JP3599489B2 - Work equipment transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミッションにベルト無段変速機構を備えた作業機の伝動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記変速機としては、特開平7‐241132号公報に示されたコンバインのミッションが知られており、エンジン動力を先ずベルト無段変速機構で変速してからミッションに入力し、それから副ギヤ変速機構や油圧クラッチ操作式の前後進切換機構を介して減速してから走行装置に伝達させるものである。ベルト無段変速機構の採用により、比較的廉価なものとしながらも、主変速機構としての減速比の選択幅を広めることができる利点を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ベルト無段変速機構は、割プーリを用いてベルト巻回半径を変えることで変速比を可変調節できるものであり、一対のプーリのうちの一方のみを割プーリとしてベルトテンションを調節することで変速させる構造と、両方を割プーリとしてベルト巻回半径の拡縮を背反的に行うことで変速させる構造とがある。いずれの構造にしても、高速側か低速側かに付勢させる(通常は低速側に付勢する)ものであるため、高速操作と低速操作のうちのいずれかはその付勢力に抗してベルトを押付ける重い操作となる。そこで、前述した公報に示されたように、アシストモータを使うことで変速レバーを軽快に操作できるようにされている。
【0004】
しかしながら、ミッションとベルト無段変速機構を組合わせた伝動装置を構成する場合、例えば、ミッション、ベルト無段変速機構、変速レバー、及びアシスト機構等を夫々個々に支持させた状態で連動させるような構造を採ると、夫々の単機能としての設計や整備の点では行い易いが、伝動装置全体としての寸法精度が出し難く、又、点検・整備が行い難くなるとともに構造が複雑化し易い。
本発明の目的は、構成がシンプルでコンパクトであり、かつ、点検・整備も行い易いように、ベルト無段変速機構を備えた伝動装置を構成する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
第1発明は、ベルト巻回半径が変更調節可能な割プーリを備えて成るベルト無段変速機構を囲繞するベルトケースに、割プーリのベルト巻回半径を拡縮操作する変速レバーと、この変速レバーの操作力を補助するアシスト機構とを一体的に装備してベルト伝動ユニットを構成するとともに、前記アシスト機構は、前記割プーリを取付けた入力軸の軸芯を中心に回動して前記ベルト無段変速機構を変速作動させる扇型ギヤと、この扇型ギヤの円弧ギヤ部に係合する、アシストモータに正逆転可能に取付けられたピニオンギヤからなるギヤ減速機構を備え、前記アシスト機構を前記ベルトケースに取付けるに、前記入力軸(5)の軸芯方向視で前記ピニオンギヤ(55a)と対向する部位のベルトケース(1a)の外面に、前記アシストモータを内装した支持ケースを、ステーを介して固定することにより取付け、このベルト伝動ユニットを走行系のギヤ変速機構が内装されるミッションケースに着脱可能に付設してあることを特徴とする。
【0006】
第2発明は、アシスト機構を、変速レバーが操作開始されたことの検出に伴ってアシストモータが変速レバーをその操作方向に駆動操作する状態に構成するとともに、アシストモータの動力を、可逆駆動可能なギヤ減速機構を介して変速レバーに伝えるように構成してあることを特徴とする。
【0007】
〔作用〕
請求項1の構成では、変速レバーとアシスト機構とをベルトケースに一体的に装備してあるから、別々に支持させる場合に比べて、互いの取付け寸法精度を良好に維持し易いので、部品自体の寸法精度を荒くしてコストダウンできるとか、可動部分の長さや重量を小さくして操作力を軽くすることが可能になる。そして、その操作系が一体化されたベルト無段変速機構をミッションケースに着脱自在に装着するから、モジュール化された部分どうしの組付けとなる。従って、ミッションケースから分離して、ベルト無段変速機構やミッション単独での点検・整備が行い易い。
【0008】
請求項2の構成では、変速操作力を補助するアシストモータの動力を、可逆駆動可能なギヤ減速機構を介して変速レバーに伝えるものであるから、アシストモータが駆動されない故障が生じても、レバー側の操作でアシストモータを回転させることができ、変速操作が可能になる。例えば、圃場に置いたコンバインを運転するときに、アシスト機構が故障してしまっても、操作力は重いが変速操作が可能であるから、修理のために倉庫まで走って帰るとか、そのままもう少し作業するといったことが可能になる。
【0009】
〔効果〕
請求項1又は2に記載の伝動装置では、ベルト無段変速機構及びその操作系を一体としてミッションに着脱でき、点検・整備、及び試験が行い易いとともに、コストダウンも可能となる合理的なものにできた。
【0010】
請求項2に記載の伝動装置では、アシスト機構が故障しても変速操作が行え、作業続行できるとか、修理場所に帰れる等の利点がある。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1にコンバインの伝動装置が示され、1はベルト無段変速機構、2はミッション、3はクローラ走行装置である。ベルト無段変速機構1は、図6に示すように、エンジン動力を受ける入力プーリ4を取付けた駆動軸5と、ミッションへの出力軸となる従動軸6とを備えるとともに、駆動軸5に構成された駆動側割プーリ7と、従動軸6に構成された従動側割プーリ8とを備えた両割プーリ構造である。変速操作としては、変速レバー9の操作によって駆動側割プーリ7のベルト巻回半径を拡縮操作するものであり、その拡縮変化に従動側割プーリ8のベルト巻回半径の縮拡変化が追従する。又、変速レバー9の操作力を補助する電動モータ利用のアシスト機構Bが装備されている。
