(57)【要約】【課題】トルクリミッタの耐久性を向上させること。【解決手段】トルクリミッタ１は、動力伝達ディスク２と、カム６と、複数の転動体５と、中間部材４と、転動体押圧ばね３と、摩擦リング８とを含む。動力伝達ディスク２はケース２Ｃを含み、カム６は、ケース２Ｃの内部に配置される。複数の転動体５は、動力伝達ディスク２の内周部とカム６の外周部との間に配置される。中間部材４は、転動体５と動力伝達ディスク２との間に配置され、かつ動力伝達ディスク２と係合して、動力伝達ディスク２の径方向に移動可能に構成される。転動体押圧ばね３は、動力伝達ディスク２からカム６へ向かう力を中間部材４に付与する。摩擦リング８は、環状の部材であって、内周部がカム６の外周部に係合するとともに、動力伝達ディスク２の回転軸と平行な方向に移動できるように構成される。【選択図】        図２
2010121658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の部材を有し、当該環状の部材の中心軸を回転軸として回転しながら動力を伝達する第１動力伝達部材と、
曲面と平面とが形成されるとともに、前記第１動力伝達部材の内部に配置されて、前記環状の部材の中心軸を回転軸として回転しながら、前記第１動力伝達部材との間で動力を伝達する第２動力伝達部材と、
前記第１動力伝達部材の内周部と前記第２動力伝達部材の外周部との間に配置される複数の転動体と、
前記転動体と前記第１動力伝達部材との間に配置され、かつ前記第１動力伝達部材と係合して、前記第１動力伝達部材の径方向に移動可能な中間部材と、
前記第１動力伝達部材から前記第２動力伝達部材へ向かう力を前記中間部材に付与する弾性部材と、
環状の部材であって、内周部が前記第２動力伝達部材の外周部に係合するとともに、前記回転軸と平行な方向に移動できる第３動力伝達部材と、
を含むことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
前記複数の転動体同士を所定の間隔で保持する転動体保持部材を備える請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
前記第３動力伝達部材又は前記第２動力伝達部材によって移動する部材の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した前記第３動力伝達部材又は前記第２動力伝達部材によって移動する部材の位置に基づいて、前記トルクリミッタの作動を判定する制御装置と、
を備える請求項１又は２に記載のトルクリミッタ。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１動力伝達部材の回転速度と、前記第１動力伝達部材の回転速度の推定値との差に基づいて、前記トルクリミッタの作動又は前記トルクリミッタが搭載されるシステムの異常のいずれかが発生したと判定し、
前記制御装置が、前記トルクリミッタは作動していないと判定した場合、前記制御装置は、前記システムに何らかの異常が発生していると判定する請求項３に記載のトルクリミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達経路に設けられるトルクリミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクリミッタは、動力伝達経路に設けられて、過大なトルクを遮断する。特許文献１には、転動体とカムとを用いて、過大なトルクが入力されない場合には、急激なトルク変動を吸収するダンパとして機能し、過大なトルクが入力された場合には、転動体とドライブ側急斜カム面との間で滑りが発生することにより、第１入力側回転部材と第２入力側回転部材との間が相対回転して、トルクリミッタとして機能するものが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２５０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、転動体とドライブ側急斜カム面との間で滑るため、転動体とドライブ側急斜カム面との間で摺動が発生する。