专利名称：动力传递机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在传动系中采用了单向离合器的动力传递机构。
背景技术：
在操作者处于后方的自行式剪草机的驱动轴的左端和右端处例如可以设置可沿固定方向传递动力的单向离合器，以便促进剪草机的转弯，并且在引擎停机的情况下进行运动时允许用手容易地推动剪草机运动(例如可见美国专利No.4909365和日本公开特许公报No.2001-59531)。
首先将参考图9来介绍公开于美国专利No.4909365中的自由轮离合器。
参见图9，采用了离合器机构100来将驱动轴101的驱动力传递到小齿轮102上。离合器机构100的主要零件包括键103和摩擦盘104。键103具有楔形部分103a和突出部分103b，楔形部分103a可容纳在轴向形成于驱动轴101中的第一键槽105内，并可在其中运动以从中伸出来和退回到其中，而突出部分103b可容纳在形成于摩擦盘104中的空心部分104a中。楔形部分103a具有厚边部分，其形成了接合部分103c。
当驱动轴101旋转时，键103同时旋转，使得键103的突出部分103b对接于摩擦盘104的空心部分104a上。由于摩擦盘104与外壳106摩擦接合，因此键103的突出部分103b无法进一步运动。这样，键103的楔形部分103a竖立起来，并从第一键槽105中伸出。楔形部分103a的接合部分103c与形成于小齿轮102的内周表面中的多个第二键槽102a中的一个相接合，从而保证了驱动轴101的驱动力可传递到小齿轮102上。
当驱动轴101不旋转时，键103的楔形部分103a便容纳于第一键槽105中且不竖立起来，这样小齿轮102就可以相对于驱动轴101双向地旋转。
然而，上述离合器机构100具有这样的缺点，即为了通过推力弹簧107来在摩擦盘104处产生旋转阻力，必须降低外壳106的表面、摩擦盘104的相对表面以及小齿轮102的表面之间的摩擦系数的差异，这导致了需要对这些零件进行耗时的表面处理。
其次，下面将参考图10A到10C来介绍公开于日本公开特许公报No.2001-59531中的动力传递机构。
图10A所示的动力传递机构200包括驱动轴201、安装在形成于驱动轴201中的多个凸轮槽202中的多个销203(在该示例中为三个)、齿轮204和安装在驱动轴201上的摩擦盘205，以及安装在摩擦盘205上的油封206。当驱动轴201未旋转时，销203与形成了孔207的齿轮204的内周表面脱开，允许齿轮204相对于驱动轴201双向地旋转。
然而，上述动力传递机构200要求构成了凸轮槽202的表面、销203的外周表面以及齿轮孔207的内周表面是很高精度的成型面。具体地说，如图10B和10C所示，需要将凸轮槽202和销203的尺寸公差设定为很小。如果不是这样的话，在三个销203和齿轮孔207之间就会产生过大的或不足的接触，导致销203可能会弯曲，这样在传递动力时就会产生滑动并存在显著的冲击。
发明内容
因此，希望通过一种简单的结构来保证动力的无冲击式传递，这种结构不必将各零件的制造精度设定为较高的程度。
根据本实用新型，提供了一种动力传递机构，其包括由壳体可旋转地支撑的驱动轴，驱动轴的至少第一端部从相应的壳体中伸出来；以及安装在驱动轴的伸出第一端部上的从动件，在从动件和第一端部之间设有单向离合器；该单向离合器包括截面为键槽形状的摆动离合器部分，其包括在驱动轴的轴向上延伸的圆柱形部分以及从该圆柱形部分中伸出来的伸出部分；形成于驱动轴中的用于容纳圆柱形部分的离合器部分容纳槽，其以可围绕圆柱形部分摆动的形式来保持摆动离合器部分；可旋转地安装在驱动轴中的轴环，其具有形成为可使伸出部分的末端部分从中伸出并退回到其中的狭缝；形成于从动件的内周表面上以与伸出部分的末端部分相接合的至少一个接合槽；以及设于壳体和轴环之间的密封件，其用于防止轴环随驱动轴的旋转而旋转；其中，在摆动离合器部分被旋转速度比驱动轴慢很多的轴环抬起来时，伸出部分的末端部分从狭缝的周边中伸出来，从而与接合槽相接合；而在摆动离合器部分被放下时，伸出部分的末端部分退回到狭缝中，从而与接合槽脱开。
