JP4866337B2 - 作業車のサスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業車のサスペンション装置に関するものである。

作業車のサスペンション装置には、車体フレームと前車軸ケースとの間に油圧シリンダを設けたものがあり（例えば、特許文献１、特許文献２）、この種の従来の作業車のサスペンション装置には、油圧シリンダのヘッド側に、サスペンションロック用の第１ロック弁を介してヘッド側アキュームレータを接続し、油圧シリンダのロッド側に、サスペンションロック用の第２ロック弁を介してロッド側アキュームレータを接続し、ロック弁を通して油圧シリンダとヘッド側アキュームレータとの間の油路及び油圧シリンダとロッド側アキュームレータとの間の油路を開くことにより油圧シリンダ及びアキュームレータにサスペンション機能を具備させると共に、ロック弁によって油圧シリンダとヘッド側アキュームレータとの間の油路及び油圧シリンダとロッド側アキュームレータとの間の油路を閉じることによりサスペンション機能をロックするようにしたものがある（特許文献１）。
特開２００４−２７６６２５号公報 ＥＰ０７６１４８１Ｂ１号公報

しかし、従来の場合、作業車の走行を変速操作したとき、変速のショックにより、車体が前後にピッキングし、これがために、オペレータに不快な加速度が発生するという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、作業車の走行を変速操作したときに、作業車がピッキングするのを緩和して、オペレータに不快な加速度が発生するのを未然に防止できるようにしたものである。

この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、車体フレームと車軸ケースとの間に油圧シリンダが設けられ、油圧シリンダのヘッド側に、サスペンションロック用の第１ロック弁を介してヘッド側アキュームレータが接続され、油圧シリンダのロッド側に、サスペンションロック用の第２ロック弁を介してロッド側アキュームレータが接続され、ロック弁を通して油圧シリンダとヘッド側アキュームレータとの間の油路及び油圧シリンダとロッド側アキュームレータとの間の油路を開くことによりサスペンション機能を具備すると共に、ロック弁によって油圧シリンダとヘッド側アキュームレータとの間の油路及び油圧シリンダとロッド側アキュームレータとの間の油路を閉じることにより前記サスペンション機能をロックするようにした作業車のサスペンション装置において、
作業車の変速操作がなされたときに、一時的にサスペンション機能のロックを解除すべくロック弁を制御するようにした点にある。

また、本発明の他の技術的手段は、車体フレームと車軸ケースとの間に油圧シリンダが設けられ、油圧シリンダのヘッド側に、サスペンションロック用の第１ロック弁を介してヘッド側アキュームレータが接続され、油圧シリンダのロッド側に、サスペンションロック用の第２ロック弁を介してロッド側アキュームレータが接続され、ロック弁を通して油圧シリンダとヘッド側アキュームレータとの間の油路及び油圧シリンダとロッド側アキュームレータとの間の油路を開くことによりサスペンション機能を具備すると共に、ロック弁によって油圧シリンダとヘッド側アキュームレータとの間の油路及び油圧シリンダとロッド側アキュームレータとの間の油路を閉じることにより前記サスペンション機能をロックするようにした作業車のサスペンション装置において、
第１ロック弁とヘッド側アキュームレータとの間又は第２ロック弁とロッド側アキュームレータとの間の少なくとも一方に、可変絞りが設けられ、作業車の変速操作がなされたときに、一時的に可変絞りを大きく開放すべく制御するようにした点にある。

また、本発明の他の技術的手段は、前記油圧シリンダに昇降制御弁が接続され、昇降制御弁の操作により油圧シリンダを伸縮動作させて車体フレームを昇降調整するようにした作業車のサスペンション装置であって、
前輪の左右方向への切れ角を検出する切れ角検出センサが設けられ、前輪切れ角が所定以上になったときに、油圧シリンダを伸長させて車体フレームを上げるべく昇降制御弁を制御するようにした点にある。

本発明によれば、作業車の変速操作がなされたときに、一時的にサスペンション機能のロックを解除すべくロック弁を制御するようにしたので、作業車の変速時に油圧シリンダとヘッド側アキュームレータとの間の油路及び油圧シリンダとロッド側アキュームレータとの間の油路が開くことによって、変速によるショックを緩和することができ、作業車の走行を変速操作したときにオペレータに不快な加速度が生じるのを未然に防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はトラクタの全体側面図を示す。図１において、トラクタは、左右一対の操向操作及び駆動自在な前輪１と、左右一対の駆動自在な後輪２とを走行車体３に備えた四輸駆動仕様に構成されている。走行車体３の前部に、エンジン４等が内装されたボンネット５を備え、走行車体３の後部側に、ステアリングハンドル、運転座席等が設けられている。
走行車体３の後部には、リフトアーム９を有する油圧昇降装置８が装備されており、走行車体３の後部三点リンク機構を介して装着したプラウやロータリ等の耕耘装置、その他の作業機を、油圧昇降装置８で昇降できるように構成されている。なお、図示しないが、例えば土をバケットですくって移動させるフロントローダ等、種々の作業機を、走行車体３の前部に装備することもできる。

エンジン４の下部における左右両側部から前方に車体フレーム１０が延出され、エンジン４から後方にクラッチハウジング１１が延出されており、このクラッチハウジング１１に運転座席の下方に位置するミッションケース１２が連結されて、エンジン４からの動力が後輪２に伝達されるように構成されている。
図２〜図７に示すように、車体フレーム１０は、左右一対の外側板１３と左右一対の内側板１４と前板１５とを有している。対応する外側板１３と内側板１４とは左右に重合してボルトナット等の固定具や溶接等により連結固定され、左右一対の外側板１３及び左右一対の内側板１４の前端間に前板１５が固定具や溶接等により連結固定されている。

図２〜図４において、前輪サスペンション１８は、支持ブラケット２０と、左右一対の油圧シリンダ１７と、ヘッド側アキュームレータ２３とロッド側アキュームレータ２４とを備えている。エンジン４の下部両側部から車体フレーム１０が前方に延出されており、この車体フレーム１０の下部に、左右一対の前輪１を左右両側部に装着した前車軸ケース１９を支持する前輪サスペンション１８が装備されている。
支持ブラケット２０は、前部フレーム２１と後部フレーム２２とを備え、前部フレーム２１の後端部下面側に後部フレーム２２の前端部上面側がボルト等の固定具により固着されている。

