JP3107808B2 - 作業機のクラッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、動力芝刈機等の作業機において、被動部材
を駆動軸に断続自在に接続しうるとともに、クラッチ遮
断状態では、被動部材を制動して停止させることができ
るクラッチ装置に関するものである。

従来技術 作業機におけるこの種のクラッチ装置に、第５図に図
示されるような米国特許第4,286,701号のクラッチ装置
がある。

第５図に図示の従来のクラッチ装置では、駆動軸01の
下端にベアリング02を介して被駆動部材03が相対的に回
転自在に取付けられ、この被駆動部材03にボルト04によ
ってロータリブレード05が一体に装着され、駆動軸01に
駆動部材06がキーによって一体に結合され、駆動部材06
の外周に円錐状フランジ07が形成され、被駆動部材03の
上面から駆動部材06の下面に亘り第１摩擦部材08および
第２摩擦部材015が順次重ねられて介装され、第１摩擦
部材08の円錐状傾斜上面09とその外方の鍔上面010とに
摩擦材011,012が貼着され、第１摩擦部材08の３個の孔0
13にボール014がそれぞれ遊嵌され、第２摩擦部材015の
上面に摩擦材016が貼着され、被駆動部材03の上面には
駆動軸01の回転方向に向い底が少しずつ浅くなったカム
凹部017が形成され、第１摩擦部材08の鍔上面010の上方
にアクチェータリング018が配設されている。また被駆
動部材03と第１摩擦部材08とに戻しスプリング019が介
装されるとともに、作業機本体020とアクチェータリン
グ018とに戻しスプリング021が介装されている。

そして戻しスプリング021のバネ力によって第１摩擦
部材08が下方へ押し下げられた場合では、第２摩擦部材
015が駆動部材06より離れてクラッチ遮断状態となると
ともに、被駆動部材03およびロータリブレード05は第１
摩擦部材08を介してアクチェータリング018に制止され
ており、アクチェータリング018がケーブル022によって
上方へ引上げられた場合には、第１摩擦部材08の円錐状
傾斜上面09の摩擦材011が駆動部材06の円錐状フランジ0
7に接触して、第１摩擦部材08が回転駆動され、この第
１摩擦部材08の回転に伴ってボール014が被駆動部材03
のカム凹部017の浅い部分に進入して、第２摩擦部材015
が上方へ押上げられ、その上面の摩擦材016が駆動部材0
6の下面に圧接されてクラッチ接続状態となるようにな
っている。

解決しようとする課題 前記した従来のクラッチ装置においては、カム凹部01
7とボール014との楔作用によって大きな伝達トルクが発
生するものの、アクチェータリング018を傾けずに上方
へ引上げないと、クラッチ遮断状態とならない場合があ
り、また構造が複雑であり、コストが高い欠点があっ
た。

課題を解決するための手続および効果 本発明は、このような難点を克服した作業機のクラッ
チ装置の改良に係り、請求項１記載の発明は、「駆動軸
の端部に相対的に回転自在に被駆動部材が取付けられ、
該駆動軸の動力を前記被駆動部材に断続自在に接続する
クラッチが設けられた作業機のクラッチ装置において、
前記駆動軸と一体の円錐面状クラッチドライブ部材と、
該円錐面状クラッチドライブ部材よりも前記駆動軸端部
寄りに位置し、前記被駆動部材に係合されたまま前記駆
動軸の軸方向へ移動して前記円錐面状クラッチドライブ
部材に接離自在に接触しうるとともに、該円錐面状クラ
ッチドライブ部材との円錐面状接触部より外方の外周鍔
状部を有する円錐面状クラッチドリブン部材と、前記被
駆動部材と円錐面状クラッチドリブン部材とに介装され
て、該円錐面状クラッチドリブン部材を前記円錐面状ク
ラッチドライブ部材に圧接させるように付勢するクラッ
チスプリングと、前記駆動軸に対し直角方向へ指向した
揺動軸を中心として揺動自在に枢支され、下方揺動状態
で前記円錐面状クラッチドリブン部材の外周鍔状部に接
触して該円錐面状クラッチドリブン部材の制動の役を果
すクラッチアームと、該クラッチアームを前記円錐面状
クラッチドリブン部材の外周鍔状部に押圧し、前記クラ
ッチスプリングのバネ力に打勝って、前記円錐面状クラ
ッチドリブン部材を前記円錐面状クラッチドライブ部材
より離すように付勢するブレーキスプリングと、該ブレ
ーキスプリングのスプリング力に打勝って、前記クラッ
チアームを前記円錐面状クラッチドリブン部材の外周鍔
状部より引離し、前記クラッチスプリングのバネ力によ
り前記円錐面状クラッチドリブン部材を前記円錐面状ク
ラッチドライブ部材に圧接させることを可能ならしめる
クラッチ操作部材とを備え、前記円錐面状クラッチドラ
イブ部材と前記円錐面状クラッチドリブン部材との間、
および前記円錐面状クラッチドリブン部材の周鍔状部と
前記クラッチアームとの間のいずれか一方または両方に
摩擦部材が介装されたことを特徴とするものである。

