JP2010043656A - Dog clutch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、互いに噛み合う爪部を有して回転動力を伝達するドグクラッチ装置に関する。 The present invention relates to a dog clutch device having claw portions that mesh with each other and transmitting rotational power.
ドグクラッチ装置は、一対の回転軸の各端部に設けられた爪部同士が噛み合って回転動力を伝達するものであり、構造が簡易で確実な動力伝達が可能であることから、自動車、オートバイ、耕耘機等に広く用いられている。耕耘機等の農業機械では、一方の出力軸側の回転軸に対して他方の入力軸側の回転軸が円弧状の軌道に沿って移動して、これらの回転軸同士を接続することが可能な一対のドグクラッチ(ドグクラッチ装置)が開発されている。 The dog clutch device is a device in which the claw portions provided at each end of the pair of rotating shafts mesh with each other to transmit rotational power, and since the structure is simple and reliable power transmission is possible, automobiles, motorcycles, Widely used in tillage machines. In an agricultural machine such as a field cultivator, the rotary shaft on the other input shaft side moves along an arc-shaped track with respect to the rotary shaft on one output shaft side, and these rotary shafts can be connected to each other. A pair of dog clutches (dog clutch devices) have been developed.
このドグクラッチは、ドグクラッチの連結のし易さを向上させる観点から、爪部の軸方向対向面に、接近する他の爪部の先端の移動を案内して両者の爪部の噛み合わせを可能にする傾斜面が形成されている(特許文献1参照)。この傾斜面を有する爪部は、先端部に回転軸の軸芯方向に延びる噛合面が形成され、上面に噛合面の先端部から軸端面まで傾斜する傾斜面が形成されて、側面視において三角状に形成されている。 From the viewpoint of improving the ease of coupling of the dog clutch, this dog clutch can guide the movement of the tip of the other claw portion approaching the axially facing surface of the claw portion, thereby enabling the engagement of both claw portions. An inclined surface is formed (see Patent Document 1). The claw portion having the inclined surface is formed with a meshing surface extending in the axial direction of the rotating shaft at the front end portion, and an inclined surface inclined from the front end portion of the meshing surface to the shaft end surface is formed on the upper surface. It is formed in a shape.
このように構成されたドグクラッチは、例えば、固定された他方の回転軸に対して、一方の回転軸が円弧状の軌道に沿って移動すると、接近してくる一方の三角爪部の先端部が他方の三角爪部の傾斜面に当接し、両三角爪部の傾斜面に案内されるようにして一方の回転軸が回転して、最終的に一方の三角爪部が当接した他方の三角爪部の隣の三角爪部の噛合面に噛み合って、一対のドグクラッチが接続された状態になる。 In the dog clutch configured in this way, for example, when one rotary shaft moves along an arcuate track with respect to the other fixed rotary shaft, the tip of one triangular claw portion approaching the One rotating shaft rotates so as to abut against the inclined surface of the other triangular claw portion and is guided by the inclined surfaces of both triangular claw portions, and finally the other triangular portion where one triangular claw portion abuts The pair of dog clutches are connected by meshing with the meshing surface of the triangular claw portion adjacent to the claw portion.
