JP3914313B2 - Ｈｓｔ式ミッション装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラ式作業機において、車速を変更する走行用のＨＳＴ式無段変速機構を具備したＨＳＴ式ミッション装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、クローラ式作業機等においては、例えば、実開昭６０−８９４５４号公報に示すように、走行駆動をＨＳＴ式無段変速機構により行う技術は公知とされている。
また、ＨＳＴ式無段変速機構を構成する油圧ポンプの斜板を操作する機構を、自動斜板角度制御バルブ等によりサーボ機構として構成し、作業機の操向操作を行う技術は、特願平８−２１１６７８号に示すように、本出願人より提案済である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＨＳＴ式無段変速機構による走行駆動においては、ＨＳＴ式無段変速機構を構成する油圧ポンプの斜板角度の操作は手動スプールバルブで行われているのみであり、サーボ機構を構成して電気的に制御することは行われていなかった。
また、作業機の変速レバーからＨＳＴ式無段変速機構までの間に、電動モータや油圧シリンダ等を設けて電気的に制御しようとすると、大きなスペースが必要となり、制御量の精度を高めるためにリンク構造や調整作業に多くのコストがかかることとなっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、クローラ式作業機の車速の変速操作を、ミッションケース（２２）中のギア機構に、走行用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）により回転を与えることにより行うＨＳＴ式ミッション装置において、該車速変速用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）を構成する走行油圧ポンプ（２３）の斜板を操作する機構を、手動斜板角度制御バルブ（７４）と走行変速サーボ機構（６１）により構成し、該手動斜板角度制御バルブ（７４）は、ピストン（７１）及びその内部に配置したスプール（７２）により構成し、該走行変速サーボ機構（６１）は、自動斜板角度制御バルブ（７３）と、前記手動斜板角度制御バルブ（７４）のピストン（７１）とスプール（７２）により構成し、前記スプール（７２）に、微小変速時の設定回転となるピストン（７１）の移動量に相当する切欠部（１７２・・・）を設けたものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、両ソレノイド形の３位置４方弁に構成したものである。
【０００７】
請求項３においては、請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、片ソレノイド形のポート２位置切換弁に構成したものである。
【０００８】
請求項４においては、請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）のポンプポート（９１）及びタンクポート（９２）に、絞り（９８）及び絞り（９９）の回路を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
図１はクローラ式作業機としてのコンバインに、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を搭載した状態の全体側面図、図２は同じく平面図、図３はＨＳＴ式ミッション装置の側面断面図、図４は同じく平面一部断面図、図５は同じく部分側面図、図６は同じく正面一部断面図、図７は走行変速サーボ機構の安定時を示す断面図、図８は走行変速サーボ機構の動作初期を示す断面図である。
【００１０】
図９は走行変速サーボ機構のクローズ位置状態を示す断面図、図１０は走行変速サーボ機構のピストンの構造を示す図、図１１は走行変速サーボ機構のスプールを示す図、図１２は走行変速サーボ機構の油圧回路を示す図、図１３は走行変速サーボ機構の第二の実施例を示す断面図、図１４は走行変速サーボ機構の第三の実施例を示す断面図、図１５は走行変速サーボ機構の第四の実施例を示す断面図、図１６は走行変速サーボ機構の第５の実施例を示す断面図である。
【００１１】
まず、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を搭載したコンバインの全体構成について説明する。
図１及び図２において、トラックフレーム１には左右一対の走行クローラ２が装設され、該トラックフレーム１の上方には機台３が架設されている。機台３上方の左右一側に配設した脱穀部４にはフィードチェーン５が張架され、該脱穀部４は扱胴６及び処理胴７等を内蔵している。
また、機体前部には刈刃９及び穀稈搬送機構１０等を備える刈取部８が配設され、該刈取部８は刈取フレーム１２を介して、油圧シリンダ１１により昇降されるように構成している。
【００１２】
前記脱穀部４の後方には排藁チェン１４の終端を臨ませる排藁処理部１３が設され、左右方向における機台３の脱穀部４配設側とは反対側には、穀物タンク１５が配設されている。該穀物タンク１５には、脱穀部４からの穀粒が揚穀筒１６を介して搬入され、該穀物タンク１５に貯留された穀粒は排出オーガ１７によって機外へ搬出される。穀物タンク１５の前方には、操向ハンドル１９及び運転席２０等を備える運転キャビンが配設され、該運転キャビン２０の下方には、エンジン２１、及び、前記走行クローラ２を駆動する運転駆動部であり、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を備えるミッションケース２２を配設している。コンバインは以上のように構成されて、連続的に穀稈を刈取って脱穀するようにしている。
【００１３】
前記ミッションケース２２は、図３に示す、走行油圧ポンプ２３及び走行油圧モータ２４からなる主変速機構である走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５等と、ギア機構とから構成されている。該走行油圧ポンプ２３の入力軸２６は、前記エンジン２１の出力軸に連動連結され、走行油圧モータ２４の出力軸３１は、ミッションケース２２内の前記ギア機構を介して、図１における走行クローラ２の駆動輪３４と連動連結されている。
そして、エンジン２１から走行油圧ポンプ２３へ入力された駆動回転は、該走行油圧ポンプ２３の斜板１４６の角度変更調節により正逆回転と回転数との制御が行われて走行油圧モータ２４へ伝達され、この制御された駆動回転が前記ギア機構を介して走行クローラ２を駆動するのである。
【００１４】
図３乃至図６において、本発明のＨＳＴ式ミッション装置について説明する。該ＨＳＴ式ミッション装置は、走行油圧ポンプ２３及び走行油圧モータ２４からなる走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５と、チャージポンプ２９と、走行変速サーボ機構６１等とにより構成されている。走行油圧ポンプ２３と走行油圧モータ２４とは上下に並設され、走行油圧ポンプ２３の入力軸２６の前端部にはチャージポンプ２９が付設されている。
また、走行油圧ポンプ２３の一側方には走行変速サーボ機構６１が配設されている。該走行変速サーボ機構６１は、走行油圧ポンプ２３の上面に付設された自動斜板角度制御バルブ７３と、ピストン７１と、該ピストン７１の内部に配置された手動斜板角度制御バルブとの間で全体的に構成されている。
そして、走行変速サーボ機構６１は、走行油圧ポンプ２３のケースの内部に埋め込まれて一体的に構成されている。
【００１５】
次に、走行変速サーボ機構６１の構成について説明する。
図３乃至図６において、該走行変速サーボ機構６１は、ピストン７１を上下することにより、クレイドル型の油圧ポンプの斜板１４６の横に設けたピン軸１９０を上下に移動させて、該斜板１４６が最終的に変速のために回動するように構成している。
そして、該ピストン７１の内部にはスプール７２が摺動自在に嵌装されており、該スプール７２は、走行変速アーム１５１の回動により、衝撃吸収バネ１６２を介して、走行中立カム１４９とクランクアーム１５９とが回動し、スプール７２を上下動させる。
