JP4502861B2 - 複合作業用のフレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、走行車体に対するローダやバックホーなどの装備を可能にする複合作業用のフレーム構造に関する。

上記のような複合作業用のフレーム構造としては、車体フレームの左右両外側部にローダフレームを連結し、そのローダフレームに、車体フレームから左右方向に所定間隔を隔てる状態にバックホーフレームを連結して、フロントローダ及びバックホーの装着を可能にする装着部を備えるとともに、それらの装着に耐え得る強度の高いフレーム構造に構成したものに、モーアの装着が可能となるように、車体フレームの左右両外側部に、モーアフレームを、その揺動支点がモーアフレームに隣接するローダフレーム及びバックホーフレームの各フレーム部の下縁よりも下位に位置する状態に連結したものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−２６０４０号公報

上記の構成によると、車体フレームに対するモーアフレームの連結位置（揺動支点位置）を、ローダフレーム及びバックホーフレームの各フレーム部よりも下位の位置に設定したことで、車体フレームにローダフレームやバックホーフレームを連結したまま、モーアフレームやモーアの後付けを行える利点を有する。

しかしながら、その利点を得るためには、モーアフレームの取り付けを可能にするための取付孔を、モーアを装着するしないにかかわらず、基本構造の車体フレームに前もって穿設しておく必要があることから、その穿設による強度の低下を考慮して車体フレームを構成しなければならず、その分、車体フレームにおける構造の複雑化やコストの高騰を招くことになる。

又、モーアフレームの揺動支点位置が、ローダフレーム及びバックホーフレームの各フレーム部よりも下位であることで、モーアフレームの上昇揺動で引き上げたモーアの退避状態での地上高が、ローダフレーム及びバックホーフレームの各フレーム部よりも下位のモーアフレームの揺動支点や、その揺動支点を支持する車体フレーム部分などによって制限されることになり、モーアの退避状態での地上高を高くして他物との接触を回避する上において改善の余地がある。

本発明の目的は、車体フレームにおける構造の複雑化やコストの高騰を招くことなくモーアの装着を可能にしながら、モーアの退避状態での他物との接触をより効果的に回避できるようにすることにある。

本発明のうちの請求項１に記載の発明では、車体フレームの左右両外側部に、ローダの装着を可能にするローダフレームを連結し、前記ローダフレームに、バックホーの装着を可能にするバックホーフレームを、前記車体フレームから左右方向に所定間隔を隔てる状態に連結し、前記ローダフレームと前記バックホーフレームとの間に、モーアの装着を可能にするモーアフレームを上下揺動可能に配備し、前記モーアフレームの揺動支点を、前記ローダフレーム及び前記バックホーフレームにおける前記モーアフレームが介在するフレーム部の下縁よりも上方の位置に設け、前記ローダフレームに、前記揺動支点に設定される左右向きの支軸を挿通装備し、前記支軸の長さを、その一端部が前記車体フレームに隣接し、その他端部が前記バックホーフレームに隣接する長さに設定してある。

この構成によると、ローダフレーム又はバックホーフレームにモーアフレーム取付用の取付孔を穿設することで、モーアの装着を可能にすることができ、基本構造の車体フレームに穿設する必要がないことから、その穿設による強度の低下を考慮して車体フレームを構成する場合に比較して、車体フレームにおける構造の簡素化やコストの削減を図れる。

又、モーアフレームの揺動支点位置が、ローダフレーム及びバックホーフレームの各フレーム部の下縁よりも上位であることで、各フレーム部よりも下位に設ける場合に比較して、モーアフレームの上昇揺動で引き上げたモーアの退避状態での地上高が高くなり、その分、モーアの退避状態での他物との接触をより効果的に回避できる。
この構成によると、ローダフレームに対する支軸の左右方向への移動が車体フレームとバックホーフレームとで規制されることから、ローダフレームに対する支軸の抜け止め構造を不要にできる。

従って、基本構造の車体フレームにおいて構造の複雑化やコストの高騰を招くことなく、モーアの装着が可能なフレーム構造を構成できる上に、モーアの退避状態での他物との接触に起因した損傷をより効果的に回避できる。
モーアの装着が可能なフレーム構造を構成する上での構成の簡素化及びコストの削減を図れる。

