JP5374177B2 - セミクローラ型作業車両 - Google Patents

Description

本発明はセミクローラ型作業車両に関するものであり、詳細には、クローラベルトを駆動する駆動輪に関するものである。

前後方向の一側に車輪を配置し、他側にクローラ部を配置するセミクローラ型作業車両においては、前記クローラ部を側面視で上方に凸となるような略三角形状に形成し、当該クローラ部を駆動する駆動輪を前記三角形の上側の頂点に配置する構成が従来から知られている。このセミクローラ型作業車両においては、機体（走行ミッション装置や後部アクスル装置）から出力軸を突出させて配置し、当該出力軸によって前記駆動輪を直接的に駆動する構成となっている。この種のクローラ部を開示するものとして例えば特許文献１がある。

米国特許第３５８３５０９号公報

ところで、前記クローラ部のクローラベルトがなす三角形をどのようにすべきかは、セミクローラ型作業車両を運用する目的等によって様々に異なる。例えば、駆動輪によるクローラベルトへの駆動力の伝達効率を向上させたい場合は、クローラベルトの接地面と駆動輪との距離が大きくなるように当該駆動輪を配置し、クローラベルトの駆動輪に対する巻掛け角度を大きくすることが有利である。

しかし、特許文献１のように、機体から突出する出力軸に駆動輪が直接的に接続される構成では、駆動輪の位置が出力軸の軸線上に固定されてしまうため、駆動輪の位置を変更してクローラ部の形状を変更することが困難であった。

また、上述のように駆動輪と出力軸とが直結される構成の場合、転輪やアイドラを支持するためのフレームを、前記駆動輪との干渉を回避しながら機体に取り付けるための構造が複雑化してしまう。例えば上記特許文献１では、前記フレームの取付構造が、駆動輪の軸線上であって当該駆動輪よりも外側に配置されている。従って、作業車両の機体左右方向のコンパクト化がその分だけ困難になってしまっていた。

また、特許文献１の構成とは別に、前記フレームを取り付けるための取付構造を出力軸のハウジングの下方に配置する構成が従来から知られている。しかし、この構成の場合、ハウジング下方の前記フレームの取付部分から転輪を支持する部分までの機体左右方向の長さが長くなってしまうため、当該フレームの剛性を効果的に向上させることが困難であった。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動輪の配置の自由度を高めて、クローラベルトの形状を所望の形に容易に形成できるセミクローラ型作業車両を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、機体前後方向の一側に配置される車輪と、他側に配置されるクローラ部と、を備えるセミクローラ型作業車両において以下の構成が提供される。即ち、セミクローラ型作業車両は、出力軸と、伝達ギアと、駆動輪と、を備える。前記出力軸は、前記クローラ部の近傍に機体左右方向に突出するように配置され、エンジン側の駆動力を出力する。前記伝達ギアには、前記出力軸の回転が伝達される。前記駆動輪は、前記伝達ギアを介して前記出力軸の駆動力が伝達されることによって前記クローラ部のクローラベルトを駆動する。

これにより、出力軸の軸線上に駆動輪の回転中心を配置する必要がなくなり、駆動輪の配置の自由度を高めることができる。従って、配置の自由度が高い駆動輪を用いて、目的に応じたクローラベルトの形状を簡易に実現することができる。例えば、巻掛け角度を大きくするために、クローラベルトの接地面から駆動輪の回転中心までの距離が大きくなるように駆動輪を配置することで、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

前記のセミクローラ型作業車両においては、以下のように構成されることが好ましい。前記出力軸を覆うハウジングには、前記駆動輪の中心とは側面視で異なる位置に支持軸が形成されている。前記クローラ部は、転輪を支持するとともに前記支持軸に支持されることにより前記出力軸の軸線を揺動中心として前後方向に揺動可能に構成される転輪支持部を有する。前記支持軸は、前記ハウジングと、前記駆動輪と、のあいだの隙間に形成されている。

これにより、転輪支持部を取り付けるための構造を、出力軸のハウジングを利用して簡易に構成することができる。また、転輪支持部を取り付ける部分から転輪を支持する部分までの左右方向の長さを短くして、転輪支持部をコンパクトかつ簡素にまとめることができる。

