０ 旋回操作装置
１０ａ 操作レバー
１１ 圧力センサ（右旋回パイロット圧センサ）
１２ 圧力センサ（左旋回パイロット圧センサ）
１３ コントローラ
１４ 電動旋回モータ
１５ ブーム用の方向制御弁
１６ ブームシリンダ
１９ ブーム操作装置
１９ａ 操作レバー
２０ 圧力センサ（ブーム上げパイロット圧センサ）
２２，２３，２５ チェック弁
２４ リリーフ弁
２８，３３ 旋回用の第１方向制御弁
２８ａ，２８ｂ 受圧部
２９ａ，２９ｂ 受圧部
３２ａ，３２ｂ 受圧部
３３ａ，３３ｂ 受圧部
３４ａ，３４ｂ 受圧部
２９，３２，３４ 旋回用の第２方向制御弁
３０，３１ 電磁減圧弁
４０ 下部走行体
４１ａ，４１ｂ クローラ
４５ａ，４５ｂ クローラフレーム
４６，４７ 走行用油圧モータ
５０ 上部旋回体
５１ エンジン
５２ アシスト発電モータ
５４ 蓄電装置
５８ 旋回フレーム
５９ 減速機構
６０ フロント作業装置
６１ ブーム
６２ アーム
６３ アームシリンダ
６５ バケット
６６ バケットシリンダ
７１ 圧油供給油路
７２ センタバイパス油路
７３ メータイン油路
７４Ｌ，７４Ｒ アクチュエータ油路
７５ 圧油排出油路
８１Ｌ１，８１Ｒ１ パイロット油路
８１Ｌ２，８１Ｒ２ パイロット油路
８２Ｌ，８２Ｒ，８３Ｕ，８３Ｄ パイロット油路
１０３ インバータ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】