JP2006200706A

JP2006200706A - 作業車両の変速安全装置

Info

Publication number: JP2006200706A
Application number: JP2005015673A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Yano; 典弘矢野; Norihiro Uejima; 徳弘上島; Kenichi Ochi; 健市越智; Masato Nagai; 真人永井; Takanori Izumitani; 隆徳泉谷
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: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-24
Also published as: JP4784101B2

Abstract

【課題】静油圧式無段変速装置（１４）における減速ペダルの操作の安全を図る。
【解決手段】静油圧式無段変速装置（１４）には、前記走行切換と車速の増減速とを操作する変速レバー（３３）と、車速を減速側に操作する減速ペダル（３４）とを操作可能に接続して設け、該減速ペダル（３４）は、踏込量に基づいて車速の減速幅で減速され踏込操作の解除によって元の車速に復帰する構成において、減速ペダル（３４）とトラニオン軸（３５）との間には、減速ペダル（３４）の最大操作時におけるトラニオン軸（３５）の作動範囲を前進側域内で作動すべく制限し、中立位置や後進位置への移行を制限させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、静油圧式無段変速装置を具備する作業車両の変速安全装置に関する。

従来から、走行速度の変速用に静油圧式無段変速装置を備えて、車両の前・後進及び走行速度を無段階に変速する車両が知られている。本件出願前公知の特開平４−５０７５７号公報には、トラニオンアームと変速操作レバーとをばねを介して連結し、このトラニオンアームに一端をワイヤに連結し、該ワイヤの他端を上記変速操作レバーの変速位置を変更することなく減速側に回動させる減速ペダルに連結した構成が開示されている。

上記のように構成すると前進高速側に変速操作レバーを操作すると、ばねを介してトラニオンアームが回動されトラニオン軸を所定に回動させて変速される。もって、前進高速走行中の旋回や作業中において圃場の条件が変わったとき等過負荷がかかった場合には、減速ペダルを踏むとワイヤを引っ張り、変速操作レバーの位置はそのままでばねが伸び、トラニオンアームがトラニオン軸を低速側に連動して減速され、エンジンの停止等を避けることができる。
実開平４-５０７５７号公報

上記の公開公報に開示されている技術は、トラニオンアームと減速ペダルをワイヤで連動連結した構成であるから、トラニオンアームを減速方向に操作すると、直接的にトラニオンアームが回動操作されてトラニオン軸を回動でき、応答性の高い減速作動が可能であるが、減速ペダルの規制がないために、トラニオンアームを前進位置から中立、ひいては後進側に移行させることとなって極めて危険な状態となる。そこで、ワイヤ支持体がアウタワイヤ上端に接当するストッパ構成となって過剰な動きを制止させる構成とするが、なお安全でない。すなわち、これらのストッパ構成が破損するとワイヤの作動規制ができないことになり、減速ペダルを踏み込むほどトラニオンアームが連動して前進低速域を越え中立位置、後進位置に達して急停車を伴って危険である。

この発明は上記の欠点を解消しようとするもので、次の技術的手段を講じた。すなわち、請求項１に記載の発明は、車両（１）の前進と後進との走行切換と、車速の増減速とを行う静油圧式無段変速装置（１４）を設け、該静油圧式無段変速装置（１４）には、前記走行切換と車速の増減速とを操作する変速レバー（３３）と、車速を減速側に操作する減速ペダル（３４）とを操作可能に接続して設け、該減速ペダル（３４）は、踏込量に基づいて車速の減速幅で減速され踏込操作の解除によって元の車速に復帰する構成において、減速ペダル（３４）とトラニオン軸（３５）との間には、減速ペダル（３４）の最大操作時におけるトラニオン軸（３５）の作動範囲を前進側域内で作動すべく制限させることを特徴とする作業車両の変速安全装置の構成とする。

