(57)【要約】【課題】応答性が良好で、かつ、高い耐久性および信頼性を確保することができる構造を実現する。【解決手段】内方部材２は、フランジ部７の外周面に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置し、かつ、隣り合う凹部と凸部とを滑らかに連続させたカム面９を有する。外方部材３は、円周方向複数箇所に座部１８を有する。ローラユニット４のそれぞれは、外周面をカム面９に転がり接触させたローラ１３と、該ローラ１３の中心部を軸方向に貫通する支持軸２３とを有する。弾性体５のそれぞれは、座部１８と支持軸２３との間に設けられ、かつ、ローラ１３の外周面をカム面９に向けて弾性的に押圧する。【選択図】図３
2019027533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に、凹部と凸部とを交互に配置してなるカム面を有する第１の部材と、
該第１の部材と同軸に配置され、前記カム面に対向する周面の円周方向複数箇所に座部を有する第２の部材と、
外周面を前記カム面に転がり接触させたローラと、該ローラの中心部を軸方向に貫通する支持軸とを有する複数個のローラユニットと、
前記座部と前記支持軸との間に設けられ、かつ、前記ローラの外周面を前記カム面に向けて弾性的に押圧する弾性体と
を備えるトルクリミッタ。
【請求項２】
前記ローラユニットのそれぞれが、先端部に前記支持軸を内嵌する円孔を有する１対の支持腕部と、該１対の支持腕部の基端部同士を連結する連結部とからなる支持部材をさらに備え、
前記弾性体が、前記座部と前記連結部との間にそれぞれ、弾性的に圧縮された状態で挟持されている、請求項１に記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
前記ローラユニットのそれぞれが、前記ローラの内周面と前記支持軸の外周面との間に、転がり軸受を有する、請求項１または２に記載のトルクリミッタ。
【請求項４】
前記第１の部材が、外周面に前記カム面を有する内方部材であり、
前記第２の部材が、前記内方部材の周囲に該内方部材と同軸に配置され、かつ、内周面の円周方向複数箇所に前記座部を有する外方部材である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載のトルクリミッタ。
【請求項５】
前記第１の部材が、内周面に前記カム面を有する外方部材であり、
前記第２の部材が、前記外方部材の内径側に該外方部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に前記座部を有する内方部材である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載のトルクリミッタ。
【請求項６】
前記第１の部材が、内周面に、前記カム面である外径側カム面を有する外方部材と、該外方部材の内径側に該外方部材と同軸に配置され、かつ、外周面に、前記カム面である内径側カム面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とを同期して回転可能に連結する連結部材とからなるカム側組立体であり、
前記第２の部材が、前記内方部材と前記外方部材との間に、前記内方部材および前記外方部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である外径側座部を有し、内周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である内径側座部を有する中間部材である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載のトルクリミッタ。
【請求項７】
前記第１の部材が、外周面に、前記カム面である外径側カム面を有し、内周面に、前記カム面である内径側カム面を有する中間部材であり、
前記第２の部材が、前記中間部材の周囲に該中間部材と同軸に配置され、かつ、内周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である外径側座部を有する外方部材と、前記中間部材の内径側に該中間部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である内径側座部を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とを同期して回転可能に連結する連結部材とからなる弾性体側組立体である、請求項１〜３のうちの何れか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、例えば自動車の動力源と、駆動輪との間で動力を伝達する機構などの動力伝達機構に組み込んで使用されるトルクリミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の動力源であるエンジンや電動モータなどの動力は、シャフトや歯車などの動力伝達部材を組み合わせてなる動力伝達機構により、駆動輪に伝達される。自動車の走行時に、動力源の出力を大きくした状態でクラッチを急に接続した場合や、高速走行中にシフトダウンした場合、悪路走行中などに駆動輪が地面から浮き上がり、再び接地した場合などには、動力伝達機構を構成する動力伝達部材に衝撃的なトルクが加わることがある。このような衝撃的なトルクにより、動力伝達部材に損傷が生じることを防止すべく、動力伝達部材の強度および剛性を高くすると、その重量が増大してしまう。
