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JP4935224B2 - Mechanical steering device for work vehicle - Google Patents

Mechanical steering device for work vehicle Download PDF

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JP4935224B2
JP4935224B2 JP2006205770A JP2006205770A JP4935224B2 JP 4935224 B2 JP4935224 B2 JP 4935224B2 JP 2006205770 A JP2006205770 A JP 2006205770A JP 2006205770 A JP2006205770 A JP 2006205770A JP 4935224 B2 JP4935224 B2 JP 4935224B2
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steering
lower traveling
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traveling body
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貴博 花本
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Kobelco Cranes Co Ltd
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Description

本発明は、ホイールクレーンなどの作業車両の機械式ステアリング装置に関する。   The present invention relates to a mechanical steering device for a work vehicle such as a wheel crane.

従来、ホイールクレーンなどの作業車両として、複数の車軸上にそれぞれ少なくとも左右2つの車輪が装着されてなる下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に設けられ、作業時の操縦室と走行時の運転室とに兼用するキャブとを備えてなるものは一般的によく知られている。   Conventionally, as a work vehicle such as a wheel crane, a lower traveling body in which at least two left and right wheels are respectively mounted on a plurality of axles, an upper revolving body that is rotatably mounted on the lower traveling body, What is provided in a revolving structure and is provided with a cab that serves as both a cockpit during work and a driver's cab during traveling is generally well known.

また、このような作業車両のステアリング装置としては、例えば特許文献1に開示されているように、各車輪の向きをそれぞれ変更する複数のステアリングシリンダを備え、キャブ内の運転者によって回転操作されるステアリングハンドルの回転操作量及びスイッチ操作などで選択されるモードに応じて作動油を所定のステアリングシリンダに導いて各車輪を所定方向に操舵する全油圧式のものが多く使用されている。しかし、この全油圧式のステアリング装置では、ステアリングハンドルと車輪とが機械的に操舵力を伝達するように連結されていないことから、一般公道を走行するときには走行速度が厳しく制限されている。   Moreover, as a steering device for such a work vehicle, for example, as disclosed in Patent Document 1, a plurality of steering cylinders that respectively change the directions of the wheels are provided, and are rotated by a driver in the cab. An all-hydraulic type in which hydraulic oil is guided to a predetermined steering cylinder and steers each wheel in a predetermined direction in accordance with a mode selected by a steering handle rotation operation amount and a switch operation is often used. However, in this all-hydraulic steering device, the steering handle and the wheels are not mechanically connected so as to transmit the steering force mechanically, so the traveling speed is severely limited when traveling on general public roads.

そこで、このような制限を回避するために、全油圧式のステアリング装置とは別に、例えば特許文献2に開示されているように、ステアリングハンドルから操舵力を前側車軸上の車輪である前輪にシャフトや歯車などを介して伝達する機械式のステアリング装置が提案され、実用化されている。この機械式のステアリング装置においては、ステアリングハンドルからの操舵力が前輪に伝達される時ステアリングシリンダで前輪の操舵をアシストするようになっている。また、上部旋回体の旋回に支障を来さないようにするために、上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントに上下方向に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に操舵力の1つの伝達シャフトである中間シャフトを挿入して配置する構成になっている。
特開平5−39057号公報 国際公開第97/46438号パンフレット
Therefore, in order to avoid such a limitation, as disclosed in, for example, Patent Document 2, a steering force is applied from the steering handle to the front wheel, which is a wheel on the front axle, separately from the all-hydraulic steering device. Mechanical steering devices that transmit via gears and gears have been proposed and put into practical use. In this mechanical steering device, the steering cylinder assists the steering of the front wheels when the steering force from the steering handle is transmitted to the front wheels. Further, in order not to interfere with the turning of the upper swing body, a through-hole penetrating in the vertical direction is provided in the swivel joint arranged at the center of the upper swing body. An intermediate shaft, which is one transmission shaft, is inserted and arranged.
JP-A-5-39057 WO 97/46438 pamphlet

ところが、上記従来の機械式ステアリング装置は、前輪のみを操舵するものであり、後側車軸上の車輪は、直進状態に固定されたままである。このため、タイヤの横滑り量が大きくなり、タイヤの摩耗が早くなるという問題がある。   However, the conventional mechanical steering device described above steers only the front wheels, and the wheels on the rear axle remain fixed in a straight traveling state. For this reason, there is a problem that the amount of skid of the tire is increased and the wear of the tire is accelerated.

また、機械式ステアリング装置と全油圧式ステアリング装置とを併用する場合、前側車軸上の車輪は機械式ステアリング装置で操舵し、後側車軸上の車輪は全油圧式ステアリング装置で操舵することも知られているが、この場合、後側車軸上の車輪は、上述したスイッチ操作で操舵されるように構成されている。それ故、前後輪を同時操舵する際には、運転者は両手を別々にかつ同時に使う必要があることから、操作が難しい上に安全上も好ましい状態ではない。   It is also known that when a mechanical steering device and a fully hydraulic steering device are used together, the wheels on the front axle are steered by the mechanical steering device, and the wheels on the rear axle are steered by the fully hydraulic steering device. However, in this case, the wheels on the rear axle are configured to be steered by the switch operation described above. Therefore, when the front and rear wheels are steered simultaneously, the driver needs to use both hands separately and simultaneously, which is difficult to operate and is not preferable from a safety standpoint.

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、ステアリングハンドルの操舵時に前側車軸上の車輪と共に後側車軸上の車輪にも操舵力が伝達されるように適切な構成を採用することにより、タイヤの横滑り量を抑制してタイヤの摩耗を低減するとともに、操作性及び安全性を向上させ得る作業車両の機械式ステアリング装置を提供せんとするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to appropriately transmit the steering force to the wheels on the rear axle as well as the wheels on the front axle when the steering handle is steered. By adopting the configuration, it is an object of the present invention to provide a mechanical steering device for a work vehicle that can reduce tire wear by reducing the amount of tire slip and improve operability and safety.

上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、複数の車軸上にそれぞれ車輪が操舵可能に設けられた下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に設けられ、作業時の操縦室と走行時の運転室とに兼用するキャブとを備えた作業車両の機械式ステアリング装置として、上記キャブ内に配置されたステアリングハンドルの操舵力を下部走行体側にまで伝達する上部旋回体側操舵力伝達機構と、上記下部走行体の複数車軸の間に配置され、上記上部旋回体側操舵力伝達機構から伝達された操舵力を増大して2方向に分配するギヤボックスと、このギヤボックスで分配された一方の操舵力を前側車軸上の車輪に伝達する下部走行体前側操舵力伝達機構と、上記ギヤボックスで分配された他方の操舵力を後側車軸上の車輪に伝達する下部走行体後側操舵力伝達機構とを備え、上記ステアリングハンドルの操舵時に前側車軸上の車輪と同位相に後側車軸上の車輪を操舵するように上記各操舵力伝達機構を連結する構成にする。   In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 is directed to a lower traveling body in which wheels are steerable on a plurality of axles, and an upper revolving body that is rotatably mounted on the lower traveling body. And a steering wheel disposed in the cab as a mechanical steering device for a work vehicle, which is provided in the upper swing body and includes a cab that serves both as a cockpit during operation and a cab during operation. An upper revolving body side steering force transmission mechanism that transmits force to the lower traveling body side and a plurality of axles of the lower traveling body are arranged to increase the steering force transmitted from the upper revolving body side steering force transmission mechanism. A gear box that distributes in the direction, a lower traveling body front side steering force transmission mechanism that transmits one steering force distributed by the gear box to the wheels on the front axle, and the other steering that is distributed by the gear box A lower traveling body rear side steering force transmission mechanism that transmits the vehicle wheel to the wheels on the rear axle, and steers the wheels on the rear axle in phase with the wheels on the front axle when the steering handle is steered. Each steering force transmission mechanism is connected.

