JP6821552B2 - 作業機の油圧システム - Google Patents
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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。
制御装置では、負荷が無負荷時に採用する無負荷時特性線と、エンジンに所定以上の負荷が作用した時に採用するドロップ特性線とに基づいて、圧力制御弁を制御することによって、エンジンストールを防止している。
作業機の油圧システムは、第1方向及び第1方向に直交する第2方向に操作可能な操作部材と、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプに接続された第1油路と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第1操作弁と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第2操作弁と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第3操作弁と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第4操作弁と、前記第1操作弁、第2操作弁、第3操作弁、第4操作弁から出力した作動油によって作動可能な第1HSTポンプ及び第2HSTポンプと、圧力変更部と、を備え、前記圧力変更部は、前記第3操作弁から出力した作動油の圧力が作用する受圧部を含み且つ前記第1操作弁に接続される第1可変リリーフ弁と、前記第4操作弁から出力した作動油が作用する受圧部を含み且つ前記第2操作弁に接続される第2可変リリーフ弁とを有し、前記第1可変リリーフ弁及び前記第2可変リリーフ弁は、前記操作部材の第1方向に操作したときの前記第1操作弁又は第2操作弁から前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプへ作用する作動油の圧力と、前記操作部材を第1方向及び第2方向に操作したときの前記第1操作弁又は第2操作弁から前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプへ作用する作動油の圧力と、を異ならせる。
作業機の油圧システムは、第1方向及び第1方向に直交する第2方向に操作可能な操作部材と、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプに接続された第1油路と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第1操作弁と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第2操作弁と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第3操作弁と、前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第4操作弁と、前記第1操作弁、第2操作弁、第3操作弁、第4操作弁から出力した作動油によって作動可能な第1HSTポンプ及び第2HSTポンプと、圧力変更部と、を備え、前記圧力変更部は、受圧部を有する第1可変リリーフ弁と、受圧部を有する第2可変リリーフ弁と、を有し、前記第1可変リリーフ弁の受圧部は、前記第3操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第2方向のうち一方の操作が行われた場合に前記第3操作弁から出力した作動油が作用し、前記第2可変リリーフ弁の受圧部は、前記第4操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第2方向のうち他方の操作が行われた場合に前記第4操作弁から出力した作動油が作用し、前記第1可変リリーフ弁は、前記第1操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第1方向のうち一方の操作が行われた場合であって前記第3操作弁から出力した作動油が前記第1可変リリーフ弁の受圧部に作用したときに前記第1操作弁から出力した作動油のうち前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプに向かって流れない残りの作動油を通過させ、前記第2可変リリーフ弁は、前記第2操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第1方向のうち他方の操作が行われた場合であって前記第4操作弁から出力した作動油が前記第2可変リリーフ弁の受圧部に作用したときに前記第2操作弁から出力した作動油のうち前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプに向かって流れない残りの作動油を通過させる。
[第1実施形態]
図10は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図10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。
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に示すように、走行系の油圧システムは、走行装置5を駆動するシステムである。走行装置5は、左走行モータ装置(第1走行モータ装置)31Lと、右走行モータ装置(第2走行モータ装置)31Rと、油圧装置34とを有している。走行系の油圧システムは、原動機32と、方向切換弁33と、第1油圧ポンプP1とを備えている。
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。