【0012】
従動側割プーリ8は、従動軸6が一体形成された固定側のプーリ片8Aのボス部8aに可動側プーリ片8Bを相対回転自在に外嵌し、ボス部8aにスプライン外嵌されたホルダー28と可動側プーリ片8Bとに亘る状態のカム部29とによって構成されている。カム部29は、可動側プーリ片8Bを固定側プーリ片8Aに対して軸方向スライド可能で、かつ、一体回転する状態に連動させる筒状のものに構成されている。例えば、軸方向に突出する爪を複数備えた一対のドッグリングを対向配備して構成されている。又、ベルト巻回半径が大きくなる方向に可動側プーリ片8Bを固定側プーリ片8Aに対して軸方向に押圧付勢する巻きバネ30を設けてあり、この巻きバネ30はカム部29を囲繞外嵌する状態に装備されており、カム部29がバネガイドとなるように設定されている。
【0013】
図6に示すように、入力プーリ4を備えた入力軸5に取付けられた駆動側割プーリ7は、入力軸5と一体の固定側プーリ片7Aと、この固定側プーリ片7Aに相対回転不能で、かつ、軸方向にスライド可能な可動側プーリ片7Bとで構成されている。駆動側割プーリ7の可動プーリ片7Bに、ベアリングを介してリング部材34が外嵌され、リング部材34に固定された一対のピン34aが、無段変速機構1のベルトケース側の凹部33に入り込んで、リング部材34が回り止めされている。円筒状のカム部材36がベアリングを介して入力軸5に外嵌されており、図7に示すように、直線状の底部35aと左右対象な一対の傾斜面35bとで構成された凹部35が、カム部材36に一体形成されており、リング部材34のピン34aのローラー34bが、カム部材36の一対の凹部に入り込んでいる。
【0014】
図6に示す状態は、駆動側割プーリ7の可動プーリ片7Bが固定プーリ片7Aから紙面左方に最も離れ、従動側割プーリ8の可動プーリ片8Bが固定プーリ片8Aに最も接近した最低速位置の状態である。そして、この状態からカム部材36を右又は左に移動させると、傾斜面35bを介して、リング部材34及び駆動側割プーリ7の可動プーリ片7Bが、固定プーリ片7A側に押し操作されて接近して、駆動側割プーリ7での伝動ベルト31の巻回半径が大きくなっていき、これに伴って従動側割プーリ8の可動プーリ片8Bが、固定プーリ片8Aから紙面右方に離れていくのであり、ベルト無段変速機構1が高速側に変速操作されていく。
【0015】
次に、ベルト無段変速機構1の変速操作について説明する。
図2及び図4〜図6に示すように、ベルト無段変速機構1の外側においてカム部材36の端部にボス部材38が固定され、ボス部材38の横軸芯P1周りに変速レバー9が左右揺動自在に支持されており、ボス部材38に扇型ギヤ40が固定されて、この扇型ギヤ40を回転駆動するアシスト用の電動モータ55が備えられている。そして、ボス部材38のアーム38aのピン38bが、扇型ギヤ40の開孔40aに入り込んでおり、ゴム状の一対の感圧センサ56がアーム38aのピン38bを挟み込むように、扇型ギヤ40に固定されている。
【0016】
図5に示す状態は、変速レバー9を中立停止位置Nに操作している状態であり、図6及び図7に示す状態に対応している。この状態から変速レバー9を前進側F又は後進側Rに操作してカム部材36を回転させようとすると、この操作によりアーム38aのピン38bが感圧センサ56に押圧され、感圧センサ56からの信号により、変速レバー9の操作方向にボス部材38及び扇型ギヤ40が回転するように電動モータ55が作動し、アシスト力による軽快な操作でベルト無段変速機構1が高速側に変速操作される。そして、変速レバー9の操作を所望の操作位置で止めると、ピン38bと感圧センサ56との接当が解除されて電動モータ55も停止し、変速レバー9及びベルト無段変速機構1がその操作位置に保持される。
【0017】
電動モータ55のピニオンギヤ55aと扇型ギヤ40の円弧ギヤ部40dとによって、変速レバー9で電動モータ55を回動できる逆回(可逆駆動)可能なギヤ減速機構84が構成されるとともに、このギヤ減速機構84や電動モータ55、及び一対の感圧センサ56,56等からアシスト機構Bが構成されている。つまり、変速レバー9が操作開始されたことの検出に伴って電動モータ(アシストモータ)55が変速レバー9をその操作方向に駆動操作する状態に構成してある。又、従動側割プーリ8の巻きバネ30の付勢力によって変速レバー9を軽く低速側に押し戻す力が生じるので、これを相殺してレバー保持できるように、電動モータ55に微弱電流を流す制御も行っている。
【0018】
又、ベルトケース1aに対する扇型ギヤ40の揺動位置を検出するボリューム(ポテンショメータ)80を設けてあり、それによって変速レバー9の操作位置を電気的に検出できるようにしてある。すなわち、図5に示すように、扇型ギヤ40とベルト無段変速機構1との間の位置においてボリューム80をベルトケース1a側にボルト止めするとともに、その操作軸80aを扇型ギヤ40に形成された扇孔40bを貫通させてその先に検出アーム81を取付けてある。検出アーム81の先端に固着されたピン81aは、扇型ギヤ40に形成された長孔40cに嵌合してあり、以上の構成によって扇型ギヤ40の、つまりは変速レバー9の操作位置をボリューム80で検出できるようにしてある。
