JP2001059531A - クラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ機構の摩擦板の摩擦力を安定させ、
小型で簡単な構成にし、寸法管理を容易にする。 【解決手段】 クラッチ機構３６は、ハウジング４１に
対して中間軸３５を回転させたときには、摩擦板７１の
摩擦力を利用して、クラッチ用ピン７３をテーパ状空間
部の摩擦係合面にくさび作用により係合させて、中間軸
と第２小ギヤ３７との間を連結して動力伝達を可能に
し、中間軸を停止したときには、クラッチ用ピンによる
中間軸と第２小ギヤとの間を解除して、第２小ギヤを双
方向に回転可能にしたものである。摩擦板をハウジング
内に配置した。ハウジングと摩擦板の外周面との間を、
クラッチ用ピンを留め置く抗力を作用させるための力で
接触する、オイルシール７２でシールした。ハウジング
と摩擦板とオイルシールとで囲んだ空間Ｓに潤滑油Ｊを
充填した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクラッチ機構の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】クラッチ機構は、駆動部材と被駆動部材
とを選択的に連結する機械要素であり、摩擦クラッチな
ど種々の形式のものが使用されている。中には、駆動部
材を回転させたときには、駆動・被駆動部材間を連結し
て動力伝達を可能にし、駆動部材を停止したときには、
駆動・被駆動部材間の連結を解除して、被駆動部材を双
方向に回転可能にしたものもある。この種のクラッチ機
構には、例えば、米国特許第４９０９３６５号明細書
「フリーホイールクラッチ及びそれを具備した装置」が
ある。この技術の概要を下記の図２７に基づき説明す
る。

【０００３】図２７は従来のクラッチ機構の概略断面図
であり、上記従来の技術に示す図２、図３並びに図５を
組合せて再掲したところのクラッチ機構の断面を示す
（符号並びに名称は従来の技術と相違する。）。従来の
クラッチ機構３００は、ハウジング３０１に駆動部材と
しての出力軸３０２を回転可能に支承し、ハウジング３
０１から外方へ出力軸３０２を延し、その延びた部分に
摩擦板３０３並びに被駆動部材としてのピニオン３０４
を回転可能に支承し、摩擦板３０３の側面３０５をハウ
ジング３０１の壁面３０６に所定の力（スラスト）Ｆ２
で接触させ、出力軸３０２と摩擦板３０３とピニオン３
０４とに対するクラッチ用キー３０７の挙動によって、
出力軸３０２にピニオン３０４を選択的に連結するとい
うものである。

【０００４】詳しくは、クラッチ機構３００は、ハウジ
ング３０１から延びた出力軸３０２の先端に止め輪３０
８を取付け、止め輪３０８とピニオン３０４との間に圧
縮ばね３０９を介在させることにより、圧縮ばね３０９
の弾発力にて、ピニオン３０４を介して摩擦板３０３の
側面３０５を、ハウジング３０１の壁面３０６に押し付
けるようにし、さらに、摩擦板３０３にクラッチ用キー
３０７の脚部３１１を所定角度スイング可能に掛けたも
のである。

【０００５】出力軸３０２を回転させたときには、ハウ
ジング３０１と摩擦板３０３との摩擦力を利用して、出
力軸３０２に対し摩擦板３０３の回転タイミングを遅ら
せる。この結果、クラッチ用キー３０７は図表裏方向に
スイングし、出力軸３０２とピニオン３０４とを連結し
て、動力伝達を可能にする。また、出力軸３０２を停止
したときには、クラッチ用キー３０７は出力軸３０２と
ピニオン３０４の連結を解除して、ピニオン３０４を双
方向に回転可能にする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、
（１）ハウジング３０１と摩擦板３０３との摩擦力を利
用したクラッチ機構３００であるから、長期に渡って安
定した摩擦力を維持するために、接触部分の摩耗に対す
る配慮が必要である。特に、出力軸３０２が高速回転す
る場合には、摩耗対策が一層重要である。しかも、摩擦
板３０３の接触部分が露出しているので、塵埃等による
耐摩耗性の配慮が必要である。 （２）平面同士を接触させて摩擦力を利用するととも
に、一方の摩擦板３０３が回転するものであるから、摩
擦力を確保するためには、ハウジング３０１と摩擦板３
０３の平坦度並びに組立精度を大幅に高める必要があ
り、寸法管理が容易でない。 （３）出力軸３０２と摩擦板３０３とピニオン３０４の
各キー溝に、複雑な形状のクラッチ用キー３０７をスイ
ング可能に嵌合させて、クラッチオン動作させるもので
あり、クラッチ機構３００の構造が複雑である。しか
も、各キー溝並びにクラッチ用キー３０７の寸法管理が
容易でない。クラッチ機構３００を常に円滑に動力伝達
させるための十分な配慮が必要である。 （４）出力軸３０２に取付けた圧縮ばね３０９の弾発力
によって、摩擦力を発生させるようにしたので、クラッ
チ機構３００は、出力軸３０２の長手方向に大型にな
る。

【０００７】そこで、本発明の目的は、（１）ハウジン
グ側と摩擦板との間の摩擦力が安定したクラッチ機構を
提供すること、及び（２）小型で構成が簡単で寸法管理
が容易であって、常に円滑に動力伝達可能なクラッチ機
構を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、ハウジングで支承した駆動部材にて、被
駆動部材並びに円板状の摩擦板を回転可能に支承し、駆
動部材の外周面に軸方向へ延びるカム溝を形成し、この
カム溝の底面と被駆動部材の内周面とで径方向断面視テ
ーパ状のテーパ状空間部を形成し、このテーパ状空間部
にクラッチ用ピンを介在させ、摩擦板の内周面にカム溝
に対向して径方向へ延びるピン保持溝を形成し、このピ
ン保持溝とカム溝との間にクラッチ用ピンを介在させ、
ハウジングの内周面と摩擦板の外周面との間を、クラッ
チ用ピンを留め置く抗力を作用させるための力で接触す
る、オイルシールにてシールし、これらのハウジングと
摩擦板とオイルシールとによって囲んだ空間に、潤滑油
を充填することにより、ハウジングに対して駆動部材を
回転させたときには、摩擦板の摩擦力を利用し、クラッ
チ用ピンをテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび作用に
より係合させて、駆動・被駆動部材間を連結して動力伝
達を可能にし、駆動部材を停止したときには、クラッチ
用ピンによる駆動・被駆動部材間の連結を解除して、被
駆動部材を双方向に回転可能に構成したクラッチ機構で
ある。

【０００９】ハウジング側と摩擦板との間で摩擦力を発
生させるのに、摩擦板にラジアルを作用させるようにし
た。摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合する
ことによって、摩擦力を発生させるので、摩擦力の作用
半径は大きい。この結果、上記従来の技術と同じ摩擦ト
ルクを確保するのに、小さい接触力ですむので、接触圧
が下がる。接触圧が小さければ摩耗を抑制できるので、
摩擦力は安定する。ラジアルの作用であるから、駆動部
材の長手方向の寸法は小さい。摩擦板の外周面にオイル
シールのリップを嵌合するのであるから、平面同士を接
触させる場合のように、加工精度や組立精度を高める必
要はない。さらには、駆動部材の回転に対してタイミン
グが遅れる摩擦板にピン保持溝を形成し、このピン保持
溝でクラッチ用ピンを保持した。摩擦板が停止した状態
で駆動部材が回転しても、クラッチ用ピンは駆動部材と
共に回転しない。この結果、クラッチ用ピンがテーパ状
空間部の摩擦係合面にくさび作用によりロックし、駆動
・被駆動部材間を連結してクラッチオンにする。

