(57)【要約】【課題】車体フレーム６に、エンジン９と、駆動用車輪に対するミッションケース１１と、エンジンからの出力を前記ミッションケースに伝達するベルトプーリ式無段変速装置１２とを搭載して成る走行型農作業機において、前記無段変速装置を電動式アクチェータ２６によって、無段階的に変速操作することが至極簡単な構成にてできるようにする。【解決手段】変速操作ペタル１６等の人為的変速操作具の動きに応じて前記アクチェータを増速変速位置及び減速変速位置並びにその間における中立位置との三段に切り換えるための切換えスイッチ２８を備え、前記切換えスイッチ２８を前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速作動に連動して前記中立位置に戻すようにフィードバック制御する。【選択図】                      図６
2004218693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームに、エンジンと、駆動用車輪に対するミッションケースと、エンジンからの出力を前記ミッションケースに伝達するベルトプーリ式の無段変速装置とを搭載して成る走行型農作業機において、
前記ベルトプーリ式無段変速装置に対する人為的変速操作具と、前記ベルトプーリ式無段変速装置を変速作動する電動式アクチェータと、前記人為的変速操作具の動きに応じて前記アクチェータを増速変速位置及び減速変速位置並びにその間における中立位置との三段に切り換えるための切換えスイッチとから成り、更に、前記切換えスイッチを前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速作動に連動して前記中立位置に戻すようにしたフィードバック制御機構を備えていることを特徴とする走行型農作業機における走行変速操作装置。
【請求項２】
前記請求項１の記載において、前記車体フレームに支持した操作軸に、前記人為的変速操作具に連動する第１部材と、前記電動式アクチェータに連動する第２部材とを回転自在に設けて、この第２部材に、前記ベルトプーリ式無段変速装置を、当該第２部材の回動にて変速作動するように連動し、更に、前記第１部材と、前記第２部材との間に、前記切換えスイッチを設けたことを特徴とする走行型農作業機における走行変速操作装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２の記載において、前記人為的変速操作具が、足踏み式の変速操作ペタルであることを特徴とする走行型農作業機における走行変速操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、乗用型田植機等のような走行型農作業機において、その農作業に際しての走行速度を、ベルトプーリ式の無段変速装置（ＣＶＴ）を使用して適宜変速操作する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、乗用型田植機等の走行型農作業機においては、これに搭載したエンジンから駆動用車輪への動力伝達の途中にベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を設けて、このベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、作業者が人為的に操作することによって、その走行速度を変速するように構成している（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
しかし、前記ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、人為的な操作にて変速作動することには大きな操作力を必要とし、この操作力を軽減するには、バネ手段を設けたり、梃子機構を設けたりするようにしなければならないから、構造が著しく複雑化するのであり、しかも、その操作レバー等の人為的操作具を、所定の変速操作位置において、移動不能に保持するように構成しなければならないことのために、その変速が有段階になるのであった。
【０００４】
そこで、最近では、前記ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、操作レバー等の人為的操作具にて正逆回転される電動式アクチェータによって、無段階的に変速操作することが試みられている。
【０００５】
しかし、この場合、従来は、前記操作レバー等の人為的操作具における変速操作位置をポテンションメーターにて検出し、このポテンションメーターにおいて検出した信号を電子方式によるコントローラに入力して、このコントローラによって前記電動式アクチェータを作動制御するというように、電子制御方式を採用しているから、価格が大幅にアップするばかりか、衝撃などにて故障が発生し易く、故障の診断が容易でなく、且つ、故障を容易に直すことができず、しかも、保守・点検等に対するメンテナンスが著しく厄介であるなどの多数の問題があった。
【０００６】
本発明は、これら従来の問題を解決すべくなされたものであって、ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、電子制御方式によることなく、至極簡単な構成によって、無段階的に変速操作するようにした装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−３１５０６３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２１７７８１号公報
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するため、本発明の請求項１は、
「車体フレームに、エンジンと、駆動用車輪に対するミッションケースと、エンジンからの出力を前記ミッションケースに伝達するベルトプーリ式の無段変速装置とを搭載して成る走行型農作業機において、
前記ベルトプーリ式無段変速装置に対する人為的変速操作具と、前記ベルトプーリ式無段変速装置を変速作動する電動式アクチェータと、前記人為的変速操作具の動きに応じて前記アクチェータを増速位置及び減速位置並びにその間における中立位置との三段に切り換えるための切換えスイッチとから成り、更に、前記切換えスイッチを前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速作動に連動して前記中立位置に戻すようにしたフィードバック制御機構を備えている。」
ことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記車体フレームに支持した操作軸に、前記人為的変速操作具に連動する第１部材と、前記電動式アクチェータに連動する第２部材とを回転自在に設けて、この第２部材に、前記ベルトプーリ式無段変速装置を、当該第２部材の回動にて変速作動するように連動し、更に、前記第１部材と、前記第２部材との間に、前記切換えスイッチを設けた。」
