JP2008137435A - クローラ走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面又は圃場の凹凸によるクローラベルトからの振動がトラックフレームに伝達され難く、走行時の乗り心地を向上させることのできるクローラ走行装置をコンパクトに実現する。
【解決手段】転輪ブラケット１９の前端部及び後端部に、クローラベルト１２の接地側を案内する複数の接地転輪９のうちの機体前後方向で隣り合う接地転輪９を回動自在に支持し、転輪ブラケット１９をトラックフレーム７に天秤揺動可能に支持してあるクローラ走行装置Ｂにおいて、トラックフレーム７に一端部が固定されたトーションバー３０を、トラックフレーム７から機体外方側に延出するとともに、トーションバー３０の他端部を転輪ブラケット１９の支点用ボス部２３に固定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、農作業車等の作業車に装着されるクローラ走行装置に関する。

従来の技術しては、例えば特許文献１に開示されているように、機体前後方向に隣り合う接地転輪（特許文献１の図９の９）を転輪ブラケット（特許文献１の図１０の１９）に回動自在に支持し、この転輪ブラケットをトラックフレーム（特許文献１の図１０の７）に天秤揺動自在に支持したクローラ走行装置や、特許文献２に開示されているように、機体前後方向に隣り合う接地転輪（特許文献２の図４の９）を転輪ブラケット（特許文献２の図４の１９）に回動自在に支持し、この転輪ブラケットをトラックフレーム及び天秤フレーム（特許文献２の図３の７及び５０）に天秤揺動自在に支持したクローラ走行装置が知られている。

特開２００２−９６７７１号公報（図９及び図１０参照） 特開２００４−１１４８４７号公報（図３、図４及び図９参照）

特許文献１に開示されているクローラ走行装置においては、トラックフレームから延出された支点軸（特許文献１の図１０の１８）に転輪ブラケットを回動自在に支持するように構成されており、路面又は圃場の凹凸によってクローラベルトが上下に動くと、クローラベルトの動きに従って転輪ブラケットも自由に天秤揺動していた。そのため、路面又は圃場の凹凸によるクローラベルトからの振動が転輪ブラケットを介してトラックフレームに伝達され易かった。その結果、農作業車等の作業車の乗り心地が悪くなるといった問題があった。

また、特許文献２に開示されているクローラ走行装置においては、転輪ブラケットを支持する天秤フレームを別途設けて、この天秤フレームをトラックフレームに天秤揺動自在に支持することにより、路面又は圃場の比較的大きな凹凸に対して作業車の乗り心地を改善できるように構成されている（特許文献２の図９参照）。しかし、比較的小さな凹凸のある路面又は圃場を走行すると、路面又は圃場の凹凸によるクローラベルトからの振動が転輪ブラケットを介してトラックフレームに伝達され易かった。その結果、農作業車等の作業車の乗り心地が悪くなるといった問題があった。
本発明は、路面又は圃場の凹凸によるクローラベルトからの振動がトラックフレームに伝達され難く、走行時の乗り心地を向上させることのできるクローラ走行装置をコンパクトに実現することを目的とする。

［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は、転輪ブラケットの前端部及び後端部に、クローラベルトの接地側を案内する複数の接地転輪のうちの機体前後方向で隣り合う接地転輪を回動自在に支持し、前記転輪ブラケットをトラックフレームに天秤揺動可能に支持してあるクローラ走行装置において、次のように構成することにある。
前記トラックフレームに一端部が固定されたトーションバーを、前記トラックフレームから機体外方側に延出するとともに、前記トーションバーの他端部を前記転輪ブラケットの支点用ボス部に固定する。

（作用）
本発明の第１特徴によると、上記構成により、転輪ブラケットが揺動すると、一端部及び他端部がそれぞれトラックフレーム及び支点用ボス部に固定されたトーションバーに捩り応力が作用する。そして、このトーションバーに作用した捩り応力による弾性変形の復元力によって、転輪ブラケットが揺動する方向とは逆方向の弾性力を転輪ブラケットに作用させることができる。その結果、この弾性力によってクローラベルトから転輪ブラケットを介してトラックフレームに伝達される振動を抑制及び吸収することができる。

本発明の第１特徴によると、上記構成により、トーションバーによって、転輪ブラケットが揺動する方向とは逆方向の反力を転輪ブラケットに作用させることができ、例えば圧縮バネや捩りコイルバネを用いて、転輪ブラケットが揺動する方向とは逆方向の反力を転輪ブラケットに作用させるように構成する場合に比べて、転輪ブラケットが揺動する方向とは逆方向の反力を転輪ブラケットに作用させる構造を簡素化することができる。

