JP5676327B2

JP5676327B2 - 動力伝達機構

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Publication number: JP5676327B2
Application number: JP2011061102A
Authority: JP
Inventors: 慎輔中
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: CN102668746A; JP2012197828A; US20120234122A1; RU2012110190A; CN102668746B; EP2500602A1

Description

本発明は、モータやエンジン等の原動機からの動力を第１のギア、第２のギア及びウォームギア機構を介して伝達する動力伝達機構に関する。この動力伝達機構は、例えば、管理機等の作業機に用いられる。

特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４には、管理機等にエンジン等の原動機が用いられている動力伝達機構が開示されている。

特開２００８―３０７０２２号公報特表平１０―５０８７４０号公報特開２００３―２２０９８２号公報特開昭５９―２１０８０３号公報

しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４の方法では、動力伝達機構は、特定の原動機に用いられる専用品であり、複数の原動機に換装可能ではないという不便がある。

本発明の目的は、複数の原動機に換装可能な動力伝達機構を提供することである。

本発明の動力伝達機構は、ウォームホイールとウォームギアを含むウォームギア機構と、鉛直方向に延び前記ウォームギアを下側方向位置に有するシャフトと、前記シャフトの上側方向位置に第１のギアと、前記第１のギアとギア接合可能な第２のギアと、を有し、前記第２のギアは、原動機の軸に接続可能に形成されており、かつ、前記第２のギアは、前記シャフトに対してウォームホイールが形成されている側と同一の側に配置されており、前記第１のギア及び前記第２のギアを収容するための第１の収容空間を有し、前記第１の収容空間の前記原動機が配置される側に蓋部が形成されており、前記蓋部は取り外し可能であり、前記蓋部を取り外すと、前記原動機の軸、前記第２のギア、及び前記原動機も一緒に外され、少なくとも前記第１のギアは前記蓋部方向に取り外し容易に形成されている。

好適には、前記ウォームギア機構を収容するための第２の収容空間と、を有し、前記第１の収容空間の前記第１のギア側には、前記第１の収容空間と前記第２の収容空間とを貫通し、前記シャフトが配置される貫通通路が形成され、前記第１の収容空間の前記第２のギア側には、前記第１の収容空間と前記第２の収容空間とを貫通する貫通構造を有しない。

好適には、前記第１のギアが、前記シャフトの上側位置に形成されたスプラインと内周面においてスプライン結合する。

本発明によって、複数の原動機に換装可能な動力伝達機構を提供することが可能となる。
また、共通の作業機について原動機を換装可能なので、作業機本体の部品の共通化を図ることが可能となる。

本発明の第１の実施形態における動力伝達機構１が用いられる例の説明図である。図１の管理機の正面図である。動力伝達機構を右側方向からみた断面図である。管理機が使用される一場面を示す説明図である。

図１は、本発明の第１の実施形態における動力伝達機構１が用いられる例の説明図である。

以下、本発明の第１の実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。
図１のように、エンジン式の原動機１０３を搭載した管理機１０１に動力伝達機構１が用いられる。なお、動力伝達機構１が用いられるのは管理機１０１に限られるものではなく、他の作業機、作業工具等に用いられうる。
この動力伝達機構１は、エンジン式の原動機１０３から入力される回転力を、耕耘爪１０５が接続される耕耘軸１０９に伝達している。

管理機１０１は、操作部１１１によって操作される。
また、管理機１０１はストッパ１１３を有している。
このストッパ１１３は、耕耘時に、ストッパ１１３を耕耘地面Ｇに突き立てることによって、管理機１０１の進行を抑え、耕耘地面Gの耕耘される深さを調整する役割を有している。

