JP4454762B2 - 除雪機の動力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーガ自体及び動力伝達経路に作用する過負荷を防止し、除雪作業の能率低下を抑え、更に除雪機の小型化・コンパクト化を図るのに好適な除雪機の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
除雪機の動力伝達装置としては、例えば、実公昭５１−３４１１１号公報「除雪機」に記載されたものが知られている。
上記公報の第１図には、エンジン１０の出力軸にプーリ２２を取付け、このプーリ２２と回転伝達軸５の後端に取付けたプーリ９とにベルトを掛け、回転伝達軸５の途中にブロワー７を取付け、回転伝達軸５の先端をオーガミッション部３に連結し、このオーガミッション部３のオーガ回転軸２にオーガ４を取付けた除雪機が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、オーガ４の回転中に、オーガ４が路面の圧雪や氷結した雪、あるいは路面から突出した石等を噛み込んで回転が妨げられると、オーガ４自体やオーガ回転軸２からエンジン１０の出力軸に至る動力伝達経路、更にはエンジン１０に過大な力が作用することがある。
【０００４】
この様な過大な力の発生を防止する技術として、動力伝達経路の途中に、「シャーピン」と呼ばれる、せん断力によって破断しやすくしたピンを介在させ、動力伝達経路に過大な力が作用する前に「シャーピン」をいち早く破断させることで、動力伝達経路を保護するものがある。
【０００５】
しかし、この技術では、「シャーピン」が破断した場合、除雪作業を中断して「シャーピン」を交換しなければならず、作業の能率が低下する。
また、近年、除雪作業の負担を軽減するために、除雪機の小型化・コンパクト化が増々求められている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、除雪機の動力伝達装置において、オーガ自体及びエンジン等の駆動源からオーガまでの間の動力伝達経路に過大な力が作用するのを防止するとともに、除雪作業の能率低下を防止するようにし、更に除雪機の小型化・コンパクト化を図ることにある。
【０００７】
【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、駆動源で駆動軸を廻し、この駆動軸で、ブロアを廻すとともにこのブロアの前方に配置したオーガをオーガミッションを介して廻す除雪機において、駆動軸からオーガまでの動力伝達経路に過負荷が作用するのを防止する過負荷防止機構を、前記オーガミッションと前記ブロアとの間に配置し、過負荷防止機構は、摩擦板同士を接触させ、一方の摩擦板を駆動軸に連結し、他方の摩擦板をオーガミッションの入力軸に連結し、伝達するトルクが所定値を越えたときに摩擦板間でスリップが発生する湿式摩擦軸継手であり、オーガミッションの入力軸に、オーガミッション内と摩擦軸継手内を連通する油路を形成したことを特徴とする。
【０００８】
オーガミッションとブロアとの間に過負荷防止機構を配置したことにより、オーガや動力伝達経路に過負荷が作用するのを防止する。
また、オーガミッションとブロアとの間の大きなスペースに過負荷防止機構を配置して、既存の大きなスペースの有効利用を図り、除雪機を小型でコンパクトに構成する。
【０００９】
過負荷防止機構を湿式摩擦軸継手とすることで、動力伝達経路に過負荷が作用することを確実に防止し、従来のようなシャーピンを用いるのに比べてシャーピンの交換というような煩雑な作業をなくし、作業性を高める。
【００１０】
摩擦軸継手で発生する熱による摩擦軸継手各部の膨張等により摩擦軸継手内から溢れたオイルを油路を介してオーガミッション内に逃し、外部へのオイル洩れを防止する。
また、オーガミッションでオイルタンクを兼ねるため、摩擦軸継手に特別にオイルタンクを設ける必要がない。
