JP2018167800A - クローラトラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】新たに作動油タンクを追加配置する必要がなく、ホイルトラクタ等の他種類のトラクタと略共通の機体レイアウトを有するクローラトラクタを実現する。【解決手段】左右一対のクローラ式走行装置を備えるクローラトラクタであって、機体後部に設けたミッションケースと機体前部に設けた旋回用ミッションケースとを連結して循環する油圧配管装置を機体前後方向に沿って設けるとともに、前記油圧配管装置の機体前後方向中間部を、前側配管部及び後側配管部よりも大径のパイプによって構成されたタンク部とし、当該タンク部に作動油を貯留する構成とした。【選択図】図４

Description

本発明は、クローラ式走行装置を備えたクローラトラクタにおいて作動油の油量を確保する技術に関する。

特許文献１には、左右一対のクローラ式走行装置を備えるクローラトラクタの構成が開示されている。ここでは、左右のクローラの速度差を利用して旋回する旋回方式が採用されており、旋回用の油圧式無断変速機が搭載されている。そのため、ミッションケース内に潤滑油と兼用させた作動油を貯留させるとともに、ミッションケースに連結される専用の作動油タンクを設けることで、必要な作動油の油量を確保している。

特許第４６９４７１７号公報

従来のクローラ式走行装置を備えたクローラトラクタは、クローラトラクタ専用の設計思想に基づいて設計されていたが、ホイルトラクタやクローラトラクタを含んだトラクタ全体の製造コストを削減するという観点から、フレーム構造を他種類のトラクタで共用したり、部品を共通化して流用したりするということが求められている。つまり、生産数の多いホイルトラクタの構造をベースとして、クローラトラクタを製造するという需要が高くなっている。

特に、クローラ式走行装置の旋回用油圧式無段変速機に所定量の作動油量を確保しなければならないという点では、ホイルトラクタの機体レイアウトを踏襲しながら、必要な作動油の量を確保し、機体傾斜時のエア吸い込み防止などを考慮しつつ、作動油タンクを配置することが難しい。さらに、中小型のトラクタにおいては、機体のコンパクト化が進められているため、余分なスペースがなく、新たに所望の容量を有した作動油タンクを配置することが難しくなっている。

左右一対のクローラ式走行装置を備えるクローラトラクタであって、機体後部に設けたミッションケースと機体前部に設けた旋回用ミッションケースとを連結して循環する油圧配管装置を機体前後方向に沿って設けるとともに、前記油圧配管装置の機体前後方向中間部を、前側配管部及び後側配管部よりも大径のパイプによって構成されたタンク部とし、当該タンク部に作動油を貯留する構成とした。

前記油圧配管装置は、機体左右方向において、機体フレームとクローラ式走行装置のトラックフレームとの間のスペースに配置される。

前記タンク部にサクションフィルタを内蔵した。

本発明によれば、新たに作動油タンクを追加配置する必要がなく、ホイルトラクタ等の他種類のトラクタと略共通の機体レイアウトを有するクローラトラクタを実現できる。

クローラトラクタの側面図 クローラトラクタのフレーム構造を示す斜視図 クローラトラクタのフレーム構造を示す斜視図 油圧配管装置を示す平面図 イコライザの斜視図 イコライザの斜視図 リアハウジングを示す背面図 リアハウジングの斜視図 アクスルケースを示す斜視図 エンジンと旋回用ミッションケースの関係を示す図 クローラトラクタの動力伝達経路を示すスケルトン図 減速軸の構成を示す図 旋回用ミッションケースの内部伝達構造を示す端面図 旋回用ミッションケースの組立の一部を示す図 旋回用ミッションケースへの動力の取り込み方式を示す図 ブレーキリンク構造を示す図 クローラトラクタの油圧回路図

図１から図４を参照して、クローラトラクタ１について説明する。クローラトラクタ１は、左右一対のクローラ式走行装置２、クローラ式走行装置２に支持される機体フレーム３、機体フレーム３上に載置されるエンジン４やミッションケース５、旋回用ミッションケース６、並びに、エンジン４を被覆するボンネット７、ボンネット７の後方に設けられるキャビン８等を備える。ミッションケース５は機体後端部に配置され、ミッションケース５の後面からＰＴＯ軸９が突出され、ＰＴＯ軸９を介してトラクタ後方に取り付けられる作業機に動力が伝達される。旋回用ミッションケース６は機体前端部に配置されている。

