(57)【要約】    【課題】  出力軸の回転速度に依存して出力トルクが大きく変化する原動機の駆動力を伝達する駆動力伝達経路中に介装されて、適切なトルク制限特性が得られるトルクリミッタを提供する。    【解決手段】  トルクリミッタ６は、カウンタ軸４の端部に設けられ、カウンタ軸４と一体回転可能なドラム部材２１と、該ドラム部材２１の内周側においてオーリング２５を介して軸方向に摺動可能なピストン２４と、該ピストン２４をカウンタ軸方向へ付勢するスプリング２３と、出力軸５の端部に設けられ、ドラム部材２１の内周側に配置された摩擦要素３１とを備える。摩擦要素３１とドラム部材２１とによって遠心油圧室４０が画成され、出力軸５に設けられた油路５ａを介して遠心油圧室４０に充填油が供給される。充填油に作用する遠心力により回転速度に応じたトルク制限特性が得られる。【選択図】  図２
2014119047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機の駆動力を駆動輪まで伝達する駆動力伝達経路を構成する第１軸と第２軸との間に介装され、前記第１軸と第２軸との間で伝達されるトルクをトルク制限値以下に制限するトルクリミッタにおいて、
前記第１軸の端部に設けられ、前記第１軸と一体回転可能なドラム部材と、
該ドラム部材の内周側においてシール部材を介して軸方向に摺動可能なピストンと、
該ピストンを前記第１軸方向へ付勢するスプリングと、
前記第２軸の端部に設けられ、前記ドラム部材の内周側に配置された摩擦要素とを備え、
前記摩擦要素と前記ドラム部材とによって遠心油圧室を画成し、
前記遠心油圧室に前記第１軸または前記第２軸からオイルが供給されることを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
前記原動機によって駆動されるオイルポンプと、
前記オイルポンプから吐出されるオイルを前記遠心油圧室に供給する、前記第１または第２軸内に設けられた油路とを備え、
前記摩擦要素は、前記ピストンとの間でトルク伝達可能な摩擦部と、該摩擦部を前記第２軸と連結する連結部とから構成され、
前記ピストンは円環形状を有し、該円環形状の内周径は前記摩擦部の内周径より小さく構成されるとともに、前記連結部と前記ピストンとの間には間隙が設けられ、
前記連結部には前記第１軸側と前記第２軸側と連通する連通孔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。
【請求項３】
前記原動機は電動機である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。
【請求項４】
前記ドラム部材の側壁には該ドラム部材の外周側と内周側とを連通する連通孔が設けられており、該連通孔の軸方向位置は、前記スプリングの軸方向位置と重なることを特徴とする請求項１から３の何れか１項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、原動機の駆動力を駆動輪まで伝達する駆動力伝達経路中に介装されるトルクリミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、作業車、具体的には作物刈り取り用のコンバインに適用されるトルクリミッタが示されている。このトルクリミッタは、エンジンから作業部までトルクを伝達するトルク伝達経路中に介装されており、トルク伝達経路の、トルクリミッタより伝達下位側には変速装置が配置されている。このトルクリミッタは、変速装置の変速時に制限トルクが変更されるように構成されている。この構成により、変速装置により選択される変速段に応じた適切なトルクリミット特性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平６−４３５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の駆動輪を駆動する原動機として電動機を用いる場合には、図５に示すように、電動機の出力トルクＴＲＱＭＯＴは回転速度ＮＭに依存して大きく変化するため、回転速度ＮＭにかかわらず一定のトルク制限値ＴＲＱＦＩＸで伝達トルクを制限すると以下のような不具合が発生する。すなわち、図５に示すようにトルク制限値ＴＲＱＦＩＸを低速回転側に適したトルク値に設定すると、高速回転側では過大なトルク制限値となり、また逆に、高速回転側に適したトルク値に設定すると、低速回転側では伝達トルクが過剰に制限されることになる。したがって、トルク制限値ＴＲＱＦＩＸを図５に示すように設定した場合には、駆動輪側から過大なトルクが逆入力されると、電動機に出力トルクＴＲＱＭＯＴを大きく上回るトルクが印加されるという課題、さらにトルクリミッタが作動した状態では過大な摩擦熱が発生し、トルクリミッタの損傷を招く可能性があるという課題がある。