この構成では、作業車両の走行中にキャブ内の運転者がステアリングハンドルを操舵したとき、その操舵力は上部旋回体側操舵力伝達機構を介してギヤボックスに伝達されて、このギヤボックスで増大されつつ2方向に分配され、そのうちの一方の操舵力が下部走行体前側操舵力伝達機構を介して前側車軸上の車輪に、他方の操舵力が下部走行体後側操舵力伝達機構を介して後側車軸上の車輪にそれぞれ伝達されることにより、前側車軸上の車輪がステアリングハンドルの操舵方向に操舵されるとともに、後側車軸上の車輪が前側車軸上の車輪と同位相に操舵される。このため、後側車軸上の車輪におけるタイヤの横滑り量を抑制してタイヤの摩耗を低減することができる。   In this configuration, when the driver in the cab steers the steering wheel while the work vehicle is traveling, the steering force is transmitted to the gear box via the upper turning body side steering force transmission mechanism, and is increased by this gear box. However, one of the steering forces is distributed to the wheels on the front axle via the lower traveling body front side steering force transmission mechanism, and the other steering force is rearized via the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism. By being transmitted to the wheels on the side axle, the wheels on the front axle are steered in the steering direction of the steering handle, and the wheels on the rear axle are steered in phase with the wheels on the front axle. For this reason, the amount of tire slip on the wheels on the rear axle can be suppressed to reduce tire wear.

しかも、操舵力を増大して2方向に分配するギヤボックスは、下部走行体の複数車軸の間に配置されているため、このギヤボックスの配置スペース及び地上高さを容易にかつ十分に確保することができるとともに、下部走行体側の操舵力伝達機構全体(つまり下部走行体前側操舵力伝達機構及び下部走行体後側操舵力伝達機構など)の総伝達長さを可及的に短くすることができる。   Moreover, since the gear box that increases the steering force and distributes in two directions is disposed between the plurality of axles of the lower traveling body, the space for arranging the gear box and the ground height can be easily and sufficiently secured. In addition, the total transmission length of the entire steering force transmission mechanism on the lower traveling body side (that is, the lower traveling body front side steering force transmission mechanism and the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism, etc.) can be shortened as much as possible. it can.

請求項に係る発明は、上述した構成に加えて、上記上部旋回体側操舵力伝達機構を、上部旋回体と下部走行体との間に跨って操舵力を伝達する中間シャフトを有する構成にし、かつこの中間シャフトを、上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントの貫通孔に挿入する構成にする。この構成では、作業時に上部旋回体側操舵力伝達機構の中間シャフトを上下に分離しなくてもこの中間シャフトが上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントの貫通孔に挿入されているため、この中間シャフトにより上部旋回体の旋回に支障を来すことはない。 In addition to the above-described configuration , the invention according to claim 1 is configured so that the upper turning body side steering force transmission mechanism has an intermediate shaft that transmits a steering force across the upper turning body and the lower traveling body, In addition, the intermediate shaft is inserted into a through hole of a swivel joint arranged at the turning center of the upper turning body. In this configuration, since the intermediate shaft is inserted into the through-hole of the swivel joint arranged at the turning center of the upper swing body without separating the intermediate shaft of the upper swing body side steering force transmission mechanism up and down during work, This intermediate shaft does not hinder the turning of the upper turning body.

請求項に係る発明は、請求項1記載の作業車両の機械式ステアリング装置において、上記ギヤボックスの好ましい形態を提供するものである。すなわち、出力軸にアームの基端を装着し、このアームの先端側に上記下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドと下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとを連結する構成にする。この構成では、出力軸に装着した1つのアームの揺動により下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドと下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとが共に軸方向である前後方向に移動し、操舵力が2方向に分配されるため、少ない部品でもって操舵力の分配を確実に行うことができる。 According to a second aspect of the present invention, in the mechanical steering device for a work vehicle according to the first aspect, a preferred form of the gear box is provided. That is, the base end of the arm is attached to the output shaft, and the transmission rod of the lower traveling body front side steering force transmission mechanism and the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism are connected to the distal end side of the arm. To do. In this configuration, by swinging one arm attached to the output shaft, the transmission rod of the lower traveling body front side steering force transmission mechanism and the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism are both in the longitudinal direction, which is the axial direction. Since the steering force is distributed in two directions, the steering force can be reliably distributed with a small number of parts.

請求項に係る発明は、請求項記載の作業車両の機械式ステアリング装置において、上記ギヤボックスの出力軸を、車幅方向に配置し、上記アームと下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとの連結箇所を、アームと下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドとの連結箇所よりも地上高が高くなるように設定する構成にする。この構成では、作業車両の前後方向中央寄りに位置する下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとギヤボックスのアームとの連結箇所が下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドと同アームとの連結箇所よりも地上高が高くなるように設定され、下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドの地上高も高くなるため、悪路などで路面障害物との干渉が生じることはない。 According to a third aspect of the present invention, in the mechanical steering device for a work vehicle according to the second aspect , the output shaft of the gear box is disposed in the vehicle width direction, and the arm and the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism are arranged. The connection location with the transmission rod is set so that the ground height is higher than the connection location between the arm and the transmission rod of the lower traveling body front side steering force transmission mechanism. In this configuration, the connection point between the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism and the arm of the gear box located near the center in the front-rear direction of the work vehicle is the same as the transmission rod of the lower traveling body front side steering force transmission mechanism. The ground clearance of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism is also increased, so that interference with road obstacles on rough roads etc. Absent.

請求項ないし請求項に係る発明は、いずれも機械式ステアリング装置と共に全油圧式ステアリング装置を装備する作業車両を対象とし、その作業車両の機械式ステアリン装置の好ましい形態を提供するものである。 The inventions according to claims 4 to 6 are directed to a work vehicle equipped with a mechanical steering device and an all-hydraulic steering device, and provide a preferred form of a mechanical stearin device for the work vehicle. .

すなわち、請求項に係る発明は、請求項1ないし請求項のいずれか一つに記載の作業車両の機械式ステアリング装置において、全油圧式ステアリング装置の構成要素として、上記車輪毎にその向きを変更するステアリングシリンダが設けられていることを前提とする。そして、上記ステアリングハンドルの操舵時にその操舵力が車輪に伝達されるときステアリングシリンダによりアシスト力を付与するように構成する。この構成では、ステアリングハンドルの操舵時に機械式ステアリング装置により操舵力が伝達されるとき、全油圧式ステアリング装置の構成要素であるステアリングシリンダによりアシスト力が付与されるため、運転者に負担をかけることなく、車輪の操舵を容易にかつ確実に行うことができる。 That is, according to a fourth aspect of the present invention, in the mechanical steering device for a work vehicle according to any one of the first to third aspects, the direction of each wheel is a component of the all-hydraulic steering device. It is assumed that a steering cylinder for changing the above is provided. The steering force is applied by the steering cylinder when the steering force is transmitted to the wheels when the steering handle is steered. In this configuration, when the steering force is transmitted by the mechanical steering device during steering of the steering handle, the assist force is applied by the steering cylinder that is a component of the all-hydraulic steering device, which places a burden on the driver. Therefore, the wheel can be steered easily and reliably.

また、請求項に係る発明は、請求項記載の作業車両の機械式ステアリング装置において、上記下部走行体後側操舵力伝達機構を、ギヤボックスから後側車軸上の車輪への操舵力の伝達を遮断可能な遮断手段を有する構成にする。この構成では、作業現場などで機械式ステアリング装置に代えて全油圧式ステアリング装置を選択使用する場合、予め下部走行体後側操舵力伝達機構の遮断手段によりギヤボックスから後側車軸上の車輪への操舵力の伝達を遮断しておくと全油圧式ステアリング装置により例えば後側車軸上の車輪を前側車軸上の車輪と逆位相に操舵することなどもできる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the mechanical steering device for a work vehicle according to the fourth aspect , the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism is configured to transmit a steering force from the gear box to the wheels on the rear axle. A configuration having a blocking means capable of blocking transmission is adopted. In this configuration, when a fully hydraulic steering device is selected and used instead of a mechanical steering device at a work site or the like, the gear box is moved in advance to the wheel on the rear axle by the shut-off means of the lower traveling body rear steering force transmission mechanism. When the transmission of the steering force is cut off, for example, the wheels on the rear axle can be steered in the opposite phase to the wheels on the front axle by the fully hydraulic steering device.

