(57)【要約】【課題】  操向車輪が直進姿勢から設定角度以上に操向されることに連動して、旋回内側となる一方の非操向車輪のサイドクラッチを切り操作するよう構成した四輪駆動型作業車の操向構造において、塵埃や土の付着による悪影響を受けにくい状態でステアリング機構とサイドクラッチとを連係して、常に好適なサイドクラッチ自動操作機能を発揮させることができるようにする。【解決手段】  非操向車輪２およびサイドクラッチ１９を装備したミッションケース１１に、各サイドクラッチ１９を操作する一対の回動カム機構３７を装備し、回動カム機構３７を、外周にカム面を有する回動カム板３８とカム面に接当作用する揺動部材３９とで構成するとともに、ステアリング機構と左右の回動カム機構３７を連係部材４７で連動連結してある。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の操向車輪をデフ機構を介して駆動するとともに、左右の非操向車輪をそれぞれサイドクラッチを介して駆動するよう構成し、操向車輪のステアリング機構と左右のサイドクラッチを機械式に連動連結して、前記操向車輪が直進姿勢から設定角度以上に操向されることに連動して、旋回内側となる一方の非操向車輪のサイドクラッチを切り操作するよう構成した四輪駆動型作業車の操向構造であって、
前記非操向車輪およびサイドクラッチを装備したミッションケースに、各サイドクラッチを操作する一対の回動カム機構を装備し、前記回動カム機構を、外周にカム面を有する回動カム板と前記カム面に接当作用する揺動部材とで構成するとともに、前記ステアリング機構と左右の回動カム機構を連係部材で連動連結してあることを特徴とする四輪駆動型作業車の操向構造。
【請求項２】
前記回動カム機構の回動カム板を前記ミッションケースに貫通装着した操作軸のケース外方突出部位に取付けるとともに、この操作軸のケース内方挿入部位にサイドクラッチ操作アームを取付け、前記回動カム機構の前記揺動部材と前記ステアリング機構とを前記連係部材で連動連結してあることを特徴とする請求項１記載の四輪駆動型作業車の操向構造。
【請求項３】
前記回動カム板に、クラッチ切り作動した後の操向車輪の更なる操向作動に対してサイドクラッチを所定のクラッチ切り操作状態に維持する安定カム面を前記回動カム板のカム面に備えてあることを特徴とする請求項１または２記載の四輪駆動型作業車の操向構造。
【請求項４】
前記操作軸を前記ミッションケースに前後方向に向けて貫通装着してあることを特徴とする請求項２または３記載の四輪駆動型作業車の操向構造。
【請求項５】
前記ステアリング機構と前記回動カム機構とをワイヤ連係するとともに、前記操向車輪と前記非操向車輪との間にモーアを昇降可能に装着してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の四輪駆動型作業車の操向構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、草刈り機やトラクタなどの四輪駆動型の作業車に用いる操向構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪駆動型の草刈り機としては、左右の操向車輪である左右の前車輪をデフ機構を介して駆動するとともに、非操向車輪である左右の後車輪をそれぞれサイドクラッチを介して駆動するよう構成し、前車輪のステアリング機構と左右のサイドクラッチをリンク機構を介して連動連結して、前車輪が直進姿勢から設定角度以上に操向されることに連動して、旋回内側となる一方の後車輪のサイドクラッチを切り操作するよう構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７０８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前車輪の設定角度以上の操向に連動して旋回内側となる後車輪のサイドクラッチを自動的に切り操作する上記操向構造は、直進中および緩やかな機体操向時には四輪駆動で走行し、ステアリングハンドルを大きく回動操作すると自動的に三輪駆動による小回り旋回が行われることになり、未熟な運転者でも容易に乗りこなせることができる実用上の利点が大きいものであるが、作業条件によってはサイドクラッチ自動操作特性が多少変化するおそれがあった。
【０００４】
