JP3697451B2 - ベルト式クラッチ機構 - Google Patents

Description

本発明は、移動農機等に用いられるベルト式クラッチ機構に係り、詳しくはエンジンからの伝達動力をベルトに転接されたクラッチローラを介して入・断制御するベルト式クラッチ機構に関する。

従来、コンバイン等の移動農機において、エンジンの出力軸から穀粒排出部等への駆動力の伝達は、駆動側及び従動側のプーリ間に巻回された伝達ベルトを介して行うようにしたものがあり、この場合の伝達動力の入・断制御は、伝達ベルトに摺接されたクラッチローラを圧接したり離反させることで行っていた。

すなわち、例えば基端側を回動可能に軸着し先端側にクラッチローラを取り付けたクラッチアームに、ワイヤを介して運転席に設けられたクラッチ操作レバーを連結し、このクラッチ操作レバーを揺動操作することにより、前記クラッチアームを揺動させてクラッチの入切を可能とするベルト式クラッチ機構が用いられていた。

しかし、前述のように、クラッチ操作レバーに連結されたワイヤを引っ張り操作することで、クラッチの入切を行う手段によると、大きな操作荷重を必要とし、クラッチ操作が困難であった。

また、従来のベルト式クラッチ機構によると、伝達ベルトに伸びが生じた場合は、その分だけクラッチローラの圧接量を大きくしなければ、クラッチの入切を確実に行うことが困難となるため、伝達ベルトの調整が必要になる等の課題があった。

本発明は、斯かる課題を解消するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造でしかも動力伝達ベルトに適正な張力を付与し得るベルト式クラッチ機構を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、クラッチアーム３０の基端側を回動可能に軸着するとともに先端側にクラッチローラ２８を取り付け、駆動プーリ２０と従動プーリ２４との間に巻回された動力伝達ベルト２６に転接可能に前記クラッチローラ２８を配置し、該クラッチローラ２８をアクチュエータ３２の駆動により移動させて前記ベルト２６の張力を緊張・弛緩制御し、前記駆動プーリ２０から従動プーリ２４への伝達動力を入・断制御するベルト式クラッチ機構において、前記クラッチアーム３０を手動操作する手動クラッチレバー７４を設け、該手動クラッチレバー７４が切位置においても、アクチュエータ３２を駆動してクラッチを入位置に切り換えることができるように構成したことを特徴とする。

以上説明した通り、本発明によれば、クラッチローラをアクチュエータの駆動により移動させて動力伝達ベルトの張力を緊張・弛緩制御し、駆動プーリから従動プーリへの伝達動力を入・断制御するようにしたので、クラッチを簡単に入切操作することができる。
また、手動クラッチレバーが切位置においても、アクチュエータを駆動してクラッチを入位置に切り換えることができるように構成したので、手動クラッチレバーの操作とは独立してアクチュエータを駆動することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明が適用されたコンバインの平面図であり、コンバインＣは、走行機体１の前部に該走行機体１に対して上下及び左右移動自在な前処理部２を有している。この走行機体１は、図示しないクローラ走行装置により支持され、刈り取った穀稈を脱穀し該脱穀した穀粒を選別する脱穀部３、選別した穀粒を一時的に貯蔵する穀粒タンク４、該穀粒タンク４内の籾を機外に搬出する排出筒５を有し、脱穀済みの排ワラは後処理部６により排出される。

前記排出筒５は、夫々内部にラセン軸を収容した縦ラセン筒１１と横ラセン筒１２とを有し、前記穀粒タンク４内の穀粒は、該穀粒タンク４の底部に横設された横ラセン軸１３によって縦ラセン筒１１の下部に移送され、該縦ラセン筒１１から横ラセン筒１２を経て機外に搬出される。

また、機体の上部には運転席７が設けられ、該運転席７のサイドパネル９の側部には、機体速度を制御する無段変速レバー１０が設けられ、該無段変速レバー１０の後方には、エンジンからの動力を前記排出筒５の駆動機構に入・断制御する排出クラッチスイッチ５６が設けられている。

この排出クラッチスイッチ５６をオン操作すると、エンジンからの動力がベルト式クラッチ機構１４により、カウンタ軸プーリ（駆動プーリ）２０から横ラセン軸プーリ（従動プーリ）２４を介して穀粒タンク４内の横ラセン軸１３に伝達される。なお、符号８４は、前記穀粒タンク４を側方に回動するためのタンクオープンレバーである。

