(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に設けられたカッターブレードと、前記機体に設けられた駆動源と、前記機体に回転可能に支持された車軸と、前記車軸の両端に設けられた走行輪とを有する歩行型芝刈機であって、
前記駆動源の出力軸に結合され、作業者からの操作に応じて動力の伝達を断続する走行切換えクラッチと、
前記走行切換えクラッチの出力軸に接続された遠心クラッチと、
前記遠心クラッチの出力軸に接続された駆動ベベルギヤと、
前記車軸に回転可能に設けられ、前記駆動ベベルギヤに噛合う従動ベベルギヤと、
前記従動ベベルギヤと、前記走行輪との間に介在する噛合いクラッチと、
前記噛合いクラッチを切り換えるクラッチ切換え機構とを備え、
前記噛合いクラッチは、前記従動ベベルギヤからのトルク伝達可能に前記車軸に回転可能に支持され、入力側の噛合い爪を有する入力側半体と、前記入力側の噛合い爪に嵌合可能な出力側の噛合い爪を有し、前記車軸に固定された出力側半体とを含み、
前記クラッチ切換え機構が、前記入力側半体と前記出力側半体とを前記噛合いクラッチの軸方向へ互いに離反させる方向に付勢し、前記入力側の噛合い爪と前記出力側の噛合い爪との係合を解除する付勢部材と、前記駆動源の動力が前記従動ベベルギヤに伝わったときに、前記付勢部材の付勢力に抗して、前記入力側半体を前記出力側半体に向けて変位させ、前記入力側の噛合い爪と前記出力側の噛合い爪とを嵌合させるべく、回転運動を直線運動に変換するカム機構とを含むことを特徴とする歩行型芝刈機。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記車軸の周囲を取り巻くようにして前記噛合いクラッチの前記両半体の間に介在することを特徴とする請求項１記載の歩行型芝刈機。
【請求項３】
前記クラッチ切換え機構が、前記入力側半体及び前記従動ベベルギヤのいずれか一方に設けられた少なくとも１つの軸線方向突部と、前記入力側半体及び前記従動ベベルギヤのいずれか他方に設けられた少なくとも１つの凹部とを含み、
前記カム機構は、前記軸線方向突部と前記凹部との間に形成され、
少なくとも一つの前記軸線方向突部は前記カム機構をなす傾斜面に加えて、前記傾斜面から軸線方向に対応する前記凹部内へと延在するフラット面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の歩行型芝刈機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源により走行輪を駆動する歩行型芝刈機に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行型芝刈機は、芝草を刈る際に、駆動源でカッターブレードを回転させた状態で作業者がハンドルのグリップを握りながらクラッチレバーを前方へスイングさせる。このことにより、トランスミッション内のクラッチをＯＮに切換え、走行輪である後輪に駆動力を伝達することができ、かつ、カッターブレードにより芝草を刈ることができる。
【０００３】
ところで、上記した歩行型芝刈機の駆動系において、トランスミッション内に、簡単な構造で、低コストで実現可能な、ドグクラッチ構造を採用したものが知られている。ドグクラッチ構造とは、例えば、特許文献１に記載されているように、車輪の回転軸に台形形状の噛み合わせクラッチを取り付け、ギヤの組み合わせをこの噛合わせクラッチの断続により制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６６９７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、坂道を往復して芝草を刈る場合、登坂時はエンジンやモータ等の駆動源を用いて駆動し、下りは駆動を切って重力にしたがい運転するのが好ましい。しかしながら、ドグクラッチ構造を採用した歩行型芝刈機において、坂道登坂時に駆動源から噛合いクラッチへの動力の伝達を停止した場合、作業者は、嵌合状態にあるクラッチを解除して空走状態にするために機体を押し上げる必要があり、駆動停止と同時にクラッチが解除されないと使い勝手が極めて悪化する。このことは、坂道に限らず、壁際等、前後進の頻度が高い芝刈り時においても同様である。