JP4471945B2 - ローダ取付フレーム - Google Patents

Description

本発明は、トラクタ等の走行車両にフロントローダ等のローダを取り付けるためのローダ取付フレームに関するものである。

従来、ローダとして、トラクタの前部に着脱自在に取り付けられるフロントローダがあり、このフロントローダとして、ブームと該ブームを揺動させるブームシリンダとを枢支連結したサイドフレームを備え、このサイドフレームをトラクタに取り付けられたローダ取付フレームに着脱自在に取り付けるようにしたものがある（特許文献１、２参照）。
前記ローダ取付フレームは、トラクタの車体に取付固定された取付プレートと、この取付プレートから左右方向外方に突設された支持台と、この支持台に立設されたメインフレームとを備えており、前記メインフレームは、該メインフレームの下部に設けられていて前記支持台を挿通して固着するための支持台取付孔と、メインフレームの前部側の上下方向中途部に設けられていて前記サイドフレームの下部に設けられた係合部を上方から嵌合させて受持するための受け部とを備え、前記係合部を受け部に受持させた状態でメインフレームの上部とサイドフレームとにわたって連結ピンを挿通することによりサイドフレームがメインフレームに取り付られるように構成されている。

前記メインフレームは、板材を折曲することにより左右の側壁と背面壁とを有するコ字形に形成した本体部材を備えると共に、この本体部材の左右側壁を、板材を屈曲形成してなる補強板によって相互に連結することにより構成された板金製である。
特開２００１−１３２００６号公報 特開２０００−３０９９４０号公報

前記従来のローダ取付フレームのメインフレームにあっては、板金加工が必要であると共に補強板を溶接するための溶接長が長く、また、部品点数も多いので、生産性が悪くコスト高であるという問題がある。
そこで、メインフレームを一枚板で構成することにより、生産性を向上させ、コスト低下を図ることが考えられている。

このメインフレームを一枚板で形成する場合、メインフレームの板厚を均一にすると、強度の必要な部分に板厚を合わせなければならず、過剰強度になると共に重量的にも重いものとなるので、メインフレームを一枚板で形成する場合には、リブによって補強することにより強度を確保しながら軽量化が図られるが、このリブパターンを決める際、リブを適正に設けないと過剰強度によるコスト高を招き、メインフレームの強度確保を図りながら該メインフレームの軽量化を図ることはできない。

本発明は、前記問題点に鑑みて、ローダ取付フレームのメインフレームを一枚板で構成すると共に、該一枚板で構成されたメインフレームの強度確保と軽量化とを実現することを目的とする。

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、ローダのブームと該ブームを揺動させるブームシリンダとを枢支連結したサイドフレームを走行車両に取り付けるためのローダ取付フレームであって、
走行車両の車体側から左右方向外方に突設された支持台と、この支持台に立設されたメインフレームとを備え、前記メインフレームは、該メインフレームの下部に設けられていて前記支持台を挿通して固着するための支持台取付孔と、メインフレームの前部側の上下方向中途部に設けられていて前記サイドフレームの下部に設けられた係合部を上方から嵌合させて受持するための受け部とを備え、前記係合部を受け部に受持させた状態でメインフレームの上部とサイドフレームとにわたって連結ピンを挿通することによりサイドフレームがメインフレームに取り付けられるように構成されたローダ取付フレームにおいて、
前記メインフレームは、一枚板で構成されると共に、その外形状に沿うように該メインフレームの外周部に設けられた外周リブと、この外周リブのフレーム後縁部分の上下方向中途部と前記受け部とを連結するように設けられた第１の補強リブと、この第１の補強リブの上側に位置していて外周リブのフレーム前縁部分とフレーム後縁部分とを連結するように設けられた１又は複数の第２の補強リブと、前記支持台取付孔の周囲に設けられた環状リブと、この環状リブと前記受け部とを連結するように設けられた第３の補強リブとを備えてなることを特徴とする。

また、外周リブの内側の溝部分のメインフレームの板厚は、第１の補強リブよりも上側に位置する上部側溝部分のメインフレームの板厚が第１の補強リブよりも下側に位置する下部側溝部分のメインフレームの板厚に対して薄肉に形成されているのがよい。

