JP3405751B2 - 変速操作構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベルト無段変速装置の
操作系のコンパクト化に係るものであり、コンバインや
芝刈機等の作業機に搭載し易くする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ベルト無段変速装置を作業機の
走行伝動系に用いるものでは、他に正逆転の切換機構が
必要である。そして、実開平４−１０８４３０号公報に
示されたもののように、良好な前後進操作性のために単
一の変速レバーでベルト無段変速装置と正逆転切換機構
とを操作するように構成されたものが多い。そして、ベ
ルト無段変速装置用の割プーリを構成する可動プーリを
駆動するカム機構を設けてあり、このカム機構を駆動し
て変速レバーでの操作を補助するアシスト機構を設けて
ある。このアシスト機構を構成する駆動モータを、ベル
ト無段変速装置を収納した変速ケースの上面より突出す
る状態で設けるとともに、駆動モータの出力軸に摩擦機
構を介して取り付けた回転可能な基板、その基板に変速
レバーの操作を検出するセンサとを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の操作構造を採る
場合では、変速レバーを中立位置から前進及び後進のい
ずれの側に操作してもベルト無段変速装置を増速操作す
るために、すなわち、割りプーリに作用するカム機構の
操作レバーを変速レバーの前後進操作に拘らずに同一方
向に揺動操作するために、前記公報の図４に示す連係機
構で変速レバーと操作レバーとを連係させていた。しか
しながら、これでは変速レバー根元の操作アームが左右
に突出する等、その連係機構に要するスペースが比較的
大であり、いきおい操作系が大型化する傾向にあって改
善の余地があった。また、アシスト機構が、ベルト無段
変速装置を収納する変速ケースの上面に取り付けられた
駆動モータと、その駆動モータの出力軸に取り付けられ
た基板と、その基板に取り付けられたセンサ、モータ出
力軸に取り付けた変速レバーとで構成してある。このよ
うな大掛かりな構成を採るアシスト機構が変速ケースの
上方に配置構成して設けてあるので、占有スペースが大
きく必要になる欠点があった。本発明の目的は、変速操
作具の前後進のいずれの方向に操作してもベルト無段変
速装置が増速操作されるように連係する連係機構を、コ
ンパクトに構成して変速操作系の小型化を図る点にあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は、入力側のプーリと出力側のプーリとに亘ってベルト
を架け渡すとともに、前記入力側のプーリにおける一対
のプーリ片を入力用の回転軸に外嵌し、一方のプーリ片
を他方のプーリ片に対して遠近移動自在な可動プーリ片
に構成するとともに、他方のプーリ片を前記回転軸に一
体回転可能に取付け固定した固定プーリ片に構成してあ
るベルト無段変速装置を設け、前記可動プーリ片を前記
固定プーリ片に対して前記遠近移動方向に誘導駆動する
乗り上がりカム機構を、傾斜カム面を形成したカム体
と、前記傾斜カム面に摺接する移動部材とで構成すると
ともに、前記カム体と前記移動部材との相対回動により
前記カム体と前記移動部材とを前記遠近移動方向に相対
移動可能に構成し、前記乗上がりカム機構が中立位置か
らの相対回動の方向に拘らずに同方向に乗上がり作動し
て、前記可動プーリ片が増速方向となる一方向に移動す
るように、前記傾斜カム面を前進用傾斜面と後進用傾斜
面とで形成し、前記ベルト無段変速装置を収納した変速
ケースの入力部より前記回転軸を延出するとともに、前
記回転軸の延出端部に原動部からの動力を受ける入力回
転体を取付け、前記変速ケースの入力部に前記カム体を
回転自在に取付け、変速レバーからの操作指令を受けて
作動する駆動装置とその駆動装置に連係して駆動される
板状の従動ギヤで前記カム体を回転駆動して、前記ベル
ト無段変速装置に対する人為変速操作を補助するアシス
ト機構を設け、前記変速レバーの変速操作を検出する接
触式の一対のセンサを前記従動ギヤに取付けるととも
に、前記センサに接触作用する作用片を前記変速レバー
から前記従動ギヤに対向する状態で一体的に延出して前
記一対のセンサに接触しない中立位置に位置するように
中立復帰機構によって復帰付勢し、前記作用片が前記一
方のセンサに接触作用する場合に前記従動ギヤを駆動す
るとともに接触作用を解除すると前記従動ギヤを停止す
べく前記アシスト機構を構成し、前記カム体のボス部を
前記変速ケースの入力部より延出して前記入力回転体と
前記変速ケースとの間に位置させ、前記従動ギヤを前記
ボス部に一体で回転する状態に装着するとともに前記変
速レバーを前記ボス部に取付け、前記変速レバーと前記
従動ギヤとを、前記回転軸と同じ軸芯を有する状態で回
動自在に設け、前記従動ギヤと前記変速ケースとの間
に、前記作用片と前記中立復帰機構とを配置してあるこ
とを特徴とする。請求項２にかかる発明は、請求項１に
かかる発明において、前記中立復帰機構を前記従動ギヤ
における前記変速ケースに対向する対向面に取付るとと
もに、前記一対のセンサを前記従動ギヤの前記対向面と
は反対側に向かう反対面に取付け、前記作用片に取り付
けた作用ピンを、前記中立復帰機構による復帰作用を受
けるべく前記従動ギヤの前記対向面側から前記従動ギヤ
を貫通させて前記センサの間に位置するように前記従動
ギヤの前記反対面側まで突出形成してあることを特徴と
する。

