JP7413202B2 - 作業機 - Google Patents

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本発明は、例えば、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等の作業機に関するものである。
従来、作業機において暖機を行う技術として特許文献1に示されているものがある。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、パイロット圧制御弁が組み込まれた弁ボディとを備え、弁ボディに該弁ボディを貫通するヒートアップ油路を形成し、ヒートアップ油路の一端側ポートをポンプの吐出ポートに連通し、ヒートアップ油路の下流側に、パイロット油が低温の時には弁ボディをヒートアップするようにヒートアップ油路から流出するパイロット油を作動油タンクに流し、パイロット油が所定温度以上に温まった時には弁ボディが必要以上にヒートアップしないようにヒートアップ油路から作動油タンクに流れるパイロット油の流れを制限するヒートアップ弁を設けている。
特開2013-117254号公報
特許文献1の作業機では、作業機の暖機を行うために、ボディにヒートアップ油路を形成しなければならず、構成が複雑になり、簡単に暖機を行うことができないのが実情である。
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、作業機の暖機をスムーズに行うことができる作業機を提供することを目的とする。
技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下の通りである。
作業機は、原動機と、走行装置と、走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、走行モータを第1速度と第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、速度切換弁に接続され且つ、速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、第1油路に接続された排出油路と、走行モータを制動する制動状態と、制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、作動弁及び制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、を備え、制御装置は、暖機モードである場合、制動装置を制動状態にし、且つ、作動弁を制御することで速度切換弁に作用する作用圧が第2速度に対応する圧力以上にして、原動機の始動時には、制動装置を制動状態に維持した状態で、原動機の回転数が所定以上になると、作用圧を第2速度に対応する圧力以上にする
作業機は、原動機と、走行装置と、走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、走行モータを第1速度と第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、速度切換弁に接続され且つ、速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、第1油路に接続された排出油路と、走行モータを制動する制動状態と、制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、作動弁及び制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、を備え、制御装置は、暖機モードである場合、制動装置を制動状態にし、且つ、作動弁を制御することで速度切換弁に作用する作用圧が第2速度に対応する圧力以上にして、走行モータが第2速度の状態で暖機モードになった場合、作動弁によって作用圧を、第2速度に対応する圧力から第1速度に対応する圧力に低下させ且つ、制動装置を解除状態から制動状態にしてから、作動弁を制御することで、作用圧を第2速度に対応する圧力に昇圧する。
制御装置は、用圧を、2速度に対応する圧力から1速度に対応する圧力に低下させた後、所定時間後に作用圧を第2速度に対応する圧力に昇圧する。
作業機は、原動機と、走行装置と、走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、走行モータを第1速度と第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、速度切換弁に接続され且つ、速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、第1油路に接続された排出油路と、走行モータを制動する制動状態と、制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、作動弁及び制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、を備え、制御装置は、暖機モードである場合、制動装置を制動状態にし、且つ、作動弁を制御することで速度切換弁に作用する作用圧が第2速度に対応する圧力以上にして、走行モータが第1速度の状態で暖機モードになった場合には、制動装置を解除状態から制動状態にしてから所定時間後に、作動弁を制御することで作用圧を、第1速度に対応する圧力から第2速度に対応する圧力に昇圧する。
作業機は、原動機と、走行装置と、走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、走行モータを第1速度と第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、速度切換弁に接続され且つ、速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、第1油路に接続された排出油路と、走行モータを制動する制動状態と、制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、作動弁及び制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、作動油の温度を検出可能な測定装置を備え、制御装置は、暖機モードである場合、制動装置を制動状態にし、且つ、作動弁を制御することで速度切換弁に作用する作用圧が第2速度に対応する圧力以上にして、測定装置で測定した作動油の温度が所定以下になった場合に、暖機モードになる。
本発明によれば、作業機の暖機をスムーズに行うことができる。
