(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミッションケースに支持するステアリング入力軸と中間軸とステアリング出力軸とを介して、前記ステアリング入力軸の上端に取付けられたステアリングホイールの回転を、前記ステアリング出力軸に伝達してなる乗用移動農機における操舵装置において、
前記ミッションケース内に、ミッションケースの内壁面より突設形成され、前記中間軸を貫通させる貫通孔を有する軸支部と、
該軸支部の上面に設けられ、前記ステアリング入力軸を支持する第１の軸受部と、
前記軸支部の下面に設けられ、前記ステアリング出力軸を支持する第２の軸受部と、を備えた、
ことを特徴とする乗用移動農機における操舵装置。
【請求項２】
前記ステアリング入力軸から前記中間軸に回転を伝達するように、該ステアリング入力軸の下端と該中間軸の上側とを連結する第１の歯車機構を前記軸支部の上方に配設し、かつ前記中間軸から前記ステアリング出力軸に回転が伝達するように、該中間軸の下側と該ステアリング出力軸の上端とを連結する第２の歯車機構を前記軸支部の下方に配設した、
ことを特徴とする請求項１記載の乗用移動農機における操舵装置。
【請求項３】
前記軸支部は、前記第１の軸受部および前記第２の軸受部を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の乗用移動農機における操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば乗用田植機などの乗用移動農機に係り、詳しくはステアリング入力軸、ステアリング減速機構およびステアリング出力軸を介して車輪にステアリングホイールの操舵力を伝達させるようにした操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の乗用移動農機における操舵装置には、例えば図７に示すようにステアリングホイール１と、このステアリングホイール１の操向操作により回転させられる上側ステアリングシャフト２と、この上側ステアリングシャフト２の回転に伴って駆動力を発生するトルクジェネレータ３と、このトルクジェネレータ３の駆動力に基づいて回転し、ミッションケース４内に第１ギヤ５ａを有する下側ステアリングシャフト５と、この下側ステアリングシャフト５の回転力が第１ギヤ５ａに噛合する第２ギヤ６ａを介して伝達されるカウンタシャフト６と、このカウンタシャフト６の外周のギヤ６ｂに噛合するセクタギヤ７ａによってカウンタシャフト６の回転が伝達されるセクタシャフト７と、ミッションケース４の外部に突設したセクタシャフト７の下端に取付けられたピットマンアーム８とが備えられている。
【０００３】
また、このピットマンアーム８の先端には、ドラッグリンク（図示省略）を介して図示を省略したフロントアクスルに連設されており、このフロントアクスルを介して左右の前輪を操舵するように構成されている。
【０００４】
ところで、カウンタシャフト６を回転自在に支持しているカウンタ軸支持部４ａは、図８および図９に示すようにミッションケース４の一内壁面から突設されて形成されている。同様にセクタシャフト７を回転自在に支持しているセクタ軸支持部４ｂは、図８および図９に示すようにカウンタ軸支持部４ａよりも下方のミッションケース４の一内壁面から突設されて形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の乗用移動農機における操舵装置は、第２ギヤ６ａに噛合している第１ギヤ５ａを有する下側ステアリングシャフト５がトルクジェネレータ３の駆動力に基づいて回転するとともに、操向時には下側ステアリングシャフト５の回転力がカウンタシャフト６を介してセクタシャフト７に伝達され、さらにセクタシャフト７からピットマンアーム９を介して車輪を操向させるようにしたので、下側ステアリングシャフト５にはトルクジェネレータ３の駆動力に基づく捻じれが作用するとともに、セクタシャフト７にはカウンタシャフト６を介して作用する下側ステアリングシャフト５の回転力および操向時の車輪からの反力が作用する。
【０００６】
