JPH0968274A - 作業車の走行変速構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速操作具と走行用の無段変速装置とを機械
的に連動連結して、変速操作具に対し増速及び減速方向
のアシスト力を与えるアシスト手段を備えた作業車の走
行変速構造において、変速操作具の操作感覚を良いもの
にする。 【解決手段】 アシスト手段２３から変速操作具２６に
増速方向のアシスト力を与えるときにおいて、増速方向
のアシスト力を与えるアシスト手段２３の作動速度が、
変速操作具２６の高速側の操作位置ほど遅くなるように
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人為的に正逆に操
作される変速操作具と走行用の無段変速装置の変速部と
を機械的に連動連結して、変速操作具により無段変速装
置を変速操作するように構成した作業車の走行変速構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のような作業車の走行変速構造の一
例が、特開平６‐２０１００７号公報に開示されてい
る。この構造では、人為的に操作される変速レバー（前
記公報の図１及び図４中の１６）（変速操作具に相当）
と、走行用の無段変速装置とを機械的に連動連結して、
電動モータ（前記公報の図１及び図４中の１３）（アシ
スト手段に相当）の動力を、変速レバーの操作方向に沿
って増速及び減速方向のアシスト力として与えるように
構成している。

【０００３】変速レバーが人為的に操作される際の操作
方向を検出するスイッチ（前記公報の図１及び図４中の
１７，１８）（操作状態検出手段に相当）を備えて、作
業者が変速レバーを人為的に増速及び減速方向に操作し
ていると、変速レバーの操作方向に沿って増速及び減速
方向のアシスト力が与えられるように、電動モータに操
作電流を供給して、変速レバーによる変速操作が軽く行
えるように構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の構造では変速操
作具を増速方向に操作する場合において、変速操作具の
低速側の操作位置で変速操作具を増速方向に操作する場
合、変速操作具の高速側の操作位置で変速操作具を増速
方向に操作する場合のように、どの操作位置から変速操
作具を増速方向に操作しても、アシスト手段が同じ作動
速度で作動するように設定されている。これにより、作
業者が変速操作具を人為的に増速方向に操作する際に、
変速操作具のどの操作位置でも同じような操作感覚で変
速操作具による無段変速装置の変速操作が行えてしまう
ので、変速操作具の操作感覚の面で改善の余地がある。
本発明は作業車の走行変速において、変速操作具による
無段変速装置の変速操作の操作感覚の改善を図ることを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔Ｉ〕請求項１の特徴によると、変速操作具を増速方向
に操作する場合において、低速側の操作位置にある変速
操作具を増速方向に操作する場合よりも、高速側の操作
位置にあるで変速操作具を増速方向に操作する場合の方
が、増速方向のアシスト力を与えるアシスト手段の作動
速度は遅いものとなる。

【０００６】低速側の操作位置にある変速操作具を増速
方向に操作する場合では、機体の走行速度自身が低速で
あるのに対し、高速側の操作位置にある変速操作具を増
速方向に操作する場合では、機体の走行速度自身が既に
高速になっているので、変速操作具を操作する作業者に
対して、無段変速装置が増速方向に変速操作されている
ことを認識させる必要が高いものとなる。これにより、
高速側の操作位置にある変速操作具を増速方向に操作す
る場合、変速操作具を操作する作業者に対して、無段変
速装置が増速方向に変速操作されていることを充分に認
識させることができる。

【０００７】〔ＩＩ〕請求項２の特徴によると、請求項
１の場合と同様に前項〔Ｉ〕に記載の「作用」を備えて
おり、これに加えて以下のような「作用」を備えてい
る。請求項２の特徴によると変速操作具の全操作範囲に
おいて、増速方向のアシスト力を与える際のアシスト手
段の作動速度に比べて、減速方向のアシスト力を与える
際のアシスト手段の作動速度の方が高速に設定されてい
る。これにより、変速操作具の全操作範囲において、変
速操作具の減速方向の操作が素早く行えるようになるの
で、非常時等での無段変速装置の減速方向への変速操作
が素早く行える。

