JP3475257B2 - 農作業機の変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばロータリ作業機
を装備させて耕耘作業を行う管理機等の農作業機の変速
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ミッションケースの変速軸上に、
ボールクラッチ等の、シフタ軸の軸方向移動により径方
向に変位して常時噛合い変速ギアを係脱させるクラッチ
を設け、動力伝達を断つこと無く、即ち、ノンクラッチ
で変速を行う技術が注目されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
ノンクラッチの変速機構を用いるにしても、変速レバー
が、従来通りにミッションケース側に設けられていたの
では、変速操作をする際に作業者は一々操向ハンドルか
ら手を離す必要があり、作業姿勢が不安定になるし、
又、変速レバーが、従来通り、その傾斜角によって変速
段を決めるものであるならば、作業者はレバーの操作位
置に一々注意を払う必要がある。従って、結局、作業を
途中で中断することなく変速し、作業を連続して行おう
とするノンクラッチ変速機構の利点を生かしきれず、そ
の作業が変速のたび毎に乱れ、作業性を向上させるまで
に至っていない問題がある。

【０００４】本発明の主目的は、操向ハンドルから手を
離すことなく、しかも、変速操作を簡易に行えるように
し、ノンクラッチで変速できる利点を最大限生かして、
高い作業性を確保することができる農作業機の変速装置
を提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、上記主目的を達
成するため、請求項１記載の発明は、ミッションケース
３の変速軸４１上に、変速レバー１１に連動するシフタ
軸４５の軸方向移動により径方向に変位し、変速軸４１
上に軸支する常時噛合い変速ギア３８，３９，４０を係
脱させるクラッチを備えた農作業機の変速装置におい
て、変速レバー１１を、操向ハンドル９のグリップ部近
旁に往復揺動自在に配設すると共に、変速レバー１１の
一往復揺動で所定角度づつ回転するカムプレート９２
と、このカムプレート９２に当接して傾斜角度を変更
し、シフタ軸４５に連結する操作ワイヤ５５を引き側と
緩み側とに操作する操作アーム９４とを設けた。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のも
のにおいて、軽い操作力で確実な変速が行えるようにす
るため、カムプレート９２における操作ワイヤ５５の引
き操作側に位置する第一アーム当接部９２ａに、変速段
に対応した複数個の変速段位置決め溝Ｌ，Ｍ，Ｈと、こ
れら各溝間を連結する曲面部Ｓとを設けると共に、カム
プレート９２における操作ワイヤ５５の緩み操作側に位
置する第二アーム当接部９２ｂに、変速段の飛び越しを
防止する変速段係止突起ＴＭを設けた。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項２記載のも
のにおいて、更にカムプレート９２の回転角を半減させ
て操作力を一層軽減するため、変速段位置決め溝Ｌ，
Ｍ，Ｈと変速段係止突起ＴＭとの連設方向に沿って、一
つ飛び毎に、ニュートラル位置決め溝Ｎ，Ｎとニュート
ラル係止突起ＴＮ，ＴＮとを設けた。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、変速レバー１１を一
往復揺動させることにより、カムプレート９２が所定角
度づつ回転し、これに当接する操作アーム９４がその傾
斜角度を変更して、操作ワイヤ５５が引き側及び緩み側
に操作される。この操作ワイヤ５５の動きにより、シフ
タ軸４５が軸方向一方側と他方側とに向けてそれぞれ移
動し、クラッチが径方向に変位して、変速ギア３８，３
９，４０から変速軸４１に変速された動力が伝達され
る。変速レバー１１は、操向ハンドル９のグリップ部近
旁に配設されているため、変速操作をするとき、作業者
は操向ハンドル９から一々手を離す必要はなく、作業姿
勢が安定すると共に、変速レバー１１を単に一律的に一
往復揺動させるだけで変速が行えるため、変速操作が簡
単になる。このため、ノンクラッチで変速できる利点を
最大限生かすことができ、作業を途中で乱すことなく良
好に行え、その作業性を向上させることができる。

