JP2002061666A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各回転体の回転差を常に安定した所定の限界
トルクで生じさせることができ、耐久性にも優れたトル
クリミッタを提供する。 【解決手段】 出力側回転体２の負荷が所定の限界トル
クを超えると、各回転体１，２が互いに摩擦力に抗して
回転差を生ずる。その際、各ローラ４は各回転体１，２
及び押圧部材３の対向面にそれぞれ接触しながら転動す
るが、各ローラ４の転動軸は各回転体１，２の回転軸を
含む平面に対してそれぞれ所定角度だけ傾斜しているた
め、各ローラ４は滑り摩擦を生じながら転動する。これ
により、各回転体１，２が回転差を生ずる際、各ローラ
４の転動により静摩擦から瞬時に動摩擦に移行すること
から、静摩擦と動摩擦が間欠的に生ずるスティック・ス
リップが極めて少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば農作業用の
小型車両やその他の各種動力伝達装置に用いられるトル
クリミッタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のトルクリミッタとして
は、例えば特開平１０−２３８５５３号公報に記載され
ているように、互いに同軸状に配置された入力側回転体
及び出力側回転体とを備え、各回転体を摩擦板を介して
互いに圧接させ、摩擦板の摩擦力により入力側回転体の
回転力を出力側回転体に伝達するとともに、出力側の負
荷に応じて各回転体間に前記摩擦力に抗した回転差を生
じさせるようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ト
ルクリミッタのように摩擦板を用いる構造では、摩擦板
が滑りを生ずる際、摩擦板とその接触面との間に静摩擦
と動摩擦とが間欠的に生ずる、いわゆるスティック・ス
リップが発生し、各回転体が回転差を生ずる限界トルク
を常に一定にすることが困難であった。このため、限界
トルクが不安定になることを想定して入力側の部材を必
要以上に高い強度にしなければならず、設計及び製造上
不都合であった。また、従来のトルクリミッタのように
摩擦板を面接触させる構造では、摩擦熱による劣化や摩
耗を生じ易く、耐久性に劣るという問題点もあった。

【０００４】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、各回転体の回転差を
常に安定した所定の限界トルクで生じさせることがで
き、耐久性にも優れたトルクリミッタを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、互いに同軸状に配置された
入力側回転体及び出力側回転体とを備え、各回転体間の
摩擦力により入力側回転体の回転力を出力側回転体に伝
達するとともに、出力側の負荷に応じて各回転体間に前
記摩擦力に抗した回転差を生じさせるトルクリミッタに
おいて、前記各回転体に互いに軸方向に対向する対向面
をそれぞれ設けるとともに、各回転体の対向面間に互い
に各回転体の周方向に所定間隔をおいて配置された複数
のローラと、各ローラをその転動軸が各回転体の回転軸
を含む平面に対してそれぞれ所定の傾斜角度をなすよう
に転動自在に保持する保持体と、各回転体の対向面と各
ローラとを所定の押圧力によって互いに圧接させる押圧
手段とを備えている。

【０００６】また、請求項２では、互いに同軸状に配置
された入力側回転体及び出力側回転体とを備え、各回転
体間の摩擦力により入力側回転体の回転力を出力側回転
体に伝達するとともに、出力側の負荷に応じて各回転体
間に前記摩擦力に抗した回転差を生じさせるトルクリミ
ッタにおいて、前記各回転体にその回転軸に対して所定
の角度をなすように傾斜したテーパ状の対向面をそれぞ
れ設けるとともに、各回転体の対向面間に互いに各回転
体の周方向に所定間隔をおいて配置された複数のローラ
と、各ローラをその転動軸が各回転体の回転軸を含む平
面に対してそれぞれ所定の傾斜角度をなすように転動自
在に保持する保持体と、各回転体の対向面と各ローラと
を所定の押圧力によって互いに圧接させる押圧手段とを
備えている。

