JP4250604B2 - 作業車の後輪支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、乗用型田植機や乗用型直播機等の作業車における後輪支持構造に関する。

作業車の一例である乗用型田植機では、例えば特許文献１に開示されているように、右及び左の前輪に対して、右及び左の後輪を機体にサスペンション機構を介して支持するように構成したものがあり、水田や路上での走行性能の向上を図っている。
右及び左の後輪を機体にサスペンション機構を介して支持する構造としては、特許文献１に開示されているように、独立に上下揺動自在な右及び左の支持ケースの後端に右及び左の後輪を支持する構造や、右及び左の後輪を備えた後車軸ケースを機体にサスペンション機構を介して支持する構造がある。

特開２００３−８１１４０号公報

平坦な路上を走行することが大部分である乗用車に対して、作業車は一般に凹凸のある作業地や傾斜した作業地を比較的低速で走行することが多く、機体の姿勢が変化することが多い。
本発明は右及び左の後輪を機体にサスペンション機構を介して支持するように構成した作業車の後輪支持構造において、機体の姿勢を安定したものにすることができるように構成することを目的としている。

［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は作業車の後輪支持構造において次のように構成することにある。
右及び左の前輪と、右及び左の後輪とを備えて、右及び左の後輪を機体に左右各別にサスペンション機構を介して支持し、機体の後部に昇降駆動されるリンク機構を備え、リンク機構の後部に作業装置を連結すると共に、リンク機構を下降させた作業装置の標準的な作業姿勢からこれよりも高いリンク機構の所定高さ位置と最上昇位置との間の高さ位置にリンク機構が上昇駆動されると、前記右及び左の後輪の予め設定された高さよりも上昇側への移動を規制するとともに右及び左の後輪の下降側への移動は許容するように、左右のサスペンション機構の伸縮範囲を規制する規制手段を備えてある。

（作用）
本発明の第１特徴によると、左右各別にサスペンション機構が機体上昇限度及び機体下降限度の全範囲で作動している状態において、リンク機構を所定高さ以上に上昇させたときに、規制手段により右及び左の後輪の予め設定された高さよりも上昇側への移動が規制されるとともに右及び左の後輪の下降側への移動が許容されるように、左右のサスペンション機構の伸縮範囲が規制される。これにより、リンク機構を所定高さ以上に上昇させたときに機体が所望の姿勢から外れる側にサスペンション機構が作動することが規制されるのであり、機体が所望の姿勢となる範囲でサスペンション機構が作動するように規制することが可能になる。

作業車の一例である乗用型田植機では、例えば深い水田に入って走行する場合、この状態で機体の後部が下がると、機体の後部が田面に入り込んで田面を荒らしてしまうことがある。水田から畦を乗り越えて出て行く場合、畦を登る際に機体が前上がり状態になるので、この状態で機体の後部が下がると、水田から畦を乗り越えて出て行くことが困難になることがある。

作業車の一例である乗用型田植機では、例えば深い水田に入って走行する場合、田面の位置に合わせて苗植付装置（作業装置に相当）を上昇駆動して走行するのであり、水田から畦を乗り越えて出て行く場合には、苗植付装置（作業装置に相当）を上昇駆動して畦を登る。
本発明の第１特徴によれば、機体の後部に昇降駆動自在に連結された作業装置が所定高さ以上に上昇駆動されると、規制手段により右及び左の後輪の予め設定された高さよりも上昇側への移動が規制されるとともに右及び左の後輪の下降側への移動が許容されるように、左右のサスペンション機構の伸縮範囲が規制されて作動することになるので、リンク機構を所定高さ以上に上昇させたときに機体の後部が下がる状態（サスペンション機構が規制された伸縮範囲を越えて機体後部が下降側に作動する状態）が防止される。
これにより、作業車の一例である乗用型田植機において、例えば深い水田に入って走行する場合、機体の後部が田面に入り込んで田面を荒らしてしまう状態を防止することができるのであり、水田から畦を乗り越えて出て行く場合、機体の後部が下がって、水田から畦を乗り越えて出て行くことが困難になる状態を防止することができる。

（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、右及び左の後輪を機体に左右各別にサスペンション機構を介して支持するように構成した作業車の後輪支持構造において、規制手段により右及び左の後輪の予め設定された高さよりも上昇側への移動が規制されるとともに右及び左の後輪の下降側への移動が許容されるように、左右のサスペンション機構の伸縮範囲を規制することにより、機体を所望の姿勢に安定したものにすることが可能になって、作業車の走行性能を向上させることができた。

