JP4358964B2 - 走行車両の操向装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラトラクタやコンバイン等の走行車両の操向装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、丸型の操向ハンドルを装着して旋回機構と連動連結し、該操向ハンドルの回動によってクローラー式走行装置の左右のクローラーの回転数を調整して旋回するようにした技術は公知となっている。このようなステアリング装置において、操向ハンドルのハンドル軸を支持してカバーするステアリングコラムは一体的に構成され、操向ハンドルの回転を減速する機構はステアリングコラム下方に配置していた。例えば、特開平１１−７８９５４号である。また、減速機構にウォームギヤを用いた技術も特開平９−３９８２８号で公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、減速機構がステアリングコラムの下方に配置されていると、メンテナンス時にはステアリングコラムを外す必要があり、面倒な作業となっていた。また、組立時には下方より作業をする必要があり、面倒な作業となっていた。また、減速機構にウォームギヤを用いると中立方向に戻す力が発生せず操作フィーリングが悪くなっていたのである。また、組立も複雑となる。また、操向ハンドルの中立位置（直進位置）がわかり難く、操向ハンドル側に中立位置の位置決め装置が設けられても、減速機構の出力側で中立位置がズレると直進性が悪くなるという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。
【０００５】
請求項１においては、操向ハンドル（７）の操作にて旋回用ＨＳＴ（２０）及び走行用ＨＳＴ（２２）の出力を調整して旋回可能とする走行車両のステアリングコラム（２）において、該操向ハンドル（７）のハンドル軸（７１）上に減速機構を設け、該減速機構は、前記ハンドル軸（７１）を構成する上ハンドル軸（７１ａ）と下ハンドル軸（７１ｂ）と平行に、減速軸（７３）を回転自在に該ステアリングコラム（２）に支持し、該上ハンドル軸（７１ａ）と減速軸（７３）と下ハンドル軸（７１ｂ）の上に複数の歯車を配置して構成し、該減速機構の上下において、該上ハンドル軸（７１ａ）と下ハンドル軸（７１ｂ）の中途部には、それぞれニュートラルデテント機構と中立戻し機構を一体的に設け、該ニュートラルデテント機構と中立戻し機構は、該上ハンドル軸（７１ａ）上に、カム（８４）を固設し、該カム（８４）の大径部（８４ａ）に、ローラー（８５）が当接するように配置し、該ローラー（８５）はアーム（８６）に枢支し、該アーム（８６）はバネによって付勢し、該下ハンドル軸（７１ｂ）上にも、カム（７９）を固設し、該カム（７９）の大径部（７９ａ）の中央に構成した凹部（７９ｂ）にローラー（８２）を当接し、該ローラー（８２）はアーム（８０）に枢支し、該アーム（８０）はバネによって付勢し、該ローラー（８２）が凹部（７９ｂ）に嵌まるようにしてニュートラルデテント機構を構成し、該凹部（７９ｂ）から徐々に半径が大きくなるように大径部（７９ａ）を構成し、ローラー（８２）で付勢することで中立方向へ戻すようにして中立戻し機構を構成したものである。
【０００６】
請求項２においては、請求項１記載の走行車両の操向装置において、中立戻し機構を前記上下いずれかのニュートラルデテント機構に設けたものである。
【０００７】
請求項３においては、請求項１記載の走行車両の操向装置において、前記ステアリングコラム（２）を上下に分割し、上コラム（２ａ）を下コラム（２ｂ）に対して着脱可能に構成し、前記ニュートラルデテント機構と中立戻し機構を、上コラム（２ａ）内に収納したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の解決すべき課題及び手段は以上の如くであり、次に添付の図面に示した本発明の一実施例を説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施例であるクローラトラクタの側面図、図２はエンジンとＨＳＴとミッションケースの配置を示す側面図、図３は駆動伝達経路を示すスケルトン図、図４は操向変速用円錐リンク機構と操向ハンドルと主変速レバーと変速アームの連係機構を示す側面図、図５は上コラム内の減速機構を示す側面断面図、図６はニュートラルデテント機構と中立戻し機構を示す平面図である。
【００１０】
図７は操向変速用円錐リンク機構の模式斜視図、図８は操向変速用円錐リンク機構とブレーキペダルとの連結を示す後面断面図、図９は同じく拡大後面断面図、図１０はパンタグラフ式リンク機構の平面図、図１１はブレーキペダルの連結を示す側面図、図１２は融通機構の側面図、図１３は同じく後面断面図、図１４は操向変速用円錐リンク機構の作動を示す模式図、図１５はハンドル角度と走行速度の関係を示す図である。
【００１１】
まず、本発明に係る操向装置を具備した一実施例であるクローラトラクタの概略構成について説明する。図１に示すように、クローラ式走行装置１の前部上方にはエンジン３が配置され、後部上方にはリアミッションケース５が配置されている。エンジン３はボンネット４に覆われ、該エンジン３は左右下側のエンジンブラケット６・６間に固定されている。ボンネット４の後部には本発明のステアリングコラム２を設け、該ステアリングコラム２上に操向操作を行う丸型の操向ハンドル７を配置し、該操向ハンドル７の後方にシート８を配設し、該ステアリングコラム２とシート８の間の下方にステップ１８を配置して、運転部を構成している。これら運転部はキャビン９によって覆っている。また、車両後端部には、各種作業機を装着するための三点リンク式の装着装置１０が設けられている。
【００１２】
