(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ベルト伝動機構（５Ａ）と、これよりも変速比が高速側の第２ベルト伝動機構（５Ｂ）との夫々にテンションクラッチ（５ａ）（５ｂ）を備え、これら両テンションクラッチ（５ａ）（５ｂ）を背反的に入切り操作自在な変速レバー（１５）を備えてある作業機の変速操作装置であって、
前記変速レバー（１５）の移動操作域（Ｗ）を、前記第１ベルト伝動機構（５Ａ）がクラッチ入りで、かつ、前記第２ベルト伝動機構（５Ｂ）がクラッチ切りとなる低速領域（Ｌ）と、前記第１ベルト伝動機構（５Ａ）がクラッチ切りであり、かつ、前記第２ベルト伝動機構（５Ｂ）がクラッチ入りとなる高速領域（Ｈ）との間に、前記両ベルト伝動機構（５Ａ）（５Ｂ）が共に半クラッチ状態になる切換領域（Ｃ）を設けて構成するとともに、前記移動領域（Ｗ）における前記低速領域（Ｌ）側の端部に設定される低速位置（Ｌｏｗ）と、前記移動操作域（Ｗ）における前記高速領域（Ｈ）側の端部に設定される高速位置（Ｈｉ）との間に前記変速レバー（１５）のデッドポイント（ＤＰ）が設定される不安定切換機構（Ａ）を設け、この不安定切換機構（Ａ）によるデッドポイント（ＤＰ）を前記切換領域（Ｃ）外に設定することで前記変速レバー（１５）の前記切換え領域（Ｃ）での自己保持を不能とする規制手段を備えてある作業機の変速操作装置。
【請求項２】
前記変速レバー（１５）を運転座席（２６）の横側の位置に配置し、かつ、そのレバー移動操作域（Ｗ）を前後方向に設定するとともに、前記デッドポイント（ＤＰ）を前記切換領域（Ｃ）の前側に配置設定してある請求項１に記載の作業機の変速操作装置。
【請求項３】
前記デッドポイント（ＤＰ）を、前記切換領域（Ｃ）よりも前記高速位置（Ｈｉ）側に設定してある請求項１に記載の作業機の変速操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速比の互いに異なる２組のベルト伝動機構を備えた田植機等の作業機における変速操作装置に係り、詳しくは、各ベルト伝動機構の夫々に装備されるテンションクラッチと、これら両テンションクラッチを背反的に入切り操作自在な変速レバーとを備えたものにおいて、ベルト磨耗等の不都合なく変速ショックを解消して快適な乗り心地を提供する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記構成を備えた作業機として、実開昭６３‐１５２７２９号公報に示された田植機が知られている。その田植機では、高速位置と低速位置との切換え操作途中に、一瞬伝動断絶状態となることに起因するクラッチショックを解消するために、一方のテンションクラッチが完全に切れる迄に他方のテンションクラッチを繋ぎ始めるようにして、両ベルト伝動機構を共に半クラッチ状態とする領域を設定してあった。つまり、両テンションクラッチが同時に切りとなる中立状態を現出しないようにするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
伝動を断とうとするクラッチと、伝動を繋ごうとするクラッチとの両者の半クラッチ領域を重複させることにより、一瞬、伝動が断たれて走行速度が低下した状態でクラッチ入り作動することによる上記クラッチショックが改善されたのであるが、そのことによって新たな問題が生じてきた。すなわち、両半クラッチ状態では、高低の各ベルト伝動機構が一応は伝動状態になっているので、双方、或いはいずれか一方にベルトスリップが生じている。
【０００４】
従って、この状態は変速操作による高低の切り換わり時に一瞬現出される過渡現象であることが前提としたものであるが、その両半クラッチ状態でも機体が走行できること、及び従来の構造では、変速レバーがその両半クラッチ位置で止まり得ることから、その両半クラッチ状態が続けられるおそれがあった。両半クラッチ状態が継続されると、ベルトの異常磨耗が生じて耐久性が損なわれるので、改善の余地がある。
