JP6175114B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から作業部までの作業動力伝達系統にベルト式無段変速機が介在した作業機の、改良技術に関する。

作業機用ベルト式無段変速機は、駆動プーリに対する従動プーリの減速比を無段階に変更可能な変速機である。作業機の作業能率や作業の自由度を高める上で、作業状況に応じて、作業者が作業部の作業速度や走行部の走行速度を任意に調節できることが好ましい。

このような作業機には、例えばオーガ式除雪機がある。一般的なオーガ式除雪機は、動力源によって前進走行しつつ前部のオーガによって雪を掻き集め、掻き集めた雪をブロアによってシュータを介して遠くへ飛ばすことができる。オーガやブロアに加わる負荷、つまり除雪作業部の負荷は、雪の密度、除雪高さ、投雪距離などの種々の要因によって、逐次変化する。これに対し、駆動源から除雪作業部までの作業動力伝達系統に、ベルト式無段変速機を介在させた技術が、例えば特許文献１から知られている。

特許文献１で知られているベルト式無段変速機は、エンジンの出力軸に設けられた駆動プーリと、オーガ及びブロアの駆動軸に設けられた従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとの間に掛けられたＶベルトと、このＶベルトの中間に位置したテンションプーリとからなる。従動プーリは、駆動軸に設けられた固定シーブと、この固定シーブに対して軸方向に変位可能な可動シーブと、この可動シーブを固定シーブに向かって付勢するバネとからなる。テンションプーリは、Ｖベルトに対して進退するように、油圧シリンダによって駆動される。

作業者は、除雪する雪質に応じて操作部を任意に操作する。制御装置は、操作部の操作信号に従って油圧ポンプを駆動制御することにより、前記油圧シリンダのピストンを伸縮させる。ピストンが伸びることによって、テンションプーリがＶベルトを押圧すると、このＶベルトの張力は増大する。張力の増大に従って、固定シーブに対し可動シーブは軸長手方向へ離反する。ピストンが縮むことによって、テンションプーリによるＶベルトの押圧力が低減すると、Ｖベルトの張力は減少する。張力の減少に従って、固定シーブに対し可動シーブは接近する。このように、固定シーブに対する可動シーブの変位量に従って、従動プーリの有効径が変化する。この結果、駆動プーリに対する従動プーリの減速比を無段階に変更することができる。

一般的なベルト式無段変速機の従動プーリには、周知のトルクカム機構が設けられている。このトルクカム機構は、Ｖベルトから可動シーブに伝わったトルクの一部をスラストに変換するものであり、例えば特許文献２から知られている。このトルクカム機構を、特許文献１で知られているベルト式無段変速機にも、設けることが好ましい。ベルト式無段変速機は、トルクカム機構を備えることによって、可動シーブの変位動作を円滑に行うことができる。

しかし、住宅が密集した地域では、隣の家の敷地に投雪が入らないように、慎重な操作が求められる。作業者は、シュータの投雪方向や投雪角度を頻繁に調節する必要があり、操作が面倒である。このように、オーガ式除雪機の除雪作業性を高めるには、更なる改良の余地がある。各種の作業機においても同様である。

また、このように、作業部の負荷が急増した場合には、減速比は一時的に増大する（低速レンジになる）。つまり、作業部の実際の作業回転速度は、一時的に低速になる。この結果、駆動源の負担を軽減することができる。一方、作業部の負荷が急減した場合には、減速比は一時的に減少する（高速レンジになる）。つまり、作業部の実際の作業回転速度は、一時的に高速になる。

減速比が小さいときには、駆動源からベルトによって可動シーブに伝わる駆動力は小さい。この減速比が小さい状態のときに、負荷が急増した場合には、固定シーブが設けられている従動軸に作用した負荷は、駆動源から可動シーブに伝わった駆動力を超え得る。この場合であっても、トルクカム機構による可動シーブのスライド変位を円滑に行うには、改良の余地がある。例えば、駆動源がエンジンによって構成されている場合に、作業部による作業を、より円滑に行うためには、エンジンストールの発生を防止できることが、より好ましい。

実公平５−０４００９６号公報 特開平５−０６０１９２号公報

本発明は、ベルト式無段変速機を備えた作業機において、作業部の作業回転速度を任意に調節できるとともに、作業部による安定した作業を行うことができる技術を、提供することを課題とする。

本発明によれば、作業機はベルト式無段変速機を備える。このベルト式無段変速機は、駆動源から作業部までの作業動力伝達系統に介在している。このベルト式無段変速機の従動プーリは、固定シーブと、この固定シーブに対して軸方向に変位可能な可動シーブと、この可動シーブを前記固定シーブに向かって付勢する付勢部材と、前記可動シーブに作用した回転力の一部をベルトの側面を押圧するスラストに変換するトルクカム機構とを含んでいる。

この作業機は、前記作業部の目標作業回転速度を任意に設定する目標作業速度設定部と、前記作業部の実際の作業回転速度を検出する作業部速度センサと、駆動プーリに対する前記従動プーリの回転速度の最小の減速比を規制する減速比規制機構と、前記駆動源と前記減速比規制機構とを制御する制御部とを有する。

この制御部は、
（１）前記作業部速度センサによって検出された前記実際の作業回転速度を、前記目標作業回転速度に近づけるように、前記駆動源の回転速度を制御するとともに、
（２）予め設定されている又は駆動最低速度設定部によって任意に設定された、前記駆動源の目標最低回転速度と、前記作業部の前記目標作業回転速度とに基づいて、最小の限界減速比を求め、
（３）この求めた前記最小の限界減速比を維持するように、前記減速比規制機構を制御する構成であることを特徴とする。

このため、作業者は目標作業速度設定部を操作することによって、作業部の目標作業回転速度を任意に設定することができる。制御部は、駆動源の回転速度を制御することにより、作業部の実際の作業回転速度を目標作業回転速度に近づける。従って、作業部の作業回転速度を任意に且つ容易に調節することができるとともに、最適な作業状況とすることができる。

作業部の負荷は、作業状況に従って常に変動し得る。駆動プーリに対する従動プーリの減速比は、トルクカム機構と付勢部材の作用により、負荷の変動に従って変化する。例えば、作業部の負荷が急増した場合には、減速比は一時的に増大する（低速レンジになる）。つまり、作業部の実際の作業回転速度は、一時的に低速になる。この結果、駆動源の負担を軽減することができる。

一方、作業部の負荷が急減した場合には、減速比は一時的に減少する（高速レンジになる）。つまり、作業部の実際の作業回転速度は、一時的に高速になる。減速比が小さいときには、駆動源からベルトによって可動シーブに伝わる駆動力は小さい。この減速比が小さい状態のときに、負荷が急増した場合には、固定シーブが設けられている従動軸に作用した負荷は、駆動源から可動シーブに伝わった駆動力を超え得る。この場合であっても、トルクカム機構による可動シーブのスライド変位を円滑に行うには、改良の余地がある。例えば、駆動源がエンジンによって構成されている場合に、作業部による作業を、より円滑に行うためには、エンジンストールの発生を防止できることが、より好ましい。

これに対し、本発明では、制御部は、駆動源の目標最低回転速度と目標作業回転速度との両方に基づいて求められた、最小の限界減速比を維持するように、減速比規制機構を制御する。このため、減速比規制機構によって、駆動プーリに対する従動プーリの、最小の限界減速比を規制することができる。

つまり、駆動源の目標最低回転速度は、駆動源が安定して動作することが可能な、実質的に最低の速度に設定される。この目標最低回転速度の値は、変更しない限り、一定に維持される。この目標最低回転速度が一定であれば、最小の限界減速比は維持される。また、作業部の目標作業回転速度が一定であれば、最小の限界減速比の減少は制限される。駆動源の目標最低回転速度が一定であっても、目標作業回転速度を変えると、この目標作業回転速度の変化量に従って最小の限界減速比は変化する。

このように、最小の限界減速比は下がり過ぎないように規制される。作業部の負荷の急増に従って、駆動源の回転速度は一時的に低下し得る。例え、駆動源の回転速度が目標最低回転速度まで急減した場合であっても、固定シーブが設けられている従動軸に作用した負荷が、駆動源から可動シーブに伝わった駆動力を超えないようにすることができる。従って、トルクカム機構による可動シーブのスライド変位を円滑に行うことができる。

以上のように、作業部の実際の作業回転速度は、作業者によって調節された任意の目標作業回転速度に、近づく（合致を含む）ように制御されている。減速比は、最小の限界減速比から、トルクカム機構によって許容される最大減速比まで、負荷に応じて自動的に変位することが可能である。従って、作業部の負荷が急激に変動することに対する、対応が可能であり、作業部による安定した作業を行うことができる。しかも、目標作業速度設定部を操作するだけでよいので、作業部の回転速度を容易に操作することができる。

