JP2004245424A

JP2004245424A - 移動車輌のベルト式無段変速装置

Info

Publication number: JP2004245424A
Application number: JP2004098019A
Authority: JP
Inventors: Masato Nagai; 真人永井; Takashi Wakino; 崇脇野; Yasuhiro Miyauchi; 康弘宮内
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP4259372B2

Abstract

【課題】ベルト式無段変速装置を備えた乗用管理機等では、クラッチペタル５３を踏み込み車両を停止させた後、同ペダルを踏み離すと、車速が急発進するといった課題が有った。
【解決手段】乗用管理機のエンジン（１）と主伝動ケース（２）間にベルト式無段変速機（３）を設ける。またこのベルト式無段変速機（３）には、変速伝動比を操作する変速レバー（４）を備える。またエンジン（１）から主伝動ケース（２）の動力伝動経路に走行クラッチ（６）を設け、該走行クラッチ（６）を動力切り操作する際に、前記無段変速機（３）をアクチュエータ（７）の駆動により低速側に変更する。
【選択図】図１

Description

この発明は、移動農機のベルト式無段変速装置に関する。

従来より小型軽量の移動農機においては、前後バランスを維持しつつ、エンジンから伝動装置までの部材を極力削減して簡単な構成とし、更に走行性能は一サイズ上のクラスの移動農機と同等以上にしたいという要望がある。
特開平6-144039号

前記従来のベルト式無段変速機を備えた農作業機には、クラッチペダルを踏み込み車両を停止させた後、同ペダルを踏み離すと、車速が急発進するといった課題が有った。

この発明は、従来装置のこのような不具合を解消しようとするものであって、次のような技術的手段を講じた。

即ち、エンジン１と主伝動ケース２間にベルト式無段変速機３を設けると共に、ベルト式無段変速機３の変速伝動比を変更する変速比操作レバー４を備える移動農機５であって、エンジン１から主伝動ケース２の動力伝動経路に走行クラッチ６を設け、該走行クラッチ６を動力切り操作する際に、前記無段変速機３の出力回転を低速側に変更する変速比強制操作機構７を設けたことを特徴とする移動農機のベルト式無段変速装置とした。

この発明は、前記の構成により、次のような技術的効果を奏する。

即ち、エンジン１と主伝動ケース２間にベルト式無段変速機３を設けると共に、ベルト式無段変速機３の変速比を無段に変更する変速比操作レバー４を備える移動農機５であって、エンジン１から主伝動ケース２の動力伝動経路に走行クラッチ６を設け、該走行クラッチ６を動力切り操作する際に、変速比操作レバー４を低速側に強制的に作動する変速比強制操作機構７を設けた移動農機の無段変速装置の構成としたので、運転者がクラッチペタル５３を踏み移動農機５の走行クラッチ６を切った時、ベルト伝動式無段変速機３を自動的に低速走行側に操作変更するから、次に運転者がクラッチペタル５３を上昇させながら走行クラッチ６を接続する際、機体が停止状態から最高速度へと急激な車速の上昇を生じず、ゆっくりと走行を開始して低速度でしか走行しないから、運転時にあわてることがない。また、スタートの際、走行クラッチ６を滑らせ過ぎてクラッチ板を傷めることも少なくなり、部材の耐久性を向上することができる。

図例は、前後車輪１０，１１が等径の乗用管理機である移動農機５であって、この前後車輪１０，１１間の機体に運転者用の運転座席１２とステアリングハンドル１３を設けている。前後車輪１０，１１は、夫れ夫れ前後のアクスルケース１４，１５の両端側に各々取り付けられている、ファイナルケースの下端に操舵可能に取り付けられている。前後のアクスルケース１４，１５は、直交方向に軸心が交差した主フレーム１６により、前後方向に連結されて強度メンバーを構成している。

断面角パイプ状の主フレーム１６前端部の前部横枠１７には、エンジン１を支持する幅狭で、同様に断面角パイプ状の前部支枠１８，１８が前方に向かって左右一対設けてある。左右の前部支枠１８，１８間隔間は、平板状の補強板で左右一体化されており、補強板上にエンジン１が搭載されている。また、前部支枠１８，１８間外側面には、平板状で夫れ夫れ機体の前方に向かう前フレーム１９，１９の後端部を、ボルトにより前部に着脱自在に取り付けている。左右の前フレーム１９，１９前端間は、前補強板で左右連結されてバンパーを構成している。さらに、前部支枠１８，１８間下方には、前アクスルケース１４の左右方向中央部を取り付ける前後メタル２０，２１を着脱自在に取り付けており、この前後メタル２０，２１間に前アクスルケース１４を、正面視で左右方向揺動自在に取り付けている。この取付構成を、センターピボット式アクスルケース支架と一般的に呼んでいる。