後部フレーム２２の後部に二叉状に形成された左右一対の取付部２７が具備されている。左右一対の取付部２７が支持部材２８により支持されている。支持部材２８は、水平板状の支持板３０と支持板３０の左右方向外端部から下方に突設された左右一対の外板３１と、支持板３０の左右方向の中途部から下方突設された左右一対の内板３２とを備え、支持板３０は車体フレーム１０に内方突設した取付板３３にボルト等の固定具３４によって固着され、これにより支持部材２８は車体フレーム１０に固着されている。
左右一対の取付部２７は支持部材２８の外板３１と内板３２との間にそれぞれ挿入嵌合され、支持軸２９が外板３１と取付部２７と内板３２とに挿通されて、左右一対の取付部２７が外板３１と内板３２とにそれぞれ支持軸２９廻りに回動自在に連結され、これにより支持ブラケット２０が車体フレーム１０に対して左右方向の支持軸２９廻りに揺動自在に支持されている。

前車軸ケース１９の左右方向中央部の前端側に支持凸部３５が設けられ、この支持凸部３５は、支持ブラケット２０の前部フレーム２１の前端部に、軸受部材等を介して前後軸Ｘ廻りに回動自在に支持され、前車軸ケース１９の左右方向中央部の後端側に連結部材３６が後方突設されており、連結部材３６の左右方向中央部の後端側に連結凸部３８が設けられ、この連結凸部３８は、支持ブラケット２０の後部フレーム２２の前端部に、軸受部材等を介して前後軸Ｘ廻りに回動自在に支持されており、これにより、前車軸ケース１９は支持ブラケット２０に対して前後軸Ｘ廻りに揺動自在に支持されている。

連結部材３６は前車軸ケース１９の左右方向中央部の後端にボルト等の固定具や溶接等により固着され、連結部材３６の左右両側に左右一対の連結片３７が左右方向外方に突設されている。
車体フレーム１０の前端部の左右一対の内側板１４間に、油圧シリンダ等を制御するための油圧ブロック３９が設けられ、油圧ブロック３９の下端部に、ヘッド側アキュームレータ２３とロッド側アキュームレータ２４とが下方突出状に設けられている。
前車軸ケース１９の左右方向外端に減速装置４０を介して左右一対の前輪１が支持されている。前車軸ケース１９の左右方向中央部の下端部の後面側に、パワーステアリング用の油圧シリンダ４１が取付けられている。

前記左右一対の油圧シリンダ１７は、支持ブラケット２０の前後方向中央部の左右両側に、シリンダ本体１７Ａが上側でシリンダロッド１７Ｂが下側になるように上下方向に配置されている。シリンダ本体１７Ａの上端部に上継手部材４３が突設されると共に、シリンダロッド１７Ｂの下端部に下継手部材４４が突設されており、上継手部材４３は、車体フレーム１０の内側板１４の上部に左右方向の支持軸４５廻りに揺動自在に連結され、下継手部材４４は、前車軸ケース１９の左右方向中央部と連結部材３６の連結片３７との間に挿通されて、前車軸ケース１９の左右方向中央部後端と連結部材３６の連結片３７とに前後方向の取付軸４６廻りに揺動自在に連結されている。これにより、左右一対の油圧シリンダ１７の上端部（シリンダ本体１７Ａ側の端部）が車体フレーム１０に支持軸４５廻りに揺動自在に連結され、左右一対の油圧シリンダ１７の下端部（シリンダロッド１７Ｂ側の端部）が取付軸４６廻りに揺動自在に連結されている。

而して、左右一対の油圧シリンダ１７を伸長させると、前車軸ケース１９が支持ブラケット２０と共に支持軸２９廻りに下方へ揺動し、油圧シリンダ１７を収縮させると、前車軸ケース１９が支持ブラケット２０と共に支持軸２９廻りに上方に揺動する。
また、左右一対の油圧シリンダ１７が相互に伸縮動作すると、前後軸Ｘ廻りに前車軸ケース１９が左右に揺動して、前車軸ケース１９の両端部に装着された左右一対の前輪１がローリングするように構成されている。
図３及び図４に示すように、後部フレーム２２の左右一対の取付部２７間に自在継手４８が設けられ、自在継手４８の後方にドライブシャフト４９が設けられている。前車軸ケース１９内で左右の前輪１に連動連結された伝動軸５０が、連結部材３６に後方突出状に内嵌されて、自在継手４８とドライブシャフト４９とを介してミッションケース１２の出力軸に連動連結されており、ミッションケース１２の出力軸の回転動力をドライブシャフト４９、自在継手４８及び連結部材３６内の伝動軸５０を通して左右の前輪１に伝達するように構成されている。

図示省略しているが、作業車の走行動力伝達系は、油圧クラッチ式の前後進切り換え機構と、複数段階に変速可能な油圧クラッチ式のパワーシフト変速機構と、他の変速機構とを有しており、これら変速機構の組合せにより作業車の車速を多段階に変速可能に構成されている。パワーシフト変速機構は、変速用油圧アクチュエータを有しており、この変速用油圧アクチュエータは、コントロールボックスからの制御信号により作動されるように構成されている。
前記他の変速機構は図１０に示す操作レバー５１の操作によって変速操作可能に構成され、操作レバー５１の握り部５１ａに、パワーシフト変速機構を変速操作するための増速用押しボタンスイッチ５２と減速用押しボタンスイッチ５３とが設けられており、これらボタンスイッチ５２，５３の押圧操作により、パワーシフト変速機構を変速操作するように構成されている。これら増速用押しボタンスイッチ５２と減速用押しボタンスイッチ５３の変速操作信号を後述する制御装置６０に入力するように構成されている。

