JP6821170B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、農業用トラクタ、自走式芝刈り機、建機またはポンプ車などの自走式作業車両においてエンジンなどの原動機の回転駆動力を駆動輪または自走式作業車両が搭載する作業機に対して伝達または遮断する動力伝達装置としてのクラッチ装置に関する。

従来から、農業用トラクタ、自走式芝刈り機、建機またはポンプ車などの自走式作業車両においては、エンジンなどの原動機の回転駆動力を駆動輪または自走式作業車両が搭載する作業機に対して伝達または遮断する動力伝達装置としてのクラッチ装置が用いられている。例えば、下記特許文献１には、トラクタにおける作業機である草刈りモアにエンジンの回転駆動力を伝達または遮断する所謂ＰＴＯ（Power take-off）クラッチ装置が開示されている。この場合、このクラッチ装置においては、駆動力の遮断状態における出力軸の回転駆動を防止するため、駆動摩擦板および従動摩擦板から離隔した状態の押圧板が静止板に対して回転板を押し付けるブレーキ機構が設けられている。

特開平２００１−１８６７２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されたクラッチ装置においては、駆動摩擦板および従動摩擦板を押圧板が押圧する駆動力の伝達状態の際、押圧板による押圧状態が開放された静止板と回転板との間に生じる引き摺りトルクによって駆動力の伝達ロスが生じるという問題がある。

なお、引き摺りトルクとは、互いに相対回転する回転板（例えば、静止板と回転板）同士が互いに離隔した状態であっても両者間に存在する作動油を介して回転駆動力が一方から他方に伝達されて回転駆動力が伝達される現象をいう。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、駆動力の伝達ロスを抑えて駆動力の伝達効率を向上させることができるクラッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、原動軸の回転駆動力を従動軸に伝達および遮断するクラッチ装置において、原動軸の回転駆動によって回転駆動する駆動側プレートに対向した位置で同駆動側プレートに対して密着または離隔可能な状態で従動側プレートを保持するとともに従動軸に対して一体的に回転駆動可能に連結される従動側プレートホルダと、従動側プレートまたは駆動側プレートに対して密着または離隔する方向にそれぞれ往復変位可能な状態で設けられて駆動側プレートまたは従動側プレートを押圧するクラッチピストンと、クラッチ装置の外筐を構成するハウジングに固定的に設けられたブレーキ体と、ブレーキ体に対して密着または離隔する方向にそれぞれ変位可能な状態で対向配置されて駆動側プレートまたは従動側プレートから離隔したクラッチピストンによってブレーキ体を押圧するブレーキ押圧部を有するブレーキ押圧体と、ブレーキ押圧体に対向するとともにハウジングに対して軸方向に変位不能な固定状態で設けられた挟持体と、ブレーキ押圧体と挟持体との間に配置された遠心変位体とを備え、ブレーキ押圧体または挟持体に従動軸の径方向に延びる溝状に形成されて遠心変位体を同径方向に沿って摺動可能に保持する第１変位体収容部とを備え、第１変位体収容部は、径方向外側に向かって深さが浅くなるように形成されていることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、クラッチ装置は、出力軸の径方向に沿って往復変位する遠心変位体を挟持するブレーキ押圧体および挟持体のうちの一方に出力軸の径方向外側に向かって深さが浅く形成されて遠心変位体を保持する第１変位体収容部が形成されているため、駆動力の伝達状態において遠心変位体の径方向外側への変位によってブレーキ押圧体をブレーキ体から離隔させる方向に変位させることができる。これにより、本発明に係るクラッチ装置においては、駆動力の伝達状態においてブレーキ押圧体がブレーキ体から確実に離隔するため、ブレーキ体との間での駆動力の伝達ロスを解消して駆動力の伝達効率を向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、さらに、第１変位体収容部が形成されていないブレーキ押圧体または挟持体に前記従動軸の径方向に延びる溝状に形成されて遠心変位体を同径方向に沿って摺動可能に保持する第２変位体収容部を備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ装置は、第１変位体収容部が形成されていないブレーキ押圧体または挟持体に第２変位体収容部を備えているため、径方向に沿って往復変位する遠心変位体を安定的に保持することができる。なお、第２変位体収容部は、深さを一定に形成してもよいし、第１変位体収容部と同様に、径方向外側に向かって深さが浅くなるように形成することもできる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、ブレーキ押圧体は、クラッチピストンを従動側プレート側または駆動側プレート側に押すピストン押圧部を有することにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ装置は、ブレーキ押圧体がクラッチピストンを従動側プレート側または駆動側プレート側に押すピストン押圧部を有するため、従動側プレートと駆動側プレートとの密着力を増強することができ、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、ブレーキ押圧体は、筒状体に形成されてブレーキ押圧部およびピストン押圧部が筒状体の両端部にそれぞれ形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ装置は、ブレーキ押圧体が筒状体に形成されてブレーキ押圧部およびピストン押圧部が筒状体の両端部にそれぞれ形成されているため、ブレーキ押圧部およびピストン押圧部をそれぞれ有するブレーキ押圧体を簡単かつコンパクトに構成および製造することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、遠心変位体は、球体またはローラで構成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ装置は、遠心変位体が球体またはローラで構成されているため、ブレーキ押圧体および挟持体が回転駆動した際に円滑に径方向に沿って往復変位することができる。なお、遠心変位体は、径方向に沿って往復変位することができればよく、球体またはローラ以外の形状、例えば、立方体、直方体または各種異形形状であってもよい。

