JP2013237282A - 作業車両のｈｓｔ変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＳＴの特性に対し、変速レバーの中立位置の位置決め操作及び低速域での操作性の向上並びに高速域でのレバー保持を確実にする作業車両のＨＳＴ変速装置を提供する。
【解決手段】変速レバー１０の操作に基づく摩擦板２０と保持片１７との摺接による摩擦制動力によって、レバー操作位置を保持するＨＳＴレバー保持装置１３を備える作業車両のＨＳＴ変速装置において、前記保持片１７と摺接する摩擦板２０の摺接面を、摩擦係数の異なる低摩擦面部２６と高摩擦面部２７との組合せにより構成するにあたり、変速レバー１０の中立位置又はその近傍では前記保持片１７と摩擦係数の低い低摩擦面部２６とが接し、高速側へ操作するほど前記保持片１７と摩擦係数の高い高摩擦面部２７との摺接面積が増加するように、低摩擦面部２６を挟んで高摩擦面部２７を配置した。
【選択図】図４

Description

本発明は、乗用田植機やトラクタ等に使用可能な作業車両のＨＳＴ変速装置に関する。

従来、乗用田植機のＨＳＴ変速装置は、中立位置を起点に両側に揺動操作することによりＨＳＴの変速域を調整自在とする変速レバーと、該変速レバーの操作に基づく摩擦板と保持片との相対的な摺接による摩擦力によってレバー操作位置を保持するＨＳＴレバー保持装置（ブレーキ機構）を備えている（例えば特許文献１参照）。
上記ＨＳＴレバー保持装置は、一般にブレーキ用ライニング部材によって円盤形状となした複数の摩擦板に、変速レバー側に設けた複数の保持片を交互に組合せスプリングで押圧する摩擦制動力により、レバー操作位置を保持するように構成されている。またＨＳＴレバー保持装置の摩擦制動力は、変速レバーが中立位置からトラニオン軸が高速側に回動され、油圧による作動圧が上昇するほど中立位置に戻ろうとする力（中立位置側復帰力）が働くＨＳＴの特性に対し、変速レバーを上記高速操作域での最も大きな中立位置側復帰力に抗して高速操作位置に姿勢保持をさせるように、摩擦板と保持片の摩擦係数及び摺接面積並びに押圧力等が定められるものである。

特開２００２−２５７２２９号公報

上記特許文献１に示されるＨＳＴ変速装置は、ＨＳＴレバー保持装置をＨＳＴ特性に対し、高速操作域での大きな中立位置側復帰力に抗して変速レバーを高速操作位置に確実に姿勢保持することができる反面、摩擦板と保持片による大きな摩擦制動力により、変速レバーの低速操作域における操作荷重が必要以上に大きくなる欠点がある。その結果オペレータは、微調整操作が困難になり、低速操作域での操作性を低下させると共に、変速レバーの中立位置に対する位置決め操作も行い難くする等の問題がある。

上記課題を解決するための本発明による作業車両のＨＳＴ変速装置は、第１に、中立位置Ｎを起点とし両側に揺動操作してＨＳＴ９を変速操作する変速レバー１０を設け、摩擦板２０と保持片１７とを摺接させて両者の摩擦制動力によってレバー操作位置を保持するＨＳＴレバー保持装置１３を、該変速レバー１０とＨＳＴのトラニオン軸９ａとの間に備えた作業車両のＨＳＴ変速装置３において、
前記保持片１７と摺接する摩擦板２０の摺接面を、摩擦係数の異なる低摩擦面部２６と高摩擦面部２７との組合せにより構成するにあたり、変速レバー１０の中立位置Ｎ、又はその近傍では前記保持片１７と摩擦係数の低い低摩擦面部２６とが接し、高速側へ操作するほど前記保持片１７と摩擦係数の高い高摩擦面部２７との摺接面積が増加するように、低摩擦面部２６を挟んで高摩擦面部２７を配置したことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、変速レバーの操作に基づく摩擦板と保持片との摺接による摩擦制動力によって、レバー操作位置を保持するＨＳＴレバー保持装置を備える作業車両のＨＳＴ変速装置において、保持片と摺接する摩擦板の摺接面を、摩擦係数の異なる低摩擦面部と高摩擦面部との組合せにより構成するにあたり、変速レバーの中立位置、又はその近傍では前記保持片と摩擦係数の低い低摩擦面部とが接し、高速側へ操作するほど前記保持片と摩擦係数の高い高摩擦面部との摺接面積が増加するように、低摩擦面部を挟んで高摩擦面部を配置したことにより、
変速レバーは、中立位置及びその近傍で保持片を摩擦板の摩擦係数の低い低摩擦面部と摺接させ、高速側へ操作するほど摺接板部を摩擦係数の高い高摩擦面部と摺接面積が増加するように摺接させるため、変速レバーは中立位置の両側近傍では小さい力で軽く操作することができる。従って、中立位置への位置決め操作及び前進及び後進への切換え並びに低速走行速度の微小調整操作を精度よく行うことができる。またトラニオン軸の中立位置側への復帰力の増加に対応して、レバー保持力を増加させることができる。

