JP2001074120A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】静油圧式無段変速機における可動斜板の駆動制
御用制御モータに対する耐久性を高める。 【解決手段】トルクリミッタ１００は油圧モータ側及び
油圧ポンプ側のハウジングに支持された回転軸１０４
と、その一端に設けられて被動ギヤ６９と噛み合う第２
減速ギヤ１０５と、他端に設けられて出力ギヤ１０２と
噛み合うとともに、回転軸１０４上を転動する第１減速
ギヤ１０６と、この第１減速ギヤ１０６を外周に形成し
た円筒部材１０８と回転部材１０４の間へ交互に重ねて
設けられる第１及び第２の摩擦板１０９、１１１及びこ
れらを摩擦係合する方向へ付勢するコイル状のセットス
プリング１１２、その一端を固定するストッパー１１３
で構成し、出力ギヤ１０２と被動ギヤ６９の間の伝達ト
ルクがセットスプリング１１２のセット荷重を越えると
トルクリミッタ１００により伝達を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、斜板式静油圧式
無段変速機の斜板駆動部材において過大トルクの伝達を
遮断するために設けられるトルクリミッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−１５９４５５号には、エンジ
ンのスタータモータに設ける多板摩擦式トルクリミッタ
が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】引例特開平４−１５９
４５５に記載されているトクルリミッターはドライブプ
レートを保持する歯車の両端にプレートとスプリングを
保持するストッパーが付いており、歯車側に小組した
後、シャフトに取付ける構造になっているため、ドライ
ブプレート保持部が大きくなりかつ組立てにくい。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明に係るトルクリミッタは、制御装置の駆動側と
被制御側の間へ設けられるトルクリミッタであって、回
転軸と、その一端に設けられた駆動側からの制御用入力
用ギアと他端に設けられた出力用ギアとを備え、前記入
力用ギアの周辺部を軸方向に張り出して円筒形の摩擦板
保持部を形成し、第１の摩擦板の外周部を係合するとと
もに、前記回転軸に前記第１の摩擦板と交互に挿入され
る第２の摩擦板の内周側を係合する摩擦板保持部を形成
し、これら第１及び第２の摩擦板を軸方向に押圧して伝
達するトルクを決定するセットスプリングと、前記回転
軸に設けた摩擦板とスプリングを所定位置に保持するス
トッパー部材を回転軸上に設けたことを特徴とする

【０００５】

【発明の効果】回転軸側に第１及び第２の摩擦板とセッ
トスプリングのストッパーを設けることによって、回転
軸上へ小組できるため、小型で組立てやすいものとな
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて４輪バギー
車へ適用された一実施例を説明する。図１はトルクリミ
ッタの断面図、図２は４輪バギー車の車体要部の側面
図、図３はクランク軸及び静油圧式無段変速機の駆動軸
等の各軸と平行な面で切断した内燃機関のパワーユニッ
トの縦断面図、図４は静油圧式無段変速機の断面図、図
５はトルクリミッタを含むその要部を示す図である。

【０００７】まず図２により４輪バギー車の全体構造を
概説する。この４輪バギー車は、車体フレーム１の前後
へそれぞれ左右一対づつの前輪２及び後輪３を備え、車
体フレーム１の中央部にエンジンと変速機を一体に備え
たパワーユニット４が支持されている。パワーユニット
４はクランク軸５を車体の前後方向へ向けて配置する縦
置き形式である。この４輪バギー車は４輪駆動式であ
り、パワーユニット４の下部にクランク軸５と平行に設
けられている出力軸６により、前輪プロペラ軸７を介し
て前輪２を駆動し、後輪プロペラ軸８を介して後輪３を
駆動する。

【０００８】パワーユニット４を構成するクランクケー
ス１０の前側は前ケースカバー１１で覆われ、後部側は
後ケースカバー１２で覆われ、これらでパワーユニット
ケースを構成している。クランクケース１０はさらに前
ケース１０ａと後ケース１０ｂとに前後へ分割されてい
る。また、クランクケース１０の上部にはシリンダブロ
ック１３、シリンダヘッド１４及びシリンダヘッドカバ
ー１５が取付けられ、シリンダヘッド１４の吸気口へは
気化器１６が接続され、さらにこの気化器１６には後方
からエアクリーナー１７が接続されている。シリンダヘ
ッド１４の排気口には排気管１８が接続されている。

