JP3496046B2

JP3496046B2 - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP3496046B2
Application number: JP52522494A
Authority: JP
Inventors: 信夫高田
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 2004-02-09
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: AU4981393A; WO1994027057A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、トルク伝達系において伝達トルクを所定範
囲内に規制するトルクリミッタに関し、例えば二輪自動
車の走行安全装置に利用される。

背景技術リミットトルクを正確に設定できると共に、使用状態
において設定トルクが変動せず、且つ大きなトルクを伝
達することができるトルクリミッタとして、又、駆動側
もしくは負荷側の何れの側から付与される伝達トルクを
も制限することができるトルクリミッタとして、ころが
り軸受クラッチを利用したものが提案されている（日本
特開平３−260419号公報参照）。しかしながら、上記ト
ルクリミッタのうち、１個のころがり軸受クラッチを利
用したものでは、クラッチ方向の伝達トルクを制限でき
るだけで、負荷側からトルクが逆流しころがり軸受クラ
ッチが自由回転方向に回転するときにトルクを制限しつ
つ伝達することができない。又、上記のうち、２個のこ
ろがり軸受クラッチを組み合わせることにより、正逆両
方向の回転に対して伝達トルクを制限できるトルクリミ
ッタは、ころがり軸受クラッチの数が増え、形状が大き
くなりコスト高になる。

又、ころがり軸受クラッチを用いたトルク吸収装置と
して、自由回転側でトルクを吸収し、その逆転側はクラ
ッチとなるものが提案されている（日本特開平４−2906
19号公報参照）。このトルク吸収装置では、内輪の軸端
に外部トルクを伝達するためのハウジングを設け、ボー
ルスプラインを介してハウジングと外輪とが一体回転す
るようにし、その間に付勢手段としての皿ばねを入れる
ようにしている。このようにすれば、入出力部が軸方向
に移動しなくなる利点がある。しかし、入力側又は出力
側の軸方向移動が一定量許容される場合にもこのような
トルクリミッタを採用すると、構造が複雑化し形状も大
きくなる。

更に、自動車等に用いられているトルクコンバーター
によれば、正逆両方向の衝撃トルクを吸収することがで
きるが、構造が複雑であると共に、サイズが大型化しコ
ストも高くなる。

発明の開示本発明の第一の目的は、従来技術における上記問題を
解決し、簡単な構造で、クラッチ回転側では、内外輪間
がクラッチしてトルクを伝達し、自由回転側では、一定
の限度内でトルクを伝達できると共にこれを越えたトル
クを吸収できるトルクリミッタを提供することである。

この目的を達成するために、本発明のトルクリミッタ
は、ころがり軸受クラッチ部を形成するように内輪と外
輪と複数のころと付勢手段とを備えたトルクリミッタに
おいて、前記内輪は二輪車のトランスミッションから突
出した軸に一定の軸方向位置で一体回転するように結合
されていて、前記外輪は前記二輪車のチェーンスプロケ
ットに一体回転するように結合されていて、前記付勢手
段は内径側端部及び外径側端部を持つ皿ばね状部材から
なり、前記内径側端部は前記内輪と一定の軸方向位置で
一体回転するように支持されていて、前記外径側端部は
前記ころがり軸受クラッチ部が自由回転方向に回転され
るときに所定の付勢力でスラスト玉軸受又はスラストロ
ーラ軸受のうちの何れかのスラスト軸受を介して前記外
輪を付勢し、前記所定の付勢力は前記スラスト軸受を介
して前記外径側端部を前記付勢する方向と反対の方向に
押すように前記外輪を押して前記内輪と前記外輪との間
の軌道の間隔を広げて該軌道に前記ころを挿入すること
によって設定されている、ことを特徴とするものであ
る。

内輪と外輪と複数のころと付勢手段とがころがり軸受
クラッチ部を形成するように構成されているので、それ
に伴う作用が得られる。ころがり軸受クラッチ部では、
内輪又は外輪の何れを駆動側又は従動側にしてもよい。
又、内輪もしくは外輪の何れかの側を軸方向に固定し、
他方を軸方向に可動にすることができる。従って、説明
を簡単にするために、内輪を駆動側にして軸方向位置を
固定し、外輪を従動側にして軸方向に可動にした場合に
ついて述べる。

