JPH1081246A - 乗用型作業機の電動パワーステアリング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動式のパワーステアリング装置が装備され
た乗用型作業機において、ステアリングアシスト力を供
給する電動モータの配置に工夫を凝らすことによって、
機体の安定性の向上を図れるようにする。 【解決手段】 乗用型作業機の電動パワーステアリング
構造において、ラック・ピニオン形式に構成された車輪
操向用の往復駆動部２２を、操向用車輪Ａの車軸支持部
材Ｂに沿う状態に配置するとともに、ステアリングハン
ドル１２と往復駆動部２２とを、ステアリングハンドル
１２から下方に向けて延設された伝動軸２３Ａと、走行
機体１の下部において伝動軸２３Ａの下端に連動連結さ
れて往復駆動部２２に向けて前後方向に延設された伝動
軸２３Ｂとからなる軸伝動機構２３にて連動連結し、か
つ、前後向きの伝動軸２３Ｂに、ステアリングアシスト
力を供給する電動モータ２６を連結装備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングアシ
スト力供給用の電動モータなどを備えて電動式に構成さ
れたパワーステアリング装置を装備したトラクタや乗用
型芝刈機などの乗用型作業機の電動パワーステアリング
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような乗用型作業機の電動
パワーステアリング構造において、ステアリングアシス
ト力を供給する電動モータは、ステアリングハンドルか
ら下方に向けて延設された伝動軸に連結装備されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステア
リングハンドルから下方に向けて延設された伝動軸は、
ステアリングハンドルと操向車輪とを連係するステアリ
ング操作系において比較的に高い位置に配備されるもの
であり、また、電動モータは比較的に重量のあるもので
あることから、この伝動軸に電動モータを連結装備した
場合には、機体の重心が高くなって機体の安定性が悪く
なる不都合が生じるようになっていた。殊に、傾斜地な
どで作業を行う乗用型芝刈機などにおいては機体の安定
性の向上を図ることが重要課題であることから、上記不
都合の早期の改善が望まれていた。

【０００４】本発明の目的は、電動式のパワーステアリ
ング装置が装備された乗用型作業機において、ステアリ
ングアシスト力を供給する電動モータの配置に工夫を凝
らすことによって、機体の安定性の向上を図れるように
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のうちの請求項１記載の発明では、ラック・
ピニオン形式に構成された車輪操向用の往復駆動部を、
操向用車輪の車軸支持部材に沿う状態に配置するととも
に、ステアリングハンドルと前記往復駆動部とを、前記
ステアリングハンドルから下方に向けて延設された伝動
軸と、走行機体の下部において前記伝動軸の下端に連動
連結されて前記往復駆動部に向けて前後方向に延設され
た伝動軸とからなる軸伝動機構にて連動連結し、かつ、
前後向きの前記伝動軸に、ステアリングアシスト力を供
給する電動モータを連結装備した。

【０００６】上記請求項１記載の発明によると、ステア
リングハンドルと往復駆動部とを連動連結する軸伝動機
構における走行機体の下部に配置された前後向きの伝動
軸に比較的に重量のあるステアリングアシスト用の電動
モータを連結装備していることから、ステアリングハン
ドルから下方に向けて延設された伝動軸に電動モータを
連結装備する場合に比較して機体の重心を低くすること
ができるようになる。つまり、機体の安定性の向上を図
れるようになる。

【０００７】また、一般にはステリング操作系を、ステ
アリングハンドルから下方に向けて延設された伝動軸、
伝動軸の下端に連動連結される入力ギヤを備えたギヤ式
伝動機構、ギヤ式連動機構の出力軸に連動連結されたピ
ットマンアーム、ピットマンアームから前方に向けて延
設されたドラグリンク、ドラグリンクの延出端に一方が
連動連結される左右一対のナックルアーム、および、左
右のナックルアームを連動連結するタイロッドなどで構
成しているのに対し、上記請求項１記載の発明による
と、ステリング操作系を、下向きの伝動軸と前後向きの
伝動軸などからなる軸伝動機構、軸伝動機構の先端に連
動連結されるラック・ピニオン形式の往復駆動部、およ
び、往復駆動部に連動連結される左右一対のナックルア
ームなどで構成できることから、ステリング操作系の構
成の簡素化を図れるようになる。

