KR100563537B1

KR100563537B1 - 엔진 출력을 변속하여 주행 유닛에 전달하는 무단 변속장치를 구비한 작업차를 위한 변속 조작 시스템

Info

Publication number: KR100563537B1
Application number: KR1020040007729A
Authority: KR
Inventors: 나까따니야스노부; 호리우찌요시후미
Original assignee: 가부시끼 가이샤 구보다
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2006-03-27
Also published as: US6887182B2; AU2003241632A1; JP4040492B2; AU2003241632B2; US20050037892A1; US20080155978A1; US7926387B2; JP2004255919A; US20050233857A1; KR20040076202A; US7367247B2

Abstract

엔진 출력을 변속하여 주행 유닛(1, 2)에 전달하는 무단 변속 장치(30)를 구비한 작업차를 위한 변속 조작 시스템이다. 변속 조작 연계 장치(60)는 액셀 조작구(55)의 조작을 기초로 하여 상기 무단 변속 장치(30) 및 상기 엔진의 회전 속도를 조절하는 속도 조절 장치(50)에 대한 조작 변위를 발생시킨다. 상기 변속 조작 연계 장치(60)는 상기 액셀 조작구의 조작량에 대한 상기 무단 변속 장치(30)의 조작량과 상기 속도 조절 장치(50)의 조작량을 설정하고 있고, 엔진 회전수가 설정 회전수에 도달하는 동시에 상기 무단 변속 장치(30)가 설정 속도에 도달할 때까지는 상기 회전수의 상승 변화율이 무단 변속 장치(30)의 증속 변화율보다 크다.

무단 변속 장치, 액셀 조작구, 속도 조절 장치, 변속 조작 연계 장치, 주행 유닛

Description

엔진 출력을 변속하여 주행 유닛에 전달하는 무단 변속 장치를 구비한 작업차를 위한 변속 조작 시스템{Change Speed Control System}

도1은 본 발명에 따른 변속 조작 시스템을 탑재한 작업차 전체의 사시도.

도2는 작업차 전체의 측면도.

도3은 차체 프레임의 측면도.

도4는 주행용 동력 전달 장치의 평면도.

도5는 주행용 동력 전달 장치의 개략도.

도6은 무단 변속 장치의 단면도.

도7은 무단 변속 장치의 유압 회로도.

도8은 변속 조작 시스템의 액셀 페달 답입 해제 상태에서의 측면도.

도9는 변속 조작 시스템의 액셀 페달 답입 상태에서의 측면도.

도10은 요동 연동체에 의한 조작 케이블 및 연동 로드의 조작 효율을 도시하는 설명도.

도11은 엔진 회전수 및 무단 변속 장치의 변속 특성을 도시하는 설명도.

도12는 다른 실시 형태에서의 엔진 회전수 및 무단 변속 장치의 변속 특성을 도시하는 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전방륜

2 : 후방륜

3 : 엔진

4 : 차체 프레임

5 : 좌석

6 : 차양

7 : 운전부

8 : 짐받이

9 : 덤프 실린더

10 : 플라이 휠

11, 12, 16, 18, 19 : 회전축

13 : 기어 트랜스 미션

14 : 후방륜 차동 기구

17 : 클래치 기구

25 : 미션 케이스

30 : 무단 변속 장치

33 : 포트 블럭

34 : 하우징

35 : 가변 용량 유압 펌프

36, 37 : 유압 모터

39 : 구동 유로

40 : 변속 조작부

50 : 속도 조절 장치

55 : 액셀 페달

60 : 변속 조작 연계 장치

70 : 자동 복귀 기구

본 발명은 엔진 출력을 변속하여 주행 유닛에 전달하는 무단 변속 장치를 구비하는 동시에, 엔진의 속도 조절 장치가 증속측으로 변속 조작되는 것에 연계하여 상기 무단 변속 장치가 증속측으로 변속 조작되도록, 액셀 조작구의 변위를 속도 조절 장치 및 무단 변속 장치의 조작에 연계시킨 변속 조작 연계 장치를 구비한 작업차의 변속 조작 시스템에 관한 것이다.

이러한 변속 조작 시스템에서는 액셀 조작구를 조작하는 것만으로, 엔진의 회전수 조절도 무단 변속 장치의 속도 조절도 행할 수 있다. 이러한 종류의 변속 조작 시스템으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 평5-260827호 공보(단락 번호[0005], [0007], 도1, 도3)로부터 알려져 있기에 기재된 것이 있었다. 즉, 절환 스위치 SW를 노상 주행 위치에 설정해 두면, 제어 장치(15)의 차속 제어 수단 C가 작동되고, 회전수 검출 센서(17)에 의해 엔진 회전수 N을 검출하고, 검출 엔진 회전수 N에 비례한 기계 본체 주행 속도가 되도록 미리 연산되는 특성을 기초로 하여 스트로크 센서(16)의 출력이 이 특성과 합치하도록 전동 실린더(11)를 구동 제어하고, 엔진의 속도 상승 조작을 행하면, 엔진 회전수의 증가에 수반하여 기계 본체 주행 속도가 비례적으로 변화하도록 전동 실린더(11)가 자동적으로 구동 조작되어, 무단 변속 장치(4)가 증속측으로 변속 조작되는 것이 있었다.

