JP2000255449A - 移動車両のフレーム構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の、「はしご」状主フレームの形態では、
主フレームが幅狭のため前後方向の強度は向上している
が、農用トラクターとして各種作業に応じて、主フレー
ムの上に散水や農薬散布等に使用する作業用の液体タン
クを搭載して圃場内を走行する場合、主フレームから両
側方に突出する後アクスルケースのオーバーハング量が
大きくなり、重量物を搭載した作業を行なう際に側方へ
の傾斜が大きくなって、運転操作が難かしくなったり、
急ハンドル操作をすると転倒したりする恐れが生じてい
る。 【解決手段】エンジン１を支持する幅狭の前部支枠２，
２の後端部を、前部横枠３で左右方向に一体連結し、前
部横枠３の両端部近傍から後方に向かって左右支枠４，
５を略平行状に一体突設し、左右支枠４，５後部間に後
アクスルケース６を取り付け、前部支枠２，２間に前ア
クスルケース７を取り付けると共に、機体の前方に向か
う前フレーム８の後端部を、前部支枠２，２前部に着脱
自在に取り付けたことを特徴とする移動車両のフレーム
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動車両のフレーム
構成に関する。この発明は移動車両のフレームの強度を
低下させることなく、フレーム自体を短く構成しようと
するものである。

【０００２】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】従
来当社の移動農機である車両において、エンジンを支持
する幅狭の位置で、機体の前端から後端方向に「はし
ご」状に、略全長に亘って一体とした長い主フレームが
あった。しかし、この「はしご」状主フレームの形態で
は、主フレームが幅狭のため前後方向の強度は向上して
いるが、主フレームの上に散水や農薬散布等に使用する
作業用の液体タンクを搭載して圃場内を走行する場合、
主フレームから両側方に突出する後アクスルケースのオ
ーバーハング量が大きくなり、重量物を搭載した作業を
行なう際に側方への傾斜が大きくなって、運転操作が難
かしくなったり、急ハンドル操作をすると転倒したりす
る恐れが生じてきた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、従来装置の
このような作業変更時の使い難さを解消しようとするも
のであって、次のような技術的手段を講じた。即ち、エ
ンジン１を支持する幅狭の前部支枠２，２の後端部を、
前部横枠３で左右方向に一体連結し、前部横枠３の両端
部近傍から後方に向かって左右支枠４，５を略平行状に
一体突設し、左右支枠４，５後部間に後アクスルケース
６を取り付け、前部支枠２，２間に前アクスルケース７
を取り付けると共に、機体の前方に向かう前フレーム８
の後端部を、前部支枠２，２前部に着脱自在に取り付け
たことを特徴とする移動車両のフレーム構成とした。

【０００４】

【発明の実施の形態】図例は、前後車輪９，１０が等径
の乗用管理機１１である移動農機であって、この前後車
輪９，１０間の機体に運転者用の運転座席１２とステア
リングハンドル１３を設けている。前後車輪９，１０
は、夫れ夫れ前後のアクスルケース７，６の両端側に各
々取り付けられている、ファイナルケース１４，１４の
下端に操舵可能に取り付けられている。前後のアクスル
ケース７，６は、直交方向に軸心が交差した主フレーム
により、前後方向に連結されて強度メンバーを構成して
いる。この発明の要部である、主フレーム廻りについ
て、以下詳述する。

【０００５】主フレームの前部には、角パイプ断面と
し、エンジン１を支持する幅狭の前部支枠２，２が前後
方向に向かって左右一対設けてある。左右の前部支枠
２，２は、補強板１５で前部が左右一体化されており、
補強板１５上にエンジン１が搭載されている。断面角パ
イプ状の前部支枠２，２の後部は、図１の側面図で示す
ように、「ヘ」字状に下がっておりその後端部を、同様
に断面角パイプ状の前部横枠３の前部から上部に溶接等
により左右方向に一体的に連結している。さらに、前部
支枠２，２の全幅よりも両側方に突出した前部横枠３両
端部から、後方に向かって角パイプ断面である左右の支
枠４，５を略平行状に一対、溶接等により一体的に突設
している。左右支枠４，５は図１で示す図例では、運転
座席１２の下方部近傍部で、別の左右後支枠４ａ，５ａ
を天井面に溶接することによりフレーム形状を後上りと
している。このように、溶接により後支枠４，５の後部
を上げても良いが、角パイプを曲げ加工して、一体的に
上方に上げる構成としていても良い。主フレームの上下
は面状とした方向に溶接一体化して、後述する部材の取
り付け容易化を図っている。