本発明の一実施形態に係るセミクローラ型トラクタを示した側面図。 クローラ部の様子を示した拡大側面図。 クローラ部を駆動するための構成を概略的に示した背面一部断面図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るセミクローラ型トラクタ１０を示した側面図である。なお、以下の説明では、単に「左側」「右側」等というときは、セミクローラ型トラクタ１０が前進する方向に向かって左側及び右側を意味するものとする。

図１に示す農作業用のセミクローラ型作業車両としてのセミクローラ型トラクタ１０は、プラウ、ハロー、ローダ等の各種装置を必要に応じて装着し、様々な種類の作業を行うことが可能に構成されている。このセミクローラ型トラクタ１０の前部には前車輪１４が配置されており、後部にはクローラ部１５が配置されている。また、セミクローラ型トラクタ１０の前部であって、前車輪１４の上方には、開閉可能なボンネット２０が配置されている。

ボンネット２０内にはエンジン１９が収容されている。このエンジン１９は、セミクローラ型トラクタ１０が備える図略のフレームに直接又は防振部材等を介して支持されている。ボンネット２０の後方には、運転のための空間を構成するキャビン１６が配置されており、このキャビン１６の内部には各種の操作を行うための図略の操作部及び座席部が備えられている。セミクローラ型トラクタ１０のオペレータは、前記操作部を介して、セミクローラ型トラクタ１０の走行操作等を行うことができる。

エンジン１９は、前後方向に延びるクランク軸を有している。このクランク軸の後端には図略のフライホイールが固定されており、このフライホイールの回転がクラッチ及びシャフト等を介して図略のミッションケースに伝達される。エンジン１９の動力はミッションケースにおいて適宜変速された後、リアアクスル装置７０に伝達され、クローラ部１５を駆動する。なお、このリアアクスル装置７０からクローラ部１５に駆動力を伝達するための機構の詳細については後述する。

また、本実施形態のセミクローラ型トラクタ１０においては、機体の後部に連結装置９０が配置されており、この連結装置９０に前述したプラウ、ハロー等の各種の作業機を連結可能に構成されている。

次に、図２及び図３を参照してクローラ部１５について説明する。図２は、クローラ部１５の様子を示した拡大側面図である。図３は、クローラ部１５を駆動するための構成を概略的に示した背面一部断面図である。なお、図３においては、図面の内容が繁雑になることを避けるため、一部の構成の図示を省略している。

図２に示すように、クローラ部１５は、クローラベルト５１と、駆動スプロケット（駆動輪）５２と、揺動フレーム（転輪支持部）５４と、転輪８０と、前側アイドラ８４と、後側アイドラ８５と、テンションローラ８６と、を主要な構成として備えている。

クローラベルト５１は無端状に構成されており、駆動スプロケット５２、前側アイドラ８４、後側アイドラ８５、転輪８０及びテンションローラ８６に巻き掛けられている。この結果、クローラベルト５１は図２の側面視に示すように、駆動スプロケット５２、前側アイドラ８４、後側アイドラ８５を３つの頂点とする略三角形状となっている。駆動スプロケット５２は高い位置に配置される一方、前側アイドラ８４及び後側アイドラ８５は、地面に近い位置に配置されている。また、平面視において前側アイドラ８４は駆動スプロケット５２よりも前方に、後側アイドラ８５は駆動スプロケット５２よりも後方に、それぞれ配置される。

駆動スプロケット５２の構成について説明する。駆動スプロケット５２は、エンジン１９側からミッションケース、リアアクスル装置７０を介して伝達される駆動力によってクローラベルト５１を駆動するためのものである。本実施形態の駆動スプロケット５２はピン駆動型のものであり、ディスク３１と、ホイール３３と、嵌合ピン３４（図３）と、を主要な構成として備えている。

ディスク３１は、中央部に貫通状の支持孔が形成された円板状部材（リング状部材）として構成されている。この支持孔には、後述する伝達軸７２の端部を固定することができる。

ホイール３３は、図３に示すように、ディスク３１の外周部を挟むように軸方向に対面配置された２つのリング状部材から構成されている。ホイール３３を構成する一対のリング状部材は、固定ピン４２によってディスク３１に固定される。ディスク３１の径方向外側の空間は２つの前記リング状部材によって挟み込まれており、これにより、ホイール３３の外周部分に環状溝が形成されている。この環状溝には、クローラベルト５１の内周部に形成された後述の嵌合歯３５を差し込むことができる。