このため、下側ステアリングシャフト５およびセクタシャフト７の強度を確保する必要があり、そのためには下側ステアリングシャフト５およびセクタシャフト７の長さを短くする必要があった。ところが、下側ステアリングシャフト５およびセクタシャフト７の長さを短くすると、セクタ軸支持部４ｂがギヤ６ａと当接してしまうという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、ミッションケースの内壁面から突設する軸支部のそれぞれの面でステアリング入力軸およびステアリング出力軸を支持するようにして、ステアリング入力軸の長さを短くして捻じれに対する軸強度を確保するようにした乗用移動農機における操舵装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る乗用移動農機における操舵装置では、ミッションケース（１５）に支持するステアリング入力軸（２７）と中間軸（２８）とステアリング出力軸（２９）とを介して、前記ステアリング入力軸（２７）の上端に取付けられたステアリングホイール（２３ａ）の回転を、前記ステアリング出力軸（２９）に伝達してなるものであって、
前記ミッションケース（１５）内に、ミッションケース（１５）の内壁面より突設形成され、前記中間軸（２８）を貫通させる貫通孔（１５ｄ）を有する軸支部（１５ｃ）と、前記軸支部（１５ｃ）の上面に設けられ、前記ステアリング入力軸（２７）を支持する第１の軸受部（１５ｆ）と、前記軸支部（１５ｃ）の下面に設けられ、前記ステアリング出力軸（２９）を支持する第２の軸受部（１５ｇ）とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記ステアリング入力軸（２７）から前記中間軸（２８）に回転を伝達するように、該ステアリング入力軸（２７）の下端と該中間軸（２８）の上側とを連結する第１の歯車機構（２７ａ，２８ａ）を前記軸支部（１５ｃ）の上方に配設し、かつ前記中間軸（２８）から前記ステアリング出力軸（２９）に回転を伝達するように、該中間軸（２８）の下側と該ステアリング出力軸（２９）の上端とを連結する第２の歯車機構（２８ｂ，２９ａ）を前記軸支部（１５ｃ）の下方に配設した。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、前記軸支部（１５ｃ）は、前記第１の軸受部（１５ｆ）および第２の軸受部（１５ｇ）を有する。
【００１１】
［作用］
以上の構成の請求項１によると、軸支部（１５ｃ）の上面に設けられた第１の軸受部（１５ｆ）にステアリング入力軸（２７）やステアリングホイール（２３ａ）の重量などが下向きの力となって作用し、軸支部（１５ｃ）の下面に設けられた第２の軸受部（１５ｇ）にステアリング出力軸（２９）などによって上方に突き上げられるような上向きの力が作用する。これにより、軸支部（１５ｃ）において上述の下向きの力と上向きの力とが適度に相殺される。
【００１２】
なお、上述の括弧内の符号は、図面を対照するためのものであって、この発明の構成を何ら限定するものではない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る操舵装置を示す全体概略構成図、図２は、この発明の第１の実施の形態に係る操舵装置を含むミッション部分を示す断面図、図３は、操舵装置の要部を示す底面図、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この発明の要部を示す断面図、図５は、ミッション部分を示す展開断面図、図６は、乗用移動農機を示す全体構成図である。乗用移動農機である乗用田植機１０は、図６に示すように操舵装置１１によって操舵される車輪である前輪１２ａおよび後輪１２ｂによって支持されている走行機体１３を有している。この走行機体１３の前部にはエンジン１４およびミッションケース１５（図１，図２参照）が搭載されるとともに、後部には運転席１６ａを有する運転台１６が配置されている。また走行機体１３の後方にはリンク１７を介して植付け部１８が昇降自在に支持されており、かつこの植付け部１８には苗載せ台１９、プランタ２０およびフロート２１が取付けられている。
【００１５】
そして、エンジン１４の出力軸１４ａとミッションケース１５の入力軸１５ａとの間にはベルト式無段変速装置２２が配置されている。
【００１６】
この発明の操舵装置は、ミッションケースに支持するステアリング入力軸と、中間軸と、ステアリング出力軸とを介して、ステアリング入力軸の上端側に取付けられたステアリングホイールの回転を、ステアリング出力軸の下端側に取付けられた車輪に伝達するようにしたものであって、前記ミッションケース内に、ミッションケースの内壁面より突設形成され、前記中間軸を貫通させる貫通孔を有する軸支部と、前記軸支部の上面に設けられ、前記ステアリング入力軸を支持する第１の軸受部と、前記軸支部の下面に設けられ、前記ステアリング出力軸を支持する第２の軸受部とを備えたものである。
