JP2017163917A

JP2017163917A - 歩行型芝刈機

Info

Publication number: JP2017163917A
Application number: JP2016053444A
Authority: JP
Inventors: 肇吉村; Hajime Yoshimura; 泰美福住; Yasuyoshi Fukuzumi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: US10271476B2; EP3219189B1; EP3219189A1; JP6663758B2; US20170265386A1

Abstract

【課題】トランスミッション内にドグクラッチ構造を採用した歩行型芝刈機において、使い勝手の向上をはかる。
【解決手段】噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの間に、これらの半体同士を噛合いクラッチ２３の回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材２６を介在させ、駆動源（エンジン１４）が正回転したときには、駆動源の動力によって噛合いクラッチをオンにし、駆動源の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに付勢部材１６の付勢力によって噛合いクラッチをオフにする構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動源により走行輪を駆動する歩行型芝刈機に関する。

歩行型芝刈機は、芝草を刈る際に、駆動源でカッターブレードを回転させた状態で作業者がハンドルのグリップを握りながらクラッチレバーを前方へスイングさせる。このことにより、トランスミッション内のクラッチをＯＮに切換え、走行輪である後輪に駆動力を伝達することができ、かつ、カッターブレードにより芝草を刈ることができる。

ところで、上記した歩行型芝刈機の駆動系において、トランスミッション内に、簡単な構造で、低コストで実現可能な、ドグクラッチ構造を採用したものが知られている。ドグクラッチ構造とは、例えば、特許文献１に記載されているように、車輪の回転軸に台形形状の噛み合わせクラッチを取り付け、ギヤの組み合わせをこの噛合わせクラッチの断続により制御するものである。

米国特許第７６６９７０２号公報

ところで、坂道を往復して芝草を刈る場合、登坂時はエンジンやモータ等の駆動源を用いて駆動し、下りは駆動を切って重力にしたがい運転するのが好ましい。しかしながら、ドグクラッチ構造を採用した歩行型芝刈機において、坂道登坂時に駆動源から噛合いクラッチへの動力の伝達を停止した場合、作業者は、嵌合状態にあるクラッチを解除して空走状態にするために機体を押し上げる必要があり、駆動停止と同時にクラッチが解除されないと使い勝手が極めて悪化する。このことは、坂道に限らず、壁際等、前後進の頻度が高い芝刈り時においても同様である。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、トランスミッション内にドグクラッチ構造を採用した歩行型芝刈機において、使い勝手の向上をはかることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、機体にカッターブレードと、走行輪と、この走行輪を駆動する駆動源と、この駆動源と前記走行輪との間の動力伝達系に介在した噛合いクラッチと、この噛合いクラッチを切換えるクラッチ切換え機構とを備えた歩行型芝刈機において、前記噛合いクラッチは、入力側の噛合い爪を有した入力側半体と、出力側の噛合い爪を有した出力側半体とからなり、前記クラッチ切換え機構は、前記入力側半体と前記出力側半体との間に、これらの半体同士を前記噛合いクラッチの回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材を有することにより、前記駆動源が正回転したときには前記駆動源の駆動力が前記入力側半体へ伝達されることにより前記噛合いクラッチをオンにし、前記駆動源の駆動力が前記入力側半体へ伝達されないときには、前記付勢部材の付勢力によって前記入力側半体と前記出力側半体を離間させ、前記噛合いクラッチをオフにする構成であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歩行型芝刈機において、前記動力伝達系は、前記走行輪と前記駆動源との間にアクスルシャフトを有し、前記付勢部材は、前記アクスルシャフトの周囲を取り巻くようにして前記噛合いクラッチの前記両半体の間に介在することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の歩行型芝刈機において、前記動力伝達系のなかの、前記駆動源と前記噛合いクラッチとの間に、前記駆動源が回転しているときのみクラッチオンとなる回転式クラッチが介在していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、入力側半体と前記出力側半体との間に、これらの半体同士を前記噛合いクラッチの回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材を介在させ、駆動源が正回転したときに駆動源の駆動力によって噛合いクラッチをオンにし、駆動源の駆動力が入力側半体へ伝達されないときに付勢部材の付勢力によってオフとする構成とすることで、坂道や壁際等、前後進の頻度が高い場所での芝刈り時に駆動源から噛合いクラッチへの動力の伝達を停止した場合に、噛合状態にある噛合いクラッチを自動解除して車軸を空走状態にするために作業者が機体を押し上げて車軸を手動で回転させる必要がなくなり、したがって、使い勝手の向上がはかれる。

