JP2012126146A

JP2012126146A - 作業車両

Info

Publication number: JP2012126146A
Application number: JP2010276459A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hanabusa; 昌弘花房; Terunobu Yoshioka; 輝延吉岡
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-07-05

Abstract

【課題】機体フレームの捻れ剛性を増大させて、機体フレームのコストを低減することができる作業車両を提供する。
【解決手段】機体フレーム２・２の前部にエンジンが設けられ、前記機体フレーム２・２の後部にミッションケース４が設けられる作業車両において、前記機体フレーム２・２は、上側が外側に折り曲げられ、かつ、下側が内側に折り曲げられるものである。また、前記機体フレーム２・２の下部が、前方から後方に向けて、徐々に傾斜状に広がる形状とされるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、機体フレームにエンジン及びミッションケースが設けられる作業車両に関し、詳細には、そのフレーム形状に関する。

従来から、平板状に形成した機体フレームを左右一対配置し、左右の機体フレームの板面が略垂直方向を向いた状態で前後方向に延設して、該機体フレームの前部にエンジンを設け、後部にミッションケースを設ける構成の作業車両が公知となっている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１７８４７７号公報

特許文献１に示す作業車両の機体フレームは、平板状に構成されていたために、機体フレームの捻れ剛性が劣り、それを解消するには板厚を厚くしたり、左右の機体フレームを連結する補強板やステー等を設ける必要があった。板厚を厚くしたり連結部材を多く設けたりすると、重量が重くなり、コストアップとなっていた。

本発明は、上記の如き課題を鑑みてなされたものであり、機体フレームの捻れ剛性を増大させ、軽量化を図るとともにコストを低減することができる作業車両を提供することを目的とする。

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を説明する。

請求項１においては、機体フレームにミッションケース及びエンジンが設けられた作業車両において、前記機体フレームは、上側が外側に折り曲げられ、かつ、下側が内側に折り曲げられるものである。

請求項２においては、前記機体フレームの下部が、前方から後方に向けて、徐々に傾斜状に広がる形状とされるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、機体フレームの捻れ剛性を増大することができる。従って、機体フレームを構成する平板材の厚さを薄く構成して、コストを低減できる。また、作業車両の軽量化が可能となる。

請求項２においては、請求項１の効果に加えて、機体フレーム前部の下方に空間が形成されるので、この空間に配置される部材の設計自由度が向上する。また、エンジンが設けられる機体フレームの前部が軽くなり、作業車両全体としての重量バランスが良好となる。

本発明の一実施形態に係る作業車両１の右側面図。本発明の一実施形態に係る作業車両１の機体フレーム２・２を示す斜視図。本発明の一実施形態に係る作業車両１の右側の機体フレーム２の形状を示す図。（ａ）右側面図。（ｂ）平面図。（ｃ）左側面図。（ｄ）底面図。本発明の一実施形態に係る作業車両１の右側の機体フレーム２の形状を示す図。（ａ）後面図。（ｂ）前面図。（ｃ）図３におけるＩ−Ｉ線断面矢視図。（ｄ）図３におけるＩＩ−ＩＩ線断面矢視図。（ｅ）図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面矢視図。左右一対の機体フレーム２・２を構成する板材１００を示す図。右側の機体フレーム２の後端部を示す右側面図。右側の機体フレーム２の後端部を示す平面図。（ａ）機体フレーム２の後端部と補強板６５の取付態様を示す斜視図。（ｂ）機体フレーム２の後端部とリアアクスルケース６０の取付態様を示す斜視図。本発明の一実施形態に係る作業車両１の右側の補強板６５の形状を示す図。（ａ）右側面図。（ｂ）後面図。（ｃ）前面図。（ｄ）平面図。（ｅ）図９（ａ）におけるＩＶ−ＩＶ線断面矢視図。図７におけるＶ−Ｖ線断面矢視図。本発明の一実施形態に係る作業車両１の機体フレーム２・２を示す平面図。図１１におけるＶＩ−ＶＩ線切断端面図。右側の機体フレーム２の前端部を示す右側面図。図１３におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面矢視図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る作業車両１の全体構成について、図１を用いて説明する。作業車両１は、本実施形態においてはトラクタとするが、本発明が適用可能な作業車両であれば特に限定するものではない。なお、以下の説明において、矢印Ｆを前方向、矢印Ｂを後方向、矢印Ｌを左方向、矢印Ｒを右方向、矢印Ｕを上方向、矢印Ｄを下方向として規定する。

