JPH11192856A - 手動自動操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手動操作装置が自動操作系統を誤動作させ、
自動操作装置が手動操作系統を破損させる不都合を解消
できる手動自動操作装置を提供する。 【解決手段】 手動変速レバー１５と出力側リンク３６
がそれぞれ取り付けられ、主軸３２のまわりに回転自在
に取り付けられた操作板３１と、主軸３２のまわりに取
り付けられた押し板４８と、押し板４８と操作板３１と
の間に介在された摩擦板４４および摩擦板４４を操作板
３１に押圧する付勢スプリング４７と、主軸３２に取り
付けた歯車に歯車減速機を介して連結された自動変速操
作用のモータ４３とからなる。主軸３２がハウジング３
４内にベアリング３３で支持されており、ハウジング３
４内に歯車減速機を収容し、かつハウジング３４にモー
タ４３を取付けており、ハウジング３４から突出した部
分の主軸３２に、操作板３１、摩擦板４４、および押し
板４６を取付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手動自動操作装置
に関する。さらに詳しくは、コンバインの走行装置、コ
ンバイン以外のあらゆる走行装置、もしくは、走行装置
変速用以外の種々の産業機械に適用可能な手動自動操作
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】手動の操作装置と自動の操作装置は別系
統に設けられるのが普通で、両者を統合した操作装置は
なかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、手動と自動
の別系統に設ける操作装置だと複雑化し、製造コストが
上昇するという問題がある。また、手動操作装置によっ
て自動操作系統を誤動作させたり、自動操作装置によっ
て手動操作系統を破損させるような不都合を解消しなけ
ればならないという問題がある。

【０００４】本発明はかかる事情に鑑み、手動操作装置
によって自動操作系統を誤動作させたり、自動操作装置
によって手動操作系統を破損させるような不都合を解消
でき、かつシンプルで製造コストが安価な手動自動操作
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の手動自動操作
装置は、手動変速レバーと出力側リンクがそれぞれ取り
付けられ、主軸のまわりに回転自在に取り付けられた操
作板と、前記主軸のまわりに取り付けられた押し板と、
前記押し板と前記操作板との間に介在された摩擦板およ
び摩擦板を操作板に押圧する付勢スプリングと、前記主
軸に取り付けた歯車に歯車減速機を介して連結された自
動変速操作用のモータとからなることを特徴とする。請
求項２の手動自動操作装置は、前記手動変速レバーと前
記出力側リンクの前記操作板に対する取付位置が、前記
主軸を中心として略直角開いた位置であり、前記手動変
速レバーの揺動操作が前記出力側リンクの軸方向移動動
作に変換されるようにしたことを特徴とする。請求項３
の手動自動操作装置は、前記主軸がハウジング内にベア
リングで支持されており、該主軸のハウジング内に歯車
減速機を収容し、かつ該ハウジングに前記モータを取付
けており、前記ハウジングから突出した部分の主軸に、
前記操作板、摩擦板、および押し板を取付けたことを特
徴とする。請求項４の手動自動操作装置は、前記摩擦板
と前記操作板の間の摩擦力が前記付勢スプリングの付勢
力を加減するナットの締込み量により調節自在であるこ
とを特徴とする。請求項５の手動自動操作装置は、前記
歯車減速機が、モータの出力軸であるウォームと、これ
に噛み合うウォームホイールからなる１次減速機、およ
びウォームホイールと同軸とピニオンと、これに噛み合
い前記主軸に取付けられた大歯車からなる２次減速機で
構成されていることを特徴とする。

【０００６】請求項１の発明によれば、手動操作装置に
よって自動操作系統を誤動作させたり、自動操作装置に
よって手動操作系統を破損させるような不都合を解消で
き、かつ簡単に製造でき製造コストが安価である。請求
項２の発明によれば、手動変速レバーを人間工学的に操
作しやすい揺動操作すれば、出力側リンクは機械を操作
しやすい軸方向揺動に変換できるので、出力側の被制御
部材の設計が容易となる。請求項３の発明によれば、ゴ
ミを嫌う歯車減速機をハウジング内に収め、大きく揺動
し、出力側リンクが取り付けられている操作板を外に出
しているので、損傷防止もでき、かつ低コストで製造す
ることができる。請求項４の発明によれば、操作板の摩
擦板に対する摩擦力をナットで加減できるので、操作力
を軽くしながら自動操作系への損傷を防止できる最適値
を選択できる。請求項５の発明によれば、ウォームとウ
ォームホイール、およびピニオンと大歯車の組合せによ
って、コンパクトでありながら大きな減速比を得ること
ができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は種々の産業分野で用いら
れる静油圧変速機に適用できるが、一例としてコンバイ
ンの走行速度制御用の静油圧変速機に本発明を適用した
実施形態を説明する。図６は本発明が適用されるコンバ
インの概略側面図、図７は同コンバインの概略平面図、
図８は同コンバインの駆動系のブロック図である。