그러나, 엔진의 속도 조절 조작에 연계하여 무단 변속 장치가 변속 작동하는 것인 경우, 엔진의 속도 상승 조작을 행하여 차체를 발진시키고자 하면, 이에 수반하여 무단 변속 장치도 증속측으로 변속 작동한다. 이로 인해, 엔진과 무단 변속 장치가 동일한 상승 변화율로 증속측으로 변속하거나, 무단 변속 장치가 엔진 회전수의 상승 변화율보다 큰 증속 변화율로 증속측으로 변속하면, 경사지나 부정지에서 발진하거나 저속 주행하는 경우, 비교적 큰 구동 부하가 걸려 그 구동 부하에 따라서는 엔진 출력이 부족하여 발진하기 어렵거나, 엔진 정지가 발생되는 경우가 있다.

즉, 엔진의 속도 조절 조작에 연계하여 무단 변속 장치가 변속 조정되는 시스템인 경우, 엔진의 속도 상승 조작을 행하여 차체를 발진시키고자 하면, 이에 수반하여 무단 변속 장치도 증속측으로 변속되게 된다. 이로 인해, 엔진과 무단 변속 장치가 동일한 상승 변화율로 증속측으로 변속하거나, 무단 변속 장치가 엔진 회전수의 상승 변화율보다 큰 증속 변화율로 증속측으로 변속하면, 경사지나 부정지에서 발진하거나 저속 주행하는 경우, 비교적 큰 구동 부하가 걸려 그 구동 부하에 따라서는 엔진 출력이 부족하여 발진하기 어렵거나, 엔진 정지가 발생되는 경우 가 있다.

본 발명의 목적은 엔진과 무단 변속 장치를 연계시키면서 변속 조작할 때에, 상기한 바와 같은 발진이나 저속 주행시의 트러블이 회피되는 변속 조작 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 변속 조작 시스템에서는 액셀 조작구의 조작을 기초로 하여 무단 변속 장치 및 속도 조절 장치에 대한 조작 변위를 발생시키는 변속 조작 연계 장치가 구비되고, 그 변속 조작 연계 장치는 상기 액셀 조작구의 조작량에 대한 상기 무단 변속 장치의 조작량과 상기 속도 조절 장치의 조작량을 설정하고 있고, 엔진 회전수가 설정 회전수에 도달하는 동시에 상기 무단 변속 장치가 설정 속도에 도달할 때까지는 상기 엔진 회전수의 상승 변화율이 무단 변속 장치의 증속 변화율보다 크다.

이 시스템에서는 액셀 조작구가 조작되고, 속도 조절 장치가 증속측으로 조작되어 엔진 회전수가 상승측으로 변화해 가면, 변속 조작 연계 장치의 작용에 의해 무단 변속 장치가 엔진 회전수의 상승 변화에 연계하여 증속측으로 변속 조작되어 간다. 이 때, 변속 조작 연계 장치의 작용에 의해 엔진 회전수가 설정 회전수로 상승하고, 무단 변속 장치가 설정 속도 상태로 증속할 때까지 엔진 회전수는 무단 변속 장치의 증속 변화율보다 큰 상승 변화율로 상승 변화해 가는 것이다. 이에 의해, 상기 설정 회전수 및 설정 속도 상태로서, 발진이나 저속 주행시에 사용 되는 회전수나 속도 상태를 고려한 적절한 회전수나 속도 상태를 설정해 두면, 엔진의 속도 상승 조작을 행하여 차체를 발진시키거나, 엔진 회전수를 낮게 하여 부정지를 주행하는 등일 때, 엔진이 무단 변속 장치보다도 큰 변화 폭으로 증속해 가 비교적 큰 구동 부하가 걸려도 그 부하의 비율로는 엔진이 출력 부족 상태가 되지 않거나 되기 어렵게 하면서, 엔진의 회전수도 무단 변속 장치의 속도 상태도 함께 상승해가도록 속도 조절 장치와 무단 변속 장치를 연계시켜 조작할 수 있다.

따라서 이 변속 조작 시스템에서는, 액셀 조작구를 조작하여 엔진의 속도 상승 조작을 행하면 이에 연계하여 무단 변속 장치도 증속측으로 변속하고, 조작 간단하게 속도 조절하면서 주행할 수 있는 것이면서, 비교적 큰 구동 부하가 걸려도 엔진 출력이 부족할 가능성이 낮아 순조로운 발진이 실현된다.

상술한 변속 조작 연계 장치는 전자식 또는 기계식 혹은 그 양방에 의해 구축할 수 있지만, 본 발명의 적합한 실시 형태의 하나로는 변속 조작 연계 장치가 상기 액셀 조작구의 조작 변위를 소정의 비율로 상기 무단 변속 장치의 조작 변위와 상기 속도 조절 장치의 조작 변위와 분류하는 요동 링크 기구로서 구성되어 있다. 또한, 이 요동 링크 기구의 구체적인 구성의 하나로는 이 요동 링크 기구가 상기 액셀 조작구에 연동 연결되어 있는 요동 연동체와, 이 요동 연동체 따라서 슬라이드 조작되어 상기 속도 조절 장치의 조작부를 조작하는 속도 조절 장치측 연동 부재와, 상기 요동 연동체에 의해 슬라이드 조작되어 상기 무단 변속 장치의 조작부를 조작하는 변속 장치측 연동 부재로 구성되어 있다. 이러한 구성으로 중요한 점은 엔진 회전수가 상승할수록, 상기 요동 연동체에 의한 상기 속도 조절 장치측 연동 부재의 조작 효율이 저하되는 동시에 상기 요동 연동체에 의한 상기 변속 장치측 연동 부재의 조작 효율이 향상되도록, 상기 속도 조절 장치측 연동 부재와 변속 장치측 연동 부재가 요동 링크로서의 상기 요동 연동체에 연결되는 것이다.