このように構成すると、減速ペダルの作動が最大に操作されたとしても、これに連動するトラニオン軸（３４）は前進範囲において減速されるものとなり、減速ペダルの作動調整部材が破損するなどして減速ぺダルが誤って最大操作に陥っても、トラニオン軸（３４）の中立位置あるいは後進側への移行が制限されて、不測に機体を急停車させる恐れがない。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、減速ペダル（３４）に連動する操作カム（６６）は、トラニオン軸（３４）を連動するトラニオンアーム（４３）に接当作用して該トラニオンアーム（４３）を回動すべく構成し、この操作カム（６６）の半径Ｒを最もトラニオンアーム４３を変位させる状態において、前進位置にあって中立位置あるいは後進範囲に達しない長さに設定してなる。

したがって、トラニオンアーム（４３）の回動範囲が最大でも前進範囲に止まるため、不測に減速ペダルからの操作量が最大量であっても、中立位置や後進位置に達しないため安全である。

請求項１に記載の発明によると、減速ペダルの作動が最大に操作されたとしても、これに連動するトラニオン軸（３４）は前進範囲において減速されるものとなり、減速ペダルの作動調整部材が破損するなどして減速ぺダルが誤って最大操作に陥っても、トラニオン軸（３４）の中立位置あるいは後進側への移行が制限されて、不測に機体を急停車させる恐れがない。

また請求項２に記載の発明によると、トラニオンアーム（４３）の回動範囲が最大でも前進範囲に止まるため、不測に減速ペダルからの操作量が最大量であっても、中立位置や後進位置に達しないため安全である。

この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、作業車両１は、図１、及び図２に示すように、左右の前輪２Ｌ，２Ｒ、及び後輪３Ｌ，３Ｒを支架して左右の車体フレーム４Ｌ，４Ｒを設け、この車体フレーム４Ｌ，４Ｒの前部中央部から後部に渡り側面に張り出して側部フレーム４ａ，４ａを設けて構成される。車体フレーム４Ｌ，４Ｒの前部にはエンジン５、中央部上に運転操作席６を設け、その前方にはステアリングハンドル７を設けて上記前輪２Ｌ，２Ｒ、及び後輪３Ｌ，３Ｒを操舵できる構成としている。

また、伝動装置１０は、上記車体フレーム４の中間部から運転操作席６の後部に渡って位置して設けられ、上記エンジン５からの動力を受け、走行側とＰＴＯ側とに変速し夫々伝動する構成としている。この場合、この伝動装置１０は、前記ステアリングハンドル７の前側のボンネットカバー１１で覆ったエンジンルーム１１ａに搭載した上記エンジン５から入力伝動軸１２によって伝動された回転動力が、クラッチ１３を経由して静油圧式無段変速装置１４に入力される構成としている。

上記静油圧式無段変速装置１４は、図３に示すように、上記回転動力が入力される油圧ポンプ１５と、ミッション側に動力を出力する油圧モータ１６とからなり、入力された回転動力を正逆転（車両の前後進）に切り換えて変速し、伝動装置１０側に出力する構成としている。

なお、図３において、符号１８は入力伝動軸１２を分岐して伝動される動力取出軸、符号１９はクラッチ軸である。クラッチ軸１９は、前記クラッチ１３の接合状態で回転連動するポンプ入力軸２０を回転連動する構成であり、所定減速比に減速する減速ギヤ機構２１、高低３段に変速するＰＴＯ変速手段２２を経て車体フレーム４Ｌ，４Ｒから後方に突出する動力取出軸２３を回転連動するものである。

一方、上記静油圧式無段変速装置３のモータ軸２５は、伝動装置１０の上記動力取出軸２３と平行に設けられ、シフトギヤ２６が図３中実線の位置はギヤ２７と噛合する低速Ｌ、右側移行によってギヤ２８と噛合すると中速Ｍ、さらにギヤ２９と噛合すると高速Ｈの都合３段の変速が得られる。

３０は後輪伝動軸であって、前記後輪３,３に走行動力を伝動する構成とし、３１は前輪伝動軸を示し、前述した前輪２，２へ走行動力を伝動できる構成としている。
次いで、前記静油圧式無段変速装置１４の走行切換と変速を操作する変速レバー３３、車速の減速のみを操作する車速減速ペダル３４について説明する。

