JP3789461B2

JP3789461B2 - 作業車のステアリング装置

Info

Publication number: JP3789461B2
Application number: JP2004351908A
Authority: JP
Inventors: 孝信嶋田
Original assignee: セイレイ工業株式会社
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JP2005119659A

Description

本発明は、ハンドルの回動によって左右の油圧モータの回転数を変更させて操向を行う構成において、このハンドルの回動を、油圧モータの斜板の回動に変更させる機構に関する。

従来、作業車両にＨＳＴ式変速装置を装備して、左右の油圧モータによって、クローラー式走行装置を駆動し、この左右の油圧モータの回転数をハンドルの回動に対応させて変更することによって操向するようにした技術は公知となっている。
このような走行車両において、ハンドルの回動を斜板の角度を変更するトラニオンアームの前後または左右動に変更するために、フロントコラムの下部にはステアリング機構が配置されている。
特開平７−８１６０８号公報

このような従来の構成において、副変速スイッチを、ロックピンを挿抜駆動するアクチュエーターと、副変速装置を高低変速するアクチュエーターに接続して、副変速を高速側に切り換えると、ロックピンがラックの移動を規制して、ハンドルの回動角が直進方向から一定範囲内しか回動できなくなり、高速で急旋回することができなくなり、転倒等を防止できるように構成したものである。

本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。
ハンドルのステアリング軸に連設したピニオン軸にピニオンを設け、該ピニオンをラックと噛合し、該ラックの中央部に規制凹部を設け、該規制凹部にロックピンを挿抜可能に配置すると共に、運転部に副変速スイッチを設け、該副変速スイッチの作動で高低変速を可能とし、該副変速スイッチを、前記ロックピンを挿抜駆動するアクチュエーターと、副変速装置を高低変速するアクチュエーターに接続し、高速走行時に旋回を規制すべく構成したものである。

本発明は以上のように構成したことにより次のような効果を奏する。
副変速スイッチを、ロックピンを挿抜駆動するアクチュエーターと、副変速装置を高低変速するアクチュエーターに接続したので、副変速を高速側に切り換えると、ロックピンがラックの移動を規制して、ハンドルの回動角が直進方向から一定範囲内しか回動できなくなり、高速で急旋回することができなくなり、転倒等を防止できる。

次に、添付の図面に示した実施例の構成を説明する。図１はクローラー型トラクタの全体側面図、図２は同じく平面図、図３は運転部のキャビン内部平面図、図４はフロントミッションケースと油圧ポンプとステアリングケースとリアミッションケースの平面図、図５は油圧回路図、図６はステアリングケース内の平面図、図７は斜板角制御手段を示す図である。

図１、図２において全体構成から説明する。クローラー型のトラクタは機体フレーム１の前部にエンジンＥを載置し、ボンネット２内に収納している。機体フレーム１の後端には三点リンク式の作業機装着装置Ａを配置し、該作業機装着装置Ａの後端に作業機Ｂを装着し、昇降手段４によって昇降可能としている。なお、本実施例の作業機Ｂはロータリ耕耘装置であり、昇降手段４は油圧シリンダーである。

前記ボンネット２の後部にはキャビン３が配置され、該キャビン３内にハンドル５や運転席６を内装して運転部Ｃを構成している。該キャビン３の左右両側には燃料タンク７と作動油タンク８が配設されている。また、前記機体フレーム１の下方にはクローラー式走行装置Ｄを配置している。

該クローラー式走行装置Ｄは走行フレーム１２を機体下方に配設し、該走行フレーム１２の前端に油圧モータＭによって駆動される駆動スプロケット１３を配置し、後端に緊張できるように従動輪１４を配置し、走行フレーム１２の下部に転動輪１５・１５・・・を配置し、上部にローラー１６を軸支し、これら駆動スプロケット１３、従動輪１４、転動輪１５、ローラー１６の周囲にクローラ１７を巻回して、左右の駆動スプロケット１３・１３を油圧モータＭ・Ｍによって回動させることで走行するようにしている。

前記エンジンＥの後部には図２、図４に示すように、クラッチケースを介してフロントミッションケース２０が固設され、該フロントミッションケース２０の後部に一対の可変容量型の油圧ポンプＰ１・Ｐ１とＨＳＴ式変速装置への作動油補給用の油圧ポンプＰ２が直列に配置されて、該エンジンＥ及びフロントミッションケース２０、油圧ポンプＰ１・Ｐ１・Ｐ２、及び後述するステアリングケース４０が防振ゴム１１・１１・・・によって機体フレーム１に対して防振支持されている。