【0019】
次に、ベルト無段変速機構1、前進及び後進クラッチCf,Crの連係構造について説明する。
図3に示すようにポンプ16の作動油が、フロープライオリティ弁39及び第1制御弁18を介して、前進クラッチCf及び後進クラッチCbに供給されており、第1制御弁18は前進クラッチCf及び後進クラッチCbから作動油を抜いて両方を切り操作する中立停止位置と、前進クラッチCfに作動油を供給してこれを入り操作する前進位置と、及び後進クラッチCrに作動油を供給してこれを入り操作する後進位置の3位置を備えている。
【0020】
図2、図4に示すように、変速レバー9を支承するボス部材38はリング部材36に、すなわちベルトケース1aに支持されており、可逆駆動可能な減速機構(図示せず)と電動モータ55とを内装した支持ケース41は、ステー42を介してベルトケース1aにボルト止め固定されている。つまり、変速レバー9とアシスト機構Bとベルト無段変速機構1とが、ベルトケース1aを介して一体となったモジュール化されたベルト伝動ユニットUが構成されており、このベルト伝動ユニットUをミッションケース2aにボルト連結してある。従って、ミッションケース2aから取外して、ベルト無段変速機構1単独の点検・整備或いは耐久テスト等が行い易いものである。
【0021】
図1に示すように、ミッション2は、ベルト無段変速機構1の従動軸6に連動される入力軸10を備え、PTOプーリ11、PTO油圧クラッチCp、前後進切換機構A、高低3段の副ギヤ変速機構12、左右のサイドクラッチ・ブレーキ13,13、左右の車軸14,14等を備えている。前後進切換機構Aは、前進用油圧クラッチCfと、後進用油圧クラッチCbとを備えて構成され、いずれか一方を択一的に選択して入り操作するものである。
【0022】
前後進切換機構Aは、前述した前進及び後進用の各油圧クラッチCf,Cb、前進用の入力及び出力ギヤ25a,25b、後進用の入力及び出力ギヤ26a,26b等から構成されている。前進用油圧クラッチCfをONにすると、入力軸10の動力が前進用の各ギヤ25a,25bを介して副ギヤ変速機構12の入力ギヤ27に伝動する前進状態が現出され、後進用油圧クラッチCbをONにすると、入力軸10の動力が前進用入力ギヤ25a、後進用の各ギヤ26a,26b介して副ギヤ変速機構12の入力ギヤ27に伝動する後進状態が現出されるようになる。
【0023】
ベルト無段変速機構1はHSTのように正逆転の切換えや伝動中立状態の現出が行えないものであるため、油圧クラッチ式の前後進切換機構Aとして、これを中立操作していずれの油圧クラッチCf,Cbも切りとすることで中立状態を出すものである。そして、この走行中立状態ではPTOクラッチCpも切りとなるように連係されており、機体停止状態で刈取部が駆動される状態が生じないように制御されている。但し、移動走行等では刈取部は停止で、かつ、走行部は伝動状態にすることが必要になるので、ミッション2外部にベルトテンション式の刈取クラッチ15を設けてある。
【0024】
図3に油圧回路図が示されており、16は油圧ポンプ、17はオイルクーラー、18は前後進切換用の第1制御弁、19は操向用の第2制御弁、20はネガティヴブレーキ用のアキュムレータである。各油圧機器の作動油とミッションオイルとは兼用されており、図2に示すように、油圧ポンプ16の吐出油はミッションケース2a側面に外装されたバルブユニット21に供給され、その戻り油はミッションケース2a内部に排出される。そして、ミッションケース2a下部に装備された油出口22からの排油はオイルクーラー17で冷やされてから油圧ポンプ16に戻る閉じた循環経路Lに構成されている。
【0025】
アキュムレータ20は、第1制御弁18が中立位置にあると作動せず、第1制御弁18が中立以外の位置にあると作動するように連係され、作動しないときは内装したバネ20aによってピストンロッド20bを退入移動させるように機能する。バルブユニット21に構成されたアキュムレータ20のピストンロッド20bと、サイドクラッチ・ブレーキ13のアーム13aとは操作ケーブル61で連係されており、アキュムレータ20が非作動時には両サイドクラッチ・ブレーキ13,13が制動作動状態になり、かつ、作動時には制動解除状態となるものであり、これによって、走行時にはブレーキ解除され、機体停止時には自動的に左右の走行装置3,3にブレーキが掛かるネガティヴブレーキが構成されているのである。
【0026】
図2、図4に示すように、ベルト無段変速機構1のベルトケース1aとミッションケース2aとは、従動軸6(入力軸10)部分において比較的広い面積でもって接触するように連結一体化されており、ベルト無段変速機構1で生じた熱が比較的容易にミッションケース2aに熱伝導されるようにしてある。そして、ミッションケース2aに伝えられた熱は作動油に伝導され、前述した循環経路Lで主にオイルクーラー17で効率的に冷却されるとともに、油出口22からバルブユニット21への金属製の外部配管a,b,cが備えられ、これら外部配管a,b,cの自然放熱作用も期待できるのである。従って、ベルト無段変速機構1の発熱を作動油の循環経路Lを利用して効率良く冷却できるのである。
【0027】
