特許 6388565 トルクリミッタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6388565

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】トルクリミッタ装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 7/02 20060101AFI20180903BHJP

【ＦＩ】

   F16D7/02 A

【請求項の数】1

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-140667(P2015-140667)

(22)【出願日】2015年7月14日

(65)【公開番号】特開2017-20619(P2017-20619A)

(43)【公開日】2017年1月26日

【審査請求日】2017年4月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100780

【氏名又は名称】アイシン化工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000615

【氏名又は名称】特許業務法人 Ｖｅｓｔａ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 将人

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３０１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５８５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１４７１５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０９４８２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １１／００−２３／１４

Ｆ１６Ｄ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トルクが入力される回転主軸に接続された入力側第１回転プレートと、
前記入力側第１回転プレートに取り付けられて、前記回転主軸の軸方向に相対移動可能で、かつ、前記入力側第１回転プレートと一体に回転可能な入力側第２回転プレートと、
前記入力側第１回転プレートと前記入力側第２回転プレートの間に配置され、前記回転主軸と同軸上に相対移動可能に設けられた回転従軸に接続された出力プレートと、
前記入力側第１回転プレートと前記出力プレートに接して配置され、前記入力側第１回転プレートと前記出力プレートの両方の面に対して摺動可能な摺動面を表裏に有する環状の第１摩擦材と、
前記入力側第２回転プレートと前記出力プレートに接して配置され、前記入力側第２回転プレートと前記出力プレートの両方の面に対して摺動可能な摺動面を表裏に有する環状の第２摩擦材と、
前記入力側第２回転プレートの前記第２摩擦材側とは反対側の面に圧接し、前記入力側第２回転プレートを前記入力側第１回転プレートに向かって前記軸方向に付勢した付勢部材としての皿ばねと、
前記入力側第１回転プレートに接続され、前記皿ばねを支持した支持プレートと
を具備し、
前記支持プレートは、そのフランジ部から筒部が延び、前記筒部の先端にリング部が設けられて先端部がドーナツ状に閉塞されており、
また、前記入力側第２回転プレートとの間に介装させる前記皿ばねは、前記筒部内に収容されて前記リング部に当接され、
前記皿ばねを収容する前記筒部の軸方向の長さは、前記皿ばねに所定の付勢力を与えることが可能な値に設定され、前記リング部によって円錐高さを低くする軸方向に撓ませた状態で前記筒部内に支持されて組み付けられ、予め設定されている所定の撓みが付与された予荷重状態に介装されることを特徴とするトルクリミッタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、ハイブリッド車両に搭載されるハイブリッド駆動装置等に用いられる低コスト化が可能なトルクリミッタ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両において、動力源からの動力を駆動系に伝達する際、過大トルクにより駆動系が破損するのを防止するために、予め設定されているリミットトルクを超えるトルクが伝達されたときに滑りを生じさせることでその過大トルクが伝達されるのを制限（緩和）するトルクリミッタ装置を設けることがある。
特に、近年は、環境保護を考慮に入れたハイブリット車の開発も盛んに進められており、このハイブリット車では、エンジンと電動モータとをそれぞれ駆動源としているため、エンジンによる走行時やモータによるエンジン始動時に走行負荷やエンジン負荷の変動により過大なトルクが発生することがあり、駆動源が１つしかない駆動装置に比較してトルク変動が発生し易い。このため、エンジンと電動モータとの間のトルク変動を抑えるトルクリミッタ装置が重要になっている。

【0003】

一般的に、トルクリミッタ装置では、動力源のトルクを伝達すると共に過大トルク入力時には一定のトルク以下に遮断する機能として摩擦材が使用されており、この摩擦材と相手部材の摩擦係合により動力源のトルクを伝達すると共に、過大トルク入力時には摩擦材と相手部材との間に滑りが生じることで、一定のトルク以下に遮断する。

【0004】

ここで、従来のトルクリミッタ装置においては、固定した摩擦材を使用する方法が採用されている。例えば、特許文献１においては、摩擦板への孔加工や皿ばね等により固定する方法が開示され、特許文献２において、ユニット（クラッチプレート）の外周部の円周方向に複数の円弧状の孔を形成し、それら円弧状の孔に対してそれぞれ円弧状に形成した摩擦材を圧入して装着する構成としたトルクリミッタ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開平５−２７２８１号公報

【特許文献2】特開２０１１−２７１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような従来の固定した摩擦材を使用する方法では、摩擦材を固定するための加工が必要となり製造コストを押し上げる要因となっている。また、摩擦材を固定するため、摩擦材の固定側一面は摺動面（摩擦面）として機能せず摺動面（摩擦面）が一面のみとなることから、この一面が磨耗等で機能しなくなるときが寿命となる。したがって、長寿命化を図る場合には摩擦材自体の材料変更を余儀なくされる。