該油圧ポンプＰ１・Ｐ１と左右の油圧モータＭ・Ｍはそれぞれ配管によって連通して閉回路を構成し、ＨＳＴ式変速装置としている。油圧ポンプＰ１・Ｐ１より油圧モータＭ・Ｍへ圧油を送油して、油圧モータＭ・Ｍを駆動するようにしている。また、機体フレーム１の後部にはリアミッションケース２１が配設され、前記フロントミッションケース２０よりユニバーサルジョイント２２を介してリアミッションケース２１に動力が伝達される。該リアミッションケース２１の後面にはＰＴＯ軸１９が後方へ突出され、該ＰＴＯ軸１９にユニバーサルジョイント２３を介して作業機Ｂに動力が伝達されるように構成している。

そして、前記フロントミッションケース２０とリアミッションケース２１の間には、連結パイプ２８・２９によって連通されて両ケース内の潤滑油が流通できるようにし、該連結パイプ２８のフロントミッションケース２０側の取付部には作業機駆動用の油圧ポンプＰ３とフィルター３８が配設されている。なお、連結パイプ２８・２９は２本としているが、それ以上の連結パイプで連結することも可能であり、油圧ポンプＰ３とフィルター３８は連結パイプ２９に配置してもよい。そして、連結パイプ２８・２９は好ましくは、左右両側の下部に配設して、油圧ポンプＰ３の作動でフロントミッションケース２０とリアミッションケース２１の間を潤滑油が循環するようにしている。

このように構成することで、フィルター３８は容易に交換することが可能となり、メンテナンスが容易にでき、前後のミッションケース内の潤滑油を作動油として利用できるので、タンク容量を増加することができて、作動油タンクを小容量化またはなくすことができる。また、潤滑油が連結パイプ２８・２９を通って循環することによって、パイプ外周が外気によって冷却され、ファン等を設けることなく油温の上昇を押さえることができる。

前記運転部Ｃ内は図３に示すように、前記ボンネット２の後部にフロントコラム９が設けられ、その後方に運転席６を配置し、該運転席６の右側に右レバーガイド２５を設けて、ポジションレバー３１やドラフトコントロールレバー３３等を設け、左側にＰＴＯ変速レバー３４・３５等を設けている。そして、前記フロントコラム９の上面より丸形のハンドル５が突出され、該フロントコラム９の上面には速度計や燃料計等の操作パネル２７が配置され、更に、フロントコラム９の上面の進行方向に向かって右側にアクセルレバー２４が突出され、左側に前後進レバー３０が突出されている。該前後進レバー３０のグリップ３０ａには作業機昇降レバー３２と副変速スイッチ３７が設けられている。３６はブレーキペダルである。

次に油圧回路を説明する。油圧モータＭ・Ｍの出力軸上には駆動スプロケット１３・１３が固設されて、クローラー１７・１７を回動することができる。また、油圧モータＭには油圧サーボ式のブレーキ７４と副変速機構７５が一体的に設けられており、ブレーキ７４はブレーキ用油圧弁７６を切り換えることによって作動させることができ、この切り換えは、前記ブレーキペダル３６を踏むことによって制動でき、また、エンジンＥを始動させて油圧ポンプＰ１・Ｐ１を駆動することによって制動を解除する構成としている。前記副変速機構７５はアクチュエーター、本実施例では変速用電磁バルブ７７を切り換えることで流量を高低２段に変更できるようにしている。該電磁バルブ７７は前記副変速スイッチ３７の操作で切り換えられるようにしている。７８はパイロット油圧切り換えバルブである。８０は制御バルブであり、前記ポジションレバー３１や作業機昇降レバー３２の操作で昇降手段４を伸縮させたり外部の油圧装置へ送油したりできるようにしている。７９はモーターであり、前記作業機昇降レバー３２と接続され、該作業機昇降レバー３２の操作でモーター７９を駆動して、制御バルブ８０のスプールを変更して、昇降手段４を伸縮して作業機Ｂを昇降できるようにしている。

