JP7261450B2 - 除雪機 - Google Patents

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Description

本発明は、摩擦円板式無段変速装置を有する除雪機に関する。
従来から、摩擦円板式無段変速装置を有する走行装置に、オーガやブロアを有する除雪部を設けた小型の除雪機は、公知となっている(例えば、特許文献1参照)。
摩擦円板式無段変速装置は、エンジンからの駆動力が伝達される入力軸と、前記駆動力を出力可能な走行駆動軸と、入力軸に一体的に回転可能に接続される駆動円板と、走行駆動軸に一体的回転可能に接続される従動円板とを有し、駆動円板に従動円板の外周面を接触させることで駆動円板の駆動力を従動円板に伝達するように構成しており、摩擦円板式無段変速装置から出力される駆動力を左右一対の走行装置に伝達することで、除雪機が走行可能となっていた。摩擦円板式無段変速装置においては、従動円板の外周面の駆動円板の表面に対する接触位置を直径方向に変更することにより、走行部の前後進と停止の操作、および、無段変速操作を可能としていた。
摩擦円板式無段変速装置は、駆動円板と従動円板との接触位置を変更して変速する簡単な構成であり、歯車摺動式変速装置や油圧式無段変速装置に比べて、軽量かつ部品点数が少ない構成とすることができる。これにより、摩擦円板式無段変速装置を備えた除雪機は機体を軽量に構成することが可能であり、操向装置を省いた構成とされていた。
従って、摩擦円板式無段変速装置を備えた除雪機の進行方向を変更する際には、オペレータがハンドルを持って腕の力により機体を右左に振り動かして除雪機を旋回させていた。
特開平10-68108号公報
上述のように摩擦円板式無段変速装置を備えた除雪機は軽量に構成することが可能であるが、作業を長時間継続した場合などは、旋回操作をオペレータの腕の力により行っていると労力が多大となり、疲れが生じることがあった。
そこで本発明においては、機体を操作する際の労力を軽減することができる除雪機を提供するものである。
上記課題を解決する除雪機は、以下の特徴を有する。
即ち、除雪機は、エンジンからの駆動力が伝達される入力軸、前記駆動力を出力可能な走行駆動軸、前記入力軸に一体的に回転可能に接続される駆動円板、および前記走行駆動軸に一体的に回転可能に接続される従動円板を有し、前記駆動円板に前記従動円板の外周面を接触させることで、前記駆動円板の駆動力を前記従動円板に伝達する摩擦円板式無段変速装置と、前記摩擦円板式無段変速装置から出力される駆動力が入力される左右一対の走行装置と、前記摩擦円板式無段変速装置と前記左右一対の走行装置との間に設けられるサイドクラッチとを備え、前記サイドクラッチは、減速機構を介して前記走行駆動軸と接続され、前記走行駆動軸からの駆動力を前記走行装置に伝達する伝達位置と、前記走行駆動軸からの駆動力の前記走行装置への伝達を切断する切断位置と、前記走行装置を制動する制動位置とに切替可能であり、前記減速機構から伝達される駆動力により回転可能であり、前記走行装置と接続されるカウンター軸と、前記カウンター軸に摺動可能に設けられ、前記カウンター軸と一体的に回転するクラッチ部材と、前記サイドクラッチが前記制動位置にあるときに前記クラッチ部材と当接して前記クラッチ部材を制動するブレーキ部材とを有し、前記ブレーキ部材の前記クラッチ部材との当接面には、凹凸形状が形成され、前記クラッチ部材の前記ブレーキ部材との当接面は平坦面であり、クラッチ部材のブレーキ部材による制動度合いは調整可能である。
これにより、サイドクラッチによって機体を緩旋回または急旋回させることが可能であり、機体を操作する際の労力を軽減することができる。また、サイドクラッチは減速機構を介して走行駆動軸と接続されるため、走行駆動軸から走行装置への駆動力の伝達および切断の切り替えを円滑かつ確実に行うことが可能である。
また、クラッチ部材をブレーキ部材により制動して、除雪機を左右へ急旋回させることが可能である。
また、クラッチ部材とブレーキ部材とが当接した際に、異音が発生することを防止可能である。
また、前記ブレーキ部材は、樹脂部材にて構成される。
