JP4658869B2 - キーシフト式変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の変速ギヤから任意のギヤを選択し、選択した変速ギヤを駆動用の変速軸に係合させることで変速をおこなうキーシフト式変速装置に関する。

歩行型芝刈機などの作業機のなかには、走行速度を変える変速装置としてキーシフト式変速装置を備え、このキーシフト式変速装置を作業者が変速レバーで操作するように構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
実開平１−９８９５３号公報 特許文献１のキーシフト式変速装置を次図に基づいて説明する。

図９は従来のキーシフト式変速装置を示す断面図である。
キーシフト式変速装置２００は、車輪駆動軸（以下、「変速軸」という）２０１にボス部材２０２が嵌合され、ボス部材２０２に複数の変速ギヤ２０３…（…は複数個を示す）が回動可能に設けられ、複数の変速ギヤ２０３…に係合可能なキー部材２０４をシフタ２０５に連結し、シフタ２０５を中空軸２０６に沿って摺動自在に設け、シフタ２０５にシフトフォーク２０８が連結されている。

キー部材２０４は、ばね部材２０９のばね力で複数の変速ギヤ２０３…に向けて付勢される。
これにより、複数の変速ギヤ２０３…から選択した任意の変速ギヤ２０３にキー部材２０４のキー突部２０４ａが係合して変速ギヤ２０３をボス部材２０２に連結する。

このキーシフト式変速装置２００によれば、シフトフォーク２０８でシフタ２０５を中空軸２０６に沿って移動させることで、複数の変速ギヤ２０３…のうちから任意の変速ギヤ２０３を選択し、選択した変速ギヤ２０３にキー部材２０４のキー突部２０４ａを係合する。
キー突部２０４ａが変速ギヤ２０３に係合することで、変速ギヤ２０３がボス部材２０２に連結する。これにより、変速ギヤ２０３の回転がボス部材２０２を介して変速軸２０１に伝わる。

ところで、キー部材２０４およびばね部材２０９は、ボス部材２０２のボスガイド溝２０２ａや中空軸２０６の中空軸ガイド溝２０６ａ内に収納されている。
一方、ばね部材２０９は、その中央部２０９ａが突出するように湾曲状に形成され、突出した中央部２０９ａが、ボスガイド溝２０２ａの底面２０２ｂや中空軸ガイド溝２０６ａの底面２０６ｂに押し付けられている。

このばね部材２０９は、中央部２０９ａがボスガイド溝２０２ａの底面２０２ｂや中空軸ガイド溝２０６ａの底面２０６ｂに押し付けられた状態で、キー部材２０４とともに変速軸２０１の軸方向に摺動する。

ここで、中空軸２０６とボス部材２０２とは別部材で形成されているため、中空軸２０６とボス部材２０２との境界を通過する際に、ばね部材２０９の中央部２０９ａが特に摩耗する虞がある。
ばね部材２０９の中央部２０９ａが摩耗するために、耐久性を確保することが難しくなることが考えられる。

さらに、ばね部材２０９の中央部２０９ａが摩耗することで、ばね部材２０９のばね定数が変化することが考えられる。
ばね部材２０９のばね定数が変化するために、それぞれの変速ギヤ２０３…にキー部材２０４を良好に係合させることが難しくなり、変速を的確におこなえなくなることが考えられる。

本発明は、耐久性を確保することができ、かつ変速を的確におこなうことができるキーシフト式変速装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、変速軸に複数の変速ギヤを回動自在に設け、複数の変速ギヤのうちから任意の変速ギヤを選択し、選択した変速ギヤを変速軸と一体に回転させることで変速可能なキーシフト式変速装置において、前記変速軸に沿って移動自在に設けられたシフタと、このシフタに連結部が連結され、この連結部から前記変速軸に沿ってアーム部が延び、このアーム部の先端部に前記変速ギヤに係合可能なキー突部が設けられたキー部材と、このキー部材の連結部に基部が嵌め込まれ、この基部から前記アーム部に沿って板ばね部が前記変速軸側に非接触状態で延出され、この板ばね部の先端押圧部で前記キー突部を前記変速ギヤに係合する方向に押圧するばね部材と、を備え、前記キー突部を前記変速ギヤに係合することで、変速ギヤを前記変速軸に連結し、前記連結部は、前記ばね部材の前記基部に臨む第１接触面と第２接触面とを有し、前記第１接触面に対して、前記第２接触面は隣接し且つ傾斜して設けられることで、前記キー突部が前記変速ギヤに係合した係合状態においては、前記第１接触面が、前記基部に当接すると共に、前記第２接触面が、前記基部から離れ、前記キー突部が前記変速ギヤから退避した変速状態においては、前記第１接触面が、前記基部から離れると共に、前記第２接触面が、前記基部に当接するように構成されていることを特徴とする。