図１に示すように、作業車両１においては、左右一対の機体フレーム２・２が長手方向を前後方向とし左右方向に所定の間隔をとって配置され、その前部でフロントアクスルケース５０を介して左右一対の前輪５・５に支持されるとともに、その後部でリアアクスルケース６０・６０を介して左右一対の後輪６・６に支持される。

機体フレーム２・２の前部には、エンジンブラケット２９・２９を介してエンジン３が載置され、エンジン３の前方には、ラジエタブラケット２１を介してラジエタ３１が取り付けられている。ラジエタ３１の下方には、フロントアクスルやフロントデフ装置を内装する前記フロントアクスルケース５０が設けられる。エンジン３及びラジエタ３１等は、ボンネット８によって覆われている。機体フレーム２・２の後部には、変速装置を内装するミッションケース４が設けられ、該ミッションケース４の左右外側面に、リアアクスルを内装するリアアクスルケース６０・６０が設けられる。

機体フレーム２・２の前後中途部および後部には、操向ハンドル９や変速操作具や座席１０等を有する運転操作部７が設けられている。操向ハンドル９は、その回動操作量に応じて左右一対の前輪５・５の操舵角を変更し、作業車両１を操向できるように構成される。変速操作具はその操作量に応じて変速装置の変速比を変更し、走行速度を調整することができるように構成される。

ミッションケース４の後部には、作業機装着装置１１が設けられる。作業機装着装置１１は、主としてトップリンク１２と、ロアリンク１３・１３と、リフトロッド１４・１４と、を備える。トップリンク１２は、ミッションケース４の後部に回動自在に連結される。ロアリンク１３・１３は、ミッションケース４またはリアアクスルケース６０・６０に回動自在に連結される。リフトロッド１４・１４は、一端がロアリンク１３・１３の前後中途部に回動自在に連結されて、他端が油圧ケースより後方に突出したリフトアーム１５・１５に回動自在に連結される。トップリンク１２およびロアリンク１３・１３の後端には、図示しないロータリ耕耘装置等の作業機が連結される。

そして、エンジン３の動力が変速装置で変速されたあと、フロントアクスルを経て左右一対の前輪５・５に伝達可能とされるとともに、リアアクスルを経て左右一対の後輪６・６に伝達可能とされる。エンジン３の動力が伝達されることによって、左右一対の前輪５・５および左右一対の後輪６・６が回転駆動され、作業車両１の走行が行われる。さらに、エンジン３の動力が変速装置で変速されたあと、作業機にも伝達可能とされる。

次に、図２から図５を用いて、機体フレーム２・２の形状について詳細に説明する。
図２に示すように、機体フレーム２・２は、長手方向を前後方向とし、左右方向に所定の間隔をとって配置され、左右対称に構成される。機体フレーム２・２の形状は左右対称であるため、以下の説明において、右側の機体フレーム２を中心に説明する。

図３及び図４に示すように、機体フレーム２は、側面視において、下部が前方から後方に向けて、徐々に傾斜状に広がる形状で、機体フレーム２の上下方向の長さが徐々に長くなり、面積が拡大される形状とされる。つまり、上辺が略水平に配置されて、下辺が後方ほど徐々に低くなる構成としている。機体フレーム２は、上側が所定幅で機体左右方向外側に折り曲げられ、かつ、下側が所定幅で機体左右方向内側に折り曲げられている。つまり、右側の機体フレーム２では、長手方向を前後方向とし、上下方向を板面とする平板材の上部を外側（右側）に所定幅で水平方向に折り曲げられ、かつ、下部を内側（左側）に所定幅で直角に折り曲げられて形成される。本実施形態においては、前部から後部において正面断面視でクランク状（Ｚ状）に折り曲げられている。

詳細には、機体フレーム２は、上下方向の面（鉛直面）であって前後方向に長い側面視略台形状の本体部２ａと、本体部２ａの上辺から所定幅で外側に向かって水平方向に折り曲げられて帯板状の水平面を形成する上面２ｂと、前記本体部２ａの後側が下り傾斜となる下辺から所定幅で内側方向に折り曲げられて帯板状の傾斜面を形成する下面２ｃと、で構成される。上面２ｂは本体部２ａに対して直角に折り曲げられ、下面２ｃは本体部２ａに対して直角に折り曲げられる。

図４（ｃ）から（ｅ）に示すように、機体フレーム２は、クランク状断面を有し、上側と下側が互いに逆方向に折り曲げられる形状を有する。このように形成することで、機体フレーム２の断面二次極モーメントを増大できるので、機体フレーム２・２の捻れ剛性を増大させることができる。従って、左右の機体フレーム２・２を連結する補強板やステー等を設ける必要がなく、軽量化が可能となり、また、機体フレーム２を構成する平板材の厚さを薄く構成して、従来と同等の捻れ剛性を確保しつつ、コストの低減を図ることができる。