好ましくは、前記最小の限界減速比の特性は、前記駆動源の前記目標最低回転速度が小さくなるにつれて減少するとともに、前記目標作業回転速度が小さくなるにつれて増大する特性である。

このため、目標回転速度設定部の設定量が小さいとき、つまり作業部の目標作業回転速度が小さいときほど、減速比規制機構によって規制される最小の限界減速比は大きい。従って、例え、作業中に負荷が急減することによって、動力源の回転速度が急増した場合であっても、最小の限界減速比が大きいので、作業部の回転速度が急増しないように抑制することができる。

好ましくは、前記減速比規制機構は、前記固定シーブに対する前記可動シーブの、軸方向への離反可能な許容範囲を調節するように変位可能な規制調節部材と、この規制調節部材を駆動する規制駆動部を有し、前記制御部は、前記減速比規制機構のなかの前記規制駆動部を制御する構成である。

このため、制御部によって規制駆動部を制御することにより、この規制駆動部によって規制調節部材を変位させることができる。この規制調節部材は、規制駆動部とは別個に構成することができる。従って、ベルト式無段変速機のなかの、空きスペースに規制駆動部を配置できるので、配置の自由度を、より高めることができる。しかも、固定シーブに対する可動シーブの軸方向への離反可能な許容範囲を、容易に且つ正確に調節することができるように、規制調節部材を配置することができる。

好ましくは、手動式のモード切替スイッチと、前記駆動源の回転速度を手動操作する駆動源操作部材とを、更に有する。前記制御部は、前記モード切替スイッチによって切り替え可能に、予め設定されている複数の制御モードに基づいて、前記駆動源と前記作業部と前記減速比規制機構とを制御する構成である。前記複数の制御モードには、第１の制御モードと第２の制御モードとを含む。前記第１の制御モードは、前記目標作業速度設定部の設定によって前記駆動源と前記作業部と前記減速比規制機構とを制御する。前記第２の制御モードは、前記駆動源操作部材の操作量に従って、前記駆動源の回転速度を制御する。

このように、制御部はモード切替スイッチによって切り替えた各制御モードに基づいて、駆動源と作業部と減速比規制機構とを制御する。このため、作業者は、作業の熟練度や作業状況に応じて、複数の制御モードを任意に選択することにより、好みに応じた作業内容にすることができる。

本発明では、作業者が目標作業速度設定部を操作することによって、作業部の作業回転速度を任意に調節できるとともに、作業部による安定した作業を行うことができる。

本発明に係る作業機用ベルト式無段変速機を搭載した作業機の側面図である。 図１に示される駆動源と作業部と作業動力伝達系統の模式図である。 図２に示される従動プーリと減速比規制機構の断面図である。 図３に示されるトルクカム機構を備えた従動プーリの側面図である。 図２に示される従動プーリと減速比規制機構の外面図である。 図５に示される従動プーリとスイングアームを従動軸の軸端方向から見た図である。 図６に示されるとスイングアームとカバーとスイング角検出センサとリンク機構の分解図である。 図５に示される可動シーブが減速比規制機構によって最大限規制されている状態の作用図である。 図１に示される操作部を後上方から見た斜視図である。 図２に示される制御部の制御フローチャートである。 図１０に示されるオートモード時の駆動部の目標回転速度制御を実行するサブルーチンの制御フローチャートである。 図１０に示される減速比下限制御処理を実行するサブルーチンの制御フローチャートである。 図１２に示されるステップＳ２０６で最小の限界減速比を求めるマップである。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例に係る作業機用ベルト式無段変速機について、図面に基づき説明する。作業機用ベルト式無段変速機を搭載した作業機は、例えば歩行型オーガ除雪機によって構成される。なお、作業機は、歩行型オーガ除雪機に限定されるものではない。「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌｅは左側、Ｒｉは右側を示す。

図１に示されるように、作業機１０は、作業機１０全体の機体を構成する走行フレーム１１と、この走行フレーム１１に備えた左右の走行装置１２と、この走行フレーム１１に一体的に取り付けられた駆動源１３及び作業部１４とを含む、自走式のオーガ除雪機（ロータリ除雪機ともいう）である。

走行フレーム１１の後部には、後上方へ延びた左右の操作ハンドル１７が一体的に取り付けられている。左右の操作ハンドル１７の先端には、左右のグリップ１８が取り付けられている。作業者は、作業機１０に連れて歩行しながら、操作ハンドル１７によって作業機１０を操縦することができる。

左右の走行装置１２は、左右の電動モータ２１、左右のクローラベルト２２、後部に配置された左右の駆動輪２３、及び、前部に配置された左右の転動輪２４からなる、クローラ式走行装置である。左右の電動モータ２１の駆動力により、左右の駆動輪２３を介して左右のクローラベルト２２を駆動することができる。

図１及び図２に示されるように、駆動源１３は、例えばエンジンによって構成される。以下、この駆動源１３のことを、適宜「エンジン１３」と言い換える。エンジン１３は、作業動力伝達系統３１を介して作業部１４を駆動するとともに発電機３２を回し、得た電力をバッテリ３３に供給するとともに、左右の電動モータ２１や他の電装品に供給する。この左右の電動モータ２１は、発電機３２が発生した電力やバッテリ３３の電力によって駆動する。

図２に示されるように、エンジン１３の回転速度Ｅｒは、エンジン速度センサ４１（駆動源速度センサ４１）によって検出される。このエンジン１３は、電子式ガバナ４２によって制御されている。この電子式ガバナ４２（電気式ガバナ４２とも言う。）は、制御部４３の制御信号によって制御モータ４４を制御することにより、この制御モータ４４によってスロットル弁４５を開閉制御するものである。このスロットル弁４５の開度は、開度センサ４６によって検出される。

作業機１０の制御系統は、制御部４３を中心に集約されたものである。制御部４３はメモリ４３ａを内蔵し、このメモリ４３ａに記憶されている各種の情報を適宜読み出して制御する構成である。

作業部１４は、オーガハウジング５１と、このオーガハウジング５１の背面に一体に設けられたブロアケース５２と、オーガハウジング５１の中に備えたオーガ５３と、ブロアケース５２の中に備えたブロア５４と、ブロアケース５２の上部から上方へ延びたシュータ５５とからなる。

シュータ５５は、オーガ５３によって掻き集められた雪を、ブロア５４によって除雪機１０から離れた位置へ飛ばすときの、いわゆる投雪部である。このシュータ５５の基端部は投雪方向、つまり投雪する方位を調節するように、ブロアケース５２に略水平に回転可能に取り付けられている。このため、シュータ５５は、走行装置１２（図１参照）が接地している接地面Ｇｒ（図１参照）に対して、略平行に回転可能である。このシュータ５５は、シュータ駆動モータ５６によって駆動される。

シュータ５５の上端部には、シュータガイド５７が設けられている。このシュータガイド５７は、上下方向の投雪角度を調節するように、シュータ５５の上端部に対して上下スイング可能に取り付けられている。このシュータガイド５７は、ガイド駆動モータ５８によってスイング駆動される。

図１に示されるように、作業機１０（除雪機１０）は、左右の走行装置１２によって前進走行しつつ、前部のオーガ５３によって雪を掻き集め、掻き集めた雪をブロア５４によってシュータ５５を介して遠くへ飛ばすことができる。

図２に示されるように、駆動源１３から作業部１４までの作業動力伝達系統３１は、駆動源１３の出力軸１３ａに連結された電磁クラッチ６１と、オーガ５３とブロア５４とに連結された回転軸６２と、この電磁クラッチ６１と回転軸６２との間に介在した作業機用ベルト式無段変速機６３とからなる。

作業機用ベルト式無段変速機６３（以下、「ベルト式無段変速機６３」と言う）は、駆動軸７１に連結された駆動プーリ７２と、従動軸７３に連結された従動プーリ７４と、駆動プーリ７２と従動プーリ７４との間に掛けられたＶベルト７５とを含み、駆動プーリ７２に対する従動プーリ７４の減速比を無段階に変更可能である。

駆動軸７１は、電磁クラッチ６１に連結されている。電磁クラッチ６１がオフ（off）状態のときには、駆動軸７１は駆動源１３の出力軸１３ａに対して解放されている。電磁クラッチ６１がオン（on）状態のときには、駆動軸７１は駆動源１３の出力軸１３ａに対して連結される。以下、電磁クラッチ６１のことを、適宜「オーガクラッチ６１」又は「作業部用クラッチ６１」といいかえる。

