JP2005014773A - ４輪駆動型作業車の操向構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】サイドクラッチを自動的に切り作動させて軽快な小回り旋回を行うことができる利点を発揮させながら、この小回り旋回領域でのステアリングハンドル操作を軽快に行うことができるようにする。
【解決手段】操向車輪１の操向作動と連動して変位作動する作動部材４６と、左右のサイドクラッチ１９を選択的に切り操作するクラッチ操作部材５６とをカム機構５２を介して連係し、操向車輪１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前記クラッチ操作部材５６がカム機構５２を介して設定量だけ変位作動され、このクラッチ操作部材５６の前記設定量の変位作動によって、旋回内側となる非操向車輪２のサイドクラッチ１９が入り付勢力に抗して自動的に切り操作されるようにクラッチ操作部材５６とサイドクラッチ１９とを機械的に連動連結してある。
【選択図】 図６
【解決手段】操向車輪１の操向作動と連動して変位作動する作動部材４６と、左右のサイドクラッチ１９を選択的に切り操作するクラッチ操作部材５６とをカム機構５２を介して連係し、操向車輪１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前記クラッチ操作部材５６がカム機構５２を介して設定量だけ変位作動され、このクラッチ操作部材５６の前記設定量の変位作動によって、旋回内側となる非操向車輪２のサイドクラッチ１９が入り付勢力に抗して自動的に切り操作されるようにクラッチ操作部材５６とサイドクラッチ１９とを機械的に連動連結してある。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芝刈り機あるいは田植機などの４輪駆動型の作業車に用いる操向構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
４輪駆動型の芝刈り機では、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、非操向車輪である後車輪をデフロック付きのデフ機構を介して駆動するのが一般的となっている（特許文献１参照）。また、デフ機構を介して駆動される左右の後車輪をサイドブレーキによって左右独立的に制動できるよう構成したものも利用されている（特許文献２参照）。
【０００３】
前後車輪を共にデフ機構を介して駆動する構造は、機体操向の程度に応じて内外輪に速度差がもたらされて、４輪駆動による確実な、かつ、滑らかな機体操向を行えるものであるが、機体の最少旋回半径がやゝ大きいものとなるものであり、狭い芝地や複雑な形状の芝地での芝刈り作業には難点がある。これに対して、左右後車輪にサイドブレーキを備えた構造のものでは、必要に応じて旋回内側となる後車輪に制動をかけることで小回り旋回が可能となり、狭い芝地や複雑な形状の芝地での芝刈り作業を難なく行える利点をもたらす。
【０００４】
しかしながら、サイドブレーキで旋回内側の後車輪を制動して小回り旋回すると、サイドブレーキによって固定された旋回内側の後車輪に引きずり移動が発生してて走行地面を荒らしやすくなり、芝刈り機の場合には芝を傷めてしまい、また、田植機の場合には畦際での機体方向転換箇所（枕地）を荒らしてしまうことになる。
【０００５】
そこで、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、非操向輪である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、前車輪が直進状態から設定角度以上に操向されると、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作動させるようにステアリング機構とサイドクラッチとを機械的に連動したものも開発されている（特許文献３参照）。
【０００６】
この構成によると、旋回内側となる後車輪が遊転状態となるので、固定したままでの車輪の引きずりがなく、簡単容易に小回り旋回を行うことができるものでありながら走行地面を荒らしにくい特徴を有するものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−１０６４１２号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−５３０３２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２００３−１７０８５９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
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、ステアリングハンドルを回動操作するだけで３輪駆動による小回り旋回を簡単容易に実行することができるので、未熟な作業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、構造上で多少の難点があった。
【００１１】
