| 【発明の名称】 |
ベルト式無段変速装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岡田 卓也
【氏名】玉井 利男
【氏名】大内 建之
【氏名】小佐野 光
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| 【要約】 |
【課題】変速操作具の操作荷重の低減。
【解決手段】駆動プーリ２３ａと従動プーリ２３ｂに伝動ベルト２３ｃが掛けられ、前記一対のプーリの両方もしくは片方の有効径を変更して変速するベルト式無段変速装置２３において、伝動時にプーリの有効径を高速伝動側から低速伝動側へ変化させようとする伝動ベルト２３ｃの張力に対抗する付勢手段４７を設けるとともに、低速伝動域において前記付勢手段４７によってプーリの有効径が高速伝動側へ変化させられるのを規制する規制手段５３，５４を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 駆動プーリと従動プーリに伝動ベルトが掛けられ、前記一対のプーリの両方もしくは片方の有効径を変更して変速するベルト式無段変速装置において、伝動時にプーリの有効径を高速伝動側から低速伝動側へ変化させようとする伝動ベルトの張力に対抗する付勢手段を設けるとともに、低速伝動域において前記付勢手段によってプーリの有効径が高速伝動側へ変化させられるのを規制する規制手段を設けたことを特徴とするベルト式無段変速装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動プーリと従動プーリに伝動ベルトが掛けられ、前記一対のプーリの両方もしくは片方の有効径を変更して変速するベルト式無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】作業走行速度や路上走行速度を変速するための変速装置として、駆動プーリと従動プーリに伝動ベルトが掛けられ、前記一対のプーリの両方もしくは片方の有効径を変更して変速するベルト式無段変速装置を備えた田植機が知られている。この種の田植機のベルト式無段変速装置には、伝動時に伝動ベルトの張力でプーリの有効径が高速伝動側から低速伝動側へ変化するのを防止するために、プーリを高速伝動側へ付勢しておくスプリング等の付勢手段が設けられている。また、伝動ベルトの張力が弱くなる伝動停止時に上記付勢手段によってプーリの有効径が高速伝動側へ変化しないように、変速操作具である変速レバーからプーリへの操作力伝達部、例えば変速レバーの回動支点軸にライニングによる抵抗が付与されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このライニングによる抵抗のため、変速レバーの操作荷重が大きくなっており（例えばグリップ部での荷重で７ｋｇ以上）、変速操作が疲れるという現場からの指摘がある。本発明は、この問題点を改善することを課題とするもので、そのために次のように構成した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明にかかるベルト式無段変速装置は、駆動プーリと従動プーリに伝動ベルトが掛けられ、前記一対のプーリの両方もしくは片方の有効径を変更して変速するベルト式無段変速装置において、伝動時にプーリの有効径を高速伝動側から低速伝動側へ変化させようとする伝動ベルトの張力に対抗する付勢手段を設けるとともに、低速伝動域において前記付勢手段によってプーリの有効径が高速伝動側へ変化させられるのを規制する規制手段を設けたことを特徴としている。
【０００５】伝動時には、付勢手段が伝動ベルトの張力に対抗して、プーリの有効径が高速伝動側から低速伝動側へ変化するのを防ぐ。また、伝動停止時には、変速レバー等の変速操作具を低速伝動域に操作しておくことにより規制手段がはたらき、付勢手段によってプーリの有効径が高速伝動側へ変化するのを規制する。規制手段を設けることにより、前記ライニングの締付力を弱くすることが可能となり、変速レバーの操作荷重を低減させられる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明のベルト式無段変速装置を備えた田植機を表している。この田植機１は、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して６条植の苗植付部４が昇降可能に装着されている。苗植付部４は公知の構成であるので、説明を省略する。
【０００７】走行車体２は、駆動輪である各左右一対の前輪１０，１０及び後輪１１，１１を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部にミッションケース１２が配置され、そのミッションケース１２の左右側方に前輪ファイナルケース１３，１３が設けられ、該前輪ファイナルケースの変向可能な前輪支持部から外向きに突出する前輪車軸に前輪１０，１０が取り付けられている。また、ミッションケース１２の背面部にメインフレーム１５の前端部が固着されており、そのメインフレーム１５の後端左右中央部に前後水平に設けた後輪ローリング軸を支点にして後輪ギヤケース１８，１８がローリング自在に支持され、その後輪ギヤケース１８，１８から外向きに突出する後輪車軸に後輪１１，１１が取り付けられている。
