JP3935534B2 - 歩行型管理機の変速機構 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルを水平方向に回動して機体の前後に振替可能とし、走行変速装置としてHST式変速装置を採用した歩行型管理機における変速機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、歩行型管理機において、走行変速装置としてHST式変速装置を採用したものも公知となっており、例えば特開平7−223451号公報等に開示されている。また、ハンドル台に対してハンドル基部が水平回動自在であり、ハンドルを機体の前後に振替可能とした構成は公知となっている。そして、従来、前後進速度の設定操作手段として、レバーをハンドルの手元部分に配設しているが、走行変速装置がHST式変速装置の場合であっても、レバーと走行変速装置(HST式走行変速装置の場合は油圧ポンプのトラニオン)との間はワイヤで連結されている。従って、ハンドルを前後振替可能としたタイプにおいては、ハンドルの前後振替の際に、ワイヤの連結端子を切り換えて、前後進方向を切り換えるという機構が設けられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の走行変速設定手段としてのレバーは、従来、前記の如く、走行変速装置との間にワイヤ機構を介設するものであり、このワイヤ切換機構の構造が複雑である。また、走行変速装置がギア切換式であれば、動力クラッチの切り操作と兼用しなければならなくなり、操作も煩雑になる。HST式走行変速装置を使用すれば、クラッチの切り操作は不要となるが、ワイヤを押し引きするだけ、レバーの操作荷重が必要であり、どうしても、ハンドルのグリップを握りながら指で操作する如き操作荷重の軽いレバー構造とはなり得ない。従って、変速操作時には変速用のレバーを操作する手をハンドルから離す必要があり、この時はどうしても片手操作となり、不安定である。
【0004】
そこで、ハンドルを握りながら指で変速操作できるようにする方策として、変速操作てHST式走行変速装置を使用し、即ち、前後進変速操作の設定値を電気信号化し、これに基づいて変速制御を行う電気式制御が考えられる。しかし、この場合に問題となることして、まず、設定量を読み込み、制御信号を出力するコントローラーは、非常に敏感な部品で、他物との干渉を回避できるとともに、メンテナンス作業を容易にできるように配設する必要がある。また、コントローラーに故障が生じて暴走した場合に、機械的に停止させることができないため、緊急の停止手段を設ける必要がある。
【0005】
なお、ハンドルの前後振替を可能とする歩行型管理機においては、ハウス内等の狭い箇所でハンドルを斜め向きにして作業する場合があり、この場合にも、前後の振替に応じて前後進切換がなされることが望ましい。更に、ハンドルの前後振替時には、サイドクラッチの切換も必要であり、これを忘れると、反対に旋回してしまうという事態を生じるおそれがある。従来、ハンドルの前後振替時にこれを喚起するような警報手段はなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いるものである。
【0007】
請求項1においては、ハンドル(3)を水平方向に回動して機体の前後に振替可能とし、走行変速装置としてHST式変速装置を採用した歩行型管理機において、ハンドル(3)の前後振替の検出手段、前後進速度の設定手段とその設定量の検出手段、及びHST式変速装置の出力軸制御手段を設け、これらの検出手段の入力に基づき、HST式変速装置の出力軸制御手段を作動制御すべく構成し、該HST式変速装置の出力軸制御手段は、ミッションケース(13)のHST式変速装置の内蔵部分に、斜板操作ケース(19)を配設し、該斜板操作ケース(19)よりHST式変速装置の油圧ポンプ(P)の可動斜板を操作するトラニオン軸(35)を突設し、該トラニオン軸(35)にはワイヤアーム(36・37)を固設し、該トラニオン軸(35)の側方に変速モーター(38)を配設し、該変速モーター(38)の軸に設けた出力プーリー(39a)に斜板操作ワイヤ(42)を巻回し、該斜板操作ワイヤ(42)の一端を一方のワイヤアーム(36)に、他端を他方のワイヤアーム(37)に連結し、該変速モーター(38)の駆動により、該出力プーリー(39a)が回動し、前記斜板操作ワイヤ(42)が移動してトラニオン軸(35) を回動し、油圧ポンプ(P)の可動斜板の傾斜状態を切り換えるように構成したものである。
【0008】
請求項2においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力する走行変速コントローラー(C)を、左右のハンドル(3・3)間に跨設したハンドルカバー(43)内に配設したものである。
【0009】
請求項3においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路にて異常が検出された場合に、該エンジン停止手段を作動させるものである。
【0010】
請求項4においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、前後進速度の設定手段の設定量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、HST式変速装置の出力軸を中立にするものである。
【0011】
請求項5においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段の作動量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、該エンジン停止手段を作動させるものである。
【0012】
請求項6においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段の作動量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、該エンジン停止手段を作動させるとともに、HST式変速装置の出力軸制御手段の駆動を停止するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付の図面より説明する。
【0014】
図1は本発明に係る歩行型管理機の側面図、図2は走行変速の電気制御システムのブロック図、図3はハンドルを後向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図、図4は同じく部分平面略図、図5はハンドルを前向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図、図6は同じく部分平面略図、図7はミッションケース13の後面断面図、図8はHST式変速装置油圧ポンプ斜板操作用の斜板操作ケース19の内部構造を示す図1中X線矢視図、図9はハンドルを握りながら指で操作可能とした走行変速レバー47の配設構造を示す平面一部断面図、図10は同じく後面一部断面図、図11は走行変速レバー47のガイド板の展開図、図12は走行変速コントロール系制御回路の異常時の対応プログラムを示すフローチャート図である。
【0015】
まず、本発明に係る歩行型管理機の全体概略構成を図1より説明する。エンジン台フレーム14上にて、左右中央にエンジン(内燃機関)Eを、その上方に燃料タンクTを、また、後方にはバッテリーBを搭載しており、エンジン台フレーム1の後端には、立状に配設するミッションケース13の前端を固着し、ミッションケース13の入力軸16とエンジン出力軸Eaとの間にベルト伝動機構を介装して、側方よりベルト伝動ケース15にて覆っている。なお、管理機の機体については、図1中、矢印Yの向きが前方である。
【0016】
ミッションケース13より上方にはハンドル台1を立設しており、ハンドル台1上端にハンドル基部フレーム2の基端が水平回動自在に取り付けられており、ハンドル基部フレーム2の先端よりハンドル3が上下取付角度を調節可能に延設されている。ハンドル3のグリップ部付近には、走行変速レバー10、PTOクラッチレバー11等を前後回動可能に取り付けており、また、左右グリップ部3a下方には左右のサイドクラッチレバー12を上下回動可能に配設している。
【0017】
ミッションケース13上部の後面には、図8図示の油圧ポンプの可動斜板の操作機構を内蔵する斜板操作ケース19が配設されており、それより後方には作動油タンク20が延設されている。また、ミッションケース13の下部に左右の車軸21L・21R(21)が軸支されていて、左右の車輪22を懸架している。更に、ミッションケース13の後端下部には、左右回動自在に作業機を連結するヒッチ23が固設されており、図1の実施例では、ロータリー耕耘機52を連結している。なお、前記入力軸16は、ミッションケース13内にてPTO軸17に連接されており(クラッチにて係脱自在となっている。)、該PTO軸17の回転駆動は、減速伝動ケース15の反対側に突出して、ロータリー耕耘機52のロータリー耕耘爪55の軸に伝動されるものであり、該PTO軸17とロータリー耕耘爪55の軸との間に伝動ケース53・54が介装される。
