JP7496798B2 - 作業機 - Google Patents
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Description
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、作業機の状況に応じて簡単に自動減速を行うことができる作業機を提供することを目的とする。
作業機は、機体と、前記機体に設けられた原動機と、前記機体の左側に設けられた左走行装置と、前記機体の右側に設けられた右走行装置と、前記左走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な左走行モータと、前記右走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な右走行モータと、前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速が可能で且つ、前記自動減速を行うか否かを判断するための減速閾値を変更することが可能である制御装置と、前記左走行モータ、前記右走行モータの回転方向を変更可能な走行操作部材と、を備え、前記制御装置は、前記走行操作部材の操作に基づいて、前記減速閾値を変更する。
作業機は、機体と、前記機体に設けられた原動機と、前記機体の左側に設けられた左走行装置と、前記機体の右側に設けられた右走行装置と、前記左走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な左走行モータと、前記右走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な右走行モータと、前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速が可能で且つ、前記自動減速を行うか否かを判断するための減速閾値を変更することが可能である制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記原動機の回転数に応じて前記減速閾値を変更する。
作業機は、機体と、前記機体に設けられた原動機と、前記機体の左側に設けられた左走行装置と、前記機体の右側に設けられた右走行装置と、前記左走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な左走行モータと、前記右走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な右走行モータと、前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速が可能で且つ、前記自動減速を行うか否かを判断するための減速閾値を変更することが可能である制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記原動機の回転数と予め定められた所定の回転数との差に応じて前記減速閾値を変更する。
図9、本発明に係る作業機の側面図を示している。図9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。
することによりバケット11を揺動させる。
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。
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。
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。
左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53R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とを有しており、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は、正転時に作動油を吐出する第1ポート82aと、逆転時に作動油を吐出する第2ポート82bとを有している。右走行ポンプ53Rは、正転時に作動油を吐出する第3ポート82cと、逆転時に作動油を吐出する第4ポート82dとを有している。
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。
第1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。第1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。
第2切換弁72は、第1切換弁71L及び第1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。第2切換弁72、第1切換弁71L及び第1切換弁71Rは、油路41により接続されている。第2切換弁72は、第1位置72aである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第1位置71L1、71R1に切り換え、第2位置72bである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第2位置71L2、71R2に切り換える。
