JP3464870B2 - 変速操作装置 - 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、正逆方向に人為操
作自在な変速操作具と、車体走行用のベルト式の無段変
速装置における正逆方向に作動可能な被操作部とが、機
械式連係機構を介して連係され、前記被操作部を駆動操
作する駆動操作手段と、前記変速操作具が操作されてい
る操作状態であるか否か、及び、操作状態での操作方向
を検出する操作状態検出手段と、その操作状態検出手段
の検出結果に基づいて、前記駆動操作手段の作動を制御
する変速制御手段とが備えられている変速操作装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】上記変速操作装置において、従来では、
例えば前記駆動操作手段が減速機構付き電動モータを備
えて構成され、前記減速機構として、ウォームとウォー
ムギアとのウォーム式減速機構が用いられる構成となっ
ていた。尚、このように減速機構を備えさせるのは、変
速のために必要とする駆動手段の出力を小さくできるよ
うにするためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成にお
いては、例えば、駆動操作手段が制御動作不能に陥った
場合等において、前記被操作部に対して機械的に連係さ
れた変速操作具を人為操作力にて操作させようとした場
合には、上述したウォーム式減速機構によってその操作
力の伝達が阻止されることになり、人為操作に基づく変
速操作が不能になるという不利があった。

【０００４】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、上記構成の変速操作装置におい
て、駆動操作手段が故障したような場合であっても、変
速操作具の人為操作に基づく変速を軽い操作力で行うこ
とが可能となる変速操作装置を提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】〔Ｉ〕請求項１の構成に
よれば、駆動操作手段を、平ギヤ式の減速機構を介して
被操作部に連動連結される電動モータで構成してあるか
ら、前記駆動操作手段が例えば制御動作不能に陥って
も、駆動操作手段の停止状態において、変速操作具にて
駆動操作手段を操作しながら被操作部を操作することが
でき、且つ、変速のために必要とする駆動手段の出力を
小さくできるようにする、つまり、駆動手段として小出
力のものを用いることができる。

【０００６】〔ＩＩ〕請求項２の構成によれば、請求項
１の構成による作用に加えて、次の作用がある。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
速装置の被操作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設けてあるから、操
作状態検出手段の構造を簡素化できる。

【０００７】〔ＩＩＩ〕請求項３の構成によれば、請求
項１又は２の構成による作用に加えて、次の作用があ
る。ベルト式無段変速装置は静油圧式無段変速装置より
も大きな操作力を要するが、変速操作具と無段変速装置
の被操作部との機械式連係機構中に、カム式の操作力伝
達機構を設けてあるから、軽い力で大きな操作力を得る
ことができる。

【０００８】

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】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（被操作部に相当）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
２０ａ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
１８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。前記ローラー１８ｂをカ
ム部材２０の一対の凹部に入り込ませた構造でカム式の
操作力伝達機構Ｋを構成する。

【００１２】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。

【００１３】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（特定部材に相当）が固定されている。機
体の固定部に電動モータ２３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、変速レバー２６と、無
段変速装置３の被操作部としてのカム部材２０とが、機
械式連係機構を介して連係されるとともに、電動モータ
２３の駆動停止状態において、変速レバー２６の操作に
よって、電動モータ２３を操作しながらカム部材２０を
操作可能に構成してある。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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Ｆ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Ｒ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３
３、電動モータ２３に後述するパルス信号Ｐ１，Ｐ２を
供給する入り状態と電動モータ２３の端子２３ａ，２３
ｂ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３
５，３７，３８、パルス信号Ｐ１，Ｐ２用のトランジス
タ３９、電動モータ２３に供給する保持電流Ａ２の値を
検出する為の基準抵抗器４０が備えられている。

【００１７】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。

【００１８】変速レバー２６を中立停止位置Ｎから前進
側Ｆ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
Ｒ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。

