JP7762090B2

JP7762090B2 - 操舵装置

Info

Publication number: JP7762090B2
Application number: JP2022022229A
Authority: JP
Inventors: 淳一林田
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2022-02-16
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2025-10-29
Anticipated expiration: 2042-02-16
Also published as: JP2023119362A

Description

本発明は、アクチュエータの動力でステアリングハンドルを回転操作する操舵装置に関する。

アクチュエータの動力でステアリングハンドルを回転操作する操舵装置が知られている。例えば、特許文献１には、操舵軸の上端部とステアリングハンドルとの間に介設される操舵装置が開示されている。

特許第６８８９０３３号公報

しかしながら、操舵軸とステアリングハンドルとの連結部形状は、メーカーや車種に応じて異なるため、汎用性において改善の余地があった。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、操舵軸の上端部に取付けられるステアリングハンドルと、該ステアリングハンドルの下方で前記操舵軸を覆うステアリングコラムとを備える車両に着脱可能に装着され、アクチュエータの動力で前記ステアリングハンドルを回転操作する操舵装置であって、前記ステアリングハンドル側に固定される従動回転体と、前記アクチュエータの駆動に応じて前記従動回転体を回転させる駆動回転体と、前記ステアリングハンドルの複数のスポークを把持することで、前記従動回転体を前記ステアリングハンドル側に固定させる把持部と、を備え、前記把持部は、前記従動回転体に設けられ、複数の前記スポークの下部に沿う複数の第１把持部材と、前記従動回転体に設けられ、複数の前記スポークの上部に沿う複数の第２把持部材と、を備え、前記第１把持部材及び前記第２把持部材のうち少なくとも一方には、複数の前記スポークの側部に沿い、前記ステアリングハンドルに対する前記従動回転体の操舵軸回り方向の相対回転を規制する回転規制部が設けられることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の操舵装置であって、前記第１把持部材及び前記第２把持部材は、前記従動回転体に対して着脱可能に設けられることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の操舵装置であって、前記従動回転体は、複数の分割片に分割され、各分割片に形成される連結部同士を連結することで一体化され、前記連結部は、前記第２把持部材の基部を上下揺動可能に支持する支持部を有し、複数の前記第２把持部材は、先端部が前記スポークの上部に沿う状態で、リング部材を介して一体的に連結されることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１～３のいずれか１項に記載の操舵装置であって、前記第１把持部材は、前記スポークの下部形状に沿う凹凸部を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、操舵軸とステアリングハンドルとの連結部形状に拘らず装着できるので、汎用性が高められる。また、ステアリングハンドルの複数のスポークを把持することで、従動回転体をステアリングハンドル側に固定させる把持部を備えるので、ステアリングハンドルに対する従動回転体の固定や芯合わせが容易になる。また、第１把持部材及び第２把持部材のうち少なくとも一方には、複数のスポークの側部に沿い、ステアリングハンドルに対する従動回転体の操舵軸回り方向の相対回転を規制する回転規制部が設けられるので、ステアリングハンドルに対する従動回転体の操舵軸回り方向のずれを防止できる。
また、請求項２の発明によれば、把持部を構成する第１把持部材及び第２把持部材は、従動回転体に対して着脱可能に設けられるので、各種のステアリングハンドルに対応した第１把持部材及び第２把持部材を用意するだけで、様々な車両に適切に装着することが可能になる。
また、請求項３の発明によれば、複数の第２把持部材によるスポークの把持を容易かつ確実に行うことができるだけでなく、従動回転体の連結部を利用して第２把持部材を揺動支持することができる。
また、請求項４の発明によれば、第１把持部材は、スポークの下部形状に沿う凹凸部を有するので、ステアリングハンドルと従動回転体との位置ずれを更に抑制することができる。