【０００５】
本発明の目的は、クラッチショックの点で有利な両半クラッチ状態が現出できる構造のテンションクラッチ構造を採りながら、その両半クラッチ状態が継続されることによる不都合を回避する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
第１発明は、第１ベルト伝動機構と、これよりも変速比が高速側の第２ベルト伝動機構との夫々にテンションクラッチを備え、これら両テンションクラッチを背反的に入切り操作自在な変速レバーを備えてある作業機の変速操作装置において、
変速レバーの移動操作域を、第１ベルト伝動機構がクラッチ入りで、かつ、第２ベルト伝動機構がクラッチ切りとなる低速領域と、第１ベルト伝動機構がクラッチ切りであり、かつ、第２ベルト伝動機構がクラッチ入りとなる高速領域との間に、両ベルト伝動機構が共に半クラッチ状態になる切換領域を設けて構成するとともに、前記移動領域における前記低速領域側の端部に設定される低速位置と、前記移動操作域における前記高速領域側の端部に設定される高速位置との間に前記変速レバーのデッドポイントが設定される不安定切換機構を設け、この不安定切換機構によるデッドポイントを前記切換領域外に設定することで変速レバーの切換え領域での自己保持を不能とする規制手段を備えてあることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明において、変速レバーを運転座席の横側の位置に配置し、かつ、そのレバー移動操作域を前後方向に設定するとともに、デッドポイントを切換領域の前側に配置設定してあることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第１発明において、デッドポイントを、切換領域よりも高速位置側に設定してあることを特徴とする。
【０００９】
〔作用〕
請求項１の構成によれば、両ベルト伝動機構が共に半クラッチ状態になる切換領域を設けるとともに、変速レバーの切換領域での自己保持を不能とする規制手段を備えてあるから、変速レバーが両半クラッチ状態となる切換領域に続けて位置することが無くなる。従って、ベルトスリップ状態は迅速に解消されるようになり、両半クラッチ状態で機体が走行し続ける不都合も起きないようになる。
【００１０】
又、請求項１の構成によれば、低速位置と高速位置との両方の位置に変速レバーを付勢維持させる不安定切換機構を設け、それによるデッドポイントを切換領域外に設定することによって規制手段を構成するものである。つまり、変速レバー等の揺動部材の揺動支点、該変速レバーとこれを揺動付勢するバネ等の付勢機構との連結点、及びその付勢機構の固定部との連結点の３点が一直線上に並ぶときの変速レバーの位置をデッドポイントと呼び、変速レバー等の変速位置を（揺動部材の操作位置を）デッドポイント位置の両側に振り分けて設定する構造のものが不安定切換機構（トッグル機構とも言う）である。
【００１１】
前記不安定切換機構では、変速レバーをデッドポイント位置以外の位置に自己保持できないものであり、高低のどちらかの位置に付勢力によって自動復帰してしまうから、デッドポイント位置を切換領域外に設定すれば、その切換領域に変速レバーが維持されることが生じないようになる。例えば、握り操作している変速レバーを切換領域において放せば、不安定切換機構の上記機能により、高速位置又は低速位置に独りでに移動するのである。又、変速レバーを拘束しない自由状態では、必ず高速又は低速位置に位置することになり、両ベルト伝動機構が共に半クラッチの状態になく、かつ、完全な高速又は低速位置にもないという中途半端な位置で変速レバーが止まることも無いようになる。
【００１２】