【０００７】これにより、請求項１または２では、各回
転体が互いに回転差を生ずると、各ローラは各回転体の
対向面に接触しながら転動するが、各ローラの転動軸は
回転体の回転軸を含む平面に対してそれぞれ所定角度だ
け傾斜しているため、各ローラは各回転体との間に滑り
摩擦を生じながら転動する。これにより、各回転体が回
転差を生ずる際、各ローラの転動により静摩擦から瞬時
に動摩擦に移行することから、静摩擦と動摩擦が間欠的
に生ずることは極めて少ない。

【０００８】また、請求項３では、請求項１記載のトル
クリミッタにおいて、前記各ローラの転動軸を各回転体
の回転軸を含む平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜さ
せている。

【０００９】また、請求項４では、請求項２記載のトル
クリミッタにおいて、前記各ローラの転動軸を各回転体
の回転軸に対して所定の角度をなすように傾斜させると
ともに、その傾斜角を１０°よりも大きく２０°よりも
小さくし、各ローラの転動軸を各回転体の回転軸を含む
平面に対して所定の角度をなすようにそれぞれ同一方向
に傾斜させ、その傾斜角を２５°よりも大きく９０°よ
りも小さくしている。

【００１０】これにより、請求項３または４では、請求
項１または２の作用に加え、各ローラがそれぞれ同一方
向に傾斜していることから、各回転体の回転差を生ずる
方向によってそれぞれ異なった摩擦力が発生する。

【００１１】また、請求項５では、請求項１記載のトル
クリミッタにおいて、前記各ローラの転動軸を各回転体
の回転軸を含む平面に対して所定の個数ずつ反対方向に
交互に傾斜させている。

【００１２】また、請求項６では、請求項２記載のトル
クリミッタにおいて、前記各ローラの転動軸を各回転体
の回転軸に対して所定の角度をなすように傾斜させると
ともに、その傾斜角を３°よりも大きく８°よりも小さ
くし、各ローラの転動軸を各回転体の回転軸を含む平面
に対して所定の角度をなすように所定の個数ずつ反対方
向に交互に傾斜させ、その傾斜角を２５°よりも大きく
９０°よりも小さくしている。

【００１３】これにより、請求項５または６では、請求
項１または２の作用に加え、各ローラが所定の個数ずつ
反対方向に交互に傾斜していることから、各回転体の回
転差を生ずる何れの方向においても互いに等しい摩擦力
が発生する。

【００１４】また、請求項７では、請求項２、４または
６記載のトルクリミッタにおいて、前記各回転体の対向
面におけるローラとの接触面を、ローラの転動軸を含む
断面においてそれぞれローラの外周面に対して凸状をな
すように形成している。

【００１５】また、請求項８では、請求項２、４または
６記載のトルクリミッタにおいて、前記各回転体の対向
面に接触するローラの外周面を、ローラの転動軸を含む
断面においてそれぞれ各回転体との接触面に対して凸状
をなすように形成している。

【００１６】これにより、請求項７または８では、請求
項２、４または６の作用に加え、各ローラの軸方向両端
側の接触圧を減少させることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１乃至図３は本発明の第１の実
施形態を示すもので、図１はトルクリミッタの側面断面
図、図２はそのＸ−Ｘ線方向矢視断面図、図３はローラ
及びケージの部分正面図である。

【００１８】このトルクリミッタは、互いに同軸状に配
置された入力側回転体１及び出力側回転体２と、出力側
回転体２と一体に回転する押圧部材３と、入力側回転体
１と出力側回転体２との間に配置された複数のローラ４
と、各ローラ４を転動自在に保持する複数のケージ５
と、押圧部材３を軸方向に付勢する皿バネ６と、皿バネ
６に係止する係止部材７とから構成されている。

【００１９】入力側回転体１は環状に形成され、その軸
方向両端側には出力側回転体２及び押圧部材３にそれぞ
れ対向する軌道面１ａが形成されている。入力側回転体
１の周端にはスプロケット１ｂが一体に設けられ、スプ
ロケット１ｂには図示しないチェーン等を介して外部か
らの動力が入力されるようになっている。

【００２０】出力側回転体２は軸方向に貫通する連結部
２ａを有し、連結部２ａには図示しない出力軸が挿通し
て連結されるようになっている。出力側回転体２の一端
側には入力側回転体１の一方の軌道面１ａに軸方向に対
向する軌道面２ｂが形成され、その他端側には軸方向に
延びる複数の溝２ｃが周方向に間隔をおいて設けられて
いる。

