JP4897865B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置に関し、特に、駆動軸と従動軸のそれぞれに設けられたスプロケット間にチェーンを横方向に掛け回してなる動力伝達装置に関する。

駆動軸からの駆動力を従動軸に伝達する手段として、チェーンを用いた動力伝達装置がある。この動力伝達装置は、駆動軸及び従動軸間にチェーンを掛け回して構成されるが、チェーンは自重によりたるむ虞があるので、チェーンを上下方向に延ばした状態で使用するのが好ましい。但し、駆動軸及び従動軸の位置関係より、チェーンが横方向に延びた状態で使用される動力伝達装置もある。

このようなチェーンが横方向に延びる動力伝達装置は、例えば、農業用機械にも利用されている（特許文献１参照）。この農業用機械は、圃場に縦溝を掘削する溝掘機であり、トラクタの後部に装着される固定機枠と、固定機枠に着脱自在に装着されて横方向に延びる可動機枠と、可動機枠の先端部に固着されて下方へ延びる筒状の支持部と、支持部の下部に設けられた溝掘部と、固定機枠に設けられてトラクタからの駆動力を受ける入力ケースと、入力ケースに伝達されたトラクタからの駆動力を、固定機枠及び支持部を介して溝掘部に伝達するチェーン伝動機構を有してなる。

支持部内には溝掘部に繋がって上下方向に延びる従動軸が内蔵される。従動軸の上端部は支持部から突出し、この突出した従動軸にチェーン伝動機構を構成する従動スプロケットが装着されている。入力ケースにはトラクタからの駆動力を受けて回転駆動する駆動軸が上下方向に延びる。チェーン伝動機構は、前述した従動軸、従動スプロケット、駆動軸、駆動軸に装着された駆動スプロケット及びこれらのスプロケット間に掛け回されたチェーンを有してなる。

この農業用機械によれば、トラクタからの駆動力は、入力ケースに伝達されて駆動軸を回転駆動させる。駆動軸が回転駆動すると、駆動力は駆動スプロケット、チェーン及び従動スプロケットを介して従動軸に伝達されて従動軸が回転動する。その結果、溝掘部に動力が伝達されて、溝掘部が回転駆動して溝掘作業が行なわれる。

特公平５−８７２０１号公報（第２−３頁、第５図）

ここで、チェーンは駆動スプロケット及び従動スプロケット間を横方向に延びた状態で掛け回されているので、駆動軸に駆動力が伝達されてチェーンが回転動すると、従動軸に動力を伝達する側の張り側チェーンには大きな張力が作用して緊張した状態になる。
一方、張り側チェーンと対向配置された緩み側チェーンは小さな張力が作用して非緊張状態になる。その結果、摩耗等によりチェーンが伸びると、緩み側チェーンのたるみが大きくなり、チェーンの回転動にともなって緩み側チェーンが横方向に膨らんで振動が発生したり、たるんだチェーンが動力伝達装置を覆うカバー部材に接触して騒音が発生したり、チェーンの寿命が短くなったりするという問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、チェーンが横方向に配置された動力伝達装置において、チェーンのたるみによる振動や騒音の発生を防止し、且つチェーン寿命低下を抑制することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係わる動力伝達装置は、支持部材（例えば、実施形態におけるオフセットフレーム５）の一端側に配設され、上下方向に延びて回転動自在に支持された駆動軸と、支持部材の他端側に配設され、上下方向に延びて回転動自在に支持された従動軸と、駆動軸に設けられた駆動スプロケットと、従動軸に設けられた従動スプロケットと、駆動スプロケット及び従動スプロケット間の、前記上下方向に直交する面内に掛け回されたチェーンを有し、駆動軸を回転動させると、該駆動軸の駆動力を、チェーンを介して従動軸に伝達する動力伝達装置において、
前記チェーンのうち前記駆動軸の駆動力を前記従動軸に伝達する側の張り側チェーンと対向配置された緩み側チェーンの幅方向の内側に配設され、前記緩み側チェーンの内側面に接触する内側案内部と、
前記緩み側チェーンの幅方向の外側に配設され、該緩み側チェーンの外側面に接触し、前記内側案内部と共に前記緩み側チェーンの移動軌跡が張り側チェーン側に湾曲するように該緩み側チェーンの移動を案内する外側案内部を有し、
前記内側案内部の前記緩み側チェーン側の上面は前記駆動スプロケットの上面と前記従動スプロケットの上面の少なくともいずれかよりも上方に位置し、前記緩み側チェーンを構成する上側のプレートの下面に接触し、このプレートを上方へ押し上げていることを特徴とする。
前記内側案内部の下面と、前記緩み側チェーンを構成する下側のプレートの上面との間に空隙が存在していることもある（請求項２）。