【０００９】パワーユニット４の前方にはオイルクーラ
ー２０が配置され、送り側ホース２１を介してクランク
ケース１０に設けられたオイルポンプと通じ、戻り側ホ
ース２２を介してクランクケース１０内に設けられたオ
イルポンプと通じている。図中の符号２３は冷却ファ
ン、２４はハンドル、２５は燃料タンク、２６は鞍乗り
型シートである。２７はオイルタンクであり、前ケース
カバー１１の前面へ直付けされ、送り側ホース２１及び
戻り側ホース２２を介してオイルクーラー２０と接続す
るとともにパワーユニット４に内蔵されているオイルポ
ンプとも接続している。

【００１０】次に、パワーユニットについて詳細に説明
する。符号３０はバルブ、３１はピストン、３２はコン
ロッド、３３はクランク軸５の一端に設けられた遠心ク
ラッチ機構の発進クラッチ、３４はそのクラッチアウタ
と一体回転するプライマリ駆動ギヤ、３５は他端側に設
けられたＡＣＧである。クランク軸５は、前ケース１０
ａと後ケース１０ｂに各一体のジャーナル壁３６ａ，３
６ｂにおいてメインベアリング３７ａ，３７ｂに軸受け
される。パワーユニット４のエンジン部を構成するクラ
ンクケース１０内へ静油圧式無段変速機４０を内蔵した
ものであり、静油圧式無段変速機４０の長さ方向の略半
分がメインベアリング３７ａ，３７ｂ間と重なってい
る。

【００１１】静油圧式無段変速機４０はプライマリ駆動
ギヤ３４と噛み合うプライマリ被動ギヤ４１により駆動
される油圧ポンプ４２と、その吐出オイルにより駆動し
て、駆動軸４３へ変速出力する油圧モータ４４を駆動軸
４３上へ並設してある。駆動軸４３はクランク軸５と平
行に車体の前後方向へ軸線を一致させて配設される。駆
動軸４３の軸心には長さ方向へ貫通する油路４５が形成
される。プライマリ駆動ギヤ３４と静油圧式無段変速機
４０は１次減速手段を構成する。駆動軸４３のその一端
は有段変速機４６のメイン軸４７とスプライン結合によ
り直結される。

【００１２】メイン軸４７には１速駆動ギヤ４８と２速
駆動ギヤ５２が一体に設けられ、これらのギヤはメイン
軸４７と平行するカウンタ軸５０上を転動する１速被動
ギヤ５１及び２速被動ギヤ５２とそれぞれ噛み合う。さ
らに、カウンタ軸５０上にはリバース被動ギヤ５３が転
動自在に設けられ、図では見えていないが、別軸上で１
速駆動ギヤ４８と噛み合うリバースアイドルギヤにより
１速被動ギヤ５１及び２速被動ギヤ５２と逆方向へ回転
している。

【００１３】また、シフタ５４，５５がカウンタ軸５０
上を軸方向移動可能にスプライン結合され、シフタ５４
を図において左移動させると１速被動ギヤ５１の回転を
カウンタ軸５０からその軸端５４へ一体に設けられたフ
ァイナル駆動ギヤ５６へ伝え、さらにこれと噛み合う出
力軸６上のファイナル被動ギヤ５７を介して出力軸６へ
伝える。シフタ５５を左方移動させると２速被動ギヤ５
２の回転を同様に出力軸６へ伝えて２速駆動する。さら
にシフタ５４を右方移動させるとリバース被動ギヤ５３
の回転をカウンタ軸５０へ伝えてこれを逆回転させるこ
とにより、出力軸６を逆回転させて後退駆動する。これ
らの有段変速機４６及びファイナル駆動ギヤ５６、ファ
イナル被動ギヤ５７は２次減速手段を構成する。

【００１４】なお、メイン軸４７の軸心には駆動軸４３
の油路４５と連通する油路５８が貫通形成され、カウン
タ軸５０にも同様の油路５９が軸心部に形成されてい
る。但し、油路５９は内方側が閉じられ、外方側の開口
端は、後ケースカバー１２の肉厚内に形成された油路６
０に臨み、メイン軸４７を通過したオイルが供給され
る。また、油路６０とは別に後ケースカバー１２へ設け
た油路により、ＡＣＧ３５及びシリンダヘッド１４の動
弁機構へ潤滑する。さらにクランク軸５の軸心部にも油
路６２が形成され、前ケースカバー１１に設けた油路６
１からオイルを供給され、発進クラッチ３３及びクラン
ク軸５の軸受部に対する潤滑をする。

