JP4685741B2 - コンバインの油圧回路構造 - Google Patents

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本発明は、油圧式の走行用の無段変速装置を備えたコンバインの油圧回路構造に関する。
コンバインでは、特許文献1に開示されているように、ミッションケース(特許文献1の図2,3,6の8)、油圧式の走行用の無段変速装置(特許文献1の図2,3,6の9)を備えて、オイルバス化されたミッションケースの潤滑油を、チャージ用のポンプ(特許文献1の図6の41)により、無段変速装置の回路(油路(特許文献1の図6の32,33))に強制的に供給するように構成している。
この場合に特許文献1では、チャージ用のポンプからの余剰の作動油が、リリーフ弁(特許文献1の図6の45)を介して、無段変速装置を内装するケース部に供給されるように構成されており、チャージ用のポンプからの余剰の作動油により無段変速装置の全体が冷却されるように構成されている。
特開2003−94968号公報
特許文献1のように、無段変速装置の回路に作動油を強制的に供給するチャージ用のポンプを備えたコンバインに対して、比較的小型のコンバインにおいて比較的小容量の無段変速装置を備えた場合、チャージ用のポンプを備えずに、無段変速装置を内装するケース部の作動油を、無段変速装置が補充用の作動油として取り込むように構成することがある(例えば無段変速装置の回路に発生する負圧により、無段変速装置を内装するケース部の作動油を無段変速装置が吸引する等)。
本発明は、コンバインの油圧回路構造において無段変速装置の回路に作動油を強制的に供給するチャージ用のポンプを備えない場合、無段変速装置の全体を適切に冷却することができるように構成することを目的としている。
[I]
(構成)
本発明の第1特徴はコンバインの油圧回路構造において次のように構成することにある。
走行用のミッションケースと、油圧式の走行用の無段変速装置と、機体に支持された作業装置の姿勢を変更駆動する油圧シリンダと、油圧シリンダに作動油を給排操作する制御弁とを備える。ミッションケースの一部を構成するようにミッションケースの上部の横一側部に一体的に形成された横一側ケース部に無段変速装置を内装し、制御弁を内装する油圧ブロックを横一側ケース部の上部に直接に連結する。ミッションケースの作動油をポンプを介して油圧ブロック内の制御弁に供給し、制御弁から出る作動油を油圧ブロックの横一側ケース部への取付部から横一側ケース部の内部に連通する上下向きの上部油路を介して横一側ケース部に供給して、無段変速装置が横一側ケース部の作動油を補充用の作動油として取り込むように構成する。横一側ケース部の余剰の作動油を、横一側ケース部の壁部にミッションケースの横他側部に形成された横他側ケース部側に向かって横向きに開口する状態で形成されてケース部の下部からミッションケースの内部に連通する下部油路を介して、ミッションケースに戻すように構成する。
(作用)
コンバインでは、機体の前部の刈取部(作業装置に相当)を油圧シリンダにより昇降駆動するように構成しており、油圧シリンダに作動油を給排操作する制御弁及びポンプを備える。
本発明の第1特徴によると、ミッションケースの作動油をポンプを介して制御弁に供給し、制御弁から出る作動油を無段変速装置を内装する横一側ケース部に供給して、無段変速装置を内装する横一側ケース部の作動油を無段変速装置が補充用の作動油として取り込むように構成しており、無段変速装置を内装する横一側ケース部の余剰の作動油をミッションケースに戻すように構成している。
この場合、作業装置の姿勢変更はあまり頻繁に行われることはなく、作業装置の姿勢変更に要する時間も比較的短いので、ポンプから制御弁に作動油が供給されていると、制御弁から作動油が殆ど常時出ていると言ってよいような状態となっている。これにより、ミッションケースの作動油が、ポンプ、制御弁(油圧シリンダ)、無段変速装置を内装する横一側ケース部及びミッションケースを循環する状態となるのであり、作動油により無段変速装置の全体が冷却される。
本発明の第1特徴によると、無段変速装置を内装する横一側ケース部の作動油を無段変速装置が補充用の作動油として取り込むように構成しているので、無段変速装置の回路に作動油を強制的に供給するチャージ用のポンプを備えない構成に適切に対応している。