前記クローラ式走行装置１は、クローラフレーム１５に支持されており、該クローラフレーム１５の前端部にフロントミッションケース１６を固設して駆動スプロケット１１を支持し、後端部にアイドラ１２、及び、駆動スプロケット１１とアイドラ１２との間に転輪１３・１３・・・を回転自在に支持し、該駆動スプロケット１１とアイドラ１２と転輪１３・１３・・・の周囲をクローラベルト１４で巻回している。
【００１３】
次に、クローラトラクタの駆動伝達系について、図２、図３を用いて説明する。前記エンジン３の後部にダンパーケース１９を介して走行用油圧式無段変速装置（以下走行用ＨＳＴ）２２が付設され、該走行用ＨＳＴ２２の後方に副変速装置４３やＰＴＯ変速装置４４等を収納したリアミッションケース５が配置され、副変速装置４３には前記走行用ＨＳＴ２２の出力が、副変速入力軸４８を介して伝えられ、ＰＴＯ変速装置４４へは伝動軸４２を介して伝えられる。該伝動軸４２、副変速入力軸４８は走行用ＨＳＴ２２とリアミッションケース５とを連結する連結ケース１７によって覆われている。
【００１４】
また、エンジン３の前方に旋回用油圧式無段変速装置（以下旋回用ＨＳＴ）２０を前面に付設したフロントミッションケース１６が配置され、エンジンブラケット６の前部に支持され、機体の前部位置に配置している。そして、エンジン３からの動力により旋回用ＨＳＴ２０を駆動し、該旋回用のＨＳＴ２０の出力と前記副変速装置４３からの出力を合成して駆動スプロケット１１を駆動する構成としている。このように、走行用ＨＳＴ２２と、副変速装置４３とＰＴＯ変速装置４４を収納したリアミッションケース５と、旋回用ＨＳＴ２０はそれぞれ独立して配置され、メンテナンス等を個別にでき、また、仕様毎の変更も容易にできるようにしている。
【００１５】
次に、動力伝達構成の具体的構成を説明する。前記エンジン３のクランク軸は前後方向水平に配置されて、前方及び後方に突出されている。後方の出力軸３ａはダンパー２１を介して走行用ＨＳＴ２２に入力され、該走行用ＨＳＴ２２はエンジン３の後部にダンパーケース１９を介して連結され、該走行用ＨＳＴ２２はステアリングコラム２の下方、つまり、ステップ１８の下方に配置され、ステップ１８下方の空間を有効に利用している。前記走行用ＨＳＴ２２の入力軸２３は走行用ＨＳＴ２２を貫通して後方へ延設され、該入力軸２３の後端がリアミッションケース５内に収容したＰＴＯクラッチ２４に入力され、該ＰＴＯクラッチ２４の出力は伝動軸２５を介してＰＴＯ入力軸２６に伝えられ、該ＰＴＯ入力軸２６上にはＰＴＯ１速ギヤ２７、ＰＴＯ２速ギヤ２８、ＰＴＯ逆転ギヤ２９が固設されている。
【００１６】
また、前記ＰＴＯ入力軸２６と平行に逆転軸３０、ＰＴＯ変速軸３１、カウンター軸３３、ＰＴＯ軸３４が支持され、ＰＴＯ変速軸３１上にはＰＴＯ１速従動ギヤ３５、ＰＴＯ２速従動ギヤ３６、ＰＴＯ逆転従動ギヤ３７が遊嵌され、ＰＴＯ１速従動ギヤ３５は前記ＰＴＯ１速ギヤ２７と、ＰＴＯ２速従動ギヤ３６はＰＴＯ２速ギヤ２８と、ＰＴＯ逆転従動ギヤ３７は逆転軸３０上の逆転歯車３８を介してＰＴＯ逆転ギヤ２９とそれぞれ噛合している。
【００１７】
そして、前記ＰＴＯ変速軸３１上には摺動ギヤ３９が摺動自在にスプライン嵌合され、前記ＰＴＯ１速従動ギヤ３５、ＰＴＯ２速従動ギヤ３６、ＰＴＯ逆転従動ギヤ３７とそれぞれＰＴＯ変速レバーの回動によって噛合可能とし、ＰＴＯ変速を可能としてＰＴＯ変速装置４４を構成している。そして、前記ＰＴＯ変速軸３１上には更に伝動ギヤ４０が固設され、該伝動ギヤ４０はカウンター軸３３軸上のカウンターギヤを介してＰＴＯ軸３２上に固設したギヤ４１に動力を伝達可能としている。該ＰＴＯ軸３２は後方に突出され、走行車両後端に接続される作業機を駆動可能としている。
【００１８】
また、前記走行用ＨＳＴ２２は可変容量型の油圧ポンプ４５と定容量型の油圧モータ４６からなり、油圧ポンプ４５の可動斜板は走行用ＨＳＴ２２のケース側面に設けた変速アーム６３と連結され、該変速アーム６３はリンク機構を介して運転部に設けた主変速レバー６５と連動連結され、該主変速レバー６５の回動により油圧ポンプ４５からの吐出量と吐出方向を変更して、油圧モータ４６の回転数と回転方向を変更可能としている。つまり、主変速を可能としている。
【００１９】
前記油圧モータ４６の出力軸４７は、リアミッションケース５に軸支した副変速入力軸４８と連結され、該副変速入力軸４８上には高速ギヤ５０と低速歯ギヤ５１が固設され、副変速軸４８と平行に軸架した副変速軸５２上に遊嵌した高速従動ギヤ５３と低速従動ギヤ５４にそれぞれ噛合している。そして、前記副変速軸５２上の高速従動ギヤ５３と低速従動ギヤ５４との間には摺動ギヤ５５がスプライン嵌合されて、図示しない副変速レバーまたはスイッチ等の操作で高低変速を可能とし、副変速装置４３を構成している。
【００２０】
そして、副変速軸５２上に伝動ギヤ５６が固設され、該伝動ギヤ５６は出力軸５７上に固設したギヤ５８と噛合されている。該出力軸５７の前端はリヤミッションケース５より前方に突出され、ユニバーサルジョイント６０及び伝動軸を介してフロントミッションケース１６より後方に突出した入力軸６１に伝えられる。該フロントミッションケース１６内の入力軸６１上には機体のブレーキ装置６２が配置され、該入力軸６１の他端にはベベルギヤ１４１が固設され、該ベベルギヤ１４１は遊星歯車機構１４０で構成される差動装置のサンギヤ軸１４３上に固設したベベルギヤ１４２と噛合されている。
【００２１】
一方、前記フロントミッションケース１６はエンジンブラケット６の前後中途部に固設され、該フロントミッションケース１６は遊星歯車機構１４０と左右の最終減速装置１３３・１３３と入力減速機構１３２を収容し、フロントミッションケース１６の前面に旋回用ＨＳＴ２０を付設している。前記最終減速装置１３３・１３３から突出した出力軸上にはそれぞれ駆動スプロケット１１・１１が固設されている。
【００２２】