作業車両の操縦部に設置される作業車両のＨＳＴ変速装置の側面図である。 図１の要部の構成を示す背面図である。 ＨＳＴレバー保持装置の構成を示す背面図である。 ＨＳＴレバー保持装置の摩擦板及び保持片の構成を示す側面図である。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１，図２において符号１は乗用田植機又はトラクタ等の作業車両に設置される操縦部であり、図示例では操縦部１のステアリング装置２及びＨＳＴ変速装置３を示し、両者は走行機体側のトランスミッション５の上方に配置構成されている。即ち、ステアリング装置２は、ステアリングハンドル６をトランスミッション５のケース上部に立設されるステアリング支柱７に回転操作自在に軸装されている。ＨＳＴ変速装置３は、ＨＳＴ変速レバー機構８をステアリング装置２の左方において、ステアリング支柱７を利用して取付け構成しており、このＨＳＴ変速レバー機構８の操作に基づき変速操作されるＨＳＴ９を、トランスミッション５の側方に取付け設置している。

ＨＳＴ変速装置３について図１〜図４を参照し詳述する。先ず、ＨＳＴ変速レバー機構８は、機体走行用の主変速レバーとなる変速レバー１０を、ステアリング支柱７から上下方向に沿って立設されるブラケット１１に対し、ブラケット１１に横向きに突設されるレバー軸１２に本発明に係るＨＳＴレバー保持装置１３を備えて前後方向に揺動回動自在に軸支している。そして、変速レバー１０はレバー杆１０ａの中途部を、ステアリング支柱７側又は走行機体側から延設される取付アーム１４に取付けた、レバーガイド１５のガイド溝１５ａに挿入している。このレバーガイド１５は、ガイド溝１５ａを前後方向に長いクランク状の長溝となし、長溝中途のクランク部を中立位置（ニュートラル位置）Ｎとし、該中立位置Ｎの前部側と後部側に前進変速ガイド域Ｆと後進変速ガイド域Ｒを一連に形成している。

これにより変速レバー１０は、レバー軸１２を支点に中立位置Ｎから前進変速ガイド域Ｆに向けて揺動（回動）操作すると、レバー下端の作動軸１６を図４で示す実線矢印方向に揺動作動させて、ＨＳＴ９のトラニオン軸９ａを前進変速方向に回動させることができる。また変速レバー１０を中立位置Ｎから後進変速ガイド域Ｒに向け点線矢印方向に操作すると、上記作動軸１６を介してＨＳＴ９のトラニオン軸９ａを後進変速方向に回動させる。これによりＨＳＴ９は、出力回転方向を切り換えて前進走行又は後進走行をするように切換えると共に、出力回転数を変化させることができて、作業車両の走行速度を変更（変速）調節することができる。このとき変速レバー１０は、中立位置Ｎ及び前進変速ガイド域Ｆ並びに後進変速ガイド域Ｒの各操作位置において、ＨＳＴレバー保持装置１３によって安定的に姿勢保持される。

次に、上記ＨＳＴ変速レバー機構８の具体構造について説明する。先ず、変速レバー１０は、前記把持部を有するレバー杆１０ａの下端を、レバー軸１２に回動自在に支持される板状のレバー片１０ｂの上部に対し、前後方向の連結軸１０ｃを介して左右方向に揺動自在となるように連結し、且つレバー杆１０ａをスプリング１０ｄによって右側に向けて引っ張り付勢しガイド溝１５ａに摺接揺動自在に取付けている。上記レバー片１０ｂは、レバー軸１２に対し中途部に固設される筒軸１０ｅを挿入させることにより回動自在に軸支している。またレバー片１０ｂは、下端に作動軸１６を左右方向に突設しており、該作動軸１６の左端側にＨＳＴレバー保持装置１３の各保持片１７を一連に挿入していると共に、作動軸１６の右端側にＨＳＴ作動片１８を挿入し係合させている。上記ＨＳＴ作動片１８はレバー軸１２に回動自在に軸支されており、他側にトラニオン軸９ａと連結するトラニオン連結杆１９を自在継手等を介して軸支している。

