JP4875641B2

JP4875641B2 - 作業車のサスペンション構造

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Publication number: JP4875641B2
Application number: JP2008042995A
Authority: JP
Inventors: 光弘松▲崎▼; 篤史林; 利光矢崎; 憲一石見
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2012-02-15
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Description

本発明は、車輪を車体フレームに懸架する油圧シリンダにアキュムレータを接続して油圧式のサスペンション機構を構成した作業車のサスペンション構造に関する。

上記のような作業車のサスペンション構造としては、前車軸ケースの左右両端部に装備した左右の前輪を、油圧式のサスペンション機構を介して車体フレームに懸架するように構成したものがある（例えば非特許文献１参照）。
特願２００７−１８９６１２号

上記のような作業車のサスペンション構造では、その構造上、作業装置の着脱や作業負荷の変化などにより車体の前部にかかる荷重（サスペンション機構のバネ上荷重）が変化すると、その荷重の変化に比例してサスペンション機構のバネ定数が変化する。これに対し、油圧シリンダとアキュムレータとにわたって流れる作動油の流量が一定であると、サスペンション機構の減衰係数が一定となる。そのため、作業装置の装着や作業負荷の増大などにより車体のフロント荷重が増大し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が高くなるほど、サスペンション機構の減衰比が相対的に小さくなって車体の振動を収束させる力が弱くなり、結果、走行時の乗り心地や安定性が低下する。

本発明の目的は、車体に対する荷重の変化にかかわらず、サスペンション機構の減衰比を適正範囲内に維持できるように構成して、良好な乗り心地と安定した走行性を確保できるようにすることにある。

上記の目的を達成するため、本発明のうちの請求項１に記載の発明では、
車輪を車体フレームに懸架する油圧シリンダにアキュムレータを接続して油圧式のサスペンション機構を構成し、
前記油圧シリンダと前記アキュムレータとの間に、前記油圧シリンダと前記アキュムレータとにわたって流れる作動油の流量を制御する流量制御弁を介装し、
前記サスペンション機構の内圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記流量制御弁を、流路断面積の異なる複数のオリフィスを備える有段式に構成し、
前記サスペンション機構の内圧に対する閾値を設定し、
前記制御手段が、前記圧力センサの検出値に基づいて前記サスペンション機構の内圧が前記閾値未満であるか否かを判別し、前記内圧が前記閾値未満である場合には、前記閾値未満の前記内圧に対応させた流路断面積の大きいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、また、前記内圧が前記閾値以上である場合には、前記閾値以上の前記内圧に対応させた流路断面積の小さいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、前記流量制御弁の作動を制御し、
流路断面積の小さいオリフィスから流路断面積の大きいオリフィスに切り換える際の閾値は、流路断面積の大きいオリフィスから流路断面積の小さいオリフィスに切り換える際の閾値よりも小さい値であることを特徴とする。
本発明のうちの請求項２に記載の発明では、
車輪を車体フレームに懸架する油圧シリンダにアキュムレータを接続して油圧式のサスペンション機構を構成し、
前記油圧シリンダと前記アキュムレータとの間に、前記油圧シリンダと前記アキュムレータとにわたって流れる作動油の流量を制御する流量制御弁を介装し、
前記サスペンション機構の内圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記流量制御弁を、流路断面積の異なる複数のオリフィスを備える有段式に構成し、
前記サスペンション機構の内圧に対する閾値を設定し、
前記制御手段が、前記圧力センサの検出値の設定時間ごとの平均値を算出し、その算出した前記平均値が前記閾値未満である場合には、前記閾値未満の前記内圧に対応させた流路断面積の大きいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、また、前記圧力センサの検出値が前記閾値以上である場合には、前記閾値以上の前記内圧に対応させた流路断面積の小さいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、前記流量制御弁の作動を制御することを特徴とする。
本発明のうちの請求項３に記載の発明では、
車輪を車体フレームに懸架する油圧シリンダにアキュムレータを接続して油圧式のサスペンション機構を構成し、
前記油圧シリンダと前記アキュムレータとの間に、前記油圧シリンダと前記アキュムレータとにわたって流れる作動油の流量を制御する流量制御弁を介装し、
前記サスペンション機構の内圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記流量制御弁を、流路断面積の異なる複数のオリフィスを備える有段式に構成し、
前記サスペンション機構の内圧に対する閾値を設定し、
前記制御手段が、前記圧力センサの検出値に基づいて前記サスペンション機構の内圧が前記閾値未満であるか否かを判別し、前記内圧が前記閾値未満である場合には、前記閾値未満の前記内圧に対応させた流路断面積の大きいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、また、前記内圧が前記閾値以上である場合には、前記閾値以上の前記内圧に対応させた流路断面積の小さいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、前記流量制御弁の作動を制御し、
前記サスペンション機構の硬さ設定を可能にする手動式の設定器を備え、
前記設定器で設定した前記サスペンション機構の硬さが硬いほど、前記閾値が、前記サスペンション機構の内圧に対する低い側の値に設定変更されるように構成してあることを特徴とする。

上述の請求項１、２、３に記載の発明の特徴構成によると、作業装置の装着や作業負荷の増大などにより車体に対する荷重（サスペンション機構のバネ上荷重）が増大し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が高くなる場合には、圧力センサの検出値も車体に対する荷重に応じて大きくなる。逆に、作業装置の取り外しや作業負荷の減少などにより車体に対する荷重が減少し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が低くなる場合には、圧力センサの検出値も車体に対する荷重に応じて小さくなる。