嵌合ピン３４は、ホイール３３に形成された前記環状溝の内部において周方向に等間隔で配置されている。それぞれの嵌合ピン３４は、ホイール３３を構成する２つのリング状部材の間に支持され、当該ホイール３３に固定される。

一方、前記クローラベルト５１の内周面には、凸状に形成された嵌合歯３５が所定の間隔をあけて周方向に複数配置されている。この嵌合歯３５がホイール３３の嵌合ピン３４と嵌合ピン３４の間に差し込まれることで、駆動スプロケット５２とクローラベルト５１とが嵌合し、駆動スプロケット５２の駆動力がクローラベルト５１に伝達される。

次に、リアアクスル装置７０から前記駆動スプロケット５２に駆動力を伝達するための構成について説明する。

セミクローラ型トラクタ１０の機体には、図３に示すように、軸やギア等を収容するハウジング５５が取り付けられている。このハウジング５５の内部には、前記リアアクスル装置７０において左右外側に向かって延びる出力軸７１が、適宜のベアリングを介して回転可能に支持されている。また、出力軸７１の左右外側の端部には、駆動ギア７３が固定されている。

前記ハウジング５５の内部において、伝達ギア５３が前記出力軸７１の先端部のやや上方に配置されている。この伝達ギア５３は出力軸７１と平行な軸線を有するように配置され、ハウジング５５に回転可能に支持されている。また、伝達ギア５３は前記駆動ギア７３と互いに噛み合っている。

伝達ギア５３の更に上方には、伝達軸７２が回転可能に支持されている。この伝達軸７２の一端には従動ギア７４が固定され、この従動ギア７４が前記伝達ギア５３と噛み合っている。伝達軸７２は左右方向外側に向かって延びてハウジング５５から突出し、その端部にはディスク固定部３０が一体的に形成されている。このディスク固定部３０は大径部と小径部とを有しており、小径部は、駆動スプロケット５２のディスク３１に形成された前記支持孔に差し込まれる。一方、大径部はフランジ状に形成されており、前記ディスク３１における支持孔の周囲に複数のボルト４１を介して固定される。

以上の構成で、エンジン１９側から得られた駆動力により出力軸７１が回転すると、当該回転は、駆動ギア７３、伝達ギア５３、従動ギア７４の順に伝達されて伝達軸７２を回転させる。即ち、出力軸７１の駆動力は、直接的ではなく、伝達ギア５３を介して駆動スプロケット５２（伝達軸７２）に間接的に伝達されることになる。

本実施形態においては図２に示すように、伝達ギア５３の回転中心が出力軸７１の回転中心より後方かつ上方の位置に配置され、更に伝達軸７２（従動ギア７４、駆動スプロケット５２）の回転中心が伝達ギア５３の回転中心よりも後方かつ上方の位置に配置されている。この結果、駆動スプロケット５２の位置を出力軸７１の回転中心よりも後方かつ上方に偏らせ、クローラベルト５１の三角形を後側に傾かせると同時に、当該三角形における上側の頂点の角度を鋭くすることができる。

また、ハウジング５５の外面にはフレーム支持軸６１が形成されている。このフレーム支持軸６１は出力軸７１と軸線同士を一致させるように配置されており、前記ハウジング５５の外側の側面から左右方向外側に突出している。

クローラ部１５の下部には揺動フレーム５４が配置されている。この揺動フレーム５４は、その上端部が前記フレーム支持軸６１に揺動可能に支持される支持フレーム４５と、この支持フレーム４５に取り付けられたトラックフレーム４６と、を主要な構成として有している。

支持フレーム４５は、Ｖ字を上下逆さにしたような屈曲形状に構成されており、その中央部の折れ曲がった箇所が前記フレーム支持軸６１を介してハウジング５５に支持されている。従って、支持フレーム４５は、この屈曲部分を中心として揺動することができる。一方、トラックフレーム４６は、前後方向に延びる角棒状に形成されており、支持フレーム４５の両端部に適宜の部材を介して固定されている。このトラックフレーム４６には、前側アイドラ８４、後側アイドラ８５及び複数の転輪８０が取り付けられている。

