JPH11182442A - 斜板角度制御機構 - Google Patents

斜板角度制御機構

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JPH11182442A
JPH11182442A JP9347867A JP34786797A JPH11182442A JP H11182442 A JPH11182442 A JP H11182442A JP 9347867 A JP9347867 A JP 9347867A JP 34786797 A JP34786797 A JP 34786797A JP H11182442 A JPH11182442 A JP H11182442A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のアキシャルピストンポンプには、手動
斜板角度制御バルブのスプールの位置に連動するピスト
ンの動作により斜板角度を制御する油圧サーボ機構を有
したものがあり、このような斜板角度の制御機構に電磁
弁を装着したものにおいては、ピストンの両端面に電磁
弁から強制的にパイロット圧を供給していた。しかし、
電磁弁から強制的にパイロット圧を供給するだけは、該
ピストンが最大斜板角度位置や中立位置方向へ一気に移
動することとなっていた。 【解決手段】 油圧サーボ機構61を、ピストン71及
びその内部に配置したスプール72により構成された手
動斜板角度制御バルブと、電磁弁73とで構成し、該ス
プール72に一段又は複数段の平行切欠部172・17
3を設けて、手動斜板角度制御バルブと電磁弁73とに
より該平行切欠部172・173の長さ分だけピストン
71を移動させて斜板角度の制御を行うように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧サーボ機構を
有するアキシャルピストンポンプにおいて、該アキシャ
ルピストンポンプの斜板角度を制御する斜板角度制御機
構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、油圧サーボ機構を有するアキ
シャルピストンポンプにおいては、油圧サーボを構成す
る手動斜板角度制御バルブのスプールの位置に連動し
て、該スプールの外周部を覆うピストンが動作し、これ
により斜板角度を任意に制御していた。そして、このよ
うな斜板角度制御機構に電磁弁を装着したものにおいて
は、ある任意の角度で斜板を保持している状態のピスト
ンの両端面に、電磁弁から強制的にパイロット圧を供給
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ピストンの両
端面に対して、電磁弁から強制的にパイロット圧を供給
するだけであると、該ピストンが最大斜板角度位置や中
立位置方向へ一気に移動す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。即ち、請求項1においては、斜板角
度を制御する油圧サーボ機構を有したアキシャルピスト
ンポンプにおいて、該油圧サーボ機構を、ピストン及び
その内部に配置したスプールにより構成された手動斜板
角度制御バルブと、電磁弁とで構成し、該スプールに一
段又は複数段の平行切欠部を設けて、手動斜板角度制御
バルブと電磁弁とにより該平行切欠部の長さ分だけピス
トンを移動させて斜板角度の制御を行うように構成した
ことである。
【0005】また、請求項2においては、斜板角度を制
御する油圧サーボ機構を有したアキシャルピストンポン
プにおいて、該油圧サーボ機構を、ピストン及びその内
部に配置したスプールにより構成された手動斜板角度制
御バルブと、電磁弁とで構成し、該スプールにノッチ切
欠部を形成し、手動斜板角度制御バルブと電磁弁とによ
り該ノッチ切欠部の長さの間でピストンを移動させて斜
板角度の制御を行うように構成したことである。
【0006】また、請求項3においては、斜板角度を制
御する油圧サーボ機構を有したアキシャルピストンポン
プにおいて、該油圧サーボ機構を、ピストン及びその内
部に配置したスプールにより構成された手動斜板角度制
御バルブと、電磁弁とで構成し、該スプールに円周溝部
を形成し、手動斜板角度制御バルブと電磁弁とにより該
円周溝部の長さの間でピストンを移動させて斜板角度の
制御を行うように構成したことである。
【0007】
【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は本発明の斜板角度制御機構を有するアキシ
ャルピストンポンプを備えたHSTミッション装置を搭
載したコンバインを示す全体側面図、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は油圧サーボ機構の安
定時を示す断面図、図8は油圧サーボ機構の動作初期を
示す断面図、図9は油圧サーボ機構のクローズ位置状態
を示す断面図、図10は油圧サーボ機構のピストンの構
造を示す図、図11は油圧サーボ機構のスプールを示す
図、図12は油圧サーボ機構の油圧回路を示す図、図1
3はスプールに形成された平行切欠部を示す図、図14
は図13における平行切欠部の別実施例を示す図、図1
5はスプールに形成されたノッチ切欠部を示す図、図1
6はスプールに形成された円周溝部を示す図、図17は
図16における円周溝部の別実施例を示す図である。
【0008】まず、本発明の斜板角度制御機構を有する
アキシャルピストンポンプを備えたHST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。
【0009】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2
1、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。