（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、クローラベルトから転輪ブラケットを介してトラックフレームに伝達される振動を抑制及び吸収することができるため、路面又は圃場の凹凸によるクローラベルトからの振動がトラックフレームに伝達され難くなって、クローラ走行装置を装着した農作業車等の作業車の乗り心地を向上させることができる。

本発明の第１特徴によると、転輪ブラケットが揺動する方向とは逆方向の反力を転輪ブラケットに作用させる構造を簡素化できるため、低コストでコンパクトなクローラ走行装置を実現できる。

〔コンバインの全体構成〕
図１は、本発明に係るクローラ走行装置を備えた作業車の一例としてのコンバインを示す。図１に示すように、走行機体Ａに、稲等の植立穀稈を引き起こし処理するとともに刈り取り処理した刈取穀稈を機体後方に搬送する刈取部１と、搭乗型の運転部２と、刈取部１からの刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置３と、脱穀装置３で脱穀した穀粒を貯留する穀粒タンク４と、運転座席５の下方に位置するエンジンＥとを備える。走行機体Ａは、昇降駆動機構Ｃを介して左右一対のクローラ走行装置Ｂと連結されており、昇降駆動機構Ｃを操作することにより走行機体Ａがクローラ走行装置Ｂに対して駆動昇降するように構成されている。

〔クローラ走行装置〕
図２及び図３に示すように、クローラ走行装置Ｂは、機体フレーム６に昇降駆動機構Ｃを介して連結されたトラックフレーム７と、トラックフレーム７の後端部に支持したテンション用遊転輪８と、クローラベルト１２の接地側を案内する六個の接地転輪９と、機体フレーム６の前部に支持した駆動輪１０と、機体フレーム６の中央部に支持した上部ガイド輪１１と、上述したテンション用遊転輪８、接地転輪９、駆動輪１０及び上部ガイド輪１１に亘って巻回されたゴム製のクローラベルト１２等を備えて構成されている。

トラックフレーム７は、角パイプ状の主フレーム部分１４と、この主フレーム部分１４の下面側に固定してある角パイプ状の補助フレーム部分１５と、主フレーム部分１４の後端部に内接状態で嵌合して機体前後方向に出退自在に装着された角パイプ状の延長フレーム部分１６とを備えて構成されている。

テンション用遊転輪８は、延長フレーム部分１６の後端部に軸受け支持されており、延長フレーム部分１６と主フレーム部分１４の後端部とに亘って設けられた位置調節機構１７を調節することで、クローラベルト１２のテンションを変更調節できるように構成されている。

駆動輪１０は、機体フレーム６に固定された伝動ケース（図示せず）に連動連結されており、この駆動輪１０がクローラベルト１２と係合することによりエンジンＥからの動力が伝達されてクローラベルト１２が駆動されるように構成されている。上部ガイド輪１１は、機体フレーム６に支持されており、クローラベルト１２の上側の内周面と接当することにより遊転回動するように構成されている。

図２に示すように、各接地転輪９は、機体前後方向で隣り合う二個の接地転輪９の組み合わせからなる三組に分配されて、各組がそれぞれ補助フレーム部分１５に支持された転輪ブラケット１９の前端部及び後端部に回動自在に支持されている。

図４及び図５に示すように、転輪ブラケット１９は、後述するトーションバー３０を内嵌する支点用ボス部２３と、接地転輪９の回転軸２０を回転自在に支持する二個の軸受け用ボス部２４と、断面Ｔ字状の脱輪防止用の橇状ガイド２５と、支点用ボス部２３及び軸受け用ボス部２４を連結するアーム部２６とを一体鋳造して構成されている。転輪ブラケット１９の支点用ボス部２３及び二個の軸受け用ボス部２４は、側面視でトーションバー３０の軸心Ｘを通る直線上に各接地転輪９の回転軸心Ｙが位置して、各接地転輪９がトーションバー３０を挟む対称の位置に支持されるように配置されている。

接地転輪９は、転輪ブラケット１９の軸受け用ボス部２４に回動自在に支持された回転軸２０の両端に回転輪体２１を固定することによって構成されており、各回転輪体２１がクローラベルト１２の左右の芯金突起２２の左右両側位置で、クローラベルト１２の内周面に接当するように取り付けられている。

〔トーションバーの構造及び取付構造〕
図４及び図６に示すように、転輪ブラケット１９の支点用ボス部２３には、後述するトーションバー３０を内嵌するための取付穴２３ａが加工されており、この取付穴２３ａの外方側の端部にトーションバー３０の外方側の端部を固定するための角穴２３ｂが加工されている。

