JP5893192B2

JP5893192B2 - クローラ走行装置

Info

Publication number: JP5893192B2
Application number: JP2015090405A
Authority: JP
Inventors: 稲岡　基成; 基成稲岡
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2027-01-15
Also published as: JP2015155302A

Description

本発明は、トラクタの後部等に装備可能なクローラ走行装置に関する。

例えば、クローラ走行装置としては、トラクタの後輪タイヤ車輪として、又は後輪タイヤ車輪に代えて装備することによりセミクローラトラクタを構成するものがある。
この種のクローラ走行装置の従来技術においては、例えば、特許文献１に開示されているように、トラックフレームにテンション調整用前従動輪と遊転の従動輪とそれらの中間の遊転輪とを前後方向に配列支持し、前記遊転輪の上方に駆動輪を配置し、これら全輪にクローラを巻き掛け、前記前従動輪を支持しながらテンション調整方向に付勢するテンション調整機構をトラックフレーム上から前従動輪へ下向き傾斜配置し、前記トラックフレームを駆動輪の軸芯と平行でかつその下方に位置する軸芯回りに揺動自在とし、このトラックフレームの揺動範囲を設定する揺動範囲規制手段を揺動軸芯より従動輪側に配置し、前記前従動輪、従動輪及び遊転輪を、トラックフレームから外側方に突出した片持ちの支持軸で支持し、少なくとも遊転輪の支持軸を外側方下向き傾斜させている（特許請求の範囲）。

そして、前後方向３輪の遊転輪はそれぞれ個別にトラックフレームに輪軸を介して支持されている。

特許第３５６０８９３号

前記従来技術においては、遊転輪は平坦地を走行するとき、前後方向３輪が同時にクローラに接地して荷重を支持するが、前後遊転輪が石等の障害物に乗り上げたとき、中途部の遊転輪は浮き上がって荷重を支持しない状態になり、前後遊転輪の２輪のみで全荷重を支持する。
特に、荷重がトラックフレームの後部に加わっていると、前遊転輪が石等の障害物に乗り上げたとき最後部の遊転輪に過大な荷重かかかることになり、トラックフレームの上下振動も大きくなる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにしたクローラ走行装置を提供することを目的とする。
本発明は、テンション調整機構の前後寸法をコンパクトにしながら、前従動輪の前後移動の安定化と内外筒体の円滑な摺動を実現させることができるクローラ走行装置を提供することを目的とする。

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
第１に、走行機体３０の後車軸ケース３４に対して揺動軸８を介してトラックフレーム２を揺動自在に支持し、このトラックフレーム２の前後端部に前後従動輪３、４を配置するとともに中途部に前後方向複数の遊転輪５を設け、前記トラックフレーム２の前後方向中途部上方に後車軸ケース３４に支持された後車軸３３から動力が伝達される駆動輪６を配置し、前記駆動輪６、前後従動輪３、４及び遊転輪５にクローラ７を巻き掛け、前記トラックフレーム２の前部に前従動輪３を支持しながらクローラ７のテンションを調整するテンション調整機構９を設けており、
前記テンション調整機構９は、トラックフレーム２の上面に配置された支持体１１と、前従動輪３を支持する軸支体１０と、支持体１１と軸支体１０との間に配置されていて軸支体１０を前従動輪３側へ弾発する左右一対のテンションスプリング１２と、互いに摺動自在に嵌合する内筒体１４及び外筒体１５とを有しており、
前記内筒体１４及び外筒体１５は左右テンションスプリング１２の間に位置していて、
内筒体１４は軸支体１０に固定され、外筒体１５はトラックフレーム２に固定されていることを特徴とする。

