(57)【要約】【課題】  操舵輪の旋回反応を向上するとともに、メンテナンス性に優れた作業車両を提案することを目的とする。【解決手段】  車両フレーム２に固設された車軸駆動用の油圧モータ１０・８０を内蔵するハウジング２７と、単一車軸３５を支持する操舵ケース２８と、該単一車軸３５の端部に固設した前輪３６・３６又は後輪７９・７９と、を有する操舵輪駆動装置１３・１５であって、該操舵ケース２８が、ハウジング２７の下方へ延出させたキングピン部２７ａを介して車両フレーム２に対して回動自在に配設される。【選択図】図１
2005199835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両フレームに固設された車軸駆動用の油圧モータを内蔵するハウジングと、単一車軸を支持する操舵ケースと、該単一車軸の端部に固設した操舵輪と、を有する操舵輪駆動装置であって、該操舵ケースが、ハウジングの下方へ延出させたキングピン部を介して車両フレームに対して回動自在に配設されることを特徴とする操舵輪駆動装置。
【請求項２】
前記操舵ケースには、外側方に略水平に支持した前記単一車軸に対して上方側よりキングピン部の軸心としての前記油圧モータの出力軸を回動可能に挿通させると共に、該出力軸を該操舵ケース内に配した減速ギアトレーンにより該車軸に連動連係したことを特徴とする請求項１記載の操舵輪駆動装置。
【請求項３】
前記油圧モータを可変容積型とし、該油圧モータの容積が、ハウジングと操舵ケースとの間の相対変位によって変更されるように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の操舵輪駆動装置。
【請求項４】
少なくとも前後一方の駆動輪が操舵可能に構成され、該前後の駆動輪の各々を駆動する第一油圧モータと第二油圧モータとを備えた作業車両であって、該第一・第二油圧モータに油を供給する共通の油圧ポンプを設けており、該第一・第二油圧モータを該油圧ポンプに流体的に接続する油圧回路中に、該油圧ポンプに対して両油圧モータが直列に接続される状態と、並列に接続される状態とに切替可能とする変速切替弁を備えることを特徴とする四輪駆動車両。
【請求項５】
前記操舵可能な駆動輪に連結される第一油圧モータを可変容積型とし、該油圧モータの容積調節器は、該操舵可能な駆動輪の操舵動作に連動して該油圧モータの容積を変更するように該操舵可能な駆動輪の操舵機構に連動連係させてあることを特徴する請求項記４載の四輪駆動車両。
【請求項６】
前記変速切替弁は、前記の並列接続状態、直列接続状態の他に、前記両油圧モータのどちらか一方にのみ前記油圧ポンプからの油を流す状態に切替可能とすることを特徴する請求項４または５記載の四輪駆動車両。
【請求項７】
前記車両が、前記第一油圧モータを操舵可能な駆動輪に連結し、前記第二油圧モータを操舵不能な駆動輪に連結するように構成されていると共に、前記第二油圧モータを可変容積型とし、該油圧モータの容積調節器は、前記変速切替弁が、前記第二油圧モータのみに前記油圧ポンプからの油を流すように切り替えられたときに該油圧モータの容積を小さくする方向へ操作されるように、前記変速切替弁と連動連係させてあることを特徴する請求項記６載の四輪駆動車両。
【請求項８】
前記第一、第二油圧モータのうち、少なくとも一方が、左右の駆動輪の各々に連結されて一対備えられていると共に、これら一対の第一または第二油圧モータを、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続する第一の回路形態と、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続しつつ両油圧モータに油をそれぞれ流量を調整した状態で分流して給油する第二の回路形態とを有し、択一的に該第一・第二の回路形態のいずれかに設定可能に構成される油圧回路を具備していることを特徴とする請求項４記載の四輪駆動車両。
【請求項９】
前記第一、第二油圧モータのうち、少なくとも一方が、左右の駆動輪の各々に連結されて一対備えられていると共に、これら一対の第一または第二油圧モータを、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続する第一の回路形態と、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続しつつ一方の油圧モータへ給油される流量を制限する第二の回路形態と、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続しつつ他方の油圧モータへ給油される流量を制限する第三の回路形態とを有し、各油圧モータから排出される油量の差にもとづいて、一方の油圧モータの排出油量に比べて他方の油圧モータの排出油量が少なくなるときには第一の回路形態から第二の回路形態に、また、一方の油圧モータの排出油量に比べて他方の油圧モータの排出油量が多くなるときには第一の回路形態から第三の回路形態に、自動的に切り替え可能に構成された油圧回路を具備していることを特徴とする請求項４記載の四輪駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵輪駆動装置及びこれを用いた作業車両の技術に関し、より詳細には、可変容積型の油圧モータを、操舵ケースが連結されるハウジングに内装して統合化した操舵輪駆動装置を形成して、作業車両の走行性や旋回性を良好にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
作業車両は、慌路や軟弱地においても走行・旋回が繰り返されるため、走行性能や旋回性能の向上が要請されている。そこで、左右方向への旋回を容易にしつつ牽引性能を向上するために、左右に旋回する操舵輪および非操舵輪の各々を固定容積型の油圧モータで駆動するようにしたものが幾つか公知となっている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２おいては、車両フレームの前後左右両端の上方にそれぞれ固定容積型の油圧モータを設置し、減速ギアトレーンを収納するハウジングを積み重ねて左右の前輪および後輪の各々と連動連結させている。そして、左側の油圧モータの前後一対を左可変容積型油圧ポンプと流体接続し、右側の油圧モータの前後一対側を右可変容積型油圧ポンプと流体接続して油圧式の四輪駆動車両を構成する。これら油圧ポンプの一対が操作レバーによって同期的に容積を増減されることによって、前後進の切替と走行速度の変更がなされる。また、この実施例においては、前輪が丸型ハンドルによって操舵自在な操舵輪としている。
【０００４】
【特許文献１】実開昭５８−５８９３２号
【特許文献２】実公昭６２−３７７７５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１、２においては、固定容積型の油圧モータと、減速ギアトレーンを収納するハウジングとを上下に積み重ねて車両フレーム上に設置して構成されているために、装置全体が大型化し、車両のレイアウトに制限を与えるものであった。
【０００６】
また、旋回時においては操舵輪の回転速度を制御できず、走行安定性に欠けたり、地面を荒らしたりする（地面への攻撃性）可能性がある。また、走行速度域は可変容積型油圧ポンプの容積で決定されるため狭く使い勝手が悪い。しかも可変容積型油圧ポンプを２個使用するのでコストが高くつく。
【０００７】
そこで、本発明においては、操舵輪駆動装置及びそれを備えた四輪駆動車両に関し、前記従来の課題を解決するもので、操舵輪の走行性能ならびに旋回性能を向上するとともに、低コストでコンパクト、更には車両形態に対する適応範囲の広い操舵輪駆動装置及び四輪駆動車両を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
すなわち、請求項１においては、車両フレームに固設された車軸駆動用の油圧モータを内蔵するハウジングと、単一車軸を支持する操舵ケースと、該単一車軸の端部に固設した操舵輪と、を有する操舵輪駆動装置であって、該操舵ケースが、ハウジングの下方へ延出させたキングピン部を介して車両フレームに対して回動自在に配設されるものである。
【００１０】
請求項２においては、請求項１において、前記操舵ケースには、外側方に略水平に支持した前記単一車軸に対して上方側よりキングピン部の軸心としての前記油圧モータの出力軸を回動可能に挿通させると共に、該出力軸を該操舵ケース内に配した減速ギアトレーンにより該車軸に連動連係したものである。
【００１１】
請求項３においては、請求項１または２において、前記油圧モータを可変容積型とし、該油圧モータの容積が、ハウジングと操舵ケースとの間の相対変位によって変更されるように構成したものである。
【００１２】
請求項４においては、少なくとも前後一方の駆動輪が操舵可能に構成され、該前後の駆動輪の各々を駆動する第一油圧モータと第二油圧モータとを備えた作業車両であって、該第一・第二油圧モータに油を供給する共通の油圧ポンプを設けており、該第一・第二油圧モータを該油圧ポンプに流体的に接続する油圧回路中に、該油圧ポンプに対して両油圧モータが直列に接続される状態と、並列に接続される状態とに切替可能とする変速切替弁を備えるものである。
【００１３】
請求項５においては、請求項４において、前記操舵可能な駆動輪に連結される第一油圧モータを可変容積型とし、該油圧モータの容積調節器は、該操舵可能な駆動輪の操舵動作に連動して該油圧モータの容積を変更するように該操舵可能な駆動輪の操舵機構に連動連係させてあるものである。
【００１４】
請求項６においては、請求項４または５において、前記変速切替弁は、前記の並列接続状態、直列接続状態の他に、前記両油圧モータのどちらか一方にのみ前記油圧ポンプからの油を流す状態に切替可能とするものである。
【００１５】
請求項７においては、請求項６において、前記車両が、前記第一油圧モータを操舵可能な駆動輪に連結し、前記第二油圧モータを操舵不能な駆動輪に連結するように構成されていると共に、前記第二油圧モータを可変容積型とし、該油圧モータの容積調節器は、前記変速切替弁が、前記第二油圧モータのみに前記油圧ポンプからの油を流すように切り替えられたときに該油圧モータの容積を小さくする方向へ操作されるように、前記変速切替弁と連動連係させてあるものである。
【００１６】
請求項８においては、請求項４において、前記第一、第二油圧モータのうち、少なくとも一方が、左右の駆動輪の各々に連結されて一対備えられていると共に、これら一対の第一または第二油圧モータを、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続する第一の回路形態と、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続しつつ両油圧モータに油をそれぞれ流量を調整した状態で分流して給油する第二の回路形態とを有し、択一的に該第一・第二の回路形態のいずれかに設定可能に構成される油圧回路を具備しているものである。
【００１７】