これら２つの変速レバー３３と車速減速ペダル３４とは、静油圧式無段変速装置１４を構成する前記油圧ポンプ１５の作動油の流れを制御する斜板を操作するためのトラニオン軸３４に操作力が伝達できるように接続した構成となっている。

このうち、変速レバー３３は、図２、及び図３に示すように、ステアリングハンドル７のポスト左右の機枠に支架された水平の操作連動軸３６の左側端に支持ピン３７を介して連結され、前後の回動操作によって操作連動軸３６を軸芯まわりに回転連動すべく設けられる。なお、支持ピン３７を介在させることによって、左右方向に偏位させて回動操作でき、図外レバーガイドの前進操作側と後進操作側とを左右に変位させることができる。また、操作レバー３３は、制動板３８を伴い、固定機枠側との間でブレーキ機構３９を構成して操作レバー３３を前後操作位置で任意に保持できる構成としている。

そして、操作連動軸３６は、図５に示すように、横方向に軸装して他方の端に下方に延長した連動ロッド４０の上端部に取付アーム４１を介して連結し、その連動ロッド４０の下端部から回動アーム、連動ロッド、スプリング等の連繋機構４２を介してトラニオンアーム４３を作動すべく接続した構成としている。そして、上記トラニオンアーム４３は、図５、及び図６に示すように、端部をトラニオン軸３５に接続している。もって前記変速レバー３３の操作力が、最終の油圧ポンプ１５のトラニオン軸３５に伝達できる構成としている。

即ち、上記連繋機構４２は、トラニオン軸３５の近傍において、静油圧式無段変速装置１４のハウジング等に水平方向に軸装された中間連動軸４４を設け、この中間連動軸４４の一端と上記連動ロッド４０の下端とを回動アーム４５で連結する。中間連動軸４４の他端には、別に回動アーム４６が固定され、該アーム４６にはピン４７が設けられ、プレート４８ａを枢着し、該プレート４８ａに長孔４９ａ及び４９ｂを形成すると共にプレート４８ｂの係止ピン５０,５２を介して係合し所定の方向に作用される構成である。一方上記トラニオン軸３５を一体に連動する前記トラニオンアーム４３には連動ロッド５１を枢着して、この連動ロッド５１端に構成する上記係止ピン５２と上記プレート４８ａとがスプリング５３を介して連携される構成である。したがって、中間連動軸４４が所定に回動されると、ピン４７がプレート４８を係合してこのプレート４８を押し引きし、上記長孔４９の範囲ではスプリング５３の作用で押し引きして、連動ロッド５１を介してトラニオンアーム４３およびトラニオン軸３５を回動させる構成である。

なお、連動ロッド５１は、プレート４８ａに溶接によって一体化した雌螺子体５１ａ、トラニオンアーム４３に枢着された第２の雌螺子体５１ｃ、及びこれらに螺合する雄螺子体５１ｂとからなり、各雌螺子体は互いに左右異なる方向の螺子加工が施されて一定方向回転で各雌螺子体の距離は離れ、他方への回転で各雌螺子体の距離は近づく関係に設けられ（図７）、トラニオンアーム４３の中立位置設定の微調整を行なうことができる。

このように連結した変速レバー３３は、ニュートラルゾーンを基準にして、一方側に操作すれば正転（前進）回転が出力され、レバー操作によって順次高速出力となり、前記ニュートラルゾーンから他方側に操作すれば逆転（後進）回転が出力されてレバー操作にともなって順次高速出力に変速される従来公知の走行切換と増減速操作ができる構成となっている。そして、実施例の場合、トラニオン軸３５は、トラニオンアーム４３がトラニオン軸３５に対して上下の方向に垂直状態の位置Ｍがニュートラル位置であって、その位置を基準にして左回転Ｆが正転（前進側）で右回転Ｒが逆転（後進側）になり、上述の通り、ニュートラル位置Ｍからアーム４３が回動して離れるほど高速回転になる。

