(57)【要約】【課題】構成部品を効率的に冷却することのできる作業機のクラッチ冷却構造を提供する。【解決手段】クラッチシュー４２と一体で回転する案内部４３ａが設けられ、閉鎖部材４５の径方向内側には、第２開口４５ａが設けられ、ドラム４１の径方向外端には、第１開口４１ａが設けられている。これにより、第２開口４５ａを介してドラム４１の径方向内側からドラム４１内に流入した空気が、案内部４３ａによって径方向外側に導かれ、第１開口４１ａを介してドラム４１の径方向外端からドラム４１外に流出される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機の動力によって回転する駆動軸と、所定の作業を行う作業部を駆動させる出力軸と、前記出力軸に設けられ、一端部が閉鎖された筒状のドラムと、前記駆動軸に設けられると共に前記ドラム内に配置され、前記ドラムの内面に当接するクラッチシューと、前記ドラム内に配置され、前記クラッチシューを前記ドラムの内面から離れる方向に付勢するクラッチスプリングと、を備え、前記駆動軸の所定の回転数以上の回転で前記ドラムと前記クラッチシューとを連結させるクラッチの冷却構造であって、
前記ドラム内に設けられ、駆動軸の径方向外側に延びると共に、前記クラッチシューと一体で回転する延出部と、
前記ドラムの他端部を閉鎖する閉鎖部材と、を備え、
前記ドラム及び前記閉鎖部材の一方の径方向内側には、内側開口が設けられ、
前記ドラム及び前記閉鎖部材の他方の径方向外端には、外側開口が設けられている
ことを特徴とする作業機のクラッチ冷却構造。
【請求項２】
前記延出部は、前記クラッチシューを駆動軸の径方向に移動自在に案内する
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機のクラッチ冷却構造。
【請求項３】
前記内側開口は、前記閉鎖部材に設けられ、
前記外側開口は、前記ドラムに設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業機のクラッチ冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば刈払機、ヘッジトリマ、コンクリートカッタ等の作業機において、原動機の動力を所定の作業を行う作業部に伝達するためのクラッチの冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば刈払機、ヘッジトリマ、コンクリートカッタ等の作業機は、エンジンや電動モータ等の原動機の動力によって回転する駆動軸と、所定の作業を行う作業部を駆動させる出力軸と、を、前記駆動軸の所定の回転数以上の回転で連結させるクラッチを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記クラッチは、前記出力軸に設けられ、一端部が閉鎖された筒状のドラムと、前記駆動軸に設けられると共に前記ドラム内に配置され、前記ドラムの内面に当接するクラッチシューと、前記ドラム内に配置され、前記クラッチシューを前記ドラムの内面から離れる方向に付勢するクラッチスプリングと、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記クラッチを備えた作業機では、作業者によるスロットルレバー等の操作部の操作量に応じて原動機の回転数が調整される。また、前記クラッチでは、原動機の回転数に応じてドラムに対するクラッチシューの当接力が変化する。このため、原動機の回転数に対して作業部に作用する負荷が大きい場合には、ドラムに対してクラッチシューが滑る状態となる。
【０００６】
前記作業機では、ドラムに対してクラッチシューが滑る状態が長時間に渡って継続すると、ドラムとクラッチシューとの間で生じる摩擦熱によってクラッチが高温となり、クラッチスプリングが熱によって劣化したり、作業機や原動機を構成する部材が熱によって破損したりするおそれがある。
【０００７】
本発明の目的とするところは、構成部品を効率的に冷却することのできる作業機のクラッチ冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するために、原動機の動力によって回転する駆動軸と、所定の作業を行う作業部を駆動させる出力軸と、前記出力軸に設けられ、一端部が閉鎖された筒状のドラムと、前記駆動軸に設けられると共に前記ドラム内に配置され、前記ドラムの内面に当接するクラッチシューと、前記ドラム内に配置され、前記クラッチシューを前記ドラムの内面から離れる方向に付勢するクラッチスプリングと、を備え、前記駆動軸の所定の回転数以上の回転で前記ドラムと前記クラッチシューとを連結させるクラッチの冷却構造であって、前記ドラム内に設けられ、駆動軸の径方向外側に延びると共に、前記クラッチシューと一体で回転する延出部と、前記ドラムの他端部を閉鎖する閉鎖部材と、を備え、前記ドラム及び前記閉鎖部材の一方の径方向内側には、内側開口が設けられ、前記ドラム及び前記閉鎖部材の他方の径方向外端には、外側開口が設けられている。