この特許文献1に記載された従来のドグクラッチでは、円弧状に移動する回転軸の移動半径は比較的に大きいので、固定側のドグクラッチに対して接近する側のドグクラッチの爪部が固定側のドグクラッチの爪部に当接するときは、接近する側のドグクラッチの移動方向は、固定側のドグクラッチの軸心と略同一方向である。このため、円弧状に移動する回転軸の移動半径が比較的に小さい場合には、接近する側のドグクラッチの爪部の噛合面側であってドグクラッチの回転中心軸線に対して半径方向外側の端部が固定側のドグクラッチの爪部の傾斜面に当接してその傾斜面を損傷させる虞がある。 In the conventional dog clutch described in Patent Document 1, since the moving radius of the rotating shaft that moves in an arc shape is relatively large, the claw portion of the dog clutch that is closer to the fixed dog clutch is the fixed dog clutch. When contacting the claw, the moving direction of the approaching dog clutch is substantially the same as the axis of the stationary dog clutch. For this reason, when the moving radius of the rotating shaft that moves in an arc shape is relatively small, it is on the meshing surface side of the claw portion of the approaching dog clutch and on the radially outer end with respect to the rotation center axis of the dog clutch. There is a possibility that the portion contacts the inclined surface of the claw portion of the dog clutch on the fixed side and damages the inclined surface.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、円弧状に移動する回転軸の移動半径が比較的に小さい場合に、固定側のドグクラッチに対して接近する側のドグクラッチの爪部が固定側のドグクラッチの爪部に当接する場合でも、固定側のドグクラッチに対して接近する側のドグクラッチの爪部によってドグクラッチの爪部が損傷する虞のないまた確実に接続できるドグクラッチ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and when the moving radius of the rotating shaft that moves in an arc shape is relatively small, the claw portion of the dog clutch on the side approaching the dog clutch on the fixed side Provided is a dog clutch device that can be reliably connected without the possibility of damaging the dog clutch pawl by the dog clutch pawl on the side approaching the fixed dog clutch even when the pawl is in contact with the pawl of the fixed dog clutch. For the purpose.
このような課題を解決するため、本発明の特徴は、一対の回転軸(例えば、実施形態における駆動軸53,54,従動軸62)の各先端部に設けられ、爪部同士が噛み合って回転動力を伝達するドグクラッチ装置において、前記一対の回転軸の少なくとも一方の回転軸に設けられたドグクラッチ(例えば、実施形態における前側受動クラッチ20,後側受動クラッチ21)の爪部の軸方向対向面のうち、前記ドグクラッチの回転中心軸線に対して半径方向外側の端部に、表面が凸となった曲面状の面取り部が形成されていることを構成要件とすることである。
In order to solve such a problem, a feature of the present invention is that it is provided at each tip portion of a pair of rotating shafts (for example, the
面取り部は、表面が凸となった曲面状であればよく、例えば、R形状、傾斜角度の異なるC面を連続的に設けたものでもよい。ドグクラッチの爪部の軸方向対向面のうち、ドグクラッチの回転中心軸線に対して半径方向外側の端部に表面が凸となった曲面状の面取り部を設けることで、円弧状に移動する回転軸の移動半径が比較的に小さい場合、接近する側のドグクラッチが固定側のドグクラッチに接近するに伴い、面取り部は他方のドグクラッチの軸方向対向面の半径方向内側から軸方向対向面側へ移動する。この際、面取り部は表面が凸となった曲面状に形成されているので、円弧状に移動する面取り部が、他方のドグクラッチの爪部の軸方向対向面に食い込むように作用することはない。このため、他方のドグクラッチの爪部が損傷する虞を防止することができる。 The chamfered portion only needs to be a curved surface having a convex surface. For example, the chamfered portion may be continuously provided with C-shaped surfaces having different R shapes and different inclination angles. A rotating shaft that moves in an arc shape by providing a curved chamfered portion with a convex surface at the radially outer end of the dog clutch claw portion in the axial direction of the dog clutch claw surface. When the moving radius of the dog clutch is relatively small, as the approaching dog clutch approaches the stationary dog clutch, the chamfered portion moves from the radially inner side of the other dog clutch toward the axially opposing surface. . At this time, since the chamfered portion is formed in a curved surface having a convex surface, the chamfered portion that moves in an arc shape does not act to bite into the axially opposed surface of the claw portion of the other dog clutch. . For this reason, a possibility that the claw part of the other dog clutch may be damaged can be prevented.