駆動プーリ７２は、駆動軸７１に取り付けられた固定シーブ７２ａと、この固定シーブ７２ａに対して軸方向に変位可能な可動シーブ７２ｂと、この可動シーブ７２ｂを固定シーブ７２ａに向かって付勢するコイルばね７２ｃ（駆動側コイルばね７２ｃ）とを含む。可動シーブ７２ｂは、固定シーブ７２ａに対して相対回転可能であって、且つ固定シーブ７２ａに対して駆動軸７１の軸方向に変位可能に、この駆動軸７１に支持されている。駆動軸７１及び駆動プーリ７２の回転速度は、エンジン１３の回転速度Ｅｒと同じである。

従動軸７３は、回転軸６２と同心上に位置するとともに、この回転軸６２の一端に連結されている。作業部１４は、回転軸６２を介して従動軸７３に連結されている。つまり、オーガ５３は、ウォームギヤ式減速機構６４を介して回転軸６２に連結されている。ブロア５４は、回転軸６２に連結されている。作業部１４（特にブロア５４）の作業回転速度Ｂｒは、従動軸７３の回転速度Ｂｒと同じである。従動軸７３の回転速度Ｂｒは、作業部速度センサ７６によって検出される。このため、作業部１４の作業回転速度Ｂｒ、つまりブロア５４の作業回転速度Ｂｒは、実質的に作業部速度センサ７６によって検出されることになる。以下、作業回転速度Ｂｒのことを、適宜「回転速度Ｂｒ」と言い換える。

図３に示されるように、従動プーリ７４は、従動軸７３に取り付けられた固定シーブ８１と、この固定シーブ８１に対して軸方向に変位可能な可動シーブ８２と、この可動シーブ８２を固定シーブ８１に向かって付勢するコイルばね８３（従動側コイルばね８３）と、可動シーブ８２に作用した回転力の一部をＶベルト７５の側面を押圧するスラストに変換するトルクカム機構８４とを含む。

詳しく述べると、固定シーブ８１は、従動軸７３に支持される管状の固定側ボス部８６と、この固定側ボス部８６に設けられた略円盤状の固定側シーブ盤８７とからなる。固定側ボス部８６と固定側シーブ盤８７とは、一体品又は別体品である。従動軸７３は、管状の固定側ボス部８６の貫通孔に嵌合している。固定側ボス部８６は、従動軸７３に対する相対回転と軸方向への相対移動が、共に規制されている。

可動シーブ８２は、固定側ボス部８６に支持される管状の可動側ボス部８８と、この可動側ボス部８８に設けられた略円盤状の可動側シーブ盤８９とからなる。可動側ボス部８８と可動側シーブ盤８９とは、一体品又は別体品である。固定側ボス部８６は、管状の可動側ボス部８８の貫通孔に嵌合している。可動側ボス部８８は、固定側ボス部８６に対して、相対回転可能且つ軸方向に変位可能であるものの、トルクカム機構８４によって変位を規制されている。

コイルばね８３は、圧縮コイルばねによって構成されている。このコイルばね８３のコイル中心は、従動プーリ７４の回転中心線ＣＬに対して同心に位置する。

図３及び図４に示されるように、トルクカム機構８４は、固定側ボス部８６から径外方へ突出した１つ又は複数のピン８４ａと、可動側ボス部８８に形成された１つ又は複数のカム溝８４ｂとからなる。このピン８４ａは、カム溝８４ｂに嵌合されている。このカム溝８４ｂは、可動側ボス部８８を径方向に貫通した長孔状に形成されることが好ましく、且つ従動軸７３の軸方向に傾斜している（螺旋状に形成されている）。

図２も参照すると、エンジン１３がベルト式無段変速機６３を介して作業部１４を駆動するときに、この作業部１４の負荷の大きさに応じた反力が、トルクカム機構８４に作用する。このため、カム溝８４ｂはピン８４ａに案内されて、回転しつつ軸方向にスライド変位する。つまり、エンジン１３から可動シーブ８２へ作用した回転力の一部は、トルクカム機構８４によって、Ｖベルト７５の側面を押圧するスラストｆｓ１に変換される。このスラストｆｓ１と、従動側コイルばね８３が可動シーブ８２を付勢する付勢力ｆｓ２との、総和はΣｆｓ（総スラストΣｆｓ）である。この総スラストΣｆｓと、Ｖベルト７５によって可動シーブ８２のベルト接触面を押し開こうとする力ｆｓ３とが、バランスすることによって、従動プーリ７４のベルト有効径Ｄｉが決まる。このように、Σｆｓとｆｓ３とがバランスしながら、駆動プーリ７２の回転速度Ｅｒに対する従動プーリ７４の回転速度Ｂｒの減速比Ｒａ、つまり「Ｒａ＝Ｂｒ／Ｅｒ」が自動的に無段階に変更される。

図２及び図３に示されるように、ベルト式無段変速機６３は、駆動プーリ７２の回転速度Ｅｒに対する従動プーリ７４の回転速度Ｂｒの、減速比Ｒａの可変範囲のなかの、最小の限界減速比を規制する減速比規制機構９０を有する。

図３及び図５に示されるように、この減速比規制機構９０は、スイングアーム９１と規制駆動部１１０とを有する。スイングアーム９１（規制調節部材９１）は、固定シーブ８１に対する可動シーブ８２の、軸方向への離反可能な許容範囲を調節するように、変位可能な構成である。

スイングアーム９１は、可動シーブ８２に対し固定シーブ８１とは反対側に位置している。このため、固定シーブ８１に対する可動シーブ８２の最大離反変位が可能な範囲を調整するのに、最も適した位置に規制調節部材９１を配置することができる。

さらに、このスイングアーム９１は、従動プーリ７４の回転中心線ＣＬに対して交差する方向に延びた、細長い部材であって、スイング基端部９２とスイング先端部９３と一対のスイング中間部９４，９４とからなる。

スイング基端部９２は、スイングアーム９１の一端部であって、従動プーリ７４の回転中心線ＣＬに沿う方向にスイング可能に、ブラケット９５に支持されている。このブラケット９５は、走行フレーム１１に取り付けられている。スイング先端部９３は、スイングアーム９１のなかの、スイング基端部９２とは反対側の端部である。一対のスイング中間部９４，９４は、スイングアーム９１のなかの、スイング基端部９２とスイング先端部９３との間に構成されている。この一対のスイング中間部９４，９４は、コイルばね８３の径外方の両側に分かれて位置しており、固定シーブ８１に対する可動シーブ８２の、軸方向への離反可能な許容範囲を調節する部分である。

より詳しく述べると、図６及び図７に示されるように、スイングアーム９１は帯板の折り曲げ成形品であり、従動軸７３の軸方向から見て、板面同士が向かい合った略Ｕ字状（フォーク状）に形成されている。

スイング基端部９２は、Ｕ字の開口端の部分に相当する。つまり、スイング基端部９２は、互いに離間した一対の基端片９２ａ，９２ａによって構成されており、ブラケット９５に支持軸９６によってスイング可能に支持されている。スイング先端部９３は、Ｕ字の底部に相当する。一対のスイング中間部９４，９４は、Ｕ字の中間部に相当する。つまり、一対のスイング中間部９４，９４は、互いに離間し、従動側コイルばね８３（図３参照）を径方向の両側から挟むように位置している。一対の基端片９２ａ，９２ａの間隔は、一対のスイング中間部９４，９４の間隔よりも小さく設定されている。

図３に示されるように、可動シーブ８２は、一対のスイング中間部９４，９４に向かい合う側部８２ａに、転がり軸受９７を有する。この転がり軸受９７は、単列ボールベアリングによって構成されている。転がり軸受９７の内輪９７ａは、従動プーリ７４の回転中心線ＣＬに対して同心に位置するとともに、可動シーブ８２に設けられている。より具体的には、可動シーブ８２の側部８２ａに環状の内輪支持部９８が取り付けられている。この内輪支持部９８の外周面が、内輪９７ａに嵌合されている。この結果、内輪９７ａは、内輪支持部９８に支持されるとともに、可動シーブ８２の側部８２ａに取り付けられている。内輪支持部９８の内径は、コイルばね８３のコイル外径よりも大きい。

さらに、転がり軸受９７の外輪９７ｂは、この外輪９７ｂと共に回転可能な環状のカバー９９によって覆われている。図５〜図７も参照すると、カバー９９は、可動シーブ８２に対して反対側の側面９９ａから、スイングアーム９１へ向かって延びた回り止めバー９９ｂを有する。この回り止めバー９９ｂは、一対のスイング中間部９４，９４間に嵌合している。このため、カバー９９の回転は、スイングアーム９１によって規制される。

