JP3336562B2 - 荷役機械の把持装置油圧回路 - Google Patents
荷役機械の把持装置油圧回路Info
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Description
置の油圧回路、更に詳しくは、把持装置油圧回路におけ
る発熱及びエネルギー損失を低減させる油圧回路に関す
る。
ムの先端部に把持装置が装着される。この把持装置は、
一対の対向する把持腕体を備えており、把持腕体を把持
シリンダによって動かして把持腕体の間に資材を掴んで
荷役作業を行う。この種の把持装置として、例えば実公
平4−52285号公報に「油圧ショベルの掴み装置」
が開示されている。同公報に添付さた第5図を参照して
把持装置の概略を説明すると(以下この段落においては
同公報の該当する符号他を括弧内に記載する)、把持装
置(掴み装置)は対向して設けられた一対の把持腕体
(可動爪8及びバケット15)と、把持シリンダ(シリ
ンダ17)とを備えている。把持シリンダ(シリンダ1
7)を伸張させて把持腕体(可動爪8及びバケット1
5)を互いに接近する把持方向に動かして資材を掴み、
把持シリンダ(シリンダ17)を収縮させて把持腕体
(可動爪8及びバケット15)を互いに離反する解放方
向に動かして資材を解放し、荷役作業を行う。
コンクリート製品、鉄パイプのような硬い材質のものか
ら、プラスチック製品、木材のような軟らかい材質のも
のまで多種多様である。荷役作業においては、コンクリ
ート製品、鉄パイプのような硬い、重量のある資材は強
力にしっかりと把持腕体によって把持され、プラスチッ
ク製品、木材のような軟らかい、軽量の資材は把持腕体
によって押しつぶさないようにまた損傷されないように
把持される必要がある。この把持力である把持シリンダ
の出力は、把持シリンダに供給される油圧力すなわち油
圧のリリーフ圧力によって一義的に決められる。そこ
で、把持シリンダの油圧力を作業対象資材に合わせて適
宜に変更できるように、油圧リリーフ圧力を調整選択す
る工夫のされた把持装置が使われるようになった。この
把持力の調整選択は操縦席に設けられる切換スイッチに
よって操作される。
れた従来の把持装置の把持シリンダ油圧回路を図5によ
って説明すると、この把持装置においては把持シリンダ
6を伸張することによって一対の把持腕体4a及び4b
の把持腕体4bが矢印5aで示す把持方向に移動され資
材5が把持腕体4aと4bの間に掴まれる。把持シリン
ダ6を収縮することによって把持腕体4bは矢印5bで
示す解放方向に移動され資材5は解放される。把持シリ
ンダ6は把持シリンダ6を伸縮操作する方向切換弁(図
示していない)に接続されており、把持側油路14が方
向切換弁と把持シリンダ6のヘッド側に設けられた把持
側圧油孔6aに、また解放側油路16が方向切換弁と把
持シリンダ6のロッド側に設けられた解放側圧油孔6b
に連結されている。把持側油路14には高圧リリーフ弁
50及び低圧リリーフ弁52が設けられている。低圧リ
リーフ弁52は把持側油路14に低圧ストップ弁54を
介して設けられている。低圧ストップ弁54は電磁切換
弁で構成されており電気信号で開閉され、信号が入力さ
れない状態(図5の状態)においては把持側油路14と
低圧リリーフ弁52とを結ぶ油路53を遮断している。
低圧ストップ弁54に電気回路56を通して操縦席から
電気信号を与えると、低圧ストップ弁54が開いて把持
側油路14と低圧リリーフ弁52とを結ぶ油路53が連
通される。
6を作動させて把持作業を行う場合においては、 (1)把持対象の資材が硬い、重量がある等の理由で把
持シリンダ6の把持力を高くする、すなわち把持側油路
14の油圧リリーフ圧力を高く設定するには、低圧スト
ップ弁54に電気信号を流さないで低圧ストップ弁54
が閉じた状態にし低圧リリーフ弁52が作動できないよ
うにする。この場合においては把持側油路14の油圧力
は高圧リリーフ弁50によって規定され把持力が高く設
定される。 (2)把持対象の資材が軟らかい、軽量等の理由で把持
力を低くする、すなわち把持側油路14の油圧リリーフ
圧力を低く設定するには、低圧ストップ弁54に電気信
号を与えて低圧ストップ弁54を開けた状態にし低圧リ
リーフ弁52が作動できるようにする。この場合におい
ては把持側油路14の油圧力は低圧リリーフ弁52によ
って規定され把持力が低く設定される。 (3)かくして、把持側油路14の油圧力が選定された