内輪を一方向に回転させるか又は外輪をその反対方向
に回転させると、ころがり軸受クラッチとしての作用に
より、内外輪間がクラッチしてトルクを伝達する（この
ように回転させる方向を「クラッチ方向」という）。内
輪を前記と反対方向に回転させるか又は外輪を前記一方
向に回転させると、内外輪間は軌道間隔が広がる方向に
引き離される力を受け、内外輪間の相対回転が可能にな
る（このように回転させる方向を「自由回転方向」とい
う）。“ころがり軸受クラッチ部が自由回転方向に回転
する”とは後者の回転をいう。この自由回転方向では、
付勢手段が所定の付勢力で外輪を付勢するので、内輪に
対して外輪が強制的に押し込まれ、内外輪がころに圧接
し、内外輪間で付勢力に対応したトルクまでを伝達し、
それ以上のトルクが掛かると、内外輪間が相対回転して
これを吸収する。

付勢手段はスラスト軸受を介して外輪を付勢してい
る。付勢手段が外輪を付勢するためには、軸方向に固定
された内輪側でその反力を受けなければならない。そし
て前述の如く、過大トルクを吸収するときには内外輪間
が相対回転するが、スラスト軸受が介在しているので、
付勢手段と外輪との間が円滑に回転する。このような構
造にすれば、外輪と一体回転するトルク伝達用の回転体
を設ける必要がなくなるので、トルクリミッタの構造が
簡素化される。

ころがり軸受クラッチでは、付勢手段の付勢力に比例
して内外輪間の伝達トルクが発生する。所定の付勢力、
従って付与する所定のトルクは、トルクリミッタの用途
により適当に選定される。一例として、二輪自動車に本
発明のトルクリミッタを装備した場合について説明す
る。

車輪を使う走行物では、その車輪面と路面との間の摩
擦により、車輪面がスリップすることなく路面を捉える
ことによって安全な走行が確保される。急ブレーキを掛
けたり急発進することにより、車輪の推力が車輪と路面
との間の摩擦力より大きくなると、その間でスリップが
生じ、ハンドリングができない危険な状態になる。従来
の二輪自動車では、駆動側となるエンジンと負荷側とな
る車輪との間は、通常、クラッチ、減速機及びチェーン
等のトルク伝達系を介して結合されている。従って、ク
ラッチを繋いでいるときには、エンジンと車輪との間で
直接トルクが伝達される。このため、下り坂やカーブで
減速機を高速から低速に切り換えると、クラッチ操作を
余程上手くしない限り急激なエンジンブレーキが掛か
り、危険な状態が発生する。又、このとき、動力伝達系
に衝撃トルクが掛かり、この点でも好ましくない。本発
明のトルクリミッタを二輪自動車の走行安全装置として
新たにエンジン側と車輪側との間に取り付ければ、この
ような問題を解決できる。

このトルクリミッタにおいて、クラッチ方向の回転で
は、エンジン側から、内輪、ころ、外輪を介して車輪に
トルクが伝達される。反対に、車輪側からエンジン側に
バックトルクが伝達される回転方向は、内外輪間の相対
回転が可能な自由回転方向である。

所定のトルクは、二輪自動車の種類や用途、運転者の
運転技術の程度等の諸条件を考慮して適当な値に設定さ
れる。例えばレース用のオートバイのように高度な運転
技術を有するドライバーが乗車する二輪自動車では、所
定のトルクを車輪のスリップ防止ができる限界に近いト
ルクにする。キアーダウンしてクラッチを繋ぐと、いわ
ゆるエンジンブレーキとして、慣性力で走る車の速度を
急速に低下させるべく、車輪側がエンジンを回転させよ
うとするのに対してエンジンがそれに抵抗し、大きなバ
ックトルクが発生する。このバックトルクに対応して生
ずるタイヤを滑らせる力（推力）が、タイヤと路面との
間の摩擦力より大きくなると、この間でスリップを生ず
る。このため、トルクリミッタの付勢手段の付勢力は、
タイヤの推力が摩擦力を越えないようなバックトルクに
なるように定められる。そして、これを越えるようなバ
ックトルクが掛かると、内外輪間を相対回転させ、車輪
の回転を速くしてバックトルクを減少させ、スリップを
防止する。