本発明の実施形態に係る操舵装置が装着されたトラクタの全体側面図である。操舵装置が装着されたトラクタの要部平面図である。操舵装置が装着されたトラクタの要部側面図である。（ａ）は操舵装置が装着されたトラクタの要部斜視図、（ｂ）は操舵装置の分解斜視図である。ステアリングハンドルに対する操舵装置の最終取付け工程を示す斜視図である。ステアリングハンドルに取付けられた操舵装置の斜視図である。（ａ）はステアリングハンドルに取付けられた操舵装置の平面図、（ｂ）はステアリングハンドルに取付けられた操舵装置の側面図である。図７のＡ－Ａ断面図である。（ａ）は図７のＢ－Ｂ断面図、（ｂ）は図７のＣ－Ｃ断面図である。（ａ）は第１把持部材の正面図、（ｂ）は第１把持部材の平面図、（ｃ）は第１把持部材の背面図、（ｄ）は第１把持部材の側面図、（ｅ）は第１把持部材を正面側から視た斜視図、（ｆ）は第１把持部材を背面側から視た斜視図である。（ａ）は図７のＤ－Ｄ断面図、（ｂ）は変形例の第１把持部材を示すＤ－Ｄ断面図、（ｃ）は異なるスポーク断面形状のステアリングハンドルに適用した変形例の第１把持部材を示すＤ－Ｄ断面図、（ｄ）は異なるスポーク断面形状のステアリングハンドルに適用した変形例の第１把持部材を示すＤ－Ｄ断面図、（ｅ）は異なるスポーク断面形状のステアリングハンドルに適用した変形例の第１把持部材を示すＤ－Ｄ断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１はトラクタの走行機体（車両）であって、該走行機体１は、エンジン（図示せず）が搭載されるエンジン搭載部２と、エンジン動力を変速するミッションケース３と、ミッションケース３から伝動される走行動力で回転駆動し、かつステアリングハンドル４の回転操作に応じて操舵される左右の前輪５と、ミッションケース３から伝動される走行動力で回転駆動する左右の後輪６と、作業者が乗車する操縦部７と、各種の作業機（図示せず）を昇降可能に連結可能な作業機連結部８と、を備える。

操縦部７は、作業者が座る運転席９を備える。運転席９の前方及び側方には、前述したステアリングハンドル４を含む各種の走行用操作具及び作業用操作具が配置されている。ステアリングハンドル４は、操舵軸（図示せず）の上端部に一体回転可能に取付けられており、ステアリングハンドル４の回転操作に応じて操舵軸が回転すると、操舵軸の下端側に連結されるパワーステアリング機構（図示せず）を介して前輪５の操舵角が変更される。なお、操舵軸は、ステアリングハンドル４の下方に設けられるステアリングコラム１０で覆われている。

図１～図９に示すように、ステアリングハンドル４には、モータ２１（アクチュエータ）の動力でステアリングハンドル４を回転操作する操舵装置２０が着脱可能に取付けられている。なお、本実施形態のステアリングハンドル４は、操舵軸に一体回転可能に連結されるハブ４ａと、ハブ４ａから外方に延在する３本のスポーク４ｂと、スポーク４ｂの先端同士を繋ぐ環状のリム４ｃと、を備えるが、操舵装置２０の取付け対象はこれに限定されない。

図３～図１１に示すように、操舵装置２０は、モータ２１と、駆動回転体２２と、従動回転体２３と、把持部２４と、カバー体２５と、ブラケット２６と、を備える。

モータ２１は、出力するモータ動力で駆動回転体２２を回転させる。駆動回転体２２は、従動回転体２３と噛み合い、モータ２１の駆動に応じて従動回転体２３を回転させる。図６に示すように、本実施形態の駆動回転体２２は、周方向に並ぶ複数のローラ２２ａを介して従動回転体２３に噛み合うローラピニオンで構成されているが、モータ２１の駆動に応じて従動回転体２３を回転可能であればよく、ローラピニオンに限定されない。

従動回転体２３は、把持部２４を介してステアリングハンドル４に一体回転可能に固定され、モータ２１の駆動に応じてステアリングハンドル４を回転させる。本実施形態の従動回転体２３は、ローラピニオンからなる駆動回転体２２と噛み合い可能なスプロケット状の外周歯を備えたリングギヤで構成されている。