さらに、請求項に係る発明は、請求項記載の作業車両の機械式ステアリング装置において、上記遮断手段を、下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達部材を構成するシリンダ装置と、このシリンダ装置のピストンロッドの伸縮をフリー状態とロック状態とに切換可能なロック機構とによって構成する。この構成では、シリンダ装置のピストンロッドの伸縮がロック状態にあるときにはシリンダ装置が下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達部材としての機能を発揮する一方、ロック機構によりシリンダ装置のピストンロッドの伸縮をフリー状態に切り換えたときにはピストンロッドの伸縮により伝達部材としての機能が発揮されることはなく、ギヤボックスから後側車軸上の車輪への操舵力の伝達が確実に遮断されることになる。 Further, according to a sixth aspect of the present invention, in the mechanical steering device for a work vehicle according to the fifth aspect , the blocking means is a cylinder device that constitutes a transmission member of a lower traveling body rear side steering force transmission mechanism, and the cylinder. The expansion and contraction of the piston rod of the device is constituted by a lock mechanism that can be switched between a free state and a locked state. In this configuration, when the expansion / contraction of the piston rod of the cylinder device is in the locked state, the cylinder device performs a function as a transmission member of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism, while the piston mechanism of the cylinder device is expanded / contracted by the lock mechanism. When is switched to the free state, the function as a transmission member is not exhibited by the expansion and contraction of the piston rod, and transmission of the steering force from the gear box to the wheels on the rear axle is surely cut off.

以上のように、本発明における作業車両の機械式ステアリング装置によれば、上部旋回体側のキャブ内で運転者がステアリングハンドルを操舵したとき、その操舵力が前側車軸上の車輪と共に後側車軸上の車輪にも伝達され、後側車軸上の車輪が前側車軸上の車輪と同位相に操舵されるため、後側車軸上の車輪におけるタイヤの横滑り量を抑制してタイヤの摩耗を低減することができ、また、操作が容易であることから、操作性及び安全性を向上させることができる。しかも、操舵力を増大して2方向に分配するギヤボックスは、下部走行体の複数車軸の間に配置されているため、このギヤボックスの配置スペース及び地上高さを容易にかつ十分に確保することができるとともに、下部走行体側の操舵力伝達機構全体の総伝達長さを可及的に短くすることができ、重量軽減化、コストダウン化及び省スペース化などの面からも実用性に優れた効果を有するものである。   As described above, according to the mechanical steering device for a work vehicle in the present invention, when the driver steers the steering handle in the cab on the upper turning body side, the steering force is applied to the rear axle together with the wheels on the front axle. The wheel on the rear axle is steered to the same phase as the wheel on the front axle, reducing the amount of tire slip on the wheel on the rear axle and reducing tire wear. In addition, since the operation is easy, operability and safety can be improved. Moreover, since the gear box that increases the steering force and distributes in two directions is disposed between the plurality of axles of the lower traveling body, the space for arranging the gear box and the ground height can be easily and sufficiently secured. In addition, the total transmission length of the entire steering force transmission mechanism on the lower traveling body side can be shortened as much as possible, and it is highly practical in terms of weight reduction, cost reduction, and space saving. It has the effect.

その上、上部旋回体側操舵力伝達機構の中間シャフトが、上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントの貫通孔に挿入されているため、作業時に中間シャフトを上下に分離しなくてもこの中間シャフトにより上部旋回体の旋回に支障を来すことはなく、実施化を図る上で有利なものである。 In addition, since the intermediate shaft of the upper turning body side steering force transmission mechanism is inserted into the through-hole of the swivel joint arranged at the turning center of the upper turning body, it is not necessary to separate the intermediate shaft up and down during work. The intermediate shaft does not hinder the turning of the upper turning body, and is advantageous for implementation.

特に、請求項に係る発明では、ギヤボックスの出力軸に装着した1つのアームの揺動により下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドと下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとが共に軸方向である前後方向に移動し、操舵力が2方向に分配されるため、少ない部品でもって操舵力の分配を確実に行うことができ、重量軽減化、コストダウン化及び省スペース化をより図ることができる。 In particular, in the invention according to claim 2 , the transmission rod of the lower traveling body front side steering force transmission mechanism and the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism by the swing of one arm mounted on the output shaft of the gear box, Since both move in the longitudinal direction, which is the axial direction, and the steering force is distributed in two directions, it is possible to reliably distribute the steering force with a small number of parts, reducing weight, reducing costs, and saving space. Can be further planned.

請求項に係る発明では、作業車両の前後方向中央寄りに位置する下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとギヤボックスのアームとの連結箇所が下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドと同アームとの連結箇所よりも地上高が高くなるように設定され、下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドの地上高も高くなるため、悪路などで路面障害物との干渉を防止することができるという効果をも奏する。 In the invention according to claim 3 , the connection point between the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism and the arm of the gear box located near the center of the work vehicle in the front-rear direction is the transmission of the lower traveling body front side steering force transmission mechanism. The ground clearance is set to be higher than the connection point between the rod and the arm, and the ground clearance of the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism is also increased, so interference with road surface obstacles on bad roads etc. There is also an effect that can be prevented.

請求項に係る発明では、ステアリングハンドルの操舵時に機械式ステアリング装置により操舵力が伝達されるとき、全油圧式ステアリング装置の構成要素であるステアリングシリンダによりアシスト力が付与されるため、運転者に負担をかけることなく、車輪の操舵を容易にかつ確実に行うことができるという効果を併有する。 In the invention according to claim 4 , when the steering force is transmitted by the mechanical steering device during steering of the steering handle, the assist force is applied by the steering cylinder which is a component of the all-hydraulic steering device. It also has the effect that the steering of the wheel can be performed easily and reliably without imposing a burden.

請求項に係る発明では、作業現場などで機械式ステアリング装置に代えて全油圧式ステアリング装置を選択使用する場合、予め下部走行体後側操舵力伝達機構の遮断手段によりギヤボックスから後側車軸上の車輪への操舵力の伝達を遮断しておくと全油圧式ステアリング装置により後側車軸上の車輪を自在に操舵することができるので、全油圧式ステアリング装置と併用する場合に有効なものである。 In the invention according to claim 5, when the full hydraulic steering device is selectively used instead of the mechanical steering device at a work site or the like, the rear axle is separated from the gear box by the shut-off means of the lower traveling body rear steering force transmission mechanism in advance. If the transmission of the steering force to the upper wheel is cut off, the wheel on the rear axle can be freely steered by the fully hydraulic steering device, which is effective when used in combination with the fully hydraulic steering device. It is.

さらに、請求項に係る発明では、シリンダ装置のピストンロッドの伸縮がロック状態にあるときにはシリンダ装置が下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達部材としての機能を発揮する一方、ロック機構によりシリンダ装置のピストンロッドの伸縮をフリー状態に切り換えたときにはピストンロッドの伸縮により伝達部材としての機能は発揮されず、ギヤボックスから後側車軸上の車輪への操舵力の伝達を確実に遮断することができるので、作動の信頼性を高めることができる。 Further, in the invention according to claim 6 , when the expansion and contraction of the piston rod of the cylinder device is in the locked state, the cylinder device exhibits a function as a transmission member of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism, When the expansion and contraction of the piston rod of the device is switched to the free state, the function of the transmission member is not exhibited due to the expansion and contraction of the piston rod, and the transmission of the steering force from the gear box to the wheels on the rear axle can be reliably interrupted. Therefore, the operation reliability can be increased.