一方、通常の運転技術を持つドライバーを対象にした
二輪自動車では、所定のトルクは、急激なエンジンブレ
ーキにより運転者に過大な加速度がかからず、ハンドル
操作に支障のない程度に設定される。即ち、急ブレーキ
によりハンドル振れ等が生ずる前に内外輪間を相対回転
させて車輪の回転を上げる。このように、所定のトルク
は、二輪自動車の種類や用途、運転者の運転技術の程度
等を考慮して適当な値に設定される。

従来存在しなかった二輪自動車の走行安全装置とし
て、本発明のトルクリミッタを設けると、レース用のオ
ートバイでは、スリップ事故を防止できると共に、レー
サーがハンドル操作等の本来的な運転技術を発揮するこ
とに集中した運転をできるようになる。又、通常の運転
者は、カーブや下り坂等で安心してギアーダウンし、エ
ンジンブレーキを使用できるようになる。そして、二輪
自動車における運転者の安全性が向上される。

本発明の第二の目的は、第一の目的に加えて、必要に
より、クラッチ方向の回転においても過大トルクを制限
できるトルクリミッタを提供することである。

この目的を達成するために、本発明のトルクリミッタ
は、クラッチ側の回転において、軌道の間隔を狭くする
方向への内輪又は外輪の移動を所定位置で停止させる移
動停止手段を有する。前述の如く、ころがり軸受クラッ
チ部がクラッチ方向に回転すると、例えば内輪に対して
傾斜ころを介して外輪がねじ込まれ、軌道間隔が狭めら
れる。このとき、外輪はねじのピッチに従って軸方向に
も送り込まれる。そして、この外輪の移動量は、内外輪
間の伝達トルクに対応する。従って、移動停止手段によ
りこの外輪の移動を所定位置で停止させると、その停止
位置に対応した所定トルクが内外輪間で伝達され、内外
輪間にそれ以上のトルクが掛かると、その間で相対回転
が生じ、過大トルクが逃がされることになる。

このような所定トルクは、トルクリミッタが二輪自動
車に取り付けられる場合には、例えば、エンジンにより
車輪が駆動されて車体が加速されるときに、運転者に危
険な過大加速度がかからないようなトルクにする。その
結果、例えばローギアで発進するときに、クラッチ操作
が拙くて従来の二輪自動車では車体が飛び出すようなと
きでも、この移動停止手段が作動し、所定トルク以上の
スタートトルクをカットし、運転者に安全な範囲の所定
トルクで車体が始動し、エンジンの有するスタートトル
クのうちの過大部分は、内外輪間が相対回転することに
より逃がされ、車輪には伝達されない。その結果、高度
な運転技術を有しない運転者でも、安全性が確保され
る。但し、このような移動停止手段を設けると、車体の
加速性が制限されるので、これを必要としない運転者も
あるため、二輪自動車においてこの移動停止手段は選択
的に装備される。

本発明の第三の目的は、第一又は第二の目的に加え
て、必要により、組立後には付勢手段の付勢力を調整で
きないトルクリミッタを提供することである。

本発明のトルクリミッタの付勢手段としては、例えば
コイルばねや皿ばね等のばねを用いることができる。そ
して、その付勢力を調整可能にしてもよいし、又は、一
度トルクリミッタを組み立てた後には、付勢力を変えら
れないようにすることもできる。しかし、付勢力を調整
可能にすると、例えばトルクリミッタを二輪自動車に用
いた場合に、スリップ限度を越えたトルクに調整する
等、誤った調整をすると極めて危険である。従って、一
度組立てた後には、付勢力を調整できないようにする方
が良い場合がある。