이 구성에서는 액셀 조작구를 조작하면, 요동 연동체가 요동 조작되고, 속도 조절 장치측 연동 부재가 요동 연동체에 의해 슬라이드 조작되어 속도 조절 장치의 조작부를 조작하여 엔진 회전수가 변화한다. 이 때, 변속 장치측 연동 부재가 요동 연동체에 의해 슬라이드 조작되어 무단 변속 장치의 조작부를 조작하여 무단 변속 장치가 증속측으로 변속 작동한다. 그리고, 속도 조절 장치측 연동 부재는 엔진 회전수가 상승할수록 요동 연동체에 의한 조작 효율이 저하되는 상태로 조작되고, 변속 장치측 연동 부재는 엔진 회전수가 상승할수록 요동 연동체에 의한 조작 효율이 향상되는 상태로 조작되는 것이므로, 엔진 회전수가 낮아 엔진 출력의 부족이 발생하기 쉬운 영역에서는 엔진이 무단 변속 장치보다도 큰 변화 폭으로 증속해서 비교적 큰 구동 부하가 걸려도 무단 변속 장치가 저속측으로 되어 있음으로써 엔진 출력의 부족이 발생하지 않도록 하거나 발생하기 어렵게 하면서, 속도 조절 장치와 무단 변속 장치가 연계하여 조작되게 된다. 엔진 회전수가 높아 엔진 출력이 안정된 영역에서는 무단 변속 장치가 엔진보다도 큰 변화 폭으로 증속해서, 무단 변속 장치의 비교적 대폭적인 변속을 신속하게 행하면서, 엔진이 출력 부족 상태가 되지 않도록 하면서 속도 조절 장치와 무단 변속 장치가 연계하여 조작되게 된다.

본 발명의 그 밖의 특징과 이점은, 이하의 도면을 이용한 실시 형태의 설명 으로부터 명백해질 것이다.

도1, 도2, 도3에 도시한 바와 같이, 이 작업차는 좌우 한 쌍의 조향 가능한 타이어 전방륜(1), 좌우 한 쌍의 타이어 후방륜(2)에 의해 지면에 대향 지지된 차체 프레임(4)을 구비하고 있다. 차체 프레임(4)의 전방부에서 전후륜 사이에 전후륜(1, 2)을 구동하는 엔진(3)이 탑재되고, 차체 프레임(4)의 전방부에 좌석(5), 차양(6)을 구비한 운전부(7)가 마련되고, 상기 차체 프레임(4)의 후방부에 짐받이(8)가 짐받이 후방부에 위치하는 차체 횡방향의 축심 주위에서 덤프 실린더(9)에 의해 상하에 요동 조작하도록 마련된다.

상기 엔진(3)의 출력은, 도4 및 도5에 도시한 주행용 동력 전달 장치에 의해 전후륜(1, 2)에 전달된다. 즉, 엔진(3)의 후방부에 위치하는 플라이 휠(10)이 부착되어 있는 출력축(3a)으로부터의 출력이 회전축(11)을 거쳐서 정유압식의 무단 변속 장치(30)의 입력축(31)으로 전달되고, 이 무단 변속 장치(30)의 출력축(32)으로부터의 출력이 회전축(12)을 거쳐서 기어 트랜스 미션(13)에 입력된다. 이 기어 트랜스 미션(13)의 출력은 후방륜 차동 기구(14)에 입력되고, 이 후방륜 차동 기구(14)의 좌우 출력축(14a)으로부터의 출력이 회전축(16)을 거쳐서 후방륜(2)에 전달된다. 상기 기어 트랜스 미션(13)의 전방륜용 출력은 전방륜(1)에 대한 동력 전달을 온 오프하는 클러치 기구(17), 회전축(18, 19)을 거쳐서 전방륜 차동 기구(20)에 입력되고, 이 전방륜 차동 기구(20)의 좌우 출력이 회전축(21)을 거쳐서 전방륜(1)에 전달된다.

상기 기어 트랜스 미션(13), 후방륜 차동 기구(14), 클러치 기구(17), 회전 축(11, 12)은 엔진(3)의 후방부에 플라이 휠 케이스부(25a)에서 연결되어 있는 미션 케이스(25)의 내부에 수용되어 있다. 후방륜 차동 기구(14)는 기어 트랜스 미션(13)보다 차체 후방측에 레이아웃되어 있다.

상기 기어 트랜스 미션(13)은 시프트 기어(13a)를 시프트 조작함으로써, 상기 무단 변속 장치(30)로부터의 출력을 전진측으로 절환하여 출력하는 전진 상태와, 상기 무단 변속 장치(30)로부터의 출력을 후진측으로 절환하여 출력하는 후진 상태 중 어느 하나로 선택된다. 시프트 기어(13b)를 시프트 조작함으로써, 전진 구동력은 고속과 저속 중 어느 하나로 변속되어 출력된다.

도4, 도5에 도시한 바와 같이, 상기 무단 변속 장치(30)는 상기 미션 케이스(25)의 상기 기어 트랜스 미션(13)보다 차체 후방측이고, 또한 상기 후방륜 차동 기구(14)의 좌우 출력축(14a)보다 차체 후방측에 위치하는 부위에 설치되어 있다.

도6에 도시한 바와 같이, 상기 무단 변속 장치(30)는 상기 미션 케이스(25)의 후단부에 연결되어 있는 포트 블럭(33)을 가진 하우징(34), 이 하우징(34)의 상기 포트 블럭(33)보다 차체 전방측 부위의 내부에 수용한 액시얼 플런저형의 가변 용량형 유압 펌프(35) 및 액시얼 플런저형의 정용량형 유압 모터(36), 상기 하우징(34)의 상기 포트 블럭(33)보다 차체 후방측 부위의 내부에 수용한 액시얼 플런저형의 가변 용량형 유압 모터(37)를 구비하고 있다.

