JP4896321B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機からの出力を無段階に変速するためのベルトプーリ式の無段変速装置の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、農作業機等においてエンジン(原動機)の動力を変速して駆動車輪あるいは各種の作業部(PTO軸)に伝達するためのベルトプーリ式の無段変速装置として、例えば、特開平5−49852号公報では、駆動軸に固定された固定シーブに対して遠近動する可動シーブとから成る駆動側可動プーリと、従動軸に固定された固定シーブに対して遠近動する可動シーブとから成る従動側可動プーリとにベルトを巻掛けし、前記駆動側プーリにおける可動シーブの移動方向と、従動側プーリにおける可動シーブの移動方向とを互いに逆作動させて変速されるように構成してなる無段変速装置において、各プーリには、可動シーブを固定シーブに対して接近離間させてプーリのプーリ径(プーリに対するベルトの有効半径)を変化させるためのカム機構を備え、両プーリにおける可動シーブ同士を1本の連結杆にて連結すると共に、一方の可動シーブを移動させる操作レバーにて、前記両可動シーブを同一方向に回動させることにより、無段階に変速するという構成が開示されている。
【0003】
この構成では両カム機構の可動カムが1本の連結杆にて互いに連動連結されているので、駆動軸と従動軸との両回転軸間の変速切替え時に、駆動及び従動の両プーリにおける各可動シーブが互いに逆方向に同期して開閉(広狭)し、両プーリ間の開閉力が逆になって、両プーリ間の開閉力が部分的に互いに相殺し合い、両回転軸間の変速操作を小さい操作力で行えるというものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記先行技術では、その公報にも記載されているように、一般に、ベルトに作用する初張力は、駆動側プーリに入力される回転トルクにより張り側及び弛み側張力に分かれ、この両張力の差により駆動側プーリから従動側プーリに動力伝達が行われる。各プーリに発生する推力(ベルトをプーリが推す力)は、プーリが回転しない静的状態或いは回転している状態でも、伝動負荷が小さい状態では略同じであるが、伝動負荷が大きくなると、ベルトにおける張力分布の変化により駆動側プーリの推力が常に従動側プーリの推力よりも大きくなり、両推力に差が生じ、その両推力の差よりも大きい操作力で変速操作する必要があった。
【0005】
そして、変速操作のために駆動側プーリのカム手段(可動カム)と、従動側プーリのカム手段(可動カム)とを1つの操作部にて互いに逆方向に移動させる場合には、駆動側操作ロッドと、従動側操作ロッドとに、互い逆向きの力が作用することになる。その場合、もし、前記駆動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量と、従動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量とを等しくした場合には、特に、低速状態から高速状態に変速するとき、駆動側プーリにおける可動シーブがベルトの推進力に抗して開こうとする力(駆動側プーリの推力)が、従動側プーリの推力よりも大きくなるから、前記駆動側操作ロッドに作用する引張力が従動側操作ロッドの押される力より大きくなる。従って、前記1つの操作部に作用する抵抗力は、低速から高速に変速操作するときと、高速から低速に変速操作するときとでちぐはぐとなり、操作フィーリングが揃わないという問題があった。
【0006】
そして、前記先行技術のように、変速のために両プーリのカム機構を1本の連結杆を介して回転軸回りに同一角度だけ回動させると、駆動側プーリと従動側プーリとにおけるカム機構を同じ寸法形状にしていることとが相俟って、低速側から高速側に変速操作するときの操作力が大きくなり、操作し難いという問題があった。
【0007】
このような問題は、両可動シーブのカム機構を1本の連結杆で連結することに変えて、別々の作動機構とし、この両作動機構を1つの操作部で、変速操作を実行したい場合にも同様である。また、そのような不具合を解決するために、いわゆるトルクカムを利用して操作力を低減することも考えられるが、部品点数が増大し、コストも増えるという問題があった。
【0008】
本発明は、前述の問題を解決すべくなされたものであって、操作力を極めて少なくできるようにしたベルトプーリ式の無段変速装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するため、請求項1の発明の無段変速装置は、駆動軸に固定された固定シーブに対して接離動する可動シーブとから成る駆動側プーリと、従動軸に固定された固定シーブに対して遠近動する可動シーブとから成る従動側プーリとにベルトを巻掛けし、前記駆動側プーリにおける可動シーブの移動方向と、従動側プーリにおける可動シーブの移動方向とを互いに逆作動させて変速されるように構成してなる無段変速装置において、前記駆動側プーリにおける可動シーブを移動させる作動機構と、従動側プーリにおける可動シーブを移動させる作動機構とを1つの操作部を介して作動させるように構成し、前記駆動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量を、従動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量より少なくなるように設定し、前記両作動機構は、可動シーブに設けたカム手段からなり、カム手段における固定カムに接触する可動カムを各プーリの回転軸線回りに回動可能に構成し、該各可動カムを回動操作させる作動アームのアーム長さを、駆動側プーリのものを従動側プーリのものより長くなるように設定しているというものである。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