また、本発明の他の特徴は、前記クラッチ装置において、従動側プレートおよび駆動側プレートは、平板リング状に形成されており、第１変位体収容部は、従動側プレートと駆動側プレートとが互いに密着する部分と同じ径方向位置に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、クラッチ装置は、第１変位体収容部が平板環状に形成された従動側プレートと駆動側プレートとが互いに密着する部分と同じ径方向位置に形成されているため、遠心変位体をブレーキ押圧体の回転中心軸側に配置した場合に比べて遠心力を大きくすることができ、ブレーキ押圧体を円滑にブレーキ体から離隔させることができる。

本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の全体構成の概略をクラッチの遮断状態で示す断面図である。 図１に示す破線円Ａ内の構成の詳細を示す部分拡大図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示すクラッチ装置におけるブレーキ押圧体を示しており、（Ａ）はブレーキ押圧体の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線から見たブレーキ押圧体の断面図であり、（Ｃ）はブレーキ押圧体の背面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、図１に示すクラッチ装置における挟持体を示しており、（Ａ）は挟持体の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線から見た挟持体の断面図である。 図１および図２に示すクラッチ装置が駆動力の伝達状態の場合の構成の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の変形例に係るクラッチ装置の全体構成の概略をクラッチの遮断状態で示す断面図である。

以下、本発明に係るクラッチ装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るクラッチ装置１００の全体構成の概略を模式的に示す断面図である。また、図２は、図１に示す破線円Ａ内の構成の詳細を示す部分拡大図である。このクラッチ装置１００は、自走式の芝刈り機（図示せず）において刈った芝を回収するための作業機としてのファン（図示せず）を回転駆動するために、エンジン（図示せず）とファンとの間に配置されてエンジンの回転駆動力をファンに対して伝達および遮断するための機械装置である。

（クラッチ装置１００の構成）
クラッチ装置１００は、自走式芝刈り機における図示しないエンジンによって回転駆動する入力軸１０１と芝回収用のファンに接続される出力軸１０２との間に設けられている。入力軸１０１は、エンジンの回転駆動力をクラッチ装置１００に伝達するとともにハウジング１０３を支持するための鋼製の軸体であり、一方（図示左側）の端部にエンジンの回転駆動によって回転する原動軸（図示せず）に接続するためのスプラインまたはキーからなる原動軸接続部１０１ａが形成されるとともに、他方（図示右側）の端部に駆動側プレートホルダ１０１ｂが形成されている。

駆動側プレートホルダ１０１ｂは、駆動側プレート１０５を軸方向に変位可能な状態で保持する部分であり、有底円筒状に形成されている。この場合、駆動側プレートホルダ１０１ｂは、外周面に駆動側プレート１０５の中心孔にスプライン嵌合するための外歯状のスプラインが形成されるとともに、内周面にベアリングを介して出力軸１０２の先端部が回転自在な状態で嵌合している。また、入力軸１０１は、中央部の外周面上でハウジング１０３に相対回転自在な状態で支持されている。

出力軸１０２は、エンジンの回転駆動力をファンに伝達して回転駆動させる鋼製の軸体であり、一方（図示左側）の端部がクラッチ装置１００を構成する各部品を支持するとともに、他方（図示右側）の端部に芝回収用のファンを駆動するための従動軸（図示せず）に接続するためのスプラインまたはキーからなる従動軸接続部１０２ａが形成されている。また、出力軸１０２の内部には、後述するクラッチピストン１１０を作動させるための図示しない作動油を供給するための油路１０２ｂが形成されているとともに、駆動側プレート１０５および従動側プレート１０６に潤滑油を供給する図示しない油路が形成されている。この出力軸１０２は、中央部がハウジング１０３に相対回転自在な状態で支持されている。

