JP2007185984A

JP2007185984A - 小型クローラ式トラクタ

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Publication number: JP2007185984A
Application number: JP2006003401A
Authority: JP
Inventors: Kozo Kitayama; 浩三北山; Keiichi Hayashi; 恵一林
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: JP4745063B2

Abstract

【課題】最低地上高の高い小型クローラ式トラクタを提供する。
【解決手段】両端に従動アイドラを回転可能に支持するクローラフレームとリアアクスルに装着された駆動スプロケットとを有し、かつ前記従動アイドラと前記駆動スプロケットとの間にクローラが巻装されるクローラ式走行装置を上部車体の下部に備えた小型クローラ式トラクタにおいて、小型クローラ式トラクタの駆動系は、ステアリングの回転駆動に対応して機体を旋回させる油圧無段変速旋回用ポンプと油圧無段変速旋回用モータとからなる操向用油圧変速機構が連結され、前記油圧無段変速旋回用ポンプのトラニオンアームは、前記ステアリングの回転駆動を出力するステアリングカム機構のステアリングアームとロッドで連結されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧無段変速旋回用ポンプ（以下、ＨＳＴ旋回用ポンプとも称する。）と油圧無段変速旋回用モータ（以下、ＨＳＴ旋回用モータとも称する。）とを有し、ステアリングの回転駆動によってＨＳＴ旋回用ポンプの可動斜板を制御しうる小型クローラ式トラクタに関する。

図１１は、従来の小型ホイール式トラクタ９７の斜視図である。このトラクタ９７は、後輪駆動４輪車であり、トラクタの後部に作業機が取付けられることが一般的である。しかしながら、ホイール型トラクタ９７は接地圧が高いため、軟弱地や不整地での走行性が十分でない場合があり、特に小型トラクタの場合には、小型ゆえに牽引力が十分でない場合がある。このような場合、ホイール型トラクタ９７を小型クローラ式トラクタに改良できれば、接地圧を低減できるため軟弱地や不整地での走行性を向上させることができ、同時に牽引力を増強させることができる。

このような技術として、例えばホイール式トラクタの操舵機構部を共用して、新たな小型クローラ式トラクタに改良するものがある（特許文献１）。該特許文献１は、クローラ式とホイール式での旋回機構の相違、すなわちホイール式のトラクタをクローラ式に改造した場合に、旋回内側の左右いずれかのブレーキペダルを踏み込んで片側のブレーキ装置を作動させ、片側の駆動スプロケットを制動して旋回内側のクローラを減速して車体を旋回させたのでは旋回操作性が良好ではない点に鑑みてなされたものであり、円形のステアリングハンドルの回転操作によって小型クローラ式トラクタの車体を旋回できるようにするとともに、ホイール式トラクタに備えられている操舵機構部を利用して部品を共用化することによりコストダウンを図ることを目的としたものである。

また、ホイール式作業車両は、多少バランスが悪い場合でもホイールが接地していれば走行可能であるのに対して、クローラ式作業車両ではクローラの前端部が浮き上がり、牽引力が不足する場合がある。また、小型クローラ式トラクタは、主として湿田用に使用されるため、地上高を高く設定する必要がある。このような、トラクタの前後バランス及び地上高を簡単かつ安価な構成にて調整する技術も既に開示されている（特許文献２）。該特許公報２には、駆動スプロケットと従動アイドラとの間にクローラを卷装した左右クローラ式走行装置を備えたトラクタであって、前記駆動スプロケットと従動アイドラとを支持するクローラフレームを、車両フレームに対して前後方向、およびまたは上下方向に取り付け位置を調整可能に形成した小型クローラ式トラクタが開示されている。該特許公報２に開示される小型クローラ式トラクタは、トラクタ部分が中型または大型のものを対象としていると推定され、駆動スプロケットと従動アイドラとを支持するクローラフレームを車両に取り付ける支持部材の先端部が、クローラ式走行装置の先端部より前部でトラクタ下部に取り付けられている。

一方、特に中型、大型のトラクタにおいて、小型クローラ式トラクタの駆動系を簡潔なものとし、かつ旋回性を改良する技術も開発されている（特許文献３）。例えば、特許文献３には、機体を前後進させる前後進切換え機構より後方の駆動系に機体を旋回させる油圧無段変速旋回機構（旋回用ＨＳＴ機構）を連結させた前輪駆動のクローラ形トラクタであって、旋回用ＨＳＴ機構を可変容量ポンプと定容量モータとに分割し、遊星ギヤ式デフ機構の入力軸に定容量モータを連結させた小型クローラ式トラクタが開示されている。このトラクタは、走行変速機構の副変速後の出力で上記可変容量ポンプと連結され、車速と操向モータの回転を比例させることで、旋回半径を一定にさせ、ホイルトラクタと同様の操作フィーリングを確保することができる、という。なお、特許文献３記載の操向用ポンプのオイルの吐出量は、ステアリングの回転駆動力と副変速レバーによる入力との双方によって、制御されている。

また、ミッション構造を改善して、軽量・シンプル・低コストで、全長が短くても前後バランスおよび取り扱い性のよい作業機構成を備えた小型クローラ式トラクタとして、ミッションケースとアクスルケースとを一体的に構成し、左右一対のクローラ走行装置の間に横架される前後連結フレームによってミッションケースを支持し、該連結フレームの前方にアクスルケースを配置した前輪駆動の小型クローラ式トラクタも開示されている（特許文献４）。
特開２０００−１５９１４３号公報特開２００２−１４５１３４号公報特開２００４−１７８４１号公報特開２００４−６６９１３号公報

