JP4787085B2 - クラッチ機構 - Google Patents

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Description

本発明は、ケース内に駆動側クラッチ部および被動側クラッチ部からなるクラッチが収容されるとともに、クラッチを操作するカムが収容されたクラッチ機構に関する。
歩行型芝刈機などの作業機のなかには、走行速度を変える変速装置としてキーシフト式変速装置を備えたものがある。このキーシフト式変速装置はクラッチ機構および変速機構で構成される(例えば、特許文献1参照。)。
実開平2−142321号公報
特許文献1のクラッチ機構は、ケース内に駆動側クラッチ部および被動側クラッチ部を備え、この被動側クラッチ部にクラッチフォークを連結し、このクラッチフォークに操作軸を嵌合し、クラッチフォークおよび操作軸をピンで固定し、この操作軸の先端部および基端部を筒状支承具を介してケースに回動自在に取り付け、操作軸の先端部をケースから突出させて、この先端部にクラッチアームを取り付けたものである。
このクラッチ機構によれば、クラッチアームを操作して操作軸を回動させることで、クラッチフォークで被動側クラッチ部を駆動側クラッチ部に押し付ける。
これにより、クラッチ部が接続された「入り」状態になり、駆動側クラッチ部の回転が被動側クラッチ部に伝えられる。
このクラッチ機構は、クラッチフォークおよび操作軸をピンで固定し、この操作軸の先端部および基端部を筒状支承具を介してケースに回動自在に取り付けている。
このため、部品点数が多くなり、組立/分解作業に手間がかかる。
クラッチ機構のなかには、クラッチフォークと操作軸とを一体に形成したフォーク部材を備えたものがある。クラッチフォークと操作軸とを一体に形成することで、特許文献1のピンを不要にして部品点数を抑えることができる(例えば、特許文献2参照。)。
特許第3263707号公報
特許文献2のクラッチ機構は、ケース内に駆動側クラッチ部および被動側クラッチ部を備え、この被動側クラッチ部にフォーク部材のフォークを連結し、フォーク部材の操作軸を一対の受け具を介してケースに回動自在に取り付け、一対の受け具のうち、一方の受け具をケースから突出させて、突出した部位にクラッチアームを形成したものである。
このクラッチ機構によれば、特許文献1のクラッチ機構と同様に、クラッチアームを操作することで、フォーク部材で被動側クラッチ部を駆動側クラッチ部に押し付ける。
これにより、クラッチ部が接続された状態になり、駆動側クラッチ部の回転が被動側クラッチ部に伝えられる。
ところで、特許文献2のクラッチ機構は、一対の受け具の一方をケースから突出させて、突出した部位にクラッチアームを形成している。
このため、クラッチアームの操作の際に、一方の受け具がケースから抜け出さないようにするために、一方の受け具の先端部に隆起部を設けて、この隆起部をケースの内壁に係止させている。
このため、一方の受け具をケースの取付孔に取り付ける際に、隆起部を縮径させながら取付孔に差し込み、差し込んだ隆起部を取付孔から突出させてケースの内壁に係止させる必要がある。
そして、一方の受け具をケースの取付孔から外す際には、内壁に係止している隆起部を縮径させて取付孔に引き込んで、取付孔から引き出す必要がある。
このように、一方の受け具をケースの取付孔に取り付ける際や、ケースの取付孔から外す際に、隆起部が邪魔になり、組立/分解作業に手間がかかる。
本発明は、組立/分解作業を手間をかけずに簡単におこなうことができるクラッチ機構を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、ケース内に駆動側クラッチ部および被動側クラッチ部からなるクラッチが収容されるとともに、このクラッチを操作するカムが収容され、このカムの両端部にカム軸がそれぞれ設けられ、それぞれのカム軸が前記ケースの取付孔に回転自在に取り付けられたクラッチ機構において、前記カムは、前記カム軸に対して半径方向に張り出した張出部を有し、この張出部の両端部を前記ケースの内側部にそれぞれ近接配置することで前記カムを前記クラッチを操作する位置に位置決めし、前記カムおよび前記クラッチ間に介在され、前記カムのカム面で押圧力をかけることで前記クラッチ側へ変位して、前記クラッチを非接続状態から接続状態に切替可能なクラッチプレートを有し、
前記クラッチが非接続状態において、前記カムのうち、前記クラッチプレートに臨む部位を前記カム軸の中心側に寄せ、前記クラッチプレートは、前記クラッチに向かって凸となる略湾曲状に形成されることで、前記クラッチプレートの中央部が前記クラッチ側の中央部に向かって突出していることを特徴とする。
請求項2は、前記クラッチプレートは、一端が前記カムによって押されると共に、他端が前記ケースに一体成形された支持突部に当接することで回転可能に支持されていることを特徴とする。