トラックフレーム７の補助フレーム部分１５を左右に貫通するように、筒状部材２７が補助フレーム部分１５に内嵌された状態で固着されており、補助フレーム部分１５の内面側で筒状部材２７の前後２箇所に、後述するトーションバー３０のブラケット２９を固定するためのナット部２８が形成されている。

トーションバー３０は、材質が鉄で、円筒状に形成された第１円筒部分３１と、第１円筒部分３１より外径の大きい第２円筒部分３２とを備えて構成されている。第１円筒部分３１の外方側の端部には、支点用ボス部２３に連結するための縦断面形状が正方形の固定部３３が形成されており、この固定部３３にネジ加工が施されている。第２円筒部分３２の内方側の端部には、トラックフレーム７の補助フレーム部分１５にトーションバー３０を固定するための取付穴が加工された板状のブラケット２９が固着されている。

第１円筒部分３１及び第２円筒部分３２の材質及び板厚は、トーションバー３０の捩り応力及び捩り角に基づいて設定されており、トーションバー３０の捩り応力及び捩り角は、接地転輪９の上下方向の移動量及び転輪ブラケット１９に作用させる弾性力に対して設定されている。なお、第１円筒部分３１及び第２円筒部分３２を中空状に形成したのは、トーションバー３０に作用するクローラベルト１２からの上下方向の曲げ応力に対するトーションバー３０の曲げ強度を確保しつつ、トーションバー３０の軸心Ｘ周りの捩り角を大きく確保するためである。

第１円筒部分３１及び第２円筒部分３２の外径は、それぞれ転輪ブラケット１９の支点用ボス部２３に形成された取付穴２３ａの内径及び補助フレーム部分１５に固定した円筒部材２７の内径よりやや小さめに加工されており、トーションバー３０に捩り応力が作用した場合に、支点用ボス部２３の取付穴２３ａの内周面に対して第１円筒部分３１の外周面が無理なく摺動し、筒状部材２７の内周面に対して第２円筒部分３２の外周面が無理なく摺動するように構成されている。

第１円筒部分３１と第２円筒部分３２の外径に差異を設けたのは、上下方向の大きな曲げ応力が比較的作用し易い第２円筒部分３２でトーションバー３０の十分な曲げ強度を確保しつつ、上下方向の大きな曲げ応力が比較的作用し難い第１円筒部分３１で、トーションバー３０の捩り角を大きく確保するためである。

第１円筒部分３１と第２円筒部分３２との連結部は、転輪ブラケット１９から作用する曲げ応力及び捩り応力による応力集中や疲労によってトーションバー３０が破損しないように、滑らかに湾曲した形状に成形されている。

以上のようにトーションバー３０を構成して、補助フレーム部分１５の内方側からトーションバー３０を筒状部材２７に内嵌させて、トーションバー３０のブラケット２９を補助フレーム部分１５に連結ボルト４７で固定することで、トーションバー３０を、トラックフレーム７を構成する補助フレーム部分１５に固定できる。また、トーションバー３０を補助フレーム部分１５に固定した状態で、接地転輪９を取り付けた転輪ブラケット１９を外方側からトーションバー３０の第１筒状部分３１に外嵌させて、スペーサ４８を介してボルト４９を締め付けることで、転輪ブラケット１９をトーションバー３０に固定できる。

以上のように、トーションバー３０の内方側及び外方側の端部をそれぞれ補助フレーム部分１５及び転輪ブラケット１９に固定する構成を採用することにより、トーションバー３０の捩る長さを長く確保することができる。

図７に基づいてトーションバー３０による弾性力が作用する状態について説明する。図７（イ）は、転輪ブラケット１９の前端部及び後端部の接地転輪９がそれぞれ上方及び下方に揺動した状態を示し、図７（ロ）は、転輪ブラケット１９の前端部及び後端部の接地転輪９がそれぞれ下方及び上方に揺動した状態を示す。

図７に示すように、クローラベルト１２を介して接地転輪９が上下に移動して転輪ブラケット１９が左右方向の軸心Ｘ周りで揺動すると（図７中の白矢印）、転輪ブラケット１９に作用した力がトーションバー３０の固定部３３に伝達される。そして、内方側の端部が固定されたトーションバー３０の略全長に亘って捩り応力が作用して、トーションバー３０が少し捩れる（図７中のα，β）。この少し捩れたトーションバー３０の捩り応力による弾性変形の復元力が、転輪ブラケット１９が揺動する方向とは逆方向の弾性力として転輪ブラケット１９に作用して、この弾性力が転輪ブラケット１９の前端部又は後端部の接地転輪９をクローラベルト１２に押し付ける方向の弾性力として作用するように構成されている（図７中の黒矢印）。

