(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト巻回半径が変更調節可能な割プーリ（７）を備えて成るベルト無段変速機構（１）を囲繞するベルトケース（１ａ）に、前記割プーリ（７）のベルト巻回半径を拡縮操作する変速レバー（９）と、この変速レバー（９）の操作力を補助するアシスト機構（Ｂ）とを一体的に装備してベルト伝動ユニット（Ｕ）を構成するとともに、前記アシスト機構（Ｂ）は、前記割プーリ（７）を取付けた入力軸（５）の軸芯を中心に回動して前記ベルト無段変速機構（１）を変速作動させる扇型ギヤ（４０）と、この扇型ギヤ（４０）の円弧ギヤ部（４０ｄ）に係合する、アシストモータ（５５）に正逆転可能に取付けられたピニオンギヤ（５５ａ）からなるギヤ減速機構（８４）を備え、前記アシスト機構（Ｂ）を前記ベルトケース（１ａ）に取付けるに、前記入力軸（５）の軸芯方向視で前記ピニオンギヤ（５５ａ）と対向する部位のベルトケース（１ａ）の外面に、前記アシストモータ（５５）を内装した支持ケース（４１）を、ステー（４２）を介して固定することにより取付け、このベルト伝動ユニット（Ｕ）を走行系のギヤ変速機構（１２）が内装されるミッションケース（２ａ）に着脱可能に付設してある作業機の伝動装置。
【請求項２】
前記アシスト機構（Ｂ）を、前記変速レバー（９）が操作開始されたことの検出に伴ってアシストモータ（５５）が前記変速レバー（９）をその操作方向に駆動操作する状態に構成するとともに、前記アシストモータ（５５）の動力を、可逆駆動可能なギヤ減速機構（８４）を介して前記変速レバー（９）に伝えるように構成してある請求項１に記載の作業機の伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミッションにベルト無段変速機構を備えた作業機の伝動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記変速機としては、特開平７‐２４１１３２号公報に示されたコンバインのミッションが知られており、エンジン動力を先ずベルト無段変速機構で変速してからミッションに入力し、それから副ギヤ変速機構や油圧クラッチ操作式の前後進切換機構を介して減速してから走行装置に伝達させるものである。ベルト無段変速機構の採用により、比較的廉価なものとしながらも、主変速機構としての減速比の選択幅を広めることができる利点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ベルト無段変速機構は、割プーリを用いてベルト巻回半径を変えることで変速比を可変調節できるものであり、一対のプーリのうちの一方のみを割プーリとしてベルトテンションを調節することで変速させる構造と、両方を割プーリとしてベルト巻回半径の拡縮を背反的に行うことで変速させる構造とがある。いずれの構造にしても、高速側か低速側かに付勢させる（通常は低速側に付勢する）ものであるため、高速操作と低速操作のうちのいずれかはその付勢力に抗してベルトを押付ける重い操作となる。そこで、前述した公報に示されたように、アシストモータを使うことで変速レバーを軽快に操作できるようにされている。
【０００４】
しかしながら、ミッションとベルト無段変速機構を組合わせた伝動装置を構成する場合、例えば、ミッション、ベルト無段変速機構、変速レバー、及びアシスト機構等を夫々個々に支持させた状態で連動させるような構造を採ると、夫々の単機能としての設計や整備の点では行い易いが、伝動装置全体としての寸法精度が出し難く、又、点検・整備が行い難くなるとともに構造が複雑化し易い。
本発明の目的は、構成がシンプルでコンパクトであり、かつ、点検・整備も行い易いように、ベルト無段変速機構を備えた伝動装置を構成する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
