JP5032885B2 - 作業車の走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪を支持する部分にサスペンション機構を備えている田植機等で代表される作業車の走行装置に関する。

車輪を備えた車輪ケースと走行機体に備えられた受けフレームとの間にサスペンション機構を配置するとともに、受けフレームを前後向き軸芯回りで揺動可能に支持し、サスペンション機構だけでなく、受けフレームのローリング作動によっても、車輪の上下動を吸収する構成を採っていた（特許文献１参照）。

特開２００４−２７５０５９号公報（段落番号〔００５３〕〔００５４〕、及び、図１１，１２）

上記構成においては、車輪を備えた車輪ケースの基端部をミッションケースの横側部に上下揺動自在に軸支し、車輪ケースの車輪を軸支した先端部を片持ち状に延出していた。そうすると、旋回する際に車輪に作用する横向き力に対して、ミッションケースに支持された基端部のみで対抗するために、車輪ケースの先端部までその横向き力に対抗する力を及ぼすことが十分でないこともあり、一対の車輪ケースの先端部同士の間隔が広がる虞が考えられた。

本発明の目的は、車輪に対するサスペンション機能、及び、ローリング機能を維持しながら、一対の車輪ケースの設置間隔を維持できる作業車の走行装置を提供する点にある。

〔構成〕
請求項１に係る発明の特徴構成は、車輪を夫々備えた一対の車輪ケースと機体フレームに支持された単一の受けフレームとに亘って、前記車輪ケースを独立して上下動可能に構成する一対のサスペンション機構を設けるとともに、前記受けフレームを前記機体フレームに対して単一の前後向きの軸芯回りにローリング作動自在に支持し、前記一対の車輪ケースに渡って、前記車輪同士の高さ位置が異なることに対して抵抗を与えて同一高さ位置となる方向に付勢するとともに前記車輪ケース同士の設置間隔の広がりを阻止する開き防止機構を掛け渡してあり、前記開き防止機構が機体前後方向において前記サスペンション機構より前方に位置してある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用〕
つまり、一対の車輪ケースは、受けフレームのローリング作動及びサスペンション機構によって、車輪の走行凹凸面に接地追従することによる走行車体への振動伝達を抑制するとともに、独立して上下動可能であるので、固定車軸式のものに比べて、上下動する部分の重量が軽く、凹凸面に対する接地追従性が良好で、乗り心地がよい。
車輪ケースは例えば基端部をミッションケースに連結し先端側を前記基端部より片持ち状に延出するように構成されたものがあるが、車輪ケース同士に開き防止機構が掛け渡されているので、車輪ケース同士の間隔の変動を抑制できる。
しかも、この開き防止機構は、車輪同士の高さ位置が異なることに対して抵抗を与えて同一高さ位置となる方向に付勢するスタビライザ機能を備えているので、走行機体がローリングすることを抑制できる。

〔効果〕
したがって、サスペンション機構による凹凸走行面への良好な追従性を維持しながら、車輪ケース同士の間隔の変動を抑制できて、車輪ケースの基端部付近の耐久性を向上させることができた。

請求項２に係る発明の特徴構成は、前記受けフレームに、その受けフレームを前記機体フレームに対してローリング作動していない中立姿勢に復帰させる中立付勢手段を作用させてある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用効果〕
中立付勢手段を作用させることによって、受けフレームがローリング作動することに対して抵抗を付与して、細かい凹凸に追従することを抑制でき、走行機体の走行状態を安定したものにできる。

請求項３に係る発明の特徴構成は、前記サスペンション機構の下向き付勢力を前記中立付勢手段の中立付勢力より大きくしてある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用効果〕
サスペンション機構の下向き付勢力を前記中立付勢手段の付勢力より大きくしてある。これによって、サスペンション機構を硬く作動し難いものとすることによって、例えば乗用型田植機において苗のせ台に十分な量の苗を載置した場合にも、走行機体が後下がり状態となりにくい。
サスペンション機構の上下作動に比べて受けフレームがローリング作動し易いので、通常の凹凸では主に受けフレームがローリング作動して対処することができる。大きな凹凸では、受けフレームのローリング作動と、サスペンション機構の上下作動との協働で対処することができる。
左右ともに略同一高さの凹凸が有る場合には受けフレームのローリング作動では対処できないので、サスペンション機構の上下作動によって、その高さ変動を吸収することができる。

