JP2010215139A - 乗用型農作業機及び乗用型田植機 - Google Patents

Abstract

【課題】乗用型農作業機において、ミッションケースや操縦機構部材をすっきりとした状態でレイウアトする。
【解決手段】走行機体１のうち前輪３と後輪との車軸の間にエンジン２１が配置されている。ミッションケース２２はエンジン２１の手前に配置されている。ミッションケース２２とリアアクスルケース２８とはジョイント部材３３で連結されている。ミッションケース２２の手前にパワーステアリングユニット４４が配置されており、ミッションケース２２はパワーステアリングユニット４４を介してフロントフレームに固定されている。パワーステアリングユニット４４はサイドフレーム１２よりも下方においてミッションケース２２の手前に配置できるため、操縦機構部を構成する部材のレイアウトが容易である。
【選択図】図４

Description

本願発明は、乗用型田植機や乗用型苗移植機のような乗用型農作業機に関するもので、特に、操向機構に特徴を有する乗用型農作業機に関するものである。

乗用型農作業機の一例として乗用型田植機がある。この乗用型田植機は前輪及び後輪で支持された走行機体を有しており、走行機体の後部に苗植装置を高さ調節可能に取り付けている。そして、走行機体は人が乗る操縦フロアを有しており、操縦フロアを挟んで前後に操縦ハンドルと座席とが配置されており、更に、走行機体にはエンジンと変速装置を設けており、エンジンからの動力によって走行と苗植装置の駆動とが行われる。変速装置は多数枚のギア群を有しており、ギア群はミッションケースに内蔵されている。ミッションケースは一般に走行機体の前部に配置されており、ミッションケースに左右のフロントアクスルを取り付け、フロントアクスルで前輪が水平旋回自在に支持されている。

操縦ハンドルはハンドル軸の上端に固定されており、ハンドル軸はハンドルポストで囲われているのが普通である。そして、昨今の乗用型農作業機は操縦性能を高めるためパワーステアリングユニットを常備しており、ハンドル軸がパワーステアリングユニットの入力軸に連結されている。また、操縦ハンドルの回転操作を行い易いように、ハンドル軸は鉛直線に対してやや後傾した姿勢になっているのが一般的である。

そして、パワーステアリングユニットとハンドル軸との配置態様を見ると、
ａ）特許文献１に開示されているように、ミッションケースにパワーステアリングユニットを傾斜姿勢で配置して、パワーステアリングユニットからハンドル軸を傾斜姿勢で立設したタイプ、
ｂ）特許文献２に開示されているように、パワーステアリングユニットを操縦フロアの上側に鉛直姿勢で配置し、後傾姿勢ハンドル軸をパワーステアリングユニットの入力軸に自在継手を介して連結したタイプ、
ｃ）ミッションケースの前部にパワーステアリングユニットを一体に組み込んで、パワーステアリングユニットの入力軸にハンドル軸が自在継手を介して連結されているタイプ、
などがある。

また、ミッションケースの配置態様はエンジンの配置とも密接に関係しているものであり、そこでエンジンの配置位置を見ると、エンジンが前輪の車軸より前に配置されている態様（フロントマウントタイプ）と、エンジンが前輪と後輪との間に配置されている態様（ミッドマウントタイプ：例えば特許文献１）とに大別される。特許文献１，２のエンジンはミッドマウントタイプであり、特許文献３のエンジンはフロントマウントタイプである。

特許第３５２５９１４号公報 特開平７−２２７１１４号公報 特開２００６−３２５４８３号公報

特許文献１ではパワーステアリングユニットの入力軸とハンドル軸とを同心に配置できるため、自在継手を不要にできる利点があるが、パワーステアリングユニットがミッションケースに一体に組み込まれているため変速機構は複雑になる問題がある。また、ミッションケースの配置位置がハンドルによって規制されるため、ミッションケースの配置について設計の自由性が低くなるという問題もある。

