JP4745136B2 - 作業車両のロプスフレーム - Google Patents

Description

本発明は、機体中央に設けた運転席と、この運転席を保護するため運転席前部に設けた、前方に倒伏可能に備えるアッパーフレームおよびアッパーフレームを支持するロアフレームから成る、フロントロプスフレームとを備える作業車両に関し、より詳細には、アッパーフレームの機体左右の下部にそれぞれ少なくとも２の防振部材を備えるとともに、機体左右のロアフレームの上部にそれぞれ少なくとも３の連結部材を備え、機体左右それぞれ少なくとも２のボルトにより、機体左右のそれぞれ少なくとも２の防振部材を、防振パッドを介して挟むように押圧して、アッパーフレームとロアフレームとを連結固定することに関する。

従来の作業車両の一例であるホイール式トラクタには、図８に示すように、前輪３２と後輪３３およびボンネット３４とを有する機体３１中央に設けた運転席３５後部に、機体３１転倒時の安全確保のため、ロプス上体３６とロプス脚体３７とから構成される正面視門形状のロプスフレーム３８を備え、機体３１の格納などの際、ロプス上体３６を後向きに回動させるものがあり、このロプス上体３６の屈曲姿勢を後上方に向けて傾斜状として、該ロプス上体３６が後方側からの荷重によって作用姿勢へともどるようにしているので、後方側から荷重が作用しても、該荷重がロプス脚体３７とロプス上体３６との連結部分に、もろに衝撃が加わらず、該連結部分の損傷を回避できる、という（特許文献１）。
また、特許文献１同様に運転席後部に立設した安全フレームにおける上部フレームの回動支点を、後輪を覆うフェンダの内側かつフェンダ上面よりも下位に配置する構成としたため、トラクタ生産時やフェンダ下方の機器のメンテナンス時などに、上部フレームを後方側に倒伏状態にすることで、フェンダ着脱作業が容易になる、という（特許文献２）。さらには、果樹園などでの作業時に機体の前進に伴い、果樹の枝などから運転者を保護するために、運転席前部に、上部が前方向に倒伏可能なロプスフレームを備えるものもある。

特開平０７−００９９２８号公報 特開２００４−２８４４６７号公報

しかし、このようなロプスフレームでは、例えば機体左右に配設される下部フレームの上部内側面と、機体を囲むように設けられる正面視門形状の上部フレームの下部外側面とが対向状とされ、上部フレームと下部フレームとに設けられたボスに、頭付きボルトなどからなり、ナットが螺合される枢軸が貫通され、このボルトとナットとの締結により上部フレームが回動自在に下部フレームに連結固定されるので、ロプスフレームの下方近傍に設置されるエンジンからの振動が、下部フレームからボルトとナットを介して上部フレームに伝播する際、互いに金属であるボルトと、上下部フレームのボスとの当接部を振動させることにより騒音が発生し、作業者に不快を与えていた。また、前記ボスは前記上部フレームの回動支点となるボスの略垂直上方および回動させて伏せる方向である側方との少なくとも三箇所に設けられており、例えば上部フレームを立てた姿勢から伏せた姿勢にするときは、回動支点となるボスおよびこの略垂直上方のボスに有するボルトを緩めて上部フレームを伏せた姿勢にした後、回動支点となるボスおよび側方のボスに有するボルトを締めて上部フレームを固定する必要があり、上部フレームの回動前後にそれぞれ少なくとも二箇所のボルトの開閉を機体左右に配設されるそれぞれのフレームで行わなければならず、作業に時間と手間を要していた。
従って、作業効率を低下させるという問題があった。
そこで、この発明の目的は、作業効率を向上させた作業車両を提供することにある。