そして、操作レバー３３は、図５に示すように、ステアリングハンドル７の左側にあって、副変速レバー５５と同じ側に設け、その副変速レバー５５より上方に高く伸ばして構成している。そして、変速レバー３３は、グリップ３３ａがハンドル７のすぐ左付近に位置するように設け、更に、前述したように基部の取付支点がハンドルポストの左側近辺に設けた構成としている。

したがって、変速レバー３３は、運転者が握って操作するグリップ３３ａがハンドル７の左側で、副変速レバー５５より高くハンドル７と同程度の高さ位置にあるから、変速操作がやり易く、しかも、副変速レバー５５と間違えて操作することはなく、安全に操作ができる利点がある。更に、変速レバー３３は、基部の取り付け位置が運転者の膝周りから前側の上方位置に離れているから、余裕があり、レバー５５と膝とが干渉したりせず、楽な姿勢で作業ができる特徴がある。

次に、車速を減速操作する減速ペダル３４は、前記側部フレーム４ａの左端縁より内側に配置して基部を回動支点Ｐ（図２参照）に枢着して前方に向け踏込操作ができるように構成され、常時は復帰スプリング５９によってストッパ６０に接当する位置に復帰回動すべく構成している。

そして、上記減速ペダル３４は、回動支点Ｐより下方に延長した取付アーム６１に調整ボルト６２を設けて対向側の適宜フレーム部に固定されて設けるストッパ６３とで調整装置６４を構成している。この場合、調整装置６４は、図面に示すように、上記ペダル３４と一体に回動する取付アーム６１の調整ボルト６２を対向側のストッパ６３に対して出し入れ（前後方向）調整すれば、車速減速ペダル３４の踏込範囲（回動範囲）が調節できる構成となっている。

そして、上記減速ペダル３４は、トラニオン軸３５を回動すべく連動する。すなわち、回動支点Ｐの連動操作軸６５を静油圧式無段変速装置１４側に延長し、該延長端部に先端にパイプ体６６ａを付設した操作カム６６を取り付け、この操作カム６６を前記トラニオンアーム４３に圧接させている。６７は操作カム６６を連動操作軸６５端部に固定するための締付ボルトである。したがって、減速ペダル３４の踏み込み量に応じてトラニオンアーム４３を中立側に所定に戻し操作し、トラニオン軸３５を連動操作して車速を減速操作できる。

この減速作動において、操作レバー３３側の連動構成では、中間連動軸４４に、回動アーム４６、ピン４７を構成し、一方プレート４８を長孔４９を介して係合し所定の方向に作用させるものであるから、減速ペダル３４のトラニオンアーム４３の減速側作動を上記長孔４９で吸収し、この減速側作動を中間連動軸４４より連動上手に伝達しないため、操作レバー３３側の連動機構は所期の車速設定を維持できる。

このように、減速ペダル３４は、これの踏込量に応じて変速幅が決まるが、その踏込量を調整ボルト６２の出し入れ調整で選択して、ストッパ６２ａに接当する範囲で減速幅を設定するものである。また、上記ペダル３４は、足を離せば復帰スプリング５９で元の位置まで復帰し、車速も踏み込み前の速度に復帰する構成になっている。

なお、前記減速ペダル３４による操作は、トラニオンアーム４３の前進側の範囲内において減速操作できる構成となっており、中立位置あるいは後進側の範囲に及ばない構成となっている。即ち、減速ペダル３４に連動する操作カム６６は、トラニオンアーム４３に接当作用して該トラニオンアーム４３を回動させるが、その半径Ｒは、最もトラニオンアーム４３を変位させる状態においても中立位置あるいは後進範囲に達しない長さに設定されている。ストッパ６０が破損した状況において、不知のままで減速ペダル３４踏み込み操作を行なっても、上記のように操作カム６６の作用半径Ｒがトラニオンアーム４３を所定角度範囲までしか回動できない構成とすることにより、減速ペダル３４を最大に踏み込み操作してもなおトラニオンアーム４３は前進範囲にあるから、機体の急停車あるいは逆転側作動を引き起こさず、安全な走行を確保できるものとなる。

