JP4843440B2 - 作業機の転倒保護フレーム - Google Patents

Description

本発明は、トラクタや乗用型の草刈り機、土工機、建機等、不整地で使用されることが多い作業機が転覆した場合にでも、搭乗運転者が怪我をする可能性を極力低減するように、搭乗運転者を保護するために設ける転倒保護構造（ＲＯＰＳ：rollover protective structure ）に係り、詳しくは、この転倒保護構造として用いる転倒保護フレームを、保護作用姿勢である起立姿勢と折り畳んだ格納姿勢とに切り換え維持する固定手段の改良に関する。

転倒保護フレームの中間部を折曲できるようにしているのは、作業機を倉庫等に収容したり、或いは低い天井の下や棚下等で作業する場合に障害とならないようにするためである。
このため、従来のトラクタ等の作業機にあっては、例えば走行機体側に立設した左右一対の固定側フレームと、その左右の固定側フレームの上端部に連なる可動側フレームとから構成されている転倒保護フレームを、夫々のフレームに取り付けられたブラケットと固定ボルトとを用いて着脱自在に構成してた（例えば、特許文献１参照））。
また、他の例では、走行機体側に立設した左右一対の固定側フレームと、その左右の固定側フレームの上端部に連なる可動側フレームとから構成されている転倒保護フレームを、夫々のフレームに取り付けられたブラケットと連結ボルト及び連結ピンを用いて着脱自在に構成していた（例えば、特許文献２，３参照）。

特開平６−４８２５９号公報（段落番号〔００１５〕、及び、図１〜４） 特開平７−３２３７９８号公報（段落番号〔０００９〕〜〔００１７〕、及び、図３，図４３，図５） 特開平１１−３２１５０３号公報（段落番号〔００１１〕〜〔００１３〕、及び、図１，図２，図３）

前記特許文献１に記載の構造のものでは、転倒保護フレームの前後両側において、固定側フレームと、その固定側フレームの上端部に連なる可動側フレームとの夫々に連結用のブラケットを設けて、それらの連結用ブラケット同士を連結ボルトで連結固定している。したがって、可動側フレームの起立状態では固定可能であるものの、倒伏させた状態では、自由状態で揺動するものであり、可動側フレームの格納姿勢での固定がなされていず、その固定のための別途固定手段を必要とした。
前記特許文献２に記載の構造のものでは、転倒保護フレームの固定側フレームと、その固定側フレームの上端部に連なる可動側フレームとの夫々に連結用のブラケットを設けて、それらの連結用ブラケット同士を連結ボルトで連結固定するとともに、固定側フレームの上端部に設けたブラケットと可動側フレームのフレーム下端部とを貫通する状態で設けた連結ピンとによって連結固定していた。このように構成すると、ブラケットに格納姿勢での可動側フレームの固定用の連結孔も形成して、格納姿勢における姿勢固定が可能であるが、可動側フレーム自体に連結用の貫通孔を形成すると、可動側フレームの強度低下を招いてしまう不具合がある。
前記特許文献３に記載の構造のものでは、転倒保護フレームの固定側フレームと、その固定側フレームの上端部に連なる可動側フレームとの夫々に連結用のブラケットを設けて、それらの連結用ブラケット同士を連結ボルトで連結固定するとともに、夫々の連結用ブラケット同士にわたる連結ピンを挿通して、両フレームの起立作用姿勢と格納姿勢と姿勢変更自在に構成していた。この構造では、連結ピンが可動側フレームや固定側フレームを貫通する構造ではないので、フレーム自体の強度低下を避けられるものの、可動側フレームと固定側フレームとの相対姿勢が連結ピンと連結ボルトとの位置によって決められるものである。このため、少なくとも連結ピンや連結ボルトの挿通をスムーズにするための間隙を有し、この間隙によるガタが生じることは避け得ず、上下両フレームの起立作用姿勢を厳密に精度良く定めることが困難であるという不具合がある。

本発明は、転倒保護フレームを構成する固定側フレームや可動側フレーム自体の強度低下を招くことなく、両フレームの起立作用姿勢をガタツキのない状態に位置決めでき、また格納姿勢での位置保持も行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために講じた本発明における作業機の技術手段は、次の点に構成上の特徴、及び作用効果がある。