前記したように、小型クローラ式トラクタは、接地圧が低いため、湿田での作業に適し、作業機の牽引力を増強させることができるが、特許文献１に示すように、単にホイール式トラクタの駆動輪を駆動スプロケットとして使用したのでは、湿田での作業に適する地上高を確保することができない場合がある。この点、前記特許文献２の方法では、固定箇所が多くて操作が煩雑である。

また、小型クローラ式トラクタであっても、中型や大型の小型クローラ式トラクタと同様に、優れた操作フィーリングを確保することが好ましい。しかしながら、特許文献３や特許文献４記載の小型クローラ式トラクタは、フロントアクスルケースをエンジン前方下部にトランスミッションと分離して別体的に設けた前輪駆動方式であり、後輪駆動系とはその構造が異なる。従って、小型後輪駆動のホイール式トラクタの基本構造を利用し、低コストで小型の後輪駆動の小型クローラ式トラクタを製造することは容易でない。

また、ステアリングの回転駆動によって旋回する際に、副変速の変速段の変化に依存せずに旋回半径が一定であれば、運転操作性に優れる。

そこで本発明は、後輪駆動の小型ホイール式トラクタの構造を可能な限り利用し、湿田に適する地上高を確保でき、ステアリングの回転駆動力によって優れた操作フィーリングが得られ、かつＨＳＴ旋回用ポンプの出力の調整を簡便に行いうる、小型クローラ式トラクタを提供することを目的とする。

本発明者らは、ステアリングの回転駆動に対応して機体を旋回させる操向用油圧変速機構を配備し、ステアリングの回転駆動を出力するステアリングカム機構の出力軸と、操向用油圧変速機構を構成する油圧無段変速旋回用ポンプのトラニオンアームとをロッドで連結すると、ホイール式トラクタの基本構造を共用して安価に小型クローラ式トラクタが製造できること、しかも最低地上高を高く維持できることを見出し、本発明を完成させた。

本発明によれば、ＨＳＴ旋回用ポンプのトラニオンアームとステアリングカム機構の出力軸とをロッドで連結することで、簡便な構造でＨＳＴ旋回用ポンプのオイルの吐出量、すなわちＨＳＴ旋回用モータの出力を調整することができる。ＨＳＴ旋回用ポンプがトランスミッションの側部に配置される場合には、最低地上高を高く維持することができ、かつその前方にステアリングカム機構を配置することができる。

本発明によれば、ステアリングの回転駆動が、ユニバーサルジョイントを介して前記ステアリングカム機構の入力軸に伝導されるため、ステアリングを複数の部位に容易に分割することができ、整備も容易である。

本発明の小型クローラ式トラクタは、ホイール式トラクタに備えられている共用部分を利用して製造することができ、安価に製造することができる。

本発明の第一は、両端に従動アイドラを回転可能に支持するクローラフレームとリアアクスルに装着された駆動スプロケットとを有し、かつ前記従動アイドラと前記駆動スプロケットとの間にクローラが巻装されるクローラ式走行装置を上部車体の下部に備えた小型クローラ式トラクタにおいて、小型クローラ式トラクタの駆動系は、ステアリングの回転駆動に対応して機体を旋回させるＨＳＴ旋回用ポンプとＨＳＴ旋回用モータとからなる操向用油圧変速機構が連結され、前記油圧無段変速旋回用ポンプのトラニオンアームは、前記ステアリングの回転駆動を出力するステアリングカム機構の出力軸とロッドで連結されることを特徴とする、小型クローラ式トラクタである。なお、本発明におけるＨＳＴ旋回用ポンプとは、旋回用に使用されるＨＳＴポンプであり、ＨＳＴポンプとは、チャージポンプと可動斜板とを有し、チャージポンプから送られた作動油を圧縮し、可動斜板の傾斜方向によって流路を変更し、傾斜角によって流量を増減して油圧モータに出力するものであり、ＨＳＴ旋回用モータとは、旋回用に使用されるＨＳＴモータであり、ＨＳＴモータとは、ＨＳＴポンプから吐出される作動油のエネルギーを回転エネルギーに変換し出力するものである。

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。図１は本発明の一実施例に係る小型クローラ式トラクタの側面図、図２は同トラクタにおける走行部の斜視図、図３は同トラクタの断面平面図、図４は同トラクタにおける駆動部の断面側面図、図５は同トラクタの差動構造を示す図、図６は図１に示すトラクタにおけるＨＳＴ旋回機構の油圧系統に絞りを取付けたスケルトン図、図７は図１に示すトラクタにおけるＨＳＴ旋回機構の油圧を示すグラフ、図８は図６の油圧系統にＤＲＶを取付けたスケルトン図、図９は本発明の小型クローラ式トラクタのクローラ走行装置のフレーム構造の斜視図、図１０は上部車体の全長（Ｌ１）に対するクローラ走行装置の接地長さ(Ｌ２)の比を説明する図、図１１は従来のホイール型トラクタを示す斜視図、図１２はステアリングハンドルとＨＳＴ旋回用ポンプのトラニオンアームとの連結を示す部分図、図１３はステアリングカム機構を示す図である。

（１）機体
図１に示すように、本発明の小型クローラ式トラクタ（機体１）は、上部車体９０とその下部に位置するクローラ式走行装置８０とからなり、前記上部車体９０にはエンジン（図示せず）を覆うボンネット２と、該ボンネット２の後方に配置される機体１の操縦を行う運転キャビン４が配設されている。該運転キャビン４には機体１の操行を司るステアリングハンドル９が配設され、その後方に座席８、該座席８の左右には、機体の走行や作業機の上げ下げ等を操作するための主変速レバー（図示せず）、副変速レバー（図示せず）及びＰＴＯ操作レバー（図示せず）などが配設されている。機体１は、三点支持装置を介してその後部に作業機６を取り付けることができる。