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、トランスミッション内にドグクラッチ構造を採用した歩行型芝刈機において、使い勝手の向上をはかることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、機体にカッターブレードと、走行輪と、この走行輪を駆動する駆動源と、この駆動源と前記走行輪との間の動力伝達系に介在した噛合いクラッチと、この噛合いクラッチを切換えるクラッチ切換え機構とを備えた歩行型芝刈機において、前記噛合いクラッチは、入力側の噛合い爪を有した入力側半体と、出力側の噛合い爪を有した出力側半体とからなり、前記クラッチ切換え機構は、前記入力側半体と前記出力側半体との間に、これらの半体同士を前記噛合いクラッチの回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材を有することにより、前記駆動源が正回転したときには前記駆動源の駆動力が前記入力側半体へ伝達されることにより前記噛合いクラッチをオンにし、前記駆動源の駆動力が前記入力側半体へ伝達されないときには、前記付勢部材の付勢力によって前記入力側半体と前記出力側半体を離間させ、前記噛合いクラッチをオフにする構成であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歩行型芝刈機において、前記動力伝達系は、前記走行輪と前記駆動源との間にアクスルシャフトを有し、前記付勢部材は、前記アクスルシャフトの周囲を取り巻くようにして前記噛合いクラッチの前記両半体の間に介在することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の歩行型芝刈機において、前記動力伝達系のなかの、前記駆動源と前記噛合いクラッチとの間に、前記駆動源が回転しているときのみクラッチオンとなる回転式クラッチが介在していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、入力側半体と前記出力側半体との間に、これらの半体同士を前記噛合いクラッチの回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材を介在させ、駆動源が正回転したときに駆動源の駆動力によって噛合いクラッチをオンにし、駆動源の駆動力が入力側半体へ伝達されないときに付勢部材の付勢力によってオフとする構成とすることで、坂道や壁際等、前後進の頻度が高い場所での芝刈り時に駆動源から噛合いクラッチへの動力の伝達を停止した場合に、噛合状態にある噛合いクラッチを自動解除して車軸を空走状態にするために作業者が機体を押し上げて車軸を手動で回転させる必要がなくなり、したがって、使い勝手の向上がはかれる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、付勢部材が、アクスルシャフトの周囲を取り巻くようにして噛合いクラッチの両半体の間に介在するので、噛合いクラッチをコンパクトに構成可能である。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、駆動源と噛合いクラッチとの間に、駆動源が回転しているときのみクラッチオンとなる回転式クラッチを介在させているため、フリクションの影響で回転式クラッチの入力側が回転してしまう可能性を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る歩行型芝刈機の左側面図である。
【図２】図１の動力伝達機構の構造を示す図である。
【図３】図２の噛合いクラッチ周辺の断面構造（１）を示す図である。
【図４】図２の噛合いクラッチ周辺の断面構造（２）を示す図である。
【図５】図４におけるクラッチ切換え機構の作用説明図（１）である。
【図６】図４におけるクラッチ切換え機構の作用説明図（２）である。
【図７】図３の噛合いクラッチの斜視図である。
【図８】図６の噛合いクラッチの入力側半体の背面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態（以下、単に本実施形態という）に係る歩行型芝刈機について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」は作業者から見た方向に従う。
【００１５】
図１は本実施形態に係る歩行型芝刈機の左側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る歩行型芝刈機１０は、機体１１の前部に左右の前輪１２，１２（この図では左右のうち左のみを示す。以下同じ。）を備え、機体１１の後部に左右の走行輪としての後輪１３，１３（この図では左右のうち左のみを示す。以下同じ。）を備える。
【００１６】
また、機体１１の上部にエンジン１４を備え、機体１１の中央下部に芝刈用のカッターブレード１６を備える。更に、機体１１の後部内部に伝動装置２０（トランスミッション２０）を備えるとともに、機体１１から後方へ操作用の左右のハンドル５０Ｌ，５０Ｒが延びている。