【００１０】請求項２は、ハウジングで支承した被駆動
部材にて、駆動部材並びに円板状の摩擦板を回転可能に
支承し、駆動部材の内周面に軸手方向へ延びるカム溝を
形成し、このカム溝の底面と被駆動部材の外周面とで径
方向断面視テーパ状のテーパ状空間部を形成し、このテ
ーパ状空間部にクラッチ用ピンを介在させ、摩擦板の内
周面に、被駆動部材の外周面に対向して径方向へ延びる
ピン保持溝を形成し、このピン保持溝と被駆動部材の外
周面との間にクラッチ用ピンを介在させ、ハウジングの
内周面と摩擦板の外周面との間を、クラッチ用ピンを留
め置く抗力を作用させるための力で接触する、オイルシ
ールにてシールし、これらのハウジングと摩擦板とオイ
ルシールとによって囲んだ空間に、潤滑油を充填するこ
とにより、ハウジングに対して駆動部材を回転させたと
きには、摩擦板の摩擦力を利用し、クラッチ用ピンをテ
ーパ状空間部の摩擦係合面にくさび作用により係合させ
て、駆動・被駆動部材間を連結して動力伝達を可能に
し、駆動部材を停止したときには、クラッチ用ピンによ
る駆動・被駆動部材間の連結を解除して、被駆動部材を
双方向に回転可能に構成したクラッチ機構である。

【００１１】ハウジング側と摩擦板との間で摩擦力を発
生させるのに、摩擦板にラジアルを作用させるようにし
た。摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合する
ことによって、摩擦力を発生させるので、摩擦力の作用
半径は大きい。この結果、上記従来の技術と同じ摩擦ト
ルクを確保するのに、小さい接触力ですむので、接触圧
が下がる。接触圧が小さければ摩耗を抑制できるので、
摩擦力は安定する。ラジアルの作用であるから、駆動部
材の長手方向の寸法は小さい。摩擦板の外周面にオイル
シールのリップを嵌合するのであるから、平面同士を接
触させる場合のように、加工精度や組立精度を高める必
要はない。さらには、駆動部材の回転に対してタイミン
グが遅れる摩擦板にピン保持溝を形成し、このピン保持
溝でクラッチ用ピンを保持した。摩擦板が停止した状態
で駆動部材が回転しても、クラッチ用ピンは駆動部材と
共に回転しない。この結果、クラッチ用ピンがテーパ状
空間部の摩擦係合面にくさび作用によりロックし、駆動
・被駆動部材間を連結してクラッチオンにする。

【００１２】請求項３は、カム溝の底面を、径方向断面
視でカム溝の開放側へ向って膨出する円弧面に形成した
ことを特徴とする。

【００１３】カム溝の底面は円弧面であるから、頂点付
近の傾斜が緩く、頂点から離れるに従って傾斜がきつ
い。このため、半クラッチ状態になる範囲が狭くてす
み、クラッチ機構を迅速に無理なく切換えることができ
る。底面の全体が緩やかな円弧面なので、クラッチオン
とクラッチオフとの切換え作動は円滑である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。先ず、第１実施例として、本発明に係る
クラッチ機構を電動補助一輪運搬車に備えた例を、図１
〜図１１に基づき説明する。

【００１５】図１は本発明に係るクラッチ機構を備えた
電動補助一輪運搬車の側面図である。電動補助一輪運搬
車１０は、車体フレーム１１に駆動機構１２と制御部１
３と左右のバッテリ１４Ｌ，１４Ｒとを取付け、車体フ
レーム１１の車幅方向中央に車輪１５を１個のみ取付
け、車体フレーム１１から後上方へ左右の操作ハンドル
１６Ｌ，１６Ｒを延長し、車体フレーム１１の後部下部
に左右の接地スタンド１７Ｌ，１７Ｒを形成し、車体フ
レーム１１の上部に荷台１８並びに荷台用柵１９，１９
を取付けることにより、人手による操作力に応じて、駆
動機構１２のモータ３１で補助動力を発生し、この補助
動力で人力を補助するようにした、歩行型手押し式一輪
運搬車（通称、「猫車」）である。

【００１６】左の操作ハンドル１６Ｌは、後端部にグリ
ップ２１Ｌを備えるとともに、ブレーキレバー２２を取
付けたバーハンドルである。右の操作ハンドル１６Ｒ
は、後端部にグリップ２１Ｒを備えるとともに、移動量
検知部２３を取付けたバーハンドルである。右のグリッ
プ２１Ｒは、車体フレーム１１側へ押される力に応じて
移動量が変化する、スライド式グリップである。移動量
検知部２３は、右のグリップ２１Ｒが車体フレーム１１
へ向う移動量を検知して検知信号を発するセンサ、例え
ば、往復動式ポテンショメータである。制御部１３は、
移動量検知部２３の検知信号に応じて、モータ３１に前
進用補助動力を発生させるように制御するものである。

【００１７】図２は本発明に係る電動補助一輪運搬車の
駆動機構の平面断面図である。駆動機構１２は、モータ
３１の動力を車軸６１を介して、駆動輪としての車輪１
５に伝達するものである。詳しくは、駆動機構１２は減
速機付きモータ３０と、減速機付きモータ３０に一端を
連結した伝動軸５１と、伝動軸５１の他端に連結した第
２減速機構５２と、第２減速機構５２に連結した車軸６
１と、車軸６１を支承した軸受部６２とからなる。車軸
６１は車輪１５を支承する軸である。

【００１８】減速機付きモータ３０は、モータ３１に第
１減速機構３２を一体的に組付けたものである。第１減
速機構３２は、モータ３１の出力軸３１ａに連結する第
１小ギヤ３３と、第１小ギヤ３３に噛み合う第１大ギヤ
３４と、第１大ギヤ３４をスプライン結合し且つ支承す
る中間軸３５と、中間軸３５にクラッチ機構３６を介し
て連結する第２小ギヤ３７と、第２小ギヤ３７に噛み合
う第２大ギヤ３８と、第２大ギヤ３８を回転自在に支承
する軸受３９と、これらのギヤ３３，３４，３７，３
８、中間軸３５、軸受３９等を収納するハウジング４１
とからなる、ギヤ２段減速機構である。第２大ギヤ３８
は、伝動軸５１の一端を連結したものである。

【００１９】ハウジング４１は、車体フレーム１１（図
１参照）に取付けるものであり、モータ３１を取付けた
カップ状のハウジング本体４２と、ハウジング本体４２
の開口部に被せてボルト止めしたリッド４３とからな
る。さらに、ハウジング４１は、ハウジング本体４２に
第１軸受４４を取付け、リッド４３に軸受ボックス４５
を溶接にて取付け、軸受ボックス４５に第２軸受４６を
取付けることによって、これらの第１・第２軸受４４，
４６を介して、中間軸３５を回転可能に支承するもので
ある。軸受ボックス４５は、ハウジング４１をなす部材
の一部である。

【００２０】第２減速機構５２は、伝動軸５１の他端に
連結する小ベベルギヤ５３と、小ベベルギヤ５３に噛み
合う大ベベルギヤ５４と、小・大ベベルギヤ５３，５４
を収納するハウジング５５とからなる。図中、４８はブ
レーキ機構、５６，５７，５８は軸受、６３，６４はブ
ラケットである。

【００２１】図３は本発明に係る中間軸、クラッチ機構
及び第２小ギヤの断面図である。クラッチ機構３６は、
中間軸３５を正転したときのみ、駆動部材としての中間
軸３５と被駆動部材としての第２小ギヤ３７との間を連
結する摩擦クラッチである。すなわち、クラッチ機構３
６は、次の（１）及び（２）の作動特性を有する。 （１）図２のモータ３１を正転することで、ハウジング
４１に対して中間軸３５を正転させたときには、中間軸
３５と第２小ギヤ３７との間を連結して、動力伝達を可
能にする。 （２）モータ３１を停止することで、中間軸３５を停止
したときには、中間軸３５と第２小ギヤ３７の連結を解
除して、第２小ギヤ３７を正逆双方向に回転可能（空転
可能）にする。

【００２２】具体的には、クラッチ機構３６は、中間軸
３５と、中間軸３５に回転可能に支承した第２小ギヤ３
７並びに摩擦板７１と、摩擦板７１をハウジング４１側
に所定の力で接触させるためのオイルシール７２と、中
間軸３５のカム溝３５ｃ、第２小ギヤ３７の内周面３７
ａ並びに摩擦板７１のピン保持溝７１ｃに掛かるクラッ
チ用ピン（ローラ）７３との組合せを、基本構成とす
る。