【０００６】左右後支枠４ａ，５ａ間下面には、後アク
スルケース６の取付座１６がボルト止めされて左右連結
されている。また、左右支枠４，５間には図２の平面図
で示すように、前後に補強角パイプ１７，１７を溶接し
て強度を向上している。１８は縦補強角パイプであっ
て、補強角パイプ１７，１７間に亘って溶接取り付けし
ており、この縦補強角パイプ１８から上方に側面視
「Ｌ」字状の座席取付フレーム１９を突設している。座
席取付フレーム１９の前端部には、運転座席１２の回動
支点が二箇所設けられており、前後方向調節可能で夫々
の支点位置で、座席をステアリングハンドル１３方向に
倒して降雨時等に座面が濡れないようにしている。

【０００７】前部支枠２，２間下方には、前アクスルケ
ース７の左右方向中央部を取り付ける前後メタル２０，
２１を着脱自在に取り付けており、この前後メタル２
０，２１間に前アクスルケース７を、正面視で左右方向
揺動自在に取り付けている。この取付構成を、センター
ピボット式アクスルケース支架と一般的に呼んでいる。
また、前部支枠２，２間外側には、平板状で夫れ夫れ機
体の前方に向かう前フレーム８，８の後端部を、ボルト
により前部に着脱自在に取り付けている。左右の前フレ
ーム８，８前端間は、前補強板２２で左右連結されてバ
ンパーを構成している。以上で、乗用管理機１１の角パ
イプ材を主体とした、主フレームの構成説明を終える。

【０００８】主フレームの前方下方に配設した前アクス
ルケース７の左右両端部には、夫れ夫れファイナルケー
ス１４，１４が下方に向かって突出しており、このファ
イナルケース１４内に、平面視で前後方向に回動する回
動ケース２３を取り付けている。回動ケース２３の下端
には前車輪９が取り付けられている。また、主フレーム
の後方下方に配設した後アクスルケース６の左右両端部
には、夫れ夫れ後ファイナルケース２４，２４が下方に
向かって突出しており、この後ファイナルケース２４内
に、平面視で前後方向に回動する後回動ケース２５を取
り付けている。後回動ケース２５の下端には後車輪１０
が取り付けられている。前後車輪９，１０は、その動き
方向について後述するが、ステアリングハンドル１３を
左右方向に操舵操作することにより、前後四輪が操舵さ
れる四輪操舵（四ＷＳ）としており、操舵に応じて正確
に圃場内の泥土上を機体が走行可能としている。

【０００９】前車輪９，９間上方の主フレーム部に搭載
した、エンジン１の上方や側方等の廻り部分はボンネッ
ト２６等で覆っている。後車輪１０，１０間上方に設け
た運転座席１２に運転者が着座すると、目の前のボンネ
ット２６後部に前述したステアリングハンドル１３が位
置している。ステアリングハンドル１３は、ハンドルポ
スト２７を介して主フレーム側に支持されている。ハン
ドルポスト２７下部には、伝動ケース２８が取り付けら
れており、エンジン１の駆動力は無段変速機２９を経
て、伝動ケース２８に動力伝動している。

【００１０】伝動ケース２８内には、ＰＴＯ変速部と、
前後進変速部と、走行速度群を圃場内と道路上とで大き
く変更する、高低速切換の副変速部を内装している。伝
動ケース２８に入力した駆動力は、上下二段に分かれて
出力し、図１で示すようにケース上方から、ＰＴＯ駆動
軸３０を機体の後方に向かって略水平方向に突出してい
る。運転座席１２後方下部に、スプライン状のＰＴＯ軸
３０ａを臨ませている。また、伝動ケース２８の下方で
主フレーム下縁近傍に沿って略水平方向に、後車輪１０
駆動用の後走行軸３１を機体後部に向かって突出してい
る。