これにより、クラッチ部材とブレーキ部材とが当接した際に発生する衝撃を抑制することができる。
本発明によれば、サイドクラッチによって機体を緩旋回または急旋回させることが可能であり、機体を操作する際の労力を軽減することができる。また、サイドクラッチは減速機構を介して走行駆動軸と接続されるため、走行駆動軸から走行装置への駆動力の伝達および切断の切り替えを円滑かつ確実に行うことが可能である。
除雪機の全体構成を示す側面図である。 摩擦円板式無段変速装置を示す側面図である。 摩擦円板式無段変速装置を示す後面図である。 エンジンからの駆動力伝達を示すスケルトン図である。 サイドクラッチを示す平面図である。 ブレーキ部材を示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
なお、図1に矢印Fで示す方向を除雪機の前進方向とし、以下で述べる各部材の位置や方向等はこの前進方向を基準とする。
図1に示す除雪機100は、本発明に係る除雪機の一実施形態である。まず、除雪機100の全体構成から説明する。除雪機100は除雪部1と走行部20とを有しており、走行部20の機体フレーム9の前部に除雪部1が配設される。除雪部1はブロア、掻込オーガ45、投雪シュート47等を有している。ブロアは掻込オーガ45により掻き込んで砕かれた雪を飛ばすものであり、走行部20の機体フレーム9の前端に連設したブロアカバー46内に収納され、駆動源となるエンジン60からの動力により駆動される。
ブロアカバー46は筒状に構成されており、ブロアカバー46の上部に左右回動可能に投雪シュート47が突出され、前部にオーガカバー48が連設されている。オーガカバー48は前面を開放するとともに左右水平方向に螺旋軸を支持している。螺旋状に形成された掻込オーガ45は前記螺旋軸上に固定されており、オーガカバー48内に収納されている。
掻込オーガ45と前記ブロアとは同時に駆動され、掻込オーガ45が回動することによって雪を砕いて左右中央側へ掻き込み、ブロアによって上方へ吹き飛ばすように構成されている。ブロアによって上方へ吹き飛ばされた雪は、投雪シュート47によってガイドされて任意の方向へ排出可能となっている。
投雪シュート47は、下部が筒状でその上部は前面が解放されて、徐々に前方へ曲げられている。投雪シュート47の下端はブロアカバー46の上部に連通するとともに、左右回転可能に嵌合され、投雪シュート47の下部に形成したギア状のフランジ部に歯合させた歯部を投雪シュートモータの駆動軸上に設けた歯部と歯合させ、操作部に設けた操作レバーを操作することで投雪シュート47を回動する構成としている。投雪シュート47の上端には、投雪距離を調節するための投雪キャップ49が配設されている。
前記機体フレーム9の左右両側部にはクローラ式走行装置50が配置されている。クローラ式走行装置50は、トラックフレーム42の前部に支持される駆動輪軸4と、駆動輪軸4の端部に固定される駆動輪2と、トラックフレーム42の後部に横架される従動輪軸11と、従動輪軸11に回転自在に軸支される従動輪3と、従動輪3と駆動輪2との間に巻回されるクローラベルト5とを有している。つまり、駆動輪2、従動輪3、クローラベルト5、トラックフレーム42等により、クローラ式走行装置50が構成されている。
トラックフレーム42の左右両内側面の後部より後上方に、左右一対のハンドル10、10が突出され、ハンドル10、10の上部に操作部40が構成されている。操作部40においては、左右のハンドル10、10の上部間に操作ボックス14が配置され、操作ボックス14上に除雪クラッチレバーと主変速レバー53とアクセルレバー51とが配設されている。また、ハンドル10の後部上に主クラッチレバー52が配設されている。主クラッチレバー52は握っているときのみ除雪機100が作動し、放すと除雪機100が停止するデッドマンクラッチレバーに構成されている。左右のハンドル10、10下部にはサイドクラッチレバー54、54が配設される。
図2、図4に示すように、機体フレーム9上にはエンジン60が載置され、エンジン60の前部から前方へ向けて出力軸61が突出している。出力軸61にはプーリ62が固設されている。出力軸61の下方には入力軸25が配置され、入力軸25には入力プーリ26が固設されている。プーリ62と入力プーリ26との間にはベルト63が巻回され、エンジン60からの駆動力が入力軸25に伝達される。
