(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-25
(45)【発行日】2022-12-05
(54)【発明の名称】ステアリング装置、ステアリングシステム、および作業車両
(51)【国際特許分類】
B62D 1/12 20060101AFI20221128BHJP
E02F 9/20 20060101ALI20221128BHJP
G05G 5/03 20080401ALI20221128BHJP
G05G 9/047 20060101ALI20221128BHJP
B62D 5/06 20060101ALI20221128BHJP
B62D 5/28 20060101ALN20221128BHJP
【ＦＩ】
B62D1/12
E02F9/20 K
G05G5/03 A
G05G9/047
B62D5/06 B
B62D5/28
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2018152423
(22)【出願日】2018-08-13
(65)【公開番号】P2020026230
(43)【公開日】2020-02-20
【審査請求日】2021-07-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】寺西 雄一
(72)【発明者】
【氏名】竹中 唯太
【審査官】田邉 学
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１０－５１５１５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２１３９９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０３９９１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭４８－０８７７２８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】国際公開第２００５／０５６３５７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】実開昭５２－１３１５８２（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ １／１２
Ｅ０２Ｆ ９／２０
Ｇ０５Ｇ ５／０３
Ｇ０５Ｇ ９／０４７
Ｂ６２Ｄ ５／０６
Ｂ６２Ｄ ５／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
作業車両を操作するステアリング装置であって、前記作業車両の運転席の側方に配置されたコンソールボックスに固定された支持部と、
前記支持部に回動可能に支持されたベース部材と、
前記支持部または前記ベース部材に回動可能に支持されたレバーと、
前記レバーと前記ベース部材に介在し、前記レバーを前記ベース部材に対して所定位置に付勢する付勢部材と、
前記作業車両のステアリング軸の回動角度に基づいた回動を前記ベース部材に伝達する、リンクを含む伝達機構が接続される伝達機構接続部と、を備えた、
ステアリング装置。
【請求項2】
前記支持部に対する前記レバーの回動角度を検出する第１レバー角度センサと、前記作業車両のステアリング軸の回動角度を検出する車体ステアリング角度センサと、を更に備えた、
請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項3】
前記ベース部材に対する前記レバーの回動角度を検出する第２レバー角度センサを更に備えた、請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項4】
請求項２記載のステアリング装置と、前記作業車両のステアリング軸を回動させるアクチュエータの駆動出力を調整する調整機構と、
前記作業車両の走行速度を検出する走行速度検出部と、
前記第１レバー角度センサによる第１検出値および前記車体ステアリング角度センサによる第２検出値および前記走行速度検出部による走行速度に基づいて、前記調整機構に指令を行う制御部と、を備えた、
ステアリングシステム。
【請求項5】
請求項３に記載のステアリング装置と、前記作業車両のステアリング軸を回動させるアクチュエータの駆動出力を調整する調整機構と、
前記作業車両の走行速度を検出する走行速度検出部と、
前記第２レバー角度センサによる第３検出値および前記走行速度検出部による走行速度に基づいて、前記調整機構に指令を行う制御部と、を備えた、
ステアリングシステム。
【請求項6】
前記レバーの前記ベース部材に対する角度が所定角度に達すると前記レバーの回動を規制する規制部を更に備えた、請求項１～３のいずれか１項に記載のステアリング装置。
【請求項7】
前記規制部は、移動可能であり、前記所定角度に達すると前記レバーが当接する当接部と、
前記当接部の位置を検出する位置検出部と、
前記当接部を駆動する駆動部と、を有する、
請求項６に記載のステアリング装置。
【請求項8】
請求項７に記載のステアリング装置と、前記作業車両の走行速度を検出する走行速度検出部と、
前記走行速度検出部による検出値に基づいて、前記駆動部に指示することにより前記当接部の位置を変更して、前記所定角度を変更する制御部と、を更に備えた、
ステアリングシステム。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１項に記載のステアリング装置が配置された第１のフレームと、前記第１のフレームに対して回動自在に接続された第２のフレームと、
前記第１のフレームに対して前記第２のフレームを駆動するアクチュエータと、
前記伝達機構接続部に接続され、前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの回動角度に基づいた回動を前記ベース部材に伝達する、リンクを含む伝達機構と、を備えた、作業車両。
【請求項10】
作業車両を操作するステアリング装置であって、支持部と、
前記支持部に回動可能に支持されたベース部材と、
前記支持部または前記ベース部材に回動可能に支持されたレバーと、
前記レバーと前記ベース部材に介在し、前記レバーを前記ベース部材に対して所定位置に付勢する付勢部材と、
前記作業車両のステアリング軸の回動角度に基づいた回動を前記ベース部材に伝達する伝達機構が接続される伝達機構接続部と、
前記レバーの前記ベース部材に対する角度が所定角度に達すると前記レバーの回動を規制する規制部と、を備え、
前記規制部は、
移動可能であり、前記所定角度に達すると前記レバーが当接する当接部と、
前記当接部の位置を検出する位置検出部と、
前記当接部を駆動する駆動部と、を有するステアリング装置。
【請求項11】
前記レバーと前記支持部または前記ベース部材に介在し、前記レバーに対し減衰力を与える減衰部材を更に備えた、請求項１または１０に記載のステアリング装置。
【請求項12】
前記レバーと前記支持部または前記ベース部材に介在し、前記レバーに対して摩擦抵抗力を与える摩擦部材を更に備えた、請求項１または１０に記載のステアリング装置。
【請求項13】
第１のフレームと、前記第１のフレームに対して回動する第２のフレームと、
前記第１のフレームに対し前記第２のフレームを駆動する油圧シリンダと、
運転席の側方に配置されたコンソールボックスと、
前記コンソールボックスに固定された支持部と、
前記支持部に対し回動可能に支持されたベース部材と、
前記ベース部材に対し回動可能に前記ベース部材または前記支持部に支持されたレバーと、
リンクを含み前記ベース部材に接続し、前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの回動状態を前記ベース部材に伝達し、前記第１のフレームに対する前記第２のフレームの回動状態を前記支持部に対する前記ベース部材の回動状態として変換する伝達機構と、
前記ベース部材に対する前記レバーの回動操作に基づき前記油圧シリンダの調整信号を出力するコントローラと、
前記コントローラから出力される調整信号によって前記油圧シリンダの動作を調整する調整部と、
を備えた作業車両。
【請求項14】
前記ベース部材に対する前記レバーの回動角度を検出する第２レバー角度センサを更に備え、前記コントローラは、前記第２レバー角度センサによる第３検出値に対応する値に基づき前記調整信号を出力する、
請求項１３に記載の作業車両。
【請求項15】
前記支持部に対する前記レバーの回動角度を検出する第１レバー角度センサと、前記支持部に対する前記ベース部材の回動角度を検出するベース部材角度センサと、を更に備え、
前記コントローラは、前記第１レバー角度センサによる第１検出値に対応する値と前記ベース部材角度センサによる第４検出値に対応する値に基づき前記調整信号を出力する、
請求項１３に記載の作業車両。
【請求項16】
前記支持部に対する前記レバーの回動角度を検出する第１レバー角度センサと、前記作業車両のステアリング軸の回動角度を検出する車体ステアリング角度センサと、を更に備え、
前記コントローラは、前記第１レバー角度センサによる第１検出値に対応する値と前記車体ステアリング角度センサによる第２検出値に対応する値に基づき前記調整信号を出力する、
請求項１３に記載の作業車両。
【請求項17】
前記調整部は、前記油圧シリンダに供給される油の流量を調整する油圧バルブである、請求項１３に記載の作業車両。
【請求項18】
前記調整信号が入力され、前記調整部に供給するパイロット圧またはパイロット流量を調整する電磁パイロットバルブを更に備えた、請求項１４に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステアリング装置、ステアリングシステム、および作業車両に関する。
【背景技術】
【0002】
アーティキュレート式の作業車両として、フロントフレームとリアフレームに亘って配置された油圧アクチュエータに供給する油の流量を制御することによって、ステアリング角が変更される構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に示す作業車両には、入力されるパイロット圧に応じて油圧アクチュエータに供給する油の流量を調整するステアリング弁と、ステアリング弁に供給するパイロット圧を調整するパイロット弁が設けられている。
特許文献１に示す作業車両には、入力されるパイロット圧に応じて油圧アクチュエータに供給する油の流量を調整するステアリング弁と、ステアリング弁に供給するパイロット圧を調整するパイロット弁が設けられている。
【0003】
パイロット弁には、相対的に回転可能に設けられた操作入力軸とフィードバック入力軸が設けられている。操作入力軸は、ジョイスティックレバーにリンク機構によって連結されており、ジョイスティックレバーの回転角に応じて回転する。また、フィードバック入力軸は、リンク機構によってフロントフレームと連結されており、ステアリンング角の変化に応じて回転する。操作入力軸は、フィードバック入力軸に対して所定位置になるよう付勢されており、作業車両の回動位置に応じてオペレータのジョイスティックレバーの操作に対して反力が付与される。
【0004】
オペレータが、反力に対抗してジョイスティックレバーを操作することによって、パイロット弁の操作入力軸が回転し、操作入力軸の回転角とフィードバック入力軸の回転角の差に応じてステアリング弁に入力されるパイロット圧が調整される。調整されたパイロット圧に応じてステアリング弁から油圧アクチュエータに供給される油の流量が変更され、ステアリング角が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平１１－３２１６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、ジョイスティックレバーとフロントフレームの間のリンク機構の間にパイロット弁が介在し、パイロット弁に設けられた付勢部材およびパイロット弁のストロークエンドストップ部によってジョイスティックレバーの操作に反力が付与されている。
このため、パイロット弁の設置場所の確保の観点からキャブ内におけるリンク機構のレイアウトに制約が生じていた。
このため、パイロット弁の設置場所の確保の観点からキャブ内におけるリンク機構のレイアウトに制約が生じていた。
【0007】
本発明は、レイアウトの自由度を向上することが可能なステアリング装置、ステアリングシステム、および作業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
発明にかかるステアリング装置は、支持部と、ベース部材と、レバーと、付勢部材と、伝達機構接続部と、を備える。ベース部材は、支持部に回動可能に支持されている、レバーは、支持部またはベース部材に回動可能に支持されている。付勢部材は、レバーとベース部材に介在し、レバーをベース部材に対して所定位置に付勢する。伝達機構接続部は、作業車両のステアリング軸の回動角度に基づいた回動をベース部材に伝達するリンクを含む伝達機構が接続される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、レイアウトの自由度を向上することが可能なステアリング装置、ステアリングシステム、および作業車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明にかかる実施の形態１のホイールローダを示す側面図。
【図4】レバー角度とベースプレート角度の差分に対するバネ部材の反力を示す図。
【図5A】車体フレーム角度とベース角度の対応関係の例を示す図。
【図5B】車体フレーム角度とベース角度の対応関係の例を示す図。
【図6A】ステアリング装置の変形例を示す構成図。
【図6B】ステアリング装置の変形例を示す構成図。
【図12】本発明にかかる実施の形態２におけるステアリングシステムを示す構成図。
【図16】本発明にかかる実施の形態３におけるステアリングシステムを示す構成図。
【図18】本発明にかかる実施の形態３におけるレバー角度とベースプレート角度の差分に対する反力を示す図。
【図19】本発明にかかる実施の形態の変形例におけるステアリングシステムを示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明にかかる作業車両の一例としてのホイールローダについて図面を参照しながら以下に説明する。
（１．実施の形態１）
以下に、本発明にかかる実施の形態１のホイールローダ１について説明する。
＜構成＞
（ホイールローダの構成の概要）
図１は、本実施の形態のホイールローダ１の構成を示す模式図である。本実施の形態のホイールローダ１は、車体フレーム２と、作業機３と、一対のフロントタイヤ４、キャブ５、エンジンルーム６、一対のリアタイヤ７、ステアリングシステム８、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂ（図３参照）、伝達機構１０（図３参照）と、を備えている。
（１．実施の形態１）
以下に、本発明にかかる実施の形態１のホイールローダ１について説明する。
＜構成＞
（ホイールローダの構成の概要）
図１は、本実施の形態のホイールローダ１の構成を示す模式図である。本実施の形態のホイールローダ１は、車体フレーム２と、作業機３と、一対のフロントタイヤ４、キャブ５、エンジンルーム６、一対のリアタイヤ７、ステアリングシステム８、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂ（図３参照）、伝達機構１０（図３参照）と、を備えている。
【0012】
なお、以下の説明において、「前」、「後」、「右」、「左」、「上」、及び「下」とは運転席から前方を見た状態を基準とする方向を示す。また、「車幅方向」と「左右方向」は同義である。図１では、前後方向をＸで示し、前方向を示すときはＸｆ、後方向を示すときはＸｂで示す。また、後述する図面において、左右方向をＹで示し、右方向を示すときはＹｒ、左方向を示すときはＹｌで示す。
【0013】
ホイールローダ１は、作業機３を用いて土砂積み込み作業などを行う。