クローラトラクタ１では、エンジン４の動力がミッションケース５に伝達され、さらに、ミッションケース５に付設される直進ＨＳＴで変速された後に、機体前後方向に延びるドライブシャフトを介して旋回用ミッションケース６に動力が伝達される。そして、旋回用ミッションケース６に付設される旋回用ＨＳＴによって入力された動力を変速して、左右のクローラ式走行装置２に異なる回転数を出力する。このように、クローラトラクタ１は、旋回時に左右のクローラ式走行装置２の速度差を利用する旋回方式を採用している（詳しくは後述）。

機体フレーム３は、機体前後方向に延出される左右一対の板体と、左右の板体を連結する補強体を有する。機体フレーム３の前部を構成するフロントフレーム３ａにエンジン４が、後部を構成するリアフレーム３ｂにミッションケース５がそれぞれ支持されている。ミッションケース５は、機体フレーム３の左右の板体の間に固定されており、機体フレーム３とミッションケース５とによって剛性の高いフレーム構造を形成している。このように、機体フレーム３はフロントフレーム３ａとリアフレーム３ｂを前後に連結させた分割構造を有し、フロントフレーム３ａにエンジン４を、リアフレーム３ｂにミッションケース５をそれぞれ固定して組み付けることでフレーム構造の組付性を向上している。

クローラ式走行装置２は、機体の左右に対として設けられている。クローラ式走行装置２は、トラックフレーム２１、駆動スプロケット２２、テンションローラ２３、遊転輪２４、ガイドローラ２５、クローラベルト２６等を備える。トラックフレーム２１は、機体フレーム３の外側に設けられている。トラックフレーム２１は、機体前後方向に延出され、フロントビーム２７によって左右のトラックフレーム２１の前部が連結され、リアビーム３０によってそれらの後部が連結されている。

トラックフレーム２１の前端は、旋回用ミッションケース６の側方に設けられるアクスルケース３１に固定され、後端には前後方向に伸縮可能なテンションフレーム２８が連結される。テンションフレーム２８には、テンションローラ２３が回転自在に支持されている。駆動スプロケット２３は、アクスルケース３１から突出される出力軸に固定されている。遊転輪２４は、トラックフレーム２１の前部及び後部の二箇所に設けられており、それぞれトラックフレーム２１の下部に前後揺動自在に支持されたイコライザフレーム２９の前後に回転自在に支持されている。ガイドローラ２５は、トラックフレーム２１の前後中途部の上部に回転自在に設けられる。クローラベルト２６は、駆動スプロケット２２、テンションローラ２３、遊転輪２４、及び、ガイドローラ２５に巻回される。

ミッションケース５内に貯留される潤滑油は、直進ＨＳＴ及び旋回用ＨＳＴの作動油として利用される。ミッションケース５と旋回用ミッションケース６の間で、油圧配管装置４０を介して作動油が循環されるように構成されている。なお、油圧配管装置４０のシステム内には、作動油を送油する油圧ポンプが含まれている。

油圧配管装置４０は、機体後部のミッションケース５と機体前部の旋回用ミッションケース６とを連結する油圧配管構造であり、クローラトラクタ１の機体前後方向に沿って設けられている。油圧配管装置４０は、ミッションケース５から機体左右一側（本実施形態では右側）に配置される送り側のサクション配管４１と、他側に配置される戻り側のリダクション配管５１とを含む。サクション配管４１及びリダクション配管５１は、それぞれミッションケース５と旋回用ミッションケース６（及び旋回用ＨＳＴ）とを連通連結する油圧配管である。サクション配管４１及びリダクション配管５１は、機体左右方向において、機体フレーム３とトラックフレーム２１の間に配置され、機体上下方向において、トラックフレーム２１よりも上方に配置されている。

サクション配管４１の機体前後方向中間部は、配管の他の部位（前側配管部及び後側配管部）よりも大径のパイプによって構成されたタンク部４２として構成されている。リダクション配管５１の機体前後方向中間部も同様に、配管の他の部位（前側配管部及び後側配管部）よりも大径のパイプによって構成されたタンク部５２として構成されている。つまり、油圧配管装置４０では、ミッションケース５と旋回用ミッションケース６とを連結する油圧配管の一部を大径化し、部分的に容量を増やして作動油タンクとして利用している。