〔解決手段１〕
本発明の技術手段の一つは、請求項１に記載したように、走行機体側に立設した左右一対の固定側フレームと、その左右の固定側フレームの上端部に連なる可動側フレームとから構成されているとともに、前記固定側フレームと可動側フレームとを接続する連結固定機構を備えた作業機の転倒保護フレームにおいて、
前記連結固定機構は、前記固定側フレームに対して可動側フレームを横向き軸芯周りに揺動自在に枢支連結して、固定側フレームに対して可動側フレームを延長方向に起立させた起立作用姿勢と後方下方側へ折り畳んだ格納姿勢との夫々に姿勢変更自在に構成してあるとともに、
前記固定側フレームの上端部に固定されたブラケットを備え、そのブラケットは、上部が前記固定側フレームの上端よりも上方側へ突出するとともに、前記起立作用姿勢での可動側フレームの前向き面に対向する前向き片と、前記起立作用姿勢での可動側フレームの横側面に対向する横向き片とを備え、
前記横向き片に、前記起立作用姿勢での可動側フレームの後ろ向き面よりも後方に突出した突出部を備え、この突出部における前記固定側フレームの上端面と前記起立作用姿勢での可動側フレームの下端面との接合箇所の後方近傍に、前記可動側フレームを前記横向き軸芯周りで揺動自在に枢支する連結用軸体を設け、この連結用軸体よりも上側に位置する前記突出部の部分に連結ピン挿通用の姿勢規制孔を形成し、
前記起立作用姿勢では、前記可動側フレームの下端面と前記固定側フレームの上端面とが接当するとともに、前記可動側フレームの後ろ向き面に対して前記姿勢規制孔に挿通された連結ピンが後側から接当して、前記可動側フレームが前記前向き片と前記連結ピンとの間に挟まれた位置で固定され、前記格納姿勢では、前記固定側フレームの上端面から離れた前記可動側フレームの下端面に前記姿勢規制孔に挿通された連結ピンが上側から接当して前記可動側フレームの起立作用姿勢側への姿勢変更が規制されるように構成したことである。

〔解決手段１にかかる発明の作用及び効果〕
連結固定機構では、固定側フレームや可動側フレームに連結用のピン孔などを形成せず、可動側フレームの外周面に接当する部材を用いて可動側フレームの起立作用姿勢を固定するものであるから、その可動側フレーム自体の強度低下を回避することができる。また、可動側フレームの格納姿勢も、可動側フレームの下端面に接当する連結ピンを用いて固定されるので、格納姿勢を固定するためのピン孔などを可動側フレームに形成する必要はなく、同様に可動側フレーム自体の強度低下を回避することができる。
そして、可動側フレームの起立作用姿勢を可動側フレームの外周面に接当する部材を用いて可動側フレームを固定するように構成することで、可動側フレームは固定側フレームに対して揺動自在に枢支連結される横向き軸と、可動側フレームの外周面に対して接当により規制する部材との２箇所を基準にして位置決めされる。この２箇所のうち、枢支連結用の横向き軸とその軸孔との嵌合部分では、嵌合をスムーズにする程度の融通が生じることは避け得ないが、可動側フレームの外周面に接当する部材による位置決め箇所では、無用な融通なしに可動側フレームの起立姿勢を規制することが可能となる。そのうえ接当による位置決めでは、その接当に対する反力を受ける側でも接当箇所が存在し、双方の接当箇所で挟み込むように支持することでガタツキを抑制した姿勢規制が可能となる利点がある。
また、前記格納姿勢では、可動側フレームを前記枢支連結用の横向き軸心周りで折り畳み姿勢としたとき、その横向き軸心に近い位置であるところの、可動側フレームの下端面に接当するように、姿勢規制のための連結ピンを用いて可動側フレームを固定することができるので、可動側フレームを貫通するピンで格納姿勢を規制する構造を採用した場合に比べて、姿勢規制のための部材を枢支軸心により近づけた状態での姿勢規制が可能となる。したがって、その姿勢規制のための部材を枢支軸心により近づけた状態となるように位置設定して、固定側フレームと可動側フレームとを接続する連結固定機構のコンパクト化を図ることができる利点がある。