捩り応力による弾性変形の復元力は、捩り角の大きさすなわち接地転輪９の移動量に略比例して大きくなる。そのため、トーションバー３０の捩り応力による弾性変形の復元力を、転輪ブラケット１を介して接地転輪９に作用させるように構成することにより、接地転輪９の移動量（路面又は圃場の凹凸の大きさ）に略比例した弾性力を接地転輪９に作用させることができる。

〔昇降駆動機構〕
図２及び図３に示すように、昇降駆動機構Ｃは、機体フレーム６とトラックフレーム７とに亘って設けられた前部揺動リンク３４及び後部揺動リンク３５と、前部揺動リンク３４を揺動させる前部油圧シリンダ３６と、後部揺動リンク３５を揺動させる後部油圧シリンダ３７とを備えて構成されており、前部及び後部油圧シリンダ３６，３７を伸縮作動させて、前部及び後部揺動リンク３４，３５を揺動させることで、走行機体Ａをクローラ走行装置Ｂに対して昇降することができる。

前部揺動リンク３４は、揺動軸３８、揺動アーム３９、揺動リンク４０、前部支軸４１等を備えて構成されている。機体フレーム６の前部に左右向きの揺動軸３８が回動自在に支持されており、この揺動軸３８の内方側の端部に揺動アーム３９が固定され、揺動軸３８の外方側の端部に揺動リンク４０が固定されている。揺動アーム３９は前部油圧シリンダ３６に連係され、揺動リンク４０はトラックフレーム７の上部に固定した前部支軸４１に揺動自在に枢支連結されている。

後部揺動リンク３５は、揺動軸４２、アーム４３、揺動アーム４４、揺動リンク４５等を備えて構成されている。機体フレーム６の後部に左右向きの揺動軸４２が回動自在に支持されており、この揺動軸４２の内方側の端部に揺動アーム４４が固定され、揺動軸４２の外方側の端部に揺動リンク４５が固定されている。揺動アーム４４は後部油圧シリンダ３７に連係され、揺動リンク４５はトラックフレーム７に揺動自在に枢支連結されたアーム４３に後部支軸４６を介して揺動自在に枢支連結されている。

図２に示すように、前部油圧シリンダ３６が最も伸長し、かつ、後部油圧シリンダ３７を最が短縮すると、走行機体Ａがクローラ走行装置Ｂに対して最も下降した状態になり、図３に示すように、前部油圧シリンダ３６が最も短縮し、かつ、後部油圧シリンダ３７が最も伸長すると、走行機体Ａがクローラ走行装置Ｂに対して最も上昇した状態になる。

前部及び後部油圧シリンダ３６，３７の伸縮量を調節することにより、機体フレーム６の対地高さが前方側ほど低い前傾姿勢や、機体フレーム６の対地高さが後方側ほど低い後傾姿勢等の中間姿勢に姿勢変更することができる。また、左右のクローラ走行装置Ｂのそれぞれに設けた前部及び後部油圧シリンダ３６，３７を各別に駆動することにより、クローラ走行装置Ｂの姿勢を左右各別に選択することができ、左右ローリング調節を行うことができる。

［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］においては、円筒状の第１円筒部分３１及び第２円筒部分３２を備えて構成したトーションバー３０を捩ることによって捩り応力による弾性力を接地転輪９に作用させるように構成した例を示したが、図８及び図９に示すように、板状トーションバー５０を内蔵したトーションバー３０を採用してもよい。

図８に示すように、トーションバー３０は、円筒状に形成された第１円筒部材５１と、円筒状に形成された第２円筒部材５２とを備えて構成されている。第１円筒部材５１の外方側の端部には、支点用ボス部２３に連結するための縦断面形状が正方形の固定部５３が形成されており、この固定部５３にネジ加工が施されている。第２円筒部材５２の内方側の端部には、トラックフレーム７の補助フレーム部分１５にトーションバー３０を固定するための取付穴が加工された板状のブラケット２９が固着されている。

第１円筒部材５１の外径は、第２円筒部材５２の内径に合わせて設定されており、第１円筒部材５１を第２円筒部材５２に内嵌した状態で、無理なく周方向に摺動できるように構成されている。

第１円筒部材５１の外方側の端部と第２円筒部材５２の内方側の端部とに亘って帯板状の板状トーションバー５０が固着されている。板状トーションバー５０の材質及び板厚は、トーションバー５０の捩り応力及び捩り角に基づいて設定されており、トーションバー５０の捩り応力及び捩り角は、接地転輪９の上下方向の移動量及び転輪ブラケット１９に作用させる弾性力に対して設定されている。