【００１５】次に、図４により静油圧式無段変速機４０
の構造を概説する。静油圧式無段変速機４０を構成する
油圧ポンプ４２と油圧モータ４４の各ハウジング７０及
び７１は、それぞれ前ケースカバー１１及び前ケース１
０ａの各一部として一体に形成され、それぞれにベアリ
ング７２，７３を介して駆動軸４３の両端が回転自在に
支持される。

【００１６】油圧ポンプ４２は、プライマリ被動ギヤ４
１と一体回転する入力側回転部７４が駆動軸４３上にベ
アリング７５を介して回転自在に支持され、その内側に
駆動軸４３の軸線方向と傾斜する固定斜板７６がベアリ
ング７７，７８を介して転動自在に支持されている。こ
の固定斜板７６へ先端を摺接する複数のポンプ側プラン
ジャ７８が駆動軸４３上に設けられるポンプシリンダ７
９に対して、軸回りに環状に配設されたポンププランジ
ャ穴８０内を進退してオイルの吸入行程と吐出行程を行
うようになっている。ポンプシリンダ７９の外周部はベ
アリング８１を介して入力側回転部７４を相対回転可能
に支持する。

【００１７】一方、油圧モータ４４は、ハウジング７１
に形成された凹曲面状部８２内に略椀状をなす斜板ホル
ダ８３が転動自在に支持され、その凹曲面内にベアリン
グ８４，８５を介して可動斜板８６が転動自在に支持さ
れる。この可動斜板８６の表面にポンプ側プランジャ７
８と同数のモーター側プランジャ８７が、同様に駆動軸
４３の軸上に設けられるモーターシリンダ８８の軸回り
に環状配列されたモータープランジャ穴８９内を進退し
て突出行程と後退行程を行う。

【００１８】モーター側プランジャ８７はポンプ側プラ
ンジャ７８によって吐出された油圧により突出して可動
斜板８６の表面を押すことにより、モーターシリンダ８
８を回転させ、モーターシリンダ８８の内周面が駆動軸
４３の外周とスプライン結合していることにより、プラ
イマリ被動ギヤ４１からの入力を駆動軸４３へ変速出力
する。この変速比は可動斜板８６の傾斜を変化させるこ
とにより調節でき、可動斜板８６の傾斜は斜板ホルダ８
３を回動させることにより自在に変化させることができ
る。モーターシリンダ８８の外周はベアリング９０を介
して、ハウジング７１へ回転自在に支持されている。

【００１９】ポンプシリンダ７９とモーターシリンダ８
８は中央の大径部９１で一体化され、ここに放射方向へ
進出するポンプ側弁９２とモーター側弁９３が２列に並
んで環状に、かつポンプ側プランジャ７８及びモーター
側プランジャ８７と同数個配設される。各ポンプ側弁９
２及びモーター側弁９３は大径部９１の内側へ同心円状
に形成されている内側通路９４及び外側通路９５と、ポ
ンププランジャ穴８０及びモータープランジャ穴８９と
の連通部を開閉する。

【００２０】すなわち、ポンプ側プランジャ７８の吸入
行程では、ポンプ側弁９２がポンププランジャ穴８０と
内側通路９４の間を開き、外側通路９５の間を閉じ、吐
出行程では逆になる。同様にモーター側プランジャ８７
の突出行程では、モーター側弁９３がモータープランジ
ャ穴８９と外側通路９５の間を開き、内側通路９４の間
を閉じ、後退行程では逆になる。

【００２１】次に、図５により可動斜板８６の斜板駆動
機構について説明する。可動斜板８６を転動自在に収容
する斜板ホルダ８３からハウジング７１外へ突出するリ
ンクアーム６３の一端をボールネジ６４上のスライダ６
５へピン６３ａで回動自在に連結し、ボールネジ６４を
正逆転してスライダ６５を左右いずれかへ移動させるこ
とにより、可動斜板８６の傾斜を変えることができる。
ボールネジ６４は両端をハウジング７１と一体のステー
６６ａ、６６ｂへベアリング６７，６８を介して回転自
在に支持され、ボールネジ６４の一端には被動ギヤ６９
が取付けられている。

【００２２】ボールネジ６４のアンカーボディ６６ｂ側
を支承するベアリング６８のインナーレース部は内側を
プレート１２０により、外側をボールネジ６４の端部に
刻まれた溝に挿入した半割りコッター１２０ａ、コッタ
ーリテーナ１２０ｂとサークリップ１２０ｃにより挟み
込んでボールネジ６４に固定される。ベアリング６８の
アウターレース部はアンカーボディ６６ｂ及びプレート
１２０ｅで挟み込まれ、スラスト方向の位置決め固定が
なされる。