本発明のうちの請求項２に記載の発明では、上記請求項１に記載の発明において、前記モーアフレームの遊端が、前記フレーム部の下縁よりも上方の位置まで上昇揺動するように構成してある。

この構成によると、モーアフレームの上昇揺動で引き上げたモーアの退避状態での地上高が更に高くなり、その分、モーアの退避状態での他物との接触をより一層効果的に回避できる。

従って、モーアの退避状態での他物との接触に起因した損傷をより一層効果的に回避できる。

図１には複合作業車の一例であるＴＬＢＭ（トラクタ・ローダ・バックホー・モーア）の全体側面が示されており、このＴＬＢＭは、走行車体であるトラクタ１の前部にフロントローダ２を、トラクタ１の後部にバックホー３を、トラクタ１の腹部にモーア４を、それぞれ着脱可能に装着して構成してある。

図１〜７に示すように、トラクタ１は、平鋼材などを連結して枠状に形成した車体フレーム５の前部にラジエータ６を立設するとともに水冷式のエンジン７を防振搭載し、そのエンジン７の後部に主クラッチ（図示せず）を内装したクラッチハウジング８を連結し、車体フレーム５の後部に静油圧式無段変速装置９やミッションケース１０などを配備して、エンジン７からの動力を、主クラッチを介して主変速装置である静油圧式無段変速装置９に伝達し、この静油圧式無段変速装置９からの変速動力を、ミッションケース１０に内装したギヤ式の副変速装置（図示せず）などからなる走行伝動系を介して、走行用として左右一対の前輪１１及び後輪１２に伝達する４輪駆動型に構成され、又、静油圧式無段変速装置９からの非変速動力を、ミッションケース１０に内装した作業クラッチ（図示せず）などからなる作業伝動系を介して、作業用としてモーア４に伝達する。

トラクタ１の後半部には、左右の前輪１１を操舵するステアリングホイール１３や、前向き姿勢と後向き姿勢とに姿勢切り換え可能に構成された運転座席１４などを備えて搭乗運転部１５が形成され、運転座席１４の後方にはアーチ状の保護フレーム１６が立設されている。

ミッションケース１０の上部には、左右一対のリフトアーム１７が上下揺動可能に装備されるとともに、それらのリフトアーム１７を揺動駆動する油圧式のリフトシリンダ１８が一体装備され、又、ミッションケース１０の後下部には、対応するリフトアーム１７に連係ロッド１９を介して連動連結された左右一対の昇降リンク２０が上下揺動可能に連結装備され、更に、ミッションケース１０の左右両側部には後車軸ケース２１が連結されている。

図１に示すように、フロントローダ２は、左右一対の支柱２２、対応する支柱２２の上端部から上下揺動可能に延設された左右一対のブーム２３、これらのブーム２３の延出端部に上下揺動可能に連結されたバケット２４、左右の対応する支柱２２とブーム２３とにわたって架設された左右一対のブームシリンダ２５、左右の各ブーム２３とバケット２４とにわたって架設された左右一対のバケットシリンダ２６、十字揺動式で中立復帰型の操縦レバー２７などを備えた操作ユニット（図示せず）、及び、操縦レバー２７の操作に基づいて左右のブームシリンダ２５やバケットシリンダ２６に対する作動油の流動状態を切り換えるバルブユニット（図示せず）などを備え、操縦レバー２７の操作に基づくバルブユニットの油圧制御で、左右のブームシリンダ２５やバケットシリンダ２６が伸縮作動してブーム２３やバケット２４を揺動駆動することで、しゃくり動作や掬い動作あるいは下ろし動作などを行う油圧式に構成されている。

又、フロントローダ２には、トラクタ１から取り外した際に使用するスタンド２８が、２つ折りにしてブーム２３の延出端側に沿う姿勢に揺動変位させた格納状態と、一直線状に伸ばしてその下端部がブーム２３の延出端側から離れる姿勢に揺動変位させた使用状態とに姿勢切り換え可能に装備されている。