作業機の油圧システム(油圧回路)を示す図である。 走行モータを第1速度/第2速度に切り換えたときのパイロット圧と、第1速度のときに暖機モードにしたときのパイロット圧を示す図である。 走行モータが第2速度であるときのパイロット圧と、第2速度のときに暖機モードにしたときのパイロット圧を示す図である。 作業機の油圧システム(油圧回路)の変形例を示す図である。 作業機の油圧システム(油圧回路)の変形例を示す図である。 作業機の油圧システム(油圧回路)の変形例を示す図である。 作業機の一例であるトラックローダを示す側面図である。
以下、本発明に係る作業機の油圧システム及びこの油圧システムを備えた作業機の好適な実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図5は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図5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。
作業機1は、図5に示すように、作業機1は、機体2と、キャビン3と、作業装置4と、一対の走行装置5L、5Rとを備えている。本発明の実施形態において、作業機1の運転席8に着座した運転者の前側(図5の左側)を前方、運転者の後側(図5の右側)を後方、運転者の左側(図5の手前側)を左方、運転者の右側(図5の奥側)を右方として説明する。また、前後の方向に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。機体2の中央部から右部或いは左部へ向かう方向を機体外方として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向であって、機体2から離れる方向である。機体外方とは反対の方向を、機体内方として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向であって、機体2に近づく方向である。
キャビン3は、機体2に搭載されている。このキャビン3には運転席8が設けられている。作業装置4は機体2に装着されている。一対の走行装置5L、5Rは、機体2の外側に設けられている。機体2内の後部には、原動機32が搭載されている。
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。
ブーム10は、キャビン3の右側及び左側に上下揺動自在に設けられている。作業具11は、例えば、バケットであって、当該バケット11は、ブーム10の先端部(前端部)に上下揺動自在に設けられている。リフトリンク12及び制御リンク13は、ブーム10が上下揺動自在となるように、ブーム10の基部(後部)を支持している。ブームシリンダ14は、伸縮することによりブーム10を昇降させる。バケットシリンダ15は、伸縮することによりバケット11を揺動させる。
左側及び右側の各ブーム10の前部同士は、異形の連結パイプで連結されている。各ブーム10の基部(後部)同士は、円形の連結パイプで連結されている。
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。
ブームシリンダ14の上部は、枢支軸18(第3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3枢支軸18は、各ブーム10の基部であって、当該基部の前部に設けられている。ブームシリンダ14の下部は、枢支軸19(第4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4枢支軸19は、機体2の後部の下部寄りであって
第3枢支軸18の下方に設けられている。
制御リンク13は、リフトリンク12の前方に設けられている。この制御リンク13の一端は、枢支軸20(第5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5枢支軸20は、機体2であって、リフトリンク12の前方に対応する位置に設けられている。制御リンク13の他端は、枢支軸21(第6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6枢支軸21は、ブーム10であって、第2枢支軸17の前方で且つ第2枢支軸17の上方に設けられている。
ブームシリンダ14を伸縮することにより、リフトリンク12及び制御リンク13によって各ブーム10の基部が支持されながら、各ブーム10が第1枢支軸16回りに上下揺動し、各ブーム10の先端部が昇降する。制御リンク13は、各ブーム10の上下揺動に伴って第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。
ブーム10の前部には、バケット11の代わりに別の作業具が装着可能とされている。別の作業具としては、例えば、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、スノウブロア等のアタッチメント(予備アタッチメント)である。
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。
バケットシリンダ15は、各ブーム10の前部寄りにそれぞれ配置されている。バケットシリンダ15を伸縮することで、バケット11が揺動される。
一対の走行装置5L、5Rのうち、走行装置5Lは機体2の左側に設けられ、走行装置5Rは機体2の右側に設けられている。一対の走行装置5L、5R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。以下、説明の便宜上、走行装置5Lのことを左走行装置5L、走行装置5Rのことを右走行装置5Rということがある。
原動機32は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関、電動モータ等である。この実施形態では、原動機32は、ディーゼルエンジンであるが限定はされない。
次に、作業機の油圧システムについて説明する。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプP1と、第2油圧ポンプP2とを備えている。第1油圧ポンプP1は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第1油圧ポンプP1は、タンク22に貯留された作動油を吐出可能である。特に、第1油圧ポンプP1は、主に制御に用いる作動油を吐出する。説明の便宜上、作動油を貯留するタンク22のことを作動油タンクということがある。また、第1油圧ポンプP1から吐出した作動油のうち、制御用として用いられる作動油のことをパイロット油、パイロット油の圧力のことをパイロット圧ということがある。
第2油圧ポンプP2は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、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、タンク22に貯留された作動油を吐出可能であって、例えば、作業系の油路に作動油を供給する。例えば、第2油圧ポンプP2は、ブーム10を作動させるブームシリンダ14、バケットを作動させるバケットシリンダ15、予備油圧アクチュエータを作動させる予備油圧アクチュエータを制御する制御弁(流量制御弁)に作動油を供給する。
