JP4119049B2 - 作業機のキャビンの低騒音化構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ等の作業機の構成に関するものであり、特にキャビン内に伝播されるエンジン、ミッション等からの騒音を軽減し、オペレータ等の環境改善を目的とした技術に関するものである。近年、トラクタ等の作業機においてもオペレータの環境改善の要求が高まっており、商品の付加価値として重要視され、キャビン付きトラクタなどの需要が高まっている。また欧州においては作業機の騒音規制により、周囲騒音の低減が重要課題となっている。本発明は以上のような需要に対し、キャビン内の低騒音化のための技術を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トラクタ等の作業機においては、機体略中央上部にシートや操作部材等を載置する操縦部を配し、該操縦部前部にはステアリングハンドル、アクセルレバー等の操作部材を配置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、キャビン内の騒音は、エンジン、ミッション等の音源自体の騒音の大きさだけでなく、エンジン及びキャビン全体の振動特性（共振特性）、キャビンを構成する部材（鋼板）の遮音性や強度特性、若しくは、ガラスやダッシュボードのような樹脂材料の遮音性、フロア部分等に設けられる開口部面積、キャビン自体の形状によって決まる音場特性、等の様々な要因によって決まるものであり、オペレータの作業環境を向上させるための改善が望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、作業機のキャビンにおいて、ボンネット内部や走行部と接触する面を構成する複数の透過部材を重ねて固定する組立構造において、該透過部材の端部に設けた折り返し部を延長、若しくは凹凸部を設け、該透過部材間に外部とは閉じられた隙間空間を設けたことを特徴とする作業機のキャビンの低騒音化構造である。
【０００７】
請求項２においては、作業機のキャビンにおいて、ボンネット内部や走行部と接触する面に設置される取付部材の端部に設けた折り返し部を延長、又は凹凸部を設け、該取付部材とフロア間に外部とは閉じられた隙間空間を設けたことを特徴とする作業機のキャビンの低騒音化構造である。
【０００８】
請求項３においては、作業機のキャビンにおいて、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面の壁面を構成する後輪のフェンダに凹凸部を形成し、該フェンダと該フェンダに貼設される操縦部の内装材との間に隙間空間を設けたことを特徴とする作業機のキャビンの低騒音化構造である。
【０００９】
請求項４においては、前記隙間空間に吸音材を充填したことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の作業機のキャビンの低騒音化構造である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の消音構造を有するトラクタを示す側面図、図２は操縦部前部の断面図、図３は膨張型消音器を配設した操縦部の断面図である。
【００１２】
図４は同じく別参考例断面図、図５は同じく別参考例断面図、図６は同じく別参考例断面図、図７はダッシュボード内に箱部を形成した操縦部の断面図、図８はコラムカバーにより膨張型消音器を構成した操縦部の断面図、図９は透過部材を２層構造とした操縦部の断面図である。
【００１３】
図１０及び図１１は透過部材間に隙間空間を設けた操縦部の組立構造を示す図、図１２は同じく組立完成図である。
【００１４】
図１３及び図１４はシート下部に隙間空間を設けた操縦部の組立構造を示す図、図１５は同じく組立完成図、図１６はシート台下部に隙間空間を設けた操縦部の組立構造を示す図である。
【００１５】
図１７は同じく組立完成図、図１８は操縦部内部を示す正面図、図１９はフェンダ側に凹凸部を設けた正面図、図２０は操縦部内部を示す平面図、図２１はキャビンフレームの断面図である。
【００１６】