車体フレーム２は、いわゆるアーティキュレート式であり、フロントフレーム１１とリアフレーム１２と、連結軸部１３と、を有している。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２の前方に配置されている。フロントフレーム１１は、第２のフレームの一例に対応し、リアフレーム１２は、第１のフレームの一例に対応する。連結軸部１３は、ステアリング軸の一例に対応し、車幅方向の中央に設けられており、フロントフレーム１１とリアフレーム１２を互いに揺動可能に連結する。一対のフロントタイヤ４は、フロントフレーム１１の左右に取り付けられている。また、一対のリアタイヤ７は、リアフレーム１２の左右に取り付けられている。
車体フレーム２は、いわゆるアーティキュレート式であり、フロントフレーム１１とリアフレーム１２と、連結軸部１３と、を有している。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２の前方に配置されている。フロントフレーム１１は、第２のフレームの一例に対応し、リアフレーム１２は、第１のフレームの一例に対応する。連結軸部１３は、ステアリング軸の一例に対応し、車幅方向の中央に設けられており、フロントフレーム１１とリアフレーム１２を互いに揺動可能に連結する。一対のフロントタイヤ４は、フロントフレーム１１の左右に取り付けられている。また、一対のリアタイヤ７は、リアフレーム１２の左右に取り付けられている。
【0014】
作業機３は、図示しない作業機ポンプからの作動油によって駆動される。作業機３は、ブーム１４と、バケット１５と、リフトシリンダ１６と、バケットシリンダ１７と、を有する。ブーム１４は、フロントフレーム１１に装着されている。バケット１５は、ブーム１４の先端に取り付けられている。
リフトシリンダ１６およびバケットシリンダ１７は、油圧シリンダである。リフトシリンダ１６の一端はフロントフレーム１１に取り付けられており、リフトシリンダ１６の他端はブーム１４に取り付けられている。リフトシリンダ１６の伸縮により、ブーム１４が上下に揺動する。バケットシリンダ１７の一端はフロントフレーム１１に取り付けられており、バケットシリンダ１７の他端はベルクランク１８を介してバケット１５に取り付けられている。バケットシリンダ１７が伸縮することによって、バケット１５が上下に揺動する。
リフトシリンダ１６およびバケットシリンダ１７は、油圧シリンダである。リフトシリンダ１６の一端はフロントフレーム１１に取り付けられており、リフトシリンダ１６の他端はブーム１４に取り付けられている。リフトシリンダ１６の伸縮により、ブーム１４が上下に揺動する。バケットシリンダ１７の一端はフロントフレーム１１に取り付けられており、バケットシリンダ１７の他端はベルクランク１８を介してバケット１５に取り付けられている。バケットシリンダ１７が伸縮することによって、バケット１５が上下に揺動する。
【0015】
キャブ５は、リアフレーム１２上に載置されており、内部には、ステアリング操作のためのジョイスティックレバー４１（後述する図２参照）、作業機３を操作するためのレバー、各種の表示装置等が配置されている。エンジンルーム６は、キャブ５の後側であってリアフレーム１２上に配置されており、エンジンが収納されている。
図２は、キャブ５の部分側面図である。キャブ５には、運転席１９が設けられており、運転席の側方にコンソールボックス２０が配置されている。コンソールボックス２０の上側にはアームレスト２０ａが配置されている。コンソールボックス２０の前先端部から上方に向かってジョイスティックレバー４１が配置されている。ジョイスティックレバー４１は、レバーの一例に対応する。
図２は、キャブ５の部分側面図である。キャブ５には、運転席１９が設けられており、運転席の側方にコンソールボックス２０が配置されている。コンソールボックス２０の上側にはアームレスト２０ａが配置されている。コンソールボックス２０の前先端部から上方に向かってジョイスティックレバー４１が配置されている。ジョイスティックレバー４１は、レバーの一例に対応する。
【0016】
図３は、ステアリングシステム８を示す構成図である。ステアリングシステム８は、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給する油の流量を変更することによって、フロントフレーム１１のリアフレーム１２に対する車体フレーム角度を変更し、ホイールローダ１の進行方向を変更する。ステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、アクチュエータの一例に対応する。また、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、油圧シリンダの一例に対応する。
【0017】
一対のステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、油圧によって駆動される。一対のステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、連結軸部１３を挟んで車幅方向の左右側に並んで配置されている。ステアリングシリンダ９ａは、連結軸部１３の左側に配置されている。ステアリングシリンダ９ｂは、連結軸部１３の右側に配置されている。ステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、それぞれの一端がフロントフレーム１１に取り付けられており、それぞれの他端が、リアフレーム１２に取り付けられている。
【0018】
後述するステアリングシステム８からの油圧によりステアリングシリンダ９ａが伸長し、ステアリングシリンダ９ｂが収縮すると、実際の車体フレーム角度θs_realが変化し車両は右に曲がる。また、ステアリングシステム８からの油圧によりステアリングシリンダ９ａが収縮し、ステアリングシリンダ９ｂが伸長すると、実際の車体フレーム角度θs_realが変化し車両は左に曲がる。なお、本実施の形態では、フロントフレーム１１とリアフレーム１２が前後方向に沿って配置されている場合の実際の車体フレーム角度θs_realをゼロとし、右側を正の値、左側を負の値とする。
【0019】
（ステアリングシステム８）
ステアリングシステム８は、調整機構２１と、ステアリング装置２２と、コントローラ２３と、車速センサ２４と、を備える。調整機構２１は、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する。ステアリング装置２２は、ジョイスティックレバー４１等を有し、オペレータによってホイールローダ１のステアリングの回動指示角度が入力される。コントローラ２３は、ステアリング装置２２に入力されたステアリングの回動指示角度に基づいて、調整機構２１にステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する指示を行う。車速センサ２４は、走行速度検出部の一例に対応し、ホイールローダ１の車速Ｖを検出して検出信号としてコントローラ２３に送信する。
なお、図３では、電気に基づいた信号の伝達について点線で示し、油圧に基づいた伝達について実線で示す。また、センサによる検出については二点鎖線で示す。
ステアリングシステム８は、調整機構２１と、ステアリング装置２２と、コントローラ２３と、車速センサ２４と、を備える。調整機構２１は、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する。ステアリング装置２２は、ジョイスティックレバー４１等を有し、オペレータによってホイールローダ１のステアリングの回動指示角度が入力される。コントローラ２３は、ステアリング装置２２に入力されたステアリングの回動指示角度に基づいて、調整機構２１にステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する指示を行う。車速センサ２４は、走行速度検出部の一例に対応し、ホイールローダ１の車速Ｖを検出して検出信号としてコントローラ２３に送信する。
なお、図３では、電気に基づいた信号の伝達について点線で示し、油圧に基づいた伝達について実線で示す。また、センサによる検出については二点鎖線で示す。
【0020】
（調整機構２１）
調整機構２１は、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給する油の流量を調整する。調整機構２１は、油圧バルブ３１と、メインポンプ３２と、電磁パイロットバルブ３３と、パイロットポンプ３４と、を有する。油圧バルブは、調整部の一例に対応する。
調整機構２１は、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給する油の流量を調整する。調整機構２１は、油圧バルブ３１と、メインポンプ３２と、電磁パイロットバルブ３３と、パイロットポンプ３４と、を有する。油圧バルブは、調整部の一例に対応する。
【0021】
油圧バルブ３１は、入力されるパイロット圧に応じてステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給される油の流量を調整する流量調整弁である。油圧バルブ３１には、例えばスプール弁が用いられる。メインポンプ３２は、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂを作動する作動油を油圧バルブ３１に供給する。
油圧バルブ３１は、左ステアリング位置、中立位置、および右ステアリング位置に移動可能な弁体（図示せず）を有する。油圧バルブ３１において弁体が左ステアリング位置に配置されている場合、ステアリングシリンダ９ａが収縮し、ステアリングシリンダ９ｂが伸長して、実際の車体フレーム角度θs_realが小さくなり車体は左に曲がる。
油圧バルブ３１は、左ステアリング位置、中立位置、および右ステアリング位置に移動可能な弁体（図示せず）を有する。油圧バルブ３１において弁体が左ステアリング位置に配置されている場合、ステアリングシリンダ９ａが収縮し、ステアリングシリンダ９ｂが伸長して、実際の車体フレーム角度θs_realが小さくなり車体は左に曲がる。
【0022】
油圧バルブ３１において弁体が右ステアリング位置に配置されている場合、ステアリングシリンダ９ｂが収縮し、ステアリングシリンダ９ａが伸長して、実際の車体フレーム角度θs_realが大きくなり車体は右に曲がる。油圧バルブ３１において弁体が中立位置に配置されている場合は、実際の車体フレーム角度θs_realは変化しない。
電磁パイロットバルブ３３は、コントローラ２３からの指令に応じて油圧バルブ３１に供給するパイロット油圧の流量または圧力を調整する流量調整弁である。パイロットポンプ３４は、油圧バルブ３１を作動させる作動油を電磁パイロットバルブ３３に供給する。電磁パイロットバルブ３３は、例えばスプールバルブ等であって、コントローラ２３からの指令に従って制御される。
電磁パイロットバルブ３３は、コントローラ２３からの指令に応じて油圧バルブ３１に供給するパイロット油圧の流量または圧力を調整する流量調整弁である。パイロットポンプ３４は、油圧バルブ３１を作動させる作動油を電磁パイロットバルブ３３に供給する。電磁パイロットバルブ３３は、例えばスプールバルブ等であって、コントローラ２３からの指令に従って制御される。
【0023】
電磁パイロットバルブ３３は、左パイロット位置、中立位置、および右パイロット位置に移動可能な弁体（図示せず）を有する。電磁パイロットバルブ３３において弁体が左パイロット位置に配置されている場合、油圧バルブ３１は左ステアリング位置の状態をとる。電磁パイロットバルブ３３において弁体が右パイロット位置に配置されている場合、油圧バルブ３１は右ステアリング位置の状態をとる。電磁パイロットバルブ３３において弁体が中立位置に配置されている場合、油圧バルブ３１は中立位置の状態をとる。
以上のように、コントローラ２３からの指令に応じて電磁パイロットバルブ３３からのパイロット圧またはパイロット流量が制御されることにより、油圧バルブ３１が制御されてステアリングシリンダ９ａ、９ｂが制御される。
以上のように、コントローラ２３からの指令に応じて電磁パイロットバルブ３３からのパイロット圧またはパイロット流量が制御されることにより、油圧バルブ３１が制御されてステアリングシリンダ９ａ、９ｂが制御される。
【0024】
（ステアリング装置２２）
ステアリング装置２２は、図３に示すように、ジョイスティックレバー４１と、支持部４２と、ベース部材４３と、付勢部材４４と、伝達機構接続部４５と、レバー角度センサ４６と、車体フレーム角度センサ４７と、規制部４８と、を有する。レバー角度センサ４６は、第１レバー角度センサの一例に対応する。車体フレーム角度センサ４７は、車体ステアリング角度センサの一例に対応する。
ステアリング装置２２は、図３に示すように、ジョイスティックレバー４１と、支持部４２と、ベース部材４３と、付勢部材４４と、伝達機構接続部４５と、レバー角度センサ４６と、車体フレーム角度センサ４７と、規制部４８と、を有する。レバー角度センサ４６は、第１レバー角度センサの一例に対応する。車体フレーム角度センサ４７は、車体ステアリング角度センサの一例に対応する。
【0025】
支持部４２は、コンソールボックス２０のフレーム２０ｆに固定されている。支持部４２は、コンソールボックス２０のフレームの一部であってもよい。
ベース部材４３は、支持部４２に回動可能に支持されている。ベース部材４３は、例えば、図３に示すように軸４３ａを有し、軸４３ａが回動可能に支持部４２に支持されている。これによりベース部材４３は、軸４３ａを中心に支持部４２に対して回動することが可能である。また、支持部４２が軸を有し、ベース部材４３に貫通孔が形成され、支持部４２の軸がベース部材４３の貫通孔を挿通するような構成によっても、ベース部材４３が支持部４２に対して回動可能に構成することができる。
ベース部材４３は、支持部４２に回動可能に支持されている。ベース部材４３は、例えば、図３に示すように軸４３ａを有し、軸４３ａが回動可能に支持部４２に支持されている。これによりベース部材４３は、軸４３ａを中心に支持部４２に対して回動することが可能である。また、支持部４２が軸を有し、ベース部材４３に貫通孔が形成され、支持部４２の軸がベース部材４３の貫通孔を挿通するような構成によっても、ベース部材４３が支持部４２に対して回動可能に構成することができる。
【0026】
ジョイスティックレバー４１は、ベース部材４３または支持部４２に対して回動可能に配置されている。ジョイスティックレバー４１は、例えば、その基端部に貫通孔が形成され、軸４３ａが貫通孔に挿入されることにより、ベース部材４３に対して回動可能に構成される。また、支持部４２が軸を有し、その軸がジョイスティックレバー４１の基端部の貫通孔を挿通することにより、支持部４２に対してジョイスティックレバー４１が回動可能に構成することができる。
【0027】
付勢部材４４は、バネ部材であって、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３に介在している。付勢部材４４は、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対してベース基準位置４３ｂに付勢する。ジョイスティックレバー４１は、ベース基準位置４３ｂから右方向に回動させた場合およびベース基準位置４３ｂから左方向に回動させた場合の双方に対して反力を付与する。オペレータがジョイスティックレバー４１を把持していない状態では、ジョイスティックレバー４１は左右の回動方向からの付勢力によってベース基準位置４３ｂに位置する。
【0028】
規制部４８は、ベース部材４３に設けられている。規制部４８は、当接部４８１、４８２を有している。当接部４８１、４８２は、ジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する回動範囲を所定角度範囲内に規制する。ジョイスティックレバー４１の長手方向がベース基準位置４３ｂに配置されている状態をジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する回動角度がゼロとし、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対して右方向に回動させた場合をプラスであらわし、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対して左方向に回動させた場合をマイナスであらわす。ジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する実際の相対角度θr_realが図３に示されている。
【0029】
ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対して右方向Ｙｒに回動し、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realがθ１（正の値）に達するとベース部材４３の当接部４８１にジョイスティックレバー４１が当接し、それ以上ジョイスティックレバー４１を右側に回動できなくなる。また、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対して左方向に回動し、θr_realがθ１´（負の値）に達するとベース部材４３の当接部４８２にジョイスティックレバー４１が当接し、それ以上ジョイスティックレバー４１を右側に回動できなくなる。すなわち、θ１´～θ１の角度の範囲内でジョイスティックレバー４１はベース部材４３に対して回動可能に設定されている。この所定角度θ１´とθ１は、キャッチアップ角度に対応する。また、この所定角度θ１、θ１´は例えば１０度、－１０度に設定されている。所定角度θ１の絶対値と所定角度θ１´の絶対値は同じ値であっても良いし、異なっていてもよい。
【0030】
また、ジョイスティックレバー４１は、ベース部材４３に加えて支持部４２によっても規制される。支持部４２は、ジョイスティックレバー４１が当接する当接部４９を有し、当接部４９は、右側当接部分４９１および左側当接部分４９２を持つ。支持部４２は、支持基準位置４２ｂに対してθ２´（負の値）～θ２（正の値）の所定角度の範囲内でベース部材４３を規制する。所定角度θ２´、θ２の値は例えば、－２０度、２０度に設定される。所定角度θ２´と所定角度θ２は同じ値であっても良いし、異なっていても良い。
【0031】
伝達機構接続部４５は、後述する伝達機構１０が接続され、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の回動角度である実際の車体フレーム角度θs_realの情報が機械的に入力される。伝達機構接続部４５は、ベース部材４３に設けられている。伝達機構接続部４５は、例えば、ベース部材４３に固定されたギヤ部材であり、伝達機構１０のギヤと噛み合っている。これにより、実際の車体フレーム角度θs_realに基づいた回動角度がベース部材４３に伝達される。
【0032】
図４は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realに対して付与される反力を示す図である。図４では、横軸にベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realが示されており、縦軸に反力が示されている。横軸（相対角度）の正の値が、ベース部材４３に対してジョイスティックレバー４１を右回転させた場合を示し、横軸（相対角度）の負の値が、ベース部材に対してジョイスティックレバーを左回転させた場合を示す。縦軸（反力）の正の値が、左回転向きに反力を付与する場合を示し、縦軸（反力）の負の値が、右回転向きに反力を付与する場合を示す。
【0033】
実際の相対角度θr_realが０°～θ１または０°～θ１´までの間は、付勢部材４４のバネ特性によって反力が付与される。初期反力、すなわち、ジョイスティックレバー４１がベース基準位置４３ｂから操作する際には、F１以上の反力を付与する。実際の相対角度θr_realの絶対値が大きくなるに従ってジョイスティックレバー４１の操作に対して付与される反力も大きくなっている。実際の相対角度θr_realがθ１またはθ１´に達すると反力が直線的に増加している。これは、ジョイスティックレバー４１がベース部材４３の当接部４８１、４８２に当接するためである。
【0034】
レバー角度センサ４６は、例えばポテンショメータによって構成されており、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の実際のレバー角度θi_realをレバー角度の検出値θi_detectとして検出する。レバー角度の検出値θi_detectは、第１検出値の一例に対応する。
ここで、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の支持基準位置４２ｂが図３に示されている。ジョイスティックレバー４１の長手方向が支持基準位置４２ｂに維持されている状態では、実際の車体フレーム角度θs_realは０°となるように調整機構２１によって制御され、リアフレーム１２に対してフロントフレーム１１が前後方向に沿って配置される状態となる。そして、ジョイスティックレバー４１が支持基準位置４２ｂに配置されている状態をジョイスティックレバー４１の支持部４２に対する回動角度がゼロとし、ジョイスティックレバー４１を支持部４２に対して右方向に回動させた場合をプラスであらわし、ジョイスティックレバー４１を支持部４２に対して左方向に回動させた場合をマイナスであらわす。ジョイスティックレバー４１の支持基準位置４２ｂからの実際のレバー角度θi_realに対応した実際の車体フレーム角度θs_realになるようにコントローラ２３による制御が行われる。なお、ベース部材４３の支持部４２に対する実際のベース角度をθb_realとする。実際のベース角度θb_realは、ベース部材４３のベース基準位置４３ｂの支持基準位置４２ｂからの回動角度に相当する。また、ベース基準位置４３ｂが支持基準位置４２ｂに配置されている状態をベース部材４３の支持部４２に対する回動角度がゼロの状態とし、ベース部材４３を支持部４２に対して右方向に回動させた場合をプラスで示し、ベース部材４３を支持部４２に対して左方向に回動させた場合をマイナスで示す。
ここで、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の支持基準位置４２ｂが図３に示されている。ジョイスティックレバー４１の長手方向が支持基準位置４２ｂに維持されている状態では、実際の車体フレーム角度θs_realは０°となるように調整機構２１によって制御され、リアフレーム１２に対してフロントフレーム１１が前後方向に沿って配置される状態となる。そして、ジョイスティックレバー４１が支持基準位置４２ｂに配置されている状態をジョイスティックレバー４１の支持部４２に対する回動角度がゼロとし、ジョイスティックレバー４１を支持部４２に対して右方向に回動させた場合をプラスであらわし、ジョイスティックレバー４１を支持部４２に対して左方向に回動させた場合をマイナスであらわす。ジョイスティックレバー４１の支持基準位置４２ｂからの実際のレバー角度θi_realに対応した実際の車体フレーム角度θs_realになるようにコントローラ２３による制御が行われる。なお、ベース部材４３の支持部４２に対する実際のベース角度をθb_realとする。実際のベース角度θb_realは、ベース部材４３のベース基準位置４３ｂの支持基準位置４２ｂからの回動角度に相当する。また、ベース基準位置４３ｂが支持基準位置４２ｂに配置されている状態をベース部材４３の支持部４２に対する回動角度がゼロの状態とし、ベース部材４３を支持部４２に対して右方向に回動させた場合をプラスで示し、ベース部材４３を支持部４２に対して左方向に回動させた場合をマイナスで示す。
【0035】
車体フレーム角度センサ４７は、実際の車体フレーム角度θs_realを車体フレーム角度の検出値θs_detectとして検出する。車体フレーム角度の検出値θs_detectは、第２検出値の一例に対応する。車体フレーム角度センサ４７は、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂの間に配置されている連結軸部１３の近傍または後述する伝達機構１０またはベース部材４３の軸４３ａに配置されている。車体フレーム角度センサ４７は、例えばポテンショメータによって構成されており、検出された車体フレーム角度の検出値θs_detectは検出信号としてコントローラ２３に送られる。
【0036】
なお、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂの各々に、シリンダのストロークを検出するシリンダストロークセンサを設け、これらシリンダストロークセンサの検出値がコントローラ２３に送られ、車体フレーム角度の検出値θs_detectが検出されてもよい。
また、後述する伝達機構１０によって、車体フレーム角度θs_realと、支持部４２に対するベース部材の回動角度であるベース角度θb_realとは対応する位置関係になるため、車体フレーム角度センサ４７がベース部材４３の軸４３ａに設けられてもよい。支持部４２に対するベース部材４３の回動角度を検出することで、車体フレーム角度を検出することができるためである。
また、後述する伝達機構１０によって、車体フレーム角度θs_realと、支持部４２に対するベース部材の回動角度であるベース角度θb_realとは対応する位置関係になるため、車体フレーム角度センサ４７がベース部材４３の軸４３ａに設けられてもよい。支持部４２に対するベース部材４３の回動角度を検出することで、車体フレーム角度を検出することができるためである。
【0037】
図５Ａおよび図５Ｂに車体フレーム角度θs_realとベース角度θb_realの対応関係の例を示す。図５Ａおよび図５Ｂの例では、車体フレーム角度θs_realが±４０°をとることに対してベース角度θb_realは±２０°の幅をとることができる。
図５Ａでは、ベース角度θb_realは、車体フレーム角度θs_realと比例関係を有しており、車体フレーム角度θs_realが増加するとベース角度θb_realも増加する。
図５Ａでは、ベース角度θb_realは、車体フレーム角度θs_realと比例関係を有しており、車体フレーム角度θs_realが増加するとベース角度θb_realも増加する。
【0038】
図５Ｂでは、グラフは曲線であり、車体フレーム角度θs_realの絶対値が小さい場合は、車体フレーム角度θs_realの変化の際のベース角度θｂ_realの変化が大きく、車体フレーム角度θs_realの絶対値が大きくなると、車体フレーム角度θs_realの変化の際のベース角度θｂ_realの変化が小さくなる。
また、ジョイスティックレバー４１と支持部４２の間、またはジョイスティックレバー４１とベース部材４３の間にダンパ、フリクション、またはダンパとフリクションの双方が設けられた構成でもよい。図６Ａには、ジョイスティックレバー４１と支持部４２の間にダンパ４１１とフリクション４１２が設けられた構成が示されている。また、図６Ｂには、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３の間に、ダンパ４１１とフリクション４１２が設けられた構成が示されている。ダンパ４１１は、減衰部材の一例に対応し、フリクション４１２は摩擦部材の一例に対応する。
また、ジョイスティックレバー４１と支持部４２の間、またはジョイスティックレバー４１とベース部材４３の間にダンパ、フリクション、またはダンパとフリクションの双方が設けられた構成でもよい。図６Ａには、ジョイスティックレバー４１と支持部４２の間にダンパ４１１とフリクション４１２が設けられた構成が示されている。また、図６Ｂには、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３の間に、ダンパ４１１とフリクション４１２が設けられた構成が示されている。ダンパ４１１は、減衰部材の一例に対応し、フリクション４１２は摩擦部材の一例に対応する。
【0039】
（コントローラ２３）
コントローラ２３は、プロセッサおよびメモリなどを有している。以下の処理等は、プロセッサを用いて行われる。
コントローラ２３には、レバー角度センサ４６の検出値θi_detectと、車体フレーム角度センサ４７の検出値θs_detectと、車速センサ２４によって検出された車速Ｖ_detectが入力され、コントローラ２３は、これらの値に基づいて電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力し、電磁パイロットバルブ３３を制御する。電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉは、調整信号の一例に対応する。
コントローラ２３は、プロセッサおよびメモリなどを有している。以下の処理等は、プロセッサを用いて行われる。
コントローラ２３には、レバー角度センサ４６の検出値θi_detectと、車体フレーム角度センサ４７の検出値θs_detectと、車速センサ２４によって検出された車速Ｖ_detectが入力され、コントローラ２３は、これらの値に基づいて電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力し、電磁パイロットバルブ３３を制御する。電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉは、調整信号の一例に対応する。
【0040】
ここで、図７にコントローラ２３の入出力と演算のブロック図を示す。
コントローラ２３は、目標角度算出部９１と、実ステアリング角度算出部９２と、パルス・車速換算部９３と、差分算出部９４と、出力算出部９５と、を有する。
コントローラ２３には、レバー角度センサ４６からレバー角度の検出値θi_detectが入力され、目標角度算出部９１は、マップＭ１を用いて目標角度θtargetを算出する。また、コントローラ２３には、車体フレーム角度センサ４７からステアリング角度の検出値θs_detectが入力され、実ステアリング角度算出部９２は、マップＭ２を用いて実ステアリング角度θactualを算出する。コントローラ２３には、車速センサ２４から車速の検出値Ｖ_detectが入力される。パルス・車速変換部２３１は、入力されたパルスから車速へ変換し、車速信号Ｖを算出する。
コントローラ２３は、目標角度算出部９１と、実ステアリング角度算出部９２と、パルス・車速換算部９３と、差分算出部９４と、出力算出部９５と、を有する。
コントローラ２３には、レバー角度センサ４６からレバー角度の検出値θi_detectが入力され、目標角度算出部９１は、マップＭ１を用いて目標角度θtargetを算出する。また、コントローラ２３には、車体フレーム角度センサ４７からステアリング角度の検出値θs_detectが入力され、実ステアリング角度算出部９２は、マップＭ２を用いて実ステアリング角度θactualを算出する。コントローラ２３には、車速センサ２４から車速の検出値Ｖ_detectが入力される。パルス・車速変換部２３１は、入力されたパルスから車速へ変換し、車速信号Ｖを算出する。
【0041】
差分算出部９４は、目標角度θtargetとθactualの差分θdiffを算出する。そして、出力算出部９５は、差分diffと車速信号ＶからマップＭ３を用いて電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを算出し、電磁パイロットバルブ３３に出力する。なお、マップＭ１～Ｍ３は、コントローラ２３の記憶部に記憶されている。
図８Ａは、マップＭ１の一例を示す図である。図８Ｂは、マップＭ２の一例を示す図である。図８Ｃは、マップＭ３の一例を示す図である。
図８Ａは、マップＭ１の一例を示す図である。図８Ｂは、マップＭ２の一例を示す図である。図８Ｃは、マップＭ３の一例を示す図である。
【0042】
図８Ａに示すマップＭ１の一例は、レバー角度の検出値θi_detectと目標角度θtargetの関係のグラフを示す。この例では、レバー角度の検出値θi_detectと目標角度θtargetは比例関係を有している。このマップＭ１を用いて、コントローラ２３は、レバー角度の検出値θi_detectから目標角度θtargetを算出する。なお、目標角度θtargetは、車体フレーム角度の目標とする角度を示す。また、図８ＡのマップＭ１では、θtarget=２×θi_detectとなっているが、これに限られるものではない。
【0043】
図８Ｂに示すマップＭ２の一例は、ステアリング角度の検出値θs_detectと実ステアリング角度θactualの関係のグラフを示す。この例では、ステアリング角度の検出値θs_detectと実ステアリング角度θactualは比例関係を有している。このマップＭ２を用いて、コントローラ２３は、ステアリング角度の検出値θs_detectから実ステアリング角度θactualを算出する。なお、実ステアリング角度θactualは、車体フレーム角度の実際の角度を示す。また、図８ＢのマップＭ２では、θactual=1×θs_detectとなっており、θactualの値とθs_detectの値は等しくなっているが、これに限られるものではない。