前記入力減速機構１３２の入力軸１３４はユニバーサルジョイント１３５を介して、エンジン３より前方へ突出した出力軸３ｂと連結され、該入力減速機構１３２は複数の歯車により減速して、その出力は旋回用ＨＳＴ２０の油圧ポンプ１２１の入力軸１２２に伝えられて入力され、該旋回用ＨＳＴ２０は可変容量型の油圧ポンプ１２１と固定容量型の油圧モータ１２４より構成して、該油圧ポンプ１２１の可動斜板は旋回用ＨＳＴ２０のケース側面に設けた変速アーム６４と連結されて、該変速アーム６４は前記操向ハンドル７と連動連結されて、該操向ハンドル７の操作量に応じて油圧ポンプ１２１からの吐出量が調整され、該油圧ポンプ１２１の吐出量に応じて駆動する油圧モータ１２４の出力軸１２５の回転数と回転方向を変更して駆動させるのである。
【００２３】
前記油圧モータ１２４の出力軸１２５は旋回用ＨＳＴ２０の後部側に延設してその先端にベベルギヤ１２６を固設し、該ベベルギヤ１２６は左右ベベルギヤ１２７・１２７と噛合し、左右に逆回転の動力を伝える。該ベベルギヤ１２７・１２７から回転駆動力を遊星歯車機構１４０に伝達している。
【００２４】
次に、前記遊星歯車機構１４０の構成について説明する。尚、左右対称に構成されているので、一方について説明する。エンジン３の出力は前記リアミッションケース５よりフロントミッションケース１６に入力される。入力軸６１の駆動力はベベルギヤ１４１・１４２を介してサンギヤ軸１４３に伝達される。そして、サンギヤ軸１４３の回転出力が左右に伝達され、左右の遊星歯車機構１４０・１４０に入力される。左右一方の遊星歯車機構１４０は、サンギヤ１４４、プラネタリアギヤ１４５、キャリア１４６及び出力ギヤ１４７等で構成されている。
【００２５】
前記サンギヤ軸１４３の回転出力は、サンギヤ軸１４３の左右端に固設されたサンギヤ１４４を同方向、同回転数で回転駆動する。そして、サンギヤ１４４はプラネタリアギヤ１４５に刻設された２つのギヤの内の一方であるギヤ１４５ａに噛合し、さらに他方のギヤ１４５ｂは出力ギヤ１４７に噛合している。ここでプラネタリアギヤ１４５は、サンギヤ軸１４３上に遊嵌されたキャリア１４６より突設した軸に回転自在に軸支されており、該キャリア１４６はサンギヤ軸１４３（駆動出力軸１４９）の外周上を回転する。また、前記キャリア１４６の外周に歯車１５５を形成し、該歯車１５５は前記ベベルギヤ１２７を固定する軸１５３上に固設した歯車１５４と噛合している。
【００２６】
以上の構成において、前記操向ハンドル７による操作が中立位置を維持している場合には、前記旋回用ＨＳＴ２０の油圧モータ１２４の出力軸１２５が回転駆動しないため、該出力軸１２５上に固設されたベベルギヤ１２６が固定され（回転することができない）、さらに軸１５３・１５３上にそれぞれ固設されたベベルギヤ１２７・１２７及び歯車１５４・１５４も固定され、該歯車１５４・１５４に噛合する左右のキャリア１４６・１４６にブレーキ作用を発生させる。これにより該キャリア１４６・１４６はサンギヤ軸１４３上で回転することなく略固定状態を維持する。
【００２７】
これにより、サンギヤ１４４の回転駆動は、固定されたキャリア１４６で回転自在に支持されるプラネタリアギヤ１４５を介して伝達されるのである。そして、プラネタリアギヤ１４５のギヤ１４５ｂに噛合する出力ギヤ１４７を回転駆動させることにより、左右の駆動出力軸１４９・１４９を回転駆動する。つまり、前記操向ハンドル７が中立位置を保持している場合には、エンジン３からはリアミッションケース５を介した出力のみが遊星歯車機構１４０に入力され、左右の駆動出力軸１４９・１４９を同方向、同回転数で回転駆動するのである。
【００２８】
一方、操向ハンドル７の左右旋回操作時には、該操向ハンドル７の操作量に応じて前記旋回用ＨＳＴ２０の油圧ポンプ１２４の吐出量が調整され、これに従って油圧モータ１２４の出力軸１２５が回転駆動される。そして、前記出力軸１２５により遊星歯車機構１４０に入力された回転出力は、前記ベベルギヤ１２６を介して、左右の旋回逆転軸１５３・１５３上に固設されたベベルギヤ１５２・１５２を互いに逆回転、同回転数で回転駆動させる。
【００２９】
これにより、歯車１５４・１５４に噛合する左右のキャリア１４６・１４６も逆回転、同回転数でサンギヤ軸１４３の外周を回転運動するのである。そしてキャリア１４６・１４６の回転により前記プラネタリアギヤ１４５・１４５がキャリア１４６・１４６と一体となってサンギヤ軸１４３の外周上を逆回転、同回転数で回転運動する。そして、前記プラネタリアギヤ１４５・１４５のキャリア１４６・１４６に対する回転方向と、該プラネタリアギヤ１４５・１４５のサンギヤ軸１４３に対する回転方向が逆方向であれば、出力ギヤ１４９・１４９の回転数は加算され、同方向であれば出力ギヤ１４９・１４９の回転数は減算される。
【００３０】
つまり、前記走行用ＨＳＴ２２及び副変速装置４３で変速された後のエンジン３からの出力と、前記旋回用ＨＳＴ２０を介するエンジン３の出力が遊星歯車機構１４０で合成され、操向ハンドル７が中立では直進し、左右に回転すると、左右の駆動出力軸１４９・１４９に回転差を生じさせ、これにより左右のクローラ式走行装置１の駆動スプロケット１１・１１に回転差が生じ、左方向若しくは右方向への旋回走行が行えるのである。このようにして、主変速レバー６５で設定した走行速度で前進または後進し、操向ハンドル７の回転操作で左右のクローラーの回転数を変更して、左右一側の駆動が停止されることなく、略両側のクローラーが回転した状態で旋回できるのである。
【００３１】
次に、操向装置の構成について説明する。図４に示すように、ステアリングコラム２は上コラム２ａと下コラム２ｂからなり、上コラム２ａを下コラム２ｂに対して着脱可能として分割できるようにしている。該上コラム２ａの中央にハンドル軸７１が上下方向に回転自在に支持され、本実施例では上コラム２ａに固定したブラケット７０に支持され、該ハンドル軸７１は上ハンドル軸７１ａと下ハンドル軸７１ｂからなり、該上ハンドル軸７１ａの上端は操向ハンドル７が固設されて入力軸とし、下端が下ハンドル軸７１ｂの上端に回転自在に嵌合されて同一軸心上に配置している。
【００３２】