上記構成（請求項１、もしくは請求項２）の動力伝達装置によれば、緩み側チェーンの幅方向の外側及び内側に、緩み側チェーンの移動軌跡が張り側チェーン側に湾曲するように該緩み側チェーンの移動を案内する内側案内部及び外側案内部を有することで、緩み側チェーンは、内側案内部及び外側案内部間を通って、張り側チェーン側に湾曲して従動軸側に移動する。
このため、緩み側チェーンが駆動軸側から従動軸側へ移動する際の移動距離を長くすることができ、チェーンが伸びた場合でも、緩み側チェーンのたるみを抑制することができる。その結果、チェーンのたるみにより振動が発生したり、たるんだチェーンが動力伝達装置を覆うカバー等に接触して騒音が発生したりする事態を未然に防止することができるとともに、チェーン寿命の低下を抑制することができる。

また上記構成（請求項１、もしくは請求項２）の動力伝達装置によれば、内側案内部の上面が、駆動スプロケットの上面と従動スプロケットの上面の少なくともいずれかよりも上方に位置することで、チェーンのたるみを小さくすることができ、その結果としてチェーンが駆動スプロケットの上面と従動スプロケットの上面に当接接触したときに発生する騒音を抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係わる動力伝達装置によれば、緩み側チェーンの幅方向の外側及び内側に、緩み側チェーンの移動軌跡が張り側チェーン側に湾曲するように該緩み側チェーンの移動を案内する内側案内部及び外側案内部を設けることで、緩み側チェーンは、内側案内部及び外側案内部間を通って、張り側チェーン側に湾曲して従動軸側に移動する。このため、緩み側チェーンが駆動軸側から従動軸側へ移動する際の移動距離を長くすることができ、チェーンが伸びた場合でも、緩み側チェーンのたるみを抑制することができる。
その結果、チェーンのたるみにより振動が発生したり、たるんだチェーンが動力伝達装置を覆うカバー等に接触して騒音が発生したりする事態を未然に防止するとともに、チェーン寿命の低下を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係わる動力伝達装置を搭載した畦塗り機の斜視図を示す。 この畦塗り機の平面図を示す。 オフセットフレームを示し、同図（ａ）は、オフセットフレームの平面図であり、同図（ｂ）は図２のＩＩ−ＩＩ矢視に相当するオフセットフレームの断面図である。 動力伝達装置の内部平面図を示す。 図４（ａ）のＩＶ矢視に相当する部分の正面図である。 図３（ｂ）のＩＩＩ矢視に相当する部分の拡大図を示す。 動力伝達装置の内部平面図を示す。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図１から図７に基づいて説明する。本実施の形態は、農業用機械の畦塗り機を例にして、以下説明する。なお、説明の都合上、図１（斜視図）に示す矢印の方向を前後方向及び左右方向として以下説明する。先ず、本発明に係わる動力伝達装置を説明する前に、この動力伝達装置が搭載された畦塗り機を概説する。畦塗り機１は、図１に示すように、走行機体（図示せず）の後部に設けられた三点リンク連結機構（図示せず）に連結されて、走行機体の前進動に応じて畦塗り作業を行なうものである。
畦塗り機１は、左右方向に延びるヒッチフレーム２の前側に取り付けられて三点リンク連結機構に連結可能な畦塗り機側連結フレーム３と、ヒッチフレーム２の中央部に前端側が回動自在に取り付けられて後端側が左右方向に旋回動可能なオフセットフレーム５と、オフセットフレーム５の後端部に左右方向に回動可能に連結された作業部１０を有してなる。

ヒッチフレーム２の左右方向の中央下部には、図３（ｂ）（断面図）に示すように、ギアボックス４が設けられている。ギアボックス４の入力軸４ａには、走行機体のＰＴＯ軸（図示せず）から図１に示す畦塗り機側連結フレーム３の伝動軸（図示せず）を介して、動力が伝達される。オフセットフレーム５は内部が中空な箱状部材であり、オフセットフレーム５内には後述する動力伝達装置４０が設けられている。
オフセットフレーム５は、図１に示すように、オフセットフレーム５及びヒッチフレーム２間に枢結された旋回シリンダ６の伸縮動作により左右方向に旋回動可能である。

