JP2022047238A

JP2022047238A - 作業車両

Info

Publication number: JP2022047238A
Application number: JP2020153041A
Authority: JP
Inventors: 徹司村上; Tetsuji Murakami
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-03-24
Also published as: JP2024114791A

Abstract

【課題】複動式の補助シリンダ機構を備える作業車両において、安定して昇降操作できる作業車両を提供する。【解決手段】機体に昇降自在に連結する作業機を昇降連動する主シリンダ機構７７を備え、主シリンダ機構７７によって上下に回動するリフトアーム７２Ｌ，７２Ｒと機体との間に補助シリンダ機構９５を備えた作業車両において、補助シリンダ機構９５を複動型に構成して作業機上昇側においては伸張作動し下降側においては短縮作動させる補助シリンダ制御バルブユニット１００，１００Ａを設け、補助シリンダ制御バルブユニット１００，１００Ａと補助シリンダ機構９５を接続する油路１０７は、補助シリンダ機構９５の伸張作動中は戻り油をタンクに排出し、補助シリンダ機構９５を短縮作動させるときは圧油供給用の油路とした。【選択図】図５

Description

本発明は、機体後部に作業機を昇降可能に装着する農業用トラクタのごとき作業車両に関し、特に作業機昇降用の主シリンダ機構に加えて補助シリンダ機構を備えた油圧昇降装置に関する。

従来の農業用トラクタに連結する作業機を昇降するためのリフトアームは、ミッションケース上部の油圧シリンダケース内に設ける主シリンダ機構によって上下回動する構成に加え、油圧力を増加させる目的でリフトアームに直接連結する補助シリンダ機構を備える構成が公知である（特許文献１）。

特開２０１９－２０８３９８号公報

ところで、特許文献１においては、下降時は作業機の自重で下降しつつ上昇側の油路はタンクと連通して圧油を排出している。そして下降時に作業機を地面に押し付けるため、補助シリンダに複動式を採用する場合には、主シリンダ機構と補助シリンダ機構への圧油の給排を旨く連動させなければ作業機昇降の挙動を安定させることが困難であった。

本発明は、上記に鑑み複動式の補助シリンダ機構を備える作業車両において、安定して昇降操作できる作業車両を提供することを課題とする。

この発明は、上記課題を解決すべく次のような技術的手段を講じた。

請求項１に記載の発明は、機体に昇降自在に連結する作業機を昇降連動する主シリンダ機構７７を備え、該主シリンダ機構７７によって上下に回動するリフトアーム７２Ｌ，７２Ｒと機体との間に補助シリンダ機構９５を備えた作業車両において、補助シリンダ機構９５を複動型に構成して作業機上昇側においては伸張作動し下降側においては短縮作動させる補助シリンダ制御バルブユニット１００，１００Ａを設け、補助シリンダ制御バルブユニット１００，１００Ａと補助シリンダ機構９５を接続する油路１０７は、補助シリンダ機構９５の伸張作動中は戻り油をタンクに排出し、補助シリンダ機構９５を短縮作動させるときは圧油供給用の油路とした。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、補助シリンダ制御バルブユニット１００は、ポンプ７０からの圧油を主シリンダ機構７７側へ連通する油路１０６と補助シリンダ機構９５側に分流する分流バルブ１０５、補助シリンダ機構９５による短縮作動の要否を選択する第１制御バルブ１０８、圧油を前記油路１０７に供給し又は補助シリンダ機構９５からの戻り油をタンクに排出すべく切り換わる第２制御バルブ１０９を備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、補助シリンダ制御バルブユニット１００Ａは、ポンプ７０からの圧油を減圧してアシストシリンダ回路の油路１０７の圧力を制御する減圧バルブ１１１と、主シリンダ機構７７側へ連通する油路１０６を開閉作動する方向制御バルブ１１２と当該方向制御バルブ１１２と並列にチェックバルブ１１３と、圧油を前記油路１０７に供給し又は補助シリンダ機構９５からの戻り油をタンクに排出すべく切り換わる制御バルブ１１４を備えた。

請求項１～請求項３に記載の発明により、補助シリンダ機構９５は複動型に設けられ、作業機昇降指令と連動して補助シリンダ機構９５への油路１０７を切り替え操作することにより該油路１０７への空気混入を防止し、補助シリンダ機構９５の伸縮作動を安定させることができる。

本発明における実施の形態のトラクタの概略側面図である。本発明における実施の形態のトラクタの概略背面図である。本発明における実施の形態のトラクタの変速装置の伝動機構を示す線図である。本発明における実施の形態のシリンダケース部の平面図（Ａ）、及び一部断面切断した側面図（Ｂ）である。本発明における実施の形態の油圧回路図である。本発明における実施の形態のミッションケース後部の作業機連結装置を示す一部省略した斜視図である。本発明における実施の形態の作業機連結装置の側面図（Ａ）、背面図（Ｂ）、及び連結ピン部材の断面図（Ｃ）である。本発明における実施の形態の油圧回路図である。本発明における実施の形態の左右補助シリンダ機構形態の油圧回路図である。本発明における実施の形態の左右補助シリンダ機構形態の斜視図である。本発明における実施の形態の左右補助シリンダ機構形態の分解斜視図（Ａ）、バルブ組立て斜視図（Ｂ）である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１～図４に示す本実施形態のトラクタ１は、動力源が発生する動力によって、自走しながら圃場等での作業を行う農用トラクタである。トラクタ１は、前輪２と、後輪３と、動力源としてのエンジン４と、変速装置（トランスミッション）５とを備えている。このうち、前輪２は、主に操舵用の車輪、すなわち、操舵輪として設けられる。後輪３は、主に駆動用の車輪、すなわち、駆動輪として設けられる。後輪３には、機体前部のボンネット６内に搭載されるエンジン４で発生した回転動力を、変速装置（トランスミッション）５で適宜減速して伝達可能になっており、後輪３は、この回転動力によって駆動力を発生する。また、この変速装置５は、エンジン４で発生した回転動力を、必要に応じて前輪２にも伝達可能になっており、この場合は、前輪２と後輪３との四輪が駆動輪となり駆動力を発生する。すなわち、変速装置５は、二輪駆動と四輪駆動との切り替えが可能になっており、エンジン４の回転動力を減速し、減速された回転動力を前輪２、後輪３に伝達可能である。また、トラクタ１は、機体後部に、ロータリ（図示省略）等の作業機を装着可能な（３点リンク連結装置ともいう）連結装置７が配設されている。連結装置７は、例えば、中央上部のトップリンクであるリンク７ａや下部左右のロアリンク７ｂ，７ｂからなる３点リンクとされ、トラクタ１の機体後部に作業機を連結する。トラクタ１は、後術のように左右のリフトアームを油圧で回動することで、リフトロッド、このリフトロッドと連結しているロアリンク７ｂ等を介して作業機を昇降させることができる。

