作業車輌
【課題】湿田などの地盤が軟弱な場所における走行性能の高い作業車両を提供する。
【解決手段】トラクタは、左右一対の前部クローラ走行装置および後部クローラ走行装置を駆動させて走行すると共に、湿田などの地盤が軟弱な場所を走行する場合や、スタットして走行不能になった場合、作業者は増速機能スイッチ７７をＯＮにする。増速機能スイッチ７７がＯＮになると、増速指令手段７６から増速切換実行手段７５に制御信号が出力され、油圧指令手段７３を介して増速制御バルブ６４が制御されて増速切換え変速機構が増速状態へと切換わり、前部クローラ走行装置が後部クローラ走行装置に比して高速に駆動する。前部クローラ走行装置が高速に駆動すると、該前部クローラ走行装置が圃場から受ける機体を上昇させる方向の反力が増大し、機体の沈み込み量が少なくなる。
【解決手段】トラクタは、左右一対の前部クローラ走行装置および後部クローラ走行装置を駆動させて走行すると共に、湿田などの地盤が軟弱な場所を走行する場合や、スタットして走行不能になった場合、作業者は増速機能スイッチ７７をＯＮにする。増速機能スイッチ７７がＯＮになると、増速指令手段７６から増速切換実行手段７５に制御信号が出力され、油圧指令手段７３を介して増速制御バルブ６４が制御されて増速切換え変速機構が増速状態へと切換わり、前部クローラ走行装置が後部クローラ走行装置に比して高速に駆動する。前部クローラ走行装置が高速に駆動すると、該前部クローラ走行装置が圃場から受ける機体を上昇させる方向の反力が増大し、機体の沈み込み量が少なくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機体の前部及び後部のそれぞれに左右一対の走行装置を備えた作業車両に係り、詳しくは、４クローラ型トラクタなどの湿田等の地盤が軟弱な場所であっても走行することが可能な作業車輌に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機体に対して相対回転可能なトラックフレーム（フレーム）を設けると共に、このトラックフレームの前後端にそれぞれ２つのリンク機構を介してアイドラホイール（第１の転輪、第２の転輪）を配設し、前部アイドラホイール（第１の転輪）から車軸中心までの距離を、後部アイドラホイール（第２の転輪）から車軸中心までの距離よりも長くした三角形状のクローラ走行装置を機体の前後に左右一対ずつ備えた４クローラ型車輌が案出されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０９９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載のような、走行装置の構造を改良することによって走破性能を向上させた作業車輌は、障害物や凹凸のある圃場を容易に走行することができるが、このような走行装置であっても、地盤が軟弱な湿田などでは走行装置が一定深さまで埋まり、スタットして走行不能の状態に陥る虞があった。
【０００５】
そこで本発明は、作業車輌の走行状態に応じて、クローラ走行装置である前部走行装置を後部走行装置よりも速く駆動させ、この前部走行装置が地面から受ける機体を上昇させる方向の反力を増大させることによって、上記課題を解決した作業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、機体（２）の前部に設けられた左右一対の前部走行装置（１０）と、前記機体（２）の後部に設けられた左右一対の後部走行装置（１１）とを備え、駆動源（４１）からの動力を変速装置（４２）によって変速すると共に、前記前部及び後部走行装置（１０，１１）に出力して走行する作業車輌（１）において、
これら前部及び後部走行装置（１０，１１）の内、少なくとも前記前部走行装置（１０）は、車軸（１６，１７）に装着した駆動スプロケット（１９，２０）と、その下方に設けたトラックフレーム（２１，２２）の前端に配設した前部アイドラホイール（２３，２６）と、前記トラックフレーム（２１，２２）の後端に配設した後部アイドラホイール（２５，２７）と、これら前後のアイドラホイール（２３，２５，２６，２７）間に配設され、前記トラックフレーム（２１，２２）に回転自在に取付けられた転輪（２９，３０）とに亘りクローラ（３１，３２）を巻装したクローラ走行装置（１０，１１）であり、
前記変速装置（４２）は、前記前部走行装置（１０）及び前記後部走行装置（１１）を略々同じ速度で駆動させる標準状態又は、前記前部走行装置（１０）を前記後部走行装置（１１）に比して高速で駆動させる増速状態となす変速機構（５１）を備え、
前記変速機構（５１）を切換え手段（７７）によって前記標準状態、又は前記増速状態の何れか一方に切換え可能にしてなる、
ことを特徴とする作業車輌にある。
【０００７】
なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によると、クローラ走行装置である前部走行装置を後部走行装置よりも高速で回転させることによって、前部駆動装置が地面から受ける機体を上昇させる方向の反力を増大させて、地盤が軟弱なため走行装置が沈下し、走行することが困難な湿田等においても、円滑に走行することができる。特に、一旦、スタットして走行不能状態に陥ったとしても、上述したように前部走行装置を後部走行装置よりも高速で駆動させることによって、走行不能状態から脱出させることができ、再度走行を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面に基づいて本発明に係る実施の形態について説明をする。図１及び図２に示すように、本発明に係る作業車輌としてのトラクタ１は、走行機体２の前方にボンネット３に覆われたエンジン（駆動源）４１（図５参照）を有していると共に、その後方にはキャビン５が設けられており、該キャビン５内にはステアリングハンドル６等からなる運転操作部７及び運転座席９が配設されている。