【００２３】ボールベアリング６４の他方を支承するベ
アリング６７のインナーレース部は内側をプレート１２
１ｄにより、外側を被動ギヤ６９で挟み込まれ、その外
側を反対側同様に半割りコッター１２１ａ、コッターリ
テーナ１２１ｂ、サークリップ１２１ｃで固定されてい
る。

【００２４】この被動ギヤ６９はトルクリミッタ１００
を介して電動モータ１０１の出力ギヤ１０２により駆動
される。すなわちトルクリミッタ１００は、図１に詳細
を示すように、両端を油圧ポンプ４１側のハウジング１
０３及び油圧モータ４４側のステー６６ａに支持された
回転軸１０４を備え、その一端に被動ギヤ６９と噛み合
いかつこれより小径の第２減速ギヤ１０５を設け、他端
に電動モータ１０１の出力ギヤ１０２と噛み合いかつこ
れにより大径の第１減速ギヤ１０６を設けてある。

【００２５】第１減速ギヤ１０６はベアリング１０７に
より回転軸９１上へ転動自在に支持される円筒部材１０
８を備え、その回転軸１０４と平行する筒部へ外周側が
係合する第１の摩擦板１０９と、回転軸１０４上のＤカ
ット面１１０とＤの穴が係合する第２の摩擦板１１１を
軸方向へ交互に重ね、相互が摩擦結合するように第２減
速ギヤ１０５側よりコイルスプリングからなるセットス
プリング１１２で押しつけてその一端をストッパー１１
３で固定にしてなる摩擦板クラッチ機構が設けられてい
る。１２２は摩擦板１１１の移動を規制するストッパー
部材である。

【００２６】したがって、電動モータ１０１の出力ギヤ
１０２と被動ギヤ６９の間で、セットスプリング１１２
のセット荷重内となるトルクを伝達する通常の状態で
は、出力ギヤ１０２の回転は、第１減速ギヤ１０６から
第１及び第２摩擦板１０９、１１１を介して回転軸１０
４へ伝達され、さらに第２減速ギヤ１０５から被動ギヤ
６９を介してボールネジ６４へ伝達される。

【００２７】その結果、ボールネジ６４が回転すると、
それに応じてスライダ６５が移動し、リンクアーム６３
を介して斜板ホルダ８３を回動させることにより、その
内側に支持されている可動斜板８６の傾斜を変化させ、
変速比を調節するようになっている。また、出力ギヤ１
０２と被動ギヤ６９間の伝達トルクがセットスプリング
１１２のセット荷重を越えると、第１及び第２摩擦板１
０９、１１１が滑り、第１減速ギヤ１０６の回転が回転
軸１０４へ伝達されず遮断されるようになっている。

【００２８】なお、電動モータ１０１は油圧ポンプ４１
側のハウジング１０３に支持され、別に設けられた制御
部により必要な変速比を得るように、正逆回転並びに回
転量を制御される。また、図中の符号１１４は回転軸１
０４を支持するためその軸心部を貫通して両端をハウジ
ング１０３及びステー６６ａに固定される支持軸であ
る。

【００２９】次に、本実施例の作用を説明する。モータ
ー側からの過大なトルクがギヤ１０６側から第２減速ギ
ヤ１０５へかかると、出力ギヤ１０２と被動ギヤ１０６
間の伝達トルクはセットスプリング１１２のセット荷重
を越えるので、第１及び第２摩擦板１０９、１１１が滑
り、モーター側からの過大トルクの伝達を遮断する。こ
のため、トルクリミッタ１００の存在により、ボールネ
ジ６４に対する過大負荷を避け、ボールネジ６４の耐久
性を向上させることができる。

【００３０】しかも、本実施例のトルクリミッタ１００
は、回転軸１０４の軸方向同一側から全構成部品を組み
付けることができ、かつ予め回転軸１０４へ小組してお
くことができる。特に、セットスプリング１１２をコイ
ルスプリングとしたので、従来の皿ばねのように外輪側
を固定することによる装置の大型化を回避できる。この
ため、トルクリミッタ１００を極めて簡単な構造で組立
易くかつコンパクトに設けることができる。そのうえ、
電動モータ１０１による制御機構へ用いることにより、
モータ制御が容易になる。

