KR0175157B1

KR0175157B1 - 트랙터의 보강틀 구조체

Info

Publication number: KR0175157B1
Application number: KR1019960009088A
Authority: KR
Inventors: 도시히코 다케무라; 도시오 이시구로
Original assignee: 미츠이 고헤이; 가부시키가이샤 구보타
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1999-02-18
Also published as: GB9606042D0; US6056502A; KR970006105A; FR2736322B1; GB2303041A; FR2736322A1; GB2303041B; JP3771301B2; JPH0920265A

Abstract

트랙터 차체(5) 전부측에 프론트로더(6)를, 후부측에 작업기를 장착하기 위한 보강틀 구조체로서, 보강틀 구조체(8)는 트랙터 차체의 좌우측에서 차체의 길이방향에 따라 연설하는 좌우측 틀부재(13); 좌우측틀 부재의 후방부 각각을 강체적으로 연결하는 제1크로스바부재(14); 트랙터 차체의 후차축 케이스에 하방에서 연결가능하고, 좌우측틀부재의 후방에 일체적으로 형성되어 있는 후측연결기구(12); 작업기를 장착 가능하게 하기 위한 작업기 장착기구(11); 프론트로더를 장착가능하게 하기 위한 로더 장착기구(9); 좌우틀부재의 전방부 근방을 차체측에 연결하기 위한 전측 연결기구(16); 로 구성되어 있고, 여기에서, 후측 연결기구(12)는 후차축 케이스(18)의 양단부를 유지하는 유지기구를 갖추어 보강틀 구조체(8)는 차체(5)의 하측에서 착탈가능하다.

Description

트랙터의 보강틀 구조체

제1도는 본 발명의 트랙터·프론트로더·백호(TLB)의 전체측면도.

제2도는 본 발명의 TLB의 실시태양을 나타내는 측면도.

제3도는 트랙터 차체와 보강틀 구조체의 관계 표시 평면도.

제4도는 보강틀 구조체의 측면방향 사시도.

제5a도는 보강틀 구조체의 정면사시도.

제5b도는 보강틀 구조채의 전측 연결기구로서의 연결암의 단면도.

제6도는 보강틀 구조체 후부와 차축케이스의 연결상태를 나타내는 측면도.

제7a도는 제6도의 X-X선 단면도.

제7b도는 제7a도의 부분 확대도.

제7c도는 보강틀 구조체 후부와 차축케이스의 연결의 다른 형태를 나타내는 도면.

제8도는 보강틀 구조체에 생기는 힘 및 모멘트의 상태를 도식화한 사시도.

제9도는 보강틀 구조체의 후측 연결기구의 홀더의 다른 형태를 나타내는 사시도.

제10도는 보강틀 구조체의 전측 연결기구의 다른 형태를 나타내는 사시도.

제11도는 보강틀 구조체의 다른 형태를 나타내는 사시도.

제12도는 보강틀 구조체의 또 다른 형태를 나타내는 사시도.

제13도는 보강틀 구조체의 또 다른 형태를 나타내는 사시도.

[발명의 배경]

본 발명은 전방에 프론트로더를 후방에 백호 등의 후부작업기를 장착하기 위한 트랙터의 보강틀 구조체에 관한 것이다. 더 상세하게는 농업용 트랙터 등의 차체에 그 강성강도를 증가시키고, 전후방향에 작업기계를 연결가능하게 하기 위하여 착탈가능하게 구성된 보강틀 구조체에 관한 것이다.

[종래의 기술의 설명]

이와 같은 보강틀 구조체의 1예로는 일본국 특개평 6-32188에 개시된 바와 같이 전방에 프론트로더, 후방에 후부작업기를 부착하기 위하여 트랙터 차체의 좌우방향으로 분할 가능한 보강틀 구조체가 있다. 이 보강틀 구조체는 후차축케이스를 유지하는 3 각 형상의 판(板)이 파이프 형상의 좌우틀 부재에 고정 연결되어 있다. 또한, 후차축케이스의 단부는 이 3각 형상의 플레이트를 관통한 상태로 지지되어 있기 때문에, 본 보강틀은 후륜을 부착하기 전에 옆쪽에서 조립할 필요가 있다.

다른 보강틀 구조체의 1예로는 미국특허 제5,248,237호에 개시된 구조가 있고, 이것은 전방에 프론트로더 등의 작업기계, 후방에는 백호 등의 후부작업기계가 장착 가능하게 구성되어 있다. 여기서는 보강틀 구조체는 트랙터 차체의 좌우측의 각측에 2조의 보강프레임이 설치되어 있다. 트랙터 차체의 횡방향 외방을 연설하는 제1보강프레임과 그 조금의 내측을 연설하는 제2보강프레임은 함께 전단부가 차체의 횡방향으로 연설하는 크로스바에 고정 연결되어 있다.

보강틀 구조체의 다른 예로는 영국특허 2218891에 개시된 구조가 있고, 트랙터 전방에 프론트로더, 후방에 백호를 연결한 상태가 개시되어 있다. 여기서는 트랙터 차체의 좌우측에 한 쌍의 보강 프레임이 설치되어 있다. 이 보강프레임은 차체에 2개의 브라켓을 통하여 연결되어 있는 상태가 개시되어 있다. 또한, 보강 프레임의 전단부에는 프론트로더의 마스트를 장착하기 위한 마스트 부착대가 형성되어 있다.

또한, 미국특허 제4,737,067 호에는 트랙터에 작업장치를 부착하기 위한 부착기구(보강틀이라고는 기재되어 있지 않다)가 개시되어 있고, 여기서는 그 1예로서 트랙터 차체의 폭보다 좁게 좌우 방향으로 연설하는 한 쌍의 프레임을 개시하고 있다. 또한, 이들 프레임 전단부는 브라켓을 통하여 트랜스미션 케이스에 부착하거나, 또는 엔진에 직접 연결하는 상태가 개시되어 있다.

이와 같이 상기 최초의 3가지 인용예에 공통되어 있는 것은 좌우측의 각 프레임을 독립하여 트랙터 차체에 연결하는 상태를 개시하고 있다. 이와 같이 상기 인용예에 개시된 보강틀의 구조는 차체의 좌우측에서 보강프레임의 각각을 트랙터 차체 또는 트랙터 차체에 연결된 여러 가지 부재 또는 브라켓에 연결하는 것으로, 보강틀 구조체 조립체로서 완성한 트랙터 차체에 장착할수 없다. 따라서, 보강틀 구조체를 완성차체에 조립한 경우의 조립성에 관하여 말하지만, 4 번째 인용예도 포함하여 많은 개선할 여지가 있다.

또, 상기한 어느 인용예에 있어서도 보강틀 구조체를 트랙터 차체에 연결한 상태에 있어서 프론트로더의 좌우 연결부에 생기는 힘과 백호의 작업에 기인하는 후부작업기 연결부에 생기는 힘 및 모멘트를 보강틀 구조체를 통하여 트랙터 차체에 전달하는 힘(응력) 및 모멘트의 크기를 어떻게 감소할 수 있는가의 설명 또는 구체적 개시가 없다.

가령, 미국특허 제5,248,237 호에 있어서는 트랙터차체 좌우측에 연설된 통상부재에 프론트로더의 마스트 부착대가 설치되어 있어 이들 마스트 부착대는 차체의 좌우 방향에 연설된 한 쌍의 통상 부재(또는 크로스바 부재)에 형성되어 있다. 좌우 방향에 연설된 크로스바 부재 각각은 본(미국특허 '237) 공보의 제2도 및 제3도에 명시된 바와 같이, 브라켓을 통하여 차체에 연결되어 있다. 따라서, 프론트로더의 좌우측 마스트에 가해지는 힘은 마스트 부착대에서 통상 부재 및 브라켓을 통하여 차체에 전달되기 때문에 차체에 가해지는 응력 또는 모멘트의 크기는 감소된다고 생각되나, 상기 크로스바 부재가 트랙터 차체의 전폭에 걸쳐 연설되는 것은 아니기 때문에 마스트 부착대에 생기는 응력 또는 모멘트에 기인된 왜곡 에너지 대부분은 실질적으로는 트랙터 차체의 좌우측면에서 흡수되지 않을 수 없다.

일본 특개평 6-32188의 구조에 있어서는 후부작업기로서의 백호가 보강프레임 후부에 형성된 한 쌍의 3각 형상 플레이트에 유지되는 상태가 개시되어 있다. 여기서 후부 백호의 좌우측 연결부에 생기는 힘은 좌우측의 한 쌍의 3각 형상의 플레이트를 통하여 후차축 케이스의 좌우측의 연설단부에 직접 전해진다. 따라서 백호에서 전해지는 힘에 기인하여 생성되는 백호 연결부의 힘(응력 또는 모멘트)은 결과적으로는 그 대부분이 후차축 케이스에 직접 전달되게 된다.

