(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に連結される動力取出し軸と、出力軸とを、コイルスプリングの巻き付けと開放により接・断する電磁式スプリングクラッチにて係脱可能に連結する動力取出し装置において、
上記電磁式スプリングクラッチをケーシング内に内蔵すると共に、ケーシング内に形成された油溜め室又はこの油溜め室に連通する油雰囲気空間内に、上記コイルスプリングと上記動力取出し軸の軸受及び出力軸の軸受を配置して、上記油溜め室内に収容される潤滑油又は上記油雰囲気空間内に収容される潤滑油の油ミストに上記コイルスプリングと上記動力取出し軸の軸受及び出力軸の軸受を接触させるようにした、ことを特徴とする動力取出し装置。
【請求項２】
ケーシングを、動力取出し軸及び電磁式スプリングクラッチの一部を包囲する第１のケーシング半体と、出力軸及び電磁式スプリングクラッチの残りの部分を包囲する第２のケーシング半体とで構成し、上記第１のケーシング半体と第２のケーシング半体とを着脱可能に連結すると共に、上記動力取出し軸と出力軸とを分割可能に形成してなることを特徴とする請求項１記載の動力取出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は動力取出し装置に関するもので、更に詳細には、駆動源に連結される動力取出し軸と出力軸とを、コイルスプリングの巻き付けと開放により接・断する電磁式スプリングクラッチにて係脱可能に連結する動力取出し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の走行用のエンジンから走行以外の用途に使用するための動力を取出す装置としては、フライホイールケース部分から動力を取出すようにしたフライホイール動力取出し装置（ＦＰＴＯともいう）が知られている。例えば、図５に示す消防自動車１においては、エンジン２の動力がその出力軸からフライホイールケース３内のフライホイール、クラッチ４、ミッション５、走行用のプロペラシャフト６及びデフ７を介して左右の後輪８に伝達される一方、フライホイールケース３に設けたフライホイール動力取出し装置９によりエンジン２の動力が動力取出し軸１０からポンプ駆動用のプロペラシャフト１１を介して消防ポンプ１２に伝達されるようになっている。
【０００３】
この場合、フライホイールケース３には、図６に示すように外周後方へ突出したケーシング１３が設けられ、このケーシング１３内にはエンジン２の出力軸２ａと歯車１４，１５，１６を介して連結された動力取出し軸１０が回転自在に支持されている。そして、動力取出し軸１０には電磁式スプリングクラッチ１７を介して出力軸としての出力筒部１８が回転自在に設けられ、この出力筒部１８から上記ポンプ駆動用のプロペラシャフト１１に動力が伝達されるようになっている。
【０００４】
上記電磁式スプリングクラッチ１７は、上記ケーシング１３の後端部に固定された円環状の電磁コイル１９と、動力取出し軸１０上に固定され、上記電磁コイル１９を円環状の溝２０内に収容した回転磁性部材２１と、この回転磁性部材２１と所定の空隙をもって対面するように上記出力筒部１８にコイルスプリング２２を介して固定された円環状のアーマチュア２３とから主に構成されている。上記コイルスプリング２２の内側には、動力取出し軸１０上に固定された入力ハブ２４と出力筒部１８に固定された出力ハブ２５とが配置され、電磁コイル１９の励磁によりアーマチュア２３が回転磁性部材２１に圧接して回転すると、その回転方向に螺旋状となっているコイルスプリング２２が入力ハブ２４上及び出力ハブ２５上に巻き付いて動力が伝達される。また、電磁コイル１９が非励磁状態になると、コイルスプリング２２の巻き付きが開放されて動力取出し軸１０からの動力の伝達が断たれるようになっている。なお、電磁式コイルスプリング１７全体はカバー２６によって覆われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種の動力取出し装置においては、アーマチュア２３と動力伝達用のコイルスプリング２２との間に隙間があると共に、アーマチュア２３がカバー２６から離れた位置に取付けられるため、連結時の衝撃音が拡大されて不快音を発生するという問題があった。また、コイルスプリング２２の巻き付けによる摩擦力によって動力の伝達を短時間にかつ頻繁に行うため、コイルスプリング２２の折損が生じたり、ケーシングの軸受部にガタツキが生じるという問題もあった。また、コイルスプリング２２の摩擦面に錆が発生し、その錆が軸受部に付着して軸受の性能を低下させると共に、寿命を低下させるという問題や、長期間の使用によりコイルスプリング２２と入力ハブ２４及び出力ハブ２５の摩擦面に摩耗粉が発生し、この摩耗粉が軸受部等の隙間に堆積して動作不良をきたす虞れがあった。