まず、本発明の消音構造を有するトラクタの全体構成について図１により説明する。前後に前輪２・２及び後輪３・３を懸架する本機の前部にボンネット４を配置し、該ボンネット４にエンジン５を内蔵している。ボンネット４の後方にはステアリングハンドル１３を設けて、該ステアリングハンドル１３の後方にはシート９を配設している。また、ステアリングハンドル１３の前方にはインストルメントパネル１５が配設されている。そして、ステアリングハンドル１３、シート９、及びインストルメントパネル１５等により構成される操縦部１はキャビン２０により覆われている。
【００１７】
キャビン２０は、前方にフロントガラス２１（図２に図示）を配し、左右両側には略全面に渡ってガラス等の透明部材で構成されるドア２２・２２を開閉自在に配してオペレータの視界を確保しており、上部の天井は樹脂材料や吸音材料より構成し、ドア２２・２２の後部側の側面及びシート９の後部側にも窓ガラスが設けられている。また、操縦部１の床部を構成するフロア２３は板金等で構成され、該フロア２３は後部側が高くなってシート９を載置し、前部側がオペレータが乗降を行うステップ部を形成している。また、操縦部１の前部にはダッシュボード１１を配設して、該ダッシュボード１１の後部にステアリングハンドル１３を配し、図２等に示すステアリングコラム１４をステアリングハンドル１３から下方に延設して、その周囲をコラムカバー１２で被装している。
【００１８】
エンジン５の後方で、キャビン２０の下方位置にはトランスミッション６を連設し、エンジン５からの動力を後輪３に伝達して駆動している。また、エンジン５の駆動力は、該トランスミッション６を介して機体後端から後方に突出したＰＴＯ軸を駆動し、機体後端部の作業機装着装置７に接続した作業機８を駆動するように構成している。
【００１９】
図２に示すように、ステアリングハンドル１３の下方にはステアリングコラム１４を延設しており、ステアリングコラム１４は操縦部１のフロア２３を貫通し、その下部においてユニバーサルジョイント１６を連結し、さらにシャフト等を介して図示せぬステアリングギヤ機構若しくは、パワーステアリングユニットに連結している。そして、ステアリングコラム１４が貫通する貫通孔２０ａが操縦部１のフロア２３に設けられているため、前述の如く、エンジン５、ミトランスミッション６等から発生する振動や発生音自体が、該貫通孔２０ａを介して操縦部１側に騒音として伝達されることとなる。そこで、次に、図３乃至図８を用いて本発明に係る消音構造について説明する。
【００２０】
まず、図３乃至図６を用いて貫通孔２０ａまわりに膨張型消音器３０を配設した参考例について説明する。図３に示すように、貫通孔２０ａの上部には、前記ステアリングコラム１４の周囲を覆うようにして、空洞空間を有する箱部３０ｅが形成されている。そして、該箱部３０ｅの上方には、該箱部３０ｅよりも断面積が小さい筒状部３０ｃが形成されており、該筒状部３０ｃの上部開口部より上方に向けてステアリングコラム１４を延設している。また、箱部３０ｅの下部のフロア２３において、貫通孔２０ａの周囲には、ステアリングコラム１４の周囲を覆うようにして、下方に向けて箱部３０ｅよりも断面積が小さい筒状部２０ｃを突設している。つまり、ステアリングコラム１４の周囲を、下方から順に径の細い筒状部２０ｃ、次に、該筒状部２０ｃよりも断面積が大きく広い空洞空間を有する箱部３０ｅ、そして再び径の細い箱状部３０ｃによって覆うことにより、膨張形消音器３０を形成しているのである。
【００２１】
このような構成をとることにより、エンジン５、トランスミッション６等から発生する振動による騒音が、筒状部２０ｃを通過した後、箱部３０ｅによって膨張されて消音される。そして、その上部に位置する筒状部３０ｃによって充分に遮音されてキャビン２０内における騒音低減を可能としているのである。つまり、貫通孔２０ａの断面形状を膨張型消音器形状とすることにより操縦部１側への騒音低減を行っているのである。そして、操作部材であるステアリングコラム１４の周囲を覆うようにして膨張型消音器３０が設けられているので、フロア２３を貫通する操作部材を設ける場合においてもオペレータ環境の向上が図れるのである。
【００２２】