本発明のクローラ式トラクタは、図１に示すように、クローラフレームの両端に従動アイドラが回転可能に支持され、かつリアアクスルに装着された駆動スプロケットが前記クローラフレームに固設され、前記駆動スプロケットと前記駆動スプロケットとの間にクローラが巻装されるクローラ式走行装置を上部車体の下部に備える、いわゆる後輪駆動のクローラ式トラクタである。フローラフレームの両端に従動アイドラが配置されるため、駆動スプロケットが従動アイドラの上部に配置され、駆動スプロケットの高い地上高を確保することができる。

クローラ式走行装置８０は、図２に示すように、進行方向に延設された左右２本のクローラフレーム８１Ｌ、８１Ｒと、このクローラフレーム８１Ｌ、８１Ｒ間を連結する前後２本のサイドフレーム８２、８３とを有し、前記クローラフレーム８１Ｌ、８１Ｒの前後端には、それぞれ従動アイドラ８５Ｒ、８５Ｆが回転自在に支持され、該２つの従動アイドラ８５Ｒ、８５Ｆ間には複数のイコライザ転輪８６が回転自在に支持される構成となっている。これら２つの従動アイドラ８５Ｒ、８５Ｆとイコライザ転輪８６との上部に駆動スプロケット６０が配設され、この駆動スプロケット６０を頂点とし、前記２つの従動アイドラ８５Ｒ、８５Ｆ間を結ぶ線を底辺として、略三角形状にクローラベルト９５が巻回されている。

（２）動力伝達機構
本発明の小型クローラ式トラクタは、ギヤの切換で走行の変速を行うギヤ切換式走行変速機構を備え、駆動系に機体を旋回させる操向用のＨＳＴ旋回用ポンプとＨＳＴ旋回用モータとを含む油圧変速機構を連結している。

例えば図３に示すように、前記エンジン３からの駆動力は、トランスミッションケース２３内に配置されたギヤ切換式走行変速機構である主副変速装置３９で変速された後、左右のリアアクスルケース４０Ｌ、４０Ｒに配設された差動機構５０Ｌ、５０Ｒに入力され、前記クローラ式走行装置８０の駆動スプロケット６０Ｌ、６０Ｒを駆動させる車軸５９Ｌ、５０Ｒを回転させる。なお、油圧変速機構は、機体１を前後進させる前後進切換え機構７より前方に連結してもよく、後方に連結してもよい。図３では、前後進切換え機構７より後方の駆動系にＨＳＴ旋回用ポンプ７２とＨＳＴ旋回用モータ７３とを、それぞれ前記ミッションケース２３の側部とミッションケース２３内の差動機構５０Ｌの上部とに設けている。

図４に示すように、前記エンジン３からの出力は、クラッチハウジング５を経由して出力軸３１から前後進切換え機構７へと入力される。該前後進切換え機構７では、前記出力軸３１のギヤ３３と主軸３７に設けた前進ギア３２とが噛合して機体１を前進させ、一方、前記出力軸３１のギヤと主軸３７に設けた後進ギア３４とが後進用カウンタ軸３５のカウンタギア３６を介して噛合することにより機体１を後進させる。該前後進切換え機構７を経た動力は主軸３７を介して主副変速装置３９へと伝達される。この主軸３７と主変速軸４１とは、例えば主変速４段の場合には、主変速軸４１上の異なる歯数を有する４つの主変速ギア４２と前記主軸３７のギア６６とを介して連結される。前記主変速ギア４２は主変速軸４１上に遊嵌されており、図示しない主変速レバーによって前記４つの主変速ギア４２の何れかを選択的に主変速軸４１に固定すると、選択された主変速ギア４２の歯数に応じて主変速軸４１が回転駆動する。

この駆動力は、主変速軸４１に固設された２つのギア６２から、副変速ギア４６を介して副変速軸４５へと伝達される。副変速２段の場合には、該副変速軸４５に異なる歯数を有する２つの副変速ギア４６が摺動自在に形成され、図示しない副変速レバーによって、これら２つのギア４６が副変速軸４５上を前後に摺動し、選択的に前記主変速軸４１上の何れかのギア６２と噛合することにより、副変速後の動力が得られる。副変速後の動力は、副変速軸４５後端のベベルギア４７を介して回転方向を前後方向から左右方向へと変え、後述する差動機構５０Ｌ、５０Ｒへと入力される。本発明では、機体を前後進させる前後進切換え機構より後方の駆動系に機体を旋回させる操向用の油圧変速機構が連結されことが好ましい。これにより、後進時にもステアリングハンドル９が逆回転することがない。

一方、副変速後の回転動力は、ギヤ６４を介して複数のカウンター軸６１を経由した後、ベルト６５駆動によりＨＳＴ旋回用ポンプ入力軸６３へと入力される。カウンタ軸６１よりベルト等を介して伝達することにより、ＨＳＴ旋回用ポンプの位置を任意の位置に配置することが可能となる。このため、従来ではミッションケース２３下部に配置することが多かったＨＳＴ旋回用ポンプ７２を、ミッションケース２３の側部に配置することにより、機体１の地上最低高を高くすることができる。

（３）差動機構
図５に示すように、前記副変速軸４５の駆動力は、ベベルギア４７と該ベベルギア４７と噛合するベベルギア２１とを介してピニオン軸２２を回転駆動させる。ピニオン軸２２の両端に固設された左右のギア２５Ｌ、２５Ｒと、左右の入力軸２０Ｌ、２０Ｒの一端に固設されたギア２７Ｌ、２７Ｒとが噛合し、前記ピニオン軸２２の回転を左右の入力軸２０Ｌ、２０Ｒに分配させる。