【0018】
以上のような全体構成の歩行型管理機において、図3乃至図6より、ハンドル前後振替のセンサ検出機構について説明する。ハンドル台1の上端中央には、下菊座4が配設されており、一方、これに係合すべく、ハンドル基部フレーム2の基端には上菊座5が配設されていて、下菊座4に上菊座5が回動可能に係合されている。これにより、ハンドル(ハンドル基部フレーム2及びハンドル3)がハンドル台1に対して水平回動可能となっている。なお、下菊座4下面とハンドル台1との間には、皿バネ6が介設されていて、下菊座4を上方に付勢しているとともに、上菊座5が下菊座4上を回動する時には、その菊座形状によって、下方に下菊座4が押し込まれることを可能とする。また、ハンドル基部フレーム1にはロックレバーが回動可能に配設されていて、その基端が楕円状のカム7となって、該上菊座5上に押当しており、ロックレバーをロック状態にすると、カム7が立状になって、上菊座5を下方に押し込み、それに連れて下菊座4と係合固定されて、ハンドルを、その回動位置にて(例えば斜め方向でも可)固定できる。
【0019】
ハンドル基部フレーム2を後方にした場合において、該上菊座5の後方には、センサブラケット8を配設し、該センサブラケット8には下端にプッシュスイッチSaを配するハンドル前後検出センサSを下向きに配設して取り付けている。なお、ハンドル前後検出センサSの左右方向の配設位置に関しては、ハンドル台1の直後方に作動油タンク20が配設されている関係上、平面視にて、図4のように、ハンドル基部フレーム2の左右中央部よりやや側方(図4では左側)にずらせて、作動油タンク20との干渉を回避している。
【0020】
一方、ハンドル台1上端においては、下菊座4の前方に押当板9を配設している。ハンドル(ハンドル基部フレーム2)を後方にすると、図3及び図4の如くハンドル前後検出センサSのスイッチSaはOFF状態となっており、前方に回動して図5及び図6の如く、押当板9の配設部分上方にかかると、該押当板9の上面にて該スイッチSaは上方に押されてON状態となる。ON状態になると、走行変速レバーの回動方向に対して、走行方向が逆方向に切り換わるのである。なお、押当板9の配設範囲を、図4及び図6の9’の如く拡大すれば、ハンドル前後検出センサSがONとなる範囲が拡大される。歩行型管理機では、ハウス等の狭い空間での作業や側壁付近での作業等で、ハンドルを斜め状にして作業する場合があるが、拡大された押当板9’の場合だと図6の如く、ハンドルを斜め状にして、ハンドル前後検出センサSをS’の位置にした場合にもONとなり、前後走行方向は切り換えられ、操作しやすくなる。但し、押当板9を9’の如く拡大する上において、ハンドル台1の左右に配設されるベルト伝動ケース15等の部材との干渉回避を考慮しなければならない。
【0021】
なお、ハンドル台1にハンドル前後検出センサSを上向きに設け、ハンドル基部フレーム2に押当板9を設ける構成としてもよい。この場合は、ハンドル前後検出センサSを位置固定させておいて、押当板9を、ハンドルの回動とともに回動させることとなる。いずれの構成にしても、ハンドルの前後振替の検出は、ハンドル前後検出センサS一個にて検出できる。
【0022】
ここで、ミッションケース13内部における走行変速装置の構造について、図7より説明する。まず、ミッションケース13の上部には、左方より入力軸16が入軸されていて、一方、その反対の右側よりPTO軸17が入軸されている。両軸16・17の両内端間には、PTOクラッチ18が介設されており、PTOクラッチレバー12の入り切り操作にてスライドし、両軸16・17を係脱するものである。また、ミッションケース13左側の入力軸16の突出部分には入力軸プーリー16aが環設固定されて、前記の如く、ベルト伝動ケース15内にてエンジン出力軸Eaよりベルトが巻回される。そして、該ミッションケース13内においては、ポンプ軸PSとモーター軸MSとが軸支されていて、入力軸16とポンプ軸PSとをギア噛合させている。なお、モーター軸MSの左外側突設部分には、モーター軸MSを制動可能に駐車ブレーキ用のブレーキドラム24を付設している。
【0023】
そして、油圧ポンプPと油圧モーターMとを油路ブロック25にて連接してなるHST式変速装置を、図示の如くミッションケース13内に内嵌し、該ポンプ軸PS周囲に油圧ポンプPを、モーター軸MS周囲に油圧モーターMを係合し、油路ブロック25はミッションケース13の右側面に配設して、本管理機の走行変速装置を形成する。走行変速、停止、及び前後進の切換操作は、油圧ポンプPの可動斜板操作によるものであり、これは、ハンドル3の手元に付設される図1図示の走行変速レバー10の操作によるものである。
【0024】
該モーター軸MSからは、ミッションケース13内に軸支される第一カウンター軸26、第二カウンター軸27とギア噛合している。一方、ミッションケース13内の下部において、左右の車軸21L・21Rが入軸されていて、両車軸21L・21R間に、ピン29が配設され、その両側端は各車軸21L・21Rの内側端に回転自在に内嵌されている。そして、ピン29には、スプロケット30が回転自在に外嵌されており、該第二カウンター軸27に付設するスプロケット28との間にチェーン31を巻回している。こうして、モーター軸MSの回転が、スプロケット30に伝動される。
【0025】
ミッションケース13の左右各側には、各々ハンドル3に配設した左右のサイドクラッチレバー12の操作にて回動するサイドクラッチアーム32L・32R(32)が枢支されており、一方、ミッションケース13内において、左右車軸21L・21R上にて、摺動自在に、また、スプロケット30の各側面に係合・離脱可能に、サイドクラッチ34L・34R(34)を外嵌しており、各サイドクラッチ34L・34Rと、該サイドクラッチアーム32L・32Rとの間に、それぞれ、リンク33L・33Rを連結している。サイドクラッチレバー12を入り操作した場合には、サイドクラッチ34がスプロケット30に係合し(図7の実施例では左サイドクラッチ34Lがスプロケット30と係合している。)、その側の車軸21にスプロケット30の回転が伝動される。一方、サイドクラッチレバー12を切り操作すると、サイドクラッチ34がスプロケット30より離脱して(図7の実施例では、右サイドクラッチ34Rがスプロケット30より離脱している。)、その側の車軸21にはスプロケット30の回転が伝動しないようになっている。
【0026】
本実施例の管理機は、以上のように、ミッションケース13内にHST式変速装置を収納する構造を有している。このようにケース内に収納された場合、ミッションケース13の側面の外側に取り付ける構造に比べ、ミッションケース13の側方に配設自由の空間を有することができ、管理機全体のコンパクト化に有利である。また、無段変速が可能であり、ギア式トランスミッションの場合には、発進時に車軸の回転数を定格に上げておかなければならない点で、急発進の可能性があるが、無段変速を可能とする場合、停止状態から漸次速度を上昇させる運転が可能であり、急発進を回避できる。
【0027】
ミッションケース13のHST式変速装置の内蔵部分の後面には、前記の如く斜板操作ケース19が配設されており、該斜板操作ケース19よりミッションケース13内に内装されるHST式変速装置の油圧ポンプPの可動斜板を操作するトラニオン軸35が突設され、該トラニオン軸35には、一体状にワイヤアーム36・37が固設されている。一方、その側方にはトラニオン駆動用の電動式モーターとして変速モーター38が配設されていて、そのモーター軸に取り付けた減速機39の出力プーリー39aの他、補助プーリー40・41が軸支され、斜板操作ワイヤ42の一端がワイヤアーム36に連結され、途中部は該出力プーリー39a、補助プーリー40・41に巻回され、他端がワイヤアーム37に連結されている。こうして、変速モーター38が駆動すると、出力プーリー39aが回動し、それに連れて斜板操作ワイヤ42が移動して、トラニオン軸35を回動し、油圧ポンプの可動斜板の傾斜状態が切り換えられる。なお、図8中、斜板操作ワイヤ42がf側に移動すると、即ち、トラニオン軸35が左回りに回動すると、後進高速段→後進低速→中立→前進低速→前進高速の向きに斜板が移動し、斜板操作ワイヤ42がr側に移動する(トラニオン軸35が右回りに回動する)と、その逆に斜板が移動する。
【0028】
走行変速レバー10のガイド板10aには、前後に前進段、中立段、後進段が設定されていて、図11中、Fは前進最高速位置、Nは中立(停止)位置、Rは後進最高速位置である。走行変速レバー10の基端には、設定用ポテンショメーターPM1が配設されており、該設定用ポテンショメーターPM1にて、中立位置Nを介して、一定角度(例えば40°)の前進域(N〜F)及び一定角度(例えば20°)の後進域(N〜R)が設定され(図2参照)、走行変速レバー10の回動に基づき、前後進、走行停止、及び無段変速設定がなされる。また、左右ハンドル3・3間に跨設した(或いは左右いずれかのハンドル3に付設した)ハンドルカバー43内に、設定用ポテンショメーターPM1の設定値を表す電気信号を入力する走行変速コントローラーCを内装しており、この箇所に配設することによって、他物との干渉を回避し、メンテナンスを容易にし、コンパクト化を実現できるようにしている。
