JPH03172631A - 超小型シヨベルカーに於けるサーボクラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は超小型ショベルカーに於けるサーボクラッチ
に関するものであり、特に、爪クラッチの接続時やクロ
ーラ側の抵抗が大となったときに発生する衝撃を低減す
るサーボクラッチに関するものである。

［従来の技術］ 従来、狭所で掘削作業を行うことができる超小型ショベ
ルカーは存在しない。此種超小型ショベルカーを製作す
るに当っては、車体を小さくするためにトランスミッシ
ョンの小型化を図る必要がある。そして、左右のクロー
ラを夫々独立して駆動し、且つス、ピンターンを容易な
らしめるために、ミッションケース内に左右別個に前後
進切替軸を設けると共に夫々の前後進切替軸に爪クラッ
チ等を設け、人力軸からの前後進駆動力を夫々別個に左
右の前後進切替軸へ断接自在に伝動し、更に、左右のク
ローラの駆動軸と前後進切替軸との間に夫々ウオームギ
ヤを介装し、逆転防止を図ってブレーキ機構を省略する
構成が考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ 前述した超小型ショベルカーは、入力軸の前後進駆動力
を爪クラッチ等によって左右の前後進切替軸へ伝動する
が、爪クラッチの接続時の衝撃が大である。又、エンジ
ンの回転が急上昇したときにはクローラへ急激に駆動力
が伝達され、急発進や急旋回等の事態を生じる虞れがあ
ると共に、爪クラッチやウオームギヤ等に過負荷がかか
つて部品の寿命に悪影響を与えることにもなる。

そこで、超小型ショベルカーを製作するに当って、トラ
ンスミッションの爪クラッチ等の部品を保護し、急発進
等の危険を未然に防止して操作性を向上するために解決
せられるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明
はこの課題を解決することを目的とする。

［課題を解決するための手段」 この発明は上記目的を達成するために提案仕られたもの
であり、トランスミッションの前後進切替軸に先端部が
開放された中空円筒状のクラッチブラケットを枢着し、
該先端部に摺動自在に連設した従動側クラッチ板と、前
記前後進切替軸にスプライン嵌合した駆動側クラッチ板
とを交互に積層して多板クラッチを形成し、前記前後進
切替軸の多板クラッチ後方位置にストッパプレートを嵌
着すると共に、該ストッパプレートと多板クラッチとの
間に第１のスプリングを介装して多板クラッチをクラッ
チブラケットの中空円筒内方向へ付勢し、更に、該中空
円筒内に前記前後進切替軸に遊嵌したカムプレートを配
設し、カムプレートの表面に凹部を穿設すると共に対向
するクラッチブラケットの表面に挿入孔を穿設し、該挿
入孔に第２のスプリング及びアクシヤルボールを挿入し
てカムプレートの凹部へアクシヤルボールが係合するよ
うに付勢すると共に、該カムプレートが接触する前後進
切替軸の表面に軸心方向へボール孔を穿設して第３のス
プリング及びラジアルボールを挿入し、且つ、カムプレ
ートの円周内側面に等間隔で複数個の凹部を設け、前記
第３のスプリングの押圧によりラジアルボールが該凹部
へ係合するように形成したことを特徴とする超小型ショ
ベルカーに於けるサーボクラッチを提供せんとするもの
である。

［作用１ 爪クラッチによって前後進切替軸へ駆動力が伝動される
と駆動側クラッチ板が回転し、第１のスプリングの押圧
によって駆動側クラッチ板と従動側クラッチ板とが滑り
ながら接触し、多板クラッチは半クラツチ状態となる。

このとき、前後進切替軸のボール孔へ挿入されたラジア
ルボールは第３のスプリングの押圧によって半径方向に
付勢されており、カムプレートの円周内側面に設けた凹
部の一つと係合する。

依って、前後進切替軸の初期回転力が該カムプレートへ
伝動され、第１のスプリングによって多板クラッチを該
カムプレートへ圧接して生ずる摩擦力とも相俟って、該
カムプレートは前後進切替軸と一体に回転しようとし、
且つ、該カムプレートの表面の凹部に係合しているアク
シャルポールは凹部から転動しながら突出しようとする
。然し、クラッチブラケットに穿設された挿入孔内に第
２のスプリングが介装されており、この第２のスプリン
グの押圧によってアクシヤルボールは凹部内に留まり、
逆にカムプレートを多板クラッチ側へ押圧する。

従って、該カムプレートと第１のスプリングとに挟圧さ
れて多板クラッチは完全に密着し、サーボクラッチが全
圧接触となって、前後進切替軸とクラッチブラケットと
が同一回転となる。