ハウジング１０３は、クラッチ装置１００の外筐を構成する部品であり、金属材を入力軸１０１および出力軸１０２の各軸方向に延びる筒状に形成して構成されている。このハウジング１０３は、入力軸１０１に支持された入力側ハウジング１０３ａと出力軸１０２に支持された出力側ハウジング１０３ｂとが連結ボルト１０３ｃで互いに連結されて構成さている。この場合、入力側ハウジング１０３ａ内には、後述する従動側プレートホルダ１０７とクラッチピストン１１０との間の空間に前記作動油で満たされる油室１０３ｄが形成されている。また、出力側ハウジング１０３ｂには、前記油路１０２ｂに作動油を供給する導入路１０３ｅが形成されているとともに、入力側ハウジング１０３ａ内に面した状態でブレーキ体１０４を備えている。このハウジング１０３は、自走式の芝刈り機の機体に取り付けられている。

ブレーキ体１０４は、出力軸１０２の回転駆動を制動するための部品であり、平板環状の金属板の表面に摩擦力を向上させるための摩擦材が周方向に沿って貼り付けられて構成されている。このブレーキ体１０４は、油室１０３ｄに面する出力側ハウジング１０３ｂの端面に図示しないリベットによって取り付けられている。

駆動側プレート１０５は、従動側プレート１０６に対して密着または離隔することによってエンジンからの回転駆動力を従動側プレート１０６に伝達または遮断するための鋼板製の平板環状の部品である。この駆動側プレート１０５における両側面（表裏面）には、従動側プレート１０６に対する摩擦力を向上させるための摩擦材が周方向に沿って貼り付けられている。また、駆動側プレート１０５の内周面には、入力軸１０１における駆動側プレートホルダ１０１ｂにスプライン嵌合する内歯状のスプラインが形成されている。そして、駆動側プレート１０５は、駆動側プレートホルダ１０１ｂ上に複数枚が嵌合して保持されている。なお、摩擦力を向上させるための摩擦材は、従動側プレート１０６に設けられていてもよい。

従動側プレート１０６は、駆動側プレート１０５に対して密着または離隔することによって駆動側プレート１０５から回転駆動力を従動側プレートホルダ１０７に伝達または遮断するための鋼板製の平板環状の部品である。この従動側プレート１０６における外周部には、従動側プレートホルダ１０７の保持部１０７ａにスプライン嵌合する外歯状のスプラインが形成されている。そして、この従動側プレート１０６は、前記複数の駆動側プレート１０５に対してそれぞれ隣接配置されるように交互に配置された状態で従動側プレートホルダ１０７の保持部１０７ａに嵌合して保持されている。

従動側プレートホルダ１０７は、従動側プレート１０６を軸方向に変位可能な状態で保持する部品であり、鋼板を円筒状に形成して構成されている。この場合、従動側プレートホルダ１０７は、一方の端部が大きく開口した保持部１０７ａと、この保持部１０７ａより小径の貫通孔を有した壁底部１０７ｂとで構成されている。これらのうち、保持部１０７ａは、従動側プレート１０６の外縁部がスプライン嵌合するための内歯状のスプラインが凹状に形成されており、従動側プレート１０６、受け板１０８ａおよびサークリップ１０８ｂがそれぞれ保持されている。また、保持部１０７ａは、周方向に沿って３ヶ所に貫通孔が形成されており、後述するブレーキ押圧体１１２のピストン押圧部１１２ｃがそれぞれ貫通している。

受け板１０８ａは、クラッチピストン１１０によって押圧された駆動側プレート１０５および従動側プレート１０６を受け止める部品であり、鋼材を環状に形成して構成されている。また、サークリップ１０８ｂは、受け板１０８ａの保持部１０７ａからの抜けを防止するための平板環状の部品であり、保持部１０７ａの端部に固定的に取り付けられている。

壁底部１０７ｂは、クラッチピストン１１０を受け止めるとともに従動側プレートホルダ１０７を出力軸１０２に連結する部分であり、平板環状に形成されている。この場合、壁底部１０７ｂは、クラッチピストン１１０を受け止める部分が凸状に突出して形成されているとともに、内周面が出力軸１０２の外周部に溶接により固着されている。

クラッチピストン１１０は、従動側プレートホルダ１０７内において従動側プレート１０６を押圧または従動側プレート１０６から離隔することによって従動側プレート１０６と駆動側プレート１０５とを互いに密着および離隔させるための部品であり、鋼材を円筒状に形成して構成されている。

より具体的には、クラッチピストン１１０は、出力軸１０２の外周面上に軸方向に沿って摺動自在に嵌合する円筒状の摺動嵌合部１１０ａを有するとともに、この摺動嵌合部１１０ａの径方向外側にフランジ状に張り出した状態で押圧部１１０ｂを有している。押圧部１１０ｂは、従動側プレート１０６を押圧する部分であり、従動側プレート１０６に対向するとともに、従動側プレート１０６側に向かってリング状に突出して形成されている。

