JP2005119466A

JP2005119466A - 作業車両の走行変速装置

Info

Publication number: JP2005119466A
Application number: JP2003356705A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Kiyokawa; 智男清川; Nozomi Kataue; 望片上
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】変速ペダル３に対する油圧無段変速装置の中立位置を調整可能な連動機構を設けた走行変速装置を用いて変速ペダル３の踏込量に応じてエンジンスロットル弁の開度が決まる走行変速装置を得ること。
【解決手段】ＨＳＴの変速操作軸３２に連結部材３０を介して前後進ペダル３Ｆ、３Ｒを連動し、エンジン出力調整機構Ｇの中立用復帰用ニュートラルアーム２７にプッシュロッド３４の一端を設け、プッシュロッド３４の他端にカウンタアーム３５を接続し、カウンタアーム３５の他端はエンジンスロットルのアクセルアーム４６と連結しているので、前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒの踏み込み量に応じてエンジンスロットル開度が決まる。また、前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒが踏み込みを解除すると、中立自動復帰機構Ｎによりエンジンはアイドリング状態となり、ＨＳＴも中立位置に復帰する。
【選択図】図３

Description

この発明は、トラクタ等の走行変速装置に関し、油圧無段変速装置を用いた走行伝動を行う苗植機や運搬車等にも利用することができる。

油圧無段変速装置（HST）を用いたトラクタの走行変速装置では、この変速装置の中立位置を係止する中立位置係止機構を有するが、この油圧無段変速の中立位置に変速ペダル位置を調整すると、変速ペダル位置が移動することが多く、ペダルの操作感覚が異なり易い。

そこで、変速ペダルの操作位置を移動させないで、ＨＳＴの中立位置を調整できるようにＨＳＴの変速操作軸（トラニオン軸）と中立係止機構を有する変速ペダルとの間に、長さ調節によりこの変速ペダルに対する該油圧無段変速装置ＨＳＴの中立位置を調整可能な連動機構を設けたトラクタ等の走行変速装置が知られている。
特開平７−８９３６３号公報

上記従来の走行変速装置では変速ペダルの踏み込みをやめると踏み込みペダルはすぐに中立位置に復帰する構成である。
一方、上記従来のＨＳＴ式の変速装置を備えたトラクタでは、通常フルスロットルで作業機を用いての作業を行うので、車庫入れや屋内、狭路等での移動にフルスロットルでは燃料消費が多く、また騒音も大きい。

変速ペダルの踏み込み量に応じてエンジンスロットル弁（ガバナー）の開度が決まると、フルスロットル状態でエンジンを駆動することなく、前記作業または走行ができる。

そこで、本発明は、前記従来技術に記載した変速ペダルに対する油圧無段変速装置の中立位置を調整可能な連動機構を設けた走行変速装置を用いて変速ペダルの踏み込み量に応じてエンジンスロットル弁の開度が決まる構成を得ることである。

本発明の上記課題は、次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、油圧無段変速装置の変速操作軸３２と、油圧無段変速装置の変速操作軸３２を回転操作して、その回転出力を前進又は後進方向に変速変更する前後進用の変速ペダル３Ｆ、３Ｒと、前記変速ペダル３Ｆ、３Ｒの作動後に、変速ペダル３Ｆ、３Ｒと変速操作軸３２を中立位置に自動復帰させる中立自動復帰機構Ｎと、前記変速ペダル３Ｆ、３Ｒの前進又は後進作動量と中立自動復帰機構Ｎに連動してエンジン出力を変更するエンジン出力調整機構Ｇとを備えた作業車両の走行変速装置である。

請求項２記載の発明は、前記エンジン出力調整機構Ｇには、同エンジン出力を増減調整するアクセルアーム４６を備え、同アーム４６と前記中立自動復帰機構Ｎの可動部位とを第一ワイヤー部材３６を介して接続すると共に、同アーム４６と車上に備えられ操作位置を保持できるスロットルレバー４７とを第二ワイヤー部材３１を介して接続した請求項１に記載の作業車両の走行変速装置である。

ＨＳＴの変速操作軸３２に連結部材３０を介して前後進ペダル３Ｆ、３Ｒを連動し、エンジン出力調整機構の中立用復帰用ニュートラルアーム２７にプッシュロッド３４の一端を設け、プッシュロッド３４の他端にカウンタアーム３５を接続し、該カウンタアーム３５の他端はエンジンスロットルのアクセルアーム４６と連結しているので、ＨＳＴ前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒの踏み込み量に応じてエンジンスロットル開度が決まる。

