JP4233369B2 - 動力取出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力取出装置、特に、エンジンからの動力をトランスミッションに伝達するメインドライブシャフトに連結されエンジンの動力の一部を取り出すことが可能な動力取出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集塵車や農業機械等の特装車においては、走行用とは別に作業用動力が必要となるため、トランスミッションにおいてエンジンからの動力を走行用と作業用とに分配する必要が生じる。この際、エンジンからの動力を作業用として取り出す装置は、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）装置と呼ばれている。ＰＴＯ装置は、一般に、ドグクラッチや油圧クラッチ等によって構成されており、オイルポンプ等の作業用の付属装置を駆動する。
【０００３】
油圧クラッチ式のＰＴＯ装置は、主に、エンジンからの動力の一部が入力される入力部材としてのＰＴＯギアと、ＰＴＯギアを回転自在に支持するクラッチシャフトと、ＰＴＯギアとクラッチシャフトとの間に設けられたクラッチ機構としての多板クラッチとから構成されている。クラッチシャフトは、ケーシングに軸受を介して支持されている。また、クラッチシャフトは、出力シャフトとして機能しており、付属装置に連結されている。多板クラッチは、外部の油圧回路から供給される作動油の油圧により作動するピストンと、ピストンによって押圧される複数のクラッチプレートとを有している。
【０００４】
エンジン側からの動力を取り出して付属装置を駆動する場合には、外部の油圧回路からクラッチシャフト内の油路を介して作動油を多板クラッチに供給し、ピストンを作動させてクラッチプレートを押圧する。これにより、多板クラッチが接続状態となり、例えば、エンジン側からの動力がＰＴＯギア及び多板クラッチを介してクラッチシャフトに伝達され、付属装置が駆動される。また、動力の取り出しを停止する場合には、多板クラッチへの油の供給を停止する。これにより、ピストンは、クラッチプレートを押圧しなくなり、多板クラッチが切断状態となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第２５５４０９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＰＴＯ装置においては、多板クラッチを使用しているため、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、クラッチプレート間のドラグトルクが大きくなる傾向にある。このため、クラッチを切断した状態においても、ＰＴＯギアからのトルクが伝達されて、出力シャフトとしてのクラッチシャフトが回転して付属装置が駆動されてしまう不都合（クラッチシャフトの連れ回り）が生じる。
【０００７】
これを解決するために、クラッチプレートの摩擦面の面積を小さくしたり、摩擦材の食い付き性を調節してクラッチの切れを向上させる等の対応をしているが、これにより、クラッチプレートの摩擦材のサイズや材料が限定される等の設計上の制約が生じている。
【０００８】
本発明の課題は、油圧クラッチ式の動力取出装置において、設計上の制約を極力少なくしつつ、クラッチシャフトの連れ回りを防ぐことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の動力取出装置は、エンジンからの動力をトランスミッションに伝達するメインドライブシャフトに連結され、エンジンの動力の一部を取り出すことが可能な動力取出装置であって、ケーシングと、第１及び第２軸受と、クラッチシャフトと、平歯車と、クラッチ機構と、弾性部材とを備えている。第１及び第２軸受は、対向して配置されるとともにケーシングに支持され、少なくとも一方がテーパころ軸受からなる。クラッチシャフトは、第１及び第２軸受を介してケーシングに回転自在に支持されている。平歯車は、クラッチシャフトに相対回転可能に設けられ、メインドライブシャフトからの動力が入力される。クラッチ機構は、油圧により作動するピストンとピストンによって押圧される複数のクラッチプレートとを有し、平歯車とクラッチシャフトとの間で動力の断接を行う。弾性部材は、テーパころ軸受とケーシングとの間に配置され、テーパころ軸受をクラッチシャフト軸方向に付勢して、クラッチシャフトに回転抵抗を付与する。
【００１０】
この動力取出装置では、第１及び第２軸受の少なくとも一方がテーパころ軸受からなり、その軸受とケーシングとの間に、弾性部材が配置されており、弾性部材のクラッチシャフト軸方向の付勢力に応じて、クラッチシャフトに対して回転抵抗を付与することができるようになっている。
【００１１】
これにより、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、クラッチプレート間のドラグトルクが大きくなる場合であっても、弾性部材により付与される回転抵抗によってドラグトルクが相殺されて、クラッチを切断した状態におけるクラッチシャフトの連れ回りを防ぐことができる。
【００１２】
また、この動力取出装置では、メインドライブシャフトからの動力が入力される部材が平歯車であるため、クラッチ連結時において、クラッチシャフトにスラスト力が発生しにくくなっている。これにより、テーパころ軸受からなる第１及び第２軸受とケーシングとの間に配置された弾性部材の軸方向の変位をほぼ一定に保つことができるようになり、クラッチシャフトに対して、ほぼ一定の回転抵抗を付与することができる。
【００１３】
尚、弾性部材は、第１及び第２軸受の少なくとも一方とケーシングとの間に配置されていればよいため、第１軸受又は第２軸受のいずれか一方のみに配置された構成であってもよいし、第１軸受及び第２軸受の両方に配置された構成であってもよい。
【００１４】
請求項２に記載の動力取出装置は、請求項１において、弾性部材は、コーンスプリングである。
【００１５】
この動力取出装置では、弾性部材としてコーンスプリングを使用しているため、第１及び第２軸受とケーシングとの間の軸方向寸法を過度に大きくしてしまうことがない。
【００１６】
請求項３に記載の動力取出装置は、請求項１又は２において、クラッチシャフトに設けられたアイドラ歯車と、アイドラ歯車に噛み合う出力歯車を有する出力シャフトとをさらに備えている。
【００１７】
この動力取出装置では、メインドライブシャフトからの動力をクラッチシャフトを介して出力シャフトに伝達することができるようになっている。このため、メインドライブシャフトからの動力を減速して出力シャフトに伝達する場合、メインドライブシャフトから平歯車にトルクが入力される際の減速比を小さく設定し、かつ、クラッチシャフトのアイドラ歯車と出力シャフトの出力歯車との減速比を大きく設定することによって、クラッチ接続時においては所定の減速比を得つつ、クラッチ切断時にはクラッチプレート間のドラグトルクを小さくすることが可能となる。
【００１８】
これにより、弾性部材からテーパころ軸受からなる第１及び第２軸受の少なくとも一方に対して付与する付勢力を小さくすることができるため、種々の仕様の動力取出装置に対しても、テーパころ軸受と弾性部材とを用いたクラッチシャフトの連れ回りを防止する機能を採用することできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる動力取出装置としてのＰＴＯ装置について、図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
