JP3884639B2 - ステアリングコラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行車両のステアリングコラムの支持構成に関し、詳細には、トラクタのパワーステアリングを装備したステアリングコラムの支持構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラクタ等の走行車両のステアリングハンドルの操向回動を油圧式コントロールユニットに伝えて、該コントロールユニットからハンドルの回動に応じて圧油を送油してパワステシリンダを伸縮させて操向輪を左右回動させて操向を行う構成において、油圧式コントロールユニットの入力軸はステアリングハンドルを固定したステアリングシャフトの下端に連結固定され、該コントロールユニットやステアリングシャフトを支持したステアリングコラムは本機側の機体フレームに直に固定されていた。例えば、特開平７−１００１４号の技術である。
【０００３】
また、キャビン仕様のトラクタにおいては、ステアリングシャフトにユニバーサルジョイントを介してキャビン外のボンネット内に配置した油圧式コントロールユニットに、ステアリングハンドルの回転を伝達していた。一方、ステアリングシャフトにはバネを内蔵して防振を図っていたのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の技術では、ステアリングコラムが機体フレームに直付けされているので、エンジンから振動が直接ステアリングハンドルに伝わり操作性が悪く疲労の原因ともなっていたのである。また、後者の技術では防振は図れるものの部品点数が多くなりコスト高となっていたのである。また、ロプス（安全フレーム）仕様とキャビン仕様とでステアリングシャフトとコントロールユニットの間の連結機構が異なるために共用化ができずコスト高となっていたのである。
【０００５】
また、特開平７−１００１４号の技術では、ステアリングコラムをパイプ状に構成してステアリングシャフトを支持し、該ステアリングコラムの下部に支持ブラケットを介してコントロールユニットを取り付けるのであるが、ステアリングコラムの下部を支持ブラケットに取り付けるための構造をインロー構造として嵌合後に溶接していたために、ステアリングコラム下部またはブラケットのパイプ部の内周面または外周面を切削する必要があり、製造コストが高く、部品点数も多くなっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。
【０００７】
ステアリングハンドル（６）を取り付けたステアリングシャフト（２６）を支持するステアリングコラム（３１）の下部にパワステシリンダを制御する油圧式コントロールユニット（２７）を固定し、該ステアリングコラム（３１）を防振部材（３３）を介して機体に取り付け、該コントロールユニット（２７）の後面には、油圧ポンプからの圧油を供給するポンプポート（４１）、圧油をドレンさせるタンクポート（４２）、パワステシリンダとの間で圧油を送油するための出力ポート（４３・４４）を設け、それぞれのポート（４１・４２・４３・４４）に油圧配管（４５・・・）を接続すべく構成し、該油圧配管（４５）のホース（４５ａ）の一端にカプラ（４５ｃ）を取り付け、他端に鋼製の口金（４５ｄ）を取り付け、該口金（４５ｄ）はパイプ状に構成されてホース（４５ａ）の先端にカシメて一体的に固定し、該コントロールユニット（２７）のポート（４１・４２・４３・４４）部に、前記口金（４５ｄ）を固定するために固定プレート（４６）を設け、該固定プレート（４６）には各ポートの位置に合わせて切欠（４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄ）を設け、該切欠（４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄ）の幅は、前記ホース（４５ａ）の直径よりも大きく口金（４５ｄ）の直径よりも小さく構成し、該固定プレート（４６）にボルト孔（４６ｅ・・）を開口し、ボルト（４７・・）により、固定プレート（４６）をコントロールユニット（２７）に螺装固定し、同時にポート（４１・４２・４３・４４）に挿入した口金（４５ｄ・・・）を固定する構成としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を走行車両としてトラクタを実施例とした場合について説明する。
【０００９】
図１は本発明の支持構成を採用したトラクタの側面図、図２はステアリングコラムの後面断面図である。
【００１０】