また、機体フレーム２は、後部の上下方向の長さに比べて前部の上下方向の長さが短い形状である。このため、機体フレーム２の前部下方にスペースを設けることができる。これにより、機体フレーム２の前部の下方に空間が形成されるので、この空間に配置される部材（例えば、フロントアクスルケース５０）の設計自由度が向上する。さらに、エンジン３が設けられる機体フレーム２・２の前部が軽くなり、作業車両全体としての重量バランスが良好となる。

また、機体フレーム２は、後部の上下方向の長さが前部の上下方向の長さに比べて長い形状である。このため、機体フレーム２の後部の強度を十分に確保できる。

なお、図５に示すように、右側の機体フレーム２及び左側の機体フレーム２は、一つの長方形状の板材１００を切断して構成される。すなわち、長方形状の板材１００は、長手方向の長さを機体フレーム２の前後方向の長さをとし、短手方向の長さを機体フレーム２を折り曲げ形成する前の前端の短手方向の長さと後端の短手方向の長さを加えた長さとする。この板材１００を、下面２ｃの傾斜に合わせ面積を二分する切断線αで傾斜状に切断することで、機体フレーム２・２の素材となる二つの平板材を得る。更に、長手方向両端部の不要部分を切断することで、最小限の端材として効率良く機体フレーム２の素材を得ることができる。

その後、ボルト孔等の孔開け加工を施し、折り曲げ線β・γの位置で折り曲げ加工を行うことで容易に機体フレーム２を得ることができる。但し、孔開け加工や端材の切断を先に行い、切断線αで切断した後に折り曲げ加工を施してもよい。これにより、一枚の板材１００より左右両側の機体フレーム２・２を一度に得ることができ、効率よく板取りができ、コストの低減を図ることができる。

次に、図３及び図６から図１１を用いて、機体フレーム２の後端部の取付構造について詳細に説明する。

図３（ａ）、図６及び図８に示すように、機体フレーム２の後端部は、側面視でリアアクスルケース６０の前部の形状に合わせた曲線形状とし、機体フレーム２の後部の上部に上取付孔２ｄが形成され、下部に下取付孔２ｅが形成される。上取付孔２ｄは機体フレーム２の後上部から後方に突出するように設けた延出部に開口され、下取付孔２ｅは上取付孔２ｄの前下方の位置に開口される。

図６及び図８に示すように、リアアクスルケース６０は、デフ出力軸およびリアアクスル６２を支持するとともに、最終減速歯車を収納するものであり、リアアクスルケース６０の前部外側面から前方に延出部６０ａが形成されている。延出部６０ａは、フランジ部６０ｂより更に前方に延出したものであり、該延出部６０ａの上下に左右方向に貫通する固定孔６０ｃ・６０ｃが開口されている。前記フランジ部６０ｂは、側面視におけるリアアクスルケース６０の外周に設けられて、ボルトによりミッションケース４に固定するためのものである。

図７に示すように、延出部６０ａの機体左右方向内側面とミッションケース４の外側面との間には挿入空間Ａが形成される。該挿入空間Ａに機体フレーム２の後部と、該機体フレーム２の後部に固設された補強板６５の後部と、ボス６４・６４と、が挿入されて、リアアクスルケース６０に機体フレーム２の後部がボルト６１・６１により固定される構成としている。

機体フレーム２の後端部には、補強板６５が固設された上で、リアアクスルケース６０に取り付けられる。

補強板６５は、機体フレーム２の後端部の、リアアクスルケース６０に対する取付強度を増大させるものである。補強板６５は、図６から図８に示すように、機体フレーム２の後端部の外側面に固設される。補強板６５は、図８及び図９に示すように、側面視において略台形状で、上部および後部は機体フレーム２の後部形状に合わせた形状としている。つまり、上側および下側を左右方向外側に折り曲げて断面視「コ」字状に折り曲げ形成されている。

詳細には、補強板６５は、側面視略台形状で上下方向の面として形成される本体部６５ａと、本体部６５ａの上部から機体フレーム２の上面２ｂに沿うように左右方向外側へ水平方向に折り曲げられて形成される上面６５ｂと、本体部６５ａの下部から外方向に折り曲げて後側が下がる面として形成される下面６５ｃと、で構成される。なお、上面６５ｂと下面６５ｃの左右幅は、機体フレーム２の上面２ｂの左右幅よりも短く構成して上面２ｂからはみ出さないように構成している。

図９（ｅ）に示すように、補強板６５は、「コ」字状断面に形成することで、機体フレーム２の断面二次モーメントを増大できるので、補強板６５の強度を増大させることができる。

