JP5003746B2 - バッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の前輪と後輪の間にフロアが区画されるとともに該フロアと前輪との間にバッテリが配設されたバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造に関する。

従来より、走行駆動手段としてエンジンを用いたトーイングトラクタ（エンジン式トーイングトラクタ）が使用されている。このエンジン式トーイングトラクタにおいて、エンジンは車体における運転席より前方で、かつ前輪より上方に配置されている。また、近年では、走行駆動手段としてモータを用いるとともに、そのモータをバッテリにより駆動させるトーイングトラクタ（バッテリ式トーイングトラクタ）も使用されるようになっている。このバッテリ式トーイングトラクタにおいて、バッテリは高さ、幅、奥行きともに大型であるため、エンジン式トーイングトラクタのようにバッテリを運転席より前方で、かつ前輪より上方に配置することは困難である。このため、バッテリ式トーイングトラクタにおいては、バッテリは車体における運転席より前方において前輪とフロアとの間に配設されている。

このようなバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造において、後輪とフロアの間の部位は、車体の車幅方向へ延びるメンバプレートによって形成されている。このようなフレーム構造としては、例えば特許文献１に開示の車体構造がある。

特許文献１において、図５に示すように、車体のフレームを構成するリヤサイドメンバ９０（特許文献１ではリヤサイドレール）の前側端面９０ａは、サスペンションブラケット９１（特許文献１ではサスペンションサポート）の上部９１ａに固着されている。また、サスペンションブラケット９１の前側部９１ｂはメンバプレート９２（特許文献１ではアウトリガー）に固着されている。そして、サスペンションブラケット９１にはリヤサスペンション９３が支持されている。

特開２００２−３３１９５８号公報

ところで、バッテリ式トーイングトラクタにおいて、バッテリは、車体における運転席より前方において前輪とフロアとの間に配設されている。このため、バッテリ式トーイングトラクタは、エンジン式トーイングトラクタと比べると、車体の前後方向に沿った前輪からフロアまでの長さが長くなってしまう。よって、バッテリ式トーイングトラクタにおいては、ホイールベースの長さを抑えるため、エンジン式トーイングトラクタに比べると、車体における後輪とフロアに挟まれた部位が幅狭になっている。

また、バッテリ式トーイングトラクタにおいて、前輪及び後輪には路面から上方への力が作用するとともに、車体にはバッテリの荷重が作用する。そして、路面からの力と荷重とから、後輪とフロアに挟まれた部位を形成するメンバプレート９２には応力が集中するが、メンバプレート９２は幅狭の部位に配設され厚みを十分確保できないため、メンバプレート９２の補強が重要であり、特許文献１に開示の車体構造よりもさらなる補強が望まれている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、フロアと前輪との間にバッテリが配設されたバッテリ式トーイングトラクタにおいて、メンバプレートを補強することができるバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車体の前輪と後輪の間にフロアが区画されるとともに該フロアと前記前輪との間にバッテリが配設されたバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造である。このフレーム構造において、前記車体の後部におけるフレームが、前記フロアの後側を区画するとともに前記車体の車幅方向へ延びるメンバプレートを備える。そして、メンバプレートが前側補強プレート及び後側補強プレートによって前後から挟まれている。

これによれば、前輪及び後輪を介して車体に上方への力が作用するとともにバッテリの荷重により車体に下方への力が作用すると、車体において、後輪とバッテリとの間に位置するフロア近くには応力が発生する。このとき、フロアの後側を区画するメンバプレートには応力が集中する。ここで、このメンバプレートは、前側補強プレートと後側補強プレートにより前後から挟まれている。このため、応力は前側補強プレート及び後側補強プレートに分散して受承される。よって、フロアと前輪との間にバッテリが配設されていても、メンバプレートを補強してその変形を防止することができる。