この場合、無段変速装置を内装する横一側ケース部の作動油を無段変速装置が補充用の作動油として取り込む量は比較的少ないものであり、無段変速装置を内装する横一側ケース部からミッションケースに戻る余剰の作動油が比較的多いものとなるので、無段変速装置を内装する横一側ケース部の内部を通過する作動油の量が多くなり、作動油により無段変速装置の全体が充分に冷却される。
本発明の第1特徴によると、ミッションケースの作動油がポンプ及び制御弁(油圧シリンダ)から無段変速装置を内装する横一側ケース部に供給される場合、作動油が無段変速装置を内装する横一側ケース部の上部に供給されることになるので、無段変速装置を内装する横一側ケース部の内部の上部から作動油が残ることなく下方に押し出され、無段変速装置を内装する横一側ケース部の下部からミッションケースに戻されるようになる。これにより、無段変速装置を内装する横一側ケース部の内部に滞留する作動油を少なくすることができるのであり、無段変速装置を内装する横一側ケース部の内部の作動油を適切に入れ換えることができる。
(発明の効果)
本発明の第1特徴によると、コンバインの油圧回路構造において、無段変速装置の回路に作動油を強制的に供給するチャージ用のポンプを備えない場合、ミッションケースの作動油が、ポンプ、制御弁(油圧シリンダ)、無段変速装置を内装する横一側ケース部及びミッションケースを循環する状態を得ることができ、作動油により無段変速装置の全体を適切に冷却することができるようになって、無段変速装置の耐久性の向上を図ることができた。
本発明の第1特徴によると、作業装置の姿勢を変更する油圧シリンダに作動油を給排操作する制御弁及びポンプを有効に利用しており、この制御弁及びポンプは既存の装置と言ってよいので、無段変速装置を冷却する為の特別な装置を備える必要がなく、構造の簡素化の面で有利なものとなった。
本発明の第1特徴によると、横一側ケース部の内部に滞留する作動油を少なくし、無段変速装置を内装する横一側ケース部の内部の作動油を適切に入れ換えることができるようになり、作動油により無段変速装置の全体を適切に冷却することができるようになって、無段変速装置の耐久性の向上を図ることができた。
[II]
(構成)
本発明の第2特徴は、本発明の第1特徴のコンバインの油圧回路構造において次のように構成することにある。
油圧ブロックにパワーステアリング用の切換弁を内装し、制御弁と切換弁とを接続油路を介して接続して、ミッションケースの作動油をポンプにより吸い込んで供給油路を介して油圧ブロック内の制御弁及び切換弁に供給するように構成し、制御弁及び切換弁から出る作動油を、油圧ブロックの横一側ケース部への取付部から上部油路を介して横一側ケース部に供給するように構成して、ミッションケースの作動油が、供給油路、接続油路、上部油路、横一側ケース部及び下部油路を循環するように構成する。
[1]
図1に示すように、右及び左のクローラ走行装置1により支持された機体の前部左側に刈取部2(作業装置に相当)が備えられて、機体の前部右側に運転部3が備えられ、機体の後部左側に脱穀装置4、機体の後部右側にグレンタンク5が備えられて、コンバインが構成されている。機体の横軸芯(図示せず)周りに主フレーム6が上下揺動自在に支持され、主フレーム6に刈取部2が支持されている。機体と主フレーム6とに亘って単動型の油圧シリンダ7(図4参照)が接続されており、油圧シリンダ7を伸長作動させると刈取部2が上昇駆動され、油圧シリンダ7を収縮作動させると刈取部2が下降駆動される。
[2]
次に右及び左のクローラ走行装置1の前部の間に配置されるミッションケース8の構造について説明する。
図2に示すように、ミッションケース8は横他側ケース部としての右ケース部9と左ケース部10との2分割構造となっており、左ケース部10に横一側ケース部としてのケース部10aが形成されて、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aに静油圧式の無段変速装置11が内装されており、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aがバルブプレート12によって閉じられている。