このため、転動体が摩耗して、装置の耐久性低下を招くおそれがある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トルクリミッタの耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るトルクリミッタは、環状の部材を有し、当該環状の部材の中心軸を回転軸として回転しながら動力を伝達する第１動力伝達部材と、曲面と平面とが形成されるとともに、前記第１動力伝達部材の内部に配置されて、前記環状の部材の中心軸を回転軸として回転しながら、前記第１動力伝達部材との間で動力を伝達する第２動力伝達部材と、前記第１動力伝達部材の内周部と前記第２動力伝達部材の外周部との間に配置される複数の転動体と、前記転動体と前記第１動力伝達部材との間に配置され、かつ前記第１動力伝達部材と係合して、前記第１動力伝達部材の径方向に移動可能な中間部材と、前記第１動力伝達部材から前記第２動力伝達部材へ向かう力を前記中間部材に付与する弾性部材と、環状の部材であって、内周部が前記第２動力伝達部材の外周部に係合するとともに、前記回転軸と平行な方向に移動できる第３動力伝達部材と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明の好ましい態様としては、前記トルクリミッタにおいて、前記複数の転動体同士を所定の間隔で保持する転動体保持部材を備えることが望ましい。
【０００７】
本発明の好ましい態様としては、前記トルクリミッタにおいて、前記第３動力伝達部材又は前記第２動力伝達部材によって移動する部材の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記第３動力伝達部材又は前記第２動力伝達部材によって移動する部材の位置に基づいて、前記トルクリミッタの作動を判定する制御装置と、を備えることが望ましい。
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、前記トルクリミッタにおいて、前記制御装置は、前記第１動力伝達部材の回転速度と、前記第１動力伝達部材の回転速度の推定値との差に基づいて、前記トルクリミッタの作動又は前記トルクリミッタが搭載されるシステムの異常のいずれかが発生したと判定し、前記制御装置が、前記トルクリミッタは作動していないと判定した場合、前記制御装置は、前記システムに何らかの異常が発生していると判定することが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、トルクリミッタの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１１】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るトルクリミッタが搭載されるシステムの一例を示す模式図である。トルクリミッタ１は、設定されたトルクを超えたトルクが入力された場合には入力部と出力部との間で滑りが発生して、設定されたトルクを超えたトルクが伝達されないようにする。これによって、入力と出力との間で過大なトルクが伝達されることを回避して、動力伝達系を保護する。
【００１２】
本実施形態において、トルクリミッタは、例えば、図１に示すハイブリッド駆動システム２０の動力伝達系に搭載される。ハイブリッド駆動システム２０は、内燃機関２３と第１電動機／発電機２１と、第２電動機／発電機２２とを備えており、これらによって、駆動輪３０Ｌ、３０Ｒを駆動する。また、第１電動機／発電機２１と、第２電動機／発電機２２を発電機として作動させて、駆動輪３０Ｌ、３０Ｒに制動力を発生させたり、発生した電力を蓄電池に蓄えたりする。
【００１３】
内燃機関２３の発生する動力と、第２電動機／発電機２２の発生する動力とは、動力合成機構２４で合成されて、動力合成機構２４の外歯車２４Ｈからカウンタギヤ２６を介してドライブギヤ２７に伝達される。そして、前記動力は、ドライブギヤ２７に設けられるデファレンシャルギヤ２８を介してドライブシャフト２９Ｌ、２９Ｒに伝達された後、それぞれのドライブシャフト２９Ｌ、２９Ｒに取り付けられた駆動輪３０Ｌ、３０Ｒに駆動力を発生させる。
【００１４】
動力合成機構２４は、サンギヤ２４Ｓと、リングギヤ２４Ｒと、サンギヤ２４Ｓとリングギヤ２４Ｒとの間に配置される複数のピニオンギヤ２４Ｐと、それぞれのピニオンギヤ２４Ｐを回転可能に支持するキャリア２４Ｃとを有する遊星歯車装置で構成される。動力合成機構２４のサンギヤ２４Ｓに第１電動機／発電機２１の出力軸２１Ｓが連結され、リングギヤには、第２電動機／発電機２２の出力軸２２Ｓが連結される。また、内燃機関２３の出力軸（クランクシャフト）２３Ｓは、トルクリミッタ１及びこれに連結される連結軸２５を介して、動力合成機構２４のキャリア２４Ｃに連結される。
【００１５】
図２は、実施形態１に係るトルクリミッタの構成を示す断面図である。図３は、実施形態１に係るトルクリミッタを構成する中間部材と第１動力伝達部材との関係を示す模式図である。図４は、実施形態１に係るトルクリミッタが備える摩擦リングを示す平面図である。図５は、実施形態１に係るトルクリミッタが作動した状態を示す断面図である。トルクリミッタ１は、第１動力伝達部材である動力伝達ディスク２と、第２動力伝達部材であるカム６と、転動体５と、中間部材４と、弾性部材である転動体押圧ばね３と、第３動力伝達部材である摩擦リング８と、を含む。
【００１６】