請求項９においては、請求項４において、前記第一、第二油圧モータのうち、少なくとも一方が、左右の駆動輪の各々に連結されて一対備えられていると共に、これら一対の第一または第二油圧モータを、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続する第一の回路形態と、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続しつつ一方の油圧モータへ給油される流量を制限する第二の回路形態と、前記油圧ポンプに対し並列的に流体接続しつつ他方の油圧モータへ給油される流量を制限する第三の回路形態とを有し、各油圧モータから排出される油量の差にもとづいて、一方の油圧モータの排出油量に比べて他方の油圧モータの排出油量が少なくなるときには第一の回路形態から第ニの回路形態に、また、一方の油圧モータの排出油量に比べて他方の油圧モータの排出油量が多くなるときには第一の回路形態から第三の回路形態に、自動的に切り替え可能に構成された油圧回路を具備しているものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１９】
すなわち、請求項１に示す構成としたので、操舵輪駆動装置における操舵輪がそれぞれ別個に駆動可能となり、四輪駆動車両の左右の旋回性が向上されるとともに、油圧モータによるスムーズな増減速が可能となり、該四輪駆動車両の操向性が高められる。また、油圧モータ専用のケースが不要となり低コストに製造でき、駆動装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
請求項２に示す構成としたので、油圧モータとしてコンパクトな高速回転・低トルク型のものが採用できるようになり、操舵ケースを更に小さくコンパクトにすることができる。
【００２１】
請求項３に示す構成としたので、操舵ケースが直進位置より左右に操舵される際に、操舵ケースの直進位置を基準としたハウジングの相対変位を利用して、その変位量に基づいて該ハウジング内の油圧モータの容積を自動的に変換させることができ、走行安定性を高めたり、地面への攻撃性を弱めたりすることができる。
【００２２】
請求項４に示す構成としたので、油圧ポンプの吐出油量と吐出方向の操作が無段で行えるため走行中に操作可能な主変速的な使い方をし、速度切替弁によって第一油圧モータおよび第二油圧モータへの油流量を段階的に切り替えて走行状況に応じて速度域を選定する副変速的な使い方をすることによって、左右前後輪の駆動速度を広範囲に変更することができる。また、該各油圧モータは、それぞれ油圧ポンプと接続することにより、前後の各駆動輪を容易に四輪駆動とすることができ、しかも、その動力伝達は回転軸によるものではなく油の導管で行なわれるため、前後の駆動輪間にモア等を配設する空間を容易に確保することができる。さらに、４個の油圧モータに対して使用する油圧ポンプは１個で済むため低コストになる。
【００２３】
請求項５に示す構成としたので、左右前後の駆動輪の駆動速度をかかる駆動輪の操舵角度に連動して変更して、前記請求項４に記載の発明による効果を得ることができる。
【００２４】
請求項６に示す構成としたので、各操舵輪および走行駆動輪を四輪駆動から二輪駆動に容易に切り替えることができ、四輪駆動車両車両の操行性が高められる。
【００２５】
請求項７に示す構成としたので、二輪駆動による経済的な高速走行が可能となる。平地での走行の際等にこのような切り替えを瞬時に行うことができ、移動時間を短縮できて作業効率がよい。
【００２６】
請求項８に示す構成としたので、片輪がぬかるみ等にはまってしまった場合に第二の回路形態を使用することにより、左右の油圧モータに対して流量調整した状態で油が供給さてもう片方の車輪に駆動力を伝達させることができる。特に、両油圧モータへの流量が略均等になるようにした場合にはデフロックと同様の作用が呈され、四輪駆動車両をぬかるみ等から脱出させることができる。
【００２７】
請求項９に示す構成としたので、電子的制御ではなく、左右各々の油圧モータを流れる油量のアンバランスによって左右各々の油圧モータに対する負荷の掛かり具合を簡単に検知して回路形態を切り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第一実施例に係る作業車両の全体的な構成を示す平面図、図２は第一実施例で用いる操舵機構の平面略図、図３は左側の前輪に適用した操舵輪駆動装置の後面断面図である。図４は作業車両の旋回状態を表す操舵機構の説明略図、図５は作業車両の旋回状態を表す平面図である。図６は図３における操舵輪駆動装置の上部拡大後面断面図、図７は同じく操舵輪駆動装置の下部拡大後面断面図、図８はセンタセクションを除去したハウジングの上部平面図、図９は図３におけるＡ−Ａ矢視断面図、図１０はモータ容積制御機構の作動状態を示す説明図であって、（ａ）は直進時、（ｂ）は旋回時の図、図１１は第一実施例に係る油圧回路図である。図１２は図１１の油圧回路図の一部を変更した油圧回路図である。図１３は図３における操舵輪駆動装置をハイクリアランス仕様に変更した後面断面図、図１４は図１３における操舵輪駆動装置の下部拡大後面断面図、図１５は図１３の操舵輪駆動装置を適用した作業車両の全体的な構成を示す平面図である。図１６は本発明の第二実施例に係る作業車両の全体的な構成を示す平面図、図１７は左側の後輪に適用した非操舵輪駆動装置の正面断面図、図１８は作業車両の旋回状態を表す平面図、図１９はモータ容積制御機構の作動状態を示す説明図であって、（ａ）は直進時、（ｂ）は旋回時の図、図２０は第二実施例に係る油圧回路図である。図２１は図２０の油圧回路図の一部を変更した油圧回路図である。
【００２９】
（第一実施例）
まず、本実施例に係る作業車両１の全体構成について、以下に説明する。
図１に示すように、本実施例に係る作業車両１は、本発明に係る操舵輪装置を前輪３６、後輪７９のどちらにも適用した四輪操舵／四輪駆動式であって、前後方向に沿う左右の車両フレーム２に、エンジン３、モア４、油圧ポンプ５、操舵可能でかつ駆動される前輪３６、操舵可能でかつ駆動される後輪７９、ハンドル１６、リアディスチャージ用のダクト７４等がそれぞれ配置されている。
【００３０】
車両フレーム２の後端部にエンジン３が防振部材によって防振支持され（図略）、該エンジン３の周囲にはラジエータやバッテリー、エアクリーナやマフラー等の装置群が配設される（図略）。作業車両１の腹部には三枚の刈刃４ａ・４ａ・４ａを備えたモア４が支持されており（ミッドマウントモア）、該モア４は、その上方においてエンジン３と図示せぬ入力軸を介して連設されている。作業車両１の後輪７９・７９の間で後方へ延伸するリアディスチャージ用のダクト７４が施設されている。該ダクト７４は、モア４に連設され、該モア４で刈り取った芝草が、該ダクト７４を介して作業車両１の後方に装備した図示せぬ集草容器へと送出されるようにしている。
【００３１】
車両フレーム２の適宜箇所において搭載されたエンジン３の近傍には、可変容積型の油圧ポンプ５が配設されている。該油圧ポンプ５は、該エンジン３とそれぞれの入力軸および出力軸に配設されたプーリを介して、該エンジン３からの動力で駆動される（図略）。該油圧ポンプ５は、作業車両１に施設される油路（第一の回路８９、第二の回路９０等）を介して、後述する第一および第二油圧モータ１０・８０と流体的に接続されて共通の油圧源となっている（図１１参照）。なお、作業車両１におけるエンジン３および油圧ポンプ５の配設位置はこれに限定されるものではなく、エンジン３にクランク軸の向きに応じて油圧ポンプ５は適切な位置にレイアウトされる。
【００３２】
油圧ポンプ５からの油の吐出量や吐出方向は、可動斜板などの容積調節器の操作によって変更され、該容積調節器はアームやリンク等の連結手段を介して、作業車両１の運転席近傍に設けられるメインの速度調整操作具１０６と連結されている。本実施例において、速度調整操作具１０６は主変速ペダルが用いられ、該主変速ペダルの踏込方向を変えれば、油の吐出方向が変更され作業車両１の前進・後進が切り替えられる。また、その踏込み量を変えれば油の吐出量が変更され、操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒや操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒから無段に変速された出力回転を得ることができる。
【００３３】
前記車両フレーム２の前部には、左右方向にクロスメンバ１４が横設され、該クロスメンバ１４の左右両端部に前輪３６を各別に具備する左右一対の操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒが、車両フレーム２の幅方向中央に設けたセンターピンＣＰを中心として左右回動自在に配設されている。同様に、車両フレーム２の後部には、左右方向にクロスメンバ７８が横設され、該クロスメンバ７８の左右両端部に後輪７９を各別に具備する左右一対の操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒが配設されている。該操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒにはそれぞれ可変容積型の第一油圧モータ１０、該操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒにはそれぞれ可変容積型の第二油圧モータ８０が配設されている。この左右の第一油圧モータ１０および第二油圧モータは図外の配管を通じて閉回路で並列的に油圧ポンプ５と流体接続されており、これによって左右の第一油圧モータ１０の各々に作用する負荷に応じて油圧的なデファアレンシャル効果を生ずるようになっている。左右の第二油圧モータ８０も同様である。
【００３４】
次に、操舵輪である前輪３６および後輪７９の操舵機構について説明する。
なお、本実施例においては、以下、特に断りのない場合には、操舵輪駆動装置１５Ｌについて説明する。すなわち、本実施例においては、左右の操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒ（もしくは操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒ）の構成は互いに異なることがなく、略同一で左右対称的に配置されたものである。そして、操舵輪駆動装置１５および操舵輪駆動装置１３の構成においても、互いに異なることがなく、略同一で上下対称的に配置されたものである。
【００３５】
図２および図３に示すように、作業車両１には、前輪３６・３６をハンドル１６に連動連結する左右の操舵ギア機構１７・１７によって、操舵リンク機構１８が形成されている。ハンドル１６は、ステアリングギアボックス１９を介して、舵取リンク２０の略中央部の出力軸２１に連結されている。該ハンドル１６の旋回操作によって、舵取リンク２０の回動が操舵リンク機構１８に伝達され、左右の操舵ギア機構１７・１７を介して、左右の操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒが左右に旋回されるのである。なお、ハンドル１６の回動力を油圧力に変換すべく、ハンドル１６と出力軸２１との間に、油圧のパワーステアリングが介設されてもよい。かかる場合には、ギアボックス１９の代わりに、パワステシリンダ等の油圧制御機器が配設される。
【００３６】
操舵リンク機構１８は、前記クロスメンバ１４上方の左右相対する位置に、駆動ギア２２としての扇形ギアが、歯周部を左右外側に向けた状態で、略上下方向の支点ピン２３により、略水平回動可能にそれぞれ軸支されている。そして、該駆動ギア２２の各内側端（各支点ピン２３より作業車両１の左右中央より）には、枢支ジョイント２４を介してロッド２５の一端が取り付けられている。一方、ステアリングギアボックスの出力軸２１に装着した舵取リンク２０の両端に前記ロッド２５の他端が取り付けられている。これにより、ハンドル１６を左右に切ると駆動ギア２２の各々が相反する方向へ回動される。
