JP4899419B2 - Drive device for work equipment mounted on vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、特定の作業を目的とする作業用機器を搭載した車両において、作業用機器を駆動する動力を車両走行用エンジンから取り出すよう構成された作業用機器の駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device for a work device configured to extract power for driving the work device from a vehicle travel engine in a vehicle equipped with the work device for a specific work.

自動車は、主に移動手段又は貨物の輸送手段として利用されるものであるが、その中には、特定の作業を行う作業用機器を装備した特装車と呼ばれる車両がある。特装車には、各種の用途に応じて様々な車両があり、例えば、貨物の輸送における荷役作業の容易化を目的として比較的小型のクレーンを装備するものが存在する一方、大型のクレーンを装備し重量物の持ち上げ作業を行う自走クレーン車も存在する。   Automobiles are mainly used as transportation means or freight transportation means. Among them, there are vehicles called specially equipped vehicles equipped with work equipment for performing specific work. There are various types of specially equipped vehicles according to various applications.For example, some vehicles are equipped with relatively small cranes for the purpose of facilitating cargo handling work in cargo transportation, while others are equipped with large cranes. There is also a self-propelled crane vehicle that lifts heavy objects.

このような特装車では作業用機器を駆動する動力源を備える必要があり、通常、車両走行用エンジンから作業用機器駆動用の動力を取り出す動力取り出し装置、すなわちパワーテイクオフ（以下「ＰＴＯ」という。）を備えている。エンジンから作業用機器を駆動する動力を取り出すＰＴＯは、農業用トラクタ等にも装備されている。ＰＴＯからの動力は、直接作業用機器を駆動するために用いられる場合と、作業用機器の動力源となる油圧ポンプ、コンプレッサ等を駆動するために用いられる場合があり、ここでは動力源となる油圧ポンプ等を含めて「作業用機器」という。   Such specially equipped vehicles need to be provided with a power source for driving work equipment, and usually a power take-off device for taking out power for driving work equipment from a vehicle travel engine, that is, power take-off (hereinafter referred to as “PTO”). It has. A PTO that extracts power for driving work equipment from an engine is also provided in agricultural tractors and the like. The power from the PTO may be used directly to drive the work equipment, or may be used to drive a hydraulic pump, compressor, or the like that is a power source for the work equipment. It is called “working equipment” including hydraulic pumps.

ＰＴＯは、エンジンに装着してエンジンから直接動力を取り出すこともあるが、装置の搭載性や動力取り出しの利便性から、エンジンの後方に配置される変速機にＰＴＯを装着する場合が多い。特装車において一般的に用いられる変速機は、アウトプットシャフトと平行に配置されたカウンタシャフトを有する平行軸歯車機構式変速機であって、カウンタシャフトにはクラッチを介してエンジンの動力が伝達されている。変速機に装着されるＰＴＯの多くは、このカウンタシャフトから動力を取り出すようになっている。エンジンと走行用車輪との間に配置される変速機から作業用動力を取り出すＰＴＯは、一例として特開平１０−１２２３１２号公報に開示されている。   Although the PTO may be attached to the engine to extract the power directly from the engine, the PTO is often attached to a transmission disposed behind the engine because of the ease of mounting the apparatus and the convenience of power extraction. A transmission generally used in specially equipped vehicles is a parallel shaft gear mechanism type transmission having a counter shaft arranged in parallel with an output shaft, and engine power is transmitted to the counter shaft via a clutch. . Most of the PTOs mounted on the transmission take out power from the countershaft. A PTO that extracts working power from a transmission disposed between an engine and traveling wheels is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-121212 as an example.

平行軸歯車機構式変速機のカウンタシャフトから動力を取り出すＰＴＯについて、図４によって説明する。車両のエンジン３の後方にはクラッチ４が接続され、クラッチ４の出力軸は変速機５のインプットシャフト５１と一体的に連結される。インプットシャフト５１の端部には変速機５のアウトプットシャフト５２が回転可能に軸受けされており、アウトプットシャフト５２と平行にカウンタシャフト５３が配置されている。インプットシャフト５１及びカウンタシャフト５２の端部にはそれぞれギヤが固着され、クラッチ４の締結時には、カウンタシャフト５３にこれらのギヤを介してエンジン３からの動力が伝達され、カウンタシャフト５３が回転することとなる。
変速機５のケースにはＰＴＯ６を装着するための開口部が設けられる。ＰＴＯ６に取り付けた動力取り出し用のＰＴＯギヤ６５が開口部から変速機５の内部に挿入され、カウンタシャフト５３に固着されたＰＴＯ駆動用ギヤ５４と噛み合っている。そして、ＰＴＯギヤ６５は噛み合いクラッチ機構を有し、噛み合いクラッチ機構が締結されたときは、ＰＴＯ軸によって外部に動力が取り出される。 A PTO for extracting power from the counter shaft of the parallel shaft gear mechanism type transmission will be described with reference to FIG. A clutch 4 is connected to the rear of the engine 3 of the vehicle, and an output shaft of the clutch 4 is integrally connected to an input shaft 51 of the transmission 5. An output shaft 52 of the transmission 5 is rotatably supported at an end portion of the input shaft 51, and a counter shaft 53 is disposed in parallel with the output shaft 52. Gears are fixed to the end portions of the input shaft 51 and the counter shaft 52, respectively, and when the clutch 4 is engaged, the power from the engine 3 is transmitted to the counter shaft 53 via these gears, and the counter shaft 53 rotates. It becomes.
An opening for mounting the PTO 6 is provided in the case of the transmission 5. A power take-out PTO gear 65 attached to the PTO 6 is inserted into the transmission 5 from the opening and meshed with a PTO drive gear 54 fixed to the counter shaft 53. The PTO gear 65 has a meshing clutch mechanism, and when the meshing clutch mechanism is engaged, power is taken out by the PTO shaft.