動力伝達ディスク２は、環状の部材であるケース２Ｃを有し、ケース２Ｃと連結体２Ｄとを固定ピン１３で連結して構成される。ケース２Ｃは、円筒状の胴部２ＣＳと、胴部２ＣＳの一端部に設けられて胴部２ＣＳの径方向外側に張り出すフランジ部２ＣＦとで構成される環状の部材である。フランジ部２ＣＦが連結体２Ｄに取り付けられる。なお、本実施形態において、ケース２Ｃには、胴部２ＣＳの他端部に設けられて胴部２ＣＳの径方向内側に延出するリブ２ＣＩが設けられる。リブ２ＣＩは、ケース２Ｃ内に配置される転動体押圧ばね３がケース２Ｃから飛び出さないようにする役割及びケース２Ｃの剛性を向上させる役割を有する。
【００１７】
連結体２Ｄは、円板の中心部に孔が設けられた形状である。ケース２Ｃ及び連結体２Ｄは、ケース２Ｃの中心軸（胴部の軸）Ｚを回転軸として回転する。なお、ケース２Ｃの中心軸Ｚは、トルクリミッタ１の回転軸となる。本実施形態において、連結体２Ｄは、図１に示す内燃機関２３の出力軸２３Ｓが取り付けられる。内燃機関２３の運転中には、連結体２Ｄ及びケース２Ｃは、内燃機関２３の出力軸２３Ｓとともに回転する。これによって、動力伝達ディスク２は、内燃機関２３が発生した動力をトルクリミッタ１へ入力する。
【００１８】
カム６は、筒状の部材であって、曲面６ＬＰと平面６ＣＰとが形成されるとともに、動力伝達ディスク２の内部に配置されて、動力伝達ディスク２を構成するケース２Ｃの中心軸Ｚを回転軸として回転しながら、動力伝達ディスク２との間で動力を伝達する。ここで、中心軸Ｚから曲面６ＬＰまでの距離ｒ１は、中心軸Ｚから平面６ＣＰまでの距離ｒ２よりも大きい。カム６は、図１に示す連結軸２５に取り付けられて、動力合成機構２４のキャリア２４Ｃと連結される。これにより、カム６は、動力伝達ディスク２から伝達された内燃機関２３の動力をキャリア２４Ｃへ伝達する。
【００１９】
転動体５は、コロ状の部材であり、動力伝達ディスク２（より具体的にはケース２Ｃ）の内周部とカム６の外周部との間に複数（本実施形態においては３個）配置される。複数の転動体５は、それぞれ等間隔で設けられる。また、転動体５と動力伝達ディスク２との間には、中間部材４が配置される。中間部材４は、それぞれの転動体５に対応して設けられる。本実施形態において、トルクリミッタ１は３個の転動体を備えるので、中間部材４も３個設けられる。中間部材４は、平面視が円弧状の部材であり、３個の中間部材４を組み合わせると、環状の形状になる。ここで、動力伝達ディスク２を構成する連結体２Ｄとカム６との間には、ケース２Ｃの中心軸Ｚの方向にカム６を押圧するカム押圧ばね１２が設けられる。これによって、転動体５は、動力伝達ディスク２と中間部材４とで挟持される。
【００２０】
図２、図３に示すように、中間部材４の連結体２Ｄ側には、複数の溝４Ｓが形成されている。それぞれの溝４Ｓは、連結体２Ｄの中間部材４側に設けられて突出する突起部１２Ｔと係合する。これによって、中間部材４は、動力伝達ディスク２と係合して動力伝達ディスク２とともに回転可能、かつ、動力伝達ディスク２の径方向には移動可能であるが、動力伝達ディスク２の周方向には移動できないように構成される。そして、動力伝達ディスク２を構成する連結体２Ｄが回転すると（図３の矢印Ｒ方向）、中間部材４も連結体２Ｄとともに回転する。これによって、動力伝達ディスク２を構成する連結体２Ｄから入力される内燃機関２３の動力は、突起部１２Ｔ、溝４Ｓを介して中間部材４へ伝達される。
【００２１】
転動体押圧ばね３は、動力伝達ディスク２を構成するケース２Ｃと中間部材４との間に配置されており、動力伝達ディスクからカム６へ向かう力を中間部材４に付与する。転動体押圧ばね３は、動力伝達ディスク２の周方向及び中心軸Ｚ方向に固定され、これらの方向における動きが規制される。本実施形態においては、一つの中間部材４に対して複数（より具体的には３個）の転動体押圧ばね３を略等間隔で設ける。一つの中間部材４に対して複数の転動体押圧ばね３を略等間隔で設けることにより、中間部材４を均等に押すことができるので、中間部材４の傾きが抑制されて、中間部材４が動力伝達ディスク２の径方向へ滑らかに動くことができる。本実施形態において、転動体押圧ばね３は、つるまきばねであるが、これに限定されるものではない。
【００２２】
図４に示すように、摩擦リング８は環状の部材であって、内周部８ｉがカム６の外周部に係合する。より具体的には、本実施形態において、カム６は円柱状の部分を有しており、その円柱状の部分の外周部にはスプラインが形成される。摩擦リング８の内周部８ｉには前記スプラインと係合する溝が形成されている。そして、カム６の外周部に形成されるスプラインと、摩擦リング８の内周部８ｉに形成される溝とを組み合わせることによって、摩擦リング８の内周部８ｉはカム６の外周部と係合する。このような構造により、摩擦リング８は、ケース２Ｃの中心軸Ｚ、すなわちトルクリミッタ１の回転軸と平行な方向に移動できるが、カム６の周方向に対しては移動できない。したがって、摩擦リング８は、カム６とともに回転し、両者の回転軸は、ケース２Ｃの中心軸Ｚである。