【０００８】従って、ステリング操作系の構成の簡素化
を図りながら、機体の安定性の向上を図れるようになっ
た。

【０００９】本発明のうちの請求項２記載の発明では、
上記請求項１記載の発明において、前後向きの前記伝動
軸を前記走行機体の左右一側方に変位させるとともに、
該伝動軸に対して前記電動モータを、前記伝動軸から前
記走行機体の左右他側方に向けて突出する姿勢で連結装
備した。

【００１０】上記請求２記載の発明によると、ステアリ
ングアシスト用の電動モータを走行機体の下部における
左右中央箇所に左右向き姿勢で配備できることから、機
体の左右バランスを安定させることができるとともに、
電動モータを前後向きの伝動軸から上向き姿勢で配備す
る場合に比較して、機体の重心を下げることができて機
体の安定性の向上を図ることができ、また、電動モータ
を前後向きの伝動軸から下向き姿勢で配備する場合に比
較して、電動モータに対する機体下方からの他物の接触
を抑制できるようになる。その上、電動モータを走行機
体の下部に左右向き姿勢で配備できることによって、走
行機体における電動モータを挟んだ上下の空間を大きく
形成することができるので、それらの空間を他の機器の
配置空間として有効に利用することができるようにな
る。殊に、乗用型作業機がミッドマウント型の乗用型芝
刈機である場合には、モーアの配置空間を充分に確保し
ながらも、機体の重心を効果的に下げることができるよ
うになる。

【００１１】従って、電動モータに対する他物の接触を
抑制するとともに他の機器の配置空間を確保しながら、
より一層の機体の安定性の向上を図れるようになった。

【００１２】本発明のうちの請求項３記載の発明では、
上記請求項１または２記載の発明において、前後向きの
前記伝動軸の後部に前記電動モータを連結装備した。

【００１３】上記請求項３記載の発明によると、ステア
リングアシスト用の電動モータを走行機体の下部におけ
る前後中央箇所に配備できることから、電動モータを装
備することによって機体の前後バランスに悪影響を及ぼ
すことを回避できるようになる。

【００１４】従って、前後バランスを含めた機体のより
一層の安定性の向上を図れるようになった。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１６】図１には乗用型作業機の一例である乗用型
芝刈機の全体側面が示されており、この乗用型芝刈機
は、乗用型の走行機体１と、その前後中間位置に前リン
ク２と後リンク３によって平行四連リンク形式に吊り下
げ支持されたモーア４によってミッドマウント型に構成
されている。図２にも示すように、走行機体１は、左右
一対の主フレーム５Ａなどからなる機体フレーム５、機
体フレーム５の前部に搭載された縦軸型のエンジン６、
機体フレーム５の後部に連結された静油圧式無段変速装
置７、機体フレーム５の前下部に操向用車輪Ａの車軸支
持部材Ｂとして連結された車軸フレーム８、機体フレー
ム５の後下部に連結された車軸ケース９、車軸フレーム
８の左右両端にそれぞれ装着された操向用車輪Ａとして
の前輪１０、車軸ケース９の左右両端にそれぞれ装着さ
れた後輪１１、前輪１０に連係されたステアリングハン
ドル１２、および、機体フレーム５の後部上方に配備さ
れた運転座席１３などによって構成されている。