ことを特徴としている。
【００１０】
更にまた、本発明の請求項３は、
「前記請求項１又は２の記載において、前記人為的変速操作具が、足踏み式の変速操作ペタルである。」
ことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を、４条植え式の乗用型田植機に適用した場合の図面に基づいて説明する。
【００１２】
この乗用型田植機は、はね上げ式の操縦座席２及び操縦ハンドル３を備えた走行機体１と、その後部に平行リンク機構４を介して昇降動可能に連結された４条植えの苗植装置５とにより構成されている。
【００１３】
前記走行機体１における車体フレーム６は、図３、図４及び図５に示すように、前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム６ａと、この両サイドフレーム６ａの前端間を連結する平面視略Ｕ字状のフロントフレーム６ｂと、前記両サイドフレーム６ａの後端間を連結する下向きＵ字状の門型にしたリアフレーム６ｃとによって構成され、この車体フレーム６における前部には、左右一対の前車輪７が、後部には、同じく左右一対の後車輪８が懸架されている。
【００１４】
また、前記車体フレーム６の前部には、両サイドフレーム６ａの間の部位にエンジン台６ｄを備え、このエンジン台６ｄに、エンジン９が搭載されており、前記車体フレーム６のうち前記エンジン９より後方の部位には、両サイドフレーム６ａの間の部位に前記操縦ハンドル３の左側に配設した主変速操作レバー１０にて適宜変速操作されるミッションケース１１がエンジン９と直列状に並べて配置されている。
【００１５】
前記エンジン９における動力を、ベルトプーリ式無段変速装置１２を介して前記ミッションケース１１に伝達したのち、このミッションケース１１から、前記両前車輪７及び両後車輪８に伝達することにより、前記走行機体１を前進または後進走行するように構成されている。
【００１６】
この場合における走行速度は、前記主変速操作レバー１０による前記ミッションケース１１における変速操作と、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２における変速操作とによって、適宜に操作される。
【００１７】
なお、前記ミッションケース１１には、平面視において前記操縦ハンドル３の右側に設けた主クラッチとブレーキを操作することができる単一のクラッチ・ブレーキペダル１３の踏み込みにて前記各車輪７，８への動力伝達を遮断する状態と、前記主クラッチ・ブレーキペダル１３の踏み込み解除にて前記各車輪７，８への動力伝達を行う状態とに切り換えるための主クラッチ機構、及び走行機体１を停止させることができるブレーキ機構（図示せず）を内蔵している。
【００１８】
次に、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２は、前記エンジン９における出力軸９ａに設けた駆動側割り型プーリ１２ａと、前記ミッションケース１１における入力軸１１ａに設けた従動側割り型プーリ１２ｂと、これら割り型プーリ１２ａ，１２ｂの間に巻掛けした無端ベルト１２ｃとから成り、前記駆動側割り型プーリ１２ａに対する操作杆１２ｄ及び前記従動側割り型プーリ１２ｂに対する操作杆１２ｅを前記走行機体１の後方に移動することにより、前記エンジン９からミッションケース１１への伝達速度を増速し、前記両操作杆１２ｄ，１２ｅを前記走行機体１の前方に移動することにより、前記エンジン９からミッションケース１１への伝達速度を減速するように構成している。
【００１９】
そして、前記車体フレーム６のうち前記ベルトプーリ式無段変速装置１２より後方で前記両後車輪８より前方の部位には、水平横方向に延びる操作軸１４を軸支して、この操作軸１４に、ベルクランクレバー１５の基端を回転自在に被嵌する一方、前記主クラッチ・ブレーキペダル１３の外側の部位には、本発明の各請求項における人為的変速操作具の一つであるところの足踏み式の変速操作ペタル１６を配設して、この変速操作ペタル１６と前記ベルクランクレバー１５とを連杆１７を介して連結することにより、前記変速操作ペタル１６の踏み込み操作にて前記ベルクランクレバー１５が半時計方向に回転し、前記変速操作ペタル１６の踏み込みを緩める操作にて前記ベルクランクレバー１５が時計方向に回転するように構成する。
【００２０】
つまり、これらベルクランクレバー１５及び連杆１７にて、本発明の請求項２における第１部材を構成する。
【００２１】
また、前記操作軸１４には、鞘管１８を回転自在に被嵌し、この鞘管１８から下向きに突出したアーム１９ａ，１９ｂに、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２における両操作杆１２ｄ，１２ｅの後端を連結することにより、前記鞘管１８における半時計方向の回転により両操作杆１２ｄ，１２ｅが後方に移動して前記ベルトプーリ式無段変速装置１２が増速変速位置になり、また、前記鞘管１８における時計方向の回転により両操作杆１２ｄ，１２ｅが前方に移動して前記ベルトプーリ式無段変速装置１２が減速変速位置になるように構成する。
【００２２】
更にまた、前記車体フレーム６のうち前記はね上げ式操縦座席２の略真下の部位で、且つ、前記一方の後車輪８よりも内側の部位には、ブラケット板２０を取付けて、このブラケット板２０に水平横向きに設けた支持軸２１に、扇型の従動歯車２２の中心ボス２２ａを、回転自在に且つ軸方向の摺動自在に被嵌し、この従動歯車２２の中心ボス２２ａから下向きに突出するアーム２３と、前記操作軸１４上の鞘管１８から下向きに突出したアーム２４との間を連杆２５にて連結することにより、前記従動歯車２２における半時計方向の回転により前記鞘管１８が半時計方向に回転し、前記従動歯車２２における時計方向の回転により前記鞘管１８が時計方向に回転するように構成する。
【００２３】
つまり、前記鞘管１８、従動歯車２２及びその間の連杆２５にて、本発明の請求項２における第２部材を構成する。
【００２４】
前記ブラケット板２０には、電動モータ等の電動式アクチェータ２６を、その出力軸２６ａに固着したピニオン歯車２７が前記従動歯車２２に噛合するように取付け、この電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７における時計方向の回転により、前記従動歯車２２が半時計方向に回転し、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７における半時計方向の回転により、前記従動歯車２２が時計方向に回転するように構成する。
【００２５】