オフセットフレーム５の後端部内には、上下方向に延びる図３（ｂ）に示す従動軸４１が設けられ、この従動軸４１の下部に下方へ延びる図３（ｂ）に示す回動中心軸７が連結されている。オフセットフレーム５の後端部には、下方へ延びる回転軸ケース８が回動自在に取り付けられている。回転軸ケース８は、オフセットフレーム５の側部及び回転軸ケース８の側部間に枢結された回動シリンダ９の伸縮動作により回動可能である。

回転軸ケース８の下部には、図２（平面図）に示すように、前述した作業部１０が取り付けられている。作業部１０は、圃場の周辺に沿って形成された旧畦の上部を切り崩す天場処理部１１と、切り崩した土の土盛りを行なう前処理部２１と、盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部３１を有してなる。

天場処理部１１は、回転動自在な天場処理ロータ（図示せず）を有する。天場処理ロータは天場動力伝達ケース２２を介して図１に示す回転軸ケース８に連結されて支持される。天場動力伝達ケース２２内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構を介して図３（ｂ）に示す回転中心軸７からの駆動力が天場処理ロータに伝達されるようになっている。

前処理部２１は、回転動自在な耕耘ロータ（図示せず）を有する。耕耘ロータは図示しない前処理動力伝達ケースを介して図１に示す回転軸ケース８に連結されて支持される。前処理動力伝達ケース内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構を介して図３（ｂ）に示す回転中心軸７からの駆動力が耕耘ロータに伝達されるようになっている。

整畦部３１は、左右方向に延びて回転動自在に支持された回転軸（図示せず）に取り付けられた多面体ドラム３２と、多面体ドラム３２の右側端部に取り付けられて横方向に延びる円筒部３３を有する。整畦部３１は整畦動力伝達ケース３５を介して回転軸ケース８に連結されて支持される。整畦動力伝達ケース３５内には図示しない動力伝達機構が内蔵され、この動力伝達機構を介して図３（ｂ）に示す回転中心軸７からの駆動力が整畦部３１に伝達されるようになっている。

次に、本発明に係わる動力伝達装置について説明する。動力伝達装置４０は、図３（ｂ）に示すように、オフセットフレーム５の前端部内に配設されて上下方向に延びて回転動自在な駆動軸４３と、駆動軸４３の上下方向中間部に固着された駆動スプロケット４５と、前述した従動軸４１と、従動軸４１の上下方向中間部に固着された従動スプロケット４７と、駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７間に掛け回されたチェーン４９と、チェーン４９のうち駆動軸４３の駆動力を従動軸４１に伝達する図４（ａ）に示す張り側チェーン４９ａと対向配置された図４（ａ）に示す緩み側チェーン４９ｂのたるみを防止するため、緩み側チェーン４９ｂの移動を案内する内側案内部５１及び外側案内部６１を有してなる。

駆動軸４３はギアボックス４内に配設されたかさ歯車３７、３８を介して入力軸４ａからの駆動力が伝達される。このため、走行機体からの駆動力は、入力軸４ａ、駆動軸４３、駆動スプロケット４５、チェーン４９及び従動スプロケット４７を介して従動軸４１に伝達される。なお、駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７は、オフセットフレーム５が水平方向に延びているときに、それぞれが略同一の高さになるように配設されている。

内側案内部５１及び外側案内部６１は、図４（ａ）（平面図）に示すように、オフセットフレーム５内の略中央部に配設されている。内側案内部５１は、駆動スプロケット４５と従動スプロケット４７間に延びる緩み側チェーン４９ｂの内側に設置されたブロック状部材であり、緩み側チェーン４９ｂ側には緩み側チェーン４９ｂの内側面に摺接して前後方向に延びて緩み側チェーン４９ｂ側に凸状に湾曲する摺接面５１ａが形成されている。摺接面５１ａの位置は、緩み側チェーン４９ｂが駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７間を直線状に延びたとしたときの緩み側チェーン４９ｂの内側面の近傍位置である。