【００１０】
上記走行機体２は、前部クローラ走行装置（前部走行装置）１０，１０と、後部クローラ走行装置（後部走行装置）１１，１１とによって支持されており、トラクタ１は、機体前後にそれぞれ左右一対ずつ配設されたクローラ走行装置１０，１０，１１，１１によって駆動する４クローラ型のトラクタである。
【００１１】
[クローラ走行装置の概略]
これらクローラ走行装置１０，１０，１１，１１は、フロントアクスルハウジング及びリヤアクスルハウジングとしてのトランスミッションケース１３の左右両側にそれぞれ連結されたファイナルケース１５に支持されており（図３参照）、ファイナルケース１５の先端で車軸１６，１７に取付けられた駆動スプロケット１９，２０と、トラックフレーム２１，２２の前後端に設けられた前後のアイドラホイール２３，２５，２６，２７と、これら前後のアイドラホイール２３，２５，２６，２７間においてトラックフレーム２１，２２の下方に回転自在に取付けられた複数の転輪２９・・・，３０・・・とにクローラ３１，３２を巻装して構成されている。
【００１２】
上記トラックフレーム２１，２２は、ファイナルケース１５，１５の先端側の外周に嵌合し、車軸１６，１７を中心に前後に揺動するホルダ３３に、連結ブラケット３５，３６を介して取付けられており、それによりクローラ走行装置１０，１０，１１，１１は、車軸１６，１７を中心として所定範囲内で前後に揺動自在に構成されている（図１及び図２の２点鎖線部参照）。
【００１３】
また、トラックフレーム２１，２２の下方には、転輪２９，３０からクローラ３１，３２が外れるのを防止するクローラガイド３８，３７が設けられており、これらクローラガイド３６，３７の両端は、前後のアイドラホイール２３，２５，２６，２７の軸芯方向に向いている。
【００１４】
[前部クローラ走行装置の説明]
次に、前部クローラ走行装置１０について詳しく説明をする。図１に示すように、前部クローラ走行装置１０のトラックフレーム２１は、機体前端に配置された転輪２９ａの上方近傍において、機体上方に向けて屈曲して形成されており、この屈曲したトラックフレーム２１の前端に前部アイドラホイール２３が回転自在に取付けられている。
【００１５】
この前部アイドラホイール２３は、上方に向けて屈曲したトラックフレーム２１の先端に取付けられているため、前部クローラ走行装置１０の全高Ｈ１の２分の１以上の高さＨ２に位置しており（Ｈ２≧Ｈ１／２）、前部アイドラホイール２３と機体前端に配置された転輪２９ａとによって形成されるクローラ前部の仰角αが大きなっている。
【００１６】
一方、後部アイドラホイール２５は、機体前後方向に平行に延びたトラックフレーム２１の後端部に取付けられ、その高さＨ３は、前部クローラ走行装置１０の全高Ｈ１の２分の１以下になる（Ｈ１／２＞Ｈ３）ように配設されており、この後部アイドラホイール２５によって形成されるクローラ３１の後部上方の傾斜面Ｂと、圃場面とのなす角βは、上記仰角αと略々同じ角度となっている。そのため、クローラ３１の前部下方の傾斜面（立ち上がり部）Ａと、後部上方の傾斜面Ｂとが略々平行な関係になり、前部クローラ走行装置１０は、全体として略菱形（略平行四辺形）の形状となっている。
【００１７】
次に、前部クローラ走行装置１０の支持構造について詳しく説明をする。上記前部クローラ走行装置１０は、上述したようにファイナルケース１５によって支持されており、ファイナルケース１５は、図３及び図４に示すように、キングピンケース３９を介してフロントアクスルハウジング１３に連結されている。
【００１８】
トラックフレーム２１は、該ファイナルケース１５の先端に嵌合しているホルダ３３と、連結ブラケット３５を介して連結されており、この連結ブラケット３５とトラックフレーム２１との取付け部には、ゴムなどの弾性部材からなる防振材４０が介在している。
【００１９】
前部クローラ走行装置１０は、左右に操舵されることと、湿田においてスタックしないように仰角αを大きく取っていることとが相俟って接地面積が広くなく、そのため、舗装路面などを走行する際に、クローララグが複数同時に接地したり、一つのクローララグのみが接地したりして上下動現象が生じて走行振動となっているが、上記防振材４０は、該走行振動を緩衝するダンパとなっている。
【００２０】
なお、防振材４０は走行振動を緩衝するためには、ホルダ３３と連結ブラケット３５との取付け部などに配置してもよく、走行振動を緩衝する観点から、フロントアクスルにサスペンションを設けても良い。
【００２１】
[後部クローラ走行装置の説明]
次に後部クローラ走行装置１１について詳しく説明をする。後部クローラ走行装置１１も、前部クローラ走行装置１０と同様に、駆動スプロケット２０、前部アイドラホイール２６、後部アイドラホイール２７及び転輪３０・・・にクローラ３２を巻装して構成されており、前部アイドラホイール２６を転輪３０・・・よりも上方に配置して、クローラ前部に仰角γを形成している。
【００２２】
図１及び図２に示すように、上記後部クローラ走行装置１１の前部アイドラホイール２６は、前部クローラ走行装置１０の前部アイドラホイール２３と略々同じ高さ配設されており（Ｈ４≒Ｈ２）、前部クローラ走行装置１０の全高Ｈ１の２分の１以上の高さに位置している（Ｈ４≧Ｈ１／２）。
【００２３】
また、後部クローラ走行装置１１は、車軸中心（後車軸１７）がその前後長の半分よりも後方側に位置しており、その前部アイドラホイール２６と、複数の転輪３０のうち機体前端側に位置している転輪３０ａとの間の機体前後方向距離ｂが、前部クローラ走行装置１０に比して前方に長くなるように構成されている（ｂ＞ａ）。そのため、後部クローラ走行装置１１の仰角γは、前部クローラ走行装置１０の仰角αよりも小さく（γ＞α）なっており、地面から上方に向って立ち上がるクローラ３２の前方下方の傾斜面（立ち上がり部）Ｃは、前部クローラ走行装置１０の前方下方の傾斜面Ａよりも長く形成されている。