【００１１】
請求項２は、過負荷防止機構をオーガミッション近傍に配置したことを特徴とする。
例えば、過負荷防止のために駆動軸にブロアをシャーピンを介して取付ける場合に、過負荷防止機構をオーガミッション近傍に配置することで、シャーピンからオーガミッションまでの距離を大きくし、シャーピンの取付け、取外しを容易にする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図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。
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、除雪機１０は、機体フレーム１１にクローラ１２を回転自在に取付け、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（図の左側）へ延ばし、この駆動軸１６に過負荷防止機構としての摩擦軸継手１７を介してオーガミッション１８を接続するとともに駆動軸１６にブロア２１を取付け、オーガミッション１８のオーガ軸２２にオーガ２３を取付けることで、エンジン１５で駆動軸１６を廻し、駆動軸１６でブロア２１を廻すとともにこのブロア２１の前方に配置したオーガ２３をオーガミッション１８を介して廻し、オーガ２３で寄せた雪をブロア２１で掻き揚げ、シュータ２４を介して遠方へ投射する装置である。
【００１３】
図２は本発明に係る動力伝達装置の側面図（一部断面図）であり、駆動軸１６からオーガ２３（図１参照）までの動力伝達経路に過負荷が作用するのを防止する摩擦軸継手１７を、オーガミッション１８とブロア２１との間のスペース２６に、且つオーガミッション１８に近づけて配置したことを示す。
【００１４】
また、図では摩擦軸継手１７の入力側になるアウタカップ２８にフランジ３１を取付け、駆動軸１６に嵌めたブロア２１の中空状のブロア軸３２にフランジ３３を取付け、フランジ３１，３３同士をボルト状のシャーピン３４で締結したことを示す。なお、３５，３６は駆動軸１６に摩擦軸継手１７のアウタカップ２８を連結するためのボルト及びナットである。
【００１５】
図３は本発明に係る摩擦軸継手の斜視図（一部断面図）であり、摩擦軸継手１７は、前述のアウタカップ２８と、このアウタカップ２８の内周面にスプライン結合させたアウタプレート４１…（…は複数個を示す。以下同様。）と、これらのアウタプレート４１に一枚置きに配置するとともにカラー４２の外周面にスプライン結合した複数のインナプレート４３…と、これらのアウタプレート４１…及びインナプレート４３…を押圧プレート４４を介して弾性力で押圧するすることでアウタプレート４１…及びインナプレート４３…のそれぞれの間で摩擦力を発生させる皿ばね４５と、カラー４２の内周面とスプライン結合させたオーガミッション入力軸４６と、アウタカップ２８にオーガミッション入力軸４６を回転自在に支持するベアリング４７，４８と、これらのベアリング４７，４８間のスペース内のオイルを密封するとともに外部からの異物の侵入を防止するオイルシール５１，５２と、オイルシール５２に隣接させたディスク５３とからなる。
【００１６】
即ち、摩擦軸継手１７は、アウタプレート４１及びインナプレート４３を多板とした湿式摩擦軸継手である。
ここでは、１枚のアウタプレート４１、カラー４２及び１枚のインナプレート４３を、スプライン結合の状態が容易に理解できるように切断せずに示した。なお、５４，５４はベアリング４８及びディスク５３の抜け止めを図るリングである。
【００１７】
アウタカップ２８は、駆動軸１６に連結する中空のアウタカップ軸５６と、このアウタカップ軸５６に中継軸５７を介して取付けた筒部５８とからなる。
筒部５８は、前述のアウタプレート４１…の外周面にスプライン結合する部材である。
【００１８】
