JP2001271903A - 作業機の動力伝達装置 - Google Patents
作業機の動力伝達装置Info
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Abstract
動力伝達装置を提供する。 【解決手段】 ウォーム減速機のホイールを、ボス部2
7とギヤ部26との2部品で構成する。ボス部27にギ
ヤ部26を圧入することで、通常トルクを伝達する限り
では一体的に回転し、過負荷状態になったときにボス部
27に対してギヤ部26が相対的に自由回転する、若し
くはギヤ部26に対してボス部27が相対的に自由回転
するところのトルクリミッタを、構成する。トルクリミ
ッタを構成するボス部27の接触面38とギヤ部26の
接触面39とに浸硫処理を施す。 【効果】 ボス部はスプライン等で簡単にオーガ軸に取
付けることができるため、トルクリミッタを内蔵したに
も拘らず、オーガミッションの組立が容易となる。浸硫
処理を施し、トルクリミッタの寿命を延ばすことができ
る。
Description
置、特にそれのトルクリミッタ構造の改良に関する。
イラル羽根で雪を掻き寄せ、ブロアに送り込む形式の除
雪機である。オーガはエンジンやモータ(これらを駆動
源と言う。)で回すが、オーガに氷の固まりや石(これ
らを異物と言う)が噛み込むと過負荷状態になり、動力
伝達系に機械的なダメージを受けることがある。この対
策として、一定以上のトルクが作用したら機械的にスリ
ップするトルクリミッタを動力伝達系に介設することが
望ましい。この様な技術は、実開平2−112715
号公報「除雪機の動力伝達装置」などで提案されてい
る。
は、エンジン30(符号は公報記載のものを流用)で入
力軸49を回し、伝動機構110を介してオーガ軸10
1を回すというものであり、更に、伝動機構110に内
蔵するトルクリミッタは、同公報の第5図によれば、ウ
ォームホイール113とオーガ軸101との間の嵌合並
びに浸硫処理により構成するものである。
9号公報「小型耕耘機に於けるクラッチ機構」は、同公
報の第1図に示される通り、エンジン1の出力軸13に
クラッチ12を介して駆動軸11を連結したもので、こ
のクラッチ機構によってクラッチハウジング2、エンジ
ン1が低い位置となり、重心を低くすることができると
いうものである。さらに、この構造のクラッチ12は過
負荷防止機構として使用可能である。クラッチ12のば
ね19(第3図)の力を適宜設定することで可能とな
る。過負荷防止機構にばねを使用した技術としては、例
えば、実告昭39−4607号公報「耕耘機の耕耘軸負
荷制御装置」があり、耕耘機の耕耘爪の破損防止を図る
ことができる。
クリミッタ120では、想像線で示すケース47にウォ
ームホイール113を入れ、このウォームホイール11
3にケース外からオーガ軸101を挿入することで、ウ
ォームホイール113にオーガ軸101を圧入するとい
う組立方法はある。しかし、この方法では圧入に備えて
ウォームホイール113を強固に保持する必要があり、
構造的に難しい。そこで、先ずオーガ軸101にウォー
ムホイール113を圧入し、この一体化したものをケー
ス47に収納するという組立方法が一般に採用される。
しかし、この組立方法ではケース47を左右に(オーガ
軸101に直交する面で)分割するしかなく、ケース4
7の構造が複雑となる。
クリミッタの構造が複雑になる。また、クラッチ機構
(クラッチ12(第2図)、クラッチレリーズアーム2
2、アーム軸21)が大型となり、クラッチ機構収納部
の幅寸法が大きく、且つ重量が増加する。そのため、操
作性が低下する。
の困難さなど克服すべき課題がある。そこで、本発明の
目的は組立容易なトルクリミッタを備える作業機の動力
伝達装置を提供することにある。
量なトルクリミッタを備える作業機の動力伝達装置を提
供することにある。
