WO2011001731A1 - トルクリミッタ装置 - Google Patents

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WO2011001731A1
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flywheel
clutch
plate
torque limiter
clutch disk
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French (fr)
Inventor
山田　光一
芳徳 竹谷
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/025—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/21—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members
    • F16D43/213—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members with axially applied torque-limiting friction surfaces
    • F16D43/215—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members with axially applied torque-limiting friction surfaces with flat friction surfaces, e.g. discs

Definitions

  • the driven device and the engine are loaded with a predetermined torque or more.
  • the present invention relates to a torque limiter device for preventing the above.
  • a torque limiter device may be provided.
  • This torque limiter device sandwiches the friction facing of the outer periphery of the clutch disc with a predetermined clamping force from both sides with a pair of plates, connects the input side to a flywheel or the like as a member on the engine side, and the output side It is connected to the input shaft of the driven device.
  • the conventional product when trying to use the conventional clutch structure as a torque limiter device, the conventional product has a thick clutch pressing plate that presses the clutch disc toward the flywheel, and a release structure that connects and disconnects power transmission is incorporated.
  • the dimension in the axial direction is large, and the mountability to a vehicle or the like is poor.
  • space saving and cost reduction can be achieved.
  • the above-mentioned patent document shows a cross section of the torque limiter device 01 as shown in FIG.
  • the torque limiter device is interposed between the flywheel 02 and the input shaft 03 of the transmission.
  • the main components of the torque limiter device are a clutch plate 011 as an input rotator, a retaining plate 012, a clutch disk 013, a spline hub 015 as an output rotator, and an input rotator and an output rotator.
  • Damper mechanism 016 The clutch plate 011 and retaining plate 012 are annular members made of sheet metal and have a predetermined interval in the axial direction.
  • the clutch plate 011 is disposed on the engine side, and the retaining plate 012 is disposed on the transmission side.
  • the clutch disk 013 has a cushioning plate 020 fixed to the outer periphery of the clutch plate 011 and a friction facing 021 fixed to both surfaces of the cushioning plate 020.
  • the torque limiting unit 06 that limits the transmission torque includes a clutch disk 013, a first plate 030 and a second plate 031 provided so as to sandwich the friction facing 021 of the clutch disk 013 from both sides in the axial direction, and a pair of plates 030 and 031.
  • the first plate 030 is fixed to the transmission side of the cover member 033 by rivets 034.
  • an annular locking projection 033a that protrudes toward the inner peripheral side is formed at an end portion on the engine side.
  • a second plate 031 is disposed on the inner peripheral portion of the cover member 033 so as to sandwich the friction facing 021 together with the first plate 030, and the cone spring 032 is compressed between the second plate 031 and the locking projection 033a. Is arranged.
  • one of the first plates 030 sandwiching the friction facings 021 is a flat plate-like annular member that is fixed to the cover member 033 with a rivet 034 and a bolt that attaches the cover member 033 to the flywheel 02, and has low rigidity. High torque limit is not possible.
  • the means for biasing the second plate 031 is the cone spring 032, the contact with the second plate 031 is a line contact, the surface pressure to the friction facing 021 is likely to be uneven, and the limit torque is stable. Therefore, there is a problem that the expected torque limiter effect cannot be obtained.
  • the contact between the cone spring 032 and the first plate 030 has a local high surface pressure due to the influence of the line contact, and therefore, the friction facing 021 is prematurely caused by uneven wear, resulting in the expected torque limiter effect. There is a problem that cannot be obtained.
  • the present invention has an object to provide a torque limiter device that is capable of high torque limiter control and is excellent in stability and durability.
  • the present invention achieves such an object, and in a torque limiter device that protects an engine and a transmitted side device by limiting the transmission force of power,
  • a substantially disc-shaped flywheel that is a power output portion from the engine and a contact portion that contacts the outer peripheral side of the flywheel, and has an opening at the center, is formed in an annular shape, and is fastened to the flywheel.
  • a clutch disk sandwiching plate that forms a recessed space with the flywheel, a clutch disk that is interposed in the recessed space and connected to a device on the transmission side, the clutch disk, and the flywheel, And a pressing means for pressing the clutch pressing plate with an elastic member mounted in the flywheel so as to obtain a uniform surface pressure.
  • the clutch disc is clamped between the flywheel and the clutch disc clamping plate by pressure. And features.
  • the clutch disc clamping plate is fastened to the flywheel to form an annular recess space between the flywheel and the inside of the recess space as a clutch disc storage portion. And rigidity increases. Therefore, the clutch disk can be pressed with high pressure in the recessed space between the flywheel and the clutch disk sandwiching plate. Further, since the clutch pressing plate is pressed by the elastic member mounted in the flywheel so as to have a uniform surface pressure, the clutch pressing plate and the clutch disc are in uniform contact with each other, and a high torque as a torque limiter is obtained. Holding force (transmitting force), stability and durability of holding force are improved. Furthermore, since the pressing means is mounted in the flywheel, the dimension in the flywheel axial direction can be reduced, and the mounting property to the vehicle is improved. In addition, since the clutch disk sandwiching plate is formed by fastening a recess space for accommodating the clutch disk with the flywheel and has a thickness in the axial direction of the flywheel, it has an effect as an inertial mass of the flywheel.
  • the clutch disk sandwiching plate is tapered so that a space formed by the flywheel and the clutch disk sandwiching plate becomes narrow according to the direction of the rotation center. Good.
  • the clutch disk sandwiching plate has an opening at the center, so the rigidity of the center opening is lower than the outer periphery, and the pressing force acting from the elastic member via the clutch pressing plate and the clutch disk causes deformation outward in the axial direction. . Therefore, by adopting such a configuration, the surface of the clutch disk clamping plate that clamps the clutch disk is formed in a tapered shape toward the center of the flywheel.
