JP3954694B2

JP3954694B2 - クラッチ装置における出力軸の連れ回り防止装置

Info

Publication number: JP3954694B2
Application number: JP19218797A
Authority: JP
Inventors: 正志竹内; 佳治角谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: JPH1137174A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸および出力軸間に、その間を接続・遮断し得る断接機構を介装し、その断接機構に関連して設けたクラッチ操作部材に対する入力操作により、該断接機構を接続状態と遮断状態とに選択的に切換操作できるようにしたクラッチ装置における出力軸の連れ回り防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記クラッチ装置は、一般の機械装置において、入力軸と出力軸間の動力伝達を任意選択的に接続・遮断するために広く使用されている。例えばバーチカルエンジン搭載の手押し式の小型耕耘機においては、そのエンジンのクランク軸と、耕耘用ロータリ作業爪に連なる回転軸との間に、その間の駆動力伝達を任意に行うべく上記クラッチ装置が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来のクラッチ装置では、断接機構が遮断状態に保持される間も、装置内部において入力側要素の回転に伴い潤滑油が攪拌され、その攪拌抵抗に因り出力側要素にも、これを連れ回そうとする回転力が働くようになり、このため、特に負荷が小さい場合には出力側要素（従って出力軸）が連れ回りを起こすことがある。例えば、入力軸に太陽ギヤを、また出力軸にキャリアをそれぞれ連結した遊星歯車機構と、その遊星歯車機構の遊星ギヤに噛合する内歯ギヤを固定状態と解放状態とに切換可能な切換機構とにより断接機構を構成したタイプのクラッチ装置では、断接機構を遮断状態とすべく内歯ギヤを解放状態にしたときにも遊星ギヤが回転してクラッチ装置内部の貯溜潤滑油が少なからず攪拌され、その攪拌抵抗によりキャリア（従って出力軸）が連れ回りを起こすことがある。
【０００４】
このようなクラッチ装置における出力軸の連れ回りは、クラッチ装置の遮断状態を得ようとするクラッチ操作者の意図に反してクラッチ装置の入力側から出力側へ若干のトルク伝達がなされて出力側の作業部材が無用に回転してしまうことを意味しており、好ましいことではない。例えば、前述の小型耕耘機（特にロータリ作業爪とは別軸の前輪を併設したタイプのもの）においては、その前輪を中心に耕耘機の後半部（ロータリ部）を若干持ち上げるようにして枕地等で旋回作業を行う場合などには、地面より浮き上がって無負荷状態となったロータリ作業爪が前記連れ回りにより無用に回転してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、従来装置の上記問題を簡単な構成で解決することができる、クラッチ装置における出力軸の連れ回り防止装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【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の発明は、入力軸および出力軸間に、その間を接続・遮断し得る断接機構を介装し、その断接機構に関連して設けたクラッチ操作部材に対する入力操作により、該断接機構を接続状態と遮断状態とに選択的に切換操作できるようにしたクラッチ装置において、前記出力軸とクラッチ操作部材との間に、前記断接機構が接続状態にある時に出力軸の回転を許容するが同機構が遮断状態にある時には出力軸の回転を阻止する回転規制手段を設けるとともに、前記回転規制手段を、クラッチ操作部材に連結支持され、クラッチ操作部材が断接機構を遮断する操作位置にある時に出力軸又はそれと一体的に回転する部材に係合してその