仅通过将离合器部分容纳槽制成为与圆柱形部分相对应的圆形槽，将摆动离合器部分制成为圆柱体和棱柱体的组合形状，将轴环形成为钢管形状，并且与伸出部分相对应地来形成狭缝，就可以简单地构造出该单向离合器，从而有利地消除将各零件的制造精度设定为较高程度的需要。
另外，当枢轴与离合器部分容纳槽紧密接触时，伸出部分可与安装在驱动轴的离合器部分容纳槽中的摆动离合器部分的圆柱形部分一起摆动，这便提供了可以安全地传递动力而无冲击的优点。
形成于驱动轴中的离合器部分容纳槽优选形成在与驱动轴的轴中心径向偏开的位置处。
下面将参考附图并通过示例来详细地描述本实用新型的优选实施例，其中
图1是采用了本实用新型的动力传递机构的剪草机的侧视图；图2是其中驱动轴的驱动力经由本实用新型的动力传递机构而传递到左、右后轮上的机构的剖视图；图3是图2所示动力传递机构中的部分3的放大剖视图；图4是沿着图3中的线4-4的剖视图；图5A是图3所示动力传递机构的分解视图；图5B是沿着图5A中的线5B-5B的剖视图；而图5C是沿着图5A中的线5C-5C的摆动离合器部分的正视图；图6A到6E是显示了本实用新型的动力传递机构的单向离合器部分和从动件从非接合状态到接合状态的操作的视图；图7A到7D是显示了动力传递机构的单向离合器部分和从动件从接合状态到非接合状态的操作的视图；图8A到8C是显示了采用了本实用新型的动力传递机构的剪草机的直行状态和转弯状态的示意图；图9是传统的自由轮离合器的基本结构的透视图；和图10A到10C是显示了传统动力传递机构的基本结构和功能的视图。
具体实施方式
为了说明本实施例，下面将示例性地介绍作为采用了根据本实用新型的动力传递机构的一个实施例的剪草机。
图1所示剪草机10是操作者处于后方的自行式剪草机，其中操作者在剪草机10的后方进行剪草。
剪草机10包括机体架12、安装在机体架12上的左、右前轮13(由于图1是剪草机10从一侧看去的视图，因此右前轮13未示出)、安装在机体架12的上中部分处的引擎15、与引擎15的输出轴17相连的切割刀片18、与输出轴17相连的驱动单元21，以及作为与驱动单元21相连的后轮的左、右驱动轮22(与前轮13一样，只显示了左后轮22)。
操作手柄14从机体架12的后部沿向后和向上的方向倾斜地延伸出来。
切割刀片18容纳在安装于机体架12的下中部分上的切割器壳体16内。
驱动单元21包括安装在输出轴17上的驱动滑轮24、从动滑轮26、在驱动滑轮24和从动滑轮26之间运行的皮带25、安装在机体架12上并与从动滑轮26相连的驱动减速齿轮27、安装在机体架12上的左、右轮支撑装置28(见图2)、安装在机体架12上的左、右管状壳体31(见图2)，以及与驱动减速齿轮27相连的左、右动力传递机构32，32(见图2)。
如图2所示，在左、右动力传递机构32之间设有驱动轴33，其间设有驱动减速齿轮27。驱动轴33的相对端部分别可旋转安装在左、右管状壳体31中。驱动轴33的第一端部(右端部)34从右壳体31中伸出来。驱动轴33的第二端部(左端部)37从左壳体31中伸出来。
左、右从动件36分别安装在驱动轴33的第一端部34和第二端部37上，在它们之间设有左、右单向离合器35。
左、右动力传递机构32经由从动件36，36将动力从驱动轴33传递到设于轮支撑装置28，28上的左、右驱动轮22，22中。标号38表示驱动轮22的轮子。
