(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングで支承した駆動部材にて、被駆動部材並びに円板状の摩擦板を回転可能に支承し、前記駆動部材の外周面に軸方向へ延びるカム溝を形成し、このカム溝の底面と被駆動部材の内周面とで径方向断面視テーパ状のテーパ状空間部を形成し、このテーパ状空間部にクラッチ用ピンを介在させ、前記摩擦板の内周面にカム溝に対向して径方向へ延びるピン保持溝を形成し、このピン保持溝とカム溝との間にクラッチ用ピンを介在させ、前記ハウジングの内周面と摩擦板の外周面との間を、クラッチ用ピンを留め置く抗力を作用させるための力で接触する、オイルシールにてシールし、これらのハウジングと摩擦板とオイルシールとによって囲んだ空間に、潤滑油を充填することにより、前記ハウジングに対して前記駆動部材を回転させたときには、摩擦板の摩擦力を利用し、クラッチ用ピンをテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび作用により係合させて、駆動・被駆動部材間を連結して動力伝達を可能にし、駆動部材を停止したときには、クラッチ用ピンによる駆動・被駆動部材間の連結を解除して、被駆動部材を双方向に回転可能に構成し、
前記駆動部材は、前記被駆動部材を支承する部分の径よりも、前記摩擦板を支承する部分の径を小径に設定しており、
前記カム溝は、前記被駆動部材を支承する部分と、前記摩擦板を支承する部分とに、わたって形成しており、
前記被駆動部材を支承する部分における、前記カム溝の溝深さは、前記クラッチ用ピンの全体を収容可能な大きさであり、
前記摩擦板を支承する部分における、前記カム溝の溝深さを、前記クラッチ用ピンを部分的に収容可能な大きさとすることで、このクラッチ用ピンの残りの部分を、常に前記ピン保持溝に収容する構成としたクラッチ機構。
【請求項２】
前記摩擦板の外周面と前記オイルシールのリップとの接触によって生じる摩擦トルクを、前記摩擦板が前記駆動・被駆動部材を含む他の部分との接触によって生じる摩擦トルクの総和よりも、大きくなるように設定することで、前記駆動部材に対する前記摩擦板の回転開始タイミングを遅らせるように構成したことを特徴とする請求項１記載のクラッチ機構。
【請求項３】
前記カム溝の底面を、径方向断面視でカム溝の開放側へ向って膨出する円弧面に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のクラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクラッチ機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ機構は、駆動部材と被駆動部材とを選択的に連結する機械要素であり、摩擦クラッチなど種々の形式のものが使用されている。中には、駆動部材を回転させたときには、駆動・被駆動部材間を連結して動力伝達を可能にし、駆動部材を停止したときには、駆動・被駆動部材間の連結を解除して、被駆動部材を双方向に回転可能にしたものもある。この種のクラッチ機構には、例えば、米国特許第４９０９３６５号明細書「フリーホイールクラッチ及びそれを具備した装置」がある。この技術の概要を下記の図２７に基づき説明する。
【０００３】
図２７は従来のクラッチ機構の概略断面図であり、上記従来の技術に示す図２、図３並びに図５を組合せて再掲したところのクラッチ機構の断面を示す（符号並びに名称は従来の技術と相違する。）。
従来のクラッチ機構３００は、ハウジング３０１に駆動部材としての出力軸３０２を回転可能に支承し、ハウジング３０１から外方へ出力軸３０２を延し、その延びた部分に摩擦板３０３並びに被駆動部材としてのピニオン３０４を回転可能に支承し、摩擦板３０３の側面３０５をハウジング３０１の壁面３０６に所定の力（スラスト）Ｆ２で接触させ、出力軸３０２と摩擦板３０３とピニオン３０４とに対するクラッチ用キー３０７の挙動によって、出力軸３０２にピニオン３０４を選択的に連結するというものである。
【０００４】
詳しくは、クラッチ機構３００は、ハウジング３０１から延びた出力軸３０２の先端に止め輪３０８を取付け、止め輪３０８とピニオン３０４との間に圧縮ばね３０９を介在させることにより、圧縮ばね３０９の弾発力にて、ピニオン３０４を介して摩擦板３０３の側面３０５を、ハウジング３０１の壁面３０６に押し付けるようにし、さらに、摩擦板３０３にクラッチ用キー３０７の脚部３１１を所定角度スイング可能に掛けたものである。
【０００５】
出力軸３０２を回転させたときには、ハウジング３０１と摩擦板３０３との摩擦力を利用して、出力軸３０２に対し摩擦板３０３の回転タイミングを遅らせる。この結果、クラッチ用キー３０７は図表裏方向にスイングし、出力軸３０２とピニオン３０４とを連結して、動力伝達を可能にする。
また、出力軸３０２を停止したときには、クラッチ用キー３０７は出力軸３０２とピニオン３０４の連結を解除して、ピニオン３０４を双方向に回転可能にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、（１）ハウジング３０１と摩擦板３０３との摩擦力を利用したクラッチ機構３００であるから、長期に渡って安定した摩擦力を維持するために、接触部分の摩耗に対する配慮が必要である。特に、出力軸３０２が高速回転する場合には、摩耗対策が一層重要である。しかも、摩擦板３０３の接触部分が露出しているので、塵埃等による耐摩耗性の配慮が必要である。
（２）平面同士を接触させて摩擦力を利用するとともに、一方の摩擦板３０３が回転するものであるから、摩擦力を確保するためには、ハウジング３０１と摩擦板３０３の平坦度並びに組立精度を大幅に高める必要があり、寸法管理が容易でない。
（３）出力軸３０２と摩擦板３０３とピニオン３０４の各キー溝に、複雑な形状のクラッチ用キー３０７をスイング可能に嵌合させて、クラッチオン動作させるものであり、クラッチ機構３００の構造が複雑である。しかも、各キー溝並びにクラッチ用キー３０７の寸法管理が容易でない。クラッチ機構３００を常に円滑に動力伝達させるための十分な配慮が必要である。