【００３７】
クロスメンバ１４の左右各端部には、前後に固定面を備えて平面視略コ字状の取付ステー２６が突設され、該取付ステー２６の前後固定面には、ハウジング２７の前後壁面が左右回動不能にボルトによってネジ締め固定されている。該ハウジング２７は、上下方向に開口した略筒状に形成され、その上部の大径部には、前記第一油圧モータ１０がそのモータ軸５６を上下方向に沿わせるように内蔵され、第一油圧モータ１０のセンタセクション４１が、その下方平面をハウジング２７上部の大径部の開口端に当接して、開口部を覆うように固設されている。ハウジング２７下部の小径部は下向きに長尺状に形成されてキングピン部２７ａとし、その中心にモータ軸５６を配し、上下２個の軸受３３・３３を介して回転自在に支持させると共に、該モータ軸５６の先端をキングピン部２７ａよりも下方に突出させてある。
【００３８】
また、クロスメンバ１４の左右各端部であって取付ステー２６の上方位置に、車両フレーム２の外方に向けて長板状の固定プレート２９が突設され、該固定プレート２９の下平面に前記センタセクション４１の上平面が当着されている。該固定プレート２９の上平面に枢軸ピン３１が、前記キングピン部２７ａと同一軸線上に突設され、該枢軸ピン３１にナックルアーム３２の上端部に穿設された枢軸ピン３１の受け孔３２ａが上方から相対回動可能に嵌合されている。また、該ナックルアーム３２の上端部の上面には、従動ギア３０としての扇形ギアがボルトによって該ナックルアーム３２と相対回動不能にネジ締め固定され、従動ギア３０の内側の歯部は、駆動ギア２２の外側の歯部に噛合されている。そのため、従動ギア３０が駆動ギア２２によって回動されると、ナックルアーム３２は、枢軸ピン３１を従動ギア３０の枢軸中心として、従動ギア３０と一体に略水平に左右回動される。
【００３９】
該ハウジング２７のキングピン部２７ａは、単一の車軸３５を備える操舵ケース２８の上端部に形成した受筒部２８ｃ内に差し込まれ、ハウジング２７と操舵ケース２８とが相対（左右）回動可能となるように、上下２個の軸受５７、５７を介して支持されている。該操舵ケース２８の受筒部２８ｃの上端部は、前記ナックルアーム３２の下端部に接続されて操舵輪駆動装置１５が構成されている。該操舵ケース２８が、ナックルアーム３２を介して、キングピン部２７ａと枢軸ピン３１とを中心としてハウジング２７に対して一体に相対回動自在に取り付けられている。
【００４０】
図４および図５に示すように、ハンドル１６が左右いずれかに回動されると、一方の操舵ギア機構１７は、駆動ギア２２が歯周部を前方に移動するように回動されて、該駆動ギア２２に噛合される従動ギア３０が歯周部を前方に移動されるように回動される。他方の操舵ギア機構１７は、従動ギア３０が、駆動ギア２２とともにその歯周部を後方に移動するように回動される。そうすると、該従動ギア３０の回動に連係されて、前輪３６の一方が前端を外向きにするように、また、他方が前端を内向きにするようにして左右回動される。そして、駆動ギア２２および従動ギア３０は、駆動ギア２２の前端と従動ギア３０の前端とが近づくほど（換言すれば、後端同士が遠ざかるほど）、前輪３６の前端は、左右内側を向く。その逆に、駆動ギア２２の前端と従動ギア３０の前端とが遠ざかるほど（換言すれば、後端同士が近づくほど）、前輪３６の前端は、左右外側を向くように構成されている。
【００４１】
特に、本実施例においては、内外輪に左右旋回角度を設けて、内輪の左右回動角を外輪よりも大きくなるようなアッカーマン−ジャント機構とされ、作業車両１の左右旋回の操向性を高めるようにしている。具体的には、該駆動ギア２２および従動ギア３０の形状を非円形とすることによって、かかる左右旋回角度差を実現させている。すなわち、駆動ギア２２の半径Ｒ１が、その回転方向および角度によらず、従動ギア３０の半径Ｒ２よりも長く、これにより、前輪３６の左右回動許容角度が増幅されている。さらに、該駆動ギア２２は、半径Ｒ１が回動に伴って変化するように形成され、かつ、該従動ギア３０も、半径Ｒ２がこれを補うような形状とされている。
【００４２】
前記操舵ギア機構１７が、内輪に連動するものである場合には、駆動ギア２２および従動ギア３０の後端同士が近づくほど半径Ｒ１が増大し、かかる半径Ｒ１が増大した分だけ半径Ｒ２が減少する。一方、該操舵ギア機構１７が、外輪に連動するものである場合には、駆動ギア２２および従動ギア３０の前端同士が近づくほど半径Ｒ１が減少し、かかる半径Ｒ１が減少した分だけ半径Ｒ２が増大する。そのため、ハンドル１６の回動角を大きくするにつれ、外輪に連動している操舵ギア機構１７のギア径比Ｒ２／Ｒ１は大きくなり、外輪の左右回動角の増加率は小さくなる。同時に、内輪に連動している操舵ギア機構１７のかかるギア径比Ｒ２／Ｒ１は、外輪に連動する操舵ギア機構１７のそれの増大分だけ減少し、内輪の左右回動角の増加率が大きくなる。
【００４３】
一方、図１に示すように、操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒと前後対称的に、車両フレーム２の後部には左右方向に沿うクロスメンバ７８が横設され、該クロスメンバ７８の左右両端部に操舵輪となる後輪７９・７９の操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒが操向自在に懸架されている。そして、図２に示すように、後輪７９・７９をハンドル１６に連動連結する左右の操舵ギア機構３７・３７が形成されている。該操舵ギア機構３７は、駆動ギア４２としての扇形ギアが、歯周部を左右外側に向けた状態で、略上下方向の支点ピン２３により、略水平回動可能にそれぞれクロスメンバ７８上方に軸支されている。そして、駆動ギア４２の各内側端には、枢支ジョイント４４が取り付けられ、舵取リンク２０に一端を枢結されている左右のロッド４５のうち、ロッド４５Ｌが右方の駆動ギア４２Ｒに、ロッド４５Ｒが左方の駆動ギア４２Ｌに枢支ジョイント４４を介してクロス状に枢結されている。
【００４４】
クロスメンバ７８の左右各端部に、図３にて詳述した操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒと同様、ハウジング２７が相対回動不能に固設され、該ハウジング２７に前記ナックルアーム３２を介して操舵ケース２８が相対回動可能に軸支されている。
【００４５】
操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒの構成は、前記図３にて詳述した操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒとそれぞれ同一の構成とされているのでその詳細な説明は割愛する。すなわち、該操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒは、後輪７９の駆動用の第二油圧モータ８０が内蔵された該ハウジング２７に、操舵ケース２８およびナックルアーム３２が相対回動自在に取り付けられたものである。そのため、操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒは、前輪の操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒと実質的に同じものが用いられている。
【００４６】
ハンドル１６が左方に回動されると、舵取リンク２０が同方向に傾動されて、ロッド２５Ｌが後方に引かれ、ロッド２５Ｒが前方に押されて前輪３６が左に旋回される。同時に、ロッド４５Ｒが前方に押され、ロッド４５Ｌが後方に引かれて、後輪７９は右に旋回される。すなわち、ハンドル１６が、中立位置（作業車両１の直進用位置）から左右いずれかに回動されると、前輪３６は、ハンドル１６の回動方向に該当する左右同一側に左右旋回され、後輪７９は、ハンドル１６の回動方向とは反対側に左右旋回される。
【００４７】
操舵ギア機構３７は、前記操舵ギア機構１７と同様に、駆動ギア４２および従動ギア５０の形状を非円形ギアで構成することによって、内外輪に左右旋回角度を設けて、後輪７９のうち、内輪の左右回動角を外輪よりも大きくなる、いわゆるアッカーマン−ジャント機構とされ、その左右旋回の操向性を高めるようにしている。すなわち、駆動ギア４２の半径Ｒ１が、その回転方向および角度によらず、従動ギア５０の半径Ｒ２よりも長く、さらに、駆動ギア４２は、半径Ｒ１が回動に伴って変化するように形成され、従動ギア５０も、半径Ｒ２がこれを補うような形状とされている。
【００４８】
そして、ハンドル１６の回動角を大きくするにつれ、外輪に連動している操舵ギア機構３７のギア径比Ｒ２／Ｒ１は大きくなり、外輪の左右回動角の増加率は小さくなる。同時に、内輪に連動している操舵ギア機構３７のかかるギア径比Ｒ２／Ｒ１は、外輪に連動する操舵ギア機構３７のそれの増大分だけ減少し、内輪の左右回動角の増加率が大きくなる。このように、該操舵ギア機構３７においても、内輪および外輪の左右回動角度差を、ハンドル１６の回動角が大きくなるほど大きくなるように構成されている。
【００４９】
以上のような構成とすることで、前輪３６および後輪７９のうち、内輪および外輪の左右回動角度差を、ハンドル１６の回動角が大きくなるほど大きくすることができる。そのうえ、該ハンドル１６の少ない操作量で、内輪および外輪の左右回動角度差を設けて、各操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒおよび操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒを大きく回動させることができる。このように、作業車両１は四輪駆動・四輪操舵式に構成され、牽引性能が高い上、極めて良好なバランスをとりながら、優れて小さな旋回半径で旋回できるのである。
【００５０】
ここで、図５に示すように、平面視で、作業車両１（車両フレーム２）の前後方向の左右中心線を線Ａ１、左右両前輪３６・３６の左右回動中心同士、すなわち、左右両操舵駆動輪装置１５Ｌ・１５Ｒのキングピン部２７ａの軸心同士を結ぶ左右方向の直線を線Ａ２、左右後輪７９・７９の軸心同士、すなわち、左右両操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒのキングピン部２７ａの軸心同士を結ぶ左右方向の直線を線Ａ３とし、さらに、該線Ａ１と線Ａ２との交点を点１１１、該線Ａ１と線Ａ３との交点を点１１２とすると、旋回中心点１１０から点１１１までの距離が左右前輪３６・３６間の車両中心の旋回半径（以下、単に「前輪３６の旋回半径１１１ａ」とする）であり、旋回中心点１１０から点１１２までの距離が左右後輪７９・７９間の車両中心の旋回半径（以下、単に「後輪７９の旋回半径１１２ａ」とする）となる。
【００５１】
本実施例において、前輪３６および後輪７９は、該ハンドル１６の回動操作によって、ハンドル１６の回動方向に対して左右逆ではあるがそれぞれ同じ角度だけ回動されるため、前輪３６と後輪７９との間隔の略半分の位置に旋回中心点１１０が現出して、前輪３６の旋回半径１１１ａおよび後輪１６７の旋回半径１１２ａがそれぞれ等しくなるように旋回される。具体的には、図５に示すように、ハンドル１６が左方に目一杯切られた場合は、前輪３６の旋回半径１１１ａと後輪１６７の旋回半径１１２ａとが略等しいため、後述するように前輪３６のみが操舵輪である場合と比べて（図１８参照）、ハンドル１６の舵角が同程度である場合に、前輪３６の旋回半径１１１ａおよび後輪１６７の旋回半径１１２ａのいずれも小さく、作業車両１の旋回性がより高められる。しかもこの場合、モア４のちょうど側方に旋回中心点１１０が現出するため木の周りに生えている草を刈りながら１８０°ターンしていくことができる。このように、操舵輪たる前輪３６および後輪７９を備えるため、作業車両１は旋回性に優れ、小旋回、急旋回もしくは後述するその場旋回（ゼロターン）が要求される車両にも適用可能とされている（図１５参照）。
