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JP2018035558A - ホイールローダ及びアダプタ - Google Patents

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JP2018035558A
JP2018035558A JP2016168938A JP2016168938A JP2018035558A JP 2018035558 A JP2018035558 A JP 2018035558A JP 2016168938 A JP2016168938 A JP 2016168938A JP 2016168938 A JP2016168938 A JP 2016168938A JP 2018035558 A JP2018035558 A JP 2018035558A
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青柴 則宏
Norihiro Aoshiba
則宏 青柴
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Komatsu Ltd
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Abstract

【課題】プラウ作業などに用いることのできるホイールローダ及びアダプタを提供する。【解決手段】ホイールローダ1は、車体(車体フレーム2及び運転室5)と、車体の前方に配置されるアダプタ12と、アダプタ12に取り付けられ、車体が後進する際の牽引力によって作業可能なプラウ13とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、ホイールローダ及びアダプタに関する。
従来、車体の前方に配置されたバケットを備えるホイールローダが知られている(例えば、特許文献1参照)。ホイールローダは、前進しながらバケットで地面を掘削する掘削作業に用いられる。
また、車体の後方に配置されたプラウを備えるトラクタが知られている(例えば、特許文献2参照)。トラクタは、前進しながらプラウで地面を掘り返すプラウ作業に用いられる。
特開2007−182859号公報 特開2013−63040号公報
ここで、トラクタは、フレーム構造が強固とはいえず重量も比較的軽いため、プラウ作業以外に転用しづらいだけでなく、大型のプラウを用いることもできない。そのため、一年のうち実際にトラクタが使用される期間は短く、トラクタをプラウ作業のために導入するのは不経済である。
そこで、従来トラクタによって行われていたプラウ作業を含む様々な作業のためにホイールローダを用いたいという要請がある。
しかしながら、ホイールローダは、前進しながら作業することを前提とする車両であるため、プラウなど他の作業機を車体の後方に取り付ける必要があるところ、ホイールローダの車体後部にはエンジン、排ガス処理装置及び冷却装置などが配置されているため、車体の後方に他の作業機を取り付けることは困難である。従って、プラウ作業などにホイールローダを用いることも容易ではない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、プラウ作業などに用いることのできるホイールローダ及びアダプタを提供することを目的とする。
本発明の第1態様に係るホイールローダは、車体と、車体の前方に配置されるアダプタと、アダプタに取り付けられ、車体が後進する際の牽引力によって作業可能な作業機とを備える。
本発明の第1態様に係るホイールローダによれば、アダプタが車体の前方に配置されているため、車体の前方に作業機を配置することができる。そのため、車体を後進させることによって、作業機による作業を行うことができる。
本発明の第2態様に係るホイールローダは、第1態様に係り、アダプタは、作業機が連結される3点ヒッチ部を有する。
本発明の第2態様に係るホイールローダによれば、作業機をアダプタによって強固に保持することができる。
本発明の第3態様に係るホイールローダは、第2態様に係り、アダプタは、3点ヒッチ部を左右にチルトさせるためのチルトシリンダを有する。
本発明の第3態様に係るホイールローダによれば、車体が全体的に傾いた状態で作業する場合であっても、3点ヒッチ部を適宜チルトさせることによって作業機の姿勢を適切に調整することができる。