（４）出力軸３０２に取付けた圧縮ばね３０９の弾発力によって、摩擦力を発生させるようにしたので、クラッチ機構３００は、出力軸３０２の長手方向に大型になる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、（１）ハウジング側と摩擦板との間の摩擦力が安定したクラッチ機構を提供すること、及び（２）小型で構成が簡単で寸法管理が容易であって、常に円滑に動力伝達可能なクラッチ機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ハウジングで支承した駆動部材にて、被駆動部材並びに円板状の摩擦板を回転可能に支承し、駆動部材の外周面に軸方向へ延びるカム溝を形成し、このカム溝の底面と被駆動部材の内周面とで径方向断面視テーパ状のテーパ状空間部を形成し、このテーパ状空間部にクラッチ用ピンを介在させ、摩擦板の内周面にカム溝に対向して径方向へ延びるピン保持溝を形成し、このピン保持溝とカム溝との間にクラッチ用ピンを介在させ、ハウジングの内周面と摩擦板の外周面との間を、クラッチ用ピンを留め置く抗力を作用させるための力で接触する、オイルシールにてシールし、これらのハウジングと摩擦板とオイルシールとによって囲んだ空間に、潤滑油を充填することにより、ハウジングに対して駆動部材を回転させたときには、摩擦板の摩擦力を利用し、クラッチ用ピンをテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび作用により係合させて、駆動・被駆動部材間を連結して動力伝達を可能にし、駆動部材を停止したときには、クラッチ用ピンによる駆動・被駆動部材間の連結を解除して、被駆動部材を双方向に回転可能に構成し、駆動部材は、被駆動部材を支承する部分の径よりも、摩擦板を支承する部分の径を小径に設定しており、カム溝は、被駆動部材を支承する部分と、摩擦板を支承する部分とに、わたって形成しており、被駆動部材を支承する部分における、カム溝の溝深さは、クラッチ用ピンの全体を収容可能な大きさであり、摩擦板を支承する部分における、カム溝の溝深さを、クラッチ用ピンを部分的に収容可能な大きさとすることで、このクラッチ用ピンの残りの部分を、常にピン保持溝に収容する構成としたクラッチ機構である。
【０００９】
ハウジング側と摩擦板との間で摩擦力を発生させるのに、摩擦板にラジアルを作用させるようにした。摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合することによって、摩擦力を発生させるので、摩擦力の作用半径は大きい。この結果、上記従来の技術と同じ摩擦トルクを確保するのに、小さい接触力ですむので、接触圧が下がる。接触圧が小さければ摩耗を抑制できるので、摩擦力は安定する。ラジアルの作用であるから、駆動部材の長手方向の寸法は小さい。摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合するのであるから、平面同士を接触させる場合のように、加工精度や組立精度を高める必要はない。
さらには、駆動部材の回転に対してタイミングが遅れる摩擦板にピン保持溝を形成し、このピン保持溝でクラッチ用ピンを保持した。摩擦板が停止した状態で駆動部材が回転しても、クラッチ用ピンは駆動部材と共に回転しない。この結果、クラッチ用ピンがテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび作用によりロックし、駆動・被駆動部材間を連結してクラッチオンにする。
【００１０】
請求項２は、摩擦板の外周面とオイルシールのリップとの接触によって生じる摩擦トルクを、摩擦板が駆動・被駆動部材を含む他の部分との接触によって生じる摩擦トルクの総和よりも、大きくなるように設定することで、駆動部材に対する摩擦板の回転開始タイミングを遅らせるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
クラッチ機構は、オイルシールに対する摩擦板の摩擦力を利用して、駆動部材に対する摩擦板の回転開始タイミングを遅らせる。
【００１２】
請求項３は、カム溝の底面を、径方向断面視でカム溝の開放側へ向って膨出する円弧面に形成したことを特徴とする。
【００１３】
カム溝の底面は円弧面であるから、頂点付近の傾斜が緩く、頂点から離れるに従って傾斜がきつい。このため、半クラッチ状態になる範囲が狭くてすみ、クラッチ機構を迅速に無理なく切換えることができる。底面の全体が緩やかな円弧面なので、クラッチオンとクラッチオフとの切換え作動は円滑である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
先ず、第１実施例として、本発明に係るクラッチ機構を電動補助一輪運搬車に備えた例を、図１〜図１１に基づき説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るクラッチ機構を備えた電動補助一輪運搬車の側面図である。
電動補助一輪運搬車１０は、車体フレーム１１に駆動機構１２と制御部１３と左右のバッテリ１４Ｌ，１４Ｒとを取付け、車体フレーム１１の車幅方向中央に車輪１５を１個のみ取付け、車体フレーム１１から後上方へ左右の操作ハンドル１６Ｌ，１６Ｒを延長し、車体フレーム１１の後部下部に左右の接地スタンド１７Ｌ，１７Ｒを形成し、車体フレーム１１の上部に荷台１８並びに荷台用柵１９，１９を取付けることにより、人手による操作力に応じて、駆動機構１２のモータ３１で補助動力を発生し、この補助動力で人力を補助するようにした、歩行型手押し式一輪運搬車（通称、「猫車」）である。
【００１６】
左の操作ハンドル１６Ｌは、後端部にグリップ２１Ｌを備えるとともに、ブレーキレバー２２を取付けたバーハンドルである。右の操作ハンドル１６Ｒは、後端部にグリップ２１Ｒを備えるとともに、移動量検知部２３を取付けたバーハンドルである。右のグリップ２１Ｒは、車体フレーム１１側へ押される力に応じて移動量が変化する、スライド式グリップである。
移動量検知部２３は、右のグリップ２１Ｒが車体フレーム１１へ向う移動量を検知して検知信号を発するセンサ、例えば、往復動式ポテンショメータである。
制御部１３は、移動量検知部２３の検知信号に応じて、モータ３１に前進用補助動力を発生させるように制御するものである。
【００１７】
図２は本発明に係る電動補助一輪運搬車の駆動機構の平面断面図である。
駆動機構１２は、モータ３１の動力を車軸６１を介して、駆動輪としての車輪１５に伝達するものである。詳しくは、駆動機構１２は減速機付きモータ３０と、減速機付きモータ３０に一端を連結した伝動軸５１と、伝動軸５１の他端に連結した第２減速機構５２と、第２減速機構５２に連結した車軸６１と、車軸６１を支承した軸受部６２とからなる。車軸６１は車輪１５を支承する軸である。
【００１８】
減速機付きモータ３０は、モータ３１に第１減速機構３２を一体的に組付けたものである。
第１減速機構３２は、モータ３１の出力軸３１ａに連結する第１小ギヤ３３と、第１小ギヤ３３に噛み合う第１大ギヤ３４と、第１大ギヤ３４をスプライン結合し且つ支承する中間軸３５と、中間軸３５にクラッチ機構３６を介して連結する第２小ギヤ３７と、第２小ギヤ３７に噛み合う第２大ギヤ３８と、第２大ギヤ３８を回転自在に支承する軸受３９と、これらのギヤ３３，３４，３７，３８、中間軸３５、軸受３９等を収納するハウジング４１とからなる、ギヤ２段減速機構である。第２大ギヤ３８は、伝動軸５１の一端を連結したものである。
【００１９】