また、ＨＳＴ前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒが踏み込みを解除すると、中立自動復帰機構ＮによりエンジンＥはアイドリング状態となり、ＨＳＴも中立位置に復帰する。

ＨＳＴ前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒの踏み込み量に応じてエンジンスロットル開度が変更されるので、燃費がよい。

図１は本発明の実施例のトラクタの側面図であり、図２は図１のトラクタの伝動構成図である。
トラクタ車体５は、前部のエンジンＥからクラッチハウジング６、ＨＳＴケース７及び後部のミッションケース８に亘って連接して一体構成とし、前部のフロントアクスルブラケット９にはステアリングハンドル１０によって操向自在の前輪１１を有し、後部ミッションケース８の左右両側のリヤアクスルハウジングの先端部には後輪１２を軸装し、これら前後輪１１、１２を駆動して走行する四輪駆動走行形態としている。又、ミッションケース８上の左右フェンダー１３間のシートフロア上には操縦席１４を有する。

ミッションケース８上の油圧ケースに昇降可能に設けられたリフトアーム１５は、左右のロアリンク１６とリフトロッド１７で連結されて、これらロアリンク１６やトップリンク等の後端に連結する作業機を昇降することができる。ボンネット１８内にはエンジンＥが装着されており、また前記油圧無段変速装置（ＨＳＴ）はＨＳＴケース７内に設けられて、クラッチハウジング６内の主クラッチ５４（図２）を経てＨＳＴ入力軸１９（図２）を連動し、変速操作軸３２（図３）による中立Ｎ位置からの前進Ｆ、後進Ｒの切替、及びこれらの無段変速による連動を経て、副変速装置２１へ連動し、後輪１２の差動ギヤ機構、及び前輪１１への出力軸等を伝動する構成である。油圧無段変速装置は、図２に示す可変容量形ポンプＰの斜板角が変更されて、固定容量形モータＭによる出力軸の回転が無段変速される。

図２においては、農用トラクタの伝動構成で、高低２段の副変速装置２１を有し、可変容量形ポンプＰと可変容量形モータＭとを有した油圧無段変速装置を走行伝動装置に用いたものである。また、主クラッチ５４からＨＳＴ入力軸１９を駆動する前に、ＰＴＯ入力軸５６を分岐して取出した動力をＰＴＯ変速装置５７を経由してＰＴＯ軸５５へ取り出す構成とする。

前記油圧無段変速装置は、可変容量形ポンプＰと可変容量形モータＭとを閉油圧回路５０に有し、可変容量形ポンプＰの斜板角度を変速ペダルの踏み込み操作によって調節して、ＨＳＴ入力軸１９の入力回転をＨＳＴ出力軸５３の出力回転に減速無段変速し、又正逆に切替えて無段変速することができる。

ＨＳＴ出力軸５３からの動力は走行軸５８に取り出され、走行軸５８からは後輪１２への伝動用のデフ装置５９と前輪伝動軸６０と前輪１１への伝動用のデフ装置６１に動力が取り出される。なお、前輪伝動軸６０の伝動を入り切りする四輪駆動用の四駆クラッチギヤ６２がＰＴＯ入力軸５６と前輪駆動軸６０の間に設けられている。

図３には変速ペダル部分の側面図を示し、図４には変速ペダル部分の平面図を示す。前記ＨＳＴケース７の右側面には、ＨＳＴ入力軸１９に連動する変速操作軸３２が突設され、該変速操作軸３２の先端に一体的に変速アーム２２が変速操作軸３２を中心に回動自在に設けられている。該変速アーム２２の端部２２ａにカウンタ２３の一端がアーム２４を介して回動自在に連結され、変速アーム２２の他端部２２ｂはＨＳＴケース７に固定されていないフリーの状態でターンバックル式の連結部材３０の一端が回動自在に接続している。連結部材３０の他端は前進ペダルアーム３Ｆａの中間部に回動自在に接続している。また、カウンタ２３の変速アーム２２との接続部の反対側の端部はペダル軸４の外周円筒体４ｂに固着したアーム２５の先端部に回動自在に連結している。なお、ペダル軸４の外周には円筒体４ａと円筒体４ｂが並列的にペダル軸４に回動自在に挿着され、それぞれ前進ペダルアーム３Ｆａと後進ペダルアーム３Ｒａが固着されている。

さらに、前記前進ペダルアーム３Ｆａのペダル軸４側の側面とは反対側の側面に設けた凹部３Ｆａａに中立時にはニュートラルアーム２７の円筒部２７ａが嵌合するように接している。該前進ペダルアーム３Ｆａの途中にはターンバックル式の連結部材３０の一端が設けられており、該連結部材３０の他端は前記変速アーム２２の端部２２ｂに回動自在に連結している。