【０００３】
これに対し、特開２００７−７８１２８号公報には、衝撃的なトルクの発生時に、第１回転部材と第２回転部材との間での動力伝達を遮断して、動力伝達部材に衝撃的なトルクが加わることを防止できるトルクリミッタが記載されている。特開２００７−７８１２８号公報に記載の構造では、デファレンシャルギヤを構成する、サイドギヤと、サイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトとに互いに噛み合う係合歯をそれぞれ設け、該係合歯に所定の圧力角を設けている。したがって、サイドギヤと、サイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトとの間にトルクが加わると、圧力角の存在に基づいて、サイドギヤと、サイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトとに互いに離れる方向の力が加わる。この力が、サイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトをサイドギヤに向けて付勢する皿ばねの力よりも大きくなると、係合歯同士の噛み合いが外れ、サイドギヤと、サイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトとの間で動力が伝達されなくなる。
【０００４】
また、特開２００６−２２８７３号公報に記載のトルクリミッタでは、外輪の内周面に凹係合部材である山形溝を設けるとともに、外輪の回転を出力軸に伝達するためのディスクの外周面にガイド穴を設けている。そして、ガイド穴内に設置した圧縮ばねにより、凸係合部材であるロックボールを、ボール座を介して外輪の山形溝に向け弾性的に押圧するようにしている。特開２００６−２２８７３号公報に記載の構造では、外輪とディスクとの間で伝達されるトルクが所定値以下の場合には、ロックボールと外輪の山形溝との係合により、外輪とディスクとが同期して回転する。これに対し、外輪とディスクとの間で伝達されるトルクが所定値よりも大きくなると、ロックボールが、圧縮ばねの弾力に抗して外輪の山形溝から乗り上げ、外輪とディスクとが相対回転可能になって、外輪とディスクとの間で動力が伝達されなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７８１２８号公報
【特許文献２】特開２００６−２２８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００７−７８１２８号公報に記載の構造では、係合歯の歯面同士が面接触している。したがって、係合歯の歯面同士の間で生じる摩擦により、トルクリミッタの応答性が悪化し、動力伝達部材に衝撃的なトルクが加わることを防止できなくなる可能性がある。また、係合歯の歯面同士の間で摩耗が生じ、この摩耗による係合歯の形状変化や摩耗粉などの影響でトルクの制限値に経時変化が生じる可能性がある。
【０００７】
また、特開２００６−２２８７３号公報に記載の構造では、ロックボールは、それぞれが断面略Ｖ字形の外輪の山形溝とボール座の山形溝との間で弾性的に挟持されている。したがって、ロックボールは、外輪の山形溝およびボール座の山形溝とそれぞれ２箇所ずつで接触し、それぞれの接触部で摩擦が生じる。この結果、トルクリミッタの応答性が悪化し、動力伝達部材に衝撃的なトルクが加わることを防止できなくなる可能性がある。また、それぞれの接触部で摩耗が生じると、この摩耗によるロックボールまたは山形溝の形状変化や摩耗粉などの影響により、トルクの制限値に経時変化が生じる可能性がある。さらに、摩耗に基づいて、ロックボールや外輪またはボール座の山形溝の表面が剥離し、剥離片がロックボールと、外輪の山形溝およびボール座の山形溝との間に噛み込まれて、トルクリミッタがロックし、動力伝達部材に衝撃的なトルクが加わることを防止できなくなる可能性がある。特に、特開２００６−２２８７３号公報に記載の構造では、外輪の山形溝の両端部が、尖った角部となっている。したがって、ロックボールが、外輪の山形溝から乗り上げる際に、ロックボールに大きな応力が加わる。この面からも、トルクリミッタの応答性が悪化したり、摩耗が生じやすくなったりする。
【０００８】
本発明は、上述のような事情を鑑みて、応答性が良好で、かつ、高い耐久性および信頼性を確保することができるトルクリミッタの構造を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のトルクリミッタは、第１の部材と、第２の部材と、複数個のローラユニットと、弾性体とを備える。
前記第１の部材は、周面に、凹部と凸部とを交互に配置してなるカム面を有する。
前記第２の部材は、前記第１の部材と同軸に配置され、前記カム面に対向する周面の円周方向複数箇所に座部を有する。