【００５２】
なお、本実施例における前輪３６および後輪７９は、ハンドル１６の回動方向とそれぞれ逆方向に回動されるが、前輪３６の旋回半径１１１ａと後輪１６７の旋回半径１１２ａとが略等しいため、旋回時に前輪３６と後輪７９とが旋回軌跡上で同速で回転してもスリップせず、地面やタイヤを痛める心配がない。そのため、第一・第二油圧モータ１０・８０は固定容積型でも構わない。一方、急旋回や後述するゼロターンをする場合で油圧ポンプ５が高吐出量状態にあれば、前輪３６および後輪７９が高速状態で旋回態勢に入ってしまい、運転者が遠心力を受けて振らつくなど安定した旋回を行うことができない。そのような場合に対処するために、第一・第二油圧モータ１０・８０を可変容積型として、後述するように、旋回時に自動的に左右の第一油圧モータ１０および第二油圧モータ１６５の各々の容積を同じ割合で増大させて、前輪３６と後輪７９の回転速度を車両の旋回半径に応じて低減させることにより、作業車両１の旋回性が高められている。
【００５３】
なお、該第一油圧モータ１０および第二油圧モータ８０の容積を増大させるにあたり、本実施例では、後述するように第一・第二油圧モータ１０・８０の容積を左右で同じ割合（Ｘ）で増大させる一方、旋回内側と旋回外側の左右車輪回転差は左右の第一・第二油圧モータ１０・８０の各々の油圧デファレンシャル効果により吸収されるようにしているが、別の対処方法として、第一・第二油圧モータ１０・８０の左右で独立的に、容積増加割合を変化させる、すなわち、旋回内側と旋回外側の左右車輪回転差分に見合う容積変化量（Ｙ）を前記割合（Ｘ）に対して、旋回内側の第一・第二油圧モータ１０・８０に対しては減算し、旋回外側の第一・第二油圧モータ１０・８０に対しては加算することで積極的に回転差を生じさせてもよい。
【００５４】
次に、一対の前輪３６の操舵輪駆動装置１５のうち、左側装置１５Ｌについて、以下に詳述する。操舵輪駆動装置１５の右側装置は左右対称的に同じ構造である。また、一対の後輪７９の操舵輪駆動装置１３における左右各側装置の構造も同様である。
図３、図６および図７に示すように、操舵輪駆動装置１５Ｌは、前記クロスメンバ１４の取付ステー２６に固設されたハウジング２７に対して、ナックルアーム３２を介して操舵ケース２８が一体となって回動自在に枢支されている。そして、操舵輪駆動装置１５Ｌのハウジング２７には、第一油圧モータ１０、可動斜板（容積調節器）５３と連係するモータ容積制御機構４３が収納され、また操舵ケース２８には、単一の車軸３５と該車軸３５を前記油圧モータ１０に対して駆動的に連結するための、遊星歯車式減速機構３８や車軸クラッチ６１を含む減速ギアトレーン、車軸３５を制動するためのブレーキ機構３９等が収納されている。
【００５５】
上述のように、ハウジング２７には、アキシャルピストンタイプの第一油圧モータ１０が内蔵され統合化されている。すなわち、該第一油圧モータ１０のセンタセクション４１が、該ハウジング２７の上開口端を覆うように固設されている。また、ハウジング２７におけるキングピン部２７ａの付け根に相当する底壁部分には台座５５を取り付けてあり、その上にクレードルタイプの可動斜板５３を滑動自在に案内支持させ、前記モータ軸５６をこの可動斜板５３、台座５５より下向きに貫通してキングピン部２７ａ内へ延伸させてある。
【００５６】
センタセクション４１は、プレート状に形成され、機体内方側を向く内側面には、キドニーポート４１ａ・４１ａに通じる一対の油給排ポート４１ｂ・４１ｂおよびハウジング２７の油溜まりに通じるドレンポート（図示せず）が、板面方向に沿って配列して開口され、管継手４６ａ・４７ａ・４８ａが螺着され、そこに夫々接続された油管４６・４７・４８の３本が前記クロスメンバ１４に沿って施設される。前記キドニーポート４１ａ・４１ａに通じる油管４７・４８は、前記油圧ポンプ５と流体接続される。油管４６は車両の適当な場所に搭載したリザーブタンク（図略）に接続されている。そして、前記キドニーポート４１ａ・４１ａが、第一油圧モータ１０を構成するシリンダブロック５１が回転自在に設置されるモータ取付面に開口されており、シリンダブロック５１からの吸入／排出油がキドニーポート４１ａ・４１ａに導入されるようになっている。また、モータ取付面の略中央位置に、シリンダブロック５１の回転軸芯上に係止したモータ軸５６の一端が軸支されている。
【００５７】
該シリンダブロック５１に穿設された複数のシリンダ孔内に、付勢バネを介してピストン５２・５２・・・が往復自在に嵌合され、該ピストン５２・５２・・・の頭部に、容積調節器としての可動斜板５３のスラストベアリング５４が当接されている。こうして、アキシャルピストンタイプの第一油圧モータ１０が形成されている。該可動斜板５３の中央位置に開口部が形成され、該開口部にモータ軸５６が貫通されている。該可動斜板５３の下面に凸円弧面が形成され、ハウジング２７に設置された凹円弧面を有する台座５５と摺接されている。このような形状とすることで、該可動斜板５３は、該台座５５に沿って傾動可能とされるのである。この可動斜板５３は、前記のような台座５５を必要とせず一対の軸部でハウジング２７に支持されるトラニオン形であってもよい。なお、本発明においては第一油圧モータ１０をアキシャルピストンタイプに限定するものではなく、ラジアルピストンタイプであってもよく、その場合の容積調節器はカムリングとなる。
【００５８】
前記油圧ポンプ５から、油管４７（４８）を介して管継手４７ａ（４８ａ）に圧送された油は、該センタセクション４１内に導入されるキドニーポート４１ａから、該シリンダブロック５１へと送出される。このようにして、該第一油圧モータ１０と油圧ポンプ５が互いに流体的に接続されている。可動斜板５３がピストン５２の接触面部を前記シリンダブロック５１の回転軸芯に対して直角である面（水平面）から所定角だけ傾動しておくように、その初期位置（車両直進位置）を設定する。この位置から当接面部を垂直方向から離すように操作すると、第一油圧モータ１０の容積が増加するように変更され、前輪３６の回転数が初期位置のときに比べて減速される。かかるモータ容積制御機構４３の詳細は、後述する。
【００５９】
このように、各操舵輪駆動装置１５には、前輪３６の駆動用として第一油圧モータ１０がそれぞれ配設されて、前輪３６ごとに個別に駆動可能とされている。また、車両の適宜位置に搭載した油圧ポンプ５と第一油圧モータ１０とは任意の形状にレイアウト可能な油路を介して接続されるため、左右の操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒへのエンジン３の動力伝達に際し、車両フレーム２内の空間に駆動軸や機械的な伝達機構等を別途設ける必要がなく、該車両フレーム２の下方空間を、モア４やリアディスチャージ用のダクト７４等の車両装備品の配置スペースを広く確保することができる。
【００６０】
図３および図７に示すように、操舵ケース２８は、その上部に受筒部２８ｃを形成することにより正面視略Ｌ字状に形成され、該受筒部２８ｃの上開口内に前記ハウジング２７のキングピン部２７ａが挿通され、軸受５７・５７によって相対回動可能に枢支されるとともに、ハウジング２７のキングピン部２７ａの付け根に配したオイルシール５７ａを介装することで、該操舵ケース２８がハウジング２７に対して安定して回動自在に支持されている。そして、操舵輪駆動装置１５は、ナックルアーム３２から操舵ケース２８を除去することで、ハウジング２７から、該操舵ケース２８を容易に取り外すことができる。そのため、該ハウジング２７および操舵ケース２８並びにこれらに配設される第一油圧モータ１０等のメンテナンスや交換等を容易に行うことができる。
【００６１】
操舵ケース２８は、車軸３５の軸線に対して直角な接合面を通じて左右方向に分離接合自在な２つの半割操舵ケース２８ａ・２８ｂを有する。このように、左右半割り状に構成することによって、操舵ケース２８内に配設される減速機構３８等の各機構や、これらを構成する各部材の交換やメンテナンスが容易となる。なお、操舵ケース２８は、車軸３５の軸線に対して平行な接合面を通じて上下方向に分離接合自在な２つの半割操舵ケースによって構成してもよい。
【００６２】
次に、モータ軸５６を前記車軸３５に駆動的に連結するための減速ギアトレーンを説明する。
前記モータ軸５６は、ハウジング２７のキングピン部２７ａの下開口端部から操舵ケース２８内に突出し、突出部に小ベベルギア５８が固設されている。また、操舵ケース２８には、伝動軸５９と該車軸３５とが同一軸心上に位置するように横設され、該伝動軸５９は、内側端を内操舵ケース２８ａの内側壁に片持ち支軸されている。該伝動軸５９の内方（図７において右方）側に、大ベベルギア６０が相対回転可能に遊嵌されている。該大ベベルギア６０は、小ベベルギア５８と噛合されて一段目のベベルギア式減速機構を構成している。
【００６３】
該大ベベルギア６０を伝動軸５９に対して係脱する車軸クラッチ６１が、次のように構成されている。すなわち、伝動軸５９上であって大ベベルギア６０の外方側にスプラインハブ６２ａが固設され、クラッチクライダ６２ｂが、軸方向に摺動可能にスプラインハブ６２ａに嵌合されて、この嵌合状態で更にクラッチクライダ６２ｂが大ベベルギア６０のクラッチ歯６０ａと噛合可能とされている。該クラッチスライダ６２ｂは、図示せぬ操作レバーに連結連動されており、該操作レバーを操作することにより軸方向に摺動されて択一的に、該スプラインハブ６２ａのみに噛合されるか、もしくは、スプラインハブ６２ａおよびクラッチ歯６０ａの両方と噛合される。
【００６４】
ここで、減速ギアトレーンに備わる遊星歯車式減速機構３８について、以下に詳述する。
図３および図７に示すように、本実施例における作業車両１は、第二段目の減速機構３８として、前記内操舵ケース２８ａと前記外操舵ケース２８ｂとの間に遊星歯車機構が構成されている。前記伝動軸５９の支持されていない遊端部にサンギア６３が固設され、キャリア６５により枢支された複数のプラネタリギア６４・６４・・・に対して噛合されることで負荷等配がなされる。該プラネタリギア６４・６４・・・は、同時に、インターナルギア６６と噛合されている。該インターナルギア６６は、内操舵ケース２８ａと外操舵ケース２８ｂとの間に回転不能に介設されている。キャリア６５は前記車軸３５の内端部と相対回転不能にスプライン嵌合され、外操舵ケース２８ｂに軸受支持されている。車軸３５の外端部は、操舵ケース２８の外側方から突出し、かかる突出端に形成したハブ３５ａに前輪３６が固設されている。
【００６５】
そして、第一油圧モータ１０のシリンダブロック５１の回転が、モータ軸５６→小ベベルギア５８→大ベベルギア６０→車軸クラッチ６１→伝動軸５９→サンギア６３→プラネタリギア６４・６４・・・→キャリア６５→車軸３５→前輪３６へと伝達されて、作業車両１が走行可能とされている。
【００６６】
エンジンが故障するなどして作業車両１を牽引する必要があれば、操舵輪駆動装置１５の第一油圧モータ１０を空転させて油圧抵抗を減少させることができる。すなわち、車両牽引時には、車軸３５が前輪３６の方から逆駆動されるが、第一油圧モータ１０のモータ軸５６から車軸３５への動力駆動を切断すべく、クラッチスライダ６２ｂを摺動させて、大ベベルギア６０と車軸３５との接続を切断することができる。これにより、油圧モータ１０がポンプ作用をすることがなくなり、各前輪３６・３６が軽い力で空転可能となって牽引を楽に行うことができる。
