(57)【要約】      （修正有）【課題】保護カバーが必要ない簡単で強固なステアリング機構を提供する。【解決手段】左右の車軸ケースを支持する左右アクスルブラケット１３，１４を筒状のステアリングフレーム１５で連結し、このステアリングフレーム１５内にステアリングシリンダ１７を設けると共に該ステアリングシリンダ１７で左右に揺動するピットマンアーム１６を設け、ピットマンアーム１６の先端を左右の車軸ケースに連結リンク２５，２６で連結することでステアリングシリンダ１７を駆動して車輪を操舵するように構成する。【選択図】図２
2010076645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の車軸ケース（２２），（２２）を支持する左右アクスルブラケット（１３），（１４）を筒状のステアリングフレーム（１５）で連結し、このステアリングフレーム（１５）内にステアリングシリンダ（１７）を設けると共に該ステアリングシリンダ（１７）で左右に揺動するピットマンアーム（１６）を設け、ピットマンアーム（１６）の先端を左右の車軸ケース（２２），（２２）に連結リンク（２５），（２６）で連結することでステアリングシリンダ（１７）を駆動して車輪（５），（５）を操舵するように構成したことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記ステアリングフレーム（１５）を左右アクスルブラケット（１３），（１４）の下方に構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、農業用トラクタ等の車輪駆動作業車における前輪或いは前輪と後輪の両方を油圧シリンダで操向する作業車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農作業機のステアリング機構は、例えば、特開２００８−８７５６号公報に記載されている。
このステアリング機構は、機体前部フレームに取り付けられたフロントアクスルケースを介して取り付けられる左右の車軸ケースに前輪が取り付けられ、左右の車軸ケースに連結される両ロッド型油圧シリンダで構成したパワーステアリングシリンダで、ステアリングハンドル７の操作に応じた油圧動作により、左右の車軸ケース１２を左右に揺動させて左右の前輪を操向する
【特許文献１】特開２００８−８７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記のステアリング機構は、パワーステアリングシリンダがフロントアクスルケースの一部であるセンターケースに突設される左右一対のシリンダブラケットに取り付けられたシリンダチューブと、該シリンダチューブを左右に貫通するシリンダロッドとを備えており、シリンダロッドの左右両端部をロッドエンドを介して車軸ケースのナックルアームに連結している。
【０００４】
このパワーステアリングシリンダは、車体の底部に位置していて、障害物や段差や作物或は落下物等との衝突や接触により破損の恐れがあるため、保護カバーを設ける必要があり、複雑な構造になっている。
【０００５】
そこで、本発明では、保護カバーが必要ない簡単で強固なステアリング機構にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上述の如き課題を解決するために、以下のような技術的手段を講じる。
即ち、請求項１記載の発明では、左右の車軸ケース（２２），（２２）を支持する左右アクスルブラケット（１３），（１４）を筒状のステアリングフレーム（１５）で連結し、このステアリングフレーム（１５）内にステアリングシリンダ（１７）を設けると共に該ステアリングシリンダ（１７）で左右に揺動するピットマンアーム（１６）を設け、ピットマンアーム（１６）の先端を左右の車軸ケース（２２），（２２）に連結リンク（２５），（２６）で連結することでステアリングシリンダ（１７）を駆動して車輪（５），（５）を操舵するように構成したことを特徴とする作業車両としたものである。
【０００７】