【0044】
図８ＣのマップＭ３の一例は、偏差角度θdiffに対する電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉの値を示す曲線の一例を表す。
コントローラ２３は、差分角度θdiffに対する電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉの値を示す曲線を、複数の車速について記憶している。図８Ｃに示すマップＭ３の一例では、例えば、車速１０ｋｍ／ｈのときの曲線Ｃ１（実線）と、車速２０ｋｍ／ｈのときの曲線Ｃ２（点線）と、車速３０ｋｍ／ｈのときの曲線Ｃ３（一点鎖線）が設定されている。車速が速いほうが電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉの値が小さくなる。これにより、車速が速くなると、実際の車体フレーム角度θs_realの変化する速度（角速度ともいえる）が小さくなり、高速安定性を向上させることができる。また、車速が遅くなると、実際の車体フレーム角度θs_realの変化する速度（角速度ともいえる）が大きくなり、低速における操作性を向上させることができる。なお、車速ＶがＣ１、Ｃ２、Ｃ３の間の場合、補間計算によって、電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉが決定される。
コントローラ２３は、差分角度θdiffに対する電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉの値を示す曲線を、複数の車速について記憶している。図８Ｃに示すマップＭ３の一例では、例えば、車速１０ｋｍ／ｈのときの曲線Ｃ１（実線）と、車速２０ｋｍ／ｈのときの曲線Ｃ２（点線）と、車速３０ｋｍ／ｈのときの曲線Ｃ３（一点鎖線）が設定されている。車速が速いほうが電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉの値が小さくなる。これにより、車速が速くなると、実際の車体フレーム角度θs_realの変化する速度（角速度ともいえる）が小さくなり、高速安定性を向上させることができる。また、車速が遅くなると、実際の車体フレーム角度θs_realの変化する速度（角速度ともいえる）が大きくなり、低速における操作性を向上させることができる。なお、車速ＶがＣ１、Ｃ２、Ｃ３の間の場合、補間計算によって、電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉが決定される。
【0045】
コントローラ２３は、図８Ｃに基づいて電流を電磁パイロットバルブ３３へ送信する。
なお、図３では省略しているが、コントローラ２３は、メインポンプ３２およびパイロットポンプ３４等の制御を行ってもよい。
また、コントローラ２３と、車体フレーム角度センサ４７、レバー角度センサ４６、車速センサ２４、および電磁パイロットバルブ３３との間の信号の送受信については、各々が無線で行われてもよいし有線で行われてもよい。
また、マップＭ１～Ｍ３は、入力に対して出力が一意に決まれば、線形であっても非線形であってもよい。
なお、図３では省略しているが、コントローラ２３は、メインポンプ３２およびパイロットポンプ３４等の制御を行ってもよい。
また、コントローラ２３と、車体フレーム角度センサ４７、レバー角度センサ４６、車速センサ２４、および電磁パイロットバルブ３３との間の信号の送受信については、各々が無線で行われてもよいし有線で行われてもよい。
また、マップＭ１～Ｍ３は、入力に対して出力が一意に決まれば、線形であっても非線形であってもよい。
【0046】
（伝達機構１０）
伝達機構１０は、実際の車体フレーム角度θs_realの情報をベース部材４３に伝達し、実際の車体フレーム角度θs_realに対応した位置にベース部材４３を回動させる。
伝達機構１０は、実際の車体フレーム角度θs_realの情報をベース部材４３に伝達し、実際の車体フレーム角度θs_realに対応した位置にベース部材４３を回動させる。
【0047】
図９（ａ）は、伝達機構１０の構成を示す模式図である。伝達機構１０は、図に示すように、リンクを含む機構であって、伝達部材５１と、第１変換部５２と、ユニバーサルジョイント５３と、ベベルボックス５４と、ユニバーサルジョイント５５と、伝達部５６と、を有する。
図９（ｂ）は、伝達部材５１近傍の構成を示す裏面図である。
図９（ｂ）は、伝達部材５１近傍の構成を示す裏面図である。
【0048】
伝達部材５１は、棒状の部材であって、概ね前後方向Ｘに沿って配置されている。伝達部材５１の前側の端５１ａは、フロントフレーム１１に固定されているブラケット５８に回動可能に接続されている。伝達部材５１のブラケット５８との接続部である端５１ａは、連結軸部１３の車幅方向Ｙ近傍に位置している。伝達部材５１の後側の端５１ｂは、リアフレーム１２まで伸び、第１変換部５２のレバー５２ａに回動可能に接続されている。
【0049】
第１変換部５２は、伝達部材５１による前後方向Ｘへの移動を回転方向の移動に変換する。第１変換部５２は、レバー５２ａと、回動軸５２ｂと、軸支持部５２ｃと、を有する。回動軸５２ｂは、概ね上下方向に沿って配置されている。軸支持部５２ｃは、回動軸５２ｂを回動可能に支持する。軸支持部５２ｃは、リアフレーム１２に固定されており、キャブ５のフロアに配置されている。レバー５２ａは、回動軸５２ｂの下端に固定されており、少なくとも一部がキャブ５のフロアの下に配置されている。すなわち、回動軸５２ｂは、キャブ５のフロアを貫通している。また、図９（ｂ）に示すように、連結軸部１３と、端５１ａと、端５１ｂと回動軸５２ｂを結ぶ四角形は、平行四辺形であり、平行リンクが形成されている。
【0050】
ユニバーサルジョイント５３は、伸縮可能であり、回動軸５２ｂに接続されている。ユニバーサルジョイント５３の下端５３ａは、回動軸５２ｂの上端に接続されている。ユニバーサルジョイント５３の上端５３ｂは、ベベルボックス５４に接続されている。
ベベルボックス５４は、例えば、コンソールボックス２０の内側に配置されている。ベベルボックス５４は、支持ケース５４ａと、第１回動軸５４ｂと、第１ベベルギア５４ｃと、第２回動軸５４ｄと、第２ベベルギア５４ｅと、を有する。支持ケース５４ａは、コンソールボックス２０に固定されている。第１回動軸５４ｂは、支持ケース５４ａに回転可能に支持されている。第１回動軸５４ｂは、概ね上下方向に沿って配置されており、第１回動軸５４ｂの下端は、ユニバーサルジョイント５３の上端５３ｂに接続されている。
ベベルボックス５４は、例えば、コンソールボックス２０の内側に配置されている。ベベルボックス５４は、支持ケース５４ａと、第１回動軸５４ｂと、第１ベベルギア５４ｃと、第２回動軸５４ｄと、第２ベベルギア５４ｅと、を有する。支持ケース５４ａは、コンソールボックス２０に固定されている。第１回動軸５４ｂは、支持ケース５４ａに回転可能に支持されている。第１回動軸５４ｂは、概ね上下方向に沿って配置されており、第１回動軸５４ｂの下端は、ユニバーサルジョイント５３の上端５３ｂに接続されている。
【0051】
第１ベベルギア５４ｃは、支持ケース５４ａの内側に配置されており、第１回動軸５４ｂに固定されている。
第２回動軸５４ｄは、支持ケース５４ａに回動可能に支持されている。第２回動軸５４ｄは、概ね水平方向に沿って配置されている。第２回動軸５４ｄの前側の端には、ユニバーサルジョイント５５が接続されている。
第２回動軸５４ｄは、支持ケース５４ａに回動可能に支持されている。第２回動軸５４ｄは、概ね水平方向に沿って配置されている。第２回動軸５４ｄの前側の端には、ユニバーサルジョイント５５が接続されている。
【0052】
第２ベベルギア５４ｅは、支持ケース５４ａの内側に配置されており、第２回動軸５４ｄに固定されている。第２ベベルギア５４ｅは、第１ベベルギア５４ｃと噛み合っている。このようなベベルボックス５４により、概ね上下方向を軸とした回転から、概ね水平方向を軸とした回転に変換することができる。
ユニバーサルジョイント５５は、伸縮可能であり、コンソールボックス２０の内部に配置されている。ユニバーサルジョイント５５の後端５５ａが、第２回動軸５４ｄに接続されている。ユニバーサルジョイント５５の前端５５ｂは、伝達部５６の伝達軸５６ｂに接続されている。
ユニバーサルジョイント５５は、伸縮可能であり、コンソールボックス２０の内部に配置されている。ユニバーサルジョイント５５の後端５５ａが、第２回動軸５４ｄに接続されている。ユニバーサルジョイント５５の前端５５ｂは、伝達部５６の伝達軸５６ｂに接続されている。
【0053】
伝達部５６は、ユニバーサルジョイント５５の回動をベース部材４３に伝達する。伝達部５６は、軸支持部５６ａと、伝達軸５６ｂと、伝達ギア５６ｃと、を有する。軸支持部５６ａは、コンソールボックス２０の内部に固定されている。伝達軸５６ｂは、概ね水平方向に沿って配置されている。伝達軸５６ｂの後端は、ユニバーサルジョイント５５の前端５５ｂに接続されている。伝達ギア５６ｃは、軸支持部５６ａの内側において伝達軸５６ｂに固定されている。
【0054】
伝達ギア５６ｃは、ベース部材４３の軸４３ａに固定されている伝達機構接続部４５であるギアと噛み合っている。
フロントフレーム１１が二点鎖線に示すように、例えば右方向（図７（ｂ）の裏面図の矢印Ｙｒ）に回動すると、ブラケット５８も回動するため、伝達部材５１も前方に移動する（矢印Ｃ１）。すると、レバー５２ａも上方から見て右回転（矢印Ｃ２）し、ユニバーサルジョイント５３も右回転する。このユニバーサルジョイント５３の回転がベベルボックス５４によって後方から見て左回り（矢印Ｃ３）の回転に変換され、ユニバーサルジョイント５５を介して伝達軸５６ｂおよび伝達ギア５６ｃも後方から見て左回りに回動する。これによって、伝達機構接続部４５および軸４３ａが後方から見て右回り（矢印Ｃ４）に回動するため、ベース部材４３も右方向に回動する。
フロントフレーム１１が二点鎖線に示すように、例えば右方向（図７（ｂ）の裏面図の矢印Ｙｒ）に回動すると、ブラケット５８も回動するため、伝達部材５１も前方に移動する（矢印Ｃ１）。すると、レバー５２ａも上方から見て右回転（矢印Ｃ２）し、ユニバーサルジョイント５３も右回転する。このユニバーサルジョイント５３の回転がベベルボックス５４によって後方から見て左回り（矢印Ｃ３）の回転に変換され、ユニバーサルジョイント５５を介して伝達軸５６ｂおよび伝達ギア５６ｃも後方から見て左回りに回動する。これによって、伝達機構接続部４５および軸４３ａが後方から見て右回り（矢印Ｃ４）に回動するため、ベース部材４３も右方向に回動する。
【0055】
フロントフレーム１１が左方向に回動した場合は、ブラケット５８が後方に移動し、レバー５２ａおよびユニバーサルジョイント５３が上方から見て左回りに回動する。ユニバーサルジョイント５３の回動により、ベベルボックス５４を介してユニバーサルジョイント５５、伝達軸５６ｂおよび伝達ギア５６ｃも後方から見て右回りに回動する。これにより、伝達機構接続部４５および軸４３ａが後方から見て左回りに回動し、ベース部材４３も左方向に回動する。
【0056】
ここで、伝達ギア５６ｃからギアである伝達機構接続部４５への減速比は、図５Ａまたは図５Ｂに示す関係性となるように設定されている。例えば、図５Ａの場合θb_real＝０．５×θs_realに設定されており、フロントフレーム１１のリアフレーム１２に対する車体フレーム角度θs_realが４０度の場合には、ベース部材４３の支持部４２に対する回動角度が２０度になるように設定されている。
【0057】
＜２．動作＞
以下に、本実施の形態のホイールローダ１の制御動作について説明する。図１０Ａ～図１０Ｅは、ステアリング装置２２の操作と車体フレーム２の状態を示す図である。図１１は、本実施の形態のホイールローダ１の動作を示すフロー図である。
図１０Ａに示すように、ベース部材４３のベース基準位置４３ｂが支持部４２の支持基準位置４２ｂに一致し、ジョイスティックレバー４１の長手方向も支持基準位置４２ｂに一致している状態（初期位置ともいう）の場合、ジョイスティックレバー４１による実際のレバー角度θi_realはゼロである。
以下に、本実施の形態のホイールローダ１の制御動作について説明する。図１０Ａ～図１０Ｅは、ステアリング装置２２の操作と車体フレーム２の状態を示す図である。図１１は、本実施の形態のホイールローダ１の動作を示すフロー図である。
図１０Ａに示すように、ベース部材４３のベース基準位置４３ｂが支持部４２の支持基準位置４２ｂに一致し、ジョイスティックレバー４１の長手方向も支持基準位置４２ｂに一致している状態（初期位置ともいう）の場合、ジョイスティックレバー４１による実際のレバー角度θi_realはゼロである。
【0058】
このとき、電磁パイロットバルブ３３は中立位置の状態となっている。この場合、油圧バルブ３１も中立位置となっている。このため、左右のステアリングシリンダ９ａ、９ｂの油の供給または排出が行われておらず、実際の車体フレーム角度θs_realはゼロに維持される。このように、実際の車体フレーム角度θs_realもゼロであるため、ベース部材４３も初期位置に位置している。
【0059】
そして、オペレータがジョイスティックレバー４１を支持基準位置４２ｂから右側に回転させるために操作力Ｆｉｎを加える。操作力Ｆｉｎが付勢部材４４の初期付勢力Ｆ１を越えると、図１０Ｂに示すように、ジョイスティックレバー４１が右方向に回転して実際のレバー角度θi_realが増大する。なお、右方向に移動させるに従って、ベース部材４３との相対角度θr_realが増大するため、図４に示すように、付勢部材４４によって付与される反力は大きくなる。
【0060】
レバー角度センサ４６は、ステップＳ１０において、オペレータによって操作されたジョイスティックレバー４１の実際のレバー角度θi_realをレバー角度の検出値θi_detectとして検出する。
次に、ステップＳ２０において、車体フレーム角度センサ４７は、実際の車体フレーム角度θs_realを車体フレーム角度の検出値θs_detectとして検出する。
次に、ステップＳ２０において、車体フレーム角度センサ４７は、実際の車体フレーム角度θs_realを車体フレーム角度の検出値θs_detectとして検出する。
【0061】
このとき、左右のステアリングシリンダ９ａ、９ｂの反応の遅れのために、実際の車体フレーム角度θs_realはゼロの状態である。このため、車体フレーム角度センサ４７による検出値である車体フレーム角度の検出値θs_detectはゼロとなっている。実際の車体フレーム角度θs_realがほぼゼロであるため、ベース部材４３も回動していない。そのため、図１０Ｂに示すように、ジョイスティックレバー４１を右方向に回動した状態では、ジョイスティックレバー４１は、ベース部材４３のベース基準位置４３ｂに対して右方向に回動した状態となっている。また、付勢部材４４によって、ジョイスティックレバー４１は、ベース基準位置４３ｂ（図１０Ｂの状態では支持基準位置４２ｂともいえる）に戻るように付勢されている。
【0062】
次に、ステップＳ３０において、コントローラ２３が、検出されたレバー角度の検出値θi_detectを図８Ａに示すマップＭ１を用いて目標角度θtargetに変換する。また、コントローラ２３は、車体フレーム角の検出値θs_detectを図８Ｂに示すマップＭ２を用いて実ステアリング角度θactualに変換する。さらに、コントローラ２３は、上記目標角度θtargetと実ステアリング角度θactualの差分を演算し、差分角度θdiffを得る。
【0063】
次に、ステップＳ４０において、コントローラ２３は、車速センサ２４による検出信号V_detectから換算を行い、車速Ｖを得る。
次に、ステップＳ５０において、コントローラ２３は、差分角度θdiffと、車速Ｖとを用いて、記憶している図８Ｃに示すマップＭ３から電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを決定し、電磁パイロットバルブ３３に指令を行う。
次に、ステップＳ５０において、コントローラ２３は、差分角度θdiffと、車速Ｖとを用いて、記憶している図８Ｃに示すマップＭ３から電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを決定し、電磁パイロットバルブ３３に指令を行う。
【0064】