また、作業機の油圧システムは、一対の走行モータ36L、36Rと、一対の走行ポンプ53L、53Rと、を備えている。一対の走行モータ36L、36Rは、一対の走行装置5L、5Rに動力を伝達するモータである。一対の走行モータ36L、36Rのうち、一方の走行モータ36Lは、走行装置(左走行装置)5Lに回転の動力を伝達し、他方の走行モータ36Rは、走行装置(右走行装置)5Rに回転の動力を伝達する。
一対の走行ポンプ53L、53Rは、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、例えば、斜板形可変容量アキシャルポンプである。一対の走行ポンプ53L、53Rは、駆動することによって、一対の走行モータ36L、36Rのそれぞれに作動油を供給する。一対の走行ポンプ53L、53Rのうち、一方の走行ポンプ53Lは、走行ポンプ53Lに作動油を供給し、他方の走行ポンプ53Rは、走行ポンプ53Rに作動油を供給する。
以下、説明の便宜上、走行ポンプ53Lのことを左走行ポンプ53L、走行ポンプ53Rのことを右走行ポンプ53R、走行モータ36Lのことを左走行モータ36L、走行モータ36Rのことを右走行モータ36Rということがある。
左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rには、第1油圧ポンプP1からの作動油(パイロット油)の圧力(パイロット圧)が作用する受圧部53aと受圧部53bとを有している、受圧部53a、53bに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更される。斜版の角度を変更することによって、左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rの出力(作動油の吐出量)や作動油の吐出方向を変えることができる。
左走行ポンプ53Lと左走行モータ36Lとは、接続油路(第1循環油路)57hによって接続され、左走行ポンプ53Lが吐出した作動油が左走行モータ36Lに供給される。右走行ポンプ53Rと右走行モータ36Rとは、接続油路(第2循環油路)57iによって接続され、右走行ポンプ53Rが吐出した作動油が右走行モータ36Rに供給される。
左走行モータ36Lは、左走行ポンプ53Lから吐出した作動油により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。左走行モータ36Lには、斜板切換シリンダ37Lが接続され、当該斜板切換シリンダ37Lを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても左走行モータ36Lの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Lを収縮した場合には、左走行モータ36Lの回転数は低速(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Lを伸長した場合には、左走行モータ36Lの回転数は高速(第2速度)に設定される。つまり、左走行モータ36Lの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
右走行モータ36Rは、右走行ポンプ53Rから吐出した作動油により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。右走行モータ36Rには、斜板切換シリンダ37Rが接続され、当該斜板切換シリンダ37Rを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても右走行モータ36Rの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Rを収縮した場合には、右走行モータ36Rの回転数は低速(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Rを伸長した場合には、右走行モータ36Rの回転数は高速(第2速度)に設定される。つまり、右走行モータ36Rの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、走行切換弁34を備えている。走行切換弁34は、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)の回転速度(回転数)を第1速度にする第1状態と、第2速度にする第2状態とに切換可能である。走行切換弁34は、速度切換弁71L、71Rと、作動弁72と、を有している。
速度切換弁71Lは、左走行モータ36Lの斜板切換シリンダ37Lに油路を介して接続されていて、第1位置71L1及び第2位置71L2に切り換わる二位置切換弁である。速度切換弁71Lは、第1位置71L1である場合、斜板切換シリンダ37Lを収縮し、第2位置71L2である場合、斜板切換シリンダ37Lを伸長する。
速度切換弁71Rは、右走行モータ36Rの斜板切換シリンダ37Rに油路を介して接続されていて、第1位置71R1及び第2位置71R2に切り換わる二位置切換弁である。速度切換弁71Rは、第1位置71R1である場合、斜板切換シリンダ37Rを収縮し、第2位置71R2である場合、斜板切換シリンダ37Rを伸長する。
作動弁72は、速度切換弁71L及び速度切換弁71Rを切り換える電磁弁であって、
励磁により第1位置72aと第2位置72bとに切り換え可能な二位置切換弁である。作動弁72、速度切換弁71L及び速度切換弁71Rは、油路(第1油路)41により接続されている。作動弁72は、第1位置72aである場合に速度切換弁71L及び速度切換弁71Rを第1位置71L1、71R1に切り換え、第2位置72bである場合に速度切換弁71L及び速度切換弁71Rを第2位置71L2、71R2に切り換える。
つまり、作動弁72が第1位置72a、速度切換弁71Lが第1位置71L1、速度切換弁71Rが第1位置71R1である場合に、走行切換弁34は第1状態になり、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)の回転速度を第1速度にする。作動弁72が第2位置72b、速度切換弁71Lが第2位置71L2、速度切換弁71Rが第2位置71R2である場合に、走行切換弁34は第2状態になり、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)の回転速度を第2速度にする。
したがって、走行切換弁34によって、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)を低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに切り換えることができる。