該下ハンドル軸７１ｂは出力軸として、その下端はユニバーサルジョイント７２を介して後述する操向変速用円錐リンク機構６６及び連結リンク機構を介して、前記走行用ＨＳＴ２２の変速アーム６３及び旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４と連結されている。そして、下ハンドル軸７１ｂの下端をスプラインに構成して、ユニバーサルジョイント７２の上部にスプライン嵌合して、上コラム２ａと共に容易に着脱可能としている。
【００３３】
また、前記ハンドル軸７１と平行に減速軸７３が回転自在に上コラム２ａに支持され、この軸上に減速機構を設けている。つまり、上ハンドル軸７１ａの下部には減速歯車７４が固設され、該減速歯車７４は減速軸７３に固設した歯車７５と噛合している。そして、該歯車７５の下方の減速軸７３上に歯車７６が固設され、該歯車７６は下ハンドル軸７１ｂの上部に固設した歯車７７と噛合させている。このようにして二段の減速を行い減速比を大きくし、ホイルトラクタや乗用車等と同様の操作フィーリングで操向ハンドル７を約３６０°の回転で緩旋回からスピンターンまでできるようにしている。
【００３４】
そして、図５、図６に示すように、上ハンドル軸７１ａと下ハンドル軸７１ｂの中途部にはそれぞれニュートラルデテント機構と中立戻し機構が一体的に設けられている。このニュートラルデテント機構と中立戻し機構を下ハンドル軸７１ｂに設けた実施例について説明すると、下ハンドル軸７１ｂ上にカム７９が固設され、該カム７９は平面視において大径の略半円と小径の略半円を組み合わせたもので、大径部７９ａの外側に平面視「く」字状のアーム８０が配置されて、該アーム８０の一端が枢支軸８１によって枢支され、中央部にはローラー８２が回転自在に配置され、他端がバネ８３に係止されて、該バネ８３によってローラー８２が大径部７９ａに当接するようにアーム８０が付勢されて配置している。
【００３５】
そして、前記カム７９の大径部７９ａの中央に凹部７９ｂが形成され、ローラー８２が嵌まるようにしてニュートラルデテント機構を構成し、該凹部７９ｂから徐々に半径が大きくなるように大径部７９ａを構成し、ローラー８２で付勢することで中立方向へ戻すようにして中立戻し機構を構成している。また、上ハンドル軸７１ａ上にも前記と同様にカム８４が固設され、該カム８４の大径部８４ａにローラー８５が当接するように配置し、該ローラー８５はアーム８６に枢支され、該アーム８６はバネによって付勢されている。
【００３６】
このように構成することによって、前記減速歯車７４と歯車７５及び歯車７６と歯車７７の間にはバックラッシュによってガタが生じているが、操向ハンドル７の入力側の軸（上ハンドル軸７１ａ）と出力側の軸（下ハンドル軸７１ｂ）上にそれぞれデテント機構を設けているので、軸におけるガタはなくなり、操向ハンドル７は何もしていないときでもフラツクことはなく、遊びはガタで発生させ、中立位置も容易に判る。そして、中立戻し機構によって、入力側では操向ハンドル７を直進位置から旋回するために回動して手を放すと中立に戻り、出力軸側においては操向ハンドル７の回動力をなくすことで旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４を中立に戻し、操作フィーリングを向上することができるのである。
【００３７】
但し、前記中立戻し機構は上下一方だけでもよく、他方は単にデテントとするだけでもよい。つまり、他方のカムには大径部を設けずカムを円形として、その一部に凹部だけを設けて中立位置だけ判るようにするだけでもよい。こうして、上コラム２ａ内に減速機構とニュートラルデテントと中立戻し機構をコンパクトに配置して、該上コラム２ａを着脱可能とすることで、組立が容易となるばかりでなく、メンテナンスも容易にできるのである。
【００３８】
また、前記ユニバーサルジョイント７２の屈曲中心は、前記上コラム２ａと下コラム２ｂの連結軸８９と一致させており、該連結軸８９の軸心は左右方向として、前記上コラム２ａは前後方向にチルト可能に構成して、オペレーターの伸長に合わせて操向ハンドル７を前後に傾倒可能に構成している。
【００３９】
次に、下コラム２ｂ内に配置する操向変速用円錐リンク機構６６について、図４、図７、図８、図９により説明する。前記ユニバーサルジョイント７２の下部には操向入力軸９０が連結され、該操向入力軸９０の下端はユニバーサルジョイント１０４を介して旋回方向を前後進変速に合わせる変更機構の揺動部材１０１と連結され、該揺動部材１０１は略円錐状に構成して、中央部を軸受を介して揺動軸９２の端部に設けた受部９２ａに支持されている。該揺動部材１０１は前記操向ハンドル７の回動とともに操向入力軸９０を中心回動でき、かつ、揺動軸９２を中心に傾倒可能としている。該揺動軸９２は軸受を介して下コラム２ｂの内壁部に左右水平方向を軸心として回動自在に支持されている。
【００４０】
そして、該揺動部材１０１からアーム部１０１ａが側方に延出され、該アーム部１０１ａの先端に連結体１０６が連結され、該連結体１０６の一端にユニバーサルジョイント等のジョイント１０３ａを介して操向用リンク１０３と連結され、連結体１０６の他端に後述するジョイント１１１ａを介して走行用リンク１１１と連結している。前記ジョイント１０３ａは操向ハンドル７が直進位置のとき前記揺動軸９２の軸心の延長上に位置し、該揺動軸９２は左右方向で中立時の前記受部９２ａの軸心Ｏ１の延長線上と交差するように配置している。また、前記操向用リンク１０３の下端は球形ジョイント１０３ｂを介してアーム１０７ａと連結され、該アーム１０７ａより後述する融通機構１３０やワイヤー１１６等を介して前記旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４と連結されている。
【００４１】