本発明の第１特徴によると、機体の後部に昇降駆動自在に連結された作業装置を所定高さ以上に上昇駆動して走行する場合、規制手段により右及び左の後輪の予め設定された高さよりも上昇側への移動が規制されるとともに右及び左の後輪の下降側への移動が許容されるように、左右のサスペンション機構の伸縮範囲を規制することにより、機体の後部が下がる状態を適切に防止することができるようになって、作業装置を上昇駆動しての作業車の走行性能を向上させることができた。

[ＩＩ]
（構成）
本発明の第２特徴は、第１特徴の作業車の後輪支持構造において次のように構成することにある。
規制手段は、リンク機構が所定高さ位置まで上昇駆動されると、前記リンク機構の右及び左のロアリンクの前端部が右及び左の後輪の後車軸ケースに形成した右及び左の規制部材に接当する構造によって構成されている。

（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。
本発明によれば、既存の構造と言ってよいリンク機構によって左右のサスペンション機構の伸縮範囲が規制されるので、左右のサスペンション機構の伸縮範囲を規制する為の専用の機構が不要になる。

（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、機体の後部に昇降駆動自在に連結された作業装置を上昇駆動して走行する場合、左右のサスペンション機構の伸縮範囲を規制する為の専用の機構が不要になって、構造の簡素化の面で有利なものとなった。

［１］
図１に示すように、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２を備えた機体の後部に、リンク機構３及びリンク機構３を昇降駆動する油圧シリンダ４が備えられており、リンク機構３の後部に苗植付装置５（作業装置に相当）が支持されて、作業車の一例である乗用型田植機が構成されている。

図１に示すように、苗植付装置５は、伝動ケース６、伝動ケース６の後部に回転駆動自在に支持された植付ケース７、植付ケース７の両端に備えられた一対の植付アーム８、接地フロート９及び苗のせ台１０等を備えて構成されている。これにより、苗のせ台１０が左右に往復横送り駆動されるのに伴って、植付ケース７が回転駆動され、苗のせ台１０の下部から植付アーム８が交互に苗を取り出して田面に植え付ける。

図１に示すように、肥料を貯留するホッパー１２及び繰り出し部１３が運転座席１１の後側に固定されており、運転座席１１の下側にブロア１４が備えられている。接地フロート９に作溝器１５が備えられており、繰り出し部１３と作溝器１５とに亘ってホース１６が接続されている。これにより、前述のような苗の植え付けに伴って、ホッパー１２から肥料が所定量ずつ繰り出し部１３によって繰り出され、ブロア１４の送風により肥料がホース１６を通って作溝器１５に供給されるのであり、作溝器１５を介して肥料が田面に供給される。肥料に代えて種籾をホッパー１２に貯留することにより、ホッパー１２から作溝器１５を介して種籾を田面に供給する直播作業も行うことができる（この場合、苗植付装置５を停止させる）。

［２］
次に、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２の支持構造について説明する。
図１，３，５に示すように、機体の前部にミッションケース１７が固定され、ミッションケース１７の前部に連結された支持フレーム１８に、エンジン１９が支持されている。角パイプ状の右及び左の機体フレーム２１が、ミッションケース１７の後部の上部に連結されて後方に延出されており、ミッションケース１７の後部と右及び左の機体フレーム２１とに亘って、側面視三角形状の補強部材２０が連結されている。

図１，３，５に示すように、ミッションケース１７の右及び左の横側面から右及び左の前車軸ケース２３が延出されて、右及び左の前車軸ケース２３の端部に円筒状の支持部２３ａが斜め前方下方（縦軸芯Ｐ１参照）に向いて備えられている。右及び左の前輪１を支持する前輪支持部２４が、右及び左の前車軸ケース２３の支持部２３ａに縦軸芯Ｐ１周りに回転自在及び縦軸芯Ｐ１の方向にスライド自在に支持されている。図２及び図３に示すように、ミッションケース１７の下部にピットマンアーム２５が縦軸芯Ｐ８周りに揺動自在に支持され後向きに延出されて、前輪支持部２４とピットマンアーム２５とに亘ってタイロッド２６が接続されている。図１に示すように、ピットマンアーム２５を揺動操作する操縦ハンドル２７が備えられており、操縦ハンドル２７によりピットマンアーム２５を揺動操作することによって、右及び左の前輪１を操向操作する。