【0007】

そこで、本発明は、摩擦材の材料を変更することなく長寿命化を確保でき、低コスト化が可能であるトルクリミッタ装置の提供を課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１のトルクリミッタ装置は、トルクが入力される回転主軸に接続された入力側第１回転プレートと、前記入力側第１回転プレートに取り付けられて、前記回転主軸の軸方向に相対移動可能で、かつ、前記入力側第１回転プレートと一体に回転可能な入力側第２回転プレートと、前記入力側第１回転プレートと前記入力側第２回転プレートの間に配置され、前記回転主軸と同軸上に相対移動可能に設けられた回転従軸に接続された出力プレートと、前記入力側第１回転プレートと前記出力プレートに接して配置され、前記入力側第１回転プレートと前記出力プレートの両方の面に対して摺動可能な摺動面を表裏に有する環状の第１摩擦材と、前記入力側第２回転プレートと前記出力プレートに接して配置され、前記入力側第２回転プレートと前記出力プレートの両方の面に対して摺動可能な摺動面を表裏に有する環状の第２摩擦材と、前記入力側第２回転プレートの前記第２摩擦材側とは反対側の面に圧接し、前記入力側第２回転プレートを前記入力側第１回転プレートに向かって前記軸方向に付勢した付勢部材と、前記入力側第１回転プレートに接続され、前記付勢部材を支持した支持プレートを具備するものである。

【0009】

ここで、入力側第１回転プレートは、トルクが入力される回転主軸に接続されて回転主軸と同期回転するものであり、第１摩擦材が摩擦係合または摺動する相手部材となるものである。
また、入力側第２回転プレートは、前記入力側第１回転プレートと一体に回転可能に取付けられて前記回転主軸の軸方向に相対移動可能であり、第２摩擦材が摩擦係合または摺動する相手部材となるものである。また、付勢部材による付勢力（押圧力）を直接的に受けるものである。

【0010】

出力プレートは、前記入力側第１回転プレートと前記入力側第２回転プレートの間に配置され、第１摩擦材及び第２摩擦材が摩擦係合または摺動する相手部材となり、前記回転主軸と同軸上に相対移動可能に設けられた回転従軸に前記回転主軸のトルクを伝達するものである。

【0011】

第１摩擦材は、前記第１回転プレート及び前記出力プレートに対して摩擦係合または摺動するために前記入力側第１回転プレートと前記出力プレートに接して相対回転可能（周方向への相対移動可能）に配置されるものであり、付勢部材の付勢力によって、前記入力側第１回転プレート及び前記出力プレートに挟持状態で保持され、前記第１回転プレート及び前記出力プレートの両方の面に対して摺動可能な摺動面を表裏両面に有するものである。
また、第２摩擦材も第１摩擦材と同様に、前記第２回転プレート及び前記出力プレートに対して摩擦係合または摺動するために前記入力側第２回転プレートと前記出力プレートに接して相対回転可能（周方向への相対移動可能）配置されるものであり、付勢部材の付勢力によって、前記入力側第２回転プレート及び前記出力プレートに挟持状態で保持され、前記第２回転プレート及び前記出力プレートの両方の面に対して摺動可能な摺動面を表裏両面に有するものである。

【0012】

付勢部材は、前記入力側第２回転プレート及び前記回転従軸に接続された出力プレートを前記入力側第１回転プレートに向かって回転主軸の軸方向に付勢するものであり、入力側第２回転プレートと出力プレートの間に接して配置された第２摩擦材の摺動面を入力側第２回転プレート及び出力プレートに圧接させると共に、入力側第１回転プレートと出力プレートの間に接して配置された第１摩擦材の摺動面を入力側第１回転プレート及び出力プレートに圧接させるものである。

【発明の効果】

【0013】

請求項１の発明のトルクリミッタ装置によれば、回転主軸に接続された入力側第１回転プレートに対して入力側第２回転プレートが一体回転可能で、かつ、回転主軸の軸方向に相対移動可能に取付けられ、また、入力側第１回転プレートと入力側第２回転プレートの間に出力プレートが回転主軸と同軸上に相対移動可能に設けられ、更に、入力側第２回転プレートには支持プレートによって支持される付勢部材が圧接している。
このため、入力側第１回転プレートと出力プレートに接して配置された第１摩擦材が、入力側第１回転プレートと出力プレートに対して両面で摺動可能な状態で入力側第１回転プレートと出力プレートによって挟持されると共に、入力側第２回転プレートと出力プレートに接して配置された第２摩擦材が、入力側第２回転プレートと出力プレートの両面に対して摺動可能な状態で入力側第２回転プレートと出力プレートによって挟持される。

【0014】

したがって、回転主軸のトルクが所定の範囲内にある場合には、第１摩擦材の入力側第１回転プレートと出力プレートに対する両面の摺動面が入力側第１回転プレート及び出力プレートに摩擦係合すると共に、第２摩擦材の入力側第２回転プレートと出力プレートに対する両面の摺動面が摩擦係合する。このため、回転主軸の回転が入力側第１回転プレート、入力側第２回転プレート、第１摩擦材及び第２摩擦材を介して、出力プレートに伝達される。そして、出力プレートが接続している回転従軸が回転主軸と同期して回転する。 即ち、回転主軸のトルクが、第１摩擦材と第２摩擦材の摩擦力（摩擦抵抗力）により回転従軸に伝達される。

【0015】

一方、回転主軸のトルクが所定値（リミットトルク値）を超えた場合には、第１摩擦材の摺動面が入力側第１回転プレートと出力プレートに対して摺動すると共に、第２摩擦材の摺動面が入力側第２回転プレート及び出力プレートに対して摺動する。これにより、回転主軸から回転従軸へのトルク伝達が遮断・緩和され、過大なトルク変動が伝達されるのが阻止される。