請求項４に係る発明の特徴構成は、前記サスペンション機構の上端部を受け止める前記受けフレームと前記上端部に、前記サスペンション機構の前記受けフレームに対する基準姿勢から傾斜する姿勢への変化を許容する受止融通機構を設けてある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用効果〕
受止融通機構を設けることによって、受けフレームがローリング作動等しても、サスペンション機構はその受けフレームに対して基準姿勢から傾斜する姿勢に切り換わり、サスペンション機構は接地面に対する垂直姿勢を維持することができ、車輪の接地安定性を確保できる。
しかも、受止融通機構を設けることによって、受けフレームとサスペンション機構との取り付け形態が固定されないので、サスペンション機構に傾斜する方向への荷重が掛かった場合であっても、その荷重方向にサスペンション機構が変位して、サスペンション機構に作用する荷重を吸収することができ、サスペンション機構自体の保護及び、受けフレームとの取り付け構造を保護することができる。

［１］
図１及び図２に示すように、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２で支持された機体の後部に単一のトップリンク３及び左右一対のロアリンク４からなる昇降リンク機構が上下に揺動自在に支持され、トップリンク３及びロアリンク４を昇降駆動する油圧シリンダ５が備えられており、トップリンク３及びロアリンク４の後部に苗植付装置６が支持されて、水田作業機の一例である乗用型田植機が構成されている。

図１及び図２に示すように、苗植付装置６は４条植型式に構成されており、２個の植付伝動ケース９、植付伝動ケース９の後部の右及び左の横側部に回転駆動自在に支持された回転植付ケース１０、回転植付ケース１０の両端に備えられた一対の植付アーム１１、接地フロート１２及び苗のせ台１３等を備えて構成されている。これにより、苗のせ台１３が左右に往復横送り駆動されるのに伴って、回転植付ケース１０が回転駆動され、苗のせ台１３の下部から植付アーム１１が交互に苗を取り出して田面Ｇに植え付ける。

図１及び図２に示すように、機体に備えられた運転座席１４の後側に、肥料を貯留するホッパー１５、繰り出し部１６及びブロア１７が備えられている。接地フロート１２に作溝器１８が備えられ、繰り出し部１６と作溝器１８とに亘ってホース１９が接続されている。これにより、前述のような苗の植え付けに伴って、ホッパー１５から肥料が所定量ずつ繰り出し部１６によって繰り出され、ブロア１７の送風により肥料がホース１９を通って作溝器１８に供給されるのであり、作溝器１８を介して肥料が田面Ｇに供給される。

昇降リンク機構と油圧シリンダとの取り付け構造について説明する。図３及び図４に示すように、機体の後部に右及び左の支持フレーム２０が上下向きに固定され、右及び左の支持フレーム２０の上部に亘って機体フレームとしての角パイプ状の横フレーム２１が連結されている。横フレーム２１の下方で右及び左の支持フレーム２０に亘って支持軸２２が架設されて、油圧シリンダ５のシリンダ側のブラケット５ａが支持軸２２の機体左右方向の横軸芯Ｐ３周りに上下に揺動自在に支持されている。油圧シリンダ５のシリンダ側のブラケット５ａの外側において、トップリンク３の機体側端部が横軸芯Ｐ３周りに上下に揺動自在に支持されている。

図３及び図４に示すように、右及び左の支持フレーム２０の下部の機体左右方向の横軸芯Ｐ２周りに、ロアリンク４の機体側端部が上下に揺動自在に支持されるとともに、油圧シリンダ５のピストンロッド５Ａがロアリンク４の後端に接続されている。
これにより、油圧シリンダ５が収縮作動すると、トップリンク３及びロアリンク４が上方に揺動駆動されて、苗植付装置６が上昇駆動される。油圧シリンダ５が伸長作動すると、トップリンク３及びロアリンク４が下方に揺動駆動されて、苗植付装置６が下降駆動される。