  • the contact surface pressure between the disc clamping plate and the clutch disc can be made uniform to prevent uneven wear of the clutch disc, and high torque holding force (transmission force) as a torque limiter, stability of the holding force and durability can get.
  • the clutch disk holds a friction facing portion sandwiched between the clutch disk sandwiching plate and the clutch pressing plate, the friction facing portion, and a shaft center of the flywheel at a central portion.
  • a circular cushioning plate having an opening having a center substantially coincident with the hub, and a hub member that is externally fitted to an output shaft that outputs a transmission force transmitted from the flywheel to the cushioning plate to the driven device side,
  • An outer peripheral portion is connected to the cushioning plate, an inner peripheral portion is connected to the hub member, and a buffer portion is elastically connected in the rotation direction of the output shaft, and the buffer portion and the cushioning plate Is located on the flywheel side of the buffer portion, and the buffer portion is It may be arranged in the central opening of the switch disc cover plate.
  • the buffer portion can be arranged so as to be fitted into the central opening of the clutch disk sandwiching plate, eliminating an extra space portion and reducing the width dimension of the torque limiter device in the output shaft direction. it can.
  • the elastic member constituting the pressing means is a coil spring, and a plurality of the coil springs are formed around the axis of the flywheel substantially in parallel with the axis. It is good to be inserted into the hole made.
  • the pressing force to the friction facing portion can be made uniform, and the torque Adjustment of the limit force (the number of coil springs and the spring constant) is facilitated.
  • the limit force the number of coil springs and the spring constant
  • the contact surface with the clutch pressing plate is circumferential, so that a contact effect close to that of a circular surface is obtained and the surface pressure is uniformed.
  • the torque holding force transmission force
  • the stability and durability of the holding force can be improved.
  • the mounting stability of the coil spring can be improved and the width of the entire apparatus in the output shaft direction can be reduced.
  • a plurality of shims are interposed in the contact portion where the flywheel and the clutch disk sandwiching plate are in contact.
  • the clutch disk sandwiching plate is fastened to the flywheel to form an annular recess space between the flywheel and the clutch disk storage portion inside the recess space. Because of this structure, the rigidity is increased with respect to the clutch disk pressing direction. Accordingly, the clutch disc can be pressed with high pressure by the flywheel and the clutch disc clamping plate, and the clutch disc clamping plate, the pressing means and the entire surface of the friction facing portion are in uniform contact with each other, and a high torque holding force as a torque limiter is achieved. , Stability and durability can be obtained. Furthermore, since the clutch disk is housed in the recessed space, the size of the entire torque limiter device in the output shaft direction can be kept small, and the flexibility of the layout for interposing between the drive source and the driven device is improved.
  • FIG. 3 It is the schematic of the power line which implements this invention. It is sectional drawing of the torque limiter apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. FIG. The other example of arrangement
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a power line of a forklift that implements the present invention.
  • the engine 1, the flywheel 2 that serves as the power output of the engine, the torque limiter device 3 of the present invention that limits the transmission torque together with the flywheel 2, and the output shaft of the torque limiter device 3 And the input shaft of the transmission 4 are connected via a gear constituting the speed reduction mechanism 7 to drive the forklift.
  • the motor 5 has an engine power assist function, and is coaxial with the drive shaft of the motor 5.
  • a hydraulic pump 6 that serves as a drive source for the work equipment of the forklift.
  • FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of the torque limiter device 3.
  • the torque limiter device 3 is fixed to the output shaft 11 of the engine 1 and transmits the driving force of the engine as an output rotating body, and has a function of reducing the rotational fluctuation of the engine, and the rotational axis direction of the flywheel 2
  • the cross-sectional shape is substantially U-shaped, and a clutch disk sandwiching plate 17 having an annular shape in which the U-shaped opening side is arranged toward the flywheel 2 side is provided.
  • the clutch disk sandwiching plate 17 has a contact portion 13 that contacts the outer peripheral portion of the flywheel 2 at a portion corresponding to the U-shaped opening end portion, and the center of the U-shaped bottom wall 15.
  • An opening 16 having a center substantially on the same axis as the axis of the output shaft 11 is provided in the part. Further, the clutch disk sandwiching plate 17 is fastened to the flywheel 2 so that a recessed space 14 is formed between the flywheel 2 and the clutch disk sandwiching plate 17. Further, the clutch disk sandwiching plate 17 in the present embodiment requires rigidity and expects the action of a flywheel. Furthermore, on the peripheral surface of the opening 16 on the surface opposite to the surface facing the clutch disk 18, A flange portion 50 that is annular and protrudes in the direction of the transmission 4 is provided on the entire circumference. This ensures rigidity as a receiving side when a clutch disk 18 described later is pressed from the flywheel 2 side.
  • a clutch disk 18 of the torque limiter device 3 is disposed in the recessed space 14 formed by the clutch sandwiching plate 17 and the flywheel 2 so that the shaft center thereof is positioned substantially coincident with the shaft center CL of the flywheel 2.
  • the flywheel 2 is formed with a hole 20 that opens on the wall surface on the clutch disk 18 side and has a center line substantially parallel to the rotational axis CL of the flywheel 2.
  • a coil spring 21 is compressed and attached to the hole 20.
  • a plurality of the coil spring mounting holes 20 are arranged, for example, in a circle (one circle) or staggered (two circles are staggered) around the rotation axis CL of the flywheel 2.
  • the coil springs 21 are mounted in the respective coil spring mounting holes 20.