つまり、従来構造では、操向車輪が直進姿勢から設定角度未満の範囲で操向される間に旋回内側となる非操向車輪のサイドクラッチにクラッチ切り操力作が伝達されないようにするため、および、操向された際に旋回外側となる非操向車輪のサイドクラッチに逆方向の操作力が伝達されないようにするために、ステアリング機構とサイドクラッチとを連動連結するリンク機構中に操作力の伝達を不能にする融通としての長孔が形成されているのであるが、ステアリング機構とサイドクラッチとを連動連結するリンク機構は機体の下部に配備される関係で、リンク機構の長孔に塵埃や土が入って付着堆積することがあり、これが周囲の水分を吸収して固化してしまうと、長孔内をピンが円滑に移動しにくくなったり、長孔の端部に堆積物が固まって長孔の大きさが実質的に短くなってしまい、操向車輪の操向角度が設定角度未満であってもサイドクラッチ自動操作が行われてしまう状態がもたらされてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような点に着目してなされたものであって、塵埃や土の付着による悪影響を受けにくい状態でステアリング機構とサイドクラッチとを連係して、常に好適なサイドクラッチ自動操作機能を発揮させることができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、左右の操向車輪をデフ機構を介して駆動するとともに、左右の非操向車輪をそれぞれサイドクラッチを介して駆動するよう構成し、操向車輪のステアリング機構と左右のサイドクラッチを機械式に連動連結して、前記操向車輪が直進姿勢から設定角度以上に操向されることに連動して、旋回内側となる一方の非操向車輪のサイドクラッチを切り操作するよう構成した四輪駆動型作業車の操向構造であって、
前記非操向車輪およびサイドクラッチを装備したミッションケースに、各サイドクラッチを操作する一対の回動カム機構を装備し、前記回動カム機構を、外周にカム面を有する回動カム板と前記カム面に接当作用する揺動部材とで構成するとともに、前記ステアリング機構と左右の回動カム機構を連係部材で連動連結してあることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によると、直進走行時や操向車輪の操向角度が設定角度に達しない緩やかな機体旋回時には、左右のサイドクラッチは共に「クラッチ入り」状態に保持され、左右の非操向車輪は等速で駆動される。そして、操向車輪が設定角度以上に大きく操向されると、ステアリング機構の作動に連動して回動カム機構が機能し、旋回内側となる一方の非操向車輪のサイドクラッチだけが自動的に切り操作され、操向された左右の操向車輪と旋回外側となる他方の非操向車輪の三輪駆動状態で機体は操向車輪の操向された方向に小回り旋回してゆく。
【０００８】
この場合、操向車輪が直進姿勢から設定角度未満の範囲で操向される間に旋回内側となる非操向車輪のサイドクラッチにクラッチ切り操作力が伝達されないようにするための融通、および、操向された際に旋回外側となる非操向車輪のサイドクラッチに逆方向の操作力が伝達されないようにするための融通を回動カム機構における回動カム板の外周に形成するカム面の形状として容易に設定することができる。そして、カム面がカム板外周に形成されることで、例えカム面に塵埃や土が付着したとしても、周囲に開放されたカム面に対して相対移動する揺動部材との接触によって容易に脱落しやすい。
【０００９】
また、ストローク吸収用の融通機能を有する回動カム機構がミッションケースに装備されているので、回動カム機構とステアリング機構の連係構造は、連係部材に融通を介在することなく単純に連動連結するだけのものでよく、この融通のない連係構造に塵埃や土の付着による不具合が発生すおそれはない。
【００１０】
従って、第１の発明によると、塵埃や土の付着による悪影響を受けにくい状態でステアリング機構とサイドクラッチとを機械的に連動連結して、常に良好なサイドクラッチ自動操作機能を安定して発揮させることができる。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、
前記回動カム機構の回動カム板を前記ミッションケースに貫通装着した操作軸のケース外方突出部位に取付けるとともに、この操作軸のケース内方挿入部位にサイドクラッチ操作アームを取付け、前記回動カム機構の前記揺動部材と前記ステアリング機構とを前記連係部材で連動連結してあることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によると、操向車輪が設定角度以上に操向されると、揺動部材が回動カム板に対して移動することで、旋回内側のサイドクラッチに対応した一方の回動カム板部材だけが回動操作され、この回動カム板と操作軸を介して一体化されたクラッチ操作アームがミッションケース内で回動して、旋回内側となるサイドクラッチだけがクラッチ切り操作される。
【００１３】
従って、第２の発明によると、上記第１の発明を好適に実施することができる。