また、前後進切り換え機構は、ペダル、ボタン、レバー等の操作によって前後進を切り換えるように構成され、図１０に示すように、前後進切り換え機構の切換操作を検出する切換検出センサ５４が設けられ、この切換検出センサ５４の検出信号を後述する制御装置６０に入力するように構成されている。
また、トラクタの後方に、図示省略の三点リンク機構を介して作業機が昇降自在に装着されるようになっている。三点リンク機構は、トップリンクと左右一対のロワーリンクとを有し、ロワーリンクはトラクタの後部に搭載された油圧昇降装置８のリフトアーム９とリフトロッドとを介して連結され、昇降自在になっている。そして、図１０に示すように、油圧昇降装置８のリフトアーム９の動き等から作業機の昇降を検出する昇降検出センサ５７が設けられ、この昇降検出センサ５７の昇降検出信号を後述する制御装置６０に入力するように構成されている。

次に、図８及び図９に基づいて油圧シリンダ１７の油圧回路について説明する。図８は、油圧シリンダ１７の油圧回路図を示し、図９は、図８の可変絞り７３の油圧回路図を示している。図８に示すように、左右一対の油圧シリンダ１７は複動シリンダで構成されており、左右一対の油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側の接続ポートからの圧油を合流したヘッド側合流油路６５を介して、左右一対の油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側が、パイロットチェック弁により構成したサスペンションロック用の第１ロック弁６７に接続され、左右一対の油圧シリンダ１７のロッド側の接続ポートからの圧油を合流したロッド側合流油路６６を介して、左右一対の油圧シリンダ１７のロッド側が、パイロットチェック弁により構成したサスペンションロック用の第２ロック弁６８に接続されている。

第１ロック弁６７には、タンクラインに接続されたヘッド側リリーフ弁６９が接続されており、このリリーフ弁６９の設定圧は、ガス封入式のヘッド側アキュームレータ２３による油圧シリンダ１７の制御圧の最大値より高く設定されており、このリリーフ弁６９により油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側の油圧回路を保護できる。
第２ロック弁６８には、タンクラインに接続されたロッド側リリーフ弁７０が接続油路を介して接続されており、このリリーフ弁７０の設定圧は、ガス封入式のロッド側アキュームレータ２４による油圧シリンダ１７の制御圧の最大値より高く設定されており、このリリーフ弁７０により油圧シリンダ１７のロッド側の油圧回路を保護できる。

第１ロック弁６７とリリーフ弁６９との間の油路にヘッド側アキュームレータ２３が接続油路を介して接続されており、これにより、左右一対の油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側が第１ロック弁６７を介してヘッド側アキュームレータ２３に接続される。第２ロック弁６８とリリーフ弁７０との間の油路にロッド側アキュームレータ２４が接続されており、これにより、左右一対の油圧シリンダ１７のロッド側が第２ロック弁６８を介してロッド側アキュームレータ２４に接続される。
従って、ロック弁６７，６８を通して油圧シリンダ１７とヘッド側アキュームレータ２３との間の油路及び油圧シリンダ１７とロッド側アキュームレータ２４との間の油路を開くことにより、左右一対の油圧シリンダ１７及びアキュームレータ２３，２４等で構成される前輪サスペンション１８がサスペンション機能を具備すると共に、ロック弁６７，６８によって油圧シリンダ１７とヘッド側アキュームレータ２３との間の油路及び油圧シリンダ１７とロッド側アキュームレータ２４との間の油路を閉じることにより、前記サスペンション機能をロックするように構成されている。

ヘッド側アキュームレータ２３が接続された接続油路、即ち第１ロック弁６７とヘッド側アキュームレータ２３との間に、可変絞り７３が設けられており、この可変絞り７３を変更調節することで、ヘッド側アキュームレータ２３と油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側との間で行き来する圧油の流量を変更調節して、サスペンションとしての油圧シリンダ１７の減衰力を変更調節できるように構成されている。
なお、油圧シリンダ１７のロッド側の接続ポートとヘッド側アキュームレータ２３との間の異なる油路に可変絞り７３を設けてもよく、例えば合流する前の左右一対の油圧シリンダ１７のロッド側の接続ポートに接続された油路に、それぞれ個別に可変絞り７３を設けることで、左右一対の油圧シリンダ１７の減衰力を個別に変更調節できる。

ヘッド側合流油路６５には、後述する制御装置６０に接続された圧力センサ８７が設けられており、この圧力センサ８７により、前輪荷重に対応する油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側の圧力を検出できるように構成されている。
図９に示すように、可変絞り７３は、スプールをスライド移動させることにより、第１操作位置Ｑ１、第２操作位置Ｑ２、及び第３操作位置Ｑ３の３つの位置に位置変更可能に構成されている。第１〜第３操作位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３には、異なる径のオリフィスが設けられており、第１操作位置Ｑ１では１／３絞りになり、第２操作位置Ｑ２では絞りのないフリーの状態になり、第３操作位置Ｑ３では２／３絞りになるように構成されている。パイロット油路を介して接続された制御弁７３ａを励磁することで可変絞り７３を第１操作位置Ｑ１に操作することができ、パイロット油路を介して接続された制御弁７３ｂを励磁することで可変絞り７３を第３操作位置Ｑ３に操作することができる。また、制御弁７３ａ，７３ｂの励磁を解除すると中立付勢されて第２操作位置Ｑ２に操作することができる。

なお、可変絞り７３に制御弁７３ａ，７３ｂを接続するのではなく、可変絞り７３を電磁弁で構成し、可変絞り７３のソレノイドを励磁することで直接スプールを操作するように構成してもよい。また、可変絞り７３により３つの速度を切り替え操作可能に構成した例を示したが、複数の異なる速度に切り換え操作可能に可変絞り７３を構成してもよく、例えば２つの速度を切り替え操作可能に構成してもよく、４つ以上の遠度を切り替え操作可能に構成してもよい。更には、可変絞り７３により無段階で速度を変更可能に構成してもよい。

