JP2018154970A - 作業機の油圧システム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1の作業機は、ポンプから吐出されて供給対象に送られるパイロット油の圧力を制御するパイロット圧制御弁と、このパイロット圧制御弁が組み込まれた弁ボディとを備えている。特許文献1では、弁ボディに、ポンプから吐出されたパイロット油を流入させるヒートアップ油路を設け、ヒートアップ油路に流入させたパイロット油をリリーフ弁又は絞りを介して作動油タンクに流すことにより弁ボディをヒートアップしている。
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、簡単に作業油を排出することができる作業機の油圧システムを提供することを目的とする。
作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油によって作動する油圧機器と、前記油圧機器を操作可能な操作部材と、前記操作部材の操作に応じて前記油圧機器に供給する作動油の圧力を設定可能な操作弁と、前記油圧ポンプと前記操作弁とを接続する第1油路と、前記第1油路の中途部に設けられ且つ開度が変更可能な第1作動弁と、前記第1油路であって前記操作弁と第1作動弁との区間に設けられた第1排出油路と、前記第1排出油路に設けられ且つ開度が変更可能な第2作動弁と、を備えている。
前記第1作動弁は、前記操作弁に作動油を供給する供給位置と前記操作弁への作動油の供給を遮断する遮断位置とに切換可能な弁であり、前記第2作動弁は、前記第1排出油路の作動油の排出を許容する許容位置と、前記第1排出油路の作動油の排出を阻止する阻止位置とに切り換え可能な弁である。
続する第1油路と、前記第1油路の中途部に設けられ開度が変更可能で且つ作動油を排出するポートを有する第1作動弁と、前記第1油路であって前記操作弁と第1作動弁との区間に設けられた第1排出油路と、前記第1排出油路に設けられ開度が変更可能で且つ作動油を排出するポートを有する第2作動弁と、前記第1作動弁のポートと前記第2作動弁のポートを接続し且つ前記第1排出油路が接続された第2排出油路と、前記第1排出油路に設けられ且つ当該第1排出油路側の作動油を第2排出油路側にリリーフするリリーフ弁と、を備えている。
作業機の油圧システムは、少なくとも前記第1油路における前記第1作動弁の上流側、前記第1油路における前記第1作動弁の下流側、前記第1作動弁の内部のいずれかに設けられた絞り部を備えている。
前記第3作動弁は、前記第3排出油路の作動油の排出を許容する許容位置と、前記第3排出油路の作動油の排出を阻止する阻止位置とに切り換え可能な弁である。
作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油によって作動する作業油圧機器と、前記作業油圧機器を操作可能な作業操作部材と、前記作業操作部材の操作に応じて前記作業油圧機器に供給する作動油の圧力を設定可能な作業操作弁と、前記作業操作弁と前記作業油圧機器とを接続する第4油路と、前記第4油路に接続された第4排出油路と、前記第4排出油路に設けられ且つ開度が変更可能な第4作動弁と、を備えている。
前記第4作動弁は、前記第4排出油路の作動油の排出を許容する許容位置と、前記第4排出油路の作動油の排出を阻止する阻止位置とに切り換え可能な弁である。
[第1実施形態]
図8は、作業機の側面図を示している。図8では、作業機の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステアローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
作業装置4は、ブーム10と、作業具11と、リフトリンク12と、制御リンク13と、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15とを有している。