操作装置(走行操作装置)54は、走行操作部材59を操作したときに、走行ポンプ(左走行ポンプ53L、右走行ポンプ53R)の受圧部53a、53bに作動油を作用させる装置であり、走行ポンプの斜板の角度(斜板角度)を変更可能である。操作装置54は、走行操作部材59と、複数の操作弁55とを含んでいる。
走行操作部材59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、走行操作部材59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、走行操作部材59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。
また、複数の操作弁55は、共通、即ち、1本の走行操作部材59によって操作される。複数の操作弁55は、走行操作部材59の揺動に基づいて作動する。複数の操作弁55には、吐出油路40が接続され、当該吐出油路40を介して、第1油圧ポンプP1からの作動油(パイロット油)が供給可能である。複数の操作弁55は、操作弁55A、操作弁55B、操作弁55C及び操作弁55Dである。
操作弁55Aは、前後方向(第1方向)のうち、走行操作部材59を前方(一方)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55Bは、前後方向(第1方向)のうち、走行操作部材59を後方(他方)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。左右方向(第2方向)のうち、操作弁55Cは、走行操作部材59を右方(一方)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55Dは、左右方向(第2方向)のうち、走行操作部材59を、左方(他方)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。
複数の操作弁55と、走行ポンプ(左走行ポンプ53L,右走行ポンプ53R)とは、走行油路45によって接続されている。言い換えれば、走行ポンプ(左走行ポンプ53L,右走行ポンプ53R)は、操作弁55(操作弁55A、操作弁55B、操作弁55C、操作弁55D)から出力した作動油によって作動可能な油圧機器である。
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、第5走行油路45eとを有している。第1走行油路45aは、左走行ポンプ53Lの受圧部(第1受圧部)53aに接続された油路であり、走行操作部材59を操作したときに受圧部(第1受圧部)53aに作用する作動油を通過させる油路である。第2走行油路45bは、左走行ポンプ53Lの受圧部(第2受圧部)53bに接続され油路であり、走行操作部材59を操作したときに受圧部(第2受圧部)53bに作用する作動油を通過させる油路である。第3走行油路45cは、右走行ポンプ53Rの受圧部
(第3受圧部)53aに接続され油路であり、走行操作部材59を操作したときに受圧部(第3受圧部)53aに作用する作動油を通過させる油路である。第4走行油路45dは、右走行ポンプ53Rの受圧部(第4受圧部)53bに接続され油路であり、走行操作部材59を操作したときに受圧部(第4受圧部)53bに作用する作動油を通過させる油路である。第5走行油路45eは、操作弁55、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を接続する油路である。
走行操作部材59を前方(図1、図2では矢印A1方向)に揺動させると、操作弁55Aが操作されて該操作弁55Aからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第1走行油路45aを介して左走行ポンプ53Lの受圧部53aに作用すると共に第3走行油路45cを介して右走行ポンプ53Rの受圧部53aに作用する。これにより、左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rが正転(前進回転)して作業機1が前方に直進する。
また、走行操作部材59を後方(図1、図2では矢示A2方向)に揺動させると、操作弁55Bが操作されて該操作弁55Bからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第2走行油路45bを介して左走行ポンプ53Lの受圧部53bに作用すると共に第4走行油路45dを介して右走行ポンプ53Rの受圧部53bに作用する。これにより、左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rが逆転(後進回転)して作業機1が後方に直進する。
また、走行操作部材59を右方(図1、図2では矢示A3方向)に揺動させると、操作弁55Cが操作されて該操作弁55Cからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第1走行油路45aを介して左走行ポンプ53Lの受圧部53aに作用すると共に第4走行油路45dを介して右走行ポンプ53Rの受圧部53bに作用する。これにより、左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、左走行モータ36Lが正転し且つ右走行モータ36Rが逆転して作業機1が右側にスピンターン(超信地旋回)する。
また、走行操作部材59を左方(図1、図2では矢示A4方向)に揺動させると、操作弁55Dが操作されて該操作弁55Dからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は第3走行油路45cを介して右走行ポンプ53Rの受圧部53aに作用すると共に第2走行油路45bを介して左走行ポンプ53Lの受圧部53bに作用する。これにより、左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、左走行モータ36Lが逆転し且つ右走行モータ36Rが正転して作業機1が左側にスピンターン(超信地旋回)する。
また、走行操作部材59を斜め方向(図2では矢示A5方向)に揺動させると、受圧部53aと受圧部53bとに作用するパイロット圧の差圧によって、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rの回転方向及び回転速度が決定され、作業機1が前進又は後進しながら右へ信地旋回又は左へ信地旋回する。