【００１１】後アクスルケース６の左右方向中間部に
は、後車輪１０，１０用のデファレンシャル装置３２が
備えられている。このデファレンシャル装置３２への入
力軸３３と前述した後走行軸３１が、内部にスプライン
溝やキー溝等の動力伝達具を備えたカラー３４で、突合
せ状に連動連結されている。また、後走行軸３１と同軸
心高さ位置で、機体前方に前走行軸３５を突設してい
る。この、前走行軸３５も後側と同様に、前アクスルケ
ース７の左右方向中間部に設けた、前車輪９，９用の前
部デファレンシャル装置（図示せず。）入力軸へと、内
部にスプライン溝やキー溝等の動力伝達具を備えた部材
を介して、突合せ状に前部デファレンシャル装置へ連動
連結している。このように、各出力軸は、自在継ぎ手を
使用しないで簡単な連結具で接続して、安価な構成であ
りながら、ガタ少なく確実に駆動連動する構成としてい
る。

【００１２】ＰＴＯ駆動軸３０の外周囲は、薄鉄板を鞍
状に曲げ加工したセンターカバー３６により、ステアリ
ングハンドル１３下方近傍から、運転座席１２後部下方
近傍の左右方向中央部間を覆われている。センターカバ
ー３６の左右側端部は、サイドフロアカバー３７，３７
で覆われている。このサイドフロアカバー３７の前半部
は、運転者が足を置く場所であって、後半部の運転座席
１２廻りから後方にかけて、液体または粉体を内装する
３００Ｋｇ程度の重量物である収納容器（図示せず。）
を、作業目的に応じ着脱自在に載置する載置面としてい
る。

【００１３】このような主フレーム構成とすると、左右
の支枠４，５の幅を後アクスルケース６の幅近くまで広
くでき、主フレームである左右の支枠４，５から両側方
に突出する部材のオーバーハング量が小さくなり、重量
物を搭載した作業を行なう際に側方への傾斜に耐えるこ
とが容易と成り、凹凸路や圃場で安定した走行ができ
る。また、前部支枠２，２前端から左右支枠４，５後端
までの長さを、着脱自在の前フレームの分短くできるか
ら、主フレームの防錆処理や塗装等のラインを流すとき
上下間隔の短い設備に吊るして移動することができる。
さらに、前アクスルケース７上方の前部支枠２，２部
を、エンジン１の幅程度に狭くするときは、前アクスル
ケース７をセンターピボット式として、正面視でアクス
ルケースを上下揺動する角度を大きくできるから、凹凸
路面での操縦を楽にできる。

【００１４】次に、別要部の操舵経路について、図３を
主体に説明する。左右支枠４，５間に取り付けたロッド
３８に、左右方向スライド自由に油圧シリンダ３９を取
り付けている。油圧シリンダ３９には、長孔４０，４
０．．を有する操舵プレート４１，４１が、前後方向に
一体的に突設されている。また、前車輪９，９の夫々の
左右回動ケース２３から、一体的にナックルアーム４２
とドラッグアーム４３が、前後方向に夫れ夫れ突出して
いる。ナックルアーム４２と前述した操舵プレート４１
の長孔４０間が、夫れ夫れ左右のステアリングリンク４
４，４５で独立して遊嵌状に連動連結される。また、左
右のドラッグアーム４３，４３間が、所定長の操舵ロッ
ド４６で遊びなく軸連結されている。