  • a clutch pressing plate 22 is interposed between the coil spring 21 and the clutch disk 18.
  • the coil spring 21 and the clutch pressing plate 22 constitute pressing means, and the clutch disk 18 is pressed against the clutch disk sandwiching plate 17 by the pressing means.
  • the clutch pressing plate 22 can press the entire clutch disk 18 evenly.
  • the clutch pressing plate 22 can press the entire clutch disk 18 more evenly.
  • the drive force transmission force (torque) limit of the clutch disk 18 can be adjusted by increasing or decreasing the coil spring 21 or changing the spring constant of the coil spring 21.
  • the arrangement of the coil spring 21 is not limited to this example, and may be any arrangement that makes the surface pressure uniform.
  • the clutch pressing plate 22 is disposed with a slight gap from the wall surface of the flywheel 2. This gap causes the clutch disk 18 to be directly sandwiched between the clutch disk sandwiching plate 17, the clutch pressing plate 22, and the flywheel 2 due to manufacturing errors of each component when the clutch disk sandwiching plate 17 is attached to the flywheel 2. To prevent. (Torque limiter action is eliminated.) Further, the clutch pressing plate 22 transmits a driving force (torque) from the flywheel to the clutch disk 18 and enables movement in the direction of the rotation axis CL. Therefore, a plurality of clutch pressing plates 22 provided on the outer periphery of the clutch pressing plate 22 are provided. A knock pin 51 extending from the flywheel 2 to the clutch disk sandwiching plate 17 is disposed while being engaged with the engagement notch.
  • the clutch disk 18 is pressed against the clutch pressing plate 22 and the clutch clamping plate 17 and transmits power from the flywheel 2 to the speed reduction mechanism 7 side by frictional resistance.
  • the clutch disk 18 has friction facings 24 adjusted on both sides so as to increase the frictional resistance force on the outer peripheral portion of the clutch pressing plate 22 and the clutch clamping plate 17 and to slide when a rotational torque exceeding a predetermined value is applied.
  • a cushioning plate 23 that is fixed with a rivet and has a circular opening at the center, and is arranged on substantially the same axis as the rotation axis CL of the flywheel 2 and is splined to the input shaft of the transmission 4
  • the spline hub 30 is mounted on the outer peripheral portion of the spline hub 30 and a buffer portion 40 that buffers rotational fluctuations in the circumferential direction.
  • the torsion springs 33 and 43 constitute a buffer 40, which elastically buffers the rotational fluctuation in the circumferential direction by a predetermined angular range in the circumferential direction. In a range exceeding a predetermined angle range, the connection is rigidly performed.
  • the clutch plate 41 connected to the inner peripheral edge of the opening of the cushioning plate 23 is disposed on the flywheel 2 side of the spline hub 30.
  • the buffer part 40 is arrange
  • the buffer portion 40 is arranged so as to be fitted into the opening 16 of the clutch pinching plate 17, whereby the size of the flywheel 2 in the direction of the rotation axis can be reduced, and the degree of freedom in mounting the device is increased. .
  • the driving force of the engine is transmitted to the output shaft 11 by the bolt 25 and the knock pin 26 as an output rotating body, and is transmitted to the flywheel 2 having an action of reducing the rotational fluctuation of the engine.
  • the clutch disc 18 is pressed against the clutch pressing plate 22 and the clutch pinching plate 17 integrated with the flywheel 2, and the engine is driven by the friction force between the friction facing 24, the clutch pressing plate 22 and the clutch pinching plate 17.
  • the force is transmitted from the cushioning plate 23 to the clutch plate 41.
  • the recessed space 14 is formed by the clutch disk sandwiching plate 17 and the flywheel 2 and the recessed space is used as the clutch disk storage portion, the rigidity with respect to the direction in which the clutch disk 18 is pressed increases. Since the amount of deformation becomes small, the set limit transmission torque value can be easily secured, and the stability of quality can be maintained. Further, since the structure is highly rigid, the clutch disk 18 can be pressed with a high pressing force, so that it is easy to make a device with a high transmission torque. Further, since the buffer portion 40 of the clutch disk 18 has a larger dimension in the axial direction than the friction facing 24, the clutch plate to which the cushioning plate 23 provided with the friction facing 24 is attached is disposed on the flywheel side, and the buffer portion 40. Is positioned at the opening 16 of the clutch disk sandwiching plate 17, so that the dimensions in the two-axis direction of the flywheel can be further reduced, and the mountability to a vehicle or the like can be improved.
  • the elastic member of the pressing means has a structure in which the coil spring 21 is inserted into a plurality of holes formed on the circumference of the flywheel 2 parallel to the axis of the flywheel 2 and centered on the coaxial center. Further, the pressing force of the clutch pressing plate 22 to the friction facing 24 is made uniform, and the contact portion between the clutch pressing plate 22 and the coil spring 21 is circumferential, so that a contact close to a circular surface is obtained, and the surface pressure is increased. Since they are uniform, uneven wear of the friction facing 24 can be prevented, and a high holding force as a torque limiter and stability of the holding force can be secured.
  • the clutch pressing plate 22 can press the entire clutch disk 18 more evenly, and the holding force and holding force with higher reliability can be obtained. Can be ensured. Further, when an impact torque exceeding the set value is generated due to some phenomenon, slip occurs between the friction facing 24, the clutch pressing plate 22 and the clutch pinching plate 17, and the shock absorber 40 and the spline hub 30 are caused to slip. It is possible to prevent the devices driven by the inserted drive shaft from being broken.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of the torque limiter device according to the second embodiment, and FIG.
