JP4979731B2 - 走行車両のサスペンション装置 - Google Patents
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Description
一般的に4輪走行車両においては、前車軸ケースにかかる制動力、駆動力を左右のロアリンク及びアッパリンク等で受けもち、横向荷重をラテラルロッドにて受けもつように構成されており、前記横振れ規制手段として、一端が車体に枢支され、他端が前車軸ケース側に枢支されたラテラルロッドが採用されている(例えば、非特許文献1)。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした走行車両のサスペンション装置を提供することを目的とする。
第1に、エンジンEから前方へ左右側壁3Aを有する前フレーム3を突設して車体2の前部を構成し、この車体2の前部に揺動フレーム4の後部を左右方向の支持軸5廻り上下揺動自在に支持し、前記揺動フレーム4に前輪26を懸架した前車軸ケース6を前後方向のセンタ軸7廻り左右揺動自在に支持し、前記前フレーム3に前輪26用の左右サスペンションシリンダ8を設けており、
前記揺動フレーム4は前車軸ケース6の左右方向中央の上方を通って前車軸ケース6の前側のセンタ軸前部7Fを支持しかつ前フレーム3の左右側壁3Aの内側に下方から侵入しており、
前記左右側壁3Aの内側に侵入した揺動フレーム4の前上部の左右各側面と前記左右各側壁3Aの内面との間に左右方向の当接により揺動フレーム4の左右振れを規制する横振れ規制手段23を設けており、
前記揺動フレーム4は、前車軸ケース6の上方を通って前部を支持する前揺動フレーム4Fと、この前揺動フレーム4Fと連結されていて前車軸ケース6の後部を支持しかつ支持軸5に枢支された後揺動フレーム4Rとを有し、
前揺動フレーム4Fは、後揺動フレーム4Rの取付け部12上に着脱自在に固定される固定部13と、この固定部13から前車軸ケース6の上方を通って前方へ突出する支持部14と、この支持部14の前部で下向きに突出してセンタ軸前部7Fに嵌合する前軸受部15とを有し、支持部14の前部でかつ前軸受部15の上方に前記横振れ規制手段23を設けていることを特徴とする。
第3に、前記横振れ規制手段23は、前記左右サスペンションシリンダ8よりも前方に配置していることを特徴とする。
[作用]
前記特徴を有する走行車両のサスペンション装置は次のような作用を奏する。
前輪26から揺動フレーム4に左右方向の負荷が加わると、揺動フレーム4は支持軸5に支持された後部を中心に前部が左右に振れようとするが、横振れ規制手段23が揺動フレーム4の左右振れを規制する。
揺動フレーム4と前フレーム3との間には、左右方向の当接状態はあるが、連結状態がないので、揺動フレーム4が支持軸5廻りに上下回動しても常に同一条件で揺動フレーム4の左右振れを規制できる。
横振れ規制手段23が回転体23Aを有することにより、前記当接は回転体23Aの転動を伴い、当接部分の耐久性を高くしておける。
前記揺動フレーム4の前部を前フレーム3内に配置し、前記横振れ規制手段23を、前記揺動フレーム4の前部と前フレーム3との間に配置していると、支持軸5から可及的に遠い位置で揺動フレーム4の左右振れを規制でき、支持軸5に加わる左右方向の負荷を小さくできる。
トラクタTの前部を示す図5、6において、トラクタTはエンジンEの後部に前ミッションケースM及び後ミッションケースを連結し、かつエンジンEから前方へ前フレーム3を突出して車体2を構成しており、前フレーム3に左右前輪26を縣架する前車軸ケース6を支持している。
前記前フレーム3上にはラジエータR、バッテリ等が搭載され、ボンネットBによって覆われおり、また、前記車体2の後上部側には、ステアリングハンドル、操縦席等が設け
られている。
前記前輪変速機構28は油圧切換え式であり、内部伝動軸27からの前輪動力を後輪と等速の状態と、後輪に対して1.3〜2.0倍の増速の状態とに切り換えて外部伝動軸29に伝達可能になっている。
