JP5189963B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、アクスルケースを車両フレームに揺動自在に支持する揺動軸と、該アクスルケースに装設する車輪を操向駆動するステアリングシリンダとを備えた作業車両に関し、特に、前記揺動軸とステアリングシリンダの配置構成に関する。

従来のトラクタ等の作業車両においては、アクスルケースにセンターピン等の揺動軸を設け、該揺動軸を車両フレームに揺動自在に支持することにより、車輪の接地性能等を向上すると共に、前記アクスルケースにステアリングシリンダを配置し、該ステアリングシリンダ両側から伸縮するシリンダロッドに車輪を連動連結したり（例えば、特許文献１参照）、あるいは、ステアリングシリンダ自体に車輪を連動連結したりして（例えば、特許文献２参照）、ステアリングシリンダからの駆動力により車輪の操舵力を軽減する技術が公知となっている。
特開２００３−５６５１１号公報 特開平８−３１０４２９号公報

しかしながら、前者技術において、その揺動軸は、左右方向に延設するアクスルケースの中心上部を前後方向に貫通するようにして設けられ、該アクスルケースを前後より揺動自在に支持する一方、ステアリングシリンダは、このアクスルケースの前側面において前記揺動軸よりも下方に固設されている。後者技術の揺動軸も、アクスルケースを前後より揺動自在に支持するが、そのステアリングシリンダは、アクスルケースの前側面から突出した揺動軸よりも更に前方に配置されている。つまり、いずれの技術においても、アクスルケースに揺動軸とステアリングシリンダを配置する際、該揺動軸とステアリングシリンダが相互に干渉しないように、上下方向または前後方向にずらして配置する必要があり、アクスルケースに近接した状態で配置することができない。このため、揺動軸とステアリングシリンダに必要な配置空間が大きくなり、作業車両のコンパクト化が難しい、という問題があった。更に、いずれの技術においても、ステアリングシリンダは外装式であり、また、アクスルケース自体も揺動軸を中心にして激しく揺動することから、露出したステアリングシリンダやそのシリンダロッドには、泥や石等が激しく付着したり衝突する。このため、ステアリングシリンダの表面やそのシリンダロッドの摺動面が大きく損傷したり腐食して、部品寿命が著しく悪化してメンテナンスコストが増加する、という問題もあった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、アクスルケース（７）を車両フレーム（４０）に揺動自在に支持する揺動軸（３８ｃ）と、該アクスルケース（７）に装設する車輪（９）を操向駆動するステアリングシリンダ（３１）とを備えた作業車両（１）において、該ステアリングシリンダ（３１）は、前記アクスルケース（７）の前側面に取り付けてシリンダカバー（３８）で被覆すると共に、該シリンダカバー（３８）に前記揺動軸（３８ｃ）を設けることにより、該揺動軸（３８ｃ）と前記ステアリングシリンダ（３１）を略同一水平面上に連設配置可能とし、該ステアリングシリンダ（３１）の左右両端部に内半部に形成したネジ部（３３ａ）を螺合することによりブッシュホルダ（３３）を取付けると共に、該ブッシュホルダ（３３）の外半部にブッシュフランジ（３３ｂ）を形成し、前記アクスルケース（７）の前側面から前方に左右一対の取付ステー（３４）を突設し、該取付ステー（３４）に支持孔（３４ａ）を開口し、該支持孔（３４ａ）に前記ブッシュフランジ（３３ｂ）を嵌装し、更に、該支持孔（３４ａ）の内部でブッシュフランジ（３３ｂ）の外周に当て部材（４５）を介装し、該当て部材（４５）の外周を該取付ステー（３４）に螺装したボルト（３５）によって加圧し、該ステアリングシリンダ（３１）をアクスルケース（７）の前側面に固定したものである。
請求項２においては、前記ステアリングシリンダの外面と、前記シリンダカバーの内面との間に、所定量の隙間を設けるものである。