【００１４】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、
前記回動カム板に、クラッチ切り作動した後の操向車輪の更なる操向作動に対してサイドクラッチを所定のクラッチ切り操作状態に維持する安定カム面を前記回動カム板のカム面に備えてあることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によると、操向車輪が設定角度以上に操向されたサイドクラッチ切り領域では、旋回内側のクラッチ入り方向にバネ付勢されているサイドクラッチはクラッチ切り操作に必要な設定量だけしか操作されず、サイドクラッチが切られた後に更に大きく前車輪が操向されても操作荷重が大きくなるようなことはない。
【００１６】
従って、第３の発明によると、第１または第２の発明の上記効果をもたらすとともに、小回り旋回上記におけるステアリング操作を軽快に行うことができる。
【００１７】
第４の発明に係るは、上記第２または第３の発明において、
前記操作軸を前記ミッションケースに前後方向に向けて貫通装着してあることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によると、回動カム機構における回動カム板の外周に形成したカム面を、塵埃や土が付着堆積しにくい横向き姿勢や下向き姿勢で設けることができる。
【００１９】
従って、第４の発明によると、塵埃や土の付着による悪影響を更に受けにくい状態でステアリング機構とサイドクラッチとを連係して、常に好適なサイドクラッチ自動操作機能を発揮させることができる。
【００２０】
第５の発明に係るは、上記第１〜４のいずれか一つの発明において、
前記ステアリング機構と前記回動カム機構とをワイヤ連係するとともに、前記操向車輪と前記非操向車輪との間にモーアを昇降可能に装着してあることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によると、ステアリング機構と回動カム機構とを連動連結するレリーズワイヤなどのワイヤ連係部材を、上面に入力ギヤケースなどが突設されてるモーアが上昇される際に邪魔にならないように、走行車体の下部に任意の径路で配備することができる。
【００２２】
従って、第５の発明によると、ステアリング機構と回動カム機構とを連動連結する連動部材を走行車体の下部に配備しながらも、モーアの上昇高さを十分に確保することが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に、本発明に係る四輪駆動型作業車の一例である乗用型芝刈り機の全体側面図が示されている。この乗用型芝刈り機は、操向車輪としての前車輪１および非操向車輪としての後車輪２がそれぞれ駆動される四輪駆動型に構成された乗用型の走行車体３の下部に、前リンク４ａおよび後リンク４ｂからなる四連リンク機構４を介してモーア５が平行昇降操作可能に吊り下げ連結されるとともに、車体後部にモーア５で刈取った刈芝を集める集草容器６が連結された構造となっている。
【００２４】
走行車体３に備えられた左右一対の主フレーム７の前部には、左右に前車輪１を操向可能に装備した前車軸ケース８が前後軸心ａ周りにローリング可能に配備されるとともに、ボンネット９で覆われたエンジン１０が搭載され、また、主フレーム７の後部には、左右の後車輪２を装備したミッションケース１１が固着されている。また、主フレーム７の上部には、ステップ１２が搭載連結されるとともに、このステップ１２の後部に連設された左右フェンダ部１２ａの間に運転座席１３が配備されている。
【００２５】
図２に示すように、エンジン１０の出力が伝動軸１４を介してミッションケース１１の入力軸１５に伝達されて走行系と作業系に分岐され、その走行系動力は、ミッションケース１１の後端に連結配備された前後進切換え可能な油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）１６に入力され、この無段変速装置１６の出力軸１６ａから取り出された正転（前進用）あるいは逆転（後進用）の変速動力が、ギヤ伝動機構１７を介してカウンター軸１８に伝達され、このカウンター軸１８が左右のサイドクラッチ１９および減速ギヤ２０，２１を介して左右の後車軸２２に連動連結されている。また、無段変速装置１６の出力軸１６ａから取り出された動力の一部は、ギヤ伝動機構２３を介して前車輪駆動軸２４にも分岐伝達され、この前車輪駆動軸２４からミッションケース１１の前方に取り出された動力が、車体下部に沿って前方に延出配備された伝動軸２５ａ，２５ｂを介して前車軸ケース８の内装デフ機構３０に伝達され、前車輪１が後車輪２とが同調した速度で駆動されるようになっている。また、ミッションケース１１で分岐された作業系の動力は、ＰＴＯクラッチ２６を介してミッションケース１１の前面のＰＴＯ軸２７から取り出され、伝動軸２８を介してモーア５に伝達されるようになっている。