これにより、圧力センサの検出値が大きいほど、その検出値に応じて油圧シリンダとアキュムレータとにわたって流れる作動油の流量が少なくなる（作動油が流れ難くなる）ように、逆に、圧力センサの検出値が小さいほど、その検出値に応じて油圧シリンダとアキュムレータとにわたって流れる作動油の流量が多くなる（作動油が流れ易くなる）ように、制御手段が流量制御弁の作動を制御するように構成すれば、作業装置の装着や作業負荷の増大などにより車体に対する荷重が増大し、それに比例してサスペンション機構のバネ
定数が高くなるほど、それに応じてサスペンション機構の減衰係数を大きくすることができ、逆に、作業装置の取り外しや作業負荷の減少などにより車体に対する荷重が減少し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が低くなるほど、それに応じてサスペンション機構の減衰係数を小さくすることができる。

その結果、作業装置の着脱や作業負荷の変化などにより、車体に対する荷重が変化しても、サスペンション機構の減衰比を適正範囲内に維持することができ、車体の振動を収束させる力を適正に維持することができる。

従って、作業装置の着脱や作業負荷の変化などによる車体に対する荷重の変化にかかわらず、良好な乗り心地と安定した走行性を確保することができる。

また、上述の請求項１、２、３に記載の発明の特徴構成によると、作業装置の装着や作業負荷の増大などにより車体に対する荷重（サスペンション機構のバネ上荷重）が増大し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が高くなる場合であっても、圧力センサの検出値が閾値未満であれば、流量制御弁は、その閾値未満の検出値に対応させた流路断面積の大きいオリフィスで油圧シリンダとアキュムレータとを連通する状態を維持する。

作業装置の装着や作業負荷の増大などにより車体に対する荷重が増大し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が高くなる場合において、圧力センサの検出値が閾値以上になると、流量制御弁は、閾値未満の検出値に対応させた流路断面積の大きいオリフィスで油圧シリンダとアキュムレータとを連通する状態から、閾値以上の検出値に対応させた流路断面積の小さいオリフィスで油圧シリンダとアキュムレータとを連通する状態に切り換わる。

逆に、作業装置の取り外しや作業負荷の減少などにより車体に対する荷重が減少し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が低くなる場合であっても、圧力センサの検出値が閾値以上であれば、流量制御弁は、その閾値以上の検出値に対応させた流路断面積の小さいオリフィスで油圧シリンダとアキュムレータとを連通する状態を維持する。

作業装置の取り外しや作業負荷の減少などにより車体に対する荷重が減少し、それに比例してサスペンション機構のバネ定数が低くなる場合において、圧力センサの検出値が閾値未満になると、流量制御弁は、閾値以上の検出値に対応させた流路断面積の小さいオリフィスで油圧シリンダとアキュムレータとを連通する状態から、閾値未満の検出値に対応させた流路断面積の大きいオリフィスで油圧シリンダとアキュムレータとを連通する状態に切り換わる。

これにより、サスペンション機構の内圧が閾値未満である場合における、圧力センサの検出値（サスペンション機構のバネ上荷重）と、それに比例するサスペンション機構のバ
ネ定数と、その閾値未満の検出値に対応させた流路断面積の大きいオリフィスの減衰係数とから得られるサスペンション機構の減衰比を適正範囲内に維持できるように、また、サスペンション機構の内圧が閾値以上である場合における、圧力センサの検出値（サスペンション機構のバネ上荷重）と、それに比例するサスペンション機構のバネ定数と、その閾値以上の検出値に対応させた流路断面積の小さいオリフィスの減衰係数とから得られるサスペンション機構の減衰比を適正範囲内に維持できるように、サスペンション機構の内圧に対する閾値と各オリフィスの流路断面積とを適正に設定すれば、作業装置の着脱や作業負荷の変化などにより、車体に対する荷重が変化しても、サスペンション機構の減衰比を適正範囲内に維持することができ、車体の振動を収束させる力を適正に維持することができる。

そして、流量制御弁を有段式に構成したことにより、流量制御弁を無段式に構成する場合に比較して、流量制御弁の操作や制御に要する構成を簡単にすることができる。

従って、構成の簡素化を図りながら、作業装置の着脱や作業負荷の変化などによる車体に対する荷重の変化にかかわらず、良好な乗り心地と安定した走行性を確保することができる。

例えば、流路断面積の小さいオリフィスから流路断面積の大きいオリフィスに切り換える際の閾値と、流路断面積の大きいオリフィスから流路断面積の小さいオリフィスに切り換える際の閾値とを同じ値に設定し、圧力センサの検出値が閾値未満であると、流路断面積の大きいオリフィスを介して油圧シリンダとアキュムレータとを連通し、かつ、圧力センサの検出値が閾値以上であると、流路断面積の小さいオリフィスを介して油圧シリンダとアキュムレータとを連通するように構成した場合には、圧力センサの検出値が閾値を境にして頻繁に変化すると、それに伴って、流路断面積の異なるオリフィスの切り換えが頻繁に行われることになり、サスペンション機構の減衰比が頻繁に大きく変動するようになる。つまり、サスペンションの硬い状態と軟らかい状態とが頻繁に切り換わるようになることから、乗り心地の低下を招くことになる。

