JP6804424B2 - 作業車 - Google Patents

Description

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１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２に記載の作業車。

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