【０００８】

【発明の実施の形態】図４は作業車の一例であるコンバ
インの伝動系を示しており、エンジン１からの動力がテ
ンションクラッチを備えたベルト伝動機構２を介して、
ベルト式の無段変速装置３の入力プーリー４に伝達され
る。無段変速装置３からの動力がミッションケース５の
油圧クラッチ式の前後進切換装置（図示せず）、及び走
行用のギヤ変速装置（図示せず）を介して、左右のクロ
ーラ走行装置６に伝達される。ギヤ変速装置の直前から
分離した動力が、ミッションケース５からベルト伝動機
構７を介して、機体の前部の刈取部８に伝達される。

【０００９】次に、ベルト式の無段変速装置３及びその
変速操作構造について説明する。図２に示すように、入
力プーリー４が固定された入力軸９に第１割プーリー１
１、出力軸１０に第２割プーリー１２を備えて、第１及
び第２割プーリー１１，１２に亘り伝動ベルト１３を巻
回している。第１及び第２割プーリー１１，１２は、入
力軸９及び出力軸１０にスプライン構造で固定されるプ
ーリー部分１４、及び軸芯方向に移動自在なプーリー部
分１５から構成されており、第２割プーリー１２の移動
側のプーリー部分１５はバネ１６で固定側のプーリー部
分１４側に付勢され、出力軸１０側の負荷が大きくなる
のに比例して移動側のプーリー部分１５を固定側のプー
リー部分１４に押すカム機構１７が設けられている。

【００１０】第１割プーリー１１の移動側のプーリー部
分１５にベアリングを介してリング部材１８が外嵌さ
れ、リング部材１８に固定された一対のピン１８ａが無
段変速装置３のケース側の凹部１９に入り込んで、リン
グ部材１８が回り止めされている。図２及び図３に示す
ように、円筒状のカム部材２０（変速部に相当）がベア
リングを介して入力軸９に外嵌されて、直線状の底部２
０ａと左右対象な一対の傾斜面２０ｂとで構成された凹
部がカム部材２０に一対形成されており、リング部材１
８のピン１８ａのローラー１８ｂが、カム部材２０の一
対の凹部に入り込んでいる。

【００１１】図２及び図３に示す状態は、第１割プーリ
ー１１の移動側のプーリー部分１５が固定側のプーリー
部分１４から紙面左方に最も離れ、第２割プーリー１２
の移動側のプーリー部分１５が固定側のプーリー部分１
４に最も接近した最低速位置の状態である。この状態か
らカム部材２０を右及び左に回転させると、傾斜面２０
ｂを介してリング部材１８及び第１割プーリー１１の移
動側のプーリー部分１５が、固定側のプーリー部分１４
側に押し操作されて接近し、第１割プーリー１１での伝
動ベルト１３の巻回半径が大きくなっていく。これに伴
って第２割プーリー１２の移動側のプーリー部分１５
が、固定側のプーリー部分１４から紙面右方に離れてい
くのであり、無段変速装置３が増速方向に変速操作され
ていく。

【００１２】次に、ベルト式の無段変速装置３及び前後
進切換装置の操作構造について説明する。図１及び図２
に示すように、無段変速装置３の外側においてカム部材
２０の端部にボス部材２１が固定され、ボス部材２１に
扇型ギヤ２２が固定されている。機体の固定部に電動モ
ータ２３（アシスト手段に相当）が固定され、平ギヤに
よる減速機構２４が電動モータ２３に備えられており、
減速機構２４のピニオンギヤ２４ａが扇型ギヤ２２に咬
合している。ボス部材２１にリング部材２５が外嵌され
ており、リング部材２５に変速レバー２６（変速操作具
に相当）が支持されている。