ジョイスティックレバー４１を右回転させたため、電磁パイロットバルブ３３は右パイロット位置をとり、電磁パイロットバルブ３３によって制御されたパイロット圧が油圧バルブ３１に供給される。パイロット圧の供給により、油圧バルブ３１は右ステアリング位置をとり、ステアリングシリンダ９ａを伸長させ、ステアリングシリンダ９ｂを収縮させるようにステアリングシリンダ９ａ、９ｂにメイン油圧が供給される。
【0065】
これにより実際の車体フレーム角度θs_realが除々に増大し、フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対して右方向に向けられる。
この実際の車体フレーム角度θs_realの変化は、伝達機構１０を介してベース部材４３の角度に反映される。
すなわち、図１０Ｃに示すように、車体フレーム角度θs_realに対応した位置にベース部材４３の角度も回動する。このように、ベース部材４３がジョイスティックレバー４１の回動位置に向かって回動すると、図１０Ｃに示すように、実際のレバー角度θi_realと実際のベース角度θb_realとの偏差角度θr_realが小さくなるため、付勢部材４４による付勢力は小さくなる。
この実際の車体フレーム角度θs_realの変化は、伝達機構１０を介してベース部材４３の角度に反映される。
すなわち、図１０Ｃに示すように、車体フレーム角度θs_realに対応した位置にベース部材４３の角度も回動する。このように、ベース部材４３がジョイスティックレバー４１の回動位置に向かって回動すると、図１０Ｃに示すように、実際のレバー角度θi_realと実際のベース角度θb_realとの偏差角度θr_realが小さくなるため、付勢部材４４による付勢力は小さくなる。
【0066】
図１０Ｄに示すように、オペレータがジョイスティックレバー４１を所定の実際のレバー角度θi_real＝θａで停止させると、実際の車体フレーム角度θs_realは除々に増大しているため、差分角度θdiffは小さくなる。
そして、図１０Ｅに示すように、実際の車体フレーム角度θs_realが動いてベース角度θb_realがθａとなると、差分角度θdiffがゼロになる。このとき、電磁パイロットバルブ３３は中立位置をとり、油圧バルブ３１も中立位置となる。このため、左右のステアリングシリンダ９ａ、９ｂへの油の供給または排出が行われておらず、実際の車体フレーム角度θs_realは回転角θａを図５Ａに従って変換したθｃに維持される。また、図１０Ｅに示すように、ベース部材４３もθａ分、右方向に回動し、ジョイスティックレバー４１が、ベース部材４３のベース基準位置４３ｂに位置する。
そして、図１０Ｅに示すように、実際の車体フレーム角度θs_realが動いてベース角度θb_realがθａとなると、差分角度θdiffがゼロになる。このとき、電磁パイロットバルブ３３は中立位置をとり、油圧バルブ３１も中立位置となる。このため、左右のステアリングシリンダ９ａ、９ｂへの油の供給または排出が行われておらず、実際の車体フレーム角度θs_realは回転角θａを図５Ａに従って変換したθｃに維持される。また、図１０Ｅに示すように、ベース部材４３もθａ分、右方向に回動し、ジョイスティックレバー４１が、ベース部材４３のベース基準位置４３ｂに位置する。
【0067】
次に、オペレータがジョイスティックレバー４１を右側位置（θi_real＝θａ）から支持基準位置４２ｂ（θi_real＝ゼロ）に向けて戻す。図１０Ｆに示すように、ジョイスティックレバー４１が支持基準位置４２ｂに位置するようにジョイスティックレバー４１が左回転される。
なお、ジョイスティックレバー４１を支持部４２に対して支持基準位置４２ｂに戻す前（図１０Ｅに示す状態）は、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３の位置関係は、図１０Ａと同様の位置関係となっている。そのため、ジョイスティックレバー４１を動かす際には、動き出しの反力は初期位置からの動き出しと同じ反力となっている。すなわち、本実施の形態では、ベース部材４３が実際の車体フレーム角度θs_realに対応した位置に回動するため、ジョイスティックレバー４１の位置にかかわらず電磁パイロットバルブ３３の状態（中間位置、右パイロット位置、左パイロット位置）に対応して、操作に対して付与される反力が決められる。
なお、ジョイスティックレバー４１を支持部４２に対して支持基準位置４２ｂに戻す前（図１０Ｅに示す状態）は、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３の位置関係は、図１０Ａと同様の位置関係となっている。そのため、ジョイスティックレバー４１を動かす際には、動き出しの反力は初期位置からの動き出しと同じ反力となっている。すなわち、本実施の形態では、ベース部材４３が実際の車体フレーム角度θs_realに対応した位置に回動するため、ジョイスティックレバー４１の位置にかかわらず電磁パイロットバルブ３３の状態（中間位置、右パイロット位置、左パイロット位置）に対応して、操作に対して付与される反力が決められる。
【0068】
このとき、左右のステアリングシリンダ９ａ、９ｂの反応の遅れのために、実際の車体フレーム角度θs_realはθｃの状態である。また、ベース部材４３は、実際の車体フレーム角度θs_realと同様に実際のベース角度θb_realはθａであるため、付勢部材４４は、図１０Ｅの状態になるようにベース部材４３に対してジョイスティックレバー４１を付勢している。
【0069】
上記のように実際の車体フレーム角度θs_realがθｃの状態であるため、差分角度θdiffはゼロから減少してマイナスになる。すると、電磁パイロットバルブ３３は、左パイロット位置をとり、油圧バルブ３１にパイロット圧が供給され、油圧バルブ３１が左ステアリング位置をとる。これにより、ステアリングシリンダ９ｂが伸長し、ステアリングシリンダ９ａが収縮するように油圧が供給される。
【0070】
この油圧の供給により実際の車体フレーム角度θs_realが回転角θｃから除々に減少する。この実際の車体フレーム角度θs_realの変化は、伝達機構１０を介してベース部材４３に反映され、実際の車体フレーム角度θs_realの変化と同様に、ベース部材４３も回動する。
そして、実際の車体フレーム角度θs_realがゼロになると、実際のレバー角度θi_real（＝０）との差分がゼロとなる。このとき、電磁パイロットバルブ３３は中立位置をとり、油圧バルブ３１も中立位置となっている。このため、左右のステアリングシリンダ９ａ、９ｂへの油の供給または排出が行われておらず、実際の車体フレーム角度θs_realもゼロに戻って維持される。これによって、フロントフレーム１１はリアフレーム１２に対して前後方向に沿った向きに戻される。
そして、実際の車体フレーム角度θs_realがゼロになると、実際のレバー角度θi_real（＝０）との差分がゼロとなる。このとき、電磁パイロットバルブ３３は中立位置をとり、油圧バルブ３１も中立位置となっている。このため、左右のステアリングシリンダ９ａ、９ｂへの油の供給または排出が行われておらず、実際の車体フレーム角度θs_realもゼロに戻って維持される。これによって、フロントフレーム１１はリアフレーム１２に対して前後方向に沿った向きに戻される。
【0071】
また、実際の車体フレーム角度θs_realの減少とともに、実際のベース角度θb_realもゼロになるようにベース部材４３は回動し、図１０Ａに示すような初期位置（θb_real＝０）に戻る。
なお、ジョイスティックレバー４１を左側に回転させた場合は、上記と同様であるため省略する。
なお、ジョイスティックレバー４１を左側に回転させた場合は、上記と同様であるため省略する。
【0072】
（２．実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２におけるホイールローダ１０１について説明する。本実施の形態２のホイールローダは、実施の形態１のホイールローダ１とステアリングシステムの構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明し、他の同様の構成については説明を省略する。
次に、本発明にかかる実施の形態２におけるホイールローダ１０１について説明する。本実施の形態２のホイールローダは、実施の形態１のホイールローダ１とステアリングシステムの構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明し、他の同様の構成については説明を省略する。
【0073】
図１２は、本実施の形態２のステアリングシステム１０８の構成を示す図である。
上記実施の形態１のステアリングシステム８のステアリング装置２２には、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の回動角を検出するレバー角度センサ４６が設けられているが、本実施の形態２のステアリングシステム１０８では、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の角度を算出するレバー・車体フレーム差分角度センサ１４６が設けられている。レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６は、第２レバー角度センサの一例に対応する。
上記実施の形態１のステアリングシステム８のステアリング装置２２には、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の回動角を検出するレバー角度センサ４６が設けられているが、本実施の形態２のステアリングシステム１０８では、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の角度を算出するレバー・車体フレーム差分角度センサ１４６が設けられている。レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６は、第２レバー角度センサの一例に対応する。
【0074】
ジョイスティックレバー４１の基端部に形成された貫通孔にベース部材４３の軸４３ａを挿通して、ジョイスティックレバー４１がベース部材４３に対して回動可能に構成されている場合、ギアなどを介してレバー・車体フレーム差分角度センサ１４６はジョイスティックレバー４１の回動角度を検出すればよい。例えば、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６はポテンショメータなどであり、ベース部材４３に固定されている。レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６に接続された軸と、その軸に固定されたギアが、ジョイスティックレバー４１の基端部の外周に形成されたギアと噛み合っている。このような構成により、ベース部材４３に固定されたレバー・車体フレーム差分角度センサ１４６が、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realを相対角度の検出値θr_detectとして検出することができる。相対角度の検出値θr_detectは、第３検出値の一例に対応する。
【0075】
ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realは、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の実際のレバー角度θi_realと、支持部４２に対するベース部材４３の実際のベース角度θb_realの差分に相当する。そして、ベース部材４３の実際のベース角度θb_realは、伝達機構１０によって車体フレーム角度θs_realに対応している。
【0076】
図１３に、コントローラ１２３の入出力と演算のブロック図を示す。本実施の形態２のコントローラ１２３は、実施の形態１のコントローラ２３と比較して、目標角度算出部９１、実ステアリング角度算出部９２および差分算出部９４を備えておらず、差分角度算出部１９１を備えている。
コントローラ１２３には、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６からθr_detectが入力され、差分角度算出部１９１は、マップＭ４を用いて差分角度θdiffを算出する。コントローラ１２３には、車速センサ２４から車速の検出値Ｖ_detectが入力される。パルス・車速変換部２３１は、入力されたパルスから車速へ変換し、車速信号Ｖを算出する。
コントローラ１２３には、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６からθr_detectが入力され、差分角度算出部１９１は、マップＭ４を用いて差分角度θdiffを算出する。コントローラ１２３には、車速センサ２４から車速の検出値Ｖ_detectが入力される。パルス・車速変換部２３１は、入力されたパルスから車速へ変換し、車速信号Ｖを算出する。
【0077】
そして、出力算出部９５は、差分diffと車速信号ＶからマップＭ３を用いて電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを算出し、電磁パイロットバルブ３３に出力する。なお、マップＭ３、Ｍ４は、コントローラ１２３に記憶されている。
図１４は、マップＭ４の一例を示す図である。
図１４に示すマップＭ４の一例は、相対角度の検出値θr_detectと差分角度θdiffの関係のグラフを示す。この例では、相対角度の検出値θr_detectと差分角度θdiffは比例関係を有している。このマップＭ４を用いて、コントローラ１２３は、相対角度の検出値θr_detectから差分角度θdiffを算出する。なお、図１４のマップＭ４では、θdiff=2×θr_detectとなっているが、これに限られるものではない。
図１４は、マップＭ４の一例を示す図である。
図１４に示すマップＭ４の一例は、相対角度の検出値θr_detectと差分角度θdiffの関係のグラフを示す。この例では、相対角度の検出値θr_detectと差分角度θdiffは比例関係を有している。このマップＭ４を用いて、コントローラ１２３は、相対角度の検出値θr_detectから差分角度θdiffを算出する。なお、図１４のマップＭ４では、θdiff=2×θr_detectとなっているが、これに限られるものではない。
【0078】
図１５は、本実施の形態２のホイールローダ１０１の動作を示すフロー図である。ステップＳ１１０において、コントローラ１２３が、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６から入力された相対角度の検出値θr_detectを図１４に示すマップＭ４を用いて差分角度θdiffに変換する。
次に、ステップＳ４０において、コントローラ２３は、車速センサ２４による検出信号V_detectから換算を行い、車速Ｖを得る。
次に、ステップＳ４０において、コントローラ２３は、車速センサ２４による検出信号V_detectから換算を行い、車速Ｖを得る。
【0079】
次に、ステップＳ５０において、コントローラ２３は、差分角度θdiffと、車速Ｖとを用いて、記憶している図８Ｃに示すマップＭ３から電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを決定し、電磁パイロットバルブ３３に指令を行う。
なお、マップＭ４は、入力に対して出力が一意に決まれば、線形であっても非線形であってもよい。
なお、マップＭ４は、入力に対して出力が一意に決まれば、線形であっても非線形であってもよい。
【0080】
（３．実施の形態３）
次に、本発明にかかる実施の形態３におけるホイールローダ２０１について説明する。本実施の形態３のホイールローダは、実施の形態１のホイールローダ１とステアリングシステムの構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明し、他の同様の構成については説明を省略する。
次に、本発明にかかる実施の形態３におけるホイールローダ２０１について説明する。本実施の形態３のホイールローダは、実施の形態１のホイールローダ１とステアリングシステムの構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明し、他の同様の構成については説明を省略する。
【0081】
図１６は、本実施の形態３のステアリングシステム２０８の構成を示す図である。