高圧リリーフ弁50あるいは低圧リリーフ弁52の設定
圧力になると、圧油はリリーフ弁を介してタンク34に
放出され、把持側油路14の設定された圧力すなわち把
持力は維持される。
の従来の把持装置油圧回路には、次のとおりの解決すべ
き問題があった。すなわち、資材を把持する場合の把持
力が高圧あるいは低圧のリリーフ弁をリリーフ状態にす
ることによって設定維持されるので、リリーフ弁から放
出される圧油によって熱が発生し、作動油の温度が上昇
し、油圧装置のオーバヒートまたエネルギー損失の原因
となる。
で、その技術的課題は、(1)圧油を放出するリリーフ
弁を用いないで把持力を設定維持することができ、また
(2)把持力を段階的に設定することができる、熱発生
の少ない、荷役作業対象資材に合わせて把持力を選択す
ることができる、荷役機械の把持装置油圧回路を提供す
ることである。
技術的課題を解決するために、次のように構成する。 (1)把持油圧力を圧力スイッチによって感知する。設
定した圧力が圧力スイッチによって感知されたら把持シ
リンダに圧油を供給する方向切換弁を中立位置にして把
持シリンダへの圧油の送給を止める。ポンプからの吐出
油はタンクに低圧で放出する。 (2)圧力スイッチを複数個圧力設定を変えて設ける。
複数個の圧力スイッチの中から所望の設定の圧力スイッ
チを選定できるようにする。 (3)方向切換弁を操作するパイロット油を圧力スイッ
チからの電気信号によって切換制御して方向切換弁を中
立位置にする。
題を解決する把持装置油圧回路として、該把持側油路に
は該把持側油路の圧力を感知するための複数個の圧力ス
イッチが設けられており、該操作弁と該方向切換弁とを
結ぶパイロット油路には該パイロット油の流れを制御す
る電磁切換弁が設けられており、該複数個の圧力スイッ
チは該電磁切換弁に選択スイッチによって選択的に接続
されており、接続された圧力スイッチがその設定圧力を
感知して信号を該電磁切換弁に出力すると、該電磁切換
弁は該方向切換弁を中立位置に位置付けるように該パイ
ロット油路を切換制御し、 該電磁切換弁は、該方向切換
弁を該把持側油路に圧油を供給する方向に操作するパイ
ロット油路に又はこの時パイロット油が方向切換弁から
排出されるパイロット油路に設けられており、該圧力ス
イッチからの信号のないときには該パイロット油路を連
通状態とする第1の状態に、該圧力スイッチからの信号
が入力されると該パイロット油路を遮断するとともに該
電磁切換弁と該方向切換弁との間のパイロット油路をド
レーンに連通する第2の状態に選択的に設定する、こと
を特徴とする荷役機械の把持装置油圧回路が提供され
る。
は、把持力の設定にリリーフ弁が用いられないからリリ
ーフする圧油の放出がない。そして、油圧ポンプからの
吐出油をアンロードさせた状態で把持シリンダに把持力
を維持させることができる。したがって発熱は減少し、
エネルギーロスも減少される。また、複数段に設定され
る把持力を選定することによって、荷役作業の把持対象
資材に合わせた把持力を選択設定できる。
把持装置油圧回路の好適実施形態を図示している添付図
面を参照して、更に詳細に説明する。
置油圧回路の構成を説明すると、把持装置油圧回路2
は、把持シリンダ6、方向切換弁12、把持側油路14
及び解放側油路16を備えている。把持シリンダ6は、
一対の対向する把持腕体4a及び4bを互いに接近する
把持方向(矢印5aの方向)にあるいは互いに離反する
解放方向(矢印5bの方向)に移動させて資材5を把持
しあるいは解放する。方向切換弁12は、操縦者が操作
する操作弁8からのパイロット油によって操作され把持
シリンダ6に設けられた把持側圧油孔6a及び解放側圧
油孔6bに油圧源であるメインポンプ10からの圧油を
選択的に供給する。把持側油路14は方向切換弁12と
把持側圧油孔6aとを結んでいる。解放側油路16は方
向切換弁12と解放側圧油孔6bとを結んでいる。
14に把持側油路14の圧力を感知するための圧力スイ
ッチ18及び20が設けられている。操作弁8と方向切
換弁12とを結ぶパイロット油路22にはパイロット油
の流れを切換制御する電磁切換弁24が設けられてい
る。圧力スイッチ18及び20は電磁切換弁24に選択
スイッチ26によって選択的に接続されている。把持側
油路14の方向切換弁12と圧力スイッチ18及び20
との間にはパイロットチェック弁28が設けられてい
