JP5654968B2 - トラクタ - Google Patents

Description

本発明は、運転室と原動機室とが仕切り部材によって分離され、運転室に設けられた操向ハンドルから延出された操向軸が原動機室側に配置されたパワーステアリングユニットに連結されているトラクタに関する。

この種のトラクタに関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記されたトラクタでは、パワーステアリングユニットは、仕切り部材の一部をなす支持部材に防振部材を介して取り付けられている。

より具体的には、パワーステアリングユニットの上面に取り付け用の基部プレートを固着し、この基部プレートの外周の複数箇所に防振ゴム入りの連結パイプを取り付け、仕切り部材の一部をなすキャビンフロアには貫通孔を形成しておき、パワーステアリングユニットを同貫通孔から原動機室側に挿通させ、基部プレートの外周付近が貫通孔の縁部に上方から対向する状態で、防振ゴムに内嵌させたボルトをキャビンフロアに締結している。

特開２００２−６８０２６号公報（００１４〜００１５段落、図２）

しかし、特許文献１に記されたトラクタでは、外部の塵埃などが基部プレートとキャビンフロアの間隙を介して運転室内に進入することを防止する手段として、基部プレートの外周付近とキャビンフロアの貫通孔の縁部との間に比較的薄い板状のシール部材が介装されているため、パワーステアリングユニットによって生じる騒音や振動が、この板状のシール部材を介して運転室に伝わり易く、運転室内において十分な静寂性が得られ難くなる虞があった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるトラクタが与える課題に鑑み、外部の塵埃などがキャビン内に進入することを抑制しつつ、運転室内の静寂性が得られ易い構成のトラクタを提供することにある。

本発明によるトラクタの特徴構成は、
運転室と原動機室とが仕切り部材によって分離され、
前記運転室に設けられた操向ハンドルから延出された操向軸が前記原動機室側に配置されたパワーステアリングユニットに連結されており、
前記パワーステアリングユニットは、前記仕切り部材の一部をなす支持部材の下面に防振部材及びユニット取付用のボルトを介して取り付けられており、
前記操向軸を相対回転可能に支持するハンドル支持フレームは、前記支持部材の上面に支持フレーム連結用のボルトによって連結されており、
前記操向軸を挿通させるべく前記支持部材に形成された貫通孔の内周部に弾性シール部材が内嵌されており、
前記弾性シール部材は、前記内周部に支持された被支持部と、前記被支持部の一端から下方に突設されて前記パワーステアリングユニットの上面に弾性圧着される環状リップ部とを有し、
前記ユニット取付用のボルトと前記支持フレーム連結用のボルトとは、前記支持部材の異なる箇所に装着されている点にある。

上記の特徴構成によるトラクタでは、パワーステアリングユニットの上面と貫通孔との間に生じる環状の間隙が弾性シール部材の環状リップ部によって確実に密閉されるため、原動機室から運転室への塵埃の流入が防止され、騒音の進入も効果的に抑制される。

尚、パワーステアリングユニットで発生する振動は、パワーステアリングユニットの取り付けに用いられている防振部材によって減衰されるので、支持部材を介して運転室に伝わり難くなっており、弾性シール部材は環状リップ部のみによってパワーステアリングユニットの上面と接しているので、弾性シール部材が防振部材による減衰作用を阻害し、パワーステアリングユニットの振動が弾性シール部材から支持部材を経て運転室に伝わる問題も生じ難く、運転室の静寂性も得られ易くなる。

本発明の他の特徴構成は、前記ハンドル支持フレームには、前記支持部材の上面に連結されるフランジ部が形成され、前記フランジ部には、前記防振部材との干渉を回避する貫通孔が形成されている点にある。

トラクタの全体を示す側面図である。 ステアリング装置等を示す側面図である。 ステアリング装置の伸縮機構及びチルト機構を示す一部破断側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ矢視を示す一部破断正面図である。 ステアリング装置とパワーステアリングユニットの取り付け構造を示す分解斜視図である。 環状シール部材（弾性シール部材）の破断側面図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（トラクタの概略構成）
図１示すトラクタは、操向操作（操舵）自在な左右一対の前車輪１、１と、左右一対の後車輪２、２とを備え、車体前部にエンジン３を有した原動部Ａが形成され、車体後部の左右の後輪フェンダー４、４の間に運転座席５を有した運転室Ｂが形成され、この運転室Ｂを取り囲むキャビンＣを備えている。

エンジン３は車体前部のボンネット６が形成する原動機室Ｄに収容されており、エンジン３からの駆動力を後車輪２、２に伝えるミッションケース８が車体の前後方向に沿う姿勢で備えられている。
このトラクタは、車体後端にロータリ耕耘装置を連結することで耕耘作業を行え、車体後端にプラウを連結することで鋤起こし作業を行えるように構成されたものである。

