JP2008080960A - 作業車のステアリング構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 作業車のステアリング構造において、ハンドルポストの上部の振動がステアリング軸を介してステアリングハンドルに伝達されるような状態を少なくする。
【解決手段】 ハンドルポスト１１を支持ケース８に固定して上方に延出して、ステアリング操作用の入力軸１２を支持ケース８のハンドルポスト１１の部分から上向きに突出させる。上部及び下部にスプライン部１４ａを備えた中間軸１４と、下部にスプライン部１７ａを備え上部にステアリングハンドル１８を備えたステアリング軸１７とを備える。入力軸１２のスプライン部と中間軸１４の下部のスプライン部１４ａとをスプライン嵌合させ、中間軸１４の上部のスプライン部とステアリング軸１７のスプライン部１７ａとをスプライン嵌合させる。ハンドルポスト１１の上部にステアリング軸１７を回転自在に支持させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、作業車におけるステアリングハンドルの構造に関する。

作業車の一例である農用トラクタや乗用型田植機では、ステアリングハンドルの支持構造に関して、特許文献１及び２に開示されているような構造を備えたものがある。
特許文献１及び２では、ハンドルポスト（特許文献１の図１及び図５の８）を、支持ケース（特許文献１の図１及び図５の７）に固定して上方に延出し、ステアリング操作用の入力軸（特許文献の図１及び図７の７ａ）を、支持ケースのハンドルポストの部分から上向きに突出させている。ステアリング軸（特許文献１の図１及び図５の９）の下部にスプライン部を備え、ステアリング軸の上部にステアリングハンドル（特許文献１の図５の４）を備えており、ステアリング操作用の入力軸のスプライン部とステアリング軸のスプライン部とをスプライン嵌合させて、ハンドルポストの上部にステアリングを回転自在に支持させている。

特開平７−１００１４号公報 実公平７−５０３００号公報

特許文献１及び２では、ハンドルポストが支持ケースに固定されて上方に延出された状態となっているので、支持ケースとの固定部分を支点としてハンドルポストの上部が振れるような状態になると考えられて、ハンドルポストの上部に比較的大きな振動が発生している。

これにより、運転者がステアリングハンドルを持って操作する場合、例えば運転者がステアリングハンドルを右又は左の横側に押すような操作を行うと、ステアリング軸がハンドルポストの上部に横側から押圧されることになるので、ハンドルポストの上部の振動がステアリング軸に伝達されて、ステアリング軸からステアリングハンドルに伝達されるような状態になることがある。このような状態になると、ステアリングハンドルを持つ運転者が不快感を持つことがあるので、改善の余地がある。
本発明は作業車のステアリング構造において、ハンドルポストの上部の振動がステアリング軸を介してステアリングハンドルに伝達されるような状態を少なくすることを目的としている。

［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は、作業車のステアリング構造において次のように構成することにある。
ハンドルポストを支持ケースに固定して上方に延出し、ステアリング操作用の入力軸を支持ケースのハンドルポストの部分から上向きに突出させる。上部及び下部にスプライン部を備えた中間軸と、下部にスプライン部を備え上部にステアリングハンドルを備えたステアリング軸とを備える。ステアリング操作用の入力軸のスプライン部と中間軸の下部のスプライン部とをスプライン嵌合させ、中間軸の上部のスプライン部とステアリング軸のスプライン部とをスプライン嵌合させる。ハンドルポストの上部にステアリング軸を回転自在に支持させる。

（作用）
特許文献１及び２では、ステアリング操作用の入力軸（特許文献の図１及び図７の７ａ）を、支持ケースのハンドルポストの部分から上向きに突出させ、ステアリング操作用の入力軸のスプライン部と、ステアリング軸（特許文献１の図１及び図５の９）のスプライン部とをスプライン嵌合させている。これにより、スプライン嵌合部分には少しガタが存在するので、ステアリング操作用の入力軸とステアリング軸との間のスプライン嵌合部分を支点として、ステアリング軸が傾斜するような状態となる。
従って、特許文献１及び２では、前述の「発明が解決しようとする課題」に記載のように、ハンドルポストが支持ケースに固定されて上方に延出されているので、支持ケースとの固定部分の支点（ハンドルポストの上部が振れるような状態となる支点）と、ステアリング操作用の入力軸とステアリング軸との間のスプライン嵌合部分の支点（ステアリング軸が傾斜するような状態となる支点）とが、略同じ位置に位置している。