【００２１】押圧部材３は環状に形成され、その軸方向
一端側には入力側回転体１に対向する軌道面３ａが形成
されている。また、押圧部材３は出力側回転体２の各溝
２ｃに軸方向に移動自在に係合している。

【００２２】各ローラ４は、入力側回転体１と出力側回
転体２との軸方向の対向面間及び入力側回転体１と押圧
部材３との軸方向の対向面間にそれぞれ配置され、各対
向面に接触している。

【００２３】各ケージ５は、図３に示すように各ローラ
４をそれぞれ周方向に間隔をおいて保持する複数の孔５
ａを有し、各ローラ４はその転動軸Ａが各回転体１，２
の回転軸Ｂを含む平面Ｃ（紙面に直交）に対してそれぞ
れ所定の傾斜角度θをなすように保持されている。この
場合、各ローラ４は互いに同一方向に傾斜している。ま
た、各ケージ５の厚さはローラ４の外径よりも若干小さ
く形成されている。

【００２４】皿バネ６は押圧部材３と係止部材７との間
に圧縮状態で配置され、その弾性力により押圧部材３を
軸方向に付勢している。

【００２５】係止部材７は入力側回転体１の他端側に配
置され、その一端側には皿バネ６の一端が当接してい
る。この場合、係止部材７は入力側回転体１との螺合に
より軸方向の移動を規制されるとともに、入力側回転体
１の軸回りに回動することにより、螺合による軸方向の
移動が可能になっている。

【００２６】以上のように構成されたトルクリミッタに
おいては、スプロケット１ｂに入力された駆動力により
入力側回転体１が回転すると、入力側回転体１と共に出
力側回転体２が回転する。即ち、入力側回転体１及び出
力側回転体２は互いに各ローラ４を介して皿バネ６の押
圧力により圧接しているため、各ローラ４との間の摩擦
力によって互いに一体に回転する。また、出力側回転体
２の負荷が所定の限界トルクを超えると、各回転体１，
２が互いに摩擦力に抗して回転差を生ずる。その際、各
ローラ４は各回転体１，２及び押圧部材３の対向面にそ
れぞれ接触しながら転動するが、各ローラ４の転動軸Ａ
は各回転体１，２の回転軸Ｂを含む平面Ｃに対してそれ
ぞれ角度θだけ傾斜しているため、各ローラ４は滑り摩
擦を生じながら転動する。これにより、各回転体１，２
が回転差を生ずる際、各ローラ４の転動により静摩擦か
ら瞬時に動摩擦に移行することから、静摩擦と動摩擦が
間欠的に生ずるスティック・スリップが極めて少なくな
る。また、係止部材７をその回動により軸方向に移動し
て皿バネ６の押圧力を変えることにより、前記限界トル
クを任意の大きさに設定することができる。

【００２７】このように、本実施形態のトルクリミッタ
によれば、入力側回転体１と出力側回転体２との回転差
を各ローラ４の転動を伴う滑り摩擦に抗して生じさせる
ようにしたので、回転差を生ずる際のスティック・スリ
ップを極めて少なくすることができ、各回転体１，２の
回転差を常に安定した所定の限界トルクで生じさせるこ
とができる。従って、従来のように限界トルクが不安定
に発生することを想定して入力側の強度を必要以上に高
める必要がなく、設計及び製造上極めて有利である。ま
た、各ローラ４の転動を伴う摩擦力を利用しているた
め、摩擦熱による劣化や摩耗を極めて少なくすることが
でき、耐久性の向上を図ることができる。更に、前記構
成においては、各ローラ４の傾斜角度θを大きくすると
各ローラ４の滑り摩擦も大きくなることから、設計時に
各ローラ４の傾斜角度θを任意に設定することにより、
各種動力伝達装置の仕様に幅広く対応することができ
る。