図６〜図８において、符号２８は、ロータリ式アーム２８ａを備え、このロータリ式アーム２８ａの回転によって、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を時計方向に回転する状態（増速変速方向）と、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を半時計方向に回転する状態（減速変速方向）と、その間で前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７の回転を停止する状態（中立位置）との三段に切り換えるようにした切換えスイッチを示す。
【００２６】
すなわち、この切換えスイッチ２８は、そのロータリ式アーム２８ａが中立位置にあるときには、前記電動式アクチェータ２６に通電しないが、前記ロータリ式アーム２８ａが、前記中立位置から半時計方向に回転すると、図１１に示す、リレー回路２９を介して、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を時計方向に回転する状態、つまり、前記従動歯車２２を半時計方向に駆動回転する状態に切り換わり、前記ロータリ式アーム２８ａが、前記中立位置から時計方向に回転すると、リレー回路２９を介して、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を半時計方向に回転する状態、つまり、前記従動歯車２２を時計方向に駆動回転する状態に切り換わるように構成されている。
【００２７】
そして、前記切換えスイッチ２８を、前記操作軸１４における鞘管１８に固着したアーム２４の上端に取付ける一方、この切換えスイッチ２８におけるロータリ式アーム２８ａに、前記操作軸１４上のベルクランクレバー１５の先端におけるピン１５ａを係合することにより、前記ベルクランクレバー１５と、前記ロータリ式アーム２８ａとを、当該ベルクランクレバー１５における半時計方向への回転によりロータリ式アーム２８ａが半時計方向に回転し、当該ベルクランクレバー１５における時計方向への回転によりロータリ式アーム２８ａが時計方向に回転するように連動する。
【００２８】
この構成において、前記変速操作ペタル１６を、Δθだけ踏み込み操作すると、これに連杆１７を介して連動する前記操作軸１４上のベルクランクレバー１５が、半時計方向にΔθだけ回転し、これに連動して、切換えスイッチ２８におけるロータリ式アーム２８ａが、半時計方向にΔθだけ回転する。
【００２９】
このロータリ式アーム２８ａにおける半時計方向への回転にて、切換えスイッチ２８が、中立位置から前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を時計方向に回転する状態に切り換わることにより、前記従動歯車２２が半時計方向に駆動回転されるから、この従動歯車２２に連杆２５を介して連動する鞘管１８が半時計方向に回転し、これに連動する両操作杆１２ｄ，１２ｅが後方に移動することになって、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を増速に変速作動することができる。
【００３０】
この増速への変速作動に際しての前記鞘管１８における半時計方向の回転に伴い、この鞘管１８に取付く前記切換えスイッチ２８が、半時計方向に回転することにより、当該切換えスイッチ２８とそのロータリ式アーム２８ａとの相対関係が、増速変速位置から中立位置に戻されることになる。
【００３１】
つまり、前記鞘管１８における半時計方向の回転が、Δθになった時点で、前記切換えスイッチ２８は、増速変速位置から中立位置に戻されるように、フィードバック制御されることになるから、前記切換えスイッチ２８が中立位置に戻された時点で、前記電動式アクチェータ２６による前記従動歯車２２の駆動回転が停止することになり、これにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を、前記変速操作ペタル１６における踏み込み操作角度Δθに対応した走行変速位置にすることができるとともに、この走行変速位置にキープすることができる。  前記変速操作ペタル１６を更に踏み込み操作することにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を、更に増速に変速できる。
【００３２】
また、前記変速操作ペタル１６に対する踏み込みを緩める操作を行うことにより、前記とは逆に作動して、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を、減速に変速できるとともに、その走行変速位置にキープすることができる。
【００３３】
本発明の実施の形態においては、前記電動式アクチェータ２６におけるリレー回路２９に対する電源回路３０に、前記エンジン９のレギュレータ９ｂにおける作動によってＯＮになるスイッチ３１を設けることにより、前記エンジン９の運転を停止している状態では、前記変速操作ペタル１６による変速操作はできないように、換言すると、前記変速操作ペタル１６による変速操作は、前記エンジン９を運転している場合に限ってできるように構成している。
【００３４】
また、本発明の実施の形態においては、前記切換えスイッチ２８における切り換え信号を、遅延回路３２にて、適宜時間、例えば数１０ｍｓｅｃだけ遅らせて前記リレー回路２９に伝えるという構成にしており、これにより、切換えスイッチ２８における切り換え信号に応じて前記リレー回路２９及び電動式アクチェータ２６が作動するときの感度を下げることができ、ひいては、前記リレー回路２９及び電動式アクチェータ２６が、変速操作ペタル１６の動きによって間断なく頻繁に作動する回数を少なくできるから、前記電動式アクチェータ２６による変速制御操作の安定性と、前記リレー回路２９及び電動式アクチェータ２６の耐久性を向上できる。
【００３５】
更にまた、本発明の実施の形態においては、前記扇型の従動歯車２２に、その支持軸２１を中心とする円弧状の長溝孔２２ｂを設け、この長溝孔２２ｂに、前記ブラケット板２０に固着したストッパーピン３３を係合し、前記従動歯車２２における最高増速変速位置（図６及び図９に二点鎖線で示した位置）と、最低減速変速位置（図６及び図９に実線で示した位置）とを規制することにより、前記従動歯車２２が、電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７から外れるようにオーバラン回転することがないように構成している。
【００３６】
このように、一つの部品を構成するブラケット板２０に、前記従動歯車２２を軸支することに加えて、この従動歯車２２を回転駆動する電動式アクチェータ２６と、前記従動歯車２２における回転範囲を規制するためのストッパーピン３３とを設けたことにより、前記ブラケット板２０が、前記従動歯車２２に対して電動式アクチェータ２６、ストッパーピン３３及び後述するフィットシンクロ装置用スイッチ３５を組み付ける場合における基準板になるから、これらの組み付けの作業性及び精度を向上できる。
【００３７】
ところで、乗用型田植機には、例えば、特開平７−１９４２１５号公報等に記載されているように、高速走行での田植え作業に際して、フロートが浮き上がって苗の植え付けが浅植えになることを防止するために、走行速度が早くなると苗の植え付け深さを深くなるようにしたいわゆるフィットシンクロ装置が設けられている。