図３は油圧配管を示す図、図４はコントロールユニットへの油圧配管の取り付けを示す斜視図、図５はステアリングコラムステーへのステアリングコラムの取り付けを示す側面図である。
【００１１】
図６は下側防振部材の取付を示す断面図、図７は上側防振部材の取付を示す断面図、図８は防振構成の他の実施例を示す側面図、図９は同じく分解斜視図である。
【００１２】
図１において、トラクタ１の全体構成から説明する。本機の前後に前輪２及び後輪３を支承し、前部のボンネット４内部にはエンジン５を配置し、該ボンネット４の後方には後述するステアリングハンドル６を設けており、該ステアリングハンドル６の後方には座席シート７を配設している。また、座席シート７の側部には主変速レバー等が配設されている。
【００１３】
また、前記エンジン５はフロントフレーム８上に防振支持され、該エンジン５の後部にクラッチハウジングを介してミッションケース１１が配設され、エンジン５からの動力を変速して後輪２に伝達して駆動し、さらにミッションケース１１より伝動装置を介して前輪２にも同時に駆動力を伝達することを可能としている。
【００１４】
また、エンジン５の駆動力はミッションケース１１後端から突出したＰＴＯ軸に伝達されて、該ＰＴＯ軸からユニバーサルジョイント等を介して機体後端に配置した作業機装着装置１３を介して装着した作業機を駆動するように構成している。また、ミッションケース１１上部には油圧ケース１０が載置され、該油圧ケース１０内にシリンダを収納してリフトアーム１９・１９を回動可能とし、前記作業機装着装置１３はトップリンク２０とロアリンク２１・２１より構成して、前記リフトアーム１９の回動をリフトロッドを介してロアリンク２１・２１を回動して、作業機装着装置１３を昇降可能としている。
【００１５】
前記ボンネット４の後部にはダッシュボート２３が設けられ、該ダッシュボード２３は後述するステアリングコラム２４を覆ってカバーし、該ダッシュボード２３上には計器パネルやキースイッチや前後進切換レバー２２等を配置し、該ダッシュボード２３の下部にはフロアカバー２５が設けられてステップとし、クラッチハウジングやミッションケース等機体側に固定している。
【００１６】
前記ステアリングハンドル６の中央は図２に示すステアリングシャフト２６の上端に固設され、該ステアリングシャフト２６の下端はパワーステアリング装置の油圧式コントロールユニット（オービットロール）２７の入力軸と連結されている。該ステアリングシャフト２６の上部には直径方向にピン孔２６ａが穿設されて、ピン（スプリングピン）２８を挿入固定し、該ピン２８を位置決めとして外側からベアリング２９を嵌め込んでピン２８により位置決めされるようにしている。従来はステアリングシャフトを段付き加工して位置決めしていたので、本実施例のように安価な孔開け加工ではなく切削しなければならなず、加工精度は高く維持する必要があり、加工時間が長くなり、コストアップとなり、更に、段を設ける分ステアリングシャフト自体を太くしなければならず、コストアップとなるばかりか重量も重くなっていた。
【００１７】
そして、ステアリングシャフト２６上においてベアリング２９が抜けないようにするために、ステアリングシャフト２６外周にリング状溝２６ｂを形成して止め輪３０を外嵌してベアリング２９の抜け止めとしている。そして、該ステアリングシャフト２６は前記ベアリング２９を介して鋼製パイプ状のステアリングコラム３１に支持されており、該ステアリングコラム３１の上部にベアリング２９を固定するために、ステアリングコラム３１上部をベアリング２９の外径に合わせて拡開してベアリング２９を挿入し、外端部を数カ所（本実施例では４箇所）にカシメ部３１ａを設けて固定するようにしている。
【００１８】
前記ステアリングコラム３１下部は取付プレート３２を介してコントロールユニット２７をボルト等により固定しており、図２に示すように、該取付プレート３２は矩形または円形の鋼板の略中央に挿入孔を開口し、この挿入孔部分をバーリング加工等によって拡開しながらフランジ部３２ａを形成し、該フランジ部３２ａの孔径をステアリングコラム３１の外径に合わせる。該フランジ部３２ａにステアリングコラム３１を挿入して溶接等により固定する。そして、該フランジ部３２ａ下面にコントロールユニット２７の上面をボルト等により固定するのである。
【００１９】