このため、請求項１に記載の発明は、機体中央に設けた運転席と、該運転席を保護するため前記運転席前部に設けた、前方に倒伏可能に備えるアッパーフレームおよび該アッパーフレームを支持するために前記機体左右に設けたロアフレームから成る、フロントロプスフレームとを備える作業車両において、前記アッパーフレームの前記機体左右の下部にそれぞれ少なくとも２の、金属層間に弾性材層を有する軸心部を穴とした略円筒形の防振部材を備え、該防振部材は、前記機体左右それぞれのアッパーフレーム下部に設けた少なくとも２の略円筒形状を有するボスのそれぞれ内周部に備え、さらに前記ボスの外側縁部には、内周方向に折曲させた外側端部を形成し、前記機体左右の前記ロアフレーム上部にそれぞれ少なくとも３の連結部材を備えるとともに、前記外側端部の半径を前記連結部材に接触させない範囲で長く設け、前記機体左右それぞれ少なくとも２のボルトにより、前記機体左右のそれぞれ前記少なくとも２の防振部材を、防振パッドを介して挟むように押圧して、前記アッパーフレームと前記ロアフレームとを連結固定することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、機体中央に設けた運転席と、この運転席を保護するため運転席前部に設けた、前方に倒伏可能に備えるアッパーフレームおよびこのアッパーフレームを支持するために機体左右に設けたロアフレームから成る、フロントロプスフレームとを備える作業車両において、アッパーフレームの機体左右の下部にそれぞれ少なくとも２の、金属層間に弾性材層を有する軸心部を穴とした略円筒形の防振部材を備え、この防振部材は、機体左右それぞれのアッパーフレーム下部に設けた少なくとも２の略円筒形状を有するボスのそれぞれ内周部に備え、さらにボスの外側縁部には、内周方向に折曲させた外側端部を形成し、機体左右のロアフレーム上部にそれぞれ少なくとも３の連結部材を備えるとともに、外側端部の半径を連結部材に接触させない範囲で長く設け、機体左右それぞれ少なくとも２のボルトにより、機体左右のそれぞれ少なくとも２の防振部材を、防振パッドを介して挟むように押圧して、アッパーフレームとロアフレームとを連結固定するので、連結部の金属接触が防振部材および防振パッドにより遮断されるため、エンジンからの振動による共鳴を引き起こさず、騒音の発生を防止することができるとともに、簡単な作業でアッパーフレームを回動させることができる。従って、低騒音かつ作業効率を向上させた作業車両を提供することができる。

また、ボルトに接触する防振部材の金属層と、ボスに接触する防振部材の金属層とを弾性材層で遮断することができ、エンジンからの振動による共鳴を引き起こさず、騒音の発生を防止することができる。従って、低騒音の作業車両を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１は、本発明の作業車両の一例としてのホイール式トラクタの側面図を示す。この例のトラクタ１は、前輪２および後輪３を備え、前輪２の上方にボンネット４を形成し、その内側には原動機部としてのエンジン５を備える。そして、ボンネット４の後部に連続して運転席８が設けられ、この運転席８内には、ハンドル６やシート７などが設けられる。なお、符号９は、運転席８の下方に設けられた昇降ステップである。

そして、運転席８前後部それぞれに、機体の傾斜や転倒時および樹木などの障害物から運転席８の運転者を保護するための、正面視門形状を有する鉄材などからなるフロントロプスフレーム１０およびリアロプスフレーム１１が設けられる。このフロントロプスフレーム１０は、上部のアッパーフレーム１０Ａと、下部のロアフレーム１０Ｂとから構成され、エンジン５に近い車体フレーム１２に固設された前方に開いた平面視略コの字形状を有する左右ロアフレーム１０Ｂ上に正面視門形状の四角形などのアッパーフレーム１０Ａが地面に対して垂直方向の起立姿勢から前方向に倒伏する姿勢まで回動自在に設けられる。

さらに、リアロプスフレーム１１も、上部のアッパーフレーム１１Ａと、下部のロアフレーム１１Ｂとから構成され、フェンダ１３に固設された左右ロアフレーム１１Ｂ上に正面視門形状のアッパーフレーム１１Ａが、後方向に倒伏する姿勢まで回動自在に設けられる。

次に、本願発明の特徴であるフロントロプスフレームのアッパーフレームとロアフレームとの固定方法について説明する。図２は、アッパーフレームを起立姿勢にしたフロントロプスフレームの正面図、図３は同左側面図、図４は機体左側のアッパーフレームとロアフレームとの取付部分を拡大した正面断面図を示す。

フロントロプスフレーム１０は、左右ロアフレーム１０Ｂの上部に設けられた左右ロアフレーム１０Ｂと一体の左右回動固定板１２内側面と、運転席８を囲むように設けられる正面視門形状のアッパーフレーム１０Ａの左右下部外側面とが対向状とされ、図３および図５に示すように、回動固定板１２とアッパーフレーム１０Ａとの同じ水平位置に、ボス１０ａ，１０ｂがアッパーフレーム１０Ａ下部に、これらボス１０ａ，１０ｂを挟むようにして回動固定板１２の外側に連結部材である段付ボス１３ａ，１４ａと、回動固定板１２の内側に連結部材である段付ナット１３ｂ，１４ｂとが、それぞれ溶接により設けられる。