【0029】
以上のような構成により、走行変速レバーと走行変速装置との間の複雑なワイヤ機構が不要となる。ハンドルを前後振替する歩行型管理機の場合、このワイヤ機構は更に複雑となるので、該ワイヤ機構を不要とすることは、低コスト化や組立容易化の点で貢献する。なお、走行変速コントローラーCは、他物との干渉を回避できるよう、、コンパクト化、メンテナンス容易化にも資するものとなっている。
【0030】
更に、ワイヤ連結機構を除去できることで、レバーの操作荷重を軽減できるので、図9乃至図11図示の如く、ハンドル3のグリップ部3aを握りながら指一本で操作できるような走行変速レバー46を構成できる。この構成について説明する。(右側の)ハンドル3のグリップ部3aの直前部に走行変速レバー取付板44を取り付け、ハンドル3の内側(左側)にて、該走行変速レバー取付板44に電圧設定器(ボリューム)であるポテンショメーター45を固設するとともにその設定操作軸45aを後方に回動自在に突設し、該設定操作軸45aに走行変速レバー47の基端をナット46にて締止する。該ナット46の締付力を調整すれば、走行変速レバー47の操作荷重を調整できる。
【0031】
該走行変速レバー47は、板バネ構造であって、前後可撓である。更に走行変速レバー取付板44の外周部に沿って、ガイド板48を貼設しており、該ガイド板48には、図11図示の如き形状のガイド溝48aが形成されている。Fは前進最高速位置、Nは中立位置、Rは後進最高速位置である。図10の如く、走行変速レバー47がやや上方向きになる位置に中立位置Nを配置し、該中立位置Nより、走行変速レバー47が略側方を向く(下方に押して操作でき、操作がやりやすい)位置に前進域を配置し、一方、中立位置Nよりも走行変速レバー47が上方向きになる位置(上方に引かなければならず、操作がしづらい)に後進域を形成しているものである。
【0032】
また、中立位置Nを介して、前進域・後進域は前後にずれて形成されており、前進域或いは後進域の高速段から低速段へと走行変速レバー47を作動せる場合に、中立位置Nに至ると、必ず中立位置Nで走行変速レバー47が停止するのでいきなり前後進が切り換わってしまうことがなく、安全性を担保する。また、このように前後にレバーの操作位置をずらせる場合には、前記走行変速レバー10の如き大きさのものでは、レバー基端部を前後左右に回動可能にする構造が必要であるが、本走行変速レバー47は、板バネ状となっていて、このような基端部の回動構造は不要であり、例えば前進域から後進域へと切り換える場合には、前進域から中立位置Nにて停止した走行変速レバー47を後方に引けば、図9の如く、走行変速レバー47が撓んで、後進域の最低速段に入り、その後は、後進域にて低速位置から最高速位置(R)まで操作可能となる。
【0033】
なお、図9及び図10中において、ハンドルグリップ部3aの下方には前記の如くサイドクラッチレバー12を配設しており、更に、49はエンジン回転数設定用のアクセルレバーであり、50はハンドル3の基端のハンドル2先端に対する取付角度を調節するハンドル高さ調整レバーである。
【0034】
走行変速の電気制御システムを図2より説明する。該走行変速コントローラーCには、該走行変速レバー10にて設定される設定用ポテンショメーターPM1(図9及び図10図示の走行変速レバー47を採用する場合、ポテンショメーター45に置き換える。)の設定値を示す電気信号が入力される他、前記のハンドル前後検出センサSのON・OFF信号が入力される。これらの入力に基づき、走行変速コントローラーCからは、変速モーター38に出力信号が発せられ、これに基づき、減速機の出力プーリー39aを回動して、前記の如くトラニオン軸35を回動し、HST式変速装置油圧ポンプPの可動斜板を移動させる。また、該減速機の出力プーリー39aの回動量を検出する検出ポテンショメーターPM2が付設されており、この検出信号と前記の設定用ポテンショメーターPM1及びハンドル前後検出センサSの入力信号とを照合し、出力プーリー39aを所定回動位置にする。なお、図2中、Bはバッテリーである。
【0035】
以上のような走行変速の電気制御システムにおいて、走行変速レバー10は、ハンドル3のグリップを持つ作業者から見て、前方が前進側、手前が後進側になる。しかし、前進は、作業者から見て前方に走行するものとするため、ハンドルを図5及び図6の如く前方に振り替えた時には、走行変速レバー10を前進段にした場合に、機体から見れば後進方向(図1中の矢印Yの反対側)に走行するようにしなければならない。この時、ハンドル前後検出センサSのONに基づき、走行変速レバー10が前進段、即ち、ポテンショメーターPM1が前進域にあると、変速モーター38は、ハンドル前後検出センサSがOFFの時と逆方向に回転するように、走行変速コントローラーCより出力信号が発せられる。
【0036】
そして、斜板操作ワイヤ42がf側に移動するのは、ハンドル前後検出センサSがOFF状態(ハンドルが後方向きの状態)では、走行変速レバー10を、機体から見て前方に回動した時であり、ハンドル前後検出センサSがON状態(ハンドルが前向き)の場合、走行変速レバー10を機体から見て後方に回動した時である。いずれにしても、ハンドル7を持つ作業者から見れば、自分から見て手前から前方側に走行変速レバー10を回動する操作にて、斜板操作ワイヤ42がf側に移動し、後進高速段→後進低速→中立→前進低速→前進高速の向きに無段変速及び前後進切換可能となるのであり、その逆に、自分から見て前方側から手前に走行変速レバー10を回動すると、斜板操作ワイヤ42はr側に移動し、前記と逆の向きに無段変速及び前後進切換可能となる。
【0037】
また、ハンドル前後検出センサSが、ON・OFF切換される度に、走行変速コントローラーCより、ブザーBZに出力信号が発せられ、ブザーが鳴動する構成となっている。こうして、ハンドルの前後振替の度にブザーが鳴動し、サイドクラッチの左右切換作業を喚起する。
【0038】
また、エンジンEは、手動のエンジン停止スイッチSW1(キースイッチ等)をOFFすることにより、点火コイル51への電圧付加が遮断され、エンジンEが停止する構造となっているが、HST走行変速装置の電気制御系に異常が発生する場合には、走行速度を高速段にしていた場合等は暴走してエンジン停止スイッチSW1のOFF操作が間に合わないことが考えられる。そこで、該電気制御系に異常が検出されるや、直ちに点火コイル51への電圧付加を遮断すべく、走行変速コントローラーC内にて、リミットスイッチSW2を設け、異常時にリレースイッチRSが作動してリミットスイッチSW2をOFFするように構成している。このように、リレースイッチRSとリミットスイッチSW2にて緊急用のエンジン停止手段を設けているものである。
【0039】
さて、走行変速コントローラーCを中心とするコントロール系制御回路における異常として、設定用ポテンショメーターPM1と走行変速コントローラーCとの間の回路(ハーネス)の断線またはショートの発生、そして、検出用ポテンショメーターPM2と走行変速コントローラーCとの間の回路(ハーネス)の断線またはショートの発生が考えられる。これらの異常検出に基づく異常対応プログラムが図12に示されている。まず、バッテリーBによる供給電圧をV(例えば5V)と設定しており、設定用ポテンショメーターPM1・検出用ポテンショメーターPM2の各検出電圧値をそれぞれV1・V2とする。各ポテンショメーターPM1・PM2と走行変速コントローラーCとの間の回路が正常であれば、検出電圧値V1・V2は、Va(例えば0.25V)〜Vb(例えば4.75V)の範囲内にある。しかし、該回路に断線或いはショートが発生すると、V1・V2が0〜Va或いはVb〜Vの範囲にて検出される。このように、V1・V2が正常電圧範囲以外の電圧値となった場合に、異常対応がなされる。
【0040】
まず、検出用ポテンショメーターPM2と走行変速コントローラーCとの間の回路に異常(ショートまたは断線)が生じ、V2が異常値を示した場合には、油圧ポンプPの可動斜板を設定位置に停止できなくなるので、エンジン停止手段を作動させる。なお、エンジン停止手段の作動とは、前記のリレースイッチRSが作動して、リミットスイッチSW2をOFFすることを指す。また、エンジンを停止しても慣性で回転していて、ポンプ軸PSが回り続けている時に、変速モーター38が駆動している場合(即ち、走行変速レバー10にて変速操作中の場合)には、検出用ポテンショメーターPM2の検出にて停止できない状態のままに変速モーター38が駆動し続けて、異常加速してしまうおそれもあるので、直ちに変速モーター38を停止し、その位置で油圧ポンプPの可動斜板を停止する。