【００６７】
なお、操舵輪駆動装置１５の油圧モータ１０から車軸３５に至る減速ギアトレーンとして、上述のようなベベルギア式減速機構と遊星歯車式減速機構とを組み合わせた二段減速機構を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、車両の仕様によっては一段のベベルギア式減速機構のみ、あるいは二段減速式の遊星歯車機構や、二段減速式の平行ギア機構等であってもよい。
【００６８】
次に、ブレーキ機構３９について、以下に詳述する。
図３および図７に示すように、前記内操舵ケース２８ａの外部に延伸した伝動軸５９上に、湿式ディスク形のブレーキ機構３９が設けられている。該伝動軸５９の内操舵ケース２８ａ外部の突出部に摩擦プレート６８が相対回動不能に嵌合されている。該ブレーキ機構３９は、図示せぬブレーキ操作具に連結されている。ブレーキ操作具を操作すると、かかるブレーキ操作具に連結連動したブレーキワイヤやブレーキアーム等を介して、カム８１が回転操作されて、プレッシャメンバ６７が軸方向に摺動される。そして、該プレッシャメンバ６７により、摩擦プレート６８を内操舵ケース２８ａに向けて押圧し、該伝動軸５９に回転抵抗を与え、車軸３５にブレーキ作用を発生させるようにしている。
【００６９】
なお、本実施例におけるブレーキ機構３９は、内操舵ケース２８ａの外壁側方に配設されるが、該ブレーキ機構３９の配設位置は、これに限定されるものではなく、操舵ケース２８内に配設されてもよい。
【００７０】
次に、モータ容積制御機構４３について、以下に詳述する。
図３、図６乃至図１０に示すように、操舵輪駆動装置１５には、前記第一油圧モータ１０の容量調節器である可動斜板５３の傾動角を初期位置から所定の容積増大位置へ変更するモータ容積制御機構４３が構成されている。本実施例における作業車両１は、上述のように、前輪３６の旋回半径１１１ａおよび後輪７９の旋回半径１１２ａがそれぞれ等しくなるように設定されて、緩旋回から急旋回まで自由に旋回することができる。そのため、前輪３６および後輪７９それぞれにおいて、作業車両１が直進する場合と旋回する場合との走行速度が同速度のままでは、旋回の際の安定性が損なわれる。そこで、左右の操舵輪駆動装置１５各々に備えられたモータ容積制御機構４３は、各第一油圧モータ１０および第二油圧モータ８０の各々の容積を、作業車両１の旋回度合いに合わせて増大方向へ自動的かつ同期的に変更されるようにして、左右の前輪３６および後輪７９全ての回転速度を、直進時に比べて減速させるように構成されている。
【００７１】
図６、図８乃至図１０に示すように、第一油圧モータ１０が配設されるハウジング２７の側壁面に、コントロール軸６９が機体左右方向を向くようにして回動自在に支持され、ハウジング２７の内側に位置するコントロール軸６９の一側端部には、揺動アーム７０が該コントロール軸６９と相対回転不能に嵌合され、揺動アーム７０の遊端部は係止ピンを有し、可動斜板５３の側面に形成した溝に係合されている。コントロール軸６９の他側端部に、第一アーム部７１ａと第二アーム部７１ｂとを有して正面視略Ｖ字状のコントロールアーム７１の基部が相対回転不能に嵌合されている。かかる嵌合状態において、図９に示すように、該第一アーム部７１ａの遊端側を操舵ケース２８の上面外周縁上に位置させるように、コントロールアーム７１の全体が湾曲されている。
【００７２】
コントロールアーム７１の第二アーム部７１ｂの遊端側には、揺動アーム７０を介して可動斜板５３に対して初期傾斜位置に位置決めさせるための係合ピン７２が突設されている。また、コントロール軸６９上には、ねじりコイルバネである戻しバネ７３が外嵌されている。該戻しバネ７３の両端は、平行して第二アーム部７１ｂの先端に向けて延出され、途中で交差して、延出部分の端部にてハウジング２７の外壁に装着される偏心ピン７７および係合ピン７２が挟み込まれている。該偏心ピン７７は、任意に回動変位・固定可能とされ、直進時における第一油圧モータ１０の初期容量を調整可能に設定している。
【００７３】
図１０に示すように、第一アーム部７１ａの遊端部には、係合ピン７５が回動自在に軸支されている。前記コントロール軸６９下方の操舵ケース２８の上面には、その外周縁の形状に沿わせた円弧状の容積制御板７６が固定設置されている。該容積制御板７６には前記係合ピン７５を嵌入するガイド溝７６ａが開口してあり、ハウジング２７のキングピン部２７ａを回動中心として、操舵ケース２８が左右方向に回動されると、容積制御板７６が、係合ピン７５に対して円周（紙面左右）方向に相対変位される。特に、本実施例においては、操舵ケース２８が左右回動されると、可動斜板５３が油圧モータ１０の容積を大きくする方向へ傾動されるように、該容積制御板７６のガイド溝７６ａが、周方向両端部から左右略中央にかけて上方に凸となるように逆Ｖ字形に傾斜されている。
【００７４】
図１０に示すように、容積制御板７６のガイド溝７６ａは、頂部である位置Ｐ１から周方向両端部に向かって傾斜し、かかる終端位置をそれぞれ位置Ｐ２および位置Ｐ３となるように形成され、位置Ｐ１から位置Ｐ２および位置Ｐ３までの高低差である偏差分がいずれもΔＬとなるように形成され、さらに、車輪の内切れ角度の方が外切れ角度より大きいので、位置Ｐ１から位置Ｐ２に到達するまでの距離の方が位置Ｐ１から位置Ｐ３に到達するまでの距離よりも長く形成されている。このように形成された容積制御板７６において、係合ピン７５が、位置Ｐ１にある状態が、左前輪３６が直進位置にあって可動斜板５３が初期の傾斜位置（直進時における第一油圧モータ１０の初期容量）となるように設定されている。そして、左前輪３６が左に旋回されて、コントロールアーム７１の係合ピン７５がガイド溝７６ａの位置Ｐ２に到達した状態が、左前輪３６の最大内切れ位置となり、同じく位置Ｐ３にてガイド溝７６ａに当接される状態が、前輪３６の最大外切れ位置となる。
【００７５】
具体的には、図１０（ａ）に示すように、係合ピン７５がガイド溝７６ａ内の位置Ｐ１にある場合は、コントロールアーム７１は、前記戻しバネ７３を介し、偏心ピン７７によって決められた初期位置に弾性保持されて第一油圧モータ１０の容積が直進用に設定される。そして、図１０（ｂ）に示すように、ハンドル１６が左方に回動されると、操舵ケース２８が回動され、これに連動して容積制御板７６のガイド溝７６ａがコントロールアーム７１の係合ピン７５に対して相対変位され、係合ピン７５が位置Ｐ１から位置Ｐ２となるようにガイド溝７６ａ内を移動する。かかる場合に、該コントロールアーム７１が、コントロール軸６９を中心としてＸ方向に偏差分ΔＬだけ回動され、コントロール軸６９を介して前記揺動アーム７０が連動して回動され、可動斜板５３が該揺動アーム７０によってその斜板角度が初期位置よりも大きくなるように傾動される。
【００７６】
図示は省略するが、ハンドル１６が右方に回動されると、操舵ケース２８の動きに連動して容積制御板７６のガイド溝７６ａがコントロールアーム７１の係合ピン７５に対して相対変位され、係合ピン７５を位置Ｐ１から位置Ｐ３に移動させる。かかる場合に、該コントロールアーム７１が、コントロール軸６９を中心としてＸ方向に偏差分ΔＬだけ回動され、コントロール軸６９を介して前記揺動アーム７０が連動して回動され、可動斜板５３が該揺動アーム７０によってその斜板角度が初期位置よりも大きくなるように傾動される。
【００７７】
本実施例では、容積制御板７６のガイド溝７６ａの形状を、内切れ時と外切れ時とで同じ偏差分ΔＬが現出されるようにしたことで、偏差分ΔＬによって操舵輪の左右旋回時には直進時に比べて左右第一油圧モータ１０の容積を同じ割合で減少させることとし、旋回内側と旋回外側の車輪回転差は左右の第一油圧モータ１０の油圧デファレンシャル効果により吸収されるようにしたものである
【００７８】
このように、操舵ケース２８が直進位置より左右に操舵される際には、該操舵ケース２８の直進位置を基準とした、ハウジング２７に対する相対変位量を自動的に、第一油圧モータ１０の可動斜板５３の斜板角度を大きくする方向への操作量に変換しているため、旋回時に作業車両１の操舵輪が、理想的な旋回速度に見合うようにできるのである。換言すれば、ハンドル１６の回動操作によって、前輪３６および後輪７９のいずれにおいても回転速度が、油圧ポンプ５の吐出量を低減操作するといった煩わしさを伴うことなく自動的に減速される。また、ハンドル１６を元の直進位置に戻すだけで、前輪３６および後輪７９は共通の油圧ポンプ５で規定された回転速度に簡単に復帰する。そのため、作業車両１の急旋回や後述するゼロターンを安定して行うことができ、該作業車両１の旋回性をさらに向上させることができる。
【００７９】
なお、容積制御板７６のガイド溝７６ａの形状は、これに限定するものではない。該ガイド溝７６ａの左右各々の形状を変えて、該可動斜板５３の傾動量や第一油圧モータ１０および第二油圧モータ８０への油流量を独立的に変更するようにしてもよい。また、後輪７９を駆動するためには、左右の第二油圧モータ８０を配設した操舵輪駆動装置１３によること以外にも、例えば、単一の油圧モータ８０と、左右の後輪７９・７９を差動的に連結する機械的な差動機構とを組み合わせた構成としてもよい。また、後輪７９を非操舵輪としてもよい。すなわち、本発明に係る操舵輪駆動装置を前輪にのみ適用するのである。
【００８０】
次に、作業車両１の油圧回路について、以下に説明する。
図１１に示す油圧回路は、前輪３６の操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒには、前記油圧ポンプ５に第一油圧モータ１０・１０を接続するための第一の回路８９が形成され、後輪７９の操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒには、油圧ポンプ５に第二油圧モータ８０・８０を接続するための第二の回路９０が形成されている。該油圧ポンプ５が配置される一対の油給排回路９１には、作動油補給用のチャージポンプ９４およびリリーフ弁９５とが、一対の逆止弁９６・９６を介して接続されている。該油給排回路９１は、変速切替弁９２を介して、第一の回路８９および第二の回路９０と接続されている。第一の回路８９は第一油圧モータ１０・１０を互いに並列接続する一対のメイン油路８９ａ・８９ｂを有し、また、第二の回路９０は第二油圧モータ８０・８０を互いに並列接続する一対のメイン油路９０ａ・９０ｂを有する。
【００８１】
第一の回路８９のメイン油路８９ａ・８９ｂの両方は、変速切替弁９２に接続されている。第二の回路９０のメイン油路の一方９０ｂは、変速切替弁９２に接続され、第二の回路９０のメイン油路の他方９０ａは、油路１００を介して油給排回路９１の一方側と接続されている。第一油圧モータ１０および第二油圧モータ８０の吸入側と吸入側に、それぞれデフロック用の電磁切替弁９８・９９が配設され、ソレノイド９８ａ・９９ａに対する電流の入切操作によって電気的に切り替えられて、第一油圧モータ１０・第二油圧モータ８０へ送入出される油の経路が、定容量分流弁１０８と逆止弁を介しての流量調整下で各第一油圧モータ１０・１０および第二油圧モータ８０・８０がそれぞれ並列に接続される回路形態（デフロック位置）と、流量調整されることなく各第一油圧モータ１０・１０および第二油圧モータ８０・８０がそれぞれ並列に接続される回路形態（アンロック位置）とに切り替えられるように構成してある。該定容量分流弁１０８を介することによって、油圧ポンプ５からの左右の第一油圧モータ１０・１０等へ流入される油流量が強制的に均等化され、左右の前輪３６・３６および後輪７９・７９の回転速度が等しくなるように制御されるのである。詳細は、後述する。