以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments that are the best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1ないし図4は本発明の一実施形態に係る機械式ステアリング装置を装備した作業車両を示し、1は3つの車軸つまり前側から第1車軸2、第2車軸3及び第3車軸4を備えた下部走行体であって、この下部走行体1の各車軸2〜4上にはそれぞれ左右2つの車輪5Lと5R,6Lと6R,7Lと7Rが設けられている。8は下部走行体1の取付け座9上に旋回ベアリング(図示せず)などを介在して旋回自在に搭載された上部旋回体であって、この上部旋回体8の前部には作業時の操縦室と走行時の運転室とに兼用するキャブ10が設けられ、このキャブ10内には運転者によって回転操作つまり操舵されるステアリングハンドル11が配置されている。   1 to 4 show a work vehicle equipped with a mechanical steering device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 includes three axles, that is, a first axle 2, a second axle 3, and a third axle 4 from the front side. The left and right wheels 5L and 5R, 6L and 6R, and 7L and 7R are provided on the axles 2 to 4 of the lower traveling body 1, respectively. Reference numeral 8 denotes an upper swing body that is mounted on a mounting seat 9 of the lower traveling body 1 so as to be swingable via a swing bearing (not shown). A cab 10 serving both as a cockpit and a driving cab during traveling is provided, and a steering handle 11 that is rotated or steered by the driver is disposed in the cab 10.

上記各車軸2〜4上の車輪5L,5R,6L,6R,7L,7Rは、それぞれナックルアーム13及び懸架装置14などを介して下部走行体1に支持されているとともに、下部走行体1に搭載したエンジン(図示せず)の動力がプロペラシャフトなどを介して伝達して駆動されるようになっている。また、各車軸2〜4上の左右2つの車輪5Lと5R,6Lと6R,7Lと7Rのナックルアーム13,13同士は、それぞれ車幅方向に延びるタイロッド15,16,17を介して連結されていて、各車軸2〜4上の左右2つの車輪5Lと5R,6Lと6R,7Lと7R同士は、それぞれ一体的に同じ方向に向きが変更可能につまり操舵可能に設けられている。   The wheels 5L, 5R, 6L, 6R, 7L, and 7R on each of the axles 2 to 4 are supported by the lower traveling body 1 via the knuckle arm 13 and the suspension device 14, respectively. Power of a mounted engine (not shown) is transmitted and transmitted through a propeller shaft or the like. Also, the knuckle arms 13 and 13 of the left and right wheels 5L and 5R, 6L and 6R, 7L and 7R on each axle 2 to 4 are connected to each other via tie rods 15, 16, and 17 extending in the vehicle width direction. The two left and right wheels 5L and 5R, 6L and 6R, and 7L and 7R on the axles 2 to 4 are provided so as to be integrally changeable in the same direction, that is, steerable.

本実施形態の場合、ステアリングハンドル11の回転操作により車軸2〜4上の車輪5L,5R,6L,6R,7L,7Rを操舵するためのステアリング装置として、本発明に係る機械式ステアリング装置30とは別に、全油圧式ステアリング装置20が作業車両に装備されている。この全油圧式ステアリング装置20は、各車軸2〜4上の車輪5L,5R,6L,6R,7L,7R毎にそれぞれその向きを変更する6つのステアリングシリンダ21,21,22,22,23,23を備え、ステアリングハンドル11の回転操作及び選択モードに応じて作動油を所定のステアリングシリンダ21〜23に導いて車輪5L,5R,6L,6R,7L,7Rを操舵する構成になっている。また、この全油圧式ステアリング装置20と機械式ステアリング装置30とは、図示していないが、切替手段によって選択的に使用されるようになっている。   In the case of this embodiment, the mechanical steering device 30 according to the present invention is used as a steering device for steering the wheels 5L, 5R, 6L, 6R, 7L, and 7R on the axles 2 to 4 by rotating the steering handle 11. Apart from this, a fully hydraulic steering device 20 is provided in the work vehicle. This all-hydraulic steering device 20 includes six steering cylinders 21, 21, 22, 22, 23, which change the direction of each of the wheels 5L, 5R, 6L, 6R, 7L, and 7R on the axles 2 to 4, respectively. 23, and is configured to steer the wheels 5L, 5R, 6L, 6R, 7L, and 7R by guiding hydraulic oil to predetermined steering cylinders 21 to 23 in accordance with the rotation operation of the steering handle 11 and the selection mode. Further, although not shown, the all-hydraulic steering device 20 and the mechanical steering device 30 are selectively used by switching means.

一方、上記機械式ステアリング装置30は、図5にも拡大詳示するように、ステアリングハンドル11の回転操作力つまり操舵力を下部走行体1側にまで伝達する上部旋回体側操舵力伝達機構32と、この上部旋回体側操舵力伝達機構32の一構成部材として、図6に示す如く上記スイベルジョイント31に上下方向に貫通して設けた貫通孔33に挿入されかつ上記上部旋回体側操舵力伝達機構32から傘歯車ユニット34を介して操舵力が伝達される中間シャフト35と、下部走行体1の第1車軸2と第2車軸3との間に配置され、上記中間シャフト35から傘歯車ユニット36及び下部走行体側第1操舵力伝達機構37を介して伝達される操舵力を増大して2方向に分配するギヤボックス38と、このギヤボックス38で分配された一方の操舵力を第1車軸2上の左側車輪5Lに伝達する下部走行体前側操舵力伝達機構としての下部走行体側第2操舵力伝達機構39と、上記ギヤボックス38で分配された他方の操舵力を第2車軸3上の左側車輪6Lに伝達する下部走行体後側操舵力伝達機構としての下部走行体側第3操舵力伝達機構40とを備えている。   On the other hand, the mechanical steering device 30 includes an upper turning body side steering force transmission mechanism 32 that transmits a rotational operation force of the steering handle 11, that is, a steering force to the lower traveling body 1 side, as shown in an enlarged detail in FIG. As a constituent member of the upper swing body side steering force transmission mechanism 32, as shown in FIG. 6, the upper swing body side steering force transmission mechanism 32 is inserted into a through hole 33 provided through the swivel joint 31 in the vertical direction. Is disposed between the intermediate shaft 35 to which the steering force is transmitted from the intermediate shaft 35 via the bevel gear unit 34 and the first axle 2 and the second axle 3 of the lower traveling body 1. A gear box 38 that increases the steering force transmitted through the lower traveling body side first steering force transmission mechanism 37 and distributes the steering force in two directions, and one of the gear box 38 that is distributed by the gear box 38 The lower traveling body side second steering force transmission mechanism 39 as a lower traveling body front side steering force transmission mechanism for transmitting the steering force to the left wheel 5L on the first axle 2 and the other steering force distributed by the gear box 38 are used. A lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 as a lower traveling body rear side steering force transmission mechanism that transmits to the left wheel 6L on the second axle 3 is provided.

上記上部旋回体側操舵力伝達機構32は、上述した中間シャフト35とは別に、3本の伝達シャフト41,42,43を自在継手や傘歯車ユニット44,45を介在して一連に接続しており、操舵力を伝達シャフト41〜43及び中間シャフト35の軸回りの回転力として伝達する構成になっている。また、上記下部走行体側第1操舵力伝達機構37は、2本の伝達シャフト46,47を同じく自在継手や傘歯車ユニット48を介在して接続してなる。   The upper turning body side steering force transmission mechanism 32 has three transmission shafts 41, 42, 43 connected in series via universal joints and bevel gear units 44, 45, separately from the intermediate shaft 35 described above. The steering force is transmitted as rotational force around the transmission shafts 41 to 43 and the intermediate shaft 35. The lower traveling body side first steering force transmission mechanism 37 is formed by connecting two transmission shafts 46 and 47 with a universal joint and a bevel gear unit 48 interposed therebetween.

上記ギヤボックス38は、出力軸51に揺動アーム52の基端が装着され、この揺動アーム52の先端側に上記下部走行体側第2操舵力伝達機構39の伝達ロッド55と下部走行体側第3操舵力伝達機構40の伝達ロッド(詳しくは第1伝達ロッド)65とが連結されている。ギヤボックス38の出力軸51は、車幅方向に配置されており、上記揺動アーム52は、ステアリングハンドル11の操舵角零の状態において先端側が後方下向きに傾斜しており、この揺動アーム52と下部走行体側第3操舵力伝達機構40の伝達ロッド65との連結箇所は、揺動アーム52と下部走行体側第2操舵力伝達機構39の伝達ロッド55との連結箇所よりも出力軸51寄りで地上高が高くなるように設定されている。   In the gear box 38, the base end of the swing arm 52 is attached to the output shaft 51, and the transmission rod 55 of the lower traveling body side second steering force transmission mechanism 39 and the lower traveling body side first are connected to the distal end side of the swing arm 52. A transmission rod (specifically, a first transmission rod) 65 of the three steering force transmission mechanism 40 is connected. The output shaft 51 of the gear box 38 is disposed in the vehicle width direction, and the swing arm 52 is inclined rearward and downward when the steering angle of the steering handle 11 is zero. And the transmission rod 65 of the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 are closer to the output shaft 51 than the connection portion of the swing arm 52 and the transmission rod 55 of the lower traveling body side second steering force transmission mechanism 39. The ground clearance is set high.

