WO2020122081A1 - 油圧駆動システム - Google Patents

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WO2020122081A1
WO2020122081A1 PCT/JP2019/048355 JP2019048355W WO2020122081A1 WO 2020122081 A1 WO2020122081 A1 WO 2020122081A1 JP 2019048355 W JP2019048355 W JP 2019048355W WO 2020122081 A1 WO2020122081 A1 WO 2020122081A1
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control valve
hydraulic
port
pressure
boom
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PCT/JP2019/048355
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French (fr)
Inventor
哲弘 近藤
和也 岩邊
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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    • F15B2211/875—Control measures for coping with failures
    • F15B2211/8752—Emergency operation mode, e.g. fail-safe operation mode

Definitions

  • Construction machines such as shovels are equipped with various hydraulic actuators such as boom cylinders and arm cylinders, and these are used to raise and lower the booms and arms that are objects.
  • the construction machine is equipped with a hydraulic drive system.
  • the hydraulic drive system supplies hydraulic oil to each hydraulic actuator, and controls the direction and flow rate of the hydraulic oil flowing to each hydraulic actuator to operate each hydraulic actuator.
  • the hydraulic drive system having such a function includes a control valve corresponding to each actuator, and controls the flow direction of the hydraulic oil by operating the spool of the control valve.
  • a pilot pressure applied to a spool of a control valve is controlled by an electromagnetic proportional valve provided in a hydraulic drive system.
  • the hydraulic drive system of the present invention is a hydraulic drive system that raises and lowers an object by supplying and discharging hydraulic oil to and from each of two ports of an actuator, and is used for an operating device for raising and lowering the object.
  • a control device that outputs a first lowering signal in response to a lowering operation performed and a higher signal in response to a rising operation performed on the operating device, and a first pilot pressure that outputs a first pilot pressure corresponding to the rising signal.
  • the hydraulic pump When the hydraulic pump for discharging, the hydraulic pump, and each of the two ports operate and operate according to the differential pressure between the first and second pilot pressures, and the first pilot pressure is higher than the second pilot pressure.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to raise the object is supplied to the first port which is one of the two ports, and the hydraulic oil is supplied from the second port which is the other of the two ports.
  • a first control valve to be discharged and is arranged between the first port and the first control valve, and the first port is closed by closing the first port and the first control valve. It is possible to prevent the discharge of oil, and only when the third pilot pressure is output, open the gap between the first port and the first control valve so that the hydraulic oil can be discharged from the first port. And a lock valve.
  • the third pilot pressure is not output from the third electromagnetic proportional control valve, so that the lock valve prevents the discharge of the hydraulic oil from the first port. .. That is, even when the second electromagnetic proportional control valve used when lowering the object sticks and the second pilot pressure is output, if the lowering operation is not performed on the operating device, the first It is possible to prevent hydraulic oil from being discharged from the port. Accordingly, when the descending operation is not performed on the operating device, it is possible to prevent the object from unintentionally falling due to its own weight, that is, when the second electromagnetic proportional control valve is sticking. Fail-safe can be achieved even when operating different actuators simultaneously.
  • the lock valve opens between the first port and the control valve. Therefore, the discharge of the hydraulic oil from the first port is allowed, and the object can be lowered according to the lowering operation of the operating device.
  • the third electromagnetic proportional control valve is the first electromagnetic proportional control valve
  • the third pilot pressure is the first pilot pressure
  • the lock valve is the first pilot having a predetermined release pressure or higher.
  • the third electromagnetic proportional control valve is substituted by the first electromagnetic proportional control valve, it is not necessary to newly provide a dedicated electromagnetic proportional control valve to operate the lock valve, and the number of parts is reduced. Can be planned.
  • 2 is a graph showing a relationship between a pilot pressure output from a first electromagnetic proportional control valve included in the hydraulic drive system of FIG. 1 and an opening area of a first boom directional control valve.
  • It is a circuit diagram which shows the hydraulic circuit of the hydraulic drive system of 2nd Embodiment.
  • It is a circuit diagram which shows the hydraulic circuit of the hydraulic drive system of 3rd Embodiment.
  • hydraulic drive systems 1, 1A and 1B according to the first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the concept of the direction used in the following description is used for convenience in description, and the direction of the configuration of the invention is not limited to the direction.
  • the hydraulic drive systems 1, 1A, 1B described below are merely one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments, and additions, deletions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
  • Construction machines such as hydraulic excavators, wheel loaders, and hydraulic cranes are equipped with various attachments such as buckets and hydraulic breakers, and the attachments can be raised and lowered by raising and lowering a boom and an arm.
  • the construction machine is equipped with various actuators such as a boom cylinder and an arm cylinder, and each actuator operates by supplying hydraulic oil.
  • the construction machine includes a hydraulic drive system 1 as shown in FIG. 1, and the hydraulic drive system 1 supplies hydraulic oil to each actuator and discharges return oil to operate them.
  • the structure of the hydraulic drive system 1 with which the hydraulic excavator which is an example of a construction machine is equipped is demonstrated in detail.
  • the hydraulic drive system 1 includes a boom cylinder 2, an arm cylinder, a bucket cylinder (not shown) for moving a bucket, a swing motor for moving a swing body to which a boom is attached, and a traveling motor for moving a traveling device. It is connected to various actuators and supplies hydraulic oil to them to operate various actuators.
  • actuators other than the boom actuator that is, the boom cylinder 2 particularly related to the hydraulic drive system 1 of the first embodiment are not shown, and detailed description thereof will be omitted below. ..
  • the hydraulic drive system 1 has two hydraulic pumps 11 and 12 and a hydraulic supply device 13.
  • the two hydraulic pumps 11 and 12 are, for example, tandem type double pumps, and are configured to be driven by a shared input shaft 14.
  • the two hydraulic pumps 11 and 12 do not necessarily have to be tandem type double pumps, but may be parallel type double pumps, or may be single pumps each formed separately.
  • the input shaft 14 is connected to a drive source 15 such as an engine or an electric motor. When the drive source 15 rotates the input shaft 14, pressure oil is discharged from the two hydraulic pumps 11 and 12.
  • the two hydraulic pumps 11 and 12 thus configured are so-called variable displacement type swash plate pumps.
  • the two hydraulic pumps 11 and 12 have swash plates 11a and 12a, respectively, and the discharge capacity can be changed by changing the tilt angle of the swash plates 11a and 12a.
  • the swash plates 11a and 12a are respectively provided with tilt angle adjusting mechanisms (not shown), and the tilt angles of the swash plates 11a and 12a can be changed by the tilt angle adjusting mechanisms.
  • the hydraulic pumps 11 and 12 are not limited to swash plate type pumps, and may be swash shaft type pumps.
  • the two hydraulic pumps 11 and 12 having such a function are connected to a plurality of actuators including the boom cylinder 2 via a hydraulic pressure supply device 13, and hydraulic oil is supplied to each actuator via the hydraulic pressure supply device 13.
  • the hydraulic pressure supply device 13 can switch the direction of the hydraulic oil supplied to each actuator and can change the flow rate of the hydraulic oil supplied. That is, the driving direction of each actuator can be switched by switching the direction of the hydraulic oil, and the driving speed of the actuator can be changed by changing the flow rate of the hydraulic oil.
  • the hydraulic pressure supply device 13 has a directional control valve corresponding to each actuator, and the hydraulic oil is caused to flow to the corresponding actuator by operating the corresponding directional control valve.
  • the hydraulic pressure supply device 13 includes two boom directional control valves 21 and 22, a pair of traveling directional control valves (not shown), a turning directional control valve, an arm directional control valve, a bucket directional control valve, and the like. It has various directional control valves. These directional control valves correspond to either of the two hydraulic pumps 11 and 12, and are connected in parallel to the corresponding hydraulic pumps 11 and 12.
  • the first hydraulic pump 11 which is the one hydraulic pump 11 includes one traveling directional control valve, one boom directional control valve 21 which is the first boom directional control valve 21, and the bucket directional control valve.
  • the two-boom directional control valve 22, the turning directional control valve, and the arm directional control valve are connected in parallel via the second main passage 24.
  • the boom direction control valves 21 and 22 correspond to the boom cylinder 2.
  • the pair of traveling direction control valves is a traveling device, the swing direction control valve is a swing motor, the arm direction control valve is an arm cylinder, and the bucket direction.
  • the control valve is connected to each of the hydraulic pumps 11 and 12 corresponding to the bucket cylinder.
  • the hydraulic pumps 11 and 12 are connected to the first and second bypass passages 25 and 26, respectively, and the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pumps 11 and 12 is stored in the tanks via the bypass passages 25 and 26. It is discharged to 27. Further, one traveling directional control valve, the first boom directional control valve 21, the bucket directional control valve, and the like are connected in series to the first bypass passage 25, and these directional control valves operate. Then, the first bypass passage 25 is closed and the working oil is supplied to the actuator corresponding to the directional control valve. On the other hand, to the second bypass passage 26, the other traveling directional control valve, the second boom directional control valve 22, the turning directional control valve, the arm directional control valve, etc. are connected in series.
  • the second bypass passage 26 is closed and hydraulic oil is supplied to the actuator corresponding to the directional control valve.
  • These directional control valves operate in response to the operation of an operating device (not shown for the boom directional control valves 21 and 22 in FIG. 1) and supply a flow rate corresponding to the operation amount to a corresponding actuator. That is, that is, the corresponding actuator is operated at the driving speed corresponding to the operation amount.
  • the directional control valves for operating the boom that is, the directional control valves 21, 22 for the first and second booms, which are particularly related to the hydraulic drive system 1 of the first embodiment, will be described in detail.
  • the first and second boom direction control valves 21 and 22 are valves for controlling the operation of the boom cylinder 2, and are connected to the first and second hydraulic pumps 11 and 12, respectively, as described above. That is, the first boom directional control valve 21, which is an example of the first control valve, is connected to the first hydraulic pump 11 via the first main passage 23 and the first bypass passage 25. Further, the first boom directional control valve 21 is connected to the boom cylinder 2 and the tank 27 directly or via a lock valve 32 described later, and by switching the connection state thereof, the flow direction of the hydraulic oil is switched. The boom cylinder 2 is expanded and contracted.
  • the boom cylinder 2 which is an example of the first actuator, is a double-acting cylinder and has two ports 2a and 2b. That is, the boom cylinder 2 extends when hydraulic oil is supplied to the head side port 2a (first port) which is one port and hydraulic oil is discharged from the rod side port 2b (second port) which is the other port. To do. On the other hand, the boom cylinder 2 retracts by discharging the hydraulic oil from the head side port 2a.
  • the respective ports 2a and 2b are connected to the first boom direction control valve 21 via the head side passage 28 and the rod side passage 29, respectively, and the first boom direction control valve 21 is connected.
  • the control valve 21 switches the connection destinations of the two passages 28 and 29 to extend and retract the boom cylinder 2.
  • the first boom directional control valve 21 having such a function is a three-function directional control valve and has a spool 21a.