【００２３】中間軸３５は、第２小ギヤ３７を支承する
部分の径Ｄ１よりも、摩擦板７１を支承する部分の径Ｄ
２を小径に設定し、これら大径Ｄ１部分の外周面３５ａ
と小径Ｄ２部分の外周面３５ｂとにわたって、軸方向へ
延びるカム溝３５ｃを形成した回転軸である。さらに中
間軸３５は、長手方向両側の段差によって、第１・第２
軸受４４，４６間に軸方向移動不能に取付けるととも
に、長手途中に位置決め鍔部３５ｄを形成したものであ
る。鍔部３５ｄから第２軸受４６へ向って、第１スラス
トリング７４、第２小ギヤ３７、摩擦板７１、第２スラ
ストリング７５を、この順に並べて中間軸３５に嵌合す
ることにより、これらの部材を鍔部３５ｄと第２軸受４
６との間に、軸方向移動不能に取付けることができる。
図中、７６は第３スラストリングである。

【００２４】軸受ボックス４５は、ハウジング４１内に
開口したカップ状部材であり、その開口部分の内周面４
５ａにオイルシール７２を嵌合にて取付けたものであ
る。オイルシール７２としては、例えば、ＪＩＳ・Ｂ−
２４０２で定める「ばね入り外周ゴム型オイルシール」
を使用する。「ばね入り外周ゴム型オイルシール」は、
ばね７２ａを使用した単一のリップ７２ｂと金属環７２
ｃとからなり、外周面をゴムで覆ったものである。

【００２５】オイルシール７２のリップ７２ｂは、回転
体である摩擦板７１の外周面７１ａに嵌合することによ
って、シールをする役割を果たす。このようにして、ハ
ウジング４１の一部である軸受ボックス４５の内周面４
５ａと、摩擦板７１の外周面７１ａとの間を、オイルシ
ール７２にてシールし、軸受ボックス４５、すなわち、
ハウジング４１と摩擦板７１とオイルシール７２とによ
って囲んだ空間Ｓに潤滑油Ｊ、例えばグリースを充填す
ることができる。

【００２６】ところで、オイルシール７２は、クラッチ
用ピン７３を留め置く抗力を作用させるための所定の力
で、摩擦板７１の外周面７１ａに接触するものである。
これにより、摩擦板７１はハウジング４１側に、所定の
接触力で接触することになる。摩擦板７１の外周面７１
ａとオイルシール７２のリップ７２ｂとの接触によって
生じる摩擦トルクは、摩擦板７１が他の部分（中間軸３
５、第２小ギヤ３７、第２スラストリング７５）との接
触によって生じる摩擦トルクの総和よりも大きくなるよ
うに、設定することになる。さらには、上述のように、
オイルシール７２のリップ７２ｂが接触する部分を潤滑
油Ｊで潤滑するので、摩擦板７１の外周面７１ａとリッ
プ７２ｂの摩耗を、抑制できる。摩擦板７１の外周面７
１ａとリップ７２ｂとの接触によって発生する摩擦力の
大きさは、潤滑することを加味して設定すればよい。

【００２７】図４は本発明に係るクラッチ機構周りの分
解斜視図であり、クラッチ機構３６をなす中間軸３５、
第２小ギヤ３７、摩擦板７１、オイルシール７２、クラ
ッチ用ピン７３・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）の
連結関係を示す。摩擦板７１は、中間軸３５に嵌合する
内周面７１ｂに、カム溝３５ｃ・・・に対向して径方向へ
延びる３個のピン保持溝７１ｃ・・・を形成した円板状部
材である。クラッチ用ピン７３は、簡素な形状である細
長い丸棒である。

【００２８】図５は図３の５−５線断面図であり、クラ
ッチ機構３６がオフ状態のときの、中間軸３５と摩擦板
７１とクラッチ用ピン７３・・・との連結関係を示す。こ
の図は、（１）中間軸３５の外周面３５ｂに、３個のカ
ム溝３５ｃ・・・を等間隔で形成し、（２）摩擦板７１の
内周面７１ｂに、カム溝３５ｃ・・・に対向して径方向へ
放射状に延びるピン保持溝７１ｃ・・・を形成し、（３）
これらのカム溝３５ｃ・・・とピン保持溝７１ｃ・・・との間
に、クラッチ用ピン７３・・・を介在させた、クラッチ機
構３６の断面構成を示す。中間軸３５の小径Ｄ２部分に
おける、カム溝３５ｃ・・・の溝深さは小さい。このた
め、カム溝３５ｃ・・・は、横置き状態の１個のクラッチ
用ピン７３を部分的に収容可能である。この結果、クラ
ッチ用ピン７３の残りの部分を、常にピン保持溝７１ｃ
に収容することになる。

【００２９】図６は図３の６−６線断面図であり、クラ
ッチ機構３６がオフ状態のときの、中間軸３５と第２小
ギヤ３７とクラッチ用ピン７３・・・の連結関係を示す。
中間軸３５の大径Ｄ１部分におけるカム溝３５ｃ・・・の
溝深さは、横置き状態のクラッチ用ピン７３の全体を収
容可能な大きさである。

【００３０】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るオフ状
態のクラッチ機構の断面図であり、上記図５の要部を拡
大して表した（ａ）と、上記図６の要部を拡大して表し
た（ｂ）とを、関連させて示した。（ａ）は、ピン保持
溝７１ｃの溝幅を、クラッチ用ピン７３が摩擦板７１の
径方向Ｙへ移動可能な程度の微小の隙間を有した大きさ
に設定し、ピン保持溝７１ｃの溝深さを、クラッチ用ピ
ン７３の径よりも小さく設定したことを示す。

【００３１】（ｂ）は、中間軸３５を矢印Ｘにて示す正
転方向へ回転したときに、カム溝３５ｃの溝深さが徐々
に小さくなるように設定したことを示す。この結果、カ
ム溝３５ｃの底面３５ｅと第２小ギヤ３７の内周面３７
ａとで、図に示す径方向断面視テーパ状のテーパ状空間
部８１を形成し、このテーパ状空間部８１にクラッチ用
ピン７３を介在させることができる。テーパ状空間部８
１は、概ね平坦な底面３５ｅの延長線Ｔと円弧状の内周
面３７ａとが交わる所定角度を有するテーパ状（くさび
状）の空間である。さらに、底面３５ｅを、径方向断面
視でカム溝３５ｃの開放側（第２小ギヤ３７の内周面３
７ａ側）へ向って若干膨出する、緩やかな円弧面に形成
した。この円弧面は、例えばインボリュート曲線の曲面
である。

【００３２】次に、上記構成のクラッチ機構３６の作用
を図７〜図１１に基づき説明する。図７において、クラ
ッチ機構３６がオフ状態のときには、クラッチ用ピン７
３は（ｂ）のように、カム溝３５ｃの底面３５ｅと第２
小ギヤ３７の内周面３７ａとの間で径方向Ｙに移動可能
な状態である。

【００３３】中間軸３５を回転させたとき、摩擦板７１
とオイルシール７２（図３参照）との接触によって生じ
る摩擦トルクは、中間軸３５と摩擦板７１との接触によ
って生じる摩擦トルクよりも大きい。このため、オイル
シール７２には摩擦板７１を留め置く抗力が生じる。従
って、摩擦板７１が停止した状態では、中間軸３５を回
転させても、この方向にクラッチ用ピン７３は移動でき
ない。クラッチ機構３６は、オイルシール７２に対する
摩擦板７１の摩擦力を利用して、中間軸３５に対する摩
擦板７１の回転開始タイミングを遅らせるようにしたも
のである。

【００３４】中間軸３５を矢印Ｘにて示す正転方向へ回
転させると、第２小ギヤ３７に対する中間軸３５の位相
が変化する。これに伴い、カム溝３５ｃの底面３５ｅ
は、クラッチ用ピン７３を径方向Ｙに移動させて、内周
面３７ａに押し付ける。