図６に示すように、ミッションケース４０の前部に静油圧式無段変速装置４３が連結され、機体の前部に支持されたエンジン４４の動力が伝動ベルト４５を介して静油圧式無段変速装置４３に伝達されている。静油圧式無段変速装置４３の動力が、ミッションケース４０の内部に備えられたギヤ変速式の副変速装置（図示せず）、前輪デフ装置（図示せず）、右及び左の前車軸ケース４１に内装された伝動軸（図示せず）を介して、右及び左の前輪１に伝達されている。

図６に示すように、ミッションケース４０の後部、右及び左の後車輪ケース８に亘って右及び左の伝動軸４６が同芯状で相対回転自在に備えられ、右及び左の伝動軸４６の間にスプロケット４７が備えられて、副変速装置の動力が伝動チェーン４８を介してスプロケット４７に伝達されており、スプロケット４７と右及び左の伝動軸４６との間に右及び左のサイドクラッチ４９が備えられている。右及び左のサイドクラッチ４９は多板摩擦式に構成されており、バネ（図示せず）によって伝動状態に付勢されている。これにより、副変速装置の動力が伝動チェーン４８、スプロケット４７、右及び左のサイドクラッチ４９（伝動状態）、右及び左の伝動軸４６、右及び左の後車輪ケース８に内装された伝動軸５０を介して、右及び左の後輪２に伝達されている。

図６に示すように、ミッションケース４０の前部の下部に、ラックギヤ５１が右及び左の前車軸ケース４１と平行に配置されて、ラックギヤ５１と前輪支持ケース７とに亘ってタイロッド５２が接続されている。ステアリングハンドル３８によりラックギヤ５１が右及び左の前車軸ケース４１と平行にスライド操作されるように、ステアリングハンドル３８とラックギヤ５１とが連係されており、ステアリングハンドル３８により右及び左の前輪１を操向操作することができる。

図６に示すように、右及び左のサイドクラッチ４９を遮断状態に操作する操作部５３と前輪支持ケース７とに亘って、連係ロッド５４が接続されている。これにより、右及び左の前輪１が直進位置、直進位置から右の設定角度及び直進位置から左の設定角度の範囲内に操向操作されていると、右及び左のサイドクラッチ４９が伝動状態に操作されて、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２に動力が伝達されている。右及び左の前輪１が右又は左の設定角度を越えて右又は左に操向操作されると、連係ロッド５４に引き操作によって旋回中心側のサイドクラッチ４９が遮断状態に操作され、旋回中心側の後輪２が自由回転する状態となる（右及び左の前輪１、旋回外側の後輪２には動力が伝達されている）。

［２］
次に、右及び左の前輪１、右及び左の後輪２の支持構造について説明する。
図１及び図６に示すように、機体の左右中央に幅狭のミッションケース４０が機体前後方向に備えられ、ミッションケース４０の前部から右及び左の前車軸ケース４１が延出されて、右及び左の前輪１を支持する前輪支持ケース７が、右及び左の前車軸ケース４１の端部に操向自在に支持されている。ミッションケース４０の後部の機体左右方向の横軸芯Ｐ１周りに、右及び左の後車輪ケース（車輪ケースの一例）８が独立に上下に揺動自在に支持され、右及び左の後車輪ケース８が後方に延出されて、右及び左の後車輪ケース８の後部に右及び左の後輪２が支持されている。

後輪２，２に対する左右独立に作動するサスペンション機構２５について説明する。前記したように、機体フレームの左右部から左右支持フレーム２０、２０を立設し、左右支持フレーム２０、２０の上端近くに亘って横フレーム２１を取り付け固定してある。図３及び４に示すように、横フレーム２１にローリング軸となる前後向き姿勢の単一の支持軸２３を貫通する状態で固定するとともに、支持軸２３の横フレーム２１から張出した片持ち部分に、左右後車輪ケース８、８の間隔に対応する横向き長さでチャンネル状断面の受けフレーム２４を装着し、その受けフレーム２４を前記支持軸２３の軸芯回りにローリング作動自在に構成してある。

図３及び図４に示すように、受けフレーム２４の左右両端位置と後車輪ケース８、８との間に左右夫々のサスペンション機構２５、２５が装着してある。一方のサスペンション機構２５は、後車輪ケース８に立設された支持ブラケット８ａと、支持ブラケット８ａに横向き軸芯Ｐ５回りで揺動自在に取り付けられた受部材２６と、受部材２６より立設され付勢用のゴムリング材２８を支持する芯ロッド材２７と、芯ロッド材２７の上端部に外嵌されかつ受けフレーム２４の内部空間内に下方から入り込む円筒状の硬質樹脂製のアジャスタ部材２９と、アジャスタ部材２９の下端と受部材２６の上端とに亘って架設されるジャバラ部材３０と、芯ロッド材２７の上端部に螺合してアジャスタ部材２９を受けフレーム２４に連結するアジャスタボルト３１とを、備えて構成してある。