該ニュートラルアーム２７は側面視で略Ｔ字状をしており、前記円筒部２７ａは図３の左側よりにあるニュートラルアーム２７の回転軸２７ｂを中心に揺動する。そしてニュートラルアーム２７の円筒部２７ａとは反対側の先端部にはニュートラルスプリング２８が係止されており、前記円筒部２７ａは上方に常に付勢されている。

上記変速ペダル部分の構成により、前進ペダルアーム３Ｆａが踏み込まれると、連結部材３０がアーム３Ｆａ側に引かれて矢印Ａ方向に移動し、変速アーム２２の端部２２ｂが時計回りに回り、該変速アーム２２の回動により変速アーム２２と一体のトラニオン軸３２が矢印Ａ方向へ回動して、ＨＳＴの油圧ポンプＰの斜板を前進側駆動力が発生する方向に傾ける。また、このときニュートラルアーム２７の円筒部２７ａは前進ペダルアーム３Ｆａの凹部３Ｆａａから外れる。

また、後進ペダルアーム３Ｒａが踏み込まれるとペダル軸４の円筒体４ｂと一体のアーム２５が時計回りに回り、これに連動してカウンタ２３が動き、変速アーム２２が反時計回りの矢印Ｂ方向に回動して変速操作軸３２が矢印Ｂ方向へ回動して、ＨＳＴの油圧ポンプＰの斜板を後進側駆動力が発生する方向に傾ける。

このとき、前進ペダルアーム３Ｒａは変速アーム２２の矢印Ｂ方向への動きに連動して連結部材３０が浮き上がる方向に移動するので、ニュートラルアーム２７の円筒部２７ａは前進ペダルアーム３Ｆａの凹部３Ｆａａから外れる。

前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒの踏み込みが解除されると、ニュートラルアーム２７はスプリング２８により回転軸２７ｂを中心に反時計回りに付勢されているので、ニュートラルアーム２７の円筒部２７ａは前進ペダルアーム３Ｆａの凹部３Ｆａａに入り込む動きをして変速操作軸３２は中立位置に復帰する。

何らかの原因で、中立係止機構による中立Ｎ位置と、ＨＳＴの変速操作軸３２の中立位置とに誤差を生じるとき、例えば、変速ペダル３Ｆ、３Ｒは、前進ペダル３Ｆａの凹部３Ｆａａに円筒部２７ａが嵌合された中立位置にあるにも拘らず、ＨＳＴの出力軸５３（図２）が徴速回転されるようなときは、前記後進ペダル３Ｒと変速アーム２２との間を連結するターンバックル式連結部材３０の長さを調節することにより、変速ペダル３Ｆ、３Ｒの中立位置を所定の位置に戻すと同時にＨＳＴの変速操作軸３２の中立位置を調整することができる。

また、ニュートラルアーム２７のニュートラルスプリング２８が係止したＴ字部端部の反対側のＴ字部端部にはプッシュロッド３４の一端が係止され、カウンタアーム３５の端部にプッシュロッド３４の他端が接続している。中央部の支点３５ａを中心に回動するカウンタアーム３５の他端部はケーブル３６の端部に接続し、該ケーブル３６の先端はエンジンスロットルのアクセルアーム４６に接続している。こうして変速ペダル３Ｆ、３Ｒの踏み込みでプッシュロッド３４が作動してエンジンＥの駆動力が調整され、また、前進ペダル３Ｆ及び後進ペダル３Ｒの踏込量が大きいほど車輪駆動出力軸は高速回転される。

また、アクセルアーム４６はスロットルレバー４７の操作に応じてワイヤ３１により回動する。スロットルレバー４７の基部にはレバー保持機構４７ａが設けられ、スロットルレバー４７の操作後の位置にレバーを保持し、従ってエンジンのガバナ（出力調整機構）Ｇの位置とスロットル弁の開度がレバー操作後の位置に対応した状態に維持する。

従って、スロットルレバー４７操作後の位置に対応したエンジン出力状態から変速ペダル３Ｆ、３Ｒの踏み込みを開始してエンジン出力を更に上げることができる。

本実施例によれば、ＨＳＴの変速操作軸（トラニオン軸）３２に連結部材３０などを介して前後進ペダル３Ｆ、３Ｒを連動し、ＨＳＴを制御する軸構成において、中立復帰用ニュートラルアーム２７にプッシュロッド３４の一端を設け、プッシュロッド３４の他端にカウンタアーム３５を接続し、該カウンタアーム３５の他端はエンジンスロットルのアクセルアームと連結しているので、ＨＳＴ前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒの踏み込み量に応じてエンジンスロットル開度が決まるので、燃費がよい。かつ作業時は元来トラクタに常備されているスロットルレバー操作によりフルスロットルでの作業が可能である。