請求項２の構成によれば、変速レバーを運転座席の横側の位置、すなわち座ったままでの手指操作の行い易い配置とするものであり、かつ、腕を動かしてのレバー操作がし易いように、そのレバー移動操作域を機体の進行方向に沿う前後方向に設定するのである。このレバー配置構造では、腕を伸ばす方向となる前方へのレバー操作は、その反作用を運転座席の背もたれで突張って支持できるので、力が入れ易くて操作し易いのに対して、腕を曲げる方向となる後方へのレバー操作は、その反作用は操縦者の体重又は踏ん張りで支持する状態となって、比較的力が入り難く、かつ、不安定なものである。
【００１３】
そこで、デッドポイントを切換領域の前側に配置設定してあるので、力が入れずらく比較的操作し難い後側へのレバー操作時には、レバーを少し手前に引き込み操作すればすぐにデッドポイントを過ぎて、その後は勝手にレバー移動するので、実質的なレバー操作量が少ないもので済むようになる。そして、レバーに作用する付勢力に抗してに比較的重い操作となる、前方側へのレバー操作時には、前述したように力の入れ易い、かつ、着座しての操縦姿勢を乱すこともない押し出し操作となり、操作経路における後端から前端近くのデッドポイントまで無理無くレバー操作できるのである。
【００１４】
請求項３の構成によれば、デッドッポイントを切換領域よりも高速位置側に配置してあるから、不安定切換機構による自動復帰作用の効く状態がレバー移動経路の殆どを占める高速位置から低速位置への変速操作は素早く行え、かつ、不安定切換機構による自動復帰作用に逆らって動かす状態がレバー移動経路の殆どを占める低速位置から高速位置への変速操作は、手指の動かし速度に応じて定まるようになる。
【００１５】
高速から低速への変速は、通常の減速時の他、負荷増大によるエンスト回避によることも多いので、上記のように素早く低速操作されるのが好適である。そして、伝動ショックが生じ易い傾向にあるとともに、路面状況によって高速側のクラッチ入り動作をよりゆっくり行うこともある低速から高速への変速は、不安定切換機構による付勢力に抗しての人為操作による比較的緩慢な変速操作が好適であり、いずれの変速操作も実情に即した好ましい状況が得られるようになる。
【００１６】
〔効果〕
請求項１〜３のいずれに記載の作業機でも、規制手段により、両ベルト伝動機構が共に半クラッチの状態、すなわち機体走行のための正規の使用状態ではない状態が続かないようになり、高低の切換変速に伴う伝動ショックが殆ど無く、かつ、ベルト異常磨耗等の不都合も無く耐久性を損なうことが無い優れたダブルテンション式の変速操作装置を提供することができた。
また、低速位置と高速位置との間にデッドポイントを有した不安定切換機構を設けて規制手段を構成したので、シンプルで構成部品も少ない機械構造によって廉価に、しかも、変速レバーが中途半端な位置で止まることがなく確実に伝動状態が現出される。
【００１７】
請求項２に記載の変速操作装置では、不安定切換機構の特性と人間工学との有機的結合により、運転座席近くの操作し易い位置で、かつ、腕の曲げ伸ばしに即して前後操作し易いように変速レバーを配置設定できながらのそのための操作スペースが少なくて済む優れた作業機の変速操作性が得られた。
【００１８】
請求項３に記載の変速操作装置では、エンスト回避の必要がある低速操作は迅速に、かつ、路面状況によってクラッチ入り作動に緩急が必要な高速操作は人為操作で行うので、作業機の実情に即した扱い易いものにできた。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に作業機の一例である軽量型の４条植え田植機が示され、１は機体、２は昇降リンク機構、３は植付部、４はエンジン、５はベルト伝動機構、６は前部ミッション、７は前輪、８は後輪、９は植付機構、１０はフィードケースである。
【００２０】
伝動系としては、エンジン動力が入力される前部ミッション６で前輪７を駆動するとともに、そこから後方に延びる伝動軸１１で後部ミッション１２を駆動して後輪８を駆動する。又、前部ミッション６から後方に延出されたＰＴＯ伝動軸１３により、連動軸１４を介してフィードケース１０に入力して植付機構９を駆動する。