前記ローラユニットのそれぞれは、外周面を前記カム面に転がり接触させたローラと、該ローラの中心部を軸方向に貫通する支持軸とを有する。
前記弾性体は、前記座部と前記支持軸との間に設けられ、かつ、前記ローラの外周面を前記カム面に向けて弾性的に押圧する。
【００１０】
前記ローラユニットのそれぞれを、先端部に前記支持軸を内嵌する円孔を有する１対の支持腕部と、該１対の支持腕部の基端部同士を連結する連結部とからなる支持部材をさらに備えるものとし、前記弾性体を、前記座部と前記連結部との間にそれぞれ、弾性的に圧縮した状態で挟持することができる。
【００１１】
前記ローラユニットのそれぞれを、前記ローラの内周面と前記支持軸の外周面との間に、転がり軸受を有するものとすることができる。
【００１２】
前記第１の部材を、外周面に前記カム面を有する内方部材とし、前記第２の部材を、前記内方部材の周囲に該内方部材と同軸に配置され、かつ、内周面の円周方向複数箇所に前記座部を有する外方部材とすることができる。
あるいは、前記第１の部材を、内周面に前記カム面を有する外方部材とし、前記第２の部材を、前記外方部材の内径側に該外方部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に前記座部を有する内方部材とすることができる。
あるいは、前記第１の部材を、内周面に、前記カム面である外径側カム面を有する外方部材と、該外方部材の内径側に該外方部材と同軸に配置され、かつ、外周面に、前記カム面である内径側カム面を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とを同期して回転可能に連結する連結部材とからなるカム側組立体とし、前記第２の部材を、前記内方部材と前記外方部材との間に、前記内方部材および前記外方部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である外径側座部を有し、内周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である内径側座部を有する中間部材とすることができる。若しくは、前記第１の部材を、外周面に前記カム面である外径側カム面を有し、かつ、内周面に前記カム面である内径側カム面を有する中間部材とし、前記第２の部材を、前記中間部材の周囲に該中間部材と同軸に配置され、かつ、内周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である外径側座部を有する外方部材と、前記中間部材の内径側に該中間部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である内径側座部を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とを同期して回転可能に連結する連結部材とからなる弾性体側組立体とすることができる。
あるいは、前記第１の部材を、外周面に、前記カム面である外径側カム面を有し、内周面に、前記カム面である内径側カム面を有する中間部材とし、前記第２の部材を、前記中間部材の周囲に該中間部材と同軸に配置され、かつ、内周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である外径側座部を有する外方部材と、前記中間部材の内径側に該中間部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に、それぞれが前記座部である内径側座部を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とを同期して回転可能に連結する連結部材とからなる弾性体側組立体とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述のような本発明のトルクリミッタによれば、応答性が良好で、かつ、高い耐久性および信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の第１例に係るトルクリミッタを示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の左方から見た状態を示す端面図である。
【図３】図３は、図２のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】図４は、内方部材と、外方部材と、複数個のローラユニットとを取り出して示す斜視図である。
【図５】図５は、図４の左方から見た状態を示す端面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態の第１例に係るトルクリミッタの分解斜視図である。
【図７】図７は、１個のローラユニットを取り出して示す分解斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図５に相当する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態の第３例に係るトルクリミッタの端面図である。
