JP3455361B2 - 作業車の走行変速構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行用の無段変速
装置の変速部に対して機械的に連動連結されて人為的に
正逆に操作される変速操作具を設けるとともに、前記変
速操作具の増速方向及び減速方向の操作に対してアシス
ト力を与えるアシスト手段を設け、前記変速操作具が人
為的に操作されていることと、その操作方向とを検出す
る操作状態検出手段を設け、その検出情報に基づいて、
前記変速操作具の操作方向にアシスト力が与えられるよ
うに前記アシスト手段を作動させる制御手段を設けてあ
る作業車の走行変速構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記作業車の走行変速構造におい
ては、操作状態検出手段の故障等に起因して、変速操作
具の操作方向が増速方向と減速方向とのいずれの方向で
もあることが操作状態検出手段により検出されると、そ
の検出情報に基づいて、制御手段の制御によりアシスト
手段をすぐに作動停止させるよう構成してあった。尚、
アシスト手段の作動停止状態においては、操縦者が自ら
の力のみで変速操作具を操作して、変速を行うことにな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成によれ
ば、変速操作具の操作方向が増速方向と減速方向とのい
ずれの方向でもあることが前記操作状態検出手段により
検出されると、アシスト手段の作動を単に停止するよう
になっていたために、変速操作具の操作方向が減速方向
であった場合、つまり、操縦者が減速を要望している場
合において、その減速をアシスト力を用いて行えない不
都合があった。つまり、増速側への操作は、操作状態の
故障等の異常時には、その操作性が損なわれることは仕
方が無いにしても、減速側への操作は、上記異常時に
も、アシスト力を用いて行えることが、変速操作の機能
上好都合となる。

【０００４】本発明の目的は、変速操作具の操作方向が
増速方向と減速方向とのいずれの方向でもあることが前
記操作状態検出手段により検出された場合であっても、
減速側への操作をアシスト力を用いて行える作業車の走
行変速構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔Ｉ〕請求項１又は２の特徴によると、制御手段は、変
速操作具の操作方向が増速方向と減速方向とのいずれの
方向でもあることが操作状態検出手段により検出される
と、その検出情報に基づいて、アシスト手段を作動させ
て、変速操作具に減速方向のアシスト力を与える。

【０００６】〔ＩＩ〕請求項３の特徴によると、請求項
１又は２の場合と同様に前項〔Ｉ〕に記載の「作用」を
備えており、これに加えて以下のような「作用」を備え
ている。前記操作状態検出手段として、減速操作検出用
の感圧スイッチと増速操作検出用の感圧スイッチとを、
変速操作具と無段変速装置の変速部との機械式連係機構
中に、前記変速操作具の操作により加圧される状態で配
設してあるから、操作状態検出手段の構造を簡素化でき
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】図４は作業車の一例であるコンバ
インの伝動系を示しており、エンジン１からの動力がテ
ンションクラッチを備えたベルト伝動機構２を介して、
ベルト式の無段変速装置３の入力プーリー４に伝達され
る。無段変速装置３からの動力がミッションケース５の
油圧クラッチ式の前後進切換装置（図示せず）、及び走
行用のギヤ変速装置（図示せず）を介して、左右のクロ
ーラ走行装置６に伝達される。ギヤ変速装置の直前から
分離した動力が、ミッションケース５からベルト伝動機
構７を介して、機体の前部の刈取部８に伝達される。

【０００８】次に、ベルト式の無段変速装置３及びその
変速操作構造について説明する。図２に示すように、入
力プーリー４が固定された入力軸９に第１割プーリー１
１、出力軸１０に第２割プーリー１２を備えて、第１及
び第２割プーリー１１，１２に亘り伝動ベルト１３を巻
回している。第１及び第２割プーリー１１，１２は、入
力軸９及び出力軸１０にスプライン構造で固定されるプ
ーリー部分１４、及び軸芯方向に移動自在なプーリー部
分１５から構成されており、第２割プーリー１２の移動
側のプーリー部分１５はバネ１６で固定側のプーリー部
分１４側に付勢され、出力軸１０側の負荷が大きくなる
のに比例して移動側のプーリー部分１５を固定側のプー
リー部分１４に押すカム機構１７が設けられている。

