JP5214430B2 - 無断変速装置の中立保持機構 - Google Patents

Description

本発明は、無断変速装置の中立保持機構に関し、特に、無段変速装置のレバーの前後にトルクの異なる２本のばねを配置し、その２本のばねによってレバーを両側から挟み込む構成として正確な中立位置を保持可能とした無断変速装置の中立保持機構に関する。

従来より、農業用運搬車、作業機等の走行駆動装置には、主減速機にＨＳＴ（油圧式無段変速機）を取り付けたトランスミッションが使用されている。
このＨＳＴはレバー操作により油圧ポンプ内の流量を制御する斜板を作動させて、走行制御を行っており、ＨＳＴのニュートラルでは操作レバーを中立に維持することが求められる。そして、操作レバーを中立に維持するための機構としてスプリングの弾力によって中立位置に復帰する機構が採用されている。
そして、操作レバーを中立位置に復帰させるための技術として、例えば特開平１０−５４４６２号公報記載の技術が提案されている。
特開平１０−５４４６２号公報

しかしながら、操作レバーを１本のばねによって中立位置に維持する機構は、ばねの精度に左右されて中立位置が変動しやすく、正確な位置設定が困難という問題があった。
また、特許文献１の技術のように操作レバーを１本のバネによって正確に中立位置に復帰させることも可能であるが、機構が複雑化するという問題があった。
本発明は係る従来の問題点を解決するためになされたものであってその目的とするところは、無段変速装置のレバーの前後にトルクの異なる２本のばねを配置し、その２本のばねによってレバーを両側から挟み込む構成として正確な中立位置を保持可能とした無断変速装置の中立保持機構を提供することにある。

前記目的を達成するための手段として、請求項１記載の発明では、車両の走行を制御する傾動自在のレバーを備えた無段変速装置の中立保持機構において、傾動方向の一方側からレバーを中立位置へ押動する第１付勢手段と、傾動方向の他方側からレバーを中立位置へ押動する第２付勢手段を備え、前記第１付勢手段のレバーに対する押動圧は、第２付勢手段の操作レバーに対する押動圧よりも強く設定されており、前記第１付勢手段はレバーを一方側から中立位置まで押動して、その位置で停止する構成とし、前記第２付勢手段は他方側からレバーを中立位置まで押動して、その位置で第１付勢手段に突き当たって停止する構成とし、レバーは、第１付勢手段と第２付勢手段の間に挟まれて中立位置を保持する構成とした。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の無断変速装置の中立保持機構において、第１付勢手段及び第２付勢手段はねじりばねによって構成され、そのねじりばねのコイル部はレバーの回動軸の外周に巻回して配置され、前記ねじりばねの先端はレバーに係止してレバーに回転トルクを伝達する構成であり、第１付勢手段のねじりばねはレバーを中立位置に押動して、その位置でストッパに突き当たって停止する構成とした。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の無断変速装置の中立保持機構において、第１付勢手段のねじりばねの回転トルクを第２付勢手段のねじりばねの回転トルクの２倍に設定したことを特徴とする。

前記構成を採用したことにより、本発明では次の効果を有する。
請求項１記載の発明では、傾動方向の一方側からレバーを中立位置へ押動する第１付勢手段と、傾動方向の他方側からレバーを中立位置へ押動する第２付勢手段を備えているので、２本の付勢手段によって正確に中立位置が維持される。
第１付勢手段のレバーに対する押動圧は、第２付勢手段の操作レバーに対する押動圧よりも強く設定されており、前記第１付勢手段はレバーを一方側から中立位置まで押動して、その位置で停止する構成とし、前記第２付勢手段は他方側からレバーを中立位置まで押動して、その位置で第１付勢手段に突き当たって停止する構成としたので、ＨＳＴのレバーは、第１付勢手段と第２付勢手段の間に挟まれて中立位置が保持される。

請求項２記載の発明では、第１付勢手段及び第２付勢手段をねじりばねによって構成したので、ねじりばねのコイル部をレバーの回動軸の外周に巻回し、ねじりばねのばね端はレバー基部に係止してレバーに回転トルクを伝達することができる。
また、第１付勢手段のねじりばねはレバーを中立位置に押動して、その位置でストッパに突き当たって停止する構成としたので、ストッパによって確実に位置決めがなされる。