【０００８】図６〜７において、１はクローラ等の走行
装置で、該走行装置１の上面には機台２が取り付けられ
ている。機台２の前方には刈取部３と搬送部４が取り付
けられ、機台２の上面にはフィードチェーン５、扱胴
６、処理胴７からなる脱穀部、脱穀された殻粒を貯える
殻粒タンク８、殻粒タンク８内の殻粒を搬出する排出オ
ーガ９、運転操作部１０と運転席１１を備える運転キャ
ビン１２、コンバインの動力源であるエンジン１３など
を搭載している。なお、図示しないが、選別部とわら処
理部も有している。前記刈取部３は、引起装置３ａと刈
取装置３ｂと掻込み装置３ｃとからなり、搬送部４は、
下部搬送部４ａと縦搬送部４ｂと搬送タイン４ｃを有し
ている。

【０００９】図８はコンバインの駆動系のブロック図で
あり、エンジン１３の出力は、走行クラッチCL1 を介し
て静油圧変速機１４に伝えられ、静油圧変速機１４の２
本の主力軸のうち１本は刈取クラッチCL2 を介して刈取
部３（引起装置３ａ、刈取装置３ｂ、掻込み装置３ｃ）
および搬送部４に動力を伝達し、静油圧変速機１４の別
の１本の出力軸は走行装置１に動力を伝達している。ま
た、エンジン１３の出力は脱穀クラッチCL3 を介して扱
胴６や処理胴７へ動力が伝達され、さらにクラッチCL4
を介してフィードチェーン５へ、クラッチCL5 を介して
排出オーガ９へ動力が伝達されている。

【００１０】つぎに、前記コンバインの操作系統と過負
荷制御装置の詳細を図１〜４に基づき説明する。図４は
本発明が適用されるコンバインの操作系統のブロック図
である。図４に示すように、前記エンジン１３は、定格
運転するための専用のエンジンコントローラ２１によっ
て、最高出力回転数を少し越えた定格回転数（例えば、
2800rpm ）で回転するように制御されるようになってい
る。すなわち、コントローラ２１の制御信号によって、
燃料噴射装置２２のラック２３の位置を変えることによ
り、燃料噴射量を変え負荷が多少増減変動しても噴射燃
料を増減させて、エンジン回転数を定格付近に維持する
ようにしている。なお、負荷が、つまり穀桿の量が多少
増えた場合、エンジン回転数が多少低下するが、ちょう
どその回転数がエンジンの最高出力域になるので、エン
ジンは簡単にはストップせず、ねばりを発揮して多少多
目の穀桿を脱穀することができる。

【００１１】２４はラック２３の位置を検出することに
よりエンジンの現状負荷率を検知する負荷センサであ
り、２５はエンジン１３の回転数を検知する回転数セン
サである。

【００１２】図３は静油圧変速機１４のブロック図であ
る。図３に示すように、静油圧変速機１４は、可変油圧
ポンプ14a と油圧モータ14b を備えており、これらに加
えて、サーボ増力器６０を内蔵している。静油圧変速機
１４は、図３に示すようにエンジン１３で駆動される可
変油圧ポンプ14a とこのポンプ14a に油圧回路で接続さ
れた油圧モータ14b からなる公知の無段変速機であり、
可変油圧ポンプ14a の斜板14c の角度を変えるとポンプ
の吐出方向と吐出量が変わり、油圧モータ14b の回転方
向と出力回転数が変わるようになっている。静油圧変速
機１４の油圧モータ14b の出力は走行装置１内の歯車減
速機９０に伝達され、ここで最終減速されて、コンバイ
ンを走行させるようになっている。

【００１３】前記エンジン１３の出力は、既述のごとく
静油圧変速機１４を介して走行装置１に伝達されるよう
になっており、静油圧変速機１４は、本発明の手動自動
操作装置３０により前後進の切換えと出力回転数が変速
できるようになっているが、詳細は後述する。