本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
請求項１においては、アクスルケースを車両フレームに揺動自在に支持する揺動軸と、該アクスルケースに装設する車輪を操向駆動するステアリングシリンダとを備えた作業車両において、該ステアリングシリンダは、前記アクスルケースの前側面に取り付けてシリンダカバーで被覆すると共に、該シリンダカバーに前記揺動軸を設けることにより、該揺動軸と前記ステアリングシリンダを略同一水平面上に連設配置可能としたので、従来の如く、アクスルケースに揺動軸とステアリングシリンダを配置する際に、相互に干渉しないように、該揺動軸とステアリングシリンダを上下方向または前後方向にずらして配置する必要がなく、いずれもアクスルケースに近接した状態で配置することができ、揺動軸とステアリングシリンダに必要な配置空間を縮小して、容易に作業車両のコンパクト化を図ることができる。
更に、前記ステアリングシリンダのシリンダロッドの軸心とアクスルケースの軸心を前後平行に配置することが可能となり、該シリンダロッドが上下方向で捩じれることなく駆動され、迅速かつ確実な旋回操作を行うことができる。
加えて、アクスルケース、ステアリングシリンダ、及び揺動軸を挟んで前後に、アクスルケースの支持部材を設けることができ、アクスルケースの支持間隔を長くして安定した走行が可能となる。
また、ステアリングシリンダ用のシリンダカバーを設けたので、アクスルケースが揺動軸を中心に激しく揺動しても、飛来する泥や石等からステアリングシリンダやそのシリンダロッドを適切に保護し、ステアリングシリンダの表面やそのシリンダロッドの摺動面が大きく損傷したり腐食するのを確実に防止することができ、部品寿命を延ばしてメンテナンスコストを減少させることができる。
また、前記ステアリングシリンダ３１は、左右のブッシュホルダ３３を介して左右の取付ステー３４・３４によって支持されて、ステアリングシリンダ３１を、前記カバー空間内に浮いた状態で保持することが可能となったのである。
これにより、ステアリングシリンダ３１の外面と、前記シリンダカバー３８の内面との間で、シリンダカバー３８がステアリングシリンダ３１に直接接触しないようにすることが出来たのである。
また、たとえセンターピン３８ｃを介して、大きな負荷がシリンダカバー３８に作用しても、シリンダカバー３８の可動域が限定される限り、シリンダカバー３８がステアリングシリンダ３１とは干渉することがなくなったのである。
請求項２においては、前記ステアリングシリンダの外面と、前記シリンダカバーの内面との間に、所定量の隙間を設けるので、シリンダカバーが、揺動軸を介して作用する負荷応力のせいで部分的にずれたり変形した場合であっても、前記隙間が緩衝域として機能するため、シリンダカバーによるステアリングシリンダの損傷を確実に防止することができ、部品寿命を延ばしてメンテナンスコストを更に減少させることができる。
また、泥や石等がシリンダカバー内に入り込んだ場合でも、適切な隙間を設けることにより、該隙間を介して泥や石等を高圧水や高圧空気等で簡単に除去することができ、メンテナンス作業性も向上させることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係わる作業車両の全体構成を示す側面図、図２はフロントアクスルケースの前方斜視図、図３は同じく正面断面図、図４はフロントアクスルケースの車輪支持ユニットの正面断面図、図５はフロントアクスルケースの平面断面図、図６はフロントアクスルケースのシリンダカバー周辺の平面断面図である。

まず、本発明に係わる作業車両１の全体構成について、図１、図３により説明する。該作業車両１において、エンジン３が、フロントフレーム４０の前部のボンネット２内に搭載され、該ボンネット２の後方にはステアリングハンドル４が配設され、該ステアリングハンドル４の更に後方には、オペレータが着座する運転席５が設けられている。そして、該運転席５の下方には、ミッションケース６が配設され、該ミッションケース６の後部両側には、リアアクスルケース８を介して後輪１０・１０が支承されている。

また、前記ミッションケース６の下部前面には、前輪動力取出ケース１１が設けられ、該前輪動力取出ケース１１からは、前輪駆動出力軸１１ａが前方に突出され、該前輪駆動出力軸１１ａは、伝動軸１２を介して、フロントアクスルケース７内の差動装置１３に連動連結されており、前記ミッションケース６からの変速動力が、前輪駆動出力軸１１ａ、伝動軸１２等を介して差動装置１３に入力され、前輪９・９が駆動されるようにしている。