これにより、延出部が遠心ファンのフィンとして機能し、内側開口からドラム内部に空気が流入し、外側開口からドラムの外に空気が流出し、ドラム内の径方向内側から外側に向かって空気の流れが形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ドラム内の径方向内側から外側に向かって空気の流れが形成されるので、ドラム内を流れる空気によってドラム、クラッチシュー及びクラッチスプリングを冷却することができ、クラッチスプリングの熱による劣化や作業機の構成部品の破損を防止することができる。また、延出部と共にクラッチシューが一体で回転するので、延出部からクラッチシューに沿って空気が流れることにより、クラッチシューから延出部に熱を逃がすことになり、冷却効率が向上する。空気が径方向外端から流出するので、ドラム内周を効率よく冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す刈払機の全体斜視図である。
【図２】エンジンの側面断面図である。
【図３】遠心クラッチの側面断面図である。
【図４】クラッチシュー、クラッチベース及びクラッチスプリングの正面図である。
【図５】ドラムの第１開口を示す図である。
【図６】閉鎖部材の内側開口を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図６は、本発明の一実施形態を示すものである。尚、以下の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。また、本実施形態では、図２の上側を上方向と、図２の下側を下方向と、図２の左側を前方向と、図２の右側を後方向と、図２の手前側を左方向と、図２の奥側を右方向として表記する。
【００１２】
本実施形態では、本発明のクラッチ冷却構造を備えた作業機の一例として、エンジン駆動の刈払機について説明する。本発明のクラッチ冷却構造を備えた作業機としては、刈払機の他に、ヘッジトリマやコンクリートカッタ等の作業機に適用可能である。
【００１３】
この刈払機１は、図１に示すように、原動機としてのエンジン１０と、エンジン１０の前面から前方に延びる操作杆２と、操作杆２の前端側にギヤヘッド３を介して回転自在に取り付けられた円板状の刈刃４と、を備えている。ギヤヘッド３には、操作杆２内に回転自在に設けられたドライブシャフト２ａ（図２）を介してエンジン１０の動力が伝達される。
【００１４】
また、操作杆２の中央部のやや後端側には、使用者が刈払機１を保持して操作するためのハンドル５が設けられている。ハンドル５は、管状の部材からなり、操作杆２から幅方向両側に延びるとともに、両端側が上方に向くように湾曲している。ハンドル５の両端部には、使用者が左右それぞれの手で把持されるグリップ６Ｌ，６Ｒが設けられている。また、右側のグリップ６Ｒには、使用者が把持した手でエンジン１０の出力を調整するためのスロットルレバー７が設けられている。
【００１５】
エンジン１０は、ピストンの往復の動作で吸気・圧縮・爆発・排気を行う空冷のエンジンである。
【００１６】
エンジン１０は、図２に示すように、シリンダ１１ａ及びシリンダ１１ａの上方に位置するシリンダヘッド１１ｂが一体に形成されたシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の下方に位置するクランクケース１２と、シリンダ１１ａ内を上下方向に移動自在に収容されたピストン１３と、クランクケース１２に回転自在に支持されると共にピストン１３にコネクティングロッド１３ａを介して連結された駆動軸としてのクランクシャフト１４と、クランクシャフト１４に係脱自在に連結される出力軸１５と、を備えている。出力軸１５には、ドライブシャフト２ａの後端側が連結される。
【００１７】
また、エンジン１０は、シリンダ１１ａ内のシリンダヘッド１１ｂとピストン１３との間に設けられた燃焼室に供給する混合気を生成するための図示しないキャブレタと、キャブレタに供給するガソリン等の液体燃料を貯留するための燃料タンク１６と、燃焼室内の燃焼ガスを大気中に排出するための図示しない排気マフラと、外側を覆うケーシング１７と、を備えている。