請求項3は、前記クラッチプレートに臨む部位を凹部としたことを特徴とする。
請求項4は、前記凹部の底面を平坦な支持面とし、この支持面を前記クラッチプレートに接触させたことを特徴とする。
請求項1及び請求項2に係る発明では、カムに張出部を有し、この張出部の両端部をケースの内側部にそれぞれ近接配置した。よって、張出部の両端部がケースの内側部に当接してカムの移動を阻止する。
これにより、カムをクラッチ操作位置に位置決めすることができるという利点がある。
また、張出部の両端部を用いてカムをクラッチ操作位置に位置決めすることで、カムをクラッチ操作位置に位置決めする位置決め部材を個別に用意する必要がない。
これにより、部品点数を減らすことが可能になり、クラッチ機構の組立/分解作業を手間をかけずに簡単におこなうことができるという利点がある。
請求項1及び請求項2に係る発明では、クラッチが非接続状態において、カムのうち、クラッチプレートに臨む部位をカム軸の中心側に寄せた。
よって、クラッチプレートに臨む部位をクラッチプレートに近接させた際に、カム軸をクラッチプレート側に寄せることができる。
これにより、カムをクラッチプレートに一層近づけることが可能になり、クラッチ機構のコンパクト化を図ることができるという利点がある。
請求項3に係る発明では、クラッチプレートに臨む部位を凹部とすることで、クラッチプレートに臨む部位をカム軸の中心側に簡単な構成で寄せることができる。
これにより、カムを簡素な形状にすることが可能になり、生産性を高めることができるという利点がある。
請求項4に係る発明では、凹部の底面を平坦な支持面とし、この支持面をクラッチプレートに面接触させた。凹部の支持面をクラッチプレートに面接触させることで、カムやクラッチプレートに作用する荷重を分散させることができる。
これにより、カムやクラッチプレートの耐久性を一層向上させることができるという利点がある。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従い、前側をFr、後側をRr、左側をL、右側をR、上側をUp、下側をDwとして示す。
また、実施の形態においては、本発明に係るクラッチ機構をキーシフト式変速装置に内蔵し、キーシフト式変速装置を歩行型芝刈機に設けた例について説明するが、本発明に係るクラッチ機構の用途はキーシフト式変速装置や歩行型芝刈機に限定するものではない。
さらに、実施の形態においては、本発明に係るクラッチ機構としてコーンクラッチ機構を例示するが、本発明に係るクラッチ機構は他のクラッチ機構に適用することも可能である。
図1は本発明に係るクラッチ機構を備えた歩行型芝刈機を示す斜視図、図2は本発明に係るクラッチ機構を内蔵したキーシフト式変速装置を示す平面図である。
歩行型芝刈機10は、機体(図示せず)の前部に左右の前輪11を備えるとともに後部に左右の後輪12を備え、左右の前輪11および左右の後輪12間にエンジン13を備え、このエンジン13の下方に芝刈用刈刃14を備え、エンジン13の回転を左右の後輪12に伝えるキーシフト式変速装置15を備え、前記機体から後方へ操作用のハンドル17を延ばしたものである。
キーシフト式変速装置15は、ケース21にクラッチ機構52および変速機構53が内蔵され、ケース21の上部から入力軸24が上方に突出し、入力軸24の上端に従動プーリ25が設けられ、ケース21の左右側部から後輪駆動軸26が延出され、ケース21の上部にクラッチアーム27および変速アーム28が設けられている。
入力軸24はクラッチ機構52に連結されている。クラッチアーム27は、クラッチ機構52を操作するアームである。変速アーム28は、変速機構53を操作するアームである。
ケース21は、上部ケース22および下部ケース23をボルト31…(…は複数を示す)で締め付けることにより密封状態に組み立てられ、ケース21内に潤滑油50(図3参照)が充填されている。
従動プーリ25は、駆動ベルト32を介して駆動プーリ33に連結されている。駆動プーリ33は、エンジン13に連結された駆動軸34に設けられている。
後輪駆動軸26の左端部に左ギヤ36が備えられ、左ギヤ36が左従動ギヤ37に噛み合っている。左従動ギヤ37に左車軸38を介して左後輪12が連結されている。
後輪駆動軸26の右端部に右ギヤ41が備えられ、右ギヤ41が右従動ギヤ42に噛み合っている。右従動ギヤ42に右車軸43を介して右後輪12が連結されている。
クラッチアーム27は、クラッチケーブル45を介してクラッチレバー46に連結されている。クラッチレバー46は、ハンドル17に揺動自在に設けられている。
クラッチレバー46を操作することで、クラッチアーム27が作動し、キーシフト式変速装置15をクラッチ「入り」とクラッチ「切り」とに切り替える。