また、前記操向変速用円錐リンク機構６６の揺動部材１０１に設けた連結体１０６の他端に、ジョイント１１１ａを介して走行用リンク１１１が連結され、該ジョイント１１１ａは前記軸心Ｏ１を中心として前記ジョイント１０３ａと９０度離れた位置に配置され、本実施例では軸心Ｏ１の前方に配置している。そして、該走行用リンク１１１の下端はジョイント１１１ｂを介してアーム１１２ａに連結され、該アーム１１２ａを固設したパイプ軸１１２ｂはステアリングコラム２に回転自在に支持された切換軸１１３に遊嵌され、後述するアームやパンタグラフ式リンク機構を介して走行用ＨＳＴ２２の変速アーム６３と連結されている。そして、前記操向用リンク１０３の下端のジョイント１０３ｂと、走行用リンク１１１の下端のジョイント１１１ｂは軸心Ｏ１の延長上に配置されている。
【００４２】
また、前記揺動軸９２の受部９２ａには前記ジョイント１１１ａと反対方向に（１８０°ズラした位置）アーム９２ｂが突出され、該アーム９２ｂの先端に主変速用リンク１６０の上端のジョイント１６０ａが連結され、該主変速用リンク１６０の下端がアーム１６１と連結され、該アーム１６１より後述するリンクやアーム等を介して主変速レバー６５と連結されている。
【００４３】
このような構成において、図１４に示すように、主変速レバー６５を例えば前進側（Ｆ）へ回動して変速操作を行うと、図１４（ａ）の如く、リンクやアーム等を介して主変速用リンク１６０が上方へ持ち上げられ、アーム９２ｂの回動と共に受部９２ａと揺動部材１０１（アーム部１０１ａ）が傾倒され、走行用リンク１１１が下方へ下げられて、アーム１１２やリンク等を介して走行用ＨＳＴ２２の変速アーム６３が前進側へ回動されて走行変速される。
【００４４】
この揺動部材１０１が傾倒された状態で操向ハンドル７を例えば左側へ旋回するように回動すると、主変速レバー６５で設定された傾斜の状態で回動し、操向用リンク１０３を下方へ押し下げるのである。しかし、前記連結体１０６によって操向用リンク１０３の上端と走行用リンク１１１の上端が連結されていることによって、操向用リンク１０３は中立側から下方へ押し下げるが、走行用リンク１１１は９０度位相が異なっているので、最下降位置から中立側に向かって上げられることになり、走行速度が減少されるのである。言い換えれば、主変速レバー６５で設定した走行速度で機体は走行しているが、操向ハンドル７の回動に従って徐々に走行速度（機体中心速度）は低下し、急ハンドルをきっても機体の速度が低下されて機体が大きく傾くことがないようにしている。
【００４５】
つまり、図１５に示すように、旋回中心側の速度は二点鎖線で示し、旋回外側の速度は破線で示し、機体中心速度は一点鎖線で示しており、旋回角度が大きくなるほど、機体の中心速度が徐々に低下するようにしているのである。そして更に、操向ハンドル７を回動すると内側のクローラーの回転数が減少して、逆転するようになり、遊星歯車機構を左右互いに同回転数で逆方向に駆動するようになると、芯地旋回をさせることができるのである。
【００４６】
また、前記主変速レバー１４を逆に後進側へ回動して、操向ハンドル７を左に回転した場合には、図１４（ｂ）の如く、走行用リンク１１１は持ち上げられ、操向ハンドル７の左回転によって操向用リンク１０３は持ち上げられ、前記と同様に変速される。つまり、前進と後進では操向ハンドル７を同方向に回動しても、操向用ＨＳＴ９０は前進と後進で逆方向に駆動するようにして、旋回方向を一致させているのである。
【００４７】
また、前記主変速レバー６５を中立の状態で操向ハンドル７を回動した場合、ジョイント１０３ｂ・１１１ｂは軸心Ｏ１の延長上の定点に位置した状態のまま操向用リンク１０３、走行用リンク１１１が回動されるだけであり、言い換えれば、ジョイント１０３ｂ・１１１ｂは逆円錐状の下端の頂点に位置し、ジョイント１０３ａ・１１１ａは逆円錐状の上部に位置する底面の円周外周上に位置することとなり、該底面は中立時に軸心Ｏ１に対して直角となり、ジョイント１０３ａ・１１１ａが外周上を移動するだけで、操向用リンク１０３、及び、走行用リンク１１１は上下に移動することがなく、機体は停止したままとなるのである。よって、走行中立位置で操向ハンドル７を回動しても、旋回用ＨＳＴ２０は駆動されず、不意に芯地旋回するようなことがないようにしている。このように構成した操向変速用円錐リンク機構６６が下コラム２ｂ内に収納されているのである。
【００４８】
次に、主変速レバー６５と操向変速用円錐リンク機構６６とフロントミッションケース１６内に設けた機体のブレーキ装置６２との連係機構を説明する。図９に示すように、前記主変速用リンク１６０の下端に連結されたアーム１６１はパイプ軸１６２に固定され、該パイプ軸１６２は前記軸１０２に回転自在に遊嵌されている。該軸１０２の一端は下コラム２ｂより突出して主変速位置保持機構１５０を構成するブレーキ装置１６５に連結され、該ブレーキ装置１６５を制動操作するブレーキアーム１６６は緩衝部材となるダンパー１６７を介してブレーキペダル軸１６８に固定したアームに連結されている。該ブレーキペダル軸１６８からブレーキペダル１６９が下コラム２ｂの側部のステップ１８上方まで延設されている。但し、前記ブレーキ装置１６５はドラム式に限定するものではない。こうして、ブレーキペダル１６９を踏むことにより、主変速位置保持機構１５０を作動させ、ダンパー１６７によって更に踏み込めるようにしている。
【００４９】
また、前記軸１０２の他端は前記と反対方向に下コラム２ａより突出して、アーム１６４を固設し、図４に示すように、リンク１７０、ベルクランクアーム１７１、リンク１７２を介して主変速レバー６５と連結されている。そして、前記パイプ軸１６２の端部にアーム１６２ａを突設して、該アーム１６２ａと前記アーム１６４を対向させてそれぞれピン１６２ｃ・１６４ａを突設して、軸１０２に外嵌したトルクバネ１６３の両端を前記ピン１６２ｃ・１６４ａを挟むように配置している。こうして連結部１５１を構成している。
【００５０】
この連結部１５１は下コラム２ｂの進行方向左側下部に配置し、コラムカバー１５６（図８）によって覆っている。該下コラム２ｂはコラムベース１５７上に載置固定され、前記連結部１５１の下方のコラムベース１５７には開口が設けられて、前記アーム１６４を臨ませて、後述するパンタグラフ式リンク機構と連結できるようにしている。そして、前記コラムカバー１５６を外すことによって容易に前記リンク長やアーム長等を調整できるようにしている。