【００２３】
摩擦リング８は、カム６の外周部に設けられるとともに、中間部材４と対向して配置される。中心軸Ｚの軸方向において、摩擦リング８の中間部材４とは反対側（反中間部材側）には、図２に示すように、摩擦リング押圧ばね９が設けられている。摩擦リング８及び摩擦リング押圧ばね９は、摩擦リング保持体１０、及び固定リング１１により、カム６に保持される。ここで、固定リング１１は、環状の部材の一部を切り欠いた形状であって、カム６の周方向に向かってカム６の外周部に形成された溝に嵌め込まれる。これによって、固定リング１１は、摩擦リング８から離れる方向に向かう摩擦リング保持体１０の動きを規制する。
【００２４】
摩擦リング８には、摩擦リング押圧ばね９によって、中間部材４へ向かう力が与えられる。トルクリミッタ１の非作動時、すなわち、トルクリミッタ１を通過するトルクが設定されたトルクの範囲である場合、摩擦リング８と中間部材４とが接触しないようにする必要がある。このため、摩擦リング８と中間部材４との間には、両者の位置を調整する位置調整用転動体７が配置される。本実施形態において、位置調整用転動体７は球であるがこれに限定されるものではない。
【００２５】
摩擦リング８が位置調整用転動体７と接触する部分には、傾斜面８Ｓが形成される。この傾斜面８Ｓは、中心軸Ｚ方向において、中間部材４とからの距離が遠くなるにしたがって、摩擦リング８の直径を大きくすることにより形成される。また、中間部材４が位置調整用転動体７と接触する部分には、傾斜面４ＳＲが形成される。この傾斜面４ＳＲは、摩擦リング８に近づくにしたがって、動力伝達ディスク２の径方向における中間部材４の寸法を大きくすることにより形成される。
【００２６】
トルクリミッタ１に、設定された値（トルクリミッタ１が伝達できるトルクであり許容伝達トルクという）を超えたトルク（過大トルク）が入力されると、図５に示すように、中間部材４が動力伝達ディスク２の径方向外側（矢印ｈ方向）に移動する。位置調整用転動体７を介して中間部材４が摩擦リング８を押す力が低下するので、摩擦リング８は、摩擦リング押圧ばね９の力によって中間部材４に押し付けられる。そして、中間部材４と摩擦リング８との間で摩擦力が発生し、これによって両者の間で動力が伝達される。このとき、中間部材４と摩擦リング８との間で効果的に摩擦力を発生させるため、本実施形態では、図２、図４に示すように、摩擦リング８の中間部材４と対向する側（中間部材側）に、摩擦材８Ｆを設ける。なお、摩擦材８Ｆは、中間部材４と摩擦リング８との間に設けられていればよいので、中間部材４に摩擦材８Ｆを設けてもよい。また、摩擦材８Ｆを摩擦リング８等とは別個の部材として設けてもよいし、例えば、摩擦リング８や中間部材４の表面に粗面加工を施して、中間部材４と摩擦リング８との間の摩擦を大きくしてもよい。
【００２７】
本実施形態において、トルクリミッタ１は、転動体押圧ばね３が中間部材４を介して転動体５をカム６の平面６ＣＰに押し付けるので、動力伝達ディスク２の径方向に向かう転動体５の動きが規制される。トルクリミッタ１の非作動時においては、転動体５は、カム６の平面６ＣＰの位置にある。上述したように、中心軸Ｚから曲面６ＬＰまでの距離ｒ１は、中心軸Ｚから平面６ＣＰまでの距離ｒ２よりも大きいので、カム６の平面６ＣＰに押し付けられている転動体５は、転動体押圧ばね３の押圧力に打ち勝って、曲面６ＬＰを乗り超えないと隣接する平面６ＣＰへは移動しない。このような構成により、トルクリミッタ１は、動力伝達ディスク２から入力された内燃機関２３の動力（トルク）を、中間部材４、転動体５、カム６の順に伝達する。トルクリミッタ１が伝達できるトルクは、転動体押圧ばね３の押圧力によって設定できる。
【００２８】
トルクリミッタ１に、許容伝達トルクを超えたトルクが入力された場合、例えば、動力伝達ディスク２又はカム６に、許容伝達トルクを超えたトルクが入力された場合、トルクリミッタ１が作動して、許容伝達トルクを超えたトルクが伝達されないようにする。より具体的には、図５に示すように、過大なトルクがトルクリミッタ１へ入力されると、カム６の平面６ＣＰと接する転動体５が転がってカム６の曲面６ＬＰを乗り超えようとする。このとき、ｒ１＞ｒ２なので、転動体５は、動力伝達ディスク２の径方向外側（図５の矢印ｈ方向）に向かって中間部材４を押し付け、転動体押圧ばね３を圧縮する。
【００２９】
転動体５が中間部材４を押し付ける力が、転動体押圧ばね３の押圧力に打ち勝つと、中間部材４は動力伝達ディスク２の径方向外側に向かって移動するので、転動体５はカム６の曲面６ＬＰまで転がる。そして、転動体５は、カム６の曲面６ＬＰを乗り超えて、隣接する平面６ＣＰへ移動する。これによって、動力伝達ディスク２の回転速度とカム６との回転速度との差が発生し、動力伝達ディスク２とカム６の間で伝達されるトルクが低下するので、過大なトルクの伝達が回避される。このように、トルクリミッタ１は、転動体５がカム６及び中間部材４を転動するので、転動体５とカム６と中間部材４との間での摩擦はほとんど発生しない。これによって、転動体５はほとんど摩耗しないので、転動体５の耐久性が向上し、その結果、トルクリミッタ１の耐久性が向上する。