請求項３記載の発明では、第１付勢手段のねじりばねの回転トルクを第２付勢手段のねじりばねの回転トルクの２倍に設定したので、第１付勢手段を押す方向にレバーを傾動させた場合に、第２付勢手段が押す力を補助するように作用するため第１付勢手段を押す力が半減される。
また、第１付勢手段を押す力が半減される結果、第２付勢手段を押す力と同一となり、レバー操作における第１付勢手段側と第２付勢手段側が共にスムーズに行われる。

以下、図面に基づいて本発明の無断変速装置の中立保持機構を実現する最良の形態を説明する。

第１実施例に係る無断変速装置の中立保持機構を説明する。
図１は無断変速装置の中立保持機構の正面図、図２は無断変速装置の中立保持機構の作用を示す説明図である。また、図１は図２（ｂ）における矢視Ｅ図である。

ＨＳＴ無段変速装置は、Hydraulic Static Transmission（ＨＳＴ）、または油圧式無段変速機とも呼ばれ、油圧ポンプと油圧モータとを流体閉回路で連結し、エンジン回転数の変化で油圧ポンプ回転数を変え、油圧ポンプの吐出流体で油圧モータを回転させ、油圧モータに連結した駆動輪を駆動する構成とされ、主に、農業用運搬車、フォークリフトやホイールローダのトランスミッションに搭載されている。

このＨＳＴは主変速レバーを操作して油圧ポンプ内の作動油の流量を変化させて速度の調節を行う機構とされ、レバーを中立位置から前後に傾動させて、油圧ポンプ内の斜板を作動させ、油圧モータの回転を変化させ機体の走行を制御する。

本実施例の無断変速装置の中立保持機構は図１に示すように、車体フレームに水平に固定された回動軸１に軸支されたレバー２と、レバー２を後方（図１手前側）に付勢する第１ばね３（第１付勢手段）と、レバーを前方に付勢する第２ばね４（第２付勢手段）と、第１ばね３及び第２ばね４が係止するピン５と、第１ばね３が係止するストッパ６を備えている。

前記レバー２はＨＳＴの作動油の流量を制御する操作桿であり、回動軸への取付部を備えた板状の本体７と、本体７から左右水平方向に突設されたピン５を備え、本体７の上端にはリンク８が接続されている（図２参照）。
リンク８が前後にスライドすると、レバー２が回動軸１を基点として中立位置から所定角度、前後に傾動するようになっている。
尚、本実施例ではレバー２の先端にリンク８が接続されているが、直接手動によりレバー２を前後に傾動させる構成であっても同一の作用となる。

前記ピン５はレバー本体７を貫通して左右両側に約数ｃｍ程度突設されており、図１において右側のピン５に第１ばね３（第１付勢手段）、左側のピン５に第２ばね４（第２付勢手段）が係止している。
ピン５に第１ばね３と第２ばね４が係止していることにより、ピン５を挟んで第１ばねと第２ばねが互いに押し合う方向に付勢し、レバーに回転トルクが与えられる。

前記ストッパ６は第１ばね３をレバーの中立位置で停止させる部材であり、第１ばね３がピン５を押し戻すと、第１ばね３がストッパ６に突き当たって、それ以上の付勢が停止され、第１ばね３がストッパ６に突き当たる位置まで復帰した位置がレバーの中立位置となる。
ストッパ６はピン５の回動軌跡と干渉しないように、ピン５の回動軌跡の数ｍｍ程度外周に位置する部位に突設されている。

前記第１ばね３及び第２ばね４は、棒状の鋼材を巻回したコイル部９，１０と、コイル９，１０部から突設したロッド状の先端３ａ、４ａ及び基端３ｂ、４ｂを有している。前記ばねはレバーの回動軸１上にコイル９，１０が嵌合して回動軸から前後端がそれぞれ突設され、突設されたばねの基端３ｂ、４ｂは機体フレームに固定され、ばねの先端３ａ，４ａがレバーのピン５に係止している。
そのため、ねじりばねに蓄勢された弾力がコイル軸のまわりにねじりモーメント（トルク）を発生させてピン５とレバー２を押動する。

前記第１ばね３はピン５をストッパ６位置まで後傾させる機能を有し、第２ばね４はピン５を前傾させる機能を有している。
また、前記第１ばね３のトルクは第２ばね４のトルクの２倍に設定されている。
レバー２が自由状態の場合は、第１ばね３はその復帰力によりストッパ６まで復帰して停止する。一方、第２ばね４もその復帰力によって復帰する。このとき、第１ばね３のトルクは第２ばね４よりも強いので、第２ばね４はストッパ６によって停止している第１ばねに突き当たって停止する。このため、レバー２は第１ばね３と第２ばね４の間に挟まれて中立位置が保持される。