【0041】
そして、設定用ポテンショメーターPM1と走行変速コントローラーCとの間の回路に異常が生じ、V1が異常値となった場合には、油圧ポンプPの可動斜板を動かすことができず、従って、可動斜板を中立に戻すことができなくなる。そこで、走行変速コントローラーCより変速モーター38に緊急の出力制御信号を発信し、油圧ポンプPの可動斜板を中立位置にする。前記の異常がなければ、検出用ポテンショメーターPM2は正常に作動するので、該検出電圧値V2を基に油圧ポンプPの可動斜板を中立にし、走行停止させるのである。このように、設定用ポテンショメーターPM1・走行変速コントローラーC間の回路と、検出用ポテンショメーターPM2・走行変速コントローラーC間の回路のうち、検出用ポテンショメーターPM2・走行変速コントローラーC間の回路が故障した場合のみエンジンEが緊急停止するので、いずれの回路が故障したのかが判り、直ちに修理作業に入ることができるという効果もある。
【0042】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
請求項1記載の如く、ハンドル(3)を水平方向に回動して機体の前後に振替可能とし、走行変速装置としてHST式変速装置を採用した歩行型管理機において、ハンドル(3)の前後振替の検出手段、前後進速度の設定手段とその設定量の検出手段、及びHST式変速装置の出力軸制御手段を設け、これらの検出手段の入力に基づき、HST式変速装置の出力軸制御手段を作動制御すべく構成し、該HST式変速装置の出力軸制御手段は、ミッションケース(13)のHST式変速装置の内蔵部分に、斜板操作ケース(19)を配設し、該斜板操作ケース(19)よりHST式変速装置の油圧ポンプ(P)の可動斜板を操作するトラニオン軸(35)を突設し、該トラニオン軸(35)にはワイヤアーム(36・37)を固設し、該トラニオン軸(35)の側方に変速モーター(38)を配設し、該変速モーター(38)の軸に設けた出力プーリー(39a)に斜板操作ワイヤ(42)を巻回し、該斜板操作ワイヤ(42)の一端を一方のワイヤアーム(36)に、他端を他方のワイヤアーム(37)に連結し、該変速モーター(38)の駆動により、該出力プーリー(39a)が回動し、前記斜板操作ワイヤ(42)が移動してトラニオン軸(35)を回動し、油圧ポンプ(P)の可動斜板の傾斜状態を切り換えるように構成したので、走行変速装置がHSTであることから、走行変速に伴うクラッチ操作が不要である上、HST式走行変速装置の出力軸を電気的に制御でき、走行変速レバーのワイヤ連結機構を削除できて、組立が容易となる上、操作荷重が軽減されて、片手を離さずハンドルを握りながら指一本で操作できるような走行変速レバー(走行変速レバー47)も可能となり、走行変速操作に伴う運転状態の不安定さを解消する。
また、ハンドル振替に関しても、ハンドルの前後振替の検出手段(ハンドル前後検出センサS)を設けることで、電気的制御で自動的にHST式変速装置の出力軸の制御信号の切換によって前後進の切換ができ、ハンドルの前後振替に伴う複雑な走行変速系のワイヤ切換構造も不要となる。
【0043】
また、請求項2の如く、このようなHST式走行装置の出力軸制御用のコントローラーの配設位置として、左右のハンドル3・3間に跨設したハンドルカバー43内に配設したことで、他物との干渉回避、コンパクト化、更に、メンテナンスの容易化に貢献する。
【0044】
そして、請求項3の如き構成とすることで、HST式走行変速装置を電気式に制御する場合で、そのコントロール系回路が故障した場合に、直ちにその異常に基づいてエンジンが停止されるので、暴走を回避できる。
【0045】
また、請求項4の如き構成とすることで、HST式変速装置の出力軸コントロール系の制御回路のうち、前後進速度の設定手段の設定値の検出手段(設定用ポテンショメーターPM1または45)とコントローラー(走行変速コントローラーC)との間の回路にショートや断線が生じた場合に、強制的にHST式変速装置の出力軸が中立に戻ることにより、走行が停止し、該出力軸が設定外の状態になって暴走してしまうような状態を回避できる。また、この場合に、エンジン停止手段を作動させず、エンジン回転が停止せずに中立状態となって走行停止するようにすれば、前記の請求項5記載の構成と、後記の請求項7及び請求項8のエンジンが停止する緊急時と区別でき、前後進速度の設定手段の設定値の検出手段とコントローラーとの間の回路の故障であると判って、直ちに修理作業を施すことができる。
【0046】
そして、請求項5の如く、HST式変速装置の出力軸コントロール系の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段(変速モーター38)の作動量の検出手段(検出用ポテンショメーターPM2)とコントローラー(走行変速コントローラーC)との間の回路にショートや断線が生じた場合に、エンジン停止手段が作動して、強制的にエンジン駆動が停止し、暴走を防ぐことができる。またエンジンが停止しても慣性にてHSTポンプ軸が回転している場合に、変速操作中であれば、該検出手段が効かないので、HST式変速装置の出力軸制御手段を停止することができず、異常加速が生じて暴走を発生することも考えられるが、請求項6のように、更に、該制御手段の駆動を停止することで、それ以上に加速されることはなく、エンジンの回転停止と相まって、暴走を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る歩行型管理機の側面図である。
【図2】 走行変速の電気制御システムのブロック図である。
【図3】 ハンドルを後向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図である。
【図4】 同じく部分平面略図である。
【図5】 ハンドルを前向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図である。
【図6】 同じく部分平面略図である。
【図7】 ミッションケース13の後面断面図である。
【図8】 HST式変速装置油圧ポンプ斜板操作用の斜板操作ケース19の内部構造を示す図1中X線矢視図である。
【図9】 ハンドルを握りながら指で操作可能とした走行変速レバー47の配設構造を示す平面一部断面図である。
【図10】 同じく後面一部断面図である。
【図11】 走行変速レバー47のガイド板の展開図である。
【図12】 走行変速コントロール系制御回路の異常時の対応プログラムを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
S ハンドル前後検出センサ
PM1 設定用ポテンショメーター
PM2 検出用ポテンショメーター
P 油圧ポンプ
M 油圧モーター
C 走行変速コントローラー
SW1 エンジン停止スイッチ
SW2 リミットスイッチ
RS リレースイッチ
BZ ブザー
1 ハンドル台
2 ハンドル基部フレーム
3 ハンドル
4 下菊座
5 上菊座
9 押当板
9’ 押当板
10 走行変速レバー
13 ミッションケース
19 斜板操作ケース
35 トラニオン軸
36 ワイヤアーム
37 ワイヤアーム
38 変速モーター
39 減速機
39a 出力プーリー
42 斜板操作ワイヤ
44 走行変速レバー取付板
45 ポテンショメーター
47 走行変速レバー
48 ガイド板
48a ガイド溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルを水平方向に回動して機体の前後に振替可能とし、走行変速装置としてHST式変速装置を採用した歩行型管理機における変速機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、歩行型管理機において、走行変速装置としてHST式変速装置を採用したものも公知となっており、例えば特開平7−223451号公報等に開示されている。また、ハンドル台に対してハンドル基部が水平回動自在であり、ハンドルを機体の前後に振替可能とした構成は公知となっている。そして、従来、前後進速度の設定操作手段として、レバーをハンドルの手元部分に配設しているが、走行変速装置がHST式変速装置の場合であっても、レバーと走行変速装置(HST式走行変速装置の場合は油圧ポンプのトラニオン)との間はワイヤで連結されている。従って、ハンドルを前後振替可能としたタイプにおいては、ハンドルの前後振替の際に、ワイヤの連結端子を切り換えて、前後進方向を切り換えるという機構が設けられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の走行変速設定手段としてのレバーは、従来、前記の如く、走行変速装置との間にワイヤ機構を介設するものであり、このワイヤ切換機構の構造が複雑である。また、走行変速装置がギア切換式であれば、動力クラッチの切り操作と兼用しなければならなくなり、操作も煩雑になる。HST式走行変速装置を使用すれば、クラッチの切り操作は不要となるが、ワイヤを押し引きするだけ、レバーの操作荷重が必要であり、どうしても、ハンドルのグリップを握りながら指で操作する如き操作荷重の軽いレバー構造とはなり得ない。従って、変速操作時には変速用のレバーを操作する手をハンドルから離す必要があり、この時はどうしても片手操作となり、不安定である。