トラクタ１は、機体上の操縦席８の周りはキャビン９で覆われている。トラクタ１は、キャビン９の内部において、操縦席８前側のダッシュボード１０からステアリングハンドル１１が立設されると共に、操縦席８の周りにクラッチペダル、ブレーキペダル、アクセルペダル等の各種操作ペダルや前後進レバー、変速レバー等の各種操作レバーが配置されている。

図５は、変速装置５のミッションケース１２内の伝動機構１３を示す線図である。変速装置５は、ミッションケース１２（図１参照）と、このミッションケース１２内に配置されエンジン４から後輪３等へ回転動力を伝達する伝動機構１３とを含んで構成される。伝動機構１３は、エンジン４からの回転動力を前輪２、後輪３、及び、機体に装着した作業機に伝達し、これらをエンジン４からの回転動力によって駆動するものである。

具体的には、伝動機構１３は、入力軸１４、前後進切替機構１５、高低変速機構としてのＨｉ－Ｌｏ変速機構１６、主変速機構１７、副変速機構１８、２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９、ＰＴＯ駆動機構２０等を含んで構成される。伝動機構１３は、エンジン４が発生させた回転動力を入力軸１４、前後進切替機構１５、Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６、主変速機構１７、副変速機構１８を順に介して後輪３に伝達することができる。また、伝動機構１３は、エンジン４が発生させた回転動力を入力軸１４、前後進切替機構１５、Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６、主変速機構１７、副変速機構１８、２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９を順に介して前輪２に伝達することができる。さらに、伝動機構１３は、エンジン４が発生させた回転動力を入力軸１４、ＰＴＯ駆動機構２０を順に介して作業機に伝達することができる。

入力軸１４は、エンジン４の出力軸に結合されており、エンジン４からの回転動力が入力される。

前後進切替機構１５は、エンジン４から伝達された回転動力を、前進方向回転又は後進方向回転に切り替え可能なものである。前後進切替機構１５は、前進側ギヤ段１５ａ、後進側ギヤ段１５ｂ、（逆転ギヤともいう）逆転カウンタギヤ１５ｃ、油圧多板クラッチ形態の前進油圧多板クラッチＣ１、後進油圧多板クラッチＣ２を含んで構成される。前・後進油圧多板クラッチＣ１、Ｃ２は、係合／解放状態を切り替えることで前後進切替機構１５における動力の伝達経路を切り替え可能である。前後進切替機構１５は、前・後進油圧多板クラッチＣ１、Ｃ２の係合／解放状態に応じて入力軸１４に伝達された回転動力を、伝達経路を変えてカウンタ軸２１に伝達する。

前後進切替機構１５は、前進油圧多板クラッチＣ１が係合状態、後進油圧多板クラッチＣ２が解放状態である場合に、入力軸１４に伝達された回転動力を、前進側ギヤ段１５ａ、前進油圧多板クラッチＣ１を介して前進方向回転でカウンタ軸２１に伝達する。前後進切替機構１５は、前進油圧多板クラッチＣ１が解放状態、後進油圧多板クラッチＣ２が係合状態である場合に、入力軸１４に伝達された回転動力を後進側ギヤ段１５ｂ、逆転ギヤ１５ｃ、後進油圧多板クラッチＣ２を介して後進方向回転で、カウンタ軸２１に伝達する。これにより、前後進切替機構１５は、トラクタ１の前後進を切り替えることができる。

また、前後進切替機構１５は、メインクラッチとしても機能し、前・後進油圧多板クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放状態とすることで、ニュートラル状態となり、前輪２、後輪３側への動力伝達を遮断することができる。前後進切替機構１５は、例えば、作業員によって図外前後進切替レバーが操作されることで油圧制御によって前進、後進、ニュートラルを切り替えることができる。また、クラッチペダルを踏み込み操作することで前・後進油圧多板クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放状態にできる。

Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、エンジン４から伝達された回転動力を、高速段又は低速段で変速可能なものである。Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、Ｈｉ（高速）側ギヤ段１６ａ、Ｌｏ（低速）側ギヤ段１６ｂ、油圧多板クラッチ（Ｈｉ（高速）側クラッチ）Ｃ３、油圧多板クラッチ（Ｌｏ（低速）側クラッチ）Ｃ４を含んで構成される。油圧多板クラッチＣ３、Ｃ４は、係合／解放状態を切り替えることでＨｉ－Ｌｏ変速機構１６における動力の伝達経路を切り替え可能である。Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、油圧多板クラッチＣ３、Ｃ４の係合／解放状態に応じて、カウンタ軸２１に伝達された回転動力を、伝達経路を変えて変速軸２２に伝達する。Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、油圧多板クラッチＣ３が係合状態、油圧多板クラッチＣ４が解放状態である場合に、カウンタ軸２１に伝達された回転動力を、油圧多板クラッチＣ３、Ｈｉ側ギヤ段１６ａを介して変速して変速軸２２に伝達する。

Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、油圧多板クラッチＣ３が解放状態、油圧多板クラッチＣ４が係合状態である場合に、カウンタ軸２１に伝達された回転動力を、油圧多板クラッチＣ
４、Ｌｏ側ギヤ段１６ｂを介して変速して変速軸２２に伝達する。これにより、Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、エンジン４からの回転動力をＨｉ側ギヤ段１６ａの変速比、あるいは、Ｌｏ（低速）側ギヤ段１６ｂの変速比で変速して後段に伝達することができる。Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、例えば、作業員によって図外Ｈｉ－Ｌｏ切替スイッチ（高低変速操作スイッチ）がオン／オフされることで油圧制御によってＨｉ（高速）側、Ｌｏ（低速）側を切り替えることができ、高速と低速の２段のうちのいずれかで変速することができる。また、Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６は、上記の構成によりトラクタ１の走行中に変速可能である。

主変速機構１７は、エンジン４から伝達された回転動力を、複数の変速段のいずれかで変速可能である。主変速機構１７は、シンクロメッシュ式の変速機構であり、ここでは、エンジン４から前後進切替機構１５、及び、Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６を介して伝達される回転動力を変速可能である。主変速機構１７は、複数の変速段として第１速ギヤ段１７ａ、第２速ギヤ段１７ｂ、第３速ギヤ段１７ｃ、第４速ギヤ段１７ｄ、第５速ギヤ段１７ｅ、第６速ギヤ段１７ｆを含んで構成される。主変速機構１７は、第１速ギヤ段１７ａ～第６速ギヤ段１７ｆの変速軸２２との結合状態に応じて、変速軸２２に伝達された回転動力を、第１速ギヤ段１７ａ～第６速ギヤ段１７ｆのいずれかを介して変速して変速軸２３に伝達する。これにより、主変速機構１７は、エンジン４からの回転動力を第１速ギヤ段１７ａ～第６速ギヤ段１７ｆのいずれかの変速比で変速して後段に伝達することができる。主変速機構１７は、例えば、作業員によって主変速操作レバーが操作されることで複数の変速段のうちの１つを選択し切り替えることができ、第１速ギヤ段１７ａ～第６速ギヤ段１７ｆの６段のうちのいずれかで変速することができる。また、主変速機構１７は、上記の構成によりトラクタ１の走行中に変速可能である。

副変速機構１８は、エンジン４から前後進切替機構１５、Ｈｉ－Ｌｏ変速機構１６、及び、主変速機構１７を順に介して伝達される回転動力を変速可能である。副変速機構１８は、第１副変速機２４、第２副変速機２５等を含んで構成され、変速軸２３に伝達された回転動力を、第１副変速機２４、第２副変速機２５等を介して変速して変速軸２６に伝達する。第１副変速機２４は、エンジン４から伝達され主変速機構１７等で変速された回転動力を高速段又は低速段で変速して駆動輪である後輪３側に伝達可能である。第２副変速機２５は、エンジン４から伝達され主変速機構１７等で変速された回転動力を第１副変速機２４よりもさらに低速の超低速段で変速して駆動輪である後輪３側に伝達可能である。なお、第２副変速機２５は仕様の簡素化等が求められる場合には省略するものである。

副変速機構１８の第１副変速機２４は、第１ギヤ２４ａ、第２ギヤ２４ｂ、第３ギヤ２４ｃ、第４ギヤ２４ｄ、シフタ２４ｅを含んで構成される。第１ギヤ２４ａは、変速軸２３と一体回転可能に結合され変速軸２３からの回転動力が伝達（入力）される。第２ギヤ２４ｂは、第１ギヤ２４ａと噛み合っている。第３ギヤ２４ｃは、第２ギヤ２４ｂと一体回転可能に結合されている。第４ギヤ２４ｄは、第３ギヤ２４ｃと噛み合っている。シフタ２４ｅは、第１ギヤ２４ａ、第４ギヤ２４ｄと変速軸２６との結合状態を切り替えるものである。すなわち、変速軸２６と一体に設けるクラッチ爪２６ａと、第１ギヤ２４ａに一体のクラッチ爪２４ａｃと、第４ギヤ２４ｄに一体のクラッチ爪２４ｄｃとが同径同歯数に形成されて隣接状態に配置されており、シフタ２４ｅがクラッチ爪２６ａとクラッチ爪２４ａｃが同時係合すると第１ギヤ２ａから変速軸２６に動力が伝わり、クラッチ爪２６ａとクラッチ爪２４ｄｃが同時係合すると第４ギヤ２４ｄから変速軸２６に動力が伝わる構成である。なおシフタ２４ｅがクラッチ爪２４ａｃ及びクラッチ爪２４ｄｃのいずれにも係合しない位置にシフト可能に各クラッチ爪を配置構成している。

シフタ２４ｅは、第１ギヤ２４ａと変速軸２６とを一体回転可能に結合するＨｉ（高速）側位置、第４ギヤ２４ｄと変速軸２６とを一体回転可能に結合するＬｏ（低速）側位置、第１ギヤ２４ａ、第４ギヤ２４ｄのいずれもが変速軸２６と結合せず、解放される中立位置（ニュートラル位置）に移動可能である。第１副変速機２４は、シフタ２４ｅの位置に応じて、変速軸２３に伝達された回転動力を、伝達経路を切り替えて変速軸２６に伝達する。