図1は本発明を適用した農作業機としての田植機の側面図、図2は平面図、図3はエンジン、ミッションケース及び本発明に係るベルトプーリ式の無段変速装置の斜視図、図4は車体フレームの斜視図、図5は無段変速装置及びその操作部を示す平面図、図6は無段変速装置の側面図、図7は断面図、図8は駆動側プーリの平面図、図9は従動側プーリの平面図、図10は変速操作を説明するための側面図、図11は無段変速装置の操作部の側面図、図12は無段変速装置の操作部の斜視図である。
【0015】
本発明における田植機は4条植え式の乗用型田植機であり(図2参照)、当該田植機は、走行機体1とその後部に連結された苗植装置9とにより構成されている。走行機体1の車体フレーム2の前部及び後部には各々左右一対の前輪3,3、後輪4,4が懸架されている。車体フレーム2は図3〜図5に示すように、 走行機体1の前後方向に長い左右一対のメインフレーム80、81と、それらの前端をつなぐ平面視略U字状のフロントフレーム82と、該フロントフレーム82の左右中央に前端が接続され、前記左右一対のメインフレーム80、81から横に延びるフロント連結フレーム83に後寄り側部が連結されたエンジン台84と、前記左右一対のメインフレーム80、81の後端間に接続した下向きU字状のリアフレーム85とからなり、メインフレーム80、81の前後方向中途部はセンター連結フレーム86にて連結され、前記フロント連結フレーム83の外側両端とフロントフレーム82の左右後端とが連結されて強固な枠体が構成されている。
【0016】
車体フレーム2の前部におけるエンジン台84には原動機としてのエンジン5が搭載されており、当該エンジン5より後方の車体フレーム2の左右略中央部位には、前後(走行機体1の進行方向に沿う方向)に長いミッションケース6が配置されている。該ミッションケース6の前端はエンジン台84の後端の取付け部材87に取付けられ、ミッションケース6の前後中途部はセンター連結フレーム86の左右中央部に固定した取付け部材88の下部に連結され、さらに、ミッションケース6の後端部は一体的に設けられたリアアクスルケース6aを介して取付けプレート89によりリアフレーム85の下端に連結されている。
【0017】
エンジン5の動力は、後に詳述するベルトプーリ式の無段変速装置10を介してミッションケース6に伝達されたのち、ミッションケース6の前部に設けたフロントアクスルケース6bを介して左右両前輪3,3に伝達されるとともに、ミッションケース6の後部に設けたリヤアクスルケース6aを介して左右両後輪4,4にも伝達されるように構成されている。
【0018】
ミッションケース6等を覆う車体カバー11の上部には、運転座席7が設けられており、これに座る作業者は、エンジン5を覆うボンネットカバー12の後端に立設した操向丸ハンドル8を操作して、前輪3,3の操向を行う。なお、ボンネットカバー12の下部左右両側に配置されたサイドデッキパネル13、13の外側であって、前記前記フロント連結フレーム83の外側両端に設けた角パイプ状の取付け部材14、14には、予備苗載台15,15のための支柱状の支持部16(図1で一方のみ示す)が立設されている。
【0019】
なお、走行機体1の後端に配設した平行リンク機構17を介して苗植装置9が上下動可能に連結されている。当該苗植装置9は、昇降用油圧シリンダ18で昇降調節可能に構成されており、ミッションケース6に後向き突設した植付PTO軸(図示せず)から自在継手伝動軸(図示せず)等を介して動力伝達される伝動ケース50,50(実施形態では2つ)と、該各伝動ケース50、50から立設する支柱52に上レールと、左右両伝動ケース50,50の上面間に装架した下レールとに左右摺動可能に載置された苗載台51は、その上端が走行機体1の後部に接近するように前傾状に配置され、左右往復移動するように構成されている。
【0020】
各伝動ケース50、50の左右両側面には、上下回転するロータリ式の苗植付機構53が配設されている。これら各苗植付機構53の植付杆54は、苗載台51の下端と圃場面との間を上下昇降しながら、当該各植付杆22の先端の植付爪にて苗載台51から1株分の苗を取り出して、この苗を圃場に植え付けるように構成されている(図1及び図2参照)。
【0021】
また、苗植装置9の下部には、圃場の泥面を滑走するフロート55(実施形態では3つ)が配設されており、苗植装置9の左右のバランスを良好に保ち、苗の植付け姿勢を安定させるようになっている。
【0022】
なお、図1及び図2に示すように、施肥装置60は、運転座席7の後方で左右(走行機体1の横幅方向)に並べて配置した複数(実施形態では4つ)の肥料貯蔵用のホッパ61と、これら各ホッパ61の下部に設けた繰出し機構62と、当該各繰出し機構62と、フロート55の側方に配置した作溝器63とを接続する搬送管64等からなり、送風機65からの圧風(空気)は、横長のエアタンク66を介して各繰出し機構62の下部のホースジョイント(図示せず)に向かって吹き込む。これにより、各ホースジョイント内に放出された肥料は、前記圧風とともに各搬送管64を経て、対応する作溝器63から圃場における植付条の側部に放出される。
【0023】
なお、車体カバー11のうち運転席7の側方(実施形態では右側)には、副変速兼用の植付昇降レバー66が配置され、また運転部には主変速レバー67及び苗継ぎレバー68が設けられ、サイドデッキパネル13、13には主クラッチペタル69やブレーキペタル70等が配置されている。
【0024】
次に、図3、図5〜図10を参照しながら、ベルトプーリ式の無段変速装置10の構成について説明する。無段変速装置10は、エンジン5とミッションケース6との一側(実施形態では左側面)と一方(左側)のメインフレーム80との間に配置され、エンジン5の側面から突出する駆動軸20に設けられた駆動側プーリ21と、ミッションケース6の側面に突出する従動軸(入力軸)22に設けられた従動側プーリ23と、両プーリ21、23に巻掛けるベルト24等から構成されている。
【0025】
