特許 7374881 作業車両のフレーム構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-27

(45)【発行日】2023-11-07

(54)【発明の名称】作業車両のフレーム構造

(51)【国際特許分類】

   A01D 67/00 20060101AFI20231030BHJP

   B62D 21/02 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

A01D67/00 A

B62D21/02 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020219891

(22)【出願日】2020-12-29

(65)【公開番号】P2022104751

(43)【公開日】2022-07-11

【審査請求日】2022-12-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100129643

【弁理士】

【氏名又は名称】皆川 祐一

(72)【発明者】

【氏名】満居 成紀

(72)【発明者】

【氏名】新家 衛

【審査官】田辺 義拓

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００４７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８９７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００１４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６７２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０２３８０７６１（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｄ ６７／００

Ｂ６２Ｄ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業車両のフレーム構造であって、
重量物が組み付けられて、前記重量物を支持部位で支持するメインフレームと、
走行装置が組み付けられて、前記走行装置の複数の転輪をそれぞれ支持する転輪軸が前後方向に整列して配置されたトラックフレームと、
前記メインフレームと前記トラックフレームとを連結し、前記メインフレームを前記トラックフレームの上方で支持する前側の連結部材と、
前記前側の連結部材に対する後側に設けられ、前記メインフレームと前記トラックフレームとを連結し、前記メインフレームを前記トラックフレームの上方で支持する後側の連結部材と、を含み、
前記前側の連結部材および前記後側の連結部材は、前記支持部位に生じる応力が前記転輪軸に伝わるように設定された補強部を有し、
前記支持部位は、相対的に前側の位置と相対的に後側の位置とに設けられており、
前記前側の連結部材の前記補強部は、前側の前記支持部位に生じる応力が最も前にある前記転輪軸まで直線的に伝わるように設定され、
前記後側の連結部材の前記補強部は、後側の前記支持部位に生じる応力が最も後ろにある前記転輪軸まで伝わるように設定されている、フレーム構造。

【請求項2】

前記前側の連結部材の前記補強部は、前側の前記支持部位付近と最も前にある前記転輪軸付近とを通る直線に沿った面を有している、請求項１に記載のフレーム構造。

【請求項3】

前記後側の連結部材の前記補強部は、後側の前記支持部位付近から最も後ろにある前記転輪軸付近まで繋がる面が形成されるように設定されている、請求項１または２に記載のフレーム構造。

【請求項4】

前記連結部材は、左右方向に延びる連結部と、前記連結部から左右の前記トラックフレームに向けてそれぞれ延びる脚部とを有し、
前記トラックフレームの下端よりも高い位置において、前記脚部の下端が前記トラックフレームに対して接続されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のフレーム構造。

【請求項5】

前記脚部は、前記トラックフレームに対して左右方向の内側から接続されている、請求項４に記載のフレーム構造。

【請求項6】

前記前側の連結部材と前記後側の連結部材とは、同じ構成である、請求項１～５のいずれか一項に記載のフレーム構造。

【請求項7】

前記作業車両は、エンジンと、収穫作業で収穫された収穫物を貯留する収穫物タンクとを備えており、
前側の前記支持部位は、前記エンジンを支持し、
後側の前記支持部位は、前記収穫物タンクを支持する、請求項１～６のいずれか一項に記載のフレーム構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業車両のフレーム構造に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、コンバインでは、最前部に刈取装置が配置され、その刈取装置の後方に機体フレームが設けられている。機体フレームには、走行装置が組付けられるトラックフレームと、エンジンなどが組付けられるメインフレームとが含まれる。メインフレームは、トラックフレームの上方に設けられ、連結部材によりトラックフレームに連結される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１３７０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

かかるフレーム構造では、強度確保のために、重量の大きい連結部材でメインフレームとトラックフレームとを連結しなければならず、コストが増大する。

【0005】

本発明の目的は、メインフレームとトラックフレームとを連結する連結部材の軽量化を図ることができる、作業車両のフレーム構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る作業車両のフレーム構造は、作業車両のフレーム構造であって、重量物が組み付けられて、重量物を支持部位で支持するメインフレームと、走行装置が組み付けられて、走行装置の転輪を転輪軸で支持するトラックフレームと、メインフレームとトラックフレームとを連結し、メインフレームをトラックフレームの上方で支持する連結部材とを含み、連結部材は、支持部位に生じる応力が転輪軸に伝わるように設定された補強部を有する。

