(57)【要約】    【課題】  簡易な構造で、四個の車輪を適切に接地させることができる四輪車両の接地機構およびこれを備えた農作業用四輪車両を課題とする。    【解決手段】  四輪車両の接地機構３０は、右側の前後輪３１ａ，３２ａを支持するサイドフレーム３３ａと、左側の前後輪３１ｂ，３２ｂを支持するサイドフレーム３３ｂと、左右のサイドフレーム３３ａ，３３ｂの回動を許容した状態で、これらに支持されるメインフレーム２２と、左右のサイドフレーム３３ａ，３３ｂを連結すると共にその左右方向の中間部がメインフレーム２２に接続されたトーションビーム３４と、を備える。左右のサイドフレーム３３ａ，３３ｂは、左右方向において一致する仮想回転中心Ａの回りを回動するように構成され、且つトーションビーム３４によって両サイドフレーム３３ａ，３３ｂの回動位置が逆位相になるように構成される。    【選択図】  図２
2006176031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左側の前輪および後輪を回転可能に支持する左側サイドフレームと、
右側の前輪および後輪を回転可能に支持する右側サイドフレームと、
前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームの回動を許容した状態で、これらに支持されるメインフレームと、
前記左側サイドフレームと前記右側サイドフレームとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部が前記メインフレームに接続されたトーションビームと、を備え、
前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように構成され、且つ前記トーションビームによって当該両サイドフレームの回動位置が逆位相になるように構成されている四輪車両の接地機構。
【請求項２】
前記トーションビームは、左右の各端部がピンを介して前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介して前記メインフレームに回動可能に接続され、
前記３つのピンの軸線は、前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームの非回動位置において同一平面内にあり、
前記同一平面は、前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームの各仮想回転中心を結ぶ線に交差する請求項１に記載の四輪車両の接地機構。
【請求項３】
前記メインフレームを前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームに支持させる支持機構を、更に備えた請求項１または２に記載の四輪車両の接地機構。
【請求項４】
前記支持機構は、
前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームにそれぞれ設けられ、前記仮想回転中心に中心を有する円弧カムと、
前記メインフレームに設けられ、前記円弧カムに転動するカムフォロアと、
を有している請求項３に記載の四輪車両の接地機構。
【請求項５】
前記支持機構は、
前記メインフレームおよび前記左側サイドフレームと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、
前記メインフレームおよび前記右側サイドフレームと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、を有し、
前記左側の一対のリンクが向かう基準点は、前記左側サイドフレームの前記仮想回転中心の近傍に位置する点であり、
前記右側の一対のリンクが向かう基準点は、前記右側サイドフレームの前記仮想回転中心の近傍に位置する点である請求項３に記載の四輪車両の接地機構。
【請求項６】
左側の前輪および後輪を回転可能に支持する左側サイドフレームと、
右側の前輪および後輪を回転可能に支持する右側サイドフレームと、
前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームに支持手段を介して支持されたメインフレームと、を備え、
前記支持手段は、前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームを左右方向において連結すると共にその左右方向の中間部を前記メインフレームに接続されたトーションビームを有し、
前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように前記支持手段によって前記メインフレームに対する回動を許容され、且つ前記トーションビームによって当該両サイドフレームの回動位置が逆位相になるように構成されている四輪車両の接地機構。
【請求項７】
左側の前輪および後輪を回転可能に支持する左側サイドフレームと、
右側の前輪および後輪を回転可能に支持する右側サイドフレームと、
前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームに回動可能に支持されるメインフレームと、
前記左側サイドフレームと前記右側サイドフレームとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部が前記メインフレームに接続されたトーションビームと、を備え、
前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームは、左右方向において一致する前記メインフレームの支持点を中心に回動可能に構成され、且つ前記トーションビームによって当該両サイドフレームの回動位置が逆位相になるように構成されている四輪車両の接地機構。
【請求項８】
前記トーションビームは、左右の各端部がピンを介して前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介して前記メインフレームに回動可能に接続され、
前記３つのピンの軸線は、前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームの非回動位置において同一平面内にあり、
前記同一平面は、前記左側サイドフレームおよび前記右側サイドフレームの前記メインフレームの各支持点を結ぶ線に交差する請求項７に記載の四輪車両の接地機構。
【請求項９】
前記トーションビームは、断面略コ字状に形成され且つその略コ字状の開口側が四輪車両の外側下方に向いている請求項１ないし８のいずれか一項に記載の四輪車両の接地機構。
【請求項１０】
左右二つの前輪を回転可能に支持する前車軸フレームと、
左右二つの後輪を回転可能に支持する後車軸フレームと、
前記前車軸フレームおよび前記後車軸フレームの回動を許容した状態で、これらに支持されるメインフレームと、
前記前車軸フレームと前記後車軸フレームとを前後方向において連結すると共に、その前後方向の中間部を前記メインフレームに接続されたトーションビームと、を備え、
前記前車軸フレームおよび前記後車軸フレームは、前後方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように構成され、且つ前記トーションビームによって当該前車軸フレームおよび当該後車軸フレームの回動位置が逆位相になるように構成されている四輪車両の接地機構。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の四輪車両の接地機構を備えた四輪車両。
【請求項１２】
前後左右の四つの脚体を接地させる四足の接地機構であって、
ベースと、
前記ベースを支持する左側ユニットおよび右側ユニットと、
前記左側ユニットと前記右側ユニットとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部が前記ベースに接続されたトーションビームと、を備え、
前記左側ユニットは、左側の前後の脚体を有し、ユニット全体として前記ベースに対して回動を許容された状態で当該ベースを支持しており、
前記右側ユニットは、右側の前後の脚体を有し、ユニット全体として前記ベースに対して回動を許容された状態で当該ベースを支持しており、
前記左側ユニットおよび前記右側ユニットは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように構成され、且つ前記トーションビームによって当該両ユニットの回動位置が逆位相になるように構成されている四足の接地機構。
【請求項１３】
前記トーションビームは、左右の各端部がピンを介して前記左側ユニットおよび前記右側ユニットに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介して前記ベースに回動可能に接続され、
前記３つのピンの軸線は、前記左側ユニットおよび前記右側ユニットの非回動位置において同一平面内にあり、
前記同一平面は、前記左側ユニットおよび前記右側ユニットの各仮想回転中心を結ぶ線に交差する請求項１２に記載の四足の接地機構。
【請求項１４】
前記ベースを前記左側ユニットおよび前記右側ユニットに支持させる支持機構を、更に備えた請求項１２または１３に記載の四足の接地機構。
【請求項１５】
前記支持機構は、
前記左側ユニットおよび前記右側ユニットにそれぞれ設けられ、前記仮想回転中心に中心を有する円弧カムと、
前記ベースに設けられ、前記円弧カムに転動するカムフォロアと、