【０００９】請求項２記載の発明では、操作ワイヤ５５
を引き操作する際、変速段位置決め溝Ｌ，Ｍ，Ｈによ
り、操作アーム９４の傾斜角度が変速段位に応じて適正
に定められると共に、これに変速段位置決め溝Ｌ，Ｍ，
Ｈ間が曲面部Ｓで連結されているため、変速操作力を軽
く、しかも、ほぼ一定にすることができる。又、操作ワ
イヤ５５を緩み操作する際、変速段係止突起ＴＭによ
り、変速段の飛び越しを防止でき、誤操作を回避するこ
とができる。このため、軽い操作力で確実な変速を行わ
せることができる。

【００１０】請求項３記載の発明では、ニュートラル位
置決め溝Ｎ，Ｎとニュートラル係止突起ＴＮ，ＴＮとを
中間に設けたことにより、一の変速段から次の変速段に
変更するとき、変速レバー１１の揺動操作は２回必要に
なるが、カムプレート９２の回転角を半減することがで
き、それだけ操作力を軽減することができる。

【００１１】

【実施例】図７及び図８において、１はエンジン、２は
エンジン台、３はミッションケース、４はエンジン１の
動力をミッションケース３に伝達する伝動ケース、５は
ミッションケース３から延びる車軸、６は車軸５に取付
ける左右一対の走行輪、７はロータリ作業機などを取付
けるヒッチ、８はミッションケース３の上部に取付ける
ハンドルベース、９は操向ハンドル、１０は主変速レバ
ー、１１は副変速レバー、１２は伝動ケース４内におい
て動力の伝達を入切する主クラッチの操作レバー、１３
はミッションケース３内において車軸５への動力伝達を
入切する左右一対のサイドクラッチの操作レバーであ
る。

【００１２】ミッションケース３は、図９及び図１０に
示すように、エンジン１の動力を入力する入力プーリー
１５、主変速ギア１９及び作業機側に動力を取り出すＰ
ＴＯ出力軸２０を設ける入力軸２１と、シフトフォーク
２２を介して主変速ギア１９を摺動させるフォーク軸２
３と、後進ギア２４を設けるカウンタ軸２５と、１速ギ
ア２６及び２速ギア２７を設ける主変速軸２８とを軸支
している。１速ギア２６は、主変速軸２８に遊転軸支し
ており、カウンタギア２９，３０を介してカウンタ軸２
５に連動している。カウンタ軸２５は、カウンタギア３
１，３２を介して主変速軸２８に連動させている。こう
して、前進２段後進１段の主変速機構３３を構成するも
のであり、前進１速は符号２１、１９、２６、２９、３
０、２５、３１、３２、２８の順に、前進２速は符号２
１、１９、２７、２８の順に、後進は符号２１、１９、
２４、２５、３１、３２、２８の順にそれぞれ動力を伝
えるようにしている。尚、図３において、３４はフォー
ク軸２３と主変速レバー１０とを連動させるシフトアー
ムである。又、６７は操作ワイヤ６８を介してサイドク
ラッチの操作レバー１３に連動するサイドクラッチアー
ムであり、このアーム６７は、ミッションケース３の左
右両側に一対具備している。

【００１３】更に、ミッションケース３は、図１１に示
すように、スプロケット６０及びチェン６４を介して車
軸５に動力を伝える副変速軸４１を軸支しており、この
副変速軸４１上に、３列のボールクラッチ３５，３６，
３７を介して、主変速軸２８側に設ける低速出力ギア４
２、中速出力ギア４３、高速出力ギア４４に各々常時噛
合う低速用ギア３８、中速用ギア３９、高速用ギア４０
を係脱自在に軸支している。副変速軸４１の軸内には、
シフタ軸４５を軸方向移動自在に内挿しており、このシ
フタ軸４５に、各ボールクラッチ３５，３６，３７を択
一的に係合させる突起４６を設けている。又、シフタ軸
４５の一端側は、ミッションケース３の外側方に出入自
在に突設させていると共に、シフタ軸４５の他端側に
は、該シフタ軸４５を退入させる側に付勢するコイルス
プリングから成る圧縮バネ４８を介装している。こうし
て、シフタ軸４５を軸方向に移動させることにより、突
起４６を変位させ、何れかのボールクラッチ３５〜３７
を介して低中高速用ギア３８〜４０を副変速軸４１に択
一的に係合拘束させ、低速、中速、高速の３段の副変速
機構４７を構成するようにしている。