変速アーム28は、変速ケーブル47を介して変速レバー48に連結されている。変速レバー48は、ハンドル17に設けられている。
変速レバー48を操作することで、変速アーム28が作動し、キーシフト式変速装置15を変速する。
歩行型芝刈機10によれば、エンジン13を駆動することにより駆動軸34が回転する。駆動軸34が回転することで、駆動プーリ33が回転するとともに、芝刈用刈刃14が回転する。駆動プーリ33が回転することで、駆動ベルト32および駆動ベルト32を介して入力軸24が回転する。
入力軸24の回転が後輪駆動軸26に伝わる。後輪駆動軸26の回転が、左車軸38を介して左後輪12に伝わるとともに、右車軸43を介して右後輪12に伝わる。
これにより、左右の後輪12,12および左右の前輪11,11で駆動しながら、芝刈用刈刃14で芝草などの草を刈ることができる。
図3は本発明に係るキーシフト式変速装置を示す断面図である。
キーシフト式変速装置15は、密封状態のケース21内の中間軸51にクラッチ機構(コーンクラッチ機構)52が設けられ、ケース21内の中間軸51および後輪駆動軸(以下、「変速軸」という)26に変速機構53が設けられ、ケース21内に潤滑油50が充填されている。
すなわち、クラッチ機構52および変速機構53は潤滑油50中に浸漬されている。
中間軸51は、左右の端部51a,51bがそれぞれ左右の中間軸ブッシュ55,56を介してケース21に回転自在に支持されている。
この中間軸51にクラッチ機構52が設けられている。
なお、本発明に係るクラッチ機構52については、図4〜図6において詳しく説明する。
変速軸26は、左右の変速軸ブッシュ57,58を介してケース21に回転自在に支持され、左右の側部21a,21bからケース21の外部に延出されている。
変速軸26の右変速軸ブッシュ58近傍の部位に貫通孔61が形成され、貫通孔61に抜止ピン62が差し込まれる。抜止ピン62に隣接してカラー63が設けられている。
カラー63は、外周から抜止ピン62側に折り曲げられた折曲片63aを備える。折曲片63aを抜止ピン62の両端側に配置することで、抜止ピン62が貫通孔61から抜け出すことを防止する。この変速軸26に変速機構53が設けられている。
変速機構53は、中間軸51に第1〜第3の駆動ギヤ84〜86が複数個設けられ、第1〜第3の駆動ギヤ84〜86に第1〜第3の変速ギヤ87〜89が噛み合い、第1〜第3の変速ギヤ87〜89がボス部材90に回転自在に取り付けられ、ボス部材90が変速軸26に取り付けられ、ボス部材90の右側にシフタ92が設けられ、シフタ92にキー部材およびばね部材(図示せず)が設けられ、シフタ92を操作するシフトフォーク98を備える。
第1〜第3の変速ギヤ87〜89のうち、選択した変速ギヤにキー部材を係合させることで、選択した変速ギヤを変速軸26と一体に回転させることができる。
シフトフォーク98には、変速操作軸99を介して変速アーム28(図2参照)が設けられている。
図1に示す変速レバー48を操作することで、変速アーム28が作動して変速操作軸99が回動する。変速操作軸99が回動することで、シフトフォーク98が変速操作軸99を軸にしてスイング移動する。シフトフォーク98がスイング移動することで、シフタ92が変速軸26に沿って摺動する。
以下、本発明に係るクラッチ機構52について詳しく説明する。
図4は本発明に係るクラッチ機構を示す断面図、図5は図4の5−5線断面図、図6は本発明に係るクラッチ機構を示す分解斜視図である。
なお、図6においては、クラッチ機構52の理解を容易にするために、前方部位を上方に向け、後方部位を下方に向けて図示した。
クラッチ機構52は、ケース21に内蔵されたクラッチ54と、クラッチ54の左右側に隣接させて設けられた左右のスラストワッシャ(スラストベアリング)72,73と、左スラストベアリング72の左側に隣接させて設けられたクラッチプレート74と、クラッチプレート74の後端部74a左側に設けられたカム部材75とを備える。
クラッチ54は、駆動側クラッチ部59と、被動側クラッチ部60とからなるコーンクラッチである。
クラッチ54は、駆動側クラッチ部59および被動側クラッチ部60が接触状態で「入り」となり、駆動側クラッチ部59の回転を被動側クラッチ部60に伝える状態に保つ。
一方、クラッチ54は、駆動側クラッチ部59および被動側クラッチ部60が非接触状態で「切り」となり、駆動側クラッチ部59の回転を被動側クラッチ部60に伝えない状態に保つ。
右スラストベアリング73は、右中間軸ブッシュ56に当接されている。
被動側クラッチ部60は、中間軸51に設けられた左右のコーン65,66からなる。
図6に示すように、左コーン65は、焼結合金で円錐形(コーン形)に形成され、外周に円錐形の左雄テーパ摩擦面70が設けられ、中央に左嵌合孔101が形成され、左嵌合孔101の内周面に一対の左凹部102が形成されている。