なお、取り付けの順序は、コントロールユニット２７の入力軸にステアリングシャフト２６の下端を連結して、ステアリングコラム３１をステアリングシャフト２６に外嵌して取り付けプレート３２にコントロールユニット２７を固定し、ステアリングシャフト２６の上部にピン２８に当たるまでベアリング２９を挿入し、止め輪３０によりベアリング２９を固定して、更に、ステアリングコラム３１上部の外周面の数カ所をカシメて固定するのである。このとき、ステアリングコラム３１の上部はベアリング２９によりステアリングシャフト２６を支持しているが、ステアリングコラム３１下部にはベアリングを設けないために、コントロールユニット２７を取り付ける時の精度は高くするする必要がなく、精度管理を厳格に行う必要がない分、寸法合わせや位置合わせ等の調整をなくすこともできて、組立性が向上してコスト低減化が図れるのである。
【００２０】
前記コントロールユニット２７の後面には油圧ポンプからの圧油を供給するポンプポート４１、圧油をドレンさせるタンクポート４２、前輪２の操向部に配置したパワステシリンダとの間で圧油を送油するための出力ポート４３・４４が設けられて、それぞれ油圧配管４５・４５・・・が接続されている。但し、各ポートの位置は限定しない。該油圧配管４５は図３に示すように、ホース４５ａは被覆部材４５ｂで中央部が覆われ、該ホース４５ａの一端にカプラ４５ｃが取り付けられ、他端に鋼製の口金４５ｄが取り付けられる。該口金４５ｄはパイプ状に構成されてホース４５ａ先端にカシメて一体的に固定される。このように構成することにより、従来ネジ締結により取り付けていたが、その必要なく簡単な方法で速やかに取り付けることが可能となって組立工数を減少することができる。
【００２１】
また、図２、図４に示すように、コントロールユニット２７のポートに前記口金４５ｄを固定するために固定プレート４６が設けられており、該固定プレート４６には各ポートの位置に合わせて切欠４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄが設けられて、該切欠４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄの幅はホース４５ａの直径よりも大きく口金４５ｄの直径よりも小さく構成している。そして、該固定プレート４６にボルト孔４６ｅ・４６ｅ・４６ｅを開口してボルト４７・４７・４７によりコントロールユニット２７に螺装固定し、同時に口金４５ｄ・４５ｄ・・・も固定する構成としている。
【００２２】
次に、前記コントロールユニット２７を取り付けたステアリングコラム３１を本機側に防振支持する構成について、図５、図６、図７より説明する。前記ステアリングコラム３１の下端に固定した取付プレート３２の後左右両側に取付孔３２ｂ・３２ｂが開口され、該取付孔３２ｂ・３２ｂにそれぞれ防振部材３３・３３が嵌合される。該防振部材３３は合成樹脂やゴム等で構成され、円筒状に形成されて中心にカラー３４が嵌合され、外周にはリング状の溝３３ａが形成されて前記取付孔３２ｂを嵌合している。そして、ボルト３５を座金３６、カラー３４、ステアリングコラムステー３７を挿通してナット３８で締付固定するようにしている。なお、ステアリングコラムステー３７は機体側のクラッチハウジングまたはミッションケース等に固定される。このようにステアリングコラムステー３７に防振部材３３を介してステアリングコラム３１を取り付けるので、上下方向の振動に対して防振作用が働くようにしている。
【００２３】
また、前記ステアリングコラムステー３７上に下ペダルステー５１、上ペダルステー５２を連結固設し、該上ペダルステー５２に防振部材５３を介してステアリングコラム３１に固設した取付ステー５０を固定して、ステアリングコラム３１を防振支持できるようにしている。
【００２４】
即ち、ステアリングコラム３１の上下中途部の前面に取付ステー５０を左右方向に前後面となるように固定し、該取付ステー５０の左右両側に取付孔５０ａ・５０ａを開口し、図７に示すように、該取付孔５０ａに合成樹脂やゴム等よりなる円筒状の防振部材５３を嵌め込み、該防振部材５３の中心にカラー５４を嵌合し、座金５５、カラー５４、上ペダルステー５２のボルト孔にボルト５６を挿入してナット５７を螺装して固定している。このようにして、上ペダルステー５２に防振部材５３を介してステアリングコラム３１を取り付けるので、前後方向の振動に対して防振作用を働くようにしている。なお、本実施例では防振部材３３・５３をそれぞれ左右一対設けているが、その数は限定するものではない。また、防振部材３３・５３は上下方向または前後方向で振動特性が異なる場合には、その方向の振動特性に対応したバネ定数のゴム等に変更して、振動数に合わせた防振を可能とすることができる。そして、下側の防振部材３３はステアリングコラム３１やステアリングハンドル６等の殆どの荷重を支持して、ステアリングコラム３１等の荷重が大きくなっても十分支持することがでい、一方、上側の防振部材５３は荷重を受けないため小さく構成することができ、狭い空間にでも配設できるようにしている。