請求項２は、前記シフタは、前記連結部および前記基部を収容する前記収納凹部が形成され、前記変速軸に沿って直接摺動可能であることを特徴とする。

請求項３は、前記板ばね部は、前記連結部から前記アーム部に向かって直線的に延びていることを特徴とする。

請求項４は、前記板ばね部は、前記先端押圧部を除いた前記基部側の部位が前記アーム部から離れていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ばね部材の板ばね部を、キー部材のアーム部に沿って基部から変速軸側に非接触状態で延出する。そして、延出された板ばね部の先端押圧部でキー突部を変速ギヤに係合する方向に押圧する。

ばね部材の板ばね部を、変速軸側に対して非接触状態に保つことで、板ばね部の摩耗を防ぐことができる。このように、板ばね部の摩耗を防ぐことで、耐久性を確保することができるという利点がある。
さらに、板ばね部の摩耗を防ぐことで、板ばね部のばね定数を一定に保つことができる。これにより、変速ギヤにキー部材を良好に係合させることが可能になり、変速を的確におこなうことができるという利点がある。
加えて、請求項１では、シフタを変速軸に沿って直接摺動させる変速状態において、連結部の第２接触面を基部に接触させることができる。よって、基部を第２接触面で補強した状態に保つことが可能になる。
これにより、基部を変速軸に沿って円滑に摺動させることが可能になり、変速操作を良好におこなうことができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、キー部材の連結部およびばね部材の基部がシフタの収納凹部に収容される。そして、シフタを変速軸に沿って直接摺動させるように構成した。
シフタを変速軸に沿って直接摺動させることで、シフタの形状を小さくすることができる。
シフタの形状を小さくすることで、キーシフト式変速装置のコンパクト化を図ることができるという利点がある。

請求項４に係る発明では、板ばね部のうち、基部側の部位をアーム部から離すように形成した。よって、キー突部が変速ギヤの係合位置から退避する際に、キー部材の移動を板ばね部で妨げる虞がない、
これにより、キー突部を変速ギヤの係合位置から円滑に退避させることが可能になり、変速操作を良好におこなうことができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は作業者から見た方向に従い、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。
また、実施の形態においては、本発明に係るキーシフト式変速装置を歩行型芝刈機に設けた例について説明するが、本発明に係るキーシフト式変速装置の用途は歩行型芝刈機に限定するものではない。

図１は本発明に係るキーシフト式変速装置を備えた歩行型芝刈機を示す斜視図である。
歩行型芝刈機１０は、機体（図示せず）の前部に左右の前輪１１を備えるとともに後部に左右の後輪１２を備え、左右の前輪１１および左右の後輪１２間にエンジン１３を備え、このエンジン１３の下方に芝刈用刈刃１４を備え、エンジン１３の回転を左右の後輪１２に伝えるキーシフト式変速装置１５を備え、前記機体から後方へ操作用のハンドル１７を延ばしたものである。

キーシフト式変速装置１５は、ケース２１の上部から入力軸２４が上方に突出し、入力軸２４の上端に従動プーリ２５が設けられ、ケース２１の左右側部から後輪駆動軸２６が延出され、ケース２１の上部にクラッチアーム２７および変速アーム２８が設けられている。

ケース２１は、上部ケース２２および下部ケース２３をボルト３１…（…は複数を示す）で締め付けることにより、密封状態に組み立てられている。
従動プーリ２５は、駆動ベルト３２を介して駆動プーリ３３に連結されている。駆動プーリ３３は、エンジン１３に連結された駆動軸３４に設けられている。

後輪駆動軸２６の左端部に左ギヤ３６が備えられ、左ギヤ３６が左従動ギヤ３７に噛み合っている。左従動ギヤ３７に左車軸３８を介して左後輪１２が連結されている。
後輪駆動軸２６の右端部に右ギヤ４１が備えられ、右ギヤ４１が右従動ギヤ４２に噛み合っている。右従動ギヤ４２に右車軸４３を介して右後輪１２が連結されている。