【００２４】
一方、後部アイドラホイール２７は、機体前後方向に平行に延びたトラックフレーム２２の後端部に取付けられ、その高さＨ５は、前部アイドラホイール２６よりも低く配置されている（Ｈ４＞Ｈ５）。
【００２５】
［トラクタの動力伝達機構の説明］
次にトラクタの動力伝達機構について説明をする。図５に示すように、エンジン４１から出力された動力は、変速装置４２へと入力される。変速装置４２へと入力された動力は、主クラッチ４３を介してメインシャフト４５へと出力され、複数の変速ギヤ及びクラッチからなる主変速部４６及び副変速部４７によって変速される。
【００２６】
上記主変速部４６及び副変速部４７によって変速された動力は、後部クローラ走行装置１１に動力を出力する２クローラ駆動と、前後のクローラ走行装置１０，１１に動力を出力する４クローラ駆動とを切換える２クローラ−４クローラ駆動切換え部４９へと出力され、該２クローラ−４クローラ駆動切換え部４９において後部クローラ走行装置１１側に分岐された動力は、差動装置５０を介して後部クローラ走行装置１１へと出力される。
【００２７】
一方、２クローラ−４クローラ駆動切換え部４９において前部クローラ走行装置１０側に分岐された動力は、前部クローラ走行装置１０と後部クローラ走行装置１１の駆動速度が略々同じである標準状態と、前部クローラ走行装置１０を後部クローラ走行装置１１よりも高速に駆動させる増速状態とを切換える増速切換え変速機構（変速機構）５１へと出力される。該増速切換え変速機構（変速機構）５１によって、標準状態もしくは増速状態に変速された動力は、差動装置５２を介して前部クローラ走行装置１０へと出力される。
【００２８】
また、メインシャフト４５に出力された動力は、ＰＴＯ変速部５３を介してＰＴＯシャフト５６にも出力され、各種作業機に動力が伝達される。
【００２９】
図６に示すように、上記増速切換え変速機構５１は、それぞれ歯数の異なる標準ギヤ５７及び増速ギヤ５９のどちらか一方からの動力を、切換えクラッチ機構６０によって前部クローラ走行装置１０へ動力を伝達する４クローラ駆動シャフト６１に出力することにより標準状態と、増速状態とを切換えており、上記増速ギヤ５９は、標準ギヤ５７よりも歯数の少ないギヤで形成される。
【００３０】
切換えクラッチ機構６０は、標準ギヤ５７からの動力を断接するボールクラッチ６２と、増速ギヤ５９からの動力を断接する湿式多板クラッチ６３とから構成されており、これら２つのクラッチ６２，６３は、４クローラ駆動シャフト６１に嵌合され、軸方向に移動自在なピストン部材６５が増速制御バルブ６４（図７参照）からの油圧によって左右に移動することによって係脱されている。
【００３１】
上記湿式多板クラッチ６３は、４クローラ駆動シャフト６１にスプライン嵌合しているハブ部材６６と、該ハブ部材の外周に回転自在に遊嵌しているドラム部材６７と、上記ピストン部材６５とから構成されており、該ドラム部材６７には増速ギヤ５９と歯合するギヤ６７ａが形成されている。
【００３２】
また、ドラム部材６７及びハブ部材６６には多数の摩擦係合板が設けられており、ピストン部材６５の油室ｌに４クローラ駆動シャフト６１の油路ｍ、オリフィスｎを介して油圧が供給されると、ピストン部材６５がスプリング６９の付勢力に反して上記摩擦係合板を押圧し、これらドラム部材６７とハブ部材６６が一体に回転することによって、増速ギヤ５９からの動力が４クローラ駆動シャフト６１に伝達される（図６（ｂ）の状態）。
【００３３】
一方、ボールクラッチ６２は、ピストン部材６５を挟んで湿式多板クラッチ６３と対向して設けられており、標準ギヤ５７と歯合するギヤ７０と、該ギヤ７０の基部に設けられたボール孔に配設されたボール７１と、ギヤ７０側へと向って４クローラ駆動シャフト６１に沿って延長されたピストン部材６５の延長部６５ａとから構成されている。
【００３４】
また、４クローラ駆動シャフト６１には、上記ボール７１と対応する位置にテーパー状の凹部６１ａが形成されていると共に、該ボール７１は上記延長部６５ａに内包されており、ピストン部材６５がスプリング６９によってギヤ７０側に付勢されると、ボール７１が延長部６５ａによって凹部６１ａへと押圧されて、ギヤ７０と４クローラ駆動シャフト６１とが一体になって回転する（図６（ａ）の状態）。
【００３５】
また、ピストン部材６５の延長部６５ａ先端部（ギヤ７０側）は、ボール７１と接する内周面が一定厚さ削られており、油室ｌに油圧が供給されてピストン部材６５が湿式多板クラッチ６３側に移動すると、ボール７１は延長部６５ａの薄肉部分に当接する。そのため、ボール７１は外周側に移動して４クローラ駆動シャフト６１の凹部６１ａから外れ、該４クローラ駆動シャフト６１と、ギヤ７０との固定が解除される（図６（ｂ）の状態）。
【００３６】
［増速制御についての説明］
次に増速制御についての説明をする。上述したように変速装置４２は、増速切換え変速機構５１を有しており、該増速切換え変速機構５１は、変速装置４２の油圧制御装置（不図示）の増速制御バルブ６４からの油圧によって、標準状態と増速状態とを切換えている。図７に示すように、この増速制御バルブ６４は、制御部（マイコンユニット）７２（切換え手段）の油圧指令手段７３からの制御信号によって油圧を制御しており、該制御部７２は、油圧指令手段７３、増速切換実行手段７５、増速指令手段７６を有している。
【００３７】