【0016】

このように、本発明のトルクリミッタ装置においては、第１摩擦材が入力側第１回転プレートと出力プレートの両方の面に対して、また、第２摩擦材が、入力側第２回転プレートと出力プレートの両方の面に対して摺動可能な摺動面を表裏に有している。
したがって、従来の片面が固定された摩擦材では片面だけが摺動しているのに対し、本発明のトルクリミッタ装置によれば、トルクリミッタとして働く摩擦材の摺動面が表裏の両面となることから、摺動面が２倍となり、片面が機能しなくなったときでも残る１面がトルクリミッタ機能を発揮し、摩擦材の材料を変更することなく長期の使用が可能となる。また、両面摺動とすることで、片面を摺動させたときに比べて摺動の負担が両面に分散されるため、静摩擦係数μｓの経時変化が緩和され安定したトルク制御を行うことができる。更に、第１摩擦材及び第２摩擦材の摩耗の進行や相手部材への摩擦による攻撃性が緩和され、これらのことからも長寿命化が確保される。

【0017】

また、入力側第２回転プレート及び出力プレートの軸方向移動が可能であることで、付勢部材の付勢力によって、常時、第１摩擦材を入力側第１回転プレートと出力プレートに対する両面で摺動可能な状態で入力側第１回転プレートと出力プレートによって保持できると共に、第２摩擦材を入力側第２回転プレートと出力プレートの両面に対して摺動可能な状態で入力側第２回転プレートと出力プレートによって保持できることから、第１摩擦材及び第２摩擦材を特定手段で固定しなくてもよく、低コスト化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は本発明の実施の形態に係るトルクリミッタ装置の構成を説明するための断面図である。

【図2】図２は本発明の実施の形態に係るトルクリミッタ装置の構成を説明するための分解斜視図である。

【図3】図３は本発明の実施の形態の図１に相当する変形例に係るトルクリミッタ装置の構成を説明するための断面図である。

【図4】図４は本発明の実施の形態の図１に相当する変形例に係るトルクリミッタ装置の構成を説明するための分解斜視図である。

【図5】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態の図１及び図３に相当する変形例に係るトルクリミッタ装置の別の３種類の構成を説明するための一部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。
図１及び図２に示したように、本発明の実施の形態のトルクリミッタ装置１は、互いに同軸なトルク出力側となる回転主軸１０とトルク受入側となる回転従軸２０との間に設けられるものであり、回転主軸１０側に接続され、軸芯周りに回転可能な入力側第１回転プレート３０と、入力側第１回転プレート３０に接続される入力側第２回転プレート４０と、入力側第１回転プレート３０及び入力側第２回転プレート４０の間に配置され、回転従軸２０に接続される出力プレート５０と、入力側第１回転プレート３０と出力プレート５０に接して配置する環状の第１摩擦材６０Ａと、出力プレート５０と入力側第２回転プレート４０に接して配置する環状の第２摩擦材６０Ｂと、入力側第２回転プレート４０の第２摩擦材６０Ｂ側とは反対側の面に接して配置される付勢部材としての皿ばね７０と、入力側回転プレート３０に接続され皿ばね７０を支持して付勢力を与える支持プレート８０とから構成されている。

【0020】

図１及び図２において、回転主軸１０に接続される入力側第１回転プレート３０は、中央に回転主軸１０の先端凸部が挿入される中心貫通孔３１ａを有する平板の円板部３１と、円板部３１の外周に延設された円板部３１より厚みの大きいマス部３２とからなる。 ここで、円板部３１とマス部３２の一端面は同一平面にあり、円板部３１とマス部３２の他端面は段差を有する。したがって、入力側第１回転プレート３０は断面が略コ字状に形成された環状のプレートとなっている。
そして、円板部３１の中心貫通孔３１ａの周囲近傍には、中心貫通孔３１ａを中心とする同心円状の周方向に、軸方向（厚み方向）に表裏を貫通するボルト挿通孔３１ｂが等間隔で複数個形成されている。

【0021】

本実施の形態では、中心貫通孔３１ａに回転主軸１０の先端凸部を挿入し、ボルト挿通孔３１ｂに回転主軸１０に連結するためのボルト１１を挿通して回転主軸１０のねじ孔に螺合することによって、入力側第１回転プレート３０を回転主軸１０の端面に複数のボルト１１によって同軸的に連結固定可能となっている。

【0022】

また、円板部３１の外周においてマス部３２の近傍には、中心貫通孔３１ａを中心とする同心円状の周方向に、軸方向（厚み方向）に表裏を貫通し、入力側第２回転プレート４０の外周部に形成された爪部４１が挿通されるスリット状貫通孔３１ｃが等間隔で複数個形成されている。更に、円板部３１の回転主軸１０とは反対面において、ボルト挿通孔３１ｂとスリット状貫通孔３１ｃの間にガイド突出部９０Ａを有する。ガイド突出部９０Ａは、入力側第１回転プレート３０において第１摩擦材６０Ａの位置決めを行うためのものであり、図１及び図２では、第１摩擦材６０Ａを組み付けたときに第１摩擦材６０Ａの内周端部が接する位置としている。ガイド突出部９０Ａの突出高さは、第１摩擦材６０Ａの両面摩擦代及び出力プレート５０に接触しない厚さとする。このように、入力側第１回転プレート３０にガイド突出部９０Ａを設けることで、第１摩擦材６０Ａが所定の位置で摺動することが可能となる。

