JP2010052555A - 車軸駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車軸駆動装置のケースは、一対の出力軸、差動機構、モータをともに収納するので、形状が複雑である。また、上下二つのケース半部同士も共通の形状とすることができない。そのため、なおもコスト高になる。
【解決手段】車軸駆動装置１０にて、両出力軸４Ｌ・４Ｒを収納するケース７０を設け、ケース７０は、略同一のケース半部の一対を、互いに上下左右反転した状態で左右に結合してなり、接合した両ケース半部は、それぞれで各出力軸４Ｌ・４Ｒ及び入力軸１６２を軸受しており、左右各ケース半部の外側には、それぞれ各モータ２１ａ・２２ａを装着し、各モータ２１ａ・２２ａのモータ軸１６１・１６０をモータ連結用継手部分に連結した。
【選択図】図３

Description

本発明は、車軸駆動装置の技術に関する。より詳細には、左右一対の車軸と、前記車軸を駆動する一対のモータとを、一体に組み合わせてなる車軸駆動装置の構成に関する。

従来、前後の車両フレームを胴折れ状に連結してなるアーティキュレート型車両があり、前記アーティキュレート型車両に、それぞれ、左右一対の車軸それぞれに連結される左右一対の出力軸と、前記両出力軸を差動連結する差動機構と、前記差動機構を駆動するモータとを、一つのケースに収納してなる車軸駆動装置が一対設けられ、それぞれの車軸駆動装置が各車両フレームに設けられる。そして、各ケースは上下二つのケース半部が接合される技術が公知となっている。
米国特許第６，７３２，８２８号

両車軸駆動装置は、ケース、一対の出力軸、差動機構、モータを標準化して、低コスト化を図っている。ただし、適用される車両によっては、その旋回性を確保するため、前記モータに油圧モータを採用し、一方の車軸駆動装置の油圧モータを可変容積型とし、他方の車軸駆動装置の油圧モータを固定容積型にすることはある。
しかし、前記ケースは、一対の出力軸、差動機構、モータをともに収納するので、形状が複雑である。また、上下二つのケース半部同士も共通の形状とすることができない。そのため、なおもコスト高になる。また、前記ケース内には複雑な機器類が設けられているので、ケース内の構成を変更することは困難であった。

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。

即ち、請求項１においては、左右一対の車軸それぞれに連結される左右一対の出力軸と、該両出力軸を駆動する一対のモータと、共通の入力軸であってモータ連結用継手部分を両端に備える入力軸とを、一体に組み合わせてなる車軸駆動装置であって、該両出力軸を収納するケースを設け、該ケースは、略同一のケース半部の一対を、互いに上下左右反転した状態で左右に結合してなり、接合した該両ケース半部は、それぞれで各出力軸及び入力軸を軸受しており、該左右各ケース半部の外側には、それぞれ各モータを装着し、該各モータのモータ軸を該モータ連結用継手部分に連結したものである。

請求項２においては、前記一対のモータのどちらか一方、あるいは両方を選択して前記両出力軸を駆動することができるものである。

請求項３においては、前記モータは油圧モータであり、前記一対のモータのうち片方のモータを収容するモータケースに、両モータと協働する油圧ポンプを収容するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１のように構成したので、ケース半部は左右いずれのケース半部としても使用できるので、部品製造コストが削減され、物流や部品管理の効率化も図れるので車軸駆動装置の生産コストを削減することができる。また、ケースにモータを収納しないため、各ケース半部は、モータの収納スペースを確保する必要が無く、コンパクトで簡易な形状とすることができる。また、モータを外付けとすることで、モータの取り付け、交換作業が容易であるし、複雑な機器類をケース内に設ける必要が無いので、ケース内の構成を容易に変更することが可能である。
また、モータ連結用継手部分を両端に備えることで、モータを取り付ける際に、ケースが閉じられた状態での作業が可能となるので、車軸駆動装置の組立性が向上する。また、モータをケースから取り外す際には、ケースを両ケースに分割することなく、モータをケースから外すだけで、モータ軸を継手から容易に外すことができる。

請求項２の如く構成したので、通常時には、一方のモータのみを使用し、駆動力をさらに得たい場合に、他方のモータをも使用することで、状況に応じた駆動力を得ることができる。

請求項３の如く構成したので、ポンプを設置する場所を車両に必要とすることがなく、車両組立工数を低減することができる。また、モータケース内にポンプを配置することで、ポンプケースが不要となり、部品数が減ることにより、生産コストを削減することができる。

以下に、本発明に係る車軸駆動装置の一実施例である車軸駆動装置１０を備えた作業車両の例であるアーティキュレート型の乗用芝刈り機（以下、車両１００とする）の構成について説明する。
なお、以下において、図１における矢印Ｆの方向を前とし、その反対方向を後とし、前後方向を規定する。

図１及び図２には、車両前部に作業装置としてのモア３を備える車両１００が示されている。

フロントフレーム１の左右両端部には、各軸受１７４を介して、左右の前輪７Ｌ・７Ｒの各車軸７aが回転自在に支持されている。左右の前輪７Ｌ・７Ｒ間にて、フロントフレーム１に車軸駆動装置１０が取り付けられ、車軸駆動装置１０より左右方向に延設された出力軸４Ｌ・４Ｒには、それぞれ前輪７Ｌ・７Ｒの各車軸７aが接続固定されている。

一方、リアフレーム２の左右両端部には、各軸受１７４を介して、左右の後輪６Ｌ・６Ｒの各車軸６ａが回転自在に支持されている。左右の後輪６Ｌ・６Ｒ間にて、リアフレーム２に車軸駆動装置２０が取り付けられ、車軸駆動装置２０より左右方向に延設された出力軸５Ｌ・５Ｒには、それぞれ後輪６Ｌ・６Ｒの各車軸６ａが接続固定されている。