【００２８】尚、前記実施形態では各ローラ４を互いに
同一方向に傾斜させたものを示したが、図４に示すよう
に各ローラ４をその転動軸Ａが各回転体１，２の回転軸
Ｂを含む平面Ｃに対して一つずつ（または２つ以上の所
定個数ずつ）反対方向に交互に同角度で傾斜するように
設けてもよい。

【００２９】図５乃至図１０は本発明の第２の実施形態
を示すもので、図５はトルクリミッタの側面断面図、図
６はローラ及びケージの平面図、図７はローラの傾斜角
を示す概略図、図８はローラの動作説明図、図９及び図
１０はローラの傾斜角と摩擦トルクとの関係を示す図で
ある。

【００３０】本実施形態のトルクリミッタは、第１の実
施形態の摩擦力発生要素（入力側及び出力側回転体１，
２の一部、各ローラ４及びケージ６）を以下に示す構成
に代えたものであり、他の構成については、第１の実施
形態と同等であるため、同一の符号を用いて説明を省略
する。

【００３１】即ち、本実施形態のトルクリミッタは、第
１の実施形態とは一部の形状が異なる入力側回転体１０
及び出力側回転体１１と、出力側回転体１１と一体に回
転する一対の可動部材１２と、入力側回転体１０と各可
動部材１１との間に配置された複数のローラ１３と、各
ローラ１３を転動自在に保持するケージ１４とを備えて
いる。

【００３２】入力側回転体１０は環状に形成され、その
内周面には出力側回転体１１に対向する軌道面１０ａが
形成されている。入力側回転体１０の周端には第１の実
施形態と同様、スプロケット１０ｂが一体に設けられ、
スプロケット１０ｂには図示しないチェーン等を介して
外部からの動力が入力されるようになっている。

【００３３】出力側回転体１１は軸方向に貫通する連結
部１１ａを有し、連結部１１ａには図示しない出力軸が
挿通して連結されるようになっている。出力側回転体１
１の一端側は一方の可動部材１１が軸方向に当接するよ
うに形成され、その他端側には軸方向に延びる複数の溝
１１ｂが周方向に間隔をおいて設けられている。

【００３４】各可動部材１２は環状に形成され、その外
周面には入力側回転体１０と対向する軌道面１２ａがそ
れぞれ形成されている。軌道面１２ａは各回転体１０，
１１の回転軸を中心とするテーパ状に形成され、図５に
示すように断面が凸状の曲線をなすように形成されてい
る。また、各可動部材１２は出力側回転体１１の溝１１
ｂにそれぞれ軸方向に移動自在に係合しており、各可動
部材１２の間には軸方向に僅かな隙間が設けられてい
る。

【００３５】各ローラ１３は外周面が軸方向に一様に延
びる円柱形状をなし、各可動部材１２の周方向にそれぞ
れ等間隔で配列されている。

【００３６】ケージ１４は環状に形成され、各可動部材
１２の軌道面１２ａに沿って湾曲したテーパ状をなすと
ともに、その厚さは各ローラ１３の外径よりも小さく形
成されている。ケージ１４には各ローラ１３を転動自在
に収容する多数の孔１４ａが設けられ、各孔１４ａはケ
ージ１４の周方向に等間隔で配置されている。また、各
孔１４ａは、図６に示すように各ローラ１３の転動軸が
それぞれ同一方向に傾斜するように形成されている。

【００３７】また、図７(a) に示すように各ローラ１３
の転動軸Ａは、各回転体１０，１１の回転軸Ｂに対して
それぞれ所定の傾斜角α1 をなすとともに、図７(b) に
示すように各回転体１０，１１の回転軸Ｂのを含む平面
に対してそれぞれ所定の傾斜角β1 をなす。この場合、
各ローラ１３の傾斜角α1 は１０°よりも大きく２０°
よりも小さく設定され、傾斜角β1 は２５°よりも大き
く、９０°よりも小さく設定されている。尚、傾斜角β
1 はローラ１３の転動軸Ａに直交する方向から見た角度
である。

