JP7074119B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、農業用トラクタ等の作業車両に関し、特に車両のキャビンルーフ上面に構成するキャリアに関する。

走行車両のルーフに取り付けて荷物等を固定できるルーフキャリアが公知である（特許文献１）。また、 走行車両の後方を撮像するカメラと、カメラに映された障害物までの距離を測定する赤外線センサを筐体内に収め、該走行車両のルーフ後部に設けた構成がある（特許文献２）。

特開平７－２２３４９２号公報 特開平１０－１４７１７８号公報

ところで、特許文献１のように、ルーフキャリアは、乗用車においては一般的に知られているものの、圃場で作業する農業用の作業車両においては一般的ではない。しかし、自動運転などに必要な装置を搭載するにあたって、特許文献２のように、車両の内部だけでは空間が限られており、ルーフの上部も活用する必要性が出てきた。

本発明ではルーフの上部に各種部材を搭載できるよう、キャリアを備えた作業車両を提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を解決すべく次のような技術的手段を講じた。

請求項１に記載の発明は、運転席７を囲うキャビン１６を備え、キャビン１６の左右の前部支柱１８と後部支柱１９に吊り金具３２，３３をそれぞれ設け、キャリア３４のサイドフレーム３５を吊り金具３２，３３に固定した。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記キャリア３４のサイドフレーム３５は、左右それぞれの場所において、前部の吊り金具３２と後部の吊り金具３３に亘って取り付けられ、左右のサイドフレーム３５の間に横フレーム３６をキャビン１６のルーフ２２上面から離間して設ける。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記横フレーム３６に障害物センサ３０を取り付けるセンサステー４０を固定する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、センサステー４０は前部を前記横フレーム３６に連結し、後部に障害物センサ３０を設け、障害物センサ３０は後方下方に向けて検出用信号を発信するよう構成した。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、センサステー４０の後端側には緩衝材４０ａを介してルーフ２２上面に載置した。

請求項１に記載の発明によると、車両組み立て時にキャビン１６を吊り上げる吊り金具３２，３３は強度高く設けられるため、キャリア３４のサイドフレーム３５を強固に構成でき、ひいてはキャリア３４を強固に構成できる。

請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載の効果に加え、キャリア３４の横フレーム３６をルーフ２２から離間して設けるものであるから、ルーフ２２に強度を持たせる必要がなく樹脂製に構成でき、ルーフ２２の軽量化や製作容易化がはかれる。

請求項３に記載の発明によると、請求項２に記載の効果に加え、ルーフ２２上の空間を利用して安定よく障害物センサ３０を取り付けることができる。

請求項４に記載の発明によると、請求項３に記載の効果に加え、キャビン１６のルーフ２２上から下方にある障害物を検知できるよう、障害物センサ３０を配置できる。

請求項５に記載の発明によると、請求項４に記載の効果に加え、車体１側から障害物センサ３に伝達する振動を抑制できる。

本発明の実施の形態にかかるトラクタの側面図である。 同トラクタのキャビンを後方上方からみた斜視図である。 同トラクタの平面図である。 同トラクタの背面図である。 同トラクタにおける、（Ａ）前方の吊り金具及び周辺構成を示す斜視図、（Ｂ）後方の吊り金具及び周辺構成を示す斜視図である。 同トラクタのルーフ後方の斜視図である。 同トラクタにおける、（Ａ）側方超音波センサ及びその支持部の斜視図、（Ｂ）側方超音波センサ支持部の拡大斜視図である。 同トラクタにおける、（Ａ）オーバーフェンダを外した状態の側方超音波センサの支持構成を示す斜視図、（Ｂ）オーバーフェンダを取り付けた状態の側方超音波センサの支持構成を示す斜視図、（Ｃ）その一部の切断端面図である。 同トラクタにおけるキャビン前部支柱上部の付属機器装着構成を示す斜視図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、トラクタを示すものであり、この走行車体１前部のボンネット２内部にディーゼルエンジンＥを搭載し、このエンジンＥの回転動力をミッションケース３内の変速装置に伝え、この変速装置で減速された回転動力を前輪４及び後輪５に伝えるようにしている。エンジンＥの後方に前輪４を操舵するステアリングハンドル６が装備され、更に、その後方には運転席７が設置されている。