これに対し、本発明のうちの請求項１に記載の発明では、流路断面積の小さいオリフィスから流路断面積の大きいオリフィスに切り換える際の閾値を、流路断面積の大きいオリフィスから流路断面積の小さいオリフィスに切り換える際の閾値よりも小さい値に設定してあることから、それらのいずれか一方の閾値を境にして圧力センサの検出値が頻繁に変化しても、圧力センサの検出値が他方の閾値に達するか他方の閾値を超えない限り、流路断面積の異なるオリフィスの切り換えが行われなくなる。

従って、圧力センサの検出値が閾値を境にして頻繁に変化する場合であっても、それに伴って流路断面積の異なるオリフィスの切り換えが頻繁に行われることに起因した乗り心地の低下を未然に回避することができる。

前述したように、例えば、流路断面積の小さいオリフィスから流路断面積の大きいオリフィスに切り換える際の閾値と、流路断面積の大きいオリフィスから流路断面積の小さいオリフィスに切り換える際の閾値とを同じ値に設定し、圧力センサの検出値が閾値未満であると、流路断面積の大きいオリフィスを介して油圧シリンダとアキュムレータとを連通し、かつ、圧力センサの検出値が閾値以上であると、流路断面積の小さいオリフィスを介して油圧シリンダとアキュムレータとを連通するように構成した場合には、圧力センサの検出値が閾値を境にして頻繁に変化すると、それに伴って、流路断面積の異なるオリフィスの切り換えが頻繁に行われることになり、サスペンション機構の減衰比が頻繁に大きく変動するようになる。つまり、サスペンションの硬い状態と軟らかい状態とが頻繁に切り換わるようになることから、乗り心地の低下を招くことになる。

これに対し、本発明のうちの請求項２に記載の発明では、その特徴構成により、圧力センサの検出値が閾値を境にして頻繁に変化しても、圧力センサの検出値に基づいて設定時間ごとに算出される検出値の平均値が閾値未満にならない限り、流路断面積の小さいオリフィスから流路断面積の大きいオリフィスへの切り換えが行われないことから、流路断面積の異なるオリフィスの切り換えが頻繁に行われることを防止することができる。

上述の本発明のうちの請求項３に記載の発明の特徴構成によると、設定器によりサスペンション機構の硬さを硬い側に設定変更するほど、閾値の値が、サスペンション機構の内圧に対する低い側の値に設定変更されることにより、油圧シリンダとアキュムレータとを連通する流量制御弁のオリフィスが、流路断面積の大きいものから小さいものに切り換わり易くなり、流路断面積の小さいものから大きいものに切り換わり難くなる。逆に、設定器によりサスペンション機構の硬さを軟らかい側に設定変更するほど、閾値の値が、サスペンション機構の内圧に対する高い側の値に設定変更されることにより、油圧シリンダとアキュムレータとを連通する流量制御弁のオリフィスが、流路断面積の大きいものから小さいものに切り換わり難くなり、流路断面積の小さいものから大きいものに切り換わり易くなる。

つまり、設定器で設定するサスペンション機構の硬さを硬くするほど、油圧シリンダとアキュムレータとを連通する流量制御弁のオリフィスとして流路断面積の小さいものが使用され易くなることから、乗り心地として硬い感じを与えることができ、逆に、設定器で設定するサスペンション機構の硬さを軟らかくするほど、油圧シリンダとアキュムレータとを連通する流量制御弁のオリフィスとして流路断面積の大きいものが使用され易くなることから、乗り心地として軟らかい感じを与えることができる。

従って、運転者の好みに応じた乗り心地の設定を行えることから、乗り心地の向上を図れるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態の一例として、本発明に係る作業車のサスペンション構造を、作業車の一例であるトラクタに適用した実施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である。この図に示すように、トラクタは、車体フレーム１に備えた左右一対の前輪２および後輪３をエンジン４からの動力で駆動する四輪駆動型に構成してある。車体フレーム１の後部側には、前輪操舵用のステアリングホイール５や運転座席６などを配備して搭乗運転部７を形成してある。

車体フレーム１は、左右の前輪２の間に位置する前部フレーム８の後部にエンジン４の下部を連結し、エンジン４の後下部にクラッチハウジング９を連結し、クラッチハウジング９の後部に中間フレーム１０を介してトランスミッションケース（以下、Ｔ／Ｍケースと略称する）１１を連結して形成してある。

車体フレーム１には、フロントマウント形式の作業装置の一例であるフロントローダ１２の装備を可能にする補助フレーム１３を連結してある。Ｔ／Ｍケース１１の後部には、ロータリ耕耘装置（図示せず）やプラウ（図示せず）などのリヤマウント形式の作業装置の連結を可能にする左右一対のリフトアーム１４やリンク機構１５などを配備してある。また、図示は省略するが、車体フレーム１には、モーアなどのミッドマウント形式の作業装置の連結を可能にするリンク機構などを装備することも可能である。Ｔ／Ｍケースの後部には、トレーラなどの連結を可能にするリンク機構などを装備することも可能である。

図２に示すように、前部フレーム８には、側面視Ｕ字状に形成したホルダ１６の後上部を、左右向きの支軸１７を介して、その支軸１７を支点にしたホルダ１６の上下揺動が許容されるように連結してある。ホルダ１６は、その凹部１６Ａにおいて前車軸ケース１８をローリング可能に支持するように構成してある。ホルダ１６の前端部は、左右一対の油圧シリンダ１９を介して前部フレーム８に連結してある。

つまり、このトラクタにおいては、前車軸ケース１８の左右両端部に装備した左右の前輪２を、ホルダ１６および左右の油圧シリンダ１９を介して車体フレーム１の前部フレーム８に懸架してある。