図４は本発明に係る摩擦軸継手及びオーガミッションの断面図であり、オーガミッション１８は、ミッションケース６１と、このミッションケース６１に取付けたベアリング６２，６３でそれぞれ回転自在に支持した前述のオーガミッション入力軸４６と、このオーガミッション入力軸４６に形成したウォーム４６ａに噛み合うウォームホイール６４と、このウォームホイール６４の中心部に取付けたオーガ軸２２とからなる。
【００１９】
ウォーム４６ａとウォームホイール６４とは、ウォームギヤ６６を構成する。
ミッションケース６１は、ケース本体６７に、このケース本体６７の開口部を覆うカバー６８をボルト７１で取付けた部材である。
ここで、７３はミッションケース６１内にオイルを供給する供給穴を塞ぐボルト、７４はオイルシールである。
【００２０】
オーガミッション入力軸４６は、オーガミッション１８内と摩擦軸継手１７内とを連通する油路７５を形成した部材である。
油路７５は、オーガミッション入力軸４６の外周面から横穴７６，７７を開け、オーガミッション入力軸４６の端部から縦穴７８を開けて、横穴７６，７７に縦穴７８を連通させ、縦穴７８の端部をボルト７９で塞ぎ、横穴７６の開口を摩擦軸継手１７内に臨ませ、横穴７７の開口をオーガミッション１８内に臨ませたものである。
【００２１】
図５は本発明に係る動力伝達装置の系統図であり、エンジン１５の動力を、ブロア及びオーガに伝達するための動力伝達経路を構成する動力伝達装置を示す。（符号は図２、図３も参照。）
エンジン１５の動力は、駆動軸１６で摩擦軸継手１７とシャーピン３４とに分れ、シャーピン３４側では、シャーピン３４→ブロア軸３２→ブロア２１と伝わる。
【００２２】
摩擦軸継手１７側では、動力は、アウタカップ２８→アウタプレート４１→インナプレート４３→カラー４２と伝わり、更に、カラー４２からオーガミッション入力軸４６を共有するオーガミッション１８に伝わり、オーガミッション１８側では、オーガミッション入力軸４６→ウォームギヤ６６→オーガ軸２２→オーガ２３と伝わる。
【００２３】
即ち、エンジン１５の動力は、駆動軸１６から摩擦軸継手１７を介してオーガミッション１８及びオーガ２３へ伝わる。
従って、摩擦軸継手１７によって駆動軸１６からオーガ２３に至る動力伝達経路の部材、即ち、駆動軸１６、摩擦軸継手１７、オーガミッション１８と、オーガ２３自体と、エンジン１５とに過負荷が作用するのを防止することができる。
【００２４】
以上に述べた動力伝達装置の作用を次に説明する。
図６は本発明に係る動力伝達装置の作用を説明する第１作用図であり、（ａ）は除雪機の状態、（ｂ）は動力伝達経路の状態を示す。
（ａ）において、例えば、除雪（８３は雪）中の除雪機１０のオーガ２３が、路面８１の突出部分８２に当たると、矢印▲丸数字１▼のような回転方向のオーガ２３の回転が妨げら、オーガ２３自体や駆動軸１６からオーガ２３までの動力伝達経路、エンジン１５に作用する負荷が大きくなる。
【００２５】
これにより、（ｂ）において、オーガ軸２２の矢印▲丸数字１▼のような回転方向対して矢印▲丸数字１▼とは反対の回転方向に矢印▲丸数字２▼のような抵抗力が作用し、この抵抗力とエンジン１５（（ａ）参照）の動力によって、オーガ軸２２からウォームホイール６４を介してオーガミッション入力軸４６にねじりモーメントＴが発生する。
【００２６】
図７は本発明に係る動力伝達装置の作用を説明するグラフであり、オーガミッション入力軸のねじりモーメントと時間との関係を示す。なお、グラフの縦軸はねじりモーメントＴ、横軸は時間ｔを表す。（符号は図３参照）
通常の除雪時に、オーガミッション入力軸４６に発生するねじりモーメントＴをＴ１とする。
【００２７】
Ｔ２は、摩擦軸継手１７のアウタ・インナプレート４１，４３の表面の摩擦係数と、皿ばね４５がこれらのアウタ・インナプレート４１，４３を押付ける押付け力と、アウタ・インナプレート４１，４３の摩擦部分の径とで決まる所定のねじりモーメントである。