【０００５】
特許文献１に示されたトルクリミッタは、変速段に応じてトルク制限値を変更するものであるため、上記課題を解決することはできない。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、出力軸の回転速度に依存して出力トルクが大きく変化する原動機の駆動力を伝達する駆動力伝達経路中に介装されて、適切なトルク制限特性が得られるトルクリミッタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、原動機（１）の駆動力を駆動輪（１０）まで伝達する駆動力伝達経路を構成する第１軸（４）と第２軸（５）との間に介装され、前記第１軸と第２軸との間で伝達されるトルクをトルク制限値（ＴＲＱＬＭＴ）以下に制限するトルクリミッタにおいて、前記第１軸（４）の端部に設けられ、前記第１軸と一体回転可能なドラム部材（２１）と、該ドラム部材の内周側においてシール部材（２５）を介して軸方向に摺動可能なピストン（２４）と、該ピストンを前記第１軸（４）方向へ付勢するスプリング（２３）と、前記第２軸（５）の端部に設けられ、前記ドラム部材（２１）の内周側に配置された摩擦要素（３１）とを備え、前記摩擦要素（３１）と前記ドラム部材（２１）とによって遠心油圧室（４０）を画成し、前記遠心油圧室に前記第１軸（４）または前記第２軸（５）からオイルが供給されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のトルクリミッタにおいて、前記原動機（１）によって駆動されるオイルポンプ（１２）と、前記オイルポンプから吐出されるオイルを前記遠心油圧室（４０）に供給する、前記第１軸（４）または前記第２軸（５）内に設けられた油路（５ａ）とを備え、前記摩擦要素（３１）は、前記ピストン（２４）との間でトルク伝達可能な摩擦部（３１ａ）と、該摩擦部を前記第２軸（５）と連結する連結部（３１ｂ）とから構成され、前記ピストン（２４）は円環形状を有し、該円環形状の内周径（Ｄ１）は前記摩擦部（３１ａ）の内周径（Ｄ２）より小さく構成されるとともに、前記連結部（３１ｂ）と前記ピストン（２４）との間には間隙（３０）が設けられ、前記連結部（３１ｂ）には前記第１軸側と前記第２軸側と連通する連通孔（３１ｃ）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のトルクリミッタにおいて、前記原動機は電動機（１）であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載のトルクリミッタにおいて、前記ドラム部材の側壁（２１ｂ）には該ドラム部材の外周側と内周側とを連通する連通孔（２１ｃ）が設けられており、該連通孔の軸方向位置は、前記スプリング（２３）の軸方向位置と重なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、原動機の回転速度に応じて遠心油圧室内のオイルに作用する遠心力が変化し、原動機の回転速度に対応させてトルク制限値を設定することが可能となる。その結果、例えば駆動輪側からの大きな逆トルク入力を遮断するためのトルク制限値を適切に設定し、トルクリミッタに過大な負荷が印加されることを防止できる。また、過大な負荷を回避できるので、トルクリミッタの小型軽量化が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、連結部とピストンとの間には間隙が設けられ、さらに連結部には第１軸側と第２軸側と連通する連通孔が設けられているので、摩擦要素とピストンとの間隙内へ連通孔を介してオイルが流出し、遠心油圧室内の油圧に応じてトルク制限値を適切に設定することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、電動機の出力トルクは回転速度が高くなるほど減少する傾向がある一方、遠心油圧室内のオイルに作用する遠心力は、電動機の回転速度が高くなるほど増加し、トルク制限値を低下させる。したがって、電動機出力トルク特性に適したトルク制限特性を達成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、ドラム部材の側壁に設けられた連通孔を介して、遠心油圧室から流出したオイルが排出されるので、ドラム部材のスプリング設置位置近傍にオイルが滞留してドラム部材に加わる遠心力が増加することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかるトルクリミッタを含む車両駆動装置のスケルトン図である。