副変速機構１８の第２副変速機２５は、第１ギヤ２５ａ、第２ギヤ２５ｂ、第３ギヤ２５ｃ、第４ギヤ２５ｄ、シフタ２５ｅを含んで構成される。第１ギヤ２５ａは、第１副変速機２４の第４ギヤ２４ｄと一体回転可能に結合されている。第２ギヤ２５ｂは、第１ギヤ２５ａと噛み合っている。第３ギヤ２５ｃは、第２ギヤ２５ｂと一体回転可能に結合されている。第４ギヤ２５ｄは、第３ギヤ２５ｃと噛み合っている。シフタ２５ｅは、第４ギヤ２５ｄと変速軸２６との結合状態を切り替えるものである。すなわち、変速軸２６と一体に設けるクラッチ爪２６ｂと、第４ギヤ２５ｄに一体のクラッチ爪２５ｄｃとが同径同歯数に形成されて隣接状態に配置されており、シフタ２５ｅがクラッチ爪２６ｂとクラッチ爪２５ｄｃが同時係合すると第４ギヤ２５ｄから変速軸２６に動力が伝わる構成である。

シフタ２５ｅは、第４ギヤ２５ｄと変速軸２６とを一体回転可能に結合する超Ｌｏ（超低速）側位置、第４ギヤ２５ｄと変速軸２６とが結合されず、解放される中立位置（ニュートラル位置）に移動可能である。この場合は、変速軸２６の回転は、第１副変速機２４のシフタ２４ｅ位置に支配される。第２副変速機２５は、シフタ２５ｅの位置に応じて、変速軸２３に伝達された回転動力を、伝達経路を切り替えて変速軸２６に伝達する。第２副変速機２５は、第１副変速機２４がニュートラルの状態で、シフタ２５ｅが超Ｌｏ側位置にある場合、変速軸２３に伝達された回転動力を、第１副変速機２４の第１ギヤ２４ａから、第２ギヤ２４ｂ、第３ギヤ２４ｃ、第４ギヤ２４ｄ、第２副変速機２５の第１ギヤ２５ａ、第２ギヤ２５ｂ、第３ギヤ２５ｃ、第４ギヤ２５ｄ、シフタ２５ｅを介して順次減速して変速軸２６に伝達する。これにより、第２副変速機２５は、エンジン４からの回転動力を、第２ギヤ２４ｂ、第３ギヤ２４ｃ、第４ギヤ２４ｄ、第１ギヤ２５ａ、第２ギヤ２５ｂ、第３ギヤ２５ｃ、第４ギヤ２５ｄを介した超Ｌｏ（超低速）側の変速比で変速して後段に伝達することができる。また、第２副変速機２５は、シフタ２５ｅが中立位置にある場合、第４ギヤ２５ｄが変速軸２６に対して空転する状態、すなわち、ニュートラルの状態となる。

したがって、副変速機構１８は、変速軸２３に伝達された回転動力を、第１副変速機２４と第２副変速機２５とを組み合わせることで、高速と低速と超低速の３段のうちのいずれかで変速して変速軸２６に伝達することができる。

そして、変速装置５の伝動機構１３は、変速軸２６に伝達された回転動力を、後輪デフ２７、後車軸２８、減速用の遊星歯車減速機構２９等を介して後輪３に伝達する。この結果、トラクタ１は、後輪３がエンジン４からの回転動力により駆動輪として回転駆動する。

２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９が油圧多板クラッチＣ６、Ｃ７を含んで構成されると共に、前輪増速機構としても機能する。２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９は、伝達軸１９ａ、Ｈｉ（高速）側ギヤ段１９ｂ、Ｌｏ（低速）側ギヤ段１９ｃ、油圧多板クラッチ（Ｌｏ（低速）側クラッチ）Ｃ６、油圧多板クラッチ（Ｈｉ（高速）側クラッチ）Ｃ７、伝達軸１９ｄを含んで構成される。油圧多板クラッチＣ６、Ｃ７は、係合／解放状態を切り替えることで２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９における動力の伝達経路を切り替え可能である。２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９は、油圧多板クラッチＣ６、Ｃ７の係合／解放状態に応じて、伝達軸１９ａに伝達された回転動力を、伝達経路を変えて伝達軸１９ｄに伝達する。２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９は、油圧多板クラッチＣ６が係合状態、油圧多板クラッチＣ７が解放状態である場合に、伝達軸１９ａに伝達された回転動力を、Ｌｏ側ギヤ段１９ｃ、油圧多板クラッチＣ６を介して変速して伝達軸１９ｄに伝達する。

２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９は、変速軸２６に伝達された回転動力を、前輪２側に伝達するか否かを切り替えるものである。２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９は、伝達軸１９ａ、Ｈｉ側ギヤ段１９ｂ、Ｌｏ側ギヤ段１９ｃ、伝達軸１９ｄ、シフタ１９ｅ含んで構成される。伝達軸１９ａは、変速軸２６からの回転動力が、ギヤ３０、ギヤ３１、伝達軸３２、カップリング３３等を介して伝達（入力）される。第１ギヤとしてのＨｉ側ギヤ段１９ｂは、伝達軸１９ａが挿入され、当該伝達軸１９ａに対して相対回転可能に組み付けられる。

変速装置５の伝動機構１３は、伝達軸１９ｄに伝達された回転動力を、前輪デフ３４、前車軸３５、縦軸３６、遊星歯車減速機構３７等を介して前輪２に伝達する。この結果、トラクタ１は、前輪２及び後輪３がエンジン４からの回転動力により駆動輪として回転駆動し、四輪駆動で走行することができる。２ＷＤ／４ＷＤ切替機構１９は、油圧多板クラッチＣ６、Ｃ７が共に解放状態となることで、伝達軸１９ａに伝達された回転動力の伝達軸１９ｄ側への動力伝達が遮断される。この結果、トラクタ１は、二輪駆動で走行することができる。

