JP4766594B2 - 作業車両 - Google Patents

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Description

本発明は、農作業に使用されるトラクタ又は土木作業に使用されるホィルローダ等の作業車両において、油圧式無段変速機の変速出力を変速ペダルにて増減速操作し、前進移動または後進移動するようにした作業車両に関するものである。
従来、一般に、前記したトラクタ又はホィルローダ等の作業車両において、その後部に連結される左右の後車輪に動力伝達するに際しては、前記作業車両における走行機体の前部に搭載したエンジンから動力伝達されるミッションケースの変速機構を介して左右の後車輪に対して出力するように構成している。
この場合、従来の作業車両においては、その走行機体の後部にミッションケースを配設し、このミッションケースの前部に静油圧式無段変速機を設け、オペレータが変速ペダルを操作して、前記無段変速機の変速比を変化させ、前記作業車両の移動速度を変更するという構成にしている。(例えば、特許文献1参照)。
特開昭59−216729号公報
前記従来技術は、オペレータが操作するアクセル操作レバーと、前記エンジンのガバナのアクセルアームとの連結の途中に、カム体等を介して、前記変速ペダルを連結させて、当該変速ペダルの操作によって前記エンジンの回転数を変更させていたから、前記ガバナに前記変速ペダルを連結するには、カム体等の複雑な機構が必要であり、例えば前記変速ペダルを配置する機体の低い場所にカム体等を配置した場合、そのカム体等に泥土が付着してカム体等が作動不良になったり、アクセル操作レバー及びアクセルアームの連結機構によって前記カム体等の配置構造が制限されて、製造コストを簡単に低減できない等の問題がある。
本発明の目的は、前記変速ペダルの操作によって前記エンジンの回転数を簡単に変更できるものでありながら、前記エンジンのガバナのアクセルアームと前記変速ペダルを簡単に連結でき、製造コストを簡単に低減できる作業車両を提供するものである。
前記目的を達成するため、請求項1に係る発明の作業車両は、走行車輪を備えた走行機体に搭載されたエンジンと、前記エンジンからの動力を変速する油圧式無段変速機と、前記油圧式無段変速機の変速出力を増減速操作する前進ペダル及び後進ペダルとを備え、前記油圧式無段変速機の速度戻し機構と、前記エンジンのアクセルアームとを、連動機構を介して連結させる作業車両において、オペレータが搭乗する床板面に軸受体を介してペダル軸を着脱可能に設け、ペダル軸の一端側に前進ペダルを連結させ、ペダル軸の他端側にペダルアームを介して後進ペダルを連結し、ペダルアームに第1変速ロッドを介して変速リンクを連結し、本機ハウジングに変速リンクを回動可能に配置する一方、本機ハウジング内の無段変速機の変速操作軸に第2変速ロッドを介して変速リンクを連結したものである。
請求項1に係る発明によれば、走行車輪を備えた走行機体に搭載されたエンジンと、前記エンジンからの動力を変速する油圧式無段変速機と、前記油圧式無段変速機の変速出力を増減速操作する前進ペダル及び後進ペダルとを備え、前記油圧式無段変速機の速度戻し機構と、前記エンジンのアクセルアームとを、連動機構を介して連結させる作業車両において、オペレータが搭乗する床板面に軸受体を介してペダル軸を着脱可能に設け、前記ペダル軸の一端側に前進ペダルを連結させ、前記ペダル軸の他端側にペダルアームを介して後進ペダルを連結し、前記ペダルアームに第1変速ロッドを介して変速リンクを連結し、本機ハウジングに前記変速リンクを回動可能に配置する一方、本機ハウジング内の無段変速機の変速操作軸に第2変速ロッドを介して前記変速リンクを連結したものであるから、前記前進ペダル及び後進ペダルの操作によって前記エンジンの回転数を変更させるための前記連動機構を簡単に構成できる。前記連動機構等を配置した構造の製造コストを簡単に低減できる。また、一般の自動車のアクセルペダルと同様の感覚で、オペレータが前記前進ペダル及び後進ペダルを簡単に操作できる。前記前進ペダル及び後進ペダルからオペレータが足を離すだけで前記エンジンの回転数が低下するから、エンジンブレーキ効果によって制動距離を短縮できる。低速で移動する場合、前記エンジンが低回転で作動して、騒音及び燃料消費量を低減できるものである。