互いに向かい合う、カバー９９の側面９９ａと一対のスイング中間部９４，９４の側面９４ａ，９４ａとの、いずれか一方は、他方へ向かって突出した一対の突部１０１，１０１を有する。この一対の突部１０１，１０１は、例えば、カバー９９の側面９９ａに一体に形成されている。この一対の突部１０１，１０１は、一対のスイング中間部９４，９４がカバー９９側へ変位したときに、このカバー９９を介して転がり軸受９７の外輪９７ｂの側面を押圧可能に位置している。

このため、回転中の可動シーブ８２に対し、一対のスイング中間部９４，９４は転がり軸受９７を介して間接的に接触する。回転中の可動シーブ８２に対する、一対のスイング中間部９４，９４の接触抵抗を低減することができる。しかも、一対のスイング中間部９４，９４が変位したときに、突部１０１，１０１はカバー９９を介して転がり軸受９７の外輪９７ｂの側面を押圧する。変位した一対のスイング中間部９４，９４が、カバー９９を介して転がり軸受９７の外輪９７ｂの側面を押圧する場合に比べて、回転中の可動シーブ８２に対する、一対のスイング中間部９４，９４の接触抵抗を、より低減することができる。

図５〜図７に示されるように、減速比規制機構９０は、スイングアーム９１のスイング角α（図５参照）を検出するスイング角検出センサ１０３を有する。このスイング角検出センサ１０３は、回転式ポテンショメータによって構成されており、走行フレーム１１に取り付けられている。スイング角検出センサ１０３の回転軸１０３ａは、スイングアーム９１のスイング基端部９２を支持する支持軸９６に対して平行である。このスイング角検出センサ１０３は、スイングアーム９１のなかのスイング先端部９３又はこのスイング先端部９３の近傍に、リンク機構１０４によって連結されている。このため、スイングアーム９１のスイング角αを、リンク機構１０４を介してスイング角検出センサ１０３によって検出することができる。

このリンク機構１０４は、スイング角検出センサ１０３の回転軸１０３ａの軸方向から見て、Ｖ字状リンクの構成であって、第１リンクピン１０５と第２リンクピン１０６と第１リンクバー１０７と第２リンクバー１０８とからなる。第１及び第２リンクピン１０５，１０６は、スイング角検出センサ１０３の回転軸１０３ａに対して平行である。

第１リンクピン１０５は、スイング先端部９３又はこのスイング先端部９３の近傍に取り付けられている。第２リンクバー１０８の一端部には、この第２リンクバー１０８の長手方向に細長い長孔１０８ａが形成されている。第１リンクバー１０７は、一端部を第１リンクピン１０５にスイング可能に取り付けられ、他端部を第２リンクピン１０６を介して第２リンクバー１０８の長孔１０８ａに相対回転可能に連結されている。第２リンクバー１０８の他端部は、スイング角検出センサ１０３の回転軸１０３ａに相対回転を規制されて取り付けられている。

スイングアーム９１のなかの、スイング先端部９３のスイング変位量は、他の部位９２，９４のスイング変位量よりも大きい。リンク機構１０４の一端部（第１リンクピン１０５）は、スイング変位量が大きいスイング先端部９３又はこのスイング先端部９３の近傍に連結されている。このため、スイングアーム９１のスイング角αを、スイング角検出センサ１０３によって正確に検出することができる。さらには、スイングアーム９１のなかの、スイング基端部９２から遠いスイング先端部９３又はこのスイング先端部９３の近傍に、リンク機構１０４を有しているので、スイング角検出センサ１０３の配置の自由度を高めることができる。

図５〜図７に示されるように、前記規制駆動部１１０は、スイングアーム９１のスイング先端部９３を無段階にスイング駆動するものであり、ブラケット１１１によって走行フレーム１１に取り付けられている。この規制駆動部１１０は、電動モータ１１２とウォームギヤ機構１１３と駆動力出力部１１４とを含む。ウォームギヤ機構１１３は、電動モータ１１２によって駆動されるウォーム１１５と、このウォーム１１５に噛み合うウォームホイール１１６とからなる。ウォームホイール１１６は、第１伝動軸１１７に取り付けられている。駆動力出力部１１４は、ウォームホイール１１６によって駆動される。

このため、スイングアーム９１側から電動モータ１１２を逆転させないように、ウォームギヤ機構１１３に逆転防止機能（セルフロック）をもたせることができる。従って、可動シーブ８２の軸方向への反力により、スイングアーム９１が変位しないように、確実に規制することができる。

駆動力出力部１１４は、入力側のピニオン１２１と出力側のギヤ１２２とを含む。ピニオン１２１は、第１伝動軸１１７に取り付けられている。ギヤ１２２は、第２伝動軸１２３に取り付けられている。スイングアーム９１のスイング先端部９３は、駆動力出力部１１４に連結ロッド１２４によって連結されている。このため、ベルト式無段変速機６３のなかの、空きスペースに規制駆動部１１０を配置できるので、配置の自由度を、より高めることができる。

詳しくは、連結ロッド１２４の一端部１２４ａは、スイング先端部９３にボールジョイント１２５によって連結されている。連結ロッド１２４の他端部１２４ｂは、ギヤ１２２にボールジョイント１２６によって連結されている。ギヤ１２２に対する連結ロッド１２４の他端部１２４ｂの連結位置は、第２伝動軸１２３から径外方にオフセットしている。

図１及び図９に示されるように、左右の操作ハンドル１７間には、バッテリ３３と制御部４３と操作部１３０とが配置されている。操作部１３０は、左右の操作ハンドル１７，１７の間に設けられた操作ボックス１３１と、左右のグリップ１８，１８の近傍に位置して左右の操作ハンドル１７，１７に取り付けられた左右の旋回操作レバー１３２，１３２と、左のグリップ１８の近傍に位置して左の操作ハンドル１７に取り付けられた走行準備レバー１３３とからなる。

制御部４３は、作業者が走行準備レバー１３３を握ってグリップ１８側に下げているという条件下のときだけ、走行装置１２と作業部１４の駆動を許可する。また、制御部４３は、作業者が左又は右の旋回操作レバー１３２，１３２を握っているときに、握っている方へ作業機１０を旋回するように、左右の走行装置１２，１２を制御する。

図２及び図９に示されるように、操作ボックス１３１は、メインスイッチ１４１、スロットルレバー１４２、方向速度レバー１４３、オーガハウジング姿勢操作レバー１４４、シュータ操作レバー１４５、オーガスイッチ１４６、目標作業速度設定部１４７、及びモード切替スイッチ１４８を備えている。

メインスイッチ１４１は、電気系統をオンにするとともに、エンジン１３を始動させることができる手動スイッチであり、例えばロータリスイッチ（キースイッチを含む）によって構成される。

スロットルレバー１４２は、エンジン１３の回転速度を制御するための操作部材である。つまり、スロットルレバー１４２は、電子式ガバナ４２の制御モータ４４を制御することによって、スロットル弁４５の開度を制御するための操作部材であり、作業者の手によって、矢印のように前後方向へ往復させることができ、ポテンショメータ（図示せず）によってポジションに応じた電圧信号を発する。制御部４３は、スロットルレバー１４２の操作量の信号と開度センサ４６の開度信号とに従い、制御モータ４４を駆動制御することによって、スロットル弁４５の開度を制御する。スロットルレバー１４２を後方へ倒せばスロットル弁４５を全閉まで閉じることができる。スロットルレバー１４２を前方へ倒せばスロットル弁４５を全開まで開けることができる。この結果、エンジン１３の回転速度Ｅｒを調節することができる。

このように、スロットルレバー１４２は、エンジン１３（駆動源１３）の目標とする目標最低回転速度（例えば、エンジン１３のアイドリング速度又はこれより若干高速の値）を任意に設定することが可能な、駆動最低速度設定部である。また、このスロットルレバー１４２は、エンジン１３の回転速度Ｅｒを手動操作することが可能な、駆動源操作部材でもある。以下、スロットルレバー１４２のことを適宜「駆動最低速度設定部１４２」又は「駆動源操作部材１４２」と言い換える。

方向速度レバー１４３は、左右の電動モータ２１（図１参照）の回転を制御するための操作部材であり、作業者の手によって、起立した中立位置から矢印のように前後に往復操作することができる。方向速度レバー１４３を、中立位置から前進側（前方）へ倒せば、図１に示される作業機１０を前進させることができ、且つ、前進側へ倒すほど高速前進となるように、速度制御も行える。同様に、方向速度レバー１４３を、中立位置から後進側（後方）へ倒せば、作業機１０を後進させることができ、且つ後進側へ倒すほど高速後進となるように、速度制御も行える。

オーガハウジング姿勢操作レバー１４４は、オーガハウジング５１の姿勢を変えるための操作部材であり、作業者の手によって、中立位置から矢印のように前後左右に往復操作することができる。