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。
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。
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。
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。
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。
モードスイッチ66は、自動減速を有効又は無効に切り換えるスイッチである。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である場合に自動減速を有効に切り換え、OFFである場合には自動減速を無効に切り換える。
制御装置60は、自動減速部61を備えている。自動減速部61は、制御装置60に設けられた電気電子回路等、当該制御装置60に格納されたプログラム等である。
自動減速部61は、走行モードで且つ自動減速が有効である場合には自動減速制御を行い、走行モードで且つ自動減速が無効である場合には自動減速制御を行わない。また、自動減速部61は、取得モードでも自動減速制御を行わない。
)を第2速度から第1速度に減速する。つまり、制御装置60は、自動減速制御において、自動減速を行う際は、左走行モータ36Lと右走行モータ36Rとの両方を、第2速度から第1速度に減速する。
なお、第1走行圧LF(t,rpm)、第2走行圧LB(t,rpm)、第3走行圧RF(t,rpm)、第4走行圧RB(t,rpm)で示された(t,rpm)は、ある時間(t)における原動機の実回転数(rpm)に紐づけられた値であることを示す表記である。従って、第1走行圧LF(t,rpm)~第4走行圧RB(t,rpm)の各々は、時間(t)における原動機の実回転数(rpm)で得られた走行圧である。
なお、式(1)において、第1走行圧LF(t,rpm)に替えて第1走行圧LF(t,rpm)と第2走行圧LB(t,rpm)との差である走行圧差LF-LB(t,rpm)を用い、第2走行圧LB(t,rpm)に替えて第2走行圧LB(t,rpm)と第1走行圧LF(t,rpm)との差である走行圧差LB-LF(t,rpm)を用い、第3走行圧RF(t,rpm)に替えて第3走行圧RF(t,rpm)と第4走行圧RB(t,rpm)との差である走行圧差RF-RB(t,rpm)を用い、第4走行圧RB(t,rpm)に替えて第4走行圧RB(t,rpm)と第3走行圧RF(t,rpm)との差である走行圧差RB-RF(t,rpm)を用いてもよい。
図3に示すように、走行操作部材59を前方向等に操作して、作業機1を直進(前進)させた場合、自動減速部61は、補正係数ηをη1に設定する。走行操作部材59を前方向から右斜め方向又は左斜め方向に操作して、作業機1を直進から信地旋回させた場合、自動減速部61は、補正係数ηをη1よりも低いη2に設定する。また、走行操作部材59を中立位置から右斜め方向又は左斜め方向に操作して、作業機1を停止から信地旋回させた場合、自動減速部61は、補正係数ηをη2よりも低いη3に設定する。また、走行操作部材59を中立位置から右方向又は左方向に操作して、作業機1を停止から超信地旋回させた場合、自動減速部61は、補正係数ηをη3よりも低いη4に設定する。
制御装置60(自動減速部61)は、旋回(超信地旋回、信地旋回)に対応する旋回の補正係数(旋回補正係数)ηを固定値(デフォルト値)にしておき、走行操作部材59の操作が直進であるときのみ、直進に対応する直進の補正係数(直進補正係数)ηに切り換えることによって、減速閾値ST(rpm)を変更してもよい。
自動減速部61は、式(3)に基づいて、減速閾値ST(rpm)を設定する。式(3)の補正係数η(rpm)は、原動機回転数に対応する値である。
制御装置60は、走行操作部材59の操作が旋回であるときの減速閾値ST(rpm)を設定するための旋回補正係数と、走行操作部材59の操作が直進であるときの減速閾値ST(rpm)を設定するための直進補正係数とのいずれかを取得可能であり、走行操作部材59の操作が直進になったときに、旋回補正係数から直進補正係数に切り換える。これによれば、作業機1が旋回と直進とで自動減速を異なるように実行することができる。