クラッチアーム２７は、クラッチケーブル４５を介してクラッチレバー４６に連結されている。クラッチレバー４６は、ハンドル１７に揺動自在に設けられている。
クラッチレバー４６を操作することで、クラッチアーム２７が作動し、キーシフト式変速装置１５を「クラッチ入」と「クラッチ切」とに切り替える。

変速アーム２８は、変速ケーブル４７を介して変速レバー４８に連結されている。変速レバー４８は、ハンドル１７に設けられている。
変速レバー４８を操作することで、変速アーム２８が作動し、キーシフト式変速装置１５を変速する。

歩行型芝刈機１０によれば、エンジン１３を駆動することにより駆動軸３４が回転する。駆動軸３４が回転することで、駆動プーリ３３が回転するとともに、芝刈用刈刃１４が回転する。駆動プーリ３３が回転することで、駆動ベルト３２および駆動ベルト３２を介して入力軸２４が回転する。

入力軸２４の回転が後輪駆動軸２６に伝わる。後輪駆動軸２６の回転が、左車軸３８を介して左後輪１２に伝わるとともに、右車軸４３を介して右後輪１２に伝わる。
これにより、左右の後輪１２，１２および左右の前輪１１，１１で駆動しながら、芝刈用刈刃１４で芝草などの草を刈ることができる。
以下、キーシフト式変速装置１５について詳しく説明する。

図２は本発明に係るキーシフト式変速装置を示す断面図である。
キーシフト式変速装置１５は、密封状態のケース２１内の中間軸５１にクラッチ機構５２が設けられ、ケース２１内の中間軸５１および後輪駆動軸（以下、「変速軸」という）２６に変速機構５３が設けられ、ケース２１内に潤滑油が充填されている。
すなわち、クラッチ機構５２や変速機構５３は潤滑油中に浸漬されている。

中間軸５１は、左右の端部５１ａ，５１ｂがそれぞれ左右の中間軸ブッシュ５５，５６を介してケース２１に回転自在に支持されている。
変速軸２６は、左右の変速軸ブッシュ５７，５８を介してケース２１に回転自在に支持され、左右の側部２１ａ，２１ｂからケース２１の外部に延出されている。

変速軸２６の右変速軸ブッシュ５８近傍の部位に貫通孔６１が形成され、貫通孔６１に抜止ピン６２が差し込まれる。抜止ピン６２に隣接してカラー６３が設けられている。
カラー６３は、外周から抜止ピン６２側に折り曲げられた折曲片６３ａを備える。折曲片６３ａを抜止ピン６２の両端側に配置することで、抜止ピン６２が貫通孔６１から抜け出すことを防止する。

クラッチ機構５２は、中間軸５１に左右のコーン６５，６６が嵌め込まれ、左右のコーン６５，６６がそれぞれ左右のロックピン６７，６８で中間軸５１にロックされ、左右のコーン６５，６６にギヤリング７１が嵌め込まれ、左コーン６５の左側に左スラストワッシャ（スラストベアリング）７２が設けられ、右コーン６６の右側に右スラストワッシャ（スラストベアリング）７３が設けられ、左スラストワッシャ７２に隣接して押圧プレート７４が設けられ、押圧プレート７４の後端部７４ａにカム部材７５のカム８１が接触している。
カム部材７５のカム軸８２（図１参照）にクラッチアーム２７が連結されている。

ギヤリング７１は、外周にウォームホイール７６が形成され、内周に左右の傾斜面７７，７８が形成されている。ウォームホイール７６にウォーム７９が噛み合っている。ウォーム７９は入力軸２４（図１も参照）に同軸上に形成されている。
よって、入力軸２４が回転すると、ウォーム７９が回転し、ウォーム７９の回転がウォームホイール７６に伝わる。

この状態で、図１に示すカム軸８２をクラッチアーム２７で操作して、カム８１で押圧プレート７４を左スラストワッシャ７２に押し付ける。
左コーン６５の傾斜面６５ａが、ギヤリング７１の左傾斜面７７に押圧されるとともに、右コーン６６の傾斜面６６ａが、ギヤリング７１の右傾斜面７８に押圧される。
これにより、ギヤリング７１の回転が左右のコーン６５，６６および左右のロックピン６７，６８を介して中間軸５１に伝えられる。

