JP4700566B2 - トラクタ - Google Patents

Description

本発明は、車体前部にエンジンルームを備え、その後方に運転座席を備えたトラクタに関する。

従来のトラクタは、例えば、特許文献１に開示されているように、ラジエータをエンジンの前方に配置して、エンジンの吸気ダクトの吸気口を車体前方に向って開口しているものが知られている。

特開平８−４８２６４号公報（図２参照）

特許文献１のように、エンジンの吸気ダクトの吸気口を車体前方に向って開口すると、作業車の走行に伴って車体前方からエンジンルームに入ってきた粉塵を吸気ダクトの吸気口から吸い込み易くなる。粉塵を多く吸い込むとエアクリーナーのフィルタの詰まりによってエンジンの出力が低下するおそれがあり、また、フィルタの交換寿命が短くなるといった問題がある。
また、車体前方からエンジンルームに入ってきた粉塵を吸い込み難いように車体後方に向って吸気ダクトの吸気口を開口することが考えられる。しかし、車体後方に向って吸気ダクトの吸気口を開口することは、運転座席に向って開口することになり、吸気ダクトの吸気口からもれるエンジンの騒音が運転者に伝わり易い。
本発明は、粉塵を吸い込み難く、エンジンの騒音を軽減することのできるトラクタを実現することを目的としている。

［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は、車体前部にエンジンルームを備えるとともに、前記エンジンルームの後方に運転座席を備えたトラクタにおいて次のように構成することにある。
前記エンジンルームに設けたエンジンの後方にラジエータを備え、そのラジエータの後方で前記ラジエータの後面に沿って原動部の後壁となる支持フレームを立設し、
エンジンの吸気ポートから吸気ダクトを後方に延出するとともに、この吸気ダクトを前記支持フレームの上部に支持し、
前記吸気ダクトを、前記支持フレームに支持される前後向き部分と、前記前後向き部分の後端から前記支持フレームよりも後方側の位置で下方側に湾曲させた湾曲部分と、この湾曲部分の下端側から前方側に直線状に延出された直線部分とを備えて構成し、
前記吸気ダクトにおける直線部分の前端の吸気口を車体前方に向って開口する。

（作用）
本発明の第１特徴によると、エンジンの吸気ポートから吸気ダクトを後方に延出することにより、吸気ダクトの吸気口を後方に位置させることができる。そのため、車体前方からエンジンルームに入ってくる粉塵を吸気ダクトの吸気口から吸い込み難くすることができる。

吸気ダクトの吸気口を車体前方に向けて開口することにより、吸気ダクトの吸気口が運転座席の方向に向かない。そのため、吸気ダクトからもれるエンジンの騒音が運転者に伝わり難くなる。
また、吸気ダクトを支持フレームに固定することによって、後方に長く延出した吸気ダクトを安定して支持することができる。

（発明の効果）
本発明の第１特徴によると、吸気ダクトの吸気口から粉塵を吸い込み難くなるため、エアクリーナーのフィルタの詰まりによるエンジン出力の低下を予防することができるとともに、フィルタの交換寿命を長くすることができる。

吸気ダクトからもれるエンジンの騒音が運転者に伝わりにくくなるため、エンジンの騒音を軽減することができる。そのため、運転者は運転や作業に集中することができ、作業環境を改善することができる。
また、吸気ダクトを安定して支持することができるため、車体の振動等によって吸気ダクトが外れ難くなる。

［ＩＩ］
（構成）
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴のトラクタにおいて次のように構成することにある。
前記エンジンの後方で前記ラジエータの前方に吸気ファンを配設して車体前方に向って冷却風を送るように構成し、
前記吸気ダクトの吸気口を前記ラジエータより後側に配設する。

（作用）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
本発明の第２特徴によれば、吸気ダクトの吸気口をラジエータの後側、すなわち吸気ファンによって吸い込む冷却風の上流側に配置することができる。そのため、ラジエータ付近で高温になる前の常温に近い空気を吸気ダクトの吸気口から吸い込むことができる。

（発明の効果）
本発明の第２特徴によると、本発明の第１特徴と同様に前項［Ｉ］に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第２特徴によると、常温に近い空気を吸気ダクトの吸気口から吸い込むことができるため、高温の空気を吸気することによるエンジンの出力低下を防止することができる。