この構成で、ステアリングフレーム（１５）内のステアリングシリンダ（１７）を作動させてピットマンアーム（１６）を揺動すると連結リンク（２５），（２６）で連結した左右の車軸ケース（２２），（２２）が左右に回動して車輪（５），（５）を操舵できるものである。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記ステアリングフレーム（１５）を左右アクスルブラケット（１３），（１４）の下方に構成したことを特徴とする請求項１に記載の作業車両としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によると、左右アクスルブラケット（１３），（１４）がステアリングフレーム（１５）で連結されて強固な車体フレームを構成し、ステアリングシリンダ（１７）が剛性の高いステアリングフレーム（１５）内にあるので保護カバーを設けなくても破損の恐れが少ない。また、ステアリングシリンダ（１７）を別に設ける必要がないので、機体がコンパクトになる。
【００１０】
請求項２記載の発明によると、ステアリングフレーム（１５）を左右アクスルブラケット（１３），（１４）の下方に構成しているので、ステアリングフレーム（１５）内のステアリングシリンダ（１７）の保守点検作業が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に構成された実施例を説明する。
作業車両はトラクタであって、走行機体１前部にエンジン２を搭載して設け、このエンジン２の回転動力をミッションケース３内の変速装置に伝え、この変速装置で減速された回転動力をＰＴＯ軸４と前輪５と後輪６とに伝えるようにしている。作業車両１のミッションケース３上は、前側のエンジン２を内装するボンネット７とオペレータが着座する座席８と操縦ハンドル９を設けている。
【００１２】
ミッションケース３の後上部には油圧シリンダケース（図示省略）が搭載され、後部に装着される各種の作業機を昇降するように構成している。
図２と図３は、前輪５，５のステアリング機構を示している。
【００１３】
左右の車体フレーム１１，１２の前側にフロントアクスルケース２３を下部に支持する左右のアクスルブラケット１３，１４を連結してステアリングフレーム１５を取り付けている。このステアリングフレーム１５の右側内部をステアリングシリンダ１７に形成し、このステアリングシリンダ１７を操縦ハンドル９の操舵油圧分配器１０と油圧パイプ２１で連結し、操縦ハンドル９の旋回操作でステアリングシリンダ１７のロッド１８が左右に移動する。
【００１４】
また、ステアリングフレーム１５の中央より左側下部にピットマンアーム１６を枢支ピン２４で左右回動可能に支持し、このピットマンアーム１６に形成した長穴１９に前記ステアリングシリンダ１７のロッド１８の先端に設けた連結ピン２０を勘合している。ピットマンアーム１６の先端は、連結リンク２５，２６で左右の前輪５，５を旋回可能に支持する車軸ケース２２と連結している。
【００１５】
従って、操縦ハンドル９を旋回操作すると、ステアリングシリンダ１７のロッド１８がピットマンアーム１６を左右に揺動することで、左右の前輪５，５を旋回方向へ向けるようになる。
【００１６】
また、ステアリングフレーム１５を左右アクスルブラケット１３，１４の下方に構成することで、ステアリングフレーム１５やこの中に設けられているステアリングシリンダ１７等に保守点検作業が容易となる。
【００１７】
以上の構成は前輪５，５のステアリング機構であるが、後輪６，６も操向する場合に、後輪６，６のステアリング機構も同様に構成できる。
図４は、ミッションケース３の展開断面図で、ミッションケース３がフロントケース３ａと第一ミドルケース３ｂと第二ミドルケース３ｃとリアケース３ｄの中空ケースを一体的に組み付けて構成している。
【００１８】
フロントケース３ａ内にはメインクラッチ３０を装着する入力軸３２を軸支してメインシフタ３１で動力の断続を行う。
第一ミドルケース３ｂ内には、入力軸３２の軸端に形成した入力ギヤ３３と噛み合う第一ギヤ３４をスプライン嵌合した第一メイン軸３５と、油圧前輪増速クラッチ８０を装着する前クラッチ軸８８と、前輪５，５に伝動する前カウンタ軸８５を軸支している。この第一ミドルケース３ｂの底部には、前カウンタ軸８５の前第一カウンタギヤ８４と前第二カウンタギヤ７９の間で内側に入り込んでブレーキ軸を貫通させるブレーキ軸穴８６とオイルのサクションストレーナ穴８７を形成し、ブレーキ軸を出来るだけ高くし、サクションストレーナをミッションケース３の最下部に取り付けられるようにしている。
【００１９】