（１）ＰＴＯ装置の構成
図１は、本発明にかかる第１実施形態の動力取出装置としてのＰＴＯ装置１１を備えた動力伝達装置１を軸方向トランスミッション側から見た図である。図２は、ＰＴＯ装置１１のＡ−Ｏ−Ｐ−Ｂ断面図である。
【００２１】
動力伝達装置１は、例えば、集塵車や農業機械等の特装車に使用されるものであり、トルクコンバータ（図示せず）やトランスミッション（図示せず）とともに、ＰＴＯ装置１１を備えている。ＰＴＯ装置１１は、本実施形態において、動力伝達装置１の側方に張り出すように配置されており、動力伝達装置１の側部の開口部１ａにボルト等によって固定されている。ここで、動力伝達装置１の軸中心をＱとする。
【００２２】
ＰＴＯ装置１１は、油圧クラッチ式のクラッチ装置であり、ケーシング１２を有している。ケーシング１２内には、ＰＴＯシャフト１３（クラッチシャフト）が配置されている。ＰＴＯシャフト１３の一端は、ケーシング１２の外部に突出しており、この軸端に出力フランジ１４が固定されている。出力フランジ１４には、オイルポンプ等の付属装置の入力シャフトが連結可能である。すなわち、本実施形態において、ＰＴＯシャフト１３は、出力シャフトとして機能している。ここで、ＰＴＯシャフト１３の中心軸線をＯ−Ｏとする。
【００２３】
ＰＴＯシャフト１３の軸方向中心部には、油を圧送するための作動用油路１３ａが形成されている。作動用油路１３ａは、後述のピストン２２を作動させるための作動油室２３に連通されている。
【００２４】
ケーシング１２内の軸方向両端部には、テーパころ軸受からなる第１軸受１５及び第２軸受１６が対向するように配置されている。各軸受１５、１６の外輪は、ケーシング１２に嵌合している。そして、第２軸受１６は、ケーシング１２に対してすきま嵌めによって嵌合しており、ＰＴＯシャフト１３の軸方向にスライド可能になっている。ＰＴＯシャフト１３は、これらの軸受１５、１６を介して、ケーシング１２に回転自在に支持されている。また、第２軸受１６の外輪とケーシング１２との間には、コーンスプリング５１（弾性部材）が配置されている。
【００２５】
コーンスプリング５１は、図３に示すように、第２軸受１６の外輪を軸線Ｏ−Ｏ方向に付勢することができるように配置されている。そして、第２軸受１６は、コーンスプリング５１の軸方向の付勢力によって、ＰＴＯシャフト１３に対して、その外周側から軸中心に向かう力を付与することができるようになっている。つまり、ＰＴＯシャフト１３に対して、コーンスプリング５１の軸方向の付勢力に応じた回転抵抗を付与できるようになっている。
【００２６】
さらに、ＰＴＯシャフト１３の第１軸受１５と第２軸受１６との中間付近の位置には、第３軸受１７が配置されている。第１軸受１５の内輪と第３軸受１７の内輪の軸方向間には、スペーサ１８が配置されている。両軸受１５、１７の内輪は、スペーサ１８を介して接触している。
【００２７】
ケーシング１２内には、ＰＴＯギア１９が配置されている。ＰＴＯギア１９は、第３軸受１７を介して、ＰＴＯシャフト１３に回転自在に支持されており、エンジン側の動力が入力されるアイドラシャフト２５（後述）とともに回転するアイドラギア２７（後述）と噛み合っている。ここで、ＰＴＯギア１９及びアイドラギア２７は、本実施形態において、平歯車からなる。また、ＰＴＯギア１９は、ギア部１９ａと円筒状のスプライン部１９ｂとを有している。スプライン部１９ｂは、第２軸受１６側に延びており、ＰＴＯシャフト１３の外周面を所定の範囲で覆っている。スプライン部１９ｂの外周部には、スプラインが形成されており、このスプラインに複数の摩擦材が貼り付けられたドライブプレート２８（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。
【００２８】
一方、ＰＴＯシャフト１３において、第２軸受１６によって支持された部分と近接した部分には、クラッチケース２０が配置されている。クラッチケース２０は、ＰＴＯシャフト１３の外周部に一体的に固定されたボス部２０ａと、ボス部２０ａの外周部から第１軸受１５側に延びる円筒状のスプライン部２０ｂとを有している。スプライン部２０ｂには、複数のドリブンプレート２９（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。ドライブプレート２８とドリブンプレート２９とは交互に配置されており、多板クラッチ２１を構成している。
【００２９】
クラッチケース２０内には、ピストン２２が配置されている。ピストン２２は、ＰＴＯシャフト１３上を軸方向に移動可能に設けられている。また、ピストン２２とクラッチケース２０のボス部２０ａとの間には、外部の油圧回路（図示せず）から作動用油路１３ａを通って作動油が導入される作動油室２３が形成されている。ピストン２２と第３軸受１７との間において、ＰＴＯシャフト１３の外周側には、ピストン２２を離反位置に押し戻すためのリターンスプリング２４が装着されている。このリターンスプリング２４の一端は第３軸受１７の内輪に当接し、他端はピストン２２に当接している。このように、ケーシング１２内には、クラッチケース２０と多板クラッチ２１とピストン２２とリターンスプリング２４とからなるクラッチ機構が設けられている。
【００３０】
さらに、ケーシング１２内において、ＰＴＯシャフト１３の上方の位置には、アイドラシャフト２５が配置されている。アイドラシャフト２５の両端は、ケーシング１２に回転不能に固定されている。ここで、アイドラシャフト２５の中心軸線をＰ−Ｐとする。
【００３１】
アイドラシャフト２５の軸方向中心部には、作動油を供給するための潤滑用油路２５ａが形成されている。潤滑用油路２５ａは、外部の油圧回路（図示せず）から供給された作動油をアイドラシャフト２５の外周面に供給できるようになっている。
【００３２】
また、アイドラシャフト２５の軸周りには、ニードル軸受からなる第４軸受２６が装着されている。そして、ケーシング１２内には、アイドラギア２７が配置されている。アイドラギア２７は、第４軸受２６を介して、アイドラシャフト２５に回転自在に支持されている。アイドラギア２７は、動力伝達装置１内のトランスミッションのメインドライブシャフトに設けられたギアから動力が入力される第１ギア部２７ａと、第１ギア部２７ａの図２中右側に一体に設けられた第２ギア部２７ｂとを有している。第２ギア部２７ｂは、ＰＴＯギア１９のギア部１９ａと噛み合っており、多板クラッチ２１の接続時には、メインドライブシャフトを介して入力されるエンジンからの動力をＰＴＯシャフト１３に伝達することが可能である。
【００３３】
（２）ＰＴＯ装置の動作
次に、図２を用いて、本実施形態のＰＴＯ装置１１の動作について説明する。
【００３４】
ＰＴＯ装置１１を作動させない場合は、アイドラギア２７が動力伝達装置１のメインドライブシャフト側のギア（図示せず）によって回転駆動されている。一方、多板クラッチ２１は、リターンスプリング２４の付勢力によりピストン２２が第２軸受１６側に移動して切断状態になっている。具体的には、多板クラッチ２１のドライブプレート２８はアイドラギア２７からのトルクがＰＴＯギア１９に伝達されることにより一体回転しているが、ＰＴＯシャフト１３側のドリブンプレート２９がピストン２２によってドライブプレート２８に押し付けられておらず、互いが摩擦係合していない状態になっている。これにより、アイドラギア２７からのトルクは、ＰＴＯギア１９から出力シャフトとしてのＰＴＯシャフト１３に伝達されず、出力フランジ１４に連結された付属装置（図示せず）が駆動されないようになっている。