変速機構５３は、中間軸５１に第１〜第３の駆動ギヤ８４〜８６が複数個設けられ、第１〜第３の駆動ギヤ８４〜８６に第１〜第３の変速ギヤ（変速ギヤ）８７〜８９が噛み合い、第１〜第３の変速ギヤ８７〜８９がボス部材９０に回転自在に取り付けられ、ボス部材９０が変速軸２６に取り付けられ、ボス部材９０の右側にシフタ９２が設けられ、シフタ９２にキー部材９４およびばね部材９６（図３参照）が設けられ、シフタ９２を操作するシフトフォーク９８を備える。
シフトフォーク９８には、変速操作軸９９を介して変速アーム２８（図１参照）が設けられている。

図１に示す変速レバー４８を操作することで、変速アーム２８が作動して変速操作軸９９が回動する。変速操作軸９９が回動することで、シフトフォーク９８が変速操作軸９９を軸にしてスイング移動する。シフトフォーク９８がスイング移動することで、シフタ９２が変速軸２６に沿って摺動する。

図３は図２の３−３線断面図、図４は本発明に係るキーシフト式変速装置の要部を示す斜視図、図５は本発明に係るキーシフト式変速装置の要部を示す分解斜視図である。
変速軸２６にはボス部材９０が嵌め込まれている。ボス部材９０は、中空状の筒体に形成され、右端部にフランジ部１０１が形成され、外周９０ａに長手方向に延びる一対のガイド溝１０２，１０２が形成され、フランジ部１０１側の内周９０ｂに一対の凹部１０３，１０３が形成されている。

一対のガイド溝１０２，１０２は、１８０度の間隔をおいて形成されている。一対の凹部１０３，１０３は、１８０度の間隔をおいて形成されている。
そして、一対の凹部１０３，１０３は、一対のガイド溝１０２，１０２に対して９０度ずれた位置に形成される。

変速軸２６にボス部材９０を嵌め込むとともに、一対の凹部１０３にロックピン１０５（図２も参照）の両端部１０５ａ，１０５ａを受け入れる。ロックピン１０５は、変速軸２６の貫通孔１０６に貫通されている。
よって、ボス部材９０は、変速軸２６と一体に回転する。
ボス部材９０には、第１変速ギヤ８７、第２変速ギヤ８８および第３変速ギヤ８９が回転自在に嵌め込まれている。

第１変速ギヤ８７は、内周に４個の第１係合溝８７ａ…が９０度の間隔をおいて形成されている。
第２変速ギヤ８８は、内周に４個の第２係合溝８８ａ…が９０度の間隔をおいて形成されている。
第３変速ギヤ８９は、内周に４個の第３係合溝８９ａ…が９０度の間隔をおいて形成されている。
第１〜第３の係合溝８７ａ…，８８ａ…，８９ａ…を９０度の間隔をおいて４個形成することで、４個のうちから選択した２個にキー部材９４を嵌合させる。

図３に示すように、第１変速ギヤ８７とフランジ部１０１との間に第１スペーサ１１１が配置されている。第１変速ギヤ８７と第２変速ギヤ８８との間に第２スペーサ１１２が配置されている。第２変速ギヤ８８と第３変速ギヤ８９との間に第３スペーサ１１３が配置されている。
ボス部材９０の左端部と左変速軸ブッシュ５７との間にワッシャ１１４が配置されている。

シフタ９２は、焼結合金で筒状体に成形され、摺動面としての内周面９２ａ（図５参照）が形成され、内周面９２ａに一対の収容凹部１１６が形成され、外周面９２ｂに環状溝１１７が機械加工で形成されている。
内周面９２ａは、変速軸２６に対して摺動可能な摺動面である。
焼結合金は、一例として、銅（Ｃｕ）、炭素（Ｃ）や鉄（Ｆｅ）の粉体を焼結して得られた合金である。

シフタ９２を焼結合金で成形することで、焼結合金内の気孔が内周面９２ａに露出して凹部９３…（図５参照）が形成される。
この凹部９３…は、内周面９２ａが変速軸２６に沿って摺動する妨げにならない微細な凹みである。

凹部９３…に潤滑油を蓄えることができる。この潤滑油は、図２に示すケース２１内に充填されている。
凹部９３…に潤滑油を蓄えることで、内周面９２ａの変速軸２６に対する潤滑性をさらに高めることができる。