【0023】

更に、マス部３２の円板部３１と段差を有する面３２ｂ（以下、段差面３２ｂと呼ぶ）において、中心貫通孔３１ａを中心とする同心円状の周方向に、支持プレート８０を固着するためのボルト８４が装着されるボルト装着孔３２ａが等間隔で複数個設けられている。

【0024】

入力側第１回転プレート３０に接続される入力側第２回転プレート４０は、入力側第１回転プレート３０内に収容される金属製の環状部材であり、中央に中心孔４１ａが形成され、中心孔４１ａの周辺に第１摩擦材６０Ａが配置される平面部が設けられ、更に、その外周部に、入力側第１回転プレート３０のスリット状貫通孔３１ｃに対応し、入力側第１回転プレート３０側に向かって軸方向に延びる爪部４１が、周方向に等間隔で複数突設されている。

【0025】

本実施の形態では、入力側第２回転プレート４０の爪部４１の軸方向の突出長さが、第１摩擦材６０Ａ、第２摩擦材６０Ｂ、出力プレート５０、及び入力側第１回転プレート３０のスリット状貫通孔３１ｃの軸方向の長さ（厚み）の合計よりも長く形成されており、入力側第２回転プレート４０の爪部４１を、入力側第１回転プレート３０のスリット状貫通孔３１ｃに挿通することで、入力側第２回転プレート４０が、入力側第１回転プレート３０に一体に回転可能、かつ、入力側第１回転プレート３０に対して回転主軸１０の軸方向に相対移動可能に保持されるようになっている。
なお、本発明を実施する場合には、入力側第２回転プレート４０を入力側第１回転プレート３０にがたつくことなく回転主軸１０の軸方向に相対移動可能、かつ、一体に回転可能に取り付けることができれば、係合形態は特に上記に限定されるものではない。

【0026】

また、本実施の形態の入力側第２回転プレート４０は、その内周部に入力側第１回転プレート３０側に向かって軸方向に突設したガイド突出部９０Ｂを有する。
ガイド突出部９０Ｂは、入力側第２回転プレート４０において第２摩擦材６０Ｂの位置決めを行うためのものであり、図１及び図２では、第２摩擦材６０Ｂを組み付けたときに第２摩擦材６０Ｂの内周端部が接する位置としている。ガイド突出部９０Ａと同様、ガイド突出部９０Ｂの突出高さは、第２摩擦材６０Ｂの両面摩擦代及び出力プレート５０に接触しない厚さとしている。このように、入力側第２回転プレート４０にガイド突出部９０Ｂを設けることで第２摩擦材６０Ｂが所定の位置で摺動することが可能となる。

【0027】

これら入力側第１回転プレート３０及び入力側第２回転プレート４０の間に配置される出力プレート５０は、環状の平板であり、その内周側が回転主軸１０と同軸上に相対移動可能に設けられた回転従軸２０に接続される。

【0028】

第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂは、共に環状の平板形状をした部材であり、所定以上のトルクが加わると、第１摩擦材６０Ａでは入力側第１回転プレート３０側と出力プレート５０側の両面で、第２摩擦材６０Ｂでは入力側第２回転プレート４０側と出力プレート５０側の両面で摺動する摺動面を有している。つまり第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂの両面は特定の静摩擦係数μｓを有した摺動面である。

【0029】

入力側第２回転プレート４０の摩擦材６０Ｂ側とは反対側の面に接して配置される付勢部材としての皿ばね７０は、中空円錐台形状のばね部材である。

【0030】

支持プレート８０はフランジを有する円筒状の部材であり、フランジのフランジ部８３から筒部８２が延び、筒部８２の先端にリング部８１が設けられて先端部がドーナツ状に閉塞されている。フランジ部８３には、入力側第１回転プレート３０のボルト装着孔３２ａに螺合するボルト８４が挿通するボルト挿通孔８３ａが設けられ、このボルト挿通孔８３ａにボルト８４が挿通されて入力側第１回転プレート３０のボルト装着孔３２ａに螺合することで、支持プレート８０が入力側第１回転プレート３０のマス部３２の段差面３２ｂで固定され、入力側第１回転プレート３０と一体に回転可能となっている。
また、図１に示すように、入力側第２回転プレート４０との間に介装させる皿ばね７０が筒部８２内に収容され、リング部８１に当接する。そして、皿ばね７０を収容する筒部８２の高さ（軸方向の長さ）は皿ばね７０に所定の付勢力を与えることが可能な値に設定されている。したがって、皿ばね７０は、リング部８１によって円錐高さを低くする方向（軸方向）に撓ませた状態で筒部８２内に支持されて組み付けられ、予め設定されている所定の撓みが付与された状態（予荷重状態）で介装される。