左右それぞれの入力軸２０Ｌ、２０Ｒの回転は左右の差動機構５０Ｌ、５０Ｒのサンギア５１Ｌ、５１Ｒへと入力される。なお、該差動機構５０Ｌ、５０Ｒは、サンギア入力軸２０Ｌ、２０Ｒに固設されたサンギア５１Ｌ、５１Ｒと、該サンギア５１Ｌ、５１Ｒの周りを自公転自在に設けられたプラネタリアギア５３Ｌ、５３Ｒと、該プラネタリアギア５３Ｌ、５３Ｒを軸支するとともにサンギア入力軸２０Ｌ、２０Ｒと車軸５９Ｌ、５９Ｒとに回転自在に遊嵌されたキャリア５５Ｌ、５５Ｒとからなり、該キャリア５５Ｌ、５５Ｒの外周には、さらにキャリアギア５６Ｌ、５６Ｒが形成されている。前記プラネタリアギア５３Ｌ、５３Ｒは、左右の駆動出力軸５９Ｌ、５９Ｒに固設された駆動出力ギア５８Ｌ、５８Ｒと噛合しており、該駆動出力ギア５８Ｌ、５８Ｒの回転により、駆動出力軸５９Ｌ、５９Ｒの他端に固設されたスプロケット６０Ｌ、６０Ｒが回転駆動される。

一方、差動機構５０Ｌ、５０Ｒは、副変速軸４５の駆動力に加えて前記ＨＳＴ旋回用モータ７３の出力も導入される。前記ＨＳＴ旋回用モータ７３の出力によってＨＳＴモータ出力ギア３８が回転駆動され、その回転に伴い、ＨＳＴモータ出力ギア３８と噛合する左右２つの逆転ギア５２Ｌ、５２Ｒがそれぞれ逆回転される。該逆転ギア５２Ｌ、５２Ｒは、左右の旋回駆動軸４３Ｌ、４３Ｒのそれぞれ一端に固設されており、該旋回駆動軸４３Ｌ、４３Ｒを介して、旋回駆動軸４３Ｌ、４３Ｒの他端に固設された差動ギア４４Ｌ、４４Ｒが回転駆動され、このため左右の差動ギア４４Ｌ、４４Ｒが、それぞれ逆回転される。前記差動ギア４４Ｌ、４４Ｒは、キャリアギア５６Ｌ、５６Ｒと噛合して、左右のキャリア５５Ｌ、５５Ｒをそれぞれ逆回転させる。左右のキャリア５５Ｌ、５５Ｒに軸支されたプラネタリアギア５３Ｌ、５３Ｒは前記サンギア５１Ｌ、５１Ｒ周りを公転駆動するが、この際の公転速度の差により、前記左右の駆動出力軸５９Ｌ、５９Ｒが差動回転され、機体１が左方向若しくは右方向へと旋回される。機体直進時は、左右の駆動スプロケット６０Ｌ、６０Ｒの回転が等しい回転数となる場合であり、左右の駆動スプロケット６０Ｌ、６０Ｒの回転が異なる回転数となるときに機体１が旋回される。

なお、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２とＨＳＴ旋回用モータ７３とは配管で連結されており、前記ＨＳＴ旋回用ポンプ７２からの吐出量に応じてＨＳＴ旋回用モータ７３の出力回転数が制御され、ＨＳＴ旋回用モータ７３の出力が差動装置５０Ｌで合成され、前記駆動スプロケット６０Ｌ、６０Ｒを差動回転させ、機体１を旋回させる。

（４）ＨＳＴ旋回用ポンプ７２の出力の調整
前記ＨＳＴ旋回用ポンプ７２には可動斜板が配置され、傾斜の方向によって作動油の流れ方向が変化し、その傾斜角の応じて作動油のポンプ吐出量が変動する。該可動斜板は、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２のトラニオンアームと連動しており、該アームの円弧運動に対応して可動斜板の傾斜方向および傾斜角が変動する。ステアリングハンドル９の回転方向および回転駆動力がトラニオンアームの円弧運動に変換して出力され、ステアリングハンドル９の回転量に対応して可動斜板の傾斜角が変化される。

ステアリング構造は、図１２（ａ）に示すように、ステアリングハンドル９からステアリングコラム１２３内を通してステアリング軸１２５が延設され、ステアリング軸１２５の下端において、ユニバーサルジョイント１２７やベベルギヤなどによってステアリング入力軸１２９に連結している。ステアリングハンドル９の回転駆動は、ステアリング軸１２５を介して運転キャビン４下部に配設されたステアリングカム機構１３０に入力され、該回転動力は、該ステアリングカム機構１３０内においてステアリングアーム１４０などの出力軸の前後運動に変換される。該出力軸は、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２のトラニオンアーム１４５とロッド１４３によって連結され、前記出力軸の前後運動が、ロッド１４３を介してトラニオンアーム１４５の円弧運動としてＨＳＴ旋回用ポンプ７２に入力され、可動斜板の傾斜方向および傾斜角を変動させる。

ステアリングカム機構１３０では、図１３に示すように、ステアリング入力軸１２９に左旋回用偏芯カム１３１、連結部材１３３、ステアリングアーム１４０および右旋回用偏芯カム１３２がそれぞれ貫通しており、上記連結部材１３３の上部には、左旋回用コロ１３７が固設され、該コロ１３７は左旋回用偏芯カム１３１と接触している。また、前記ステアリングアーム１４０の端末下部には右旋回用コロ１３５が固設され、該コロ１３５は右旋回用偏芯カム１３２と接触している。なお、前記連結部材１３３は、左旋回用偏芯カム１３２と前記ステアリングアーム１４０に固設されている。