図８に示すように、第１ロック弁６７には、パイロット油路を介してヘッド側切換弁７５が接続されており、このヘッド側切換弁７５を操作することで第１ロック弁６７による逆止機能が解除され、左右一対の油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側からの圧油のヘッド側アキュームレータ２３側への流入が許容される。
ヘッド側切換弁７５は、ソレノイドを励磁することにより、走行車体３に設けられた油圧ポンプ(図示せず)からの圧油が供給され、ソレノイドの励磁を解除すると、バネ付勢されてタンクポートに接続されるように、２位置切替式の電磁弁で構成されている。これにより、ヘッド側切換弁７５を励磁すると、第１ロック弁６７が逆止機能の解除された開状態に操作され、ヘッド側切換弁７５の励磁を解除すると、第１ロック弁６７が逆止機能の作用する閉状態に操作される。

第２ロック弁６８には、パイロット油路を介してロッド側切換弁７６が接続されており、このロッド側切換弁７６を操作することで第２ロック弁６８による逆止機能が解除され、左右一対の油圧シリンダ１７のロッド側からの圧油のロッド側アキュームレータ２４側への流入が許容される。
ロッド側切換弁７６は、ソレノイドを励磁することにより、走行車体３に設けられた油圧ポンプ(図示せず)からの圧油が供給され、ソレノイドの励磁を解除すると、バネ付勢されてタンクポートに接続されるように、２位置切替式の電磁弁で構成されている。これにより、ロッド側切換弁７６を励磁すると、第２ロック弁６８が逆止機能の解除された開状態に操作され、ロッド側切換弁７６の励磁を解除すると、第２ロック弁６８が逆止機能の作用する閉状態に操作される。

そして、第１ロック弁６７及び第２ロック弁６８が逆止機能の解除された開状態に操作されると、左右一対の油圧シリンダ１７及びアキュームレータ２３，２４等で構成される前輪サスペンション１８がサスペンション機能を具備し、第１ロック弁６７及び第２ロック弁６８が逆止機能の作用する閉状態に操作されると、左右一対の油圧シリンダ１７及びアキュームレータ２３，２４等で構成される前輪サスペンション１８のサスペンション機能がロックされる。
ヘッド側合流油路６５には、絞り弁７４を介してパイロットチェック弁７７が接続されており、ロッド側合流油路６６には、パイロットチェック弁７８が接続されている。パイロットチェック弁７７は、昇降制御弁７９に接続されており、パイロットチェック弁７８は、絞り弁８１及びチェック弁８２を介して昇降制御弁７９に接続されている。

左右一対の油圧シリンダ１７に、パイロットチェック弁７７，７８、絞り弁８１、チェック弁８２を介して昇降制御弁７９が接続され、昇降制御弁７９の操作により左右一対の油圧シリンダ１７に作動油を給排し、これにより油圧シリンダ１７を伸縮動作させて車体フレーム１０を昇降調整するように構成されている。
パイロットチェック弁７８とチェック弁８２との間の油路には、切換弁８０を介して第１リリーフ弁８０Ａと第２リリーフ弁８０Ｂとが接続されている。第１リリーフ弁８０Ａの設定圧は例えば５ＭＰａに設定され、第２リリーフ弁８０Ｂの設定圧は例えば３ＭＰａに設定されており、リリーフ弁８０Ａ，８０Ｂの設定圧は互いに異なるリリーフ圧に設定されている。リリーフ圧（設定圧）の低い第１リリーフ弁８０Ａとリリーフ圧（設定圧）の高い第２リリーフ弁８０Ｂとは互いに並列に設けられ、切換弁８０は、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路に設けられ、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路への接続を第１リリーフ弁８０Ａと第２リリーフ弁８０Ｂとに択一的に切り換えるように構成されている。なお、リリーフ弁８０Ａ，８０Ｂのリリーフ圧は手動で変更調節できるように構成されている。

昇降制御弁７９は、油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側に圧油を供給する上昇位置７９Ｕと、油圧シリンダ１７のロッド側に圧油を供給する下降位置７９Ｄと、油圧シリンダ１７に圧油を供給しない中立位置７９Ｎとを備えて構成されており、パイロット油路を介して接続された切換弁８４を操作することで昇降制御弁７９を上昇位置７９Ｕに操作することができ、パイロット油路を介して接続された切換弁８３を操作することで昇降制御弁７９を下降位置７９Ｄに操作することができる。
切換弁８３，８４は、ソレノイドを励磁することにより、走行車体３に設けられた油圧ポンプ(図示せず)からの圧油が供給され、ソレノイドの励磁を解除すると、バネ付勢されてタンクポートに接続されるように、２位置切替式の電磁弁で構成されている。これにより、切換弁８４を励磁すると、昇降制御弁７９が上昇位置７９Ｕに操作され、切換弁８３を励磁すると、昇降制御弁７９が下降位置７９Ｄに操作される。

シリンダヘッド側のパイロットチェック弁７７に接続されたパイロット油路８５は、ロッド側の昇降制御弁７９への油路に接続され、ロッド側のパイロットチェック弁７８に接続されたパイロット油路８６は、シリンダヘッド側の昇降制御弁７９への油路に接続されている。これにより、自己保持回路が構成される。
昇降制御弁７９が上昇位置７９Ｕに操作され、パイロット油路８６の圧力が上昇すると、パイロットチェック弁７８が逆止機能の解除された開状態に操作され、昇降制御弁７９が下降位置７９Ｄに操作され、パイロット油路８５の圧力が上昇すると、パイロットチェック弁７７が逆止機能の解除された開状態に操作される。これにより、パイロットチェック弁７７，７８による油圧回路の自己保持が解除される。昇降制御弁７９を中立位置Ｎに操作すると、パイロットチェック弁７７，７８が逆止機能の作用する閉状態に操作され、パイロットチェック弁７７，７８による自己保持回路が形成される。

昇降制御弁７９を上昇位置７９Ｕに操作すると、絞り弁７４により流量制御された圧油が油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側に供給され、ロッド側のパイロットチェック弁７８がパイロット圧により開いて逆止機能が解除されて、チェック弁８２により昇降制御弁７９側への流入が阻止された油圧シリンダ１７のロッド側からの戻り油のリリーフ弁８０Ａ又はリリーフ弁８０Ｂへの流入が許容され、油圧シリンダ１７のロッド側からの戻り油をリリーフ弁８０Ａ又はリリーフ弁８０Ｂにより設定されたリリーフ圧に保ちながら、余剰油をタンクポートに排出する。