【0031】

このようにして支持プレート８０に支持された皿ばね７０によって、入力側第２回転プレート４０が支持プレート８０から離間する方向、即ち、入力側第１プレート３０に向けて付勢される。
そして、この付勢力、即ち、皿ばね７０の撓み量に応じて発生する皿ばね荷重（押圧力）が、入力側第１回転プレート３０に向けて回転主軸１０の軸方向に相対移動可能な入力側第２回転プレート４０と回転従軸２０の軸方向に相対移動可能な出力プレート５０により安定して伝達されることによって、入力側第２回転プレート４０と出力プレート５０に接して配置された第２摩擦材６０Ｂが入力側第２回転プレート４０と出力プレート５０に圧接状態で両者に対して相対回転可能に保持されると共に、出力プレート５０と入力側第１回転プレート３０に接して配置された第１摩擦材６０Ａが出力プレート５０と入力側第１回転プレート３０に圧接状態で両者に対して相対回転可能に保持される。即ち、皿ばね７０によって挟持力が与えられ、第１摩擦材６０Ａが入力側第１回転プレート３０及び出力プレート５０により相対回転可能に挟持されて保持されると共に、第２摩擦材６０Ｂが入力側第２回転プレート４０及び出力プレート５０により相対回転可能に挟持されて保持される。

【0032】

なお、本発明を実施する場合には、支持プレート８０の入力側第１回転プレート３０への取付形態はボルト８４による固定に限定されるものではなく、入力側第１回転プレート３０に対して支持プレート８０を一体に設けることができれば、リベット等を使用しても良いし、凹凸等による係合構造とすることも可能である。

【0033】

このような構成によって、本実施の形態のトルクリミッタ装置１では、入力側第２回転プレート４０が入力側第１回転プレート３０に対して軸方向に相対移動可能、かつ、一体に回転可能に保持され、また、回転従軸２０に接続された出力プレート５０が軸方向に相対移動可能に設けられ、更に、第１摩擦材６０Ａと第２摩擦材６０Ｂが両面に摺動面を有していることから、入力側第１回転プレート３０に固定した支持プレート８０によって支持され軸方向へ付勢するよう予め軸方向へ弾性変形した状態でセットされている皿ばね７０の付勢力により、第１摩擦材６０Ａが入力側第２回転プレート４０と出力プレート５０、第２摩擦材６０Ｂが入力側第２回転プレート４０と出力プレート５０に対して相対回転可能に挟持状態で保持される。このため、第１摩擦材６０Ａや第２摩擦材６０Ｂが摩耗した場合でも、入力側第２回転プレート４０と出力プレート５０が軸方向に相対移動可能に保持されており、皿ばね７０による付勢力によって、摩擦材６０Ａ，６０Ｂの摩耗に追従して、入力側第２回転プレート４０と出力プレート５０が入力側第１回転プレート３０に近づく方向へ移動し、皿ばね７０の付勢力が安定して伝達されることで、第１摩擦材６０Ａと第２摩擦材６０Ｂの圧接状態が常時安定して維持されて、安定的なトルク伝達やトルク制御が保持される。

【0034】

そして、第１摩擦材６０Ａや第２摩擦材６０Ｂは入力側第１回転プレート３０、入力側第２回転プレート４０、及び出力プレート５０の何れにも固定されずに両面が摺動可能な摺動面となっている。したがって、第１摩擦材６０Ａや第２摩擦材６０Ｂの両面のうち一面が磨耗等によって所定の摩擦特性の維持ができなくなりリミット機能が働かなくなったときでも、他方の面が所定の摩擦特性を維持してリミット機能を発揮し、摺動面が片面の従来のものに比べてトルク制御や磨耗等に対する信頼性が向上する。
なお、本実施の形態では、入力側第１回転プレート３０に設けたガイド突出部９０Ａと入力側第２回転プレート４０に設けたガイド突出部９０Ｂにより位置決めを行い第１摩擦材６０Ａと第２摩擦材６０Ｂの内周を規制することによって第１摩擦材６０Ａや第２摩擦材６０Ｂを所定の位置で摺動するように保持しているが、本発明を実施する場合には、第１摩擦材６０Ａと第２摩擦材６０Ｂの位置決めはこれに限定されるものではなく、例えば、ガイド突出部によって摩擦材６０Ａ，６０Ｂの外周を規制してもよいし、また、ガイド突出部を出力プレート５０に設けることも可能である。

【0035】

このように、本実施の形態のトルクリミッタ装置１によれば、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂをトルクリミッタ装置１のユニットである入力側第２回転プレート４０や出力プレート５０や入力側第１回転プレート３０に特定手段で固定することなく、皿ばね７０の付勢力及び入力側第２回転プレート４０及び出力プレート５０の軸方向移動によって、常時、第２摩擦材６０Ｂを入力側第２回転プレート４０及び出力プレート５０に対してまた、第１摩擦材６０Ａを入力側第１回転プレート３０及び出力プレート５０に対して周方向への相対移動可能とすべく所望の荷重で圧接していることで、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂが受けるトルクの大小によって摩擦係合または摺動することになり、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂの両面が摩擦係合する際の摩擦力に比べて第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂが受けるトルクが大きくなると第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂの両面が摺動面として摺動しトルクリミッタとして機能する。即ち、回転主軸１０のトルクによって第１摩擦材６０Ａが入力側第１回転プレート３０及び出力プレート５０に対して摩擦係合または摺動するようになっており、第２摩擦材６０Ｂが入力側第２回転プレート４０及び出力プレート５０に対して摩擦係合または摺動するようになっている。