駆動側プーリ21における固定シーブ25及び可動シーブ26、従動側プーリ23における固定シーブ39、可動シーブ41は共に円錐面を対向させて配置するものである。
【0026】
駆動側プーリ21における固定シーブ25は、エンジン5の側面に近い側に配置されるものとし、そのボス部25aを前記駆動軸20に被嵌し、キー等により軸線方向に移動不能に固定して一体的に回転するように構成する。可動シーブ26のボス部内径に形成したキー溝を前記ボス部25aの外周に固定した滑りキー27に摺動自在に被嵌させたり、別の実施形態として固定シーブ25のボス部25aと可動シーブ26のボス部とにスプライン溝とスプライン軸とを形成する等して、可動シーブ26が固定シーブ25に対して接近・離間可能となるように構成する。この可動シーブ26は固定シーブ25よりも前記一方のメインフレーム80の内面側に近い側に配置されている。
【0027】
前記エンジン5の側面に基端をボルト等にて固定したカバー兼用の支持体29は、平面視において前記一方のメインフレーム80の内面側と前記エンジン5の側面との間に配置され(図3、図5及び図7参照)、該支持体29には、作動機構におけるカム手段30の一方の要素としての固定カム31がボルト28にて固定されており、該固定カム31の内径部に対してベアリング軸受32を介して固定シーブ25のボス部25aが相対的に回転可能に軸支されている。他方、可動シーブ26の背面側にはベアリング軸受33を介してカム手段30の他方の要素としての可動カム34が相対的に回動可能に装着されている。実施形態においては、前記カム手段30は、可動カム34の背面に形成される傾斜カム面34aと、この傾斜カム面34aに当接するように固定カム31の円盤面に支持台36を介して回転可能に設けられたベアリング等の転動体35とからなる。実施形態では円周方向に三等分した3箇所の各傾斜カム面34aは、駆動軸20の中心軸線と直交する平面に対して所定の傾斜角度θ1に設定されている(図8参照)。図10に示すように、前記駆動軸20の中心軸線から半径r1だけ離れた箇所のアーム部34bに駆動側作動ロッド37の先端部が回動可能に装着されており、この駆動側作動ロッド37により可動シーブ26を固定シーブ25に対して接離移動するように作動させるものである。
【0028】
なお、前記駆動軸20に螺着したボルト38aと止め輪38bが固定シーブ25のボス部25aの内径部に配置され、このボルト38aの頭にて止め輪38bをボス部25aに押しつけて位置固定され、ボルト38aと止め輪38bとを外すことにより、固定シーブ25を駆動軸20の軸線方向に脱着可能としている(図7参照)。
【0029】
従動側プーリ23における固定シーブ39は、ミッションケース6の側面から離れた側(換言すると、一方のメインフレーム80の内面に近い側)に配置されるものとし、そのボス部39aを前記従動軸22に被嵌し、キー等により軸線方向に移動不能に固定して一体的に回転するように構成する。この従動軸22に螺着したボルト40aと止め輪40bが固定シーブ39のボス部39aの内径部に配置されている(図7参照)。このボルト40aの頭にて止め輪40bをボス部39aに押しつけて位置固定され、ボルト40aと止め輪40bとを外すことにより、固定シーブ39を従動軸22の軸線方向に脱着可能としている。従動側プーリ23における可動シーブ41はミッションケース6の側面に近い側に配置され、可動シーブ41のボス部内径に形成したキー溝を前記固定シーブ39のボス部39aの外周に固定した滑りキー42に摺動自在に被嵌させたり、別の実施形態として固定シーブ39のボス部39aと可動シーブ41のボス部とにスプライン溝とスプライン軸とを形成する等して、可動シーブ41が固定シーブ39に対して接近・離間可能となるように構成する。
【0030】
そして、前記可動シーブ41の背面とミッションケース6の側面との間に作動機構のカム手段43を配置する。実施形態では、カム手段43の一方の要素としての固定カム44はミッションケース6の側面にボルト等にて固定される一方、カム手段43の他方の要素としての可動カム45がベアリング軸受46を介して可動シーブ41の背面側に対して相対的に回動可能に装着されている。実施形態においては、図9に示すように、前記カム手段43は、可動カム45の背面に形成される傾斜カム面45aと、この傾斜カム面45aに当接するように固定カム44の円盤面に支持台36を介して回転可能に設けられたベアリング等の転動体47とからなる。実施形態では、駆動側プーリ21及び従動側プーリ23に配置するカム手段30、43は同じ寸法形状のものを共用する。従って、傾斜カム面45aの傾斜角度θ2はθ1と等しくなように設計されている。但し、図10に示すように、前記従動軸22の中心軸線から半径r2(<r1)だけ離れた箇所のアーム部45bに従動側作動ロッド48の先端部が回動可能に装着されており、この従動側作動ロッド48により可動シーブ41を固定シーブ39に対して接離移動させるように作動させるものである。従って、駆動側プーリ21における可動シーブ26の移動方向と、従動側プーリ23における可動シーブ41の移動方向とが互いに逆作動させる配置関係となる。
【0031】
駆動側プーリ21と従動側プーリ23とに巻掛けたベルト24の張力を略一定に保持するためのテンションローラ49を回動可能に支持するアーム71の基端軸72は、前記エンジン台84の側面に固定されており、ベルト24の緩み側の外周にテンションローラ49を押圧するようにバネ73にて付勢されている(図6及び図7参照)。
【0032】