【０００５】

【作用】請求項１の構成によると、乗上がりカム機構
は、カム体と移動部材との相対回動による乗上がり移動
によって、即ち、移動部材と摺接するカム溝が傾斜して
いることによって発生する分力で可動プーリ片を軸方向
で遠近移動させるのである。従って、カム溝を図２に示
す谷形状とする等、カム体と移動部材との中立位置から
の相対回動の方向如何に拘らずに可動プーリ片が増速方
向となる一方向に乗上がり作動する状態に形成しておく
ことで、変速レバーとカム体とを、ロッドやワイヤー等
の単に操作力を伝達する構造簡単で場所も取らない連動
機構で連動するだけで済み、従来のように別途連係機構
を設ける必要がない。又、割りプーリの回転軸上に集約
配置される構造の乗上がりカム機構自体もコンパクトに
構成できるので、全体としてベルト無段変速装置の操作
系をコンパクトに構成することができるようになる。ア
シスト機構の作動は次ぎのように行われる。つまり、変
速レバーを回転軸周りに操作すると、作用片が一方のセ
ンサに作用する。すると、そのセンサの検出作動に基づ
いて駆動装置により従動ギヤが回転される。これによっ
て、ボス部を介してカム機構が回転駆動され、可動プー
リが移動してベルト無段変速装置が変速操作される。変
速操作を終えて変速レバーへの操作力が解放されると、
中立復帰機構の復帰力によって作用片が中立位置に戻さ
れて、センサから離間する。こ れによりカム機構の作動
が停止する。従動ギヤはセンサが検出作動している間だ
け回転駆動されるようになっている。

