JPH08303556A - 作業機の走行装置の伝動装置 - Google Patents

作業機の走行装置の伝動装置

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JPH08303556A
JPH08303556A JP13839795A JP13839795A JPH08303556A JP H08303556 A JPH08303556 A JP H08303556A JP 13839795 A JP13839795 A JP 13839795A JP 13839795 A JP13839795 A JP 13839795A JP H08303556 A JPH08303556 A JP H08303556A
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transmission
gear
hst
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continuously variable
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Hisayuki Satoji
久幸 里路
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Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の走行速度におけるHST伝動とギヤー
伝動との切替の可能化、伝動効率の向上、エンジンの出
力の有効利用。 【構成】 エンジンの回転が伝達される入力軸2と、該
入力軸2の回転が入力される可変式ポンプ5および可変
式ポンプ5により作動して回転を出力する可変式モータ
ー6からなる油圧式無段変速装置4と、前記入力軸2か
らと前記可変式モーター6により回転する軸9との間に
は油圧式無段変速装置4を介さないでギヤー伝動する機
械式伝達経路Xを設け、油圧式無段変速装置4によるH
ST伝動と機械式伝達経路Xによるギヤー伝動とに切替
可能に構成し、前記機械式伝達経路X中には複数段に機
械的変速し得る機械式変速装置Yを設け、前記油圧式無
段変速装置4の回転数が前記機械式変速装置Yによる設
定された前記複数段の内のいずれかの回転数の領域と一
致したとき、ギヤー伝動による走行するように構成した
作業機の走行装置の伝動装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、作業機の走行装置の伝
動装置に係るものである。
【0002】
【従来技術】従来公知の、特開平6−270112号公
報には、エンジンの回転が伝達される入力軸と、該入力
軸の回転が入力される可変式ポンプおよび可変式ポンプ
により作動して回転を出力する可変式モーターからなる
油圧式無段変速装置と、前記入力軸からと前記可変式モ
ーターにより回転する軸との間には油圧式無段変速装置
による最高出力回転数を出力するときに油圧式無段変速
装置を介さないで、油圧式無段変速装置による最高速度
より早く走行し得るギヤー伝動する機械式伝達経路を設
けた構成について記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記公知例は、油圧式
無段変速装置の伝達する回転にはロス(馬力損失)があ
るので、この伝動経路とは別に機械式伝達経路を設け、
馬力損失を回避して伝動効率を向上させるものである
が、油圧式無段変速装置の伝動からギヤー伝動への切替
が油圧式無段変速装置の最高出力回転数の時に限定され
るという課題がある。即ち、油圧式無段変速装置による
最高出力回転数とき以外にもギヤー伝動を可能にする
と、一層伝動効率を向上させることができる。また、油
圧式無段変速装置による伝動とギヤー伝動との切替を、
単にいつでも行えるようにすると、回転領域が相違して
いても行うことがあり、切替のショックが大きいという
課題もある。
【0004】
【発明の目的】任意の走行速度におけるHST伝動とギ
ヤー伝動との切替の可能化、伝動効率の向上、エンジン