を有している請求項１４に記載の四足の接地機構。
【請求項１６】
前記支持機構は、
前記ベースおよび前記左側ユニットと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、
前記ベースおよび前記右側ユニットと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、を有し、
前記左側の一対のリンクが向かう基準点は、前記左側ユニットの前記仮想回転中心の近傍に位置する点であり、
前記右側の一対のリンクが向かう基準点は、前記右側ユニットの前記仮想回転中心の近傍に位置する点である請求項１４に記載の四足の接地機構。
【請求項１７】
前後左右の四つの脚体を接地させる四足の接地機構であって、
ベースと、
前記ベースを支持する左側ユニットおよび右側ユニットと、
前記左側ユニットと前記右側ユニットとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部が前記ベースに接続されたトーションビームと、を備え、
前記左側ユニットは、左側の前後の脚体を有し、ユニット全体として前記ベースの支持点を中心に回動可能に構成され、
前記右側ユニットは、右側の前後の脚体を有し、ユニット全体として前記ベースの支持点を中心に回動可能に構成され、
前記左側ユニットおよび前記右側ユニットの前記ベースの各支持点は、左右方向において一致し、
前記左側ユニットおよび前記右側ユニットは、前記トーションビームによって当該両ユニットの回動位置が逆位相になるように構成されている四足の接地機構。
【請求項１８】
前記トーションビームは、左右の各端部がピンを介して前記左側ユニットおよび前記右側ユニットに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介して前記ベースに回動可能に接続され、
前記３つのピンの軸線は、前記左側ユニットおよび前記右側ユニットの非回動位置において同一平面内にあり、
前記同一平面は、前記左側ユニットおよび前記右側ユニットの前記ベースの各支持点を結ぶ線に交差する請求項１７に記載の四足の接地機構。
【請求項１９】
請求項１２ないし１８のいずれか一項に記載の四足の接地機構を備えた構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場などの不整地を走行する四輪車両に関し、その四個の車輪を路面に接地させるための四輪車両の接地機構およびこれを備えた四輪車両に関するものである。また本発明は、椅子やテーブルなどの四足を有する構造体に関し、その四個の脚体を接地させるための四足の接地機構およびこれを備えた構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、農作業用のこの種の四輪車両は、構造の簡素化と軽量化を優先するために、リジッド型が採用されており、タイヤの変形のみで接地性を確保していた。しかし、不整地や段差、傾斜などがある路面では、四輪すべての接地を確保することは難しく、三輪のみの接地となり不安定な状態になる場合があった。
【０００３】
その対策として、前後車軸のいずれかの中心にヒンジを配したり、ばねを用いたサスペンション機構を導入する方式が採られている。しかし前者の場合、重作業を行う農業用トラクタやフォークリフトなどの車両では、その安定性が著しく低下する欠点があった。
【０００４】
そのため、通常の走行時の接地性の確保と作業時の安定性の確保とを両立するための方法として、油圧シリンダを各車輪位置に配し、走行時はアキュムレータによりばねとして用い、作業時は油の流れを止めることで安定性を確保するものなどが開発されてきた（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１４２１２号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような主に不整地走行を目的とする車両は、軽量で簡易な構造とすることが好ましい。しかしながら、従来の油圧シリンダを用いた四輪車両の接地機構は、油圧シリンダのぶんだけ重量が増す上、全体として構造が複雑化する問題があった。
【０００６】
本発明は、簡易な構造で、四個の車輪を適切に接地させることができる四輪車両の接地機構およびこれを備えた四輪車両を提供することをその目的としている。
【０００７】
また、この四輪車両の接地機構を椅子等の四足の接地機構に適用可能であることに着目した。そこで、別の本発明は、簡易な構造で、四つの脚体を適切に接地させることができる四足の接地機構およびこれを備えた構造体を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の四輪車両の接地機構は、左側の前輪および後輪を回転可能に支持する左側サイドフレームと、右側の前輪および後輪を回転可能に支持する右側サイドフレームと、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームの回動を許容した状態で、これらに支持されるメインフレームと、左側サイドフレームと右側サイドフレームとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部がメインフレームに接続されたトーションビームと、を備え、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように構成され、且つトーションビームによって両サイドフレームの回動位置が逆位相になるように構成されているものである。
【０００９】
この構成によれば、例えば左前輪が段差に乗り上げた場合には、左側サイドフレームは仮想回転中心の回りを後方側に回動する。このとき、右側サイドフレームは、左側サイドフレームにトーションビームによって連結されているため、左側サイドフレームとは逆に仮想回転中心の回りを前方側に回動する。このように、左側サイドフレームと右側サイドフレームとの回動位置が逆位相となり、左右の両サイドフレームはニュートラルに保たれるようになる。これにより、四個すべての車輪の接地性が確保される。
【００１０】
したがって、一般的なサスペンションのようなばね要素を持たせなくとも、簡易な構造によって、不整地や段差、傾斜などがある路面に対し四個の車輪を適切に接地させることができる。このような構成は、乗り心地に関してはばね要素を持つサスペンションよりも劣るものの、四輪の接地性に関しては優ることができる。特に、重心位置が移動する四輪車両の場合、ばね要素を持つサスペンションでは重心位置の変化に伴うメインフレームの傾斜の変化を回避することができない。本発明の構成によれば、重心位置が移動しても、メインフレーム（四輪車両）の傾斜の変化を最小限に抑えることができる。なお、トーションビームの数は任意であるし、その設置箇所も任意である。
【００１１】
この場合、トーションビームは、左右の各端部がピンを介して左側サイドフレームおよび右側サイドフレームに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介してメインフレームに回動可能に接続され、３つのピンの軸線は、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームの非回動位置において同一平面内にあり、同一平面は、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームの各仮想回転中心を結ぶ線に交差することが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、左右の両サイドフレームの回動位置を適切に逆位相にすることができ、車輪の接地性を適切に確保することができる。なお、上記構成について別の見方をすれば、ピンの設定角度によって仮想回転中心を適宜設定することができる。このため、四輪車両の安定性や乗り心地、車輪の直径などの用途や要素に対応して特性を設定することができる。
【００１３】
これらの場合、メインフレームを左側サイドフレームおよび右側サイドフレームに支持させる支持機構を、更に備えたことが、好ましい。
【００１４】
この構成によれば、メインフレームの荷重をサイドフレームに好適に分散させることができる。
【００１５】
この場合、支持機構は、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームにそれぞれ設けられ、仮想回転中心に中心を有する円弧カムと、メインフレームに設けられ、円弧カムに転動するカムフォロアと、を有していることが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、サイドフレームが回動すると、カムフォロアが円弧カムを転動するため、サイドフレームは、その回動動作にあわせてメインフレームを適切に支持することができる。
【００１７】
同様に、支持機構は、メインフレームおよび左側サイドフレームと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、メインフレームおよび右側サイドフレームと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、を有し、左側の一対のリンクが向かう基準点は、左側サイドフレームの仮想回転中心の近傍に位置する点であり、右側の一対のリンクが向かう基準点は、右側サイドフレームの仮想回転中心の近傍に位置する点であることが、好ましい。
【００１８】