に請求項1では、駆動源からの動力を、減速機を介して
作業機軸に伝達し、作業機軸に取付けた作業具を作業状
態にする作業機において、減速機は、入力軸と、この入
力軸に設けた第1ギヤと、出力軸と、この出力軸に設け
るとともに、第1ギヤに噛み合う第2ギヤと、第1・第
2ギヤを一括収納するギヤケースとからなり、且つ、第
2ギヤは円筒状のボス部にギヤ部を圧入嵌合することで
構成したトルクリミッタを内蔵することを特徴とする。
ヤ部を圧入嵌合することで構成し、ボス部とギヤ部との
間でトルクリミッタ作用を発揮させる。
ヤ部を圧入嵌合することで構成し、ボス部とギヤ部との
間でトルクリミッタ作用を発揮させるので、トルクリミ
ッタは構造が簡単で、幅方向の寸法が小さく、軽量であ
る。
あり、第1ギヤはウォーム、第2ギヤはホイールである
ことを特徴とする。
部とで構成し、ボス部とギヤ部との間でトルクリミッタ
作用を発揮させる。
ス部の接触面とギヤ部の接触面との一方又は双方に、浸
硫処理を施したことを特徴とする。ボス部の接触面とギ
ヤ部の接触面との一方又は双方、すなわちスリップ面に
浸硫処理を施し、摩耗を抑えるようにする。
とも1個をアンギュラ型軸受としたことを特徴とする。
の少なくとも1個をアンギュラ型軸受とした。ウォーム
軸にはラジアル荷重とともにスラスト荷重が作用する。
そこで、両荷重に耐えるアンギュラ型軸受を採用するこ
とにより、軸受の数の増加を抑える。
はラジアル荷重とともにスラスト荷重が作用する。そこ
で、両荷重に耐えるアンギュラ型軸受を採用することに
より、軸受の数の増加を抑える。
し、この鍔を納める切欠き溝をギヤ部に形成したことを
特徴とする。ボス部に対してギヤ部がスラスト方向に移
動するときには、鍔でその移動を抑える。また、鍔を切
欠き溝に納めることで圧入嵌合の際の位置決めが可能と
なり、ホイールの一体組立が容易となる。
切欠き溝に納めることで圧入嵌合の際の位置決めが可能
となり、かさ歯車の一体組立が容易となる。
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。図1は本発明に係る動力伝達装置を備えた
除雪機の側面図であり、作業機としての除雪機10は、
機体フレーム11にクローラ12を回転可能に取付け、
機体フレーム11からハンドル13を後上方へ延ばし、
このハンドル13の端部にグリップ14を備え、機体フ
レーム11に駆動源としてのエンジン15を載せ、この
エンジン15で回す駆動軸16を機体フレーム11前方
(図左)へ延ばし、この駆動軸16で作業具としてのオ
ーガ17及びブロア18を駆動し、オーガ17で寄せた
雪をブロア18で掻き揚げ、シュータ19を介して外へ
投射する装置である。16aは作業機軸である。
ョンであり、このオーガミッション20と前記駆動軸1
6とが、エンジン15の動力をオーガ17に伝達するた
めの「動力伝達装置」である。動力伝達装置の要部であ
るオーガミッション20の詳細を以下説明する。
の分解斜視図であり、オーガミッション20は、ウォー
ム減速機であり、入力軸に相当するウォーム軸21と、
このウォーム軸21を支える複数個(この例では2個)
の軸受22,23と、ウォーム軸21に形成した第1ギ
ヤとしてのウォームギヤ24に噛合う第2ギヤとしての
ホイールギヤ25を外周に備えた円盤状のギヤ部26
と、このギヤ部26に組み合わせる円筒状のボス部27
と、このボス部27に設けた雌スプライン28に噛み合
う雄スプライン29を備えたオーガ軸30と、このオー
ガ軸30を支えるベアリング31,32と、これらの部
品を収納する若しくは支えるミッションケース34と、
このミッションケース34の前面開口を塞ぐリッド35
とからなる。
けるとこで、ギヤケース33を形成する。
6との2部品で構成したこと。 ・ボス部27にギヤ部26を圧入することで、通常トル
クを伝達する限りでは一体的に回転し、過負荷状態にな