回転を規制するストッパ部材により構成し、該ストッパ部材は、アーム状の金属板製で、その基端部がクラッチ操作部材に固定されるとともに、クラッチ操作部材に設けられたカム軸部が、クラッチシューの先端部間に戻しばねにより挟持され、該カム軸部の一対の外周扁平面が、各クラッチシューの扁平な先端面に対し傾斜していることを特徴としており、この特徴によれば、断接機構が遮断状態に保持される間、クラッチ装置内部において入力側要素の回転に伴い潤滑油攪拌が生じても出力側要素（延いては出力軸）の連れ回りが回転規制手段により確実に阻止されるため、出力軸に連なる作業部材の無用な動きが回避される。しかもその回転規制手段は、断接機構が接続状態に切換えられた場合には出力軸の回転を許容するため、クラッチの本来的な接続作動に何等支障を及ぼすものではない。
【０００７】
また、前記回転規制手段を、クラッチ操作部材に連結支持され、クラッチ操作部材が断接機構を遮断する操作位置にある時に出力軸又はそれと一体的に回転する部材に係合してその回転を規制するストッパ部材により構成し、該ストッパ部材をアーム状の金属板製として、その基端部がクラッチ操作部材に固定されるようにしたので、極めて簡単な構成で前記連れ回り防止効果が達成されるとともに、クラッチ操作部材のカム軸部が、クラッチシューの先端部間に戻しばねにより挟持され、カム軸部の一対の外周扁平面が各クラッチシューの扁平な先端面に対し傾斜しているので、カム軸部は、ストッパ部材を出力軸又はそれと一体的に回転する部材に圧接させる方向の回転力を、戻しばねよりクラッチシューを介して受けており、これにより、そのストッパ部材の先端面がリング板の外周面に圧接して該板の回転を阻止することができる。
【０００８】
また請求項２の発明は、請求項１の発明の上記特徴に加えて、入力軸に太陽ギヤを、また出力軸にキャリアをそれぞれ連結した遊星歯車機構と、その遊星歯車機構の遊星ギヤに噛合する内歯ギヤを前記クラッチ操作部材に対する入力操作により固定状態と解放状態とに切換可能な切換機構とより前記断接機構が構成されることを特徴としている。この特徴によれば、断接機構を遮断すべく内歯ギヤを解放状態に保持する間に、入力軸に連動する遊星ギヤの回転によりクラッチ装置内部の貯溜潤滑油が少なからず攪拌されても、出力軸側のキャリアの連れ回りが確実に阻止される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。この実施例は、バーチカルエンジン搭載の手押し式の小型耕耘機Ｍにおけるロータリ作業爪の回転駆動系に本発明クラッチ装置Ｃを適用した一例を示している。
【００１０】
添付図面は、本発明クラッチ装置の一実施例を示すものであって、特に図１は、そのクラッチ遮断状態を示す平断面図（図２の１−１線断面図）、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３矢視部拡大図、図４は、クラッチ接続状態を示す、図３に対応した図である。
【００１１】
図１〜図３においてクラッチ装置Ｃは、エンジンＥの鉛直なクランク軸１と、耕耘用のロータリ作業爪（図示せず）に連動連結され且つクランク軸１と同一軸線上に配置された回転軸２との間に、その間の駆動力伝達を任意に行うべく介装される。
【００１２】
このクラッチ装置Ｃは、エンジンＥの下部に着脱可能に結合されたクラッチケース３と、そのクラッチケース３内部に設けられてクランク軸１（入力軸）及び回転軸２（出力軸）間を接続・遮断し得る断接機構Ａと、その断接機構Ａを接続状態と遮断状態とに選択的に切換操作するためのクラッチ操作部材４とを備えている。
【００１３】
前記クラッチケース３は、上，下部ケース半体３_U ，３_Lの開口端縁相互を着脱可能に且つ油密に結合して上下二つ割りに構成される。その下部ケース半体３_Lには、上下方向に延びる前記回転軸２が回転自在に嵌挿支持されており、その回転軸２の上端部は、上部ケース半体３_Uを通して下方に延びるクランク軸１の下端部に間隔をおいて対向している。
【００１４】