【００１７】図１および図３に示すように、機体フレー
ム５における車軸ケース９の前方には、エンジン６の出
力軸６Ａに装着された出力プーリ６ａと第一伝動ベルト
１４を介して伝動連結された入力用の第一プーリ１５
ａ、静油圧式無段変速装置７の入力軸７Ａに装着された
入力プーリ７ａと第二伝動ベルト１６を介して伝動連結
された出力用の第二プーリ１５ｂ、モーア４の入力軸４
Ａに装着された入力プーリ４ａと第三伝動ベルト１７を
介して伝動連結された出力用の第三プーリ１５ｃ、およ
び、集草容器（図示せず）を装着した際にモーア４から
集草容器に向けて刈り芝を流動させるブロワ装置（図示
せず）に動力を供給するための出力用の第四プーリ１５
ｄが上下に並設された中継伝動軸１５が支持されてい
る。中継伝動軸１５は、スプライン嵌合によって連結さ
れる下部伝動軸１５Ａと上部伝動軸１５Ｂとの二分割構
造に構成されている。下部伝動軸１５Ａは、その上部に
第一プーリ１５ａがスプライン嵌合されるとともに、そ
の下部には第三プーリ１５ｃが電磁クラッチ１８を介し
て連結されている。上部伝動軸１５Ｂは、その上部に第
二プーリ１５ｂと第四プーリ１５ｄとが一体回転可能に
連結されている。下部伝動軸１５Ａは、機体フレーム５
に連結された側面視コの字形状のホルダ１９における下
部ブラケット１９Ａに上下摺動自在に軸支されている。
上部伝動軸１５Ｂは、ホルダ１９の上部ブラケット１９
Ｂに上下摺動不能に軸支されている。そして、下部伝動
軸１９Ａの下部に装備された電磁クラッチ１８をホルダ
１９の下部ブラケット１９Ａに蝶ボルト２０にて連結す
ることによって、下部伝動軸１５Ａを上部伝動軸１５Ｂ
にスプライン嵌合した状態で維持できるようになってい
る。また、蝶ボルト２０による電磁クラッチ１８とホル
ダ１９の下部ブラケット１９Ａとの連結を解除して下部
伝動軸１５Ａを下限まで移動させることによって、下部
伝動軸１５Ａから第一プーリ１５ａを取り外すことが可
能になる程度の隙間を上部伝動軸１９Ｂとの間に形成で
きるようになっている。つまり、上記の構成から、エン
ジン６から中継伝動軸１５に亘る第一伝動ベルト１４の
交換を行う必要が生じた場合には、その交換を工具を用
いることなく簡単に行えるようになっている。

【００１８】図１および図２に示すように、左右一対の
前輪１０とステアリングハンドル１２とは、左右の前輪
１０にそれぞれ装着されたナックルアーム２１、車軸フ
レーム８に沿う状態に配置されたラック・ピニオン形式
の往復駆動部２２、および、ステアリングハンドル１２
と往復駆動部２２とを連動連結する軸伝動機構２３など
によって連係されている。往復駆動部２２の左右両端に
は、自在継手２２ａを備えた操作ロッド２２Ａが装備さ
れており、これらの操作ロッド２２Ａが対応するナック
ルアーム２１に連結されるようになっている。軸伝動機
構２３は、ステアリングハンドル１２から下方に向けて
延設された伝動軸２３Ａ、走行機体１の下部において往
復駆動部２２に向けて前後方向に延設された伝動軸２３
Ｂ、および、両伝動軸２３Ａ，２３Ｂを自在継手２３ａ
を介して伝動連結する連結伝動軸２３Ｃによって構成さ
れている。そして、この構成によって、左右一対の前輪
１０とステアリングハンドル１２との連係構造（ステア
リング操作系）の簡素化を図れるようになっている。

【００１９】左右一対の前輪１０からステアリングハン
ドル１２に亘るステアリング操作系には電動式のパワー
ステアリング装置ＰＳが装備されている。このパワース
テアリング装置ＰＳは、軸伝動機構２３における前後向
きの伝動軸２３Ｂに装着されたトルクセンサ２４、前後
向きの伝動軸２３Ｂにベベルギヤ機構２５を介して連動
連結されたステアリングアシスト用の電動モータ２６、
および、軸伝動機構２３を支持するよう機体フレーム５
に立設されたステアリング支持台（図示せず）の左側部
に連結配備された制御装置（図示せず）によって構成さ
れており、ステアリングハンドル１２の回動操作によっ
て軸伝動機構２３に作用する回転トルクをトルクセンサ
２４が検出し、その検出値に基づいて制御装置がその検
出値に応じた動力（ステアリングアシスト力）が得られ
るように電動モータ２６の作動を制御し、その作動によ
って得られた動力がベベルギヤ機構２５を介して軸伝動
機構２３に伝達されることによって、軸伝動機構２３に
作用する回転トルクに応じたステアリングアシスト力で
軸伝動機構２３を補助的に回動操作するようになってい
る。つまり、操縦運転時におけるステアリングハンドル
１２の回動操作力が軽減されるようになっている。