【0007】

このフレーム構造では、重量物が組付けられるメインフレームは、走行装置が組み付けられるトラックフレームの上方に設けられ、連結部材によりトラックフレームに連結されている。メインフレームには、重量物を支持する支持部位が設定されている。トラックフレームには、走行装置の転輪を支持する転輪軸が設けられている。そして、連結部材が補強部を有することにより、作業車両の走行時や旋回時に、重量物の慣性により支持部位に生じる応力が転輪軸に伝わる。これにより、支持部位に生じる応力に対するフレーム構造の剛性が上がるので、必要な剛性を確保しつつ、連結部材の軽量化を図ることができる。

【0008】

補強部は、支持部位に生じる応力が転輪軸まで直線的に伝わるように設定されていてもよい。これにより、支持部位に生じる応力を転輪軸に良好に伝えることができ、支持部位に生じる応力に対するフレーム構造の剛性のさらなる向上を図ることができる。

【0009】

補強部は、支持部位付近と転輪軸付近とを通る直線に沿った面を有していてもよい。この場合、支持部位に生じる応力がその面を伝播することにより、応力を支持部位付近から転輪軸付近に向けて直線的に伝えることができる。

【0010】

補強部は、支持部位付近から転輪軸付近まで繋がる面が形成されるように設定されてもよい。支持部位に生じる応力が支持部位付近から転輪軸付近まで繋がる面を伝播して転輪軸付近に伝わる。これにより、支持部位に生じる応力を転輪軸に良好に伝えることができる。

【0011】

連結部材は、左右方向に延びる連結部と、連結部から左右のトラックフレームに向けてそれぞれ延びる脚部とを有し、トラックフレームの下端よりも高い位置において、脚部の下端がトラックフレームに対して接続されていることが好ましい。

【0012】

この構成では、脚部の下端がトラックフレームの下端と同じ高さの位置に位置する構成と比較して、それらの構成間で脚部の長さが同じであっても、連結部の高さ位置が上がるので、泥抜け性（泥除け性）が向上する。

【0013】

連結部材は、相対的に前側の位置と相対的に後側の位置とに設けられており、前側の連結部材と後側の連結部材とは、同じ構成であってもよい。

【0014】

作業車両がエンジンおよび収穫作業で収穫された収穫物を貯留する収穫物タンクを備える構成である場合、支持部位が相対的に前側の位置と相対的に後側の位置とに設けられて、前側の支持部位によりエンジンが支持され、後側の支持部位により収穫物タンクが支持されてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、メインフレームとトラックフレームとを連結する連結部材の軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係るコンバインの機体フレームの右前側から見た斜視図である。

【図2】機体フレームの右側から見た図（右側面図）である。

【図3】機体フレームの前側から見た図（前面図）である。

【図4】機体フレームの後側から見た図（後面図）である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るコンバインの機体フレームの右前側から見た斜視図である。

【図6】機体フレームの右側から見た図（右側面図）である。

【図7】機体フレームの前側から見た図（前面図）である。

【図8】機体フレームの後側から見た図（後面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0018】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るコンバインの機体フレーム１の右前側から見た斜視図である。図２は、機体フレーム１の右側から見た図（右側面図）である。図３は、機体フレーム１の前側から見た図（前面図）である。図４は、機体フレーム１の後側から見た図（後面図）である。

【0019】

コンバインは、穀粒の収穫作業に使用される作業車両である。コンバインによる穀粒の収穫時には、コンバインの前進に伴って、刈取装置が圃場に植立されている穀稈を刈り取り、脱穀装置が刈取装置により刈り取られた穀稈の穂先側を扱室に供給して脱穀する。脱穀装置で穀稈から外れた籾は、グレンタンクに搬送されて、グレンタンク内に貯留される。また、コンバインには、各種の動力源となるエンジン、運転者が着座する運転席や操作レバーなどの操作部材を収容するキャビンなどが備えられている。

【0020】

コンバインでは、最前部に刈取装置が配置され、機体フレーム１がその後方に設けられている。機体フレーム１は、メインフレーム２および左右一対のトラックフレーム３を備えている。