特許文献３はミッションケースの前部をパワーステアリングユニットの支持部材として兼用したものであり、この場合は変速機構を構成する歯車群を配置しているエリアとパワーステアリングユニットとは前後に分離しているため変速機構の複雑化は抑制できるが、ミッションケースの位置がハンドルに制約されるため、ミッションケースの配置位置について設計の自由性が低くなるという問題は残っている。

他方、特許文献２ではパワーステアリングユニットはミッションケースから独立しており、従って、ミッションケースの配置がハンドルに制約を受けることはないと言える。しかし、パワーステアリングユニットは直立しているため、ハンドル軸を後傾姿勢とするには自在継手が必要になり、このためコストが嵩むという問題がある。また、特許文献２ではパワーステアリングユニットはミッションケースの上方部に配置しているため、パワーステアリングユニットにおけるステアリングアームの動きを前輪に伝える伝動機構が複雑化するという問題も懸念される。

本願発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、操縦ハンドルやパワーステアリングユニット等の構造や配置等に改良を加えることを課題とするものである。

本願発明は多面的な広がりを持っている。その典型として第１〜第５の発明（請求項１〜５の発明）を挙げることができる。このうち第１の発明（或いは第１の構成：請求項１の発明）は乗用型農作業機としての上位概念を成すもので、まず、前輪と後輪で支持されると共に操縦フロアを有する走行機体に、エンジンと、運転者が前記操縦フロアに足を載せて腰掛ける座席と、前記座席に腰掛けた運転者が操作する操縦ハンドルと、変速機構が内蔵されたミッションケースとを設けており、前記操縦ハンドルは中空のハンドルポストで支持されている一方、前記ミッションケースは操縦フロアの下方位置に配置されている、という構成になっている。そして、第１の発明の特徴として、前記ハンドルポストを、前記操縦フロアよりも下方位置でかつ前記ミッションケースよりも手前に配置した支持部材に取り付けている。

第２の発明（第２の構成：請求項２の発明）は、第２の発明において、前記支持部材はパワーステアリングユニットであり、前記パワーステアリングユニットの上面に前記ハンドルポストを取り付けている。第３の発明（第３の構成：請求項３の発明）では、第１又は第２の発明において、前記パワーステアリングユニットは側面視で上面を水平に対してやや後傾した姿勢で配置されて、前記ハンドルポストはパワーステアリングユニットの上面から直立しており、このため前記パワーステアリングユニットも側面視でやや後傾した姿勢になっている。

第４の発明（第４の構成：請求項４の発明）は、第３の発明において、前記左右のサイドフレームの前部はフロントフレームで連結されており、前記フロントフレームに固定した上ブラケットと前記ミッションケースに固定した下ブラケットとにパワーステアリングユニットが固定されており、このためパワーステアリングユニットはミッションケースとフロントフレームとを固定する部材を兼用している。

本願発明は乗用型田植機に好適に適用できる。そこで第５の発明は乗用型田植機として、請求項１〜４のうちのいずれかにおいて、前記走行機体には、その後ろ側に配置された苗植装置が昇降自在に連結されている。

第１の発明では、ハンドルポストはミッションケースの手前において支持部材に取り付けられているため、ミッションケースの前後位置が操縦ハンドルによって制約を受けることはない。従って、ミッションケースの配置に関する設計の自由性を高めることができる。また、ハンドルポストが取り付く支持部材の上下位置はミッションケースに制約を受けることなく任意に設定できるため、前輪を水平旋回させる機構が複雑化することを回避できる。

第２の発明のようにハンドルポストをパワーステアリングユニットの上面に取り付けると、構造が簡単になる利点がある。特に、第３の発明のようにパワーステアリングユニットを後傾姿勢にすると、ハンドル軸をパワーステアリングユニットの入力軸に直結することが可能になるため、自在継手を不要にして構造を一層簡単化し得る。