また、制御部７２には、図２に示すような、地盤が軟弱な湿田などを走行する場合や、湿田などで少なくとも前後のクローラ走行装置１０，１１のどちらか一方が空転して走行不能状態（スタット）に陥った場合に作業者が操作する増速機能スイッチ（切換え手段）７７、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ７９、変速装置４２の出力軸の回転数から車速を検出する車速センサ８０などが接続されている。
【００３８】
上記増速指令手段７６は、増速機能スイッチ７７がＯＮされることにより入力される増速信号に基づいて、増速切換実行手段７５に増速切換え変速機構５１を増速側に切換える制御信号を出力する。増速指令手段７６からの制御信号が入力された増速切換実行手段７５は、油圧指令手段７３を介して増速制御バルブ６４から切換えクラッチ機構６０の油室ｌに油圧を供給し、湿式多板クラッチ６３を係合させて、増速切換え変速機構５１を増速状態に切換える。
【００３９】
また、増速機能スイッチ７７をＯＮすると、増速指令手段７６は、エンジン回転数センサ７９からのエンジン回転数と、車速センサ８０からの車速との差によって自動的にスタック状態（もしくは軟弱地盤走行状態）を判定し、増速切換実行手段７５に自動的に切換え信号を出力するように構成してもよい。
【００４０】
次に、本実施形態に係る４クローラ型のトラクタ１の作用について説明をする。作業者は、キャビン５に乗り込むとエンジンを始動させ、前後のクローラ走行装置１０，１１の駆動スプロケット１９，２０に動力を伝達すると共に、これら４つのクローラ走行装置１０，１１によってトラクタ１を走行させる。
【００４１】
図２に示すように、トラクタ１が耕耘、代掻きなどの作業のため、地盤の軟弱な湿田に進入する際や、クローラ走行装置１０，１１が空転してスタック状態に陥ると、作業者は増速機能スイッチ７７を切換える（ＯＮにする）。
【００４２】
増速機能スイッチ７７がＯＮになると、制御部７２の増速指令手段７６から増速切換実行手段７５に制御信号が出力されると共に、該増速切換実行手段７５が油圧指令手段７３を介して増速制御バルブ６４に増速切換え変速機構５１の油室ｌへ油圧を供給させる。
【００４３】
油室ｌに油圧が供給されると、スプリング６９の付勢力によってボールクラッチ６２を係合させていたピストン部材部材６５が湿式多板クラッチ６３側へと移動し、摩擦係合板を押圧して該湿式多板クラッチ６３を係合させる。湿式多板クラッチ６３が係合すると、増速ギヤ５９からの動力がギヤ６７ａを介して４クローラ駆動シャフト６１に伝達され、増速切換え変速機構５１は増速状態へと切換わる。
【００４４】
上記増速切換え変速機構５１は増速状態へと切換わると、前部クローラ走行装置１０が後部クローラ走行装置１１に比して高速で駆動し始め、該前部クローラ走行装置１０が高速で駆動すると、前部クローラ走行装置１０が圃場面から受ける機体を上昇させようとする反力が大きくなることによって、トラクタ１はスタック状態から抜け出して再度走行を開始することが出来たり、直進走行時でも機体の沈み込みを抑制して地盤が軟弱な圃場を円滑に走行する。
【００４５】
上記のようにトラクタ１を構成したことによって、湿田のような地盤が軟弱で機体が沈み込んでしまうような圃場でも、前部クローラ走行装置１０を後部クローラ走行装置１１に比して高速で駆動させることによって、前部クローラ走行装置が地面から受ける機体を上昇させる方向の反力を増大させて円滑に走行することができる。
【００４６】
また、一旦スタットして走行不能状態に陥ってしまったとしても、作業者は増速機能スイッチによって増速切換え変速機構５１を増速状態にすることで、機体を上昇させる方向の反力を増大させて、走行不能状態から抜け出すことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係るトラクタの側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るトラクタの湿田走行状態を示す側面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る前部クローラ走行装置の取付け部を示す正面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る前部クローラ走行装置の側面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るトラクタの動力伝達図。
【図６】（ａ）本発明に係る増速切換え変速機構の標準状態を示す断面図、（ｂ）本発明に係る増速切換え変速機構の増速状態を示す断面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るトラクタのブロック図。
【符号の説明】
【００４８】
１ トラクタ（作業車輌）
２ 走行機体（機体）
１０ 前部クローラ走行装置（前部走行装置）
１１ 後部クローラ走行装置（後部走行装置）
１６，１７ 車軸
１９，２０ 駆動スプロケット
２１，２２ トラックフレーム
２３，２６ 前部アイドラホイール
２５，２７ 後部アイドラホイール
２９，３０ 転輪
３１，３２ クローラ
４２ 変速装置
５１ 増速切換え変速機構（変速機構）
７７ 増速機能スイッチ（切換え手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機体の前部及び後部のそれぞれに左右一対の走行装置を備えた作業車両に係り、詳しくは、４クローラ型トラクタなどの湿田等の地盤が軟弱な場所であっても走行することが可能な作業車輌に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機体に対して相対回転可能なトラックフレーム（フレーム）を設けると共に、このトラックフレームの前後端にそれぞれ２つのリンク機構を介してアイドラホイール（第１の転輪、第２の転輪）を配設し、前部アイドラホイール（第１の転輪）から車軸中心までの距離を、後部アイドラホイール（第２の転輪）から車軸中心までの距離よりも長くした三角形状のクローラ走行装置を機体の前後に左右一対ずつ備えた４クローラ型車輌が案出されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０９９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載のような、走行装置の構造を改良することによって走破性能を向上させた作業車輌は、障害物や凹凸のある圃場を容易に走行することができるが、このような走行装置であっても、地盤が軟弱な湿田などでは走行装置が一定深さまで埋まり、スタットして走行不能の状態に陥る虞があった。