車軸駆動装置１０及び車軸駆動装置２０は、ケース半部８７・８８からなる同一形状のケース７０を有している。車軸駆動装置１０のケース７０からは、左右の出力軸４Ｌ・４Ｒが左右両側に突設されており、車軸駆動装置２０のケース７０からは左右の出力軸５Ｌ・５Ｒが左右両側に突設している。

また、図２に示すように、車軸駆動装置１０・２０の配置は、本実施例において、両車軸駆動装置１０・２０ともにフロントフレーム１及びリアフレーム２の左側に寄せられている。左の出力軸４Ｌ・５Ｌが、カップリングスリーブ１４５を外嵌することにより、左の各車輪である前輪７Ｌ・後輪６Ｌの車軸７ａ・６ａに同一軸芯上に直接接続されているのに対し、右の出力軸４Ｒ・５Ｒは、それぞれ延長軸１４６・１４７を介して、右の各車輪である前輪７Ｒ・後輪６Ｒの車軸７ａ・６ａに同一軸芯上に接続されている。したがって、フロントフレーム１及びリアフレーム２それぞれにおいて、延長軸１４６・１４７の上方に広いスペースが空き、このスペースに様々な機器を配置することが可能である。

なお、車軸駆動装置１０は、ケース７０左側に外装モータユニット２１が外付けされるため、車軸駆動装置２０よりも、外装モータユニット２１の配置スペースの幅だけフロントフレーム１の中央付近に寄って配置されている。

図２に示すように、車軸駆動装置１０のケース７０は、左右一対のタブ１ａ・１ａ及びその後方のタブ１ｂにボルト１２２で取り付けられ、３点支持されてフロントフレーム１に吊設される。同様に、車軸駆動装置２０のケース７０も、リアフレーム２の左右一対のタブ２ａ・２ａ及びその後方のタブ２ｂにボルト１２２で取り付けられて、３点支持されてリアフレーム２に吊設されている。

車軸駆動装置１０のケース７０左側には外装モータユニット２１が、右側には外装モータユニット２２が、それぞれ外付けされている。本実施例の車両１００では、車軸駆動装置１０は、ケースの長手方向を車両の前後水平方向に配置されている。なお、車軸駆動装置２０は、車軸駆動装置１０と同様の構成にて、該車軸駆動装置２０のケース７０の左右一側のみに外装モータユニット８０を外付けしたものであり、本実施例においては、右側であるが、右側であることに限定されない。

図１及び図２に示すように、フロントフレーム１の後端部とリアフレーム２の前端部とはピボット点となる連結部８にて水平方向に回動自在に連結されている。こうして車両１００は、フロントフレーム１とリアフレーム２とを左右屈折状に相対回動可能なアーティキュレートタイプの車両に構成されている。

連結部８の構成について詳しく説明する。図１に示すように、フロントフレーム１の左右中央後端部には鉛直の軸孔を有するボス１７が固設され、リアフレーム２の左右中央前端部には、横倒Ｕ字状のブラケット５１が固設されている。ブラケット５１の上端部と下端部との間に前記ボス１７が配置され、鉛直の連結軸１８がブラケット５１とボス１７に貫通されることで、ブラケット５１とボス１７が枢結されている。このようにブラケット５１、ボス１７、連結軸１８にて、フロントフレーム１及びリアフレーム２同士が相対回動自在に連結される連結部８が構成されている。

図１に示すように、車軸駆動装置１０は、フロントフレーム１より下方に吊設されている。フロントフレーム１上においては、前部にステアリングコラム１５、ステアリングハンドル１１、フットペダル１２、図示せぬブレーキペダル等が配設されて、ステアリングコラム１５の後方に運転用のシート１４が配置されることで、フロントフレーム１上に運転操作部１３が構成されている。

また、ステアリングハンドル１１が回動操作されることで、連結軸１８を中心にフロントフレーム１及びリアフレーム２が左右屈折状に相対回動されて、これにより車両１００が旋回される。フットペダル１２は、後述のように車軸駆動装置１０・２０の変速用の油圧ポンプ２３を制御する操作具である。また、前記ブレーキペダルは、車軸駆動装置１０に備えた、後述するブレーキ機構を操作する操作具である。

連結部８の配置は、車両１００において、平面視で出力軸４Ｒ・４Ｌの回転軸芯線と出力軸５Ｒ・５Ｌの回転軸芯線との間の中心位置（出力軸４Ｌ・４Ｒの回転軸芯線へも出力軸５Ｌ・５Ｒの回転軸芯線へも等距離の位置）より出力軸５Ｌ・５Ｒの回転軸芯線側にオフセットされており、フロントフレーム１がリアフレーム２よりも縦方向に長い構成とされている。これにより、運転操作部１３、すなわち運転者の搭乗スペースが広くされている。

図１及び図２に示すように、リアフレーム２上においては、エンジン９を搭載し、前記エンジン９の後方にて、油圧ポンプ２３を内装する油圧ポンプユニット１２３が搭載されている。油圧ポンプユニット１２３の上部にはチャージポンプ２４が配設されて、前記油圧ポンプ２３から延設されたポンプ軸３０が前記チャージポンプ２４の上面より突出して、冷却ファン５２が固設されている。

また、図２に示すように、油圧ポンプユニット１２３の左側にはリザーバタンク３５が配設されている。油圧ポンプ２３、チャージポンプ２４、冷却ファン５２を具備する油圧ポンプユニット１２３及びリザーバタンク３５等の機器が、ボンネット１６にて覆われている。

なお、図２において、油圧ポンプユニット１２３及びリザーバタンク３５は、車軸駆動装置２０を明確に示すための便宜上、リアフレーム２の後方に描かれているが、実際は、図１に示すように、リアフレーム２の上に搭載されている。

油圧ポンプ２３は、可変容積型油圧ポンプである。そして、油圧ポンプユニット１２３のハウジングに、油圧ポンプ２３の可動斜板８４（図３参照）と連動連結された変速レバー５４が枢支され、フロントフレーム１の運転操作部１３に設置されたフットペダル１２と、ワイヤ５３を介して連動連結されている。