また、前記無段変速装置の操作部90は、図5、図10、図11及び図12に示すように、前記副変速兼用植付昇降レバー66にて行うものである。即ち、前記左右のメインフレーム80、81の間に横設した丸軸91に回転可能に被嵌したパイプ状の共通操作軸92には、前記駆動側作動ロッド37及び従動側作動ロッド48のそれぞれ基端が連結される出力ブラケット93a,93bが同位相にて固定されている(図5、図10参照)。また、共通操作軸92には、進行方向を向いて右側のメインフレーム81に近い部位にて入力ブラケット94を固定し、該入力ブラケット94と作動リンク96とをロッド95を介して連結する。作動リンク96は、支軸97の回りで前記副変速兼用植付昇降レバー66と一体的に回動するデデント体98の外周側にて支軸99の回りに回動可能であり、作動リンク96の中途部に設けたコロ101がデデント体98の外周縁に常時当接するようにバネ100にて付勢されている(図11参照)。なお、押圧リンク102の先端のコロ103が前記デデント体98の外周縁のデデント部98aに常時当接するように、押圧リンク102の基端が前記支軸99の回りに回動可能であって図示しない捩じりばねにより付勢されている。
【0033】
なお、図11において、前記副変速兼用植付昇降レバー66が最右位置UP(図2においては走行機体1の進行方向と逆位置に対応する)では、苗植装置9を圃場面より大きく上昇させる苗植上げ位置となり、その左隣のN位置では中立位置)さらに左隣のDW位置では苗植装置9のフロート55が圃場面に接する苗植下げ位置となる。そして、さらに左のLOの位置まで副変速兼用植付昇降レバー66を前傾させると、図示しない植付けクラッチがONとなり、且つ、図11において、デデント体98を時計回りに回動させ、デデント体98が二点鎖線状態になると、当該デデント体98の半径の小さい箇所にコロ101が当接する。このコロ101を介して作動リンク96の上端が下向きとなり、ロッド95を介して入力ブラケット94が時計回りに回動する。これにより、図10に示すように、共通操作軸92を介して出力ブラケット93a(93b)は時計回りに回動して実線状態となるので、駆動側作動ロッド37及び従動側作動ロッド48を図10の左方向に押し、前記無段変速装置10は低速状態(LO)となる。即ち、駆動側作動ロッド37を図10において左方向(矢印A)に移動させると、可動カム34は時計方向に回動し、図10の実線状態の位置の可動カム34により、可動シーブ26が固定シーブ25から離れ、駆動側プーリ21に対するベルト24の巻回有効径が小さくなる。他方、従動側作動ロッド48が図10において左方向(矢印A′)に移動させられると、可動カム45は同じく時計方向に回動し、図10の実線状態の位置の可動カム45により、可動シーブ41が固定シーブ39に接近し、従動側プーリ23に対するベルト24の巻回有効半径は大きくなり、これにより、従動軸22は駆動軸20よりも低速回転となる。
【0034】
副変速兼用植付昇降レバー66を、図11のHIの位置まで前傾させると、デデント体98は反時計回りに回動して、図11の実線状態となり、該出テント体98の半径の大きい箇所に前記コロ101が当接し、作動リンク96の先端(上端)を引き上げるから、ロッド95を上向きに引きこれにより、図10に示すように、共通操作軸92を介して出力ブラケット93a(93b)は反時計回りに回動して二点鎖線状態となるので、駆動側作動ロッド37及び従動側作動ロッド48を図10の右方向に引き、前記無段変速装置10は高速状態(HI)となる。
【0035】
即ち、低速状態から高速状態に変速するときには、駆動側作動ロッド37を図10において右方向(矢印B)に移動させると、図10の二点鎖線状態のごとく反時計方向に回動した可動カム34により、可動シーブ26が固定シーブ25に接近し、前記ベルト24の巻回有効半径が大となる一方、従動側作動ロッド48が図10において右方向(矢印B′)に移動させられると、可動カム45は同じく反時計方向に回動し、図10の二点鎖線状態の位置の可動カム45により、可動シーブ41が固定シーブ39から離れ、ベルト24の有効半径が小となり、従動軸22は高速回転するのである。
【0036】
ところで、前述したように、各プーリ21、23に発生する推力(ベルト24をプーリが推す力=ベルト発生推力)は、プーリが回転しない静的状態或いは回転している状態でも、伝動負荷が小さい状態では略同じであるが、伝動負荷が大きくなると、ベルトにおける張力分布の変化により駆動側プーリ21の推力が常に従動側プーリ23の推力よりも大きくなり、両推力に差が生じ、その両推力の差よりも大きい操作力で変速操作する必要があった。
【0037】
そして、特に、低速状態から高速状態に変速するとき、駆動側プーリ21における可動シーブ26がベルト24の推進力に抗して開こうとする力(駆動側プーリ21の推力)が、従動側プーリ23の推力よりも大きくなる。そして、本発明のように、変速操作のために駆動側プーリ21のカム手段30(可動カム34)と、従動側プーリ23のカム手段43(可動カム45)とを1つの操作部90にて互いに逆方向に移動させる場合には、駆動側操作ロッド37には左向き(図10の矢印A方向)に引っ張られる力が作用し、従動側操作ロッド48には、逆に右向きに押される力(図10の矢印B′方向)が作用することになる。その場合、もし、前記駆動側プーリ21における固定シーブ25に対する可動シーブ26の移動量と、従動側プーリ23における固定シーブ39に対する可動シーブ41の移動量とを等しくした場合には、前述のように、駆動側プーリ21の推力が従動側プーリ23の推力よりも大きいから、前記駆動側操作ロッド37に作用する引張力が従動側操作ロッド48の押される力より大きくなる。従って、前記共通操作軸92に固定した出力ブラケット93a,93bの回転半径を等しくして、その駆動側作動ロッド37と従動側ロッド48とを同一量だけ移動させるようにするとき、共通操作軸92が図10において、時計回りに回動しようとするモーメントが働くことになり、低速から高速に変速操作するとき、前記副変速兼用植付昇降レバー66を操作する力を大きくしなければならず、逆に高速から低速に変速操作するときには前記レバー66の操作力が小さくなり、当該副変速兼用植付昇降レバー66の操作フィーリングがちぐはぐとなる。即ち、同じ操作力(回転モーメント)で変速操作できないのであった。
【0038】
例えば、デデント体98のデテント部98aに対する抵抗力を、低速→高速の操作時と高速→低速の操作時とで異なるように設定しなければならず、副変速兼用植付昇降レバー66の操作フィーリングが異なるのであった。