무단 변속 장치(30)의 상기 출력축(32)은, 상기 양 유압 모터(36, 37)에 공통된 출력축으로 되어 있다. 상기 하우징(34)의 후방부에 설치한 모터 절환 실린 더(38)에 의해 가변 용량형의 유압 모터(37)의 경사판 각이 변경됨으로써 이 유압 모터(37)는 구동 상태나 중립 상태로 조정된다. 도6과 도7로부터 명백한 바와 같이, 상기 유압 펌프(35)로부터의 유압을 상기 양 유압 모터(36, 37)로 공급하여 양 유압 모터(36, 37)를 구동하도록 상기 포트 블럭(33)에 구동 유로(39)가 형성된다. 상기 모터 조정 실린더(38)는 이 구동 유로(39)의 유압이 설정 유압 이상으로 되면, 이 구동 유로(39)로부터의 파일럿 조작압에 의해 작동하여 유압 모터(37)를 구동측으로 자동적으로 절환 조작하고, 상기 구동 유로(39)의 유압이 상기 설정 유압 미만이면, 유압 모터(37)를 중립측으로 자동적으로 절환한다.

이에 의해, 무단 변속 장치(30)는 엔진(3)으로부터 회전축(11)을 거쳐서 전달되는 구동력이 상기 유압 펌프(35)의 입력축인 상기 입력축(31)에 입력됨으로써 이 유압 펌프(35)가 구동되고, 이 유압 펌프(35)로부터의 유압에 의해 유압 모터(36, 37)가 구동된다. 양 유압 모터(36, 37)에 의해 상기 출력축(32)이 구동된다. 즉, 이 무단 변속 장치는 유압 펌프(35)의 경사판 각을 변경 조작함으로써 엔진(3)으로부터의 구동력을 무단계로 변속하여 출력하는 HST로서 구성되어 있다. 또한, 출력축(32)에 발생하는 전후륜 구동 부하가 설정 부하 미만이면, 구동 유로(39)의 유압이 설정 유압 미만으로 되어 모터 절환하여 실린더(38)가 유압 모터(37)를 중립측으로 절환하므로, 유압 펌프(35)로부터의 유압은 양 유압 모터(36, 37) 중 정용량형의 유압 모터(36)에만 공급되어 이 유압 모터(36)만이 고속으로 구동한다. 출력축(32)에 걸리는 전후륜 구동 부하가 설정 부하 이상으로 되면, 구동 유로(39)의 유압이 설정 유압 이상으로 되어 모터 절환하여 실린더(38)가 유압 모 터(37)를 구동측으로 절환하므로, 유압 펌프(35)로부터의 유압은 양 유압 모터(36, 37)로 분류되어 양 유압 모터(36, 37)가 저속으로 구동한다.

도6에 도시한 바와 같이, 무단 변속 장치(30)의 상기 하우징(34)은 상기 미션 케이스(25)를 주조할 때 동시에 주조함으로써, 이 미션 케이스(25) 중 상기 후방륜 차동 기구(14)를 수용하고 있는 부분(25b)의 후방부에 일체 성형하고 있는 동시에 상기 유압 펌프(35), 상기 정용량형 유압 모터(36)를 수용하고 있는 제1 하우징 본체(34a), 이 하우징 본체(34a)의 차체 후방 방향의 개구를 폐쇄하도록 하여 하우징 본체(34a)에 탈착 가능하게 나사 연결하고 있는 상기 포트 블럭(33), 이 포트 블럭(33)의 차체 후방 방향의 측면측에 볼트 연결하고 있는 동시에 상기 가변 용량형 유압 모터(37) 및 모터 절환 실린더(38)를 수용하고 있는 제2 하우징 본체(34b)를 구비하고 있다.

엔진(3) 후방부의 가로측에 설치한 속도 조절 장치(50)에 의해, 엔진 연료의 공급량을 조절하여 엔진 회전수를 변경 조절하도록 구성하고, 상기 속도 조절 장치(50)와 상기 무단 변속 장치(30)를 운전부(7)에 설치한 하나의 액셀 페달(55)에 의해 조작하는 변속 조작 시스템의 구성은, 도8에 도시되어 있다.

이 변속 조작 시스템은, 아암부(55a)에서 지지축(56)으로 연결되어 있는 상기 액셀 페달(55), 이 액셀 페달(55)을 상기 속도 조절 장치(50)의 요동 가능한 속도 조절 조작부(51) 및 상기 무단 변속 장치(30)의 요동 가능한 변속 조작부(40)에 연계시키고 있는 변속 조작 연계 장치(60), 리턴 스프링(71)을 구비한 자동 복귀 기구(70)를 구비하고 있다.

액셀 페달(55)을 답입 조작해 가면, 그 답입 조작량에 의해 도9에 도시한 바와 같이, 아암부(55a)가 상기 지지축(56)의 기계 본체 횡방향의 축심 주위에서 하강측으로 요동하고, 아암부(55a)는 케이블 홀더(57)로 이루어지는 스톱퍼에 접촉하는 답입 한계까지 요동할 수 있다. 답입 조작을 해제하면, 아암부(55a)는 상기 리턴 스프링(71)에 의한 조작력을 위해 상기 지지축(56)의 축심 주위에서 상승측으로 요동하여 도8에 도시한 답입 해제 위치로 자동 복귀한다.