ミッションケース３の後上部には油圧シリンダケース８を備え、このシリンダケース８の左右両側には、油圧昇降機構の一部を構成するリフトアーム９が回動自在に取り付けられている。リフトアーム９は昇降用油圧シリンダ１０の伸縮作動により上下動する。車体後部には、トップリンク１１と左右のロアーリンク１２からなる３点リンク機構を設け、同リンク機構にロータリ作業機Ｒを装着し、リフトロッド１３を介してロアーリンク１２をリフトアーム９に連結することにより、作業機Ｒを昇降可能に構成している。

前記ハンドル６や運転席７等は、キャビン１６によって覆われている。キャビン１６は、例えば防振ゴム等の弾性部材を介して車体に固定されてあり、車体の振動がキャビン１６に伝達されにくくしている。

尚キャビン１６は、フロア１７と、フロア１７左右前部に立設した前部支柱１８と、運転席７の後部左右に立設した後部支柱１９と、前後中間部に立設する中間支柱２０と、これら支柱上端同士を接続する上フレーム２１とによって一体化した枠組み構成とし、ルーフ２２で覆われている。そして、前記運転席７を支持するボックス状のシートフレーム２３、運転席７後面を囲う後部プレート２４、後輪５の上部を覆う左右フェンダ２５等を剛体化して強度を確保し、さらに、前後側面にはガラス窓部を構成し、左右開閉ドア２６部から昇降できる。

前記キャビン１６のルーフ２２には、障害物センサ３０のセンサコントローラ等の運転支援に関する機器を備えている。障害物センサ３０は例えば赤外線センサとされ、トラクタ車体１の後方に赤外線照射し反射データを取得し、通信制御ユニットとしてのセンサコントローラ３１を介して障害物等の情報を車体１に装備した制御部Ｃに送信出力するよう構成している。

前記キャビン１６の前部支柱１８と後部支柱１９の上端部夫々に吊り金具３２，３３を設け、キャリア３４を支持している。すなわち、前後の吊り金具３２，３３に渡ってサイドフレーム３５を固定し、左右のサイドフレーム３５，３５間に前後間隔を所定として複数の横フレーム３６，３６…を架け渡す構成である。なお、図６に示すように、この例では、サイドフレーム３５，３５をパイプ３５ａとこのパイプ３５ａに外嵌する断面Ｕ型で長尺の嵌着部材３５ｂとによって構成し、横フレーム３６は単一管状部材又は複数の構成部材によって断面矩形に構成し、上記嵌着部材３５ｂから横向きに張り出す状態に設ける連結部材３５ｃを挿通して複数の締結ボルト３７，３７…によって横フレーム３６を固定し、キャリア３４を組立するものである。なお、吊り金具３２，３３は車体を組み立てるときにキャビン１６をクレーンで吊り上げる際にフックを係止するためのものであり、該フック係止用の切欠部３２ａ、係止孔３３ａを備える（図５参照）。

前記前後の吊り金具３２，３３にはそれぞれブラケット３８，３９を固定する。そして、前側のブラケット３８にサイドフレーム３５の前端下部を連結固定し、後側のブラケット３９にサイドフレーム３５の後端下部を連結固定している。詳細には、前側吊り金具３２に対する前側ブラケット３８は、前面ブラケット３８ａと後面保持板３８ｂとを前記切欠部３２ａにおいて回り止め可能に前後挟持状に締結する構成である。また、後側吊り金具３３に対する後側ブラケット３９は、前面ブラケット３９ａと後面保持板３９ｂとを前記係止孔３３ａにおいて回り止め可能に前後挟持状に締結する構成である。