또한, 영국특허 제2218891호의 구조는 트랙터 차체의 좌우측면을 연설하는 보강틀 부재의 전단부에 마스트가 직접 부착되어 있고, 그 후단부 근방에서 2 개의 브라캣을 통하여 차량 본체에 연결되어 있다. 따라서, 프론트로더의 작업에 의해 생기는 힘 성분 및 모멘트 성분은 좌우측의 보강틀 부재 및 브라켓을 통하여 차체에 전달된다.

[발명의 개시]

이와 같이, 본 발명의 목적은 프론트로더 및 작업기를 장착가능하게 하기 위한 보강틀 구조체를 트랙터 차체에 손쉽게 조립할 수 있게 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 이 보강틀 구조체를 트랙터에 조립함으로써 프론트로더 및 백호의 작동중에 생기는 차체 좌우 방향의 반력(反力) 및 그들 좌우측의 힘의 불균형 등에 의해 생기는 비틀림 모멘트를 소정 비율 흡수하여, 트랙터 차체에 전달되는 바람직하지 않는 힘 및 비틀림 응력을 되도록 감소하고, 프론트로더 및 후부작업기의 작업시의 출력을 상승시킬 수 있게 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 있어서는 이하와 같이 보강틀 구조체를 구성한다.

(I)

엔진(2) 및 미션케이스(3)를 전후방향으로 연결하고, 또한 엔진(2)에서 전차축(前車軸) 프레임(4)을 연설하여 트랙터 차체(5)를 형성하고, 이 트랙터차체(5) 전부측에 프론트로더(6)를 후부측에 작업기를 장착하기 위한 보강틀 구조체(8)로서, 상기 보강틀 구조체(8)는: 상기 트랙터 차체의 좌우측에서 차체의 길이축 방향에 따라 연설하는 좌우측 틀부재(13); 상기 좌우측 틀부재의 후방부분의 각각을 강체적(剛體的)으로 연결하는 제1크로스바 부재(14); 상기 트랙터 차체의 후차축(後車軸) 케이스를 하방에서 지지하고, 상기 좌우측 틀부재에 일체적으로 형성되어 있는 후측 연결체; 상기 좌우틀부재의 전측 근방을 상기 트랙터 차체에 연결하기 위한 전측 연결기구; 상기 작업기를 장착 가능하게 하기 위한 작업기 장착기구; 상기 프론트로더를 장착가능하게 하기 위한 로더 장착기구; 로 구성되어 있고, 여기에서 상기 후측 연결기구는 상기 후차축을 하방에서 받는 받이부와 후차축케이스 양단부를 유지하는 유지기구를 갖고, 이것에 의해 상기 보강틀 구조체는 상기 차체의 하측에서 착탈가능하다.

상기와 같이 보강틀 구조체를 구성함으로써 완성된 트랙터 차체의 하측에서 보강틀 구조체에 부착하기가 가능하게 되므로 완성차의 조립작업이 대단히 쉬워진다. 또한, 작업기를 사용하지 않고, 트랙터 단체로서 사용할 때에 보강틀 구조체 전체를 차체에서 해체할 필요가 있을 경우에도 트랙터 차체 하방측으로 해체 작업이 용이하게 실행가능하게 된다.

(Ⅱ)

상기 (I)의 구성에 있어서, 상기 좌우틀 부재의 전측 단부 근방을 연결하여 횡방향으로 연설하는 제2크로스바 부재를 설치하고, 이 크로스바 부재는 좌우틀 부재를 좌우방향으로 넘어서 연설하는 연장단부를 가지며, 이들 연장단부에 마스트 부착대를 설치하고, 또한 상기 제2크로스바 부재에 상기 트랙터 차체측과 연결가능한 한 쌍의 연결암을 설치하여, 상기 연결암이 소정의 암길이를 갖도록 구성하기도 가능하다.

상기와 같이 보강틀 구조체를 구성함으로써 프론트로더의 마스트부에서 전달되는 힘에 의한 왜곡 에너지 일부는 상기 좌우틀 부재의 전방단부 근방에서 좌우방향으로 연설하는 제2크로스바 부재의 굽힘 또는 비틀림 변형 등의 탄성변형에 의해 흡수된다. 또한, 크로스바 부재의 굽힘 또는 비틀림 변형 등의 탄성변형은 좌우틀 부재에 의해 규제되는 즉, 크로스바부재가 흡수하는 왜곡에너지 일부는 좌우틀 부재에 의해서도 흡수된다. 그리고, 상기 좌우틀 부재에 의해 흡수되는 왜곡에너지는 다시 틀체 후부의 제1크로스부재, 또한 후차축케이스로 분산되기 때문에 프론트로더의 작업에 의해 생기는 각종 형태의 힘(가령, 인장, 압축, 굽힘) 및 모멘트(가령, 굽힘모멘트 또는 비틀림 모멘트)는 그 크기가 감소하여 차체측에 전달된다. 또한, 연결암이 소정의 암길이를 갖기 때문에 이 연결암의 탄성변형에 의해 소정 비율로 왜곡에너지 흡수가 기대되므로, 차체에서 흡수되어야할 왜곡에너지를 감소할 수 있게 된다. 또한,제1크로스바부재 및 제2크로스바부재, 그리고 좌우틀 부재에 의해 사변형의 틀체가 형성되기 때문에 틀체 구조의 어느 한 부분에 생기는 비틀림 모멘트는 틀체내부에서 그 대부분이 흡수된다. 따라서, 그 틀체구조와 연결상태에 있는 트랙터 차체에 전달되는 힘과 모멘트의 크기는 완화되게 된다. 이에 따라 트랙터 차체에서 흡수되어야할 왜곡에너지가 감소되기 때문에 종래의 보강틀을 부착한 TLB(트랙터·프론트로더·백호) 구조와 비교할 경우에 작업기 또는 프론트로더에 의한 작업시의 출력을 상승시킬 수 있게 된다. 물론, 이 보강틀 구조체의 구성부재(좌우틀 부재, 제1크로스바부재, 제2크로스바부재)의 단면 계수를 증가하도록 설계함으로써 백호 또는 프론트로더의 작업시의 출력을 더욱 상승시킬 수 있다.

(Ⅲ)

또한, 후차축케이스와, 상기 후측연결기구의 유지기구와의 연결상태를 후차축케이스의 좌우방향(기체의 횡방향)으로 소정 범위내에서 변위 가능하고, 또한 후차축케이스가 유지기구에 대하여 회동가능하게 할 수도 있다.

이와 같이 보강틀 구조체와 후차축케이스의 연결상태를 구성함으로써 후부작업기로서의 백호로부터 전달되는 비틀림 등의 불필요한 성분이 직접 후차축케이스에 전달되는 일이 없어진다.

(Ⅳ)

또한, 상기 제2크로스바부재에서 연설되는 한 쌍의 상기 연결암을 상기 트랙터차체의 측면에 따라 평행으로 연설하는 평판상의 암부재로서 형성할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써 상기 프론트로더의 마스크의 횡방향의 힘에 대하여 특히 용이하게 탄성변형이 가능해지기 때문에 마스트의 수평방향의 힘 성분은 직접 차체측에 전달되지 않는다. 그러나, 이와 같은 형상의 연결암은 중력방향의 힘에 대해서는 강성이 높기 때문에, 마스트에 중력방향의 힘이 생길 경우에는 이 연결암을 통하여 차체측에 전달되어, 전차축에 의해 지지하기가 가능해진다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

제1도에 트랙터·프론트로더·백호(TLB) 전모가 도시되어 있다. 여기서, 트랙터차체(5) 전방에는 프론트로더(6)가 후방에는 후부작업기의 1예로서의 백호(7)가 연결되어 있다.

여기서, 트랙터 차체(5)는 엔진(2), 플라이휠하우징, 클러치하우징 및 미션케이스(3) 등을 전후방향으로 연결하여 구성되어 있다. 또한, 엔진(2) 측면에서 전방을 향하여 전차축프레임(4)이 연설되어 있다. 여기서 부재번호 21 은 전륜, 22는 후륜, 그리고 23은 후차축, 18은 후차축케이스를 표시한다. 또한, 트랙터 차체(5) 후부에 있어서, 후차축케이스(18)가 미션케이스(3)에서 좌우측으로 연설되고, 또한 후차축(23)이 후차축 케이스(18)에서 차체의 좌우방향으로 연설되어 있다.