前側アイドラ８４は、張力付与ケース４７を介してトラックフレーム４６に取り付けられており、クローラベルト５１の前部の内側に配置されている。張力付与ケース４７にはバネ等の弾性部材が内蔵されており、この弾性部材が前側アイドラ８４に弾性力を作用させて当該前側アイドラ８４を前方に変位させることで、クローラベルト５１に張力を付与している。一方、後側アイドラ８５は、トラックフレーム４６の後端に直接的に取り付けられている。そして、複数の転輪８０が、前側アイドラ８４と後側アイドラ８５との間であって、トラックフレーム４６の下部に並列配置されている。

テンションローラ８６は、側面視においてクローラベルト５１がなす三角形において、前側の斜辺（即ち、前側アイドラ８４と駆動スプロケット５２の間の部分）の中途部に配置されている。テンションローラ８６は、弾性部材を内蔵した張力付与ケース８７を介して支持フレーム４５に取り付けられており、上記の前側アイドラ８４と同様にクローラベルト５１に張力を付与することができる。

図２の側面視に示すように、本実施形態のクローラベルト５１は、三角形のうち後側の斜辺（後側アイドラ８５と駆動スプロケット５２の間の部分）に対して前側の斜辺（前側アイドラ８４と駆動スプロケット５２の間の部分）が長くなっている。また、セミクローラ型トラクタ１０の前進時には前側の斜辺が緩み側となることもあり、前側の斜辺が後側の斜辺に比べて弛み易い構成となっている。しかしながら本実施形態では、その弛み易い前側の斜辺の部分にテンションローラ８６が配置されているので、クローラベルト５１の弛みを効果的に防止することができる。

この構成で、エンジン１９が駆動されることによって、リアアクスル装置７０から出力軸７１、駆動ギア７３、伝達ギア５３、従動ギア７４、駆動スプロケット５２の順に駆動力が伝達される。この結果、無端状のクローラベルト５１が三角形状の経路を循環するように駆動される。

なお、本実施形態では駆動スプロケット５２の中心と出力軸７１の中心とが側面視で異なる位置に配置され、両者が伝達ギア５３を介して連結される構成となっている。従って、出力軸７１の位置を変更せずに駆動スプロケット５２の位置を変えるだけでクローラベルト５１を様々な三角形とすることができ、駆動スプロケット５２の設計の自由度が向上している。

例えば図２の構成では駆動スプロケット５２の回転中心が出力軸７１に対して後側に位置しているが、駆動スプロケット５２を移動させて、出力軸７１に対して前側に位置させるような設計も容易である。この場合、側面視においてクローラベルト５１の形状は前側に偏る略三角形状となるので、後側の斜辺が前側の斜辺に比べて長くなり、後側の斜辺が弛み易くなる。しかしながら、セミクローラ型トラクタが前進する場合、後側の斜辺が通常は張り側になるので、駆動スプロケット５２からクローラベルト５１への駆動力の伝達を効率的に行うことができる。

更には、クローラ部１５の形状が側面視において二等辺三角形を形成するように構成することもできる。この構成により、巻掛け角度を大きくすることができるとともに、クローラベルト５１に生じるテンションの不均等を改善することができる。以上のように、駆動スプロケット５２の位置の変更により、目的や用途に応じた様々な仕様を容易に実現することができる。

なお、セミクローラ型トラクタ１０が圃場で走行しているとき、揺動フレーム５４は、出力軸７１の軸線を揺動中心として圃場の凹凸に応じて揺動する。本実施形態では、揺動中心が出力軸７１の軸線上にあるので、ハウジング５５の下部に揺動中心を取り付けるような構成に比べて、揺動する幅を大きく確保することも可能となっている。

また、本実施形態では図３に示すように、出力軸７１を覆うハウジング５５と駆動スプロケット５２との間に隙間が形成されており、この隙間の部分にフレーム支持軸６１（取付構造）が当該ハウジング５５の外側面に形成されている。これによって、支持フレーム４５及び駆動スプロケット５２を機体左右方向のコンパクトな空間にまとめて配置することができる。また、支持フレーム４５の取付部分からトラックフレーム４６の転輪８０を支持する部分までの機体左右方向の長さを短縮して剛性を向上できるとともに、揺動フレーム５４を支持するための取付構造を簡素化することが可能となっている。

