JP3656704B2 - パワーテイクオフ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されたエンジンを動力源として補助作業機器を駆動するパワーテイクオフ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された走行用エンジンを動力源として利用して、例えば、消防に用いる放水ポンプ等の補助作業機器を駆動するようにしたパワーテイクオフ装置が広く実施されている。この種のパワーテイクオフ装置では、例えば、実開平８−２７７８６３号公報に記載のもののように、内蔵した湿式多板クラッチによりエンジンからの動力を任意に伝達・遮断して、必要時にのみ補助作業機器を作動させるように構成されている。
【０００３】
具体的には、入力側クラッチプレート及び出力側クラッチプレートを交互に重合配置して湿式多板クラッチを構成し、入力側クラッチプレートの外周に、エンジンにて回転駆動されるクラッチドラムを係合させると共に、出力側クラッチプレートの内周に、放水ポンプ等と連結されるクラッチハブを係合させ、これらのクラッチプレートを軸方向に押圧し得るようにピストンを配置している。クラッチドラム側はエンジンの運転中は常時回転しており、ピストンにて押圧されずに多板クラッチが解放されているときには、クラッチハブと共に放水ポンプが停止保持され、ピストンによる押圧で多板クラッチが接続されると、クラッチハブを介して放水ポンプが回転駆動されて放水が開始される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したパワーテイクオフ装置において、クラッチプレートに対するクラッチドラムやクラッチハブの係合は、相対回転を規制して軸心方向への移動を許容しなければならない。そこで、入力側クラッチプレートについては、その外周に形成した凹凸をクラッチドラムの係合爪に係合させ、又、出力側クラッチプレートについては、同じく外周に形成した凹凸をクラッチハブのスプラインに係合させているのであるが、特に、入力側クラッチプレートとクラッチドラムとの間には、構造上、ある程度の回転方向のバックラッシュが生じるのは避けられない。
【０００５】
そして、上記のようにパワーテイクオフ装置を放水ポンプの駆動に用いる場合、多板クラッチを接続してから放水ポンプ内に水が吸引されて本来の作動が開始されるまでの間、放水ポンプはほとんど無負荷状態で回転駆動されるため、クラッチドラムに対して入力側クラッチプレートがバックラッシュの範囲内で正逆回転して衝突し、所謂ガラ音と呼ばれる騒音を発生してしまう。特に、放水を開始するまでの間、回転変動が顕著なアイドル状態でエンジンを待機させていることが、このガラ音の発生を助長させてしまう要因となっている。
【０００６】
本発明の目的は、多板クラッチでのバックラッシュに起因する騒音の発生を効果的に抑制することができるパワーテイクオフ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の本発明では、クラッチプレートに対して相対回転不能に係合部材を係合させて、その係合部材によりエンジン側と補助作業機器側とをクラッチプレートを介して連結し、ピストンの押圧でクラッチプレートを接続操作してエンジンの回転を補助作業機器側に伝達するようにし、更に、ピストンと係合部材との間にバックラッシュ抑制部材を介装して、ピストンの押圧時に係合部材との間で弾性をもって挟持されるように構成した。よって、クラッチプレートが接続操作されて、エンジンの回転変動でクラッチプレートと係合部材とがその間のバックラッシュの範囲内で正逆回転したときには、バックラッシュ抑制部材が回転方向に弾性変形ながら、その正逆回転を規制する。
請求項２の本発明では、入力側及び出力側クラッチプレートを相互に重合配置し、エンジンと連結された入力側係合部材を入力側クラッチプレートに対して相対回転不能に係合させる一方、補助作業機器と連結された出力側係合部材を出力側クラッチプレートに対して相対回転不能に係合させ、入力側又は出力側の何れか一方の係合部材にピストンを設けて、ピストンの押圧により両クラッチプレートを接続操作すると共に、ピストンと他方の係合部材との間にバックラッシュ抑制部材を介装して、ピストンの押圧時に他方の係合部材との間で弾性をもって挟持されるように構成した。