【０００６】そして、乗上がりカム機構を回動操作する
ための変速レバーと、変速レバーの操作をアシストする
ための回転動力が入力される従動ギヤとの夫々を、同一
軸芯状態で配置し、従動ギヤを板状のものに形成し、変
速レバーの操作方向、及び従動ギヤの径方向がベルト張
設方向に一致するものにできた。従って、ベルト無段変
速装置を収容した変速ケースと、その変速ケースより突
出させた入力回転体との間に形成した狭い空間内に、変
速レバーと従動ギヤとを位置させることができるととも
に、原動部との関係より設置位置が制限を受けるところ
からその原動部より動力伝達を受ける入力回転体を変速
ケースより離れる方向に変位することが可能な状態で設
置できるように、変速ケースより突出して設ける。そし
て、変速ケースより離れて設ける必要のある入力回転体
とその変速ケースとの間に形成される空き空間を利用し
てその空間内に変速レバー、従動ギヤ等を設けることに
よって、入力回転体を挟んで変速ケースから遠く離れた
位置に変速レバー等を設ける場合に比べて、変速操作構
造の配置構成を張り出し少なく設けることができる。上
記のように、入力回転体と変速ケースとの間の空間を利
用して、変速レバーと従動ギヤとを配置して、機器配置
のスペース効率をよくする構成を採っているが、それだ
けに止まらず、次のように、更に、スペース効率の向上
を図っているのである。つまり、従動ギヤを回転駆動す
る駆動装置に対して制御手段を通して操作指令を発する
べく、一対のセンサに対して作用する作用片を、変速レ
バーから一体的に延出してある。その操作片と操作片を
一対のセンサとは接触しない中立位置に復帰付勢する中
立復帰機構とを、従動ギヤと変速ケースとの間に形成し
た懐空間内に位置させるように構成して、より一層の機
器配置の効率化を図ってある。

【０００７】請求項２の構成によれば、変速レバーへの
操作によって作用片がセンサに接触作用すると従動ギヤ
が回転駆動されるが、センサと中立復帰機構共に従動ギ
ヤに 取り付けられているので、従動ギヤとともに回転す
るとともに、それらに作用する作用片および作用片を一
体的に延出する変速レバーも従動ギヤとともに回転する
ことになる。変速レバーは従動ギヤに対して相対回転す
る状態でカム機構のボスに取り付けてあるが、作用片が
従動ギヤを貫通する構成となっているので、作用片はセ
ンサと接触する範囲だけ、従動ギヤに対して相対回転す
ることができ、変速レバーが操作されて作用片がセンサ
に接触状態を維持している限り、従動ギヤは回転状態を
維持し、変速レバーと従動ギヤとが恰も一体で作動して
いるように移動することになる。 変速レバーへの操作を
停止すると、中立復帰機構によって作用片がセンサより
離れて中立位置に復帰されるので、従動ギヤも停止し、
変速レバーは変速位置に位置される。 そして、センサと
中立復帰機構とを従動ギヤの両面に振り分けて配置取付
してあるので、従動ギヤと変速ケースとの懐空間内に配
置する部品数の増大を招来することなく、効率よく配置
構成することができた。 センサは、従動ギヤの変速ケー
スに対向する面とは反対側の面となる表側の面に取り付
けてあるので、比較的メインテナンス作業を容易に行え
るようになる。

【０００８】

【発明の効果】その結果、請求項１に記載のベルト無段
変速装置では、カム体のカム溝形状を工夫するだけの簡
単かつ経済的な改造により、変速操作具の前後進操作に
拘らずにベルト無段変速装置をアシスト付きとして軽快
に増速操作できる連係機構を、必須の構成である乗上が
りカム機構自体に装備できるとともに、変速レバー及び
そのアシスト機構を含めた装置全体を、入力回転体と変
速ケースとの間に収納して嵩張らないコンパクトなもの
にでき、コンバイン等の作業機に適用するのに配設スペ
ースの点で有利になる合理的なものとして提供すること
ができた。

【０００９】請求項２に記載のベルト無段変速装置で
は、請求項１の構成による前記効果を奏するとともに、
メインテナンス性を考慮した部品配置の構成もできるよ
うになった。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例をコンバインの走行
系における変速装置に適用されたベルト無段変速装置に
ついて図面に基づいて説明する。図１にベルト無段変速
装置Ａが示され、１は駆動プーリ、２は従動プーリ、３
はベルト、４は伝動ベルト１５を介してエンジン動力が
入力される入力プーリ、５は走行用ミッション、６はベ
ルト変速ケース、７は駆動プーリ軸、８は従動プーリ軸
である。