第２に、前記軸支体１０は、支持体１１と平行な支持板１０ａと、この支持板１０ａの前面に設けられていて前従動輪３の支軸３Ａを両持ち支持する軸受体１０ｂと、支持板１０ａの背面に設けられていて左右テンションスプリング１２を嵌装する左右一対のガイド棒１０ｃとを有しており、
前記内筒体１４及び外筒体１５は、それぞれ円筒形に形成されていて、左右ガイド棒１０ｃの間でかつ支持体１１と支持板１０ａとの間に配置され、
前記内筒体１４は支持板１０ａの背面に固定されていることを特徴とする。

第３に、前記揺動軸８は駆動輪６の中心より下方に位置し、
前記複数の遊転輪５の内の後側２輪の遊転輪５をイコライザリンク２０に枢支し、このイコライザリンク２０の前後中途部をトラックフレーム２に枢支軸２２を介して枢支し、この枢支軸２２を揺動軸８の直下より後方へ離して配置しており、
前記トラックフレーム２の上面に前下向き傾斜状の傾斜台２ａを形成し、この傾斜台２ａに前記外筒体１５を固定し、外筒体１５の中心線を前下向きにするとともに、外筒体１５の中心線の後方延長側を揺動軸８の下方でかつ枢支軸２２よりも揺動軸８に近づいた位置に通していることを特徴とする。

本発明によれば、テンション調整機構の前後寸法をコンパクトにしながら、前従動輪の前後移動の安定化と内外筒体の円滑な摺動を実現させることができる。
即ち、テンション調整機構９は、支持体１１と、軸支体１０と、左右一対のテンションスプリング１２と、互いに摺動自在に嵌合する内筒体１４及び外筒体１５とを有し、内筒体１４及び外筒体１５は左右テンションスプリング１２の間に位置していて、内筒体１４は軸支体１０に固定され、外筒体１５はトラックフレーム２に固定されているので、内筒体１４と外筒体１５との嵌合で軸支体１０を安定的に支持でき、それらの左右にテンションスプリング１２が位置するので、内筒体１４と外筒体１５とに偏力を与えることなく円滑に摺動でき、テンションスプリング１２と内筒体１４及び外筒体１５を前後に配列するより前後寸法を小さくできる。

また、軸支体１０が、支持板１０ａと、前従動輪３の支軸３Ａを両持ち支持する軸受体１０ｂと、左右テンションスプリング１２を嵌装する左右一対のガイド棒１０ｃとを有し、内筒体１４及び外筒体１５が、それぞれ円筒形に形成されていて、左右ガイド棒１０ｃの間でかつ支持体１１と支持板１０ａとの間に配置され、内筒体１４は支持板１０ａの背面に固定されているので、左右テンションスプリング１２と内筒体１４及び外筒体１５とを左右方向に配列して、バランス良く配置できる。

さらに、左右テンションスプリング１２、内筒体１４及び外筒体１５等からトラックフレーム２に伝わる力を、トラックフレーム２の前側が下がる揺動力としかつその揺動力を小さくできる。

本発明の第１の実施の形態を示す側面図である。同要部の拡大側面図である。同要部の斜視図である。同断面背面図である。遊転輪のイコライザ作用を示す説明図である。第２の実施の形態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜５に示す第１の実施の形態おいて、クローラ走行装置１を装備するトラクタは、エンジン、ミッションケース３１及び前車軸フレーム等で走行機体３０を構成し、前車軸フレームに駆動可能な操向輪としての前輪を縣架し、エンジンをボンネットで被っており、キャビン又はロプスを搭載して操縦部及び運転席を被っており、走行機体３０の後部に
油圧装置及び３点リンク機構を介してロータリ耕耘機等の後部作業機を牽引装着している。

クローラ走行装置１は、角材、板材、パイプ材等で形成されたトラックフレーム２に、テンション調整用前従動輪（調整輪）３と遊転の後従動輪４とそれらの中間の遊転輪５とを前後方向に配列支持し、前記遊転輪５の上方に駆動輪６を配置し、これら全輪にクローラ７を巻き掛け、前記トラックフレーム２を駆動輪６の軸芯と平行でかつその下方に位置する揺動軸８回りに揺動自在に構成している。