【0039】
そこで、本発明では、変速操作のために駆動側プーリ21のカム手段30(可動カム34)と、従動側プーリ23のカム手段43(可動カム45)とを1つの操作部90にて互いに逆方向に移動させる場合に、前記駆動側プーリ21における固定シーブ25に対する可動シーブ26の移動量を、従動側プーリ23における固定シーブ39に対する可動シーブ41の移動量より少なくなるように設定することにより、前記両推力の差をできる限り少なくし(できれば両者等しくし)軽い操作力にて、無段変速装置10を作動させるのである。
【0040】
その第1実施形態では、両カム手段30、43における固定カム31、44を等しい寸法形状(共通部品)とし、(従って、両固定カム31、44の傾斜カム面31a(44a)の傾斜角度θ1とθ2とを等しく設定すると共に、その半径方向の配置位置並びに転動体35、47との当接半径も等しくする一方、前記駆動側作動ロッド37の先端部が可動カム34のアーム部34aへの取付け箇所と駆動軸20の軸心との距離(作動アーム長さ)r1を、従動側作動ロッド48の先端部が可動カム45のアーム部45aへの取付け箇所と従動軸22の軸心との距離(作動アーム長さ)r2よりも大きく設定することにより、変速操作のために駆動側プーリ21のカム手段30(可動カム34)と、従動側プーリ23のカム手段43(可動カム45)とを1つの操作部90にて互いに逆方向に移動させる場合に、前記共通操作軸92に固定した出力ブラケット93a,93bの回転半径を等しくして、その駆動側作動ロッド37と従動側ロッド48とを同一量だけ移動させるようにするとき、前記駆動側プーリ21における固定シーブ25に対する可動シーブ26の移動量を、従動側プーリ23における固定シーブ39に対する可動シーブ41の移動量より少なくなるように設定できる。そして、この構成により、駆動側作動ロッド37と従動側作動ロッド48とに作用する操作力が逆向きで大きさが等しくなり、操作力が相殺されるから、副変速兼用植付昇降レバー66を軽い力で操作できると共に、操作部90である副変速兼用植付昇降レバー66の操作フィーリングを同じくすることができるという顕著な効果を奏する。
【0041】
前記駆動側プーリ21における固定シーブ25に対する可動シーブ26の移動量を、従動側プーリ23における固定シーブ39に対する可動シーブ41の移動量より少なくする第2実施形態としては、前記両可動カム34、45のアーム長さr1=r2とする一方、駆動側プーリ21におけるカム手段30の傾斜カム面34aの傾斜角度θ1を、従動側プーリ23におけるカム手段43の傾斜カム面45aの傾斜角度θ2より小さく設定することにより、前記共通操作軸92に固定した出力ブラケット93a,93b、及び駆動側作動ロッド37と従動側作動ロッド48を介して両可動カム34、45を同じく回動角度だけ回動させるときの前記移動量を異ならせることができ、同じ操作力(回転モーメント)で操作することができる。
【0042】
第3実施形態としては、前記傾斜角度θ1=θ2とし、且つ両可動カム34、45のアーム長さr1=r2とする一方、前記共通操作軸92に固定した駆動側作動ロッド37の出力ブラケット93aのアーム長さ(共通操作軸92の回転中心から駆動側作動ロッド37の出力ブラケット対する連結点までの半径=作動アーム長)を、従動側作動ロッド48の出力ブラケット93bのアーム長さ(共通操作軸92の回転中心から従動側作動ロッド48の出力ブラケット対する連結点までの半径=作動アーム長)より短くすることで、前記両移動量を変更することができるのである。
【0043】
なお、図3、図5、図6、図7及び図8に示すように、駆動側プーリ21の前面及び側面を覆うカバー機能を有する支持体29の外面に、油圧ポンプ104を固定し、エンジン5の出力軸である駆動軸20の先端部に対して、オルダム継手等の継手手段105を介して油圧ポンプ104の入力軸に直列的に連結することにより、油圧ポンプ104への動力伝達手段をコンパクトにできる。また、前記支持体29の後端部にボルト連結した連結ブラケット106を介して前記一方のメインフレーム80に固定する(図6、図7参照)ことにより、油圧ポンプ104の支持状態を強固にできる。
【0044】
固定カムと可動カムは両者とも傾斜カム面同士による接触でも良いが、傾斜カム面と転動体との接触によれば、固定カムは可動カムとの接触抵抗力を少なくでき、変速操作力を軽くできるという効果を奏する。また、前記実施形態において、可動カム34、45に傾斜カム面34a,45aを形成し、固定カム31、44にホロアーとしての転動体35、47が設けられていたが、逆に固定カム31、44に傾斜カム面を形成し、可動カム34、45にホロアーとしての転動体35、47を設けるようにしても良い。さらに、一方のカムを傾斜カム面とし、他方のカムをホロアーとしての摺動体もしくはカム面に形成しても良い。
【0045】
本発明は農作業機ばかりでなく、他の産業用の作業部に適用できることはいうまでもない。その場合、操作レバーは前記共通操作軸92を回動させるものであれば良い。
【0046】
【発明の効果】
以上に詳述したように、請求項1の発明の無段変速装置は、駆動軸に固定された固定シーブに対して接離動する可動シーブとから成る駆動側プーリと、従動軸に固定された固定シーブに対して遠近動する可動シーブとから成る従動側プーリとにベルトを巻掛けし、前記駆動側プーリにおける可動シーブの移動方向と、従動側プーリにおける可動シーブの移動方向とを互いに逆作動させて変速されるように構成してなる無段変速装置において、前記駆動側プーリにおける可動シーブを移動させる作動機構と、従動側プーリにおける可動シーブを移動させる作動機構とを1つの操作部を介して作動させるように構成し、前記駆動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量を、従動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量より少なくなるように設定し、前記両作動機構は、可動シーブに設けたカム手段からなり、カム手段における固定カムに接触する可動カムを各プーリの回転軸線回りに回動可能に構成し、該各可動カムを回動操作させる作動アームのアーム長さを、駆動側プーリのものを従動側プーリのものより長くなるように設定したものである。