尚、該ピストン７１の内部でスプール７２が上下動することにより、前記手動斜板角度制御バルブが構成されている。
【００１６】
また、自動斜板角度制御バルブ７３は電磁弁により構成されており、エンジン２１の負荷や足回りの負荷等をセンサー等の検出手段により検出して、検出した負荷の大きさ等により自動斜板角度制御バルブ７３を切り換えて、スプール７２の位置を上下する方向に、該スプール７２の上下の位置から圧油を供給するのである。該自動斜板角度制御バルブ７３は両ソレノイド形の４ポート３位置切換弁に構成されて、ポンプポート９１、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。
尚、作業機がトラクタである場合には、駆動力を外部へ取り出すＰＴＯ軸のトルクを検出して自動斜板角度制御バルブ７３を切り換えることも可能である。
【００１７】
このように、手動斜板角度制御バルブと自動斜板角度制御バルブ７３とにより、ピストン７１とスプール７２とを操作することで斜板１４６を回動し、走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５を変速するのである。
そして、該ＨＳＴ式無段変速機構２５が中立位置に位置する場合は、該中立位置で保持する必要があり、走行中立保持アーム１４８を設けて、該走行中立保持アーム１４８の先端に走行中立保持ローラ１５２を枢支している。
【００１８】
該走行中立保持ローラ１５２は、走行変速操作アーム１５１と一体的に、走行中立カム１４９が回動し、該走行中立カム１４９の中央の凹部に前記走行中立保持ローラ１５２が嵌入して中立を保持するように構成している。
また、該走行変速操作アーム１５１は衝撃吸収バネ１６２を介して、共に回動する走行ストッパー杆１５０が設けられており、該走行ストッパー杆１５０がストッパー板１５７と係合して、走行変速アーム１５１がそれ以上回動してもクランクアーム１５９がそれ以上回動することを阻止するように構成している。
また、前記走行変速操作アーム１５１には、衝撃吸収バネ１６２を介してスプール７２を操作するクランクアーム１５９が設けられており、該クランクアーム１５９が、スプール７２の凹部１６１と係合している。
【００１９】
前述の如く、自動斜板角度制御バルブ７３の電気的な切り換えによりスプール７２を上下動させるべく、ピストン７１の上下に圧油を供給する場合には、図７、図８、図９に示すように、そのまま直接供給される。
しかし、前記斜板角度制御バルブよりピストン７１の上下に油圧を供給する場合には、図７乃至図１０に示すように、先ず、圧油がチャージポンプ２９から、スプール７２の内周の長孔部分に構成されたポンプポート１６５に供給される。該ポンプポート１６５からの圧油が、スプール７２の上下により、外周油路１６６から、ピストン７１の内周油路１７０及び穿設油路１６７を経て、ピストン７１の下方に至る場合と、外周油路１６６から他方の内周油路１６９を経て、ピストン７１の上部に至る場合とに切り換えられる。
【００２０】
そして、ピストン７１の上下からの戻り油は、ピストン７１の下方に圧油が供給されて該ピストン７１上方へ移動する場合には、穿設油路１６９からスプール７２の排出油路１６８を経てドレーン回路へ排出される。
また、ピストン７１が下方へ移動する場合には、ピストン７１の下方の圧油は穿設油路１６７から排出油路１７９を経て排出される。
【００２１】
以上のような構成において、本発明はスプール７２に、図１１に示すように外周油路１６６の上下部分の位置と、排出油路１６８の上部の位置と、排出油路１７０の下部の位置とに、微小変速時の設定回転数に応じたオーバーラップ部を設け、該部分を、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５に構成している。
このように、このスプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５のオリフィスの条件は、図１２に示す、自動斜板角度制御バルブ７３の絞り１７６よりも小さく構成している。これにより、手動斜板角度制御バルブ７４による手動操作時には、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５により流量制御を行い、自動斜板角度制御バルブ７３による自動走行変速時には、自動斜板角度制御バルブ７３の絞り１７６により流量制御を行い、ある位置までピストン７１が移動すると、スプール７２の流量制御により該ピストン７１の移動が停止するように構成している。
【００２２】
この構成を油圧回路図で示すと、図１２の如くとなり、オリフィスの条件としては、絞り１７６＞平行切欠部１７２としている。
また、自動斜板角度制御バルブ７３への回路の絞り１７７と手動斜板角度制御バルブ７４への絞り１７８では、絞り１７７＞絞り１７８となるように構成している。
【００２３】
図７乃至図９においては、自動斜板角度制御バルブ７３は両ソレノイド形の４ポート３位置切換弁に構成され、ポンプポート９１、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。
そして、図７に示すように該自動斜板角度制御バルブ７３をＯＮすると、ピストン７１上方の油室８１に圧油が流入して該油室８１内の圧力が上昇し、これにより、走行変速サーボ機構６１内の圧力の均衡が崩れてピストン７１が下方に移動し、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ動いて、その位置で釣合状態になる。
即ち、ピストン７１がそれ以上下方に回動しようとすると、油室８１からオイルタンクへ通じる油路が大きく開放されて、該油室８１の圧力が低下する。一方、油室８２は、外周油路１６６（制御圧供給ポート）に大きく開放されて、該油室８２の圧力が上昇する。従って、ピストン７１はそれ以上下方に移動しないで釣合い状態となるのである。
そして、ピストン７１が移動した分だけ走行油圧ポンプ２３の斜板１４６が回動して、走行油圧モータ２４の出力回転数が変化する。
また、図９に示すように、自動斜板角度制御バルブ７３をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６１の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰するのである。
【００２４】
以上のように、手動斜板角度制御バルブ７４と自動斜板角度制御バルブ７３とにより走行変速サーボ機構６１を構成し、該走行変速サーボ機構６１によって、走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５の斜板１４６の角度制御を行うように構成したので、電磁弁にて構成した自動斜板角度制御バルブ７３を励磁させることで、電気信号により強制的に任意の油室８１・８２へパイロット圧力を導き、該斜板１４６の角度を制御することができるのである。
【００２５】
また、スプール７２に任意の切欠幅に切欠いた平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５を形成することにより、斜板１４６を該切欠幅分の微小角度だけ回動制御することができる。
これにより、例えば、作業機の増速・減速といった車速制御が電気的に制御することが可能となり、さらに、作業機の負荷に応じて車速を制御する負荷制御（ミッション部と作業部との動力分配の制御）が可能となる。そして、これらの車速制御及び負荷制御は、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５によって、微妙な制御を行うことができるのである。
尚、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠形状は、スプール７２の周方向全域に渡って形成したり、略三角形状に形成した所謂ノッチ形状とすることもできる。
【００２６】
前記走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。