図1〜8において、前記前車軸ケース6は左右外端が上下動可能になるように揺動フレーム4に支持されており、センタピンとなるセンタ軸7廻りに左右揺動自在であり、中央拡大部6aの前部にセンタ軸7のセンタ軸前部7Fが形成され、後部蓋兼軸受ケース6bの後部にセンタ軸後部7Rが形成されている。
前記前フレーム3と前車軸ケース6との間には、圃場、路面等からの衝撃や振動を緩衝するとともに、トラクタTの前部の高さ調整、傾動等を行うサスペンション機構1が設けられている。前記サスペンション機構1は前フレーム3及び前車軸ケース6とともにサスペンション装置を構成する。
図1、2、7において、前フレーム3の後部下面には取付台44が設けられ、この取付台44に板金又は鋳物で形成された支持ブラケット35が固着されており、この支持ブラケット35はエンジンEの直下に位置している。この支持ブラケット35は水平板で形成した固着部35aと、この固着部35aの左右下面に2枚の板材を下方突出状に固着して形成された左右一対の軸支持部35bとを有する。左右一対の軸支持部35bは二股形状になっていて、それぞれに支持軸5が貫通されている。
また、前記センタ軸7の軸心7Sも支持軸5の軸心及び十字継手30aの回転中心と上下方向において同心又は可及的同心になるように配置されており、支持軸5を中心に前部が上下するように揺動可能であり、即ち、揺動フレーム4及び前車軸ケース6は支持軸5を中心に上下揺動可能になっており、上下揺動しても前輪デフピニオン軸31が正常に回転できるようになっている。
後揺動フレーム4Rは、前記左右各支持軸5にそれぞれ嵌合する後部平面視二股形状の左右支持軸受部10と、この左右支持軸受部10の前側で前記前車軸ケース6のセンタ軸後部7Rに嵌合する後軸受部11と、左右支持軸受部10の前部から後軸受部11にかけてそれらの上面側に形成されていて平坦面を有する取付け部12とが形成されている。
揺動フレーム4は前揺動フレーム4Fと後揺動フレーム4Rとで前車軸ケース6の中央拡大部6aに跨る側面視コ字形状であり、揺動フレーム4の上部を形成する前揺動フレーム4Fの固定部13及び支持部14は前フレーム3の左右側壁3A間に侵入配置されている。前記前フレーム3には前車軸ケース6の中央拡大部6aに対向する窪み部3Dが形成されていて、中央拡大部6aの左右外側部分を侵入させることにより、揺動フレーム4をより上位まで上昇できるようになっている。
前記揺動フレーム4と前フレーム3との間、特に、前記揺動フレーム4の前部と前フレーム3の内面との間には、揺動フレーム4の左右方向の振れ(揺動)を規制する横振れ規制手段23が設けられている。この横振れ規制手段23は揺動フレーム4側の回転体23Aと前フレーム3側の当接板23Bとを有する。前記回転体23Aは鋼球、ボールで形成されている。
支持部14の前上部を挟んで位置する前フレーム3の左右側壁3Aの対向面には、当接板23Bが着脱可能に固定(ボルト固定)されており、前記回転体23Aが実質的に当接する当接面を形成している。この左右当接板23Bは回転体23Aと常に当接していてもよいが、極めて僅かなすき間を有して対峙しており、揺動フレーム4が左右方向に僅かに振れたときに振れ側の回転体23Aが当接する。
回転体23Aを前フレーム3の左右側壁3Aに直接当接するように構成してもよいが、側壁3Aに当接板23Bを着脱可能に設けることにより、回転体23Aと同様に、摩耗したときに取り替えることができ、取り替え可能にすることにより、回転体23Aと当接板23Bとの間のすき間を常に良好に維持でき、またすき間が最適になるように当接板23Bの厚さを設定できる。
前記横振れ規制手段23は、揺動フレーム4の支持部14の前上部と前フレーム3の左右側壁3Aの内面との間に配置されているが、支持部14の後部もしくは中途部、又は揺動フレーム4の後部もしくは中途部と前フレーム3との間に配置してもよい。
前フレーム3と揺動フレーム4との間には上下揺動規制手段25が設けられている。この上下揺動規制手段25は左右側壁3Aの上部と下部とから内方へ突出した上下揺動規制体25U、25Dを有する。
前記上揺動規制体25Uには支持部14の上面に平坦に形成された当たり面14aが当接可能になっており、前輪26及び前車軸ケース6に対する前フレーム3の過剰な沈み込み(揺動フレーム4の過剰な浮き上がり)を防止している。