상기 후차축케이스(18)에는 좌우 후륜펜더(fender: 26)가 부착되고, 이 좌우 후륜펜더(26)사이의 트랙터 차체(5)에는 운전석(27)이 설치되어 있다.

전부 작업기로서의 상기 프론트로더(6)는 마스트(28), 붐(29), 붐실린더(30) 및 브레이스(31), 버켓(32) 등에 의해 구성되어 있다.

후부 작업기로서의 상기 백호(7)는 기대(34), 그 전부의 부착체(35), 그 상부의 조종부(36), 기대(34)의 후부에 피보팅된 선회대(37), 선회대(37)에 횡축을 통하여 피보팅된 붐(38), 붐(38)의 선단에 설치된 버켓 및 오토리거(40) 등에 의해 구성되어 있다.

또한 41 은 후립(後立) 틀 장치를 나타내고, 트랙차체(5)후부에 입설되고, 그 상부에는 덮개(42)가 부착되어 있다. 상기 덮개(42)는 그 전방부가 전방지주(44), 후부가 후방지주(41)에 의해 지지되어 있고, 전방지주(44)는 마스트 부착대(28)또는 차체(5)에 연결되고, 상기 후부지주(41)는 후술하는 보강틀 구조체(8)의 후부에 연결되어 있다.

다음에 제2도∼제4도를 참조하면서 보강틀 구조체(8)에 관하여 설명한다. 보강틀 구조체(8)는 제1도, 제2도에 도시하는 바와 같이, 그 전방에 프론트로더(6)를 장착가능하게 또한, 그 후방에 후부작업기(백호; 7)를 장착가능하게 구성하고 있다. 이 보강틀 구조체(8)는 대별하면 평면에서 보아 사각형상을 구성하기 위한 좌우측의 틀부재(여기서는 각(角)파이프; 13), 그들 좌우측의 틀부재를 그 전부 또는 그 근방에서 연결하는 전부 크로스바부재(15)및 그 후부 또는 근방에서 연결하는 후부 크로스바부재(14), 및 상기 프론트로더(6)를 장착 가능하게 하기 위한 로더장착기구(9)및 후부에 작업기를 장착하기 위한 작업기 장착기구(11), 그리고 트랙터 차체(5)와 보강틀 구조체(8)를 연결하기 위한 전측 연결부(16)및 후측연결부(12)에 의해 구성되어 있다.

[(a-1)보강틀 구조체(8)의 기본구조]

다음에, 제2도, 제4도를 참조하면서 틀체의 기본구조를 설명한다. 상기 좌우측 틀부재(13A, l3B)는 트랙터 차체(5)의 측면을 따라 연설하는 각 파이프(13)를 가지고, 그들을 전방단부가 전부 크로스바부재(15)로 연결되어 있다. 또한, 좌우 각 파이프(13)후부에는 삼각프레임 (13)이 강체적으로 설치되어 있다. 이 삼각프레임(130)은 L 형상 보강부(131)에 의해 좌우 각 파이프 후단부에 강체적으로 연결되어 있다. 여기서, 좌우 한 쌍의 삼각프레임(130)은 후부 크로스바부재(14)에 의해 연결되어 있다. 여기서 후부 크로스바부재(14)는 상방의 제1후부 크로스바부재(14U)와, 하방의 제2후부 크로스바 부재(14D)를 갖는다.

또한, 제2후부 크로스바부재(14D)는 상기 삼각형 프레임(130)을 직접 연결하고 있으며, 제1후부 크로스바부재(14U)는 상기 보강부(131)후방에서 삼각프레임(130)에 평행인 평판으로 형성된 지지판(54)을 연결한다. 여기서 지지판(54)은 그 전단부가 상기 보강부(131)에 용접 등에 의해 강고히 연결되어 있어, 삼각프레임(130)의 강성을 증강하고 있다.

[(a-2) 로더 장착기구(9)]

다음에, 제2도, 제4도 및 제5도를 참조하면서 상기 보강틀 구조체(8)의 로더 장착기구(9)에 관하여 설명한다. 제2도, 제4도로서 분명한 바와 같이 상기 전부 크로스바부재(15)의 양단부는 좌우틀 부재(13)의 측면을 횡방향 외방으로 연설하는 연장부(15A, 15B)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 연장부(15A, l5B)의 단부에는 프론트로더(6)의 마스트(28)를 장착 가능하게 하는 마스트 부착용 브라켓(91: 로더 장착기구(9)에 상당함)이 형성되어 있다.

[(a-3) 작업기 장착기구(11)]

다음에, 제2도, 제4도 및 제5도를 참조하면서 상기 보장들 구조체(8) 의 작업기 장착기구(11)에 관하여 설명한다. 백호(7)의 트랙터 차체측 단부에는 백호 작업기를 차체측에 연결하기 위한 전부 부착체(35)가 설치되어 있다. 여기서, 제1도 및 제2도에 도시하는 바와 같이, 상기 부착체(35)의 상부에는 상하 방향으로 개폐조작 가능한연결구(56) 및 하부에는 대차체 횡방향으로 연설하는 연결핀(53)이 설치되어 있다.

상기 삼각프레임(130)의 하방의 후단측에는 살방으로 개구한 오목부(51)를 구비한 하부연결체(52; 작업기 장착기구(11)에 상당함)가 설치되고, 상기 지지판(54)과 상기 삼각프레임(130)을 연결하는 상 연결핀(55; 작업기 장착기구(11)에 상당함)이 설치되어 있다. 제2도 및 제4도로서 분명한 바와 같이 상기 백호측의 하부 연결핀(53)을 상기 보강틀 구조체의 하부 연결체(52)의 오목부(51)에 결합 가능하며, 이 하부 연결체(52)를 요동중심으로하여 백호의 부착체(35)를 회동조작하고, 상기 개페조작 가능한 연결구(56)가 상부 연결핀(55)을 상하방향에서 사이에 끼우듯이 조작함으로써 상기 백호(7) 를 보강틀 구조체(8)에 연결가능하다.

이와 같이 상부 연결핀(55) 및 하부 연결체(52)에 의해 보강틀 구조체(8)의 작업기 장착기구(11)를 구성하고 있다.

상기와 같이하여 보강틀 구조체(8)의 전방에 프론트로더(6) 및 그 후부에 백호(7)를 장착 가능하게 되고, 다음에 제2도 및 제4도를 참조하면서 상기 보강틀 구조체(8)를 트랙터 차체(5)에 연결하는 전측 연결기구(16) 및 후측 연결기구(12)에 관하여 설명한다.

[(a-4) 전측 연결기구(16)]

우선, 전측 연결기구(16)는 상기 보강틀 구조체(8)의 전방 크로스바부재(15)의 좌우틀부재 안쪽에 위치하는 중앙부(15c)에서 연설되는 한쌍의 연결암(16)을 가지고 있다.

상기 연결암(16)은 크로스바부재(15)와 용접 등에 의해 강고히 연결 고정되고, 상기 트랙터 차체(5)의 측면을 따라 연설되어 있으며, 제4도, 제5도에 도시된 바와 같이 상기 차체의 전차축 프레임(4)에 볼트공(孔: 16a; 차체측 연결부에 상당함)을 통하여 연결된다. 또한, 여기서 상기 연결암(16)을 전차축 프레임(4)에 연결하는 대신 엔진(2) 측면에 고정 연결하는 방식을 채용하여도 된다.

또한, 상기 연결암(16)은 그 전방부에서 트랙터 차체(5)와 연결되는 차체측 연결부(16a)와 그 후방부에서 상기 전방 크로스바부재(15)와 연결되는 보강틀측 연결부(16b)를 형성하고, 이들 차체측 연결부(16a)와 보강틀측 연결부(16b) 사이의 암부(16c) 에 의해 구성된다. 여기서 특히 암부(16c)는 소정의 암길이를 가지며, 그 단면은 도시하는 바와 같이 평판 형상이고, 차체의 수평방향의 힘에 대해서는 비교적 용이하게 탄성 변형가능하게 구성되어 있다.

또한, 연결암(16)의 형상은 그 중력 방향의 힘에 대해서는 강성이 높기 때문에 마스트 부착브라켓(91)애 작용하는 중력 방향의 힘은 차체측에 직접 전달되고, 전차륜에 의해 지지된다. 즉, 상기 전방 크로스바부재(15)의 축심 주위에 작용하는 굽힘 모멘트에 대한 탄성변형량은 적도록 구성되어 있다. 단, 연결암(16)은 소정의 암길이(16c)를 갖기 때문에 상기 보강틀(8)의 전방 크로스바부재(15)가 강체적으로 차체(5)에 수동된 상태와 비교할 경우 그 굽힘 모멘트에 대한 탄성변형량은 크다. 또한, 상기 전방 크로스바부재의 양단부에 마스트가 부착된 상태로 좌우의 마스트 각각에 가해지는 힘과 각종 모멘트는 우선, 크로스바부재가 비틀림 변형 또는 굽힘 변형함으로써 그 왜곡 에너지의 소정 비율이 흡수되고, 또한 상기 암부(16c) 가 소정 방향에 대하여 용이하게 탄성변형함으로써 다시 왜곡에너지가 흡수되기 때문에 차체측에 전달되는 힘과 모멘트가 한층 감소된다.