【００１３】リング部材２５のアーム２５ａのピン２５
ｂが、扇型ギヤ２２の開孔２２ａに入り込んでおり、ゴ
ム状の一対の感圧センサー２７，２８（操作状態検出手
段に相当）が、アーム２５ａのピン２５ｂを挟み込むよ
うに扇型ギヤ２２に固定されている。前後進切換装置を
前進位置、後進位置及び中立停止位置に切換操作する切
換弁（図示せず）が備えられており、扇型ギヤ２２と切
換弁とがプッシュプルワイヤ２９及び融通機構３０を介
して連係されている。

【００１４】図５に示すように、電動モータ２３を操作
する制御装置３１（制御手段に相当）が備えられてお
り、電動モータ２３に後述する操作電流Ａ１及び保持電
流Ａ２を供給するモータドライバ３２、コントローラ３
３が制御装置３１に備えられている。図８に示すような
パルス信号Ｐ１，Ｐ２を出力するパルス信号出力手段３
４、及び保持電流Ａ２の値をフィードバックして検出す
る検出手段３５が、コントローラ３３に備えられてい
る。変速レバー２６の操作位置を検出する操作位置セン
サー３６が備えられており、操作位置センサー３６の信
号がコントローラ３３に入力されている。

【００１５】次に、変速レバー２６によるベルト式の無
段変速装置３及び前後進切換装置の操作について、図７
及び図８に基づいて説明する。図１に示す変速レバー２
６を中立停止位置Ｎから前進側の範囲に操作している
と、プッシュプルワイヤ２９及び切換弁により前後進切
換装置が前進位置に操作されており、変速レバー２６を
中立停止位置Ｎから後進側の範囲に操作していると、プ
ッシュプルワイヤ２９及び切換弁により前後進切換装置
が後進位置に操作されている。変速レバー２６を中立停
止位置Ｎに操作していると、プッシュプルワイヤ２９及
び切換弁により前後進切換装置が中立停止位置に操作さ
れて、機体は停止している。

【００１６】変速レバー２６を中立停止位置Ｎから前進
側の範囲に操作している状態（機体の前進状態）におい
て（ステップＳ１）、変速レバー２６を前進側（増速方
向）に操作し始めると、図１に示すピン２５ｂが前進側
の感圧センサー２７に押圧されて（ステップＳ２）、前
進側の感圧センサー２７から信号がコントローラ３３に
入力される。これによって、コントローラ３３から図８
に示すような前進側のパルス信号Ｐ１がモータドライバ
３２に出力されて、モータドライバ３２からパルス信号
Ｐ１に応じた前進側の操作電流Ａ１が電動モータ２３に
出力され（ステップＳ４）、電動モータ２３から変速レ
バー２６に対して前進側（増速方向）のアシスト力が与
えらて、変速レバー２６により無段変速装置３が前進の
増速方向に変速操作される。

【００１７】前進側のパルス信号Ｐ１において、一つの
周期Ｔでの出力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２との比（Ｔ１／
Ｔ２）が、コントローラ３３で自由に変更できるように
構成されており、出力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２との比
（Ｔ１／Ｔ２）が大きくなるほど、操作電流Ａ１の値も
大きくなる。これにより、図６の実線に示すように変速
レバー２６を中立停止位置Ｎ（低速側に対応）に操作し
ているほど、出力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２との比（Ｔ１
／Ｔ２）（操作電流Ａ１の値）が大きくなり、電動モー
タ２３の前進側（増速方向）の作動速度が速くなる。逆
に変速レバー２６を前進側の最高速位置Ｆ（高速側に対
応）に操作しているほど、出力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２
との比（Ｔ１／Ｔ２）（操作電流Ａ１の値）が小さくな
り、電動モータ２３の前進側（増速方向）の作動速度が
遅くなる。

【００１８】この場合、図６の二点鎖線に示すように変
速レバー２６の操作位置と、機体の走行速度（ベルト式
の無段変速装置３の変速位置）とは、下に凸の二次関数
的な関係となっているので、図６の実線に示す前述の変
速レバー２６の操作位置と操作電流Ａ１の値との関係
を、上に凸の二次関数的な関係に設定している。