即ち、図１３に示す走行変速サーボ機構６２は、走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３を自動斜板角度制御バルブ８３にて構成したものである。自動斜板角度制御バルブ８３は、片ソレノイド形の４ポート２位置切換弁に構成され、ポンプポート９１、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。該走行変速サーボ機構６２において、該自動斜板角度制御バルブ８３をＯＮすると、前述の走行変速サーボ機構６１の場合と同様に、ピストン７１上方の油室８１に圧油が流入して該油室８１内の圧力が上昇し、これにより、走行変速サーボ機構６１内の圧力の均衡が崩れてピストン７１が下方に移動し、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ動いて、その位置で釣合状態になる。即ち、ピストン７１がそれ以上下方に回動しようとすると、油室８１からオイルタンクへ通じる油路が大きく開放されて、該油室８１の圧力が低下する。一方、油室８２は、外周油路１６６（制御圧供給ポート）に大きく開放されて、該油室８２の圧力が上昇する。従って、ピストン７１はそれ以上下方に移動しないで釣合い状態となるのである。
そして、ピストン７１が移動した分だけ走行油圧ポンプ２３の斜板１４６が回動して、走行油圧モータ２４の出力回転数が低下し、これによりエンジン２１の負荷が軽減される。そして、エンジン２１の負荷が軽減されると、自動斜板角度制御バルブ８３をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６２の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰するのである。
【００２７】
以上のように構成した走行変速サーボ機構６２は、前進走行作業中にエンジン２１に過負荷が作用した場合に、走行速度を微小減少させて該エンジン２１の負荷を低減することができ、例えば、コンバインやトラクタのように前進での作業が主である作業機に採用することができる。
このように、コンバインやトラクタのように前進での作業が主である作業機の場合は、前述の走行変速サーボ機構６１のように両ソレノイド形の電磁弁である自動斜板角度制御バルブ７３を使用するまでもなく、片ソレノイド形の電磁弁である自動斜板角度制御バルブ８３で走行変速サーボ機構６２を構成すれば充分に本発明の作用を奏することができる。これにより、走行変速サーボ機構６２のコストダウンを図ることができる。
また、自動斜板角度制御バルブ７３は４ポート２位置切換弁に構成されているので、該自動斜板角度制御バルブ７３を簡単でコンパクトな構成にすることができ、さらにコストダウンを図ることができる。
【００２８】
また、走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。即ち、図１４に示す走行変速サーボ機構６３は、走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３を自動斜板角度制御バルブ８４にて構成したものである。自動斜板角度制御バルブ８４は、両ソレノイド形の３ポート３位置切換弁に構成されており、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。 該走行変速サーボ機構６３においては、自動斜板角度制御バルブ８４をＯＮすると、ピストン７１上方の油室８１、又は、ピストン７１下方の油室８２がオイルタンクに開放されて該油室８１、又は、油室８２内の圧力が降下する。
すると、走行油圧ポンプ２３の斜板１４６は中立位置方向に付勢されているので、該斜板１４６はスプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さの分だけ中立方向に回動することとなる。
また、自動斜板角度制御バルブ８４をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６４の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰する。
【００２９】
このように、ポンプポート９１を有しない自動斜板角度制御バルブ８４を用いて構成した走行変速サーボ機構６３においても、走行変速サーボ機構６１と同様に走行油圧ポンプ２３の斜板１４６を制御することができるため、自動斜板角度制御バルブ８４への制御圧配管が不要となり、構造も簡単となるため、故障を低減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
また、走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。即ち、図１５に示す走行変速サーボ機構６４は、前記走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３を自動斜板角度制御バルブ８５にて構成したものである。該自動斜板角度制御バルブ８５は、片ソレノイド形の２ポート２位置切換弁に構成されて、タンクポート９２、Ａポート９３を有している。
そして、自動斜板角度制御バルブ８５のＡポート９３は、油室８１又は油室８２のうちのどちらか一方と、適宜選択して連結されている。
尚、該自動斜板角度制御バルブ８５は、図１５の自動斜板角度制御バルブ８６のように構成することもできる。
【００３１】
該走行変速サーボ機構６４においては、自動斜板角度制御バルブ８５をＯＮすると、ピストン７１上方の油室８１、又は、ピストン７１下方の油室８２の内、Ａポート９３と連結されたほうの油室８１、又は、油室８２内の圧力がオイルタンクに開放されて該油室８１、又は、油室８２内の圧力が降下する。
すると、走行油圧ポンプ２３の斜板１４６は中立位置方向に付勢されているので、該斜板１４６はスプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さの分だけ中立方向に回動することとなる。
また、自動斜板角度制御バルブ８５をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６５の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰する。
このように、走行変速サーボ機構６４は一方向のみを適宜選択して、走行速度を微小量制御することができるのである。
【００３２】
これにより、該走行変速サーボ機構６４を走行用のＨＳＴ式ミッション装置に使用した場合、作業機の前進、又は、後進の内一方向のみ、走行速度を微小量制御することができる。従って、該制御が前進、又は、後進の内一方向のみでよい場合には、前述の走行変速サーボ機構６３よりも構成が簡単でコンパクトとなって、更なるコストダウンを図ることができるのである。
【００３３】
更に、走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。即ち、図１６に示す走行変速サーボ機構６５は、前記走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３のポンプポート９１及びタンクポート９２に、それぞれ絞り９８及び絞り９９を設けたものである。該走行変速サーボ機構６５において、該自動斜板角度制御バルブ７３をＯＮすると、前述の走行変速サーボ機構６１の場合と同様に、ピストン７１上方の油室８１に圧油が流入して該油室８１内の圧力が上昇し、これにより、走行変速サーボ機構６１内の圧力の均衡が崩れてピストン７１が下方に移動し、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ動いて、その位置で釣合状態になる。
即ち、ピストン７１がそれ以上下方に回動しようとすると、油室８１からオイルタンクへ通じる油路が大きく開放されて、該油室８１の圧力が低下する。一方、油室８２は、外周油路１６６（制御圧供給ポート）に大きく開放されて、該油室８２の圧力が上昇する。従って、ピストン７１はそれ以上下方に移動しないで釣合い状態となるのである。
