JP2014158424A - 農用車両の車輪昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントアクスルケース及びリヤアクスルケースを昇降可能に支持し、畦等をスムーズに乗り越えることが可能であって、構造も簡略化された農用車両の車輪昇降装置を提供することを課題とする。
【解決手段】オペレータが乗込む操縦席８を有する走行機体３における枠体６に、フロントアクスルケース３８及びリヤアクスルケース３９を昇降可能に支持した農用車両の車輪昇降装置において、左右の前輪１，１用に単一のフロントアクスルケース３８を一体的に形成し、左右の後輪２，２用に単一のリヤアクスルケース３９を一体的に形成し、前記フロントアクスルケース３８及びリヤアクスルケース３９を昇降駆動させるアクチュエータ５９，６４を、該２つのアクスルケース３８，３９毎に設ける。
【選択図】図４

Description

この発明は、農用車両の車輪昇降装置に関する。

オペレータが乗込む操縦席を有する走行機体における枠体に、フロントアクスルケース及びリヤアクスルケースを昇降可能に支持し、リヤアクスルケースを昇降駆動させるアクチュエータを設けた農用車両の車輪昇降装置が公知である（例えば、特許文献１）。

特許第３４９８３６４号公報

上記文献の農用車両の車輪昇降装置では、リヤアクスルケースの左右の端部を各別に昇降駆動させるために２つのアクチュエータが必要になり、構造が複雑である他、フロントアクスルケースには、アクチュエータが設けられておらず、畦等を乗り越える際に支障をきたす場合がある。

フロントアクスルケース及びリヤアクスルケースを昇降可能に支持し、畦等をスムーズに乗り越えることが可能であって、構造も簡略化された農用車両の車輪昇降装置を提供することと課題とする。

上記課題を解決するため、第１に、オペレータが乗込む操縦席８を有する走行機体３における枠体６に、フロントアクスルケース３８及びリヤアクスルケース３９を昇降可能に支持した農用車両の車輪昇降装置において、左右の前輪１，１用に単一のフロントアクスルケース３８を一体的に形成し、左右の後輪２，２用に単一のリヤアクスルケース３９を一体的に形成し、前記フロントアクスルケース３８及びリヤアクスルケース３９を昇降駆動させるアクチュエータ５９，６４を、該２つのアクスルケース３８，３９毎に設けたことを特徴としている。

第２に、前記フロントアクスルケース３８を上下方向にスライド可能に走行機体３の上記枠体６に支持したことを特徴としている。

第３に、前記枠体６は、操縦席８の床面８ａ側のステップフレーム１４と、該ステップフレーム１４の下方に位置して前後方向に延びる下部フレーム１９と、該ステップフレーム１４と下部フレーム１９とを連結固定する上下方向の複数の縦フレーム１７，６１，６２とを備え、前記フロントアクスルケース３８を、下部フレーム１９を跨ぐようにしてステップフレーム１４と該下部フレーム１９との間に上下スライド自在に支持したことを特徴としている。

第４に、エンジン９からの動力を前後輪１，２に伝動する走行変速装置を備え、該エンジン９及び走行変速装置を、前記フロントアクスルケース３８とリヤアクスルケース３９との間に配置したことを特徴としている。

前輪及び後輪が専用のアクチュエータによって各別に昇降されるので、畦等をスムーズに乗り越えることが容易になる他、単一のフロントアクスルケース及び単一のリヤアクスルケースによって昇降の構造も簡略化され、これによって軽量化も可能になる。

また、前記フロントアクスルケースを上下方向にスライド可能に走行機体の上記枠体に支持したものによれば、揺動によって昇降させる場合に比べて必要な前後方向のスペースをコンパクトにできる。