一方、昇降制御弁７９を下降位置７９Ｄに操作すると、絞り弁８１により流量制御された圧油が油圧シリンダ１７のロッド側に供給され、シリンダヘッド側のパイロットチェック弁７７がパイロット圧により開いて逆止機能が解除されて、シリンダヘッド側からの作動油が絞り弁７４により流量制御されてタンクポートに排出される。
次に、図８に基づいて油圧シリンダ１７の作動の一例について説明する。図８に示すように、昇降制御弁７９が中立位置７９Ｎに操作され、ロック弁６７，６８が開状態に操作されると、パイロットチェック弁７７，７８が閉状態に操作された状態で、油圧シリンダ１７の油室１７ａとアキュームレータ２３が連通し、油圧シリンダ１７の油室１７ｂとアキュームレータ２４が連通する。これにより、地面の凹凸に応じて前車軸ケース１９及び支持ブラケット２０が支持軸２９廻りに上下に揺動しようとすると、油圧シリンダ１７が伸縮して、油圧シリンダ１７の油室１７ａ，１７ｂとアキュームレータ２３，２４との間で作動油が往復し、油圧シリンダ１７がバネ定数Ｋ１を備えたサスペンションとして作動する。

この場合、油圧シリンダ１７の油室１７ａの圧力をＰＨ、油圧シリンダ１７の油室１７ｂの圧力をＭＰ１、油圧シリンダ１７の油室１７ａのピストンの受圧面積をＡＨ、油圧シリンダ１７の油室７ｂのピストンの受圧面積をＡＲ(ピストンロッドの分だけＡＲはＡＨよりも小さい)として、走行車体３の前部に掛かる重量(油圧シリンダ１７に掛かる重量)をＭとし、重力加速度をｇとすると、下記の式（１）が成立する。
式（１） Ｍ×ｇ＝ＰＨ×ＡＨ−ＭＰ１×ＡＲ
これにより、油圧シリンダ１７の油室１７ａのピストンの受圧面積ＡＨ、油圧シリンダ１７の油室７ｂのピストンの受圧面積ＡＲが一定であるので、油圧シリンダ１７の油室１７ａの圧力ＰＨは、油圧シリンダ１７の油室１７ｂの圧力ＭＰ１よりも高いものとなっており、走行車体３の前部に掛かる重量(油圧シリンダ１７に掛かる重量)Ｍによって変化する。

油圧シリンダ１７のバネ定数Ｋ１は、油圧シリンダ１７の油室１７ａ，１７ｂの圧力ＰＨ，ＭＰ１によって決まるものとなっており、例えば油圧シリンダ１７の油室１７ｂの圧力ＭＰ１が一定である場合には、油圧シリンダ１７の油室１７ａの圧力ＰＨが大きくなるのに伴って大きくなり、油圧シリンダ１７の油室１７ａの圧力ＰＨが小さくなるのに伴って小さくなる。
昇降制御弁７９が上昇位置７９Ｕに操作され、ロック弁６７，６８が閉状態に操作されると、昇降制御弁７９からの作動油が油圧シリンダ１７の油室１７ａに供給され、油圧シリンダ１７の油室１７ｂからの作動油が、パイロットチェック弁７８、及び第１リリーフ弁８０Ａ又は第２リリーフ弁８０Ｂを介して排出される。この場合、油圧シリンダ１７の油室１７ｂ及びロッド側合流油路６６の圧力が、第１リリーフ弁８０Ａ又は第２リリーフ弁８０Ｂにより所定のリリーフ圧に維持されている。

これにより、油圧シリンダ１７が伸長して走行車体３の前部が上昇する。この後、昇降制御弁７９が中立位置７９Ｎに操作され、ロック弁６７，６８が開状態に操作されると、油圧シリンダ１７が伸長した状態で、前述のように油圧シリンダ１７がサスペンションとして作動する。
昇降制御弁７９が下降位置７９Ｄに操作され、ロック弁６７，６８が閉状態に操作されると、昇降制御弁７９からの作動油が油圧シリンダ１７の油室１７ｂに供給され、油圧シリンダ１７の油室１７ａからの作動油が、絞り弁７４、パイロットチェック弁７７、及び昇降制御弁７９を介して排出される。この場合、油圧シリンダ１７の油室１７ｂ及びロッド側合流油路６６の圧力が、第１リリーフ弁８０Ａ又は第２リリーフ弁８０Ｂにより所定のリリーフ圧に維持されている。これにより、油圧シリンダ１７が収縮して走行車体３の前部が下降する。この後、昇降制御弁７９が中立位置７９Ｎに操作され、ロック弁６７，６８が開状態に操作されると、油圧シリンダ１７が収縮した状態で、前述のように油圧シリンダ１７がサスペンションとして作動する。

なお、上記油圧シリンダ１７の作動は、一例として示したものであり、昇降制御弁７９等を操作することで、油圧シリンダ１７に異なる作動をさせることも可能である。
次に、図１０に基づいて油圧シリンダ１７の制御について説明する。図１０は、制御装置６０のブロック図を示している。
図１０に示すように、この作業車には、制御装置６０が装備されており、この制御装置６０に、前輪荷重検出手段である圧力センサ８７、油圧シリンダ１７の作動位置検出手段としての作動位置検出センサ８８、操作レバー５１、増速用押しボタンスイッチ５２、減速用押しボタンスイッチ５３、前後進切り換え機構の切換操作を検出する切換検出センサ５４、前輪１の切れ角を検出する切れ角検出センサ８９等が接続されている。