サクション配管４１は、ミッションケース５と連結された後側配管４３と、旋回用ＨＳＴ９３と連結された前側配管４４と、タンク部４２とによって構成される。後側配管４３及び前側配管４４は、タンク部４２よりも小径のパイプによって構成されている。タンク部４２の前端は、ステー４５を介して、フロントビーム２７上に固定される。タンク部４２の後端は、ブラケット４６を介して、リアフレーム３ｂに固定される。

リダクション配管５１は、旋回用ＨＳＴ９３と連結された前側配管５３と、ミッションケース５に付設されるリアハウジング７０に連結された後側配管５４と、タンク部５２とによって構成される。前側配管５３と後側配管５４は、タンク部５２よりも小径のパイプによって構成されている。タンク部５２の前端は、ステー５５を介して、フロントビーム２７上に固定される。タンク部５２の後端は、ブラケット５６を介して、リアフレーム３ｂに固定される。サクション配管４１のタンク部４２とリダクション配管５１のタンク部５２は、機体前後方向中央を中心とした対称位置に配置されるとともに、それぞれの固定位置も対称位置に配置されている。

このように、油圧配管装置４０は、前後中途部にタンク部４２を備えたサクション配管４１と、前後中途部にタンク部５２を備えたリダクション配管５１とを有して構成され、タンク部４２・５２を作動油タンクとして機能させている。これにより、直進ＨＳＴと旋回用ＨＳＴを備えるクローラトラクタ１において、油圧式無段変速装置の安定的な作動に必要な作動油の油量を確保している。油圧配管の一部を大径化して作動油タンクの機能を持たせることで、旋回用ＨＳＴを搭載する際に作動油タンクを別途設ける必要がなくなる。また、作動油タンクを設置するスペースを用意する必要がないため、トラクタの大きさに関わらずに、簡単に採用することができる。

従って、クローラ式走行装置を有しないホイルトラクタの機体レイアウトから極力少ない変更（機体フレーム３とトラックフレーム２１との間のスペースに機体前後方向に延出される油圧配管装置４０を追加すること等）で、クローラ式走行装置２を備えたクローラトラクタ１の機体レイアウトの設計を行うことが可能となる。そして、相違部位を少なくすることで、部品の共通化を図ることが可能となる。例えば、ホイルトラクタの機体レイアウトからクローラトラクタ１の機体レイアウトを設計する際に、クローラ式走行装置２の構成を追加するが、その際の変更点は、機体フレーム３とトラックフレーム２１との間の余剰スペースに油圧配管装置４０を配置するだけで良い。つまり、クローラトラクタを製造する際に生じる余剰スペースを有効活用することができるとともに、他の部位を変更する必要がないという特有の効果を奏する。

さらには、作動油タンクとしてのタンク部４２・５２を大径パイプによって構成することで、空気と触れる表面積を通常のパイプ部よりも大きくすることができるため、作動油が循環する際に、油の温度の低減が期待できるという特有の効果を奏する。

サクション配管４１のタンク部４２には、サクションフィルタ４７が内蔵されている。すなわち、大径パイプとして構成されたタンク部４２の下流側端部の取り出し側にサクションフィルタ４７が設けられている。本実施形態の作動油タンクとしてのタンク部４２は、大径パイプであることから、循環経路の同軸上にサクションフィルタ４７を設けることができる。そのため、従来の直方体容器型の作動油タンクと違って外部にサクションフィルタを設ける必要がなく、スペースを圧迫することがない。また、一部を大径パイプとしてタンク部４２とすることで、油圧配管の取り外しが容易となるため、サクションフィルタ４７のメンテナンス性も向上することができる。

そして、機体前後方向に延出される油圧配管の一部をタンク部４２・５２とし、作動油タンクとしていることで、機体傾斜に対するロバスト性が高く、作動油へのエア吸い込みを低減することが可能である。また、リダクション配管５１のタンク部５２に、同様にリターンフィルタを内蔵することもできる。