  • the spool 21a can move from the neutral position M1 to the first offset position R1 and the second offset position L1, respectively, and in the state of being located at the neutral position M1, the two passages 28 and 29, the first main passage 23, and the tank. Shut off everything between 27 and.
  • the first bypass passage 25 opens, and accordingly, the hydraulic oil from the first hydraulic pump 11 passes through the first bypass passage 25 and is downstream of the first boom directional control valve 21 (that is, the bucket directional control). Other directional control valves such as valves).
  • the spool 21a moves to the first offset position R1
  • the head side passage 28 is connected to the first main passage 23 and the rod side passage 29 is connected to the tank 27.
  • the working oil is supplied to the head side port 2a, the working oil is discharged from the rod side port 2b, and the boom cylinder 2 extends.
  • the spool 21a moves to the second offset position L1
  • the head side passage 28 is connected to the tank 27 and the rod side passage 29 is connected to the first main passage 23.
  • the hydraulic oil in the head-side port 2a can be discharged, and the boom cylinder 2 can be retracted.
  • the first bypass passage 25 is closed at each of the offset positions R1 and L1, and the hydraulic oil from the first hydraulic pump 11 is prevented from being guided to the tank 27 through the first bypass passage 25.
  • hydraulic oil can be supplied to the boom cylinder 2.
  • the boom cylinder 2 is expanded and contracted to move the boom up and down. Can be swung in any direction.
  • the hydraulic pressure supply device 13 the hydraulic oil can be supplied to the boom cylinder 2 not only from the first hydraulic pump 11 but also from the second hydraulic pump 12, and the hydraulic pressure supply device 13 can achieve such a function.
  • the second boom directional control valve 22 that is an example of the second control valve is a valve that cooperates with the first boom directional control valve 21 to control the operation (more specifically, the extension operation) of the boom cylinder 2.
  • the second hydraulic pump 12 is connected through the second main passage 24 and the second bypass passage 26.
  • the second boom directional control valve 22 is connected to the head side port 2 a of the boom cylinder 2 and the tank 27, the connection state of the second main passage 24 and the head side port 2 a, and the second bypass passage 26.
  • the boom cylinder 2 is extended by switching the opening and closing of to switch the flow direction of the hydraulic oil.
  • the second boom directional control valve 22 is connected to the head side port 2a via the boom merging passage 30. That is, the boom merging passage 30 is connected to the head side passage 28, and the second boom directional control valve 22 is connected to the head side port 2 a via the boom merging passage 30 and the head side passage 28. ..
  • a check valve 31 is interposed in the boom confluence passage 30. The check valve 31 allows the flow of hydraulic oil from the second boom directional control valve 22 toward the head side port 2a, and blocks the flow of hydraulic oil from the head side port 2a toward the second boom directional control valve 22. To do.
  • the boom confluence passage 30 configured as described above is switched in connection state with the second main passage 24 by the second boom directional control valve 22, and by connecting them, the operation from the second hydraulic pump 12 is performed.
  • the oil can be combined with the hydraulic oil from the first hydraulic pump 11 and supplied to the head-side port 2a.
  • the second boom directional control valve 22 having such a function is composed of a two-function directional control valve and has a spool 22a.
  • the spool 22a can move between the neutral position M2 and the offset position L2, and when located at the neutral position M2, it blocks the boom confluence passage 30 and the second main passage 24.
  • the second bypass passage 26 is open, and the hydraulic fluid from the second hydraulic pump 12 passes through the second bypass passage 26 and is located downstream of the second boom directional control valve 22 (that is, the turning directional control valve). And other directional control valves such as arm control valves).
  • the spool 22a moves to the offset position L2
  • the boom confluence passage 30 is connected to the second main passage 24, and the working oil of the second hydraulic pump 12 is guided to the head side passage 28 via the boom confluence passage 30. Get burned.
  • the hydraulic oil of the second hydraulic pump 12 can be merged with the hydraulic oil of the first hydraulic pump 11 in the head-side passage 28, and a large amount of hydraulic oil can be guided to the head-side port 2a. That is, in the hydraulic pressure supply device 13, when raising the boom, the hydraulic oils of the two hydraulic pumps 11 and 12 can be combined and guided to the boom cylinder 2.
  • the two boom direction control valves 21 and 22 are configured as pilot type spool valves, and the spools 21a and 22a move by receiving pilot pressures P1 to P3, respectively. That is, the first pilot pressure P1 and the second pilot pressure P2 act on each end of the spool 21a so as to oppose each other, and the spool 21a responds to the differential pressure P1-P2 of these two pilot pressures. Move to the position. For example, when the first pilot pressure P1 is higher than the second pilot pressure P2, the spool 21a moves to the first offset position R1, and when the second pilot pressure P2 is lower than the first pilot pressure P1, the spool 21a moves to the second offset position. Move to position L1.
  • the spool 21a is provided with a pair of spring members 21b and 21c, and each of the spring members 21b and 21c exerts a biasing force against the first pilot pressure P1 and the second pilot pressure P2, respectively. It is given to the spool 21a. Therefore, the spool 21a is maintained at the neutral position M1 by the pair of spring members 21b and 21c, and the absolute value
  • the spool 21a moves to the first offset position R1.
  • the spool 21a moves to the second offset position L1.
  • the spool 21a moves in a stroke amount corresponding to the above-mentioned differential pressure P1-P2, and connects the passages 23, 25, 28, 29 and the tank 27 at an opening degree corresponding to the stroke amount. That is, in the first boom directional control valve 21, the passages 23, 25, 28, 29 and the tank 27 are connected at an opening degree corresponding to the differential pressure P1-P2.
  • the spool 22a of the second boom directional control valve 22 is acted on by the pilot pressure, that is, the third pilot pressure P3, only at one end thereof, and the spool 22a moves according to the third pilot pressure P3. ..
  • a spring member 22b is provided on the spool 22a, and the spring member 22b urges the spool 22a to resist the third pilot pressure P3. Therefore, the spool 22a moves to the offset position L2 when the third pilot pressure P3 becomes equal to or higher than the predetermined operating pressure PS3 corresponding to the biasing force of the spring member 22b (see the graph in FIG. 2).
  • the spool 22a moves with a stroke amount according to the third pilot pressure P3, and the boom merging passage 30 and the second main passage 24 are connected at an opening degree according to the stroke amount. That is, also in the second boom directional control valve 22, the boom merging passage 30 and the second main passage 24 are connected to each other at an opening degree corresponding to the third pilot pressure P3.
  • the openings of the passages 23 to 26, 28 and 29 and the tank 27 which are connected to each other depend on the pilot pressures P1 to P3 applied to the spools 21a and 22a, respectively.
  • the first boom directional control valve 21 configured as described above is connected to the first and second electromagnetic proportional control valves 41 and 42 so as to apply pilot pressures P1 and P2 to the spool 21a, and also for the second boom.
  • a third electromagnetic proportional control valve 43 is connected to the direction control valve 22 so as to apply a pilot pressure P3 to the spool 22a.
  • the first to third electromagnetic proportional control valves 41 to 43 are connected to the pilot pump 16 (for example, a gear pump), reduce the pressure of pilot oil discharged from the pilot pump 16, and output it to the corresponding spools 21a and 22a. .. That is, the first pilot pressure P1 is output from the first electromagnetic proportional control valve 41 and is applied to one end of the spool 21a. In addition, the second electromagnetic proportional control valve 42 outputs the second pilot pressure P2, which is applied to the other end of the spool 21a. Further, the third electromagnetic proportional control valve 43 outputs the third pilot pressure P3, which is applied to the spool 22a.
  • the pilot pump 16 for example, a gear pump
  • the electromagnetic proportional control valves 41 to 43 are direct proportional type electromagnetic proportional valves, and output pilot pressures P1 to P3 of pressures corresponding to signals (for example, current or voltage) input to each.
  • Each of the electromagnetic proportional control valves 41 to 43 configured as described above is connected to the control device 50 to control their operations.
  • the control device 50 outputs a signal to each of the electromagnetic proportional control valves 41 to 43 to control the operation of each of the electromagnetic proportional control valves 41 to 43.
  • a boom operating device 51 is electrically connected to the control device 50.
  • the boom operating device 51 which is an example of the first operating device, is, for example, an electric joystick and a hydraulic operating valve, and is a device for operating the boom. More specifically, the boom operating device 51 has an operating lever 51a, and the operating lever 51a is configured to be tiltable in one and the other predetermined tilting directions.
  • the boom operating device 51 outputs a signal corresponding to the tilting direction and the tilting amount of the operating lever 51a to the control device 50, and the control device 50 responds to each electromagnetic signal according to the signal input from the boom operating device 51. Output to the proportional control valves 41 to 43.
  • the control device 50 causes the boom operating device 51 to output a signal based on a signal output from the boom operating device 51.
  • the first and second rising signals having a value (that is, a current value or a voltage value) according to the tilt amount are output to the first electromagnetic proportional control valve 41 and the third electromagnetic proportional control valve 43, respectively.
  • the pilot pressures P1 and P3 are output from the first and third electromagnetic proportional control valves 41 and 43, respectively, and the two hydraulic pumps 11 and 12 are output via the first and second boom directional control valves 21 and 22. Is guided to the head side port 2a.
  • the boom cylinder 2 extends and the boom rises.
  • the control device 50 responds to the tilted amount based on the signal output from the boom operating device 51.
  • the first descending signal having a different value that is, a current value or a voltage value
  • the pilot pressure P2 is output from the second electromagnetic proportional control valve 42, and the hydraulic oil discharged from the head side port 2a via the first boom direction control valve 21 can be returned to the tank 27. ..
  • the boom cylinder 2 retracts and the boom can be lowered.
  • the hydraulic pressure supply device 13 configured as described above further includes a lock valve 32 for holding the boom at that position.
  • the lock valve 32 is interposed between the head side passage 28 and the boom merging passage 30 on the first boom directional control valve 21 side, and is configured to open and close the head side passage 28. More specifically, the lock valve 32 has a plunger 32a and a spring member 32b. The plunger 32a closes the head-side passage 28 by moving to the closed position where it is seated on the valve seat 32c, and opens the head-side passage 28 by moving to the open position away from the valve seat 32c (that is, discharges the hydraulic fluid). It should be possible).
  • a spring member 32b is provided on the moving plunger 32a, and the spring member 32b biases the plunger 32a in a direction in which it is seated on the valve seat 32c, that is, in a closing direction. Further, the following pressure acts on the plunger 32a so as to resist the biasing force of the spring member 32b. That is, as described above, the lock valve 32 is interposed in the head-side passage 28, and the head-side passage 28 has a port-side portion 28a located closer to the head-side port 2a side than the lock valve 32 and a second portion than the lock valve 32. It is composed of a valve side portion 28b located on the side of the one-boom directional control valve 21.
  • the plunger 32a receives the hydraulic pressure of the port side portion 28a and the valve side portion 28b in a direction against the biasing force of the spring member 32b, that is, in an opening direction in which the plunger 32a is separated from the valve seat 32c. Further, the lock valve 32 has a pilot chamber (spring chamber) 32d formed therein. Have received.