図６に示すように、ルーフ２２の上方後部で左右中央部にセンサステー４０を設け、その後部に障害物センサ３０を配置する構成としている。すなわち、前側端部をキャリア３４の最後部における横フレーム３６に固定し、後側端部には緩衝材としてのクッションゴム４０ａを備えてルーフ２２上面に防振形態として載置される。そして、このセンサステー４０の後部に赤外線を斜め下方に向けて照射可能に障害物センサ３０を取り付ける。障害物センサ３０の上方を覆うようにセンサカバー４１を着脱自在に固定している。

そして、障害物センサ３０の側方（図６の例では右側方）には筐体３１ａによって保護されたセンサコントローラ３１を配置している。

ところで、ルーフ２２上の障害物センサ３０としての赤外線センサについて補足すると、赤外線センサは２次元平面を走査して障害物までの距離を把握可能に構成され、赤外線照射点を中心に走査角度を任意に設定可能に構成するのが良く、赤外線センサはルーフ上部後端から走査範囲を車体１後方側に向けるが、走査面が作業機Ｒと干渉しない角度とするのがのぞましい（図１参照）。

前記のように、吊り金具３２，３３を利用してキャリア３４を固定する構成としたもので、吊り金具３２，３３の強度が高いためキャリア３４を強固に取り付けることができる。また、キャリア３４は左右サイドフレーム３５に両端を連結する構成であるから、ルーフ２２上面から適宜に離して配置する構成とすることが可能となり、ルーフ２２に樹脂製を用いても差し支えない。さらに、キャリア３４を構成する横フレーム３６に障害物センサ３０を取り付けるセンサステー４０を支持する構成であるから、ルーフ２２上方に安定してセンサ取付できる。そして、緩衝材としてのクッションゴム４０ａを介してルーフ２２に設置されるものであるから、作業車両側から障害物センサ３０に伝達される振動の影響を軽減できる。

なお、実施例では、図１，図３に示すように、車体１前方の障害物を検出すべくボンネット２の前方に支持体４２を介して障害物センサ４３を配置している。この障害物センサ４３は例えば赤外線型センサとしているが、前記の後方障害物検出用の障害物センサ３０の場合も同様に、障害物センサとしては超音波センサや撮像カメラを用いることもできる。

次いで、車体１側方の障害物等を検出する障害物センサについて、図１，図２に示すように、側方障害物検出用の障害物センサは前後２か所に配置される。前側の第１側方障害物センサ４５はセンサステー４６を介してキャビン１６の前部支柱１８に取付けられ、後側の第２側方障害物センサ４７はセンサステー４８を介してフェンダ２５上面に配置されるが、第１，第２側方障害物センサ４５，４７は略同高さに設けられる。

前記第１側方障害物センサ４５は、制御部Ｃからの電気信号をトランスデューサで超音波に変換して発信し、発信された超音波が障害物に反射して還ってくる時間によって障害物の有無と距離を判定する超音波センサとしている。発信部４５ａを組み込む発信部支持プレート４５ｂは、筐体状のセンサステー４６を介して前部支柱１８に着脱自在に取り付けされる。したがって、発信部４５ａの検出範囲である車体１側方の主に前方寄りにおける障害物検出が可能となる。

前記第２側方障害物センサ４７も超音波センサとされ、発信部４７ａを組み込む発信部支持プレート４７ｂは、センサステー４８を介してフェンダ２５に取付される。

上記フェンダ２５をフェンダ本体２５Ａとオーバーフェンダ２５Ｂにて構成する。センサステー４８は、フェンダ本体２５Ａに対するオーバーフェンダ２５Ｂの螺着固定に共締めされるものである。オーバーフェンダ２５Ｂの下面側前後に、アームプレートを上下２段形成とし上段アームを下方折り曲げして相互に連結形成した支持プレート２５Ｂｆ，２５Ｂｒを設け、フェンダ本体２５Ａ側ボルト挿通孔に支持プレート２５Ｂｆ，２５Ｂｒ側固定のボルト４９を挿通しナット５０止めできるように構成している（図２，図７，図８）。