【００１７】
エンジン１４は、後輪１３，１３並びにカッターブレード１６を駆動する駆動源である。詳しくは、エンジン１４は、エンジン出力軸１５を下方へ延したバーチカルエンジンであり、エンジン出力軸１５に、作業切換えクラッチ４１を介してカッターブレード１６を連結するとともに、エンジン出力軸１５に走行切換えクラッチ４２、駆動プーリ１７ａ、従動プーリ１７ｂ、並びに駆動ベルト１８等からなる伝動部品を介して伝動装置２０の入力軸１５ａを連結することができる。伝動装置２０は、エンジン１４から後輪１３，１３に至る動力伝達系に介設したものである。なお、作業切換えクラッチ４２は、クラッチオフ状態で制動作用をなすブレーキ付きクラッチである。
【００１８】
歩行型芝刈機１０は、更に、左ハンドル５０Ｌの後端近傍にエンジン用スロットルコントロールレバー３０を備えるとともに、左右のハンドル５０Ｌ，５０Ｒの後端に支持軸５４にて作業切換えレバー６０、及びグリップ／クラッチレバー７０が前後にスイング可能に取付けられている。
【００１９】
作業切換えレバー６０は、図示省略したワイヤケーブルを介し作業切換えクラッチ４１を切換え操作することで、エンジン１４からカッターブレード１６への駆動力を断続する操作部材である。具体的に、作業切換えレバー６０から手を放しているとき、すなわち、ワイヤケーブルを引かないときには、作業切換えクラッチ４１はオフで且つ制動した状態にある。作業切換えレバー６０でワイヤケーブルを引くことで作業切換えクラッチ４１をオン操作すれば、エンジン１４からカッターブレード１６へ駆動力を伝達することができる。
【００２０】
グリップ／クラッチレバー７０は、ハンドル５０Ｌ，５０Ｒを介して機体１１を操作（操舵）するために握るグリップの役割と、走行切換えクラッチ４２を操作するためのクラッチレバーの役割とを、兼ねた操作部材である。詳しくは、グリップ／クラッチレバー７０は、図示省略したワイヤケーブルを介して走行切換えスイッチ４２を切換え操作することで、走行輪としての後輪１３，１３への駆動力を断続する操作部材である。具体的に、グリップ／クラッチレバー７０から手を放しているとき、すなわち、ワイヤケーブルを引かないときには、走行切換えクラッチ４２はオフ状態にある。グリップ／クラッチレバー７０でワイヤケーブルを引くことで走行切換えクラッチ４２をオン操作すれば、エンジン１４から駆動プーリ１７ａへ駆動力を伝達することができる。
【００２１】
このような歩行型作業機１０によれば、エンジン１４を駆動することで後輪１３，１３を回転させるとともに、カッターブレード１６を回転させることにより、前・後輪１２，１３で走行しながらカッターブレード１６で芝草を刈ることができる。このとき、作業者は、作業切換レバー６０及びグリップ／クラッチレバー７０を握って押しながら歩行する。なお、符号４０は、刈った芝草を収容する芝収容袋を示す。
【００２２】
図２に、動力伝達系の構造を示す。図２によれば、エンジン１４の出力軸１５は、駆動プーリ１７ａ（図１）、従動プーリ１７ｂ、並びに駆動ベルト１８の動力伝達部品を介して入力軸１５ａに連結することができる。この動力伝達系において、エンジン１４と伝動装置２０との間に、エンジン１４が回転しているときにのみクラッチオンとなる遠心クラッチ等の回転式クラッチ５０が介在している。つまり、回転式クラッチ５０は、伝動装置２０の入力軸１５ａ（従動プーリ１７ｂ）が回転しているときにのみクラッチオンとなる
【００２３】
遠心クラッチとは、入力軸１５ａとともに回転するクラッチシューが遠心力によって出力軸１５ｂ上のクラッチドラムへ押しつけられてトルクを伝達し、入力軸１５ａが回転を停止するとクラッチシューがクラッチドラムから離反してトルク伝達を解除するドラムクラッチの一種である。
【００２４】
伝動装置２０は、回転式クラッチ５０の出力軸１５ｂに取り付けられた比較的小径の駆動ベベルギヤ２１と、この駆動ベベルギヤ２１に噛み合う比較的大径の従動ベベルギヤ２２と、従動ベベルギヤ２２を回転自在に取り付け、左右に延びて後輪１３，１３に結合されるアクスルシャフト２５と、このアクスルシャフト１５と従動ベベルギヤ２２との間にあって、アクスルシャフト２５へのエンジン１４の駆動力を断続する噛合いクラッチ２３と、噛み合いクラッチ２３をオンオフするクラッチ切換え機構２４とを含む。
【００２５】
図３，図４に断面構造を示すように、噛合いクラッチ２３は、入力側の噛合い爪２３１を有した入力側半体２３ａ（可動部材）と、出力側の噛合い爪２３２を有した出力側半体２３ｂ（固定部材）とから構成される。噛合い爪２３１，２３２の断面形状は台形形状をなし、嵌合時にそれぞれ噛み合うスロープ面Ｄ，Ｄ’を有している。