【００３０】
転動体５がカム６の曲面６ＬＰと接するようになると、中間部材４の位置は、動力伝達ディスク２の径方向外側に移動する。これによって、上述したように、摩擦リング８は、摩擦リング押圧ばね９の力によって中間部材４に押し付けられる。そして、中間部材４と摩擦リング８との間で摩擦力が発生して、両者の間で動力（トルク）が伝達される。このように、トルクリミッタ１は、許容伝達トルクを超えた過大なトルクが入力された場合でも、中間部材４と摩擦リング８との間でトルクを伝達できる。その結果、トルクリミッタ１が作動した場合でも、トルクリミッタ１によって伝達されるトルクの急激な低下が緩和されるので、トルクリミッタ１の作動時におけるショックが低減される。これによって、トルクリミッタ１が搭載される車両の運転者が受けるショックが低減され、また、トルクリミッタ１によって伝達されるトルクの急激な低下が緩和されるので、ドライバビリティの低下も抑制される。ここで、中間部材４と摩擦リング８との間で伝達できるトルクは、転動体押圧ばね３によって設定されたトルクリミッタ１の許容伝達トルクよりも小さい値に設定される。これによって、摩擦リング８と中間部材４とが接触した場合でも、トルクリミッタ１は、許容伝達トルクを超えたトルクは確実に遮断できる。
【００３１】
トルクリミッタ１は、許容伝達トルクを超えたトルクが入力されると、転動体５がカム６と中間部材４との間を転がって、カム６の平面６ＣＰから曲面６ＬＰへ移動する。そして、許容伝達トルクを超えた場合においては、中間部材４と摩擦リング８との摩擦係合によって、カム６と動力伝達ディスク２との間においてトルクが伝達される。このため、トルクリミッタ１に許容伝達トルクを超えたトルクが入力された場合には、中間部材４と摩擦リング８との間でトルクが伝達され、転動体５とカム６との間でトルクは伝達されない。これによって、トルクリミッタ１に許容伝達トルクを超えたトルクが入力された場合であっても、転動体５とカム６との間、及び転動体５と中間部材４との摺動は発生しないので、転動体５はほとんど摩耗しない。その結果、転動体５の耐久性及び信頼性が向上するので、トルクリミッタ１の耐久性及び信頼性も向上する。
【００３２】
また、トルクリミッタ１は、許容伝達トルクよりも小さいトルクが入力されている場合には、中間部材４と摩擦リング８とが摩擦係合していないので、転動体５とカム６との間でトルクリミッタ１へ入力されるトルクの急激な変動を緩和する緩衝機能が得られる。すなわち、許容伝達トルクを超えない範囲のトルク変動がトルクリミッタ１へ入力された場合、カム６と転動体５との相対的な位置関係は変化するが、転動体押圧ばね３の押圧力によって、転動体５はカム６の曲面６ＬＰを乗り越えない。これによって、許容伝達トルクを超えない範囲のトルク変動がトルクリミッタ１へ入力された場合には、動力伝達ディスク２とカム６との位相が変化して、緩衝機能が得られる。その結果、動力伝達系にトルクリミッタ１を設ければ、別個にダンパを設ける必要はないので、動力系の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００３３】
特に、図１に示すハイブリッド駆動システム２０では、内燃機関２３の出力軸２３Ｓと動力合成機構２４との間に、トルクコンバータや摩擦クラッチのようなトルクの緩衝機能を有する機構が存在しない。トルクリミッタ１は、過大トルクの遮断機能及びトルクの緩衝機能を備えるので、一つの機器で両方の機能を満たすことができる。このように、トルクリミッタ１は、特に、ハイブリッド駆動システムに対して好適である。
【００３４】
図６は、実施形態１の変形例に係るトルクリミッタの構成を示す断面図である。図７は、実施形態１の変形例に係るトルクリミッタが備える転動体保持部材を示す説明図である。本変形例のトルクリミッタ１ａは、上述した実施形態１のトルクリミッタ１と略同様の構成であるが、複数の転動体５同士を所定の間隔で保持する転動体保持部材１４を備える点が異なる。他の構成は、実施形態１と同様である。
【００３５】
図６、図７に示すように、転動体保持部材１４は、環状の第１の保持部材１４Ａ及び環状の第２の保持部材１４Ｂとで構成される。第１の保持部材１４Ａには、転動体５を保持する保持部１４ＡＨが設けられ、第２の保持部材１４Ｂには、転動体５を保持する保持部１４ＢＨが、第１の保持部材１４Ａの保持部１４ＡＨと対向する位置に設けられる。保持部１４ＡＨ、１４ＢＨは、環状の部材である第１の保持部材１４Ａ、環状の第２の保持部材１４Ｂの一部に設けられた凹部であり、第１の保持部材１４Ａと環状の第２の保持部材１４Ｂとを合わせることにより、保持部１４ＡＨ、１４ＢＨで囲まれる部分に空間が形成される。転動体５は、第１の保持部材１４Ａと環状の第２の保持部材１４Ｂとの間に形成される前記空間に保持される。
