特許 6870169 トルクリミッタ

(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】6870169

(24)【登録日】2021年4月19日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】トルクリミッタ

(51)【国際特許分類】

   F16D 7/04 20060101AFI20210426BHJP

【ＦＩ】

   F16D7/04 Z

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-64630(P2017-64630)

(22)【出願日】2017年3月29日

(65)【公開番号】特開2018-168875(P2018-168875A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2020年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100143823

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 英彦

(74)【代理人】

【識別番号】100151448

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 孝博

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(74)【代理人】

【識別番号】100160255

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100202267

【弁理士】

【氏名又は名称】森山 正浩

(74)【代理人】

【識別番号】100127812

【弁理士】

【氏名又は名称】城山 康文

(72)【発明者】

【氏名】桑原 邦昭

(72)【発明者】

【氏名】仲川 晃造

(72)【発明者】

【氏名】田中 雄太朗

【審査官】 中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２５２８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０２７３３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−０３５２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０２４５３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４３７３９２４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １／００− ９／１０

Ｆ１６Ｄ ４１／００−４７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原動機の駆動力を伝達する入力軸において軸方向に交差する面に設けられた第１噛合部と、
該第１噛合部に軸方向に対向して噛合可能な第２噛合部を有し、前記入力軸と同軸で設けられた環状のプレートと、
前記入力軸と同軸で回転可能に設けられた出力軸と一体的に回転可能であって、前記プレートに係合する係合部を有し、前記第２噛合部を前記第１噛合部に向かって付勢するように前記係合部を介して前記プレートを押圧し、設定値以上の負荷が作用したときに前記係合部を前記プレートとは反対の方向に変位させるように撓む、皿ばね部と、
を具備し、
前記皿ばね部と一体的に形成され、前記出力軸に結合される筒状の支持部をさらに具備し、
前記支持部は、前記入力軸に固定されることによって、軸方向に沿った移動を規制される、トルクリミッタ。

【請求項2】

前記プレートは、外周に沿って相互に間隔をおいて配置された複数の被係合部を有し、
前記皿ばね部の前記係合部は、外周に沿って前記複数の被係合部に係合する複数の係合部を含む、請求項１に記載のトルクリミッタ。

【請求項3】

前記第１噛合部は、相互に間隔をおいて設けられた放射状に延びる複数の第１凸部を含み、
前記第２噛合部は、相互に間隔をおいて設けられた放射状に延びる複数の第２凸部を含む、請求項１又は請求項２に記載のトルクリミッタ。

【請求項4】

前記複数の第２凸部の各々は、前記プレートの基準面に設けられており、
前記プレートの外周縁に向かって一端から他端まで前記基準面に対して略平行に径方向に延びる主面と、該主面と前記基準面とを繋いで径方向に延びる第１傾斜面と、該第１傾斜面との間に前記主面を挟み該主面と前記基準面とを繋いで径方向に延びる第２傾斜面と、を含む、請求項３に記載のトルクリミッタ。

【請求項5】

前記複数の第２凸部の各々は、前記主面の前記他端から前記外周縁に向かって径方向に延び前記基準面に近づく方向に傾斜する第３傾斜面をさらに含み、
該第３傾斜面が前記基準面に対してなす角度は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面が前記基準面に対してなす角度よりも小さい、請求項４に記載のトルクリミッタ。

【請求項6】

前記複数の第２凸部の各々は、前記基準面に対してなす角度が径方向に沿って前記外周縁に向かうにつれて減少していく前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面を含む、請求項４又は請求項５に記載のトルクリミッタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願において開示された技術は、トルクの伝達を制御するトルクリミッタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術に係るトルクリミッタとして、特許文献１は、差動装置に組み込まれたトルクリミッタを開示している。特許文献１に記載されたトルクリミッタは、ドライブシャフトの軸心の周りに回転可能に設けられたデフケース内に、変速機の出力によりデフケースと一体的に回転する第１回転部材と、第１回転部材に対向して係合可能にかつ同軸に設けられた第２回転部材と、第１回転部材に隣接して配置されスプリングにより周方向の押圧力を発生させる押圧機構と、を備えるものとして説明されている。

【0003】

第１回転部材は第２回転部材に対向する面において径方向に延びる歯を有し、第２回転部材も第１回転部材に対向する面において径方向に延びる歯を有する。このような歯を介して第１回転部材と第２回転部材とは相互に噛み合う。

【0004】

軸方向に摺動可能に設けられた第１回動部材と、周方向に摺動可能に設けられた押圧機構とは、相互に傾斜面を係合させて配置される。これにより、第１回動部材は、押圧機構による周方向の押圧力を、傾斜面を介して軸方向の押圧力として受けることにより、第２回転部材に向かう方向に摺動して押圧される。

【0005】

上記構成により、差動装置に最大トルク以下のトルクが入力されるまでは、第１回転部材及び第２回転部材は、押圧機構から受ける押圧力により噛み合いを維持してそのようなトルクを伝達する。一方、差動装置に所定値以上のトルクが入力されたときには、第１回転部材が押圧機構から受ける押圧力に抗して第２回転部材とは反対の方向に摺動することにより、第１回転部材及び第２回転部材は、噛み合いを解除してそのようなトルクの伝達を切断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４−０５２０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示されたトルクリミッタは、トルクの伝達を切断するという動作（切断動作）を実現するために摺動部材を必須の構成要素として用いるものであるために、以下に示すような問題を生じさせる。

【0008】

まず、所定のトルクが入力されたときにトルクの伝達を切断するようにトルクリミッタを設計しても、そのような所定のトルクが実際に入力された場合、大きな荷重を受けた摺動部材が摩擦力に抗して摺動するため、トルクの伝達が切断されない可能性がある。具体的には、上記所定のトルクが入力されたときには、第１回転部材が押圧機構から受ける押圧力に抗して第２回転部材から離れる方向に摺動することが意図されている。ところが、例えば、第１回転部材の傾斜面と押圧機構の傾斜面とが当接する部分、及び、押圧機構とこれを囲むガイド壁との間の部分などにおいて摩擦力が生ずることによって、上記所定のトルクが入力されても、第１回転部材が意図されたようには摺動することができず、トルクの伝達が切断されない可能性がある。これにより、実際には、上記所定のトルクより大きなトルクが入力されても、トルクの伝達が切断されない可能性がある。したがって、トルクリミッタに切断動作を実行させるのに必要なトルク（解放トルク）は、摺動部材に起因する摩擦力に依存して上昇し得る。