【０００９】第１割プーリー１１の移動側のプーリー部
分１５にベアリングを介してリング部材１８が外嵌さ
れ、リング部材１８に固定された一対のピン１８ａが無
段変速装置３のケース側の凹部１９に入り込んで、リン
グ部材１８が回り止めされている。図３及び図２に示す
ように、円筒状のカム部材２０（変速部に相当）がベア
リングを介して入力軸９に外嵌されて、直線状の底部２
０ａと左右対象な一対の傾斜面２０ｂとで構成された凹
部がカム部材２０に一対形成されており、リング部材１
８のピン１８ａのローラー１８ｂが、カム部材２０の一
対の凹部に入り込んでいる。

【００１０】図２及び図３に示す状態は、第１割プーリ
ー１１の移動側のプーリー部分１５が固定側のプーリー
部分１４から紙面左方に最も離れ、第２割プーリー１２
の移動側のプーリー部分１５が固定側のプーリー部分１
４に最も接近した最低速位置の状態である。この状態か
らカム部材２０を右及び左に回転させると、傾斜面２０
ｂを介してリング部材１８及び第１割プーリー１１の移
動側のプーリー部分１５が、固定側のプーリー部分１４
側に押し操作されて接近し、第１割プーリー１１での伝
動ベルト１３の巻回半径が大きくなっていく。これに伴
って第２割プーリー１２の移動側のプーリー部分１５
が、固定側のプーリー部分１４から紙面右方に離れてい
くのであり、無段変速装置３が高速側に変速操作されて
いく。

【００１１】次に、ベルト式の無段変速装置３及び前後
進切換装置の操作構造について説明する。図２及び図１
に示すように、無段変速装置３の外側においてカム部材
２０の端部にボス部材２１が固定され、ボス部材２１に
扇型ギヤ２２が固定されている。機体の固定部に電動モ
ータ２３（アシスト手段に相当）が固定され、平ギヤに
よる減速機構２４が電動モータ２３に備えられており、
減速機構２４のピニオンギヤ２４ａが扇型ギヤ２２に咬
合している。ボス部材２１にリング部材２５が外嵌され
ており、リング部材２５に変速レバー２６（変速操作具
に相当）が支持されている。つまり、変速部としてのカ
ム部材２０は、変速レバー２６に機械的に連動連結され
ている。

【００１２】リング部材２５のアーム２５ａのピン２５
ｂが、扇型ギヤ２２の開孔２２ａに入り込んでおり、ゴ
ム状の一対の感圧センサー２７，２８（操作状態検出手
段としての感圧スイッチに相当）が、アーム２５ａのピ
ン２５ｂを挟み込むように扇型ギヤ２２に固定されてい
る。前後進切換装置を前進位置、後進位置及び中立停止
位置に切換操作する切換弁（図示せず）が備えられてお
り、扇型ギヤ２２と切換弁とがプッシュプルワイヤ２９
及び融通機構３０を介して連係されている。

【００１３】無段変速装置３側の固定壁４３にポテンシ
ョメータ４１を取り付けると共に、このポテンショメー
タ４１から延びる揺動レバー４２の先端側の横向きピン
４２ａを、前記扇型ギヤ２２に形成した長孔２２ｂに挿
通させて、無段変速装置３の変速状態を検出可能に構成
してある。

【００１４】図５に示すように、電動モータ２３を操作
する制御装置３１（制御手段に相当）、制御装置３１か
らの信号により前進側の駆動状態に切換操作される（即
ち、変速レバー２６が、図１において反時計周りである
正転側に揺動するように切換操作される）第１電磁リレ
ー３２、後進側の駆動状態に切換操作される（即ち、変
速レバー２６が、図１において時計周りである逆転側に
揺動するように切換操作される）第２電磁リレー３３、
電動モータ２３に後述するパルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３
を供給する入り状態と電動モータ２３の端子２３ａ，２
３ｂを接地（短絡）させる切り状態とに切換操作される
第３電磁リレー３４が備えられている。第１，２，３電
磁リレー３２，３３，３４の励磁駆動用のトランジスタ
３５，３７，３８、パルス信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３用のト
ランジスタ３９、電動モータ２３に供給する保持電流Ａ
２の値を検出する為の基準抵抗器４０が備えられてい
る。

【００１５】次に、変速レバー２６によるベルト式の無
段変速装置３及び前後進切換装置の操作について、図６
に基づいて説明する。

【００１６】変速レバー２６を中立停止位置Ｎから前進
側の範囲に操作していると、プッシュプルワイヤ２９及
び切換弁により、前後進切換装置が前進位置に操作され
ており、変速レバー２６を中立停止位置Ｎから後進側の
範囲に操作していると、プッシュプルワイヤ２９及び切
換弁により、前後進切換装置が後進位置に操作されてい
る。