図示は省略するが、このトラクタにおいては、エンジン４からの動力を、クラッチハウジング９に内蔵した主クラッチなどを介して、Ｔ／Ｍケース１１の前端に連結した静油圧式の無段変速装置（以下、ＨＳＴと略称する）に伝達する。ＨＳＴによる変速後の動力を、ＨＳＴの出力軸からＴ／Ｍケース１１に内蔵したギヤ式の変速装置などに伝達し、その変速装置による変速後の動力を、Ｔ／Ｍケース１１の内部において前輪駆動用と後輪駆動用とに分配する。前輪駆動用の動力は、Ｔ／Ｍケース１１に内蔵した前輪用の変速装置や前車軸ケース１８に内蔵した前輪用の差動装置などを介して左右の前輪２に伝達する。後輪駆動用の動力は、Ｔ／Ｍケース１１に内蔵した後輪用の差動装置などを介して左右の後輪３に伝達する。ＨＳＴの入力軸から取り出した無変速動力を、Ｔ／Ｍケース１１に内蔵した作業用のクラッチなどを介して、Ｔ／Ｍケース１１の後部から後方に向けて突出させたリヤＰＴＯ軸、および、Ｔ／Ｍケース１１の前下部から前方に向けて突出させたミッドＰＴＯ軸に伝達する。

図２および図３に示すように、左右の油圧シリンダ１９は復動型で、それらのヘッド側の油室１９Ａには、第１接続油路２０を介してブラダ式の第１アキュムレータ２１を接続してある。また、各油圧シリンダ１９のロッド側の油室１９Ｂには、第２接続油路２２を
介してブラダ式の第２アキュムレータ２３を接続してある。各アキュムレータ２１，２３のブラダ内には、サスペンションバネとして機能する窒素ガスを封入してある。

第１接続油路２０には、パイロット圧により開閉操作されるパイロット操作式の第１逆止弁２４を装備してある。第２接続油路２２には、パイロット圧により開閉操作されるパイロット操作式の第２逆止弁２５を装備してある。第１逆止弁２４および第２逆止弁２５は、その閉状態では左右の油圧シリンダ１９から対応するアキュムレータ２１，２３への作動油の逆流を阻止し、開状態ではその逆流を許容する。

第１逆止弁２４および第２逆止弁２５には、パイロット油路２６を介して電磁弁２７を接続してある。電磁弁２７は、第１逆止弁２４および第２逆止弁２５に対するパイロット圧を上昇させる昇圧状態と、第１逆止弁２４および第２逆止弁２５に対するパイロット圧を低下させる降圧状態とに切り換え可能に構成してある。第１逆止弁２４および第２逆止弁２５は、それらに対するパイロット圧が上昇すると閉状態から開状態に切り換わり、それらに対するパイロット圧が低下すると開状態から閉状態に切り換わる。つまり、第１逆止弁２４および第２逆止弁２５は、パイロット圧の低下により逆止弁として機能し、パイロット圧の上昇により逆止弁としての機能を停止する。

第１接続油路２０における第１アキュムレータ２１と第１逆止弁２４との間に位置する油路部分には、第１安全弁２８を備えた第１排出油路２９を接続してある。第２接続油路２２における第２アキュムレータ２３と第２逆止弁２５との間に位置する油路部分には、第２安全弁３０を備えた第２排出油路３１を接続してある。

第１接続油路２０における左右の油圧シリンダ１９と第１逆止弁２４との間に位置する油路部分には第１給排油路３２を接続してある。第２接続油路２２における左右の油圧シリンダ１９と第２逆止弁２５との間に位置する油路部分には第２給排油路３３を接続してある。第１給排油路３２および第２給排油路３３には、パイロット圧により切り換え操作されるパイロット操作式の切換弁３４を介して、供給油路３５と排出油路３６とを接続してある。

切換弁３４は、第１給排油路３２を供給油路３５に接続し、かつ、第２給排油路３３を排出油路３６に接続する第１給排状態と、第１給排油路３２を排出油路３６に接続し、かつ、第２給排油路３３を供給油路３５に接続する第２給排状態と、第１給排油路３２および第２給排油路３３を排出油路３６に接続する給排停止状態とに切り換え可能に構成してある。切換弁３４の切り換え操作は、第１パイロット油路３７を介して切換弁３４に接続した第１電磁弁３８、および、第２パイロット油路３９を介して切換弁３４に接続した第２電磁弁４０、の作動を制御することにより行える。

第１給排油路３２には、パイロット圧により開閉操作されるパイロット操作式の第３逆止弁４１を装備してある。第２給排油路３３には、パイロット圧により開閉操作されるパイロット操作式の第４逆止弁４２を装備してある。第３逆止弁４１および第４逆止弁４４は、その閉状態では対応する接続油路２０，２２から切換弁３４に向けた作動油の逆流を阻止し、開状態ではその逆流を許容する。

第３逆止弁４１には、第３パイロット油路４３を介して第２給排油路３３における切換弁側の油路部分を接続してある。第４逆止弁４２には、第４パイロット油路４４を介して第１給排油路３２における切換弁側の油路部分を接続してある。

これにより、切換弁３４を給排停止状態から第１給排状態に切り換えると、第４逆止弁４２に向けて作動油が供給されて第４逆止弁４２に対するパイロット圧が上昇する。切換
弁３４を第１給排状態から給排停止状態に切り換えると、第４逆止弁４２から作動油が排出されて第４逆止弁４２に対するパイロット圧が低下する。切換弁３４を給排停止状態から第２給排状態に切り換えると、第３逆止弁４１に向けて作動油が供給されて第３逆止弁４１に対するパイロット圧が上昇する。切換弁３４を第２給排状態から給排停止状態に切り換えると、第３逆止弁４１から作動油が排出されて第３逆止弁４１に対するパイロット圧が低下する。