よって、入力側及び出力側クラッチプレートが接続操作されて、エンジンの回転変動で他方の係合部材とこの他方の係合部材に係合しているクラッチプレートとがその間のバックラッシュの範囲内で正逆回転したときには、バックラッシュ抑制部材が回転方向に弾性変形ながら、その正逆回転を規制する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を消防用の放水ポンプに用いるパワーテイクオフ装置に具体化した一実施例を説明する。
【０００９】
図はパワーテイクオフ装置の断面を示しており、パワーテイクオフ装置のハウジング１はフロントカバー２、メインボディ３、リアカバー４及びオイルシールカバー５により構成されている。これらの部材２〜５はボルト６〜８にて相互に連結されると共に、Ｏリング９，１０により油密を保持されている。フロントカバー２とメインボディ３との間にはギア室１１が形成され、ギア室１１内にはインプットシャフト１２がベアリング１３で回転可能に支持されている。ギア室１１内において、インプットシャフト１２にはドライブギア１４が固定され、このドライブギア１４はアイドルギア１５と歯合している。そして、車両の走行用エンジンの回転は、図示しない伝達機構によって変速機の箇所より取り出されて、アイドルギア１５を介してドライブギア１４と共にインプットシャフト１２を回転駆動するようになっている。
【００１０】
ハウジング１内のメインボディ３とリアカバー４との間にはクラッチ室１６が形成され、インプットシャフト１２の後端はオイルシール１７にて油密を保持された状態でクラッチ室１６内に突出して、有底円筒状のクラッチドラム１８（他方の係合部材）がボルト１９で固定されている。クラッチ室１６内において、インプットシャフト１２と同一軸線上にはアウトプットシャフト２０が配設され、このアウトプットシャフト２０の前端は、インプットシャフト１２の後端面に装着されたベアリング２１により支持され、後部は、リアカバー４に装着されたベアリング２２により支持されて、インプットシャフト１２とは独立して回転し得るようになっている。
【００１１】
クラッチ室１６内において、アウトプットシャフト２０にはクラッチハブ２３（一方の係合部材）が外嵌され、このクラッチハブ２３はスプライン２３ａ及びスナップリング２４によってアウトプットシャフト２０に対して一体的に固定されている。クラッチハブ２３に形成された円筒状のハブ部２３ｂは、前記クラッチドラム１８の内周側に位置して、ハブ部２３ｂの外周とクラッチドラム１８の内周との間には、リング状をなす複数枚の入力側クラッチプレート２５及び出力側クラッチプレート２６が交互に重合配置されている。
【００１２】
入力側クラッチプレート２５の外周には規則的な凹凸状をなす係合部（図示略）が形成され、これらの係合部は、クラッチドラム１８に同様の間隔で形成された係合溝１８ａに係合している。同様に出力側クラッチプレート２６の内周には規則的な凹凸状の係合部（図示略）が形成され、これらの係合部は、ハブ部２３ｂの外周に形成されたスプライン２３ｃに係合している。その結果、入力側クラッチプレート２５はクラッチドラム１８に対して、出力側クラッチプレート２６はクラッチハブ２３に対して、それぞれ相対回転を規制されて軸心方向への移動を許容されると共に、最前部の出力側クラッチプレート２６は、スナップリング２７によって前方への移動を規制されている。これらのクラッチプレート２５，２６によって湿式多板クラッチが構成され、この多板クラッチは、クラッチ室１６内に予め満たされた作動油中でその接続・解放操作が行われる。
【００１３】
クラッチハブ２３のハブ部２３ｂより後側にはフランジ部２３ｄ及びスプライン２３ｅが一体的に形成され、フランジ部２３ｄの前側には最後部の入力側クラッチプレート２５と相対向して押圧リング２８ａが、フランジ部２３ｄの後側にはブレーキリング２８ｂがそれぞれ前後動可能に外嵌している。ブレーキリング２８ｂは前方に開口する有底円筒状をなし、その開口部はフランジ部２３ｄを内包した状態で押圧リング２８ａによって閉塞されている。これらの押圧リング２８ａとブレーキリング２８ｂはスナップリング２９により一体化されてピストン２８を構成し、ピストン２８内は、フランジ部２３ｄにより前側の油圧室３０と後側のばね室３１に区画されている。
【００１４】
ばね室３１内において、クラッチハブ２３のフランジ部２３ｄとピストン２８のブレーキリング２８ｂとの間には複数の圧縮コイルばね３２が介装されている。これらの圧縮コイルばね３２により、ピストン２８は常に図に示す後方位置に付勢されて、油圧室３０側の容積を最小とすると共に、その押圧リング２８ａを最後部の入力側クラッチプレート２５から離間させている。