【００２５】
次に、防振構成の第二実施例を図８、図９より説明する。ステアリングコラムステー３７の上面にプレート状の防振部材６０を介して取付プレート３２を載置し、該ステアリングコラムステー３７と防振部材６０にはそれぞれコントロールユニット２７を取り付けるための孔３７ａ・６０ａを開口し、その側部に固定用の取付孔３７ｂ・６０ｂを開口し、取付プレート３２にも取付孔３２ｂが前記取付孔３７ｂ・６０ｂの位置に合わせて開口されている。そして、この取付孔３７ｂ・６０ｂ・３２ｂにカラー６１を嵌入し、該カラー６１と取付プレート３２の取付孔３２ｂの間に弾性部材６２を介装して、座金６３、カラー６１、ステアリングコラムステー３７にボルト６４を挿通してナット６５にて締付固定する。なお、前記弾性部材６０・６２は合成樹脂やゴム等より構成され、該防振部材６０の硬度は弾性部材６２よりも低硬度のゴムマット等により構成し、ステアリングコラム３１の下部全周、つまり、取付プレート３２下面全周に配置することになってシール部材を兼用するようにしている。また、弾性部材６２は断面視凸状の筒に構成され、カラー６１を外嵌する構成としている。
【００２６】
このように構成することによって、ステアリングコラム３１とステアリングコラムステー３７との間で防振支持することが可能となり、上下方向の防振を図ることができる。そして、低硬度の弾性部材を用いることで、シールすることが可能となり、ダッシュボード２３内外、または、キャビン仕様ではキャビン室内外で水等の浸入を防止することができる。また、前後方向の防振は前記と略同じ構成として、防振部材５３により防振支持する構成としている。
【００２７】
前記防振部材をステアリングコラムの下側と上側に配置し、下側を上下方向に防振支持し、上側を前後方向に防振支持したので、上下前後のあらゆる方向に防振支持することが可能となり、ステアリングハンドルの操作性を向上することができ、上下方向または前後方向で振動特性が異なる場合には、その方向の振動特性に対応したバネ定数に変更して、防振が可能となり、防振作用を向上することができたのである。また、上側と下側の防振部材で荷重を分担できて、下側の防振部材でステアリングコラムやステアリングハンドル等の殆どの荷重を支持して、荷重が大きくても十分支持することが可能となり、上側の防振部材は前後方向だけでよく、コンパクト化を図ることができて、ダッシュボード内の狭い空間に容易に配置することができる。
【００２８】
また、前記防振部材をステアリングコラムの下側と上側に配置し、下側の防振部材をステアリングコラムの下部全周に配置し、該防振部材を低硬度の材質で構成としたので、ステアリングコラムと機体の間でシールすることが可能となり、シール部材と防振部材を兼用できてコスト低減化が図れ、運転席側への音等の漏れも防止できるようになる。
【００２９】
また、ステアリングハンドルを取り付けたステアリングシャフトをパイプ状に構成したステアリングコラムにより支持する構成であって、該ステアリングコラムの上部にベアリングを内嵌固定し、下部にフランジ部を形成したプレートを介してパワステシリンダを制御する油圧式コントロールユニットを固定し、ステアリングシャフトの上部を前記ベアリングで支持し、下部をコントロールユニットの入力軸に連結したので、ステアリングシャフトの下部はベアリング等で支持することがなくコントロールユニットへのステアリングシャフトの取付精度を高くする必要がなくなり、コスト低減化が図れる。
【００３０】
また、前記ベアリングの下面をステアリングシャフトに嵌挿したピンにより位置決め係止し、上面を止め輪により固定するとともに、該ベアリングの上部をステアリングコラムの外周をカシメて固定したので、ステアリングシャフトは段付き加工を施すことがなく、ステアリングシャフトを小径部材で構成することが可能となり、ベアリングをステアリングシャフトに簡単に位置決めして固定することができ、構造が簡単となりコスト低減化が図れる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したことにより、次のような効果が得られる。
ステアリングハンドル（６）を取り付けたステアリングシャフト（２６）を支持するステアリングコラム（３１）の下部にパワステシリンダを制御する油圧式コントロールユニット（２７）を固定し、該ステアリングコラム（３１）を防振部材（３３）を介して機体に取り付けたので、ロプス（安全フレーム）仕様やキャビン仕様に関係なくステアリングハンドルやステアリングコラムを防振支持することが可能となり、部品を共用できてコスト低減化を図れる。また、キャビン仕様の場合コントロールユニットから発生するヒビリ音をキャビンに伝えなくなり、低騒音化が図れる。