また、前記枠体は、操縦席の床面側のステップフレームと、該ステップフレームの下方に位置して前後方向に延びる下部フレームと、該ステップフレームと下部フレームとを連結固定する上下方向の複数の縦フレームとを備え、前記フロントアクスルケースを、下部フレームを跨ぐようにしてステップフレームと該下部フレームとの間に上下スライド自在に支持したものによれば、操縦席の床面を支持する強度なステップフレームと、該ステップフレームに縦フレームを介して連結固定される下部フレームとによって、機体フレームの強度を維持しながら、このステップフレームと、下部フレームとの間に該フロントアクスルケースが設けられるため、設置スペースの確保が容易になる。

さらに、エンジンからの動力を前後輪に伝動する走行変速装置を備え、該エンジン及び走行変速装置を、前記フロントアクスルケースとリヤアクスルケースとの間に配置したものによれば、重心を前後方向の中央側に位置させることが容易になり、前後バランスを良好に保持できる。

本発明を適用した農用車両の側面図である。 本発明を適用した農用車両の平面図である。 本農用車両の要部構成を示す側面図である。 本農用車両の要部構成を示す斜視図である。 本農用車両の要部構成を示す背面図である。 前後の車輪を共に下降させて走行機体を車輪に対して上昇させた状態を示す側面図である。

図１，図２は、本発明を適用した農用車両の側面図及び平面図であり、図３乃至図５は、本農用車両の要部構成を示す側面図、斜視図及び背面図であり、図６は、前後の車輪を共に下降させて走行機体を車輪に対して上昇させた状態を示す側面図である。図示する農用車両は作業車両の一種であって、前後輪１，２によって支持された走行機体３と、走行機体３の後部に昇降リンク４を介して昇降自在に連結された植付作業機等の作業機（図示しない）とを備えている。

走行機体３は、左右一対の前輪１，１及び後輪２，２に支持されて前後方向に延びる車台フレーム（枠体）６と、前後左右の計４つの車輪１，１，２，２を昇降させる車輪昇降装置と、車台フレーム６上に設置されてオペレータが乗込む操縦席（操縦部）８と、車台フレーム６側に設置固定された動力源であるエンジン９とを備えている。

上記車台フレーム６は、ボックスフレーム（箱状フレーム）１１と、該ボックスフレーム１１から後方側に延出されたリヤフレーム１２と、ボックスフレーム１１の前面側から前方に一体的に突出したバンパー１３とを有している。

ボックスフレーム１１は、水平な方形枠状のステップフレーム１４と、該ステップフレーム１４の上面に載置固定された水平なステッププレート１６と、ステップフレーム１４の前端部から下方に延設された前部枠（縦フレーム）１７と、ステップフレーム１４の後方斜め下方に配置された後部枠１８と、前部枠１７の下端部と後部枠１８の下端部とを連結固定する前後方向に延びる角材状の単一の下部フレーム１９と、後部枠１８とステップフレーム１４の後端部とを連結固定する左右一対の連結枠２１とを有している。ちなみに、ステップフレーム１４は、方形枠状に限定されず、板状の部材であってもよい。

リヤフレーム１２は、ステップフレーム１４の後端部から上方に突出形成された左右一対の前支柱２２，２２と、後部枠１８の後面側に取付固定されたミッションケース２３と、後部枠１８の後方に位置して該ミッションケース２３の上面側に固設された支持枠２４と、支持枠２４の上面側から上方に突出形成された左右一対の後支柱２６，２６と、上記４つの支柱２２，２２，２６，２６の上端部に支持固定された方形状のシート支持枠２７とを有している。

リヤフレーム１２内には、ミッションケース２３により下支えされた状態の上記エンジン９が収容されている。ミッションケース２３には、図示しないトランスミッション（走行変速装置）が内装され、このトランスミッションを介して、エンジン９からの動力が車輪１，１，２，２及び作業機に変速伝動される。

上記操縦席８には、シート支持枠２７に下支え固定された座席２８と、ステッププレート１６の上面側（ボックスフレーム１１の上面側）に形成された床面８ａと、車台フレーム６の前部に立設された上下方向のフロント側操作フレーム２９と、該フロント側操作フレーム２９の上端部に設置されたステアリングハンドル３１と、座席２８の左右一方側の側方に配設されて揺動により走行変速操作を行う変速レバー３２と、座席２８の左右他方側の側方に配置されて揺動により作業機の操作を行う作業機操作レバー３３とを備えている。