【００３５】図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラッ
チ機構の作用図（その１）であり、テーパ状空間部８１
の摩擦係合面に、クラッチ用ピン７３をくさび作用によ
り係合させることで、クラッチ機構３６がオン状態にな
ったことを示す。中間軸３５と第２小ギヤ３７とが連結
し、動力伝達が可能である。テーパ状空間部８１の摩擦
係合面とは、底面３５ｅ並びに内周面３７ａのことを指
す。中間軸３５を、矢印Ｘにて示す正転方向へ更に回転
させると、中間軸３５の動力は、底面３５ｅ→クラッチ
用ピン７３→内周面３７ａを経て、第２小ギヤ３７に伝
わる。第２小ギヤ３７は、中間軸３５と同じ矢印Ｘ方向
へ回転する。摩擦板７１は、第２小ギヤ３７の回転開始
から若干遅れて、矢印Ｘ方向に回転する。

【００３６】上述のように、オイルシール７２には摩擦
板７１を留め置く抗力が生じている。このため、摩擦板
７１が回転を開始するときに、弾性を有するリップ７２
ｂには、摩擦板７１を逆方向へ押し返そうとする弾発力
が生じる。この弾発力によって、クラッチ用ピン７３の
くさび作用は一層高まる。

【００３７】クラッチ機構３６がオン状態であって、中
間軸３５が停止しているとき、第２小ギヤ３７を矢印Ｘ
方向へ回転させる（人力で上記図１の電動補助一輪運搬
車１０を前進させる）と、内周面３７ａでクラッチ用ピ
ン７３を押付ける力がなくなる。この結果、テーパ状空
間部８１の摩擦係合面３５ｅ，３７ａに対するクラッチ
用ピン７３のくさび作用が解消する。このため、クラッ
チ用ピン７３による中間軸３５と第２小ギヤ３７との連
結が解除になり、クラッチ機構３６はオフになる。第２
小ギヤ３７は空転する。

【００３８】図９（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラッ
チ機構の作用図（その２）である。（ｂ）のようにクラ
ッチ機構３６がオン状態であって、中間軸３５が停止し
ているとき、第２小ギヤ３７を矢印Ｘと反対向きに逆転
させる（人力で上記図１の電動補助一輪運搬車１０を後
退させる）と、クラッチ用ピン７３も矢印Ｘと反対向き
に移動しようとする。ところが、オイルシール７２（図
３参照）には摩擦板７１を留め置く抗力が生じているの
で、摩擦板７１は停止状態を維持している。クラッチ用
ピン７３は、（ａ）のようにピン保持溝７１ｃのうちの
図右側部に突き当たるので、矢印Ｘと反対向きには移動
できない。

【００３９】このように、第２小ギヤ３７を逆転させる
と、摩擦係合面３５ｅ，３７ａに係合した状態のクラッ
チ用ピン７３が、ピン保持溝７１ｃのうちの図右側部に
突き当たる。この突き当たる力（衝撃力）の反作用をク
ラッチ用ピン７３が受ける。この力によってクラッチ用
ピン７３が矢印Ｘに押出されるので、摩擦係合面３５
ｅ，３７ａに対するクラッチ用ピン７３のくさび作用が
解消する。このため、中間軸３５と第２小ギヤ３７との
連結が解除になり、クラッチ機構３６はオフになる。第
２小ギヤ３７は空転する。このように、オフ状態におい
ては、第２小ギヤ３７を正転と逆転の双方向に自由に軽
く回転させることができる。

【００４０】図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラ
ッチ機構の作用図（その３）である。（ａ）は、オン状
態におけるクラッチ機構３６の断面構造を示す。円形断
面のクラッチ用ピン７３は、底面３５ｅに点Ｐ₁で接触
するとともに、内周面３７ａに点Ｐ₂で接触する。点Ｐ₁
での接線をＬ１とし、点Ｐ₂での接線をＬ２としたと
き、接線Ｌ１と接線Ｌ２とは交点Ｏで交わる。∠Ｐ₁Ｏ
Ｐ₂はθであり、この角度θは、クラッチ用ピン７３が
テーパ状空間部８１の摩擦係合面３５ｅ，３７ａに、く
さび作用にて摩擦係合するときの、くさび角（テーパ
角）である。

【００４１】（ｂ）は、上記（ａ）の底面３５ｅ回りを
拡大して示す。底面３５ｅは、傾斜した延長線Ｔを底と
し、この底から開放側へ若干膨出する緩やかな曲線の円
弧面であり、この円弧面の頂点が点Ｐ₁にある。延長線
Ｔに対して接線Ｌ１は平行である。

【００４２】ここで、底面３５ｅが、接線Ｌ１に沿った
平坦な面であると仮定する。クラッチ用ピン７３によ
る、くさび作用の効果を高めるには、くさび角θを小さ
くするべく、接線Ｌ２に対して接線Ｌ１の傾斜を緩くす
ればよい。しかし、接線Ｌ１の傾斜が緩いと、テーパ状
空間部８１の摩擦係合面とクラッチ用ピン７３との連結
が不完全な状態、いわゆる、半クラッチ状態になる範囲
が広くなる。このため、クラッチ機構３６を迅速に切換
えるには改良の余地がある。一方、クラッチ機構３６を
迅速に切換えるためには、くさび角θを大きくするべ
く、接線Ｌ２に対して接線Ｌ１の傾斜をきつくすればよ
い。しかし、くさび作用の効果が低下する。

【００４３】これに対して、本発明のクラッチ機構３６
の底面３５ｅは、点Ｐ₁を頂点とした緩やかな円弧面な
ので、点Ｐ₁付近の傾斜が緩く、点Ｐ₁から離れるに従っ
て傾斜がきつくなる。このため、半クラッチ状態になる
範囲が狭くてすむ。半クラッチ状態の範囲が狭いので、
クラッチオンになる直前になって、クラッチ用ピン７
３のくさび作用の効果が急激に高まるとともに、中間
軸３５を少し逆転しただけで、クラッチオン状態のクラ
ッチ用ピン７３が外れる。従って、クラッチ機構３６を
迅速に無理なく切換えることができる。さらには、底面
３５ｅの全体が緩やかな円弧面なので、クラッチオンと
クラッチオフとの切換え作動は円滑である。

【００４４】図１１（ａ），（ｂ）はクラッチ機構の模
式的説明図である。（ａ）は、上記図３に示す本発明に
係るクラッチ機構３６を模式的に表したものである。オ
イルシール７２のリップ７２ｂは、径中心に向う弾発力
を有するので、摩擦板７１の外周面７１ａに所定のラジ
アル（径方向の力）Ｆ１で接触する。リップ７２ｂに対
する外周面７１ａの摩擦係数をμ１とすれば、摩擦板７
１を回転させるのに必要な回転力、すなわち摩擦力ｆ１
は、 ｆ１＝Ｆ１×μ１ ・・・・・・（１） で表すことができる。摩擦板７１の外径をｄ１とすれ
ば、摩擦力ｆ１が生じる面の半径、すなわち、作用半径
はｄ１／２であるから、摩擦トルクＴ１は、 Ｔ１＝ｆ１×（ｄ１／２）＝Ｆ１×μ１×（ｄ１／２） ・・・・・・（２） で表すことができる。

【００４５】（ｂ）は、上記図２７に示す従来のクラッ
チ機構３００を模式的に表したものである。圧縮ばね３
０９に弾発された摩擦板３０３の側面３０５は、ハウジ
ング３０１の壁面３０６に、所定のスラスト（軸方向の
力）Ｆ２で接触する。壁面３０６に対する側面３０５の
摩擦係数をμ２とすれば、摩擦板３０３を回転させるの
に必要な回転力、すなわち摩擦力ｆ２は、 ｆ２＝Ｆ２×μ２ ・・・・・・（３） で表すことができる。側面３０５は環状の接触面であ
る。接触面における内径と外径との平均径を、壁面３０
６に対する接触平均径ｄ２とする。摩擦力ｆ２が生じる
接触半径、すなわち、作用半径はｄ２／２であるから、
摩擦トルクＴ２は、 Ｔ２＝ｆ２×（ｄ２／２）＝Ｆ２×μ２×（ｄ２／２） ・・・・・・（４） で表すことができる。