つまり、従来構造では、前車輪（操向車輪）が設定角度以上に操向されると旋回内側のサイドクラッチを操作するクラッチレバーがクラッチ切り位置まで操作され、サイドクラッチが切り操作された後の更なる操向に対しては、クラッチ操作用のリンク機構に介在したストローク吸収用の圧縮コイルバネを弾性変形させて、クラッチレバーに必要以上に大きく操作しないようにしている。この場合、ストローク吸収用の前記バネは、サイドクラッチの入り付勢力に打ち勝ってクラッチレバー切り操作できるように予め圧縮変形されており、ストローク吸収作動はこの圧縮コイルバネを更に圧縮変形させることになる。従って、従来構造では、サイドクラッチが切られる領域までステアリング操作すると、その操作荷重が次第に大きくなるものとなっており、パワーステアリング装置を備えない仕様の機種では機体操向時のハンドル荷重が重く感じるものであった。
【００１２】
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、サイドクラッチを自動的に切り作動させて軽快な小回り旋回を行うことができる利点を発揮させながら、この小回り旋回領域でのステアリングハンドル操作を軽快に行うことができるようにすることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、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、
前記操向車輪の操向作動と連動して変位作動する作動部材と、左右のサイドクラッチを選択的に切り操作するクラッチ操作部材とをカム機構を介して連係し、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前記クラッチ操作部材がカム機構を介して設定量だけ変位作動され、このクラッチ操作部材の前記設定量の変位作動によって、旋回内側となる非操向車輪のサイドクラッチが入り付勢力に抗して自動的に切り操作されるようにクラッチ操作部材とサイドクラッチとを機械的に連動連結してあることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によると、操向車輪を設定角度に達しない直進走行や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操向されると、ステアリング機構の作動に連動してカム機構が機能し、クラッチ操作部材が設定角度だけ回動作動することで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３輪駆動状態で機体は操向車輪の操向された方向に旋回してゆく。
【００１６】
この場合、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、クラッチ操作部材はクラッチ切り操作に必要な設定量だけしか操作されないので操向するに連れて操作荷重が大きくなるようなことはない。
【００１７】
従って、第１の発明によると、地面や芝を傷めることの少ない小回り旋回を特別な運転技量を要することなく簡単容易に行うことができるとともに、操向するに連れて操向操作が重くなることもなく軽快に小回り旋回を行うことが可能となった。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明において、前記カム機構を、ステアリングハンドルの回動操作によって正逆に回動されるステアリング操作部材に備えた接当部材と、前記クラッチ操作部材と一体変位するカム部材とで構成し、
前記カム部材を、左方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第１カム部と、右方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第２カム部とを備えた単一の部材で構成してあることを特徴とする。
【００１９】
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、接当部材によってカム部材の一方のカム部が操作され、このカム部材と一体作動するクラッチ操作部材が設定角度だけ回動作動することで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３輪駆動状態で機体は操向車輪の操向された方向に旋回してゆく。
【００２０】
従って、第２の発明によると、左右のクラッチ操作系に対してカム部材およびクラッチ操作部材が単一であるので、構成部品点数が少なく、構造の簡素化を図ることができるとともに、安価に実施できる。
【００２１】
第３の発明は、第１の発明において、前記カム機構を、ステアリングハンドルの回動操作によって正逆に回動されるステアリング操作部材に備えた接当部材と前記クラッチ操作部材と一体変位するカム部材でと構成し、
左方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第１カム部を備えたカム部材と、右方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第２カム部を備えたカム部材を別体に構成するとともに、各カム部材と一体に変位作動するクラッチ操作部材を備えてあることを特徴とする。
【００２２】