左右主フレーム１６，１６の後端上面部には、夫れ夫れ左右の後支枠２２，２２が溶接等で一体化されており、該後支枠２２，２２間下面に後アクスルケース１５の取付座２３がボルト止めされて左右連結されている。

また、左右主フレーム１６，１６中間部には、複数本の補強角パイプ２４，２４が溶接されており、左右間隔を保持している。補強角パイプ２４から上方に側面視「Ｌ」字状の座席取付フレーム２５を突設している。座席取付フレーム２５の上前端部には、運転座席１２の回動支点が二箇所設けられており、前後方向調節可能で夫々の支点位置で、座席をステアリングハンドル１３方向に倒して降雨時等に座面が濡れないようにしている。

主フレーム１６の前端下方部に、左右揺動自在に支架した前アクスルケース１４の左右両端部には、左右のファイナルケースが下方に向かって突出しており、このファイナルケース下半部内に、平面視で前後方向に回動する回動ケースを配設し、回動ケースの下端に夫々左右の前車輪１０を取り付けている。また、主フレーム１６の後方下方にボルトで固定的に取付配設した後アクスルケース１５の左右両端部には、左右の後ファイナルケースが下方に向かって突出しており、この後ファイナルケース下半部内に、平面視で前後方向に回動する後回動ケースを配設し、後回動ケースの下端に夫々左右の後車輪１１を取り付けている。夫々の前後車輪１０，１１は、ステアリングハンドル１３を左右方向に操舵操作することにより、前後四輪が操舵される四輪操舵（四ＷＳ）としており、操舵に応じて正確に圃場内の泥土上を機体が走行可能としている。

前車輪１０，１０間上方の主フレーム１６部に搭載した、エンジン１の上方や側方等の廻り部分はボンネット２６等で覆っている。後車輪１１，１１間上方に設けた運転座席１２に運転者が着座すると、目の前のボンネット２６後部に前述したステアリングハンドル１３が位置している。

ステアリングハンドル１３は、ハンドルポスト２７を介して主フレーム１６側に支持されている。ハンドルポスト２７下部には、主伝動ケース２が取り付けられている。エンジン１の駆動力は、ベルト伝動式無段変速機３を経て、主伝動ケース２に動力伝動している。

主伝動ケース２内には、ＰＴＯ変速部と、前後進変速部と、走行速度群を圃場内と道路上とで大きく変更する高低速切換の、副変速機構２８を内装している。主伝動ケース２に入力した駆動力は、上下二段に分かれて出力し、図で示すようにケース上方から、ＰＴＯ駆動軸２９を機体の後方に向かって略水平方向に突出している。運転座席１２後方下部に、スプライン状のＰＴＯ軸端部３０を臨ませている。また、主伝動ケース２の下方で主フレーム１６下縁近傍に沿って略水平方向に、後車輪１１駆動用の後走行軸３１を機体後部に向かって突出している。

後アクスルケース１５の左右方向中間部には、後車輪１１，１１用のデファレンシャル装置３２が備えられている。このデファレンシャル装置３２への入力軸３３と前述した後走行軸３１が、内部にスプライン溝やキー溝等の動力伝達具を備えたカラー３４で、突合せ状に連動連結されている。また、後走行軸３１と同軸心高さ位置で、機体前方に前走行軸３５を突設している。この、前走行軸３５も後側と同様に、前アクスルケース１４の左右方向中間部に設けた、前車輪１０，１０用の前部デファレンシャル装置（図示せず。）入力軸へと、内部にスプライン溝やキー溝等の動力伝達具を備えた部材を介して、突合せ状に前部デファレンシャル装置へ連動連結している。このように、各出力軸は、自在継ぎ手を使用しないで簡単な連結具で接続して、安価な構成でありながら、ガタ少なく確実に駆動連動する構成としている。

ＰＴＯ駆動軸２９の外周囲は、薄鉄板を鞍状に曲げ加工したセンターカバー３６により、ステアリングハンドル１３下方近傍から、運転座席１２後部下方近傍の左右方向中央部間を覆われている。

センターカバー３６の左右側端部は、サイドフロアカバー３７，３７で覆われている。このサイドフロアカバー３７の前半部は、運転者が足を置く場所であって、後半部の運転座席１２廻りから後方にかけて、水や薬液等の液体または粉体等の、流動物を内装する３００Ｋｇ程度の重量物収納容器（図示せず。）を、作業目的に応じ着脱自在に載置する載置面としている。