【００３８】
そこで、本発明の実施の形態においては、前記ブラケット板２０に、前記従動歯車２２が最高増速変速位置になったときＯＮ又はＯＦＦになるスイッチ３５を設けて、このスイッチ３５のＯＮ又はＯＦＦによって前記フィットシンクロ装置を作動するように構成している。
【００３９】
加えて、本発明の実施の形態において、前記従動歯車２２の中心ボス２２ａは、その支持軸２１に対して軸線方向に摺動自在に被嵌され、且つ、前記支持軸２１に着脱自在に差し込まれるピン３４により、前記従動歯車２２が電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に噛合する状態に保持するように構成されている。
【００４０】
この構成において、前記ピン３４を抜いたのち、前記従動歯車２２を、図１０に二点鎖線で示すように、支持軸２１に沿って摺動することにより、電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に対する噛合を解除できる。
【００４１】
すなわち、前記従動歯車２２を、前記電動式アクチェータ２６から切り離した状態で、これに設けた把手２２ｃを握っての手動操作にて回転できるように構成している。
【００４２】
これにより、前記従動歯車２２が最高増速変速位置にある状態、つまり、走行機体１が最高の速度で走行している状態で、且つ、前記電動式アクチェータ２６による変速操作が当該電動式アクチェータ２６の故障（断線事故等）にて不能になった状態で、圃場における泥濘への落ち込み又は畦ごえ時にて、走行不能に陥った場合に、応急的に、前記従動歯車２２を、前記したように、手動にて、電動式アクチェータ２６から切り離したのち回転することで、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を最低減速変速位置して、走行機体１を遅い走行速度にできるから、前記した走行不能の状態から容易に抜け出すことができ、また、前記従動歯車２２を電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に対して噛合する位置に戻すことにより、元の状態に復元できる。
【００４３】
なお、本発明は、前記した乗用型田植機に限らず、トラクタ及び走行型の薬剤噴霧機等のような走行型農作業機にも適用できることはいうまでもない。
【００４４】
また、前記した実施の形態は、電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に噛合する扇型の従動歯車２２を、操作軸１４とは別の支持軸２１に設けるという構成であったが、本発明は、これに限らず、前記従動歯車２２を、操作軸１４に被嵌した鞘管１８に固着して設けて、この従動歯車２２にて前記鞘管１８を直接に回転するように構成しても良い。
【００４５】
【発明の作用・効果】
このように本発明は、請求項１に記載したように、車体フレームに、エンジンと、駆動用車輪に対するミッションケースと、エンジンからの出力を前記ミッションケースに伝達するベルトプーリ式の無段変速装置とを搭載して成る走行型農作業機において、前記ベルトプーリ式無段変速装置に対する人為的変速操作具と、前記ベルトプーリ式無段変速装置を変速作動する電動式アクチェータと、前記人為的変速操作具の動きに応じて前記アクチェータを増速変速位置及び減速変速位置並びにその間における中立位置との三段に切り換えるための切換えスイッチとから成り、更に、前記切換えスイッチを前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速作動に連動して前記中立位置に戻すようにしたフィードバック制御機構を備えているという構成にしたことにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、人為的操作具にて正逆回転される電動式アクチェータによって、無段階的に変速操作することが、電子制御方式によることなく、至極簡単な構成によってできるから、価格を大幅に低減できるばかりか、故障が発生し難く、故障の診断が容易であり、且つ、故障を容易に直すことができ、しかも、保守・点検等に対するメンテナンスが著しく簡単であるなどの効果を有する。
【００４６】
また、請求項２に記載したように、前記車体フレームに支持した操作軸に、前記人為的変速操作具に連動する第１部材と、前記電動式アクチェータに連動する第２部材とを回転自在に設けて、この第２部材に、前記ベルトプーリ式無段変速装置を、当該第２部材の回動にて変速作動するように連動し、更に、前記第１部材と、前記第２部材との間に、前記切換えスイッチを設けるという構成にしたことにより、一本の操作軸に、人為的変速操作具に連動する第１部材と、電動式アクチェータに連動する第２部材とを設けることができるから、構成を更に簡単化できる。
【００４７】
更にまた、請求項３にしたように、前記人為的変速操作具を、足踏み式の変速操作ペタルにすることにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速操作を、手を使用することなく、足で行うことができるから、走行速度の増減がより簡単に、且つ、迅速・的確にできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用型田植機の側面図である。
【図２】前記図１の平面図である。
【図３】前記乗用型田植機の走行機体におけるエンジン及びミッションケースの部分を示す斜視図である。
【図４】前記走行機体における車体フレームを示す斜視図である。
【図５】前記走行機体における車体フレームの平面図である。
【図６】前記図５のＶＩ−ＶＩ視拡大側面図である。
【図７】前記図６におけるＡ部分の拡大図である。
【図８】前記図７の平面図である。
【図９】前記図６におけるＢ部分の拡大図である。
【図１０】前記図９のＸ−Ｘ視拡大断面図である。
【図１１】切り換えスイッチと電動式アクチェータの電気回路である。
【符号の説明】
１                    走行機体
２                    操縦座席
３                    操縦ハンドル
５                    苗植装置
６                    車体フレーム
７                    前車輪
８                    後車輪
９                    エンジン
１１                  ミッションケース
１２                  ベルトプーリ式無段変速装置
１４                  操作軸
１５                  ベルクランクレバー（第１部材）
１６                  変速操作ペタル（人為的変速操作具）