【００４６】摩擦板７１の外径ｄ１は接触平均径ｄ２よ
りも大きい。ここで、μ１＝μ２であると仮定すれば、
Ｔ１＝Ｔ２としたときに、次の（５）式が成立する。 Ｆ１＝Ｆ２×（ｄ２／ｄ１） ・・・・・・（５） 従って、（ａ）のように、摩擦板７１の外周面７１ａに
オイルシール７２のリップ７２ｂを嵌合して、摩擦力を
発生させるようにすれば、（ｂ）と同じ摩擦トルクＴ２
を確保するのに、小さい力Ｆ１ですむ。この結果、外周
面７１ａとリップ７２ｂとの接触圧は小さくなる。接触
圧が小さければ、摩耗を抑制できる。

【００４７】次に、上記構成の電動補助一輪運搬車１０
の作用を、図１に基づき説明する。作業者による、右の
グリップ２１Ｒを押す力が小さいとき、モータ３１は停
止状態にある。電動補助一輪運搬車１０を人力だけで走
行させることができる。クラッチ機構３６（図２参照）
がオフなので、車輪１５の回転力はモータ３１に伝達さ
れない。右のグリップ２１Ｒを押す力が大きくなると、
その力に応じて、モータ３１の補助動力により人力を補
助するので、労力は軽減する。このように、作業者はグ
リップ２１Ｌ，２１Ｒを握って押すことで、電動補助一
輪運搬車１０を人力だけで走行させたり、補助動力を受
けて走行させることができる。従って、補助動力を調整
するための特別の操作は不要であり、操作感覚が良好に
なり、操作性が高まるとともに、操作上の負担も軽い。

【００４８】電動補助一輪運搬車１０は小回りが利くの
で、畑の畝間を通って農作物などの運搬物を運ぶことが
多い。狭幅の畝間で、電動補助一輪運搬車１０を旋回さ
せることはできない。作業者はグリップ２１Ｌ，２１Ｒ
を引いて、空荷の電動補助一輪運搬車１０を後進させな
がら、畝間に入って行くことになる。モータ３１は停止
しているが空荷なので、電動補助一輪運搬車１０は軽
い。畝間で農作物を積んだ後には、グリップ２１Ｌ，２
１Ｒを押し、電動補助一輪運搬車１０を前進させて、畝
間を通り抜ける。この場合の電動補助一輪運搬車１０は
重いので、グリップ２１Ｌ，２１Ｒを押す力は大きい。
しかし、モータ３１の補助動力で人力を補助するので、
労力は軽減する。

【００４９】次に、第２実施例として、本発明に係るク
ラッチ機構を芝刈機に備えた例を、図１２〜図１７に基
づき説明する。図１２は本発明に係る芝刈機の要部を断
面した側面図である。芝刈機１００は、車体フレーム１
０１と、車体フレーム１０１に取付けた前輪１０２と、
車体フレーム１０１から後斜め上に延した左右の操作ハ
ンドル１０３，１０３（この図では左のみ示す。）と、
車体フレーム１０１の上部中央に搭載したエンジン１０
４と、車体フレーム１０１の下部中央に取付けたカッタ
ハウジング１０５と、カッタハウジング１０５に収納し
てエンジン１０４の出力軸１０６に結合した刈刃１０７
と、出力軸１０６に伝動部品（駆動プーリ１１１、ベル
ト１１２、被動プーリ１１３）を介して連結した伝動機
構１１４と、伝動機構１１４に車軸１１５を介して連結
した駆動輪としての左右の後輪１１６，１１６とからな
り、芝草を刈る歩行型自走式芝刈機である。１１７はグ
リップである。

【００５０】図１３は図１２の１３−１３線断面図であ
り、伝動機構１１４と車軸１１５と左右の後輪１１６，
１１６との関係を示す。なお、ＣＬは車体中心である。
車軸１１５は、左右の軸受１１８，１１８にて回転可能
に支承された軸であり、両側にクラッチ機構１３６，１
３６を介して、左右の後輪１１６，１１６を連結したこ
とを特徴とする。軸受１１８，１１８はブラケット１１
９，１１９を介して、車体フレーム１０１（図１参照）
に取付けたものである。

【００５１】図１４は本発明に係る車軸、クラッチ機構
及び右の後輪の断面図である。クラッチ機構１３６は、
車軸１１５を正転したときのみ、駆動部材としての車軸
１１５と被駆動部材としての後輪１１６との間を連結す
る、摩擦クラッチである。すなわち、クラッチ機構１３
６は次の（１）及び（２）の作動特性を有する。 （１）ハウジング１４１に対して車軸１１５を正転させ
たときには、車軸１１５と後輪１１６とを連結して、動
力伝達を可能にする。 （２）車軸１１５を停止したときには、車軸１１５と後
輪１１６の連結を解除して、後輪１１６を正逆双方向に
回転可能（空転可能）にする。

【００５２】具体的には、クラッチ機構１３６は、車軸
１１５と、車軸１１５に嵌合してピン１３４で取付けた
カム盤１３５と、車軸１１５並びにカム盤１３５に回転
可能に支承した後輪１１６並びに摩擦板７１と、摩擦板
７１をハウジング１４１側に所定の力で接触させるため
のオイルシール７２と、カム盤１３５のカム溝１３５
ｃ、後輪１１６における芯金１４４の内周面１４４ａ並
びに摩擦板７１のピン保持溝７１ｃに掛かるクラッチ用
ピン７３との組合せを、基本構成とする。

【００５３】摩擦板７１、オイルシール７２並びにクラ
ッチ用ピン７３は、上記第１実施例に示す部材と同等品
であり、同一符号を付してその説明を省略する。車軸１
１５とカム盤１３５との組合せ構造体は、駆動部材をな
す。車軸１１５の径Ｄ３は上記図３の径Ｄ２と同一であ
り、カム盤１３５の外径Ｄ４は上記図３の径Ｄ１よりも
大きい。このため、ピン保持溝７１ｃの溝深さも大き
い。カム盤１３５の外周面１３５ａ、すなわち、駆動部
材の外周面には軸方向へ延びるカム溝１３５ｃを形成し
たものである。

【００５４】後輪１１６は、樹脂製ハブ１４３に補強用
芯金１４４を一体成形したものであり、以下、後輪１１
６と言うときには、ハブ１４３と芯金１４４を包含す
る。カム盤１３５は芯金１４４を回転可能に支承する。
なお、芯金１４４の部分もハブ１４３で形成することは
任意である。ブラケット１１９はシール取付用ハウジン
グ１４１を設けたものであり、このハウジング１４１の
開口部分の内周面１４１ａにオイルシール７２を嵌合に
て取付けたものである。ハウジング１４１と摩擦板７１
とオイルシール７２とによって囲んだ空間Ｓに潤滑油
Ｊ、例えばグリースを充填することができる。図中、１
４６はスラストリング、１４７は抜止めボルト、１４８
はキャップである。

【００５５】図１５は本発明に係るクラッチ機構周りの
分解斜視図であり、クラッチ機構１３６をなす摩擦板７
１、クラッチ用ピン７３・・・、車軸１１５、後輪１１
６、カム盤１３５の連結関係を示す。

【００５６】図１６は図１４の１６−１６線断面図であ
り、クラッチ機構１３６がオフ状態のときの、車軸１１
５と摩擦板７１とクラッチ用ピン７３・・・の連結関係を
示す。クラッチ用ピン７３・・・は車軸１１５から浮いて
いる。

【００５７】図１７は図１４の１７−１７線断面図であ
り、クラッチ機構１３６がオフ状態のときの、車軸１１
５と後輪１１６とクラッチ用ピン７３・・・の連結関係を
示す。カム盤１３５の外周面１３５ａに径方向へ放射状
に延びる３個のカム溝１３５ｃ・・・を等間隔で形成し、
これらのカム溝１３５ｃ・・・にクラッチ用ピン７３・・・を
収容した。カム溝１３５ｃは、上記第１実施例に示すカ
ム溝３５ｃと同形状、同寸法である。クラッチ機構１３
６は、カム溝１３５ｃ・・・の底面と芯金１４４の内周面
１４４ａとで、図に示す径方向断面視テーパ状のテーパ
状空間部１８１を形成したものである。テーパ状空間部
１８１は、上記第１実施例のテーパ状空間部８１と同形
状、同寸法である。