フットペダル１２は、中立位置から前後両方に踏み込み可能なシーソー型ペダルとなっており、前記フットペダル１２の踏み込み方向に従って、変速レバー５４が前方または後方に回動され、また、前記フットペダル１２の踏み込み量に従って前記変速レバー５４の回動量が決定される。そして、変速レバー５４の回動方向及び回動量に応じて可動斜板８４の傾斜方向及び傾斜角が設定され、可動斜板８４の傾斜方向及び傾斜角に応じて、油圧ポンプ２３の油吐出方向及び油吐出量、すなわち、出力軸４Ｒ・４Ｌの前後回転方向及び回転速度が設定される。

また、図１に示すように、リアフレーム２において、エンジン９から下方に延出されている鉛直のエンジン出力軸４７には、上下のエンジン出力プーリ２８・２９が軸着されている。また、油圧ポンプユニット１２３から延出される鉛直のポンプ軸３０は、エンジン出力軸４７と平行に配置され、その端部には、ポンプ入力プーリ３１が軸着されている。エンジン出力プーリ２８と、ポンプ入力プーリ３１とにポンプ駆動ベルト３２が巻回されている。この構成により、エンジン出力が、エンジン出力プーリ２８から、ポンプ駆動ベルト３２を介して、ポンプ入力プーリ３１に伝達され、ポンプ軸３０が回転されるようになっている。

フロントフレーム１の前下方外側には、作業装置としてのモア３が配設されている。モア３は、エンジン９にて駆動される回転刃５０を備えている。モア３には、回転刃５０の駆動軸たる上方突出上のモア入力軸４９が備えられ、これに作業装置駆動入力プーリ４８が軸着されている。前記連結部８では、連結軸１８の下方延出部に上下のプーリ１９・２５が支持されている。プーリ１９及びエンジン出力プーリ２９には、第一作業装置駆動ベルト２６が巻回される。また、プーリ２５及び作業装置駆動入力プーリ４８には、第二作業装置駆動ベルト２７が巻回される。こうして、エンジン出力軸４７とモア入力軸４９との間に、エンジン出力プーリ２９、プーリ１９・２５、作業装置駆動入力プーリ４８及び第一作業装置駆動ベルト２６・第二作業装置駆動ベルト２７よりなるモア駆動用ベルト伝動機構が構成されている。

次に、図３に示される車両１００の油圧回路機構について説明する。
前記油圧ポンプユニット１２３における油圧ポンプ２３と、車軸駆動装置２０における外装モータユニット８０内の油圧モータ８０ａと、車軸駆動装置１０における外装モータユニット２１・２２内のそれぞれの油圧モータ２１ａ・２２ａとは、閉回路を構成する油路８１、８２及び８３を介して互いに流体接続され、静油圧式無断変速装置（以後、「ＨＳＴ」）を構成している。

車軸駆動装置１０の一対の油圧モータ２１ａ・２２ａと、車軸駆動装置２０の油圧モータ８０ａとは、油路８２を介して互いに直列の関係で、油圧ポンプ２３に流体接続されている。また、車軸駆動装置１０における油圧モータ２１ａ・２２ａ同士は、油路８１・８２間にて、互いに並列の関係で、油圧ポンプ２３に流体接続されている。油圧ポンプ２３の吐出油は、油路８１・８３のいずれか一方から両車軸駆動装置１０・２０の油圧モータに供給されるものであって、たとえば、油圧ポンプ２３の吐出油が油路８１から吐出される場合は、車軸駆動装置１０の両油圧モータ２１ａ・２２ａに並列状に分配された後、分配された油が油路８２で合流して車軸駆動装置２０の油圧モータ８０ａに供給され、その後、油路８３を介して油圧ポンプ２３に戻される。

ただし、車軸駆動装置１０において、油圧モータ２２ａはメインモータであって、油圧ポンプ２３からの油の吐出がある限り、油圧モータ２２ａには油が供給される。一方、油圧モータ２１ａはアシストモータとなっており、後述のように、外装モータユニット２１に備えたバイパスバルブ３８ｂを閉弁すれば、油圧ポンプ２３の吐出油は油圧モータ２１ａに供給され、バイパスバルブ３８ｂを開弁すれば、油圧ポンプ２３の吐出油は油圧モータ２１ａには供給されない。

車軸駆動装置１０における油圧モータ２１ａ・２２ａのモータ軸１６０・１６１（図４参照）同士は一体回転自在に同一軸芯上に接続されている。この一体上の両モータ軸１６０・１６１が、バイパスバルブ３８ｂ閉弁時にはメインモータである油圧モータ２２ａとアシストモータである油圧モータ２１ａとにより駆動され、バイパスバルブ３８ｂ開弁時にはメインモータである油圧モータ２２ａのみにより駆動される。なお、バイパスバルブ３８ｂ開弁時には、外装モータユニット２１内で、バイパスバルブ３８ｂを通過する油が油圧モータ２１ａを迂回するので、油圧モータ２２ａにて駆動されるモータ軸１６０・１６１に追従して油圧モータ２１ａが回転可能である。つまり、油圧モータ２２ａの出力に対して油圧モータ２１ａ内の油がブレーキ作用をすることはない。

油圧ポンプ２３は、前述のように、リアフレーム２上の油圧ポンプユニット１２３に収納され、ポンプ入力プーリ３１、エンジン出力プーリ２８及びポンプ駆動ベルト３２を介してエンジン９に駆動連結されている。油圧ポンプ２３には、ポンプ容積制御装置としての可動斜板８４が備えられており、可動斜板８４は、図１にて示される変速レバー５４に連結されるものである。また、油圧ポンプユニット１２３には、油圧ポンプ２３とともにポンプ軸３０にて駆動されるようにチャージポンプ２４が付設されている。

チャージポンプ２４は、ラインフィルタ７７を介して、リザーバタンク３５から油を吸入して、油圧ポンプユニット１２３へと吐出している。チャージポンプ２４からの吐出油は油路８１・８３に各別に接続した一対のチェックバルブ７９に供給されている。油路８１・８３のうち低圧側のチェックバルブ７９が開弁され、この開弁したチェックバルブ７９を介してＨＳＴ閉回路に油が供給されている。

