JP4347468B2

JP4347468B2 - トルクリミッタ

Info

Publication number: JP4347468B2
Application number: JP29141799A
Authority: JP
Inventors: 克彦伊藤; 堀　　良昭; 圭宏吉田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-05
Filing date: 1999-09-05
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2019-09-05
Also published as: JP2001074120A

Description

【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４−１５９４５５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、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、制御用モータでボールネジを正逆転してスライダを移動させることにより可動斜板を傾斜を変えて変速する静油圧式無段変速機のトルクリミッタであって、制御用モータとボールネジの間に配置されるトルクリミッタにおいて、
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セット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るとともに、
前記ボールネジは両端を静油圧式無段変速機のハウジングと一体のステーへ、ボールベアリングを介して回転自在に支持され、
前記ボールネジの一端には回転軸の一端に設けらた出力用ギアと噛み合う被動ギヤが取り付けられ、
前記ステーは第１のステー及び第２のステーを備え、前記ボールベアリングは第１のベアリング及び第２のベアリングを備え、
前記回転軸の一端は被動ギヤ側の第１のベアリングを支持する前記第１のステーへ前記ボールネジと共通に支持され、
前記被動ギヤ側のベアリングのインナーレース部は内側をプレートにより、外側をボールネジの端部に刻まれた溝に挿入した半割りコッター、コッターリテーナ及びサークリップにより挟み込まれることによって、ボールネジに対してスラスト方向の位置決め固定がなされ、かつ、アウターレース部は前記第１のステーに対してスラスト方向の位置決め固定がなされず、
さらに、前記第１のベアリング及び第２のベアリングのうち第２のベアリングがアウターレース部を前記第２のステーに対してスラスト方向の移動を規制されて固定され、
前記回転軸と前記ボールネジの一端を共通に支持する前記第１のステーへ前記ボールネジのスラスト力が伝わらないようにされていることを特徴とする。
【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。
また、スライダーがプレートに突き当たったとき、ボールネジの反力をスライダーが受け、その荷重はプレート、ベアリングのインナーレース部、被動ギヤ、コッターを介してボールネジに伝えられるため、ボールネジの内力として処理される。反対側のプレートにスライダーが突き当たった場合も同様にその荷重はボールネジの内力として処理され、反対側のベアリング、ステーにはスラスト力が働かず、ベアリング及びステー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。
【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１０ａと後ケース１０ｂに各一体のジャーナル壁３６ａ，３６ｂ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５２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６０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６１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１０ａ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４１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７９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７８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８８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８３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８８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９２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６５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のステー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１２０ｄ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ステー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】
ボールネジ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１２１ｄ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。アウターレース部は図５に明らかなようにスラスト方向を位置決め固定されていない。
【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４２側のハウジング１０３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１０８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１１３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１０４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１０２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１０９、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４２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１０４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１２０ａ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によってステー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を介してステー６６ｂに、右方向のスラスト力はプレート１２０ｄ、ベアリング６８を介してステー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のみを介してステー６６ｂに伝わり、反対側のベアリング６７、ステー６６ａにはスラスト力が働かず、ベアリング６７、ステー６６ａ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１２１ｄ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を受けているステー６６ａ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、４０：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、６３：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、１０２：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、１１１：第２摩擦板、１１２：セットスプリング、１１３：ストッパー

Claims

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、制御用モータでボールネジを正逆転してスライダを移動させることにより可動斜板を傾斜を変えて変速する静油圧式無段変速機のトルクリミッタであって、制御用モータとボールネジの間に配置されるトルクリミッタにおいて、
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セット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るとともに、
前記ボールネジは両端を静油圧式無段変速機のハウジングと一体のステーへ、ボールベアリングを介して回転自在に支持され、
前記ボールネジの一端には回転軸の一端に設けられた出力用ギアと噛み合う被動ギヤが取り付けられ、
前記ステーは第１のステー及び第２のステーを備え、前記ボールベアリングは第１のベアリング及び第２のベアリングを備え、
前記回転軸の一端は被動ギヤ側の第１のベアリングを支持する前記第１のステーへ前記ボールネジと共通に支持され、
前記被動ギヤ側の第１のベアリングはインナーレース部に対して内側をプレートにより、外側をボールネジの端部に刻まれた溝に挿入した半割りコッター、コッターリテーナ及びサークリップにより挟み込まれることによって、ボールネジに対してスラスト方向の位置決め固定がなされ、かつ、アウターレース部は前記第１のステーに対してスラスト方向の位置決め固定がなされず、
さらに、前記第１のベアリング及び第２のベアリングのうち第２のベアリングがアウターレース部を前記第２のステーに対してスラスト方向の移動を規制されて固定され、
前記回転軸と前記ボールネジの一端を共通に支持する前記第１のステーへ前記ボールネジのスラスト力が伝わらないようにされていることを特徴とするトルクリミッタ。