| 【発明の名称】 |
水田作業機のステアリング装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】窪津 誠
【氏名】山下 眞
【氏名】小谷 伸介
【氏名】松木 直樹
【氏名】清水 孝式
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| 【要約】 |
【課題】トルクジェネレータのコンパクト化を図る。
【解決手段】操向用の前輪１の上方に配置したミッションケース９の上面に油圧パワーステアリング用のトルクジェネレータ４３を連結し、このトルクジェネレータ４３に連動連結した縦向き回転軸９５とミッションケース９に支承したピットマンアーム軸９２ａとを連動連結し、トルクジェネレータ４３の揺動出力軸４３ｂに相対揺動自在にかつトルク伝達状態に嵌合連動する連動部と縦向き回転軸９５への出力部とを備えた中間ジョイント部材９９をミッションケース９に縦向き軸芯Ｐ周りに回動自在に支持させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 操向用の前輪の上方に配置したミッションケースの上面に油圧パワーステアリング用のトルクジェネレータを連結し、このトルクジェネレータに連動連結した縦向き回転軸とミッションケースに支承したピットマンアーム軸とを連動連結してある水田作業機のステアリング装置であって、前記トルクジェネレータに縦向き回転軸を連動連結するに、トルクジェネレータの揺動出力軸に相対揺動自在にかつトルク伝達状態に嵌合連動する連動部と縦向き回転軸への出力部とを備えた中間ジョイント部材をミッションケースに縦向き軸芯周りに回動自在に支持させてある水田作業機のステアリング装置。
【請求項２】 トルクジェネレータをその入力軸がミッションケースの上面に対してほぼ垂直な姿勢となるように配置し、前記入力軸と、後ろ傾斜姿勢に設置したハンドル軸とを自在継手を介して連動してある請求項１記載の水田作業機のステアリング装置。
【請求項３】 ミッションケースの横一側面に静油圧式無段変速装置を、その横向きの入力軸とミッションケース内への出力軸とが前後に位置する状態に配置し、側面視において前記入力軸と出力軸との間に位置する状態に縦向き回転軸を配置してある請求項１又は２記載の水田作業機のステアリング装置。
【請求項４】 縦向き回転軸からピットマンアーム軸への減速伝動機構を、軸類が横方向に並ぶ状態に構成してある請求項１〜３のいずれか１項に記載の水田作業機のステアリング装置。
【請求項５】 縦向き回転軸とピットマンアーム軸とを同芯状態に配置し、これら縦向き回転軸とピットマンアーム軸との軸端のうち一方を軸受けを介してミッションケースに支持させ、かつ、他方を一方に相対回転自在に嵌合支持させてある請求項１〜４のいずれか１項に記載の水田作業機のステアリング装置。
【請求項６】 減速伝動機構がギヤ減速機構であり、斜歯ギヤを組み込んである請求項４又は５記載の水田作業機のステアリング装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操向用の前輪の上方に配置したミッションケースの上面に油圧パワーステアリング用のトルクジェネレータを連結し、このトルクジェネレータに連動連結した縦向き回転軸とミッションケースに支承したピットマンアーム軸とを連動連結してある田植機など水田作業機のステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来では、トルクジェネレータの揺動出力軸のすりこぎ運動を一軸周りの回転に変換して縦向き回転軸に伝達する、つまり、揺動出力軸に相対揺動自在にかつトルク伝達状態に連動する中間伝動部材をトルクジェネレータに縦向き軸芯周りに回動自在に支持させることにより、トルクジェネレータのミッションケースへの装着に伴い中間伝動部材を縦向き回転軸と同芯状に位置させて連動させることで、トルクジェネレータに縦向き回転軸を連動連結させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技術によるときは、中間伝動部材をトルクジェネレータに組み込むため、その分、トルクジェネレータが嵩高いものになって、ミッションケースから上方への突出量が大きなものになっていた。