【0010】前記ミッションケース22は、図3に示
す、アキシャルピストンポンプである走行油圧ポンプ2
3、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2
6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。
【0011】図3乃至図6において、本発明の本発明の
斜板角度制御機構としての油圧サーボ機構61を有する
走行油圧モータ24を搭載した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、アキ
シャルピストンポンプである走行油圧ポンプ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、斜板角度を制
御する油圧サーボ機構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の一側方に油圧サーボ機構61が配設されて
いる。該油圧サーボ機構61は、走行油圧ポンプ23の
上面に付設された電磁弁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、油圧サーボ
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。
【0012】次に、油圧サーボ機構61の構成について
説明する。図3乃至図6において、該油圧サーボ機構6
1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14
9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7
2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。
【0013】また、例えば、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電磁弁73を切り換えて、
ピストン71の位置を上下する方向に、該ピストン71
の上下の位置から圧油を供給するように構成している。
該電磁弁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P
TO軸のトルクを検出して電磁弁73を切り換えること
も可能である。
【0014】このように、手動斜板角度制御バルブと電
磁弁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14
8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。
【0015】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、該ストッパー板157と係
合して、走行変速アーム151のそれ以上の回動を阻止
する。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1
59が、スプール72の凹部161と係合している。
【0016】ここで、電磁弁73のOFF時における斜
板角度制御は、前記手動斜板角度制御バルブよりピスト
ン71の上下に圧油を供給することで行う。即ち、図7
乃至図10に示すように、先ず、圧油が前記チャージポ
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。そして、前記走
行変速操作アーム151を操作することで、クランクア
ーム159を通じてスプール72が連動して上下動し、
該スプール72の上下により、該ポンプポート165か
らの圧油が、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
換えることができる。
【0017】また、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。さらに、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。このピストン71の上
下動により斜板146の角度が制御されるのである。
【0018】一方、前述の如く、電磁弁73をONし
て、電気的な切り換えによりピストン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、
該ピストン71の上下にそのまま直接供給される。そし
て、スプール72には、図11、図13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
部分に平行切欠部172・173・174・175を構
成している。このスプール72の平行切欠部172・1
73・174・175の絞りの条件は、図12に示す、
電磁弁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、電磁弁73による自動走行変速時
には、電磁弁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。
【0019】即ち、油圧サーボ機構61がある斜板角度
において平衡状態を保っている場合に、電磁弁73をO
Nすると、例えば、ピストン71の上部へ圧油が供給さ
れ、この場合には、油圧サーボ機構61のパイロット圧
は電磁弁73からとスプール72の平行切欠部172か
らとの両方から供給されることとなるが、両開口部の流
路面積の差により、電磁弁73からの供給量が勝ってピ
ストン71はスプール72の平行切欠部172の長さ分
だけ移動する。平行切欠部172の長さ分移動すると、
スプールの開口部は外周油路166となる。そして、外
周油路166の流路面積は電磁弁73の絞り176の流
路面積よりも大きく構成しているので、外周油路166
からの供給量が電磁弁73からの供給量よりも大きくな