この構成によれば、上記の円弧カムの場合に比べて設計がし易く、また全体として剛性を高めることができる。なおこの場合、トーションビームは一つであることが好ましい。
【００１９】
本発明の他の四輪車両の接地機構は、左側の前輪および後輪を回転可能に支持する左側サイドフレームと、右側の前輪および後輪を回転可能に支持する右側サイドフレームと、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームに支持手段を介して支持されたメインフレームと、を備え、支持手段は、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームを左右方向において連結すると共にその左右方向の中間部をメインフレームに接続されたトーションビームを有し、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように支持手段によってメインフレームに対する回動を許容され、且つトーションビームによって両サイドフレームの回動位置が逆位相になるように構成されているものである。
【００２０】
この構成によれば、上記と同様に、一般的なサスペンションのようなばね要素を持たせなくとも、段差等の路面に対し四個の車輪を適切に接地させることができる。また、四輪車両の重心位置が移動しても、メインフレーム（四輪車両）の傾斜の変化を最小限に抑えることができる。なお、トーションビームは、メインフレームを両サイドフレームに支持させる支持手段の一部または全部を構成することができる。
【００２１】
本発明の他の四輪車両の接地機構は、左側の前輪および後輪を回転可能に支持する左側サイドフレームと、右側の前輪および後輪を回転可能に支持する右側サイドフレームと、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームに回動可能に支持されるメインフレームと、左側サイドフレームと右側サイドフレームとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部がメインフレームに接続されたトーションビームと、を備え、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームは、左右方向において一致するメインフレームの支持点を中心に回動可能に構成され、且つトーションビームによって当該両サイドフレームの回動位置が逆位相になるように構成されているものである。
【００２２】
この構成によれば、上記の発明と異なり、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームが仮想回転中心の回りを回動する構成ではなく、これら両サイドフレームは、メインフレームの支持点の回りを回動する。このとき、両サイドフレームは、回動する際に、トーションビームによって互いの回動位置が逆位相となる。これにより、上記の発明と同様に、ばね要素を持たせない簡易な構造によって、不整地等の路面に対し四個の車輪を適切に接地させることが可能となる。また同様に、四輪車両の重心位置の移動に対しても適切に対応することができる。さらに、両サイドフレームがメインフレームを支持する支持点を直接の回動中心としているため、上記のような円弧カムやカムフォロアなどの支持手段を設けなくて済むと共に、トーションビームも一つとすることができる。
【００２３】
この場合、トーションビームは、左右の各端部がピンを介して左側サイドフレームおよび右側サイドフレームに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介してメインフレームに回動可能に接続され、３つのピンの軸線は、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームの非回動位置において同一平面内にあり、同一平面は、左側サイドフレームおよび右側サイドフレームのメインフレームの各支持点を結ぶ線に交差することが、好ましい。
【００２４】
この構成によれば、左右の両サイドフレームの回動位置を適切に逆位相にすることができ、車輪の接地性を適切に確保することができる。
【００２５】
これらの場合、トーションビームは、断面略コ字状に形成され且つその略コ字状の開口側が四輪車両の外側下方に向いていることが、好ましい。
【００２６】
この構成によれば、トーションビームの断面形状が略コ字状であるため、トーションビームのねじり剛性を低く且つ曲げ剛性を高くすることができる。また、トーションビームの略コ字状の開口側が四輪車両の外側下方に向いているため、これを上方に向ける場合に比べて排水性を高めることができる。なお、コ字状の形状には、Ｕ字状やＣ字状の形状も含まれる。
【００２７】
本発明の他の四輪車両の接地機構は、左右二つの前輪を回転可能に支持する前車軸フレームと、左右二つの後輪を回転可能に支持する後車軸フレームと、前車軸フレームおよび後車軸フレームの回動を許容した状態で、これらに支持されるメインフレームと、前車軸フレームと後車軸フレームとを前後方向において連結すると共に、その前後方向の中間部をメインフレームに接続されたトーションビームと、を備え、前車軸フレームおよび後車軸フレームは、前後方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように構成され、且つトーションビームによって前車軸フレームおよび後車軸フレームの回動位置が逆位相になるように構成されているものである。
【００２８】
この構成によれば、上記した本発明と異なり、車輪の設置方向を９０度変更し、左右のサイドフレームを前車軸フレームおよび後車軸フレームとした態様となり、リジッドアクスルに対応する機構とすることができる。トーションビームは、上記と同様に、前車軸フレームおよび後車軸フレームの回動位置を逆位相にするように機能するため、四個の車輪を適切に接地させることができる。四輪車両としては、例えばフォークリフトなどの重作業を伴うものにも好適に適用することができる。
【００２９】
本発明の四輪車両は、上記の本発明の四輪車両の接地機構を備えたものである。
【００３０】
この構成によれば、四輪車両が例えば農作業用四輪車両の場合には、例えば藩種、移植、施肥、収穫などの農作業に際して不整地を走行する場合であっても、車輪の接地性を確保することができる。また、農作業時の安定性を確保することができる。なお、四輪車両には、農作業用のものばかりでなく、例えば手押し車などのいわゆるベビーカーや、車椅子も含まれる。
【００３１】
本発明の四足の接地機構は、前後左右の四つの脚体を接地させる四足の接地機構であって、ベースと、ベースを支持する左側ユニットおよび右側ユニットと、左側ユニットと右側ユニットとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部がベースに接続されたトーションビームと、を備え、左側ユニットは、左側の前後の脚体を有し、ユニット全体としてベースに対して回動を許容された状態で当該ベースを支持しており、右側ユニットは、右側の前後の脚体を有し、ユニット全体としてベースに対して回動を許容された状態で当該ベースを支持しており、左側ユニットおよび右側ユニットは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動するように構成され、且つトーションビームによって当該両ユニットの回動位置が逆位相になるように構成されているものである。
【００３２】
この構成によれば、上記の四輪車両の接地機構の発明の場合と同様に、例えば左側の前脚体が段差等に乗り上げた場合には、左側ユニットは全体として後方側に回動し、右側ユニットはトーションビームによって前方側に回動するようになる。これにより、左右の両ユニットはニュートラルに保たれるようになる。このため、四つ全ての脚体の接地性が確保される。また同様に、ベースへの荷重位置が移動する場合であっても、ベースの傾斜の変化を最小限に抑えることができ、例えばベース上に載置させた物体の安定性を適切に確保することができる。
【００３３】
この場合、上記の四輪車両の接地機構と同様に、トーションビームは、左右の各端部がピンを介して左側ユニットおよび右側ユニットに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介してベースに回動可能に接続され、３つのピンの軸線は、左側ユニットおよび右側ユニットの非回動位置において同一平面内にあり、同一平面は、左側ユニットおよび右側ユニットの各仮想回転中心を結ぶ線に交差することが好ましい。また、ベースを左側ユニットおよび右側ユニットに支持させる支持機構を、更に備えたことが好ましい。
【００３４】
好ましくは、支持機構は、左側ユニットおよび右側ユニットにそれぞれ設けられ、仮想回転中心に中心を有する円弧カムと、ベースに設けられ、円弧カムに転動するカムフォロアと、を有している。あるいは好ましくは、支持機構は、ベースおよび左側ユニットと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、ベースおよび右側ユニットと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、を有し、左側の一対のリンクが向かう基準点は、左側ユニットの仮想回転中心の近傍に位置する点であり、右側の一対のリンクが向かう基準点は、右側ユニットの仮想回転中心の近傍に位置する点である。
【００３５】