このことは、例えば、トルクジェネレータをその入力軸がミッションケースの上面に対してほぼ垂直な姿勢となるように配置し、後ろ傾斜姿勢に設置したハンドル軸と前記入力軸とを自在継手を介して連動して、ステアリングハンドル操作に伴いトルクジェネレータを作動させる場合、上記のようにトルクジェネレータの上方への突出量が大きなものとなることで入力軸とステアリングハンドルとの上下間隔が小さくなって、自在継手を介して連動する入力軸とハンドル軸とが大きく屈折することになり、その結果、ハンドル操作力の入力軸への伝達の円滑性を低下させる。つまり、操向操作性を低下させる。
【０００４】本発明の目的は、トルクジェネレータのコンパクト化を図る点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の特徴・作用・効果は次の通りである。
【０００６】〔特徴〕操向用の前輪の上方に配置したミッションケースの上面に油圧パワーステアリング用のトルクジェネレータを連結し、このトルクジェネレータに連動連結した縦向き回転軸とミッションケースに支承したピットマンアーム軸とを連動連結してある水田作業機のステアリング装置であって、前記トルクジェネレータに縦向き回転軸を連動連結するに、トルクジェネレータの揺動出力軸に相対揺動自在にかつトルク伝達状態に嵌合連動する連動部と縦向き回転軸への出力部とを備えた中間ジョイント部材をミッションケースに縦向き軸芯周りに回動自在に支持させてある点にある。
【０００７】〔作用〕トルクジェネレータの揺動出力軸に相対揺動自在にかつトルク伝達状態に連動するとともに、縦向き回転軸に連動する中間ジョイント部材、つまり、上記従来の技術で説明した中間伝動部材に相当するものをミッションケースに縦向き軸芯周りに回動自在に支持させて、トルクジェネレータと縦向き回転軸とを連動連結してあるから、中間ジョイント部材を組み込まない分、トルクジェネレータをコンパクトなものにできて、ミッションケースから上方への突出量を少なくすることができる。
【０００８】〔効果〕従って、トルクジェネレータをその入力軸がミッションケースの上面に対してほぼ垂直な姿勢となるように配置し、後ろ傾斜姿勢に設置したハンドル軸と入力軸とを自在継手を介して連動することにより、ステアリングハンドル操作に伴いトルクジェネレータを作動させる場合、ステアリングハンドルと入力軸との上下間隔を大きくとって、操向操作を円滑に行わせることができるようになった。
【０００９】請求項２に係る本発明の特徴・作用・効果は次の通りである。
【００１０】〔特徴〕上記請求項１に係る本発明において、トルクジェネレータをその入力軸がミッションケースの上面に対してほぼ垂直な姿勢となるように配置し、前記入力軸と、後ろ傾斜姿勢に設置したハンドル軸とを自在継手を介して連動してある点にある。
【００１１】〔作用〕上記の点に着目して、トルクジェネレータを入力軸がミッションケース上面に対してほぼ垂直な姿勢に設けてあるから、例えば、後ろ傾斜姿勢のハンドル軸の延長上に入力軸が位置するように後ろ傾斜姿勢でトルクジェネレータを設置する場合に比較して、トルクジェネレータのミッションケースへの取付け部を後方に位置させることができて、その分、ミッションケースの前端を後方に位置させてミッションケースの前後方向でのコンパクト化を図ることができる。
【００１２】〔効果〕従って、入力軸とハンドル軸との屈折度合いを小さくできて、ハンドル軸から入力軸への操作力の伝達を円滑に行わせることができながらも、ミッションケースを前後方向でコンパクトなものにできるようになった。
【００１３】請求項３に係る本発明の特徴・作用・効果は次の通りである。
【００１４】〔特徴〕上記請求項１や２に係る本発明において、ミッションケースの横一側面に静油圧式無段変速装置を、その横向きの入力軸とミッションケース内への出力軸とが前後に位置する状態に配置し、側面視において前記入力軸と出力軸との間に位置する状態に縦向き回転軸を配置してある点にある。