図２〜図４は、前記ベルト式クラッチ機構１４の詳細を示す図であり、カウンタ軸プーリ２０と横ラセン軸プーリ２４との間に動力伝達ベルト２６が巻回されていて、この動力伝達ベルト２６にはクラッチローラ２８が転接可能に配置されている。このクラッチローラ２８は、基端部を枢軸２９により回動可能に軸着されたクラッチアーム３０の先端部に支持されている。

そして、このクラッチローラ２８を、前記ベルト２６に圧接したり離反することにより該ベルト２６の張力が緊張・弛緩制御され、前記カウンタ軸プーリ２０から横ラセン軸プーリ２４への伝達動力が入・断される。

すなわち、図５に示すように、前記カウンタ軸プーリ２０と横ラセン軸プーリ２４との中間位置には、アクチュエータとしてのクラッチモータ３２が設けられていて、このクラッチモータ３２の動力は、減速ギヤ部３４を介して出力ギヤ３６に伝達されている。この出力ギヤ３６には、前記枢軸２９を中心として揺動自在な扇形の揺動ギヤ３８が噛合している。この揺動ギヤ３８には、枢軸２９を中心とする回動始端側（クラッチ切側）の端面３８ａの近傍にプレート４０が立設固定されている。

一方、前記クラッチアーム３０の長手方向の中間部には、このプレート４０に向けて伸長された軸４４の一端が固定されていて、この軸４４の他端は前記プレート４０に形成された長孔４０ａに嵌入されている。そして、この軸４４に沿って、前記クラッチアーム３０とプレート４０との間にスプリング（圧縮）４６が装着されている。

以上により、前記クラッチモータ３２が駆動して出力ギヤ３６が図５の時計方向に回転
すると、これに噛合する揺動ギヤ３８が枢軸２９を中心として反時計方向に回転し、この揺動ギヤ３８の回転力がスプリング４６を介してクラッチアーム３０に伝達される。こうして、クラッチアーム３０が枢軸２９を中心として反時計方向に回転し、クラッチローラ２８がベルト２６に当接し、該ベルト２６を緊張してクラッチ「入」状態になる。

また、前記クラッチモータ３２が前記と反対方向に駆動されると、揺動ギヤ３８は前記と逆方向に回転して元の位置に戻り、クラッチローラ２８がベルト２６から離反し、該ベルト２６を弛緩してクラッチ「切」状態になる。なお、揺動ギヤ３８の回動始端側（クラッチ切側）の端面３８ａは下限ストッパ４８に当接してその位置が規制されている。

更に、前記クラッチアーム３０の基端側には、バネ取付孔５０が設けられ、このバネ取付孔５０と機体フレームとの間には戻しスプリング５２が張設されている。この戻しスプリング５２の付勢力により、クラッチ切時にはクラッチアーム３０が揺動ギヤ３８と略々一体的に戻る。

ここで本発明においては、クラッチの入切信号に基づき前記アクチュエータ３２を駆動制御する制御部と、クラッチ入信号に基づき前記アクチュエータ３２を正方向に駆動して前記ベルト２６の張力を緊張する正転タイマ時間を設定可能なタイマ設定手段と、を備えている。

図６に示すように、ＣＰＵを内蔵した制御部５８には、タイマ設定手段６２が設けられており、また、この制御部５８を介して、前記排出筒５を制御する排出クラッチスイッチ５６と、該排出クラッチスイッチ５６からの信号に基づき駆動制御される前記クラッチモータ３２とが接続されている。

前記タイマ設定手段６２は、排出クラッチスイッチ５６からのクラッチ入信号に基づき、前記クラッチモータ３２を正転方向に駆動して前記ベルト２６の張力を緊張する正転タイマ時間ＴONが設定可能となっている。

そして、排出クラッチスイッチ５６からクラッチ入信号が送出されると、制御部５８を介して前記クラッチモータ３２が正転タイマ時間ＴONだけ正方向に駆動され、前記ベルト２６に前記クラッチローラ２８が圧接されて、ベルト２６は緊張する方向に付勢され、クラッチは入状態となる。