  • the plunger 32a is in the closed position and the open position according to the hydraulic pressure of the port side portion 28a and the valve side portion 28b, the biasing force of the spring member 32b, and the hydraulic pressure of the pilot chamber 32d. Move to any of the positions. More specifically, the plunger 32a is configured to move to either the closed position or the open position according to the magnitude of the hydraulic pressure in the pilot chamber 32d, and the selection valve 33 is connected to the pilot chamber 32d. Has been done.
  • the selection valve 33 is a two-function directional switching valve and has a spool 33a.
  • the spool 33a can move between the neutral position M3 and the offset position L3.
  • the spool 33a connects the pilot chamber 32d to the port-side portion 28a of the head-side passage 28 while being positioned at the neutral position M3.
  • the hydraulic pressure of the port side portion 28a of the head side passage 28 is guided to the pilot chamber 32d, and the hydraulic pressure of the pilot chamber 32d becomes substantially the same as the hydraulic pressure of the port side portion 28a.
  • the oil pressure of the valve side portion 28b acting on the plunger 32a is lower than the oil pressure of the port side portion 28a when the spool 21a of the first boom directional control valve 21 is in the neutral position or the boom lowering position. Therefore, the head side passage 28 is closed by the plunger 32a.
  • the pilot chamber 32d is connected to the tank 27. That is, the oil pressure in the pilot chamber 32d becomes the tank pressure, and the head side passage 28 is opened by the oil pressure of the port side portion 28a and the oil pressure of the valve side portion 28b which act on the plunger 32a.
  • the head side passage 28 can be opened and closed by moving the spool 33a and switching the hydraulic pressure of the pilot chamber 32d.
  • a spring member 33b is provided on the spool 33a of the selection valve 33 having such a function, and is biased to the neutral position M3 by the spring member 33b.
  • the pilot pressure P3 acts on the spool 33a so as to resist the biasing force of the spring member 33b, and the pilot pressure P3 equal to or higher than a predetermined release pressure Pb determined by the biasing force of the spring member 33b is applied to the spool 33a.
  • the action causes the spool 33a to move from the neutral position M3 to the offset position L3.
  • a third electromagnetic proportional control valve 43 is connected to the spool 33a configured as described above so as to apply the pilot pressure P3 thereto.
  • the spool 22a of the second boom directional control valve 22 is connected to the third electromagnetic proportional control valve 43, and in addition, the spool 33a of the selection valve 33 is parallel to the second boom directional control valve 22. Then connected. That is, the third solenoid proportional control valve 43 outputs the third pilot pressure P3 to the spool 33a in addition to the spool 22a. Therefore, when the operation lever 51a is tilted in one of the tilt directions and the second rising signal is output from the control device 50 to the third electromagnetic proportional control valve 43, the third pilot pressure P3 is also applied to the spool 33a of the selection valve 33. Given.
  • the spool 33a moves to the offset position L3, and the hydraulic pressure in the pilot chamber 32d becomes substantially the same as the tank pressure. Accordingly, the movement of the plunger 32a in the opening direction is permitted, and the flow of the hydraulic oil from the first boom direction control valve 21 to the head side port 2a is permitted. As a result, even if the lock valve 32 is interposed in the head side passage 28, the hydraulic oils of the two hydraulic pumps 11 and 12 can be combined and guided to the head side port 2a.
  • the operation lever 51a is tilted in the other tilting direction to lower the boom, that is, when the control device 50 outputs the first lowering signal
  • the second lowering signal is further sent from the control device 50 to the third electromagnetic proportional. It is output to the control valve 43.
  • the third electromagnetic proportional control valve 43 outputs the third pilot pressure P3 of the release pressure Pb to both the spool 22a of the second boom directional control valve 22 and the spool 33a of the selection valve 33. Since the release pressure Pb output here is less than the operating pressure PS3, in the second boom directional control valve 22, the spool 22a stays at the neutral position M2 where the opening area is 0 (see the graph in FIG. 2).
  • the selection valve 33 since the output third pilot pressure P3 is the release pressure Pb, the spool 33a moves to the offset position L3, and the plunger 32a of the lock valve 32 moves to the open position. As a result, the head-side passage 28 is opened, and the hydraulic oil can be discharged from the head-side port 2a to the tank 27 via the first boom directional control valve 21. By doing so, the boom cylinder 2 can be retracted and the boom can be lowered.
  • the first boom direction control is performed.
  • the second pilot pressure P2 which is equal to or higher than the operating pressure PS2, constantly acts on the spool 21a of the valve 21.
  • the spool 21a of the first boom directional control valve 21 is held at the second offset position L1.
  • the head-side passage 28 is always connected to the tank 27.
  • the lock valve 32 can open the head side passage 28 and discharge the hydraulic oil from the head side port 2a only when the third pilot pressure P3 of the release pressure Pb is output. The following fail-safe is achieved in the sticked state as described above.
  • the second lowering signal is input to the third electromagnetic proportional control valve 43, and the third electromagnetic proportional control valve 43 moves the spool 33a of the selection valve 33 to the third position.
  • 3 Pilot pressure P3 is output.
  • the spool 33a moves to the offset position L3, and accordingly, the pilot chamber 32d of the lock valve 32 communicates with the tank 27.
  • the pressure in the head-side passage 28 moves the plunger 32a in a direction opposing the spring member 32b, and the port-side portion 28a and the valve-side portion 28b of the head-side passage 28 are communicated with each other. Therefore, the discharge of the hydraulic oil from the head side port 2a to the tank 27 is allowed, and the boom can be lowered.
  • the third electromagnetic proportional control valve 43 that operates the second boom directional control valve 22 and the electromagnetic proportional valve that operates the selection valve 33, that is, the lock valve 32 are operated. Is shared. Therefore, it is not necessary to newly provide a dedicated electromagnetic proportional control valve for operating the lock valve 32, and the number of parts can be reduced.
  • the hydraulic drive system 1A of the second embodiment is similar in configuration to the hydraulic drive system 1 of the first embodiment. Therefore, with respect to the configuration of the hydraulic drive system 1A of the second embodiment, differences from the hydraulic drive system 1 of the first embodiment will be mainly described, and the same configurations will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. .. The same applies to the hydraulic drive system 1B of the third embodiment described later.
  • the first electromagnetic proportional control valve 41 is connected to the spool 33a of the selection valve 33. That is, the first electromagnetic proportional control valve 41 is connected in parallel to the spool 21a of the first boom directional control valve 21 and the spool 33a of the selection valve 33, and the first pilot pressure P1 output from the spool 21a is spooled. 21a and 33a. That is, when the operating lever 51a is tilted in one of the tilting directions and the first rising signal is output from the control device 50 to the first electromagnetic proportional control valve 41, the first pilot pressure P1 is also applied to the spool 33a of the selection valve 33. Be done.
  • the spool 33a moves to the offset position L3, and accordingly, the pilot chamber 32d of the lock valve 32 communicates with the tank 27.
  • the plunger 32a moves in the direction facing the spring member 32b due to the pressure in the head-side passage 28, and the port-side portion 28a and the valve-side portion 28b of the head-side passage 28 communicate with each other. Therefore, the flow of the hydraulic oil from the first boom direction control valve 21 to the head side port 2a is allowed, and the hydraulic oils of the two hydraulic pumps 11 and 12 can be combined and guided to the head side port 2a.
  • the second lowering signal is further sent from the control device 50 to the first electromagnetic proportional. It is output to the control valve 41. Then, the first electromagnetic proportional control valve 41 outputs the first pilot pressure P1 of the release pressure Pb to both the spool 21a of the first boom directional control valve 21 and the spool 33a of the selection valve 33.
  • the release pressure Pb is less than the second pilot pressure P2 output by the second electromagnetic proportional control valve 42 according to the first down signal, and preferably less than the operating pressure PS1.
  • the spool 33a of the selection valve 33 moves to the offset position L3 while moving the spool 21a of the first boom directional control valve 21 to the second offset position L1. Can be moved.
  • the pilot chamber 32d of the lock valve 32 communicates with the tank 27, and the pressure of the head-side passage 28 moves the plunger 32a in the direction opposite to the spring member 32b.
  • the portion 28b is in communication. Therefore, the hydraulic oil can be introduced from the head side port 2a to the first boom directional control valve 21.
  • the hydraulic drive system 1A configured in this manner also achieves fail-safe in the case where the second electromagnetic proportional control valve 42 fails and the valve body sticks. ing. That is, also in the hydraulic drive system 1A, the lock valve 32 opens the head side passage 28 and the working oil is discharged from the head side port 2a only when the first pilot pressure P1 of the release pressure Pb is output. Therefore, when the operation lever 51a is not operated, as described above, neither the first rising signal nor the second lowering signal is output from the control device 50, so that the state in which the head side passage 28 is closed is maintained. .. Therefore, even if the second electromagnetic proportional control valve 42 malfunctions and its valve body sticks, the hydraulic oil in the head side port 2a is not discharged.
  • the boom can be held at that position, and the boom can be prevented from unintentionally falling due to its own weight.
  • different valve actuators of the second electromagnetic proportional control valve 42 when different valve actuators of the second electromagnetic proportional control valve 42 are sticking, different actuators are simultaneously operated (that is, other operating devices are operated). ) Can achieve fail-safe.
  • the second lowering signal is input to the first electromagnetic proportional control valve 41, and the first electromagnetic proportional control valve 41 moves the spool 33a of the selection valve 33 to the first position.
  • One pilot pressure P1 is output.
  • the spool 33a moves to the offset position L3, and accordingly, the pilot chamber 32d of the lock valve 32 communicates with the tank 27.
  • the plunger 32a moves in the direction facing the spring member 32b due to the pressure in the head-side passage 28, and the port-side portion 28a and the valve-side portion 28b of the head-side passage 28 communicate with each other. Therefore, the discharge of the hydraulic oil from the head side port 2a to the tank 27 is allowed, and the boom can be lowered.
  • the electromagnetic proportional valve that operates the selection valve 33 that is, the lock valve 32 is replaced by the first electromagnetic proportional control valve 41 that operates the first boom directional control valve 21. Has been done. Therefore, it is not necessary to newly provide a dedicated electromagnetic proportional control valve for operating the lock valve 32, and the number of parts can be reduced.
  • the hydraulic drive system 1A of the second embodiment has the same effects as the hydraulic drive system 1 of the first embodiment.
  • the hydraulic drive system 1B of the third embodiment shown in FIG. 4 operates the boom cylinder 2 only with the hydraulic oil discharged from one hydraulic pump 11, and the hydraulic supply device 13B uses the boom cylinder 2
  • a boom direction control valve 21, a lock valve 32, and a selection valve 33 are mainly provided to supply hydraulic oil to the.
  • the first electromagnetic proportional control valve 41 is connected to the spool 33a of the selection valve 33 as in the hydraulic pressure supply device 13A of the second embodiment. That is, the first pilot pressure P1 output from the first electromagnetic proportional control valve 41 is also applied to the spool 33a of the selection valve 33. Therefore, the hydraulic drive system 1B can extend and retract the boom cylinder 2 as in the hydraulic drive system 1A of the second embodiment.