또한, 상기 연결암(16)의 암부(16c)의 단면 형상에 관하여, 제4도 및 제5도로서 분명한 바와 같이 연결암의 두께 방향 중심을 수직방향으로 통과하는 수직축(v)을 기준으로 한 탄성계수(section modulus; Z1)는 연결암의 폭방향 중심을 수평방향으로 통과하는 수평축(h)을 기준으로 한 탄성계수(section modulus; Z2) 보다 상당히 작은 값이 되게 설정되어 있다.

제5b도를 참조하면서 이하에 그 관계를 예시한다.

Z1 = bh**2/6 .................(1)

Z2 = bh**2/6 .................(2)

Z2 Z1*N .................(1)

여기서,

Zl=수직축(v) 에 대한 연결암의 탄성계수;

Z2=수직축(h)에 대한 연결암의 탄성계수;

b=연결암(16)의 폭;

h=연결암(16)의 두께;

N=정수(1, 2, 3…);

또한, 상기 연결암(16)의 대차체 수직축(v)을 기준으로 한 단면 계수(Zl)는 상기 좌우 방향으로 연설하는 각 파이프(13) 또는 크로스바부재(15)의 대응하는 축(vl, v2)을 기준으로 한 탄성계수(Z3, Z4)보다 작은 값으로 설정해야 한다.

이하에 각 탄성계수의 관개를 예시한다.

Z1 (1/n)* MIN(Z3:Z4) ........(3)

여기서,

Z3= 수직축에 대한 각 파이프(13)의 탄성계수;

Z4=수직축에 대한 크로스바부재(15)의 탄성계수;

N=정수(1, 2, 3…); MIN(:)=괄호에서 더 작은 것을 선택하는 함수;

횡 방향의 힘에 대한 연결암(16)의 변형을 용이하게 하고자 상기 (3)식에 있어서, N은 적절하게 선택되어야 할 것이다. 이와 같이 탄성변형량을 특정방향의 힘에 대하여 많아지도록 연결암(16)의 단면형상을 설정해야할 것이며, 그것은 제4도, 제5도에 도시하는 바와 같은 사변형이 될 필요는 없다.

또한, 특정 방향의 힘에 대한 탄성변형량을 다른 쪽 힘에 대한 탄성변형량보다 의도적으로 대단히 크게 설정한 구조 또는 특정방향의 힘 성분에 대해서는 일체의 반력이 생기지 않게gks 구조를 자유구조라고 정의하고, 여기서 연결암은 자유구조로 구성되어 있고, 연결암과 차체측과의 연결상태를 자유연결이라 칭한다.

[(a-5) 후측 연결기구(12)]

다음에, 상기 보강틀 구조체(8)의 후측연결기구(12)는 상기 보강부(131) 및 상기 삼각프레임(130)에 형성된 상방에 개구한 오목부(135; 또는 U형 개구부)를 기본적인 구성요소로 하여, 제6도, 제7도에 도시하는 홀더(17)등을 첨가하여 상기 트랙터 차체의 후차축케이스(18)를 지지하도록 구성하고 있다.

제6도 및 제7도에 도시하는 바와 같이 상기 삼각 프레임(130) 에는 후차축케이스(18)의 단부에서 연설된 후차축(23)을 수납하도록, 오목부(135) 가 형성되어 있다. 상기 후차축(23)이 삼각프레임의 오목부(135)에 지지된 상태로, 후차축케이스(18)는 그 상방에서 홀더(17)를 부착하여 볼트(171) 및 너트(172) 등을 사용하여 상기 보강부(131) 하면에 고정된다. 특히 제7a도와 제7b도에 도시하는 바와 같이 후차축케이스(18) 외주에 둘레홈부(173)의 홈폭과 볼트(171)의 외경과의 사이에는 소정의 틈새가 형성되어 있고, 상기 홀더(17)를 보강부(131)에 부착한 상태에 있어서 후차축케이스(18)의 차체옆쪽의 변위를 소정범위에서 허용하도록 구성하고 있다.

또한, 제7c도에 도시하는 바와 같이 홀더(17)내주에 볼베어링(19)등을 구비함으로써 삼각 프레임과 후차축케이스와의 상대적인 변위의 자유도를 증가할 수도 있다. 단, 이 경우는 볼베어링(19)을 후차축케이스(18)에 미리 부착해둘 필요가 있다. 상기와 같이하여 후차축케이스(17)를 후축 연결기구(12)에 고정한 상태로, 제6도에 도시하는 빠짐방지 플레이트(135)를 삼각프레임(130) 에 부착함으로써 후차축케이스(18)와 보강틀 구조체(8) 와의 연결상태를 더욱 확실하게 한다.

빠짐방지 플레이트(135)를 삼각프레임(130)에 연결함에 있어서, 제6도에 도시하는 바와 같이 빠짐방지 플레이트(135)에 형성된 복수의 고정공(137) 과 삼각프레임(130)에 형성된 나사구멍(139)을 적합시켜서 볼트(도시않음) 고정 가능하게 된다.

여기서, 상기 홀더(17)를 보강부(131)에 볼트 등으로 고정한 상태에 있어서 홀더(17)와 보강부(131)와의 수직방향 간격을, 이 공간에 유지되는 후차축케이스(18)의 치수보다 다소 크게 되도록 볼트(171) 외주에 스페이서 등을 외감(外嵌) 시키는 것도 가능하다. 또한, 이와 같이 후차축케이스(18)의 상한 부분과 상기 홀더(17)하면에 형성되는 틈새를 메우기 위하여 상기 홀더(17)의 하면에 탄성부재를 개재시키는 것도 가능하고 이 틈새에 의한 진동 등을 흡수할 수 있다. 이와 같이 구성함으로써 후부작업기(백호)에 의한 삼각프레임(130)의 차축주위의 비틀림 모멘트는 후차축케이스(18)와 홀더(17)와의 상대회동변위에 의해 그 대부분이 흡수되므로 이 비틀림 모멘트는 트랙터 차체(5) 측에는 상당히 완화된 상태로 전달된다.

[(a-6)]

상기의 보강틀 구조체(8) 는 제3도에 도시하는 바와 같이 전측연결부(16)와 후측연결부(12)에 의해 트랙터 차체(5)에 연결 가능하게 된다.

여기서, 전측 연결부(16)로서의 한 쌍의 연결암(16)의 내측면 관통의 폭은 전차측 프레임(4)의 외측폭보다 약간 넓게 형성되어 있고, 또한 삼각프레임(130)의 오목부(135)는 상방으로 개구하고 있기 때문에 상기 보강틀 구조체(8)는 조립 상태로 완성차로서의 트랙터 차체(5) 하방에서 장착 가능하계 된다. 또한, 제1도 및 제2도에서 특히 분명한 바와 같이 상기 보강틀(8)의 전측 연결기구로서의 연결암(16)의 볼트구멍(16a)에는 트랙터 차체(5)의 옆쪽에서 접근이 매우 용이하기 때문에 트랙터 차체에의 조립이 용이하게 행해진다. 또한, 후부 부착부재(12) 쪽은 조립작업시에는 트랙터차체(5)의 후륜(22) 내측에서 후차축케이스(18)를 상기 오목부(135)에 수납하고, 제6도에 도시하는 바와 같은 홀더(17)를 고정해 가는 작업이 필요하기 때문에 상기 후차축케이스(18)를 삼각프레임(130)에 신속하게 가고정할 수 있는 간단한 기구를 설치하여도 좋다. 이와 같은 가고정 기구로서, 상기 빠짐방지 플레이트(135)의 일단을 삼각프레임(130)에 피보팅 가능한 상태로 연결해두는 등이 생각된다.

[(b-1) 프론트로더 작업에 의해 생기는 왜곡에너지의 흡수]

상기 보강틀 구조체(8)를 트랙터 차체(5)에 연결한 상태로 프론트로더(6)의 작업에 의해 마스트(28)에 힘이 발생할 경우, 그 힘(즉 그 힘에 기인하는 왜곡에너지)이 어떻게 보강틀 구조체(8)에 흡수되는지, 또는 트랙터 차체(5)에 어떻게 전달되는지를 설명한다. 가령, 마스트(28)에 생기는 힘의 1예로서, 마스트(28) 상단부에 제2도 및 제8도에 있어서 반시계 방향의 힘이 생겼을 경우에 관하여 설명한다.