【０００８】エンジン２０はメインフレーム１５の上に搭載されており、エンジン出力軸２０ａに取り出されるエンジン回転動力は、まずベルト伝動装置２１によって油圧ポンプ２２の駆動軸２２ａへ伝達され、次いで油圧ポンプ駆動軸２２ａから副変速装置であるベルト式無段変速装置２３によってミッションケース入力軸１２ａへ伝達される。ミッションケース１２の入力部には主クラッチが設けられている。
【０００９】ミッションケース１２に入力された回転動力は、「路上走行速」「中立」「植付走行速」「ＰＴＯ速」及び「後進速」のシフト位置を有する主変速装置により変速された後、走行動力と外部取出動力に分離される。走行動力の一部は前輪デファレンシャル装置を経由して前輪ファイナルケース１３，１３に伝達されて前輪１０，１０を駆動し、残りは後輪デファレンシャル装置を経由して後輪ギヤケース１８，１８に伝達されて後輪１１，１１を駆動する。後輪デファレンシャル装置よりも伝動下手側には、サイドクラッチ及びブレーキ装置が設けられている。また、外部取出動力は、走行車体２の後部に設けた植付クラッチケース２５に伝達され、それから植付伝動軸２６によって苗植付部４へ伝達される。
【００１０】エンジン２０の上部はエンジンカバー２８で覆われており、その上に座席２９が設置されている。座席２９の前方には各種操作機構が収容されたフロントカバー３０があり、その上方に前輪１０，１０を操向するハンドル３１が設けられている。また、フロントカバー３０の右側には前記ベルト式無段変速装置２３を操作する副変速レバー３３が設けられ、フロントカバー３０の左側には前記主変速装置の変速シフトを行う主変速レバー３４と前記前輪デファレンシャル装置及び後輪デファレンシャル装置のデフ機能をロックするデフロックレバー３５が設けられている。さらに、フロントカバー３０の足下部には、前記主クラッチを操作する主クラッチペダル３６と前記サイドクラッチ及びブレーキ装置を操作する左右のサイドクラッチ・ブレーキペダル３７Ｌ，３７Ｒが設けられている。走行車体２の前部左右両側には、予備苗載台３８，３８が拡張状態と収納状態に回動可能に設けられている。
【００１１】次に、上記副変速装置と主変速装置の操作機構を図３乃至図７に基づき説明する。
【００１２】副変速レバー３３は、ステアリングポスト４０の下部に固着の筒体４１に回動自在に嵌合する副変速レバー軸４２の右端部に、該軸と一体回動するように取り付けられている。副変速レバー軸４２の左端部には回動アーム４３が取り付けられており、その回動アーム４３とベルト式無段変速装置２３の変速操作アーム４５とが変速操作ロッド４６で連結されている。
【００１３】ベルト式無段変速装置２３は、油圧ポンプ駆動軸側の駆動プーリ２３ａとミッションケース入力軸側の従動プーリ２３ｂに伝動ベルト２３ｃが掛けてあり、両プーリ２３ａ，２３ｂは共に軸に固定の固定プーリ部材と軸方向に移動可能な移動プーリ部材を組み合わせた割りプーリ構成となっており、それぞれの移動プーリ部材を軸方向に移動させることでプーリの有効径を変更し、無段階に変速するようになっている。一方のプーリの有効径が大きくなれば他方のプーリの有効径が小さくなるよう、両プーリ２３ａ，２３ｂを連結部材２３ｄで連係させてある。副変速レバー３３を前方に回動させると高速伝動になり、後方に回動させると低速伝動になる。
【００１４】伝動時に伝動ベルト２３ｃの張力によって両プーリ２３ａ，２３ｂの有効径が低速伝動側へ変化するのを防止するため、両プーリの移動プーリ部材を高速伝動側へ付勢する付勢手段として自動戻り防止スプリング４７が設けられている。また、この自動戻り防止スプリング４７によって伝動停止時にプーリの有効径が高速伝動側へ変化しないように、副変速レバー軸４２に固着のプレート４９に貼着されたライニング５０を筒体４１に固着のプレート５１に押し付けて、抵抗を付与している。
【００１５】さらに、低速伝動域における副変速レバーの移動を規制する規制手段として、前記プレート４９に取り付けられた規制ピン５３と、該規制ピンが係合する凹部５４ａを備えたストッパカム５４とが設けられている。このストッパカム５４は、軸５５を支点に回動自在に設けられており、副変速レバー３３が低速位置にあるときに規制ピン５３が凹部５４ａに係合し、その係合状態において副変速レバー３３を高速側へ付勢する方向にカムスプリング５６によって付勢されている。これにより、低速伝動域において自動戻り防止スプリング４７の張力で副変速操作機構及びベルト式無段変速装置２３が高速伝動側へ変化するのを規制している。この規制手段を設けることにより、前記ライニング５０の締付力を弱くすることが可能となり、副変速レバー３３の操作荷重を低減させられる。カムスプリング５６の張力は、手で副変速レバー３３を操作したとき規制ピン５３が凹部５４ａから比較的容易に乗り上げられる程度に設定されている。
【００１６】主変速レバー３４は、ステアリングポスト４０に固定のレバー枠６０に回動自在に支持された主変速レバー軸６１に連結ピン６２によって左右方向に揺動可能に連結され、トルクスプリング６３にて内側に付勢されている。また、主変速レバー軸６１には操作アーム６５が取り付けられ、該操作アームとミッションケース１２の上部に設けた変速シフタ操作プレート６６とがロッド６７で連結されている。主変速レバー３４をシフトガイド６８に沿って前後に移動させると、変速シフタが操作され、主変速装置が路上走行速Ｆａ、中立Ｎ、植付走行速Ｆｂ、ＰＴＯ、及び後進速Ｒの５段にシフトされる。