図2及び図4に示すように、無段変速装置11は可変容量型の油圧ポンプ14と油圧モータ15とを一対の油路16により接続して構成されて、中立停止位置を備えており、前進の高速側及び後進の高速側に無段階に変速自在に構成されている。無段変速装置11(油圧ポンプ14)の入力軸17が、ミッションケース8(右ケース部9)から右横方に突出して、入力軸17に入力プーリー17a及び冷却ファン17bが固定されており、エンジン(図示せず)の出力プーリー(図示せず)と、入力軸17の入力プーリー17aとに亘って伝動ベルト(図示せず)が巻回されて、エンジンの動力が入力軸17に伝達されている。
図2に示すように、無段変速装置11(油圧モータ15)の出力軸18に、伝動ギヤ19が固定され、ミッションケース8に支持された伝動軸20に伝動ギヤ21,22が固定されており、伝動ギヤ19,21が咬合している。ミッションケース8に伝動軸23が支持されて、伝動軸20に固定された伝動ギヤ24と伝動ギヤ22とが咬合している。伝動軸23に右及び左のサイドギヤ26が相対回転及びスライド自在に外嵌され、右及び左の車軸27に固定された伝動ギヤ25が右及び左のサイドギヤ26に咬合しており、右及び左のクローラ走行装置1の駆動スプロケット1a(図1参照)が、右及び左の車軸27の端部に固定されている。
図2に示すように、伝動軸23の右及び左の端部に右及び左の咬合部23aが固定されており、右及び左のサイドギヤ26とミッションケース8との間に摩擦板による右及び左のサイドブレーキ29が構成されている。右及び左のサイドギヤ26を伝動軸23の右及び左の咬合部23aに向けて付勢するバネ28が備えられ、右及び左のサイドギヤ26を右及び左のサイドブレーキ29に向けて押し操作可能な右及び左のピストン49が備えられている。
図2に示す状態は、右のサイドギヤ26が伝動軸23の右の咬合部23aに咬合し、左のサイドギヤ26が伝動軸23の左の咬合部23aから離れている状態である。右及び左のサイドギヤ26がバネ28の付勢力により伝動軸23の右及び左の咬合部23aに咬合すると、伝動軸20の動力が伝動ギヤ22,24、伝動軸23、伝動軸23の右及び左の咬合部23a、右及び左のサイドギヤ26を介して右及び左の車軸27に伝達されて、機体は直進する。
図2に示すように、ミッションケース8に伝動軸30が支持されて、伝動軸30に伝動ギヤ31,32が固定され、入力軸17に固定された伝動ギヤ13と伝動ギヤ31とが咬合している。ミッションケース8に出力軸33が支持され、出力軸33に固定された伝動ギヤ34が伝動ギヤ32に咬合しており、入力軸17の動力が伝動軸30を介して出力軸33に伝達され、出力軸33に固定された出力プーリー33a及び伝動ベルト(図示せず)を介して刈取部2に伝達される。
[3]
次に操向操作系の油圧回路構造について説明する。
図2及び図4に示すように、入力軸17がミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aから左横方に突出してバルブプレート12に入り込んでおり、バルブプレート12において入力軸17にポンプ35が取り付けられて、入力軸17によりポンプ35が駆動されている。バルブプレート12にフィルタ36が取り付けられており、ミッションケース8の潤滑油が作動油として、外部の油路37、フィルタ36及び油路38を介してポンプ35に供給されている。この場合、ミッションケース8に貯留される潤滑油(作動油)のオイルレベルは、入力軸17の付近の位置に設定されている。
図4に示すように、ポンプ35からの油路39に、リリーフ弁40及びパワーステアリング用の切換弁41が接続されて、切換弁41の作動油が右及び左のピストン49に供給されるように構成されている。切換弁41から出る作動油の油路42が、リリーフ弁40からの油路43に接続されており、右及び左のピストン49から逆止弁48を介して油路44が延出されて、油路44が油路42に接続され、油路44に可変リリーフ弁45が備えられている。切換弁41から出る作動油を排出する油路46が、油圧シリンダ7に作動油を給排操作する制御弁47に接続されている。
図1及び図4に示すように、運転部3の前部に操縦塔50が備えられ、操縦塔50に操作レバー51が備えられており、操作レバー51は前後方向(上昇位置U及び下降位置D)、及び左右方向(右第1及び第2旋回位置R1,R2、左第1及び第2旋回位置L1,L2)に操作自在に構成されている。操作レバー51と切換弁41及び可変リリーフ弁45とが機械的に連係されて、操作レバー51の左右方向の操作で切換弁41及び可変リリーフ弁45が操作されるように構成されている。