［ＩＩＩ］
（構成）
本発明の第３特徴は、本発明の第２特徴のトラクタにおいて次のように構成することにある。
前記ラジエータの後方近傍で前記ラジエータの後面に沿って仕切り板を備えるとともに、
前記吸気ダクトの吸気口を前記仕切り板の後面に向って開口する。

（作用）
本発明の第３特徴によると、本発明の第２特徴と同様に前項［ＩＩ］に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
ラジエータの後方には、吸気ファンによる冷却風の流れが生じる。そのため、吸気ダクトの吸気口をラジエータに向けて開口すれば吸気ファンによる冷却風に影響されてエンジンの吸気が不安定となり、エンジンの出力低下を招くおそれがある。

本発明の第３特徴によると、ラジエータの後面に沿って仕切り板を備えることにより、仕切り板の後方に吸気ファンの冷却風の影響を受け難い領域を形成することができ、さらに、吸気ダクトの吸気口を仕切り板の後面に向って開口することにより、吸気ファンによる冷却風の影響を受け難い領域の空気を吸気ダクトの吸気口から吸い込むことができる。

（発明の効果）
本発明の第３特徴によると、本発明第２特徴と同様に前項［ＩＩ］に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第３特徴によると、吸気ファンによる冷却風の影響を受け難い領域の空気を吸気ダクトの吸気口から吸い込むことができるため、エンジンの吸気が安定し易く、安定したエンジンの出力を確保することができる。

図１に、本発明に係る原動部構造を備えたトラクタが示されている。このトラクタは、前輪１及び後輪２が駆動される四輪駆動仕様に構成されており、エンジン３をエンジンボンネット４で囲まれた原動部５が車体前部に備えられるとともに、左右の後輪２の間に位置させて運転座席６が配備され、運転座席６の後部には門形の転倒保護フレーム７が立設されている。

前記エンジンボンネット４は、固定された下部ボンネット４ａと、上下に揺動開閉可能な上部ボンネット４ｂとで構成されており、このエンジンボンネット４で形成されたエンジンルームＲの内部に、エンジン３、ラジエータ８、吸気ファン９及びこれに付随する各種機器が収容配置されている。

エンジンルームＲの後部には、原動部５の後壁となる支持フレーム１０が立設され、この支持フレーム１０にパネルカバー１１と、その下方に連なるセンターカバー１２及び操縦ハンドル１７が装着されている。パネルカバー１１には計器パネル１３や各種スイッチ類（図示せず）が装着されるとともに、センターカバー１２には防塵構造の通気口１４が形成されている。

エンジンボンネット４の下部を構成する下部ボンネット４ａは平面形状が後向きに開放されてコの字形に形成された車体フレーム１６に連結固定されており、この下部ボンネット４ａの前面及び左右側面の前部に網目構造の通気口１５が形成されている。

図１〜図３に示すように、エンジンルームＲのやや前方で前輪１の軸心上にエンジン３を備え、そのエンジン３の後方にエンジン３の駆動力を利用して回転する吸気ファン９を備える。エンジンルームＲの後部で支持フレーム１０の前方にはラジエータ８を備え、ラジエータ８前方の左側上部にエアクリーナー２０を備える。ラジエータ８の後面側には、防塵ネット８ａがラジエータ８の全面に亘って設けられており、ラジエータ８後面側の左側上部に、防塵ネット８ａに沿って仕切り板２１を備える。仕切り板２１は鋼板製の薄板からなり、支持フレーム１０に固定されている。

図２の矢印で示すように、吸気ファン９の吸引よって通気口１４から吸い込んだ冷却風が、支持フレーム１０に設けた貫通部（図示せず）及びラジエータ８を介してエンジン３を冷却した後、エンジンボンネット４の前面及び左右前部の通気口１５から車外に排出されるようになっている。

図２及び図３に示すように、エンジン３の左側部には、吸気ポート２２ａを備えた吸気マニホールド２２が設けられ、この吸気ポート２２ａからエアクリーナー２０の下流側接続口２０ａに亘って吸気ダクト３０が接続されている。

吸気ダクト３０は吸気レゾネータ（吸音器）として機能するように構成されており、吸気ダクト３０を吸気ポート２２ａとエアクリーナー２０との間に備える。これは、エンジン３の騒音がエアクリーナー２０を通過すると、音波が乱れて吸気ダクト３０の消音効果を低減させるといった問題や、音波が乱れると特定の周波数帯の消音効果を発揮するような吸気ダクト３０を設計することが困難になるという問題があり、このような問題を解消するためである。