この目的を達成するためには、付勢手段を円錐部を備
えた皿ばね状部材とし、これを支持する支持部を固定す
る。例えば内輪に鍔を設け、この鍔で皿ばね状部材を一
定位置で支持し、この円錐部の突出した部分でスラスト
軸受を介して外輪を付勢する構成にする。この場合、円
錐部とスラスト軸受との間に中間部材を介在させてもよ
い。そして、組立時には、皿ばね状部材の付勢方向とは
反対の方向から外輪を付勢し、皿ばね状部材を撓ませ、
内外輪間の軌道間隔を広くし、ころを軌道に挿入した後
外輪の付勢力を解除する。

皿ばね状部材を用いると、このようなころがり軸受ク
ラッチ部の組立が容易になる。即ち、皿ばね状部材で
は、その円錐部を撓ませると、一定の撓みまではこれに
対応して付勢力が大きくなるが、それを越えると、付勢
力をそれ程大きくしなくても撓みが大きくなる傾向にな
る。従って、比較的容易に大きな撓みが得られ、軌道間
隔を大きく広げることができ、ころの挿入が容易にな
る。このような皿ばね状部材を用い、付勢力を一定不変
に設定することにより、誤調整が防止され、トルクリミ
ッタの安全性が一層向上する。

図面の簡単な説明図１は実施例のトルクリミッタの断面図、図２は皿ば
ねの図で、（ａ）及び（ｂ）は断面図、（ｃ）は付勢力
と撓みの関係を示す曲線図、（ｄ）は変形状態を示す断
面図、図３及び図４は他の実施例のトルクリミッタの断
面図、図５はクラッチ方向の回転における外輪の押し込
み量と伝達トルクとの関係を示す曲線図、そして図６及
び図７は更に他の実施例のトルクリミッタの断面図であ
る。

発明を実施するための最良の形態図１は、本発明のトルクリミッタの構成の好ましい一
例を示す。このトルクリミッタは、二輪自動車の走行安
全装置として用いられる。

トルクリミッタは、ころがり軸受クラッチ部を形成す
るように内輪１と外輪２と複数のころ３と付勢手段とし
ての皿ばね４とを備えている。皿ばね４は、ころがり軸
受クラッチ部が自由回転方向に回転されるときに所定の
付勢力でスラスト軸受５を介して外輪２を付勢する。付
勢方向は、ころがり軸受クラッチ部を形成させるため
に、内輪１の軌道面1aと外輪２の軌道面2aとで形成する
軌道６の間隔を狭める方向である。この場合の自由回転
方向とは、外輪２が右側から見て右回転し、傾斜したこ
ろ３の回転により外輪２が右から左方向に移動し、軌道
４の間隔を広げるような回転をいう。この回転では、内
外輪間は引き離され、本来的には内外輪間が自由回転す
るが、皿ばね４の付勢力を強くすることにより、外輪２
が引き離し力に抗して押し込まれる。なお、クラッチ方
向の回転とは、上記と反対で、軸101及び内輪１が右側
から見て右回転し、外輪２が左から右方向に移動し、軌
道４の間隔を狭めるような回転をいう。この回転では、
内外輪間がロックし、両者が一体となって回転し、それ
らの間でトルクが伝達される。

内輪１にはスプライン溝1bが設けられ、これに二輪自
動車のエンジン側にあるトランスミッション100から突
出した軸101のスプラインが嵌合され、この間でトルク
が伝達される。又内輪１の一端側には、ボルト７により
カラー８が取り付けられ、カラー８が軸101のスプライ
ンと係合することにより内輪１の軸方向位置が固定され
る。その他端側は、皿ばね４を支持する支持部としての
鍔1cになっている。鍔1cは、本実施例では内輪１と一体
形成されていて、内輪１に対する軸方向位置を固定され
ている。従って、皿ばね４も軸方向位置を固定される。
但し、鍔1cのような皿ばね４の支持部を内輪１と別体と
し、例えば内輪１にねじで取り付け、皿ばね４の付勢力
を調整できるようにすることも可能である。