【００１５】この構成での特徴は、直進状態でのナック
ルアーム４２とステアリングリンク４４（４５）が、平
面視で略３０度程度の角度で交差している点が特徴であ
る。従来のものは、直進状態でのステアリングリンク４
４（４５）とナックルアーム４２の交差角度は略９０度
としているから、ステアリングリンク４４（４５）が運
転者の操舵操作に伴い、図４前輪操舵角変位曲線図の従
来ライン４７で示すように、操舵当初は矢印「イ」方向
に直線状に大きく前車輪９の操舵角が急に変化し、最大
ステアリング操舵操作角度に近くなると、矢印「ロ」で
示すように前車輪９の操舵角変化が甘くなっている。こ
の要部構成の特徴点を折り込むと、新操舵角ライン４８
で示すように、操舵開始には、ステアリングハンドル１
３を大きな角度操作しても、前車輪９の実際の操舵角度
は矢印「ハ」で示すように小さい角度しか変化しないよ
うにしている。そして、最大ステアリング操舵操作角度
に近くなると、矢印「ニ」で示すように前車輪９の操舵
角変化が大きく変化するのである。片側の前車輪９がス
テアリングリンクの一方で操舵操作されると、他方の前
車輪９はドラッグアーム４３，４３に取り付けた操舵ロ
ッド４６により、強制的に一方の前車輪９と同角度操舵
される。長孔４０は、この非操舵側としたい他方のステ
アリングリンクの動きを無視するための逃げ部としてお
り、これにより油圧シリンダ３９の一方への動きだけを
取出している。

【００１６】以下、油圧シリンダ３９を動かすための、
関連構成について説明する。先ず、電気系から説明する
と、ステアリングハンドル１３の下部には、ハンドルの
操舵方向と操舵角度とその変化速度を測定する角度セン
サ４９が取り付けられている。そして、その測定した情
報を、コンピューターであるＣＰＵ５０に伝えている。

【００１７】次に、油圧系について説明すると、エンジ
ン１で油圧ポンプ５１を駆動して、高圧油を切換弁５２
に送っている。ステアリングハンドル１３が直進状態の
時は、高圧油は油タンク５３へ流れ、ステアリングハン
ドル１３が操舵されていると、ＣＰＵ５０に伝達された
操舵データにより切換弁５２が切り換えられて、高圧油
を油圧シリンダ３９に流す。

【００１８】例えば、ステアリングハンドル１３を左方
向に、一定の速さで限度まで操舵していくと高圧油は油
路５４に流れ、油圧シリンダ３９をロッド３８に沿って
矢印「ホ」方向に動かす。この時、油圧シリンダ３９が
同じ速度で移動して行くが、前述したように、右ステア
リングリンク４５とナックルアーム４２の成す角度が小
さいので、右前車輪９が左の方向に操舵角度変化する動
きは、図４の矢印「ハ」で示すように、最初はゆっくり
と変化し途中から矢印「ニ」で示すように速くなり、最
大切り角度２５度で終了する。左前車輪９は、右車輪側
のドラッグアーム４３から操舵ロッド４６を介して、左
車輪側のドラッグアーム４３が動かされて左右の前車輪
９，９が、共に連動して操舵される。このとき、左のス
テアリングリンク４４は、前側操舵プレート４１の左の
長孔４０部で遊んでおり、抵抗とならない。度も、右後
ステアリングリンク５５により前輪での説明と同様に矢
印「ヘ」方向に引かれ、ナックルアーム４２ａを介し
て、右後車輪１０の操舵角が矢印「ト」で示す右舵角方
向に変化する。これにより、前後車輪９，１０は図５で
示すように、「ク」の字状に四輪操舵されて前進旋回走
行する。

【００１９】図４で示す５８は前輪操舵角ラインであっ
て、ステアリングハンドル１３と後車輪１０，１０側の
操舵連動を止め、前車輪９，９のみを操舵するときの操
舵角度の変化量を表している。つまり、四輪操舵の時の
旋回半径に対し前車輪９，９の操舵だけで旋回するの
は、どうしても旋回の操舵角が小さくなる分感覚的に操
舵の変化が鈍く感じるので、それを補正して少し速めに
操舵角限度３０度まで操作しようとする。この時は、後
車輪１０，１０を操舵する左右の後ステアリングリンク
５５，５６は、後操舵プレート４１ａの長孔４０ａ，４
０ａから外してやり、片側しか示していないが、左右の
後ステアリングリンク５５，５６をそれぞれ左右支枠
４，５側に設けたロック具５７，５７に固定して、後車
輪１０，１０を常時直進状にしておくことが必要とな
る。