走行機体はその骨組みとしてのフレーム材を有しているのが一般的であり、この場合はミッションケースをフレーム材に固定する必要がある。そして、第４の発明を採用すると、頑丈な構造のパワーステアリングユニットをフロントフレームとミッションケースとの固定部材に兼用できるため、ミッションケースの取り付け構造を簡単化することができる。

田植機の側面図である。 田植機の平面図である。 田植機を手前側から見た斜視図である。 走行機体のみの側面図である。 車体カバーを取り外した状態での走行機体の平面図である。 走行機体の底面図である。 要部を後方から見た斜視図である。 要部を側方から見た斜視図である。 要部を前方から見た斜視図である。 要部を下方から見た斜視図である。 要部の分離側面図である。 要部の分離斜視図である。 要部の分離側面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は乗用型田植機（以下、単に「田植機」と略す）に適用している。以下の説明では、方向を特定するために「前後」「左右」の文言を使用するが、これらの文言は、特に断らない限り、前進方向を向いて着座した運転者の向きを基準にしている。

(1).田植機の概要
まず、主として図１〜図５に基づいて田植機の概要を説明する。図１〜図３に示すように、田植機は主要部分として走行機体１と苗植装置２とを有しており、走行機体１は左右の前輪３と後輪４とで支持されている。走行機体１は、運転者が腰掛ける背もたれ付き座席５とその前方に配置された操縦ハンドル６とを有している。座席５と操縦ハンドル６は走行機体１の左右中間位置に配置されている。操縦ハンドル６はボンネット７で覆われた操縦機構部８に設けられている。また、座席５の前方で左右両側には予備苗台９を設けており、座席５の後ろには施肥装置１０を設けている。

例えば図１から理解できるように、走行機体１は、前後方向に延びる左右のサイドフレーム１２と、左右のサイドフレーム１２をその前端寄り部位において連結したフロントフレーム１３と、左右サイドフレーム１２の後端に連結された左右長手のリアフレーム１４とを有している。これらサイドフレーム１２とフロントフレーム１３とリアフレーム１４とにより、走行機体１の中核を成す車体フレーム（シャーシ）が構成されている。サイドフレーム１２の前方にはバンパー１５を配置している。

サイドフレーム１２は、ほぼ前後中間部を境にして略前半部は略水平姿勢になって後半部は後傾姿勢となるように屈曲している。すなわち、サイドフレーム１２の後半部は、後ろに行くほど高さが高くなる傾斜部１２ａになっている。例えば図４から理解できるように、フロントフレーム１３とバンパー１５とで受け板１６を吊支し、受け板１６にバッテリー１７を載せている。

例えば図５に示すように、左右のサイドフレーム１２には左右横長で外向きに突出した外向き枝フレーム１８が溶接によって固着されており、手前に位置した２本の外向き枝フレーム１８に予備苗台９が固定されている。バンパー１５は前端の外向き枝フレーム１８にも固着されている。また、サイドフレーム１２の左右外側には前後方向に延びる補助フレーム１９が平面視で平行に配置されており、補助フレーム１９は外向き枝フレーム１８とリアフレーム１４とに溶接されている。また、後輪４はサイドフレーム１２と補助フレーム１９との間に位置している。

例えば図４から理解できるように、サイドフレーム１２における傾斜部１２ａの下方に位置した部位にはエンジン２１が配置されており、エンジン２１の手前でかつサイドフレーム１２より低い位置にはギア群を内蔵したミッションケース２２が配置されている。エンジン２１は、クランク軸が左右方向に延びる姿勢でかつシンリダボアが後傾姿勢となるように配置されており、動力はプーリ及びベルト２４でミッションケース２２の内部に伝達される。