ハウジング４１は、車体フレーム１１（図１参照）に取付けるものであり、モータ３１を取付けたカップ状のハウジング本体４２と、ハウジング本体４２の開口部に被せてボルト止めしたリッド４３とからなる。
さらに、ハウジング４１は、ハウジング本体４２に第１軸受４４を取付け、リッド４３に軸受ボックス４５を溶接にて取付け、軸受ボックス４５に第２軸受４６を取付けることによって、これらの第１・第２軸受４４，４６を介して、中間軸３５を回転可能に支承するものである。軸受ボックス４５は、ハウジング４１をなす部材の一部である。
【００２０】
第２減速機構５２は、伝動軸５１の他端に連結する小ベベルギヤ５３と、小ベベルギヤ５３に噛み合う大ベベルギヤ５４と、小・大ベベルギヤ５３，５４を収納するハウジング５５とからなる。図中、４８はブレーキ機構、５６，５７，５８は軸受、６３，６４はブラケットである。
【００２１】
図３は本発明に係る中間軸、クラッチ機構及び第２小ギヤの断面図である。
クラッチ機構３６は、中間軸３５を正転したときのみ、駆動部材としての中間軸３５と被駆動部材としての第２小ギヤ３７との間を連結する摩擦クラッチである。すなわち、クラッチ機構３６は、次の（１）及び（２）の作動特性を有する。
（１）図２のモータ３１を正転することで、ハウジング４１に対して中間軸３５を正転させたときには、中間軸３５と第２小ギヤ３７との間を連結して、動力伝達を可能にする。
（２）モータ３１を停止することで、中間軸３５を停止したときには、中間軸３５と第２小ギヤ３７の連結を解除して、第２小ギヤ３７を正逆双方向に回転可能（空転可能）にする。
【００２２】
具体的には、クラッチ機構３６は、中間軸３５と、中間軸３５に回転可能に支承した第２小ギヤ３７並びに摩擦板７１と、摩擦板７１をハウジング４１側に所定の力で接触させるためのオイルシール７２と、中間軸３５のカム溝３５ｃ、第２小ギヤ３７の内周面３７ａ並びに摩擦板７１のピン保持溝７１ｃに掛かるクラッチ用ピン（ローラ）７３との組合せを、基本構成とする。
【００２３】
中間軸３５は、第２小ギヤ３７を支承する部分の径Ｄ１よりも、摩擦板７１を支承する部分の径Ｄ２を小径に設定し、これら大径Ｄ１部分の外周面３５ａと小径Ｄ２部分の外周面３５ｂとにわたって、軸方向へ延びるカム溝３５ｃを形成した回転軸である。
さらに中間軸３５は、長手方向両側の段差によって、第１・第２軸受４４，４６間に軸方向移動不能に取付けるとともに、長手途中に位置決め鍔部３５ｄを形成したものである。鍔部３５ｄから第２軸受４６へ向って、第１スラストリング７４、第２小ギヤ３７、摩擦板７１、第２スラストリング７５を、この順に並べて中間軸３５に嵌合することにより、これらの部材を鍔部３５ｄと第２軸受４６との間に、軸方向移動不能に取付けることができる。図中、７６は第３スラストリングである。
【００２４】
軸受ボックス４５は、ハウジング４１内に開口したカップ状部材であり、その開口部分の内周面４５ａにオイルシール７２を嵌合にて取付けたものである。
オイルシール７２としては、例えば、ＪＩＳ・Ｂ−２４０２で定める「ばね入り外周ゴム型オイルシール」を使用する。「ばね入り外周ゴム型オイルシール」は、ばね７２ａを使用した単一のリップ７２ｂと金属環７２ｃとからなり、外周面をゴムで覆ったものである。
【００２５】
オイルシール７２のリップ７２ｂは、回転体である摩擦板７１の外周面７１ａに嵌合することによって、シールをする役割を果たす。このようにして、ハウジング４１の一部である軸受ボックス４５の内周面４５ａと、摩擦板７１の外周面７１ａとの間を、オイルシール７２にてシールし、軸受ボックス４５、すなわち、ハウジング４１と摩擦板７１とオイルシール７２とによって囲んだ空間Ｓに潤滑油Ｊ、例えばグリースを充填することができる。
【００２６】
ところで、オイルシール７２は、クラッチ用ピン７３を留め置く抗力を作用させるための所定の力で、摩擦板７１の外周面７１ａに接触するものである。これにより、摩擦板７１はハウジング４１側に、所定の接触力で接触することになる。摩擦板７１の外周面７１ａとオイルシール７２のリップ７２ｂとの接触によって生じる摩擦トルクは、摩擦板７１が他の部分（中間軸３５、第２小ギヤ３７、第２スラストリング７５）との接触によって生じる摩擦トルクの総和よりも大きくなるように、設定することになる。
さらには、上述のように、オイルシール７２のリップ７２ｂが接触する部分を潤滑油Ｊで潤滑するので、摩擦板７１の外周面７１ａとリップ７２ｂの摩耗を、抑制できる。摩擦板７１の外周面７１ａとリップ７２ｂとの接触によって発生する摩擦力の大きさは、潤滑することを加味して設定すればよい。
【００２７】
図４は本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図であり、クラッチ機構３６をなす中間軸３５、第２小ギヤ３７、摩擦板７１、オイルシール７２、クラッチ用ピン７３・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）の連結関係を示す。摩擦板７１は、中間軸３５に嵌合する内周面７１ｂに、カム溝３５ｃ・・・に対向して径方向へ延びる３個のピン保持溝７１ｃ・・・を形成した円板状部材である。クラッチ用ピン７３は、簡素な形状である細長い丸棒である。
【００２８】
図５は図３の５−５線断面図であり、クラッチ機構３６がオフ状態のときの、中間軸３５と摩擦板７１とクラッチ用ピン７３・・・との連結関係を示す。
この図は、（１）中間軸３５の外周面３５ｂに、３個のカム溝３５ｃ・・・を等間隔で形成し、（２）摩擦板７１の内周面７１ｂに、カム溝３５ｃ・・・に対向して径方向へ放射状に延びるピン保持溝７１ｃ・・・を形成し、（３）これらのカム溝３５ｃ・・・とピン保持溝７１ｃ・・・との間に、クラッチ用ピン７３・・・を介在させた、クラッチ機構３６の断面構成を示す。
中間軸３５の小径Ｄ２部分における、カム溝３５ｃ・・・の溝深さは小さい。このため、カム溝３５ｃ・・・は、横置き状態の１個のクラッチ用ピン７３を部分的に収容可能である。この結果、クラッチ用ピン７３の残りの部分を、常にピン保持溝７１ｃに収容することになる。
【００２９】
図６は図３の６−６線断面図であり、クラッチ機構３６がオフ状態のときの、中間軸３５と第２小ギヤ３７とクラッチ用ピン７３・・・の連結関係を示す。
中間軸３５の大径Ｄ１部分におけるカム溝３５ｃ・・・の溝深さは、横置き状態のクラッチ用ピン７３の全体を収容可能な大きさである。
【００３０】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るオフ状態のクラッチ機構の断面図であり、上記図５の要部を拡大して表した（ａ）と、上記図６の要部を拡大して表した（ｂ）とを、関連させて示した。
（ａ）は、ピン保持溝７１ｃの溝幅を、クラッチ用ピン７３が摩擦板７１の径方向Ｙへ移動可能な程度の微小の隙間を有した大きさに設定し、ピン保持溝７１ｃの溝深さを、クラッチ用ピン７３の径よりも小さく設定したことを示す。