の出力の有効利用。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの回
転が伝達される入力軸2と、該入力軸2の回転が入力さ
れる可変式ポンプ5および可変式ポンプ5により作動し
て回転を出力する可変式モーター6からなる油圧式無段
変速装置4と、前記入力軸2からと前記可変式モーター
6により回転する軸9との間には油圧式無段変速装置4
を介さないでギヤー伝動する機械式伝達経路Xを設け、
油圧式無段変速装置4によるHST伝動と機械式伝達経
路Xによるギヤー伝動とに切替可能に構成し、前記機械
式伝達経路X中には複数段に機械的変速し得る機械式変
速装置Yを設け、前記油圧式無段変速装置4の回転数が
前記機械式変速装置Yによる設定された前記複数段の内
のいずれかの回転数の領域と一致したとき、ギヤー伝動
による走行するように構成した作業機の走行装置の伝動
装置としたものである。
【0006】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明すると、1
はコンバイン等の作業機の走行装置にエンジンの回転を
伝達するミッションケースであるが、本実施例ではコン
バインの例にて説明する。ミッションケース1の上部に
は入力軸2を設ける。3はエンジンからの回転が伝達さ
れる入力プーリーである。前記ミッションケース1の側
部には油圧式無段変速装置(ハイドロスタチックトラン
スミッション(HST)等)4を設ける。前記入力軸2
はその回転を油圧式無段変速装置4の可変式ポンプ5に
入力し、可変式ポンプ5は可変式モーター6に送油して
回転を伝達する。可変式モーター6はミッションケース
1に設けた第一中間軸7に回転を出力する。第一中間軸
7には出力歯車8を固定し、出力歯車8には第二中間軸
9に固定の中間歯車10を常時噛み合わせる。前記中間
歯車10はサイドクラッチ軸11に固定のセンターギヤ
12に常時噛合わせる。サイドクラッチ軸11には左右
クラッチ13を設ける。左右クラッチ13は、センター
ギヤ12の左右両側部にクラッチ爪をそれぞれ設け、セ
ンターギヤ12の左右両側に摺動のみ自在に設けたサイ
ドクラッチギヤ14にクラッチ爪を設け、センターギヤ
12とサイドクラッチギヤ14のそれぞれのクラッチ爪
が継脱自在に係合するようにして構成する。サイドクラ
ッチ軸11の左右両側のミッションケース1には左右固
定ドラム15を設け、左右固定ドラム15と左右のサイ
ドクラッチギヤ14との間にそれぞれ左右ブレーキ16
を設ける。前記左右ブレーキ16は、サイドクラッチギ
ヤ14と共に回転する回転ディスクを、前記左右固定ド
ラム15内に設けた固定ディスクに接離自在に摺接する
ようにして構成する。左右のサイドクラッチギヤ14に
は左右のホイル軸17に設けたホイル歯車18を噛み合
わせる。しかして、入力軸2の回転は油圧式無段変速装
置4により無段階に変速されて左右のホイル軸17に伝
達されるが、油圧式無段変速装置4の伝達する回転には
ロス(馬力損失)があるので、この伝動経路とは別に、
前記入力軸2から左右のホイル軸17に至たる機械式伝
達経路Xを設け、油圧式無段変速装置4からの伝動(以
下、HST伝動という)と機械式伝動(以下、ギヤー伝
動という)とに切り替えて回転を伝達する。即ち、図4
のように、走行開始時は、条合わせなどのためHST伝
動で走行し、刈取作業が安定したときギヤー伝動にする
と、馬力損失がなくなって、脱穀室の負荷に対応でき、
また、旋回するときなどは微妙な操作が必要であるので
HST伝動とする等が考えられ、作業状態に応じて伝動
経路を切替えるのが理想である。前記機械式伝達経路X
は、前記入力軸2に機械式伝動入力クラッチ20を設
け、該機械式伝動入力クラッチ20を介して入力軸2に
遊嵌した機械式出力歯車21に回転を伝達する。機械式
伝動入力クラッチ20は入力軸2に設けたドラム22内
に設けたディスクと入力軸2に遊嵌した前記機械式出力
歯車21と一体回転するディスクとを接離自在に摺接す
るようにして構成する。機械式出力歯車21は第一中間
軸7に設けた中間歯車23に常時噛み合わせ、第一中間
軸7に前記中間歯車23の回転により回転する複数の切
替歯車25を摺動のみ自在に設け、シフタ(図示省略)