更には、コイルスプリング２２の巻き付けを利用するので連結時間が非常に短くなり、そのためコイルスプリング２２の内部発生応力が異常に大きくなり、負荷慣性を小さなものに限定しなければならないという不都合もあった。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、動力伝達時の連結音及び衝撃の緩和を図り、寿命の増大及び大慣性負荷の起動等を可能にした動力取出し装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の動力取出し装置は、駆動源に連結される動力取出し軸と、出力軸とを、コイルスプリングの巻き付けと開放により接・断する電磁式スプリングクラッチにて係脱可能に連結する動力取出し装置を前提とし、上記電磁式スプリングクラッチをケーシング内に内蔵すると共に、ケーシング内に形成された油溜め室又はこの油溜め室に連通する油雰囲気空間内に、上記コイルスプリングと上記動力取出し軸の軸受及び出力軸の軸受を配置して、上記油溜め室内に収容される潤滑油又は上記油雰囲気空間内に収容される潤滑油の油ミストに上記コイルスプリングと上記動力取出し軸の軸受及び出力軸の軸受を接触させるようにした、ことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
この発明において、上記ケーシングを一体的に形成しても差し支えないが、好ましくはケーシングを、動力取出し軸及び電磁式スプリングクラッチの一部を包囲する第１のケーシング半体と、出力軸及び電磁式スプリングクラッチの残りの部分を包囲する第２のケーシング半体とで構成し、上記第１のケーシング半体と第２のケーシング半体とを着脱可能に連結すると共に、上記動力取出し軸と出力軸とを分割可能に形成する方がよい（請求項２）。
【０００９】
【作用】
上記のように構成されるこの発明の動力取出し装置によれば、電磁式スプリングクラッチをケーシング内に内蔵すると共に、ケーシング内に形成された油溜め室内にコイルスプリングを配置することにより、連結時の衝撃音を油溜め室内の油によって吸収することができる。また、油中使用のため、コイルスプリングの摩擦係数を低下して起動時の衝撃を緩和することができる上、起動時間を緩和できるので、大慣性負荷の起動が可能となる。また、油膜によってコイルスプリングを被覆するので、錆の発生を防止することができる（請求項１）。
【００１０】
また、油溜め室内に収容される潤滑油又は油雰囲気空間内に収容される潤滑油の油ミストにコイルスプリングと動力取出し軸の軸受及び出力軸の軸受を接触させることにより、コイルスプリングと軸受を油雰囲気（潤滑油、潤滑油の油ミスト）におくことができるので、コイルスプリングと軸受を錆から防止することができる。
【００１１】
また、ケーシングを、動力取出し軸及び電磁式スプリングクラッチの一部を包囲する第１のケーシング半体と、出力軸及び電磁式スプリングクラッチの残りの部分を包囲する第２のケーシング半体とで構成し、第１のケーシング半体と第２のケーシング半体とを着脱可能に連結すると共に、動力取出し軸と出力軸とを分割可能に形成することにより、保守・点検や油溜め室内の潤滑油の交換が可能となり、潤滑油内に混入された摩耗粉を回収することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明の動力取出し装置をフライホイール動力取出し装置に適用した場合について説明する。なお、従来の動力取出し装置と同一部分には同一符号を付して説明する。
【００１３】
図１はこの発明の動力取出し装置の上半分断面図、図２は図１の側面図が示されている。
【００１４】
この発明の動力取出し装置９Ａは、フライホイールケース３から切離されてユニット化されたケーシング１３を有している。このケーシング１３は、フライホイールケース３に固定ボルト２７をもって固定される第１のケーシング半体１３ａと、この第１のケーシング半体１３ａに連結ボルト２８をもって着脱可能に連結される第２のケーシング半体１３ｂとで構成されている。
【００１５】
第１のケーシング半体１３ａのフライホイールケース３側には、動力取出し軸１０が軸受２９とオイルシール３０を介して回転自在にかつ気水密に支持され、この動力取出し軸１０の一端には、図示しないエンジン（駆動源）の出力軸２ａに取付けられた駆動歯車１４と中間歯車１５を介して噛合する従動歯車１６が取付けられている。この場合、従動歯車１６と動力取出し軸１０には互いに係合するスプライン３１が形成され、従動歯車１６は動力取出し軸１０に対してその軸端の押え板３２及びナット３３を介して着脱可能に取付けられている。
【００１６】