【００１５】〔作用〕入力軸と出力軸とを前後に位置させる横向き状態に静油圧式無段変速装置を配置してあるから、ミッションケースから静油圧式無段変速装置が上方に突出する量を少なく、或いは、零にできる。しかも、そのように、静油圧式無段変速装置を横向き状態に設置したことを利用して、側面視において入力軸と出力軸との間に位置する状態に縦向き回転軸を配置することで、入力軸をミッションケースの前面よりも前方に位置させるようにしてあるから、入力軸を延長してその延長端部でミッションケースの横他側面に装着した油圧ポンプなどを駆動する場合、縦向き回転軸の干渉を受けることなく入力軸を延長することができることはもちろん、入力軸の延長部分をミッションケース内に設けなくても良くて外装することができる。
【００１６】〔効果〕従って、ミッションケースの上部に配置する運転ステップを低く設置でき、しかも、ミッションケースの横他側面に装着した油圧ポンプなどを入力軸で駆動するための入力軸の延長を簡便に行うことができるようになった。
【００１７】請求項４に係る本発明の特徴・作用・効果は次の通りである。
【００１８】〔特徴〕上記請求項１や２、３に係る本発明において、縦向き回転軸からピットマンアーム軸への減速伝動機構を、軸類が横方向に並ぶ状態に構成してある点にある。
【００１９】〔作用〕軸類が横方向に並ぶ状態に減速伝動機構を構成して、減速伝動機構の設置スペースの前後長さを短くしてあるから、例えば、軸類を前後方向に並べる場合に比較して、減速伝動機構を内装するミッションケースの前面を後方に位置させることができる。
【００２０】〔効果〕従って、減速伝動機構を設ける割りには、ミッションケースを前後方向でコンパクトなものにできるようになった。
【００２１】請求項５に係る本発明の特徴・作用・効果は次の通りである。
【００２２】〔特徴〕上記請求項１や２、３、４に係る本発明において、縦向き回転軸とピットマンアーム軸とを同芯状態に配置し、これら縦向き回転軸とピットマンアーム軸との軸端のうち一方を軸受けを介してミッションケースに支持させ、かつ、他方を一方に相対回転自在に嵌合支持させてある点にある。
【００２３】〔作用〕同芯状態に配置した縦向き回転軸とピットマンアーム軸との一方の軸端を軸受けを介してミッションケースに支持させるとともに、他方の軸端を一方の軸端に嵌合支持させてあるから、軸受けによる軸端支持部と一方の軸端による他方の軸端支持部とを軸芯方向で同じ位置に設けることができる。
【００２４】〔効果〕従って、縦向き回転軸とピットマンアーム軸との軸受け構造を軸芯方向でコンパクトに構成できるようになった。
【００２５】請求項６に係る本発明の特徴・作用・効果は次の通りである。
【００２６】〔特徴〕上記請求項４や５に係る本発明において、減速伝動機構がギヤ減速機構であり、斜歯ギヤを組み込んである点にある。
【００２７】〔作用〕減速伝動機構を、斜歯ギヤを組み込んだギヤ減速機構としてあるから、バックラッシュ少なく縦向き回転軸からピットマンアーム軸に操向操作を伝達することができる。
【００２８】〔効果〕従って、遊び少なく操向できるようになった。
【００２９】
【発明の実施の形態】水田作業機の一例である田植機は、図１、図２に示すように、左右一対の操向用の駆動前輪１と左右一対の駆動後輪２とを備えた乗用型の自走機体３の後部に、水田作業装置の一例である複数条植え式の苗植付装置４を四連リンク機構５を介して昇降自在に連結し、この苗植付装置４を昇降駆動する油圧シリンダ利用の昇降シリンダ６を設け、施肥装置７を設けて構成されている。
【００３０】前記自走機体３は、図３、図４にも示すように、前記駆動前輪１を前車軸ケース８を介して軸支するミッションケース９を備え、かつ、前記駆動後輪２を後車軸ケース１０を介して軸支した機体フレームのうち前記ミッションケース９の前方近傍位置にエンジン１１を、防振ゴム１２（防振材の一例）を介してその出力軸１１ａが横向きに位置する状態に搭載し、前記エンジン１１の後方に位置する状態で搭乗運転部１３を搭載して構成されている。