  • FIG. 5B is a free state of the clutch disc clamping plate 19 (before the flywheel 2 and the clutch disc clamping plate 19 are fastened with bolts).
  • FIG. 5 is an exploded view for convenience of explanation in order to explain the shape of FIG. 5C shows a state in which the clutch disk sandwiching plate 19 is pressed by the clutch pressing plate 22 and the coil spring 21 of the pressing means, and the U-shaped bottom wall 15 of the clutch disk sandwiching plate 19 is deformed for convenience.
  • the portion of the friction facing 24 is pressed by the clutch disk clamping plate 19, the clutch pressing plate 22 and the coil spring 21 of the pressing means, and the surface pressure of the inner peripheral portion becomes lower than the outer peripheral portion.
  • the surface pressure of the clutch disk clamping plate 19 and the clutch pressing plate 22 and the friction facing 24 of the clutch disk 18 is uniform by projecting in a tapered shape from the outer periphery to the inner periphery in the free state.
  • uneven wear of the friction facing 24 can be more reliably prevented.
  • a third embodiment of the torque limiter device according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • a plurality of shims 55 are interposed at a contact portion where the flywheel 2 and the clutch disk sandwiching plate 17 abut, and a friction pressing face 24 between the clutch pressing plate contact surface of the flywheel 2 and the clutch disk sandwiching plate 17.
  • Dimension A with the abutment surface can be adjusted by increasing or decreasing the shim 55.
  • the dimension A is adjusted to easily adjust the torque.
  • Holding force transmission force
  • the torque limiter measure capable of limiting the high torque can be provided as a stable and excellent device, it is used as a power line protection for a vehicle such as a forklift using a driven device such as a speed reduction mechanism. Suitable for

Abstract

高いトルクリミッタ制御が可能で且つ、安定性及び耐久性に優れたトルクリミッタ装置を提供することを目的とする。フライホイール２の外周面に当接する当接部１３を有すると共に中央に開口部１６を有して環状に形成され、フライホイール２に締結されることでフライホイール２との間に凹部空間１４を形成するクラッチディスク挟み込みプレート１７と、該凹部空間１４に介装されると共に被伝達側機器に連結されたクラッチディスク１８と、クラッチディスク１８とフライホイール２との間に介装されたクラッチ押付プレート２２と、フライホイール２内に装着された弾性部材２１にてクラッチ押付プレート２２を面接触状態で押圧する押圧手段とを備えたことを特徴とする。

Description

トルクリミッタ装置
　本発明は、動力源であるエンジンからの動力を被駆動装置に伝達する際、又は被駆動装置からエンジンに動力を伝達する際、被駆動装置及びエンジンに所定以上のトルクが負荷されるのを防止するためのトルクリミッタ装置に関する。
　一般的に動力源であるエンジンからの動力を被駆動装置に伝達する際に、過大トルクにより被駆動装置を破損させないことを考慮して、被駆動装置に所定値以上のトルクが伝達されるのを防止するためにトルクリミッタ装置を設けることがある。
　このトルクリミッタ装置は例えば、クラッチディスク外周部の摩擦フェーシングを１対のプレートで両側から所定の挟持力で挟みこみ、その入力側をエンジン側の部材としてのフライホイール等に連結し、出力側を被駆動装置の入力軸等に連結するものである。
　そこで、従来からのクラッチ構造をトルクリミッタ装置として用いようとすると、従来品はクラッチディスクをフライホイール側に押圧するクラッチ押付プレートが厚くまた、動力の伝達を断接するレリーズ構造が組み込まれているため、軸方向の寸法が大きく、車両等への搭載性が悪い。