これにより前述の「発明が解決しようとする課題」に記載のように、ステアリング操作用の入力軸とステアリング軸との間のスプライン嵌合部分を支点（ステアリング軸が傾斜するような状態となる支点）として、ステアリング軸がハンドルポストの上部に横側から押圧された場合、ステアリング軸がハンドルポストの上部に略平行に押圧されるような状態となり、ステアリング軸がハンドルポストの上部に比較的広い面積に亘って押圧されるような状態となって、ハンドルポストの上部の振動がステアリング軸に伝達され易くなるものと考えられる。
さらに、ハンドルポストの上部の振動方向とステアリング軸の振動方向とが略合致する状態となっていると考えられるので、この点においてもハンドルポストの上部の振動がステアリング軸に伝達され易くなるものと考えられる。

本発明の第１特徴によると、ステアリング操作用の入力軸、中間軸及びステアリング軸を備えており、ステアリング操作用の入力軸と中間軸との間のスプライン嵌合部分と、中間軸とステアリング軸との間のスプライン嵌合部分と言うように、複数のスプライン嵌合部分が存在する（例えば、中間軸が１本であればスプライン嵌合部分は２箇所となり、中間軸が２本であればスプライン嵌合部分は３箇所となる）。

これにより、本発明の第１特徴によると、中間軸とステアリング軸との間のスプライン嵌合部分が、支持ケースとの固定部分の支点（ハンドルポストの上部が振れるような状態となる支点）よりも上方に位置することになるので、中間軸とステアリング軸との間のスプライン嵌合部分を支点として、ステアリング軸がハンドルポストの上部に横側から押圧された場合、ステアリング軸がハンドルポストの上部に傾斜して押圧されるような状態となり易く、ステアリング軸がハンドルポストの上部の比較的狭い面積に押圧されるような状態となり易い。
さらに、複数のスプライン嵌合部分が折れ曲がり点となることにより、中間軸及びステアリング軸が例えば「く」の字に折れ曲がるような状態になったりして、ハンドルポストの上部の振動方向とステアリング軸の振動方向とが合致し難い状態となっている。

以上のように、本発明の第１特徴によると、ステアリング軸がハンドルポストの上部に横側から押圧された場合、ステアリング軸がハンドルポストの上部に傾斜して押圧されるような状態となり易く、ステアリング軸がハンドルポストの上部の比較的狭い面積に押圧されるような状態となり易い点、並びに、ハンドルポストの上部の振動方向とステアリング軸の振動方向とが合致し難い状態となっている点により、ハンドルポストの上部の振動がステアリング軸に伝達され難くなっている。

本発明の第１特徴によると、複数のスプライン嵌合部分が存在するので、スプライン嵌合部分に存在するガタにより、ステアリング操作用の入力軸の中心とステアリング軸の中心との間のズレの許容範囲が、大きなものとなっている。
これにより、ハンドルポスト及びステアリング軸を組み付けた際に、ハンドルポストにおけるステアリング軸の支持中心と、ステアリング操作用の入力軸の中心とがズレていても、このズレが複数のスプライン嵌合部分によって吸収されて、ハンドルポストにおけるステアリング軸の支持中心と、ステアリング軸の中心とが合致し易い。
従って、ステアリング軸がハンドルポストの上部に横側から押圧されていない状態においても、ステアリング軸がハンドルポストの上部に片当たりする状態になり難く、ハンドルポストの上部の振動がステアリング軸に伝達され難くなっている。

（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、作業車のステアリング構造において、ステアリング軸がハンドルポストの上部に横側から押圧された場合、ステアリング軸がハンドルポストの上部の比較的狭い面積に押圧されるような状態となり易く、且つハンドルポストの上部の振動方向とステアリング軸の振動方向とが合致し難い状態となっている点、並びに、ステアリング軸がハンドルポストの上部に横側から押圧されていない状態においても、ステアリング軸がハンドルポストの上部に片当たりする状態になり難い点により、ハンドルポストの上部の振動がステアリング軸に伝達され難くなって、ステアリングハンドルを持つ運転者が不快感を持つことが少なくなり、快適性を向上させることができた。

［ＩＩ］
（構成）
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴の作業車のステアリング構造において次のように構成することにある。
ステアリング操作用の入力軸と中間軸の下部との突き合わせ部分にＯリングを備え、中間軸の上部とステアリング軸との突き合わせ部分にＯリングを備える。