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、接当部材によって一方のカム部材だけが操作され、このカム部材と一体作動する一方のクラッチ操作部材が設定角度だけ回動作動することで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３輪駆動状態で機体は操向車輪の操向された方向に旋回してゆく。この場合、他方のカム部材およびクラッチ操作部材は作動することがなく、直進操向時の「クラッチ入り」状態に保持される。
【００２３】
従って、第３の発明によると、左右のクラッチ操作系が独立するので、一方の系が操作される際に他方の操作系に影響を及ぼさないためのストローク吸収用の長孔などの融通手段が不要となり、長孔への異物の詰まり、などの融通手段での作動不良などが発生するおそれがなくなり、常に円滑な作動が期待できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る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４輪駆動型に構成された乗用型の走行車体３の下腹部に、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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前方に取り出された動力が、車体下腹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、ミッションケース内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。
【００２７】
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。
【００２８】
図４に示すように、前記サイドクラッチ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に係合されて交互に積層された多数のクラッチディスク群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群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。
【００２９】
このサイドクラッチ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群３３を圧接することで、クラッチ部３１材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に軸支装着したシフトフォーク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群３３の圧接を解除してクラッチ部３１材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。
【００３０】
前記シフトフォーク３５の支軸３６がミッションケース１１の後面に突設されて、その突出端部にクラッチレバー３７が連結されている。左右のクラッチレバー３７は前車輪１の操向操作に連動して自動的に操作されるようになっており、以下、その操向構造について説明する。
【００３１】
図５に示すように、前車軸ケース８の左右両端部に縦軸心ｂ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が互いにタイロッド４３で連結されるとともに、一方（この例では左側）のナックルアーム４２が縦支点ｃを中心に回動可能なピットマンアーム４５にドラックリンク４４を介して連動連結されている。ピットマンアーム４５は、前車輪１の操向作動と連動して変位作動する作動部材としてのセクトギヤ４６から一体に延出されており、セクトギヤ４６に咬合させたピニオンギヤ４７を運転座席前方のステアリングハンドル４８によって回動操作することでピットマンアーム４５を回動させて前車輪１を操向するステアリング機構が構成されている。
【００３２】
図７，図８に示すように、前記ピットマンアーム４５およびセクトギヤ４６は、左右の主フレーム７に亘って架設されたステー５０にボス５１を介して縦支点ｃ周りに回動自在に軸支されており、このセクトギヤ４６と左右の前記サイドクラッチ１９とがカム機構５２を介してワイヤ連係されている。
【００３３】
前記カム機構５２は、ステー５０の上面にブラケット５３を介して縦軸心ｄを中心に回動可能に軸支されたカム部材５４と、ボス５５を介してカム部材５４に一体化されたクラッチ操作部材５６と、カム部材５４に作用する接当部材としてセクトギヤ４６に装着したローラ５７とから構成されており、クラッチ操作部材５６に一端を連結した２本のレリーズワイヤ５８の他端が前記サイドクラッチ１９の各クラッチレバー３７にそれぞれ連結されている。
【００３４】
図９に示すように、前記カム部材５４には、ローラ５７に向けて先拡がり姿勢に対向する第１カム部５９ａと第２カム部５９ｂとが形成されており、セクトギヤ４６が直進位置にある時には、ローラ５７が第１カム部５９ａと第２カム部５９ｂとの間の中立凹部６０に落ち込んだ状態で安定保持され、図１０に示すように、セクトギヤ４６が図中反時計回りに回動されて前車輪１が直進位置から右方に操向されると、ローラ５７が第２カム部５９ｂを押圧してカム部材５４が図中時計回りに回動され、これと一体回動するクラッチ操作部材５６の同方向への回動に伴って一方のレリーズワイヤ５８が引き操作されて、旋回内側となる右側の後車輪２に対するクラッチレバー３７だけがクラッチ切り方向に操作されるようになっている。