【００８２】
前記変速切替弁９２は、レバー等の切替操作手段９３に機械的に連結連動されるマニュアルバルブであり、本実施例においては、Ｌ・Ｍ・Ｈの３位置に切替可能とされている。切替操作手段９３は、操作および制御の容易さから油圧アクチュエータ等によって切り替えられるようにしてもよい。切替操作手段９３によって、変速切替弁９２が位置Ｌに操作される場合には、第一の回路８９および第二の回路９０が並列に接続される。すなわち、油圧ポンプ５は車両前進時に紙面左側のポートより吐出されるように設定されているが、ここから吐出される圧油が、変速切替弁９２および油路１００を介して第一の回路８９のメイン油路８９ａおよび第二の回路９０のメイン油路９０ａへ、それぞれ振り分けられるようにして送入される。第一・第二油圧モータ１０・８０をそれぞれ駆動した後の戻り油は各々のメイン油路８９ｂ・９０ｂより変速切替弁９２内で集流して油圧ポンプ５に吸い込まれる。かかる場合には、左右の前輪３６・３６および後輪７９・７９が駆動され、作業車両１は重牽引作業に最適で、登坂性能に優れた四輪駆動での低速走行が可能となる。
【００８３】
変速切替弁９２が位置Ｍに操作される場合は、第一の回路８９および第二の回路９０が直列に接続される。すなわち、油圧ポンプ５からの圧油が車両前進時に紙面左側のポートより吐出されるが、油給排回路９１から油路１００を介して、まず、第ニの回路９０のメイン油路９０ａに送られ、第二油圧モータ８０を駆動した後に、変速切替弁９２を介して第一の回路８９のメイン油路８９ａに送られ、第一油圧モータ１０を駆動した後、メイン油路８９ｂより変速切替弁９２を経て油圧ポンプ５に吸い込まれる。かかる場合には、左右の前輪３６・３６および後輪７９・７９が駆動されるが、作業車両１は、上述の変速切替弁９２が位置Ｌに操作される場合よりも速い、作業効率の良い四輪駆動での中速走行が可能となる。第一の回路８９と第二の回路９０とが、並列に接続されるよりも直列に接続された方が、油圧ポンプ５から吐出された油の全量を第二油圧モータ８０に送入させ、次いで第一油圧モータ１０に送入することができるためである。
【００８４】
そして、変速切替弁９２が位置Ｌもしくは位置Ｍの状態から位置Ｈに操作される場合は、第一の回路８９への油供給が停止されて、油給排回路９１と第二の回路９０とが変速切替弁９２を介して接続される。すなわち、油圧ポンプ５からの圧油が、第二の回路９０を介して、変速切替弁９２に送られ、後輪７９・７９のみの駆動による二輪駆動とされる。第一の回路８９には送られず駆動停止する第一油圧モータ１０が走行の際にポンプ作用するときの油循環が変速切替弁９２を介して許容される。なお、８９ｃは第一の回路８９内で油が循環するときで各所の油リークにより回路内が負圧になるのを防止する油補充用のチェックバルブである。
【００８５】
このように、油圧ポンプ５から、各操舵輪駆動装置１３・１５に配設される第一油圧モータ１０および第二油圧モータ８０へ、それぞれ個別に油を供給可能な油圧回路が形成されている。そのため、第一油圧モータ１０および第二油圧モータ８０に送入される圧油の流れる方向を制御することによって、容易に左右の前輪３６・３６および後輪７９・７９の駆動速度を同期して増減させることができる。また、容易に四輪駆動または二輪駆動に切り替えることができる。
【００８６】
さらに、油圧ポンプ５の吐出油量と吐出方向の操作が無段で行えるため走行中に操作可能な主変速的な使い方をし、変速切替弁９２によって第一油圧モータ１０および第二油圧モータ８０への油流量を段階的に切り替えて、走行状況に応じて速度域を選定する副変速的な使い方をすることによって総合的に、左右の前輪３６・３６および後輪７９・７９の回転速度を広範囲で変速させることができる。なお、本実施例においては、油圧ポンプ５、第一油圧モータ１０、第二油圧モータ８０が直列接続される際には車両の前進時において油圧ポンプ５から吐出された油を先に後輪駆動用の第二油圧モータ８０に供給するようにしたが、これは車両の特性上、急発進時に重心が後方へ移動することにより前輪が浮き上がった場合でも後輪は路面にしっかり接地しており、駆動トルクを確実に地面に伝えて走行安定性をよくするためである。
【００８７】
なお、第一・第二油圧モータ１０・８０は、上述のように前後輪の操舵角度に連動して速度変更を行う必要がなければ固定容積型のものを用いてもよいし、またその場合、第二油圧モータ８０側において前記変速切替弁９２と連動する可変容積型を採用すれば、後述する図２０に示すように、前記変速切替弁９２の位置Ｈで二輪駆動状態のときにさらに車速アップを図ることができる。
【００８８】
ここで、電磁切替弁９８・９９について、以下に詳述する。
本実施例においては、前記第一油圧モータ１０・１０の左右各々および第二油圧モータ８０・８０の左右各々への流入量を制限して、それらの回転数を制御可能な電気操作式の電磁切替弁９８・９９を第一、第二の回路８９、９０に設けていることにより、前記第一油圧モータ１０・１０の左右各々および第二油圧モータ８０・８０の左右各々の回転数を、車両の様々な状況に応じて制御することができる。
【００８９】
そのような制御機能として、具体的には、左右の前輪３６・３６および後輪７９・７９の回転数が強制的に等しくなるように制御するデフロック機能がある。前記電磁切替弁９８・９９は、図示のアンロック位置と紙面右隣のデフロック位置の２位置を有し、各々の弁に備わるソレノイド９９ａ・９９ｂのうち、ソレノイド９９ａが車両前進時におけるデフロック−アンロックの切り替えを行ない、ソレノイド９９ｂが車両後進時におけるデフロック−アンロックの切り替えを行う。すなわち、車両が前進状態しているときにはソレノイド９８ａ・９９ａはともに非励磁で電磁切替弁９８・９９はアンロック位置にあって、左右前輪３６・３６および後輪７９・７９の各々に作用する負荷に応じて第一油圧モータ１０・１０の左右各々および第二油圧モータ８０・８０の左右各々には油圧差動機能が現出される。
【００９０】
ここで、片輪が脱輪するなどして運転者が図外のデフロックペダルを踏込んだことがセンサ等によって検出されると、図外のコントローラがソレノイド９９ａを励磁して、電磁切替弁９において図示のアンロック位置から隣のデフロック位置に切り替わり、第一油圧モータ１０・１０の左右各々および第二油圧モータ８０・８０の左右各々に送入される圧油が、定流量分流弁１０８により制限されるため、左右の前輪３６・３６および後輪７９・７９がデフロックされる。
【００９１】
なお、この実施例においては、左右前輪３６・３６および後輪７９・７９の各々にデフロック機能が得られるように構成したが、左右前輪３６・３６もしくは後輪７９・７９のいずれかだけにデフロック機能が得られるようにしても構わない。その場合には第一の回路８９もしくは第二の回路９０において電磁切替弁９８・９９と定流量分流弁１０８と逆止弁を取り除き、第一油圧モータ１０・１０もしくは第二油圧モータ８０・８０を一対のメイン油路８９ａ・８９ｂもしくは９０ａ・９０ｂに対して互いに並列接続すればよい。
【００９２】
また、運転者のデフロック操作が不要で後輪７９・７９の回転状態に応じて油圧差動機能を一時的に制限する、いわゆるリミテッドスリップデフ（ＬＳＤ）機能を本発明に係る操舵輪駆動装置１３Ｌ・１３Ｒに備えさせることも可能である。すなわち、第二油圧モータ８０が、それぞれ並列的に接続される三つの回路形態（第一・第二・第三の回路形態）を具備するものである。本実施例における油圧回路によれば、回路形態の変更を、電子的な制御によらないで純粋に油圧／機械的に行うことが可能となる。以下、第二の回路９０について説明するが、第一の回路８９についても同様であり、更にはどちらか一方の回路にのみ適用させても構わない。
【００９３】
図１２に示すように、本実施例における第ニの回路９０は、第二油圧モータ８０・８０を前記油圧ポンプ５に対し並列的に流体接続する第一の回路形態と、第二油圧モータ８０・８０を前記油圧ポンプ５に対し並列的に流体接続しつつ、第二油圧モータ８０・８０の一方に送入される油量を制限する第二の回路形態と、第二油圧モータ８０・８０を前記油圧ポンプ５に対し並列的に流体接続しつつ第二油圧モータ８０・８０の他方に送入される油量を制限する第三の回路形態とに切替可能とする。すなわち、該第一の回路８９には、第一の回路形態から、第二または第三の回路形態の切り替えを行うＬＳＤバルブ１０９が、前進時における第二油圧モータ８０・８０の上流側に配置されている。該ＬＳＤバルブ１０９の両端には、中立戻しバネを有する受圧室が形成されて往復切替型の油圧パイロットバルブに構成される。
【００９４】
第二油圧モータ８０・８０の各下流側には、連結部１１０ａを介して、一体状に作動する切替弁１１０Ｌ・１１０Ｒが配設されている。前進時には、該切替弁１１０Ｌ・１１０Ｒは、第二油圧モータ８０・８０（および、ＬＳＤバルブ１０９）の上流側のメイン油路９０ａを流れる油圧に基づくパイロット圧により図示位置にあって、該第二油圧モータ８０・８０を駆動した後の戻り油を、逆止弁を介してメイン油路９０ｂへと送油し、同時に、ＬＳＤバルブ１０９の各受圧室へパイロット圧を送り、また、後進時には切替弁１１０Ｌ・１１０Ｒは、ポンプ上流側となるメイン油路９０ｂの油圧に基づくパイロット圧により図示位置から左隣の位置に切り替わって、ＬＳＤバルブ１０９にパイロット圧を送ることなくメイン油路９０ｂの油圧を第二油圧モータ８０・８０へと送入するように構成されている。
【００９５】
ＬＳＤバルブ１０９は、中央位置Ｎにおいて、左右の第二油圧モータ８０・８０が並列的に接続され、該中央位置Ｎ両側の流量調整位置Ａ・Ｂにおいて、左右の第二油圧モータ８０・８０が並列的に接続されつつ、いずれか一方の油圧モータへの流量を絞るような構成とされている。受圧室の各々に流入する油量が略等しい状態では、該ＬＳＤバルブ１０９は、対向する両方向のバネ力にて、中央位置Ｎに付勢されている。そして、第二油圧モータ８０・８０のうちいずれか一方の吐出油量（第二油圧モータ８０・８０を通過した後の油圧ポンプ５への戻り油量）が、他方に比べて一定以上多くなった時に、バネ付勢力に抗して自動的に流量調整位置Ａ・Ｂのいずれかに切り替えられる。
【００９６】
車両が前方へ直進しているときには左右の後輪７９Ｌ・７９Ｒにかかる負荷は略等しく、左右の第二油圧モータ８０・８０の各々から排出される戻り油量は略等しい。この状態で例えば、後輪７９Ｌが脱輪やスリップすると、後輪７９Ｒの駆動用の右第二油圧モータ８０にかかる負荷が大きくなり、該右第二油圧モータ８０から送出される戻り油が少なくなる。逆に左第二油圧モータ８０にかかる負荷は極端に小さくなるため、該左第二油圧モータ８０の方へ油が流入し易くなり、ここから排出される戻り油は多くなる。よって、ＬＳＤ機能をもたない場合には右第二油圧モータ８０への油流入は無くなり駆動停止状態となる。本発明ではこのような事態に陥ることは回避され、かかる場合には、前記切替弁１１０Ｌから送出されるパイロット圧油の方が、前記切替弁１１０Ｒからのパイロット圧油よりも相対的に多くなることにより、ＬＳＤバルブ１０９が流量調整位置Ｂに切り替えられ、負荷が小さい左第二油圧モータ８０への油の流れが絞られる。そうすると、右第二油圧モータ８０への油流入が余儀なく行なわれ、右第二油圧モータ８０の駆動力は途切れることがなくなり、そのため、後輪７９Ｒが車両を前方に引っ張り続けて脱輪やスリップ状態から脱出できる。