　一方、特開２００６－２９３５８号にあるような構造とすることで、省スペース化と低コスト化が図れる。
特開２００６－２９３５８号公報
　上記特許文献は、図７に示すように、トルクリミッタ装置０１の断面を示す。
　トルクリミッタ装置は、フライホイール０２とトランスミッションの入力軸０３との間に介装されている。トルクリミッタ装置の主要構成としては、入力回転体としてのクラッチプレート０１１、リティーニングプレート０１２、クラッチディスク０１３、出力回転体としてのスプラインハブ０１５、入力回転体と出力回転体との間に介装されたダンパー機構０１６とを備えている。クラッチプレート０１１及びリティーニングプレート０１２は板金製の環状部材で軸方向に所定の間隔を有している。クラッチプレート０１１はエンジン側に配置され、リティーニングプレート０１２はトランスミッション側に配置されている。クラッチディスク０１３はクラッチプレート０１１の外周部に固定されたクッショニングプレート０２０と、クッショニングプレート０２０の両面に固定された摩擦フェーシング０２１とを有している。
　伝達トルクを制限するトルク制限部０６はクラッチディスク０１３と、クラッチディスク０１３の摩擦フェーシング０２１を軸方向両側から挟み込むように設けられた第１プレート０３０及び第２プレート０３１と、一対のプレート０３０及び０３１に挟持力を与えるためのコーンスプリング０３２と、クラッチディスク０１３の外周側に配置されるリング状のカバー部材０３３とで構成されている。
　第１プレート０３０はカバー部材０３３のトランスミッション側にリベット０３４によって固定されている。カバー部材０３３の内周部において、エンジン側の端部には内周側に突出する環状の係止突起０３３ａが形成されている。
　カバー部材０３３の内周部には第１プレート０３０と共に摩擦フェーシング０２１を挟み込むように第２プレート０３１が配置され、この第２プレート０３１と係止突起０３３ａとの間にコーンスプリング０３２が圧縮されて配置されている。
　ところが、摩擦フェーシング０２１を挟み込む片方の第１プレート０３０は、カバー部材０３３にリベット０３４及びカバー部材０３３をフライホイール０２に取付けるボルトによって固定されている平板状の環状部材であり、剛性が低いため、高いトルク制限ができない。
　一方、第２プレート０３１に押圧力を付勢する手段はコーンスプリング０３２のため、第２プレート０３１との接触は線接触となり、摩擦フェーシング０２１への面圧力が不均一となりやすく、制限トルクが安定せず、期待するトルクリミッタ効果を得ることができない問題がある。
　また、コーンスプリング０３２と第１プレート０３０との接触は、線接触の影響で接触面が局所的な高面圧になるため、摩擦フェーシング０２１に偏磨耗が早期に発生し期待するトルクリミッタ効果を得ることができない問題がある。
　本発明は、かかる問題点に鑑み、高いトルクリミッタ制御が可能で且つ、安定性及び耐久性に優れたトルクリミッタ装置を提供することを目的とする。
　本発明はかかる目的を達成するもので、動力の伝達力を制限してエンジン及び被伝達側機器を保護するトルクリミッタ装置において、
　エンジンからの動力出力部である略円盤状のフライホイールと、該フライホイールの外周側に当接する当接部を有すると共に中央に開口部を有して環状に形成され、前記フライホイールに締結されることで前記フライホイールとの間に凹部空間を形成するクラッチディスク挟み込みプレートと、前記凹部空間に介装されると共に被伝達側機器に連結されたクラッチディスクと、該クラッチディスクと前記フライホイールとの間に介装されたクラッチ押付プレートと、前記フライホイール内に装着された弾性部材にて前記クラッチ押付プレートを均一な面圧となるように押圧する押圧手段とを備え、前記押圧手段の押圧力にて、前記クラッチディスクを前記フライホイールと前記クラッチディスク挟み込みプレートとで挟持するようにしたことを特徴とする。
　クラッチディスク挟み込みプレートはフライホイールに締結されることでフライホイールとの間で円環形状の凹部空間を形成し、同凹部空間の内部をクラッチディスク収納部とした構造なので、クラッチディスク押圧方向に対して剛性が高くなる。
　従って、フライホイールとクラッチディスク挟み込みプレートとの間の凹部空間内でクラッチディスクを高い圧力で押圧できる。また、上記フライホイール内に装着された弾性部材にてクラッチ押付プレートを均一な面圧となるように押圧するので、クラッチ押付プレートとクラッチディスクとが均一に接触して、トルクリミッタとしての高いトルク保持力（伝達力）、保持力の安定性及び耐久性が向上する。
　更に、押圧手段をフライホイール内に装着したので、フライホイール軸方向の寸法を小さくでき、車両への搭載性が向上する。
　また、クラッチディスク挟み込みプレートは、クラッチディスクを収納する凹部空間をフライホイールと締結して形成するため、フライホイールの軸方向に厚みを有するため、フライホイールの慣性マスとしての効果を有する。
　また、本発明において、好ましくは、前記フライホイールと前記クラッチディスク挟み込みプレートによって形成される空間が、回転中心の方向にしたがって狭小となるように、前記クラッチディスク挟み込みプレートにテーパーが設けられているとよい。
　クラッチディスク挟み込みプレートは、中央が開口しているために外周部に比べ中央開口部の剛性が低く、クラッチ押付プレートとクラッチディスクを介し弾性部材から作用する押付け力により、軸方向外側へ変形が生じる。
　そこで、このような構成を採用することで、クラッチディスク挟み込みプレートのクラッチディスクを挟持する面がフライホイール中心方向に向けテーパー状に狭まって形成されているので、変形を予め考慮することで、クラッチディスク挟み込みプレートとクラッチディスクの当接面圧を均一化させることができ、クラッチディスクの偏磨耗を防止し、トルクリミッタとしての高いトルク保持力（伝達力）、保持力の安定性及び耐久性が得られる。