第一メイン軸３５の回転は、軸端に取り付けた第二ギヤ３６を第二メイン軸３８にスプライン嵌合した第三ギヤ３７と噛み合わせて伝動している。
第二ミドルケース３ｃ内には、前記第二メイン軸３８と第一ギヤ筒軸４３とカウンタギヤ軸８９と前記前カウンタ軸８５に伝動する前輪駆動軸７７を軸支している。
【００２０】
第二メイン軸３８には、幅広い第一クラッチギヤ３９を形成し、第二クラッチギヤ４０と第三クラッチギヤ４１をスプライン嵌合し、第二ギヤ筒軸６１を遊嵌している。第二ギヤ筒軸６１には大ギヤ４２と小ギヤ５３を形成し、大カウンタギヤ５４と小カウンタギヤ５５を形成したカウンタギヤ９２を遊嵌している。
【００２１】
第一ギヤ筒軸４３には可動シフトキー９０を装着したキーシフト軸４９をスライド可能に嵌合し、ベベルギヤ軸５８の軸端を遊嵌している。この第一ギヤ筒軸４３には、第四ギヤ４４と第四クラッチギヤ４６と第五クラッチギヤ４７と第六クラッチギヤ４８と第五ギヤ５２を装着している。ベベルギヤ軸５８には、シフトギヤ５６と第七ギヤ５７をスプライン嵌合している。
【００２２】
可動シフトキー９０の支点９１は、ギヤの組み合わせで変速比が増速から同速のように変速比の小さな側に設けることで、変速時のスライド荷重を低下出来る。また、可動シフトキー９０が係合する第四クラッチギヤ４６と第五クラッチギヤ４７と第六クラッチギヤ４８を軸方向に僅かに移動可能にガタを持たせることで、シフト係合の位置移動が容易に行える。
【００２３】
前記第一メイン軸３５から第二ギヤ３６と第三ギヤ３７を介して駆動される第二メイン軸３８の回転は、第一クラッチギヤ３９から第四クラッチギヤ４６を介して第一ギヤ筒軸４３に伝動されるか、カウンタギヤ軸８９のカウンタギヤ４５と第四ギヤ４４を介して第一ギヤ筒軸４３に伝動されるか、第二クラッチギヤ４０から第五クラッチギヤ４７に伝動されるか、第三クラッチギヤ４１から第六クラッチギヤ４８に伝動されるかして第一ギヤ筒軸４３が回転される。この伝動経路の変更は、シフトアーム５０の回動でキーシフト軸４９を軸方向へスライドして第一ギヤ筒軸４３が前進三段と後進一段に変速され、キーシフト軸４９の一方の端面は第二ギヤ３６の端面である第一規制面５１に当り、他方の端面はベベルギヤ軸５８の端面である第二規制面６０に当たってシフト幅が決まるので、変速レバーにシフト規制具を設ける必要が無い。
【００２４】
第一ギヤ筒軸４３の回転は、第五ギヤ５２から大ギヤ４２に伝動されて第二ギヤ筒軸６１が回転され、シフトギヤ５６のシフトによって第五ギヤ５２とシフトギヤ５６が噛み合うとベベルギヤ軸５８が駆動される。ベベルギヤ軸５８の回転は、ベベルギヤ５９で後輪６，６の後輪駆動ベベルギヤ６８を駆動する。シフトギヤ５６をシフトして小ギヤ５３と噛み合わせると、第二ギヤ筒軸６１の回転がベベルギヤ軸５８に伝動される。
【００２５】
ベベルギヤ軸５８にスプライン嵌合する第七ギヤ５７の回転は、カウンタギヤ９２の小カウンタギヤ５５と大カウンタギヤ５４で前輪駆動軸７７に固着の第八ギヤ７３に伝動される。
【００２６】
前輪駆動軸７７の軸端が第一ミドルケース３ｂに軸支した第九ギヤ７８にスプライン嵌合され、この第九ギヤ７８が前輪増速クラッチ軸８８の第十ギヤ８１に噛み合っている。
前輪増速クラッチ軸８８と並行して前カウンタ軸８５が前輪駆動軸７７の軸心上に軸支され、前輪増速クラッチ軸８８に装着の油圧前輪増速クラッチ８０の同速ギヤ８３と増速ギヤ８２がそれぞれ前カウンタ軸８５の前第一カウンタギヤ８４と前第二カウンタギヤ７９と噛み合い、油圧前輪増速クラッチ８０のクラッチ作動で前カウンタ軸８５を同速或は増速して駆動する。この前カウンタ軸８５の回転が前輪５，５の回転となる。前輪増速クラッチ軸８８には、油圧前輪増速クラッチ８０内にオイルを供給する軸方向のオイル供給穴７６を設け、軸端側のオイル供給口７４からオイルを圧送するようにしている。オイル供給穴７６の軸端面側には排出口７５を開口してオイルに含まれる異物を排出する。なお、油圧前輪増速クラッチ８０は前カウンタ軸８５の上側に設けることで、第一ミドルケース３ｂの最低地上高を高くできている。
【００２７】
第一ミドルケース３ｂの油圧前輪増速クラッチ８０の上部には、図５と図６に示すように、ミッションケース３内へオイルを供給するメインオイル供給口９４を設けてブリザード穴を設けた供給栓９５で閉鎖している。そして、第一メイン軸３５の軸受けを支持する内肉部に第二ギヤ３６が飛散するオイル粉末を防ぐように遮蔽壁９３を形成して、供給栓９５のブリザード穴からオイルが漏れないようにしている。