また、油圧ポンプユニット１２３内においては、バイパスバルブ３８ｃが設けられている。バイパスバルブ３８ｃは、車両１００を牽引する際に後輪６Ｌ・６Ｒ、及び前輪７Ｌ・７ＲをＨＳＴ閉回路内の油圧から解放して自由回転させるために開弁操作される。また、バイパスバルブ３８ｃは、車両１００に油圧ポンプユニット１２３及び車軸駆動装置１０・２０を装着して、ＨＳＴ閉回路が構成された直後の該閉回路内に存在するエアを抜くためにも開弁操作される。

バイパスバルブ３８ｃは、通常においては図３にて示されるように閉弁されており、車両１００を牽引する場合等の必要時に、バイパス操作レバー１５０ｃの操作により、バイパスバルブ３８ｃが強制的に開弁されて、調整弁７８にて油の圧力を調整したのち、油路８１・８３より油が油溜まり８５へとドレンされるものである。

車軸駆動装置１０の外装モータユニット２２は、その油圧モータ２２ａが可変容積型油圧モータであり、モータ容積制御装置としての可動斜板８６が備えられている。可動斜板８６は、図２において示される操作アーム４２に連結されるものである。

一方、車軸駆動装置１０の外装モータユニット２１についての油圧モータ２１ａ及び車軸駆動装置２０の外装モータユニット８０についての油圧モータ８０ａは、両モータともに固定容積型油圧モータであり、固定斜板が備えられている。したがって、油圧モータ２１ａ・８０ａについては、前記操作アーム４２に該当する操作部材は設けられていない。

外装モータユニット８０にはバイパスバルブ３８ｂが設けられていて、通常においては、図３にて示されているように閉弁されているが、車両１００を牽引する場合や、車両１００におけるＨＳＴ閉回路の完成直後でエアを抜く必要がある場合等に、バイパス操作レバー１５０ｂの操作にて、バイパス弁を強制的に開弁して、油路８２・８３から油を外装モータユニット８０の筐体内の油溜まりへとドレンする。

また、外装モータユニット２２においても、バイパスバルブ３８ｄ及びバイパス操作レバー１５０ｄが設けられており、バイパスバルブ３８ｂ及びバイパス操作レバー１５０ｂと同一の機能を果たし、バイパス操作レバー１５０ｄの操作にて、バイパス弁を強制的に開弁することで、油路８１・８２から油を外装モータユニット２２の筐体内の油溜まりへとドレンする。

また、外装モータユニット２１においても、バイパスバルブ３８ａ及びバイパス操作レバー１５０ａが設けられている。通常においては、図３にて示されるように開弁して、油圧モータ２１ａに油を供給せず、一体回転可能に接続された後述するモータ軸１６０・１６１及び入力軸１６２（図４参照）を、油圧モータ２２ａのみで駆動する状態としているが、出力軸４Ｌ・４Ｒを駆動するのに大きな力を必要とする場合に、バイパス操作レバー１５０ｄの操作でバイパスバルブ３８ａを閉弁することにより、油圧モータ２１ａに油が供給され、両油圧モータ２２ａ・２１ａを用いてモータ軸１６０・１６１を駆動することができる。

油圧ポンプユニット１２３及び外装モータユニット８０・２１・２２内の油の温度変化に伴う体積変化を調整するために、それぞれに独立して流体接続されるリザーバタンク３５が設けられている。すなわち、油圧ポンプユニット１２３、外装モータユニット２１、外装モータユニット２２及び外装モータユニット８０とは、互いに独立して、それぞれのオーバーフローする油がリザーバタンク３５にて吸収されるようになっている。

次に、車軸駆動装置１０の構成について図１〜図４をもとに説明する。
なお、車軸駆動装置２０は、車軸駆動装置１０に外付けされる外装モータユニット２１・２２のうち、外装モータユニット２１と同一構成である外装モータユニット８０のみがケース７０に外付けされた構成であり、さらには、ケース７０は車軸駆動装置１０・２０において共通する構成であることから、説明は省略する。

車軸駆動装置１０は、ケース７０及び外装モータユニット２１・２２から構成され、前記ケース７０は出力軸４Ｌ・４Ｒに対して直角な接合面を通じて接合された、いわゆる縦割ケースであって、左右のケース半部８７・８８が接合されてなる。

本実施例では、外装モータユニット２２が取り付けられた方をケース半部８８、外装モータユニット２１が取り付けられた方をケース半部８７としている。ケース半部８７・８８は共通の型から成形されていて、略同一形状であり、かつ、互いを上下左右反転して接合することが可能な形状となっている。つまり、ケース７０を構成する場合は、略同一の二つのケース半部８７・８８が互いに上下左右に反転された状態で接合されるのである。

ケース７０が縦割りであることから、左右各車軸７ａは左右２個のケース半部８７・８８それぞれで支持されることになり、従来の横割りケースにおいては一方のケース半部で出力軸が支持されていたことに比べ、ケース７０の耐久性も向上するものである。

なお、本実施例においては、前述の通り、外装モータユニット２２におけるモータは可動斜板８６を備えた油圧モータ２２ａであり、外装モータユニット２１におけるモータは固定斜板４３を備えた油圧モータ２１ａであるが、両外装モータユニット２２・２１は、ケース７０に外付けするものであるので、互いの配置を入れ換えたり、さらには、電動モータ等をモータとして備えた別タイプのモータユニットに置換えることも可能である。

前述のように、車軸駆動装置１０では、両ケース半部８７・８８を互いに上下左右反転して、それぞれの内腔部がそれぞれ向かい合わされた状態で接合されることで、車軸駆動装置１０のケース７０が構成される。内腔部内においては、ケース７０に外付けされた外装モータユニット２１・２２から突出されているそれぞれのモータ軸１６０・１６１と、モータ連結用継手１６９・１６９を介して連結された入力軸１６２とによって、油圧モータ２１ａ・２２ａの駆動力が減速ギア列６８を介してデフギア装置４４に伝達される構成となっている。