により切替歯車25を摺動させて選択的に噛み合う歯車
26群を第二中間軸9に設け、中間歯車10よりセンタ
ーギヤ12に回転を伝達するように構成している。しか
して、前記切替歯車25および歯車26により機械式変
速装置Yを構成する。即ち、作業状態に応じて、適正な
走行速度は相違するが、ギヤー伝動では設定したギヤ比
による所定(固定)回転数しか伝達できないので、機械
式伝達経路X中に前記機械式変速装置Yを設け、複数段
階の所定速度のときにギヤー伝動できるように構成し、
図5のように、種々の設定速度(速度域)のときにギヤ
ー伝動への切替を可能にする。図1の実施例の機械式変
速装置Yでは、2段変速となるが、これに限定されず、
切替歯車25および歯車26をそれぞれ増加させると、
多段変速となる。前記HST伝動とギヤー伝動の切替に
ともない回転伝達を入り切りするクラッチを設ける。前
記入力軸2には前記可変式モーター6への回転を継脱す
るHST伝動入力クラッチ27を設け、機械式出力歯車
21に回転を伝達するときには油圧式無段変速装置4へ
の入力を止め、馬力損失の発生を防止する。また、前記
第一中間軸7にもHST伝動出力クラッチ28を設け、
油圧式無段変速装置4を使用しないときの馬力損失の発
生を防止する。しかして、前記HST伝動とギヤー伝動
の切替は、予め設定した諸条件により制御部29が自動
制御する自動モードと、所望の走行状態において作業者
の意思でギヤー伝動とHST伝動とを選択し得る手動モ
ードとを設け、この制御モードは制御モード切替スイッ
チ30により切替える。そして、前記制御モード切替ス
イッチ30により手動モードを選択したとき、ギヤー伝
動とHST伝動とを選択し得る伝動選択スイッチ31を
設ける。制御条件の一例としては、刈取部への回転伝達
を入切する刈取クラッチが入りになったことを刈取クラ
ッチセンサー32により感知後、設定時間内はHST伝
動とし、次に、設定時間中に設定車速で走行して車速に
変化がないときは、HST伝動からギヤー伝動に切替え
る(図6)。走行開始時は、条合わせなどのため微速走
行や前後進の反復などを必要とするから、HST伝動で
走行することにより操作性を向上させ、刈取作業が安定
したときギヤー伝動にすると、脱穀装置に回転エネルギ
ーを振り分けて効率の良い作業となる。また、刈取部に
穀稈有無検知部33を設け、穀稈有無検知部33が穀稈
非検出のときはHST伝動とし、操作性を優先し、穀稈
有無検知部33が穀稈を検出したときはギヤー伝動と
し、脱穀負荷に対して油圧式無段変速装置4の馬力損失
を回避して効率を優先する(図7)。また、前記刈取ク
ラッチセンサー32が入りを検知したときは、ギヤー伝
動とHST伝動とを任意に選択可能とするが、前記刈取
クラッチセンサー32が切を感知したときはHST伝動
とし、操作性を向上させる。即ち、刈取作業以外の作業
といえば移動が主であり、移動するにはHST伝動でも
十分であり、また、HST伝動の方が速度調節が微妙に
行えるので操作性を向上させ、誤操作を防止する。ま
た、機体走行速度を検出する車速センサー(回転数検知
装置)34を設け、車速センサー34はバック(後進)
も検知し得るように構成し、バック(後進)していると
きはHST伝動のみとする。即ち、ギヤー伝動にはバッ
クがなく、バック状態でギヤー伝動にすると前進にな
り、作業者の意図に反するからである。また、HST レバ
ー35をバック操作すると、ギヤー伝動は解除する。図
8において、36は操作部37に設けた前記HST レバー
35の傾倒を案内する案内溝、38はHST レバー35の
位置を検出するレバー位置検出部(ポテンショメータ)
である。また、HST レバー35の中立位置から設定した
区間Lは、ギヤー伝動への切替不可ゾーンとする。その
ため、設定速度以下の低速速度域においては、ギヤー伝
動への切替をしない。即ち、低速走行の時は脱穀負荷も
少ないから、馬力損失の影響も少なく、HST伝動によ
る走行可能であり、また、機械式変速装置Yによる低速
速度域におけるギヤー伝動への切替可能速度よりも、低
速のときではHST伝動の回転数とギヤー伝動の回転数
とのギャップが大きく、仮にギヤー伝動へ切り替える
と、切替のショックが大きくなるので、ギヤー伝動への