バックホー３は、左右一対のアウトリガー２９を備えた基台３０、基台３０に左右揺動可能に連結されたスウィングブラケット３１、スウィングブラケット３１から起伏揺動可能に延設されたブーム３２、ブーム３２の延出端部から前後揺動可能に延設されたアーム３３、アーム３３の延出端部に前後揺動可能に連結されたバケット３４、基台３０とスウィングブラケット３１とにわたって架設されたスウィングシリンダ３５、スウィングブラケット３１とブーム３２とにわたって架設されたブームシリンダ３６、ブーム３２とアーム３３とにわたって架設されたアームシリンダ３７、アーム３３とバケット３４とにわたって架設されたバケットシリンダ３８、基台３０の操縦塔３９に装備した左右一対の十字揺動式で中立復帰型の操縦レバー４０などを備えた操作ユニット（図示せず）、及び、それらの操縦レバー４０の操作に基づいて各シリンダ３５〜３８に対する作動油の流動状態を切り換えるバルブユニット（図示せず）などを備え、左右の操縦レバー４０の操作に基づくバルブユニットの油圧制御で、対応するシリンダ３５〜３８が伸縮作動してブーム３２やアーム３３あるいはバケット３４などを揺動駆動することで、掘削動作や掻き込み動作あるいは下ろし動作などを行う油圧式に構成されている。

モーア４は、右端部に排出口（図示せず）が形成されたモーアデッキ４１、モーアデッキ４１の内部に縦軸心周りに回転可能な状態で左右に並列配備された３枚の回転ブレード４２、モーアデッキ４１の前後左右に配備された計４つのゲージ輪４３、及び、静油圧式無段変速装置９からの非変速動力を各回転ブレード４２に分配伝達するようにモーアデッキ４１の上部に配備した動力分配機構４４などを備え、静油圧式無段変速装置９からの非変速動力で各回転ブレード４２を回転駆動することで、草を刈り取って右端部の排出口から排出するサイドディスチャージ式に構成されている。

図２〜８に示すように、車体フレーム５は、ラジエータ６やエンジン７などを支持する前部フレーム５Ａ、クラッチハウジング８からミッションケース１０にわたって架設されるとともに前部フレーム５Ａに連結される中間フレーム５Ｂ、及び、中間フレーム５Ｂに連結されるとともにミッションケース１０を支持する後部フレーム５Ｃなどを備えて構成されている。

図１〜６に示すように、車体フレーム５の左右両外側部には、フロントローダ２の装着を可能にするローダフレーム４５が着脱可能にボルト連結され、このローダフレーム４５は、前部フレーム５Ａの左右両外側部に一体装備した連結ブロック５Ｄと中間フレーム５Ｂの外側面とにわたって架設される左右一対の板状フレーム４５Ａ、各板状フレーム４５Ａから横外方に向けて延設された左右一対のパイプフレーム４５Ｂ、各パイプフレーム４５Ｂの左右中間部に垂下装備された左右一対の連結ブラケット４５Ｃ、各パイプフレーム４５Ｂの延出端に立設された平面視コの字状で左右一対の連結フレーム４５Ｄ、各連結フレーム４５Ｄの下部に左右向きに装備された左右一対の支持ピン４５Ｅ、及び、各連結フレーム４５Ｄの上部に左右方向に抜き差し可能に挿通装備された左右一対の連結ピン４５Ｆなどを備えて構成されている。

そして、左右の各支持ピン４５Ｅで受け止め支持されるように、フロントローダ２の左右の支柱２２を、対応する連結フレーム４５Ｄに内嵌させ、左右の連結ピン４５Ｆで対応する連結フレーム４５Ｄに連結固定することで、フロントローダ２を装着できるようになっている。

図１〜４及び図６に示すように、フロントローダ２には、バックホー３の装着を可能にするバックホーフレーム４６が着脱可能にボルト連結され、このバックホーフレーム４６は、車体フレーム５から左右方向に所定間隔を隔てるようにフロントローダ２の左右の連結ブラケット４５Ｃと左右の後車軸ケース２１とにわたって架設される左右一対の板状フレーム４６Ａ、各板状フレーム４６Ａの後端下部に一体装備された左右一対の受金具４６Ｂ、及び、各板状フレーム４６Ａの後端上部に左右方向に抜き差し可能に挿通装備された左右一対の連結ピン４６Ｃなどを備えて構成されている。

