(57)【要約】【課題】円滑に動力を伝達でき、かつ小型化、コスト低減を図ることができる回転伝達装置を提供することである。【解決手段】回転伝達装置１００においては、アーマチュア１３０によりエンジン３５０の駆動が開始された場合、電磁コイル１７０に電流が通電され、電磁コイル１７０から発生される磁力によってスライドギア１２０が移動することにより駆動軸３００および従動回転軸４００の切り離しが行われ、エンジン３５０の駆動が駆動軸３００に伝達される。そして、エンジン３５０の駆動が所定の回転数を超えた場合、電磁コイル１７０への電流が遮断され、スライドギア１２０が移動することにより駆動軸３００および従動回転軸４００の接続がオーバランニングクラッチ板２２０を介して行われ、ＰＴＯポンプ４５０回転機械が駆動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転を回転機械に伝達する回転伝達装置であって、
前記エンジンの駆動を開始させるスタータと、
前記エンジンの回転を伝達するエンジン連結軸と、
前記回転機械を回転させるための回転機械連結軸と、
前記スタータと前記エンジン連結軸とを連結することができる第１の状態と、前記エンジン連結軸と前記回転機械連結軸とを連結することができる第２の状態とを選択的にとることができる連結機構と、
前記連結機構を移動させて、前記第１の状態と、前記第２の状態とのうちいずれか一方を選択させることが可能な連結機構移動装置と、を含み、
前記スタータ始動時には、
前記連結機構移動装置により前記連結機構の前記第１の状態が選択され、前記連結機構が前記回転機械連結軸と切り離され、前記スタータの回転力が前記連結機構を介して前記エンジン駆動軸に伝達され、
前記エンジンの駆動が開始された場合には、
前記連結機構移動装置により前記連結機構の前記第２の状態が選択され、前記連結機構が移動されて前記エンジン連結軸および前記回転機械連結軸が連結され、前記連結機構が前記スタータと切り離され、前記回転機械が駆動されることを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記連結機構は、スライドギアからなることを特徴とする請求項１記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記連結機構移動装置は、磁界を発生させることが可能な電磁コイルからなり、
前記連結機構は、磁性体からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記連結機構は、前記電磁コイルへの電流が遮断された場合に、前記エンジン連結軸および前記回転機械連結軸の接続が行われるように、弾性体が設けられたことを特徴とする請求項３記載の回転伝達装置。
【請求項５】
前記連結機構は、前記電磁コイルへの電流が遮断された場合に一の方向へ移動して前記エンジン連結軸および前記回転機械連結軸の接続を行い、前記電磁コイルへの電流が供給された場合に前記一の方向と逆の方向へ移動して前記エンジン連結軸および前記回転機械連結軸の切り離しを行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回転伝達装置。
【請求項６】
前記スタータの回転軸は、前記エンジン連結軸および前記回転機械連結軸と平行に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
【請求項７】
前記連結機構の移動により前記エンジン連結軸および前記回転機械連結軸の連結動作における振動を抑制可能なクラッチをさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
【請求項８】
前記クラッチは、
前記連結機構の移動を停止可能な平板形状からなるクラッチ板と、前記クラッチ板が前記連結機構と接触する面とは逆の面に配設されたクラッチ用弾性体とを含み、
前記連結機構が前記エンジン連結軸および前記回転機械連結軸を接続した場合に、前記クラッチ用弾性体の抗力により前記クラッチ板が前記連結機構の移動方向に反する方向に力を付与し、前記クラッチ板と前記連結機構との摩擦力により前記クラッチ板から前記回転機械連結軸に予備的に回転力が伝達されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの回転力をポンプ等の他の回転機器に伝達する回転伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の小型化、低コスト化が望まれている。そのため、内燃機関の一部分を共有化する種々の開発が行われている。その開発結果により例えば、車両においてエンジンやトランスミッションから他の動力を生み出すことができる機構、ＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ  Ｔａｋｅ  Ｏｆｆ）機構が一般に使用されている。