また、前述の如くのステアリングコラム１４の周囲を覆う空洞の箱部と筒状部とからなる膨張型消音器の別実施例を以下に示す。即ち、図４に示す参考例においては、筒状部２０ｃをフロア２３上方側に延設して、箱部３０ｅの空洞空間内まで突設させている。そして、箱部３０ｅの上部には筒状部３０ｃを設けずに、箱部３０ｅの上部の開口部からステアリングコラム１４を上方に延設している。図５に示す参考例においては、図４に示す参考例と同様に、筒状部２０ｃを空洞空間内まで延設させており、さらに箱部３０ｅの上部にも筒状部３０ｃを配設している。図６に示す参考例においては、図５に示す参考例と同様に、筒状部２０ｃを空洞空間内まで延設させてるとともに、箱部３０ｅの上部に筒状部３０ｃを配設し、該筒状部３０ｃの下部を下方に延設して空洞空間内に突設させている。
【００２３】
次に、図７を用いてダッシュボード１１を利用した消音構造について説明する。図７においては、ダッシュボード１１に空洞空間を有する箱部１１ｅを形成し、該ダッシュボード１１の上面側に筒状部１１ｃを形成しており、箱部１１ｅの下部のフロア２３には、下方にむけて筒状部２０ｃを突設している。つまり、ダッシュボード１１は、ステアリングコラム１４を下方から、径の細い筒状部２０ｃ、次に広い空洞空間を有する箱部１１ｅ、そして再び径の細い筒状部１１ｃによって覆うことにより、膨張形消音器３０を形成しているのである。このようにダッシュボード１１内に箱部１１ｅを形成することにより、充分な空洞空間が得られ消音効果が向上する。
【００２４】
次に、図８を用いてコラムカバー１２を用いた消音構造の参考例について説明する。図８においては、ダッシュボード１１の後部においてキャビン内のフロア２３上にコラムカバー１２を立設し、該コラムカバー１２内にステアリングコラム１４を内装する構成としている。そして、該コラムカバー１２の中途部においては、他部よりも断面積を大きく構成した空洞空間を有する箱部１２ｅを形成しており、該箱部１２ｅの上部は径が細くなって筒状部１２ｃが形成されており、該筒状部１２ｃより上方にステアリングコラム１４を延設している。また、箱部１２ｅの下部のフロア２３には、前記貫通孔２０ａが穿設されており、該貫通孔２０ａの周囲には、下方にむけて筒状部２０ｃを突設している。つまり、コラムカバー１２は、ステアリングコラム１４を下方から、径の細い筒状部２０ｃ、次に広い空洞空間を有する箱部１２ｅ、そして再び径の細い筒状部１２ｃによって覆うことにより、膨張形消音器３０を形成しているのである。このような構成とすることで、操作部材であるステアリングコラム１４を収容するコラムカバー１２を膨張型消音器として兼用する構成とすることができ、低コストでオペレータ環境の向上が可能となった。
【００２５】
次に、キャビン２０に対するエンジン等の透過音を低減することを目的とした参考例について説明する。前述の如く、操縦部１は前部をキャビン２０のフロントガラス２１、左右をドア２２・２２、下部をフロア２３等で覆われる構造となっている。そして、このキャビン２０等を構成する部材の遮音性を向上させるためには、鋼板を厚くしたり、遮音材、吸音材を用いるなどの方法が従来とられているが、コスト高となるという問題がある。そこで、本発明においては図９に示すように、操縦部１のフロア部分を構成する透過部材、つまりエンジンボンネット内部や走行部と接触する面を構成する透過部材を、フロア２３と遮音板２３’とで構成する２層化構造としている。図９において、フロア２３の下部の略全面に渡って、つまり、前部はダッシュボード１１の下部位置付近から、後部はシート９の下部位置までには、遮音板２３’が設けられている。遮音板２３’は側面視において、フロア２３と一定の間隔を保つ隙間空間２３ａが設けられており、該隙間空間２３ａには、空気若しくは吸音材等の剛性の無い物を介在させている。このような構成とすることで、操縦部１に対する遮音性を低コストで向上させることが可能となり、快適なオペレータ環境を提供可能となった。
【００２６】