そして、バックホー３の基台３０に備えた左右向きの連結軸（図示せず）を、左右の受金具４６Ｂに受け止め支持させた後、左右の板状フレーム４６Ａに基台３０を左右の連結ピン４６Ｃで連結固定することで、バックホー３を装着できるようになっている。

図２〜４に示すように、車体フレーム５の後部フレーム５Ｃには、バックホー３の基台３０を下方から受け止め支持するように後方に向けて延出する支持フレーム４７が装備されている。

図２〜６に示すように、ローダフレーム４５とバックホーフレーム４６との間には、モーア４の装着を可能にするモーアフレーム４８が上下揺動可能に配備され、このモーアフレーム４８は、ローダフレーム４５の板状フレーム４５Ａと各板状フレーム４５Ａに一体装備された支持具４５Ｇとにわたって左右方向に抜き差し可能に挿通装備される左右一対の支軸４８Ａ、各支軸４８Ａに相対回動可能に外嵌する左右一対のボス４８Ｂ、各ボス４８Ｂから延設された左右一対のモーアリンク４８Ｃ、及び、各モーアリンク４８Ｃの遊端に装備された連結部（図示せず）などを備えて構成されている。

モーアフレーム４８の揺動支点となる左右の支軸４８Ａは、ローダフレーム４５とバックホーフレーム４６のそれぞれにおけるモーアフレーム４８が介在するフレーム部の下縁、つまり、ローダフレーム４５における左右の板状フレーム４５Ａの下縁４５ａ、及び、バックホーフレーム４６の左右の板状フレーム４６Ａにおける前部側の下縁４６ａよりも上方の位置に配備され、又、その左右長さが、その一端部が車体フレーム５の中間フレーム５Ｂに近接し、その他端部がバックホーフレーム４６の板状フレーム４６Ａに近接する長さに設定されている。

左右のボス４８Ｂは、その左右長さが、その一端部がローダフレーム４５の板状フレーム４５Ａに近接し、その他端部がローダフレーム４５の支持具４５Ｇに近接する長さに設定されている。

図示は省略するが、左右の連結部は、モーアリンク４８Ｃの遊端に一体装備される支持金具、この支持金具に左右方向に摺動可能に挿通装備されたＬ字状の連結ピン、及び、この連結ピンを連結方向に摺動付勢する押しバネなどを備えて、連結ピンの摺動操作で、モーアデッキ４１の後上部に立設した左右の連結具４１Ｂに対するモーアフレーム４８の着脱を簡単に行えるように構成されている。

図２に示すように、モーアデッキ４１は、その左右中央の前端部に左右向きの連結軸４１Ｃを備え、この連結軸４１Ｃに、長さ調節可能に構成された左右一対の連係ロッド４９Ａなどからなる連結フレーム４９が上下揺動可能に連結され、その連結フレーム４９の遊端部に装備した左右向きの連結軸４９Ｂが、車体フレーム５の前端部に垂下装備した左右一対のブラケット５Ｅに、連結部５Ｆを介して着脱可能に連結されている。

連結部５Ｆは、左右のブラケット５Ｅにわたって相対回動可能に架設された左右向きの支軸５ａ、この支軸５ａに一体装備される左右一対のフック金具５ｂと操作アーム５ｃ、左側のフック金具５ｂに左右方向に摺動可能に挿通装備されたＬ字状の連結ピン５ｄ、及び、この連結ピン５ｄを左側のブラケット５Ｅに向けて挿通付勢する押しバネ（図示せず）などを備えて、操作アーム５ｃによる支軸５ａを支点にした回動操作で、左右のフック金具５ｂが連結フレーム４９の連結軸４９Ｂを受け止め支持する支持姿勢とその支持を解除する解除姿勢とに姿勢切り換え可能で、かつ、連結ピン５ｄの摺動による支持姿勢での固定保持と固定解除とが可能となるように構成されている。

