JP2019127264A - トラクタ - Google Patents

Abstract

【課題】使用性が改善された、キャビン保護構造体及びトラクタを実現する。【解決手段】トラクタ（１）に用いられるキャビン保護構造体（３０）であって、トラクタ（１）は、操縦運転装置を収容するキャビン（１２）を規定するキャビン骨格体（５０）と、キャビン骨格体（５０）の上部に配設されるルーフ（２０）と、を備えており、キャビン保護構造体（３０）は、ルーフ（２０）の上部に配設される。【選択図】図１

Description

本発明はトラクタに関する。

一般に、建設機械はキャビン保護構造体を備える。キャビン保護構造体は、例えば、落下物から運転員を保護する、建設機械の転倒・転落から運転員を保護する、といった役割を果たす。

特許文献１は、従来のトラクタを開示する（図１、図２参照）。特許文献１のトラクタは、内部フレーム１０と、複数の部材２４、２６ａ〜２６ｄと、ルーフパネル４３とを備える。複数の部材２４、２６ａ〜２６ｄはそれぞれ、内部フレーム１０の上部に配設される。部材２６ａ〜部材２６ｄは落下物から運転員を保護する（段落００８１）。ルーフパネル４３は、複数の部材２４、２６ａ〜２６ｄの上部に配設される。

このように、従来のトラクタでは、内部フレーム１０、複数の部材２４、２６ａ〜２６ｄ、及びルーフパネル４３がその順序で配設されている。

米国特許出願公開公報第２０１６／０１１４８３８号明細書（２０１６年４月２８日）

しかしながら、特許文献１のトラクタは、例えば以下（１）〜（３）の課題を有する。
（１）内部フレームを構成する複数の部材は、互いに溶接されて、互いに強固に連結する（段落００７０、００８１等）。そのため、溶接が終わった後に上記複数の部材を内部フレーム１０から取り外すことは困難である。
（２）複数の部材２４、２６ａ〜２６ｄの上部にルーフパネル４３が配設される。したがって、上記トラクタに落下物が衝突する場合、最初にルーフパネル４３が損傷を受ける。ルーフパネル４３の材質等によっては、ルーフパネル４３を頻繁に交換する必要がある。つまり、従来のルーフパネルは、落下物からの保護対象として十分に認識されていない。
（３）上記（１）を理由として、特許文献１のトラクタは全高調整が困難である。そのため、特許文献１のトラクタは所定の高さを有する場所にしか収容できない。

以上の種々の課題に示されるように、従来のトラクタは、使用性の観点で改善の余地があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用性が改善された、キャビン保護構造体及びトラクタを実現することにある。

上記の課題を解決するために、トラクタに用いられるキャビン保護構造体であって、上記トラクタは、操縦運転装置を収容するキャビンを規定するキャビン骨格体と、当該キャビン骨格体の上部に配設されるルーフと、を備えており、上記ルーフの上部に配設される構成を開示する。

上記の構成によれば、上記キャビン保護構造体と上記キャビン骨格体との間に上記ルーフが配設される。これにより、上記トラクタは、キャビン骨格体とキャビン保護構造体とを溶接する必要のない構造を採用することが可能となる。これにより、キャビン骨格体をキャビン保護構造体から取り外すことが困難であった、との従来の課題が解決される。

また、上記キャビン保護構造体は上記ルーフの上部に配設される。これにより、当該キャビン保護構造体を備えたトラクタに落下物が衝突する場合、当該キャビン保護構造体は、上記トラクタの運転員に加え、上記ルーフを保護することができる。

さらに、上記キャビン保護構造体が上記ルーフに対して着脱可能となるように構成されている場合には、上記トラクタの高さは容易に調整される。例えば、トラクタの収容場所の高さが低い場合には、上記キャビン保護構造体を上記ルーフから取り外せばよい。

このように、上記の構成によれば、上記キャビン保護構造体の使用性を改善することができる。

上記の課題を解決するために、本発明に係るトラクタは、操縦運転装置を収容するキャビンを規定するキャビン骨格体と、上記キャビン骨格体の上部に配設されるルーフと、上記ルーフの上部に配設されるキャビン保護構造体と、を備える構成である。

上記の構成によれば、上記キャビン保護構造体と同様の効果を得ることができる。

本発明の一態様によれば、使用性が改善された、キャビン保護構造体及びトラクタを提供することができる。

本実施形態に係るキャビン保護構造体の一例を説明する図である。 実施形態に係るトラクタの全体的な構成を示す図である。 本実施形態に係るキャビン骨格体の一例を説明する図である。