上記下部走行体側第2操舵力伝達機構39は、1本の伝達ロッド55からなり、この伝達ロッド55の一端(後端)は、上述の如くギヤボックス38の揺動アーム52の先端側に連結されている一方、伝達ロッド55の他端(前端)は第1車軸2上の左側車輪5Lのナックルアーム13に連結されており、ギヤボックス38の揺動アーム52から操舵力としての揺動を伝達ロッド55の軸力として受けて第1車軸2上の左側車輪5Lに伝達するようになっている。また、上記下部走行体側第3操舵力伝達機構40は、ギヤボックス38と第2車軸3との間に配置されかつ中央部が支軸61回りに揺動可能に支持された第1揺動レバー62と、第2車軸3と第3車軸4との間に配置されかつ中央部が支軸63回りに揺動可能に支持された第2揺動レバー64と、上記ギヤボックス38の揺動アーム52の先端側と第1揺動レバー62の一端(下端)とを連結する第1伝達ロッド65と、上記第1揺動レバー62の他端(上端)と第2揺動レバー64の一端(上端)とを、第2車軸3の上方を迂回した状態で連結する第2伝達ロッド66と、上記第2揺動レバー64の他端(下端)と第2車軸3上の左側車輪6Lのナックルアーム13とを連結する第3伝達ロッドないし伝達部材としてのシリンダ装置70とを有し、ギヤボックス38の揺動アーム52から操舵力としての揺動を第1及び第2揺動レバー62,64の揺動並びに第1、第2伝達ロッド65,66及びシリンダ装置70の軸力として受けて第2車軸3上の左側車輪6Lに伝達するようになっている。   The lower traveling body side second steering force transmission mechanism 39 includes one transmission rod 55, and one end (rear end) of the transmission rod 55 is connected to the front end side of the swing arm 52 of the gear box 38 as described above. On the other hand, the other end (front end) of the transmission rod 55 is connected to the knuckle arm 13 of the left wheel 5L on the first axle 2, and swings as a steering force from the swing arm 52 of the gear box 38. It is received as an axial force of the transmission rod 55 and transmitted to the left wheel 5L on the first axle 2. In addition, the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 is disposed between the gear box 38 and the second axle 3 and is supported at its central portion so as to be swingable around the support shaft 61. 62, a second swing lever 64 disposed between the second axle 3 and the third axle 4 and having a central portion supported so as to swing about the support shaft 63, and a swing arm of the gear box 38 52, a first transmission rod 65 that connects one end (lower end) of the first swing lever 62 and the other end (upper end) of the first swing lever 62 and one end (second end) of the second swing lever 64 (see FIG. A second transmission rod 66 that connects the upper end of the second axle 3 while bypassing the upper side of the second axle 3, and the other end (lower end) of the second swing lever 64 and the knuckle of the left wheel 6L on the second axle 3. A cylinder device 70 as a third transmission rod or transmission member for connecting the arm 13; The first and second transmission rods 65 and 66 and the shaft of the cylinder device 70 are swung from the swing arm 52 of the gear box 38 as a steering force. It is received as force and transmitted to the left wheel 6L on the second axle 3.

しかして、上記機械式ステアリング装置30は、ステアリングハンドル11の操舵時にその操舵力を第1車軸2上の車輪5L,5Rに伝達してこの第1車軸2上の車輪5L,5Rを操舵するとともに、第2車軸3上の車輪6L,6Rにも伝達して第2車軸3上の車輪6L,6Rを第1車軸2上の車輪5L,5Rと同位相に操舵するように構成されている。また、機械式ステアリング装置30は、図示していないが、ステアリングハンドル11の操舵時に操舵力が第1車軸2上の車輪5L,5R及び第2車軸3上の車輪6L,6Rに伝達されるときそれぞれその伝達を感知して第1車軸2側のステアリングシリンダ21及び第2車軸3側のステアリングシリンダ22を作動させることにより、各車輪5L,5R,6L,6Rの操舵に対してアシスト力を付与するように構成されている。   Thus, the mechanical steering device 30 transmits the steering force to the wheels 5L and 5R on the first axle 2 to steer the wheels 5L and 5R on the first axle 2 when the steering handle 11 is steered. The wheels 6L, 6R on the second axle 3 are also transmitted to steer the wheels 6L, 6R on the second axle 3 in phase with the wheels 5L, 5R on the first axle 2. The mechanical steering device 30 is not shown, but when the steering force is transmitted to the wheels 5L and 5R on the first axle 2 and the wheels 6L and 6R on the second axle 3 when the steering handle 11 is steered. By sensing the transmission and operating the steering cylinder 21 on the first axle 2 side and the steering cylinder 22 on the second axle 3 side, an assist force is applied to the steering of each wheel 5L, 5R, 6L, 6R. Is configured to do.

上記シリンダ装置70は、図7に拡大詳示するように、中空状のシリンダ71と、このシリンダ71内に摺動可能に配置されかつシリンダ71内を第1エア室72と第2エア室73とに仕切るピストン74と、このピストン74を貫通してシリンダ71の内外に跨って設けられたピストンロッド75とを有し、第1エア供給口76からシリンダ71内の第1エア室72に高圧エアを供給するとピストン74がシリンダ71内の第2エア室73寄りに摺動し、ピストンロッド75がシリンダ71内に深く入り込んでシリンダ71外の長さが収縮する一方、第2エア供給口77からシリンダ71内の第2エア室73に高圧エアを供給するとピストン74がシリンダ71内の第1エア室72寄りに摺動し、ピストンロッド75がシリンダ71外に延出してそのシリンダ71外の長さが伸長するようになっている。また、このシリンダ装置70は、ピストンロッド75の伸縮をフリー状態とロック状態とに切換可能なロック機構80を有し、このロック機構80とシリンダ装置70とにより、下部走行体側第3操舵力伝達機構40において、ギヤボックス38から第2車軸3上の左側車輪6Lへの操舵力の伝達を遮断可能な遮断手段100が構成されている。   As shown in detail in FIG. 7, the cylinder device 70 is a hollow cylinder 71, is slidably disposed in the cylinder 71, and the first air chamber 72 and the second air chamber 73 are disposed in the cylinder 71. And a piston rod 75 provided through the piston 74 and straddling the inside and outside of the cylinder 71, and a high pressure from the first air supply port 76 to the first air chamber 72 in the cylinder 71. When air is supplied, the piston 74 slides closer to the second air chamber 73 in the cylinder 71, and the piston rod 75 enters deep into the cylinder 71 and the length outside the cylinder 71 contracts, while the second air supply port 77. When high pressure air is supplied from the first to the second air chamber 73 in the cylinder 71, the piston 74 slides closer to the first air chamber 72 in the cylinder 71 and the piston rod 75 extends outside the cylinder 71. The length outside the cylinder 71 is adapted to extend to. The cylinder device 70 also has a lock mechanism 80 that can switch the expansion and contraction of the piston rod 75 between a free state and a locked state, and the lower traveling body side third steering force transmission is achieved by the lock mechanism 80 and the cylinder device 70. In the mechanism 40, a blocking means 100 capable of blocking the transmission of the steering force from the gear box 38 to the left wheel 6L on the second axle 3 is configured.