【００１７】上記各シフト位置のうち路上走行速Ｆａ、中立Ｎ、及び植付走行速Ｆｂの３段については、主変速レバー３４から内向きに突設した係合ピン７０（レバー側の被保持体）がガイドプレート７１（レバー位置を保持する保持体）に形成された係止溝７１ａ，７１ｂ，７１ｃに選択的に係合して、前後方向の移動を規制するようになっている。上記各シフト位置間で主変速レバー３４を移動させる場合、トルクスプリング６３の張力に抗して一旦レバーを外側へ回動させて係合ピンと係止溝の係合を解除し、それから目標シフト位置までレバーを移動させ、そこでレバー操作力を緩めるとトルクスプリング６３の張力でレバーが内側へ回動して係合ピンと係止溝が係合する。
【００１８】係合ピン７０と係止溝７１ａ，７１ｂ，７１ｃが係合する状態において、主変速レバー３４が所定位置よりも内側へ回動しないようにストッパ７２（規制具）で規制されている。これにより、係合ピンと係止溝の底部との間に若干の隙間Ｓ（０．５ｍｍ程度）が生じる。従来は、係合ピン７０が係止溝７１ａ，７１ｂ，７１ｃの底部に当接することで主変速レバー３４が所定位置よりも内側へ回動しないように規制していたため、係合ピン７０の摩耗が大きく、主変速レバーのガタつきが生じる原因となっていた。本実施形態の構成とすると、係合ピン７０と係止溝７１ａ，７１ｂ，７１ｃの底部が接触しないため、係合ピン７０の摩耗を少なくすることができる。
【００１９】図８は副変速レバーの操作荷重を低減させる異なる構成を表している。固定軸７４に回動自在に嵌合するドラム７５と一体に副変速レバー３３及び変速操作アーム７６が取り付けられ、該変速操作アームの長穴７６ａに変速操作ロッド７７の端部に設けたピン７７ａが遊嵌している。また、固定軸７４にラチェットホイール７９が取り付けられていると共に、ドラム７５にはラチェット爪８０が図示しないトルクスプリングによってラチェットホイール側に付勢された状態で回動自在に取り付けられている。ラチェット爪の爪部と反対側の端部８０ａは変速操作アーム７６の方向に延びており、ピン７７ａが長穴７６ａの前端部に位置するときは前記トルクスプリングによってラチェット爪８０とラチェットホイール７９が係合する状態となり、ピン７７ａが長穴７６ａの後端部に位置するときはピン７７ａがラチェット爪の端部８０ａを後方に押してラチェット爪８０とラチェットホイール７９の係合が解除された状態となる。
【００２０】副変速レバー３３が操作されていないときは、図８（ａ）に示すように、伝動ベルト２３ｃの張力により変速操作ロッド７７が前方に押され、ピン７７ａが長穴７６ａの前端部に位置している。このため、ラチェット爪８０とラチェットホイール７９が係合し、副変速レバー３３が低速側へ移動しないようにロックされている。副変速レバー３３を高速側に操作するときは、図８（ｂ）に示すように、ピン７７ａが長穴７６ａの前端部に位置するが、ラチェット爪８０がラチェットホイール７９の歯を乗り越え可能なため、抵抗なくレバー操作できる。また、副変速レバー３３を低速側に操作するときは、図８（ｃ）に示すように、ピン７７ａが長穴７６ａの後端部に位置し、ラチェット爪８０とラチェットホイール７９の係合が解除されるため、抵抗なくレバー操作できる。この構成とすると、伝動ベルト２３ｃの張力による変速位置の自動戻りを最低速から最高速の全域にわたって確実に防止することができるので、ライニング５０の締付力を弱くして副変速レバー３３の操作荷重を低減することができ、しかも自動戻り防止スプリング４７が不要である。
【００２１】図９は副変速レバー３３の操作荷重を低減させるさらに異なる構成を表している。この構成は、固定ピン８２と副変速レバー３３に一体のアーム８３との間に死点越えするように引っ張りスプリング８４を設け、変速操作域の中間部を境界にして低速側及び高速側に副変速レバー３３を付勢している。上記境界は最高速と最低速の真ん中よりも最高速寄りにしておくのが好ましい。これにより、伝動ベルト２３ｃの張力により低速域で副変速レバー３３が低速側へ移動するのを引っ張りスプリング８４の保持力で防止する。このため、ライニング５０の締付力を弱くして副変速レバー３３の操作荷重を低減することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明にかかるベルト式無段変速装置は、伝動時には、付勢手段が伝動ベルトの張力に対抗して、プーリの有効径が高速伝動側から低速伝動側へ変化するのを防ぎ、また、伝動停止時には、規制手段の作用で、前記付勢手段によってプーリの有効径が高速伝動側へ変化するのを規制するようになっているので、変速位置を常に一定に維持することができ、しかも伝動停止時に前記付勢手段によってプーリの有効径が高速伝動側へ変化しないようにするためのライニング等による抵抗力を弱くすることが可能となり、変速操作具の操作荷重を低減させられるようになった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月１７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】菅原 弘志
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３０３９５６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１２４２１１ |
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