ミッションケース２２の前部の左右側面にはフロントアクスル装置が取り付けられており、フロントアクスル装置２５で前輪３が支持されている。例えば図１に示すように、前輪３が取り付く前車軸を符号２６で示している。図２から理解できるように、エンジン２１は走行機体１の縦長中心線に沿った位置に配置されている（すなわち、走行機体１の左右中間部に配置されている）。

座席５は、走行機体１のほぼ左右中間部の位置でかつ側面視では概ねサイドフレーム１２における傾斜部１２ａの前半部の上方に位置している。座席５とエンジン２１との間には燃料タンク２７が配置されている。

後輪４はリアアクスルケース２８に取り付けられており、リアアクスルケース２８とリアフレーム１４とは左右２本のリア支柱２９で連結されている。例えば図１から理解できるように、苗植装置２は走行機体１の後部にリンク機構３０を介して昇降自在に連結されている。リンク機構は油圧シリンダ３１で回動する。図示していないが、走行機体１のうち人が載る部分は車体カバーで覆われている。図６から理解できるように、左右のサイドフレーム１２は操縦ハンドル６の下方の部分において中間フレーム３２で連結されている。

例えば図６に示すように、ミッションケース２２とリアアクスルケース２８とがジョイント部材３３を介して連結されており、更に、ミッションケース２２はフロントフレーム１３に連結されている（詳細は後述する。）。エンジン２１は、ジョイント部材３３の前端部とリアアクスルケース２８の前部とで防振ゴムを介して支持されている。従って、ミッションケース２２とリアアクスルケース２８とは走行機体１の骨組み部材としても機能している。

例えば図６に明示するように、ミッションケース２２はおおよそ前後に長い形態になっており、大雑把には、左右２つのメインメンバーを重ねてボルト群で共締めした構造になっている。ミッションケース２２の前部部には左右の凸部２２ａが形成されており、凸部２２ａにフロントアクスル装置２５が取り付けられている。

ミッションケース２２における後部の左側面にはＨＳＴ（静油圧式無断変速機）３４が取り付けられており、エンジン２１からの動力がＨＳＴ３４の入力軸にベルト２４で伝達される。ＨＳＴ３４のトラニオン（制御部材）３５は、例えば図７に示すアクセルペダル３９の動きに連動して動く。

例えば図６から理解できるように、ミッションケース２２における左凸部２２ａから走行ドライブ軸４０が後ろ向きに延びており、後輪４の駆動動力は走行ドライブ軸４０を介してリアアクスルケース２８の内部に伝達されている。

(2).操舵機構とその周辺部
次に、操舵機構とその周辺部とを説明する。

図１１〜図１３に示すように、フロントフレーム１３の後面には後ろ向きに開口した箱状の第１フロントブラケット４２が溶接されており、第１フロントブラケット４２の下端部に平面視では前向きに広がる台形状で略下向き開口コの字状の第２フロントブラケット４３が固定されており、この第２フロントブラケット４３の上面に、パワーステアリングユニット４４を構成する油圧モータ４５がボルトで締結されている。

第２フロントブラケット４３は油圧モータ４５の後ろに突出しており、この第１フロントブラケット４２の後部に第３フロントブラケット４６が上から重なっており、第２フロントブラケット４３及び第３フロントブラケット４６の下面にステアリングギアボックス４７がガスケットを介して重ねられて、これら第２及び第３フロントブラケット４３，４６とステアリングギアボックス４７とがボルトで一体に締結されている。ステアリングギアボックス４７の下面には第４フロントブラケット４９がボルトで締結されている。

そして、第３フロントブラケット４６と第４フロントブラケット４９とがミッションケース２２の前部にボルトで固定されている。具体的には、第３フロントブラケット４６に左右側板を有する後ろ向き張り出し部４６ａを設け、この後ろ向き張り出し部４６ａの側板４６ｂをミッションケース２２の前部にボルトで締結しており、更に、第４フロントブラケット４９に形成した左右の側板４９ａをミッションケース２２の前部にボルトて締結している。従って、第３フロントブラケット４６の側板と第４フロントブラケット４９の側板４９ａとでミッションケース２２の前部を左右から挟む形態になっている。図１１及び図１２で、ボルトがねじ込まれる雌ねじ部を符号２２ｂで示している。