上記ロック機構80は、図8に詳示するように、シリンダ71の外筒部71aと内筒部71bとの間の空間に軸方向に摺動可能に配置されたロックスリーブ81と、このロックスリーブ81に対応してシリンダ71の内筒部71bに設けた挿入孔82からピストンロッド75に設けた環状溝83に係合する球状のメインロックディテント84と、上記ロックスリーブ81を一方向に常時付勢するロックスリーブスプリング85と、上記ロックスリーブ81の外周面に形成した凹部86にシリンダ71の外筒部71aに設けた挿入孔87を通して係合するサブロックディテント88と、このサブロックディテント88に対応してシリンダ71の外筒部71aの外周面に取り付けられたロック解除スイッチ89と、シリンダ71の外筒部71aと内筒部71bとの間でロックスリーブ81のスリーブロックスプリング85と反対側のエア室90内に高圧エアを供給するためにシリンダ71の外筒部71aに設けられたエア供給口91とを有している。そして、上記エア室90内から高圧エアを抜くと、図示の如くロックスリーブ81がメインロックディテント84をピストンロッド75の環状溝83に係合した状態に保持し、またロック解除スイッチ89をオフにしてサブロックディテント88をロックスリーブ81の凹部86に係合させることにより、ピストンロッド75の伸縮を規制するロック状態になる。一方、このロック状態を解除するときには、先ず、ロック解除スイッチ89をオンにして磁力によりサブロックディテント88をロックスリーブ81の凹部86から抜き取り、その後にエア供給口91からエア室90内に高圧エアを供給するとロックスリーブ81がロックスリーブスプリング85の付勢力に抗して図示の右側に摺動し、メインロックディテント84がロックスリーブ81の内周面に形成した凹部92に入り込んでピストンロッド75の環状溝83から外れことにより、ロック状態が解除され、ピストンロッド75の伸縮がフリー状態になる。尚、図7及び図8中、95はシリンダ71の外筒部71aと内筒部71bとの間の空間でスリーブロックスプリング85の配置側に連通してシリンダ71の外筒部71aに設けられたドレーン口である。   As shown in detail in FIG. 8, the lock mechanism 80 includes a lock sleeve 81 that is slidably disposed in the axial direction in a space between the outer cylinder portion 71 a and the inner cylinder portion 71 b of the cylinder 71, and the lock mechanism 80. A spherical main lock detent 84 that engages with an annular groove 83 provided in the piston rod 75 from an insertion hole 82 provided in the inner cylinder portion 71b of the cylinder 71 corresponding to the sleeve 81, and the lock sleeve 81 in one direction at all times. A lock sleeve spring 85 to be biased, a sub-block detent 88 engaged with a recess 86 formed on the outer peripheral surface of the lock sleeve 81 through an insertion hole 87 provided in the outer cylinder portion 71a of the cylinder 71, and the sub-block detent 88 Corresponding to the lock release switch 89 attached to the outer peripheral surface of the outer cylindrical portion 71a of the cylinder 71, the outer cylindrical portion 71a of the cylinder 71, In order to supply high-pressure air into the air chamber 90 opposite to the sleeve lock spring 85 of the lock sleeve 81 between the cylinder portion 71b and an air supply port 91 provided in the outer cylinder portion 71a of the cylinder 71. ing. When high-pressure air is removed from the air chamber 90, the lock sleeve 81 keeps the main lock detent 84 engaged with the annular groove 83 of the piston rod 75 as shown in the figure, and the lock release switch 89 is turned off. By engaging the sub-block detent 88 with the recess 86 of the lock sleeve 81, the piston rod 75 is brought into a locked state in which expansion and contraction is restricted. On the other hand, when releasing this locked state, first, the lock release switch 89 is turned on, and the sub-block detent 88 is extracted from the recess 86 of the lock sleeve 81 by magnetic force, and then the high pressure air is supplied from the air supply port 91 into the air chamber 90. Is supplied, the lock sleeve 81 slides to the right in the figure against the urging force of the lock sleeve spring 85, and the main lock detent 84 enters the recess 92 formed on the inner peripheral surface of the lock sleeve 81 and enters the piston rod 75. By releasing from the annular groove 83, the locked state is released, and the expansion and contraction of the piston rod 75 becomes free. 7 and 8, reference numeral 95 denotes a space between the outer cylinder portion 71 a and the inner cylinder portion 71 b of the cylinder 71, which communicates with the arrangement side of the sleeve lock spring 85 and is provided on the outer cylinder portion 71 a of the cylinder 71. The drain port.

次に、上記実施形態の作動、特に機械式ステアリング装置30の作動について説明するに、作業車両の走行中にキャブ10内の運転者がステアリングハンドル11を操舵したとき、その操舵力は上部旋回体側操舵力伝達機構33及び下部走行体側第1操舵力伝達機構37を介してギヤボックス38に伝達されて、このギヤボックス38で増大されつつ2方向に分配され、そのうちの一方の操舵力が下部走行体側第2操舵力伝達機構39を介して第1車軸2上の車輪5L,5Rに、他方の操舵力が下部走行体側第3操舵力伝達機構40を介して第2車軸3上の車輪6L,6Rにそれぞれ伝達されることにより、第1車軸2上の車輪5L,5Rがステアリングハンドル11の操舵方向に操舵されるとともに、第2車軸3上の車輪6L,6Rが第1車軸2上の車輪5L,5Rと同位相に操舵される。このため、第2車軸3上の車輪6L,6Rにおけるタイヤの横滑り量を抑制してタイヤの摩耗を低減することができる。また、操作がハンドル11の操舵だけの容易なものであることから、操作性及び安全性を共に向上させることができる。   Next, the operation of the above embodiment, particularly the operation of the mechanical steering device 30, will be described. When the driver in the cab 10 steers the steering handle 11 while the work vehicle is traveling, the steering force is It is transmitted to the gear box 38 via the steering force transmission mechanism 33 and the lower traveling body side first steering force transmission mechanism 37 and is distributed in two directions while being increased in this gear box 38, and one of the steering forces of the lower traveling The other steering force is applied to the wheels 5L, 5R on the first axle 2 via the body side second steering force transmission mechanism 39, and the other steering force is applied to the wheels 6L, 5L, 5R on the second axle 3 via the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40. By being transmitted to 6R, the wheels 5L and 5R on the first axle 2 are steered in the steering direction of the steering handle 11, and the wheels 6L and 6R on the second axle 3 are Wheels 5L on the shaft 2 are steered to the 5R and the same phase. For this reason, it is possible to reduce the amount of tire slip on the wheels 6L and 6R on the second axle 3, thereby reducing tire wear. Further, since the operation is easy only by steering the handle 11, both operability and safety can be improved.

しかも、上記ギヤボックス38は、下部走行体1の第1車軸2と第2車軸3との間に配置されているため、このギヤボックス38の配置スペース及び地上高さを容易にかつ十分に確保することができるとともに、下部走行体側の操舵力伝達機構全体(つまり下部走行体側第1操舵力伝達機構37、下部走行体側第2操舵力伝達機構39及び下部走行体側第3操舵力伝達機構40)の総伝達長さを可及的に短くすることができる。この結果、重量軽減化、コストダウン化及び省スペース化などに寄与することができ、実用性に優れた効果を奏する。   In addition, since the gear box 38 is disposed between the first axle 2 and the second axle 3 of the lower traveling body 1, the space for arranging the gear box 38 and the ground height can be easily and sufficiently secured. The entire lower steering body side steering force transmission mechanism (that is, the lower traveling body side first steering force transmission mechanism 37, the lower traveling body side second steering force transmission mechanism 39, and the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40). Can be made as short as possible. As a result, it is possible to contribute to weight reduction, cost reduction, space saving, and the like, and there is an effect excellent in practicality.