本発明によれば、ローダ取付フレームのメインフレームを一枚板で形成することにより、該メインフレームの生産性を向上させ、コストダウンを図ることができる。
また、作業時において、ブーム及びブームシリンダからサイドフレームに伝播する荷重は、主としてメインフレームの受け部に作用するが、この受け部に伝播した荷重は第１の補強リブによってメインフレーム外周部に設けた外周リブに伝播されると共に第３の補強リブによって支持台が固着される支持台取付孔の周囲に設けた環状リブに伝播され、すなわち受け部に伝播した荷重が外周リブと環状リブとに分散され、これによって過剰強度となることなく該受け部の強度確保を最適に図ることができる。

また、ブーム及びブームシリンダからサイドフレームに伝播する荷重は、メインフレームの上部のサイドフレーム連結部分にも伝播し、メインフレームの上部にも荷重が作用するが、外周リブのフレーム前縁部分とフレーム後縁部分とを連結するように設けられた第２の補強リブによってメインフレーム上部の強度も良好に確保できる。
すなわち、本発明にあっては、メインフレームを一枚板で形成するに際し、リブの最適設計により、該メインフレームの強度確保を図りながら軽量化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図５において、１はトラクタ（走行車両）であり、２は該トラクタの前部に着脱自在に装着されたフロントローダ（ローダ）である。
トラクタ１の車体３は、前部のエンジン４と、このエンジン４の後部に連結されたフライホイールハウジングと、このフライホイールハウジングの後部に連結された伝動ケース５とから主構成され、伝動ケース５は前部のクラッチハウジング５Ａと後部のミッションケース５Ｂとから構成されている。

エンジン４はボンネット６によって覆われていると共に、このエンジン４の下部側には、該エンジン４から前方突出状に前車軸フレーム７が取付固定され、この前車軸フレーム７に左右一対の前輪８が支持され、前記伝動ケース５の後部に左右一対の後輪９が支持されており、これら左右一対の前後輪８，９によってトラクタ１の車体３が走行可能に支持されている。

フロントローダ２は、図６にも示すように、サイドフレーム１１と、ブーム１２と、ブームシリンダ１３と、バケットシリンダ１４とを左右一対備えていると共に、１つのバケット１５（作業具）を備えている。
左右の各サイドフレーム１１は左右一対の側板１６を有すると共に、この左右の側板１６を連結板１７によって連結して主構成され、下端側に左右の側板１６にわたって設けられたピンからなる係合部１８が設けられている。

左右のブーム１２は、その基端側（後端側）が左右方向で同じ側にあるサイドフレーム１１の上部に枢軸１９によって左右軸廻りに回動自在に枢支連結されていると共に、該左右のブーム１２は、前部側において、円筒形のパイプ材からなる連結部材２０によって連結されている。
ブームシリンダ１３の一端側は、左右方向で同じ側にあるサイドフレーム１１の前部の上下方向中途部に左右軸廻りに回動自在に枢支連結されており、ブームシリンダ１３の他端側は、ブーム１２の長手方向中途部に固着された左右一対のサイドプレート２１に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結されていて、該ブームシリンダ１３を伸縮（ピストンロッドを出退）させることにより、ブーム１２が枢軸１９を中心として上下揺動するように構成されている。

バケット１５は、その背面側下部が左右のブーム１２の先端側（前端側）に枢軸を介して左右軸廻りに回動自在に枢支連結されていると共に、該バケット１５の背面側には第１リンク２３の一端側が左右軸廻りに回動自在に枢支連結され、該第１リンク２３の他端側は、一端側がブーム１２の先端側に左右軸廻りに回動自在に枢支連結された第２リンク２４の他端側に左右軸廻りに回動自在に枢支連結されている。

バケットシリンダ１４は一端側が前記サイドプレート２１に左右軸廻りに回動自在に枢支連結され、該バケットシリンダ１４の他端側は第１リンク２３と第２リンク２４との連結部に左右軸廻りに回動自在に枢支連結されており、該バケットシリンダ１４を伸縮（ピストンロッドを出退）させることにより、バケット１５が揺動（スクイ・ダンプ動作）するように構成されている。

