JP6013179B2 - 作業車のステアリング構造 - Google Patents

Description

本発明は、支持台から上方へ突設された円筒状のハンドルポストと、上部にステアリングハンドルが固定され、ハンドルポスト内に回動自在に支持されたハンドル軸と、が備えられた作業車のステアリング構造に関する。

このような作業車のステアリング構造が例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に示されたものは、支持台（文献では「支持ケース」）から上方へ突設された円筒状のハンドルポストと、上部にステアリングハンドルが固定され、ハンドルポスト内に回動自在に支持されたハンドル軸（文献では「ステアリング軸」）と、が備えられている。そのハンドル軸の下端部には、中間軸が連結され、その中間軸の下端部には、ステアリング操作用の入力軸が連結されている。

ハンドル軸には、上側の大径部と下側の小径部とが形成されており、ハンドル軸の小径部には、ハンドル軸の大径部よりも内径の小さなブッシュが上方より嵌挿され、そのブッシュの上方において、ハンドルポストの上端部がシール部材によりシールされている。このような構成とすることにより、ハンドル軸が上方に引っ張られたときに、ブッシュ及びシール部材によりハンドル軸の上方への移動が規制され、ハンドルポストからのハンドル軸の抜けが防止されている。

特開２００８−８０９６０号公報

しかしながら、従来の技術では、ブッシュ及びシール部材によってハンドルポストからのハンドル軸の抜けは防止できるが、ハンドル軸が、ブッシュやシール部材等の振動を伝達しうる部品を介してハンドルポストに接しているので、ハンドルポストの振動がハンドル軸へ伝達される構造となっていた。ハンドル軸にハンドルポストからの振動が伝達されると、ハンドル軸の上部に固定されたステアリングハンドルにも振動が伝達されてしまい、操作性を低下させる可能性があった。

上記実情に鑑み、本発明は、ハンドル軸への振動の伝達を防止しながら、ハンドルポストからのハンドル軸の抜けを防止できる作業車のステアリング構造を提供することを目的とする。

本発明の第一特徴は、
支持台から上方へ突設された円筒状のハンドルポストと、
前記支持台側から前記ハンドルポスト内に延出されたステアリング操作用の入力軸と、
上部にステアリングハンドルが固定され、前記ハンドルポスト内に回動自在に支持され、前記入力軸と連結されたハンドル軸と、
前記ハンドル軸を周方向に覆う状態で前記ハンドル軸の外周部と前記ハンドルポストの内周部との間に配置され、前記ハンドルポストと前記ハンドル軸との間での振動伝達を防止する第一防振部材と、
前記ハンドル軸側と非接触状態で前記ハンドルポスト側に固定され、前記第一防振部材の上方への移動を規制する第一規制部材と、
前記ハンドルポスト側と非接触状態で前記ハンドル軸側に固定され、前記第一防振部材の下方への移動を規制する第二規制部材と、が備えられており、
前記ハンドル軸と前記入力軸とは、挿し込みによって、抜き挿し自在に嵌合連結され、かつ、前記ハンドル軸の下端部は、前記入力軸の上端部に突き付けられており、
前記第一防振部材が、上部から下部に亘って厚みが略一定の筒状であり、かつ、前記第一防振部材の上下の端面が平坦状であり、
前記第一防振部材の上方への移動が前記第一規制部材のみによって規制され、
前記第一防振部材の下方への移動が前記第二規制部材のみによって規制される点にある。

本発明の第一特徴によれば、ハンドル軸の外周部とハンドルポストの内周部との間に第一防振部材が備えられているので、ハンドル軸は、ハンドルポスト側とは振動を伝達する部品を介して接しておらず、第一防振部材に接触している。このため、支持台から伝達されたハンドルポストの振動が第一防振部材により吸収され、ハンドル軸へ振動が伝達されることを防止できる。