通常の耕耘時に管理機１０１が進む方向を前側方向（図１において、紙面左側方向）として、逆の方向を後ろ側方向（図１において、紙面右側方向）とする。
また、耕耘爪１０５に対してエンジン式の原動機１０３が配置されている方向を上側方向（図１において、紙面上側方向）として、逆の方向を後側方向（図１において、紙面下下側方向）とする。
そして、前側方向に対して右側の方向を右側方向（図１において、紙面手前側方向）として、前側方向に対して左側の方向を左側方向（図１において、紙面手奥側方向）とする。

図２は、図１の管理機１０１の正面図である。

図２のように、原動機１０３からの動力を出力する原動機側入力軸５は、垂直方向に延びており、さらに、シャフト９も鉛直方向に延びている（図３も参照のこと）。
原動機側入力軸５およびシャフト９は、動力伝達機構１内に形成されている。
図２のように、動力伝達機構１は、原動機側入力軸５及びシャフト９の垂直方向を軸とする回転を、耕耘軸１０９の水平方向を軸とする回転に変換している。
この耕耘軸１０９には、耕耘爪１０５が接続されている。また、管理機１０１は、操作部１１１によって操作される。

図３は、動力伝達機構１を右側方向からみた断面図である。

動力伝達機構１は、本体部３を有する。この本体部３は、上側方向位置に第１の収容空間３ａと、下側方向位置に第２の収容空間３ｂを有している。
そして、この第１の収容空間３ａと第２の収容空間３ｂとを、前側方向位置で貫通する貫通通路３ｃが形成されている。
第１の収容空間３ａの上側方向位置には、この第１の収容空間３ａに蓋をする蓋部２５が形成されている。
この蓋部２５が本体部３に接続されることによって、第１の収容空間３ａに開口部が無い状態となる。

第１の収容空間３ａには第１のギア７と原動機側入力軸５に形成された第２のギア５ａが収容されている。
この第１のギア７と第２のギア５ａはギア接合している。
第２のギア５ａは、第１のギア７よりも後側方向位置に設けられている。その結果、原動機側入力軸５もシャフト９よりも後側方向位置に設けられ、原動機１０３の重心も、直接、シャフト９に設けた場合よりも後側位置となる。
つまり、第２のギア５ａは、原動機１０３の原動機側入力軸５に接続可能に形成され、シャフト９に対してウォームホイール１１が形成されている側と同一の側に配置されている。
また、第１のギア７と第２のギア５ａによって、シャフト９の回転数が原動機側入力軸５に対して１／２程度になるように構成されている。なお、変速比はこの１／２に限らないことはいうまでもない。
第２の収容空間３ｂには、ウォームギア機構２７が収容されている。
貫通通路３ｃ内には、第１の収容空間３ａから第２の収容空間３ｂまで貫通するシャフト９が配置されている。

蓋部２５は、原動機側入力軸５を保持する入力軸軸受１５、が形成されている。
また、入力軸軸受１５は、クラッチ板１３が接続されている。そして、エンジン式の原動機１０３がこのクラッチ板１３を介して接続される。
なお、原動機１０３が電動式モータである場合には、必ずしもクラッチ板１３を設ける必要はない。
原動機側入力軸５は第２のギア５ａの軸に直接形成されている。
しかし、第２のギア５ａが必ずしも軸に直接形成されている必要はなく、原動機側入力軸５とは別体で第２のギア５ａが形成され、原動機側入力軸５と接続したものであってもよい。

第１のギア７は、シャフト９の上側位置に形成されたスプライン９ａと、内周面においてスプライン結合している。このスプライン結合は、蓋部２５側から第１のギア７を取り外し可能なように形成されている。

貫通通路３ｃの第１の収容空間３ａの側に、第１のギア側軸受１７が配置されている。
貫通通路３ｃの第２の収容空間３ｂの側に、スラスト軸受２３が配置されている。このスラスト軸受２３は、シャフト９に生じるスラスト加重を受けるためのものである。
第２の収容空間３ｂの上側位置にはウォームギア側第１軸受１９が配置され、第２の収容空間３ｂの下側位置にはウォームギア側第２軸受２１が配置されている。