【0047】
このように構成することにより、駆動側の可動シーブを作動させる作動機構と従動側の可動シーブを作動させる作動機構とに作用する操作力が逆向きで大きさが等しくなり、操作力が相殺されるから、一つの操作部を軽い力で操作できると共に、操作部の操作フィーリングを同じくすることができるという顕著な効果を奏する。
【0048】
【0049】
特に請求項1の発明では、前記両作動機構が可動シーブに設けたカム手段からなり、カム手段における固定カムに接触する可動カムを各プーリの回転軸線回りに回動可能に構成し、該各可動カムを回動操作させる作動アームのアーム長さを、駆動側プーリのものを従動側プーリのものより長くなるように設定しているから、駆動側及び従動側の両カム手段の形態、寸法を前記作動アーム長さを除いて同一にしたものを使用することができる。従って、上記の効果に加えて、無段変速装置の製造コストを低減できるという効果も奏する。
【0050】
【0051】
【図面の簡単な説明】
【図1】 田植機の側面図である。
【図2】 田植機の平面図である。
【図3】 車体フレーム、エンジン、ミッションケース及び無段変速装置の概略斜視図である。
【図4】 車体フレームの斜視図である。
【図5】 車体フレーム、エンジン、ミッションケース及び無段変速装置の概略平面図である。
【図6】 無段変速装置の側面図である。
【図7】 無段変速装置の断面図である。
【図8】 駆動側プーリ部の箇所の拡大平面図である。
【図9】 従動側プーリ部の箇所の拡大平面図である。
【図10】 作用説明図である。
【図11】 無段変速装置の操作部の側面図である。
【図12】 無段変速装置の操作部の斜視図である。
【符号の説明】
1 走行機体
5 エンジン
6 ミッションケース
10 無段変速装置
15 苗植装置
20 駆動軸
21 駆動側プーリ
22 従動軸
23 従動側プーリ
24 ベルト
25、39 固定シーブ
26、41 可動シーブ
30、43 カム手段
31、44 固定カム
34、45 可動カム
34a,45a 傾斜カム面
35、47 転動体
37 駆動側作動ロッド
48 従動側作動ロッド
66 副変速兼用植付昇降レバー
90 操作部
92 共通操作軸
93a,93b 出力ブラケット
98 デテント体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a belt pulley type continuously variable transmission for continuously changing output from a prime mover.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a belt pulley type continuously variable transmission for shifting the power of an engine (prime mover) and transmitting it to a drive wheel or various working parts (PTO shaft) in a farm work machine or the like, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-49852 In the publication, a driven side movable pulley comprising a movable sheave that moves to and away from a fixed sheave fixed to the drive shaft, and a driven sheave that includes a movable sheave that moves to and away from a fixed sheave fixed to the driven shaft. A continuously variable transmission constructed by winding a belt around a movable pulley and shifting the movement direction of the movable sheave in the driving pulley and the movement direction of the movable sheave in the driven pulley opposite to each other. In the apparatus, each pulley has a movable sheave approaching and separating from the fixed sheave to change the pulley diameter of the pulley (the effective radius of the belt with respect to the pulley). By connecting the movable sheaves in both pulleys with one connecting rod and rotating the both movable sheaves in the same direction with an operation lever that moves one movable sheave, A configuration in which the speed is changed continuously is disclosed.