【００３５】
また、図示しないが、セクトギヤ４６が図中時計回りに回動されて前車輪１が直進位置から左方に操向されると、ローラ５７が第１カム部５９ａを押圧してカム部材５４が図中反時計回りに回動され、これと一体回動するクラッチ操作部材５６の同方向への回動に伴って他方のレリーズワイヤ５８が引き操作されて、旋回内側となる左側の後車輪２に対するクラッチレバー３７だけがクラッチ切り方向に操作されるようになっている。
【００３６】
ここで、前記第１カム部５９ａおよび第２カム部５９ｂは、セクトギヤ４６が回動する際にローラ５７が縦支点ｃ周りに回動移動する際のローラ外周端の移動軌跡Ｓと同一の曲率の部分円弧面に形成されており、例えば、図６，図１０に示すように、操向ローラ５７が中立凹部６０を超えて移動して第２カム部５９ｂを押圧した右方操向状態では、押圧移動された第２カム部５９ｂがローラ５７の外周端移動軌跡Ｓと一致した状態となり、引き続く同方向への操向操作によってローラ５７が同方向に移動してもカム部材５４は変位作動しないようになっている。
【００３７】
つまり、セクトギヤ４６が所定角度以上に回動されて前車輪１が直進位置から所定角度（例えば、２０°）以上に操向操作されると、旋回内側となる後車輪２に対するクラッチレバー３７がクラッチ切りに必要な量だけ回動操作されて、それ以降の同方向への操向操作に対してはクラッチレバー３７がそれ以上にクラッチ切り方向に回動操作されないものとなっている。
【００３８】
なお、各レリーズワイヤ５８のアウター前端部は、前記ブラケット５３に連設されたワイヤ受け部５３ａに支持されるとともに、インナー前端に取付けた前端金具６１がクラッチ操作部材５６に長孔６２と連結ピン６３を介して連結され、かつ、クラッチ入り状態における前端金具６１はブラケット５３に連設された接当部５３ｂの前面に受け止められ、クラッチ操作部材５６が回動されて一方のレリーズワイヤ５８がクラッチ切り方向に引き操作された際に、引き操作されない他方のレリーズワイヤ５８の連結ピン６３が長孔６２内で確実に移動してストローク吸収作動するように構成されている。
【００３９】
また、図４に示すように、クラッチレバー３７の延長部には、このクラッチレバー３７をクラッチ入り（ＯＮ）側に向けて軽く回動付勢するワイヤ弛み取り用のバネ６４が装着されて、クラッチ入り作動を確実なものにしている。
【００４０】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００４１】
（１）図１１に示すように、左右のクラッチレバー３７にワイヤ連係したクラッチ操作部材５６およびカム部材５４を左右独立したものに構成して実施することもできる。これによると、クラッチ操作部材５６とレリーズワイ５８とを、先例のように、長孔融通をもって連結する必要はなくなる。
【００４２】
（２）上記実施例は、クラッチ操作部材５６とクラッチレバー３７とをワイヤ連係した場合を例示したが、レリーズワイヤ５８に代えてロッドを利用することもできる。
【００４３】
（３）上記実施例では、前車輪１の操向作動と連動して変位作動する作動部材の一例であるセクトギヤ４６にローラ（接当部材）５７を備えてカム部材５４を接当押圧変位させるようにカム機構５２を構成しているが、カム部材５４をセクトギヤ４６（あるいはピットマンアーム４５）に備えるとともに、クラッチ操作部材５６にローラ（接当部材）５７を備えて実施することも可能である。
【００４４】
（４）ラック・ピニオンを利用して直線的に変位作動する作動部材で前車輪１を操向するステアリング機構を利用するものにおいては、前記ローラ（接当部材）の直線移動をカム機構５２を介してクラッチ操作部材５６の設定量の変位作動（回動変位あるいは直線変位）に変換するように構成することも可能である。
【００４５】
（５）本発明は、後車輪を操向車輪、前車輪を非操向車輪にした４輪駆動型の作業車にも適用することができる。
【００４６】
（６）本発明は、芝刈り機のみならず、農用トラクタや田植機に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用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】ミッションケース主部と左側サイドクラッチを示す正面図
【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】操向操作部とカム機構を示す平面図
【図８】操向操作部とカム機構を示す背面図
【図９】直進状態におけるカム機構を示す展開平面図
【図１０】右方操向状態におけるカム機構を示す展開平面図
【図１１】別実施例のカム機構を示す平面図
【符号の説明】
１ 操向車輪（前車輪）
２ 非操向車輪（議車輪）
１９ サイドクラッチ
３０ デフ機構
４６ 作動部材（セクトギヤ）
４８ ステアリングハンドル
５２ カム機構
５４ カム部材
５６ クラッチ操作部材
５７ 接当部材（ローラ）
５９ａ 第１カム部
５９ｂ 第２カム部
【発明の属する技術分野】
本発明は、芝刈り機あるいは田植機などの４輪駆動型の作業車に用いる操向構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