１８                  鞘管（第２部材）
２２                  従動歯車
２６                  電動式アクチェータ
２８                  切換えスイッチ
【図１】
2004218693.tif 000003
【図２】
2004218693.tif 000004
【図３】
2004218693.tif 000005
【図４】
2004218693.tif 000006
【図５】
2004218693.tif 000007
【図６】
2004218693.tif 000008
【図７】
2004218693.tif 000009
【図８】
2004218693.tif 000010
【図９】
2004218693.tif 000011
【図１０】
2004218693.tif 000012
【図１１】
2004218693.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月19日(2003.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】車体フレームに、エンジンと、駆動用車輪に対するミッションケースと、エンジンからの出力を前記ミッションケースに伝達するベルトプーリ式の無段変速装置とを搭載して成る走行型農作業機において、
前記ベルトプーリ式無段変速装置に対する人為的変速操作具と、前記ベルトプーリ式無段変速装置を変速作動する電動式アクチェータと、前記人為的変速操作具の動きに応じて前記アクチェータを増速変速位置及び減速変速位置並びにその間における中立位置との三段に切り換えるための切換えスイッチとから成り、更に、前記切換えスイッチを前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速作動に連動して前記中立位置に戻すようにしたフィードバック制御機構を備えていることを特徴とする走行型農作業機における走行変速操作装置。
【請求項２】前記請求項１の記載において、前記車体フレームに支持した操作軸に、前記人為的変速操作具に連動する第１部材と、前記電動式アクチェータに連動する第２部材とを回転自在に設けて、この第２部材に、前記ベルトプーリ式無段変速装置を、当該第２部材の回動にて変速作動するように連動し、更に、前記第１部材と、前記第２部材との間に、前記切換えスイッチを設けたことを特徴とする走行型農作業機における走行変速操作装置。
【請求項３】前記請求項１又は２の記載において、前記人為的変速操作具が、足踏み式の変速操作ペタルであることを特徴とする走行型農作業機における走行変速操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、乗用型田植機等のような走行型農作業機において、その農作業に際しての走行速度を、ベルトプーリ式の無段変速装置（ＣＶＴ）を使用して適宜変速操作する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、乗用型田植機等の走行型農作業機においては、これに搭載したエンジンから駆動用車輪への動力伝達の途中にベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を設けて、このベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、作業者が人為的に操作することによって、その走行速度を変速するように構成している（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
しかし、前記ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、人為的な操作にて変速作動することには大きな操作力を必要とし、この操作力を軽減するには、バネ手段を設けたり、梃子機構を設けたりするようにしなければならないから、構造が著しく複雑化するのであり、しかも、その操作レバー等の人為的操作具を、所定の変速操作位置において、移動不能に保持するように構成しなければならないことのために、その変速が有段階になるのであった。
【０００４】
そこで、最近では、前記ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、操作レバー等の人為的操作具にて正逆回転される電動式アクチェータによって、無段階的に変速操作することが試みられている。
【０００５】
しかし、この場合、従来は、前記操作レバー等の人為的操作具における変速操作位置をポテンションメーターにて検出し、このポテンションメーターにおいて検出した信号を電子方式によるコントローラに入力して、このコントローラによって前記電動式アクチェータを作動制御するというように、電子制御方式を採用しているから、価格が大幅にアップするばかりか、衝撃などにて故障が発生し易く、故障の診断が容易でなく、且つ、故障を容易に直すことができず、しかも、保守・点検等に対するメンテナンスが著しく厄介であるなどの多数の問題があった。
【０００６】
本発明は、これら従来の問題を解決すべくなされたものであって、ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、電子制御方式によることなく、至極簡単な構成によって、無段階的に変速操作するようにした装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−３１５０６３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２１７７８１号公報
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するため、本発明の請求項１は、
「車体フレームに、エンジンと、駆動用車輪に対するミッションケースと、エンジンからの出力を前記ミッションケースに伝達するベルトプーリ式の無段変速装置とを搭載して成る走行型農作業機において、
前記ベルトプーリ式無段変速装置に対する人為的変速操作具と、前記ベルトプーリ式無段変速装置を変速作動する電動式アクチェータと、前記人為的変速操作具の動きに応じて前記アクチェータを増速位置及び減速位置並びにその間における中立位置との三段に切り換えるための切換えスイッチとから成り、更に、前記切換えスイッチを前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速作動に連動して前記中立位置に戻すようにしたフィードバック制御機構を備えている。」
ことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記車体フレームに支持した操作軸に、前記人為的変速操作具に連動する第１部材と、前記電動式アクチェータに連動する第２部材とを回転自在に設けて、この第２部材に、前記ベルトプーリ式無段変速装置を、当該第２部材の回動にて変速作動するように連動し、更に、前記第１部材と、前記第２部材との間に、前記切換えスイッチを設けた。」