【００３８】以上のように構成されたトルクリミッタに
おいては、スプロケット１０ｂに入力された駆動力によ
り入力側回転体１０が回転すると、入力側回転体１０と
共に出力側回転体１１が回転する。即ち、入力側回転体
１０及び出力側回転体１１は互いに各ローラ１３を介し
て皿バネ６の押圧力により圧接しているため、各ローラ
１３との間の摩擦力によって互いに一体に回転する。ま
た、出力側回転体２の負荷が所定の限界トルクを超える
と、各回転体１０，１１が互いに摩擦力に抗して回転差
を生ずる。その際、各ローラ１３は入力側回転体１０及
び各可動部材１２の対向面にそれぞれ接触しながら転動
するが、各ローラ１３の転動軸Ａは各回転体１０，１１
の回転軸Ｂを含む平面Ｃに対してそれぞれ角度β1 だけ
傾斜しているため、各ローラ１３は滑り摩擦を生じなが
ら転動する。これにより、各回転体１０，１１が回転差
を生ずる際、各ローラ１３の転動により静摩擦から瞬時
に動摩擦に移行することから、静摩擦と動摩擦が間欠的
に生ずるスティック・スリップが極めて少なくなる。

【００３９】前記トルクリミッタにおいて、図８(a) に
示すように各回転体１０，１１の回転差が一方の回転方
向に生じた場合（以下、正回転という）、各ローラ１３
は入力側回転体１０及び各可動部材１２（一方のみ図
示）の軸方向一方、即ち図中破線矢印で示すように回転
軌道に対して角度β1 だけ傾斜した方向（軌道面１０
ａ，１２ａの径の小さくなる方向）に転動しようとする
のをケージ１４で規制されながら図中実線矢印で示すよ
うに回転軌道に沿って滑りながら転動するため、各ロー
ラ１３と各軌道面１０ａ，１２ａとの間に軸方向の荷重
Ｆ（皿バネ６による押圧力）に比例した摩擦力が発生す
る。

【００４０】また、図８(b) に示すように各回転体１
０，１１の回転差が他方の回転方向に生じた場合（以
下、逆回転という）、各ローラ１３は入力側回転体１０
及び各可動部材１２（一方のみ図示）の軸方向他方、即
ち図中破線矢印で示すように回転軌道に対して角度β1
だけ傾斜した方向（軌道面１０ａ，１２ａの径の大きく
なる方向）に転動しようとするのをケージ１４で規制さ
れながら図中実線矢印で示すように回転軌道に沿って転
動するため、各ローラ１３と各軌道面１０ａ，１２ａと
の間に軸方向の荷重Ｆ（皿バネ６による押圧力）に比例
した摩擦力が発生する。即ち、前記正回転では各ローラ
１３が軌道面１０ａ，１２ａの径の小さくなる方向に転
動し、逆回転では各ローラ２が軌道面１０ａ，１２ａの
径の大きくなる方向に転動することから、荷重Ｆが等し
い場合でも各回転体１０，１１の回転差が生ずる方向に
よって発生する摩擦力の大きさはそれぞれ異なる。この
場合、正回転における摩擦力が逆回転における摩擦力よ
りも大きくなる。

【００４１】ところで、出願人は各ローラ１３の傾斜角
α1,β1 と摩擦トルクＰとの関係を、傾斜角α1 は３°
から４０°、傾斜角β1 は５°から８５°の範囲につい
て実験及び理論解析によって確認した。

【００４２】即ち、図９に示すように前記正回転におけ
る各ローラ１３の傾斜角α1 が５°以下の場合は、傾斜
角β1 が小さくなるに従って摩擦トルクＰが急激に大き
くなる特性を示し、入力側回転体１０及び各可動部材１
２が互いにロックし易い状態となる。また、傾斜角α1
が１０°よりも大きい場合は、摩擦トルクＰの急激な変
動は示さなくなるが、傾斜角α1 が２０°以上になる
と、傾斜角β1 の大きさに拘わらず、実用上有効な値以
上の摩擦トルクＰが得られなくなる。一方、各ローラ１
３の傾斜角β1 が２５°よりも大きい場合は、傾斜角α
1 が５°以下の場合を除き、摩擦トルクＰは急激な変動
を示さないが、傾斜角β1 が２５°以下になると、摩擦
トルクＰが大きく減少し、実用上有効な値以上の摩擦ト
ルクＰが得られなくなる。また、図１０に示すように前
記逆回転の場合は、傾斜角α1 が何れの場合も傾斜角β
1 が小さくなると摩擦トルクＰが一様に減少する特性を
示すが、傾斜角α1 が２０°以上になると、傾斜角β1
の大きさに拘わらず、実用上有効な値以上の摩擦トルク
Ｐが得られなくなる。また、傾斜角α1 が２０°より小
さい場合でも、傾斜角β1 が２５°以下では実用上有効
な値以上の摩擦トルクＰが得られなくなる。尚、傾斜角
β1 が８５°よりも大きい場合については実際に確認し
ていないが、前記実験データによれば傾斜角β1 が９０
°までの摩擦トルクＰは８５°の場合とほぼ等しくなる
と推測される。