【図１０】図１０は、図９のＹ−Ｙ断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図５に相当する図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、本発明の実施の形態の第４例について、１個のローラユニットを取り出し、すべての部品を分解して示す斜視図であり、図１２（Ｂ）は、支持軸とローラとの間に転がり軸受を構成した状態で示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の第１例］
図１〜図６は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のトルクリミッタ１は、第１の部材である内方部材２と、第２の部材である外方部材３と、複数個のローラユニット４と、複数個の弾性体５とを備える。
【００１６】
内方部材２は、円筒部６と、円筒部６の軸方向中間部外周面から径方向外方に突出したフランジ部７とを備える。円筒部６は、軸方向片側部（図３の右側部）内周面に、雌スプライン部８を有する。フランジ部７は、外周面に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置し、かつ、隣り合う凹部と凸部とを滑らかに連続させたカム面９を有する。具体的には、本例では、カム面９は、円周方向等間隔複数箇所（図示の例では６箇所）に配置された凹曲面部１０と、隣り合う凹曲面部１０同士の間に配置された凸面部１１とを、断面円弧形の接続面部１２により接続することで構成されている。凹曲面部１０の曲率半径は、後述するローラユニット４を構成するローラ１３の外径の１／２よりも大きくなっている。具体的には、凹曲面部１０の曲率半径を、ローラ１３の外径の１倍〜１０倍程度としている。凸面部１１は、内方部材２の径方向に直交する平坦面となっている。また、接続面部１２の曲率半径は、ローラ１３の外径の１／４〜２倍程度としている。ただし、凸面部１１を、部分円筒状の凸曲面とし、かつ、接続面部１２を、平坦面とすることもできる。何れにしても、互いの接続部である、凹曲面部１０の周方向端縁と接続面部１２の周方向端縁とのそれぞれにおける接線方向を互いに一致させるとともに、互いの接続部である、凸面部１１の周方向端縁と接続面部１２の周方向端縁とのそれぞれにおける接線方向を互いに一致させている。このような構成により、トルクリミッタ１の円周方向に関するローラ１３の位置にかかわらず、該ローラ１３の外周面が、該ローラ１３の円周方向に関する１箇所位置のみで、カム面９と接触するようにして、内方部材２と外方部材３とが相対回転する際に、ローラ１３がカム面９上をスムーズに転がり移動できるようにしている。
【００１７】
外方部材３は、内方部材２の軸方向中間部の周囲に、該内方部材２と同軸に配置されており、外方部材本体１４と、１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂとを備える。外方部材本体１４は、円環状で、内方部材２のフランジ部７の周囲に配置されている。すなわち、外方部材本体１４は、内周面をカム面９に対向させている。このような外方部材本体１４は、外周面に、凹凸状の歯車部１６を全周にわたり有し、かつ、円周方向複数箇所（図示の例では６箇所）に、軸方向から見た形状が矩形状の切り欠き部１７を有する。歯車部１６は、動力伝達部材である歯車との間でトルクを伝達するための部分である。ただし、歯車部１６の代わりに、ローラチェーンとの間でトルクを伝達するためのスプロケットやベルトとの間でトルク伝達するためのプーリを設けることもできる。あるいは、外方部材３に、該外方部材３と同軸に配置された回転軸を、トルク伝達可能に結合しても良い。切り欠き部１７のそれぞれは、外方部材本体１４の円周方向複数箇所に放射方向に伸長し、かつ、内周面および軸方向両側面に開口するように形成されている。切り欠き部１７のそれぞれの奥端面は、外方部材３の径方向に直交する平坦面状の座部１８となっている。また、外方部材本体１４は、円周方向に関して隣り合う切り欠き部１７同士の中央位置の径方向中間部に、当該部分を軸方向に貫通する本体側通孔１９を有する。このような外方部材本体１４は、フランジ部７の軸方向厚さよりもわずかに大きな軸方向厚さを有する。
【００１８】
１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂのそれぞれは、円輪板状で、径方向外側部の円周方向複数箇所に、それぞれの部分を軸方向に貫通するプレート側通孔２０ａ、２０ｂを有する。このような１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂは、円筒部６の外径寸法よりもわずかに大きな内径寸法を有する。すなわち、１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂの内径寸法は、円筒部６の外径寸法よりも大きく、かつ、フランジ部７の外径寸法よりも大きくなっている。また、１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂは、歯車部１６の歯底円直径以下の外径寸法を有する。