【００１８】
クランクシャフト１４のクランクケース１２の前方に位置する部分には、図２に示すように、クランクシャフト１４の回転を安定させると共にシリンダ１１ａ等を冷却する冷却ファンの機能を有するフライホイール２０が設けられている。
【００１９】
フライホイール２０は、円板状の部材からなり、径方向中央部がクランクシャフト１４に固定されている。フライホイール２０の一端面には、径方向内側から外側に向かって湾曲して延びる複数のフィン２０ａが、互いに周方向に間隔をおいて設けられている。
【００２０】
クランクシャフト１４と出力軸１５との間には、所定の回転数以上のクランクシャフト１４の回転でクランクシャフト１４と出力軸１５とを連結するための遠心クラッチ４０が設けられている。
【００２１】
遠心クラッチ４０は、図３に示すように、出力軸１５に設けられ、一端部が閉鎖された筒状のドラム４１と、ドラム４１内に配置され、ドラム４１の内面に当接する複数のクラッチシュー４２と、クランクシャフト１４に設けられ、各クラッチシュー４２の動作をクランクシャフト１４の径方向に案内するクラッチベース４３と、ドラム４１内に配置され、各クラッチシュー４２をドラム４１の内面から離れる方向に付勢するクラッチスプリングとしてのクラッチスプリング４４と、ドラム４１の他端部を閉鎖するための閉鎖部材４５と、を備えている。
【００２２】
ドラム４１は、一端部の径方向中央部が出力軸１５に溶接等によって固定されている。ドラム４１の一端部の径方向外側には、ドラム４１内の空気が流出する複数の外側開口としての第１開口４１ａが設けられている。複数の第１開口４１ａは、図３及び図５に示すように、互いに周方向に所定の間隔をおいて配置されている。
【００２３】
クラッチシュー４２は、ドラム４１の内周面に沿って円弧状に延びる部材からなる。クラッチシュー４２のドラム４１の内周面に対向する面には、例えば焼結金属等からなる摩擦材４２ａが設けられている。また、クラッチシュー４２の長手方向の中央部には、図４に示すように、クラッチベース４３の後述する案内部が挿入される凹部４２ｂが設けられている。さらに、互いのクラッチシュー４２をクラッチスプリング４４で連結するために、クラッチシュー４２には、クラッチスプリング４４の端部を係止するための係止孔４２ｃが設けられている。本実施形態の遠心クラッチ４０は、図４に示すように、３つのクラッチシュー４２を有している。
【００２４】
クラッチベース４３は、中央付近で六角形状に形成され、中心の軸部分に雌螺子が設けられた六角ナットの形状を有している。クラッチベース４３は、雄螺子が形成されたクランクシャフト１４の前端に螺合することで取り付けられる。クラッチベース４３の外側にかけては、クラッチシュー４２をクランクシャフト１４の径方向に案内する延出部としての案内部４３ａが設けられている。案内部４３ａは、図４に示すように、直線状に延びるように形成され、クラッチシュー４２の凹部４２ｂに挿入される。案内部４３ａは、幅方向の寸法が凹部４２ｂの幅方向寸法よりも僅かに小さく形成され、クラッチシュー４２の姿勢を保持しながら、クラッチシュー４２をクランクシャフト１４の径方向に移動自在に支持する。
【００２５】
クラッチスプリング４４は、コイル状の引張バネであり、複数のクラッチシュー４２を環状に連結するように、両端がそれぞれ隣り合うクラッチシュー４２の係止孔４２ｃに係止されている。クラッチスプリング４４は、隣り合うクラッチシュー４２の端部を互いに近づける方向に付勢することで、クラッチシュー４２をドラム４１の内周面から離れる方向に付勢している。
【００２６】
閉鎖部材４５は、円板状の部材からなり、案内部４３ａにねじ止めすることによってクランクシャフト１４側に固定される。閉鎖部材４５は、クランクシャフト１４と共に回転する。閉鎖部材４５は、ドラム４１の他端部から僅かな隙間をあけて配置され、ドラム４１の他端部を全体的に覆っている。また、閉鎖部材４５には、図６に示すように、径方向内側のクラッチベース４３の案内部４３ｃが配置されていない部分に、複数の内側開口としての第２開口４５ａが設けられている。複数の第２開口４５ａは、図３及び図６に示すように、互いに周方向に所定の間隔をおいて配置されている。
【００２７】
以上のように構成された刈払機１において、エンジン１０を駆動させると、クランクシャフト１４と共にフライホイール２０及びクラッチシュー４２が回転する。
【００２８】