第１発明は、ベルト巻回半径が変更調節可能な割プーリを備えて成るベルト無段変速機構を囲繞するベルトケースに、割プーリのベルト巻回半径を拡縮操作する変速レバーと、この変速レバーの操作力を補助するアシスト機構とを一体的に装備してベルト伝動ユニットを構成するとともに、前記アシスト機構は、前記割プーリを取付けた入力軸の軸芯を中心に回動して前記ベルト無段変速機構を変速作動させる扇型ギヤと、この扇型ギヤの円弧ギヤ部に係合する、アシストモータに正逆転可能に取付けられたピニオンギヤからなるギヤ減速機構を備え、前記アシスト機構を前記ベルトケースに取付けるに、前記入力軸（５）の軸芯方向視で前記ピニオンギヤ（５５ａ）と対向する部位のベルトケース（１ａ）の外面に、前記アシストモータを内装した支持ケースを、ステーを介して固定することにより取付け、このベルト伝動ユニットを走行系のギヤ変速機構が内装されるミッションケースに着脱可能に付設してあることを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、アシスト機構を、変速レバーが操作開始されたことの検出に伴ってアシストモータが変速レバーをその操作方向に駆動操作する状態に構成するとともに、アシストモータの動力を、可逆駆動可能なギヤ減速機構を介して変速レバーに伝えるように構成してあることを特徴とする。
【０００７】
〔作用〕
請求項１の構成では、変速レバーとアシスト機構とをベルトケースに一体的に装備してあるから、別々に支持させる場合に比べて、互いの取付け寸法精度を良好に維持し易いので、部品自体の寸法精度を荒くしてコストダウンできるとか、可動部分の長さや重量を小さくして操作力を軽くすることが可能になる。そして、その操作系が一体化されたベルト無段変速機構をミッションケースに着脱自在に装着するから、モジュール化された部分どうしの組付けとなる。従って、ミッションケースから分離して、ベルト無段変速機構やミッション単独での点検・整備が行い易い。
【０００８】
請求項２の構成では、変速操作力を補助するアシストモータの動力を、可逆駆動可能なギヤ減速機構を介して変速レバーに伝えるものであるから、アシストモータが駆動されない故障が生じても、レバー側の操作でアシストモータを回転させることができ、変速操作が可能になる。例えば、圃場に置いたコンバインを運転するときに、アシスト機構が故障してしまっても、操作力は重いが変速操作が可能であるから、修理のために倉庫まで走って帰るとか、そのままもう少し作業するといったことが可能になる。
【０００９】
〔効果〕
請求項１又は２に記載の伝動装置では、ベルト無段変速機構及びその操作系を一体としてミッションに着脱でき、点検・整備、及び試験が行い易いとともに、コストダウンも可能となる合理的なものにできた。
【００１０】
請求項２に記載の伝動装置では、アシスト機構が故障しても変速操作が行え、作業続行できるとか、修理場所に帰れる等の利点がある。
【００１１】
【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にコンバインの伝動装置が示され、１はベルト無段変速機構、２はミッション、３はクローラ走行装置である。ベルト無段変速機構１は、図６に示すように、エンジン動力を受ける入力プーリ４を取付けた駆動軸５と、ミッションへの出力軸となる従動軸６とを備えるとともに、駆動軸５に構成された駆動側割プーリ７と、従動軸６に構成された従動側割プーリ８とを備えた両割プーリ構造である。変速操作としては、変速レバー９の操作によって駆動側割プーリ７のベルト巻回半径を拡縮操作するものであり、その拡縮変化に従動側割プーリ８のベルト巻回半径の縮拡変化が追従する。又、変速レバー９の操作力を補助する電動モータ利用のアシスト機構Ｂが装備されている。
【００１２】
従動側割プーリ８は、従動軸６が一体形成された固定側のプーリ片８Ａのボス部８ａに可動側プーリ片８Ｂを相対回転自在に外嵌し、ボス部８ａにスプライン外嵌されたホルダー２８と可動側プーリ片８Ｂとに亘る状態のカム部２９とによって構成されている。カム部２９は、可動側プーリ片８Ｂを固定側プーリ片８Ａに対して軸方向スライド可能で、かつ、一体回転する状態に連動させる筒状のものに構成されている。例えば、軸方向に突出する爪を複数備えた一対のドッグリングを対向配備して構成されている。又、ベルト巻回半径が大きくなる方向に可動側プーリ片８Ｂを固定側プーリ片８Ａに対して軸方向に押圧付勢する巻きバネ３０を設けてあり、この巻きバネ３０はカム部２９を囲繞外嵌する状態に装備されており、カム部２９がバネガイドとなるように設定されている。