ステアリングハンドル９が右回転するとその回転によってステアリング入力軸１２９が右回転し、ステアリングカム機構１３０の右旋回用偏芯カム１３２が右回転する。該右旋回用偏芯カム１３２はステアリングアーム１４０の末端に固設される右旋回用コロ１３５と接触し、右旋回用偏芯カム１３２の回転によって右旋回用コロ１３５を介してステアリングアーム１４０を、ステアリング入力軸１２９を中心として機体前方に移動させる。一方、ステアリングハンドル９が左回転した場合、その回転によってステアリング入力軸１２９が左回転し、ステアリングカム機構１３０の左旋回用偏芯カム１３１が左回転する。該左旋回用偏芯カム１３１は左旋回用コロ１３７と接触しており、ステアリング入力軸１２９を中心として左旋回用コロ１３７を回転させ、同時に該コロ１３７に固設される連結部材１３３を回転させる。該連結部材１３３はステアリングアーム１４０と連結しており、該連結部材１３３の回転に対応してステアリングアーム１４０を機体後方に移動させる。

ステアリングアーム１４０とＨＳＴ旋回用ポンプ７２のトラニオンアーム１４５とはロッド１４３によって連結され、ステアリングアーム１４０の前後方向の移動運動に対応してトラニオンアーム１４５が円弧運動を行う。この円弧運動に対応してＨＳＴ旋回用ポンプ７２の可動斜板の傾斜方向および傾斜角が変動される。前記したように可動斜板の傾斜によって作動油の流れ方向が逆転し、これによってＨＳＴ旋回用モータの回転駆動も方向が逆転する。従って、ステアリングハンドル９の旋回方向と可動斜板の傾斜方向とは、差動装置５０ＬにおいてＨＳＴ旋回用モータ７３の出力が合成された場合、ステアリングハンドル９の旋回方向と可動斜板の傾斜方向とが対応するように調整する必要がある。

本発明において、ステアリングカム機構１３０の出力アームであるステアリングアーム１４０とトラニオンアーム１４５とがロッド１４３で連結されるためには、ステアリングカム機構とＨＳＴ旋回用ポンプとが前後に配置されることが必要である。本発明の操向用油圧変速機構は、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２とＨＳＴ旋回用モータ７３とを分離して配設することができるため、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２をトランスミッション２３の側部に配置して、最低地上高を高く維持することができる。ＨＳＴ旋回用ポンプ７２をトランスミッション２３の側部に、その前方にステアリングカム機構１３０を配置すれば、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２のトラニオンアーム１４５とステアリングカム機構１３０のステアリングアーム１４０とをロッド１４３で連結することができる。従って、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２をトランスミッション２３の右側部に配置する場合には、ステアリングカム機構１３０を運転キャビン４の右ステップ下に、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２をトランスミッション２３の左側部に配置する場合には、ステアリングカム機構を運転キャビン４の左ステップ下に配置すればよい。この際、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２は、ステアリングハンドル９の回転を出力するステアリングアーム１４０の前後運動とＨＳＴ旋回用ポンプ７２のトラニオンアーム１４５の円弧運動とが連動するように配置する。

ステアリングカム機構１４０を運転キャビン４の右または左ステップ下に配置するためには、図１２（ｂ）に示すように、ステアリングハンドル９に延設されるステアリング軸１２５とステアリング入力軸１２９とをベベルギヤやユニバーサルジョイント１２７などによって連結し、同様にステアリング軸１２５も上部ステアリング軸１２５'、下部ステアリング軸１２５"と上下二部に分割し、これをベベルギヤやユニバーサルジョイント１２７によって連結すればよい。この際、２つのユニバーサルジョイント１２７によって、ステアリングハンドル９の回転駆動を、上部ステアリング軸１２５'、下部ステアリング軸１２５"およびステアリング入力軸１２９に伝導する場合には、ステアリング軸１２５'と下部ステアリング軸１２５"とのなす角（θ１）、および下部ステアリング軸１２５"とステアリング入力軸１２９とのなす角（θ２）とを略同じにすることが好ましい。これにより、上部ステアリング軸１２５'、下部ステアリング軸１２５"およびステアリング入力軸１２９とを等速運動させることができる。

本発明では、上記構成によって、ステアリングハンドル９の左右旋回の操作量に応じて、前記ＨＳＴ旋回用ポンプ７２の吐出量を変化させ、これに伴い、ＨＳＴ旋回用モータ７３の出力を制御し、この出力に応じて旋回半径を制御することができる。

（５）油圧変速機構の絞りとディレイリリーフバルブ
本発明のクローラ式トラクタ１は、旋回用ＨＳＴポンプ７２と旋回用ＨＳＴモータ７３とが分割配置される場合に、旋回用ＨＳＴポンプ７２と旋回用ＨＳＴモータ７３とを連結する左管１００および右管１０１（配管）にリング１００ａ，１０１ａ（絞り）、またはディレイリリーフバルブが配設されていてもよい。

図６は、旋回用ＨＳＴポンプ７２と旋回用ＨＳＴモータ７３とを含む油圧変速機構の油圧系統を示すスケルトン図である。旋回用ＨＳＴポンプ７２と、旋回用ＨＳＴモータ７３とは、配管１００と配管１０１との２つの配管で連結されており、閉回路を形成している。ステアリングハンドル９の操向に伴い可動斜板の傾斜角が変動し、この変動に対応して該閉回路内を流れる圧油の方向が変動し、右旋回（または左旋回）のときは配管１００が吐出側に、配管１０１が吸入側になり、左旋回（または右旋回）では配管１００が吸入側に、配管１０１が吐出側になる。本発明では、このような配管１００や配管１０１の中途部の中央付近内側に、適当な開口径を有するリングなどの絞り１００ａ，１０１ａが固設される。ステアリングハンドル９を時計回り（右方向）または反時計回り（左方向）に操向させると、その操向量に応じてトラニオンアームに連係される可動傾斜板の傾斜角が変動し、該傾斜角に対応して吐出量が調整された旋回用ＨＳＴポンプ７２のオイルが、配管１００（または配管１０１）内のリング１００ａ（または１０１ａ）を通った後に旋回用ＨＳＴモータ７３に流入される。