以下では、図２、図３中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。

〔トラクタ１〕
まず、トラクタ１の全体構成を図２により説明する。図２は、トラクタ１の全体的な構成を示す図である。

トラクタ１は、機体フレーム２、前輪３・３、後輪４・４、エンジン５、ボンネット６、変速装置７、ステアリングホイール８、座席１１、キャビン１２、キャビン骨格体５０、ルーフ２０、キャビン保護構造体３０、及び支持体４０を備える。

機体フレーム２は、その長手方向を前後方向に向けて配置される。機体フレーム２の前部はフロントアクスル機構（不図示）を介して左右一対の前輪３・３に支持される。機体フレーム２の後部には変速装置７が設けられる。変速装置７の後部はリアアクスル機構（不図示）を介して左右一対の後輪４・４に支持される。機体フレーム２の前部にはエンジン５が設けられる。エンジン５はボンネット６に覆われる。

エンジン５の動力は、変速装置７で変速された後、前記フロントアクスル機構を経て前輪３・３に伝達されると共に、前記リアアクスル機構を経て後輪４・４に伝達される。エンジン５の動力によって前輪３・３及び後輪４・４が回転駆動され、トラクタ１は走行することができる。

エンジン５の後方にはキャビン１２が設けられる。キャビン１２の内部には、運転者が搭乗する空間１２ａが形成される。空間１２ａには、操縦運転装置（前輪３・３の切れ角を調節するためのステアリングホイール８、種々の操作具等）、及び運転者が着座するための座席１１等が収容される。

ルーフ２０は、キャビン骨格体５０の上部に配設される。具体的に、ルーフ２０は、キャビン骨格体５０にボルト・ナット、又は螺子等を用いて取り付けられる。

キャビン保護構造体３０は、複数の支持体４０を介して、ルーフ２０の上部に配設される。

〔キャビン骨格体５０〕
キャビン骨格体５０を図３により説明する。図３は、本実施形態に係るキャビン骨格体５０の一例を説明する図である。

キャビン骨格体５０は、前部に配置された左右一対の支柱５２ａ・５２ｂと、後部に配置された左右一対の支柱５３ａ・５３ｂと、を備える。キャビン骨格体５０は、左右一対の支柱５２ａ・５２ｂの上部間を連結するビーム５４と、左右一対の支柱５３ａ・５３ｂの上部間を連結するビーム５５と、を備える。キャビン骨格体５０は、左側の支柱５２ａ、５３ａの上部間を連結するビーム５６ａと、右側の支柱５２ｂ、５３ｂの上部間を連結するビーム５６ｂと、を備える。キャビン骨格体５０は、左右一対の支柱５３ａ・５３ｂの下部間を連結するビーム５８と、左右同じ側にある支柱５２ａ・５３ａ（５２ｂ・５３ｂ）の下部間を連結する一対のビーム５９ａ・５９ｂと、を備える。このように、キャビン骨格体５０は、箱形枠状に組み立てられた複数のビームによって、操縦運転装置を収容するキャビン１２を規定する。

ビーム５９ａ・５９ｂは、後部側がトラクタの後輪用フェンダ（図示省略）に対応させて上方に円弧状に形成されている。ビーム５９ａ・５９ｂの下方に左右一対の２つのサイドパネル６０ａ・６０ｂが取り付けられている。キャビン骨格体５０の下面には、フロアシートが取り付けられ、また、前面にはフロントパネル、側面にはドアパネル、後面にはリヤパネル、天井にはルーフ２０がそれぞれ取り付けられる（それぞれ、図３に不図示）。

キャビン骨格体５０の前側上部には天窓フレーム６２が設置されている。天窓フレーム６２は、上面が平坦に形成されている。天窓フレーム６２は、前側フレーム６２ａと後側フレーム６２ｂとを備える。前側フレーム６２ａはビーム５４に溶接されている。後側フレーム６２ｂは、ビーム５６ａ・５６ｂ間に架設された天窓取付ビーム６１に溶接されている。なお、前側フレーム６２ａは、ボルト・ナット等の他の手段を用いてビーム５４に取り付けられてもよい。また、後側フレーム６２ｂは、ボルト・ナット等の他の手段を用いて天窓取付ビーム６１に取り付けられてもよい。