【００５８】クラッチ機構１３６の作用は、上記第１実
施例のクラッチ機構３６と同様である。すなわち、図１
７のオフ状態のときに、車軸１１５を矢印Ｘにて示す正
転方向へ回転すると、カム盤１３５も同方向に回転し、
クラッチオンになる。クラッチ機構１３６の作用の詳細
説明については、省略する。この第２実施例によれば、
車軸１１５にカム盤１３５を取付けたので、車軸１１５
の寸法や形状を変更することなく、カム盤１３５の径や
カム溝１３５ｃの数量を簡単に変更できる。

【００５９】一旦図１３に戻って説明を続けると、左の
後輪１１６の連結構造は、右の後輪１１６の連結構造と
同様である。車軸１１５に、それぞれクラッチ機構１３
６，１３６を介して左右の後輪１１６を連結したので、
左右のクラッチ機構１３６，１３６を差動装置として使
用できる。例えば、芝刈機１００の前進中に、車軸１１
５の回転速度を上回る速度で左の後輪１１６を回転させ
ることで、芝刈機１００を容易に右折走行させることが
できる。

【００６０】次に、第３実施例として、本発明に係るク
ラッチ機構を耕耘機に備えた例を、図１８〜図２６に基
づき説明する。図１８は本発明に係る耕耘機の要部を断
面した側面図である。耕耘機２００は、エンジン２０１
と、エンジン２０１の下部に取付けた減速機２０２と、
減速機２０２に連結した複数の第１・第２耕耘爪２０３
・・・，２０４・・・と、減速機２０２の後部から後上方へ延
ばしたハンドルポスト２０５と、ハンドルポスト２０５
の上部に取付けた操作ハンドル２０６とからなる、歩行
型自走式耕耘機である。図中、２１１は抵抗棒、２１２
はグリップである。

【００６１】図１９は図１８の１９−１９線断面図であ
る。減速機２０２は、エンジン２０１の出力側から下方
へ延ばした駆動軸２３１と、駆動軸２３１の下端に形成
した小ベベルギヤ２３２と、小ベベルギヤ２３２に噛み
合わせた大ベベルギヤ２３３と、大ベベルギヤ２３３に
クラッチ機構２３６を介して連結した被動軸２３７と、
これらの部材２３１〜２３７を収納したハウジング２３
８とからなる。被動軸２３７は耕耘機幅方向へ延びた水
平軸である。ハウジング２３８は、第１軸受２５１及び
第２軸受２５２を介して、被動軸２３７を回転可能に支
承し、下部開口をリッド２５３にて塞いだものである。

【００６２】この図は、被動軸２３７の左右の先端部に
第１耕耘軸２４１，２４１を結合し、これら第１耕耘軸
２４１，２４１の左右の先端部に第２耕耘軸２４２，２
４２を結合し、これら第２耕耘軸２４２，２４２の左右
の先端部に第３耕耘軸２４３，２４３を結合したことを
示す。第１耕耘軸２４１は第１耕耘爪２０３・・・を取付
け、第２耕耘軸２４２は第２耕耘爪２０４・・・を取付
け、第３耕耘軸２４３はサイドディスク２４４を取付け
たものである。２５４は第３軸受である。

【００６３】図２０は本発明に係るクラッチ機構周りの
断面図である。クラッチ機構２３６は、大ベベルギヤ２
３３を正転したときのみ、駆動部材としての大ベベルギ
ヤ２３３と被駆動部材としての被動軸２３７との間を連
結する、摩擦クラッチである。すなわち、クラッチ機構
２３６は次の（１）及び（２）の作動特性を有する。 （１）ハウジング２３８に対して大ベベルギヤ２３３を
正転させたときには、大ベベルギヤ２３３と被動軸２３
７とを連結して、動力伝達を可能にする。 （２）大ベベルギヤ２３３を停止したときには、大ベベ
ルギヤ２３３と被動軸２３７との連結を解除して、被動
軸２３７を正逆双方向に回転可能にする。

【００６４】具体的には、クラッチ機構２３６は、被動
軸２３７と、被動軸２３７に回転可能に支承した大ベベ
ルギヤ２３３並びに摩擦板７１と、摩擦板７１をハウジ
ング２３８側に所定の力で接触させるためのオイルシー
ル７２と、大ベベルギヤ２３３のカム溝２３３ｃ、被動
軸２３７の外周面２３７ａ並びに摩擦板７１のピン保持
溝７１ｃに掛かるクラッチ用ピン７３との組合せを、基
本構成とする。

【００６５】摩擦板７１、オイルシール７２並びにクラ
ッチ用ピン７３は、上記第１実施例に示す部材と同等品
であり、同一符号を付してその説明を省略する。大ベベ
ルギヤ２３３は、被動軸２３７に嵌合する内周面２３３
ａにカム溝２３３ｃを形成したものである。被動軸２３
７は、長手方向両側の段差によって、第１・第２軸受２
５１，２５２間に軸方向移動不能に取付けたものであ
る。摩擦板７１と大ベベルギヤ２３３も、第１・第２軸
受２５１，２５２間に軸方向移動不能に取付けた。

【００６６】ハウジング２３８は、内部にシール取付部
２５５を取付け、シール取付部２５５の開口部分の内周
面２５５ａにオイルシール７２を嵌合にて取付けたもの
である。ハウジング２３８の一部をなすシール取付部２
５５と摩擦板７１とオイルシール７２とによって囲んだ
空間Ｓに潤滑油Ｊ、例えばグリースを充填することがで
きる。２５６は止め輪、２５７，２５７はオイルシール
である。

【００６７】図２１は本発明に係るクラッチ機構周りの
分解斜視図であり、クラッチ機構２３６をなす摩擦板７
１、クラッチ用ピン７３・・・、大ベベルギヤ２３３、被
動軸２３７の連結関係を示す。

【００６８】図２２は図２０の２２−２２線断面図であ
り、クラッチ機構２３６がオフ状態のときの、摩擦板７
１とクラッチ用ピン７３・・・と被動軸２３７の連結関係
を示す。

【００６９】図２３は図２０の２３−２３線断面図であ
り、クラッチ機構２３６がオフ状態のときの、クラッチ
用ピン７３と大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７の連結
関係を示す。大ベベルギヤ２３３に３個のカム溝２３３
ｃ・・・を等間隔で形成し、これらのカム溝２３３ｃ・・・に
クラッチ用ピン７３・・・を介在させた。

【００７０】図２４（ａ），（ｂ）は本発明に係るオフ
状態のクラッチ機構の断面図であり、上記図２２の要部
を拡大して表した（ａ）と、上記図２３の要部を拡大し
て表した（ｂ）とを、関連させて示した。（ｂ）は、大
ベベルギヤ２３３を矢印Ｘにて示す正転方向へ回転した
ときに、カム溝２３３ｃの溝深さが徐々に小さくなるよ
うに設定したことを示す。この結果、カム溝２３３ｃの
底面２３３ｅと被動軸２３７の外周面２３７ａとで、図
に示す径方向断面視テーパ状のテーパ状空間部２８１を
形成し、このテーパ状空間部２８１にクラッチ用ピン７
３を介在させることができる。テーパ状空間部２８１
は、概ね平坦な底面２３３ｅの延長線Ｔと円弧状の外周
面２３７ａとが交わる所定角度を有するテーパ状（くさ
び状）の空間である。さらに、底面２３３ｅを、径方向
断面視でカム溝２３３ｃの開放側（被動軸２３７の外周
面２３７ａ側）へ向って若干膨出する緩やかな円弧面に
形成した。この円弧面は、上記図７（ｂ）及び図１０に
示す第１実施例と同等の曲面である。