上記動力取出し軸１０の他端には、これと同心状に出力軸３４に設けられた筒部３４ａとこの筒部３４ａに固定ボルト３５をもって固定された出力ハブ２５が軸受３６を介して回転自在に設けられている。出力軸３４は段状に形成されており、図示しないポンプ駆動用のプロペラシャフトに連結する側の小径部は、２つの軸受３７，３７とオイルシール３８を介して第２のケーシング半体１３ｂにて回転自在かつ気水密に支持されている。
【００１７】
上記第１のケーシング半体１３ａと第２のケーシング半体１３ｂとはシール部材３９を介して当接されると共に、連結ボルト２８によって着脱可能に連結されている。そして、これら第１のケーシング半体１３ａと第２のケーシング半体１３ｂとで油溜め室４０が構成され、この油溜め室４０に連通する油雰囲気空間４１内に出力軸３４の２つの軸受３７，３７が配置されるようになっている。なお、第１のケーシング半体１３ａには油注入口４２が設けられ、この油注入口４２にボルトにて形成される蓋４３がねじ結合されている。また、第２のケーシング半体１３ｂの中間部より下方位置の両側には油面計４４が設けられ、この油面計４４によって油溜め室４０内に収容された潤滑油の油面（図１の想像線で示す）のレベルを外部から監視することができるようになっている。
【００１８】
一方、上記第１のケーシング半体１３ａと出力軸３４の間には動力取出し軸１０と出力軸３４とをコイルスプリング２２の巻き付けと開放により接・断して係脱可能に連結する電磁式スプリングクラッチ１７が設けられている。この電磁式スプリングクラッチ１７は、具体的には一方向回転連結とオーバランニング駆動ができる電磁ラップスプリングクラッチからなり、第１のケーシング半体１３ａに固定ねじ４５にて固定された円環状の電磁コイル１９と、動力取出し軸１０上に固定され、電磁コイル１９を円環状の溝２０内に収容した回転磁性部材２１と、この回転磁性部材２１と所定の空隙をもって対面するように上記出力軸３４にコイルスプリング２２を介して固定された円環状のアーマチュア２３とから主に構成されている。上記コイルスプリング２２の内側には、動力取出し軸１０上に設けられたスプライン４６にて固定された入力ハブ２４と出力軸３４に固定された出力ハブ２５とが配置され、電磁コイル１９の励磁によりアーマチュア２３が回転磁性部材２１に圧接して回転すると、その回転方向に螺旋状となっているコイルスプリング２２が入力ハブ２４上及び出力ハブ２５上に巻き付いて動力が伝達されるようになっている。また、電磁コイル１９が非励磁状態になると、コイルスプリング２２の巻き付きが開放されて動力取出し軸１０からの動力の伝達が断たれるようになっている。
【００１９】
なお、電磁式スプリングクラッチ１７の構成部材である電磁コイル１９、回転磁性部材２１、コイルスプリング２２及びアーマチュア２３と軸受３６は油溜め室４０内に配置されている。また、上記第１のケーシング半体１３ａと第２のケーシング半体１３ｂとが分割される際、第１のケーシング半体１３ａにて包囲される動力取出し軸１０と電磁式スプリングクラッチ１７の電磁コイル１９及び回転磁性部材２１と、第２のケーシング半体１３ｂにて包囲される出力軸３４と電磁式スプリングクラッチ１７のコイルスプリング２２及びアーマチュア２３とが分離される。また、この分割の際、軸受３６の内輪３６ａは動力取出し軸１０に残り、軸受３６の外輪３６ｂとコロ３６ｃは出力軸３４の筒部３４ａと出力ハブ２５の内側面に固定されて、内輪３６ａと分離される（図３参照）。なお、図中４７はケーシング１３をクラッチハウジング上から支持するための支持部材である。
【００２０】
上記のように構成される動力取出し装置９Ａにおいては、フライホイールケース３に固定された第１のケーシング半体１３ａに、連結ボルト２８をもって第２のケーシング半体１３ｂを連結することにより、ケーシング１３内に電磁式スプリングクラッチ１７を内蔵し、この電磁式スプリングクラッチ１７を介して動力取出し軸１０と出力軸３４とを連結することができ、ケーシング１３内に形成された油溜め室４０内に収容される潤滑油にコイルスプリング２２を浸漬あるいは油雰囲気下におくことができるので、クラッチの作動による連結時の衝撃音を油溜め室４０内の潤滑油によって吸収することができる。また、油中使用のため、コイルスプリング２２の摩擦係数を低下して起動時の衝撃を緩和することができる上、起動時間を緩和できるので、大慣性負荷の起動が可能となる。また、油膜によってコイルスプリング２２を被覆するので、錆の発生を防止することができる。
【００２１】
また、油溜め室４０内に軸受３６を配置し、油溜め室４０に連通する油雰囲気空間４１内に軸受３７をおくことができるので、軸受３６，３７を油溜め室４０内に収容された潤滑油又はこの潤滑油の油ミストに接触させて錆から防止することができ、軸受３６，３７の性能の低下防止と寿命の増大を図ることができる。