４輪駆動型の芝刈り機では、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、非操向車輪である後車輪をデフロック付きのデフ機構を介して駆動するのが一般的となっている（特許文献１参照）。また、デフ機構を介して駆動される左右の後車輪をサイドブレーキによって左右独立的に制動できるよう構成したものも利用されている（特許文献２参照）。
【０００３】
前後車輪を共にデフ機構を介して駆動する構造は、機体操向の程度に応じて内外輪に速度差がもたらされて、４輪駆動による確実な、かつ、滑らかな機体操向を行えるものであるが、機体の最少旋回半径がやゝ大きいものとなるものであり、狭い芝地や複雑な形状の芝地での芝刈り作業には難点がある。これに対して、左右後車輪にサイドブレーキを備えた構造のものでは、必要に応じて旋回内側となる後車輪に制動をかけることで小回り旋回が可能となり、狭い芝地や複雑な形状の芝地での芝刈り作業を難なく行える利点をもたらす。
【０００４】
しかしながら、サイドブレーキで旋回内側の後車輪を制動して小回り旋回すると、サイドブレーキによって固定された旋回内側の後車輪に引きずり移動が発生してて走行地面を荒らしやすくなり、芝刈り機の場合には芝を傷めてしまい、また、田植機の場合には畦際での機体方向転換箇所（枕地）を荒らしてしまうことになる。
【０００５】
そこで、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、非操向輪である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、前車輪が直進状態から設定角度以上に操向されると、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作動させるようにステアリング機構とサイドクラッチとを機械的に連動したものも開発されている（特許文献３参照）。
【０００６】
この構成によると、旋回内側となる後車輪が遊転状態となるので、固定したままでの車輪の引きずりがなく、簡単容易に小回り旋回を行うことができるものでありながら走行地面を荒らしにくい特徴を有するものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−１０６４１２号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−５３０３２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２００３−１７０８５９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
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、ステアリングハンドルを回動操作するだけで３輪駆動による小回り旋回を簡単容易に実行することができるので、未熟な作業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、構造上で多少の難点があった。
【００１１】
つまり、従来構造では、前車輪（操向車輪）が設定角度以上に操向されると旋回内側のサイドクラッチを操作するクラッチレバーがクラッチ切り位置まで操作され、サイドクラッチが切り操作された後の更なる操向に対しては、クラッチ操作用のリンク機構に介在したストローク吸収用の圧縮コイルバネを弾性変形させて、クラッチレバーに必要以上に大きく操作しないようにしている。この場合、ストローク吸収用の前記バネは、サイドクラッチの入り付勢力に打ち勝ってクラッチレバー切り操作できるように予め圧縮変形されており、ストローク吸収作動はこの圧縮コイルバネを更に圧縮変形させることになる。従って、従来構造では、サイドクラッチが切られる領域までステアリング操作すると、その操作荷重が次第に大きくなるものとなっており、パワーステアリング装置を備えない仕様の機種では機体操向時のハンドル荷重が重く感じるものであった。
【００１２】
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、サイドクラッチを自動的に切り作動させて軽快な小回り旋回を行うことができる利点を発揮させながら、この小回り旋回領域でのステアリングハンドル操作を軽快に行うことができるようにすることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、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、
前記操向車輪の操向作動と連動して変位作動する作動部材と、左右のサイドクラッチを選択的に切り操作するクラッチ操作部材とをカム機構を介して連係し、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前記クラッチ操作部材がカム機構を介して設定量だけ変位作動され、このクラッチ操作部材の前記設定量の変位作動によって、旋回内側となる非操向車輪のサイドクラッチが入り付勢力に抗して自動的に切り操作されるようにクラッチ操作部材とサイドクラッチとを機械的に連動連結してあることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によると、操向車輪を設定角度に達しない直進走行や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操向されると、ステアリング機構の作動に連動してカム機構が機能し、クラッチ操作部材が設定角度だけ回動作動することで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３輪駆動状態で機体は操向車輪の操向された方向に旋回してゆく。