このボス１０ａ，１０ｂは、下方のボス１０ｂをアッパーフレーム１０Ａの回動支点とし、ボス１０ｂの垂直上方であって、ボス１０ｂから適当な位置に有するボス１０ａは、アッパーフレーム１０Ａの起立姿勢の固定位置とする。

また、ボス１０ｂおよび段付ボス１４ａを回動支点としてアッパーフレーム１０Ａのボス１０ａを前方に、例えば１００度程度回動させた位置であって、段付ボス１４ａから適当な位置である回動固定板１２の外側と内側とに、ボス１０ｂや段付ボス１４ａなどと同じ穴径を有する連結部材である段付ボス１５ａおよび段付ナット１５ｂが設けられる。この段付ボス１５ａおよび段付ナット１５ｂは、アッパーフレーム１０Ａの倒伏姿勢の固定位置とする。なお、段付ボス１３ａ，１５ａと段付ナット１３ｂ，１５ｂとは、同じ穴径を有しており、段付ボス１４ａおよび段付ナット１４ｂもこれら穴径と等しいことが好ましい。

次いで、ボス１０ａ，１０ｂの内側部には、さらに中心部の穴径が段付ボス１３ａや段付ナット１３ｂなどに等しく、かつボス１０ａ，１０ｂと同形状の防振部材１６，１７を嵌合させ、溶接などにより固定する。図５は、防振部材の一つを拡大した正面断面図、図６は防振パッドの拡大斜視図である。この防振部材１６，１７は、最外周部から順に、鉄などからなる薄い金属層１８、内側に凹形状を有する硬質ゴムなどからなる弾性材層１９、鉄などからなる薄い金属層２０などから構成される。なお、弾性材層１９は硬質ゴムに限定されるものではなく、非金属の弾性体であればよい。

また、段付ボス１３ａ，１４ａ，１５ａおよび段付ナット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂのそれぞれ内側端には、これら段付ボス１３ａ，１４ａ，１５ａおよび段付ナット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂと同じ直径の穴を有し、図７に示すように、ウレタン樹脂などからなるリング状の防振パッド２１が、熱溶着などにより設けられている。なお、防振パッド２１はウレタン樹脂に限定されるものではなく、非金属の材質であればよい。

そして、水平方向に配列する段付ボス１４ａと、ボス１０ｂ内の防振部材１７と、段付ナット１４ｂとのそれぞれ同じ径の穴に同じ径を有するボルト２２を機体外側から嵌入させ、このボルト２２と段付ナット１４ｂとを締結させることで、回動固定板１２両端部からの段付ボス１４ａおよび段付ナット１４ｂによる押圧と同時に、防振部材１７の両端部からの段付ボス１４ａおよび段付ナット１４ｂによる押圧で、アッパーフレーム１０Ａの回動支点軸となる下端に有するボス１０ｂ内の防振部材１７と、ロアフレーム１２Ｂの上端となる回動固定板１２とを固定させる。このとき、防振部材１７の最内周部である金属層２０の両端部が、防振パッド２１を介して段付ボス１４ａと段付ナット１４ｂとの内側端で押圧されるため、ボルト２２を緩めることなくアッパーフレーム１０Ａを回動させることができる。

ここで、樹木などの障害物から運転席８の運転者を保護するために、アッパーフレーム１０Ａを地面に対して垂直方向に立てて、起立姿勢に固定させる場合は、機体の左右それぞれにおいて、水平方向に配列させた防振部材１６と、段付ボス１３ａと、段付ナット１３ｂとの穴に機体外側からハンドル付ボルト２３を嵌入させ、このハンドル付ボルト２３を手で回し、ハンドル付ボルト２３と段付ナット１３ｂとを締結させることで、上述同様に段付ボス１３ａと段付ナット１３ｂにより、回動固定板１２と防振部材１６とを押圧するため、上述した下方のボルト２２および段付ボス１４ａ、段付ナット１４ｂによる回動固定板１２と防振部材１７とを押圧する上下二点の締結作用により、アッパーフレーム１０Ａと、ロアフレーム１０Ｂの上端である回動固定板１２とを固定させることができる。なお、この固定は、上下二点の締結作用に限られず、新たに防振部材やハンドル付ボルトなどを設けて、三点以上複数の締結作用にしてもよい。

