(57)【要約】【課題】一対の回転軸の芯出しを自動的に行って芯出し作業を容易にするドグクラッチ装置を提供する。【解決手段】従動軸６２に設けられた前側受動クラッチ２０の爪部２５よりも内側に円板状の芯出し部材２９を設け、芯出し部材２９の周端部に全周に亘ってＲ形状に面取りされた芯出し部２９ｃを形成し、駆動軸５３に設けられた前側駆動クラッチ１０の爪部１５に、内周側から外周側へかけて爪部１５の軸方向対向面側へ向かう傾斜が付けられた当接面１５ａ２を形成する。この当接面１５ａ２が芯出し部２９ｃに当接してその移動を案内して、駆動軸５３と従動軸６２の芯出しを行う。芯出し部材２９は、前側受動クラッチ２０にボルト３０を介して着脱可能に取り付けられる。【選択図】図１
2010043657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の回転軸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一方に設けられたドグクラッチの爪部よりも内側に前記ドグクラッチの回転中心軸線から所定の径を有した周端部の全周に亘ってＲ形状に面取りされた芯出し部が備えられていることを特徴とするドグクラッチ装置。
【請求項２】
前記一対の回転軸の他方に設けられたドグクラッチの爪部に、内周側から外周側へかけて傾斜が付けられた芯出し用当接面が形成され、この芯出し用当接面が前記芯出し部に当接してその移動を案内し、前記一対の回転軸の芯出しを行うことを特徴とする請求項１に記載のドグクラッチ装置。
【請求項３】
前記芯出し部は、前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチに対して着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のドグクラッチ装置。
【請求項４】
前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチは、前記回転軸に回転軸方向に移動可能に支持されるとともに、前記ドグクラッチと前記回転軸との間に設けられた弾性体により、前記一対の回転軸の他方に接続されたドグクラッチ側に付勢されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のドグクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９１６０９号公報（段落００１０〜００１４、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この従来のドグクラッチでは、両回転軸の接合時に回転軸の軸芯のずれ調整を行う手段がないので、一方の回転軸の移動が円弧状の軌道とずれると、接合後の両者の回転軸の軸芯のずれが大きくなる場合がある。この場合には、機械の破損にまで至る可能性もあるため、従来のドグクラッチでは初期組立時やメンテナンス等で分解・調整・組立を行う時に、治具等を用いて芯出し作業が必要になるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、一対の回転軸の各端部に設けられたドグクラッチを接合したときに、一対の回転軸の芯出しを自動的に行って芯出し作業が容易になるドグクラッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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一方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）の爪部よりも内側に前記ドグクラッチの回転中心軸線から所定の径を有した周端部の全周に亘ってＲ形状に面取りされた芯出し部が備えられていることを構成要件とすることである。
【０００９】
Ｒ形状に面取りされた芯出し部は、爪部よりも内側に配置されるが、面取りされたＲ形状部分は爪部の内側近傍に位置する必要があり、所定の径を有した周端部の外周が爪部の内側近傍に位置することになる。芯出し部はドグクラッチに一体的に形成されるものや、ドグクラッチと別体（請求項３参照）として設けられたものでもよい。
【００１０】
また本発明は、前記一対の回転軸の他方に設けられたドグクラッチの爪部に、内周側から外周側へかけて傾斜が付けられた芯出し用当接面（例えば、実施形態における当接面１５ａ２）が形成され、この芯出し用当接面が前記芯出し部に当接してその移動を案内し、前記一対の回転軸の芯出しを行うことを構成要件とする。
【００１１】
芯出し用当接面は、内周側から外周側へかけて傾斜が付けられたものであればよく、直線状、曲線状のいずれでもよい。また芯出し用当接面を直線状に形成した場合、傾斜角の異なる当接面を連続的に形成し、内周側に傾斜角が大きいものを設け外周側に傾斜角が大きいものを形成するようにしてもよい。
【００１２】
また本発明は、芯出し部は、前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチに対して着脱可能に取り付けられてもよい（請求項３）。芯出し部をドグクラッチに一体的に形成することが技術的に難しく、また製造コストが高くなる等の場合には、芯出し部をドグクラッチと別体とし、ドグクラッチに着脱可能にすることで、ドグクラッチの製造を容易化するとともに、製造コストを安価にすることができる。
【００１３】
また本発明は、前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチは、前記回転軸に回転軸方向に移動可能に支持されるとともに、前記ドグクラッチと前記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、前記一対の回転軸の他方に接続されたドグクラッチ側に付勢されていてもよい（請求項４）。
【００１４】
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防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
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、一対の回転軸の各端部に設けられたドグクラッチを接合したときに、一対の回転軸の芯出しを自動的に行って芯出し作業が容易になるドグクラッチ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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９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。
【００１７】
畦塗り機５０は、図７（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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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９参照）。
【００２２】