【0036】

よって、回転主軸１０のトルクが所定値以内のときには、回転主軸１０に接続された入力側第１回転プレート３０とそれに一体回転可能に保持された入力側第２回転プレート４０との間で、第１摩擦材６０Ａが入力側第１回転プレート３０及び出力プレート５０に摩擦係合すると共に、第２摩擦材６０Ｂが入力側第２回転プレート４０及び出力プレート５０に摩擦係合することで、入力側第１回転プレート３０、入力側第２回転プレート４０、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂを介して、出力プレート５０が回転主軸１０と同期して回転する。即ち、回転主軸１０のトルクが、入力側第１回転プレート３０及び出力プレート５０と第１摩擦材６０Ａとの摩擦力、並びに、入力側第２回転プレート４０及び出力プレート５０と第２摩擦材６０Ｂとの摩擦力により、出力プレート５０に伝達される。そして、回転主軸１０のトルクは出力プレート５０から回転従軸２０に伝達される。

【0037】

一方、回転主軸１０のトルク変動が所定値（リミットトルク値）を超えた場合には、上述したように、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂが入力側第２回転プレート４０、出力プレート５０、入力側第１回転プレート３０の何れにも固定されていないことから、第１摩擦材６０Ａの両面が摺動面として、入力側第１回転プレート３０と出力プレート５０に対して摺動し、また、第２摩擦材６０Ｂの両面が摺動面として、入力側第１回転プレート３０と出力プレート５０に対して摺動する。これによって回転主軸１０から回転従軸２０へのトルク伝達が遮断・緩和により制限され、過大なトルクが伝達されるのが阻止される。

【0038】

このとき第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂは、両面が摺動面のため、仮に片面が磨耗状態によって摩擦特性が変化して正常な機能が低下したときでも、残る片面が正常な機能を発揮するため信頼性が向上する。また、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂは固定の必要がないため装着が容易であり、接着剤、リベット等の固定部材や、摩擦材を固定するための加工等の余分な加工工程、固定作業を必要とせず、低コスト化が可能である。更に、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂは固定が不要となることで、固定のために必要な強度等の要求仕様が緩和されることから設計自由度が高いものとなる。そのうえ、第１摩擦材６０Ａ及び第２摩擦材６０Ｂの両面が摺動面として出力プレート５０、入力側第１回転プレート３０、入力側第２回転プレート４０といった相手部材に対して摺動することで、どちらか一方の面を固定しその反対面の片面のみを摺動面とする従来に比べ、（摩擦材の径方向の大きさを同一とした場合）相手部材との真実接触点が増加して、摩擦摺動の負担が両面に分散されるため、摩擦係数μｓの経時変化が緩和され摩耗の進行が抑制され第１摩擦材６０Ａと第２摩擦材６０Ｂの寿命を長くできる。更に、第１摩擦材６０Ａと第２摩擦材６０Ｂの相手部材への摩擦による攻撃性が緩和され、相手部材の長寿命化を図ることができる。
一方、摩擦材６０Ａ，６０Ｂの摩耗の進行を抑制できることから、従来と同等以上の寿命を確保したうえで、第１摩擦材６０Ａ，第２摩擦材６０Ｂの厚みを小さくすることができ、装置全体の軸方向の寸法の短縮化が可能である。
よって、本実施の形態のトルクリミッタ装置１によれば、車両搭載性の自由度が高まる。

【0039】

更に、重量が大きいリベットによる固定を必要とせず摩擦材６０Ａ，６０Ｂの厚みを小さくできることで、トルクリミッタ装置のトルク操作性の向上や軽量化が期待できる。また、摩擦材６０Ａ，６０Ｂの厚みの縮小により材料コストを削減することもできる。

【0040】

次に、本発明の実施の形態の変形例に係るトルクリミッタ装置について、図３及び図４を参照して説明する。
なお、実施の形態と変形例の相互の同一の記号及び同一の符号は、同一または相当する機能部分を意味し、相互に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。

【0041】

変形例に係るトルクリミッタ装置１００においては、回転主軸１０に接続プレート１２が接続され、この接続プレート１２に、支持プレート１８０及び入力側第１回転プレート１３０が一体回転可能に設けられている。即ち、接続プレート１２に支持プレート１８０が接続され、更に、入力側第１回転プレート１３０が接続し、これら支持プレート１８０と入力側第１回転プレート１３０がボルト８４によって接続プレート１２に固定されることで一体に回転可能に設けられている。

【0042】

更に詳しく説明すると、接続プレート１２は、中央に回転主軸１０の先端凸部が挿入される中心貫通孔１２ａを有する平板の円板部１３と、円板部１３の周縁に、円板部１３の厚みに比べて回転主軸１０とは反対側（回転従軸２０側）に向かって回転主軸１０の軸方向に厚く形成された厚みを有するマス部１４とからなる断面形状が略コ字状の円盤環状部材である。

【0043】

接続プレート１２の円板部１３には、中心貫通孔１２ａの周囲であって、中心貫通孔１２ａを中心とする同心円状の周方向に、軸方向に表裏を貫通するボルト挿通孔１２ｂが等間隔で複数個形成されている。