【００１７】
すなわち、操舵装置１１は、上端にステアリングホイール２３ａを有し、ミッションケース１５に回転可能に支持される上側ステアリングシャフト２３と、この上側ステアリングシャフト２３に第１ジョイント２４を介して連結されるトルクジェネレータ２５と、このトルクジェネレータ２５に第２ジョイント２６を介して連結されるステアリング入力軸である下側ステアリングシャフト２７と、下側ステアリングシャフト２７の回転を伝達するために第１ギヤ２７ａに噛合する第２ギヤ２８ａを有する中間軸であるカウンタシャフト２８と、このカウンタシャフト２８の外周の第３ギヤ２８ｂに噛合するセクタギヤ２９ａによってカウンタシャフト２８の回転が伝達されるステアリング出力軸であるセクタシャフト２９と、このセクタシャフト２９のミッションケース１５の外部に突出する下端に取付けられたピットマンアーム３０とを備えている。
【００１８】
また、このピットマンアーム３０の先端には、ドラッグリンク６１を介して図示を省略したフロントアクスルに連設されており、このフロントアクスルを介して左右の前輪１２ａ，１２ａを操舵するように構成されている。
【００１９】
ところで、下側ステアリングシャフト２７は、図４（ａ）に示すようにミッションケース１５内に第１ギヤ２７ａを有するように下端側がミッションケース１５の上側軸受部１５ｂとミッションケース１５の隣り合う２内壁面から一体に突設する軸支部１５ｃの第１の軸受部１５ｆ（図４参照）とによって回転可能に支持されている。これにより下側ステアリングシャフト２７の下部には油圧ポンプ駆動軸３１の配設が可能となっている。
【００２０】
また、カウンタシャフト２８は、図４（ｂ）に示すように軸支部１５ｃに穿設された貫通孔１５ｄを貫通し、かつ上側軸受部１５ｂと下側軸受部１５ｅとの間に回転可能に支持されている。
【００２１】
同様に、セクタシャフト２９は、図４（ｃ）に示すように軸支部１５ｃの第２の軸受部１５ｇと下側軸受部１５ｅとの間に回転可能に支持されている。
【００２２】
また、ミッションケース１５内には、ミッション入力軸３２が回転自在に支持されており、このミッション入力軸３２の外部突出部分にはベルト式無段変速装置２２の従動プーリ３３の固定シーブ３３ａのボス部３３ｂが回動自在に支持されている。また、上記ボス部３３ｂには可動シーブ３３ｃのボス部３３ｄがキーに沿って摺動自在に支持されており、この可動シーブ３３ｃのボス部３３ｄには変速操作用カム３４が支持されている。この変速操作用カム３４は、ローラ支持体３５に回転自在に支持されているローラ３５ａと当接している端面カム部３４ａを有するとともに、外径方向に伸びるアーム部３４ｂを有している。そして、変速操作用カム３４は図示を省略した駆動プーリ側の変速操作用カム（図示せず）と連結されて一体に連動するようになっている。
【００２３】
上記ベルト式無段変速装置２２は、駆動プーリ（図示省略）、従動プーリ３３およびこれら駆動プーリと従動プーリ３３とに巻き掛けられているＶベルト３６などを備えている。
【００２４】
一方、ミッションケース１５は、図５に符号Ｘで示された部分から左右を２つに分割可能に形成されるとともに、左ケース部１５ｌに右ケース部１５ｒを螺着させ、これを機体フレーム（図示省略）に取付けたもので、内部にミッション入力軸３２が貫通支持されている。このミッション入力軸３２の左ケース部１５ｌの内部挿入部分には外周軸３７が回転自在に嵌挿されており、ミッション入力軸３２の先端部３２ａは右ケース部１５ｒにベアリング３８によって回転自在に支承されている。
【００２５】
そして、ミッション入力軸３２の先端部３２ａと外周軸３７との間にはメインクラッチ３９が設けられ、このメインクラッチ３９を接離させてミッション入力軸３２の回転を外周軸３７に伝達させたり、切断させたりしている。また、ミッションケース１５には、走行用変速機構４０および植付け用変速機構４１が設けられている。
【００２６】
このうちの走行用変速機構４０は、ミッション入力軸３２の回転を走行用第１軸４２に伝達させるために外周軸３７と走行用第１軸４２との間に噛合する第１変速ギヤ群４３と、走行用第１軸４２に伝達された回転を走行用第２軸４４に伝達させるために両軸４２，４４間に噛合する第２変速ギヤ群４５とを備えている。
【００２７】