【0004】
そこで、ハンドルを握りながら指で変速操作できるようにする方策として、変速操作てHST式走行変速装置を使用し、即ち、前後進変速操作の設定値を電気信号化し、これに基づいて変速制御を行う電気式制御が考えられる。しかし、この場合に問題となることして、まず、設定量を読み込み、制御信号を出力するコントローラーは、非常に敏感な部品で、他物との干渉を回避できるとともに、メンテナンス作業を容易にできるように配設する必要がある。また、コントローラーに故障が生じて暴走した場合に、機械的に停止させることができないため、緊急の停止手段を設ける必要がある。
【0005】
なお、ハンドルの前後振替を可能とする歩行型管理機においては、ハウス内等の狭い箇所でハンドルを斜め向きにして作業する場合があり、この場合にも、前後の振替に応じて前後進切換がなされることが望ましい。更に、ハンドルの前後振替時には、サイドクラッチの切換も必要であり、これを忘れると、反対に旋回してしまうという事態を生じるおそれがある。従来、ハンドルの前後振替時にこれを喚起するような警報手段はなかった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いるものである。
【0007】
請求項1においては、ハンドル(3)を水平方向に回動して機体の前後に振替可能とし、走行変速装置としてHST式変速装置を採用した歩行型管理機において、ハンドル(3)の前後振替の検出手段、前後進速度の設定手段とその設定量の検出手段、及びHST式変速装置の出力軸制御手段を設け、これらの検出手段の入力に基づき、HST式変速装置の出力軸制御手段を作動制御すべく構成し、該HST式変速装置の出力軸制御手段は、ミッションケース(13)のHST式変速装置の内蔵部分に、斜板操作ケース(19)を配設し、該斜板操作ケース(19)よりHST式変速装置の油圧ポンプ(P)の可動斜板を操作するトラニオン軸(35)を突設し、該トラニオン軸(35)にはワイヤアーム(36・37)を固設し、該トラニオン軸(35)の側方に変速モーター(38)を配設し、該変速モーター(38)の軸に設けた出力プーリー(39a)に斜板操作ワイヤ(42)を巻回し、該斜板操作ワイヤ(42)の一端を一方のワイヤアーム(36)に、他端を他方のワイヤアーム(37)に連結し、該変速モーター(38)の駆動により、該出力プーリー(39a)が回動し、前記斜板操作ワイヤ(42)が移動してトラニオン軸(35) を回動し、油圧ポンプ(P)の可動斜板の傾斜状態を切り換えるように構成したものである。
【0008】
請求項2においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力する走行変速コントローラー(C)を、左右のハンドル(3・3)間に跨設したハンドルカバー(43)内に配設したものである。
【0009】
請求項3においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路にて異常が検出された場合に、該エンジン停止手段を作動させるものである。
【0010】
請求項4においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、前後進速度の設定手段の設定量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、HST式変速装置の出力軸を中立にするものである。
【0011】
請求項5においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段の作動量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、該エンジン停止手段を作動させるものである。
【0012】
請求項6においては、請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段の作動量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、該エンジン停止手段を作動させるとともに、HST式変速装置の出力軸制御手段の駆動を停止するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付の図面より説明する。
【0014】
図1は本発明に係る歩行型管理機の側面図、図2は走行変速の電気制御システムのブロック図、図3はハンドルを後向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図、図4は同じく部分平面略図、図5はハンドルを前向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図、図6は同じく部分平面略図、図7はミッションケース13の後面断面図、図8はHST式変速装置油圧ポンプ斜板操作用の斜板操作ケース19の内部構造を示す図1中X線矢視図、図9はハンドルを握りながら指で操作可能とした走行変速レバー47の配設構造を示す平面一部断面図、図10は同じく後面一部断面図、図11は走行変速レバー47のガイド板の展開図、図12は走行変速コントロール系制御回路の異常時の対応プログラムを示すフローチャート図である。
【0015】
まず、本発明に係る歩行型管理機の全体概略構成を図1より説明する。エンジン台フレーム14上にて、左右中央にエンジン(内燃機関)Eを、その上方に燃料タンクTを、また、後方にはバッテリーBを搭載しており、エンジン台フレーム1の後端には、立状に配設するミッションケース13の前端を固着し、ミッションケース13の入力軸16とエンジン出力軸Eaとの間にベルト伝動機構を介装して、側方よりベルト伝動ケース15にて覆っている。なお、管理機の機体については、図1中、矢印Yの向きが前方である。
【0016】
ミッションケース13より上方にはハンドル台1を立設しており、ハンドル台1上端にハンドル基部フレーム2の基端が水平回動自在に取り付けられており、ハンドル基部フレーム2の先端よりハンドル3が上下取付角度を調節可能に延設されている。ハンドル3のグリップ部付近には、走行変速レバー10、PTOクラッチレバー11等を前後回動可能に取り付けており、また、左右グリップ部3a下方には左右のサイドクラッチレバー12を上下回動可能に配設している。
【0017】
ミッションケース13上部の後面には、図8図示の油圧ポンプの可動斜板の操作機構を内蔵する斜板操作ケース19が配設されており、それより後方には作動油タンク20が延設されている。また、ミッションケース13の下部に左右の車軸21L・21R(21)が軸支されていて、左右の車輪22を懸架している。更に、ミッションケース13の後端下部には、左右回動自在に作業機を連結するヒッチ23が固設されており、図1の実施例では、ロータリー耕耘機52を連結している。なお、前記入力軸16は、ミッションケース13内にてPTO軸17に連接されており(クラッチにて係脱自在となっている。)、該PTO軸17の回転駆動は、減速伝動ケース15の反対側に突出して、ロータリー耕耘機52のロータリー耕耘爪55の軸に伝動されるものであり、該PTO軸17とロータリー耕耘爪55の軸との間に伝動ケース53・54が介装される。
【0018】
以上のような全体構成の歩行型管理機において、図3乃至図6より、ハンドル前後振替のセンサ検出機構について説明する。ハンドル台1の上端中央には、下菊座4が配設されており、一方、これに係合すべく、ハンドル基部フレーム2の基端には上菊座5が配設されていて、下菊座4に上菊座5が回動可能に係合されている。これにより、ハンドル(ハンドル基部フレーム2及びハンドル3)がハンドル台1に対して水平回動可能となっている。なお、下菊座4下面とハンドル台1との間には、皿バネ6が介設されていて、下菊座4を上方に付勢しているとともに、上菊座5が下菊座4上を回動する時には、その菊座形状によって、下方に下菊座4が押し込まれることを可能とする。また、ハンドル基部フレーム1にはロックレバーが回動可能に配設されていて、その基端が楕円状のカム7となって、該上菊座5上に押当しており、ロックレバーをロック状態にすると、カム7が立状になって、上菊座5を下方に押し込み、それに連れて下菊座4と係合固定されて、ハンドルを、その回動位置にて(例えば斜め方向でも可)固定できる。
【0019】
ハンドル基部フレーム2を後方にした場合において、該上菊座5の後方には、センサブラケット8を配設し、該センサブラケット8には下端にプッシュスイッチSaを配するハンドル前後検出センサSを下向きに配設して取り付けている。なお、ハンドル前後検出センサSの左右方向の配設位置に関しては、ハンドル台1の直後方に作動油タンク20が配設されている関係上、平面視にて、図4のように、ハンドル基部フレーム2の左右中央部よりやや側方(図4では左側)にずらせて、作動油タンク20との干渉を回避している。