（作用）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
ステアリング操作用の入力軸は、ステアリング操作用の伝動機構やステアリング機構（マニュアル型式及びパワーステアリング型式）に連係されているので、これらからの振動がステアリング操作用の入力軸に伝達され易い。

本発明の第２特徴によると、ステアリング操作用の入力軸に振動が伝達されても、ステアリング操作用の入力軸と中間軸の下部との突き合わせ部分のＯリングにより、ステアリング操作用の入力軸の振動が中間軸に伝達され難くなっている。ステアリング操作用の入力軸の振動が中間軸に伝達されても、中間軸の上部とステアリング軸との突き合わせ部分のＯリングにより、中間軸の振動がステアリング軸に伝達され難くなっている。

（発明の効果）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第２特徴によると、ステアリング操作用の入力軸に伝達された振動を、ステアリング軸に伝達され難くすることができるようになって、ステアリングハンドルを持つ運転者が不快感を持つことが少なくなり、快適性を向上させることができた。

図１に示すように、右及び左の前輪１、右及び左の及び後輪２で支持された機体の前部にエンジン３が備えられており、エンジン３にクラッチハウジング４及びミッションケース５が連結されて、作業車の一例である四輪駆動型の農用トラクタが構成されている。

図１及び図２に示すように、右及び左の前輪１を操向操作するナックルアーム６が備えられ、右及び左の前輪１のナックルアーム６に亘ってタイロッド７が接続されている。マニュアル操作式のステアリング機構８（支持ケースに相当）が、クラッチハウジンク４に固定されており、ステアリング機構８により横軸芯Ｐ１周りに揺動駆動される操作アーム９と、左の前輪１のナックルアーム６とに亘って、ステアリングロッド１０が接続されている。

図２及び図３に示すように、円筒状のハンドルポスト１１が備えられ、ハンドルポスト１１の下部にブラケット１１ａが固定されており、ハンドルポスト１１のブラケット１１ａがステアリング機構８の上部にボルト１３によって固定されている。ハンドルポスト１１が上方に延出されており、ハンドルポスト１１の上部に固定されたブラケット１１ｂが支持フレーム（図示せず）に固定されている。

図２，３，４に示すように、ステアリング操作用の入力軸１２がステアリング機構８の上部から上方に突出してハンドルポスト１１の内部に入り込んでいる。ステアリング操作用の入力軸１２の外面に上部及び下部のスプライン部１２ａが形成され、上部及び下部のスプライン部１２ａの間に、円周方向に沿ったリング状の凹部１２ｂが形成されており、ハンドルポスト１１におけるステアリング軸１７の支持中心（ハンドルポスト１１の断面円の中心）と、ステアリング操作用の入力軸１２の中心とが合致するように、ハンドルポスト１１のブラケット１１ａがステアリング機構８の上部に固定されている。

図２，３，４に示すように、短い中間軸１４が備えられており、内面にスプライン溝が形成された円筒状のスプライン部１４ａが中間軸１４の下部に固定されて、スプライン部１４ａの２箇所に開口部１４ｃが開口されている。中間軸１４の上部の外面に上部及び下部のスプライン部１４ｂが形成され、上部及び下部のスプライン部１４ｂの間に、円周方向に沿ったリング状の凹部１４ｄが形成されている。

図２，３，４に示すように、ステアリング操作用の入力軸１２のスプライン部１２ａと中間軸１４の下部のスプライン部１４ａとがスプライン嵌合されており、ステアリング操作用の入力軸１２と中間軸１４の下部との突き合わせ部分に、Ｏリング１９が配置されている。ステアリング操作用の入力軸１２の凹部１２ｂと中間軸１４の開口部１４ｃとに亘ってボール１５が挿入され、ステアリング操作用の入力軸１２に対して中間軸１４が抜け止めされており、中間軸１４のスプライン部１４ａに幅広のリング部材１６が取り付けられて、ボール１５が抜け止めされている。

図２，３，４に示すように、中間軸１４よりも長いステアリング軸１７が備えられており、ステアリング軸１７の上部にステアリングハンドル１８が固定されている。内面にスプライン溝が形成された円筒状のスプライン部１７ａが、ステアリング軸１７の下部に固定されて、スプライン部１７ａの２箇所に開口部１７ｂが開口されている。ハンドルポスト１１の上部の内面とステアリング軸１７の上部の外面との間に、円筒状のブッシュ２０及びシール部材２１が取り付けられて、ハンドルポスト１１の上部にステアリング１７の上部が回転自在に支持されている。