ちなみに、シート支持枠２７及びフロント側操作フレーム２９を平面的に避けるようにして、車台フレーム６の上面側を覆うステップカバー３４の前後中途部に、上述した床面８ａが形成されている他、シート支持枠２７及び前後左右の４つの支柱２２，２２，２６，２６の周囲と、フロント側操作フレーム２９の周囲とが、それぞれカバー体３６，３７によって覆われている。

なお、ステップカバー３４の上面には、座席２８の左右両側方に位置するサイドステップ３４ａ，３４ａと、該左右のサイドステップ３４ａ，３４ａのそれぞれ後方に位置して一段高い一対のリヤステップ３４ｂ，３４ｂと、ステアリングハンドル３１の左右両側方に位置する左右一対のフロントステップ３４ｃ、３４ｃとが形成されている。

上記車輪昇降装置は、左右の前輪１，１をまとめて支持する単一のフロントアクスルケース３８と、左右の後輪２，２をまとめて支持する単一のリヤアクスルケース３９と、フロントアクスルケース３８を車台フレーム６に昇降駆動自在に支持する前側昇降機構（昇降機構）４１と、リヤアクスルケース３９を車台フレーム６に昇降自在に支持する後側昇降機構（昇降機構）４２とを備えている。

リヤアクスルケース３９は、ミッションケース２３の後部に一体形成されて左右方向に延びる本体部２３ａと、本体部２３ａの左右の各端部に上下揺動自在に支持されたファイナルケース４３と、この左右のファイナルケース４３，４３同士を連結固定する左右方向の横フレーム４４とを有している。

左右の各ファイナルケース４３は、揺動支点４３ａ側となる基端部と反対側の端部（先端部）に、左右方向の車軸４６が、外側側方に突出した状態で、回転駆動可能に支持されている。ちなみに、横フレーム４４によって、左右のファイナルケース４３，４３が連結されて一体化されて強度が向上する他、この横フレーム４４は、車軸４６の上方に配置されている。

各車軸４６には後輪２が装着される他、上述した横フレーム４４によって、左右のファイナルケース４３，４３は、同一姿勢で一体的に上下揺動される。この他、ミッションケース２３内でトランスミッションにより変速されたエンジン動力は、本体部２３ａ内（トランスミッションの後方）に伝動され、その後に、左右のファイナルケース４３，４３内に入力され、最後に、車軸４６を介して後輪２に出力され、左右の各車輪２を走行駆動させる。このようにトランスミッションの動力を後輪２に伝動するリヤアクスルケース３９は、該トランスミッションの後方に配置されている。

フロントアクスルケース３８は、左右方向に延びる本体ケース４７と、本体ケース４７の左右各端部から下方に延出されたファイナルケース４８とを有し、全体が正面視でゲート状に成形されている。この左右の各ファイナルケース４８は本体ケース４７に水平回動可能に支持され、このファイナルケース４８の下端部には、外側側方に突出した状態で、水平方向に延びる車軸４９が回転駆動可能に支持されている。

この水平回動可能な左右一対のファイナルケース４８，４８は、操向機構５１に連結されている。操向機構５１は、ステアリングハンドル３１のハンドル操作に連動して左右に水平揺動されるように車台フレーム６の前端部下面側に支持されたピットマンアーム５２と、ピットマンアーム５２と上記左右のファイナルケース４８，４８とをそれぞれ連結する左右一対の操向リンク５３とを備えている。そして、ステアリングハンドル３１の操向操作によって、ピットマンアーム５２を左右揺動させ、各前輪１の向きを変更することにより、走行中の走行機体３を操向作動（旋回作動）させる。