上記実施の形態１のステアリング装置２２では、規制部４８の当接部４８１、４８２によってジョイスティックレバー４１の回動範囲を規制しているが、本実施の形態３のステアリング装置２２２では、規制部４８が設けられておらず、規制部２４８によって回動範囲の規制が行われる。
上記実施の形態１のステアリング装置２２では、規制部４８の当接部４８１、４８２によってジョイスティックレバー４１の回動範囲を規制しているが、本実施の形態３のステアリング装置２２２では、規制部４８が設けられておらず、規制部２４８によって回動範囲の規制が行われる。
【0082】
本実施の形態３のステアリング装置２２２は、実施の形態１のステアリング装置２２の規制部４８に代えて規制部２４８と、コントローラ６３と、車速センサ６４と、を備える。規制部２４８は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の回動角度を所定範囲内に規制し、所定範囲を変更することが可能である。
規制部２４８は、ストッパ部６０と、ストッパ角度センサ６１と、を備える。ストッパ角度センサ６１は、位置検出部の一例に対応する。
規制部２４８は、ストッパ部６０と、ストッパ角度センサ６１と、を備える。ストッパ角度センサ６１は、位置検出部の一例に対応する。
【0083】
ストッパ部６０は、ジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する相対角度θr_realが所定角度θ３（正の値）またはθ５（負の値）に達するとジョイスティックレバー４１に付加する反力を増大させる。ストッパ部６０は、第１ストッパ７１と、第２ストッパ７２と、第１ギア７３と、第２ギア７４と、第３ギア７５と、第４ギア７６と、第５ギア７７と、電動モータ７８を有する。第１ストッパ７１および第２ストッパ７２は、当接部の一例に対応する。電動モータ７８は、駆動部の一例に対応する。
【0084】
ストッパ部６０は、ベース部材４３とともに回動する筐体７９内に配置されている。また、ジョイスティックレバー４１は回動支点を越えて筐体７９内まで延びており、筐体７９内の端にはカム４１ａが配置されている。
第１ストッパ７１と第２ストッパ７２は、それらの間にカム４１ａが位置するように配置されている。第１ストッパ７１と第２ストッパ７２は、回動可能に筐体７９に支持されている。第１ストッパ７１は、図１６では軸７１ａを中心として上端が回動する。第２ストッパ７２は、図１６では軸７２ａを中心として上端が回動する。カム４１ａは、第１ストッパ７１と第２ストッパ７２の間を自在に移動できるため、カム４１ａが第１ストッパ７１または第２ストッパ７２に当接することによって、それ以上のジョイスティックレバー４１の回動が規制される。
第１ストッパ７１と第２ストッパ７２は、それらの間にカム４１ａが位置するように配置されている。第１ストッパ７１と第２ストッパ７２は、回動可能に筐体７９に支持されている。第１ストッパ７１は、図１６では軸７１ａを中心として上端が回動する。第２ストッパ７２は、図１６では軸７２ａを中心として上端が回動する。カム４１ａは、第１ストッパ７１と第２ストッパ７２の間を自在に移動できるため、カム４１ａが第１ストッパ７１または第２ストッパ７２に当接することによって、それ以上のジョイスティックレバー４１の回動が規制される。
【0085】
第１ストッパ７１の軸７１ａに第１ギア７３が固定されており、第２ストッパ７２の軸７２ａに第２ギア７４が固定されている。第３ギア７５は、第２ギア７４と噛み合っており、回動自在に筐体７９に支持されている。第４ギア７６は、第３ギア７５および第１ギア７３に噛み合っており、回動自在に筐体７９に支持されている。第５ギア７７は、電動モータ７８の出力軸に固定されており、第４ギア７６に噛み合っている。電動モータ７８は、筐体７９に支持されており、コントローラ６３の指令により駆動する。
【0086】
このような構成により、例えば図１６において、電動モータ７８を駆動して第５ギア７７を右方向に回動させると、第４ギア７６が左方向に回動し、第１ギア７３が右方向に回動し、図１７の拡大図に示すように、第１ストッパ７１の先端７１ｂがカム４１ａに近づく方向に移動する。また、第３ギア７５が右方向に回動し、第２ギア７４が左方向に回動し、第２ストッパ７２の先端７２ｂがカム４１ａに近づく方向に移動する。これにより、第１ストッパ７１の先端７１ｂと第２ストッパ７２の先端７２ｂの幅が狭くなり、ジョイスティックレバー４１の回動範囲が狭くなる。なお、カム４１ａが第１ストッパ７１に当接している状態のジョイスティックレバー４１が二点鎖線で示されている。
【0087】
また、反対に、電動モータ７８を駆動して第５ギア７７を左方向に回動させると、第４ギア７６が右方向に回動し、第１ギア７３が左方向に回動し、第１ストッパ７１の先端がカム４１ａから遠ざかる方向に移動する。また、第３ギア７５が左方向に回動し、第２ギア７４が右方向に回動し、第２ストッパ７２の先端がカム４１ａから遠ざかる方向に移動する。これにより、第１ストッパ７１と第２ストッパ７２の先端の幅が広くなり、ジョイスティックレバー４１の回動範囲が広くなる。
【0088】
図１８は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realに対してジョイスティックレバー４１に付与される反力のグラフＧ１を示す図である。相対角度θ３が第１ストッパ７１の位置を示し、相対角度θ５が第２ストッパ７２の位置を示す。図１３に示すように、θr_realの値が０～θ３まで、若しくは０～θ５までは、付勢部材４４による反力のみが付与される。θr_realの値がθ３若しくはθ５に達すると、ジョイスティックレバー４１のカム４１ａが第１ストッパ７１または第２ストッパ７２に当接するため、反力の増加率が急激に増加する。なお、オペレータがθ３に達してからも反力に抵抗して力を加えつづけることによって、第１ストッパ７１または第２ストッパ７２を押し続け、θr_realの値がθ４若しくはθ６に達すると反力の増加率が減少する。θr_realの値がθ４における反力がＦ２と示されており、θr_realの値がθ６における反力が－Ｆ２と示されている。θr_realの値がθ４以上、若しくはθ６以下の反力は、電動モータ７８の位置フィードバックによって付与される。
【0089】
ストッパ角度センサ６１は、例えばポテンショメータなどによって構成されており、第１ストッパ７１の軸７１ａに設けられている。ストッパ角度センサ６１は、実際のストッパ角度θw_realをストッパ角度の検出値θw_detectとして検出する。
車速センサ６４は、車両速度検出部の一例に対応し、ホイールローダ１の車速Ｖ_realを検出して検出信号Ｖ_detectとしてコントローラ６３に送信する。
車速センサ６４は、車両速度検出部の一例に対応し、ホイールローダ１の車速Ｖ_realを検出して検出信号Ｖ_detectとしてコントローラ６３に送信する。
【0090】
コントローラ６３は、車速センサ２４からの車速Ｖに基づいて、ストッパ角度θw_realを変更するように、ストッパ角度センサ６１の検出値をフィードバックしながら電動モータ７８に指令を行う。コントローラ６３は、例えば、車速Ｖ_realが速い場合には、第１ストッパ７１の先端７１ｂおよび第２ストッパ７２の先端７２ｂがカム４１ａに近づくように電動モータ７８に指令を行う。これにより、ジョイスティックレバー４１の回動範囲が狭くなり、高速時の操作安定性を向上することができる。
【0091】
また、コントローラ６３は、例えば、車速Ｖ_detectが遅い場合には、第１ストッパ７１の先端および第２ストッパ７２の先端がカム４１ａから離れるように電動モータ７８に指令を行う。これにより、ジョイスティックレバー４１の回動範囲が広くなり、低速時の操作性を向上することができる。
なお、図１３には、例えば回動範囲を狭くした場合の反力のグラフが一点鎖線Ｇ２で示され、回動範囲を広くした場合の反力のグラフが二点鎖線Ｇ３で示されている。
また、θ３とθ５は同じ値であっても異なる値でもよく、θ４とθ６は同じ値であっても異なる値であってもよい。さらに、図１８では、θ４とθ６における反力がＦ２となっているが、θ４とθ６において反力が異なっていても良い。
なお、図１３には、例えば回動範囲を狭くした場合の反力のグラフが一点鎖線Ｇ２で示され、回動範囲を広くした場合の反力のグラフが二点鎖線Ｇ３で示されている。
また、θ３とθ５は同じ値であっても異なる値でもよく、θ４とθ６は同じ値であっても異なる値であってもよい。さらに、図１８では、θ４とθ６における反力がＦ２となっているが、θ４とθ６において反力が異なっていても良い。
【0092】
＜特徴など＞
（１）
本実施の形態１～３のステアリング装置２２、１２２、２２２は、支持部４２と、ベース部材４３と、ジョイスティックレバー４１と、付勢部材４４と、伝達機構接続部４５と、を備える。ベース部材４３は、支持部４２に回動可能に支持されている、ジョイスティックレバー４１は、支持部４２またはベース部材４３に回動可能に支持されている。付勢部材４４は、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対してベース基準位置４３ｂに付勢する。伝達機構接続部４５は、ホイールローダ１、１０１、２０１の連結軸部１３の回動角度に基づいた回動をベース部材４３に伝達する、リンクを含む伝達機構１０が接続される。
（１）
本実施の形態１～３のステアリング装置２２、１２２、２２２は、支持部４２と、ベース部材４３と、ジョイスティックレバー４１と、付勢部材４４と、伝達機構接続部４５と、を備える。ベース部材４３は、支持部４２に回動可能に支持されている、ジョイスティックレバー４１は、支持部４２またはベース部材４３に回動可能に支持されている。付勢部材４４は、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対してベース基準位置４３ｂに付勢する。伝達機構接続部４５は、ホイールローダ１、１０１、２０１の連結軸部１３の回動角度に基づいた回動をベース部材４３に伝達する、リンクを含む伝達機構１０が接続される。
【0093】
ここで、ベース部材４３とジョイスティックレバー４１に介在した付勢部材４４を設け、ホイールローダ１、１０１、２０１の連結軸部１３の回動が伝達機構１０を介してベース部材４３に入力されることによって、ホイールローダ１、１０１、２０１の連結軸部１３の回動状態に応じてジョイスティックレバー４１の操作に反力を付与することができる。
【0094】
このようにステアリング装置２２、１２２、２２２において反力を発生させることができるため、更に、ジョイスティックレバー４１の回動に関する情報を電気的に電磁パイロットバルブ３３に送信することにより、ジョイスティックレバー４１と電磁パイロットバルブ３３を機械的な伝達機構で接続する必要がなくなり、レイアウトの自由度を向上することができる。
【0095】
また、ジョイスティックレバーの操作により、パイロット弁がストロークエンドストップ部に当たった際にリンク機構に大きな力がかかるため、リンク機構を頑丈に作る必要があり、リンク機構のレイアウトに制約が生じていた。しかしながら、上述のようにジョイスティックレバー４１と電磁パイロットバルブ３３を機械的な伝達機構で接続する必要がなくなるため、レイアウトの自由度を向上できる。
【0096】
（２）
本実施の形態１、３のステアリング装置２２、２２２は、レバー角度センサ４６と、車体フレーム角度センサ４７と、を備える。レバー角度センサ４６は、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の実際のレバー角度θi_realを検出値θi_detectとして検出する。車体フレーム角度センサ４７は、ホイールローダ１の連結軸部１３の実際の車体フレーム角度θs_realを検出値θs_detectとして検出する。
これにより、レバー角度の検出値θi_detectから算出される目標角度θtargetと、車体フレーム角の検出値θs_detectから算出される実ステアリング角度θactualから差分角度θdiffを算出することができ、差分角度θdiffに基づいてホイールローダ１の連結軸部１３を回動操作することができる。
本実施の形態１、３のステアリング装置２２、２２２は、レバー角度センサ４６と、車体フレーム角度センサ４７と、を備える。レバー角度センサ４６は、支持部４２に対するジョイスティックレバー４１の実際のレバー角度θi_realを検出値θi_detectとして検出する。車体フレーム角度センサ４７は、ホイールローダ１の連結軸部１３の実際の車体フレーム角度θs_realを検出値θs_detectとして検出する。
これにより、レバー角度の検出値θi_detectから算出される目標角度θtargetと、車体フレーム角の検出値θs_detectから算出される実ステアリング角度θactualから差分角度θdiffを算出することができ、差分角度θdiffに基づいてホイールローダ１の連結軸部１３を回動操作することができる。
【0097】
（３）
本実施の形態２のステアリング装置１２２は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６を更に備える。レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realを検出値θr_detectとして検出する。
本実施の形態２のステアリング装置１２２は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６を更に備える。レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realを検出値θr_detectとして検出する。
【0098】
ここで、ベース部材４３の支持部４２に対する実際のベース角度θb_realは、リンクを含む伝達機構１０によって車両の実際の車体フレーム角度θs_realに対応しているため、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の回動角度の検出値θr_detectは、ジョイスティックレバー４１による回動角度と車体フレーム角度の差分角度θdiffに対応し、差分角度θdiffに基づいてホイールローダ１０１の連結軸部１３を回動操作することができる。
【0099】
（４）
本実施の形態１、３のステアリングシステム８、２０８は、ステアリング装置２２、２２２と、調整機構２１と、車速センサ２４と、コントローラ２３と、を備える。調整機構２１は、ホイールローダ１、２０１の連結軸部１３を回動させるステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する。車速センサ２４は、ホイールローダ１、２０１の走行速度Ｖ_realを走行速度の検出値Ｖ_detectとして検出する。コントローラ２３は、レバー角度センサ４６による回動角度の検出値θi_detectおよび車体フレーム角度センサ４７による回動角度の検出値θs_detetcと、車速センサ２４による走行速度の検出値Ｖ_detectに基づいて、調整機構２１に指令を行う。
これにより、ホイールローダ１、２０１の実際の車体フレーム角度θs_realとジョイスティックレバー４１の実際のレバー角度θi_realからジョイスティックレバー４１による目標角度と実ステアリング角度の差分角度θdiffを検出することができ、差分角度θdiffに基づいてホイールローダ１、２０１の連結軸部１３を回動操作することができる。
本実施の形態１、３のステアリングシステム８、２０８は、ステアリング装置２２、２２２と、調整機構２１と、車速センサ２４と、コントローラ２３と、を備える。調整機構２１は、ホイールローダ１、２０１の連結軸部１３を回動させるステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する。車速センサ２４は、ホイールローダ１、２０１の走行速度Ｖ_realを走行速度の検出値Ｖ_detectとして検出する。コントローラ２３は、レバー角度センサ４６による回動角度の検出値θi_detectおよび車体フレーム角度センサ４７による回動角度の検出値θs_detetcと、車速センサ２４による走行速度の検出値Ｖ_detectに基づいて、調整機構２１に指令を行う。
これにより、ホイールローダ１、２０１の実際の車体フレーム角度θs_realとジョイスティックレバー４１の実際のレバー角度θi_realからジョイスティックレバー４１による目標角度と実ステアリング角度の差分角度θdiffを検出することができ、差分角度θdiffに基づいてホイールローダ１、２０１の連結軸部１３を回動操作することができる。