外輪２はその外周部にチェーンスプロケット2bを備
え、これに図示しないチェーンが嵌められることによ
り、車輪との間でトルクが伝達される。外輪２の一端側
には、ころ３の回転を案内しその抜け出しを防止する大
鍔９が設けられ、これが止め輪10で位置保持されてい
る。又大鍔９には、止め輪11で保持されたシール12が取
り付けられている。外輪２の他端側には、皿ばね４とス
ラスト軸受５との間で付勢力を伝達する中間部材13が内
輪１上に配設されている。中間部材13は、皿ばね４の形
状や大きさ及びスラスト軸受５の位置等によっては、省
略され得る。

ころ３は円筒形状又は円錐形状もしくはこれに近い形
状であり、内輪１の中心軸1dを含む断面に対して一定角
度傾斜して軌道６内に多数配設され、それぞれの間はリ
テーナ14で位置保持されている。ころ３を円錐形状もし
くはこれに近い形状にするときには、そのような形状に
より、ころ３が内外輪に接触する線間の距離がころ３の
軸方向に略一定になるようにする。そのようにすること
により、ころ３の接触線に作用する荷重の軸方向分力の
発生が防止され、ころがり軸受クラッチとしての機能を
一層向上させることができる。

ころがり軸受クラッチ部を構成する内輪１及び外輪２
の軌道面1a及び2aは、それぞれ次式に示す双曲線を中心
軸1b回りに回転させた単葉回転双曲面である。

yi²/ai²−xi²/bi²＝１ yo²/ao²−xo²/bo²＝１ここで、x_i、x_oは、それぞれ内輪軌道面1a及び外輪軌
道面2aの原点から中心軸1b方向への距離、y_i、y_oは、そ
れぞれ、中心軸1bを含む任意断面における内輪軌道面1
a、外輪軌道面2aの中心軸1bからの距離、又、ai、bi、a
o、boは定数である。今、内外輪の小径側の基準面（双
曲線の原点面）における中心軸1bから軌道４の中心まで
の距離をＦ、ころ３が円筒状である場合の半径をｒ、傾
斜角をβとして、Ｆ＝９、ｒ＝1.5、β＝15゜の場合を
例示すると、ai、bi、ao、boの値は、それぞれ約、7.
5、30.7、10.5及び36.2となる。そして、内外輪軌道面
をこのような単葉回転双曲面にすることにより、ころが
内外輪間で楔作用をする長さ（ころの直径の２〜３倍程
度）範囲において、ころと内外輪間はクラッチ時に完全
に線状に接触し、ころがり軸受クラッチとしての機能が
発揮される。

図２は皿ばね４の一例を示す。皿ばね４は、同図
（ａ）のものでは、傾斜した円錐部4aと円盤部4bとで形
成され、（ｂ）のものでは、円錐部のみで形成されてい
る。（ａ）において、板厚をｔ、高さをＨとすると、例
えばH/tが1.5であれば、比荷重（荷重P/全圧縮荷重Ps）
と撓み（δ/H）との関係は、同図（ｃ）のようになる。
図から、例えば比荷重を１にすると、荷重を10％程度増
加させるだけで約1.5倍の撓みが得られる。このような
ばね特性は同図（ｂ）のものでもほぼ同様である。トル
クリミッタを組み立てるときには、図２（ｄ）の実線で
示す荷重を掛けない状態で皿ばね４を内輪１の鍔1cに設
置し、外輪２でスラスト軸受５及び中間部材13を介して
皿ばね４を押し、同図の鎖線で示す状態まで変形させ
る。その結果、軌道６の間隔が大きく開き、リテーナ14
で保持した状態でころ３を軌道６内に容易に挿入するこ
とができる。そして、大鍔９及び止め輪10を設定し、簡
単に組立が完了する。トルクリミッタをこのようにして
組み立てると、その後皿ばね４の付勢力を調整できなく
なる。従って、ユーザーによる誤調整の危険性が防止さ
れる。

次に本トルクリミッタの作動と付勢手段としての皿ば
ね４の所定の付勢力について説明する。

図示しない二輪車のエンジンが起動され、クラッチが
連結されることによりトランスミッション100の軸101が
回転すると、その回転がスプラインを介して内輪１に伝
達され、内輪１がクラッチ側に回転する。その結果、内
外輪間がクラッチされ、駆動トルクが外輪２からチェー
ンスプロケット2bに伝達され、図示しないチェーンが回
転され二輪車自動車の車輪が回転される。