る。パイロットチェック弁28は、把持側油路14にお
ける方向切換弁12から把持シリンダ6方向への圧油の
流れを許容し逆流を阻止する。解放側油路16に結ばれ
たパイロット油路28aによってパイロットチェック弁
28にパイロット信号が与えられるとチェック弁が解放
されて逆流が可能となる。把持側油路14のパイロット
チェック弁28と把持シリンダ6との間にはアキュムレ
ータ30が配設されている。把持装置油圧回路2には更
に、パイロット油を吐出するパイロットポンプ32、メ
インポンプ10の吐出油圧力の上限を規定するリリーフ
弁33が、それぞれ設けられている。
ンダ6は周知の複動油圧シリンダで構成されている。把
持シリンダ6は、ヘッド側の把持側圧油孔6aに圧油が
供給されると伸張して把持腕体4a及び4bが接近する
矢印5aで示す把持方向に移動させるように配設されて
いる。ロッド側の解放側圧油孔6bに圧油が供給される
と把持シリンダ6は収縮して把持腕体4a及び4bは離
反する矢印5bで示す解放方向に移動させる。
の作動位置が設けられた周知のパイロット作動3位置弁
で構成されている。切換操作は操作弁8からのパイロッ
ト油によって行われる。パイロット油が作用しない状態
では内蔵されたスプリングによって中立の状態(図示の
状態)が保持される。この状態においては、メインポン
プ10からの吐出油は無負荷状態の低圧でタンク34に
流れるアンロード状態になっている。パイロット油が操
作弁8によって選択的に供給されると作動位置に切り換
えられ、メインポンプ10からの吐出油は把持側油路1
4あるいは解放側油路16に送給される。
で、設定された油圧が作用すると内部の電気接点が接続
状態となり油圧が設定圧力以下の状態では電気接点は解
放されている。圧力スイッチ18及び20は実質上同一
のものが設定圧力を変えて使われる。本実施の形態にお
いては圧力スイッチ18が低圧力に、圧力スイッチ20
が高圧力にそれぞれ設定されている。
気スイッチで、操縦者の近くの適宜の位置に設けられて
いる。3位置PH、N、PLが設けられており、PHの
位置で高圧に設定された圧力スイッチ20をメインスイ
ッチ44を介して電源42に接続する。PLの位置では
低圧に設定された圧力スイッチ18をメインスイッチ4
4を介して電源42に接続する。Nの位置においては、
圧力スイッチ20及び18はいずれも電源42に接続さ
れない。
構成されている。電磁切換弁24は、励磁されない第1
の状態においては電磁切換弁24が介在された油路を連
通状態にして、励磁された第2の状態においては一方の
油路を遮断し他方の油路をタンクに解放する。操作弁8
と方向切換弁12とを結ぶパイロット油路22に電磁切
換弁24は設けられている。パイロット油路22にパイ
ロット油が作用すると、方向切換弁12はメインポンプ
の吐出油を把持側油路14に送給するように切り換えら
れる。電磁切換弁24は圧力スイッチ18及び20と電
気的に連携しており、圧力スイッチ18又は圧力スイッ
チ20からの信号の出力がないときには、パイロット油
路22を連通状態とする第1の状態に、圧力スイッチ1
8又は圧力スイッチ20からの信号が出力されると、パ
イロット油路22を遮断するとともに電磁切換弁24と
方向切換弁12との間のパイロット油路22をドレーン
34に解放する第2の状態に切り換えられる。
と電源42との断続はリレースイッチによって行なわれ
ている。圧力スイッチ18及び圧力スイッチ20はリレ
ー32に接続しており、圧力スイッチ18又は圧力スイ
ッチ20からの信号が出力されるとリレー32は励磁さ
れて、電磁切換弁24と電源42との間に配設された接
点32aが接続される。
把持装置油圧回路の作用を説明すると、 (1)メインポンプ10からの吐出油の流れ:メインポ
ンプ10からの吐出油は油路36を通って方向切換弁1
2に流れ、方向切換弁12に操作弁8からのパイロット
油が作用しない中立の状態(図1の状態)においては、
タンク34に低圧でアンロードされている。 (2)パイロットポンプ32からの吐出パイロット油の
流れ:パイロットポンプ32からの吐出パイロット油は
油路40を通って操作弁8に流れ、操作弁8が操作され
ない中立に保持された状態においてはパイロット油路2
2あるいはパイロット油路23に流れないでタンク34
に流れている。操縦者が操作弁8を操作することによっ
てパイロット油路22又はパイロット油路23を介して