るため、この位置でピストン71は移動を停止して平衡
状態となる。このように、電磁弁73をONすると、平
行切欠部172の長さ分だけピストン71が移動するの
で、この平行切欠部172の切欠長さを変更することで
ピストン71の移動量を任意に設定することができる。
【0020】そして、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、電磁弁7
3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。
【0021】図7乃至図9、及び図12においては、電
磁弁73は、例えば、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9
2、Aポート93、Bポート94を有している。そし
て、図7に示すように該電磁弁73をONすると、前述
の如く、ピストン71上方の油室81に圧油が流入して
該油室81内の圧力が上昇するとともに、該ピストン7
1下方の油室82はオイルタンクに開放されて該油室8
2内の圧力は降下する。これにより、油圧サーボ機構6
1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、電磁弁73をOFFしてクローズ位置とする
と、本来の油圧サーボ機構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こととなる。
【0022】尚、スプール72の平行切欠部172・1
73・174・175は次のように形成することもでき
る。即ち、図14に示すスプール72’の平行切欠部1
72’・173’・174’・175’の如く、切欠き
を2段に形成することもできる。さらに、2段以上の複
数段に形成してもよい。
【0023】以上のように、斜板角度制御機構である油
圧サーボ機構61を構成するスプール72に平行切欠部
172・173・174・175を形成したので、外周
油路166と、電磁弁73のポンプポート91及びタン
クポート92と、平行切欠部172・173・174・
175との、それぞれの流路断面積の相違によって、電
磁弁73のON・OFF時の斜板146の制御流量が変
わり、スプール72とピストン71との相対位置を変化
させて斜板角度の制御をおこなうことができるのであ
る。そして、このように斜板角度を制御することで、例
えば、HSTミッション装置の出力回転数を、前記走行
変速アーム151を操作する以外に、また、油圧ポンプ
の吐出流量を、手動レバーを操作する以外に、電磁弁7
3をON・OFFさせることで電気的に、一段階以上の
段数で増減することができる。さらに、スプール72に
形成した平行切欠部172・173・174・175の
絞り効果によって、例えば、走行変速アーム151の操
作に伴って移動するピストン71の、移動時のショック
を緩和することができる。
【0024】また、スプール72に形成する平行切欠部
172・173・174・175は、次のような形状に
形成することもできる。即ち、図15に示すスプール9
7にはノッチ切欠部203・204を形成している。ノ
ッチ切欠部203・204は、外周油路166の部分か
ら離れるにつれて切欠面積が小さくなるように略三角形
状に形成され、所謂ノッチ形状に形成されている。ま
た、該スプール97には排出油路201・202が形成
されている。
【0025】このノッチ切欠部203・204が形成さ
れたスプール97を前記油圧サーボ機構61に用いた場
合、電磁弁73をONすると、例えば、ピストン71の
上部へ圧油が供給され、油圧サーボ機構61のパイロッ
ト圧は電磁弁73からとスプール72のノッチ切欠部2
03からとの両方から供給されることとなる。そして、
両開口部の流路面積の差により、電磁弁73からの供給
量が勝ってピストン71は移動し、両者の供給量が等し
くなる位置で停止する。ノッチ切欠部203の流路面積
はピストン71の移動量に伴って変化するため、電磁弁
73の流量を制御することで、ピストン71の停止位
置、即ち、ピストン71の移動量を任意に設定すること
ができる。これにより、斜板角度の制御を無段階的に行
うことができるので、例えば、HSTミッション装置の
出力回転数の制御を行って、エンジンの負荷を一定に保
つことができる。
【0026】さらに、スプール72の平行切欠部172
・173・174・175は、次のような形状に形成す
ることもできる。即ち、図16に示すスプール99には
円周溝部223・224・225・226が形成されて
いる。円周溝部223・224は、スプール99の外周
油路166の部分の外周全体に形成されており、また、
該スプール99には排出油路221・222が形成され
ている。そして、該円周溝部223・224により、平
行切欠部172・173を形成した前記スプール72の
場合と同様に、電磁弁73をON・OFFさせることで
電気的に、斜板角度を一段階以上の段数で増減して制御
することができ、また、走行変速アーム151の操作に
伴って移動するピストン71の、移動時のショックを緩
和することができる。
【0027】また、図17に示すスプール98の如く、
円周溝部213・214・215・216を形成しても
よい。該円周溝部213・214・215・216は、
外周油路166の部分から離れるにつれて大径となるよ
うに形成され、この場合は、前記ノッチ切欠部203・
204の場合と同様に、斜板角度の制御を無段階的に行
うことができる。
【0028】
【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。即ち、請求項1記載の如
く、斜板角度を制御する油圧サーボ機構を、ピストン及
びその内部に配置したスプールにより構成された手動斜
板角度制御バルブと、電磁弁とで構成し、該スプールに
一段又は複数段の平行切欠部を設けて、手動斜板角度制
