JP6500301B2

JP6500301B2 - 作業車両

Info

Publication number: JP6500301B2
Application number: JP2015106894A
Authority: JP
Inventors: 惠輔猿田; 洋輔花田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2035-05-26
Also published as: JP2016221987A

Description

本発明は、作業車両に関する。詳しくはロプスフレームを備えた作業車両に関する。

従来、トラクタ等の作業車両において、操縦席がキャビンで覆われていないものが知られている。このような作業車両において、操縦者を保護するための安全枠であるロプスフレームが操縦席の近傍に設けられている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の作業車両は、車体後部であって操縦席の近傍に門型に形成されたロプスフレームが設けられている。ロプスフレームは、パイプからなる柱部を板状部材からなる補強部材で挟み込むことで必要な強度を確保している。つまり、ロプスフレームは、補強部材の板厚や大きさを変更することで作業車両の重量に応じた強度になるように構成されている。しかし、板状の補強部材の形状のみによって必要な強度を確保する構成では、補強部材の板厚や形状が大きくなり、大きさの異なる作業車両毎にロプスフレームの配置や車体との適切な固定方法を検討する必要があった。

特開２０１１−１５５９２０号公報

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、作業車両の大きさに応じた強度のロプスフレームを容易に構成し、かつ配置することができる作業車両の提供を目的とする。

本発明においては、車体後部に支持されるロアフレームとロアフレームに支持されるアッパーフレームとから構成されるロプスフレームを備える作業車両であって、前記ロアフレームは、中空状に構成され、その内部に前記アッパーフレーム側から車体側に向かう仕切り部材が設けられ、前記ロアフレームの延伸方向に垂直な断面の断面係数が前記アッパーフレーム側から車体側に向かうにつれて大きくなるように構成され、前記ロアフレームは、底面および底面に隣接する側面を有するように軸方向の断面視でＵ字状に形成された複数の折り曲げ部材と板状部材とからなり、前記ロアフレームは、前記折り曲げ部材の底面と対向する開口部分を前記板状部材の板面に接触させるとともに前記折り曲げ部材の側面同士を接触させて構成され、前記折り曲げ部材の側面同士が接触する方の側面の端部には、突出部が形成され、前記板状部材には、前記折り曲げ部材の突出部が挿入可能なスリットが形成され、前記ロアフレームは、前記折り曲げ部材の突出部が前記板状部材のスリットに挿入された状態で前記板状部材に接続されて構成されるものである。

本発明においては、前記ロアフレームは、作業車両のリアアクスルケースの上側面に配置され、前記リアアクスルケースの下側面から把持部材によってリアアクスルケースを挟み込むようにしてリアアクスルケースに固定されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明においては、外力によりロプスフレームに発生する曲げモーメントに応じて形状が決定されるとともに、その内部に補強部材が配置される。これにより、作業車両の大きさに応じた強度のロプスフレームを容易に構成し、かつ配置することができる。

また、本発明においては、板状部材に複数の折り曲げ部材を組み合わせることによりロプスフレームの強度が定められる。これにより、作業車両の大きさに応じた強度のロプスフレームを容易に構成し、かつ配置することができる。

また、本発明においては、リアアクスルケースの形状に関わらずロプスフレームが配置される。これにより、作業車両の大きさに応じた強度のロプスフレームを容易に配置することができる。

本発明に係る作業車両の一実施形態の構成を示す側面図。本発明に係る作業車両のリアアクスルを示す後方斜視図。本発明に係る作業車両のリアアクスルとロプスフレームの関係を示す部分後方斜視図。本発明に係る作業車両のリアアクスルとロプスフレームの関係を示す部分側面図。本発明に係る作業車両のリアアクスルとロプスフレームの関係を示す部分後方図。本発明に係る作業車両のロプスフレームの構成を示す側面図。（ａ）図６におけるＡ矢視断面（ｂ）同じくＢ矢視断面図。本発明に係る作業車両のロプスフレームの他の実施形態を示す部分断面図。

本発明の技術的思想は、あらゆる作業車両に適用することが可能である。本願では、代表的な作業車両であるトラクタを用いて説明する。

まず、図１と図２とを用いて作業車両であるトラクタ１について簡単に説明する。

図１に示すように、トラクタ１は、主に、フレーム２、エンジン３、トランスミッション５、フロントアクスル６、リアアクスル８、操作部１０およびロプスフレーム１４で構成されている。