そして、ピストン７１が移動した分だけ走行油圧ポンプ２３の斜板１４６が回動して、走行油圧モータ２４の出力回転数が低下し、これによりエンジン２１の負荷が軽減される。エンジン２１の負荷が軽減された後に、自動斜板角度制御バルブ７３をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６５の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰するのである。
【００３４】
そして、前述の如く、ピストン７１が上下に移動する際には、ポンプポート９１及びタンクポート９２に設けた絞り９８・９９により、作動油の流量がコントロールされている。
これにより、該絞り９８・９９を設けていない走行変速サーボ機構６１においては、ピストン７１の移動速度が速過ぎて、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分以上に、該ピストン７１が移動してしまう恐れがあるが、走行変速サーボ機構６５においては、ピストン７１の移動速度を調節して、確実に平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ移動させることができるのである。
【００３５】
以上のように走行変速サーボ機構６５を構成したことにより、スプール７２に形成した平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５と、ポンプポート９１及びタンクポート９２に設けた絞り９８・９９との流量バランスを変化させることで、ピストン７１の移動に対する応答性、即ち、ＨＳＴ式ミッション装置の変速応答性を変化させることができるのである。
尚、本実施例において、ポンプポート９１及びタンクポート９２に設けた絞り９８・９９は、Ａポート９３及びＢポート９４に設けても同様の効果を奏することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１に記載の如く、クローラ式作業機の車速の変速操作を、ミッションケース（２２）中のギア機構に、走行用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）により回転を与えることにより行うＨＳＴ式ミッション装置において、該車速変速用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）を構成する走行油圧ポンプ（２３）の斜板を操作する機構を、手動斜板角度制御バルブ（７４）と走行変速サーボ機構（６１）により構成し、該手動斜板角度制御バルブ（７４）は、ピストン（７１）及びその内部に配置したスプール（７２）により構成し、該走行変速サーボ機構（６１）は、自動斜板角度制御バルブ（７３）と、前記手動斜板角度制御バルブ（７４）のピストン（７１）とスプール（７２）により構成し、前記スプール（７２）に、微小変速時の設定回転となるピストン（７１）の移動量に相当する切欠部（１７２・・・）を設けたので、自動斜板角度制御バルブを励磁させることで、電気信号により強制的に任意の油室へパイロット圧力を導き、該斜板の角度を制御することができることとなった。
これにより、例えば、作業機の増速・減速といった車速制御が電気的に制御することが可能となり、さらに、作業機の負荷に応じて車速を制御する負荷制御（ミッション部と作業部との動力分配の制御）が可能となった。
【００３７】
また、手動斜板角度制御バルブを構成する前記スプールに微小変速時の設定回転となるピストンの移動量に相当する切欠部を設けたので、斜板を該切欠幅分の微小角度だけ回動制御することができた。
これにより、前記の車速制御及び負荷制御は、このスプールの平行切欠部によって、微妙な制御を行うことができることとなった。
【００３８】
更に、請求項２記載の如く、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、両ソレノイド形の３位置４方弁に構成したので、該自動斜板角度制御バルブの如く、ポンプポートを有しない自動斜板角度制御バルブを用いて構成した走行変速サーボ機構においても、ポンプポートを有した走行変速サーボ機構と同様に走行油圧ポンプの斜板を制御することができるため、自動斜板角度制御バルブへの制御圧配管が不要となり、構造も簡単となるため、故障を低減することができ、コストダウンを図ることができた。
【００４０】
更に、請求項３記載の如く、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブを片ソレノイド形の２ポート２位置切換弁に構成したので、該自動斜板角度制御バルブを用いて構成した走行変速サーボ機構を走行用のＨＳＴ式ミッション装置に使用した場合、作業機の前進、又は、後進のうち一方向のみ、走行速度を微小量制御することができることとなった。
これにより、該制御が前進、又は、後進の内一方向のみでよい場合には、自動斜板角度制御バルブの構成を簡単でコンパクトにすることができて、更なるコストダウンを図ることができた。
【００４１】
更に、請求項４記載の如く、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブのポンプポート及びタンクポートに絞り回路を設けたので、スプールに形成した前記平行切欠部と、ポンプポート及びタンクポートに設けた絞りとの流量バランスを変化させることで、ピストンの移動に対する応答性、即ち、ＨＳＴ式ミッション装置の変速応答性を変化させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 クローラ式作業機としてのコンバインに、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を搭載した状態の全体側面図である。
【図２】 同じく平面図である。
【図３】 ＨＳＴ式ミッション装置の側面断面図である。
【図４】 同じく平面一部断面図である。
【図５】 同じく部分側面図である。
【図６】 同じく正面一部断面図である。
【図７】 走行変速サーボ機構の安定時を示す断面図である。
【図８】 走行変速サーボ機構の動作初期を示す断面図である。
【図９】 走行変速サーボ機構のクローズ位置状態を示す断面図である。
【図１０】 走行変速サーボ機構のピストンの構造を示す図である。
【図１１】 走行変速サーボ機構のスプールを示す図である。
【図１２】 走行変速サーボ機構の油圧回路を示す図である。
【図１３】 走行変速サーボ機構の第二の実施例を示す断面図である。
【図１４】 走行変速サーボ機構の第三の実施例を示す断面図である。
【図１５】 走行変速サーボ機構の第四の実施例を示す断面図である。
【図１６】 走行変速サーボ機構の第五の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 走行クローラ
２２ ミッションケース
２３ 油圧ポンプ
２４ 油圧モータ
２５ ＨＳＴ式無段変速機構
６１ 走行変速サーボ機構
７１ ピストン
７２ スプール
７３ 自動斜板角度制御バルブ
１４６ 斜板
１７２・１７３・１７４・１７５ 平行切欠部
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラ式作業機において、車速を変更する走行用のＨＳＴ式無段変速機構を具備したＨＳＴ式ミッション装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、クローラ式作業機等においては、例えば、実開昭６０−８９４５４号公報に示すように、走行駆動をＨＳＴ式無段変速機構により行う技術は公知とされている。
また、ＨＳＴ式無段変速機構を構成する油圧ポンプの斜板を操作する機構を、自動斜板角度制御バルブ等によりサーボ機構として構成し、作業機の操向操作を行う技術は、特願平８−２１１６７８号に示すように、本出願人より提案済である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＨＳＴ式無段変速機構による走行駆動においては、ＨＳＴ式無段変速機構を構成する油圧ポンプの斜板角度の操作は手動スプールバルブで行われているのみであり、サーボ機構を構成して電気的に制御することは行われていなかった。