【００２６】
クラッチ切換え機構２４は、入力側噛合い爪２３１を有する入力側半体２３ａの裏面（従動ベベルギヤ２２と対向する面）に形成された、複数の平面で囲まれた多面体構造の突起部２３０と、この突起部２３０に対向して位置し、従動ベベルギヤ２３の回転時にその突起部２３０の少なくとも一部を受容する従動ベベルギヤ２２の凹部２２０と、を含む。
【００２７】
また、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの間に、これら半体２３ａ，２３ｂ同士を、噛合いクラッチ２３のアクスルシャフト２５の軸方向へ互いに離反させる方向に付勢するスプリング等の付勢部材２６が介在している。なお、噛合いクラッチ２３は、エンジン１４の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに、付勢部材２６の付勢力によってオフになる。
【００２８】
つまり、前記動力伝達系は、後輪１３，１３（走行輪１３，１３）と駆動源１４との間にアクスルシャフト２５を有し、付勢部材２６は、アクスルシャフト２５の周囲を取り巻くようにして噛合いクラッチ２３の両半体２３ａ，２３ｂの間に介在している。
【００２９】
上記構成において、エンジン１４によりベルト１８が駆動されると入力軸１５ａが右回転し、回転式クラッチ５０が回転することで回転式クラッチ５０の出力軸１５ｂを介して駆動ベベルギヤ２１が回転する。そして、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａの噛合い爪２３１が出力側半体２３ｂの噛合い爪２３２に対して正回転（右回転）したときに、入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向（左）に移動して出力側半体２３ｂと嵌合することにより、クラッチオンになる。このとき、スプリング等で構成される付勢部材２６は、圧縮された状態となる。なお、回転式クラッチ５０の代わりに、手動クラッチ又は電磁クラッチを設けてもよい。
【００３０】
一方、エンジン１４の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに、付勢部材２６は、入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂを、噛合いクラッチ２３のアクスルシャフト２５の軸方向へ互いに離反させる方向に付勢し、その付勢力により、入力側半体２３ａの噛合い爪２３１と出力側半体２３ｂの噛合い爪１３２との嵌合が解除されてクラッチオフになる。
【００３１】
図５、図６にクラッチ切換え機構２４の作用説明図に示すように、突起部２３０は、多面体の一面に、スロープ面Ａとフラット面Ｂとを有し、従動ベベルギヤ２２の回転に伴い、従動ベベルギヤ２２の凹部２２０の角Ｃがそのスロープ面Ａに当接して押し上げる構造になっている。このことにより、入力側半体２３ａをアクスルシャフト２５の軸方向（矢印ｘ方向）に移動させることができ、その結果、噛合いクラッチ２３をオンオフ制御することができる。
【００３２】
なお、フラット面Ｂは、噛合いクラッチ２３を嵌合位置で固定させるストッパとしての役割を持つ。また、スロープ面Ａにおける斜角αは、入力側半体２３ａの噛合い爪２３１、及び／又は出力側半体２３ｂの噛合い爪２３ｂの高さｈ（図６）に依存して決まる。
【００３３】
上記構成によれば、従動ベベルギヤ２２が右回転（図５の矢印ｙ方向）することにより、入力側半体２３ａの突起部２３０のスロープ面Ａにより従動ベベルギヤ２２が押し上げられ（図４）、スロープ面Ａが押し上げられることで入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向（矢印ｘ方向）に移動する。入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５方向に移動することで入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５に設けられた出力側半体２３ｂに嵌合することでエンジン１４の駆動力が伝達（クラッチオン）される。このとき、付勢部材２６が圧縮される。
【００３４】
一方、エンジン１４が停止してベルト１８による駆動がオフ状態になれば、圧縮され蓄力された付勢部材２６の圧縮が解放されることで入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向（矢印−Ｘ方向）に移動する。このため、入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５に設けられた出力側半体２３ｂを嵌合状態から解除状態に遷移させて駆動力の伝達を遮断（クラッチオフ）することができる。