また、エンジン９からトランスミッションに伝動された動力は、該ミッションケース２３とフロントアクスルケース３８との間に配置された前後方向のプロペラシャフト５４を介して、フロントアクスルケース３８内に入力され、この入力された動力によって、左右の前輪１，１が走行駆動される。

具体的には、ミッションケース２３の前面側から前方に突出する出力軸（図示しない）がユニバーサルジョイント（図示しない）を介してプロペラシャフト５４の後端部に動力伝動可能に連結されるとともに、該プロペラシャフト５４の前端部がユニバーサルジョイント５６を介して、フロントアクスルケース３８の後面から後方に突出して該フロントアクスルケース３８に動力を入力する前後方向の入力軸（図示しない）に動力伝動可能に連結されている。このようにして、トランスミッションは、フロントアクスルケース３８の後方且つリヤアクスルケース３９の前方に配置されている。

後側昇降機構４２は、リヤアクスルケース３９とリヤフレーム１２（具体的には、支持枠２４）とを左右でそれぞれ連結する一対のリンク機構５７，５７と、支持枠２４側（具体的には、支持枠２４から後方斜め上方に突出する後部ブラケット５８）と、リヤアクスルケース３９の左右方向中途部の上面側（具体的には、横フレーム４４の左右方向中途側）との間に介設されて上下方向に伸縮作動する油圧式のアクチュエータであるリヤ昇降シリンダ５９とを備えている。

左右の各リンク機構５７は、側面視でくの字状をなすように上下一対のリンク５７ａ，５７ｂが上下回動自在に連結されている。また、リヤ昇降シリンダ５９の上下の端部は、後部ブラケット５８と、横フレーム４４とにそれぞれ回転自在に連結されている。

リヤ昇降シリンダ５９を伸長作動させると、各リンク機構５７のリンク５７ａ，５７ｂの曲げ角が大きくなり（より直線に近い形になり）、左右のファイナルケース４３，４３が一体的に下方側に揺動して、各後輪２が走行機体３に対して下降作動する。一方、リヤ昇降シリンダ５９を縮小作動させると、各リンク機構５７のリンク５７ａ，５７ｂの曲げ角が小さくなり（更に折れ曲がり）、左右のファイナルケース４３，４３が一体的に上方側に揺動して、各後輪２が走行機体３に対して上昇作動する。

言換えると、リヤ昇降シリンダ５９の伸縮作動によって、走行機体３の後部側が後輪２に対して昇降作動し、リヤアクスルケース３９及び一対の後輪２，２は、ファイナルケース４３の上記揺動支点４３ａを中心とした円弧軌跡に沿って上下に移動する。

前側昇降機構４１は、ボックスフレーム１１の前寄り位置（前側）に配設され、下部フレーム１９を跨いだ状態のフロントアクスルケース３８を、ステップフレーム１４と下部フレーム１９との間で昇降自在に支持している。

具体的な構成を説明すると、この前側昇降機構４１は、上下方向に延びる棒状の左右一対の前側スライドレール（縦フレーム）６１と、上下方向に延びる棒状の左右一対の後側スライドレール（縦フレーム）６２と、該前後左右の計４本のスライドレール６１，６１，６２，６２にスライド自在に支持された単一のスライド体６３と、スライド体６３を昇降駆動させる油圧式のアクチュエータであるフロント昇降シリンダ６４とを備えている。ちなみに、この前後のスライドレール６１，６２と、前部枠１７とは、ステップフレーム１４と、下部フレーム１９とを連結して固定する上下方向の縦フレームとして機能している。

左右の各前側スライドレール６１は、その両端部が、ステップフレーム１４の前端部と、下部フレーム１９の前端側に固設された前側固定ブラケット６６とによって固定され、全体が若干後方に傾いている。一方、左右の各後側スライドレール６２は、その両端部が、ステップフレーム１４の前後方向中途部と、下部フレーム１９の前後方向中途側に固設された後側固定ブラケット６７とによって固定され、全体が若干後方に傾いている。また、この４つのスライドレール６１，６１，６２，６２は、互いに平行となるように姿勢が定められている。