第３逆止弁４１および第４逆止弁４２は、それらに対するパイロット圧が上昇すると閉状態から開状態に切り換わり、それらに対するパイロット圧が低下すると開状態から閉状態に切り換わる。つまり、第３逆止弁４１および第４逆止弁４２は、パイロット圧の低下により逆止弁として機能し、パイロット圧の上昇により逆止弁としての機能を停止する。

第１給排油路３２における第３逆止弁４１よりも第１接続油路側の油路部分には、速度調整用の第１絞り弁４５を装備してある。第２給排油路３３における第４逆止弁４２よりも切換弁側の油路部分には、第５逆止弁４６を装備し、第４逆止弁４２と第５逆止弁４６との間には速度調整用の第２絞り弁４７を装備し、第４逆止弁４２と第２絞り弁４７との間には、左右の油圧シリンダ１９におけるロッド側の圧力を一定に維持するリリーフ弁４８を備えた排出油路４９を接続してある。

以上の構成から、切換弁３４を給排停止状態に維持すると、第３逆止弁４１および第４逆止弁４２に対するパイロット圧が低い状態に維持される。これにより、第３逆止弁４１および第４逆止弁４２が閉状態に維持されて逆止弁として機能する。この状態において、電磁弁２７を降圧状態から昇圧状態に切り換えて第１逆止弁２４および第２逆止弁２５に対するパイロット圧を上昇させると、第１逆止弁２４および第２逆止弁２５が閉状態から開状態に切り換わり、逆止弁としての機能を停止する。

すると、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１との間、および、左右の油圧シリンダ１９と第２アキュムレータ２３との間における作動油の双方向への流動が許容され、これにより、各アキュムレータ２１，２３のブラダ内に封入した窒素ガスがサスペンションバネとして機能し、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１および第２アキュムレータ２３とにわたって充填した作動油がダンパとして機能するようになる。

つまり、左右の油圧シリンダ１９、第１接続油路２０、第１アキュムレータ２１、第２接続油路２２、第２アキュムレータ２３、第１安全弁２８、第２安全弁３０、第３逆止弁４１、および第４逆止弁４２、などを備えて構成した油圧回路部分が、油圧式のサスペンション機構５０として機能する。

一方、第１逆止弁２４および第２逆止弁２５を閉状態に維持した状態において、切換弁３４を給排停止状態から第１給排状態に切り換えると、左右の油圧シリンダ１９のヘッド側の油室１９Ａに向けて作動油が供給される。また、第４逆止弁４２に対するパイロット圧が上昇して第４逆止弁４２が閉状態から開状態に切り換わることにより、左右の油圧シリンダ１９におけるロッド側の油室１９Ｂからの排出油路４９を介した作動油の排出が許容される。これにより、左右の油圧シリンダ１９が伸張作動し、トラクタの前部側の車高が高くなる。

その後、切換弁３４を第１給排状態から給排停止状態に切り換えると、左右の油圧シリンダ１９のヘッド側の油室１９Ａに向けた作動油の供給が停止される。また、第４逆止弁４２に対するパイロット圧が低下して第４逆止弁４２が開状態から閉状態に切り換わることにより、左右の油圧シリンダ１９におけるロッド側の油室１９Ｂからの排出油路４９を介した作動油の排出が阻止される。これにより、左右の油圧シリンダ１９が伸張作動を停
止し、トラクタの前部側の車高が維持される。

逆に、切換弁３４を給排停止状態から第２給排状態に切り換えると、左右の油圧シリンダ１９のロッド側の油室１９Ｂに向けて作動油が供給される。また、第３逆止弁４１に対するパイロット圧が上昇して第３逆止弁４１が閉状態から開状態に切り換わることにより、左右の油圧シリンダ１９におけるヘッド側の油室１９Ａからの排出油路３６を介した作動油の排出が許容される。これにより、左右の油圧シリンダ１９が収縮作動し、トラクタの前部側の車高が低くなる。

その後、切換弁３４を第２給排状態から給排停止状態に切り換えると、左右の油圧シリンダ１９のロッド側の油室１９Ｂに向けた作動油の供給が停止される。また、第３逆止弁４１に対するパイロット圧が低下して第３逆止弁４１が開状態から閉状態に切り換わることにより、左右の油圧シリンダ１９におけるヘッド側の油室１９Ａからの排出油路３６を介した作動油の排出が阻止される。これにより、左右の油圧シリンダ１９が収縮作動を停止し、トラクタの前部側の車高が維持される。

つまり、第１逆止弁２４および第２逆止弁２５を閉状態に維持した状態において、切換弁３４の作動を制御することにより、トラクタの前部側の車高を調整することができる。

これにより、例えば、トラクタの前部にフロントローダ１２を連結することにより、トラクタの前部側の重量が重くなってトラクタの前部側の車高が低下する場合には、切換弁３４を給排停止状態から第１給排状態に切り換えて左右の油圧シリンダ１９を伸張作動させることにより、フロントローダ１２の重量に抗して、トラクタの前部側の車高を、フロントローダ１２を連結する前の元の高さ位置まで上昇させることができる。逆に、トラクタの前部からフロントローダ１２を取り外すことにより、トラクタの前部側の重量が軽くなってトラクタの前部側の車高が上昇する場合には、切換弁３４を給排停止状態から第２給排状態に切り換えて左右の油圧シリンダ１９を収縮作動させることにより、トラクタの前部側の車高を、フロントローダ１２を取り外す前の元の高さ位置まで下降させることができる。