【0100】
（５）
本実施の形態２のステアリングシステム１０８は、ステアリング装置１２２と、調整機構２１と、車速センサ２４と、コントローラ１２３と、を備える。調整機構２１は、ホイールローダ１の連結軸部１３を回動させるステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する。車速センサ２４は、ホイールローダ１の走行速度Ｖ_realを走行速度の検出値Ｖ_detectとして検出する。コントローラ１２３は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６による回動角度の検出値θr_detectと、車速センサ２４による走行速度の検出値Ｖ_detectに基づいて、調整機構２１に指令を行う。
本実施の形態２のステアリングシステム１０８は、ステアリング装置１２２と、調整機構２１と、車速センサ２４と、コントローラ１２３と、を備える。調整機構２１は、ホイールローダ１の連結軸部１３を回動させるステアリングシリンダ９ａ、９ｂの駆動出力を調整する。車速センサ２４は、ホイールローダ１の走行速度Ｖ_realを走行速度の検出値Ｖ_detectとして検出する。コントローラ１２３は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６による回動角度の検出値θr_detectと、車速センサ２４による走行速度の検出値Ｖ_detectに基づいて、調整機構２１に指令を行う。
【0101】
ここで、ベース部材４３の支持部４２に対する実際のベース角度θb_realは、ホイールローダ１、１０１の実際の車体フレーム角度θs_realに対応しているため、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の回動角度の検出値θr_detectは、差分角度θdiffに対応し、差分角度に基づいてホイールローダ１０１の連結軸部１３を回動操作することができる。
【0102】
（６）
本実施の形態１～３のステアリング装置２２、１２２、２２２は、規制部４８、２４８を更に備える。規制部４８、２４８は、ジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する角度が所定角度に達するとジョイスティックレバー４１の回動を規制する。
これにより、たとえば所定の角度範囲θ１、θ１´、θ３、θ５内ではジョイスティックレバー４１の操作に対して付勢部材４４による反力だけを付与し、所定角度θ１、θ１´、θ３、θ５に達するとジョイスティックレバー４１の操作に対してより強い反力を付与することでジョイスティックレバー４１の操作範囲をオペレータに感じ取らすことが可能となる。いわゆるキャッチアップ角度をオペレータに感じ取らすことが可能となる。
本実施の形態１～３のステアリング装置２２、１２２、２２２は、規制部４８、２４８を更に備える。規制部４８、２４８は、ジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する角度が所定角度に達するとジョイスティックレバー４１の回動を規制する。
これにより、たとえば所定の角度範囲θ１、θ１´、θ３、θ５内ではジョイスティックレバー４１の操作に対して付勢部材４４による反力だけを付与し、所定角度θ１、θ１´、θ３、θ５に達するとジョイスティックレバー４１の操作に対してより強い反力を付与することでジョイスティックレバー４１の操作範囲をオペレータに感じ取らすことが可能となる。いわゆるキャッチアップ角度をオペレータに感じ取らすことが可能となる。
【0103】
（７）
本実施の形態３にステアリングシステム２０８では、規制部２４８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２と、ストッパ角度センサ６１と、電動モータ７８と、を有する。第１ストッパ７１および第２ストッパ７２は、移動可能であり、所定角度θ３、θ５に達するとジョイスティックレバー４１が当接する。ストッパ角度センサ６１は、第１ストッパ７１の位置を検出する。電動モータ７８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２を駆動する。
これにより、ジョイスティックレバー４１を規制する角度を変更することができ、レバーのキャッチアップ角度を自在に変更することができる。
本実施の形態３にステアリングシステム２０８では、規制部２４８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２と、ストッパ角度センサ６１と、電動モータ７８と、を有する。第１ストッパ７１および第２ストッパ７２は、移動可能であり、所定角度θ３、θ５に達するとジョイスティックレバー４１が当接する。ストッパ角度センサ６１は、第１ストッパ７１の位置を検出する。電動モータ７８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２を駆動する。
これにより、ジョイスティックレバー４１を規制する角度を変更することができ、レバーのキャッチアップ角度を自在に変更することができる。
【0104】
（８）
本実施の形態３のステアリングシステム２０８は、ステアリング装置２２２と、車速センサ６４と、コントローラ６３と、を備える。車速センサ６４は、ホイールローダ２０１の速度を検出する。コントローラ６３は、車速センサ６４による検出値Ｖ_detectに基づいて、電動モータ７８に指示することにより第１ストッパ７１および第２ストッパ７２の位置を変更して、所定角度を変更する。
本実施の形態３のステアリングシステム２０８は、ステアリング装置２２２と、車速センサ６４と、コントローラ６３と、を備える。車速センサ６４は、ホイールローダ２０１の速度を検出する。コントローラ６３は、車速センサ６４による検出値Ｖ_detectに基づいて、電動モータ７８に指示することにより第１ストッパ７１および第２ストッパ７２の位置を変更して、所定角度を変更する。
【0105】
これにより、ジョイスティックレバー４１のキャッチアップ角度をホイールローダ１の走行速度に基づいて変更することができる。例えば、車速が速いときには、キャッチアップ角度の範囲を狭く設定することにより、オペレータがキャッチアップを感じるまでの回動範囲が狭くなり、高速安定性を向上することができる。また、車速が遅いときには、キャッチアップ角度の範囲を広く設定することにより、オペレータがキャッチアップを感じるまでの回動範囲が広くなり、操作性を向上することができる。
【0106】
（９）
本実施の形態１～３のホイールローダ１、１０１、２０１は、リアフレーム１２と、フロントフレーム１１と、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂと、リンクを含む伝達機構１０とを、を備えている。リアフレーム１２は、ステアリング装置２２、１２２、２２２が配置されている。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２に対して回動自在に接続されている。ステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、リアフレーム１２に対してフロントフレーム１１を駆動する。伝達機構１０は、リンクを含み、伝達機構接続部４５に接続され、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の回動をベース部材４３に伝達する。
本実施の形態１～３のホイールローダ１、１０１、２０１は、リアフレーム１２と、フロントフレーム１１と、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂと、リンクを含む伝達機構１０とを、を備えている。リアフレーム１２は、ステアリング装置２２、１２２、２２２が配置されている。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２に対して回動自在に接続されている。ステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、リアフレーム１２に対してフロントフレーム１１を駆動する。伝達機構１０は、リンクを含み、伝達機構接続部４５に接続され、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の回動をベース部材４３に伝達する。
【0107】
これにより、アーティキュレート方式のホイールローダ１において、リンクを含む伝達機構１０を介してホイールローダ１の実際の車体フレーム角度θs_realに応じた実際のベース角度θb_realにベース部材４３を回動させることができるため、ジョイスティックレバー４１による目標角度と実ステアリング角度の差分角度θdiffに対応した反力をジョイスティックレバー４１に付与することができる。
【0108】
（１０）
本実施の形態３のステアリング装置２２２は、ホイールローダ２０１を操作するステアリング装置であって、支持部４２と、ベース部材４３と、ジョイスティックレバー４１と、付勢部材４４と、伝達機構接続部４５と、規制部２４８と、を備える。ベース部材４３は、支持部４２に回動可能に支持されている。ジョイスティックレバー４１は、支持部４２またはベース部材４３に回動可能に支持されている。付勢部材４４は、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対してベース基準位置４３ｂに付勢する。伝達機構接続部４５は、ホイールローダ１の連結軸部１３の回動角度に基づいた回動をベース部材４３に伝達する伝達機構１０が接続される。規制部２４８は、ジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する角度が所定角度に達するとジョイスティックレバー４１の回動を規制する。規制部２４８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２と、ストッパ角度センサ６１と、電動モータ７８と、を有する。第１ストッパ７１および第２ストッパ７２は、移動可能であり、所定角度に達するとジョイスティックレバー４１が当接する。ストッパ角度センサ６１は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２の位置を検出する。電動モータ７８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２を駆動する。
本実施の形態３のステアリング装置２２２は、ホイールローダ２０１を操作するステアリング装置であって、支持部４２と、ベース部材４３と、ジョイスティックレバー４１と、付勢部材４４と、伝達機構接続部４５と、規制部２４８と、を備える。ベース部材４３は、支持部４２に回動可能に支持されている。ジョイスティックレバー４１は、支持部４２またはベース部材４３に回動可能に支持されている。付勢部材４４は、ジョイスティックレバー４１とベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１をベース部材４３に対してベース基準位置４３ｂに付勢する。伝達機構接続部４５は、ホイールローダ１の連結軸部１３の回動角度に基づいた回動をベース部材４３に伝達する伝達機構１０が接続される。規制部２４８は、ジョイスティックレバー４１のベース部材４３に対する角度が所定角度に達するとジョイスティックレバー４１の回動を規制する。規制部２４８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２と、ストッパ角度センサ６１と、電動モータ７８と、を有する。第１ストッパ７１および第２ストッパ７２は、移動可能であり、所定角度に達するとジョイスティックレバー４１が当接する。ストッパ角度センサ６１は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２の位置を検出する。電動モータ７８は、第１ストッパ７１および第２ストッパ７２を駆動する。
【0109】
これにより、たとえば所定の角度範囲θ３～θ５内ではジョイスティックレバー４１の操作に対して付勢部材４４による反力だけを付与し、所定角度θ３、θ５に達するとジョイスティックレバー４１の操作に対してより強い反力を付与することでジョイスティックレバー４１の操作範囲をオペレータに感じ取らすことが可能となる。更に、角度範囲を変更することができる。すなわち、キャッチアップ角度を自在に変更することができる。
【0110】
（１１）
上記実施の形態１のステアリング装置２２は、ダンパ４１１を備える。ダンパ４１１は、ジョイスティックレバー４１と支持部４２またはベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１に対し減衰力を与える。
これにより、ジョイスティックレバー４１の急操作に対して付勢部材４４による反力とは別に抵抗する方向に反力を与えることができ、オペレータに急操作したことを感じ取らすことができる。
上記実施の形態１のステアリング装置２２は、ダンパ４１１を備える。ダンパ４１１は、ジョイスティックレバー４１と支持部４２またはベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１に対し減衰力を与える。
これにより、ジョイスティックレバー４１の急操作に対して付勢部材４４による反力とは別に抵抗する方向に反力を与えることができ、オペレータに急操作したことを感じ取らすことができる。
【0111】
（１２）
上記実施の形態１のステアリング装置２２は、フリクション４１２を備える。フリクション４１２は、ジョイスティックレバー４１と支持部４２またはベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１に対して摩擦抵抗を与える。
これにより、ジョイスティックレバー４１に位置を保持する性質を与えることができ、オペレータはジョイスティックレバー４１を回動させて止めた後、大きな力を加え続けなくてもジョイスティックレバー４１の位置を保持できるようになる。このため、オペレータの疲労低減に効果がある。
上記実施の形態１のステアリング装置２２は、フリクション４１２を備える。フリクション４１２は、ジョイスティックレバー４１と支持部４２またはベース部材４３に介在し、ジョイスティックレバー４１に対して摩擦抵抗を与える。
これにより、ジョイスティックレバー４１に位置を保持する性質を与えることができ、オペレータはジョイスティックレバー４１を回動させて止めた後、大きな力を加え続けなくてもジョイスティックレバー４１の位置を保持できるようになる。このため、オペレータの疲労低減に効果がある。
【0112】
（１３）
本実施の形態１～３のホイールローダ１、１０１、２０１は、リアフレーム１２と、フロントフレーム１１と、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂと、支持部４２と、ベース部材４３と、ジョイスティックレバー４１と、伝達機構１０と、コントローラ２３、１２３と、油圧バルブ３１と、を備える。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２に対して回動する。ステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、リアフレーム１２に対しフロントフレーム１１を回動する。ベース部材４３は、支持部４２に対し回動可能に支持されている。ジョイスティックレバー４１は、ベース部材４３に対し回動可能にベース部材４３または支持部４２に支持されている。伝達機構１０は、リンクを含み、ベース部材４３に接続し、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の回動状態をベース部材４３に伝達し、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の回動状態を支持部４２に対するベース部材４３の回動状態として変換する。コントローラ２３、１２３は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の回動操作に基づきステアリングシリンダ９ａ、９ｂを調整するための電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力する。油圧バルブ３１は、コントローラ２３、１２３から出力される電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉによってステアリングシリンダ９ａ、９ｂの動作を調整する。