前記前従動輪３は、トラックフレーム２の前端上面に設けた下向き傾斜状のテンション調整機構９の自由端に支軸３Ａを介して回転自在に支持されている。
テンション調整機構９は、トラックフレーム２の上面の前下向き傾斜した傾斜台２ａに固定の支持体１１と、この支持体１１に長手方向摺動自在に支持されていて前従動輪３の支軸３Ａを支持する軸支体１０と、この軸支体１０を前従動輪３側へ弾発するテンションスプリング１２と、クローラ７が伸びたときに軸支体１０を前従動輪３側へ移動して伸びを吸収する弛み修正手段１３とを有している。図１の符号１７はテンション調整機構９を被うカバーを示している。

前記軸支体１０は、支持体１１と平行な支持板１０ａの前面に支軸３Ａを左右から支持する左右一対の軸受体１０ｂを突出し、支持板１０ａの背面に支持体１１に挿通される左右一対のガイド棒１０ｃを突出しており、前記テンションスプリング１２は左右各ガイド棒１０ｃに嵌装されている。
前記弛み修正手段１３は軸支体１０の支持板１０ａの背面に固定の内筒体１４と、この内筒体１４に外嵌されていて傾斜台２ａに固定の外筒体１５と、前記内筒体１４内に配置されていて支持体１１に対して軸支体１０を前方へ押動する押動具１６とを有する。押動具１６はクローラ７が伸びて軸支体１０が前方へ移動したときに、グリスが浸入して軸支体１０の後戻りを阻止する油圧構造となっている。但し、押動具１６は押しネジ式でもよい。

前記内筒体１４と外筒体１５とは円筒形で隙間なく嵌合していて、内筒体１４は外筒体１５内を摺動自在であり、前従動輪３を支持するヨーク部を構成しており、内筒体１４と外筒体１５とを角筒形に形成するよりも隙間を少なくでき、ガタ付き音及び摩耗を少なくしている。
前記ガイド棒１０ｃを左右一対設けていることにより軸支体１０の回り止めが行われており、この左右一対のガイド棒１０ｃのそれぞれにテンションスプリング１２が設けられていることにより、前従動輪３の支持はダブルサスペンション構造となり、前従動輪３によるテンション調整の左右方向安定性及び耐久性を向上している。

トラックフレーム２の後端は二股形状となっていて、左右一対の軸受体１８を介して後従動輪４の支軸４Ａを回転自在に支持している。
遊転輪５は、前従動輪３及び後従動輪４よりも小径であり、トラックフレーム２に輪軸５Ａを介して前後３輪配置されており、遊転可能なマタギ転輪を例示している。
前記遊転輪５の内の前側の１輪の遊転輪５は、輪軸５Ａがトラックフレーム２に下面に固定の単独ブラケット２４を介して支持されており、前記遊転輪５の内の後側の２輪（中途部及び後部）の遊転輪５は、輪軸５Ａをイコライザリンク２０に枢支し、このイコライザリンク２０の前後中途部をトラックフレーム２に固定のブラケット２１に枢支軸２２を介してシーソ揺動自在に枢支している。

イコライザリンク２０の枢支軸２２の高さは、図１、２においては遊転輪５の輪軸５Ａより高く設定されており、図５においては遊転輪５の輪軸５Ａと同一高さに設定されている。また、前記枢支軸２２から中途部及び後部の遊転輪５までの距離Ｔ１、Ｔ２は、同一に設定されているが、一方を他方より長く設定してもよい。
前記揺動軸８からイコライザリンク２０の枢支軸２２までの水平距離Ｓ１は、揺動軸８から前記遊転輪の内の前側遊転輪５の輪軸５Ａまでの水平距離Ｓ２より短く設定されており、トラックフレーム２にかかる荷重を前側遊転輪５よりも後側の２輪で主に担持するようになっている。