本発明の第4態様に係るホイールローダは、第1乃至第3いずれかの態様に係り、車体に対して上下に揺動可能なブームと、ブームに取り付けられるカプラとを備える。アダプタは、カプラに対して着脱可能に取り付けられる。
本発明の第4態様に係るホイールローダによれば、作業機を簡便に取り外し又は取り付けすることができる。
本発明の第5態様に係るホイールローダは、第1乃至第4いずれかの態様に係り、車体は、運転席が内部に配置された運転室を有する。運転席は、鉛直方向の軸心を中心として回転可能である。
本発明の第5態様に係るホイールローダによれば、車体を後進させながら作業機で作業する際におけるオペレータの後方視認性を向上させることができる。
本発明の第6態様に係るホイールローダは、第5態様に係り、運転室の内部には、運転席の後方にバックモニタが配置されている。
本発明の第6態様に係るホイールローダによれば、車体を後進させながら作業機で作業する際、オペレータはバックモニタの映像を見ながら運転することができる。
本発明の第7態様に係るアダプタは、ホイールローダのバケットを着脱可能なカプラに対して着脱可能であって、作業機が連結される3点ヒッチ部と、3点ヒッチ部を左右にチルトさせるためのチルトシリンダとを備える。
本発明の第7態様に係るアダプタをホイールローダの車体の前方に配置して、車体が後進する際の牽引力によって作業可能な作業機を3点ヒッチ部に連結することによって、ホイールローダを例えばプラウ作業などに用いることができるようになる。
本発明によれば、プラウ作業などに用いることのできるホイールローダ及びアダプタを提供することができる。
ホイールローダの全体構成を示す側面図 マルチカプラとアダプタの後方斜視図 アダプタの後方斜視図 アダプタの前方斜視図 アダプタの前方斜視図 運転室の内部を上方から見た平面図 ホイールローダの車体後端部を上方から見た平面図 図7のA−A断面図
(ホイールローダ1の構成)
図1は、本実施形態に係るホイールローダ1の全体構成を示す側面図である。以下の説明において、「前」とは、操舵装置を真っ直ぐにした状態でホイールローダ1を前進させたときの進行方向であり、「後」とは、操舵装置を真っ直ぐにした状態でホイールローダ1を後進させたときの進行方向である。また、「右」「左」「上」「下」は、ホイールローダ1の運転席に「前」を向いて着座したオペレータを基準とする用語である。
ホイールローダ1は、車体フレーム2、作業機アセンブリ3、走行輪4a,4b、及び運転室5を備える。車体フレーム2及び運転室5は、ホイールローダ1の「車体」を構成する。
車体フレーム2は、前車体部2aと後車体部2bとを有する。前車体部2aと後車体部2bは、一対のステアリングシリンダ2c,2dを介して連結されている。各ステアリングシリンダ2c,2dは、図示しないステアリングポンプからの作動油によって駆動される油圧シリンダである。各ステアリングシリンダ2c,2dが伸縮することによって、前車体部2aが後車体部2bに対して左右に揺動する。なお、図1では、一対のステアリングシリンダ2c,2dの一方のみが図示されている。
前車体部2aには、作業機アセンブリ3および一対の走行輪4aが取り付けられる。作業機アセンブリ3は、一対のブーム6a,6b、一対のリフトシリンダ7a,7b、ベルクランク8、ダンプシリンダ9、リンク部10、マルチカプラ11(カプラの一例)、アダプタ12、プラウ13、及びバックモニタアセンブリ20を有する。
各ブーム6a,6bの基端部は、前車体部2aに装着される。各ブーム6a,6bの先端部には、マルチカプラ11が連結される。各リフトシリンダ7a,7bの一端部は、前車体部2aに取り付けられる。各リフトシリンダ7a,7bの他端部は各ブーム6a,6bに取り付けられる。各リフトシリンダ7a,7bが作業機ポンプからの作動油によって伸縮することで、各ブーム6a,6bが上下に揺動する。なお、図1では、一対のブーム6a,6bと一対のリフトシリンダ7a,7bそれぞれの一方のみが図示されている。
ベルクランク8は、一対のブーム6a,6bの中央部に揺動可能に支持される。ベルクランク8の一端部には、ダンプシリンダ9の一端部が連結される。ベルクランク8の他端部には、リンク部10の一端部が連結される。リンク部10の他端部には、マルチカプラ11が連結される。ダンプシリンダ9が作業機ポンプからの作動油によって伸縮することで、マルチカプラ11が前後に揺動する。