【００３６】
トルクリミッタ１ａは、複数の転動体５が所定の間隔（本実施形態では中心軸Ｚを中心とした場合の中心角が１２０度、すなわち等間隔）で配置される。したがって、転動体保持部材１４を構成する第１保持部材１４Ａ、第２保持部材１４Ｂにそれぞれ設けられる保持部１４ＡＨ、１４ＢＨは、複数の転動体５同士が配置される間隔で形成される。これによって、転動体保持部材１４は、複数の転動体５同士を所定の間隔で保持する。その結果、それぞれの転動体５に対する不可のばらつきが抑制されるので、転動体５の耐久性及び信頼性が向上する。
【００３７】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るトルクリミッタにおいて、摩擦リング等の位置を検出する構成を示す説明図である。本実施形態では、トルクリミッタの第３動力伝達部材又は第２動力伝達部材によって移動する部材の位置を検出する位置検出手段によって、第３動力伝達部材又は第２動力伝達部材によって移動する部材の位置を検出する。そして、制御装置が、位置検出手段によって検出された位置に基づいて、トルクリミッタに対する過大トルクの入力、すなわちトルクリミッタの作動を判定する。なお、本実施形態では、上述したトルクリミッタ１を図１に示すハイブリッド駆動システム２０に適用した例を説明するが、実施形態１の変形例に係るトルクリミッタ１ａでも同様である。
【００３８】
図８に示すトルクリミッタ１は、位置センサ４０によってトルクリミッタ１の第３動力伝達部材である摩擦リング８の位置が検出される。なお、本実施形態において、位置センサ４０は、第２動力伝達部材であるカム６によって移動する部材、例えば、中間部材４や位置調整用転動体７等の位置を検出してもよい。位置センサ４０は、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）に接続されており、ＥＣＵ３０は、位置センサ４０が検出した摩擦リング８の位置を取得する。ここで、ＥＣＵ３０は、図１に示すハイブリッド駆動システム２０を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段とを組み合わせて構成される。
【００３９】
ＥＣＵ３０には、図１に示す第１電動機／発電機２１の出力軸２１Ｓの回転速度を検出する第１回転速度センサ４１、第２電動機／発電機２２の出力軸２２Ｓの回転速度を検出する第２回転速度センサ４２、内燃機関２３の出力軸２３Ｓの回転速度を検出する第３回転速度センサ４３が接続される。第１回転速度センサ４１及び第２回転速度センサ４２は、例えば、第１電動機／発電機２１、第２電動機／発電機２２に取り付けられるレゾルバであり、第３回転速度センサ４３は、内燃機関２３に取り付けられるクランク角度センサである。
【００４０】
位置センサ４０によって検出される、中心軸Ｚ方向における摩擦リング８の位置により、トルクリミッタ１の作動、すなわち、トルクリミッタ１に許容伝達トルクを超えたトルクが入力されたか否かが判定される。すなわち、トルクリミッタ１が作動すると、摩擦リング８は、中間部材４に向かって移動するため、中心軸Ｚ方向における摩擦リング８の位置は、トルクリミッタ１が作動していない場合と比較して、中間部材４の方向に移動する。これを位置センサ４０で検出することにより、トルクリミッタ１の作動、非作動を判定できる。
【００４１】
また、第２動力伝達部材であるカム６によって移動する部材、例えば、中間部材４や位置調整用転動体７は、トルクリミッタ１の作動により動力伝達ディスク２の径方向外側（図８の矢印ｈ方向）に移動する。したがって、トルクリミッタ１の作動時においては、中間部材４や位置調整用転動体７と位置センサ４０との距離は、トルクリミッタ１の非作動時よりも小さくなる。したがって、位置センサ４０に距離センサを用い、前記距離の変化を監視することにより、トルクリミッタ１の作動、非作動を判定できる。
【００４２】
なお、摩擦リング８に形成される傾斜面８Ｓと位置センサ４０との距離は、トルクリミッタ１が作動することによって摩擦リング８が中心軸Ｚ方向に移動することによって変化する。より具体的には、トルクリミッタ１が作動すると、摩擦リング８は中間部材４に向かって移動するので、摩擦リング８に形成される傾斜面８Ｓと位置センサ４０との距離は小さくなる。したがって、位置センサ４０に距離センサを用い、傾斜面８Ｓと位置センサ４０との距離の変化を監視することにより、トルクリミッタ１の作動、非作動を判定できる。
【００４３】