これらの構成を具備することで、上記の四輪車両の接地機構の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００３６】
本発明の他の四足の接地機構は、前後左右の四つの脚体を接地させる四足の接地機構であって、ベースと、ベースを支持する左側ユニットおよび右側ユニットと、左側ユニットと右側ユニットとを左右方向において連結すると共に、その左右方向の中間部がベースに接続されたトーションビームと、を備え、左側ユニットは、左側の前後の脚体を有し、ユニット全体としてベースの支持点を中心に回動可能に構成され、右側ユニットは、右側の前後の脚体を有し、ユニット全体としてベースの支持点を中心に回動可能に構成され、左側ユニットおよび右側ユニットのベースの各支持点は、左右方向において一致し、左側ユニットおよび右側ユニットは、トーションビームによって当該両ユニットの回動位置が逆位相になるように構成されているものである。
【００３７】
この構成によれば、上記と異なり、左右の両ユニットは、仮想回転中心の回りを回動するのではなく、ベースの支持点の回りを互いに逆位相となるように回動する。これにより、上記同様に、左右の両ユニットはニュートラルに保たれ、四つ全ての脚体の接地性が確保されると共に、ベースの傾斜の変化が最小限に抑えられる。特に、上記のような円弧カムやカムフォロアなどの支持手段を設けなくて済むなどの点で有用である。
【００３８】
この場合、上記同様に、トーションビームは、左右の各端部がピンを介して左側ユニットおよび右側ユニットに回動可能に接続され、且つ左右方向の中間部がピンを介してベースに回動可能に接続され、３つのピンの軸線は、左側ユニットおよび右側ユニットの非回動位置において同一平面内にあり、同一平面は、左側ユニットおよび右側ユニットのベースの各支持点を結ぶ線に交差することが、好ましい。
【００３９】
この構成を具備することで、上記の四輪車両の接地機構の発明について説明したのと同様の作用効果を奏することができる。
【００４０】
本発明の構造体は、上記した本発明の四足の接地機構を備えたものである。
【００４１】
この構成によれば、四足の接地性が良い構造体を提供することができる。構造体としては、例えば椅子や机などの家具が考えられる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の四輪車両の接地機構および四輪車両によれば、簡易な構造で、四個の車輪を適切に接地させることができる。
【００４３】
本発明の四足の接地機構および構造体によれば、簡易な構造で、四個の脚体を適切に接地させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る四輪車両の接地機構について説明する。この四輪車両の接地機構はフォークリフトやトラクタなどの人が運転する四輪車両にも適用することができるが、ここでは、この接地機構を農作業システムに用いられる農作業用の四輪車両に適用した例について説明する。またその後、四足の接地機構について、四つの脚体を有する机（構造体）に適用した例について説明する。
【実施例１】
【００４５】
図１に示すように、農作業システム１は、圃場２外の舗装路３上を走行する親機となる制御車４と、圃場２内を走行する子機となる作業車５と、を有している。制御車４は、その台車部分１１に搭載した作業車５を運搬する。作業車５は、台車部分１１に乗降可能に構成されている。
【００４６】
制御車４は、屋根１２上に設けた太陽光発電モジュール１３によって発電された電気を蓄電池１４に充電し、図外の有線によって作業車５に電源を供給する。作業車５は、電源供給を受けて前後左右の四輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）を駆動させるモータ２１を備えている。モータ２１は、左右に一つずつ設けられている。右側のモータ２１は右側の前後輪３１ａ，３２ａを同時に駆動回転させ、これに同期して左側のモータは左側の前後輪３１ｂ，３２ｂを同時に駆動回転させる。これにより、作業車５は、スキッドステアリングを有する車両で、主に前後進と、方位の修正とが行える。
【００４７】
作業車５のメインフレーム２２（機体フレーム）上には、圃場２内にて農作業を行う作業機２３が図外の横送り装置を介して搭載されている。作業機２３は、メインフレーム２２の大きく開口した中央部から下方の圃場２内に臨み、例えば播種、移植、施肥、収穫などの農作業を行う。横送り装置は、作業車５の走行方向に直交する方向（制御車４の走行方向）に作業機２３を移動させる。
【００４８】
農作業システム１により農作業を行う場合、先ず制御車４で作業車５を所定位置まで運搬し、制御車４から作業車５を圃場２内へと降ろす。ここで、作業車５の往動に同期して作業機２３を駆動して１ラインの農作業を行った後、横送り装置により作業機２３を移動させ、作業機２３を次のラインに移動させる。ここから更に作業車５を同じ道（例えば畝）に沿って復動させ、これに同期して作業機２３を駆動して２番目のラインの農作業を行う。このような動作を繰り返してその圃場２の農作業が完了すると、作業車５は再び制御車４に乗り、１ピッチ分隣の圃場２に移動して次の農作業を行う。
【００４９】
このような圃場２内は段差があるなど不整地となっており、作業車５は、四輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）の接地性の確保が望まれる。また、作業機２３の位置に応じて作業車５には偏荷重が付与されて、作業車５の重心位置は移動する。このため、重心位置の移動に伴う作業車５（メインフレーム２２）の傾斜の変化を抑え、作業機２３を地面に対し正確に誘導して、作業時の安定性を確保することが望まれる。そこで、本実施形態の作業車５は、本発明の四輪車両の接地機構を組み込まれることで、走行時の接地性と作業時の安定性とを確保するようにしている。
【００５０】
図２ないし図５は、実施例１に係る四輪車両の接地機構３０を組み込んだ作業車５の構成を示したものである。図２は、右前輪３１ａが段差２９に乗り上げた状態の作業車５を示す斜視図であり、図３ないし図５は、車輪全てが同じ高さの接地面にあるニュートラル状態の作業車５を示す図である。なお、図１以外ではモータ２１や作業機２３等の細部は図示省略されている。
【００５１】
図２ないし図５に示すように、作業車５における四輪車両の接地機構３０は、右側の前輪３１ａおよび後輪３２ａを回転可能に支持する右側サイドフレーム３３ａと、左側の前輪３１ｂおよび後輪３２ｂを回転可能に支持する左側サイドフレーム３３ｂと、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂの回動を許容した状態でこれらの上部に支持された上記のメインフレーム２２と、右側サイドフレーム３３ａと左側サイドフレーム３３ｂとを左右方向において連結する前後一対のトーションビーム３４，３４と、を有している。
【００５２】
四輪車両の接地機構３０は、左右対称および前後対称の構成となっており、以下では便宜上、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂをサイドフレーム３３と総称して説明することがある。
【００５３】
メインフレーム２２は、前フレーム４１、後フレーム４２、右フレーム４３および左フレーム４４により四周枠状に形成されると共に、前フレーム４１と後フレーム４２との間に掛け渡されるようにして左右一対の中間フレーム４５，４５が右フレーム４３および左フレーム４４に平行に設けられている。
【００５４】
前フレーム４１、後フレーム４２および一対の中間フレーム４５，４５によって、作業機２３を圃場２に臨ませるための上記の開口部が方形に画成されている。メインフレーム２２の各フレーム部材（４１〜４５）は、例えば軽量で耐食性のよいアルミニウムなどの金属により形成されており、その骨組構造は、剛節のみから構成されている。
【００５５】
サイドフレーム３３（右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂ）は、上部材５１、下部材５２、前部材５３および後部材５４により、側面視長方形状に形成されている。前部材５３と下部材５２との交差部分に前輪３１（３１ａ、３１ｂ）が回転可能に支持され、後部材５４と下部材５２との交差部分に後輪３２（３２ａ、３２ｂ）が回転可能に支持されている。サイドフレーム３３の各部材は、例えばアルミニウムなどの金属により形成されており、その骨組構造は、剛節のみから構成されている。
【００５６】
後述する構造上の工夫によって、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂは、左右方向において一致する仮想回転中心Ａの回りを回動するように、上記一対のトーションビーム３４，３４および支持機構３５を介してメインフレーム２２を支持している。そして、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂの回動位置は、一対のトーションビーム３４，３４によって常に逆位相になるように構成されている。
【００５７】
各トーションビーム３４は、左右方向に延在しており、例えばアルミニウムにより断面コ字状に形成されている。各トーションビーム３４は、左右の各端部を右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂに接続され、且つ左右方向の中間部をメインフレーム２２に接続されている。
【００５８】