また、請求項１に記載の発明は、前記前側補強プレートは板状をなし、その板厚方向が車幅方向となるように配設され該前側補強プレートの後側の側面が前記メンバプレートの前面に固定される。
また、請求項１に記載の発明は、前記後側補強プレートは、前記メンバプレートの後面に固定される第１固定部と、該第１固定部に対し直交する後方向へ延びる第２固定部とからＬ字状に形成され、前記第１固定部は板状をなし、その前面にて前記メンバプレートの後面に固定されるとともに、前記第２固定部にはサスペンションを支持するサスペンションブラケットが固定される。

これによれば、第２接合部には、サスペンションから上方への力が作用したとき、その力は、後側補強プレートにおいて第１接合部と交わる直角部を回転中心として第１接合部から後方へ向かう力として作用する。よって、後側補強プレートをＬ字状に形成することにより、サスペンションからの上方への力が分散され、メンバプレートへの応力集中を緩和することができる。

また、前記メンバプレートには、前記前側補強プレートを前記メンバプレートと共に囲繞するように前記前側補強プレートより前方に配設される第１補助プレートが接合されてもよい。

これによれば、メンバプレートの前方において、メンバプレートに発生する応力を、第１補助プレートでも受承することができ、メンバプレートを効果的に補強することができる。

また、前記前側補強プレートは、前記第１補助プレートに対し非接触とされていてもよい。これによれば、前側補強プレートは第１補助プレートに囲まれているため、例えば、前側補強プレートと第１補助プレートとを接合する場合と比べると、前側補強プレート及び第１補助プレートの組付けを簡単に行うことができるとともに、前側補強プレートと第１補助プレートの組付け時の寸法公差に留意する手間を省くことができる。

また、前記メンバプレートの前方には前記フロアの前側を区画するフロントプロテクタが配設されるとともに、前記第１補助プレートと前記フロントプロテクタとには第２補助プレートが架設されていてもよい。

これによれば、第１補助プレートに受承された応力は、第２補助プレートに受承され、さらにフロントプロテクタに受承される。よって、第２補助プレートを設けることにより、メンバプレートに発生した応力を分散させるとともにフロントプロテクタに向けて減衰させることができ、メンバプレートを補強することができる。

また、前記車体の中央部における車幅方向の両側部には、前記車体の中央部を補強するサイドプレートが前後方向に架設され、前記メンバプレートには前記サイドプレートが接合されていてもよい。これによれば、メンバプレートに発生した応力をサイドプレートに分散させることができ、メンバプレートを補強することができる。

本発明によれば、フロアと前輪との間にバッテリが配設されたバッテリ式トーイングトラクタにおいて、メンバプレートを補強することができる。

実施形態のトーイングトラクタを示す側面図。 実施形態のトーイングトラクタにおける後部を示す部分斜視図。 サスペンション周辺を示す部分側断面図。 （ａ）はフレーム構造を示す部分断面斜視図、（ｂ）はサスペンションブラケットの取付構造を示す図４（ａ）の４ｂ線断面図、（ｃ）はフレーム下部を示す図４（ａ）の４ｃ線断面図。 背景技術を示す部分断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。なお、「前」「後」「左」「右」「上」「下」は、バッテリ式トーイングトラクタ（以下、単にトーイングトラクタと記載する）の運転者がトーイングトラクタの前方（前進方向）を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「左」「右」「上」「下」を示すものとする。

図１に示すように、トーイングトラクタ１０の車体１１の後部寄りにはフロアＦが区画されるとともに、このフロアＦより上方に運転席１２が設けられ、この運転席１２には座席１２ａが設けられている。また、車体１１の後部であり、運転席１２より後方にはドローバ装置１４が設けられている。車体１１の前下部には前輪１５が設けられているとともに、車体１１の後下部には後輪１６が設けられている。車体１１の前部において、車体１１における運転席１２より前方において、前輪１５とフロアＦとの間に設けられたバッテリ収納室（図示せず）にはバッテリ１３が収納されている。

図３は、車体１１の後部を示す側断面図であるが、車体１１の後部には走行駆動手段としての走行モータ１７が配設されている。また、車体１１の後部において、走行モータ１７の前方には、車体１１後部の荷重を支持するとともに、アクスルシャフト（図示せず）を包むリヤアクスルハウジング１８が、車体１１の左右方向へ延びるように配設されている。