【００１４】そして、シフタ軸４５の軸心周りで、且
つ、該シフタ軸４５を突設させるミッションケース３の
壁面に、図１２及び図１３に示すように、円周方向に一
対の多段カム面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇをもつ固定カム４９を、回り止めピ
ン５１，５１を介して固定する。又、固定カム４９の中
心部に遊嵌挿通させるシフタ軸４５の端部に、固定カム
４９の多段カム面Ａ，Ｂ，Ｃ・・・・に当接する一対のロー
ラ５０ａ，５０ｂ、これらローラ５０ａ，５０ｂを回転
自由に軸支する軸体５０ｃ、副変速アーム５０ｄ、及び
取付ボス部５０ｅをもつシフタ軸移動操作体５０をネジ
５２及びナット５３を介して取付ける。固定カム４９
は、鉄や亜鉛等により、又、ローラ５０ａ，５０ｂは、
ＳＳ４００等の合金鋼で形成している。副変速アーム５
０ｄには、副変速レバー１１から延びる操作ワイヤ５５
を連結しており、副変速レバー１１を操作することによ
り、副変速アーム５０ｄを揺動させると共に、各ローラ
５０ａ，５０ｂを多段カム面Ａ，Ｂ，Ｃ・・・・に沿って回
転させ、圧縮バネ４８に抗してシフタ軸４５を軸方向に
移動させるようにしている。

【００１５】固定カム４９は、図１４に示すように、そ
の内面４９ａ及び外面４９ｂの展開図で明らかにした通
り、平坦面で構成する低速カムフロアＡ、中速カムフロ
アＣ、高速カムフロアＥを備えると共に、これら各カム
フロア間を連結する傾斜面から成るテーパ面Ｂ，Ｄを備
えている。更に、高速カムフロアＥと、固定カム４９の
外端面Ｇとの間には段差を設けており、これら高速カム
フロアＥと外端面Ｇとの間にも、傾斜面から成るテーパ
面Ｆを形成している。低速カムフロアＡと中速カムフロ
アＣとの間のテーパ面Ｂ、並びに、中速カムフロアＣと
高速カムフロアＥとの間のテーパ面Ｄは、変速切換時に
各ローラ５０ａ，５０ｂを滑らせるガイド面として機能
すると共に、低速又は中速位置での各ローラ５０ａ，５
０ｂの位置出し手段として機能する。高速カムフロアＥ
の後段に設けたテーパ面Ｆは、高速位置での各ローラ５
０ａ，５０ｂの位置出し手段として機能する。

【００１６】以上の構成で、操作ワイヤ５５を操作する
副変速レバー１１は、図１及び図２に示すように、操向
ハンドル９のグリップ部近旁に、ブラケット９０を介し
て、支軸９１の周りに、図１中矢印イで示すように往復
揺動自在に支持するものである。そして、支軸９１に内
蔵するワンウェイクラッチやラチェット等の一方向回転
伝達機構９１ａによって、副変速レバー１１の一往復揺
動操作で、支軸９１の内軸部９１ｂ及びこれに固定する
カムプレート９２を一定角度づつ回転させ、カムプレー
ト９２の外周部にローラ９３を介して当接する操作アー
ム９４を、その揺動軸９５周りに揺動させて傾斜角度を
変更するようにしている。こうして、操作アーム９４の
端部にコイルスプリング５６を介して結合する操作ワイ
ヤ５５のインナー５５ａを引き側と緩み側とに操作する
ようにしている。尚、図１において、９６は副変速レバ
ー１１の揺動復帰バネ、９７はカバー、９８は操作アー
ム９４の上端に突設する変速段位表示片、９９は操作ワ
イヤ５５のアウター５５ｂを支持するアウター受であ
る。