また、フロントローダ１２で土砂を掬い上げることにより、トラクタの前部側の重量が重くなってトラクタの前部側の車高が低下する場合には、切換弁３４を給排停止状態から第１給排状態に切り換えて左右の油圧シリンダ１９を伸張作動させることにより、土砂の重量に抗して、トラクタの前部側の車高を、フロントローダ１２が土砂を掬い上げる前の元の高さ位置まで上昇させることができる。逆に、フロントローダ１２から土砂を放出することにより、トラクタの前部側の重量が軽くなってトラクタの前部側の車高が上昇する場合には、切換弁３４を給排停止状態から第２給排状態に切り換えて左右の油圧シリンダ１９を収縮作動させることにより、トラクタの前部側の車高を、フロントローダ１２から土砂を放出する前の元の高さ位置まで下降させることができる。

つまり、フロントローダ１２などの作業装置の着脱や作業時の負荷の変動などによる車体重量の変化にかかわらず、トラクタの前部側の車高を所定の高さに設定することができる。

なお、この車高調整を、トラクタの前部側の車高を検出する車高センサ（図示せず）の検出に基づく車高調整用の制御手段（図示せず）の制御作動で行うように構成してもよく、また、人為操作具（図示せず）の操作に基づく車高調整用の制御手段の制御作動で行うように構成してもよい。

図３〜６に示すように、第１接続油路２０における第１アキュムレータ２１と第１逆止
弁２４との間に位置する油路部分には、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とにわたって流れる作動油の流量を制御する流量制御弁５１を介装してある。流量制御弁５１は、そのスプール５１Ａに流路断面積の異なる３つのオリフィス５１ａ〜５１ｃを備える有段式で、かつ、使用するオリフィス５１ａ〜５１ｃがパイロット圧により切り換え操作されるパイロット操作式に構成してある。流量制御弁５１における各オリフィス５１ａ〜５１ｃの切り換え操作は、第１パイロット油路５２を介して流量制御弁５１に接続した第１電磁弁５３、および、第２パイロット油路５４を介して流量制御弁５１に接続した第２電磁弁５５、の作動を制御することにより行える。

第１接続油路２０における左右の油圧シリンダ１９と第１逆止弁２４との間に位置する油路部分には、サスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧（第１接続油路２０の内圧）Ｍをサスペンション機構５０のバネ上荷重（トラクタのフロント荷重）として検出する圧力センサ５６を備えてある。圧力センサ５６の検出値は、トラクタに搭載したマイクロコンピュータなどにより構成した減衰比調整用の制御手段５７に入力される。

制御手段５７は、圧力センサ５６の検出値と、その検出値に対して予め設定した第１閾値Ｍ１および第２閾値Ｍ２とに基づいて、第１電磁弁５３および第２電磁弁５５の作動を制御することにより、サスペンション機構５０の減衰比が適正範囲内(例えば、０．５〜
１．０の範囲内）に維持されるように流量制御弁５１の作動を制御する。

具体的には、制御手段５７は、圧力センサ５６の検出値であるサスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧Ｍが第１閾値Ｍ１未満である場合には、その内圧Ｍに対応させた流路断面積の大きい第１オリフィス５１ａを介して左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とが連通されるように流量制御弁５１の作動を制御する。サスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧Ｍが第１閾値Ｍ１以上で第２閾値Ｍ２未満である場合には、その内圧Ｍに対応させた流路断面積が中間の第２オリフィス５１ｂを介して左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とが連通されるように流量制御弁５１の作動を制御する。サスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧Ｍが第２閾値Ｍ２以上である場合には、その内圧Ｍに対応させた流路断面積の小さい第３オリフィス５１ｃを介して左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とが連通されるように流量制御弁５１の作動を制御する。

つまり、トラクタにフロントローダ１２などの作業装置を連結することや、フロントローダ１２を連結したローダ作業時にフロントローダ１２で土砂を掬い上げることなどにより、トラクタのフロント荷重（サスペンション機構５０のバネ上荷重）が大きくなるとともにサスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧Ｍが大きくなり、それに伴ってサスペンション機構５０のバネ定数が大きくなり、サスペンション機構５０の減衰比が相対的に小さくなって適正範囲から外れる場合には、制御手段５７が、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃを流路断面積の大きいものから小さいものに切り換えて減衰係数を大きくすることにより、サスペンション機構５０の減衰比が適正範囲内に維持されるように調整する。

逆に、トラクタからフロントローダ１２などの作業装置を取り外すことや、フロントローダ１２を連結したローダ作業時にフロントローダ１２から土砂を放出することなどにより、トラクタのフロント荷重（サスペンション機構５０のバネ上荷重）が小さくなるとともにサスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧Ｍが小さくなり、それに伴ってサスペンション機構５０のバネ定数が小さくなり、サスペンション機構５０の減衰比が相対的に大きくなって適正範囲から外れる場合には、制御手段５７が、左右
の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃを流路断面積の小さいものから大きいものに切り換えて減衰係数を小さくすることにより、サスペンション機構５０の減衰比が適正範囲内に維持されるように調整する。