図2、図3、図4に示すように、摩擦円板式無段変速装置21は、エンジン60からの駆動力が伝達される入力軸25、前記駆動力を出力可能な走行駆動軸29、入力軸25に一体的に回転可能に接続される駆動円板22、および走行駆動軸29に一体的に回転可能に接続される従動円板23を有しており、駆動円板22に従動円板23の外周面を接触させることで、駆動円板22の駆動力を従動円板23に伝達することが可能に構成されている。エンジン60からの駆動力は入力軸25を介して摩擦円板式無段変速装置21に入力される。
駆動円板22は入力軸25に前後摺動自在にスプライン嵌合されており、駆動円板22の前部に軸受を介して駆動円板22の操作部が設けられている。駆動円板22の操作部は従動円板23側に押圧されるように付勢されるとともに、主クラッチレバー52と連係されている。そして、主クラッチレバー52が「入」位置にあるときに駆動円板22が従動円板23側に押圧されて、駆動円板22からの駆動力が従動円板23に伝達される。一方、主クラッチレバー52が「切」位置にあるときには駆動円板22が従動円板23から離れて、駆動円板22からの駆動力が従動円板23に伝達されないように構成されている。
従動円板23の中心部にはボス部23aが形成されており、ボス部23aは走行駆動軸29にスプライン嵌合している。これにより、ボス部23aは走行駆動軸29に相対回転不能、かつ、軸方向へ摺動自在に支持されている。ボス部23aには操作体30が軸受を介して相対回転可能に外嵌している。操作体30には係合ピン31、31が径方向外側に向けて突設されており、係合ピン31、31には変速アーム24が係合されている。変速アーム24はワイヤー等を介して主変速レバー53と連結されている。
主変速レバー53が中立位置にあるときには、従動円板23の外周面が駆動円板22の中心に位置する。主変速レバー53を前進方向に回動すると、従動円板23が左右一方に摺動され、駆動円板22から従動円板23へ前進増速回転が伝達される。逆に、主変速レバー53を後進方向に回動すると、従動円板23が左右他方に摺動され、後進増速回転が従動円板23に伝達される。
走行駆動軸29の左右両端部と左右のクローラ式走行装置50との間には、左右のサイドクラッチ32、32が配置される。走行駆動軸29と左右のクローラ式走行装置50との間の構成は左右対称に構成されるため、以下においては左右一側のサイドクラッチ32について説明する。
図4、図5に示すように、機体フレーム9の左右外方にはサイドクラッチケース8が取付けられており、サイドクラッチケース8内にサイドクラッチ32が収容されている。サイドクラッチケース8内においては、走行駆動軸29の前方に駆動輪軸4が配置されており、走行駆動軸29と駆動輪軸4との間にカウンター軸33が配置されている。
走行駆動軸29にはピニオンギア70が一体的に回転可能に形成されており、カウンター軸33には減速ギア71が相対回転可能に嵌装されている。ピニオンギア70と減速ギア71とは歯合している。カウンター軸33にはクラッチ部材35が軸方向へ摺動可能に嵌装されている。クラッチ部材35はカウンター軸33にスプライン嵌合されており、カウンター軸33と一体的に回転可能に構成されている。クラッチ部材35は減速ギア71の左右外方に配置されている。
クラッチ部材35の減速ギア71と対向する側の面には減速ギア71側へ向けて突出する係合突起35bが形成されている。減速ギア71のクラッチ部材35と対向する側の面には、係合突起35bと係合可能な係合凹部71aが形成されている。係合突起35bと係合凹部71aとが係合することで、減速ギア71とクラッチ部材35とが一体的に回転可能に構成されている。
クラッチ部材35の左右外方にはブレーキ部材58が配置されている。ブレーキ部材58はサイドクラッチケース8に回転不能に支持されている。ブレーキ部材58は、ゴムなどの樹脂部材にて構成されている。クラッチ部材35のブレーキ部材58と対向する側の面はブレーキ部材58と当接するブレーキ当接面35cである。ブレーキ部材58のクラッチ部材35と対向する側の面は制動面58aである。制動面58aはブレーキ部材58におけるクラッチ部材35との当接面である。クラッチ部材35の外周面には、周方向に沿って凹溝35aが形成されている。