シフタ９２を変速軸２６に嵌合することで、内周面９２ａが変速軸２６に接触する。よって、シフタ９２を変速軸２６に沿って移動させることで、内周面９２ａが変速軸２６に接触した状態で摺動する。
すなわち、シフタ９２は、変速軸２６に沿って直接摺動する部材である。

内周面９２ａには、一対の収容凹部１１６が１８０度の間隔をおいて形成されている。
一対の収納凹部１１６は、シフタ９２を焼結合金で成形する際に同時に成形された凹部である。
これにより、シフタ９２を成形後に一対の収納凹部１１６を機械加工する手間を省くことができるので、加工費を抑えて生産性の向上を図ることができる。

収容凹部１１６には、キー部材９４の連結部１２１およびばね部材９６の基部１２５が収容される。連結部１２１はシフタ９２に連結され、基部１２５は、連結部１２１に嵌め込まれている。
ここで、上下側のキー部材９４は、それぞれ同じ部材である。また、上下側のばね部材９６は、それぞれ同じ部材である。
なお、キー部材９４の連結部１２１およびばね部材９６の基部１２５については後述する。

シフタ９２の外周面９２ｂに環状溝１１７が形成されている。この環状溝１１７に、シフトフォーク９８に備えた一対のピン９８ａ，９８ａ（図４参照）が差し込まれている。変速アーム２８を変速ケーブル４７で操作することで変速操作軸９９が回動する。
これにより、シフトフォーク９８が変速操作軸９９を軸にしてスイング移動し、一対のピン９８ａ，９８ａでシフタ９２を変速軸２６に沿って長手方向に摺動させる。

以上説明したように、シフタ９２は、キー部材９４の連結部１２１およびばね部材９６の基部１２５を収納凹部１１６に収容し、変速軸２６に沿って直接摺動させるように構成されている。
シフタ９２を変速軸２６に沿って直接摺動させることで、シフタ９２の形状を小さくすることができる。
シフタ９２の形状を小さくすることで、キーシフト式変速装置１５のコンパクト化を図ることができる。

さらに、シフタ９２を変速軸２６に沿って直接摺動させることで、従来必要とされていた中空軸（図９の従来技術に示す）を、変速軸２６とシフタ９２との間に介在させる必要がない。
このように、キーシフト式変速装置１５から前記中空軸を除去することで、部品点数を減らすことが可能になり、キーシフト式変速装置１５の組付け作業を容易におこなうことができる。

キー部材９４は、シフタ９２の収容凹部１１６に収容されるとともにシフタ９２に連結される連結部１２１と、連結部１２１から変速軸２６に沿って延びるアーム部１２２と、アーム部１２２の先端部１２２ａに形成されたキー突部１２３とからなる。
連結部１２１は、収容凹部１１６に収納された支え部１３１と、支え部１３１の左端からシフタ９２の左壁９２ｃに沿って立ち上げた左突部１３２と、支え部１３１の右端からシフタ９２の右壁９２ｄに向けて立ち上げた右突部１３３とを有する。

この連結部１２１は、支え部１３１、左突部１３２および右突部１３３で略コ字状に形成されることで、シフタ９２に係合可能な係合凹部１３４を備える。
係合凹部１３４をシフタ９２に係合することで、左突部１３２が左壁９２ｃに当接するとともに、右突部１３３が右壁９２ｄに当接する。
これにより、連結部１２１は、収容凹部１１６に収容されるとともにシフタ９２に連結された状態に保たれる。

加えて、係合凹部１３４はシフタ９２に対して相対移動可能に形成されている。
具体的には、係合凹部１３４をシフタ９２に対して相対移動可能に連結することで、キー部材９４が連結部１２１を中心にしてスイング移動可能となる。
キー部材９４が連結部１２１を中心にしてスイング移動することで、キー突部１２３を第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９に係合した係合状態と、第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９から退避した変速状態とに移動させることができる。

さらに、連結部１２１の支え部１３１は、基部１２５に臨む第１接触面１３１ａおよび第２接触面（接触面）１３１ｂを有する。
第１接触面１３１ａおよび第２接触面１３１ｂは、それぞれの面１３１ａ，１３１ｂの境界部１３１ｃ（図６参照）が頂部となるよう傾斜状に形成されている。

第１接触面１３１ａは、キー突部１２３が第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９に係合した係合状態において基部１２５に当接し（図３参照）、キー突部１２３が第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９から退避した変速状態において基部１２５から離れる（図６（ｂ）参照）。