【００１６】
この場合、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、クラッチ操作部材はクラッチ切り操作に必要な設定量だけしか操作されないので操向するに連れて操作荷重が大きくなるようなことはない。
【００１７】
従って、第１の発明によると、地面や芝を傷めることの少ない小回り旋回を特別な運転技量を要することなく簡単容易に行うことができるとともに、操向するに連れて操向操作が重くなることもなく軽快に小回り旋回を行うことが可能となった。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明において、前記カム機構を、ステアリングハンドルの回動操作によって正逆に回動されるステアリング操作部材に備えた接当部材と、前記クラッチ操作部材と一体変位するカム部材とで構成し、
前記カム部材を、左方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第１カム部と、右方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第２カム部とを備えた単一の部材で構成してあることを特徴とする。
【００１９】
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、接当部材によってカム部材の一方のカム部が操作され、このカム部材と一体作動するクラッチ操作部材が設定角度だけ回動作動することで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３輪駆動状態で機体は操向車輪の操向された方向に旋回してゆく。
【００２０】
従って、第２の発明によると、左右のクラッチ操作系に対してカム部材およびクラッチ操作部材が単一であるので、構成部品点数が少なく、構造の簡素化を図ることができるとともに、安価に実施できる。
【００２１】
第３の発明は、第１の発明において、前記カム機構を、ステアリングハンドルの回動操作によって正逆に回動されるステアリング操作部材に備えた接当部材と前記クラッチ操作部材と一体変位するカム部材でと構成し、
左方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第１カム部を備えたカム部材と、右方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第２カム部を備えたカム部材を別体に構成するとともに、各カム部材と一体に変位作動するクラッチ操作部材を備えてあることを特徴とする。
【００２２】
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、接当部材によって一方のカム部材だけが操作され、このカム部材と一体作動する一方のクラッチ操作部材が設定角度だけ回動作動することで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３輪駆動状態で機体は操向車輪の操向された方向に旋回してゆく。この場合、他方のカム部材およびクラッチ操作部材は作動することがなく、直進操向時の「クラッチ入り」状態に保持される。
【００２３】
従って、第３の発明によると、左右のクラッチ操作系が独立するので、一方の系が操作される際に他方の操作系に影響を及ぼさないためのストローク吸収用の長孔などの融通手段が不要となり、長孔への異物の詰まり、などの融通手段での作動不良などが発生するおそれがなくなり、常に円滑な作動が期待できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る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４輪駆動型に構成された乗用型の走行車体３の下腹部に、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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前方に取り出された動力が、車体下腹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、ミッションケース内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。
【００２７】
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。
【００２８】
図４に示すように、前記サイドクラッチ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に係合されて交互に積層された多数のクラッチディスク群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群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。