例えば、前記エンジンの最低回転数を維持しながら、前記前進ペダル及び後進ペダルの操作によって前記エンジンの回転数を変更することもできるものである。
前記エンジンのアクセルアームに、前記前進ペダル及び後進ペダルを簡単に連結でき、製造コストを簡単に低減できるものである。
以下、本発明の実施の形態を、作業車両としての農作業用トラクタに適用した場合の図面について説明する。図1はトラクタの側面図、図2は同変速ペダル部の側面図、図3は同変速ペダル部の平面図、図4は同変速ペダル部の斜視図、図5は同変速ペダル部の部分拡大側面図、図6は同変速ペダル部の部分拡大平面図、図7は第2実施形態を示す変速ペダル部の部分拡大側面図、図8は第3実施形態を示す変速ペダル部の部分拡大側面図、図9は第4実施形態を示す変速ペダル部の部分拡大側面図である。
図1に示されるように、トラクタ1は、走行機体2を左右一対の前車輪3と同じく左右一対の後車輪4とで支持し、前記走行機体2の前部に搭載したエンジン5にて前記両後車輪4及び両前車輪3を駆動することにより、前後進走行するように構成されている。走行機体2は、前バンパ6及び前車軸ケース7を有するエンジンフレーム8と、エンジン5から出力された動力を継断するためのメインクラッチ9を有するクラッチハウジング10と、エンジン5の回転を適宜変速して前記両後車輪4及び両前車輪3に伝達するためのミッションケース11と、クラッチハウジング10にミッションケース11を連結するためのミッション前面ケース12と、クラッチハウジング10の外側面から外向きに突出するように着脱可能に装着される左右一対のステップフレーム13とからなる。エンジンフレーム8の後端側がエンジン5の左右外側面に連結されている。エンジン5の後面側にはクラッチハウジング10の前面側が連結されている。クラッチハウジング10の後面側には、ミッション前面ケース12を介してミッションケース11の前面側が連結されている。
エンジン5はボンネット14にて覆われる。また、クラッチハウジング10の上面には、操縦コラム15が立設されている。前記両前車輪3を左右に動かすことによってかじ取りするようにした操縦ハンドル16が操縦コラム15の上面側に配置されている。ミッションケース11の上面には、操縦座席17が配置されている。また、両前車輪3は、前車軸ケース7を介してエンジンフレーム8に取付けられている。両後車輪4は、前記ミッションケース8に対して、当該ミッションケース8の外側面から外向きに突出するように着脱可能に装着される後車軸ケース(図示省略)を介して取付けられている。
前記ミッションケース11の上面には、前記走行機体2の後部に連結される耕うん機等の作業機19を昇降動するための油圧式の作業機用昇降機構20が着脱可能に取付けられている。さらに、前記ミッションケース11の後側面には、作業機19に駆動力を伝えるためのPTO軸21が後向きに突出するように設けられている。作業機19は、ミッションケース11の後部に、一対の左右ロワーリンク22及びトップリンク23からなる3点リンク機構24を介して連結されている。
ミッション前面ケース12の前側面には、後述する静油圧式無段変速機(HST)25が配置されている。静油圧式無段変速機25は、クラッチハウジング10の後部に内設されている。メインクラッチ9から後ろ向きに突出する主動軸26を介して、前記エンジン5の回転を無段変速機25に伝達し、次いで、ミッションケース11の副変速ギヤ機構(図示省略)にて適宜変速して、前記両後車輪4及び両前車輪3に伝達する。また、主動軸26からの前記エンジン5の回転をミッションケース11のPTO変速ギヤ機構(図示省略)にて適宜変速して、PTO軸21に伝達することになる。
次に、図1乃至図5を参照して、操縦座席8のオペレータが操作する操縦部の構造を説明する。ステップフレーム13の上面には、平坦な床板18が設けられている。操縦座席8の前方の床板18から操縦コラム15が突出され、操縦コラム15より右方の床板18の上面には、左右の後車輪制動用ブレーキ機構を作動させるブレーキペダル30と、無段変速機25の変速操作用トラニオンアーム35を作動させる前進ペダル31及び後進ペダル32とが配置されている。また、操縦コラム15の右側面(進行方向に向かって右側)には、エンジン5のガバナ33のアクセルアーム34に連結させたアクセルレバー35が配置されている。また、操縦コラム15の後面(操縦座席8側の側面)には、前進ペダル31及び後進ペダル32を操作位置に維持するクルーズレバー36が配置されている。