図９は、実施形態２に係るトルクリミッタ及びシステムの作動状態を監視する手順を示すフローチャートである。トルクリミッタ１及びハイブリッド駆動システム２０の作動状態を監視するにあたり、ステップＳ１において、ＥＣＵ３０は、差回転速度ΔＮ（＝｜Ｎｉ１−Ｎｉ２｜）と、所定の閾値Ｎｃとを比較する。差回転速度ΔＮは、トルクリミッタ１の動力伝達ディスク２へ入力される実際の回転速度（実入力回転速度）Ｎｉ１と、動力伝達ディスク２の回転速度の推定値（推定入力回転速度）Ｎｉ２との差の絶対値で求められる。
【００４４】
所定の閾値Ｎｃは、トルクリミッタ１が作動したか、あるいはシステム（ハイブリッド駆動システム２０）の異常が発生したかを判定するための閾値であり、実験やシミュレーション等によって予め定められる。すなわち、差回転速度ΔＮが閾値Ｎｃ以上であれば、トルクリミッタ１の入力部である動力伝達ディスク２の回転速度と、トルクリミッタ１の出力部であるカム６との回転速度に差があるということなので、トルクリミッタ１の作動が判定できる。また、トルクリミッタ１が作動していない場合において、差回転速度ΔＮが閾値Ｎｃ以上であれば、ハイブリッド駆動システム２０に何らかの異常、例えば、動力合成機構２４の不具合等が発生したと判断できる。
【００４５】
実入力回転速度Ｎｉ１は、例えば、第３回転速度センサ４３によって検出される、内燃機関２３の実際の回転速度（実機関回転速度）Ｎｅである。また、推定入力回転速度Ｎｉ２は、例えば、第１電動機／発電機２１の実際の回転速度Ｎｍ１及び第２電動機／発電機２２の実際の回転速度Ｎｍ２から求められる。ここで、図１に示すハイブリッド駆動システム２０において、推定入力回転速度Ｎｉ２を求める手法の一例を説明する。ハイブリッド駆動システム２０が備える動力合成機構２４のサンギヤ２４Ｓの歯数をｓ枚とし、リングギヤ２４Ｒの歯数をａ枚とすると、動力合成機構２４のギヤ比ρは、ｓ／ａとなる。動力合成機構２４のリングギヤ２４Ｒの回転速度は第２電動機／発電機２２の実際の回転速度Ｎｍ２であり、サンギヤ２４Ｓの回転速度は第１電動機／発電機２１の実際の回転速度Ｎｍ１である。キャリア２４Ｃの回転速度をＮｍ３とすると、Ｎｍ３が推定入力回転速度Ｎｉ２となる。Ｎｍ３、すなわち、推定入力回転速度Ｎｉ２は、式（１）で求められる。ここで、トルクリミッタ１が作動していない場合には、キャリア２４Ｃの回転速度Ｎｍ３は、トルクリミッタ１の入力部である動力伝達ディスク２の回転速度に等しくなる。
Ｎｍ３＝Ｎｉ２＝（ρ×Ｎｍ１＋Ｎｍ２）／（１＋ρ）・・・（１）
【００４６】
本実施形態では、ステップＳ１において、ＥＣＵ３０は、実入力回転速度Ｎｉ１と、推定入力回転速度Ｎｉ２との差に基づいて、トルクリミッタ１の作動又はトルクリミッタ１が搭載されるシステム（ハイブリッド駆動システム２０）の異常のいずれかが発生したと判定する。ステップＳ１においてＮｏと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ３０がΔＮ＜Ｎｃであると判定した場合、トルクリミッタ１は作動しておらず、また、ハイブリッド駆動システム２０に異常は発生していないと判定できる。この場合、スタートに戻り、ＥＣＵ３０は、トルクリミッタ１及びハイブリッド駆動システム２０の作動状態の監視を継続する。ステップＳ１でＹｅｓと判定された場合、ＥＣＵ３０がΔＮ≧Ｎｃであると判定した場合、トルクリミッタ１が作動したか、あるいはハイブリッド駆動システム２０に異常が発生したかのいずれかであると判定できる。この場合、ステップＳ２へ進む。
【００４７】
ステップＳ２において、ＥＣＵ３０は、位置センサ４０が検出した摩擦リング８の位置に基づき、トルクリミッタ１が作動したか否かを判定する。すなわち、位置センサ４０が、摩擦リング８の移動を検出した場合、ＥＣＵ３０は、トルクリミッタ１が作動したと判定する。このように、本実施形態では、トルクリミッタ１の作動と、トルクリミッタ１が搭載されるシステム（ハイブリッド駆動システム２０）の異常とを区別できる。
【００４８】
ステップＳ２でＹｅｓと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ３０がトルクリミッタ１の作動を検出した場合、トルクリミッタ１には、許容伝達トルクを超えたトルクが入力されている。この場合、ステップＳ３に進み、ＥＣＵ３０は、例えば、ハイブリッド駆動システム２０が搭載される車両のコントロールパネルに、許容伝達トルクを超えたトルクがトルクリミッタ１へ入力されたこと、すなわち過負荷であることを表示させる。なお、音声によって過負荷であることを報知してもよい。これによって、前記車両の運転者は、現在過負荷であることを認識できる。
【００４９】