図２，３，４に示すように、中間軸１４のスプライン部１４ｂとステアリング軸１７のスプライン部１７ａとがスプライン嵌合されており、中間軸１４の上部とステアリング軸１７との突き合わせ部分に、Ｏリング１９が配置されている。中間軸１４の凹部１４ｄとステアリング軸１７の開口部１７ｂとに亘ってボール１５が挿入され、中間軸１４に対してステアリング軸１７が抜け止めされており、ステアリング軸１７のスプライン部１７ａに幅広のリング部材１６が取り付けられて、ボール１５が抜け止めされている。

これにより、ステアリングハンドル１８を回転操作すると、ステアリングハンドル１８の回転操作が、ステアリング軸１７及び中間軸１４を介して、ステアリング機構８に伝達され、ステアリング機構８の操作アーム９が横軸芯Ｐ１周りに揺動駆動されて、ステアリングロッド１０が前後駆動され、ナックルアーム６及びタイロッド７を介して、右及び左の前輪１が左右に操向操作される。

以上の構造において、図２，３，４に示すように、ステアリング操作用の入力軸１２のスプライン部１２ａと中間軸１４の下部のスプライン部１４ａとの間のスプライン嵌合部分、並びに、中間軸１４の上部のスプライン部１４ｂとステアリング軸１７のスプライン部１７ａとの間のスプライン嵌合部分と言うように、２箇所のスプライン嵌合部分が備えられており、２箇所のスプライン嵌合部分の各々に少しガタが存在している。

図２，３，４に示すように、ハンドルポスト１１におけるステアリング軸１７の支持中心（ハンドルポスト１１の断面円の中心）と、ステアリング操作用の入力軸１２の中心とが少しズレていても、このズレが２箇所のスプライン嵌合部分によって吸収されるので、ハンドルポスト１１の上部において、ハンドルポスト１１におけるステアリング軸１７の支持中心（ハンドルポスト１１の断面円の中心）と、ステアリング軸１７の中心とが合致し易い。これにより、ステアリング軸１７の上部がブッシュ２０及びシール部材２１に半径方向で片当たりする状態が発生し難い。

図２，３，４に示すように、中間軸１４の上部のスプライン部１４ｂとステアリング軸１７のスプライン部１７ａとの間のスプライン嵌合部分が、ハンドルポスト１１のブラケット１１ａ（ハンドルポスト１１の上部が振れるような状態となる支点）よりも上方に位置しており、中間軸１４の上部のスプライン部１４ｂとステアリング軸１７のスプライン部１７ａとの間のスプライン嵌合部分を支点として、ステアリング軸１７の上部がブッシュ２０及びシール部材２１（ハンドルポストの上部）に横側から押圧された場合、ステアリング軸１７の上部がブッシュ２０及びシール部材２１（ハンドルポストの上部）に傾斜して押圧されるような状態となり易く、ステアリング軸１７の上部がブッシュ２０及びシール部材２１（ハンドルポストの上部）の比較的狭い面積に押圧されるような状態となり易い。

図２，３，４に示すように、ステアリング操作用の入力軸１２のスプライン部１２ａと中間軸１４の下部のスプライン部１４ａとの間のスプライン嵌合部分、並びに、中間軸１４の上部のスプライン部１４ｂとステアリング軸１７のスプライン部１７ａとの間のスプライン嵌合部分において、この２箇所のスプライン嵌合部分が折れ曲がり点となることにより、中間軸１４及びステアリング軸１７が例えば「く」の字に折れ曲がるような状態になったりして、ハンドルポスト１１の上部の振動方向とステアリング軸１７の上部の振動方向とが合致し難い状態となっている。

図２，３，４に示すように、ステアリング機構８からステアリング操作用の入力軸１２に振動が伝達されても、ステアリング操作用の入力軸１２と中間軸１４の下部との突き合わせ部分のＯリング１９により、ステアリング操作用の入力軸１２の振動が中間軸１４に伝達され難くなっている。ステアリング操作用の入力軸１２の振動が中間軸１４に伝達されても、中間軸１４の上部とステアリング軸１７との突き合わせ部分のＯリング１９により、中間軸１４の振動がステアリング軸１７に伝達され難くなっている。