ＰＴＯ駆動機構２０は、エンジン４から伝達される回転動力を変速して機体後部のＰＴＯ軸４０（図２，図３参照）から作業機に出力することで、エンジン４からの動力によって作業機を駆動するものである。ＰＴＯ駆動機構２０は、ＰＴＯクラッチ機構３８、ＰＴＯ変速機構３９、ＰＴＯ軸４０等を含んで構成される。

ＰＴＯクラッチ機構３８は、ＰＴＯ軸４０側への動力の伝達と遮断とを切り替えるものである。ＰＴＯクラッチ機構３８は、ギヤ３８ａ、油圧多板クラッチＣ５、伝達軸３８ｂを含んで構成される。ギヤ３８ａは、入力軸１４と一体回転可能に結合されたギヤ４１と噛み合っている。油圧多板クラッチＣ５は、係合／解放状態が切り替わることで、ギヤ３８ａと伝達軸３８ｂとの間の動力の伝達状態を切り替えるものである。ＰＴＯクラッチ機構３８は、油圧多板クラッチＣ５が係合状態となることでＰＴＯ軸４０側へ動力を伝達するＰＴＯ駆動状態となり、入力軸１４からギヤ４１を介してギヤ３８ａに伝達された回転動力を、油圧多板クラッチＣ５を介して伝達軸３８ｂに伝達する。ＰＴＯクラッチ機構３８は、油圧多板クラッチＣ５が解放状態となることでＰＴＯ軸４０側への動力の伝達が遮断されたＰＴＯ非駆動状態（ニュートラル状態）となり、ギヤ３８ａに伝達された回転動力の伝達軸３８ｂ側への伝達が遮断される。

なお、このトラクタ１は、ギヤ３８ａと噛み合うギヤ７０ａ、当該ギヤ７０ａと噛み合うギヤ７０ｂ等を介して（油圧ポンプ、またはギヤポンプともいう）ポンプ７０が設けられている。ギヤポンプ７０は、伝動機構１３等の油圧系統に油圧を付与するものである。

ＰＴＯ変速機構３９は、ＰＴＯ軸４０側に動力を伝達する際に変速を行うものである。ＰＴＯ変速機構３９は、Ｈｉ（高速）側ギヤ段３９ａ、Ｌｏ（低速）側ギヤ段３９ｂ、伝達軸３９ｃ、シフタ３９ｄを含んで構成される。ＰＴＯ変速機構３９は、シフタ３９ｄの位置に応じて、伝達軸３８ｂに伝達された回転動力を、Ｈｉ側ギヤ段３９ａ、あるいは、Ｌｏ側ギヤ段３９ｂを介して変速して、伝達軸３９ｃに伝達する。

ＰＴＯ軸４０は、自在継ぎ手軸（図示せず）を介して作業機側入力軸（図示せず）に結合され、エンジン４からの回転動力を作業機に伝達するものである。ＰＴＯ軸４０は、伝達軸３９ｃが機体中心から偏った位置にあるため、第１ギヤ４４、第２ギヤ４５等を介して伝動可能に機体左右中心に配置される。

前記ミッションケース１２の後上面にシリンダケース７１を装着し、主シリンダ機構７７を構成する。すなわち、このシリンダケース７１には左右横軸芯のリフトアーム軸７２を回動自在に支持し、シリンダケース７１内部にはピストンを備え、このピストンに連結するロッド部７３と上記リフトアーム軸７２中央のロッド受け部７２aを連携してピストン機構の伸張によってリフトアーム軸７２を図４（Ｂ）中矢印方向に回動作動させる構成である。リフトアーム軸７２の左右にはリフトアーム７２Ｌ，７２Ｒが装着されており、これらリフトアーム軸７２，ピストン，ロッド部７３，リフトアーム７２Ｌ，７２Ｒをもって主シリンダ機構７７を構成し、後述のように作業機を昇降連動できる構成である。

主シリンダ機構７７には、シリンダケース７１部への圧油の供給又は排出によってピストンを往復摺動させるため、この圧油の供給又は排出を司る（油圧制御バルブ、または作業機昇降制御バルブともいう）昇降制御バルブ７４を設けるが、この昇降制御バルブ７４は、作業機上昇側７４Ｕ及び作業機下降側７４Ｄのいずれも所謂比例制御弁形態として並列状態にバルブ本体内に配置させ、シリンダケース７１の上面に装着される。

前記主シリンダ機構７７のリフトアーム軸７２の一側（図例では左側）に、リフトアームセンサ７８を装着している。このリフトアームセンサ７８は、リフトアーム７２Ｌ，７２Ｒの昇降角度を検知することにより、作業機のポジションコントロール（位置制御）を行い、あるいは作業機の作業状態・非作業状態を判定するものである。すなわち、センサブラケット７９をシリンダケース７１に吊下げ状にボルト締結によって支持し、該センサブラケット７９にポテンショメータ形態のリフトアームセンサ７８を着脱自在に固定する構成である。

図６に示すように、ミッションケース１２の後部に、トレーラ等作業機のヒッチ機構８０を構成している。このヒッチ機構８０は、（作業機連結ピンともいう）連結ピン８１を上下方向に挿入できる上下一対のヒッチ板８２ａ，８２ａと左右の側板８２ｂ，８２ｂとからなるヒッチ枠８２、及びミッションケース１２の後部にボルト等により強固に装着するベース部材８３を備える。