次に、図３,図４を参照しＨＳＴレバー保持装置１３について説明する。このＨＳＴレバー保持装置１３は、後述する構成からなる４枚の保持片１７と、摩擦板（制動板）２０を有する３枚の制動片２１とを、レバー軸１２に交互複数段に重ね合わせて挿入する一方、各保持片１７の他側を作動軸１６に挿入し、各制動片２１の他側をブラケット１１から横向きに突設した支軸１１ａに挿入して取付けている。そして、レバー軸１２の軸端から押圧用の座金２２,スプリング２３,座金２４を嵌挿し、軸端にナット２５を螺挿し、ナット２５を締め込みスプリング２３を圧縮調節することにより、所定の付勢力によって各保持片１７と各制動片２１の摩擦板２０とを押圧している。これによりＨＳＴレバー保持装置１３は、摩擦板２０と保持片１７の摩擦係数及び摺接面積並びに押圧力等によって生ずる制動力により、変速レバー１０を任意操作位置に姿勢保持をする。

上記構成において摩擦板２０は、在来のものと同様にブレーキ用ライニング部材による側面視で軸孔を有するドーナツ形状の円盤となし、制動片２１の両側面又は片側面に接着等の固定手段によって設ける一方、保持片１７と摺接する円盤面に対し、低い摩擦係数のエリアである低摩擦面部２６と、該低摩擦面部２６より高い摩擦係数のエリアである高摩擦面部２７とを、軸孔の略対称位置で上下及び左右方向で対をなすように形成している。即ち、図示例の低摩擦面部２６と高摩擦面部２７とは、円盤面を４分割状に区画されてそれぞれ放射方向の扇形状をなし、摩擦係数を異にするエリアを互いに隣接させて一体構成している。これにより、低摩擦面部２６の中央部を変速レバー１０の中立位置Ｎに対応させ、その両側を前進変速ガイド域Ｆ及び後進変速ガイド域Ｒの操作域に対応させている。また各高摩擦面部２７は、前進変速ガイド域Ｆ及び後進変速ガイド域Ｒの高速操作域に対応させている。

そして、図４で示すように保持片１７は、作動軸１６を挿入するアーム部１７ａと、該アーム部１７ａの他側でレバー軸１２に挿入された状態において、摩擦板２０と摺接する摺接部１７ｂとを平板部材によって一体形成している。即ち、図示例の摺接部１７ｂは変速レバー１０の中立位置Ｎ姿勢において、対をなす上下の摺接板部３０を、相対向する上下の低摩擦面部２６に摺接自在に対向させ、且つ上下の摺接板部３０の基部左右を半円弧状の接続板部３１によって接続した鼓型形状にしている。そして、各摺接板部３０は、その幅を低摩擦面部２６及び高摩擦面部２７の幅よりやや幅狭にしている。

これによりＨＳＴレバー保持装置１３は、保持片１７の摺接板部３０が低摩擦面部２６の中央部に位置した変速レバー１０の中立位置Ｎであるとき、当該変速レバー１０を摩擦係数と摺接面積等による低制動力（小ブレーキ力）を有する制動状態で保持する。また変速レバー１０が上記制動力即ちレバー操作抵抗に抗して、図４で示す実線矢印と点線矢印の方向に前後揺動操作されるとき、摺接板部３０の操作回動量が低摩擦面部２６の範囲内である場合には、低制動力で前進又は後進のレバー操作位置に保持される。

また変速レバー１０が前進又は後進位置で高速側に向けてさらに大きく揺動操作されるときは、各摺接板部３０はその操作初期において低摩擦面部２６から高摩擦面部２７を跨ぎながら順次回動移動し、摺接板部３０の全面が高摩擦面部２７と全面接触した状態で最高速域になり、当該摩擦係数と摺接面積等による高制動力（大ブレーキ力）を有する制動状態で変速レバー１０を保持する。つまり変速レバー１０は、中立位置Ｎ及びその近傍で摺接板部３０を摩擦板２０の摩擦係数の低い低摩擦面部２６と摺接させ、高速側へ操作するほど摺接板部３０を摩擦係数の高い高摩擦面部２７と摺接面積が増加するように摺接させるため、変速レバー１０は中立位置Ｎの両側近傍では小さい力で軽く操作することができる。従って、変速レバー１０は専ら指先のみによる中立位置近傍操作、即ち、中立位置Ｎへの位置決め操作、及び前進及び後進への切換え、並びに低速走行速度の微小調整操作を容易且つ精度よく行うことを可能にする。

以上のように構成されるＨＳＴ変速装置３を備える作業車両は、変速レバー１０をレバーガイド１５の中立位置Ｎを起点として、前進変速ガイド域Ｆ又は後進変速ガイド域Ｒに沿って、前後方向に揺動角度を増加及び減少させる方向に揺動操作することにより、ＨＳＴレバー保持装置１３を介してトラニオン軸９ａを回動させ、ＨＳＴ９による機体の前後進の切換えと走行速度の調節を行いながら走行作業を行う。このとき変速レバー１０は、中立位置Ｎ及び前進変速ガイド域Ｆ並びに後進変速ガイド域Ｒの各操作位置において、ＨＳＴレバー保持装置１３によって安定的に姿勢保持される。