マルチカプラ11の前側には、アダプタ12が装着される。アダプタ12は、マルチカプラ11に対して着脱可能に取り付けられる。マルチカプラ11及びアダプタ12の構成については後述する。
プラウ13は、地面を掘り返すプラウ作業に用いられる。プラウ13は、アダプタ12に取り付けられる作業機の一例である。一般的に、プラウは、トラクタの車体後方に配置されており、トラクタが前進する際の牽引力によって作業する。一方、本実施形態に係るプラウ13は、ホイールローダ1の車体前方に配置されており、ホイールローダ1が後進する際の牽引力によって作業するように構成されている。図1に示すように、プラウ作業時におけるホイールローダ1の進行方向は“後方”である。
プラウ13は、アダプタ12の前側に装着される。プラウ13は、固定フレーム13a、反転フレーム13b、及び斜交フレーム13cを有する。
固定フレーム13aは、アダプタ12に取り付けられる。固定フレーム13aは、水平フレーム14と垂直フレーム15とを有する。水平フレーム14は、ホイールローダ1の車幅方向に延びる。垂直フレーム15は、上下方向に延びる。
反転フレーム13bは、固定フレーム13aに対して回転可能に取り付けられる。反転フレーム13bと固定フレーム13aには、図示しない反転用油圧シリンダが連結されている。反転用油圧シリンダが作業機ポンプからの作動油によって伸縮することで、反転フレーム13bは左右に180°程度反転する。
斜交フレーム13cは、反転フレーム13bの後方に連結される。図1に示すように、プラウ13はいわゆる4連プラウであるため、斜交フレーム13cの一方側には、4つの第1ボトム16と4つの第1コールタ17が配置され、斜交フレーム13cの他方側には、4つの第2ボトム18と4つの第2コールタ19が配置される。なお、プラウ13が3連プラウである場合、ボトム及びコールタは斜交フレーム13cの両側に3つずつ配置される。
図1に示す作業姿勢でホイールローダ1が後進する往路では、各第1ボトム16及び各第1コールタ17によって耕起された土が、左方向に掘り起こされる。その後、反転フレーム13bを左に約180°反転させた状態でホイールローダ1が後進する復路では、各第2ボトム18及び各第2コールタ19によって耕起された土が、右方向に掘り起こされる。従って、往路と復路の両方において、ホイールローダ1の轍に対して同じ方向に土が掘り起こされる。
(マルチカプラ11とアダプタ12の構成)
図2は、マルチカプラ11に装着されたアダプタ12を後方から見た斜視図である。図3は、アダプタ12を後方から見た斜視図である。図4及び図5は、アダプタ12を前方から見た斜視図である。図2〜4では、プラウ13の固定フレーム13aがアダプタ12に取り付けられた状態が図示されており、図5では、プラウ13の固定フレーム13aが図示されていない。
(1)マルチカプラ11
マルチカプラ11は、図2に示すように、一対の中央フレーム21,21、一対の右側フレーム22,22、一対の左側フレーム23,23、上ビーム24、及び下ビーム25を有する。
各中央フレーム21は、長手方向の中央部に形成された連結孔部21aを有する。各連結孔部21aに挿通される連結ピンによって、リンク部10(図1参照)が回転可能に軸支される。
各右側フレーム22は、下端部に形成された第1連結孔部22aと、第1連結孔部22aの上方に形成された第2連結孔部22bとを有する。各第1連結孔部22aに挿通される連結ピンによって、右側のブーム6a(図1参照)が回転可能に軸支される。各第2連結孔部22bに挿通される連結ピンによって、後述するアダプタ12の固定部31bが固定される。
各左側フレーム23は、下端部に形成された第1連結孔部23aと、第1連結孔部23aの上方に形成された第2連結孔部23bとを有する。各第1連結孔部23aに挿通される連結ピンによって、左側のブーム6b(図1参照)が回転可能に軸支される。各第2連結孔部23bに挿通される連結ピンによって、後述するアダプタ12の固定部32bが固定される。
上ビーム24は、各中央フレーム21,21、各右側フレーム22,22、及び各左側フレーム23,23の上端部どうしを連結する。上ビーム24は、これら各フレームと溶接によって結合されている。
下ビーム25は、各中央フレーム21,21、各右側フレーム22,22、及び各左側フレーム23,23の下端部どうしを連結する。下ビーム25は、これら各フレームと溶接によって結合されている。