更に、前記クラッチローラ２８は、該クラッチローラ２８によるベルト２６を緊張する方向の付勢力と、ベルト２６からの反力とが釣り合った位置で停止した状態となる。この釣り合い状態にあるときに、正転タイマ時間ＴONが経過すると、前記クラッチモータ３２の正転駆動が停止され、以後、クラッチローラ２８はこのクラッチ入状態でクラッチモータ３２の保持力により位置保持される。

しかして、クラッチ切にするには、排出クラッチスイッチ５６からのクラッチ切信号に基づき、例えばクラッチモータ３２が逆方向に回転駆動されて、クラッチが「切」状態に切り換えられると共に、クラッチアーム３０は元の位置に配置された検出スイッチ等により検出されることで、クラッチモータ３２を停止することが考えられる。また、クラッチ切信号に基づき、クラッチモータ３２への通電を遮断し、クラッチアーム３０を戻しスプリング５２の付勢力で元の位置に戻すことでクラッチを「切」状態としても良い。

次に、本発明において、前記タイマ設定手段６２は、クラッチ切信号に基づき、前記クラッチモータ３２を逆方向に駆動して前記ベルト２６の張力を弛緩する逆転タイマ時間ＴOFF を設定可能であると共に、正転タイマ時間ＴONを逆転タイマ時間ＴOFF よりも長く設
定している。

すなわち、この場合、クラッチ入にするには、前述のように排出クラッチスイッチ５６からのクラッチ入信号に基づき、正転タイマ時間ＴONだけクラッチモータ３２が正転方向に駆動されてクラッチ「入」となり、そのクラッチ入状態が保持される。また、クラッチ切にするには、排出クラッチスイッチ５６からのクラッチ切信号に基づき、逆転タイマ時間ＴOFF だけクラッチモータ３２が逆方向に駆動され、クラッチアーム３０を介してクラッチローラ２８がベルト２６から離反し、クラッチ「切」状態となる。

図７は、本実施の形態における動作タイミングチャートを示す。

同図において、排出クラッチスイッチ５６をＯＦＦからＯＮに切り換えると、この信号の立ち上がりでクラッチモータ３２が駆動を開始し、正転タイマ時間ＴONだけ正方向に回転して停止する。このときクラッチモータ３２は、クラッチローラ２８がベルト２６を緊張する方向に付勢する付勢力と、該ベルト２６からの反力とが釣り合った位置において停止する。なお、クラッチモータ３２が停止する前に、ベルト２６は緊張されてクラッチは「入」状態となる。

また、排出クラッチスイッチ５６を「入」から「切」に切り換えると、この信号の立ち下がりで、前記により位置保持されていたクラッチモータ３２が逆回転方向に駆動を開始し、逆転タイマ時間ＴOFF だけ回転して停止する。なお、クラッチモータ３２が逆方向に回転した直後に、ベルト２６は弛緩されてクラッチは「切」状態になる。

図８は、本実施の形態における制御フローチャートを示しており、ステップＳ１では、排出クラッチスイッチ５６が「入」に操作されたか否かが判断され、「入」に操作されたなら、Ｓ２において正転タイマ時間ＴONが経過したか否かが判断される。正転タイマ時間ＴONが経過していなければ、Ｓ３にてクラッチモータ３２を正方向に駆動し、正転タイマ時間ＴONが経過していれば、Ｓ４でクラッチモータ３２の駆動を停止する（クラッチ「入」状態）。

また、前記Ｓ１において、排出クラッチスイッチ５６が「入」に操作されていなければＳ５に進み、このＳ５では排出クラッチスイッチ５６が「切」に操作された否かが判断される。ここで、スイッチ５６が「切」に操作されたなら、Ｓ６において逆転タイマ時間ＴOFF が経過したか否かが判断され、逆転タイマ時間ＴOFF が経過した場合は、Ｓ４においてクラッチモータ３２の駆動を停止する。また、Ｓ６において逆転タイマ時間ＴOFF が経過していないなら、Ｓ７に進みクラッチモータ３２を逆方向に駆動する。

なお、本実施の形態では、正転タイマ時間ＴONを略々４秒に設定し、逆転タイマ時間ＴOFF を略々２〜３秒に設定している。これは、ベルト２６を緊張するためには、クラッチモータ３２はベルト２６の反力に抗して正方向に駆動する必要があるため、所定の時間を必要とするのに対し、ベルト２６を弛緩するときは、クラッチモータ３２はベルト２６の反力と同方向に移動すれば良いため、ベルト２６を弛緩するときの時間の方が短時間ですむからである。