【００１１】駆動プーリ１及び従動プーリ２は、共に割
プーリ構造に構成され、従動プーリ２において可動プー
リ片２ａを固定プーリ片２ｂ側に押圧付勢する圧縮タイ
プの巻きバネ９がベルト３を緊張している。駆動プーリ
１における可動プーリ片１ａは、乗上がりカム機構Ｂに
よって駆動プーリ軸（回転軸に相当）７上を固定プーリ
片１ｂに対して遠近方向にスライド移動する構造であ
り、以下にその構造を詳述する。

【００１２】図１〜図３に示すように、駆動プーリ軸７
にスプライン外嵌された可動プーリ片１ａには、ベアリ
ングを介して筒状の移動部材１０が外嵌装着されるとと
もに、駆動プーリ軸７にベアリングを介してカム体１１
を外嵌し、これらカム体１１と移動部材１０との相対回
動によって可動プーリ片１ａが軸方向に摺動移動する乗
上がりカム機構Ｂを構成してある。

【００１３】カム体１１の２箇所のカム溝１１Ａは、周
方向で対称な前進用傾斜面１１ｆと後進用傾斜面１１ｒ
とを有した凹入形状に形成され、移動部材１０の２箇所
のカムフォロア１０Ａが溝面に接当している。故に、カ
ムフォロア１０Ａがカム溝１１Ａの谷に位置している状
態から、カム体１１をいずれの方向に回動しても移動部
材１０を介して可動プーリ片１ａを押圧移動させ、駆動
プーリ１のベルト巻掛け半径を増大する方向に、即ち、
増速側に操作されるようにカム機構Ｂが機能するのであ
る。

【００１４】又、２箇所のカムフォロア１０Ａの内一方
は長く形成され、変速ケース６の突出部分６ｔ内面の切
削加工部に嵌込む構造によって移動部材１０の回り止め
を行ってある。尚、カムフォロア１０Ａを嵌込む突出部
分６ｔをケースの成形時に一体的に形成（鋳造又は鍛
造）しておけばコスト上好都合である。

【００１５】カム体１１には、変速ケース６外において
扇形状の従動ギヤ１２が、ボス部どうしの一体嵌合構造
によって装着され、ウォーム減速機構を内蔵したギヤー
ドモータ（アクチュエータに相当）１３のピニオンギヤ
１４と咬合させてあり、これら従動ギヤ１２やギヤード
モータ１３は、側面視（駆動プーリ軸７に直交する方向
視）おける入力プーリ４と変速ケース６との間に位置す
る状態で配置してある。

【００１６】図４に示すように、従動ギヤ１２のボス部
１２Ｂには軸心Ｐ回りで揺動可能な手動操作用の変速レ
バー１６が遊外嵌状態で取付けてあり、図６に示すよう
に平面視Ｚ形状の操作経路Ｗに沿って移動操作するよう
にしてある。尚、変速レバー１６には前後進切換機構２
６が連係されており、操作経路Ｗの横経路Ｗｙにおける
レバー操作によって前進状態と後進状態とが切換られる
ように構成してあり、変速レバー１６が横経路Ｗｙにあ
るときには、ベルト無段変速装置Ａが最低速状態（通常
はベルトが弛緩しての伝動中立状態である）に操作され
ている。

【００１７】そして、この変速レバー１６の揺動操作に
伴って作動するアシスト機構Ｃが設けてある。即ち、変
速レバー１６に一体の作用片としての突片１６ａに作用
して揺動方向を検出するセンサとしての第１，第２スイ
ッチ１７，１８、ギヤードモータ１３、一対のリレー２
０，２０、及び制御装置１９とでアシスト機構Ｃが構成
され、例えば変速レバー１６を図中右方に揺動操作し始
めると第１スイッチ１７が入りとなってギヤードモータ
１３が駆動され、従動ギヤ１２を同方向に駆動回転させ
るのである。