図５及び図６に示すように、遊転輪２４及びイコライザフレーム２９を含むイコライザ６０には、補強板６１が設けられている。イコライザ６０は、回動支軸６２を中心として機体前後方向に揺動可能に構成されているが、補強板６１がトラックフレーム２１と当接することでその揺動範囲が規制されている。

このように、イコライザ６０を補強するための板の前後端を折り曲げて、トラックフレーム２１との当接面を形成することで、補強板６１を回動規制のストッパとして兼用することが可能となる。従来、ストッパ用としてシャフトを設けたりしていたが、補強板６１がストッパの役割も兼ねることで、シャフトが不要となる。

図７及び図８に示すように、ミッションケース５の左右両側方には、リアハウジング７０が取り付けられている。ホイルトラクタではリアアクスルケースが設けられている場所に相当する位置に、クローラトラクタ１ではリアハウジング７０を設けている。リアハウジング７０の内部はミッションケース５と連通しており、ミッションケース５に貯留される潤滑油がリアハウジング７０にも流通可能である。言い換えれば、リアハウジング７０を設置することで、ミッションケース５とリアハウジング７０とで貯留できる油量を増大させることができる。

左右一側（本実施形態では右側）のリアハウジング７０の背面の一部に検油窓７１が設けられている。検油窓７１は、リアハウジング７０の上下中途部に設けられ、ミッションケース５及びリアハウジング７０内に貯留される作動油の油面の低下を確認することが可能な位置に設けられている。検油窓７１を通じてミッションケース５内の油量を確認することで、各油圧系統に必要な油量を担保することが可能である。

ミッションケース５とリアハウジング７０はそれぞれボルト締結等によって固定される。リアハウジング７０は、リアビーム３０にボルト締結等によって固定される。つまり、ミッションケース５はリアハウジング７０・７０を介してリアビーム３０に支持されている。また、リアハウジング７０は、キャビン８及び燃料タンク７２を支持している。燃料タンク７２は、支持ステー７３を介してリアハウジング７０に取り付けられる。

以上のように、クローラトラクタ１のミッションケース５の両側方に設けられるリアハウジング７０に、作動油タンクとしての機能、検油窓７１による検量機能、キャビン８及び燃料タンク７２を支持する機能等の各種機能を付随させることで、一つ一つの部材を別途設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。

図９に示すように、ミッションケース５の左右に取り付けられるアクスルケース３１・４０を同じ構成としている。アクスルケースの下部には、メンテナンス用のドレン穴を設ける必要があるが、本実施形態のアクスルケース３１は、左右対称の形状を有するとともに、ケース下端部にドレン穴４１を対称に設け、右側と左側とで、それぞれ組み付けた際に下側に位置する方のドレン穴４１をメンテナンス用のドレン穴として使用することで、部品を共通化している。

このように、左右のアクスルケース３１に同一部品を採用することで、部品種類数を削減でき、製造コストを低減できるとともに、部品管理コストを低減することができる。また、左右で異なる部品を用いた際に発生し得る類似部品による誤組を防止することができる。

図１０に示すように、旋回用ミッションケース６は、エンジン４の前下方に配置されており、旋回用ミッションケース６の上面は、前方から後方にかけて下方に傾斜するように形成されている。これにより、旋回用ミッションケース６の前方からの風が上面に沿って流れることで、エンジン４の下部に位置するエンジンオイルパン７５に向けて風を循環させることができ、エンジンオイルパン７５内のエンジンオイルを冷却することができる。

このように、旋回用ミッションケース６の外形形状を、風の流れを考慮したものとすることで、別途風向板を設置する必要がなく、部品点数削減につなげることができる。また、簡単な工夫でエンジン４周りの風の循環性を高めることができる。

次に、図１１を参照して、クローラトラクタ１の動力伝達構成について説明する。

エンジン４から後方に突出した後出力軸８０からミッションケース５内のポンプ軸８１とＰＴＯクラッチ８２に動力が伝達される。ＰＴＯクラッチ８２からは、ＰＴＯ変速装置８３により変速されて、ＰＴＯ軸９に動力が伝達される。ポンプ軸８１上に直進ＨＳＴ８４が配置される。直進ＨＳＴ８４のモータ軸８５は、パイプ状に形成され、ポンプ軸８１上に配置されている。モータ軸８５から前後進切替クラッチ８６が設けられた伝動軸８７を介して変速軸８８に動力が伝達される。変速軸８８上には、１速、２速、３速のクラッチがそれぞれ設けられている。変速軸８８からの出力は、伝動軸・伝動ギアを介して旋回用ミッションケース６の入力ベベルシャフト９１に伝達される。