以上に示したように、本実施形態のセミクローラ型トラクタ１０は以下のように構成される。即ち、セミクローラ型トラクタ１０は、出力軸７１と、伝達ギア５３と、駆動スプロケット５２と、を備える。出力軸７１は、クローラ部１５近傍に機体左右方向に突出するように配置され、エンジン１９側の駆動力を出力する。伝達ギア５３には、出力軸７１の回転が伝達される。駆動スプロケット５２は、伝達ギア５３を介して出力軸７１の駆動力が伝達されることによってクローラ部１５のクローラベルト５１を駆動する。

これにより、出力軸７１の軸線上に駆動スプロケット５２の回転中心を配置する必要がなくなり、駆動スプロケット５２の配置の自由度を高めることができる。これによって、駆動スプロケット５２の位置を目的に応じて最適化することで、作業性の高いセミクローラ型トラクタ１０を提供することができる。本実施形態では、出力軸７１の軸線よりも上方に駆動スプロケット５２の回転中心が位置するように構成されている。従って、出力軸７１の軸線に駆動スプロケット５２が配置される場合に比べて巻掛け角度が大きくなるので、クローラ部１５の駆動伝達効率が向上する。このように、クローラベルト５１が接地する接地面から駆動スプロケット５２の回転中心までの距離を大きく確保する構成も、出力軸７１の位置を変更することなく、容易に実現することができる。

また、本実施形態のセミクローラ型トラクタ１０においては、以下のように構成される。クローラ部１５は、転輪８０を支持するとともに出力軸７１の軸線を揺動中心として前後方向に揺動可能に構成される揺動フレーム５４を有する。この揺動フレーム５４は、当該出力軸７１を覆うハウジング５５に支持される。

これにより、揺動フレーム５４を取り付けるための構造を、ハウジング５５を利用して簡易かつコンパクトに構成することができる。また、出力軸７１の軸線上にフレーム支持軸６１が取り付けられることによって、ハウジング５５の下方のスペースを有効に活用することができる。更に、揺動フレーム５４を取り付ける部分から転輪８０を支持する部分までの距離を短縮できるので、揺動フレーム５４の左右方向の長さをコンパクトにまとめることができ、当該揺動フレーム５４の剛性を高めることができる。

以上に本発明の実施形態を説明したが、上記の構成は更に以下のように変更することができる。

また、上記実施形態のクローラ部１５が有するテンションローラ８６の構成は、適宜変更することができる。例えば、上記実施形態に加えて、側面視において、クローラベルト５１の後側の斜辺部分に対してテンションを付与するテンションローラを追加する構成に変更することができる。また、テンションローラを上記実施形態から省略する構成に変更することもできる。

上記実施形態において駆動スプロケット５２はピン駆動型としているが、これに代えて、例えば外歯を有する形状のスプロケットに変更することができる。

上記実施形態のセミクローラ型トラクタ１０では後側にクローラ部１５が配置されているが、上記の構成は、前側にクローラ部が配置されるセミクローラ型トラクタにも適用することができる。

１５ クローラ部
１９ エンジン
５１ クローラベルト
５２ 駆動スプロケット（駆動輪）
５３ 伝達ギア
５４ 揺動フレーム（転輪支持部）
５５ ハウジング
７１ 出力軸
８０ 転輪

Claims (1)

1. 機体前後方向の一側に配置される車輪と、他側に配置されるクローラ部と、を備えるセミクローラ型作業車両において、
   前記クローラ部の近傍に機体左右方向に突出するように配置され、エンジン側の駆動力を出力する出力軸と、
   前記出力軸の回転が伝達される伝達ギアと、
   前記伝達ギアを介して前記出力軸の駆動力が伝達されることによって前記クローラ部のクローラベルトを駆動する駆動輪と、
   を備え、
   前記出力軸を覆うハウジングには、前記駆動輪の中心とは側面視で異なる位置に支持軸が形成されており、
   前記クローラ部は、転輪を支持するとともに前記支持軸に支持されることにより前記出力軸の軸線を揺動中心として前後方向に揺動可能に構成される転輪支持部を有し、
   前記支持軸は、前記ハウジングと、前記駆動輪と、のあいだの隙間に形成されていることを特徴とするセミクローラ型作業車両。

Images