上記ベース部材８３は、左右に対向する縦プレート８３ａ，８３ａ、これらを連結する連結プレート８３ｂを門型にして溶接などの手段により一体構成するものであり、ミッションケース１２の後面に連結プレート８３ｂを接合するとともに複数（４本）のボルト８４ａ，８４ａ…で締結する。加えて実施例では、該連結プレート８３ｂの下端側前方に向け固定用ブラケット８３ｃを溶接による手段によって設け、該固定用ブラケット８３ｃはミッションケース１２の下面にボルト８４ｂ，８４ｂによって締結される構成である。なお、縦プレート８３ａ，８３ａは上下に長く形成され、連結プレート８３ｂは縦プレート８３ａ，８３ａの中間部から下方に形成されるものである。

ミッションケース１２の後部に装着された上記ベース部材８３に対して、ヒッチ枠８２を２本の長尺ピン８５，８５で着脱自在に連結する構成である。また、ヒッチ枠８２の上下一対のヒッチ板８２ａ，８２ａには上下対応する個所にピン孔８２ｃ，８２ｃを形成し、上下方向に前記作業機連結ピン８１を挿通離脱可能に装着する。これによってトレーラや各種作業機を連結して牽引することができる。

ミッションケース１２の後部において、前記３点リンク連結装置７を設けている。図１３において、３点リンク連結装置７は、上部中央のトップリンクであるリンク７ａと下部左右のロアリンク７ｂ，７ｂからなり、このうち、トップリンクであるリンク７ａは、ミッションケース１２の後部にボルト締結によって着脱自在に連結するトップリンクブラケット９０にその一端側基端部に装着するリンクボール部に連結ピンを介して上下回動自在に連結しており、他端側には作業機の連結用ピンの挿通孔を備える。ロアリンク７ｂ，７ｂは、ミッションケース１２の左右後下部、又は該ミッションケース１２の左右側面に連結するリヤアクスルケース９１，９１にロアリンクブラケット（図示せず）を一体的に成形し、ロアリンクであるリンク７ａの先端側リンクボール部に連結ピンを介して連結する。ロアリンク７ｂ，７ｂの後端側にはリンクボールを装着して作業機を連結ピン９２，９２で連結できる構成としている。ロアリンク７ｂ，７ｂの途中部には夫々リフトロッド９３，９３を連結し、該リフトロッド９３，９３はミッションケース１２後上部の主シリンダ機構７７を構成する左右のリフトアーム７２Ｌ，７２Ｒに連結されており、前記主シリンダ機構７７によって昇降連動できる構成である。

図７に示すように、主シリンダ機構７７には補助シリンダ機構９５を付加している。補助シリンダ機構９５のシリンダ部９５ａの下端側を前記ヒッチ機構８０のベース部材８３を利用して支持するとともに（図７（Ｃ））、摺動軸９５ｂの上端を前記左・右リフトアームの一方（図例では左側のリフトアーム７２Ｌ）に連結している。該補助シリンダ機構９５は所謂複動シリンダ型に構成され、主シリンダ機構７７への圧油の供給一部を受けて伸張しリフトアーム７２Ｌ，７２Ｒによる作業機上昇をアシストし、又は後述の補助シリンダ制御ユニットからの圧油供給によって短縮作動し作業機を強制下降する。

補助シリンダ機構９５の下端はベース部材８３の一側の縦プレート８３ａ（図例では左側）から突設した支持ピン９６を介して連結している。詳細には、縦プレート８３ａの下部側に貫通孔を設け、支持ピン９６の径大部９６ａ側を挿入して溶接にて固定する。標準径部９６ｂに補助シリンダ機構９５のシリンダ部９５ａの下端側に形成した連結孔を貫通して連結している。回動を固定の支持ピン９６に対してシリンダ部９５ａ側を回動可能に連結して補助シリンダ機構９５の伸縮動を可能に構成している。

ここで、図５に基づいて本実施例のトラクタの油圧回路の概要を説明する。前記油圧ポンプ７０による圧油は、一旦後述の（補助シリンダ制御ユニット、または補助シリンダバルブユニットともいう）補助シリンダ制御バルブユニット１００を経由して外部油圧制御バルブ１０１（図例では２連バルブ１０１ａ，１０１ｂ）に入り、この外部油圧制御バルブ１０１にアンロード状態に迂回する（連通油路ともいう）油路１０２を形成し、この油路１０２を介して前記作業機昇降制御バルブ７４に圧油が供給される構成としている。なお、補助シリンダ制御ユニット１００及び外部油圧制御バルブ１０１は、シリンダケース７１の後部上面に取り付けられている。そして、前記油圧ポンプ７０による高圧油は、リリーフバルブ１０３に接続され、ポンプ７０と補助シリンダ制御ユニット１００のポンプポート（Ｐポート）に渡って高圧ホース１０４を介して接続されている。また、前記補助シリンダ制御ユニット１００の分流バルブ１０５で分流された圧油の一方は補助シリンダ制御ユニット１００の圧油制御ユニット１００ａ側へ、他方は外部油圧制御バルブ１０１への（連通油路ともいう）油路１０６に供給され、さらに、外部油圧制御バルブ１０１のＮポートから作業機昇降制御バルブ７４への前記油路１０２が、シリンダケース７１に穿設される構成であり、作業機昇降制御バルブ７４、補助シリンダ制御ユニット１００及び外部油圧制御バルブ１０１はシリンダケース７１面に対して密封状態で装着されている。

前記補助シリンダ制御ユニット１００について、前記外部油圧制御バルブ１０１にアンロード状態で接続する油路１０２のほか、前記補助シリンダ機構９５への油路１０７に対応するポートを備える。そして、前記分流バルブ１０５、この分流バルブ１０５からの圧油を常時は外部油圧制御バルブ１０１側への連通油路１０２に連通しソレノイド励磁によって切り換える第１制御バルブ１０８、第１制御バルブ１０８からの圧油を受けてソレノイド励磁によって補助シリンダ機構９５側に連通する第２制御バルブ１０９等を備える。なお、第２制御バルブ１０９について常時は油路１０７からの戻り油をタンクに還元するタンクポート（Ｔポート）に通じる構成である。