また、作業機の変速レバーからＨＳＴ式無段変速機構までの間に、電動モータや油圧シリンダ等を設けて電気的に制御しようとすると、大きなスペースが必要となり、制御量の精度を高めるためにリンク構造や調整作業に多くのコストがかかることとなっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、クローラ式作業機の車速の変速操作を、ミッションケース（２２）中のギア機構に、走行用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）により回転を与えることにより行うＨＳＴ式ミッション装置において、該車速変速用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）を構成する走行油圧ポンプ（２３）の斜板を操作する機構を、手動斜板角度制御バルブ（７４）と走行変速サーボ機構（６１）により構成し、該手動斜板角度制御バルブ（７４）は、ピストン（７１）及びその内部に配置したスプール（７２）により構成し、該走行変速サーボ機構（６１）は、自動斜板角度制御バルブ（７３）と、前記手動斜板角度制御バルブ（７４）のピストン（７１）とスプール（７２）により構成し、前記スプール（７２）に、微小変速時の設定回転となるピストン（７１）の移動量に相当する切欠部（１７２・・・）を設けたものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、両ソレノイド形の３位置４方弁に構成したものである。
【０００７】
請求項３においては、請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、片ソレノイド形のポート２位置切換弁に構成したものである。
【０００８】
請求項４においては、請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）のポンプポート（９１）及びタンクポート（９２）に、絞り（９８）及び絞り（９９）の回路を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
図１はクローラ式作業機としてのコンバインに、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を搭載した状態の全体側面図、図２は同じく平面図、図３はＨＳＴ式ミッション装置の側面断面図、図４は同じく平面一部断面図、図５は同じく部分側面図、図６は同じく正面一部断面図、図７は走行変速サーボ機構の安定時を示す断面図、図８は走行変速サーボ機構の動作初期を示す断面図である。
【００１０】
図９は走行変速サーボ機構のクローズ位置状態を示す断面図、図１０は走行変速サーボ機構のピストンの構造を示す図、図１１は走行変速サーボ機構のスプールを示す図、図１２は走行変速サーボ機構の油圧回路を示す図、図１３は走行変速サーボ機構の第二の実施例を示す断面図、図１４は走行変速サーボ機構の第三の実施例を示す断面図、図１５は走行変速サーボ機構の第四の実施例を示す断面図、図１６は走行変速サーボ機構の第５の実施例を示す断面図である。
【００１１】
まず、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を搭載したコンバインの全体構成について説明する。
図１及び図２において、トラックフレーム１には左右一対の走行クローラ２が装設され、該トラックフレーム１の上方には機台３が架設されている。機台３上方の左右一側に配設した脱穀部４にはフィードチェーン５が張架され、該脱穀部４は扱胴６及び処理胴７等を内蔵している。
また、機体前部には刈刃９及び穀稈搬送機構１０等を備える刈取部８が配設され、該刈取部８は刈取フレーム１２を介して、油圧シリンダ１１により昇降されるように構成している。
【００１２】
前記脱穀部４の後方には排藁チェン１４の終端を臨ませる排藁処理部１３が設され、左右方向における機台３の脱穀部４配設側とは反対側には、穀物タンク１５が配設されている。該穀物タンク１５には、脱穀部４からの穀粒が揚穀筒１６を介して搬入され、該穀物タンク１５に貯留された穀粒は排出オーガ１７によって機外へ搬出される。穀物タンク１５の前方には、操向ハンドル１９及び運転席２０等を備える運転キャビンが配設され、該運転キャビン２０の下方には、エンジン２１、及び、前記走行クローラ２を駆動する運転駆動部であり、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を備えるミッションケース２２を配設している。コンバインは以上のように構成されて、連続的に穀稈を刈取って脱穀するようにしている。
【００１３】
前記ミッションケース２２は、図３に示す、走行油圧ポンプ２３及び走行油圧モータ２４からなる主変速機構である走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５等と、ギア機構とから構成されている。該走行油圧ポンプ２３の入力軸２６は、前記エンジン２１の出力軸に連動連結され、走行油圧モータ２４の出力軸３１は、ミッションケース２２内の前記ギア機構を介して、図１における走行クローラ２の駆動輪３４と連動連結されている。
そして、エンジン２１から走行油圧ポンプ２３へ入力された駆動回転は、該走行油圧ポンプ２３の斜板１４６の角度変更調節により正逆回転と回転数との制御が行われて走行油圧モータ２４へ伝達され、この制御された駆動回転が前記ギア機構を介して走行クローラ２を駆動するのである。
【００１４】
図３乃至図６において、本発明のＨＳＴ式ミッション装置について説明する。該ＨＳＴ式ミッション装置は、走行油圧ポンプ２３及び走行油圧モータ２４からなる走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５と、チャージポンプ２９と、走行変速サーボ機構６１等とにより構成されている。走行油圧ポンプ２３と走行油圧モータ２４とは上下に並設され、走行油圧ポンプ２３の入力軸２６の前端部にはチャージポンプ２９が付設されている。
また、走行油圧ポンプ２３の一側方には走行変速サーボ機構６１が配設されている。該走行変速サーボ機構６１は、走行油圧ポンプ２３の上面に付設された自動斜板角度制御バルブ７３と、ピストン７１と、該ピストン７１の内部に配置された手動斜板角度制御バルブとの間で全体的に構成されている。
そして、走行変速サーボ機構６１は、走行油圧ポンプ２３のケースの内部に埋め込まれて一体的に構成されている。
【００１５】
次に、走行変速サーボ機構６１の構成について説明する。
図３乃至図６において、該走行変速サーボ機構６１は、ピストン７１を上下することにより、クレイドル型の油圧ポンプの斜板１４６の横に設けたピン軸１９０を上下に移動させて、該斜板１４６が最終的に変速のために回動するように構成している。
そして、該ピストン７１の内部にはスプール７２が摺動自在に嵌装されており、該スプール７２は、走行変速アーム１５１の回動により、衝撃吸収バネ１６２を介して、走行中立カム１４９とクランクアーム１５９とが回動し、スプール７２を上下動させる。
尚、該ピストン７１の内部でスプール７２が上下動することにより、前記手動斜板角度制御バルブが構成されている。
【００１６】
また、自動斜板角度制御バルブ７３は電磁弁により構成されており、エンジン２１の負荷や足回りの負荷等をセンサー等の検出手段により検出して、検出した負荷の大きさ等により自動斜板角度制御バルブ７３を切り換えて、スプール７２の位置を上下する方向に、該スプール７２の上下の位置から圧油を供給するのである。該自動斜板角度制御バルブ７３は両ソレノイド形の４ポート３位置切換弁に構成されて、ポンプポート９１、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。
尚、作業機がトラクタである場合には、駆動力を外部へ取り出すＰＴＯ軸のトルクを検出して自動斜板角度制御バルブ７３を切り換えることも可能である。
【００１７】