이 힘에 의해 보강틀 구조체(8)의 마스트 부착브라켓(91)에는 반시계 방향의 굽힘 모멘트가 생성되고, 이 굽힘모멘트는 전부 크로스바부재(15)를 반시계 방향으로 비틀고, 이에 의해 생기는 크로스바부재(15)의 비틀림 변형이 생기지만, 이 비틀림 변형은 각 파이프(13)와 연결암(16)에 의해 규제된다. 환언하면, 마스트 부착브라켓(91)에 발생하는 굽힘모멘트는 전부 크로스바부재(15)의 비틀림 변형과 각 파이프(13)의 변형 및 연결양부의 변형에 의해 그 상당 부분이 흡수되게 된다. 이와 같이 굽힘모멘트 일부는 전부 크로스바부재의 비틀림 변형에 의해 흡수되고, 또한 각 파이프(13)의 탄성변형도 가져오기 때문에 연결암(16)에 전달되는 부분은 이 시점에서 벌써 감소되게 된다. 또한, 연결암(16)은 상기와 같이 소정의 암길이(16c)를 갖기 때문에 차체부착부(16a)에 전달되더라도, 이 암길이에 기인하는 연결암(16)의 탄성 변형에 의해 미소하나 굽힘모멘트 일부는 흡수된다. 따라서, 상기 전부 크로스바부재를 직접 트랙터 차체에 연결한 상태와 비교할 경우는 본 연결구조를 채용할 경우쪽이 차체에 전달되는 굽힘모멘트가 훨씬 감소된다. 따라서, 트랙터 차체의 강도상승을 하지 않고도프론트로더의 작업시의 파워상승이 가능하게 된다. 본 발명에 있어서는 이 연결암(16)이 트랙터 차채(5)의 가령 엔진(2)의 하방측면에 직접 볼트 등으로 연결되어도 좋다. 단, 상기 연결암(16)을 제1도, 제2도, 제3도와 같이 전차축프레임(4)에 연결할 경우는 전차축프레임(4)이 더욱 탄성변형가능하기 때문에 트랙터 차체(5)에 전달되는 굽힘모멘트나 힘(응력)의 크기를 감소하기가 가능해진다.

단, 연결암(16)의 형상이 종방향으로 매우 강성이 강하기 때문에 프론트로더(6)를 장착함으로써 생기는 중략방향의 힘성분의 대부분은 전차륜(21)에서 받게 된다. 그러나, 중력 방향의 힘에 대해서는 한 쌍의 전차륜(21) 및 한 쌍의 후차륜(22), 또한 백호의 작업기에 관해서는 대지접지 상태이면 아웃리거(40)에 의해 받을 필요가 있기 때문에 보강틀 구조체(8)의 강성을 아무리 상승시켰다 하더라도 이들 부재에 의해 지지되어야할 힘의 절대치가 감소되지 않는다.

또한, 각 파이프(13) 후단부는 후부크로스바부재(14)에 의해 루프상으로 연결되어 있기 때문에 상기 굽힘응력은 트랙터 차체 후단부에 전달될 경우가 대단히 적다. 이와 같이 마스트 부착브라켓(91)에 생기는 굽힘응력 대부분은 보강틀 구조체의 각 부재의 탄성변형에 의해 왜곡에너지로서 흡수되기 때문에 트랙터 차체에 전달되는 응력의 절대치를 감소시킬 수 있게 된다. 이와 같이 하여 프론트로더의 작업에 있어서의 작업기계의 파워의 상한을 상승시킬 수 있게 된다.

[(b-2) 백호작업에 의해 생기는 왜곡에너지의 흡수]

다음에, 본 발명의 보강틀 구조체를 차체에 장착함으로써 어떻게 후부작업기의 작업의 출력 상승이 가능하게 되는지를 설명한다.

여기서, 재차 제8도를 참조하면서 상기 하부연결체(52)를 중심으로 하는 차축주위의 굽힘응력(Fx2 에 상당함) 이 상기 상연결핀(55; 또는 상연결핀(55)을 중심으로 하는 굽힘모멘트가 상기 하부연결체(52)) 에 작용할 경우를 상정하여 설명한다. 이와 같은 굽힘모멘트가 작용할 경우에는 이 방향의 모멘트에 대한 삼각프레임(130)의 강성이 높기 때문에 그 왜곡에너지는 상기 삼각프레임(130)에 흡수되는 일없이 삼각 프레임(130)의 전단부의 각 파이프(13)와의 연결부에 실질적으로 직접 전달되고, 좌우 각 파이프(13)의 후단부에 생기는 굽힘응력으로서 각 파이프(13)를 탄성변형시키게 된다. 단, 후차축케이스(18)는 제6도에서 설명한 바와 같이 삼각프레임(130)에 대하여 회동이 허용되고 있기 때문에 상기 굽힘모멘트는 실질적으로는 후차축케이스(18)에 전달되는 일은 없다. 따라서 삼각프레임(130) 또는 좌우틀부재(각 파이프(13))를 후차축케이스(18)에 직접 연결하는 구조와 비교할 경우, 상기 보강틀을 부착함으로써 이와 같은 굽힘모멘트의 대부분이 보강틀 구조체에 의해 흡수되기 때문에 트랙터 차체에는 비틀림 음력을 전달하는 일은 거의 없다. 따라서, 이 종류의 모멘트에 대응하는 백호작업의 출력상승이 가능해진다.

또한, 삼각프레임(130)의 작업기 장착기구에 차축방향의 힘(Fy2에 상당함) 이 생겼을 경우에 있어서는 후차축케이스(18)가 후측연결기구(12)로서의 삼각프레임(130)에 대하여 설정범위내에서 차축방향으로 인위가능하기 때문에 이 방향의 힘은 후차축케이스(18)에 직접 전달되는 일은 없다.

[(b-3) 왜곡에너지의 흡수(일반)]

상기한 바와 같이 제8도에 도시하는 바와 같이 프론트로더(6) 및 백호(7)에서 전달되는 특정방향의 힘성분 및 굽힘모멘트에 대한 보강틀 구조체(8)의 왜곡에너지의 흡수상태에 관하여서는 설명이 비교적 용이하나, 실제 작업에 있어서는 훨씬 복잡한 힘이 마스트 부착브라켓(91) 및 삼각프레임(130) 등에 작용한다고 생각된다.

그러나, 어떠한 힘이 마스트 부착브라켓(91)에 작용해 보았는데, 그 힘은 3방향(x 방향, y 방향, z 방향; 여기서, 제8도에 도시한 바와 같이 차체의 진행방향을 x 방향; 차축방향을 y 방향; 차체상방을 z 방향으로 한다) 의 힘성분(Fx; Fy; Fz)과 3축 주위의 모멘트( x 축 주위의 모멘트 Mx, y 축 주위의 모멘트 My, z 축 주위의 모멘트 Mz)로 분해하기가 가능하고, 이들 힘성분(Fz1, Fz2, Fz3) 의 각각은 전부 크로스바부재(15)의 굽힘에 의한 탄성변형에 의해 어느 비율이 흡수되므로 트랙터차체(5)에 전달되는 이들 힘성분은 감소하게 된다.

보충하면, Fxl 은 크로스바부재(15)의 x 축 방향의 굽힘력으로서 작용하므로 크로스바부재(15)의 x 축 방향의 탄성변형을 초래하고, 또한 좌우 틀부재(각 파이프(13))를 인장 또는 압축하는 힘으로서도 작용하므로 좌우틀부재(각 파이프(13))의 x 축 방향의 탄성변형도 초래한다. Fyl 은 크로스바부재(15)의 y 축 방향의 인장 또는 압축력으로서 작용하므로 크로스바부재의 y 축 방향의 탄성변형을 초래한다. 또한 좌우틀부재(각 파이프(13)) 를 y 축 방향으로 변형시키는 힘으로서도 작용하므로, 좌우틀부재(각 파이프(13))의 탄성변형도 초래한다.

동일하게 Fz1 은 크로스바부재(15)를 z 축 방향으로 변형시키고, 또한 좌우틀부재(각 파이프(13)) 의 x 축 방향의 변형도 초래하는 힘으로서 작용한다.

굽힘모멘트 성분(Mx1, My2, Mz3)에 관해서는 상기 전부 크로스바부재(15)의 비틀림 변형 또는 마스트 부착브라켓 자체의 y축 주위의 비틀림 변형 등에 의해 어느 비율이 흡수되므로 트랙터 차체(5)에 전달되는 모멘트의 크기를 감소시킬 수 있다.