다음에 상기 변속 조작 연계 장치(60)의 구성을 설명한다. 우선 요동 링크로서의 연동 요동체(63)는, 속도 조절 장치측 조작 케이블(64)이 연결되어 있는 연결 핀(65)과, 연동 로드(67)가 연결되어 있는 커플링(66) 및 조작구측 조작 케이블(61)이 연결되어 있는 연결 핀(62) 사이에 위치하는 부착 보스부(63a)에서 미션 케이스(25)가 구비되어 있는 지지축(68)에 상대 회전 가능하게 연결되어 있고, 미션 케이스(63)에 대해 상기 지지축(68)의 축심(68a) 주위에서 요동할 수 있다.

액셀 페달(55)의 상기 아암부(55a)의 베이스부로부터 연장되어 있는 출력 아암부(55b)에 조작 케이블(61)의 내측 케이블(61a)의 일단부측이 연결되어 있고, 조작 케이블(61)의 외측 케이블의 단부가 상기 케이블 홀더(57)에 지지되어 있다.

이 페달측 조작 케이블(61)의 내측 케이블(61a)의 타단부측이 요동 연동체(63)의 한 쪽 자유 단부측에 연결 핀(62)으로 상대 회전 가능하게 연결되어 있다. 이 요동 연동체(63)의 다른 쪽 자유 단부측에 내측 케이블(64a)의 일단부측이 연결 핀(65)으로 상대 회전 가능하게 연결되어 있다. 이 내측 케이블(64a)의 타단부측은 상기 속도 조절 조작부(51)에 연결되어 있다. 상기 요동 연동체(63)와 속도 조절 조작부(51)는 속도 조절 장치측 조작 케이블(64)에 의해 연동 연결되어 있다. 상기 요동 연동체(63)의 상기 페달측 조작 케이블(61)이 연결되어 있는 쪽의 자유 단부측에 커플링(66)에 의해 연동 로드(67)의 일단부측이 연결되어 있고, 이 연동 로드(67)의 타단부측이 상기 변속 조작부(40)에 커플링(66)에 의해 연결되어 있다.

연동 로드(67)를 요동 연동체(63)에 연결되어 있는 상기 커플링(66)도, 변속 조작부(40)에 연결되어 있는 상기 커플링(66)도, 연동 로드(67)에 대해 나사 연결되어 있는 연결 부재로 구성되어 있고, 이 연결 부재는 구면 커플링을 구비하고 있고, 이 구면 커플링을 이용하여 요동 연동체(63)나 변속 조작부(40)에 상대 회전 가능하게 연결되어 있다. 또, 이 구면 커플링의 한 쪽은 나사축 부재(66a)에 의해 요동 연동체(63)나 변속 조작부(40)에 나사 연결되어 있다.

요동 연동체(63), 속도 조절 장치측의 조작 케이블(64), 연동 로드(67)의 링크 설계는 도8, 도9, 도10에 도시한 바와 같다. 즉, 요동 연동체(63)의 상기 조작 케이블(64)이 연결되어 있는 속도 조절 장치 연결점으로서의 상기 연결 핀(65)과 요동 연동체(63)의 요동 축심(68a)을 통하는 직선을 속도 조절 장치측 직선 : AL이라 하고, 요동 연동체(63)의 연동 로드(67)가 연결되어 있는 변속 장치 연결점으로서의 상기 커플링(66)의 나사축 부재(66a)와, 요동 연동체(63)의 요동 축심(68a)을 통하는 직선을 변속 장치측 직선 : HL이라 하면, 속도 조절 장치측 직선 : AL과 변속 장치측 직선 : HL이 교차하도록 설정되어 있다.

또한, 요동 연동체(63)의 단위 요동 각도 a와, 요동 연동체(63)가 단위 요동 각도 : a를 요동함으로써 조작 케이블(64)의 내측 케이블(64a)이 당김 조작되는 스트로크 : AS의 비 : AS/a를 요동 연동체(63)에 의한 조작 케이블(64)의 조작 효율이라 하고, 상기 단위 요동 각도 : a와, 요동 연동체(63)가 단위 요동 각도 : a를 요동함으로써 연동 로드(67)가 당김 조작되는 스트로크 : HS의 비 : HS/a를 요동 연동체(63)에 의한 연동 로드(67)의 조작 효율이라 한다. 이 링크 설계에서는 속도 조절 장치(50)가 고속측이 될수록, 즉 엔진 회전수가 상승할수록 상기 조작 효율 : AS/a가 저하되고, 상기 조작 효율 : HS/a가 향상되고, 또한 무단 변속 장치(30)가 중립 상태가 되면, 상기 조작 효율 : AS/a가 최대가 되고, 상기 조작 효율 : HS/a가 최소가 된다.

도8에 도시한 바와 같이, 자동 복귀 기구(70)는 요동 연동체(63)의 상기 부착 보스부(63a)에 일체 회전 가능하게 부착된 캠 종동체(cam follower) 부재(72), 미션 케이스(25)가 구비되어 있는 지지축(73)에 일단부측의 부착 보스부(74a)에서 상대 회전 가능하게 연결되어 있는 동시에 미션 케이스(25)에 대해 지지축(73)의 축심 주위에서 요동 가능하게 지지되어 있는 캠 아암(74), 이 캠 아암(74)과 미션 케이스(25)에 고정된 스프링 걸이 핀(75)과 걸쳐서 부착된 상기 리턴 스프링(71)을 구비하고 있다. 리턴 스프링(71)은 캠 아암(74)을 요동 연동체(63)쪽에 요동 압박하여, 캠 아암(74)의 중간부에 롤러를 부착하여 설치하고 있는 캠(76)을 캠 종동체 부재(72)의 캠 종동체 면(72a)에 맞대어 압박함으로써, 요동 연동체(63)를 도8에 도시한 정지 위치 ST에 요동 압박한다.