請求項２に記載の発明によれば、付勢部材が、アクスルシャフトの周囲を取り巻くようにして噛合いクラッチの両半体の間に介在するので、噛合いクラッチをコンパクトに構成可能である。

請求項３に記載の発明によれば、駆動源と噛合いクラッチとの間に、駆動源が回転しているときのみクラッチオンとなる回転式クラッチを介在させているため、フリクションの影響で回転式クラッチの入力側が回転してしまう可能性を排除することができる。

本発明の実施の形態に係る歩行型芝刈機の左側面図である。図１の動力伝達機構の構造を示す図である。図２の噛合いクラッチ周辺の断面構造（１）を示す図である。図２の噛合いクラッチ周辺の断面構造（２）を示す図である。図４におけるクラッチ切換え機構の作用説明図（１）である。図４におけるクラッチ切換え機構の作用説明図（２）である。図３の噛合いクラッチの斜視図である。図６の噛合いクラッチの入力側半体の背面斜視図である。

以下、本発明の実施の形態（以下、単に本実施形態という）に係る歩行型芝刈機について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」は作業者から見た方向に従う。

図１は本実施形態に係る歩行型芝刈機の左側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る歩行型芝刈機１０は、機体１１の前部に左右の前輪１２，１２（この図では左右のうち左のみを示す。以下同じ。）を備え、機体１１の後部に左右の走行輪としての後輪１３，１３（この図では左右のうち左のみを示す。以下同じ。）を備える。

また、機体１１の上部にエンジン１４を備え、機体１１の中央下部に芝刈用のカッターブレード１６を備える。更に、機体１１の後部内部に伝動装置２０（トランスミッション２０）を備えるとともに、機体１１から後方へ操作用の左右のハンドル５０Ｌ，５０Ｒが延びている。

エンジン１４は、後輪１３，１３並びにカッターブレード１６を駆動する駆動源である。詳しくは、エンジン１４は、エンジン出力軸１５を下方へ延したバーチカルエンジンであり、エンジン出力軸１５に、作業切換えクラッチ４１を介してカッターブレード１６を連結するとともに、エンジン出力軸１５に走行切換えクラッチ４２、駆動プーリ１７ａ、従動プーリ１７ｂ、並びに駆動ベルト１８等からなる伝動部品を介して伝動装置２０の入力軸１５ａを連結することができる。伝動装置２０は、エンジン１４から後輪１３，１３に至る動力伝達系に介設したものである。なお、作業切換えクラッチ４２は、クラッチオフ状態で制動作用をなすブレーキ付きクラッチである。

歩行型芝刈機１０は、更に、左ハンドル５０Ｌの後端近傍にエンジン用スロットルコントロールレバー３０を備えるとともに、左右のハンドル５０Ｌ，５０Ｒの後端に支持軸５４にて作業切換えレバー６０、及びグリップ／クラッチレバー７０が前後にスイング可能に取付けられている。

作業切換えレバー６０は、図示省略したワイヤケーブルを介し作業切換えクラッチ４１を切換え操作することで、エンジン１４からカッターブレード１６への駆動力を断続する操作部材である。具体的に、作業切換えレバー６０から手を放しているとき、すなわち、ワイヤケーブルを引かないときには、作業切換えクラッチ４１はオフで且つ制動した状態にある。作業切換えレバー６０でワイヤケーブルを引くことで作業切換えクラッチ４１をオン操作すれば、エンジン１４からカッターブレード１６へ駆動力を伝達することができる。