この走行用第２軸４４の左ケース部１５ｌ側の一端に前輪駆動ギヤ４６が取付けられている。この前輪駆動ギヤ４６には、走行用第２軸４４にほぼ平行して配設されている前輪駆動軸４７に設けられたデファレンシャル４８のデフリングギヤ４８ａが噛合している。すなわち、このデファレンシャル４８は、前輪駆動軸４７の左側駆動軸４７ｌの先端にかさ歯車４８ｂを固定するとともに、このかさ歯車４８ｂに対向するように右側駆動軸４７ｒの先端にかさ歯車４８ｃを固着し、これら両かさ歯車４８ｂと４８ｃとの間に軸４８ｄに回転自在に支持されたかさ歯車４８ｅ，４８ｆを対向させた構成である。なお、前輪駆動ギヤ４６と、この前輪駆動ギヤ４６に噛合しているデフリングギヤ４８ａとによって前輪動力伝達手段が構成されている。
【００２８】
また、走行用第２軸４４には、右側駆動軸４７ｒに回転自在に支持された左旋回ギヤ４９ｌに噛合している第１ギヤ５０ａが取付けられるとともに、右側駆動軸４７ｒに回転自在に支持された右旋回ギヤ４９ｒに噛合している第２ギヤ５０ｂが取付けられている。
【００２９】
また、左旋回ギヤ４９ｌおよび右旋回ギヤ４９ｒにはそれぞれ爪４９ａ，４９ｂが設けられ、この爪４９ａ，４９ｂのいずれかにクラッチ爪５１を噛合させて前輪駆動軸４７に走行用第２軸４４の回転を伝達させるように構成している。
【００３０】
さらに、走行用第２軸４４の右ケース部１５ｒ側の他端には、これに直角に後輪走行用ＰＴＯ軸５３が配設されるとともに、走行用第２軸４４の他端と後輪走行用ＰＴＯ軸５３の一端とをベベルギヤによって構成される後輪動力伝達手段としての後輪駆動ギヤ群５２を介して噛合している。これにより前輪駆動軸４７と直交配置される後輪走行用ＰＴＯ軸５３はデファレンシャル４８を回避して配設されることになる。
【００３１】
また、植付け用変速機構４１は、ミッション入力軸３２の回転を植付け用第１軸５４に伝達させるために外周軸３７と植付け用第１軸５４との間に噛合する第１株間変速ギヤ群５５と、植付け用第１軸５４に伝達された回転を植付け用第２軸５６に伝達させるために両軸５４，５６間に噛合する第２株間変速ギヤ群５７とを備えている。
【００３２】
植付け用第２軸５６のほぼ中央で、右ケース部１５ｒ側には、植付け用第２軸５６に直角に植付け用ＰＴＯ軸５８が配設されるとともに、植付け用第２軸５６から植付け用ＰＴＯ軸５８へと回転を伝達するために両者の間を噛合するようにベベルギヤによって構成される植付け部駆動ギヤ群５９が設けられている。なお、植付け用ＰＴＯ軸５８と走行用ＰＴＯ軸５３とは、図２に示すようにミッションケース１５の右ケース部１５ｒ側に、しかも同一の方向に向けて配設されている。これによりミッションケース１５の一方のケース部のみに植付け用ＰＴＯ軸５８または走行用ＰＴＯ軸５３を回転自在に支持する軸受の孔を加工すればよく、両方のケース部にそれぞれのＰＴＯ軸５３，５８を支持するための孔を加工する必要がなく、正確な位置合わせ加工をする必要がなくなる。
【００３３】
なお、図中、６０は、クラッチ爪５１をスライドさせるために左ケース部１５の下面に設けられたシフトシャフトである。
【００３４】
次に、作用について説明する。
【００３５】
エンジンの回転は、ベルト式無段変速装置２２に伝達され、従動側プーリ３３を回転させることになる。そして、従動側プーリ３３の回転は、ミッション入力軸３２に伝達され、メインクラッチ３９が接続されている場合においては、外周軸３７を回転させることになる。この外周軸３７の回転は、第１変速ギヤ群４３を介して走行用第１軸４２に伝達されるとともに、第１株間変速ギヤ群５５を介して植付け用第１軸５４に伝達される。
【００３６】
さらに、走行用第１軸４２に伝達された回転は、第２変速ギヤ群４５を介して走行用第２軸４４に伝達され、走行用第２軸４４から前輪駆動軸４７に前輪駆動ギヤ４６およびデファレンシャル４８を介して伝達される。また、走行用第２軸４４の回転は、第１ギヤ５０から左旋回ギヤ４９ｌに、さらに第２ギヤ５０ｂから右旋回ギヤ４９ｒに伝達される。
【００３７】
この場合、走行機体１３を直進させる場合に、左旋回ギヤ４９ｌおよび右旋回ギヤ４９ｒは、共に空転して走行用第２軸４４の回転が右側駆動軸４７ｒに伝達されず、前輪駆動ギヤ４６およびデファレンシャル４８を介して走行用第２軸４４の回転がデフリングギヤ４８ａに伝達されるのみとなり、このデフリングギヤ４８ａによって走行用第２軸４４の回転が前輪駆動軸４７に伝達される前輪駆動軸４７に回転が伝達される。
【００３８】
また、例えば右旋回する時は、図示を省略したハンドルの切れ角によりシフトシャフト６０が右側にスライドし、同時にクラッチ爪５１が右旋回ギヤ４９ｒの爪４９ｂに噛合し、デファレンシャル４８を介さないで直接前輪駆動軸４７に動力を伝達し右前輪１２ａを駆動する。
【００３９】
一方、前輪駆動ギヤ４６によりデフリングギヤ４８ａを駆動し、デファレンシャル４８の差動作用により左側駆動軸４７ｌを右側駆動軸４７ｒより速く回転させて左前輪１２ａを駆動させるようにする。