キャビンＣは、左右一対の柱状の前部縦フレーム１４と、左右一対の柱状の後部縦フレーム１５と、前部縦フレーム１４及び後部縦フレーム１５の上端どうしを連結し、上面視で矩形となる上部連結フレーム１６とを備える。
また、上部連結フレーム１６を覆う位置には板状のルーフ１８が設けられ、左右一対の前部縦フレーム１４と前側の上部連結フレーム１６とで取り囲まれる位置にフロントガラス１９が備えられ、左右一対の後部縦フレーム１５と後側の上部連結フレーム１６とで取り囲まれる位置にリアガラス２０が備えられ、側部位置に開閉自在なガラス製のドア２１が備えられている。

このように、キャビンＣは、ルーフ１８で天井壁が構成され、フロントガラス１９、リアガラス２０、ドア２１等により運転座席５を取り囲む壁部が構成され、これらにより運転空間を外界と隔絶する構造を有している。このトラクタでは、キャビンＣに冷房と暖房とを行う空調システム２２を備えており、ボンネット６の後部位置に遮音パネル２４Ａ，２４Ｂ）を配置することで、ボンネット内部のエンジン３で発生したエンジン音等の騒音や、ボンネット内に流入した塵埃等が運転室Ｂへ進入する不都合を阻止して運転室Ｂ内に快適な作業環境を作り出している。

（ステアリング装置の構成）
図２に示すように、運転室Ｂには操向ハンドル１０が配置され、操向ハンドル１０の前部位置から下方に向けてメータ用のパネル板１１が配置され、運転室Ｂの下側にはフロアー１２が形成されている。
このトラクタでは、ステアリング駆動系に全油圧式のパワーステアリングユニットＰＳを採用している。操向ハンドル１０の操作に対応して、前車輪１を操向作動させるためのアクチュエータ（図示せず）に対して、パワーステアリングユニットＰＳから油圧ホースＰＨを介して作動油が供給される。
前述したように、運転室Ｂは遮音パネル２４Ａ，２４Ｂ（仕切り部材の一例）によって原動機室Ｄと分離されているが、キャビンＣ内の静寂性を高める目的でパワーステアリングユニットＰＳは原動機室Ｄ側に配置されている。

図３及び図４に示すように、操向ハンドル１０に対する回動操作をパワーステアリングユニットＰＳに伝えるためのステアリング装置ＳＴは、操向ハンドル１０から下方に延出された上部操向シャフト３０Ａ，３０Ｂ（操向軸の一例）と、下端部がパワーステアリングユニットＰＳに接続された第１下部操向シャフト３３（操向軸の一例）及び第２下部操向シャフト３４（操向軸の一例）と、上部操向シャフト３０Ａ，３０Ｂと第１下部操向シャフト３３との一体回転及び軸心に沿った相対移動を可能にする伸縮機構１００とを有する。

（伸縮機構の構成）
伸縮機構１００は、上部操向シャフト３０Ａ，３０Ｂの下半分を構成する筒状の上部操向シャフト３０Ｂと、上部操向シャフト３０Ｂの内部に支持された第２下部操向シャフト３４とを備える。上部操向シャフト３０Ｂの内周面と第２下部操向シャフト３４の外周面とには、両部材どうしの軸心に沿った滑らかな摺動を許しつつ相対回転を止める一スプライン溝が形成されている。第２下部操向シャフト３４の下端はユニバーサルジョイントＵＪを介して第１下部操向シャフト３３の上端に連結されている。

伸縮機構１００に基づく上部操向シャフト３０Ａ，３０Ｂの第１下部操向シャフト３３に対する軸心に沿った相対移動を規制する規制機構４０として、第２下部操向シャフト３４を支持しつつ覆う内筒部材４１と、上部操向シャフト３０Ａ，３０Ｂを支持しつつ内筒部材４１に外嵌される外筒部材４２と、内筒部材４１と外筒部材４２との間の環状間隙に介装された筒状のブッシュ４３と、外筒部材４２の下端付近の位置で内筒部材４１に外嵌配置された楔状筒体４４とを備えている。

内筒部材４１の下端付近は、後述する第２ハンドル支持フレーム４６Ｂに内嵌された状態で固定されており、外筒部材４２は上部操向シャフト３０Ａの一部を回転自在に支持する円板状のカバー部材４７によって閉じられている。
また、内筒部材４１の下端付近の内部には、第２下部操向シャフト３４の一部を回転自在に支持するベアリング４１Ａが設けられており、外筒部材４２の下端付近からは一対の円筒部材４２Ｐが軸心を挟んで互いに対峙するように径方向外側に延出している。