シュータ操作レバー１４５は、シュータ５５及びシュータガイド５７の向きを変えるための操作部材であり、作業者の手によって、中立位置から矢印のように前後左右に往復操作することができる。制御部４３は、シュータ操作レバー１４５の操作方向と操作量の各信号に従い、シュータ駆動モータ５６とガイド駆動モータ５８とを駆動制御することによって、シュータ５５とシュータガイド５７の各向きを調節する。

オーガスイッチ１４６（「クラッチ操作スイッチ１４６」とも言う）は、電磁クラッチ６１をオン、オフ切替えする手動スイッチであり、例えば押し釦スイッチからなる。オーガスイッチ１４６がオンのときに、電磁クラッチ６１はオンになる。オーガスイッチ１４６がオフのときに、電磁クラッチ６１はオフになる。

つまり、制御部４３は、走行準備レバー１３３を握るとともに、オーガスイッチ１４６をオン操作することにより、電磁クラッチ６１を接続（オン）して、エンジン１３の動力によってオーガ５３及びブロア５４を回転させることができる。走行準備レバー１３３をフリーにするか、又は、オーガスイッチ１４６をオフ操作することにより、電磁クラッチ６１を断（オフ）状態にすることができる。

目標作業速度設定部１４７は、作業部１４の目標作業回転速度を任意に設定する操作部材であって、操作レバーによって構成されている。この目標作業速度設定部１４７は、作業者の手によって、矢印のように前後方向へ往復させることができ、ポテンショメータ（図示せず）によってポジションに応じた電圧信号、つまり目標作業回転速度の信号を発する。

上述のように、作業部１４の目標作業回転速度は、目標作業速度設定部１４７によってされる。シュータ５５からの投雪距離は、作業部１４のなかの、ブロア５４の回転速度によって決まる。目標作業速度設定部１４７によって作業部１４の目標作業回転速度、つまり回転軸６２及びブロア５４の目標作業回転速度を設定することにより、シュータ５５からの投雪距離を調節することができる。以下、目標作業速度設定部１４７のことを、適宜「投雪距離レバー１４７」と言い換えることにする。

制御部４３は、エンジン１３（駆動源１３）と減速比規制機構９０とを制御する。この制御部４３は、作業部速度センサ７６によって検出された作業部１４の実際の作業回転速度Ｂｒ（特にブロア５４の実際の作業回転速度Ｂｒ）を、目標作業速度設定部１４７によって設定された目標作業回転速度に近づけるように、エンジン１３の回転速度Ｅｒを制御する構成である。

さらに、制御部４３は、予め設定されている又はスロットルレバー１４２（駆動最低速度設定部１４２）によって任意に設定された、エンジン１３の目標最低回転速度と、目標作業速度設定部１４７によって設定された作業部１４の目標作業回転速度とに基づいて、最小の限界減速比を求め、この求められた最小の限界減速比を維持するように、減速比規制機構９０を制御する構成である。より具体的には、制御部４３は、減速比規制機構９０のなかの規制駆動部１１０、つまり電動モータ１１２を制御する。

モード切替スイッチ１４８は、制御部４３における走行制御モードを切り替える手動式切替スイッチであり、例えばロータリスイッチからなる。このモード切替スイッチ１４８のノブ１４８ａを図反時計回りに回すことによって、第１制御位置Ｐ１と第２制御位置Ｐ２と第３制御位置Ｐ３とに切り替えることができる。これらの各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に切り替えたときに、モード切替スイッチ１４８はそれぞれ対応するスイッチ信号を発する。なお、各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の配列は任意である。

第１制御位置Ｐ１は、制御部４３に「第１の制御モード」で制御をさせるためのスイッチ位置である。第２制御位置Ｐ２は、制御部４３に「第２の制御モード」で制御をさせるためのスイッチ位置である。第３制御位置Ｐ３は、制御部４３に「第３の制御モード」で制御をさせるためのスイッチ位置である。

制御部４３は、モード切替スイッチ１４８によって切り替え可能に、予め設定されている複数の制御モードに基づいて、エンジン１３と作業部１４と減速比規制機構９０とを制御する構成である。前記複数の制御モードには、第１の制御モードと第２制御モードと第３制御モードとを含む。

第１の制御モードは、上述のように、目標作業速度設定部１４７の設定によって、エンジン１３（駆動源１３）と作業部１４と減速比規制機構９０とを制御するオートモードである。つまり、第１の制御モードは、
（１）作業部速度センサ７６によって検出された作業部１４の実際の作業回転速度Ｂｒを、目標作業速度設定部１４７によって設定された目標作業回転速度に近づけるように、エンジン１３の回転速度Ｅｒを制御するとともに、
（２）予め設定されている又はスロットルレバー１４２（駆動最低速度設定部１４２）によって任意に設定された「エンジン１３の目標最低回転速度」と、目標作業速度設定部１４７によって設定された作業部１４の「目標作業回転速度」とに基づいて、最小の限界減速比を求め、この求められた最小の限界減速比を維持するように、減速比規制機構９０を制御するオートモードである。
作業を迅速に効率良く行いたい作業者や、作業にある程度慣れている中級作業者は、第１の制御モードを選択すればよい。

第２制御モードは、エンジン１３の回転速度Ｅｒを手動操作するスロットルレバー１４２（駆動源操作部材１４２）の操作量に従って、エンジン１３の回転速度Ｅｒを制御するモードである。この第２制御モードでは、目標作業速度設定部１４７の設定信号は無視される。つまり、第２の制御モードは、エンジン１３の回転速度Ｅｒを基に手動操作にて制御する、手動モードである。第２の制御モードは、エンジン１３の回転速度Ｅｒによる負荷制御のみを行うものであり、作業者にとって、負荷のきっかけが判ればよい場合に、用いることができる。制御部４３の介入が少ないので、作業者の意志を十分に反映することができる。作業に慣れている上級作業者は、第２の制御モードを選択すればよい。

第３制御モードは、スロットル弁４５の開度の増加量に対して、走行装置１２（図１参照）の走行速度を大きく減少させるように制御するモードである。作業に不慣れな初心者は、第３の制御モードを選択すればよい。

このように、制御部４３はモード切替スイッチ１４８によって切り替えた各制御モードに基づいて、走行装置１２と駆動源１３と作業部１４と減速比規制機構９０とを制御する。このため、作業者は、作業の熟練度や作業状況に応じて、複数の制御モードを任意に選択することによって、好みに応じた作業内容にすることができる。

次に、上記構成の従動プーリ７４及び減速比規制機構９０の作用を説明する。図５は、可動シーブ８２が減速比規制機構９０によって全く規制されていない状態を示している。この状態でのスイングアーム９１は、可動シーブ８２の側面９９ａから最大限に離れて傾くとともに、停止している。つまり、スイングアーム９１のスイング先端部９３は、可動シーブ８２の側面９９ａから最も離れている。このときのスイングアーム９１の傾き位置Ａ１を「最も離反した位置Ａ１」という。一対のスイング中間部９４，９４の側面９４ａ，９４ａは、突部１０１から若干離れている。可動シーブ８２は、固定シーブ８１に対して最も離反した位置にある。

その後、電動モータ１１２は正転することにより、ウォームギヤ機構１１３と駆動力出力部１１４とを介して、連結ロッド１２４を可動シーブ８２側へ向かって前進させる。前進した連結ロッド１２４は、スイングアーム９１を可動シーブ８２側へ向かってスイングさせる。この結果は図８に示される。

図８は、可動シーブ８２が減速比規制機構９０によって最大限に規制されている状態を示している。この状態で、電動モータ１１２は停止する。このため、一対のスイング中間部９４，９４は突部１０１を押しているとともに、停止している。スイングアーム９１のスイング先端部９３は、可動シーブ８２の側面９９ａに最も接近している。このときのスイングアーム９１の傾き位置Ａ２を「最も接近した位置Ａ２」という。最も離反した位置Ａ１から最も接近した位置Ａ２までの、スイングアーム９１のスイング角αは最大となる。可動シーブ８２は、固定シーブ８１に対して最も接近した位置、例えばシーブ８１，８２同士が近接又は接触した位置にある。

その後、電動モータ１１２は逆転することにより、ウォームギヤ機構１１３と駆動力出力部１１４とを介して、連結ロッド１２４を可動シーブ８２から離れる方向へ後退させる。後退した連結ロッド１２４は、スイングアーム９１を可動シーブ８２から離れる方向へスイングさせる。この結果は図５に示される。

このように、可動シーブ８２は、固定シーブ８１に対して最も接近した位置（図８参照）から、スイングアーム９１によって規制された最大の離反位置（図５参照）までの、許容範囲のみ（低速域でのみ）変位可能である。つまり、スイングアーム９１のスイング変位量を調整することによって、従動プーリ７４の高速域の回転を適宜規制することができる。図２に示されるように、駆動プーリ７２の回転速度Ｅｒに対する従動プーリ７４の回転速度Ｂｒの、「最小の減速比」を、スイングアーム９１によって規制することができる。