【００１７】変速レバー２６を正転側に操作し始める
と、ピン２５ｂが正転側の感圧センサー２７に押圧され
て（ステップＳ１）、正転側の感圧センサー２７から信
号が制御装置３１に入力される。そして、ピン２５ｂが
逆転側の感圧センサー２８に押圧されていない（逆転側
の感圧センサー２８から信号が制御装置３１に入力され
ていない）と、制御装置３１から図８に示すような正転
側のパルス信号Ｐ１が出力されて、パルス信号Ｐ１に応
じた正転側の操作電流Ａ１が電動モータ２３に出力され
（ステップＳ３，Ｓ５）、電動モータ２３から変速レバ
ー２６に正転側に沿ったアシスト力が与えられる。

【００１８】例えば、ピン２５ｂが正転側の感圧センサ
ー２７に押圧されて（ステップＳ１）、正転側の感圧セ
ンサー２７から信号が制御装置３１に入力され、かつ、
逆転側の感圧センサー２８の故障等により、逆転側の感
圧センサー２８からも信号が制御装置３１に入力された
とする（ステップＳ１，Ｓ３）。この場合、変速レバー
２６が、中立停止位置Ｎから前進側の範囲である前進領
域Ｆ（又は中立停止位置Ｎから後進側の範囲である後進
領域Ｒ）にあるとの信号がポテンショメータ４１から制
御装置３１に入力されると、制御装置３１から図８に示
すような逆転側（又は正転側）のパルス信号Ｐ１が出力
されて、前記操作電流Ａ１が電動モータ２３に出力され
（ステップＳ６，Ｓ５）、電動モータ２３から変速レバ
ー２６に逆転側（又は正転側）に沿った減速方向のアシ
スト力が与えられる。

【００１９】ピン２５ｂが正転側の感圧センサー２７に
押圧された状態になく（正転側の感圧センサー２７から
信号が制御装置３１に入力されていない）、ピン２５ｂ
が逆転側の感圧センサー２８に押圧されて（ステップＳ
２）、逆転側の感圧センサー２８から信号が制御装置３
１に入力されると、制御装置３１から逆転側のパルス信
号Ｐ１が出力されて、パルス信号Ｐ１に応じた逆転側の
操作電流Ａ１が電動モータ２３に出力され（ステップＳ
６）、電動モータ２３から変速レバー２６に逆転側に沿
ったアシスト力が与えられる。

【００２０】上記のように、正転側・逆転側の感圧セン
サー２７，２８の故障等がない通常の状態においては、
前進領域Ｆにおいて変速レバー２６を正転側に操作する
と、電動モータ２３から正転側にアシスト力が与えられ
て、無段変速装置３が増速側に変速操作されるのであ
り、変速レバー２６を逆転側に操作すると、電動モータ
２３から逆転側にアシスト力が与えられて、無段変速装
置３が減速側に変速操作され、逆に後進領域Ｒにおい
て、変速レバー２６を逆転側に操作すると、電動モータ
２３から逆転側にアシスト力が与えられて、無段変速装
置３が増速側に変速操作されるのであり、変速レバー２
６を正転側に操作すると、電動モータ２３から正転側に
アシスト力が与えられて、無段変速装置３が減速側に変
速操作される。この場合、図８に示すように一つの周期
Ｔにおいて、パルス信号Ｐ１の出力時間Ｔ’と停止時間
Ｔ’’との比（Ｔ’／Ｔ’’）が１．０に設定されてい
るので、パルス信号Ｐ１が連続的に出力される状態とな
っている。

【００２１】次に変速レバー２６の操作を止めると、正
転側・逆転側の感圧センサー２７，２８の信号が停止す
る（ステップＳ１，Ｓ２）。

【００２２】前進領域Ｆ（又は後進領域Ｒ）において、
変速レバー２６の操作を止めると（ステップＳ７）、ポ
テンショメータ４１から、変速レバー２６が前進領域Ｆ
（又は後進領域Ｒ）にあるとの信号が制御装置３１に入
力され、制御装置３１から図８に示すような正転側（又
は逆転側）のパルス信号Ｐ２が出力される。このパルス
信号Ｐ２において、一つの周期Ｔでの出力時間Ｔ’と停
止時間Ｔ’’との比（Ｔ’／Ｔ’’）が充分に小さい値
（例えば０．１〜０．２）に設定されているので、正転
側（又は逆転側）の所定値Ｂの保持電流Ａ２（前述の操
作電流Ａ１よりも充分に小さい）が、電動モータ２３に
出力される（ステップＳ８，Ｓ１０）。