【００３５】
ところで、エンジン起動直後等のように、ケーシング１２内の作動油の温度が低く作動油の粘性が高い場合には、ドライブプレート２８とドリブンプレート２９との間のドラグトルクが大きくなるため、ドリブンプレート２９がピストン２２によってドライブプレート２８に押し付けられていないにもかかわらず、ドライブプレート２８の回転がドリブンプレート２９に伝達されて、ＰＴＯシャフト１３が連れ回りしやすい状態となる。
【００３６】
しかし、本実施形態のＰＴＯ装置１１では、テーパころ軸受からなる第２軸受１６の外輪とケーシング１２との間にコーンスプリング５１が配置されており、コーンスプリング５１の付勢力によって、ＰＴＯシャフト１３に対して回転抵抗を付与している。このように、ＰＴＯ装置１１では、コーンスプリング５１の付勢力によりＰＴＯシャフト１３に付与される回転抵抗によりドライブプレート２８とドリブンプレート２９との間に生じるドラグトルクが相殺されて、多板クラッチ２１を切断した状態におけるＰＴＯシャフト１３の連れ回りを防いでいる。
【００３７】
ＰＴＯ装置１１を作動させて動力を取り出す場合は、外部の油圧回路（図示せず）からＰＴＯシャフト１３の作動用油路１３ａに作動油を供給する。すると、作動油室２３に作動油が供給されて、ピストン２２がリターンスプリング２４を第１軸受１５側に押圧して、多板クラッチ２１を摩擦係合させる。これにより、アイドラギア２７からのトルクは、ＰＴＯシャフト１３に伝達されて、出力フランジ１４に連結された付属装置（図示せず）を駆動する。
【００３８】
ここで、ＰＴＯギア１９及びアイドラギア２７は、平歯車からなるため、ＰＴＯシャフト１３にスラスト力が発生しにくくなっている。これにより、コーンスプリング５１の軸方向の変位をほぼ一定に保つことができるようになり、ＰＴＯシャフト１３に対して、ほぼ一定の回転抵抗を付与することができる。
【００３９】
（３）ＰＴＯ装置の特徴
本実施形態のＰＴＯ装置１１には、以下のような特徴がある。
【００４０】
(i)本実施形態のＰＴＯ装置１１では、テーパころ軸受からなる第２軸受１６とケーシング１２との間に、弾性部材としてのコーンスプリング５１が配置されており、コーンスプリング５１の付勢力によって、ＰＴＯシャフト１３に対して回転抵抗を付与することができるようになっている。
【００４１】
これにより、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、多板クラッチ２１におけるドラグトルクが大きくなる場合であっても、コーンスプリング５１により付与される回転抵抗によってドラグトルクが相殺されて、クラッチを切断した状態におけるＰＴＯシャフト１３の連れ回りを防ぐことができる。
【００４２】
しかも、コーンスプリング５１の付勢力は、ＰＴＯ装置１１の仕様によって異なるドラグトルクの大きさに容易に対応させることができるため、例えば、多板クラッチ２１のドライブプレート２８及びドリブンプレート２９の摩擦材のサイズや材料が限定される等の設計上の制約を少なくすることができる。
【００４３】
また、弾性部材としてコーンスプリング５１を採用しているため、第２軸受１６とケーシング１２との間の軸方向寸法を過度に大きくしてしまうこともなく、コンパクトに組み込むことができる。
【００４４】
(ii)本実施形態のＰＴＯ装置１１では、メインドライブシャフトからの動力が入力されるＰＴＯギア１９が平歯車であるため、クラッチ連結時において、ＰＴＯシャフト１３にスラスト力が発生しにくくなっている。これにより、コーンスプリング５１の軸方向の変位をほぼ一定に保つことができるようになり、ＰＴＯシャフト１３に対して、ほぼ一定の回転抵抗を付与することができる。
【００４５】
（４）変形例
上記のＰＴＯ装置１１では、第２軸受１６のみに対応するように、コーンスプリング５１を配置して、ＰＴＯシャフト１３に回転抵抗を付与できるようにしているが、図４に示すように、第１軸受１５に対応するようにコーンスプリング５２を配置してもよい。この場合、第２軸受１６に対応するコーンスプリング５１を省略してもよいし、第１及び第２軸受１５、１６の両方にコーンスプリング５１、５２を配置してもよい。
【００４６】
この場合においても、第２軸受１６のみに対応するように、コーンスプリング５１を配置した場合と同様な効果が得られる。
【００４７】
［第２実施形態］
第１実施形態のＰＴＯ装置１１では、ＰＴＯシャフト１３が付属装置の入力シャフトを駆動する出力シャフトとしての機能も有しているが、図５に示す本実施形態のＰＴＯ装置１１１のように、ＰＴＯシャフトと出力シャフトとを別体にした構成であってもよい。図５は、本実施形態の動力取出装置としてのＰＴＯ装置１１１の図２に相当する断面図である。以下、本実施形態のＰＴＯ装置１１１について、第１実施形態のＰＴＯ装置１１と異なる点を中心に説明する。
【００４８】
ＰＴＯ装置１１１は、第１実施形態のＰＴＯ装置１１と同様に、動力伝達装置の側方に張り出すように配置されており、メインドライブシャフト（図示せず）からエンジンからの動力の一部が入力されるようになっている。
【００４９】
ＰＴＯ装置１１１のケーシング１１２内には、ＰＴＯシャフト１１３（クラッチシャフト）が配置されている。尚、ＰＴＯシャフト１１３は、第１実施形態のＰＴＯシャフト１３と異なり、出力シャフトの機能を有していない。ここで、ＰＴＯシャフト１１３の中心軸線をＯ’−Ｏ’とする。
【００５０】
ＰＴＯシャフト１１３の軸方向中心部には、作動油を圧送するための作動用油路１１３ａが形成されている。作動用油路１１３ａは、後述のピストン１２２を作動させるための作動油室１２３に連通されている。
【００５１】
ケーシング１１２内の軸方向両端部には、第１実施形態と同様に、テーパころ軸受からなる第１軸受１１５及び第２軸受１１６が対向するように配置されている。各軸受１１５、１１６の外輪は、ケーシング１１２に嵌合している。そして、第２軸受１１６は、ケーシング１１２に対してすきま嵌めによって嵌合しており、軸方向にスライド可能になっている。さらに、第２軸受１１６の外輪とケーシング１１２との間には、第１実施形態のコーンスプリング５１と同様に、コーンスプリング１５１（弾性部材）が配置されている。コーンスプリング１５１は、第２軸受１１６の外輪を軸線Ｏ−Ｏ方向に付勢することができるように配置されている。ＰＴＯシャフト１１３の第１軸受１１５と第２軸受１１６との中間付近の位置には、第３軸受１１７（本実施形態では、２個）が配置されている。第１軸受１１５の内輪と第３軸受１１７の内輪の軸方向間には、アイドラギア１１３ｂが設けられており、出力シャフト１３１（後述）の出力ギア１３２に噛み合うようになっている。
【００５２】
ケーシング１１２内には、ＰＴＯギア１１９が配置されている。ＰＴＯギア１１９は、第３軸受１１７を介して、ＰＴＯシャフト１１３に回転自在に支持されており、エンジン側の動力が入力されるアイドラシャフト１２５（後述）とともに回転するアイドラギア１２７（後述）と噛み合っている。また、ＰＴＯギア１１９は、ギア部１１９ａと円筒状のスプライン部１１９ｂとを有している。スプライン部１１９ｂは、第２軸受１１６側に延びており、ＰＴＯシャフト１１３の外周面を所定の範囲で覆っている。スプライン部１１９ｂの外周部には、スプラインが形成されており、このスプラインに複数の摩擦材が貼り付けられたドライブプレート１２８（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。
【００５３】