【００１９】
外方部材３は、外方部材本体１４を１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂ同士の間に挟持した状態で、外方部材本体１４と１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂとを結合固定することにより構成されている。具体的には、本体側通孔１９およびプレート側通孔２０ａ、２０ｂのそれぞれにリベット２１を挿通し、それぞれのリベット２１の先端部を径方向外方に塑性変形させてかしめ部２２を形成することにより、外方部材本体１４と１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂとが結合固定されている。ただし、外方部材本体１４と１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂとを、ボルトおよびナットを用いて結合固定することもできる。
【００２０】
外方部材３を組み立てた状態では、１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂの径方向内側部内側面が、フランジ部７の両側面に微小隙間を介して近接対向し、かつ、１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂの内周面が、円筒部６の外周面に微小隙間を介して近接対向する。このような構成により、内方部材２と外方部材３とが、互いに同軸に、かつ、相対回転可能となっている。
【００２１】
ローラユニット４のそれぞれは、ローラ１３と、支持軸２３と、支持部材２４とを備える。ローラ１３は、外周面を、カム面９に転がり接触させている。特に、内方部材２または外方部材３にトルクが入力される以前の状態では、ローラ１３は、外周面を、カム面９のうちの凹曲面部１０に転がり接触させている。支持軸２３は、ローラ１３の中心部を軸方向に貫通している。
【００２２】
支持部材２４は、１対の支持腕部２５の基端部同士を連結部２６により連結することで、略Ｕ字形に構成されている。１対の支持腕部２５のそれぞれは、先端部に円孔２７を有する。円孔２７のそれぞれには、支持軸２３の端部が、径方向のがたつきなく、かつ、相対回転可能に内嵌されている。このような支持部材２４の連結部２６は、切り欠き部１７の内面と１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂの内側面とにより画成された、有底で矩形筒状のガイドスロット２８に、径方向に関する相対変位を可能に挿入されている。
【００２３】
このようなローラユニット４のそれぞれは、例えば、次のようにして組み立てることができる。すなわち、ローラ１３の中心部に設けられた中心孔と、円孔２７とを整合した状態で、中心孔と円孔２７とに支持軸２３を挿入することで、支持軸２３の軸方向中間部を中心孔に締り嵌めで内嵌し、軸方向両端部を円孔２７のそれぞれに隙間嵌で内嵌する。あるいは、ローラ１３と一体に設けられた支持軸２３の軸方向片端部を、一方の支持腕部２５の円孔２７に隙間嵌で内嵌した後で、他方の支持腕部２５の円孔２７を支持軸２３の軸方向他端部に隙間嵌で外嵌し、他方の支持腕部２５を連結部２６に支持固定しても良い。
【００２４】
弾性体５のそれぞれは、座部１８と連結部２６の外面との間に、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。このような構成により、弾性体５のそれぞれは、支持部材２４を介して支持軸２３を、径方向外方に弾性的に押圧することで、ローラ１３の外周面をカム面９に向けて弾性的に押圧している。したがって、弾性体５の弾性力を調整することで、ローラ１３の外周面とカム面９との接触部の面圧（予圧）が調整可能となっている。弾性体５の弾性力は、トルクリミッタ１により伝達するトルクの制限値に応じて適切に設定される。なお、本例では、弾性体５は、皿ばねにより構成されている。ただし、弾性体５を、コイルばねやゴムの如きエラストマーなどにより構成することもできる。
【００２５】
本例では、トルクリミッタ１の内方部材２に、変速機の出力軸などであるシャフト２９が、トルク伝達を可能に結合されている。シャフト２９は、段付円筒状で、先端側（図３の左側）から順番に、小径部３０と、中径部３１と、大径部３２とを備え、小径部３０の外周面に雄ねじ部３３を有し、かつ、中径部３１の基端側部（図３の右側部）に雄スプライン部３４を有する。また、中径部３１の外周面と大径部３２の外周面とは、段部３５により接続されている。内方部材２とシャフト２９とは、雌スプライン部８と雄スプライン部３４とをスプライン係合させた状態で、雄ねじ部３３に結合ナット３６を螺合し、さらに締め付け、内方部材２を、結合ナット３６と段部３５との間で軸方向両側から挟持することにより、結合固定されている。なお、内方部材２とシャフト２９とを一体に形成することもできる。この場合には、トルクリミッタ１の組立コストを低減することができる。
【００２６】