図４に示すように、ジャバラ部材３０の内部には、複数個の付勢用の８個の軟質のゴムブロック２８が芯ロッド材２７に外嵌された状態でかつ上下に密接する状態で設けてあり、ゴムリング材２８で後車輪ケース８を下向き付勢してある。
図３及び図４に示すように、アジャスタ部材２９における芯ロッド材２７の上端部を外嵌する部分には挿通孔２９ａを形成してあり、アジャスタ部材２９に対する芯ロッド材２７の相対上下動を許容するように構成してある。アジャスタ部材２９を貫通して芯ロッド材２７に螺合しているアジャスタボルト３１は、アジャスタ部材２９に対する芯ロッド材２７の相対上下動に伴って一体で上下動し、受けフレーム２４に対して相対上下動可能に構成してある。
以上のような構成によって、水田での作業走行や路上走行等において、凹凸に応じて右及び左の後車輪ケース８（右及び左の後輪２）が独立に上下に揺動し、右及び左のサスペンション機構２５、２５によりショックが吸収される

図３及び図４に示すように、アジャスタ部材２９の上端面は半球状に形成されており、このアジャスタ部材２９の上端面を支持する受けフレーム２４にも、上向きに膨出する半球状受け面２４ｂが形成されており、半球状受け面２４ｂにアジャスタボルト３１を貫通させる貫通孔２４ｃが設けてある。
ここに、半球状のアジャスタ部材２９の上端面と受けフレーム２４の半球状受け面２４ｂとで受止融通機構を構成する。
このような構成によって、アジャスタ部材２９の傾きに対しても、受けフレーム２４での保持を安定して行えるように構成してある。

以上のように、受けフレーム２４の半球状受面２４ｂとアジャスタ部材２９の半球状上端面との組み合わせによって、一方の後輪２が凹凸部の影響を受けて昇降作動する場合に、図５に示すように、それを受けて受けフレーム２４がローリング作動した場合にも、サスペンション機構２５は垂直方向に伸縮作動することになり、後輪２が接地面に対して傾斜することはない。ここに、受けフレーム２４に対して直交する姿勢がサスペンション機構２５の基準姿勢である。

このことによって、例えば、受けフレーム２４に連動してサスペンション機構２５が接地面に対して傾斜を生じた場合に、昇降作動していない反対側の後輪２をも接地面に対して傾斜を生じることによって、走行が不安定になるといったことを抑制できる。

次ぎに、受けフレーム２４を水平姿勢（中立姿勢）に復帰させる中立復帰用付勢手段について説明する。図３及び図４に示すように、受けフレーム２４の上方で左右支持フレーム２０の上端に受止フレーム３３が取付け固定してあり、受止フレーム３３に中立復帰バネ３４の上端部を受け止める受止座３３ａが形成してある。

一方、前記した受止フレーム３３の下方に位置する受けフレーム２４の対応する部位には、上向きに縁部が突出するバーリング加工孔２４ａが設けてあり、このバーリング加工孔２４ａによって中立復帰バネ３４の下端を受け止める載置座を構成してある。そして、上記した受けフレーム２４のバーリング加工孔２４ａとその上方に位置する受止フレーム３３の受止座３３ａとの間に中立復帰バネ３４を装着してある。
中立復帰バネ３４は左右一対配置されて、受けフレーム２４を水平状態に中立復帰させるべく作動している。

以上のように、サスペンション機構２５の復帰付勢力とローリング作動する受けフレーム２４に対する中立復帰付勢力との大きさ力関係は、サスペンション機構２５の復帰付勢力を大きくしてあり、この大小関係によって夫々の作動形態は次ぎのようになる。