【００２１】
図２に伝動系の線図が示され、走行系としては、第１副変速機構５、第２副変速機構４３、主変速機構４４、デフ機構４５、サイドクラッチ４６、サイドブレーキ４７等を備えている。植付系としては、株間変速機構４８、植付クラッチ４９等を備えている。尚、走行系には中立位置を明確に現出する主クラッチＤ（後述）を備えてある。
【００２２】
次に、第１副変速機構であるベルト伝動機構５の操作系について説明する。ベルト伝動機構５は、所謂「ダブテン」と呼ばれるダブルテンションクラッチであり、１本の変速レバー１５の揺動操作により、両テンションクラッチを背反的に入切り操作する公知の構造である。
【００２３】
図２〜図４に示すように、エンジン４と前部ミッション６とに架設されるベルト伝動機構５は、低速側の第１ベルト伝動機構５Ａと、これよりも変速比が高速側の第２ベルト伝動機構５Ｂとで成り、夫々にテンションクラッチ５ａ，５ｂを備えるとともに、これら両テンションクラッチ５ａ，５ｂを背反的に入切り操作自在な変速レバー１５を運転部１６に備えてある。
【００２４】
エンジン出力軸４ａに、小径の第１駆動プーリ１７と大径の第２駆動プーリ１８とを備え、かつ、前部ミッション６の入力軸６ａに大径の第１従動プーリ１９と小径の第２従動プーリ２０とを備え、第１ベルト２１に作用する第１緊張アーム２２と、第２ベルト２３に作用する第２緊張アーム２４とを支軸２５回りに揺動自在に枢支する。第１緊張アーム２２と、これで緊緩される第１ベルト２１とで第１テンションクラッチ５ａが、かつ、第２緊張アーム２４と、これで緊緩される第２ベルト２３で第２テンションクラッチ５ｂが夫々構成される。
【００２５】
変速レバー１５は、図５に示すように、運転座席２６の左側位置において左右向きの操作軸２７に前後揺動自在に枢支され、操作軸２７に、その回動方向に所定角度隔てて一対の操作アーム２８，２９を突設してあり、これら第１及び第２操作アーム２８，２９と第１及び第２緊張アーム２２，２４との夫々を連動連結する第１及び第２連動機構３０，３１を備えてある。変速レバー１５は、コ字形状のブラケット４１を介して左右揺動可能な状態で操作軸２７に支持されており、後輪フェンダを兼ねる機体カバー４２に形成されるレバー操作経路としての移動操作域Ｗの位置が、多少左右に位置ズレしても対応できるようにしてある。
【００２６】
第１及び第２連動機構３０，３１は、各操作アーム２８，２９に連結される手元ロッド３２，３３と、各緊張アーム２２，２４に連結されるテンションロッド３４，３５と、手元ロッドとテンションロッド３４とを連動させる支点Ｘで揺動自在な中継アーム３６，３７とで構成され、テンションロッド３４，３５には融通バネ３４ａ，３５ａが介装してある。
【００２７】
図５に示すように、変速レバー１５の前後向き移動操作域Ｗを、第１ベルト伝動機構５Ａがクラッチ入りで、かつ、第２ベルト伝動機構５Ｂがクラッチ切りとなる低速領域Ｌと、第１ベルト伝動機構５Ａがクラッチ切りであり、かつ、第２ベルト伝動機構５Ｂがクラッチ入りとなる高速領域Ｈとの間に、両ベルト伝動機構５Ａ，５Ｂが共に半クラッチ状態になる切換領域Ｃを設けて構成してある。
【００２８】
第１操作アーム２８に枢支連結される略半円弧状の連結片３８と、これと機体側のステー３９とに亘って引張りバネ４０とで成る弾性機構を設けることにより、変速レバー１５の移動操作領域Ｗにおける低速領域Ｌ側の端部に設定される低速位置Ｌｏｗと、高速領域Ｈ側の端部に設定される高速位置Ｈｉとの間であり、かつ、切換領域Ｃよりも高速側へ寄った位置に、変速レバー１５のデッドポイントＤＰが設定される不安定切換機構（変速レバー１５の切換領域での自己保持を不能とする規制手段の一例）Ａを構成してある。
【００２９】