【０００５】
そこで本発明は、作業車輌の走行状態に応じて、クローラ走行装置である前部走行装置を後部走行装置よりも速く駆動させ、この前部走行装置が地面から受ける機体を上昇させる方向の反力を増大させることによって、上記課題を解決した作業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、機体（２）の前部に設けられた左右一対の前部走行装置（１０）と、前記機体（２）の後部に設けられた左右一対の後部走行装置（１１）とを備え、駆動源（４１）からの動力を変速装置（４２）によって変速すると共に、前記前部及び後部走行装置（１０，１１）に出力して走行する作業車輌（１）において、
これら前部及び後部走行装置（１０，１１）の内、少なくとも前記前部走行装置（１０）は、車軸（１６，１７）に装着した駆動スプロケット（１９，２０）と、その下方に設けたトラックフレーム（２１，２２）の前端に配設した前部アイドラホイール（２３，２６）と、前記トラックフレーム（２１，２２）の後端に配設した後部アイドラホイール（２５，２７）と、これら前後のアイドラホイール（２３，２５，２６，２７）間に配設され、前記トラックフレーム（２１，２２）に回転自在に取付けられた転輪（２９，３０）とに亘りクローラ（３１，３２）を巻装したクローラ走行装置（１０，１１）であり、
前記変速装置（４２）は、前記前部走行装置（１０）及び前記後部走行装置（１１）を略々同じ速度で駆動させる標準状態又は、前記前部走行装置（１０）を前記後部走行装置（１１）に比して高速で駆動させる増速状態となす変速機構（５１）を備え、
前記変速機構（５１）を切換え手段（７７）によって前記標準状態、又は前記増速状態の何れか一方に切換え可能にしてなる、
ことを特徴とする作業車輌にある。
【０００７】
なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によると、クローラ走行装置である前部走行装置を後部走行装置よりも高速で回転させることによって、前部駆動装置が地面から受ける機体を上昇させる方向の反力を増大させて、地盤が軟弱なため走行装置が沈下し、走行することが困難な湿田等においても、円滑に走行することができる。特に、一旦、スタットして走行不能状態に陥ったとしても、上述したように前部走行装置を後部走行装置よりも高速で駆動させることによって、走行不能状態から脱出させることができ、再度走行を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面に基づいて本発明に係る実施の形態について説明をする。図１及び図２に示すように、本発明に係る作業車輌としてのトラクタ１は、走行機体２の前方にボンネット３に覆われたエンジン（駆動源）４１（図５参照）を有していると共に、その後方にはキャビン５が設けられており、該キャビン５内にはステアリングハンドル６等からなる運転操作部７及び運転座席９が配設されている。
【００１０】
上記走行機体２は、前部クローラ走行装置（前部走行装置）１０，１０と、後部クローラ走行装置（後部走行装置）１１，１１とによって支持されており、トラクタ１は、機体前後にそれぞれ左右一対ずつ配設されたクローラ走行装置１０，１０，１１，１１によって駆動する４クローラ型のトラクタである。
【００１１】
[クローラ走行装置の概略]
これらクローラ走行装置１０，１０，１１，１１は、フロントアクスルハウジング及びリヤアクスルハウジングとしてのトランスミッションケース１３の左右両側にそれぞれ連結されたファイナルケース１５に支持されており（図３参照）、ファイナルケース１５の先端で車軸１６，１７に取付けられた駆動スプロケット１９，２０と、トラックフレーム２１，２２の前後端に設けられた前後のアイドラホイール２３，２５，２６，２７と、これら前後のアイドラホイール２３，２５，２６，２７間においてトラックフレーム２１，２２の下方に回転自在に取付けられた複数の転輪２９・・・，３０・・・とにクローラ３１，３２を巻装して構成されている。
【００１２】
上記トラックフレーム２１，２２は、ファイナルケース１５，１５の先端側の外周に嵌合し、車軸１６，１７を中心に前後に揺動するホルダ３３に、連結ブラケット３５，３６を介して取付けられており、それによりクローラ走行装置１０，１０，１１，１１は、車軸１６，１７を中心として所定範囲内で前後に揺動自在に構成されている（図１及び図２の２点鎖線部参照）。
【００１３】
また、トラックフレーム２１，２２の下方には、転輪２９，３０からクローラ３１，３２が外れるのを防止するクローラガイド３８，３７が設けられており、これらクローラガイド３６，３７の両端は、前後のアイドラホイール２３，２５，２６，２７の軸芯方向に向いている。
【００１４】
[前部クローラ走行装置の説明]
次に、前部クローラ走行装置１０について詳しく説明をする。図１に示すように、前部クローラ走行装置１０のトラックフレーム２１は、機体前端に配置された転輪２９ａの上方近傍において、機体上方に向けて屈曲して形成されており、この屈曲したトラックフレーム２１の前端に前部アイドラホイール２３が回転自在に取付けられている。