ジョイスティックレバー４１の回動に関する情報を電気的な信号を介して油圧バルブ３１に伝達することにより、ジョイスティックレバー４１と油圧バルブ３１の間の伝達の全てを機械的に連結する必要がなくなり、レイアウトの自由度を向上することができる。
本実施の形態１～３のホイールローダ１、１０１、２０１は、リアフレーム１２と、フロントフレーム１１と、ステアリングシリンダ９ａ、９ｂと、支持部４２と、ベース部材４３と、ジョイスティックレバー４１と、伝達機構１０と、コントローラ２３、１２３と、油圧バルブ３１と、を備える。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２に対して回動する。ステアリングシリンダ９ａ、９ｂは、リアフレーム１２に対しフロントフレーム１１を回動する。ベース部材４３は、支持部４２に対し回動可能に支持されている。ジョイスティックレバー４１は、ベース部材４３に対し回動可能にベース部材４３または支持部４２に支持されている。伝達機構１０は、リンクを含み、ベース部材４３に接続し、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の回動状態をベース部材４３に伝達し、リアフレーム１２に対するフロントフレーム１１の回動状態を支持部４２に対するベース部材４３の回動状態として変換する。コントローラ２３、１２３は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の回動操作に基づきステアリングシリンダ９ａ、９ｂを調整するための電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力する。油圧バルブ３１は、コントローラ２３、１２３から出力される電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉによってステアリングシリンダ９ａ、９ｂの動作を調整する。
ジョイスティックレバー４１の回動に関する情報を電気的な信号を介して油圧バルブ３１に伝達することにより、ジョイスティックレバー４１と油圧バルブ３１の間の伝達の全てを機械的に連結する必要がなくなり、レイアウトの自由度を向上することができる。
【0113】
（１４）
本実施の形態２のホイールローダ１０１は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６を更に備える。レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realを検出値θr_detectとして検出する。コントローラ１２３は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６による相対角度の検出値に基づき電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力する。
これにより、相対角度の検出値θr_detectに基づいて回動操作することができる。
本実施の形態２のホイールローダ１０１は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６を更に備える。レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６は、ベース部材４３に対するジョイスティックレバー４１の実際の相対角度θr_realを検出値θr_detectとして検出する。コントローラ１２３は、レバー・車体フレーム差分角度センサ１４６による相対角度の検出値に基づき電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力する。
これにより、相対角度の検出値θr_detectに基づいて回動操作することができる。
【0114】
（１５）
本実施の形態１、３のホイールローダ１、２０１は、レバー角度センサ４６および車体フレーム角度センサ４７を更に備える。コントローラ２３、１２３は、レバー角度センサ４６によるレバー角度の検出値θi_detectに対応する目標角度θtargetと車体フレーム角度センサ４７による車体フレーム角度の検出値θs_detectに対応する実ステアリング角度θactualに基づき電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力する。
これにより、レバー角度の検出値θi_detectと車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて回動操作することができる。
本実施の形態１、３のホイールローダ１、２０１は、レバー角度センサ４６および車体フレーム角度センサ４７を更に備える。コントローラ２３、１２３は、レバー角度センサ４６によるレバー角度の検出値θi_detectに対応する目標角度θtargetと車体フレーム角度センサ４７による車体フレーム角度の検出値θs_detectに対応する実ステアリング角度θactualに基づき電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力する。
これにより、レバー角度の検出値θi_detectと車体フレーム角度の検出値θs_detectに基づいて回動操作することができる。
【0115】
（１６）
本実施の形態１～３のホイールローダ１、１０１、２０１は、電磁パイロットバルブ３３を更に備える。電磁パイロットバルブ３３は、電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉが入力され、油圧バルブ３１に供給するパイロット圧またはパイロット流量を調整する。
ジョイスティックレバー４１の回動に関する情報を電気的に電磁パイロットバルブ３３に送信することにより、ジョイスティックレバー４１と電磁パイロットバルブ３３を機械的な伝達機構で接続する必要がなくなり、レイアウトの自由度を向上することができる。
本実施の形態１～３のホイールローダ１、１０１、２０１は、電磁パイロットバルブ３３を更に備える。電磁パイロットバルブ３３は、電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉが入力され、油圧バルブ３１に供給するパイロット圧またはパイロット流量を調整する。
ジョイスティックレバー４１の回動に関する情報を電気的に電磁パイロットバルブ３３に送信することにより、ジョイスティックレバー４１と電磁パイロットバルブ３３を機械的な伝達機構で接続する必要がなくなり、レイアウトの自由度を向上することができる。
【0116】
［他の実施形態］
以上、本開示の一実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
なお、上記実施の形態３のような移動可能な規制部２４８が、実施の形態２のステアリングシステム１０８に適用されてもよい。
以上、本開示の一実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
なお、上記実施の形態３のような移動可能な規制部２４８が、実施の形態２のステアリングシステム１０８に適用されてもよい。
【0117】
（Ｂ）
なお、上記実施の形態３では、ベース部材４３の回動角度を、リンクを含む伝達機構１０によって車体フレーム角度に対応した角度に回動させているが、リンクを含む伝達機構１０を設けず、電動モータなどのアクチュエータを用いてベース部材４３を回動させてもよい。この場合、コントローラ２３が車体フレーム角度センサ４７の検出値に基づいてアクチュエータに有線または無線で指令を行えばよい。
なお、上記実施の形態３では、ベース部材４３の回動角度を、リンクを含む伝達機構１０によって車体フレーム角度に対応した角度に回動させているが、リンクを含む伝達機構１０を設けず、電動モータなどのアクチュエータを用いてベース部材４３を回動させてもよい。この場合、コントローラ２３が車体フレーム角度センサ４７の検出値に基づいてアクチュエータに有線または無線で指令を行えばよい。
【0118】
（Ｃ）
上記実施の形態１、３のホイールローダ１、２０１には、車体フレーム角度θs_realを検出する車体フレーム角度センサ４７が設けられているが、車体フレーム角度センサ４７の代わりにベース部材４３の回動角度を検出するベース部材角度センサ２４７が設けられていてもよい。このような構成のホイールローダ３０１が、図１９に示されている。ホイールローダ３０１のステアリングシステム３０８におけるステアリング装置２２２は、車体フレーム角度センサ４７の代わりにベース部材角度センサ２４７を有している。ベース部材角度センサ２４７は、ポテンショメータなどであって、支持部４２に対するベース部材４３の回動角度を検出する。
上記実施の形態１、３のホイールローダ１、２０１には、車体フレーム角度θs_realを検出する車体フレーム角度センサ４７が設けられているが、車体フレーム角度センサ４７の代わりにベース部材４３の回動角度を検出するベース部材角度センサ２４７が設けられていてもよい。このような構成のホイールローダ３０１が、図１９に示されている。ホイールローダ３０１のステアリングシステム３０８におけるステアリング装置２２２は、車体フレーム角度センサ４７の代わりにベース部材角度センサ２４７を有している。ベース部材角度センサ２４７は、ポテンショメータなどであって、支持部４２に対するベース部材４３の回動角度を検出する。
【0119】
伝達機構１０によって、車体フレーム角度θs_realと、支持部４２に対するベース部材の回動角度であるベース角度θb_realとは対応する位置関係になるため、支持部４２に対するベース部材４３の回動角度を検出することで、車体フレーム角度を検出することができる。
この場合、ベース部材角度センサ２４７によって検出されたベース部材４３の回動角度の検出値θb_detectは、検出信号としてコントローラ２３に送信される。ベース部材４３の回動角度の検出値θb_detectは、第４検出値の一例に対応する。
この場合、ベース部材角度センサ２４７によって検出されたベース部材４３の回動角度の検出値θb_detectは、検出信号としてコントローラ２３に送信される。ベース部材４３の回動角度の検出値θb_detectは、第４検出値の一例に対応する。
【0120】
コントローラ２３は、図７の車体フレーム角度の検出値θs_detectをベース部材４３の回動角度の検出値θb_detectで置き換えたブロック図を用いて制御を行う。ここで、ベース部材４３の実際のベース角度θb_realは、伝達機構１０によって車体フレーム実角度θs_realに対応しているため、伝達機構１０による減速比と対応したマップＭ２を用いることで車体フレーム実角度θactualを算出できる。この車体フレーム実角度θactualに基づいて、実施の形態１と同様にステアリングシリンダ９ａ、９ｂの制御を行うことができる。
【0121】
このように、コントローラ２３が、レバー角度センサ４６によるレバー角度の検出値θi_detectに対応する目標角度θtargetと、ベース部材角度センサ２４７によるベース部材４３の回動角度の検出値θb_detectに対応する車体フレーム実角度θactualに基づいて、電磁パイロットバルブ制御電流出力ｉを出力することによって、油圧バルブ３１はステアリングシリンダ９ａ、９ｂの動作を調整し、回動操作が行われる。
【0122】
（Ｄ）
上記実施の形態１～３の伝達機構１０では、リンクの形状としてユニバーサルジョイント５３、５５を用いた構成を例に挙げて説明しているが、このような構成に限らず、ユニバーサルジョイントの代わりにプッシュプルケーブルなどのケーブルを用いた構成が用いられてもよい。
上記実施の形態１～３の伝達機構１０では、リンクの形状としてユニバーサルジョイント５３、５５を用いた構成を例に挙げて説明しているが、このような構成に限らず、ユニバーサルジョイントの代わりにプッシュプルケーブルなどのケーブルを用いた構成が用いられてもよい。
【0123】
（Ｅ）
上記実施の形態１～３では、電磁パイロットバルブ３３から入力されるパイロット圧に応じて油圧バルブ３１からステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給される油の供給量が制御されるように構成されていたが、油圧バルブ３１を介さずに電磁パイロットバルブ３３からの油が直接ステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給される構成であってもよい。すなわち、電磁パイロットバルブ３３に代えて電磁メインバルブが用いられてもよい。
上記実施の形態１～３では、電磁パイロットバルブ３３から入力されるパイロット圧に応じて油圧バルブ３１からステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給される油の供給量が制御されるように構成されていたが、油圧バルブ３１を介さずに電磁パイロットバルブ３３からの油が直接ステアリングシリンダ９ａ、９ｂに供給される構成であってもよい。すなわち、電磁パイロットバルブ３３に代えて電磁メインバルブが用いられてもよい。
【0124】
（Ｆ）
上記実施の形態では、ベース部材角度およびレバー角度の範囲（角度スケール）は、車体フレーム角度の範囲（角度スケール）よりも狭くなっているが、車体フレーム角度の範囲と同じまたは車体フレーム角度の範囲よりも大きくても良い。ただし、ベースプレート角度およびレバー角度の範囲（角度スケール）は、車体フレーム角度の範囲（角度スケール）よりも狭いほうが、オペレータの操作範囲が狭くなるため操作しやすくなり好ましい。
上記実施の形態では、ベース部材角度およびレバー角度の範囲（角度スケール）は、車体フレーム角度の範囲（角度スケール）よりも狭くなっているが、車体フレーム角度の範囲と同じまたは車体フレーム角度の範囲よりも大きくても良い。ただし、ベースプレート角度およびレバー角度の範囲（角度スケール）は、車体フレーム角度の範囲（角度スケール）よりも狭いほうが、オペレータの操作範囲が狭くなるため操作しやすくなり好ましい。
【0125】
（Ｇ）
上記実施の形態では、作業車両の一例としてホイールローダ１を用いて説明したが、アーティキュレート式のダンプトラック、モータグレーダ等であってもよい。
（Ｈ）
上記実施の形態１～３では、ジョイスティックレバー４１のみ記載していたが、ステアリングホイールが設けられていてもよい。ステアリングホイールの回動による信号はコントローラ２３に入力され、その回動に基づいて電磁パイロットバルブ３３が操作される。
上記実施の形態では、作業車両の一例としてホイールローダ１を用いて説明したが、アーティキュレート式のダンプトラック、モータグレーダ等であってもよい。
（Ｈ）
上記実施の形態１～３では、ジョイスティックレバー４１のみ記載していたが、ステアリングホイールが設けられていてもよい。ステアリングホイールの回動による信号はコントローラ２３に入力され、その回動に基づいて電磁パイロットバルブ３３が操作される。
【0126】
（Ｉ）
上記実施の形態３では、コントローラ２３とコントローラ６３が別々に設けられているが、同じであってもよい。また、車速センサ２４と車速センサ６４が別々に設けられているが、同じであってもよい。
上記実施の形態３では、コントローラ２３とコントローラ６３が別々に設けられているが、同じであってもよい。また、車速センサ２４と車速センサ６４が別々に設けられているが、同じであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0127】
本発明のステアリング装置は、レイアウトの自由度を向上することが可能な効果を有し、ホイールローダ等として有用である。
【符号の説明】
【0128】
１ ：ホイールローダ
１０ ：伝達機構
１３ ：連結軸部
２２ ：ステアリング装置
４１ ：ジョイスティックレバー
４２ ：支持部
４３ ：ベース部材
４４ ：付勢部材
４５ ：伝達機構接続部
１０ ：伝達機構
１３ ：連結軸部
２２ ：ステアリング装置
４１ ：ジョイスティックレバー
４２ ：支持部
４３ ：ベース部材
４４ ：付勢部材
４５ ：伝達機構接続部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】