なお、図３は、本実施形態に係るキャビン骨格体５０の一例であって、キャビン骨格体５０は、図３に記載する構造とは異なる構造により実現されてもよい。

〔キャビン保護構造体３０〕
キャビン保護構造体３０を図１により説明する。図１は、本実施形態に係るキャビン保護構造体３０の一例を説明する図である。

キャビン保護構造体３０は、落下物から運転員を保護する、建設機械の転倒・転落から運転員を保護する、といった役割を果たす。キャビン保護構造体３０は、例えば鋼鉄製であるが、上記役割を果たすのであれば、材質、形状、厚み、又はサイズ等は任意である。

キャビン保護構造体３０は、複数の支持体４０を介して、ルーフ２０の上部に配設されている。これにより、キャビン保護構造体３０を備えたトラクタ１に落下物が衝突する場合、キャビン保護構造体３０は、トラクタ１の運転員に加え、ルーフ２０を保護することができる。具体的に、キャビン保護構造体３０は、トラクタ１の運転員を保護するのはもちろんのこと、ルーフ２０の損傷を大きく軽減する、または、ルーフ２０を完全に保護することができる。

上方から視た場合、キャビン保護構造体３０は略台形である。キャビン保護構造体３０は、その４隅において４つの支持体４０ａ〜４０ｄに支持されている。

複数の支持体は、２以上の任意の数量であってよい。キャビン保護構造体３０は、１つの支持体を介して、ルーフ２０の上部に配設されていてもよい。この場合、当該１つの支持体は、キャビン保護構造体３０が落下物から運転員を保護する等の上記役割を果たすうえで十分な強度を備えているものとする。

４つの支持体４０ａ〜４０ｄのうち、前方一対の２つの支持体４０ａ・４０ｂの間隔は、後方一対の２つの支持体４０ｃ・４０ｄの間隔と同じか、又は狭いことが好ましい。通常、支持体４０ａ・４０ｂは、運転員が着座する側に位置する。キャビン保護構造体３０は、支持体４０ａ・４０ｂの間隔が狭いほど、運転員及び／又はルーフ２０を落下物から保護することができる。

また、前方一対の２つの支持体４０ａ・４０ｂの間隔が後方一対の２つの支持体４０ｃ・４０ｄの間隔よりも狭い場合、以下の効果も得られる。具体的に、支持体４０ａ及び支持体４０ｃが位置する側のキャビン保護構造体３０の側面を側面Ａと称し、支持体４０ｂ及び支持体４０ｄが位置する側のキャビン保護構造体３０の側面を側面Ｂと称する。この場合、側面Ａ及び側面Ｂはそれぞれ、トラクタ１の進行方向に対して、ある角度を有することになる。これにより、側面Ａ及び／又は側面Ｂに落下物が衝突した場合には、当該落下物からキャビン保護構造体３０（または、トラクタ１）に与えられる衝撃を、トラクタ１の進行方向に対して斜め方向に分散させることができる。その結果、トラクタ１は、運転員をより安全に保護することができる。また、トラクタ１に与えられる衝撃も軽減されるため、トラクタ１は、自身が受ける損傷を軽減することもできる。このように、前方一対の２つの支持体４０ａ・４０ｂの間隔が後方一対の２つの支持体４０ｃ・４０ｄの間隔よりも狭い場合には、様々な効果が期待できる。これらの効果は、運転員及びトラクタ１の安全性に直結する。以上の理由からも、トラクタ１がその使用性を改善しうることが分かる。

以下、キャビン保護構造体３０について説明を続ける。

キャビン保護構造体３０は、上記天窓を除くルーフ２０の上方に配設されることが好ましい。これにより、キャビン保護構造体３０は、落下物から運転員を保護しつつ、上記天窓を通した運転員の視界を確保することができる。

支持体４０ａ・４０ｂは、天窓フレーム６２に固定されていることが好ましい。これにより、ルーフ２０は、支持体４０ａ・４０ｂを固定するための設計、加工等（ボルト、螺子を貫通させるための孔の形成など）を不要にできる。その結果、トラクタ１の製造・組み立て作業はより簡素化される。

さらに、支持体４０ａ〜４０ｄは、以下の理由Ａ）、Ｂ）により、キャビン保護構造体３０とルーフ２０との距離を所定範囲内に保つように構成されていることが好ましい。

Ａ）キャビン保護構造体３０とルーフ２０との距離が上記所定範囲よりも大きい場合、キャビン保護構造体３０に落下物が衝突したときに支持体４０ａ〜４０ｄに加わる負荷は大きくなりうる。このため、支持体４０ａ〜４０ｄの強度設計に配慮を要する。

Ｂ）キャビン保護構造体３０とルーフ２０との距離が上記所定範囲よりも小さい場合、落下物から受ける衝撃によってキャビン保護構造体３０がルーフ２０に接触して、ルーフ２０が損傷する可能性がある。