なお、このフロントローダ２には、フロントローダ２をトラクタ１から取り外した際に、バケット１５を接地した状態でブーム１２を支えるスタンド２５が設けられている。
一方、トラクタ１側には、フロントローダ２を着脱自在に取り付けるためのローダ取付フレーム２６が設けられている。
このローダ取付フレーム２６は、図１〜図３に示すように、トラクタ１の車体３側に取付固定された取付プレート２７と、トラクタ１の車体３側から左右方向外方に突出するように設けられた支持台２８と、この支持台２８に立設されたメインフレーム２９とを左右一対備えており、これら取付プレート２７，支持台２８及びメインフレーム２９はトラクタ１の車体３の左右両側に配置されている。

取付プレート２７は、鋼板からなる一枚板で形成され、エンジン４の後下部及びフライホイールハウジングの下部の側方に配置され、前部側が前車軸フレーム７の外側面にボルト固定され、後部側の上下がフライホイールハウジングの外側面にボルト固定されている。
支持台２８は、左右方向の軸心を有する円筒形のパイプ材から形成されており、左右方向内端側が取付プレート２７の後部の上下方向略中央部を貫通し且つ溶接によって取付プレート２７に固着されている。

メインフレーム２９は、本実施の形態では、鋳鋼品の一枚板によって構成されている。
このメインフレーム２９の下部には、支持台２８の左右方向外端側を挿通させて該支持台２８をメインフレーム２９に溶接によって固着するための支持台取付孔３１が設けられている。
また、メインフレーム２９の前部側の上下方向中途部には、前記サイドフレーム１１の下部に設けられた係合部１８を上方から嵌合させて受持するための受け部３２を備えている。

また、メインフレーム２９の上部には、メインフレーム２９とサイドフレーム１１とにわたって挿通される連結ピン３３を挿通する連結孔３４が設けられている。
前記構成のフロントローダ２にあっては、メインフレーム２９の上部側前部がサイドフレーム１１の左右側板１６間に挿入状とされた状態でサイドフレーム１１の係合部１８がメインフレーム２９の受け部３２に上方から嵌合しており、この係合部１８を受け部３２に受持させた状態でメインフレーム２９の上部とサイドフレーム１１の後部側の上下方向中途部とにわたって連結ピン３３を挿通することによりサイドフレーム１１がメインフレーム２９に取り付られ、これによってフロントローダ２がローダ取付フレーム２６に支持される。

なお、フロントローダ２をトラクタ１から取り外すには、例えば、先ずバケット１５の底部の先端側を接地させると共にスタンド２５を非使用位置から下げて使用位置とした状態で連結ピン３３を抜脱する。
次に、この状態からバケットシリンダ１４を収縮させていくと、ブーム１２が下降してスタンド２５が接地し、スタンド２５が接地した後はサイドフレーム１１が上昇するようにスタンド２５の接地部分回りにブーム１２が揺動してサイドフレーム１１の係合部１８がメインフレーム２９の受け部３２から上方に外れ、これにより、フロントローダ２が、バケット１５の底部が接地した状態でブーム１２がスタンド２５によって支えられたスタンディング状態とされる。

また、メインフレーム２９の下端側には、メインフレーム２９の下端から下方に向けて延設されたブラケット３５が一体形成されており、このブラケット３５にはサブフレーム３６の前端側がボルト固定され、このサブフレーム３６はトラクタ１の車体３に沿って後方に延出され、その後端側はミッションケース５Ｂに固定の部材に連結されている。
前記メインフレーム２９は、左右の側面に複数のリブ３７〜４７が形成され、このリブ形状を決める際、強度の必要な箇所とそうでない箇所とを考慮したリブパターンとすることによりメインフレーム２９の必要な強度確保を図りつつ軽量化を図っている。