前記断接機構Ａは、クランク軸１の下端部外周に一体に形成した太陽ギヤ５、回転軸２の上端部に同心上に且つ一体的に回転し得るように連結したキャリアとしてのドライブプレート６、このドライブプレート６上にその周方向に等間隔をおいて回転自在に支持されて太陽ギヤ５と噛合する複数個の遊星ギヤ７、並びにそれら遊星ギヤ７に噛合する内歯ギヤ８ｔからなる遊星歯車機構Ｇｐと、その内歯ギヤ８ｔを前記クラッチ操作部材４に対する入力操作により固定状態と解放状態とに切換可能な切換機構Ｂとより構成される。前記内歯ギヤ８ｔは、横断面Ｌ字状のリング状クラッチ体８の内周部に一体に形成されており、このクラッチ体８は、上，下部ケース半体３_U ，３_L間に回転自在に支持される。
【００１５】
前記切換機構Ｂとしては、従来周知の内部拡張式ドラムブレーキ機構と基本的に同じ構造のブレーキ機構が用いられる。即ちその切換機構Ｂは、前記クラッチ体８の外周部に一体に形成した円筒部８ｄと、上部ケース半体３_Uに基端部が支持軸１５を介して開閉揺動可能に支持され該円筒部８の内周面に沿って弓形に延びる一対のクラッチシュー９₁ ，９₂と、その両クラッチシュー９₁ ，９₂を閉じ側、即ち縮径させる側に常時付勢する戻しばね１０とを備えており、各クラッチシュー９₁ ，９₂には、それらシュー９₁ ，９₂の開閉揺動により前記円筒部８ｄの内周面に接離し得る摩擦材９ａ₁ ，９ａ₂が固着される。
【００１６】
各クラッチシュー９₁ ，９₂の先部近くにおいて上部ケース半体３_Uには、軸状のクラッチ操作部材４が回転自在に貫通支持される。このクラッチ操作部材４の内端部には横断面略方形のカム軸部４ｃが一体的に結合され、このカム軸部４ｃは、両クラッチシュー９₁ ，９₂の相対向する先端部間に、前記戻しばね１０のばね力を以て弾力的に挟持される。またそのクラッチ操作部材４の外端部には、耕耘機Ｍの適所に設けた手動式の操作系１２が連動連結されている。
【００１７】
そしてこの操作系１２が入力操作されない状態では、戻しばね１０のばね力によりクラッチ操作部材４が図３に示すような第１の操作位置にあり、縮径側にばね付勢された両クラッチシュー９₁ ，９₂がクラッチ体８の円筒部８ｄより離間してクラッチ体８（内歯８ｔ）の自由な回転を許容している。従って、エンジンＥの運転状態ではクランク軸１より太陽ギヤ５を介して遊星ギヤ７やクラッチ体８に回転力が伝えられるが、該クラッチ体８の空転により、ドライブプレート６側（従って回転軸２側）には回転力が伝わらず、断接機構Ａは遮断状態に置かれる。
【００１８】
また耕耘機Ｍの操作者が前記戻しばね１０のばね力に抗して操作系１２を操作してクラッチ操作部材４を第２の操作位置（図４）まで回転駆動させると、該部材４に追従回転するカム軸部４ｃの角変位に応じて両クラッチシュー９₁ ，９₂を開き側、即ち拡径側に変位させて、各シュー９₁ ，９₂の摩擦材９ａ₁ ，９ａ₂をクラッチ体８の円筒部８ｄ内周に密接させる。これによりクラッチ体８（内歯８ｔ）がクラッチケース３に対し固定されるため、クランク軸１に連動回転する各遊星ギヤ７は固定状態の内歯８ｔ上を転がり、その回転力がドライブプレート６側（従って回転軸２側）に伝えられるから、断接機構Ａが接続状態となり、この状態ではクランク軸１の回転が減速されつつ回転軸２に伝達される。
【００１９】
このように操作系１２に対する手動の入力操作によりクラッチ操作部材４を第１・第２の操作位置に切換え操作してクラッチ体８の回転を許容・規制することで断接機構Ａの遮断・接続状態を任意選択的に切換えることができる。
【００２０】
出力軸としての回転軸２と、クラッチ操作部材４との間には、断接機構Ａが遮断状態にある時にだけ回転軸２の回転を阻止する回転規制手段Ｓが設けられる。この回転規制手段として図示例では、クラッチ操作部材４が断接機構Ａを遮断する第１の操作位置にある時にだけ、回転軸２と一体的に回転する部材１４に係合してその回転を規制するアーム状の金属板製ストッパ部材Ｓが使用される。このストッパ部材Ｓは、その基端部がクラッチ操作部材４のカム軸４ｃの先端部に嵌合固定されていて、クラッチ操作部材４が断接機構Ａを接続する第２の操作位置にある時には前記部材１４との係合を解除されてその回転を許容する。