方向切換弁12に選択的に供給される。 (3)把持シリンダ6の把持方向への作動:把持シリン
ダ6を把持方向である伸張する方向に作動させるには、
操作弁8の操作レバーを所定の方向(図示していない)
に操作してその状態を保持しパイロット油路22にパイ
ロット油を作用させる。パイロット油路22に流れたパ
イロット油は、パイロット油路22を連通状態とする第
1の状態(図1に示されている状態)の電磁切換弁24
を通り方向切換弁12に作用して方向切換弁12を切り
換え状態にする。方向切換弁12が切り換えられると
(図2に示されている状態)メインポンプ10からの油
路36による吐出油は把持シリンダ6につながる把持側
油路14に流れる。把持側油路14を流れる吐出油はパ
イロットチェック弁28を通り把持シリンダ6の把持側
圧油孔6aから把持シリンダ6のヘッド側に流入し把持
シリンダ6を伸張させる。なお、操作弁8から方向切換
弁12の他方につながるパイロット油路23は操作弁8
を介してタンク34につながり解放されている。また、
把持シリンダ6のロッド側の解放側圧油孔6bから排出
される油は解放側油路16、向切換弁12を介して油路
42を通りタンク34に解放される。 (4)把持シリンダ6の解放方向への作動:把持シリン
ダ6を解放方向である収縮する方向に作動させるには、
操作弁8の操作レバーを所定の方向(図示していない)
に操作してその状態を保持しパイロット油路23にパイ
ロット油を作用させる。パイロット油路23に流れたパ
イロット油は方向切換弁12に作用して位置を切り換え
(図3に示されている状態)油路36によるメインポン
プ10からの吐出油を把持シリンダ6につながる解放側
油路16に流す。解放側油路16を流れる吐出油は把持
シリンダ6の解放側圧油孔6bから把持シリンダ6のロ
ッド側に流入し把持シリンダ6を収縮させる。なお、操
作弁8から方向切換弁12の他方につながるパイロット
油路22は操作弁8を介してタンク34につながり解放
されている。また、把持シリンダ6のヘッド側の把持側
圧油孔6aから排出される油は把持側油路14、方向切
換弁12を介して油路42を通りタンク34に解放され
る。 (5)把持力の選定及び設定:メインスイッチ44を入
れて選択スイッチ26を電源42に接続する。選択スイ
ッチ26を操作して高圧PHあるいは低圧PLを選定す
る。把持シリンダ6の把持力は把持側油路14の油圧に
よって規定される。把持側油路14が高圧になると把持
力は高くなり、低圧になると低くなる。この把持側油路
14の油圧を、所要の圧力に選定された圧力センサ18
あるいは20で感知する。以下、低圧に設定された圧力
センサ18が選定された場合について説明を続けると、
把持側油路14の油圧が圧力センサ18の設定圧力にな
ると、圧力センサ18の内部接点が接続し電源42がリ
レー32に接続される。リレー32が励磁されるとリレ
ー接点32aが接続され、電磁切換弁24は電源42と
つながり励磁されて前述の第1の状態から図4に示す第
2の状態に切換作動する。電磁切換弁24が第2の状態
になると、パイロット油路22が遮断されるとともに電
磁切換弁24と方向切換弁12との間のパイロット油路
22がドレーン34に連通して解放され、方向切換弁1
2にパイロット油が作用しなくなり方向切換弁12は内
蔵されたスプリングによって中立位置(図1の状態)に
戻る。方向切換弁12が中立位置に戻るとメインポンプ
10から把持側油路14への圧油の供給は止められ、圧
力の上昇が止まる。かくして把持力が選定され設定され
る。 (6)把持力の維持:把持側油路14にはパイロットチ
ェック弁28及びアキュムレータ30が設けられてい
る。パイロットチェック弁28によって把持側油路14
の圧油が方向切換弁12を通して逃げるのが阻止され、
アキュムレータ30によって把持側油路14の圧力が蓄
圧保持され、把持側油路14の圧力が維持される。した
がって圧力スイッチ18の内部接点も接触状態が維持さ
れ、把持力が維持される。なお、アキュムレータ30は
把持腕体に加わる外力による異常圧力の発生も防止す
る。 (7)把持力の切り換え:高圧から低圧へあるいは低圧
から高圧への把持力の切り換えは、選択スイッチ26を
操作することによって行われるが、この切り換えは把持
シリンダ6が作動中であっても可能である。例えば、低
圧に設定されて作動している時に高圧が必要になり選択
スイッチ26を高圧に切り換えると、圧力スイッチの電
気接点は高圧になるまで接続しない。したがってリレー