さらに、第一規制部材は第一防振部材の上方への移動を規制しており、第二規制部材は第一防振部材の下方への移動を規制していることから、第一防振部材は、第一規制部材と第二規制部材とにより上下方向で挟まれた状態となっている。よって、ステアリングハンドルが上方へ引っ張られることにより、ハンドル軸が上方へ移動しようとしても、第一規制部材と第二規制部材とにより第一防振部材が上下方向で挟まれて、第一規制部材にて第一防振部材の上方への移動が規制される。よって、ハンドル軸の上方への移動が規制され、ステアリングポストからハンドル軸が抜けることを防止できる。しかも、第一防振部材は、第一規制部材と第二規制部材とにより上下方向で挟まれているので、第一規制部材と第二規制部材とが直接接触せずに、その間に第一防振部材が介在することになる。このため、第一規制部材と第二規制部材との間でも第一防振部材によって振動の伝達を防止できる。よって、ハンドル軸への振動の伝達を防止しながら、ハンドルポストからのハンドル軸の抜けを確実に防止できる。

本発明の第二特徴は、前記ハンドル軸の下端部と前記入力軸とは、前記ハンドル軸の軸心方向に突き合わせて連結されている点にある。
本発明の第三特徴は、前記ハンドル軸の下端部と前記入力軸は、前記ハンドル軸の軸心方向においてその間に第二防振部材を介在させて連結されている点にある。
ステアリング操作用の入力軸は、ステアリング機構に連繋されているので、ステアリング機構からの振動が伝達されやすい。本発明の第三特徴によれば、ハンドル軸の下端部とステアリング操作用の入力軸とは、ハンドル軸の軸心方向において、その間に第二防振部材を介在させて連結されているので、ステアリング操作用の入力軸の振動が第二防振部材により低減され、ハンドル軸へと伝達される振動を低減できる。
本発明の第四特徴は、前記第一防振部材は、上端部に当接する第一当接部材と下端部に当接する第二当接部材とにより上下方向で挟まれた状態で備えられ、
前記第一当接部材は、前記ハンドル軸側と非接触状態で且つ前記ハンドルポスト側と接触状態で備えられ、
前記第二当接部材は、前記ハンドルポスト側と非接触状態で且つ前記ハンドル軸側と接触状態で備えられている点にある。

本発明の第四特徴によれば、第一防振部材が多少磨耗や変形等をしても、第一防振部材の上端部側の第一当接部材と第一防振部材の下端部側の第二当接部材とにより第一防振部材を上下方向にしっかりと挟むことができ、第一規制部材と第二規制部材との間に第一防振部材を確実に介在させることができる。よって、ハンドル軸を上方へ引き抜く力がかかっても、第一当接部材と第二当接部材とで第一防振部材が挟み込まれて第一規制部材と第二規制部材との間に第一防振部材が確実に介在される。このため、ハンドルポストからハンドル軸が抜けることを確実に防止できる。

本発明の第五特徴は、前記第一当接部材及び前記第二当接部材の両方は、円筒円盤状に形成され、
前記第一当接部材の内径は、前記第二当接部材の外径よりも小径に形成されている点にある。

本発明の第五特徴によれば、第一当接部材の内径が、第二当接部材の外径よりも小径に形成されているため、第一当接部材と第二当接部材とは、上下方向に重なりを有した状態で第一防振部材を挟み込んでいる。このため、第一当接部材と第二当接部材とにより第一防振部材を確実に挟み込むことができるので、第一防振部材が磨耗したり変形したりしたとしても、第一規制部材と第二規制部材との間に第一防振部材を確実に介在させることができる。さらに、第一当接部材及び第二当接部材の両方が、円筒円盤状に形成されているので、第一防振部材が円周方向に不均一に磨耗したり変形したりしたとしても、第一当接部材と第二当接部材により第一防振部材を確実に挟み込むことができる。

本発明の第六特徴は、前記第一防振部材は、前記ハンドル軸の軸心方向の一部に前記ハンドル軸の外周部との間に隙間を形成して備えられている点にある。

本発明の第六特徴によれば、第一防振部材には、ハンドル軸の軸心方向の一部にハンドル軸の外周部との間に隙間が形成されているので、ハンドル軸に対する第一防振部材の接触面積が小さくなり、ハンドル軸が回動する際における、ハンドル軸と第一防振部材との間の抵抗を低減させることができる。このため、ハンドル軸を回動させ易くなり、ステアリングハンドルの操作性を向上できる。また、第一防振部材が摩耗する部位を極力小さくでき、第一防振部材の耐久性の向上を図ることができる。