図９（ａ）に示すように、補強板６５の後部の上部に上取付孔６５ｄが形成され、下部に下取付孔６５ｅが形成される。上取付孔６５ｄは補強板６５の後上部から後方に突出するように設けた延出部に開口され、下取付孔６５ｅは上取付孔６５ｄの前下方の位置に開口される。上取付孔６５ｄと、下取付孔６５ｅとは、略同径で、図８（ａ）に示す機体フレーム２の上取付孔２ｄ及び下取付孔２ｅの位置および大きさに合わせて開口されている。これら上取付孔６５ｄ及び下取付孔６５ｅには、ボス６４・６４が挿嵌固定される。

図８及び図１０に示すように、ボス６４・６４は、段付円筒状の部材である。ボス６４は、本体部６４ａと、該本体部６４ａに対して縮径する縮径部６４ｂと、で構成される。縮径部６４ｂは、機体フレーム２の上取付孔２ｄ及び下取付孔２ｅ、補強板６５の上取付孔６５ｄ及び下取付孔６５ｅにそれぞれ挿入固定され、機体フレーム２と補強板６５の剛性を更にアップしている。縮径部６４ｂの軸孔は雌ネジに構成している。また、本体部６４ａの軸孔部にはスペーサ６３の一端が挿入される。スペーサ６３の他端は延出部６０ａに設けた固定孔６０ｃに挿入される。こうして、スペーサ６３により延出部６０ａとボス６４が容易に締結でき強度もアップされる。

こうして、図８（ｂ）に示すように、補強板６５が機体フレーム２の後端部の外側面に固設された状態で、リアアクスルケース６０の延出部６０ａの機体左右方向内側面とミッションケース４の外側面との間の挿入空間Ａに機体フレーム２の後部を配置し、固定孔６０ｃ・６０ｃにスペーサ６３・６３を挿入し、ボルト６１・６１により機体フレーム２とリアアクスルケース６０とをボス６４を介して締結固定する。

このようにして、リアアクスルケース６０・６０に取り付けられた左右一対の機体フレーム２・２は、図１１及び図１２に示すように、断面視クランク状に形成されて、左右対称に配置され、これら機体フレーム２・２の後端部の外側面に沿って、断面視「コ」字状の補強板６５・６５が固設される。詳細には、機体フレーム２の本体部２ａ及び上面２ｂと、補強板６５の本体部６５ａ及び上面６５ｂと、を当接させて固設される。これにより、機体フレーム２・２の捻れ剛性を増大させつつ、機体フレーム２・２とリアアクスルケース６０・６０の取付強度が増大する。

また、前記ボス６４及びスペーサ６３を、長さ（左右方向の長さ）が異なるボス及びスペーサに変更することにより、機体フレーム２の左右方向の取付位置を変更することが可能となる。つまり、従来ミッションケース４の側面に機体フレーム２を取付固定する構成であると、ミッションケース４の左右幅によって機体フレーム２・２の間隔が決定されていたが、前記構成によると、機体フレーム２・２を左右方向に曲げることなく、機体フレーム２・２の左右幅を容易に変更可能となり、エンジン３の大きさやトレッド等が異なる仕様に容易に変更できるようになるのである。すなわち、前記機体フレーム２の後端部と、前記延出部６０ａ・６０ａとの間には、左右幅調整用の調節部材となるボス６４及びスペーサ６３が介設されるのである。

また、リアアクスルケース６０内のブレーキ装置やミッションケース４内のデフ装置等のメンテナンスや交換等を行う際には、ボルト６１・６１を外し、リアアクスルケース６０を固定するボルトを外すことにより、リアアクスルケース６０を外すことができる。従来では、ミッションケース４やリアアクスルケース６０の外側に機体フレーム２が固設されていたために、機体フレーム２をミッションケース４およびリアアクスルケース６０から取り外す必要があり、大変面倒な作業となっていたが、上記のような構成とすることにより、メンテナンス作業が容易にできるようになったのである。

なお、図２、図６及び図１１に示すように、ミッションケース４の上部には、左右方向に所定間隔を空けて、側面視略三角形状の延出部４ａ・４ａが設けられ、該延出部４ａ・４ａには、前記リフトアーム１５・１５の一端（前側）を回転可能に支持する支持部４ｂ・４ｂが設けられる。支持部４ｂ・４ｂは、鋳物等でミッションケース４と一体的に構成される。このように、リフトアーム１５・１５の一端を支持する支持部４ｂ・４ｂを別部材とせず、ミッションケースに一体的に構成されるので、製造コストを低減できる。