【００３１】
（ｂ）は、中間軸３５を矢印Ｘにて示す正転方向へ回転したときに、カム溝３５ｃの溝深さが徐々に小さくなるように設定したことを示す。この結果、カム溝３５ｃの底面３５ｅと第２小ギヤ３７の内周面３７ａとで、図に示す径方向断面視テーパ状のテーパ状空間部８１を形成し、このテーパ状空間部８１にクラッチ用ピン７３を介在させることができる。テーパ状空間部８１は、概ね平坦な底面３５ｅの延長線Ｔと円弧状の内周面３７ａとが交わる所定角度を有するテーパ状（くさび状）の空間である。さらに、底面３５ｅを、径方向断面視でカム溝３５ｃの開放側（第２小ギヤ３７の内周面３７ａ側）へ向って若干膨出する、緩やかな円弧面に形成した。この円弧面は、例えばインボリュート曲線の曲面である。
【００３２】
次に、上記構成のクラッチ機構３６の作用を図７〜図１１に基づき説明する。
図７において、クラッチ機構３６がオフ状態のときには、クラッチ用ピン７３は（ｂ）のように、カム溝３５ｃの底面３５ｅと第２小ギヤ３７の内周面３７ａとの間で径方向Ｙに移動可能な状態である。
【００３３】
中間軸３５を回転させたとき、摩擦板７１とオイルシール７２（図３参照）との接触によって生じる摩擦トルクは、中間軸３５と摩擦板７１との接触によって生じる摩擦トルクよりも大きい。このため、オイルシール７２には摩擦板７１を留め置く抗力が生じる。従って、摩擦板７１が停止した状態では、中間軸３５を回転させても、この方向にクラッチ用ピン７３は移動できない。クラッチ機構３６は、オイルシール７２に対する摩擦板７１の摩擦力を利用して、中間軸３５に対する摩擦板７１の回転開始タイミングを遅らせるようにしたものである。
【００３４】
中間軸３５を矢印Ｘにて示す正転方向へ回転させると、第２小ギヤ３７に対する中間軸３５の位相が変化する。これに伴い、カム溝３５ｃの底面３５ｅは、クラッチ用ピン７３を径方向Ｙに移動させて、内周面３７ａに押し付ける。
【００３５】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラッチ機構の作用図（その１）であり、テーパ状空間部８１の摩擦係合面に、クラッチ用ピン７３をくさび作用により係合させることで、クラッチ機構３６がオン状態になったことを示す。中間軸３５と第２小ギヤ３７とが連結し、動力伝達が可能である。テーパ状空間部８１の摩擦係合面とは、底面３５ｅ並びに内周面３７ａのことを指す。
中間軸３５を、矢印Ｘにて示す正転方向へ更に回転させると、中間軸３５の動力は、底面３５ｅ→クラッチ用ピン７３→内周面３７ａを経て、第２小ギヤ３７に伝わる。第２小ギヤ３７は、中間軸３５と同じ矢印Ｘ方向へ回転する。摩擦板７１は、第２小ギヤ３７の回転開始から若干遅れて、矢印Ｘ方向に回転する。
【００３６】
上述のように、オイルシール７２には摩擦板７１を留め置く抗力が生じている。このため、摩擦板７１が回転を開始するときに、弾性を有するリップ７２ｂには、摩擦板７１を逆方向へ押し返そうとする弾発力が生じる。この弾発力によって、クラッチ用ピン７３のくさび作用は一層高まる。
【００３７】
クラッチ機構３６がオン状態であって、中間軸３５が停止しているとき、第２小ギヤ３７を矢印Ｘ方向へ回転させる（人力で上記図１の電動補助一輪運搬車１０を前進させる）と、内周面３７ａでクラッチ用ピン７３を押付ける力がなくなる。この結果、テーパ状空間部８１の摩擦係合面３５ｅ，３７ａに対するクラッチ用ピン７３のくさび作用が解消する。このため、クラッチ用ピン７３による中間軸３５と第２小ギヤ３７との連結が解除になり、クラッチ機構３６はオフになる。第２小ギヤ３７は空転する。
【００３８】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラッチ機構の作用図（その２）である。
（ｂ）のようにクラッチ機構３６がオン状態であって、中間軸３５が停止しているとき、第２小ギヤ３７を矢印Ｘと反対向きに逆転させる（人力で上記図１の電動補助一輪運搬車１０を後退させる）と、クラッチ用ピン７３も矢印Ｘと反対向きに移動しようとする。
ところが、オイルシール７２（図３参照）には摩擦板７１を留め置く抗力が生じているので、摩擦板７１は停止状態を維持している。クラッチ用ピン７３は、（ａ）のようにピン保持溝７１ｃのうちの図右側部に突き当たるので、矢印Ｘと反対向きには移動できない。
【００３９】
このように、第２小ギヤ３７を逆転させると、摩擦係合面３５ｅ，３７ａに係合した状態のクラッチ用ピン７３が、ピン保持溝７１ｃのうちの図右側部に突き当たる。この突き当たる力（衝撃力）の反作用をクラッチ用ピン７３が受ける。この力によってクラッチ用ピン７３が矢印Ｘに押出されるので、摩擦係合面３５ｅ，３７ａに対するクラッチ用ピン７３のくさび作用が解消する。このため、中間軸３５と第２小ギヤ３７との連結が解除になり、クラッチ機構３６はオフになる。第２小ギヤ３７は空転する。
このように、オフ状態においては、第２小ギヤ３７を正転と逆転の双方向に自由に軽く回転させることができる。
【００４０】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラッチ機構の作用図（その３）である。
（ａ）は、オン状態におけるクラッチ機構３６の断面構造を示す。円形断面のクラッチ用ピン７３は、底面３５ｅに点Ｐ1で接触するとともに、内周面３７ａに点Ｐ2で接触する。点Ｐ1での接線をＬ１とし、点Ｐ2での接線をＬ２としたとき、接線Ｌ１と接線Ｌ２とは交点Ｏで交わる。∠Ｐ1ＯＰ2はθであり、この角度θは、クラッチ用ピン７３がテーパ状空間部８１の摩擦係合面３５ｅ，３７ａに、くさび作用にて摩擦係合するときの、くさび角（テーパ角）である。
【００４１】
（ｂ）は、上記（ａ）の底面３５ｅ回りを拡大して示す。底面３５ｅは、傾斜した延長線Ｔを底とし、この底から開放側へ若干膨出する緩やかな曲線の円弧面であり、この円弧面の頂点が点Ｐ1にある。延長線Ｔに対して接線Ｌ１は平行である。
【００４２】
ここで、底面３５ｅが、接線Ｌ１に沿った平坦な面であると仮定する。クラッチ用ピン７３による、くさび作用の効果を高めるには、くさび角θを小さくするべく、接線Ｌ２に対して接線Ｌ１の傾斜を緩くすればよい。しかし、接線Ｌ１の傾斜が緩いと、テーパ状空間部８１の摩擦係合面とクラッチ用ピン７３との連結が不完全な状態、いわゆる、半クラッチ状態になる範囲が広くなる。このため、クラッチ機構３６を迅速に切換えるには改良の余地がある。
一方、クラッチ機構３６を迅速に切換えるためには、くさび角θを大きくするべく、接線Ｌ２に対して接線Ｌ１の傾斜をきつくすればよい。しかし、くさび作用の効果が低下する。
【００４３】
これに対して、本発明のクラッチ機構３６の底面３５ｅは、点Ｐ1を頂点とした緩やかな円弧面なので、点Ｐ1付近の傾斜が緩く、点Ｐ1から離れるに従って傾斜がきつくなる。このため、半クラッチ状態になる範囲が狭くてすむ。半クラッチ状態の範囲が狭いので、▲１▼クラッチオンになる直前になって、クラッチ用ピン７３のくさび作用の効果が急激に高まるとともに、▲２▼中間軸３５を少し逆転しただけで、クラッチオン状態のクラッチ用ピン７３が外れる。従って、クラッチ機構３６を迅速に無理なく切換えることができる。