バルブユニット21は、第1及び第2制御弁18,19、及びアキュムレータ20を備えて成るものであって、ミッションケース2aの外表面に直接連結されており、外部配管の短縮やミッションケース2aに油路を形成するように利用できるとともに、同じ作動油を用いるミッション2とバルブユニット21全体のコンパクト化を図ってある。又、油出口22の内側にはオイルストレーナ(図示せず)が装備されている。
【0028】
尚、アシスト用の電動モータ55は、車速制御における車速コントロール用の操作モータも兼用するようにしてある。概略説明すると、エンジン回転数が目標回転数範囲に維持されるようにして、作業走行時におけるエンジン負荷が適性範囲となるべく車速を自動的に加減する車速制御が可能にされており、その制御に基づいて車速を加減する駆動源として、前述したアシスト用の電動モータ55を兼用しているのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンバインの伝動系を示す線図
【図2】作動油冷却回路を含む伝動装置の側面図
【図3】油圧回路図
【図4】伝動装置全体の正面図
【図5】変速レバー部分の側面図
【図6】ベルト無段変速機構の構造を示す断面図
【図7】ベルト無段変速機構のカム部材付近を示す平面図
【符号の説明】
1 ベルト無段変速機構
1a ベルトケース
2a ミッションケース
7 割プーリ
9 変速レバー
55 アシストモーター
84 ギヤ減速機構
B アシスト機構
U ベルト伝動ユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmitting device for a working machine having a transmission with a continuously variable belt mechanism.
[0002]
[Prior art]
As the above-mentioned transmission, a combine transmission disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-241132 is known, in which engine power is firstly shifted by a belt continuously variable transmission mechanism and then input to the transmission. The transmission is transmitted to the traveling device after deceleration via a forward / reverse switching mechanism operated by a hydraulic clutch. The adoption of the belt continuously variable transmission mechanism has an advantage that the selection range of the reduction ratio as the main transmission mechanism can be widened, while being relatively inexpensive.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The belt continuously variable transmission mechanism is capable of variably adjusting a gear ratio by changing a belt winding radius using a split pulley, and adjusting a belt tension by using only one of a pair of pulleys as a split pulley. There is a structure in which both of them are split pulleys, and a structure in which the speed is changed by reciprocally enlarging or reducing the belt winding radius. In either structure, the actuator is biased toward the high-speed side or the low-speed side (usually biased toward the low-speed side), so that either the high-speed operation or the low-speed operation opposes the biasing force. It becomes a heavy operation to press the belt. Therefore, as shown in the above-mentioned publication, the shift lever can be operated lightly by using the assist motor.
[0004]
