JPS61290259A - トルクリミツタ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はギＡ７伝動機構等において、回転トルクが一定
値以上になった時に回転トルクを逃すトルクリミッタ−
に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来のトルクリミッタ−は、第５図に示１ようにブツシ
ュ４０を介してギヤ４１を軸部４２に嵌合し、皿ばね４
３の軸方向の圧接力によりリング状のＳ振材４４をギヤ
４１の両側面に圧接するようにしている。

ところが第５図のようなトルクリミッタ−では、トルク
容量を大きくしようとすれば、例えば皿ばね４３自体の
弾性力を大きくすると共に、Ｉｎ！ｔ！！板４４の接板
面４を大きくしなければならない。即ちトルクリミッタ
−をコンパクトに保ちながらトルク容量を増加すること
は極めて困難である。

（問題を解決するための手段） 上記問題を解決するために本発明は、リング状の第１ギ
ヤの内周面にテーパー面を形成し、第２ギヤのリム部を
軸方向に延長すると共にり６部の外周面に上記第１ギヤ
の内周テーパー面に合致するテーパー面を形成し、第１
ギヤを第２ギ鬼７のリム部にテーパー嵌合し、第１、第
２ギヤとは別体のナツトを第１ギＡ７のボス部に螺着し
、ナツトと第２ギヤの間に皿ばねを圧縮し、回転トルク
が−定値以上になった時に両テーパー面が滑り出すよう
にテーパー面の角度及びばねの強さを設定している。

（実施例） 第２図は自動２輪車の始動装置に本発明によるトルクリ
ミッタ−を設けた例であり、この第２図において、クラ
ンクケース１に回転自在に支持されたクランク軸２はク
ランクケースカバー３内に延出し、クランク軸２の先端
部には発電機用ハブ５が固着されている。ハブ５にはフ
ライホイール６が固着され、フライホイール６にはマグ
ネット７が固着されている。マグネット７に対向するコ
イル８はクランクケースカバー３に固着されている。

ハブ５の隣にはフリーボイルギヤ１０が配置され、フリ
ーホイルギヤ１０は軸受メタル１１を介してクランク軸
２に回転自在に支承されると共に、スプラグタイプのワ
ンウェイクラッチ１２を介してバブ５に連結している。

ワンウェイクラッチ１２のアウター１３はボルト１５に
よりハブ５に固着され、フリーホイルギヤ１０と一体の
インナー１６とアウター１３の間にスプラグ等のカムが
配置され、クランク＠２を正回転（矢印Ｒ）させる回転
力のみをフリーホイルギヤ１０からクランク軸２に伝達
するように構成されている。

フリーホイルギヤ１０は減速車ギヤ１７ａ１減速大１！
ヤ１７ｂ１始動用第２　ｔ！　Ｓ７１８、始動用軸１９
及びリング状の始動用第１ギヤ２０を介してスタータモ
ータ２１のピニオンギヤ２２に連動連結している。リン
グ状の第１ギＡ７２０と第２ギヤ１８との間にトルクリ
ミッタ−２３が構成されている。始動用の軸１９はクラ
ンクケースカバー３及び１！ヤケース２５に軸受メタル
２４を介して回転自在に支持されている。第１ギヤ２０
の外径は第２ギヤ１８の外径よりも大ぎく、両第１、第
２ギヤ２０，１８によっても減速されるようになってい
る。また第１ギヤ２０の歯は第２ギ）７１８の歯よりも
小さいモジュールのものが形成されている。両減速ギヤ
１７ａ１１７ｂは互いに一体に形成されると共に支軸２
７に回転自在に支持され、支軸２７はクランクケースカ
バー３及びギヤケース２５に支持されている。クランク
ケースカバー３内にはクランク軸２の回転により生じる
潤滑油ミストが充満している。

スタータモータ２１のピニオンギヤ２２からクランク軸
２のフリーホイルギヤ１０までのスタータ系のギヤ伝動
機構は常時噛合い式である。即ち従来のように始動・時
だけスターターモータのピニオンギヤが突出してギヤに
噛合う型式のものではなく、図示のようにビニオンギ−
７２２は軸方向には移動せずに常時第１ギ１７２０に噛
合っている。

また第２ギヤ１８は減速大−１！ヤ１７ｂに常時合い、
減速車ギヤ１７ａはフリーホイルギヤ１０に常時噛合っ
ている。スタータ系ギヤ伝動機構の減速比は例えば１／
３０である。即ちスタータモータ２１の回転数は１／３
０に減速されてクランクＩＮｌ　２に伝わるようになっ
ている。