すなわち、走行操作部材59を左斜め前方に揺動操作すると該走行操作部材59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、走行操作部材59を右斜め前方に揺動操作すると該走行操作部材59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、走行操作部材59を左斜め後方に揺動操作すると該走行操作部材59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、走行操作部材59を右斜め後方に揺動操作すると該走行操作部材59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。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、制動装置30、制動切換弁31及び作動弁72によって、作業機1を制動しながら暖機を行うことができるシステムである。
作動弁72と、速度切換弁71L及び速度切換弁71Rとを接続する油路(第1油路)41には、排出油路101が接続されている。排出油路101は、作動油タンク22、油圧ポンプ(第1油圧ポンプ、第2油圧ポンプ)等のサクション側等の排出部に接続されている。なお、排出部は、上述に限定されない。また、排出油路101には、絞り部102が設けられている。
制動装置30は、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)の制動を行う装置である。制動装置30は、第1油圧ポンプP1から吐出されたパイロット油(作動油)によって、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)を制動する制動状態と、制動を解除する解除状態とに変化する。
例えば、制動装置30は、左走行モータ36L、右走行モータ36Rの出力軸に設けられた第1ディスクと、移動可能な第2ディスクと、第2ディスクが第1ディスクに接触する側へ付勢するバネとを備えている。また、制動装置30は、第1ディスク、第2ディスク及びバネを収容する収容部(収容ケース)38を備えている。
制動装置30と制動切換弁31とは、油路100を介して接続されている。制動切換弁31は、制動装置30における制動及び制動の解除(制動解除)を行う電磁弁であって、第1位置31aと第2位置31bとに切り換え可能な二位置切換弁である。制動切換弁31は、第1位置31aである場合、制動装置30に作用させる作動油の圧力(収容部38に作用する圧力)を当該制動装置30が制動する圧力に設定することで、制動装置30を制動状態にする。また、制動切換弁31は、第2位置31bである場合、作動油の圧力を制動解除する圧力に設定することで、制動装置30を解除状態にする。
制動切換弁31の切換は、制御装置60の制御により行う。例えば、制御装置60には、制動切換弁31のソレノイドを消磁する制御信号を出力して当該制動切換弁31を第1位置31aにする。また、制御装置60は、制動切換弁31のソレノイドを励磁する制御信号を出力して当該制動切換弁31を第2位置31bにする。また、制御装置60から制動切換弁31への制御信号の出力は、例えば、スイッチを設けておき、スイッチを手動で操作することにより行っても良いし、制御装置60が作業機の運転状況を判断して自動的に行ってもよい。
したがって、制動切換弁31が第1位置31aである場合、収容部38の格納部のパイロット油が排出され、第2ディスクが制動の方向に動き、制動装置30における制動を行うことができる。また、制動切換弁31が第2位置31bである場合、収容部38の格納部にパイロット油が供給され、第2ディスクが制動とは反対側(バネの付勢方向とは反対側)に動き、制動装置30における制動解除を行うことができる。
図1に示すように、作業機1は、制御装置60を備えている。制御装置60は、作業機1の様々な制御を行うもので、CPU、MPU等の半導体、電気電子回路等から構成されている。制御装置60には、アクセル65と、モードスイッチ66と、速度切換スイッチ67、測定装置68と、回転検出装置69とが接続されている。
アクセル65は、運転席8の近傍に設けられ、原動機32の目標回転数を設定することが可能である。アクセル65は、揺動自在に支持されたアクセルレバー、揺動自在に支持されたアクセルペダル、回転自在に支持されたアクセルボリューム、スライド自在に支持されたアクセルスライダー等である。なお、アクセル65は、上述した例に限定されない。
回転検出装置69は、原動機32の実回転数を検出する。回転検出装置69によって、制御装置60は、原動機32の実回転数を把握することができる。制御装置60は、アクセル65の操作量に基づいて、目標回転数を設定して、設定した目標回転数になるように実回転数を制御する。
測定装置68は、作動油の温度を測定するセンサであって、制御装置60は、当該測定装置68で測定した作動油の温度を取得することができる。
制御装置60は、速度切換スイッチ67の操作に応じて、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)を第1速度及び第2速度のいずれかに切り換える手動切換制御を行う。手動切換制御では、速度切換スイッチ67が第1速度側に切り換えられた場合は、作動弁72のソレノイドを消磁することで、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)を第1速度にする。また、手動切換制御では、速度切換スイッチ67が第2速度側に切り換えられた場合は、作動弁72のソレノイドを励磁することで、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)を第2速度にする。作動弁72は、第2位置72bに切り換えて作動油の一部が排出油路101に流れる状況であったとしても
、速度切換弁71L及び速度切換弁71Rの受圧部に作用させる圧力を、第2速度に対応する圧力になるように、開口部等が設定されている。
モードスイッチ66は、手動操作によって、作業をロックするモード、即ち、暖機モードにするスイッチである。例えば、モードスイッチ66は、ON/OFFに切り換え可能なスイッチであり、ONである場合に暖機モードにして、OFFである場合には暖機モードを無効にして運転モードにする。なお、モードスイッチ66のON/OFFに関わらず、自動的に暖機モードになってもよい。
図2Aは、走行モータを第1速度/第2速度に切り換えたときのパイロット圧と、第1速度のときに暖機モードにしたときのパイロット圧を示している。図2Bは、走行モータが第2速度であるときのパイロット圧と、第2速度のときに暖機モードにしたときのパイロット圧を示している。
なお、説明の便宜上、図2A及び図2Bにおいて、暖機モードでない場合の速度切換弁71L及び速度切換弁71Rの受圧部に作用するパイロット圧をラインL1で示し、暖機モードである場合の速度切換弁71L及び速度切換弁71Rの受圧部に作用するパイロット圧をラインL2で示している。また、説明の便宜上、速度切換弁71L及び速度切換弁71Rの受圧部に作用する圧力のことを「作用圧」という。