各ケース半部８７・８８の外側面には、内側に凹設して形成したモータユニット付設面８９・８９が形成され、モータユニット付設面８９・８９の中心には、モータ軸挿通用の、内外に貫通する軸孔１０８が穿設されている。

外装モータユニット２１・２２は、後述するモータケース１６３及びモータケース９０それぞれを、車軸駆動装置１０のケース半部８７・８８のモータユニット付設面８９・８９に嵌合付設され、前記車軸駆動装置１０と一体的な構成となっている。

外装モータユニット２２の筐体は、モータケース９０、サイドカバー９２及び油路板９１を組み合わせて構成されており、該モータケース９０の一側面が、ケース半部８８のモータユニット付設面８９に嵌合され、該モータケース９０の外面に油路板９１が固設されている。なお、油路板９１はボルト１９１にてモータケース９０に締止され、サイドカバー９２はボルト１９２にてモータケース９０に締止されている。

油圧モータ２２ａにおいて、油路板９１のケース７０側には、弁板９４が固設され、弁板９４には、ピストン９５を往復動自在に嵌入しているシリンダブロック５５が摺動回動自在に取り付けられている。

シリンダブロック５５はその回転軸上に配したモータ軸１６１に相対回転不能に係合されている。ピストン９５の頭部が、可動斜板８６のスラスト軸受９６に当接されており、可動斜板８６をモータ軸１６１が遊転自在に通り、さらに、軸孔１０８を通って、車軸駆動装置１０へと延伸されている。また、モータ軸１６１は油路板９１に設けられた孔より外装モータユニット２２外側へと延出して、これに冷却ファン１７０が固設されている。

可動斜板８６は、モータ軸１６１の両側に配置される一対のトラニオン軸７５・７６を有している。トラニオン軸７６はモータケース９０の側壁に、トラニオン軸７５はサイドカバー９２にそれぞれ回動自在に支持されている。またトラニオン軸７５の外端部はアーム軸９７となっていて、サイドカバー９２より外側に延伸されており、アーム軸９７の外端部に操作アーム４２のボス部４２ａが固設されている。

操作アーム４２には、連結ロッドやワイヤ等のリンク部材を介して、運転操作部１３のステアリングハンドル１１の回動操作状態、あるいは、フロントフレーム１とリアフレーム２との屈折状態が伝達される。すなわち、車両１００の旋回角度の変化に伴い、可動斜板８６の斜板角を変化させて、出力軸４Ｒ・４Ｌの回転速度を、固定容積型の油圧モータ８０ａにて駆動される出力軸５Ｒ・５Ｌの回転速度に対して相対的に増減させる。

車両１００は、左右の後輪６Ｌ・６Ｒの軸芯延長線と、左右の前輪７Ｌ・７Ｒの軸芯延長線との交点を旋回中心として、旋回する。この車両旋回時に、フロントフレーム１とリアフレーム２とが連結部８にて屈折するが、前述の如くフロントフレーム１をリアフレーム２よりも長手方向に長くしているので、前輪７Ｌ・７Ｒの左右中間点からの旋回中心までの距離よりも後輪６Ｌ・６Ｒの左右中間点からの旋回中心までの距離の方が大きくなる。したがって、出力軸４Ｒ・４Ｌと出力軸５Ｒ・５Ｌとの回転速度が同じであれば、より速い回転速度を必要とする後輪６Ｌ・６Ｒの引きずりが発生し、芝地などのデリケートな路面を荒らしたりタイヤの磨耗を早めたりすることになる。

しかし、ステアリングハンドル１１の操舵角が増加していくにつれて可動斜板８６をモータ容積が増加されるように連動させて、出力軸４Ｒ・４Ｌの回転速度を減速させる構成にすることで、前輪７Ｌ・７Ｒ、後輪６Ｌ・６Ｒの相対的な回転速度の調整が可能となり、車輪を引きずることなく車両の旋回が可能となる。なお、車軸駆動装置１０の油圧モータ２２ａを固定容積型、車軸駆動装置２０の油圧モータ８０ａを可変容積型にして、油圧モータ８０ａの可動斜板をステアリングハンドル１１に連動連係する構造とし、ステアリングハンドル１１の操舵角が増加するにつれて油圧モータ８０ａの容積を減少し、出力軸５Ｌ・５Ｒを増速させる構造としても、車輪の引きずりを防止できる。

なお、連結部８の配置が、平面視における車両において、出力軸４Ｒ・４Ｌの回転軸芯と出力軸５Ｒ・５Ｌの回転軸芯線との間の中心位置にあれば、旋回時に車輪の引きずり防止のために前後輪の回転を速度調整することは不要である。したがって、この場合は、車軸駆動装置１０・２０いずれの油圧モータも固定容積型にしておいてよい。

一方、外装モータユニット２１の筐体は、モータケース１６３及び油路板１６４を組み合わせて構成されており、該モータケース１６３の一側面がケース半部８７のモータユニット付設面８９に嵌合され、該モータケース１６３の外面に油路板１６４が固設されている。なお、油路板１６４はボルト１６６にてモータケース１６３に締止されている。

油圧モータ２１ａにおいて、油路板１６４のケース７０側には、弁板１６７が固設され、弁板１６７には、ピストン１６５を往復動自在に嵌入しているシリンダブロック１６８が摺動回動自在に取り付けられている。シリンダブロック１６８はその回転軸上に配したモータ軸１６０に相対回転不能に係合され、固定斜板４３とモータ軸１６０が遊転自在に通っている。ピストン１６５の頭部には固定斜板４３に当接しており、固定斜板４３はモータケース１６３に設けられた凹部に嵌設されている。また、モータ軸１６０は油路板１６４に設けられた孔より外装モータユニット２１外側へと延出して、これに冷却ファン１７１が固設されている。