各轮支撑装置28包括托架42，托架42在其第一端处固定在壳体31上，并在其第二端处固定在机体架12上；固定在托架42上轴43；安装在轴43和壳体31上的盖子44；以及安装在轮38的轴套上的齿轮45，与其设有单向离合器35的从动件36啮合。
下面将参考图3和4来介绍一个单向离合器35。
单向离合器35包括摆动离合器部分53、离合器部分容纳槽54、轴环55、狭缝56、接合槽57和密封件61。
摆动离合器部分53具有键槽截面的形状，包括在驱动轴33的纵轴方向(箭头“a”)上延伸的圆柱形部分51，以及从圆柱形部分51的外周中延伸出来的伸出部分52。
离合器部分容纳槽54形成于驱动轴33中，以容纳摆动离合器部分53的圆柱形部分51，并且可摆动地固定住摆动离合器部分53。
轴环55可旋转地(沿箭头“b”的方向)安装在驱动轴33上。轴环55具有形成于纵轴方向上的狭缝56，使得摆动离合器部分53的伸出部分52可从中伸出并退回到其中。
接合槽57形成于从动件36中，其可与伸出部分52相接合。
密封件61设于壳体31和轴环55之间，以便防止轴环55随驱动轴33的旋转而旋转。密封件61为油封，其最好设有弹簧63。
驱动轴33由壳体31经由轴承64来可旋转地支撑。标号65，65表示卡环，标号66，66表示平环。
如图4所示，在单向离合器35中，当驱动轴33沿箭头“d”的方向旋转时，摆动离合器部分53与其中一个接合槽57相接合，如箭头“e”所示地将动力传递给从动件36。
图5A显示了本实用新型的动力传递机构32的分解视图；图5B显示了驱动轴33的第一端部34沿着图5A中的线5B-5B的剖面；而图5C显示了沿着图5A中的线5C-5C看去的摆动离合器部分53。
如图5A所示，驱动轴33具有形成于第一端部34中的离合器部分容纳槽54和周向槽71，71，以及形成于第二端部37中的离合器部分容纳槽54和周向槽71，71。卡环65，65分别安装在周向槽71，71中。
驱动轴33例如可以使用如JIS S48C所规定的钢材。
轴环55具有管状主体72，其为具有给定厚度“t”的钢管，并在其第一端部处具有沿管状主体72的纵轴方向形成的狭缝56。切出狭缝有利于制造，并且有利于摆动离合器部分53的装配。
从动件36使用了正齿轮，该正齿轮的齿宽设定为Wt。从动件36可以不采用正齿轮，例如也可以采用滑轮。对于从动件36的材料而言，例如可以使用烧结材料。
各接合槽57形成于从动件36的内周表面75中，并具有大约为齿宽Wt的一半的长度。在如图所示的实施例中，在内周表面75中等距地形成了三个接合槽57，但其数量也可以是任意的。
如图5B所示，离合器部分容纳槽54包括摆动离合器部分53的圆柱形部分51将安装到其中的圆形部分77，以及从该圆形部分77连续地延伸到驱动轴33的外周上的直线部分78。离合器部分容纳槽54形成于与驱动轴33的中心O径向偏开的位置处，用作凸轮槽。
如图5C所示，摆动离合器部分53具有键槽截面的形状，如上所述，其包括圆柱形部分51和从该圆柱形部分51中延伸出来的伸出部分52。伸出部分52具有形成于其末端部分中的倾斜部分81，81。倾斜部分81，81的形状使得能够减小将与伸出部分52相接合的各接合槽57(见图4)的深度“d”，从而减小接合槽57的尺寸，同时还可以使接合槽57的角部形成为钝角，以促进接合槽57的成型。对摆动离合器部分53的材料来说，可以使用烧结材料。
下面将参考图6A到6E和图7A到7D来介绍单向离合器35的操作。
图6A到6E显示了从不将驱动力从驱动轴33传递到从动件36上的状态(非接合状态)到传递驱动力的状态(接合状态)的单向离合器35。