トラクタの全体側面図である。 ステアリング機構及びハンドルポストの内部を示す断面図である。 ハンドルポストの上部、ハンドル軸の上部の付近の縦断側面図である。 ハンドルポストの下部、ステアリング操作用の入力軸、ハンドル軸の付近の縦断側面図である。

図１に示すように、トラクタ１０（「作業車」の一例）は、右及び左の前輪１１、右及び左の後輪１２で支持された走行車体の前部にエンジン１３が備えられるとともに、エンジン１３にクラッチハウジング１４及びミッションケース１５が連結された四輪駆動型に構成されている。

図１、図２に示すように、トラクタ１０には、右及び左の前輪１１を操向操作するナックルアーム１６が備えられており、右及び左の前輪１１のナックルアーム１６に亘ってタイロッド１７が接続されている。また、クラッチハウジング１４には、マニュアル操作式のステアリング機構の支持台１８が固定されている。支持台１８には、図２に示すように、ステアリング機構により横軸芯Ｐ１周りに揺動駆動される操作アーム１９と、左の前輪１１のナックルアーム１６とに亘って、ステアリングロッド２０が接続されている。

図１、図２、図４に示すように、支持台１８の上部からは円筒状のハンドルポスト２１が上方へ突出されている。ハンドルポスト２１は、その下部に固定された第一ブラケット２２を介して支持台１８の上部にボルト２３により固定されている。ハンドルポスト２１内には、ハンドル軸２４が回動自在に支持されており、ハンドル軸２４の上部には、ホイール型のステアリングハンドル２５が固定されている。また、ハンドルポスト２１内には、支持台１８に連繋されているステアリング操作用の入力軸２６が備えられている。第一ブラケット２２は、ステアリング操作用の入力軸２６の中心と、ハンドルポスト２１におけるハンドル軸２４の支持中心（ハンドルポスト２１の断面円の中心）とが合致するように、支持台１８の上部にハンドルポスト２１が固定されている。また、ハンドルポスト２１は、その上部に固定された第二ブラケット２７を介して支持フレーム（図示なし）に固定されている。

図２、図４に示すように、ステアリング操作用の入力軸２６は、支持台１８の上部から上方に突出されてハンドルポスト２１の内部に入り込むようにされている。ステアリング操作用の入力軸２６の外面には、上部にスプライン部２６ａが形成されている。ハンドル軸２４の下部には、内面にスプライン溝が形成された円筒状のスプライン筒２８が、溶接により固定されている。そして、ステアリング操作用の入力軸２６とハンドル軸２４とはスプライン連結（セレーション連結）されている。

ハンドル軸２４とステアリング操作用の入力軸２６との突き合わせ部分には、Ｏリング２９（「第二防振部材」に相当）が配置されている。つまり、ハンドル軸２４とステアリング操作用の入力軸２６とは、上下方向に間隔を隔てて備えられており、その上下方向での間隙にＯリング２９が備えられている。これにより、入力軸２６からハンドル軸２４への振動伝達がＯリング２９によって防止されている。

Ｏリング２９は、その外径が、スプライン筒２８の内径と同じ径又はやや大きい径とされ、Ｏリング２９がスプライン筒２８の内側に内嵌されている。これにより、スプライン筒２８を固定したハンドル軸２４を、ステアリング操作用の入力軸２６にスプライン連結する際、スプライン筒２８内にＯリング２９を位置させ、スプライン筒２８の内周部によりＯリング２９が落下しないように保持した状態で、ステアリング操作用の入力軸２６に、Ｏリング２９を介してハンドル軸２４を突き合わせることでき、組み付けを行い易くできる。

図２、図３に示すように、ハンドルポスト２１及びハンドル軸２４の上部側では、円筒状でゴム等の弾性部材からなるブッシュ３２（「第一防振部材」に相当）がハンドル軸２４に挿通されて備えられている。ブッシュ３２は、ハンドル軸２４を周方向に覆う状態でハンドル軸２４の外周部２４ａとハンドルポスト２１の内周部２１ａとの間に配置されている。つまり、ハンドル軸２４の外周部２４ａとハンドルポスト２１の内周部２１ａとの間には、その径方向の全長に亘ってブッシュ３２が介在されており、このブッシュ３２の介在によってハンドルポスト２１とハンドル軸２４との間での振動伝達を防止する。