さらには、底面３５ｅの全体が緩やかな円弧面なので、クラッチオンとクラッチオフとの切換え作動は円滑である。
【００４４】
図１１（ａ），（ｂ）はクラッチ機構の模式的説明図である。
（ａ）は、上記図３に示す本発明に係るクラッチ機構３６を模式的に表したものである。オイルシール７２のリップ７２ｂは、径中心に向う弾発力を有するので、摩擦板７１の外周面７１ａに所定のラジアル（径方向の力）Ｆ１で接触する。リップ７２ｂに対する外周面７１ａの摩擦係数をμ１とすれば、摩擦板７１を回転させるのに必要な回転力、すなわち摩擦力ｆ１は、
ｆ１＝Ｆ１×μ１    ・・・・・・（１）
で表すことができる。摩擦板７１の外径をｄ１とすれば、摩擦力ｆ１が生じる面の半径、すなわち、作用半径はｄ１／２であるから、摩擦トルクＴ１は、
Ｔ１＝ｆ１×（ｄ１／２）＝Ｆ１×μ１×（ｄ１／２）    ・・・・・・（２）
で表すことができる。
【００４５】
（ｂ）は、上記図２７に示す従来のクラッチ機構３００を模式的に表したものである。圧縮ばね３０９に弾発された摩擦板３０３の側面３０５は、ハウジング３０１の壁面３０６に、所定のスラスト（軸方向の力）Ｆ２で接触する。壁面３０６に対する側面３０５の摩擦係数をμ２とすれば、摩擦板３０３を回転させるのに必要な回転力、すなわち摩擦力ｆ２は、
ｆ２＝Ｆ２×μ２    ・・・・・・（３）
で表すことができる。側面３０５は環状の接触面である。接触面における内径と外径との平均径を、壁面３０６に対する接触平均径ｄ２とする。摩擦力ｆ２が生じる接触半径、すなわち、作用半径はｄ２／２であるから、摩擦トルクＴ２は、
Ｔ２＝ｆ２×（ｄ２／２）＝Ｆ２×μ２×（ｄ２／２）    ・・・・・・（４）
で表すことができる。
【００４６】
摩擦板７１の外径ｄ１は接触平均径ｄ２よりも大きい。ここで、μ１＝μ２であると仮定すれば、Ｔ１＝Ｔ２としたときに、次の（５）式が成立する。
Ｆ１＝Ｆ２×（ｄ２／ｄ１）    ・・・・・・（５）
従って、（ａ）のように、摩擦板７１の外周面７１ａにオイルシール７２のリップ７２ｂを嵌合して、摩擦力を発生させるようにすれば、（ｂ）と同じ摩擦トルクＴ２を確保するのに、小さい力Ｆ１ですむ。この結果、外周面７１ａとリップ７２ｂとの接触圧は小さくなる。接触圧が小さければ、摩耗を抑制できる。
【００４７】
次に、上記構成の電動補助一輪運搬車１０の作用を、図１に基づき説明する。
作業者による、右のグリップ２１Ｒを押す力が小さいとき、モータ３１は停止状態にある。電動補助一輪運搬車１０を人力だけで走行させることができる。クラッチ機構３６（図２参照）がオフなので、車輪１５の回転力はモータ３１に伝達されない。右のグリップ２１Ｒを押す力が大きくなると、その力に応じて、モータ３１の補助動力により人力を補助するので、労力は軽減する。
このように、作業者はグリップ２１Ｌ，２１Ｒを握って押すことで、電動補助一輪運搬車１０を人力だけで走行させたり、補助動力を受けて走行させることができる。従って、補助動力を調整するための特別の操作は不要であり、操作感覚が良好になり、操作性が高まるとともに、操作上の負担も軽い。
【００４８】
電動補助一輪運搬車１０は小回りが利くので、畑の畝間を通って農作物などの運搬物を運ぶことが多い。狭幅の畝間で、電動補助一輪運搬車１０を旋回させることはできない。作業者はグリップ２１Ｌ，２１Ｒを引いて、空荷の電動補助一輪運搬車１０を後進させながら、畝間に入って行くことになる。モータ３１は停止しているが空荷なので、電動補助一輪運搬車１０は軽い。
畝間で農作物を積んだ後には、グリップ２１Ｌ，２１Ｒを押し、電動補助一輪運搬車１０を前進させて、畝間を通り抜ける。この場合の電動補助一輪運搬車１０は重いので、グリップ２１Ｌ，２１Ｒを押す力は大きい。しかし、モータ３１の補助動力で人力を補助するので、労力は軽減する。
【００４９】
次に、第２実施例として、本発明に係るクラッチ機構を芝刈機に備えた例を、図１２〜図１７に基づき説明する。
図１２は本発明に係る芝刈機の要部を断面した側面図である。
芝刈機１００は、車体フレーム１０１と、車体フレーム１０１に取付けた前輪１０２と、車体フレーム１０１から後斜め上に延した左右の操作ハンドル１０３，１０３（この図では左のみ示す。）と、車体フレーム１０１の上部中央に搭載したエンジン１０４と、車体フレーム１０１の下部中央に取付けたカッタハウジング１０５と、カッタハウジング１０５に収納してエンジン１０４の出力軸１０６に結合した刈刃１０７と、出力軸１０６に伝動部品（駆動プーリ１１１、ベルト１１２、被動プーリ１１３）を介して連結した伝動機構１１４と、伝動機構１１４に車軸１１５を介して連結した駆動輪としての左右の後輪１１６，１１６とからなり、芝草を刈る歩行型自走式芝刈機である。１１７はグリップである。
【００５０】
図１３は図１２の１３−１３線断面図であり、伝動機構１１４と車軸１１５と左右の後輪１１６，１１６との関係を示す。なお、ＣＬは車体中心である。
車軸１１５は、左右の軸受１１８，１１８にて回転可能に支承された軸であり、両側にクラッチ機構１３６，１３６を介して、左右の後輪１１６，１１６を連結したことを特徴とする。軸受１１８，１１８はブラケット１１９，１１９を介して、車体フレーム１０１（図１参照）に取付けたものである。
【００５１】
図１４は本発明に係る車軸、クラッチ機構及び右の後輪の断面図である。
クラッチ機構１３６は、車軸１１５を正転したときのみ、駆動部材としての車軸１１５と被駆動部材としての後輪１１６との間を連結する、摩擦クラッチである。すなわち、クラッチ機構１３６は次の（１）及び（２）の作動特性を有する。
（１）ハウジング１４１に対して車軸１１５を正転させたときには、車軸１１５と後輪１１６とを連結して、動力伝達を可能にする。
（２）車軸１１５を停止したときには、車軸１１５と後輪１１６の連結を解除して、後輪１１６を正逆双方向に回転可能（空転可能）にする。
【００５２】
具体的には、クラッチ機構１３６は、車軸１１５と、車軸１１５に嵌合してピン１３４で取付けたカム盤１３５と、車軸１１５並びにカム盤１３５に回転可能に支承した後輪１１６並びに摩擦板７１と、摩擦板７１をハウジング１４１側に所定の力で接触させるためのオイルシール７２と、カム盤１３５のカム溝１３５ｃ、後輪１１６における芯金１４４の内周面１４４ａ並びに摩擦板７１のピン保持溝７１ｃに掛かるクラッチ用ピン７３との組合せを、基本構成とする。
【００５３】
摩擦板７１、オイルシール７２並びにクラッチ用ピン７３は、上記第１実施例に示す部材と同等品であり、同一符号を付してその説明を省略する。