【0009】

さらに、高周波の衝撃荷重が入力された場合には、摺動部材は、大きな慣性質量を有するため、意図されたものよりも遅れたタイミングで作動（摺動）する可能性がある。これにより、実際には、上記所定のトルクより大きなトルクが入力されても、トルクの伝達が切断されない可能性がある。したがって、解放トルクは、摺動部材の慣性質量に依存して上昇し得る。

【0010】

以上のように、トルクリミッタを設計する際には、解放トルクが上昇し得ることを想定して、トルクリミッタを含む動力伝達系のトルク強度を大きく構える必要があるため、動力伝達系の体格を増加させなくてはならない。

【0011】

そこで、本出願は、様々な実施形態により、解放トルクの変動を抑えるトルクリミッタを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様に係るトルクリミッタは、原動機の駆動力を伝達する入力軸において軸方向に交差する面に設けられた第１噛合部と、該第１噛合部に軸方向に対向して噛合可能な第２噛合部を有し、前記入力軸と同軸で設けられた環状のプレートと、前記入力軸と同軸で回転可能に設けられた出力軸と一体的に回転可能であって、前記プレートに係合する係合部を有し、前記第２噛合部を前記第１噛合部に向かって付勢するように前記係合部を介して前記プレートを押圧し、設定値以上の負荷が作用したときに前記係合部を前記プレートとは反対の方向に変位させるように撓む、皿ばね部と、
を具備するものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の様々な実施形態によれば、解放トルクの変動を抑えるトルクリミッタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係るトルクリミッタが組み込まれるパワートレインの基本的な構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示したモータユニット（一実施形態に係るトルクリミッタを搭載したモータユニット８）の構成を示す模式図である。

【図3】図２に示したトルクリミッタ及びこれに関連する構成要素の構成を部分的に拡大して模式的に示す断面図である。

【図4】図３に示したプレートの構成を模式的に示す斜視図である。

【図5】図３に示したプレートの構成を模式的に示す正面図である。

【図6】図４及び図５に示したプレートの外周縁から中心軸に向かう方向からみた歯の形状を模式的に示す図である。

【図7】図３に示した皿ばねユニットの構成を一方側からみて模式的に示す斜視図である。

【図8】図３に示した皿ばねユニットの構成を図７とは反対側からみて模式的に示す斜視図である。

【図9】図３に示した皿ばねユニットの構成を示す断面図である。

【図10】図３に示したトルクリミッタの動作を説明するための模式図である。

【図11】本発明の別の実施形態に係るトルクリミッタに含まれたプレートに形成された第２フェイスカムの構成を模式的に示す図である。

【図12】図１１に示した第２フェイスカムに含まれた各歯の一部を拡大して示す模式図である。

【図13】本発明のさらに別の実施形態に係るトルクリミッタに含まれたプレートの構成を模式的に示す側面図である。

【図14】図１３に示したプレートに形成された各歯の構成をＡ−Ａ平面からみて模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要素には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。

【0016】

以下、本発明の様々な実施形態に係るトルクリミッタが、一例として、通常の局面においては前輪駆動方式（ＦＦ方式）で作動し、任意の局面において四輪駆動方式（４ＷＤ方式）で作動するようなパートタイム四輪駆動方式を採用した車両に組み込まれた場合について説明する。しかし、様々な実施形態に係るトルクリミッタは、前輪駆動方式（ＦＦ方式）を採用した車両、後輪駆動方式（ＦＲ、ＭＲ、ＲＲ方式）を採用した車両、及び、フルタイム／パートタイム四輪駆動方式を採用した車両等を含む任意の駆動方式を採用した車両にも適用可能なものである。

【0017】

１．トルクリミッタを搭載したパワートレインの構成
図１は、本発明の一実施形態に係るトルクリミッタが組み込まれるパワートレインの基本的な構成を示すブロック図である。

【0018】

図１に示すように、車両１は、前輪用パワートレインとして、駆動力を発生させるエンジン（ＥＮＧ）２と、エンジン２の駆動力を伝達するトランスミッション（Ｔ／Ｍ）３と、トランスミッション３から伝達された駆動力を左前輪５ａ及び右前輪５ｂに伝達することが可能な前輪用ディファレンシャルギヤ（Ｆｒデフ）４と、を主に含む。前輪用ディファレンシャルギヤ４は、直進時には左前輪５ａ及び右前輪５ｂの回転数を同一とし、右旋回時又は左旋回時には左前輪５ａ及び右前輪５ｂの回転数をそれぞれ適切な回転数とするように動作するものである。

【0019】

さらに、車両１は、後輪用パワートレインとして、電力を供給するバッテリ６と、バッテリ６から供給された電力を用いてモータユニット８を制御する制御装置７と、制御装置７の制御を受けて左後輪９ａ及び右後輪９ｂを回転させるモータユニット８と、を主に含む。モータユニット８は、後述するように、駆動力を発生させるモータと、モータの駆動力を伝達する減速機と、減速機から伝達された駆動力を左後輪９ａ及び右後輪９ｂに伝達することが可能な後輪用ディファレンシャルギヤ（Ｒｒデフ）と、を含む。後輪用ディファレンシャルギヤは、直進時には左後輪９ａ及び右後輪９ｂの回転数を同一とし、右旋回時又は左旋回時には左後輪９ａ及び右後輪９ｂの回転数をそれぞれ適切な回転数とするように動作するものである。

【0020】

上記のようなパワートレインを有する車両１は、通常の局面においては、前輪用パワートレインのみを用いて左前輪５ａ及び右前輪５ｂに駆動力を伝達することによって、前輪駆動方式で作動する。また、車両１は、任意の局面（例えば雪道を走行するような局面等）においては、前輪用パワートレインが左前輪５ａ及び右前輪５ｂに駆動力を伝達するだけでなく、運転者の操作に従って又は制御装置７の制御に従って、後輪用パワートレインが左後輪９ａ及び右後輪９ｂに駆動力を伝達することによって、四輪駆動方式で作動する。

【0021】

モータユニット８には、以下に説明するとおり、一実施形態に係るトルクリミッタが組み込まれている。

【0022】

２．トルクリミッタを搭載したモータユニットの基本的な構成
図２は、図１に示したモータユニット８（一実施形態に係るトルクリミッタを搭載したモータユニット８）の構成を示す模式図である。

【0023】

モータユニット８は、主な軸として、ステータ１４に対向して設けられたロータ１６が外周に取り付けられ、ベアリング１２により回転可能に支持された中空状のモータ駆動軸１０と、モータ駆動軸１０に対して平行に配置され、ベアリング２２により回転可能に支持されたカウンタ軸２０と、モータ駆動軸１０に挿通されモータ駆動軸１０と同軸で配置され、ベアリング３２により回転可能に支持され左後輪９ａが固定された左後輪駆動軸３０ａと、左後輪駆動軸３０ａと同軸で配置され、ベアリング３４により回転可能に支持され右後輪９ｂが固定された右後輪駆動軸３０ｂと、を含む。
なお、主に、ステータ１４、ロータ１６及びモータ駆動軸１０等が、モータを構成すると考えることも可能である。