トルクリミッタ−２３の拡大図を示す第１図において、
第２ギヤ１８には逆矢印へ方向に延出すリム部１８ｂが
一体に形成され、リム部１８ｂの内周部にはさらに逆矢
印へ方向に延出すボス部１８Ｃが一体に形成され、ボス
部の外周面にはおねじ１８ｄが形成されている。リム部
１８ｂの外周には逆矢印Ａ側にゆくに従い小径になるテ
ーパー面１８ａが形成されている。リング状第１ギヤ２
０の内周向には逆矢印Ａ側にゆくに従い小径になるテー
パー面２０ａが形成され、リング状第１ギ１７２０は第
２１！　Ａ−１８のテーパー面１８ａにテーパー嵌合し
ている。両テーパー面２０ａ、１８ａのテーパー角θは
同一であり、一方のテーパー面が相手側のテーパー面に
食込んでしまわない程度の角度（図示の実施例では６度
）に形成さ°れでいる。ボス部１８ｃのおねじ１８ｄに
はプツト３０が螺着されてＪ３す、ナツト３０はその矢
印Ａ−側の端面が第２ギヤ１８の側端面に当接すると共
に段部３０ａを備えている。段部３０ａは第２ギヤ１８
のリム部１８ｂの側端面に間隔を隔てて対向し、段部３
０ａと第１　、Ｓ！　Ｓ７２０の側端面との間にＩｔば
ね２９を圧縮している。皿ばね２９はその内周端縁がシ
ム２８を介してナツト３０の段部３０ａに圧接し、皿ば
ね２９の外周端縁が第１ギＡ７２０の逆矢印Ａ側の側端
面に圧接している。即ち皿ばね２９は第１ギヤ２０とナ
ツト３０の間に縮設され、それにより第１ギヤ２０を矢
印へ方向に付勢し、両テーパー面２０ａ、１８ａ間に圧
接力を与えている。

シム２８の厚さを変更することによりばね２９の付勢力
（ヒツト圧力〉を調節したり、あるいはテーパー面２０
ａ、１８ａのテーパー角θを変更づることにより、最大
トルク古諺を調節する。図示の実施例では、回転トルク
が４〜６　Ｋ’ｊ　ｍになると両テーパー面２０ａ、１
８ａ間に滑りが生じるように調節している。

第２ギヤ１８のリム部１８ｂのテーパー面１８ａには環
状の潤滑油溝３１が形成されており、両−４！　ｉ７２
０．１８間の環状凹部３５に溜るミスト状の潤滑油が両
テーパー面間に浸入し、溝３１に供給される。

両ギヤ１８．２０は浸炭焼入れ等による熱硬化処理が施
され、一方ナット３０は特に硬化処理は施されていない
。

（作用） ナツト３０を締付けて第３図のようにばね２９の軸方向
の力Ｆが第１Ｙヤ２０にかかった湯治には、テーパー面
１８ａと直角方向の面圧Ｆ１は軸方向の力Ｆに比べて非
常に大きくなる（Ｆ１＝Ｆ／ｓｉｎθ）。従って小さな
接触面積で大きな最大トルク容量を設定できる。また組
立て前には両テーパー面２０ａ、１８ａに例えばモリコ
ートグリス等が塗布される。

エンジンを始動する際に第２図のスタータモータ２１を
作動させると、ビニオンリヤ２２がら減速されて第１ギ
ヤ２０に伝達される回転トルクは、トルクリミッタ−２
３のトルク容量範囲内で第１ギＡ７２０から第２ギヤ１
８に伝達され、さらに第２ギヤ１８から減速ギｔ１７ｂ
、１７ａ、フリーホイルギヤ１０、ワンウェイクラッチ
１２及びハブ５を介してクランク軸２に減速して伝達さ
れる。

始動直後にはクランク軸２の逆転現象（いわゆるケッチ
ン現象）が生じて各−１！ヤ１０．１７ａ１１７ｂ、２
０に過大な負荷がかかることがあるが、その場合には第
１ギヤの２０の回転トルクがトルクリミッタ−２３の容
量より大きくなるので、第２ギヤに対して第１ギヤ２０
は滑り、第１ギヤ２０に過大なＳ１荷がかかるのを防止
し、第１ギヤ２０の破損等を防ぐ。

またスタータモータ２１が停止している時にクランク軸
２に逆回転現象が生じた゛場合には、クランク軸２の逆
回転がフリーホイルギヤ１０等を介して第２ギＡ７１８
に伝わり、ざらに第１ギヤ２０を介してビニオンギヤ２
２を逆回転させようとする。逆回転初期のトルクは大変
大きいので、テーパー而型式のトルクリミッタ−を備え
ていることにより、逆回転初期において第１ギヤ２０に
対して第２ギヤ１８は滑り、それと同時及びその後は両
テーパー面２０ａ、１８８間のＦｉ！擦力により第２ギ
ヤ１８の逆回転にブレーキをかけ、第２ギヤ１８等の回
転速度を落す。