すなわち、前側のトーションビーム３４は、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの上部材５１の前端面に固定したブラケット７１ａ，７１ｂに、ピン７２ａ，７２ｂを介して回動可能に接続されている。また、前側のトーションビーム３４は、メインフレーム２２の前フレーム４１に垂設したブラケット７１ｃに、ピン７２ｃを介して回動可能に接続されている。
【００５９】
同様に、後側のトーションビーム３４は、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの上部材５１の後端面に固定したブラケット７１ａ，７１ｂに、ピン７２ａ，７２ｂを介して回動可能に接続されている。また、後側のトーションビーム３４は、メインフレーム２２の後フレーム４２の中間位置に垂設したブラケット７１ｃに、ピン７２ｃを介して回動可能に接続されている。
【００６０】
そして図４に示唆するように、右側サイドフレーム３３ａの二つのピン７２ａ，７２ａの軸線は、右前輪３１ａおよび右後輪３２ａの各回転中心を含む鉛直面内に位置している。同様に、左側サイドフレーム３３ｂの二つのピン７２ｂ，７２ｂの軸線は、左前輪３１ｂおよび左後輪３２ｂの各回転中心を含む鉛直面内に位置している。
【００６１】
また図５に示すように、各トーションビーム３４における三つのピン７２ａ，７２ｂ，７２ｃの軸線は、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂの非回動位置において同一平面内にある。そして、この同一平面は、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂの各仮想回転中心Ａを結ぶ線に交差している。これは、別の見方をすれば、トーションビーム３４に設置される３つのピン７２ａ，７２ｂ，７２ｃの角度によって、サイドフレーム３３の仮想回転中心Ａが設定されることを意味する。
【００６２】
このようなトーションビーム３４の取付け構造によって、右側サイドフレーム３３ａはその仮想回転中心Ａの回りを回動し、左側サイドフレーム３３ｂはその仮想回転中心Ａの回りを回動する。このとき、右側サイドフレーム３３ａの回動位置と左側サイドフレーム３３ｂの回動位置とは、トーションビーム３４によって逆位相となる。
【００６３】
図６ないし図８は、メインフレーム２２を水平に支持した状態でサイドフレーム３３を回動させた状態の作業車５を示している。これらの図に示すように、右側サイドフレーム３３ａが仮想回転中心Ａの回りを後方側に回動することで、前後一対のトーションビーム３４，３４によって、左側サイドフレーム３３ｂは、右側サイドフレーム３３ａとは逆に仮想回転中心Ａの回りを前方側に回動する。この状態においても、作業車５の構成は左右対称および上下対称となる。
【００６４】
再び図２ないし図５に戻って説明する。支持機構３５は、トーションビーム３４と協働してメインフレーム２２を左右のサイドフレーム３３ａ，３３ｂに支持させる支持手段を構成するものである。支持機構３５によって、メインフレーム２２の荷重を左右のサイドフレーム３３ａ，３３ｂに逃がすことができる。
【００６５】
支持機構３５は、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂに設けられた円弧カム８１，８１と、メインフレーム２２に設けられたコロ８２（カムフォロア）と、を有している。円弧カム８１は、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの上部材５１の上端面の一部（前後中間部）に隆起するように形成されている。円弧カム８１は、サイドフレーム３３ａ，３３ｂの仮想回転中心Ａに円弧の中心を有している（図５参照）。
【００６６】
コロ８２は、一つの円弧カム８１に対して４個が分散して設けられている。計８個のコロ８２は、右フレーム４３、左フレーム４４および一対の中間フレーム４５，４５にそれぞれ２つずつ垂設した支持ブラケット８３に、回転可能に保持されている。
【００６７】
各コロ８２は、車輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）の回転方向と同方向に、すなわち円弧カム８１の周方向と同方向に回転可能に各支持ブラケット８３に保持されている。各コロ８２は、円弧カム８１に転動可能に構成されている。したがって、サイドフレーム３３が回動すると、これと一体に円弧カム８１も回動するが、このとき各コロ８２は円弧カム８１を転動する。すなわち、サイドフレーム３３は、その回動動作中も支持機構３５によりメインフレーム２２を支持し続ける。
【００６８】
以上のように構成された本実施例の四輪車両の接地機構３０の作用について、図２を参照して簡単に説明する。同図に示すように、例えば右前輪３１ａが段差２９に乗り上げると、右側サイドフレーム３３ａは、トーションビーム３４および支持機構３５を介してメインフレーム２２を支持しながら後方側に回動する。
【００６９】
このとき前側トーションビーム３４の変位によって、左側サイドフレーム３３ｂは逆にメインフレーム２２に対し前方側に回動させられる。すなわち、メインフレーム２２は、左右の両サイドフレーム３３ａ，３３ｂに対し、ニュートラルに保たれるようになる。
【００７０】
これにより、右前輪３１ａの接地性はもとより他の車輪（３１ａ，３２ａ，３２ｂ）の接地性が適切に確保される。このように、一般的なサスペンションのようなばね要素がなくとも、四個の車輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）を適切に接地させることができる。また、このような車輪の接地性の確保によって、作業機２３が移動して作業車５の重心位置が移動しても、メインフレーム２２（作業車５）の傾斜の変化が十分に抑制される。このため、農作業時の安定性を適切に確保することができる。
【００７１】
なお、上述のように、トーションビーム３４におけるピン７２ａ，７２ｂ，７２ｃの設定角度によって、サイドフレーム３３の仮想回転中心Ａの位置を適宜設定することができるため、四輪車両の安定性や、車輪の直径などの用途や要素に対応して特性を設定することができる。
【００７２】
また、トーションビーム３４の断面形状によって、ねじり剛性や曲げ剛性を独立して設定することができるため、機構全体の剛性や回動に対する復元力など設定の自由度が高い。トーションビーム３４の断面形状としては、上記のコ字状のほか、ねじり剛性が低く且つ曲げ剛性が高い例えばＣ字状やＵ字状など、全体として略コ字状とする方が好ましい。
【００７３】
また、図２ないし図８に示すトーションビーム３４は、その略コ字状の開口側が作業車５の内側上方に向いているが、この構成に代えて、その略コ字状の開口側を作業車５の外側下方に向ける方が好ましい。前者の場合ではトーションビーム３４に水などが滞留するおそれがあるが、後者のようにすることで、トーションビーム３４における排水性を高めることができる。
【００７４】
なおまた、メインフレーム２２にかかる荷重が比較的小さい場合には、上記の支持機構３５は省略することもできる。この場合には、前後一対のトーションビーム３４，３４のみの支持手段によって、メインフレーム２２は左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂに支持される。また、上記の支持機構３５を設けておくことで、前後一対のトーションビーム３４，３４のうちの一方を省略することもできるし、さらに別のトーションビームを任意の位置に設置することができる。すなわち、トーションビーム３４の数や設置箇所は任意であるが、トーションビーム３４におけるピン（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ）の軸線は、上記のように、左右の各仮想回転中心Ａを結ぶ線上で交点を結ぶことが要求される。
【実施例２】
【００７５】
次に、図９ないし図１２を参照して、本発明の実施例２について実施例１との相違点を中心に説明する。本実施例の実施例１との主な相違点は、トーションビーム３４が一つのみであること、支持機構３５の構成が台形リンク式であること、である。
【００７６】
トーションビーム３４は、作業車５の前側にのみ設けられているが、もちろんこの設置位置はここに限定されるものではない。トーションビーム３４における三つのピン７２ａ，７２ｂ，７２ｃの軸線は、上記同様に、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの非回動位置において同一平面内にあり、この同一平面は、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの仮想回転中心Ａを結ぶ線に交差している。
【００７７】
支持機構３５は、右側サイドフレーム３３ａ側の２組の台形リンク手段１０１ａ，１０１ａと、左側サイドフレーム３３ｂ側の２組の台形リンク手段１０１ｂ，１０１ｂと、を有している。
【００７８】
右側の２組の台形リンク手段１０１ａ，１０１ａの一方は、台形の上底をメインフレーム２２の右フレーム４３に、台形の下底を右側サイドフレーム３３ａの上部材５１にして、これらの間を前リンク１１１ｃおよび後リンク１１２ｃからなる一対のリンクで連結して構成される。もう一方は、台形の上底をメインフレーム２２の中間フレーム４５に、台形の下底を右側サイドフレーム３３ａの上部材５１にして、これらの間を前リンク１１１ｄおよび後リンク１１２ｄからなる一対のリンクで連結して構成される。
【００７９】