切替を規制することで、走行安定性を確保している。な
お、ギヤー伝動への切替不可ゾーンの区間Lは、予め制
御部29に設定すればよく、この設定値とレバー位置検
出部38のデーターとを比較して判断するから、区間L
は、図8に限定されず、前記したバック(後進)の区間
も切替不可ゾーンとすることもある。また、ギヤー伝動
による走行中、この時のHST レバー35を前後いずれか
に傾倒操作を行うと、ギヤー伝動からHST伝動に切替
える。即ち、ギヤー伝動は、本来一定速度の走行である
から、このとき、作業者がHST レバー35を操作しよう
と思慮することは、速度を変化させたいときであるか
ら、HST レバー35のわずかな操作をレバー位置検出部
38で検知し、これによりHST伝動に切替える。した
がって、操作性が向上するだけでなく、HST レバー35
の操作による急減速、あるいは急停止も可能となり、緊
急操作の応答性を向上させる。また、操作部には、旋回
操作を行うパワステアリングを設けているが、パワステ
アリングを設定時間以上継続操作すると、ギヤー伝動か
らHST伝動に切替える(図9)。即ち、パワステアリ
ングによる旋回操作中は、走行速度も微妙な操作が要求
されるので、HST伝動が適応する。また、パワステア
リングの操作が設定時間以上ないときは、HST伝動か
らギヤー伝動に切替える。即ち、パワステアリングによ
る旋回操作がないとし、ギヤー伝動にする。また、左右
ブレーキ16のブレーキ圧が設定値より低くいとギヤー
伝動に、高いとHST伝動に切替える。また、ギヤー伝
動による走行中は、HST レバー35の操作を固定し、H
ST伝動へ切替えた後に操作可能に構成する。この場
合、HST レバー35を前側(高速側)には操作できない
が、後側にはシフト可能にすることもあり、HST伝動
で最初の位置よりも低速側にすれば急減速し、中立にす
ると急停止でき、緊急時の操作性を向上させる。39は
HST レバー35の操作を固定するブレーキライニング、
40はブレーキライニング39を作動させるカム機構、
41はカム機構40を作動させるモーターである。以上
のような制御条件があり、自動モードのときは、制御部
29が条件に従って切替の全てを行い、作業者は機体走
行速度を決定するだけであり、切替を気にすることなく
作業操作に集中できる。また、手動モードのときは作業
者の意思によりHST伝動とギヤー伝動とを選択可能
で、このとき、穀稈有無検知部33のデーターのような
条件は制御部29が無視する。しかして、図示は省略す
るが、操作部に表示部を設け、表示部に走行速度とどの
レベルのギヤー伝動への切替が可能かを表示するように
構成し、手動操作を円滑にできるようにすることもあ
る。しかして、図2は、前記切替制御の実施例を示し、
制御部29は切替バルブ42のソレノイド43を操作し
て行う。また、チャージポンプ44をミッションケース
1に入力軸2を軸装した部分に設け、入力軸2により作
動するようにすると共に、チャージポンプ44は油圧式
無段変速装置4のチャージ用と各油圧クラッチの切替用
とに共用する。そして、入力軸2によりチャージポンプ
44は作動するから、エンジン始動時は常に可変式ポン
プ5が回転するため、油圧式無段変速装置4停止時も可
変式ポンプ5を回すことができ、各油圧クラッチ(HS
T伝動入力クラッチ27、HST伝動出力クラッチ28
等)のポンプとしても使用可能である。また、油圧式無
段変速装置4の駆動オイルとミッションケース1の潤滑
オイルを兼用とし、油圧式無段変速装置4の余剰油が油
圧式無段変速装置ケース45本体より可変式モーター6
を経由してミッションケース1内に循環する連通口46
を可変式モーター6とミッションケース1の上部に設
け、更に、HST伝動入力クラッチ27を冷却、潤滑さ
せる位置に吐出するように吐出口47を設け、ミッショ
ンケース1の下部をオイル溜48とし、オイルを兼用す
ることで、コンパクト化および低コスト化ができ、HS
T伝動入力クラッチ27の自己潤滑により耐久性を向上
させる。49はフィルター、50は送油パイプである。
【作用】次に作用を述べる。エンジンの回転が入力プー
リー3により入力軸2に伝達され、入力軸2の回転がH