加えて、図2Aにおいて、第1速度及び第2速度に切り換えたときの作用圧に関して、当該作用圧の上昇、下降、下限圧、上限圧は、暖機モードでない場合と、暖機モードである場合とのいずれにおいても同じように推移するが、暖機モードでない場合と暖機モードとの関係をわかりやすくするために、図2A上に暖機モードでない場合と暖機モードである場合との作用圧を同一の図に示している。
図2Aに示すように、制御装置60は、暖機モードでない場合、例えば、速度切換スイッチ67の切換を行うと、第1速度から第2速度への切換時、第2速度から第1速度の切り換え時は、ラインL1に示すように作用圧が変化する。また、制御装置60は、暖機モードである場合も、例えば、制御装置60の制御によって、ラインL2に示すように、作用圧が変化する。
詳しくは、暖機モードでない場合において、速度切換スイッチ67が第1速度側に切り換えられた場合、ラインL1に示すように、作用圧は、境界圧PV3を超えておらず、範囲PS1内であり、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)は第1速度である。また、暖機モードでない場合において、速度切換スイッチ67が第2速度側に切り換えられた場合、作用圧が境界圧PV3を超えて範囲PS2になり、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)は第2速度になる。
一方で、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)が第1速度の状態である時点P10において、暖機モードに切り換えられたとする。制御装置60は、時点P10において、制動切換弁31のソレノイドを消磁する制御信号を出力して当該制動切換弁31を第1位置31aにする、即ち、制動装置30を制動状態にする。
制御装置60は、制動切換弁31を第1位置31aから所定時間T1が経過した時点P11に、作動弁72のソレノイドを励磁することで、油路(第1油路)41側の圧力を昇圧する。そうすると、制動装置30が制動状態に維持された状態で、作用圧は、ラインL2のように境界圧PV3を超えて範囲PS2になる。つまり、制動モードでは、作動弁72のソレノイドを励磁して当該作動弁72を第2位置72bに切り換えたとき、油路(第1油路)41の一部が排出油路101に流れることで、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)が制動状態で且つ第2速度で暖機を行うことができる。
また、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)が第2速度の状態で且つ制動装置30が解除状態である時点P20において、暖機モードに切り換えられたとする。図2Bに示すように、制御装置60は、ラインL2に示すように、時点P20後に作動弁72を第1位置72aに切り換え、作用圧を第1速度に対応する範囲PS1に向けて低下させる。また、制御装置60は、作用圧が範囲PS1内であって低い圧力になったときに、制御装置60は、制動装置30を解除状態から制動状態にする。制動装置30が制動状態で且つ作用圧が範囲PS1の低い圧力になった時点P21において、制御装置60
は、作動弁72を第2位置72bに切り換えることで、作用圧を範囲PS2に向けて昇圧する。
なお、制御装置60は、時点P22において、作用圧が範囲PS1において低い圧力になってから、所定時間T2が経過した時点P21になってから、作用圧を昇圧してもよい。これによれば、走行モータが第2速度の状態であっても一旦、作用圧を下げて制動装置30を制動状態にした後、再び、作用圧を昇圧することにより暖機することができる。
制御装置60は、原動機32の始動時(イグニッションスイッチをOFFからONに切り換えた時)は、制動装置30を制動状態に維持する(制動切換弁31を第1位置31aの位置に維持する)。制御装置60は、制動装置30を制動状態に維持した状態で原動機32の回転数が所定回転数以上になると、自動的に暖機モードに入り、作動弁72を第2位置72bに切り換える。
また、原動機32の始動後、暖機モードにおいて、運転者(作業者)がモードスイッチ66を操作して、暖機モードを無効(運転モード)にした場合は、制御装置60は、作動弁72を第1位置72aに切り換え、作用圧を第1速度に対応する範囲PS1に低下させる。制御装置60は、作用圧が範囲PS1になると、制動切換弁31を第2位置31bに切り換えることで、制動装置30を解除状態にする。
なお、制御装置60は、作動油の温度に基づいて、暖機モードと通常モード(暖機モードが無効)とに切り換えてもよい。例えば、制御装置60は、測定装置68で測定した作動油の温度が低く、作動油の粘性が高い温度領域のときは、暖機モードにして、作動油の温度が高く、作動油の粘性が低いときは、通常モードにする。この場合において、暖機モードになったときの制御は、図2A及び図2Bと同じであるため、説明を省略する。
図3は、油圧システムの変形例を示している。
図3に示すように、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rは、カムモータ(ラジアルピストンモータ)である。左走行モータ36L及び右走行モータ36Rは、作動時における容量(モータ容量)の大きさを可変することによって、出力軸の回転やトルクを変更する。また、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rには、前後進切換弁90が接続されている。前後進切換弁90を切り換えることで、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rの回転方向を切り換えることができる。
上述した実施形態では、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rは、同時に第1速度、第2速度に切り換わり、暖機モードも左走行モータ36L及び右走行モータ36Rに対して同時に行われる構成であったが、少なくとも左走行モータ36L及び右走行モータ36Rのいずれかが第1速度、第2速度に切り換わり、少なくとも左走行モータ36L及び右走行モータ36Rのいずれかが第2速度になっている状態で暖機モードを行ってもよい。
なお、上述した実施形態において、作動弁72は切換弁であったが、比例弁であってもよいし、その他の弁であってもよく限定されない。
図4Aは、油圧システムの変形例を示している。図4Aに示すように、油路100と油路41とを接続する連通油路110が設けられている。連通油路110には、油路41から油路100に作動油が流れるのを許容し且つ、油路100から油路41へ作動油が流れるのを阻止する逆止弁111が接続されている。
制御装置60は、モードスイッチ66によって通常モードすることができる。図4Aにおいて、排出油路101以外の構成は、上述した油圧回路と同様である。