これにより、トラクタのフロント荷重に対してサスペンション機構５０の減衰係数が小さいことにより、振動を収束させる力が低下して車体が振れ続ける、あるいは、トラクタのフロント荷重に対してサスペンション機構５０の減衰係数が大きいことにより、振動を収束させる力が強すぎて衝撃を受け易くなる、などの不都合の発生を回避することができ、結果、トラクタに対する作業装置の着脱や作業負荷の変動にかかわらず、良好な乗り心地と安定した走行性を得ることができる。

制御手段５７は、圧力センサ５６の検出値が第１閾値Ｍ１未満から第１閾値Ｍ１以上に切り換わると、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１との連通を、流量制御弁５１の第１オリフィス５１ａで行う状態から第２オリフィス５１ｂで行う状態に切り換える。圧力センサ５６の検出値が第２閾値Ｍ２未満から第２閾値Ｍ２以上に切り換わると、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１との連通を、流量制御弁５１の第２オリフィス５１ｂで行う状態から第３オリフィス５１ｃで行う状態に切り換える。圧力センサ５６の検出値の設定時間ごとの平均値が第２閾値Ｍ２以上から第２閾値Ｍ２未満に切り換わると、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１との連通を、流量制御弁５１の第３オリフィス５１ｃで行う状態から第２オリフィス５１ｂで行う状態に切り換える。圧力センサ５６の検出値の設定時間ごとの平均値が第１閾値Ｍ１以上から第１閾値Ｍ１未満に切り換わると、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１との連通を、流量制御弁５１の第２オリフィス５１ｂで行う状態から第１オリフィス５１ａで行う状態に切り換える。

つまり、トラクタにフロントローダ１２などの作業装置を連結することや、フロントローダ１２を連結したローダ作業時にフロントローダ１２で土砂を掬い上げることなどにより、上述したようにサスペンション機構５０の減衰比が相対的に小さくなって適正範囲から外れる場合には、制御手段５７が、直ちに左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃを流路断面積の大きいものから小さいものに切り換えて減衰係数を大きくする。

また、フロントローダ１２を連結したローダ作業時に、フロントローダ１２による土砂の掬い上げにより、圧力センサ５６の検出値が第２閾値Ｍ２未満から第２閾値Ｍ２以上に切り換わることにより、制御手段５７が、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃを流路断面積の大きい第２オリフィス５１ｂから小さい第３オリフィス５１ｃに変更した直後に、フロントローダ１２からの土砂の零れ落ちなどにより、圧力センサ５６の検出値が第２閾値Ｍ２以上から第２閾値Ｍ２未満に切り換わったとしても、その検出に基づいて、制御手段５７が、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃを、直ちに、流路断面積の小さい第３オリフィス５１ｃから大きい第２オリフィス５１ｂに切り換えることを回避することができる。

これにより、振動を収束させる力が低下して車体が振れ続ける、といった不都合の発生を迅速に回避できるようにしながら、圧力センサ５６の検出値が第１閾値Ｍ１または第２閾値Ｍ２を境にして頻繁に変化する場合に、その検出に基づいて、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃが頻繁に切り換わってサスペンション機構５０の減衰比が頻繁に大きく変動することに起因した乗り心地の低下を未然に回避することができる。

図５および図６に示すように、このトラクタには、サスペンション機構５０の硬さ設定を可能にする手動式の設定器５８を備えてある。設定器５８は、回転式のポテンショメータにより構成され、その設定値を制御手段５７に出力する。

制御手段５７は、設定器５８で設定したサスペンション機構５０の硬さが硬いほど、第１閾値Ｍ１および第２閾値Ｍ２の値を、サスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧に対する低い側の値に設定変更する。

これにより、設定器５８によりサスペンション機構５０の硬さを硬い側に設定変更するほど、第１閾値Ｍ１および第２閾値Ｍ２の値が、サスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧Ｍに対する低い側の値に設定変更されることにより、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃが、流路断面積の大きいものから小さいものに切り換わり易くなり、流路断面積の小さいものから大きいものに切り換わり難くなる。逆に、設定器５８によりサスペンション機構５０の硬さを軟らかい側に設定変更するほど、第１閾値Ｍ１および第２閾値Ｍ２の値が、サスペンション機構５０における油圧シリンダ１９のヘッド側の内圧Ｍに対する高い側の値に設定変更されることにより、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃが、流路断面積の大きいものから小さいものに切り換わり難くなり、流路断面積の小さいものから大きいものに切り換わり易くなる。

その結果、設定器５８で設定するサスペンション機構５０の硬さを硬くするほど、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃとして、減衰係数を大きくする流路断面積の小さいものが使用され易くなることから、乗り心地として硬い感じを与えることができ、逆に、設定器５８で設定するサスペンション機構５０の硬さを軟らかくするほど、左右の油圧シリンダ１９と第１アキュムレータ２１とを連通する流量制御弁５１のオリフィス５１ａ〜５１ｃとして、減衰係数を小さくする流路断面積の大きいものが使用され易くなることから、乗り心地として軟らかい感じを与えることができる。

〔別実施形態〕

〔１〕作業車としては、乗用管理機、乗用田植機、乗用草刈機、トラクタ・ローダ・バックホー（ＴＬＢ）、トラクタ・ローダ・モーア（ＴＬＭ）、あるいは、トラクタ・ローダ・バックホー・モーア（ＴＬＢＭ）などであってもよい。

〔２〕作業車に装備する作業装置としては、リヤマウント形式のロータリ耕耘装置やプラウなどであってもよく、ミッドマウント形式のモーアなどであってもよく、また、フロントマウント形式のフォーク装置などであってもよい。