32は作動せず、電磁切換弁24は励磁されないから、
方向切換弁12は把持側油路14に設定圧力になるまで
圧油の送給を続ける。 (8)把持力の解除:把持力の解放は、上記の(4)に
述べたように把持シリンダ6を解放方向である収縮する
方向に作動させると、解放側油路16の圧油がパイロッ
ト油路28aを介してパイロットチェック弁28に作用
しチェック弁が解放され把持シリンダ6が方向切換弁1
2を介してタンク34に連通されて圧力が下がる。同時
に圧力スイッチ20の電気接点も離れて、リレー32の
励磁が解除され、電磁切換弁24はパイロット油の油路
22を連通させた第1の状態に復帰する。
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形
あるいは修正ができるものである。例えば、 (1)上記の実施の形態においては、圧力スイッチとし
て高圧、低圧の2種類が設けられているが、圧力設定を
更に多段階にして複数個の圧力スイッチを設け、それに
対応した多段階の選択スイッチを設けることもできる。 (2)上記の実施の形態においては、把持シリンダのヘ
ッド側に圧油が供給され把持シリンダが伸張することに
よって把持力が発生するように構成されているが、把持
装置の構造によっては、把持シリンダのロッド側に圧油
を供給して把持シリンダが収縮することによって把持力
が発生するように構成してもよい。 (3)上記の実施の形態においては、方向切換弁へのパ
イロット油路に設けられる電磁切換弁の操作をリレーに
よる接点の断続で行っているが、把持装置のサイズ、方
向切換弁の大きさ等から、圧力スイッチからの出力電気
信号で直接電磁切換弁を操作することもできる。 (4)上記の実施の形態においては、電磁切換弁は、方
向切換弁にパイロット油を作用させるパイロット油路2
2に設けられているが、油路22に代えてこの時パイロ
ット油が方向切換弁から排出されるパイロット油路23
に設けることもできる。
持装置油圧回路によれば、(1)圧油を放出するリリー
フ弁を用いないで把持力を設定維持することができ、
(2)把持力を荷役作業の対象資材に合わせて段階的に
設定することができる。したがって熱発生の少ない、作
動油の温度の上昇の少ない、またエネルギーの損失の少
ない、改良された把持装置油圧回路が提供される。
油圧回路の図。
状態を示す油圧回路の要部図。
作動状態を示す油圧回路の要部図。
状態である第2の状態を示す油圧回路の要部図。
の要部図。
Claims (1)
- 【請求項1】 把持装置に設けられる一対の対向する把
持腕体を互いに接近する把持方向にあるいは互いに離反
する解放方向に移動させる把持シリンダと、操作弁から
のパイロット油によって操作され該把持シリンダに設け
られた把持側圧油孔及び解放側圧油孔に油圧源からの圧
油を選択的に供給する方向切換弁と、該方向切換弁と該
把持側圧油孔とを結ぶ把持側油路と、該方向切換弁と該
解放側圧油孔とを結ぶ解放側油路と、を備え、 該一対の把持腕体は、該把持側油路に圧油が供給される
ことによって該把持方向に移動され、該解放側油路に圧
油が供給されることによって該解放方向に移動される、
荷役機械の把持装置油圧回路において、 該把持側油路には該把持側油路の圧力を感知するための
複数個の圧力スイッチが設けられており、該操作弁と該
方向切換弁とを結ぶパイロット油路には該パイロット油
の流れを切換制御する電磁切換弁が設けられており、該
複数個の圧力スイッチは該電磁切換弁に選択スイッチに
よって選択的に接続されており、 接続された圧力スイッチがその設定圧力を感知して信号
を該電磁切換弁に出力すると、該電磁切換弁は該方向切
換弁を中立位置に位置付けるように該パイロット油路を
切換制御し、 該電磁切換弁は、該方向切換弁を該把持側油路に圧油を
供給する方向に操作するパイロット油路に又はこの時パ
イロット油が方向切換弁から排出されるパイロット油路
に設けられており、該圧力スイッチからの信号のないと
きには該パイロット油路を連通状態とする第1の状態
に、該圧力スイッチからの信号が入力されると該パイロ
ット油路を遮断するとともに該電磁切換弁と該方向切換
弁との間のパイロット油路をドレーンに連通する第2の
状態に選択的に設定する 、ことを特徴とする荷役機械の
把持装置油圧回路。
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