［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］では、マニュアル操作式のステアリング機構８が示されているが、図５に示すように、油圧式又は電気式のパワーステアリング操作式のステアリング機構２２（支持ケースに相当）に、本発明を適用することもできる。この場合、中間軸１４及びステアリング軸１７等の構造は図２，３，４と同じであるが、ステアリング機構２２がステアリング機構８よりも上方に延びた構造となっているので、この分だけハンドルポスト１１及びステアリング軸１７が短いものとなっている。

［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］［発明の実施の第１別形態］において、１本の中間軸１４を使用するのではなく、２本の中間軸１４を使用するように構成してもよい。このように構成すると、ステアリング操作用の入力軸１２と下側の中間軸１４の下部との間のスプライン嵌合部分、下側の中間軸１４の上部と上側の中間軸１４の下部との間のスプライン嵌合部分、上側の中間軸１４の上部とステアリング軸１７との間の嵌合部分と言うように、３箇所のスプライン嵌合部分が形成される。
この場合、ステアリング操作用の入力軸１２と下側の中間軸１４との突き合わせ部分、下側の中間軸１４と上側の中間軸１４との突き合わせ部分、上側の中間軸１４とステアリング軸１７との突き合わせ部分の各々に、Ｏリング１９を配置すればよい。

［発明の実施の第３別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］［発明の実施の第１別形態］［発明の実施の第２別形態］の図３，４，５において、ステアリング操作用の入力軸１２に、内面にスプライン溝が形成された円筒状のスプライン部（図示せず）を固定し、中間軸１４の下部の外面にスプライン部（図示せず）を形成して、ステアリング操作用の入力軸１２と中間軸１４との間のスプライン嵌合部分を構成してもよい。中間軸１４の上部に、内面にスプライン溝が形成された円筒状のスプライン部（図示せず）を固定し、ステアリング軸１７の下部の外面にスプライン部（図示せず）を形成して、中間軸１４とステアリング軸１７との間のスプライン嵌合部分を構成してもよい。

［発明の実施の第４別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］［発明の実施の第１別形態］〜［発明の実施の第３別形態］において、ステアリング機構８，２２にハンドルポスト１１を固定するのではなく、走行用の変速装置やステアリング機構を内装したミッションケース（支持ケースに相当）（図示せず）に、ハンドルポスト１１を固定して上方に延出するように構成し、ステアリング操作用の入力軸１２をミッションケースがら突出させてハンドルポスト１１の内部に入り込ませるように構成してもよい。
ハンドルポスト１１を円筒状に構成するのではなく、中実の支柱の下部にブラケット（支持ケースに固定される部分）を固定し、支柱の上部にリング部材（ステアリング軸１７の上部を回転自在に支持する部分）を固定して構成してもよい。
本発明は、農用トラクタばかりではなく、乗用型芝刈り機や乗用型草刈り機、乗用型田植機やコンバイン、ホイルローダ等の建設機械にも適用できる。

農用トラクタの全体側面図 ステアリング機構及びハンドルポストの内部を示す断面図 ハンドルポストの下部、ステアリング操作用の入力軸、中間軸及びステアリング軸の付近の縦断側面図 ステアリング操作用の入力軸、中間軸及びステアリング軸の分解斜視図 発明の実施の第１別形態におけるステアリング機構及びハンドルポストの内部を示す断面図

符号の説明

８，２２ 支持ケース
１１ ハンドルポスト
１２ ステアリング操作用の入力軸
１２ａ ステアリング操作用の入力軸のスプライン部
１４ 中間軸
１４ａ 中間軸の下部のスプライン部
１４ｂ 中間軸の上部のスプライン部
１７ ステアリング軸
１７ａ ステアリング軸のスプライン部
１８ ステアリングハンドル
１９ Ｏリング

Claims (2)

1. ハンドルポストを支持ケースに固定して上方に延出し、ステアリング操作用の入力軸を前記支持ケースのハンドルポストの部分から上向きに突出させると共に、
   上部及び下部にスプライン部を備えた中間軸と、下部にスプライン部を備え上部にステアリングハンドルを備えたステアリング軸とを備えて、
   前記入力軸のスプライン部と中間軸の下部のスプライン部とをスプライン嵌合させ、前記中間軸の上部のスプライン部とステアリング軸のスプライン部とをスプライン嵌合させ、
   前記ハンドルポストの上部にステアリング軸を回転自在に支持させてある作業車のステアリング構造。
2. 前記入力軸と中間軸の下部との突き合わせ部分にＯリングを備え、前記中間軸の上部とステアリング軸との突き合わせ部分にＯリングを備えてある請求項１に記載の作業車のステアリング構造。

Images