首先，在图6A中，单向离合器35处于非接合状态，不会将驱动力从驱动轴33传递到从动件36上。具体地说，单向离合器35的摆动离合器部分53向下运动了角θ1并仍处于离合器部分容纳槽54中，此时，离合器部分53的伸出部分52的末端部分退回到轴环55的狭缝56中。因此，伸出部分52的末端部分不会与任何接合槽57相接合，单向离合器35不会将动力传递到从动件36上。也就是说，离合器部分53的直线形状的伸出部分52平放而与离合器部分容纳槽54的直线部分78接触。
当剪草机11的引擎15(见图1)发动且驱动轴33开始沿箭头“f”所示方向旋转时，安装在驱动轴33的离合器部分容纳槽54中的摆动离合器部分53的伸出部分52的末端部分便与从动件36的内周表面75相接，并卡在轴环55的狭缝56上，轴环55开始沿箭头“g”所示方向旋转。此时，轴环55克服密封件61(见图3)的紧固力而旋转。
参见图6B，驱动轴33经由摆动离合器部分53而继续转动轴环55。虽然驱动轴33和轴环55一起旋转，但从动件36并不旋转，而是继续静止。
在图6C中，驱动轴33和轴环55继续旋转，当轴环55的狭缝56和摆动离合器部分53的伸出部分52一起到达从动件36的一个接合槽57中时，伸出部分52的末端部分便进入到接合槽57中。具体地说，虽然轴环55因密封件61的紧固力而以一定的时滞停止或旋转，然而伸出部分52的末端部分会通过连续旋转的驱动轴33而进入到接合槽57中。换句话说，摆动离合器部分53的圆柱形部分51被轴环55如箭头“h”所示地旋转了角θ2，伸出部分52脱离被抬起角θ2的离合器部分容纳槽54的直线部分78。也就是说，比驱动轴33的旋转慢很多的轴环55将摆动离合器部分53抬起来，使得离合器35进入到接合状态。
在图6D中，驱动轴33继续旋转，当驱动轴33、轴环55和摆动离合器部分53(伸出部分52)一起旋转了一个与接合槽57的底部76的宽度大致对应的角β时，伸出部分52的末端部分与接合槽57相接合，单向离合器35处于接合状态。
在图6E中，单向离合器35处于可传递驱动力的状态(接合状态)，驱动力如箭头“j”所示地从驱动轴33传递到从动件36上。通过驱动轴33的旋转，从动件36也旋转。
如上所述，单向离合器35的一个优点在于，如图6C所示，伸出部分52围绕摆动离合器部分53的圆柱形部分51枢轴转动，从而摆动了角θ2，因此保证了无冲击地传递动力。
如图3所示，单向离合器35具有设于壳体31和轴环55之间的密封件61，这样就可通过简单结构的密封件61来为轴环55提供旋转阻力。
图7A到7D显示了在由引擎15(见图1)所驱动的剪草机11(见图1)转弯时单向离合器35的操作，即单向离合器35从可传递驱动力的状态(接合状态)到不传递驱动力的状态(非接合状态)的操作。为便于说明，这些图显示了驱动轴33不旋转时的那些状态。
在图7A中单向离合器35接合，将驱动力从驱动轴33传递到从动件36上，驱动了驱动轮22(见图1)。假定驱动轴33的转数为Nd，从动件36的转数为Ng，那么驱动轴33的转数Nd等于从动件36的转数Ng(Nd＝Ng)。
在图7B中，从动件36的转数Ng相对于驱动轴33的转数Nd从Ng增大到Nf(Nf＞Nd)，并且从动件36的接合槽57旋转但不与伸出部分52形成干涉，这便允许从动件36旋转得比驱动轴33更快。增大从动件36的转数的操作是通过推动操作手柄14(见图1)以旋转驱动轮22来完成的。
在图7C中，从动件36继续以转数Nf旋转，接合槽57与伸出部分52形成干涉，使得轴环55与形成了干涉了伸出部分52一起克服密封件61(见图3)的紧固力而如箭头“k”和“m”所示地旋转。随着轴环55的旋转，摆动离合器部分53开始逐渐地向下运动(沿着箭头“k”的方向)。
在图7D中，随着轴环55的旋转，摆动离合器部分53向下运动了角γ，离合器部分53的伸出部分52靠在离合器部分容纳槽54的直线部分78上，同时，伸出部分52的末端部分退回到狭缝56中。因此，摆动离合器部分53不与从动件36接合。换句话说，摆动离合器部分53通过轴环55而如箭头“k”所示地向下运动了角γ，使离合器53进入非接合状态。也就是说，摆动离合器部分53被放下而与离合器53脱开。