センサステー４８は、フェンダ本体２５Ａとオーバーフェンダ２５Ｂの間に挟持されるベースプレート４８ａと、断面逆Ｕ型でベースプレート４８ａに締結ボルト５１にて着脱自在に固定されたブラケット部４８ｂとを備え、ブラケット部４８ｂの一対の縦壁部に前記発信部支持プレート４７ｂを締結ボルト５２止めするものである。そして、このボルト５２は左右に各１本とし横軸芯の同軸にあって弛緩時には発信部支持プレート４７ｂを発信部４７ａとともに上下角度変更可能とし、再度締結によって任意の上下角度に設定できる上下角調整部Ｍ１を構成している（図７（Ｂ））。さらに、前記ベースプレート４８ａとブラケット部４８ｂを連結する締結ボルト５１は２か所で締結できるとし、うち一方の締結ボルト５１ａを挿通するブラケット部４８ａ側孔を長孔４８ｃに形成し、他方の締結ボルト５１ｂを中心にブラケット部４８ａを縦軸芯周りに回動調整して締結することができ、発信部支持プレート４７ｂすなわち発信部４７ａの左右向き角度を調整できる前後角調整部Ｍ２を構成している（図７（Ｂ））。

したがって、第２側方障害物センサ４７は、発信部４７ａの検出範囲である車体１側方の主に後方寄りにおける障害物検出が可能となる。第２側方障害物センサ４７は、フェンダ本体２５Ａへのオーバーフェンダ２５Ｂ固定と共に固定できるものであるから安定して取付できる。センサステー４８のブラケット部４８ｂと第２側方障害物センサ４７の発信部支持プレート４７ｂとの間に上下角調整部Ｍ１を構成するものであるから、発信部支持プレート４７ｂすなわち発信部４７ａを上下に調整して固定できるため、調整された検出範囲で安定した障害物検出が可能となる。

また、センサステー４８のベースプレート４８ａとブラケット部４８ｂとの間に前後調整部Ｍ２を構成するものであるから広範囲で安定して障害物検出が可能となる。

さらに、センサステー４８のブラケット部４８ｂは逆Ｕ型を呈するものであるから、障害物センサ４７を構成する発信部４７ａへの通信部等をブラケット部４８ｂの下方に配置することによって塵埃や雨水を遮蔽し保護する。

センサステー４８のブラケット部４８ｂの下端縁には緩衝ゴム４８ｄを被せて設けると、オーバーフェンダ２５Ｂ上面との接触による損傷を防止し、振動を抑制できるため障害物センサ４７の検出精度を損ない難い。

前記第１側方障害物センサ４５はキャビン１６の左右の前部支柱１８に、第２側方障害物センサ４７は左右フェンダ２５にそれぞれ配設されているもので、車体１左右両側方の障害物を検出できるようになっている。なお、本実施例の超音波センサについて補足すると、超音波センサの検出範囲における長半径方向を水平方向となるようにセンサ配置するのがのぞましく、本実施例の作業車両車体１に取り付ける作業機Ｒの前面までは検出できるよう範囲設定するのがよい。また、第１，第２側方障害物センサ４５，４７は超音波型センサに限らずいかなる形態でもよい。