カウンタシャフト５３にはＰＴＯ軸駆動用ギヤ５４以外に、車両の変速のための複数のギヤが固着されている。変速機５は常時噛み合い式の変速装置であって、よく知られているように、カウンタシャフト５３の複数のギヤはアウトプットシャフト５２に遊嵌されたギヤにそれぞれ噛み合い、常時これらを駆動する。アウトプットシャフト５２のディスクの外周には変速スリーブが摺動可能にスプライン嵌合されており、変速スリーブは、アウトプットシャフト５２上のギヤと一体に形成されたドグ歯に噛み合うようになっている。例えば、車両が１速のときには、変速スリーブ５５が図面の左方に移動して１速ギヤのドグ歯５６と係合し、エンジンの動力は、インプットシャフト５１、カウンタシャフト５３、１速ギヤ（ドグ歯５６）及び変速スリーブ５５を経由してアウトプットシャフト５２に伝達され、ここから後方の車輪に伝達される。   In addition to the PTO shaft driving gear 54, a plurality of gears for shifting the vehicle are fixed to the counter shaft 53. The transmission 5 is a constantly meshing transmission, and as is well known, a plurality of gears of the countershaft 53 are respectively meshed with gears loosely fitted to the output shaft 52 and always drive them. A shift sleeve is slidably fitted to the outer periphery of the disk of the output shaft 52 so that the shift sleeve meshes with dog teeth formed integrally with a gear on the output shaft 52. For example, when the vehicle is in the first speed, the speed change sleeve 55 moves to the left in the drawing and engages with the dog teeth 56 of the first speed gear, and the engine power is supplied to the input shaft 51, counter shaft 53, first speed gear ( It is transmitted to the output shaft 52 via the dog teeth 56) and the speed change sleeve 55, and from there to the rear wheels.

このような変速機では、車両の変速時、例えば１速から２速に変速する場合は、クラッチ４を遮断してエンジン動力の入力を切断した後、まず変速スリーブ５５を中立位置に戻して１速ギヤのドグ歯５６と変速スリーブ５５との係合を外す。次いで変速スリーブ５７を図面の右方に移動し、これを２速ギヤのドグ歯５８と噛み合わせるようにする。このときに、２速ギヤの回転数とアウトプットシャフト５２の回転数とを一致（同期）させてスムースな噛み合わせを行うため、ドグ歯５８と変速スリーブ５７との間にはシンクロナイザリング５９等からなる周知のシンクロ機構が配設され、回転数が一致した時点で変速スリーブ５７がドグ歯５８との噛み合い位置に移動可能となる。こうして、変速スリーブ５７が２速ギヤのドグ歯５８と係合することにより２速への変速が完了し、その後クラッチ４が接続される。
特開平１０−１２２３１２号公報 In such a transmission, when shifting the vehicle, for example, when shifting from the first speed to the second speed, the clutch 4 is disconnected to cut off the input of engine power, and then the speed change sleeve 55 is first returned to the neutral position. The engagement between the gear teeth 56 of the speed gear and the speed change sleeve 55 is released. Next, the speed change sleeve 57 is moved to the right side of the drawing so as to mesh with the dog teeth 58 of the second speed gear. At this time, since the rotation speed of the second gear and the rotation speed of the output shaft 52 are matched (synchronized) to perform smooth meshing, there is a synchronizer ring 59 between the dog tooth 58 and the transmission sleeve 57. A known synchro mechanism is provided, and the speed change sleeve 57 can be moved to the meshing position with the dog teeth 58 when the rotation speeds coincide. In this way, the shift sleeve 57 is engaged with the dog gear 58 of the second speed gear to complete the shift to the second speed, and then the clutch 4 is connected.
JP-A-10-121212

特装車の作業用機器は車両を停車させて操作するものが多い。しかし、路面に道路標識等の塗装を行うラインマーカー車のように、車両を走行させながら作業を行う特装車もある。ラインマーカー車の作業中には、車両を走行させるとともにＰＴＯから塗装用のポンプを駆動するが、このとき次の理由によって走行中の変速ができないという問題がある。
上記のとおり、車両の変速操作においては、今までの速度段の噛み合いを外して変速スリーブを中立位置に移動した後、シンクロ機構によって目標とする速度段のギヤの回転数をアウトプットシャフトの回転数に同期させる。ところが、全ての速度段のギヤは常時カウンタシャフトのギヤと噛み合っているので、カウンタシャフトがＰＴＯ軸を介してポンプ等の負荷と連結されていると、ギヤの回転数を変えるときカウンタシャフトには慣性モーメント等の負荷トルクが作用し、目標とする速度段のギヤを同期させることが非常に困難である。このため、ＰＴＯ軸から作業用機器を駆動している状態では車両の変速が不可能であって、変速機のカウンタシャフトから動力を取り出すＰＴＯを装備する車両では、作業中は速度段を固定して走行せざるを得ない。 Many specially-equipped work equipment is operated by stopping the vehicle. However, there are specially equipped vehicles that work while the vehicle is running, such as a line marker vehicle that paints road signs on the road surface. During the operation of the line marker vehicle, the vehicle is run and the painting pump is driven from the PTO. At this time, there is a problem in that shifting during running cannot be performed for the following reason.
As described above, in the shifting operation of the vehicle, after disengaging the conventional speed stage and moving the speed change sleeve to the neutral position, the rotation speed of the gear of the target speed stage is determined by the synchro mechanism. Synchronize with. However, since the gears of all speed stages are always meshed with the gear of the countershaft, when the countershaft is connected to a load such as a pump via the PTO shaft, It is very difficult to synchronize the target gear with a load torque such as moment of inertia. For this reason, in a state where the work equipment is driven from the PTO shaft, the vehicle cannot be shifted, and in a vehicle equipped with a PTO that extracts power from the counter shaft of the transmission, the speed stage is fixed during the work. I have to drive.