　また、本発明において、好ましくは、前記クラッチディスクは、前記クラッチディスク挟み込みプレートと前記クラッチ押付プレートによって挟持される摩擦フェーシング部と、該摩擦フェーシング部を保持し、中央部に前記フライホイールの軸心に略一致した中心をもつ開口部を有した円形状のクッショニングプレートと、前記フライホイールから前記クッショニングプレートに伝達された伝達力を被駆動機器側に出力する出力軸に外嵌するハブ部材と、外周部が前記クッショニングプレートに、内周部が前記ハブ部材に夫々連結すると共に、前記出力軸の回転方向に弾性的に連結する緩衝部とを有し、且つ、前記緩衝部と前記クッショニングプレートとの結合位置は前記緩衝部の前記フライホイール側に位置し、前記緩衝部を前記クラッチディスク挟み込みプレートの中央開口部内に配置するとよい。
　このような構成によって、緩衝部をクラッチディスク挟み込みプレートの中央開口部に嵌入するように配置することができ、余計な空間部をなくし、トルクリミッタ装置の出力軸方向の幅寸法を小さくすることができる。
　また、本発明において、好ましくは、前記押圧手段を構成する前記弾性部材はコイルスプリングであり、該コイルスプリングは、前記フライホイールの軸心の周囲に、該軸心と略平行に複数個穿設された穴に嵌入されているとよい。
　このような構成によると、コイルスプリングをフライホイールの軸心を中心とした周囲例えば、円周状又は千鳥状に複数個配設することによって、摩擦フェーシング部への押圧力が均一化でき、トルクリミット力の調整（コイルスプリングの配設数及びばね定数）が容易になる。
　更に、スプリングがコイル状になっているため、クラッチ押付プレートとの接触面が円周状のため、円形面に近い接触効果がえられ面圧が均一化するので、摩擦フェーシング部の偏磨耗を防止でき、トルクリミッタとしての高いトルク保持力（伝達力）、保持力の安定及び耐久性が向上する。　　
　更に、コイルスプリングをフライホイールに穿設した孔に収納することにより、コイルスプリングの取付け安定性を良くすると共に装置全体の出力軸方向の幅を小さくすることができる。
　また、本発明において、好ましくは、前記フライホイールと、前記クラッチディスク挟み込みプレートと、が当接する当接部には、複数個のシムを介装している。
　このような構成によると、押圧手段の押圧部材の製造誤差、摩擦フェーシング部の磨耗等により所定のトルク保持力（伝達力）が得られない場合、シム枚数調整により押圧部材の押圧力調整が容易にできる。
　更に、シムを分割形状とすることで、トルクリミッタ装置を完全に分解せずに枚数の調整が可能となる。
　本発明に係るトルクリミッタ装置によれば、クラッチディスク挟み込みプレートはフライホイールに締結されることでフライホイールとの間で円環形状の凹部空間を形成し、同凹部空間の内部をクラッチディスク収納部とした構造なので、クラッチディスク押圧方向に対して剛性が高くなる。
　それに伴い、フライホイールとクラッチディスク挟み込みプレートとでクラッチディスクを高い圧力で押圧でき、クラッチディスク挟み込みプレート及び、押圧手段と摩擦フェーシング部の全面とが均一に接触し、トルクリミッタとしての高いトルク保持力、安定及び耐久性が得られる。
　更に、クラッチディスクを凹部空間に収納したので、トルクリミッタ装置全体の出力軸方向の寸法を小さく抑えられ、駆動源と被駆動装置と間に介装するためのレイアウトの自在性が向上する。
本発明を実施するパワーラインの概略図である。 本発明の第１実施形態に係るトルクリミッタ装置の断面図である。 図２のＸ矢視図である。 図３のコイルスプリングの他の配置例を示す。 第２実施形態に係るトルクリミッタ装置の断面図であり、（A）は第２実施形態の断面図を示し、（B）はクラッチディスク挟み込みプレートの自由状態時を示し、（C）は押圧手段でクラッチ押付プレートを押圧した状態時を示す。 第３実施形態に係るトルクリミッタ装置の断面図である。 先行技術に係るトルクリミッタ装置の断面図である。
　以下、本発明による同トルクリミッタ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
　ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定の記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
（第１実施形態）
　図１は本発明を実施するフォークリフトのパワーライン概略図を示す。右から、エンジン１、エンジンの動力の出力部となるフライホイール２、同フライホイール２内に内蔵されフライホイールと共に伝達トルクを制限する本願発明のトルクリミッタ装置３、同トルクリミッタ装置３の出力軸とトランスミッション４の入力軸とが減速機構７を構成するギヤを介し連結されフォークリフトを駆動している。
　一方、同トルクリミッタ装置３の出力軸に減速機構７を介して連結し、エンジン始動又はエンジンの動力で発電、更に、エンジンの動力補助機能を有するモータ５、同モータ５の駆動軸と同軸上に連結され、フォークリフトの作業用機器の駆動源となる油圧ポンプ６で構成されている。
　図２はトルクリミッタ装置３の縦断面図を示している。トルクリミッタ装置３はエンジン１の出力軸１１に固定されエンジンの駆動力を伝達し出力回転体とすると共に、エンジンの回転変動を緩和する作用を有するフライホイール２と、フライホイール２の回転軸方向の断面形状が略コ字形状をして、コ字形状の開口側をフライホイール２側に向かって配置される環形状からなるクラッチディスク挟み込みプレート１７を備えている。このクラッチディスク挟み込みプレート１７は、コ字形状の開口端部に相当する部分にフライホイール２の外周部に沿って当接する当接部１３を有し、また、コ字形状の底壁１５の中央部に出力軸１１の軸心と略同軸線上に中心をもつ開口部１６を有している。
　また、クラッチディスク挟み込みプレート１７をフライホイール２に締結されることでフライホイール２とクラッチディスク挟み込みプレート１７の間に凹部空間１４が形成されるようになっている。
　また、本実施形態でのクラッチディスク挟み込みプレート１７は、剛性を必要とするとともに、フライホイールの作用も期待している。
　更に、開口部１６の周縁部にはクラッチディスク１８と対向する面とは反対側の面に、
環状で且つ、全周にトランスミッション４方向へ突出したフランジ部５０を設けてある。