スライド体６３は、スライドレール６１，６２に挿通される支持スリーブ６３ａを介して、該スライドレール６１，６２の軸方向にスライド自在に支持されている。このようにして、支持スリーブ６３ａ，６３ｂによりスライドレール６１，６２方向にスライド自在に支持されたスライド体６３は、左右方向に延びる上述したフロントアクスルケース３８の前面の左右両側端部と、後面の左右両側端部とにボルト固定され、これによって、フロントアクスルケース３８は、スライドレール６１，６２方向にスライド自在（昇降自在）に車台フレーム６に支持されている。ちなみに、このスライド体６３は、前後に分割成形されている他、後側部分は、さらに左右にも分割成形されている。

フロント昇降シリンダ６４は、上下方向に伸縮するように姿勢が定められ、このフロント昇降シリンダ６４の上端部は、ボックスフレーム１１の上面前端部から上方に一体的に突設された逆Ｌ字状の支持ブラケット６８に前後回動自在に支持される一方で、該フロント昇降シリンダ６４の下端部は、スライド体６３の左右方向中途部に前後回動自在に支持されている。

また、ステッププレート１６の前端部及びステップカバー３４の前後方向中途側には、切欠き状の貫通部６９が形成され、この貫通部６９に挿通されたフロント昇降シリンダ６４は、その上部側が床面８ａから操縦席８側に突出しており、この突出部分が、カバー体７１によってカバーされている。ちなみに、このフロント昇降シリンダ６４及びカバー体７１は、ステイリングハンドルの直下（言換えると、平面視で、床面８ａの前端部の左右方向中央部）に配置されているため、フロント昇降シリンダ６４及びそのカバー体７１が、オペレータの足元で行われるペダル操作等の邪魔になることが効率的に防止され、操縦席８でのスムーズな操縦が容易になる。

フロント昇降シリンダ６４を伸長作動させると、フロントアクスルケース３８がスライドレール６１，６２に沿って下降し、前輪１が走行機体２に対して下降作動する。一方、フロント昇降シリンダ６４を縮小作動させると、フロントアクスルケース３８がスライドレール６１，６２に沿って上昇し、前輪１が走行機体２に対して上昇作動する。言換えると、フロント昇降シリンダ６４の伸縮作動によって、走行機体２の前部側が前輪１に対して昇降作動する。

以上のように、前後のアクスルケース３８，３９毎に個別に設けられた昇降シリンダ５９，６４によって、走行機体３の前後を各別に車輪１，２に対して昇降駆動させることが可能になる。しかも、各アクスルケース３８，３９は、左右の車輪１，１，２，２が一体で昇降される構造を有しているため、アクスルケース３８，３９毎に１つのアクチュエータ５９，６４を用意すればよく、構成も簡略化できる。

また、この２つの昇降シリンダ５９，６４は、手動式または電磁式の油圧バルブによる圧油の供給・排出によって、伸縮制御が行われる。例えば、操縦席８に乗込んだオペレータの操作具を介した手動操作によって、この２つの昇降シリンダ５９，６４を伸縮させ、走行機体３の前後を昇降させてもよいし、マイコン等から構成される制御部によって、この２つの昇降シリンダ５９，６４の伸縮を制御してもよし、この手動操作と、自動制御を組合せて用いてもよい。

ちなみに、制御部によって、上記２つの昇降シリンダ５９，６４を制御する場合、走行機体３の前後傾斜姿勢を検出するジャイロセンサ等の傾斜検出手段を、制御部の入力側に接続し、この傾斜検出手段によって、圃場や路上等の走行面の凹凸に関係なく、走行機体３を予め定めた所定の姿勢（具体的には、前後水平姿勢）に保持させるような制御も可能になる。