ＰＴＯを装備する車両において作業中の変速を可能とするには、カウンタシャフトとＰＴＯ軸との間に動力断続クラッチを配置して変速時にそのクラッチを切り離すことが考えられ、特許文献１に記載されたＰＴＯでは、シンクロ機構付きの変速機の入力側にこうしたクラッチを設けている。しかし、動力断続クラッチを切り離したときはＰＴＯ軸には動力の伝達が遮断されるから、ポンプ等の作業用機器の駆動が一時的に停止され、正常な作業に支障をきたすこととなる。また、例えば冷凍機のコンプレッサのような作業用機器をＰＴＯにより駆動している場合には、停止直後の再起動時に大きな負荷トルクが作用することがあり、そのため再起動ができない虞れが生じる。
本発明の課題は、変速機から動力を取り出すＰＴＯを装備する車両において、ＰＴＯ軸にクラッチを配置して作業中の車両の変速を可能とし、かつ、変速中であっても作業用機器の駆動を継続させて、このような問題を解決することにある。 In order to enable shifting during work in a vehicle equipped with a PTO, it is conceivable to dispose the power intermittent clutch between the counter shaft and the PTO shaft and disengage the clutch at the time of shifting. In the PTO, such a clutch is provided on the input side of a transmission with a synchro mechanism. However, since the transmission of power to the PTO shaft is interrupted when the power interrupting clutch is disconnected, the drive of working equipment such as a pump is temporarily stopped, which hinders normal operations. Further, when a working device such as a compressor of a refrigerator is driven by the PTO, a large load torque may act at the time of restart immediately after the stop, and thus there is a possibility that the restart cannot be performed.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a PTO for extracting power from a transmission so that a clutch can be arranged on a PTO shaft so that the vehicle in operation can be shifted, and the work equipment can be driven even during a shift. To solve these problems.

上記の課題に鑑み、本発明は、動力を取り出すＰＴＯ軸に動力断続クラッチを配置して作業用機器の作動中における変速操作を可能とし、さらに、作業用機器には、バッテリにより駆動される電動機をＰＴＯ軸とともに連結して、動力伝達経路の途中にそれぞれ一方向クラッチを設け、動力断続クラッチを切断したときは、電動機により作業用機器を駆動するものである。すなわち、本発明は、
「車両走行用エンジン及び作業用機器を搭載し、前記車両走行用エンジンから動力を取り出して前記作業用機器を駆動する車両における作業用機器の駆動装置であって、
前記車両走行用エンジンには、複数の変速用ギヤを備えたシンクロ機構付き変速機が接続され、
前記作業用機器の駆動装置は、前記シンクロ機構付き変速機の回転軸から動力を取り出す動力取り出し軸と、動力の伝達を断続するため前記シンクロ機構付き変速機の回転軸と前記動力取り出し軸との間に介在される、噛み合いクラッチ機構及び動力断続クラッチとを備え、前記動力断続クラッチが電磁クラッチとして構成されており、さらに、
前記作業用機器は、前記動力取り出し軸に一方向クラッチを介して連結されるとともに、バッテリにより駆動される電動機に一方向クラッチを介して連結されており、
前記噛み合いクラッチ機構を接続した状態では、車両の変速時において、前記動力断続クラッチを切断して、前記作業用機器を前記電動機により駆動する」
ことを特徴とする作業用機器の駆動装置となっている。 In view of the above-described problems, the present invention enables a gear shifting operation during operation of a work device by disposing a power intermittent clutch on a PTO shaft that extracts power, and the work device includes an electric motor driven by a battery. Are connected together with the PTO shaft, and a one-way clutch is provided in the middle of the power transmission path. When the power interrupt clutch is disconnected, the work equipment is driven by the electric motor. That is, the present invention
“A driving device for a working device in a vehicle that is equipped with a vehicle traveling engine and a working device, takes power from the vehicle traveling engine and drives the working device,
A transmission with a synchro mechanism having a plurality of gears for shifting is connected to the vehicle running engine,
The working device drive device includes: a power take-out shaft that extracts power from a rotation shaft of the transmission with the synchro mechanism; and a rotation shaft of the transmission with the synchro mechanism and the power take-out shaft for intermittently transmitting power. An engagement clutch mechanism and a power intermittent clutch interposed therebetween, the power intermittent clutch is configured as an electromagnetic clutch , and
The working device is connected to the power take-off shaft via a one-way clutch, and is connected to an electric motor driven by a battery via a one-way clutch,
In the state where the meshing clutch mechanism is connected, the power intermittent clutch is disconnected and the working device is driven by the electric motor at the time of shifting of the vehicle.
This is a working device drive device characterized by the above.