次に、前記フロントアクスルケース７内における、伝動軸１２から左右の前輪９・９までの駆動力伝達構成について、図３乃至図６により説明する。なお、該駆動力伝達構成は左右で略同一であるため、本実施例では、進行方向左側の駆動力伝達部分についてのみ説明し、進行方向右側の駆動力伝達部分についての説明は省略する。

前記伝動軸１２の前端には入力ギア１４が形成され、該入力ギア１４は前記差動装置１３のリングギア１５に噛合される。該差動装置１３は、フロントアクスルケース７内に支持された中空のデフケース１６と、該デフケース１６左側外周面に固設されて前述の如く入力ギア１４と噛合されるリングギア１５と、前記デフケース１６内においてデフケース１６と一体的に回転するピニオン軸１７と、該ピニオン軸１７の両端に回転自在に配置されるベベルギアであるピニオン１８・１８と、左右の前輪伝動軸１９Ｌ・１９Ｒの内端側に固定され前記ピニオン１８・１８に噛合されるベベルギアであるデフサイドギア２０・２０とにより構成されており、これにより、前記ミッションケース６からリングギア１５に入力された変速動力を差動回転し、差動動力として左右の前輪伝動軸１９Ｌ・１９Ｒに伝達できるようにしている。

また、前記フロントアクスルケース７の外端部には、ボルト２３によってキングピンケース２２が締結固定され、該キングピンケース２２によって軸受けされたベベルギア１９ａが、前記前輪伝動軸１９Ｌの外端に、スプライン結合によって一体回転自在に接続されている。一方、このキングピンケース２２の下方延出部には、キングピン中心軸２４が挿通軸支されており、該キングピン中心軸２４の上端には、キングピンケース２２の上部空間にてベベルギア２４ａが固設され、該ベベルギア２４ａは、前記ベベルギア１９ａと噛合されている。

これらのベベルギア１９ａ・２４ａを収納する空間に対峙するようにして、キングピンケース２２の上端は大きく開口され、該開口は、前記キングピンケース２２内にベベルギア１９ａ・２４ａ等の収納を終えた後は、蓋体２５にて閉塞されるようにしている。

更に、前記キングピンケース２２の下方延出部は、操舵ケース２６に嵌入され、該操舵ケース２６は、キングピンケース２２の下方延出部に、ベアリングを介して相対回動自在に支持されており、キングピンケース２２を中心にして、操舵ケース２６を左右回動可能な車輪支持ユニット２７が形成されている。更に、前記キングピン中心軸２４は、該キングピンケース２２の下端より操舵ケース２６内へと下方に突出し、その下端にはベベルギア２４ｂが固設されており、該ベベルギア２４ｂが操舵ケース２６の下端部にて軸受けされている。

該操舵ケース２６の左右外側には、ベアリングカバー支持部２６ａが形成され、その中心部に、後述のようにして前車軸９ａの内端部が軸受けされている。該前車軸９ａには大径のベベルギア２１が固設され、該ベベルギア２１は前記ベベルギア２４ｂと噛合している。そして、このベベルギア２１を外側から覆うようにして、ベアリングカバー２８が前記ベアリングカバー支持部２６ａに締結されると共に、このベアリングカバー２８に、前記ベベルギア２１より外側に突出した前記前車軸９ａが軸受を介して枢支されており、該前車軸９ａは、更にベアリングカバー２８の外側に突出され、その外端には、前記前輪９が取り付けられている。

これにより、前記差動装置１３からの差動動力は、前輪伝動軸１９Ｌ、キングピン中心軸２４、及び前車軸９ａを介して前輪９へと伝達されると共に、操舵ケース２６がキングピンケース２２回りを回動して、前輪９が操舵されるようにしている。