一方、ＰＴＯシャフト１１３において、第２軸受１１６によって支持された部分と近接した部分には、クラッチケース１２０が配置されている。クラッチケース１２０は、ＰＴＯシャフト１１３の外周部にスプライン嵌合されたボス部１２０ａと、ボス部１２０ａの外周部から第１軸受１１５側に延びる円筒状のスプライン部１２０ｂとを有している。スプライン部１２０ｂには、複数のドリブンプレート１２９（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。ドライブプレート１２８とドリブンプレート１２９とは交互に配置されており、多板クラッチ１２１を構成している。
【００５４】
クラッチケース１２０内には、ピストン１２２が配置されている。ピストン１２２は、ＰＴＯシャフト１１３上を軸方向に移動可能に設けられている。また、ピストン１２２とクラッチケース１２０のボス部１２０ａとの間には、外部の油圧回路（図示せず）から作動用油路１１３ａを通って作動油が導入される作動油室１２３が形成されている。ピストン１２２と第３軸受１１７との間において、クラッチケース１２０のボス部１２０ａの外周側には、ピストン１２２を離反位置に押し戻すためのリターンスプリング１２４が装着されている。このリターンスプリング１２４の一端はボス部１２０ａを介して第３軸受１１７の内輪に当接し、他端はピストン１２２に当接している。このように、ケーシング１１２内には、クラッチケース１２０と多板クラッチ１２１とピストン１２２とリターンスプリング１２４とからなるクラッチ機構が設けられている。
【００５５】
また、ＰＴＯシャフト１１３の図５中下側には、出力シャフト１３１が配置さている。出力シャフト１３１は、ケーシング１１２に軸受１３３、１３４を介して回転自在に支持されている。出力シャフト１３１の一端は、ケーシング１１２の外部に突出しており、この軸端にオイルポンプ等の付属装置の入力シャフトが連結可能になっている。ここで、出力シャフト１３１の中心軸線をＲ’−Ｒ’とする。
【００５６】
さらに、ケーシング１１２内において、ＰＴＯシャフト１１３の図５中上側の位置には、アイドラシャフト１２５が配置されている。アイドラシャフト１２５の両端は、ケーシング１１２に回転不能に固定されている。ここで、アイドラシャフト１２５の中心軸線をＰ’−Ｐ’とする。アイドラシャフト１２５の軸周りには、第４軸受１２６が装着されている。そして、ケーシング１１２内には、アイドラギア１２７が配置されている。アイドラギア１２７は、第４軸受１２６を介して、アイドラシャフト１２５に回転自在に支持されている。アイドラギア１２７は、動力伝達装置１内のトランスミッションのメインドライブシャフトに設けられたギアから動力が入力される第１ギア部１２７ａと、第１ギア部１２７ａの図５中右側に一体に設けられた第２ギア部１２７ｂとを有している。第２ギア部１２７ｂは、ＰＴＯギア１１９のギア部１１９ａと噛み合っており、多板クラッチ１２１の接続時には、メインドライブシャフトから入力されるエンジンからの動力をＰＴＯシャフト１３に伝達することが可能である。尚、ＰＴＯギア１１９、アイドラギア１２７、アイドラギア１１３ｂ及び出力ギア１３２は、本実施形態において、全て平歯車からなる。
【００５７】
本実施形態のＰＴＯ装置１１１は、ＰＴＯシャフト１１３が出力シャフトとしての機能を有しておらず、ギア１１３ｂ、１３２を介して連結された出力シャフト１３１から付属装置に動力を伝達するように構成されている。このため、メインドライブシャフトからの動力を減速して出力シャフト１３１に伝達する場合、アイドラシャフト１２５の第２ギア部１２７ｂとＰＴＯシャフト１１３のＰＴＯギア１１９とのギア比を小さく設定し、かつ、ＰＴＯシャフト１１３のアイドラギア１１３ｂと出力シャフト１３１の出力ギア１３２とのギア比を大きく設定することによって、クラッチ接続時においては所定の減速比を得つつ、クラッチ切断時には多板クラッチ１２１において生じるドラグトルクを小さくすることが可能となる。
【００５８】
これにより、コーンスプリングからテーパころ軸受に対して付与する付勢力を小さくすることができるため、種々の仕様のＰＴＯ装置に対して、テーパころ軸受とコーンスプリングとを用いたＰＴＯシャフトの連れ回りを防止する機能を採用することができる。
【００５９】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００６０】
（１）第１実施形態では、第１及び第２軸受の両方をテーパころ軸受とし、かつ、第１及び第２軸受のいずれか一方又は両方に対応してコーンスプリングを配置しているが、これに限定されない。例えば、第１及び第２軸受の一方のみをテーパころ軸受とし、かつ、テーパころ軸受を採用した方の軸受に対応してコーンスプリングを配置する構成であってもよい。
【００６１】
（２）第２実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に、第１軸受に対応するようにコーンスプリングを配置したり、第１及び第２軸受の両方に対応してコーンスプリングを配置する構成であってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、動力取出装置において、第１及び第２軸受の少なくとも一方がテーパころ軸受からなり、その軸受とケーシングとの間に、弾性部材が配置されており、弾性部材のクラッチシャフト軸方向の付勢力に応じて、クラッチシャフトに対して回転抵抗を付与することができるようになっているため、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、クラッチプレート間のドラグトルクが大きくなる場合であっても、弾性部材により付与される回転抵抗によってドラグトルクが相殺されて、クラッチを切断した状態におけるクラッチシャフトの連れ回りを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる第１実施形態の動力取出装置としてのＰＴＯ装置を備えた動力伝達装置を軸方向トランスミッション側から見た図。
【図２】 第１実施形態のＰＴＯ装置のＡ−Ｏ−Ｐ−Ｂ断面図。
【図３】 ＰＴＯ装置の第２軸受付近を示す拡大図。
【図４】 第１実施形態のＰＴＯ装置の変形例であって、ＰＴＯ装置の第１軸受付近を示す拡大図。
【図５】 第２実施形態のＰＴＯ装置を示す図であって、図２に相当する図。
【符号の説明】
１１、１１１ ＰＴＯ装置（動力取出装置）
１２、１１２ ケーシング
１３、１１３ ＰＴＯシャフト（クラッチシャフト）
１１３ａ アイドラギア（アイドラ歯車）
１５、１１５ 第１軸受
１６、１１６ 第２軸受
１９、１１９ ＰＴＯギア
２２、１２２ ピストン
２８、１２８ ドライブプレート（クラッチプレート）
２９、１２９ ドリブンプレート（クラッチプレート）
１３１ 出力シャフト
１３２ 出力ギア（出力歯車）
５１、５２、１５１ コーンスプリング（弾性部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力取出装置、特に、エンジンからの動力をトランスミッションに伝達するメインドライブシャフトに連結されエンジンの動力の一部を取り出すことが可能な動力取出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集塵車や農業機械等の特装車においては、走行用とは別に作業用動力が必要となるため、トランスミッションにおいてエンジンからの動力を走行用と作業用とに分配する必要が生じる。この際、エンジンからの動力を作業用として取り出す装置は、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）装置と呼ばれている。ＰＴＯ装置は、一般に、ドグクラッチや油圧クラッチ等によって構成されており、オイルポンプ等の作業用の付属装置を駆動する。