また、遠心クラッチ４０において、クランクシャフト１４と共に回転するクラッチシュー４２は、遠心力が作用し、クランクシャフト１４の回転数が所定の回転数以上になると、クラッチスプリング４４の付勢力に抗して径方向外側に移動する。クラッチシュー４２は、クランクシャフト１４の径方向外側に移動すると、摩擦材４２ａの部分がドラム４１に当接する。クラッチシュー４２がドラム４１に当接すると、クランクシャフト１４の回転力が出力軸１５に伝達され、クランクシャフト１４と共に出力軸１５が回転する。出力軸１５が回転すると、出力軸１５に連結されたドライブシャフト２ａが回転し、刈払機１の刈刃４を駆動させる。
【００２９】
このとき、遠心クラッチ４０のドラム４１内では、案内部４３ａとクラッチシュー４２が回転し、径方向内側から外側に空気の圧力勾配ができる。そして、閉鎖部材４５の各第２開口４５ａから空気が流入し、第１開口４１ａから流出する。
【００３０】
ドラム４１内に流入した空気は、案内部４３ａに沿って径方向内側から径方向外側に導かれる。これにより、ドラム４１内には、径方向内側から外側に向かって空気の流れが形成される。ドラム４１、クラッチシュー４２及びクラッチスプリング４４は、ドラム４１内を流れる空気によって冷却される。
【００３１】
このように、本実施形態のクラッチ冷却構造では、クラッチシュー４２と一体で回転する案内部４３ａが設けられ、閉鎖部材４５の径方向内側には、第２開口４５ａが設けられ、ドラム４１の径方向外端には、第１開口４１ａが設けられている。
これにより、第２開口４５ａを介してドラム４１の径方向内側からドラム４１内に流入した空気が、案内部４３ａによって径方向外側に導かれ、第１開口４１ａを介してドラム４１の径方向外端からドラム４１外に流出されることから、ドラム４１内の径方向内側から外側に向かって空気の流れを形成し、ドラム４１、クラッチシュー４２及びクラッチスプリング４４を効率よく冷却することができ、クラッチスプリング４４の熱による劣化や刈払機１やエンジン１０の構成部品の破損を防止することができる。
【００３２】
また、クラッチシュー４２をクランクシャフト１４の径方向に案内するクラッチベース４３の案内部４３ａによってドラム４１内に空気の流れを生じさせている。
これにより、ドラム４１内に空気の流れを生じさせるための専用の部材を必要とすることなく、ドラム４１内に流れを生じさせることができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００３３】
また、案内部４３ａとクラッチシュー４２が一体で回転するので、案内部４３ａからクラッチシュー４２に沿って空気が流れることにより、クラッチシュー４２から案内部４３ａに熱を逃がすことになり、冷却効率が向上する。空気が径方向外端から流出するので、ドラム４１の内周を効率よく冷却できる。
【００３４】
尚、前記実施形態では、第２開口４５ａを閉鎖部材４５の径方向中央部側に設けることで、流入開口として機能させ、第１開口４１ａをドラム４１の径方向外端に設けることで、流出開口として機能させるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、第１開口４１ａをドラム４１の径方向内側に設けることで、流入開口として機能させ、第２開口４５ａを閉鎖部材４５の径方向外端に設けることで、流出開口として機能させるようにしても、前記実施形態と同様にドラム４１内の部材を効率的に冷却することが可能である。
【００３５】
また、前記実施形態では、クラッチシュー４２をクランクシャフト１４の径方向に案内するクラッチベース４３の案内部４３ａによってドラム４１内に空気の流れを生じさせるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、案内部４３ａの代りにクランクシャフト１４から径方向外側に延びる延出部を設けたり、クラッチシュー４２にクランクシャフト１４の径方向に延びる延出部を設けたりしても、ドラム４１内に空気の流れを生じさせることが可能となる。そうした延出部介して、クラッチシュー４２とクランクシャフト１４を接続することにより、クラッチシュー４２からクランクシャフト１４に向けて熱を逃がすことが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１  刈払機、４  刈刃、１０  エンジン、１４  クランクシャフト、１５  出力軸、４０  遠心クラッチ、４１  ドラム、４１ａ  第１開口、４２  クラッチシュー、４３  クラッチベース、４３ａ  案内部、４４  クラッチスプリング、４５  閉鎖部材、４５ａ  第２開口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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