車軸１１５とカム盤１３５との組合せ構造体は、駆動部材をなす。車軸１１５の径Ｄ３は上記図３の径Ｄ２と同一であり、カム盤１３５の外径Ｄ４は上記図３の径Ｄ１よりも大きい。このため、ピン保持溝７１ｃの溝深さも大きい。カム盤１３５の外周面１３５ａ、すなわち、駆動部材の外周面には軸方向へ延びるカム溝１３５ｃを形成したものである。
【００５４】
後輪１１６は、樹脂製ハブ１４３に補強用芯金１４４を一体成形したものであり、以下、後輪１１６と言うときには、ハブ１４３と芯金１４４を包含する。カム盤１３５は芯金１４４を回転可能に支承する。なお、芯金１４４の部分もハブ１４３で形成することは任意である。
ブラケット１１９はシール取付用ハウジング１４１を設けたものであり、このハウジング１４１の開口部分の内周面１４１ａにオイルシール７２を嵌合にて取付けたものである。ハウジング１４１と摩擦板７１とオイルシール７２とによって囲んだ空間Ｓに潤滑油Ｊ、例えばグリースを充填することができる。図中、１４６はスラストリング、１４７は抜止めボルト、１４８はキャップである。
【００５５】
図１５は本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図であり、クラッチ機構１３６をなす摩擦板７１、クラッチ用ピン７３・・・、車軸１１５、後輪１１６、カム盤１３５の連結関係を示す。
【００５６】
図１６は図１４の１６−１６線断面図であり、クラッチ機構１３６がオフ状態のときの、車軸１１５と摩擦板７１とクラッチ用ピン７３・・・の連結関係を示す。クラッチ用ピン７３・・・は車軸１１５から浮いている。
【００５７】
図１７は図１４の１７−１７線断面図であり、クラッチ機構１３６がオフ状態のときの、車軸１１５と後輪１１６とクラッチ用ピン７３・・・の連結関係を示す。カム盤１３５の外周面１３５ａに径方向へ放射状に延びる３個のカム溝１３５ｃ・・・を等間隔で形成し、これらのカム溝１３５ｃ・・・にクラッチ用ピン７３・・・を収容した。カム溝１３５ｃは、上記第１実施例に示すカム溝３５ｃと同形状、同寸法である。クラッチ機構１３６は、カム溝１３５ｃ・・・の底面と芯金１４４の内周面１４４ａとで、図に示す径方向断面視テーパ状のテーパ状空間部１８１を形成したものである。テーパ状空間部１８１は、上記第１実施例のテーパ状空間部８１と同形状、同寸法である。
【００５８】
クラッチ機構１３６の作用は、上記第１実施例のクラッチ機構３６と同様である。すなわち、図１７のオフ状態のときに、車軸１１５を矢印Ｘにて示す正転方向へ回転すると、カム盤１３５も同方向に回転し、クラッチオンになる。クラッチ機構１３６の作用の詳細説明については、省略する。
この第２実施例によれば、車軸１１５にカム盤１３５を取付けたので、車軸１１５の寸法や形状を変更することなく、カム盤１３５の径やカム溝１３５ｃの数量を簡単に変更できる。
【００５９】
一旦図１３に戻って説明を続けると、左の後輪１１６の連結構造は、右の後輪１１６の連結構造と同様である。車軸１１５に、それぞれクラッチ機構１３６，１３６を介して左右の後輪１１６を連結したので、左右のクラッチ機構１３６，１３６を差動装置として使用できる。例えば、芝刈機１００の前進中に、車軸１１５の回転速度を上回る速度で左の後輪１１６を回転させることで、芝刈機１００を容易に右折走行させることができる。
【００６０】
次に、第３実施例として、本発明に係るクラッチ機構を耕耘機に備えた例を、図１８〜図２６に基づき説明する。
図１８は本発明に係る耕耘機の要部を断面した側面図である。
耕耘機２００は、エンジン２０１と、エンジン２０１の下部に取付けた減速機２０２と、減速機２０２に連結した複数の第１・第２耕耘爪２０３・・・，２０４・・・と、減速機２０２の後部から後上方へ延ばしたハンドルポスト２０５と、ハンドルポスト２０５の上部に取付けた操作ハンドル２０６とからなる、歩行型自走式耕耘機である。図中、２１１は抵抗棒、２１２はグリップである。
【００６１】
図１９は図１８の１９−１９線断面図である。
減速機２０２は、エンジン２０１の出力側から下方へ延ばした駆動軸２３１と、駆動軸２３１の下端に形成した小ベベルギヤ２３２と、小ベベルギヤ２３２に噛み合わせた大ベベルギヤ２３３と、大ベベルギヤ２３３にクラッチ機構２３６を介して連結した被動軸２３７と、これらの部材２３１〜２３７を収納したハウジング２３８とからなる。被動軸２３７は耕耘機幅方向へ延びた水平軸である。
ハウジング２３８は、第１軸受２５１及び第２軸受２５２を介して、被動軸２３７を回転可能に支承し、下部開口をリッド２５３にて塞いだものである。
【００６２】
この図は、被動軸２３７の左右の先端部に第１耕耘軸２４１，２４１を結合し、これら第１耕耘軸２４１，２４１の左右の先端部に第２耕耘軸２４２，２４２を結合し、これら第２耕耘軸２４２，２４２の左右の先端部に第３耕耘軸２４３，２４３を結合したことを示す。第１耕耘軸２４１は第１耕耘爪２０３・・・を取付け、第２耕耘軸２４２は第２耕耘爪２０４・・・を取付け、第３耕耘軸２４３はサイドディスク２４４を取付けたものである。２５４は第３軸受である。
【００６３】
図２０は本発明に係るクラッチ機構周りの断面図である。
クラッチ機構２３６は、大ベベルギヤ２３３を正転したときのみ、駆動部材としての大ベベルギヤ２３３と被駆動部材としての被動軸２３７との間を連結する、摩擦クラッチである。すなわち、クラッチ機構２３６は次の（１）及び（２）の作動特性を有する。
（１）ハウジング２３８に対して大ベベルギヤ２３３を正転させたときには、大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７とを連結して、動力伝達を可能にする。
（２）大ベベルギヤ２３３を停止したときには、大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７との連結を解除して、被動軸２３７を正逆双方向に回転可能にする。
【００６４】
具体的には、クラッチ機構２３６は、被動軸２３７と、被動軸２３７に回転可能に支承した大ベベルギヤ２３３並びに摩擦板７１と、摩擦板７１をハウジング２３８側に所定の力で接触させるためのオイルシール７２と、大ベベルギヤ２３３のカム溝２３３ｃ、被動軸２３７の外周面２３７ａ並びに摩擦板７１のピン保持溝７１ｃに掛かるクラッチ用ピン７３との組合せを、基本構成とする。
【００６５】
摩擦板７１、オイルシール７２並びにクラッチ用ピン７３は、上記第１実施例に示す部材と同等品であり、同一符号を付してその説明を省略する。
大ベベルギヤ２３３は、被動軸２３７に嵌合する内周面２３３ａにカム溝２３３ｃを形成したものである。被動軸２３７は、長手方向両側の段差によって、第１・第２軸受２５１，２５２間に軸方向移動不能に取付けたものである。摩擦板７１と大ベベルギヤ２３３も、第１・第２軸受２５１，２５２間に軸方向移動不能に取付けた。
【００６６】