そして、エンジン５の駆動中においては、車体フレーム１２を介してロアフレーム１０Ｂの回動固定板１２に伝播されてくるエンジン５の振動は、段付ボス１３ａ，１４ａおよび段付ナット１３ｂ，１４ｂそれぞれの内側部に設けられた防振パッド２１が、段付ボス１３ａ，１４ａおよび段付ナット１３ｂ，１４ｂと金属層２０との金属部分の接触を遮断し、さらに、弾性材層１９が金属層１８と金属層２０との金属部分の接触を遮断するので、共鳴を引き起こすことなく、騒音の発生を防止することができる。

次に、低い樹木などの障害物から運転席８の運転者を保護するためや、機体を格納する際に、アッパーフレーム１０Ａを起立姿勢から倒伏姿勢にする方法を説明する。図７は、アッパーフレームを倒伏姿勢にしたフロントロプスフレームの左側面図である。まず、図３に示す機体の左右それぞれにおいて、ハンドル付ボルト２３を手で回し、ハンドル付ボルト２３と段付ナット１３ｂとを緩めることで、段付ボス１３ａと段付ナット１３ｂによる回動固定板１２と防振部材１６との押圧を解除し、段付ボス１３ａおよび段付ナット１３ｂと防振部材１６とを離間させ、ハンドル付ボルト２３を抜き取る。そして図７に示すように、アッパーフレーム１０Ａを、防振部材１７を回動支点として防振部材１６の穴と、段付ボス１５ａおよび段付ナット１５ｂの穴とが水平方向に一致する位置まで前方に回動させる。なお、アッパーフレーム１０Ａの倒伏姿勢の位置は起立姿勢から前方に１００度の位置に限定されるものではなく、段付ボス１５ａおよび段付ナット１５ｂの位置決めにより適宜設計を変更することができる。

そして、抜き取ったハンドル付ボルト２３を段付ボス１５ａの穴から段付ナット１５ｂの穴まで嵌入させ、このハンドル付ボルト２３を手で回すことにより、段付ボス１５ａ、段付ナット１５ｂによる回動固定板１２と防振部材１６とを押圧して、後方のボルト１９および段付ボス１４ａ、段付ナット１４ｂによる回動固定板１２と防振部材１７とを押圧する前後二点の作用により、倒伏姿勢のアッパーフレーム１０Ａと、ロアフレーム１０Ｂの上端である回動固定板１２とを固定させることができる。このため、アッパーフレーム１０Ａを回動させる際、作業者は別途工具を準備する必要がなく、作業効率が向上する。

また、このようにアッパーフレーム１０Ａを倒伏姿勢にした場合でも、エンジン５の駆動中においては、アッパーフレーム１０Ａの起立姿勢同様にエンジン５の振動は、段付ボス１４ａ，１５ａおよび段付ナット１４ｂ，１５ｂそれぞれの内側部に設けられた防振パッド１８により、段付ボス１４ａ，１５ａおよび段付ナット１４ｂ，１５ｂと金属層２０との金属部分の接触が遮断され、さらに、弾性材層１９が金属層１８と金属層２０との金属部分の接触を遮断するので、共鳴を引き起こすことなく、騒音の発生を防止することができる。

上述した構成を有するアッパーフレーム１０Ａとロアフレーム１０Ｂとの連結方法は、エンジン５近傍に立設されるフロントロプスフレーム１０におけるアッパーフレーム１０Ａとロアフレーム１０Ｂとの連結部の騒音防止に最適であるが、リアロプスフレームのアッパーフレームとロアフレームとの連結部に適用してもよい。

さらには、アッパーフレーム１０Ａにかかる荷重に対する、防振部材１６，１７の弾性材層１９の変形を防止するとともに、弾性材層１９での弾性応力を調製することもできる。この場合、図５に示すように、ボス１０ａ，１０ｂの生産時もしくはメンテナンス時に、ボス１０ａ，１０ｂの穴周りにおける外側端部Ｓの半径ｒを、段付ボス１３ａ，１４ａ，１５ａに接触させない範囲で適宜長短に設計または調整する。