【００１９】次に、変速レバー２６を中立停止位置Ｎか
ら前進側の範囲に操作している状態（機体の前進状態）
において（ステップＳ１）、変速レバー２６の前進側へ
の操作を止めたとする。この場合には、前進側及び後進
側の感圧センサー２７，２８の信号が停止するので（ス
テップＳ２，Ｓ３）、コントローラ３３から図８に示す
ような前進側のパルス信号Ｐ２がモータドライバ３２に
出力される。前進側のパルス信号Ｐ２において、一つの
周期Ｔでの出力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２との比（Ｔ１／
Ｔ２）が充分に小さい値（例えば０．１〜０．２）に設
定されているので、小さな前進側の保持電流Ａ２がモー
タドライバ３２から電動モータ２３に出力される（ステ
ップＳ５）。

【００２０】図２に示すベルト式の無段変速装置３は、
伝動ベルト１３の張力により中立停止位置Ｎ側に戻ろう
としているので、電動モータ２３の前進側（増速方向）
の小さなアシスト力と、無段変速装置３の前述の中立停
止位置Ｎ側への復帰付勢力とが釣り合って、変速レバー
２６及び無段変速装置３がその操作位置（変速位置）に
保持される。

【００２１】この場合、どれだけの値の前進側の保持電
流Ａ２を電動モータ２３に供給すると、変速レバー２６
及び無段変速装置３が保持されるのかが、実験等により
事前に把握されている。これにより、モータドライバ３
２から電動モータ２３に供給される前進側の保持電流Ａ
２がフィードバックされて、コントローラ３３の検出手
段３５により検出されており、前進側の保持電流Ａ２が
所定値に維持されるように、パルス信号Ｐ２における出
力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）が、コ
ントローラ３３によって自動的に変更操作される。

【００２２】次に変速レバー２６を中立停止位置Ｎから
前進側の範囲に操作している状態（機体の前進状態）に
おいて（ステップＳ１）、変速レバー２６を中立停止位
置Ｎ側（減速方向）に操作し始めると、図１に示すピン
２５ｂが後進側の感圧センサー２８に押圧されて（ステ
ップＳ３）、後進側の感圧センサー２８から信号がコン
トローラ３３に入力される。これによって、コントロー
ラ３３から図８に示すような後進側のパルス信号Ｐ３が
モータドライバ３２に出力されて、モータドライバ３２
からパルス信号Ｐ３に応じた後進側の最大操作電流Ａ３
が電動モータ２３に出力され（ステップＳ６）、電動モ
ータ２３から変速レバー２６に対して中立停止位置Ｎ側
（減速方向）のアシスト力が与えらて、変速レバー２６
により無段変速装置３が前進の減速方向に変速操作され
る。

【００２３】図８に示すように一つの周期Ｔにおいて、
パルス信号Ｐ３の出力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２との比
（Ｔ１／Ｔ２）が１．０に設定されているので、パルス
信号Ｐ３が連続的に出力される状態となっており、この
パルス信号Ｐ３に対応するのが最大操作電流Ａ３とな
る。この場合、図６の一点鎖線に示す最大操作電流Ａ３
に対して、変速レバー２６を前進側（増速方向）に操作
した場合の操作電流Ａ１（図６の実線参照）の方が小さ
くなるように設定されている。

【００２４】従って、変速レバー２６を中立停止位置Ｎ
から前進側の範囲に操作している状態（機体の前進状
態）において、変速レバー２６を中立停止位置Ｎ側（減
速方向）に操作した際の電動モータ２３の作動速度より
も、変速レバー２６を前進側（増速方向）に操作した際
の電動モータ２３の作動速度が小さくなる。これによっ
て、変速レバー２６を中立停止位置Ｎから前進側の範囲
のどの操作位置に操作していても、変速レバー２６を中
立停止位置Ｎ側（減速方向）に操作すれば、後進側の最
大操作電流Ａ３による最高の作動速度で電動モータ２３
が中立停止位置Ｎ側（減速方向）に作動する。