【００１３】
図６に示すように、入力プーリ４を備えた入力軸５に取付けられた駆動側割プーリ７は、入力軸５と一体の固定側プーリ片７Ａと、この固定側プーリ片７Ａに相対回転不能で、かつ、軸方向にスライド可能な可動側プーリ片７Ｂとで構成されている。駆動側割プーリ７の可動プーリ片７Ｂに、ベアリングを介してリング部材３４が外嵌され、リング部材３４に固定された一対のピン３４ａが、無段変速機構１のベルトケース側の凹部３３に入り込んで、リング部材３４が回り止めされている。円筒状のカム部材３６がベアリングを介して入力軸５に外嵌されており、図７に示すように、直線状の底部３５ａと左右対象な一対の傾斜面３５ｂとで構成された凹部３５が、カム部材３６に一体形成されており、リング部材３４のピン３４ａのローラー３４ｂが、カム部材３６の一対の凹部に入り込んでいる。
【００１４】
図６に示す状態は、駆動側割プーリ７の可動プーリ片７Ｂが固定プーリ片７Ａから紙面左方に最も離れ、従動側割プーリ８の可動プーリ片８Ｂが固定プーリ片８Ａに最も接近した最低速位置の状態である。そして、この状態からカム部材３６を右又は左に移動させると、傾斜面３５ｂを介して、リング部材３４及び駆動側割プーリ７の可動プーリ片７Ｂが、固定プーリ片７Ａ側に押し操作されて接近して、駆動側割プーリ７での伝動ベルト３１の巻回半径が大きくなっていき、これに伴って従動側割プーリ８の可動プーリ片８Ｂが、固定プーリ片８Ａから紙面右方に離れていくのであり、ベルト無段変速機構１が高速側に変速操作されていく。
【００１５】
次に、ベルト無段変速機構１の変速操作について説明する。
図２及び図４〜図６に示すように、ベルト無段変速機構１の外側においてカム部材３６の端部にボス部材３８が固定され、ボス部材３８の横軸芯Ｐ１周りに変速レバー９が左右揺動自在に支持されており、ボス部材３８に扇型ギヤ４０が固定されて、この扇型ギヤ４０を回転駆動するアシスト用の電動モータ５５が備えられている。そして、ボス部材３８のアーム３８ａのピン３８ｂが、扇型ギヤ４０の開孔４０ａに入り込んでおり、ゴム状の一対の感圧センサ５６がアーム３８ａのピン３８ｂを挟み込むように、扇型ギヤ４０に固定されている。
【００１６】
図５に示す状態は、変速レバー９を中立停止位置Ｎに操作している状態であり、図６及び図７に示す状態に対応している。この状態から変速レバー９を前進側Ｆ又は後進側Ｒに操作してカム部材３６を回転させようとすると、この操作によりアーム３８ａのピン３８ｂが感圧センサ５６に押圧され、感圧センサ５６からの信号により、変速レバー９の操作方向にボス部材３８及び扇型ギヤ４０が回転するように電動モータ５５が作動し、アシスト力による軽快な操作でベルト無段変速機構１が高速側に変速操作される。そして、変速レバー９の操作を所望の操作位置で止めると、ピン３８ｂと感圧センサ５６との接当が解除されて電動モータ５５も停止し、変速レバー９及びベルト無段変速機構１がその操作位置に保持される。
【００１７】
電動モータ５５のピニオンギヤ５５ａと扇型ギヤ４０の円弧ギヤ部４０ｄとによって、変速レバー９で電動モータ５５を回動できる逆回（可逆駆動）可能なギヤ減速機構８４が構成されるとともに、このギヤ減速機構８４や電動モータ５５、及び一対の感圧センサ５６，５６等からアシスト機構Ｂが構成されている。つまり、変速レバー９が操作開始されたことの検出に伴って電動モータ（アシストモータ）５５が変速レバー９をその操作方向に駆動操作する状態に構成してある。又、従動側割プーリ８の巻きバネ３０の付勢力によって変速レバー９を軽く低速側に押し戻す力が生じるので、これを相殺してレバー保持できるように、電動モータ５５に微弱電流を流す制御も行っている。