特に、産業車両（フォークリフト）または農業車両（トラクタ）には大抵後方にＰＴＯ機構が設けられており、作業機の動力源として使用できるようになっている。
【０００３】
特許文献１には、ＰＴＯ系の動力断続装置について開示されている。この特許文献１記載のＰＴＯ系の動力断続装置においては、車両に装着した作業機を昇揚させると、これと連動してＰＴＯ系の動力を切断すると同時に、この切断後にＰＴＯ系の慣性によって走行系に動力が伝達されるのを遮断することによりトラクタの発進を防止して安全性を約束するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、従来エンジン始動のスタータと油圧発生用のＰＴＯポンプとを一体化させたアンチロックブレーキシステムの油圧ポンプ装着型スタータについて開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、内燃機関用のスタータについて開示されている。特許文献３記載の内燃機関用のスタータにおいては、内燃機関の技術分野以外の技術分野において採用されている著しく小型の高速回転電動モータを、小型内燃機関の電気スタータのために適切に利用して重量を節減し、製造経費をできるだけ低くかつ組付け体積をできるだけ小さく抑えることができるスタータについて開示されている。
【特許文献１】特開昭５３−２３４３１号公報
【特許文献２】特開平０７−２０８３０６号公報
【特許文献３】特開平０６−１０８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のＰＴＯポンプを備えたエンジンについては、スタータとＰＴＯポンプがそれぞれ独自のスペースを必要とするため、小型化が困難であった。
【０００７】
また、特許文献１記載のＰＴＯ系の動力断続装置においては、リフトアーム（レバー）を作業者が操作することによりギアを動かしているため、大きなスペースが必要となる。
【０００８】
特許文献２においては、スタータによりポンプを駆動させる構成である。また、ポンプとスタータとが、長手方向を有するシフトレバーにより接続されているため、スペースを効果的に削減するには、至っていない。
【０００９】
さらに、特許文献３においては、スタータとフライホイールとの間に歯車が設けられた構造であるため、小型化が困難であった。
【００１０】
本発明の目的は、円滑に動力を伝達でき、かつ小型化、コスト低減を図ることができる回転伝達装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）
本発明に係る回転伝達装置は、エンジンの回転を回転機械に伝達する回転伝達装置であって、エンジンの駆動を開始させるスタータと、エンジンの回転を伝達するエンジン連結軸と、回転機械を回転させるための回転機械連結軸と、スタータとエンジン連結軸とを連結することができる第１の状態と、エンジン連結軸と回転機械連結軸とを連結することができる第２の状態とを選択的にとることができる連結機構と、連結機構を移動させて、第１の状態と、第２の状態とのうちいずれか一方を選択させることが可能な連結機構移動装置と、を含み、スタータ始動時には、連結機構移動装置により連結機構の第１の状態が選択され、連結機構が回転機械連結軸と切り離され、スタータの回転力が連結機構を介してエンジン駆動軸に伝達され、エンジンの駆動が開始された場合には、連結機構移動装置により連結機構の第２の状態が選択され、連結機構が移動されてエンジン連結軸および回転機械連結軸が連結され、連結機構がスタータと切り離され、回転機械が駆動される。
【００１２】
本発明に係る回転伝達装置においては、エンジン開始時に連結機構移動装置により連結機構の第１の状態が選択され、スタータの回転力が連結機構を介してエンジンの駆動が開始される。この際、連結機構は、エンジン連結軸および回転機械連結軸の切り離し状態にある。その後、エンジンの駆動がエンジン連結軸に伝達される。そして、エンジンの駆動が所定の回転数を超えた場合、連結機構移動装置により第２の状態が選択され、連結機構が移動されることによりエンジン連結軸および回転機械連結軸の接続が行われ、回転機械が駆動される。