第２ギヤ１８が低速になってトルクが小さくなった後に
第２１！＼７１８と第１ギＡ７２０が完全に連結される
ので、たとえビニオン−１！　Ａ７２２が逆回転しても
その速度は遅く、スタータモータ２１内の軸受等が加熱
損傷する心配はない。

ちなみにトルクリミッタ−２３を儀えていない始動装置
に逆回転現象が生じた場合には、第４図のグラフ×２で
示すようにスタータ・−モが急激に逆回転し、しかも逆
回転数が大きくなり、それによりスタータモータの軸受
等を損傷する恐れがある。これに対してブレーキ機椛と
しても作用するテーパー面型式のトルクリミッタ−を備
えていると、グラフ×１で示１ようにトルクリミッタ−
としての作用により急激な逆回転をなくすことができる
と共に、ブレーキ作用により逆回転速度を小さく押える
ことができ、スタータモータの軸受等の損傷を防止する
。なＪ５第４図の縦軸はスタータモータの回転速度であ
り、スタータモータの発生電圧から測定し、横軸は時間
である。

（別の実施例） （１）第１図の第２ギヤ１８を、キー及びキー溝を利用
してｌＮ１１９に一体的に固着してもよく、また第２ギ
ヤ１８を軸１９と一体成形してもよい。

（２）第２ギヤ１８を軸受を介して軸１９に回転自在に
嵌合し、軸１９をクランクケースカバー３に固着するよ
うにしてもよい。

（３）テーパー面の角度は４度〜８度の間が適切である
。

（４）第１、第２ギヤ２０，１Ｂとしてはヂエーンスブ
ロケットも含まれる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、リング状の第１ギヤの内
周面にテーパー面を形成し、第２４！　Ａ７のリム部を
軸方向に延長すると共にリム部の外周面に上記第１ギヤ
の内周テーパー面に合致するテーパー面を形成し、第１
ギヤを第２ギヤのリム部にテーパー嵌合し、第１、ｆｉ
２ギ）７とは別体のナツトを第１ギヤのボス部に螺着し
、ナツトと第１ギヤの間に皿ばねを圧縮し、回転トルク
が一定値以上になった時に両テーパー面が滑り出すよう
にテーパー面の角度及びばねの強さを設定しているので
： （１）第５図のような平板式の従来トルクリミッタ−に
比べ、小さな接触面積で大きな最大トルク容量を設定り
゛ることができる。

即ちトルクリミッタ−をコンパクトに保ちながらトルク
容量を増加することができる。

（２）両ギヤにそれぞれ直接テーパー面を形成して、両
ギ鬼７を直接テーパー嵌合づることによりトルクリミッ
タ−を構成しているので、第５図の従来例のように特別
の摩擦プレート等を使用する必要はなくなり、部品点数
が減り、構造が簡単でコストも安くなる。

（３）両ギヤをテ・−バー嵌合により連結しているので
、両テーバ問相互の芯出しを簡単かつ正確に行える。

（４）両ギヤとは別体にナツトを備えているので、ナツ
ト自体の表面硬化処理を省くことができ、部品コストを
より一層低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したトルクリミッタ−の縦断面図
、第２図は第１図のトルクリミッタ−を備えた自動２輪
車用始動装置の縦断面図、第３図は圧接力等の力関係図
、第４図は本発明のトルクリミッタ−を自動２輪車用始
動装置に使用した場合のスタータモータの回転変化を示
すグラフ、第５図は従来トルクリミッタ−の縦断面図で
ある。 １８・・・第２ギヤ、１８ｂ・・・リム部、２０・・・
第１ギ鬼７．２０ａ、１８ａ・・・テーパー面、２９・
・・皿ばね、３０・・・ナツト 特許出願人　川崎重工業株式会社 第５図　　　第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リング状の第１ギヤの内周面にテーパー面を形成し、第
   ２ギヤのリム部を軸方向に延長すると共にリム部の外周
   面に上記第１ギヤの内周テーパー面に合致するテーパー
   面を形成し、第１ギヤを第２ギヤのリム部にテーパー嵌
   合し、第１、第２ギヤとは別体のナットを第１ギヤのボ
   ス部に螺着し、ナットと第１ギヤの間に皿ばねを圧縮し
   、回転トルクが一定値以上になった時に両テーパー面が
   滑り出すようにテーパー面の角度及びばねの強さを設定
   していることを特徴とするトルクリミッター。