図4Aの油圧システムの変形例は、原動機32と、走行装置5L,5Rと、走行装置5L,5Rに動力を伝達可能な走行モータ36L,36Rと、走行モータ36L,36Rを第1速度と第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁71L、71Rと、速度切換弁71L、71Rに作用する圧力を変更可能な作動弁72と、走行モータ36L,36Rを制動する制動状態と制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置30と、作動弁72及び制動装置30を制御可能で通常モードを有する制御装置60と、を備え、制御装置60は、走行モータ36L,38R第2速度の状態で暖機モードでなくなった場合、即ち、通常モードになった場合、作動弁72によって作用圧を、第2速度に対
応する圧力から第1速度に対応する圧力に低下させた後に、制動装置30を制動状態から解除状態にする。これによれば、制動装置30を制動状態から解除状態にするときに、作用圧を下げることにより、解除状態にした後、素早く、スムーズに作業機を走行状態にすることができる。
なお、図4Aにおいて、排出油路101は無くてもよいが、上述したように、排出油路101を設けて、暖機モードであるときは、暖機を行うような油圧システムであってもよいこの場合、制動装置30を制動状態にして作動弁72を第2位置72bに切り換えると、油路41から連通油路110を通過して油路100に作動油を流すことができ、油路100の作動油を制動切換弁31のドレイン側から排出することができる。
また、図4Bに示すように、油路41と油路40とを接続する連通油路112を設けてもよい。連通油路110には、油路41から油路40に作動油が流れるのを許容し且つ、油路40ら油路41へ作動油が流れるのを阻止する逆止弁113が接続されている。この場合も、上述した実施形態同様に暖機モードにすることによって、油路41から連通油路112を通過して油路40に作動油を流すことで暖機を行うことができる。
作業機1は、原動機32と、走行装置5L,5Rと、走行装置5L,5Rに動力を伝達可能な走行モータ36L,36Rと、走行モータ36L,36Rを第1速度と第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁71L、71Rと、速度切換弁71L、71Rに作用する圧力を変更可能な作動弁72と、速度切換弁71L、71Rに接続され且つ、速度切換弁71L、71Rに作用する作動油を流す第1油路41と、第1油路41に接続された排出油路101と、走行モータ36L,36Rを制動する制動状態と制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置30と、作動弁72及び制動装置30を制御可能で暖機モードを有する制御装置60と、を備え、制御装置60は、暖機モードである場合、制動装置30を制動状態にし、且つ、作動弁72を制御することで速度切換弁71L、71Rに作用する作用圧が第2速度に対応する圧力以上にする。これによれば、制動装置30を制動状態にして作業機1(機体2)を動かない状態にしてから、速度切換弁71L、71Rに作用する作用圧が第2速度に対応する圧力以上することによって、より多くの作動油を循環させることができ、暖機を素早く行うことができる。
制御装置60は、原動機32の始動時に制動装置30を制動状態に維持した状態で、原動機32の回転数が所定以上になると、作用圧を第2速度に対応する圧力以上にする。
制御装置60は、走行モータ36L,36Rが第2速度の状態で暖機モードになった場合、作動弁72によって作用圧を、第2速度に対応する圧力から第1速度に対応する圧力に低下させ且つ、制動装置30を解除状態から制動状態にしてから、作動弁72を制御することで、作用圧を第2速度に対応する圧力に昇圧する。これによれば、原動機32を始動後、原動機32の回転数を所定以上になった時点で、速度切換弁71L、71Rに高い圧力(作用圧)を付与することができるため、原動機32を始動して作業を始める際に効率的に暖機を行うことができる。
制御装置60は、作用圧を、第2速度に対応する圧力から第1速度に対応する圧力に低下させた後、所定時間後に作用圧を第2速度に対応する圧力に昇圧する。これによれば、作業機1(機体2)が第2速度で走行している状態であっても、暖機を行える状態にすることができる。つまり、作業機1(機体2)が第2速度で走行している状態であるときは、一旦、作用圧を第1速度に対応する圧力に落とすことで、作業機1の速度を下げて、制動装置30を制動状態にすることにより、作業機1を停止させた後、再び、作用圧を昇圧することで、暖機を行うことができる。
制御装置60は、走行モータ36L,36Rが第1速度の状態で暖機モードになった場合には、制動装置30を解除状態から制動状態にしてから所定時間後に、作動弁72を制御することで作用圧を、第1速度に対応する圧力から第2速度に対応する圧力に昇圧する。
作業機1は、作動油の温度を検出可能な測定装置68を備え、制御装置60は、測定装置68で測定した作動油の温度が所定以下になった場合に、暖機モードになる。これによれば、作業機1が第1速度で走行している状態であるときは、制動装置30を制動状態に
することにより、作業機1を停止させた後、作用圧を昇圧することで、暖機を行うことができる。
作業機1は、暖機モードを有効又は無効に手動で切り換えるモードスイッチ66を備えている。これによれば、作業者(運転者)がモードスイッチ66を操作することで、暖機を行ったり、暖機を中止(停止)することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 :作業機
5L :左走行装置
5R :右走行装置
32 :原動機
34 :走行切換弁
36L :左走行モータ
36R :右走行モータ
60 :制御装置
72 :作動弁
101 :排出油路

Claims (7)

  1. 原動機と、
    走行装置と、
    前記走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、
    前記走行モータを第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、
    前記速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、
    前記速度切換弁に接続され且つ、前記速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、
    前記第1油路に接続された排出油路と、
    前記走行モータを制動する制動状態と、前記制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、