図3及び図4に示すように、前進ペダル31の基端部をペダル軸37の一端側(右側端)に連結させる。後進ペダル32のペダルアーム32aをペダル軸37の他端側(左側端)に連結させる。ペダル軸37には左右の軸受体38を回動可能に被嵌させる。左右の軸受体38は、止め板39等を介して、床板18の上面に着脱可能に固設させる。
また、ペダルアーム32aには、長さ調節可能な第1変速ロッド40及び軸体42a,42bを介して変速リンク41を連結させる。変速リンク41は、変速リンク支点軸44を介して、クラッチハウジング10のアーム取付フレーム45に回動可能に配置させる。一方、クラッチハウジング10内の無段変速機25のトラニオン軸46には、無段変速機25を変速作動させるためのトラニオンアーム47を配置している。トラニオンアーム47には、第2変速ロッド48及び軸体49,50を介して変速リンク41を連結させる。なお、トラニオンアーム47と第2変速ロッド48を連結するための軸体49は、クラッチハウジング10に形成した長穴51に貫通させている。
したがって、オペレータが前進ペダル31及び後進ペダル32を踏み込んで増速側に作動させた場合、ペダルアーム32aが回動され、第1変速ロッド40を介して変速リンク41が回動され、第2変速ロッド48を介してトラニオンアーム47が回動され、無段変速機25の油圧ポンプ(図示省略)の斜板角度を変化させて、無段変速機25の出力回転数を増大させ、トラクタ1の前進または後進の移動速度を任意に増速させることになる。
なお、後進ペダル32を最大に踏み込んだ場合、第1変速ロッド40と変速リンク41とを連結させるための軸体42の一端側のストッパ42aが、アーム取付フレーム45の上面側の端面45aに当接され、後進ペダル32の踏み込み量が規制されることになる。また、ペダルアーム32aには、走行機体2に配置したガスダンパ52が連結され、前進ペダル31及び後進ペダル32の操作荷重が、ガスダンパ52によって設定されている。
次に、ペダルアーム32aには、ラックギヤ53が形成されている。ラックギヤ53に係脱可能に係止させるためのクルーズアーム54を、クラッチハウジング10の側面に配置する。クルーズアーム54には、クルーズロッド55及びクルーズリンク56等を介して、クルーズレバー36が連結されている。オペレータがクルーズレバー36を引き上げることによって、クルーズアーム54がラックギヤ53に係止されて、前進ペダル31及び後進ペダル32が踏み込み位置に維持されることになる。なお、クルーズアーム54がラックギヤ53に係止されている場合、オペレータが前進ペダル31及び後進ペダル32を踏み込んだとき、またはオペレータがクルーズレバー36を引き下げたとき、クルーズアーム54がラックギヤ53から離脱されることになる。
前進ペダル31及び後進ペダル32を初期位置に戻すための速度戻しリンク57は、クラッチハウジング10の外側に備える。速度戻しリンク57の一端側(基端側)は、リンク軸58を介してアーム取付フレーム45に回動可能に軸支されている。速度戻しリンク57の他端側(自由端側)が、速度戻しバネ59を介してアーム取付フレーム45に連結されている。下面側が略への字形に形成された速度戻しリンク57の中間部の凹部57aには、変速リンク41の回転ローラ60を当接させている。即ち、速度戻しバネ59力によって速度戻しリンク57が回転ローラ60を弾圧している。なお、回転ローラ60は、ローラ軸61を介して変速リンク41に回転可能に軸支されている。
したがって、オペレータの足が前進ペダル31及び後進ペダル32から離れた場合、速度戻しリンク57が下面中央部における凹部57aに回転ローラ60が戻るように、速度戻しバネ59力によって変速リンク41が回動するので、前進ペダル31及び後進ペダル32が初期位置に戻され、トラニオンアーム47が中立位置に回動され、無段変速機25の油圧ポンプ(図示省略)の斜板角度が略零になり、無段変速機25の出力回転数を略零に維持することになる。