また、この農用車両が畦等の段差を乗り越える場合、まず、自動制御又は手動操作によって、走行機体３の前部側を前輪１に対して下降駆動させるとともに、後部側を後輪２に対して上昇駆動させることにより、全体を前下がり傾斜させた後に前進走行させて前輪１を段差の頂部に乗り上げさせる。

続けて、走行機体３をさらに前進走行させ、前輪１が段差を乗り越えた時点で、今度は、自動制御又は手動操作によって、走行機体３の前部側を前輪１に対して上昇駆動させるとともに、後部側を後輪２に対して下降駆動させることにより、全体を前上がり傾斜させた後に前進走行させて、今度は後輪２を段差の頂部に乗り上げさせる。

続けて、走行機体３をさらに前進走行させ、後輪２が段差を乗り越えた時点で、今度は、自動制御又は手動操作によって、走行機体３の前部側及び後部側を前後輪１，２に対して上昇駆動させ、引続き前進走行させる。

このように走行機体３の前後傾斜を適宜制御することにより、オペレータが本農用車両から降りることなく、乗車したまま畦等の段差を乗り越えることが可能になる。

また、走行機体３の前部及び後部を同時に同一方向に昇降させることにより、走行機体３を、水平状態を維持させたまま、前後輪１，２に対して昇降させることが可能である。このため、圃場等での走行の際には、走行機体３を上昇させて泥等の操縦席８への入り込みを防止する（図３参照）。一方、路上での高速走行時には、安定性を重視するため、走行機体３を下降させることが可能である（図６参照）。

１ 前輪（車輪）
２ 後輪（車輪）
３ 走行機体（機体）
６ 車台フレーム（枠体）
８ 操縦席（操縦部）
８ａ 床面（フロアステップ）
９ エンジン（動力源）
１１ ボックスフレーム（箱状フレーム）
１４ ステップフレーム
１７ 前部枠（縦フレーム）
１９ 下部フレーム
３８ フロントアクスルケース（アクスルケース）
３９ リヤアクスルケース（アクスルケース）
４１ 昇降機構
５９ リヤ昇降シリンダ（アクチュエータ，昇降シリンダ）
６１ 前側スライドレール（縦フレーム）
６２ 後側スライドレール（縦フレーム）
６４ フロント昇降シリンダ（アクチュエータ，昇降シリンダ）

Claims (4)

1. オペレータが乗込む操縦席（８）を有する走行機体（３）における枠体（６）に、フロントアクスルケース（３８）及びリヤアクスルケース（３９）を昇降可能に支持した農用車両の車輪昇降装置において、左右の前輪（１，１）用に単一のフロントアクスルケース（３８）を一体的に形成し、左右の後輪（２，２）用に単一のリヤアクスルケース（３９）を一体的に形成し、前記フロントアクスルケース（３８）及びリヤアクスルケース（３９）を昇降駆動させるアクチュエータ（５９，６４）を、該２つのアクスルケース（３８，３９）毎に設けた農用車両の車輪昇降装置。
2. 前記フロントアクスルケース（３８）を上下方向にスライド可能に走行機体（３）の上記枠体（６）に支持した請求項１に記載の農用車両の車輪昇降装置。
3. 前記枠体（６）は、操縦席（８）の床面（８ａ）側のステップフレーム（１４）と、該ステップフレーム（１４）の下方に位置して前後方向に延びる下部フレーム（１９）と、該ステップフレーム（１４）と下部フレーム（１９）とを連結固定する上下方向の複数の縦フレーム（１７，６１，６２）とを備え、前記フロントアクスルケース（３８）を、下部フレーム（１９）を跨ぐようにしてステップフレーム（１４）と該下部フレーム（１９）との間に上下スライド自在に支持した請求項２に記載の農用車両の車輪昇降装置。
4. エンジン（９）からの動力を前後輪（１，２）に伝動する走行変速装置を備え、該エンジン（９）及び走行変速装置を、前記フロントアクスルケース（３８）とリヤアクスルケース（３９）との間に配置した請求項１乃至３の何れかに記載の農用車両の車輪昇降装置。

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