リヤアクスルハウジング１８と走行モータ１７には、走行モータ１７の駆動力をアクスルシャフトに伝達する動力伝達部（図示せず）が連結されるとともに、走行モータ１７とリヤアクスルハウジング１８は一体に連結されている。さらに、図１に示すように、車体１１の後部において、走行モータ１７及びリヤアクスルハウジング１８の前方にはコントローラＣが配設されている。そして、トーイングトラクタ１０は、バッテリ１３を駆動源として作動するとともにコントローラＣによって制御される走行モータ１７の駆動力がアクスルシャフトを介して後輪１６に伝達されることで走行するバッテリ式とされている。

図１に示すように、座席１２ａの前方にはステアリングホイール２０が装備されるとともに、座席１２ａの前下方（フロアＦ）には、アクセルペダル２１が設けられている。運転席１２において、座席１２ａの側方にはパーキングブレーキレバー（図示せず）が配設されるとともに、座席１２ａより後方には、ドローバ装置１４を操作するためのドローバレバー２３が配設されている。

次に、車体１１のフレーム構造について説明する。
図４（ａ）は、車体１１の運転席１２から後方におけるフレーム構造を示す斜視図であるが、車体１１のフレームは、車体１１の底板を形成するアンダープレート３０を備えるとともに、このアンダープレート３０の後部上面には、メンバプレート３１がアンダープレート３０の左右方向（車幅方向）へ延びるように配設されている。メンバプレート３１は、アンダープレート３０に対し垂直に延びる基部３１ａと、この基部３１ａの上端から斜め後方へ延びる区画部３１ｂとから形成されている。そして、車体１１において、メンバプレート３１の基部３１ａが、車体１１の高さ方向において最も高さが低い部位となっており、後輪１６を収容する車体１１の後部とフロアＦとを区画する車体１１におけるくびれ部となっている。

また、図２は、車体１１の後部を示す斜視図であるが、図２及び図３に示すように、車体１１のフレームは、メンバプレート３１の後方にリヤクロスメンバ３２を備える。そして、メンバプレート３１とリヤクロスメンバ３２の間には一対のリヤサイドメンバ３３が前後方向へ架設されている。一対のリヤサイドメンバ３３は、左右方向へ所定の間隔を空けて設けられている。そして、メンバプレート３１と、リヤクロスメンバ３２と、一対のリヤサイドメンバ３３とによって区画される空間に走行モータ１７、リヤアクスルハウジング１８、及びコントローラＣが収容されている。また、フレームにおいて、各リヤサイドメンバ３３上には、リヤサイドカバー３４がメンバプレート３１とリヤクロスメンバ３２に架け渡されるように設けられている。

図３、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、アンダープレート３０上面の左右両側には、断面Ｌ字状をなすサイドプレート３５が車体１１の前後方向へ延びるように接合されている。各サイドプレート３５は、アンダープレート３０の左右両端縁と、各サイドプレート３５の外端縁との間に、上下方向及び前後方向へ一定の間隔で延びる空隙が形成されるようにアンダープレート３０及びメンバプレート３１に接合されている。また、サイドプレート３５の後端面は、メンバプレート３１における基部３１ａの前面に接合されている。

図３及び図４（ａ）に示すように、車体１１のフレームは、メンバプレート３１から離れた前方にフロントプロテクタ３６を備える。このフロントプロテクタ３６は車体１１の左右方向へ延びるように配設されている。フロントプロテクタ３６は、その下端面がアンダープレート３０の上面に接合されるとともに、アンダープレート３０に対し垂直に延びるように配設されている。このフロントプロテクタ３６には上記ステアリングホイール２０や図示しない各種操作部材が配設される。そして、フロアＦは、その後側がメンバプレート３１の区画部３１ｂによって車体１１に区画され、前側がフロントプロテクタ３６によって車体１１に区画されている。

両サイドプレート３５の後端部上面、及びメンバプレート３１の基部３１ａにおける左右両側部の前面には、前側補強プレート３７の下端面及び後端面が接合されている。前側補強プレート３７は上下方向への長さが前後方向への長さより長くなる矩形板状に形成されている。また、前側補強プレート３７は、その厚み方向が左右方向へ延びるようにサイドプレート３５及びメンバプレート３１に接合されている。