【００１７】カムプレート９２は、長軸と短軸とをもつ
概略楕円形状を呈するものであり、このカムプレート９
２の外周部には、操作ワイヤ５５を引き操作する第一ア
ーム当接部９２ａと、操作ワイヤ５５を緩め操作する第
二アーム当接部９２ｂとを二組設けており、カムプレー
ト９２の半回転により、操作アームを一往復揺動させ、
操作ワイヤ５５を引き側に操作して低速段から高速段に
増速するシフトアップと、操作ワイヤ５５を緩み側に操
作して高速段から低速段へのシフトダウンとが行えるよ
うになっている。各第一アーム当接部９２ａ，９２ａに
は、ローラ９３を受け入れる円弧溝から成る、低速段位
置決め溝Ｌ、中速段位置決め溝Ｍ、高速段位置決め溝Ｈ
を設けており、これら各溝Ｌ，Ｍ，Ｈ間を、曲率Ｒ１，
Ｒ２，Ｒ３をもち、軸心９１に最も近づく中心点をもつ
曲線部Ｓで連結している。又、各第二アーム当接部９２
ｂ，９２ｂには、変速段の飛び越しを防止する中速段係
止突起ＴＭを設けている。

【００１８】更に、以上の低速段、中速段、高速段の各
位置決め溝Ｌ，Ｍ，Ｈと中速段係止突起ＴＭとの連設方
向に沿って一つ飛び毎に、第一アーム当接部９２ａには
ニュートラル位置決め溝Ｎ，Ｎを、第二アーム当接部９
２ｂにはニュートラル係止突起ＴＮ，ＴＮをそれぞれ設
けている。

【００１９】こうして、図３に示す低速段から、変速レ
バー１１を指で下方往動側に一回押し込んでその指を離
し復帰バネ９６により復動させると、先ず、図４に示す
ニュートラル位置に操作される。この操作により、図１
１において、シフタ軸４５は図１１中左側に変位し、突
起４６が低速段のボールクラッチ３５に係合している状
態が解除され、突起４６は、低速段のボールクラッチ３
５とこれに隣接する中速段のボールクラッチ３６との中
間部に位置される。この状態から続いて、変速レバー１
１を同様に指の押し込みにより一往復揺動させると、図
５に示す中速段の状態になり、図１１において、突起４
６は中速段のボールクラッチ３６に係合し、中速段への
シフトアップが完了する。

【００２０】又、図５に示す中速段から、変速レバー１
１を一往復揺動させると、図６に示すニュートラル位置
に操作され、この操作により、図１１において、突起４
６が中速段のボールクラッチ３６に係合している状態が
解除され、突起４６は、中速段のボールクラッチ３６と
これに隣接する高速段のボールクラッチ３７との中間部
に位置される。この状態から続いて、変速レバー１１を
一往復揺動させると、図１に示した高速段の状態とな
り、図１１において、突起４６は高速段のボールクラッ
チ３７に係合し、高速段へのシフトアップが完了する。

【００２１】以上は、操作ワイヤ５５を引き操作してシ
フトアップする場合であったが、操作ワイヤ５５を緩め
操作してシフトダウンする場合は、図１に示す高速段か
ら、変速レバー１１を一往復揺動させるのであり、この
揺動により、ローラ９３は、高速段位置決め溝Ｈに隣接
するニュートラル係止突起ＴＮに係止され、図１１にお
いて、シフタ軸４５は圧縮バネ４８の復元力により図１
１中右側に変位し、突起４６は高速段のボールクラッチ
３７と中速段のボールクラッチ３６との中間部に位置さ
れる。この状態から続いて、変速レバー１１を一往復揺
動させると、図１において、ローラ９３は中速段係止突
起ＴＭに係止され、図１１において、突起４６は中速段
のボールクラッチ３６に係合し、中速段へのシフトダウ
ンが完了する。