  • the hydraulic drive system 1B also achieves fail-safe in the case where the second electromagnetic proportional control valve 42 fails and the valve body sticks.
  • the second lowering signal is input to the first electromagnetic proportional control valve 41, and the first electromagnetic proportional control valve 41 moves the spool 33a of the selection valve 33 to the first position.
  • One pilot pressure P1 is output.
  • the spool 33a moves to the offset position L3, and accordingly, the pilot chamber 32d of the lock valve 32 communicates with the tank 27.
  • the plunger 32a moves in the direction facing the spring member 32b due to the pressure in the head-side passage 28, and the port-side portion 28a and the valve-side portion 28b of the head-side passage 28 communicate with each other. Therefore, the discharge of the hydraulic oil from the head side port 2a to the tank 27 is allowed, and the boom can be lowered.
  • hydraulic drive system 1B of the third embodiment has the same effects as the hydraulic drive system 1A of the second embodiment.
  • the target to be applied is not limited to the hydraulic excavator. That is, the hydraulic drive systems 1, 1A, 1B may be applied to construction machines such as hydraulic cranes and wheel loaders, and construction vehicles such as forklifts. Further, in the hydraulic drive systems 1, 1A, 1B of the first to third embodiments, the object to be moved up and down is the boom, but it is not limited to the boom and may be an arm or a hook of a hoisting machine. In these cases, the actuators are arm cylinders and hoisting motors.
  • the electromagnetic proportional control valve that applies pilot pressure to the spool 33a of the selection valve 33 is the first electromagnetic proportional control valve 41 and the electromagnetic proportional control for bucket.
  • the first to third electromagnetic proportional control valves 41 to 43 are formed separately from the first and second boom direction control valves 21 and 22, but they are not necessarily formed in this way. .. That is, the first to third electromagnetic proportional control valves 41 to 43 may be configured integrally with the first and second boom direction control valves 21 and 22, and the form thereof does not matter. The same applies to the electromagnetic proportional control valves 71 and 72 for buckets and other electromagnetic proportional control valves.

Abstract

油圧駆動システムは、アクチュエータの２つのポートの各々に対して作動油を給排することによって対象物を昇降させるものであって、制御装置と、第１乃至第３電磁比例制御弁と、油圧ポンプと、制御弁と、ロック弁とを備え、制御弁は、第２パイロット圧が出力されると対象物を下降させるべく第１ポートから作動油を排出させ、ロック弁は、第１ポートと制御弁との間を閉じて第１ポートからの作動油の排出を阻止可能に配置されており、第３パイロット圧が出力された場合のみ第１ポートと第１制御弁との間を開いて第１ポートから作動油を排出可能な状態にする。

Description

油圧駆動システム
　本発明は、アクチュエータによって対象物を昇降させるべくアクチュエータに作動油を供給する油圧駆動システムに関する。
　ショベル等の建設機械は、ブームシリンダ、及びアームシリンダ等、様々な油圧アクチュエータを備えており、これらによって対象物であるブーム及びアームを昇降している。また、建設機械は、油圧駆動システムを備えており、油圧駆動システムによって各油圧アクチュエータに作動油を供給し、また各油圧アクチュエータに流れる作動油の方向及び流量を制御することによって各油圧アクチュエータの動作を制御している。このような機能を有する油圧駆動システムは、各アクチュエータに対応させた制御弁を備えており、制御弁のスプールを作動させることによって作動油の流れ方向を制御している。更に油圧駆動システムに備わる電磁比例弁によって制御弁のスプールに与えるパイロット圧を制御している建設機械がある。
　例えばブームシリンダを作動させる際、ブーム用操作装置が傾倒方向一方に倒される（上昇操作）と、その上昇操作に応じて制御装置がブーム上昇用電磁比例に信号を出力する。そうすると、上昇用電磁比例制御弁からブーム上昇用パイロット圧が出力されてスプールが所定方向一方の移動し、ブームシリンダが伸長する。他方、ブーム用操作装置が傾倒方向他方に倒される（下降操作）と、その下降操作に応じて制御装置が下降用電磁比例弁に信号を出力する。そうすると、下降用電磁比例制御弁から下降用パイロット圧が出力されてスプールが所定方向他方に移動し、ブームシリンダが縮退する。このように油圧駆動システムでは、制御装置が各油圧アクチュエータに流れる作動油の方向及び流量を制御して各油圧アクチュエータを駆動させている。このような油圧駆動システムとしては、例えば特許文献１のようなシステムが知られている。
特開２０１７－１１０６７２号公報
　特許文献１のシステムでは、電磁比例制御弁が故障した場合にその故障を検知する機能を有しており、以下のように構成されている。即ち、特許文献１のシステムでは、該当する各制御弁に作動検出ラインが連通されており、制御弁のスプールが中立位置から外れた位置にて保持されると作動検出ラインの圧力が上昇する。例えば、電磁比例制御弁がスティックした場合、特許文献１のシステムでは、操作装置に対する操作量に応じない不所望なパイロット圧が出力され、対応する制御弁のスプールが中立位置から外れた位置にて保持される。そうすると、検出ラインの圧力はスプールが中立位置の時の圧力と異なる値となるので、操作装置の操作量と検出ラインの圧力との相関を比較することによって電磁比例制御弁のスティックを検知することができる。このとき、制御装置により副ポンプから電磁比例弁の一次圧ラインへ導く通路が遮断されフェールセーフが実現される。
　特許文献１のシステムでは、作動検出ラインを備える複数の制御弁の全ての制御弁を作動させる操作装置が中立位置であって、例えば、ブームのような対象物を下降させるアクチュエータを作動させる電磁比例制御弁においてスティックが発生した場合、ブームシリンダがブームの重さにより縮退してブームが降りてくることが回避される。しかし、作動検出ラインを備える、ブーム以外の制御弁を作動させている場合は、ブーム降下の制御弁の異常を検知することができない。従って、ブーム以外の操作を行っているときにもブーム降下に関してフェールセーフを実現できることが望まれている。
　そこで本発明は、自重で落下しうるアクチュエータを下降させる際に使用する電磁比例制御弁がスティックしている場合に別のアクチュエータを同時に操作しているときでもフェールセーフを達成できる油圧駆動システムを提供することを目的としている。
　本発明の油圧駆動システムは、アクチュエータの２つのポートの各々に対して作動油を給排することによって対象物を昇降させる油圧駆動システムであって、前記対象物を昇降させるための操作装置に行われる下降操作に応じて第１下降信号を出力し、前記操作装置に行われる上昇操作に応じて上昇信号を出力する制御装置と、前記上昇信号に応じた圧力の第１パイロット圧を出力する第１電磁比例制御弁と、前記第１下降信号に応じた圧力の第２パイロット圧を出力する第２電磁比例制御弁と、第３パイロット圧を出力する第３電磁比例制御弁と、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプと、前記２つのポートの各々とに接続され、第１及び第２パイロット圧の差圧に応じて作動し、第１パイロット圧が第２パイロット圧より大きい場合に前記対象物を上昇させるべく前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記２つのポートのうち一方である第１ポートに供給すると共に前記２つのポートのうちの他方である第２ポートから作動油を排出させ、第２パイロット圧が第１パイロット圧より大きい場合に前記対象物を下降させるべく前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記第２ポートに供給すると共に前記第１ポートから作動油を排出させる第１制御弁と、前記第１ポートと前記第１制御弁との間に配置されており、前記第１ポートと前記第１制御弁との間を閉じて前記第１ポートからの作動油の排出を阻止可能であって、第３パイロット圧が出力された場合のみ前記第１ポートと前記第１制御弁との間を開いて前記第１ポートから作動油を排出可能な状態にするロック弁と、を備えているものである。