ブッシュ３２の上端部側には、ハンドル軸２４側と非接触状態でハンドルポスト２１の内周部２１ａ側に固定され、ブッシュ３２が上方へ移動することを規制する第一止め輪３３（「第一規制部材」に相当）が備えられている。第一止め輪３３は、リング状に形成されており、ハンドルポスト２１の内周部２１ａにその周方向の全周に亘って形成された第一円周溝２１ｂに内嵌されて、ハンドルポスト２１に固定されている。第一止め輪３３の内径は、ハンドル軸２４の外径よりも大径に形成されており、第一止め輪３３の内周部とハンドル軸２４の外周部２４ａとの間に間隔を隔てることで、第一止め輪３３がハンドル軸２４と非接触状態となっている。

また、ブッシュ３２の下端部側には、ハンドルポスト２１側と非接触状態でハンドル軸２４の外周部２４ａ側に固定され、ブッシュ３２が下方へ移動することを規制する第二止め輪３４（「第二規制部材」に相当）が備えられている。第二止め輪３４は、リング状に形成されており、ハンドル軸２４の外周部２４ａにその周方向の全周に亘って形成された第二円周溝２４ｂに外嵌されて、ハンドル軸２４に固定されている。第二止め輪３４の外径は、ハンドルポスト２１の内径よりも小径に形成されており、第二止め輪３４の外周部とハンドルポスト２１の内周部２１ａとの間に間隔を隔てることで、第二止め輪３４がハンドルポスト２１と非接触状態となっている。

第一止め輪３３とブッシュ３２との間には、ハンドル軸２４側と非接触状態で且つハンドルポスト２１側と接触状態とされ、薄肉の円筒円盤状に形成された例えば平座金からなる第一リング部材３５（「第一当接部材」に相当）がハンドル軸２４に挿通されて備えられている。第一リング部材３５の内径は、ハンドル軸２４の外径よりも大径に形成されており、第一リング部材３５の内周部とハンドル軸２４の外周部２４ａとの間に間隔を隔てることで、第一リング部材３５がハンドル軸２４と非接触状態となっている。

また、第一リング部材３５の外周部は、ハンドルポスト２１の内周部２１ａと接触状態とされている。つまり、第一リング部材３５の外径は、ハンドルポスト２１の内径と略同径に形成されており、これにより、第一リング部材３５の外周部がハンドルポスト２１の内周部２１ａに接触状態とされ、第一リング部材３５がハンドル軸２４の径方向に移動することを防止して、第一リング部材３５がハンドル軸２４に接触しないようにされている。

また、第一リング部材３５の内径は、第一止め輪３３の内径に比べて小径に形成されており、第一リング部材３５を配置しない場合に比べて、ブッシュ３２の上端部の上面に対する接触面積が大きくされている。これにより、ハンドル軸２４を上方へ引き抜く力がかかったときに、第一リング部材３５の下面がブッシュ３２の上端部の上面に大きな接触面積で当接され、ブッシュ３２の上方への移動が第一リング部材３５及び第一止め輪３３により適切に規制される。

ブッシュ３２と第二止め輪３４との間には、ハンドルポスト２１側と非接触状態で且つハンドル軸２４側と接触状態とされ、薄肉の円筒円盤状に形成された例えば平座金からなる第二リング部材３６（「第二当接部材」に相当）がハンドル軸２４に挿通されて備えられている。第二リング部材３６の外径は、ハンドルポスト２１の内径よりも小径に形成されており、第二リング部材３６の外周部とハンドルポスト２１の内周部２１ａとの間に間隔を隔てることで、第二リング部材３６がハンドルポスト２１と非接触状態となっている。

また、第二リング部材３６の内周部は、ハンドル軸２４の外周部２４ａと接触状態とされている。つまり、第二リング部材３６の内径は、ハンドル軸２４の外径と略同径に形成されており、これにより、第二リング部材３６の内周部がハンドル軸２４の外周部２４ａに接触状態とされ、第二リング部材３６がハンドル軸２４の径方向に移動することを防止して、第二リング部材３６がハンドルポスト２１に接触しないようにされている。