リフトリンク12、制御リンク13及びブームシリンダ14は、左側と右側の各ブーム10に対応して機体2の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク12は、各ブーム10の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク12の上部(一端側)は、各ブーム10の基部の後部寄りに枢支軸16(第1枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の下部(他端側)は、機体2の後部寄りに枢支軸17(第2枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第2枢支軸17は、第1枢支軸16の下方に設けられている。
伴って第5枢支軸20回りに上下揺動する。リフトリンク12は、制御リンク13の上下揺動に伴って第2枢支軸17回りに前後揺動する。
左側のブーム10の前部には、接続部材50が設けられている。接続部材50は、予備アタッチメントに装備された油圧機器と、ブーム10に設けられたパイプ等の第1管材とを接続する装置である。具体的には、接続部材50の一端には、第1管材が接続可能で、他端には、予備アタッチメントの油圧機器に接続された第2管材が接続可能である。これにより、第1管材を流れる作動油は、第2管材を通過して油圧機器に供給される。
左側及び右側の各走行装置5は、本実施形態ではクローラ型(セミクローラ型を含む)の走行装置が採用されている。なお、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置を採用してもよい。
図1及び図2に示すように、作業機の油圧システムは、走行系油圧システム30Aと、作業系油圧システム30Bとを含んでいる。図1及び図2に示す「R1」、「R2」、「R3」は接続先を示している。
走行系油圧システム30Aについて説明する。
第1走行モータ装置31Lは、機体2の左側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達するモータである。第2走行モータ装置31Rは、機体2の右側に設けられた走行装置の駆動軸に動力を伝達するモータである。
斜板切換シリンダ37は、伸縮によって走行油圧モータ36の斜板の角度を変更するシリンダである。走行制御弁38Aは、斜板切換シリンダ37を一方側或いは他方側に伸縮させる弁であって、第1位置38a及び第2位置38bに切り換わる二位置切換弁である。この走行制御弁38Aの切換え操作は、当該走行制御弁38Aに接続された上流側に位置する走行切換弁33によって行われる。
制動解除状態とに切換可能な装置である。制動装置35の切換操作は油路を介して当該制動装置35に接続された制動切換弁51により行う。制動切換弁51は、第1位置51aと第2位置51bとに位置変更が可能な二位置切換弁である。制動切換弁51が第1位置51aの場合、制動装置35の内部の作動油が抜けることで、当該制動装置35の内部に設けた複数のディスクの接触によって走行油圧モータ36の回転軸の回転を停止させる制動状態になる。制動切換弁51が第2位置51bの場合、複数のディスクが離れることにより走行油圧モータ36の回転軸の回転が許容される制動解除状態になる。
駆動回路34L、34Rは、それぞれ走行油圧ポンプ(HSTポンプ)53と、変速用油路57h,57iを有している。変速用油路57h,57iは、走行油圧ポンプ53と走行油圧モータ36とを接続する循環油路(第2油路)である。なお、第1走行モータ装置31L及び第2走行モータ装置31Rには、フラッシング弁23及びフラッシング用リリーフ弁24が設けられている。フラッシング弁23は、高圧側の変速用油路57h、57iの圧力によって低圧側の変速用油路57h,57iをフラッシング用リリーフ油路mに接続するように切り換えられ、低圧側の変速用油路57h,57iに作動油を補充させるべく該低圧側の変速用油路57h,57iの作動油の一部をフラッシング用リリーフ油路mを介してフラッシング用リリーフ弁24を介して排出するものである。
また、走行操作部材54を後側に傾動させると、後進用操作弁55Bで設定されたパイロット圧が油路を介して左用駆動回路34Lの後進用受圧部53b及び右用駆動回路34Rの後進用受圧部53bに作用する。これにより走行油圧モータ36の出力軸が走行操作部材54の操作量に比例した速度で逆転(後進回転)して作業機1が後方に直進する。
。
図2に示すように、作業系油圧システム30Bは、ブーム10、バケット11、予備アタッチメント等を作動させるシステムであって、複数の制御弁56と、作業系油圧ポンプ(第2油圧ポンプ)P2を備えている。