【００３１】また、ボールネジ６４に発生したスラスト
荷重はベアリング６８のインナーレース部がコッター１
２０ａとプレート１２０ｄによってボールネジ６４に固
定され、アウターレース部はプレート１２０ｅによって
アンカーボディ６６ｂに固定されているため、図５にお
いて、ボールネジ６４上に生ずる左方向のスラスト力は
コッター１２０ａ、ベアリング６８を介してアンカーボ
ディ６６ｂに、右方向のスラスト力はプレート１２０
ｄ、ベアリング６８を介してアンカーボディ６６ｂに伝
わり、ボールネジ６４に働くスラスト力は全てベアリン
グ６８のみを介してアンカーボディ６６ｂに伝わり、反
対側のベアリング６７、アンカーボディ６６ａにはスラ
スト力が働かず、ベアリング６７、アンカーボディ６６
ａの強度を低く抑えることができ、軽量化と低コスト化
を図ることができる。

【００３２】さらに、スライダー６５がプレート１２１
ｄに突き当たったとき、その荷重はボールネジ６４の反
力をスライダー６５が受け、その荷重は１２１ｄ、ベア
リング６７のインナーレース部、被動ギヤ６９、コッタ
ー１２１ａを介してボールネジ６４に伝えられるため、
ボールネジ６４の内力として処理される。反対側のプレ
ート１２０ｄにスライダー６５が突き当たった場合も同
様にその荷重はボールネジ６４の内力として処理され
る。

【００３３】両端のプレートに突き当たった場合に発生
する荷重は全てボールネジ６４の内力として処理される
ため、ベアリング６７，６８を受けているアンカーボデ
ィ６６ｂの強度を低く抑えることができ、軽量化と低コ
スト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のトルクリミッタを示す断面図

【図２】実施例の適用された４輪バギー車の車体要部側
面図

【図３】その内燃機関のパワーユニットの縦断面図

【図４】その静油圧式無段変速機を示す断面図

【図５】その要部を示す断面図

【符号の説明】

４：パワーユニット、５：クランク軸、６：出力軸、４
０：静油圧式無段変速機、４１：油圧ポンプ、４４：油
圧モータ、８５：可動斜板ホルダ、８６：可動斜板、６
３：リンクアーム、６４：ボールネジ、６５：スライ
ダ、６９：被動ギヤ、１００：トルクリミッタ、１０
２：出力ギヤ、１０４：回転軸、１０５：第２減速ギ
ヤ、１０６：第１減速ギヤ、１０９：第１摩擦板、１１
１：第２摩擦板、１１２：セットスプリング、１１３：
ストッパー

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月１７日（１９９９．９．１
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明に係るトルクリミッタは、制御装置の駆動側と
被制御側の間へ設けられるトルクリミッタであって、回
転軸と、その一端に設けられた駆動側からの制御用入力
用ギアと他端に設けられた出力用ギアとを備え、前記入
力用ギアの周辺部を軸方向に張り出して円筒形の摩擦板
保持部を形成し、第１の摩擦板の外周部を係合するとと
もに、前記回転軸に前記第１の摩擦板と交互に挿入され
る第２の摩擦板の内周側を係合する摩擦板保持部を形成
し、これら第１及び第２の摩擦板を軸方向に押圧して伝
達するトルクを決定するセットスプリングと、前記回転
軸に設けた摩擦板とスプリングを所定位置に保持するス
トッパー部材を回転軸上に設けたことを特徴とする。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定容量の斜板式油圧ポンプと可変容量の斜
   板式油圧モーターとの間に油圧閉回路を形成してなる静
   油圧式無段変速機の斜板駆動部材のトルクリミッタにお
   いて、制御装置の駆動側と被制御側の間へ設けられるト
   ルクリミッタであって、回転軸と、その一端に設けられ
   た駆動側からの入力用ギアと他端に設けられた出力用ギ
   アとを備え、前記入力用ギアの周辺部を軸方向に張り出
   して円筒形の摩擦板保持部を形成し、第１の摩擦板の外
   周部を係合するとともに、前記回転軸に前記第１の摩擦
   板と交互に挿入される第２の摩擦板の内周側を係合する
   摩擦板保持部を形成し、これら第１及び第２の摩擦板を
   軸方向に押圧して伝達するトルクを決定するセットスプ
   リングと、前記回転軸に設けた摩擦板とスプリングを所
   定位置に保持するストッパー部材を回転軸上に設けたこ
   とを特徴とするトルクリミッタ。