そして、右側の２組の一対のリンクは、前リンク１１１ｃ，１１１ｄ同士の上端部および下端部をロッド１１４で連結されて、後リンク１１２ｃ，１１２ｄ同士の上端部および下端部をロッド１１５で連結されている。このように、一つのサイドフレーム３３につき２組の台形リンク手段１０１，１０１を設けることで、１組だけの台形リンク手段とする場合に比べて、メインフレーム２２の荷重をより分散させてメインフレーム２２をサイドフレーム３３に支持させることができる。なお、左側の２組の台形リンク手段１０１ｂ，１０１ｂについても同様に構成されているが、構造が左右対称であるため、説明は省略した。
【００８０】
一対のリンク１１１ｃ，１１２ｃ（１１１ｄ，１１２ｄ）は、各上端部をメインフレーム２２に回動可能に軸支され、各下端部をサイドフレーム３３に回動可能に軸支されている。一対のリンク１１１ｃ，１１２ｃ（１１１ｄ，１１２ｄ）が向かう基準点Ｂ（一対のリンクの軸線が交差する点）は、サイドフレーム３３の仮想回転中心Ａの近傍に位置する点となっている。より詳細には図１２に示すように、この基準点Ｂと仮想回転中心Ａとは同一の鉛直面内に位置するが、基準点Ｂは、仮想回転中心Ａの僅かに下方に位置する。
【００８１】
以上のような本実施例の構成によれば、支持機構３５を台形リンク式としているために、サイドフレーム３３の実際の回転中心は、サイドフレーム３３の傾斜によって移動する。したがって、実施例１において図６ないし図８に示したように、メインフレーム２２を水平に支持した状態でサイドフレーム３３を回動させたとしても、作業車５の構成は左右非対称となる。
【００８２】
しかし、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂは、左右方向において一致する仮想回転中心Ａの回りを回動しようとし、トーションビーム３４によって右側サイドフレーム３３ａの回動位置と左側サイドフレーム３３ｂの回動位置とは逆位相となることは同様である。
【００８３】
したがって本実施例においても、作業車５が不整地を走行する場合であっても、全車輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）の接地性を適切に確保することができると共に、メインフレーム２２の傾斜を最小限に抑制して作業時の安定性を適切に確保することができる。また、実施例１の円弧カム８１等の支持機構３５に比べて、剛性を高めることができる。さらに、一対のリンク１１１ｃ，１１２ｃ（１１１ｄ、１１２ｄ）の基準点Ｂをどの位置に設定するかにより、安定性を確保することができるため、設計の自由度も高い。
【００８４】
なお、トーションビーム３４が一つの場合について説明したが、もちろん実施例１と同様に、前後一対のトーションビーム３４とすることも可能である。もっとも、こうすると、ハーシュネスが大きくなり易いため、上記のように台形リンク式の場合には一つのトーションビーム３４で構成することが好ましい。
【実施例３】
【００８５】
次に、図１３ないし図１６を参照して、本発明の実施例３について実施例１との相違点を中心に説明する。本実施例の実施例１との主な相違点は、トーションビーム３４が一つのみであることと、右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂが、ブラケット１１８ａ，１１８ｂを介してメインフレーム２２を回動可能に支持していること、である。
【００８６】
ブラケット１１８ａ，１１８ｂは、左右に二つずつの合計４つが設けられている。右側の二つのブラケット１１８ａ，１１８ｂは、右側サイドフレーム３３ａを外側から挟むようにして、作業車５の前後方向の中間位置に設けられている。二つのブラケット１１８ａ，１１８ｂの下端部は、右側サイドフレーム３３ａの下部材５２にそれぞれ回動可能に支持されていると共に、連結棒１１９により左右方向において互いに連結されている。外側のブラケット１１８ａは、その上端部をメインフレーム２２の右フレーム４３に固定され、右フレーム４３と協働して側面視Ｔ字を構成するようになる。同様に、内側のブラケット１１８ｂは、その上端部をメインフレーム２２の右側の中間フレーム４５に固定され、この中間フレーム４５と協働して側面視Ｔ字を構成するようになる。
【００８７】
同様に、左側の二つのブラケット１１８ａ，１１８ｂは、左側サイドフレーム３３ｂを外側から挟むようにして、作業車５の前後方向の中間位置に設けられている。二つのブラケットブラケット１１８ａ，１１８ｂの下端部は、左側サイドフレーム３３ｂの下部材５２にそれぞれ回動可能に支持されていると共に、連結棒１１９により左右方向において連結されている。外側のブラケット１１８ａは、その上端部をメインフレーム２２の左フレーム４４に固定され、左フレーム４４と協働して側面視Ｔ字を構成するようになる。同様に、内側のブラケット１１８ｂは、その上端部をメインフレーム２２の左側の中間フレーム４５に固定され、この中間フレーム４５と協働して側面視Ｔ字を構成するようになる。
【００８８】
右側サイドフレーム３３ａによるブラケット１１８ａ，１１８ｂの二つの支持点と、左側サイドフレーム３３ｂによるブラケット１１８ａ，１１８ｂの二つの支持点とは、左右方向に一致している。図１６に示す符号Ｃは、この支持点を示している。右側サイドフレーム３３ａおよび左側サイドフレーム３３ｂは、この支持点Ｃを中心にメインフレーム２２に対し回動する。このとき、右側サイドフレーム３３ａの回動位置と左側サイドフレーム３３ｂの回動位置とは、トーションビーム３４によって逆位相となる。
【００８９】
トーションビーム３４は、作業車５の前側にのみ設けられているが、もちろんこの設置位置はここに限定されるものではない。トーションビーム３４における三つのピン７２ａ，７２ｂ，７２ｃの軸線は、上記同様に、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの非回動位置において同一平面内にあり、この同一平面は、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの支持点Ｃを結ぶ線に交差している。
【００９０】
以上のように、本実施例では、ブラケット１１８ａ，１１８ｂを利用することで、メインフレーム２２を左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂで直接的に回動可能に支持する支持点Ｃを設け、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの回転中心を実施例１等の仮想回転中心Ａに構造上設けるようにしている。したがって、実施例１等と同様に、作業車５が不整地を走行する場合であっても、全車輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）の接地性を適切に確保することができると共に、メインフレーム２２の傾斜を最小限に抑えて作業時の安定性を適切に確保することができる。
【００９１】
また、ブラケット１１８ａ，１１８ｂによって、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの回動に対する支持手段が十分な剛性を有することになる。このため、実施例１の円弧カムやカムフォロアや、実施例２の台形リンク手段を設けなくて済むと共に、トーションビーム３４も１本で足り得る。なお、ブラケット１１８ａの下端部およびブラケット１１８ｂの下端部の間を連結棒１１９で連結するのみならず、上下の中間部も剛体により連結するようにしてもよい。こうすることで、左右の各サイドフレーム３３ａ，３３ｂの回動に対する支持機構に、より一層十分な剛性を持たせることができる。
【実施例４】
【００９２】
次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例専用の図は特にないが、本実施例は、図２ないし図５に示した実施例１の構成において、各車輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）の設置方向を９０度変更し、左右のサイドフレーム３３ａ，３３ｂを前車軸フレームおよび後車軸フレームとした構成である。
【００９３】
すなわち、本実施例の四輪車両の設置機構は、左右二つの前輪３１ａ，３１ｂを回転可能に支持する前車軸フレームと、左右二つの後輪３２ａ，３２ｂを回転可能に支持する後車軸フレームと、前車軸フレームおよび後車軸フレームの回動を許容した状態で、これらに支持されるメインフレーム２２と、を備える。また、この四輪車両の設置機構は、前車軸フレームと後車軸フレームとを前後方向において連結すると共に、その前後方向の中間部をメインフレーム２２に接続された左右一対のトーションビーム３４を備える。
【００９４】
そして、前車軸フレームおよび後車軸フレームは、前後方向において一致する仮想回転中心Ａの回りを回動するように構成され、且つトーションビーム３４によって前車軸フレームおよび後車軸フレームの回動位置が逆位相になるように構成される。また、円弧カム８１およびコロ８２からなる支持機構３５についても同様に設けられる。
【００９５】
本実施例によれば、簡易な構造により、リジッドアクスルに対応する機構とすることができる。この場合、トーションビーム３４は、前車軸フレームの回動位置と後車軸フレームの回動位置と逆位相にするように機能する。これにより、四個の車輪（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）の接地性は適切に確保されると共に、メインフレーム２２の傾斜を最小限に抑制して作業時の安定性を適切に確保することができる。また、四輪車両としては、例えばフォークリフトなどの重作業を伴うものにも好適に適用することができる。なお、以上の説明では実施例１の構成を例に説明したが、もちろん実施例２の構成を上記のように適用してもよい。