【００２２】又、図１において、ローラ９３が中速段係
止突起ＴＭに係止された状態から、変速レバー１１を一
往復揺動させると、ローラ９３は、中速段係止突起ＴＭ
と低速段位置決め溝Ｌとの間のニュートラル係止突起Ｔ
Ｎに係止され、図１１において、突起４６は中速段のボ
ールクラッチ３６と低速段のボールクラッチ３５との中
間部に位置される。この状態から続いて、変速レバー１
１を一往復揺動させると、図１において、ローラ９３は
低速段位置決め溝Ｌに位置され、図１１において、突起
４６は低速段のボールクラッチ３５に係合し、低速段の
シフタダウンが完了する。こうして、図３の状態にな
り、シフトアップ側への操作に移行されるのである。

【００２３】以上のように、変速レバー１１を一往復揺
動させるたびに、カムプレート９２が所定角度づつ回転
し、これに当接する操作アーム９４がその傾斜角度を変
更して、操作ワイヤ５５を引き側及び緩み側に操作し、
シフタ軸４５を軸方向一方側と他方側とに向けてそれぞ
れ移動させて、ボールクラッチ３５，３６，３７が係合
される変速ギア３８，３９，４０から変速軸４１に変速
された動力が伝達されるのである。この場合、変速レバ
ー１１は、操向ハンドル９のグリップ部を握ったままそ
の指操作により変速でき、作業者は操向ハンドル９から
一々手を離す必要がないから作業姿勢が安定すると共
に、変速レバー１１を単に指で一律的に一往復揺動させ
るだけで変速が行えるため、変速操作が簡単になる。
又、操作部を操向ハンドル９のグリップ部に集中させ、
ミッションケース３側の操作部を少なくしているから、
作物等との干渉も低減することができる。

【００２４】又、以上のものでは、操作アーム９４の上
端に変速段表示片９８を一体に設けたから、別途表示機
構を設けることなく低コストで、変速段がどの位置にあ
るのかが一目で判り、誤操作を一層確実に防止できる利
点も得られる。

【００２５】更に、以上のものでは、低速、中速、高速
の三段変速とし、各段の間にニュートラルを設けたか
ら、操作力を軽減できると共に、変速に伴う急激な速度
変化を防止でき、より安全性を高めることができる。
尚、変速段数は３とする他、自由に設定できるのは云う
までもなく、カムプレート９２の形状並びに、これに設
ける位置決め溝の数や形状等は種々変更可能である。

【００２６】ところで、以上の実施例では、ノンクラッ
チ機構として、三連式のボールクラッチ３５，３６，３
７を用いたが、図１５に示すように、一対の板バネ３０
１，３０１で径方向外方に付勢し、各変速ギア３８，３
９，４０に選択的に圧接する突起４６をもつ一対の爪片
３０２，３０２を用い、これら爪片３０２，３０２の一
端をリング体３０３及びシフトフォーク３０４を介して
別添えのシフタ軸４５に連動させ、このシフタ軸４５
に、ガイドスプロケット３０６を介して操作ワイヤ５５
の末端を結合することにより、ノンクラッチ機構を構成
するようにしてもよい。尚、このものでは、シフタ軸４
５を一側に付勢する圧縮バネ４８０は、ミッションケー
ス３の内壁とシフトフォーク３０４の間に介装してい
る。

【００２７】又、以上の実施例では、カムプレート９２
を長軸と短軸とをもつ楕円形状に形成し、その外周部に
第一アーム当接部９２ａと第二アーム当接部９２ｂとを
二つづつ設けたが、図１６に示すように、カムプレート
９２を、山部と谷部とを三つ備えた概略三角形状に形成
し、その外周部に第一アーム当接部９２ａと第二アーム
当接部９２ｂとを三つづつ設けて、カムプレート９２の
三分の一回転により、シフトアップとシフトダウンとの
一行程が完了するようにしてもよく、この場合には、カ
ムプレート９２の回転角を更に小さくすることができ、
一層操作力を軽減することができる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、変速レバ
ー１１は、操向ハンドル９のグリップ部近旁に配設され
ているため、変速操作をするとき、作業者は操向ハンド
ル９から一々手を離す必要はなく、作業姿勢を安定化で
きると共に、変速レバー１１を単に一律的に一往復揺動
させるだけで変速が行えるため、変速操作を簡単にする
ことができ、作業を途中で乱すことなくノンクラッチで
変速できる利点を最大限生かすことができ、その作業性
を向上することができる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、軽い操作力
で確実な変速が行える。