図７に、図６における配管１００および配管１０１に絞り１００ａ，１０１ａを配設した場合（Ｌｉｎｅ１）、および配設しない場合（Ｌｉｎｅ２）の油圧の経時変化を示す。図７に示すように、Ｌｉｎｅ２では、経過時間ｔ１で設定圧力に調整されるが、Ｌｉｎｅ１では、可動斜板の存在によって発生するサージ圧によって、設定圧力（Ｐ１）に安定するまでｔ２を要した。本発明による早期安定化の詳細は不明であるが、リングを設けることで、旋回用ＨＳＴモータ７３へのサージ圧の流入を防止でき、このため油圧が安定するまでに要する時間を短縮できたと考えられる。このため、制御された旋回用ＨＳＴモータ７３の出力を差動機構５０Ｌで合成できるため、なめらかな旋回フィーリングを得ることができる。リング１００ａ，１０１ａの代わりに異なる開口径を有するリングを配管１００および配管１０１に取付けることが可能であり、機体１の旋回フィーリングの程度に合わせて絞りの径を自由に変更することが容易にできる。なお、配管１００および配管１０１に設けられる絞りは、適当な開口径を有するリング１００ａ，１０１ａに限定されるものではなく、配管１００および配管１０１のそれぞれ中途部の配管径を適当な径に縮めて使用してもよい。

本発明では、上記絞りに替えて、ディレイリリーフバルブ（ＤＲＶ）を用いることもできる。このようなＤＲＶを使用した油圧変速機構の油圧系統を図８に示す。図８では、配管１００および配管１０１に絞りがそれぞれ取付けられた同じ位置にＤＲＶ１００ｂ，１０１ｂが取付けられている。このＤＲＶ１００ｂ，１０１ｂは、詳細不図示のリリーフバネとスプールなどが内設されており、上記同様ステアリングハンドル９の操向に伴う可動斜板の傾斜角の変動により、旋回用ＨＳＴポンプ７２からの圧油がＤＲＶ１００ｂまたはＤＲＶ１０１ｂにおけるリリーフバネの弾性力に抗してスプールを後退させることで、サージ圧が吸収された圧油を旋回用ＨＳＴモータ７３に送ることができる。さらに、ＤＲＶ１００ｂ，１０１ｂにおけるリリーフバネの弾性力を変え、圧油のサージ圧がピークに達する時間を調整することができる。すなわち、リリーフバネの弾性力を強くすると圧油のサージ圧を吸収する時間が遅くなり、逆にリリーフバネの弾性力を弱くすると圧油のサージ圧を吸収する時間が早くなるので、旋回フィーリングの程度を調整することが可能となる。また、リリーフバネの弾性力を変えるための図示しない調節具などがＤＲＶ１００ｂ，１０１ｂの外側部などに取付けられるため、外部から容易にリリーフバネの弾性力を調整することができる。

なお、上述したリングなどの絞りやＤＲＶは、配管１００および配管１０１の両方同時に取付けられることに限定されず、配管１００もしくは配管１０１の片方にのみ取付けてもよい。また、これらリングやＤＲＶなどの取付位置は配管１００および配管１０１の中途部の中央付近に限られず、ＨＳＴポンプ７２と旋回用ＨＳＴモータ７３間の配管１００および配管１０１内であればどこでもよい。図６、図８では、可変容量ポンプであり、チャージリリーフバルブを２つ配設するものを示したが、これに限定されるものではなく、定容量ポンプであってもよい。

（６）油圧変速機構のポンプの種類
本発明では、前記ＨＳＴ旋回用ポンプ７２の種類に制限はないが、可変容量ポンプを使用すると、駆動系の動力に比例したポンプ吐出量を得ることができ、運転者のステアリングハンドル９の回動操作に対応してＨＳＴ旋回用ポンプ７２の容量を可変することができ、該ＨＳＴ旋回用ポンプ７２の出力を無段階に可変することができる。特に、可変容量ポンプに定容量モータを連結させ、主変速と副変速後とを和した動力をＨＳＴ旋回用ポンプ７２に導入することで、可変容量ポンプ７２の吐出量の調整によって走行速度と操向モータの回転とを比例させて旋回半径を一定にさせることができる。

一方、可変容量ポンプによる吐出量を変更すると、ＨＳＴ旋回用モータ７３のＨＳＴモータ出力ギア３８の回転駆動力が変化され、その回転に伴うＨＳＴモータ出力ギア３８と噛合する左右２つの逆転ギア５２Ｌ、５２Ｒの回転が変化し、最終的に旋回駆動軸４３Ｌ、４３Ｒの他端に固設された差動ギア４４Ｌ、４４Ｒの回転駆動力が変化する。このため、走行速度が同じ場合であってもＨＳＴ旋回用モータの容量に対するＨＳＴ旋回用ポンプの容量を変更することで機体の旋回半径を変えることができる。例えば、ＨＳＴ旋回用ポンプの容量に対してＨＳＴ旋回用モータの容量を小とすることにより、同じ走行速度でも、ハンドルの切れ角を、例えば機体の旋回半径を大きく（ソフトモード）することができ、前記ＨＳＴ旋回用ポンプの容量に対してＨＳＴ旋回用モータの容量を大とすることにより、機体の旋回半径を小（スピンモード）とすることができる。可変容量ポンプを使用した場合にその吐出量を切り替えるには、座席に設けた手動レバーなどの機械的方法やソレノイドなどの電気的方法で行うことができる。これらの方法によれば、座席から離れることなく操作でき、容易に旋回半径を変更することができる。よって、クローラ式トラクタでのピボットターンなどを行う際、前記ソフトモードやスピンモードなどの旋回モードを変更することにより、作業状況に応じてピボットターン開始ステアリング角を、小さくしたり、大きくしたり設定変更することが可能である。