また、第二リング部材３６の外径は、第二止め輪３４の外径に比べて大径に形成されており、第二リング部材３６を配置しない場合に比べて、ブッシュ３２の下端部の下面に対する接触面積が大きくされている。これにより、ハンドル軸２４を上方へ引き抜く力がかかったときに、第二リング部材３６の上面がブッシュ３２の下端部の下面に大きな接触面積で当接される。

このように、ブッシュ３２は、ブッシュ３２の上端部に第一リング部材３５を当接し、ブッシュ３２の下端部に第二リング部材３６を当接しており、第一リング部材３５と第二リング部材３６とにより上下方向に挟まれた状態で備えられている。

また、ブッシュ３２は、ブッシュ３２における内周部と外周部との間の中央部側において第一リング部材３５及び第二リング部材３６により、ハンドル軸２４の軸心方向に上下方向に挟み込まれている。具体的には、第一リング部材３５の内径が、第二リング部材３６の外径よりも小径に形成されており、ハンドル軸２４の軸心方向に、第一リング部材３５と第二リング部材３６とが重なりを有している。より具体的には、ハンドル軸２４の径方向におけるハンドル軸２４の外周部２４ａとハンドルポスト２１の内周部２１ａとの間に形成された間隔において、第一リング部材３５の内周部がブッシュ３２の中央部よりも内径側に突出されており、かつ、第二リング部材３６の外周部がブッシュ３２の中央部よりも外径側に突出されている。よって、ブッシュ３２においてその径方向の中央部において、ハンドル軸２４の軸心方向に、第一リング部材３５と第二リング部材３６とが重なりを有している。これにより、ハンドル軸２４を引き抜く力がかかったときに、第一リング部材３５と第二リング部材３６とにより、第一リング部材３５と第二リング部材３６とが重なる部分にブッシュ３２に対して押し付け力が作用されるので、ブッシュ３２が多少摩耗したり変形したりしたとしても、第一リング部材３５又は第二リング部材３６からブッシュ３２が抜けることを確実に防止できる。

また、ブッシュ３２は、上接触部３２ａと下接触部３２ｂとでハンドル軸２４に当接されている。ブッシュ３２における上接触部３２ａと下接触部３２ｂとの間には、ハンドル軸２４に当接しない非接触部３２ｃが形成されている。つまり、ブッシュ３２は、そのハンドル軸２４の軸心方向の一部に、ハンドル軸２４の外周部２４ａとの間に隙間３７を形成して備えられている。ハンドル軸２４は、ハンドルポスト２１の上部側において、弾性部材のブッシュ３２の上接触部３２ａと下接触部３２ｂのみに接触して支持され、ハンドル軸２４が、ハンドルポスト２１側における振動を伝達しうる部材に接触しないようにされている。

また、第一止め輪３３と第二止め輪３４との間のハンドル軸２４の軸心方向における距離は、第一リング部材３５、ブッシュ３２、第二リング部材３６のハンドル軸２４の軸心方向における距離を合計した距離よりも大きくされている。これにより、第一リング部材３５と第二リング部材３６とにより上下方向で挟み込まれたブッシュ３２は、その自重により下方側に移動するが、その下方側への移動が第二止め輪３４にて規制されている。この状態では、ハンドル軸２４の軸心方向で第一リング部材３５と第一止め輪３３との間に間隔が空いている。そして、ハンドル軸２４を上方側へ引き抜く力がかかったときだけ、第一リング部材３５と第二リング部材３６とにより上下方向で挟み込まれたブッシュ３２が上方側に移動して、第一リング部材３５が第一止め輪３３に当接することで、第一止め輪３３によりブッシュ３２の上方側への移動が規制されている。

以上の構造により、ステアリングハンドル２５を回転操作すると、ステアリングハンドル２５の回転操作が、ハンドル軸２４を介して、ステアリング機構に伝達され、ステアリング機構の操作アーム１９が横軸芯Ｐ１周りに揺動駆動されて、ステアリングロッド２０が前後駆動され、ナックルアーム１６及びタイロッド１７を介して、右及び左の前輪１１が左右に操向操作される。このような操向操作の際等に、ハンドル軸２４に振動が伝達されることを防止でき、且つ、ハンドルポスト２１からハンドル軸２４が抜けることを防止できる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、第二規制部材として第二止め輪３４を用い、第二当接部材として第二リング部材３６を用いる例を示したがこれに限られない。例えば、ハンドル軸２４におけるブッシュ３２の配置位置よりも下側において、ハンドル軸２４の径よりも大径の環状部位をハンドル軸２４に突設しておき、その環状部位を第二規制部材や、第二規制部材及び第二当接部材を兼用する部材として用いてもよい。