【0024】

さらに、モータユニット８は、主なギヤとして、モータ駆動軸１０に配置されモータ駆動軸１０と一体的に回転するカウンタドライブギヤ４０と、カウンタ軸２０に配置され、カウンタドライブギヤ４０に係合してカウンタ軸２０と相対的に回転可能なカウンタドリブンギヤ５０と、カウンタ軸２０に配置され、カウンタ軸２０と一体的に回転するファイナルドライブギヤ６０と、左後輪駆動軸３０ａに配置されファイナルドライブギヤ６０に係合するファイナルドリブンギヤ７０と、左後輪駆動軸３０ａと右後輪駆動軸３０ｂとの間に配置された後輪用ディファレンシャルギヤ（Ｒｒデフ）８０と、を含む。
なお、主に、カウンタドリブンギヤ５０、カウンタ軸２０、ファイナルドライブギヤ６０及びファイナルドリブンギヤ７０等が、減速機を構成すると考えることもできる。

【0025】

さらに、モータユニット８は、カウンタドリブンギヤ５０及びカウンタ軸２０の両方に係合するように設けられ、カウンタドリブンギヤ５０とカウンタ軸２０との間のトルク伝達を制御するトルクリミッタ９０を含む。

【0026】

トルクリミッタ９０は、後に詳述するように、カウンタドリブンギヤ５０に設けられた第１フェイスカム（図示せず）と、第１フェイスカムに噛合可能な第２フェイスカム（図示せず）を有し、カウンタドリブンギヤ５０と同軸で設けられた環状のプレート（図示せず）と、カウンタ軸２０と一体的に回転可能であって、プレートに係合する係合部（図示せず）を有し、第２フェイスカムを第１フェイスカムに向かって付勢するように係合部を介してプレートを押圧し、設定値以上の負荷が作用したときに係合部をプレートとは反対の方向に変位させるように撓むように設けられた皿ばねユニット１００と、を含むことができる。これにより、トルクリミッタ９０は、カウンタドリブンギヤ５０とカウンタ軸２０との間のトルク伝達を制御（許容又は遮断）するという機能（以下便宜上「トルク断接機能」という。）を果たすことができる。

【0027】

このトルク断接機能とは、具体的には、トルクリミッタ９０に解放トルク未満のトルクが入力されているときには、そのようなトルクの伝達を許容し、トルクリミッタ９０に解放トルク以上のトルクが入力されたときには、そのようなトルクの伝達を遮断する機能である。

【0028】

上記構成を有するモータユニット８は、以下のように動作する。
車両１が四輪駆動方式で作動する局面において、モータ（モータ駆動軸１０）の駆動力は、カウンタドライブギヤ４０及びカウンタドリブンギヤ５０を介してカウンタ軸２０に伝達される。さらに、カウンタ軸２０に伝えられた駆動力は、ファイナルドライブギヤ６０を介してファイナルドリブンギヤ７０に伝えられる。ファイナルドリブンギヤ７０に伝えられた駆動力は、後輪用ディファレンシャルギヤ８０を介して左後輪駆動軸３０ａ及び右後輪駆動軸３０ｂに伝えられる。後輪用ディファレンシャルギヤ８０は、直進時には左後輪駆動軸３０ａ及び右後輪駆動軸３０ｂが同一の回転数で回転するように左後輪駆動軸３０ａ及び右後輪駆動軸３０ｂに駆動力を伝達し、右旋回時又は左旋回時には、左後輪駆動軸３０ａ及び右後輪駆動軸３０ｂがそれぞれ適切な回転数で回転するように左後輪駆動軸３０ａ及び右後輪駆動軸３０ｂに駆動力を伝達する。

【0029】

トルクリミッタ９０に解放トルク未満のトルクが入力されている場合には、トルクリミッタ９０は、カウンタドリブンギヤ５０とカウンタ軸２０との間のトルクの伝達を許容するように作動する。具体的には、皿ばねユニット１００が、第２フェイスカム（図示せず）をカウンタドリブンギヤ５０に設けられた第１フェイスカム（図示せず）に向かって付勢するように、係合部を介してプレートを押圧することによって、第２フェイスカムと第１フェイスカムとを噛合させる。これにより、トルクリミッタ９０は、カウンタドリブンギヤ５０とカウンタ軸２０との間のトルクの伝達を許容する。

【0030】

一方、トルクリミッタ９０に解放トルク以上のトルクが入力された場合には、トルクリミッタ９０は、カウンタドリブンギヤ５０とカウンタ軸２０との間のトルクの伝達を遮断するように作動する。具体的には、皿ばねユニット１００が、係合部をプレートとは反対の方向に変位させるように撓み、第１フェイスカムと第２フェイスカムとの噛合を解消させることによって、トルクリミッタ９０は、カウンタドリブンギヤ５０とカウンタ軸２０との間のトルクの伝達を遮断する。

【0031】

３．トルクリミッタ９０の構成例
次に、上述したトルクリミッタ９０及びこれに関連する構成要素の具体的な構成例について図３を参照して説明する。図３は、図２に示したトルクリミッタ及びこれに関連する構成要素の構成を部分的に拡大して模式的に示す断面図である。

【0032】

トルクリミッタ９０は、モータの駆動力を伝達するカウンタドリブンギヤ５０に設けられた第１フェイスカム５２と、第１フェイスカム５２に噛合可能な第２フェイスカム２１０を有し、カウンタドリブンギヤ５０と同軸で設けられた環状のプレート２００と、カウンタ軸２０と一体的に回転可能であって、プレート２００に係合する凸部１３０及び凹部１３５（図示せず）を有し、第２フェイスカム２１０を第１フェイスカム５２に向かって付勢するように凸部１３０及び凹部１３５を介してプレート２００を押圧し、設定値以上の負荷が作用したときに凸部１３０及び凹部１３５をプレート２００とは反対の方向に変位させるように撓むように設けられた皿ばねユニット１００と、を含むことができる。なお、凸部１３０及び凹部１３５については後述する。

【0033】

さらに、トルクリミッタ９０は、カウンタ軸２０の外周面に相互に間隔をおいて設けられ、皿ばねユニット１００に係合することによって、カウンタドリブンギヤ５０とカウンタ軸２０との間において駆動力の伝達を許容する、複数の突起部２８を含むことができる。