図１，３，５に示すように、後車軸ケース２８が備えられて、後車軸ケース２８に右及び左の後輪２が支持されている。断面コ字状で縦長の右及び左のブラケット２２が後車軸ケース２８の前部に固定され、右及び左のブラケット２２の上部の横軸芯Ｐ２周りに、右及び左の上リンク２９が上下に揺動自在に支持されて前方に延出されており、右及び左の機体フレーム２１の中間部に固定されたブラケット２１ａの横軸芯Ｐ３周りに、右及び左の上リンク２９が上下に揺動自在に支持されている。

図３，５，６に示すように、右及び左のブラケット２２の下部に支持ピン３１が横外向きに固定されて、支持ピン３１の横軸芯Ｐ４周りに右及び左の下リンク３０が上下に揺動自在に支持されて前方に延出されており、ミッションケース１７の後部の下部の横軸芯Ｐ５周りに、右及び左の下リンク３０が上下に揺動自在に支持されている。右及び左の機体フレーム２１に受け部２１ｂが固定されて、支持ピン３１に受け部３１ａが固定されており、右及び左の機体フレーム２１の受け部２１ｂと支持ピン３１の受け部３１ａとに亘って、右及び左のサスペンションバネ３２（サスペンション機構に相当）が取り付けられている。左の機体フレーム２１の後端の前後軸芯Ｐ６周りに、ラテラルロッド３４が上下に揺動自在に支持され、後車軸ケース２８の右の後部の前後軸芯Ｐ７周りに、ラテラルロッド３４が上下に揺動自在に支持されている。

これにより、図３，５，６に示すように、後車軸ケース２８が右及び左のサスペンションバネ３２により上下動及びローリング自在に支持されるのであり、右及び左の上リンク２９、右及び左の下リンク３０により後車軸ケース２８の前後方向の位置が決められ、ラテラルロッド３４により後車軸ケース２８の左右方向の位置が決められる。

［３］
次に、右及び左の前輪１への伝動構造について説明する。
図１及び図５に示すように、ミッションケース１７の左の横側部に静油圧式無段変速装置３３が連結されており、エンジン１９の動力が静油圧式無段変速装置３３に伝動ベルト３５を介して伝達されている。静油圧式無段変速装置３３の動力が、ギヤ型式の副変速装置（図示せず）及び前輪デフ機構（図示せず）を介して、図７に示すように、右及び左の前車軸ケース２３の内部に配置された伝動軸６３に伝達される。右及び左の前車軸ケース２３の支持部２３ａに、ベアリング６７を介してベベルギヤ６８（上側）及び受け部材６９（下側）が支持され、伝動軸６３に固定されたベベルギヤ６６とベベルギヤ６８とが咬合している。伝動軸７０がスプライン構造によりベベルギヤ６８及び受け部材６９と一体回転及びスライド自在に取り付けられ、伝動軸７０の下端にベベルギヤ７１が固定されている。

図７に示すように、前輪支持部２４に右（左）の前輪１を支持する車軸７２、車軸７２に固定されたベベルギヤ７３が備えられ、前輪支持部２４の上端に円筒状のスリーブ７４が固定されている。前輪支持部２４及びスリーブ７４がベアリング７５により伝動軸７０に回転自在に支持され、右及び左の前車軸ケース２３の支持部２３ａとスリーブ７４との間にシール部材７６が備えられて、ベベルギヤ７１，７３が咬合している。上側のベアリング７５に受け部材７７が当て付けられて、受け部材６９，７７の間にサスペンションバネ４０が内側及び外側に二重に備えられている。

これにより、図５及び図７に示すように、静油圧式無段変速装置３３の動力が、伝動軸６３，７０及び車軸７２を介して右及び左の前輪１に伝達される。前輪支持部２４が右及び左の前車軸ケース２３の支持部２３ａに縦軸芯Ｐ１周りに回転自在及び縦軸芯Ｐ１の方向にスライド自在に支持されるのであり、前輪支持部２４の縦軸芯Ｐ１の方向へのスライドに対してサスペンションバネ４０が作用する。