〔解決手段２〕
本発明の技術手段の一つは、請求項２に記載したように、前記横向き片の前記突出部は、前記連結用軸体が設けられた箇所よりも上側の上部が前記連結用軸体が設けられた箇所よりも下側の下部よりも後方側へ突出した形状に形成されていて、その後方側へ突出した突出部の部分に前記姿勢規制孔を形成してあることである。

以下に本発明の実施の形態の一例を図面の記載に基づいて説明する。

〔作業機の全体構成〕
図１に示すように、前輪１１および後輪１２を備えた機体フレーム１０の前部にエンジン１３を搭載し、後部に運転座席１４と後輪駆動用伝動ケース１５、および耕耘装置などの作業機を取付けるためのリフトアーム１６を装備した走行機体１に、搭乗運転者に対する門型の転倒保護フレーム２を車体後部から立設して、作業機の一例である農用トラクタを構成してある。

〔転倒保護フレームの構成〕
転倒保護フレーム２は、機体フレーム１０側に固定された固定側フレーム２０とその固定側フレーム２０の上端側に連結される可動側フレーム２１と、これらの固定側フレーム２０と可動側フレーム２１とを、起立作用姿勢と格納姿勢とに切換え可能な状態で連結する連結固定機構３とから構成されている。
前記固定側フレーム２０は、下端側が機体フレーム１０に連結固定され、上端側が後輪フェンダー１７よりも高く、運転座席１４の上端よりも少し高い程度に高さ設定され、可動側フレーム２１は、その下端面２１ａが前記固定側フレーム２０の上端面２０ａに対向する状態で、固定側フレーム２０の延長方向に立設され、前後方向視で全体がアーチ状に形成されている。

〔連結固定機構の構成〕
連結固定機構３は、図２，図３に示すように、固定側フレーム２０の上端部に溶接固定された水平断面がＵ字状の挟持用ブラケット３０と、可動側フレーム２１に溶接固定された筒状の枢支軸受け部３１と、その枢支軸受け部３１に挿通される連結用軸体３２と、前記挟持用ブラケット３０を貫通する連結ピン３３とで構成されている。

前記挟持用ブラケット３０は、図３に示すように、断面矩形状の可動側フレーム２１の左右両側を抱き込むように、相対向する左右一対の横向き片３０Ａと、その左右の横向き片３０Ａ同士を連結する位置の前向き片３０Ｂとで断面Ｕ字状に形成されている。
そして、前記前向き片３０Ｂの上端側の内面が前記可動フレーム２１の外周面の前向き面２１ｂと対向し、可動側フレーム２１が起立作用姿勢でその前向き面２１ｂが挟持ブラケット３０の前記前向き片３０Ｂの内面に接当するように位置設定して、前記固定側フレーム２０の上端近くに溶接固定されている。
このとき、固定側フレーム２０に固定された挟持用ブラケット３０対して、可動側フレーム２０の下端が連結用軸体３２の軸心まわりで回転する際の干渉をさけるため、挟持用ブラケット３０の前記前向き片３０Ｂの内面と可動側フレーム２１の前向き面２１ｂとの間には、角度θを設けて間隔を形成している。