サイドクラッチケース8にはクラッチアーム37が支持されている。クラッチアーム37はクラッチ部材35の凹溝35aに係合する係合ピン37aを有している。クラッチアーム37はワイヤーなどの連結部材を介してサイドクラッチレバー54に連結されており、サイドクラッチレバー54を操作することにより係合ピン37aがカウンター軸33の軸方向に沿って移動可能となっている。係合ピン37aが軸方向に沿って移動することにより、クラッチ部材35が軸方向へ摺動する。
サイドクラッチ32は、クラッチアーム37、減速ギア71、クラッチ部材35、カウンター軸33およびブレーキ部材58などにより構成されている。
カウンター軸33のブレーキ部材58よりも左右外側の位置には、カウンターギア72が設けられている。カウンターギア72はカウンター軸33と一体的に回転可能である。駆動輪軸4には車軸ギア73が一体的に回転可能に設けられている。カウンターギア72と車軸ギア73とは歯合しており、カウンター軸33が回転することにより駆動輪軸4が回転駆動される。
クラッチ部材35は、減速ギア71側に摺動して係合突起35bと係合凹部71aとが係合する伝達位置と、ブレーキ部材58側に摺動してブレーキ当接面35cと制動面58aとが当接する制動位置と、伝達位置と制動位置との間の位置に摺動して、係合突起35bと係合凹部71aとが係合しないとともに、ブレーキ当接面35cと制動面58aとが当接しない切断位置とに、摺動位置を切替可能に構成されている。
クラッチ部材35の伝達位置と切断位置と制動位置とは、サイドクラッチレバー54を操作することにより切り替えることが可能である。例えば、サイドクラッチレバー54を操作していない、つまりサイドクラッチレバー54を握っていない状態のときに、クラッチ部材35は伝達位置に切り替えられる。また、クラッチ部材35は、サイドクラッチレバー54を半分程度握った状態のときに切断位置に切り替えられる。さらに、クラッチ部材35は、サイドクラッチレバー54を切断位置のときよりも強く握った状態のときに制動位置に切り替えられる。
クラッチ部材35が伝達位置にあるときには、係合突起35bと係合凹部71aとが係合して、クラッチ部材35と減速ギア71とが一体的に回転可能である。つまり、クラッチ部材35が伝達位置にあるときには、走行駆動軸29とクラッチ部材35とが接続され、走行駆動軸29からの駆動力がクラッチ部材35に伝達される。
減速ギア71はピニオンギア70よりも歯数が多いギアに構成されており、ピニオンギア70および減速ギア71を介してクラッチ部材35に伝達される走行駆動軸29からの駆動力は、減速されてクラッチ部材35に伝達される。つまり、ピニオンギア70および減速ギア71は減速機構を構成しており、クラッチ部材35は減速機構を介して走行駆動軸29と接続されている。クラッチ部材35に伝達された走行駆動軸29からの駆動力は、カウンター軸33、カウンターギア72、および車軸ギア73を介して駆動輪軸4に伝達される。
クラッチ部材35が切断位置にあるときには、係合突起35bと係合凹部71aとが係合しないため、走行駆動軸29からの駆動力がクラッチ部材35に伝達されない。これにより、走行駆動軸29からの駆動輪軸4への駆動力の伝達が切断された状態となる。また、クラッチ部材35が切断位置にあるときには、クラッチ部材35のブレーキ当接面35cとブレーキ部材58の制動面58aとは当接しないため、クラッチ部材35はブレーキ部材58により制動されずに回転可能な状態となる。これにより、駆動輪軸4は、走行駆動軸29からの駆動力は伝達されないが回転可能な状態となる。
クラッチ部材35が制動位置にあるときには、係合突起35bと係合凹部71aとが係合しないとともに、クラッチ部材35のブレーキ当接面35cとブレーキ部材58の制動面58aとが当接するため、クラッチ部材35はブレーキ部材58により制動される。これにより、駆動輪軸4は、ブレーキ部材58により回転が規制された状態となる。なお、