図4に示す状態は操作レバー51を中立位置Nに操作している状態で、切換弁41が中立位置41Nに操作された状態であり、ポンプ35の作動油が油路39、切換弁41の中立位置41N及び油路46を介して制御弁47に供給されており、右及び左のピストン49の作動油が切換弁41の中立位置41Nから油路42,43に排出されている。これにより、図2に示すように、右及び左のサイドギヤ26がバネ28の付勢力により伝動軸23の右及び左の咬合部23aに咬合して、伝動軸20の動力が伝動ギヤ22,24、伝動軸23、伝動軸23の右及び左の咬合部23a、右及び左のサイドギヤ26、右及び左の車軸27を介して、右及び左のクローラ走行装置1に伝達されて、機体は直進する。
図4に示すように、操作レバー51を右第1旋回位置R1に操作すると、切換弁41が右旋回位置41Rに操作され、右のピストン49に作動油が供給されて、右のサイドギヤ26が伝動軸23の右の咬合部23aから離れるのであり、可変リリーフ弁45により右のサイドギヤ26(右のピストン49)が右のサイドブレーキ29を押圧して制動操作する手前の位置で停止する。これにより、右のクローラ走行装置1への動力が遮断され、右のクローラ走行装置1が自由回転状態となって、機体は右に緩やかに旋回する。この場合に、ポンプ35の作動油が切換弁41の右旋回位置41R、右のピストン49、油路44及び可変リリーフ弁45を介して油路42,43に供給されている。
図4に示すように、操作レバー51を左第1旋回位置L1に操作すると、切換弁41が左旋回位置41Lに操作され、左のピストン49に作動油が供給されて、左のサイドギヤ26が伝動軸23の左の咬合部23aから離れるのであり、可変リリーフ弁45により左のサイドギヤ26(左のピストン49)が左のサイドブレーキ29を押圧して制動操作する手前の位置で停止する。これにより、左のクローラ走行装置1への動力が遮断され、左のクローラ走行装置1が自由回転状態となって、機体は左に緩やかに旋回する。この場合に、ポンプ35の作動油が切換弁41の左旋回位置41L、左のピストン49、油路44及び可変リリーフ弁45を介して油路42,43に供給されている。
図4に示すように、操作レバー51を右第2旋回位置R2に操作すると、切換弁41が右旋回位置41Rに操作された状態で、可変リリーフ弁45が閉側に操作されて、右のピストン49の圧力が上昇し、右のサイドギヤ26が右のサイドブレーキ29を押圧して制動操作する。これにより、右のクローラ走行装置1に制動が掛かり、機体は右に信地旋回する。この場合、右のピストン49(右のサイドギヤ26)が右のサイドブレーキ29を押圧して停止すると、リリーフ弁40が開いて、ポンプ35の作動油が油路43に供給される。
図4に示すように、操作レバー51を左第2旋回位置L2に操作すると、切換弁41が左旋回位置41Lに操作された状態で、可変リリーフ弁45が閉側に操作されて、左のピストン49の圧力が上昇し、左のサイドギヤ26が左のサイドブレーキ29を押圧して制動操作する。これにより、左のクローラ走行装置1に制動が掛かり、機体は左に信地旋回する。この場合、左のピストン49(左のサイドギヤ26)が左のサイドブレーキ29を押圧して停止すると、リリーフ弁40が開いて、ポンプ35の作動油が油路43に供給される。
[4]
次に油圧シリンダ7及び無段変速装置11に対する油圧回路構造について説明する。
図3及び図4に示すように、切換弁41、リリーフ弁40及び可変リリーフ弁45等を内装した油圧ブロック52が備えられて、図示しないが油圧ブロック52がミッションケース8(右ケース部9)の上部に固定され、後述する油圧ブロック54の横側部に固定されている。油圧シリンダ7に作動油を給排操作する制御弁47及び逆止弁53を内装した油圧ブロック54が備えられて、油圧ブロック54がミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの上部に固定されており、油圧ブロック52,54が互いに連結されている。