エンジン４から前方に突出した前出力軸９２から旋回用ＨＳＴ９３のポンプ軸９４に動力が伝達される。旋回用ＨＳＴ９３は、旋回用ミッションケース６の前面に付設される。旋回用ＨＳＴ９３の可動斜板はキャビン８内のステアリングハンドルと連係されている。旋回用ＨＳＴ９３のモータ軸９５は、旋回用ミッションケース６内に延出され、その先端にベベルギア９６が固定されている。ベベルギア９６は、左右のベベルギア９７・９７と歯合し、モータ軸９５から、その一方には正転、他方には逆転の動力が伝達される。ベベルギア９７・９７から強制デフを形成する左右の遊星歯車機構９８のキャリア９９に動力が伝達される。

入力ベベルシャフト９１から遊星歯車機構９８のデフ入力軸１００に動力が伝達される。デフ入力軸１００の端部には、遊星歯車機構９８のサンギア１０１が固定され、サンギア１０１はプラネタリギア１０２と歯合されている。プラネタリギア１０２は、キャリア９９のキャリア軸に回転自在に支持されている。遊星歯車機構９８から減速軸１０３を介して駆動スプロケット２２の駆動軸１０４に伝達される。

ステアリングハンドルが直進状態のときは、旋回用ＨＳＴ９３は中立となり、モータ軸９５は回転されず、ミッションケース５により変速された後の出力が駆動軸１０４に伝達され、左右同数の回転数となって直進する。ステアリングハンドルを左右一方に回転すると、その回転方向及び回転角度に応じて旋回用ＨＳＴ９３の可動斜板が傾倒され、それに応じた出力回転方向及び回転数がモータ軸９５に出力される。そして、モータ軸９５から左右一方のベベルギア９７に正転の回転が遊星歯車機構９８に加えられて増速され、他方の遊星歯車機構９８には逆転の回転が加えられて減速される。このようにして、クローラトラクタ１は、ステアリングハンドルの回転に応じて、左右のクローラ式走行装置２への出力を変えて旋回方式を採用している。

図１２に示すように、アクスルケース３１内の減速軸１０３は、中途部で分割されたものではなく、一本のシャフトとして構成されている。減速軸１０３は、旋回用ミッションケース６で変速された回転動力を駆動スプロケット２２の入力軸に出力する最終減速軸である。このように、従来分割構造としていた減速軸１０３を一本化することで組立工数を削減することができ生産性を向上することができる。また、分割構造と違い、減速軸１０３を支持するベアリングの個数を減らすことができ、部品点数の削減につなげることができる。

図１１及び図１３に示すように、駐車ブレーキの摩擦板１０５を入力ベベルシャフト９１上には配置せず、別途設けたブレーキシャフト１０６上に配置し、ブレーキシャフト１０６を介してブレーキをかける仕組みを採用している。ブレーキシャフト１０６には、ブレーキギア１０７が固定されている。このブレーキギア１０７は、入力ベベルシャフト９１側のブレーキギア１０８と歯合している。摩擦板１０５を作用させてブレーキシャフト１０６の回転を止めることで、ブレーキギア１０７・１０８を介して、入力ベベルシャフト９１の回転を止める仕組みである。

このように、駐車ブレーキの仕組みを入力ベベルシャフト９１から一軸離した位置に設けることで、入力ベベルシャフト９１周辺のスペースに余裕を持たせることができる。また、ミッションケース５からの出力軸となるドライブシャフトと入力ベベルシャフト９１を同軸上に配置することができるため、ストレートタイプのドライブシャフトを採用することが可能となる。

また、図１４に示すように、駐車ブレーキ仕組みとして、摩擦板１０５、ブレーキシャフト１０６、及びブレーキギア１０７をサブ組立して、入力ベベルシャフト９１及びブレーキギア１０８を組み立てた後の旋回用ミッションケース６に組み付けることが可能となり、組立性を向上できる。