【００２０】通常、四輪操舵で、最大操舵角度で旋回す
る場合、図５で示す中心が一つの円５９，５９に沿って
旋回するが、前述したように後車輪１０，１０上に、作
業目的に応じ液体または粉体を内装する３００Ｋｇ程度
の重量物である収納容器を搭載した場合、後輪分担荷重
が増加してしまい、前輪分担荷重が３３％未満になる
と、前車輪９，９が浮き勝手となって、図６で示すよう
に左右の後車輪１０，１０が向いている方向に向かって
主に進もうとする。

【００２１】後車輪１０，１０の向いた方に進むと、走
行ラインが点線で示す逸脱走行ライン６０のようにな
り、進行方向が運転者の考えた方向と異なる方向に進行
し危険である。この四輪操舵旋回時に、後車輪１０側の
荷重を荷重センサ６１で測定しＣＰＵ５０に伝える。後
輪荷重が所定量を越えたとき、左右片ブレーキの後内輪
制動具６２を制動操作すると、図５で示すよう円５９に
沿って安定して旋回できる。また、別構成として、ステ
アリングハンドル１３の操舵操作を感知して、操舵時常
に後内輪制動具６２を制動操作しても同様の効果を奏す
る。

【００２２】

【発明の作用効果】この発明は、前記の構成により、次
のような技術的効果を奏する。即ち、エンジン１を支持
する幅狭の前部支枠２，２の後端部を、前部横枠３で左
右方向に一体連結し、前部横枠３の両端部近傍から後方
に向かって左右支枠４，５を略平行状に一体突設し、左
右支枠４，５後部間に後アクスルケース６を取り付け、
前部支枠２，２間に前アクスルケース７を取り付けると
共に、機体の前方に向かう前フレーム８の後端部を、前
部支枠２，２前部に着脱自在に取り付けたことを特徴と
する移動車両のフレーム構成としたので、左右の支枠
４，５の幅を後アクスルケース６の幅近くまで広くで
き、主フレームである左右の支枠４，５から両側方に突
出する部材のオーバーハング量が小さくなり、重量物を
搭載した作業を行なう際に側方への傾斜に耐えることが
容易と成り、凹凸路や圃場で安定した走行ができる。ま
た、前部支枠２，２前端から左右支枠４，５後端までの
長さを、着脱自在の前フレームの分短くできるから、主
フレームの防錆処理や塗装等のラインを流すとき上下間
隔の短い設備に吊るして移動することができる。さら
に、前アクスルケース７上方の前部支枠２，２部を、エ
ンジン１の幅程度に狭くするときは、前アクスルケース
７をセンターピボット式として、正面視でアクスルケー
スを上下揺動する角度を大きくできるから、凹凸路面で
の操縦を楽にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部断面した、乗用管理機の全体側面図であ
る。

【図２】要部である、主フレーム廻りの全体平面図であ
る。

【図３】別要部の、操舵リンク系の説明用平面図であ
る。

【図４】前車輪操舵時の、操舵角度の変化を示す説明線
図である。

【図５】四輪操舵安定時の、走行軌跡平面説明図であ
る。

【図６】四輪操舵不安定時の、走行軌跡平面説明図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 前部支枠 ３ 前部横枠 ４ 左支枠 ５ 右支枠 ６ 後アクスルケース ７ 前アクスルケース ８ 前フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮 内 康 弘 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン１を支持する幅狭の前部支枠
   ２，２の後端部を、前部横枠３で左右方向に一体連結
   し、前部横枠３の両端部近傍から後方に向かって左右支
   枠４，５を略平行状に一体突設し、左右支枠４，５後部
   間に後アクスルケース６を取り付け、前部支枠２，２間
   に前アクスルケース７を取り付けると共に、機体の前方
   に向かう前フレーム８の後端部を、前部支枠２，２前部
   に着脱自在に取り付けたことを特徴とする移動車両のフ
   レーム構成。