次に、図5及び図6を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。上述したガバナ33のアクセルアーム34には、引き方向にだけ作用可能なアクセルワイヤ70を介してアクセルレバー35を連結させている。オペレータがアクセルレバー35を操作して、アクセルアーム34を作動させ、ガバナ33の燃料噴射量を変化させ、ディーゼル型エンジン5の回転数を、アイドリングないし最大回転数の間で任意に設定することになる。なお、任意の操作位置のアクセルレバー35からオペレータが手を離しても、アクセルレバー35は、図示しないブレーキ機構にて任意の操作位置に維持される。
また、速度戻し機構としての速度戻しリンク57とアクセルアーム34とを連結するための連動機構としての連結ワイヤ71を備える。連結ワイヤ71は、インナーワイヤ72と、アウターワイヤ73とからなり、アウターワイヤ73の両端部をアウタ受け体74,75に連結させる。一方、インナーワイヤ72の一端側は、ワイヤ止め具76を介してアクセルアーム34に引き方向にだけ作用可能に連結させる。他方、リンク軸58に被嵌させる速度戻しリンク57のボス部57aにアクセル連結アーム77を配置する。アクセル連結アーム77には、ワイヤ止め具78を介してインナーワイヤ72の他端側を引き方向にだけ作用可能に連結させる。
したがって、オペレータが前進ペダル31及び後進ペダル32を踏み込んで、トラクタ1の前進または後進の移動速度を任意に変化させた場合、前進ペダル31及び後進ペダル32の踏み込み量に比例して、速度戻しリンク57が速度戻しバネ59に抗して回動され、アクセル連結アーム77を介してインナーワイヤ72が引張られて、アクセルアーム34を増速側に回動させ、エンジン5の回転数を増加させることになる。なお、アクセルレバー35にて設定された回転数以下で、前進ペダル31及び後進ペダル32と連動して、エンジン5の回転数が増加する。
上記の記載及び図5から明らかなように、走行車輪としての前車輪3及び後車輪4を備えた走行機体2に搭載されたエンジン5と、前記エンジン5からの動力を変速する油圧式無段変速機25と、前記油圧式無段変速機25の変速出力を増減速操作する変速ペダルとしての前進ペダル31及び後進ペダル32とを備えてなる作業車両において、前記油圧式無段変速機25の速度戻し機構としての速度戻しリンク57と、前記エンジン5のアクセルアーム34とを、連動機構としての連結ワイヤ71を介して連結させたものであるから、前記変速ペダル31,32の操作によって前記エンジン5の回転数を変更させるための前記連結ワイヤ71等の連動機構を簡単に構成できる。前記連動機構等を配置した構造の製造コストを簡単に低減できる。また、一般の自動車のアクセルペダルと同様の感覚で、オペレータが前記変速ペダル31,32を簡単に操作できる。前記変速ペダル31,32からオペレータが足を離すだけで前記エンジン5の回転数が低下するから、エンジンブレーキ効果によって制動距離を短縮できる。低速で移動する場合、前記エンジン5が低回転で作動して、騒音及び燃料消費量を低減できるものである。
上記の記載及び図5から明らかなように、操作位置に維持可能なアクセルレバー35にて前記アクセルアーム34を作動させるように構成したものであるから、前記アクセルレバー35の操作によって前記エンジン5を略一定回転数に維持して行う作業形態と、前記変速ペダルの31,32操作によって移動速度と連動して前記エンジン5の回転数を変化させて行う作業形態とを、オペレータが作業の種類等に応じて選択できる。前記アクセルレバー35の操作または前記変速ペダル31,32の操作のいずれか一方で、前記エンジン5の回転数が高速になる側の操作を優先して前記エンジン5の回転数を変更できる。また、前記アクセルレバー35の操作によって前記エンジン5の最低回転数を維持しながら、前記変速ペダル31,32の操作によって前記エンジン5の回転数を変更できる。一方、前記エンジン5のアイドリング回転数よりも高い回転数で駆動する作業部(例えば油圧土工機、薬剤噴霧機、または発電機等)を、前記走行車体2に装着した作業が可能になる。
上記の記載及び図5から明らかなように、前記速度戻し機構としての速度戻しリンク57は、前記変速ペダル31,32の前進側及び後進側の各操作によって同一方向に回動可能に構成したものであるから、例えば1つの前記変速ペダル31,32で前進側及び後進側の各操作が可能なシーソーペダル構造であっても、前記エンジン5のアクセルアーム34に、1本のワイヤ71またはリンクを介して、前記変速ペダル31,32を簡単に連結でき、製造コストを簡単に低減できるものである。