左雄テーパ摩擦面70は、左コーン65が焼結合金で成形される際に、同時に成形された面である。
焼結合金は、一例として、銅(Cu)、炭素(C)や鉄(Fe)の粉体を焼結して得られた合金である。
左雄テーパ摩擦面70は、基端部70aから先端部70bに向けて徐々に小径になるように形成されている。
左雄テーパ摩擦面70には、左コーン65の軸線64方向に沿って左油溝103…が90度の間隔をおいて等間隔に4本設けられている。
左油溝103は、両端部にそれぞれ開口部103a,103aが形成されている。
具体的には、左油溝103を左雄テーパ摩擦面70の基端部70aから先端部70bまで延ばした。左油溝103の両端部が基端部70aおよび先端部70bでそれぞれ開口されることで、左油溝103の両端部に開口部103a,103aが形成される。
この左油溝103は、左コーン65を焼結合金で成形する際に、左雄テーパ摩擦面70に同時に成形される溝である。
これにより、左油溝103を機械加工で形成する必要がなく、生産性を高めることができる。
左油溝103は、潤滑油50(図3参照)を蓄え、かつ不純物を排出するための凹みである。
また、左雄テーパ摩擦面70は、前述したように、左コーン65が焼結合金で成形される際に、同時に成形された面である。
左コーン65を焼結合金で成形することで、焼結合金内の気孔が左テーパ摩擦面70に微細な凹部104…として露出する。
これにより、微細な凹部104…に潤滑油50を蓄えることが可能になる。凹部104…に潤滑油50を蓄えることで、左雄テーパ摩擦面70の潤滑性を高めることができる。
なお、この凹部104…は、左雄テーパ摩擦面70の面積に影響を与えない微細な凹みである。
左嵌合孔101が中間軸51に嵌め込まれ、一対の左凹部102が左ロックピン67の両端部67a,67aにそれぞれ嵌合される。左ロックピン67は、中間軸51の左貫通孔105(図4参照)に挿入されている。
これにより、左コーン65は、中間軸51にロックされ、中間軸51と一体に回転する。
右コーン66は、左コーン65と左右対称の部材であり、焼結合金で円錐形(コーン形)に形成され、外周に円錐形の右雄テーパ摩擦面71が設けられ、中央に右嵌合孔106が形成され、右嵌合孔106の内周面に一対の右凹部107が形成されている。
右雄テーパ摩擦面71は、右コーン66が焼結合金で成形される際に、同時に成形された面である。
焼結合金は、一例として、銅(Cu)、炭素(C)や鉄(Fe)の粉体を焼結して得られた合金である。
右雄テーパ摩擦面71は、左雄テーパ摩擦面70と同様に、基端部71aから先端部71bに向けて徐々に小径になるように形成されている。
右雄テーパ摩擦面71には、右コーン66の軸線64方向に沿って右油溝108…が90度の間隔をおいて等間隔に4本設けられている。
右油溝108は、両端部108a,108aがそれぞれ開口されている。
具体的には、右油溝108を右雄テーパ摩擦面71の基端部71aから先端部71bまで延ばした。右油溝108の両端部が基端部71aおよび先端部71bでそれぞれ開口されることで、右油溝108の両端部に開口部108a,108aが形成される。
この右油溝108は、右コーン66を焼結合金で成形する際に、右雄テーパ摩擦面71に同時に成形される溝である。
これにより、右油溝108を機械加工で形成する必要がなく、生産性を高めることができる。
右油溝108は、潤滑油50(図3参照)を蓄え、かつ不純物を排出するための凹みである。
また、右雄テーパ摩擦面71は、前述したように、右コーン66が焼結合金で成形される際に、同時に成形された面である。
右コーン66を焼結合金で成形することで、焼結合金内の気孔が右テーパ摩擦面71に微細な凹部109…として露出する。
これにより、微細な凹部109…に潤滑油50を蓄えることが可能になる。凹部109…に潤滑油50を蓄えることで、右雄テーパ摩擦面71の潤滑性を高めることができる。
なお、この凹部109…は、右雄テーパ摩擦面71の面積に影響を与えない微細な凹みである。
右嵌合孔106が中間軸51に嵌め込まれ、一対の右凹部107が右ロックピン68の両端部68a,68aにそれぞれ嵌合されている。右ロックピン68は、中間軸51の右貫通孔111(図4参照)に挿入されている。
これにより、右コーン66は、中間軸51にロックされ、中間軸51と一体に回転する。
図4、図5に示すように、駆動側クラッチ部59は、左右のコーン65,66に嵌め込み可能に、筒状体に形成された部材である。
この駆動側クラッチ部59は、内周面のうち、左側の部位に左雌テーパ摩擦面77が設けられ、右側の部位に右雌テーパ摩擦面78が設けられ、外周にウォームホイール76が形成されている。
左雌テーパ摩擦面77は、左雄テーパ摩擦面70に嵌合可能な傾斜面である。
右雌テーパ摩擦面78は、右雄テーパ摩擦面71に嵌合可能な傾斜面である。