吸気ダクト３０は、円筒状の本体部３０ａの下端部に本体部３０ａよりも小径の接続口３０ｂを備え、本体部３０ａの後端部に本体部３０ａよりも小径の接続口３０ｃを備える。接続口３０ｂはエンジン３の吸気ポート２２ａに接続され、接続口３０ｃはエンジン３の振動避けのためホース２５を介してエアクリーナー２０の下流側接続口２０ａに接続されている。

図５に吸気レゾネータとして機能する吸気ダクト３０の断面図を示す。図５（イ）は吸気ダクト３０を側面視した断面図であり、図５（ロ）は吸気ダクト３０を平面視した断面図である。図５に示すように、吸気ダクト３０の本体部３０ａと、接続口３０ｂ及び接続口３０ｃの外径に差を設けることによって管型レゾネータを構成する。エンジン３から吸気ポート２２ａを介して吸気ダクト３０に伝わったエンジン３の騒音は、接続口３０ｂから本体部３０ａに伝わる際の音波の拡張効果及び本体部３０ａから接続口３０ｃに伝わる際の音波の縮小効果並びに音波の干渉効果によって騒音が低減されるようになっている。

また、本体部３０ａの円筒の軸心Ｐ１と接続口３０ｂの円筒の軸心Ｐ２、及び本体部３０ａの円筒の軸心Ｐ１と接続口３０ｃの円筒の軸心Ｐ３を互いに偏心させるとともに、本体部３０ａを３次元的に湾曲させている。これは、音波が本体部３０ａに伝わる際に振幅の異なる波形が生じるように構成するとともに、その異なる波形の音波が互いに干渉しあうように構成することで、前述した音波の拡張効果、縮小効果及び干渉効果を助長し、消音効果を増大させるためである。

図２及び図３に示すように、エアクリーナー２０の上流側接続口２０ｂには、エンジン３の振動避けのためのホース２６を介して車体後方に延出された吸気ダクト２４が接続されており、吸気ダクト２４は支持フレーム１０を貫通してパネルカバー１１下部のデッドスペースで下方に湾曲させて、吸気口２４ａが仕切り板２１の後面に向くように延出されている。
つまり、前記吸気ダクト２４は、支持フレーム１０に固定したブラケット２７にＵバンド２８を用いて固定される前後向き部分２４ｄと、その前後向き部分２４ｄの後端から前記支持フレーム１０よりも後方側の位置で下方側に湾曲する湾曲部分２４ｃと、湾曲部分２４ｃの下端側から前方側に直線状に延出された直線部分２４ｂとを備え、直線部分２４ｂの先端側に形成される吸気口２４ａが車体前方に向かって開口するように構成してある。なお、このトラクタにおいては、仕切り板２１を備えるため、吸気口２４ａを斜め下方に向ける構造を採用しているが、吸気口２４ａが車体正面を向くように吸気ダクト２４を構成してもよい。

このように、吸気ダクト３０及び吸気ダクト２４を後方に延出することにより、トラクタの走行によって車体前方から入ってきた粉塵を吸い込み難いように、吸気ダクト２４の吸気口２４ａを後方に位置させることができる。また、吸気ダクト２４の吸気口２４ａを車体前方に向けることにより、吸気ファン９によって、車体後方から入ってきた粉塵も吸い込み難いようになっている。

図４（イ）は仕切り板２１周辺の冷却風の状態を示す。なお、図中の白抜きの矢印はエンジン３に供給される空気の移動方向を示す。通気口１４から吸い込んだ冷却風は、ラジエータ８の後方に備えた仕切り板２１を迂回して吸気ファン９の方向に向う。そのため、図４（イ）の２点鎖線で示した吸気ファン９の冷却風の影響を受け難い領域を形成することができる。この領域に吸気ダクト２４の吸気口２４ａを向けることによって吸気ファン９による冷却風の影響を受け難い領域の空気を吸気することができるため、エンジン３の吸気が不安定になり難く、安定したエンジン３の出力を確保することができる。