前記当たり面14a及び突起部14bがそれぞれ上下揺動規制体25U、25Dに当接することにより、揺動フレーム4がサスペンション機能時に過大に上昇又は下降しようとするのを規制するだけでなく、サスペンションシリンダ8に過大な引き抜き力又は圧縮力がかかるのを抑制できる。
前記左右一対のサスペンションシリンダ8は、シリンダ本体8Aの上端部が水平横軸状の支軸40を介して前フレーム3に枢支連結され、ピストンロッド8Bの下端部が連結ピン41を介して揺動フレーム4の連結部4Raに枢支連結されている。
左右一対のサスペンションシリンダ8は作動油を供給することにより伸縮自在であり、左右同時に伸長させて、揺動フレーム4を前車軸ケース6と共に支持軸5廻りに下方へ揺動(相対的に車体2前部が上昇)させ、左右同時に収縮させて、揺動フレーム4を前車軸ケース6と共に支持軸5廻りに上方に揺動(相対的に車体2前部が下降)させる。
前記左右サスペンションシリンダ8と連通する油圧バルブ21及びアキュムレータ22は、前フレーム3の左右側壁3A間の前部内に配置されている。油圧バルブ21は前フレーム3に固定され、アキュムレータ22は油圧バルブ21の下面側に直付けされ、油圧バルブ21の上面側にサスペンションシリンダ8と連通する油圧配管24が接続されている。この油圧配管24は前記上下揺動規制手段25の上側に配置して、上下動する揺動フレーム4との干渉を回避しておくことが好ましい。
アキュムレータ22は左右一対のサスペンションシリンダ8のヘッド側に接続されたヘッド側アキュムレータ22Hと、ロッド側に接続されたロッド側アキュムレータ22Lとを有し、前フレーム3の前板3cに装着された保護板38によって前下方から障害物と接触するのを防止されている。
トラクタTは、駆動時や制動をかけたときに車体2の重心Pにピッチングモーメントが発生し、車体2の前部が上昇するノーズリフト又は車体2の前部が沈むノーズダイブが発生するようになるが、前記支持軸5は前後方向において、ノーズリフトとノーズダイブとが発生し難い位置に配置されている。
又はサスペンションシリンダ8にかかる荷重、後輪分担荷重等を測定し、点Q1は重心Pの高さにおいて、前輪26分担荷重と後輪分担荷重の比で前輪26からの距離を算出して得られた点であり、トラクタTが単体のときのピッチング発生(ノーズリフト、ノーズダイブ)有無の平衡点であり、前輪26の接地点を通って点Q1を結ぶアンチピッチング平衡線Y1より支持軸5は後方に位置し、理論的に駆動時にノーズダイブを、制動時にはノーズリフトを発生しない状態となる。
支持軸5をアンチピッチング平衡線Y2より後方に配置することもできるが、そのようにすると制動時のノーズダイブが発生しやすくなり、また支持軸5が低位置となり、トラクタTの地上高が採り難くなる、という問題が生じるので好ましくない。また、トラクタTでは過大な制動力が加わることが少ないので、前記アンチピッチング平衡線Y2に近い前側でも、実際的に加えられる中程度の制動力では十分なアンチピッチング状態が得られる。
なお、水平線に対するアンチピッチング平衡線Y1のアンチピッチング角λ1は例えば42〜49°又はその前後角度であり、アンチピッチング平衡線Y2のアンチピッチング角λ2は24〜30°又はその前後角度である。
図1〜6において、前記前フレーム3の外側板3aの外面には略三角ブロック形状の部材を固着して揺動規制部36が外方突出状に設けられ、前車軸ケース6の中央拡大部6aの左右外側部分上面には、略三角ブロック形状の部材を固着又は一体成形して被揺動規制部37が形成されており、これらによって左右揺動規制手段Sが構成されている。
前記前フレーム3の左右各揺動規制部36は、下から上へ左右方向外向きに傾斜した傾斜面の受け面36Aを有し、この受け面36Aのセンタ軸7を通る左右水平の面に対する傾斜角度K1は例えば61〜71°前後に設定されている(図3に図示)。
前記前車軸ケース6の左右各被揺動規制部37は、下から上へ左右方向外向きに傾斜した傾斜面の当接面37Aを有し、この当接面37Aのセンタ軸7を通る左右水平の面に対する傾斜角度K2は例えば50〜63°前後に設定されており、受け面36Aの傾斜角度K1が当接面37Aの傾斜角度K2より6〜10°前後大きく設定されている。