【００１５】
この前部アイドラホイール２３は、上方に向けて屈曲したトラックフレーム２１の先端に取付けられているため、前部クローラ走行装置１０の全高Ｈ１の２分の１以上の高さＨ２に位置しており（Ｈ２≧Ｈ１／２）、前部アイドラホイール２３と機体前端に配置された転輪２９ａとによって形成されるクローラ前部の仰角αが大きなっている。
【００１６】
一方、後部アイドラホイール２５は、機体前後方向に平行に延びたトラックフレーム２１の後端部に取付けられ、その高さＨ３は、前部クローラ走行装置１０の全高Ｈ１の２分の１以下になる（Ｈ１／２＞Ｈ３）ように配設されており、この後部アイドラホイール２５によって形成されるクローラ３１の後部上方の傾斜面Ｂと、圃場面とのなす角βは、上記仰角αと略々同じ角度となっている。そのため、クローラ３１の前部下方の傾斜面（立ち上がり部）Ａと、後部上方の傾斜面Ｂとが略々平行な関係になり、前部クローラ走行装置１０は、全体として略菱形（略平行四辺形）の形状となっている。
【００１７】
次に、前部クローラ走行装置１０の支持構造について詳しく説明をする。上記前部クローラ走行装置１０は、上述したようにファイナルケース１５によって支持されており、ファイナルケース１５は、図３及び図４に示すように、キングピンケース３９を介してフロントアクスルハウジング１３に連結されている。
【００１８】
トラックフレーム２１は、該ファイナルケース１５の先端に嵌合しているホルダ３３と、連結ブラケット３５を介して連結されており、この連結ブラケット３５とトラックフレーム２１との取付け部には、ゴムなどの弾性部材からなる防振材４０が介在している。
【００１９】
前部クローラ走行装置１０は、左右に操舵されることと、湿田においてスタックしないように仰角αを大きく取っていることとが相俟って接地面積が広くなく、そのため、舗装路面などを走行する際に、クローララグが複数同時に接地したり、一つのクローララグのみが接地したりして上下動現象が生じて走行振動となっているが、上記防振材４０は、該走行振動を緩衝するダンパとなっている。
【００２０】
なお、防振材４０は走行振動を緩衝するためには、ホルダ３３と連結ブラケット３５との取付け部などに配置してもよく、走行振動を緩衝する観点から、フロントアクスルにサスペンションを設けても良い。
【００２１】
[後部クローラ走行装置の説明]
次に後部クローラ走行装置１１について詳しく説明をする。後部クローラ走行装置１１も、前部クローラ走行装置１０と同様に、駆動スプロケット２０、前部アイドラホイール２６、後部アイドラホイール２７及び転輪３０・・・にクローラ３２を巻装して構成されており、前部アイドラホイール２６を転輪３０・・・よりも上方に配置して、クローラ前部に仰角γを形成している。
【００２２】
図１及び図２に示すように、上記後部クローラ走行装置１１の前部アイドラホイール２６は、前部クローラ走行装置１０の前部アイドラホイール２３と略々同じ高さ配設されており（Ｈ４≒Ｈ２）、前部クローラ走行装置１０の全高Ｈ１の２分の１以上の高さに位置している（Ｈ４≧Ｈ１／２）。
【００２３】
また、後部クローラ走行装置１１は、車軸中心（後車軸１７）がその前後長の半分よりも後方側に位置しており、その前部アイドラホイール２６と、複数の転輪３０のうち機体前端側に位置している転輪３０ａとの間の機体前後方向距離ｂが、前部クローラ走行装置１０に比して前方に長くなるように構成されている（ｂ＞ａ）。そのため、後部クローラ走行装置１１の仰角γは、前部クローラ走行装置１０の仰角αよりも小さく（γ＞α）なっており、地面から上方に向って立ち上がるクローラ３２の前方下方の傾斜面（立ち上がり部）Ｃは、前部クローラ走行装置１０の前方下方の傾斜面Ａよりも長く形成されている。
【００２４】
一方、後部アイドラホイール２７は、機体前後方向に平行に延びたトラックフレーム２２の後端部に取付けられ、その高さＨ５は、前部アイドラホイール２６よりも低く配置されている（Ｈ４＞Ｈ５）。
【００２５】
［トラクタの動力伝達機構の説明］
次にトラクタの動力伝達機構について説明をする。図５に示すように、エンジン４１から出力された動力は、変速装置４２へと入力される。変速装置４２へと入力された動力は、主クラッチ４３を介してメインシャフト４５へと出力され、複数の変速ギヤ及びクラッチからなる主変速部４６及び副変速部４７によって変速される。
【００２６】
上記主変速部４６及び副変速部４７によって変速された動力は、後部クローラ走行装置１１に動力を出力する２クローラ駆動と、前後のクローラ走行装置１０，１１に動力を出力する４クローラ駆動とを切換える２クローラ−４クローラ駆動切換え部４９へと出力され、該２クローラ−４クローラ駆動切換え部４９において後部クローラ走行装置１１側に分岐された動力は、差動装置５０を介して後部クローラ走行装置１１へと出力される。
【００２７】
一方、２クローラ−４クローラ駆動切換え部４９において前部クローラ走行装置１０側に分岐された動力は、前部クローラ走行装置１０と後部クローラ走行装置１１の駆動速度が略々同じである標準状態と、前部クローラ走行装置１０を後部クローラ走行装置１１よりも高速に駆動させる増速状態とを切換える増速切換え変速機構（変速機構）５１へと出力される。該増速切換え変速機構（変速機構）５１によって、標準状態もしくは増速状態に変速された動力は、差動装置５２を介して前部クローラ走行装置１０へと出力される。
【００２８】
また、メインシャフト４５に出力された動力は、ＰＴＯ変速部５３を介してＰＴＯシャフト５６にも出力され、各種作業機に動力が伝達される。
【００２９】