このように、手動斜板角度制御バルブと自動斜板角度制御バルブ７３とにより、ピストン７１とスプール７２とを操作することで斜板１４６を回動し、走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５を変速するのである。
そして、該ＨＳＴ式無段変速機構２５が中立位置に位置する場合は、該中立位置で保持する必要があり、走行中立保持アーム１４８を設けて、該走行中立保持アーム１４８の先端に走行中立保持ローラ１５２を枢支している。
【００１８】
該走行中立保持ローラ１５２は、走行変速操作アーム１５１と一体的に、走行中立カム１４９が回動し、該走行中立カム１４９の中央の凹部に前記走行中立保持ローラ１５２が嵌入して中立を保持するように構成している。
また、該走行変速操作アーム１５１は衝撃吸収バネ１６２を介して、共に回動する走行ストッパー杆１５０が設けられており、該走行ストッパー杆１５０がストッパー板１５７と係合して、走行変速アーム１５１がそれ以上回動してもクランクアーム１５９がそれ以上回動することを阻止するように構成している。
また、前記走行変速操作アーム１５１には、衝撃吸収バネ１６２を介してスプール７２を操作するクランクアーム１５９が設けられており、該クランクアーム１５９が、スプール７２の凹部１６１と係合している。
【００１９】
前述の如く、自動斜板角度制御バルブ７３の電気的な切り換えによりスプール７２を上下動させるべく、ピストン７１の上下に圧油を供給する場合には、図７、図８、図９に示すように、そのまま直接供給される。
しかし、前記斜板角度制御バルブよりピストン７１の上下に油圧を供給する場合には、図７乃至図１０に示すように、先ず、圧油がチャージポンプ２９から、スプール７２の内周の長孔部分に構成されたポンプポート１６５に供給される。該ポンプポート１６５からの圧油が、スプール７２の上下により、外周油路１６６から、ピストン７１の内周油路１７０及び穿設油路１６７を経て、ピストン７１の下方に至る場合と、外周油路１６６から他方の内周油路１６９を経て、ピストン７１の上部に至る場合とに切り換えられる。
【００２０】
そして、ピストン７１の上下からの戻り油は、ピストン７１の下方に圧油が供給されて該ピストン７１上方へ移動する場合には、穿設油路１６９からスプール７２の排出油路１６８を経てドレーン回路へ排出される。
また、ピストン７１が下方へ移動する場合には、ピストン７１の下方の圧油は穿設油路１６７から排出油路１７９を経て排出される。
【００２１】
以上のような構成において、本発明はスプール７２に、図１１に示すように外周油路１６６の上下部分の位置と、排出油路１６８の上部の位置と、排出油路１７０の下部の位置とに、微小変速時の設定回転数に応じたオーバーラップ部を設け、該部分を、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５に構成している。
このように、このスプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５のオリフィスの条件は、図１２に示す、自動斜板角度制御バルブ７３の絞り１７６よりも小さく構成している。これにより、手動斜板角度制御バルブ７４による手動操作時には、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５により流量制御を行い、自動斜板角度制御バルブ７３による自動走行変速時には、自動斜板角度制御バルブ７３の絞り１７６により流量制御を行い、ある位置までピストン７１が移動すると、スプール７２の流量制御により該ピストン７１の移動が停止するように構成している。
【００２２】
この構成を油圧回路図で示すと、図１２の如くとなり、オリフィスの条件としては、絞り１７６＞平行切欠部１７２としている。
また、自動斜板角度制御バルブ７３への回路の絞り１７７と手動斜板角度制御バルブ７４への絞り１７８では、絞り１７７＞絞り１７８となるように構成している。
【００２３】
図７乃至図９においては、自動斜板角度制御バルブ７３は両ソレノイド形の４ポート３位置切換弁に構成され、ポンプポート９１、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。
そして、図７に示すように該自動斜板角度制御バルブ７３をＯＮすると、ピストン７１上方の油室８１に圧油が流入して該油室８１内の圧力が上昇し、これにより、走行変速サーボ機構６１内の圧力の均衡が崩れてピストン７１が下方に移動し、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ動いて、その位置で釣合状態になる。
即ち、ピストン７１がそれ以上下方に回動しようとすると、油室８１からオイルタンクへ通じる油路が大きく開放されて、該油室８１の圧力が低下する。一方、油室８２は、外周油路１６６（制御圧供給ポート）に大きく開放されて、該油室８２の圧力が上昇する。従って、ピストン７１はそれ以上下方に移動しないで釣合い状態となるのである。
そして、ピストン７１が移動した分だけ走行油圧ポンプ２３の斜板１４６が回動して、走行油圧モータ２４の出力回転数が変化する。
また、図９に示すように、自動斜板角度制御バルブ７３をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６１の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰するのである。
【００２４】
以上のように、手動斜板角度制御バルブ７４と自動斜板角度制御バルブ７３とにより走行変速サーボ機構６１を構成し、該走行変速サーボ機構６１によって、走行用のＨＳＴ式無段変速機構２５の斜板１４６の角度制御を行うように構成したので、電磁弁にて構成した自動斜板角度制御バルブ７３を励磁させることで、電気信号により強制的に任意の油室８１・８２へパイロット圧力を導き、該斜板１４６の角度を制御することができるのである。
【００２５】
また、スプール７２に任意の切欠幅に切欠いた平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５を形成することにより、斜板１４６を該切欠幅分の微小角度だけ回動制御することができる。
これにより、例えば、作業機の増速・減速といった車速制御が電気的に制御することが可能となり、さらに、作業機の負荷に応じて車速を制御する負荷制御（ミッション部と作業部との動力分配の制御）が可能となる。そして、これらの車速制御及び負荷制御は、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５によって、微妙な制御を行うことができるのである。
尚、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠形状は、スプール７２の周方向全域に渡って形成したり、略三角形状に形成した所謂ノッチ形状とすることもできる。
【００２６】
前記走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。
即ち、図１３に示す走行変速サーボ機構６２は、走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３を自動斜板角度制御バルブ８３にて構成したものである。自動斜板角度制御バルブ８３は、片ソレノイド形の４ポート２位置切換弁に構成され、ポンプポート９１、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。該走行変速サーボ機構６２において、該自動斜板角度制御バルブ８３をＯＮすると、前述の走行変速サーボ機構６１の場合と同様に、ピストン７１上方の油室８１に圧油が流入して該油室８１内の圧力が上昇し、これにより、走行変速サーボ機構６１内の圧力の均衡が崩れてピストン７１が下方に移動し、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ動いて、その位置で釣合状態になる。即ち、ピストン７１がそれ以上下方に回動しようとすると、油室８１からオイルタンクへ通じる油路が大きく開放されて、該油室８１の圧力が低下する。一方、油室８２は、外周油路１６６（制御圧供給ポート）に大きく開放されて、該油室８２の圧力が上昇する。従って、ピストン７１はそれ以上下方に移動しないで釣合い状態となるのである。