次いで、走行車体１を自律走行できるよう構成した場合に、この自律走行中の状況を表示する表示灯５５の設置構成について説明する。図３、図４、図９に示すように、表示灯５５は、積層状で異なる警告色を点灯できる構成となっており、自律走行中の車体１状況を各種点灯方法によって、例えば通常作業走行を緑色点灯、異常有りを赤色点灯、障害物検出を黄色点灯、機体停止で点滅することで区別表示できる構成であり、キャビン１６の前部左右に配置している。すなわち、キャビン１６の前部支柱１８に灯火ブラケット５６を介して方向指示器５７を取り付け、この灯火ブラケット５６の上面に支持座プレート５８を固着し、この支持座プレート５８に起立状態に固定して設けられる（図９）。そして、支持座プレート５８に固定された表示灯５５は、運転席７に着座するオペレータの頭部位置に対して前部支柱１８を挟んで反対側に位置すべく配置されるものである（図３）。したがって、オペレータの各種操作による通常走行において、表示灯５５はオペレータの視野の妨げになることなく前部支柱１８に隠れることができる。また、通常走行中においても表示灯５５を通常走行中表示として点灯させる構成としても表示灯５５から発する光を前部支柱１８で抑制でき運転の妨げとならない。

次いでバックミラー６０の装着構成について説明する。図９に示すように、バックミラー６０は左右前部支柱１８にそれぞれ設けられるもので、前記吊り金具のうち前側の吊り金具３２を利用して装着される。バックミラー６０を縦軸回りに回動自在に連結するミラーアーム６１を介して吊り金具３２に連結支持されるもので、ミラーアーム６１は、横方向に長く両側に相互に反対向きに縦方向の折り曲げアーム部を形成してなり、吊り金具３２の先端部にミラーアーム６１の基端側縦アーム部６１ａを締結支持し、バックミラー６０の上辺部をミラーアーム６１の先端側縦アーム部６１ｂに回転自在に連結している。図３に示すように、平面視において、前部支柱１８の斜め前方に前記表示灯５５が位置し、この表示灯５５よりも外側でかつ前位置に鏡面６０ａが位置する。運転席７のオペレータはバックミラー６０を視て後方を確認するが、該オペレータが視る鏡面６０ａには表示灯５５が映らないように、バックミラー６０と表示灯５５の位置関係を取っている。なお、鏡面６０ａは広い視界確保のため凸面を採用する場合が多く、この場合には、バックミラー６０を先端側又は基端側縦アーム部６１ａ又は６１ｂ回りに回動調整することにより表示灯５５を鏡面６０ａから外すよう設定することができる。

図４に示すように、前記表示灯５５は、車体１背面視において、キャビン１６後部支柱１９に配設された後部のコンビネーションランプ６２、すなわち方向指示器、車幅灯、ブレーキランプ等の機能を一体化したランプ６２によって後方からの視界を妨げないよう配置されている。

７ 運転席
１６ キャビン
１８ 前部支柱
１９ 後部支柱
２２ ルーフ
３０ 障害物センサ
３２ 吊り金具
３３ 吊り金具
３４ キャリア
３５ サイドフレーム
３６ 横フレーム
４０ センサステー
４０ａ クッションゴム（緩衝材）

Claims (5)

1. 運転席（７）を囲うキャビン（１６）を備え、前記キャビン（１６）の左右の前部支柱（１８）と左右の後部支柱（１９）に吊り金具（３２，３３）をそれぞれ設け、キャリア（３４）のサイドフレーム（３５）を前記吊り金具（３２，３３）に固定したことを特徴とする作業車両。
2. 前記キャリア（３４）の前記サイドフレーム（３５）は、左右それぞれの場所において、前部の前記吊り金具（３２）と後部の前記吊り金具（３３）に亘って取り付けられ、左右の前記サイドフレーム（３５）の間に横フレーム（３６）を前記キャビン（１６）のルーフ（２２）上面から離間して設けてなる請求項１に記載の作業車両。
3. 前記横フレーム（３６）に障害物センサ（３０）を取り付けるセンサステー（４０）を固定してなる請求項２に記載の作業車両。
4. 前記センサステー（４０）は前部を前記横フレーム（３６）に連結し、後部に前記障害物センサ（３０）を設け、前記障害物センサ（３０）は後方下方に向けて検出用信号を発信するよう構成した請求項３に記載の作業車両。
5. 前記センサステー（４０）の後端側には緩衝材（４０ａ）を介して前記ルーフ（２２）上面に載置してなる請求項４に記載の作業車両。
   

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