ことを特徴としている。
【００１０】
更にまた、本発明の請求項３は、
「前記請求項１又は２の記載において、前記人為的変速操作具が、足踏み式の変速操作ペタルである。」
ことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を、４条植え式の乗用型田植機に適用した場合の図面に基づいて説明する。
【００１２】
この乗用型田植機は、はね上げ式の操縦座席２及び操縦ハンドル３を備えた走行機体１と、その後部に平行リンク機構４を介して昇降動可能に連結された４条植えの苗植装置５とにより構成されている。
【００１３】
前記走行機体１における車体フレーム６は、図３、図４及び図５に示すように、前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム６ａと、この両サイドフレーム６ａの前端間を連結する平面視略Ｕ字状のフロントフレーム６ｂと、前記両サイドフレーム６ａの後端間を連結する下向きＵ字状の門型にしたリアフレーム６ｃとによって構成され、この車体フレーム６における前部には、左右一対の前車輪７が、後部には、同じく左右一対の後車輪８が懸架されている。
【００１４】
また、前記車体フレーム６の前部には、両サイドフレーム６ａの間の部位にエンジン台６ｄを備え、このエンジン台６ｄに、エンジン９が搭載されており、前記車体フレーム６のうち前記エンジン９より後方の部位には、両サイドフレーム６ａの間の部位に前記操縦ハンドル３の左側に配設した主変速操作レバー１０にて適宜変速操作されるミッションケース１１がエンジン９と直列状に並べて配置されている。
【００１５】
前記エンジン９における動力を、ベルトプーリ式無段変速装置１２を介して前記ミッションケース１１に伝達したのち、このミッションケース１１から、前記両前車輪７及び両後車輪８に伝達することにより、前記走行機体１を前進または後進走行するように構成されている。
【００１６】
この場合における走行速度は、前記主変速操作レバー１０による前記ミッションケース１１における変速操作と、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２における変速操作とによって、適宜に操作される。
【００１７】
なお、前記ミッションケース１１には、平面視において前記操縦ハンドル３の右側に設けた主クラッチとブレーキを操作することができる単一のクラッチ・ブレーキペダル１３の踏み込みにて前記各車輪７，８への動力伝達を遮断する状態と、前記主クラッチ・ブレーキペダル１３の踏み込み解除にて前記各車輪７，８への動力伝達を行う状態とに切り換えるための主クラッチ機構、及び走行機体１を停止させることができるブレーキ機構（図示せず）を内蔵している。
【００１８】
次に、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２は、前記エンジン９における出力軸９ａに設けた駆動側割り型プーリ１２ａと、前記ミッションケース１１における入力軸１１ａに設けた従動側割り型プーリ１２ｂと、これら割り型プーリ１２ａ，１２ｂの間に巻掛けした無端ベルト１２ｃとから成り、前記駆動側割り型プーリ１２ａに対する操作杆１２ｄ及び前記従動側割り型プーリ１２ｂに対する操作杆１２ｅを前記走行機体１の後方に移動することにより、前記エンジン９からミッションケース１１への伝達速度を増速し、前記両操作杆１２ｄ，１２ｅを前記走行機体１の前方に移動することにより、前記エンジン９からミッションケース１１への伝達速度を減速するように構成している。
【００１９】
そして、前記車体フレーム６のうち前記ベルトプーリ式無段変速装置１２より後方で前記両後車輪８より前方の部位には、水平横方向に延びる操作軸１４を軸支して、この操作軸１４に、ベルクランクレバー１５の基端を回転自在に被嵌する一方、前記主クラッチ・ブレーキペダル１３の外側の部位には、本発明の各請求項における人為的変速操作具の一つであるところの足踏み式の変速操作ペタル１６を配設して、この変速操作ペタル１６と前記ベルクランクレバー１５とを連杆１７を介して連結することにより、前記変速操作ペタル１６の踏み込み操作にて前記ベルクランクレバー１５が反時計方向に回転し、前記変速操作ペタル１６の踏み込みを緩める操作にて前記ベルクランクレバー１５が時計方向に回転するように構成する。
【００２０】
つまり、これらベルクランクレバー１５及び連杆１７にて、本発明の請求項２における第１部材を構成する。
【００２１】
また、前記操作軸１４には、鞘管１８を回転自在に被嵌し、この鞘管１８から下向きに突出したアーム１９ａ，１９ｂに、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２における両操作杆１２ｄ，１２ｅの後端を連結することにより、前記鞘管１８における反時計方向の回転により両操作杆１２ｄ，１２ｅが後方に移動して前記ベルトプーリ式無段変速装置１２が増速変速位置になり、また、前記鞘管１８における時計方向の回転により両操作杆１２ｄ，１２ｅが前方に移動して前記ベルトプーリ式無段変速装置１２が減速変速位置になるように構成する。
【００２２】
更にまた、前記車体フレーム６のうち前記はね上げ式操縦座席２の略真下の部位で、且つ、前記一方の後車輪８よりも内側の部位には、ブラケット板２０を取付けて、このブラケット板２０に水平横向きに設けた支持軸２１に、扇型の従動歯車２２の中心ボス２２ａを、回転自在に且つ軸方向の摺動自在に被嵌し、この従動歯車２２の中心ボス２２ａから下向きに突出するアーム２３と、前記操作軸１４上の鞘管１８から下向きに突出したアーム２４との間を連杆２５にて連結することにより、前記従動歯車２２における反時計方向の回転により前記鞘管１８が反時計方向に回転し、前記従動歯車２２における時計方向の回転により前記鞘管１８が時計方向に回転するように構成する。
【００２３】
つまり、前記鞘管１８、従動歯車２２及びその間の連杆２５にて、本発明の請求項２における第２部材を構成する。
【００２４】
前記ブラケット板２０には、電動モータ等の電動式アクチェータ２６を、その出力軸２６ａに固着したピニオン歯車２７が前記従動歯車２２に噛合するように取付け、この電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７における時計方向の回転により、前記従動歯車２２が反時計方向に回転し、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７における反時計方向の回転により、前記従動歯車２２が時計方向に回転するように構成する。
【００２５】