前記分流バルブ１０５、第１制御バルブ１０８及び連通油路１０６から第２制御バルブ１０９への補助油の供給を許容するチェックバルブ１１０をもって圧油制御ユニット１００ａが構成され、この圧油制御ユニット１００ａのうち特に第１制御バルブ１０８の切換えによって補助シリンダ機構９５による作業機の強制下降の要否を選択できる構成としている。

したがって、前記補助シリンダ機構９５への圧油の供給・排出制御は、以下のように行われる。作業機を上昇連動する場合は、主シリンダ機構７７への圧油の供給・排出制御を司る前記作業機昇降用の油圧制御バルブ７４と同一の制御形態となるよう主シリンダ機構７７のシリンダ部への圧油供給で伸長作動を行うと同時に、これと並列に設けられる補助シリンダ機構９５へ圧油一部が供給されこれを伸長作動する。油圧制御バルブ７４から主シリンダ機構７７のシリンダ部及び補助シリンダ機構９５のシリンダ部９５ａへの油圧供給については、作業機昇降制御バルブ７４の作業機上昇側７４Uの励磁によって、リフトアーム軸７２上昇回動側に制御された制御圧力油が、当該バルブ本体及びシリンダケース７１に形成された（バルブ本体油路ともいう）油路７４ａ（図５）を経て主シリンダ機構としての主シリンダ機構７７に供給される。そして、このバルブ本体油路７４ａを分岐して分岐油路７４ｂ（同図）がバルブ本体又はシリンダケース７１に形成される。この分岐油路７４ｂの出口に、補助シリンダ用の配管９５ｃが接続される構成であり、この配管９５ｃを通じて供給される圧油によって補助シリンダ機構９５を伸長する構成としている。

また、リフトアーム軸７２下降回動側の制御については、作業機昇降制御バルブ７４の作業機下降側７４Ｄの励磁によってバルブ本体油路７４ａを還元通路に切り換えて主シリンダ機構７７の作動圧油及び補助シリンダ機構９５の伸長用作動圧油をタンクへ排出し、作業機の下降を許容する。そして、補助シリンダ制御ユニット１００の第１制御バルブ１０８を励磁し、第２制御バルブ１０９を励磁すると圧油が油路１０７から補助シリンダ機構９５短縮側に供給され、作業機は強制下降制御されるものである。この場合において、第２制御バルブ１０９は、主シリンダ機構としての主シリンダ機構７７に下げ位置を指示するコントロールレバー位置センサ（図示せず）と、実際の作業機位置を検知するリフトアームセンサ７８のフィードバックにより切り替え作動するよう構成することにより精度良く作業機の強制下降を行うことができる。

なお、前記チェックバルブ１１０は、前記連通油路１０６から補助シリンダ機構９５の油路１０７への圧油供給を許容するもので、作業機下降作動時において、連通油路１０６の潤沢な流量から油路１０７すなわち補助シリンダ機構９５の短縮側油路に作動油を充填させるとともに、強制下降作動時において両油路を確実に遮断させることができる。

したがって、補助シリンダ機構９５を制御する補助シリンダ制御ユニット１００を設けて、補助シリンダ機構９５への油路１０７を第２制御バルブ１０９の開閉作動によって、作業機上昇時は補助シリンダ機構９５からの戻り油を油路１０７を経てタンクポートに還元し、かつ作業機下降時は補助シリンダ機構９５へ圧油を供給すべく補助シリンダ機構９５と補助シリンダバルブユニット１００を連通させるよう切り換える構成とするものである。従来補助シリンダ機構９５からの戻り油を還元する油路を常時タンクポートに連通状態とした場合、作業機下降作動時に補助シリンダ機構９５の上記油路に空気を吸い込んでしまい、強制下降操作時において安定した制御ができなくなる課題がある。ところが、上記の構成とすると、作業機昇降指令と連動して補助シリンダ機構９５への油路１０７を切り替え操作することにより該油路１０７への空気混入を防止し、補助シリンダ機構９５の伸縮制御を安定させることができる。

そして、第１制御バルブ１０８が非励磁の通常状態の場合には強制下降制御は選択されず作業機の自重で下降する。

図８は補助シリンダ制御ユニットの変形例を示し、補助シリンダ制御ユニット１００Ａは、高圧ホース１０４の圧油から減圧してアシストシリンダ回路の油路１０７の圧力を制御する減圧バルブ１１１と、連通油路１０６を開閉作動する方向制御バルブ１１２と当該方向制御バルブ１１２と並列にチェックバルブ１１３を備え、前記の第２制御バルブ１０９に相当する制御バルブ１１４によって、作業機強制下降操作の際は、補助シリンダ機構７５短縮側の推力を前記減圧バルブ１１１の設定圧力にて一定に制御する構成としている。

また、方向制御バルブ１１２と並列に配したチェックバルブ１１３は、方向制御バルブ１１２を作動させ油路１０６への流れを遮断させる際、減圧バルブ１１１の上流回路の圧力が、減圧バルブ１１１の設定圧力以上であって、リリーフバルブ１０３の設定圧力以下となるように設定している。チェックバルブ機能を具備しない場合には作動の都度油路圧力がメインのリリーフバルブ１０３の設定圧力迄上昇し油温上昇馬力損失に繋がるが、チェックバルブ１１３によって油路圧力を必要最小限に抑制でき、これら欠点を解消できる。