【００１３】
この場合、スタータにより開始されたエンジンの駆動力が所定の回転数を超えてから回転機械が駆動される。その結果、回転機械専用のスタータが不要となり、またスタータを常時動作させる必要もなくなるため、回転伝達装置の構成を簡略化でき、コストを低減するとともに、エンジン周りの小型化を実現することができる。また、極低温時におけるエンジンのフリクションを低減することができ、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００１４】
（２）
連結機構は、スライドギアからなってもよい。この場合、連結機構移動装置により容易にギアをスライドすることができ、かつ回転力を確実に伝達することができる。
【００１５】
（３）
連結機構移動装置は、磁界を発生させることが可能な電磁コイルからなり、連結機構は、磁性体からなってもよい。
【００１６】
この場合、連結機構移動装置が電磁コイルからなるので、磁界を発生させることにより磁性体からなる連結機構を移動させることができる。その結果、レバー等の部材を使用しないため、省スペース化を実現することができる。
【００１７】
（４）
連結機構は、電磁コイルへの電流が遮断された場合に、エンジン連結軸および回転機械連結軸の接続が行われるように、弾性体が設けられることが好ましい。
【００１８】
この場合、電磁コイルへの電流が遮断された場合に、弾性体により連結機構の移動が行われる。したがって、エンジン回転軸および回転機械連結軸の接続が行われている間、コイルに電流供給する必要がないので電力消費を抑制することができる。
【００１９】
（５）
連結機構は、コイルへの電流が遮断された場合にエンジン連結軸および回転機械連結軸の接続が行われ、コイルへの電流が供給された場合にエンジン連結軸および回転機械連結軸の切り離しが行われるように、インターロック構造が設けられてもよい。
【００２０】
この場合、連結機構は、コイルへの電流が遮断された場合に、エンジン連結軸および回転機械連結軸の接続が行われるので、電源オフ（スイッチオフ）の状態で回転機械の空回りを防止することができる。
【００２１】
（６）
スタータの回転軸は、エンジン連結軸および回転機械連結軸と平行に設けられてもよい。
【００２２】
この場合、長手方向にスペースを必要とするスタータ、エンジン連結軸および回転機械連結軸とが、平行に設けられるので、回転伝達装置のスペースを削減することができ、その結果、エンジン周辺のスペースを削減することができる。
【００２３】
（７）
連結機構の移動によりエンジン連結軸および回転機械連結軸の連結動作における振動を抑制可能なクラッチをさらに含んでもよい。
【００２４】
この場合、クラッチにより連結動作時における振動を抑制することができる。すなわち、連結時における振動を低減できるので、装置の消耗を抑制することができる。
【００２５】
（８）
クラッチは、連結機構の移動を停止可能な平板形状からなるクラッチ板と、クラッチ板が連結機構と接触する面とは逆の面に配設されたクラッチ用弾性体とを含み、連結機構がエンジン連結軸および回転機械連結軸と接続した場合に、クラッチ用弾性体の抗力によりクラッチ板が連結機構の移動方向に反する方向に力を付与し、クラッチ板と連結機構との摩擦力によりクラッチ板から回転機械連結軸に予備的に回転力が伝達されてもよい。
【００２６】
この場合、クラッチにより回転機械連結軸に予備回転力が伝達されるので、連結機構がエンジン連結軸および回転機械連結軸と接続された際に、振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
【００２８】
図１は、本発明に係る一実施の形態に係る回転伝達装置１００の構造の一例を示す模式図である。
【００２９】
図１に示すように、回転伝達装置１００は、スライドギア１２０、アーマチュア１３０、一対のギア１４０，１５０、駆動開始ギア１６０、電磁コイル１７０、バッテリー１８０、ＥＣＵ１９０、バネ２１０、オーバランニングクラッチ板２２０、オーバランニングクラッチ板用バネ２３０、駆動軸３００および従動回転軸４００を含む。なお、図１には、説明上、エンジン３５０およびＰＴＯポンプ４５０を示すが、回転伝達装置１００の構成には含まれない。また、スライドギア１２０の代わりに多板式クラッチ、または他の任意の連結機構を用いてもよい。
【００３０】
以下、回転伝達装置１００の主な構成について説明し、次いで回転伝達装置１００の動作について説明する。
【００３１】