第2油圧ポンプP2は、第1油圧ポンプP1とは異なる位置に設置されたポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第2油圧ポンプP2は、作動油タンク22に貯留された作動油を吐出可能である。特に、第2油圧ポンプP2は、主に油圧アクチュエータを作動させる作動油を吐出する。
第1制御弁56Aには、油路を介してブームシリンダ14が接続され、第2制御弁56Bには、油路を介してバケットシリンダ15が接続されている。
c、43dによって互いに接続されている。具体的には、操作弁59Aは、作業油路43aを介して第1制御弁56Aに接続されている。操作弁59Bは、作業油路43bを介して第1制御弁56Aに接続されている。操作弁59Cは、作業油路43cを介して第1制御弁56Bに接続されている。操作弁59Dは、作業油路43dを介して第1制御弁56Bに接続されている。複数の操作弁59は、それぞれ作業操作部材58の操作に応じて出力する作動油の圧力を設定可能である。
作業操作部材58を後側に傾動させると、上昇用操作弁(操作弁)59Bで設定されたパイロット圧は、第1制御弁56Aの受圧部に作用し、ブームシリンダ14が伸長して、ブーム10は上昇する。
作業操作部材58を左側に傾動させると、バケットスクイ用の操作弁(操作弁)59Dで設定されたパイロット圧は、第2制御弁56Bの受圧部に作用し、バケットシリンダ15は収縮して、バケット11がスクイ動作する。
詳しくは、給排油路44は、第3制御弁56Cの第1給排ポートと接続部材50の第1ポートとを接続する第1給排油路44aを含んでいる。また、給排油路44は、第3制御弁56Cの第2給排ポートと接続部材50の第2ポートとを接続する第2給排油路44bとを含んでいる。つまり、第3制御弁56Cを操作することによって、第3制御弁56Cから第1給排油路44aに向けて作動油を流したり、第3制御弁56Cから第2給排油路44bに向けて作動油を流すことができる。
力)を低減することが可能である。複数の操作弁55の一次側の作動油の低減について詳しく説明する。図1に示すように、複数の操作弁55と第1油圧ポンプP1とは吐出油路(第1油路)40によって接続されている。また、吐出油路40は分岐しており、分岐後の分岐油路には走行切換弁33、制動切換弁51、作業油圧ロック弁71が接続されている。
第1排出油路73の中途部には第2作動弁74が接続されている。第2作動弁74は、開度が変更可能な弁であって、可変リリーフ弁である。第2作動弁(可変リリーフ弁)74の制御は、当該第2作動弁74に接続された制御装置80により行う。
制御装置80には、第1スイッチ81aと、第2スイッチ81bが接続されている。第1スイッチ81a及び第2スイッチ81bは、ON/OFFに切り換え可能なスイッチである。第1スイッチ81a及び第2スイッチ81bは運転席8の近傍に設けられ、例えば、オペレータが操作可能である。第1スイッチ81aがONである場合、制御装置80は第1作動弁72のソレノイドを励磁する制御信号を出力して第1作動弁72を供給位置72bに切り換える。第1スイッチ81aがOFFである場合、制御装置80は第1作動弁72のソレノイドを消磁する制御信号を出力して第1作動弁72を遮断位置72aに切り換える。
る区間40bの作動油を第1排出油路73を介して排出が不能となるように、第2作動弁74の設定値を固定する。
図3Aに示すように、第2作動弁74は、第1ポート74Aと、第2ポート74B、第3ポート74Cを有している。第1ポート74A及び第3ポート74Cには、第1排出油路73の中途部が接続されている。第1排出油路73は、第1作動弁72と第2作動弁74とを接続する第2排出油路76に接続されている。詳しくは、第2排出油路76は、第1作動弁72の第2ポート72Bと第2作動弁74の第2ポート74Bとを接続し且つ第1排出油路73の端部を接続している。第2排出油路76は油路42に接続されている。なお、第2排出油路76に油路42が含むものであってもよい。