次に、このようなフロントアクスルケース７において、前輪９を旋回操作する操舵構成と、揺動させる揺動構成とについて、図２、図４乃至図６により説明する。前記車輪支持ユニット２７において、旋回時に回動する前記操舵ケース２６のベアリングカバー支持部２６ａの前面内側からは、ナックルアーム２９が突設され、該ナックルアーム２９の前端は、タイロッド３０を介して、ステアリングシリンダ３１のシリンダロッド３２と連結されており、前記ステアリングハンドル４の回動操作により、図示せぬ油圧ポンプからの圧油が前記ステアリングシリンダ３１に供給され、前記シリンダロッド３２が伸縮し、タイロッド３０、ナックルアーム２９等を介して、左右の前輪９・９を略水平方向に回動可能な構成としている。

更に、図５、図６に示すように、前記ステアリングシリンダ３１は、フロントアクスルケース７の前部に平行に配置される。すなわち、ステアリングシリンダ３１のシリンダロッド３２の軸心と、フロントアクスルケース７の軸心、つまり、左右の前輪伝動軸１９Ｌ・１９Ｒの軸心とが前後平行に配置される。言い換えれば、シリンダロッド３２と前輪伝動軸１９Ｌ・１９Ｒは正面視重複して配置されている。従って、操向時にシリンダロッド３２が左右に摺動された場合に、上下方向で捩じれることなく駆動される。

そして、ステアリングシリンダ３１のシリンダチューブの左右両端部に、ブッシュホルダ３３が、内半部のネジ部３３ａの螺合により取付けられると共に、該ブッシュホルダ３３の外半部には、ステアリングシリンダ３１の外径よりも若干大きいブッシュフランジ３３ｂが形成されている。一方、前記フロントアクスルケース７の前側面から前方には、左右一対の取付ステー３４が突設され、該取付ステー３４の円形の支持孔３４ａに、前記ブッシュフランジ３３ｂが、当て部材４５を介して嵌挿されており、該当て部材４５の外周を、ボルト３５によって加圧することにより、ステアリングシリンダ３１がフロントアクスルケース７の前側面に固定されている。

前記シリンダロッド３２は、その両端部が、前記ブッシュホルダ３３に形成されたロッド孔３３ｃに摺動自在に嵌合されており、ステアリングシリンダ３１に対して左右摺動できるようにしている。そして、該シリンダロッド３２の左右略中央部には、ピストン３６が溶着により一体化され、該ピストン３６の外周に、オーリング３７が外嵌されてステアリングシリンダ３１内に嵌合されている。

更に、シリンダロッド３２の左右両側面には、ネジ穴３２ａが形成され、該ネジ穴３２ａに、前記タイロッド３０の内端のネジ３０ａが螺合されて連結され、該ネジ３０ａがボール継手部３０ｂに連結されて自在継手の形態に構成されている。そして、該タイロッド３０の外端は、前述のように、ナックルアーム２９の前端に回動自在に連結されており、シリンダロッド３２の伸縮動力を、タイロッド３０、ナックルアーム２９等を介して、左右の前輪９・９に円滑に伝達できるようにしている。

また、前記フロントアクスルケース７の前側面で、前記左右の取付ステー３４・３４の間には、後方に開いた側面視コ字状のシリンダカバー３８が、その上下の垂直面部３８ａを複数のボルト３９で締結することにより固定されている。そして、該シリンダカバー３８における半筒状の凸部３８ｂの内側とフロントアクスルケース７の前側面との間の空間（以下、「カバー空間」とする）内に、前記ステアリングシリンダ３１が左右方向に内挿されている。なお、該シリンダカバー３８の端部からは、回り止めピン４３が後方に螺挿され、該回り止めピン４３の先端は、ステアリングシリンダ３１外面の係合凹部３１ａに係合されており、シリンダロッド３２動作時にステアリングシリンダ３１が回動しないようにしている。

更に、このシリンダカバー３８の前側面略中央からは、前記ステアリングシリンダ３１の軸心に垂直で略同一水平面上を通る軸心を有する円柱状のセンターピン３８ｃが前方に突出される一方、前記フロントフレーム４０の下面には、前支持ブラケット４１の上平面部４１ａが取り付けられており、該前支持ブラケット４１の下部に形成されたボス部４１ｂに、前記センターピン３８ｃが、回動自在に後方より嵌装されている。