【００１４】前記のように、コンバインは、エンジン１
３が走行用と脱穀各部の駆動用とが兼用されているの
で、コンバインの前進速度が早いと穀桿を多く刈り取っ
て搬送し、脱穀するので、脱穀負荷が多くなる。また、
コンバインの前進速度が遅いと、穀桿の量が少なくなる
ので、脱穀負荷が少なくなるのである。そこで、コンバ
インの前進速度が原因となっている過負荷を解消する過
負荷制御装置をつぎに説明する。

【００１５】図４において、２０はマイクロコンピュー
タ等を用いたコントローラであり、過負荷制御装置の第
１、第２の過負荷判定手段と制御信号出力手段を実行す
る機能実現手段である。このコントローラ２０のＲＯＭ
には、過負荷制御のプログラムが格納されており、ＲＡ
Ｍには各センサからの入力情報等が一時格納される。Ｃ
ＰＵはＲＯＭのプログラムに基づき、ＲＡＭに格納した
情報を用いて演算し、各制御信号を出力する。

【００１６】また、コントローラ２０の入力ポートに
は、前記負荷センサ２４、回転数センサ２５、走行装置
１に取り付けた車速センサ２６、後述する手動自動操作
装置３０の回転位置センサ５３の検知信号が入力するよ
うになっており、出力ポートからは、モニターランプ２
７とブザー27d の駆動回路２８と、モータ４３の駆動回
路２９に制御信号が出力するようになっている。

【００１７】つぎに、本発明の手動自動操作装置３０を
説明する。再び図４に示すように、本発明の手動自動操
作装置３０は、手動入力手段である手動変速レバー１５
と自動変速部であるモータ４３を備えており、いずれか
からの入力によって機械的出力手段である出力側リンク
３６が回動するようになっている。この出力側リンク３
６は途中の連結リンクや押し引きコントロールケーブル
などの任意の連結部材を介して、静油圧変速機１４の内
部変速機構である斜板14c の角度を変えるサーボ増力器
６０に連結されている。

【００１８】なお、手動変速レバー１５は、図７に示す
ように運転席１１の横に設置され、運転者が左手で操作
するようになっている。

【００１９】つぎに、本発明の手動自動操作装置３０を
詳細に説明する。図１は手動自動操作装置３０の縦断面
図、図２は手動自動操作装置３０の要部正面図、図３は
静油圧変速機１４のブロック図である。図１〜２におい
て、３１は操作板であり、主軸３２のまわりに回転自在
に取り付けられている。主軸３２は、ベアリング３３を
介してケーシング３４で支持されている。主軸３２より
上方の操作板３１の端部には、手動変速レバー１５の根
元が固定されている。また、操作板３１における主軸３
２の側方には、ピン３５により、前記出力側リンク３６
の上端が回転自在に連結されている。

【００２０】本実施形態の手動自動操作装置３０の出力
側リンク３６の他端は、サーボ増力器６０の入力軸８７
にリンク９１を介して連結されている。ハート形のカム
９２は、前記入力軸８７に固定されており、レバー９３
で支持されたローラ９４が当たっている。レバー９３は
常時スプリング９５で引っ張り付勢されているので、ハ
ート形のカム９２の中央凹部に嵌ろうとし、入力軸８７
は、常時中立位置に付勢されている。

【００２１】前記ケーシング３４の内部において主軸３
２の一端には、大歯車３７が固定されている。一方、小
歯車３８とホイール３９が別の支軸４１に同軸に結合さ
れており、小歯車３８は前記大歯車３７と噛み合い、ホ
イール３９は、ウォーム４２に噛み合っている。このウ
ォーム４２はモータ４３で駆動される。つまり、主軸３
２に取り付けた大歯車３７は、歯車減速機を介して、モ
ータ４３に連結されている。よって、モータ４３を正逆
両方向に回転させると、ウォーム４２→ホイール３９→
小歯車３８→大歯車３７と回転駆動力が伝達されて、主
軸３２が正逆両方向に回転することになる。

【００２２】前記操作板３１の裏表両面に接して、主軸
３２のまわりには、摩擦板４４が１枚ずつ介装されてお
り、それらが、主軸３２に固定された固定板４５と、押
圧板４６に挟まれている。押圧板４６の背後には、請求
項でいう付勢スプリングとして皿バネ４７が配置され、
その皿バネ４７は押し板４８で押し付けられ、皿バネ４
７の締め付け量はナット４９で可変に調整できるように
なっている。32a は主軸３２の先端に形成した雄ネジで
ある。なお、付勢スプリングとしては、皿バネ４７だけ
でなく、コイルバネなども採択しうる。