　本発明に従えば、操作装置に対する下降操作が行われていない場合、第３電磁比例制御弁から第３パイロット圧が出力されないので、ロック弁によって第１ポートからの作動油の排出が阻止される。即ち、対象物を下降させる際に使用する第２電磁比例制御弁がスティックして第２パイロット圧が出力されている場合であっても、操作装置に対する下降操作が行われていない場合、第１ポートから作動油が排出されることを防ぐことができる。これにより、操作装置に対する下降操作が行われていない場合において、対象物がその自重で意図せずに落下することを防ぐことができる、即ち、第２電磁比例制御弁がスティックしている際において別のアクチュエータを同時に操作しているときでもフェールセーフを達成することができる。
　他方、第３電磁比例制御弁から第３パイロット圧が出力された場合には、ロック弁によって第１ポートと制御弁との間が開かれる。それ故、第１ポートからの作動油の排出が許容され、操作装置に対する下降操作に応じて対象物を下降させることができる。
　上記発明において、前記第３電磁比例制御弁は、前記第１電磁比例制御弁であり、第３パイロット圧は、第１パイロット圧であり、前記ロック弁は、所定の解除圧力以上の第１パイロット圧が出力されると、前記第１ポートと前記第１制御弁との間を開いて前記第１ポートから作動油を排出可能な状態にし、前記制御装置は、前記第１下降信号が出力されたときに、所定の解除圧力の前記第１パイロット圧を出力するように前記第１電磁比例制御弁に第２下降信号を出力させてもよい。
　上記構成に従えば、第３電磁比例制御弁を第１電磁比例制御弁で代用しているので、ロック弁を作動させるべく専用の電磁比例制御弁を新たに設ける必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。
　上記発明において、作動油を吐出し、且つ前記油圧ポンプである第１油圧ポンプと異なる第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプ及び前記アクチュエータであるブームシリンダの前記第１ポートに接続され、所定の作動圧力以上の第３パイロット圧が前記第３電磁比例制御弁から出力されると、前記対象物であるブームを上昇させるべく前記第２油圧ポンプから吐出される作動油を前記第１ポートに供給する第２制御弁とを、更に備え、前記ロック弁は、前記作動圧力より小さい所定の解除圧力の第３パイロット圧が出力されると、前記第１ポートと前記第１制御弁との間を開いて前記第１ポートから作動油を排出可能な状態にし、前記制御装置は、前記第１下降信号が出力されたときに前記解除圧力の第３パイロット圧を出力させるように前記第３電磁比例制御弁に第２下降信号を出力させてもよい。
　上記構成に従えば、ロック弁を作動させる電磁比例制御弁と第２制御弁を作動させる電磁比例制御弁とを共用しているので、ロック弁を作動させるべく専用の電磁比例制御弁を新たに設ける必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。
　本発明によれば、自重により落下しうるアクチュエータを下降させる際に使用する第２電磁比例制御弁がスティックしている場合に別のアクチュエータを同時に操作しているときでもフェールセーフを達成できる。
　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本件発明に係る第１実施形態の油圧駆動システムの油圧回路を示す回路図である。 図１の油圧駆動システムに備わる第１電磁比例制御弁から出力されるパイロット圧と第１ブーム用方向制御弁の開口面積との関係を示すグラフである。 第２実施形態の油圧駆動システムの油圧回路を示す回路図である。 第３実施形態の油圧駆動システムの油圧回路を示す回路図である。
　以下、本発明に係る第１乃至第３実施形態の油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
　［第１実施形態］
　油圧ショベル、ホイルローダ、及び油圧クレーン等の建設機械は、バケットや油圧ブレーカ等の種々のアタッチメントを夫々備えており、このアタッチメントをブーム及びアームを昇降させることによって上げ下げすることができる。このようにブーム及びアームを昇降させるべく、建設機械はブームシリンダ及びアームシリンダ等の種々のアクチュエータを備えており、各アクチュエータは、作動油を供給することによって作動する。また、建設機械は、図１に示すような油圧駆動システム１を備えており、油圧駆動システム１によって各アクチュエータに作動油を供給すると共に戻り油を排出してそれらを作動させている。以下では、建設機械の一例である油圧ショベルに備わる油圧駆動システム１の構成について、詳しく説明する。
　＜油圧駆動システム＞
　油圧駆動システム１は、ブームシリンダ２、アームシリンダ、バケットを動かすためのバケットシリンダ（図示せず）、ブームが取り付けられる旋回体を動かす旋回用モータ、及び走行装置を動かすための走行用モータ等の種々のアクチュエータに接続されており、それらに作動油を供給して各種アクチュエータを作動させている。なお、図１では、第１実施形態の油圧駆動システム１に特に関連しているブームのアクチュエータ（即ち、ブームシリンダ２）以外のアクチュエータについては図示せず、また以下においてそれらの詳しい説明も省略する。第２、第３実施形態の油圧駆動システム１Ａ、１Ｂについても同様である。
　更に詳細に説明すると、油圧駆動システム１は、２つの油圧ポンプ１１，１２と、油圧供給装置１３とを有している。２つの油圧ポンプ１１，１２は、例えばタンデム型のダブルポンプであり、共有する入力軸１４によって駆動可能に構成されている。なお、２つの油圧ポンプ１１，１２は、必ずしもタンデム型のダブルポンプである必要はなく、パラレル型のダブルポンプであってもよく、また各々が別々に形成されるシングルポンプであってもよい。また、入力軸１４には、エンジン又は電動機等の駆動源１５に繋がっており、駆動源１５が入力軸１４を回転させることによって２つの油圧ポンプ１１，１２から圧油が吐出される。このように構成されている２つの油圧ポンプ１１，１２は、いわゆる可変容量型の斜板ポンプである。即ち、２つの油圧ポンプ１１，１２は、斜板１１ａ，１２ａを夫々有しており、斜板１１ａ，１２ａの傾転角を変えることによって吐出容量を変えることができる。また、斜板１１ａ、１２ａには、図示しない傾転角調整機構が夫々設けられており、傾転角調整機構によって斜板１１ａ，１２ａの傾転角が変えられる。なお、油圧ポンプ１１，１２は、斜板型のポンプに限定されず、斜軸型のポンプであってもよい。
　このような機能を有する２つの油圧ポンプ１１，１２は、油圧供給装置１３を介してブームシリンダ２を含む複数のアクチュエータに繋がっており、各アクチュエータには油圧供給装置１３を介して作動油が供給され、また排出されている。また、油圧供給装置１３は、各アクチュエータに供給される作動油の方向を切換え、また供給する作動油の流量を変えることができる。即ち、作動油の方向を切換えることによって各アクチュエータの駆動方向が切換え、また作動油の流量を変えることによってアクチュエータの駆動速度を変えられるようになっている。更に詳細に説明すると、油圧供給装置１３は、アクチュエータ毎に対応する方向制御弁を有しており、対応する方向制御弁を作動させることによって対応するアクチュエータに作動油を流すようになっている。
　即ち、油圧供給装置１３は、２つのブーム用方向制御弁２１，２２、並びに、図示しない一対の走行用方向制御弁、旋回用方向制御弁、アーム用方向制御弁、及びバケット用方向制御弁等の各種方向制御弁を有している。これらの方向制御弁は、２つの油圧ポンプ１１，１２の何れかに対応し、また対応する油圧ポンプ１１，１２に並列して接続されている。例えば、一方の油圧ポンプ１１である第１油圧ポンプ１１には、一方の走行用方向制御弁、一方のブーム用方向制御弁２１である第１ブーム用方向制御弁２１、及びバケット用方向制御弁等が第１主通路２３を介して並列して接続され、他方の油圧ポンプ１２である第２油圧ポンプ１２には、他方の走行用方向制御弁、他方のブーム用方向制御弁２２である第２ブーム用方向制御弁２２、旋回用方向制御弁、及びアーム用方向制御弁が第２主通路２４を介して並列して接続されている。なお、ブーム用方向制御弁２１，２２はブームシリンダ２に対応し、一対の走行用方向制御弁は走行装置、旋回用方向制御弁は旋回モータ、アーム用方向制御弁はアームシリンダ、バケット用方向制御弁はバケットシリンダに対応させて各油圧ポンプ１１，１２と接続されている。
　また、各油圧ポンプ１１，１２は、第１及び第２バイパス通路２５，２６に夫々繋がっており、各油圧ポンプ１１，１２から吐出される作動油は、各バイパス通路２５，２６を介してタンク２７に排出される。また、第１バイパス通路２５には、一方の走行用方向制御弁、第１ブーム用方向制御弁２１、及びバケット用方向制御弁等が直列して接続されており、それらの方向制御弁が作動すると第１バイパス通路２５が閉じられて前記方向制御弁に対応するアクチュエータに作動油が供給される。他方、第２バイパス通路２６には、他方の走行用方向制御弁、第２ブーム用方向制御弁２２、旋回用方向制御弁、及びアーム用方向制御弁等が直列して接続されており、それらの方向制御弁が作動すると第２バイパス通路２６が閉じられて前記方向制御弁に対応するアクチュエータに作動油が供給される。これらの方向制御弁は、操作装置（図１においてブーム用方向制御弁２１，２２用のものを除き図示しない）の操作に応じて作動し、その操作量に応じた流量を対応するアクチュエータに供給する、即ち操作量に応じた駆動速度で対応するアクチュエータを作動させる。以下では、第１実施形態の油圧駆動システム１に特に関連しているブームを作動させる方向制御弁、即ち第１及び第２ブーム用方向制御弁２１，２２について詳しく説明する。
　第１及び第２ブーム用方向制御弁２１，２２は、ブームシリンダ２の動作を制御するための弁であり、前述の通り第１及び第２油圧ポンプ１１，１２に夫々接続されている。即ち、第１制御弁の一例である第１ブーム用方向制御弁２１は、第１主通路２３及び第１バイパス通路２５を介して第１油圧ポンプ１１と接続されている。また、第１ブーム用方向制御弁２１は、直接又は後述するロック弁３２を介してブームシリンダ２及びタンク２７に接続されており、それらの接続状態を切換えることによって作動油の流れる方向を切換えてブームシリンダ２を伸縮させる。
　更に詳細に説明すると、第１アクチュエータの一例であるブームシリンダ２は、複動式のシリンダーであり、２つのポート２ａ，２ｂを有している。即ち、ブームシリンダ２は、一方のポートであるヘッド側ポート２ａ（第１ポート）に作動油を供給し且つ他方のポートであるロッド側ポート２ｂ（第２ポート）から作動油を排出させると伸長する。他方、ヘッド側ポート２ａから作動油を排出させることによってブームシリンダ２は縮退する。このように構成されるブームシリンダ２では、その各ポート２ａ，２ｂがヘッド側通路２８及びロッド側通路２９を介して第１ブーム用方向制御弁２１に夫々接続されており、第１ブーム用方向制御弁２１は、２つの通路２８，２９の接続先を切換えてブームシリンダ２を伸長及び縮退させる。このような機能を有する第１ブーム用方向制御弁２１は、３ファンクションの方向制御弁であり、スプール２１ａを有している。