【0034】

３−１．カウンタドリブンギヤ５０
カウンタドリブンギヤ５０の具体的な構成例について図３を参照して説明する。
図３に示すように、カウンタドリブンギヤ５０は、中心軸に沿って貫通孔５１が設けられた全体として環状を呈する部材として、例えば、鉄、鉄鋼、アルミニウム合金、チタン合金等の金属により形成される。カウンタドリブンギヤ５０は、その外周面において、カウンタドライブギヤ４０に形成された歯（図示せず）に係合する歯５４を有する。

【0035】

カウンタドリブンギヤ５０の内部には、全体として環状に延びる収容空間５３が形成されている。この収容空間５３は、例えば、環状に延びる第１空間５３ａと、第１空間５３ａに連通して環状に延びる第２空間５３ｂと、を含むことができる。第１空間５３ａは、第１半径を有して環状に延びる第１外側周壁５３ｄと第２半径（＜第１半径）を有して環状に延びる第１内側周壁５３ａ_１とに囲まれている。第２空間５３ｂは、第１外側周壁５３ｄと第３半径（＜第２半径＜第１半径）を有して環状に延びる第２内側周壁５３ｂ_１とに囲まれている。

【0036】

カウンタドリブンギヤ５０の皿ばねユニット１００に対向する面５３ｅには、すなわち、カウンタドリブンギヤ５０において第１空間５３ａを囲み中心軸に交差（ここでは直交）する面５３ｅには、第１フェイスカム５２が形成されている。第１フェイスカム５２は、相互に間隔をおいて設けられた放射状に延びる複数の歯（第１凸部）５２０を含む。各々の歯５２０の形状については後述する。

【0037】

カウンタドリブンギヤ５０の貫通孔５１にカウンタ軸２０を挿通させ、皿ばねユニット１００をカウンタ軸２０の突起部２８に係合させることにより、カウンタドリブンギヤ５０は、カウンタ軸２０と一体的に回転可能に設けられる。なお、皿ばねユニット１００をどのようにカウンタ軸２０の突起部２８に係合させるかについては後述する。

【0038】

オプションとして、カウンタ軸２０には、カウンタドリブンギヤ５０の貫通孔５１に対向する領域に周方向に延びる空隙２９が形成され、この空隙２９において、相互に間隔をおいて配置された複数のベアリング（ニードルベアリング）２４が設けられるようにしてもよい。これらの複数のベアリングの各々は、カウンタ軸２０の中心軸と平行に延びる中心軸の周りに回動可能に設けられる。

【0039】

なお、図３には、一例として、収容領域５３が第１空間５３ａ及び第２空間５３ｂを含む態様が示されている。しかし、収容領域５３が環状に延びる１つの空間のみを含む態様を採用することも可能である。

【0040】

また、図５には、カウンタドリブンギヤ５０の皿ばねユニット１００に対向する面５３ｅに対して直接的に第１フェイスカム５２が形成される態様が示されている。しかし、カウンタドリブンギヤ５０の収容領域５３（例えば第１空間５３ａ）に収容及び固定された環状のプレート（の皿ばねユニット１００に対向する面）に、第１フェイスカム５２が形成される態様を採用することも可能である。

【0041】

３−２．プレート２００
次に、プレート２００の具体的な構成例について、図３に加えて図４及び図５を参照して説明する。図４は、図３に示したプレート２００の構成を模式的に示す斜視図である。図５は、図３に示したプレート２００の構成を模式的に示す正面図である。
図４及び図５に示すように、プレート２００は、中心部において貫通孔２０５が形成された環状を呈し、例えば、鉄、鉄鋼、アルミニウム合金、チタン合金等の金属により形成される。プレート２００は、外周に沿って相互に間隔をおいて形成された凹部（被係合部）２２０、及び、外周に沿って相互に間隔をおいて形成された凸部（被係合部）２２５を有する。すなわち、２つの隣接する凹部２２０の間には１つの凸部２２５が形成され、２つの隣接する凸部２２５の間には１つの凹部２２０が形成されている。
さらに、プレート２００は、一方の面（カウンタドリブンギヤ５０の面５３ｅに対向する面）２３０に形成された第２フェイスカム２１０を有する。第２フェイスカム２１０は、相互に間隔をおいて設けられた放射状に延びる複数の歯（第２凸部）２４０を含む。

【0042】

各歯２４０は、面２３０の外周縁に向かって一端２４２から他端２４４まで面（第１基準面）２３０に対して略平行に径方向に延びる主面２４６と、主面２４６と面２３０とを繋いで径方向に延びる第１傾斜面２４８と、第１傾斜面２４８との間に主面２４６を挟み主面２４６と面２３０とを繋いで径方向に延びる第２傾斜面２５０と、主面２４６の他端２４４からプレート２００の外周縁に向かって径方向に延び面２３０に近づく方向に傾斜する第３傾斜面２５２と、主面２４６の一端２４２からプレート２００の中心軸に向かって径方向に延び面２３０に近づく方向に傾斜する第４傾斜面２５４と、を含む。なお、本実施形態では、主面２４６が一端２４２から他端２４４に進むにつれて増加する幅を有するが、別の実施形態では、主面２４６は、一端２４２から他端２４４に進むにつれて減少する幅、又は、一端２４２から他端２４４まで略同一の幅を有するものであってもよい。

【0043】

図６は、図４及び図５に示したプレート２００の外周縁から中心軸に向かう方向からみた歯２４０の形状を模式的に示す図である。第１傾斜面２４８が面２３０に対してなす角度α_１は、０度＜α_１≦４５度の範囲から選択することが可能なものである。第２傾斜面２５０が面２３０に対してなす角度α_２もまた、０度＜α_２≦４５度の範囲から選択することが可能なものである。なお、図６には示されていないが、第３傾斜面２５２が面２３０に対してなす角度α_３もまた０度＜α_３≦４５度の範囲から選択することが可能なものであり、同様に、第４傾斜面２５４が面２３０に対してなす角度α４もまた０度＜α_３≦４５度の範囲から選択することが可能なものである。なお、一実施形態では、α_１〜α_４のいずれもが４５度に設定されるが、別の実施形態では、α_１〜α_４は、同一である必要はなく、それぞれ任意の角度であってもよい。