【００２５】次に、変速レバー２６を中立停止位置Ｎか
ら後進側の範囲に操作している状態（機体の後進状態）
について説明する。この状態において（ステップＳ
１）、変速レバー２６を後進側（増速方向）に操作し始
めると、図１に示すピン２５ｂが後進側の感圧センサー
２８に押圧されて（ステップＳ８）、後進側の感圧セン
サー２８から信号がコントローラ３３に入力される。こ
れによって、コントローラ３３から図８に示すような後
進側のパルス信号Ｐ１がモータドライバ３２に出力され
て、モータドライバ３２からパルス信号Ｐ１に応じた後
進側の操作電流Ａ１が電動モータ２３に出力され（ステ
ップＳ９）、電動モータ２３から変速レバー２６に対し
て後進側（増速方向）のアシスト力が与えらて、変速レ
バー２６により無段変速装置３が後進の増速方向に変速
操作される。

【００２６】この場合、前述と同様に図６の実線に示す
ように変速レバー２６を中立停止位置Ｎ（低速側に対
応）に操作しているほど、出力時間Ｔ１と停止時間Ｔ２
との比（Ｔ１／Ｔ２）（操作電流Ａ１の値）が大きくな
り、電動モータ２３の後進側（増速方向）の作動速度が
速くなる。逆に変速レバー２６を後進側の最高速位置Ｒ
（高速側に対応）に操作しているほど、出力時間Ｔ１と
停止時間Ｔ２との比（Ｔ１／Ｔ２）（操作電流Ａ１の
値）が小さくなり、電動モータ２３の後進側（増速方
向）の作動速度が遅くなる。

【００２７】次に、変速レバー２６を中立停止位置Ｎか
ら後進側の範囲に操作している状態（機体の後進状態）
において（ステップＳ１）、変速レバー２６の後進側へ
の操作を止めたとする。この場合には、前進側及び後進
側の感圧センサー２７，２８の信号が停止するので（ス
テップＳ７，Ｓ８）、前述と同様にコントローラ３３か
ら図８に示すような後進側のパルス信号Ｐ２がモータド
ライバ３２に出力される。これにより、小さな後進側の
保持電流Ａ２がモータドライバ３２から電動モータ２３
に出力されて（ステップＳ１０）、変速レバー２６及び
無段変速装置３がその操作位置（変速位置）に保持され
る。

【００２８】次に変速レバー２６を中立停止位置Ｎから
後進側の範囲に操作している状態（機体の後進状態）に
おいて（ステップＳ１）、変速レバー２６を中立停止位
置Ｎ側（減速方向）に操作し始めると、図１に示すピン
２５ｂが前進側の感圧センサー２７に押圧されて（ステ
ップＳ７）、前進側の感圧センサー２７から信号がコン
トローラ３３に入力される。これにより、前述と同様に
コントローラ３３から図８に示すような前進側のパルス
信号Ｐ３がモータドライバ３２に出力されて、モータド
ライバ３２からパルス信号Ｐ３に応じた前進側の最大操
作電流Ａ３（図６の一点鎖線参照）が電動モータ２３に
出力され（ステップＳ１１）、前進側の最大操作電流Ａ
３による最高の作動速度で電動モータ２３が中立停止位
置Ｎ側（減速方向）に作動して、変速レバー２６により
無段変速装置３が後進の減速方向に変速操作される。