図４及び図９に示すように、従動回転体２３は、複数の分割片２７に分割されており、各分割片２７に形成される連結部２７ａ同士を連結することで一体化される。このような分割構成によれば、ステアリングハンドル４（スポーク４ｂ）の下部に沿うように従動回転体２３を取付けるにあたり、ステアリングハンドル４を操舵軸から取外す作業が不要になる。

各分割片２７の連結部２７ａは、隣接する分割片２７と凹凸嵌合する嵌合部２７ｂと、隣接する分割片２７にネジ２８を介して固定されるネジ固定部２７ｃと、後述する第２把持部材３２を着脱可能、かつ上下揺動可能に支持する第２支持部２７ｄと、を備える。また、各分割片２７の内周側中間部には、後述する第１把持部材３１を着脱可能に支持する第１支持部２７ｅが形成されている。

把持部２４は、ステアリングハンドル４の複数のスポーク４ｂを把持することで、従動回転体２３をステアリングハンドル４側に固定させる。本実施形態の把持部２４は、第１把持部材３１と、第２把持部材３２と、リング部材３３と、を備える。なお、本実施形態では、第１把持部材３１の個数を３個としているが、スポーク４ｂの本数に応じて変更することができる。また、第２把持部材３２は、従動回転体２３の分割数に合わせて３分割されているが、第２把持部材３２の個数も変更可能である。

図４、図９～図１１に示すように、第１把持部材３１は、複数のスポーク４ｂの下部に沿うように従動回転体２３に着脱可能に取付けられる。本実施形態の操舵装置２０は、３つの第１把持部材３１を備えており、各第１把持部材３１は、従動回転体２３の第１支持部２７ｅに沿って装着される側面視Ｌ形状の装着部３１ａと、従動回転体２３の第１支持部２７ｅに凹凸嵌合する一対の嵌合部３１ｂと、スポーク４ｂの下部に沿い、スポーク４ｂの下部に当接可能なスポーク当接部３１ｃと、を一体に有する。

図１１の（ａ）に示すように、本実施形態の第１把持部材３１は、スポーク４ｂの下部に対して直線的に当接可能であるが、図１１の（ｂ）～図１１の（ｅ）に示す変形例の第１把持部材３１Ｂのように、スポーク４ｂの下部と当接する部位に、操舵軸回り方向に並ぶ凹部３１ｄ及び凸部３１ｅを備えてもよい。このような変形例の第１把持部材３１Ｂによれば、図１１の（ｂ）～図１１の（ｅ）に示すように、各種の断面形状を有するスポーク４ｂに対応できるだけでなく、スポーク４ｂの凹部４ｄや凸部４ｅと係合することで、ステアリングハンドル４に対する従動回転体２３の操舵軸回り方向のずれを抑制することができる。

第２把持部材３２は、複数のスポーク４ｂの上部に沿うように従動回転体２３に着脱可能に取付けられる。本実施形態の第２把持部材３２は、従動回転体２３の第２支持部２７ｄに着脱可能、かつ上下揺動可能に支持される基部３２ａと、スポーク４ｂの上部に沿い、スポーク４ｂの上部に当接可能なスポーク当接部３２ｂと、スポーク４ｂの側部に沿い、スポーク４ｂの側部に当接可能な回転規制部３２ｃと、ねじ３４を介してリング部材３３が固定されるリング部材固定部３２ｄと、を備える。

リング部材３３は、スポーク４ｂの上部に沿う状態の第２把持部材３２同士を一体的に連結し、第２把持部材３２の上下揺動を規制する。このような把持部２４の構造によれば、操舵軸とステアリングハンドル４との連結部形状に拘らず装着できるので、操舵装置２０の汎用性が高められる。また、把持部２４は、ステアリングハンドル４の複数のスポーク４ｂを把持することで、従動回転体２３をステアリングハンドル４側に固定させるので、ステアリングハンドル４に対する従動回転体２３の固定や芯合わせが容易になる。また、第２把持部材３２は、スポーク４ｂの側部に沿う回転規制部３２ｃを備えるので、ステアリングハンドル４に対する従動回転体２３の操舵軸回り方向の相対的な位置ずれを防止できる。