請求項２に記載のように、前記シンクロ機構付き変速機がカウンタシャフトを有する平行軸歯車機構式変速機であるときは、前記動力取り出し軸が前記カウンタシャフトから動力を取り出すよう構成することができる。また、請求項３に記載のように、前記動力取り出し軸が前記シンクロ機構付き変速機のインプットシャフトから動力を取り出すよう構成してもよい。   According to a second aspect of the present invention, when the transmission with the synchro mechanism is a parallel shaft gear mechanism type transmission having a counter shaft, the power take-out shaft can be configured to take out power from the counter shaft. . According to a third aspect of the present invention, the power take-out shaft may take power from an input shaft of the transmission with the synchro mechanism.

請求項４に記載のように、前記動力取り出し軸と前記作業用機器との間に中間伝動軸を配置して、前記中間伝動軸の両端に前記電動機と発電機とをそれぞれ一方向クラッチを介して連結し、かつ、前記動力取り出し軸を伝動装置により前記発電機に連結するとともに、前記作業用機器を伝動装置により前記中間伝動軸に連結するよう構成することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, an intermediate transmission shaft is disposed between the power take-out shaft and the work device, and the electric motor and the generator are respectively connected to both ends of the intermediate transmission shaft via a one-way clutch. And the power take-out shaft is connected to the generator by a transmission device, and the work equipment is connected to the intermediate transmission shaft by a transmission device.

本発明では、作業用機器を駆動する目的で、シンクロ機構付き変速機の回転軸から動力を取り出すＰＴＯを装備する車両において、動力取り出し軸であるＰＴＯ軸に動力断続クラッチを配置して変速時にはこれを切断する。ＰＴＯ軸が連結される変速機の回転軸は、変速機のシンクロ機構の入力側に置かれた回転軸、つまり、変速機のエンジン動力伝達経路においてシンクロ機構よりも前方側に位置する回転軸であって、請求項２に記載のカウンタシャフトあるいは請求項３に記載のインプットシャフト等がこれに相当する。このような回転軸では、変速中にシンクロ機構により同期を行うときに回転数変化が生じるが、本発明においては、回転軸に作用する作業用機器の負荷が動力断続クラッチによって遮断されているので回転数変化がスムースに行われ、作業用機器が作動中であっても車両の変速が可能となる。   In the present invention, in a vehicle equipped with a PTO that extracts power from the rotating shaft of a transmission with a synchro mechanism for the purpose of driving work equipment, a power intermittent clutch is disposed on the PTO shaft that is a power take-off shaft. Disconnect. The rotation shaft of the transmission to which the PTO shaft is connected is a rotation shaft placed on the input side of the transmission synchronization mechanism, that is, a rotation shaft positioned in front of the synchronization mechanism in the engine power transmission path of the transmission. The counter shaft according to claim 2 or the input shaft according to claim 3 corresponds to this. In such a rotating shaft, a change in the rotational speed occurs when synchronization is performed by the synchro mechanism during a shift. However, in the present invention, the load of the work equipment acting on the rotating shaft is interrupted by the power interrupt clutch. The rotation speed is smoothly changed, and the vehicle can be shifted even when the work equipment is operating.

また、作業用機器には、一方向クラッチを介して、バッテリにより駆動される電動機をＰＴＯ軸とともに連結してある。変速時に動力断続クラッチを切断したときは、ＰＴＯ軸による駆動に代え、作業用機器を電動機により駆動することが可能である。したがって、変速中にも作業機器を継続して駆動し正常な作業を実施できると同時に、作業中であっても車両を適正な速度段に変速して効率的な作業を実施でき、さらに、一時的な停止に伴う弊害の発生を防止できる。
ＰＴＯ軸及び電動機を作業用機器に連結する２つの伝動経路には、それぞれ一方向クラッチが介在されている。そのため、作業用機器はＰＴＯ軸及び電動機の中、高速で回転しているものによって駆動されることとなり、駆動源の切替えが自動的に行われる。変速時においては、動力断続クラッチを遮断して電動機を起動させると、電動機の回転数がＰＴＯ軸の回転数を上回った時点で、作業用機器は電動機で駆動されるようになる。 In addition, an electric motor driven by a battery is connected to the work equipment together with a PTO shaft via a one-way clutch. When the power intermittent clutch is disengaged at the time of shifting, it is possible to drive the working device with an electric motor instead of driving with the PTO shaft. Therefore, it is possible to continue to drive the work equipment even during gear shifting and to perform normal work, and at the same time to shift the vehicle to an appropriate speed stage and perform efficient work even during work. Can prevent the occurrence of harmful effects due to a typical outage.
A one-way clutch is interposed in each of the two transmission paths connecting the PTO shaft and the electric motor to the work equipment. For this reason, the work equipment is driven by the PTO shaft and the motor rotating at high speed, and the drive source is automatically switched. At the time of shifting, when the motor is started by disengaging the power intermittent clutch, the work equipment is driven by the motor when the rotational speed of the motor exceeds the rotational speed of the PTO shaft.

作業用機器は、車両走行用エンジンとは独立に電動機で駆動可能なように構成されているので、車両の変速中に限らず状況に応じて適宜電動機により作業用機器を運転することができる。例えば、車両が低速走行中であって車両走行用エンジンの出力が小さいときには、動力断続クラッチを遮断して電動機により大きな出力で作業用機器を駆動できる。車両走行用エンジンを停止して車両が停車しているときでも、電動機で作業用機器を運転することができ、そのときは外部の商用電源を電動機の駆動に利用するよう商用電源の接続口を設けることも可能である。   Since the working device is configured to be driven by an electric motor independently of the vehicle travel engine, the working device can be appropriately driven by the electric motor depending on the situation, not only during the shifting of the vehicle. For example, when the vehicle is traveling at a low speed and the output of the vehicle traveling engine is small, the power interrupting clutch is disconnected and the working device can be driven with a large output by the electric motor. Even when the vehicle running engine is stopped and the vehicle is stopped, the work equipment can be operated by the electric motor. In this case, the commercial power source connection port is used so that the external commercial power source can be used for driving the electric motor. It is also possible to provide it.