以上の理由から、キャビン保護構造体３０とルーフ２０との間の距離を支持体４０ａ〜４０ｄの長さによって調整することが好ましい。キャビン保護構造体３０とルーフ２０との間の適正な距離は、キャビン保護構造体３０の形状、材質、又は厚み等に応じて異なる。それゆえ、キャビン保護構造体３０の材質等を考慮して支持体４０ａ〜４０ｄの長さが決定される。これにより、キャビン保護構造体３０とルーフ２０との距離を所定範囲内に保つことができ、上記Ａ）及びＢ）の理由が解消される。

なお、上記所定範囲は、次の方法により決定することができる。例えば、キャビン保護構造体３０の形状、材質、及び厚み等を様々に変化させて落下物の衝突実験を行い、それぞれに上記所定範囲を決定する。又は、キャビン保護構造体３０に対する落下物のシミュレーション実験を行い、上記所定範囲を決定する。

さらに、支持体４０ａ〜４０ｄについて説明する。

従来のトラクタは、キャビン骨格体とキャビン保護構造体とが溶接されていた。そのため、従来のトラクタは、キャビン保護構造体３０を支持体４０ａ〜４０ｄで支持するという技術思想そのものを有していなかった。以下、従来のトラクタでは考慮する必要のなかった、支持体４０ａ〜４０ｄの取り付け箇所の工夫とその効果を説明する。

ルーフ２０は、ボルト・ナット又は螺子等を用いて複数の箇所でキャビン骨格体５０に連結されている。キャビン保護構造体３０は、上記複数の箇所それぞれに取り付けられた支持体４０ａ〜４０ｄを介してルーフ２０の上部に配設されるのが好ましい。支持体４０ａ〜４０ｄは、キャビン保護構造体３０とルーフ２０の間に配される。複数の支持体４０ａ〜４０ｄのうち少なくとも幾つかの支持体は、ルーフ２０がキャビン骨格体５０に連結される複数の連結箇所のうちそれぞれの連結箇所に取り付けられる。支持体４０ａ〜４０ｄについては後ほど詳述する。すべての支持体４０ａ〜４０ｄが、ルーフ２０がキャビン骨格体５０に連結される複数の連結箇所それぞれに設けられてもよい。幾つかの支持体が対応する連結箇所に設けられ、残りの支持体が他の連結箇所の近くに設けられてもよい。支持体の数は少なくとも連結箇所と同数であることが好ましく、幾つかの支持体は、複数の連結箇所のうちそれぞれの連結箇所に設けられる。

トラクタ１では、ルーフ２０とキャビン保護構造体３０は４か所で連結する。また、ルーフ２０とキャビン骨格体５０は４か所で連結するものとする。ルーフ２０とキャビン骨格体５０、及びルーフ２０とキャビン保護構造体３０が連結する箇所がそれぞれ異なる場合、連結箇所の総数は８である。一方、ルーフ２０とキャビン骨格体５０、及びルーフ２０とキャビン保護構造体３０が連結する箇所が同じ場合、連結箇所の総数は４となる。連結箇所の総数が少ない場合には様々な効果が期待できる。例えば、ボルト又は螺子を貫通させるためにルーフ２０に形成すべき孔の総数を減らすことができる。これにより、ルーフ２０の設計、製造、加工が容易になる。また、孔の数に応じてボルト又は螺子の数が必要となるため、孔の数が少ないほど部品点数を減らすことができる。

ルーフ２０とキャビン骨格体５０、及びルーフ２０とキャビン保護構造体３０を同じ箇所で連結する方法は、例えば以下のとおりである。

ルーフ２０とキャビン骨格体５０が４つのボルトにより連結されているものとする。このとき、上記４つのボルトを貫通させるための４つの孔２１ａ〜２１ｄがルーフ２０に形成されている。また、キャビン保護構造体３０にも、４つの孔３０ａ〜３０ｄが形成されているものとする。上記孔３０ａ〜３０ｄは、上記孔２１ａ〜２１ｄに対応する位置に形成されているものとする。

このとき、（１）ルーフ２０とキャビン骨格体５０を連結する上記４つのボルトを取り外し、（２）ルーフ２０の上記４つの孔２１ａ〜２１ｄを開放する。次に、（３）キャビン保護構造体３０、ルーフ２０、及びキャビン骨格体５０を一体に固定するための４つのボルトを孔２１ａ〜２１ｄ及び孔３０ａ〜３０ｄそれぞれに差し込み、続いて（４）最後に上記４つのボルトを対応するナットでそれぞれ締め付ける。これにより、ルーフ２０とキャビン骨格体５０、及びルーフ２０とキャビン保護構造体３０を同じ箇所で連結することができる。