【0020】
一方、ハンドル台1上端においては、下菊座4の前方に押当板9を配設している。ハンドル(ハンドル基部フレーム2)を後方にすると、図3及び図4の如くハンドル前後検出センサSのスイッチSaはOFF状態となっており、前方に回動して図5及び図6の如く、押当板9の配設部分上方にかかると、該押当板9の上面にて該スイッチSaは上方に押されてON状態となる。ON状態になると、走行変速レバーの回動方向に対して、走行方向が逆方向に切り換わるのである。なお、押当板9の配設範囲を、図4及び図6の9’の如く拡大すれば、ハンドル前後検出センサSがONとなる範囲が拡大される。歩行型管理機では、ハウス等の狭い空間での作業や側壁付近での作業等で、ハンドルを斜め状にして作業する場合があるが、拡大された押当板9’の場合だと図6の如く、ハンドルを斜め状にして、ハンドル前後検出センサSをS’の位置にした場合にもONとなり、前後走行方向は切り換えられ、操作しやすくなる。但し、押当板9を9’の如く拡大する上において、ハンドル台1の左右に配設されるベルト伝動ケース15等の部材との干渉回避を考慮しなければならない。
【0021】
なお、ハンドル台1にハンドル前後検出センサSを上向きに設け、ハンドル基部フレーム2に押当板9を設ける構成としてもよい。この場合は、ハンドル前後検出センサSを位置固定させておいて、押当板9を、ハンドルの回動とともに回動させることとなる。いずれの構成にしても、ハンドルの前後振替の検出は、ハンドル前後検出センサS一個にて検出できる。
【0022】
ここで、ミッションケース13内部における走行変速装置の構造について、図7より説明する。まず、ミッションケース13の上部には、左方より入力軸16が入軸されていて、一方、その反対の右側よりPTO軸17が入軸されている。両軸16・17の両内端間には、PTOクラッチ18が介設されており、PTOクラッチレバー12の入り切り操作にてスライドし、両軸16・17を係脱するものである。また、ミッションケース13左側の入力軸16の突出部分には入力軸プーリー16aが環設固定されて、前記の如く、ベルト伝動ケース15内にてエンジン出力軸Eaよりベルトが巻回される。そして、該ミッションケース13内においては、ポンプ軸PSとモーター軸MSとが軸支されていて、入力軸16とポンプ軸PSとをギア噛合させている。なお、モーター軸MSの左外側突設部分には、モーター軸MSを制動可能に駐車ブレーキ用のブレーキドラム24を付設している。
【0023】
そして、油圧ポンプPと油圧モーターMとを油路ブロック25にて連接してなるHST式変速装置を、図示の如くミッションケース13内に内嵌し、該ポンプ軸PS周囲に油圧ポンプPを、モーター軸MS周囲に油圧モーターMを係合し、油路ブロック25はミッションケース13の右側面に配設して、本管理機の走行変速装置を形成する。走行変速、停止、及び前後進の切換操作は、油圧ポンプPの可動斜板操作によるものであり、これは、ハンドル3の手元に付設される図1図示の走行変速レバー10の操作によるものである。
【0024】
該モーター軸MSからは、ミッションケース13内に軸支される第一カウンター軸26、第二カウンター軸27とギア噛合している。一方、ミッションケース13内の下部において、左右の車軸21L・21Rが入軸されていて、両車軸21L・21R間に、ピン29が配設され、その両側端は各車軸21L・21Rの内側端に回転自在に内嵌されている。そして、ピン29には、スプロケット30が回転自在に外嵌されており、該第二カウンター軸27に付設するスプロケット28との間にチェーン31を巻回している。こうして、モーター軸MSの回転が、スプロケット30に伝動される。
【0025】
ミッションケース13の左右各側には、各々ハンドル3に配設した左右のサイドクラッチレバー12の操作にて回動するサイドクラッチアーム32L・32R(32)が枢支されており、一方、ミッションケース13内において、左右車軸21L・21R上にて、摺動自在に、また、スプロケット30の各側面に係合・離脱可能に、サイドクラッチ34L・34R(34)を外嵌しており、各サイドクラッチ34L・34Rと、該サイドクラッチアーム32L・32Rとの間に、それぞれ、リンク33L・33Rを連結している。サイドクラッチレバー12を入り操作した場合には、サイドクラッチ34がスプロケット30に係合し(図7の実施例では左サイドクラッチ34Lがスプロケット30と係合している。)、その側の車軸21にスプロケット30の回転が伝動される。一方、サイドクラッチレバー12を切り操作すると、サイドクラッチ34がスプロケット30より離脱して(図7の実施例では、右サイドクラッチ34Rがスプロケット30より離脱している。)、その側の車軸21にはスプロケット30の回転が伝動しないようになっている。
【0026】
本実施例の管理機は、以上のように、ミッションケース13内にHST式変速装置を収納する構造を有している。このようにケース内に収納された場合、ミッションケース13の側面の外側に取り付ける構造に比べ、ミッションケース13の側方に配設自由の空間を有することができ、管理機全体のコンパクト化に有利である。また、無段変速が可能であり、ギア式トランスミッションの場合には、発進時に車軸の回転数を定格に上げておかなければならない点で、急発進の可能性があるが、無段変速を可能とする場合、停止状態から漸次速度を上昇させる運転が可能であり、急発進を回避できる。
【0027】
ミッションケース13のHST式変速装置の内蔵部分の後面には、前記の如く斜板操作ケース19が配設されており、該斜板操作ケース19よりミッションケース13内に内装されるHST式変速装置の油圧ポンプPの可動斜板を操作するトラニオン軸35が突設され、該トラニオン軸35には、一体状にワイヤアーム36・37が固設されている。一方、その側方にはトラニオン駆動用の電動式モーターとして変速モーター38が配設されていて、そのモーター軸に取り付けた減速機39の出力プーリー39aの他、補助プーリー40・41が軸支され、斜板操作ワイヤ42の一端がワイヤアーム36に連結され、途中部は該出力プーリー39a、補助プーリー40・41に巻回され、他端がワイヤアーム37に連結されている。こうして、変速モーター38が駆動すると、出力プーリー39aが回動し、それに連れて斜板操作ワイヤ42が移動して、トラニオン軸35を回動し、油圧ポンプの可動斜板の傾斜状態が切り換えられる。なお、図8中、斜板操作ワイヤ42がf側に移動すると、即ち、トラニオン軸35が左回りに回動すると、後進高速段→後進低速→中立→前進低速→前進高速の向きに斜板が移動し、斜板操作ワイヤ42がr側に移動する(トラニオン軸35が右回りに回動する)と、その逆に斜板が移動する。
【0028】
走行変速レバー10のガイド板10aには、前後に前進段、中立段、後進段が設定されていて、図11中、Fは前進最高速位置、Nは中立(停止)位置、Rは後進最高速位置である。走行変速レバー10の基端には、設定用ポテンショメーターPM1が配設されており、該設定用ポテンショメーターPM1にて、中立位置Nを介して、一定角度(例えば40°)の前進域(N〜F)及び一定角度(例えば20°)の後進域(N〜R)が設定され(図2参照)、走行変速レバー10の回動に基づき、前後進、走行停止、及び無段変速設定がなされる。また、左右ハンドル3・3間に跨設した(或いは左右いずれかのハンドル3に付設した)ハンドルカバー43内に、設定用ポテンショメーターPM1の設定値を表す電気信号を入力する走行変速コントローラーCを内装しており、この箇所に配設することによって、他物との干渉を回避し、メンテナンスを容易にし、コンパクト化を実現できるようにしている。
【0029】
以上のような構成により、走行変速レバーと走行変速装置との間の複雑なワイヤ機構が不要となる。ハンドルを前後振替する歩行型管理機の場合、このワイヤ機構は更に複雑となるので、該ワイヤ機構を不要とすることは、低コスト化や組立容易化の点で貢献する。なお、走行変速コントローラーCは、他物との干渉を回避できるよう、、コンパクト化、メンテナンス容易化にも資するものとなっている。
【0030】
更に、ワイヤ連結機構を除去できることで、レバーの操作荷重を軽減できるので、図9乃至図11図示の如く、ハンドル3のグリップ部3aを握りながら指一本で操作できるような走行変速レバー46を構成できる。この構成について説明する。(右側の)ハンドル3のグリップ部3aの直前部に走行変速レバー取付板44を取り付け、ハンドル3の内側(左側)にて、該走行変速レバー取付板44に電圧設定器(ボリューム)であるポテンショメーター45を固設するとともにその設定操作軸45aを後方に回動自在に突設し、該設定操作軸45aに走行変速レバー47の基端をナット46にて締止する。該ナット46の締付力を調整すれば、走行変速レバー47の操作荷重を調整できる。