［４］
次に、後車軸ケース２８の右及び左の後輪２への伝動構造について説明する。
図２，３，５に示すように、ミッションケース１７の後部の下部に走行出力軸７８が備えられ後向き突出して、前輪デフ機構（図示せず）の直前から分岐した動力が走行出力軸７８に伝達されている。走行出力軸７８の端部に自在継手８２が取り付けられ、伝動軸８４が円筒継手８３（動力を伝達しながら自在継手８２に対する伝動軸８４のスライドを許容する）を介して自在継手８２に接続されている。後車軸ケース２８の前部に入力軸３８が前向きに突出しており、伝動軸８４と入力軸３８とが自在継手８２を介して接続されている。

図２に示すように、後車軸ケース２８に伝動軸３９が備えられ、入力軸３８に固定されたベベルギヤ３８ａが、伝動軸３９に固定されたベベルギヤ３９ａに咬合している。伝動軸３９の右及び左の端部に、摩擦多板型式の右及び左のサイドクラッチ４１が備えられており、右及び左のサイドクラッチ４１と右及び左の後輪２を支持する車軸４３との間に、伝動軸４２が備えられている。これにより、図２及び図５に示すように、静油圧式無段変速装置３３の動力が、走行出力軸７８、伝動軸８４、入力軸３８、伝動軸３９、右及び左のサイドクラッチ４１、伝動軸４２を介して右及び左の後輪２に伝達される。

図２に示すように、右及び左のサイドクラッチ４１はバネ（図示せず）により伝動状態に付勢されており、右及び左のサイドクラッチ４１を遮断状態に操作する右及び左の操作アーム５１が備えられて、ピットマンアーム２５と右及び左の操作アーム５１とに亘って連係ロッド５３が接続されている。図２に示す状態は、右及び左の前輪１（ピットマンアーム２５）が直進位置Ａ０に操向操作された状態で、右及び左のサイドクラッチ４１が伝動状態に操作された状態であり、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２に動力が伝達されている。右及び左の前輪１が直進位置Ａ０と右及び左の設定角度Ａ１との間に操向操作されていても、前述の状態となるのであり、機体は直進又は緩やかに右又は左に向きを変える。

図２に示すように、右及び左の前輪１（ピットマンアーム２５）が右の設定角度Ａ１と右の操向限度Ａ２との間に操向操作されると、ピットマンアーム２５による右の連係ロッド５３の引き操作によって、右の操作アーム５３により右のサイドクラッチ４１が遮断状態に操作されて、右の後輪２が自由回転状態となる。この場合に、左のサイドクラッチ４１は伝動状態に残されており、左の後輪２に動力が伝達されている。右及び左の前輪１（ピットマンアーム２５）が左の設定角度Ａ１と左の操向限度Ａ２との間に操向操作されると、ピットマンアーム２５による左の連係ロッド５３の引き操作によって、左の操作アーム５３により左のサイドクラッチ４１が遮断状態に操作されて、左の後輪２が自由回転状態となる。この場合に、右のサイドクラッチ４１は伝動状態に残されており、右の後輪２に動力が伝達されている。

以上のように、右及び左の前輪１が右の設定角度Ａ１と右の操向限度Ａ２との間、又は左の設定角度Ａ１と左の操向限度Ａ２との間に操向操作されると、右及び左の前輪１、旋回外側の後輪２に動力が伝達された状態で、旋回中心側の後輪２への動力が遮断されて、旋回中心側の後輪２が自由回転状態となり、右又は左への旋回が行われる。これにより、旋回中心側の後輪２が旋回に伴って適度に回転しながら前進する状態となり、旋回時に旋回中心側の後輪２によって田面が荒らされる状態が少なくなる。

［５］
図１及び図３に示すように、リンク機構３はトップリンク３ａ及び右及び左のロアリンク３ｂによって構成されており、右及び左の機体フレーム２１の後端部の横軸芯Ｐ９周りに、リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂが上下に揺動自在に支持されている。図３，４，５に示すように、後車軸ケース２８の右及び左のフランジ部２８ａに、右及び左の規制部材３６（規制手段に相当）がボルトによって連結されており、リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂの前端部に、右及び左のブラケット３７（規制手段に相当）が連結されて、右及び左のブラケット３７に規制ピン３７ａが横外向きに連結されている。