【００３０】請求項３記載の発明によれば、操作力を更
に一層軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変速装置における変速レバー部分
の側断面図。

【図２】同変速レバー部分の平断面図

【図３】同変速レバーの低速段操作状態の側面図。

【図４】同変速レバーの低速・中速間ニュートラル操作
状態の側面図。

【図５】同変速レバーの中速段操作状態の側面図。

【図６】同変速レバーの中速・高速間ニュートラル操作
状態の側面図。

【図７】同変速装置を具備する農作業機の側面図。

【図８】同農作業機の平面図。

【図９】同変速装置におけるミッション部分の側面図。

【図１０】同ミッション部分の上部断面図。

【図１１】同ミッション部分の下部断面図。

【図１２】同ミッションに具備する固定カム周りの平面
図。

【図１３】同固定カムの断面図。

【図１４】同固定カムの内面及び外面の展開図。

【図１５】同クラッチ部分の他の実施例を示す断面図。

【図１６】同カムプレート部分の他の実施例を示す平面
図。

【符号の説明】

３；ミッションケース、９；操向ハンドル、１１；変速
レバー、４１；変速軸（副変速軸）、３８，３９，４
０；常時噛合い変速ギア、４５；シフタ軸、５５；操作
ワイヤ、９２；カムプレート、９４；操作アーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭52−121049（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−37748（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−98931（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−169254（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−9561（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 20/00 - 20/08 F16H 61/26 - 61/36 F16H 63/00 - 63/38 B62M 1/00 - 29/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミッションケース（３）の変速軸（４１）
   上に、変速レバー（１１）に連動するシフタ軸（４５）
   の軸方向移動により径方向に変位し、変速軸（４１）上
   に軸支する常時噛合い変速ギア（３８，３９，４０）を
   係脱させるクラッチを備えた農作業機の変速装置におい
   て、変速レバー（１１）を、操向ハンドル（９）のグリ
   ップ部近旁に往復揺動自在に配設すると共に、変速レバ
   ー（１１）の一往復揺動で所定角度づつ回転するカムプ
   レート（９２）と、このカムプレート（９２）に当接し
   て傾斜角度を変更し、シフタ軸（４５）に連結する操作
   ワイヤ（５５）を引き側と緩み側とに操作する操作アー
   ム（９４）とを設けたことを特徴とする農作業機の変速
   装置。
2. 【請求項２】カムプレート（９２）における操作ワイヤ
   （５５）の引き操作側に対応する第一アーム当接部（９
   ２ａ）に、変速段に対応した複数個の変速段位置決め溝
   （Ｌ，Ｍ，Ｈ）と、これら各溝間を連結する曲面部
   （Ｓ）とを設けると共に、カムプレート（９２）におけ
   る操作ワイヤ（５５）の緩み操作側に対応する第二アー
   ム当接部（９２ｂ）に、変速段の飛び越しを防止する変
   速段係止突起（ＴＭ）を設けている請求項１記載の農作
   業機の変速装置。
3. 【請求項３】変速段位置決め溝（Ｌ，Ｍ，Ｈ）と変速段
   係止突起（ＴＭ）との連設方向に沿って一つ飛び毎に、
   第一アーム当接部（９２ａ）にはニュートラル位置決め
   溝（Ｎ，Ｎ）を、第二アーム当接部（９２ｂ）にはニュ
   ートラル係止突起（ＴＮ，ＴＮ）をそれぞれ設けている
   請求項２記載の農作業機の変速装置。