このような主フレーム１６構成とすると、主フレーム１６最大幅部を後アクスルケース１５の幅近くまで広くでき、主フレーム１６から両側方に突出する部材のオーバーハング量が小さくなり、重量物を搭載した作業を行なう際に側方への傾斜に耐えることが容易と成り、凹凸路や圃場で安定した走行ができる。

また、前アクスルケース１４上方の前部支枠１８，１８部を、エンジン１の幅程度に狭くするときは、前アクスルケース１４をセンターピボット式として、正面視でアクスルケースを上下揺動する角度を大きくできるから、凹凸路面での操縦を楽にできる。

運転座席１２の左側方には変速比操作レバー４の握り部４ａが配設され、下方の主フレーム１６近傍に設けた軸心３８を中心として握り部４ａを前後方向に操作する。変速比操作レバー４下端と、後述するベルト伝動式無段変速機３の間は操作ロッド３９で連動連結されている。

ベルト伝動式無段変速機３の基本構成は、入力側の駆動割プーリー４０と出力側の従動割プーリ４１、及び、両割プーリに掛け廻した無段変速伝動ベルト４２と両割プーリの有効径を操作する連動ロッド４３を主要部材とし、無段変速伝動ベルト４２はテンションプーリ４４により、常時弛みなく調圧されており、装置のレイアウトを、上下縦方向としている。これによりエンジン１と主伝動ケース２の前後間隔を小さくでき、前車輪１０上方に両部材を集中でき前輪荷重を増やして、前車輪１０の牽引力増加を図れる。また、運転者の足元が、主伝動ケース２の後方突出によって狭くなるのを防止できる。

８は出力プーリであって、エンジン１のクランク軸の端部に取り付けられている。この出力プーリ８の駆動回転が、Ｖベルト４６を介して上部プーリ９に伝達される。４８はテンション輪であり、Ｖベルト４６を張圧すると上部プーリ９が駆動され、テンション輪４８が緩むとＶベルト４６が空転して上部プーリ９は停止する。上部プーリ９は、上部軸４９を介して駆動割プーリ４０と連動連結されている。上部軸４９は、出力プーリ８に対し上方に位置しているが、あくまでもボンネット２６内に収納されている。

入力側の駆動割プーリー４０と出力側の従動割プーリ４１は、共に上部軸４９と下部軸５０廻りで、連動ロッド４３で同時に動かされることにより、上下レバー５１，５１やカムレバー５２等により、その軸心方向の間隙が自動調節されてプーリー有効径を変更し、走行変速比を無段階で換える。この変速比の変更は、前述した運転座席１２の左側方に配設する変速比操作レバー４の握り部４ａを、下方の主フレーム１６近傍に設けた軸心３８を中心として前後方向に操作して、変速比操作レバー４下端と、ベルト伝動式無段変速機３の間を連動連結する操作ロッド３９を動かすことで行なう。ちなみに、変速比操作レバー４の握り部４ａが図１の矢印「イ」方向に操作されるときは、走行速度を遅くする。操作について詳述すると、図１で示す実線のように、変速比操作レバー４を反矢印「イ」である前方に動かすと、操作ロッド３９がカムレバー５２を機体後方側へ引き、他の上下レバー５１，５１や連動ロッド４３を動かす。これらの動きにより、駆動割プーリ４０と従動割プーリ４１は、図示しない内部カム等によってベルトの回転有効径を、駆動割プーリ４０側を径大に変化させながら従動割プーリ４１側を径小に変化させ、無段変速伝動ベルト４２の回転を高め走行車速を速くする。変速比操作レバー４を後方仮想線方向に動かすと、駆動割プーリ４０と従動割プーリ４１は逆の操作をされて、走行車速を遅くする。この変速比操作レバー４を手動操作する時は、次に説明する変速比強制操作機構７は作動しない。

図１又は図３中で示す符号６は多板式の走行クラッチであって、フロア部に設けたクラッチペタル５３を踏むことでクラッチ切り、離すことでクラッチ接続操作される。５４はアクチュエータであって油圧や空気シリンダーとしており、クラッチペタル５３を押圧した位置に設けたスイッチ５５により、クラッチペタル５３を踏むと変速比操作レバー４を低速位置へ強制的に作動するところの、変速比強制操作機構７を構成している。この機構は、何かの理由によりクラッチペタル５３を踏み、移動農機５の走行クラッチ６を切った時、ベルト伝動式無段変速機３を自動的に低速走行側に変更しているので、クラッチペタル５３を上昇させながら走行クラッチ６を接続する際、停止状態から最高速度への急激な車速の上昇を生じないから、運転時にあわてることがない。また、スタートの際走行クラッチ６を滑らせ過ぎてクラッチ板を傷めることも少なくなり、部材の耐久性向上が図れる。