そして、ステップＳ４に進み、ＥＣＵ３０は、内燃機関２３のトルクを低下させたり、第２電動機／発電機２２によってトルクリミッタ１に入力された許容伝達トルクを超えたトルクとは逆位相のトルクをトルクリミッタ１へ入力させたりする。これによって、トルクリミッタ１へ入力された過大なトルクを低下させて、トルクリミッタ１が作動したことに起因する車両の振動を抑制する。その結果、トルクリミッタ１の連続した作動を回避して、トルクリミッタ１の耐久性低下を抑制できる。また、過大なトルクがトルクリミッタ１へ入力されたことを運転者へ認知させることにより、運転者は、その後の制御をある程度予測できるので、内燃機関２３のトルクを低下させる等の制振制御を実行しても、運転者に与える違和感を低減できる。
【００５０】
ステップＳ２でＮｏと判定された場合、すなわち、ＥＣＵ３０がトルクリミッタ１の作動を検出しない場合、トルクリミッタ１には、許容伝達トルクを超えたトルクは入力されていない。この場合、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド駆動システム２０に何らかの異常が発生したと判定する。そして、ステップＳ５に進み、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド駆動システム２０に異常が発生したときの処理（システム異常時処理）を実行する。システム異常時処理は、例えば、その旨を報知、記録したり、正常な機器を用いてハイブリッド駆動システム２０を動作させたりする処理である。
【００５１】
本実施形態では、ステップＳ１において、ＥＣＵ３０は、実入力回転速度Ｎｉ１と、推定入力回転速度Ｎｉ２との差に基づいて、トルクリミッタ１の作動又はトルクリミッタ１が搭載されるシステムの異常のいずれかが発生したと判定した。しかし、ΔＮ≧Ｎｃである場合、ＥＣＵ３０は、トルクリミッタ１が搭載されるハイブリッド駆動システム２０の異常が発生したと仮に判定しておき、トルクリミッタ１が作動したとＥＣＵ３０が判定した場合に、トルクリミッタ１が搭載されるハイブリッド駆動システム２０に異常が発生したという判定結果を取り消してもよい。すなわち、ＥＣＵ３０は、トルクリミッタ１が作動したと判定した場合、ＥＣＵ３０は、実入力回転速度Ｎｉ１と、推定入力回転速度Ｎｉ２との差に基づいて、トルクリミッタ１の搭載されるシステムの異常判定を取り消すようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明に係るトルクリミッタは、トルクリミッタの耐久性、信頼性を向上させることに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態１に係るトルクリミッタが搭載されるシステムの一例を示す模式図である。
【図２】実施形態１に係るトルクリミッタの構成を示す断面図である。
【図３】実施形態１に係るトルクリミッタを構成する中間部材と第１動力伝達部材との関係を示す模式図である。
【図４】実施形態１に係るトルクリミッタが備える摩擦リングを示す平面図である。
【図５】実施形態１に係るトルクリミッタが作動した状態を示す断面図である。
【図６】実施形態１の変形例に係るトルクリミッタの構成を示す断面図である。
【図７】実施形態１の変形例に係るトルクリミッタが備える転動体保持部材を示す説明図である。
【図８】実施形態２に係るトルクリミッタにおいて、摩擦リング等の位置を検出する構成を示す説明図である。
【図９】実施形態２に係るトルクリミッタ及びシステムの作動状態を監視する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１、１ａ  トルクリミッタ
２  動力伝達ディスク
２Ｃ  ケース
２Ｄ  連結体
２ＣＦ  フランジ部
２ＣＩ  リブ
２ＣＳ  胴部
３  転動体押圧ばね
４  中間部材
４Ｓ  溝
４ＳＲ  傾斜面
５  転動体
６  カム
６ＬＰ  曲面
６ＣＰ  平面
７  位置調整用転動体
８  摩擦リング
８Ｆ  摩擦材
８Ｓ  傾斜面
８ｉ  内周部
９  摩擦リング押圧ばね
１０  摩擦リング保持体
１１  固定リング
１２Ｔ  突起部
１３  固定ピン
１４  転動体保持部材
１４Ａ  第１保持部材
１４Ｂ  第２保持部材
１４ＡＨ、１４ＢＨ  保持部
２０  ハイブリッド駆動システム
２１  第１電動機／発電機
２２  第２電動機／発電機
２３  内燃機関
２４  動力合成機構
２５  連結軸
４０  位置センサ
４１、４２、４３  回転速度センサ
【図１】
2010121658.tif 000003
【図２】
2010121658.tif 000004
【図３】
2010121658.tif 000005
【図４】
2010121658.tif 000006
【図５】
2010121658.tif 000007
【図６】
2010121658.tif 000008
【図７】
2010121658.tif 000009
【図８】
2010121658.tif 000010
【図９】
2010121658.tif 000011