ったときに(過剰トルクが作用したときに)ボス部27
に対してギヤ部26が相対的に自由回転する、若しくは
ギヤ部26に対してボス部27が相対的に自由回転する
ところのトルクリミッタを、構成したこと。 ・好ましくはトルクリミッタを構成するボス部27の接
触面38とギヤ部26の接触面39とに浸硫処理を施
す。この浸硫処理については後述する。 ・ウォーム軸21を支える軸受22,23のうち一方の
軸受23をアンギュラ型軸受とする。 ・ボス部27の一端に鍔41を膨出形成し、この鍔41
を納める切欠き溝42をギヤ部26に形成する。
鋼、ステンレス鋼など)の表面層に遊離硫黄を拡散させ
る金属表面処理の一法である。遊離硫黄は潤滑性に富む
ので相対する接触面にスリップによる滑りが発生したと
きに、摩耗の発生を抑えることができ、結果的に耐摩耗
性を高めることができるというものである。浸硫処理の
具体例は、温度190℃程度の硫黄を含むアルカリ金属
塩の溶融ソルトバス中にワークを浸漬しつつ陽極酸化処
理を施し、ワークの表面に数μmの硫化鉄の拡散層を形
成するものである。ボス部27の接触面38にのみ硫化
鉄の拡散層を形成するには、接触面38を除くボス部2
7をマスキング(非絶縁材でカバー)すればよい。ギヤ
部26も同様である。
面断面図であり、この図でオーガミッション20の組立
て順の例を説明する。先ず、ボス部27にギヤ部26を
圧入してホイール37を一体形成する。この圧入作業は
オーガミッションの組立場所とは異なる任意の場所で行
うことができる。具体的には、プレスマシンのワーク載
せ台にギヤ部26(ただし切欠き溝42はパンチ側に向
ける。)を載せ、上からボス部27を仮セットし、この
ボス部27をパンチで押し下げる。切欠き溝42に鍔4
1が所定状態で入れば圧入完了である。この鍔41はボ
ス部27に対してギヤ部26がスラスト方向(オーガ軸
30に平行)に移動することを妨げる役割も果たす。
ル44及びベアリング31を取付けるとともに、ウォー
ム軸21を仮組み状態(詳細後述)で取付ける。次に、
ミッションケース34にホイール37を投入する。この
ホイール37を串刺しする様にして矢印の如くオーガ
軸30を差し入れ、オーガ軸30の雄スプライン29を
ボス部27の雌スプライン28に嵌合する。そして、矢
印の如くベアリング32、止め輪(サークリップ)4
5、オイルシール46及びキャップ47を順に取付け
る。この組立順は一例を示したものであるが、この例に
示す通りに、本発明ではオーガミッション20の要部を
容易に組立ることができる。
面断面図であり、この図でウォーム軸21の支持構造を
説明する。ミッションケース34にオイルシール48及
びアンギュラ型軸受23を取付け、そこへスリーブ49
を備えたウォーム軸21を矢印の如く挿入する。又
は、予めウォーム軸21にスリーブ49、オイルシール
48及びアンギュラ型軸受23を取付け、これらをミッ
ションケース34に取付けてもよい。この組付け姿が、
図3で述べたウォーム軸21の仮組み状態に相当する。
の軸受31をウォーム軸21の先端に嵌める様にして、
リッド35をミッションケース34に合せ、ボルト51
・・・(・・・は複数を示す。)で結合する。これでオーガミ
ッション20の組立が完了する。52は位置決め部材
(少なくとも2個)であり、これらの位置決め部材52
・・・でミッションケース34に対するリッド35の位置
を精度良く決定する。53はオイルレベル検知穴を塞ぐ
プラグ(オイルサイトプラグ)であり、この位置まで潤
滑油54を入れた後に捩じ込む。
の作用を図4を参照しつつ説明する。入力軸としてのウ
ォーム軸21を駆動源の動力で回すと、ウォームギヤ2
4とホイールギヤ25との噛みあいにより、ホイール3
7が回り、このホイール37と共にオーガ軸30を回す
ことができる。このときに、ウォーム軸21は反作用で
矢印のスラスト力(スラスト荷重)を受けるが、この