    前記作動弁及び前記制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記暖機モードである場合、前記制動装置を前記制動状態にし、且つ、前記作動弁を制御することで前記速度切換弁に作用する作用圧が前記第2速度に対応する圧力以上にして、
    前記原動機の始動時には、前記制動装置を前記制動状態に維持した状態で、前記原動機の回転数が所定以上になると、前記作用圧を前記第2速度に対応する圧力以上にする作業機。
  2. 原動機と、
    走行装置と、
    前記走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、
    前記走行モータを第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、
    前記速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、
    前記速度切換弁に接続され且つ、前記速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、
    前記第1油路に接続された排出油路と、
    前記走行モータを制動する制動状態と、前記制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、
    前記作動弁及び前記制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記暖機モードである場合、前記制動装置を前記制動状態にし、且つ、前記作動弁を制御することで前記速度切換弁に作用する作用圧が前記第2速度に対応する圧力以上にして、
    前記走行モータが前記第2速度の状態で前記暖機モードになった場合、前記作動弁によって前記作用圧を、前記第2速度に対応する圧力から前記第1速度に対応する圧力に低下させ且つ、前記制動装置を前記解除状態から前記制動状態にしてから、前記作動弁を制御することで、前記作用圧を前記第2速度に対応する圧力に昇圧する作業機。
  3. 前記制御装置は、前記作用圧を、前記第2速度に対応する圧力から前記第1速度に対応する圧力に低下させた後、所定時間後に前記作用圧を前記第2速度に対応する圧力に昇圧する請求項に記載の作業機。
  4. 原動機と、
    走行装置と、
    前記走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、
    前記走行モータを第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、
    前記速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、
    前記速度切換弁に接続され且つ、前記速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、
    前記第1油路に接続された排出油路と、
    前記走行モータを制動する制動状態と、前記制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、
    前記作動弁及び前記制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記暖機モードである場合、前記制動装置を前記制動状態にし、且つ、前記作動弁を制御することで前記速度切換弁に作用する作用圧が前記第2速度に対応する圧力以上にして、
    前記走行モータが前記第1速度の状態で前記暖機モードになった場合には、前記制動装置を前記解除状態から前記制動状態にしてから所定時間後に、前記作動弁を制御することで前記作用圧を、前記第1速度に対応する圧力から前記第2速度に対応する圧力に昇圧する作業機。
  5. 原動機と、
    走行装置と、
    前記走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、
    前記走行モータを第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、
    前記速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、
    前記速度切換弁に接続され且つ、前記速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、
    前記第1油路に接続された排出油路と、
    前記走行モータを制動する制動状態と、前記制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、
    前記作動弁及び前記制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、
    前記作動油の温度を検出可能な測定装置
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記暖機モードである場合、前記制動装置を前記制動状態にし、且つ、前記作動弁を制御することで前記速度切換弁に作用する作用圧が前記第2速度に対応する圧力以上にして、
    前記測定装置で測定した前記作動油の温度が所定以下になった場合に、前記暖機モードになる作業機。
  6. 原動機と、
    走行装置と、
    前記走行装置に動力を伝達可能な走行モータと、
    前記走行モータを第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切り換え可能な速度切換弁と、
    前記速度切換弁に作用する圧力を変更可能な作動弁と、
    前記速度切換弁に接続され且つ、前記速度切換弁に作用する作動油を流す第1油路と、
    前記第1油路に接続された排出油路と、
    前記走行モータを制動する制動状態と、前記制動状態を解除する解除状態とに変化可能な制動装置と、
    前記作動弁及び前記制動装置を制御可能で暖機モードを有する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記暖機モードである場合、前記制動装置を前記制動状態にし、且つ、前記作動弁を制御することで前記速度切換弁に作用する作用圧が前記第2速度に対応する圧力以上にして、
    前記走行モータが前記第2速度の状態で前記暖機モードでなくなった場合、前記作動弁によって前記作用圧を、前記第2速度に対応する圧力から前記第1速度に対応する圧力に低下させた後に、前記制動装置を前記制動状態から前記解除状態にする作業機。
  7. 前記暖機モードを有効又は無効に手動で切り換えるモードスイッチを備えている請求項1~のいずれかに記載の作業機。
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