次に、図7を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。上述したアクセル連結アーム77は、ボス部57bに配置する基部アーム80と、当該基部アーム80に調節ネジ82を介して連結する先端アーム81とからなる。基部アーム80と、先端アーム81とは、アクセル連結アーム77の全長Laを伸縮調節可能に形成されている。アクセル連結アーム77の全長Laを短くした場合、前進ペダル31及び後進ペダル32の操作量に対してアクセルアーム34の変位量が少なくなり、トラクタ1の移動速度の変化率よりもエンジン5の回転数の変化率が小さくなる。一方、アクセル連結アーム77の全長Laを長くした場合、前進ペダル31及び後進ペダル32の操作量に対してアクセルアーム34の変位量が多くなり、トラクタ1の移動速度の変化率よりもエンジン5の回転数の変化率が大きくなることになる。
上記の記載及び図7から明らかなように、前記速度戻し機構としての長さ調節可能なアクセル連結アーム77と、前記アクセルアーム34とを、前記連動機構の連結ワイヤ71を介して連結させたものであるから、前記変速ペダル31,32の操作ストロークに対して、前記変速ペダル31,32の操作によって変更される前記エンジン5の回転数の範囲(アイドリング回転数ないし最大回転数)を任意に設定できる。例えば前記変速ペダル31,32の低速側操作では前記エンジン5の回転数が変更されず、前記変速ペダル31,32が高速側に操作された場合、前記変速ペダル31,32の操作に連動して、前記エンジン5の回転数が変更されるように、前記エンジン5のアクセルアーム34と前記変速ペダル31,32とを連結できる。そのため、比較的高速で移動する場合、または比較的高負荷の作業の場合、機動力を簡単に確保できるものである。なお、前記変速ペダル31,32の全操作域で前記エンジン5の回転数が変更されないように設定することもできる。
次に、図8を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。上述したアクセル連結アーム77は、ボス部57aに配置する基部アーム85と、当該基部アーム85に支軸87を介して回動可能に連結する先端アーム86とからなる。基部アーム85と先端アーム86とを連結したネジ89には、操作ダイヤル88が連結される。オペレータが操作ダイヤル88を回転操作し、基部アーム85と先端アーム86とを連結したネジ89を回動させた場合、先端アーム86は、支軸87回りに回動される。したがって、先端アーム86が、当該先端アーム86に対向したアウタ受け体75に対して接離することになる。
例えば、先端アーム86が、当該先端アーム86に対向したアウタ受け体75に接近した場合、アクセル連結アーム77から止め具78が離れて、インナーワイヤ72がアウターワイヤ73から突出された状態になり、前進ペダル31及び後進ペダル32の低速側の操作に対して、インナーワイヤ72が引張られることがなく、アクセルアーム34が作動しない。前進ペダル31及び後進ペダル32の高速側の操作に対してアクセルアーム34が作動することになる。したがって、トラクタ1が高速移動したとき、エンジン5の回転数も車速に連動して増減する。
上記の記載及び図8から明らかなように、前記連動機構の連結ワイヤ71は、インナーワイヤ72とアウターワイヤ73とからなり、前記アクセル連結アーム77に止め具78を介して前記インナーワイヤ72を係止させ、前記アウターワイヤ73を係止するためのアウタ受け体75に対して、前記アクセル連結アーム77を接離可能に構成したものであるから、前記変速ペダル31,32の操作ストロークに対して、前記変速ペダル31,32の操作によって変更される前記エンジン5の回転数の範囲(アイドリング回転数ないし最大回転数)を任意に設定できる。例えば前記変速ペダル31,32の低速側操作では前記エンジン5の回転数が変更されず、前記変速ペダル31,32が高速側に操作された場合、前記変速ペダル31,32の操作に連動して、前記エンジン5の回転数が変更されるように、前記エンジン5のアクセルアーム34と前記変速ペダル31,32とを連結できる。そのため、比較的高速で移動する場合、または比較的高負荷の作業の場合、機動力を簡単に確保できるものである。なお、前記変速ペダル31,32の全操作域で前記エンジン5の回転数が変更されないように設定することもできる。