一方、下りの坂道やカーブ等で高速ギアから低速ギア
に切り換えると、車輪の回転速度が軸101の回転速度よ
り速くなり、二輪車の慣性力により車輪側からエンジン
側に大きなバックトルクが付与され、エンジンがこのト
ルクに対抗し、急激にエンジンブレーキが掛かる状態に
なる。しかしながら、本トルクリミッタによれば、この
ような車輪側からの入力トルクは、内外輪間を自由回転
方向に回転させることになるので、内外輪間では、皿ば
ね４の所定の付勢力Ｐにより与えられるトルクT₁だけが
伝達される。従って、トルクT₁が車輪側からエンジン側
に伝達されることになり、これ以上の車輪側の過大トル
クは、内外輪間が相対回転することにより逃がされる。
本装置を設けない場には、半クラッチ操作が不良であっ
た場合に、急激なエンジンブレーキが掛って極めて危険
な状態になったり、又チェーンに過大な張力が掛かるこ
とになるが、本装置を設ければこのような不具合が防止
される。

この場合、ころがり軸受クラッチ部を備えた本トルク
リミッタでは、伝達されるトルクT₁は、付勢力Ｐと比例
関係になる。このことは理論的に又実験でも明らかにさ
れている。そして所定の付勢力Ｐは、トルクリミッタの
用途により、又、本実施例のように二輪自動車に用いら
れる場合にはその種類や運転者の技術レベル等により、
妥当な値に決定される。

例えばレース用の二輪自動車では次のように決定す
る。車体と運転者との総重量のうちタイヤに掛かる重量
とタイヤ−路面間の摩擦係数とからその間の摩擦力を求
め、これに車輪の半径を掛けてモーメントを算出し、こ
の車輪のトルクを車輪部とトルクリミッタ部とのチェー
ンスプロケットの直径比によりトルクリミッタ部のトル
クに換算し、これに一定の余裕をとった値を最大伝達ト
ルクとし、所定の付勢力Ｐは内外輪間がこのトルクまで
を伝達する値に定める。具体例として、車体と運転者と
の総重量が300kgであれば、伝達トルクT₁を10kg−ｍ程
度にし、皿ばね４の所定の付勢力を２トン程度にする。
このように設定すると、ギアダウン時の車の速度が速く
てバックトルクの入力に対するエンジンの抵抗トルクが
10kg−ｍ以上になるような場合でも、車輪に伝達される
バックトルクは10kg−ｍを越えることがなく、オーバー
トルク分は内外輪間が相対回転することにより吸収さ
れ、タイヤのスリップ事故が防止される。そして、ギア
ダウン時に高度な半クラッチ操作を行う必要もなくな
る。一方、一般の運転者が乗る二輪自動車の場合には、
付勢力Ｐをこれより低い値に設定し、ギアダウン時の加
速度による体の飛び出しやハンドル振れ等を防止し、更
に安全性を高める。

図３は他の実施例のトルクリミッタを示す。図１のも
のと同様の構造の部分については説明を省略する。

本例のトルクリミッタでは、内筒15が設けられてい
る。内輪１は、キー16により内筒15と結合され、カラー
17及び止め輪18により軸方向位置を保持されている。内
筒15は、そのスプライン部19及びボルト20を介して締結
ナット21によりトランスミッション100の軸101と結合さ
れ、これからトルクを伝達されると共に軸方向位置を固
定されている。皿ばね４は、内筒15の鍔15aにより位置
決めされている。このトルクリミッタも、図１のものと
同様の作用をなす。

図４は更に他の実施例のトルクリミッタを示す。図１
又は図３のものと同様の構造の部分については説明を省
略する。

本例のトルクリミッタは、外輪２の移動を所定位置で
停止させる移動停止手段としてのスラスト軸受22及び調
整リング23を備えている。これらで大鍔兼ストッパリン
グ９を介して外輪２の移動を停止させる。又、皿ばね４
の付勢力を調整する調整ナット24が設けられている。

このような構造のトルクリミッタによれば、図１及び
図３に示すものと同様に、自由回転側のバックトルクを
規制できると共に、クラッチ側での伝達トルクも制限す
ることができる。