図４（ロ）は、吸気ダクト２４から伝わるエンジン３の騒音の状態を示す。なお、図中の黒矢印はエンジン３の騒音の伝達方向を示す。吸気ダクト２４の吸気口２４ａは、仕切り板２１に向って開口しているため、吸気ダクト３０、エアクリーナー２０及び吸気ダクト２４を介して伝わったエンジン３の騒音は仕切り板２１を迂回して車体前方に伝達される。これによって、吸気ダクト２４からもれたエンジン３の騒音が運転座席６に伝わり難いようになっている。

［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］においては、吸気レゾネータとして機能する吸気ダクト３０に、円筒状の本体部３０ａを採用した例を示したが（図６（イ）参照）、図６（ロ）及び（ハ）に示すように、円錐状の本体部３０ａを採用してもよい。このように、本体部３０ａの形状を変更することによって、異なる特性のエンジン３に適した吸気レゾネータとして機能する吸気ダクト３０を実現することができる。なお、図６（イ）は、前述の［発明を実施するための最良の形態］における吸気ダクト３０の概略構成図を比較のため示したものである。

［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明を実施するための最良の形態］及び［発明の実施の第１別形態］においては、管型の吸気レゾネータとして機能する吸気ダクト３０を設けた例を示したが、図７（イ）及び（ロ）に示すような箱型の吸気レゾネータ３２を採用してもよい。

図７（イ）に示すように、共鳴管として機能するように吸気ダクト３０の外周部に貫通穴３０ｄを設け、吸気ダクト３０の外周部に共鳴室３２ａを備えて、箱型の吸気レゾネータ３２を構成する。このように構成することにより、周知のヘルムホルツの共鳴器の作用により、特定周波数の吸気騒音が低減される。なお、共鳴室３２ａの容積、共鳴管として機能する吸気ダクト３０の長さや断面積、吸気ダクト３０に設けた貫通穴３０ｄの数などを変更することによって、低減させる周波数帯を選定できるようになっている。

図７（ロ）に示すように、吸気ダクト３０から共鳴管３２ｂを延出して共鳴室３２ａに接続することによって箱型の吸気レゾネータ３２を構成してもよい。吸気ダクト３０付近に共鳴室３２ａを設けることが困難な作業車の場合に吸気レゾネータを構成することが容易になる。

トラクタの全体側面図 エンジンルームの縦断側面図 エンジンルームの横断平面図 冷却風及びエンジン騒音の状態を示すエンジンルームの縦断側面図 吸気ダクト（吸気レゾネータ）の断面図 発明の実施の第１別形態における吸気ダクト（吸気レゾネータ）の断面図 発明の実施の第２別形態における吸気ダクト（吸気レゾネータ）の断面図

３ エンジン
６ 運転座席
８ ラジエータ
９ 吸気ファン
１０ 支持フレーム
２１ 仕切り板
２２ａ 吸気ポート
２４ 吸気ダクト
２４ａ 吸気口
２４ｂ 直線部分
２４ｃ 湾曲部分
２４ｄ 前後向き部分
３０ 吸気ダクト
Ｒ エンジンルーム

Claims (3)

1. 車体前部にエンジンルームを備えるとともに、前記エンジンルームの後方に運転座席を備えたトラクタであって、
   前記エンジンルームに設けたエンジンの後方にラジエータを備え、そのラジエータの後方で前記ラジエータの後面に沿って原動部の後壁となる支持フレームを立設し、
   エンジンの吸気ポートから吸気ダクトを後方に延出するとともに、この吸気ダクトを前記支持フレームの上部に支持し、
   前記吸気ダクトを、前記支持フレームに支持される前後向き部分と、前記前後向き部分の後端から前記支持フレームよりも後方側の位置で下方側に湾曲させた湾曲部分と、この湾曲部分の下端側から前方側に直線状に延出された直線部分とを備えて構成し、
   前記吸気ダクトにおける直線部分の前端の吸気口を車体前方に向って開口してあるトラクタ。
2. 前記エンジンの後方で前記ラジエータの前方に吸気ファンを配設して車体前方に向って冷却風を送るように構成し、
   前記吸気ダクトの吸気口を前記ラジエータより後側に配設してある請求項１記載のトラクタ。
3. 前記ラジエータの後方近傍で前記ラジエータの後面に沿って仕切り板を備えるとともに、
   前記吸気ダクトの吸気口を前記仕切り板の後面に向って開口してある請求項２記載のトラクタ。

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