油圧装置34は、第1走行モータ装置31L及び第2走行モータ装置31Rを駆動する装置であって、第1走行モータ装置31Lの駆動用の駆動回路(左用駆動回路)34Lと、第2走行モータ装置31Rの駆動用の駆動回路(右用駆動回路)34Rとを有している。
図1に示すように、操作部材54は、操作弁55に支持され、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動する操作レバーである。即ち、操作部材54は、中立位置Nを基準とすると、中立位置Nから右方及び左方に操作可能であると共に、中立位置Nから前方及び後方に操作可能である。言い換えれば、操作部材54は、中立位置Nを基準に少なくとも4方向に揺動することが可能である。尚、説明の便宜上、前方及び後方の双方向、即ち、前後方向のことを第1方向という。また、右方及び左方の双方向、即ち、左右方向(機体幅方向)のことを第2方向ということがある。
直進する。
すなわち、操作レバー54を左斜め前方に揺動操作すると該操作レバー54の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら左旋回し、操作レバー54を右斜め前方に揺動操作すると該操作レバー54の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら右旋回し、操作レバー54を左斜め後方に揺動操作すると該操作レバー54の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら左旋回し、操作レバー54を右斜め後方に揺動操作すると該操作レバー54の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら右旋回する。
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。
図2に示すように、複数の制御弁56は、第1制御弁56A、第2制御弁56B、第3制御弁56Cである。第1制御弁56Aは、ブームを制御する油圧シリンダ(ブームシリンダ)14を制御する弁である。第2制御弁56Bは、バケットを制御する油圧シリンダ(バケットシリンダ)15を制御する弁である。第3制御弁56Cは、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等の予備アタッチメントに装着された予備油圧アクチュエータを制御する弁である。
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。
操作弁59Aは、操作レバー58を前方に揺動した場合(前操作した場合)に、前操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。操作弁59Bは、操作レバー58を後方に揺動した場合(後操作した場合)に、後操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。操作弁59Cは、操作レバー58を右方に揺動した場合(右操作した場合)に、右操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。操作弁59Dは、操作レバー58を、左方に揺動した場合(左操作した場合)に、左操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。
操作レバー58を後方に傾動させると、上昇用パイロット弁(操作弁)59Bが操作されて当該上昇用操作弁59Bから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、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。
操作レバー58を左方に傾動させると、バケットスクイ用のパイロット弁(操作弁)59Dが操作され当該操作弁59Dから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、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83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83aを含んでいる。また、給排油路83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83b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83a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83bに向けて作動油を流すことができる。
御装置)90で行う。制御装置90は、CPU等から構成されている。制御装置90には、運転席8の周囲に設けられたスイッチ96が接続されている。スイッチ96は、例えば、揺動自在なシーソ型スイッチ、スライド自在なスライド型スイッチ、或いは、押圧自在なプッシュ型スイッチで構成されている。スイッチの操作は、制御装置90に入力される。スイッチ96の操作によって、第1比例弁60A、又は、第2比例弁60Bが開閉する。したがって、制御装置90の制御によって、予備アクチュエータを作動させることができる。
詳しくは、排出油路71は、第1排出油路71aと、第2排出油路71bと、第3排出油路71cと、第4排出油路71dと、第5排出油路71eとを有している。
なお、制御装置90に、外気の温度を測定可能な第2測定装置95を接続してもよい。制御装置90は、第2測定装置95が測定した外気の温度に基づいて、可変リリーフ弁72の設定圧を変更してもよい。外気温とは、例えば、作業機1の周辺の温度や作業機1に搭載した機器の周辺の温度である。具体的には、可変リリーフ弁72は、作動油の温度が予め定められた所定温度以下で且つ、第2測定装置95で測定した外気の温度が予め定められた所定温度以下である場合に開放する。例えば、第2測定装置95で測定した外気温が氷点下であって低温であり、第1測定装置91で測定した油温が低温である場合に、可変リリーフ弁72の設定圧を下げる。