第４フロントブラケット４９の右側板４９ａはミッションケース２２の雌ねじ部２２ｂに直接に重なっているが、左側板はカラー（図示せず）を介してミッションケース２２の雌ねじ部２２ｂに重なっている。図１３に示すように、ミッションケース２２のうち第３及び第４のフロントブラケット４６，４９が取り付く部分は前向きに突出した状態になっており、この前向き突出部の左側にデフロック用ブラケット５０が固定されている。デフロックブラケットケット５０には、前輪３のデフ機能（旋回差動機能）を停止するデフロックロッド（図示せず）が取り付けられる。

そして、ミッションケース２２の前端部にデフロック用ブラケット５０を設けるスペースを設ける必要がある一方、第４フロントブラケット４９はステアリングギアボックス４７の大きさとの関係である程度の左右巾寸法が必要であるため、第４フロントブラケット４９の左側板４９ａはカラーを介してミッションケース２２に固定されている。なお、図４に示すように、操縦フロアＦのうち座席５に近い箇所にデフロックペダル５１を設けており、デフロックペダル５１とデフロックロッドとが図示しないリンク部材を介して連結されている。

パワーステアリングユニット４４は油圧モータ４５とステアリングギアボックス４７とを主要部材としており、油圧モータ４５の上端面にハンドルポスト５３がフランジ５２（図１３参照）を介して固定されている。ハンドルポスト５３は油圧モータ４５の上面から直立（直交）している。従って、油圧モータ４５の入力軸とハンドルポスト５３の軸心とは一直線になっており、そこで、ハンドルポスト５３に内蔵したハンドル軸５４を油圧モータ４５の入力軸に直結している。

例えば図１３から理解できるように、ステアリングギアボックス４７の下面には底板５５が固定されており、底板５５に操舵アーム５４が回動自在に取り付けられている。操舵アーム５４には例えば図６に示すように左右２本の操舵ロッド５８が連結されている。一方、例えば図８や図９に示すように、フロントアクスルケース２５には前車軸２６を有する前輪ギアケース６０がキングピン５６を介して略水平回動自在に取り付けられており、前輪ギアケース６０に水平状に設けた前車軸２６に前輪３を取り付けている。そして、前輪ギアケース６０に設けたアーム部６０ａに操縦ロッド５８が相対回動自在に連結されている。

走行機体１には各種のレバー類（前後進切り換えレバーや苗植装置の昇降レバー等）を設けている。また、例えば図７や図９に示すように、ハンドルポスト５３には板状のフロントプレート５９が固定されており、このフロントプレート５９に取り付けたフロントパネル（図示せず）に計器やディスプレイ等が設けられる。ハンドルポスト５９には、ブラケット類を介して主変速レバーや苗植装置昇降レバーのようなレバーが取り付けられている。

例えば図７に示すように、ハンドルポスト５３を挟んでアクセルペダル３９と反対側にはモータ（図示せず）を内蔵した制御用ケース６１が配置されており、アクセルペダル３９の動きはモータを介してＨＳＴ３４のトラニオン３５とエンジン２１のスロットルレバー（図示せず）とに伝えられる。このため、ケース６１の右側にはトラニオン操作用のロッド６２が配置されており、ケース６１の左側からはエンジン２１のスロットルレバーを操作するためのワイヤー６３が後ろに延びている。

図６や図８に示すように、ミッションケース２２のうちＨＳＴ３４と反対側の右側面には、昇降用油圧シリンダ４１やパワーステアリング４４を駆動するための油圧ポンプ６４が配置されている。また、図６に示すように、リアアクスルケース３０の前部でかつ右寄り部位には株間調節装置６５が配置されており、株間調節装置６５からは、植付軸（ＰＴＯ軸）が後ろ向きに突出していると共に施肥駆動軸（図示せず）が上向きに突出している。