【００２３】変速レバー２６が中立停止位置Ｎに操作さ
れた場合には、電動モータ２３への操作電流Ａ１（保持
電流Ａ２）の供給系が短絡された状態に設定される（ス
テップＳ７，Ｓ９）。これは図５に示す第３電磁リレー
３４を切り状態として、電動モータ２３の端子２３ａ，
２３ｂを接地させて、短絡された状態とする。

【００２４】図２に示すベルト式の無段変速装置３は、
伝動ベルト１３の張力により中立停止位置Ｎ側に戻ろう
としているので、ステップＳ８，Ｓ１０での電動モータ
２３の正転側（又は後進側）の小さなアシスト力と、無
段変速装置３の前述の中立停止位置Ｎ側への復帰付勢力
とが釣り合って、変速レバー２６及び無段変速装置３が
その操作位置（変速位置）に保持される。

【００２５】この場合に、どれだけの値の正転側（又は
逆転側）の保持電流Ａ２を電動モータ２３に供給する
と、変速レバー２６及び無段変速装置３が保持されるの
かが実験等により事前に把握されており、その保持電流
Ａ２の値が所定値Ｂである。

【００２６】電動モータ２３に供給される正転側（又は
逆転側）の保持電流Ａ２において、図８に示すように所
定値Ｂを含む小範囲Ｃ内の保持電流Ａ２のみの値が（小
範囲Ｃから外れた保持電流Ａ２の値は無視される）、フ
ィードバックされて検出されており、正転側（又は逆転
側）の保持電流Ａ２が所定値Ｂに維持されるように、パ
ルス信号Ｐ２における出力時間Ｔ’と停止時間Ｔ’’と
の比（Ｔ’／Ｔ’’）が、制御装置３１によって自動的
に変更操作される。

【００２７】ところで本コンバインには排ワラ詰まり検
出センサーや２番物回収部詰まり検出センサーの検出情
報に基づいてエンジンを停止させる装置（以下、ＡＥＳ
装置と略称する）を設けるとともに、ＡＥＳ装置ＳＴが
作動したか否かを検出する検出手段を設け、また、走行
ブレーキが操作されたことを検出するセフティスイッチ
ＳＷを設けて、制御系をさらに以下のように構成してあ
る。

【００２８】つまり、図７に示すように、ＡＥＳ装置Ｓ
Ｔが作動してエンジンが停止する（ステップＳ１１）
と、ＡＥＳ装置ＳＴが作動して設定時間（例えば３秒）
経過し（ステップＳ１２）、変速レバー２６が前進領域
Ｆ（又は後進領域Ｒ）に位置していた場合、ポテンショ
メータ４１から、変速レバー２６が前進領域Ｆ（又は後
進領域Ｒ）にあるとの信号が制御装置３１に入力され、
制御装置３１から図８に示すような逆転側（又は正転
側）のパルス信号Ｐ３が出力され、パルス信号Ｐ３に応
じた逆転側（又は正転側）の操作電流Ａ３（前述の操作
電流Ａ１よりも小さい）が電動モータ２３に出力し（ス
テップＳ１４，Ｓ１５）、電動モータ２３から変速レバ
ー２６に逆転側（正転側）に沿った減速方向のアシスト
力が与えられる。前記操作電流Ａ３は前記操作電流Ａ１
よりも弱く、変速レバー２６はゆっくりと減速方向に移
動する。従って、減速方向に移動する変速レバー２６が
操縦者等に急に衝突することがない。変速レバー２６に
減速方向のアシスト力を与えるタイミングを、前記設定
時間（３秒）経過した後にしたのは、操縦者が変速レバ
ー２６を前記設定時間内に減速方向に操作することを考
慮したためである。

【００２９】つまり上記構成によれば、操縦者が変速レ
バー２６を前記設定時間内に減速方向に操作するのを忘
れても、変速レバー２６が前記設定時間内に減速方向に
自動的に移動するので、エンジン再始動時に急発進する
ことがなくなるという利点がある。