〔３〕サスペンション機構５０としては、単一の油圧シリンダ１９を備えるものであってもよく、３つ以上の油圧シリンダ１９を備えるものであってもよい。

〔４〕サスペンション機構５０としては、左右の後輪３を車体フレーム１に懸架する油圧シリンダ１９にアキュムレータ２１，２３を接続して構成したものであってもよい。

〔５〕流量制御弁５１として、２つまたは４つ以上のオリフィスを備える有段式のものを採用してもよい。

〔６〕図７に示すように、流路断面積の小さいオリフィス５１ｂ，５１ｃから流路断面積の大きいオリフィス５１ａ，５１ｂに切り換える際の閾値Ｍ１ａ，Ｍ２ａを、流路断面積の大きいオリフィス５１ａ，５１ｂから流路断面積の小さいオリフィス５１ｂ，５１ｃに切り換える際の閾値Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂよりも小さい値に設定してもよい。

〔７〕設定器５８によるサスペンション機構５０の硬さ設定を、「軟」「普通」「硬」の３段階の切り換えなどで行う有段式に構成してもよい。

〔８〕アキュムレータ２１，２３としてダイアフラム型やピストン型などを採用してもよい。

フロントローダを装備したトラクタの全体側面図前車軸ケースの支持構造を示す要部の側面図サスペンション機構の構成を示す油圧回路図流量制御弁の構成を示す油圧回路図減衰比調整用の制御構成を示すブロック図フロント荷重と減衰比との関係を示す図別実施形態でのフロント荷重と減衰比との関係を示す図

１車体フレーム
２車輪
３車輪
１９油圧シリンダ
２１アキュムレータ
２３アキュムレータ
５０サスペンション機構
５１流量制御弁
５１ａオリフィス
５１ｂオリフィス
５１ｃオリフィス
５６圧力センサ
５７制御手段
５８設定器
Ｍ内圧（サスペンション機構）
Ｍ１閾値
Ｍ２閾値

Claims

車輪を車体フレームに懸架する油圧シリンダにアキュムレータを接続して油圧式のサスペンション機構を構成し、
前記油圧シリンダと前記アキュムレータとの間に、前記油圧シリンダと前記アキュムレータとにわたって流れる作動油の流量を制御する流量制御弁を介装し、
前記サスペンション機構の内圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記流量制御弁を、流路断面積の異なる複数のオリフィスを備える有段式に構成し、
前記サスペンション機構の内圧に対する閾値を設定し、
前記制御手段が、前記圧力センサの検出値に基づいて前記サスペンション機構の内圧が前記閾値未満であるか否かを判別し、前記内圧が前記閾値未満である場合には、前記閾値未満の前記内圧に対応させた流路断面積の大きいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、また、前記内圧が前記閾値以上である場合には、前記閾値以上の前記内圧に対応させた流路断面積の小さいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、前記流量制御弁の作動を制御し、
流路断面積の小さいオリフィスから流路断面積の大きいオリフィスに切り換える際の閾値は、流路断面積の大きいオリフィスから流路断面積の小さいオリフィスに切り換える際の閾値よりも小さい値であることを特徴とする作業車のサスペンション構造。
車輪を車体フレームに懸架する油圧シリンダにアキュムレータを接続して油圧式のサスペンション機構を構成し、
前記油圧シリンダと前記アキュムレータとの間に、前記油圧シリンダと前記アキュムレータとにわたって流れる作動油の流量を制御する流量制御弁を介装し、
前記サスペンション機構の内圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記流量制御弁を、流路断面積の異なる複数のオリフィスを備える有段式に構成し、
前記サスペンション機構の内圧に対する閾値を設定し、
前記制御手段が、前記圧力センサの検出値の設定時間ごとの平均値を算出し、その算出した前記平均値が前記閾値未満である場合には、前記閾値未満の前記内圧に対応させた流路断面積の大きいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、また、前記圧力センサの検出値が前記閾値以上である場合には、前記閾値以上の前記内圧に対応させた流路断面積の小さいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、前記流量制御弁の作動を制御することを特徴とする作業車のサスペンション構造。
車輪を車体フレームに懸架する油圧シリンダにアキュムレータを接続して油圧式のサスペンション機構を構成し、
前記油圧シリンダと前記アキュムレータとの間に、前記油圧シリンダと前記アキュムレータとにわたって流れる作動油の流量を制御する流量制御弁を介装し、
前記サスペンション機構の内圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値に基づいて前記流量制御弁の作動を制御する制御手段とを備え、
前記流量制御弁を、流路断面積の異なる複数のオリフィスを備える有段式に構成し、
前記サスペンション機構の内圧に対する閾値を設定し、
前記制御手段が、前記圧力センサの検出値に基づいて前記サスペンション機構の内圧が前記閾値未満であるか否かを判別し、前記内圧が前記閾値未満である場合には、前記閾値未満の前記内圧に対応させた流路断面積の大きいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、また、前記内圧が前記閾値以上である場合には、前記閾値以上の前記内圧に対応させた流路断面積の小さいオリフィスを介して前記油圧シリンダと前記アキュムレータとが連通されるように、前記流量制御弁の作動を制御し、
前記サスペンション機構の硬さ設定を可能にする手動式の設定器を備え、
前記設定器で設定した前記サスペンション機構の硬さが硬いほど、前記閾値が、前記サスペンション機構の内圧に対する低い側の値に設定変更されるように構成してあることを特徴とする作業車のサスペンション構造。