また、制御装置６０に、制御弁７３ａ、制御弁７３ｂ、ヘッド側切換弁７５、ロッド側切換弁７６、切換弁８０、切換弁８３、切換弁８４とが接続されており、制御装置６０はこれら制御弁を次のように制御するように構成されている。
サスペンション機能のロックを解除したときに、制御装置６０は、可変絞り７３を最絞りの状態から徐々に大きく開放すべく制御する。即ち、ヘッド側切換弁７５のソレノイドを励磁すると共に、ロッド側切換弁７６のソレノイドを励磁することにより、サスペンション機能のロックを解除するときに、制御弁７３ａのソレノイドを励磁した後、制御弁７３ａのソレノイドの励磁を解除する。これにより、制御弁７３ａを励磁することで可変絞り７３を第１操作位置Ｑ１に操作し、その後、制御弁７３ａの励磁を解除（消磁）することで、可変絞り７３が中立付勢されて第２操作位置Ｑ２に操作される。その結果、可変絞り７３が第１操作位置Ｑ１の１／３絞りになり、その後第２操作位置Ｑ２では絞りのないフリーの状態になり、可変絞り７３を最絞りの状態から徐々に大きく開放すべく制御される。

ここで、サスペンション機能をロック状態にし、そのロックを解除する場合としては、例えば、作業車の前部にフォークリフトを装着して、フォークリフトでパレットと共に荷物を掬って、その荷物を上げ下ろしする際に、サスペンション機能があれば、フォークが上下に振動するため、フォークのツメをパレットの係合孔から抜くことが困難になるので、サスペンション機能をロック状態にすることが考えられ、そして、フォークリフトによる荷物の上げ下ろし作業が終了して、作業車で走行する場合や他の作業を行う場合にサスペンション機能のロックを解除することが考えられる。

なお、可変絞り７３を最絞りの状態から徐々に大きく開放するために、上記の如く制御弁７３ａのソレノイドを励磁した後、制御弁７３ａのソレノイドの励磁を解除することに代えて、制御弁７３ａのソレノイドを励磁した後、制御弁７３ａのソレノイドの励磁を解除すると共に制御弁７３ｂのソレノイドを励磁し、その後制御弁７３ｂのソレノイドの励磁を解除するようにしてもよい。この場合、制御弁７３ａを励磁することで可変絞り７３を第１操作位置Ｑ１に操作し、その後、制御弁７３ｂを励磁することで可変絞り７３を第３操作位置Ｑ３に操作し、その後、制御弁７３ａ，７３ｂの励磁を解除（消磁）することで、可変絞り７３が中立付勢されて第２操作位置Ｑ２に操作される。その結果、可変絞り７３が第１操作位置Ｑ１の１／３絞りになり、その後第３操作位置Ｑ３では２／３絞りになり、さらに第２操作位置Ｑ２では絞りのないフリーの状態になり、可変絞り７３が最絞りの状態から徐々に大きく開放すべく制御される。

また、制御装置６０は、圧力センサ８７による検出圧力が所定圧以上になれば（前輪荷重が大になれば）、切換弁８０のソレノイドを励磁し、サスペンションのバネ定数が大になるように、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の高い第２リリーフ弁８０Ｂを接続する。また、圧力センサ８７による検出圧力が所定圧以下になれば（前輪荷重が小のときに）、切換弁８０のソレノイドの励磁を解除（消磁）し、サスペンションのバネ定数が小になるように、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の低い第１リリーフ弁８０Ａを接続する。これにより、前輪荷重が大のときに、サスペンションのバネ定数が大になるように油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の高い第２リリーフ弁８０Ｂを接続し、前輪荷重が小のときに、サスペンションのバネ定数が小になるように油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の低い第１リリーフ弁８０Ａを接続すべく、切換弁８０を切り換える。

制御装置６０は、作業車の変速操作がなされたときに、一時的にサスペンション機能のロックを解除すべくロック弁６７，６８を制御する。即ち、操作レバー５１から変速操作信号を入力したとき、増速用押しボタンスイッチ５２から操作信号を入力したとき、減速用押しボタンスイッチ５３から操作信号を入力したとき又は切換検出センサ５４から切換検出信号を入力したときに、一定時間（数秒間）、ヘッド側切換弁７５及びロッド側切換弁７６のソレノイドを励磁する。その結果、ヘッド側切換弁７５のソレノイドを励磁することにより、第１ロック弁６７が逆止機能の解除された開状態に操作され、かつ、ロッド側切換弁７６のソレノイドを励磁することにより、第２ロック弁６８が逆止機能の解除された開状態に操作され、これにより、第１ロック弁６７及び第２ロック弁６８が逆止機能の解除された開状態に操作され、サスペンション機能のロックが解除される。

なお、制御装置６０は、作業車の変速操作がなされたときに、上記の如く一時的にサスペンション機能のロックを解除すべくロック弁６７，６８を制御すると共に、一時的に可変絞り７３を大きく開放すべく（流通径を大にする）制御するようにしてもよい。即ち、操作レバー５１から変速操作信号を入力したとき、増速用押しボタンスイッチ５２から操作信号を入力したとき、減速用押しボタンスイッチ５３から操作信号を入力したとき又は切換検出センサ５４から切換検出信号を入力したときに、一定時間（数秒間）、制御弁７３ａ及び制御弁７３ｂのソレノイドの励磁を解除するようにしてもよい。これにより、制御弁７３ａ，７３ｂの励磁を解除すると、可変絞り７３が中立付勢されて第２操作位置Ｑ２に操作され、第２操作位置Ｑ２では絞りのないフリーの状態になり、可変絞り７３が一時的に大きく開放される。

また、制御装置６０は、切れ角検出センサ８９により検出した前輪１の切れ角が所定以上になったときに、油圧シリンダ１７を伸長させて車体フレーム１０を上げるべく昇降制御弁７９を制御する。即ち、切れ角検出センサ８９により検出した切れ角が所定切れ角以上になれば、切換弁８４のソレノイドを励磁して、昇降制御弁７９を上昇位置７９Ｕに操作し、その後、切換弁８４を消磁して、昇降制御弁７９を中立位置７９Ｎに操作する。これにより、昇降制御弁７９が上昇位置７９Ｕに操作されると、昇降制御弁７９からの作動油が油圧シリンダ１７の油室１７ａに供給され、油圧シリンダ１７の油室１７ｂからの作動油が、パイロットチェック弁７８及び第１リリーフ弁８０Ａ又は第２リリーフ弁８０Ｂを介して排出される。この場合、油圧シリンダ１７の油室１７ｂ及びロッド側合流油路６６の圧力が、第１リリーフ弁８０Ａ又は第２リリーフ弁８０Ｂにより所定のリリーフ圧に維持されている。これにより、油圧シリンダ１７が伸長して走行車体３の前部が上昇する。その後、昇降制御弁７９が中立位置７９Ｎに操作され、油圧シリンダ１７が伸長した状態で、前述のように油圧シリンダ１７がサスペンションとして作動する。