車体１１のフレームは、メンバプレート３１より前方に第１補助プレート３８を備える。この第１補助プレート３８は、アンダープレート３０に対し垂直に延びる基部３８ａと、この基部３８ａに対し直交するように後方へ延びる延在部３８ｂとから断面Ｌ字状に形成されている。基部３８ａは、その左右方向の中央部下端面がアンダープレート３０の上面に接合されるとともに、左右両側部の下端面それぞれが左右のサイドプレート３５上面に接合されている。また、延在部３８ｂの後端面は、メンバプレート３１の区画部３１ｂの前面に接合されている。

よって、車体１１の左右両側部には、メンバプレート３１と、サイドプレート３５と、第１補助プレート３８の基部３８ａと、第１補助プレート３８の延在部３８ｂとにより、側面視で四角箱状をなす空間Ｓが区画されている。そして、この空間Ｓ内に前側補強プレート３７が配設されるとともに、メンバプレート３１と第１補助プレート３８によって前側補強プレート３７が囲繞されている。なお、前側補強プレート３７の前端面及び上端面は、第１補助プレート３８における基部３８ａの後面及び延在部３８ｂの下面に対して接合されず（非接触とされ）、第１補助プレート３８から僅かに離間している。

図４（ａ）に示すように、車体１１のフレームは、フロントプロテクタ３６と第１補助プレート３８との間に架設され前後方向へ延びる第２補助プレート３９を備える。第２補助プレート３９は、下端面がアンダープレート３０の上面に接合されている。また、第２補助プレート３９は、前端面がフロントプロテクタ３６の後面に接合されるとともに、後端面が第１補助プレート３８における基部３８ａの前面に接合されている。

次に、リヤサスペンション４０の配設構造について説明する。
まず、リヤサスペンション４０について説明する。図３に示すように、リヤサスペンション４０は、リーフスプリング４１を備える。このリーフスプリング４１は、バネ鋼製の板であるリーフ４１ａを複数枚重ねるとともに、それら複数のリーフ４１ａを長さ方向の複数箇所でクリップ４１ｃによって一体に纏めてなる。

リヤサスペンション４０が配設される車体１１のフレームにおいて、図３及び図４（ａ）に示すように、メンバプレート３１における基部３１ａの後面において、基部３１ａの左右両側部それぞれには後側補強プレート４３が固設されている。後側補強プレート４３は、矩形板状の第１固定部４３ａと、この第１固定部４３ａに対し直交する矩形板状の第２固定部４３ｂとからＬ字状に形成されている。そして、後側補強プレート４３は、第１固定部４３ａが、メンバプレート３１の基部３１ａの後面に接合されてメンバプレート３１に固設されている。

図４（ｂ）に示すように、後側補強プレート４３は、メンバプレート３１の基部３１ａを挟んで、前側補強プレート３７と対向する位置に第１固定部４３ａが位置するように基部３１ａに接合されている。また、前側補強プレート３７は、メンバプレート３１の基部３１ａを挟んで第１固定部４３ａの左右方向の中央部に対向する位置に配設されている。その結果、メンバプレート３１の基部３１ａは、その左右両側部が後側補強プレート４３の第１固定部４３ａと、前側補強プレート３７によって前後から挟まれるとともに、後側補強プレート４３と前側補強プレート３７とに一体化されている。

また、後側補強プレート４３における第２固定部４３ｂの上面は、リヤサイドメンバ３３の下端面に接合されている。そして、図４（ａ）に示すように、後側補強プレート４３における第２固定部４３ｂの上面と、メンバプレート３１における区画部３１ｂの下面との間で、リヤサイドメンバ３３の前側部が上下から挟まれている。