本例のトルクリミッタ１では、内方部材２または外方部材３にトルクが入力される以前の状態では、ローラ１３の外周面を、弾性体５により、カム面９のうちの凹曲面部１０に向けて弾性的に押圧することにより、ローラ１３の外周面とカム面９との間に適切な大きさの予圧を付与している。このため、トルクリミッタ１を通過するトルク、すなわち、内方部材２または外方部材３への入力トルクが制限値以下の場合、ローラ１３の外周面とカム面９との接触部の摩擦係合に基づいて、内方部材２と外方部材３とが同期して回転する。
【００２７】
これに対し、内方部材２または外方部材３への入力トルクが制限値を超えて大きくなった、具体的には、内方部材２または外方部材３に衝撃的なトルクが加わった場合には、ローラ１３が、弾性体５の弾力に抗して該弾性体５を弾性的に圧縮させながら、凹曲面部１０から乗り上げる。これにより、ローラ１３がカム面９上を転がり移動することが可能となる。この結果、内方部材２と外方部材３とが相対回転して、内方部材２と外方部材３との間で動力が伝達されなくなる。換言すれば、内方部材２と外方部材３との間でのトルク伝達が遮断される。
【００２８】
上述のような本例のトルクリミッタ１によれば、応答性を良好にし、かつ、高い耐久性および信頼性を確保することできる。すなわち、本例では、支持軸２３の軸方向両端部を、１対の支持腕部２５の円孔２７に隙間嵌で内嵌することにより、ローラ１３が支持部材２４に対し回転自在に支持されている。また、ローラ１３が、接触するカム面９を、凹部と凸部とを交互に配置し、かつ、隣り合う凹部と凸部とを滑らかに連続させることにより構成している。このため、トルクリミッタ１の円周方向に関するローラ１３の位置にかかわらず、該ローラ１３の外周面は、該ローラ１３の円周方向に関する１箇所位置のみで、カム面９と接触する。したがって、内方部材２または外方部材３に衝撃的なトルクが加わった際に、ローラ１３は、カム面９上をスムーズに転がり始めることができ、トルクリミッタ１の応答性を良好にできる。
【００２９】
また、ローラ１３の外周面とカム面９との接触部が強く擦れて、該接触部で摩耗が生じることを防止できる。このため、摩耗によるローラ１３やカム面９の形状変化や摩耗粉の発生を防止でき、トルクリミッタ１の耐久性を高くできる。さらに、トルクリミッタ１が伝達するトルクの制限値が経時変化することを防止できて、トルクリミッタ１の信頼性を長期間にわたり維持することができる。
【００３０】
なお、本例では、外方部材３を構成する外方部材本体１４の円周方向複数箇所に矩形状の切り欠き部１７を設け、それぞれの切り欠き部１７の奥端面を座部１８としているが、本発明を実施する場合には、例えば、外方部材の円周方向複数箇所に、外周面に開口する有底のガイド孔を設け、それぞれのガイド孔の底面を、弾性体５の端部を突き当てるための座部とすることもできる。
【００３１】
［実施の形態の第２例］
図８は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のトルクリミッタ１ａでは、外方部材３ａを構成する外方部材本体１４ａが、内周面に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置し、かつ、隣り合う凹と凸部とを滑らかに連続させたカム面９ａを有する。すなわち、外方部材３ａが第１の部材に相当する。
【００３２】
カム面９ａは、実施の形態の第１例のカム面９と同様に、円周方向等間隔複数箇所に配置された凹曲面部１０ａと、隣り合う凹曲面部１０ａ同士の間に配置された凸面部１１ａとを、接続面部１２ａにより接続することで構成されている。凹曲面部１０ａの曲率半径は、ローラ１３の外径の１／２よりも大きくなっている。凸面部１１ａは、ローラ１３の外径の１／２よりも大きく、かつ、凹曲面部１０ａの曲率半径よりも大きい曲率半径を有する断面部分円弧形の凸曲面となっている。ただし、凹曲面部１０ａの曲率半径を、凸面部１１ａの曲率半径よりも大きくすることもできる。また、接続面部１２ａは、円周方向に関して隣り合う凹曲面部１０ａと凸面部１１ａとのそれぞれの近位側端部の接線方向に伸長し、かつ、それぞれの近位側端部同士を接続する平坦面である。
【００３３】
本例では、外方部材本体１４ａの内径側に該外方部材本体１４ａと同軸に、内方部材２ａが配置されている。内方部材２ａは、円筒部６と、円筒部６の軸方向中間部から径方向外方に突出したフランジ部７ａとを備え、フランジ部７ａの円周方向複数箇所にそれぞれ、切り欠き部１７ａを有する。切り欠き部１７ａのそれぞれの奥端面は、内方部材２ａの径方向に直交する方向の平坦面状の座部１８ａとなっている。すなわち、本例では、内方部材２ａが第２の部材に相当する。
【００３４】
本例では、外方部材３ａのカム面９ａに、ローラ１３の外周面を接触させている。また、内方部材２ａの切り欠き部１７ａの内面と１対のガイドプレート１５ａ、１５ｂ（図３および図６参照）の内側面とにより画成された、有底で矩形筒状のガイドスロットに、支持部材２４の連結部２６が、径方向に関する相対変位を可能に挿入されている。そして、座部１８ａと連結部２６の外面との間に、弾性体５が、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。
【００３５】