[0003]
In this configuration, the movable cams of the two cam mechanisms are interlocked and connected to each other by a single connecting rod, so that each of the movable pulleys of the drive and driven pulleys can be moved at the time of shifting between the rotary shafts of the drive shaft and the driven shaft. The sheaves open and close (broad and narrow) in synchronization with each other in the opposite direction, the opening and closing force between the two pulleys is reversed, and the opening and closing forces between both pulleys partially cancel each other, reducing the speed change operation between the two rotating shafts. It could be done with operating force.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the prior art, as described in the publication, the initial tension acting on the belt is generally divided into the tension side and the slack side tension by the rotational torque input to the driving pulley, and both these tensions are applied. Due to this difference, power is transmitted from the driving pulley to the driven pulley. The thrust generated by each pulley (the force that the pulley pushes the belt) is substantially the same in a static state where the pulley does not rotate or in a rotating state where the transmission load is small, but when the transmission load increases, the belt Due to the change in tension distribution, the thrust of the driving pulley always becomes greater than the thrust of the driven pulley, and there is a difference between the two thrusts, and it is necessary to perform a speed change operation with an operating force larger than the difference between the two thrusts.
[0005]
When the cam means (movable cam) of the driving pulley and the cam means (movable cam) of the driven pulley are moved in the opposite directions with one operating portion for shifting operation, Forces opposite to each other act on the rod and the driven-side operation rod. In that case, if the amount of movement of the movable sheave with respect to the fixed sheave in the driving pulley is equal to the amount of movement of the movable sheave with respect to the fixed sheave in the driven pulley, the speed is changed from the low speed state to the high speed state. When the movable sheave in the driving pulley is to open against the driving force of the belt (the thrust of the driving pulley) is larger than the thrust of the driven pulley, it acts on the driving rod. The tensile force becomes larger than the force that the driven side operating rod is pushed. Therefore, there is a problem that the resistance force acting on the one operation portion is different between a speed change operation from a low speed to a high speed and a speed change operation from a high speed to a low speed.
[0006]
Then, as in the prior art, when the cam mechanism of both pulleys is rotated by the same angle around the rotation axis through one connecting rod for shifting, the cam mechanism in the drive side pulley and the driven side pulley Combined with having the same size and shape, there has been a problem that the operating force when shifting from the low speed side to the high speed side becomes large and difficult to operate.
[0007]
Such a problem arises when the cam mechanisms of both movable sheaves are replaced by a single connecting rod, and separate operating mechanisms are used, and both operating mechanisms are operated by one operating unit to perform a shifting operation. Is the same. In order to solve such a problem, it is conceivable to reduce the operating force by using a so-called torque cam, but there is a problem that the number of parts increases and the cost also increases.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a belt pulley type continuously variable transmission capable of extremely reducing the operating force.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this technical problem, the continuously variable transmission according to the first aspect of the present invention includes a drive pulley including a movable sheave that moves toward and away from a fixed sheave fixed to the drive shaft, and is fixed to the driven shaft. A belt is wound around a driven pulley comprising a movable sheave that moves far and away with respect to the fixed sheave, and the movement direction of the movable sheave in the driving pulley and the movement direction of the movable sheave in the driven pulley are mutually In the continuously variable transmission configured to be reversely operated and shifted, an operating mechanism for moving the movable sheave in the driving pulley and an operating mechanism for moving the movable sheave in the driven pulley are provided as one operating unit. The amount of movement of the movable sheave with respect to the fixed sheave in the driving pulley is set to be movable with respect to the fixed sheave in the driven pulley. Set to be smaller than the amount of movement over blanking the two actuating mechanism consists cam means provided on the movable sheave, rotatably movable cam in contact with the fixed cam of the cam means about the axis of rotation of the pulleys The arm length of the operating arm for rotating the movable cams is set so that the driving pulley is longer than the driven pulley .
[0010]
[0011]
[0012]
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
1 is a side view of a rice transplanter as an agricultural working machine to which the present invention is applied, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a perspective view of an engine, a transmission case, and a belt pulley type continuously variable transmission according to the present invention, FIG. Is a perspective view of the vehicle body frame, FIG. 5 is a plan view showing the continuously variable transmission and its operation unit, FIG. 6 is a side view of the continuously variable transmission, FIG. 7 is a cross-sectional view, and FIG. FIG. 9 is a plan view of the driven pulley, FIG. 10 is a side view for explaining the speed change operation, FIG. 11 is a side view of the operation part of the continuously variable transmission, and FIG. 12 is a perspective view of the operation part of the continuously variable transmission. It is.