　スプール２１ａは、中立位置Ｍ１から第１オフセット位置Ｒ１及び第２オフセット位置Ｌ１に夫々移動することができ、中立位置Ｍ１に位置する状態で、２つの通路２８，２９と第１主通路２３とタンク２７との間を全て遮断する。この際、第１バイパス通路２５は開き、それに伴って第１油圧ポンプ１１からの作動油が第１バイパス通路２５を通って第１ブーム用方向制御弁２１の下流側（即ち、バケット用方向制御弁等の他の方向制御弁の方）へと流れる。他方、スプール２１ａが第１オフセット位置Ｒ１に移動すると、ヘッド側通路２８が第１主通路２３と接続され、ロッド側通路２９がタンク２７に接続される。これにより、ヘッド側ポート２ａに作動油が供給されると共にロッド側ポート２ｂから作動油が排出され、ブームシリンダ２が伸長する。他方、スプール２１ａが第２オフセット位置Ｌ１に移動すると、ヘッド側通路２８がタンク２７と接続され、ロッド側通路２９が第１主通路２３に接続される。これにより、ヘッド側ポート２ａの作動油を排出することができるようになり、ブームシリンダ２を縮退させることができるようになる。なお、各オフセット位置Ｒ１，Ｌ１において第１バイパス通路２５は閉じられており、第１油圧ポンプ１１からの作動油が第１バイパス通路２５を通ってタンク２７に導かれることが阻止されている。これにより、ブームシリンダ２に作動油を供給することができる。
　このように油圧供給装置１３では、第１油圧ポンプ１１から吐出される作動油の流れる方向及び流量を第１ブーム用方向制御弁２１に制御することによって、ブームシリンダ２を伸縮させてブームを上下方向に揺動させることができる。他方、ブームを上方に揺動させる際（即ち、ブームを上昇させる際）、ブームを重力に反して動かす必要があり、下方に揺動させる場合よりも多くの流量の作動油をブームシリンダ２に供給する必要がある。そのため、油圧供給装置１３では、第１油圧ポンプ１１に加えて第２油圧ポンプ１２からもブームシリンダ２に作動油を供給できるようになっており、そのような機能を達成すべく油圧供給装置１３は第２ブーム用方向制御弁２２を有している。
　第２制御弁の一例である第２ブーム用方向制御弁２２は、第１ブーム用方向制御弁２１と協働してブームシリンダ２の動作（より詳しくは、伸長動作）を制御する弁であり、第２主通路２４及び第２バイパス通路２６を介して第２油圧ポンプ１２と接続されている。また、第２ブーム用方向制御弁２２は、ブームシリンダ２のヘッド側ポート２ａ及びタンク２７と接続されており、第２主通路２４とヘッド側ポート２ａとの接続状態、及び第２バイパス通路２６の開閉を切換えることによって作動油の流れる方向を切換えてブームシリンダ２を伸長させる。
　更に詳細に説明すると、第２ブーム用方向制御弁２２は、ブーム用合流通路３０を介してヘッド側ポート２ａに接続されている。即ち、ブーム用合流通路３０は、ヘッド側通路２８に繋がっており、第２ブーム用方向制御弁２２は、ブーム用合流通路３０及びヘッド側通路２８を介してヘッド側ポート２ａに接続されている。また、ブーム用合流通路３０には、逆止弁３１が介在している。逆止弁３１は、第２ブーム用方向制御弁２２からヘッド側ポート２ａに向かう作動油の流れを許容し、ヘッド側ポート２ａから第２ブーム用方向制御弁２２に向かう作動油の流れを阻止する。このように構成されているブーム用合流通路３０は、第２ブーム用方向制御弁２２によって第２主通路２４との接続状態が切換えられ、それらを接続することによって第２油圧ポンプ１２からの作動油を第１油圧ポンプ１１からの作動油に合流させてヘッド側ポート２ａに供給することができる。このような機能を有する第２ブーム用方向制御弁２２は、２ファンクションの方向制御弁で構成されており、スプール２２ａを有している。
　スプール２２ａは、中立位置Ｍ２とオフセット位置Ｌ２との間で移動することができ、中立位置Ｍ２に位置する際、ブーム用合流通路３０と第２主通路２４との間を遮断する。この際、第２バイパス通路２６は開いており、第２油圧ポンプ１２からの作動油は第２バイパス通路２６を通って第２ブーム用方向制御弁２２の下流側（即ち、旋回用方向制御弁及びアーム用制御弁等の他の方向制御弁の方）へと流れる。他方、スプール２２ａがオフセット位置Ｌ２に移動すると、ブーム用合流通路３０が第２主通路２４と接続され、第２油圧ポンプ１２の作動油がブーム用合流通路３０を介してヘッド側通路２８に導かれる。これにより、第２油圧ポンプ１２の作動油をヘッド側通路２８にて第１油圧ポンプ１１の作動油に合流させて、多量の作動油をヘッド側ポート２ａに導くことができる。即ち、油圧供給装置１３では、ブームを上昇させる際、２つの油圧ポンプ１１，１２の作動油を合流させてブームシリンダ２に導くことができる。
　このように構成されている２つのブーム用方向制御弁２１，２２は、パイロット式のスプール弁として構成されており、各スプール２１ａ，２２ａがパイロット圧Ｐ１～Ｐ３を夫々受圧することによって移動する。即ち、スプール２１ａの各端部には、第１パイロット圧Ｐ１及び第２パイロット圧Ｐ２が互いに対抗するように作用しており、スプール２１ａは、これら２つのパイロット圧の差圧Ｐ１－Ｐ２に応じた位置へと移動する。例えば、第１パイロット圧Ｐ１が第２パイロット圧Ｐ２より大きい場合、スプール２１ａは第１オフセット位置Ｒ１に移動し、第２パイロット圧Ｐ２が第１パイロット圧Ｐ１より小さい場合、スプール２１ａは第２オフセット位置Ｌ１に移動する。
　更に詳しく説明すると、スプール２１ａには、一対のばね部材２１ｂ，２１ｃが設けられており、ばね部材２１ｂ，２１ｃの各々は、第１パイロット圧Ｐ１及び第２パイロット圧Ｐ２に夫々抗する付勢力をスプール２１ａに与えている。それ故、スプール２１ａは、一対のばね部材２１ｂ，２１ｃによって中立位置Ｍ１に維持され、差圧の絶対値｜Ｐ１－Ｐ２｜が各ばね部材２１ｂ，２１ｃの付勢力に応じた所定の作動圧力ＰＳ１，ＰＳ２以上になると、各オフセット位置Ｒ１，Ｌ１へと移動する。つまり、第１パイロット圧Ｐ１が第２パイロット圧Ｐ２より大きく且つ差圧Ｐ１－Ｐ２が第１作動圧力ＰＳ１以上である場合、スプール２１ａは第１オフセット位置Ｒ１に移動する。また、第１パイロット圧Ｐ１が第２パイロット圧Ｐ２より小さく且つ差圧Ｐ２－Ｐ１が第２作動圧力ＰＳ２以上である場合、スプール２１ａは第２オフセット位置Ｌ１に移動する。移動した後は、スプール２１ａは前述する差圧Ｐ１－Ｐ２に応じたストローク量で移動し、そのストローク量に応じた開度にて各通路２３，２５，２８，２９及びタンク２７を接続する。即ち、第１ブーム用方向制御弁２１では、差圧Ｐ１－Ｐ２に応じた開度にて各通路２３，２５，２８，２９及びタンク２７が接続される。
　他方、第２ブーム用方向制御弁２２のスプール２２ａには、その一端部にのみパイロット圧、即ち第３パイロット圧Ｐ３が作用しており、スプール２２ａは、第３パイロット圧Ｐ３に応じて移動する。また、スプール２２ａには、ばね部材２２ｂが設けられており、ばね部材２２ｂが第３パイロット圧Ｐ３に抗するように付勢している。それ故、スプール２２ａは、第３パイロット圧Ｐ３がばね部材２２ｂの付勢力に応じた所定の作動圧力ＰＳ３以上になると、オフセット位置Ｌ２へと移動する（図２のグラフ参照）。移動した後、スプール２２ａは、第３パイロット圧Ｐ３に応じたストローク量で移動し、そのストローク量に応じた開度にてブーム用合流通路３０と第２主通路２４とが接続される。即ち、第２ブーム用方向制御弁２２でもまた、第３パイロット圧Ｐ３に応じた開度にてブーム用合流通路３０と第２主通路２４とが接続される。
　このように２つのブーム用方向制御弁２１，２２では、互いに接続される通路２３～２６、２８，２９及びタンク２７の開度がスプール２１ａ，２２ａに夫々与えられるパイロット圧Ｐ１～Ｐ３に応じて制御される。このように構成される第１ブーム用方向制御弁２１には、そのスプール２１ａにパイロット圧Ｐ１，Ｐ２を与えるべく第１及び第２電磁比例制御弁４１，４２が接続され、また第２ブーム用方向制御弁２２には、そのスプール２２ａにパイロット圧Ｐ３を与えるべく第３電磁比例制御弁４３が接続されている。
　第１乃至第３電磁比例制御弁４１～４３は、パイロットポンプ１６（例えば、ギアポンプ）に接続されており、パイロットポンプ１６から吐出されるパイロット油を減圧して対応するスプール２１ａ，２２ａに出力する。即ち、第１電磁比例制御弁４１からは、第１パイロット圧Ｐ１が出力され、それがスプール２１ａの一端に与えられる。また、第２電磁比例制御弁４２からは、第２パイロット圧Ｐ２が出力され、それがスプール２１ａの他端に与えられる。更に、第３電磁比例制御弁４３からは、第３パイロット圧Ｐ３が出力され、それがスプール２２ａに与えられる。なお、各電磁比例制御弁４１～４３は、正比例型の電磁比例弁であり、各々に対して入力される信号（例えば、電流又は電圧）に応じた圧力のパイロット圧Ｐ１～Ｐ３を出力する。このように構成されている各電磁比例制御弁４１～４３は、それらの動作を制御すべく制御装置５０に接続されている。
　制御装置５０は、各電磁比例制御弁４１～４３の動作を制御すべく各電磁比例制御弁４１～４３に信号を出力する。また、制御装置５０には、ブーム用操作装置５１が電気的に接続されている。第１操作装置の一例であるブーム用操作装置５１は、例えば電気ジョイスティック及び油圧操作弁であり、ブームを操作するための装置である。更に詳細に説明すると、ブーム用操作装置５１は、操作レバー５１ａを有しており、操作レバー５１ａが所定の傾倒方向一方及び他方に傾倒可能に構成されている。また、ブーム用操作装置５１は、操作レバー５１ａの傾倒方向及び傾倒量に応じた信号を制御装置５０に出力し、制御装置５０は、ブーム用操作装置５１から入力される信号に応じて各電磁比例制御弁４１～４３に出力する。
　更に詳細に説明すると、ブームを上昇させるべく操作レバー５１ａが傾倒方向一方に倒される（即ち、上昇操作が行われる）と、ブーム用操作装置５１から出力される信号に基づいて制御装置５０がその傾倒量に応じた値（即ち、電流値又は電圧値）の第１及び第２上昇信号を第１電磁比例制御弁４１及び第３電磁比例制御弁４３に夫々出力する。これにより、第１及び第３電磁比例制御弁４１，４３の各々からパイロット圧Ｐ１，Ｐ３が出力され、第１及び第２ブーム用方向制御弁２１，２２を介して２つの油圧ポンプ１１，１２の油圧がヘッド側ポート２ａに導かれる。これにより、ブームシリンダ２が伸長し、ブームが上昇する。他方、ブームを下降させるべく操作レバー５１ａが傾倒方向他方に倒される（即ち、下降操作が行われる）と、ブーム用操作装置５１から出力される信号に基づいて制御装置５０がその傾倒量に応じた値（即ち、電流値又は電圧値）の第１下降信号を第２電磁比例制御弁４２に出力する。これにより、第２電磁比例制御弁４２からパイロット圧Ｐ２が出力され、第１ブーム用方向制御弁２１を介してヘッド側ポート２ａから排出される作動油をタンク２７に戻すことができるようになる。そして、ヘッド側ポート２ａから排出される作動油をタンク２７に戻すことによって、ブームシリンダ２が縮退し、ブームを下降させることができる。
　このように構成される油圧供給装置１３は、ブームをその位置にて保持すべくロック弁３２を更に備えている。ロック弁３２は、ヘッド側通路２８においてブーム用合流通路３０との合流点より第１ブーム用方向制御弁２１側に介在しており、ヘッド側通路２８を開閉可能に構成されている。更に詳細に説明すると、ロック弁３２は、プランジャ３２ａとばね部材３２ｂとを有している。プランジャ３２ａは、弁座３２ｃに着座する閉位置に移動することによってヘッド側通路２８を閉じ、また弁座３２ｃから離れる開位置に移動することによってヘッド側通路２８を開く（即ち、作動液を排出可能な状態とする）。このように移動するプランジャ３２ａには、ばね部材３２ｂが設けられており、ばね部材３２ｂは、プランジャ３２ａを弁座３２ｃに着座させる方向、即ち、閉方向に付勢している。また、プランジャ３２ａには、このばね部材３２ｂの付勢力に抗するように以下のような圧力が作用している。即ち、ロック弁３２は、前述の通り、ヘッド側通路２８に介在しており、ヘッド側通路２８は、ロック弁３２よりヘッド側ポート２ａ側に位置するポート側部分２８ａと、ロック弁３２より第１ブーム用方向制御弁２１側に位置する弁側部分２８ｂとから構成されている。プランジャ３２ａは、これらポート側部分２８ａ及び弁側部分２８ｂの油圧をばね部材３２ｂの付勢力に抗する方向、即ちプランジャ３２ａを弁座３２ｃから離す開方向に受けている。また、ロック弁３２には、パイロット室（ばね室）３２ｄが形成されており、プランジャ３２ａは、パイロット室３２ｄの油圧をポート側部分２８ａ及び弁側部分２８ｂの油圧に抗する方向、即ち閉方向に受けている。