駆動輪６は後車軸（駆動軸）３３の外端面に装着されたスプロケット（円板の外周に歯を有する駆動伝動体）である。前記後車軸３３は走行機体３０を構成するミッションケース３１の後部から左右に突出した後車軸ケース３４に支持され、かつ後車軸ケース３４から外側方に突出しており、ホイール形トラクタの場合は、駆動輪６の代わりにタイヤ車輪が装着される。

前記駆動輪６のピッチ円直径６Ｐは、タイヤ車輪の外周円直径の略半分に設定されており、そのために、前輪への動力伝達系には、駆動輪６の周速と略等しくするための減速装置が組み込まれている。なお、前輪の周速を駆動輪６の周速より増速する変速装置を装備していてもよい。
駆動輪６が遊転輪５の上方に配置されていることにより、前従動輪３及び後従動輪４とは三角配置となり、駆動輪６は三角形の上側頂点を形成し、前従動輪３及び後従動輪４はそれぞれ下側一頂点を形成する。それら全輪に巻き掛けられたクローラ（弾性履帯）７は、側面視において略三角形（おむすび形）となり、遊転輪５は略三角形の底辺に位置する。

前記クローラ７は鉄クローラでもよいが、ここでは内部に周方向の抗張体を埋設したゴムクローラが使用されており、幅方向中央には駆動輪６の歯（係合突起）が係合する係合孔が周方向等間隔に形成され、外周接地面には横一文字又はハの字等パターンのラグが、内周面には脱輪防止突起がそれぞれ突出形成されている。このクローラ７は、幅方向の抗張体である芯金を周方向等間隔に埋設しておいてもよい。

前記トラックフレーム２には、本体部分から走行機体３０側へ突出した板材等で形成された延設台３６が立設され、この延設台３６上に揺動支持体３５がボルト固定され、この揺動支持体３５の上部は補強枠３７に支持された水平横軸の揺動軸８に支持されている。
補強枠３７は、前記左右の後車軸ケース３４にボルト固定された取付け枠体３８と、ミッションケース３１の下面にボルト固定されていて左右両端が取付け枠体３８と連結されている連結材３９とを有している。前記取付け枠体３８の上止め板３８ａにキャビン支持台４０が設けられている。

前記補強枠３７の左右両側の取付け枠体３８には揺動軸８が設けられ、この揺動軸８に前記揺動支持体３５が揺動自在に嵌装されている。揺動軸８は、その軸芯が後車軸３３の軸芯と平行でかつその下方に位置しており、後車軸３３の直下でも良いが、後車軸３３の直下より前方へ寸法Ｋだけ偏位しており、トラックフレーム２の前後方向（前後端部においては上下方向）の揺動中心となっている。

側面視略三角形状のクローラ走行装置１は、後車軸３３から前従動輪３までの水平距離は後車軸３３から後従動輪４までの水平距離より長く設定されており、また、揺動軸８から前従動輪３までの水平距離Ｌ１も揺動軸８から後従動輪４までの水平距離Ｌ２より長く設定されている。
前記揺動軸８の軸芯が後車軸３３の直下又はそれより前方に位置し、かつクローラ走行装置１の揺動軸８の軸芯から前側部分の水平距離Ｌ１が後側部分のそれよりも若干長く形成されていると、クローラ走行装置１を浮かした状態でクローラ７にテンションを付与すると、クローラ走行装置１は駆動輪６と前従動輪３及び後従動輪４との間のテンションが平衡になるように前部が浮き上がることになり、その状態で接地させると、走行装置前部に上方向の力を付与する。この上方向の力により障害物への乗り上がりが容易になり、クローラ走行装置１は圃場における走破性が向上し、走行安定性及び牽引力増大を図ることができる。

前記前後従動輪３、４は、図１、４に示すように、遊転輪５の地面側の水平な接線（クローラ７の内周面）より高さＨだけ上位に位置しており、テンション調整で前従動輪３がクローラ７の中心側から遠方下向きに移動しても、前従動輪３は常に接線より上位に存在する。
前記第１の実施の形態における３輪の遊転輪５の機能を、図１、２、５において更に詳述する。