図１及び図３に示す状態は、標準的な深さの水田に入っている状態（標準的な作業姿勢の状態）であり、苗植付装置５（リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂ）が下降駆動されて、接地フロート９が田面に接地している状態である。図１及び図３に示す状態において、右及び左のサスペンションバネ３２が伸縮範囲の中央位置に位置している状態であり、図１及び図３に示す状態から右及び左のサスペンションバネ３２が、伸長（機体の後部が上がる状態に対応）及び収縮（機体の後部が下がる状態に対応）する。

例えば深い水田に入って走行する場合、田面の位置に合わせて苗植付装置５（リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂ）を上昇駆動して走行する。この場合、図４の二点鎖線に示すように、右及び左のブラケット３７の規制ピン３７ａが位置Ｂ１となるまで、苗植付装置５（リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂ）を上昇駆動することが多い。このような状態になると、右及び左のブラケット３７の規制ピン３７ａが右及び左の規制部材３６の上側に入り込む。したがって、前記位置Ｂ１が後輪２の上昇側への移動を規制するための予め設定された高さ位置となる。

これにより、右及び左の規制部材３６が右及び左のブラケット３７の規制ピン３７ａに接当して、図４に示す二点鎖線の状態から右及び左のサスペンションバネ３２が収縮できない状態（機体後部の下降が制限される状態）となり、図４に示す二点鎖線の状態から右及び左のサスペンションバネ３２が伸長できる状態となる。

例えば水田から畦を乗り越えて出て行く場合には、苗植付装置５（リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂ）を最上昇位置に上昇駆動して畦を登ることが多い。この場合、図４の実線に示すように、右及び左のブラケット３７の規制ピン３７ａが位置Ｂ２となる最上昇位置まで、苗植付装置５（リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂ）を上昇駆動する。このような状態になると、右及び左の規制部材３６が右及び左のブラケット３７の規制ピン３７ａに接当する位置が少し移動するだけで、リンク機構３の右及び左のロアリンク３ｂが図４の二点鎖線で示す所定高さ位置から実線で示す最上昇位置までの間、右及び左のブラケット３７の規制ピン３７ａが右及び左の規制部材３６に接当する状態が維持される。

これにより、右及び左の規制部材３６が右及び左のブラケット３７の規制ピン３７ａに接当して、図４に示す実線の状態においても右及び左のサスペンションバネ３２が収縮できない状態（機体後部の下降が制限される状態）となり、図４に示す実線の状態から右及び左のサスペンションバネ３２が伸長できる状態となる。

［発明の実施の別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］において、図８に示すように、支持ピン３１に固定されたアーム３１ｂと右及び左の機体フレーム２１とに亘って、ダンパー５０（ショックアブソーバ）（ガススプリング）を接続する構成を追加してもよい。

乗用型田植機の全体左側面図 後車軸ケース、右及び左の後輪への伝動系を示す平面図 後車軸ケースの支持構造を示す右側面図 後車軸ケースの付近の右側面図 後車軸ケースの支持構造を示す平面図 後車軸ケースの付近の正面図 前輪支持部の付近の縦断正面図 発明の実施の別形態における右のサスペンションバネ及びダンパーの付近の右側面図

符号の説明

１ 右及び左の前輪
２ 右及び左の後輪
３ リンク機構
５ 作業装置
３２ サスペンション機構
３６，３７ 規制手段

Claims (2)

1. 右及び左の前輪と、右及び左の後輪とを備えて、右及び左の後輪を機体に左右各別にサスペンション機構を介して支持し、
   機体の後部に昇降駆動されるリンク機構を備え、前記リンク機構の後部に作業装置を連結すると共に、
   前記リンク機構を下降させた作業装置の標準的な作業姿勢からこれよりも高い前記リンク機構の所定高さ位置と最上昇位置との間の高さ位置に前記リンク機構が上昇駆動されると、前記右及び左の後輪の予め設定された高さよりも上昇側への移動を規制するとともに右及び左の後輪の下降側への移動は許容するように、左右の前記サスペンション機構の伸縮範囲を規制する規制手段を備えてある作業車の後輪支持構造。
2. 規制手段は、リンク機構が所定高さ位置まで上昇駆動されると、前記リンク機構の右及び左のロアリンクの前端部が右及び左の後輪の後車軸ケースに形成した右及び左の規制部材に接当する構造によって構成されている請求項１記載の作業車の後輪支持構造。

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