[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実施形態で示す走行系の油圧システムは、上述した第1実施形態の油圧システムに適用可能である。なお、第1実施形態と同様の構成の説明は省略する。
[第3実施形態]
図5は、第3実施形態の油圧システムを示している。第3実施形態で示す走行系の油圧システムは、上述した第1実施形態又は第2実施形態の油圧システムに適用可能である。なお、第1実施形態、第2実施形態と同様の構成の説明は省略する。
排出油路111と排出油路112とは、第1可変リリーフ弁121及び第2可変リリーフ弁122の下流側で合流している。排出油路111及び排出油路112の合流後の区間には、リリーフ弁123が設けられ、リリーフ弁123の下流側の排出油路111及び排出油路112は作動油タンク22等に接続されている。第1可変リリーフ弁121の受圧部121Aは、流路113を介して第3操作弁55C及び第4操作弁55Dに接続されている。第2可変リリーフ弁122の受圧部122Aは、流路113を介して第3操作弁55C及び第4操作弁55Dに接続されている。流路113の中途部には逆止弁114が設けられている。逆止弁114は、流路113のうち操作弁55Dに接続する流路113aに設けられた逆止弁114aと、流路113のうち操作弁55Dに接続する流路113bに設けられた逆止弁114bとを含んでいる。
[第4実施形態]
図6及び図7は、第4実施形態の油圧システムを示している。第4実施形態で示す油圧システムは、上述した第1実施形態〜第3実施形態の油圧システムに適用可能である。なお、第1実施形態〜第3実施形態と同様の構成の説明は省略する。上述した実施形態では、1本の操作部材54で作業機1の走行(前進、後進、左走行、右走行)を行っていたが、第4実施形態では、作業機1の走行を複数の操作部材で行う。例えば、運転席8の左側に操作部材(操作レバー)54を配置し、右側に操作部材(操作レバー)58を配置して、これら2本の操作レバー54、58によって、操作弁55を操作してもよい。
操作弁59A及び操作弁59Bは、第1操作によって作動する弁であり、走行操作に対応する動きをする。操作弁59C及び操作弁59Dは、第2操作によって作動する弁であり、作業操作に対応する動きをする。
走行操作弁は、走行油路(第2油路)45に接続されている。走行油路45は、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dとを有している。この実施形態では、第1走行油路45aは、走行ポンプ53Lの前進用受圧部53aに接続され且つ操作弁55Aに接続される油路である。第2走行油路45bは、走行ポンプ53Lの後進用受圧部53bに接続され且つ操作弁55Bに接続される油路である。第3走行油路45cは、走行ポンプ53Rの前進用受圧部53aに接続され且つ操作弁59Aに接続される油路である。第4走行油路45dは、走行ポンプ53Rの後進用受圧部53bに接続され且つ操作弁59Bに接続される油路である。
第1操作部材54を後方に傾動させると、操作弁55Bからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、走行ポンプ53Lの後進用受圧部53bに作用する。第2操作部材58を後方に傾動させると、操作弁59Bからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、走行ポンプ53Rの後進用受圧部53bに作用する。
以上、第1操作部材54を前後に動かしたり、第2操作部材58を前後に動かすことによって、作業機1を前進、後進、右旋回(右走行)、左旋回(左走行)させる走行操作を行うことができる。
第1操作部材54を右方に傾動させると、操作弁55Cから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、第1制御弁56Aに作用し、ブームシリンダ14収縮して、ブーム10は下降する。
第2操作部材58を右方に傾動させると、操作弁59Cから出力されるパイロット油のパイロット圧が設定される。このパイロット圧は、第2制御弁56Bに作用し、バケットシリンダ15は伸長して、バケット11がダンプ動作する。
さて、第4実施形態の油圧システムでは、走行操作弁(操作弁55A、操作弁55B、操作弁59A、操作弁59B)を作動させた場合に、走行装置5の制動状態を解除可能である。以下、説明の便宜上、操作弁55Aのことを第1操作弁55A、操作弁55Bのことを第2操作弁55B、操作弁59Aのことを第3操作弁59A、操作弁59Bのことを第4操作弁55Cという。走行装置5の制動について説明する。
図8Aに示すように、走行油路(第2油路)45には、分岐油路125が接続されている。
詳しくは、分岐油路125は、第1分岐油路125aと、第2分岐油路125bと、第3分岐油路125cと、第4分岐油路125dと、第5分岐油路125eとを有している。
第1分岐油路125aと第3分岐油路125cとは第1選択弁131に接続されている。第2分岐油路125bと第4分岐油路125dとは第2選択弁132に接続されている。第1選択弁131と第2選択弁132とは、第3選択弁133が設けられた第5分岐油路125eに接続されている。
第2選択弁(シャトル弁)132は、第2分岐油路125bの作動油(第2操作弁55Bから出力する作動油)の圧力と、第4分岐油路125dの作業油(第4操作弁59Bから出力する作動油)の圧力とのうち、圧力の高い作動油を出力する出力ポート132aを有している。