【００３１】前記搭乗運転部１３は、前記駆動前輪１を操向操作するためのステアリングハンドル１４や、これの後方に位置する座席１５、運転ステップＳなどを備えている。運転ステップＳは、前記ミッションケース９よりも上方のレベルに配置されている。
【００３２】前記苗植付装置４は、左右方向に設定ストロークで往復移動駆動される苗のせ台１６を設け、この苗のせ台１６の移動に連動して苗取出し口と圃場との間で上下に循環作動することにより苗のせ台１６上の苗を植付単位量づつ取り出して圃場に植え付ける複数の植付機構１７を左右に植付条間隔を隔てて配設し、走行に伴い圃場面を滑走することにより植付予定圃場面を整地する複数の接地フロート１８を左右に間隔を隔てて配設した周知の基本構造を有するものである。
【００３３】前記施肥装置７は、肥料ホッパー１９を自走機体３に搭載し、この肥料ホッパー１９内の肥料を植付作動に連動して設定量づつ繰り出す繰り出し装置２０を設け、走行に伴い圃場に施肥用の溝を形成するとともに送られてくる肥料を溝内に供給する作溝器２１を設け、繰り出された肥料を作溝器２１にホース２２を介して圧送するための気流を発生させる電動ファン２３を設けて構成されている。
【００３４】そして、前記ミッションケース９の左右横一側面には、図３、図４に示すように、前記エンジン１１の出力軸１１ａに巻き掛け伝動装置４０を介して連動する横向きの入力軸４１ａを備えた前後進切り換え自在な静油圧式無段変速装置４１が、その出力をミッションケース９内に横向き軸で伝達する状態に、かつ、その入力軸４１ａと横向きの出力軸４１ｂとを前後に配設する状態に連結されている。
【００３５】前記巻き掛け伝動装置４０は、出力軸１１ａに装着した出力プーリ４０ａと入力軸４１ａに装着した入力プーリ４０ｂとにわたって伝動ベルト４０ｃを巻回し、この伝動ベルト４０ｂにテンションを付与するテンションプーリ４０ｄを設けて構成されている。
【００３６】前記静油圧式無段変速装置４１の入力軸４１ａは、ミッションケース９の前部を通して横他側に延出されている。
【００３７】また、前記ミッションケース９の左右横他側面には、図４に示すように、前記静油圧式無段変速装置４１の入力軸４１ａの延出端部で駆動される油圧ポンプ４２が連結されており、ミッションケース９の上面には、図３、図４に示すように、前記ステアリングハンドル１４のハンドル軸１４ａに連動する油圧パワーステアリング用のトルクジェネレータ４３と、前記昇降シリンダ６を制御する作業装置昇降操作用の油圧制御バルブ４４とが取り付けられている。
【００３８】油圧系について詳述すると、前記ミッションケース９を作動油タンクとするのであって、ミッションケース９の横他側面に取り付けたオイルフィルター４５を通してミッションケース９内の作動油を静油圧式無段変速装置４１及び油圧ポンプ４２に供給し、前記油圧ポンプ４２からの圧油は、トルクジェネレータ４３に供給され、その後、油圧制御バルブ４４を通して昇降シリンダ６に供給されるようになっている。そして、静油圧式無段変速装置４１のドレンは、ミッションケース９に連通する前車軸ケース８に戻され、昇降シリンダ６を作動停止させたときの油圧制御バルブ４４のドレンはミッションケース９に戻されるようになっている。
【００３９】そして、前記ミッションケース９内には、前記静油圧式無段変速装置４１の出力軸４１ｂからの動力を断続する主クラッチと、高低二段変速のギヤシフト式副変速機構と、左右の駆動前輪１に対するデフ機構とが走行伝動系の伝動要素として設置されているとともに、主クラッチからの動力のうち前進動力のみを伝達する一方向クラッチと、これらの動力を変速する株間変更用の変速機構と、これらの動力を断続する植付クラッチとが走行伝動系から分岐させた植付伝動系の伝動要素として設置されている。また、前記前車軸ケース８には、前記デフ機構から駆動前輪１への伝動機構が内装され、後車軸ケース１０には、前記デフ機構から伝動軸を介して伝達されてくるデフケースの回転を駆動後輪２に伝達する伝動機構が内装されている。Ｌ１は前記静油圧式無段変速装置４１を操作するための変速レバーである。