【図２】トルクリミッタの構成を示す断面図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す図である。
【図４】電動機の回転速度（ＮＭ）と、電動機の出力トルク（ＴＲＱＭＯＴ）及びトルクリミッタのトルク制限値（ＴＲＱＬＭＴ）との関係を示す図である。
【図５】従来技術の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるトルクリミッタを含む車両駆動装置のスケルトン図であり、この車両駆動装置は、電動機１と、電動機１の出力軸２と平行に配置されたカウンタ軸４と、カウンタ軸４と同軸に配置された出力軸５と、電動機１の出力軸２に支持されたドライブギヤ３ａ及びカウンタ軸４に支持されたドリブンギヤ３ｂからなるギヤ対３と、カウンタ軸４と出力軸５の間に介装されたトルクリミッタ６とを有し、出力軸５の駆動力はファイナルギヤ７、差動ギヤ機構８、及び駆動軸９を介して駆動輪１０を駆動するように構成されている。電動機１の出力軸２は、伝達機構１１を介してオイルポンプ１２の駆動軸１２ａに接続されており、オイルポンプ１２は電動機１によって駆動される。
【００１７】
図２はトルクリミッタ６の構成を示す断面図であり、トルクリミッタ６は、カウンタ軸４の端部に設けられ、カウンタ軸４と一体回転可能なドラム部材２１と、ドラム部材２１の内周側においてオーリング２５を介して軸方向（図の左右方向）に摺動可能なピストン２４と、ピストン２４をカウンタ軸４方向へ付勢する複数のスプリング２３と、出力軸５の端部に固定され、ドラム部材２１の内周側かつピストン２４のカウンタ軸４側に配置された摩擦要素３１とを備えている。
【００１８】
ドラム部材２１は、底壁２１ａ及び側壁２１ｂによって構成される円筒形状を有し、側壁２１ｂにはドラム部材２１の外周側と内周側とを連通する連通孔２１ｃが設けられている。連通孔２１ｃは、その軸方向位置がスプリング２３の軸方向位置と重なるように配置されている。摩擦要素３１は、ピストン２４と接触しピストン２４との間でトルク伝達可能な摩擦部３１ａと、摩擦部３１ａを出力軸５と連結する連結部３１ｂとから構成される円盤状形状を有し、連結部３１ｂには、カウンタ軸４側と出力軸５側とを連通する連通孔３１ｃが設けられている。なお、摩擦部３１ａを介したより大きな係合力（摩擦面積×面圧）が必要である場合には、摩擦部３１ａをドラム部材２１の底壁２１ａと接触させるように構成してもよい。
【００１９】
ピストン２４は円環形状を有し、該円環形状の内周径Ｄ１は摩擦部３１ａの内周径Ｄ２より小さく構成されるとともに、連結部３１ｂとピストン２４との間には、間隙３０が設けられている。スプリング２３は、ドラム部材２１の側壁２１ｂに固定されたフランジ２２と、ピストン２４との間に介装され、周方向に等角度間隔で複数配置される（例えば９０度間隔で４個）。
【００２０】
出力軸５の内部には油路５ａが設けられており、油路５ａは充填油供給通路１３を介してオイルポンプ１２の吐出孔に接続されている。摩擦要素３１とドラム部材２１とによって遠心油圧室４０が画成され、遠心油圧室４０は油路５ａに接続されている。トルクリミッタ６を収容するケーシング（図示せず）の底部には、油溜まり４１が設けられており、油溜まり４１は戻り油路１４を介してオイルポンプ１２に接続されている。
【００２１】
電動機１が作動してオイルポンプ１２が駆動されると、充填油供給通路１３及び油路５ａを介して充填油が遠心油圧室４０に供給される。遠心油圧室４０に供給された充填油は、連結部３１ｂの連通孔３１ｃから流出し、ピストン２４と連結部３１ｂとの間隙３０、及び連通孔２１ｃを介して油溜まり４１に達し、戻し油路１４を介して、オイルポンプ１２に戻される。摩擦要素３１の連結部３１ｂに設けた連通孔３１ｃの孔径は、所望のトルク制限特性（図４，曲線Ｌ１参照）が得られるように調整される。
【００２２】
図３は、図２の一部を拡大して示す図であり、図２及び図３を参照して、電動機１の回転速度ＮＭに応じたトルクリミッタ６の動作を説明する。
電動機１の停止状態では、遠心油圧室４０に充填油が供給されないため、ピストン２４と摩擦部３１ａとは最大面圧状態（両者の係合力が最大の状態）となる。この状態では、トルクリミッタ６は、スプリング２３の付勢力によって決定される基本トルク制限値ＴＲＱＳＰＧで動作する。すなわち、伝達トルクＴＲＱＴＲが基本トルク制限値ＴＲＱＳＰＧ以下となるように動作する。
【００２３】