(3).まとめ
以上の構成において、ハンドルポスト５３が後傾しているため操縦ハンドル６を操作しやすい。そして、パワーステアリングユニット４４の油圧モータ４５をその入力軸がやや後傾するように姿勢を設定することにより、後傾姿勢のハンドル軸５４を油圧モータ４５の入力軸に直結しているため、自在継手は不要になって構造が簡単になる。

また、パワーステアリングユニット４４はミッションケース２２とフロントフレーム１３とを固定する部材も兼用しており、このため走行機体１の構造の簡単化にも貢献できる。更に、パワーステアリングユニット４４は第１〜第４のフロントブラケット４２，４３，４６，４９で支持されているため、これらフロントブラケット４２，４３，４６，４９の寸法を適宜設定することにより、フロントフレーム１３とハンドルポスト５３とミッションケース２２との位置関係を任意に設定することができる。

本実施形態では第１〜第４の４つのフロントブラケット４２，４３，４６，４９を使用しているが、例えば第１フロントブラケット４２と第２フロントブラケット４３とを一体化したり、第２フロントブラケット４３と第３フロントブラケット４６とを一体化したり、或いは単一のフロントブラケットでフロントフレーム１３とミッションケース２２とを固定して、これにパワーステアリングユニット４４を固定するといったことも可能である。

以上の説明のとおり、本願発明は田植機等の乗用型農作業機に具体化することができて高い有用性を有している。従って、産業上の利用可能性を有する。

１ 走行機体
２ 苗植装置
３ 前輪
４ 後輪
５ 座席
６ 操縦ハンドル
８ 操縦機構部
１２ サイドフレーム
１３ フロントフレーム
２１ エンジン
２２ ミッションケース
２５ フロントアクスル装置
２６ 前車軸
４２，４３，４６，４９ フロントブラケット
４４ パワーステアリングユニット
４５ パワーステアリングユニットの油圧モータ
５６ キングピン
６０ 前輪ギアケース
５８ 操舵ロッド

Claims (5)

1. 前輪と後輪で支持されると共に操縦フロアを有する走行機体に、エンジンと、運転者が前記操縦フロアに足を載せて腰掛ける座席と、前記座席に腰掛けた運転者が操作する操縦ハンドルと、変速機構が内蔵されたミッションケースとを設けており、前記操縦ハンドルは中空のハンドルポストで支持されている一方、前記ミッションケースは操縦フロアの下方位置に配置されている、という構成であって、
   前記ハンドルポストを、前記操縦フロアよりも下方位置でかつ前記ミッションケースよりも手前に配置した支持部材に取り付けている、
   乗用型農作業機。
2. 前記支持部材はパワーステアリングユニットであり、前記パワーステアリングユニットの上面に前記ハンドルポストを取り付けている、
   請求項１に記載した乗用型農作業機。
3. 前記パワーステアリングユニットは側面視で上面を水平に対してやや後傾した姿勢で配置されて、前記ハンドルポストはパワーステアリングユニットの上面から直立しており、このため前記パワーステアリングユニットも側面視でやや後傾した姿勢になっている、
   請求項１又は２に記載した乗用型農作業機。
4. 前記左右のサイドフレームの前部はフロントフレームで連結されており、前記フロントフレームに固定した上ブラケットと前記ミッションケースに固定した下ブラケットとにパワーステアリングユニットが固定されており、このためパワーステアリングユニットはミッションケースとフロントフレームとを固定する部材を兼用している、
   請求項３に記載した乗用型農作業機。
5. 前記走行機体には、その後ろ側に配置された苗植装置が昇降自在に連結されている、
   請求項１〜４のうちのいずれかに記載した乗用型田植機。

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