図１に示すように、駆動軸３００および従動回転軸４００とが一軸延長上に配設され、駆動軸３００および従動回転軸４００との間に磁性体からなるスライドギア１２０が配設される。駆動軸３００の一端はエンジン３５０に接続され、駆動軸３００の他端側には環状の電磁コイル１７０が設けられる。また、電磁コイル１７０と隣接するように、駆動開始ギア１６０が設けられる。
【００３２】
また、アーマチュア１３０は、駆動軸３００と平行に併設される。ここで、アーマチュア１３０とは、マグネト発電機などの構造のうち、１次コイルと２次コイルが巻かれている電機子のことであり、電機子が回転することにより、電流が発生し、当該電流が流れることにより、電気子が回転するため、スタータとして用いられる。アーマチュア１３０の軸に一対のギア１４０が固設され、ギア１５０を介して駆動開始ギア１６０の外周面に設けられたギア（図示せず）と噛合可能に設けられる。
【００３３】
駆動軸３００の中央部には、環状凸形状（図示せず）が形成されており、当該環状凸形状とスライドギア１２０との間にバネ２１０が設けられる。
【００３４】
従動回転軸４００の一端はＰＴＯポンプ４５０に接続され、従動回転軸４００の他端側には円板状のオーバランニングクラッチ板２２０が設けられる。
【００３５】
従動回転軸４００の中央部には、環状凸形状（図示せず）が形成されており、当該環状凸形状とオーバランニングクラッチ板２２０との間に、オーバランニングクラッチ板用バネ２３０が設けられる。
【００３６】
次に、回転伝達装置１００の動作について説明する。図２は回転伝達装置１００が動作開始直後の状態を示す模式図であり、図３は回転伝達装置１００が動作開始所定時間経過後の状態を示す模式図であり、図１は回転伝達装置１００によりＰＴＯポンプ４５０が駆動された状態を示す模式図である。
【００３７】
まず、図１の回転伝達装置１００が、エンジン始動前の回転伝達装置１００の動作開始前の状態を示す（第１の状態）。次いで、図２に示すように、アーマチュア１３０にエンジン３５０を回転始動させる指示、例えば作業者によりキースイッチがＯＮにされた場合に移行する。すなわち、この場合、アーマチュア１３０から一対のギア１４０、１５０を介して駆動開始ギア１６０に回転力が伝達される。それと同時に、ＥＣＵ１８０から電磁コイル１７０に通電させる指示が出される。それにより、電磁コイル１７０から磁界が発生され、スライドギア１２０が電磁コイル１７０および駆動開始ギア１６０側にスライド移動する（図２参照）。
【００３８】
この場合、スライドギア１２０の外周面に形成された凸リブ形状が、駆動開始ギア１６０の内周面に設けられた凹溝形状に嵌合する。それにより、アーマチュア１３０からの回転力が、駆動開始ギア１６０を介してスライドギア１２０に与えられる。また、スライドギア１２０に与えられた回転力が、スプライン結合により接続された駆動軸３００に伝達される。
【００３９】
それにより、エンジン３５０が始動する。エンジン３５０が始動することにより、駆動軸３００が回転し、スライドギア１２０も従動回転する。
【００４０】
その後、エンジン３５０の回転数が所定の回転数に到達した場合、ＥＣＵ１８０は、電磁コイル１７０への電流を遮断する。それにより電磁コイル１７０により形成されていた磁界が消滅し、スライドギア１２０がバネ２１０の弾性回復力により、ＰＴＯポンプ４５０側に移動する。すなわち、バネ２１０の弾性力よりも強い磁界でスライドギア１２０をひきつけていたものを、磁界を消滅させることにより、バネ２１０の弾性力によりスライドギア１２０がスライドする。
【００４１】
続いて、図３に示すように、スライドギア１２０がスライドした場合、オーバランニングクラッチ板２２０に当接する。オーバランニングクラッチ板２２０は、オーバランニングクラッチ板用バネ２３０によりスライドギア１２０の移動を阻害する方向に負荷を加える。なお、オーバランニングクラッチ板用バネ２３０の弾性力は、バネ２１０の弾性力よりも小さい弾性力であるため、緩やかにスライドギア１２０がＰＴＯポンプ４５０側に移動する（第２の状態）。
【００４２】
これにより、スライドギア１２０が従動回転軸４００に急激に衝突することなく、緩やかにオーバランニングクラッチ板２２０に接触し、スライドギア１２０とオーバランニングクラッチ板２２０との摩擦力によりオーバランニングクラッチ板２２０が緩やかに回転する。
【００４３】
そして、図３に示すように、当該回転が従動回転軸４００に伝達され、回転した従動回転軸４００に対してスライドギア１２０の接続が行われる。従動回転軸４００に対してスライドギア１２０が接続されることにより、エンジン３５０の回転が駆動軸３００、スライドギア１２０、従動回転軸４００を介してＰＴＯポンプ４５０に供給されることとなる。