【００２９】次に変速レバー２６を前進側及び後進側か
ら中立停止位置Ｎに操作すると（ステップＳ１）、電動
モータ２３に前述のような操作電流Ａ１は供給されず、
電動モータ２３の一方の端子と他方の端子とが接続され
た状態（短絡状態）に設定される（ステップＳ１２）。
これにより、電動モータ２３が見掛け上、発電機になる
ので、変速レバー２６によって電動モータ２３を駆動し
ようとした場合、電動モータ２３に電磁気的な抵抗が発
生することになり、この電磁気的な抵抗により変速レバ
ー２６及び無段変速装置３が中立停止位置Ｎに保持され
る。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の特徴によると、アシスト手段
により変速操作具に増速及び減速方向のアシスト力を与
えるように構成した作業車の走行変速構造において、無
段変速装置が増速方向に変速操作されていることを認識
させる必要が高い高速側の操作位置で、変速操作具を操
作する作業者に対し無段変速装置が増速方向に変速操作
されていることを充分に認識させることができるように
なるので、実情に即した状態が得られて、変速操作具に
よる無段変速装置の変速操作の操作感覚を向上させるこ
とができた。

【００３１】請求項２の特徴によると、請求項１の場合
と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備えてい
る。請求項２の特徴によると、非常時等での無段変速装
置の減速方向への変速操作が素早く行えるようになるの
で、増速及び減速方向の両方の実情に即した状態が得ら
れるようになって、変速操作具による無段変速装置の変
速操作の操作感覚をさらに向上させることができた。

【００３２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】無段変速装置、変速レバー及び電動モータ付近
の側面図

【図２】無段変速装置の縦断背面図

【図３】無段変速装置における変速操作用のカム部材の
平面図

【図４】コンバインの伝動系を示す概略図

【図５】電動モータの制御系を示す図

【図６】変速レバーの操作位置と操作電流との関係を示
す図

【図７】変速レバーによる変速操作時の制御の流れを示
す図

【図８】モータドライバに出力されるパルス信号、電動
モータに供給される操作電流及び保持電流の状態を示す
図

【符号の説明】

３ 無段変速装置、ベルト式の無段変速装置 ２０ 無段変速装置の変速部 ２３ アシスト手段 ２６ 変速操作具 ２７，２８ 操作状態検出手段 ３１ 制御手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 63/06 Ｆ１６Ｈ 63/06 (72)発明者 本村 峰義 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用の無段変速装置（３）の変速部
   （２０）に対して機械的に連動連結されて人為的に正逆
   に操作される変速操作具（２６）と、前記変速操作具
   （２６）の増速方向及び減速方向の操作に対してアシス
   ト力を与えるアシスト手段（２３）と、前記変速操作具
   （２６）が人為的に操作される際の操作方向を検出する
   操作状態検出手段（２７），（２８）とを備えると共
   に、 前記操作状態検出手段（２７），（２８）の検出に基づ
   いて前記変速操作具（２６）が人為的に増速方向に操作
   されていると、前記変速操作具（２６）に増速方向のア
   シスト力が与えられるように前記アシスト手段（２３）
   を作動させ、前記変速操作具（２６）が人為的に減速方
   向に操作されていると、前記変速操作具（２６）に減速
   方向のアシスト力が与えられるように前記アシスト手段
   （２３）を作動させる制御手段（３１）を備えて、 前記アシスト手段（２３）から前記変速操作具（２６）
   に増速方向のアシスト力を与えるときにおいて、増速方
   向のアシスト力を与える前記アシスト手段（２３）の作
   動速度が、前記変速操作具（２６）の高速側の操作位置
   ほど遅くなるように、前記アシスト手段（２３）を作動
   させるように前記制御手段（３１）を構成してある作業
   車の走行変速構造。
2. 【請求項２】 前記アシスト手段（２３）から前記変速
   操作具（２６）に減速方向のアシスト力を与えるときに
   おいて、減速方向のアシスト力を与える前記アシスト手
   段（２３）の作動速度が、増速方向のアシスト力を与え
   る前記アシスト手段（２３）の作動速度よりも、前記変
   速操作具（２６）の全操作範囲で高速となるように、前
   記アシスト手段（２３）を作動させるように前記制御手
   段（３１）を構成してある請求項１記載の作業車の走行
   変速構造。
3. 【請求項３】 前記走行用の無段変速装置（３）が、ベ
   ルト式の無段変速装置（３）である請求項１又は２記載
   の作業車の走行変速構造。