図６〜図８において、符号２８は、ロータリ式アーム２８ａを備え、このロータリ式アーム２８ａの回転によって、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を時計方向に回転する状態（増速変速方向）と、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を反時計方向に回転する状態（減速変速方向）と、その間で前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７の回転を停止する状態（中立位置）との三段に切り換えるようにした切換えスイッチを示す。
【００２６】
すなわち、この切換えスイッチ２８は、そのロータリ式アーム２８ａが中立位置にあるときには、前記電動式アクチェータ２６に通電しないが、前記ロータリ式アーム２８ａが、前記中立位置から反時計方向に回転すると、図１１に示す、リレー回路２９を介して、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を時計方向に回転する状態、つまり、前記従動歯車２２を反時計方向に駆動回転する状態に切り換わり、前記ロータリ式アーム２８ａが、前記中立位置から時計方向に回転すると、リレー回路２９を介して、前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を反時計方向に回転する状態、つまり、前記従動歯車２２を時計方向に駆動回転する状態に切り換わるように構成されている。
【００２７】
そして、前記切換えスイッチ２８を、前記操作軸１４における鞘管１８に固着したアーム２４の上端に取付ける一方、この切換えスイッチ２８におけるロータリ式アーム２８ａに、前記操作軸１４上のベルクランクレバー１５の先端におけるピン１５ａを係合することにより、前記ベルクランクレバー１５と、前記ロータリ式アーム２８ａとを、当該ベルクランクレバー１５における反時計方向への回転によりロータリ式アーム２８ａが反時計方向に回転し、当該ベルクランクレバー１５における時計方向への回転によりロータリ式アーム２８ａが時計方向に回転するように連動する。
【００２８】
この構成において、前記変速操作ペタル１６を、Δθだけ踏み込み操作すると、これに連杆１７を介して連動する前記操作軸１４上のベルクランクレバー１５が、反時計方向にΔθだけ回転し、これに連動して、切換えスイッチ２８におけるロータリ式アーム２８ａが、反時計方向にΔθだけ回転する。
【００２９】
このロータリ式アーム２８ａにおける反時計方向への回転にて、切換えスイッチ２８が、中立位置から前記電動式アクチェータ２６のピニオン歯車２７を時計方向に回転する状態に切り換わることにより、前記従動歯車２２が反時計方向に駆動回転されるから、この従動歯車２２に連杆２５を介して連動する鞘管１８が反時計方向に回転し、これに連動する両操作杆１２ｄ，１２ｅが後方に移動することになって、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を増速に変速作動することができる。
【００３０】
この増速への変速作動に際しての前記鞘管１８における反時計方向の回転に伴い、この鞘管１８に取付く前記切換えスイッチ２８が、反時計方向に回転することにより、当該切換えスイッチ２８とそのロータリ式アーム２８ａとの相対関係が、増速変速位置から中立位置に戻されることになる。
【００３１】
つまり、前記鞘管１８における反時計方向の回転が、Δθになった時点で、前記切換えスイッチ２８は、増速変速位置から中立位置に戻されるように、フィードバック制御されることになるから、前記切換えスイッチ２８が中立位置に戻された時点で、前記電動式アクチェータ２６による前記従動歯車２２の駆動回転が停止することになり、これにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を、前記変速操作ペタル１６における踏み込み操作角度Δθに対応した走行変速位置にすることができるとともに、この走行変速位置にキープすることができる。  前記変速操作ペタル１６を更に踏み込み操作することにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を、更に増速に変速できる。
【００３２】
また、前記変速操作ペタル１６に対する踏み込みを緩める操作を行うことにより、前記とは逆に作動して、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を、減速に変速できるとともに、その走行変速位置にキープすることができる。
【００３３】
本発明の実施の形態においては、前記電動式アクチェータ２６におけるリレー回路２９に対する電源回路３０に、前記エンジン９のレギュレータ９ｂにおける作動によってＯＮになるスイッチ３１を設けることにより、前記エンジン９の運転を停止している状態では、前記変速操作ペタル１６による変速操作はできないように、換言すると、前記変速操作ペタル１６による変速操作は、前記エンジン９を運転している場合に限ってできるように構成している。
【００３４】
また、本発明の実施の形態においては、前記切換えスイッチ２８における切り換え信号を、遅延回路３２にて、適宜時間、例えば数１０ｍｓｅｃだけ遅らせて前記リレー回路２９に伝えるという構成にしており、これにより、切換えスイッチ２８における切り換え信号に応じて前記リレー回路２９及び電動式アクチェータ２６が作動するときの感度を下げることができ、ひいては、前記リレー回路２９及び電動式アクチェータ２６が、変速操作ペタル１６の動きによって間断なく頻繁に作動する回数を少なくできるから、前記電動式アクチェータ２６による変速制御操作の安定性と、前記リレー回路２９及び電動式アクチェータ２６の耐久性を向上できる。
【００３５】
更にまた、本発明の実施の形態においては、前記扇型の従動歯車２２に、その支持軸２１を中心とする円弧状の長溝孔２２ｂを設け、この長溝孔２２ｂに、前記ブラケット板２０に固着したストッパーピン３３を係合し、前記従動歯車２２における最高増速変速位置（図６及び図９に二点鎖線で示した位置）と、最低減速変速位置（図６及び図９に実線で示した位置）とを規制することにより、前記従動歯車２２が、電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７から外れるようにオーバラン回転することがないように構成している。
【００３６】
このように、一つの部品を構成するブラケット板２０に、前記従動歯車２２を軸支することに加えて、この従動歯車２２を回転駆動する電動式アクチェータ２６と、前記従動歯車２２における回転範囲を規制するためのストッパーピン３３とを設けたことにより、前記ブラケット板２０が、前記従動歯車２２に対して電動式アクチェータ２６、ストッパーピン３３及び後述するフィットシンクロ装置用スイッチ３５を組み付ける場合における基準板になるから、これらの組み付けの作業性及び精度を向上できる。
【００３７】
ところで、乗用型田植機には、例えば、特開平７−１９４２１５号公報等に記載されているように、高速走行での田植え作業に際して、フロートが浮き上がって苗の植え付けが浅植えになることを防止するために、走行速度が早くなると苗の植え付け深さを深くなるようにしたいわゆるフィットシンクロ装置が設けられている。