第２の収容空間３ｂに収容されているウォームギア機構２７は、ウォームホイール１１と、シャフト９に形成されたウォームギア９ｂを有している。
ウォームギア９ｂは、シャフト９の下側方向位置に形成されている。
ウォームホイール１１は左側方向及び右側方向に延びている耕耘軸１０９と接続されている。
このウォームギア機構２７によって、上下側方向を軸に回転していた回転力が、左右方向を軸に回転する回転力に変換される。
また、ウォームギア９ｂとウォームホイール１１によって、シャフト９の回転数が１／３５程度になるように構成されている。なお、変速比はこの１／３５に限らないことはいうまでもない。
その結果、原動機１０３の回転数は、１／７０の回転数で、耕耘軸１０９に出力されることになる。

ウォームギア９ｂの上側方向にはウォームギア側第１軸受１９が配置され、ウォームギア９ｂの下側方向にはウォームギア側第２軸受２１が配置されている。
ウォームギア側第１軸受１９のさらに上側方向にスラスト軸受２３が配置されている。
第１のギア側軸受１７、スラスト軸受２３、ウォームギア側第１軸受１９及びウォームギア側第２軸受２１によってシャフト９が回転自在に保持されている。

以上の構成は以下のようなことが可能なことを示している。
まず、蓋部２５は取り外し可能である。そして、この蓋部２５を取り外すと、入力軸軸受１５、原動機側入力軸５、この原動機側入力軸５に形成されている第２のギア５ａ、クラッチ板１３及びエンジン式の原動機１０３も一緒に取り外される。
このように、蓋部２５を取り外すと、第１のギア７も露出されることになる。
そこで、ユーザは、第１のギア７を交換することが可能な状態となる。
以上から、蓋部２５を取り外すことによって、入力軸軸受１５、原動機側入力軸５、クラッチ板１３、エンジン式の原動機１０３、第２のギア５ａ及び第１のギア７を交換可能な構成であるということができる。

ここで、動力伝達機構１は汎用性が高い方が、原動機１０３が棄損等しても原動機１０３のみ交換して継続して使用可能であるという点で有利である。つまり、原動機１０３がエンジン式であっても、電動式であっても、同一の動力伝達機構１用いることが可能な方が好適である。さらに、エンジン式という点で同じであっても、その原動機１０３の出力が異なっても同一の動力伝達機構１を用いることが可能な方が好適である。これは原動機１０３が電動式であっても同じである。
この汎用性を高めるために本実施形態では、動力伝達機構１を、蓋部２５を取り外すことによって、入力軸軸受１５、原動機側入力軸５、クラッチ板１３、エンジン式の原動機１０３及び第１のギア７を交換可能な構成としている。
つまり、蓋部２５を交換することによって、蓋部２５及びこれに付随する入力軸軸受１５、原動機側入力軸５、クラッチ板１３、原動機１０３及び第１のギア７を交換することが可能な構成となっている。さらに、蓋部２５が除去されたことによって露出する第１のギア７を交換することが可能な構成となっている。

そして、このような構成から、以下のようにして、動力伝達機構１は様々な特性の原動機１０３に対応することができる。
まず、動力伝達機構１に交換される原動機１０３の特性に応じて、第１のギア７と第２のギア５ａのギア比を選択する。
つまり、選択されたギア比に応じて、第１のギア７と第２のギア５ａを選択する。
そして、シャフト９のスプライン９ａにすでに組み付けられている第１のギアを取り外し、シャフト９のスプライン９ａに選択された第１のギア７を組み付けて交換する。
その上で、選択された第２のギア５ａを有するようにした交換される原動機１０３（原動機側入力軸５）が組み付けられた蓋部２５を動力伝達機構に１組み付ける。
このようにして、交換される原動機１０３に適切なギア比の第１のギア７及び第２のギア５ａに交換することが可能になる。
以上のような方法で、本実施形態の動力伝達機構１は様々な特性を有するエンジン式又は電動式の原動機に対して用いることが可能となる。