【実施例５】
【００９６】
次に、図１７ないし図２０を参照して、フレームの枠組み構造について説明する。この枠組み構造は、各種構造物の部材間の結合に適用することができるが、ここでは本実施例のメインフレーム２２に適用した一例について説明する。図１７および図１８に拡大して示すメインフレーム２２の部分は、前フレーム４１、右フレーム４３およびこれに平行な中間フレーム４５である。ここでは、便宜上、前フレーム４１を横フレーム１２１とし、右フレーム４３を縦フレーム１２２とし、中間フレーム４５を縦フレーム１２２として説明する。
【００９７】
これらの図に示すように、横フレーム１２１および一対の縦フレーム１２２，１２２は、中空の形材からなり、方形の断面形状で形成されている。横フレーム１２１と縦フレーム１２２とは、横フレーム１２１の側面１３１に縦フレーム１２２の小口１４１（開口部）を突き当てて両者を直交させた状態で、ねじ部材１５０およびジョイント部材１５１を介して結合されることにより枠組みされる。
【００９８】
図１８に示すように、ねじ部材１５０は、例えば十字穴付き小ねじで構成されている。ねじ部材１５０は、ジョイント部材１５１に螺合するねじ部１６１と、ねじ部１６１に一体に連なり、十字穴が形成された頭部１６２と、で構成されている。横フレーム１２１には、ねじ部材１５０を挿通させるための二つの穴１３２，１３３が貫通形成されており、一方の穴１３２は、ねじ部材１５０の頭部１６２の挿通を許容するばか穴となっている。
【００９９】
もう一方の穴１３３は、縦フレーム１２２の小口１４１に面する側面１３１に貫通形成されており、ねじ部材１５０のねじ部１６１の挿通を許容し且つその頭部１６２の挿通を許容しない径となっている。したがって、横フレーム１２１のばか穴１３２から挿通されたねじ部材１５０は、もう一方の小穴１３３からねじ部１６１を挿通させて縦フレーム１２２側に臨ませることができると共に、その小穴１３３の開口縁部に内壁側から頭部１６２を当接させることができるようになっている。
【０１００】
図１８および図１９に示すように、ジョイント部材１５１は、縦フレーム１２２に対応して形成された例えば円筒状の部材であり、縦フレーム１２２の小口１４１に挿入可能に構成されている。ジョイント部材１５１は、その軸線方向を横フレーム１２１の延在方向および縦フレーム１２２の延在方向の両者に直交する方向にして、縦フレーム１２２の小口１４１に挿入される。ジョイント部材１５１は、横フレーム１２１や縦フレーム１２２と同一の金属により形成されているが、両者は異種金属であってもよい。
【０１０１】
ジョイント部材１５１の周壁には、周方向に均等に分散して且つ同一の平面内に位置するように計４つの穴１７１，１７２，１７３，１７４が貫通形成されている。すなわち、ジョイント部材１５１の軸線方向に直交する方向に「十字」を結ぶように４つの穴１７１，１７２，１７３，１７４が設けられ、これら４つの穴１７１，１７２，１７３，１７４は、ジョイント部材１５１の軸線方向の中間部に形成されている。４つの穴１７１，１７２，１７３，１７４は略同じ径からなるが、そのうちの１つがねじ穴１７１として形成されている。
【０１０２】
ねじ穴１７１は、ねじ部１６１を螺合可能に構成されている。このため、ねじ部材１５０を螺進することにより、ねじ部材１５０とジョイント部材１５１とは相対的に移動する。なお、ジョイント部材１５１にねじ穴１７１を直接刻設したが、ねじ穴１７１はウェルドナットで構成されてもよい。ねじ穴１７１に対面する穴１７２は、ねじ部１６１を挿通可能に構成されている。
【０１０３】
本実施例のジョイント部材１５１は、ねじ穴１７１を縦フレーム１２２の小口１４１側に臨ませ且つねじ穴１７１に対面する穴１７２を横フレーム１２１の小穴１３３に臨ませて、フレームの枠組みに用いられる。一方、ねじ穴１７１およびこれに対面する穴１７２に直交する方向に位置する二つの穴１７３，１７４は、縦フレーム１２２の小口１４１においてその内壁に臨むようになっている。
【０１０４】
フレームの枠組みを行う場合、横フレーム１２１のばか穴１３２からねじ部材１５０のねじ部１６１を案内して、ねじ部１６１を小穴１３３から横フレーム１２１外に挿通する。続いて、ねじ部１６１をジョイント部材１５１の穴１７２から挿通すると共に、ねじ部１６１をねじ穴１７１に螺合する。そして、ジョイント部材１５１を縦フレーム１２２の小口１４１に挿入すると共に、縦フレーム１２２の小口１４１を横フレーム１２１の側面１３１に突き当てる。
【０１０５】
この状態で、ねじ部材１５０をその頭部１６２を介して増締めする。このねじ部材１５０の螺進により、ジョイント部材１５１は横フレーム１２１の側面１３１に引きつけられて変形し、変形したジョイント部材１５１の周壁が縦フレーム１２２の小口１４１に強密着する。
【０１０６】
図２０は、この状態の縦フレーム１２２の小口１４１とジョイント部材１５１との関係を示している。上記のようにジョイント部材１５１に二つの穴１７３，１７４を形成したことにより、ねじ部材１５０の増締めによって変形するジョイント部材１５１は、その上下の周縁部が、その二つの穴１７３，１７４がある中間の周縁部に優先して拡径方向に変形する。
【０１０７】
これにより、ジョイント部材１５１が縦フレーム１２２の小口１４１における上下の隅部に強密着し、ジョイント部材１５１およびねじ部材１５０を介して横フレーム１２１と縦フレーム１２２との結合がなされ、横フレーム１２１や縦フレーム１２２との枠組みが完了する。なお、密着圧は、ジョイント部材１５１のチューブ材の板圧および穴１７３，１７４によって設定することができ、ジョイント部材１５１と相手フレーム（１２２）の材質によって最適化することが可能である。
【０１０８】
以上のように、本実施例のフレームの枠組み構造によれば、溶接等を必要としない簡易な構造により、直交するフレーム同士を適切に且つ強固に枠組みすることができる。なお、ねじ部材１５０の頭部１６２と横フレーム１２１との間に座金を設けたり、横フレーム１２１の小口にキャップを装着したりするなど、上記構造には各種の構成を付加することができる。また、ねじ部材１５０としては、小ねじに限らず、六角ボルトなどを用いることもできる。
【実施例６】
【０１０９】
次に、本発明の四足の接地機構およびこれを備えた構造体について説明する。この四足の接地機構は、上記した実施例１ないし３の四輪車両の接地機構を、机などの四つの脚体を有する構造体に適用したものである。以下では、図２１および図２２を参照して、実施例３に相当する接地機構３０を机に組み込んだ例について説明する。
【０１１０】
机２００は、ベースとなる天板２０２と、天板２０２の四隅の下側に設けられた前後左右の四つの脚体２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａ，２０６ｂと、を有している。天板２０２の上面は、物体を載置可能に構成されている。四つの脚体２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａ，２０６ｂは、例えば角柱状に形成されており、その下端面が接地可能に構成されている。
【０１１１】
右側の前後の脚体２０４ａ，２０６ａの上部は、前後方向に延在する角材状の連結部材２０８ａによって連結されている。連結部材２０８ａと天板２０２とは、上下方向に延在するブラケット２０８ａによって連結されている。ブラケット２０８ａは、その上端部が天板２０２の右側面に固定されると共に、その下端部が連結部材２０８ａの外側面にピン２１２ａを介して回動可能に支持されている。この右側の二つの脚体２０４ａ，２０６ａおよび連結部材２０８ａから、右側ユニット２１４ａが構成される。右側ユニット２１４ａは、天板２０２をブラケット２０８ａを介して支持すると共に、ユニット全体として天板２０２の支持点となるピン２１２ａを中心に回動可能に構成されている。
【０１１２】
同様に、左側の前後の脚体２０４ｂ，２０６ｂの上部は、連結部材２０８ｂによって連結されており、連結部材２０８ｂと天板２０２とは、上下方向に延在するブラケット２０８ｂによって連結されている。ブラケット２０８ｂの上端部は天板２０２の左側面に固定され、ブラケット２０８ｂの下端部は連結部材２０８ｂの外側面にピンを介して回動可能に支持されている。この左側の二つの脚体２０４ｂ，２０６ｂおよび連結部材２０８ｂから、左側ユニット２１４ｂが構成される。左側ユニット２１４ｂは、天板２０２をブラケット２０８ｂを介して支持すると共に、ユニット全体として天板２０２の支持点となるピンを中心に回動可能に構成されている。この場合、右側ユニット２１４ａの天板２０２の支持点（ピン２１２ａの位置）と、左側ユニット２１４ｂの天板２０２の支持点（ピンの位置）とは、左右方向において一致している。
【０１１３】
机２００に組み込まれた四足の接地機構２２０は、天板２０２、右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂに加え、右側ユニット２１４ａと左側ユニット２１４ｂとを左右方向において連結するトーションビーム２２２を更に有している。トーションビーム２２２の左右の各端部は、右側ユニット２１４ａの前脚体２０４ａおよび左側ユニットの前脚体２０４ｂの前面に、ピン２２４ａ，２２４ｂを介してそれぞれ回動可能に接続されている。また、トーションビーム２２２の左右方向の中間部は、天板２０２の前面に垂設したブラケット２２６に、ピン２２４ｃを介して回動可能に接続されている。