【００５１】
更に、前記パイプ軸１６２よりアーム１６２ｂを突設して、図１１に示すように、該アーム１６２ｂの先端にピン１６２ｄを突設し、該ピン１６２ｄを緩衝部材となるダンパー１７３の先端に設けた長孔１７３ａに挿入している。こうして中立戻し機構１５２を構成している。該ダンパー１７３の他端は前記ブレーキペダル軸１６８より突設したアーム１７４の先端に枢結されて、ダンパー１７３で無理な力がかからないようにしている。そして更に、ブレーキペダル軸１６８よりアーム１７５を突設して、該アーム１７５先端にリンク１７６が連結され、該リンク１７６からさらにリンク機構を介して前記フロントミッションケース１６内に設けた機体のブレーキ装置６２を制動させるアームと連結している。
【００５２】
このような構成において、主変速レバー６５を回動して前進速または後進速に変速すると、図８、図１１において、主変速レバー６５にリンク機構を介して連結されるアーム１６４が回動して、バネ１６３を介してアーム１６２ｂも回動され、ピン１６２ａは長孔１７３ａ内を摺動してダンパー１７３は上部の枢支部を中心に回動する。そして走行しているときに、ブレーキペダル１６９を踏むと、ストローク途中の第一段階では、前記アーム１７４を介してダンパー１７３が引き上げられて、該ダンパー１７３に設けた長孔１７３ａ内の端部でピン１６２ａを引っ張り、図１１の二点鎖線の如く、アーム１６２ｂを中立方向に回動し、該アーム１６２ｂに連結されるアーム１６１、主変速用リンク１６０を介して揺動軸９２のアーム９２ｂを中立方向に回動して走行用リンク１１１等を介して走行用ＨＳＴ２２の変速アーム６３を中立に戻し、クラッチ「切」と同様の作用をさせて走行を停止させる。
【００５３】
この第一段階では、同時に、ダンパー１６７を介してブレーキアーム１６６を引っ張って、ブレーキ装置１６５を作動させて軸１０２を回動しないように固定し、アーム１６２ｂの回動に対してはバネ１６３が撓むようにする。つまり、ブレーキペダル１６９を踏んでも、軸１０２他端のアーム１６４に連結される主変速レバー６５の位置は固定維持されて、変速レバー６５は中立に戻ることがなく、ブレーキペダル１６９を離すと、バネ１６３の付勢力によって、アーム１６２ａを元の位置まで回動して、変速アーム６３を回動して、元の変速位置に戻すのである。こうして、ブレーキペダル１６９を踏む度に主変速レバー１６９を再設定する必要がなく、その手間を省くようにして操作性を向上している。
【００５４】
そしてブレーキペダル１６９を更に踏み込む第二段階では、主変速位置保持機構１５０はそのままで、アーム１７５、リンク１７６を介して機体のブレーキ装置６２を作動させて、機体を停止ロックさせるのである。ブレーキペダル１６９の踏み込みを開放すると前述のように、主変速レバー６５を回動した変速位置まで変速アーム６３は戻される。
【００５５】
次に、操向変速用円錐リンク機構６６の走行用リンク１１１と走行用ＨＳＴ２２の変速アーム６３を連結するパンタグラフ式リンク機構を説明する。図４、図８、図１０において、前記走行用リンク１１１に連結される切換軸１１３にはアーム１１４が固設され、該アーム１１４の端部は下方に延設されてリンク１１５の一端と連結されている。該リンク１１５は後方へ延設されて、該リンク１１５の他端はアーム１３５の上部に枢支され、該アーム１３５の基部はリアミッションケース５または連結ケース１７の側面より突設したカウンター軸１３７に枢支され、該アーム１３５の中途部には更にリンク１３６が枢支され、該リンク１３６の他端を前方に延設して、走行用ＨＳＴ２２の変速アーム６３と枢結させている。こうして該リンク１１５とアーム１３５とカウンター軸１３７とリンク１３６をステップ１８下方の連結ケース１７側方に配置して、ステップ１８下方の空間を有効利用している。但し、カウンター軸１３７の位置は限定されるものではなく、操向変速用円錐リンク機構６６の出力側と変速アーム６３とを連結するリンク機構の上下方向の途中から、水平方向に離れた位置にカウンター軸１３７を配置する構成であれば、前方に配置することも側方に配置することも可能である。
【００５６】
このような構成において、操向変速用円錐リンク機構６６や主変速レバー６５等はキャビン９に取り付けられ、アーム１３５、変速アーム６３はリアミッションケース５や連結ケース１７や走行ＨＳＴ２２等の機体フレーム側に取り付けられている。そして、キャビン９は機体フレームに防振機構等を介して取り付けられている。従って、キャビン９はエンジンやミッションケース等からの振動は伝わり難くなっているのであるが、相対的に上下動するのでズレが生じることになる。よって、主変速レバー６５を止めた位置で作業を行うと、機体フレームとキャビン９との間で振動する度にズレが生じて、そのズレは変速位置のズレとなって現れることになり、振動の度に走行速度が変わるおそれがあった。そこで、前述のように、パンタグラフ式のリンク機構を設けることで、上下の振動はリンク１１５・１３６の上下回動により吸収して、変速位置がかわらないようにしている。
【００５７】
そして、前記リンク１３６と変速アーム６３との連結部分において、変速アーム６３の先端にはリンク１３６の移動方向と略平行に長孔６３ａが開口され、該長孔６３ａにリンク１３６から突出した枢支ピン１３６ａを枢支して、該長孔６３ａによって不感帯を構成している。このように構成することによって、中立位置が拡大されるとともに、低速走行時における旋回速度が低下しないようにしている。即ち、主変速レバー６５を中立位置から若干回動した、つまり、長孔６３ａの範囲内は不感帯となっており、操向変速用円錐リンク機構６６における揺動部材１０１は傾倒されるが、変速アーム６３は回動されず、機体は停止したままとなる。
【００５８】