つまり、モーア４は、モーアフレーム４８と連結フレーム４９とを介して、トラクタ１の腹部に着脱可能に吊り下げ装備されている。

図２〜４及び図７に示すように、モーアフレーム４８は、左右のリフトアーム１７の揺動駆動に連動して上下揺動するように、その左右のモーアリンク４８Ｃが対応する昇降リンク２０に、接地追従用の長孔５０ａが形成された連係リンク５０、車体フレーム５の左右両側部に連結した左右向きの支軸５Ｇに揺動可能に支持されたクランクアーム５１、長さ調節可能に構成された連係ロッド５２、及び、連係リンク２０の支軸５３に揺動可能に支持されるとともに連係リンク２０の上縁に接当する接当片５４ａを備えた連係アーム５４などを介して連動連結されている。

左右のリフトアーム１７は、運転座席１４の右側方に配備した操作レバー５５（図１参照）の操作に基づく昇降バルブ（図示せず）の油圧制御で、リフトシリンダ１８を伸縮作動させることで揺動する。

つまり、モーア４は、操作レバー５５の操作による左右のリフトアーム１７の揺動駆動で、接地する作業位置と車体フレーム５側に退避する退避位置とにわたって昇降するように構成されている。

そして、モーア４を退避位置まで上昇させた状態では、モーアフレーム４８の遊端が、ローダフレーム４５における左右の板状フレーム４５Ａの下縁４５ａ、及び、バックホーフレーム４６の左右の板状フレーム４６Ａにおける前部側の下縁４６ａよりも上方に位置するように設定されている。又、各板状フレーム４５Ａ，４６Ａの下縁４５ａ，４６ａは、車体フレーム５の下縁５ｆよりも上方に位置するように設定されている。

図３、図５、図６及び図８に示すように、車体フレーム５の中間フレーム５Ｂには、退避位置まで上昇するモーア４の上部に備えた動力分配機構４４の入力部４４Ａとの干渉を防止する凹部５ｇが形成され、ローダフレーム４５の左右の板状フレーム４５Ａには、退避位置まで上昇するモーア４の入力部４４Ａとの干渉を防止する段差部４５ｂが備えられ、バックホーフレーム４６の左右の板状フレーム４６Ａには、モーア４を退避位置まで上昇させるモーアフレーム４８の連結部との干渉を防止する凹部４６ｂが形成されている。

要するに、車体フレーム５の左右両外側部に、その前部フレーム５Ａと中間フレーム５Ｂとにわたる状態にローダフレーム４５をボルト連結し、そのローダフレーム４５に、その左右の連結ブラケット４５Ｃから左右の後車軸ケース２１にわたる状態にバックホーフレーム４６を連結することで、フロントローダ２及びバックホー３の連結装備が可能になるとともに、車体フレーム５を、それらの連結装備や作動に耐え得る強度の高いフレーム構造に補強することができる。

又、ローダフレーム４５に、モーアフレーム４８を着脱可能に装備することで、基本構造の車体フレーム５や、連結される作業装置の関係から比較的高い強度を要するバックホーフレーム４６にモーアフレーム取り付け用の取付孔を穿設する必要がないことから、その穿設による強度の低下を考慮して車体フレーム５やバックホーフレーム４６を構成する場合に比較して、フレーム構造の簡素化やコストの削減を図れる。

その上、モーアフレーム４８に隣接する車体フレーム５の下縁５ｆよりも、ローダフレーム４５及びバックホーフレーム４６におけるモーアフレーム４８に隣接するフレーム部４５Ａ，４６Ａの各下縁４５ａ，４６ａを上位に設定したことで、車体フレーム５に対するローダフレーム４５及びバックホーフレーム４６の連結にかかわらず、モーア４を、車体フレーム５に干渉しない高さ位置まで上昇させることができ、又、車体フレーム５及びローダフレーム４５に、モーア４の入力部４４Ａとの干渉を防止する凹部５ｇ又は段差部４５ｂを設け、バックホーフレーム４６に、モーアフレーム４８の連結部との干渉を防止する凹部４６ｂを形成し、モーアフレーム４８の揺動支点４８Ａを、ローダフレーム４５及びバックホーフレーム４６におけるモーアフレーム４８に隣接するフレーム部４５Ａ，４６Ａの各下縁４５ａ，４６ａよりも上位に配備し、かつ、モーア４の退避位置では、モーアフレーム４８の遊端が、ローダフレーム４５及びバックホーフレーム４６におけるモーアフレーム４８に隣接するフレーム部４５Ａ，４６Ａの各下縁４５ａ，４６ａよりも上位に位置するように設定したことで、モーア４を退避位置まで上昇させた際の地上高をより高くすることができ、モーア４の退避位置での他物との接触を効果的に回避できる。