【００２８】
前記第二メイン軸３８の軸端はＰＴＯカウンタ軸６３の軸端とスリーブ６２で連結されて回転が伝動されている。ＰＴＯカウンタ軸６３には、ＰＴＯ第一ギヤ６４とＰＴＯ第二ギヤ６５とＰＴＯ第三ギヤ６９が形成され、ＰＴＯ軸４に遊嵌したＰＴＯ第四ギヤ６６がＰＴＯ第一ギヤ６４と噛み合い、ＰＴＯ軸４にスライド可能に設けるＰＴＯクラッチギヤ６７をＰＴＯ第四ギヤ６６に係合するかＰＴＯ第二ギヤ６５に噛み合わせるかでＰＴＯ軸４の回転を変速する。ＰＴＯ第三ギヤ６９は反転軸７２に遊嵌した反転ギヤ１０６の反転第一ギヤ７０が噛み合って、この反転ギヤ１０６の反転第二ギヤ７１が前記ＰＴＯクラッチギヤ６７と噛み合うとＰＴＯ軸４を逆転駆動するようになる。
【００２９】
図７は、変速用ギヤシフトフォーク９６の実施例で、ギヤシフトフォーク９６のフォークボス部９７を外嵌するステー９８に標準位置決め溝９９ａ，９９ｂ，９９ｃとサブ位置決め溝１００ａ，１００ｂ，１００ｃを形成し、それぞれの溝へ係合するメインボール１０１とサブボール１０３をメインばね１０２とサブばね１０４で押圧している。なお、サブ位置決め溝１００ａ，１００ｂ，１００ｃの溝幅を標準位置決め溝９９ａ，９９ｂ，９９ｃの溝幅よりも広くしてサブボール１０３との遊びを大きくしている。この構成で、シフト負荷を大きくしないでギヤ抜けを防止できる。
【００３０】
図８は、変速用ギヤシフトフォーク９６の別実施例で、変速ギヤ側からギヤシフトフォーク９６に加わるシフト外力が特に強い変速位置（この例では標準位置決め溝９９ｂ位置）に対応して抜け防止溝１０５を設けてサブボール１０３をブばね１０４で押圧している。この抜け防止溝１０５の溝幅は標準位置決め溝９９ａ，９９ｂ，９９ｃの溝幅と同一或は若干広めにしても良い。
【００３１】
図９は、油圧前輪増速クラッチ８０をメカ前輪増速クラッチ１１０に置き換えた実施例を示し、前輪駆動軸７７の第九ギヤ７８から前メカクラッチ軸１１４の第十ギヤ８１へ伝動し、メカ前輪増速クラッチ１１０の第十一ギヤ１１７と第十二ギヤ１１９から前カウンタ軸８５の第十三ギヤ１１８と第十四ギヤ１２０へそれぞれ伝動するように切り換える。メカ前輪増速クラッチ１１０はアーム１２２の回動で作用するカム１２３によって、四輪同速駆動→二輪駆動→前輪増速駆動に切り換える。
【００３２】
そして、アーム１２２の回動をフロントアクスルのナックルアームの動きと連動させると、操縦ハンドルの旋回角を大きくするに従って、滑らかに四輪同速から前輪増速駆動に切り換る。
【００３３】
なお、メカ前輪増速クラッチ１１０を前カウンタ軸８５の上側に配置することで、ミッションケースの拡大を防ぎ、ミッションケース底部の地上高さを高く出来る。
なお、アーム１２２の回動を操作する前輪クラッチレバーを設け、四輪同速駆動と二輪駆動と前輪増速駆動で固定可能にすると、路上走行を二輪駆動にすることも出来る。
【００３４】
図１０と図１１は、キーシフト方式の前輪増速クラッチにおいて変速キーを移動させるソレノイドにオン・オフ信号を送るスイッチ作動部の構成を示している。図１０に示す如く、ステアリングハンドルの回転に同期して回転する旋回センサ軸１２５に旋回カム１２６を回転可能に外嵌し、ライニング１２７とスプリング１２８とネジ１２９で旋回カム１２６の旋回センサ軸１２５に対する回転に抵抗を与えるようにしている。旋回カム１２６の外周カム面１３１に旋回スイッチ１３０を当接している。
【００３５】
ステアリングハンドルを回すと、図１１に示すごとく、ステアリングハンドルの回転に伴う旋回スイッチ１３０のオン・オフ状態が切り換わる。旋回スイッチ１３０がオンになると前輪増速になり、オフになると同速になる。（ａ）はステアリングハンドルが直進状態で、旋回センサ軸１２５と旋回カム１２６が正規位置で旋回スイッチ１３０がオフで、四輪同速である。（ｂ）はステアリングハンドルを約１回転させた状態で、旋回スイッチ１３０が押され始める。（ｃ）はステアリングハンドルを約１．２回転させた状態で、旋回スイッチ１３０が完全にオンされて前輪増速になる。（ｄ）はステアリングハンドルを約１．５回転させた状態で、旋回スイッチ１３０が外周カム面１３１の第一直角部１３２に当たる。（ｅ）はステアリングハンドルをさらに約１．７５回転させた状態で、旋回カム１２６が旋回スイッチ１３０の抵抗で回らず旋回センサ軸１２５のみが回転する。（ｆ）はステアリングハンドルを約１．６回転に戻した状態で、旋回スイッチ１３０がオフになり始める。（ｇ）はステアリングハンドルを約１．５回転に戻した状態で、旋回スイッチ１３０が完全にオフとなる。（ｈ）はステアリングハンドルを約０．５回転に戻した状態で、旋回スイッチ１３０が外周カム面１３１の第二直角部１３３に当たる。（ｉ）はステアリングハンドルを直進に戻した状態で、旋回カム１２６が旋回スイッチ１３０の抵抗で回らず旋回センサ軸１２５のみが回転して位置ずれが修正される。