ST伝動またはギヤー伝動を介して第二中間軸9に伝達
され、第二中間軸9の回転が中間歯車10を介してサイ
ドクラッチ軸11に固定のセンターギヤ12に伝達さ
れ、センターギヤ12の左右両側部のクラッチ爪にサイ
ドクラッチギヤ14に設けたクラッチ爪を係合させる
と、左右クラッチ13が「入」となって、これによりサ
イドクラッチギヤ14が回転し、サイドクラッチギヤ1
4はホイル軸17に回転を伝達して走行装置を駆動させ
て、走行させる。しかして、パワステレバーを左右のい
ずれかに傾倒操作すると、左右サイドクラッチギヤ14
のいずれか一方のクラッチ爪を離脱させ、例えば、左ク
ラッチ13を「切」とし、更に、クラッチ爪を完全に離
脱させた中立位置をこえて左サイドクラッチギヤ14が
サイドクラッチ軸11に対して摺動し、左ブレーキ16
の回転ディスクをミッションケース1に固定の固定ディ
スクに当接させ、回転ディスクの回転に制動を与える
と、左サイドクラッチギヤ14を介して左ホイル軸17
の回転を減速させて、左旋回のピボットターン(ブレー
キターン)を行なう。しかして、前記HST伝動は、入
力軸2の回転をHST伝動入力クラッチ27を介して油
圧式無段変速装置4の可変式ポンプ5に入力し、可変式
ポンプ5は可変式モーター6に送油して回転を伝達し、
可変式モーター6はHST伝動出力クラッチ28を介し
て第一中間軸7に出力する。この場合、可変式ポンプ5
から可変式モーター6への送油量をHST レバー35によ
り操作することにより、無段階に変速走行する。また、
ギヤー伝動により走行するときは、前記HST伝動入力
クラッチ27およびHST伝動出力クラッチ28を切り
にし、機械式伝動入力クラッチ20を入りにして入力軸
2の回転を機械式出力歯車21に伝達し、切替歯車25
と歯車26の噛み合いにより第二中間軸9に回転を伝達
し、ホイル軸17を回転させて、走行する。この場合、
ギヤー伝動経路中には機械式変速装置Yを設けているか
ら、ギヤー伝動は種々の設定速度を伝達できるので、そ
れぞれの作業状態に応じた走行速度においても、ギヤー
伝動により走行可能となって、馬力損失をなくし、エン
ジンの限られたエネルギーを振り分けて効率の良い作業
を行える。しかして、前記HST伝動とギヤー伝動の切
替は、予め設定した諸条件により自動制御する自動モー
ドと、所望の走行状態において作業者の意思でギヤー伝
動とHST伝動とを選択し得る手動モードとに、制御モ
ード切替スイッチ30により切替可能であるから、自動
モードのときは、HST伝動とギヤー伝動の切替および
ギヤー伝動経路中の機械式変速装置Yによる変速に伴う
伝動経路の切替を自動制御し、機械式変速装置Yの変速
操作および切替操作を気にすることなく作業操作に集中
できる。また、作業によっては手動モードを選択して機
械式変速装置Yの変速操作および切替操作することで、
より作業者の意思に沿った走行が行え、操作性を向上さ
せ、作業を容易に行える。この場合、前記した制御の諸
条件は、自動モードと手動モードのいずれかのみに適用
されるものではなく、総合的に各種データーに基づいて
制御部29が行うように構成し、また、手動モードであ
っても、機械式変速装置Yの変速操作および切替の適
否、切替のタイミング等を考慮して制御部29は制御す
るが、作業者の意思に沿わない可能性の高い前記した穀
稈有無検知部33からの信号等による制御はキャンセル
し、総合的に走行の安定化を図っており、この点では手
動モードであっても、制御部29による一部自動制御は
行われており、単なる表現の相違によっては制御内容は
限定されない。
【効果】本発明は、エンジンの回転が伝達される入力軸
2と、該入力軸2の回転が入力される可変式ポンプ5お
よび可変式ポンプ5により作動して回転を出力する可変
式モーター6からなる油圧式無段変速装置4と、前記入
力軸2からと前記可変式モーター6により回転する軸9
との間には油圧式無段変速装置4を介さないでギヤー伝
動する機械式伝達経路Xを設け、油圧式無段変速装置4
によるHST伝動と機械式伝達経路Xによるギヤー伝動
とに切替可能に構成し、前記機械式伝達経路X中には複
数段に機械的変速し得る機械式変速装置Yを設け、前記
油圧式無段変速装置4の回転数が前記機械式変速装置Y