楔状筒体４４は、軸心に沿って一定の厚さを備えた下方の基端部と、基端部の上端から上方に延びた先端部とを有し、先端部の外周面は下方に向かって次第に厚さを増すテーパ状外周面とされている。
さらに、内筒部材４１の外周面に作用する楔状筒体４４の円筒状内周面の軸心は、外筒部材４２の内周面に作用する楔状筒体４４のテーパ状外周面の軸心に対して僅かに前方または後方に偏心した特殊な筒状とされている。

楔状筒体４４は、楔状筒体４４の先端部が内筒部材４１と外筒部材４２との間に圧入された作用位置（図３に実線で示す）と、先端部が内筒部材４１と外筒部材４２との間から抜き出された解除位置との間で移動可能に支持されており、規制機構４０は、楔状筒体４４を外筒部材４２の下端側から内筒部材４１と外筒部材４２の間に上向きに圧入操作する規制操作具５０を含む。

規制操作具５０は、外筒部材４２の外周下端付近に枢支された一対の操作プレート部５１と、操作プレート部５１の一端から径方向外側に延出された操作ハンドル部５２とを有する。
各操作プレート部５１の上端付近には、外筒部材４２の外周から径方向外向きに延出された円筒部材４２Ｐを受け入れる挿通孔が形成されており、この挿通孔の下方には楔状筒体４４の外周から径方向外向きに延出された被操作軸部４４Ｐを受け入れる円弧状のカム面を備えた長孔が形成されている。

長孔は、長孔の後端が前端に比べて、規制操作具５０の枢支点から離間するように傾斜配置されることで、規制操作具５０の揺動操作に基づいて楔状筒体４４の被操作軸部４４Ｐを操向ハンドル１０の軸心に沿って移動操作するカム面を形成している。

操作ハンドル部５２で規制操作具５０を上方のロック位置に移動させた状態では、楔状筒体４４の被操作軸部４４Ｐは長孔の前端に当接した状態となり、楔状筒体４４の先端部が内筒部材４１と外筒部材４２との間に上向きに圧入された作用位置となる。

前述したように、楔状筒体４４の円筒状内周面の軸心はテーパ状外周面の軸心に対して偏心しているので、この作用位置では、外筒部材４２の軸心を内筒部材４１の軸心に対して前後方向に傾斜させる作用が生じ、筒状のブッシュ４３が内筒部材４１の外面と外筒部材４２の内面との間で強く圧着される結果、内筒部材４１と外筒部材４２の間の相対移動、及び、操向ハンドル１０の伸縮操作が不能となる。

他方、規制操作具５０を下方のロック解除位置に揺動操作すると、楔状筒体４４の被操作軸部４４Ｐは長孔の後端に当接した状態となり、楔状筒体４４は先端部が内筒部材４１と外筒部材４２との間から抜き出された解除位置となるので、内筒部材４１と外筒部材４２の間の自由な相対移動がブッシュ４３によって規制されない。したがって、操向ハンドル１０を引き上げたり、押し下げたりすることで、操向ハンドル１０の伸縮操作を行うことが可能となる。

図４に示すように、内筒部材４１の下端付近を支持している第２ハンドル支持フレーム４６Ｂは、パワーステアリングユニットＰＳの上端と対向配置された第１ハンドル支持フレーム４６Ａの上端付近に、ユニバーサルジョイントＵＪの回動軸心と一致する横軸Ｘ３回りで回転自在に支持されている。

（チルト機構の構成）
図３に示すように、第１ハンドル支持フレーム４６Ａと第２ハンドル支持フレーム４６Ｂの間には、上部操向シャフト３０Ａ，３０Ｂの第１下部操向シャフト３３に対する角度を調整するためのチルト機構２００が設けられている。
チルト機構２００は、下方の第１ハンドル支持フレーム４６Ａから後下向きに延出されたチルトステー部４５Ｂに下端を枢支させたオイルシリンダ２５を有し、オイルシリンダ２５の上端から延出された伸縮操作筒２６の先端は、第２ハンドル支持フレーム４６Ｂの後面に枢支されたチルト制御体２７に固定されている。

伸縮操作筒２６の先端開口部からは、オイルシリンダ２５の内部に配置された制御ピストンのオイルポート（不図示）を開閉操作する制御ロッド２８が延出されており、チルト制御体２７に枢支されたチルト制御ハンドル２９によって制御ロッド２８を押し下げると、オイルポートが開放されて、上部操向シャフト３０Ａ，３０Ｂの第１下部操向シャフト３３に対する角度、すなわち操向ハンドル１０の軸心の角度を変更することが可能となる。