なお、上記（３）のボルトを挿入する際にカラーを使用することで、支持体４０ａ〜４０ｄの強度を高めることもできる。本実施形態では、ボルト、ナット、及び／又はカラーを支持体と総称している。

上記（１）〜（４）の方法を用いることにより、キャビン保護構造体３０はルーフ２０に対して着脱可能となる。これによりトラクタ１の全高調整が可能となり、その結果、トラクタ１の収容場所を増やすことができる。

上記（１）〜（４）の工程は容易であり、トラクタ１のユーザ自身が（１）〜（４）の工程を実施できる。つまり、トラクタ１のユーザが、キャビン保護構造体３０の取り外し、及び取り付けを独力で行える。従って、キャビン保護構造体３０が破損等した場合には、新しいキャビン保護構造体３０を購入すればよく、トラクタ１本体を買い替える必要はない。また、ユーザが既に保有している別のトラクタにもキャビン保護構造体３０を取り付けることも可能である。このように、本実施形態に係るキャビン保護構造体３０は、トラクタ１から独立して、設計、製造、加工、修理、又は交換の対象となりうる。この点でも、トラクタ１の使用性は改善される。

同様に、キャビン保護構造体３０及びルーフ２０を備えたキャビン１２もトラクタ１からは独立して、設計、製造、加工、修理、又は交換の対象となりうる。このようなキャビン１２を備えたトラクタ１も、上記種々の効果を得ることができる。

このようなトラクタ１は、農業、林業、及び土木工事等に使用することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ トラクタ
２ 機体フレーム
３・３ 前輪
４・４ 後輪
５ エンジン
６ ボンネット
７ 変速装置
８ ステアリングホイール
１１ 座席
１２ キャビン
１２ａ 空間
２０ ルーフ
３０ キャビン保護構造体
４０、４０ａ〜４０ｄ 支持体
５０ キャビン骨格体
５２ａ、５２ａ・５２ｂ、５２ａ・５３ａ、５２ｂ、５３ａ・５３ｂ 支柱
５４、５５、５６ａ、５６ａ・５６ｂ、５６ｂ、５８、５９ａ・５９ｂ ビーム
６０ａ・６０ｂ サイドパネル
６１ 天窓取付ビーム
６２ 天窓フレーム
６２ａ 前側フレーム
６２ｂ 後側フレーム

Claims (8)

1. 操縦運転装置を収容するキャビンを規定するキャビン骨格体と、
   上記キャビン骨格体の上部に配設されるルーフと、
   上記ルーフの上部に配設されるキャビン保護構造体と、を備えることを特徴とするトラクタ。
2. 上記キャビン保護構造体は上記ルーフに対して着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
3. 上記ルーフは天窓を備えており、
   上記キャビン保護構造体は、上記天窓を除く上記ルーフの上方に配設されることを特徴とする請求項１または２に記載のトラクタ。
4. 上記ルーフは、上記キャビン骨格体に複数の箇所で固定されており、
   上記キャビン保護構造体は、当該キャビン保護構造体と上記ルーフとの間に配された複数の支持体を介して上記ルーフの上部に配設されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のトラクタ。
5. 上記複数の支持体のうち少なくとも幾つかの支持体は、上記複数の箇所のうちそれぞれ対応する箇所に配設されることを特徴とする請求項４に記載のトラクタ。
6. 上記複数の支持体は上記キャビン保護構造体を前後方各一対で支持しており、
   上記複数の支持体のうち前方一対をなす２つの支持体の間隔は、上記複数の支持体のうち後方一対をなす２つの支持体の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項４又は５に記載のトラクタ。
7. 上記ルーフは、上記キャビン骨格体に複数の箇所で固定されており、
   上記キャビン保護構造体は、上記複数の箇所それぞれに取り付けられた複数の支持体を介して上記ルーフの上部に配設されており、
   上記複数の支持体は上記キャビン保護構造体を前後方各一対で支持しており、
   上記複数の支持体のうち前一対をなす２つの支持体は、上記天窓を規定する天窓フレームに固定されていることを特徴とする請求項３に記載のトラクタ。
8. 上記複数の支持体は、上記キャビン保護構造体と上記ルーフとの距離を所定範囲内に保つことを特徴とする請求項４から７の何れか１項に記載のトラクタ。

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