次に、図１０乃至図１５を用いて、操縦部１に対する遮音性を向上させる実施例について説明する。図１０及び図１１は、操縦部１のフロア２３部分の組立て構造を示す図である。フロア２３はシート９が設置される台部２３ｂ、ステアリングハンドル１３とシート９間に位置するステップ部２３ｃ、該台部２３ｂとステップ部２３ｃとを連結する連結部２３ｄとで構成されている。そして、図１０及び図１１に示す実施例においては、何れも連結部２３ｄを２層化構造としているのである。つまり、図１０で示す実施例においては、ステップ部２３ｃの後端側に設けられた折り返し部２３ｅを延長させることにより、連結部２３ｄを２層化構造としているのである。図１１で示す実施例においては台部２３ｂの前端側を下方に折り曲げて折り返し部２３ｅを形成し、該折り返し部２３ｅを延長させることにより、同様に連結部２３ｄを２層化構造としているのである。このようにして構成されるフロア２３には図１２で示すように、連結部２３ｄにおいて外部と閉じられた隙間空間２３ｆが形成されるため、簡易な構成でもってキャビン内の遮音性の向上を図れるのである。
【００２７】
図１３及び図１４は、操縦部１のフロア２３部分の組立て構造を示す別実施例図である。本実施例においては、台部２３ｂとシート９の間に、さらに別部材の台部２３ｂ’を設けている。そして、台部２３ｂ上には取付具２４が適所に配置され、該取付具２４上に台部２３ｂ’を載置固定しているのである。取付具２４は例えば防振ゴムで構成されシート９の振動を吸収してオペレータの作業性を向上させている。そして、図１５で示すように、これらの組立て構造によれば、シート９下部のフロア部には、外部と閉じられた隙間空間２３ｆが形成されるのである。つまり、台部２３ｂ上に凹凸部を形成する取付具２４を介して台部２３ｂ’を載置する構成とすることにより、隙間空間２３ｆを形成可能としているのである。これにより、簡易な構成でもって操縦部１に対する遮音性の向上を図れ、特にシート９上に位置するオペレータの作業環境の改善が図れるのである。
【００２８】
次に、シート９の取付構造による透過音の低減構造について説明する。図１６で示すように、シート９は取付部材であるシート台２５上に載置される構成となっており、該シート台２５の端部（前後端若しくは外周端等）には、下方に屈曲して折り返し部である設置部２５ａを形成している。そして該設置部２５ａにおいて前記台部２３ｂ上にシート台２５を載置する構成としているのである。これにより、図１７に示すように、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面であるフロア２３には、設置される取付部材の端部に設けた折り返し部により、該取付部材とフロア２３間に外部とは閉じられた隙間空間２３ｆが形成されることとなり、キャビン内への透過音を吸収する構造となり、シート９上に位置するオペレータの作業環境の改善が図れるのである。また、シート台２５に折り返し部を設ける代わりに、シート台２５下部に凹凸部を設けることにより該シート台２５とフロア２３間に隙間空間を形成するよう構成してもよい。
【００２９】
次に、フェンダの形状により透過音の低減を図る実施例について説明する。図１８は、作業機を前方側から見た操縦部１の内部を示す図である。シート９の左右両側には後輪３・３が位置するため（図１に図示）、図１８で示すように、後輪３・３をカバーするフェンダ２７・２７の機体内方側が操縦部１内のシート９の左右下部に位置している。そして、該フェンダ２７・２７の内方側に内装材２６を貼着することにより操縦部１の下部側壁を形成しているのである。そして、フェンダ２７・２７下部に位置する後輪３・３の振動音や、キャビン下方に位置するトランスミッション６等の騒音が、該フェンダ２７、内装材２６を介して操縦部１側に透過し、操縦部１内に騒音をもたらすのである。そこで、本発明においては、図１９で示すように該フェンダ２７・２７に凹凸部２７ａを形成している。つまり、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面の壁面を構成する後輪のフェンダ２７に凹凸部２７ａを形成することにより、フェンダ２７と内装材２６間に隙間空間２８が形成されることとなり、遮音性を向上させられるのである。また、この隙間空間２８に吸音材２９を充填することにより、さらに遮音性の向上を図ることが可能となる。
【００３０】