【００７１】次に、上記構成のクラッチ機構２３６の作
用を図２４〜図２６に基づき説明する。図２４に示すよ
うに、クラッチ機構２３６がオフ状態のときには、クラ
ッチ用ピン７３は底面２３３ｅと外周面２３７ａとの間
で径方向Ｙに移動可能である。摩擦板７１が停止した状
態では、大ベベルギヤ２３３を回転させても、この方向
にクラッチ用ピン７３は回転できない。大ベベルギヤ２
３３を矢印Ｘにて示す正転方向へ回転させると、底面２
３３ｅはクラッチ用ピン７３を外周面２３７ａに押し付
ける。

【００７２】図２５（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラ
ッチ機構の作用図（その１）であり、クラッチ用ピン７
３を、テーパ状空間部２８１の摩擦係合面にくさび作用
により係合させることで、クラッチ機構２３６がオンに
なったことを示す。大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７
とが連結し、動力伝達が可能である。ここで、テーパ状
空間部２８１の摩擦係合面とは、底面２３３ｅと外周面
２３７ａのことを指す。クラッチ機構２３６がオンなの
で、被動軸２３７は大ベベルギヤ２３３と同方向に回転
する。摩擦板７１は、被動軸２３７の回転開始から若干
遅れて、矢印Ｘ方向に回転する。

【００７３】また、クラッチ機構２３６がオン状態で、
大ベベルギヤ２３３が停止しているとき、被動軸２３７
を矢印Ｘ方向へ回転させると、クラッチ用ピン７３によ
る大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７との間の連結が解
除になり、オフ状態に反転する。従って、被動軸２３７
は空転する。

【００７４】図２６（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラ
ッチ機構の作用図（その２）である。（ｂ）のようにク
ラッチ機構２３６がオン状態であって、大ベベルギヤ２
３３が停止しているとき、被動軸２３７を矢印Ｘと反対
向きに逆転させると、クラッチ用ピン７３も矢印Ｘと反
対向きに移動しようとする。ところが、オイルシール７
２（図２０参照）には摩擦板７１を留め置く抗力が生じ
ているので、摩擦板７１は停止状態を維持している。ク
ラッチ用ピン７３は、（ａ）のようにピン保持溝７１ｃ
のうちの図右側部に突き当たるので、矢印Ｘと反対向き
には移動できない。

【００７５】このように、被動軸２３７を逆転させる
と、摩擦係合面２３３ｅ，２３７ａに係合した状態のク
ラッチ用ピン７３が、ピン保持溝７１ｃのうちの図右側
部に突き当たる。この突き当たる力（衝撃力）の反作用
をクラッチ用ピン７３が受ける。この力によってクラッ
チ用ピン７３が矢印Ｘに押出されるので、摩擦係合面２
３３ｅ，２３７ａに対するクラッチ用ピン７３のくさび
作用が解消する。このため、大ベベルギヤ２３３と被動
軸２３７との連結が解除になり、クラッチ機構２３６は
オフになる。被動軸２３７は空転する。このように、オ
フ状態においては、被動軸２３７を正転と逆転の双方向
に自由に軽く回転させることができる。

【００７６】なお、上記本発明の実施の形態において、 （１）クラッチ機構３６，１３６，２３６は、電動補助
一輪運搬車１０、芝刈機１００、耕耘機２００の他に
も、草刈機、運搬車、工作機械、自動車、手動機械等の
種々の装置に適用できる。 （２）クラッチ機構３６，１３６，２３６の駆動部材を
駆動するための駆動源は、電動モータ、油圧モータ、エ
ンジンを含む、種々の動力源に適用できる。さらには、
クラッチオン状態のクラッチ機構３６，１３６，２３６
は、駆動部材を逆転させてもクラッチオフになるので、
用途や駆動源の種類に応じて、駆動部材を逆転させるこ
とによりクラッチを切換えるようにしてもよい。 （３）クラッチ機構３６，１３６，２３６における、駆
動部材並びに被駆動部材は、軸やギヤを含む種々の動力
伝達部材に適用できる。 （４）クラッチ機構３６，１３６，２３６は、伝達トル
クに応じてピン保持溝７１ｃ、クラッチ用ピン７３、カ
ム溝３５ｃ，１３５ｃ，２３３ｃの数量を設定し、関連
部材の剛性も適宜設定することができる。 （５）オイルシール７２は、リップ７２ｂを摩擦板７１
の外周面７１ａに嵌合することによって、摩擦板７１が
高速の場合であっても、外周面７１ａとリップ７２ｂと
の間に、所定の摩擦力を常に安定して発生させることが
でき、しかも、空間Ｓに潤滑油Ｊを充填可能にシールす
ることができるものであればよい。例えば、ＪＩＳ・Ｂ
−２４０２で定める各種のオイルシールであってもよ
い。

【００７７】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、摩擦板をハウジング内に配置し、こ
のハウジングの内周面と摩擦板の外周面との間を、クラ
ッチ用ピンを留め置く抗力を作用させるための力で接触
するオイルシールにてシールした。このため、ハウジン
グ側と摩擦板との間で摩擦力を発生させるのに、従来の
ように摩擦板にスラストを作用させるのではなく、ラジ
アルを作用させることができる。このように、摩擦板の
外周面にオイルシールのリップを嵌合し、接触力を作用
させることによって、摩擦力を発生させるので、摩擦力
の作用半径を大きくすることができる。大きい作用半径
であるから、上記従来の技術と同じ摩擦トルクを確保す
るのに、小さい接触力ですむので、接触圧を下げること
ができる。接触圧が小さいので摩耗を抑制することがで
き、この結果、常に摩擦力を安定させることができる。
しかも、ラジアルの作用であるから、駆動部材の長手方
向の寸法を小さくすることができ、この結果、クラッチ
機構を小型にすることができる。さらには、摩擦板の外
周面にオイルシールのリップを嵌合するのであるから、
平面同士を接触させる場合のように、加工精度や組立精
度を高める必要はない。従って、各部品の寸法管理は容
易である。

【００７８】さらにまた、ハウジングと摩擦板とオイル
シールとによって囲んだ空間に、潤滑油を充填したの
で、摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合した
部分を潤滑油で潤滑することにより、嵌合した部分の摩
耗を一層抑制することができる。この結果、嵌合した部
分の摩擦力は安定する。従って、駆動部材を高速回転で
使用する場合であっても、クラッチ機構は確実に作動す
る。このため、低速から高速までの高範囲でクラッチ機
構を安定した状態で使用することができる。また、取付
け環境が良好なハウジング内に摩擦板を配置したので、
外部の塵埃等によるクラッチ機構の摩耗を防止して、耐
久性を高めることができる。

【００７９】さらには、駆動部材に対して回転タイミン
グが遅れる摩擦板に、ピン保持溝を形成し、このピン保
持溝でクラッチ用ピンを保持するようにした。このた
め、摩擦板が停止した状態で駆動部材が回転しても、ク
ラッチ用ピンは駆動部材と共に回転しない。この結果、
クラッチ用ピンがテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび
作用によりロックし、駆動・被駆動部材間を連結してク
ラッチオンにすることができる。簡素な形状のクラッチ
用ピンを、駆動部材のカム溝と被駆動部材の内周面と摩
擦板のピン保持溝とに、連結又は非連結させるだけなの
で、クラッチ機構を簡単な構成で、常に円滑に動力伝達
可能なものにすることができる。しかも、簡素なクラッ
チ用ピンを、上記従来の技術のようにスイングさせるこ
となく、単に連結・非連結、又は保持するだけの、カム
溝及びピン保持溝であるから、溝形状も簡素であり、寸
法管理が容易であり、生産性が高い。また、被駆動部材
には、クラッチ用ピンに連結するための溝が不要であ
る。

【００８０】請求項２は、摩擦板をハウジング内に配置
し、このハウジングの内周面と摩擦板の外周面との間
を、クラッチ用ピンを留め置く抗力を作用させるための
力で接触するオイルシールにてシールした。このため、
ハウジング側と摩擦板との間で摩擦力を発生させるの
に、従来のように摩擦板にスラストを作用させるのでは
なく、ラジアルを作用させることができる。このよう
に、摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合し、
接触力を作用させることによって、摩擦力を発生させる
ので、摩擦力の作用半径を大きくすることができる。大
きい作用半径であるから、上記従来の技術と同じ摩擦ト
ルクを確保するのに、小さい接触力ですむので、接触圧
を下げることができる。接触圧が小さいので摩耗を抑制
することができ、この結果、常に摩擦力を安定させるこ
とができる。しかも、ラジアルの作用であるから、駆動
部材の長手方向の寸法を小さくすることができ、この結
果、クラッチ機構を小型にすることができる。さらに
は、摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合する
のであるから、平面同士を接触させる場合のように、加
工精度や組立精度を高める必要はない。従って、各部品
の寸法管理は容易である。