【００２０】軸伝動機構２３における前後向きの伝動軸
２３Ｂは、左右の主フレーム５Ａ間において左側の主フ
レーム５Ａに近接する状態（走行機体１の左方側）に変
位されている。また、電動モータ２６は、走行機体１の
下部に配設された前後向きの伝動軸２３Ｂの後部に連結
されるとともに、該伝動軸２３Ｂから右側の主フレーム
５Ａに向けて突出する左右向きの水平姿勢となるように
配置されている。つまり、この構成によって、比較的に
重量のある電動モータ２６を走行機体１の下部における
前後・左右の中央箇所に左右向き姿勢で配備できること
から、電動モータ２６を前後向きの伝動軸２３Ｂよりも
上位の下向きの伝動軸２３Ａなどに連結装備する場合や
前後向きの伝動軸２３Ｂから上向き姿勢で配備する場合
に比較して機体の重心を低くすることができるととも
に、電動モータ２６を走行機体１の前後あるいは左右に
変位させた場合に比較して走行機体１の前後・左右のバ
ランスを安定させることができるようになっており、も
って、走行機体１の安定性の向上を図れるようになって
いる。また、電動モータ２６を前後向きの伝動軸２３Ｂ
から下向き姿勢で配備する場合に比較して電動モータ２
６に対する機体下方からの他物の接触を抑制できるよう
になっている。その上、走行機体１における電動モータ
２６を挟んだ上下の空間を大きく形成することができる
ので、下部空間にはモーア４を、また、上部空間にはパ
ワーステアリング装置ＰＳの制御装置やバッテリ２９な
どを余裕のある状態で配置でき、もって、それらの機器
の取り付けやメンテナンスなどを容易に行えるようにな
っている。

【００２１】図１および図４〜６に示すように、走行機
体１の前部には、機体フレーム５に固着された下部ボン
ネット３０Ａと、この下部ボンネット３０Ａの前部に開
閉揺動自在に支持された上部ボンネット３０Ｂとからな
るボンネット３０が装着されている。下部ボンネット３
０Ａの左右には、前輪フェンダー３１を取り付け金具３
２によって着脱自在に取り付けられるようになってい
る。取り付け金具３２は、上向きコの字形状に形成され
た前後一対のホルダ金具３２Ａ、ホルダ金具３２Ａの一
側に溶着された長孔を有するブラケット３２Ｂ、およ
び、それらのブラケット３２Ｂ同士を連結する長尺ボル
ト３２Ｃとナット３２Ｄによって構成されている。ま
た、下部ボンネット３０Ａと前輪フェンダー３１の各接
合部３０ａ，３１ａは湾曲形成されるとともに、下部ボ
ンネット３０Ａの接合部３０ａの湾曲半径に対して前輪
フェンダー３１の接合部３１ａの湾曲半径が小さくなる
ように設定されている。つまり、下部ボンネット３０Ａ
の接合部３０ａと前輪フェンダー３１の接合部３１ａに
対して前後のホルダ金具３２Ａを下方から外嵌した後、
前後のブラケット３２Ｂが離間するようにナット３２Ｄ
を操作しながら、各接合部３０ａ，３１ａに対して前後
のホルダ金具３２Ａを拗れさせて、各接合部３０ａ，３
１ａにおける上下中間位置の離間部分を各ホルダ金具３
２Ａにて挾持させることによって、各接合部３０ａ，３
１ａに連結用の取り付け孔を形成するといった手間な
く、下部ボンネット３０Ａに前輪フェンダー３１を、そ
の上下縁を密接させた状態で取り付けられるようになっ
ている。また、連結用の取り付け孔を形成しないことに
よって、下部ボンネット３０Ａから前輪フェンダー３１
を取り外した際に機体の美観が損なわれないようになっ
ている。