【００１８】つまり、乗上がりカム機構Ｂを操作するた
めの変速レバー１６と、この変速レバー１６の回動操作
をアシストするべく回転動力が入力される従動ギヤ１２
との夫々を、回転軸７と同じ軸芯を有する状態で回動自
在に設けてある。そして、変速レバー１６は、カム体１
１を回動操作する状態に乗上がりカム機構Ｂに連動され
ている。

【００１９】そして、図５に示すように、突片１６ａを
通常は両スイッチ１７，１８が作用しないよう、これら
の中央位置に復帰付勢させる中立復帰機構Ｄが設けてあ
る。即ち、従動ギヤ１２に取付けられた支点軸２１に左
右対称な一対のアーム２２，２２を揺動自在に支承し、
これらアーム２２どうしを相対接近させる引張りバネ２
５を設けて、従動ギヤ１２に取付けられた固定ピン２３
を各アーム２２で挟持付勢する状態に連結してあるとと
もに、突片１６ａに取付けたボルトで成る作用ピン２４
を支点軸２１と固定ピン２３との間の位置において各ア
ーム２２間に位置させてある。

【００２０】以上の構成により、図５（ロ）に示すよう
に変速レバー１６を揺動操作すればいずれかのアーム２
２を支点軸２１回りで揺動移動させていずれか一方のス
イッチ１７又は１８を押してアシスト機構Ｃが作動し、
操作されないときには引張りバネ２５の付勢力により、
図５（イ）に示すように各アーム２２が両方共に固定ピ
ン２３に接当する位置、即ちいずれのスイッチ１７，１
８も作動しない中立位置に変速レバー１６が復帰付勢さ
れるのである。

【００２１】〔別実施例〕 カム溝１１Ａの前進用傾斜面１１ｆと後進用傾斜面１１
ｒとの傾斜角度を互いに異ならせるとか、あるいは、直
線的な傾斜の他、二次曲線等の非線型で立ち上がる傾斜
面にして、発進時のスロースタートと高速側での鋭い応
答性を有した変速特性を現出させるものでも良い。本発
明では、前進用及び後進用の各傾斜面１１ｆ，１１ｒと
でもって傾斜カム面１１Ｋを構成するものである。

【００２２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ベルト無段変速装置の構造を示す断面図

【図２】カム溝の形状を示す平面図

【図３】カムフォロアの回り止め構造を示す側面図

【図４】変速操作構造の主要部を示す系統図

【図５】中立復帰機構の作用を示す側面図

【図６】変速操作経路を示す平面図

【符号の説明】

１，２ プーリ １ａ 可動プーリ片 １ｂ 固定プーリ片 ４ 入力回転体 ６ 変速ケース ７ 回転軸 １０ 移動部材 １０Ａ カムフォロア １１ カム体 １１Ｋ 傾斜カム面 １１ｆ 前進用傾斜面 １１ｒ 後進用傾斜面 １２ 従動ギヤ １３ 駆動装置 １６ 変速レバー１６ａ 作用片 １７，１８ センサ ２４ 作用ピン Ａ ベルト無段変速装置 Ｂ 乗上がりカム機構Ｄ 中立復帰機構

フロントページの続き (72)発明者 中田 昌義 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (56)参考文献 特開 平１−106215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−97357（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−108430（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−146263（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−194232（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭56−32672（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 20/00 - 20/08 F16H 9/00 - 9/26 F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/26 - 61/36 F16H 63/00 - 63/48