【００１５】
ピストン２８の後側にはリング状をなすブレーキプレート３３及びストッパプレート３４が配設され、スナップリング３５にて後方への移動を規制されている。ピストン２８のブレーキリング２８ｂは圧縮コイルばね３２の付勢により、ストッパプレート３４との間でブレーキプレート３３を挟持している。ピストン２８及びストッパプレート３４は、その内周に形成された係合部２８ｃ，３４ａをクラッチハブ２３のスプライン２３ｅに係合させて、クラッチハブ２３に対する相対回転を規制されている。又、ブレーキプレート３３は、その外周に形成された係合部３３ａをリアカバー４に形成した係合溝４ａに係合させて、回転を規制されている。つまり、アウトプットシャフト２０と共に、クラッチハブ２３、出力側クラッチプレート２６、ピストン２８、及びストッパプレート３４が一体で回転することになる。
【００１６】
ピストン２８の油圧室３０は、クラッチハブ２３の油路３６及びリアカバー４の油路３７を介して図示しない油圧制御回路と連通している。そして、油圧制御回路から油路３６，３７を経て油圧室３０内に作動油が供給されると、その油圧でピストン２８は図に示す後方位置から前方位置まで移動され、スナップリング２７との間で入力側クラッチプレート２５及び出力側クラッチプレート２６を挟持する。
【００１７】
ピストン２８の押圧リング２８ａの前面には、前記クラッチドラム１８の後端面に対応するように、バックラッシュ抑制部材としてのゴム製のバックラッシュ抑制リング３８が固着され、このバックラッシュ抑制リング３８は、ピストン２８が後方位置のときにクラッチドラム１８の後端面に対して離間し、ピストン２８が前方位置のときにクラッチドラム１８の後端面との間で弾性変形して挟持される。
【００１８】
一方、アウトプットシャフト２０の後部は、オイルシールカバー５に装着されたオイルシール３９にて油密を保持された状態で外部に突出し、その後端に固定されたフランジ４０には、放水ポンプが取付可能となっている。
【００１９】
次に、上記のように構成されたパワーテイクオフ装置を用いて消防用の放水ポンプを作動させる場合を説明する。
【００２０】
作業に先立ち、放水ポンプは予めフランジ４０に取り付けておく。車両の走行用エンジンを始動させると、その駆動力により図示しない伝達機構及びアイドルギア１５を介してドライブギア１４と共にインプットシャフト１２及びクラッチドラム１８が回転駆動される。このとき、油圧制御回路から作動油は供給されていないため、圧縮コイルばね３２によりピストン２８が図に示す後方位置に切換えられ、入力側クラッチプレート２５及び出力側クラッチプレート２６は挟持されずに解放状態に保持されて、クラッチドラム１８の回転はクラッチハブ２３に伝達されることなく遮断される。尚、作動油の粘性でクラッチハブ２３側への僅かな回転伝達は生ずるが、前記したピストン２８による固定ブレーキプレート３３の挟持によって、アウトプットシャフト２０と共に放水ポンプは完全に停止保持される。
【００２１】
この状態で油圧制御回路から作動油を供給すると、その油圧によりピストン２８が前方位置まで移動されて、ブレーキプレート３３の挟持を中止すると共に、入力側クラッチプレート２５及び出力側クラッチプレート２６を挟持して接続状態に切換える。よって、クラッチドラム１８の回転がクラッチハブ２３に伝達されて、アウトプットシャフト２０と共に放水ポンプが回転駆動される。又、このピストン２８の移動に伴って、バックラッシュ抑制リング３８はクラッチドラム１８の後端面との間で弾性変形して挟持される。
【００２２】
従来技術で述べたように、作動開始直後の放水ポンプは内部に水が吸引されるまでの間、ほとんど無負荷状態で回転駆動されることになり、しかも、このときのエンジンは回転変動が顕著なアイドル状態にある。そして、入力側クラッチプレート２５の係合部とクラッチドラム１８の係合溝１８ａとの間には、構造上、ある程度の回転方向のバックラッシュが存在しているため、変動を伴って回転するクラッチドラム１８に対して入力側クラッチプレート２５がバックラッシュの範囲内で正逆回転する現象が生ずる。
【００２３】