【００３８】
そこで、本発明の実施の形態においては、前記ブラケット板２０に、前記従動歯車２２が最高増速変速位置になったときＯＮ又はＯＦＦになるスイッチ３５を設けて、このスイッチ３５のＯＮ又はＯＦＦによって前記フィットシンクロ装置を作動するように構成している。
【００３９】
加えて、本発明の実施の形態において、前記従動歯車２２の中心ボス２２ａは、その支持軸２１に対して軸線方向に摺動自在に被嵌され、且つ、前記支持軸２１に着脱自在に差し込まれるピン３４により、前記従動歯車２２が電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に噛合する状態に保持するように構成されている。
【００４０】
この構成において、前記ピン３４を抜いたのち、前記従動歯車２２を、図１０に二点鎖線で示すように、支持軸２１に沿って摺動することにより、電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に対する噛合を解除できる。
【００４１】
すなわち、前記従動歯車２２を、前記電動式アクチェータ２６から切り離した状態で、これに設けた把手２２ｃを握っての手動操作にて回転できるように構成している。
【００４２】
これにより、前記従動歯車２２が最高増速変速位置にある状態、つまり、走行機体１が最高の速度で走行している状態で、且つ、前記電動式アクチェータ２６による変速操作が当該電動式アクチェータ２６の故障（断線事故等）にて不能になった状態で、圃場における泥濘への落ち込み又は畦ごえ時にて、走行不能に陥った場合に、応急的に、前記従動歯車２２を、前記したように、手動にて、電動式アクチェータ２６から切り離したのち回転することで、前記ベルトプーリ式無段変速装置１２を最低減速変速位置して、走行機体１を遅い走行速度にできるから、前記した走行不能の状態から容易に抜け出すことができ、また、前記従動歯車２２を電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に対して噛合する位置に戻すことにより、元の状態に復元できる。
【００４３】
なお、本発明は、前記した乗用型田植機に限らず、トラクタ及び走行型の薬剤噴霧機等のような走行型農作業機にも適用できることはいうまでもない。
【００４４】
また、前記した実施の形態は、電動式アクチェータ２６におけるピニオン歯車２７に噛合する扇型の従動歯車２２を、操作軸１４とは別の支持軸２１に設けるという構成であったが、本発明は、これに限らず、前記従動歯車２２を、操作軸１４に被嵌した鞘管１８に固着して設けて、この従動歯車２２にて前記鞘管１８を直接に回転するように構成しても良い。
【００４５】
【発明の作用・効果】
このように本発明は、請求項１に記載したように、車体フレームに、エンジンと、駆動用車輪に対するミッションケースと、エンジンからの出力を前記ミッションケースに伝達するベルトプーリ式の無段変速装置とを搭載して成る走行型農作業機において、前記ベルトプーリ式無段変速装置に対する人為的変速操作具と、前記ベルトプーリ式無段変速装置を変速作動する電動式アクチェータと、前記人為的変速操作具の動きに応じて前記アクチェータを増速変速位置及び減速変速位置並びにその間における中立位置との三段に切り換えるための切換えスイッチとから成り、更に、前記切換えスイッチを前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速作動に連動して前記中立位置に戻すようにしたフィードバック制御機構を備えているという構成にしたことにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置（ＣＶＴ）を、人為的操作具にて正逆回転される電動式アクチェータによって、無段階的に変速操作することが、電子制御方式によることなく、至極簡単な構成によってできるから、価格を大幅に低減できるばかりか、故障が発生し難く、故障の診断が容易であり、且つ、故障を容易に直すことができ、しかも、保守・点検等に対するメンテナンスが著しく簡単であるなどの効果を有する。
【００４６】
また、請求項２に記載したように、前記車体フレームに支持した操作軸に、前記人為的変速操作具に連動する第１部材と、前記電動式アクチェータに連動する第２部材とを回転自在に設けて、この第２部材に、前記ベルトプーリ式無段変速装置を、当該第２部材の回動にて変速作動するように連動し、更に、前記第１部材と、前記第２部材との間に、前記切換えスイッチを設けるという構成にしたことにより、一本の操作軸に、人為的変速操作具に連動する第１部材と、電動式アクチェータに連動する第２部材とを設けることができるから、構成を更に簡単化できる。
【００４７】
更にまた、請求項３にしたように、前記人為的変速操作具を、足踏み式の変速操作ペタルにすることにより、前記ベルトプーリ式無段変速装置における変速操作を、手を使用することなく、足で行うことができるから、走行速度の増減がより簡単に、且つ、迅速・的確にできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用型田植機の側面図である。
【図２】前記図１の平面図である。
【図３】前記乗用型田植機の走行機体におけるエンジン及びミッションケースの部分を示す斜視図である。
【図４】前記走行機体における車体フレームを示す斜視図である。
【図５】前記走行機体における車体フレームの平面図である。
【図６】前記図５のＶＩ−ＶＩ視拡大側面図である。
【図７】前記図６におけるＡ部分の拡大図である。
【図８】前記図７の平面図である。
【図９】前記図６におけるＢ部分の拡大図である。
【図１０】前記図９のＸ−Ｘ視拡大断面図である。
【図１１】切り換えスイッチと電動式アクチェータの電気回路である。
【符号の説明】
１                    走行機体
２                    操縦座席
３                    操縦ハンドル
５                    苗植装置
６                    車体フレーム
７                    前車輪
８                    後車輪
９                    エンジン
１１                  ミッションケース
１２                  ベルトプーリ式無段変速装置
１４                  操作軸
１５                  ベルクランクレバー（第１部材）
１６                  変速操作ペタル（人為的変速操作具）
１８                  鞘管（第２部材）
２２                  従動歯車
２６                  電動式アクチェータ
２８                  切換えスイッチ