【0044】

変形例では、中心貫通孔１２ａに回転主軸１０の先端凸部を挿入し、回転主軸１０に連結するためにボルト挿通孔１２ｂに複数のボルト１１を挿通して回転主軸１０のねじ孔に螺合することによって、接続プレート１２を回転主軸１０に同軸的に連結固定可能となっている。

【0045】

また、円板部１３の周縁に延設されたマス部１４には、厚み方向（軸方向）の回転従軸２０側の端面、即ち、円板部１３と段差を有する段差面１４ｂにおいて、中心貫通孔１２ａを中心とする同心円状の周方向に、支持プレート１８０及び入力側第１回転プレート１３０が接合されて固定されるためのボルト８４が装着されるボルト装着孔１２ｃが等間隔で複数個設けられている。

【0046】

図３及び図４において、接続プレート１２に連結固定される支持プレート１８０は、付勢部材としての皿ばね７０に当接するリング部１８１と、リング部１８１から軸方向に延びる筒部１８２と、筒部１８２の先端から径方向外方へ延びるフランジ部１８３とからなり、フランジ部１８３には軸方向の表裏に貫通するボルト挿通孔１８３ａが接続プレート１２のボルト装着孔１２ｃに対応して周方向に等間隔で複数個形成されている。

【0047】

そして、支持プレート１８０のリング部１８１に当接して配置された皿ばね７０には、入力側第２回転プレート４０が当接して配置される。即ち、皿ばね７０は、上記実施の形態と同様、支持プレート１８０のリング部８１と入力側第２回転プレート４０に当接し、予め設定されている所定の撓みが付与された状態（予荷重状態）で支持プレート１８０と入力側第２回転プレート４０の間に介装される。

【0048】

皿ばね７０が接する入力側第２回転プレート４０は、上記実施の形態と同様、中央に中心孔４１ａが形成され、外周には入力側第１回転プレート３０側に延びる爪部４１が、周方向に等間隔で軸方向に複数突設している。そして、変形例においても、入力側第２回転プレート４０の爪部４１を、入力側第１回転プレート１３０のスリット状貫通孔１３１ｃに挿通することで、入力側第２回転プレート４０が、入力側第１回転プレート１３０に一体に回転可能、かつ、入力側第１回転プレート１３０に対して回転主軸１０の軸方向に相対移動可能に保持されるようになっている。なお、変形例において、入力側第２回転プレート４０は、その外径が支持プレート１８０の筒部１８２の外径より小さく形成され、支持プレート１８０の筒部１８２内に配置される。また、入力側第２回転プレート４０の内周部に、ガイド突出部９０Ｂが軸方向に入力側第１回転プレート１３０側に向かって突設されている。図３及び図４においては、ガイド突出部９０Ｂは、第２摩擦材６０Ｂを組み付けたときに第２摩擦材６０Ｂの内周端部が接する位置とされている。

【0049】

入力側第２回転プレート４０が接続される入力側第１回転プレート１３０は、中央に中心孔１３１ａを有する平板の環状部材であり、入力側第２回転プレート４０の爪部４１に対応して中心孔１３１ａを中心とする同心円状の周方向には、スリット状貫通孔１３１ｃが等間隔で複数個形成されている。
また、入力側第１回転プレート１３０の外周部には、中心孔１３１ａを中心とする同心円状の周方向に、支持プレート１８０と共に接続プレート１２に固定するためのボルト８４が挿通されるボルト挿通孔１３１ｂが等間隔で複数個設けられている。

【0050】

更に、入力側第１回転プレート１３０の内周部、即ち、中心孔１３１ａの周縁部に、入力側第２回転プレート４０側の軸方向に伸びるガイド突出部９０Ａが入力側第２回転プレート４０のガイド突出部９０Ｂに対向して突設されている。図３及び図４においては、ガイド突出部９０Ａは、第１摩擦材６０Ａを組み付けたときに第１摩擦材６０Ａの内周縁が接する位置とされている。

【0051】

また、変形例に係る入力側第１回転プレート１３０においては、その内周部、即ち、中心孔１３１ａの周縁部であって、入力側第２回転プレート４０側とは反対の軸方向に厚く形成した補強リブ部１３１ｄが設けられ、内周側の剛性を高めている。

【0052】

そして、入力側第１回転プレート１３０と入力側第２回転プレート４０の間に回転従軸２０に接続される出力プレート５０が配置され、更に、入力側第１回転プレート１３０と出力プレート５０に接して平板環状の第１摩擦材６０Ａが配置され、また、出力プレート５０と入力側第２回転プレート４０に接して平板環状の第２摩擦材６０Ｂが配置される。第１摩擦材６０Ａと第２摩擦材６０Ｂは共に入力側第１回転プレート１３０、入力側第２回転プレート４０、出力プレート５０の何れにも固定されておらず、入力側第１回転プレート１３０、入力側第２回転プレート４０、出力プレート５０に対し周方向への摺動が可能となっている。したがって、本変形例に係るトルクリミッタ装置１００においても、第１摩擦材６０Ａは入力側第１回転プレート１３０と出力プレート５０の両方の面に対して摺動が可能となっており、第２摩擦材６０Ｂは入力側第２回転プレート４０と出力プレート５０の両方の面に対して摺動が可能となっている。