なお、副変速軸の動力をＨＳＴ旋回用ポンプ７２の入力軸６３へ入力するには、ベルト６５駆動に限定されるものでなく、チェーンやギヤなどであってもよい。また、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２と配管によって連結されるＨＳＴ旋回用モータは、トランスミッション２３の上部に配置すれば、ＨＳＴ旋回用モータ７３を修理する場合にも、ミッションケース２３内に貯留されるオイルがＨＳＴ旋回用モータ７３から流出することなく、ＨＳＴ旋回用モータのメンテナンスや交換など取り外しが容易になり、作業効率が向上する。更に、ＨＳＴ旋回用モータ７３がミッションケース２３の上部、特に差動機構５０の上部に配置した場合には、ＨＳＴ旋回用モータ７３から漏下するオイルを直接差動機構に流下させることができる。

なお、本発明では、ＨＳＴ旋回用ポンプ７２に入力される動力は、主変速軸からの動力であっても、副変速軸からの動力であってもよく、その双方であってもよい。駆動系の主変速と副変速後とを和した動力が前記油圧無段変速旋回用ポンプに導入されると、車速と操向モータの回転とを比例させて旋回半径を一定にさせることができるため好ましい。

（７）上部車体とクローラ式走行装置
本発明のクローラ式トラクタにおいて、クローラ式走行装置の前記クローラフレームは、上部車体と少なくとも２つの支持部材によって固設されることが好ましい。このように少ない部材で固設されると、上部車体に簡便に左右クローラ式走行装置を取り付けることができ分離も容易であり、また、上部車体にオプションで追加した装置などによる重量バランスの変化に応じて、容易に前後に移動させることができる。

上部車体と左右クローラ式走行装置との固定箇所は、上部車体との重量バランスによって決定されるため、上部車体が小型の場合には、左右一対のクローラフレーム（８１Ｌ，８１Ｒ）の上に支持部材（８７Ｒ、８７Ｌ、８４Ｒ、８４Ｌ）を介して上部車体（９０）を載置および固定するだけで、上部車体を取り付けることができる。しかし、一のクローラフレームに対して一箇所のみで固定したのでは当該箇所のみにクローラフレームの全重量がかかり、後バランスとなるため湿田走行時や後部への作業機装着時にクローラ前部が浮くなどの問題が発生しうる。そこで少なくとも２つの支持部材によって固定する。この際、本発明では、前記した上部車体とクローラフレームとの固定箇所に加え、前記クローラ式走行装置の先端部より車両の後方で支持部材によって前記上部車体と固定させる。従来は、例えば特開２００２−２５２３号公報に記載されるように、クローラ式走行装置よりも車体前部に延出する支持部材によって上部車体と固定していたが、本発明では後記するように駆動系の配置などを工夫して重量バランスを調整することで、前記クローラ式走行装置の先端部より後方で支持部材によって前記上部車体と固定できる。しかも、重心バランスに優れるため、クローラが短くても安定して走行することができる。

本発明では、左右のクローラフレームは、それぞれ少なくとも２つの支持部材によって上部車体９０に固設され、固設箇所はクローラ式走行装置８０の先端部よりいずれも車両の後方である。例えば、図６に示すように、クローラフレーム８１Ｌの前方および後方から上方へ向けて支持部材８７Ｒ、８７Ｌ、８４Ｒ、８４Ｌが配設され、これがそれぞれ上部車体９０に固設される。上部車体９０の固設箇所に限定はないが、たとえば支持部材８７Ｒ、８７Ｌ７は、上部車体９０のクラッチハウジングの側面に固定することができ、支持部材８４Ｒ、８４Ｌは、リアアクスルケース４０Ｌ、４０Ｒに固定することができる。上部車体の固定箇所は特に限定されるものではないが、本発明では、前記支持部材８７Ｒ、８７Ｌ、８４Ｒ、８４Ｌと上部車体９０との固設箇所が、クローラ式走行装置８０の先端部より車両の後方側であるため、単に支持部材を介するのみでクローラ式走行装置８０の上部に配置されるクラッチハウジングなどの構造物に固設することができ、上部車体下部に特別の固設箇所を設ける必要がない。このため、車両の総重量を低減することができる。

加えて、本発明では、図１０に示すように、上部車体の全長（Ｌ１）に対するクローラ走行装置の接地長さ(Ｌ２)、すなわちＬ２／Ｌ１は０．５以上である。本発明では、上記範囲にクローラ走行装置の接地長さを短くできるため旋回操作が容易になる。また、車体前方下部に空間が確保され圃場突出物の巻き込みを防止することができるため、圃場面の状態によらず旋回時が向上し、狭い圃場の角部でも安定した旋回作業が確保される。加えて、クローラ走行装置の接地長さが短いために総重量を低減できる。上記したように車両の総重量が低減されるため、このようにクローラ走行装置の接地長さが短くても接地圧を低く抑えることができ、旋回性も向上させることができる。なお、上部車体の全長（Ｌ１）には、前部または後部に取り付ける作業機の長さを含めない。

本発明のクローラ式トラクタにおいて、上部車体へのクローラフレームの固定は、図９に示すように、支持部材（８７Ｒ、８７Ｌ）をボルトによって上部車体に固定し、および支持部材（８４Ｒ、８４Ｌ）をリアアクスルケース４０Ｌ、４０Ｒにボルトによって固定することが好ましい。ボルトであれば、新たな取付け具を使用することなく、簡便に取り付けることができる。