図６に示すように、上記増速切換え変速機構５１は、それぞれ歯数の異なる標準ギヤ５７及び増速ギヤ５９のどちらか一方からの動力を、切換えクラッチ機構６０によって前部クローラ走行装置１０へ動力を伝達する４クローラ駆動シャフト６１に出力することにより標準状態と、増速状態とを切換えており、上記増速ギヤ５９は、標準ギヤ５７よりも歯数の少ないギヤで形成される。
【００３０】
切換えクラッチ機構６０は、標準ギヤ５７からの動力を断接するボールクラッチ６２と、増速ギヤ５９からの動力を断接する湿式多板クラッチ６３とから構成されており、これら２つのクラッチ６２，６３は、４クローラ駆動シャフト６１に嵌合され、軸方向に移動自在なピストン部材６５が増速制御バルブ６４（図７参照）からの油圧によって左右に移動することによって係脱されている。
【００３１】
上記湿式多板クラッチ６３は、４クローラ駆動シャフト６１にスプライン嵌合しているハブ部材６６と、該ハブ部材の外周に回転自在に遊嵌しているドラム部材６７と、上記ピストン部材６５とから構成されており、該ドラム部材６７には増速ギヤ５９と歯合するギヤ６７ａが形成されている。
【００３２】
また、ドラム部材６７及びハブ部材６６には多数の摩擦係合板が設けられており、ピストン部材６５の油室ｌに４クローラ駆動シャフト６１の油路ｍ、オリフィスｎを介して油圧が供給されると、ピストン部材６５がスプリング６９の付勢力に反して上記摩擦係合板を押圧し、これらドラム部材６７とハブ部材６６が一体に回転することによって、増速ギヤ５９からの動力が４クローラ駆動シャフト６１に伝達される（図６（ｂ）の状態）。
【００３３】
一方、ボールクラッチ６２は、ピストン部材６５を挟んで湿式多板クラッチ６３と対向して設けられており、標準ギヤ５７と歯合するギヤ７０と、該ギヤ７０の基部に設けられたボール孔に配設されたボール７１と、ギヤ７０側へと向って４クローラ駆動シャフト６１に沿って延長されたピストン部材６５の延長部６５ａとから構成されている。
【００３４】
また、４クローラ駆動シャフト６１には、上記ボール７１と対応する位置にテーパー状の凹部６１ａが形成されていると共に、該ボール７１は上記延長部６５ａに内包されており、ピストン部材６５がスプリング６９によってギヤ７０側に付勢されると、ボール７１が延長部６５ａによって凹部６１ａへと押圧されて、ギヤ７０と４クローラ駆動シャフト６１とが一体になって回転する（図６（ａ）の状態）。
【００３５】
また、ピストン部材６５の延長部６５ａ先端部（ギヤ７０側）は、ボール７１と接する内周面が一定厚さ削られており、油室ｌに油圧が供給されてピストン部材６５が湿式多板クラッチ６３側に移動すると、ボール７１は延長部６５ａの薄肉部分に当接する。そのため、ボール７１は外周側に移動して４クローラ駆動シャフト６１の凹部６１ａから外れ、該４クローラ駆動シャフト６１と、ギヤ７０との固定が解除される（図６（ｂ）の状態）。
【００３６】
［増速制御についての説明］
次に増速制御についての説明をする。上述したように変速装置４２は、増速切換え変速機構５１を有しており、該増速切換え変速機構５１は、変速装置４２の油圧制御装置（不図示）の増速制御バルブ６４からの油圧によって、標準状態と増速状態とを切換えている。図７に示すように、この増速制御バルブ６４は、制御部（マイコンユニット）７２（切換え手段）の油圧指令手段７３からの制御信号によって油圧を制御しており、該制御部７２は、油圧指令手段７３、増速切換実行手段７５、増速指令手段７６を有している。
【００３７】
また、制御部７２には、図２に示すような、地盤が軟弱な湿田などを走行する場合や、湿田などで少なくとも前後のクローラ走行装置１０，１１のどちらか一方が空転して走行不能状態（スタット）に陥った場合に作業者が操作する増速機能スイッチ（切換え手段）７７、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ７９、変速装置４２の出力軸の回転数から車速を検出する車速センサ８０などが接続されている。
【００３８】
上記増速指令手段７６は、増速機能スイッチ７７がＯＮされることにより入力される増速信号に基づいて、増速切換実行手段７５に増速切換え変速機構５１を増速側に切換える制御信号を出力する。増速指令手段７６からの制御信号が入力された増速切換実行手段７５は、油圧指令手段７３を介して増速制御バルブ６４から切換えクラッチ機構６０の油室ｌに油圧を供給し、湿式多板クラッチ６３を係合させて、増速切換え変速機構５１を増速状態に切換える。
【００３９】
また、増速機能スイッチ７７をＯＮすると、増速指令手段７６は、エンジン回転数センサ７９からのエンジン回転数と、車速センサ８０からの車速との差によって自動的にスタック状態（もしくは軟弱地盤走行状態）を判定し、増速切換実行手段７５に自動的に切換え信号を出力するように構成してもよい。
【００４０】
次に、本実施形態に係る４クローラ型のトラクタ１の作用について説明をする。作業者は、キャビン５に乗り込むとエンジンを始動させ、前後のクローラ走行装置１０，１１の駆動スプロケット１９，２０に動力を伝達すると共に、これら４つのクローラ走行装置１０，１１によってトラクタ１を走行させる。
【００４１】
図２に示すように、トラクタ１が耕耘、代掻きなどの作業のため、地盤の軟弱な湿田に進入する際や、クローラ走行装置１０，１１が空転してスタック状態に陥ると、作業者は増速機能スイッチ７７を切換える（ＯＮにする）。
【００４２】
増速機能スイッチ７７がＯＮになると、制御部７２の増速指令手段７６から増速切換実行手段７５に制御信号が出力されると共に、該増速切換実行手段７５が油圧指令手段７３を介して増速制御バルブ６４に増速切換え変速機構５１の油室ｌへ油圧を供給させる。
【００４３】
油室ｌに油圧が供給されると、スプリング６９の付勢力によってボールクラッチ６２を係合させていたピストン部材部材６５が湿式多板クラッチ６３側へと移動し、摩擦係合板を押圧して該湿式多板クラッチ６３を係合させる。湿式多板クラッチ６３が係合すると、増速ギヤ５９からの動力がギヤ６７ａを介して４クローラ駆動シャフト６１に伝達され、増速切換え変速機構５１は増速状態へと切換わる。