【００２６】
なお、図３，図５に示すように、前記ミッションケース１１の主部は走行車体３に対して左横側方に偏って配備されており、その偏在によって空けられた車体下方空間に、モーア５から放出された刈芝を集草容器６に導くダクト２９が配備されている。
【００２７】
図４に、左側の後車輪２に対するサイドクラッチ１９と、これの操作構造の正面図が示されている。このサイドクラッチ１９は、カウンター軸１８にシフト可能にスプライン装着されたクラッチ部材３１、カウンター軸１８に遊嵌支持された減速ギヤ２０と一体化したクラッチドラム３２、クラッチ部材３１とクラッチドラム３２にそれぞれ係合されて交互に積層された多数のクラッチディスク３３、クラッチ部材３１を図４において左方向にスライド付勢してクラッチディスク３３を圧接するバネ３４、等を備えた多板式クラッチに構成されている。なお、図示されていないが、右側の後車輪２に対するサイドクラッチ１９は、上記構造を左右勝手違いにした構造となっている。
【００２８】
上記サイドクラッチ１９は、通常は、クラッチ部材３１をバネ３４でシフトしてクラッチディスク３３を圧接することで、クラッチ部材３１からクラッチドラム３２へ動力を伝達し、ミッションケース１１に回動可能に軸支装着したサイドクラッチ操作アーム３５を図４において時計回り方向に回動操作して、クラッチ部材３１をバネ３４に抗して図４において右方にシフトさせることでクラッチディスク３３の圧接を解除してクラッチ部材３１からクラッチドラム３２への動力伝達を断つように構成されている。
【００２９】
ミッションケース１１の前面には操作軸３６が前後方向に向けて貫通支承され、この操作軸３６のケース内端部に前記サイドクラッチ操作アーム３５が固着されるとともに、操作軸３６を回動操作する回動カム機構３７がミッションケース１１の前面に装備されている。この回動カム機構３７は、前記操作軸３６のケース外端部に連結固定された回動カム板３８と、ミッションケース１１の前面に前後向きの支点ｘ周りに回動自在に支持されたベルクランク状の揺動部材３９とからなり、揺動部材３９が回動されることでその先端に備えられたローラ３９ａが回動カム板３８の外周に形成されたカム面Ｓに接当作用し、そのカム作用によって回動カム板３８が接当回動されるようになっている。なお、前記カム面Ｓには、クラッチ入り位置保持として円弧状の安定カム面s1と、クラッチ切り操作用の乗上がりカム面s2と、クラッチ切り位置保持用として円弧状の安定カム面ｓ３とが連続して備えられている。
【００３０】
そして、左右のサイドクラッチ１９に対応して備えられた左右の回動カム機構３７における揺動部材３９が前車輪１のステアリング機構４０に以下のように連動連結され、前車輪１の操向作動に連動して左右の回動カム機構３７が自動的に作動されるようになっている。
【００３１】
図５に示すように、この例ではステアリング機構４０として全油圧式のパワーステアリング機構が利用されている。つまり、前車軸ケース８の左右両端部に縦軸心ｐ周りに回動可能に装着された回動ケース４１に前車輪１が軸支装着されており、左右の回動ケース４１の上端に連結されたナックルアーム４２が、前車軸ケース８に沿って横架装着された両ロッド型ステアリングシリンダ４３のピストンロッド４３ａにタイロッド４４を介して連結されている。そして、前記ステアリングシリンダ４３はステアリングハンドル４５によって操作されるコントロールユニット４６に配管接続されており、ステアリングハンドル４５を回動操作してステアリングシリンダ４３が油圧作動されることで前車輪１がハンドル回動方向に操向されるようになっている。
【００３２】
そして、右側のナックルアーム４２と右側の回動カム機構３７の揺動部材３９とが連係部材としてのレリーズワイヤ４７を介して連動連結されるとともに、左側のナックルアーム４２と左側の回動カム機構３７の揺動部材３９とが同様にレリーズワイヤ４７を介して連動連結され、前車輪１が直進姿勢から右方向に操向されると、右側のナックルアーム４２によってレリーズワイヤ４７が引き操作されるとともに左側のナックルアーム４２に連結されたレリーズワイヤ４７が弛められ、逆に、前車輪１が直進姿勢から左方向に操向されると、左側のナックルアーム４２によってレリーズワイヤ４７が引き操作されるとともに右側のナックルアーム４２に連結されたレリーズワイヤ４７が弛められようになっている。また、各回動カム機構３７の揺動部材３９にはクラッチ入り位置に向けて揺動付勢する復帰用のバネ４８が装着されている。