摺動嵌合部１１０ａの外周面上には、リターンスプリング１１１が設けられている。リターンスプリング１１１は、クラッチピストン１１０を従動側プレート１０６から離隔する側に押すためのコイルスプリングである。このリターンスプリング１１１は、出力軸１０２の外周面上に設けられた状態で一方（図示右側）の端部がクラッチピストン１１０を押圧するとともに、他方（図示）の端部が出力軸１０２の外周面に設けられた受け板１１１ａを押圧している。

出力軸１０２上の従動側プレートホルダ１０７におけるクラッチピストン１１０とは反対側には、ブレーキ押圧体１１２および挟持体１１５がそれぞれ設けられている。ブレーキ押圧体１１２は、図３に示すように、ブレーキ体１０４を押圧することで出力軸１０２の回転駆動を制動するための部品であり、金属材を円筒状に形成して構成されている。より具体的には、ブレーキ押圧体１１２は、円筒状に形成された押圧本体１１２ａにブレーキ押圧部１１２ｂ、ピストン押圧部１１２ｃおよび押圧体壁部１１２ｄがそれぞれ形成されている。

ブレーキ押圧部１１２ｂは、従動側プレートホルダ１０７を貫通してブレーキ体１０４を押圧する部分であり、押圧本体１１２ａにおける一方（図示右側）の端部にブレーキ体１０４に対向してリング状に形成されている。ピストン押圧部１１２ｃは、従動側プレート１０６から離隔するクラッチピストン１１０によって押圧される部分であり、押圧本体１１２ａにおける他方（図示右側）の端部にクラッチピストン１１０の押圧部１１０ｂの背面に向かって部分的に突出して形成されている。本実施形態においては、ピストン押圧部１１２ｃは、押圧本体１１２ａの周方向に沿って等間隔な３つの位置からそれぞれ突出する湾曲した板状体で構成されている。

押圧体壁部１１２ｄは、挟持体１１５と協働して遠心変位体１１４を支持するための部分であり、押圧本体１１２ａの内周面から内側に向かって延びる平板環状に形成されている。この押圧体壁部１１２ｄの内周面は、後述する挟持体１１５の嵌合部１１５ａの外周面に摺動自在な状態で嵌合している。この押圧体壁部１１２ｄには、周方向に沿って等間隔な３つの位置に第２変位体収容部１１３が形成されている。

第２変位体収容部１１３は、後述する第１変位体収容部１１６とともに遠心変位体１１４をブレーキ押圧体１１２の径方向に変位可能な状態で保持する部分である。この第２変位体収容部１１３は、ブレーキ押圧体１１２の径方向に延びる溝状に形成されている。この場合、第２変位体収容部１１３は、遠心変位体１１４を露出させる溝幅および深さに形成される。本実施形態においては、第２変位体収容部１１３は、遠心変位体１１４の半径以下の一定の深さでかつこの深さで入り込む遠心変位体１１４の幅以上の溝幅に形成されている。また、第２変位体収容部１１３の長さは、遠心変位体１１４の直径の１.２倍以上かつ２倍以下が好ましい。

遠心変位体１１４は、第２変位体収容部１１３と第１変位体収容部１１６との間を移動してブレーキ押圧部１１２ｂをクラッチピストン１１０側に押圧する部品であり、金属製の球体で構成されている。本実施形態においては、遠心変位体１１４は、直径が５ｍｍの鋼球で構成されている。この遠心変位体１１４は、３組の第２変位体収容部１１３および第１変位体収容部１１６にそれぞれ１つずつ設けられている。なお、図３においては、遠心変位体１１４が径方向に沿って変位する位置を二点鎖線で示している。

挟持体１１５は、図４に示すように、押圧体壁部１１２ｄと協働して遠心変位体１１４を支持するための部品であり、鋼材を円筒状に形成して構成されている。より具体的には、挟持体１１５は、出力側ハウジング１０３ｂにベアリングを介して回転自在に嵌合する円筒状の嵌合部１１５ａを有するとともに、この嵌合部１１５ａの径方向外側にフランジ状に張り出した状態で挟持体壁部１１５ｂを有している。挟持体壁部１１５ｂは、第１変位体収容部１１６が形成される部分であり、押圧体壁部１１２ｄに対向する位置に平板環状に形成されている。すなわち、挟持体１１５は、押圧体壁部１１２ｄに対向する位置に押圧体壁部１１２ｄとともに回転自在かつブレーキ押圧体１１２側に対して変位不能な固定状態で設けられている。