以上では、製造後に原動機１０３を交換することを念頭に説明したが、製造時に取り付けられる原動機１０３に対応するように動力伝達機構１を組み立てる場合であっても同様である。
具体的には、製造時に、組み付ける予定の原動機１０３に適切な第１のギア７をシャフト９のスプライン９ａに組み付ける。
その上で、組み付ける予定の原動機１０３に適切な第２のギア５ａを有するようにした組み付ける予定の原動機１０３（原動機側入力軸５）が組み付けられた蓋部２５を動力伝達機構に１組み付ける。
以上のような方法で、本実施形態の動力伝達機構１は様々な特性を有するエンジン式又は電動式の原動機１０３に対して用いることが可能となる。
この様にすることで、原動機１０３を除く管理機１０１の本体部分の部品共通化を図ることができる。

図４は、管理機１０１が使用される一場面を示す説明図である。

図４のように、管理機１０１は耕耘地面Ｇを耕耘する。
その際に、管理機１０１の耕耘爪１０５の回転する方向は図４中反時計回りである。つまり、耕耘爪１０５の耕耘するための回転によって管理機１０１が前側方向に移動してしまう方向である。
そして、ストッパ１１３を耕耘地面Ｇに突き刺して、管理機１０１が前側方向に移動することを抑えて、耕耘される耕耘地面Ｇの深さが調整される。
この管理機１０１が前側方向に移動することを抑制して耕耘地面Ｇをより深く耕耘するためには、ストッパ１１３を深く耕耘地面Ｇに突き刺した方が効果的である。
このストッパ１１３を深く耕耘地面Ｇに突き刺すために、ユーザが操作部１１１を下側に押さえつけることになるが、この力が小さくて済む方がユーザにとって操作性が高くなる。
そこで、本実施形態では、第２のギア５ａに原動機１０３を接続して、原動機１０３を操作部１１１及びストッパ１１３の位置する後側方向に設置するようにしている（図３も参照のこと）。なお、特許文献１では第１のギア７と第２のギア５ａを有していないことから、このようなことはできていない。
そして、原動機１０３を後側方向に設置したことから原動機１０３の重心が後側にあることになり、図４のように、後側に回転するモーメントを発生する。
このモーメントが、ユーザがストッパ１１３を耕耘地面Ｇに突き刺す力の補助となる。
そして、このことによって、ユーザの操作性を増すことができる。

上述したように、管理機１０１は、最も重い部分である原動機１０３の重心が後側方向に位置することになるのであるから、管理機１０１は後側方向に傾いた状態で使用されることが通常になる（以下の説明について、図３を参照のこと）。
そのため、作業時に第１の収容空間３ａも第２のギア５ａがある側が第１のギア７がある側よりも低い状態となっている。
そして、第１の収容空間３ａは第２のギア５ａ及び第１のギア７が収容されていることからグリス等の潤滑油が存在している。
そのため、第１の収容空間３ａも第２のギア５ａがある側が第１のギア７がある側よりも低い状態となっていることから、第２のギア５ａ側により多くの潤滑油が存在することになる。
この第２のギア５ａ側には、貫通通路３ｃが形成されていないことから潤滑油が、貫通通路３ｃを通過して第２の収容空間３ｂに漏えいして、第１の収容空間３ａ内の潤滑油が枯渇（不足）することが抑制される。
つまり、本実施形態のように動力伝達機構１が構成されることから、動力伝達機構１の第１の収容空間３ａ内の潤滑油が枯渇（不足）することが抑制されるという効果がある。