後側補強プレート４３における第２固定部４３ｂの下面にサスペンションブラケット４２の上面が接合されている。このサスペンションブラケット４２は、接合板４２ａと、この接合板４２ａの両端から延設された軸支部４２ｂとから形成されている。そして、図３に示すように、サスペンションブラケット４２の軸支部４２ｂには、ピン４４によってリーフスプリング４１の前端が軸支されている。また、リーフスプリング４１の後端は、リヤサイドメンバ３３の後下端にシャックル４５を介して取り付けられている。そして、リーフスプリング４１の前後両端が支持されることによりリヤサスペンション４０が車体１１に配設されるとともに、リヤサスペンション４０によってリヤアクスルハウジング１８の両端部が支持され、さらに、走行モータ１７もリヤサスペンション４０によって支持されている。

そして、車体１１のフレーム構造において、リーフスプリング４１の前端は、メンバプレート３１及びリヤサイドメンバ３３に接合されたサスペンションブラケット４２に支持されている。すなわち、リーフスプリング４１は、車体１１のくびれ部を形成するメンバプレート３１に対し、サスペンションブラケット４２を介して連結され、リーフスプリング４１はフロアＦの直後に位置するメンバプレート３１に連結されている。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）トーイングトラクタ１０において、前輪１５及び後輪１６には路面から上方への力が作用するとともに、車体１１にはバッテリ１３の荷重が作用する。このため、車体１１において、フロアＦと後輪１６の間の部位を形成するメンバプレート３１には応力が集中する。このような車体１１において、メンバプレート３１（基部３１ａ）の後面には後側補強プレート４３（第１固定部４３ａ）が接合されるとともに、メンバプレート３１の前面には前側補強プレート３７が接合され、後側補強プレート４３と前側補強プレート３７によってメンバプレート３１が前後から挟まれている。そして、メンバプレート３１に応力が集中したとき、その応力は前側補強プレート３７及び後側補強プレート４３によって受承される。よって、バッテリ１３を運転席１２の前方に配設したトーイングトラクタ１０であっても、メンバプレート３１を補強してその変形を防止することができる。

（２）後側補強プレート４３は、メンバプレート３１に接合される矩形板状の第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａに対し直交するように延びる矩形板状の第２固定部４３ｂとからＬ字状に形成されている。第１固定部４３ａがメンバプレート３１に接合されるとともに、第２固定部４３ｂにサスペンションブラケット４２が接合され、このサスペンションブラケット４２にリーフスプリング４１が支持されている。そして、第２固定部４３ｂには、リーフスプリング４１から上方への力が作用したとき、その力は後側補強プレート４３の直角部を回転中心として第１固定部４３ａの後方への力として作用する。よって、後側補強プレート４３をＬ字状に形成することにより、リーフスプリング４１からの上方への力が分散され、メンバプレート３１への応力集中を緩和することができる。

（３）後側補強プレート４３は、メンバプレート３１に接合される矩形板状の第１固定部４３ａと、第１固定部４３ａに対し直交するように延びる矩形板状の第２固定部４３ｂとからＬ字状に形成されている。そして、第２固定部４３ｂにサスペンションブラケット４２を介してリーフスプリング４１が支持される。よって、例えば、サスペンションブラケット４２をリヤサイドメンバ３３の下端面に直接接合する場合と比べると、サスペンションブラケット４２の接合面積を広く確保することができ、サスペンションブラケット４２を安定した状態に接合することができる。

（４）メンバプレート３１と、サイドプレート３５と、第１補助プレート３８とにより、四角箱状の空間Ｓが区画されている。このため、メンバプレート３１の前方において、メンバプレート３１に発生する応力を、前述の前側補強プレート３７で受承するのに加え、サイドプレート３５、第１補助プレート３８により形成される四角箱状の形状でもって安定して受承することができ、メンバプレート３１を効果的に補強することができる。

（５）第１補助プレート３８の前面には、第２補助プレート３９の後端面が接合され、この第２補助プレート３９の前端面はフロントプロテクタ３６の後面に接合されている。このため、第１補助プレート３８に受承された応力は、さらに第２補助プレート３９を介してフロントプロテクタ３６に受承され、第１補助プレート３８の応力を分散させるとともにフロントプロテクタ３６に向けて減衰させることができる結果、メンバプレート３１を補強することができる。