【0021】

メインフレーム２は、前後方向に延びる複数のパイプ材１１と左右方向に延びる複数のパイプ材１２とからなる骨格（パイプフレーム）である。メインフレーム２上には、エンジン、キャビン、脱穀装置およびグレンタンクが組み付けられて支持される。エンジンは、メインフレーム２の前端部における左右方向（車幅方向）の中央部上に組み付けられる。キャビンは、メインフレーム２の右前端部上に寄せて、エンジンに対して右前方の位置に組み付けられる。脱穀装置は、メインフレーム２の左側部分上に組み付けられる。グレンタンクは、メインフレーム２の右側部分上であって、キャビンの後方の位置に組み付けられる。

【0022】

メインフレーム２上には、エンジンが配置される位置に、エンジンを支持するためのブラケット１３が設けられている。また、メインフレーム２上には、グレンタンクが配置される位置に、グレンタンクを支持するためのブラケット１４が設けられている。

【0023】

トラックフレーム３は、本体部２１と、複数の転輪軸２２とを備えている。本体部２１は、前後方向に延びており、たとえば、上下に積み重ねたパイプ材２３，２４を溶接することにより作製されている。複数の転輪軸２２は、下側のパイプ材２４から左右方向の外側に突設されて、前後方向に間隔を空けて一列に整列して配置されている。トラックフレーム３には、クローラ走行装置が組み付けられて、各転輪軸２２には、クローラ走行装置の転輪が回転可能に支持される。

【0024】

また、機体フレーム１には、前後２箇所に、メインフレーム２とトラックフレーム３とを連結する連結部材４Ｆ，４Ｒが設けられている。前側の連結部材４Ｆは、エンジンを支持するためのブラケット１３よりも前側の位置に設けられ、後側の連結部材４Ｒは、そのブラケット１３とグレンタンクを支持するためのブラケット１４との前後方向のほぼ中間の位置に設けられている。

【0025】

連結部材４Ｆ，４Ｒは、同じ構成であり、図３および図４に示されるように、左右方向に延びる連結部３１と、連結部３１から左右のトラックフレーム３に向けてそれぞれ延びる脚部３２，３３とを一体に有している。連結部３１の左右方向の長さは、左右のトラックフレーム３の間の左右方向の距離よりも短く、脚部３２，３３は、連結部３１から下側ほどトラックフレーム３に近づくように上下方向に対して傾斜して延びている。

【0026】

左側の脚部３２は、前側面４１、後側面４２、左側面４３、右側面４４および下面４５を有している。左側面４３は、連結部３１から下方に延び、左下方に屈曲して延びている。右側面４４は、連結部３１から左側面４３の傾斜部分と同じ傾きで延びている。左側の脚部３２は、左側のトラックフレーム３に接続されて、下面４５は、トラックフレーム３の下面よりも高い位置に位置している。

【0027】

右側の脚部３３は、左側の脚部３２と左右対称な構成（左右反転した構成）であり、前側面５１、後側面５２、左側面５３、右側面５４および下面５５を有している。右側面５４は、連結部３１から下方に延び右下方に屈曲して延びている。左側面５３は、連結部３１から右側面５４の傾斜部分と同じ傾きで延びている。右側の脚部３３は、右側のトラックフレーム３に接続されて、下面５５は、トラックフレーム３の下面よりも高い位置に位置している。

【0028】

前側の連結部材４Ｆは、補強部６１を有している。補強部６１は、連結部材４Ｆの後側に設けられ、連結部材４Ｆとブラケット１３，１４の近傍を通るパイプ材１１（以下、「右パイプ材１１Ｒ」という。）とに跨がる三角形板状に形成されている。これにより、補強部６１は、後側ほど上側に位置する斜面６２を有している。そして、その斜面６２は、エンジンを支持するためのブラケット１３付近と最も前にある転輪軸２２付近とを通る直線に沿って延びるように、補強部６１の形状が設定されている。

【0029】

後側の連結部材４Ｒは、補強部６３，６４を有している。補強部６３は、連結部材４Ｒの前側に設けられ、連結部材４Ｒと右パイプ材１１Ｒとに跨がる三角形板状に形成されている。補強部６４は、断面四角形状のパイプ材からなり、連結部材４Ｒの後側に設けられ、連結部材４Ｒの脚部３３の上端部と右パイプ材１１Ｒとに跨がっている。そして、補強部６４は、後側ほど上側に位置する斜面６５を下面に有していて、その斜面６５がグレンタンクを支持するためのブラケット１４付近と連結部材４Ｒの脚部３３の上端部とを通る直線に沿って延びるように設定されている。その結果、斜面６５と脚部３３の後側面５２とにより、ブラケット１４付近から最も後ろにある転輪軸２２付近まで繋がる面が形成される。

