JP2006283772A - 作業用車両における自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業を伴わない後進時での動力の省エネ化を図り得る作業用車両の自動変速装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の前進変速段および複数の後進変速段を有するホイールローダの自動変速装置であって、運転モードが作業モードである場合における前進時の変速レバーの変速段位置においては、第１速〜当該変速段までの間でもって自動変速を行い、後進時の変速レバーの変速段位置においては、第１速〜当該変速段より一段高速の変速段までの間でもって自動変速を行うようにしたものである。
【選択図】 図４

Description

本発明は、作業用車両における自動変速装置に関するものである。

最近、作業用車両においても、乗用車と同様に、操作の容易化のために、自動変速機構が採用されている。
ブルドーザなどの建設車両においては、作業現場の状況に応じて、自動変速パターンを切り替えるようにしたものが提案されており（例えば、特許文献１参照）、例えば３種類の作業モードと、１種類の自走モードとが設けられており、それぞれのモードに応じた自動変速パターンが用いられている。

また、ホイールローダなどの建設車両においては、変速レバーの速度段位置（シフト位置ともいう）での当該速度段以下の範囲で自動変速を行い得るようにして、作業内容に応じて変速範囲を広くしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

例えば、第１速位置では、第１速が選択され、第２速位置では、第１速〜第２速の間でもって自動変速が行われ、また第３速位置では、第１速〜第３速の間でもって自動変速が行われ、第４速位置では、第１速〜第４速の間でもって自動変速が行われるようにされている。
特開平７−２０８５９４号公報 特開平８−４２６７９号公報

ところで、上述した特許文献２に開示された自動変速機構によると、前進時および後進時とも、それぞれの速度段位置における変速範囲は、同一の速度段数であるため（例えば、第３速位置では、前進および後進ともに、第１速〜第３速の範囲である）、作業を伴う前進時には、車両の速度を上げる必要はないが、単に移動するための後進時においても、前進時と同じ変速範囲とすることは、動力に無駄が生じていることになる。

そこで、本発明は、作業を伴わない後進時での動力の省エネ化を図り得る作業用車両における自動変速装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る作業用車両における自動変速装置は、複数の前進速度段および複数の後進速度段を有する作業用車両の自動変速装置であって、
前進時の変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段までの間でもって自動変速を行い、
後進時の変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段より一段高速の速度段までの間でもって自動変速を行うように構成したものである。

また、請求項２に係る作業用車両における自動変速装置は、運転モードが作業モードである場合に、請求項１に記載の自動変速機能が作動するように構成したものである。
さらに、本発明の請求項３に係る作業用車両の自動変速装置は、複数の前進速度段および複数の後進速度段を有するとともに、操作モードとして、手動変速モードと自動変速モードとが備えられた作業用車両の自動変速装置であって、
速度段を固定する速度段固定手段を具備するとともに、
当該速度段固定手段により速度段を固定した際に、後進速度段については、前進速度段よりも一段高速の速度段が選択されるように構成したものである。

また、請求項４に係る作業用車両における自動変速装置は、操作モードが手動変速モードで且つ運転モードが作業モードである場合、請求項３記載の変速機能が作動するように構成したものである。

また、請求項５に係る作業用車両における自動変速装置は、請求項３または４に記載の自動変速装置における速度段固定手段を、変速レバーに設けたものである。

上述した請求項１および２に係る自動変速装置の構成によると、後進時の変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段より一段高速の速度段までの間でもって自動変速を行うようにしたので、前進時の場合の自動変速範囲よりも一段高速側に広がることになり、すなわち前進時のエンジン回転数よりも低くてもよく、したがって燃費を節約することができ、言い換えれば、省エネ化を図ることができる。

また、上述した請求項３乃至５に係る自動変速装置の構成によると、速度段を固定した場合、前進時の速度段よりも後進時の速度段位置が一段高速の速度段で走行することになり、上述した請求項１または２の構成と同様の効果が得られる。

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１に係る作業用車両の自動変速装置を、図１〜図４に基づき説明する。

本実施の形態１における作業用車両としては、例えばホイールローダである場合について説明する。
まず、簡単に、ホイールローダの構成を図１に基づき説明する。

図１に示すように、このホイールローダ１は、大きく分けて、４個の走行車輪２を有する車両本体３と、この車両本体３の前部に、鉛直面内で揺動可能に取り付けられた昇降用ブーム４と、この昇降用ブーム４の先端に揺動可能に取り付けられたバケット５と、上記ブーム４を昇降させる昇降用油圧シリンダ６と、上記バケット５を揺動レバー７を介して傾動させる傾動用油圧シリンダ８とから構成されている。