これらの構成により、ケース半部は左右いずれのケース半部として使用できるので、部品製造コストが削減され、物流や部品管理の効率化も図れるので車軸駆動装置１０の生産コストを削減することができる。また、このようにケース７０には、油圧モータ２１ａ・２２ａを収納しないために、各ケース半部８７・８８は、モータの収納スペースを確保する必要が無く、コンパクトで簡易な形状とすることができる。また、油圧モータ２１ａ・２２ａを外付けとすることで、モータの取り付け、交換作業が容易であるし、複雑な機器類をケース内に設ける必要が無いので、ケース内の構成を容易に変更可能である。

次に、車軸駆動装置１０の内腔部内の構成について説明する。
油圧モータ２１ａ・２２ａのモータ軸１６１・１６０は、外装モータユニット２１・２２から突出して、それぞれがモータ連結用軸手１６９・１６９を介して、スプライン嵌合にて、入力軸１６２の左右両端と同一軸芯上に一体回転自在に連結されている。

両ケース半部８７・８８においては、モータ連結用継手１６９・１６９近傍内側に軸受１７７・１７７を配置して、入力軸１６２を回転自在に支持している。また、外装モータユニット２１・２２においては、モータ連結用継手近傍外側にオイルシール１７６・１７６及び軸受１７５・１７５を配置してモータ軸１６１・１６０をそれぞれ回転自在に支持している。

このように、モータ連結用の継手部分を入力軸１６２の両端に備えることで、本実施例の油圧モータ２２ａ・２１ａなどのモータを取り付ける際に、ケース７０が閉じられた状態での作業が可能となるので、車軸駆動装置１０の組立性が向上する。また、油圧モータ２２ａ・２１ａをケース７０から取り外す際には、ケース７０を両ケース半部８７・８８に分割することなく、外装モータユニット２２・２１ごと、モータケース９０・１６３をケース７０から外すだけで、モータ軸１６１・１６０をモータ連結用継手１６９から容易に外すことができる。

次に、車軸駆動装置１０が備えるブレーキ機構について説明する。
入力軸１６２には、モータ出力ギア１０４及びブレーキディスク５９が固設されており、ブレーキディスク５９を含めて、モータ軸１６１・１６０を制動する構成のブレーキ機構が配設されている。

ブレーキディスク５９は摩擦部材５７ａ・５７ｂ間に配置されており、鉛直（モータ軸１６１・１６０、出力軸４Ｌ・４Ｒと直角方向）のブレーキカム軸６１がケース半部８７に回動自在に支持されていて、ケース半部８７の上部から鉛直方向に突出し、ここに図示せぬブレーキアームが固設されている。ブレーキディスク５９を挟んで摩擦部材５７ｂの反対側にて摩擦部材５７ａが、ケース７０（ケース半部８７）の内壁に形成したブレーキパッド受け凹部６４に装着固定されている。

ケース半部８７・８８は、いずれも、以上のブレーキ機構の構成部品を取付可能に構成されている。たとえば、ケース半部８７・８８のいずれにも、ブレーキパッド受け凹部６４が形成されている。本実施例においては、前述のように、ブレーキ機構を、ケース半部８７側のモータユニット付設面に配置しているが、ケース半部８７・８８は同一形状であるので、ケース半部８８側のモータユニット付設面８９に配置することも可能である。

次に、減速ギア列６８について説明する。
ケース７０内にて、入力軸１６２と平行して、回転自在にカウンタ軸６７が配設されている。各ケース半部８７・８８には、カウンタ軸６７の両端の各々を軸受する軸受６６嵌合用の凹部１５６が形成されている。そして、ケース半部８７・８８の凹部１５６・１５６は、ケース半部８７・８８を、接合のために互いに上下左右反転した状態で対峙させると、同一軸芯上に対向配置されるよう構成されている。

これによって、カウンタ軸６７の左右端が、ケース７０として接合されたケース半部８７・８８に各別に支持されつつ、互いに芯ずれのない状態で配置され、したがって、カウンタ軸６７は傾くことなくモータ軸６５と平行に配置された状態でケース７０に支持されるのである。

カウンタ軸６７の両端間（軸受６６・６６間）にて、一方の軸芯端より軸芯中央部まで、スプライン６７ａが外周に形成されており、スプライン６７ａに大径ギア１０５と小径ギア１０６とがスプライン嵌合にて相対回転不能に装着されている。

大径ギア１０５は、入力軸１６２に固設したモータ出力ギア１０４と噛合し、小径ギア１０６は、デフギア装置４４のブルギア６９と噛合する。大径ギア１０５及び小径ギア１０６にて、入力軸１６２からデフギア装置４４へと動力を伝達する減速ギア列６８を構成している。小径ギア１０６を介して大径ギア１０５と軸芯方向反対側にて、カウンタ軸６７の外周面にはスプラインを形成しておらず、この外周面には、スペーサカラー６７ｂが外装されている。

このように、カウンタ軸６７上にて、小径ギア１０６を挟んで、大径ギア１０５とスペーサカラー６７ｂとを、ケース半部８８内とケース半部８７内とに振り分け配置している。大径ギア１０５・スペーサカラー６７ｂのそれぞれを、ケース半部８７・８８のいずれに配するかは、大径ギア１０５と噛合するモータ出力ギア１０４が、ケース半部８７・８８のいずれにて入力軸１６２に設けられているかによって決定する。

図４の実施例においては、噛合し合うモータ出力ギア１０４・大径ギア１０５がケース半部８７内に配設されている。なお、大径ギア１０５をケース半部８７・８８のいずれに配設するかに応じて、カウンタ軸６７を軸芯方向にて反転させるだけで、スプライン６７ａを大径ギア１０５に対応する位置に配置することができる。