内側案内部５１には、緩み側チェーン４９ｂが下方にたるむのを規制するため、緩み側チェーン４９ｂの下方に配置されて平面視において緩み側チェーン４９ｂと略直角に交差する方向に延びる下側たるみ規制部５２が設けられている。なお、下側たるみ規制部５２の延びる方向は、平面視において緩み側チェーン４９ｂと交差する方向であればよく、直角に交差する方向に限るものではない。
下側たるみ規制部５２は、図５に示すように、棒状部材であり、その先端部は緩み側チェーン４９ｂの外側で上方へ屈曲して上方へ延びる。このため、緩み側チェーン４９ｂは、図４（ａ）に示すように、駆動軸４３が矢印Ａ方向に回転駆動すると、緩み側チェーン４９ｂの内側が摺接面５１ａに摺接して案内されて従動軸４１側に移動する。
また緩み側チェーン４９ｂは下側たるみ規制部５２により下方へのたるみが規制される。このため、緩み側チェーン４９ｂと駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７との上下位置関係は略一定の位置関係に維持される。このため、チェーン４９がこれらのスプロケット４５、４７から外れる事態を未然に防止することができる。

外側案内部６１は、内側案内部５１よりも従動軸４１側に配設されている。外側案内部６１は、緩み側チェーン４９ｂの外側に配置されたブロック状部材であり、緩み側チェーン４９ｂ側には緩み側チェーン４９ｂの外側面に摺接して前後方向に延びて緩み側チェーン４９ｂ側に凸状に湾曲する摺接面６１ａが形成されている。外側案内部６１には、これを緩み側チェーン４９ｂ側に付勢するチェーン付勢手段６３が設けられている。

チェーン付勢手段６３は、オフセットフレーム５の側面５ａに取り付けられた張力調整部材６５と、一端側が張力調整部材６５に掛止されて側面５ａに沿って延びる引っ張りばね６７と、引っ張りばね６７の他端側を掛止して前後方向に回動自在に設けられたリンク部６９を有してなる。
リンク部６９は、引っ張りばね６７の他端側を掛止するとともに、前後方向に回動自在に支持された第１リンク部材７０と、第１リンク部材７０の基部側に連結されて従動軸４１側に延びて外側案内部６１を着脱自在に固着する第２リンク部材７１を有する。張力調整部材６５は、オフセットフレーム５の側面５ａに突設されたブラケット６８の先端部に螺合して装着される。
このため、張力調整部材６５のブラケット６８に対する突出量Ｌを調整することで、外側案内部６１が緩み側チェーン４９ｂを付勢する力の大きさを調整することができる。即ち、張力調整部材６５の突出量Ｌを小さくするほど、引っ張りばね６７の伸長量が大きくなって、外側案内部６１を介した緩み側チェーン４９ｂの付勢力を大きくすることができる。

このため、チェーン４９が摩耗等により伸びて、緩み側チェーン４９ｂがたるんだ場合でも、外側案内部６１が緩み側チェーン４９ｂを張り側チェーン４９ａ側に常に付勢するように張力調整部材６５の突出量Ｌを調整すると、図４（ｂ）（平面図）に示すように、外側案内部６１は、第１リンク部材７０の回動支点７０ａを回動中心として横方向（図４（ｂ）の下方向）に回動して、緩み側チェーン４９ｂは外側案内部６１により付勢されて張り側チェーン４９ａ側に湾曲した状態になる。
このため、たるんだ緩み側チェーン４９ｂを緊張した状態にすることができる。その結果、チェーン４９のたるみが原因で振動が発生したり、たるんだチェーン４９がオフセットフレーム５に接触して騒音が発生したりする事態を未然に防止することができるとともに、チェーン寿命の低下を抑制することができる。

なお、張力調整部材６５及び引っ張りばね６７は、図３（ａ）に示すように、オフセットフレーム５の側部に設置されたカバー部材７５により覆われている。ここで、チェーン付勢手段６３の一部を構成する引っ張りばね６７及び張力調整部材６５は、オフセットフレーム５の側方位置にオフセットフレーム５に沿って配置されている。
このため、これらを覆うカバー部材７５のオフセットフレーム５からの突出量を小さくすることができ、その結果として、オフセットフレーム５の大型化を抑制することができる。

内側案内部５１の上面５１ｂは、図６（部分拡大図）に示すように、駆動スプロケット４５がチェーン４９に接触する上面４５ａよりも僅かに上方にずれた位置に配置されている。このため、チェーン４９のたるみを小さくすることができ、その結果として騒音の発生を抑制することができる。
なお、内側案内部５１の上面５１ｂを図３（ｂ）に示す従動スプロケット４７の上面４７ａよりも僅かに上方に配置したり、図３（ｂ）に示す外側案内部６１の上面を従動スプロケット４７の上面４５ａと駆動スプロケット４５の上面４７ａの少なくともいずれかよりも僅かに上方に配置したりしてもよい。