図５は、内外輪間がクラッチ方向に相対回転して両者
間に捩じれ角が生じ、外輪２が軌道６の間隔を狭める方
向に移動するときの変位量δ及び捩じれ角αと内外輪間
で伝達されるトルクＴとの関係を示す。このようなころ
がり軸受クラッチのトルク伝達特性に基づき、調整リン
グ23により、外輪２の移動を、所定位置として図示のδ
だけ変位した位置で停止させると、そのときに内外輪間
で伝達されるトルクはT₂となり、それ以上のトルクが掛
かると内外輪間が相対回転してこれを逃がす。なお、調
整リング23に代えて、固定リングとしてもよい。

このような構成によれば、二輪自動車の例で説明する
と、図１又は図３のトルクリミッタの作用に加えて、次
の作用が生ずる。

停止状態からスタートするときには低速ギアを用いる
ので、車輪に大きな回転トルクが伝達される。このた
め、クラッチ操作が拙くクラッチを急に接続すると、大
トルクにより車体が急発進して飛び出し、危険な状態が
発生する。場合によっては、過大トルクに伴う車輪の推
進力がタイヤと路面との間の摩擦力を越え、タイヤがス
リップするおそれもある。そこで、図５に示す最大トル
クT₂を、例えばこのようにタイヤがスリップしない限界
のトルクに設定する。又は、これより更に安全性を高
め、最大トルクT₂を、急にクラッチを繋いでも車体が飛
び出さないようなトルクに設定する。このため、調整リ
ング23は、外輪２がトルクT₂に対応する変位量δになる
位置で停止するように設定される。このような設定トル
クは、二輪自動車の種類や用途、運転者の運転技術の程
度等に合わせて適当に決定される。

トルクT₂が車輪に伝達されると、車体が適当に加速さ
れて短時間で速度が上昇する。その結果、車輪のトルク
が減少し、内外輪間の伝達トルクがT₂以下になり、その
間の相対回転が停止する。その後は内外輪間がクラッチ
した状態でエンジントルクが全て車輪に伝達され、二輪
車は通常の運転状態になる。このような調整リング23を
備えたトルクリミッタを装備すれば、起動時のピークト
ルクがカットされるので、車体が急に飛び出したり、駆
動チェーンに過大な張力が掛かるというような従来の二
輪自動車における不具合が防止され、又運転操作が容易
になる。なお、図４では設定トルクが調整可能な例を示
したが、調整リングの位置を止め輪等で固定し、誤調整
を防止する構造にしてもよい。

以上の図１、図３及び図４では、何れも外輪２が軸方
向に移動する例を示した。例えば二輪自動車に用いる場
合には、チェーンスプロケットでは数mm程度の移動が許
容されるのに対し、外輪２の変位はその数分の１で極僅
かであるため、このような構造が成立する。その他、ベ
ルトや歯車でトルク伝達する場合も同様である。

図６は更に他の実施例のトルクリミッタを示す。

このトルクリミッタは、図４のものに較べて、中間リ
ング25を軸受26により軸方向位置を固定して回転自在に
支持し、これにボルト27でチェーンスプロケット28を取
付け、更に中間リング25と外輪２との間にトルクを伝達
するボールスプライン29を設けることにより構成した点
が相違する。チェーンスプロケット28を中間リング26と
一体構成してもよい。又、トルクリミッタの用途によっ
ては、これらに代えてトルク伝達用のフランジとしても
よい。このようなトルクリミッタによれば、チェーンス
プロケット28（又はトルク伝達フランジ）を軸方向に固
定することができる。従って、このようなトルクリミッ
タは、入出力側の軸方向の移動が許容されず、且つ入力
側及び出力側の何れの方向から付与される過大トルクを
も制限したい場合に有用になる。

図７は、内輪１を軸方向に可動にした例を示す。

図６までの実施例では、外輪２が軸方向に可動で、皿
ばね４で付勢される場合を示したが、外輪２に代えて、
内輪１をそのように形成してもよいことは勿論である。
内外輪のうち何れを固定し何れを可動にするか、又、入
出力側の何れかを可動にするかもしくは双方を固定する
か等は、トルクリミッタの用途により適宜選定される。