そして、図４に示すように、前記油圧ポンプＰ１・Ｐ１の側部にステアリングケース４０が一体的に組み付けられており、該ステアリングケース４０の略中央上にピニオン軸３９が上方に突出され、該ピニオン軸３９に前記ハンドル５の中央より延出したステアリング軸とユニバーサルジョイント等を介して連結されている。前記ピニオン軸３９はできるだけハンドル５の下方に位置させている。

前記ステアリングケース４０内の構成は、図６に示すように、前後方向に角軸（本実施例では三角軸）よりなる変速軸４１とスライド軸４４が平行に横架され、変速軸４１はステアリングケース４０に軸受を介して、回転自在に支持され、その一端はステアリングケース４０より外側へ突出してアーム４８を固設している。該アーム４８にはリンク機構を介して前後進レバー３０と連動連結されている。

前記スライド軸４４の前後中央部にスライド作用体４５の基部４５ｂがスライド自在に外嵌され、その両側にガイドアーム４７・４７が摺動自在に外嵌されている。前記スライド作用体４５の下部には前後方向にラック４５ａが固定され、該ラック４５ａは前記ピニオン軸３９下端に固設したピニオン３９ａと噛合させている。該ラック４５ａ上部には規制凹部４５ｃが固設され、該規制凹部４５ｃの凹部内にロックピン４６ａを嵌入可能としている。該ロックピン４６ａはアクチュエーター、本実施例ではソレノイド４６を作動させることによって突出させることができ、該ソレノイド４６はステアリングケース４０の側面に固設され、該ソレノイド４６は前記副変速スイッチ３７と接続されている。

該副変速スイッチ３７には油圧モータＭを高低２段に変速するための電磁バルブ７７と接続されており、該副変速スイッチ３７を押して高速側に変速すると、ソレノイド４６を作動させてロックピン４６ａを突出し、該ロックピン４６ａが規制凹部４５ｃに嵌入することによって、ハンドル５を回動させたときに、ピニオン３９ａの回動によって、ラック４５ａが摺動されるが、規制凹部４５ｃによって直進方向より一定の範囲内しか回転できなくなり、高速走行時の急旋回を防止している。逆に、副変速スイッチ３７が低速に切り換えているときには、ロックピン４６ａが規制凹部４５ｃより出ているので、ハンドル５の回動が規制されることなく旋回できる。

また、ガイドアーム４７・４７の中央部には摺動体４３・４３が回転自在に内嵌されて、該摺動体４３・４３はボス４３ａ・４３ａを介して変速軸４１上に摺動自在に外嵌している。該摺動体４３・４３の間には前記規制体４５ｃを位置させ、摺動体４３・４３の外側はバネ４２・４２によって中央側へ付勢されている。また、摺動体４３・４３の一端からはアーム４３ｂ・４３ｂを突出して、後述するガイド体５０・５０の一端に枢結している。前記ガイドアーム４７・４７の他端にはボス部４７ａ・４７ａを設け、ガイド体５０・５０の中央より突出した回動軸５０ａ・５０ａを回転自在に枢支している。

該ガイド体５０・５０は断面視コ字状に構成されて側方を開放し、この開放部分にローラー５１・５１が挿入され、ガイド体５０・５０内を前後方向に摺動自在に嵌入している。該ローラー５１・５１は支持アーム５２・５２の一端に回転自在に支持され、該支持アーム５２・５２の他端は枢支軸５４・５４に固定され、該枢支軸５４・５４はステアリングケース４０に回転自在に枢支され、該枢支軸５４・５４の他端にはアーム５３・５３が固設され、該アーム５３・５３には斜板角制御手段Ｇのスプールコントロールレバー５５・５５と枢結されている。

前記斜板角制御手段Ｇを一側の油圧ポンプＰ１について、図７より説明する。油圧ポンプＰ１の斜板に連動連結した斜板作動軸９１に、トラニオンアーム９２の基部が固設され、該トラニオンアーム９２の他端に設けた長孔にサーボスプール９３に固設したピン９４を挿入している。該サーボスプール９３はサーボシリンダー９５内に挿入され、該サーボスプール９３はサーボシリンダー９５内でバネ９６・９６によって中立位置に付勢している。該サーボスプール９３の一端にスプールコントロールレバー５５が枢支され、該スプールコントロールレバー５５の中途部は枢支軸９７によって枢支され、他端は前記アーム５３を枢支している。