【００１８】
又、ベルトケース１ａに対する扇型ギヤ４０の揺動位置を検出するボリューム（ポテンショメータ）８０を設けてあり、それによって変速レバー９の操作位置を電気的に検出できるようにしてある。すなわち、図５に示すように、扇型ギヤ４０とベルト無段変速機構１との間の位置においてボリューム８０をベルトケース１ａ側にボルト止めするとともに、その操作軸８０ａを扇型ギヤ４０に形成された扇孔４０ｂを貫通させてその先に検出アーム８１を取付けてある。検出アーム８１の先端に固着されたピン８１ａは、扇型ギヤ４０に形成された長孔４０ｃに嵌合してあり、以上の構成によって扇型ギヤ４０の、つまりは変速レバー９の操作位置をボリューム８０で検出できるようにしてある。
【００１９】
次に、ベルト無段変速機構１、前進及び後進クラッチＣｆ，Ｃｒの連係構造について説明する。
図３に示すようにポンプ１６の作動油が、フロープライオリティ弁３９及び第１制御弁１８を介して、前進クラッチＣｆ及び後進クラッチＣｂに供給されており、第１制御弁１８は前進クラッチＣｆ及び後進クラッチＣｂから作動油を抜いて両方を切り操作する中立停止位置と、前進クラッチＣｆに作動油を供給してこれを入り操作する前進位置と、及び後進クラッチＣｒに作動油を供給してこれを入り操作する後進位置の３位置を備えている。
【００２０】
図２、図４に示すように、変速レバー９を支承するボス部材３８はリング部材３６に、すなわちベルトケース１ａに支持されており、可逆駆動可能な減速機構（図示せず）と電動モータ５５とを内装した支持ケース４１は、ステー４２を介してベルトケース１ａにボルト止め固定されている。つまり、変速レバー９とアシスト機構Ｂとベルト無段変速機構１とが、ベルトケース１ａを介して一体となったモジュール化されたベルト伝動ユニットＵが構成されており、このベルト伝動ユニットＵをミッションケース２ａにボルト連結してある。従って、ミッションケース２ａから取外して、ベルト無段変速機構１単独の点検・整備或いは耐久テスト等が行い易いものである。
【００２１】
図１に示すように、ミッション２は、ベルト無段変速機構１の従動軸６に連動される入力軸１０を備え、ＰＴＯプーリ１１、ＰＴＯ油圧クラッチＣｐ、前後進切換機構Ａ、高低３段の副ギヤ変速機構１２、左右のサイドクラッチ・ブレーキ１３，１３、左右の車軸１４，１４等を備えている。前後進切換機構Ａは、前進用油圧クラッチＣｆと、後進用油圧クラッチＣｂとを備えて構成され、いずれか一方を択一的に選択して入り操作するものである。
【００２２】
前後進切換機構Ａは、前述した前進及び後進用の各油圧クラッチＣｆ，Ｃｂ、前進用の入力及び出力ギヤ２５ａ，２５ｂ、後進用の入力及び出力ギヤ２６ａ，２６ｂ等から構成されている。前進用油圧クラッチＣｆをＯＮにすると、入力軸１０の動力が前進用の各ギヤ２５ａ，２５ｂを介して副ギヤ変速機構１２の入力ギヤ２７に伝動する前進状態が現出され、後進用油圧クラッチＣｂをＯＮにすると、入力軸１０の動力が前進用入力ギヤ２５ａ、後進用の各ギヤ２６ａ，２６ｂ介して副ギヤ変速機構１２の入力ギヤ２７に伝動する後進状態が現出されるようになる。
【００２３】
ベルト無段変速機構１はＨＳＴのように正逆転の切換えや伝動中立状態の現出が行えないものであるため、油圧クラッチ式の前後進切換機構Ａとして、これを中立操作していずれの油圧クラッチＣｆ，Ｃｂも切りとすることで中立状態を出すものである。そして、この走行中立状態ではＰＴＯクラッチＣｐも切りとなるように連係されており、機体停止状態で刈取部が駆動される状態が生じないように制御されている。但し、移動走行等では刈取部は停止で、かつ、走行部は伝動状態にすることが必要になるので、ミッション２外部にベルトテンション式の刈取クラッチ１５を設けてある。
【００２４】