【００３０】ＡＥＳ装置が作動していない場合におい
て、走行ブレーキが操作されてセイフティスイッチＷが
ＯＮになり（ステップＳ１６）、変速レバー２６が前進
領域Ｆ（又は後進領域Ｒ）に位置していた場合も、制御
装置３１から逆転側（又は正転側）の前記パルス信号Ｐ
３が出力されて、前記操作電流Ａ３が電動モータ２３に
出力し（ステップＳ１４，Ｓ１５）、電動モータ２３か
ら変速レバー２６に逆転側（正転側）に沿った減速方向
のアシスト力が与えられる。 〔別実施形態〕上記実施形態では、無段変速装置として
ベルト式の無段変速装置を示したが、これに限定される
ものではなく、変速操作具の人為操作に基づいて正逆に
作動され、駆動操作手段にて作動が補助される構成であ
ればよく、例えば静油圧式無段変速装置の変速操作部
等、その他の無段変速装置であっても本発明は適用でき
る。

【００３１】前記出力時間Ｔ’，停止時間Ｔ’’は上記
値に限定されるものではなく、各種の状況に応じて変更
可能である。

【００３２】前記アシスト手段として油圧モータやエン
ジンの駆動力を用いた駆動機構等を用いてもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１又は２の構成によると、変速操
作具の操作方向が増速方向と減速方向とのいずれの方向
でもあることが前記操作状態検出手段により検出された
場合であっても、減速を適切に行える作業車の走行変速
構造を提供することができた。

【００３４】請求項３の構成によると、請求項１又は２
の場合と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備え
ている。そして、請求項２の構成では、操作状態検出手
段の構造を簡素化できるから、製作コストの低廉化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無段変速装置、変速レバー及び電動モータ付近
の側面図

【図２】無段変速装置の縦断背面図

【図３】無段変速装置における変速操作用のカム部材の
平面図

【図４】コンバインの伝動系を示す概略図

【図５】電動モータの制御系を示す図

【図６】変速レバーによる変速操作時の制御の前半の流
れを示す図

【図７】変速レバーによる変速操作時の制御の後半の流
れを示す図

【図８】パルス信号、電動モータに供給される操作電流
及び保持電流の状態を示す図

【符号の説明】

３ 走行用の無段変速装置、ベルト式の無段変
速装置 ２０ 変速部 ２３ アシスト手段 ２６ 変速操作具 ２７，２８ 操作状態検出手段 ３１ 制御手段 Ｆ 前進領域 Ｎ 中立位置 Ｒ 後進領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−201039（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−306766（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190662（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−243487（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/36 F16H 63/00 - 63/48 F16H 9/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用の無段変速装置の変速部に機械的
   に連動連結されて人為的に正逆に操作される変速操作具
   を設けるとともに、前記変速操作具の増速方向及び減速
   方向の操作に対してアシスト力を与えるアシスト手段を
   設け、前記変速操作具が人為的に操作されていること
   と、その操作方向とを検出する操作状態検出手段を設
   け、その検出情報に基づいて、前記変速操作具の操作方
   向にアシスト力が与えられるように前記アシスト手段を
   作動させる制御手段を設けてある作業車の走行変速構造
   であって、 前記制御手段は、前記操作状態検出手段により前記変速
   操作具の操作方向が増速方向と減速方向とのいずれの方
   向でもあることが検出されると、前記変速操作具に減速
   方向のアシスト力を与えるべく前記アシスト手段を作動
   させるよう構成してある作業車の走行変速構造。
2. 【請求項２】 前記変速操作具の操作領域を、中立位置
   の両側に前進領域と後進領域とを各別に設けて構成する
   とともに、前記変速操作具が前進領域内又は後進領域内
   において、前記中立位置から遠ざかるほど増速前進側又
   は増速後進側に設定されるよう構成し、走行状態を前進
   状態と後進状態とに切換える前後進切換え機構を、前記
   変速操作具により前記中立位置で切換え操作自在に構成
   し、前記制御手段は、前記変速操作具が前記前進領域と
   後進領域とのいずれの領域に位置していた場合であって
   も、前記操作状態検出手段により前記変速操作具の操作
   方向が増速方向と減速方向とのいずれの方向でもあるこ
   とが検出されると、前記変速操作具に減速方向のアシス
   ト力を与えるべく前記アシスト手段を作動させるよう構
   成してある請求項１記載の作業車の走行変速構造。
3. 【請求項３】 前記操作状態検出手段として、減速操作
   検出用の感圧スイッチと増速操作検出用の感圧スイッチ
   とを、前記変速操作具と無段変速装置の変速部との機械
   式連係機構中に、前記変速操作具の操作により加圧され
   る状態で配設してある請求項１又２記載の作業車の走行
   変速構造。
4. 【請求項４】 前記走行用の無段変速装置が、ベルト式
   の無段変速装置である請求項１，２又は３に記載の作業
   車の走行変速構造。