そして、長孔６３ａを少し越えた位置の低速走行時においては、走行ＨＳＴ２２の変速アーム６３の回動よりも揺動部材１０１のほうが大きく回動されていることになり、この状態で操向ハンドル７を回動すると、長孔６３ａなしで同じ走行速度の場合と比べて、旋回ＨＳＴ２０の出力が大きくなり、旋回速度を速くすることができ、スムースな旋回ができるのである。つまり、低速走行変速位置で旋回するときに機体中心速度が低下して、機体を旋回するときの速度が遅くなりすぎてしまうことがあり、旋回性能が低下する。これを前記長孔６３ａで回避して低速位置でもスタックすることなく旋回できるようにするものである。
【００５９】
次に、操向変速用円錐リンク機構６６と旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４との連結機構を説明する。前記走行用リンク１０３に連結されるアーム１０７ａのボスは軸１０２に回転自在に支持され、該ボスからはさらにアーム１０７ｂが突設され、該アーム１０７ｂ先端に連結ロッド１０８が枢結され、該連結ロッド１０８の他端は融通機構１３０、ワイヤー１１６を介して前記旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４と連結され、操向ハンドル７の回動により旋回用ＨＳＴ２０を作動させて、左右のクローラーの回転数を変更して旋回できるようにしている。
【００６０】
前記融通機構１３０は図１２、図１３に示すように、前記連結ロッド１０８の他端がアーム１０９の先端に枢結され、該アーム１０９はそのボス部１０９ａが機体側に固定したブラケット１１７に軸支された支持軸１１８に遊嵌され、更に、該ボス部１０９ａからアーム１１０が突設されている。一方、アーム１２０のボス部１２０ａが前記ブラケット１１７内の支持軸１１８上に遊嵌され、該アーム１２０と前記アーム１１０には前記ボス部１２０ａに外嵌したトルクバネ１１９の両端部１１９ａ・１１９ｂのそれぞれ両側から挟むように係合させている。そして、前記アーム１２０の先端にワイヤー１１６の一端が枢支され、該ワイヤー１１６の他端が前記旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４に連結されている。但し、融通機構１３０は前記操向変速用円錐リンク機構６６の出力部、例えばアーム１０７と、旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４の間であれば、取付位置は限定するものではない。
【００６１】
そして、前記操向変速用円錐リンク機構６６から旋回ＨＳＴ２０の変速アーム６４までのリンクと、操向変速用円錐リンク機構６６から主変速レバー６５までのリンクとの比は、旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４の回動に対して走行用ＨＳＴ２２の主変速レバー６５の操作がオーバーストロークするリンク比に設定している。つまり、旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４の操作範囲は、走行ＨＳＴ２２の変速アーム６３の操作範囲より大きくなるようにリンク機構を構成しているのである。
【００６２】
このように構成することによって、旋回時において旋回用ＨＳＴ２０の変速アーム６４がストロークエンドに位置しているとき、更に、操向ハンドル７を回動したり、或いは、操向ハンドル７を最大回転した状態で主変速レバー６５を増速側に回動すると、更に変速アーム６４を回動することはできないので、リンクやアーム等を破損するおそれがあるが、このとき、トルクバネ１１９が撓んで逃げるようにしているのである。つまり、オーバーストロークをトルクバネ１１９で吸収するようにしているのである。
【００６３】
また、前記操向変速用円錐リンク機構６６と変速アーム６４の間にストローク誤差調整部１３１を設けている。尚、本実施例では融通機構１３０に配置するアームを利用してストローク誤差調整ができるようにしており、操向変速用円錐リンク機構６６と融通機構１３０の間にストローク誤差調整部１３１を設けている。即ち、該ストローク誤差調整部１３１は前記アーム１０７ｂとアーム１０９を連結する連結ロッド１０８からなり、該連結ロッド１０８の長さを調節することによって簡単にストローク誤差をなくすように調整できるようにしているのである。
【００６４】
つまり、前記操向変速用円錐リンク機構６６において、主変速レバー６５を回動して変速し、揺動部材１０１を傾倒させた状態で、操向ハンドル７を同じ角度回動しても、図１６に示すように、右側に操向ハンドル７を回動してアーム１０７ａを上方に回動した距離Ｈ１は、左側に操向ハンドル７を回動してアーム１０７ａが下方に回動した距離Ｈ２に比べて長くなってしまう。つまり、操向ハンドル７を左右同じだけ回転しても、左右で旋回速度が異なってしまい操作フィーリングが悪くなってしまうのである。
【００６５】
そこで、上記左右の回転誤差を調整できるように、融通機構１３０の入力部のアーム１０９を連結ロッド１０８の移動方向に対して傾斜させることで、前記揺動部材１０１の傾斜によって生じた上下方向の誤差を補正するようにして、ストローク誤差調整部１３１を形成し、操作フィーリングの向上を図っている。
【００６６】
即ち、操向ハンドルの操作にて旋回用ＨＳＴ及び走行用ＨＳＴの出力を調整して旋回可能とする走行車両のステアリングコラムにおいて、該ステアリングコラムを上下に分割し、上コラムを下コラムに対して着脱可能に構成したので、操向ハンドルの組立が簡単にでき、上コラムを外してその内部の部品のメンテナンスが容易にできる。
【００６７】
また、前記上コラム内に操向ハンドルの減速機構を設けたので、減速機構の組立が容易にでき、メンテナンスも容易にできる。また、仕様の変更や減速機構の減速比の変更等も容易にできる。
【００６８】
また、前記下コラム内に変速用円錐リンク機構を設けたので、上コラムを外して操向変速用円錐リンク機構のメンテナンスが容易にでき、操向変速用円錐リンク機構を別に組み立てて、組み付けが容易にできる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したことにより、次のような効果が得られる。