次に、図２に基づいて本実施例の作用を説明する。
図２（ｂ）はレバー２を中立としたニュートラルの状態である。
この位置では、レバー２のピン５はストッパ６によって停止した第１ばね３と、前傾方向へ付勢する第２ばね４との間に挟まれて中立状態に保持されている。
第１ばね３と第２ばね４はピン５を挟んで違いに押し合う状態であるが、第１ばね３の後傾方向へのトルクは、第２ばね４の前傾方向へのトルクの２倍に設定されているので、第２ばね４は第１ばね３に突き当たって停止する。

図２（ａ）はレバー２を前傾させて車両を前進させている状態である。
レバー２は手動操作によりリンク８を介して前傾し、ピン５は第１ばね３を押す方向に回動する。
第１ばね３の回転トルクは第２ばね４の回転トルクの２倍であるが、第１ばね３に対して第２ばね４が押すように作用するため第１ばね３をトルクの半分の力で押動できる。
つまり、第１ばね３を押す力を２とすると、第２ばね４から１の力を補助されるので、２マイナス１の力で押動できることになる。
尚、レバー２の回動範囲においては第１ばね及び第２ばねのトルクは一定の値でピンを押動する。

図２（ｃ）はレバー２を後傾させて車両が後進している状態である。
レバー２は手動操作によりリンク８を介して後傾し、ピン５は第２ばね４を押す方向に回動する。
第１ばね３はストッパ６によって停止しているためピン５から離れ、第２ばね４のみが押されることになる。この第２ばね４を押す力は１であるため、前述した第１ばねを押す力と同一となり、レバー操作に要する力は前後で同一となる。

本実施例では上述したとおり、トルクの強い第１ばね側のみにストッパを配置して中立位置を保持するようにしている。
この構成については、ストッパをピンの両側に配置して、両側のばねをそれぞれストッパ位置で停止させてストッパ間に挟まれた位置でレバー挟んで中立に維持するという構成を採用することも可能である。
しかし、この方法によるとストッパがレバーの前後に２個必要になるという欠点があり、また、ストッパとピンの間に隙間が生じてレバーががたつくという問題がある。
そして、ストッパ間の距離が狭い場合にはレバーがばねの弾力によって両側から挟まれるため、これもまた、両側の弾力に押されてふらつくという欠点がある。
そのため、本願ではトルクの強いばねとトルクの弱いばねを配置して、そのばねの弾力間にレバーを挟み込むという構成を採用して、がたつき、ふらつきを防止して中立位置を確保している。

以上、実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
前記実施例では付勢手段としてねじりばねを使用したが、コイルばね等の他の弾性体を使用することも可能である。

無断変速装置の中立保持機構の正面図である。 無断変速装置の中立保持機構の作用を示す説明図である。

符号の説明

１ 回動軸
２ レバー
３ 第１ばね
３ａ 先端
３ｂ 基端
４ 第２ばね
４ａ 先端
４ｂ 基端
５ ピン
６ ストッパ
７ 本体
８ リンク
９ コイル部
１０ コイル部

Claims (3)

1. 車両の走行を制御する傾動自在のレバーを備えた無段変速装置の中立保持機構において、
   傾動方向の一方側からレバーを中立位置へ押動する第１付勢手段と、傾動方向の他方側からレバーを中立位置へ押動する第２付勢手段を備え、
   前記第１付勢手段のレバーに対する押動圧は、第２付勢手段の操作レバーに対する押動圧よりも強く設定されており、
   前記第１付勢手段はレバーを一方側から中立位置まで押動して、その位置で停止する構成とし、
   前記第２付勢手段は他方側からレバーを中立位置まで押動して、その位置で第１付勢手段に突き当たって停止する構成とし、
   レバーは、第１付勢手段と第２付勢手段の間に挟まれて中立位置を保持する構成とした無断変速装置の中立保持機構。
2. 第１付勢手段及び第２付勢手段はねじりばねによって構成され、
   そのねじりばねのコイル部はレバーの回動軸の外周に巻回して配置され、
   前記ねじりばねの先端はレバーに係止してレバーに回転トルクを伝達する構成であり、
   第１付勢手段のねじりばねはレバーを中立位置に押動して、その位置でストッパに突き当たって停止する構成とした請求項１記載の無断変速装置の中立保持機構。
3. 第１付勢手段のねじりばねの回転トルクを第２付勢手段のねじりばねの回転トルクの２倍に設定したことを特徴とする請求項２記載の無断変速装置の中立保持機構。

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