なお、マルチカプラ11を設けることによって、アダプタ12のほか、バケット及びフォークなどを容易に取り付け及び取り外しすることができる。
(2)アダプタ12
アダプタ12は、図2〜図5に示すように、右側フレーム31、左側フレーム32、上ビーム33、下ビーム34、右下支持部35、左下支持部36、右下リンク37、左下リンク38、右上支持部39、左上支持部40、右チルトシリンダ41、左チルトロッド42、上中央支持部43、上リンク44、下中央支持部45、右ブレース46、及び左ブレース47を有する。
右側フレーム31は、上端部に形成された係止部31aと、中央部に形成された固定部31bとを有する。係止部31aは、フック状に形成される。係止部31aは、図2に示すように、マルチカプラ11の上ビーム24のうち右端部に係止される。固定部31bは、連結ピンを介して、マルチカプラ11の各右側フレーム22のうち第2連結孔部22bに固定される。
左側フレーム32は、上端部に形成された係止部32aと、中央部に形成された固定部32bとを有する。係止部32aは、フック状に形成される。係止部32aは、図2に示すように、マルチカプラ11の上ビーム24のうち左端部に係止される。固定部32bは、連結ピンを介して、マルチカプラ11の各左側フレーム23のうち第2連結孔部23bに固定される。
上ビーム33は、右側フレーム31と左側フレーム32の上端部どうしを連結する。上ビーム33は、これら各フレームと溶接によって結合されている。下ビーム34は、右側フレーム31と左側フレーム32の下端部どうしを連結する。下ビーム34は、これら各フレームと溶接によって結合されている。
右下支持部35は、車幅方向に対向する一対の板状部材によって構成される。右下支持部35は、右側フレーム31の下端部前側と下ビーム34の右端部前側とに固定される。左下支持部36は、車幅方向に対向する一対の板状部材によって構成される。左下支持部36は、左側フレーム32の下端部前側と下ビーム34の左端部前側とに固定される。
右下リンク37の後端部は、右下支持部35によって上下揺動可能に支持される。図5に示すように、右下リンク37の前端部には、プラウ13の水平フレーム14のうち右端部を支持するための第1ヒッチ部37aが形成されている。第1ヒッチ部37aは、アダプタ12の車幅方向右下端に配置される。第1ヒッチ部37aは、第2ヒッチ部38aと同じ高さに位置し、かつ、第3ヒッチ部44aよりも下方に位置する。
左下リンク38は、左下支持部36によって上下揺動可能に支持される。図5に示すように、左下リンク38の前端部には、プラウ13の水平フレーム14のうち左端部を支持するための第2ヒッチ部38aが形成されている。第2ヒッチ部38aは、アダプタ12の車幅方向左下端に配置される。第2ヒッチ部38aは、第1ヒッチ部37aと同じ高さに位置し、かつ、第3ヒッチ部44aよりも下方に位置する。第2ヒッチ部38aは、車幅方向中央を基準として、第1ヒッチ部37aと対称な位置に配置される。
右上支持部39は、車幅方向に対向する一対の板状部材によって構成される。右上支持部39は、右側フレーム31の上端部前側と上ビーム33の右端部前側とに固定される。左上支持部40は、車幅方向に対向する一対の板状部材によって構成される。左上支持部40は、左側フレーム32の上端部前側と上ビーム33の左端部前側とに固定される。
右チルトシリンダ41は、右下リンク37と右上支持部39とに連結される。左チルトロッド42は、左下リンク38と左上支持部40とに連結される。右チルトシリンダ41が作業機ポンプからの作動油によって伸縮することで、プラウ13が左右にチルトする。
上中央支持部43は、車幅方向に対向する一対の板状部材によって構成される。上中央支持部43は、上ビーム33の中央部前側に固定される。上リンク44は、棒状に形成される。上リンク44の後端部は、上中央支持部43によって上下揺動可能に支持される。図5に示すように、上リンク44の前端部には、プラウ13の垂直フレーム15を支持するための第3ヒッチ部44aが形成されている。第3ヒッチ部44aは、アダプタ12の車幅方向中央に配置され、かつ、第1ヒッチ部37a及び第2ヒッチ部38aよりも上方に位置している。第3ヒッチ部44aと第1ヒッチ部37aとの直線距離は、第3ヒッチ部44と第2ヒッチ部38aとの直線距離と略同じである。