　これは、後述するクラッチディスク１８がフライホイール２側から押圧されたときの、受け側としての剛性を確保する。
　クラッチ挟み込みプレート１７とフライホイール２とによる凹部空間１４には軸心がフライホイール２の軸心ＣＬと、略一致した位置に配設されたトルクリミッタ装置３のクラッチディスク１８が介装されている。
　また、図３又は図４に示すように、フライホイール２にはクラッチディスク１８側の壁面に開口し、フライホイール２の回転軸線ＣＬと略平行な中心線を有する穴２０が穿設されている。この穴２０にはコイルスプリング２１が圧縮されて装着される。コイルスプリング装着用の穴２０は、例えば、フライホイール２の回転軸線ＣＬを中心とした円周上（一つの円周上）又は千鳥状（二つの円周上を千鳥状）に複数配設され、コイルスプリング２１が夫々のコイルスプリング装着用穴２０に装着されている。　
　更に、コイルスプリング２１とクラッチディスク１８との間にはクラッチ押付プレート２２が介装されている。コイルスプリング２１とクラッチ押付プレート２２とで押圧手段を構成し、この押圧手段によってクラッチディスク１８をクラッチディスク挟み込みプレート１７に押付けている。コイルスプリング２１をフライホイール２の円周上又は千鳥状に複数配設することにより、クラッチ押付プレート２２がクラッチディスク１８全体を均等に押圧できる。
　更に、コイルスプリング２１を千鳥状に配設することにより、クラッチ押付プレート２２がクラッチディスク１８全体をさらに均等に押圧できる。
　また、コイルスプリング２１の増減、またはコイルスプリング２１のバネ定数を変更することにより、クラッチディスク１８の駆動力伝達力（トルク）限界が調節できる。
　なお、コイルスプリング２１の配置は、本例に限られず、面圧が均一になるような配置であれば良い。
　また、クラッチ押付プレート２２はフライホイール２の壁面とは若干の隙間を有して配置されている。この隙間はクラッチディスク挟み込みプレート１７をフライホイール２に取付けた際に、各構成部品の製作誤差によって、クラッチディスク挟み込みプレート１７とクラッチ押付プレート２２及びフライホイール２とでクラッチディスク１８を直接挟み込むのを防止する。（トルクリミッタ作用がなくなる。）
　更に、クラッチ押付プレート２２はクラッチディスク１８へフライホイールからの駆動力（トルク）を伝達し、また回転軸線ＣＬ方向への移動が可能とするため、クラッチ押付プレート２２の外周部に設けた複数の係合切欠きに係合させると共にフライホイール２からクラッチディスク挟み込みプレート１７にわたるノックピン５１が配設されている。
　クラッチディスク１８はクラッチ押付プレート２２及びクラッチ挟み込みプレート１７によって挟み込むように圧接され摩擦抵抗力によって、フライホイール２からの動力を減速機構７側に伝達する。
　クラッチディスク１８は外周部にクラッチ押付プレート２２およびクラッチ挟み込みプレート１７と当接する部分には摩擦抵抗力を増大させると共に、所定以上の回転トルクが作用するとすべるように調整された摩擦フェーシング２４が両面にリベット等で固定され且つ、中央部が円形状に開口された開口部を有するクッショニングプレート２３と、フライホイール２の回転軸線ＣＬと略同一軸線上に配置され、トランスミッション４の入力軸にスプライン嵌合するスプラインハブ３０と、スプラインハブ３０の外周部に装着され円周方向の回転変動を緩衝する緩衝部４０とから構成されている。
　スプラインハブ３０とクッショニングプレート２３の間にトーションスプリング３３、４３により緩衝部４０が構成され、円周方向に所定の角度範囲だけ弾性的に円周方向の回転変動を緩衝する。
　所定の角度範囲を超えた範囲では剛体的に連結するようになっている。　
　尚、クッショニングプレート２３の開口部の内周縁部と連結するクラッチプレート４１はスプラインハブ３０のフライホイール２側に配置されている。それにより、緩衝部４０は開口部１６に嵌入するように配置されている。
　この配置は、緩衝部４０がクラッチ挟み込みプレート１７の開口部１６に嵌入するように配置されることにより、フライホイール２の回転軸方向の寸法を小さくでき、装置の搭載性の自由度が大きくなる。
　トルクリミッタ装置の作動について、次に説明する。
　エンジンの駆動力は、出力軸１１にボルト２５及びノックピン２６によって出力回転体とすると共に、エンジンの回転変動を緩和する作用を有するフライホイール２伝達される。
　クラッチディスク１８はクラッチ押付プレート２２及びフライホイール２と一体化されたクラッチ挟み込みプレート１７によって挟み込むように圧接され、摩擦フェーシング２４とクラッチ押付プレート２２及びクラッチ挟み込みプレート１７との摩擦力により、エンジンの駆動力はクッショニングプレート２３からクラッチプレート４１に伝達される。
　本実施形態によれば、クラッチディスク挟み込みプレート１７とフライホイール２とによって凹部空間１４を形成し、同凹部空間をクラッチディスク収納部とした構造なので、クラッチディスク１８押圧方向に対する剛性が高くなり、装置の変形量が小さくなるため、設定された限界伝達トルク値が確保しやすいと共に、品質の安定性が持続する効果を有する。
　また、剛性が高い構造なので、クラッチディスク１８を高い押圧力で押圧できるので、伝達トルクの高い装置にすることが容易である。
　また、クラッチディスク１８の緩衝部４０は摩擦フェーシング２４より軸方向の寸法が大きいので、摩擦フェーシング２４が配設されたクッショニングプレート２３が取付くクラッチプレートをフライホイール側に配設し、緩衝部４０をクラッチディスク挟み込みプレート１７の開口部１６に位置させたので、さらに、フライホイール２軸方向の寸法を小さくでき、車両等への搭載性が向上することができた。
　また、押圧手段の弾性部材はフライホイール２にフライホイール２の軸心と平行で且つ、同軸心を中心とした円周上に複数個穿設された穴に夫々コイルスプリング２１を嵌入した構造なので、摩擦フェーシング２４へのクラッチ押付プレート２２の押圧力が均一化すると共に、クラッチ押付プレート２２とコイルスプリング２１との接触部が円周状のため、円形面に近い接触が得られ、面圧が均一化するので、摩擦フェーシング２４の偏磨耗が防止でき、トルクリミッタとしての高い保持力と、保持力の安定性が確保できる。