【００９７】
一方、後輪７９Ｒがスリップすれば、切替弁１１０ＲからＬＳＤバルブ１０９へのパイロット圧が、切替弁１１０Ｌからのパイロット圧に対し相対的に高くなる。そのため、該ＬＳＤバルブ１０９が流量調整位置Ａに切り替えられ、負荷が小さい右第二油圧モータ８０への油の流れが絞られるため、左第二油圧モータ８０への油流入が余儀なく行なわれ、左第二油圧モータ８０の駆動力は途切れることがない。
【００９８】
以上のような構成とすることで、各第二油圧モータ８０・８０からの戻り油量の差を感知し、ＬＳＤ機能を呈するようにしているのである。なお、ＬＳＤバルブ１０９のバネ付勢力（中央位置Ｎに保持する力）は、旋回時に生じる第二油圧モータ８０・８０の戻り油の差圧よりも上回るように設定されており、これにより、旋回時にはＬＳＤバルブ１０９が流量調整位置Ａ・Ｂに切り替えられることはなく、片輪が脱輪するとかスリップするなどの異常事態（極端な負荷変動）に陥らない限り各後輪７９Ｌ・７９Ｒに対するＬＳＤ機能は現出されないのである。
【００９９】
図１３に示す操舵輪駆動装置１５は、本発明に係る操舵輪駆動装置を前後輪のどちらにも適用した四輪操舵／四輪駆動式の作業車両１において、操舵ケース１２８に支持される前輪３６等が、車両フレーム２の下方位置に来るように、ハウジング１２７および操舵ケース１２８等が、図３に示すハウジング２７および操舵ケース２８等と比べて、上下長さにおいて長く形成されたハイクリアランス構造である。かかる構造とすることで、作業車両１は、優れて小さな旋回半径で旋回でき、更には図外のハンドルを最大に切ることにより芯地旋回可能に設定しているのである。以下、前輪３６にかかる操舵輪駆動装置１５について説明するが、後輪７９にかかる操舵輪駆動装置１３についても同様である。
【０１００】
操舵輪駆動装置１５は、前記クロスメンバ１４に突設された取付ステー２６に固設されたハウジング１２７を介して、前記ナックルアーム３２および操舵ケース１２８が一体となって回動自在に枢支されている。該ハウジング１２７には、第一油圧モータ１０やモータ容積制御機構４３等が配設されている。操舵ケース１２８には、車軸１３１、減速機構１２９およびブレーキ機構３９等が配設され、該車軸３５の外端部に、操舵輪としての前輪３６が駆動可能に固設されている。ハウジング１２７の下開口部は、操舵ケース１２８の上端部に、ハウジング１２７のキングピン部１２７ａが相対（左右）回動可能となるように挿通されている。
【０１０１】
そして、ハウジング１２７のキングピン部１２７ａおよび操舵ケース１２８の受筒部１２８ｃの上下長さＬ１が長くなるように形成され、また、操舵ケース１２８ｂの伝動軸１３０の軸線よりも車軸１３１の軸線を、上下長さＬ２をもって下方へオフセットするような軸配置とされている。本実施例は、操舵ケース１２８内に配設される減速機構１２９として、インターナルギア式の一段減速式ギア機構が構成される。
【０１０２】
図１４に示すように、第一油圧モータ１０のモータ軸５６は、ハウジング１２７のキングピン部１２７ａの下開口端部から操舵ケース１２８内に突出し、突出部に小ベベルギア５８が固設されている。また、操舵ケース１２８には、伝動軸１３０と車軸１３１とが略平行になるように、かつ、車軸１３１が伝動軸１３０より上下方向で下方に位置するように横設されている。伝動軸１３０は、一端部を内操舵ケース１２８ｂに、他端部は軸受板１３２によって支持されている。伝動軸１３０の内方（図１４において右方）側に、大ベベルギア６０が伝動軸１３０と相対回転可能に遊嵌されている。
【０１０３】
大ベベルギア６０は、小ベベルギア５８と噛合されている。伝動軸１３０上であって該大ベベルギア６０の外方側に、スプラインハブ６２ａが固設されている。該スプラインハブ６２ａに、軸方向摺動可能でかつ相対回転不能にクラッチクライダ６２ｂが嵌合され、スプラインハブ６２ａを大ベベルギア６０のクラッチ歯６０ａに連結可能とされて、車軸クラッチ６１が構成されている。また、前記車軸１３１の内端部には、インターナルギア１３３が相対回動不能に嵌合され、該インターナルギア１３３の内歯１３３ａが、伝動軸１３０の外端部に刻設した外歯１３０ｂに噛合されている。
【０１０４】
そして、第一油圧モータ１０のシリンダブロック５１の回転が、モータ軸５６→小ベベルギア５８→大ベベルギア６０→車軸クラッチ６１→伝動軸１３０→インターナルギア１３３→車軸１３１→前輪３６へと伝達されて、作業車両１が走行可能とされている。
【０１０５】
以上のようなハイクリアランス構成とすることで、車両フレーム２の下方に前輪３６および後輪７９が操舵したときに干渉せずに回り込むことのできるスペースを確保できるため、前輪３６および後輪７９の最大内切れ角度を大きくすることができ、作業車両１の旋回性をより高めることができる。特に、前輪３６および後輪７９は、ハンドル１６の回動操作によって、ハンドル１６の回動方向に対して左右逆ではあるがそれぞれ同じ角度だけ回動され、作業車両１が左右いずれかに旋回される場合には、前輪３６の旋回半径および後輪１６７の旋回半径をそれぞれ等しくして、作業車両１を芯地旋回させることが可能となる。そのため、操向性が高まり、作業効率がより向上される。
【０１０６】
具体的には、図１５に示すように、ハンドル１６を左に切って図５の状態を経て図１５が左方に回動された場合は、ハンドル１６がより左方向に回動されて（図５参照）、最大切れ時となった場合には、前輪３６の旋回半径１１１ａと後輪７９の旋回半径１１２ａとが略等しい状態のまま、旋回中心点１１０が、車両フレーム２側に移動して、作業車両１の前後輪間および左右輪間で略中心と重なる。かかる場合には、作業車両１は、前後いずれの方向にも進行することなく、旋回中心点１１０を中心としてゼロターンされるのである。
【０１０７】
（第二実施例）
図１６に示す本実施例に係る作業車両１は、二輪操舵／四輪駆動式であって、前輪３６を操舵可能でかつ駆動可能に支持する操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒが、車両フレーム２の前部に搭載されるとともに、後輪１４０を操舵不能でかつ駆動可能に支持する非操舵輪駆動装置１４１Ｌ・１４１Ｒが車両フレーム２の後部に搭載される。
【０１０８】
図１６に示すように、車両フレーム２の前部には、操舵輪である前輪３６を各別に具備する左右一対の操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒが、車両フレームの幅方向中央に設けたセンターピンＣＰを中心として左右回動自在に配設され、また、該車両フレーム２の後部には、非操舵輪である後輪１４０を各別に具備する左右一対の非操舵輪駆動装置１４１Ｌ・１４１Ｒが、位置変更（左右回動）不能に配設されている。操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒには、それぞれ可変容積型の第一油圧モータ１０・１０、非操舵輪駆動装置１４１Ｌ・１４１Ｒにはそれぞれ可変容積型の第二油圧モータ１３８・１３８が配設されている。
【０１０９】
ここで、後輪１４０・１４０に適用された非操舵輪駆動装置１４１Ｌ・１４１Ｒについて、以下に詳述する。
図１７に示すように、非操舵輪駆動装置１４１Ｌには、前記油圧ポンプ５と流体的に接続される第二油圧モータ１３８や、減速機構３８、ブレーキ機構３９等が配設されている。減速機構３８、ブレーキ機構３９等の構成については、上述の操舵輪駆動装置１５における構成と同様であり、同一符号についての説明を省略する。なお、該第二油圧モータ１３８は固定容積型であっても構わないが、本実施例では後述する理由で可変容積型を用い、可動斜板１３９に接続された外部アクチュエータ１０１によって容積が変更される。
【０１１０】
車両フレーム２の後方外側面に正面視略Ｌ字状のブラケット１４２が固設され、該ブラケット１４２の下平面に、第二油圧モータ１３８のセンタセクション４１の上平面が当着されている。センタセクション４１に接続される第二油圧モータ１３８は、駆動ケース１４４内に配設され、該駆動ケース１４４は、車両フレーム２に対して操舵不能に固設されて前記リアディスチャージ用のダクト７４の側方に位置している。
【０１１１】
駆動ケース１４４は、左右半割の内駆動ケース１４４ａおよび外駆動ケース１４４ｂとからなり、内駆動ケース１４４ａは、上方ハウジング部１４４ｃおよび下方ハウジング部１４４ｄに区画されている。前記第二油圧モータ１３８は、該上方ハウジング部１４４ｃ内で略垂直方向に沿って配設され、第二油圧モータ１３８のモータ軸１４６が下方ハウジング部１４４ｄ内に突出され、突出部に小ベベルギア５８が固設されている。下方ハウジング部１４４ｄに伝動軸５９が横設され、該伝動軸５９の内端部が内駆動ケース１４４ａに片持ち支持されている。該伝動軸５９には、小ベベルギア５８と噛合してベベルギア式減速機構を構成する大ベベルギア６０および車軸クラッチ６１等が配設されている。前記外駆動ケース１４４ｂに、伝動軸５９と同一軸心上に車軸１４５が横設され、該車軸１４５および伝動軸５９が、遊星歯車式の減速機構３８を介して接続されている。そして、該車軸１４５の一端が外駆動ケース１４４ｂの外側面から作業車両１の外方に向けて突出され、かかる突出端に形成したハブ１４５ａに図外の後輪が固着されている。説明は省略するが、非操舵輪駆動装置１４１Ｒは左右対称に配置された同様の構成をしている。
【０１１２】
以上のような構成において、図１８に示すように、作業車両１が旋回される場合において、前輪３６および後輪１４０の旋回半径１１１ａ・１１２ａの大きさを比べると、前輪３６の旋回半径１１１ａの方が大きい。これは、後輪１４０が左右に操舵されない一方で、前輪３６がハンドル１６によって操舵されることによって、旋回中心点１１０が前輪３６と後輪１４０との中間には現出されることはなく、後輪１４０の回転軸線上に現出されるからである。したがって、四輪駆動状態でスムーズな旋回を得ようとすると、この旋回半径差に見合う割合で後輪１４０よりも前輪３６の回転数を増加してやる必要があり、本発明においては後述するように、直進時は第一油圧モータ１０と第二油圧モータ１３８とは同期回転しているが、ハンドル１６が旋回操作されると、自動的に第一油圧モータ１０の容積を減少させるように構成して前輪３６の速度を速めることにより、作業車両１の旋回性が高められている。
【０１１３】
そこで、前輪３６としての操舵輪駆動装置１５のモータ容積制御機構４３について、以下に詳述する。
上述のように、本実施例においては、前輪３６の旋回半径１１１ａの方が後輪１４０の旋回半径１１２ａよりも大きいため、第一油圧モータ１０の可動斜板５３の傾動角を直進のときの初期位置から旋回状態に応じて自動的に所定の容積減少位置へ変更するモータ容積制御機構４３が構成されている。以下、操舵輪駆動装置１５の構成は、第一実施例と略同一であり、同一符号についての説明は省略し、主に、コントロールアーム７１と容積制御板１７６との組合せにより構成されるモータ容積制御機構４３おける可動斜板５３の傾動の作用について詳述する。
【０１１４】
図１９に示すように、本実施例においては、操舵ケース２８の直進位置からの左右回動に伴って、可動斜板５３のピストン当接面がモータ軸に対して直角な方向へ傾動されるように構成したものである。具体的には、操舵ケース２８の上面に固設する容積制御板７６のガイド溝１７６ａが、左右両端部から略中央にかけて下方に凹となるようにＶ字形になっている。該ガイド溝１７６ａは、底部である位置Ｐ１から、該ガイド溝１７６ａの形状に沿ってそれぞれ左右上方に傾斜し、かかる傾斜面の終端位置をそれぞれ位置Ｐ２および位置Ｐ３となるように形成し、位置Ｐ１から位置Ｐ２および位置Ｐ３までの高低差である偏差分がいずれもΔＬとなるように、さらに、車輪の内切れ角度の方が外切れ角度より大きいので、位置Ｐ１から位置Ｐ２に到達するまでの距離の方が位置Ｐ１から位置Ｐ３に到達するまでの距離よりも長く形成されている。