このように走行作業を行うＨＳＴ変速装置３は、ＨＳＴレバー保持装置１３を、摩擦係数の異なる低摩擦面部２６と高摩擦面部２７との組合せにより摩擦板２０を構成し、保持片１７を中立位置Ｎ又はその近傍で摩擦係数の低い低摩擦面部２６と摺接させ、高速側へ操作するほど摩擦係数の高い高摩擦面部２７との摺接面積が増加するように摩擦係数が低い摩擦板の両サイドに摩擦係数が高い摩擦板を配置していることにより、変速レバー１０の中立位置Ｎの位置決め操作及び低速域並びに高速域での操作性の向上とレバー保持を確実にすることができる。

即ち、ＨＳＴレバー保持装置１３は、トラニオン軸９ａが高速側に回動されるほど作動圧が上昇し、中立位置Ｎに戻ろうとする力（中立位置側復帰力）が大きく働くＨＳＴ９の特性に対応し、中立位置Ｎ近傍の低速域では保持片１７を低摩擦面部２６に対応させ低制動力を以て摺接させるため、変速レバー１０を指先による微調整操作することができるので、微小段階の調節を要する低速走行の微調整を精度よく適正に設定することができると共に、適正低速操作位置に対し変速レバー１０の保持を確実にすることができる。また変速レバー１０の低速操作位置から中立位置Ｎへの復帰操作も、指先操作によって中立位置Ｎを看過することなく簡単且つ速やかに行うことができる。

そして、ＨＳＴレバー保持装置１３は、トラニオン軸９ａが高速側に回動されるほど中立位置側復帰力が大きくなる高速域において、高摩擦面部２７に対し保持片１７の摺接面積を増加させるため、例えば前進最高速走行を行う際には、オペレータは低速域から徐々に大きくなるレバー操作荷重（レバー操作抵抗）を感知しながら手（腕）全体を使用しレバー操作抵抗に抗して、変速レバー１０の最高速側への操作を慎重に操作設定することができる。従って、この際に最大となるＨＳＴ９の中立位置側復帰力に抗して変速レバー１０を高速域に確実に位置決め保持することになるため、最高速変速操作時の安全性を高めることができる。

また上記のようにＨＳＴ９の特性に対し、変速レバー１０の中立位置Ｎの位置決め操作及び低速域での操作性の向上並びに高速域でのレバー保持を確実にするＨＳＴレバー保持装置１３は、円盤状の摩擦板２０に対し低摩擦面部２６と高摩擦面部２７とを隣接させて設けて保持片１７を摺接させるだけの簡単な構造によって廉価に製作することができる等の特徴もある。
尚、摩擦板２０は、低摩擦面部２６と高摩擦面部２７を摩擦係数の異なるブレーキ用ライニング部材で製作することができるほか、両者を同一のブレーキ用ライニング部材で製作する場合には、低摩擦面部２６を形成するエリアは、例えば図４に示すように、軸孔から点線Ａの範囲のライニング部材の設置を省略する等の手段によって摩擦力を異ならせるようにしてもよいものである。

１ 操縦部
３ ＨＳＴ変速装置
９ ＨＳＴ
９ａ トラニオン軸
１０ 変速レバー
１３ ＨＳＴレバー保持装置
１７ 保持片
２０ 摩擦板
２１ 制動片
２６ 低摩擦面部
２７ 高摩擦面部
Ｎ 中立位置

Claims (1)

1. 中立位置（Ｎ）を起点とし両側に揺動操作してＨＳＴ（９）を変速操作する変速レバー（１０）を設け、摩擦板（２０）と保持片（１７）とを摺接させて両者の摩擦制動力によってレバー操作位置を保持するＨＳＴレバー保持装置（１３）を、該変速レバー（１０）とＨＳＴのトラニオン軸（９ａ）との間に備えた作業車両のＨＳＴ変速装置（３）において、
   前記保持片（１７）と摺接する摩擦板（２０）の摺接面を、摩擦係数の異なる低摩擦面部（２６）と高摩擦面部（２７）との組合せにより構成するにあたり、変速レバー（１０）の中立位置（Ｎ）、又はその近傍では前記保持片（１７）と摩擦係数の低い低摩擦面部（２６）とが接し、高速側へ操作するほど前記保持片（１７）と摩擦係数の高い高摩擦面部（２７）との摺接面積が増加するように、低摩擦面部（２６）を挟んで高摩擦面部（２７）を配置したことを特徴とする作業車両のＨＳＴ変速装置。

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