　更に、コイルスプリング２１の配置を二つの円周上を千鳥状に配設することにより、クラッチ押付プレート２２がクラッチディスク１８全体をさらに均等に押圧でき、より信頼性の高い保持力と、保持力の安定性が確保できる。
　また、何等かの現象で設定以上の衝撃的トルクが発生した場合には、摩擦フェーシング２４とクラッチ押付プレート２２およびクラッチ挟み込みプレート１７との間に滑りが生じ、緩衝部４０、及びスプラインハブ３０に嵌入している駆動軸によって駆動されている機器類の破壊を防止することができる。
（第２実施形態）
　本発明によるトルクリミッタ装置の第２実施形態を図５に基づいて説明する。
　クラッチディスク挟み込みプレート１９のクラッチディスク１８の外周部に配設されている摩擦フェーシング２４と対向する壁面に、自由状態時において、外周部から内周部に向け狭くなるようにテーパー状に形成した構造である。
　これは、クラッチディスク挟み込みプレート１９の中央が開口しているために、外周部に比べ中央開口部の剛性が低いことでクラッチ押付プレートとクラッチディスクを介し弾性部材から作用する押付け力により生じる変形を見込んだものである。
　図５（Ａ）は第２実施形態に係るトルクリミッタ装置の断面図であり、（B）はクラッチディスク挟み込みプレート１９の自由状態時（フライホイール２とクラッチディスク挟み込みプレート１９をボルトで締結する前の状態）の形状を説明するために、便宜上表した分解図である。
　また、図５（Ｃ）はクラッチディスク挟み込みプレート１９がクラッチ押付プレート２２及び押圧手段のコイルスプリング２１によって押圧され、クラッチディスク挟み込みプレート１９のコ字形状の底壁１５が変形した状態を便宜上表した図である。
　本実施形態によると、摩擦フェーシング２４の部分はクラッチディスク挟み込みプレート１９と、クラッチ押付プレート２２及び押圧手段のコイルスプリング２１によって押圧され、内周部の面圧が外周部に対し低くなるため、変形量を見越して、自由状態時において、外周部から内周部に向けテーパー状に突出することで、クラッチディスク挟み込みプレート１９及びクラッチ押付けプレート２２とクラッチディスク１８の摩擦フェーシング２４との面圧が均一化し、摩擦フェーシング２４の偏磨耗をより確実に防止できる。　　
（第３実施形態）
　本発明によるトルクリミッタ装置の第３実施形態を図６に基づいて説明する。
　フライホイール２と、クラッチディスク挟み込みプレート１７とが当接する当接部に複数枚のシム５５を介装して、フライホイール２のクラッチ押付プレート当接面と、クラッチディスク挟み込みプレート１７の摩擦フェーシング２４の当接面との寸法Ａをシム５５の増減により調節可能とした。
　押圧手段の押圧部材の製造誤差、摩擦フェーシング部２４の製造誤差・磨耗による任意のトルク保持力（伝達力）が得られない場合の修正処置として、寸法Ａを調節して、容易に任意のトルク保持力（伝達力）が得られる。　
　更に、シムを分割形状とすることで、トルクリミッタ装置を完全に分解せずに枚数の調整が可能となる。
　本発明では、高トルクの制限が可能なトルクリミッタ措置を、安定且つ耐久性に優れた装置として提供できるため、減速機構等の被駆動装置を用いたフォークリフト等の車両のパワーライン保護として使用するのに適している。

Claims (5)

  1. 　動力の伝達量を制限してエンジン及び被伝達側機器を保護するトルクリミッタ装置において、
    　エンジンからの動力出力部である略円盤状のフライホイールと、該フライホイールの外周側に当接する当接部を有すると共に中央に開口部を有して環状に形成され、前記フライホイールに締結されることで前記フライホイールとの間に凹部空間を形成するクラッチディスク挟み込みプレートと、前記凹部空間に介装されると共に被伝達側機器に連結されたクラッチディスクと、該クラッチディスクと前記フライホイールとの間に介装されたクラッチ押付プレートと、前記フライホイール内に装着された弾性部材にて前記クラッチ押付プレートを均一な面圧となるように押圧する押圧手段とを備え、前記押圧手段の押圧力にて、前記クラッチディスクを前記フライホイールと前記クラッチディスク挟み込みプレートとで挟持するようにしたことを特徴とする、トルクリミッタ装置。
  2. 　前記フライホイールと前記クラッチディスク挟み込みプレートによって形成される空間が、回転中心の方向にしたがって狭小となるように、前記クラッチディスク挟み込みプレートにテーパーが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のトルクリミッタ装置。
  3. 　前記クラッチディスクは、前記クラッチディスク挟み込みプレートと前記クラッチ押付プレートによって挟持される摩擦フェーシング部と、該摩擦フェーシング部を保持し、中央部に前記フライホイールの軸心に略一致した中心をもつ開口部を有した円形状のクッショニングプレートと、前記フライホイールから前記クッショニングプレートに伝達された伝達力を被駆動機器側に出力する出力軸に外嵌するハブ部材と、外周部が前記クッショニングプレートに、内周部が前記ハブ部材に夫々連結すると共に、前記出力軸の回転方向に弾性的に連結する緩衝部とを有し、且つ、前記緩衝部と前記クッショニングプレートとの結合位置は前記緩衝部の前記フライホイール側に位置し、前記緩衝部を前記クラッチディスク挟み込みプレートの中央部の前記開口部内に配置したことを特徴とする、請求項１または２に記載のトルクリミッタ装置。
  4. 　前記押圧手段を構成する前記弾性部材はコイルスプリングであり、該コイルスプリングは、前記フライホイールの軸心の周囲に、該軸心と略平行に複数個穿設された穴に嵌入されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のトルクリミッタ装置。
  5. 　前記フライホイールと、前記クラッチディスク挟み込みプレートと、が当接する当接部には、複数個のシムを介装していることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載のトルクリミッタ装置。
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