보충하면, Mx1 은 크로스바부재(15)의 z축 방향의 굽힘력으로서 작용하므로 크로스바부재(15)의 z 축 방향의 탄성변형을 초래하고 또한 좌우틀부재(각 파이프(13))는 크로스바부재(15)의 탄성변형에 대한 저항으로서 작용하기 때문에, Mx1 에 대해서는 크로스바부재 및 각 파이프의 양부재에 의해 그 모멘트에 의해 생기는 왜곡에너지의 일부가 흡수된다. My1 은 크로스바부재(15)의 y 축 주위의 비틀림 토크로서 작용하므로 크로스바부재(15)의 y축 주위의 비틀림 변형을 초래한다. 또한 각 파이프는 그 비틀림 변형을 저지하는 저항으로서 작용하기 때문에, 그 모멘트에 기인하는 왜곡에너지에 대해서는 부분적으로 크로스바부재 및 좌우틀부재(각 파이프(13))에 의해서도 흡수된다. 동일하게, Mz1 은 크로스바부재(15)를 x축 방향으로 변형시키고, 또한 좌우틀부재(각 파이프(13))가 그 변형을 저지하도록 작용하기 때문에 그 모멘트에 기인하는 왜곡에너지에 대해서도 부분적으로 크로스바부재 및 좌우틀부재(각 파이프(13))에 의해 흡수된다.

주의: 여기서 도시한 Fx, Fy, Fz 및 Mx, My, Mz 에 관한 화살표 방향은 설명상 부수한 것으로, 실제의 힘에 의해서는 그 어느 한 성분이 역방향으로 작용할 경우도 있다는 것은 당업자에 있어 이해되고 있는 것이다.

작업기 장착기구(11)의 상연결핀(55) 및 하부연결핀(52)에 작용하는 힘의 성분(Fx2, Fy2, Fz2)에 관해서도 동일한 해석이 가능하다. 가령, Fx2 는 좌우틀부재(각 파이프(13))의 단부에 작용하는 굽힘응력으로서 작용하고, 이 힘성분에 의해 각 파이프(13)가 탄성변형하므로 탄성변형량에 상당하는 에너지가 보강틀 구조체가 흡수할 수 있는 왜곡에너지의 비율이다. 동일하게 Fy2의 힘성분에 대해서는 각 파이프(13) 후단부에 작용하는 비틀림 모멘트로서 작용하나, 이 분력에 대해서도 각 파이프가 비틀림 변형함으로써 힘성분의 어느 정도를 흡수가능하다. 또한, Fz2에 관해서도 동일하게 각 파이프(13)의 탄성변형에 의해 어느 수준의 왜곡에너지 흡수가 가능하다.

굽힘모멘트의 각종 성분(Mx2, My2, Mz2)에 관해서도 각각, 삼각프레임(130), 후부크로스바부재(14U, 14D)및 각 파이프(13)의 탄성변형에 의해 소정 수준의 모멘트가 보강틀 구조체(8)에 의해 흡수된다. 가령, My2에 관해서는 백호(7)의 연결구(56)가 상연결핀(55)을 사이에 끼우고 있을 따름이고, 슬라이딩 마찰로 정지력이 작용할 뿐이므로 실질적으로는 다른 모멘트 성분과 비교할 경우는 My2 에 기인하는 트랙터 차체가 받는 반력 또는 모멘트는 무시할 수 있는 수준이라 생각된다.

또한, Mz2 의 모멘트 성분에 대해서는 실질적으로 그 대부분은 후부크로스바부재(14U, 14D)의 굽힘변형 및 삼각프레임(130) 의 변형에 의해 흡수된다. 또한, My2에 관해서는 삼각프레임(130)의 탄성변형 및 각 파이프(13)의 굽힘변형 등에 의해 소정 비율이 흡수된다. 이들 굽힘모멘트 성분에 관해서는 차축케이스(18)가 삼각프레임(130)에 대하여 소정 범위에서 축방향에서 변위가 가능한 것과, 회동이 가능한 것에 의해 차체에 미치는 영향은 더욱 적다.

상기와 동일한 분석을 하부 연결체(52)에 작용하는 3 방향의 힘성분 및 3 축 주위의 모멘트 성분에 관해서도 실시 가능하나, 이들은 당업자에 있어 자명한 일이라 생각 되므로 그 상술은 생략한다.

[(c-1) 보강틀 구조체(8B)]

상기 보강틀 구조체(8)에 있어서는 좌우의 각 파이프(13), 후부 크로스바부재(14) 및 전부 크로스바부재(15)에 의해 완전한 루프상의 틀체 구조를 개시하였으나, 제11도에 도시하는 바와 같이 전부 크로스바부재를 생략하고, 좌우의 각 파이프(13)의 전단부에서 전측연결기구로서의 연결암(16B) 및 좌우 각 파이프의 전단부에서 좌우방향, 외방으로 연설하는 연장부에 로더 장착 장치로서의 마스트 부착브라켓(91B)을 구비한 구조를 채용하여도 된다.

이 보강틀 구조체(8B)를 채용할 경우는 상기 보강틀 구조체(8)에 비교하여 전부 크로스바부재(15)가 존재하지 않는 분만큼 프론트로더(6)에서 전달되는 힘에 기인한 왜곡에너지의 흡수량이 감소되고, 더욱 많은 힘성분 또는 모멘트 성분이 차체 프레임에 전달된다고 예상되나, 이들은 좌우의 각 파이프의 강성력의 중강등에 의해 어느 정도 완화하기도 가능하다. 즉, 힘성분(Fx3)에 대해서는 각 파이프(13)의 압축력 또는 인장력으로서 작용하므로 이들 각 파이프(13)가 축 방향으로 소정 수준 변형이 가능하고, 이 탄성변형에 의해 Fx3에 기인하는 왜곡에너지 일부가 흡수되기 때문에 트랙터차체에 직접이 힘성분이 전달되는 일은 없다.

그리고, 힘성분(Fy3) 에 관해서는 각 파이프(13)를 외방향 또는 횡방향 내방으로 굽히는 힘으로서 작용하고, 이 각 파이프의 변형량 및 상기 연결암의 탄성변형량에 의해 Fy3에 기인하는 왜곡에너지 일부가 흡수되기 때문에 트랙터 차체에 직접 이 힘성분이 전달되는 일은 없다.

또, Fz3에 관하여는 주로 후차륜(22)의 탄성변형에 의해 Fz3에 기인하는 왜곡에너지의 상당 부분이 흡수된다.

또한. 모멘트의 성분(Mx3) 에 관하여는 연결암(16)이 차축방향으로 탄성변형함으로써 모멘트에 기인한 왜곡에너지 일부가 흡수된다.

또한, My3에 관하여는 부재의 탄성변형이 비교적 적은 상태로 연결함(16B)에 전달되고, 이 축주위의 모멘트에 대한 연결암(168)의 탄성변형은 그다지 기대할 수 없는 것이나, 이 굽힘모멘트 성분(My3)에 기인하여 전차축프레임(4)에 생기는 왜곡에너지는 주로 전차륜(21)의 타이어의 탄성변형에서 실질적으로 흡수되므로 차체에 대한 실질적 부담은 그다지 문제되지 않는다.

또한, Mz3에 관하여는 상기 연결암(16B)을 차축방향으로 변형할 수 있으므로 그 변형량이 즉 상기 보강틀 구조체에 의한 상기 모멘트에 기인하는 왜곡에너지의 흡수이기 때문에 차체(5)에 전달되는 분만큼 감소된다.

후부장착기구(11)에 관하여는 실질적으로 보강틀 구조체(8)와 동일하기 때문에 백호(7)에 기인하는 힘성분 및 모멘트 성분은 상기와 동일하게 그 값을 감소하여 차체에 전달한다.

[(c-2) 보강틀 구조체(8C)]

또한, 보강틀 구조체의 다른 실시형태(8c)로서는 제12도에 도시하는 바와 같이 후부크로스바부재(14)를 생략할 수도 있다. 이 경우에 있어서는 힘성분(Fx4, Fz4)에 관하여는 삼각프레임의 xz 평면내에서는 탄성변형 및 각 파이프(13)의 z 축 방향에서의 탄성변형에 기인하기 때문에 차체(5)에는 그 절대치가 감소하여 전달된다. 그러나, Fy4 의 힘성분에 대해서는 후부크로스바부재(14)를 생략함으로써 그 부재의 압축변형 및 인장변형에 의한 힘의 흡수가 기대되지 않게 된다. 따라서, 이 구조를 사용한 경우에는 특히 Fy4 에 대한 보강틀 구조체(8c)의 왜곡에너지의 흡수가 그다지 기대되지 않게 된다. 그러나, 힘성분(Fk, Fr)에 기인하는 왜곡에너지의 흡수가 기대되기 때문에 차체에서 지지해야할 힘을 그 절대치(Fx²+Fy²+Fz²)**(1/2)로서 생각할 경우는 감소하게 된다.