挟持用ブラケット３０には、前記連結用軸体３２を挿通するための軸孔３４の他に、可動側フレーム２１の起立作用姿勢で、その可動側フレーム２１の外周面に連結ピン３３が接触するように位置設定した起立姿勢規制孔３５と、前記可動側フレーム２１の格納姿勢で、その可動側フレーム２１の下端面２１ａに連結ピン３３が接触するように位置設定した格納姿勢規制孔３６とを形成している。
このように連結ピン３３とその挿通対象のピン孔である起立姿勢規制孔３５および格納姿勢規制孔３６とを設けているので、可動フレーム２１を起立作用姿勢で固定するときは、連結ピン３３を起立姿勢規制孔３５に挿入して、可動フレーム２１の外周面のうちの後ろ向き面２１ｃに当て付けるようにする。このとき、可動フレーム２１の前向き面２１ｂは挟持ブラケット３０の前向き片３０Ｂの内面に接当し、下端面２１ａは固定側フレーム３０ａの上端面２０ａに接当しているのが理想的であるが、製作誤差などによってこれらの内の何れか一方のみが接当する状態であってもよい。
つまり、可動側フレーム２１は、左右を前記挟持用ブラケット３０の相対向する横向き片３０Ａで挟持されるとともに、前記連結ピン３３と後ろ向き面２１ｃとの接当と、前向き面２１ｂと挟持ブラケット３０の前向き片３０Ｂの内面との接当によって、もしくは、前記連結ピン３３と後ろ向き面２１ｃとの接当と、下端面２１ａと固定側フレーム２０の上端面２０ａとの接当によって、その起立姿勢が保たれるように構成されている。
前記横向き片３０Ａは、起立作用姿勢での可動側フレーム２１の後ろ向き面２１ｃよりも後方に突出した突出部３０Ｃを備え、この突出部３０Ｃにおける前記固定側フレーム２０の上端面２０ａと起立作用姿勢での可動側フレーム２１の下端面２１ａとの接合箇所の後方近傍に、前記可動側フレーム２１を枢支する連結用軸体３２が設けられている。さらに前記突出部３０Ｃは、連結用軸体３２が設けられた箇所よりも下側の下部よりも、前記連結用軸体３２が設けられた箇所よりも上側の上部が後方側へ突出した形状に形成されていて、前記起立姿勢規制孔３５及び格納姿勢規制孔３６は、前記後方側へ突出した突出部３０Ｃの部分に形成されている。
尚、図中の符号３７は、格納姿勢の可動側フレーム２１の外周面に接触してその揺れ動きを規制するためのストッパー部材であり、ゴム、または合成樹脂材などの弾性材で構成されている。

〔その他〕
図４〜図６は、駐車ブレーキの操作機構４とその解除操作機構５を示す。
図４に示すように、図外の駐車ブレーキを操作する操作アーム４０が、ステアリングコラム１８の横側部に設けられた駐車ブレーキペダル４１と一体に形成され、駐車ブレーキペダル４１のステム部の途中に設けた係合片４２に対して係脱自在に構成されたロック部材４３によって駐車ブレーキ操作機構４が構成されている。
前記ロック部材は、操作ロッド５０を介してロック解除レバー５１に連結され、ステアリングコラム１８の上部近くに設けたロック解除レバー５１を、ロック操作解除側（上方側）へ付勢する上昇付勢バネ５２によって常時ロック操作解除側に付勢されている。
ロック解除操作機構５は、上記のロック解除レバー５１、操作ロッド５０、および上昇付勢バネ５２によって構成されており、駐車ブレーキペダル４１を踏み込んだ状態でロック解除レバー５１を押し下げることによって、前記ロック部材４３と係合片４２とを係合させ、駐車ブレーキペダル４１を踏み込み状態に維持して駐車ブレーキ操作状態とするように構成してある。
駐車ブレーキの解除操作は、駐車ブレーキペダル４１を少し踏み込むことで、係合片４２をロック部材４３の爪から外し、そのまま駐車ブレーキペダル４１から足を離すと上昇付勢バネ５２の付勢力でロック解除状態に操作されるように構成されている。

上記ロック解除レバー５１は、ステアリングポスト支持部材１９に固定された固定支持軸５３の周りで揺動操作自在に枢着され、前記上昇付勢バネ５２でロック解除レバー５１と操作ロッド５０とのなす角度を大きくする方向に付勢力を与えられている。このとき、ロック解除レバー５１の上昇方向への限界位置を決めるにあたり、次のように構成している。
すなわち、ロック解除レバー５１の枢支軸である前記固定支持軸５３に、板状のロック解除レバー５１の左右両側で、その固定支持軸５３の軸線に沿う方向での移動を規制する突起部５３ａを一体形成し、前記ロック解除レバー５１には、図４および図６に示すように、ロック解除レバー５１のロック操作位置ａでは前記突起部５３ａから離れ、自由状態、すなわち解除操作位置ｂでは前記突起部５３ａに接当して、それ以上のロック解除レバー５１の揺動を規制する当たり部５１ａを設けてある。
そして、この当たり部５１ａが前記突起部５３ａに接当した状態がロック解除レバー５１の上昇方向への操作限界であり、このとき、ステアリングコラム１８に形成されたレバー孔１８ａの上端縁とロック解除レバー５１との間には、両者が衝突することを回避し得る間隙ｃが生じるように構成されている。
図５および図６に示すように、前記固定支持軸５３に形成される前記突起部５３ａは、ロック解除レバー５１の位置決めを行うための摘み加工によって固定支持軸５３の周方向２箇所に生じたものであり、前記当たり部５１ａはその突起部５３ａに接当するように、前記固定支持軸５３の周方向および軸線方向の位置を定めてロック解除レバー５１の左右両面に形成してある。