【0044】

第１フェイスカム５２と第２フェイスカム２１０とが係合した状態（図３に示した状態）では、第２フェイスカム２１０における隣り合う２つの歯２４０の間に設けられた領域には、第１フェイスカム５２における１つの歯５２０が配置される（別言すれば、第１フェイスカム５２における隣り合う２つの歯５２０の間に設けられた領域には、第２フェイスカム２１０における１つの歯２４０が配置される）。よって、第１フェイスカム５２における各歯５２０は、第２フェイスカム２１０における隣り合う２つの歯２４０の間に設けられた領域に適切に配置され、かつ、隣り合う２つの歯２４０に適切に係合するような形状を有することが好ましい。一実施形態では、各歯５２０は、上述した第２フェイスカム２１０の各歯２４０と実質的に同一の形状を有するものとすることができる。すなわち、各歯５２０は、具体的には図示されていないが、面５３ｅ（図３参照）の外周縁に向かって一端から他端まで面（第２基準面）５３ｅに対して略平行に径方向に延びる主面と、主面と面５３ｅとを繋いで径方向に延びる第１傾斜面と、第１傾斜面との間に主面を挟み主面と面５３ｅとを繋いで径方向に延びる第２傾斜面と、主面の他端からカウンタドリブンギヤ５０の外周縁に向かって径方向に延び面５３ｅに近づく方向に傾斜する第３傾斜面と、主面の一端からカウンタドリブンギヤ５０の中心軸に向かって径方向に延び面５３ｅに近づく方向に傾斜する第４傾斜面と、を含むものとすることができる。第１フェイスカム５２と第２フェイスカム２１０とが係合した状態においては、歯５２０の第１傾斜面が歯２４０の第１傾斜面２４８に対向又は当接し、歯５２０の第２傾斜面が歯２４０の第２傾斜面２５０に対向又は当接することから、歯５２０の第１傾斜面が面５３ｅに対してなす角度及び第２傾斜面が面５３ｅに対してなす角度は、それぞれ、歯２４０の第１傾斜面２４８の傾斜角度α_１及び第２傾斜面２５０の傾斜角度α_２と同一とされることが好ましい。

【0045】

３−３．皿ばねユニット１００
次に、皿ばねユニット１００の具体的な構成例について、図３に加えて図７〜図９を参照して説明する。図７は、図３に示した皿ばねユニット１００の構成を一方側からみて模式的に示す斜視図である。図８は、図３に示した皿ばねユニット１００の構成を図７とは反対側からみて模式的に示す斜視図である。図９は、図３に示した皿ばねユニット１００の構成を示す断面図である。図７〜図９には、外力が加えられていない状態における皿ばねユニット１００が示されている。

【0046】

皿ばねユニット１００は、例えば、鉄、鉄鋼、アルミニウム合金、チタン合金等の金属により形成されており、大まかにいえば、環状を呈する皿ばね部１２０と、皿ばね部１２０と同軸で一体的に形成され筒状を呈する支持部１４０と、を含む。

【0047】

皿ばね部１２０は、一端１２２から他端１２４まで延び、一端１２２において略半円形の断面形状を呈する屈曲部１２３を有する。皿ばね部１２０は、屈曲部１２３と他端１２４との間においては、中心軸に進むにつれて減少していく半径を有するように延びている。皿ばね部１２０は、他端１２４において貫通孔１２５を有する。皿ばね部１２０は、一端１２２において、相互に間隔をおいて配置された複数の凸部（係合部）１３０、及び、相互に間隔をおいて配置された複数の凹部（係合部）１３５を有する。すなわち、隣接する２つの凸部１３０の間には１つの凹部１３５が形成され、隣接する２つの凹部１３５の間には１つの凸部１３０が形成されている。

【0048】

一実施形態では、皿ばね部１２０は、凸部１３０、凹部１３５、及び、一端１２２から屈曲部１２３までの間（屈曲部１２３を含む）の部分においては、高い剛性を有するように形成され、屈曲部１２３と他端１２４との間の部分（屈曲部１２３を除く）においては、高い可撓性を有する（撓み易い）ように形成され得る。別の実施形態では、凸部１３０、凹部１３５、及び、一端１２３と他端１２４との間のすべてにおいて、高い可撓性を有する（撓み易い）ように形成されるようにしてもよい。

【0049】

支持部１４０は、一端１４２から中間部１４４に向かうにつれて増加していく半径を有するように延び、さらに、中間部１４４から他端１４６まで略同一の半径を有するように延びている。支持部１４０は、一端１４２において貫通孔１４３を有する。支持部１４０は、その一端１４２において、皿ばね部１２０の他端１２４と一体的に結合されている。これにより、支持部１４０の貫通孔１４３は、皿ばね部１２０の貫通孔１２５と連通している。

【0050】

また、支持部１４０は、内周面において、軸方向に沿って延び相互に間隔をおいて配置された複数の溝部１４８を有する。

【0051】

図７〜図９に示した皿ばねユニット１００は、カウンタドリブンギヤ５０との間に図４及び図５に示したプレート２００を挟んだ状態で、図３に示すように取り付けられる。具体的には、まず、図４及び図５に示したプレート２００の面２３０に対向する面２６０と、図７〜図９に示した皿ばねユニット１００の面１２６とが対向するように、プレート２００と皿ばねユニット１００とを配置する。この状態において、皿ばねユニット１００の各凸部（係合部）１３０が、プレート２００の複数の凹部（被係合部）２２０のうちの対応する凹部２２０に係合するように、かつ、皿ばねユニット１００の各凹部（係合部）１３５がプレート２００の複数の凸部（被係合部）２２５に係合するように、皿ばねユニット１００をプレート２００に取り付ける。なお、皿ばねユニット１００の凸部１３０とプレート２００の凹部２２０との間、及び、皿ばねユニット１００の凹部１３５とプレート２００の凸部２２５との間において、摺動（摩擦力）が生じる可能性を低減するために、一実施形態では、凸部１３０が凹部２２０に圧入され、凸部２２５が凹部１３５に圧入されるようにしてもよいし、凸部１３０と凹部２２０とが溶接され、凸部２２５と凹部１３５とが溶接されるようにしてもよい。

【0052】

次に、図３に示すように、プレート２００の貫通孔２０５に、カウンタドリブンギヤ５０の第１内側周壁５３ａ_１を挿通させ、皿ばね部１２０の貫通孔１２５及び支持部１４０の貫通孔１４３に、カウンタドリブンギヤ５０の第２内側周壁５３ｂ_１を挿通させる。同時に、皿ばねユニット１００の支持部１４０に形成された各溝部１４８の内部に、カウンタ軸２０に形成された複数の突起部２８のうちの対応する突起部２８を係合させる。この後、皿ばね部１２０をその面１２６（カウンタドリブンギヤ５０に対向する面）がプレート２００の面２６０に対して僅かな角度（例えば５度）をなして傾斜するまでプレート２００に向かって押圧して第２空間５３ｂの内部に配置した状態において、支持部１４０（の例えば中間部１４４）を第２内側周壁５３ｂ_１に固定することによって、図３に示したように、カウンタドリブンギヤ５０に取り付けられる。