請求項４の発明のように、動力取り出し軸（ＰＴＯ軸）と作業用機器との間に中間伝動軸を配置し、中間伝動軸の一端に前記電動機を一方向クラッチを介して連結し、かつ、他端には発電機を一方向クラッチを介して連結したときは、車両走行用エンジンによって発電機を駆動して電動機の電源となるバッテリを充電することができ、電動機として容量の大きなものを採用するうえで有利となる。また、ＰＴＯ軸を伝動装置により発電機に連結するとともに、作業用機器を伝動装置により中間伝動軸に連結するよう構成することに伴い、ＰＴＯの全体構成がコンパクトとなり、車両への搭載性が向上する。   As in the invention of claim 4, an intermediate transmission shaft is disposed between the power take-out shaft (PTO shaft) and the work equipment, and the electric motor is connected to one end of the intermediate transmission shaft via a one-way clutch, and When the generator is connected to the other end via a one-way clutch, a battery serving as a power source for the motor can be charged by driving the generator by the vehicle running engine, It is advantageous to adopt. In addition, the PTO shaft is connected to the generator by the transmission device, and the working equipment is connected to the intermediate transmission shaft by the transmission device, so that the overall configuration of the PTO becomes compact and the mounting on the vehicle is improved. To do.

以下、図面によって本発明の作業用機器の駆動装置について説明する。
図１は、本発明に基づく作業用機器の駆動装置を搭載した車両のシャシフレームを概略的に示す図である。車両のシャシフレームは、車両の全長に亘って前後方向に伸びる２本のサイドレール１と、両方のサイドレールを結合する複数のクロスメンバ２とを有し、シャシフレームの前方には、車両走行用エンジン３、クラッチ４及び変速機５からなるパワーユニットが搭載されている。変速機５はシンクロ機構付きの平行軸歯車機構式変速機であってカウンタシャフトを有しており、カウンタシャフトから作業機を駆動する動力を取り出すＰＴＯ６が変速機５の側面に装着されている。これらの構成は、図４に示す従来の動力取り出し装置と基本的に変わりはなく、図１と図４において対応する部品等には同一の符号が付してある。 Hereinafter, a drive device for a working device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a chassis frame of a vehicle equipped with a drive device for work equipment according to the present invention. The vehicle chassis frame has two side rails 1 extending in the front-rear direction over the entire length of the vehicle, and a plurality of cross members 2 that couple both side rails. A power unit including the engine 3, the clutch 4, and the transmission 5 is mounted. The transmission 5 is a parallel shaft gear mechanism type transmission with a synchro mechanism, and has a counter shaft. A PTO 6 for taking out the power for driving the working machine from the counter shaft is mounted on the side surface of the transmission 5. These structures are basically the same as those of the conventional power take-off device shown in FIG. 4, and corresponding parts and the like in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals.

シャシフレームのサイドレール１の側方には、発電機７、電動機８及び作業用機器９が搭載され、これらは図示しないブラケットによってシャシフレームに支持されている。作業用機器９は、例えばラインマーカー車の場合には塗装用のポンプ、冷凍機を備えた冷凍車の場合は冷凍機のコンプレッサ等である。シャシフレームの後端部には、電動機８の電源となる比較的大型のバッテリ１０が搭載され、このバッテリ１０は発電機７によって充電される。この実施例では、発電機７が電動機８と対向状態で軸心を一致させて搭載されているが、場合によっては、発電機７を省略しエンジン補機の発電機からバッテリ１０を充電することもできる。   On the side of the side rail 1 of the chassis frame, a generator 7, an electric motor 8, and a work device 9 are mounted, and these are supported on the chassis frame by a bracket (not shown). The working device 9 is, for example, a paint pump in the case of a line marker vehicle, and a compressor of a refrigerator in the case of a refrigerator vehicle equipped with a refrigerator. A relatively large battery 10 serving as a power source for the electric motor 8 is mounted at the rear end of the chassis frame. The battery 10 is charged by the generator 7. In this embodiment, the generator 7 is mounted in the state of being opposed to the electric motor 8 with the axial center aligned, but in some cases, the generator 7 is omitted and the battery 10 is charged from the generator of the engine auxiliary machine. You can also.

作業用機器９を駆動するため、ＰＴＯ６から車両の後方に向けて伸びるＰＴＯ軸６１が設けられ、その先端にはベルト伝動装置６２が取り付けられる。ベルト伝動装置６２は、発電機７の回転軸に固着された後述する図３のプーリ７３を駆動する。また、作業用機器９と図３の中間伝動軸１２との間にはベルト伝動装置６３が設けられており、ＰＴＯ軸６１は、ベルト伝動装置６２、プーリ７３、中間伝動軸１２及びベルト伝動装置６３を経由して作業用機器９と連結されている。   In order to drive the work equipment 9, a PTO shaft 61 extending from the PTO 6 toward the rear of the vehicle is provided, and a belt transmission device 62 is attached to the tip thereof. The belt transmission device 62 drives a pulley 73 shown in FIG. 3 (described later) fixed to the rotating shaft of the generator 7. Further, a belt transmission device 63 is provided between the work device 9 and the intermediate transmission shaft 12 of FIG. 3, and the PTO shaft 61 includes a belt transmission device 62, a pulley 73, the intermediate transmission shaft 12, and the belt transmission device. It is connected to the work equipment 9 via 63.