本請求項１記載の発明は、前記したように構成されて
いるので、前記クラッチ操作部材に何等の操作力を加え
ない状態では、前記ブレーキスプリングのバネ力により
前記クラッチスプリングのバネ力に打勝って、前記円錐
面状クラッチドリブン部材が前記円錐面状にクラッチド
ライブ部材より離され、クラッチ遮断状態に設定され、
それと同時に、前記ブレーキスプリングのバネ力により
前記クラッチアームが前記円錐面状クラッチドリブン部
材の外周鍔部に圧接されて、該円錐面状クラッチドリブ
ン部材が制動停止される。

また、請求項１記載の発明においては、前記ブレーキ
スプリングのバネ力に打勝って、前記クラッチ操作部材
に操作力を加え、該クラッチ操作部材を操作すると、前
記円錐面状クラッチドリブン部材の外周鍔状部より前記
クラッチアームが引離されて、制動状態が解除されると
ともに、前記クラッチスプリングのバネ力により前記円
錐面状クラッチドリブン部材が前記円錐面状クラッチド
ライブ部材に圧接されてクラッチ接続状態に設定され、
前記駆動軸より前記被駆動部材に動力が伝達される。

このように、請求項１記載の発明では、従来のものの
ようなボールとカム凹部よりなるクラッチ断続機構を必
要としないため、クラッチの断続が、従来のものよりも
円滑にかつ確実に遂行されるとともに、構造が単純化さ
れて、小型軽量化とコストダウンと耐久性向上が可能と
なる。

また、請求項１記載の発明においては、クラッチ遮断
状態では、前記円錐面状クラッチドリブン部材の外周鍔
状部に前記クラッチアームが圧接されて該円錐状クラッ
チドリブン部材に制動力が加えられるため、該円錐面状
クラッチドリブン部材、ひいては被駆動部材が強制的に
かつ確実に制止される。

さらに、請求項１記載の発明では、前記クラッチドラ
イブ部材とクラッチドリブン部材との接触面が共に円錐
面状に形成されているので、駆動軸に沿うクラッチスプ
リングのバネ力に比べて、前記両接触面に対し直角方向
に働く押圧力が大きく、その結果、クラッチ伝達トルク
が著しく大きい。

さらにまた、請求項１記載の発明においては、前記ク
ラッチドリブン部材の中心部は円錐面状に形成されると
ともに、該クラッチドリブン部材の外周部は鍔状に形成
されているため、前記円錐面状クラッチドライブ部材か
ら前記円錐面状クラッチドリブン部材を引離すに必要な
クラッチアームの操作移動量が少量で足り、クラッチの
接触・遮断が直ちに遂行され、しかも、クラッチ遮断状
態で、前記クラッチドリブン部材に制動力を加えるため
の機構が、何等の別部材を必要とせずに、前記クラッチ
アーム自体とクラッチドリブン部材の外周鍔部で構成さ
れるため、制動構造が簡略化されるとともに、クラッチ
全体のクランクシャフト軸方向に沿う上下寸法が著しく
短縮化されて、エンジンの設置個所が下方に位置し、作
業機全体の重心が低くなって、作業機の安定性が大幅に
向上する。

しかも、前記円錐面状クラッチドライブ部材と前記円
錐面状クラッチドリブン部材との間、および前記円錐面
状クラッチドリブン部材の周鍔状部と前記クラッチアー
ムとの間のいずれか一方または両方に摩擦部材が介装さ
れたため、クラッチの伝達トルクと制動トルクは著しく
増大する。