（ステアリング装置とパワーステアリングユニットの取り付け構造）
図２及び図４に示すように、操向ハンドル１０の前方に配置された遮音パネル２４Ａと操向ハンドル１０の下方に配置された遮音パネル２４Ｂとの間には、原動機室Ｄ側に位置するパワーステアリングユニットＰＳへの入力手段としての第１下部操向シャフト３３を挿通させるための開口部が形成されている。

図４及び図５に示すように、ステアリング装置ＳＴの第１ハンドル支持フレーム４６Ａは、同開口部を閉じるように配置されたベースプレート２３の上面にボルト５３で連結されており、パワーステアリングユニットＰＳは、ベースプレート２３の下面に防振ゴムなどを介してボルトで連結されている。

より具体的には、図５に示すように、ベースプレート２３の左右中央付近に、第１下部操向シャフト３３を挿通させるための第１貫通孔２３Ａが形成されている。また、パワーステアリングユニットＰＳの上端から上方に延設された４本の取り付けボルト３８を挿通させるための４つの第２貫通孔２３Ｂが、第１貫通孔２３Ａを取り囲むように形成されている。さらに、ベースプレート２３には、第１ハンドル支持フレーム４６Ａを取り付けるための４つの雌ネジ孔２３Ｃが各第２貫通孔２３Ｂの後寄りに形成されている。

第１貫通孔２３Ａの内周部には環状シール部材３９（弾性シール部材の一例）が内嵌され、４つの第２貫通孔２３Ｂには上下にフランジを備えたゴム製のグロメット３５（防振部材の一例）が内嵌されている。

環状シール部材３９は、円筒状の被支持部３９Ａと、被支持部３９Ａの上端から径方向外向きに延出された第１フランジ部３９Ｂと、被支持部３９Ａの下端から径方向外向きに延出された第２フランジ部３９Ｃと、第２フランジ部３９Ｃの径方向外側端部から下方に突設された環状リップ部３９Ｄとを備えている。
環状シール部材３９を第１貫通孔２３Ａに内嵌すると、被支持部３９Ａの外周面が第１貫通孔２３Ａの内周部に支持され、第１フランジ部３９Ｂの下面がベースプレート２３の上面に当接し、第２フランジ部３９Ｃの上面がベースプレート２３の下面に当接した状態が得られる。

グロメット３５は円筒状の被支持部３５Ａと、被支持部３５Ａの上端から径方向外向きに延出された第１フランジ部３５Ｂと、被支持部３５Ａの下端から径方向外向きに延出された第２フランジ部３５Ｃとを備えている。
グロメット３５を第２貫通孔２３Ｂに内嵌すると、被支持部３５Ａの外周面が第２貫通孔２３Ｂの内周部に支持され、第１フランジ部３５Ｂの下面がベースプレート２３の上面に当接し、第２フランジ部３５Ｃの上面がベースプレート２３の下面に当接した状態が得られる。

パワーステアリングユニットＰＳの取り付けボルト３８は、第２貫通孔２３Ｂに内嵌されたグロメット３５の挿通孔に下方から挿通され、グロメット３５の第２フランジ部３５ＣがパワーステアリングユニットＰＳの上面ＰＳＡとベースプレート２３の下面とで圧着されるように、ワッシャ３６とナット３７によって締め付け固定されている。この締め付けは、グロメット３５の挿通孔に係入されているカラー３５Ｋの上下の端面がワッシャ３６の下面とベースプレート２３の上面に接する状態を基準として行われる。

上記の締め付け固定が完了すると、グロメット３５の第２フランジ部３５Ｃが所定の厚さに縮められ、且つ、図４に示すように、環状シール部材３９の環状リップ部３９Ｄの下端部の局部のみが全周に亘ってパワーステアリングユニットＰＳの上面ＰＳＡに弾性圧着される。環状リップ部３９Ｄの下端部は、鋭角状の断面形状を備えることで、パワーステアリングユニットＰＳの上面ＰＳＡへの押付けに基づいて容易に弾性変形する変形容易部とされている。

その結果、パワーステアリングユニットＰＳの上面ＰＳＡと第１貫通孔２３Ａとの間に形成される環状の間隙が、環状シール部材３９の環状リップ部３９Ｄによって確実に密閉されるため、原動機室Ｄから運転室Ｂへの塵埃の流入が防止され、騒音の進入も効果的に抑制される。

