JP6804424B2 - 作業車 - Google Patents

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本発明は、走行車体にクッション材を介して支持され、運転部を覆うキャビンが備えられた作業車に関する。
上記した作業車としては、例えば特許文献1に示されるトラクタがある。特許文献1に示されるトラクタでは、キャビンの左右両側における前部及び後部において、キャビンフレームが機体フレームのキャビンブラケットに防振ゴムを介して支持されている。
特開2011−25844号公報
上記した作業車では、走行車体からキャビンへの振動伝達がクッション材によって抑制されるが、走行車体の振動によっては、キャビンが共振することがある。キャビンが共振振動すると、乗り心地が悪くなる。
本発明は、キャビンの共振振動を構造簡単に低減できる作業車を提供することにある。
本発明による作業車は、
走行車体にクッション材を介して支持され、運転部を覆うキャビンが備えられ、
前記キャビンに、キャビンフレームの上部に横架されると共に車体横幅方向に沿う方向に延びる錘支持部材、及び、前記錘支持部材の車体横幅方向での中央部に支持される錘部材を有する動吸振機構が備えられ、
前記錘支持部材は、前記キャビンフレームの弾性率よりも小さい弾性率を有する弾性材であり、
前記動吸振機構に、前記中央部から車体前方向きに車体前後方向に沿って延びると共に前記キャビンフレームの弾性率よりも小さい弾性率を有する前向き弾性支持部材、及び、前記中央部から車体後方向きに車体前後方向に沿って延びると共に前記キャビンフレームの弾性率よりも小さい弾性率を有する後向き弾性支持部材が備えられ、
前記錘部材として、前記前向き弾性支持部材を介して前記中央部に支持される前側錘部材と、前記後向き弾性支持部材を介して前記中央部に支持される後側錘部材とが設けられており、
前記前側錘部材は、前記走行車体の振動に前記キャビンが共振振動したとき、前記前向き弾性支持部材を弾性変形させつつ前記キャビンと逆位相で振動する状態で前記前向き弾性支持部材の前部に支持されており、
前記後側錘部材は、前記走行車体の振動に前記キャビンが共振振動したとき、前記後向き弾性支持部材を弾性変形させつつ前記キャビンと逆位相で振動する状態で前記後向き弾性支持部材の後部に支持されている。
本構成によると、キャビン重量と防振マウント剛性とによって定まるキャビンの共振周波数を鑑み、錘支持部材の弾性率、及び、錘部材の質量を適切に設定することにより、キャビンが共振振動すると、錘部材が逆位相で振動してキャビン振動を吸収する。
従って、錘支持部材及び錘部材を付加するだけの簡単な構造でキャビン振動を低減できる。
本構成によると、走行車体のピッチング及びバウンシングにキャビンが共振振動すると、前側錘部材及び後側錘部材が錘支持部材を弾性変形させつつ逆位相で振動してキャビン振動を吸収する。走行車体のローリングにキャビンが共振振動すると、前側錘部材及び後側錘部材が前向き弾性支持部材及び後向き弾性支持部材を弾性変形させつつ逆位相で振動してキャビン振動を吸収する。走行車体にピッチング、バウンシング及びローリングのいずれが発生しても、キャビン振動を低減できる。
本発明においては、前記動吸振機構は、前記キャビンのルーフ部内に収容されていると好適である。
本構成によると、ルーフ部を動吸振機構用のカバーに活用して安価に動吸振機構を覆うことができる。
本発明においては、前記ルーフ部の両横側部内に振り分けて収容されると共に車体前後方向に沿う方向に延びる左右一対の空調用ダクトが備えられ、前記動吸振機構の前記錘部材が前記左右一対の空調用ダクトの間で前記ルーフ部に収容されていると好適である。
本構成によると、空調用ダクト間の空きスペースを錘部材の収容スペースに活用するので、動吸振機構の収容のためにルーフ部が厚くなることを回避又は抑制しつつルーフ部を動吸振機構のカバーに活用できる。
トラクタの全体を示す左側面図である。 キャビンフレーム及び動吸振機構を示す斜視図である。 動吸振機構を示す正面図である。 動吸振機構を示す平面図である。 動吸振機構の作動を示す説明図である。 動吸振機構の作動を示す説明図である。 動吸振機構の作動を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態を作業車の一例としてのトラクタに適用した場合について、図面に基づいて説明する。図1は、トラクタの全体を示す左側面図である。図1に示す[F]の方向が走行車体1の前方向、[B]の方向が走行車体1の後方向、紙面表側の方向が走行車体1の左方向、紙面裏側の方向が走行車体1の右方向と定義する。