【0031】
該走行変速レバー47は、板バネ構造であって、前後可撓である。更に走行変速レバー取付板44の外周部に沿って、ガイド板48を貼設しており、該ガイド板48には、図11図示の如き形状のガイド溝48aが形成されている。Fは前進最高速位置、Nは中立位置、Rは後進最高速位置である。図10の如く、走行変速レバー47がやや上方向きになる位置に中立位置Nを配置し、該中立位置Nより、走行変速レバー47が略側方を向く(下方に押して操作でき、操作がやりやすい)位置に前進域を配置し、一方、中立位置Nよりも走行変速レバー47が上方向きになる位置(上方に引かなければならず、操作がしづらい)に後進域を形成しているものである。
【0032】
また、中立位置Nを介して、前進域・後進域は前後にずれて形成されており、前進域或いは後進域の高速段から低速段へと走行変速レバー47を作動せる場合に、中立位置Nに至ると、必ず中立位置Nで走行変速レバー47が停止するのでいきなり前後進が切り換わってしまうことがなく、安全性を担保する。また、このように前後にレバーの操作位置をずらせる場合には、前記走行変速レバー10の如き大きさのものでは、レバー基端部を前後左右に回動可能にする構造が必要であるが、本走行変速レバー47は、板バネ状となっていて、このような基端部の回動構造は不要であり、例えば前進域から後進域へと切り換える場合には、前進域から中立位置Nにて停止した走行変速レバー47を後方に引けば、図9の如く、走行変速レバー47が撓んで、後進域の最低速段に入り、その後は、後進域にて低速位置から最高速位置(R)まで操作可能となる。
【0033】
なお、図9及び図10中において、ハンドルグリップ部3aの下方には前記の如くサイドクラッチレバー12を配設しており、更に、49はエンジン回転数設定用のアクセルレバーであり、50はハンドル3の基端のハンドル2先端に対する取付角度を調節するハンドル高さ調整レバーである。
【0034】
走行変速の電気制御システムを図2より説明する。該走行変速コントローラーCには、該走行変速レバー10にて設定される設定用ポテンショメーターPM1(図9及び図10図示の走行変速レバー47を採用する場合、ポテンショメーター45に置き換える。)の設定値を示す電気信号が入力される他、前記のハンドル前後検出センサSのON・OFF信号が入力される。これらの入力に基づき、走行変速コントローラーCからは、変速モーター38に出力信号が発せられ、これに基づき、減速機の出力プーリー39aを回動して、前記の如くトラニオン軸35を回動し、HST式変速装置油圧ポンプPの可動斜板を移動させる。また、該減速機の出力プーリー39aの回動量を検出する検出ポテンショメーターPM2が付設されており、この検出信号と前記の設定用ポテンショメーターPM1及びハンドル前後検出センサSの入力信号とを照合し、出力プーリー39aを所定回動位置にする。なお、図2中、Bはバッテリーである。
【0035】
以上のような走行変速の電気制御システムにおいて、走行変速レバー10は、ハンドル3のグリップを持つ作業者から見て、前方が前進側、手前が後進側になる。しかし、前進は、作業者から見て前方に走行するものとするため、ハンドルを図5及び図6の如く前方に振り替えた時には、走行変速レバー10を前進段にした場合に、機体から見れば後進方向(図1中の矢印Yの反対側)に走行するようにしなければならない。この時、ハンドル前後検出センサSのONに基づき、走行変速レバー10が前進段、即ち、ポテンショメーターPM1が前進域にあると、変速モーター38は、ハンドル前後検出センサSがOFFの時と逆方向に回転するように、走行変速コントローラーCより出力信号が発せられる。
【0036】
そして、斜板操作ワイヤ42がf側に移動するのは、ハンドル前後検出センサSがOFF状態(ハンドルが後方向きの状態)では、走行変速レバー10を、機体から見て前方に回動した時であり、ハンドル前後検出センサSがON状態(ハンドルが前向き)の場合、走行変速レバー10を機体から見て後方に回動した時である。いずれにしても、ハンドル7を持つ作業者から見れば、自分から見て手前から前方側に走行変速レバー10を回動する操作にて、斜板操作ワイヤ42がf側に移動し、後進高速段→後進低速→中立→前進低速→前進高速の向きに無段変速及び前後進切換可能となるのであり、その逆に、自分から見て前方側から手前に走行変速レバー10を回動すると、斜板操作ワイヤ42はr側に移動し、前記と逆の向きに無段変速及び前後進切換可能となる。
【0037】
また、ハンドル前後検出センサSが、ON・OFF切換される度に、走行変速コントローラーCより、ブザーBZに出力信号が発せられ、ブザーが鳴動する構成となっている。こうして、ハンドルの前後振替の度にブザーが鳴動し、サイドクラッチの左右切換作業を喚起する。
【0038】
また、エンジンEは、手動のエンジン停止スイッチSW1(キースイッチ等)をOFFすることにより、点火コイル51への電圧付加が遮断され、エンジンEが停止する構造となっているが、HST走行変速装置の電気制御系に異常が発生する場合には、走行速度を高速段にしていた場合等は暴走してエンジン停止スイッチSW1のOFF操作が間に合わないことが考えられる。そこで、該電気制御系に異常が検出されるや、直ちに点火コイル51への電圧付加を遮断すべく、走行変速コントローラーC内にて、リミットスイッチSW2を設け、異常時にリレースイッチRSが作動してリミットスイッチSW2をOFFするように構成している。このように、リレースイッチRSとリミットスイッチSW2にて緊急用のエンジン停止手段を設けているものである。
【0039】
さて、走行変速コントローラーCを中心とするコントロール系制御回路における異常として、設定用ポテンショメーターPM1と走行変速コントローラーCとの間の回路(ハーネス)の断線またはショートの発生、そして、検出用ポテンショメーターPM2と走行変速コントローラーCとの間の回路(ハーネス)の断線またはショートの発生が考えられる。これらの異常検出に基づく異常対応プログラムが図12に示されている。まず、バッテリーBによる供給電圧をV(例えば5V)と設定しており、設定用ポテンショメーターPM1・検出用ポテンショメーターPM2の各検出電圧値をそれぞれV1・V2とする。各ポテンショメーターPM1・PM2と走行変速コントローラーCとの間の回路が正常であれば、検出電圧値V1・V2は、Va(例えば0.25V)〜Vb(例えば4.75V)の範囲内にある。しかし、該回路に断線或いはショートが発生すると、V1・V2が0〜Va或いはVb〜Vの範囲にて検出される。このように、V1・V2が正常電圧範囲以外の電圧値となった場合に、異常対応がなされる。
【0040】
まず、検出用ポテンショメーターPM2と走行変速コントローラーCとの間の回路に異常(ショートまたは断線)が生じ、V2が異常値を示した場合には、油圧ポンプPの可動斜板を設定位置に停止できなくなるので、エンジン停止手段を作動させる。なお、エンジン停止手段の作動とは、前記のリレースイッチRSが作動して、リミットスイッチSW2をOFFすることを指す。また、エンジンを停止しても慣性で回転していて、ポンプ軸PSが回り続けている時に、変速モーター38が駆動している場合(即ち、走行変速レバー10にて変速操作中の場合)には、検出用ポテンショメーターPM2の検出にて停止できない状態のままに変速モーター38が駆動し続けて、異常加速してしまうおそれもあるので、直ちに変速モーター38を停止し、その位置で油圧ポンプPの可動斜板を停止する。
【0041】
そして、設定用ポテンショメーターPM1と走行変速コントローラーCとの間の回路に異常が生じ、V1が異常値となった場合には、油圧ポンプPの可動斜板を動かすことができず、従って、可動斜板を中立に戻すことができなくなる。そこで、走行変速コントローラーCより変速モーター38に緊急の出力制御信号を発信し、油圧ポンプPの可動斜板を中立位置にする。前記の異常がなければ、検出用ポテンショメーターPM2は正常に作動するので、該検出電圧値V2を基に油圧ポンプPの可動斜板を中立にし、走行停止させるのである。このように、設定用ポテンショメーターPM1・走行変速コントローラーC間の回路と、検出用ポテンショメーターPM2・走行変速コントローラーC間の回路のうち、検出用ポテンショメーターPM2・走行変速コントローラーC間の回路が故障した場合のみエンジンEが緊急停止するので、いずれの回路が故障したのかが判り、直ちに修理作業に入ることができるという効果もある。
【0042】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