【００３３】
上記構成によると、前車輪１の操向作動に連動して左右の回動カム機構３７を介してサイドクラッチ１９が以下のように自動操作される。
【００３４】
前車輪１が直進姿勢、あるいは、直進から右または左に設定角度（例えば、２０°）未満で操向されている場合には、揺動部材３９の揺動に伴ってローラ３９ａが円弧軌跡に沿って移動しても、回動カム板３８のカム面Ｓにおけるクラッチ入り位置保持用の安定カム面s1に沿って移動するだけで、回動カム板３８は「クラッチ入り」位置に保持されている。従って、直進走行中あるいは緩やかな機体操向に対して左右のサイドクラッチ１９は共に「クラッチ切り」状態に維持されて、四輪駆動での走行が行われる。
【００３５】
そして、例えば図６に示すように、前車輪１が直進姿勢から前記設定角度以上に右に大きく操向されると、旋回内側となる右側の回動カム機構３７の揺動部材３９のみがレリーズワイヤ４７によって反時計の揺動され、そのローラ３９ａは前記安定カム面Ｓ1に続く乗上がりカム面Ｓ２に接当作用し、回動カム板３８が図中時計方向に回動操作され、右側のサイドクラッチ１９がバネ４８に抗して切り操作され、操向された左右の前車輪１と旋回外側となる左側の後車輪２との三輪駆動によって右方への小回り旋回が行われる。
【００３６】
サイドクラッチ１９が切られた後、更に前車輪１が右に大きく操向されると、これに伴って揺動部材３９も引き続き反時計方向に揺動されるが、この場合のローラ３９ａは、回動カム板３８のカム面Ｓにおけるクラッチ切り位置保持用の安定カム面ｓ３に沿って移動するだけで、回動カム板３８は「クラッチ切り」位置に保持されることになる。なお、揺動部材３９の作動と回動カム板３８の回動量との関係は図７のようになる。
【００３７】
また、図示しないが、前車輪１が直進姿勢から前記設定角度以上に左に大きく操向されると左側の回動カム機構３７が上記と同様に作動し、旋回内側となる左側のサイドクラッチ１９のみが自動的に切り操作されることになる。
【００３８】
〔別実施形態〕
【００３９】
（１）図８に示すように、前記回動カム機構３７の回動カム板３８をステアリング機構４０にワイヤ連係するとともに、操作軸３６の外端部位に揺動部材３９を連結した構造で実施することもできる。
【００４０】
（２）上記実施例は、ステアリング機構４０と回動カム機構３７とをレリーズワイヤ４７を利用して連動連結した場合を例示したが、レリーズワイヤ４７に代えて押し引きロッドやリンク機構を利用することもできる。
【００４１】
（３）上記実施例では、全油圧式のパワーステアリング装置でステアリング４０機構を操作する場合を例示したが、マニュアル操作でステアリング機構４０を操作する仕様で実施することもできる。
【００４２】
（４）本発明は、後車輪２を操向車輪、前車輪１を非操向車輪にした四輪駆動型の作業車にも適用することができる。
【００４３】
（５）本発明は、芝刈り機のみならず、農用トラクタやその他の四輪駆動型の作業車に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】乗用型芝刈り機の全体側面図
【図２】ミッションケースの概略構成を示す側面図
【図３】後部伝動部の正面図
【図４】左側サイドクラッチとその操作構造を示す正面図
【図５】操向構造の直進状態を示す平面図
【図６】操向構造の右方操向状態を示す平面図
【図７】回動カム板の回動量とサイドクラッチの作動との関係を示す線図
【図８】別実施例の回動カム機構を示す正面図
【符号の説明】
【００４５】
１              操向車輪（前車輪）
２              非操向車輪（後車輪）
５              モーア
１９            サイドクラッチ
３０            デフ機構
３５            サイドクラッチ操作アーム
３６            操作軸
３７            回動カム機構
３８            回動カム板
３９            揺動部材
４０            ステアリング機構
４７            連係部材
Ｓ              カム面
ｓ３            安定カム面
【図１】
2005263060.tif 000003
【図２】
2005263060.tif 000004
【図３】
2005263060.tif 000005
【図４】
2005263060.tif 000006
【図５】
2005263060.tif 000007
【図６】
2005263060.tif 000008
【図７】
2005263060.tif 000009
【図８】
2005263060.tif 000010