【００３５】
すなわち、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの間に、これらの半体同士を噛合いクラッチ２３のアクスルシャフト１５の軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材２６を介在することで、エンジン１４の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに付勢部材２６の付勢力によってクラッチオフとすることができる。
【００３６】
上記したクラッチ切換え機構２０の理解を助けるために、図７に、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの結合関係を示す斜視図が、図８に、噛合いクラッチ２３の入力側半体２３の背面斜視図が示されている。図７、図８に示すように、入力側半体２３ａに設けられた入力側噛合い爪２３１の背面に、一面にスロープを有する多面体構造の突起部２３０が複数設けられている。また、従動ベベルギヤ２２の対向面には、回転時に入力側半体２３ａの突起部２３０の少なくとも一部を受容する凹部２２０が形成されている。この凹部２２０は、従動ベベルギヤ２２の回転に伴い、角Ｃが入力側半体２３ａの突起部２３０のスロープ面Ａに当接すると、スロープ面Ａを押し上げ、このことにより入力側半体２３ａがアクスルシャフト２５の軸方向に移動する。
【００３７】
以上説明のように本実施形態に係る歩行型芝刈機１０によれば、噛合いクラッチ２３を構成する入力側半体２３ａと出力側半体２３ｂとの間に、これら半体同士２３ａ，２３ｂを噛合いクラッチ２３の回転軸方向へ互いに離反させる方向に付勢する付勢部材２６を有することにより、噛合いクラッチ２３は、駆動源１４（エンジン１４）の駆動力が入力側半体２３ａへ伝達されないときに付勢部材１６の付勢力によってクラッチオフとなる。したがって、坂道や壁際等、前後進の頻度が高い場所での芝刈り時に、駆動源１４から噛合いクラッチ２０への動力の伝達を停止した場合に、噛合状態にある噛合いクラッチ２３を自動解除してアクスルシャフト２５を空走状態にするため、作業者が機体を押し上げてアクスルシャフト１５を手動で回転させる必要がなくなり、したがって、使い勝手の向上がはかれる。
【００３８】
また、本実施形態に係る歩行型芝刈機１０によれば、付勢部材２６が、アクスルシャフト２５の周囲を取り巻くようにして噛合いクラッチ２３の両半体２３ａ，２３ｂの間に介在するので、噛合いクラッチ２３をコンパクトに構成可能である。
【００３９】
また、本実施形態に係る歩行型芝刈機１０によれば、エンジン１４と噛合いクラッチ２３との間に、エンジン１４が回転しているときのみ（伝動装置２０の入力軸１５ａ（従動プーリ１７ｂ）が回転しているときにのみ）クラッチオンとなる回転式クラッチ５０を介在させている。クラッチオフ状態になった場合に従動ベベルギヤ２２は逆転するが、回転式クラッチ５０の入力軸１５ａを逆転させることがなく、出力軸１５ｂのみが逆転する。したがって、フリクションの影響で回転式クラッチ５０の入力側（入力軸１５ａや従動プーリ１７ｂ等）が回転してしまう可能性を排除することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０      歩行型芝刈機
１４      エンジン
１５      エンジン出力軸
１５ａ    入力軸
１５ｂ    出力軸
２０      伝動装置
２１      駆動ベベルギヤ
２２      従動ベベルギヤ
２３      噛合いクラッチ
２３ａ    入力側半体
２３ｂ    出力側半体
２４      クラッチ切換え機構
２５      アクスルシャフト
２６      付勢部材
５０      回転式クラッチ
２２０    凹部
２３０    突起部
２３１    入力側半体の噛合い爪
２３２    出力側半体の噛合い爪
【図１】
0006663758.tif 000002
【図２】
0006663758.tif 000003
【図３】
0006663758.tif 000004
【図４】
0006663758.tif 000005
【図５】
0006663758.tif 000006
【図６】
0006663758.tif 000007
【図７】
0006663758.tif 000008
【図８】
0006663758.tif 000009