また、請求項２記載のように発明を構成することによ
り、走行駆動系をクラッチ装置に隣接して配設して、こ
れらをコンパクトにまとめることができる。

実施例 以下、第１図ないし第４図に図された本発明の一実施
例について説明する。

作業機の１種たる動力芝刈機１は、カッタハウジング
２の前後の４隅に前車輪３、後車輪４を備え、カッタハ
ウジング２上にエンジン５を搭載し、カッタハウジング
２より後上方にハンドル６が一体に取付けられ、カッタ
ハウジング２の後方には刈芝を収納するグラスバッグ７
が設けられている。

またエンジン５は駆動軸たるクランクシャフト８が上
下方向に指向したバーチカルエンジンで、そのクランク
シャフト８の下部に、後車輪４駆動用のドライブＶプー
リー９がキー10によって一体に嵌着され、このドライブ
Ｖプーリー９の外周下部には下方に進むにつれて外方へ
広がった円錐面状クラッチドライブ部材11が一体に形成
され、この円錐面状クラッチドライブ部材11の下面に断
熱性の高い摩擦材12が一体に貼着されている。

さらにドライブＶプーリー９と一体の筒状部13にベア
リング14を介してブレードホルダー15が嵌装され、この
ブレードホルダー15にボルト16により被駆動部材たるロ
ータリブレード17が一体に取付けられている。なお、ベ
アリング14のインナー14aの下端面に円板状の受け片18
が当てがわれ、受け片18を貫通してクランクシャフト８
の下端に螺着されたボルト19によって、ブレードホルダ
ー15およびロータリブレード17は下方へ落下しないよう
に支持されている。

さらにまたブレードホルダー15の上端にスプライン嵌
合されたドリブンスリーブ20の上端には、円錐面状クラ
ッチドライブ部材11の下面の摩擦材12に接離自在に接触
しうる形状の円錐面状クラッチドリブン部材21が一体に
形成され、この円錐面状クラッチドリブン部材21の外周
部に鍔状のドリブンディスク22が一体に形成され、ドリ
ブンディスク22とブレードホルダー15とに皿状のクラッ
チスプリング23が介装されており、クラッチスプリング
23のバネ力によって円錐面状クラッチドリブン部材21が
上方に押上げられて円錐面状クラッチドライブ部材11の
摩擦材12に圧接されるようになっている。

しかも動力芝刈機１の本体下部に左右１対のブラケッ
ト24が下方へ突設され、このブラケット24にクラッチア
ーム25の２又基部26がボルト27を中心として上下へ揺動
自在に枢着され、ボルト27の先端にナット28が螺着され
ている。

またクラッチアーム25には、円錐面状クラッチドライ
ブ部材11よりも大径の開口29が略同心状に設けられ、開
口29より左右両側方のクラッチアーム25の下面に摩擦材
30が一体に貼着されており、ボルト27を中心としてクラ
ッチアーム25が下方へ揺動すると、摩擦材30がドリブン
ディスク22の上面に接触しうるようになっている。

さらに摩擦材30よりクラッチアーム25の先端寄りに位
置して開口29より上方にベルト当片31が略直角に切起さ
れ、クラッチアーム25の先端の切欠き32にクラッチケー
ブル33の下端が係止され、クラッチアーム25の先端と動
力芝刈機１の本体下面とにブレーキスプリング34が介装
されており、クラッチケーブル33に上向きの操作力が働
かない状態では、ブレーキスプリング34のバネ力でもっ
て、クラッチアーム25はボルト27を中心として下方へ揺
動され、ブレーキスプリング34のバネ力を上回る上向き
の操作力をクラッチケーブル33に加えると、クラッチア
ーム25はボルト27を中心として上方へ揺動しうるように
なっている。

さらにまた動力芝刈機１の本体後部に左右方向に指向
した後車輪駆動軸35が枢支され、この後車輪駆動軸35に
ギャケース36が前後へ揺動自在に設けられ、ギャケース
36内にてワンウェイクラッチ37を介して後車輪駆動軸35
にウォームギャ38が設けられるとともに、このウォーム
ギャ38に噛合う上下方向に指向したウォーム39がギャケ
ース36に枢支され、このウォーム39と一体にドリブンＶ
プーリー40が設けられ、ドライブＶプーリー９とドリブ
ンＶプーリー40とにＶベルト41が架渡されており、ギャ
ケース36の前方下部に結着された走行制御ケーブル42の
操作力を緩めると、ギャケース36の上部は前方へ揺動し
て、ドリブンＶプーリー40が２点鎖線で示されるように
前方へ移動し、Ｖベルト41が緩められてドライブＶプー
リー９よりドリブンＶプーリー40への動力伝達が遮断さ
れるようになっている。