【０００３】
油圧クラッチ式のＰＴＯ装置は、主に、エンジンからの動力の一部が入力される入力部材としてのＰＴＯギアと、ＰＴＯギアを回転自在に支持するクラッチシャフトと、ＰＴＯギアとクラッチシャフトとの間に設けられたクラッチ機構としての多板クラッチとから構成されている。クラッチシャフトは、ケーシングに軸受を介して支持されている。また、クラッチシャフトは、出力シャフトとして機能しており、付属装置に連結されている。多板クラッチは、外部の油圧回路から供給される作動油の油圧により作動するピストンと、ピストンによって押圧される複数のクラッチプレートとを有している。
【０００４】
エンジン側からの動力を取り出して付属装置を駆動する場合には、外部の油圧回路からクラッチシャフト内の油路を介して作動油を多板クラッチに供給し、ピストンを作動させてクラッチプレートを押圧する。これにより、多板クラッチが接続状態となり、例えば、エンジン側からの動力がＰＴＯギア及び多板クラッチを介してクラッチシャフトに伝達され、付属装置が駆動される。また、動力の取り出しを停止する場合には、多板クラッチへの油の供給を停止する。これにより、ピストンは、クラッチプレートを押圧しなくなり、多板クラッチが切断状態となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第２５５４０９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＰＴＯ装置においては、多板クラッチを使用しているため、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、クラッチプレート間のドラグトルクが大きくなる傾向にある。このため、クラッチを切断した状態においても、ＰＴＯギアからのトルクが伝達されて、出力シャフトとしてのクラッチシャフトが回転して付属装置が駆動されてしまう不都合（クラッチシャフトの連れ回り）が生じる。
【０００７】
これを解決するために、クラッチプレートの摩擦面の面積を小さくしたり、摩擦材の食い付き性を調節してクラッチの切れを向上させる等の対応をしているが、これにより、クラッチプレートの摩擦材のサイズや材料が限定される等の設計上の制約が生じている。
【０００８】
本発明の課題は、油圧クラッチ式の動力取出装置において、設計上の制約を極力少なくしつつ、クラッチシャフトの連れ回りを防ぐことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の動力取出装置は、エンジンからの動力をトランスミッションに伝達するメインドライブシャフトに連結され、エンジンの動力の一部を取り出すことが可能な動力取出装置であって、ケーシングと、第１及び第２軸受と、クラッチシャフトと、平歯車と、クラッチ機構と、弾性部材とを備えている。第１及び第２軸受は、対向して配置されるとともにケーシングに支持され、少なくとも一方がテーパころ軸受からなる。クラッチシャフトは、第１及び第２軸受を介してケーシングに回転自在に支持されている。平歯車は、クラッチシャフトに相対回転可能に設けられ、メインドライブシャフトからの動力が入力される。クラッチ機構は、油圧により作動するピストンとピストンによって押圧される複数のクラッチプレートとを有し、平歯車とクラッチシャフトとの間で動力の断接を行う。弾性部材は、テーパころ軸受とケーシングとの間に配置され、テーパころ軸受をクラッチシャフト軸方向に付勢して、クラッチシャフトに回転抵抗を付与する。
【００１０】
この動力取出装置では、第１及び第２軸受の少なくとも一方がテーパころ軸受からなり、その軸受とケーシングとの間に、弾性部材が配置されており、弾性部材のクラッチシャフト軸方向の付勢力に応じて、クラッチシャフトに対して回転抵抗を付与することができるようになっている。
【００１１】
これにより、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、クラッチプレート間のドラグトルクが大きくなる場合であっても、弾性部材により付与される回転抵抗によってドラグトルクが相殺されて、クラッチを切断した状態におけるクラッチシャフトの連れ回りを防ぐことができる。
【００１２】
また、この動力取出装置では、メインドライブシャフトからの動力が入力される部材が平歯車であるため、クラッチ連結時において、クラッチシャフトにスラスト力が発生しにくくなっている。これにより、テーパころ軸受からなる第１及び第２軸受とケーシングとの間に配置された弾性部材の軸方向の変位をほぼ一定に保つことができるようになり、クラッチシャフトに対して、ほぼ一定の回転抵抗を付与することができる。
【００１３】
尚、弾性部材は、第１及び第２軸受の少なくとも一方とケーシングとの間に配置されていればよいため、第１軸受又は第２軸受のいずれか一方のみに配置された構成であってもよいし、第１軸受及び第２軸受の両方に配置された構成であってもよい。
【００１４】
請求項２に記載の動力取出装置は、請求項１において、弾性部材は、コーンスプリングである。
【００１５】
この動力取出装置では、弾性部材としてコーンスプリングを使用しているため、第１及び第２軸受とケーシングとの間の軸方向寸法を過度に大きくしてしまうことがない。
【００１６】
請求項３に記載の動力取出装置は、請求項１又は２において、クラッチシャフトに設けられたアイドラ歯車と、アイドラ歯車に噛み合う出力歯車を有する出力シャフトとをさらに備えている。
【００１７】
この動力取出装置では、メインドライブシャフトからの動力をクラッチシャフトを介して出力シャフトに伝達することができるようになっている。このため、メインドライブシャフトからの動力を減速して出力シャフトに伝達する場合、メインドライブシャフトから平歯車にトルクが入力される際の減速比を小さく設定し、かつ、クラッチシャフトのアイドラ歯車と出力シャフトの出力歯車との減速比を大きく設定することによって、クラッチ接続時においては所定の減速比を得つつ、クラッチ切断時にはクラッチプレート間のドラグトルクを小さくすることが可能となる。
【００１８】
これにより、弾性部材からテーパころ軸受からなる第１及び第２軸受の少なくとも一方に対して付与する付勢力を小さくすることができるため、種々の仕様の動力取出装置に対しても、テーパころ軸受と弾性部材とを用いたクラッチシャフトの連れ回りを防止する機能を採用することできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる動力取出装置としてのＰＴＯ装置について、図面に基づいて説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
（１）ＰＴＯ装置の構成
図１は、本発明にかかる第１実施形態の動力取出装置としてのＰＴＯ装置１１を備えた動力伝達装置１を軸方向トランスミッション側から見た図である。図２は、ＰＴＯ装置１１のＡ−Ｏ−Ｐ−Ｂ断面図である。
【００２１】
動力伝達装置１は、例えば、集塵車や農業機械等の特装車に使用されるものであり、トルクコンバータ（図示せず）やトランスミッション（図示せず）とともに、ＰＴＯ装置１１を備えている。ＰＴＯ装置１１は、本実施形態において、動力伝達装置１の側方に張り出すように配置されており、動力伝達装置１の側部の開口部１ａにボルト等によって固定されている。ここで、動力伝達装置１の軸中心をＱとする。