【００２９】
このサイドクラッチ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群３３を圧接することで、クラッチ部３１材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に軸支装着したシフトフォーク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群３３の圧接を解除してクラッチ部３１材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。
【００３０】
前記シフトフォーク３５の支軸３６がミッションケース１１の後面に突設されて、その突出端部にクラッチレバー３７が連結されている。左右のクラッチレバー３７は前車輪１の操向操作に連動して自動的に操作されるようになっており、以下、その操向構造について説明する。
【００３１】
図５に示すように、前車軸ケース８の左右両端部に縦軸心ｂ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が互いにタイロッド４３で連結されるとともに、一方（この例では左側）のナックルアーム４２が縦支点ｃを中心に回動可能なピットマンアーム４５にドラックリンク４４を介して連動連結されている。ピットマンアーム４５は、前車輪１の操向作動と連動して変位作動する作動部材としてのセクトギヤ４６から一体に延出されており、セクトギヤ４６に咬合させたピニオンギヤ４７を運転座席前方のステアリングハンドル４８によって回動操作することでピットマンアーム４５を回動させて前車輪１を操向するステアリング機構が構成されている。
【００３２】
図７，図８に示すように、前記ピットマンアーム４５およびセクトギヤ４６は、左右の主フレーム７に亘って架設されたステー５０にボス５１を介して縦支点ｃ周りに回動自在に軸支されており、このセクトギヤ４６と左右の前記サイドクラッチ１９とがカム機構５２を介してワイヤ連係されている。
【００３３】
前記カム機構５２は、ステー５０の上面にブラケット５３を介して縦軸心ｄを中心に回動可能に軸支されたカム部材５４と、ボス５５を介してカム部材５４に一体化されたクラッチ操作部材５６と、カム部材５４に作用する接当部材としてセクトギヤ４６に装着したローラ５７とから構成されており、クラッチ操作部材５６に一端を連結した２本のレリーズワイヤ５８の他端が前記サイドクラッチ１９の各クラッチレバー３７にそれぞれ連結されている。
【００３４】
図９に示すように、前記カム部材５４には、ローラ５７に向けて先拡がり姿勢に対向する第１カム部５９ａと第２カム部５９ｂとが形成されており、セクトギヤ４６が直進位置にある時には、ローラ５７が第１カム部５９ａと第２カム部５９ｂとの間の中立凹部６０に落ち込んだ状態で安定保持され、図１０に示すように、セクトギヤ４６が図中反時計回りに回動されて前車輪１が直進位置から右方に操向されると、ローラ５７が第２カム部５９ｂを押圧してカム部材５４が図中時計回りに回動され、これと一体回動するクラッチ操作部材５６の同方向への回動に伴って一方のレリーズワイヤ５８が引き操作されて、旋回内側となる右側の後車輪２に対するクラッチレバー３７だけがクラッチ切り方向に操作されるようになっている。
【００３５】
また、図示しないが、セクトギヤ４６が図中時計回りに回動されて前車輪１が直進位置から左方に操向されると、ローラ５７が第１カム部５９ａを押圧してカム部材５４が図中反時計回りに回動され、これと一体回動するクラッチ操作部材５６の同方向への回動に伴って他方のレリーズワイヤ５８が引き操作されて、旋回内側となる左側の後車輪２に対するクラッチレバー３７だけがクラッチ切り方向に操作されるようになっている。
【００３６】
ここで、前記第１カム部５９ａおよび第２カム部５９ｂは、セクトギヤ４６が回動する際にローラ５７が縦支点ｃ周りに回動移動する際のローラ外周端の移動軌跡Ｓと同一の曲率の部分円弧面に形成されており、例えば、図６，図１０に示すように、操向ローラ５７が中立凹部６０を超えて移動して第２カム部５９ｂを押圧した右方操向状態では、押圧移動された第２カム部５９ｂがローラ５７の外周端移動軌跡Ｓと一致した状態となり、引き続く同方向への操向操作によってローラ５７が同方向に移動してもカム部材５４は変位作動しないようになっている。
【００３７】
つまり、セクトギヤ４６が所定角度以上に回動されて前車輪１が直進位置から所定角度（例えば、２０°）以上に操向操作されると、旋回内側となる後車輪２に対するクラッチレバー３７がクラッチ切りに必要な量だけ回動操作されて、それ以降の同方向への操向操作に対してはクラッチレバー３７がそれ以上にクラッチ切り方向に回動操作されないものとなっている。
【００３８】
なお、各レリーズワイヤ５８のアウター前端部は、前記ブラケット５３に連設されたワイヤ受け部５３ａに支持されるとともに、インナー前端に取付けた前端金具６１がクラッチ操作部材５６に長孔６２と連結ピン６３を介して連結され、かつ、クラッチ入り状態における前端金具６１はブラケット５３に連設された接当部５３ｂの前面に受け止められ、クラッチ操作部材５６が回動されて一方のレリーズワイヤ５８がクラッチ切り方向に引き操作された際に、引き操作されない他方のレリーズワイヤ５８の連結ピン６３が長孔６２内で確実に移動してストローク吸収作動するように構成されている。