また、本発明の他の実施例を図５のペダル部分の側面略図に示す。図５に示すように中立復帰用ニュートラルアーム２７でなく、ＨＳＴ前進ペダルアーム３Ｆａと後進ペダルアーム３Ｒａが固着接続しているペダル軸４にカムプレート３７を設けて、該カムプレート３７の凹部３７ａにニュートラルアーム２７の円筒部２７ａを嵌合させ、カムプレート３７の両翼部の先端にそれぞれロッド３４ａ、３４ｂの一端を接続し、該ロッド３４ａ、３４ｂの他端をケーブル３６ａ、３６ｂの一端に接続し、ケーブル３６ａ、３６ｂの他端にはエンジンスロットルのアクセルアーム４６を連結する構成でも良い。

図５に示す構成は、前記図３、図４に示す構成と同様にＨＳＴ前進ペダル３Ｆ又は後進ペダル３Ｒの踏み込み量に応じてエンジンスロットル開度が決まるので、燃費がよい。

また、図６の変速ペダル部分の側面図に示す実施例は、ＨＳＴペダル軸４と同一軸上に内拡式ブレーキ３９及びそのケース４０を設け、簡易にオートクルーズ機能を持たせた構成である。

ＨＳＴペダル軸４の延長上にブレーキ３９のケース４０を設け、かつペダル軸４と同一軸上に内拡式のブレーキ３９を設けて、該ブレーキ３９をロックすることによりＨＳＴペダル３（３Ｆ、３Ｒ）の踏み込み位置を止めて、無段階式のオートクルーズとする。そのために、内拡式ブレーキケース４０内には、オートクルーズレバー４１の先端部を回動自在に支持し、オートクルーズレバー４１の他端付近の機体にオートクルーズレバー４１を引いたときにレバー先端が係止するレバー係止部材４２を設ける。

ＨＳＴペダル３（３Ｆ、３Ｒ）を踏み、任意の速度に合わせて、オートクルーズレバー４１を倒して該レバー４１をレバー係止部材４２に係止させて固定すると、クルーズ状態になる。また、レバー係止部材４２からオートクルーズレバー４１を外せばクルーズ状態を解除できる。

従来のシューライニング固定式のオートクルーズ装置は操作力が非常に大きく、操作しづらい上、適当な速度が出しにくいが、上記構成では任意の速度でオートクルーズ設定が可能であり、構成も比較的簡単である。

また、ＨＳＴ変速ペダル３の踏み込み量に応じてＨＳＴのモータ出力軸５３（又はＨＳＴ）からの出力を調整することができる他の実施例を説明する。
図７には、ＨＳＴペダル３の踏込み角度に合わせ、エンジンＥのアクセルアーム４６が連動して動く構成図を示すが、ＨＳＴペダル３の踏込み角度から踏み込み速度を検知して、ＨＳＴトラニオン軸３２の傾斜角度をステップモータ４３で制御する構成を採用している。

ポテンショメータ４４でＨＳＴペダル３の踏込み角度を感知し、その踏込速度を検出し、コントローラ７０でＨＳＴのトラニオン軸３２の動き量をステップモータ４３を用いて制御し、また同時にエンジンＥのアクセルアーム４６の作動量を算出して、エンジン側に設けたステップモータ４５によりエンジンＥのスロットル弁の開度を調節してエンジン出力を制御する。

また、エンジン側のステップモータ４５でアクセルアーム４６の傾斜角度を制御して、ＨＳＴペダル３の踏入量に連動してエンジン回転の制御を行っても良い。

さらに、ＨＳＴペダル３の踏込み角度に合わせ、スロットルレバー４７とアクセルアーム４６の中間にイコライザリンク４８を設け、また前記エンジン側のステップモータ４５の駆動量を前記イコライザリンク４８に連動する構成にしても良い。この場合にはスロットルレバー４７による手動操作とＨＳＴペダル３の踏み込み量に連動する前記エンジン側のステップモータ４５による自動操作でエンジン回転数の制御が行われる。

また、ＨＳＴ変速ペダル３を用いる構成では、ペダル踏み込み後には変速ペダル位置を常に「中立」位置に戻す連結部材３０などの中立規制リンク構成が必要であるが、変速ペダル３の踏み込み角度センサとして前記連結部材３０と変速ペダル３の中間にポテンショメータ４４を設けることで、ペダル踏み込み量の検出が行える。