【００２１】
前記回転軸２と一体的に回転する部材として、図示例ではドライブプレート６上の各遊星ギヤ７の回転支軸１３に係合固定した円環状のリング板１４が用いられる。そのリング板１４の外周面には前記ストッパ部材Ｓの先端面ｒが接離可能に係合され、その先端面ｒは、リング板１４の外周面と略同一の曲率の凹状円弧面に形成される。
【００２２】
そしてクラッチ操作部材４が前述のように断接機構Ａを遮断する第１の操作位置（図３の位置）にある状態では、該部材４のカム軸部４ｃは、前述のように両クラッチシュー９₁ ，９₂の先端部間に弾力的に挟持されていて、その一対の外周扁平面が各クラッチシュー９₁ ，９₂の扁平な先端面に対し僅かに傾斜している。そのため、カム軸部４ｃは、ストッパ部材Ｓをリング板１４外周に圧接させる方向の回転力を、戻しばね１０よりクラッチシュー９₁ ，９₂を介して受けており、これにより、そのストッパ部材Ｓの先端面ｒがリング板１４の外周面に圧接して該板１４の回転を阻止する。
【００２３】
次に前記実施例の作用を説明する。エンジンＥの運転状態において、クラッチ装置Ｃの操作系１４が入力操作されずクラッチ操作部材４が第１の操作位置（図３）にある場合には、前述のように断接機構Ａは遮断状態に置かれる。この遮断状態の間、クラッチケース３内部では入力側要素（即ち遊星ギヤ７やクラッチ体８）の回転に伴う潤滑油の攪拌に因り、出力側要素たるドライブプレート６が少なからず回転力を受ける。
【００２４】
しかしながら斯かる遮断状態で、クラッチ操作部材４と実質的に一体のストッパ部材Ｓの先端面ｒがリング板１４の外周面に圧接（即ち摩擦結合）していて同板１４、従ってドライブプレート６や回転軸２の回転を規制している。このため、クラッチケース３内部の前記潤滑油攪拌によってドライブプレート６（延いては回転軸２）が連れ回るのを上記ストッパ部材Ｓによって阻止できるため、エンジンＥの出力は、図示しないロータリ作業爪に全く伝達されない。特に耕耘機Ｍがロータリ作業爪とは別軸の前輪を併設したタイプのものにおいては、その前輪を中心に耕耘機の後半部（ロータリ部）を若干持ち上げるようにして枕地等で旋回作業を行うような場合でも、地面より浮き上がった（従って無負荷状態となった）ロータリ作業爪が前記連れ回りにより回転することが回避される。
【００２５】
またこのような遮断状態よりクラッチ装置Ｃの操作系１４を入力操作してクラッチ操作部材４を第２の操作位置（図４）に回転操作すれば、前述のように断接機構Ａは接続状態となり、この間、エンジンＥの出力は、遊星歯車機構Ｇｐにおいて減速されながら回転軸２側（従ってロータリ作業爪）へ伝達される。このような接続状態において、クラッチ操作部材４と実質的に一体のストッパ部材Ｓはリング板１４の外周より離れるため、ドライブプレート６、延いては回転軸２の回転が許容され、従ってストッパ部材Ｓを特設してもクラッチ装置Ｃの本来的な接続作動に何等支障を及ぼすことはない。
【００２６】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。例えば、前記実施例では、クラッチ操作部材４が断接機構Ａを遮断する操作位置にある時に回転規制手段としてのストッパ部材Ｓを、出力軸（回転軸２）と一体的に回転する部材（リング板１４）に係合してその回転を規制するようにしたが、本発明ではストッパ部材Ｓを出力軸（回転軸２）自体に直接係合させてその回転を規制するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように各請求項の発明によれば、断接機構が遮断状態に保持される間、クラッチ装置内部において入力側要素の回転に伴い潤滑油攪拌が生じても出力側要素（延いては出力軸）の連れ回りを回転規制手段により確実に防止することができるので、クラッチ操作部材を遮断操作した時には常に確実なクラッチ遮断状態が得られ、出力軸に連なる作業部材の無用な動きを回避することができる。また上記回転規制手段は、断接機構が接続状態に切換えられた場合には出力軸の回転を許容するので、クラッチの本来的な接続作動に支障を及ぼす恐れはない。