本発明のＰＴＯ６の詳細図を図２に示す。ＰＴＯ６は変速機５の側部に固着されるケーシング６４を有し、その中にカウンタシャフトのギヤと噛み合うＰＴＯギヤ６５が収容されている。ＰＴＯギヤ６５は、変速機５の変速用ギヤと同様に（ただし、シンクロ機構は設けられていない。）、一体に形成されたドグ歯６６を有するとともに中心軸６７に遊嵌され、かつ、その側方にはドグ歯６６と中心軸６７との連結を断接するスリーブ６８が配置されている。これらは噛み合いクラッチ機構を構成するもので、作業用機器９を駆動するときには、スリーブ６８を左方に移動させてその内面に形成されたスプラインをドグ歯６６に係合させ、ＰＴＯギヤ６５を中心軸６７に接続する。   A detailed view of the PTO 6 of the present invention is shown in FIG. The PTO 6 has a casing 64 fixed to a side portion of the transmission 5, and a PTO gear 65 that meshes with a countershaft gear is accommodated therein. The PTO gear 65 has dog teeth 66 that are integrally formed and is loosely fitted on the center shaft 67, as well as the gear for shifting of the transmission 5 (however, no sync mechanism is provided), and A sleeve 68 for connecting and disconnecting the dog tooth 66 and the central shaft 67 is disposed on the side. These constitute a meshing clutch mechanism. When the working device 9 is driven, the sleeve 68 is moved to the left to engage the spline formed on the inner surface with the dog teeth 66, and the PTO gear 65 is centered. Connect to shaft 67.

ＰＴＯ６の中心軸６７の出力側には動力断続クラッチ１１が設置されている。動力断続クラッチ１１は、変速時に迅速な切断ができるよう、電流のオンオフによってクラッチを断続する電磁クラッチとなっており、ばね材で中心軸６７に結合されるアーマチャ１１１と、コイルで磁化されるフィールドコア１１２とを有する。フィールドコア１１２はボルトによりロータ１１３に固着され、コイルに通電すると、磁化されたフィールドコア１１２にアーマチャ１１１が吸引されて中心軸６７はロータ１１３と繋がり、動力断続クラッチ１１が接続される。ロータ１１３には、作業用機器９を駆動するＰＴＯ軸６１が結合される。   A power intermittent clutch 11 is installed on the output side of the central shaft 67 of the PTO 6. The power interrupting clutch 11 is an electromagnetic clutch that interrupts the clutch by turning the current on and off so that it can be quickly disconnected at the time of shifting, and an armature 111 coupled to the central shaft 67 by a spring material and a field magnetized by a coil. And a core 112. When the field core 112 is fixed to the rotor 113 with bolts and the coil is energized, the armature 111 is attracted to the magnetized field core 112, the central shaft 67 is connected to the rotor 113, and the power intermittent clutch 11 is connected. A PTO shaft 61 that drives the work device 9 is coupled to the rotor 113.

電動機８と発電機７の近傍の詳細な構造を図３に示す。発電機７及び電動機８は、各々の回転軸７１，８１の軸心を一致させて対向して配置され、その間に中間伝動軸１２が設けられる。中間伝動軸１２は、その両端がベアリングを介して各々の回転軸７１，８１に嵌め込まれて支持されるとともに、中央部付近には、作業用機器９に連結されるベルト伝動装置６３のプーリ１２１が形成されている。また、発電機７の回転軸７１と電動機８の回転軸８１とは、それぞれ一方向クラッチ７２、８２を介して中間伝動軸１２に連結されている。   A detailed structure in the vicinity of the electric motor 8 and the generator 7 is shown in FIG. The generator 7 and the electric motor 8 are arranged to face each other with the axis centers of the rotary shafts 71 and 81 being coincident with each other, and the intermediate transmission shaft 12 is provided therebetween. The intermediate transmission shaft 12 is supported by fitting both ends of the intermediate transmission shaft 12 to the respective rotation shafts 71 and 81 via bearings, and a pulley 121 of a belt transmission device 63 connected to the work device 9 near the center. Is formed. The rotating shaft 71 of the generator 7 and the rotating shaft 81 of the electric motor 8 are coupled to the intermediate transmission shaft 12 via one-way clutches 72 and 82, respectively.

発電機７の回転軸７１にはプーリ７３が固着されており、ＰＴＯ軸６１とベルト伝動装置６２によって連結されている。ＰＴＯ６から動力が取り出されるときは、発電機７の回転軸７１が回転し電動機８は停止しているので、中間伝動軸１２は一方向クラッチ７２を介してＰＴＯ軸６１により駆動され、作業用機器９に動力を伝達する。このときには一方向クラッチ８２が空転し、電動機８は停止状態を保つ。ＰＴＯ６からの動力が遮断され電動機８が回転されるときは、逆の状態となって、作業用機器９は一方向クラッチ８２を介して電動機８により駆動される。このように、一方向クラッチ７２、８２及び中間伝動軸１２は、いわゆる高速優先機構を構成している。   A pulley 73 is fixed to the rotating shaft 71 of the generator 7 and is connected to the PTO shaft 61 by a belt transmission device 62. When power is taken out from the PTO 6, the rotating shaft 71 of the generator 7 is rotated and the motor 8 is stopped. Therefore, the intermediate transmission shaft 12 is driven by the PTO shaft 61 via the one-way clutch 72, and the working equipment Power is transmitted to 9. At this time, the one-way clutch 82 idles, and the electric motor 8 maintains the stopped state. When the power from the PTO 6 is cut off and the electric motor 8 is rotated, the work apparatus 9 is driven by the electric motor 8 via the one-way clutch 82. Thus, the one-way clutches 72 and 82 and the intermediate transmission shaft 12 constitute a so-called high speed priority mechanism.