そして、ピストン７１が移動した分だけ走行油圧ポンプ２３の斜板１４６が回動して、走行油圧モータ２４の出力回転数が低下し、これによりエンジン２１の負荷が軽減される。そして、エンジン２１の負荷が軽減されると、自動斜板角度制御バルブ８３をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６２の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰するのである。
【００２７】
以上のように構成した走行変速サーボ機構６２は、前進走行作業中にエンジン２１に過負荷が作用した場合に、走行速度を微小減少させて該エンジン２１の負荷を低減することができ、例えば、コンバインやトラクタのように前進での作業が主である作業機に採用することができる。
このように、コンバインやトラクタのように前進での作業が主である作業機の場合は、前述の走行変速サーボ機構６１のように両ソレノイド形の電磁弁である自動斜板角度制御バルブ７３を使用するまでもなく、片ソレノイド形の電磁弁である自動斜板角度制御バルブ８３で走行変速サーボ機構６２を構成すれば充分に本発明の作用を奏することができる。これにより、走行変速サーボ機構６２のコストダウンを図ることができる。
また、自動斜板角度制御バルブ７３は４ポート２位置切換弁に構成されているので、該自動斜板角度制御バルブ７３を簡単でコンパクトな構成にすることができ、さらにコストダウンを図ることができる。
【００２８】
また、走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。即ち、図１４に示す走行変速サーボ機構６３は、走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３を自動斜板角度制御バルブ８４にて構成したものである。自動斜板角度制御バルブ８４は、両ソレノイド形の３ポート３位置切換弁に構成されており、タンクポート９２、Ａポート９３、Ｂポート９４を有している。 該走行変速サーボ機構６３においては、自動斜板角度制御バルブ８４をＯＮすると、ピストン７１上方の油室８１、又は、ピストン７１下方の油室８２がオイルタンクに開放されて該油室８１、又は、油室８２内の圧力が降下する。
すると、走行油圧ポンプ２３の斜板１４６は中立位置方向に付勢されているので、該斜板１４６はスプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さの分だけ中立方向に回動することとなる。
また、自動斜板角度制御バルブ８４をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６４の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰する。
【００２９】
このように、ポンプポート９１を有しない自動斜板角度制御バルブ８４を用いて構成した走行変速サーボ機構６３においても、走行変速サーボ機構６１と同様に走行油圧ポンプ２３の斜板１４６を制御することができるため、自動斜板角度制御バルブ８４への制御圧配管が不要となり、構造も簡単となるため、故障を低減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００３０】
また、走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。即ち、図１５に示す走行変速サーボ機構６４は、前記走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３を自動斜板角度制御バルブ８５にて構成したものである。該自動斜板角度制御バルブ８５は、片ソレノイド形の２ポート２位置切換弁に構成されて、タンクポート９２、Ａポート９３を有している。
そして、自動斜板角度制御バルブ８５のＡポート９３は、油室８１又は油室８２のうちのどちらか一方と、適宜選択して連結されている。
尚、該自動斜板角度制御バルブ８５は、図１５の自動斜板角度制御バルブ８６のように構成することもできる。
【００３１】
該走行変速サーボ機構６４においては、自動斜板角度制御バルブ８５をＯＮすると、ピストン７１上方の油室８１、又は、ピストン７１下方の油室８２の内、Ａポート９３と連結されたほうの油室８１、又は、油室８２内の圧力がオイルタンクに開放されて該油室８１、又は、油室８２内の圧力が降下する。
すると、走行油圧ポンプ２３の斜板１４６は中立位置方向に付勢されているので、該斜板１４６はスプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さの分だけ中立方向に回動することとなる。
また、自動斜板角度制御バルブ８５をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６５の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰する。
このように、走行変速サーボ機構６４は一方向のみを適宜選択して、走行速度を微小量制御することができるのである。
【００３２】
これにより、該走行変速サーボ機構６４を走行用のＨＳＴ式ミッション装置に使用した場合、作業機の前進、又は、後進の内一方向のみ、走行速度を微小量制御することができる。従って、該制御が前進、又は、後進の内一方向のみでよい場合には、前述の走行変速サーボ機構６３よりも構成が簡単でコンパクトとなって、更なるコストダウンを図ることができるのである。
【００３３】
更に、走行変速サーボ機構６１は次のようにも構成することができる。即ち、図１６に示す走行変速サーボ機構６５は、前記走行変速サーボ機構６１における自動斜板角度制御バルブ７３のポンプポート９１及びタンクポート９２に、それぞれ絞り９８及び絞り９９を設けたものである。該走行変速サーボ機構６５において、該自動斜板角度制御バルブ７３をＯＮすると、前述の走行変速サーボ機構６１の場合と同様に、ピストン７１上方の油室８１に圧油が流入して該油室８１内の圧力が上昇し、これにより、走行変速サーボ機構６１内の圧力の均衡が崩れてピストン７１が下方に移動し、スプール７２の平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ動いて、その位置で釣合状態になる。
即ち、ピストン７１がそれ以上下方に回動しようとすると、油室８１からオイルタンクへ通じる油路が大きく開放されて、該油室８１の圧力が低下する。一方、油室８２は、外周油路１６６（制御圧供給ポート）に大きく開放されて、該油室８２の圧力が上昇する。従って、ピストン７１はそれ以上下方に移動しないで釣合い状態となるのである。
そして、ピストン７１が移動した分だけ走行油圧ポンプ２３の斜板１４６が回動して、走行油圧モータ２４の出力回転数が低下し、これによりエンジン２１の負荷が軽減される。エンジン２１の負荷が軽減された後に、自動斜板角度制御バルブ７３をＯＦＦしてクローズ位置とすると、本来の走行変速サーボ機構６５の釣合い状態に戻り、ピストン７１及び斜板１４６は元の位置に戻って、走行油圧モータ２４の出力回転数も復帰するのである。
【００３４】
そして、前述の如く、ピストン７１が上下に移動する際には、ポンプポート９１及びタンクポート９２に設けた絞り９８・９９により、作動油の流量がコントロールされている。
これにより、該絞り９８・９９を設けていない走行変速サーボ機構６１においては、ピストン７１の移動速度が速過ぎて、平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分以上に、該ピストン７１が移動してしまう恐れがあるが、走行変速サーボ機構６５においては、ピストン７１の移動速度を調節して、確実に平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５の切欠長さ分だけ移動させることができるのである。
【００３５】