이에 의해, 자동 복귀 기구(70)는 리턴 스프링(71)의 탄성 복원력에 의해 캠(76) 및 캠 종동체 부재(72)를 거쳐서 요동 연동체(63)를 정지 위치 ST에 요동 압박하고, 이에 의해 변속 조작부(40)를 무단 변속 장치(30)가 중립 상태가 되는 오프 위치에, 또한 속도 조절 조작부(51)를 아이들링 위치에 각각 자연스럽게 복귀하도록 요동 압박한다. 무단 변속 장치(30)가 중립 상태가 되었을 때, 캠(76)이 캠 종동체 면(72a)의 오목부(72b)에 인입하여 캠(76)과 캠 종동체 부재(72)가 결합하고, 이에 의해 변속 조작부(40)를 오프 위치에 위치 결정하고, 유압 펌프(35)의 경사판에 작용하는 유압에 의해 변속 조작부(40)가 진동하거나 오프 위치로부터 이탈 분리되는 것을 방지한다.

이에 의해, 변속 조작 연계 장치(60)는 액셀 페달(55)이 조작됨으로써 속도 조절 장치(50) 및 무단 변속 장치(30)를 다음과 같이 조작하도록 되어 있다.

즉, 액셀 페달(55)이 답입 조작되면, 이 조작력에 의해 조작 케이블(61)의 내측 케이블(61a)을 인장 조작시켜 이 조작 케이블(61)에 의해 요동 연동체(63)를 회전 방향 상승에 요동 조작시키고, 이 요동 연동체(63)에 의해 조작 케이블(64)의 내측 케이블(64)을 인장 조작시켜 이 조작 케이블(64)에 의해 속도 조절 장치(50)의 조작부(51)를 요동 조작시키고, 엔진(3)의 회전수가 상승되도록 속도 조절 장치(50)를 고속측으로 조작한다. 이 때, 요동 연동체(63)에 의해 연동 로드(67)를 인장 조작시켜 이 연동 로드(67)에 의해 무단 변속 장치(30)의 조작부(40)를 요동 조작시키고, 전후륜(1, 2)의 구동 속도가 증속되도록 무단 변속 장치(30)를 고속측으로 변속 조작한다. 또한, 요동 연동체(63)에 의한 조작 케이블(64)의 조작 효율 : AS/a, 요동 연동체(63)에 의한 연동 로드(67)의 조작 효율 : HS/a가 상술한 바와 같이 설정되어 있으므로, 액셀 페달(55)의 조작 스트로크, 엔진 회전수[속도 조절 장치(50)의 속도 상태], 무단 변속 장치(30)의 속도 상태의 관계가 도11, 도12에 도시한 바와 같게 되도록 속도 조절 장치(50)와 무단 변속 장치(30)가 연계하여 조작된다.

즉, 도11과 도12의 횡축은 액셀 페달(55)의 조작 스트로크를 도시하고, 종축은 엔진 회전수[속도 조절 장치(50)의 속도 상태] 및 무단 변속 장치(30)의 속도 상태를 나타내고, 곡선 AT는 액셀 페달(55)이 조작됨에 수반하여 엔진 회전수[속도 조절 장치(50)의 속도 상태]가 어떻게 변화하는지를 나타낸 속도 조절 특성을 나타내고, 곡선 HT는 액셀 페달(55)이 조작됨에 수반하여 무단 변속 장치(30)의 속도 상태가 어떻게 변화하는지를 나타낸 변속 특성을 나타내고 있다. 즉, 액셀 페달(55)을 답입 해제 위치로부터 답입 조작함에 수반하여 엔진 회전수가 설정 회전수 N에 상승 변화하고, 무단 변속 장치(30)가 설정 속도 상태 H로 상승 변화할 때까지는 엔진 회전수의 상승 변화율이 무단 변속 장치(30)의 증속 변화율보다 커지는 상태로 속도 조절 장치(50)와 무단 변속 장치(30)를 연계시켜 증속측으로 조작한다. 엔진 회전수가 상기 설정 회전수 N이 되고, 무단 변속 장치(30)가 상기 설정 속도 상태 H가 된 후는 무단 변속 장치(30)의 증속 변화율이 엔진 회전수의 상승 변화율보다 커지는 상태로 속도 조절 장치(50)와 무단 변속 장치(30)를 연계시켜 증속측으로 조작한다.

엔진(3)의 상기 설정 회전수 N, 무단 변속 장치(30)의 상기 설정 속도 상태 H로서는, 발진시이거나 부정지에서 저속 주행될 때에 사용되는 최고속의 엔진 회전수, 무단 변속 장치(30)의 속도 상태보다 조금 고속측의 회전수나 속도 상태를 설정하고 있다.

액셀 페달(55)의 답입 조작이 해제되면, 자동 복귀 기구(70)의 리턴 스프링(71)에 의한 조작력에 의해 요동 연동체(63)를 정지 위치 ST에 요동 조작시키고, 요동 연동체(63)에 의해 조작 케이블(64)의 내측 케이블(64a)을 느슨하게 조작하여 속도 조절 장치(50)의 속도 조절 조작부(51)를 속도 조절 장치(50)가 갖는 복원력에 의해 아이들링 위치로 복귀시켜, 엔진 회전수를 아이들링 상태로 복귀 조작한다. 이 때, 요동 연동체(63)에 의해 연동 로드(67)를 압박 조작하여 무단 변속 장치(30)의 변속 조작부(40)를 오프 위치로 복귀 조작하고, 무단 변속 장치(30)를 중립 상태로 복귀 조작한다.