第2作動弁74は、切換によって開度が変更可能な弁であって、第1位置74aと第2位置74bとに位置変更が可能な二位置切換弁である。第2作動弁74の切換は、制御装置80によって行う。例えば、第2スイッチ(暖機スイッチ)81bがOFFである場合、制御装置80は第2作動弁74のソレノイドを消磁して当該第2作動弁74を第1位置(阻止位置)74aに維持する。第2作動弁74が第1位置74aである場合、区間40bの作動油は、第1排出油路73を通過して第2排出油路76に流れることはなく複数の操作弁55に向けて流れる。例えば、第2スイッチ81bがONである場合、制御装置80は第2作動弁74のソレノイドを励磁して当該第2作動弁74を第2位置(許容位置)74bに切り換える。第2作動弁74が第2位置74bである場合、区間40aの作動油は、第2作動弁74の第1ポート72A及び第3ポート72Cを通過して第1排出油路73及び逆止弁77に流れ、第2排出油路76を経由して油路42に排出することができる
。したがって、第2作動弁74を切り換えることによって、複数の操作弁55に作動油を供給したり、暖機を行うことができる。なお、第1変形例においても上述したように外気温又は油温に応じて第2作動弁74を切り換えてもよい。
図3Bは、作業機の油圧システムの第2変形例を示している。なお、図3Bでは制御装置80を省略している。
[第2実施形態]
図4は、第2実施形態の油圧システムを示している。第2実施形態では、主として、第1実施形態と異なる構造について説明する。図4では、制動切換弁51、作業油圧ロック弁71、第1作動弁72及び制御装置80を省略している。
リリーフ弁)93は、走行油圧ポンプ53の斜板角度が制限されている場合に設定圧が低下する。例えば、上述したように、第1作動弁72が遮断位置72aであり走行操縦装置52に作動油が供給されない場合(油圧ロックの場合)、車速制限が行われている場合(クリープモード)、エンジンがストールしないように走行操縦装置52に供給される作動油の圧力が制限されている場合(アンチストールモード)、制動装置35によって走行油圧モータ36の制動が行われている場合(ブレーキモードの場合)等に、第3作動弁93の設定圧は制御装置80によって低下される。油圧ロック、クリープモード、アンチストールモード、ブレーキ作動のそれぞれの検出は、制御装置80に接続された様々な機器により行う。例えば、制御装置80は、第1スイッチ81aがONである場合に油圧ロックであることを検出し、アンチストールの制御を行う信号がスイッチにより入力された場合にアンチストールモードであることを検出し、第3スイッチcがONである場合にクリープモードであることを検出する。また、制御装置80は、ブレーキモードであることを、制動切換弁51を第1位置51aするための制御信号を出力しているか否かで判断する。
図5A及び図5Bは、第2実施形態の油圧システムの第1変形例及び第2変形例を示している。図5Aの第1変形例では、第3作動弁93を第1位置93aと第2位置93bとに位置変更が可能な二位置切換弁で構成したものである。第1位置93aは、第3排出油路92の作動油の排出を阻止する阻止位置であり、第2位置93bは、第3排出油路92の作動油の排出を許容する許容位置である。制御装置80は、走行油圧ポンプ53の斜板角度の制限を行わない場合、第3作動弁93のソレノイドを消磁して当該第3作動弁93を阻止位置93aに維持する。制御装置80は、走行油圧ポンプ53の斜板角度の制限を行う場合、第3作動弁93のソレノイドを励磁して当該第3作動弁93を許容位置93bに切り換える。なお、図5Aに示すように、第3作動弁93は、二位置切換弁に加えて、逆止弁93R1を有していてもよい。また、図5Bに示すように、第3作動弁93は、二位置切換弁に加えて、リリーフ弁93R2を有していてもよい。また、第2実施形態では、第1排出油路73及びは第2作動弁74を設けてもよいし、第1排出油路73及びは第2作動弁74が無い油圧システムにも適用可能である。
[第3実施形態]
図6Aは、第3実施形態の油圧システムを示している。第3実施形態では、主として、第1実施形態又は第2実施形態と異なる構造について説明する。
図6Aの作業系油圧システムは、複数の作業油路(第4油路)43a、43b、43c、43d、43e、43fに接続された第4排出油路100を有している。