による設定された前記複数段の内のいずれかの回転数の
領域と一致したとき、ギヤー伝動による走行するように
構成した作業機の走行装置の伝動装置としたものである
から、油圧式無段変速装置による最高出力回転数ときは
勿論のこと、それ以外の任意の走行速度(予め設定され
ている)ときにも機械式伝達経路X中の機械式変速装置
Yによりギヤー伝動における回転数を変更することでギ
ヤー伝動への切替を可能にでき、一層伝動効率を向上さ
せることができ、エンジンの出力を有効利用でき、省エ
ネルギーにも貢献するという効果を奏する。また、油圧
式無段変速装置4の回転数が機械式変速装置Yによる設
定された複数段のうちのいずれかの回転数の領域と一致
したとき、ギヤー伝動による走行するように構成したか
ら、回転領域が極端に相違した状態で伝動経路が切替わ
るのを防止して、切替のショックが大きくなるのを防止
でき、走行安定性を向上させ、また、切替のタイミング
を誤まる誤操作も防止でき、操作性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ミッションケースの展開状態の断面図。
【図2】 制御の実施例図。
【図3】 走行状態説明図。
【図4】 切替状態の一例を示す説明図。
【図5】 機械式変速装置Yによるギヤー伝動とHS
T伝動との関係を示す説明図。
【図6】 フロー図。
【図7】 フロー図。
【図8】 HST レバーの一部斜視図。
【図9】 フロー図。
【図10】 フロー図。
【図11】 HST レバーの一部斜視図。
【図12】 同背面図。
【図13】 油圧式無段変速装置の油圧回路図。
【符号の説明】
1…ミッションケース、2…入力軸、3…入力プーリ
ー、4…油圧式無段変速装置、5…可変式ポンプ、6…
可変式モーター、7…第一中間軸、8…出力歯車、9…
第二中間軸、10…中間歯車、11…サイドクラッチ
軸、12…センターギヤ、13…左右クラッチ、14…
サイドクラッチギヤ、15…左右固定ドラム、16…左
右ブレーキ、17…ホイル軸、18…ホイル歯車、20
…機械式伝動入力クラッチ、21…機械式出力歯車、2
2…ドラム、23…中間歯車、25…切替歯車、26…
歯車、27…HST伝動入力クラッチ、28…HST伝
動出力クラッチ、29…制御部、30…制御モード切替
スイッチ、31…伝動選択スイッチ、32…刈取クラッ
チ、33…穀稈有無検知部、34…車速センサー、35
…HST レバー、36…案内溝、37…操作部、38…レ
バー位置検出部、39…ブレーキライニング、40…カ
ム機構、41…モーター、42…切替バルブ、43…ソ
レノイド、44…チャージポンプ、45…油圧式無段変
速装置ケース、46…連通口、47…吐出口、48…オ
イル溜、49…フィルター、50…送油パイプ。
【手続補正書】
【提出日】平成7年6月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図4】
【図11】
【図12】
【図3】
【図5】
【図6】
【図9】
【図7】
【図8】
【図10】
【図13】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの回転が伝達される入力軸2
    と、該入力軸2の回転が入力される可変式ポンプ5およ
    び可変式ポンプ5により作動して回転を出力する可変式
    モーター6からなる油圧式無段変速装置4と、前記入力
    軸2からと前記可変式モーター6により回転する軸9と
    の間には油圧式無段変速装置4を介さないでギヤー伝動
    する機械式伝達経路Xを設け、油圧式無段変速装置4に
    よるHST伝動と機械式伝達経路Xによるギヤー伝動と
    に切替可能に構成し、前記機械式伝達経路X中には複数
    段に機械的変速し得る機械式変速装置Yを設け、前記油
    圧式無段変速装置4の回転数が前記機械式変速装置Yに
    よる設定された前記複数段の内のいずれかの回転数の領
    域と一致したとき、ギヤー伝動による走行するように構
    成した作業機の走行装置の伝動装置。
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