【0030】

＜作用効果＞
以上のように、機体フレーム１の構造では、エンジンやグレンタンクなどの重量物が組付けられるメインフレーム２は、クローラ走行装置が組み付けられるトラックフレーム３の上方に設けられ、連結部材４Ｆ，４Ｒによりトラックフレーム３に連結されている。メインフレーム２には、エンジンを支持するためのブラケット１３およびグレンタンクを支持するためのブラケット１４が設定されている。トラックフレーム３には、クローラ走行装置の転輪を支持する転輪軸２２が設けられている。そして、連結部材４Ｆ，４Ｒが補強部６１，６４を有することにより、作業車両の走行時や旋回時に、エンジンおよびグレンタンクの慣性によりブラケット１３，１４に生じる応力が転輪軸２２に伝わる。これにより、ブラケット１３，１４に生じる応力に対するフレーム構造の剛性が上がるので、必要な剛性を確保しつつ、連結部材４Ｆ，４Ｒの軽量化を図ることができる。

【0031】

補強部６１は、斜面６２を有しており、その斜面６２がエンジンを支持するためのブラケット１３付近と最前方の転輪軸２２付近とを通る直線に沿って延びるように、補強部６１の形状が設定されている。これにより、ブラケット１３に生じる応力が斜面６２を伝播して連結部材４Ｆに伝わり、その応力が連結部材４Ｆ内を斜面６２と同方向に最前方の転輪軸２２に向けて伝播する。したがって、ブラケット１３に生じる応力は、転輪軸２２まで直線的に伝わる。これにより、ブラケット１３に生じる応力を転輪軸２２に良好に伝えることができ、ブラケット１３に生じる応力に対するフレーム構造の剛性のさらなる向上を図ることができる。

【0032】

補強部６４は、後側ほど上側に位置する斜面６５を下面に有していて、その斜面６５と脚部３３の後側面５２とにより、ブラケット１４付近から最も後ろにある転輪軸２２付近まで繋がる面が形成される。これにより、ブラケット１４に生じる応力は、ブラケット１４付近から転輪軸２２付近まで繋がる面を伝播して、転輪軸２２付近に伝わる。これにより、ブラケット１４に生じる応力を転輪軸２２に良好に伝えることができる。

【0033】

連結部材４Ｆ，４Ｒは、左右方向に延びる連結部３１と、連結部３１から左右のトラックフレーム３に向けてそれぞれ延びる脚部３２，３３とを有し、トラックフレーム３の下端よりも高い位置において、脚部３２，３３の下端がトラックフレーム３に対して接続されている。この構成では、脚部３２，３３の下端がトラックフレーム３の下端と同じ高さの位置に位置する構成と比較して、それらの構成間で脚部３２，３３の長さが同じであっても、連結部３１の高さ位置が上がるので、泥抜け性（泥除け性）が向上する。

【0034】

＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係るコンバインの機体フレーム１０１の右前側から見た斜視図である。図６は、機体フレーム１０１の右側から見た図（右側面図）である。図７は、機体フレーム１０１の前側から見た図（前面図）である。図８は、機体フレーム１０１の後側から見た図（後面図）である。

【0035】

機体フレーム１０１は、前側の連結部材１０２が第１実施形態に係る機体フレーム１の前側の連結部材４Ｆと異なる。それ以外の構成については、機体フレーム１と機体フレーム１０１とで共通しているから、以下では、その共通する構成についての説明を省略し、図５～図８では、図１～図４に示される各部と構成が共通する部分に、それらの各部と同一の参照符号を付して示す。

【0036】

連結部材１０２は、中間部１０３、上連結部１０４Ｌ，１０４Ｒおよび下連結部１０５Ｌ，１０５Ｒを有している。中間部１０３、上連結部１０４Ｌ，１０４Ｒおよび下連結部１０５Ｌ，１０５Ｒは、いずれも断面四角形状のパイプ材からなる。