＜実施形態の構成及び効果＞
本実施形態の動力伝達機構１は、ウォームホイール１１とウォームギア９ｂを含むウォームギア機構２７と、鉛直方向に延びウォームギア９ｂを下側方向位置に有するシャフト９と、シャフト９の上側方向位置に第１のギア７と、第１のギア７とギア接合可能な第２のギア５ａと、を有している。
第２のギア５ａは、原動機１０３の軸（原動機側入力軸５）に接続可能に形成されている。
このように構成されていることから、第２のギア５ａ及び第１のギア７を交換することで、交換される原動機１０３に適切なギア比の第１のギア７及び第２のギア５ａに交換することが可能になる。
また、このように構成されていることから、本実施形態の動力伝達機構１は様々な特性を有するエンジン式又は電動式の原動機に対して用いることが可能となる。

第２のギア５ａは、シャフト９に対してウォームホイール１１が形成されている側と同一の側に配置されている。
このように構成されていることから、ユーザがストッパ１１３を耕耘地面Ｇに突き刺す力の補助となり、このことによって、ユーザの操作性を増すことができるという効果がある。

第１のギア７及び第２のギア５ａを収容するための第１の収容空間３ａと、ウォームギア機構２７を収容するための第２の収容空間３ｂと、を有している。
また、第１の収容空間３ａの第１のギア７側には、第１の収容空間３ａと第２の収容空間３ｂとを貫通し、シャフト９が配置される貫通通路３ｃが形成されている。
そして、第１の収容空間３ａの第２のギア５ａ側には、第１の収容空間３ａと第２の収容空間３ｂとを貫通する貫通構造を有しない。
つまり、このような構成を有することから、第１の収容空間３ａ内の潤滑油が枯渇（不足）することが抑制されるという効果がある。

第１の収容空間３ａの原動機１０３が配置される側に蓋部が形成されており、蓋部２５は取り外し可能であり、少なくとも第１のギア７は蓋部２５方向に取り外し容易に形成されている。
このように構成されていることから、交換される原動機１０３に適切なギア比の第１のギア７及び第２のギア５ａに容易に交換することが可能になる。
また、このように構成されていることから、容易に、様々な特性を有するエンジン式又は電動式の原動機に対して用いることが可能となる。

また、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、様々な変化した構造、構成、制御を行っていても良い。

１動力伝達機構
３本体部
３ａ第１の収容空間
３ｂ第２の収容空間
３ｃ貫通通路
５原動機側入力軸
５ａ第２のギア
７第１のギア
９シャフト
９ｂウォームギア
１１ウォームホイール
２５蓋部
２７ウォームギア機構
１０３原動機
１０５耕耘爪
１０９耕耘軸
１１１操作部
１１３ストッパ
Ｇ耕耘地面

Claims

ウォームホイールとウォームギアを含むウォームギア機構と、
鉛直方向に延び前記ウォームギアを下側方向位置に有するシャフトと、
前記シャフトの上側方向位置に第１のギアと、
前記第１のギアとギア接合可能な第２のギアと、を有し、
前記第２のギアは、原動機の軸に接続可能に形成されており、かつ、
前記第２のギアは、前記シャフトに対してウォームホイールが形成されている側と同一の側に配置されており、
前記第１のギア及び前記第２のギアを収容するための第１の収容空間を有し、
前記第１の収容空間の前記原動機が配置される側に蓋部が形成されており、
前記蓋部は取り外し可能であり、
前記蓋部を取り外すと、前記原動機の軸、前記第２のギア、及び前記原動機も一緒に外され、
少なくとも前記第１のギアは前記蓋部方向に取り外し容易に形成されている
動力伝達機構。
前記ウォームギア機構を収容するための第２の収容空間と、を有し、
前記第１の収容空間の前記第１のギア側には、前記第１の収容空間と前記第２の収容空間とを貫通し、前記シャフトが配置される貫通通路が形成され、
前記第１の収容空間の前記第２のギア側には、前記第１の収容空間と前記第２の収容空間とを貫通する貫通構造を有しない
請求項１に記載の動力伝達機構。
前記第１のギアが、前記シャフトの上側位置に形成されたスプラインと内周面においてスプライン結合する
請求項１または２に記載の動力伝達機構。