また本発明の特徴は、面取り部を有するドグクラッチに対向する他方側の回転軸(例えば、実施形態における駆動軸53,54)に設けられたドグクラッチ(例えば、実施形態における前側駆動クラッチ10,後側駆動クラッチ11)の爪部の軸方向対向面に、半径方向の内側に傾斜して前記面取り部が当接する当接面を形成することである(請求項2)。当接面は直線状、曲線状のいずれでもよい。接近する側のドグクラッチの爪部が固定側のドグクラッチに接近するに伴い、面取り部は他方側のドグクラッチの半径方向の内側から外側に移動する。このため、面取り部が当接する当接面を半径方向の内側に傾斜させることで、当接面に当接する面取り部の移動を容易にすることができ、当接面が損傷する虞をより防止することができる。
The present invention is also characterized in that the dog clutch (for example, the front drive clutch 10 in the embodiment, the rear side) provided on the other rotary shaft (for example, the
また本発明の特徴は、一対の回転軸の一方の回転軸に設けられたドグクラッチは、回転軸の軸方向に移動可能に支持されるとともに、ドグクラッチと回転軸との間に設けられた弾性体(例えば、実施形態における圧縮ばね53a、54a)により他方の回転軸に設けられたドグクラッチ側に付勢されていてもよいことである(請求項3)。接近する側のドグクラッチが固定側のドグクラッチに接近するに伴って、面取り部が他方のドグクラッチの爪部の軸方向対向面に当接したときに、他方のドグクラッチがばねに抗して接近したドグクラッチから離反する側に退避することができる。このため、面取り部が当接する他方のドグクラッチの爪部が損傷する虞をさらに防止することができる。 Further, the present invention is characterized in that the dog clutch provided on one of the pair of rotating shafts is supported so as to be movable in the axial direction of the rotating shaft, and is an elastic body provided between the dog clutch and the rotating shaft. (For example, the compression springs 53a and 54a in the embodiment may be biased toward the dog clutch provided on the other rotating shaft.) As the approaching dog clutch approaches the stationary dog clutch, when the chamfered portion comes into contact with the axially opposed surface of the claw portion of the other dog clutch, the other dog clutch approaches the spring against the spring. It can evacuate to the side away from. For this reason, the possibility that the claw portion of the other dog clutch with which the chamfered portion abuts can be further prevented.
本発明に係わるドグクラッチ装置によれば、上記特徴を有することによって、円弧状に移動する回転軸の移動半径が比較的に小さい場合に、固定側(接近する側)のドグクラッチに対して接近する側(固定側)のドグクラッチの爪部によって接近する側あるいは固定側のドグクラッチの爪部が損傷する虞のないドグクラッチ装置を提供することができる。 According to the dog clutch device of the present invention, having the above-described characteristics, when the moving radius of the rotating shaft that moves in an arc shape is relatively small, the side approaching the dog clutch on the fixed side (the approaching side). It is possible to provide a dog clutch device in which there is no risk of damage to the claw portion of the dog clutch on the fixed side or the claw portion of the fixed side dog clutch.
以下、本発明に係わるドグクラッチ装置の実施形態を図1から図8に基づいて説明する。先ず、ドグクラッチ装置を説明する前に、ドグクラッチ装置を搭載した畦塗り機について概説する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a dog clutch device according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, before explaining the dog clutch device, an outline of a coater equipped with the dog clutch device will be described.