上述した実施形態では、HSTポンプ(走行ポンプ)66及び走行モータ36の制御(HST制御)は、作動油(パイロット油)によって行っていたがこれに限定されず、例えば、電気的に制御を行ってもよい。即ち、HST制御において、走行ポンプ或いは走行モータ等の斜板制御を電磁比例弁等で行ってもよいし、その他の方法で行ってもよい。上述した実施形態では、作動油を排出する排出油路は作動油タンク22に接続されているが、接続先は限定されず、油圧ポンプの吸込部であっても、その他の部分であってもよい。また、第1油圧ポンプP1及び第2油圧ポンプP2は、斜板型の可変容量ポンプであってもよく、その他のポンプであってもよい。また、図8に示した操作弁55、59は、操作部材54、58によって電気的に操作量を検出するポテンショメータを備えた比例弁であってもよい。
5 走行装置
32 原動機
40 吐出油路(第1油路)
44 作動弁
45 走行油路(第2油路)
47 操作装置
48 操作装置
50 接続部材
54 操作部材
55 操作弁
59 操作弁
71 排出油路
72 作動弁
73 逆止弁
74 絞り部
90 制御装置
91 第1測定装置
92 制御装置
100 第3油路
103a 逆止弁
103b 逆止弁
104 絞り部
110 圧力変更部
121 第1可変リリーフ弁
122 第2可変リリーフ弁
131 第1選択弁
132 第2選択弁
133 第3選択弁
134 第4油路
135 第5油路
137 切換弁
137a 第1位置
137b 第2位置
140 制動装置
141 第1逆止弁
142 第2逆止弁
143 絞り部
P1 第1油圧ポンプ
P2 第2油圧ポンプ
Claims (2)
- 第1方向及び第1方向に直交する第2方向に操作可能な操作部材と、
作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプに接続された第1油路と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第1操作弁と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第2操作弁と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第3操作弁と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第4操作弁と、
前記第1操作弁、第2操作弁、第3操作弁、第4操作弁から出力した作動油によって作動可能な第1HSTポンプ及び第2HSTポンプと、
圧力変更部と、
を備え、
前記圧力変更部は、前記第3操作弁から出力した作動油の圧力が作用する受圧部を含み且つ前記第1操作弁に接続される第1可変リリーフ弁と、前記第4操作弁から出力した作動油が作用する受圧部を含み且つ前記第2操作弁に接続される第2可変リリーフ弁とを有し、
前記第1可変リリーフ弁及び前記第2可変リリーフ弁は、前記操作部材の第1方向に操作したときの前記第1操作弁又は第2操作弁から前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプへ作用する作動油の圧力と、前記操作部材を第1方向及び第2方向に操作したときの前記第1操作弁又は第2操作弁から前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプへ作用する作動油の圧力と、を異ならせる作業機の油圧システム。 - 第1方向及び第1方向に直交する第2方向に操作可能な操作部材と、
作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプに接続された第1油路と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第1操作弁と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第1方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第2操作弁と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、一方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第3操作弁と、
前記第1油路に接続され且つ前記操作部材の第2方向のうち、他方の操作に応じて出力する作動油の圧力を変更可能な第4操作弁と、
前記第1操作弁、第2操作弁、第3操作弁、第4操作弁から出力した作動油によって作動可能な第1HSTポンプ及び第2HSTポンプと、
圧力変更部と、
を備え、
前記圧力変更部は、受圧部を有する第1可変リリーフ弁と、受圧部を有する第2可変リリーフ弁と、を有し、
前記第1可変リリーフ弁の受圧部は、前記第3操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第2方向のうち一方の操作が行われた場合に前記第3操作弁から出力した作動油が作用し、
前記第2可変リリーフ弁の受圧部は、前記第4操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第2方向のうち他方の操作が行われた場合に前記第4操作弁から出力した作動油が作用し、
前記第1可変リリーフ弁は、前記第1操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第1方向のうち一方の操作が行われた場合であって前記第3操作弁から出力した作動油が前記第1可変リリーフ弁の受圧部に作用したときに前記第1操作弁から出力した作動油のうち前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプに向かって流れない残りの作動油を通過させ、
前記第2可変リリーフ弁は、前記第2操作弁に接続され且つ、前記操作部材が第1方向のうち他方の操作が行われた場合であって前記第4操作弁から出力した作動油が前記第2可変リリーフ弁の受圧部に作用したときに前記第2操作弁から出力した作動油のうち前記第1HSTポンプ及び第2HSTポンプに向かって流れない残りの作動油を通過させる作業機の油圧システム。
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