【００２８】
例えば、時間ｔがｔ１になった時に、図６（ａ）に示したように、オーガ２３が路面８１の突出部分８２に当たった場合、図７において、ねじりモーメントＴはＴ１から急激に増大するが、時間ｔがｔ２になって、ねじりモーメントＴが所定のねじりモーメントＴ２になると、図６（ｂ）に示した摩擦軸継手１７のアウタプレートとインナプレートとがスリップし、図７において、ねじりモーメントＴはＴ２を越えることはない。従って、ねじりモーメントＴ２を動力伝達経路の各部品の強度よりも小さく設定すれば、動力伝達経路の各部品に過負荷が作用することを防止することができる。
【００２９】
また、図６（ｂ）において、オーガミッション１８とブロア２１との間の大きなスペース２６に摩擦軸継手１７を配置したことにより、、既存のスペース２６を有効に利用することができ、除雪機１０を小型でコンパクトに構成することができる。
【００３０】
更に、摩擦軸継手１７をオーガミッション１８に近づけて配置したことで、例えば、シャーピン３４からオーガミッション１８までの距離を大きくし、シャーピン３４の取付け、取外しを容易に行うことができる。
【００３１】
また更に、図６（ａ）において、摩擦軸継手１７をオーガミッション１８とブロア２１との間に配置したため、摩擦軸継手１７をオーガ２３で掻かれた雪やブロア２１側へ流れる空気で効果的に冷却することができ、加熱を防止することができる。従って、摩擦軸継手１７の寿命を延ばすことができる。
【００３２】
図８は本発明に係る動力伝達装置の作用を説明する第２作用図である。
除雪作業中に、例えば、図６及び図７で説明したような摩擦軸継手１７のスリップが発生して摩擦軸継手１７で摩擦熱が発生し、この摩擦熱の影響で摩擦軸継手各部や摩擦軸継手１７内のオイルが膨張した場合に、そのオイルは、摩擦軸継手１７内から溢れ、黒塗り矢印で示したように、オーガミッション入力軸４６内の油路７５を通って、オーガミッション１８内に流れる。
【００３３】
また、摩擦軸継手１７の熱が逃げて温度が下がると、オーガミッション１８内でウォームホイール６４が掻き上げたオイルが、摩擦軸継手１７内の圧力の低下によって白抜き矢印のように油路７５を通って摩擦軸継手１７内に流入する。
【００３４】
このように、オーガミッションの入力軸に、オーガミッション内と摩擦軸継手内を連通する油路７５を形成したことで、摩擦軸継手１７内から溢れたオイルを油路７５を介してオーガミッション１８内に逃し、外部へのオイル洩れを防止することができる。
また、オーガミッション１８でオイルタンクを兼ねるため、摩擦軸継手１７に特別にオイルタンクを設ける必要がない。
【００３５】
図９は本発明に係る除雪機の動力伝達装置の別の実施の形態の側面図（一部断面図）である。
動力伝達装置８５は、エンジン１５で廻す駆動軸８６と、この駆動軸８６にボルト・ナット８７ａ，８７ｂで取付けた摩擦軸継手８８と、この摩擦軸継手８８の出力軸を構成するとともに、オーガミッション９１の入力側になるオーガミッション入力軸９２と、オーガミッション９１とからなる。なお、９３は図示せぬオーガを取付けるオーガ軸である。
【００３６】
摩擦軸継手８８は、この摩擦軸継手８８の入力側の軸となるアウタカップ９６を備え、このアウタカップ９６にブロア９７を直接取付けたものであり、摩擦軸継手８８のアウタカップ９６以外の基本構造は図３に示した摩擦軸継手１７と同様である。
【００３７】
このように、摩擦軸継手８８のアウタカップ９６に直接ブロア９７を取付けたことで、ブロア９７のためのブロア軸やブロア軸を駆動軸に取付けるためのボルト・ナット等が不要になり、部品数を減らすことができる。
これにより、除雪機の製造コストを低減することができる。
【００３８】
尚、本発明の摩擦軸継手は、湿式摩擦軸継手であるが、これに限らず、乾式で、且つ入力軸側及び出力軸側のそれぞれの摩擦板を単板にした摩擦軸継手でもよい。