第１変位体収容部１１６は、前記第２変位体収容部１１３とともに遠心変位体１１４を挟持体１１５の径方向に変位可能に保持しつつ遠心変位体１１４を出力軸１０２の軸方向に沿って往復変位可能に保持する部分である。この第１変位体収容部１１６は、第２変位体収容部１１３に対向する位置に挟持体１１５の径方向に延びる溝状に形成されている。

この場合、第１変位体収容部１１６は、遠心変位体１１４を露出させる溝幅および深さに形成されている。本実施形態においては、第１変位体収容部１１６は、遠心変位体１１４の半径以下の深さでかつこの深さで入り込む遠心変位体１１４の幅以上の溝幅に形成されている。また、第１変位体収容部１１６の長さは、遠心変位体１１４の直径の１.２倍以上かつ２倍以下が好ましい。

また、第１変位体収容部１１６は、挟持体１１５の径方向外側に沿って遠心変位体１１４が第２変位体収容部１１３側に張り出すように深さが徐々に浅くなるように形成されている。換言すれば、第１変位体収容部１１６は、遠心変位体１１４を受ける底部が挟持体１１５の径方向外側に向かって傾斜角αで連続的に上り傾斜となる傾斜面で構成されている。

この場合、第１変位体収容部１１６の傾斜量、すなわち、第１変位体収容部１１６が遠心変位体１１４を第２変位体収容部１１３側に張り出させる量は、ブレーキ体１０４に密着するブレーキ押圧体１１２のブレーキ押圧部１１２ｂがブレーキ体１０４から確実に離隔させるために必要な量であり、０.５ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下が好適である。

本実施形態においては、第１変位体収容部１１６は、挟持体１１５の径方向外側に向かって深さが０.６５ｍｍだけ浅くなる（換言すれば、遠心変位体１１４が０.６５ｍｍだけ突出する）ように形成されている。また、第１変位体収容部１１６における挟持体１１５の径方向内側の深さ（最も深い部分の深さ）は、この部分に対向する第２変位体収容部１１３の底部との距離が遠心変位体１１４の直径以上となる深さに形成されている。なお、図４においては、遠心変位体１１４が径方向に沿って変位する位置を二点鎖線で示している。

（クラッチ装置１００の作動）
次に、上記のように構成したクラッチ装置１００の作動について説明する。このクラッチ装置１００は、前記したように自走式芝刈り機におけるエンジン（図示せず）とファンとの間に配置される。そして、クラッチ装置１００は、エンジンから出力された回転駆動力を芝刈り機の操作者によるクラッチ操作子の操作によって選択的にファン側に伝達または遮断を行なう。

まず、出力軸１０２に対して入力軸１０１からの回転駆動力を伝達しないクラッチの遮断状態（図２参照）においては、クラッチ装置１００は、クラッチピストン１１０はリターンスプリング１１１の弾性力によって従動側プレート１０６から離隔して従動側プレートホルダ１０７の壁底部１０７ｂ側に位置する。これにより、ブレーキ押圧体１１２は、ピストン押圧部１１２ｃがクラッチピストン１１０の押圧部１１０ｂの背面に押されるため、ブレーキ体１０４側に変位してブレーキ押圧部１１２ｂがブレーキ体１０４に押し付けられて回転駆動が停止する。

この結果、クラッチ装置１００は、ブレーキ押圧体１１２のピストン押圧部１１２ｃを介して嵌合する従動側プレートホルダ１０７の回転駆動が停止するため、この従動側プレートホルダ１０７に一体的に連結された出力軸１０２の回転駆動が停止する。また、第２変位体収容部１１３と第１変位体収容部１１６との間に収容された遠心変位体１１４は、ブレーキ押圧体１１２および挟持体１１５の回転駆動がそれぞれ停止しているため、第２変位体収容部１１３と第１変位体収容部１１６との間における遠心変位体１１４の外径以上の空間部分、すなわち、径方向内側部分に位置してブレーキ押圧体１１２をクラッチピストン１１０側に押圧することはない。

次に、図５に示すように、入力軸１０１の回転駆動力を出力軸１０２に伝達する場合には、芝刈り機の操作者は、クラッチ操作子の操作によってクラッチピストン１１０を従動側プレート１０６側に変位させる。具体的には、クラッチ装置１００は、図示しない油圧装置の作動によって油室１０３ｄ内に作動油が導入路１０３ｅおよび油路１０２ｂをそれぞれ介して供給されるため、クラッチピストン１１０がリターンスプリング１１１の弾性力に抗して従動側プレート１０６側に変位して同従動側プレート１０６を押圧する。