図1に示すように、トラクタは、左右一対の前車輪2が操向操作可能にかつ駆動可能に装備され、左右一対の後車輪3が駆動可能に装備された走行車体1を備えている。走行車体1の前部に原動部4が形成されている。原動部4には、エンジン5、及び、エンジン5を覆うエンジンボンネット6等が設けられている。走行車体1の後部に運転部7が形成されている。運転部7には、運転座席8、前車輪2を操向操作するステアリングホィール9が設けられている。運転部7は、キャビン10によって覆われている。走行車体1の後部にリンク機構11が昇降操作可能に備えられている。
トラクタは、例えば、走行車体1の後部にリンク機構11を介してロータリ耕耘装置(図示せず)が昇降操作可能に連結されることによって、乗用型耕耘機を構成する。
走行車体1の車体フレーム12は、エンジン5、エンジン5の後部に前部が連結されたミッションケース13、エンジン5の下部から車体前方向きに延出された前部フレーム14によって構成されている。左右の前車輪2は、前部フレーム14に前輪駆動ケース(図示せず)を介して支持されている。左右の後車輪3は、ミッションケース13の後部に支持されている。エンジン5からの動力がミッションケース13に入力され、ミッションケース13から左右の後車輪3に伝達される。ミッションケース13に入力された動力がミッションケース13から車体前方向きに出力されて前輪駆動ケースに入力され、前輪駆動ケースから左右の前車輪2に伝達される。
図1に示すように、キャビン10は、キャビンフレーム20と、キャビンフレーム20の前部に装備されたフロントガラス15と、キャビンフレーム20の後部に装備されたリヤガラス16と、キャビンフレーム20の上部に装備されたルーフ部17と、キャビンフレーム20の両横側部に装備されたサイドガラス18とを備えている。キャビン10の両横側に乗降口ドア19が設けられている。左右の乗降口ドア19は、サイドガラス18の前側に揺動開閉可能に設けられている。
図1に示すように、ミッションケース13の左横側部における前後二箇所と、右横側部における前後二箇所とにキャビン支持部13aが形成されている。四箇所のキャビン支持部13aにクッションゴム21を介してキャビンフレーム20の下部が支持され、キャビン10は、左前部、左後部、右前部及び右後部の四箇所において、走行車体1にクッションゴム21を介して支持されている。走行車体1からキャビン10への振動伝達がクッションゴム21によって抑制される。本実施形態では、クッションゴム21が四箇所に設けられているが、四箇所よりも多くの箇所に設けてもよい。本実施形態では、クッションゴム21を採用されているが、クッションゴム21に代え、スプリングなど、各種のクッション材の採用が可能である。
図1に示すように、キャビン10の上部に動吸振機構30が設けられている。走行車体1の振動によるキャビン10の共振振動が動吸振機構30によって低減されるのであり、詳しくは、次の如く構成されている。
図2に示すように、キャビンフレーム20は、下部フレーム23、上部フレーム24、左右一対の前縦フレーム25、左右一対の中縦フレーム26、左右一対の後縦フレーム27を備えている。下部フレーム23が四箇所のキャビン支持部13aにクッションゴム21を介して連結されている。
図2に示すように、下部フレーム23は、左右一対の車体前後方向に延びる中フレーム23a、及び、左右一対の車体前後方向に延びる下サイドフレーム23bを備えている。
左右の下サイドフレーム23bの前後方向での中間部は、後輪フェンダー37(図1参照)に沿う弧状に形成されている。左右の下サイドフレーム23bの前部にわたって前連結フレーム23cが連結されている。前連結フレーム23cには、エンジンルームと運転部7とを遮蔽する遮蔽壁部23eが備えられている。左右の下サイドフレーム23bの後部にわたって後連結フレーム23dが連結されている。左右の中フレーム23aの後部と後連結フレーム23dとにわたって支柱フレーム22が連結されている。