【００４０】そして、ステアリング装置は、図５〜図７に示すように、前記ミッションケース９の上面前部に、油圧パワーステアリング用のトルクジェネレータ４３をその入力軸４３ａがミッションケース９の上面に対してほぼ垂直な姿勢となるように連結し、このトルクジェネレータ４３の入力軸４３ａと、前記ステアリングハンドル１４と一体に回転する後ろ傾斜姿勢のハンドル軸９０とを自在継手９１を介して連動連結し、前記トルクジェネレータ４３に連動連結して縦軸芯Ｐ周りに揺動するピットマンアーム９２をミッションケース９にそれの下方に位置する状態で取り付け、このピットマンアーム９２と駆動前輪１それぞれのナックルアーム９３とを連動連結するドラグリンク９４を設けて構成されている。
【００４１】前記トルクジェネレータ４３とピットマンアーム９２とを連動連結する手段は、トルクジェネレータ４３に連動連結する縦向き回転軸９５をピットマンアーム軸９２ａと同芯状態に設け、この縦向き回転軸９５からピットマンアーム軸９２ａに操作力を減速伝達する減速伝動機構９６を設けて構成されている。
【００４２】前記減速伝動機構９６は、ギヤ減速機構であって、ピットマンアーム軸９２ａの横に配置する状態で中間伝動軸９７をミッションケース９に上下両端で軸受け９８を介して回転自在に取り付け、縦向き回転軸９５に小径の第１伝動ギヤＧ１を形成し、前記中間伝動軸９７に、この第１伝動ギヤＧ１に噛み合い連動する大径の第１従動ギヤｇ１を一体回転する状態に装着するとともに、小径の第２伝動ギヤＧ２を形成し、ピットマンアーム軸９２ａに、前記第２伝動ギヤＧ２に噛み合い連動する大径の第２従動ギヤｇ２を一体回転する状態に装着して構成されている。前記第１伝動ギヤＧ１、第１従動ギヤｇ１、第２伝動ギヤＧ２、第２従動ギヤｇ２は、バックラッシュの少ない斜歯ギヤである。
【００４３】前記トルクジェネレータ４３に縦向き回転軸９５を連動連結する手段は、トルクジェネレータ４３の揺動出力軸４３ｂに相対揺動自在にかつトルク伝達状態に嵌合連結する内歯スプライン構造の連動部９９ａと、縦向き回転軸９５の上端にトルク伝達状態に嵌合連結する内歯スプライン構造の出力部９９ｂとを備えた中間ジョイント部材９９を、前記縦向き軸芯Ｐ周りに回動自在にかつミッションケース９の天板を上下で貫通する状態でミッションケース９に形成のボス部９ａにブッシュ１００を介して支持させる手段である。前記揺動出力軸４３ｂに連動部９９ａを相対揺動自在にかつトルク伝達状態に嵌合連結する手段は、揺動出力軸４３ｂの外歯スプラインの歯の外面を揺動中心周りの円弧面に形成する手段である。
【００４４】そして、前記ピットマンアーム軸９２ａは、上端部と上下中間部において軸受け１０１を介してミッションケース９に回転自在に支持されており、縦向き回転軸９５は、上端部において中間ジョイント部材９９に嵌合支持され、かつ、下端部においてピットマンアーム軸９２ａに嵌合支持されている。
【００４５】また、前記縦向き回転軸９５は、側面視において、前記静油圧式無段変速装置４１の入力軸４１ａと出力軸４１ｂとの間に位置する状態に配置されている。
【００４６】〔別実施形態〕上記実施の形態では、ピットマンアーム軸９２ａを軸受け１０１を介してミッションケース９に支持させたが、縦向き回転軸９５の端部をミッションケース９に軸受け１０１を介して支持させ、この縦向き回転軸９５の端部にピットマンアーム軸９２ａの端部を嵌合支持させて実施しても良い。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成１１年３月２５日（１９９９．３．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２７０６２７（Ｐ２０００−２７０６２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月３日（２０００．１０．３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８０８５１ |
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