第２接触面１３１ｂは、キー突部１２３が第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９に係合した係合状態において、第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９に向けて基部１２５から離れ（図３参照）、キー突部１２３が第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９から退避した変速状態において、基部１２５に当接する（図７（ｂ）参照）。

アーム部１２２は、連結部１２１の左突部１３２から変速軸２６の軸方向（長手方向）に沿って延びた部位である。このアーム部１２２の先端部１２２ａ（図５参照）にキー突部１２３が形成されている。
キー突部１２３は、第１〜第３の係合溝８７ａ，８８ａ，８９ａに係合可能に略台形状に形成されている。

キー突部１２３の底面１２３ａに、ばね部材９６の先端押圧部１２６ａを当接させる。ばね部材９６の付勢力でキー突部１２３を変速軸２６から離れる方向に向けて付勢する。
これにより、キー突部１２３を第１〜第３の係合溝８７ａ，８８ａ，８９ａに係合させることができる。
なお、キー突部１２３およびアーム部１２２は、ガイド溝１０２内において長手方向に移動自在に配置される。

図６は本発明に係るキーシフト式変速装置のキー部材およびばね部材を示す側面図である。
ばね部材９６は、連結部１２１に嵌め込み可能な基部１２５と、基部１２５から延出されて先端押圧部１２６ａがキー突部１２３に当接する板ばね部１２６とを有する。
基部１２５は、変速軸２６に接触した状態で軸方向（長手方向）に摺動する摺動部１２７と、摺動部１２７の左端から立ち上げた左立上片１２８と、摺動部１２７の右端から立ち上げた右立上片１２９とを有する。
この基部１２５は、摺動部１２７および左右の立上片１２８，１２９で略コ字状に形成されることで、キー部材９４の連結部１２１に嵌め込み可能な嵌合凹部１３０を備える。

板ばね部１２６は、基部１２５の左立上片１２８からアーム部１２２に沿って延出され、先端押圧部１２６ａでキー突部１２３を第１〜第３の係合溝８７ａ，８８ａ，８９ａ（図３参照）に係合する方向に押圧する。
すなわち、板ばね部１２６は、キー突部１２３を第１〜第３の係合溝８７ａ，８８ａ，８９ａに係合する方向に付勢する部材である。

図３に戻って、板ばね部１２６は、変速軸２６側の部材としてのガイド溝１０２の底面１０２ａに非接触状態で延出される。
板ばね部１２６をガイド溝１０２の底面１０２ａに対して非接触状態に保つことで、板ばね部１２６の摩耗を防ぐことが可能になり、耐久性を確保することができる。
さらに、板ばね部１２６の摩耗を防ぐことで、板ばね部１２６のばね定数を一定に保つことができる。これにより、第１〜第３の変速ギヤ８７〜８９にキー部材９４のキー突部１２３を良好に係合させて、変速を的確におこなうことができる。

加えて、板ばね部１２６をガイド溝１０２の底面１０２ａに非接触状態に保つようにした。ばね部材１２６をガイド溝１０２の底面１０２ａに非接触状態に保つことで、ガイド溝１０２の底面１０２ａと、従来必要とされていた中空軸（図示せず）の底面との境界に段差を生じないようにする必要はない。
これにより、ガイド溝１０２の底面１０２ａや、従来必要とされていた中空軸の底面を精度よく加工する必要がなく、加工費を抑えることができる。

また、板ばね部１２６は、先端押圧部１２６ａを除いた部位１２６ｂ、すなわち基部１２５側の部位１２６ｂがアーム部１２２から離されている。
板ばね部１２６のうち、基部１２５側の部位１２６ｂをアーム部１２２から離すことで、キー突部１２３が第１〜第３の変速ギヤ８７〜８９の係合位置から退避する際に、キー部材９４の移動を板ばね部１２６で妨げる虞がない、
これにより、キー突部１２３を第１〜第３の変速ギヤ８７〜８９の係合位置から円滑に退避させて、変速操作を良好におこなうことができる。

板ばね部１２６は、先端押圧部１２６ａがキー突部１２３の底面１２３ａに当接されている。
板ばね部１２６の先端押圧部１２６ａをキー突部１２３の底面１２３ａに当接させることで、先端押圧部１２６ａでキー突部１２３を第１〜第３の係合溝８７ａ，８８ａ，８９ａ側に押圧する。よって、キー突部１２３を第１〜第３の係合溝８７ａ，８８ａ，８９ａに係合させて、第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９を変速軸２６に連結する。