つまり、受けフレーム２４をローリング作動自在に構成してあるので、サスペンション機構２５との協働によって、凹凸面に対する後車輪２の昇降量を大きく採ることができるとともに、サスペンション機構２５として硬いものを採用できる。これによって、苗のせ台１３での載置苗量が増大しても、後輪２等の沈み込みや苗植付装置６等が後下がりとなることを抑制できる。
一方、左右の凹凸が同じものである場合には、サスペンション機構２５、２５が作動して、接地追従性を確保している。

図３及び図４に示すように、受けフレーム２４のローリング軸芯を挟んで左右両側方上方位置に、受けフレーム２４に当接作用して、ローリング作動を規制するローリング規制板（図示せず）を設けてある。これによって、ローリング作動を適正なものに抑えてある。

開き防止機構としてスタビライザとして機能するものについて説明する。図４〜図６に示すように、右及び左の後車輪ケース８の内側部にブラケット８ｂが固定されており、右及び左の後車輪ケース８のブラケット８ｂに亘って、薄くて細長い板バネ部材（開き防止機構の一例）４２が連結されている。これにより、右及び左の後車輪ケース８（右及び左の後輪２）に高さの差が発生すると、板バネ部材４２の付勢力が右及び左の後車輪ケース８（右及び左の後輪２）の高さの差を無くす方向に作用する。右及び左の後車輪ケース８が右及び左の横外方に互いに離れようとしても、この状態が板バネ部材４２によって抑えられる。

［発明の実施の別形態］
（１）開き防止機構としては、板バネ部材４２だけでなく、コイルスプリングを両ブラケット８ｂ、８ｂに架設したものでもよい。
（２）前輪１に対して前記したサスペンション機構２５、開き防止機構等を施してもよい。
（３）サスペンション機構２５としては、複数個のゴムリング材２８を重ねて使用しているが、コイルスプリングを使用してもよい。
（４）受けフレーム２４を、機体フレームとしての横フレーム２１に対するローリングをしていない中立姿勢に保持するものとして中立復帰バネ３４を一対配置しているが、単一のコイルバネで中立復帰バネ３４を採用してもよい。
（５）本発明は乗用型田植機ばかりではなく、機体の後部に直播装置を上下動自在に支持した水田作業機や、機体の後部に代掻きロータリを上下動自在に支持した水田作業機にも適用できる。

乗用型田植機の全体側面図 乗用型田植機の全体平面図 左後車輪ケースと機体フレームとに亘って架け渡されたサスペンション機構を示す側面図 左右後車輪ケースと機体フレームとに亘って架け渡されたサスペンション機構、及び、開き防止機構を示す縦断背面図 左右サスペンション機構による後車輪ケースと後車輪との上下動状態を示す背面図 走行伝動構造を示す平面図

２ 後輪（車輪）
８ 後車輪ケース
２１ 横フレーム（機体フレーム）
２４ 受けフレーム
２５ サスペンション機構
３４ 中立復帰バネ（中立付勢手段）
４２ 板バネ部材（開き防止機構）
Ｇ 田面

Claims (4)

1. 車輪を夫々備えた一対の車輪ケースと機体フレームに支持された単一の受けフレームとに亘って、前記車輪ケースを独立して上下動可能に構成する一対のサスペンション機構を設けるとともに、受けフレームを前記機体フレームに対して単一の前後向きの軸芯回りにローリング作動自在に支持し、前記一対の車輪ケースに渡って、前記車輪同士の高さ位置が異なることに対して抵抗を与えて同一高さ位置となる方向に付勢するとともに前記車輪ケース同士の設置間隔の広がりを阻止する開き防止機構を掛け渡してあり、前記開き防止機構が機体前後方向において前記サスペンション機構より前方に位置してある作業車の走行装置。
2. 前記受けフレームに、その受けフレームを前記機体フレームに対してローリング作動していない中立姿勢に復帰させる中立付勢手段を作用させてある請求項１記載の作業車の走行装置。
3. 前記サスペンション機構の下向き付勢力を前記中立付勢手段の中立付勢力より大きくしてある請求項２記載の作業車の走行装置。
4. 前記サスペンション機構の上端部を受け止める前記受けフレームと前記上端部に、前記サスペンション機構の前記受けフレームに対する基準姿勢から傾斜する姿勢への変化を許容する受止融通機構を設けてある請求項１〜３のうちのいずれか一つに記載の作業車の走行装置。

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