동일하게 굽힘모멘트성분(Mx4) 은 각 프레임(13)이 차축방향에 변형에 기여한다고 생각된다. 즉 이 모멘트성분(Mx4)은 후부크로스바부재(14)에 의해 차체의 전달을 소멸할 수 있으나, 본 실시제과 같이 후부크로스바부재를 생략하기 때문에 이 모멘트 성분이 차체에 전달되는 것이 방해되지 않는다. 그러나, 힘 성분에서도 기술한 바와 같이 모멘트와 복합체로서 생각할 경우는 그 My 성분, Mz 성분의 에너지 흡수가 기대될 수 있으므로 전체적으로 생각하면 트랙터 차체의 지지해야할 모멘트에 의한 왜곡에너지는 감소된다.

이와 같이하여, 특정한 힘성분 및 특정 모멘트 성분이 후부크로스바부재를 생략함으로써 직접적으로 트랙터 차체에서 받지 않으면 안되게 되나, 그 이외의 힘성분 및 프론트로더의 힘 및 모멘트에 대해서는 유효하게 그 성분을 흡수할 수 있으므로 보강틀 구조체 전체로서 볼 경우는 본 실시예 구조에 있어서도 충분히 작업기의 파워상승을 실시 가능하게 구조로 이해된다.

[(c-3) 보강틀 구조체(8D)]

상기 실시형태에 덧붙여, 제13도에 도시하는 바와 같이 좌우틀부재의 길이방향의 중간근방을 크로스바부재(100)로 연결하여 보강틀 구조체(8D)를 구성할 수도 있다.

[(d-1)]

상기 후측연결기구(12)로서의 상기 삼각프레임(130)의 오목부(135)를 폐지하고, 제9도에 도시하는 바와 같은 L형의 프레임(130A)으로서 거기에 대응하는 홀더(17A)를 하방개구의 U형상으로 할 수도 있다.

[(d-2)]

상기에 있어서는 연결암(16)의 차체측 연결부(16a)는 단순히 복수의 볼트구멍이 형성된 상태를 개시하였다. 그러나, 차체측 연결부의 다른 형태로서는 제10도에 도시하는 바와 같은 원형의 개구부(164)를 연결암에 형성하고, 전차축프레임(4) 에도 나사절단된 대응개구부(16d')를 형성하고, 이들 개구부(160) 와 개구부(160')를 적합시켜서 실린더 형상의 나사부재(16d)에 의해 연결할 수도 있다.

이와 같이 구성함으로써 연결암(16)이 차체(5)에 대하여 y 축 주위로 회동자재로 구성할 수 있다. 이와 같이 구성함으로써 상기 보강틀 구조체(8)와 차체(5)와의 연결 상태의 더 말할나위 없는 자유도를 제공할 수 있다.

[(d-3)]

또한, 상기 전부 및 후부크로스바부재의 단면형상은 원형이지만 이는 원형에 한정될 필요는 없고, 사각형 또는 타원형 상의 단면이라도 좋다.

[(d-4)]

또한, 상기 실시예에 있어서는 한 쌍의 연결암이 전방의 크로스바부재에서 연설된 상태를 개시하였으나, 한 쌍의 연결암의 형상을 변경하여 상기 좌우틀 부재의 전단부 근방에서 연설할 수도 있다.

[(d-5)]

또한, 상기 실시예에 있어서 틀부재의 탄성변형(elastic deformation)에 의한 왜곡 에너지(strain energy)의 흡수에 관하여 기술하였으나 이는 이하에 제시하는 캐스틸리아노의 정리(Castigliano's method)에 의거한다.

△=dU/dQ

여기에서, 틀부재가 부하의 임의의 조합에 의해 탄성적으로 변형할 때 임의의 지점에서 그리고 임의의 방향으로 변형은 그 지점에서 부하에 대하여 그리고 그 방향으로 작용하는 왜곡에너지(작용하는 모든 부하로 계산) 의 편도함수(partial derivative)와 동일하다.

이렇게 하여 통상의 농업용 트랙터에 보강틀 구조체를 장착함으로써 전방에 프론트로더를 후방에 백호 등의 작업기를 부착하여 작업을 실시할 수 있다.

또한, 보강틀 구조체에 의해 프론트로더의 작업으로 발생하는 왜곡에너지의 일부가 흡수되기 때문에 트랙터 차체에 가해지는 부하가 경감되기 때문에 차체의 강성을 올리지 않고 프론트로더 또는 백호에 의한 작업시의 출력을 상승할 수 있다.

본 발명이 어느 정도의 특정성을 가지고 바람직한 형태로 개시되었디만, 바람직한 형태의 개시는 구조의 상세한 부분은 변경 가능하며 부품의 조합과 배치는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 변경가능하다.

Claims

엔진(2) 및 미션케이스(3)를 전후방향으로 연결하고, 또한 엔진(2)에서 전차축프레임(4) 을 연설하여 트랙터 차체(5)를 형성하고, 이 트랙터 차체(5) 전부측에 프론트로더(6)를, 후부측에 작업기를 장착하기 위한 보강틀 구조체로서, 상기 보강틀 구조체(8)는: 상기 트랙터 차체의 좌우측에서 차체의 길이축방향에 따라 연설하는 좌우측 틀부재(13); 상기 좌우측틀 부재의 후방부 각각을 강체적으로 연결하는 제1크로스바부재(14); 상기 트랙터 차체의 후차측 케이스에 하방에서 연결가능하고, 상기 좌우측 틀부재의 후방에 일체적으로 형성되어 있는 후측연결기구(12); 상기 작업기를 장착 가능하게 하기 위한 작업기 장착기구(11); 상기 프론트로더를 장착가능하게 하기 위한 로더 장착기구(9); 상기 좌우틀부재의 전방부 근방을 상기 차체측에 연결하기 위한 전측 연결기구(16); 로 구성되어 있으며, 여기에서, 상기 후측 연결기구(12)는 상기 후차축 케이스(18)의 양단부를 유지하는 유지 기구를 갖추고 있어서, 상기 보강틀 구조체(8) 는 상기 차체(5) 의 하측에서 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제1항에 있어서, 상기 유지기구는 상기 후측연결기구에 상기 후차축케이스가 지지된 상태로 후차축케이스(18)의 양단부 근방을 상방에서 덮는 홀더(17)와, 상기 홀더를 상기 좌우 틀부재(13)에 고정하기 위한 고정부재(171, 172)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제1항에 있어서, 상기 유지기구는 상기 후측연결기구에 상기 후차축케이스가 지지된 상태로 후차축케이스의 양단부 근방을 상방에서 유지하는 하방으로 개구한 U 형 상의 홀더와, 상기 홀더를 상기 좌우틀부재에 고정하기 위한 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제2항 또는 제3 에 있어서, 상기 유지기구는 상기 후차축케이스(18)가 상기 트랙터 차체의 횡방향으로 소정 범위내에서 변위되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제2항에 있어서, 상기 작업기 장착기구(11)는 상기 후측연결기구의 후단부에 설치된 한 쌍의 제1연결부재와, 그 상방에 설치된 한 쌍의 제2연결부재를 가지고, 상기 제1연결부재는 U형상 개구부(51)를 구비한 브라켓(11)이고, 상기 제2연결부재는 차축방향으로 연설된 연결핀(55)을 갖는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제5항에 있어서, 상기 후측연결기구(12)는 삼각형상의 프레임(130)을 갖는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제6항에 있어서, 상기 제1크로스바부재(14)는 상기 삼각프레임(130) 사이에 연설하고 있는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제1항에 있어서, 제2크로스바부재(15)로 더 구성되어 있고, 이것은 상기 좌우틀부재(13)의 전방단부근방을 연결하는 있는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제8항에 있어서, 상기 로더장착기구(9)는 상기 제2크로스바부재(15)의 상기 좌우틀부재(13)에서 횡방향 외방으로 연설한 제1단부(16a) 및 제2단부(16b)에 형성된 한 쌍의 마스트 부착용 브라켓(91)을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제9항에 있어서, 상기 제2크로스바부재(15)에는 상기 트랙터 차체(5)와 연결 가능한 한 쌍의 연결암(16)이 설치되어 있고, 상기 연결암(16)은 트랙터 차체 횡방향이고 상기 연결암 단부에 수직방향의 제1하중에 대한 제1탄성변형량과, 상기 제2크로스바부재(15)의 단면에 평행인 가상면내이고 상기 연결암의 단부에 수직방향의 제2하중에 대한 제2탄성변형을 비교할 경우에 다음식을 만족시킨다:

제1탄성변형량N* 제2탄성변형량.