次いで、本発明による作業用機器の駆動装置の作動及び制御方法等について説明を加える。車両の走行中において作業用機器９を駆動するため走行用エンジン３から動力を取り出す場合には、ＰＴＯ６のスリーブ６８によりＰＴＯギヤ６５を中心軸６７に接続するとともに、動力断続クラッチ１１のコイルに通電してフィールドコア１１２とアーマチャ１１１とを結合し、ＰＴＯ軸６１に連なるロータ１１３を回転させる。動力断続クラッチ１１が接続された状態にあっては、電動機８への通電は遮断され電動機８は停止している。そのため、走行用エンジン３から分岐される動力は、ベルト伝動装置６２から伝動されて発電機８を駆動し、さらに、一方向クラッチ８２、中間伝動軸１２及びベルト伝動装置６３を経て作業用機器９を駆動する。   Next, a description will be given of the operation and control method of the drive device for work equipment according to the present invention. When power is extracted from the traveling engine 3 to drive the work equipment 9 while the vehicle is traveling, the PTO gear 65 is connected to the central shaft 67 by the sleeve 68 of the PTO 6 and the coil of the power intermittent clutch 11 is energized. Then, the field core 112 and the armature 111 are coupled, and the rotor 113 connected to the PTO shaft 61 is rotated. In the state where the power intermittent clutch 11 is connected, the energization to the electric motor 8 is cut off and the electric motor 8 is stopped. Therefore, the power branched from the traveling engine 3 is transmitted from the belt transmission device 62 to drive the generator 8, and further passes through the one-way clutch 82, the intermediate transmission shaft 12 and the belt transmission device 63, and the work equipment 9. Drive.

車両の変速時においては、動力断続クラッチ１１を切断すると同時に電動機８へ通電してこれを起動する。走行用エンジン３の直後に置かれたクラッチ４には、断続状態を検出するクラッチスイッチが設置されており、変速のためにクラッチ４が切断されたことを検出すると、ＰＴＯ軸６１に連結される動力断続クラッチ１１が切断される。その結果、ＰＴＯ軸６１以降の伝動装置及び作業用機器９が変速機５から切り離され、シンクロ機構による変速時の同期作用が円滑に行われることになる。また、このときには電動機８が起動され、その回転数が発電機７の回転数を越えた時点で、作業用機器９は一方向クラッチ７２を介して自動的に電動機８により駆動されることとなる。   At the time of shifting the vehicle, the power intermittent clutch 11 is disconnected, and at the same time, the motor 8 is energized to start it. The clutch 4 placed immediately after the traveling engine 3 is provided with a clutch switch for detecting an on / off state. When it is detected that the clutch 4 is disengaged for shifting, the clutch 4 is connected to the PTO shaft 61. The power intermittent clutch 11 is disconnected. As a result, the transmission device and the work equipment 9 after the PTO shaft 61 are disconnected from the transmission 5, and the synchronization operation at the time of shifting by the synchro mechanism is smoothly performed. At this time, the electric motor 8 is started, and when the rotation speed exceeds the rotation speed of the generator 7, the work equipment 9 is automatically driven by the electric motor 8 via the one-way clutch 72. .

車両の変速が終了し、クラッチスイッチにより再びクラッチ４が接続されたことが検出されると、動力断続クラッチ１１が接続され、かつ、電動機８が停止される。そのため作業用機器９の駆動系統も元の状態に復帰し、作業用機器９は走行用エンジン３から分岐される動力によって駆動される。
動力断続クラッチ１１は、電流のオンオフにより断接される電磁クラッチであるので、迅速な変速操作に対応して応答性良くＰＴＯ軸６１の断接が可能である。 When it is detected by the clutch switch that the clutch 4 is connected again, the power intermittent clutch 11 is connected and the electric motor 8 is stopped. Therefore, the drive system of the work equipment 9 also returns to the original state, and the work equipment 9 is driven by the power branched from the traveling engine 3.
Since the power on / off clutch 11 is an electromagnetic clutch that is connected / disconnected by turning on / off the current, the PTO shaft 61 can be connected / disconnected with high responsiveness in response to a rapid shifting operation .

以上詳述したように、本発明は、変速機から作業用機器の動力を取り出す車両において、ＰＴＯ軸にクラッチを配置して車両の変速を可能とするとともに、一方向クラッチを用いて電動機により作業用機器の駆動を継続させるものである。上記の実施例では、作業用機器の外にＰＴＯ軸により駆動される発電機を設けているが、これを省くことは可能である。また、実施例の作動の説明においては、変速中に電動機で作業用機器を駆動する制御方法について述べているけれども、例えば走行用エンジンを停止した車両の停車中にも作業用機器を電動機で駆動するよう制御装置を構成する等、各種の変更が可能であるのは明らかである。   As described above in detail, the present invention enables a vehicle to be shifted by arranging a clutch on a PTO shaft in a vehicle that takes out the power of a working device from a transmission, and can be operated by an electric motor using a one-way clutch. The device is continuously driven. In the above embodiment, the generator driven by the PTO shaft is provided outside the working equipment, but this can be omitted. In the description of the operation of the embodiment, the control method for driving the working device with the electric motor during the shift is described. However, for example, the working device is driven with the electric motor even when the vehicle with the traveling engine stopped is stopped. Obviously, various modifications are possible, such as configuring the control device to do so.