なお、スポーク４ｂの側部に沿う回転規制部３２ｃは、第１把持部材３１側に設けてもよいし、第１把持部材３１及び第２把持部材３２の両方に設けてもよい。また、第１把持部材３１及び第２把持部材３２は、スポーク４ｂを直接把持するのではなく、ゴムシートなどの緩衝材を介してスポーク４ｂを把持するようにしてもよい。このようにすると、スポーク４ｂの太さや断面形状が異なるステアリングハンドル４にも容易に適応することが可能になる。また、第１把持部材３１や第２把持部材３２を熱可塑性の樹脂製とし、加熱して軟化させた状態でスポーク４ｂを把持させるようにしてもよい。このようにすると、第１把持部材３１や第２把持部材３２をスポーク４ｂの形状に合わせて変形させ、スポーク４ｂに対する密着性を向上させることができる。また、第１把持部材３１や第２把持部材３２を熱硬化性の樹脂製とし、把持するスポーク４ｂに合わせて型取りした後に加熱して硬化させるようにしてもよい。このようにすると、様々なスポーク４ｂの形状に適合する第１把持部材３１や第２把持部材３２が得られる。

図４、図６などに示すように、カバー体２５は、従動回転体２３の外周側を覆う半円環状の第１カバー部材４１と、モータ２１及び駆動回転体２２を収容する第２カバー部材４２と、第１カバー部材４１と第２カバー部材４２を連結する一対のボルト４３と、を備える。一方のボルト４３を外すと、他方のボルト４３を支点として第１カバー部材４１と第２カバー部材４２が相対回動可能となり、従動回転体２３の収容空間を開閉することが可能になる。

第１カバー部材４１の内周部には、周方向に所定の間隔で並ぶ３つのローラ４４が設けられている。３つのローラ４４は、従動回転体２３を周方向回転可能で、かつ上下方向移動不能に支持している。言い換えると、カバー体２５、モータ２１及び駆動回転体２２は、３つのローラ４４を介して、従動回転体２３に周方向回転可能で、かつ上下方向移動不能に支持されている。また。第１カバー部材４１の前端部には、下方に延出する回り止めピン４５が設けられている。

図３及び図７に示すように、ブラケット２６は、ステアリングコラム１０の機体前方側にねじ５１を介して固定される。ブラケット２６は、第１カバー部材４１の回り止めピン４５が貫通又は係合する係合部２６ａを有する。これにより、カバー体２５の操舵軸周り方向の連れ回りが規制され、モータ２１の駆動に応じてステアリングハンドル４を回転操作することが可能になる。なお、係合部２６ａには、回り止めピン４５とブラケット２６との隙間を埋めるゴムリングなどのスペーサ５２が設けられており、回り止めピン４５とブラケット２６によるガタツキ音の発生が防止される。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、操舵軸の上端部に取付けられるステアリングハンドル４と、該ステアリングハンドル４の下方で操舵軸を覆うステアリングコラム１０とを備える走行機体１に着脱可能に装着され、モータ２１の動力でステアリングハンドル４を回転操作する操舵装置２０であって、ステアリングハンドル４側に固定される従動回転体２３と、モータ２１の駆動に応じて従動回転体２３を回転させる駆動回転体２２と、ステアリングハンドル４の複数のスポーク４ｂを把持することで、従動回転体２３をステアリングハンドル４側に固定させる把持部２４と、を備え、把持部２４は、従動回転体２３に設けられ、複数のスポーク４ｂの下部に沿う複数の第１把持部材３１と、従動回転体２３に設けられ、複数のスポーク４ｂの上部に沿う複数の第２把持部材３２と、を備えるので、操舵軸とステアリングハンドル４との連結部形状に拘らず装着可能とし、操舵装置２０の汎用性が高められる。また、従動回転体２３をステアリングハンドル側に固定させる把持部２４を備えることで、ステアリングハンドル４に対する従動回転体２３の固定や芯合わせが容易になる。