スラスト力はアンギュラ型軸受23で支承させることが
できる。普通のラジアル軸受であれば、スラスト力を受
けさせるために別途スラスト軸受を付設しなければなら
ない。この点、アンギュラ型軸受23はラジアル荷重と
スラスト荷重に耐えるので、本実施例によれば軸受の数
を減らすことができる。
触面38,39がトルクリミッタ55となる。オーガに
異物が噛むなどして、オーガ軸30に常用トルクを遥に
超える過大トルクが作用する場合は、太線で示したトル
クリミッタ55で滑りが発生する。すなわち、ボス部2
7に対してギヤ部26が空転する。この結果、動力伝達
系に発生が予想される機械的ダメージを回避することが
できる。
対的にスリップが発生しても摩耗の発生を抑えることが
できるので、ホイール37の寿命を十分に延ばすことが
できる。
に浸漬されているため、スリップによって発生する摩擦
熱を潤滑油で吸収させることができ、接触面(スリップ
面)での温度上昇を抑えることができ、このことによ
り、ホイール37の寿命を一層延ばすことができる。
の別実施例を示す。図5は別実施例の動力伝達装置を備
えた作業機の側面図であり、作業機であるところの耕耘
機を示す。耕耘機60は、機体61に載せた駆動源とし
てのエンジン62と、エンジン62の下部に取付けた動
力伝達装置としての減速機63と、減速機63に連結し
た作業機軸64と、作業機軸64に取付けた作業具とし
ての耕耘爪65・・・と、減速機63の後部から後上方へ
延ばしたハンドルポスト66と、ハンドルポスト66の
上部に取付けた操作ハンドル67とからなり、機体61
がエンジン62の出力を駆動源にして自走するので自走
式といい、作業者が操作ハンドル67を握りつつ歩行す
るので歩行型といい、これらを合せて歩行型自走式耕耘
機と称する。図中、68は抵抗棒、69はクラッチレバ
ーである。
機63及び耕耘爪65の断面を示す。減速機63は、エ
ンジン62の出力側から下方へ延ばした入力軸71と、
この入力軸71を支える軸受72と、入力軸71の端部
に形成した第1ギヤとしての小かさ歯車73と、この小
かさ歯車73に噛み合う第2ギヤとしての大かさ歯車7
4と、この大かさ歯車74を取付けた出力軸75と、こ
の出力軸75を支えるベアリング75a,75bと、こ
れらの部品を一括収納する若しくは支えるギヤケース7
6と、からなる。軸受72はアンギュラ型軸受、ベアリ
ング75aはアンギュラ型軸受である。
1軸81と、この第1軸81に取付けた第2軸82と、
この第2軸82に取付けた第3軸83とからなる。84
はサイドディスクである。
3の詳細を示す。大かさ歯車74は、外側のギヤ部87
と、内側の円筒状のボス部88を有し、円筒状のボス部
88にギヤ部87を圧入嵌合することで構成したトルク
リミッタ91を内蔵するものである。
ギヤ部87を圧入嵌合することで、通常トルクを伝達す
る限りでは一体的に回転し、過負荷状態になったときに
(過剰トルクが作用したときに)ボス部88に対してギ
ヤ部87が相対的に自由回転する、若しくはギヤ部87
に対してボス部88が相対的に自由回転するものであ
る。Lは、トルクリミッタ91の幅方向の寸法を示す。
に、接触面87bを形成し、端部に切欠き溝87cを形
成したものである。ボス部88は、軸88aを形成する
とともに、接触面88bを形成し、一端に鍔88cを膨
出形成し、雌スプライン88dを形成したものである。
出力軸75は、雄スプライン75cを有するものであ
る。
と、開口を塞ぐためのリッド93とからなる。図中、7
5dは止め輪、75e,75eはオイルシール、92a
はパッキンである。
斜視図であり、トルクリミッタ91を大かさ歯車74の
ギヤ部87に形成した接触面87bと、ボス部88に形
成した接触面88bとで構成したことを示す。
接触面87bとの一方又は双方に浸硫処理を施すのが好
ましい。なお、組立てる場合は、ギヤ部87にボス部8