また、キャビン２０には前述の如く、前部にフロントガラス２１が設けられているが、エンジン等の振動音がガラス取付部からキャビン２０内へ進入するため、この進入音を低減させる必要がある。つまり、従来においては図２に示すように、フレーム４０前部側に接着剤４１等の接合部材を介してフロントガラス２１を固着して両者を接合する構成としていたが、フレーム４０の成形精度を吸収して、組立て時にフレーム４０とフロントガラス２１との間に隙間が形成されることを防止するために、接着材４１の厚みを大きくしていた。これによって、フレーム４０とフロントガラス２１間より進入音が発生しやすくなっていたのである。そこで、図９で示すように本発明においては、２層構造とされるキャビン２０の前部フレーム４０・４０は、接着材４１等の接合部材を介して前後からフロントガラス２１を挟み込むようにして、該両前部フレーム４０・４０とフロントガラス２１とを接合している。これによってガラス取付部からの進入音を遮断することが可能となり、また、フレーム４０・４０間には接着剤４１分の厚さだけの隙間空間が形成されているので、この隙間空間によりキャビン２０内への透過音を吸収しているのである。
【００３１】
次に、キャビン内の吸音効果を高める別参考例について説明する。以上説明した、貫通孔からの騒音の消音構造、または、透過音の吸収構造の他に、キャビン内の吸音効果を高めるためには、キャビン２０の内壁等に吸音材を貼着させる方法があるが、有効な吸音効果を得るためには、吸音材の厚さが例えば２０〜５０ｍｍは必要であり、スペース上の制約を受ける。そこで、本発明においては、図２０及び図２１（ａ）で示すように、キャビン２０の側方フレーム４２・４２の断面形状を略コ字形状として、その内側に内装材４３を配設しフレームを構成している。そして、図２１（ｂ）で示すように、この側方フレーム４２・４２の断面内部に吸音材４４を充填しているのである。このような構成とすることで、キャビン２０前部のエンジン５や下部のトランスミッション６から側方フレーム４２・４２を介して伝動される振動音を吸収して、キャビン内の環境を向上させられるとともに、吸音材４３を充填するための新たなスペースを必要とせず、キャビン内の空間を広く維持することが可能となるのである。
【００３２】
以上の如く、操縦部とエンジンボンネット内部や走行部とを連通する貫通孔を有する作業機のキャビンにおいて、該貫通孔を、途中部の断面積が他部の断面積よりも大きく形成される膨張型消音器形状としたので、フロアの貫通孔を介して伝達される騒音を低減することが可能となり、オペレータの作業環境が向上した。
【００３３】
また、操縦部とエンジンボンネット内部や走行部とを連通する貫通孔を設けて、該貫通孔から上方に操作部材を延設させる構成の作業機のキャビンにおいて、該操作部材の周囲を覆う空洞の箱部と筒状部とからなる膨張型消音器を設けたので、フロアを貫通する操作部材を有する場合であっても操縦部に対する騒音を低減し、オペレータ作業環境が向上した。
【００３４】
また、前記箱部をダッシュボード内に形成したので、広い空洞空間が得られ消音効果が向上した。
【００３５】
また、前記操作部材を収納するコラムカバーを前記キャビン内に立設し、該コラムカバーの一部に前記筒状部を形成するとともに、該コラムカバー内部に前記箱部を形成したので、コラムカバーが膨張型消音器として兼用される構成となり、低コストで低騒音構造を実現した。
【００３６】
また、作業機のキャビンにおいて、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面を構成する透過部材を２層構造として、２層の透過部材間に隙間空間を設けたので、キャビン内に伝わるエンジンやトランスミッション等の透過音を吸音し、オペレータ作業環境が向上した。
【００３７】
また、作業機のキャビンにおいて、該キャビンの周囲に設けられるガラスと接合されるフレームを２層構造とし、該ガラスを２層のフレームにより挟み込むとともに、該両フレームとガラスとを接合部材により接合し、２層のフレーム間に隙間空間を設けたので、ガラス取付部を介して進入する騒音を遮断可能となるとともに、フレーム間に設けられた隙間空間により吸音効果が得られた。
【００３８】
また、作業機のキャビンにおいて、該キャビンを支えるフレームの断面形状を略コ字形状とし、該フレームの断面内部に吸音材を充填したので、キャビン内のスペースに制約を与えることなく、キャビン内へ伝達される騒音を吸収可能となった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