クラッチ部材35のブレーキ部材58による制動度合いは、サイドクラッチレバー54の握り度合いによって調整することが可能である。
このように構成される除雪機100においては、エンジン60からの駆動力は、出力軸61、プーリ62、ベルト63、プーリ26を介して摩擦円板式無段変速装置21の入力軸25に伝達される。入力軸25に伝達された駆動力は、駆動円板22と従動円板23の接触位置が変更されることにより変速される。変速後の駆動力は走行駆動軸29からサイドクラッチ32に伝達され、左右のサイドクラッチレバー54、54が操作されていない、つまり、左右のサイドクラッチレバー54、54が握られていない状態では、クラッチ部材35が伝達位置にあるため、走行駆動軸29からの駆動力がカウンター軸33に伝達される。カウンター軸33に伝達された駆動力は、さらにカウンターギア72および車軸ギア73を介して駆動輪軸4に伝達されて、左右のクローラ式走行装置50が同速で駆動されて直進する。
この直進状態において、例えば、右側のサイドクラッチレバー54を半分程度握ると、右側のクラッチ部材35がクラッチアーム37により切断位置に移動し、係合突起35bと係合凹部71aとの係合状態が解除される(図4に示す右側のサイドクラッチ32の状態)。これにより、走行駆動軸29からの右側の駆動輪軸4への駆動力の伝達が切断された状態となって、左側のクローラ式走行装置50のみが駆動されるため、除雪機100は右に緩旋回される。
この状態から更に右側のサイドクラッチレバー54を握ると、右側のクラッチ部材35がクラッチアーム37により制動位置に移動してブレーキ部材58により制動される。これにより、右側の駆動輪軸4は駆動力が伝達されない状態で更に停止状態となり、右側のクローラ式走行装置50がブレーキをかけられた状態となり、除雪機100は右側へ急旋回することになる。
このように、除雪機100においては、サイドクラッチレバー54を操作することにより、サイドクラッチ32を、減速機構を介して走行駆動軸29と接続され走行駆動軸29からの駆動力をクローラ式走行装置50に伝達する伝達位置と、走行駆動軸29からの駆動力のクローラ式走行装置50への伝達を切断する切断位置と、クローラ式走行装置50を制動する制動位置とに切替可能に構成されている。
つまり、除雪機100は、サイドクラッチ32よって機体を緩旋回または急旋回させることが可能に構成されているため、機体を操作する際の労力を軽減することが可能である。
また、サイドクラッチ32においては、サイドクラッチレバー54を握った状態からサイドクラッチレバー54が握られていない状態に変化すると、クラッチ部材35の係合突起35bは減速ギア71の係合凹部71aから離間した状態から、係合凹部71aに挿入された状態となり、係合突起35bと係合凹部71aとは係合状態となる。
このように、係合突起35bが係合凹部71aに挿入される場合、減速機構を構成する減速ギア71は、走行駆動軸29の回転速度よりも遅い速度で回転しているため、係合突起35bを確実に係合凹部71aに挿入することができ、走行駆動軸29から駆動輪軸4への駆動力の伝達および切断の切り替えを円滑かつ確実に行うことが可能となっている。つまり、除雪機100においては、サイドクラッチ32を減速機構を介して走行駆動軸29と接続することにより、例えば走行駆動軸29に直接クラッチ部材35を設けた場合に比べて、走行駆動軸29から駆動輪軸4への駆動力の伝達および切断の切り替えを円滑かつ確実に行うようにしている。
また、係合突起35bは、走行駆動軸29よりも低速で回転する減速ギア71の係合凹部71aと係合するため、係合突起35bを係合凹部71aに挿入して両者が係合したときに受ける衝撃が小さい。従って、係合突起35bの構成部材として特に高強度の部材を用いる必要がなく、係合突起35bの低コスト化を図ることが可能である。
また、サイドクラッチ32においては、クラッチ部材35と当接可能なブレーキ部材58を有しているため、クラッチ部材35をブレーキ部材58により制動して、除雪機100を左右へ急旋回させることが可能となっている。