【００３２】
また、該コントロールユニット（２７）の後面には、油圧ポンプからの圧油を供給するポンプポート（４１）、圧油をドレンさせるタンクポート（４２）、パワステシリンダとの間で圧油を送油するための出力ポート（４３・４４）を設け、それぞれのポート（４１・４２・４３・４４）に油圧配管（４５・・・・）を接続すべく構成し、該油圧配管（４５）のホース（４５ａ）の一端にカプラ（４５ｃ）を取り付け、他端に鋼製の口金（４５ｄ）を取り付け、該口金（４５ｄ）はパイプ状に構成されてホース（４５ａ）の先端にカシメて一体的に固定し、該コントロールユニット（２７）のポート（４１・４２・４３・４４）部に、前記口金（４５ｄ）を固定するために固定プレート（４６）を設け、該固定プレート（４６）には各ポートの位置に合わせて切欠（４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄ）を設け、該切欠（４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄ）の幅は、前記ホース（４５ａ）の直径よりも大きく口金（４５ｄ）の直径よりも小さく構成し、該固定プレート（４６）にボルト孔（４６ｅ・・）を開口し、ボルト（４７・・）により、固定プレート（４６）をコントロールユニット（２７）に螺装固定し、同時にポート（４１・４２・４３・４４）に挿入した口金（４５ｄ・・・）を固定する構成としたので、このような構成とすることにより、従来ネジ締結によりホースを取り付けていたが、その必要なく、固定プレート（４６）の簡単な締結方法で速やかに、ホースの口金部分を取り付けることが可能となって組立工数を減少することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の防振支持構成を採用したトラクタの側面図である。
【図２】 ステアリングコラムの後面断面図である。
【図３】 油圧配管を示す図である。
【図４】 コントロールユニットへの油圧配管の取り付けを示す斜視図である。
【図５】 ステアリングコラムステーへのステアリングコラムの取り付けを示す側面図である。
【図６】 下側防振部材の取付を示す断面図である。
【図７】 上側防振部材の取付を示す断面図である。
【図８】 防振構成の他の実施例を示す側面図である。
【図９】 同じく分解斜視図である。
【符号の説明】
６ ステアリングハンドル
２６ ステアリングシャフト
２７ 油圧式コントロールユニット
２８ ピン
２９ ベアリング
３０ 止め輪
３１ ステアリングコラム
３２ 取付プレート
３３・５３・６０・６２ 防振部材

Claims (1)

1. ステアリングハンドル（６）を取り付けたステアリングシャフト（２６）を支持するステアリングコラム（３１）の下部に、パワステシリンダを制御する油圧式コントロールユニット（２７）を固定し、該ステアリングコラム（３１）を防振部材（３３）を介して機体に取り付け、該コントロールユニット（２７）の後面には、油圧ポンプからの圧油を供給するポンプポート（４１）、圧油をドレンさせるタンクポート（４２）、パワステシリンダとの間で圧油を送油するための出力ポート（４３・４４）を設け、それぞれのポート（４１・４２・４３・４４）に油圧配管（４５・・・）を接続すべく構成し、該油圧配管（４５）のホース（４５ａ）の一端にカプラ（４５ｃ）を取り付け、他端に鋼製の口金（４５ｄ）を取り付け、該口金（４５ｄ）はパイプ状に構成されてホース（４５ａ）の先端にカシメて一体的に固定し、該コントロールユニット（２７）のポート（４１・４２・４３・４４）部に、前記口金（４５ｄ）を固定するために固定プレート（４６）を設け、該固定プレート（４６）には各ポートの位置に合わせて切欠（４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄ）を設け、該切欠（４６ａ・４６ｂ・４６ｃ・４６ｄ）の幅は、前記ホース（４５ａ）の直径よりも大きく口金（４５ｄ）の直径よりも小さく構成し、該固定プレート（４６）にボルト孔（４６ｅ・・）を開口し、ボルト（４７・・）により、固定プレート（４６）をコントロールユニット（２７）に螺装固定し、同時にポート（４１・４２・４３・４４）に挿入した口金（４５ｄ・・・）を固定する構成としたことを特徴とするステアリングコラム。

Images