【００８１】さらにまた、ハウジングと摩擦板とオイル
シールとによって囲んだ空間に、潤滑油を充填したの
で、摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合した
部分を潤滑油にて潤滑することにより、嵌合した部分の
摩耗を一層抑制することができる。この結果、嵌合した
部分の摩擦力は安定する。従って、駆動部材を高速回転
で使用する場合であっても、クラッチ機構は確実に作動
する。このため、低速から高速までの高範囲でクラッチ
機構を安定した状態で使用することができる。また、取
付け環境が良好なハウジング内に摩擦板を配置したの
で、外部の塵埃等によるクラッチ機構の摩耗を防止し
て、耐久性を高めることができる。

【００８２】さらには、駆動部材の回転に対してタイミ
ングが遅れる摩擦板にピン保持溝を形成し、このピン保
持溝でクラッチ用ピンを保持するようにした。このた
め、摩擦板が停止した状態で駆動部材が回転しても、ク
ラッチ用ピンは駆動部材と共に回転しない。この結果、
クラッチ用ピンがテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび
作用によりロックし、駆動・被駆動部材間を連結してク
ラッチオンにすることができる。簡素な形状のクラッチ
用ピンを、駆動部材のカム溝と被駆動部材の外周面と摩
擦板のピン保持溝とに、連結又は非連結させるだけなの
で、クラッチ機構を簡単な構成で、常に円滑に動力伝達
可能なものにすることができる。しかも、簡素なクラッ
チ用ピンを、上記従来の技術のようにスイングさせるこ
となく、単に連結・非連結、又は保持するだけの、カム
溝及びピン保持溝であるから、溝形状も簡素であり、寸
法管理が容易であり、生産性が高い。また、被駆動部材
には、クラッチ用ピンに連結するための溝が不要であ
る。

【００８３】請求項３は、カム溝の底面を、径方向断面
視でカム溝の開放側へ向って膨出する円弧面に形成した
ので、頂点付近の傾斜を緩く、頂点から離れるに従って
傾斜をきつくできる。このため、半クラッチ状態になる
範囲が狭くてすみ、クラッチ機構を迅速に無理なく切換
えることができる。底面の全体が緩やかな円弧面なの
で、クラッチ機構の切換え作動は円滑である。このよう
なカム溝の底面を有する簡素な構成でトルク伝達バラン
スの良いクラッチ機構であるから、低速域から高速域ま
での広範囲に、また、低トルクから高トルクまでの広範
囲にわたって、使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクラッチ機構を備えた電動補助一
輪運搬車の側面図

【図２】本発明に係る電動補助一輪運搬車の駆動機構の
平面断面図

【図３】本発明に係る中間軸、クラッチ機構及び第２小
ギヤの断面図

【図４】本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図

【図５】図３の５−５線断面図

【図６】図３の６−６線断面図

【図７】本発明に係るオフ状態のクラッチ機構の断面図

【図８】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その１）

【図９】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その２）

【図１０】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その
３）

【図１１】クラッチ機構の模式的説明図

【図１２】本発明に係る芝刈機の要部を断面した側面図

【図１３】図１２の１３−１３線断面図

【図１４】本発明に係る車軸、クラッチ機構及び右の後
輪の断面図

【図１５】本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図

【図１６】図１４の１６−１６線断面図

【図１７】図１４の１７−１７線断面図

【図１８】本発明に係る耕耘機の要部を断面した側面図

【図１９】図１８の１９−１９線断面図

【図２０】本発明に係るクラッチ機構周りの断面図

【図２１】本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図

【図２２】図２０の２２−２２線断面図

【図２３】図２０の２３−２３線断面図

【図２４】本発明に係るオフ状態のクラッチ機構の断面
図

【図２５】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その
１）

【図２６】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その
２）

【図２７】従来のクラッチ機構の概略断面図

【符号の説明】

３５，１１５，１３５，２３３…駆動部材、３５ａ，３
５ｂ，１３５ａ…駆動部材の外周面、３５ｃ，１３５
ｃ，２３３ｃ…カム溝、３５ｅ，２３３ｅ…カム溝の底
面、３６，１３６，２３６…クラッチ機構、３７，１１
６，２３７…被駆動部材、３７ａ…被駆動部材の内周
面、４１，１４１，２３８…ハウジング、４５ａ，１４
１ａ，２５５ａ…ハウジングの内周面、７１…摩擦板、
７１ａ…摩擦板の外周面、７１ｂ…摩擦板の内周面、７
１ｃ…ピン保持溝、７２…オイルシール、７３…クラッ
チ用ピン、８１，１８１，２８１…テーパ状空間部、１
３５ａ…駆動部材の外周面、２３３ａ…駆動部材の内周
面、２３７ａ…被駆動部材の外周面、Ｊ…潤滑油、Ｓ…
空間。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングで支承した駆動部材にて、被
   駆動部材並びに円板状の摩擦板を回転可能に支承し、前
   記駆動部材の外周面に軸方向へ延びるカム溝を形成し、
   このカム溝の底面と被駆動部材の内周面とで径方向断面
   視テーパ状のテーパ状空間部を形成し、このテーパ状空
   間部にクラッチ用ピンを介在させ、前記摩擦板の内周面
   にカム溝に対向して径方向へ延びるピン保持溝を形成
   し、このピン保持溝とカム溝との間にクラッチ用ピンを
   介在させ、前記ハウジングの内周面と摩擦板の外周面と
   の間を、クラッチ用ピンを留め置く抗力を作用させるた
   めの力で接触する、オイルシールにてシールし、これら
   のハウジングと摩擦板とオイルシールとによって囲んだ
   空間に、潤滑油を充填することにより、前記ハウジング
   に対して前記駆動部材を回転させたときには、摩擦板の
   摩擦力を利用し、クラッチ用ピンをテーパ状空間部の摩
   擦係合面にくさび作用により係合させて、駆動・被駆動
   部材間を連結して動力伝達を可能にし、駆動部材を停止
   したときには、クラッチ用ピンによる駆動・被駆動部材
   間の連結を解除して、被駆動部材を双方向に回転可能に
   構成したクラッチ機構。
2. 【請求項２】 ハウジングで支承した被駆動部材にて、
   駆動部材並びに円板状の摩擦板を回転可能に支承し、前
   記駆動部材の内周面に軸手方向へ延びるカム溝を形成
   し、このカム溝の底面と被駆動部材の外周面とで径方向
   断面視テーパ状のテーパ状空間部を形成し、このテーパ
   状空間部にクラッチ用ピンを介在させ、前記摩擦板の内
   周面に、被駆動部材の外周面に対向して径方向へ延びる
   ピン保持溝を形成し、このピン保持溝と被駆動部材の外
   周面との間にクラッチ用ピンを介在させ、前記ハウジン
   グの内周面と摩擦板の外周面との間を、クラッチ用ピン
   を留め置く抗力を作用させるための力で接触する、オイ
   ルシールにてシールし、これらのハウジングと摩擦板と
   オイルシールとによって囲んだ空間に、潤滑油を充填す
   ることにより、前記ハウジングに対して前記駆動部材を
   回転させたときには、摩擦板の摩擦力を利用し、クラッ
   チ用ピンをテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび作用に
   より係合させて、駆動・被駆動部材間を連結して動力伝
   達を可能にし、駆動部材を停止したときには、クラッチ
   用ピンによる駆動・被駆動部材間の連結を解除して、被
   駆動部材を双方向に回転可能に構成したクラッチ機構。
3. 【請求項３】 前記カム溝の底面を、径方向断面視でカ
   ム溝の開放側へ向って膨出する円弧面に形成したことを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載のクラッチ機構。