ステアリングハンドル１３の下方には副変速レバー４５が配設されており、該副変速レバー４５を操作すると、主伝動ケース２内に内装した副変速機構２８を低速走行（Ｌ）位置または、高速走行（Ｈ）位置の何れかに切り換える。

図１，図２で示すように、ベルト伝動式無段変速機３を縦方向とし、エンジン１と主伝動ケース２の間隔を短くすると、エンジン１下方の前アクスルケース１４の取付位置を後車輪１１側に近づけることが容易となるから、ホイルベースの短い小廻りのきく移動農機５が提供できる。

図４で示すものは、従動割プーリ４１と走行クラッチ６の、別図例である。

変速比操作レバー４を、図１の後方仮想線方向である矢印「イ」方向に動かして、駆動割プーリ４０と従動割プーリ４１を図示しない内部カムやリンク等によって、ベルトの回転有効径を駆動割プーリ４０側を径小に変化させながら、従動割プーリ４１側を径大に変化させ、図５−（Ｂ）で示すように、無段変速伝動ベルト４２の回転速度を低くし走行車速を限り無く遅くしていく。この作用を具体的に説明すると、従動割プーリ４１側はカムレバー５２の操作により、カム面４１ｃに沿ってベアリング支持されたボス４１ｄが主伝動ケース２方向に押圧され移動していく。この移動により、左右の従動割プーリ４１ａ，４１ｂは間隔が狭まり、プーリー有効径が径大化していく。そして、最終的に移動農機５の走行速度が停止状態に近い低速位置まで操作されたとき、走行クラッチ６のクラッチ板６ａ，６ａ．．と、フリクションプレート６ｂ．．の間隙を押棒６ｃで主伝動ケース２側に押広げて間隙を広げてやり、図５−（Ｃ）で示すように走行クラッチ６を切り駆動伝動力を絶つ。この構成を折り込めば、変速比操作レバー４を一定速度以下まで操作時には、自動的に連動して走行クラッチ６の動力伝達を切るので、移動農機５が低速度でクリープ前進する恐れを生じず、簡単確実に停車できる。

図５−（Ａ），−（Ｂ），−（Ｃ）は、以上説明した、高速走行状態時と低速走行状態時と、自動クラッチ切り状態時を示す伝動作用説明線図である。

図６はさらに別要部の説明線図であり、以下説明する。

出力プーリ８と上部プーリ９間には、Ｖベルト４６が巻き廻されており、このＶベルト４６をテンション輪４８で張圧した構成は説明したが、この別図例は、固定のテンション輪４８を、揺動アーム５６付きのテンション輪４８ａとしたことを特徴とし、さらに、クラッチペタル５３と該揺動アーム５６付きのテンション輪４８ａを、ケーブル５７で連動連結している。つまり、クラッチペタル５３を運転者が踏み付けると、ケーブル５７を介してテンション輪４８ａを浮かせてＶベルト４６の動力伝達を中止するテンションクラッチとしている。この構成とすると、多板の走行クラッチ６を廃止でき、さらに安価な移動農機５の動力入り切り機構が提供できる。

一部断面した、乗用管理機要部の全体側面図である。図１の、乗用管理機の全体側面図である。図２乗用管理機の、フレームを主とした全体平面図である。別要部の、一部断面したベルト伝動式無段変速機の平面図である。図４の、説明用線図である。別要部の、ベルト伝動部と無段変速機部の、説明用側面図である。

符号の説明

１エンジン
２主伝動ケース
３ベルト伝動式無段変速機
４変速比操作レバー
５移動農機
６走行クラッチ
７変速比強制操作機構
８出力プーリ
９上部プーリ

Claims

エンジン１と主伝動ケース２間にベルト式無段変速機３を設けると共に、ベルト式無段変速機３の変速伝動比を変更する変速比操作レバー４を備える移動農機５であって、エンジン１から主伝動ケース２の動力伝動経路に走行クラッチ６を設け、該走行クラッチ６を動力切り操作する際に、前記無段変速機３の出力回転を低速側に変更する変速比強制操作機構７を設けたことを特徴とする移動農機のベルト式無段変速装置。