作業機1は、左走行ポンプ53Lの第1ポート及び第2ポートに接続され且つ、左走行モータ36Lに接続される第1循環油路57hと、右走行ポンプ53Rの第3ポート及び第4ポートに接続され且つ、右走行モータ36Rに接続される第2循環油路57iと、左走行モータ36Lの第1ポート側に設けられ且つ左走行モータ36Lの回転時の第1循環油路57hに作用する作動油の圧力を第1走行圧として検出する第1圧力検出装置80aと、左走行モータ36Lの第2ポート側に設けられ且つ左走行モータ36Lの回転時の前記第1循環油路57hに作用する作動油の圧力を第2走行圧として検出する第2圧力検出装置80bと、右走行モータ36Rの第3ポート側に設けられ且つ右走行モータ36Rの回転時の第2循環油路57iに作用する作動油の圧力を第3走行圧として検出する第3圧力検出装置80bと、右走行モータ36Rの第4ポート側に設けられ且つ右走行モータ36Rの回転時の第2循環油路57iに作用する作動油の圧力を第4走行圧として検出する第4圧力検出装置80dと、を備え、制御装置60は、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rが第2速度である場合において、上記第1走行圧、上記第2走行圧、上記第3走行圧及び上記第4走行圧のいずれかと、設定後の減速閾値とに基づいて自動減速を行う
自動減速を行う。これによれば、走行圧(第1走行圧、第2走行圧、第3走行圧、第4走行圧)と、減速閾値とによって、簡単に自動減速を行うことができる。
なお、上述したように、第2速度は、第1速度よりも速ければよいため、作業機1は、変速段が2段に限定されず、多段(複数段)であっても適用が可能である。
例えば、図6に示すように、操作部材59の操作及び原動機の回転数によって変更される補正係数η(減速閾値ST(rpm))を、ラインL11、L12によって求める。補正係数η(減速閾値ST(rpm))は、原動機回転数が大きくなるにつれて大きくなり、原動機回転数が小さくなるにつれて小さくなる。
しかし、図7に示す別の方法でもよい。図7は、原動機回転数差に基づく補正係数η(rpm)の一例を示す図である。
制御装置60は、このグラフに相当する、作業機1の走行状態の変化に対する減速閾値ST(rpm)の変化を、予めマップとして保持していてもよい。
制御装置60には、走行ポンプ(走行ポンプ53L,53R)の斜板を操作する油圧レギュレータが接続されている。走行ポンプ53Lの斜板と走行ポンプ53Rの斜板のそれぞれに油圧レギュレータが一つずつ接続されている。従って、走行ポンプ53Lの斜板と走行ポンプ53Rの斜板を、それぞれ独立して制御することができる。
ジョイスティックが後方に操作されると、制御装置60は、ジョイスティックの操作量に応じた制御信号を油圧レギュレータに出力する。この制御信号を受けて、油圧レギュレータは、走行ポンプ53L及び走行ポンプ53Rの斜板を逆転(後進)の方向に揺動させる。これによって、作業機1は後進する。
ジョイスティックが左方に操作されると、制御装置60は、ジョイスティックの操作量に応じた制御信号を油圧レギュレータに出力する。この制御信号を受けて、油圧レギュレータは、走行ポンプ53Lの斜板を逆転の方向に揺動させ、走行ポンプ53Rの斜板を正転の方向に揺動させる。作業機は左旋回する。
ギュレータ156Lの操作を通して走行ポンプ53Lが出力する作動油の量を制御する弁である。操作弁155Lは、ソレノイドを有する電磁比例弁で構成されており、制御装置60からソレノイドに出力された制御信号に基づいて、操作弁155Lのスプールが移動する。このスプールの移動によって、操作弁155Lの開度が変更される。ここで、操作弁155Lは、第1位置159aと第2位置159bと中立位置159cとを有し、いずれかの位置に切り換え可能である。
操作弁155Rは、直接的には油圧レギュレータ156Rを操作する弁であり、油圧レギュレータ156Rの操作を通じて第2走行ポンプ53Rが出力する作動油の量を制御する弁である。操作弁155Rは、ソレノイドを有する電磁比例弁で構成されており、制御装置60からソレノイドに付与された制御信号に基づいて、操作弁155Rのスプールが移動する。このスプールの移動によって、操作弁155Rの開度が変更される。ここで、操作弁155Rは、第1位置159aと第2位置159bと中立位置159cとを有し、いずれかの位置に切り換え可能である。
操作弁155L及び操作弁155Rを第1位置159aに切り換えれば、油圧レギュレータ156L、156Rが作動して走行ポンプ(走行ポンプ53L,走行ポンプ53R)の斜板が揺動し、走行ポンプは正転する。操作弁155L及び操作弁155Rを第2位置159bに切り換えれば、油圧レギュレータ156L、156Rが作動して走行ポンプ(第1走行ポンプ53L,第2走行ポンプ53R)の斜板が揺動し、走行ポンプは逆転する。
ジョイスティックによる制御信号を用いて走行ポンプの斜板を揺動させる構成において、操作弁155L、155R及び油圧レギュレータ156L、156Rを用いて走行ポンプの斜板を揺動させる構成であっても、作業機1の走行の状態を検出することができる。このように、ジョイスティックを用いた構成で検出された作業機1の走行の状態に応じて補正係数ηを変更すれば、上述の実施形態で説明した構成で減速閾値ST(rpm)を決定することができる。
2 機体
5L 左走行装置
5R 右走行装置
32 原動機
36L 左走行モータ
36R 右走行モータ
53L 左走行ポンプ
53R 右走行ポンプ
57h 接続油路(第1循環油路)
57i 接続油路(第2循環油路)
60 制御装置
80a 第1圧力検出装置
80b 第2圧力検出装置
80c 第3圧力検出装置
80d 第4圧力検出装置
Claims (6)
- 機体と、
前記機体に設けられた原動機と、
前記機体の左側に設けられた左走行装置と、