図3及び図4に示すように、切換弁41から出る作動油を排出する油路46が制御弁47に接続されて、制御弁47からの油路55が外部の油路56(油圧ホース等)を介して油圧シリンダ7に接続されており、油路55に逆止弁53が備えられている。制御弁47から出る作動油を排出する油路57が、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの上部(ミッションケース8に貯留される潤滑油(作動油)のオイルレベル(入力軸17の付近の位置)よりも高い位置)に接続されており、リリーフ弁40からの油路43が油路57に接続されている。ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの下部(ミッションケース8に貯留される潤滑油(作動油)のオイルレベル(入力軸17の付近の位置)よりも低い位置)と、ミッションケース8(右及び左ケース部9,10)の内部とに亘って、油路58が接続されている。
[5]
次に操作レバー51を中立位置N、上昇位置U及び下降位置Dに操作した状態について説明する。
図4に示すように、操作レバー51と制御弁47とが機械的に連結されており、操作レバー51を中立位置Nに操作すると制御弁47が中立位置47Nに操作され、操作レバー51を上昇位置Uに操作すると制御弁47が上昇位置47Uに操作され、操作レバー51を下降位置Dに操作すると制御弁47が下降位置47Dに操作される。
図4に示す状態は操作レバー51を中立位置Nに操作している状態で、制御弁47が中立位置47Nに操作された状態であり、前項[3]に記載のように、ポンプ35の作動油が油路46に供給されていると、ポンプ35の作動油が制御弁47の中立位置47N及び油路57を介して、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部の上部に供給される。前項[3]に記載のように、ポンプ35の作動油が油路42,43に供給されていると、ポンプ35の作動油が油路57を介して、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部の上部に供給される。これにより、油圧シリンダ7は停止している。
前項[3]に記載のように、ポンプ35の作動油が油路46に供給されている状態において、図4に示すように操作レバー51を上昇位置Uに操作すると(制御弁47の上昇位置47U)、ポンプ35の作動油が制御弁47の上昇位置47U及び逆止弁53を介して油圧シリンダ7に供給され、油圧シリンダ7が伸長作動して刈取部2が上昇駆動される。この場合、刈取部2が上昇限度に達して油圧シリンダ7が停止すると、リリーフ弁40が開き、ポンプ35の作動油が油路43,57を介して、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部の上部に供給される。
前項[3]に記載のように、ポンプ35の作動油が油路46に供給されている状態において、図4に示すように操作レバー51を下降位置Dに操作すると(制御弁47の下降位置47D)、ポンプ35の作動油が制御弁47の下降位置47Dから逆止弁53に供給されて、逆止弁53が開き操作され、油圧シリンダ7の作動油が逆止弁53及び制御弁47の下降位置47D、油路57を介して、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部の上部に供給される。これによって、油圧シリンダ7が収縮作動して刈取部2が下降駆動されるのであり、ポンプ35の作動油により逆止弁53が開き操作されると、リリーフ弁40が開き、ポンプ35の作動油が油路43,57を介して、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部の上部に供給される。
前述のように、ポンプ35の作動油(ミッションケース8の作動油)が、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部の上部に供給されると、ポンプ35の作動油が持つ圧力により、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部の上部から、作動油が残ることなく下方に押し出され、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの下部の油路58から、ミッションケース8(右及び左ケース部9,10)の内部に作動油が戻される。これにより、ミッションケース8(右及び左ケース部9,10)の作動油が、ポンプ35、制御弁47(油圧シリンダ7)、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10a、及びミッションケース8(右及び左ケース部9,10)を循環する状態となって、作動油により無段変速装置11の全体が冷却される。