また、パワーステアリングユニットＰＳの内部で発生する振動は、パワーステアリングユニットＰＳの取り付けに用いられているグロメット３５によって減衰されることで、ベースプレート２３を介して運転室Ｂに伝わり難くなっている。ここで、環状シール部材３９は容易に弾性変形する状態の環状リップ部３９Ｄの先端のみによってパワーステアリングユニットＰＳの上面ＰＳＡと接しているので、環状シール部材３９がグロメット３５による減衰作用を阻害し、振動が環状シール部材３９からベースプレート２３を経てキャビンＣや運転室Ｂに伝わる虞はない。

さらに、図３、４に示すように、パワーステアリングユニットＰＳの振動の如何に関わらず、環状シール部材３９は第１下部操向シャフト３３と離間した状態が維持されるように、環状シール部材３９の内周部と第１下部操向シャフト３３との間には十分な径方向幅を備えた環状空間Ｓが形成されている。したがって、パワーステアリングユニットＰＳの振動が、第１下部操向シャフト３３から環状シール部材３９を介してベースプレート２３、キャビンＣ、運転室Ｂなどに伝わる虞もない。

尚、パワーステアリングユニットＰＳの上面ＰＳＡへの押付けに基づいて、環状リップ部３９Ｄの下端部の先端付近が全周に亘って確実に一定の向きに変形するように、図６に例示するように、環状リップ部３９Ｄが、第２フランジ部３９Ｃの径方向外側端部から真下向きではなく、例えば下方に向かって径方向内向きに延出する形状を備えた形態で実施することができる。尚、環状リップ部３９Ｄは、その先端部がグロメット３５などと干渉しない前提で、下方に向かって径方向外向きに延出する形状を備えてもよい。

第１ハンドル支持フレーム４６Ａはその下方に形成された矩形のフランジ部４５Ａを介してベースプレート２３の上面に連結されている。フランジ部４５Ａには、第１下部操向シャフト３３を挿通させ、環状シール部材３９及び４つのグロメット３５との干渉を回避するための貫通孔４５Ｈが形成されている。

運転室と原動機室とが仕切り部材によって分離され、運転室に設けられた操向ハンドルから延出された操向軸が前記原動機室側に配置されたパワーステアリングユニットに連結されており、前記パワーステアリングユニットは、前記仕切り部材の一部をなす支持部材の前記原動機室側の面に防振部材を介して取り付けられているトラクタに従来見られた課題を解決するための技術として利用可能な発明である。

Ｂ 運転室
Ｄ 原動機室
ＰＳ パワーステアリングユニット
３ エンジン（原動機）
１０ 操向ハンドル
２３ ベースプレート（支持部材、仕切り部材）
２３Ａ 貫通孔
２４Ａ 遮音パネル（仕切り部材）
２４Ｂ 遮音パネル（仕切り部材）
３０Ａ 上部操向シャフト（操向軸）
３０Ｂ 上部操向シャフト（操向軸）
３３ 第１下部操向シャフト（操向軸）
３４ 第２下部操向シャフト（操向軸）
３５ グロメット（防振部材）
３８ ユニット取付用のボルト
３９ 環状シール部材（弾性シール部材）
３９Ａ 被支持部
３９Ｄ 環状リップ部
４５Ａ フランジ部
４５Ｈ 貫通孔
４６Ａ 第１ハンドル支持フレーム（ハンドル支持フレーム）
５３ 支持フレーム連結用のボルト

Claims (2)

1. 運転室と原動機室とが仕切り部材によって分離され、
   前記運転室に設けられた操向ハンドルから延出された操向軸が前記原動機室側に配置されたパワーステアリングユニットに連結されており、
   前記パワーステアリングユニットは、前記仕切り部材の一部をなす支持部材の下面に防振部材及びユニット取付用のボルトを介して取り付けられており、
   前記操向軸を相対回転可能に支持するハンドル支持フレームは、前記支持部材の上面に支持フレーム連結用のボルトによって連結されており、
   前記操向軸を挿通させるべく前記支持部材に形成された貫通孔の内周部に弾性シール部材が内嵌されており、
   前記弾性シール部材は、前記内周部に支持された被支持部と、前記被支持部の一端から下方に突設されて前記パワーステアリングユニットの上面に弾性圧着される環状リップ部とを有し、
   前記ユニット取付用のボルトと前記支持フレーム連結用のボルトとは、前記支持部材の異なる箇所に装着されているトラクタ。
2. 前記ハンドル支持フレームには、前記支持部材の上面に連結されるフランジ部が形成され、
   前記フランジ部には、前記防振部材との干渉を回避する貫通孔が形成されている請求項１に記載のトラクタ。

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