【００４４】
次に、図１に示すように、エンジン３５０の回転を停止させる場合、ＥＣＵ１９０は、全ての電源を遮断させる。そのため、電磁コイル１７０にも電力が供給されない。よって、電磁コイル１７０から磁界が生成されない。したがって、スライドギア１２０は、駆動軸３００および従動回転軸４００が接続された状態で維持される。それにより、完全停止時において、ＰＴＯポンプ４５０が回転することを防止することができる。
【００４５】
以上のように、アーマチュア１３０により開始されたエンジン３５０の駆動力が所定の回転数を超えてからＰＴＯポンプ４５０が駆動される。その結果、ＰＴＯポンプ４５０専用のアーマチュア１３０が不要となるため、回転伝達装置１００の構成を簡略化でき、コストを低減するとともに、エンジン３５０周りの小型化を実現することができる。また、オーバランニングクラッチ板２２０およびオーバランニングクラッチ板用バネ２３０を設けることにより、エンジン３５０が所定の回転数を超えた後に、スムーズにＰＴＯポンプ４５０に回転力を伝達することができる。さらに、極低温時におけるエンジン３５０のフリクションを低減することができ、エンジン３５０の始動性を向上させることができる。
【００４６】
また、電磁コイル１７０の電流が遮断された場合に、バネ２１０によりスライドギア１２０の移動が行われる。したがって、エンジン３５０回転軸および従動回転軸４００の接続が行われている間、電磁コイル１７０に電流供給する必要がないので電力消費を抑制することができる。
【００４７】
さらに、スライドギア１２０は、電磁コイル１７０の電流が遮断された場合に、駆動軸３００および従動回転軸４００の接続が行われるので、電源オフ（スイッチオフ）の状態でＰＴＯポンプ４５０の空回りを防止することができる。
【００４８】
また、長手方向にスペースを必要とするアーマチュア１３０、駆動軸３００および従動回転軸４００とが、平行に設けられるので、回転伝達装置のスペースを削減することができ、その結果、エンジン３５０周辺のスペースを削減することができる。
【００４９】
また、オーバランニングクラッチ板２２０およびオーバランニングクラッチ板用バネ２３０により従動回転軸４００に予備回転力が伝達されるので、スライドギア１２０が駆動軸３００および従動回転軸４００と接続される場合に、振動を低減することができる。
【００５０】
上記一実施の形態においては、エンジン３５０がエンジンに相当し、ＰＴＯポンプ４５０が回転機械に相当し、回転伝達装置１００が回転伝達装置に相当し、アーマチュア１３０がスタータに相当し、駆動軸３００がエンジン連結軸に相当し、従動回転軸４００が回転機械連結軸に相当し、スライドギア１２０がスライドギアに相当し、アーマチュア１３０からの回転力をエンジン３５０に伝達可能な状態が第１の状態に相当し、エンジン３５０の回転力をＰＴＯポンプ４５０に伝達可能な状態が第２の状態に相当し、電磁コイル１７０がコイルに相当し、オーバランニングクラッチ板２２０およびオーバランニングクラッチ板用バネ２３０がクラッチに相当し、バネ２１０が弾性体に相当し、オーバランニングクラッチ板２２０がクラッチ板に相当し、オーバランニングクラッチ板用バネ２３０が逆の面に配設された弾性体に相当する。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、回転機械をＰＴＯポンプからなる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の任意のポンプを用いてもよい。
【００５２】
本発明は、上記の好ましい一実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る一実施の形態に係る回転伝達装置の構造の一例を示す模式図
【図２】回転伝達装置が動作開始直後の状態を示す模式図
【図３】回転伝達装置が動作開始所定時間経過後の状態を示す模式図
【符号の説明】
【００５４】
１００  回転伝達装置
１２０  スライドギア
１３０  アーマチュア
１７０  電磁コイル
２１０  バネ
２２０  オーバランニングクラッチ板
２３０  オーバランニングクラッチ板用バネ
３００  駆動軸
３５０  エンジン
４００  従動回転軸
４５０  ＰＴＯポンプ
【図１】
2008082200.tif 000003
【図２】
2008082200.tif 000004
【図３】
2008082200.tif 000005