そして、該ボス部４１ｂの前端を閉じるようにして形成された閉塞部４１ｃには、前記センターピン３８ｃと同軸上に、押さえボルト４２が螺装され、該押さえボルト４２の後部は、前記閉塞部４１ｃより後方に突出して前記センターピン３８ｃの前端面と当接されている。また、該センターピン３８ｃの軸心は、前記伝動軸１２の軸心と同軸上（延長上）に配置され、該伝動軸１２を支持するボス部７ａは、フロントアクスルケース７の後面より後方に突出されている。該ボス部７ａは、後支持ブラケット４６に回動自在に支持され、該後支持ブラケット４６は、前記フロントフレーム４０の下面に固定される。

これにより、フロントアクスルケース７を、シリンダカバー３８に設けたセンターピン３８ｃを中心に、フロントフレーム４０に対して揺動自在に支持することができる。更に、フロントアクスルケース７の前側面にステアリングシリンダ３１を取り付けると共に、該ステアリングシリンダ３１は、シリンダカバー３８を介設することにより、前記センターピン３８ｃと略同一水平面上で連なるようにして配置させることができ、センターピン３８ｃとステアリングシリンダ３１をフロントアクスルケース７に近接して無駄なく配置することができる。更に、前後の支持ブラケット４１・４６間に、センターピン３８ｃに加えてステアリングシリンダ３１も介設するので、前後の支持ブラケット４１・４６間の距離を従来よりも長く構成することができ、フロントアクスルケース７を安定して支持することが可能となる。

すなわち、アクスルケースであるフロントアクスルケース７を、車両フレームであるフロントフレーム４０に揺動自在に支持する揺動軸であるセンターピン３８ｃと、該フロントアクスルケース７に装設する車輪である前輪９を操向駆動するステアリングシリンダ３１とを備えた作業車両１において、該ステアリングシリンダ３１は、前記フロントアクスルケース７の前側面に取り付けてシリンダカバー３８で被覆すると共に、該シリンダカバー３８に前記センターピン３８ｃを設けることにより、該センターピン３８ｃと前記ステアリングシリンダ３１を略同一水平面上に連設配置可能としたので、従来の如く、フロントアクスルケース７にセンターピン３８ｃとステアリングシリンダ３１を配置する際に、相互に干渉しないように、該センターピン３８ｃとステアリングシリンダ３１を上下方向または前後方向にずらして配置する必要がなく、いずれもフロントアクスルケース７に近接した状態で配置することができ、センターピン３８ｃとステアリングシリンダ３１に必要な配置空間を縮小して、容易に作業車両１のコンパクト化を図ることができる。更に、前記ステアリングシリンダ３１のシリンダロッド３２の軸心とフロントアクスルケース７の軸心を前後平行に配置することが可能となり、該シリンダロッド３２が上下方向で捩じれることなく駆動され、迅速かつ確実な旋回操作を行うことができる。加えて、フロントアクスルケース７、ステアリングシリンダ３１、及びセンターピン３８ｃを挟んで前後に、フロントアクスルケース７の支持部材である前支持ブラケット４１と後支持ブラケット４６を設けることができ、フロントアクスルケース７の支持間隔を長くして安定した走行が可能となる。また、ステアリングシリンダ３１用のシリンダカバー３８を設けたので、フロントアクスルケース７がセンターピン３８ｃを中心に激しく揺動しても、飛来する泥や石等からステアリングシリンダ３１やそのシリンダロッド３２を適切に保護し、ステアリングシリンダ３１の表面やそのシリンダロッド３２の摺動面が大きく損傷したり腐食するのを確実に防止することができ、部品寿命を延ばしてメンテナンスコストを減少させることができる。

また、前記ステアリングシリンダ３１は、前述の如く、ブッシュホルダ３３を介して左右の取付ステー３４・３４によって支持されているが、加えて、該ステアリングシリンダ３１を、前記カバー空間内に浮いた状態で保持することにより、ステアリングシリンダ３１の外面と、前記シリンダカバー３８の内面との間に所定量の隙間４４を設け、シリンダカバー３８がステアリングシリンダ３１に直接接触しないようにしている。