すなわち、変速レバー１５の揺動軸心Ｐと、連結片（弾性機構）３８と第１操作アーム２８との枢支連結点Ｚと、引張りバネ（弾性機構）４０とステー３９との連結点Ｙとが一直線状に並ぶ状態がデッドポイント状態であり、そのときの変速レバー１５の位置がデッドポイントＤＰである。軸心Ｐを有した第１操作アーム２８、弾性機構３８，４０、及びこれら両者の配置関係によって不安定切換機構Ａが構成されている。従って、デッドポイントＤＰから前又は後に少しでもずれると、引張りバネ４０の引張り作用によって変速レバー１５は高速位置Ｈｉ又は低速位置Ｌｏｗに復帰移動するようになる〔図４（イ），（ロ）参照〕。
【００３０】
変速作用を説明すると、第１テンションクラッチ５ａは、変速レバー１５が低速領域Ｌと切換領域Ｃに位置しているときには伝動状態に、かつ、高速領域Ｈに位置しているときには伝動断絶状態であり、第２テンションクラッチ５ｂは、変速レバー１５が高速領域Ｈと切換領域Ｃに位置しているときには伝動状態に、かつ、低速領域Ｌに位置しているときには伝動断絶状態である。従って、変速レバー１５が切換領域Ｃに位置しているときには、両クラッチ５ａ，５ｂが共に半クラッチ状態の伝動状態になっており、低速位置Ｌｏｗと高速位置Ｈｉとの切換え途中に伝動が完全に断たれる状態が生じないものであり、絶えず後輪８が駆動力を発揮する状態となるようにしてある。
【００３１】
又、変速レバー１５が自己保持されるおそれのあるデッドポイントＤＰを高速領域Ｈに設けてあるので、変速レバー１５が切換領域Ｃで保持されることが無く、ベルトスリップが生じる両半クラッチ状態が続かないようになっている。
【００３２】
図６，図７に示すように、第１及び第２テンションクラッチ５ａ，５ｂを共に強制的に切り操作可能な主クラッチペダル５０を設けてある。すなわち、緊張アーム支軸２５の後方に配置されたペダル支軸５１で踏込み自在、かつ、リターンバネ５２で復帰付勢された主クラッチペダル５０を設け、これに取付けた作用片５０ａが、各緊張アーム２２，２４後端部に形成された被作用部２２ａ，２４ａを下方に押圧可能に配置してある。
【００３３】
つまり、主クラッチペダル５０を踏込めば、両緊張アーム２２，２４を強制的に上昇揺動移動させるので、第１副変速機構５として高低いずれの状態であっても両テンションクラッチ５ａ，５ｂが強制的にクラッチ切りに操作されるのであり、それによって主クラッチＤが構成されるものである。この場合、融通バネ３４ａ，３５ａの存在により、主クラッチペダル５０による切り操作が変速レバー１５側に伝わらないようになっている。
【００３４】
〔別実施形態〕
変速レバー１５が切換領域Ｃで止まり続ける時間を計測可能な保持検出手段を設け、この保持検出手段に寄る計測時間が予め設定された値を越えると、電動モータ等のアクチュエータによって変速レバー１５を強制的に低速領域（又は高速領域）に操作する制御装置を設けることで規制手段Ａを構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】田植機の側面図
【図２】伝動系を示す線図
【図３】テンションクラッチの操作系を示す側面図
【図４】規制手段の構造を示す変速レバー部分の側面図
【図５】変速レバーの移動操作域を示す平面図
【図６】主クラッチの構造を示す要部の側面図
【図７】図６に示す部分の平面図
【符号の説明】
５Ａ，５Ｂ    ベルト伝動機構
５ａ，５ｂ    テンションクラッチ
１５          変速レバー
２６          運転座席
Ａ            規制手段（不安定切換機構）
Ｗ            移動操作域
Ｌ            低速領域
Ｃ            切換領域
Ｈ            高速領域
Ｌｏｗ        低速位置
Ｈｉ          高速位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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