以上説明したように、クラッチ機構52によれば、左右の雄テーパ摩擦面70,71に、左右の油溝103…,108…を被動側クラッチ部60の軸線64方向に沿ってそれぞれ設けた。
よって、左右の油溝103…,108…に潤滑油50(図3参照)を蓄えることで、左雄テーパ摩擦面70と左雌テーパ摩擦面77との間に潤滑油50を良好に保つとともに、右雄テーパ摩擦面71と右雌テーパ摩擦面78との間に潤滑油50を良好に保つことができる。
これにより、例えば、クラッチ54を「切り」から「入り」に切り替えるときに、駆動側クラッチ部59および被動側クラッチ部60間の潤滑性を高めて摩耗量を抑えることができる。
さらに、万が一、左雄テーパ摩擦面70と左雌テーパ摩擦面77との間や、右雄テーパ摩擦面71と右雌テーパ摩擦面78との間に不要物が存在した場合、不要物を左右の油溝103…,108…に逃がすことができる。
よって、左雄テーパ摩擦面70と左雌テーパ摩擦面77との間や、右雄テーパ摩擦面71と右雌テーパ摩擦面78との間から除去することができる。
左右の油溝103…,108…に逃がした不要物は、油溝103…,108…に沿って導かれ外部に排出される。
加えて、左油溝103…の両端部に開口部103a…,103a…を形成するとともに、右油溝108…の両端部に開口部108a…,108a…を形成する。各開口部103a…,108a…から左右の油溝103…,108…に潤滑油50(図3参照)を良好に導くことができる。
よって、左雄テーパ摩擦面70と左雌テーパ摩擦面77との間に潤滑油50を一層良好に保つとともに、右雄テーパ摩擦面71と右雌テーパ摩擦面78との間に潤滑油50を一層良好に保つことができる。
さらに、左油溝103…の両端部に開口部103a…,103a…を形成するとともに、右油溝108…の両端部に開口部108a…,108a…を形成することで、左右の油溝103…,108…に逃がした不要物を両端部の開口から良好に排出することができる。
これにより、左油溝103…に不要物が残ることを防いで、左雄テーパ摩擦面70と左雌テーパ摩擦面77との間に存在した不要物を油溝に良好に逃がすことができる。
また、右油溝108…に不要物が残ることを防いで、右雄テーパ摩擦面71と右雌テーパ摩擦面78との間に存在した不要物を油溝に良好に逃がすことができる。
ところで、従来のクラッチ機構においては、組立後に、クラッチの「切れ」を良くするためにテーパ摩擦面に馴染みをつける作業が必要であった。
しかし、クラッチ機構52は、左雄テーパ摩擦面70と左雌テーパ摩擦面77との間に潤滑油50(図3参照)を良好に保つとともに、右雄テーパ摩擦面71と右雌テーパ摩擦面78との間に潤滑油50を良好に保つことで、クラッチ機構52の組立直後からクラッチ54の「切れ」を良くすることができる。
よって、本発明に係るクラッチ機構52によれば、テーパ摩擦面に馴染みをつける作業を不要にできる。
また、潤滑油50を蓄える左右の油溝103…,108…を被動側クラッチ部60の軸線方向に沿ってのみに設けた。左雄テーパ摩擦面70に対して左油溝103…の割合を小さく抑え、右雄テーパ摩擦面71に対して右油溝108…の割合を小さく抑えることができる。
よって、左右の雄テーパ摩擦面70,71にそれぞれ左右の油溝103…,108…を形成しても、左右の雄テーパ摩擦面70,71の面積を十分に確保することができる。
左右の雄テーパ摩擦面70,71を十分に確保することで、摩擦力不足をなくすとともに、テーパ摩擦面を均一に押し付けることが可能になる。
左右の雄テーパ摩擦面70,71を十分に確保することができるので、被動側クラッチ部60(すなわち、クラッチ54)を大型化してテーパ摩擦面を確保する必要はない。
さらに、左右の油溝103…,108…は、それぞれ左右の雄テーパ摩擦面70,71に対して僅かに凹んだ溝である。
よって、左右の雄テーパ摩擦面70,71にそれぞれ左右の油溝103…,108…を形成しても、被動側クラッチ部60の強度を十分に確保することが可能である。
これにより、被動側クラッチ部60にコイルスプリングなどの補強部材を巻き付けて被動側クラッチ部60の強度を確保する必要がない。
このように、左右の雄テーパ摩擦面70,71を確保するために被動側クラッチ部60を大きくする必要がなく、かつ被動側クラッチ部60にコイルスプリングなどの補強部材を巻き付けて被動側クラッチ部60の強度を確保する必要がないので、被動側クラッチ部60の小型化を図ることができる。
図4に示すように、駆動側クラッチ部59のウォームホイール76にはウォーム79が噛み合っている。ウォーム79は入力軸24(図1も参照)に同軸上に形成されている。
よって、入力軸24が回転すると、ウォーム79が回転し、ウォーム79の回転がウォームホイール76に伝わる。
左コーン65の左側に左スラストベアリング72が設けられている。左スラストベアリング72は、中間軸51に移動自在に嵌合されている。