［実施例Ｊ 以下、この発明の一実施例を別紙添付図面に従って説明
する。第１図乃至第３図は超小型ショベルカーを示した
ものであり、フレーム（１）の前部に作業用ブームの取
付部（２）が設けられ、フレーム（１）の後部にエンジ
ン（３）が載置されている。前記取付部（２）にはスイ
ングブラケット（４）が取り付けられており、ブーム（
５）の基部（５ａ）が枢着されている。このスイングブ
ラケット（４）の−側部にはアームブラケット（６）が
突設され、フレーム（＋）の−側部に設けたスイングシ
リンダ（７）の先端部を該アームブラケット（６）へ枢
着し、このスイングシリンダ（７）の伸縮作動によって
前記ブーム（５）は左右に旋回する。そして、スイング
ブラケット（４）とブーム（５）の中間部（５ｈ）との
間に架設したブームシリンダ（８）によって、該ブーム
（５）は基部（５−）を中心として上下に回動する。該
ブーム（５）の先端部（５ｃ）にはアーム（９）の一端
部（９ａ）が枢着され、ブームの中間部（５ｂ）とアー
ムの一端部（９３）との間に設けられたアームシリンダ
（１０）により上下に回動する。更に、アームの先端部
（９ｂ）にパケット（１１）を枢着し、パケットシリン
ダ（１）によって該パケット（ＩＩ）を回動するように
形成しである。

前記エンジン（３）の下部にはミッションケース０■が
固設され、ミッションケース（１罎の両側に駆動軸（＋
４）を突出して、その左右に夫々駆動スプロケット（１
’９（＋’Ｊを設けである。そして、フレーム（１）の
前側下部の左右に夫々受動輪（１０（＋（Ｏを枢着し、
前記駆動スプロケット（Ｆ９（＋優との間にクローラ＠
　（ｒ７）を巻装する。

又、受動輪（１Ｇ（ＩＧ間に排土板（１のアーム（→（
鴎を枢着し、油圧シリンダ０１参で」二下動させる。

そして、エンジン（３）の動力はエンジンプーリＱ１）
に巻回されたベルト（２）を介してミッションプーリ（
ハ）へ伝達され、トランスミッションの入力軸ｋ）を回
転させる。該ミッションプーリ（ハ）は２段プーリとな
っており、同軸のプーリ（ハ）へベルト（４）を巻回し
て油圧ポンプに）のプーリ（イ）へ動力を伝達する。

尚、符号（イ）はブーム（５）及びパケット（１１）等
の操作レバーでありコントロールバルブ（１）に連結さ
れており、０１）は前後進切替のための走行レバーであ
る。

左右の走行レバーくう＋）（１１）は、夫々別個にリン
ク＠（＠を介してミッションケース０→の左右壁に配設
され、後述するシフタへ連結されている。又、（至）は
副変速レバーである。

次に、トランスミッションの内部構成について説明する
。第４図は各軸及びギヤの噛合状態を説明するための展
開図であり、ミッションケース（１罎内の前後方向に入
力軸（ロ）が枢設され、前述したように、該入力軸に）
の前端部はミッションケース（１→から前方へ突出して
ミッションプーリ（ハ）が嵌着すれている。該人力軸（
財）の後部には円筒状のスリーブ（ロ）を逆転自在に外
嵌し、該入力軸（ロ）と平行にその上部へ副変速軸（ト
）を枢設すると共に、左右へ夫々前後進切替軸００（１
）を枢設する。

入力軸に）の回転は副変速ギヤ（Ｇｌ）によって減速さ
れ、−旦副変速軸（ト）へ伝動された後に駆動ギヤ（Ｇ
２）によってスリーブυ）へ伝動される。一方、左右の
前後進切替軸（イ）には前進ギヤ（Ｇ３）及び後進ギヤ
（Ｇ４）が対峙して遊嵌されており、双方のギヤ（Ｇ３
）（Ｇ４）の中間に爪クラッチ（ロ）を設けてシック（
至）にてスライドできるように形成しである。前記駆動
ギヤ（Ｇ２）は前進ギヤ（Ｇ３）と常時噛合しており、
スリーブ−）のギヤ（Ｇ５）は後進ギヤ（Ｇ４）と常時
噛合する。そして、夫々の前後進切替軸（１）の前部に
後述するサーボクラッチ（ロ）及びウオームギヤ（Ｇ６
）を設け、前後進切替軸（１）に直交して枢着されたク
ローラの駆動軸（ゆにウオームホイル（Ｇ７）を嵌合し
て前記ウオームギヤ（Ｇ６）と噛合しである。