【0053】

カウンタドリブンギヤ５０に対する皿ばねユニット１００の固定は、図３に示すように、支持部１４０の中間部１４４において周方向に環状に延びる切欠きと、この切欠きに対向してカウンタドリブンギヤ５０において周方向に環状に延びる溝との間に、スナップリングＳを配置することによって、行われるようにしてもよい。これにより、支持部１４０は、軸方向に沿って第１フェイスカム５２から離れる方向（図３において紙面上右方向）への移動を規制される。

【0054】

このように、カウンタドリブンギヤ５０に対してプレート２００とともに皿ばねユニット１００が固定され、さらに、カウンタ軸２０に対して皿ばねユニット１００が固定される。ここで、図３に示すように、プレート２００に形成された第２フェイスカム２１０がカウンタドリブンギヤ５０に形成された第１フェイスカム５２に対向して噛合する。さらに、皿ばねユニット１００の支持部１４０に形成された各溝部１４８には、カウンタ軸２０に形成された複数の突起部２８のうちの対応する突起部２８が係合している（挿入されている）。このような状態において、カウンタドリブンギヤ５０が回転すると、皿ばねユニット１００の支持部１４０に形成された溝部１４８が、この溝部１４８に係合したカウンタ軸２０の突起部２８に当接して周方向に押圧することができる。これにより、皿ばねユニット１００（及び、プレート２００、カウンタドリブンギヤ５０）は、カウンタ軸２０と一体的に回転することができる。

【0055】

４．トルクリミッタ９０のトルク断接機能
次に、上記構成を有するトルクリミッタ９０がトルク断接機能を果たす際における動作について、さらに図１０を参照して説明する。図１０は、図３に示したトルクリミッタの動作を説明するための模式図である。

【0056】

図１０において、上段左方には、皿ばねユニット１００がカウンタドリブンギヤ５０に組み付けられる前（自由状態）における第１フェイスカム５２と第２フェイスカム２１０との位置関係が示されている。中段左方には、皿ばねユニット１００がカウンタドリブンギヤ５０に組み付けられた状態（通常状態）における第１フェイスカム５２と第２フェイスカム２１０との位置関係が示されている。下段左方には、第２フェイスカム２１０（第１フェイスカム５２）に解放トルクが入力された状態における第１フェイスカム５２と第２フェイスカム２１０との位置関係が示されている。さらに、これらの位置関係の各々に対応付けて、それぞれ、上段右方、中段右方及び下段右方において、皿ばね部１２０に作用する荷重と皿ばね部１２０のストローク（変位量）との関係を示すグラフ（ａ）〜（ｃ）が示されている。

【0057】

まず、図１０の上段に着目すると、皿ばねユニット１００の皿ばね部１２０に外力が作用していない自由状態においては、皿ばね部１２０の面１２６は、プレート２００の面２６０に対して（図１０の中段に比べて）より大きな角度をなして傾斜している。この状態では、皿ばね部１２０には荷重が何ら作用していないため、グラフ（ａ）に示すように、皿ばね部１２０のストロークは０である。

【0058】

次に、図１０の中段に着目すると、皿ばねユニット１００がカウンタドリブンギヤ５０に組み付けられた状態では、皿ばね部１２０に第１フェイスカム５２とは反対方向に荷重を掛けられていることによって、皿ばね部１２０の面１２６は、プレート２００の面２６０に対して（図１０の上段に比べて）より小さな角度をなして傾斜している。この状態では、グラフ（ｂ）に示すように、皿ばね部１２０に軸方向に沿って第１フェイスカム５２とは反対の方向に向かう荷重ｌ_１が作用することによって、皿ばね部１２０のストロークはｄ_１となっている。

【0059】

さらに、図１０の下段に着目すると、第２フェイスカム２１０（又は第１フェイスカム５２）に解放トルクが入力されている。第２フェイスカム２１０又は第１フェイスカム５２に対して周方向に向かうトルクが入力されると、第２フェイスカム２１０における各歯２４０と第１フェイスカム５２における歯５２０とは傾斜面（歯２４０の第１傾斜面２４８及び第２傾斜面２５０、並びに、歯５２０の第１傾斜面及び第２傾斜面）を介して当接していることから、歯２４０は、軸方向に沿って第１フェイスカム５２とは反対の方向に向かう力（荷重）を受ける。これにより、歯２４０が形成されたプレート２００は、第１フェイスカム５２とは反対の方向に変位する。このようにプレート２００が変位すると、プレート２００の凸部（被係合部）２２５に係合している皿ばね部１２０の凹部（係合部）１３５は、プレート２００の凸部２２５からプレート２００とは反対の方向に押圧される。一実施形態では、上述したように、皿ばね部１２０の凸部１３０、凹部１３５、及び、一端１２２から屈曲部１２３までの部分は、高い剛性を有する（撓みにくい）ように形成されているため、主に皿ばね部１２０の屈曲部１２３と他端１２４との間の部分（屈曲部１２３を除く部分）が撓む。よって、皿ばね部１２０がプレート２００の凸部２２５からプレート２００とは反対の方向に押圧されると、皿ばね部１２０は、その面１２６がプレート２００の面２６０に対してなす角度を小さくするように撓むことになる。

【0060】

ここで、第２フェイスカム２１０又は第１フェイスカム５２に対して入力されるトルクが解放トルクに到達した場合には、グラフ（ｃ）に示すように、プレート２００を介して皿ばね部１２０（の凹部１３５）に軸方向に沿って第１フェイスカム５２とは反対の方向に向かう荷重ｌ_２が作用することによって、皿ばね部１２０のストロークはｄ_２となる。すなわち、皿ばね部１２０は、その面１２６がプレート２００の面２６０に対して略平行となるように撓む。皿ばね部１２０は、その面１２６がプレート２００の面２６０に対して略平行となった状態において初めて、第１フェイスカム５２と第２フェイスカム２１０との係合が解消されることを許容するように、形成されている。このように、第１フェイスカム５２又は第２フェイスカム２１０に解放トルクが入力されたときに、皿ばね部１２０が荷重ｌ_２を受けてストロークｄ_２だけ変位して、第１フェイスカム５２と第２フェイスカム２１０との間におけるトルクの伝達が遮断されるようになっている。