そして、制御装置６０は、前輪１の切れ角が所定以下に戻れば、油圧シリンダ１７を作動位置検出センサ８８で検出した元の伸長位置に戻すように油圧シリンダ１７を縮小させて車体フレーム１０を下げるべく昇降制御弁７９を制御する。即ち、制御装置６０は、車体フレーム１０を上昇させるように制御する直前の油圧シリンダ１７の作動位置を作動位置検出センサ８８で検出してその検出した作動位置を記憶しておき、前輪１の切れ角が所定以下に戻ったときに、切換弁８３のソレノイドを励磁して、昇降制御弁７９を下降位置７９Ｄに操作し、その後、切換弁８３を消磁して、昇降制御弁７９を中立位置７９Ｎに操作し、これにより、油圧シリンダ１７を縮小して走行車体３の前部を下降し、その後、昇降制御弁７９が中立位置７９Ｎに操作され、油圧シリンダ１７が縮小した元の伸長状態になって、前述のように油圧シリンダ１７がサスペンションとして作動する。

制御装置６０は、トラクタの後方に三点リンク機構を介して作業機を昇降自在に装着している場合に、作業機が昇降したときに、一時的にサスペンション機能のロックを解除すべくロック弁６７，６８を制御する。即ち、昇降検出センサ５７から昇降検出信号を入力したときに、一定時間（数秒間）、ヘッド側切換弁７５及びロッド側切換弁７６のソレノイドを励磁する。その結果、ヘッド側切換弁７５のソレノイドを励磁することにより、第１ロック弁６７が逆止機能の解除された開状態に操作され、かつ、ロッド側切換弁７６のソレノイドを励磁することにより、第２ロック弁６８が逆止機能の解除された開状態に操作され、これにより、第１ロック弁６７及び第２ロック弁６８が逆止機能の解除された開状態に操作され、サスペンション機能のロックが解除される。

前記実施の形態によれば、第１ロック弁６７とヘッド側アキュームレータ２３との間に、可変絞り７３が設けられているので、サスペンション機能のロックを解除したときに、アキュームレータ２３と第１ロック弁６７との間の油路と、油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側とで大きな圧力差が生じていても、可変絞り７３を最絞りの状態から徐々に大きく開放するにより、油圧シリンダ１７が急に伸長したり縮小したりするのを緩和することができ、作業車の姿勢が急激に変化するのを防止できる。
また、前記実施の形態によれば、油圧シリンダ１７のヘッド側の油路に接続されるリリーフ圧の低い第１リリーフ弁８０Ａとリリーフ圧の高い第２リリーフ弁８０Ｂとが設けられ、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路への接続を、第１リリーフ弁８０Ａと第２リリーフ弁８０Ｂとに択一的に切り換える切換弁８０が設けられているので、前輪荷重が大のときに、サスペンションのバネ定数が大になるように油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の高い第２リリーフ弁８０Ｂを接続し、前輪荷重が小のときに、サスペンションのバネ定数が小になるように油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の低い第１リリーフ弁８０Ａを接続することができ、左右一対の油圧シリンダ１７について前輪荷重に応じたより適度なバネ定数を選択することが可能になる。

即ち、トラクタの作業状態に応じてサスペンション特性が変化する。この不都合を防止するために、油圧シリンダ１７のロッド側とヘッド側アキュームレータ２３との間の油路に設けた可変絞りを調整することによりサスペンションの減衰力を変化させる方法があるが、トラクタの前輪荷重は作業車の作業機の装着に応じて変化し、さらには、作業中にも土砂、荷物等で変化し、サスペンションの硬さや共振周波数に影響する。また、アキュームレータ２３，２４の関係で前輪荷重に応じて多少バネ定数も変化するが、減衰力を変化させる方法では、多少サスペンション硬さをコントロールできても共振周波数を変化することができず、広い範囲の前輪荷重で最低限をカバーする値をバネ定数として設定することになり、各作業でバネ定数をベストな値に設定することができなくなる。しかし、本実施の形態では、油圧シリンダ１７のヘッド側の油路に接続されるリリーフ圧の低い第１リリーフ弁８０Ａとリリーフ圧の高い第２リリーフ弁８０Ｂとが設けられ、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路への接続を、第１リリーフ弁８０Ａと第２リリーフ弁８０Ｂとに択一的に切り換える切換弁８０が設けられており、油圧シリンダ１７のシリンダヘッド側の圧力を検出する圧力センサ８７による検出圧力が所定圧以上になれば、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路に第２リリーフ弁８０Ｂを接続し、圧力センサ８７による検出圧力が所定圧以下になれば、油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路に第１リリーフ弁８０Ａを接続するように切換弁８０を制御するので、前輪荷重が大のときに、サスペンションのバネ定数が大になるように油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の高い第２リリーフ弁８０Ｂを接続し、前輪荷重が小のときに、サスペンションのバネ定数が小になるように油圧シリンダ１７と昇降制御弁７９との間の油路にリリーフ圧の低い第１リリーフ弁８０Ａを接続すべく、切換弁８０を切り換えることができ、油圧シリンダ１７のロッド側の設置圧でバネ定数が決まるため、切換弁８０を切り換えてバネ定数を変化させ、前輪荷重に応じたより適度なバネ定数を選択することができる。