【００２２】
ＰＴＯ装置１１は、油圧クラッチ式のクラッチ装置であり、ケーシング１２を有している。ケーシング１２内には、ＰＴＯシャフト１３（クラッチシャフト）が配置されている。ＰＴＯシャフト１３の一端は、ケーシング１２の外部に突出しており、この軸端に出力フランジ１４が固定されている。出力フランジ１４には、オイルポンプ等の付属装置の入力シャフトが連結可能である。すなわち、本実施形態において、ＰＴＯシャフト１３は、出力シャフトとして機能している。ここで、ＰＴＯシャフト１３の中心軸線をＯ−Ｏとする。
【００２３】
ＰＴＯシャフト１３の軸方向中心部には、油を圧送するための作動用油路１３ａが形成されている。作動用油路１３ａは、後述のピストン２２を作動させるための作動油室２３に連通されている。
【００２４】
ケーシング１２内の軸方向両端部には、テーパころ軸受からなる第１軸受１５及び第２軸受１６が対向するように配置されている。各軸受１５、１６の外輪は、ケーシング１２に嵌合している。そして、第２軸受１６は、ケーシング１２に対してすきま嵌めによって嵌合しており、ＰＴＯシャフト１３の軸方向にスライド可能になっている。ＰＴＯシャフト１３は、これらの軸受１５、１６を介して、ケーシング１２に回転自在に支持されている。また、第２軸受１６の外輪とケーシング１２との間には、コーンスプリング５１（弾性部材）が配置されている。
【００２５】
コーンスプリング５１は、図３に示すように、第２軸受１６の外輪を軸線Ｏ−Ｏ方向に付勢することができるように配置されている。そして、第２軸受１６は、コーンスプリング５１の軸方向の付勢力によって、ＰＴＯシャフト１３に対して、その外周側から軸中心に向かう力を付与することができるようになっている。つまり、ＰＴＯシャフト１３に対して、コーンスプリング５１の軸方向の付勢力に応じた回転抵抗を付与できるようになっている。
【００２６】
さらに、ＰＴＯシャフト１３の第１軸受１５と第２軸受１６との中間付近の位置には、第３軸受１７が配置されている。第１軸受１５の内輪と第３軸受１７の内輪の軸方向間には、スペーサ１８が配置されている。両軸受１５、１７の内輪は、スペーサ１８を介して接触している。
【００２７】
ケーシング１２内には、ＰＴＯギア１９が配置されている。ＰＴＯギア１９は、第３軸受１７を介して、ＰＴＯシャフト１３に回転自在に支持されており、エンジン側の動力が入力されるアイドラシャフト２５（後述）とともに回転するアイドラギア２７（後述）と噛み合っている。ここで、ＰＴＯギア１９及びアイドラギア２７は、本実施形態において、平歯車からなる。また、ＰＴＯギア１９は、ギア部１９ａと円筒状のスプライン部１９ｂとを有している。スプライン部１９ｂは、第２軸受１６側に延びており、ＰＴＯシャフト１３の外周面を所定の範囲で覆っている。スプライン部１９ｂの外周部には、スプラインが形成されており、このスプラインに複数の摩擦材が貼り付けられたドライブプレート２８（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。
【００２８】
一方、ＰＴＯシャフト１３において、第２軸受１６によって支持された部分と近接した部分には、クラッチケース２０が配置されている。クラッチケース２０は、ＰＴＯシャフト１３の外周部に一体的に固定されたボス部２０ａと、ボス部２０ａの外周部から第１軸受１５側に延びる円筒状のスプライン部２０ｂとを有している。スプライン部２０ｂには、複数のドリブンプレート２９（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。ドライブプレート２８とドリブンプレート２９とは交互に配置されており、多板クラッチ２１を構成している。
【００２９】
クラッチケース２０内には、ピストン２２が配置されている。ピストン２２は、ＰＴＯシャフト１３上を軸方向に移動可能に設けられている。また、ピストン２２とクラッチケース２０のボス部２０ａとの間には、外部の油圧回路（図示せず）から作動用油路１３ａを通って作動油が導入される作動油室２３が形成されている。ピストン２２と第３軸受１７との間において、ＰＴＯシャフト１３の外周側には、ピストン２２を離反位置に押し戻すためのリターンスプリング２４が装着されている。このリターンスプリング２４の一端は第３軸受１７の内輪に当接し、他端はピストン２２に当接している。このように、ケーシング１２内には、クラッチケース２０と多板クラッチ２１とピストン２２とリターンスプリング２４とからなるクラッチ機構が設けられている。
【００３０】
さらに、ケーシング１２内において、ＰＴＯシャフト１３の上方の位置には、アイドラシャフト２５が配置されている。アイドラシャフト２５の両端は、ケーシング１２に回転不能に固定されている。ここで、アイドラシャフト２５の中心軸線をＰ−Ｐとする。
【００３１】
アイドラシャフト２５の軸方向中心部には、作動油を供給するための潤滑用油路２５ａが形成されている。潤滑用油路２５ａは、外部の油圧回路（図示せず）から供給された作動油をアイドラシャフト２５の外周面に供給できるようになっている。
【００３２】
また、アイドラシャフト２５の軸周りには、ニードル軸受からなる第４軸受２６が装着されている。そして、ケーシング１２内には、アイドラギア２７が配置されている。アイドラギア２７は、第４軸受２６を介して、アイドラシャフト２５に回転自在に支持されている。アイドラギア２７は、動力伝達装置１内のトランスミッションのメインドライブシャフトに設けられたギアから動力が入力される第１ギア部２７ａと、第１ギア部２７ａの図２中右側に一体に設けられた第２ギア部２７ｂとを有している。第２ギア部２７ｂは、ＰＴＯギア１９のギア部１９ａと噛み合っており、多板クラッチ２１の接続時には、メインドライブシャフトを介して入力されるエンジンからの動力をＰＴＯシャフト１３に伝達することが可能である。
【００３３】
（２）ＰＴＯ装置の動作
次に、図２を用いて、本実施形態のＰＴＯ装置１１の動作について説明する。
【００３４】
ＰＴＯ装置１１を作動させない場合は、アイドラギア２７が動力伝達装置１のメインドライブシャフト側のギア（図示せず）によって回転駆動されている。一方、多板クラッチ２１は、リターンスプリング２４の付勢力によりピストン２２が第２軸受１６側に移動して切断状態になっている。具体的には、多板クラッチ２１のドライブプレート２８はアイドラギア２７からのトルクがＰＴＯギア１９に伝達されることにより一体回転しているが、ＰＴＯシャフト１３側のドリブンプレート２９がピストン２２によってドライブプレート２８に押し付けられておらず、互いが摩擦係合していない状態になっている。これにより、アイドラギア２７からのトルクは、ＰＴＯギア１９から出力シャフトとしてのＰＴＯシャフト１３に伝達されず、出力フランジ１４に連結された付属装置（図示せず）が駆動されないようになっている。
【００３５】
ところで、エンジン起動直後等のように、ケーシング１２内の作動油の温度が低く作動油の粘性が高い場合には、ドライブプレート２８とドリブンプレート２９との間のドラグトルクが大きくなるため、ドリブンプレート２９がピストン２２によってドライブプレート２８に押し付けられていないにもかかわらず、ドライブプレート２８の回転がドリブンプレート２９に伝達されて、ＰＴＯシャフト１３が連れ回りしやすい状態となる。
【００３６】