なおギャケース36にもベルト当片31と同様なベルト当
方43が設けられている。

第１図ないし第４図に図示の実施例は前記したように
構成されているので、クラッチケーブル33および走行制
御ケーブル42を緩めた状態では、クラッチスプリング23
のバネ力を上回るブレーキスプリング34のバネ力によっ
てクラッチアーム25は下方へ揺動されて、円錐面状クラ
ッチドリブン部材21およびドリブンディスク22は下降
し、円錐面状クラッチドライブ部材11の摩擦材12より円
錐面状クラッチドリブン部材21が離れてクランクシャフ
ト８よりブレードホルダー15およびロータリブレード17
への動力伝達が遮断され、それと同時にドリブンＶプー
リー40が前方へ移動してＶベルト41の緊張が解かれ、ク
ランクシャフト８より後車輪駆動軸35への動力伝達が遮
断され、ロータリブレード17および後車輪駆動軸35は停
止する。

クラッチケーブル33および走行制御ケーブル42が弛緩
してロータリブレード17および後車輪駆動軸35が停止し
た状態において、走行制御ケーブル42に操作力を加える
と、ギャケース36の上部は後方へ揺動して、ドリブンＶ
プーリー40が後方へ移動し、Ｖベルト41が緊張されて、
ドリブンＶプーリー９、Ｖベルト41間およびドリブンＶ
プーリー40、Ｖベルト41間の摩擦力が増大し、クランク
シャフト８より後車輪駆動軸35へ、エンジン５の動力が
伝達され、動力芝刈機１は走行可能な状態となる。

次にクラッチケーブル33に上向きの操作力を加える
と、ブレーキスプリング34のバネ力に打勝ってクラッチ
アーム25はボルト27を中心に上方へ揺動し、ドリブンデ
ィスク22の上面に接触していたクラッチアーム25の下面
の摩擦材30がドリブンディスク22より離れてロータリブ
レード17の制動力が解除されるとともに、クラッチスプ
リング23のバネ力によって円錐面状クラッチドリブン部
材21が上昇して円錐面状クラッチドライブ部材11の下面
の摩擦材12に圧接され、クランクシャフト８よりロータ
リブレード17へエンジン５の動力が伝達され、ロータリ
ブレード17は回転駆動される。

そしてクランクシャフト８にロータリブレード17が直
結されて回転駆動されている状態で、クラッチケーブル
33への上向きの操作力を弱めて、クラッチアーム25がブ
レーキスプリング34のバネ力により下方へ揺動した場合
に、円錐面状クラッチドリブン部材21が円錐面状クラッ
チドライブ部材11の摩擦材12より離れてエンジン５の動
力伝達が遮断されるとともに、クラッチアーム25の下面
の摩擦材30がドリブンディスク22の上面に圧接して制動
力が発生するので、ロータリブレード17は直ちに停止す
ることができる。

また円錐面状クラッチドライブ部材11および円錐面状
クラッチドリブン部材21はクランクシャフト８の中心か
ら離れた場所に位置しかつ円錐面状クラッチドライブ部
材11および円錐面状クラッチドリブン部材21は傾斜した
円錐面に形成されて両者間の押圧力はクラッチスプリン
グ23のバネ力よりも大きく、両者間に大きな摩擦力が働
くため、ロータリブレード17に大きなトルクが伝達さ
れ、ロータリブレード17は芝の抵抗に打勝って確実に回
転することができる。

さらに円錐面状クラッチドライブ部材11の下面に断熱
性に富んだ摩擦材12が貼着されているため、円錐面状ク
ラッチドライブ部材11、円錐面状クラッチドリブン部材
21間に発生する摩擦熱は、ドライブＶプーリー９に対し
て伝達されにくい状態となり、ドリブンディスク22より
大気中に放散され、その結果、ドライブＶプーリー９が
高温に加熱されにくくなって、Ｖベルト41の老化が阻止
され、Ｖベルト41の耐久性が向上する。