そして、例えば、その半径ｒを長く設定すると、ボス１０ａ，１０ｂの外側端部Ｓと段付ボス１３ａ，１４ａ，１５ａとがアッパーフレーム１０Ａにかかる任意の荷重のうち、少しの荷重で接触するため、弾性材層１９の弾性応力を小さくすることができる。そして、ボス１０ａ，１０ｂの外側端部Ｓが支柱となるため、弾性材層１９の変形を防止するとともに、小さくした弾性材層１９の応力を超える荷重分は、アッパーフレーム１０Ａの弾性または塑性変形で対応することができる。このようにアッパーフレーム１０Ａに大きな荷重が頻繁にかかる場合は、ボス１０ａ，１０ｂの外側端部Ｓの半径ｒを大きくすることにより弾性材層１９の変形を防止でき、防振部材１６，１７の交換頻度を少なくすることができる。

以上詳述したように、この例のトラクタ１は、機体中央に設けた運転席８と、この運転席８を保護するため運転席８前部に設けた、前方に倒伏可能に備えるアッパーフレーム１０Ａおよび、このアッパーフレーム１０Ａを支持するロアフレーム１０Ｂから成る、フロントロプスフレーム１０とを備え、アッパーフレーム１０Ａの機体左右の下部にそれぞれ少なくとも２の防振部材１６，１７を備えるとともに、機体左右のロアフレーム１０Ｂの上部にそれぞれ少なくとも３の段付ボス１３ａ，１４ａ，１５ａおよび段付ナット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ（連結部材）を備え、機体左右それぞれ少なくとも２のボルト２２およびハンドル付ボルト２３により、機体左右のそれぞれ少なくとも２の防振部材１６，１７を、ウレタンからなるリング形状である防振パッド２１を介して挟むように押圧して、アッパーフレーム１０Ａとロアフレーム１０Ｂとを連結固定するものである。加えて、防振部材は、機体左右それぞれのアッパーフレーム下部に設けた少なくとも２のボス１０ａ，１０ｂのそれぞれ内周部に備えるとともに、鉄である金属層１８，２０間に硬質ゴムである弾性材層１９を有する軸心部が穴である。

なお、上述の例では、作業車両の一例としてホイール式トラクタについて説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、クローラ式トラクタのほか、コンバイン、また、建設作業機として、パワーショベル、ブルトーザなど、さらには、搬送作業機として、フォークリフトなどフロントロプスフレームを備えたあらゆる作業車両に適用することができる。

本発明の作業車両の一例としてのホイール式トラクタの側面図である。 アッパーフレームを起立姿勢にしたフロントロプスフレームの正面図である。 アッパーフレームを起立姿勢にしたフロントロプスフレームの左側面図である。 機体左側のアッパーフレームとロアフレームとの取付部分を拡大した正面断面図である。 防振部材の一つを拡大した正面断面図である。 防振パッドの拡大斜視図である。 アッパーフレームを倒伏姿勢にしたフロントロプスフレームの左側面図である。 従来のトラクタの側面図である。

符号の説明

１ トラクタ
８ 運転席
１０ フロントロプスフレーム
１０Ａ アッパーフレーム
１０Ｂ ロアフレーム
１０ａ，１０ｂ ボス
１２ 回動固定板
１３ａ，１４ａ，１５ａ 段付ボス
１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ 段付ナット
１６，１７ 防振部材
１８，２０ 金属層
１９ 弾性材層
２１ 防振パッド
２２ ボルト
２３ ハンドル付ボルト
Ｓ 外側端部
ｒ 半径

Claims (1)

1. 機体中央に設けた運転席と、該運転席を保護するため前記運転席前部に設けた、前方に倒伏可能に備えるアッパーフレームおよび該アッパーフレームを支持するために前記機体左右に設けたロアフレームから成る、フロントロプスフレームとを備える作業車両において、前記アッパーフレームの前記機体左右の下部にそれぞれ少なくとも２の、金属層間に弾性材層を有する軸心部を穴とした略円筒形の防振部材を備え、該防振部材は、前記機体左右それぞれのアッパーフレーム下部に設けた少なくとも２の略円筒形状を有するボスのそれぞれ内周部に備え、さらに前記ボスの外側縁部には、内周方向に折曲させた外側端部を形成し、前記機体左右の前記ロアフレーム上部にそれぞれ少なくとも３の連結部材を備えるとともに、前記外側端部の半径を前記連結部材に接触させない範囲で長く設け、前記機体左右それぞれ少なくとも２のボルトにより、前記機体左右のそれぞれ前記少なくとも２の防振部材を、防振パッドを介して挟むように押圧して、前記アッパーフレームと前記ロアフレームとを連結固定することを特徴とする作業車両。

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