そして、上記車両本体３には、走行車輪２のうち駆動輪を駆動するための走行用油圧機構と、上記昇降用ブーム４およびバケット５を駆動する油圧シリンダ６，８を作動させるための作業用油圧機構とが設けられており、これら各油圧機構における油圧発生部としての各油圧ポンプを、例えば同一のエンジンにより駆動するように構成されている。

また、ホイールローダ１の運転モードとしては、少なくとも、走行モードと、作業モードとが設けられており、操作盤には、その切替スイッチ（切替レバーでもよい）が設けられている。なお、作業モードとしては、トラックへの積込み作業、前進しながら掘削を行い、バケットに積み込んだ荷を、前進または後進で、ホイールローダとしては比較的長距離（５０〜数百メートル）自走して運搬するロード＆キャリイ作業などがある。勿論、ホイールローダ１の操作モードとしては、自動変速モードが採用されている。

ところで、本発明の主旨は、走行用油圧機構の構成部材である自動変速装置であり、以下、この自動変速装置について説明する。
この自動変速装置においては、図２に示すように、前進または後進を切り替える切替スイッチ（または、切替レバー）が設けられており、この切替スイッチにより選択されると、例えば「前進」の表示ランプ１１または「後進」の表示ランプ１２が点灯するように構成されており、また変速レバー１３については、第１速〜第４速の４段の速度段位置（シフト位置ともいう）が設けられており、任意の速度段を選択し得るように構成されている。そして、各モードに応じて、その自動変速範囲が予め設定されている。

まず、本発明に係る作業モードの場合について説明する。
この作業モードにおいては、当然に、前進時と後進時とがあるが、前進時においては、バケット５の昇降動作および傾動動作を伴うため、すなわち大きい負荷がかかるため、エンジンの回転数を高く維持する必要があり、一方、後進時においては、車両本体の走行だけであるため、それ程、大きい負荷がかからないので、エンジンの回転数を高く維持する必要はなく、したがって後進時に、一段高速（一段上）の速度段での走行が可能となる。

このため、作業モードにおける前進時での変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段までの間でもって自動変速が行われるようにされている。
すなわち、図３に示すように、第１速位置では、第１速が選択され、第２速位置では、第１速〜第２速の間でもって自動変速が行われ、また第３速位置では、第１速〜第３速の間でもって自動変速が行われ、第４速位置では、第１速〜第４速の間でもって自動変速が行われるようにされている。

そして、後進時での変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段より一段高速の速度段までの間でもって自動変速が行われる。
すなわち、図４に示すように、第１速位置では、第１速〜第２速の間で自動変速が行われ、第２速位置では、第１速〜第３速の間でもって自動変速が行われ、また第３速位置では、第１速〜第４速の間でもって自動変速が行われ、さらに最も変速比（ギヤ比）が大きい第４速位置では、当然ながら、それ以上の変速位置がないため、第と１速〜第４速の間でもって自動変速が行われるようにされている。

次に、走行モードの場合について説明する。
この走行モードでは、作業のための大きい動力を必要としないので、元々、エンジンの回転数自体が低く設定されており、したがって前進および後進ともに、変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段までの間でもって自動変速が行われるようにされている。すなわち、この走行モードに切り替えた場合には、作業モードの箇所で説明したような、変速範囲が広くなる自動変速機能を用いる必要はない。

上記ホイールローダの自動変速装置の構成によると、作業モードにおける後進時の変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段より一段高速の速度段までの間でもって自動変速を行うようにしたので、前進時の場合の自動変速範囲よりも一段高速側に広がることになり、すなわち前進時のエンジン回転数よりも低くてもよく、したがって燃費を節約することができ、言い換えれば、省エネ化を図ることができる。

なお、上記実施の形態１においては、前進と後進とを切り替えるための切替スイッチが設けられたものとして説明したが、例えば切替スイッチではなく、変速レバーの速度段位置に、前進第４速、前進第３速、前進第２速、前進第１速、中立、後進第１速、後進第２速、後進第３速、後進第４速というように、全ての速度段位置が連続して配置されている場合にも適用し得る。
［実施の形態２］
以下、本発明の実施の形態２に係る作業用車両の自動変速装置を、図５に基づき説明する。

上記実施の形態１においては、操作モードとして、自動変速モードを備えたものとして説明したが、本実施の形態２においては、自動変速モードに加えて手動変速モード（所謂、マニュアルモードである）を備えるとともに、この手動変速モードでの速度段を固定手段にて固定し得るようにしたものであり、以下の説明においては、両者の互いに異なる箇所に着目して説明するものとする。

すなわち、本実施の形態２に係るホイールローダ（図１参照）１に設けられる自動変速装置には、操作モードとして、自動変速モードと手動変速モードとが備えられるとともに、速度段および前後進の切り替えを行う変速レバー（切替レバーともいえる）２１が設けられている。