　このように構成されているロック弁３２では、ポート側部分２８ａ及び弁側部分２８ｂの油圧、ばね部材３２ｂの付勢力、並びにパイロット室３２ｄの油圧の力関係に応じてプランジャ３２ａが閉位置及び開位置の何れかに移動する。より簡単に説明すると、プランジャ３２ａは、パイロット室３２ｄの油圧の大きさに応じて閉位置及び開位置の何れかに移動するように構成されており、パイロット室３２ｄには、選択弁３３が接続されている。
　選択弁３３は、２ファンクションの方向切換弁であり、スプール３３ａを有している。スプール３３ａは、中立位置Ｍ３とオフセット位置Ｌ３との間で移動することができる。スプール３３ａは、中立位置Ｍ３に位置する状態でパイロット室３２ｄをヘッド側通路２８のポート側部分２８ａに接続する。これにより、ヘッド側通路２８のポート側部分２８ａの油圧がパイロット室３２ｄに導かれ、パイロット室３２ｄの油圧がポート側部分２８ａの油圧と略同一となる。プランジャ３２ａに作用する弁側部分２８ｂの油圧は、第１ブーム用方向制御弁２１のスプール２１ａが中立位置又はブーム下げの位置にある場合は、ポート側部分２８ａの油圧より低い。それ故、プランジャ３２ａによってヘッド側通路２８が閉じられる。他方、スプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動すると、パイロット室３２ｄがタンク２７と接続される。即ち、パイロット室３２ｄの油圧がタンク圧となり、プランジャ３２ａに作用するポート側部分２８ａの油圧と弁側部分２８ｂの油圧によりヘッド側通路２８が開く。
　このように、選択弁３３では、そのスプール３３ａを移動させてパイロット室３２ｄの油圧を切換えることによってヘッド側通路２８を開閉することができる。このような機能を有する選択弁３３のスプール３３ａには、ばね部材３３ｂが設けられており、ばね部材３３ｂによって中立位置Ｍ３に付勢されている。また、スプール３３ａには、このばね部材３３ｂの付勢力に抗するようにパイロット圧Ｐ３が作用しており、ばね部材３３ｂの付勢力によって決まる所定の解除圧力Ｐｂ以上のパイロット圧Ｐ３をスプール３３ａに作用させることによってスプール３３ａが中立位置Ｍ３からオフセット位置Ｌ３に移動する。このように構成されているスプール３３ａには、そこにパイロット圧Ｐ３を与えるべく第３電磁比例制御弁４３が繋がっている。
　第３電磁比例制御弁４３には、前述の通り第２ブーム用方向制御弁２２のスプール２２ａが接続されており、それに加えて選択弁３３のスプール３３ａが第２ブーム用方向制御弁２２に並列して接続されている。即ち、第３電磁比例制御弁４３は、スプール２２ａに加えてスプール３３ａにも第３パイロット圧Ｐ３を出力する。それ故、操作レバー５１ａが傾倒方向一方に倒されて制御装置５０から第３電磁比例制御弁４３に第２上昇信号が出力されると、選択弁３３のスプール３３ａにも第３パイロット圧Ｐ３が与えられる。そうすると、スプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動し、パイロット室３２ｄの油圧がタンク圧と略同一となる。これにより、プランジャ３２ａの開方向への移動が許容され、第１ブーム用方向制御弁２１からヘッド側ポート２ａへの作動油の流れが許容される。これにより、ヘッド側通路２８にロック弁３２を介在させても、２つの油圧ポンプ１１，１２の作動油を合流させてヘッド側ポート２ａに導くことができる。
　また、ブームを下降させるべく操作レバー５１ａが傾倒方向他方に倒された場合、即ち制御装置５０が第１下降信号を出力した場合には、更に制御装置５０から第２下降信号が第３電磁比例制御弁４３に出力される。そうすると、第３電磁比例制御弁４３は、解除圧力Ｐｂの第３パイロット圧Ｐ３を第２ブーム用方向制御弁２２のスプール２２ａ及び選択弁３３のスプール３３ａの両方に出力する。ここで出力される解除圧力Ｐｂは、作動圧力ＰＳ３未満であるので、第２ブーム用方向制御弁２２では、スプール２２ａが開口面積が０の中立位置Ｍ２に止まる（図２のグラフ参照）。他方、選択弁３３では、出力される第３パイロット圧Ｐ３が解除圧力Ｐｂであるので、スプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動し、ロック弁３２のプランジャ３２ａが開位置へと移動する。これにより、ヘッド側通路２８が開き、作動油をヘッド側ポート２ａから第１ブーム用方向制御弁２１を介してタンク２７に排出させることができる。そうすることで、ブームシリンダ２を縮退させ、ブームを下降させることができる。
　更に、操作レバー５１ａが操作されない場合には、制御装置５０から第２上昇信号及び第２下降信号の何れも出力されず、第３パイロット圧Ｐ３が略ゼロとなっている。それ故、選択弁３３のスプール３３ａが中立位置Ｍ３にて維持され、ロック弁３２のパイロット室３２ｄにポート側部分２８ａの油圧が導かれる。そうすると、プランジャ３２ａが閉位置に移動し、ヘッド側通路２８が閉じられる。ブーム用合流通路３０もまた逆止弁３１によって閉じられているので、ヘッド側ポート２ａと第１及び第２ブーム用方向制御弁２１，２２との間が完全に遮断され、ヘッド側ポート２ａから作動油の排出が阻止される。このように作動油の排出を阻止可能に配置されたロック弁３２によって、操作レバー５１ａが操作されない場合にはブームがその位置に保持される。
　このように構成されている油圧駆動システム１では、第２電磁比例制御弁４２が故障、即ちその弁体が一次側と二次側とを連通させる状態でスティックした場合、第１ブーム用方向制御弁２１のスプール２１ａに作動圧力ＰＳ２以上の第２パイロット圧Ｐ２が常時作用する。これにより、第１ブーム用方向制御弁２１のスプール２１ａが第２オフセット位置Ｌ１にて保持される。そうすると、ヘッド側通路２８がタンク２７と常時接続された状態となる。他方、油圧駆動システム１では、解除圧力Ｐｂの第３パイロット圧Ｐ３が出力された場合にのみロック弁３２がヘッド側通路２８を開いてヘッド側ポート２ａからの作動油を排出することができるので、前述するようなスティックした状態において以下のようなフェールセーフが達成されている。
　即ち、操作レバー５１ａが操作されない場合、前述の通り、制御装置５０から第２上昇信号及び第２下降信号の何れも出力されないので、ヘッド側通路２８を閉じている状態が維持されている。それ故、操作レバー５１ａが操作されない場合には、第２電磁比例制御弁４２が故障してその弁体が一次側と二次側とを連通させる状態でスティックしても、ヘッド側ポート２ａの作動油が排出されることがない。即ち、ブームをその位置に保持させることができ、ブームがその自重によって意図せず落下することを防ぐことができる。このように油圧駆動システム１では、第２電磁比例制御弁４２の弁体がスティックしている際において別のアクチュエータを同時に操作しているとき（即ち、他の操作装置が操作されているとき）でもフェールセーフを達成することができる。
　他方、ブームを下降させるべく操作レバー５１ａを傾倒方向他方に倒すと、第２下降信号が第３電磁比例制御弁４３に入力され、第３電磁比例制御弁４３から選択弁３３のスプール３３ａに第３パイロット圧Ｐ３が出力される。これにより、スプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動し、それに伴ってロック弁３２のパイロット室３２ｄがタンク２７と連通される。これにより、ヘッド側通路２８の圧力によりプランジャ３２ａはばね部材３２ｂに対抗する方向に移動し、ヘッド側通路２８のポート側部分２８ａと弁側部分２８ｂとが連通される。それ故、ヘッド側ポート２ａからタンク２７への作動油の排出が許容され、ブームを下降させることができる。
　このように構成される油圧駆動システム１では、第２ブーム用方向制御弁２２を作動させる第３電磁比例制御弁４３と、選択弁３３を作動させる、即ちロック弁３２を作動させる電磁比例弁とが共用されている。それ故、ロック弁３２を作動させるべく専用の電磁比例制御弁を新たに設ける必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。
　［第２実施形態］
　第２実施形態の油圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の油圧駆動システム１と構成が類似している。従って、第２実施形態の油圧駆動システム１Ａの構成については、第１実施形態の油圧駆動システム１と異なる点について主に説明し、同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。なお、後述する第３実施形態の油圧駆動システム１Ｂについても同様である。
　第２実施形態の油圧駆動システム１Ａの油圧供給装置１３Ａでは、図３に示すように選択弁３３のスプール３３ａに第１電磁比例制御弁４１が接続されている。即ち、第１電磁比例制御弁４１は、第１ブーム用方向制御弁２１のスプール２１ａと選択弁３３のスプール３３ａに並列して接続されており、そこから出力される第１パイロット圧Ｐ１がスプール２１ａ，３３ａの両方に与えられる。即ち、操作レバー５１ａが傾倒方向一方に倒されて制御装置５０から第１電磁比例制御弁４１に第１上昇信号が出力されると、選択弁３３のスプール３３ａにも第１パイロット圧Ｐ１が与えられる。そうすると、スプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動し、それに伴ってロック弁３２のパイロット室３２ｄがタンク２７と連通される。これにより、ヘッド側通路２８の圧力によりプランジャ３２ａがばね部材３２ｂに対向する方向に移動し、ヘッド側通路２８のポート側部分２８ａと弁側部分２８ｂとが連通される。それ故、第１ブーム用方向制御弁２１からヘッド側ポート２ａへの作動油の流れが許容され、２つの油圧ポンプ１１，１２の作動油を合流させてヘッド側ポート２ａに導くことができる。
　また、ブームを下降させるべく操作レバー５１ａが傾倒方向他方に倒された場合、即ち制御装置５０が第１下降信号を出力した場合には、更に制御装置５０から第２下降信号が第１電磁比例制御弁４１に出力される。そうすると、第１電磁比例制御弁４１は、解除圧力Ｐｂの第１パイロット圧Ｐ１を第１ブーム用方向制御弁２１のスプール２１ａ及び選択弁３３のスプール３３ａの両方に出力する。ここで解除圧力Ｐｂは、第２電磁比例制御弁４２が第１下降信号に応じて出力する第２パイロット圧Ｐ２未満であり、好ましくは作動圧力ＰＳ１未満である。このような解除圧力Ｐｂの第１パイロット圧Ｐ１が出力されると、第１ブーム用方向制御弁２１のスプール２１ａを第２オフセット位置Ｌ１に移動させつつ選択弁３３のスプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動させることができる。これにより、ロック弁３２のパイロット室３２ｄがタンク２７と連通され、ヘッド側通路２８の圧力によりプランジャ３２ａがばね部材３２ｂに対向する方向に移動し、ヘッド側通路２８のポート側部分２８ａと弁側部分２８ｂとが連通される。それ故、ヘッド側ポート２ａから第１ブーム用方向制御弁２１に作動油を導くことができる。