さらに、図１５の上図に示すように、旋回用ミッションケース６への動力の取り込み方式として、入力ベベルシャフト９１から直接ベベルギア１０９に入力し、デフ入力軸１００に伝達する方式と、図１５の下図に示すように、ブレーキシャフト１０６からブレーキギア１０７・１０８及び入力ベベルシャフト９１を介してベベルギア１１０に入力する方式の二つ用意することで、クローラトラクタ１のサイズやトラクタの種類等に応じて臨機応変に変更することが可能となる。このように、旋回用ミッションケース６への動力の取り込み方式を複数用意することで、新作時の発生費用の高いミッションケースの流用性を高めることができ、コスト削減を図ることができる。

図１６に示すように、駐車ブレーキを操作するためのカム軸１１１にユニバーサルジョイント１１２を接続し、ユニバーサルジョイント１１２を回転操作し、カム軸１１１にトルクを入力するためのアーム１１３を設けている。アーム１１３は、回動片１１４を介してユニバーサルジョイント１１２に連結される。アーム１１３はキャビン８内に延出されて、リンク機構１１５を介してキャビン８内のブレーキペダル１１６に連結される。ブレーキペダル１１６を押し込むと、リンク機構１１５がアーム１１３を上方に持ち上げるように回転し、アーム１１３の移動に伴って、回動片１１４が時計回りに回動される。そして、ユニバーサルジョイント１１２が時計回りに回転し、カム軸１１１を同方向に回転させる。このようにして、ブレーキペダル１１６の操作がアーム１１３を介したトルク入力となり、ユニバーサルジョイント１１２及びカム軸１１１に伝達される。

このように、カム軸から直接アームを出すのではなく、ユニバーサルジョイント１１２を介してアーム１１３を連結しているため、カム軸１１１の周辺にスペースを設ける必要がなく、レイアウトの自由度を確保することができる。

次に、図１７を参照して、クローラトラクタ１の油圧回路について説明する。

ミッションケース５内に貯留された潤滑油は、直進ＨＳＴ８４や旋回用ＨＳＴ９３、作業機昇降装置、油圧クラッチ等の作動油として利用される。エンジン４の後出力軸８０からの動力によって、昇降装置へ作動油を圧送する油圧ポンプ１２０と、直進ＨＳＴ８４及びＰＴＯクラッチ８２へ作動油を圧送する油圧ポンプ１２１が駆動される。エンジン４の前出力軸９２からの動力によって、旋回用ＨＳＴ９３へ作動油を圧送する油圧ポンプ１２２が駆動される。上述のように、ミッションケース５と旋回用ミッションケース６との間には、油圧配管装置４０が設けられており、油圧ポンプ１２２の駆動により、ミッションケース５から後側配管４３、タンク部４２、前側配管４４を含むサクション配管４１を通じて、旋回用ＨＳＴ９３に供給される。そして、旋回用ＨＳＴ９３から前側配管５３、タンク部５２、後側配管５４を含むリダクション配管５１を通じてミッションケース５に戻される。

１：クローラトラクタ、２：クローラ式走行装置、３：機体フレーム、５：ミッションケース、６：旋回用ミッションケース、２１：トラックフレーム、４０：油圧配管装置、４１：サクション配管、４２：タンク部、４３：後側配管、４４：前側配管、４７：サクションフィルタ、５１：リダクション配管、５２：タンク部、５３：前側配管、５４：後側配管

Claims (3)

1. 左右一対のクローラ式走行装置を備えるクローラトラクタであって、
   機体後部に設けたミッションケースと機体前部に設けた旋回用ミッションケースとを連結して循環する油圧配管装置を機体前後方向に沿って設けるとともに、
   前記油圧配管装置の機体前後方向中間部を、前側配管部及び後側配管部よりも大径のパイプによって構成されたタンク部とし、当該タンク部に作動油を貯留する構成としたことを特徴とするクローラトラクタ。
2. 前記油圧配管装置は、機体左右方向において、機体フレームとクローラ式走行装置のトラックフレームとの間のスペースに配置されることを特徴とする請求項１に記載のクローラトラクタ。
3. 前記タンク部にサクションフィルタを内蔵したことを特徴とする請求項１又は２に記載のクローラトラクタ。

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