図５アの平坦地走行時は従来と同様に３輪がともにクローラ７に接地、即ち、圃場面に
接地する。
図５イのように前遊転輪５が障害物Ｍに乗り上げたとき、イコライザリンク２０がシーソ揺動してイコライザ作用を発揮し、中途遊転輪５も後遊転輪５とともに接地する。揺動軸８から枢支軸２２までの水平距離Ｓ１は揺動軸８から前遊転輪５までの水平距離Ｓ２より短いので、従来の前遊転輪５と後遊転輪５の２輪で支持する場合よりも、前遊転輪５と枢支軸２２で支持する場合の方が、枢支軸２２にかかる荷重は大になり、前遊転輪５にかかる荷重は小になる。

その大になる荷重を枢支軸２２に枢支されたイコライザリンク２０を介して中途遊転輪５と後遊転輪５とで同時に分担する。この中途遊転輪５と後遊転輪５のそれぞれにかかる荷重は分担されることにより、従来の前遊転輪５と後遊転輪５の２輪のみで支持する場合の後遊転輪５にかかる荷重より小になる。
従って、前遊転輪５が障害物Ｍに乗り上げたときに、３輪が荷重を分担し、相対的に前遊転輪５の分担する荷重が小になるので、前従動輪３側の浮き上がり力を抑えようとする荷重が減少する。

これによって、接地時の揺動軸８から前従動輪３までの水平距離Ｌ１を揺動軸８から後従動輪４までの水平距離Ｌ２より長く設定して、クローラ７にテンションを付与したときに走行装置前部に上方向の力を付与して、水田、湿田での障害物乗り越えがスムーズしかつ走破性を向上するという機能を保障することができる。また、クローラ７に後遊転輪５が局部的な大荷重を与えなくなるので、クローラ７の内周面で起こる虫食い現象も減少できる。

図５ウのように中途遊転輪５が障害物Ｍに乗り上げたとき、イコライザリンク２０が揺動して後遊転輪５も中途遊転輪５とともに接地する。枢支軸２２は中途遊転輪５と後遊転輪５との間に位置するので、前遊転輪５が障害物Ｍに乗り上げたときと同様に、イコライザリンク２０を支持する枢支軸２２の上下動は、従来の前遊転輪５と後遊転輪５の２輪で支持する場合の中途遊転輪５の上下動より小さくなり、走行機体３０に与える振動を減少できる。

中途遊転輪５が障害物Ｍに乗り上げたとき、前遊転輪５と後遊転輪５は一方だけでなく両輪が接地してそれぞれ荷重を分担し、後遊転輪５が障害物Ｍに乗り上げたときも前遊転輪５だけでなく中途遊転輪５も接地してそれぞれ荷重を分担し、１輪における最大荷重を低減する。
図６は第２の実施の形態を示しており、トラックフレーム２の中途部に前後方向４輪の遊転輪５を設け、前側２輪と後側２輪の遊転輪５をそれぞれイコライザリンク２０Ｆ、２０Ｒに枢支し、このイコライザリンク２０Ｆ、２０Ｒのそれぞれの前後中途部をトラックフレーム２に枢支軸２２Ｆ、２２Ｒを介して枢支しており、前記揺動軸８から後枢支軸２２Ｒまでの水平距離Ｓ１を揺動軸８から前枢支軸２２Ｆまでの水平距離Ｓ３より短く設定している。

後側イコライザリンク２０Ｒに枢支された後側２輪の遊転輪５の荷重支持作用は前記第１の実施形態と同一であり、前側イコライザリンク２０Ｆに枢支された前側２輪の遊転輪５もこれらと同様の作用をする。
前後従動輪３、４が遊転輪５の地面側の水平な接線より寸法Ｈだけ上位に位置していることも相まって、前後イコライザリンク２０Ｆ、２０Ｒにそれぞれ枢支された前後計４輪の遊転輪５は、イコライザ作用によって同時に接地して荷重を分担支持し、前イコライザリンク２０Ｆにかかる荷重も軽減され、トラックフレーム２の振動も抑制される。

なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜６に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
例えば、クローラ７にテンションを付与したときに走行装置前部に上方向の力を付与するなら、揺動軸８は駆動輪６の中心より下方で真下より僅かに後方に位置しても支障はなく、遊転輪５が４輪ある場合は、後側２輪のみをイコライザリンク２０で支持し、残りの
前側２輪をトラックフレーム２に個別支持してもよい。

１クローラ走行装置
２トラックフレーム
３前従動輪
４後従動輪
５遊転輪
５Ａ輪軸
６駆動輪
７クローラ
８揺動軸
２０イコライザリンク
２２枢支軸

Claims

走行機体（３０）の後車軸ケース（３４）に対して揺動軸（８）を介してトラックフレーム（２）を揺動自在に支持し、このトラックフレーム（２）の前後端部に前後従動輪（３、４）を配置するとともに中途部に前後方向複数の遊転輪（５）を設け、前記トラックフレーム（２）の前後方向中途部上方に後車軸ケース（３４）に支持された後車軸（３３）から動力が伝達される駆動輪（６）を配置し、前記駆動輪（６）、前後従動輪（３、４）及び遊転輪（５）にクローラ（７）を巻き掛け、前記トラックフレーム（２）の前部に前従動輪（３）を支持しながらクローラ（７）のテンションを調整するテンション調整機構（９）を設けており、
前記テンション調整機構（９）は、トラックフレーム（２）の上面に配置された支持体（１１）と、前従動輪（３）を支持する軸支体（１０）と、支持体（１１）と軸支体（１０）との間に配置されていて軸支体（１０）を前従動輪（３）側へ弾発する左右一対のテンションスプリング（１２）と、互いに摺動自在に嵌合する内筒体（１４）及び外筒体（１５）とを有しており、
前記内筒体（１４）及び外筒体（１５）は左右テンションスプリング（１２）の間に位置していて、内筒体（１４）は軸支体（１０）に固定され、外筒体（１５）はトラックフレーム（２）に固定されていることを特徴とするクローラ走行装置。
前記軸支体（１０）は、支持体（１１）と平行な支持板（１０ａ）と、この支持板（１０ａ）の前面に設けられていて前従動輪（３）の支軸（３Ａ）を両持ち支持する軸受体（１０ｂ）と、支持板（１０ａ）の背面に設けられていて左右テンションスプリング（１２）を嵌装する左右一対のガイド棒（１０ｃ）とを有しており、
前記内筒体（１４）及び外筒体（１５）は、それぞれ円筒形に形成されていて、左右ガイド棒（１０ｃ）の間でかつ支持体（１１）と支持板（１０ａ）との間に配置され、
前記内筒体（１４）は支持板（１０ａ）の背面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のクローラ式走行装置。
前記揺動軸（８）は駆動輪（６）の中心より下方に位置し、
前記複数の遊転輪（５）の内の後側２輪の遊転輪（５）をイコライザリンク（２０）に枢支し、このイコライザリンク（２０）の前後中途部をトラックフレーム（２）に枢支軸（２２）を介して枢支し、この枢支軸（２２）を揺動軸（８）の直下より後方へ離して配置しており、
前記トラックフレーム（２）の上面に前下向き傾斜状の傾斜台（２ａ）を形成し、この傾斜台（２ａ）に前記外筒体（１５）を固定し、外筒体（１５）の中心線を前下向きにするとともに、外筒体（１５）の中心線の後方延長側を揺動軸（８）の下方でかつ枢支軸（２２）よりも揺動軸（８）に近づいた位置に通していることを特徴とする請求項１又は２に記載のクローラ式走行装置。