（８）その他
減速は、前記ピニオン軸２２の片端に設けられた複数のブレーキ板２９を介して行われる。運転者の操作により図示しないブレーキペダルが操作されると、ブレーキアーム２８が連動して回動し、該ブレーキアーム２８の回動に伴いピニオン軸２２にブレーキ作用を発生させ、機体１を減速させる。特に、前記ブレーキ板２９は、前記ピニオン軸２２の右端に位置しており、前記ブレーキ板や、ブレーキアームなどを収容する図示しないブレーキケースを、前記右側の差動機構を収容する右リアアクスルケース４０Ｒと一体とすることができる。なお、前記ＨＳＴ旋回用モータ７３が、左リアアクスルケース上に位置していると、前記右リアアクスルケース４０Ｒに配置されたブレーキ機構と、前記左リアアクスルケース４０Ｌに配置されたＨＳＴ旋回用モータ７３との重量が調和し、機体１の重量バランスを保つことができる。

作業機の駆動は、ＰＴＯ出力軸を介して行われる。図４に示すように、前記エンジン３の出力の一部が、前記前後進切換え機構７から、ＰＴＯ変速ギア４８を介してＰＴＯカウンタ軸４９に連結され、機体後方のＰＴＯ出力軸９１に伝えられる。

本発明は、クローラ式作業車両の一例としてトラクタについて説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、クローラを使用するコンバインなど、また、建設作業機として、バックホー,ブルトーザなど、クローラを備えたあらゆる作業機に適用することができる。

本発明の小型クローラ式トラクタの一例としての小型クローラ式トラクタを示す側面図である。本発明の小型クローラ式トラクタにおける走行部の斜視図を示す斜視図である。本発明の小型クローラ式トラクタの断面平面図である。本発明の小型クローラ式トラクタにおける駆動部の断面側面図である。本発明の小型クローラ式トラクタの差動構造を示す図である。本発明の小型クローラ式トラクタのクローラ走行装置のフレーム構造の斜視図である。図１に示すトラクタにおけるＨＳＴ旋回機構の油圧を示すグラフである。図６の油圧系統にＤＲＶを取付けたスケルトン図である。本発明の小型クローラ式トラクタのクローラ走行装置のフレーム構造の斜視図である。上部車体の全長（Ｌ１）に対するクローラ走行装置の接地長さ(Ｌ２)の比を説明する図である。従来のホイール型トラクタを示す斜視図である。図１２(ａ)は、ステアリングハンドルとＨＳＴ旋回用ポンプのトラニオンアームとの連結を示す部分側面図であり、図１２（ｂ）は部分縦側面図である。ステアリングカム機構を示す図である。

符号の説明

１クローラ式トラクタ（車両）、２ボンネット、３エンジン、４キャビン、５クラッチハウジング、６作業機、７前後進切換え機構、８運転席、９ステアリングハンドル、２０Ｌ、２０Ｒ入力軸、２１ベベルギア、２２ピニオン軸、２３ミッションケース、３１出力軸、３７主軸、３８ＨＳＴモータ出力ギア、３９主副変速装置、４０Ｌ、４０Ｒリアアクスルケース、４１主変速軸、４２主変速ギア、４５副変速軸、４９ＰＴＯカウンタ軸、５０Ｌ、５０Ｒ差動機構、５８Ｌ、５８Ｒ駆動出力ギア、５９Ｌ、５９Ｒ車軸（車軸）、６０Ｌ、６０Ｒ駆動スプロケット（スプロケット）、６１カウンタ軸、６３旋回用ＨＳＴポンプ入力軸、７２旋回用ＨＳＴポンプ、７３旋回用ＨＳＴモータ、８０クローラ式走行装置、８１Ｌ、８１Ｒクローラフレーム、８４支持部材、８５従動アイドラ、８７支持部材、９１ＰＴＯ出力軸、９５クローラベルト、９７ホイール型トラクタ、１００左管、１０１右管、１００ａ，１０１ａリング、１００ｂ，１０１ｂＤＲＶ、１２３ステアリングコラム、１２５ステアリング軸、１２５' 上部ステアリング軸、１２５" 下部ステアリング軸、１２７ユニバーサルジョイント、１２９ステアリング入力軸、１３０ステアリングカム機構、１３１左旋回用偏芯カム、１３２右旋回用偏芯カム、１３３連結部材、１３５右旋回用コロ、１３７左旋回用コロ、１４０ステアリングアーム、１４３ロッド、１４５トラニオンアーム。

Claims

両端に従動アイドラを回転可能に支持するクローラフレームとリアアクスルに装着された駆動スプロケットとを有し、かつ前記従動アイドラと前記駆動スプロケットとの間にクローラが巻装されるクローラ式走行装置を上部車体の下部に備えた小型クローラ式トラクタにおいて、
小型クローラ式トラクタの駆動系は、ステアリングの回転駆動に対応して機体を旋回させる油圧無段変速旋回用ポンプと油圧無段変速旋回用モータとからなる操向用油圧変速機構が連結され、
前記油圧無段変速旋回用ポンプのトラニオンアームは、前記ステアリングの回転駆動を出力するステアリングカム機構の出力軸とロッドで連結されることを特徴とする、小型クローラ式トラクタ。
前記油圧無段変速旋回用ポンプは、トランスミッションの側部に配置されることを特徴とする、請求項１記載の小型クローラ式トラクタ。
前記ステアリングの回転駆動が、ユニバーサルジョイントを介して前記ステアリングカム機構のステアリング入力軸に伝導されることを特徴とする、請求項１または２に記載の小型クローラ式トラクタ。
前記駆動系の主変速と副変速後とを和した動力が前記油圧無段変速旋回用ポンプに導入されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の小型クローラ式トラクタ。
前記操向用油圧変速機構は、機体を前後進させる前後進切換え機構より後方の駆動系に連結されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の小型クローラ式トラクタ。