図２も参照しつつ言い換えると、従動プーリ７４の低速域の範囲でのみ、作業部１４（図２参照）の負荷の増減に従って、可動シーブ８２は固定シーブ８１に対し接近、離反するように変位する。前記低速域では、作業部１４の負荷の増減に従い、コイルばね８３とトルクカム機構８４の作用によって、駆動プーリ７２の回転速度Ｅｒに対する従動プーリ７４の回転速度Ｂｒの、減速比Ｒａを自動的に変化させることができる。この結果、作業機１０の作業状況に応じて、作業部１４の高速域の回転を、適宜規制することができる。

作業部１４の負荷が急激に減少したときには、トルクカム機構８４の作用によって、可動シーブ８２は固定シーブ８１から一時的に離反しようとする。つまり、作業部１４の回転速度Ｂｒは一時的に高速になろうとする。これに対し、本実施例では、従動プーリ７４の高速域の回転をスイングアーム９１によって規制することができる。このため、従動プーリ７４の急激な高速域の回転が規制される。ベルト式無段変速機６３を備えた作業機１０の作業性を、より高めることができる。

つまり、作業部１４の除雪負荷が急減した場合であっても、ブロア５４の急激な高速域の回転が規制される。このため、シュータ５５からの投雪距離が急激にのびることはない。作業機１０（オーガ式除雪機１０）から投雪する投雪場所が狭い場合や、住宅が密集した地域において除雪作業をする場合に、作業者は、シュータ５５の投雪方向や投雪角度を頻繁に調節する必要がなく、除雪作業性がより高まる。

次に、制御部４３（図２参照）をマイクロコンピュータによって構成した場合の制御フローについて、図１０〜図１２に基づき説明する。この制御フローは、例えばメインスイッチ１４１をオンにしたときに制御を開始し、メインスイッチ１４１をオフにしたときに制御を終了する。エンジン１３は、メインスイッチ１４１のオンによって始動するとともに、メインスイッチ１４１のオフによって停止する。

なお、図１０〜図１２に示される制御フローチャートでは、作業機１０の制御のなかのエンジン１３（駆動源１３）と減速比規制機構９０の制御に関するステップのみを説明し、他の制御に関するステップについては省略する。以下、図１及び図２を参照しつつ説明する。

図１０は、本発明に係る制御部４３の制御フローチャートである。制御部４３は制御を開始すると、先ずステップＳ１１ではオーガクラッチ６１の作動信号を読み込む。次に、オーガクラッチ６１がオンであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここで、オーガクラッチ６１がオン（on）の場合には、作業部１４が作動しているのでステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、ブロア５４の実際の作業回転速度Ｂｒを検出する。この作業回転速度Ｂｒは、作業部速度センサ７６によって検出する。次に、ブロア５４の実際の作業回転速度Ｂｒが、予め設定されている基準最低速度Ｂminよりも高速であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。この基準最低速度Ｂminは、作業部１４が無負荷状態のときの回転速度に設定される。ここで、実際の作業回転速度Ｂｒが基準最低速度Ｂminよりも高速である（Ｂｒ＞Ｂmin）場合には、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、モード切替スイッチ１４８のスイッチ信号を読み込む。次に、モード切替スイッチ１４８のスイッチ信号に基づき、制御モードがオートモードであるか否かを判断する（ステップＳ１６）。図９に示されるモード切替スイッチ１４８のノブ１４８ａが、第１制御位置Ｐ１にある場合には、オートモード（第１の制御モード）であり、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、オートモード時のエンジン１３の目標回転速度制御処理を実行する。このステップＳ１７のオートモード時のエンジン１３の目標回転速度制御処理を実行するための具体的な制御フローについては、図１１によって説明する。次に、ステップＳ１８では、減速比下限制御処理を実行する。このステップＳ１８の減速比下限制御処理を実行するための具体的な制御フローについては、図１２によって説明する。

次に、制御部４３は、この制御フローを停止するか否かを判断する（ステップＳ１９）。ここで、メインスイッチ１４１がオン（on）の場合には、制御を継続すると判断してステップＳ１１に戻る。メインスイッチ１４１がオフ（off）の場合には、制御を停止すると判断して、一連の制御を終了する。

一方、前記ステップＳ１６において、オートモード（第１の制御モード）ではないと判断した場合には、ステップＳ２０に進む。図９に示されるモード切替スイッチ１４８のノブ１４８ａが、第２制御位置Ｐ２又は第３制御位置Ｐ３にある場合には、オートモードではない。

ステップＳ２０では、スロットルレバー１４２の操作量Ｓｏｐを読み込む。より具体的には、スロットルレバー１４２に連動するポテンショメータ（図示せず）は、スロットルレバー１４２のポジション、つまり操作量Ｓｏｐに応じた電圧信号を発する。この電圧信号を読み込むことによって、操作量Ｓｏｐを得ることができる。

次に、この操作量Ｓｏｐからエンジン１３の目標回転速度Ｅｓを求める（ステップＳ２１）。この目標回転速度Ｅｓの値は、例えばマップ又は演算によって求めることができる。このマップは、操作量Ｓｏｐと目標回転速度Ｅｓとの相関関係の特性、つまり実質的に比例関係となる特性を有する。

次に、エンジン１３の実際の回転速度Ｅｒを検出する（ステップＳ２２）。この回転速度Ｅｒは、エンジン速度センサ４１によって検出する。次に、実際の回転速度Ｅｒが目標回転速度Ｅｓに合致するように、エンジン回転速度制御を実行し（ステップＳ２３）、その後に、ステップＳ１８に進む。ステップＳ２３では、制御モータ４４を駆動制御することによって、スロットル弁４５の開度を制御する。

ところで、前記ステップＳ１２において、オーガクラッチ６１がオフ（Off）の場合には、作業部１４が停止することによって、エンジン１３が無負荷状態なのでステップＳ２４に進む。また、前記ステップＳ１４において、実際の作業回転速度Ｂｒが基準最低速度Ｂmin以下である（Ｂｒ≦Ｂmin）場合には、作業部１４が無負荷状態なのでステップＳ２４に進む。このステップＳ２４では、エンジン１３の目標回転速度Ｅｓをアイドリング速度（無負荷状態の最低限の回転速度）に設定する。

次に、エンジン１３の実際の回転速度Ｅｒを検出する（ステップＳ２５）。この回転速度Ｅｒは、エンジン速度センサ４１によって検出する。次に、実際の回転速度Ｅｒが目標回転速度Ｅｓに合致するように、エンジン回転速度制御を実行し（ステップＳ２６）、その後に、ステップＳ１８に進む。ステップＳ２６では、例えば制御モータ４４を駆動制御することによって、スロットル弁４５の開度を制御する。

次に、上記図１０に示されるステップＳ１７のオートモード時のエンジン１３の目標回転速度制御処理を実行するための具体的な制御フローについて説明する。図１１は、制御部４３が上記図１０に示されるステップＳ１７の「オートモード時のエンジン１３の目標回転速度制御」を実行するためのサブルーチンである。

制御部４３は、先ずステップＳ１０１では、投雪距離レバー１４７（目標作業速度設定部１４７）の操作量Ｓｄを読み込む。より具体的には、投雪距離レバー１４７のポジション、つまり操作量Ｓｄに応じた電圧信号を発する。この電圧信号を読み込むことによって、操作量Ｓｄを得ることができる。

次のステップＳ１０２では、投雪距離レバー１４７の操作量Ｓｄから作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓ、つまり回転軸６２及びブロア５４の目標作業回転速度Ｂｓを求める。この目標作業回転速度Ｂｓの値は、例えばマップ又は演算によって求めることができる。このマップは、操作量Ｓｄと目標作業回転速度Ｂｓとの相関関係の特性、つまり実質的に比例関係となる特性を有する。

次に、作業部１４、つまりブロア５４の実際の作業回転速度Ｂｒを検出する（ステップＳ１０３）。この作業回転速度Ｂｒは、作業部速度センサ７６によって検出する。次に、実際の作業回転速度Ｂｒと目標作業回転速度Ｂｓとを対比する（ステップＳ１０４）。

ここで、実際の作業回転速度Ｂｒが目標作業回転速度Ｂｓよりも低速である（Ｂｒ＜Ｂｓ）と判断した場合には、実際の作業回転速度Ｂｒを増速するために、エンジン１３を増速する必要があり、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、エンジン１３の現時点の目標回転速度Ｅｓを所定の微小な一定速度ΔＥｓだけ増速（Ｅｓ=Ｅｓ+ΔＥｓ）した後に、ステップＳ１０６に進む。