【0061】

グラフ（ａ）〜グラフ（ｃ）を参照すると、皿ばね部１２０に作用する荷重が０〜ｌ_１の範囲においては、荷重が一定量だけ増加した場合に増加するストロークの量が比較的小さい。これに対して、皿ばね部１２０に作用する荷重がｌ_１〜ｌ_２の範囲においては、荷重が一定量だけ増加した場合に増加するストロークの量が大きくなっている。このような特性を有する皿ばね部１２０を用いることによって、解放トルク未満のトルクが入力されるまでは、第２フェイスカム２１０は第１フェイスカム５２と係合し続け、解放トルク以上のトルクが入力された時点で、即座に、第２フェイスカム２１０が第１フェイスカム５２との係合を解消することができる。

【0062】

また、以上のようなトルク断接機能を実行する皿ばねユニット１００は、解放トルクが入力された場合には、凹部１３５及び凸部１３０を第１フェイスカム５２とは反対の方向に変位させるように撓むことによって、第２フェイスカム２１０と第１フェイスカム５２との係合を解消させるように動作する。皿ばねユニット１００の皿ばね部１２０は支持部１４０と一体的に形成され、さらに支持部１４０は軸方向に沿って第１フェイスカム５２とは反対の方向に向かって摺動することを規制されている。さらに、プレート２００と皿ばね部１２０とは、プレート２００の被係合部としての凹部２２０及び凸部２２５と、皿ばね部１２０の係合部としての凸部１３０及び凹部１３５とを介して、実質的には摺動が生じないように係合（結合）している。よって、皿ばねユニット１００全体及びプレート２００全体において、他の構成要素（特にカウンタドリブンギヤ５０）に対して摺動する部分がほとんどない。これにより、解放トルクが、摺動する部分に起因する摩擦力の大小によってばらつくという事態の発生を抑えることができ、したがって、最大解放トルクを低減することができる。

【0063】

さらに、上記のように、皿ばねユニット１００及びプレート２００は、他の構成要素に対して摺動する部分（摺動部材）を実質的に有していないため、大きな慣性質量を有する摺動部材も実質的に含むものではない。したがって、高周波の衝撃荷重が入力された場合であっても、皿ばねユニット１００は、より確実に第２フェイスカム２１０と第１フェイスカム５２との係合を解消させることができる。これにより、解放トルクが、摺動する部分に起因する摩擦力の大小によってばらつくという事態の発生を抑えることができ、したがって、最大解放トルクを低減することができる。

【0064】

また、皿ばね部１２０とこれを支持する支持部１４０とを一体成形することにより、部品点数を低減することができる。これにより、トルクリミッタを実現するのに必要なコストを削減することができる。

【0065】

５．変形例
５−１．第２フェイスカムの第１変形例
特許文献１に記載された発明では、相互に噛み合う第１回転部材（特許文献１における参照符号３５）及び／又は第２回転部材（参照符号３５）に過大なトルクが入力された場合には、第１回転部材は歯面方向に移動する。第１回転部材が歯面方向にわずかでも移動した際には、第２回転部材に対しては、歯面全体で接触する状態から歯面の外径側のみで接触する状態に移行するため、応力が歯面の外径側に集中する。この結果、第１回転部材及び第２回転部材を構成する材料の強度次第では、歯面が損傷する可能性がある。これを防止するためには、歯面の肉厚を増加させること等により歯面の強度を確保する必要があり、必然的に、第１回転部材及び第２回転部材を構成する部材が肥大化することになる。

【0066】

上記のように、第１回転部材及び／又は第２回転部材に過大なトルクが入力された際に、応力が歯面の外径側に集中する理由は、以下のとおりである。
特許文献１に記載された発明では、第１回転部材の底面及び第２回転部材の底面に形成された放射状に延びる複数の歯の各々は、底面に対して４５度をなす傾斜面を有する。第１回転部材の歯のこのような傾斜面と第２回転部材の歯のこのような傾斜面とが当接又は対向して、第１回転部材と第２回転部材とは噛み合っている。

【0067】

第１回転部材が、過大なトルクに起因して、歯面方向に移動する際における軸方向への移動量は次の式で計算される。
軸方向移動量＝半径×Ｔａｎ（歯面角度（４５度固定））×回転角度
すなわち、歯の内径側ほど軸方向への移動量は小さく、歯の外径側ほど軸方向への移動量は大きくなる。但し、実際には、第１回転部材は、歯面方向に移動する際には、歯の外径側の移動量に合わせて、部材全体が軸方向に持ち上がる。このとき、歯の外径側よりも内径側においては、対向する第２回転部材の歯との間に間隙が生じる。したがって、第１回転部材と第２回転部材とは、歯の外径側のみで接触することになる。

【0068】

そこで、本発明の一実施形態では、第２フェイスカム２１０が第１フェイスカム５２に対して摺動する際に、第２フェイスカム２１０の歯２４０が第１フェイスカム５２の歯５２０と接触する部分が、径方向において偏ることなく、歯２４０がいずれの径においても歯５２０と接触するように、第２フェイスカム２１０の歯２４０が形成される。

【0069】

歯２４０が同一の回転角度だけ回転した場合に、径方向に延びる歯２４０において径ごとに軸方向への移動量が異なることは好ましくない。歯２４０においていずれの径でも軸方向への移動量が同一となるように、歯２４０を構成すれば、歯２４０は、いずれの径においても常に歯５２０と接触することができる。

【0070】

具体的には、次の式の１つの要素である歯面角度を、歯の径方向全体にわたって常に一定（例えば４５度）とするのではなく、径ごとに連続的に変化させることによって、いずれの径においても軸方向への移動量を一定にすることができる。
軸方向移動量＝半径×Ｔａｎ（歯面角度）×回転角度

【0071】

図１１は、本発明の別の実施形態に係るトルクリミッタに含まれたプレートに形成された第２フェイスカム２１０の構成を模式的に示す図である。図１１に示すように、第２フェイスカム２１０は、プレート２００の面２３０において相互に間隔をおいて配置された放射状に延びる複数の歯２７０を含む。

【0072】

各歯２７０は、面２３０の外周縁に向かって一端２７２から他端２７４まで面２３０に対して略平行に径方向に延びる主面２７６と、主面２７６と面２３０とを繋いで径方向に延びる第１傾斜面２７８と、第１傾斜面２７８との間に主面２７６を挟み主面２７６と面２３０とを繋いで径方向に延びる第２傾斜面２８０と、主面２７６の他端２７４からプレート２００の外周縁に向かって径方向に延び面２３０に近づく方向に傾斜する第３傾斜面２８２と、主面２７６の一端２７２からプレート２００の中心軸に向かって径方向に延び面２３０に近づく方向に傾斜する第４傾斜面２８４と、を含む。