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９参照）、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。
【００２３】
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。
【００２４】
ドグクラッチ装置１は、図１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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
爪クラッチ部材２２の爪部２５の内側には、外周が爪部の内周面と同一面上に形成される孔部２７が形成されている。この孔部２７は、スプライン部側に向かって大径孔部２７ａ及び小径孔部２７ｂが段状に形成されている。この孔部２７に円板状の芯出し部材２９（図４参照）が挿着されている。芯出し部材２９は、図４（断面図）に示すように、大径孔部２７ａ内に挿入される頭部２９ａと、頭部２９ａの一端側から延びて頭部２９ａよりも小径で小径孔部２７ｂ内に挿入される挿入部２９ｂとを有してなる。頭部２９ａは大径孔部２７ａに僅かな隙間を有して挿入可能な外径を有してなる。
【００２８】
頭部２９ａの周端部には全周に亘ってＲ形状に面取りされた芯出し部２９ｃが形成されている。芯出し部２９ｃは、Ｒ形状に限るものではなく、Ｃ形状にされたものでもよい。芯出し部材２９は孔部２７に装着された状態で孔部２７内に収まる高さを有している。芯出し部材２９の中央部にはボルト３０の軸部を通すための貫通孔２９ｄが形成されている。芯出し部材２９を孔部２７内に挿着し、貫通孔２９ｄにボルト３０の軸部を挿通することで、従動軸６２に芯出し部材２９を着脱自在に取り付けることができる。
【００２９】
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８（平面図）に示すように、畦塗り作業部６０が走行機体９０（図７参照）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。
【００３０】
そして、畦塗り作業部６０が前進作業位置Ｐｆ（図７参照）の近傍に移動すると、前側受動クラッチ２０は、図５（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。
【００３１】
そして、畦塗り作業部６０がさらに回動するに伴い、図５（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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６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５（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。
【００３４】
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５（ｂ）参照）に抗して駆動軸５３側にさらに移動する。
【００３５】
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側に移動する。
【００３６】
前側駆動クラッチ１０が前側受動クラッチ２０側に移動すると、前側受動クラッチ２０に設けられた芯出し部材２９の芯出し部２９ｃが前側駆動クラッチ１０に設けられた当接面１５ａ２に当接し、さらに前側駆動クラッチ１０が軸方向に前側受動クラッチ側に接近移動すると、芯出し部２９ｃが当接面１５ａ２と嵌まり合うことで芯出し作用を行うことができ、図１に示すように、両クラッチの爪部同士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。このように、前側受動クラッチ２０が前側駆動クラッチ１０の回転中心軸線に対してずれた状態で接近しても、芯出し部２９ｃによって駆動軸５３と従動軸６２の芯出しを自動的に行うことができ、治具等を使わずに簡単に芯出し作業をすることができる。
【００３７】
また、爪部同士が突き当たった状態では、前側受動クラッチ２０の爪部２５の軸方向対向面２５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。
【００３８】
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に結合して芯だしを行う作用は、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。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ドグクラッチ装置の一対の爪クラッチ部材が接続された状態のドグクラッチ装置の平面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係わるドグクラッチ装置の一方の爪クラッチ部材を示し、同図（ａ）は爪クラッチ部材の正面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中のII−II矢視に相当する断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係わるドグクラッチ装置の他方の爪クラッチ部材を示し、同図（ａ）は爪クラッチ部材の正面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中のIII−III矢視に相当する断面図である。
【図４】芯出し部材が設けられた一方の爪クラッチ部材の断面図を示す。
【図５】ドグクラッチ装置の結合動作を説明するためのドグクラッチ装置の平面図を示す。
【図６】ドグクラッチ装置の結合動作を説明するために一方のドグクラッチの軌跡を描いたドグクラッチ装置の平面図を示す。
【図７】ドグクラッチ装置を登載し畦塗り作業部が前進作業位置に移動した畦塗り機の平面図を示す。
【図８】ドグクラッチ装置を登載し畦塗り作業部が前進作業位置と後進作業位置の中間に位置した状態の畦塗り機の平面図を示す。
【図９】ドグクラッチ装置を登載し畦塗り作業部が後進作業位置に移動した畦塗り機の平面図を示す。
【符号の説明】
【００４０】
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（芯出し用当接面）
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
２９ｃ  芯出し部
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
【図１】
2010043657.tif 000003
【図２】
2010043657.tif 000004
【図３】
2010043657.tif 000005
【図４】
2010043657.tif 000006
【図５】
2010043657.tif 000007
【図６】
2010043657.tif 000008
【図７】
2010043657.tif 000009
【図８】
2010043657.tif 000010
【図９】
2010043657.tif 000011