前記機体の右側に設けられた右走行装置と、
前記左走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な左走行モータと、
前記右走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な右走行モータと、
前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速が可能で且つ、前記自動減速を行うか否かを判断するための減速閾値を変更することが可能である制御装置と、
前記左走行モータ、前記右走行モータの回転方向を変更可能な走行操作部材と、
を備え、
前記制御装置は、前記走行操作部材の操作に基づいて、前記減速閾値を変更する作業機。 - 前記制御装置は、前記走行操作部材の操作が旋回であるときの減速閾値を設定するための旋回補正係数と、前記走行操作部材の操作が直進であるときの減速閾値を設定するための直進補正係数とのいずれかを取得可能であり、前記走行操作部材の操作が前記直進になったときに、前記旋回補正係数から前記直進補正係数に切り換える請求項1に記載の作業機。
- 前記制御装置は、前記走行操作部材の操作が旋回であるときに減速閾値を変更可能である請求項1に記載の作業機。
- 機体と、
前記機体に設けられた原動機と、
前記機体の左側に設けられた左走行装置と、
前記機体の右側に設けられた右走行装置と、
前記左走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な左走行モータと、
前記右走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な右走行モータと、
前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速が可能で且つ、前記自動減速を行うか否かを判断するための減速閾値を変更することが可能である制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記原動機の回転数に応じて前記減速閾値を変更する作業機。 - 機体と、
前記機体に設けられた原動機と、
前記機体の左側に設けられた左走行装置と、
前記機体の右側に設けられた右走行装置と、
前記左走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な左走行モータと、
前記右走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な右走行モータと、
前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速が可能で且つ、前記自動減速を行うか否かを判断するための減速閾値を変更することが可能である制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記原動機の回転数と予め定められた所定の回転数との差に応じて前記減速閾値を変更する作業機。 - 機体と、
前記機体に設けられた原動機と、
前記機体の左側に設けられた左走行装置と、
前記機体の右側に設けられた右走行装置と、
前記左走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な左走行モータと、
前記右走行装置に動力を伝達可能で且つ第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な右走行モータと、
前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速が可能で且つ、前記自動減速を行うか否かを判断するための減速閾値を変更して設定することが可能である制御装置と、
左走行ポンプの第1ポート及び第2ポートに接続され且つ、前記左走行モータに接続される第1循環油路と、
右走行ポンプの第3ポート及び第4ポートに接続され且つ、前記右走行モータに接続される第2循環油路と、
前記左走行モータの第1ポート側に設けられ且つ前記左走行モータの回転時の前記第1循環油路に作用する作動油の圧力を第1走行圧として検出する第1圧力検出装置と、
前記左走行モータの第2ポート側に設けられ且つ前記左走行モータの回転時の前記第1循環油路に作用する作動油の圧力を第2走行圧として検出する第2圧力検出装置と、
前記右走行モータの第3ポート側に設けられ且つ前記右走行モータの回転時の前記第2循環油路に作用する作動油の圧力を第3走行圧として検出する第3圧力検出装置と、
前記右走行モータの第4ポート側に設けられ且つ前記右走行モータの回転時の前記第2循環油路に作用する作動油の圧力を第4走行圧として検出する第4圧力検出装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記左走行モータ及び前記右走行モータが前記第2速度である場合において、前記第1走行圧、前記第2走行圧、前記第3走行圧、前記第4走行圧のいずれかと、前記設定後の減速閾値とに基づいて前記自動減速を行う作業機。
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