前記油圧ポンプＰ１・Ｐ１の斜板の角度を変更することによって、作動油の吐出量を無段階に変更できて、吐出方向も変更でき、前後進と主変速が同時に行え、また、左右の吐出量を変更することで油圧モータＭ・Ｍの左右の回転速度を変更することによって旋回させることができる。この斜板の角度を変更するのが、前記ハンドル５と前後進レバー３０であり、該前後進レバー３０を前または後へ回動することによって、リンク機構、アーム４８を介して変速軸４１が回動され、この回動によって摺動体４３・４３が回動され、アーム４３ｂ・４３ｂを介してガイド体５０・５０を回動軸５０ａ・５０ａを中心に回動する。更に、該ガイド体５０・５０に嵌合したローラー５１・５１を介して支持アーム５２・５２を回動し、枢支軸５４・５４、アーム５３・５３、スプールコントロールレバー５５・５５と回動して、サーボスプール９３・９３を摺動させて、トラニオンアーム９２・９２を同角度回動させて斜板の角度を変更し、主変速を行う。

また、ハンドル５を回動すると、その回動によってピニオン軸３９が回動され、ピニオン３９ａに噛合したラック４５ａを摺動させる。このラック４５ａの摺動により、スライド作用体４５が一側のガイドアーム４７を押し、ガイドアーム４７は主変速で回動されたアーム４３ｂの角度を保ったまま変速軸４１及びスライド軸４４に沿って摺動し、ボス４７ａに嵌合したガイド体５０も同時に摺動させる。このガイド体５０の摺動によって、ローラー５１はガイド体５０の凹部に沿って回動軸５０ａ側へ移動して、支持アーム５２は中立方向に回動して、枢支軸５４、アーム５３、スプールコントロールレバー５５と回動して、サーボスプール９３を摺動させて、トラニオンアーム９２を減速方向に回動し、一側の油圧モータＭの回転数を減少させて、左右の速度差によって旋回する。更に、ハンドル５を回動すると、前記スライド作用体４５も摺動して、ローラー５１はガイド体５０の凹部に沿って回動軸５０ａを越えて移動し、サーボスプール９３は中立位置を越えて、トラニオンアーム９２は逆転方向に回動し、左右の油圧モータＭ・Ｍは互いに逆方向に回動してスピンターンができる。

即ち、ステアリングケースとＨＳＴ式変速装置の油圧ポンプが一体的に直接組み付けられ、ステアリングケースをサブアッシーとして、組み付け調整ができて、組立工数も削減できる。そして、ステアリングケースと油圧ポンプの間に配置していたリンクやロッドをなくすことができて、そのリンクやロッドで生じる誤差をなくし、精度良く組み立てることができる。
しかも、ステアリングケースと油圧ポンプが機体フレームに対して防振支持されるので、固有振動数が同一となり、ステアリングケースと油圧ポンプが別々に振動しないので、ステアリングケースから油圧ポンプへハンドルの回動力が伝わる時の誤差が減少して直進性も向上できたのである。また、ステアリングケースを油圧ポンプの側部に配置するので、フロントコラム上のスペースをなくしてステップの足元を広くとることができ、地上高を上げることもできる。
更に、ステアリングケースと斜板角制御手段のケースを一つのケースによって構成すれば、部品点数の削減ができて、ステアリングケース内のピニオンやアーム等を潤滑油内に漬けることもでき、耐久性を向上できて、寿命も延ばすことができる。

クローラー型トラクタの全体側面図である。同じく平面図である。運転部のキャビン内部平面図である。フロントミッションケースと油圧ポンプとステアリングケースとリアミッションケースの平面図である。油圧回路図である。ステアリングケース内の平面図である。斜板角制御手段を示す図である。

符号の説明

Ｐ１油圧ポンプ
Ｍ油圧モータ
５ハンドル
３０前後進レバー
３７副変速スイッチ
４０ステアリングケース
４５ｃ規制凹部
４６ソレノイド
４６ａロックピン
７７電磁バルブ

Claims

ハンドルのステアリング軸に連設したピニオン軸にピニオンを設け、該ピニオンをラックと噛合し、該ラックの中央部に規制凹部を設け、該規制凹部にロックピンを挿抜可能に配置すると共に、運転部に副変速スイッチを設け、該副変速スイッチの作動で高低変速を可能とし、該副変速スイッチを、前記ロックピンを挿抜駆動するアクチュエーターと、副変速装置を高低変速するアクチュエーターに接続し、高速走行時に旋回を規制すべく構成したことを特徴とする作業車のステアリング装置。