フレーム２は、トラクタ１の車体を構成する主な構造体である。フレーム２は、一対の板状部材から構成されている。フレーム２は、一対の板状部材の前端部がフロントアクスル６ケースにそれぞれ取り付けられ、後端部がトランスミッション５ケースにそれぞれ取り付けられている。つまり、フレーム２は、一対の板状部材がフロントアクスル６ケースとトランスミッション５ケースを介して対向するように構成されている。

エンジン３は、回転動力を生み出すものである。エンジン３は、リアアクスル８の後方であってトランスミッション５の前方であるフレーム２の略中央部分に配置されている。また、エンジン３は、ボンネット４で覆われている。エンジン３は、各種操作具１２の操作に応じて出力軸の回転速度や出力トルクが変更される。

トランスミッション５は、エンジン３の回転動力をフロントアクスル６やリアアクスル８に伝達するものである。また、トランスミッション５は、トラクタ１の車体を構成するおもな構造体である。トランスミッション５の前端部は、フレーム２の後端部に接続されている。トランスミッション５は、前端部に図示しない入力軸および出力軸が設けられ、後端部にＰＴＯ軸５ａ（図３参照）が設けられている。トランスミッション５の出力軸には、連結機構を介してエンジン３の回転動力が入力される。トランスミッション５の図示しない出力軸およびＰＴＯ軸５ａ（図３参照）には、入力軸から入力されるエンジン３の回転動力を各種操作具１２の操作に応じた回転速度に変換して出力される。

フロントアクスル６は、エンジン３の回転動力をフロントタイヤ７に伝達するものである。フロントアクスル６は、フレーム２の前端部に設けられている。フロントアクスル６は、連結機構を介してトランスミッション５の出力軸に接続されている。また、フロントアクスル６には、フロントタイヤ７が接続されている。つまり、フロントアクスル６は、トランスミッション５を介してエンジン３の回転動力が入力されるとフロントタイヤ７が回転するように構成されている。なお、フロントアクスル６には、図示しない操舵装置が並設されている。操舵装置は、操縦者がハンドル１１を操作すると、その操作に応じてフロントタイヤ７の舵角を変更する。

リアアクスル８は、エンジン３の回転動力をリアタイヤ９に伝達するものである。リアアクスル８は、トランスミッション５の後端部の左右両側にそれぞれ設けられている。リアアクスル８は、トランスミッション５を介してエンジン３の出力軸に接続されている。また、リアアクスル８には、リアタイヤ９が接続されている。つまり、リアアクスル８は、トランスミッション５を介してエンジン３の回転動力が入力されるとリアタイヤ９が回転するように構成されている。

操作部１０は、トラクタ１の操作や図示しない作業機の操作を行うものである。操作部１０には、ハンドル１１、各種操作具１２および操縦席１３が配置されている。ハンドル１１は、操縦席１３の前方に配置されている。ハンドル１１は、フロントアクスル６の図示しない操舵装置に連結され、操舵装置を操作可能に構成されている。各種操作具１２は、操縦席１３の周囲に配置されている。各種操作具１２は、エンジン３、トランスミッション５および図示しない作業機等に連結され、エンジン３、トランスミッション５および図示しない作業機等を操作可能に構成されている。つまり、操作部１０は、操縦者が操縦席１３に座った状態でハンドル１１や各種操作具１２等を操作し、トラクタ１や作業機等を操縦可能に構成されている。

図２に示すように、ロプスフレーム１４は、トラクタ１の操縦者を保護するものである。ロプスフレーム１４は、車体後部である操作部１０の後方に設けられている。ロプスフレーム１４は、ロアフレーム１５と、門型状のアッパーフレーム１９とから構成されている。ロプスフレーム１４は、ロアフレーム１５がリアアクスル８に固定され、アッパーフレーム１９がロアフレーム１５に支持されている。ロプスフレーム１４は、作業車両が転倒した際に発生する衝撃やロプスフレーム１４に加わる作業車両の重量によって変形しない程度の強度に形成されている。

このように構成されるトラクタ１は、操作部１０のハンドル１１や各種操作具１２の操作に基づいてエンジン３の回転動力を所望の回転速度および回転トルクでフロントアクスル６、リアアクスル８および図示しない作業機に伝達することで、走行しながら図示しない作業機を作動させることができる。また、ロプスフレーム１４によって操縦者の安全が確保されている。