【００２３】前記摩擦板４４と操作板３１の摩擦力は主
軸３２が回転したとき、操作板３１を回転させるが、操
作板３１を回転させたとき、主軸３２を通じてモータ４
３等に無理な力を付加しないようにする程度である。

【００２４】図１〜２において、５１は操作板３１の下
端に連結された結合板であり、それにピン５２が植設さ
れている。一方、５３はポテンショメータなどの回転位
置センサであり、そのアクチュエータ５４が前記ピン５
２に接触している。したがって、操作板３１が回転する
と、その位置が回転位置センサ５３で検出されて、現状
変速位置を把握することができる。

【００２５】本発明の手動自動操作装置３０は、前記の
ごとくシンプルであり、製造コストが安価であるという
効果を奏する。

【００２６】本発明の手動自動操作装置３０は、つぎの
ように動作する。モータ４３により、主軸３２が正逆両
方向に回転させられると、摩擦板４４の摩擦力を介し
て、操作板３１が正逆両方向に回転する。この結果、出
力側リンク３６が軸方向に往復動して、図４に示すサー
ボ増力器６０が操作され、そのサーボ増力器６０の出力
によって静油圧変速機１４の斜板14c の角度が変えられ
る。このとき、手動変速レバー１５は操作板３１と共に
揺動するので、運転者は運転室１１にいながら、手動変
速レバー１５の挙動を肉眼により、あるいは左手の感覚
により、減速操作されたことを知ることができる。この
ことは、減速操作も復帰操作も同様である。

【００２７】一方、手動変速レバー１５を手動操作した
ときは、直接的に操作板３１が動かされて、出力側リン
ク３６が軸方向に往復動する。そして、この操作板３１
の動きは、摩擦板４４が滑ることによって主軸３２には
無理に伝えられることはない。よって、ウォーム４２と
ホイール３９で歯車側からの回転がロックされている歯
車列およびモータ４３を損傷させることはない。したが
って、手動操作装置によって自動操作系統を誤動作させ
たり、自動操作装置によって手動操作系統を破損させる
ような不都合を解消することができるという効果を奏す
る。

【００２８】なお、静油圧変速機１４にサーボ増力器６
０を組み込んでおけば、サーボ増力器６０によって、手
動で手動変速レバー１５を回動操作したときも、自動で
操作板３１を回動操作したときも、必要な操作力は非常
にわずかな力で足り、しかも、サーボ増力器６０の出力
は大きいので自動操作用のモータ４３を小形のものにで
き、かつ俊敏な反応の加減速制御を行うことができるの
で好適である。

【００２９】つぎに、前記自動加減速が行われる過負荷
制御方法を図５に基づき説明する。本実施形態では、エ
ンジン回転数の定格値、すなわち定格自動運転中の回転
数が、例えば2800rpm とすると、2700rpm を基準値と
し、エンジン負荷率は９５％を基準値としている。前記
定速作業か否かは前記車速センサ２６の検知信号に基づ
いて判断する。

【００３０】そして、エンジン回転数が2700rpm を下廻
り（ステップ101 ）、かつエンジン負荷率が９５％を越
えると（ステップ102 ）、第１判定手段により過負荷状
態と判定する。この判断は、エンジン１３の負荷センサ
２４と回転数センサ２５に基づいて判断される。

【００３１】過負荷状態と判断されると、制御信号が出
力され（ステップ103 ）、手動自動操作装置３０のモー
タ４３を駆動して、静油圧変速機１４が減速操作され、
例えば、１５％車速を低下させる。この減速制御は、サ
ーボ増力器６０を介して行うので、迅速に行われる。こ
の結果、コンバインは減速走行する状態となる（ステッ
プ104 ）。

【００３２】このようにして、車速を低下させることに
よって負荷が減少し、過負荷状態が解消すると（ステッ
プ105 ）、コントローラ２０からの制御信号によって手
動自動操作装置３０のモータ４３が逆転させられ、静油
圧変速機１４を元の定格速度に復帰させる。この増速制
御も、サーボ増力器６０を介して行うので、迅速に行わ
れる。そして、コンバインは定格自動運転に復帰する
（ステップ107 ）。

【００３３】なお、ステップ105 の段階で、なお負荷が
過大であると、第２判定手段によって判断されたとき
は、ブザー27d が鳴動して警告するので（ステップ108
）、このとき運転者が手動操作レバー１５を減速方向
に操作すればよく、それによって、１５％の減速でも解
消しえなかった過負荷を解消することができる。