御バルブと電磁弁とにより該平行切欠部の長さ分だけピ
ストンを移動させて斜板角度の制御を行うように構成し
たので、例えば、HSTミッション装置の出力回転数
を、走行変速アームを操作する以外に、また、油圧ポン
プの吐出流量を、手動レバーを操作する以外に、電磁弁
をON・OFFさせることで電気的に、一段階又は複数
段階の段数で増減することができた。さらに、スプール
に形成した平行切欠部の絞り効果によって、例えば、走
行変速アームの操作に伴って移動するピストンの、移動
時のショックを緩和することができた。
【0029】更に、請求項2記載の如く、斜板角度を制
御する油圧サーボ機構を、ピストン及びその内部に配置
したスプールにより構成された手動斜板角度制御バルブ
と、電磁弁とで構成し、該スプールにノッチ切欠部を形
成し、手動斜板角度制御バルブと電磁弁とにより該ノッ
チ切欠部の長さの間でピストンを移動させて斜板角度の
制御を行うように構成したので、電磁弁の流量を制御す
ることで、ピストンの停止位置、即ち、ピストンの移動
量を任意に設定することができる。これにより、斜板角
度の制御を電気的に無段階的に行うことができるので、
例えば、HSTミッション装置の出力回転数の制御を行
って、エンジンの負荷を一定に保つことができた。ま
た、スプールに形成した平行切欠部の絞り効果によっ
て、例えば、走行変速アームの操作に伴って移動するピ
ストンの、移動時のショックを緩和することができた。
【0030】更に、請求項3記載の如く、油圧サーボ機
構を、ピストン及びその内部に配置したスプールにより
構成された手動斜板角度制御バルブと、電磁弁とで構成
し、該スプールに円周溝部を形成し、手動斜板角度制御
バルブと電磁弁とにより該円周溝部の長さの間でピスト
ンを移動させて斜板角度の制御を行うように構成したの
で、例えば、HSTミッション装置の出力回転数を、走
行変速アームを操作する以外に、また、油圧ポンプの吐
出流量を、手動レバーを操作する以外に、電磁弁をON
・OFFさせることで電気的に、一段階又は複数段階の
段数で、又は、無段階的に増減することができた。さら
に、スプールに形成した平行切欠部の絞り効果によっ
て、例えば、走行変速アームの操作に伴って移動するピ
ストンの、移動時のショックを緩和することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の斜板角度制御機構を有するアキシャル
ピストンポンプを備えたHSTミッション装置を搭載し
たコンバインを示す全体側面図である。
【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】油圧サーボ機構の安定時を示す断面図である。
【図8】油圧サーボ機構の動作初期を示す断面図であ
る。
【図9】油圧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】油圧サーボ機構のピストンの構造を示す図で
ある。
【図11】油圧サーボ機構のスプールを示す図である。
【図12】油圧サーボ機構の油圧回路を示す図である。
【図13】スプールに形成された平行切欠部を示す図で
ある。
【図14】図13における平行切欠部の別実施例を示す
図である。
【図15】スプールに形成されたノッチ切欠部を示す図
である。
【図16】スプールに形成された円周溝部を示す図であ
る。
【図17】図16における円周溝部の別実施例を示す図
である。
【符号の説明】
23 走行油圧ポンプ 24 走行油圧モータ 25 HST式無段変速機構 61 油圧サーボ機構 71 ピストン 72 スプール 73 電磁弁 146 斜板 166 外部油路 172・173・174・175 平行切欠部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 斜板角度を制御する油圧サーボ機構を有
    したアキシャルピストンポンプにおいて、該油圧サーボ
    機構を、ピストン及びその内部に配置したスプールによ
    り構成された手動斜板角度制御バルブと、電磁弁とで構
    成し、該スプールに一段又は複数段の平行切欠部を設け
    て、手動斜板角度制御バルブと電磁弁とにより該平行切
    欠部の長さ分だけピストンを移動させて斜板角度の制御
    を行うように構成したことを特徴とする斜板角度制御機
    構。
  2. 【請求項2】 斜板角度を制御する油圧サーボ機構を有
    したアキシャルピストンポンプにおいて、該油圧サーボ
    機構を、ピストン及びその内部に配置したスプールによ
    り構成された手動斜板角度制御バルブと、電磁弁とで構
    成し、該スプールにノッチ切欠部を形成し、手動斜板角
    度制御バルブと電磁弁とにより該ノッチ切欠部の長さの
    間でピストンを移動させて斜板角度の制御を行うように
    構成したことを特徴とする斜板角度制御機構。
  3. 【請求項3】 斜板角度を制御する油圧サーボ機構を有
    したアキシャルピストンポンプにおいて、該油圧サーボ
    機構を、ピストン及びその内部に配置したスプールによ
    り構成された手動斜板角度制御バルブと、電磁弁とで構
    成し、該スプールに円周溝部を形成し、手動斜板角度制
    御バルブと電磁弁とにより該円周溝部の長さの間でピス
    トンを移動させて斜板角度の制御を行うように構成した
    ことを特徴とする斜板角度制御機構。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1241356A3 (en) * 2001-03-15 2005-03-16 Teijin Seiki Co., Ltd. Drive circuit for fluid motor
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