However, when a transmission is configured by combining a transmission and a belt continuously variable transmission mechanism, for example, a transmission, a belt continuously variable transmission mechanism, a shift lever, an assist mechanism, and the like are interlocked while individually supported. When a structure is adopted, it is easy to perform design and maintenance as a single function, but it is difficult to achieve dimensional accuracy of the entire transmission, and it is difficult to perform inspection and maintenance, and the structure is easily complicated.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to configure a transmission device having a belt continuously variable transmission mechanism so that the configuration is simple and compact, and that inspection and maintenance can be easily performed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
〔Constitution〕
According to a first aspect of the present invention, there is provided a speed change lever for enlarging / reducing a belt winding radius of a split pulley in a belt case surrounding a belt continuously variable transmission mechanism having a split pulley whose belt winding radius can be changed and adjusted; And an assist mechanism for assisting the operation force of the belt, the belt transmission unit is configured, and the assist mechanism rotates about the axis of the input shaft to which the split pulley is mounted, and rotates the beltless unit. A gear reduction mechanism comprising a fan-shaped gear for shifting the speed of the stepped transmission mechanism, and a pinion gear engaged with an arc gear portion of the sector-shaped gear and rotatably mounted on an assist motor so as to be able to rotate forward and reverse. to attach the case to the outer surface of said pinion gear (55a) and the opposing portion of the belt case in the axial direction as viewed in the input shaft (5) (1a), said assist motor The supporting case was charged, attached by fixing to via a stay, the belt traveling system of the gear speed change mechanism a transmission unit is characterized in that are annexed detachably on the transmission case to be furnished.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, the assist mechanism is configured so that the assist motor drives the shift lever in the operating direction in response to detection of the start of operation of the shift lever, and the power of the assist motor can be reversibly driven. The transmission is transmitted to the transmission lever via a simple gear reduction mechanism.