このような本例では、ローラユニット４に、弾性体５による弾性力に加え、内方部材２ａが回転することに伴う遠心力が作用するため、ローラ１３の外周面とカム面９ａとの接触面圧を、実施の形態の第１例の構造と比較して大きくしやすい。このため、トルクリミッタ１ａが伝達するトルクの制限値を大きく設定しやすい。あるいは、トルクの制限値を同じとした場合、実施の形態の第１例の構造よりも小型化を図りやすい。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。
【００３６】
［実施の形態の第３例］
図９〜図１１は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例のトルクリミッタ１ｂは、第１の部材であるカム側組立体３７と、弾性体側組立体３８と、複数個のローラユニット４ａ、４ｂと、複数個の弾性体５ａ、５ｂとを備える。
【００３７】
カム側組立体３７は、内方部材２ｂと外方部材３ｂとを、連結部材である連結プレート５５により結合固定してなる。内方部材２ｂは、円環状で、外周面に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置し、かつ、隣り合う凹部と凸部とを滑らかに連続させた内径側カム面３９を有する。また、内方部材２ｂは、円周方向複数箇所に、それぞれの部分を軸方向に貫通するねじ孔４０ａを有している。
【００３８】
外方部材３ｂは、円環状で、内方部材２ｂの周囲に該内方部材２ｂと同軸に配置されている。外方部材３ｂは、内周面に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置し、かつ、隣り合う凹部と凸部とを滑らかに連続させた外径側カム面４１を有しており、外周面に、凹凸状の歯車部１６を全周にわたり有している。また、外方部材３ｂは、円周方向複数箇所に、それぞれの部分を軸方向に貫通するねじ孔４０ｂを有している。
【００３９】
連結プレート５５は、円輪板状で、径方向内側部の円周方向複数箇所に、それぞれの部分を軸方向に貫通する通孔４２を有し、かつ、径方向内側部の円周方向複数箇所に、それぞれの部分を軸方向に貫通する通孔を有している。
【００４０】
本例では、連結プレート５５の通孔４２を挿通した連結ボルト５８ａ、５８ｂを、内方部材２ｂのねじ孔４０ａおよび外方部材３ｂのねじ孔４０ｂにそれぞれ螺合し、さらに締め付けことにより、内方部材２ｂと外方部材３ｂとを連結プレート５５により結合固定することで、カム側組立体３７を構成している。
【００４１】
弾性体側組立体３８は、第２の部材である中間部材４３と、筒状部材４４とを結合固定してなる。中間部材４３は、円環状で、内方部材２ｂと外方部材３ｂとの間に、該内方部材２ｂおよび該外方部材３ｂと同軸に配置されている。中間部材４３は、径方向内側部の円周方向複数箇所に、内周面および軸方向両側面に開口し、かつ、軸方向から見た形状が矩形状の切り欠き部４５ａを有しており、切り欠き部４５ａの奥端面が、内径側の座部５６ａとなっている。また、中間部材４３は、径方向外側部のうち、円周方向に関して隣り合う切り欠き部４５ａ同士の間に、外周面および軸方向両側面に開口し、かつ、軸方向から見た形状が矩形状の切り欠き部４５ｂを有しており、切り欠き部４５ｂの奥端面が、外径側の座部５６ｂとなっている。さらに、中間部材４３は、径方向内側部のうち、円周方向に関する位相が切り欠き部４５ｂと一致する部分に、それぞれの部分を軸方向に貫通するねじ孔４６を有する。
【００４２】
筒状部材４４は、軸方向片側（図１０の左側）の小径部４７と軸方向他側（図１０の右側）の大径部４８とからなる筒状部４９と、大径部４８の軸方向片側部から径方向外方に突出するフランジ部５０とを備える。筒状部４９は、軸方向他側部内周面に、雌スプライン部５１を有する。フランジ部５０は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、それぞれの部分を軸方向に貫通する通孔５２を有する。
【００４３】
本例では、フランジ部５０の通孔５２を挿通したボルト５７を、中間部材４３のねじ孔４６にそれぞれ螺合し、さらに締め付けることにより、中間部材４３と筒状部材４４とを結合固定することで、弾性体側組立体３８を構成している。
【００４４】
本例では、内方部材２ｂの内径側カム面３９に、内径側のローラユニット４ａを構成するローラ１３の外周面を転がり接触させている。また、中間部材４３の内径側の切り欠き部４５ａの内面と、連結プレート５５およびフランジ部５０の内側面とにより画成された、有底で矩形筒状のガイドスロットに、内径側のローラユニット４ａを構成する支持部材２４の連結部２６が、径方向に関する相対変位を可能に挿入されている。そして、内径側の座部５６ａと、ローラユニット４ａを構成する支持部材２４の連結部２６の外面との間に、内径側の弾性体５ａが、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。
【００４５】