（６）前側補強プレート３７は、第１補助プレート３８に対し接合されておらず、前側補強プレート３７の前端面及び上端面は、第１補助プレート３８の後面及び下面から離間し、非接触とされている。このため、前側補強プレート３７と第１補助プレート３８とを接合する（接触させる）場合と比べると、前側補強プレート３７及び第１補助プレート３８の組付けを簡単に行うことができるとともに、両プレート３７，３８の組付け時の寸法公差に留意する手間を省くことができる。

（７）車体１１の左右両側にはサイドプレート３５が設けられ、このサイドプレート３５によって、車体１１の中央部（前輪１５と後輪１６の間）の強度を向上させている。このサイドプレート３５の後端面がメンバプレート３１に接合されている。よって、メンバプレート３１に発生した応力をサイドプレート３５に分散させることができ、メンバプレート３１を補強することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、サイドプレート３５の後端面がメンバプレート３１の前面に接合されていなくてもよい。

○ 実施形態において、第２補助プレート３９の後端面が第１補助プレート３８の前面に接合されていなくてもよく、第２補助プレート３９の前端面がフロントプロテクタ３６の後面に接合されていなくてもよい。

○ 実施形態において、前側補強プレート３７の前端面が第１補助プレート３８の後面に接合されていてもよく、前側補強プレート３７の上端面も第１補助プレート３８の下面に接合されていてもよい。

○ 実施形態において、前側補強プレート３７は矩形板状でなくてもよく、メンバプレート３１と、サイドプレート３５と、第１補助プレート３８によって区画される空間Ｓは四角箱状でなくてもよい。

○ 実施形態において、後側補強プレート４３はＬ字状でなくてもよく、例えば、メンバプレート３１に接合される第１固定部４３ａのみの矩形板状であってもよい。この場合、サスペンションブラケット４２はリヤサイドメンバ３３の下端に直接接合される。

Ｆ…フロア、１０…バッテリ式トーイングトラクタ、１１…車体、１３…バッテリ、１５…前輪、１６…後輪、３１…メンバプレート、３５…サイドプレート、３６…フロントプロテクタ、３７…前側補強プレート、３８…第１補助プレート、３９…第２補助プレート、４１…サスペンションとしてのリーフスプリング、４２…サスペンションブラケット、４３…後側補強プレート、４３ａ…第１固定部、４３ｂ…第２固定部。

Claims (5)

1. 車体の前輪と後輪の間にフロアが区画されるとともに該フロアと前記前輪との間にバッテリが配設されたバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造であって、
   前記車体の後部におけるフレームが、前記フロアの後側を区画するとともに前記車体の車幅方向へ延びるメンバプレートを備え、該メンバプレートが前側補強プレート及び後側補強プレートによって前後から挟まれており、
   前記前側補強プレートは板状をなし、その板厚方向が車幅方向となるように配設され該前側補強プレートの後側の側面が前記メンバプレートの前面に固定され、
   前記後側補強プレートは、前記メンバプレートの後面に固定される第１固定部と、該第１固定部に対し直交する後方向へ延びる第２固定部とからＬ字状に形成され、前記第１固定部は板状をなし、その前面にて前記メンバプレートの後面に固定されるとともに、前記第２固定部にはサスペンションを支持するサスペンションブラケットが固定されることを特徴とするバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造。
2. 前記メンバプレートには、前記前側補強プレートを前記メンバプレートと共に囲繞するように前記前側補強プレートより前方に配設される第１補助プレートが接合される請求項１に記載のバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造。
3. 前記前側補強プレートは、前記第１補助プレートに対し非接触とされている請求項２に記載のバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造。
4. 前記メンバプレートの前方には前記フロアの前側を区画するフロントプロテクタが配設されるとともに、前記第１補助プレートと前記フロントプロテクタとには第２補助プレートが架設される請求項２又は請求項３に記載のバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造。
5. 前記車体の中央部における車幅方向の両側部には、前記車体の中央部を補強するサイドプレートが前後方向に架設され、前記メンバプレートには前記サイドプレートが接合される請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のバッテリ式トーイングトラクタのフレーム構造。

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