図4に示すように、無段変速装置11において、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部に連通する油路59が、一対の逆止弁60及び絞り部61を介して油路16に接続されている。
この場合、前述のようにポンプ35の作動油(ミッションケース8の作動油)が、ミッションケース8(左ケース部10)のケース部10aの内部に充満しているので、無段変速装置11(油路16)に作動油の不足が生じると、ポンプ35の作動油が持つ圧力により、油路59を介して無段変速装置11(油路16)に作動油が無理なく取り込まれるのであり、無段変速装置11(油路16)が補充用の作動油として取り込む量は比較的少ないものである。
[発明の実施の別形態]
前述の[発明を実施するための最良の形態]において、静油圧式の無段変速装置11に代えて、油圧−機械式の無段変速装置(ハイドロ・メカニカル・トランスミッション)(HMT)を、無段変速装置として使用してもよい。
グレンタンク5に貯留された穀粒を排出するアンローダ(作業装置に相当)において、アンローダを昇降駆動する油圧シリンダ(図示せず)に、ポンプ及び制御弁からの作動油を供給し、制御弁から出る作動油を、無段変速装置を内装するケース部に供給するように構成してもよい。
右及び左のクローラ走行装置1(作業装置に相当)を油圧シリンダ(図示せず)により独立に昇降駆動して、機体の姿勢を水平に維持するように構成した場合、ポンプ及び制御弁からの作動油を油圧シリンダに供給し、制御弁から出る作動油を、無段変速装置を内装するケース部に供給するように構成してもよい。
コンバインの全体側面図 ミッションケースの縦断正面図 ミッションケースの上部及び油圧ブロックの付近の縦断正面図 油圧ブロック及び無段変速装置等の油圧回路図
2 作業装置
7 油圧シリンダ
8 ミッションケース
9 横他側ケース部
10a 横一側ケース部
11 無段変速装置
35 ポンプ
39 供給油路
41 切換弁
46 接続油路
47 制御弁
52,54 油圧ブロック
57 上部油路
58 下部油路

Claims (2)

  1. 走行用のミッションケースと、油圧式の走行用の無段変速装置と、機体に支持された作業装置の姿勢を変更駆動する油圧シリンダと、前記油圧シリンダに作動油を給排操作する制御弁とを備えて、
    前記ミッションケースの一部を構成するように前記ミッションケースの上部の横一側部に一体的に形成された横一側ケース部に前記無段変速装置を内装し、前記制御弁を内装する油圧ブロックを前記横一側ケース部の上部に直接に連結して、
    前記ミッションケースの作動油をポンプを介して前記油圧ブロック内の制御弁に供給し、前記制御弁から出る作動油を前記油圧ブロックの前記横一側ケース部への取付部から前記横一側ケース部の内部に連通する上下向きの上部油路を介して前記横一側ケース部に供給して、前記無段変速装置が前記横一側ケース部の作動油を補充用の作動油として取り込むように構成すると共に、
    前記横一側ケース部の余剰の作動油を、前記横一側ケース部の壁部に前記ミッションケースの横他側部に形成された横他側ケース部側に向かって横向きに開口する状態で形成されて前記横一側ケース部の下部から前記ミッションケースの内部に連通する下部油路を介して、前記ミッションケースに戻すように構成してあるコンバインの油圧回路構造。
  2. 前記油圧ブロックにパワーステアリング用の切換弁を内装し、前記制御弁と前記切換弁とを接続油路を介して接続して、前記ミッションケースの作動油を前記ポンプにより吸い込んで供給油路を介して前記油圧ブロック内の制御弁及び切換弁に供給するように構成し、前記制御弁及び切換弁から出る作動油を、前記油圧ブロックの前記横一側ケース部への取付部から前記上部油路を介して前記横一側ケース部に供給するように構成して、前記ミッションケースの作動油が、前記供給油路、前記接続油路、前記上部油路、前記横一側ケース部及び前記下部油路を循環するように構成してある請求項1に記載のコンバインの油圧回路構造。
JP2006266527A 2006-09-29 2006-09-29 コンバインの油圧回路構造 Active JP4685741B2 (ja)

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