【0053】

ここで、トルクリミッタ装置１００の構成や構成部材の形状は、上記実施の形態や変形例に限定されるものではない。
例えば、図５（ａ）に示すように、入力側第１回転プレート１３０を平板環状の円板部１３１と、円板部１８１から接続プレート１２側の軸方向に延びる筒部１３２と、筒部１３２の先端から径方向外方へ延び接続プレート１２の端面にボルト８４によって支持プレート１８０と共に固定されるフランジ部１３３とから構成し、ボルト８４によって接続プレート１２にて支持プレート１８０と共に固定されるフランジ部１３３に対し、このフランジ部１３３から接続プレート１２側とは反対側に延びる凸状に形成することもできる。このような形状とした場合には、図３及び図４で示したように、補強リブ１３１ｄを設けなくとも、接続プレート１２に支持プレート１８０と共にボルト８４によって固定される部分とそれ以外の部分での軸方向の撓みのばらつきを抑えて、プレートの浮き上がりの防止を図ることができる。よって、摩擦材６０Ａ，６０Ｂの面圧分布のばらつきが抑えられて摩擦トルクの安定化を図ることができる。

【0054】

また、図７（ｂ）に示すように、接続プレート１２を平板環状部材とし、一方で、接続プレート１２に固定する支持プレート１８０を、平板環状の鍔部１８１と、鍔部１８１より入力側第１回転プレート１３０側に向かって軸方向に厚く形成されたマス部１８２とから構成された円盤環状部材とすることも可能である。このような構成とした場合には、支持プレート１８０の鍔部１８１によって皿ばね７０を支持し、鍔部１８１の周縁に形成されたマス部１８２が軸方向に厚みを有するため支持プレート１８０の変形を抑制することができる。

【0055】

更に、図７（ｃ）に示すように、支持プレート１８０を、平板の環状部１８３と、環状部１８３から入力側第１回転プレート１３０側に向かって段差状に形成された鍔部１８４と、鍔部１８４の外周に入力側第１回転プレート１３０側に向かって軸方向に厚く形成されたマス部１８５とによって形成される円盤環状としてフライホールのような慣性マスとしての機能を持たせ、回転主軸１０に直接的に接続する構造とすることも可能である。このような構成とした場合には、支持プレート１８０の鍔部１８４によって皿ばね７０を支持し、鍔部１８４の周縁に形成されたマス部１８５が軸方向に厚みを有するため支持プレート１８０の変形を抑制することができ、また、部品点数の削減を図ることができる。

【0056】

以上説明してきたように、本発明は入力側回転プレート（入力側第１回転プレート３０，１３０、入力側第２回転プレート４０）と出力プレート５０に接して配される摩擦材（第１摩擦材６０Ａ、第２摩擦材６０Ｂ）が入力側回転プレートまたは出力プレートに固定されていない形態でガイド突出部９０Ａ，９０Ｂによって径方向の移動を制限された所定の位置に配されている。このような構成とすることで、摩擦材６０Ａ，６０Ｂは入力側回転プレートと出力プレートとの両方の面（２面）に対して周方向への摺動を可能としている。したがって、従来の入力側回転プレートまたは出力プレートに固定された摩擦材と比べて、摺動しなくなることによるトルクリミッタ機能の不具合が起こる危惧が低減され信頼性が向上する。また、摩擦材６０Ａ，６０Ｂの両面が摺動面となることにより、摺動面が受ける負荷を低減することができるため摩擦材の長寿命化が可能となる。更に、摩擦材の負荷が低減されることから摩擦材の厚み低減が可能となり、また、固定のための手段が不要となることから、トルクリミッタ装置のコンパクト化やコスト低減を図ることができる。

【0057】

上記実施の形態及び変形例のトルクリミッタ装置は、第１摩擦材及び第２摩擦材が、入力第１プレート、入力第２プレート、及び出力プレートの何れにも固定されていないものである。

【0058】

このトルクリミッタ装置によれば、第１摩擦材及び第２摩擦材が、入力第１プレート、入力第２プレート、及び出力プレートの何れにも固定されていないことから、第１摩擦材及び第２摩擦材の装着が容易であり、接着剤やリベット等の固定部材や、摩擦材を固定するための孔加工等の余分な加工工程や、固定作業等を必要とせず、低コストとなる。

【0059】

更に、リベット等の固定のための加工代が不要となり、摩擦材の厚みを小さくすることができ、また、固定のための強度を摩擦材に要求する必要がなくなるため材料が限定されることもない。よって、摩擦材の設計自由度は高いものとなる。

【0060】

なお、本発明を実施するに際しては、トルクリミッタ装置のその他の部分の構成、形状、材質、大きさ、接続関係、組み付け方法等については、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。なお、本発明の実施の形態及び変形例で挙げている数値は、その全てが臨界値を示すものではなく、ある数値は実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。

【符号の説明】

【0061】

１，１００ トルクリミッタ装置
１０ 回転主軸
２０ 回転従軸
３０，１３０ 入力側第１回転プレート
４０ 入力側第２回転プレート
５０ 出力プレート
６０Ａ 第１摩擦材
６０Ｂ 第２摩擦材
７０ 皿ばね（付勢部材）
８０，１８０ 支持プレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】