即ち、作業機のキャビンにおいて、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面を構成する複数の透過部材を重ねて固定する組立構造において、該透過部材の端部に設けた折り返し部を延長、若しくは凹凸部を設け、該透過部材間に外部とは閉じられた隙間空間を設けたので、キャビン内に伝わるエンジンやトランスミッション等の透過音を吸音し、オペレータ作業環境が向上した。
【００４０】
また、作業機のキャビンにおいて、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面に設置される取付部材の端部に設けた折り返し部を延長、又は凹凸部を設け、該取付部材とフロア間に外部とは閉じられた隙間空間を設けたので、キャビン内に伝わるエンジンやトランスミッション等の透過音を吸音し、オペレータ作業環境が向上した。
【００４１】
また、作業機のキャビンにおいて、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面の壁面を構成する後輪のフェンダに凹凸部を形成し、該フェンダと該フェンダに貼設される操縦部の内装材との間に隙間空間を設けたので、フェンダから侵入する音を吸収し、オペレータ作業環境が向上した。
【００４２】
また、前記隙間空間に吸音材を充填したので、隙間空間における吸音効果が増大し、オペレータ作業環境がさらに向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の消音構造を有するトラクタを示す側面図である。
【図２】 操縦部前部の断面図である。
【図３】 膨張型消音器を配設した操縦部の断面図である。
【図４】 同じく別参考例断面図である。
【図５】 同じく別参考例断面図である。
【図６】 同じく別参考例断面図である。
【図７】 ダッシュボード内に箱部を形成した操縦部の断面図である。
【図８】 コラムカバーにより膨張型消音器を構成した操縦部の断面図である。
【図９】 透過部材を２層構造とした操縦部の断面図である。
【図１０】 本発明の透過部材間に隙間空間を設けた操縦部の組立構造の実施例を示す図である。
【図１１】 透過部材間に隙間空間を設けた操縦部の組立構造を示す図である。
【図１２】 同じく組立完成図である。
【図１３】 シート下部に隙間空間を設けた操縦部の組立構造を示す図である。
【図１４】 シート下部に隙間空間を設けた操縦部の組立構造を示す図である。
【図１５】 同じく組立完成図である。
【図１６】 シート台下部に隙間空間を設けた操縦部の組立構造を示す図である。
【図１７】 同じく組立完成図である。
【図１８】 操縦部内部を示す正面図である。
【図１９】 フェンダ側に凹凸部を設けた正面図である。
【図２０】 操縦部内部を示す平面図である。
【図２１】 キャビンフレームの断面図である。
【符号の説明】
１ 操縦部
１１ ダッシュボード
１２ コラムカバー
１３ ステアリングハンドル
１４ ステアリングコラム
２０ キャビン
２０ｃ 筒状部
２３ フロア
３０ 膨張型消音器
３０ｃ 筒状部
３０ｅ 箱部

Claims (4)

1. 作業機のキャビンにおいて、ボンネット内部や走行部と接触する面を構成する複数の透過部材を重ねて固定する組立構造において、該透過部材の端部に設けた折り返し部を延長、若しくは凹凸部を設け、該透過部材間に外部とは閉じられた隙間空間を設けたことを特徴とする作業機のキャビンの低騒音化構造。
2. 作業機のキャビンにおいて、ボンネット内部や走行部と接触する面に設置される取付部材の端部に設けた折り返し部を延長、又は凹凸部を設け、該取付部材とフロア間に外部とは閉じられた隙間空間を設けたことを特徴とする作業機のキャビンの低騒音化構造。
3. 作業機のキャビンにおいて、エンジンボンネット内部や走行部と接触する面の壁面を構成する後輪のフェンダに凹凸部を形成し、該フェンダと該フェンダに貼設される操縦部の内装材との間に隙間空間を設けたことを特徴とする作業機のキャビンの低騒音化構造。
4. 前記隙間空間に吸音材を充填したことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の作業機のキャビンの低騒音化構造。

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