なお、上記実施例では、トラニオンアーム４３を操作する操作カム６６の半径を所定長さに構成することで安全機構となしたため、構成を簡単化できるものである。
そして、実施例の場合、減速ペダル３４は、図６に示すように、側部フレーム４ａの左端縁よりはみださないように設定されている。更には、減速ペダル３４は、既に説明した変速レバー３３と共に、ステアリングハンドル７の左側に設けることによって、静油圧式無段変速装置１４の変速操作に関する操作具を車台２の左側に統一して操作間違いが起きないよう配慮した構成にしている。

図８は前記減速ペダル３４に旋回動作への切替手段を兼用させるものである。デフロック機構７０は前車軸および／または後車軸に装備したクラッチ機構を入りに連動して差動による回転を生じさせないよう左右車軸を連結状態とする。これはデフロックレバー７１操作に基づくもので、機体一側に配置された該デフロックレバー７１の前傾操作（イ）に伴って、ワイヤ７２による連繋機構で上記デフロック機構７０の作動リンク７３を矢印（ロ）方向に回動操作することによって、左右前車軸が直結の状態に切り替えられる構成である。デフロックレバー７１を逆に後傾操作すると操作ワイヤ７２による牽引から開放されて作動リンク７３を逆にスプリング７４で引くことによって、デフロックが解除されるものである。また、前記減速ペダル３４には、解除ワイヤ７５の一端が連結されていて、この他端は前記スプリング７４に連結されていて解除ワイヤ７５が減速ペダル３４の踏み込みによって引かれると、上記作動リンク７３を反矢印（ロ）方向に引き操作でき、デフロックを解除する構成である。

上記のように、減速ペダル３４に、デフロック機構の解除機能を兼用することにより、機体旋回操作において減速ペダル３４を踏み込み操作すると、機体の前進速度が低下して旋回動作を円滑に行なわせるが、同時にデフロックを解除することができるため、機体の旋回操作に際してデフロック解除操作を行なわずともよく操作を簡単化できる。なお所定の旋回が終了して減速ペダル３４を復帰させると、自動的にデフロック入りに連動するよう構成すると、改めてデフロックレバー７１操作を不要として操作が簡単である。

また、減速ペダル３４の機能を既設のペダルに兼用させることができる。図９はクラッチペダル７６に兼用させる構成である。すなわち、ハンドルポストの左側に配置されたクラッチペダル７６の回動支軸７７部に固定した回動リンク７８に一端を連結した連結ロッド７９の他端を操作カム６６の延長部６６ｂに連結して、クラッチペダル７６の初期踏み込み操作ｓによって操作カム６６を作動させ、トラニオンアーム４３を押し減速できる構成である。そして更にクラッチペダル７６を踏み込むとクラッチ１３が切れる構成としている。この踏み込みのときは、操作カム６６がトラニオンアーム４３を最大に押し戻す位置から上方に回動してトラニオンアーム４３から逃げる方向に作動してトラニオンアーム４３やトラニオン軸３５は前進減速状態に維持されるものである。なお、クラッチペダル７６の踏み込みを解除するとクラッチ１３が入りとなり、あわせてスプリング５３の作用でトラニオンアーム４３は当初設定の速度に復帰できる構成である。

上記のように、クラッチペダル７６に減速ペダルの機能を兼用させると、機体を減速ないし停止すべくクラッチペダル７６を踏み込むときは、まずトラニオンアーム４３が減速側に作動して減速し、次いでクラッチペダル７６操作で車軸への駆動力が絶たれて機体が停止するものであるから、急激な停止動作がなくて危険が少ない。