これにより、クラッチ装置１００は、ブレーキ押圧体１１２のブレーキ押圧部１１２ｂがブレーキ体１０４から離隔するとともに従動側プレート１０６と駆動側プレート１０５とが密着するため、駆動側プレート１０５の回転駆動力が従動側プレート１０６を介して伝達されて従動側プレートホルダ１０７が回転駆動する。すなわち、クラッチ装置１００は、入力軸１０１の回転駆動力が出力軸１０２に伝達されて芝刈り機におけるファンを低速で回転駆動させる。

この場合、クラッチ装置１００は、従動側プレートホルダ１０７の回転駆動によってブレーキ押圧体１１２が回転駆動するとともに、このブレーキ押圧体１１２の回転駆動によって挟持体１１５が遠心変位体１１４を介して回転駆動するため、第２変位体収容部１１３と第１変位体収容部１１６との間に収容された遠心変位体１１４は遠心力によって径方向外側に変位しようとする。

この場合、第１変位体収容部１１６は、遠心変位体１１４を出力軸１０２の軸線方向に押し出すように深さが径方向外側に向かって浅く形成されている。換言すれば、第１変位体収容部１１６は、径方向外側に向かって出力軸１０２の軸線方向に隆起している。また、ブレーキ押圧体１１２は、クラッチピストン１１０による押圧状態が解除されている。これらにより、遠心変位体１１４は、第２変位体収容部１１３側に押し出されて第２変位体収容部１１３を押圧しながら径方向外側に変位する。

したがって、ブレーキ押圧体１１２は、従動側プレートホルダ１０７側に変位するため、ブレーキ押圧部１１２ｂがブレーキ体１０４から積極的に離隔する。この結果、クラッチ装置１００は、従動側プレートホルダ１０７がブレーキ体１０４から完全に離隔した状態となるため、ブレーキ体１０４との間の引き摺りトルクに起因する駆動力の伝達ロスを抑えて回転駆動力を出力軸１０２に伝達することができる。

また、この場合、ブレーキ押圧体１１２は、ピストン押圧部１１２ｃがクラッチピストン１１０の押圧部１１０ｂの背面を従動側プレート１０６側に押圧する。これにより、クラッチ装置１００は、従動側プレート１０６と駆動側プレート１０５との密着力が高まって回転駆動力の伝達効率がより一層向上する。

次に、再び、クラッチの遮断状態に戻る場合には、芝刈り機の操作者は、クラッチ操作子の操作によってクラッチピストン１１０を従動側プレートホルダ１０７の壁底部１０７ｂ側に変位させる。これにより、クラッチ装置１００は、図示しない油圧装置の作動によって油室１０３ｄ内への作動油の供給が停止される。このため、クラッチ装置１００は、クラッチピストン１１０がリターンスプリング１１１の弾性力によって従動側プレート１０６から離隔して従動側プレートホルダ１０７の壁底部１０７ｂ側に位置する。

この場合、ブレーキ押圧体１１２は、従動側プレート１０６が駆動側プレート１０５から離隔することによって従動側プレートホルダ１０７の回転駆動力が低下すること、およびクラッチピストン１１０の押圧部１１０ｂによる押圧によって遠心変位体１１４を径方向内側に変位させながらブレーキ体１０４側に変位してブレーキ体１０４を押圧する。

これにより、クラッチ装置１００は、ブレーキ押圧体１１２の回転駆動が停止するとともにこのブレーキ押圧体１１２のピストン押圧部１１２ｃを介して嵌合する従動側プレートホルダ１０７の回転駆動が停止するため、出力軸１０２の回転駆動が停止する。すなわち、クラッチ装置１００は、芝刈り機におけるファンを迅速かつ確実に停止させることができる。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、クラッチ装置１００は、ブレーキ体１０４を押圧するブレーキ押圧体１１２が遠心力によって径方向外側に変位する遠心変位体１１４を径方向外側に向かって深さが浅く形成された第１変位体収容部１１６を介して保持しているため、駆動力の伝達状態において遠心変位体１１４の径方向外側への変位によってブレーキ押圧体１１２をブレーキ体１０４から離隔させる方向に変位させることができる。これにより、本発明に係るクラッチ装置１００においては、駆動力の伝達状態においてブレーキ押圧体１１２がブレーキ体１０４から確実に離隔するため、ブレーキ体１０４との間での駆動力の伝達ロスを解消して駆動力の伝達効率を向上させることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下で説明する各変形例においては、上記実施形態と同様の構成部分に同じ符号を付して説明は適宜省略する。