請求項1記載の如く、ハンドル(3)を水平方向に回動して機体の前後に振替可能とし、走行変速装置としてHST式変速装置を採用した歩行型管理機において、ハンドル(3)の前後振替の検出手段、前後進速度の設定手段とその設定量の検出手段、及びHST式変速装置の出力軸制御手段を設け、これらの検出手段の入力に基づき、HST式変速装置の出力軸制御手段を作動制御すべく構成し、該HST式変速装置の出力軸制御手段は、ミッションケース(13)のHST式変速装置の内蔵部分に、斜板操作ケース(19)を配設し、該斜板操作ケース(19)よりHST式変速装置の油圧ポンプ(P)の可動斜板を操作するトラニオン軸(35)を突設し、該トラニオン軸(35)にはワイヤアーム(36・37)を固設し、該トラニオン軸(35)の側方に変速モーター(38)を配設し、該変速モーター(38)の軸に設けた出力プーリー(39a)に斜板操作ワイヤ(42)を巻回し、該斜板操作ワイヤ(42)の一端を一方のワイヤアーム(36)に、他端を他方のワイヤアーム(37)に連結し、該変速モーター(38)の駆動により、該出力プーリー(39a)が回動し、前記斜板操作ワイヤ(42)が移動してトラニオン軸(35)を回動し、油圧ポンプ(P)の可動斜板の傾斜状態を切り換えるように構成したので、走行変速装置がHSTであることから、走行変速に伴うクラッチ操作が不要である上、HST式走行変速装置の出力軸を電気的に制御でき、走行変速レバーのワイヤ連結機構を削除できて、組立が容易となる上、操作荷重が軽減されて、片手を離さずハンドルを握りながら指一本で操作できるような走行変速レバー(走行変速レバー47)も可能となり、走行変速操作に伴う運転状態の不安定さを解消する。
また、ハンドル振替に関しても、ハンドルの前後振替の検出手段(ハンドル前後検出センサS)を設けることで、電気的制御で自動的にHST式変速装置の出力軸の制御信号の切換によって前後進の切換ができ、ハンドルの前後振替に伴う複雑な走行変速系のワイヤ切換構造も不要となる。
【0043】
また、請求項2の如く、このようなHST式走行装置の出力軸制御用のコントローラーの配設位置として、左右のハンドル3・3間に跨設したハンドルカバー43内に配設したことで、他物との干渉回避、コンパクト化、更に、メンテナンスの容易化に貢献する。
【0044】
そして、請求項3の如き構成とすることで、HST式走行変速装置を電気式に制御する場合で、そのコントロール系回路が故障した場合に、直ちにその異常に基づいてエンジンが停止されるので、暴走を回避できる。
【0045】
また、請求項4の如き構成とすることで、HST式変速装置の出力軸コントロール系の制御回路のうち、前後進速度の設定手段の設定値の検出手段(設定用ポテンショメーターPM1または45)とコントローラー(走行変速コントローラーC)との間の回路にショートや断線が生じた場合に、強制的にHST式変速装置の出力軸が中立に戻ることにより、走行が停止し、該出力軸が設定外の状態になって暴走してしまうような状態を回避できる。また、この場合に、エンジン停止手段を作動させず、エンジン回転が停止せずに中立状態となって走行停止するようにすれば、前記の請求項5記載の構成と、後記の請求項7及び請求項8のエンジンが停止する緊急時と区別でき、前後進速度の設定手段の設定値の検出手段とコントローラーとの間の回路の故障であると判って、直ちに修理作業を施すことができる。
【0046】
そして、請求項5の如く、HST式変速装置の出力軸コントロール系の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段(変速モーター38)の作動量の検出手段(検出用ポテンショメーターPM2)とコントローラー(走行変速コントローラーC)との間の回路にショートや断線が生じた場合に、エンジン停止手段が作動して、強制的にエンジン駆動が停止し、暴走を防ぐことができる。またエンジンが停止しても慣性にてHSTポンプ軸が回転している場合に、変速操作中であれば、該検出手段が効かないので、HST式変速装置の出力軸制御手段を停止することができず、異常加速が生じて暴走を発生することも考えられるが、請求項6のように、更に、該制御手段の駆動を停止することで、それ以上に加速されることはなく、エンジンの回転停止と相まって、暴走を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る歩行型管理機の側面図である。
【図2】 走行変速の電気制御システムのブロック図である。
【図3】 ハンドルを後向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図である。
【図4】 同じく部分平面略図である。
【図5】 ハンドルを前向きにした時のハンドル台1及びハンドル基部の部分側面断面図である。
【図6】 同じく部分平面略図である。
【図7】 ミッションケース13の後面断面図である。
【図8】 HST式変速装置油圧ポンプ斜板操作用の斜板操作ケース19の内部構造を示す図1中X線矢視図である。
【図9】 ハンドルを握りながら指で操作可能とした走行変速レバー47の配設構造を示す平面一部断面図である。
【図10】 同じく後面一部断面図である。
【図11】 走行変速レバー47のガイド板の展開図である。
【図12】 走行変速コントロール系制御回路の異常時の対応プログラムを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
S ハンドル前後検出センサ
PM1 設定用ポテンショメーター
PM2 検出用ポテンショメーター
P 油圧ポンプ
M 油圧モーター
C 走行変速コントローラー
SW1 エンジン停止スイッチ
SW2 リミットスイッチ
RS リレースイッチ
BZ ブザー
1 ハンドル台
2 ハンドル基部フレーム
3 ハンドル
4 下菊座
5 上菊座
9 押当板
9’ 押当板
10 走行変速レバー
13 ミッションケース
19 斜板操作ケース
35 トラニオン軸
36 ワイヤアーム
37 ワイヤアーム
38 変速モーター
39 減速機
39a 出力プーリー
42 斜板操作ワイヤ
44 走行変速レバー取付板
45 ポテンショメーター
47 走行変速レバー
48 ガイド板
48a ガイド溝
Claims (6)
- ハンドル(3)を水平方向に回動して機体の前後に振替可能とし、走行変速装置としてHST式変速装置を採用した歩行型管理機において、ハンドル(3)の前後振替の検出手段、前後進速度の設定手段とその設定量の検出手段、及びHST式変速装置の出力軸制御手段を設け、これらの検出手段の入力に基づき、HST式変速装置の出力軸制御手段を作動制御すべく構成し、該HST式変速装置の出力軸制御手段は、ミッションケース(13)のHST式変速装置の内蔵部分に、斜板操作ケース(19)を配設し、該斜板操作ケース(19)よりHST式変速装置の油圧ポンプ(P)の可動斜板を操作するトラニオン軸(35)を突設し、該トラニオン軸(35)にはワイヤアーム(36・37)を固設し、該トラニオン軸(35)の側方に変速モーター(38)を配設し、該変速モーター(38)の軸に設けた出力プーリー(39a)に斜板操作ワイヤ(42)を巻回し、該斜板操作ワイヤ(42)の一端を一方のワイヤアーム(36)に、他端を他方のワイヤアーム(37)に連結し、該変速モーター(38)の駆動により、該出力プーリー(39a)が回動し、前記斜板操作ワイヤ(42)が移動してトラニオン軸(35)を回動し、油圧ポンプ(P)の可動斜板の傾斜状態を切り換えるように構成したことを特徴とする歩行型管理機の変速機構。
- 請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力する走行変速コントローラー(C)を、左右のハンドル(3・3)間に跨設したハンドルカバー(43)内に配設したことを特徴とする歩行型管理機の変速機構。
- 請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路にて異常が検出された場合に、該エンジン停止手段を作動させることを特徴とする歩行型管理機の変速機構。
- 請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、前後進速度の設定手段の設定量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、HST式変速装置の出力軸を中立にすることを特徴とする歩行型管理機の変速機構。
- 請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段の作動量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、該エンジン停止手段を作動させることを特徴とする歩行型管理機の変速機構。
- 請求項1記載の歩行型管理機の変速機構において、緊急のエンジン停止手段を設け、各検出手段の検出値を入力し、HST式変速装置の出力軸制御手段への作動制御信号を出力するコントロール系統の制御回路のうち、HST式変速装置の出力軸制御手段の作動量の検出手段による検出信号を入力する回路にて、ショートまたは断線が発生した場合に、該エンジン停止手段を作動させるとともに、HST式変速装置の出力軸制御手段の駆動を停止することを特徴とする歩行型管理機の変速機構。
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