図2に示すように、上部フレーム24は、左右一対の車体前後方向に延びる上サイドフレーム24aを備えている。左右の上サイドフレーム24aの前端部にわたって前連結フーム24bが連結されている。左右の上サイドフレーム24aの後端部にわたって後連結フレーム24cが連結されている。
図2に示すように、キャビンフレーム20の前左角部及び前右角部において、下部フレーム23と上部フレーム24とが前縦フレーム25によって連結されている。下サイドフレーム23bの前後方向での中間部と上サイドフレーム24aの前後方向での中間部とが中縦フレーム26によって連結されている。キャビンフレーム20の後左角部及び後右角部において、下部フレーム23と上部フレーム24とが後縦フレーム27によって連結されている。
図2に示すように、動吸振機構30は、車体横方向に延びる錘支持部材31と、前向き弾性支持部材32と、後向き弾性支持部材33と、錘部材34としての前側錘部材34f及び後側錘部材34rとを備えている。
錘支持部材31は、上部フレーム24における上サイドフレーム24aの前後方向での中間部どうしに連結され、キャビンフレーム20の上部に横架されている。前向き弾性支持部材32は、錘支持部材31の車体横方向での中間部から車体前方向きに車体前後方向に沿って延びている。後向き弾性支持部材33は、錘支持部材31の車体横方向での中間部から車体後方向きに車体前後方向に沿って延びている。錘支持部材31、前向き弾性支持部材32及び後向き弾性支持部材33は、キャビンフレーム20における下部フレーム23、上部フレーム24、前縦フレーム25、中縦フレーム26及び後縦フレーム27の弾性率より小さい弾性率を有する弾性材によって構成されている。本実施形態では、錘支持部材31は、帯板部材によって構成されているが、帯板部材に限らず、丸棒部材、角棒部材など各種の部材を採用可能である。本実施形態では、前向き弾性支持部材32及び後向き弾性支持部材33は、丸棒部材によって構成されているが、角棒部材、板部材など各種の部材を採用可能である。錘支持部材31、前向き弾性支持部材32及び後向き弾性支持部材33としては、金属部材や樹脂部材の採用が可能である。
前側錘部材34fは、前向き弾性支持部材32の延出端部に支持され、前向き弾性支持部材32を介して錘支持部材31の車体横方向での中間部に支持されている。後側錘部材34rは、後向き弾性支持部材33の延出端部に支持され、後向き弾性支持部材33を介して錘支持部材31の車体横方向での中間部に支持されている。前側錘部材34f及び後側錘部材34rとしては、金属部材や樹脂部材の採用が可能である。
走行車体1の振動数と一致するキャビン10の共振周波数(キャビン10の重量と、四箇所のクッションゴム21の剛性とによって定まる周波数)をFとし、前側錘部材34fの質量と後側錘部材34rの質量との合計の質量をmとし、錘支持部材31によるバネ定数をK1とすると、 F=1/2π×SQRT(K1/m) が成立するように、バネ定数K1を設定する。前向き弾性支持部材32のバネ定数及び後向き弾性支持部材33のバネ定数をK2とすると、 F=1/2π×SQRT(K2/m) が成立するように、バネ定数K2を設定する。ただし、SQRT( )は、平方根を示す関数である。
図5は、走行車体1のピッチングにキャビン10が共振振動した場合の動吸振機構30の作動を示す説明図(上から見た図)である。図5に示す[F]の方向が走行車体1の前方向、[B]の方向が走行車体1の後方向である。図5に示すように、走行車体1のピッチングにキャビン10が共振振動した場合、前側錘部材34f及び後側錘部材34rが錘支持部材31を弾性変形させつつキャビン10と逆位相や、逆位相に近い位相で振動し、キャビン10の振動が前側錘部材34f及び後側錘部材34rの振動によって吸収される。
図6は、走行車体1のローリングにキャビン10が共振振動した場合の動吸振機構30の作動を示す説明図(上から見た図)である。図6に示す[F]の方向が走行車体1の前方向、[B]の方向が走行車体1の後方向である。図6に示すように、走行車体1のローリングにキャビン10が共振振動した場合、前側錘部材34f及び後側錘部材34rが前向き弾性支持部材32及び後向き弾性支持部材33を弾性変形させつつキャビン10と逆位相や、逆位相に近い位相で振動し、キャビン10の振動が前側錘部材34f及び後側錘部材34rの振動によって吸収される。