また、前記変速ペダル３の踏み込み角度検出用ポテンショメータ４４を連結部材３０のある部位に設ける他に、ペダル３の回動支点部、アクセルアーム４６の回動支点部、ニュートラルアーム２７の回動支点部に取り付ても良い。

また、クルーズレバー４１の基部にもクルーズレバー作動量検出用ポテンショメータ４９を設けておき、クルーズレバー位置により走行制御速度で作業中に、変速ペダル操作又はブレーキ操作をすると、ポテンショメータ４４が感知し、優先回路をコントローラ７０が判断し、クルーズレバー４１の作動制御が解除される演算機能を持つコントローラ７０を設けても良い。

また、エンジンＥにエンジン回転数センサ３８を設け、該センサ３８で検出したエンジン回転数により、コントローラ７０はエンジン回転数が下がった時には「車速を落とす」制御をし、回転が上がると「車速を上げる」制御をする構成にしてエンジン回転変動に応じてコントローラ７０の演算によりＨＳＴペダル３によるエンジンスロットル弁の開度の制御（負荷制御）する構成にしても良い。

こうして変速ペダル３によるエンジン操作性を良くすることができる。

この発明は、トラクタ等の走行変速装置に関し、油圧無段変速装置を用いた走行伝動を行う苗植機や運搬車等にも利用しうる。

本発明の実施例のトラクタの側面図である。図１のトラクタの伝動構成図である。図１のトラクタの変速ペダル部分の側面図である。図１のトラクタの変速ペダル部分の平面図である。図１のトラクタの変形例の変速ペダル部分の側面図である。図１のトラクタの変形例の変速ペダル部分の側面図である。図１のトラクタの変形例の変速ペダルとエンジン部分などの構成図である。

符号の説明

３Ｆ前進ペダル３Ｆａ前進ペダルアーム
３Ｆａａ凹部３Ｒ後進ペダル
３Ｒａ後進ペダルアーム
４ペダル軸４ａ、４ｂ外周円筒体
５車体６クラッチハウジング
７ＨＳＴケース８ミッションケース
９フロントアクスルブラケット
１０ステアリングハンドル
１１前輪１２後輪
１３左右フェンダー１４操縦席
１５リフトアーム１６ロアリンク
１７リフトロッド１８ボンネット
１９ＨＳＴ入力軸２２変速アーム
２３カウンタ２４、２５アーム
２７ニュートラルアーム
２７ａ円筒部２７ｂ回転軸
２８ニュートラルスプリング
３０連結部材３１ワイヤ
３２変速操作軸３４プッシュロッド
３５カウンタアーム３５ａ支点
３６ケーブル３７カムプレート
３７ａ凹部３８エンジン回転数センサ
３９ブレーキ４０ケース
４１オートクルーズレバー
４２レバー係止部材４３ステップモータ
４４ポテンショメータ４５ステップモータ
４６アクセルアーム４７スロットルレバー
４８イコライザリンク４９ポテンショメータ
５０閉油圧回路５３ＨＳＴ出力軸
５４主クラッチ５５ＰＴＯ軸
５６ＰＴＯ入力軸５７ＰＴＯ変速装置
５８走行軸５９デフ装置
６０前輪伝動軸６１デフ装置
６２四駆クラッチギヤ６３変速レバー
７０コントローラ

Claims

油圧無段変速装置の変速操作軸（３２）と、
油圧無段変速装置の変速操作軸（３２）を回転操作して、その回転出力を前進又は後進方向に変速変更する前後進用の変速ペダル（３Ｆ、３Ｒ）と、
前記変速ペダル（３Ｆ、３Ｒ）の作動後に、変速ペダル（３Ｆ、３Ｒ）と変速操作軸（３２）を中立位置に自動復帰させる中立自動復帰機構（Ｎ）と、
前記変速ペダル（３Ｆ、３Ｒ）の前進又は後進作動量と中立自動復帰機構（Ｎ）に連動してエンジン出力を変更するエンジン出力調整機構（Ｇ）と
を備えたことを特徴とする作業車両の走行変速装置。
前記エンジン出力調整機構（Ｇ）には、同エンジン出力を増減調整するアクセルアーム（４６）を備え、同アーム（４６）と前記中立自動復帰機構（Ｎ）の可動部位とを第一ワイヤー部材（３６）を介して接続すると共に、同アーム（４６）と車上に備えられ操作位置を保持できるスロットルレバー（４７）とを第二ワイヤー部材（３１）を介して接続したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の走行変速装置。