8を矢印の如く圧入嵌合する。その際、切欠き溝87
cに鍔88cを納めることで、位置決めを行う。
する。図9(a)〜(c)は本発明に係る減速機の第1
作用図であり、組立て手順の例を示す。 (a):まず、ミッションケース92内にベアリング7
5aを取付ける。 (b):その次に、予め組立てた大かさ歯車74を小か
さ歯車73に噛み合わせ、出力軸75を矢印の如く嵌
め込み、出力軸75の雄スプライン75cをボス部88
の雌スプライン88dに嵌合する。
け、止め輪75dを嵌め、左右にオイルシール75e,
75eを取付ける。最後に、パッキン92a及びリッド
93で開口を塞ぎ、図に示していない給油口から潤滑油
を入れる。この例に示す通りに、本発明では減速機63
の要部を容易に組立ることができる。
したので、鍔88cを切欠き溝87cに納めて位置決め
を行うことができ、容易に組立ることができる。さら
に、鍔88cはボス部88に対してギヤ部87がスラス
ト方向(出力軸75に平行)に移動することを妨げる役
割も果たす。入力軸71の軸受72にアンギュラ型軸受
を採用したので、アンギュラ型軸受で入力軸71に作用
するラジアル荷重とスラスト荷重を受けることができ、
軸受の数の増加を抑えることができる。
の幅方向の寸法をLに設定したので、トルクリミッタ9
1の軸方向に対する寸法は圧入嵌合の範囲であり、特別
突出するものはなく、トルクリミッタ91の幅寸法は小
さい。その結果、減速機63の小型化を図ることができ
る。
であり、図7の10−10線断面を示す。ボス部88に
ギヤ部87を圧入嵌合し、ギヤ部87とボス部88との
境目、即ち接触面87b,88bがトルクリミッタ91
となるので、トルクリミッタ91は構造が簡単である。
4のギヤ部87に形成した接触面87bと、ボス部88
に形成した接触面88bとで構成しので、トルクリミッ
タ91を構成する部品は大かさ歯車74と共用となり、
トルクリミッタ91の軽量化を図ることができる。
して、出力軸75に常用トルクを遥に超える過大トルク
が作用した場合は、トルクリミッタ91で滑りが発生す
る。すなわち、ボス部88に対してギヤ部87が空転す
る。この結果、動力伝達系に発生が予想される機械的ダ
メージを回避することができる。
むなどして、出力軸75に常用トルクを遥に超える過大
トルクが作用した場合は、トルクリミッタ91で滑りが
発生する。この結果、耕耘爪の破損防止を図ることがで
きる。
おけば、相対的にスリップが発生しても摩耗の発生を抑
えることができるので、大かさ歯車74の寿命を十分に
延ばすことができる。
請求項4に記載したアンギュラ型軸受は、アンギュラ型
玉軸受、アンギュラ型ころ軸受の何れであってもよい。
また、ボス部をオーガ軸に取付ける部分の結合構造はス
プライン結合の外、キー結合であってもよい。
定するものではなく、田植機や移植機などの農機でもよ
く、また産業機械でもよい。また、動力伝達装置のトル
クリミッタを設ける歯車はホイールギヤ25及び大かさ
歯車74のみに限定するものではない。
する。請求項1では、減速機にトルクリミッタを内蔵
し、且つトルクリミッタを第2ギヤの円筒状のボス部に
ギヤ部を圧入嵌合することで構成したことを特徴とし、
ボス部はスプライン等で簡単に出力軸に取付けることが
できるため、トルクリミッタを内蔵したにも拘らず、減
速機の組立が容易となり、減速機の組立時間並びに組立
費用を低減することができる。
のボス部にギヤ部を圧入嵌合することで構成したので、
トルクリミッタの構造を簡単にすることができる。さら
に、第2ギヤは円筒状のボス部にギヤ部を圧入嵌合する
ことで構成したトルクリミッタを内蔵したので、トルク
リミッタの軸方向に対する寸法は、圧入嵌合の範囲であ
り、小さい。例えば、第2ギヤをかさ歯車とした場合、
このかさ歯車の幅寸法が、圧入嵌合の範囲であり、軸方
向に特別突出するものはなく、減速機の小型化を図るこ
とができる。