즉, 액셀 페달(55)을 약간 답입 조작하고, 변속 조작 연계 장치(60)의 페달측 조작 케이블(61), 요동 연동체(63), 속도 조절 장치측 조작 케이블(64)을 거쳐서 속도 조절 장치(50)를 조작하여 엔진(3)을 아이들링 상태보다 약간 높은 회전수로 상승시키면, 변속 조작 연계 장치(60)가 엔진(3)의 속도 상승 조작에 연계시켜 연동 로드(67)에 의해 무단 변속 장치(30)를 중립 상태에서 동력 전달 상태로 변속 조작하고, 전후륜(1, 2)에 구동력이 전달되어 차체가 발진하거나 저속 주행한다. 이 때, 변속 조작 연계 장치(60)는 엔진 회전수가 무단 변속 장치(30)의 증속 변화율보다 큰 상승 변화율로 상승 변화하도록 하여 속도 조절 장치(50)와 무단 변속 장치(30)를 연계시켜 조작한다. 이에 의해, 엔진(3)이 무단 변속 장치(30)보다도 큰 변화 폭으로 증속하고, 비교적 큰 차륜 구동 부하가 걸려도 무단 변속 장치(30)가 비교적 저속측이 되어 있어 엔진(3)이 출력 부족 상태가 되지 않거나 되기 어렵게 하면서 발진시키거나 원활하게 주행할 수 있다.

액셀 페달(55)을 또한 답입 조작하고, 속도 조절 장치(50)를 또한 고속측으로 조작하여 엔진(3)을 더 높은 회전수로 상승시키면, 변속 조작 연계 장치(60)가 엔진(3)의 속도 상승 조작에 연계시켜 무단 변속 장치(30)를 또한 고속측으로 변속 조작하고, 전후륜(1, 2)에 고속 구동력이 전달되어 차체가 고속 주행한다. 이 때, 변속 조작 연계 장치(60)는 무단 변속 장치(30)의 속도 상태가 엔진 회전수의 상승율보다 큰 증속 변화율로 증속 변화하도록 하여 속도 조절 장치(50)와 무단 변속 장치(30)를 연계시켜 조작한다. 이에 의해, 무단 변속 장치(30)가 엔진(3)보다도 큰 변화 폭으로 증속하고, 비교적 큰 차륜 구동 부하가 걸려도, 엔진(3)이 고속 회전하고 있어 출력 부족 상태가 되지 않도록 하면서, 무단 변속 장치(30)의 비교적 대폭적인 변속을 신속하게 행하게 하면서 주행할 수 있다.

액셀 페달(55)의 답입 조작을 해제하고, 변속 조작 연계 장치(60) 및 자동 복귀 기구(70)의 작용에 의해 속도 조절 장치(50)를 조작하여 엔진(3)을 아이들링 상태로 감속 조작하면, 변속 조작 연계 장치(60)의 연동 로드(67)가 엔진(3)의 감속 조작에 연계시켜 자동 복귀 기구(70)의 리턴 스프링(71)에 의한 조작력으로 무단 변속 장치(30)의 변속 조작부(40)를 오프 위치로 복귀 조작하고, 무단 변속 장치(30)가 중립 상태로 되어 전후륜(1, 2)에 대한 동력 전달을 정지하여 차체 주행이 정지된다.

도8에 도시한 바와 같이, 무단 변속 장치(30) 상기 변속 조작부(40)는 상기 미션 케이스(25) 내부에 설치한 서보 밸브(41)(도7)의 회전 조작축(41a)의 미션 케이스(25)의 외부에 돌출하고 있는 단부에 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 도7에 도시한 바와 같이 상기 서보 밸브(41)에 대해 조작 유로(42)에 의해 접속하고 있는 동시에 피드백 기구(43)에 의해 연계하고 있는 유압 서보 실린더(44)를, 상기 미션 케이스(25)의 내부에 설치하는 동시에 상기 유압 펌프(35)의 경사판 조작부에 연동시킴으로써, 변속 조작부(40)에 의한 무단 변속 장치(30)의 변속 조작을 가능하게 하고 있다.

즉, 변속 조작부(40)가 회전 조작축(41a)의 축심 주위에서 요동 조작되면, 이 회전 조작축(41a)이 회전하여 서보 밸브(41)를 구동 상태로 절환 조작하고, 서보 밸브(41)가 유압 펌프(45)로부터의 유압을 조작 유로(42)로부터 서보 실린더(44)에 공급한다. 그렇게 하면, 이 서보 실린더(44)가 구동되어 유압 펌프(35)의 경사판 각을 변경 조작하고, 유압 펌프(35)의 구동 속도가 변화하여 무단 변속 장치(30)의 속도 상태가 변화한다. 이 때, 서보 실린더(44)의 작동이 피드백 기구(43)에 의해 서보 밸브(41)로 피드백되고 있고, 무단 변속 장치(30)가 변속 조작부(40)의 조작 위치에 대응한 제어 목표의 속도 상태가 되면, 서보 밸브(41)가 중립 상태로 절환 조작되어 무단 변속 장치(30)가 제어 목표의 속도 상태로 유지된다.