【００１９】変速レバー２６を、図１において反時計周
りである正転側（又は逆転側）に操作し始めると、ピン
２５ｂが正転側の感圧センサー２７（又は逆転側の感圧
センサー２８）に押圧されて（ステップＳ１，Ｓ２）、
正転側の感圧センサー２７（又は逆転側の感圧センサー
２８）から信号が制御装置３１に入力される。これによ
り、制御装置３１から図７に示すような正転側（又は逆
転側）のパルス信号Ｐ１が出力されて、パルス信号Ｐ１
に応じた正転側（又は逆転側）の操作電流Ａ１が電動モ
ータ２３に出力され（ステップＳ３，Ｓ４）、電動モー
タ２３から変速レバー２６に対して正転側（又は逆転
側）に沿ったアシスト力が与えられる。

【００２０】以上のように、中立停止位置Ｎから前進側
Ｆの範囲において、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る。

【００２１】逆に中立停止位置Ｎから後進側Ｒの範囲に
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が減速側
に変速操作される。この場合、図７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。

【００２２】次に変速レバー２６の操作を止めると、正
転側及び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）。

【００２３】中立停止位置Ｎから前進側Ｆの範囲（又は
中立停止位置Ｎから逆転側Ｒの範囲）において、変速レ
バー２６の操作を止めると、制御装置３１から図７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Ｓ５，
Ｓ６，Ｓ８）。

【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Ｓ１１，Ｓ１３での電動モー
タ２３の正転側（又は逆転側）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、その正転側
（又は逆転側）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７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】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Ｓ５，Ｓ７）。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。

【００２８】

【発明の効果】従って、請求項１の構成によれば、駆動
操作手段が駆動操作を制御できない状態であっても、変
速操作具を人為操作させて無段変速装置の変速操作を行
うことができるようになった。

【００２９】請求項２の構成によれば、請求項１の構成
による効果に加えて、駆動操作手段として、小出力のも
のを用いることができるという効果がある。

【００３０】請求項３の構成によれば、請求項１又は２
の構成による効果に加えて、構造をコンパクトにできる
という効果がある。

【００３１】請求項４の構成によれば、請求項１，２又
は３の構成による効果に加えて、操作性を向上させるこ
とができるという効果がある。

【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流れを示
す図

【図７】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 ベルト式の無段変速装置 ２０ 無段変速装置の被操作部 ２３ 駆動操作手段 ２４ 平ギヤ式の減速機構 ２６ 変速操作具 ２７，２８ 操作状態検出手段 ３１ 制御手段 Ｋ カム式の操作力伝達機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/26 - 61/36 F16H 63/00 - 63/38 A01D 69/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正逆方向に人為操作自在な変速操作具
   と、車体走行用のベルト式の無段変速装置における正逆
   方向に作動可能な被操作部とが、機械式連係機構を介し
   て連係され、前記被操作部を駆動操作する駆動操作手段
   と、前記変速操作具が操作されている操作状態であるか
   否か、及び、操作状態での操作方向を検出する操作状態
   検出手段と、その操作状態検出手段の検出結果に基づい
   て、前記駆動操作手段の作動を制御する変速制御手段と
   が備えられている変速操作装置であって、 前記駆動操作手段の駆動停止状態において、前記変速操
   作具の操作によって、前記駆動操作手段を操作しながら
   前記被操作部を操作可能に構成し、 前記駆動操作手段を、平ギヤ式の減速機構を介して前記
   被操作部に連動連結される電動モータで構成し、前記平
   ギヤ式の減速機構のピニオンギヤを、前記被操作部及び
   前記変速操作具に連係された扇型ギヤに咬合させてあ る
   変速操作装置
2. 【請求項２】 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被操作部との機
   械式連係機構中に、前記変速操作具の操作により加圧さ
   れる状態で設けてある請求項１記載の変速操作装置。
3. 【請求項３】 前記変速操作具と無段変速装置の被操作
   部との機械式連係機構中に、カム式の操作力伝達機構を
   設けてある請求項１又は２に記載の変速操作装置。