図4において、前車軸ケース6が上下中央位(前フレーム3も上下中央位)にあるとき
に左右揺動すると、6〜8°前後の揺動角度θ1で当接面37Aが受け面36Aと当接する。この上下中央位当接角度θ1を同一にして、当接面37Aと受け面36Aとが水平状態である場合と比較すると、次のようになる。
また、前車軸ケース6が最下位(前フレーム3が最上位)にあるときに左右揺動すると、11〜13°前後の揺動角度θ3で当接面37Aが受け面36Aと当接する。この最下位当接角度θ3は、当接面37Aと受け面36Aとが水平状態である場合には20°前後であり、それに比して十分小さくなっている。即ち、前フレーム3が高いときは前車軸ケース6の左右揺動過多を制限できる。
前記前車軸ケース6の受け面36Aは、受け最下部位36dから受け最上部位36uまでを連続した傾斜面に形成されており、前記当接面37Aも当接最下部位37dから当接最上部位37uまでを連続した傾斜面に形成されている。
前記当接面37Aと受け面36Aは、前車軸ケース6が最上位(前フレーム3が最下位)にあるときに当接面37Aの全面と受け面36Aの全面とが面接触すると、大荷重を広い面で受けることができ、前車軸ケース6の左右揺動制限だけでなく、揺動フレーム4の上方揺動の制限もすることができる。
例えば、横振れ規制手段23は、回転体23Aを前フレーム3にブロックを設けてそのブロックに嵌入し、揺動フレーム4の左右突起部14bを上下に長くして、その突起部14bの端面を回転体23Aに当接するように構成してもよい。
2 車体
3 前フレーム
3A 側壁
3a 外側板
3b 内側板
4 揺動フレーム
4F 前揺動フレーム
4R 後揺動フレーム
5 支持軸
6 前車軸ケース
7 センタ軸
8 サスペンションシリンダ
13 固定部
14 支持部
14a 突起部
23 横振れ規制手段
23A 回転体
23B 当接板
26 前輪
Claims (3)
- エンジン(E)から前方へ左右側壁(3A)を有する前フレーム(3)を突設して車体(2)の前部を構成し、この車体(2)の前部に揺動フレーム(4)の後部を左右方向の支持軸(5)廻り上下揺動自在に支持し、前記揺動フレーム(4)に前輪(26)を懸架した前車軸ケース(6)を前後方向のセンタ軸(7)廻り左右揺動自在に支持し、前記前フレーム(3)に前輪(26)用の左右サスペンションシリンダ(8)を設けており、
前記揺動フレーム(4)は前車軸ケース(6)の左右方向中央の上方を通って前車軸ケース(6)の前側のセンタ軸前部(7F)を支持しかつ前フレーム(3)の左右側壁(3A)の内側に下方から侵入しており、
前記左右側壁(3A)の内側に侵入した揺動フレーム(4)の前上部の左右各側面と前記左右各側壁(3A)の内面との間に左右方向の当接により揺動フレーム(4)の左右振れを規制する横振れ規制手段(23)を設けており、
前記揺動フレーム(4)は、前車軸ケース(6)の上方を通って前部を支持する前揺動フレーム(4F)と、この前揺動フレーム(4F)と連結されていて前車軸ケース(6)の後部を支持しかつ支持軸(5)に枢支された後揺動フレーム(4R)とを有し、
前揺動フレーム(4F)は、後揺動フレーム(4R)の取付け部(12)上に着脱自在に固定される固定部(13)と、この固定部(13)から前車軸ケース(6)の上方を通って前方へ突出する支持部(14)と、この支持部(14)の前部で下向きに突出してセンタ軸前部(7F)に嵌合する前軸受部(15)とを有し、支持部(14)の前部でかつ前軸受部(15)の上方に前記横振れ規制手段(23)を設けていることを特徴とする走行車両のサスペンション装置。 - 前記横振れ規制手段(23)は、揺動フレーム(4)の前上部の左右各側面に回転自在に設けられていて前記左右各側壁(3A)と当接可能な回転体(23A)を有し、この回転体(23A)を鋼球で形成していることを特徴とする請求項1に記載の走行車両のサスペンション装置。
- 前記横振れ規制手段(23)は、前記左右サスペンションシリンダ(8)よりも前方に配置していることを特徴とする請求項1又は2に記載の走行車両のサスペンション装置。
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