第4排出油路100は、油路100a、油路100b、油路100cを有している。油路100aは、作業油路43aと作業油路43bとを接続する油路である。油路100bは、作業油路43cと作業油路43dとを接続する油路である。油路100dは、油路100aと油路100bとを合流して作動油を排出する油路である。油路100a及び油路
100bには、作業油路43a、43b、43c、43dの作動油を油路100cに向けて流すことを許容し且つ油路100cの作動油を作業油路43a、43b、43c、43dに向けて流すことを阻止する逆止弁101が接続されている。
図6Bのように、第4作動弁104を可変リリーフ弁で構成した場合、第1実施形態で示したように、外気温又は油温に応じて第4作動弁104を切り換えてもよい。例えば、測定装置82によって測定した油温が閾値温度(−10℃)以下であって低温であり、作動油の粘性が高くなっている状況下では、制御装置80は、第4作動弁104に制御信号を出力して当該第4作動弁104の設定圧を下げる。これにより、油温が低く粘性が高くなっている状況下において、吐出油路40の作動油を、第4排出油路100を介して作動油タンク22等に戻す暖機を行うことができる。
第1作動弁、第2作動弁、第3作動弁、第4作動弁は、それぞれ変更が可能であり、上述した二位置切換弁や可変リリーフ弁の他に、開度が変更可能な比例弁、バランス型のリリーフ弁、パイロットチェック弁等であってもよい。また、上述した実施形態では作動油の排出先は作動油タンク22であったが、適正に作動油を排出できる箇所であれば何でもよく、例えば、油圧ポンプの吸込み部であってもよいし、その他の箇所であってもよい。
また、図1に示した絞り部75を、図7Bに示すように、第1作動弁72の上流側(区間40aであって第1作動弁72の第1ポート72Aの近傍)に設けてもよい。言い換えれば、区間40aにおいて、第1作動弁72と作業油圧ロック弁71との間に絞り部75を設けてもよい。また、図1に示した絞り部75を、図7Cに示すように、第1作動弁72の内部に設けてもよい。即ち、第1作動弁72が第2位置72bである場合に第1ポート72Aと第3ポート72Cとを繋げる第1作動弁72の内部油路に絞り部75を設けてもよい。
30A 走行系油圧システム
30B 作業系油圧システム
32 原動機
40 吐出油路(第1油路)
40a 区間
40b 区間
42 油路
57h 循環油路(第2油路)
57i 循環油路(第2油路)
72 第1作動弁
72A 第1ポート
72B 第2ポート
72C 第3ポート
72a 第1位置(遮断位置)
72b 第2位置(供給位置)
73 排出油路(第1排出油路)
74 第2作動弁
74A 第1ポート
74B 第2ポート
74C 第3ポート
75 絞り部
76 第2排出油路
77 逆止弁
78 リリーフ弁
80 制御装置
82 測定装置
83 測定装置
86 スイッチ
90 チャージ油路(第3油路)
90a 第1チャージ油路
90b 第2チャージ油路
91 リリーフ弁
92 第3排出油路
93 第3作動弁
93a 第1位置(阻止位置)
93b 第2位置(許容位置)
93R リリーフ弁
100 第4排出油路
104 第4作動弁
104a 第1位置
104b 第2位置
105 リリーフ弁
106 逆止弁
P1 第1油圧ポンプ
P2 第2油圧ポンプ
Claims (13)
- 作動油を吐出する油圧ポンプと、
作動油によって作動する油圧機器と、
前記油圧機器を操作可能な操作部材と、
前記操作部材の操作に応じて前記油圧機器に供給する作動油の圧力を設定可能な操作弁と、
前記油圧ポンプと前記操作弁とを接続する第1油路と、
前記第1油路の中途部に設けられ且つ開度が変更可能な第1作動弁と、
前記第1油路であって前記操作弁と第1作動弁との区間に設けられた第1排出油路と、
前記第1排出油路に設けられ且つ開度が変更可能な第2作動弁と、
を備えている作業機の油圧システム。 - 前記第1作動弁は、前記操作弁に作動油を供給する供給位置と前記操作弁への作動油の供給を遮断する遮断位置とに切換可能な弁であり、
前記第2作動弁は、可変リリーフ弁である請求項1に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第1作動弁は、前記操作弁に作動油を供給する供給位置と前記操作弁への作動油の供給を遮断する遮断位置とに切換可能な弁であり、