図7は、走行車体1のバウンシングにキャビン10が共振振動した場合の動吸振機構30の作動を示す説明図(前から見た図)である。図7に示す[U]の方向が走行車体1の上方向、[D]の方向が走行車体1の下方向である。図7に示すように、走行車体1のバウンシングにキャビン10が共振振動した場合、前側錘部材34f及び後側錘部材34rが錘支持部材31を弾性変形させつつキャビン10と逆位相や、逆位相に近い位相で振動し、キャビン10の振動が前側錘部材34f及び後側錘部材34rの振動によって吸収される。
図3に示すように、ルーフ部17は、アウタールーフ17a及びインナールーフ17bを備えている。アウタールーフ17aとインナールーフ17bとによってルーフ部17の内部空間Sが形成されている。図3,4に示すように、内部空間Sの左横側部位及び右横側部位に空調用ダクト35が収容されている。左右の空調用ダクト35は、車体前後方向に沿う方向に延びる状態で収容され、ルーフ部17の後部に設けられた空調装置36から空調用空気が供給され、供給された空調用空気を吐出口35aから運転部7に供給する。
図3,4に示すように、動吸振機構30は、前側錘部材34f及び後側錘部材34rが左右の空調用ダクト35の間に位置する状態で内部空間Sに収容され、アウタールーフ17a及びインナールーフ17bによって覆われている。
〔別実施形態〕
(1)上記した実施形態では、錘支持部材31に前向き弾性支持部材32を介して前側錘部材34fが支持され、錘支持部材31に後向き弾性支持部材33を介して後側錘部材34rが支持される例を示したが、前向き弾性支持部材32及び後向き弾性支持部材33を備えず、錘支持部材31の中央部に錘部材34が直接に支持される構成を採用してもよい。
(2)上記した実施形態では、動吸振機構30がルーフ部内に収容された例を示したが、ルーフ部外に設け、動吸振機構30を覆う専用のカバーを設けて実施してもよい。
本発明は、トラクタの他、コンバイン、運搬車など各種の作業車に適用できる。
1 走行車体
7 運転部
10 キャビン
17 ルーフ部
20 キャビンフレーム
21 クッション材(クッションゴム)
30 動吸振機構
31 錘支持部材
32 前向き弾性支持部材
33 後向き弾性支持部材
34 錘部材
34f 前側錘部材
34r 後側錘部材
35 空調用ダクト

Claims (3)

  1. 走行車体にクッション材を介して支持され、運転部を覆うキャビンが備えられ、
    前記キャビンに、キャビンフレームの上部に横架されると共に車体横幅方向に沿う方向に延びる錘支持部材、及び、前記錘支持部材の車体横幅方向での中央部に支持される錘部材を有する動吸振機構が備えられ、
    前記錘支持部材は、前記キャビンフレームの弾性率よりも小さい弾性率を有する弾性材であり、
    前記動吸振機構に、前記中央部から車体前方向きに車体前後方向に沿って延びると共に前記キャビンフレームの弾性率よりも小さい弾性率を有する前向き弾性支持部材、及び、前記中央部から車体後方向きに車体前後方向に沿って延びると共に前記キャビンフレームの弾性率よりも小さい弾性率を有する後向き弾性支持部材が備えられ、
    前記錘部材として、前記前向き弾性支持部材を介して前記中央部に支持される前側錘部材と、前記後向き弾性支持部材を介して前記中央部に支持される後側錘部材とが設けられており、
    前記前側錘部材は、前記走行車体の振動に前記キャビンが共振振動したとき、前記前向き弾性支持部材を弾性変形させつつ前記キャビンと逆位相で振動する状態で前記前向き弾性支持部材の前部に支持されており、
    前記後側錘部材は、前記走行車体の振動に前記キャビンが共振振動したとき、前記後向き弾性支持部材を弾性変形させつつ前記キャビンと逆位相で振動する状態で前記後向き弾性支持部材の後部に支持されている作業車。
  2. 前記動吸振機構は、前記キャビンのルーフ部内に収容されている請求項に記載の作業車。
  3. 前記ルーフ部の両横側部内に振り分けて収容されると共に車体前後方向に沿う方向に延びる左右一対の空調用ダクトが備えられ、
    前記動吸振機構の前記錘部材が前記左右一対の空調用ダクトの間で前記ルーフ部に収容されている請求項に記載の作業車。
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