しかし、本実施形態のＰＴＯ装置１１では、テーパころ軸受からなる第２軸受１６の外輪とケーシング１２との間にコーンスプリング５１が配置されており、コーンスプリング５１の付勢力によって、ＰＴＯシャフト１３に対して回転抵抗を付与している。このように、ＰＴＯ装置１１では、コーンスプリング５１の付勢力によりＰＴＯシャフト１３に付与される回転抵抗によりドライブプレート２８とドリブンプレート２９との間に生じるドラグトルクが相殺されて、多板クラッチ２１を切断した状態におけるＰＴＯシャフト１３の連れ回りを防いでいる。
【００３７】
ＰＴＯ装置１１を作動させて動力を取り出す場合は、外部の油圧回路（図示せず）からＰＴＯシャフト１３の作動用油路１３ａに作動油を供給する。すると、作動油室２３に作動油が供給されて、ピストン２２がリターンスプリング２４を第１軸受１５側に押圧して、多板クラッチ２１を摩擦係合させる。これにより、アイドラギア２７からのトルクは、ＰＴＯシャフト１３に伝達されて、出力フランジ１４に連結された付属装置（図示せず）を駆動する。
【００３８】
ここで、ＰＴＯギア１９及びアイドラギア２７は、平歯車からなるため、ＰＴＯシャフト１３にスラスト力が発生しにくくなっている。これにより、コーンスプリング５１の軸方向の変位をほぼ一定に保つことができるようになり、ＰＴＯシャフト１３に対して、ほぼ一定の回転抵抗を付与することができる。
【００３９】
（３）ＰＴＯ装置の特徴
本実施形態のＰＴＯ装置１１には、以下のような特徴がある。
【００４０】
(i)本実施形態のＰＴＯ装置１１では、テーパころ軸受からなる第２軸受１６とケーシング１２との間に、弾性部材としてのコーンスプリング５１が配置されており、コーンスプリング５１の付勢力によって、ＰＴＯシャフト１３に対して回転抵抗を付与することができるようになっている。
【００４１】
これにより、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、多板クラッチ２１におけるドラグトルクが大きくなる場合であっても、コーンスプリング５１により付与される回転抵抗によってドラグトルクが相殺されて、クラッチを切断した状態におけるＰＴＯシャフト１３の連れ回りを防ぐことができる。
【００４２】
しかも、コーンスプリング５１の付勢力は、ＰＴＯ装置１１の仕様によって異なるドラグトルクの大きさに容易に対応させることができるため、例えば、多板クラッチ２１のドライブプレート２８及びドリブンプレート２９の摩擦材のサイズや材料が限定される等の設計上の制約を少なくすることができる。
【００４３】
また、弾性部材としてコーンスプリング５１を採用しているため、第２軸受１６とケーシング１２との間の軸方向寸法を過度に大きくしてしまうこともなく、コンパクトに組み込むことができる。
【００４４】
(ii)本実施形態のＰＴＯ装置１１では、メインドライブシャフトからの動力が入力されるＰＴＯギア１９が平歯車であるため、クラッチ連結時において、ＰＴＯシャフト１３にスラスト力が発生しにくくなっている。これにより、コーンスプリング５１の軸方向の変位をほぼ一定に保つことができるようになり、ＰＴＯシャフト１３に対して、ほぼ一定の回転抵抗を付与することができる。
【００４５】
（４）変形例
上記のＰＴＯ装置１１では、第２軸受１６のみに対応するように、コーンスプリング５１を配置して、ＰＴＯシャフト１３に回転抵抗を付与できるようにしているが、図４に示すように、第１軸受１５に対応するようにコーンスプリング５２を配置してもよい。この場合、第２軸受１６に対応するコーンスプリング５１を省略してもよいし、第１及び第２軸受１５、１６の両方にコーンスプリング５１、５２を配置してもよい。
【００４６】
この場合においても、第２軸受１６のみに対応するように、コーンスプリング５１を配置した場合と同様な効果が得られる。
【００４７】
［第２実施形態］
第１実施形態のＰＴＯ装置１１では、ＰＴＯシャフト１３が付属装置の入力シャフトを駆動する出力シャフトとしての機能も有しているが、図５に示す本実施形態のＰＴＯ装置１１１のように、ＰＴＯシャフトと出力シャフトとを別体にした構成であってもよい。図５は、本実施形態の動力取出装置としてのＰＴＯ装置１１１の図２に相当する断面図である。以下、本実施形態のＰＴＯ装置１１１について、第１実施形態のＰＴＯ装置１１と異なる点を中心に説明する。
【００４８】
ＰＴＯ装置１１１は、第１実施形態のＰＴＯ装置１１と同様に、動力伝達装置の側方に張り出すように配置されており、メインドライブシャフト（図示せず）からエンジンからの動力の一部が入力されるようになっている。
【００４９】
ＰＴＯ装置１１１のケーシング１１２内には、ＰＴＯシャフト１１３（クラッチシャフト）が配置されている。尚、ＰＴＯシャフト１１３は、第１実施形態のＰＴＯシャフト１３と異なり、出力シャフトの機能を有していない。ここで、ＰＴＯシャフト１１３の中心軸線をＯ’−Ｏ’とする。
【００５０】
ＰＴＯシャフト１１３の軸方向中心部には、作動油を圧送するための作動用油路１１３ａが形成されている。作動用油路１１３ａは、後述のピストン１２２を作動させるための作動油室１２３に連通されている。
【００５１】
ケーシング１１２内の軸方向両端部には、第１実施形態と同様に、テーパころ軸受からなる第１軸受１１５及び第２軸受１１６が対向するように配置されている。各軸受１１５、１１６の外輪は、ケーシング１１２に嵌合している。そして、第２軸受１１６は、ケーシング１１２に対してすきま嵌めによって嵌合しており、軸方向にスライド可能になっている。さらに、第２軸受１１６の外輪とケーシング１１２との間には、第１実施形態のコーンスプリング５１と同様に、コーンスプリング１５１（弾性部材）が配置されている。コーンスプリング１５１は、第２軸受１１６の外輪を軸線Ｏ−Ｏ方向に付勢することができるように配置されている。ＰＴＯシャフト１１３の第１軸受１１５と第２軸受１１６との中間付近の位置には、第３軸受１１７（本実施形態では、２個）が配置されている。第１軸受１１５の内輪と第３軸受１１７の内輪の軸方向間には、アイドラギア１１３ｂが設けられており、出力シャフト１３１（後述）の出力ギア１３２に噛み合うようになっている。
【００５２】
ケーシング１１２内には、ＰＴＯギア１１９が配置されている。ＰＴＯギア１１９は、第３軸受１１７を介して、ＰＴＯシャフト１１３に回転自在に支持されており、エンジン側の動力が入力されるアイドラシャフト１２５（後述）とともに回転するアイドラギア１２７（後述）と噛み合っている。また、ＰＴＯギア１１９は、ギア部１１９ａと円筒状のスプライン部１１９ｂとを有している。スプライン部１１９ｂは、第２軸受１１６側に延びており、ＰＴＯシャフト１１３の外周面を所定の範囲で覆っている。スプライン部１１９ｂの外周部には、スプラインが形成されており、このスプラインに複数の摩擦材が貼り付けられたドライブプレート１２８（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。
【００５３】
一方、ＰＴＯシャフト１１３において、第２軸受１１６によって支持された部分と近接した部分には、クラッチケース１２０が配置されている。クラッチケース１２０は、ＰＴＯシャフト１１３の外周部にスプライン嵌合されたボス部１２０ａと、ボス部１２０ａの外周部から第１軸受１１５側に延びる円筒状のスプライン部１２０ｂとを有している。スプライン部１２０ｂには、複数のドリブンプレート１２９（クラッチプレート）が軸方向に移動可能に噛み合っている。ドライブプレート１２８とドリブンプレート１２９とは交互に配置されており、多板クラッチ１２１を構成している。
【００５４】