结果，在没有承受到驱动轴33的旋转驱动力时，从动件36可通过很小的力便沿一个方向(箭头“j”的方向)、在这里是向前的方向旋转。
在驱动轴33不旋转时，从动件36以相同方式沿着一个方向旋转。也就是说，驱动轮22(见图1)可沿一个方向旋转。当人工地推进剪草机11时，操作人员可用较小的力便向前移动剪草机11。
图8A到8C示意性地显示了剪草机11的直行状态和转弯状态。
图8A所示的剪草机11由操作人员人工地推进剪草机11但不起动引擎15来推进。如图7A到7D所示，由于单向离合器35不与从动件36接合且驱动轮22，22可自由地旋转，因此可以用手容易地向前推动剪草机11。
图8B显示了发动引擎15的状态。由于引擎15的驱动力如图6A到6E所示地经由单向离合器35，35而传递到左、右驱动轮22，22上，因此操作人员可使剪草机11直行运动。
在图8C中，由于引擎15的驱动力如图7A到7D所示地并未经由单向离合器35而传递到左驱动轮22上，因此操作人员很容易增大左驱动轮22的转数，因此操作人员可以容易地使剪草机11向右转弯。
在该实施例中，本实用新型的动力传递机构示例性地应用到剪草机上，然而它也可以应用到单轮到四轮运输设备、耕耘机和扫雪机上。
权利要求1.一种动力传递机构，包括驱动轴(33)，其由壳体(31)可旋转地支撑，所述驱动轴的至少一端从相应的壳体中伸出；和从动件(36)，其通过设于中间的单向离合器(35)而安装在所述驱动轴的伸出一端上；其特征在于所述单向离合器包括摆动离合器部分(53)，其截面为键槽形状且其包括圆柱形部分(51)，其在所述驱动轴的轴向上延伸；以及伸出部分(52)，其从所述圆柱形部分中伸出；离合器部分容纳槽(54)，其形成于所述驱动轴(33)中，容纳所述圆柱形部分(51)，围绕所述圆柱形部分摆动保持所述摆动离合器部分(53)；轴环(55)，其可旋转地安装在所述驱动轴中且具有狭缝(56)，使所述伸出部分(52)的末端部分从中伸出来并退回到其中；至少一个接合槽(57)，其形成于所述从动件(36)的内周表面上，与所述伸出部分(52)的末端部分相接合；和密封件(61)，其设于所述壳体(31)和轴环之间，防止所述轴环(55)随所述驱动轴(33)的旋转而旋转；其中，在所述摆动离合器部分被旋转速度比所述驱动轴慢很多的轴环抬起时，所述伸出部分的末端部分从所述狭缝的周边中伸出，从而与所述接合槽相接合，而在所述摆动离合器部分被放下时，所述伸出部分的末端部分退回到所述狭缝中，从而与所述接合槽脱开。
2.根据权利要求1所述的动力传递机构，其特征在于，形成于所述驱动轴(33)中的离合器部分容纳槽(54)设置在与所述驱动轴的轴中心(O)径向偏开的位置处。
专利摘要提供了一种动力传递机构，其可经由单向离合器(35)来将驱动力从驱动轴(33)传递到齿轮从动件(36)上。单向离合器(35)包括摆动离合器部分(53)，其可摆动地安装在形成于驱动轴(33)的第一端部中的离合器部分容纳槽(54)中。摆动离合器部分具有作为其旋转轴线的圆柱形部分(51)，以及伸出部分(52)。当驱动轴旋转时，摆动离合器部分的伸出部分(52)被安装在驱动轴中的轴环(55)上的狭缝(56)所抬起，并且与形成于从动件内周表面中的多个接合槽(57)中的一个相接合。当驱动轴不旋转时，摆动离合器部分平放，伸出部分不与任何接合槽相接合，这便允许从动件相对于驱动轴双向地旋转。
文档编号F16D43/00GK2766107SQ200420104948
公开日2006年3月22日 申请日期2004年10月22日 优先权日2003年10月24日
发明者石川智明, 宫原一嘉 申请人:本田技研工业株式会社