【００４３】従って、本実施形態のトルクリミッタにお
いては、各ローラ１３の転動軸が各回転体１０，１１の
回転軸に対してなす角度α1 を１０°よりも大きく２０
°よりも小さくするとともに、各ローラ１３の転動軸が
各回転体１０，１１の回転軸を含む平面に対してなす角
度β1 を２５°よりも大きく９０°よりも小さくするこ
とにより、常に安定した摩擦力を発生させることができ
る。

【００４４】また、前記実施形態の構成では、図６のＩ
−Ｉ線矢視方向断面図、即ちローラ１３の転動軸Ａを含
む断面において、図１１に示すように各軌道面１０ａ，
１２ａをローラ１３の外周面に軸方向に均一に接触させ
た場合、ローラ１３の軸方向両端側の接触圧が中央側よ
りも大きくなる。そこで、図１２に示すようにローラ１
３の転動軸Ａを含む断面における各軌道面１０ａ，１２
ａをそれぞれローラ１３の外周面に対して凸状をなすよ
うな曲面形状にすれば、ローラ１３の軸方向両端側の接
触圧を減少させることができる。従って、各軌道面１０
ａ，１２ａの曲面形状をローラ１３の軸方向の接触圧が
均等になるように形成することにより、各ローラ１３に
軸方向に偏った摩耗を生ずることがなく、各ローラ１３
の耐久性を向上させることができる。また、図１３に示
すようにローラ１３の転動軸Ａを含む断面において各軌
道面１０ａ，１２ａを直線状に形成した場合でも、ロー
ラ１３の外周面を各軌道面１０ａ，１２ａに対して凸状
をなすような曲面形状にすることにより、前述と同等の
効果を得ることができる。

【００４５】図１４乃至図１６は本発明の第３の実施形
態を示すもので、図１４はローラ及びケージの展開図、
図１５はローラの傾斜角を示す概略図、図１６はローラ
の傾斜角と摩擦トルクとの関係を示す図である。

【００４６】即ち、本実施形態では、前記第２の実施形
態の各ローラ１３を各回転体１０，１１の回転軸を含む
平面に対して同数ずつ（一つずつ）交互に反対方向に傾
斜させている。即ち、図１５(a) に示すように各ローラ
１３の転動軸Ａは各回転体１０，１１の回転軸Ｂに対し
てそれぞれ所定の傾斜角α2 をなすとともに、図１５
(b) に示すように各回転体１０，１１の回転軸Ｂを含む
平面に対してそれぞれ所定の傾斜角β2 をなす。この場
合、各ローラ１３の傾斜角α2 は３°よりも大きく８°
よりも小さく設定され、傾斜角β2 は２５°よりも大き
く、９０°よりも小さく設定されている。尚、傾斜角β
2 はローラ１３の転動軸Ａに直交する方向から見た角度
である。

【００４７】以上の構成においては、前述と同様、各ロ
ーラ１３と各回転体１０，１１との間に軸方向の荷重Ｆ
に比例した摩擦力を発生させることができる。この場
合、各ローラ１３は各回転体１０，１１の回転軸を含む
平面に対して一つずつ交互に反対方向に傾斜しているの
で、各回転体１０，１１の回転差の生ずる何れの方向に
おいても等しい摩擦力が発生する。