状のボス部にギヤ部を圧入嵌合することで構成したの
で、トルクリミッタを構成する部品は第2ギヤと共用と
なり、トルクリミッタの軽量化を図ることができる。
ミッタを内蔵し、且トルクリミッタをホイールのボス部
とギヤ部との間で構成したことを特徴とし、ボス部はス
プライン等で簡単にオーガ軸に取付けることができるた
め、トルクリミッタを内蔵したにも拘らず、オーガミッ
ションの組立が容易となり、オーガミッションの組立時
間並びに組立費用を低減することができる。
ボス部の接触面とギヤ部の接触面との一方又は双方、す
なわちスリップ面に浸硫処理を施し、摩耗を抑えるよう
にしたものであり、トルクリミッタの寿命を延ばすこと
ができる。
くとも1個をアンギュラ型軸受としたことを特徴とす
る。
スト荷重が作用する。そこで、両荷重に耐えるアンギュ
ラ型軸受を採用することにより、軸受の数の増加を抑
え、オーガミッションのコンパクト化を達成することが
できる。
はラジアル荷重とともにスラスト荷重が作用する。そこ
で、両荷重に耐えるアンギュラ型軸受を採用することに
より、軸受の数の増加を抑え、減速機のコンパクト化を
達成することができる。
し、この鍔を納める切欠き溝をギヤ部に形成したことを
特徴とする。ボス部に対してギヤ部がスラスト方向に移
動するときには、鍔でその移動を抑える。また、鍔を切
欠き溝に納めることで圧入嵌合の際の位置決めが可能と
なり、ホイールの一体組立が容易となる。
面図
図
図
エンジン、16…動力伝達装置を構成する駆動軸、16
a…作業機軸、17…作業具(オーガ)、20…ウォー
ム減速機構造のオーガミッション(動力伝達装置を構成
するオーガミッション)、21…入力軸(ウォーム
軸)、23…アンギュラ型軸受、24…第1ギヤ(ウォ
ームギヤ)、25…第2ギヤ(ホイールギヤ)、26…
ギヤ部(ホイールを構成するギヤ部)、27…ボス部
(ホイールを構成するボス部)、30…出力軸(オーガ
軸)、33,76…ギヤケース、34…ミッションケー
ス、35…リッド、37…ホイール、38,39,87
b,88b…接触面、41,88c…鍔、42,87c
…切欠き溝、55,91…トルクリミッタ、60…作業
機(耕耘機)、63…減速機、64…作業機軸、65…
作業具(耕耘爪)、71…入力軸、72…軸受、73…
第1ギヤ(小かさ歯車)、74…第2ギヤ(大かさ歯
車)、75…出力軸、87…ギヤ部、88…ボス部。
Claims (5)
- 【請求項1】 駆動源からの動力を、減速機を介して作
業機軸に伝達し、作業機軸に取付けた作業具を作業状態
にする作業機において、 前記減速機は、入力軸と、この入力軸に設けた第1ギヤ
と、出力軸と、この出力軸に設けるとともに、前記第1
ギヤに噛み合う第2ギヤと、第1・第2ギヤを一括収納
するギヤケースとからなり、且つ、前記第2ギヤは円筒
状のボス部にギヤ部を圧入嵌合することで構成したトル
クリミッタを内蔵することを特徴とした作業機の動力伝
達装置。 - 【請求項2】 前記減速機はウォーム減速機であり、第
1ギヤはウォーム、第2ギヤはホイールであることを特
徴とする請求項1記載の作業機の動力伝達装置。 - 【請求項3】 前記トルクリミッタを構成するボス部の
接触面とギヤ部の接触面との一方又は双方に、浸硫処理
を施したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
作業機の動力伝達装置。 - 【請求項4】 前記入力軸を支える軸受の少なくとも1
個をアンギュラ型軸受としたことを特徴とする請求項1
又は請求項2記載の作業機の動力伝達装置。 - 【請求項5】 前記ボス部の一端に鍔を膨出形成し、こ
の鍔を納める切欠き溝を前記ギヤ部に形成したことを特
徴とする請求項1又は請求項2記載の作業機の動力伝達
装置。
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