次に、デフギア装置４４の構成について、図４により説明する。
デフギア装置４４は、小径ギア１０６と噛合するブルギア６９と、ブルギア６９の内周より内側に突設するピニオンシャフト７３に回転自在に支持されたピニオン７２と、それぞれ出力軸４Ｒ・４Ｌに軸着されピニオン７２に左右方向より噛合させるサイドギア７１等から構成されている。

また、両出力軸４Ｌ・４Ｒの内端部が該ピニオンシャフト７３の中央軸孔に相対回転自在に嵌入されている。このように、車軸駆動装置１０は、モータ軸１６０・１６１の駆動力を、入力軸１６２、減速ギア列６８、ブルギア６９、ピニオン７２、サイドギア７１の順で出力軸４Ｒ・４Ｌに伝達させる構成としている。

ケース半部８７・８８には、出力軸４Ｌ・４Ｒのそれぞれを支持するために、出力軸４Ｌ・４Ｒの軸芯方向に（左右方向に）延出し、軸芯を覆う形状とした出力軸支持部８７ａ・８８ａをそれぞれに形成している。そして、出力軸支持部８７ａ・８８ａの各端部の、各出力軸４Ｌ・４Ｒを挿通するための軸孔同士は、ケース半部８７・８８を、接合のために互いに上下左右反転した状態で対峙させると、同一軸芯上に対向配置されるよう構成されている。これにより、左右の出力軸４Ｌ・４Ｒが、ケース７０として接合されたケース半部８７・８８にて各別に支持されつつ、互いに同一軸芯上に配置された状態でケース７０に支持されるのである。

各出力軸支持部８７ａ・８８ａ内にて、出力軸４Ｌ・４Ｒはそれぞれ、デフギア装置４４の左右各端の近傍に配置された軸受ブッシュ４５、及び各出力軸支持部８７ａ・８８ａの外端に配置された軸受７４によって支持されている。つまり、ケース半部８７・８８を接合してなるケース７０の、左部には、左の出力軸４Ｌを支持する左側の軸受ブッシュ４５・軸受７４のセットが、右部には、右の出力軸４Ｒを支持する右側の軸受ブッシュ４５・軸受７４のセットが配置されている。

また、各出力軸支持部８７ａ・８８ａの外端には、各軸受７４のすぐ外側にて、オイルシール１０７を配置している。軸受ブッシュ４５は、ケース半部８７・８８の各々の向かい合う出力軸支持部８７ａ・８８ａの基端側の丸穴にそれぞれ嵌め込まれる。軸受ブッシュ４５の外周面には適当数の溝が軸線方向に沿って刻設されており、これによって、各軸受ブッシュ４５の軸線方向外側に離れて配した軸受７４の方向へ油を導くようにしている。

また、図５にて示す実施例では、アシストモータである油圧モータ２１ａのみならず、メインモータである油圧モータ１２５ａも固定容積型油圧モータとしている。この実施例は、たとえば前述のように、旋回時の車輪引きずり防止のために車軸駆動装置２０の油圧モータ８０ａを可変容積型とした場合、あるいは、車両の旋回中心が出力軸４Ｌ・４Ｒに対しても出力軸５Ｌ・５Ｒに対しても等距離である場合であって、旋回時に前後輪間の速度差を考慮する必要のない場合に適用可能である。

本実施例で、車軸駆動装置１０はケース７０に外装モータユニット２１・１２５を外付けしてなり、固定容積型メインモータである油圧モータ１２５ａを収納する外装モータユニット１２５は、固定容積型のアシストモータである油圧モータ２１ａを収納する外装モータユニット２１と同一構造であり、外装モータユニット２１に対してケース長手方向に線対称に配置している。なお、外装モータユニット１２５の構成については外装モータユニット２１と同一であることから詳細な説明は省略する。

このように、二つのモータを外付けした車軸駆動装置１０については、通常時には、一方のモータのみを使用し、駆動力をさらに得たい場合に、他方のモータをも使用することで、状況に応じた駆動力を得ることができる。

また、図６及び図７に示す実施例では、図１にてリアフレーム２上に配置されていた油圧ポンプユニット１２３を、車軸駆動装置１０に外付けされた外装モータユニット２１・２２のうち、片側のモータユニット、本実施例においては、外装モータユニット２１と結合することにより、油圧ポンプ２３及び油圧モータ２１ａを収納する一体のモータユニット（ＨＳＴユニット）１２６が構成されている。

モータユニット１２６の構成について詳しく説明する。
モータユニット１２６の筐体構造は、ケース１４３及び油路板１２９を接合してなる。油路板１２９には、凸部１２９ａが形成されていて、これをケース半部８７のモータユニット付設面８９に嵌入することで、モータユニット１２６を車軸駆動装置１０に外付けするものである。

ケース１４３内には、油路板１２９に取り付けられた油圧ポンプ２３・油圧モータ２１ａが、それぞれの回転軸芯（すなわち、ポンプ軸３０・モータ軸１６０の軸芯）を平行にした状態で配設されている。

モータ軸１６０は、油路板１２９を回転自在に貫通し、前実施例と同様に車軸駆動装置１０のケース７０内に挿入されて、出力軸４Ｌ・４Ｒに駆動連結されている。モータ軸１６０を出力軸４Ｌ・４Ｒと平行に水平配置した場合に、ポンプ軸３０も水平に配置されることとなるが、車両１００が図１及び図２に示すように、バーチカルエンジンであるエンジン９を搭載している場合には、ポンプ軸３０を、ツイストベルト及びプーリを介して、鉛直のエンジン出力軸４７に接続する。

油圧ポンプ２３には、可動斜板１３３が設けられている。可動斜板１３３は、図６に示されるようにクレイドル型であるが、トラニオン型でもよい。一方、油圧モータ２１ａは、固定斜板１４１が設けられているが、前記固定斜板１４１を油圧ポンプ２３と同様に可動斜板としてもよい。

これによって、他に油圧ポンプ２３を設置する場所を車両１００に必要としないので、車両組立工数を低減することができる。また、モータケース内に油圧ポンプ２３を配置することで、ポンプケースが不要となり、車両のコンパクト化、部品数が減ることにより、生産コストを削減することができる。