また、外方部材３ｂの外径側カム面４１に、外径側のローラユニット４ｂを構成するローラ１３の外周面を転がり接触させている。中間部材４３の外径側の切り欠き部４５ｂの内面と、連結プレート５５およびフランジ部５０の内側面とにより画成された、有底で矩形筒状のガイドスロット２８ａに、外径側のローラユニット４ｂを構成する支持部材２４の連結部２６が、径方向に関する相対変位を可能に挿入されている。そして、外径側の座部５６ｂと、ローラユニット４ｂを構成する支持部材２４の連結部２６の外面との間に、外径側の弾性体５ｂが、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。
【００４６】
本例では、カム側組立体３７または弾性体側組立体３８への入力トルクが制限値以下の場合、内径側のローラユニット４ａを構成するローラ１３の外周面と内径側カム面３９との接触部、および、外径側のローラユニット４ｂを構成するローラ１３の外周面と外径側カム面４１との接触部の摩擦係合に基づいて、カム側組立体３７と弾性体側組立体３８とが同期して回転する。
【００４７】
これに対し、カム側組立体３７または弾性体側組立体３８に衝撃的なトルクが加わった場合には、内径側のローラユニット４ａのローラ１３が、内径側の弾性体５ａを圧縮させつつ、内径側カム面３９上を転がり、外径側のローラユニット４ｂのローラ１３が、外径側の弾性体５ｂを圧縮させつつ、外径側カム面４１上を転がる。この結果、カム側組立体３７と弾性体側組立体３８との相対回転が可能になり、カム側組立体３７と弾性体側組立体３８との間でのトルク伝達が遮断される。
【００４８】
なお、本発明を実施する場合、本例の構造とは逆に、第１の部材を、外周面に外径側カム面を有し、かつ、内周面に内径側カム面を有する中間部材とし、第２の部材を、前記中間部材の周囲に該中間部材と同軸に配置され、かつ、内周面の円周方向複数箇所に外径側座部を有する外方部材と、前記中間部材の内径側に該中間部材と同軸に配置され、かつ、外周面の円周方向複数箇所に内径側座部を有する内方部材と、前記外方部材と前記内方部材とを同期して回転可能に連結する連結部材とからなる弾性体側組立体としても良い。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例および第２例と同様である。
【００４９】
［実施の形態の第４例］
図１２は、本発明の実施の形態の第４例を示している。実施の形態の第１例〜第３例では、ローラ１３が、カム面９（、９ａ、３９、４１）上を転がりながら移動する際に、支持軸２３の軸方向両端部外周面と、円孔２７の内周面との摺接部で摩擦抵抗が生じる可能性がある。これに対し、本例では、ローラユニット４ｃを構成するローラ１３ａの内周面と、支持軸２３ａの外周面との間に、複数個の転動体５３を配置して、当該部分に転がり軸受５４を構成している。図示の例では、転動体５３として、円筒ころを使用しているが、これに限らず、玉を使用することもできる。また、転動体５３を転動自在に保持するための保持器を使用しても良い。
【００５０】
何れにしても、本例では、ローラ１３ａの内周面と、支持軸２３ａの外周面との間に、転がり軸受５４を設けることにより、支持軸２３の軸方向両端部外周面と、円孔２７の内周面との間での摩擦抵抗を低減することができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例〜第３例と同様である。
【符号の説明】
【００５１】
１、１ａ、１ｂ  トルクリミッタ
２、２ａ、２ｂ  内方部材
３、３ａ、３ｂ  外方部材
４、４ａ、４ｂ、４ｃ  ローラユニット
５、５ａ、５ｂ  弾性体
６  円筒部
７、７ａ  フランジ部
８  雌スプライン部
９、９ａ  カム面
１０、１０ａ  凹曲面部
１１、１１ａ  凸面部
１２、１２ａ  接続面部
１３、１３ａ  ローラ
１４、１４ａ  外方部材本体
１５ａ、１５ｂ  ガイドプレート
１６  歯車部
１７、１７ａ  切り欠き部
１８、１８ａ  座部
１９  本体側通孔
２０ａ、２０ｂ  プレート側通孔
２１  リベット
２２  かしめ部
２３、２３ａ  支持軸
２４  支持部材
２５  支持腕部
２６  連結部
２７  円孔
２８  ガイドスロット
２９  シャフト
３０  小径部
３１  中径部
３２  大径部
３３  雄ねじ部
３４  雄スプライン部
３５  段部
３６  結合ナット
３７  カム側組立体
３８  弾性体側組立体
３９  内径側カム面
４０ａ、４０ｂ  ねじ孔
４１  外径側カム面
４２  通孔
４３  中間部材
４４  筒状部材
４５ａ、４５ｂ  切り欠き部
４６  ねじ孔
４７  小径部
４８  大径部
４９  筒状部
５０  フランジ部
５１  雌スプライン部
５２  通孔
５３  転動体
５４  転がり軸受
５５  連結プレート
５６ａ、５６ｂ  座部
５７  ボルト
５８ａ、５８ｂ  連結ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019027533.tif 000010
【図９】
2019027533.tif 000011
【図１０】
2019027533.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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