図３に油圧回路図が示されており、１６は油圧ポンプ、１７はオイルクーラー、１８は前後進切換用の第１制御弁、１９は操向用の第２制御弁、２０はネガティヴブレーキ用のアキュムレータである。各油圧機器の作動油とミッションオイルとは兼用されており、図２に示すように、油圧ポンプ１６の吐出油はミッションケース２ａ側面に外装されたバルブユニット２１に供給され、その戻り油はミッションケース２ａ内部に排出される。そして、ミッションケース２ａ下部に装備された油出口２２からの排油はオイルクーラー１７で冷やされてから油圧ポンプ１６に戻る閉じた循環経路Ｌに構成されている。
【００２５】
アキュムレータ２０は、第１制御弁１８が中立位置にあると作動せず、第１制御弁１８が中立以外の位置にあると作動するように連係され、作動しないときは内装したバネ２０ａによってピストンロッド２０ｂを退入移動させるように機能する。バルブユニット２１に構成されたアキュムレータ２０のピストンロッド２０ｂと、サイドクラッチ・ブレーキ１３のアーム１３ａとは操作ケーブル６１で連係されており、アキュムレータ２０が非作動時には両サイドクラッチ・ブレーキ１３，１３が制動作動状態になり、かつ、作動時には制動解除状態となるものであり、これによって、走行時にはブレーキ解除され、機体停止時には自動的に左右の走行装置３，３にブレーキが掛かるネガティヴブレーキが構成されているのである。
【００２６】
図２、図４に示すように、ベルト無段変速機構１のベルトケース１ａとミッションケース２ａとは、従動軸６（入力軸１０）部分において比較的広い面積でもって接触するように連結一体化されており、ベルト無段変速機構１で生じた熱が比較的容易にミッションケース２ａに熱伝導されるようにしてある。そして、ミッションケース２ａに伝えられた熱は作動油に伝導され、前述した循環経路Ｌで主にオイルクーラー１７で効率的に冷却されるとともに、油出口２２からバルブユニット２１への金属製の外部配管ａ，ｂ，ｃが備えられ、これら外部配管ａ，ｂ，ｃの自然放熱作用も期待できるのである。従って、ベルト無段変速機構１の発熱を作動油の循環経路Ｌを利用して効率良く冷却できるのである。
【００２７】
バルブユニット２１は、第１及び第２制御弁１８，１９、及びアキュムレータ２０を備えて成るものであって、ミッションケース２ａの外表面に直接連結されており、外部配管の短縮やミッションケース２ａに油路を形成するように利用できるとともに、同じ作動油を用いるミッション２とバルブユニット２１全体のコンパクト化を図ってある。又、油出口２２の内側にはオイルストレーナ（図示せず）が装備されている。
【００２８】
尚、アシスト用の電動モータ５５は、車速制御における車速コントロール用の操作モータも兼用するようにしてある。概略説明すると、エンジン回転数が目標回転数範囲に維持されるようにして、作業走行時におけるエンジン負荷が適性範囲となるべく車速を自動的に加減する車速制御が可能にされており、その制御に基づいて車速を加減する駆動源として、前述したアシスト用の電動モータ５５を兼用しているのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの伝動系を示す線図
【図２】作動油冷却回路を含む伝動装置の側面図
【図３】油圧回路図
【図４】伝動装置全体の正面図
【図５】変速レバー部分の側面図
【図６】ベルト無段変速機構の構造を示す断面図
【図７】ベルト無段変速機構のカム部材付近を示す平面図
【符号の説明】
１          ベルト無段変速機構
１ａ        ベルトケース
２ａ        ミッションケース
７          割プーリ
９          変速レバー
５５        アシストモーター
８４        ギヤ減速機構
Ｂ          アシスト機構
Ｕ          ベルト伝動ユニット
【図１】
0003599489.tif 000002
【図２】
0003599489.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003599489.tif 000005
【図５】
0003599489.tif 000006
【図６】
0003599489.tif 000007
【図７】
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