特に、本実施形態の場合、上記ギヤボックス38は、その出力軸51に装着した1つの揺動アーム52の揺動により下部走行体側第2操舵力伝達機構39の伝達ロッド55と下部走行体側第3操舵力伝達機構40の第1伝達ロッド65とが共に軸方向である前後方向に移動し、操舵力を2方向に分配するものであるため、少ない部品でもって操舵力の分配を確実に行うことができ、重量軽減化、コストダウン化及び省スペース化をより図ることができる。しかも、作業車両の前後方向中央寄りに位置する下部走行体側第3操舵力伝達機構40の第1伝達ロッド65とギヤボックス38の揺動アーム52との連結箇所が下部走行体側第2操舵力伝達機構39の伝達ロッド55と揺動アーム52との連結箇所よりも地上高が高い位置に設けられ、下部走行体側第3操舵力伝達機構40の第1伝達ロッド65の地上高も高くなっているため、悪路などで路面障害物との干渉を防止できるという効果を奏する。   Particularly, in the case of the present embodiment, the gear box 38 is connected to the transmission rod 55 of the lower traveling body side second steering force transmission mechanism 39 and the lower traveling body side first by the swing of one swing arm 52 attached to the output shaft 51. Since the first transmission rod 65 of the three steering force transmission mechanism 40 moves in the longitudinal direction, which is the axial direction, and distributes the steering force in two directions, the steering force is reliably distributed with a small number of parts. Thus, weight reduction, cost reduction, and space saving can be further achieved. In addition, the connection point between the first transmission rod 65 of the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 and the swing arm 52 of the gear box 38 located near the center in the front-rear direction of the work vehicle is the lower traveling body side second steering force transmission. It is provided at a position where the ground height is higher than the connection point between the transmission rod 55 of the mechanism 39 and the swing arm 52, and the ground height of the first transmission rod 65 of the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 is also high. Therefore, there is an effect that interference with a road surface obstacle can be prevented on a rough road or the like.

また、上記上部旋回体側操舵力伝達機構32は、上部旋回体8と下部走行体1との間に跨って操舵力を伝達する中間シャフト35を有してなるが、この中間シャフト35は、上部旋回体8の旋回中心に配置されたスイベルジョイント31の貫通孔33に挿入されているため、この中間シャフト35によって作業現場での作業時における上部旋回体8の旋回に支障を来すことはなく、実施化を図る上で有効なものである。   The upper turning body side steering force transmission mechanism 32 includes an intermediate shaft 35 that transmits a steering force between the upper turning body 8 and the lower traveling body 1. Since it is inserted into the through-hole 33 of the swivel joint 31 disposed at the center of rotation of the revolving structure 8, the intermediate shaft 35 does not interfere with the turning of the upper revolving structure 8 during work at the work site. This is effective for implementation.

その上、上記の如くステアリングハンドル11の操舵時に機械式ステアリング装置30により操舵力が第1車軸2上の車輪5L,5R及び第2車軸3上の車輪6L,6Rに伝達されるとき、全油圧式ステアリング装置20の構成要素である第1車軸2側のステアリングシリンダ21及び第2車軸3側のステアリングシリンダ22がそれぞれ作動してアシスト力が付与されるため、運転者に負担をかけることなく、第1車軸1上の車輪5L,5R及び第2車軸3上の車輪6L,6Rの操舵を容易にかつ確実に行うことができる。   In addition, when the steering force is transmitted to the wheels 5L and 5R on the first axle 2 and the wheels 6L and 6R on the second axle 3 by the mechanical steering device 30 when the steering handle 11 is steered as described above, Since the steering cylinder 21 on the first axle 2 side and the steering cylinder 22 on the second axle 3 side, which are components of the steering device 20, are actuated to give assist force, without burdening the driver, The wheels 5L and 5R on the first axle 1 and the wheels 6L and 6R on the second axle 3 can be easily and reliably steered.

さらに、作業現場などで機械式ステアリング装置30に代えて全油圧式ステアリング装置20を選択使用する場合、予め下部走行体側第3操舵力伝達機構40の遮断手段100によりギヤボックス38から第2車軸3上の車輪6L,6Rへの操舵力の伝達を遮断しておくと全油圧式ステアリング装置20により例えば第2車軸3上の車輪6L,6Rを第1車軸2上の車輪5L,5Rと逆位相に操舵することもできるので、全油圧式ステアリング装置20と併用する場合に有効である。   Further, when the full hydraulic steering device 20 is selectively used instead of the mechanical steering device 30 at a work site or the like, the second axle 3 is connected from the gear box 38 by the shut-off means 100 of the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 in advance. If transmission of the steering force to the upper wheels 6L and 6R is cut off, for example, the wheels 6L and 6R on the second axle 3 are reversed in phase with the wheels 5L and 5R on the first axle 2 by the fully hydraulic steering device 20. Therefore, it is effective when used in combination with the all-hydraulic steering device 20.

加えて、上記遮断手段100は、下部走行体側第3操舵力伝達機構40の伝達部材を構成するシリンダ装置70と、このシリンダ装置70のピストンロッド75の伸縮をフリー状態とロック状態とに切換可能なロック機構80とからなるため、操舵力の伝達・遮断の機能を確実に発揮することができる。つまり、シリンダ装置70のピルトンロッド75の伸縮がロック状態にあるときにはシリンダ装置70が下部走行体側第3操舵力伝達機構40の伝達部材としての機能を発揮する一方、ロック機構80によりシリンダ装置70のピストンロッド75の伸縮をフリー状態に切り換えたときにはピストンロッド75の伸縮により伝達部材としての機能は発揮されず、操舵力の伝達が確実に遮断される。   In addition, the blocking means 100 can switch the expansion and contraction of the cylinder device 70 constituting the transmission member of the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 and the piston rod 75 of the cylinder device 70 between a free state and a locked state. Therefore, the function of transmitting / blocking the steering force can be surely exhibited. In other words, when the expansion and contraction of the Pillton rod 75 of the cylinder device 70 is in the locked state, the cylinder device 70 functions as a transmission member of the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40, while the lock mechanism 80 causes the piston of the cylinder device 70 to function. When the expansion and contraction of the rod 75 is switched to the free state, the function of the transmission member is not exhibited by the expansion and contraction of the piston rod 75, and the transmission of the steering force is reliably interrupted.

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、下部走行体後側操舵力伝達機構としての下部走行体側第3操舵力伝達機構40において、ギヤボックス38で分配された一方の操舵力を、後側車軸である第2車軸3及び第3車軸4のうち、第2車軸3上の車輪6L,6Rにのみ伝達するように構成したが、本発明は、第2車軸3上の車輪6L,6R及び第3車軸4上の車輪7L,7Rの両方にそれぞれ操舵力を伝達するように下部走行体後側操舵力伝達機構を構成してもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various other form is included. For example, in the above-described embodiment, in the lower traveling body side third steering force transmission mechanism 40 as the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism, one steering force distributed by the gear box 38 is used as the second axle as the rear axle. 3 and the third axle 4 are configured to transmit only to the wheels 6L and 6R on the second axle 3, but the present invention is arranged on the wheels 6L and 6R on the second axle 3 and the third axle 4. The lower traveling body rear side steering force transmission mechanism may be configured to transmit the steering force to both the wheels 7L and 7R.

また、上記実施形態では、ステアリンハンドル11の操舵力を下部走行体1側にまで伝達する上部旋回体側操舵力伝達機構32において、上部旋回体8と下部走行体1との間に跨って操舵力を伝達する中間シャフト35を有し、この中間シャフト35を、上部旋回体8の旋回中心に配置されたスイベルジョイント31の貫通孔33に挿入する構成にしたが、本発明は、中間シャフト35の配置位置としては、スイベルジョイント31の貫通孔33に限らず、他の部位に配置してもよい。但し、その場合、作業時に上部旋回体8の旋回に支障を来さないために、中間シャフトを上下に分離可能に設ける必要がある。   Further, in the above embodiment, the steering force straddling between the upper swing body 8 and the lower travel body 1 in the upper swing body side steering force transmission mechanism 32 that transmits the steering force of the steer handle 11 to the lower travel body 1 side. The intermediate shaft 35 is configured to be inserted into the through-hole 33 of the swivel joint 31 disposed at the center of rotation of the upper swing body 8. The arrangement position is not limited to the through-hole 33 of the swivel joint 31 and may be arranged in another part. However, in that case, it is necessary to provide the intermediate shaft so that it can be separated vertically so as not to hinder the turning of the upper turning body 8 during the work.