この場合、ブレーキ部材58はゴムなどの樹脂部材にて構成されているため、クラッチ部材35とブレーキ部材58とが当接した際のクラッチ部材35に対するブレーキ部材58の当たりが柔らかく、クラッチ部材35とブレーキ部材58とが当接した際に発生する衝撃を抑制することができる。
また、クラッチ部材35とブレーキ部材58とが当接した際には、クラッチ部材35に対する制動力を安定して生じさせることができ、除雪機100の制動度合いを制御し易くすることができる。さらに、サイドクラッチレバー54の操作量に対する除雪機100の制動度合いの調整が容易となる。
一方、ブレーキ部材58を鋼板などの硬い金属部材にて構成した場合は、クラッチ部材35に対するブレーキ部材58の当たりが硬く、クラッチ部材35とブレーキ部材58とが当接した際に発生する衝撃が大きくなる。また、クラッチ部材35とブレーキ部材58とが当接した際の、クラッチ部材35に生じる制動力が安定しにくいため、除雪機100の制動度合いを制御することが困難である。
また、図5、図6に示すように、ブレーキ部材58の制動面58aには凹部58bが形成されており、ブレーキ部材58の制動面58aは凹凸形状に形成されている。本実施形態の場合、凹部58bは円環状に形成されており、大径の凹部58bと小径の凹部58bとが形成されている。
ブレーキ部材58の制動面58aが、仮に凹凸形状が形成されていない平坦面であった場合、制動面58aがクラッチ部材35のブレーキ当接面35cと当接した際に、制動面58aとブレーキ当接面35cとの間に若干の滑りが生じて異音が発生するおそれがある。しかし、ブレーキ部材58の制動面58aに凹凸形状を形成することで、制動面58aがブレーキ当接面35cに当接した際の制動面58aとブレーキ当接面35cとの密着度合いを高めることができる。これにより、制動面58aとブレーキ当接面35cとが当接した際に制動面58aとブレーキ当接面35cとの間に滑りが生じることが抑制され、異音の発生を防止することが可能となっている。
10 ハンドル
21 摩擦円板式無段変速装置
22 駆動円板
23 従動円板
25 入力軸
29 走行駆動軸
32 サイドクラッチ
33 カウンター軸
35 クラッチ部材
35b 係合突起
35c ブレーキ当接面
50 クローラ式走行装置
54 サイドクラッチレバー
58 ブレーキ部材
58a 制動面
58b 凹部
60 エンジン
70 ピニオンギア
71 減速ギア
71a 係合凹部
100 除雪機

Claims (2)

  1. エンジンからの駆動力が伝達される入力軸、前記駆動力を出力可能な走行駆動軸、前記入力軸に一体的に回転可能に接続される駆動円板、および前記走行駆動軸に一体的に回転可能に接続される従動円板を有し、前記駆動円板に前記従動円板の外周面を接触させることで、前記駆動円板の駆動力を前記従動円板に伝達する摩擦円板式無段変速装置と、
    前記摩擦円板式無段変速装置から出力される駆動力が入力される左右一対の走行装置と、
    前記摩擦円板式無段変速装置と前記左右一対の走行装置との間に設けられるサイドクラッチとを備え、
    前記サイドクラッチは、
    減速機構を介して前記走行駆動軸と接続され、前記走行駆動軸からの駆動力を前記走行装置に伝達する伝達位置と、前記走行駆動軸からの駆動力の前記走行装置への伝達を切断する切断位置と、前記走行装置を制動する制動位置とに切替可能であり、
    前記減速機構から伝達される駆動力により回転可能であり、前記走行装置と接続されるカウンター軸と、
    前記カウンター軸に摺動可能に設けられ、前記カウンター軸と一体的に回転するクラッチ部材と、
    前記サイドクラッチが前記制動位置にあるときに前記クラッチ部材と当接して前記クラッチ部材を制動するブレーキ部材とを有し、
    前記ブレーキ部材の前記クラッチ部材との当接面には、凹凸形状が形成され、
    前記クラッチ部材の前記ブレーキ部材との当接面は平坦面であり、
    クラッチ部材のブレーキ部材による制動度合いは調整可能であることを特徴とする除雪機。
  2. 前記ブレーキ部材は、樹脂部材にて構成されることを特徴とする請求項1に記載の除雪機。
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