グリップ／クラッチレバー７０は、ハンドル５０Ｌ，５０Ｒを介して機体１１を操作（操舵）するために握るグリップの役割と、走行切換えクラッチ４２を操作するためのクラッチレバーの役割とを、兼ねた操作部材である。詳しくは、グリップ／クラッチレバー７０は、図示省略したワイヤケーブルを介して走行切換えスイッチ４２を切換え操作することで、走行輪としての後輪１３，１３への駆動力を断続する操作部材である。具体的に、グリップ／クラッチレバー７０から手を放しているとき、すなわち、ワイヤケーブルを引かないときには、走行切換えクラッチ４２はオフ状態にある。グリップ／クラッチレバー７０でワイヤケーブルを引くことで走行切換えクラッチ４２をオン操作すれば、エンジン１４から駆動プーリ１７ａへ駆動力を伝達することができる。

このような歩行型作業機１０によれば、エンジン１４を駆動することで後輪１３，１３を回転させるとともに、カッターブレード１６を回転させることにより、前・後輪１２，１３で走行しながらカッターブレード１６で芝草を刈ることができる。このとき、作業者は、作業切換レバー６０及びグリップ／クラッチレバー７０を握って押しながら歩行する。なお、符号４０は、刈った芝草を収容する芝収容袋を示す。

図２に、動力伝達系の構造を示す。図２によれば、エンジン１４の出力軸１５は、駆動プーリ１７ａ（図１）、従動プーリ１７ｂ、並びに駆動ベルト１８の動力伝達部品を介して入力軸１５ａに連結することができる。この動力伝達系において、エンジン１４と伝動装置２０との間に、エンジン１４が回転しているときにのみクラッチオンとなる遠心クラッチ等の回転式クラッチ５０が介在している。つまり、回転式クラッチ５０は、伝動装置２０の入力軸１５ａ（従動プーリ１７ｂ）が回転しているときにのみクラッチオンとなる

遠心クラッチとは、入力軸１５ａとともに回転するクラッチシューが遠心力によって出力軸１５ｂ上のクラッチドラムへ押しつけられてトルクを伝達し、入力軸１５ａが回転を停止するとクラッチシューがクラッチドラムから離反してトルク伝達を解除するドラムクラッチの一種である。

伝動装置２０は、回転式クラッチ５０の出力軸１５ｂに取り付けられた比較的小径の駆動ベベルギヤ２１と、この駆動ベベルギヤ２１に噛み合う比較的大径の従動ベベルギヤ２２と、従動ベベルギヤ２２を回転自在に取り付け、左右に延びて後輪１３，１３に結合されるアクスルシャフト２５と、このアクスルシャフト１５と従動ベベルギヤ２２との間にあって、アクスルシャフト２５へのエンジン１４の駆動力を断続する噛合いクラッチ２３と、噛み合いクラッチ２３をオンオフするクラッチ切換え機構２４とを含む。

図３，図４に断面構造を示すように、噛合いクラッチ２３は、入力側の噛合い爪２３１を有した入力側半体２３ａ（可動部材）と、出力側の噛合い爪２３２を有した出力側半体２３ｂ（固定部材）とから構成される。噛合い爪２３１，２３２の断面形状は台形形状をなし、嵌合時にそれぞれ噛み合うスロープ面Ｄ，Ｄ’を有している。

クラッチ切換え機構２４は、入力側噛合い爪２３１を有する入力側半体２３ａの裏面（従動ベベルギヤ２２と対向する面）に形成された、複数の平面で囲まれた多面体構造の突起部２３０と、この突起部２３０に対向して位置し、従動ベベルギヤ２３の回転時にその突起部２３０の少なくとも一部を受容する従動ベベルギヤ２２の凹部２２０と、を含む。

また、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの間に、これら半体２３ａ，２３ｂ同士を、噛合いクラッチ２３のアクスルシャフト２５の軸方向へ互いに離反させる方向に付勢するスプリング等の付勢部材２６が介在している。なお、噛合いクラッチ２３は、エンジン１４の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに、付勢部材２６の付勢力によってオフになる。