【０１１４】
そして、上記の実施例（実施例１、実施例３）で説明したように、トーションビーム２２２における三つのピン２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃの軸線は、右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂの非回動位置において同一平面内にある。また、この同一平面は、右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂの天板２０２の各支持点を結ぶ線に交差している。このようなトーションビーム２２２の取付け構造とすることで、右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂは、トーションビーム２２２によって回動位置が互いに逆位相となる。
【０１１５】
以上のように、本実施例によれば、例えば右側の前脚体２０４ａが段差等に乗り上げた場合（図２１に示す場合）には、右側ユニット２１４ａは、全体として後方側に回動する一方、左側ユニット２１４ｂに連結されたトーションビーム２２２によって前方への回動力を付与される。これにより、天板２０２は、左右の両ユニット２１４ａ，２１４ｂに対し、ニュートラルに保たれるようになる。
【０１１６】
したがって、本実施例の机２００は、段差等の不整地に置かれた場合であっても、四つ全ての脚体２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａ，２０６ｂの接地性を確保することができる。このため、机２００は、接地面の影響によってぐらつくことが抑制される。また、不整地に置かれた場合でも、天板２０２の傾斜の変化を抑制することができるため、天板２０２上に載置させた物体の安定性を適切に確保することができる。
【０１１７】
なお、本実施例の説明において、「前後左右」は任意である。すなわち、図の見方を変えれば、例えば、右側ユニット２１４ａは前側ユニットとなるし、左側ユニット２１４ｂは後側ユニットとなる。いずれにせよ、前後左右の四つの脚体２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａ，２０６ｂの接地性が確保されることに変わりはない。また、トーションビーム２２２は、実施例３で説明したように一つあれば足りるが、例えば机２００の後側にもトーションビーム２２２を設けるなど、トーションビーム２２２の数や設置箇所は適宜設計変更することができる。トーションビーム２２２の形状は、断面略コ字状が好ましいが、本実施例のように平板状であってもよい。
【０１１８】
以上の本実施例の説明では、実施例３の四輪車両の接地機構３０を四足の接地機構２２０に適用した例について説明したが、もちろん実施例１や実施例２の四輪車両の接地機構３０を四足の接地機構２２０に適用することもできる。これらの適用例は同様であるため、特に図示しないが、概略以下のとおりである。
【０１１９】
例えば実施例１の四輪車両の接地機構３０を適用した四足の接地機構２２０は、上記の天板２０２、右側ユニット２１４ａ、左側ユニット２１４ｂおよびトーションビーム２２２を有するが、ブラケット２０８ａ，２０８ｂを有しない。もっとも、トーションビーム２２２は、例えば前後に少なくとも２本が設けられる。したがって右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動する。また、天板２０２と右側ユニット２１４ａとの間、および天板２０２と左側ユニット２１４ｂとの間には、天板２０２をこれらユニット２１４ａ，２１４ｂに支持させる支持機構が設けられており、この支持機構が円弧カムおよびカムフォロアから構成される。
【０１２０】
具体的には、右側ユニット２１４ａの連結部材２０８ａの上端面および左側ユニット２１４ｂの連結部材２０８ｂの上端面には、仮想回転中心に中心を有する円弧カムが隆起するように形成される。カムフォロアとなるコロは、天板２０２から垂設した支持ブラケット（例えば図１の符号８３）に保持され、円弧カムの周方向と同方向に円弧カムに転動する。このような構成により、右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂは、天板２０２に対して回動を許容された状態でこれを支持していると共に、トーションビーム２２２によって回動位置が互いに逆位相になる。
【０１２１】
また、実施例２の四輪車両の接地機構３０を適用した四足の接地機構２２０は、同様に、上記の天板２０２、右側ユニット２１４ａ、左側ユニット２１４ｂおよびトーションビーム２２２を有するが、ブラケット２０８ａ，２０８ｂを有しない。したがって、右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂは、左右方向において一致する仮想回転中心の回りを回動する。また、天板２０２と右側ユニット２１４ａとの間、および天板２０２と左側ユニット２１４ｂとの間には、天板２０２をこれらユニット２１４ａ，２１４ｂに支持させる支持機構が設けられており、この支持機構が台形リンクから構成される。
【０１２２】
具体的には、支持機構は、天板２０２および右側ユニットの連結部材２０８ａと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、天板２０２および左側ユニットの連結部材２０８ｂと協働して台形リンクを構成する一対のリンクと、を有する。天板２０２の側面が台形の上底となり、連結部材２０８ａ，２０８ｂの外側面（あるいは内側面）が台形の下底となる。そして、右側および左側の各一対のリンクが向かう基準点は、右側および左側の各ユニット２１４ａ，２１４ｂの仮想回転中心の近傍（例えば仮想回転中心の僅かに下方）に位置している。このような構成により、右側ユニット２１４ａおよび左側ユニット２１４ｂは、天板２０２に対して回動を許容された状態でこれを支持していると共に、トーションビーム２２２によって回動位置が互いに逆位相になる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】実施形態に係る農作業用四輪車両を示す外観斜視図である。
【図２】実施例１に係る四輪車両を示し、その一つの車輪が段差に乗り上げた状態を示す外観斜視図である。
【図３】実施例１に係る四輪車両の構成を示す平面図である。
【図４】実施例１に係る四輪車両の構成を示す正面図である
【図５】実施例１に係る四輪車両の構成を示す右側面図である。
【図６】図３と同様の平面図であり、メインフレームを水平に支持した状態でサイドフレームを回動させた状態を示す図である。
【図７】図４と同様の正面図であり、メインフレームを水平に支持した状態でサイドフレームを回動させた状態を示す図である。
【図８】図５と同様の右側面図であり、メインフレームを水平に支持した状態でサイドフレームを回動させた状態を示す図である。
【図９】実施例２に係る四輪車両を示し、図２と同様の外観斜視図である。
【図１０】実施例２に係る四輪車両の構成を示す平面図である。
【図１１】実施例２に係る四輪車両の構成を示す正面図である。
【図１２】実施例２に係る四輪車両の構成を示す右側面図である。
【図１３】実施例３に係る四輪車両を示し、図２と同様の外観斜視図である。
【図１４】実施例３に係る四輪車両の構成を示す平面図である。
【図１５】実施例３に係る四輪車両の構成を示す正面図である。
【図１６】実施例３に係る四輪車両の構成を示す右側面図である。
【図１７】四輪車両の一部のフレームの枠組みを拡大して示す拡大斜視図である。
【図１８】図１７のフレームの枠組みを分解して示す分解斜視図である。
【図１９】フレームの枠組みに用いるジョイント部材を示す斜視図である。
【図２０】ジョイント部材で固定した状態のフレームの小口を示す図である。
【図２１】実施例６に係る四足の接地機構を組み込んだ机を示す外観斜視図である。
【図２２】図２１と同様の外観斜視図であり、回動状態の机を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  農作業システム、２  圃場、３  舗装路、４  制御車、５  作業車、２２  メインフレーム、３０  四輪車両の接地機構、３１ａ  右前輪、３１ｂ  左前輪、３２ａ  右後輪、３２ｂ  左後輪、３３ａ  右側サイドフレーム、３３ｂ  左側サイドフレーム、３４  トーションビーム、３５  支持機構、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ  ピン、８１  円弧カム、８２  コロ、１１１ｃ、１１２ｃ  リンク、１１１ｄ、１１２ｄ  リンク  、１１８ａ、１１８ｂ  ブラケット、２００  机（構造体）、２０２  天板（ベース）、２０４ａ  右前脚体、２０４ｂ  左前脚体、２０６ａ  右後脚体、２０６ｂ  左後脚体、２１４ａ  右側ユニット、２１４ｂ  左側ユニット、２２０  四足の接地機構、２２２  トーションビーム、Ａ  仮想回転中心、Ｂ  基準点、Ｃ  支持点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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