また、図８に示す実施例のように、左右一対の外装モータユニット２２５Ｌ・２２５Ｒのモータ軸１６０ａ・１６０ｂをそれぞれ別々に出力軸４Ｌ・４Ｒと駆動連結する構成とすることができる。これに関し、外装モータユニット２２５Ｌにおける油圧モータ２２５ａのモータ軸１６０ａには入力軸１８８ａがモータ連結用継手１６９を介して一体回転自在かつ同一軸芯上に連結され、外装モータユニット２２５Ｒにおける油圧モータ２２５ｂのモータ軸１６０ｂには入力軸１８８ｂがモータ連結用継手１６９を介して一体回転自在かつ同一軸芯上に連結されており、入力軸１８８ａ・１８８ａ同士が相対回転自在かつ同一軸芯上に連結されている。なお、本実施例では、入力軸１８８ｂの内端が入力軸１８８ａの内端に相対回転自在に嵌入された構造となっている。

ケース７０内には、入力軸１８８ａ・１８８ｂと、出力軸４Ｌ・４Ｒとに平行なカウンタ軸１８３が支持されており、該カウンタ軸１８３に相対回転自在に左右一対の小径ギア１８２ａ・１８２ｂが装着されている。小径ギア１８２ａには大径ギア１８１ａが固設されて、入力軸１８８ａに固設したモータ出力ギア１８４ａに噛合しており、一方、小径ギア１８２ｂには大径ギア１８１ｂが固設されて、入力軸１８８ｂに固設したモータ出力ギア１８４ｂに噛合している。また、ケース７０内において、出力軸４Ｌの内端部にはブルギア１８０ａが固設されて小径ギア１８２ａに噛合しており、一方、出力軸４Ｒの内端部にはブルギア１８０ｂが固設されて小径ギア１８２ｂに噛合している。

このように、ケース７０内において、ギアであるモータ出力ギア１８４ａ・小径ギア１８２ａ・大径１８１ａ・ブルギア１８０ａよりなる左の出力軸４Ｌ駆動用の左減速ギア列と、ギアであるモータ出力ギア１８４ｂ・小径１８２ｂ・大径１８１ｂ・ブルギア１８０ｂよりなる右の出力軸４Ｒ駆動用の右減速ギア列とが平行に、左右方向（出力軸４Ｌ・４Ｒの軸芯方向）においてコンパクトな状態で配置されており、左の外装モータユニット２２５Ｌの油圧モータ２２５ａから左減速ギア列を介しての左の出力軸４Ｌへの駆動系と、右の外装モータユニット２２５Ｒの油圧モータ２２５ｂから右減速ギア列を介しての右の出力軸４Ｒへの駆動系とは、互いに独立に駆動されるので、図８の車軸駆動装置１０では、機械的な差動機構を省いている。

本実施例におけるブレーキ機構について説明する。
入力軸１８８ａ・１８８ｂには、各モータ出力ギア１８４ａ・１８４ｂの左右内側において、それぞれブレーキディスク１８６ａ・１８６ｂが固設されており、両ブレーキディスク１８６ａ・１８６ｂを挟むように摩擦部材１８７ａ・１８７ｂがケース７０内に固定されている。また、ケース半部８７・８８においては、摩擦部材１８７ａ・１８７ｂ横には孔が設けられており、本実施例においては、ブレーキカム軸１８５がケース半部８７に対して回動自在に支持されている。ブレーキカム軸１８５を回動して、摩擦部材１８７ａを押動すると、摩擦部材１８７ａ・１８７ｂ間に、両ブレーキディスク１８６ａ・１８６ｂが押圧制動されるので、両入力軸１８８ａ・１８８ｂが同時に制動され、したがって、両出力軸４Ｌ・４Ｒが同時に制動される。

このような構成をとることにより、車軸駆動装置１０は差動機構を設けなくても、車両１００の旋回時等に油圧モータ２２５ａ・２２５ｂそれぞれの油の圧力差に応じて、駆動力に差を設けることができるので、左右の前輪７Ｌ・７Ｒがそれぞれ相対的な速度調整が可能となり、左右いずれかの車輪の引きずりを防ぐことができる。

本発明の一実施例に係る車軸駆動装置を備えたアーティキュレート型乗用芝刈り機の側面図。 同じく平面図。 同じく油圧回路図。 車軸駆動装置の平面断面図。 他の一実施例に係る車軸駆動装置の平面断面図。 さらに、他の一実施例に係る車軸駆動装置の平面断面図。 図６に係る車軸駆動装置を備えたアーティキュレート型乗用芝刈り機の油圧回路図。 さらに、他の一実施例に係る車軸駆動装置の平面断面図。

符号の説明

１０ 車軸駆動装置
２１ 外装モータユニット
２１ａ 油圧モータ
２２ 外装モータユニット
２３ａ 油圧モータ
２３ 油圧ポンプ
１００ 乗用芝刈り機（車両）

Claims (3)

1. 左右一対の車軸それぞれに連結される左右一対の出力軸と、
   該両出力軸を駆動する一対のモータと、
   共通の入力軸であってモータ連結用継手部分を両端に備える入力軸とを、
   一体に組み合わせてなる車軸駆動装置であって、
   該両出力軸を収納するケースを設け、
   該ケースは、略同一のケース半部の一対を、互いに上下左右反転した状態で左右に結合してなり、
   接合した該両ケース半部は、それぞれで各出力軸及び入力軸を軸受しており、
   該左右各ケース半部の外側には、それぞれ各モータを装着し、該各モータのモータ軸を該モータ連結用継手部分に連結した、
   ことを特徴とする車軸駆動装置。
2. 前記一対のモータのどちらか一方、あるいは両方を選択して前記両出力軸を駆動することができる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車軸駆動装置。
3. 前記モータは油圧モータであり、前記一対のモータのうち片方のモータを収容するモータケースに、両モータと協働する油圧ポンプを収容する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車軸駆動装置。

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