【００４８】本実施形態において、出願人は各ローラ１
３の傾斜角α2,β2 と摩擦トルクＰとの関係を、傾斜角
α2 は３°から４０°、傾斜角β2 は５°から８５°の
範囲について実験及び理論解析によって確認した。

【００４９】即ち、図１６に示すように各ローラ１３の
傾斜角α2 が何れの場合も傾斜角β2 が小さくなると摩
擦トルクＰが一様に減少する特性を示すが、傾斜角α2
が８°以上になると、傾斜角β2 の大きさに拘わらず、
実用上有効な値以上の摩擦トルクＰが得られなくなる。
また、傾斜角α2 が２０°より小さい場合でも、傾斜角
β2 が２５°以下では実用上有効な値以上の摩擦トルク
Ｐが得られなくなる。尚、傾斜角β2 が８５°よりも大
きい場合については実際に確認していないが、前記実験
データによれば傾斜角β2 が９０°までの摩擦トルクＰ
は８５°の場合とほぼ等しくなると推測される。

【００５０】尚、前記実施形態では各ローラ１３を一つ
ずつ交互に反対方向に傾斜させたものを示したが、各ロ
ーラ１３を互いに異なった個数（複数）ずつ反対方向に
傾斜させるようにしてもよい。

【００５１】また、本実施形態では各ローラ１３を軸方
向二列に配置しているが、各列のローラ１３は互いに同
一方向に傾斜するように配置されていてもよいし、同数
ずつ交互に反対方向に傾斜するように配置されていても
よい。また、互いに同一方向に傾斜するように配置した
場合には、各列同士のローラ１３の傾斜方向は互いに同
一方向または反対方向の何れであってもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び２の
トルクリミッタによれば、各回転体の回転差を常に安定
した所定の限界トルクで生じさせることができるので、
従来のように限界トルクが不安定に発生することを想定
して入力側の強度を必要以上に高める必要がなく、設計
及び製造上極めて有利である。また、従来のようにクラ
ッチ板同士を面接触させる構造に比べて摩耗を極めて少
なくすることができるので、耐久性を格段に向上させる
ことができる。

【００５３】また、請求項３及び４のトルクリミッタに
よれば、請求項１または２の効果に加え、各回転体の回
転差が生ずる方向によってそれぞれ異なった摩擦力を発
生させることができるので、このような機能を要求され
る動力伝達装置等に用いる場合に有利である。

【００５４】また、請求項５及び６のトルクリミッタに
よれば、請求項１または２の効果に加え、各回転体の回
転差が生ずる何れの方向においても互いに等しい摩擦力
を発生させることができるので、このような機能を要求
される動力伝達装置等に用いる場合に有利である。

【００５５】また、請求項７及び８のトルクリミッタに
よれば、請求項２、４または６の効果に加え、各ローラ
の軸方向両端側の接触圧を減少させることができるの
で、各ローラに軸方向に偏った摩耗を生ずることがな
く、各ローラの耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すトルクリミッタ
の側面断面図