左スラストワッシャ72に隣接してクラッチプレート74が設けられている。
クラッチプレート74は、略矩形状に形成されるとともに、側面視で略湾曲状に形成され、中央に嵌合孔113が形成された部材である。
図4に示すように、クラッチプレート74は、中間軸51に嵌合孔113が移動自在に嵌合され、ケース21の支持突部115に前端部74bの左面が当接され、左スラストベアリング72に中央部74cの右面が当接され、カム部材75のカム81に後端部74aの左面が当接されている。
これにより、クラッチプレート74が、支持突部115およびカム81と、左スラストベアリング72とで図示の位置に挟持される。
さらに、クラッチプレート74は、ケース21の前位置決め突部116で前縁74dの前方向への移動が規制され、ケース21の後位置決め突部117で後縁74eの後方向への移動が規制される。
これにより、クラッチプレート74は、前後の位置決め突部116,117で前後方向に対して位置決めされる。
なお、クラッチプレート74の上下方向の位置決めについては後述する。
クラッチプレート74の後端部74a左側にカム部材75が設けられている。
図5に示すように、カム部材75は、クラッチプレート74の後端部74aに接触しているカム81と、カム81の両端部81a,81aに設けられた上下のカム軸(カム軸)82,83とからなる。
クラッチプレート74に臨む部位が凹部121に形成され、凹部121内にクラッチプレート74の後端部74aが入り込んでいる。この凹部121の底面122がカム81の支持面を形成する。
カム81は、クラッチプレート74の後端部74aにおいて、上縁74fから下縁74gに向けて上下方向に延びるロッド状部材である。
図4に示すように、カム81は、断面略扇形のカム面120が形成されている。カム面120は、平坦な支持面122と、平坦な後面123と、円弧状の張出面124とを有する。
支持面122は、クラッチ54が非接続状態において、クラッチプレート74の後端部74aに接触する平坦な面である。
支持面122は、前述したように、凹部121の底面で形成した面である。支持面122(すなわち、カム81のうち、クラッチプレート74に臨む部位)を、上下のカム軸82,83の中心126側に寄せることができる(図5も参照)。
よって、クラッチ54が非接続状態において、支持面122をクラッチプレート74に近接させた際に、上下のカム軸82,83をクラッチプレート74側に寄せることができる。
これにより、カム部材75をクラッチプレート74に一層近づけることが可能になり、クラッチ機構52のコンパクト化を図ることができる。
また、カム部材75のうち、クラッチプレート74に臨む部位を凹部121とすることで、クラッチプレート74に臨む部位(すなわち、支持面122)を上下のカム軸82,83の中心126側に簡単な構成で寄せることができる。
これにより、カム部材75を簡素な形状にすることができる。
さらに、支持面122を平坦面とし、この平坦な支持面122をクラッチプレート74に面接触させた。支持面122をクラッチプレート74に面接触させることで、カム81の支持面122やクラッチプレート74に作用する荷重を分散させることができる。
これにより、カム81(すなわち、カム部材75)やクラッチプレート74の耐久性を一層向上させることができる。
後面123は、支持面122の後端から左方向(すなわち、クラッチプレート74から離れる方向)に延びる平坦な面である。
支持面122の前端部から後面123の左端部まで、左右のカム軸82,83に対して半径方向に張り出した張出部125を備える。この張出部125は、表面が張出面124となる。
すなわち、張出面124は、支持面122の前端部から後面123の左端部まで、左右のカム軸82,83に対して半径方向に張り出した円弧面である。
張出面124と支持面122との交差部で頂部128が形成される。
図5に示すように、上カム軸82は、上部ケース22の上取付孔(取付孔)131に回動自在に差し込まれ、上取付孔131から突出した上端部82aにクラッチアーム27がナット132で取り付けられている。
上取付孔131は、上部ケース22の上ボス133に形成されている。
下カム軸83は、下部ケース23の下取付孔(取付孔)135に回動自在に差し込まれている。
下取付孔135は、下部ケース23の下ボス136に形成されている。
よって、上カム軸82が上ボス133に回転自在に支持されるとともに、下カム軸83が下ボス136に回転自在に支持される。
これにより、カム部材75は上下のボス133,136に回転自在に取り付けられる。
カム81に備えた張出部125のうち、上端部(両端部の一方)125aを、上ボス133の内側端部(ケースの内側部)133aに近接配置させ、下端部(両端部の他方)125bを、下ボス136の内側端部(ケースの内側部)136aに近接配置させる。