次に、図３から図８を用いてロプスフレーム１４を構成するロアフレーム１５とアッパーフレーム１９との構造について説明する。

図３から図６に示すように、ロプスフレーム１４を構成するロアフレーム１５は、アッパーフレーム１９を支持するものである。ロアフレーム１５は、一対の柱部１６、一対の固定部１７およびアッパーフレーム支持部１８から構成されている。

一対の柱部１６は、二つの折り曲げ部材１６ａと板状部材１６ｂとから構成されている。一対の柱部１６の一側端には、固定部１７がそれぞれ設けられている。固定部１７は、箱状に形成され、その内部に複数のリブ１７ａが設けられている。固定部１７の一側面には、柱部１６の一側端が接続されている。固定部１７の一側面の対向する他側面には、図示しないボルト締結用孔が形成されている。一対の柱部１６の他側端には、アッパーフレーム支持部１８が設けられている。アッパーフレーム支持部１８は、パイプ状部材１８ａとパイプ状部材１８ａに設けられる一対のアッパーフレーム支持軸１８ｂとから構成されている。アッパーフレーム支持部１８のパイプ状部材１８ａには、一対の柱部１６の他側端がそれぞれ接続されている。つまり、一対の柱部１６は、アッパーフレーム支持部１８を介して門型状に一体的に構成されている。また、柱部１６には、その途中部に操作部１０を支持する角パイプからなる梁部材１０ａが前後方向に向かって固定されている。

図７（ａ）に示すように、柱部１６を構成している二つの折り曲げ部材１６ａは、棒状、かつ軸方向の断面視でＵ字状に形成され、開口部分に対向する底面１６ｃおよび底面１６ｃの両側に隣接する側面１６ｄを有する。一方の側面１６ｄの端部には、複数の突出部１６ｅが形成されている。柱部１６は、二つの折り曲げ部材１６ａの側面１６ｄ同士が密接するように並んで配置されている。さらに、柱部１６は、二つの折り曲げ部材１６ａの底面１６ｃに対向する開口部分を塞ぐように板状部材１６ｂが配置されている。板状部材１６ｂには、折り曲げ部材１６ａの突出部１６ｅが挿入可能な複数のスリット１６ｆが形成されている（図４参照）。折り曲げ部材１６ａは、突出部１６ｅが板状部材１６ｂのスリット１６ｆに挿入された状態で板状部材１６ｂに接続されている。このように構成されることで、ロアフレーム１５の一部である柱部１６は、板状部材１６ｂと板状部材１６ｂの所定位置に配置された二つの折り曲げ部材１６ａとで中空状に形成され、折り曲げ部材１６ａの側面１６ｄが内部の仕切り部材を構成している。つまり、柱部１６は、二つの折り曲げ部材１６ａと板状部材１６ｂとから閉断面が形成されている。さらに、柱部１６は、その軸方向（延伸方向）に垂直な閉断面の断面係数がアッパーフレーム１９側（他側）から車体側であるリアアクスル８側（一側）に向うにつれて大きくなるように構成されている（図６参照）。なお、本実施形態において、柱部１６は、複数の折り曲げ部材１６ａと板状部材１６ｂとから構成されているがこれに限定されるものではなく、図８に示すように単一の折り曲げ部材１６ｇと板状部材１６ｂとから構成されてもよい。

図３から図５に示すように、アッパーフレーム１９は、操縦者Ｃ（図５参照）を保護するためのものである。アッパーフレーム１９は、門型状に屈曲されたパイプから構成されている。アッパーフレーム１９は、操縦席１３の座席幅よりも幅方向に広く、操縦席１３に着座した操縦者Ｃの頭部よりも高さ方向に高くなるように構成されている。つまり、アッパーフレーム１９は、トラクタ１の前方または後方からみて操縦席１３に着座した操縦者Ｃを囲うように構成されている。アッパーフレーム１９の端部は、ロアフレーム１５に設けられている一対のアッパーフレーム支持軸１８ｂによって後方に回転可能に支持されている（図４黒塗矢印参照）。