【００２８】
また、クラッチ遮断操作時に出力軸又はそれと一体的に回転する部材に係合してその回転を規制するストッパ部材をクラッチ操作部材に連結支持し、該ストッパ部材をアーム状の金属板製として、その基端部がクラッチ操作部材に固定されるようにしただけの簡単な構成により、前記回転規制手段が得られるので、装置の構成簡素化が図られ、従ってコストの節減に寄与することができ、またメンテナンス作業性も良好である。さらに、クラッチ操作部材のカム軸部が、クラッチシューの先端部間に戻しばねにより挟持されており、カム軸部の一対の外周扁平面が各クラッチシューの扁平な先端面に対し傾斜しているので、カム軸部は、ストッパ部材を出力軸又はそれと一体的に回転する部材に圧接させる方向の回転力を、戻しばねよりクラッチシューを介して受けており、これにより、そのストッパ部材の先端面がリング板の外周面に圧接して該板の回転を阻止することができる。
【００２９】
また請求項２の発明によれば、入，出力軸間に介装した遊星歯車機構の遊星ギヤに噛合する内歯ギヤを、固定状態と解放状態とに切換えるようにしたクラッチ装置において、その断接機構を遮断すべく内歯ギヤを解放状態に保持する間に、入力軸に連動する遊星ギヤの回転によりクラッチ装置内部の貯溜潤滑油が少なからず攪拌されても、出力軸側のキャリアが連れ回りを起こすのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例（クラッチ遮断状態）を示す平断面図（図２の１−１線断面図）
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３矢視部拡大図
【図４】クラッチ接続状態を示す、図３に対応した図
【符号の説明】
１・・・・入力軸としてのクランク軸
２・・・・出力軸としての回転軸
４・・・・クラッチ操作部材
５・・・・太陽ギヤ
６・・・・キャリアとしてのドライブプレート
７・・・・遊星ギヤ
８ｔ・・・内歯ギヤ
１４・・・出力軸と一体に回転する部材としてのリング板
Ａ・・・・断接機構
Ｂ・・・・切換機構
Ｃ・・・・クラッチ装置
Ｓ・・・・回転規制手段としてのストッパ部材

Claims

入力軸（１）および出力軸（２）間に、その間を接続・遮断し得る断接機構（Ａ）を介装し、その断接機構（Ａ）に関連して設けたクラッチ操作部材（４）に対する入力操作により、該断接機構（Ａ）を接続状態と遮断状態とに選択的に切換操作できるようにしたクラッチ装置において、
前記出力軸（２）とクラッチ操作部材（４）との間に、前記断接機構（Ａ）が接続状態にある時に出力軸（２）の回転を許容するが同機構（Ａ）が遮断状態にある時には出力軸（２）の回転を阻止する回転規制手段を設けるとともに、前記回転規制手段を、クラッチ操作部材（４）に連結支持され、クラッチ操作部材（４）が断接機構（Ａ）を遮断する操作位置にある時に、出力軸（２）又はそれと一体的に回転する部材（１４）に係合してその回転を規制するストッパ部材（Ｓ）によって構成し、
該ストッパ部材（Ｓ）は、アーム状の金属板製で、その基端部がクラッチ操作部材（４）に固定されるとともに、クラッチ操作部材（４）に設けられたカム軸部（４ｃ）が、クラッチシュー（９ ₁ ，９ ₂ ）の先端部間に戻しばね（１０）により挟持され、該カム軸部（４ｃ）の一対の外周扁平面が、各クラッチシュー（９ ₁ ，９ ₂ ）の扁平な先端面に対し傾斜していることを特徴とする、クラッチ装置における出力軸の連れ回り防止装置。
入力軸（１）に太陽ギヤ（５）を、また出力軸（２）にキャリア（６）をそれぞれ連結した遊星歯車機構（Ｇｐ）と、その遊星歯車機構（Ｇｐ）の遊星ギヤ（７）に噛合する内歯ギヤ（８ｔ）を前記クラッチ操作部材（４）に対する入力操作により固定状態と解放状態とに切換可能な切換機構（Ｂ）とより前記断接機構（Ａ）が構成されることを特徴とする、請求項１に記載のクラッチ装置における出力軸の連れ回り防止装置。