【００３９】
また、図４に示すように、クラッチレバー３７の延長部には、このクラッチレバー３７をクラッチ入り（ＯＮ）側に向けて軽く回動付勢するワイヤ弛み取り用のバネ６４が装着されて、クラッチ入り作動を確実なものにしている。
【００４０】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００４１】
（１）図１１に示すように、左右のクラッチレバー３７にワイヤ連係したクラッチ操作部材５６およびカム部材５４を左右独立したものに構成して実施することもできる。これによると、クラッチ操作部材５６とレリーズワイ５８とを、先例のように、長孔融通をもって連結する必要はなくなる。
【００４２】
（２）上記実施例は、クラッチ操作部材５６とクラッチレバー３７とをワイヤ連係した場合を例示したが、レリーズワイヤ５８に代えてロッドを利用することもできる。
【００４３】
（３）上記実施例では、前車輪１の操向作動と連動して変位作動する作動部材の一例であるセクトギヤ４６にローラ（接当部材）５７を備えてカム部材５４を接当押圧変位させるようにカム機構５２を構成しているが、カム部材５４をセクトギヤ４６（あるいはピットマンアーム４５）に備えるとともに、クラッチ操作部材５６にローラ（接当部材）５７を備えて実施することも可能である。
【００４４】
（４）ラック・ピニオンを利用して直線的に変位作動する作動部材で前車輪１を操向するステアリング機構を利用するものにおいては、前記ローラ（接当部材）の直線移動をカム機構５２を介してクラッチ操作部材５６の設定量の変位作動（回動変位あるいは直線変位）に変換するように構成することも可能である。
【００４５】
（５）本発明は、後車輪を操向車輪、前車輪を非操向車輪にした４輪駆動型の作業車にも適用することができる。
【００４６】
（６）本発明は、芝刈り機のみならず、農用トラクタや田植機に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用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】ミッションケース主部と左側サイドクラッチを示す正面図
【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】操向操作部とカム機構を示す平面図
【図８】操向操作部とカム機構を示す背面図
【図９】直進状態におけるカム機構を示す展開平面図
【図１０】右方操向状態におけるカム機構を示す展開平面図
【図１１】別実施例のカム機構を示す平面図
【符号の説明】
１ 操向車輪（前車輪）
２ 非操向車輪（議車輪）
１９ サイドクラッチ
３０ デフ機構
４６ 作動部材（セクトギヤ）
４８ ステアリングハンドル
５２ カム機構
５４ カム部材
５６ クラッチ操作部材
５７ 接当部材（ローラ）
５９ａ 第１カム部
５９ｂ 第２カム部
Claims (3)
- 左右の操向車輪をデフ機構を介して駆動するとともに、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、
前記操向車輪の操向作動と連動して変位作動する作動部材と、左右のサイドクラッチを選択的に切り操作するクラッチ操作部材とをカム機構を介して連係し、
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前記クラッチ操作部材がカム機構を介して設定量だけ変位作動され、このクラッチ操作部材の前記設定量の変位作動によって、旋回内側となる非操向車輪のサイドクラッチが入り付勢力に抗して自動的に切り操作されるようにクラッチ操作部材とサイドクラッチとを機械的に連動連結してあることを特徴とする４輪駆動型作業車の操向構造。 - 請求項１記載の４輪駆動型作業車の操向構造であって、
前記カム機構を、ステアリングハンドルの回動操作によって正逆に回動される作動部材に備えた接当部材と、前記クラッチ操作部材と一体変位するカム部材とで構成し、
前記カム部材を、左方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第１カム部と、右方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第２カム部とを備えた単一の部材で構成してあることを特徴とする４輪駆動型作業車の操向構造。 - 請求項１記載の４輪駆動型作業車の操向構造であって、
前記カム機構を、ステアリングハンドルの回動操作によって正逆に回動されるステアリング操作部材に備えた接当部材と前記クラッチ操作部材と一体変位するカム部材でと構成し、
左方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第１カム部を備えたカム部材と、右方への操向時に前記接当部材によって接当操作される第２カム部を備えたカム部材を別体に構成するとともに、各カム部材と一体に変位作動するクラッチ操作部材を備えてあることを特徴とする４輪駆動型作業車の操向構造。
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