よって、張出部の上端部を上ボス133の内側端部133aに当接させることで、カム部材75の上方への移動を規制する。
また、張出部の下端部を下ボス136の内側端部136aに当接させることで、カム部材75の下方への移動を規制する。
これにより、カム部材75が軸線方向(上下方向)に移動することを防いで、カム81を操作位置に位置決めすることができる。
張出部125の上下の端部125a,125bをカム81の位置決め部として用いることで、カム81の位置決め部材をカム部材75に個別に取り付ける必要がない。これにより、部品点数を減らすことができる。
ここで、上ボス133の内側端部133aにクラッチプレート74の上縁74fを近接することで、内側端部133aで上縁74fが上方に移動することを規制する。
さらに、下ボス136の内側端部136aにクラッチプレート74の下縁74gを近接することで、内側端部136aで下縁74gが下方に移動することを規制する。
これにより、クラッチプレート74は、上ボス133の内側端部133aおよび下ボス136の内側端部136aで上下方向に対して位置決めされる。
つぎに、クラッチ機構52のクラッチ54を非接続状態から接続状態に切り替える例を図7に基づいて説明する。
図7(a),(b)は本発明に係るクラッチ機構を非接続状態から接続状態に切り替える動作を説明する図である。
(a)に示すように、クラッチ54の非接続状態において、支持面122はクラッチプレート74の後端部74aに接触している。
この状態から、クラッチ54を接続状態にする際には、上下のカム軸82,83(上カム軸82は図5参照)を軸にしてカム部材75を矢印A方向に回転する。カム部材75が回転することでカム81が矢印A方向に回転する。
カム81の頂部128がクラッチプレート74側に移動して、頂部128でクラッチプレート74の後端部74aを左スラストベアリング72に向けて押圧する。
クラッチプレート74は、前端部74bがケース21の支持突部115に当接している。よって、クラッチプレート74は、前端部74bを支点として後端部74aが矢印Bの如く左スラストベアリング72に向けて移動する。
(b)において、クラッチプレート74の後端部74aが左スラストベアリング72に向けて移動することで、左スラストベアリング72が矢印Cの如くクラッチ54に向けて移動する。
よって、左雄テーパ摩擦面70が左雌テーパ摩擦面77に押圧されるとともに、右雄テーパ摩擦面71が右雌テーパ摩擦面78に押圧される。
これにより、左雄テーパ摩擦面70と左雌テーパ摩擦面77との摩擦力、および右雄テーパ摩擦面71と右雌テーパ摩擦面78の摩擦力で駆動側クラッチ部59の回転が被動側クラッチ部60に伝えられる。
すなわち、カム81の頂部128でクラッチプレート74を押圧することで、クラッチ54が非接続状態から接続状態に切り替わる。
つぎに、クラッチ機構52をケース21内に組み付ける手順を図8〜図9に基づいて説明する。
図8(a),(b)は本発明に係るクラッチ機構を下部ケースにセットする手順を説明する図である。
(a)において、中間軸51の右端部51bに右中間軸ブッシュ56を嵌め込んだ状態で、右中間軸ブッシュ56の下半分56aを下部ケース23のブッシュ受部141に矢印Dの如く収容する。
さらに、カム部材75の下カム軸83を、下部ケース23の下取付孔135に矢印Eの如く差し込む。
(b)において、下部ケース23に上部ケース22を被せる。上部ケース22のブッシュ受部142を、右中間軸ブッシュ56の上半分56bに矢印Fの如く嵌め込む。
さらに、上部ケース22の上取付孔131を上カム軸82に矢印Gの如く嵌め込む。
図9(a),(b)は本発明に係るクラッチ機構をケース内に収納する手順を説明する図である。
(a)において、上部ケース22および下部ケース23をボルト31…(図2参照)で締め付けることで、ケース21を一体に組み付ける。
上部ケース22の上取付孔131(すなわち、上ボス133)から上方に、上カム軸82の上端部82aが突出している。この上端部82aにクラッチアーム27を矢印Hの如く嵌め込み、ナット132をねじ部82cにねじ結合する。
(b)において、ナット132をねじ部82cにねじ結合することで、上カム軸82の上端部82aにクラッチアーム27が取り付けられる。
これにより、クラッチ機構52がケース21内に収納される。
ここで、クラッチ機構52は、カム部材75のカム81に張出部125を備え、張出部125の上端部125aおよび下端部125bをカム81の位置決め部として用いている。
よって、カム81を操作位置に位置決めする位置決め部材を、カム部材75に個別に取り付ける必要がない。これにより、クラッチ機構の組立/分解作業を手間をかけずに簡単におこなうことができる。