【０１１５】
このように形成された容積制御板１７６において、コントロールアーム７１の先端に配した係合ピン７５が、位置Ｐ１に置かれている状態が、直進時における第一油圧モータ１０の初期容量を規定している。そして、左前輪３６が左に旋回された場合に、前記コントロールアーム７１の係合ピン７５がガイド溝７６ａの終端位置Ｐ２に到達する状態が、前輪３６の最大内切れ位置となり、ガイド溝１７６ａの終端位置Ｐ３に到達する状態が、前輪３６の最大外切れ位置となる。
【０１１６】
図１９（ａ）に示すように、操舵ケース２８の操舵動作に連動して、容積制御板１７６のガイド溝１７６ａがコントロールアーム７１の係合ピン７５に対して相対回動され、係合ピン７５が位置Ｐ１から位置Ｐ２もしくは位置Ｐ１から位置Ｐ３となるように容積制御板１７６のガイド溝１７６ａ上を摺接する。Ｖ字形のガイド溝１７６ａにより、コントロールアーム７１が、コントロール軸６９を中心としてハンドル１６を切る方向とは無関係に常に一定方向に回動され（以下、かかる方向をＹ方向とする）、コントロールアーム７１は、係合ピン７５を介して偏差分ΔＬだけ回動される。該コントロールアーム７１がＹ方向に回動されると、コントロール軸６９を介して揺動アーム７０が連動して回動され、可動斜板５３が、該揺動アーム７０によって、第一実施例とは逆にそのピストン当接面がモータ軸に対して直角な方向へ近づくように傾動される。
【０１１７】
一方、図１９（ｂ）に示すように、コントロールアーム７１がＹ方向に回動されると、前記戻しバネ７３の一端側が偏心ピン７７によって止められ、他端側がコントロールアーム７１と連動する係合ピン７２によって拡開される。そのため、該戻しバネ７３は、該コントロールアーム７１に、偏心ピン７７によって規定されたモータの初期容積位置への付勢力を付与することとなる。したがって、前記ハンドル１６が直進位置に復帰され、操舵ケース２８が再び元の状態にまで回動されると、該戻しバネ７３の付勢力によって、コントロールアーム７１がモータの初期容積位置を保持するのである。
【０１１８】
このように、操舵ケース２８が直進位置より左右に操舵される際には、操舵ケース２８の直進位置を基準としたハウジング２７に対する相対変位量を、自動的に第一油圧モータ１０の可動斜板５３の斜板角度を小さくする方向への操作量に変換しているため、旋回時に作業車両１の操舵輪が、理想的な旋回速度に見合うように回転して、上述した操向性はより高められる。
【０１１９】
次に、作業車両１の油圧回路について、以下に説明する。
本実施例においては、本発明に係る第一油圧モータ１０・１０を個々に備える操舵輪駆動装置１５Ｌ・１５Ｒを作業車両の前後一方側に配置させ、前後他方側には第二油圧モータ１３８・１３８を備えた非操舵輪駆動装置１４１Ｌ・１４１Ｒを、前後対称的に配置させたものであり、第一油圧モータ１０・１０のメイン油路８９ａ・８９ｂと第二油圧モータ１３８・１３８のメイン油路１５０ａ・１５０ｂとを共通の油圧ポンプ５に対して流体接続する油圧回路は、図２０に示すように、詳述した図１１と略同じであり、機能が同じ部品には同一符号を付してその説明は省略する。
【０１２０】
すなわち、変速切替弁９２が図示の位置Ｌにあれば該油圧ポンプ５に対して第一油圧モータ１０および第二油圧モータ１３８が並列に接続された低速の四輪駆動状態、また、位置Ｍにあれば該油圧ポンプ５に対して前記第一油圧モータ１０および第二油圧モータ１３８が直列に接続された高速の四輪駆動状態となるように切替可能とされている。そして、該変速切替弁９２が位置Ｌもしくは位置Ｍの状態から位置Ｈに操作される場合は、第一の回路８９への油供給が停止されて、油給排回路９１と第二の回路９０とが変速切替弁９２を介して接続される。すなわち、油圧ポンプ５からの圧油が、変速切替弁９２を介して、第二の回路１５０に送られ、後輪１４０・１４０のみの駆動による二輪駆動とされる。このとき、前輪３６の回転によって第一油圧モータ１０がポンプ作用して生じた油圧は、変速切替弁９２を介して第一の回路８９内で循環される。なお、８９ｃは第一の回路８９内で油が循環するときで各所の油リークにより回路内が負圧になるのを防止する油補充用のチェックバルブである。変速切替弁９２の位置Ｈで四輪駆動／二輪駆動切換機能を持たせるだけでよければ、後述のように油圧モータ８０として可変容積型を用いる必要はない。
【０１２１】
本実施例においては、更にもう一段の変速段数をこの位置Ｈで得るために次の構成が採用されている。すなわち、切替操作手段９３の近傍に配設されたセンサ１０３によって、該変速切替弁９２が位置Ｈに操作されたことを検出し、第二油圧モータ１３８・１３８の可動斜板１３９・１３９に接続された外部アクチュエータ１０１によって、両モータの容積を小さくする方向へ可動斜板１３９・１３９の斜板角度を同じ割合で傾動操作する。これにより、第二油圧モータ１３８・１３８の回転速度が上述の変速切替弁９２が位置Ｌ・位置Ｍに操作される場合よりも速くなり、二輪駆動による経済的な高速走行が可能となる。なお、前記外部アクチュエータ１０１を用いずに、切替操作手段９３と可動斜板１３９・１３９とをロッドやワイヤーなどを用いて機械的に連動連係させてもよい。
【０１２２】
このような構成とすることで、特に、第二の回路１５０にのみ油を送入させるように切り替えることによって、作業車両１を四輪駆動から二輪（後輪）駆動に容易に切り替えることができる。本実施例において、油圧回路中の油が該第二油圧モータ１３８のみに送られ、四輪駆動時と比べて該第二油圧モータ１３８の可動斜板１３９の斜板角度が小さくなるように傾動されて、後輪１４０・１４０の駆動速度は速められる。そのため、二輪駆動による高速走行によって該作業車両１の走行性が高められ、例えば、平地での走行の際等にこのような切り替えを瞬時に行えば、移動時間を短縮して作業効率がよい。
【０１２３】
なお、本実施例においては、第二油圧モータ１３８によって、各後輪１４０・１４０をそれぞれ駆動するようにしているが、これに限定されるものではない。すなわち、必ずしも非駆動輪駆動装置１４１を左右一対の第二油圧モータ１３８で構成する必要はなく、例えば、単一の第二油圧モータ１３８と、各後輪１４０・１４０を相互に機械的に差動連結する差動機構とを組み合わせた構成としてもよい。該非操舵輪駆動置１４１の減速ギアトレーンを構成する各種ギア等は、前記操舵輪駆動装置１５のものと共用すれば、更に部品共有による生産コストを低減させることができる。
【０１２４】
また、図２１に示すように、油圧回路において、上記図２０に示す油圧回路の一部を変更して、左右の後輪１４０を駆動する第二油圧モータ１３８・１３８を、油圧ポンプ５に対してそれぞれ並列的に接続するにあたって、両方のモータへの油送入を制限しない回路形態と、左右いずれかのモータへの油送入を制限する二つの回路形態を（第一・第二・第三の回路形態）を具備してもよい。かかる場合には、前述の図１２と同じように、回路形態の切替変更を、電子的な制御によらず、各第二油圧モータ１３８・１３８からの戻り油量の差に応じて後輪１４０に対し油圧的なリミテッドスリップデフ機能が現出されるようになっている。また、後輪１４０・１４０にのみならず、左右の前輪３６・３６を駆動する第一油圧モータ１０・１０に対しても同様の回路構成を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
なお、作業車両の実施形態としてミッドマウントモア式の乗用芝刈機を挙げたが、これに限るものではなく、該乗用芝刈機にあってはフロントマウントモア式でも構わないし、その他作業車両としては、ユーティリティトラクタや建設機械でもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第一実施例に係る作業車両の全体的な構成を示す平面図。
【図２】第一実施例で用いる操舵機構の平面略図。
【図３】左側の前輪に適用した操舵輪駆動装置の後面断面図。
【図４】作業車両の旋回状態を表す操舵機構の説明略図。
【図５】作業車両の旋回状態を表す平面図。
【図６】図３における操舵輪駆動装置の上部拡大後面断面図。
【図７】同じく操舵輪駆動装置の下部拡大後面断面図。
【図８】センタセクションを除去したハウジングの上部平面図。
【図９】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【図１０】直進・旋回時におけるモータ容積制御機構の作動状態を示す説明図。
【図１１】第一実施例に係る油圧回路図。
【図１２】図１１の油圧回路図の一部を変更した油圧回路図。
【図１３】図３における操舵輪駆動装置をハイクリアランス仕様に変更した後面断面図。
【図１４】図１３における操舵輪駆動装置の下部拡大後面断面図。
【図１５】図１３の操舵輪駆動装置を適用した作業車両の全体的な構成を示す平面図。
【図１６】本発明の第二実施例に係る作業車両の全体的な構成を示す平面図。
【図１７】左側の後輪に適用した非操舵輪駆動装置の正面断面図。
【図１８】作業車両の旋回状態を表す平面図。
【図１９】直進・旋回時におけるモータ容積制御機構の作動状態を示す説明図。
【図２０】第二実施例に係る油圧回路図。
【図２１】図２０の油圧回路図の一部を変更した油圧回路図。
【符号の説明】
【０１２７】
１    作業車両
２    車両フレーム
３    エンジン
４    モア
５    油圧ポンプ
１０    第一油圧モータ
１３、１５    操舵輪駆動装置
１４、７８    クロスメンバ
２７、１２７    ハウジング
２７ａ、１２７ａ    キングピン部
２８、１２８    操舵ケース
３６    前輪
３８、１２９    減速機構
３９    ブレーキ機構
４３    モータ容積制御機構
５３、１３９    可動斜板（容積調節器）
７４    ダクト
７９、１４０    後輪
８０、１３８    第二油圧モータ
１４１    非操舵輪駆動装置
【図２】
2005199835.tif 000003
【図３】
2005199835.tif 000004
【図４】
2005199835.tif 000005
【図５】
2005199835.tif 000006
【図６】
2005199835.tif 000007
【図７】
2005199835.tif 000008
【図８】
2005199835.tif 000009
【図９】
2005199835.tif 000010
【図１０】
2005199835.tif 000011
【図１１】
2005199835.tif 000012
【図１２】
2005199835.tif 000013
【図１３】
2005199835.tif 000014
【図１４】
2005199835.tif 000015
【図１５】
2005199835.tif 000016
【図１６】
2005199835.tif 000017
【図１７】
2005199835.tif 000018
【図１８】
2005199835.tif 000019
【図１９】
2005199835.tif 000020
【図２０】
2005199835.tif 000021
【図２１】
2005199835.tif 000022
【図１】
2005199835.tif 000023