さらにまたボールとカム凹部がないため、クラッチが
ロックすることがなく、クラッチの断続が円滑に遂行さ
れる。

しかもボールとカム凹部がないため、構造が単純化さ
れて、小型、軽量化とコストダウンが可能となる。

またドライブＶプーリー９とドリブンＶプーリー40と
にそれぞれベルト当片31、ベルト当片43が設けられ、Ｖ
ベルト41の緊張が解除された時に、ベルト当片31、ベル
ト当片43でＶベルト41を両側から押え、ドライブＶプー
リー９、ドリブンＶプーリー40に対するＶベルト41の巻
付け解除状態を維持するようになっているので、後車輪
駆動軸35に対するクラッチ遮断を確実に遂行することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る作業機のクラッチ装置の一実施例
を図示した一部欠截全体側面図、第２図はその要部平面
図、第３図および第４図は第２図のIII−III線およびIV
−IV線に沿って裁断したその要部断面図で、第３図はク
ラッチ遮断状態、第４図はクラッチ接続状態をそれぞれ
示し、第５図は従来の作業機のクラッチ装置の縦断側面
図である。 １……動力芝刈機、２……カッタハウジング、３……前
車輪、４……後車輪、５……エンジン、６……ハンド
ル、７……グラスバッグ、８……クランクシャフト、９
……ドライブＶプーリー、10……キー、11……円錐面状
クラッチドライブ部材、12……摩擦材、13……筒状部、
14……ベアリング、15……ブレードホルダー、16……ボ
ルト、17……ロータリブレード、18……受け片、19……
ボルト、20……ドリブンディスク、21……円錐面状クラ
ッチドリブン部材、22……ドリブンディスク、23……ク
ラッチスプリング、24……ブラケット、25……クラッチ
アーム、26……２又基部、27……ボルト、28……ナッ
ト、29……開口、30……摩擦材、31……ベルト当片、32
……切欠き、33……クラッチケーブル、34……ブレーキ
スプリング、35……後車輪駆動軸、36……ギャケース、
37……ワンウェイクラッチ、38……ウォームギャ、39…
…ウォーム、40……ドリブンＶプーリー、41……Ｖベル
ト、42……走行制御ケーブル、43……ベルト当片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−46022（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 13/00 - 23/14 A01D 34/76

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸の端部に相対的に回転自在に被駆動
   部材が取付けられ、該駆動軸の動力を前記被駆動部材に
   断続自在に接続するクラッチが設けられた作業機のクラ
   ッチ装置において、 前記駆動軸と一体の円錐面状クラッチドライブ部材と、 該円錐面状クラッチドライブ部材よりも前記駆動軸端部
   寄りに位置し、前記被駆動部材に係合されたまま前記駆
   動軸の軸方向へ移動して前記円錐面状クラッチドライブ
   部材に接離自在に接触しうるとともに、該円錐面状クラ
   ッチドライブ部材との円錐面状接触部より外方の外周鍔
   状部を有する円錐面状クラッチドリブン部材と、 前記被駆動部材と円錐面状クラッチドリブン部材とに介
   装されて、該円錐面状クラッチドリブン部材を前記円錐
   面状クラッチドライブ部材に圧接させるように付勢する
   クラッチスプリングと、 前記駆動軸に対し直角方向へ指向した揺動軸を中心とし
   て揺動自在に枢支され、下方揺動状態で前記円錐面状ク
   ラッチドリブン部材の外周鍔状部に接触して該円錐面状
   クラッチドリブン部材の制動の役を果すクラッチアーム
   と、 該クラッチアームを前記円錐面状クラッチドリブン部材
   の外周鍔状部に押圧し、前記クラッチスプリングのバネ
   力に打勝って、前記円錐面状クラッチドリブン部材を前
   記円錐面状クラッチドライブ部材より離すように付勢す
   るブレーキスプリングと、 該ブレーキスプリングのスプリング力に打勝って、前記
   クラッチアームを前記円錐面状クラッチドリブン部材の
   外周鍔状部より引離し、前記クラッチスプリングのバネ
   力により前記円錐面状クラッチドリブン部材を前記円錐
   面状クラッチドライブ部材に圧接させることを可能なら
   しめるクラッチ操作部材とを備え、 前記円錐面状クラッチドライブ部材と前記円錐面状クラ
   ッチドリブン部材との間、および前記円錐面状クラッチ
   ドリブン部材の周鍔状部と前記クラッチアームとの間の
   いずれか一方または両方に摩擦部材が介装されたことを
   特徴とする作業機のクラッチ装置。
2. 【請求項２】前記円錐面状クラッチドライブ部材を挟み
   前記円錐面状クラッチドリブン部材と反対側に位置して
   走行用駆動部材が設けられたことを特徴とする請求項１
   記載の作業機のクラッチ装置。