なお、前記実施の形態では、本発明に係るクラッチ機構52を歩行型芝刈機10に適用した例について示したが、これに限らないで、その他の作業機に適用することも可能である。
例えば、歩行型草刈機、歩行型除雪機、歩行型耕耘機、動力機付きの歩行型一輪・二輪・三輪・四輪運搬車などに適用可能である。
また、前記実施の形態では、駆動側クラッチ部59に雌テーパ摩擦面77,78を設け、被動側クラッチ部60に雄テーパ摩擦面70,71を設けた例について説明したが、これに限らないで、駆動側クラッチ部に雄テーパ摩擦面を設け、被動側クラッチ部に雌テーパ摩擦面を設けることも可能である。
さらに、前記実施の形態では、雄テーパ摩擦面70,71に油溝103…,108…を設けた例について説明したが、これに限らないで、雌テーパ摩擦面に油溝を設けることも可能である。
また、雄テーパ摩擦面および雌テーパ摩擦面の両方の面に油溝をそれぞれ設けることも可能である。
前記実施の形態では、被動側クラッチ部60の左右のコーン65,66を焼結合金で形成した例について説明したが、これに限らないで、左右のコーン65,66に加えて駆動側クラッチ部59を焼結合金で形成することも可能である。
また、駆動側クラッチ部59のみを焼結合金で形成することも可能である。
さらに、前記実施の形態では、左雄テーパ摩擦面70に4本の左油溝103…を設け、右雄テーパ摩擦面71に右油溝108…を設けた例について説明したが、それぞれのテーパ摩擦面70,71に設ける左右の油溝103…,108…の本数は任意に変えることが可能である。
また、前記実施の形態では、クラッチ54として円錐形のテーパ摩擦面を備えたコーンクラッチを例示したが、クラッチ54はこれに限定するものではない。
本発明は、ケース内に駆動側クラッチ部および被動側クラッチ部が収容されるとともに、クラッチ部を操作するカムが収容されたクラッチ機構への適用に好適である。
本発明に係るクラッチ機構を備えた歩行型芝刈機を示す斜視図である。 本発明に係るクラッチ機構を内蔵したキーシフト式変速装置を示す平面図である。 本発明に係るキーシフト式変速装置を示す断面図である。 本発明に係るクラッチ機構を示す断面図である。 図4の5−5線断面図である。 本発明に係るクラッチ機構を示す分解斜視図である。 本発明に係るクラッチ機構を非接続状態から接続状態に切り替える動作を説明する図である。 本発明に係るクラッチ機構を下部ケースにセットする手順を説明する図である。 本発明に係るクラッチ機構をケース内に収納する手順を説明する図である。
符号の説明
15…キーシフト式変速装置、21…ケース、52…クラッチ機構、54…クラッチ、59…駆動側クラッチ部、60…被動側クラッチ部、74…クラッチプレート、75…カム部材、81…カム、81a…カムの両端部、82…上カム軸(カム軸)、83…下カム軸(カム軸)、120…カム面、121…凹部、122…支持面、125…張出部、125a…上端部(両端部の一方)、125b…下端部(両端部の他方)、126…カム軸の中心、131…上取付孔(取付孔)、133a…内側端部(ケースの内側部)、135…下取付孔(取付孔)、136a…内側端部(ケースの内側部)。

Claims (4)

  1. ケース内に駆動側クラッチ部および被動側クラッチ部からなるクラッチが収容されるとともに、このクラッチを操作するカムが収容され、このカムの両端部にカム軸がそれぞれ設けられ、それぞれのカム軸が前記ケースの取付孔に回転自在に取り付けられたクラッチ機構において、
    前記カムは、前記カム軸に対して半径方向に張り出した張出部を有し、
    この張出部の両端部を前記ケースの内側部にそれぞれ近接配置することで前記カムを前記クラッチを操作する位置に位置決めし、
    前記カムおよび前記クラッチ間に介在され、前記カムのカム面で押圧力をかけることで前記クラッチ側へ変位して、前記クラッチを非接続状態から接続状態に切替可能なクラッチプレートを有し、
    前記クラッチが非接続状態において、前記カムのうち、前記クラッチプレートに臨む部位を前記カム軸の中心側に寄せ、
    前記クラッチプレートは、前記クラッチに向かって凸となる略湾曲状に形成されることで、前記クラッチプレートの中央部が前記クラッチ側の中央部に向かって突出していることを特徴とするクラッチ機構。
  2. 前記クラッチプレートは、一端が前記カムによって押されると共に、他端が前記ケースに一体成形された支持突部に当接することで回転可能に支持されていることを特徴とする請求項1記載のクラッチ機構。
  3. 前記クラッチプレートに臨む部位を凹部としたことを特徴とする請求項2記載のクラッチ機構。
  4. 前記凹部の底面を平坦な支持面とし、この支持面を前記クラッチプレートに接触させたことを特徴とする請求項3記載のクラッチ機構。
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