本実施形態では、図5に示すように、右下リンク37の第1ヒッチ部37a、左下リンク38の第2ヒッチ部38a、及び上リンク44の第3ヒッチ部44aは、プラウ13が連結される「3点ヒッチ部」を構成する。右下リンク37、左下リンク38、及び上リンク44それぞれの先端部において、プラウ13は3点支持される。本実施形態に係る3点ヒッチ部は、取り付けられる作業機(本実施形態では、プラウ13)の重量及びサイズに応じて、日本工業規格(JIS)に規定されたカテゴリ0〜3のいずれかを満たすように構成されることが好ましい。3点ヒッチ部は、右チルトシリンダ41の伸縮によって左右にチルトする。
下中央支持部45は、下ビーム34の中央部前側に固定される。右ブレース46は、下中央支持部45と右下リンク37とを斜めに連結する。右ブレース46は、ボールジョイントを介して下中央支持部45に連結される。右ブレース46は、内蔵する長さ調整機構によって全長を適宜変更できる。左ブレース47は、下中央支持部45と左下リンク38とを斜めに連結する。左ブレース47は、ボールジョイントを介して下中央支持部45に連結される。左ブレース47は、内蔵する長さ調整機構によって全長を適宜変更できる。右ブレース46と左ブレース47は、右チルトシリンダ41と左チルトロッド42の伸縮によって3点ヒッチ部が左右にチルトした際に、プラウ13が車幅方向に横振れすることを抑制する。
(運転室5の構成)
図6は、運転室5の内部を上方から見た平面図である。
運転室5の内部には、運転席51、コンソール52及びバックモニタ53が配置されている。
運転席51は、鉛直方向の軸心AXを中心として右廻りに回転可能である。運転席51の回転可能角度は特に制限されるものではなく、例えば10°〜90°に設定することができるが、プラウ作業のために後進する際の後方視認性と足を使ったアクセルペダルの操作性との両方を考慮すると、30°前後が好ましい。
コンソール52は、運転席51の右側に配置される。コンソール52上には、ブーム操作レバー、作業機操作レバー、前後進切り替えレバー、及びバックモニタ53などが配置される。
バックモニタ53は、前後進切り替えレバーが後進位置に切り替えられると起動する。バックモニタ53は、車体後方の映像を表示する。バックモニタ53は、コンソール52上において、各種レバーの後方に配置される。バックモニタ53は、運転席51が回転した場合に、オペレータから見えやすい位置にあることが好ましい。プラウ作業のために後進する際、オペレータは、バックモニタ53の映像を見ながら運転してもよいが、車体後方を直接見ながら運転することもできる。
(バックモニタアセンブリ20の構成)
バックモニタアセンブリ20の構成について、図面を参照しながら説明する。図7は、ホイールローダ1の車体後端部を上方から見た平面図である。図8は、図7のA−A断面図である。図7では、車体後端部の右側が主に図示されている。
バックモニタアセンブリ20は、ミラー61、ミラー支持部62、第1ブラケット63、第2ブラケット64、延長ブラケット65、スペーサ66、カメラ支持部67、及びバックカメラ68を有する。
ミラー61は、車体の右後端部上方に配置される。ミラー61は、車体の後方における障害物の有無をオペレータが確認するために使用される。ミラー支持部62は、ミラー61を支持する。ミラー支持部62は、二股に形成される。ミラー支持部62の下端部は、第1ブラケット63と第2ブラケット64に固定される。
第1ブラケット63と第2ブラケット64は、エンジンフード69上に取り付けられる。図8に示すように、第2ブラケット64は、第1固定具L1と第2固定具L2によってエンジンフード69に固定されている。
延長ブラケット65は、長板状に形成される。延長ブラケット65は、車幅方向に沿って配置される。延長ブラケット65の右端部は、第2固定具L2によって第2ブラケット64上に固定される。延長ブラケット65の左端部は、スペーサ66を挟んだ状態で、第3固定具L3によってエンジンフード69に固定される。
カメラ支持部67は、延長ブラケット65の左端部上に固定される。バックカメラ68は、カメラ支持部67上に固定される。バックカメラ68は、車体の車幅方向中央に位置する。バックカメラ68によって撮像された映像は、上述したバックモニタ53に表示される。
(特徴)
(1)ホイールローダ1は、車体(車体フレーム2及び運転室5)と、車体の前方に配置されるアダプタ12と、アダプタ12に取り付けられ、車体が後進する際の牽引力によって作業可能なプラウ13とを備える。