一方、前記ステップＳ１０４において、ブロア５４の実際の作業回転速度Ｂｒが目標作業回転速度Ｂｓよりも高速である（Ｂｒ＞Ｂｓ）と判断した場合には、実際の作業回転速度Ｂｒを減速するために、エンジン１３を減速する必要があり、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、エンジン１３の現時点の目標回転速度Ｅｓを所定の微小な一定速度ΔＥｓだけ減速（Ｅｓ=Ｅｓ−ΔＥｓ）した後に、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、エンジン１３の実際の回転速度Ｅｒを検出する。この回転速度Ｅｒは、エンジン速度センサ４１によって検出する。次に、ステップＳ１０８では、現時点の目標回転速度Ｅｓに対する実際の回転速度Ｅｒの差に基づいてエンジン１３の回転速度を制御した後に、ステップ１０３に戻る。

前記ステップＳ１０４において、ブロア５４の実際の作業回転速度Ｂｒが目標作業回転速度Ｂｓと同速度である（Ｂｒ＝Ｂｓ）と判断した場合には、エンジン１３の現時点の目標回転速度Ｅｓを、そのまま維持する（ステップＳ１０９）。その後、このオートモード時のエンジン１３の目標回転速度制御のサブルーチンを終了する。

このように、ブロア５４の実際の作業回転速度Ｂｒが目標作業回転速度Ｂｓに合致するまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８を繰り返す、いわゆるフィードバック制御を実行する。

次に、上記図１０に示されるステップＳ１８の減速比下限制御処理を実行するための具体的な制御フローについて説明する。図１２は、制御部４３が上記図１０に示されるステップＳ１８の「減速比下限制御処理」を実行するためのサブルーチンである。

制御部４３は、先ずステップＳ２０１では、オーガ５３の停止を要求する信号（作業部１４の停止を要求する信号）を読み込む。ここで、作業部１４の停止を要求する信号とは、走行準備レバー１３３のスイッチ信号とオーガスイッチ１４６の信号のことである。オーガクラッチ６１は、走行準備レバー１３３のスイッチがオン（on）且つオーガスイッチ１４６がオン（on）の場合にオン（on）となり、いずれか一方がオフ（off）の場合にオフ（off）となる。つまり、作業者が走行準備レバー１３３を握っているときだけ、オーガクラッチ６１はオン作動を許可される。この許可状態でオーガスイッチ１４６がオン操作されると、オーガクラッチ６１はオン作動する。

次のステップＳ２０２では、オーガ５３の停止を要求する信号（作業部１４の停止を要求する信号）が無いか否かを判断する。ここで、走行準備レバー１３３のスイッチがオン（on）且つオーガスイッチ１４６がオン（on）の場合には、停止を要求する信号が無く、作業部１４の作動を続けるので、次のステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、投雪距離レバー１４７の操作量Ｓｄを読み込む。より具体的には、投雪距離レバー１４７のポジション、つまり操作量Ｓｄに応じた電圧信号を発する。この電圧信号を読み込むことによって、操作量Ｓｄを得ることができる。

次のステップＳ２０４では、投雪距離レバー１４７の操作量Ｓｄから作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓ、つまり回転軸６２及びブロア５４の目標作業回転速度Ｂｓを求める。この目標作業回転速度Ｂｓの値は、例えばマップ又は演算によって求めることができる。このマップは、操作量Ｓｄと目標作業回転速度Ｂｓとの相関関係の特性、つまり実質的に比例関係となる特性を有する。

次のステップＳ２０５では、エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍをメモリ４３ａから読み出す。エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍは、エンジン１３が安定して動作することが可能な、実質的に最低の速度である。メモリ４３ａには、次の２つの記憶例のようにして、目標最低回転速度Ｅｍの値が記憶されている。

（１）第１の記憶例は、予め設定されている所定の「エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍ」の値を、メモリ４３ａに事前に記憶した例である。詳しく述べると、第１の記憶例は、作業機１０を生産工場から出荷する前や、作業者がエンジン１３を始動させる前に、所定の「目標最低回転速度Ｅｍ」の値を、メモリ４３ａに記憶させておく例である。

（２）第２の記憶例は、スロットルレバー１４２（駆動最低速度設定部１４２）によって任意に設定された「エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍ」を、メモリ４３ａに記憶した例である。詳しく述べると、エンジン１３を始動したときの、スロットルレバー１４２（駆動最低速度設定部１４２）の位置、つまり操作量Ｓｏｐは、前記図１０のステップＳ２０のように、スロットルレバー１４２に連動するポテンショメータによって検出される。そして、前記図１０のステップＳ２１のように、操作量Ｓｏｐからエンジン１３の目標回転速度Ｅｓが求められる。エンジン１３を始動したときの目標回転速度Ｅｓは、「目標最低回転速度Ｅｍ」としてメモリ４３ａに記憶されている（Ｅｓ→Ｅｍ）。

次のステップＳ２０６では、エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍと作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓとに基づいて、最小の限界減速比Ｒａｍを求める。ここで、最小の限界減速比Ｒａｍとは、駆動プーリ７２に対する従動プーリ７４の減速比Ｒａのなかの、スイングアーム９１によって規制された最小の限界値のことである。この最小の限界減速比Ｒａｍの値は、例えば演算又は図１３に示されるマップによって求めることができる。

図１３は、最小の限界減速比Ｒａｍを求めるマップであり、横軸をブロア５４（作業部１４）の目標作業回転速度Ｂｓとし、縦軸を最小の限界減速比Ｒａｍとして、エンジン１３の各々の目標最低回転速度Ｅｍ毎の、目標作業回転速度Ｂｓと最小の限界減速比Ｒａｍとの相関関係の特性を有している。

図１３において、右下がりの複数の曲線Ｅｍ１，Ｅｍ２，・・・Ｅｍｎは、エンジン１３の各々の目標最低回転速度Ｅｍのときの特性を表している。曲線Ｅｍ１は、目標最低回転速度Ｅｍが高速の場合の特性曲線である。複数の曲線Ｅｍ１，Ｅｍ２，・・・Ｅｍｎは、曲線Ｅｍ１から図下方へ曲線Ｅｍ２，・・・Ｅｍｎと移るにつれて、目標最低回転速度Ｅｍが低速となる場合の特性曲線である。

図１３から明らかなように、最小の限界減速比Ｒａｍの特性は、エンジン１３（駆動源１３）の目標最低回転速度Ｅｍが小さくなるにつれて減少するとともに、作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓが小さくなるにつれて増大する特性である。

作業機１０の通常の運転中において、エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍは一定に維持される。最小の限界減速比Ｒａｍは、目標最低回転速度Ｅｍの制限を受ける。目標作業回転速度Ｅｍが一定であれば、最小の限界減速比Ｒａｍが減少することは制限される。但し、目標最低回転速度Ｅｍが一定であっても、作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓを変えると、この目標作業回転速度Ｂｓの変化量に従って、最小の限界減速比Ｒａｍは変化する。

図１２に戻って説明を続ける。ステップＳ２０７では、最小の限界減速比Ｒａｍから、固定シーブ８１に対する可動シーブ８２の目標減速比制限位置Ｐｓ（目標離間位置Ｐｓ）を求める。この目標減速比制限位置Ｐｓの値は、例えばマップ又は演算によって求めることができる。このマップは、最小の限界減速比Ｒａｍと目標減速比制限位置Ｐｓとの相関関係の特性、つまり実質的に比例関係となる特性を有する。この目標減速比制限位置Ｐｓは、図５に示されるスイングアーム９１のスイング先端部９３が、「最も離反した位置Ａ１」から「最も接近した位置Ａ２」へ向かう、スイング角の目標値αｓ、つまり目標スイング角αｓに相当する。

次にステップＳ２０８では、固定シーブ８１に対する可動シーブ８２の実際の減速比制限位置Ｐｒ（実際の離間位置Ｐｒ）を検出する。この実際の減速比制限位置Ｐｒは、図５に示されるスイングアーム９１のスイング先端部９３が、「最も離反した位置Ａ１」から「最も接近した位置Ａ２」へ向かう、実際のスイング角αｒに相当する。実際のスイング角αｒは、スイング角検出センサ１０３によって検出する。

次に、実際の減速比制限位置Ｐｒが目標減速比制限位置Ｐｓに合致するように、つまり、実際のスイング角αｒが目標スイング角αｓに合致するように、規制駆動部１１０の駆動制御を実行（ステップＳ２０９）。その後、この減速比下限制御処理のサブルーチンを終了する。ステップＳ２０９では、規制駆動部１１０を駆動制御することによって、スイングアーム９１のスイング量を制御する。このように、最小の限界減速比Ｒａｍを維持するように、減速比規制機構９０を制御することができる。