〔別実施形態の１〕
上述の実施形態では、固定側フレーム２０を一本の棒材で構成したものを示したが、固定側フレーム２０は下部フレームとその上端に連なる中間フレームとの組み合わせで構成されていて、中間で腰折れ自在に構成されたものでもよい。

トラクタの側面図 転倒保護フレームの側面図 転倒保護フレームの断面図 駐車ブレーキのロック操作機構および解除機構を示す側面図 駐車ブレーキのロック解除機構を示す平面図 駐車ブレーキのロック解除機構を示す側面図

１ 走行機体
２ 転倒保護フレーム
３ 連結固定機構
２０ 固定側フレーム
２０ａ 上端面
２１ 可動側フレーム
２１ａ 下端面
２１ｂ 前向き面
２１ｃ 後ろ向き面
３０ ブラケット
３０Ａ 横向き片
３０Ｂ 前向き片
３０Ｃ 突出部
３１ 枢支軸受け部
３２ 連結用軸体
３３ 連結ピン
３４ 軸孔
３５ 姿勢規制孔
３６ 姿勢規制孔

Claims (2)

1. 走行機体側に立設した左右一対の固定側フレームと、その左右の固定側フレームの上端部に連なる可動側フレームとから構成されているとともに、前記固定側フレームと可動側フレームとを接続する連結固定機構を備えた作業機の転倒保護フレームであって、
   前記連結固定機構は、前記固定側フレームに対して可動側フレームを横向き軸芯周りに揺動自在に枢支連結して、固定側フレームに対して可動側フレームを延長方向に起立させた起立作用姿勢と後方下方側へ折り畳んだ格納姿勢との夫々に姿勢変更自在に構成してあるとともに、
   前記固定側フレームの上端部に固定されたブラケットを備え、そのブラケットは、上部が前記固定側フレームの上端よりも上方側へ突出するとともに、前記起立作用姿勢での可動側フレームの前向き面に対向する前向き片と、前記起立作用姿勢での可動側フレームの横側面に対向する横向き片とを備え、
   前記横向き片に、前記起立作用姿勢での可動側フレームの後ろ向き面よりも後方に突出した突出部を備え、この突出部における前記固定側フレームの上端面と前記起立作用姿勢での可動側フレームの下端面との接合箇所の後方近傍に、前記可動側フレームを前記横向き軸芯周りで揺動自在に枢支する連結用軸体を設け、この連結用軸体よりも上側に位置する前記突出部の部分に連結ピン挿通用の姿勢規制孔を形成し、
   前記起立作用姿勢では、前記可動側フレームの下端面と前記固定側フレームの上端面とが接当するとともに、前記可動側フレームの後ろ向き面に対して前記姿勢規制孔に挿通された連結ピンが後側から接当して、前記可動側フレームが前記前向き片と前記連結ピンとの間に挟まれた位置で固定され、前記格納姿勢では、前記固定側フレームの上端面から離れた前記可動側フレームの下端面に前記姿勢規制孔に挿通された連結ピンが上側から接当して前記可動側フレームの起立作用姿勢側への姿勢変更が規制されるように構成してある作業機の転倒保護フレーム。
2. 前記横向き片の前記突出部は、前記連結用軸体が設けられた箇所よりも上側の上部が前記連結用軸体が設けられた箇所よりも下側の下部よりも後方側へ突出した形状に形成されていて、その後方側へ突出した突出部の部分に前記姿勢規制孔を形成してある請求項１記載の作業機の転倒保護フレーム。

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