【００２２】
また、第１のケーシング半体１３ａと第２のケーシング半体１３ｂとを分割可能にするので、保守・点検や油溜め室４０内の潤滑油の交換が可能となり、潤滑油内に混入された摩耗粉を回収することができる。したがって、メンテナンスの向上を図ることができる。
【００２３】
なお、上記実施例では、ケーシング１３が第１のケーシング半体１３ａと第２のケーシング半体１３ｂとで構成される場合について説明したが、必ずしもケーシング１３を分割可能に形成する必要はなく、ケーシング１３を一体に形成してもよい。すなわち、図４に示すように、一端がフライホイールケース３に固定ボルト２７をもって固定されるケーシング１３の他端にオイルシール３８を介して出力軸としての出力筒部３４Ａを回転自在にかつ気水密に支持して油溜め室４０を形成し、この油溜め室４０内に電磁式スプリングクラッチ１７の回転磁性部材２１，アーマチュア２３及びコイルスプリング２２を配置するようにしてもよい。なお、図４に示す実施例では、出力軸が出力筒部３４Ａにて形成されると共に、この出力筒部３４Ａの内方まで延びる動力取出し軸１０と出力筒部３４Ａとの間に３つの軸受３７，３７，３７を介在させる点と、軸受３６及び軸受３７を油溜め室４０と遮断した点のみが上記第一実施例と異なる以外は第一実施例と同じであるので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【００２４】
なお、上記実施例では、この発明の動力取出し装置をフライホイール動力取出し装置に適用した場合について説明したが、必ずしもフライホイール動力取出し装置に適用するものではなく、その他の動力取出し装置にも適用できることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明のフライホイール動力取出し装置によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００２６】
１）請求項１記載の動力取出し装置によれば、連結時の衝撃音を油溜め室内の油によって吸収することができるので、騒音の防止を図ることができる。また、油中使用のため、コイルスプリングの摩擦係数を低下して起動時の衝撃を緩和することができる上、起動時間を緩和できるので、大慣性負荷の起動が可能となる。更には、油膜によってコイルスプリングを被覆するので、錆の発生を防止することができる。
【００２７】
２）また、ケーシング内に形成された油溜め室又はこの油溜め室に連通する油雰囲気空間内に、コイルスプリングと動力取出し軸の軸受及び出力軸の軸受を配置して、油溜め室内に収容される潤滑油又は油雰囲気空間内に収容される潤滑油の油ミストにコイルスプリングと動力取出し軸の軸受及び出力軸の軸受を接触させることにより、コイルスプリングと軸受を油雰囲気（潤滑油、潤滑油の油ミスト）におくことができるので、コイルスプリングと軸受を錆から防止して装置の寿命の増大を図ることができる。
【００２８】
３）請求項２記載の動力取出し装置によれば、第１のケーシング半体と第２のケーシング半体とを着脱可能に連結すると共に、動力取出し軸と出力軸とを分割可能に形成するので、保守・点検や油溜め室内の潤滑油の交換が可能となり、潤滑油内に混入された摩耗粉を回収することができると共に、メンテナンスの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の動力取出し装置をフライホイール動力取出し装置に適用した状態の上半分断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】この発明の動力取出し装置を分解した状態の要部断面図である。
【図４】この発明の動力取出し装置の別の実施例を示す断面図である。
【図５】従来のフライホイール動力取出し装置を備えた車両の概略的構成図である。
【図６】図５に示されたフライホイール動力取出し装置の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  動力取出し軸
１３  ケーシング
１３ａ  第１のケーシング半体
１３ｂ  第２のケーシング半体
１７  電磁式スプリングクラッチ
１９  電磁コイル
２１  回転磁性部材
２２  コイルスプリング
２３  アーマチュア
２８  連結ボルト
３０  オイルシール
３４  出力軸
３４Ａ  出力筒部（出力軸）
３６  軸受
３７  軸受
３８  オイルシール
４０  油溜め室
４１  油雰囲気空間
【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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