例えば、上記実施形態においては、第１変位体収容部１１６は、挟持体１１５における挟持体壁部１１５ｂに周方向に沿って３つ形成した。しかし、第１変位体収容部１１６は、遠心変位体１１４を挟持するブレーキ押圧体１１２および挟持体１１５のうちの少なくとも一方に設けられていればよい。したがって、第１変位体収容部１１６は、ブレーキ押圧体１１２の押圧体壁部１１２ｄに形成することできる。また、第１変位体収容部１１６は、ブレーキ押圧体１１２をブレーキ体１０４から離隔させることができればよいため、少なくとも１つ形成されていればよいが３つ以上形成することが好ましい。

また、第１変位体収容部１１６は、ブレーキ押圧体１１２および挟持体１１５の両方に設けて遠心変位体１１４を保持することもできる。すなわち、第２変位体収容部１１３は、ブレーキ押圧体１１２の径方向外側に向かって深さが浅くなるように構成することもできる。

また、上記実施形態においては、第２変位体収容部１１３をブレーキ押圧体１１２の押圧体壁部１１２ｄに形成した。これにより、クラッチ装置１００は、遠心変位体１１４を安定的に保持することができるとともに、遠心変位体１１４を介して挟持体１１５を安定的にブレーキ押圧体１１２と同期させて回転駆動させることができる。しかし、第２変位体収容部１１３は、第１変位体収容部１１６をブレーキ押圧体１１２に形成した場合には挟持体１１５に形成することができる。また、第２変位体収容部１１３は、省略することもできる。すなわち、遠心変位体１１４は、第１変位体収容部１１６と平板状に形成された押圧体壁部１１２ｄまたは挟持体壁部１１５ｂとで挟持することができる。

また、上記実施形態においては、クラッチピストン１１０が従動側プレート１０６を押圧する駆動力の伝達状態において、ブレーキ押圧体１１２におけるピストン押圧部１１２ｃがクラッチピストン１１０を従動側プレート１０６側に押圧するように構成した。すなわち、第１変位体収容部１１６は、ブレーキ押圧体１１２がクラッチピストン１１０を押圧するまで変位するように遠心変位体１１４を突出させるように形成されている。しかし、第１変位体収容部１１６は、ブレーキ押圧体１１２がブレーキ体１０４との間の引き摺りトルクの影響を受けない程度まで離隔させるように遠心変位体１１４を突出させるように形成されていればよい。すなわち、第１変位体収容部１１６は、必ずしも、ブレーキ押圧体１１２がクラッチピストン１１０を押圧するまで遠心変位体１１４を突出させる必要はない。

また、上記実施形態においては、第１変位体収容部１１６は、駆動側プレート１０５と従動側プレート１０６とが互いに接触し合う径方向位置と同じ径方向位置に形成した。これにより、クラッチ装置１００は、遠心変位体１１４をブレーキ押圧体１１２の回転中心軸側に配置した場合に比べて遠心力を大きくすることができ、ブレーキ押圧体１１２を円滑にブレーキ体１０４から離隔させることができる。

また、上記実施形態においては、遠心変位体１１４は、球体で構成した。しかし、遠心変位体１１４は、径方向に沿って往復変位することができればよく、球体以外の形状、例えば、ローラ、立方体、直方体または各種異形形状に形成することもできる。

また、上記実施形態においては、クラッチピストン１１０は、従動側プレート１０６に対して密着および離隔して従動側プレート１０６と駆動側プレート１０５とを互いに密着および離隔させるように構成した。しかし、クラッチピストン１１０は、駆動側プレート１０５に対して密着および離隔するように構成されていてもよい。すなわち、クラッチ装置１００は、クラッチピストン１１０に対して駆動側プレート１０５が対向配置して構成することもできる。

また、上記実施形態においては、クラッチ装置１００は、駆動側プレート１０５および従動側プレート１０６をそれぞれ複数枚ずつで構成した。しかし、これらの各プレートの枚数は少なくとも１枚ずつ設けられていればよい。

また、上記実施形態においては、クラッチ装置１００は、トランスミッションとは別体で構成したが、トランスミッションなどの動力伝達機構内に一体的に組み込まれた構成であってもよい。

また、上記実施形態においては、ブレーキ体１０４は、ハウジング１０３の出力側ハウジング１０３ｂに設けた。しかし、ブレーキ体１０４は、回転駆動する従動側プレートホルダ１０７およびブレーキ押圧体１１２に対して固定的に設けられていればよい。したがって、ブレーキ体１０４は、例えば、図６に示すように、平板環状に形成するとともに外周部の一部に径方向外側に張り出して形成した張出片１０４ａを入力側ハウジング１０３ａの内周面を切り欠いて形成した凹部１０３ｆ内に配置して周方向の回転駆動を規制した状態で設けることができる。