また、本発明では、前記揺動ギヤ３８とクラッチアーム３０との間に装着されたスプリング４６は、前記揺動ギヤ３８とクラッチアーム３０とのいずれか一方に固定されかついずれか他方に対し相対移動可能に支持された軸４４に沿って係着されている。

前述したように、前記クラッチアーム３０の長手方向の中間部から、揺動ギヤ３８の一側端部に立設固定されたプレート４０に向けて軸４４が伸長されていて、この軸４４に沿
って前記スプリング４６が装着されている。

図９及び図１０に示すように、前記軸４４はその基端側をクラッチアーム３０に一体的に固定され、前記プレート４０には長孔４０ａが形成されていて、該長孔４０ａに前記軸４４の先端側が嵌入されている。この軸４４の先端側には、ワッシャ６４が介挿され、該ワッシャ６４とクラッチアーム３０との間に前記スプリング４６が装着され、前記ワッシャ６４はピン６６により抜け止めされている。

図１１は、前記スプリング４６の装着手段の他の実施の形態を示しており、この実施の形態では、前記軸４４の先端側においてプレート４０を挟むように２個のワッシャ６４，６４を介挿し、外側のワッシャ６４をピン６６により抜け止めを行っている。

更に、本発明では、前記クラッチアーム３０に、融通機構を介して手動クラッチレバー７４を設けている。

前述した図４及び図５に示すように、穀粒タンク４の側壁にはガイドプレート６８が取り付けられていて、このガイドプレート６８にはガイド溝７０が形成されている。また、このガイドプレート６８から支点軸７２が植設されていて、この支点軸７２に手動クラッチレバー７４の中間側が回動可能に軸着されている。このクラッチレバー７４の作用点側は、連結リンク７６とピン７８，８０を介してクラッチアーム３０に回動可能に軸着されている。

一方、前記クラッチアーム３０には、長円孔８２が形成されていて、この長円孔８２に前記ピン８０が長円孔８２内を移動可能に嵌入されている。そして、前記連結リンク７６とピン８０及び長円孔８２とで融通機構を構成している。

この融通機構により、前記手動クラッチレバー７４を手動操作して、クラッチを図５の「切」位置に切り換えた状態においても、この手動操作とは独立に、排出クラッチスイッチ５６をオン操作してクラッチモータ３２を駆動し、クラッチを「入」位置に切り換えることができる。

本発明が適用されたコンバインの全体平面図である。 本発明に係るベルト式クラッチ機構の正面図である。 ベルト式クラッチ機構の平面図である。 手動クラッチレバーのガイドプレートの側面図である。 ベルト式クラッチ機構の拡大正面図である。 本実施の形態における制御ブロック図である。 本実施の形態におけるタイミングチャートを示す図である。 本実施の形態における制御フローチャートを示す図である。 スプリングの取付状態の正面図である。 スプリングの取付状態の平面図である。 スプリングの取付状態の他の実施の形態における正面図である。

符号の説明

１４ ベルト式クラッチ機構
２０ カウンタ軸プーリ（駆動プーリ）
２４ 横ラセン軸プーリ（従動プーリ）
２６ 動力伝達ベルト
２８ クラッチローラ
３０ クラッチアーム
３２ クラッチモータ（アクチュエータ）
７４ 手動クラッチレバー

Claims (1)

1. クラッチアーム（３０）の基端側を回動可能に軸着するとともに先端側にクラッチローラ（２８）を取り付け、
   駆動プーリ（２０）と従動プーリ（２４）との間に巻回された動力伝達ベルト（２６）に転接可能に前記クラッチローラ（２８）を配置し、
   該クラッチローラ（２８）をアクチュエータ（３２）の駆動により移動させて前記動力伝達ベルト（２６）の張力を緊張・弛緩制御し、前記駆動プーリ（２０）から従動プーリ（２４）への伝達動力を入・断制御するベルト式クラッチ機構において、
   前記クラッチアーム（３０）を手動操作する手動クラッチレバー（７４）を設け、
   該手動クラッチレバー（７４）が切位置においても、アクチュエータ（３２）を駆動してクラッチを入位置に切り換えることができるように構成したことを特徴とするベルト式クラッチ機構。

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