また、第１把持部材３１及び第２把持部材３２のうち少なくとも一方には、複数のスポーク４ｂの側部に沿い、ステアリングハンドル４に対する従動回転体２３の操舵軸回り方向の相対回転を規制する回転規制部３２ｃが設けられるので、ステアリングハンドル４に対する従動回転体２３の操舵軸回り方向のずれを防止できる。

また、第１把持部材３１及び第２把持部材３２は、従動回転体２３に対して着脱可能に設けられるので、各種のステアリングハンドル４に対応した第１把持部材３１及び第２把持部材３２を用意するだけで、様々な車両に適切に装着することが可能になる。

また、従動回転体２３は、複数の分割片２７に分割され、各分割片２７に形成される連結部２７ａ同士を連結することで一体化され、連結部２７ａは、第２把持部材３２の基部３２ａを上下揺動可能に支持する第２支持部２７ｄを有し、複数の第２把持部材３２は、先端部がスポーク４ｂの上部に沿う状態で、リング部材３３を介して一体的に連結されるので、複数の第２把持部材３２によるスポーク４ｂの把持を容易かつ確実に行うことができるだけでなく、従動回転体２３の連結部２７ａを利用して第２把持部材３２を揺動支持することができる。

また、変形例の第１把持部材３１Ｂは、スポーク４ｂの下部形状に沿う凹部３１ｄ及び凸部３１ｅを有するので、ステアリングハンドル４と従動回転体２３との位置ずれを更に抑制することができる。

１走行機体（車両）
４ステアリングハンドル
４ｂスポーク
１０ステアリングコラム
２０操舵装置
２１モータ
２２駆動回転体
２３従動回転体
２４把持部
２５カバー体
２６ブラケット
２７分割片
２７ａ連結部
２７ｂ嵌合部
２７ｃネジ固定部
２７ｄ第２支持部
２７ｅ第１支持部
３１第１把持部材
３１ｄ凹部
３１ｅ凸部
３２第２把持部材
３２ａ基部
３２ｂスポーク当接部
３２ｃ回転規制部
３３リング部材

Claims

操舵軸の上端部に取付けられるステアリングハンドルと、該ステアリングハンドルの下方で前記操舵軸を覆うステアリングコラムとを備える車両に着脱可能に装着され、アクチュエータの動力で前記ステアリングハンドルを回転操作する操舵装置であって、
前記ステアリングハンドル側に固定される従動回転体と、
前記アクチュエータの駆動に応じて前記従動回転体を回転させる駆動回転体と、
前記ステアリングハンドルの複数のスポークを把持することで、前記従動回転体を前記ステアリングハンドル側に固定させる把持部と、を備え、
前記把持部は、
前記従動回転体に設けられ、複数の前記スポークの下部に沿う複数の第１把持部材と、
前記従動回転体に設けられ、複数の前記スポークの上部に沿う複数の第２把持部材と、を備え、
前記第１把持部材及び前記第２把持部材のうち少なくとも一方には、複数の前記スポークの側部に沿い、前記ステアリングハンドルに対する前記従動回転体の操舵軸回り方向の相対回転を規制する回転規制部が設けられることを特徴とする操舵装置。
前記第１把持部材及び前記第２把持部材は、前記従動回転体に対して着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
前記従動回転体は、複数の分割片に分割され、各分割片に形成される連結部同士を連結することで一体化され、
前記連結部は、前記第２把持部材の基部を上下揺動可能に支持する支持部を有し、
複数の前記第２把持部材は、先端部が前記スポークの上部に沿う状態で、リング部材を介して一体的に連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載の操舵装置。
前記第１把持部材は、前記スポークの下部形状に沿う凹凸部を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の操舵装置。