図６，図７の例のように単一の補助シリンダ機構９５を設ける仕様と、図９～図１１のように、左右両方に補助シリンダ機構９５L，９５Ｒを設ける仕様がある。

この左右両側の補助シリンダ機構９５L、９５Ｒの形態では、単一の補助シリンダ機構の形態や、補助シリンダ機構を備えない仕様に対して、リフトアーム７２Ｌ，７２Ｒによる揚力を増大化させることができる。

なお、左右両側の補助シリンダ機構９５Ｌ，９５Ｒによる仕様の補助シリンダ用配管は前記単一の補助シリンダ用の配管９５ｃにもう一本の補助シリンダ用の配管９５ｄを加えて構成される。左補助シリンダ用の配管９５ｃ及び右補助シリンダ用の配管９５ｄの接続構成について説明する。前記作業機昇降制御バルブ７４に連通しシリンダケース７１の前部に開口する前記油供給ポート７４ｃに、第１の接続用アダプタ９７ａを密閉状態に螺合し、該第１の接続用アダプタ９７ａには右補助シリンダ用の配管９５ｃを作動油流通可能に接続している。この第１の接続用アダプタ９７ａには第２の接続用アダプタ９７ｂを連結して設けている。この第２の接続用アダプタ９７ｂには前記左補助シリンダ用の配管９５ｄを連結している（図９，図１０）。そして、前記補助シリンダ制御ユニット１００，１００Ａに接続される油路１０７を分岐１０７ａ，１０７ｂして、左右の補助シリンダ機構９５Ｌ，９５Ｒに圧油を分配できる構成としている（図９）。したがって、前記作業機昇降制御バルブ７４の油供給ポート７４ｃに第１の接続用アダプタ９７ａを接続し、さらにこの第１の接続用アダプタ９７ａに第２の接続用アダプタ９７ｂを接続することによって、左及び右の補助シリンダ用の配管９５ｃ，９５ｄを経由して作動油を左右の補助シリンダ機構９５Ｌ，９５Ｒに供給できる。また、左の補助シリンダ機構９５Ｌ単一の仕様でも、左右両方の補助シリンダ機構９５Ｌ，９５Ｒの仕様においても、主シリンダ機構７７のシリンダ部と並列状態に設けられているので、シリンダの作動タイミングを揃えることができ精度良く作業機の昇降動作を行える。

さらに、補助シリンダ機構９５Ｌ，９５Ｒについて単一仕様あるいは左右両方仕様とするか、あるいは主シリンダ機構７７のシリンダ部のみの仕様を選択できるが、これら仕様が略同様の作業機昇降動作を行うよう、補助シリンダ機構９５Ｌ，９５Ｒの有無を手動入力し、又はこの有無を自動検知することによって、補助シリンダ機構９５Ｌ．９５Ｒ付き仕様の方が補助シリンダ機構９５Ｌ単一仕様あるいは無し仕様の場合に比較して圧油供給割合を高く設定し、３つの仕様でほぼ同様の作業機昇降動作となるよう構成している。ここで、補助シリンダ機構９５Ｌ又は９５Ｒの有無の検知は、回路内圧力上昇率やリリーフ圧の管理、あるいはシリンダやピストンロッドの連結状態を検出するセンサを設けるなど種々であるが、圧油の供給量の制御は、前記作業機上昇側７４Ｕへの制御バルブ通電量の制御によって行う。補助シリンダ機構９５を装着した場合の昇降作動の遅れをなくし、所望位置への円滑な移動を行える。

７０ポンプ
７２Ｌリフトアーム
７２Ｒリフトアーム
７７主シリンダ機構
９５補助シリンダ機構
１００補助シリンダ制御バルブユニット
１００Ａ補助シリンダ制御バルブユニット
１０５分流バルブ
１０６油路
１０７油路
１０８第１制御バルブ
１０９第２制御バルブ
１１１減圧バルブ
１１２方向制御バルブ
１１３チェックバルブ
１１４制御バルブ

Claims

機体に昇降自在に連結する作業機を昇降連動する主シリンダ機構（７７）を備え、該主シリンダ機構（７７）によって上下に回動するリフトアーム（７２Ｌ，７２Ｒ）と機体との間に補助シリンダ機構（９５）を備えた作業車両において、補助シリンダ機構（９５）を複動型に構成して作業機上昇側においては伸張作動し下降側においては短縮作動させる補助シリンダ制御バルブユニット（１００，１００Ａ）を設け、補助シリンダ制御バルブユニット（１００，１００Ａ）と補助シリンダ機構（９５）を接続する油路（１０７）は、補助シリンダ機構（９５）の伸張作動中は戻り油をタンクに排出し、補助シリンダ機構（９５）を短縮作動させるときは圧油供給用の油路としたことを特徴とする作業車両。
補助シリンダ制御バルブユニット（１００）は、ポンプ（７０）からの圧油を主シリンダ機構（７７）側へ連通する油路（１０６）と補助シリンダ機構（９５）側に分流する分流バルブ（１０５）、補助シリンダ機構（９５）による短縮作動の要否を選択する第１制御バルブ（１０８）、圧油を前記油路（１０７）に供給し又は補助シリンダ機構（９５）からの戻り油をタンクに排出すべく切り換わる第２制御バルブ（１０９）を備える請求項１に記載の作業車両。
補助シリンダ制御バルブユニット（１００Ａ）は、ポンプ（７０）からの圧油を減圧してアシストシリンダ回路の油路（１０７）の圧力を制御する減圧バルブ（１１１）と、主シリンダ機構（７７）側へ連通する油路（１０６）を開閉作動する方向制御バルブ（１１２）と当該方向制御バルブ（１１２）と並列にチェックバルブ（１１３）と、圧油を前記油路（１０７）に供給し又は補助シリンダ機構（９５）からの戻り油をタンクに排出すべく切り換わる制御バルブ（１１４）を備える請求項１に記載の作業車両。