本発明の作業用機器の駆動装置が搭載された車両の全体図である。1 is an overall view of a vehicle on which a drive device for work equipment according to the present invention is mounted. 本発明のＰＴＯ及び動力断続クラッチの詳細図である。It is detail drawing of PTO of this invention and a power intermittent clutch. 本発明の動力伝動系統を示す図である。It is a figure which shows the power transmission system of this invention. 変速機に装着したＰＴＯの概略図である。It is the schematic of PTO with which the transmission was mounted | worn.

符号の説明Explanation of symbols

３ 車両走行用エンジン
４ クラッチ
５ 変速機
５１ インプットシャフト
５３ カウンタシャフト
６ ＰＴＯ
６１ ＰＴＯ軸
６２，６３ ベルト伝動装置
６５ ＰＴＯギヤ
７ 発電機
８ 電動機
７２、８２ 一方向クラッチ
９ 作業用機器
１１ 動力断続クラッチ
１２ 中間伝動軸 3 Vehicle Driving Engine 4 Clutch 5 Transmission 51 Input Shaft 53 Counter Shaft 6 PTO
61 PTO shaft 62, 63 Belt transmission device 65 PTO gear 7 Generator 8 Electric motor 72, 82 One-way clutch 9 Working equipment 11 Power intermittent clutch 12 Intermediate transmission shaft

Claims (4)

車両走行用エンジン（３）及び作業用機器（９）を搭載し、前記車両走行用エンジン（３）から動力を取り出して前記作業用機器（９）を駆動する車両における作業用機器の駆動装置であって、
前記車両走行用エンジン（３）には、複数の変速用ギヤを備えたシンクロ機構付き変速機（５）が接続され、
前記作業用機器（９）の駆動装置は、前記シンクロ機構付き変速機（５）の回転軸から動力を取り出す動力取り出し軸（６１）と、動力の伝達を断続するため前記シンクロ機構付き変速機（５）の回転軸と前記動力取り出し軸（６１）との間に介在される、噛み合いクラッチ機構（６６、６８）及び動力断続クラッチ（１１）とを備え、前記動力断続クラッチ（１１）が電磁クラッチとして構成されており、さらに、
前記作業用機器（９）は、前記動力取り出し軸（６１）に一方向クラッチ（７２）を介して連結されるとともに、バッテリにより駆動される電動機（８）に一方向クラッチ（８２）を介して連結されており、
前記噛み合いクラッチ機構（６６、６８）を接続した状態では、車両の変速時において、前記動力断続クラッチ（１１）を切断して、前記作業用機器（９）を前記電動機（８）により駆動することを特徴とする作業用機器の駆動装置。 A drive device for a work device in a vehicle, which is equipped with a vehicle travel engine (3) and a work device (9), extracts power from the vehicle travel engine (3) and drives the work device (9). There,
The vehicle running engine (3) is connected to a transmission (5) with a synchronization mechanism having a plurality of gears for shifting,
The working device (9) includes a power take-out shaft (61) for taking out power from a rotating shaft of the transmission (5) with a synchro mechanism, and a transmission (with synchro mechanism to interrupt power transmission). 5) a meshing clutch mechanism (66, 68) and a power interrupting clutch (11) interposed between the rotating shaft and the power take-off shaft (61), wherein the power interrupting clutch (11) is an electromagnetic clutch. And , in addition,
The work device (9) is connected to the power take-off shaft (61) via a one-way clutch (72) and to a battery-driven electric motor (8) via a one-way clutch (82). Are connected,
When the meshing clutch mechanism (66, 68) is connected, the power intermittent clutch (11) is disconnected and the working device (9) is driven by the electric motor (8) at the time of shifting of the vehicle. A drive device for work equipment characterized by the above. 前記シンクロ機構付き変速機（５）は、カウンタシャフトを有する平行軸歯車機構式変速機であって、前記動力取り出し軸（６１）が前記カウンタシャフトから動力を取り出す請求項１に記載の作業用機器の駆動装置。 The working device according to claim 1, wherein the transmission (5) with a synchro mechanism is a parallel shaft gear mechanism type transmission having a counter shaft, and the power take-out shaft (61) takes out power from the counter shaft. Drive device. 前記動力取り出し軸（６１）が前記シンクロ機構付き変速機（５）のインプットシャフトから動力を取り出す請求項１に記載の作業用機器の駆動装置。 The drive device for a working device according to claim 1, wherein the power take-out shaft (61) takes out power from an input shaft of the transmission (5) with the synchronization mechanism. 前記動力取り出し軸（６１）と前記作業用機器（９）との間には中間伝動軸（１２）が配置され、前記中間伝動軸（１２）の両端には前記電動機（８）と発電機（７）とがそれぞれ一方向クラッチ（８２、７２）を介して連結されており、かつ、
前記動力取り出し軸（６１）が伝動装置により前記発電機（７）に連結されるとともに、前記作業用機器（９）が伝動装置により前記中間伝動軸（１２）に連結される請求項１に記載の作業用機器の駆動装置。 An intermediate transmission shaft (12) is disposed between the power take-out shaft (61) and the work device (9), and the electric motor (8) and the generator ( 7) are respectively connected via one-way clutches (82, 72), and
Wherein with the power takeoff shaft (61) is connected to the generator (7) by gearing, according to claim 1, wherein the work equipment (9) is connected to said intermediate transmission shaft (12) by transmission Drive device for work equipment.
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