【００４０】
走行用第２軸４４の回転は、後輪駆動ギヤ群５２を介して後輪走行用ＰＴＯ軸５３に伝達される。
【００４１】
また、ステアリングホイール２３ａを操舵することにより上側ステアリングシャフト２３が回転する。そして、トルクジェネレータ２５は、上側ステアリングシャフト２３の回転に基づき、油圧に倍加した力を下側ステアリングシャフト２７に伝達することになる。
【００４２】
この下側ステアリングシャフト２７に伝達された回転は、第１ギヤ２７ａから第２ギヤ２８ａを介してカウンタシャフト２８に伝達され、さらにカウンタシャフト２８の第３ギヤ２８ｂからセクタギヤ２９ａを介してセクタシャフト２９に伝達される。これによって下側ステアリングシャフト２７の回転速度が減速されてセクタシャフト２９に伝達され、ピットマンアーム３０をステアリングホイール２３ａの旋回方向に対応させて動作させる。
【００４３】
そして、ピットマンアーム３０に連結したドラッグリンク６１によりフロントアクスルを介して前輪１２ａの舵取りを行うようにしている。
【００４４】
上述したように下側ステアリングシャフト２７の下端をミッションケース１５の内壁面より突設されている軸支部１５ｃによって回転可能に支持するとともに、セクタシャフト２９の上端を軸支部１５ｃにより回転可能に支持するようにしたので、下側ステアリングシャフト２７の長さを短くでき、下側ステアリングシャフトをフロントアクスルより大幅に前方に突出させることがない。これによりエンジン位置も後方に下げることができ、オーバハングを短くすることができる。また、下側ステアリングシャフト２７の長さを短くすることによりトルクジェネレータ２５の駆動力により捩られる下側ステアリングシャフト２７の強度を確保することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、ミッションケース内に、該ミッションケースの内壁面から突設する軸支部の上面に設けられた第１の軸受部によってステアリング入力軸を回転可能に支持するとともに、軸支部の下面に設けられた第２の軸受部によってステアリング出力軸を回転可能に支持し、かつ中間軸を前記軸支部の貫通孔を貫通させ、前記ステアリング入力軸の回転を前記軸支部の貫通孔を貫通する中間軸を介在させて第１の歯車機構および第２の歯車機構によって前記ステアリング出力軸に伝達させるように構成したので、前記ステアリング入力軸および該ステアリング出力軸の長さを短くでき、ステアリング入力軸およびステアリング出力軸に作用する捩れ力に対する強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る操舵装置を示す全体概略構成図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態に係る操舵装置を含むミッション部分を示す断面図である。
【図３】図２のミッションケースの要部を示す断面図である。
【図４】この発明のミッションケース部分を示し、（ａ）は下側ステアリングシャフトの支持部分を示す断面図、（ｂ）は、カウンタシャフトの支持部分を示す断面図、（ｃ）はセクタシャフトの支持部分を示す断面図である。
【図５】ミッション部分を示す展開断面図である。
【図６】乗用移動農機を示す全体構成図である。
【図７】従来の乗用移動農機における操舵装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】従来のミッションケースの構造を示す断面図である。
【図９】図８の要部を抽出して示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１５      ミッションケース
１５ｃ    軸支部
１５ｄ    貫通孔
１５ｆ    第１の軸受部
１５ｇ    第２の軸受部
２３ａ    ステアリングホイール
２７      ステアリング入力軸（下側ステアリングシャフト）
２７ａ    第１の歯車機構（第１ギヤ）
２８      中間軸（カウンタシャフト）
２８ａ    第１の歯車機構（第２ギヤ）
２８ｂ    第２の歯車機構（第３ギヤ）
２９      ステアリング出力軸（セクタシャフト）
２９ａ    第２の歯車機構（セクタギヤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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