【００３４】上記のように自動過負荷制御される間、静
油圧変速機１４はモータ４３で加減速されるが、加減速
の操作力はサーボ増力器６０で十分な大きさに増大され
るので、モータ４３は出力の小さなものを用いることが
でき、その場合でも、変速動作が遅れたり、誤動作を生
ずることはないという効果を奏する。

【００３５】つぎに、本発明の他の実施形態を説明す
る。上記実施形態は、コンバインの走行装置に手動自動
操作装置を用いたものであったが、これ以外に種々の産
業機械に本発明の手動自動操作装置を適用可能であり、
また走行装置変速用以外の用途にも適用可能である。

【００３６】本発明の手動自動操作装置３０は上記のご
とく、摩擦板４４によってモータ４３からの自動操作力
は操作板３１に伝えられるが、手動操作は摩擦板４４が
滑ることによって自動操作装置側へは過大な力が伝わら
ない。よって、互いの誤動作、破損が防止できる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、摩擦板によっ
てモータからの自動操作力は操作板に伝えられるが、手
動操作は摩擦板が滑ることによって自動操作装置側へは
過大な力が伝わらない。よって、互いの誤動作、破損が
防止できる。請求項２の発明によれば、手動変速レバー
を人間工学的に操作しやすい揺動操作すれば、出力側リ
ンクは機械を操作しやすい軸方向揺動に変換できるの
で、出力側の被制御部材の設計が容易となる。請求項３
の発明によれば、ゴミを嫌う歯車減速機をハウジング内
に収め、大きく揺動し、出力側リンクが取り付けられて
いる操作板を外に出しているので、損傷防止もでき、か
つ低コストで製造することができる。請求項４の発明に
よれば、操作板の摩擦板に対する摩擦力をナットで加減
できるので、操作力を軽くしながら自動操作系への損傷
を防止できる最適値を選択できる。請求項５の発明によ
れば、ウォームとウォームホイール、およびピニオンと
大歯車の組合せによって、コンパクトでありながら大き
な減速比を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】手動自動操作装置３０の縦断面図である。

【図２】手動自動操作装置３０の正面図である。

【図３】静油圧変速機１４のブロック図である。

【図４】本発明が適用されるコンバインの操作系統のブ
ロック図である。

【図５】過負荷防止制御のフローチャートである。

【図６】本発明が適用されるコンバインの概略側面図で
ある。

【図７】同コンバインの概略平面図である。

【図８】同コンバインの駆動系のブロック図である。

【符号の説明】

１５ 手動変速レバー ３１ 操作板 ３２ 主軸 ３６ 出力側リンク ３７ 大歯車 ４３ モータ ４４ 摩擦板 ４７ 皿バネ ４８ 押し板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】手動変速レバーと出力側リンクがそれぞれ
   取り付けられ、主軸のまわりに回転自在に取り付けられ
   た操作板と、前記主軸のまわりに取り付けられた押し板
   と、前記押し板と前記操作板との間に介在された摩擦板
   および摩擦板を操作板に押圧する付勢スプリングと、前
   記主軸に取り付けた歯車に歯車減速機を介して連結され
   た自動変速操作用のモータとからなることを特徴とする
   手動自動操作装置。
2. 【請求項２】前記手動変速レバーと前記出力側リンクの
   前記操作板に対する取付位置が、前記主軸を中心として
   略直角開いた位置であり、前記手動変速レバーの揺動操
   作が前記出力側リンクの軸方向移動動作に変換されるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載の手動自動操作
   装置。
3. 【請求項３】前記主軸がハウジング内にベアリングで支
   持されており、該主軸のハウジング内に歯車減速機を収
   容し、かつ該ハウジングに前記モータを取付けており、
   前記ハウジングから突出した部分の主軸に、前記操作
   板、摩擦板、および押し板を取付けたことを特徴とする
   請求項１記載の手動自動操作装置。
4. 【請求項４】前記摩擦板と前記操作板の間の摩擦力が前
   記付勢スプリングの付勢力を加減するナットの締込み量
   により調節自在であることを特徴とする請求項１記載の
   手動自動操作装置。
5. 【請求項５】前記歯車減速機が、モータの出力軸である
   ウォームと、これに噛み合うウォームホイールからなる
   １次減速機、およびウォームホイールと同軸とピニオン
   と、これに噛み合い前記主軸に取付けられた大歯車から
   なる２次減速機で構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の手動自動操作装置。