請求項１の如く、操向ハンドル（７）の操作にて旋回用ＨＳＴ（２０）及び走行用ＨＳＴ（２２）の出力を調整して旋回可能とする走行車両のステアリングコラム（２）において、該操向ハンドル（７）のハンドル軸（７１）上に減速機構を設け、該減速機構は、前記ハンドル軸（７１）を構成する上ハンドル軸（７１ａ）と下ハンドル軸（７１ｂ）と平行に、減速軸（７３）を回転自在に該ステアリングコラム（２）に支持し、該上ハンドル軸（７１ａ）と減速軸（７３）と下ハンドル軸（７１ｂ）の上に複数の歯車を配置して構成し、該減速機構の上下において、該上ハンドル軸（７１ａ）と下ハンドル軸（７１ｂ）の中途部にはそれぞれニュートラルデテント機構と中立戻し機構を一体的に設け、該ニュートラルデテント機構と中立戻し機構は、該上ハンドル軸（７１ａ）上に、カム（８４）を固設し、該カム（８４）の大径部（８４ａ）に、ローラー（８５）が当接するように配置し、該ローラー（８５）はアーム（８６）に枢支し、該アーム（８６）はバネによって付勢し、該下ハンドル軸（７１ｂ）上にも、カム（７９）を固設し、該カム（７９）の大径部（７９ａ）の中央に構成した凹部（７９ｂ）にローラー（８２）を当接し、該ローラー（８２）はアーム（８０）に枢支し、該アーム（８０）はバネによって付勢し、該ローラー（８２）が凹部（７９ｂ）に嵌まるようにしてニュートラルデテント機構を構成し、該凹部（７９ｂ）から徐々に半径が大きくなるように大径部（７９ａ）を構成し、ローラー（８２）で付勢することで中立方向へ戻すようにして中立戻し機構を構成したので、中立位置から左右方向の回動時のハンドルの遊びや操作感覚が略同じとなり、操作フィーリングが向上し、操向ハンドル側と変速側での中立の位置決めがし易くなり、調整も容易にでき、略正確な中立位置が確保できる。
【００７０】
請求項２の如く、中立戻し機構を前記上下何れかのニュートラルデテント機構に設けたので、旋回時に中立に容易に戻すことができ、収納スペースを考慮して選択配置ができる。
【００７１】
請求項３の如く、前記ステアリングコラム（２）を上下に分割し、上コラム（２ａ）を下コラム（２ｂ）に対して着脱可能に構成し、前記ニュートラルデテント機構と中立戻し機構を、上コラム（２ａ）内に収納したので、コンパクトに収納して、メンテナンスが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例であるクローラトラクタの側面図である。
【図２】 エンジンとＨＳＴとミッションケースの配置を示す側面図である。
【図３】 駆動伝達経路を示すスケルトン図である。
【図４】 操向変速用円錐リンク機構と操向ハンドルと主変速レバーと変速アームの連係機構を示す側面図である。
【図５】 上コラム内の減速機構を示す側面断面図である。
【図６】 ニュートラルデテント機構と中立戻し機構を示す平面図である。
【図７】 操向変速用円錐リンク機構の模式斜視図である。
【図８】 操向変速用円錐リンク機構とブレーキペダルとの連結を示す後面断面図である。
【図９】 同じく拡大後面断面図である。
【図１０】 パンタグラフ式リンク機構の平面図である。
【図１１】 ブレーキペダルの連結を示す側面図である。
【図１２】 融通機構とストローク誤差調整部の側面図である。
【図１３】 融通機構の後面断面図である。
【図１４】 操向変速用円錐リンク機構の作動を示す模式図である。
【図１５】 ハンドル角度と走行速度の関係を示す図である。
【図１６】 操向変速用円錐リンク機構の左右旋回時の作動を示す模式図である。
【符号の説明】
２ ステアリングコラム
２ａ 上コラム
２ｂ 下コラム
７ 操向ハンドル
２０ 旋回用ＨＳＴ
２２ 走行用ＨＳＴ
７１ ハンドル軸

Claims (3)

1. 操向ハンドル（７）の操作にて旋回用ＨＳＴ（２０）及び走行用ＨＳＴ（２２）の出力を調整して旋回可能とする走行車両のステアリングコラム（２）において、該操向ハンドル（７）のハンドル軸（７１）上に減速機構を設け、該減速機構は、前記ハンドル軸（７１）を構成する上ハンドル軸（７１ａ）と下ハンドル軸（７１ｂ）と平行に、減速軸（７３）を回転自在に該ステアリングコラム（２）に支持し、該上ハンドル軸（７１ａ）と減速軸（７３）と下ハンドル軸（７１ｂ）の上に複数の歯車を配置して構成し、該減速機構の上下において、該上ハンドル軸（７１ａ）と下ハンドル軸（７１ｂ）の中途部には、それぞれニュートラルデテント機構と中立戻し機構を一体的に設け、該ニュートラルデテント機構と中立戻し機構は、該上ハンドル軸（７１ａ）上に、カム（８４）を固設し、該カム（８４）の大径部（８４ａ）に、ローラー（８５）が当接するように配置し、該ローラー（８５）はアーム（８６）に枢支し、該アーム（８６）はバネによって付勢し、該下ハンドル軸（７１ｂ）上にも、カム（７９）を固設し、該カム（７９）の大径部（７９ａ）の中央に構成した凹部（７９ｂ）にローラー（８２）を当接し、該ローラー（８２）はアーム（８０）に枢支し、該アーム（８０）はバネによって付勢し、該ローラー（８２）が凹部（７９ｂ）に嵌まるようにしてニュートラルデテント機構を構成し、該凹部（７９ｂ）から徐々に半径が大きくなるように大径部（７９ａ）を構成し、ローラー（８２）で付勢することで中立方向へ戻すようにして中立戻し機構を構成したことを特徴とする走行車両の操向装置。
2. 請求項１記載の走行車両の操向装置において、中立戻し機構を、前記上下いずれかのニュートラルデテント機構に設けたことを特徴とする走行車両の操向装置。
3. 請求項１記載の走行車両の操向装置において、前記ステアリングコラム（２）を上下に分割し、上コラム（２ａ）を下コラム（２ｂ）に対して着脱可能に構成し、前記ニュートラルデテント機構と中立戻し機構を、上コラム（２ａ）内に収納したことを特徴とする走行車両の操向装置。

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