これにより、図４に示す変速ケーブル４７で変速アーム２８を操作してシフタ９２を変速軸２６に沿って軸方向に摺動させることで、第１〜第３の変速ギヤ８７，８８，８９のうちから任意の変速ギヤを選択し、選択した変速ギヤを変速軸２６と一体に回転させることができる。

つぎに、キーシフト式変速装置１５で変速操作をする例を図７〜図８に基づいて説明する。
なお、図７〜図８においては、上側のキー部材９４およびばね部材９６について説明して、下側のキー部材９４およびばね部材９６の説明は省略する。

図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るキーシフト式変速装置において第３変速ギヤから第２変速ギヤに変速する例を説明する図である。
（ａ）に示すように、第３変速ギヤ８９の第３係合溝８９ａに、キー部材９４のキー突部１２３が係合している。
第３係合溝８９ａにキー突部１２３を係合することで、第３変速ギヤ８９を変速軸２６と一体に回転させることができる。

キー突部１２３が第３係合溝８９ａに係合した状態において、第１接触面１３１ａが基部１２５に当接した状態に保たれる。
なお、この状態において、板ばね部１２６は、ガイド溝１０２の底面１０２ａに非接触状態に、かつ、基部１２５側の部位１２６ｂがアーム部１２２から離れた状態に保たれている。

この状態から、シフタ９２を変速軸２６に沿って軸方向に矢印Ａの如く摺動させる。
ここで、キー部材９４は、連結部１２１を中心にしてスイング移動可能にシフタ９２に連結されている。
よって、キー突部１２３が第３スペーサ１１３側に移動することで、キー突部１２３が板ばね部１２６の付勢力に抗して矢印Ｂの如く第３係合溝８９ａから離れる方向に移動する。

ここで、シフタ９２の内周面９２ａに凹部９３…が形成され、凹部９３…に潤滑油を蓄えることで、内周面９２ａの変速軸２６に対する潤滑性を一層高めることができる。
これにより、シフタ９２を第３変速ギヤ８９の係合位置から円滑に退避させることができる。
さらに、板ばね部１２６のうち、基部１２５側の部位１２６ｂがアーム部１２２から離れた状態に保たれている。
これにより、キー突部１２３をシフタ９２とともに第３変速ギヤ８９の係合位置から円滑に退避させることができる。

（ｂ）において、キー突部１２３の頂面１２３ｂが、第３スペーサ１１３の内周１１３ａに当接する。
第１接触面１３１ａが基部１２５から離れ、第２接触面１３１ｂが基部１２５に当接した状態に保たれる。
なお、板ばね部１２６は、ガイド溝１０２の底面１０２ａに非接触状態に保たれている。

この状態において、シフタ９２を変速軸２６に沿って軸方向に矢印Ａの如く継続して摺動させる。
第２接触面１３１ｂが基部１２５に当接しているので、第２接触面１３１ｂで基部１２５を補強した状態に保たれる。
これにより、基部１２５を変速軸２６に沿って円滑に摺動させることが可能になり、変速操作を良好におこなうことができる。

図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るキーシフト式変速装置において第２変速ギヤおよび第１変速ギヤに係合した例を説明する図である。
（ａ）において、第２変速ギヤ８８の第２係合溝８８ａに、キー部材９４のキー突部１２３が係合する。
第２係合溝８８ａにキー突部１２３を係合することで、第２変速ギヤ８８を変速軸２６と一体に回転させることができる。

板ばね部１２６は、ガイド溝１０２の底面１０２ａに非接触状態に、かつ、基部１２５側の部位１２６ｂがアーム部１２２から離れた状態に保たれている。
この状態から、シフタ９２を変速軸２６に沿って軸方向に矢印Ｃの如く摺動させる。

（ｂ）において、第１変速ギヤ８７の第１係合溝８７ａに、キー部材９４のキー突部１２３が係合する。
第１係合溝８７ａにキー突部１２３を係合することで、第１変速ギヤ８７を変速軸２６と一体に回転させることができる。
板ばね部１２６は、ガイド溝１０２の底面１０２ａに非接触状態に、かつ、基部１２５側の部位１２６ｂがアーム部１２２から離れた状態に保たれている。