電動機１の低速回転状態では、充填油が遠心油圧室４０に供給され、遠心油圧室４０内の充填油に作用する遠心力によって遠心油圧室４０内の油圧が上昇し、充填油は連通孔３１ｃを介して連結部３１ｂとピストン２４との間隙３０に流入し、スプリング２３の付勢力に抗してピストン２４と摩擦部３１ａとの面圧（係合力）を低下させる。その結果、トルクリミッタ６は、スプリング２３の付勢力と充填油に作用する比較的小さい遠心力とによって決まる低速トルク制限値ＴＲＱＬＭＴ１（＜ＴＲＱＳＰＧ）で動作する。
【００２４】
電動機１の高速回転状態では、遠心油圧室４０内の充填油に作用する遠心力が増加し、スプリング２３の付勢力に抗してピストン２４と摩擦部３１ａとの面圧（係合力）をさらに低下させる。その結果、トルクリミッタ６は、スプリング２３の付勢力と充填油に作用する比較的大きい遠心力とによって決まる高速トルク制限値ＴＲＱＬＭＴ２（＜ＴＲＱＬＭＴ１）で動作する。
【００２５】
図４は電動機１の回転速度ＮＭと、電動機１の出力トルクＴＲＱＭＯＴ及びトルクリミッタ６のトルク制限値ＴＲＱＬＭＴとの関係を示す図であり、本実施形態のトルクリミッタ６によれば、回転速度ＮＭの変化に対応して、トルク制限値ＴＲＱＬＭＴは曲線Ｌ１で示すように変化し、曲線Ｌ０で示す電動機出力トルクＴＲＱＭＯＴが回転速度ＮＭの増加に伴って減少することに対応してトルク制限値ＴＲＱＬＭＴが減少するトルク制限特性を得ることができる。
【００２６】
曲線Ｌ２は、回転速度ＮＭの増加に伴って充填油に作用する遠心力が増加することによって、トルク制限値ＴＲＱＬＭＴを減少させる成分（以下「遠心油圧トルクＴＲＱＣＦ」という）を示す。遠心油圧トルクＴＲＱＣＦは負の値をとり、回転速度ＮＭに増加に伴ってその絶対値が増加する。直線Ｌ３はスプリング２３による基本トルク制限値ＴＲＱＳＰＧを示しており、トルク制限値ＴＲＱＬＭＴは、基本トルク制限値ＴＲＱＳＰＧと遠心油圧トルクＴＲＱＣＦとの和に相当する。
【００２７】
以上のように本実施形態では、電動機１の回転速度ＮＭに応じて遠心油圧室４０内の充填油に作用する遠心力が変化し、電動機１の回転速度ＮＭに対応させてトルク制限値ＴＲＱＬＭＴを設定することが可能となる。その結果、例えば駆動輪側からの大きな逆トルク入力を遮断するためのトルク制限値を適切に設定し、トルクリミッタ６に過大な負荷が印加されることを防止できる。また過大な負荷を回避できるので、トルクリミッタ６の小型軽量化が可能となる。
【００２８】
また連結部３１ｂとピストン２４との間には間隙３０が設けられ、さらに連結部３１ｂには連通孔３１ｃが設けられているので、間隙３０内へ連通孔３１ｃを介して充填油が流出し、遠心油圧室４０内の油圧に応じてトルク制限値ＴＲＱＬＭＴを適切に設定することができる。
【００２９】
また電動機１の出力トルクは回転速度ＮＭが高くなるほど減少する傾向がある一方、遠心油圧室４０内の充填油に作用する遠心力は回転速度ＮＭが高くなるほど増加し、トルク制限値ＴＲＱＬＭＴを低下させる。したがって、図４に示すように電動機出力トルク特性に適したトルク制限特性を達成することができる。
【００３０】
またドラム部材２１の側壁２１ｂに設けられた連通孔２１ｃを介して充填油がドラム部材２１の外側へ流出するので、遠心油圧室４０から流出した充填油がドラム部材２１のスプリング２３設置位置近傍に溜まってドラム部材２１に加わる遠心力が増加することを防止できる。
【００３１】
本実施形態では、カウンタ軸４及び出力軸５がそれぞれ第１軸及び第２軸に相当し、オーリング２５がシール部材に相当する。
【００３２】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上述した実施形態では、出力軸５（被駆動軸）に油路５ａを設けて遠心油圧室４０に充填油を供給するようにしたが、カウンタ軸４（駆動軸）に油路を設けて遠心油圧室４０に充填油を供給するようにしてもよい。
【００３３】
また出力軸５（被駆動軸）の軸端に摩擦要素３１を固定し、カウンタ軸４（駆動軸）の軸端にドラム部材２１を固定するようにしたが、逆に出力軸５の軸端にドラム部材２１を固定し、カウンタ軸４の軸端に摩擦要素３１を固定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  電動機（原動機）
４  カウンタ軸（第１軸）
５  出力軸（第２軸）
２１  ドラム部材
２１ｃ  連通孔
２３  スプリング
２４  ピストン
２５  オーリング（シール部材）
３１  摩擦要素
３１ａ  摩擦部
３１ｂ  連結部
３１ｃ  連通孔
【図１】
2014119047.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2014119047.tif 000006
【図５】
2014119047.tif 000007