そして、この場合、ブレーキ体１０４は、ブレーキ押圧体１１２と挟持体１１５とで挟むように配置することができる。すなわち、挟持体１１５は、挟持体１１５の一部にブレーキ体１０４に対向するように平板環状のブレーキ挟持部１１５ｃを形成して構成する。これにより、クラッチ装置１００は、クラッチの遮断状態においてブレーキ体１０４をブレーキ押圧体１１２のブレーキ押圧部１１２ｂと挟持体１１５のブレーキ挟持部１１５ｃとで挟むことにより従動側プレートホルダ１０７の回転駆動を制動することができる。

α…第１変位体収容部の底部の傾斜角、
１００…クラッチ装置、１０１…入力軸、１０１ａ…原動軸接続部、１０１ｂ…駆動側プレートホルダ、１０２…出力軸、１０２ａ…従動軸接続部、１０２ｂ…油路、１０３…ハウジング、１０３ａ…入力側ハウジング、１０３ｂ…出力側ハウジング、１０３ｃ…連結ボルト、１０３ｄ…油室、１０３ｅ…導入路、１０３ｆ…凹部、１０４…ブレーキ体、１０４ａ…張出片、１０５…駆動側プレート、１０６…従動側プレート、１０７…従動側プレートホルダ、１０７ａ…保持部、１０７ｂ…壁底部、１０８ａ…受け板、１０８ｂ…サークリップ、
１１０…クラッチピストン、１１０ａ…摺動嵌合部、１１０ｂ…押圧部、１１１…リターンスプリング、１１１ａ…受け板、１１２…ブレーキ押圧体、１１２ａ…押圧本体、１１２ｂ…ブレーキ押圧部、１１２ｃ…ピストン押圧部、１１２ｄ…押圧体壁部、１１３…第２変位体収容部、１１４…遠心変位体、１１５…挟持体、１１５ａ…嵌合部、１１５ｂ…挟持体壁部、１１５ｃ…ブレーキ挟持部、１１６…第１変位体収容部。

Claims (6)

1. 原動軸の回転駆動力を従動軸に伝達および遮断するクラッチ装置において、
   前記原動軸の回転駆動によって回転駆動する駆動側プレートに対向した位置で同駆動側プレートに対して密着または離隔可能な状態で従動側プレートを保持するとともに前記従動軸に対して一体的に回転駆動可能に連結される従動側プレートホルダと、
   前記従動側プレートまたは前記駆動側プレートに対して密着または離隔する方向にそれぞれ往復変位可能な状態で設けられて前記駆動側プレートまたは前記従動側プレートを押圧するクラッチピストンと、
   前記クラッチ装置の外筐を構成するハウジングに固定的に設けられたブレーキ体と、
   前記ブレーキ体に対して密着または離隔する方向にそれぞれ変位可能な状態で対向配置されて前記駆動側プレートまたは前記従動側プレートから離隔した前記クラッチピストンによって前記ブレーキ体を押圧するブレーキ押圧部を有するブレーキ押圧体と、
   前記ブレーキ押圧体に対向するとともに前記ハウジングに対して軸方向に変位不能な固定状態で設けられた挟持体と、
   前記ブレーキ押圧体と前記挟持体との間に配置された遠心変位体とを備え、
   前記ブレーキ押圧体または前記挟持体に前記従動軸の径方向に延びる溝状に形成されて前記遠心変位体を同径方向に沿って摺動可能に保持する第１変位体収容部とを備え、
   前記第１変位体収容部は、
   前記径方向外側に向かって深さが浅くなるように形成されていることを特徴とするクラッチ装置。
   
2. 請求項１に記載したクラッチ装置において、さらに、
   前記第１変位体収容部が形成されていない前記ブレーキ押圧体または前記挟持体に前記従動軸の径方向に延びる溝状に形成されて前記遠心変位体を同径方向に沿って摺動可能に保持する第２変位体収容部を備えることを特徴とするクラッチ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載したクラッチ装置において、
   前記ブレーキ押圧体は、
   前記クラッチピストンを前記従動側プレート側または前記駆動側プレート側に押すピストン押圧部を有することを特徴とするクラッチ装置。
4. 請求項３に記載したクラッチ装置において、
   前記ブレーキ押圧体は、
   筒状体に形成されて前記ブレーキ押圧部および前記ピストン押圧部が前記筒状体の両端部にそれぞれ形成されていることを特徴とするクラッチ装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したクラッチ装置において、
   前記遠心変位体は、
   球体またはローラで構成されていることを特徴とするクラッチ装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載したクラッチ装置において、
   前記従動側プレートおよび前記駆動側プレートは、平板リング状に形成されており、
   前記第１変位体収容部は、
   前記従動側プレートと前記駆動側プレートとが互いに密着する部分と同じ径方向位置に形成されていることを特徴とするクラッチ装置。

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