【００３９】
【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の除雪機の動力伝達装置は、駆動軸からオーガまでの動力伝達経路に過負荷が作用するのを防止する過負荷防止機構を、オーガミッションとブロアとの間に配置したので、オーガや動力伝達経路に過負荷が作用するのを防止することができる。
また、オーガミッションとブロアとの間にある既存の大きなスペースを有効に利用することができ、除雪機を小型でコンパクトに構成することができる。
【００４０】
また、過負荷防止機構を、摩擦板同士を接触させ、一方の摩擦板を駆動軸に連結し、他方の摩擦板をオーガミッションの入力軸に連結し、伝達するトルクが所定値を越えたときに摩擦板間でスリップが発生する湿式摩擦軸継手にしたので、動力伝達経路に過負荷が作用することを確実に防止することができ、従来のようなシャーピンを用いるのに比べてシャーピンの交換というような煩雑な作業がなくなり、作業を中断することがなくなって作業性を高めることができる。
【００４１】
更に、オーガミッションの入力軸に、オーガミッション内と摩擦軸継手内を連通する油路を形成したので、摩擦軸継手で発生する熱による摩擦軸継手各部の膨張等により摩擦軸継手内から溢れたオイルを油路を介してオーガミッション内に逃し、外部へのオイル洩れを防止することができる。
また、オーガミッションでオイルタンクを兼ねるため、摩擦軸継手に特別にオイルタンクを設ける必要がない。
【００４２】
請求項２の除雪機の動力伝達装置は、過負荷防止機構をオーガミッション近傍に配置したので、例えば、ブロア等をシャーピンで取付けた場合に、シャーピンからオーガミッションまでの距離を大きくすることができ、シャーピンの取付け、取外しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る動力伝達装置を備えた除雪機の側面図
【図２】 本発明に係る動力伝達装置の側面図（一部断面図）
【図３】 本発明に係る摩擦軸継手の斜視図（一部断面図）
【図４】 本発明に係る摩擦軸継手及びオーガミッションの断面図
【図５】 本発明に係る動力伝達装置の系統図
【図６】 本発明に係る動力伝達装置の作用を説明する第１作用図
【図７】 本発明に係る動力伝達装置の作用を説明するグラフ
【図８】 本発明に係る動力伝達装置の作用を説明する第２作用図
【図９】 本発明に係る除雪機の動力伝達装置の別の実施の形態の側面図（一部断面図）
【符号の説明】
１０…除雪機、１５…駆動源（エンジン）、１６…駆動軸、１７…過負荷防止機構（摩擦軸継手）、１８…オーガミッション、２１…ブロア、２３…オーガ、４１，４３…摩擦板（アウタプレート、インナプレート）、４６…入力軸（オーガミッション入力軸）、７５…油路。

Claims (2)

1. 駆動源で駆動軸を廻し、この駆動軸で、ブロアを廻すとともにこのブロアの前方に配置したオーガをオーガミッションを介して廻す除雪機において、
   駆動軸からオーガまでの動力伝達経路に過負荷が作用するのを防止する過負荷防止機構を、前記オーガミッションと前記ブロアとの間に配置し、
   前記過負荷防止機構は、摩擦板同士を接触させ、一方の摩擦板を駆動軸に連結し、他方の摩擦板をオーガミッションの入力軸に連結し、伝達するトルクが所定値を越えたときに摩擦板間でスリップが発生する湿式摩擦軸継手であり、
   前記オーガミッションの入力軸に、オーガミッション内と前記摩擦軸継手内とを連通する油路を形成したことを特徴とする除雪機の動力伝達装置。
2. 前記過負荷防止機構を前記オーガミッション近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の除雪機の動力伝達装置。

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