これにより、たとえセンターピン３８ｃを介して大きな負荷がシリンダカバー３８に作用しても、前記隙間４４内にシリンダカバー３８の可動域が限定される限り、シリンダカバー３８がステアリングシリンダ３１とは干渉することがない。

更に、このように、ある程度の大きさの隙間４４を設けることにより、たとえ、シリンダカバー３８内に泥や石等が侵入してきても、狭い隙間に侵入して固着するようなことがなく、高圧のエアーや水等で簡単に除去することができる。なお、隙間４４の大きさとしては、シリンダカバー３８の予想される可動域以上であればよく、特に限定されるものではない。

すなわち、前記ステアリングシリンダ３１の外面と、前記シリンダカバー３８の内面との間に、所定量の隙間４４を設けるので、シリンダカバー３８が、揺動軸であるセンターピン３８ｃを介して作用する負荷応力のせいで部分的にずれたり変形した場合であっても、前記隙間４４が緩衝域として機能するため、シリンダカバー３８によるステアリングシリンダ３１の損傷を確実に防止することができ、部品寿命を延ばしてメンテナンスコストを更に減少させることができる。また、泥や石等がシリンダカバー３８内に入り込んだ場合でも、適切な隙間を設けることにより、該隙間を介して泥や石等を高圧水や高圧空気等で簡単に除去することができ、メンテナンス作業性も向上させることができる。

本発明は、アクスルケースを車両フレームに揺動自在に支持する揺動軸と、該アクスルケースに装設する車輪を操向駆動するステアリングシリンダとを備えた、全ての作業車両に適用することができる。

本発明に係わる作業車両の全体構成を示す側面図である。 フロントアクスルケースの前方斜視図である。 同じく正面断面図である。 フロントアクスルケースの車輪支持ユニットの正面断面図である。 フロントアクスルケースの平面断面図である。 フロントアクスルケースのシリンダカバー周辺の平面断面図である。

１ 作業車両
７ フロントアクスルケース（アクスルケース）
９ 前輪（車輪）
３１ ステアリングシリンダ
３８ シリンダカバー
３８ｃ センターピン（揺動軸）
４０ フロントフレーム（車両フレーム）
４４ 隙間

Claims (2)

1. アクスルケース（７）を車両フレーム（４０）に揺動自在に支持する揺動軸（３８ｃ）と、該アクスルケース（７）に装設する車輪（９）を操向駆動するステアリングシリンダ（３１）とを備えた作業車両（１）において、該ステアリングシリンダ（３１）は、前記アクスルケース（７）の前側面に取り付けてシリンダカバー（３８）で被覆すると共に、該シリンダカバー（３８）に前記揺動軸（３８ｃ）を設けることにより、該揺動軸（３８ｃ）と前記ステアリングシリンダ（３１）を略同一水平面上に連設配置可能とし、該ステアリングシリンダ（３１）の左右両端部に内半部に形成したネジ部（３３ａ）を螺合することによりブッシュホルダ（３３）を取付けると共に、該ブッシュホルダ（３３）の外半部にブッシュフランジ（３３ｂ）を形成し、前記アクスルケース（７）の前側面から前方に左右一対の取付ステー（３４）を突設し、該取付ステー（３４）に支持孔（３４ａ）を開口し、該支持孔（３４ａ）に前記ブッシュフランジ（３３ｂ）を嵌装し、更に、該支持孔（３４ａ）の内部でブッシュフランジ（３３ｂ）の外周に当て部材（４５）を介装し、該当て部材（４５）の外周を該取付ステー（３４）に螺装したボルト（３５）によって加圧し、該ステアリングシリンダ（３１）をアクスルケース（７）の前側面に固定したことを特徴とする作業車両。
2. 前記ステアリングシリンダ（３１）の外面と、前記シリンダカバー（３８）の内面との間に、所定量の隙間（４４）を設けることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。

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