すなわち、メインフレーム２９の左右の側面には、その外形状に沿うように該メインフレーム２９の外周部に設けられた外周リブ３７と、この外周リブ３７のフレーム後縁部分３７Ａの上下方向中途部と前記受け部３２とを連結するように設けられた第１の補強リブ３８と、この第１の補強リブ３８の上側に位置していて外周リブ３７のフレーム前縁上部側部分３７Ｂとフレーム後縁部分３７Ａの上部側とを連結するように設けられた複数（又は１つ）の第２の補強リブ３９と、前記支持台取付孔３１の周囲に設けられた環状リブ４０と、この環状リブ４０の上部と前記受け部３２の下側部分とを連結するように設けられた第３の補強リブ４１とを備えている。

前記第２の補強リブ３９は、本実施の形態では、上下方向に所定間隔をおいて３つ設けられている。
環状リブ４０は、外周リブ３７のフレーム前縁下部側部分３７Ｃ及びフレーム下縁部分３７Ｄと一体化されている。
また、メインフレーム２９の連結孔３４の周囲には、外周リブ３７から左右方向外方に膨出したボス５０が左右両側に設けられている。

また、メインフレーム２９には、前記ボス５０から第１の補強リブ３８に至るように且つ第２の補強リブ３９各々と交差するように設けられた第４の補強リブ４２が前後一対設けられている。
また、メインフレーム２９の環状リブ４０の上方側には、取付プレート２７をボルト固定するためのインパクトレンチを挿通すべく取付プレート２７のネジ挿通孔５１に対応する位置に設けられた長穴状の挿通孔５２が形成されており、この挿通孔５２の周囲にも環状リブ４３が設けられており（これを第２の環状リブという）、この第２の環状リブ４３の下部側は前記環状リブ４０の上部と一体化され、第２の環状リブ４３の前側部分は第３の補強リブ４１と一体化されている。

さらに、メインフレーム２９には、第３の補強リブ４１の上下方向中途部と外周リブ３７の前縁下部側部分３７Ｃの上下方向中途部とを連結するように設けられた第５の補強リブ４４と、第２の環状リブ４３の上部後部側と第１の補強リブ３８の前後方向中途部とを連結するように設けられた第６の補強リブ４５と、第２の環状リブ４３の後部の上下方向中途部と外周リブ３７のフレーム後縁部分３７Ａの下部とを連結するように設けられた第７の補強リブ４６と、該第７の補強リブ４６の下側に位置していて環状リブ４０と外周リブ３７のフレーム後縁部分３７Ａの下部とを連結するように設けられた第８の補強リブ４７とが設けられている。

前記各リブ３７〜４７は、その表面が面一状となるように形成されていて、図４に示すように、リブ形成部分の肉厚Ｔ１は同厚に形成されている。
前記受け部３２は、上方に開放状で且つ底部が円弧状とされた係合凹部５３を備えていると共に、この係合凹部５３の縁部に沿って形成され且つ外周リブ３７から左右方向外方に膨出した厚肉部５４を備えている。

フロントローダ２にあっては、作業時において、ブーム１２及びブームシリンダ１３からサイドフレーム１１に伝播する荷重は、主としてメインフレーム２９の受け部３２に作用するが、前記構成のメインフレーム２９にあっては、サイドフレーム１１から受け部３２に伝播した荷重は第１の補強リブ３８によって外周リブ３７に伝播されると共に第３の補強リブ４１によって環状リブ４０に伝播される。

すなわち受け部３２に伝播した荷重が外周リブ３７と環状リブ４０とに分散され、これによって過剰強度となることなく該受け部３２の強度確保を良好に図ることができるのである。
また、ブーム１２及びブームシリンダ１３からサイドフレーム１１に伝播する荷重は、メインフレーム２９の上部のサイドフレーム１１の連結部分にも伝播し、メインフレーム２９の上部にも荷重が作用するが、外周リブ３７のフレーム前縁上部側部分３７Ｂとフレーム後縁部分３７Ａとを連結するように設けられた第２の補強リブ３９によってメインフレーム２９の上部の強度も良好に確保できる。

したがって、メインフレーム２９を一枚板で形成するに際し、リブの最適設計によって、該メインフレーム２９の強度確保を図りながら軽量化を図ることができるのである。
メインフレーム２９の側面の、リブ３７〜４７の間（リブ形成部分でないところ）は当然溝状とされており、本実施の形態にあっては、このリブ３７〜４７の間の溝部でのメインフレーム２９の肉厚（板厚）を、強度が必要な箇所については肉厚を厚くし、そうでない箇所については肉厚を薄くすることにより、強度確保を維持しつつメインフレーム２９の軽量化によるコストダウンを図っている。