【0037】

中間部１０３は、左右方向に左右のトラックフレーム３間の距離とほぼ同じ長さで延びている。

【0038】

上連結部１０４Ｌは、メインフレーム２の右パイプ材１１Ｒと左右方向に同じ位置に設けられ、その右パイプ材１１Ｒと中間部１０３とを連結している。上連結部１０４Ｒは、メインフレーム２の右パイプ材１１Ｒの左側に配置されているパイプ材１１（以下、「左パイプ材１１Ｌ」という。）と左右方向に同じ位置に設けられ、その左パイプ材１１Ｌと中間部１０３とを連結している。

【0039】

下連結部１０５Ｌは、中間部１０３の左側の端部と左側のトラックフレーム３とを連結しており、下連結部１０５Ｌの下面は、そのトラックフレーム３の下側のパイプ材２４の上面に接続されている。下連結部１０５Ｒは、中間部１０３の右側の端部と左側のトラックフレーム３とを連結しており、下連結部１０５Ｒの下面は、そのトラックフレーム３の下側のパイプ材２４の上面に接続されている。したがって、下連結部１０５Ｌ，１０５Ｒの各下面は、トラックフレーム３の下面よりも高い位置に位置している。

【0040】

また、連結部材１０２は、補強部１１１Ｌ，１１１Ｒ，１１２Ｌ，１１２Ｒ，１１３Ｌ，１１３Ｒを有している。

【0041】

補強部１１１Ｌは、中間部１０３の後側に設けられ、中間部１０３と左側のパイプ材１１とに跨がって、後側ほど上側に位置するように傾斜している。補強部１１１Ｒは、中間部１０３の後側に設けられ、中間部１０３と右側のパイプ材１１とに跨がって、後側ほど上側に位置するように、中間部１０３からエンジンを支持するためのブラケット１３付近に向けて傾斜している。

【0042】

補強部１１２Ｌは、中間部１０３の前側に設けられ、中間部１０３の左側の端部と左側のトラックフレーム３とに跨がって、前側ほど下側に位置するように、最も前にある転輪軸２２に向けて延びている。補強部１１２Ｒは、中間部１０３の前側に設けられ、中間部１０３の左側の端部と右側のトラックフレーム３とに跨がって、前側ほど下側に位置するように、最も前にある転輪軸２２に向けて延びている。

【0043】

補強部１１３Ｌは、中間部１０３と左側の下連結部１０５Ｌの下端部とに跨がって、左側ほど下側に位置するように傾斜している。補強部１１３Ｒは、中間部１０３と右側の下連結部１０５Ｒの下端部とに跨がって、左側ほど下側に位置するように傾斜している。

【0044】

＜作用効果＞
このフレーム構造では、ブラケット１３に生じる応力は、補強部１１１Ｒ、中間部１０３および補強部１１２Ｒを順に伝播して、最前方の転輪軸２２に伝わる。これにより、ブラケット１３に生じる応力に対するフレーム構造の剛性が上がるので、必要な剛性を確保しつつ、連結部材１０２の軽量化を図ることができる。

【0045】

また、下連結部１０５Ｌ，１０５Ｒの各下面がトラックフレーム３の下面よりも高い位置に位置しているので、下連結部１０５Ｌ，１０５Ｒの各下面がトラックフレーム３の下端と同じ高さの位置に位置する構成と比較して、それらの構成間で下連結部１０５Ｌ，１０５Ｒの長さが同じであっても、中間部１０３の高さ位置が上がるので、泥抜け性（泥除け性）が向上する。

【0046】

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。

【0047】

たとえば、作業車両の一例として、コンバインを取り上げたが、本発明は、人参や大根、枝豆、キャベツなどの野菜を収穫して搬送する収穫搬送装置を作業装置として備える収穫機、苗植付装置を作業装置として備える田植機、播種装置を作業装置として備える直播機、プラウを作業装置として備えるトラクタ、バケットを作業装置として備える建設作業車など、種々の作業車両に適用することができる。

【0048】

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0049】

１：機体フレーム（フレーム構造）
２：メインフレーム
３：トラックフレーム
４Ｆ，４Ｒ：連結部材
１３，１４：ブラケット（支持部位）
２２：転輪軸
３１：連結部
３２，３３：脚部
６１，６４，１１１Ｒ，１１２Ｒ：補強部
１０２：連結部材
１０３：中間部（連結部）
１０５Ｌ，１０５Ｒ：下連結部（脚部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】