また、前記実施の形態によれば、作業車の変速操作がなされたときに、一時的に前記サスペンション機能のロックを解除すべくロック弁６７，６８を制御するようにしたので、作業車の変速時に油圧シリンダ１７とヘッド側アキュームレータ２３との間の油路及び油圧シリンダ１７とロッド側アキュームレータ２４との間の油路が開くことによって、変速によるショックを緩和することができ、車体ピッキングの加速度を前輪サスペンション１８で吸収してオペレータにかかる不快な加速度を抑えることができる。
また、前記実施の形態によれば、前輪の左右方向への切れ角を検出する切れ角検出センサ８９が設けられ、前輪切れ角が所定以上になったときに、油圧シリンダ１７を伸長させて車体フレーム１０を上げるべく昇降制御弁７９を制御するようにしたので、前輪１の切れ角を大きくしても前輪１の後端部が作業車のボンネットに干渉するおそれがなくなり、前輪１がボンネットと干渉するのを避けるために、作業車のボンネットの一部に凹部を設けたりする必要がなくなり、ボンネット内の冷却機器の配置が面倒になったりする不都合を防止できる。

また、前記実施の形態によれば、トラクタの後方に三点リンク機構を介して作業機を昇降自在に装着している場合に、その作業機を昇降動作させたときに、一時的に前記サスペンション機能のロックを解除すべくロック弁６７，６８を制御するようにしたので、作業車の変速時に油圧シリンダ１７とヘッド側アキュームレータ２３との間の油路及び油圧シリンダ１７とロッド側アキュームレータ２４との間の油路が開くことによって、作業機の昇降動作によるショックを緩和することができ、作業機の昇降動作による作業車のピッキングが続くことによってオペレータが不快になるの未然に防止できる。即ち、作業機がオーバーハングして車体のバランスがよくないので、ピッキングも長く続くと共に、オペレータに不快な加速度が発生するのを防止することができる。

なお、前記実施の形態では、第１ロック弁６７とヘッド側アキュームレータ２３との間に可変絞り７３が設けられているが、これに代え、第２ロック弁６８とロッド側アキュームレータ２４との間に可変絞り７３を設けるようにしてもよいし、また、第１ロック弁６７とヘッド側アキュームレータ２３との間と、第２ロック弁６８とロッド側アキュームレータ２４との間の両方に、可変絞り７３を設けるようにしてもよい。
また、前記実施の形態では、制御装置６０は、トラクタの後方に三点リンク機構を介して装着した作業機が昇降したときに、一時的にサスペンション機能のロックを解除すべくロック弁６７，６８を制御するようにしているが、これに代え又はこのような制御と共に、一時的に可変絞り７３を大きく開放すべく（流通径を大にする）制御するようにしてもよい。即ち、昇降検出センサ５７から昇降検出信号をしたときに、一定時間（数秒間）、制御弁７３ａ及び制御弁７３ｂのソレノイドの励磁を解除するようにしてもよい。これにより、制御弁７３ａ，７３ｂの励磁を解除すると、可変絞り７３が中立付勢されて第２操作位置Ｑ２に操作され、第２操作位置Ｑ２では絞りのないフリーの状態になり、可変絞り７３が一時的に大きく開放される。

また、前記実施の形態では、制御装置６０は、昇降検出センサ５７から昇降検出信号を入力したときに、一時的にサスペンション機能のロックを解除すべく制御するようにしているが、これに代え、押しボタン等の昇降操作スイッチの操作により、トラクタの後方に三点リンク機構を介して装着した作業機を昇降するようにしている場合には、昇降操作スイッチから昇降操作信号を制御装置６０に入力するようし、制御装置６０が昇降操作信号を入力したときに、一時的にサスペンション機能のロックを解除すべくロック弁６７，６８等を制御するように構成してもよい。

本発明の一実施の形態を示すトラクタの側面図である。 同トラクタの背面図である。 同トラクタの前部の側面図である。 同トラクタの前部の平面図である。 同トラクタの前部のアキュームレータ部分の背面図である。 同トラクタの前部の油圧シリンダ部分の背面図である。 同トラクタの前部の支持部材部分の背面図である。 同油圧シリンダの油圧回路図である。 同可変絞りの油圧回路図である。 同制御系のブロック図である。

符号の説明

１ 前輪
３ 走行車体
１０ 車体フレーム
１７ 油圧シリンダ
１８ 前輪サスペンション
１９ 前車軸ケース
２３ ヘッド側アキュームレータ
２４ ロッド側アキュームレータ
６０ 制御装置
６７ 第１ロック弁
６８ 第２ロック弁
７３ 可変絞り
７９ 昇降制御弁
８０ 切換弁
８０Ａ 第１リリーフ弁
８０Ｂ 第２リリーフ弁
８７ 圧力センサ
８９ 切れ角検出センサ

Claims (3)

1. 車体フレーム（１０）に車輪（１）が受ける衝撃を緩衝するサスペンション用の油圧シリンダ（１７）が設けられ、油圧シリンダ（１７）のヘッド側に、サスペンションロック用のロック弁（６７）を介してヘッド側アキュームレータ（２３）が接続され、油圧シリンダ（１７）のロッド側にロッド側アキュームレータ（２４）が接続され、ロック弁（６７）を通して油圧シリンダ（１７）とヘッド側アキュームレータ（２３）との間の油路を開くことによりサスペンション機能を具備すると共に、ロック弁（６７）によって油圧シリンダ（１７）とヘッド側アキュームレータ（２３）との間の油路を閉じることにより前記サスペンション機能をロックするようにした作業車のサスペンション装置において、
   作業車の変速操作がなされたときにその変速操作の操作信号を入力して前記ロック弁（６７）を制御する制御装置（６０）が装備され、該制御装置（６０）は、ロック弁（６７）によりサスペンションをロックした状態での動作中に変速操作の操作信号を入力したときに、一時的にサスペンションのロックを解除すべくロック弁（６７）を制御するように構成されていることを特徴とする作業車のサスペンション装置。
2. ロック弁（６７）とヘッド側アキュームレータ（２３）との間に、可変絞り（７３）が設けられ、前記制御装置（６０）は、変速操作の操作信号を入力してロック弁（６７）をロック解除したときに、一時的に可変絞り（７３）を大きく開放すべく制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業車のサスペンション装置。
3. 前記油圧シリンダ（１７）に昇降制御弁（７９）が接続され、前輪の左右方向への切れ角を検出する切れ角検出センサ（８９）が設けられ、前輪切れ角が所定以上になったときに、油圧シリンダ（１７）を伸長させて車体フレーム（１０）を上げるべく昇降制御弁（７９）を制御するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車のサスペンション装置。

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