次に、図9を参照して、本発明の第4実施形態を説明する。上述したアクセル連結アーム77に対向させたアウタ受け体75は、クラッチハウジング10に配置する基部受け90と、当該基部受け体90に支軸92を介して回動可能に連結する先端受け体91とからなる。基部受け体90と先端受け体91とを連結したネジ93には、操作ダイヤル94が連結される。オペレータが操作ダイヤル94を回転操作し、基部受け体90と先端受け体91とを連結したネジ93を回動させた場合、先端受け体91は、支軸92回りに回動される。したがって、先端受け体91が、当該先端受け体91に対向したアクセル連結アーム77に対して接離することになる。
即ち、先端受け体91が、当該先端受け体91に対向したアクセル連結アーム77に接近した場合、インナーワイヤ72が突出された状態になり、前進ペダル31及び後進ペダル32の低速側の操作に対して、インナーワイヤ72が引張られることがなく、アクセルアーム34が作動しない。前進ペダル31及び後進ペダル32の高速側の操作に対してアクセルアーム34が作動することになる。したがって、トラクタ1が高速移動したとき、エンジン5の回転数も車速に連動して増減する。
上記の記載及び図9から明らかなように、前記連動機構の連結ワイヤ71は、インナーワイヤ72とアウターワイヤ73とからなり、前記アクセル連結アーム77に止め具78を介して前記インナーワイヤ72を係止させ、前記アウターワイヤ73を係止するためのアウタ受け体75を、前記アクセル連結アーム77に対して接離可能に構成したものであるから、前記変速ペダル31,32の操作ストロークに対して、前記変速ペダル31,32の操作によって変更される前記エンジン5の回転数の範囲(アイドリング回転数ないし最大回転数)を任意に設定できる。例えば前記変速ペダル31,32の低速側操作では前記エンジン5の回転数が変更されず、前記変速ペダル31,32が高速側に操作された場合、前記変速ペダル31,32の操作に連動して、前記エンジン5の回転数が変更されるように、前記エンジン5のアクセルアーム34と前記変速ペダル31,32とを連結できる。そのため、比較的高速で移動する場合、または比較的高負荷の作業の場合、機動力を簡単に確保できるものである。なお、前記変速ペダル31,32の全操作域で前記エンジン5の回転数が変更されないように設定することもできる。
トラクタの全体側面図である。 同変速ペダル部の側面図である。 同変速ペダル部の平面図である。 同変速ペダル部の斜視図である。 同変速ペダル部の部分拡大側面図である。 同変速ペダル部の部分拡大平面図である。 第2実施形態を示す変速ペダル部の部分拡大側面図である。 第3実施形態を示す変速ペダル部の部分拡大側面図である。 第4実施形態を示す変速ペダル部の部分拡大側面図である。
2走行機体
3前車輪
4後車輪
5エンジン
25無段変速機
31前進ペダル(変速ペダル)
32後進ペダル(変速ペダル)
34アクセルアーム
35アクセルレバー
57速度戻しリンク(速度戻し機構)
71連結ワイヤ(連動機構)
72インナーワイヤ
73アウターワイヤ
75アウタ受け体
77アクセル連結アーム(速度戻し機構)
78ワイヤ止め具

Claims (1)

  1. 走行車輪を備えた走行機体に搭載されたエンジンと、前記エンジンからの動力を変速する油圧式無段変速機と、前記油圧式無段変速機の変速出力を増減速操作する前進ペダル及び後進ペダルとを備え、前記油圧式無段変速機の速度戻し機構と、前記エンジンのアクセルアームとを、連動機構を介して連結させる作業車両において、
    オペレータが搭乗する床板面に軸受体を介してペダル軸を着脱可能に設け、前記ペダル軸の一端側に前進ペダルを連結させ、前記ペダル軸の他端側にペダルアームを介して後進ペダルを連結し、
    前記ペダルアームに第1変速ロッドを介して変速リンクを連結し、本機ハウジングに前記変速リンクを回動可能に配置する一方、本機ハウジング内の無段変速機の変速操作軸に第2変速ロッドを介して前記変速リンクを連結したことを特徴とする作業車両。
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