【００３６】
従って、ステアリングハンドルを回し始め直進状態に近い段階で同速から前輪増速に切り換え、逆に、ステアリングハンドルを最大旋回から戻し始めると、早い段階で前輪増速から同速に切換るようになる。
【００３７】
図１２と図１３は、キーシフト方式の前輪増速クラッチにおいて変速キーを移動させるソレノイドにオン・オフ信号を送る構成の別実施例を示している。
図１２において、第一カム面１３５と第二カム面１３６を形成した旋回センサプレート１３４を枢支軸１４５で枢支し、ステアリングハンドルの旋回部に連動ロッド１３９で連結している。第一カム面１３５には狭い幅で谷部を形成し、第二カム面１３６には広い幅で谷部を形成し、両谷部に第一スイッチ１３７と第二スイッチ１３８が接触し、谷部から隆起部に押し上げられるとスイッチがオンになる。両谷部の中間に第一スイッチ１３７と第二スイッチ１３８が接触する状態が直進状態で、ステアリングハンドルを旋回操作して旋回センサプレート１３４左右に回すと、最初に第一スイッチ１３７がオンし、次に第二スイッチ１３８がオンすることになる。
【００３８】
図１３は、変速キーを移動させるソレノイド１４４の駆動回路で、前記第一スイッチ１３７と第二スイッチ１３８、第一リレー１４０と第二リレー１４３、第一ダイオード１４１と第二ダイオード１４２で構成し、第一スイッチ１３７がオンすると四輪駆動になり第二スイッチ１３８がオンすると前輪増速駆動になる。
【００３９】
従って、ステアリングハンドルが直進から少し旋回すると四輪駆動となりさらに大きく旋回すると前輪増速駆動になり、逆にステアリングハンドルの大きな旋回から少し戻すと前輪増速駆動から四輪駆動になり、直進状態に近く戻すと二輪駆動に切換るようになる。このことで、変速キーの切換スライドにと伴う変速ギヤの異音発生を少なく出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施例のトラクタの全体側面図である。
【図２】フロントステアリング機構の平断面図である。
【図３】フロントステアリング機構の側面図である。
【図４】ミッションケースの展開側断面図である。
【図５】ミッションケースの一部拡大断面図である。
【図６】ミッションケースの一部拡大正面図である。
【図７】変速シフトフォークの拡大断面図である。
【図８】別実施例の変速シフトフォークの拡大断面図である。
【図９】別実施例のミッションケースの拡大断面図である。
【図１０】前輪増速クラッチの旋回操作感知構成の実施例断面図である。
【図１１】前輪増速クラッチの旋回操作感知構成の旋回感知作用図である。
【図１２】前輪増速クラッチの旋回操作感知構成の別実施例側面図である。
【図１３】前輪増速クラッチの旋回操作感知構成の別実施例電気回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
５  車輪（前輪）
１３，１４  左右アクスルブラケット
１５  ステアリングフレーム
１６  ピットマンアーム
１７  ステアリングシリンダ
２２  車軸ケース
２５，２６  連結リンク
【図１】
2010076645.tif 000003
【図２】
2010076645.tif 000004
【図３】
2010076645.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010076645.tif 000011
【図１０】
2010076645.tif 000012
【図１１】
2010076645.tif 000013
【図１２】
2010076645.tif 000014
【図１３】
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