【図２】図１におけるＸ−Ｘ線方向矢視断面図

【図３】ローラ及びケージの部分正面図

【図４】第１の実施形態の変形例を示すローラ及びケー
ジの部分正面図

【図５】本発明の第２の実施形態を示すトルクリミッタ
の側面断面図

【図６】ローラ及びケージの平面図

【図７】ローラの傾斜角を示す概略図

【図８】ローラの動作説明図

【図９】ローラの傾斜角と摩擦トルクとの関係を示す図

【図１０】ローラの傾斜角と摩擦トルクとの関係を示す
図

【図１１】各軌道面及びローラの外周面を直線状に形成
した場合を示す図６のＩ−Ｉ線矢視方向断面図

【図１２】各軌道面を曲線状に形成した例を示す図６の
Ｉ−Ｉ線矢視方向断面図

【図１３】ローラの外周面を曲線状に形成した例を示す
図６のＩ−Ｉ線矢視方向断面図

【図１４】本発明の第３の実施形態を示すローラ及びケ
ージの展開図

【図１５】ローラの傾斜角を示す概略図

【図１６】ローラの傾斜角と摩擦トルクとの関係を示す
図

【符号の説明】

１…入力側回転体、２…出力側回転体、４…ローラ、５
…ケージ、６…皿バネ、７…押圧部材、１０…入力側回
転体、１１…出力側回転体、１３…ローラ、１４…ケー
ジ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに同軸状に配置された入力側回転体
   及び出力側回転体とを備え、各回転体間の摩擦力により
   入力側回転体の回転力を出力側回転体に伝達するととも
   に、出力側の負荷に応じて各回転体間に前記摩擦力に抗
   した回転差を生じさせるトルクリミッタにおいて、 前記各回転体に互いに軸方向に対向する対向面をそれぞ
   れ設けるとともに、 各回転体の対向面間に互いに各回転体の周方向に所定間
   隔をおいて配置された複数のローラと、 各ローラをその転動軸が各回転体の回転軸を含む平面に
   対してそれぞれ所定の傾斜角度をなすように転動自在に
   保持する保持体と、 各回転体の対向面と各ローラとを所定の押圧力によって
   互いに圧接させる押圧手段とを備えたことを特徴とする
   トルクリミッタ。
2. 【請求項２】 互いに同軸状に配置された入力側回転体
   及び出力側回転体とを備え、各回転体間の摩擦力により
   入力側回転体の回転力を出力側回転体に伝達するととも
   に、出力側の負荷に応じて各回転体間に前記摩擦力に抗
   した回転差を生じさせるトルクリミッタにおいて、 前記各回転体にその回転軸に対して所定の角度をなすよ
   うに傾斜したテーパ状の対向面をそれぞれ設けるととも
   に、 各回転体の対向面間に互いに各回転体の周方向に所定間
   隔をおいて配置された複数のローラと、 各ローラをその転動軸が各回転体の回転軸を含む平面に
   対してそれぞれ所定の傾斜角度をなすように転動自在に
   保持する保持体と、 各回転体の対向面と各ローラとを所定の押圧力によって
   互いに圧接させる押圧手段とを備えたことを特徴とする
   トルクリミッタ。
3. 【請求項３】 前記各ローラの転動軸を各回転体の回転
   軸を含む平面に対してそれぞれ同一方向に傾斜させたこ
   とを特徴とする請求項１記載のトルクリミッタ。
4. 【請求項４】 前記各ローラの転動軸を各回転体の回転
   軸に対して所定の角度をなすように傾斜させるととも
   に、その傾斜角を１０°よりも大きく２０°よりも小さ
   くし、 各ローラの転動軸を各回転体の回転軸を含む平面に対し
   て所定の角度をなすようにそれぞれ同一方向に傾斜さ
   せ、その傾斜角を２５°よりも大きく９０°よりも小さ
   くしたことを特徴とする請求項２記載のトルクリミッ
   タ。
5. 【請求項５】 前記各ローラの転動軸を各回転体の回転
   軸を含む平面に対して所定の個数ずつ反対方向に交互に
   傾斜させたことを特徴とする請求項１記載のトルクリミ
   ッタ。
6. 【請求項６】 前記各ローラの転動軸を各回転体の回転
   軸に対して所定の角度をなすように傾斜させるととも
   に、その傾斜角を３°よりも大きく８°よりも小さく
   し、 各ローラの転動軸を各回転体の回転軸を含む平面に対し
   て所定の角度をなすように所定の個数ずつ反対方向に交
   互に傾斜させ、その傾斜角を２５°よりも大きく９０°
   よりも小さくしたことを特徴とする請求項２記載のトル
   クリミッタ。
7. 【請求項７】 前記各回転体の対向面におけるローラと
   の接触面を、ローラの転動軸を含む断面においてそれぞ
   れローラの外周面に対して凸状をなすように形成したこ
   とを特徴とする請求項２、４または６記載のトルクリミ
   ッタ。
8. 【請求項８】 前記各回転体の対向面に接触するローラ
   の外周面を、ローラの転動軸を含む断面においてそれぞ
   れ各回転体との接触面に対して凸状をなすように形成し
   たことを特徴とする請求項２、４または６記載のトルク
   リミッタ。