여기에서, N=2 및 제1하중의 크기=제2하중의 크기, 인 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제9항에 있어서, 상기 제2크로스바부재(15)에는 상기 트랙터 차체(5)와 연결 가능한 한 쌍의 연결암(16)이 설치되어 있고, 상기 암부단면형상은 다음식을 만족 시키도록 설치되어 있다:

제1단면계수제2단면계수/N

여기에서, N=2; 제1단면계수=상기 연결암의 단면중심을 수직방향으로 통과하는 수직축(v)을 기준으로한 상기 암부의 단면계수; 제2단면계수=상기 연결암의 단면 중심을 수평방향으로 통과하는 수평축(h)을 기준으로 한 상기 암부의 단면계수; 인 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
엔진(2) 및 미션케이스(3)를 전후방향으로 연결하고, 또한 엔진(2)에서 전차축프레임(4) 을 연설하여 트랙터 차체(5)를 형성하고, 트랙터 차체(5) 전부측에 프론트로더(6)를 후부측에 작업기를 장착하기 위한 보강틀 구조체로서, 상기 보강틀 구조체는: 상기 트랙터 차체의 좌우측에서 차체의 길이 축방향을 따라 연설하는 좌우측 틀부재(13); 상기 좌우틀부재의 후방부분의 각각을 강체적으로 연결하는 제1크로스바부재(14); 상기 좌우틀부재의 전방부분의 각각을 강체적으로 연결하는 제2크로스바부재(15); 상기 트랙터 차체의 후차축을 하방에서 지지하고, 상기 좌우틀부재의 후방에 일체적으로 형성되어 있는 후측연결기구(12); 상기 작업기를 장착가능하게 하기 위한 작업기 장착기구(11); 상기 프론트로더를 장착 가능하게 하기 위한 로더장착기구(9);로 구성되어 있고, 여기에서, 상기 후측연결기구(12)는 후차축케이스(18)의 양단부를 유지하는 유지기구를 갖추어, 상기 보강틀 구조체는 상기 차체의 하측에서 착탈가능하고; 상기 작업기 장착기구(11)는 상기 후측연결기구(12)의 후단부에 설치된 한 쌍의 제1연결부재와, 그 상방에 설치된 한 쌍의 제2연결부재를 가지고, 상기 제1연결부재는 U형상의 개구부(51)를 구비한 브라켓(52)이고, 상기 제2연결부재는 수평방향으로 연설된 연결핀(55)을 갖추고 있으며; 상기 제2크로스바부재에는 상기 트랙터 차체와 연결가능한 한 쌍의 연결암이 설치되어 있고, 상기 연결암은 트랙터 차체 횡방향으로 상기 연결암의 단부에 수직방향으로 작용하는 제1하중에 대한 제1탄성 변형량과, 상기 제2크로스바부재의 단면에 평행인 가상면내에서 상기 연결암의 단부에 수직방향의 제2하중에 대한 제2탄성변형을 비교할 경우에 다음식을 만족시킨다:

제1탄성변형량N* 제2탄성변형량,

여기에서, N=2, 제1하중의 크기=제2하중의 크기;

그리고 상기 로더장착기구(9)는 제2크로스바부재(15)의 양단부는 상기 좌우틀부재(13)를 횡방향으로 넘어서 연설하는 제1연장부(15A) 와 제2연장부(15B)에 형성된 상기 프론트로더의 마스트(28)를 장착하기 위한 마스트 부착부재(91)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
엔진(2) 및 미션게이스(3)를 전후방향으로 연결하고, 또한 엔진(2)에서 전차축프레임(4) 을 연설하여 트랙터 차체(5)를 형성하고, 이 트랙터 차체(5) 전부측에 프론트로더(6)를 후부측에 작업기를 장착하기 위한 보강틀 구조체로서, 상기 보강틀 구조체는: 상기 트랙터 차체의 좌우측에서 차체의 길이축방향을 따라 연설하는 좌우측틀부재 13); 상기 좌우측 틀부재의 각각을 강체적으로 연결하는 전측 크로스바부재(15); 상기 좌우측 부재의 후방을 상기 차체 본체에 연결하는 후측연결기구(12); 상기 크로스바부재(15) 또는 상기 좌우틀부재(13)의 어느 하나를 상기 트랙터 차체에 연결하고, 상기 트랙터측과의 제1연결부(16a)와, 상기 보강틀과의 제2연결부(16b)와, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부를 연결하는 암부(16c)를 갖추고 있는 연결암을 포함하고 있는 전측 연결기구(16); 로 구성되어 있고, 여기에서, 상기 연결암(16)은 트랙터 차체 횡방향으로 상기 연결암의 단부에 수직방향으로 작용하는 제1하중에 대한 제1탄성변형량과, 상기 크로스바부재의 단면에 평행인 가상면 내에서 상기 연결암의 단부에 대한 수직방향의 제2하중에 의한 제2탄성변형량을 비교할 경우에 다음식을 만족시킨다: 제1탄성변형량N* 제2탄성변형량, 여기에서, N=2, 제1하중의 크기=제2하중의 크기, 인 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제13항에 있어서, 상기 후측연결기구(12)에는 상기 트랙터의 후차축케이스에 하방에서 부착가능한 상향의 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제13항에 있어서, 상기 트랙터 차체의 진행방향을 X축 방향, 상기 트랙터 차체의 횡단방향을 Y축 방향, 상기 트랙터 차체의 상방을 Z 축 방향이라 할 경우에, 상기 암부(16c)는 실질적으로 xz평면내에서 연설되어 있는 것을 특징으로 하는 트랙터와 보강틀 구조체.
제13항에 있어서, 상기 전측연결기구는 한 쌍의 연결암을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
엔진(2) 및 미션케이스(3)를 전후방향으로 연결하고, 또한 엔진(2)에서 전차측프레임(4) 을 연출하여 트랙터 차체(5)를 형성하고, 이 트랙터 차체(5) 전부측에 프론트로더(6)를, 후부측에 작업기를 장착하기 위한 보강틀 구조체로서, 상기 보강틀 구조체는: 상기 트랙터 차체의 좌우측에서 차체의 길이축방향을 따라 연설하는 좌우측틀부재(13); 상기 좌우측 틀부재의 각각을 강체적으로 연결하는 제1크로스바부재; 상기 좌우측 틀부재의 각각을 강체적으로 연결하고, 상기 제1크로스바부재보다 상기 트랙터 차체에 대하여 후방에서 연설하는 제2크로스바부재; 상기 작업기를 장착가능하게 하기 위한 작업기 장착기구(11); 상기 프론트 로더를 장착 가능하게 하기 위한 로더 장착기구(9); 상기 좌우틀부재의 후방을 상기 차체 본체에 연결하는 후측연결기구(12); 상기 크토스바부재 또는 상기 좌우측 틀부재의 어느 하나를 상기 트랙터 차체에 연결하고, 상기 트랙터측과의 제1연결부(16a)와, 상기 보강틀과의 제2연결부(16b) 와, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부를 연결하는 암부(16c)를 갖추고 있는 연결암을 포함하고 있는 전측 연결기구(16);로 구성되어 있고, 여기에서, 상기 연결암(16c)은 트랙터 차체 횡방향으로 상기 연결암의 단부에 수직방향으로 작용하는 제1하중에 대한 제1탄성변형량과, 상기 크로스바부재의 단면에 평행인 가상면내에서 상기 연결암의 단부에 대한 수직방향의 제2하중에 의한 제2탄성변형량을 비교할 경우에 다음식을 만족시킨다:

제1탄성변형량N* 제2탄성변형량,

여기에서, N=2, 제1하중의 크기=제2하중의 크기, 인 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제17항에 있어서, 상기 후측연결기구(12)에는 상기 트랙터의 후차축(18)을 하방에서 부착가능하게 하는 상향의 개구부를 갖는 후차축 받이부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제17항에 있어서, 상기 트랙터 차체의 진행방향을 X축방향, 상기 트랙터 차체의 횡단방향을 Y축 방향, 상기 트랙터 차체의 상방을 Z축 방향으로 할 경우에, 상기 암부는 실질적으로 xz 면내에서 연설되어 있는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.
제19항에 있어서, 상기 전측 연결기구는 한 쌍의 연결암을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 보강틀 구조체.