しかも、モーアフレーム４８における支軸４８Ａの長さを、その一端部が車体フレーム５に近接し、その他端部がバックホーフレーム４６に近接する長さに設定したことで、ローダフレーム４５に対する支軸４８Ａの左右方向への移動が車体フレーム５とバックホーフレーム４６とで規制されることから、ローダフレーム４５に対する支軸４８Ａの抜け止めを行う専用の抜け止め構造を不要にでき、その分、構成の簡素化及びコストの削減を図れる。

又、モーアフレーム４８におけるボス４８Ｂの長さを、その一端部がローダフレーム４５の板状フレーム４５Ａに近接し、その他端部がローダフレーム４５の支持具４５Ｇに近接する長さに設定したことで、支軸４８Ａに対するボス４８Ｂの左右方向への移動が板状フレーム４５Ａと支持具４５Ｇとで規制されることから、支軸４８Ａに対するボス４８Ｂの移動を規制する専用の規制構造を不要にでき、結果、構成の簡素化及びコストの削減を図りながら、支軸４８Ａに対してモーアフレーム４８が左右方向に摺動変位することに起因したモーア４の振れを回避できる。

そして、図示は省略するが、バックホー３が不必要な場合には、バックホーフレーム４６を取り外して、ローダフレーム４５の左右の連結ブラケット４５Ｃに、支軸４８Ａの抜け止めを行うプレートを連結することで、複合作業車の一例であるＴＬＭ（トラクタ・ローダ・モーア）に容易に仕様変更することができ、又、支軸４８Ａの車体フレーム側に抜け止めピンの装着を可能にするピン孔を穿設しておけば、抜け止め用のプレートを不要にすることができる。

ＴＬＢＭの全体側面図 ＴＬＢＭのフレーム構造を示す側面図 ＴＬＢＭのフレーム構造を示す要部の側面図 ＴＬＢＭのフレーム構造を示す要部の平面図 車体フレーム及びローダフレームの構成を示す要部の一部分解側面図 ＴＬＢＭのフレーム構造を示す要部の一部分解側面図 モーアの昇降構造を示す要部の側面図 車体フレームの構成を示す要部の一部分解斜視図

２ ローダ
３ バックホー
４ モーア
５ 車体フレーム
４５ ローダフレーム
４５Ａ フレーム部
４５ａ 下縁
４６ バックホーフレーム
４６Ａ フレーム部
４６ａ 下縁
４８ モーアフレーム
４８Ａ 揺動支点

Claims (2)

1. 車体フレームの左右両外側部に、ローダの装着を可能にするローダフレームを連結し、前記ローダフレームに、バックホーの装着を可能にするバックホーフレームを、前記車体フレームから左右方向に所定間隔を隔てる状態に連結し、前記ローダフレームと前記バックホーフレームとの間に、モーアの装着を可能にするモーアフレームを上下揺動可能に配備し、前記モーアフレームの揺動支点を、前記ローダフレーム及び前記バックホーフレームにおける前記モーアフレームが介在するフレーム部の下縁よりも上方の位置に設け、
   前記ローダフレームに、前記揺動支点に設定される左右向きの支軸を挿通装備し、前記支軸の長さを、その一端部が前記車体フレームに隣接し、その他端部が前記バックホーフレームに隣接する長さに設定してある複合作業用のフレーム構造。
2. 前記モーアフレームの遊端が、前記フレーム部の下縁よりも上方の位置まで上昇揺動するように構成してある請求項１に記載の複合作業用のフレーム構造。

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