さらに、本発明は、上記実施形態の如く3車軸6車輪の作業車両に限らず、複数の車軸上にそれぞれ車輪が操舵可能に設けられてなる複数車軸複数車輪の作業車両の機械式ステアリング装置として広く適用することができる。   Furthermore, the present invention is not limited to a three-axle and six-wheel work vehicle as in the above-described embodiment, and is a mechanical steering device for a multi-axle and multi-wheel work vehicle in which wheels are provided on a plurality of axles in a steerable manner. Can be widely applied.

本発明の実施形態に係る作業車両の機械式ステアリング装置の構成を示す側面図である。It is a side view showing composition of a mechanical steering device of a work vehicle concerning an embodiment of the present invention. 同じく平面図である。It is also a plan view. 上記機械式ステアリング装置の下部走行体側部分の構成を上方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the structure of the lower traveling body side part of the said mechanical steering apparatus from the upper direction. 同じく下方から見た斜視図である。It is the perspective view similarly seen from the bottom. 図1のギヤボックス付近の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the gear box in FIG. 1. 図5のX−X線における拡大断面図である。It is an expanded sectional view in the XX line of FIG. シリンダ装置の側面図である。It is a side view of a cylinder apparatus. 上記シリンダ装置のロック機構の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the locking mechanism of the said cylinder apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 下部走行体
2,3,4 車軸
5L,5R,6L,6R,7L,7R 車輪
8 上部旋回体
10 キャブ
11 ステアリングハンドル
20 全油圧式ステアリング装置
21,22,23 ステアリングシリンダ
30 機械式ステアリング装置
31 スイベルジョイント
32 上部旋回体側操舵力伝達機構
33 貫通孔
35 中間シャフト
38 ギヤボックス
39 下部走行体側第2操舵力伝達機構(下部走行体前側操舵力伝達機構)
40 下部走行体側第3操舵力伝達機構(下部走行体後側操舵力伝達機構)
51 出力軸
52 揺動アーム
55 下部走行体側第2操舵力伝達機構の伝達ロッド
65 下部走行体側第3操舵力伝達機構の第1伝達ロッド
70 シリンダ装置(伝達部材)
75 ピストンロッド
80 ロック機構
100 遮断手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 2, 3, 4 Axle 5L, 5R, 6L, 6R, 7L, 7R Wheel 8 Upper turning body 10 Cab 11 Steering handle 20 Full hydraulic steering device 21, 22, 23 Steering cylinder 30 Mechanical steering device 31 Swivel joint 32 Upper turning body side steering force transmission mechanism 33 Through hole 35 Intermediate shaft 38 Gear box 39 Lower traveling body side second steering force transmission mechanism (lower traveling body front side steering force transmission mechanism)
40 Lower traveling body side third steering force transmission mechanism (lower traveling body rear side steering force transmission mechanism)
51 Output shaft 52 Swing arm 55 Transmission rod of lower traveling body side second steering force transmission mechanism 65 First transmission rod of lower traveling body side third steering force transmission mechanism 70 Cylinder device (transmission member)
75 Piston rod 80 Lock mechanism 100 Blocking means

Claims (6)

複数の車軸上にそれぞれ車輪が操舵可能に設けられた下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に設けられ、作業時の操縦室と走行時の運転室とに兼用するキャブとを備えた作業車両の機械式ステアリング装置であって、
上記キャブ内に配置されたステアリングハンドルの操舵力を下部走行体側にまで伝達する上部旋回体側操舵力伝達機構と、
上記下部走行体の複数車軸の間に配置され、上記上部旋回体側操舵力伝達機構から伝達された操舵力を増大して2方向に分配するギヤボックスと、
このギヤボックスで分配された一方の操舵力を前側車軸上の車輪に伝達する下部走行体前側操舵力伝達機構と、
上記ギヤボックスで分配された他方の操舵力を後側車軸上の車輪に伝達する下部走行体後側操舵力伝達機構とを備え、
上記ステアリングハンドルの操舵時に前側車軸上の車輪と同位相に後側車軸上の車輪を操舵するように上記各操舵力伝達機構が連結されており、
上記上部旋回体側操舵力伝達機構は、上部旋回体と下部走行体との間に跨って操舵力を伝達する中間シャフトを有し、この中間シャフトは、上部旋回体の旋回中心に配置されたスイベルジョイントの貫通孔に挿入されていることを特徴とする作業車両の機械式ステアリング装置。
A lower traveling body in which wheels are steerable on a plurality of axles, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body, and a cockpit at the time of work provided on the upper revolving body A mechanical steering device for a work vehicle having a cab that also serves as a driver's cab during traveling,
An upper turning body side steering force transmission mechanism for transmitting a steering force of a steering handle disposed in the cab to the lower traveling body side;
A gear box that is disposed between a plurality of axles of the lower traveling body and increases the steering force transmitted from the upper turning body side steering force transmission mechanism and distributes it in two directions;
A lower traveling body front side steering force transmission mechanism that transmits one steering force distributed by the gear box to a wheel on the front axle;
A lower traveling body rear side steering force transmission mechanism that transmits the other steering force distributed by the gear box to the wheels on the rear axle;
Each steering force transmission mechanism is coupled so as to steer the wheels on the rear axle in phase with the wheels on the front axle when the steering handle is steered ,
The upper turning body side steering force transmission mechanism has an intermediate shaft that transmits a steering force straddling between the upper turning body and the lower traveling body, and this intermediate shaft is a swivel disposed at the turning center of the upper turning body. A mechanical steering device for a work vehicle, wherein the mechanical steering device is inserted into a through hole of a joint .
上記ギヤボックスは、出力軸にアームの基端が装着され、このアームの先端側に上記下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドと下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとが連結されている請求項1記載の作業車両の機械式ステアリング装置。 In the gear box, the base end of the arm is attached to the output shaft, and the transmission rod of the lower traveling body front side steering force transmission mechanism and the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism are connected to the distal end side of the arm. mechanical steering device for a work vehicle according to claim 1 that is. 上記ギヤボックスの出力軸は、車幅方向に配置されており、上記アームと下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達ロッドとの連結箇所は、アームと下部走行体前側操舵力伝達機構の伝達ロッドとの連結箇所よりも地上高が高くなるように設定されている請求項記載の作業車両の機械式ステアリング装置。 The output shaft of the gear box is arranged in the vehicle width direction, and the connection point between the arm and the transmission rod of the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism is the transmission of the arm and the lower traveling body front side steering force transmission mechanism. The mechanical steering device for a work vehicle according to claim 2, wherein the ground height is set to be higher than a connection position with the rod . 上記車輪毎にその向きを変更するステアリングシリンダが設けられており、上記ステアリングハンドルの操舵時にその操舵力が車輪に伝達されるときステアリングシリンダによりアシスト力を付与するように構成されている請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載の作業車両の機械式ステアリング装置。 A steering cylinder for changing the direction of each wheel is provided, and an assist force is applied by the steering cylinder when the steering force is transmitted to the wheel when the steering handle is steered. The mechanical steering device for a work vehicle according to any one of claims 3 to 4 . 上記下部走行体後側操舵力伝達機構は、ギヤボックスから後側車軸上の車輪への操舵力の伝達を遮断可能な遮断手段を有している請求項4記載の作業車両の機械式ステアリング装置。 5. The mechanical steering device for a work vehicle according to claim 4, wherein the lower traveling body rear side steering force transmission mechanism has blocking means capable of blocking transmission of steering force from the gear box to the wheels on the rear axle. . 上記遮断手段は、下部走行体後側操舵力伝達機構の伝達部材を構成するシリンダ装置と、このシリンダ装置のピストンロッドの伸縮をフリー状態とロック状態とに切換可能なロック機構とからなる請求項5記載の作業車両の機械式ステアリング装置。 The shut-off means comprises a cylinder device that constitutes a transmission member of a lower traveling body rear side steering force transmission mechanism, and a lock mechanism that can switch expansion and contraction of a piston rod of the cylinder device between a free state and a locked state. The mechanical steering device for a work vehicle according to claim 5.
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