つまり、前記動力伝達系は、後輪１３，１３（走行輪１３，１３）と駆動源１４との間にアクスルシャフト２５を有し、付勢部材２６は、アクスルシャフト２５の周囲を取り巻くようにして噛合いクラッチ２３の両半体２３ａ，２３ｂの間に介在している。

上記構成において、エンジン１４によりベルト１８が駆動されると入力軸１５ａが右回転し、回転式クラッチ５０が回転することで回転式クラッチ５０の出力軸１５ｂを介して駆動ベベルギヤ２１が回転する。そして、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａの噛合い爪２３１が出力側半体２３ｂの噛合い爪２３２に対して正回転（右回転）したときに、入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向（左）に移動して出力側半体２３ｂと嵌合することにより、クラッチオンになる。このとき、スプリング等で構成される付勢部材２６は、圧縮された状態となる。なお、回転式クラッチ５０の代わりに、手動クラッチ又は電磁クラッチを設けてもよい。

一方、エンジン１４の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに、付勢部材２６は、入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂを、噛合いクラッチ２３のアクスルシャフト２５の軸方向へ互いに離反させる方向に付勢し、その付勢力により、入力側半体２３ａの噛合い爪２３１と出力側半体２３ｂの噛合い爪１３２との嵌合が解除されてクラッチオフになる。

図５、図６にクラッチ切換え機構２４の作用説明図に示すように、突起部２３０は、多面体の一面に、スロープ面Ａとフラット面Ｂとを有し、従動ベベルギヤ２２の回転に伴い、従動ベベルギヤ２２の凹部２２０の角Ｃがそのスロープ面Ａに当接して押し上げる構造になっている。このことにより、入力側半体２３ａをアクスルシャフト２５の軸方向（矢印ｘ方向）に移動させることができ、その結果、噛合いクラッチ２３をオンオフ制御することができる。

なお、フラット面Ｂは、噛合いクラッチ２３を嵌合位置で固定させるストッパとしての役割を持つ。また、スロープ面Ａにおける斜角αは、入力側半体２３ａの噛合い爪２３１、及び／又は出力側半体２３ｂの噛合い爪２３ｂの高さｈ（図６）に依存して決まる。

上記構成によれば、従動ベベルギヤ２２が右回転（図５の矢印ｙ方向）することにより、入力側半体２３ａの突起部２３０のスロープ面Ａにより従動ベベルギヤ２２が押し上げられ（図４）、スロープ面Ａが押し上げられることで入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向（矢印ｘ方向）に移動する。入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５方向に移動することで入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５に設けられた出力側半体２３ｂに嵌合することでエンジン１４の駆動力が伝達（クラッチオン）される。このとき、付勢部材２６が圧縮される。

一方、エンジン１４が停止してベルト１８による駆動がオフ状態になれば、圧縮され蓄力された付勢部材２６の圧縮が解放されることで入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向（矢印−Ｘ方向）に移動する。このため、入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５に設けられた出力側半体２３ｂを嵌合状態から解除状態に遷移させて駆動力の伝達を遮断（クラッチオフ）することができる。

すなわち、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの間に、これらの半体同士を噛合いクラッチ２３のアクスルシャフト１５の軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材２６を介在することで、エンジン１４の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに付勢部材２６の付勢力によってクラッチオフとすることができる。

上記したクラッチ切換え機構２０の理解を助けるために、図７に、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの結合関係を示す斜視図が、図８に、噛合いクラッチ２３の入力側半体２３の背面斜視図が示されている。図７、図８に示すように、入力側半体２３ａに設けられた入力側噛合い爪２３１の背面に、一面にスロープを有する多面体構造の突起部２３０が複数設けられている。また、従動ベベルギヤ２２の対向面には、回転時に入力側半体２３ａの突起部２３０の少なくとも一部を受容する凹部２２０が形成されている。この凹部２２０は、従動ベベルギヤ２２の回転に伴い、角Ｃが入力側半体２３ａの突起部２３０のスロープ面Ａに当接すると、スロープ面Ａを押し上げ、このことにより入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向に移動する。