畦塗り機50は、図6(平面図)に示すように、走行機体90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90の前進動及び後進動に応じて畦塗り作業を行なうものである。畦塗り機50は、走行機体90に装着されて走行機体90からの動力が入力される入力軸を備えた装着部51と、装着部51に設けられて装着部幅方向に揺動可能な平行リンク55と、平行リンク55の移動端側(後端側)に設けられた回動支点Oを中心として水平方向に回動可能に配設されて畦塗り作業を行う畦塗り作業部60とを有してなる。
As shown in FIG. 6 (plan view), the
畦塗り作業部60には伝動フレーム61が張り出すように設けられ、伝動フレーム61の先端部が平行リンク55の移動端側に設けられた後フレーム56に回動自在に枢支されている。畦塗り作業部60は後フレーム56との枢支位置を回動支点Oとして水平方向に回動可能であり、走行機体90の一方側(右側)にオフセットした前進作業位置Pfと、前進作業位置Pfから略180°回動させた後進作業位置Pbとの間を移動可能である。
A
装着部51に設けられた主フレーム52の長手方向の中間部には、長手方向に所定距離を有して配置されて後方側に水平に張り出す2つの駆動軸53,54が回転可能に並んで取り付けられている。駆動軸53は入力軸の略真後ろに配置されて、入力軸からの動力が図示しないユニバーサルジョイント等を介して動力伝達可能になっている。駆動軸54は、駆動軸53に伝達された動力が駆動軸53及び駆動軸54に装着されたギアを介して伝達されるようになっている。このため、駆動軸53に動力が伝達されると、両駆動軸53,54が回転する。駆動軸53の先端部には圧縮ばね53aを介して前側駆動クラッチ10が取り付けられ、駆動軸54の先端部には圧縮ばね54aを介して後側駆動クラッチ11が取り付けられている。これらの駆動軸53,54は主フレーム52から後方側に略同一距離を有して延び、前側駆動クラッチ10及び後側駆動クラッチ11は主フレーム52から後方側に略同一距離の位置に配置されている。
Two
伝動フレーム61の回動支点側には、回動支点Oよりも移動端側に寄った位置に前後且つ水平に延びる従動軸62が回転自在に支持されている。従動軸62は伝動フレーム61を貫通するようにして設けられており、伝動フレーム61の前側面及び後側面から略同一の長さを有して延出している。従動軸62の前端部に前側受動クラッチ20が取り付けられ、従動軸62の後端部に後側受動クラッチ21が取り付けられている。前側受動クラッチ20は前側駆動クラッチ10と接続可能に構成され、後側受動クラッチ21は後側駆動クラッチ11と接続可能に構成されている。
On the rotation fulcrum side of the
前側受動クラッチ20は、平行リンク55を機体幅方向一方側(右側)に揺動させて平行リンク55が最も折り畳まれた状態で回動支点Oを中心として畦塗り作業部60を走行機体90の機体幅方向一方側の前進作業位置Pfに移動させると、前側駆動クラッチ10と接続された状態になる(図1参照)。また後側受動クラッチ21は、平行リンク55を機体幅方向一方側(右側)に最も折り畳まれた状態で回動支点Oを中心として畦塗り作業部60を前進作業位置Pfから略180°回動した後進作業位置Pbに移動させると、後側駆動クラッチ11と接続された状態になる(図8参照)。
The front-side
平行リンク55は、機体幅方向一方側(右側)に揺動させて平行リンク55が最も折り畳まれた状態(以下、「作業姿勢」と記す。)になると(図6参照)、畦塗り作業部60の回動支点Oが平面視において2つの駆動軸53,54間の略中央に位置するように構成されている。このため、平行リンク55を作業姿勢にした状態で回動支点Oを中心に畦塗り作業部60を前進作業位置Pfに移動させると、前側受動クラッチ20を前側駆動クラッチ10に接続することができ、また平行リンク55を作業姿勢にした状態で回動支点Oを中心に畦塗り作業部60を後進作業位置Pbに移動させると(図8参照)、後側受動クラッチ21を後側駆動クラッチ11に接続することができる。
When the
前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20、及び後側駆動クラッチ11と後側受動クラッチ21はそれぞれ対として使用されて、ドグクラッチ装置1として構成される。前側駆動クラッチ10と後側駆動クラッチ11は同一形状に形成され、前側受動クラッチ20及び後側受動クラッチ21は同一形状に形成されている。このため、前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20からなるドグクラッチ装置1について説明して、後側駆動クラッチ11と後側受動クラッチ21からなるドグクラッチ装置についての説明は省略する。