第５図は前後進切替軸（１）の要部を示したものであり
、前述したように該前後進切替軸（至）の後部に前進ギ
ヤ（Ｇ３）と後進ギヤ（Ｇ４）とが爪クラッチＧ力を挟
んで対峙している。該前後進切替軸（ト）の前部にはウ
オームギヤ（Ｇ６）が枢着され、その後面に中空円筒状
のクラッチブラケット（ト）をビス（４１）にて螺青し
、双方が一体となって前後進切替軸（１）−りを遊転す
るようにしである。尚、ウオームギヤ（Ｇ６）とクラッ
チブラケット■を一体に形成し、ビス止めを省略しても
よい。該クラッチブラケット（４［有］の前記爪クラッ
チ（ロ）側の先端部に複数枚の従動側クラッチ板（４２
）（４２）・・・を軸方向へ摺動自在に連設し、前後進
切替軸（１）にスプライン嵌合した複数枚の駆動側クラ
ッチ板（４３Ｈ４３）・・・と交互に積層して多板クラ
ッチ（４４）を構成する。又、前後進切替軸（至）にス
トッパプレート（４５）を嵌着し、前記多板クラッチ（
４４）とストッパプレート（４５）との間にスライドプ
レート（４６）を摺動自在にスプライン嵌合すると共に
、第１のスプリング（４７）を介装してスライドプレー
ト（４６）を多板クラッチ（４４）側へ付勢し、スライ
ドプレート（４６）とストッパプレート（４５）との間
に間隙ＡＩを設ける。

一方、クラッチブラケット（４Φの中空円筒内に前後進
切替軸（１）に遊嵌したカムプレート（４Ｂ）を配設し
、カムプレー１−　（４Ｂ）の表面に円周方向へ適宜間
隙をもって深さＡ２なる凹部（４９）（４９）・・・を
穿設する。

そして、該カムプレー）　（４Ｂ）に対向するクラッチ
ブラケット（イ）の表面に、前記凹部（４９０４９）・
・・と対応した位置に挿入孔（５０）（５（１）・・・
を穿設し、夫々の挿入孔（５０）へ第２のスプリング（
５１）を挿入すると共に円板状のプレート（５２）を介
装する。第６図も併せて説明すれば、挿入孔（５０）の
中間部には膨拡部（５３）が設けられており、前記プレ
ート（５２）は第２のスプリング（５１）の押圧によっ
てクラッチブラケット（旬の表面側へ付勢され、膨拡部
（５３）の段部（５３３）で係止される。更に、該挿入
孔（５０）の表面近傍にアクシヤルボール（５４）を遊
挿し、アクシヤルボール（５４）の一部をクラッチブラ
ケット■の表面へ突出させて前記カムプレート（４８）
の凹部（４９）へ係合しである。

更に、第５図及び第７図に示すように、前記カムプレー
ト（４Ｂ）が接触する前後進切替軸（１）の表面に軸心
方向へボール孔（５５）を穿設して第３のスプリング（
５６）及びラジアルボール（５７）を挿入し、且つ、カ
ムプレート（４１１）の円周内側面に等間隔で複数（本
実施例では３個所）の凹部（５８）　（５８）　（５Ｂ
）を設ける。而して、第３のスプリング（５６）の押圧
によってラジアルボール（５７）は半径方向に付勢され
、カムプレート（４ｆｌ）の一つの凹部（５８）に係合
する。