以上説明のように本実施形態に係る歩行型芝刈機１０によれば、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの間に、これら半体同士２３ａ，２３ｂを噛合いクラッチ２３の回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材２６を有することにより、噛合いクラッチ２３は、駆動源１４（エンジン１４）の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに付勢部材１６の付勢力によってクラッチオフとなる。したがって、坂道や壁際等、前後進の頻度が高い場所での芝刈り時に、駆動源１４から噛合いクラッチ２０への動力の伝達を停止した場合に、噛合状態にある噛合いクラッチ２３を自動解除してアクスルシャフト２５を空走状態にするため、作業者が機体を押し上げてアクスルシャフト１５を手動で回転させる必要がなくなり、したがって、使い勝手の向上がはかれる。

また、本実施形態に係る歩行型芝刈機１０によれば、付勢部材２６が、アクスルシャフト２５の周囲を取り巻くようにして噛合いクラッチ２３の両半体２３ａ，２３ｂの間に介在するので、噛合いクラッチ２３をコンパクトに構成可能である。

また、本実施形態に係る歩行型芝刈機１０によれば、エンジン１４と噛合いクラッチ２３との間に、エンジン１４が回転しているときのみ（伝動装置２０の入力軸１５ａ（従動プーリ１７ｂ）が回転しているときにのみ）クラッチオンとなる回転式クラッチ５０を介在させている。クラッチオフ状態になった場合に従動ベベルギヤ２２は逆転するが、回転式クラッチ５０の入力軸１５ａを逆転させることがなく、出力軸１５ｂのみが逆転する。したがって、フリクションの影響で回転式クラッチ５０の入力側（入力軸１５ａや従動プーリ１７ｂ等）が回転してしまう可能性を排除することができる。

１０歩行型芝刈機
１４エンジン
１５エンジン出力軸
１５ａ入力軸
１５ｂ出力軸
２０伝動装置
２１駆動ベベルギヤ
２２従動ベベルギヤ
２３噛合いクラッチ
２３ａ入力側半体
２３ｂ出力側半体
２４クラッチ切換え機構
２５アクスルシャフト
２６付勢部材
５０回転式クラッチ
２２０凹部
２３０突起部
２３１入力側半体の噛合い爪
２３２出力側半体の噛合い爪

Claims

機体にカッターブレードと、走行輪と、この走行輪を駆動する駆動源と、この駆動源と前記走行輪との間の動力伝達系に介在した噛合いクラッチと、この噛合いクラッチを切換えるクラッチ切換え機構とを備えた歩行型芝刈機において、
前記噛合いクラッチは、入力側の噛合い爪を有した入力側半体と、出力側の噛合い爪を有した出力側半体とからなり、
前記クラッチ切換え機構は、
前記入力側半体と前記出力側半体との間に、これらの半体同士を前記噛合いクラッチの回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材を有することにより、前記駆動源が正回転したときには前記駆動源の駆動力が前記入力側半体へ伝達されることにより前記噛合いクラッチをオンにし、前記駆動源の駆動力が前記入力側半体へ伝達されないときには、前記付勢部材の付勢力によって前記入力側半体と前記出力側半体を離間させ、前記噛合いクラッチをオフにする構成であることを特徴とする歩行型芝刈機。
前記動力伝達系は、前記走行輪と前記駆動源との間にアクスルシャフトを有し、
前記付勢部材は、前記アクスルシャフトの周囲を取り巻くようにして前記噛合いクラッチの前記両半体の間に介在することを特徴とする請求項１記載の歩行型芝刈機。
前記動力伝達系のなかの、前記駆動源と前記噛合いクラッチとの間に、前記駆動源が回転しているときのみクラッチオンとなる回転式クラッチが介在していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の歩行型芝刈機。