このように構成されるロプスフレーム１４は、ロアフレーム１５の固定部１７の他側面がリアアクスル８の上側面に接触するように配置されている。そして、ロプスフレーム１４は、ロアフレーム１５の固定部１７とリアアクスル８の下側面に接触させた板状の把持部材２０（図６参照）とがボルト２０ａによって締結されている。つまり、ロプスフレーム１４は、固定部１７と把持部材２０とによってリアアクスル８を挟み込むことでリアアクスル８に固定されている。従って、ロプスフレーム１４は、リアアクスル８にねじ孔等を形成する必要がない。また、ロプスフレーム１４は、アッパーフレーム１９をアッパーフレーム支持軸１８ｂ回りに回転させることでトラクタ１の全高を低くすることができる。

図６と図７とに示すように、ロプスフレーム１４は、柱部１６の折り曲げ部材１６ａと板状部材１６ｂとの形状から定まる柱部１６の断面係数の調整によりトラクタ１の重量に応じた適切な強度を確保することができる。具体的には、図７に示すように、柱部１６は、断面係数の調整のため、トラクタ１の重量に応じて折り曲げ部材１６ａの板厚ｔ１、側面間距離ｗ１、側面高さｈ、板状部材１６ｂの板厚ｔ２および幅ｗ２が変更される。この際、柱部１６は、折り曲げ部材１６ａの形状と板状部材１６ｂの形状とによって軸方向（延伸方向）に垂直な断面の断面係数がアッパーフレーム１９側（図７（ｂ）参照）から車体側であるリアアクスル８側（図７（ａ）参照）に向かうにつれて任意の変化率で大きくなるように変更されている。これにより、柱部１６は、外力の分布に即した強度バランスに構成されている。また、柱部１６は、閉断面に形成され、かつ内部に折り曲げ部材１６ａの側面１６ｄからなる仕切り部材が配置されているため、開断面に構成されている場合や仕切り部材がない場合に比べて断面係数を大きくすることができる。なお、本実施形態において、柱部１６は二つの折り曲げ部材１６ａから構成されているがこれに限定されるものではない。柱部１６は、組み合わせる折り曲げ部材１６ａの数を増やすことで仕切り部材の数を増やし、断面係数を調整してもよい。

このように構成することで、ロプスフレーム１４は、ロアフレーム１５の折り曲げ部材１６ａと板状部材１６ｂとの形状、板状部材１６ｂと折り曲げ部材１６ａとの組み合わせにより任意の断面係数を有するロプスフレーム１４が構成される。また、ロプスフレーム１４は、固定部１７と把持部材２０とによってリアアクスル８を挟み込むことで車体後部に固定されている。つまり、リアアクスル８に固定用のねじ孔等の固定手段を形成する必要がない。これにより、作業車両であるトラクタ１の大きさ（重量）に応じた強度のロプスフレーム１４を容易に構成し、かつ配置することができる。

１トラクタ
８リアアクスル
１４ロプスフレーム
１５ロアフレーム
１９アッパーフレーム

Claims

車体後部に支持されるロアフレームとロアフレームに支持されるアッパーフレームとから構成されるロプスフレームを備える作業車両であって、
前記ロアフレームは、中空状に構成され、その内部に前記アッパーフレーム側から車体側に向かう仕切り部材が設けられ、前記ロアフレームの延伸方向に垂直な断面の断面係数が前記アッパーフレーム側から車体側に向かうにつれて大きくなるように構成され、
前記ロアフレームは、底面および底面に隣接する側面を有するように軸方向の断面視でＵ字状に形成された複数の折り曲げ部材と板状部材とからなり、
前記ロアフレームは、前記折り曲げ部材の底面と対向する開口部分を前記板状部材の板面に接触させるとともに前記折り曲げ部材の側面同士を接触させて構成され、
前記折り曲げ部材の側面同士が接触する方の側面の端部には、突出部が形成され、
前記板状部材には、前記折り曲げ部材の突出部が挿入可能なスリットが形成され、
前記ロアフレームは、前記折り曲げ部材の突出部が前記板状部材のスリットに挿入された状態で前記板状部材に接続されて構成される
作業車両。
前記ロアフレームは、作業車両のリアアクスルケースの上側面に配置され、前記リアアクスルケースの下側面から把持部材によってリアアクスルケースを挟み込むようにしてリアアクスルケースに固定される
請求項１に記載の作業車両。