本トルクリミッタでは、内輪１は、駆動側又は従動側
となる軸101からキー102によりトルクを伝達されるが、
軸方向には移動自在である。外輪２は、フランジ2cで駆
動側又は従動側と結合されることにより、トルクを伝達
されると共に軸方向位置を固定される。外輪２の一端側
には、止め輪10で位置決めされた大鍔９、皿ばね４、中
間部材13が配設され、スラスト軸受５を介して内輪１を
軌道間隔の狭くなる方向に付勢する。この付勢力は、こ
れまでの実施例のものと同様に、トルクリミッタの用途
により適宜定められる。外輪２の他端側には、調整リン
グ23が配設され、スラスト軸受22を介して内輪１の軸方
向の移動を所定位置で停止させる。この所定位置も、図
４又は図６の実施例のものと同様の方法で決定される。
このようなトルクリミッタによれば、駆動側及び従動側
が軸方向に変位せず、又、軸と内輪とを固定する必要が
ないため、その取り付けが容易になる。

以上のトルクリミッタでは、ころがり軸受クラッチ部
を利用しているので、小型で簡単な構造である。又、内
外輪間で伝達されるトルクは、ころ３の転がりによる楔
作用によって発生するため、固体や流体摩擦に依存する
通常のトルクリミッタの場合とは異なり、外輪２の移動
量に対応して一定の安定したトルクである。従って、本
トルクリミッタによれば、精度よくリミットトルクを設
定することができる。

なお以上では、主としてトルクリミッタを二輪自動車
に適用する例を示したが、本発明はこのような用途に限
定されず、駆動側又は従動側から発生する過大トルクを
制限する必要のある全ての機械類に適用できるものであ
る。例えば、本トルクリミッタを４輪駆動の車軸と車輪
との間に取り付ければ、左右及び前後の車輪の回転差や
トルク差を吸収することができる。そして、車の旋回を
容易にしたり車輪が穴に落ちたときの脱出を容易にする
ことができる。更に、このようなトルクリミッタは捩じ
りばねとしての特性を備え、従来のトルクコンバータに
代わり得るものである。

産業上の利用可能性以上の如く本発明は、簡単な構造で、クラッチ回転側
でトルクを伝達すると共に、自由回転側でも一定の限度
内でトルクを伝達でき、ころがり軸受クラッチ構造によ
り耐久性が大きく精度良くリミットトルクを設定できる
トルクリミッタを提供するものであり、産業上の利用性
の極めて高い発明である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ころがり軸受クラッチ部を形成するように
内輪と外輪と複数のころと付勢手段とを備えたトルクリ
ミッタにおいて、前記内輪は二輪車のトランスミッションから突出した軸
に一定の軸方向位置で一体回転するように結合されてい
て、前記外輪は前記二輪車のチェーンスプロケットに一体回
転するように結合されていて、前記付勢手段は内径側端部及び外径側端部を持つ皿ばね
状部材からなり、前記内径側端部は前記内輪と一定の軸
方向位置で一体回転するように支持されていて、前記外
径側端部は前記ころがり軸受クラッチ部が自由回転方向
に回転されるときに所定の付勢力でスラスト玉軸受又は
スラストローラ軸受のうちの何れかのスラスト軸受を介
して前記外輪を付勢し、前記所定の付勢力は前記スラス
ト軸受を介して前記外径側端部を前記付勢する方向と反
対の方向に押すように前記外輪を押して前記内輪と前記
外輪との間の軌道の間隔を広げて該軌道に前記ころを挿
入することによって設定されている、ことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】前記ころがり軸受クラッチ部がクラッチ方
向に回転されるときに前記軌道の間隔が狭くなる方向へ
の前記内輪又は前記外輪の移動を所定の位置で停止させ
る移動停止手段を有することを特徴とする請求の範囲第
１項に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】前記付勢手段は円錐部を備えた皿ばね状部
材であり、該皿ばね状部材を支持する支持部が固定され
ていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に
記載のトルクリミッタ。