ハウジング２３８は、内部にシール取付部２５５を取付け、シール取付部２５５の開口部分の内周面２５５ａにオイルシール７２を嵌合にて取付けたものである。ハウジング２３８の一部をなすシール取付部２５５と摩擦板７１とオイルシール７２とによって囲んだ空間Ｓに潤滑油Ｊ、例えばグリースを充填することができる。２５６は止め輪、２５７，２５７はオイルシールである。
【００６７】
図２１は本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図であり、クラッチ機構２３６をなす摩擦板７１、クラッチ用ピン７３・・・、大ベベルギヤ２３３、被動軸２３７の連結関係を示す。
【００６８】
図２２は図２０の２２−２２線断面図であり、クラッチ機構２３６がオフ状態のときの、摩擦板７１とクラッチ用ピン７３・・・と被動軸２３７の連結関係を示す。
【００６９】
図２３は図２０の２３−２３線断面図であり、クラッチ機構２３６がオフ状態のときの、クラッチ用ピン７３と大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７の連結関係を示す。大ベベルギヤ２３３に３個のカム溝２３３ｃ・・・を等間隔で形成し、これらのカム溝２３３ｃ・・・にクラッチ用ピン７３・・・を介在させた。
【００７０】
図２４（ａ），（ｂ）は本発明に係るオフ状態のクラッチ機構の断面図であり、上記図２２の要部を拡大して表した（ａ）と、上記図２３の要部を拡大して表した（ｂ）とを、関連させて示した。
（ｂ）は、大ベベルギヤ２３３を矢印Ｘにて示す正転方向へ回転したときに、カム溝２３３ｃの溝深さが徐々に小さくなるように設定したことを示す。この結果、カム溝２３３ｃの底面２３３ｅと被動軸２３７の外周面２３７ａとで、図に示す径方向断面視テーパ状のテーパ状空間部２８１を形成し、このテーパ状空間部２８１にクラッチ用ピン７３を介在させることができる。テーパ状空間部２８１は、概ね平坦な底面２３３ｅの延長線Ｔと円弧状の外周面２３７ａとが交わる所定角度を有するテーパ状（くさび状）の空間である。さらに、底面２３３ｅを、径方向断面視でカム溝２３３ｃの開放側（被動軸２３７の外周面２３７ａ側）へ向って若干膨出する緩やかな円弧面に形成した。この円弧面は、上記図７（ｂ）及び図１０に示す第１実施例と同等の曲面である。
【００７１】
次に、上記構成のクラッチ機構２３６の作用を図２４〜図２６に基づき説明する。
図２４に示すように、クラッチ機構２３６がオフ状態のときには、クラッチ用ピン７３は底面２３３ｅと外周面２３７ａとの間で径方向Ｙに移動可能である。
摩擦板７１が停止した状態では、大ベベルギヤ２３３を回転させても、この方向にクラッチ用ピン７３は回転できない。大ベベルギヤ２３３を矢印Ｘにて示す正転方向へ回転させると、底面２３３ｅはクラッチ用ピン７３を外周面２３７ａに押し付ける。
【００７２】
図２５（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラッチ機構の作用図（その１）であり、クラッチ用ピン７３を、テーパ状空間部２８１の摩擦係合面にくさび作用により係合させることで、クラッチ機構２３６がオンになったことを示す。大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７とが連結し、動力伝達が可能である。ここで、テーパ状空間部２８１の摩擦係合面とは、底面２３３ｅと外周面２３７ａのことを指す。クラッチ機構２３６がオンなので、被動軸２３７は大ベベルギヤ２３３と同方向に回転する。摩擦板７１は、被動軸２３７の回転開始から若干遅れて、矢印Ｘ方向に回転する。
【００７３】
また、クラッチ機構２３６がオン状態で、大ベベルギヤ２３３が停止しているとき、被動軸２３７を矢印Ｘ方向へ回転させると、クラッチ用ピン７３による大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７との間の連結が解除になり、オフ状態に反転する。従って、被動軸２３７は空転する。
【００７４】
図２６（ａ），（ｂ）は本発明に係るクラッチ機構の作用図（その２）である。
（ｂ）のようにクラッチ機構２３６がオン状態であって、大ベベルギヤ２３３が停止しているとき、被動軸２３７を矢印Ｘと反対向きに逆転させると、クラッチ用ピン７３も矢印Ｘと反対向きに移動しようとする。
ところが、オイルシール７２（図２０参照）には摩擦板７１を留め置く抗力が生じているので、摩擦板７１は停止状態を維持している。クラッチ用ピン７３は、（ａ）のようにピン保持溝７１ｃのうちの図右側部に突き当たるので、矢印Ｘと反対向きには移動できない。
【００７５】
このように、被動軸２３７を逆転させると、摩擦係合面２３３ｅ，２３７ａに係合した状態のクラッチ用ピン７３が、ピン保持溝７１ｃのうちの図右側部に突き当たる。この突き当たる力（衝撃力）の反作用をクラッチ用ピン７３が受ける。この力によってクラッチ用ピン７３が矢印Ｘに押出されるので、摩擦係合面２３３ｅ，２３７ａに対するクラッチ用ピン７３のくさび作用が解消する。このため、大ベベルギヤ２３３と被動軸２３７との連結が解除になり、クラッチ機構２３６はオフになる。被動軸２３７は空転する。
このように、オフ状態においては、被動軸２３７を正転と逆転の双方向に自由に軽く回転させることができる。
【００７６】
なお、上記本発明の実施の形態において、
（１）クラッチ機構３６，１３６，２３６は、電動補助一輪運搬車１０、芝刈機１００、耕耘機２００の他にも、草刈機、運搬車、工作機械、自動車、手動機械等の種々の装置に適用できる。
（２）クラッチ機構３６，１３６，２３６の駆動部材を駆動するための駆動源は、電動モータ、油圧モータ、エンジンを含む、種々の動力源に適用できる。さらには、クラッチオン状態のクラッチ機構３６，１３６，２３６は、駆動部材を逆転させてもクラッチオフになるので、用途や駆動源の種類に応じて、駆動部材を逆転させることによりクラッチを切換えるようにしてもよい。
（３）クラッチ機構３６，１３６，２３６における、駆動部材並びに被駆動部材は、軸やギヤを含む種々の動力伝達部材に適用できる。
（４）クラッチ機構３６，１３６，２３６は、伝達トルクに応じてピン保持溝７１ｃ、クラッチ用ピン７３、カム溝３５ｃ，１３５ｃ，２３３ｃの数量を設定し、関連部材の剛性も適宜設定することができる。