すなわち、図４に示すように、外周リブ３７の内側の溝部分のメインフレーム２９の肉厚は、第１の補強リブ３８よりも上側に位置する上部側溝部分５６のメインフレーム２９の肉厚Ｔ２が第１の補強リブ３８よりも下側に位置する下部側溝部分５７のメインフレーム２９の肉厚に対して薄肉に形成されている（上部側溝部分５６の溝深さＤ１が下部側溝部分５７の溝深さＤ２よりも深くなるように形成されている）。

ローダ取付フレームの側面図である。 ローダ取付フレームの平面図である。 ローダ取付フレームの正面図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線矢示断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線矢示断面である。 トラクタ及びフロントローダの側面図である。 フロントローダ装着部分の側面図である。

符号の説明

１ トラクタ１（走行車両）
２ フロントローダ
３ 車体
１１ サイドフレーム
１２ ブーム
１３ ブームシリンダ
１８ 係合部
２８ 支持台
２９ メインフレーム
３１ 支持台取付孔
３２ 受け部
３３ 連結ピン
３７ 外周リブ
３７Ａ フレーム後縁部分
３７Ｂ フレーム前縁上部側部分
３８ 第１の補強リブ
３９ 第２の補強リブ
４０ 環状リブ
４１ 第３の補強リブ
５６ 上部側溝部分
５７ 下部側溝部分
Ｔ２ 上部側溝部分のメインフレームの板厚
Ｔ３ 下部側溝部分のメインフレームの板厚

Claims (2)

1. ローダ（２）のブーム（１２）と該ブーム（１２）を揺動させるブームシリンダ（１３）とを枢支連結したサイドフレーム（１１）を走行車両（１）に取り付けるためのローダ取付フレームであって、
   走行車両（１）の車体（３）側から左右方向外方に突設された支持台（２８）と、この支持台（２８）に立設されたメインフレーム（２９）とを備え、前記メインフレーム（２９）は、該メインフレーム（２９）の下部に設けられていて前記支持台（２８）を挿通して固着するための支持台取付孔（３１）と、メインフレーム（２９）の前部側の上下方向中途部に設けられていて前記サイドフレーム（１１）の下部に設けられた係合部（１８）を上方から嵌合させて受持するための受け部（３２）とを備え、前記係合部（１８）を受け部（３２）に受持させた状態でメインフレーム（２９）の上部とサイドフレーム（１１）とにわたって連結ピン（３３）を挿通することによりサイドフレーム（１１）がメインフレーム（２９）に取り付けられるように構成されたローダ取付フレームにおいて、
   前記メインフレーム（２９）は、一枚板で構成されると共に、その外形状に沿うように該メインフレーム（２９）の外周部に設けられた外周リブ（３７）と、この外周リブ（３７）のフレーム後縁部分（３７Ａ）の上下方向中途部と前記受け部（３２）とを連結するように設けられた第１の補強リブ（３８）と、この第１の補強リブ（３８）の上側に位置していて外周リブ（３７）のフレーム前縁部分（３７Ｂ）とフレーム後縁部分（３７Ａ）とを連結するように設けられた１又は複数の第２の補強リブ（３９）と、前記支持台取付孔（３１）の周囲に設けられた環状リブ（４０）と、この環状リブ（４０）と前記受け部（３２）とを連結するように設けられた第３の補強リブ（４１）とを備えてなることを特徴とするローダ取付フレーム。
2. 外周リブ（３７）の内側の溝部分のメインフレーム（２９）の板厚は、第１の補強リブ（３８）よりも上側に位置する上部側溝部分（５６）のメインフレーム（２９）の板厚（Ｔ２）が第１の補強リブ（３８）よりも下側に位置する下部側溝部分（５７）のメインフレーム（２９）の板厚（Ｔ３）に対して薄肉に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のローダ取付フレーム。

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