The
ドグクラッチ装置1は、図1(断面図)に示すように、駆動軸53の先端部に装着された前側駆動クラッチ10と、伝動フレーム61の一方側の側面から延出する従動軸62の先端部に装着された前側受動クラッチ20とを有してなる。前側駆動クラッチ10及び前側受動クラッチ20は、それぞれ爪クラッチ部材12,22を備える。爪クラッチ部材12,22は、図2(a)(正面図)、図2(b)(断面図)、図3(a)(正面図)、図3(b)(断面図)に示すように、円筒状であり、基部側の内側に対応する駆動軸53及び従動軸62の先端部がスプライン結合されるスプライン部13,23が形成され、爪クラッチ部材12,22の先端側には鍔状の端部14,24が環状に形成されている。端部14,24の先端側の対向面には3個の爪部15,25が周方向に等間隔に配置されて、その周側端部に形成された噛合面16,26が噛み合わされることで、回転力を伝達するようになっている。
As shown in FIG. 1 (cross-sectional view), the dog clutch device 1 includes a front drive clutch 10 attached to a front end portion of a
一方の爪クラッチ部材12の爪部15は、図2(a)及び図2(b)に示すように、その周方向の両端部に噛合面16を有するとともに、爪クラッチ部材12の回転中心軸線Lに対して半径方向断面が矩形状であって正面視において扇状に形成された突出体である。噛合面16は、爪クラッチ部材12が脱出するのを防止する観点から、先端部から内側に後退するように逆テーパ状に形成されている。爪部15の軸方向対向面15aのうち、回転中心軸線Lに対して半径方向外側は平面部15a1が形成され、半径方向内側は爪部15の内周面15bに対して半径方向外側に進むに従って軸方向対向面側に傾斜する当接面15a2が設けられている。当接面15a2は、R形状に形成されたものや、半径方向内側から外側に向かって軸方向対向面側に傾斜するC面を連続的に設けてもよい。この場合、隣接するC面の傾斜角度は外側の方が内側よりも小さくする。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
他方の爪クラッチ部材22の爪部25は、図3(a)及び図3(b)に示すように、爪部25の両端部に噛合面26を有し、半径方向断面が矩形状であって正面視において扇状に形成された突出体である。噛合面26は爪クラッチ部材22が脱出するのを防止する観点から、先端部から内側に後退するように逆テーパ状に形成され、爪部25の軸方向対向面25aのうち、回転中心軸線Lに対して半径方向外側の外周部分は表面が凸となったR形状の面取り部25bが形成され、半径方向内側の部分には、端部24の表面側へ向かう傾斜が付けられた傾斜面25cが形成されている。この傾斜面25cは、爪部15,25同士が突き合った状態で爪部15,25間に土等の異物が付着していた場合に、爪部15,25間に異物を噛んで爪部15,25が損傷する事態を抑制するためのものである。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
このように構成されたドグクラッチ装置1を登載した畦塗り機50の畦塗り作業部60を前進作業位置Pfに移動させるに伴うドグクラッチ装置1の結合動作について説明する。図7(平面図)に示すように、畦塗り作業部60が走行機体90(図6参照)の後方に位置した状態で畦塗り作業部60を反時計方向に回動させると、畦塗り作業部60は回動支点Oを中心として回動するとともに、前側受動クラッチ20も回動支点Oを中心として反時計方向に回動する。
The coupling operation of the dog clutch device 1 that accompanies the movement of the
そして、畦塗り作業部60が前進作業位置Pf(図6参照)の近傍に移動すると、前側受動クラッチ20は、図4(a)に示すように、回動支点Oを中心として反時計方向に回動して前側駆動クラッチ10に接近して、前側受動クラッチ20の爪部25の面取り部25bが前側駆動クラッチ11の爪部15の当接面15a2に当接する。
Then, when the
そして、畦塗り作業部60がさらに回動するに伴い、図4(b)に示すように、面取り部25bが当接面15a2上を摺接しながら当接面15a2の軸方向対向面15aの外周側に移動するとともに、前側駆動クラッチ10を駆動軸方向に付勢する。その結果、前側駆動クラッチ10は圧縮ばね53aの付勢に抗して駆動軸側へ移動する。
Then, as the