　更に、操作レバー５１ａが操作されない場合には、制御装置５０から第１上昇信号及び第２下降信号の何れも出力されず、第１パイロット圧Ｐ１が略ゼロとなっている。それ故、選択弁３３のスプール３３ａが中立位置Ｍ３にて維持され、ロック弁３２のパイロット室３２ｄにポート側部分２８ａの油圧が導かれる。そうすると、プランジャ３２ａが閉位置に移動し、ヘッド側通路２８が閉じられる。また、ブーム用合流通路３０もまた逆止弁３１によって閉じられているので、ヘッド側ポート２ａと第１及び第２ブーム用方向制御弁２１，２２との間が完全に遮断され、ヘッド側ポート２ａから作動油の排出ができなくなる。それ故、操作レバー５１ａが操作されない場合には、ブームをその位置に保持することができる。
　このように構成されている油圧駆動システム１Ａもまた、第１実施形態の油圧駆動システム１と同じく、第２電磁比例制御弁４２が故障してその弁体がスティックした場合におけるフェールセーフを達成している。即ち、油圧駆動システム１Ａでもまた、解除圧力Ｐｂの第１パイロット圧Ｐ１が出力された場合にのみロック弁３２がヘッド側通路２８を開いてヘッド側ポート２ａからの作動油が排出される。それ故、操作レバー５１ａが操作されない場合には、前述の通り、制御装置５０から第１上昇信号及び第２下降信号の何れも出力されないので、ヘッド側通路２８を閉じている状態が維持される。それ故、第２電磁比例制御弁４２が故障してその弁体がスティックしても、ヘッド側ポート２ａの作動油が排出されることがない。即ち、ブームをその位置に保持させることができ、ブームがその自重によって意図せず落下することを防ぐことができる。上述のように油圧駆動システム１Ａでは、第２電磁比例制御弁４２の弁体がスティックしている際において別のアクチュエータを同時に操作しているとき（即ち、他の操作装置が操作されているとき）でもフェールセーフを達成することができる。
　他方、ブームを下降させるべく操作レバー５１ａを傾倒方向他方に倒すと、第２下降信号が第１電磁比例制御弁４１に入力され、第１電磁比例制御弁４１から選択弁３３のスプール３３ａに第１パイロット圧Ｐ１が出力される。これにより、スプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動し、それに伴ってロック弁３２のパイロット室３２ｄがタンク２７と連通される。これにより、ヘッド側通路２８の圧力によりプランジャ３２ａがばね部材３２ｂに対向する方向に移動し、ヘッド側通路２８のポート側部分２８ａと弁側部分２８ｂとが連通される。それ故、ヘッド側ポート２ａからタンク２７への作動油の排出が許容され、ブームを下降させることができる。
　このように構成される油圧駆動システム１Ａでは、選択弁３３を作動させる、即ちロック弁３２を作動させる電磁比例弁が第１ブーム用方向制御弁２１を作動させる第１電磁比例制御弁４１で代用されている。それ故、ロック弁３２を作動させるべく専用の電磁比例制御弁を新たに設ける必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。その他、第２実施形態の油圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の油圧駆動システム１と同様の作用効果を奏する。
　［第３実施形態］
　図４に示す第３実施形態の油圧駆動システム１Ｂは、１つの油圧ポンプ１１からの吐出される作動油だけでブームシリンダ２を作動させるようになっており、油圧供給装置１３Ｂは、ブームシリンダ２に作動油を供給すべく主にブーム用方向制御弁２１と、ロック弁３２と、選択弁３３とを有している。油圧供給装置１３Ｂでは、第２実施形態の油圧供給装置１３Ａと同様に第１電磁比例制御弁４１が選択弁３３のスプール３３ａに接続されている。即ち、第１電磁比例制御弁４１から出力される第１パイロット圧Ｐ１が選択弁３３のスプール３３ａにも与えられる。それ故、油圧駆動システム１Ｂは、第２実施形態の油圧駆動システム１Ａと同じようにブームシリンダ２を伸縮させることができる。また、油圧駆動システム１Ｂもまた、第２電磁比例制御弁４２が故障してその弁体がスティックした場合におけるフェールセーフを達成している。
　即ち、操作レバー５１ａが操作されない場合には、前述の通り、制御装置５０から第１上昇信号及び第２下降信号の何れも出力されないので、ヘッド側通路２８を閉じている状態が維持される。それ故、第２電磁比例制御弁４２が故障してその弁体がスティックしても、ヘッド側ポート２ａの作動油が排出されることがない。即ち、ブームをその位置に保持させることができ、ブームがその自重によって意図せず落下することを防ぐことができる。このように油圧駆動システム１では、第２電磁比例制御弁４２の弁体がスティックしている際において別のアクチュエータを同時に操作しているとき（即ち、他の操作装置が操作されているとき）でもフェールセーフを達成することができる。
　他方、ブームを下降させるべく操作レバー５１ａを傾倒方向他方に倒すと、第２下降信号が第１電磁比例制御弁４１に入力され、第１電磁比例制御弁４１から選択弁３３のスプール３３ａに第１パイロット圧Ｐ１が出力される。これにより、スプール３３ａがオフセット位置Ｌ３に移動し、それに伴ってロック弁３２のパイロット室３２ｄがタンク２７と連通される。これにより、ヘッド側通路２８の圧力によりプランジャ３２ａがばね部材３２ｂに対向する方向に移動し、ヘッド側通路２８のポート側部分２８ａと弁側部分２８ｂとが連通される。それ故、ヘッド側ポート２ａからタンク２７への作動油の排出が許容され、ブームを下降させることができる。
　その他、第３実施形態の油圧駆動システム１Ｂは、第２実施形態の油圧駆動システム１Ａと同様の作用効果を奏する。
　［その他の実施形態について］
　第１乃至第３実施形態の油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂでは、それを油圧ショベルに適用した場合について説明したが、適用される対象は油圧ショベルに限定されない。即ち、油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂが油圧クレーン及びホイルローダ等の建設機械やフォークリフト等の建設車両に適用されてもよい。また、第１乃至第３実施形態の油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂでは、昇降させる対象物がブームであるが、ブームに限定されずアームや巻上機のフック等であってもよい。これらの場合、アクチュエータはアームシリンダ及び巻上用モータである。
　また、第１乃至第３実施形態の油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂでは、選択弁３３のスプール３３ａにパイロット圧を与える電磁比例制御弁を第１電磁比例制御弁４１、及びバケット用電磁比例制御弁７１と共用しているが、必ずしも共用する必要はなく、それらとは別に新たに備えるようにしてもよい。また、第１乃至第３電磁比例制御弁４１～４３は、第１及び第２ブーム用方向制御弁２１，２２と別体で形成されているが、必ずしもこのように形成されている必要はない。即ち、第１乃至第３電磁比例制御弁４１～４３は第１及び第２ブーム用方向制御弁２１，２２と一体的に構成されていてもよく、その形態は問わない。バケット用電磁比例制御弁７１，７２やその他の電磁比例制御弁についても同様である。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
　１，１Ａ，１Ｂ　油圧駆動システム
　２　ブームシリンダ（第１アクチュエータ）
　２ａ　ヘッド側ポート（第１ポート）
　２ｂ　ロッド側ポート（第２ポート）
　３　バケットシリンダ（第２アクチュエータ）
　１１　第１油圧ポンプ
　１２　第２油圧ポンプ
　２１　第１ブーム用方向制御弁（第１制御弁）
　２２　第２ブーム用方向制御弁（第２制御弁）
　３２　ロック弁
　４１　第１電磁比例制御弁（第３電磁比例制御弁）
　４２　第２電磁比例制御弁
　４３　第３電磁比例制御弁
　５０　制御装置
　５１　ブーム用操作装置（第１操作装置）
　５２　バケット用操作装置（第２操作装置）
　７１　第１バケット用電磁比例制御弁（第３電磁比例制御弁）

Claims (3)

  1. 　アクチュエータの２つのポートの各々に対して作動油を給排することによって対象物を昇降させる油圧駆動システムであって、
    　前記対象物を昇降させるための操作装置に行われる下降操作に応じて第１下降信号を出力し、前記操作装置に行われる上昇操作に応じて上昇信号を出力する制御装置と、
    　前記上昇信号に応じた圧力の第１パイロット圧を出力する第１電磁比例制御弁と、
    　前記第１下降信号に応じた圧力の第２パイロット圧を出力する第２電磁比例制御弁と、
    　第３パイロット圧を出力する第３電磁比例制御弁と、
    　作動油を吐出する油圧ポンプと、
    　前記油圧ポンプと、前記２つのポートの各々とに接続され、第１及び第２パイロット圧の差圧に応じて作動し、第１パイロット圧が第２パイロット圧より大きい場合に前記対象物を上昇させるべく前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記２つのポートのうち一方である第１ポートに供給すると共に前記２つのポートのうちの他方である第２ポートから作動油を排出させ、第２パイロット圧が第１パイロット圧より大きい場合に前記対象物を下降させるべく前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記第２ポートに供給すると共に前記第１ポートから作動油を排出させる第１制御弁と、
    　前記第１ポートと前記第１制御弁との間に配置されており、前記第１ポートと前記第１制御弁との間を閉じて前記第１ポートからの作動油の排出を阻止可能であって、第３パイロット圧が出力された場合のみ前記第１ポートと前記第１制御弁との間を開いて前記第１ポートから作動油を排出可能な状態にするロック弁と、を備えている、油圧駆動システム。
  2. 　前記第３電磁比例制御弁は、前記第１電磁比例制御弁であり、
    　第３パイロット圧は、第１パイロット圧であり、
    　前記ロック弁は、所定の解除圧力の第１パイロット圧が出力されると、前記第１ポートと前記第１制御弁との間を開いて前記第１ポートから作動油を排出可能な状態にし、
    　前記制御装置は、前記第１下降信号が出力されたときに、所定の解除圧力の第１パイロット圧を出力するように前記第１電磁比例制御弁に第２下降信号を出力する、請求項１に記載の油圧駆動システム。
  3. 　作動油を吐出し、且つ前記油圧ポンプである第１油圧ポンプと異なる第２油圧ポンプと、
    　前記第２油圧ポンプ及び前記アクチュエータであるブームシリンダの前記第１ポートに接続され、所定の作動圧力以上の第３パイロット圧が前記第３電磁比例制御弁から出力されると、前記対象物であるブームを上昇させるべく前記第２油圧ポンプから吐出される作動油を前記第１ポートに供給する第２制御弁とを、更に備え、
    　前記ロック弁は、前記作動圧力より小さい所定の解除圧力の第３パイロット圧が出力されると、前記第１ポートと前記第１制御弁との間を開いて前記第１ポートから作動油を排出可能な状態にし、
    　前記制御装置は、前記第１下降信号が出力されたときに、前記解除圧力の第３パイロット圧を出力するように前記第３電磁比例制御弁に第２下降信号を出力する、請求項１に記載の油圧駆動システム。
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