一方、前記ステップＳ２０２において、走行準備レバー１３３のスイッチとオーガスイッチ１４６のいずれか一方又は両方がオフ（off）の場合、つまり停止を要求する信号が有った場合には、次のステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、オーガクラッチ６１をオフ（off）にする。この結果、作業部１４は停止する。

次のステップＳ２１１では、最小の限界減速比Ｒａｍの値を、オーガ５３の停止を要求する信号（作業部１４の停止を要求する信号）が有ったときの減速比に設定、例えば減速比を最大に設定し、その後にステップＳ２０７に進む。

以上の説明をまとめると、次の通りである。図２に示されるように、作業者は目標作業速度設定部１４７を操作することによって、作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓを任意に設定することができる。制御部４３は、エンジン１３の回転速度Ｅｒを制御することにより、作業部１４の実際の作業回転速度Ｂｒを目標作業回転速度Ｂｓに近づける。従って、作業部１４の作業回転速度Ｂｒを任意に且つ容易に調節することができるとともに、最適な作業状況とすることができる。

さらに制御部４３は、エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍと作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓとの両方に基づいて求められた、最小の限界減速比Ｒａｍを維持するように、減速比規制機構９０を制御する。このため、減速比規制機構９０によって、駆動プーリ７２に対する従動プーリ７４の、最小の限界減速比Ｒａｍを規制する（設定する）ことができる。

エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍは、エンジン１３が安定して動作することが可能な、実質的に最低の速度に設定される。この目標最低回転速度Ｅｍの値は、変更しない限り、一定に維持される。この目標最低回転速度Ｅｍが一定であれば、最小の限界減速比Ｒａｍは維持される。また、目標作業回転速度Ｂｓが一定であれば、最小の限界減速比Ｒａｍの減少は制限される。エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍが一定であっても、目標作業回転速度Ｂｓを変えると、この目標作業回転速度Ｂｓの変化量に従って最小の限界減速比Ｒａｍは変化する。

このように、最小の限界減速比Ｒａｍは下がり過ぎないように規制される。作業部１４の負荷の急増に従って、エンジン１３の回転速度Ｅｒは一時的に低下し得る。例え、エンジン１３の回転速度Ｅｒが目標最低回転速度Ｅｍまで急減した場合であっても、固定シーブ８１が設けられている従動軸７３に作用した負荷が、エンジン１３から可動シーブ８２に伝わった駆動力を超えないようにすることができる。従って、トルクカム機構８４による可動シーブ８２のスライド変位を円滑に行うことができる。

以上のように、作業部１４の実際の作業回転速度Ｂｒは、作業者によって調節された任意の目標作業回転速度Ｅｍに、近づく（合致を含む）ように制御されている。減速比Ｒａは、最小の限界減速比Ｒａｍから、トルクカム機構８４によって許容される最大減速比まで、負荷に応じて自動的に変位することが可能である。従って、作業部１４の負荷が急激に変動することに対する、対応が可能であり、作業部１４による安定した作業を行うことができる。しかも、目標作業速度設定部１４７を操作するだけでよいので、作業部１４の作業回転速度Ｂｒを容易に操作することができる。

さらには、図１３に示されるように、最小の限界減速比Ｒａｍの特性は、エンジン１３の目標最低回転速度Ｅｍが小さくなるにつれて減少するとともに、作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓが小さくなるにつれて増大する特性である。このため、目標作業速度設定部１４７の設定量が小さいとき、つまり作業部１４の目標作業回転速度Ｂｓが小さいときほど、減速比規制機構９０によって規制される最小の限界減速比Ｒａｍは大きい。従って、例え、作業中に負荷が急減することによって、エンジン１３の回転速度Ｅｒが急増した場合であっても、最小の限界減速比Ｒａｍが大きいので、作業部１４の作業回転速度Ｂｒが急増しないように抑制することができる。

さらには、スイングアーム９１は、規制駆動部１１０とは別個に構成することができる。従って、ベルト式無段変速機６３なかの、空きスペースに規制駆動部１１０を配置できるので、配置の自由度を、より高めることができる。しかも、固定シーブに対する可動シーブの軸方向への離反可能な許容範囲を、容易に且つ正確に調節することができるように、規制調節部材を配置することができる。

さらには、制御部４３はモード切替スイッチ１４８によって切り替えた各制御モードに基づいて、エンジン１３と作業部１４と減速比規制機構９０とを制御する。このため、作業者は、作業の熟練度や作業状況に応じて、複数の制御モードを任意に選択することにより、好みに応じた作業内容にすることができる。

本発明では、作業機１０は除雪機に限定されるものではなく、例えば作業部１４を芝刈用カッタブレードとした芝刈機とすることができる。また、駆動源１３はエンジンに限定されるものではなく、例えば電動モータによって構成することができる。

本発明の作業機１０は、除雪機や芝刈機に適用するのに好適である。

１０ 作業機（除雪機）
１３ 駆動源（エンジン）
１４ 作業部
３１ 作業動力伝達系統
４１ エンジン速度センサ（駆動源速度センサ）
４３ 制御部
５３ オーガ
６１ 電磁クラッチ（オーガクラッチ、作業部用クラッチ）
６３ 作業機用ベルト式無段変速機
７２ 駆動プーリ
７４ 従動プーリ
７５ Ｖベルト
７６ 作業部速度センサ
８１ 固定シーブ
８２ 可動シーブ
８３ コイルばね
８４ トルクカム機構
９０ 減速比規制機構
９１ スイングアーム
１０３ スイング角検出センサ
１１０ 規制駆動部
１１２ 電動モータ
１４２ 駆動最低速度設定部（駆動源操作部材、スロットルレバー）
１４７ 目標作業速度設定部
１４８ モード切替スイッチ
Ｂｒ 作業部の実際の作業回転速度
Ｂｓ 作業部の目標作業回転速度
Ｅｍ 駆動源（エンジン）の目標最低回転速度
Ｅｒ 駆動源（エンジン）の実際の回転速度
Ｅｓ 駆動源（エンジン）の目標回転速度
Ｒａ 減速比
Ｒａｍ 最小の限界減速比
α スイングアームのスイング角

Claims (4)

1. 駆動源から作業部までの作業動力伝達系統にベルト式無段変速機が介在しており、このベルト式無段変速機の従動プーリは、固定シーブと、この固定シーブに対して軸方向に変位可能な可動シーブと、この可動シーブを前記固定シーブに向かって付勢する付勢部材と、前記可動シーブに作用した回転力の一部をベルトの側面を押圧するスラストに変換するトルクカム機構とを含んでいる作業機において、
   前記作業部の目標作業回転速度を任意に設定する目標作業速度設定部と、
   前記作業部の実際の作業回転速度を検出する作業部速度センサと、
   駆動プーリに対する前記従動プーリの回転速度の、最小の減速比を規制する減速比規制機構と、
   前記駆動源と前記減速比規制機構とを制御する制御部とを有し、
   この制御部は、
   前記作業部速度センサによって検出された前記実際の作業回転速度を、前記目標作業回転速度に近づけるように、前記駆動源の回転速度を制御するとともに、
   予め設定されている又は駆動最低速度設定部によって任意に設定された、前記駆動源の目標最低回転速度と、前記作業部の前記目標作業回転速度とに基づいて、最小の限界減速比を求め、
   この求めた前記最小の限界減速比を維持するように、前記減速比規制機構を制御する構成であることを特徴とする作業機。
2. 前記最小の限界減速比の特性は、前記駆動源の前記目標最低回転速度が小さくなるにつれて減少するとともに、前記目標作業回転速度が小さくなるにつれて増大する特性であることを特徴とする請求項１記載の作業機。
3. 前記減速比規制機構は、前記固定シーブに対する前記可動シーブの、軸方向への離反可能な許容範囲を調節するように変位可能な規制調節部材と、この規制調節部材を駆動する規制駆動部を有し、
   前記制御部は、前記減速比規制機構のなかの前記規制駆動部を制御する構成であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の作業機。
4. 手動式のモード切替スイッチと、前記駆動源の回転速度を手動操作する駆動源操作部材とを、更に有し、
   前記制御部は、前記モード切替スイッチによって切り替え可能に、予め設定されている複数の制御モードに基づいて、前記駆動源と前記作業部と前記減速比規制機構とを制御する構成であり、
   前記複数の制御モードには、
   前記目標作業速度設定部の設定によって前記駆動源と前記作業部と前記減速比規制機構とを制御する第１の制御モードと、
   前記駆動源操作部材の操作量に従って、前記駆動源の回転速度を制御する第２制御モードとを含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の作業機。

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