[0015]
The rice transplanter in the present invention is a four-row type riding type rice transplanter (see FIG. 2), and the rice transplanter is constituted by a traveling machine body 1 and a
[0016]
An
[0017]
The power of the
[0018]
A driver's seat 7 is provided above the
[0019]
In addition, the
[0020]
A rotary
[0021]
In addition, floats 55 (three in the embodiment) that slide on the mud surface of the field are disposed below the
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, the fertilizer application device 60 includes a plurality of (four in the embodiment) fertilizer storage hoppers arranged side by side on the left and right (the lateral width direction of the traveling machine body 1) behind the driver seat 7. 61, a
[0023]
A
[0024]
Next, the configuration of the belt pulley type continuously
[0025]
The fixed
[0026]
The fixed
[0027]
A cover-supporting
[0028]
A
[0029]
The fixed
[0030]
Then, the cam means 43 of the operating mechanism is disposed between the back surface of the
[0031]
A
[0032]
Further, the operation unit 90 of the continuously variable transmission is performed by the auxiliary transmission /
[0033]
In FIG. 11, when the auxiliary transmission / planting lifting / lowering
[0034]
When the auxiliary transmission /
[0035]
That is, when shifting from the low speed state to the high speed state, if the drive
[0036]
By the way, as described above, the thrust generated in each of the
[0037]
In particular, when shifting from the low speed state to the high speed state, the force that the
[0038]
For example, the resistance force of the
[0039]
Therefore, in the present invention, the cam means 30 (movable cam 34) of the driving
[0040]
In the first embodiment, the fixed
[0041]
As a second embodiment in which the moving amount of the
[0042]
In the third embodiment, the
[0043]
3, 5, 6, 7, and 8, the
[0044]
Both the fixed cam and the movable cam may be in contact with each other by the inclined cam surface. However, when the inclined cam surface and the rolling element are in contact, the fixed cam can reduce the contact resistance force with the movable cam and reduce the shifting operation force. There is an effect that can be done. In the above embodiment, the inclined cam surfaces 34a and 45a are formed on the
[0045]
It goes without saying that the present invention can be applied not only to agricultural machines but also to other industrial working units. In that case, the operation lever only needs to rotate the
[0046]
【Effect of the invention】
As described in detail above, the continuously variable transmission according to the first aspect of the present invention is fixed to the drive shaft pulley, which is composed of the movable sheave that moves toward and away from the fixed sheave fixed to the drive shaft, and to the driven shaft. A belt is wound around a driven pulley comprising a movable sheave that moves far and away relative to the fixed sheave, and the moving sheave movement direction of the driving pulley and the moving sheave movement direction of the driven pulley are opposite to each other. In the continuously variable transmission configured to be operated and shifted, an operating mechanism for moving the movable sheave in the driving pulley and an operating mechanism for moving the movable sheave in the driven pulley are provided with one operating unit. The amount of movement of the movable sheave with respect to the fixed sheave in the driving pulley is set to the amount of movement of the movable sheave with respect to the fixed sheave in the driven pulley. Set to be less than the momentum, the two actuating mechanism consists cam means provided on the movable sheave, and configured to be rotatable and movable cams that contact the fixed cam of the cam means about the axis of rotation of the pulleys, The arm length of the operating arm for rotating the movable cams is set so that the driving pulley is longer than the driven pulley .
[0047]
With this configuration, the operating force acting on the operating mechanism that operates the movable sheave on the driving side and the operating mechanism that operates the movable sheave on the driven side are reversed and equal in magnitude, and the operating force is offset. Therefore, there is a remarkable effect that one operation unit can be operated with a light force and the operation feeling of the operation unit can be made the same.
[0048]
[0049]
In particular, in the first aspect of the present invention, the two operating mechanisms are composed of cam means provided on the movable sheave, and the movable cam contacting the fixed cam in the cam means is configured to be rotatable around the rotation axis of each pulley. Since the arm length of the actuating arm for rotating the movable cam is set so that the driving pulley is longer than the driven pulley, the configuration and dimensions of both the driving and driven cam means Can be used except for the length of the operating arm . Therefore, in addition to the above effects, the effect also Kanade of reducing the manufacturing cost of the continuously variable transmission.
[0050]
[0051]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a rice transplanter.
FIG. 2 is a plan view of a rice transplanter.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a vehicle body frame, an engine, a transmission case, and a continuously variable transmission.
FIG. 4 is a perspective view of a vehicle body frame.
FIG. 5 is a schematic plan view of a vehicle body frame, an engine, a transmission case, and a continuously variable transmission.
FIG. 6 is a side view of the continuously variable transmission.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a continuously variable transmission.
FIG. 8 is an enlarged plan view of a drive pulley portion.
FIG. 9 is an enlarged plan view of a location of a driven pulley portion.
FIG. 10 is an operation explanatory diagram.
FIG. 11 is a side view of an operation unit of the continuously variable transmission.
FIG. 12 is a perspective view of an operation unit of the continuously variable transmission.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling
Claims (1)
前記駆動側プーリにおける可動シーブを移動させる作動機構と、従動側プーリにおける可動シーブを移動させる作動機構とを1つの操作部を介して作動させるように構成し、
前記駆動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量を、従動側プーリにおける固定シーブに対する可動シーブの移動量より少なくなるように設定し、
前記両作動機構は、可動シーブに設けたカム手段からなり、カム手段における固定カムに接触する可動カムを各プーリの回転軸線回りに回動可能に構成し、該各可動カムを回動操作させる作動アームのアーム長さを、駆動側プーリのものを従動側プーリのものより長くなるように設定している、
無段変速装置。A belt on a drive-side pulley comprising a movable sheave that moves toward and away from a fixed sheave fixed to the drive shaft, and a driven-side pulley that comprises a movable sheave that moves toward and away from a fixed sheave fixed to the driven shaft In the continuously variable transmission configured to shift the movement direction of the movable sheave in the driving pulley and the movement direction of the movable sheave in the driven pulley in reverse operation with each other,
The actuating mechanism for moving the movable sheave in the driving pulley and the actuating mechanism for moving the movable sheave in the driven pulley are configured to be operated via one operation unit,
The amount of movement of the movable sheave relative to the fixed sheave in the driving pulley is set to be smaller than the amount of movement of the movable sheave relative to the fixed sheave in the driven pulley ,
Each of the operating mechanisms is composed of cam means provided on the movable sheave. The movable cam contacting the fixed cam in the cam means is configured to be rotatable about the rotation axis of each pulley, and each movable cam is operated to rotate. The arm length of the operating arm is set so that the driving pulley is longer than the driven pulley.
Continuously variable transmission.
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