[다른 실시 형태]

상기 실시 형태와 같이, 기계식의 변속 조작 연계 장치(60)로 바꿔 액셀 페 달(55)의 조작 위치를 검출하는 스트로크 센서로부터의 검출 정보를 기초로, 속도 조절 장치(50)의 속도 조절 조작부(51)를 조작하는 속도 조절 액튜에이터 및 무단 변속 장치(30)의 변속 조작부(40)를 조작하는 변속 액튜에이터를 각각 자동적으로 조작함으로써, 액셀 페달(55)의 조작을 기초로 하여 속도 조절 장치(50) 및 무단 변속 장치(30)를 연계시켜 조작하는 전기식의 제어 수단을 채용하여 실시해도 좋은 것이고, 이들 기계식의 변속 조작 연계 장치(60), 전기식의 제어 수단을 총칭하여 변속 조작 연계 장치(60)라 호칭한다.

전자식의 제어 수단을 채용하여 실시하는 경우, 도11과 도12에 도시한 바와 같이 액셀 페달(55)이 조작됨에 수반하여 엔진 회전수[속도 조절 장치(50)의 속도 상태]가 어떻게 변화하는지를 나타낸 속도 조절 특성 AT나, 액셀 페달(55)이 조작됨에 수반하여 무단 변속 장치(30)의 속도 상태가 어떻게 변화하는지를 나타낸 변속 특성 HT를 저속측의 직선과 고속측의 직선이 조합된 곡선이 되도록 구성하여 실시해도 된다.

상기 속도 조절 장치측의 조작 케이블(64)로 바꿔 연동 로드 등, 요동 연동체(63)에 의해 슬라이드 조작되는 각종의 연동 부재를 채용하거나, 상기 연동 로드(67)로 바꿔 조작 케이블 등, 요동 연동체(63)에 의해 슬라이드 조작되는 각종의 연동 부재를 채용하여 실시해도 좋은 것이고, 조작 케이블(64)이나 연동 로드 등을 총칭하여 속도 조절 장치측 연동 부재(64)라 호칭하고, 연동 로드(67)나 조작 케이블 등을 총칭하여 변속 장치측 연동 부재(67)라 호칭한다.

정유압식의 무단 변속 장치(30) 대신에 분할 풀리와 벨트를 이용한 무단 변 속 장치나, 테이퍼 콘을 이용한 무단 변속 장치를 채용한 것에도, 본 발명은 적용할 수 있다. 따라서, 이들, 정유압식의 벨트식, 테이퍼 콘식 등의 변속 장치를 총칭하여 단순히 무단 변속 장치(30)라 호칭한다.

액셀 페달(55)로 바꿔 액셀 레버를 채용하거나, 액셀 페달(55)과 액셀 레버의 양방을 채용하여 실시해도 좋은 것이고, 이들 액셀 페달(55) 및 액셀 레버를 총칭하여 액셀 조작구(55)라 호칭한다.

전후륜(1, 2)에 의해 주행하도록 구성하는 것 외에, 크롤러식 주행 유닛에 의해 주행하도록 구성한 작업차인 경우에도, 본 발명은 적용할 수 있다. 따라서, 전후륜(1, 2) 및 크롤러 주행 유닛 등을 총칭하여 주행 유닛(1, 2)이라 호칭한다.

상기와 같이 구성함으로써, 엔진과 무단 변속 장치를 연계시키면서 변속 조작할 때에, 상기한 바와 같은 발진이나 저속 주행시의 트러블이 회피되는 변속 조작 시스템을 제공할 수 있다.

Claims

엔진 출력을 변속하여 주행 유닛(1, 2)에 전달하는 무단 변속 장치(30)를 구비한 작업차를 위한 변속 조작 시스템이며,

상기 엔진의 회전 속도를 조절하는 속도 조절 장치(50)와,

액셀 조작구(55)와,

액셀 조작구(55)의 조작을 기초로 하여 상기 무단 변속 장치(30) 및 상기 속도 조절 장치(50)에 대한 조작 변위를 발생하는 변속 조작 연계 장치(60)를 포함하는 변속 조작 시스템에 있어서,

상기 변속 조작 연계 장치(60)는 상기 액셀 조작구의 조작량에 대한 상기 무단 변속 장치(30)의 조작량과 상기 속도 조절 장치(50)의 조작량을 설정하고 있고, 엔진 회전수가 설정 회전수에 도달하는 동시에 상기 무단 변속 장치(30)가 설정 속도에 도달할 때까지는 상기 엔진 회전수의 상승 변화율이 무단 변속 장치(30)의 증속 변화율보다 크다는 것을 특징으로 하는 변속 조작 시스템.
제1항에 있어서, 상기 변속 조작 연계 장치(60)가 상기 액셀 조작구의 조작 변위를 소정의 비율로 상기 무단 변속 장치(30)의 조작 변위와 상기 속도 조절 장치(50)의 조작 변위와 분류하는 요동 링크 기구로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 변속 조작 시스템.
제2항에 있어서, 상기 요동 링크 기구가 상기 액셀 조작구에 연동 연결되어 있는 요동 연동체(63)와, 이 요동 연동체(63)에 따라서 슬라이드 조작되어 상기 속도 조절 장치(50)의 조작부(51)를 조작하는 속도 조절 장치측 연동 부재(64)와, 상기 요동 연동체(63)에 의해 슬라이드 조작되어 상기 무단 변속 장치(30)의 조작부(40)를 조작하는 변속 장치측 연동 부재(67)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 변속 조작 시스템.
제3항에 있어서, 엔진 회전수가 상승할수록 상기 요동 연동체(63)에 의한 상기 속도 조절 장치측 연동 부재(64)의 조작 효율이 저하되는 동시에 상기 요동 연동체(63)에 의한 상기 변속 장치측 연동 부재(67)의 조작 효율이 향상되도록, 상기 속도 조절 장치측 연동 부재(64)와 변속 장치측 연동 부재(67)가 요동 링크로서의 상기 요동 연동체(63)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 변속 조작 시스템.