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側のプーリ（１）と出力側のプーリ
   （２）とに亘ってベルトを架け渡すとともに、前記入力
   側のプーリ（１）における一対のプーリ片（１ａ），
   （１ｂ）を入力用の回転軸（７）に外嵌し、一方のプー
   リ片（１ａ）を他方のプーリ片（１ｂ）に対して遠近移
   動自在な可動プーリ片に構成するとともに、他方のプー
   リ片（１ｂ）を前記回転軸（７）に一体回転可能に取付
   け固定した固定プーリ片に構成してあるベルト無段変速
   装置（Ａ）を設け、 前記可動プーリ片（１ａ）を前記固定プーリ片（１ｂ）
   に対して前記遠近移動方向に誘導駆動する乗り上がりカ
   ム機構（Ｂ）を、傾斜カム面（１１Ｋ）を形成したカム
   体（１１）と、前記傾斜カム面（１１Ｋ）に摺接する移
   動部材（１０）とで構成するとともに、前記カム体（１
   １）と前記移動部材（１０）との相対回動により前記カ
   ム体（１１）と前記移動部材（１０）とを前記遠近移動
   方向に相対移動可能に構成し、 前記乗上がりカム機構（Ｂ）が中立位置からの相対回動
   の方向に拘らずに同方向に乗上がり作動して、前記可動
   プーリ片（１ａ）が増速方向となる一方向に移動するよ
   うに、前記傾斜カム面（１１Ｋ）を前進用傾斜面（１１
   ｆ）と後進用傾斜面（１１ｒ）とで形成し、 前記ベルト無段変速装置（Ａ）を収納した変速ケース
   （６）の入力部より前記回転軸（７）を延出するととも
   に、前記回転軸（７）の延出端部に原動部からの動力を
   受ける入力回転体（４）を取付け、前記変速ケース
   （６）の入力部に前記カム体（１１）を回転自在に取付
   け、 変速レバー（１６）からの操作指令を受けて作動する駆
   動装置（１３）とその駆動装置（１３）に連係して駆動
   される板状の従動ギヤ（１２）で前記カム体（１１）を
   回転駆動して、前記ベルト無段変速装置（Ａ）に対する
   人為変速操作を補助するアシスト機構を設け、前記変速レバー（１６）の変速操作を検出する接触式の
   一対のセンサ（１７），（１８）を前記従動ギヤ（１
   ２）に取付けるとともに、前記センサ（１７）に 接触作
   用する作用片（１６ａ）を前記変速レバー（１６）から
   前記従動ギヤ（１２）に対向する状態で一体的に延出し
   て前記一対のセンサ（１７）、（１８）に接触しない中
   立位置に位置するように中立復帰機構（Ｄ）によって復
   帰付勢し、前記作用片（１６ａ）が前記一方のセンサ
   （１７、１８）に接触作用する場合に前記従動ギヤ（１
   ２）を駆動するとともに接触作用を解除すると前記従動
   ギヤ（１２）を停止すべく前記アシスト機構を構成し、 前記カム体（１１）のボス部を前記変速ケース（６）の
   入力部より延出して前記入力回転体（４）と前記変速ケ
   ース（６）との間に位置させ、前記従動ギヤ（１２）を
   前記ボス部に一体で回転する状態に装着するとともに前
   記変速レバー（１６）を前記ボス部に取付け、前記変速
   レバー（１６）と前記従動ギヤ（１２）とを、前記回転
   軸（７）と同じ軸芯を有する状態で回動自在に設け、前記従動ギヤ（１２）と前記変速ケース（６）との間
   に、前記作用片（１６ａ）と前記中立復帰機構（Ｄ）と
   を配置してある 変速操作構造。
2. 【請求項２】 前記中立復帰機構（Ｄ）を前記従動ギヤ
   （１２）における前記変速ケース（６）に対向する対向
   面に取付るとともに、前記一対のセンサ（１７），（１
   ８）を前記従動ギヤ（１２）の前記対向面とは反対側に
   向かう反対面に取付け、前記作用片（１６ａ）に取り付
   けた作用ピン（２４）を、前記中立復帰機構（Ｄ）によ
   る復帰作用を受けるべく前記従動ギヤ（１２）の前記対
   向面側から前記従動ギヤ（１２）を貫通させて前記セン
   サ（１７）、（１８）の間に位置するように前記従動ギ
   ヤ（１２）の前記反対面側まで突出形成してある請求項
   １記載の変速操作構造。