また、図７（ａ）（平面図）に示すように、外側案内部６１はリンク部６９の第２リンク部材７１の先端部に外側案内部６１自身が横方向に回動自在に支持されてもよい。このように外側案内部６１も横方向に回動自在に設けると、緩み側チェーン４９ｂにたるみが発生した場合、図７（ｂ）（平面図）に示すように、外側案内部６１は、第１リンク部材７０の回動支点７０ａを回動中心として横方向（図７（ｂ）の下方向）に回動するとともに、外側案内部６１自身も第２リンク部材７１の先端部の回動支点７１ａを回動中心として横方向に回動しながら、緩み側チェーン４９ｂを張り側チェーン４９ａ側に付勢する。このため、外側案内部６１は姿勢を変えることなく、緩み側チェーン４９ｂを付勢することができる。
従って、外側案内部６１の摺接面６１ａは前後方向に延びた状態に維持されるので、緩み側チェーン４９ｂを広い面積で付勢することができ、緩み側チェーン４９ｂの一部に過大な負荷が作用してチェーン寿命を低下させる事態を未然に防止することができる。また広い面積で緩み側チェーン４９ｂは付勢されるので、付勢により張り側チェーン４９ａ側に湾曲する緩み側チェーン４９ｂの変形量を小さくすることができる。このため、緩み側チェーン４９ｂが張り側チェーン４９ａと接触する事態を未然に防止することができる。

なお、前述した実施の形態では、外側案内部６１は緩み側チェーン４９ｂに対して接近動及び離反動自在に設けられた例を示したが、外側案内部６１をオフセットフレーム５に固着した状態で設置してもよい。この場合、外側案内部６１の摺接面６１ａを内側案内部５１の摺接面５１ａよりも張り側チェーン４９ａ側に配置する。
このようにすると、緩み側チェーン４９ｂは、内側案内部５１と外側案内部６１間を通ることで、緩み側チェーン４９ｂを湾曲させた状態にすることができ、その結果として緩み側チェーン４９ｂにたるみが発生した場合でも、緩み側チェーン４９ｂを湾曲させることで、このたるみの一部又は全部を吸収することができる。

５ オフセットフレーム（支持部材）
４０ 動力伝達装置
４１ 従動軸
４３ 駆動軸
４５ 駆動スプロケット
４５ａ 上面
４７ 従動スプロケット
４７ａ 上面
４９ チェーン
４９ａ 張り側チェーン
４９ｂ 緩み側チェーン
５１ 内側案内部
５１ｂ 上面
５２ 下側たるみ規制部
６１ 外側案内部
６３ チェーン付勢手段
６５ 張力調整部材
６７ 引っ張りばね
６９ リンク部

Claims (2)

1. 支持部材の一端側に配設され、上下方向に延びて回転動自在に支持された駆動軸と、
   前記支持部材の他端側に配設され、上下方向に延びて回転動自在に支持された従動軸と、
   前記駆動軸に設けられた駆動スプロケットと、
   前記従動軸に設けられた従動スプロケットと、
   前記駆動スプロケット及び従動スプロケット間の、前記上下方向に直交する面内に掛け回されたチェーンを有し、
   前記駆動軸を回転動させると、該駆動軸の駆動力を、前記チェーンを介して前記従動軸に伝達する動力伝達装置において、
   前記チェーンのうち前記駆動軸の駆動力を前記従動軸に伝達する側の張り側チェーンと対向配置された緩み側チェーンの幅方向の内側に配設され、前記緩み側チェーンの内側面に接触する内側案内部と、
   前記緩み側チェーンの幅方向の外側に配設され、該緩み側チェーンの外側面に接触し、前記内側案内部と共に前記緩み側チェーンの移動軌跡が張り側チェーン側に湾曲するように該緩み側チェーンの移動を案内する外側案内部を有し、
   前記内側案内部の前記緩み側チェーン側の上面は前記駆動スプロケットの上面と前記従動スプロケットの上面の少なくともいずれかよりも上方に位置し、前記緩み側チェーンを構成する上側のプレートの下面に接触し、このプレートを上方へ押し上げていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記内側案内部の下面と、前記緩み側チェーンを構成する下側のプレートの上面との間に空隙が存在していることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。

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