勿論、このホイールローダ１には、実施の形態１と同様に、運転モードとして、走行モードと作業モードとが備えられている。
上記変速レバー２１について説明すると、例えば前方に傾動させると前進走行となり、また後方に傾動させると後進走行となり、さらに変速レバー２１の頭部には、速度段を例えば第１速〜第４速のいずれかに切り替えるための回転式変速ノブ２２が設けられるとともに、当該回転式変速ノブ２２の中央には、その速度段を固定または固定解除を行い得る速度段固定手段としての押しボタン式速度段固定スイッチ２３が備えられている。

そして、さらに操作モードが手動変速モードであり且つ運転モードが作業モードである場合で、しかも上記速度段固定スイッチ２３によりその速度段が固定された場合に、前進時においては、その固定された速度段でもって走行するが、後進時においては、その固定された速度段より一段高速の速度段に固定されるように構成されている（制御される）。

したがって、ホイールローダ１の運転時において、操作モードが手動変速モードであり且つ運転モードが作業モードである場合で、速度段固定スイッチ２３によりその速度段が固定された場合、前進時においては、その固定された速度段でもって走行するが、後進時においては、その固定された速度段より一段高速の速度段で走行する。例えば、第３速で固定された場合には、前進時では第３速で走行するが、後進時では第４速で走行することになる。

なお、上記構成においては、手動変速モードで且つ前進時に速度段を固定した場合に、後進時には当該速度段より一段高速の速度段に固定されるように説明したが、例えば自動変速モードの後進時に速度段を固定した場合にも適用することができ、さらには、全ての速度段で固定した場合に適用し得る（但し、最高速度段においては、後進時でもその最高速度段となる）ものとして説明したが、所定の速度段の場合に限って適用するようにしてもよく、例えば第２速の速度段で固定して後進させた場合に限って、第３速で走行させるようにしてもよい。

このホイールローダの自動変速装置の構成によると、実施の形態１のものと同様に、速度段を固定した場合、前進時の速度段よりも後進時の速度段位置が一段高速の速度段で走行することになり、実施の形態１の構成と同様に、後進時のエンジンの回転数が前進時のエンジン回転数よりも低くてもよく、したがって燃費を節約することができ、すなわち省エネ化を図ることができる。

また、上記各実施の形態においては、作業用車両としてホイールローダに適用して説明したが、勿論、これ以外の作業用車両、例えばブルドーザなどの自動変速装置として適用することができる。

さらに、上記各実施の形態においては、ホイールローダの自動変速装置に適用した場合について説明したが、例えば手動変速装置が具備された作業用車両にも適用することができる。

すなわち、手動変速装置で且つ省エネモードが具備されているものにおいて、当該省エネモードのスイッチを入れた場合、後進時に、その変速レバーなどの操作具で指定された速度段よりも、一段高速の速度段となるようにすることもできる。

本発明の実施の形態１に係るホイールローダの概略構成を示す斜視図である。 同ホイールローダの自動変速装置における変速レバーの変速位置の概略構成を示す図である。 同自動変速装置における前進時の自動変速範囲を示す図である。 同自動変速装置における後進時の自動変速範囲を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るホイールローダの自動変速装置における変速レバーを示す図で、（ａ）は側面図で、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

１ ホイールローダ
２ 走行車輪
３ 車両本体
４ ブーム
５ バケット
６ 昇降用油圧シリンダ
７ 揺動レバー
８ 傾動用油圧シリンダ
１１ 変速レバー
２１ 変速レバー
２２ 回転式変速ノブ
２３ 速度段固定スイッチ

Claims (5)

1. 複数の前進速度段および複数の後進速度段を有する作業用車両の自動変速装置であって、
   前進時の変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段までの間でもって自動変速を行い、
   後進時の変速レバーの速度段位置においては、第１速〜当該速度段より一段高速の速度段までの間でもって自動変速を行うように構成した
   ことを特徴とする作業用車両における自動変速装置。
2. 運転モードが作業モードである場合に、請求項１記載の自動変速機能が作動するように構成したことを特徴とする作業用車両における自動変速装置。
3. 複数の前進速度段および複数の後進速度段を有するとともに、操作モードとして、手動変速モードと自動変速モードとが備えられた作業用車両の自動変速装置であって、
   速度段を固定する速度段固定手段を具備するとともに、
   当該速度段固定手段により速度段を固定した際に、後進速度段については、前進速度段よりも一段高速の速度段が選択されるように構成したことを特徴とする作業用車両における自動変速装置。
4. 操作モードが手動変速モードで且つ運転モードが作業モードである場合、請求項３記載の変速機能が作動するように構成したことを特徴とする作業用車両における自動変速装置。
5. 速度段固定手段を、変速レバーに設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の作業用車両における自動変速装置。
   

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