【００４４】
上記増速切換え変速機構５１は増速状態へと切換わると、前部クローラ走行装置１０が後部クローラ走行装置１１に比して高速で駆動し始め、該前部クローラ走行装置１０が高速で駆動すると、前部クローラ走行装置１０が圃場面から受ける機体を上昇させようとする反力が大きくなることによって、トラクタ１はスタック状態から抜け出して再度走行を開始することが出来たり、直進走行時でも機体の沈み込みを抑制して地盤が軟弱な圃場を円滑に走行する。
【００４５】
上記のようにトラクタ１を構成したことによって、湿田のような地盤が軟弱で機体が沈み込んでしまうような圃場でも、前部クローラ走行装置１０を後部クローラ走行装置１１に比して高速で駆動させることによって、前部クローラ走行装置が地面から受ける機体を上昇させる方向の反力を増大させて円滑に走行することができる。
【００４６】
また、一旦スタットして走行不能状態に陥ってしまったとしても、作業者は増速機能スイッチによって増速切換え変速機構５１を増速状態にすることで、機体を上昇させる方向の反力を増大させて、走行不能状態から抜け出すことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係るトラクタの側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るトラクタの湿田走行状態を示す側面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る前部クローラ走行装置の取付け部を示す正面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る前部クローラ走行装置の側面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るトラクタの動力伝達図。
【図６】（ａ）本発明に係る増速切換え変速機構の標準状態を示す断面図、（ｂ）本発明に係る増速切換え変速機構の増速状態を示す断面図。
【図７】本発明の実施の形態に係るトラクタのブロック図。
【符号の説明】
【００４８】
１ トラクタ（作業車輌）
２ 走行機体（機体）
１０ 前部クローラ走行装置（前部走行装置）
１１ 後部クローラ走行装置（後部走行装置）
１６，１７ 車軸
１９，２０ 駆動スプロケット
２１，２２ トラックフレーム
２３，２６ 前部アイドラホイール
２５，２７ 後部アイドラホイール
２９，３０ 転輪
３１，３２ クローラ
４２ 変速装置
５１ 増速切換え変速機構（変速機構）
７７ 増速機能スイッチ（切換え手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体の前部に設けられた左右一対の前部走行装置と、前記機体の後部に設けられた左右一対の後部走行装置とを備え、駆動源からの動力を変速装置によって変速すると共に、前記前部及び後部走行装置に出力して走行する作業車輌において、
これら前部及び後部走行装置の内、少なくとも前記前部走行装置は、車軸に装着した駆動スプロケットと、その下方に設けたトラックフレームの前端に配設した前部アイドラホイールと、前記トラックフレームの後端に配設した後部アイドラホイールと、これら前後のアイドラホイール間に配設され、前記トラックフレームに回転自在に取付けられた転輪とに亘りクローラを巻装したクローラ走行装置であり、
前記変速装置は、前記前部走行装置及び前記後部走行装置を略々同じ速度で駆動させる標準状態又は、前記前部走行装置を前記後部走行装置に比して高速で駆動させる増速状態となす変速機構を備え、
前記変速機構を切換え手段によって前記標準状態、又は前記増速状態の何れか一方に切換え可能にしてなる、
ことを特徴とする作業車輌。
【請求項１】
機体の前部に設けられた左右一対の前部走行装置と、前記機体の後部に設けられた左右一対の後部走行装置とを備え、駆動源からの動力を変速装置によって変速すると共に、前記前部及び後部走行装置に出力して走行する作業車輌において、
これら前部及び後部走行装置の内、少なくとも前記前部走行装置は、車軸に装着した駆動スプロケットと、その下方に設けたトラックフレームの前端に配設した前部アイドラホイールと、前記トラックフレームの後端に配設した後部アイドラホイールと、これら前後のアイドラホイール間に配設され、前記トラックフレームに回転自在に取付けられた転輪とに亘りクローラを巻装したクローラ走行装置であり、
前記変速装置は、前記前部走行装置及び前記後部走行装置を略々同じ速度で駆動させる標準状態又は、前記前部走行装置を前記後部走行装置に比して高速で駆動させる増速状態となす変速機構を備え、
前記変速機構を切換え手段によって前記標準状態、又は前記増速状態の何れか一方に切換え可能にしてなる、
ことを特徴とする作業車輌。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−８９６７６（Ｐ２０１０−８９６７６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６２７７８（Ｐ２００８−２６２７７８）
【出願日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【出願人】（０００００１８７８）三菱農機株式会社 (1,502)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【出願人】（０００００１８７８）三菱農機株式会社 (1,502)
【Ｆターム（参考）】
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