このように、アダプタ12が車体の前方に配置されているため、車体の前方にプラウ13を配置することができる。そのため、車体を後進させることによって、プラウ13によるプラウ作業を行うことができる。
(2)アダプタ12は、プラウ13が連結される3点ヒッチ部(第1乃至第3ヒッチ部37a,38a,44a)を有する。従って、プラウ13をアダプタ12によって強固に保持することができる。
(3)アダプタ12は、3点ヒッチ部を左右に揺動させるためのチルトシリンダを有する。従って、例えばプラウ作業によって耕起され一段低くなった地面を右車輪が通る場合、車体が全体的に右に傾くところ、3点ヒッチ部を左チルトさせることによってプラウ13を耕起する地面に対して水平にすることができる。
(4)アダプタ12は、カプラ11に対して着脱可能に取り付けられる。従って、プラウ13を簡便に取り外し又は取り付けすることができる。
(5)運転席51は、鉛直方向の軸心AXを中心として回転可能である。従って、車体を後進させながらプラウ作業する際におけるオペレータの後方視認性を向上させることができる。
(6)運転席51の後方にバックモニタ53が配置されている。従って、車体を後進させながらプラウ作業する際、オペレータはバックモニタ53の映像を見ながら運転することができる。
(他の実施形態)
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形又は変更が可能である。
上記実施形態では、アダプタ12の前方に取り付けられる作業機として、プラウ13を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。アダプタ12の前方に取り付けられる作業機としては、除雪用プラウ、草刈り用苅払機、及び収穫用ハーベスターなどを用いることができる。
上記実施形態では、アダプタ12をマルチカプラ11に取り付けることとしたが、これに限られるものではない。アダプタ12は、ブーム6に取り付けられていてもよいし、車体に直接取り付けられていてもよい。
上記実施形態において、アダプタ12は、右チルトシリンダ41と左チルトロッド42を備えており、右チルトシリンダ41の伸縮によって作業機(プラウ13)の左右チルトを行うこととしたが、これに限られるものではない。例えば、アダプタ12は、右チルトロッドと左チルトシリンダとを備え、左チルトシリンダの伸縮によって作業機の左右チルトを行ってもよい。また、右チルトシリンダと左チルトシリンダを備え、一方のチルトシリンダを伸張させ、かつ、他方のチルトシリンダを収縮させることによって、或いは、一方のチルトシリンダだけを伸縮させることによって、作業機の左右チルトを行ってもよい。
1 ホイールローダ
2 車体フレーム
3 作業機アセンブリ
5 運転室
6 ブーム
11 マルチカプラ(カプラの一例)
12 アダプタ
13 プラウ(作業機の一例)
20 バックモニタアセンブリ
51 運転席
53 バックモニタ

Claims (7)

  1. 車体と、
    前記車体の前方に配置されるアダプタと、
    前記アダプタに取り付けられ、前記車体が後進する際の牽引力によって作業可能な作業機と、
    を備えるホイールローダ。
  2. 前記アダプタは、前記作業機が連結される3点ヒッチ部を有する、
    請求項1に記載のホイールローダ。
  3. 前記アダプタは、前記3点ヒッチ部を左右にチルトさせるためのチルトシリンダを有する、
    請求項2に記載のホイールローダ。
  4. 前記車体に対して上下に揺動可能なブームと、
    前記ブームに取り付けられるカプラと、
    を備え、
    前記アダプタは、前記カプラに対して着脱可能に取り付けられる、
    請求項1乃至3のいずれかに記載のホイールローダ。
  5. 前記車体は、運転席が内部に配置された運転室を有し、
    前記運転席は、鉛直方向の軸心を中心として回転可能である、
    請求項1乃至4のいずれかに記載のホイールローダ。
  6. 前記運転室の内部には、前記運転席の後方にバックモニタが配置されている、
    請求項5に記載のホイールローダ。
  7. ホイールローダのバケットを着脱可能なカプラに対して着脱可能なアダプタであって、
    作業機が連結される3点ヒッチ部と、
    前記3点ヒッチ部を左右にチルトさせるためのチルトシリンダと、
    を備えるアダプタ。
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