図７および図８で説明したように、ばね部材９６の板ばね部１２６をガイド溝１０２の底面１０２ａに対して非接触状態に保つことで、板ばね部１２６の摩耗を防ぐことが可能になり、耐久性を確保することができる。
さらに、板ばね部１２６の摩耗を防ぐことで、板ばね部１２６のばね定数を一定に保つことができる。これにより、第１〜第３の変速ギヤ８７〜８９にキー部材９４のキー突部１２３を良好に係合させて、変速を的確におこなうことができる。

なお、前記実施の形態では、本発明に係るキーシフト式変速装置１５を歩行型芝刈機１０に適用した例について示したが、これに限らないで、その他の作業機に適用することも可能である。
例えば、歩行型草刈機、歩行型除雪機、歩行型耕耘機、動力機付きの歩行型一輪・二輪・三輪・四輪運搬車などに適用可能である。

本発明は、複数の変速ギヤから任意のギヤを選択し、選択した変速ギヤを駆動用の変速軸に係合させることで変速をおこなうキーシフト式変速装置への適用に好適である。

本発明に係るキーシフト式変速装置を備えた歩行型芝刈機を示す斜視図である。 本発明に係るキーシフト式変速装置を示す断面図である。 図３は図２の３−３線断面図である。 本発明に係るキーシフト式変速装置の要部を示す斜視図である。 本発明に係るキーシフト式変速装置の要部を示す分解斜視図である。 本発明に係るキーシフト式変速装置のキー部材およびばね部材を示す側面図である。 本発明に係るキーシフト式変速装置において第３変速ギヤから第２変速ギヤに変速する例を説明する図である。 本発明に係るキーシフト式変速装置において第２変速ギヤおよび第１変速ギヤに係合した例を説明する図である。 従来のキーシフト式変速装置を示す断面図である。

符号の説明

１５…キーシフト式変速装置、２６…変速軸（後輪駆動軸）、５３…変速機構、８７…第１変速ギヤ（変速ギヤ）、８８…第２変速ギヤ（変速ギヤ）、８９…第３変速ギヤ（変速ギヤ）、９０…ボス部材、９２…シフタ、９４…キー部材、９６…ばね部材、１０２…ガイド溝、１０２ａ…ガイド溝の底面（変速軸側の部材）、１１６…収納凹部、１２１…連結部、１２２…アーム部、１２２ａ…アーム部の先端部、１２３…キー突部、１２５…基部、１２６…板ばね部、１２６ａ…板ばね部の先端押圧部、１２６ｂ…基部側の部位、１３１ａ…第１接触面、１３１ｂ…第２接触面。

Claims (4)

1. 変速軸に複数の変速ギヤを回動自在に設け、複数の変速ギヤのうちから任意の変速ギヤを選択し、選択した変速ギヤを変速軸と一体に回転させることで変速可能なキーシフト式変速装置において、
   前記変速軸に沿って移動自在に設けられたシフタと、
   このシフタに連結部が連結され、この連結部から前記変速軸に沿ってアーム部が延び、このアーム部の先端部に前記変速ギヤに係合可能なキー突部が設けられたキー部材と、
   このキー部材の連結部に基部が嵌め込まれ、この基部から前記アーム部に沿って板ばね部が前記変速軸側に非接触状態で延出され、この板ばね部の先端押圧部で前記キー突部を前記変速ギヤに係合する方向に押圧するばね部材と、
   を備え、
   前記キー突部を前記変速ギヤに係合することで、変速ギヤを前記変速軸に連結し、
   前記連結部は、前記ばね部材の前記基部に臨む第１接触面と第２接触面とを有し、
   前記第１接触面に対して、前記第２接触面は隣接し且つ傾斜して設けられることで、
   前記キー突部が前記変速ギヤに係合した係合状態においては、前記第１接触面が、前記基部に当接すると共に、前記第２接触面が、前記基部から離れ、
   前記キー突部が前記変速ギヤから退避した変速状態においては、前記第１接触面が、前記基部から離れると共に、前記第２接触面が、前記基部に当接するように構成されていることを特徴とするキーシフト式変速装置。
2. 前記シフタは、前記連結部および前記基部を収容する前記収納凹部が形成され、
   前記変速軸に沿って直接摺動可能であることを特徴とする請求項１記載のキーシフト式変速装置。
3. 前記板ばね部は、前記連結部から前記アーム部に向かって直線的に延びていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のキーシフト式変速装置。
4. 前記板ばね部は、前記先端押圧部を除いた前記基部側の部位が前記アーム部から離れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のキーシフト式変速装置。

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