（２）上記実施形態では、マニュアル操作式のステアリング機構を一例に示したが、これに限られず、油圧式又は電気式のパワーステアリング操作式等の他のステアリング機構であってもよい。

（３）上記実施形態では、作業車の一例としてトラクタ１０を示したが、これに限られず、乗用型芝刈り機、乗用型草刈り機、乗用型田植機、コンバイン、ホイルローダ等の他の作業車であってもよい。

１０ ：トラクタ
１８ ：支持台
２１ ：ハンドルポスト
２１ａ ：内周部
２４ ：ハンドル軸
２４ａ ：外周部
２５ ：ステアリングハンドル
２６ ：ステアリング操作用の入力軸
２９ ：Ｏリング（「第二防振部材」）
３２ ：ブッシュ（「第一防振部材」）
３３ ：第一止め輪（「第一規制部材」）
３４ ：第二止め輪（「第二規制部材」）
３５ ：第一リング部材（「第一当接部材」）
３６ ：第二リング部材（「第二当接部材」）
３７ ：隙間

Claims (6)

1. 支持台から上方へ突設された円筒状のハンドルポストと、
   前記支持台側から前記ハンドルポスト内に延出されたステアリング操作用の入力軸と、
   上部にステアリングハンドルが固定され、前記ハンドルポスト内に回動自在に支持され、前記入力軸と連結されたハンドル軸と、
   前記ハンドル軸を周方向に覆う状態で前記ハンドル軸の外周部と前記ハンドルポストの内周部との間に配置され、前記ハンドルポストと前記ハンドル軸との間での振動伝達を防止する第一防振部材と、
   前記ハンドル軸側と非接触状態で前記ハンドルポスト側に固定され、前記第一防振部材の上方への移動を規制する第一規制部材と、
   前記ハンドルポスト側と非接触状態で前記ハンドル軸側に固定され、前記第一防振部材の下方への移動を規制する第二規制部材と、が備えられており、
   前記ハンドル軸と前記入力軸とは、挿し込みによって、抜き挿し自在に嵌合連結され、かつ、前記ハンドル軸の下端部は、前記入力軸の上端部に突き付けられており、
   前記第一防振部材が、上部から下部に亘って厚みが略一定の筒状であり、かつ、前記第一防振部材の上下の端面が平坦状であり、
   前記第一防振部材の上方への移動が前記第一規制部材のみによって規制され、
   前記第一防振部材の下方への移動が前記第二規制部材のみによって規制される作業車のステアリング構造。
2. 前記ハンドル軸の下端部と前記入力軸とは、前記ハンドル軸の軸心方向に突き合わせて連結されている請求項１に記載の作業車のステアリング構造。
3. 前記ハンドル軸の下端部と前記入力軸は、前記ハンドル軸の軸心方向においてその間に第二防振部材を介在させて連結されている請求項１又は２に記載の作業車のステアリング構造。
4. 前記第一防振部材は、上端部に当接する第一当接部材と下端部に当接する第二当接部材とにより上下方向で挟まれた状態で備えられ、
   前記第一当接部材は、前記ハンドル軸側と非接触状態で且つ前記ハンドルポスト側と接触状態で備えられ、
   前記第二当接部材は、前記ハンドルポスト側と非接触状態で且つ前記ハンドル軸側と接触状態で備えられている請求項１ないし３のいずれか一項に記載の作業車のステアリング構造。
5. 前記第一当接部材及び前記第二当接部材の両方は、円筒円盤状に形成され、
   前記第一当接部材の内径は、前記第二当接部材の外径よりも小径に形成されている請求項４に記載の作業車のステアリング構造。
6. 前記第一防振部材は、前記ハンドル軸の軸心方向の一部に前記ハンドル軸の外周部との間に隙間を形成して備えられている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の作業車のステアリング構造。

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