次に、上記サーボクラッチ（至）の作動について説明す
る。第５図に於て、シフタ（ト）により爪クラッチ（ロ
）が前後何れかにスライドして前進ギヤ（Ｇ３）又は後
進ギヤ（Ｇ４）と係合し、前進駆動力或は後進駆動力が
前後進切替軸（１）へ伝動される。然るとき、該前後進
切替軸（１）にスプライン嵌合している駆動側クラッチ
板（４３Ｈ４３）・・・が回転し、第１のスプリング（
４７）の押圧によりスライドプレート（４６）が前方（
図中左方）へ付勢され、駆動側クラッチ板（４３Ｈ４３
）・・・と従動側クラッチ板（４２）（４２）・・・と
が滑りながら接触して多板クラッチ（４４）は半クラツ
チ状態となる。前述したように、前後進切替軸（１）の
ボール孔（５５）へ挿入されたラジアルボール（５７）
が第３のスプリング（５６）の押圧によってカムプレー
ト（４８）の円周内側面の凹部（５８）へ係合している
ので、前後進切替軸（ト）の初期回転力が該カムプレー
ト（４８）へ伝動される。依って、第１のスプリング（
４７）によって多板クラッチ（４４）を該カムプレート
（４Ｂ）へ圧接して生ずる摩擦力とも相俟って、該カム
プレート（４Ｂ）は前後進切替軸（イ）と一体に回転し
ようとする。このとき、カムプレート（４Ｂ）の凹部（
４９）に係合しているアクシヤルボール（５４）は凹部
（４ｇ）から転動しながら突出しようとする。然し、ア
クシヤルボール（５４）を前方へ移動しようとすれば、
第２のスプリング（５１）に押圧されているプレート（
５２）へ当接し、第１のスプリング（４７）の押圧力よ
り第２のスプリング（５１）の押圧力を強めに設定しで
あることから、該アクシヤルボール（５４）はそれ以上
前方へ移動しない。

而して、多板クラッチ（４４）が半クラツチ状態である
ためカムプレート（４８）の回転にやや遅れてクラッチ
ブラケットも追随しながら回転し、第８図に示すように
凹部（４９）の傾斜面にアクシヤルボール（５４）が留
まり、逆にカムプレート（４Ｂ）を多板クラッチ（４４
）側へ押圧する。従って、第９図に示すように、該カム
プレー）　（４１１）が第１のスプリング（４７）の押
圧力に抗して、徐々に多板クラッチ（４４）を圧接しな
がら後方へ移動し、前記スライドプレート（４Ｂ）とス
トッパプレート（４５）との間隙Ａｌが零となったとき
に該カムプレート（４８）の移動が停止し、多板クラッ
チ（４４）は完全に密告して前後進切替軸（１）とクラ
ッチブラケット（４１とが同一回転となる。

勿論、前記凹部（４９）の深さＡ２が間隙Ａ１より大で
あるように形成しであるので、スライドプレート（４６
）がストッパプレート（４５）へ当接してもアクシヤル
ボール（５４）が凹部（４９）から外れてしまうことは
ない。

斯くして、クラッチブラケット■にビス止めされている
ウオームギヤ（Ｇ６）がクラッチブラケット（ト）と一
体に回転し、ウオームホイル（Ｇ７）により減速されて
駆動軸Ｈに回転が伝動される。即ち、前後進切替軸（１
）の回転は前記サーボクラッチ（ロ）を介してウオーム
ギヤ（Ｇ６）へ伝動される際、半クラツチ状態を経なが
ら徐々に回転が上昇して同一回転に達する。従って、爪
クラッチ０′ｉ５の接続時の衝撃及びエンジン回転上昇
中の衝撃が吸収される。

ここで、エンジンの回転を高くした場合やクローラ側の
抵抗が大の場合は、前後進切替軸（ト）の回転か上昇す
るため、前記カムブレー）　（４８）の凹部（４９）か
らアクシヤルボール（５４）が急激に突出しようとし、
その反力で該カムプレート（４８）が多板クラッチ（４
４）側へ移動する。依って、多板クラッチ（４４）が急
激に密着してクラッチブラケット（４［相］へのトルク
伝達が急速に立ち上ろうとするが、前記アクンヤルボー
ル（５４）が凹部（４９）から突出しようとして挿入孔
（５０）内のプレー）　（５２）を前方へ押圧するため
、瞬間的に多板クラッチ（４４）の摩擦力を減少させて
急激なトルク伝達を回避する。然る後に、アクシヤルボ
ール（５４）が第２のスプリング（５１）の押圧によっ
てカムプレート（４Ｂ）側へ押し戻され、カムプレート
（４８）の後方移動によって前記間隙Ａｌが零になるま
で半クラツチ状態が続き、徐々に多板クラッチ（４４）
が全圧接触するようになる。

又、第２のスプリング（５１）はトルクリミッタとして
も作用する。例えば、クローラが石噛みゃ木材噛み等を
起したときや、上申へ沈下したとき等駆動軸Ｈに過負６
：ｆがかかった場合には、そのままでは爪クラッチ（ロ
）やウオームギヤ（Ｇ６）等の部品が破損する虞れがあ
る。然るときには、前後進切替軸（１）の急速な回転ト
ルク−上昇により、カムプレート（４ｇ）の凹部（４９
）からアクシヤルボール（５４）が突出し、第９図に示
すように、アクシヤルボール（５４）が第２のスプリン
グ（５１）の押圧力に抗してプレート（５２）を膨拡部
（５３）の段部（５３ｂ）まで押圧移動する。このため
、該アクシヤルボール（５４）はカムプレート（４Ｂ）
の凹部（４９）からその全部が突出し、該カムプレート
（４８）はアクシヤルボール（５４）との係合が外れて
空転する。依って、該カムプレート（４８）は多板クラ
ッチ（４４）側へ移動せず、前記多板クラッチ（４４）
は半クラツチ状態となってスリップし、前後進切替軸（
１）は空転する。斯くして、従来のシャーピン（一定の
負荷で切断するピン）に代って、急激なトルクの立ち上
がりによる動力伝達系の破損を防１にできる。

尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種々
の改変を為す事ができ、そして、この発明が該改変せら
れたものに及ぶことは当然である。

［発明の効果］ この発明は−に記−実施例に詳述したように、前後進切
替軸の爪クラッチとウオームギヤとの間にサーボクラッ
チを設けて動力の伝達を遅延しているので、爪クラツチ
接続時の衝撃を吸収して操作感を良好にできる。又、カ
ムプレートがラジアルボールにて係合されるため、前後
進切替軸の初期回転力がカムプレートへ伝達し易くなり
、確実なサーボ効果を得ることができる。そして、エン
ジンの急回転による急発進や急旋回を防止でき、クロー
ラ側に過負荷が生じても多板クラッチがスリップして爪
クラッチやウオームギヤ等の部品の破損を未然に防止で
きる。

斯くして、超小型ショベルカーを製作するに当って、動
力伝達系の部品の破損を保護すると共に、操作性並びに
安全性を向上することができる等正に諸種の効果を奏す
る発明である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示したものであり、第１図は超
小型ショベルカーの側面図、第２図は同一部切欠平面図
、第３図は同背面図、第４図はミッションケース内の各
軸及びギヤの噛合状態を説明するための展開図、第５図
は半クラツチ状態の前後進切替軸の要部縦断面図、第６
図は同状態の凹部の要部横断面図、第７図は第５図のＡ
−Ａ線断面図、第８図はクラッチが接続された状態の凹
、部の要部横断面図、第９図は同状態の前後進切替軸の
要部縦断面図、第１０図は過負荷状態の凹部の要部横断
面図である。 （１■・・・・・・ミッションケース （１）・・・・・・前後進切替軸　　（ロ）・・・・・
・サーボクラッチ（→・・・・・・クラッチブラケット （４２）・・・・・・従動側クラッチ板（４３）・・・
・・・駆動側クラッチ板（４４）・・・・・・多板クラ
ッチ （４５）・・・・・・ストッパプレート（４７）・・・
・・・第１のスプリング（４８）・・・・・・カムプレ
ート（４９）・・・・・・凹部（５０）・・・・・・挿
入孔。 （５１）・・・・・・第２のスプリング（５４）・・・
・・・アクシャルポール（５５）・・・・・・ボール孔 （５６）・・・・・・第３のスプリング（５７）・・・
・・・ラジアルボール （５８）・・・・・・凹部 特許　出　願人　井関農機株式会社 同　　　　　　株式会社　神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　トランスミッションの前後進切替軸に先端部が開放さ
   れた中空円筒状のクラッチブラケットを枢着し、該先端
   部に摺動自在に連設した従動側クラッチ板と、前記前後
   進切替軸にスプライン嵌合した駆動側クラッチ板とを交
   互に積層して多板クラッチを形成し、前記前後進切替軸
   の多板クラッチ後方位置にストッパプレートを嵌着する
   と共に、該ストッパプレートと多板クラッチとの間に第
   １のスプリングを介装して多板クラッチをクラッチブラ
   ケットの中空円筒内方向へ付勢し、更に、該中空円筒内
   に前記前後進切替軸に遊嵌したカムプレートを配設し、
   カムプレートの表面に凹部を穿設すると共に対向するク
   ラッチブラケットの表面に挿入孔を穿設し、該挿入孔に
   第２のスプリング及びアクシヤルボールを挿入してカム
   プレートの凹部へアクシヤルボールが係合するように付
   勢すると共に、該カムプレートが接触する前後進切替軸
   の表面に軸心方向へボール孔を穿設して第３のスプリン
   グ及びラジアルボールを挿入し、且つ、カムプレートの
   円周内側面に等間隔で複数個の凹部を設け、前記第３の
   スプリングの押圧によりラジアルボールが該凹部へ係合
   するように形成したことを特徴とする超小型ショベルカ
   ーに於けるサーボクラッチ。