[0007]
[Action]
According to the configuration of the first aspect, since the shift lever and the assist mechanism are integrally provided in the belt case, it is easier to maintain good mounting dimensional accuracy than in a case where they are separately supported. It is possible to reduce the cost by reducing the dimensional accuracy of the device, or to reduce the operating force by reducing the length and weight of the movable part. Then, since the belt continuously variable transmission mechanism in which the operation system is integrated is detachably attached to the transmission case, the modularized parts are assembled together. Therefore, it is easy to perform inspection and maintenance using the belt continuously variable transmission mechanism and the transmission alone, separately from the transmission case.
[0008]
According to the configuration of the second aspect, the power of the assist motor that assists the shift operation force is transmitted to the shift lever through the reversible driveable gear reduction mechanism. The assist motor can be rotated by the operation on the side, and the shift operation can be performed. For example, when operating a combine placed in a field, even if the assist mechanism breaks down, the operation force is heavy but the gearshift operation is possible, so you can run back to the warehouse for repair or work a little more as it is It becomes possible to do.
[0009]
〔effect〕
In the transmission according to
[0010]
According to the power transmission device of the second aspect, there is an advantage that the speed change operation can be performed even if the assist mechanism breaks down, the work can be continued, or the user can return to a repair place.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a combine transmission, in which reference numeral 1 denotes a belt continuously variable transmission mechanism, 2 denotes a mission, and 3 denotes a crawler traveling device. As shown in FIG. 6, the belt continuously variable transmission mechanism 1 includes a
[0012]
The driven
[0013]
As shown in FIG. 6, the driving side split pulley 7 attached to the
[0014]
In the state shown in FIG. 6, the
[0015]
Next, a shift operation of the belt continuously variable transmission mechanism 1 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 4 to 6, a
[0016]
The state shown in FIG. 5 is a state in which the
[0017]
The
[0018]
Further, a volume (potentiometer) 80 for detecting the swinging position of the
[0019]
Next, a description will be given of a linkage structure between the belt continuously variable transmission mechanism 1 and the forward and reverse clutches Cf, Cr.
As shown in FIG. 3, the operating oil of the
[0020]
As shown in FIGS. 2 and 4, the
[0021]
As shown in FIG. 1, the
[0022]
The forward / reverse switching mechanism A includes the above-described hydraulic clutches Cf and Cb for forward and reverse travel, input and
[0023]
Since the belt continuously variable transmission mechanism 1 cannot switch between forward and reverse rotation and manifest a transmission neutral state as in the case of HST, it operates as a hydraulic clutch type forward / reverse switching mechanism A and neutralizes any of the hydraulic pressures. The clutch Cf, Cb is also disengaged to bring out a neutral state. The PTO clutch Cp is also linked so as to be disengaged in the running neutral state, and is controlled so that a state in which the reaping unit is driven when the body is stopped is not generated. However, since the mowing unit is stopped and the running unit is required to be in a transmission state during traveling or the like, a belt tension
[0024]
FIG. 3 shows a hydraulic circuit diagram, wherein 16 is a hydraulic pump, 17 is an oil cooler, 18 is a first control valve for switching between forward and reverse, 19 is a second control valve for steering, and 20 is a negative brake. Accumulator. The hydraulic oil of each hydraulic device is also used as the transmission oil, and as shown in FIG. 2, the discharge oil of the
[0025]
The
[0026]
As shown in FIGS. 2 and 4, the
[0027]
The
[0028]
The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a transmission system of a combine. FIG. 2 is a side view of a transmission including a hydraulic oil cooling circuit. FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram. FIG. 4 is a front view of the entire transmission. FIG. FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a continuously variable belt transmission mechanism. FIG. 7 is a plan view showing the vicinity of a cam member of the continuously variable belt transmission mechanism.
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