以上のように走行変速サーボ機構６５を構成したことにより、スプール７２に形成した平行切欠部１７２・１７３・１７４・１７５と、ポンプポート９１及びタンクポート９２に設けた絞り９８・９９との流量バランスを変化させることで、ピストン７１の移動に対する応答性、即ち、ＨＳＴ式ミッション装置の変速応答性を変化させることができるのである。
尚、本実施例において、ポンプポート９１及びタンクポート９２に設けた絞り９８・９９は、Ａポート９３及びＢポート９４に設けても同様の効果を奏することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１に記載の如く、クローラ式作業機の車速の変速操作を、ミッションケース（２２）中のギア機構に、走行用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）により回転を与えることにより行うＨＳＴ式ミッション装置において、該車速変速用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）を構成する走行油圧ポンプ（２３）の斜板を操作する機構を、手動斜板角度制御バルブ（７４）と走行変速サーボ機構（６１）により構成し、該手動斜板角度制御バルブ（７４）は、ピストン（７１）及びその内部に配置したスプール（７２）により構成し、該走行変速サーボ機構（６１）は、自動斜板角度制御バルブ（７３）と、前記手動斜板角度制御バルブ（７４）のピストン（７１）とスプール（７２）により構成し、前記スプール（７２）に、微小変速時の設定回転となるピストン（７１）の移動量に相当する切欠部（１７２・・・）を設けたので、自動斜板角度制御バルブを励磁させることで、電気信号により強制的に任意の油室へパイロット圧力を導き、該斜板の角度を制御することができることとなった。
これにより、例えば、作業機の増速・減速といった車速制御が電気的に制御することが可能となり、さらに、作業機の負荷に応じて車速を制御する負荷制御（ミッション部と作業部との動力分配の制御）が可能となった。
【００３７】
また、手動斜板角度制御バルブを構成する前記スプールに微小変速時の設定回転となるピストンの移動量に相当する切欠部を設けたので、斜板を該切欠幅分の微小角度だけ回動制御することができた。
これにより、前記の車速制御及び負荷制御は、このスプールの平行切欠部によって、微妙な制御を行うことができることとなった。
【００３８】
更に、請求項２記載の如く、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、両ソレノイド形の３位置４方弁に構成したので、該自動斜板角度制御バルブの如く、ポンプポートを有しない自動斜板角度制御バルブを用いて構成した走行変速サーボ機構においても、ポンプポートを有した走行変速サーボ機構と同様に走行油圧ポンプの斜板を制御することができるため、自動斜板角度制御バルブへの制御圧配管が不要となり、構造も簡単となるため、故障を低減することができ、コストダウンを図ることができた。
【００４０】
更に、請求項３記載の如く、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブを片ソレノイド形の２ポート２位置切換弁に構成したので、該自動斜板角度制御バルブを用いて構成した走行変速サーボ機構を走行用のＨＳＴ式ミッション装置に使用した場合、作業機の前進、又は、後進のうち一方向のみ、走行速度を微小量制御することができることとなった。
これにより、該制御が前進、又は、後進の内一方向のみでよい場合には、自動斜板角度制御バルブの構成を簡単でコンパクトにすることができて、更なるコストダウンを図ることができた。
【００４１】
更に、請求項４記載の如く、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブのポンプポート及びタンクポートに絞り回路を設けたので、スプールに形成した前記平行切欠部と、ポンプポート及びタンクポートに設けた絞りとの流量バランスを変化させることで、ピストンの移動に対する応答性、即ち、ＨＳＴ式ミッション装置の変速応答性を変化させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 クローラ式作業機としてのコンバインに、本発明のＨＳＴ式ミッション装置を搭載した状態の全体側面図である。
【図２】 同じく平面図である。
【図３】 ＨＳＴ式ミッション装置の側面断面図である。
【図４】 同じく平面一部断面図である。
【図５】 同じく部分側面図である。
【図６】 同じく正面一部断面図である。
【図７】 走行変速サーボ機構の安定時を示す断面図である。
【図８】 走行変速サーボ機構の動作初期を示す断面図である。
【図９】 走行変速サーボ機構のクローズ位置状態を示す断面図である。
【図１０】 走行変速サーボ機構のピストンの構造を示す図である。
【図１１】 走行変速サーボ機構のスプールを示す図である。
【図１２】 走行変速サーボ機構の油圧回路を示す図である。
【図１３】 走行変速サーボ機構の第二の実施例を示す断面図である。
【図１４】 走行変速サーボ機構の第三の実施例を示す断面図である。
【図１５】 走行変速サーボ機構の第四の実施例を示す断面図である。
【図１６】 走行変速サーボ機構の第五の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 走行クローラ
２２ ミッションケース
２３ 油圧ポンプ
２４ 油圧モータ
２５ ＨＳＴ式無段変速機構
６１ 走行変速サーボ機構
７１ ピストン
７２ スプール
７３ 自動斜板角度制御バルブ
１４６ 斜板
１７２・１７３・１７４・１７５ 平行切欠部
Claims (4)
- クローラ式作業機の車速の変速操作を、ミッションケース（２２）中のギア機構に、走行用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）により回転を与えることにより行うＨＳＴ式ミッション装置において、該車速変速用のＨＳＴ式無段変速機構（２５）を構成する走行油圧ポンプ（２３）の斜板を操作する機構を、手動斜板角度制御バルブ（７４）と走行変速サーボ機構（６１）により構成し、該手動斜板角度制御バルブ（７４）は、ピストン（７１）及びその内部に配置したスプール（７２）により構成し、該走行変速サーボ機構（６１）は、自動斜板角度制御バルブ（７３）と、前記手動斜板角度制御バルブ（７４）のピストン（７１）とスプール（７２）により構成し、前記スプール（７２）に、微小変速時の設定回転となるピストン（７１）の移動量に相当する切欠部（１７２・・・）を設けたことを特徴とするＨＳＴ式ミッション装置。
- 請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、両ソレノイド形の３位置４方弁に構成したことを特徴とするＨＳＴ式ミッション装置。
- 請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）を、片ソレノイド形のポート２位置切換弁に構成したことを特徴とするＨＳＴ式ミッション装置。
- 請求項１記載のＨＳＴ式ミッション装置において、前記走行変速サーボ機構（６１）を構成する自動斜板角度制御バルブ（７３）は、前記走行油圧ポンプ（２３）のケースに一体的に構成し、前記自動斜板角度制御バルブ（７３）のポンプポート（９１）及びタンクポート（９２）に、絞り（９８）及び絞り（９９）の回路を設けたことを特徴とするＨＳＴ式ミッション装置。
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| JP33466297A JP3914313B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Ｈｓｔ式ミッション装置 |
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1997
- 1997-12-04 JP JP33466297A patent/JP3914313B2/ja not_active Expired - Lifetime
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