以上のようにトーションバー３０を構成することで、トーションバー３０の第１筒状部材５１及び第２筒状部分５２によってトーションバー３０に作用する上下方向の強度を確保しつつ、板状トーションバー５０の捩り応力による弾性変形の復元力を接地転輪９に作用させることができる。

図９に基づいてトーションバー３０による弾性力が作用する状態について説明する。図９（イ）は、トーションバー３０に捩り応力が作用していない状態における概略の縦断側面図を示し、図９（ロ）は、トーションバー３０に捩り応力が作用している状態における概略の縦断側面図を示す。

図９に示すように、クローラベルト１２を介して接地転輪９が上下に移動して転輪ブラケット１９が左右方向の軸心Ｘ周りで揺動すると（図９中の白矢印）、トーションバー３０に捩り応力が作用して第１筒状部材５１が第２筒状部材５２に対して相対回転するとともに、板状トーションバー５０が少し捩れる（図９（ロ）中のα２）。そして、板状トーションバー５０の捩り応力による弾性変形の復元力が第１筒状部材５１の固定部５３を介して転輪ブラケット１９が揺動する方向とは逆方向の弾性力として転輪ブラケット１９に作用して、この弾性力が転輪ブラケット１９の前端部の接地転輪９をクローラベルト１２に押し付ける方向の弾性力として作用するように構成されている。

以上のように、板状トーションバー５０を内蔵したトーションバー３０を採用することにより、第１筒状部材５１及び第２筒状部材５２の曲げ強度とは別に、板状トーションバー５０の板厚や材質を変更することによって捩り応力及び捩り角を変更調節することができるため、トーションバー３０の設計作業等が容易になる。

［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］及び［発明の実施の第１別形態］においては、トーションバー３０の材質を鉄で構成した例を示したが、転輪ブラケット１９に作用させる弾性力の大きさ等によって異なる材質、例えば、銅、アルミ等の金属や樹脂等を採用してもよい。

前述の［発明を実施するための最良の形態］及び［発明の実施の第１別形態］においては、円筒状に形成した中空軸のトーションバー３０、及び板状トーションバー５０を内蔵したトーションバー３０を採用した例を示したが、捩り応力を作用させることのできる構造であれば異なるトーションバー３０の構造を採用してもよく、例えば、中実軸のトーションバー（図示せず）や捩りコイルバネを内蔵したトーションバー（図示せず）等を採用してもよい。

［発明の実施の第３別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］、［発明の実施の第１別形態］及び［発明の実施の第２別形態］においては、トラックフレーム７にトーションバー３０を介して接地転輪９を備えた転輪ブラケット１９を支持した例を示したが、例えば、特許文献２に開示されているクローラ走行装置のように、別途設けた天秤フレーム（特許文献２の図３の５０）に転輪ブラケット（特許文献２の図４の１９）を支持する場合においても同様に適用できる。

前述の［発明を実施するための最良の形態］、［発明の実施の第１別形態］及び［発明の実施の第２別形態］においては、一例としてコンバインに装着されたクローラ走行装置Ｂを例に示したが、例えば、他の農作業車、土木用作業車、建設用作業車その他の作業車に装着されるクローラ走行装置においても同様に適用できる。

クローラ走行装置を装着したコンバインの全体左側面図 クローラ走行装置の左側面図 クローラ走行装置の左側面図 転輪ブラケットの支持構造を示す平面図 転輪ブラケットの支持構造を示す側面図 トーションバーの構造を示す縦断背面図 トーションバーによる弾性力の作用状況を示す側面図 発明の実施の第１別形態におけるトーションバーの構造を示す縦断背面図 発明の実施の第１別形態におけるトーションバーによる弾性力の作用状況を示す概略の縦断側面図

符号の説明

７ トラックフレーム
９ 接地転輪
１２ クローラベルト
１９ 転輪ブラケット
２３ 支点用ボス部
３０ トーションバー
Ｂ クローラ走行装置

Claims (1)

1. 転輪ブラケットの前端部及び後端部に、クローラベルトの接地側を案内する複数の接地転輪のうちの機体前後方向で隣り合う接地転輪を回動自在に支持し、前記転輪ブラケットをトラックフレームに天秤揺動可能に支持してあるクローラ走行装置において、
   前記トラックフレームに一端部が固定されたトーションバーを、前記トラックフレームから機体外方側に延出するとともに、前記トーションバーの他端部を前記転輪ブラケットの支点用ボス部に固定してあるクローラ走行装置。

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