このとき、本実施例では、バックラッシュ抑制リング３８が回転方向に弾性変形ながらクラッチドラム１８と入力側クラッチプレート２５との正逆回転を規制することから、そのクラッチドラム１８の係合溝１８ａと入力側クラッチプレート２５の係合部との衝突が防止される。換言すれば、このときのインプットシャフト１２の回転は、クラッチドラム１８、バックラッシュ抑制リング３８、ピストン２８を経てアウトプットシャフト２０へと伝達されて、クラッチプレート２５，２６の代わりに専らバックラッシュ抑制リング３８にて回転伝達が行われる。その結果、バックラッシュに起因する所謂ガラ音と呼ばれる騒音の発生を効果的に抑制することができる。
【００２４】
尚、放水を開始した後の放水ポンプは適度な回転負荷が発生するため、その回転の伝達は、通常のパワーテイクオフ装置と同じくクラッチプレート２５，２６を介して行われる。そして、この回転負荷によってバックラッシュ内での正逆回転の現象が防止されるため、このときも騒音発生の虞はない。
【００２５】
以上で実施例の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、クラッチドラム１８と入力側クラッチプレート２５との間に騒音の原因となるバックラッシュが生じているとの前提のもとに、バックラッシュ抑制リング３８をクラッチドラム１８に圧接させて、クラッチドラム１８と入力側クラッチプレート２５との正逆回転を規制した。これは、クラッチプレート２５，２６の外周側に位置する側の係合部材（実施例ではクラッチドラム１８）に、構造上より多くのバックラッシュが発生するためであるが、例えば、クラッチドラム１８とクラッチハブ２３のハブ部２３ｂとの内外の位置関係を逆転させたレイアウトにした場合には、当然、ハブ部２３ｂ側により多くのバックラッシュが発生することになる。よって、この場合には、バックラッシュ抑制リング３８をハブ部２３ｂ側に圧接させるように、ピストン２８等のレイアウトを変更すればよい。
【００２６】
又、上記実施例では、消防用の放水ポンプに用いるパワーテイクオフ装置に具体化したが、その用途はこれに限定されるものではなく、種々に変更可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のパワーテイクオフ装置によれば、ピストンの押圧でクラッチプレートが接続操作されたときに、ピストンと係合部材との間でバックラッシュ抑制部材が弾性をもって挟持されるように構成したため、エンジンの回転変動でバックラッシュの範囲内でクラッチプレートと係合部材とが正逆回転したときに、バックラッシュ抑制部材が回転方向に弾性変形ながら正逆回転を規制して、バックラッシュに起因する騒音の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のパワーテイクオフ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１８ クラッチドラム（他方の係合部材）
２３ クラッチハブ（一方の係合部材）
２５ 入力側クラッチプレート
２６ 出力側クラッチプレート
２８ ピストン
３８ バックラッシュ抑制リング（バックラッシュ抑制部材）

Claims (2)

1. 相互に重合配置されて、ピストンの押圧により接続操作されるクラッチプレートと、
   前記クラッチプレートに対して相対回転不能に係合して、クラッチプレートを介してエンジン側と補助作業機器側とを連結する係合部材と、
   前記ピストンと係合部材との間に介装されて、ピストンの押圧時に係合部材との間で弾性をもって挟持されるバックラッシュ抑制部材と
   を備えたことを特徴とするパワーテイクオフ装置。
2. 相互に重合配置された入力側クラッチプレート及び出力側クラッチプレートと、
   前記入力側クラッチプレートに対して相対回転不能に係合し、エンジンと連結されて該エンジンにより回転駆動される入力側係合部材と、
   前記出力側クラッチプレートに対して相対回転不能に係合し、補助作業機器と連結される出力側係合部材と、
   前記入力側又は出力側の何れか一方の係合部材に設けられ、押圧により前記入力側クラッチプレート及び出力側クラッチプレートを接続操作するピストンと、
   前記ピストンと前記入力側又は出力側の何れか他方の係合部材との間に介装されて、該ピストンの押圧時に該他方の係合部材との間で弾性をもって挟持されるバックラッシュ抑制部材と
   を備えたことを特徴とするパワーテイクオフ装置。

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