前記第2作動弁は、前記第1排出油路の作動油の排出を許容する許容位置と、前記第1排出油路の作動油の排出を阻止する阻止位置とに切り換え可能な弁である請求項1に記載の作業機の油圧システム。 - 作動油を吐出する油圧ポンプと、
作動油によって作動する油圧機器と、
前記油圧機器を操作可能な操作部材と、
前記操作部材の操作に応じて前記油圧機器に供給する作動油の圧力を設定可能な操作弁と、
前記油圧ポンプと前記操作弁とを接続する第1油路と、
前記第1油路の中途部に設けられ開度が変更可能で且つ作動油を排出するポートを有する第1作動弁と、
前記第1油路であって前記操作弁と第1作動弁との区間に設けられた第1排出油路と、
前記第1排出油路に設けられ開度が変更可能で且つ作動油を排出するポートを有する第2作動弁と、
前記第1作動弁の前記ポートと前記第2作動弁の前記ポートを接続し且つ前記第1排出油路が接続された第2排出油路と、
前記区間から第2排出油路へ向けて作動油が流れるのを許容し且つ前記第2排出油路から前記区間に作動油が流れるのを阻止する逆止弁と、
を備えている作業機の油圧システム。 - 作動油を吐出する油圧ポンプと、
作動油によって作動する油圧機器と、
前記油圧機器を操作可能な操作部材と、
前記操作部材の操作に応じて前記油圧機器に供給する作動油の圧力を設定可能な操作弁と、
前記油圧ポンプと前記操作弁とを接続する第1油路と、
前記第1油路の中途部に設けられ開度が変更可能で且つ作動油を排出するポートを有する第1作動弁と、
前記第1油路であって前記操作弁と第1作動弁との区間に設けられた第1排出油路と、
前記第1排出油路に設けられ開度が変更可能で且つ作動油を排出するポートを有する第
2作動弁と、
前記第1作動弁のポートと前記第2作動弁のポートを接続し且つ前記第1排出油路が接続された第2排出油路と、
前記第1排出油路に設けられ且つ当該第1排出油路側の作動油を第2排出油路側にリリーフするリリーフ弁と、
を備えている作業機の油圧システム。 - 前記第1作動弁は、前記操作弁に作動油を供給する供給位置と前記操作弁への作動油の供給を遮断する遮断位置とに切換可能な弁であり、
前記第2作動弁は、前記区間の作動油を前記逆止弁に向けて流す許容位置と、前記区間の作動油を前記逆止弁に向けて流すのを阻止する阻止位置とに切換可能な弁である請求項4又は5に記載の作業機の油圧システム。 - 少なくとも前記第1油路における前記第1作動弁の上流側、前記第1油路における前記第1作動弁の下流側、前記第1作動弁の内部のいずれかに設けられた絞り部を備えている請求項1〜6のいずれかに記載の作業機の油圧システム。
- 作動油を吐出する走行油圧ポンプと、
前記走行油圧ポンプとは別に作動油を吐出するチャージ油圧ポンプと、
前記走行油圧ポンプから吐出した作動油によって作動する走行油圧モータと、
前記走行油圧ポンプと前記走行油圧モータとを接続する第2油路と、
前記第2油路に接続され且つ前記チャージ油圧ポンプから吐出した作動油を補充する第3油路と、
前記第3油路に接続された第3排出油路と、
前記第3排出油路に設けられ且つ開度が変更可能な第3作動弁と、
を備えている作業機の油圧システム。 - 前記第3作動弁は、可変リリーフ弁である請求項8に記載の作業機の油圧システム。
- 前記第3作動弁は、前記第3排出油路の作動油の排出を許容する許容位置と、前記第3排出油路の作動油の排出を阻止する阻止位置とに切り換え可能な弁である請求項8に記載の作業機の油圧システム。
- 作動油を吐出する油圧ポンプと、
作動油によって作動する作業油圧機器と、
前記作業油圧機器を操作可能な作業操作部材と、
前記作業操作部材の操作に応じて前記作業油圧機器に供給する作動油の圧力を設定可能な作業操作弁と、
前記作業操作弁と前記作業油圧機器とを接続する第4油路と、
前記第4油路に接続された第4排出油路と、
前記第4排出油路に設けられ且つ開度が変更可能な第4作動弁と、
を備えている作業機の油圧システム。 - 前記第4作動弁は、可変リリーフ弁である請求項11に記載の作業機の油圧システム。
- 前記第4作動弁は、前記第4排出油路の作動油の排出を許容する許容位置と、前記第4排出油路の作動油の排出を阻止する阻止位置とに切り換え可能な弁である請求項11に記載の作業機の油圧システム。
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