【００２２】〔別実施形態〕以下、本発明の別実施形態
を列記する。 乗用型作業機としては、耕耘装置などが連結される
トラクタなどであってもよい。 パワーステアリング装置ＰＳの電動モータ２６を、
軸伝動機構２３における前後向きの伝動軸２３Ｂの後部
に代えて中間部あるいは前部に連結装備するようにして
もよく、また、左右向きの水平姿勢に代えて前後向きの
水平姿勢や垂直姿勢あるいは傾斜姿勢で配備するように
してもよい。 軸伝動機構２３における前後向きの伝動軸２３Ｂを
機体右側に変位させるようにしてもよく、また、機体の
左右に変位させないようにしてもよい。 上記の実施形態においては、後輪駆動・前輪操舵形
式の乗用型作業装置を例示したことから、車輪操向用の
往復駆動部２２を操向用車輪Ａの車軸支持部材Ｂである
前輪１０の車軸フレーム８に沿う状態に配置したが、車
輪操向用の往復駆動部２２は、乗用型作業装置の駆動・
操舵形式に応じて配置対象となる操向用車輪Ａの車軸支
持部材Ｂが変更されるものである。例えば、車輪操向用
の往復駆動部２２は、乗用型作業装置が後輪または四輪
駆動・後輪操舵形式のものである場合には、その配置対
象となる操向用車輪Ａの車軸支持部材Ｂが後輪１１の車
軸ケース９となり、乗用型作業装置が前輪または四輪駆
動・前輪操舵式のものである場合には、その配置対象と
なる操向用車輪Ａの車軸支持部材Ｂが前輪１０の車軸ケ
ースとなり、また、乗用型作業装置が前輪駆動・後輪操
舵式のものである場合には、その配置対象となる操向用
車輪Ａの車軸支持部材Ｂが後輪１１の車軸フレームとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】伝動構造ならびにステアリング操作構造を示す
乗用型芝刈機の全体側面図

【図２】ステアリング操作系およびステアリングアシス
ト用電動モータの配置を示す平面図

【図３】中継伝動軸の構成を示す図

【図４】ボンネットに対する前輪フェンダーの取り付け
構造を示す側面図

【図５】ボンネットに対する前輪フェンダーの取り付け
構造を示す一部切り欠き平面図

【図６】ボンネットに対する前輪フェンダーの取り付け
構造を示す縦断正面図

【符号の説明】

１ 走行機体 １２ ステアリングハンドル ２２ 往復駆動部 ２３ 軸伝動機構 ２３Ａ 伝動軸（下方向き） ２３Ｂ 伝動軸（前後向き） ２６ 電動モータ Ａ 操向用車輪 Ｂ 車軸支持部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラック・ピニオン形式に構成された車輪
   操向用の往復駆動部を、操向用車輪の車軸支持部材に沿
   う状態に配置するとともに、ステアリングハンドルと前
   記往復駆動部とを、前記ステアリングハンドルから下方
   に向けて延設された伝動軸と、走行機体の下部において
   前記伝動軸の下端に連動連結されて前記往復駆動部に向
   けて前後方向に延設された伝動軸とからなる軸伝動機構
   にて連動連結し、かつ、前後向きの前記伝動軸に、ステ
   アリングアシスト力を供給する電動モータを連結装備し
   てある乗用型作業機の電動パワーステアリング構造。
2. 【請求項２】 前後向きの前記伝動軸を前記走行機体の
   左右一側方に変位させるとともに、該伝動軸に対して前
   記電動モータを、前記伝動軸から前記走行機体の左右他
   側方に向けて突出する姿勢で連結装備してある請求項１
   記載の乗用型作業機の電動パワーステアリング構造。
3. 【請求項３】 前後向きの前記伝動軸の後部に前記電動
   モータを連結装備してある請求項１または２記載の乗用
   型作業機の電動パワーステアリング構造。