図１０、１１は、左右独立あるいは左右連結状態に設けられるブレーキペダル８５Ｌ，８５Ｒをトラニオンアーム４３に連動させることにより、減速ペダルの機能を兼用させるものである。すなわち、左右ブレーキペダル８５Ｌ，８５Ｒの支軸８６に各ペダルのボス８７Ｌ，８７Ｒを遊嵌し、各ボス８７Ｌ，８７Ｒに設けた回動アーム８８Ｌ，８８Ｒに連結リンク８９Ｌ，８９Ｒを装着し、内外２重軸に構成した連動軸９０Ｌ，９０Ｒに夫々設ける回動アーム９１Ｌ，９１Ｒに連結する。連動軸９０Ｌ，９０Ｒの回転は、軸端に夫々設けたリンク部材９２Ｌ，９２Ｒを回動させ、このリンク部材９２Ｌ，９２Ｒがトラニオンアーム４３に設ける水平リンク４３ａに接当してこれを作動する構成である。９３はペダルの左右連結具、９４Ｌ，９４Ｒはブレーキロッドである。

このように構成すると、左・右ブレーキペダル８５Ｌ，８５Ｒの各別の踏み込み操作、あるいは連結具９３による連結状態での踏み込み操作のいずれにおいても、トラニオンアーム４３を減速側に回動させるため、旋回時や制動停止時には減速状態が得られて便利である。なお、この例においても、前記クラッチペダルのように、踏み込みを解除するとスプリング５３の作用でトラニオンアーム４３は当初設定の速度に復帰できる構成である
前記図３において、ポンプ入力軸２０から減速ギヤ機構２１を経て動力取出中間軸８０を介在し動力取出軸２３を連動する構成である。この動力取出中間軸８０に薄幅のギヤ８１を設け、該ギヤ８１と副変速ギヤ群２６〜２９を支架する変速連動軸８２には被動ギヤ８３を独立回転自在に設けてチェンなどの連動索体８４で上記ギヤ８１に連動連結している。このように構成することによって、伝動装置１０のケーシング内部に貯留した潤滑油面が下方に位置する被動ギヤ８３部まで達するとこのギヤ８３の回転で飛沫し、上方の連動ギヤや支持軸部を潤滑するものである。この場合、上記動力取出中間軸８０は、クラッチ１３接続中は常時回転できるため、ギヤ８１も連動し被動ギヤ８３をも常時回転できて効果的である。

作業車両の側面図作業車両の平面図伝動装置の断面図静油圧式無段変速装置の変速連動機構を示す側面図静油圧式無段変速装置の変速連動機構を示す背面図一部を破断した車速減速ペダルの操作連動機構の平面図変速連動機構を示す分解斜視図減速ペダルとデフロック機構との連繋を示す側面図クラッチペダルと静油圧式無段変速装置の変速連動機構を示す側面図ブレーキペダルと静油圧式無段変速装置の変速連動機構を示す側面図ブレーキペダルと静油圧式無段変速装置の変速連動機構を示す背面図

符号の説明

１４静油圧式無段変速装置
３３変速レバー
３４減速ペダル
３５トラニオン軸
４３トラニオンアーム

Claims

車両（１）の前進と後進との走行切換と、車速の増減速とを行う静油圧式無段変速装置（１４）を設け、該静油圧式無段変速装置（１４）には、前記走行切換と車速の増減速とを操作する変速レバー（３３）と、車速を減速側に操作する減速ペダル（３４）とを操作可能に接続して設け、該減速ペダル（３４）は、踏込量に基づいて車速の減速幅で減速され踏込操作の解除によって元の車速に復帰する構成において、減速ペダル（３４）とトラニオン軸（３５）との間には、減速ペダル（３４）の最大操作時におけるトラニオン軸（３５）の作動範囲を前進側域内で作動すべく制限させることを特徴とする作業車両の変速安全装置。
減速ペダル（５７）に連動する操作カム（６６）は、トラニオン軸（３４）を連動するトラニオンアーム（５０）に接当作用して該トラニオンアーム（５０）を回動すべく構成し、この操作カム（６６）の半径Ｒを最もトラニオンアーム５０を変位させる状態において、前進位置にあって中立位置あるいは後進範囲に達しない長さに設定してなる請求項１記載の作業車両の変速安全装置。