クラッチケース１２０内には、ピストン１２２が配置されている。ピストン１２２は、ＰＴＯシャフト１１３上を軸方向に移動可能に設けられている。また、ピストン１２２とクラッチケース１２０のボス部１２０ａとの間には、外部の油圧回路（図示せず）から作動用油路１１３ａを通って作動油が導入される作動油室１２３が形成されている。ピストン１２２と第３軸受１１７との間において、クラッチケース１２０のボス部１２０ａの外周側には、ピストン１２２を離反位置に押し戻すためのリターンスプリング１２４が装着されている。このリターンスプリング１２４の一端はボス部１２０ａを介して第３軸受１１７の内輪に当接し、他端はピストン１２２に当接している。このように、ケーシング１１２内には、クラッチケース１２０と多板クラッチ１２１とピストン１２２とリターンスプリング１２４とからなるクラッチ機構が設けられている。
【００５５】
また、ＰＴＯシャフト１１３の図５中下側には、出力シャフト１３１が配置さている。出力シャフト１３１は、ケーシング１１２に軸受１３３、１３４を介して回転自在に支持されている。出力シャフト１３１の一端は、ケーシング１１２の外部に突出しており、この軸端にオイルポンプ等の付属装置の入力シャフトが連結可能になっている。ここで、出力シャフト１３１の中心軸線をＲ’−Ｒ’とする。
【００５６】
さらに、ケーシング１１２内において、ＰＴＯシャフト１１３の図５中上側の位置には、アイドラシャフト１２５が配置されている。アイドラシャフト１２５の両端は、ケーシング１１２に回転不能に固定されている。ここで、アイドラシャフト１２５の中心軸線をＰ’−Ｐ’とする。アイドラシャフト１２５の軸周りには、第４軸受１２６が装着されている。そして、ケーシング１１２内には、アイドラギア１２７が配置されている。アイドラギア１２７は、第４軸受１２６を介して、アイドラシャフト１２５に回転自在に支持されている。アイドラギア１２７は、動力伝達装置１内のトランスミッションのメインドライブシャフトに設けられたギアから動力が入力される第１ギア部１２７ａと、第１ギア部１２７ａの図５中右側に一体に設けられた第２ギア部１２７ｂとを有している。第２ギア部１２７ｂは、ＰＴＯギア１１９のギア部１１９ａと噛み合っており、多板クラッチ１２１の接続時には、メインドライブシャフトから入力されるエンジンからの動力をＰＴＯシャフト１３に伝達することが可能である。尚、ＰＴＯギア１１９、アイドラギア１２７、アイドラギア１１３ｂ及び出力ギア１３２は、本実施形態において、全て平歯車からなる。
【００５７】
本実施形態のＰＴＯ装置１１１は、ＰＴＯシャフト１１３が出力シャフトとしての機能を有しておらず、ギア１１３ｂ、１３２を介して連結された出力シャフト１３１から付属装置に動力を伝達するように構成されている。このため、メインドライブシャフトからの動力を減速して出力シャフト１３１に伝達する場合、アイドラシャフト１２５の第２ギア部１２７ｂとＰＴＯシャフト１１３のＰＴＯギア１１９とのギア比を小さく設定し、かつ、ＰＴＯシャフト１１３のアイドラギア１１３ｂと出力シャフト１３１の出力ギア１３２とのギア比を大きく設定することによって、クラッチ接続時においては所定の減速比を得つつ、クラッチ切断時には多板クラッチ１２１において生じるドラグトルクを小さくすることが可能となる。
【００５８】
これにより、コーンスプリングからテーパころ軸受に対して付与する付勢力を小さくすることができるため、種々の仕様のＰＴＯ装置に対して、テーパころ軸受とコーンスプリングとを用いたＰＴＯシャフトの連れ回りを防止する機能を採用することができる。
【００５９】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００６０】
（１）第１実施形態では、第１及び第２軸受の両方をテーパころ軸受とし、かつ、第１及び第２軸受のいずれか一方又は両方に対応してコーンスプリングを配置しているが、これに限定されない。例えば、第１及び第２軸受の一方のみをテーパころ軸受とし、かつ、テーパころ軸受を採用した方の軸受に対応してコーンスプリングを配置する構成であってもよい。
【００６１】
（２）第２実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に、第１軸受に対応するようにコーンスプリングを配置したり、第１及び第２軸受の両方に対応してコーンスプリングを配置する構成であってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、動力取出装置において、第１及び第２軸受の少なくとも一方がテーパころ軸受からなり、その軸受とケーシングとの間に、弾性部材が配置されており、弾性部材のクラッチシャフト軸方向の付勢力に応じて、クラッチシャフトに対して回転抵抗を付与することができるようになっているため、エンジン起動直後等の低温時における作動油の粘性の増加により、クラッチプレート間のドラグトルクが大きくなる場合であっても、弾性部材により付与される回転抵抗によってドラグトルクが相殺されて、クラッチを切断した状態におけるクラッチシャフトの連れ回りを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる第１実施形態の動力取出装置としてのＰＴＯ装置を備えた動力伝達装置を軸方向トランスミッション側から見た図。
【図２】 第１実施形態のＰＴＯ装置のＡ−Ｏ−Ｐ−Ｂ断面図。
【図３】 ＰＴＯ装置の第２軸受付近を示す拡大図。
【図４】 第１実施形態のＰＴＯ装置の変形例であって、ＰＴＯ装置の第１軸受付近を示す拡大図。
【図５】 第２実施形態のＰＴＯ装置を示す図であって、図２に相当する図。
【符号の説明】
１１、１１１ ＰＴＯ装置（動力取出装置）
１２、１１２ ケーシング
１３、１１３ ＰＴＯシャフト（クラッチシャフト）
１１３ａ アイドラギア（アイドラ歯車）
１５、１１５ 第１軸受
１６、１１６ 第２軸受
１９、１１９ ＰＴＯギア
２２、１２２ ピストン
２８、１２８ ドライブプレート（クラッチプレート）
２９、１２９ ドリブンプレート（クラッチプレート）
１３１ 出力シャフト
１３２ 出力ギア（出力歯車）
５１、５２、１５１ コーンスプリング（弾性部材）
Claims (3)
- エンジンからの動力をトランスミッションに伝達するメインドライブシャフトに連結され、前記エンジンの動力の一部を取り出すことが可能な動力取出装置であって、
ケーシングと、
対向して配置されるとともに前記ケーシングに支持され、少なくとも一方がテーパころ軸受からなる第１及び第２軸受と、
前記第１及び第２軸受を介して前記ケーシングに回転自在に支持されたクラッチシャフトと、
前記クラッチシャフトに相対回転可能に設けられ、前記メインドライブシャフトからの動力が入力される平歯車と、
油圧により作動するピストンと前記ピストンによって押圧される複数のクラッチプレートとを有し、前記平歯車と前記クラッチシャフトとの間で動力の断接を行うクラッチ機構と、
前記テーパころ軸受と前記ケーシングとの間に配置され、前記テーパころ軸受をクラッチシャフト軸方向に付勢して、前記クラッチシャフトに回転抵抗を付与する弾性部材と、
を備えた動力取出装置。 - 前記弾性部材は、コーンスプリングである、請求項１に記載の動力取出装置。
- 前記クラッチシャフトに設けられたアイドラ歯車と、
前記アイドラ歯車に噛み合う出力歯車を有する出力シャフトと、
をさらに備えた、請求項１又は２に記載の動力取出装置。
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