なお、図１３に示すように、機体フレーム２・２の前端部には、フロントヒッチ２０が複数のボルト３７・３７・・・により、脱着可能に構成される。このフロントヒッチ２０に替えて、フロントウェイトを取り付けるフロントウエイトブラケットや、ローダーフロントガードブラケットが取り付け可能とされる。また、取り付けられたブラケットは、断面視略クランク状の機体フレーム２・２に沿って、位置決め可能とされる。

図２、１３及び図１４に示すように、エンジン３の前下両側部は、エンジンブラケット２９を含む防振機構３０を介して機体フレーム２に支持される。図１４に示すように、防振機構３０は、エンジンブラケット２９と防振部材３２とで主に構成される。エンジンブラケット２９は、垂直部２９ａと水平部２９ｂを有し、垂直部２９ａがエンジン３のシリンダブロックの下部側面にボルト３３・３３により固設され、水平部２９ｂが防振部材３２の上面に載置され，防振部材３２の下面は機体フレーム２の上面２ｂ上に載置される。そして、ネジ棒部材３４及びナット３５・３５によりエンジンブラケット２９と防振部材３２と機体フレーム２が連結固定される。防振部材３２は、上板３２ａと下板３２ｂの間にゴム等の弾性体３２ｃが介装される構成としている。

このとき、ネジ棒部材３４の軸心Ｏと、機体フレーム２の本体部２ａと、の距離Ｗは、可能な限り小さく構成される。これにより、エンジン３の振動が機体フレーム２に伝達し難くなり、作業車両１の乗り心地を向上させることができる。

以上のように、本発明の一実施形態に係る作業車両１においては、機体フレーム２・２にミッションケース４及びエンジン３が設けられた作業車両１において、前記機体フレーム２・２は、上側が外側に折り曲げられ、かつ、下側が内側に折り曲げられるものである。これにより、機体フレーム２・２の捻れ剛性を向上させることができる。従って、機体フレーム２・２を構成する平板材の厚さを薄く構成して、コストを低減できる。また、作業車両１の軽量化が可能となる。

また、前記機体フレーム２・２の下部が、前方から後方に向けて、徐々に傾斜状に広がる形状とされるものである。これにより、機体フレーム２・２前部の下方に空間が形成されるので、この空間に配置される部材の設計自由度が向上する。また、エンジン３が設けられる機体フレーム２・２の前部が軽くなり、作業車両全体としての重量バランスが良好となる。

以上のように、本発明の一実施形態に係る作業車両１においては、機体フレーム２・２の後部にミッションケース４が配置され、該ミッションケース４の左右両外側面にリアアクスルケース６０・６０が配置される作業車両１において、前記リアアクスルケース６０・６０の前部には、前方に延出する延出部６０ａが設けられ、該延出部６０ａに、前記機体フレーム２・２の後端部が取り付けられるものである。これにより、左右一対の機体フレーム２・２の左右間隔を大きく構成できる。

また、前記機体フレーム２・２の後端部は、前記ミッションケース４と前記延出部６０ａ・６０ａとの間に配置されて、前記延出部６０ａ・６０ａに取り付けられるものである。つまり、機体フレーム２・２の後端部は、延出部６０ａの外側側面ではなく、内側側面に取り付けられるので、ミッションケース４からリアアクスルケース６０・６０を取り外すことが容易となり、ミッションケース４内部に配置されるギアやブレーキ装置等のメンテナンス作業が容易にできる。

また、前記機体フレーム２の後端部と、前記延出部６０ａ・６０ａとの間には、左右幅調整用の調節部材となるボス６４・６４・６４・６４及びスペーサ６３・６３・６３・６３が介設されるものである。これにより、左右一対の機体フレームの間隔は、調節部材により容易に変更可能となる。すなわち、ボス６４・６４・６４・６４とスペーサ６３・６３・６３・６３を交換することにより容易に変更可能となる。

また、前記機体フレーム２・２の後端部には、補強板６５・６５が固定されるものである。これにより、機体フレーム２・２とリアアクスルケース６０・６０の取付強度が増大する。

１作業車両
２機体フレーム
２ａ本体部
２ｂ上面
２ｃ下面
３エンジン
４ミッションケース
６０リアアクスルケース
６０ａ延出部
６３スペーサ（調節部材）
６４ボス（調節部材）
６５補強板

Claims

機体フレームにミッションケース及びエンジンが設けられた作業車両において、
前記機体フレームは、上側が外側に折り曲げられ、かつ、下側が内側に折り曲げられることを特徴とする作業車両。
前記機体フレームの下部が、前方から後方に向けて、徐々に傾斜状に広がる形状とされることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。