（５）オイルシール７２は、リップ７２ｂを摩擦板７１の外周面７１ａに嵌合することによって、摩擦板７１が高速の場合であっても、外周面７１ａとリップ７２ｂとの間に、所定の摩擦力を常に安定して発生させることができ、しかも、空間Ｓに潤滑油Ｊを充填可能にシールすることができるものであればよい。例えば、ＪＩＳ・Ｂ−２４０２で定める各種のオイルシールであってもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、摩擦板をハウジング内に配置し、このハウジングの内周面と摩擦板の外周面との間を、クラッチ用ピンを留め置く抗力を作用させるための力で接触するオイルシールにてシールした。このため、ハウジング側と摩擦板との間で摩擦力を発生させるのに、従来のように摩擦板にスラストを作用させるのではなく、ラジアルを作用させることができる。このように、摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合し、接触力を作用させることによって、摩擦力を発生させるので、摩擦力の作用半径を大きくすることができる。大きい作用半径であるから、上記従来の技術と同じ摩擦トルクを確保するのに、小さい接触力ですむので、接触圧を下げることができる。接触圧が小さいので摩耗を抑制することができ、この結果、常に摩擦力を安定させることができる。しかも、ラジアルの作用であるから、駆動部材の長手方向の寸法を小さくすることができ、この結果、クラッチ機構を小型にすることができる。さらには、摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合するのであるから、平面同士を接触させる場合のように、加工精度や組立精度を高める必要はない。従って、各部品の寸法管理は容易である。
【００７８】
さらにまた、ハウジングと摩擦板とオイルシールとによって囲んだ空間に、潤滑油を充填したので、摩擦板の外周面にオイルシールのリップを嵌合した部分を潤滑油で潤滑することにより、嵌合した部分の摩耗を一層抑制することができる。この結果、嵌合した部分の摩擦力は安定する。従って、駆動部材を高速回転で使用する場合であっても、クラッチ機構は確実に作動する。このため、低速から高速までの高範囲でクラッチ機構を安定した状態で使用することができる。また、取付け環境が良好なハウジング内に摩擦板を配置したので、外部の塵埃等によるクラッチ機構の摩耗を防止して、耐久性を高めることができる。
【００７９】
さらには、駆動部材に対して回転タイミングが遅れる摩擦板に、ピン保持溝を形成し、このピン保持溝でクラッチ用ピンを保持するようにした。このため、摩擦板が停止した状態で駆動部材が回転しても、クラッチ用ピンは駆動部材と共に回転しない。この結果、クラッチ用ピンがテーパ状空間部の摩擦係合面にくさび作用によりロックし、駆動・被駆動部材間を連結してクラッチオンにすることができる。簡素な形状のクラッチ用ピンを、駆動部材のカム溝と被駆動部材の内周面と摩擦板のピン保持溝とに、連結又は非連結させるだけなので、クラッチ機構を簡単な構成で、常に円滑に動力伝達可能なものにすることができる。しかも、簡素なクラッチ用ピンを、上記従来の技術のようにスイングさせることなく、単に連結・非連結、又は保持するだけの、カム溝及びピン保持溝であるから、溝形状も簡素であり、寸法管理が容易であり、生産性が高い。また、被駆動部材には、クラッチ用ピンに連結するための溝が不要である。
【００８０】
請求項２は、摩擦板の外周面とオイルシールのリップとの接触によって生じる摩擦トルクを、摩擦板が駆動・被駆動部材を含む他の部分との接触によって生じる摩擦トルクの総和よりも、大きくなるように設定することで、駆動部材に対する摩擦板の回転開始タイミングを遅らせるように構成したことを特徴とする。
【００８１】
クラッチ機構は、オイルシールに対する摩擦板の摩擦力を利用して、駆動部材に対する摩擦板の回転開始タイミングを遅らせる。
【００８３】
請求項３は、カム溝の底面を、径方向断面視でカム溝の開放側へ向って膨出する円弧面に形成したので、頂点付近の傾斜を緩く、頂点から離れるに従って傾斜をきつくできる。このため、半クラッチ状態になる範囲が狭くてすみ、クラッチ機構を迅速に無理なく切換えることができる。底面の全体が緩やかな円弧面なので、クラッチ機構の切換え作動は円滑である。このようなカム溝の底面を有する簡素な構成でトルク伝達バランスの良いクラッチ機構であるから、低速域から高速域までの広範囲に、また、低トルクから高トルクまでの広範囲にわたって、使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクラッチ機構を備えた電動補助一輪運搬車の側面図
【図２】本発明に係る電動補助一輪運搬車の駆動機構の平面断面図
【図３】本発明に係る中間軸、クラッチ機構及び第２小ギヤの断面図
【図４】本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図
【図５】図３の５−５線断面図
【図６】図３の６−６線断面図
【図７】本発明に係るオフ状態のクラッチ機構の断面図
【図８】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その１）
【図９】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その２）
【図１０】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その３）
【図１１】クラッチ機構の模式的説明図
【図１２】本発明に係る芝刈機の要部を断面した側面図
【図１３】図１２の１３−１３線断面図
【図１４】本発明に係る車軸、クラッチ機構及び右の後輪の断面図
【図１５】本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図
【図１６】図１４の１６−１６線断面図
【図１７】図１４の１７−１７線断面図
【図１８】本発明に係る耕耘機の要部を断面した側面図
【図１９】図１８の１９−１９線断面図
【図２０】本発明に係るクラッチ機構周りの断面図
【図２１】本発明に係るクラッチ機構周りの分解斜視図
【図２２】図２０の２２−２２線断面図
【図２３】図２０の２３−２３線断面図
【図２４】本発明に係るオフ状態のクラッチ機構の断面図
【図２５】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その１）
【図２６】本発明に係るクラッチ機構の作用図（その２）
【図２７】従来のクラッチ機構の概略断面図
【符号の説明】
３５，１１５，１３５，２３３…駆動部材、３５ａ，３５ｂ，１３５ａ…駆動部材の外周面、３５ｃ，１３５ｃ，２３３ｃ…カム溝、３５ｅ，２３３ｅ…カム溝の底面、３６，１３６，２３６…クラッチ機構、３７，１１６，２３７…被駆動部材、３７ａ…被駆動部材の内周面、４１，１４１，２３８…ハウジング、４５ａ，１４１ａ，２５５ａ…ハウジングの内周面、７１…摩擦板、７１ａ…摩擦板の外周面、７１ｂ…摩擦板の内周面、７１ｃ…ピン保持溝、７２…オイルシール、７３…クラッチ用ピン、８１，１８１，２８１…テーパ状空間部、１３５ａ…駆動部材の外周面、２３３ａ…駆動部材の内周面、２３７ａ…被駆動部材の外周面、Ｊ…潤滑油、Ｓ…空間。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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