ここで、面取り部25bは、表面が凸となった曲面状に形成されているので、伝動フレーム61の回動支点Oを中心とし面取り部25bが反時計方向に回動すると、当接面15a2上を線接触しながら移動(摺動)する。このため、面取り部25bが当接面15a2上に止まって面取り部25bが当接面15a2に作用する力の殆どが当接面15a2に作用することはなく、面取り部25bや当接面15a2が損傷する虞はない。
Here, since the chamfered
面取り部25bが半径方向内側の軸方向対向面15a上に移動すると、図5に示すように、面取り部25bは、軸方向対向面15aを斜め前方に付勢しながら軸方向対向面15a上を回転中心軸線Lに対して半径方向外側に移動し、図4(c)に示すように、前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20の爪部25,15同士が突き当たった状態になる。
When the chamfered
前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20の爪部同士が突き当たった状態になると、前側駆動クラッチ10は前側受動クラッチ20からさらに押されて圧縮ばね53a(図4(b)参照)に抗して駆動軸53側にさらに移動する。
When the claws of the
この状態で、前側駆動クラッチ10を装着した駆動軸53又は前側受動クラッチ20を装着した従動軸62(図1参照)のいずれかが回転すると、圧縮状態にある圧縮ばね53aの復元力によって前側駆動クラッチ10が前側受動クラッチ20側に移動して、両爪クラッチ部材12,22の爪部15,25が互いに噛み合って、ドグクラッチ装置1の結合動作が完了する。また、爪部同士が突き当たった状態においても、前側受動クラッチ20の爪部25の軸方向対向面25aの内側に傾斜面25cが形成されているので、爪部同士の間に異物が噛み合う虞は小さくなり、異物の噛み合による爪部25,15の損傷を防止することができる。
In this state, when either the
なお、畦塗り作業部60を前進作業位置Pfから後進作業位置Pb(図8参照)に移動させる場合において、後側受動クラッチ21を後側駆動クラッチ11に結合する作用は、前述した前側受動クラッチ20を前側駆動クラッチ10に結合する作用に準じるので、その説明は省略する。
Note that, when the
1 ドグクラッチ装置
10 前側駆動クラッチ(ドグクラッチ)
11 後側駆動クラッチ(ドグクラッチ)
15、25 爪部
15a,25a 軸方向対向面
15a2 当接面
20 前側受動クラッチ(ドグクラッチ)
21 後側受動クラッチ(ドグクラッチ)
25 爪部
25a 軸方向対向面
25b 面取り部
53,54 駆動軸(回転軸)
53a,54a 圧縮ばね
62 従動軸(回転軸)
L 回転中心軸線
1 Dog
11 Rear drive clutch (dog clutch)
15, 25
21 Rear passive clutch (dog clutch)
25
53a,
L Rotation center axis
Claims (3)
前記一対の回転軸の少なくとも一方の回転軸に設けられたドグクラッチの爪部の軸方向対向面のうち、前記ドグクラッチの回転中心軸線に対して半径方向外側の端部に、表面が凸となった曲面状の面取り部が形成されていることを特徴とするドグクラッチ装置。 In the dog clutch device that is provided at each tip of the pair of rotating shafts, and the claw portions mesh with each other to transmit rotational power,
Of the axially facing surfaces of the dog clutch pawls provided on at least one of the pair of rotating shafts, the surface is convex at the radially outer end with respect to the rotation center axis of the dog clutch. A dog clutch device having a curved chamfered portion.
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- 2008-08-08 JP JP2008206425A patent/JP5049914B2/en active Active
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