【0073】

図１１には、例示的に、歯２７０の内径側において第１傾斜面２７８（及び第２傾斜面２８０）が面２３０に対してなす角度α_Ａ、歯２７０の中央付近において第１傾斜面２７８（及び第２傾斜面２８０）が面２３０に対してなす角度α_Ｂ、並びに、歯２７０の外径側において第１傾斜面２７８（及び第２傾斜面２８０）が面２３０に対してなす角度α_Ｃが、α_Ａ＞α_Ｂ＞α_Ｃという関係を満たすことが示されている。

【0074】

同様の事項が図１２においても示されている。図１２は、図１１に示した第２フェイスカム２１０に含まれた各歯２７０の一部を拡大して示す模式図である。図１２は、中段においては、歯２７０の一部をプレート２００の面２３０に対向する側からみた構成を模式的に示し、上段においては、中段に示した歯２７０の一部の形状を、プレート２００の外周縁から中心軸に向かう方向からみて示し、下段においては、中段に示した歯２７０の一部の形状を、プレート２００の中心軸から外周縁に向かう方向からみて示している。

【0075】

図１２においても、歯２７０の内径側において第１傾斜面２７８（及び第２傾斜面２８０）が面２３０に対してなす角度α_Ａ１、及び、歯２７０の外径側において第１傾斜面２７８（及び第２傾斜面２８０）が面２３０に対してなす角度α_Ｃ１が、α_Ａ１＞α_Ｃ１という関係を満たすことが示されている。

【0076】

図１１及び図１２に示したように、第１傾斜面２７８（及び第２傾斜面２８０）が面２３０に対してなす角度を、歯２７０の径方向に沿ってプレート２００の中心軸から外周縁に向かうにつれて連続的に減少するように設定する手法を採用することによって、歯２７０の軸方向の移動量をいずれの径においても同一とすることができる。この手法は、図１１に示すように、歯２７０の上面２７０ａの回転中心、及び、歯２７０の下面２７０ｂの回転中心が、プレート２００の回転中心Ｏと一致するように、歯２７０を形成することと同義である。

【0077】

なお、第２フェイスカム２１０における２つの隣接する歯２７０の間に、第１フェイスカム５２における１つの歯５２０が配置されることから、歯５２０は、２つの隣接する歯２７０の間に配置された状態において、一方の歯２７０の第１傾斜面２７８及び他方の歯２７０の第２傾斜面２８０に適切に当接又は対向するような第１傾斜面及び第２傾斜面を有することができる。例えば、歯５２０は、図１１及び図１２を参照して説明した歯２７０と略同一の形状を有するものであってもよい。

【0078】

このように、本実施形態に係る歯２７０によれば、第２フェイスカム２１０又は第１フェイスカム５２に過大なトルクが入力されることにより、歯２７０が軸方向に移動する際において、歯２７０（又は歯５２０）の径方向の特定の部分に応力が集中する、という事態を抑えることができる。これにより、第２フェイスカム２１０及び／又は第１フェイスカム５２に対する強度条件を緩和することができるため、第２フェイスカム２１０が形成されるプレート２００及び／又は第１フェイスカム５２が形成されるカウンタドリブンギヤ５０の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。したがって、本実施形態に係るトルクリミッタを搭載する装置（車両）の小型化及び軽量化を促すことができる。

【0079】

５−２．第２フェイスカムの第２変形例
図３〜図９を参照して上述した様々な実施形態においては、第１フェイスカム５２又は第２フェイスカム２１０に所定値以上のトルクが入力された場合、これらのフェイスカムのうちの一方のフェイスカムが他方のフェイスカムに対して周方向に回転し始めると、歯２７０（歯５２０）の内径側よりも外径側の周方向における移動距離が大きいため、歯２７０と歯５２０との接触点がこれらの歯の最外径側の部分となる可能性がある。

【0080】

このような事態が生ずることを抑えるために、一実施形態では、歯２７０（歯５２０）の歯丈が外径側に向かって低くなる形状を採用することができる。
図１３は、本発明のさらに別の実施形態に係るトルクリミッタに含まれたプレートの構成を模式的に示す側面図である。図１４は、図１３に示したプレートに形成された各歯の構成をＡ−Ａ平面からみて模式的に示す断面図である。

【0081】

図１３に示すように、第２フェイスカム２１０は、プレート２００の面２３０において相互に間隔をおいて配置された放射状に延びる複数の歯３００を含む。各歯３００は、面２３０の外周縁に向かって一端３０２から他端３０４まで面２３０に対して略平行に径方向に延びる主面３０６と、主面３０６と面２３０とを繋いで径方向に延びる第１傾斜面３０８と、第１傾斜面３０８との間に主面３０６を挟み主面３０６と面２３０とを繋いで径方向に延びる第２傾斜面３１０と、主面３０６の他端３０４からプレート２００の外周縁に向かって径方向に延び面２３０に近づく方向に傾斜する第３傾斜面３１２と、主面３０６の一端３０２からプレート２００の中心軸に向かって径方向に延び面２３０に近づく方向に傾斜する第４傾斜面３１４と、を含む。

【0082】

第３傾斜面３１２が面２３０に対して成す角度β_３（図１４参照）は、第１傾斜面３０８が面２３０に対してなす角度α_１、第２傾斜面３１０が面２３０に対してなす角度α_２及び第４傾斜面３１４が面２３０に対してなす角度α_４のいずれよりも小さくなるように設定されている。これにより、各歯３００は、一端３０２から他端３０４までは一定の厚みを有するが、他端３０４からプレート２００の外周縁に向かうにつれて減少する厚みを有することができる。

【0083】

これにより、第１フェイスカム５２又は第２フェイスカム２１０に所定値以上のトルクが入力された場合、これらのフェイスカムのうちの一方のフェイスカムが他方のフェイスカムに対して周方向に回転し始めると、歯３００と歯５２０との間の噛み合いはそれらの外径側から外れていく。その際には、歯３００と歯５２０との接触点が、外径側から内径側へと変化するため、トルクに起因する歯面離反力Ｆｔ（＝トルクＴ／接触半径Ｒ）を増加させることができる。歯面離反力が増加することにより、歯３００及び歯５２０が歯面上で動き始めると、即座に両者の噛み合いが外れることになる。これにより、過剰な衝撃トルクが第１フェイスカム５２又は第２フェイスカム２１０に入力することを防止することができる。

【0084】

なお、ここでは、第２フェイスカム２１０を構成する各歯３００が、図１３及び図１４に示した形状を有する場合について説明したが、第１フェイスカム５２及び第２フェイスカム２１０のうちの少なくとも一方のフェイスカムを構成する各歯が、図１３及び図１４に示した形状を有するようにしてもよい。

【0085】

５−３．付言
上述した様々な実施形態では、入力軸と出力軸との間におけるトルク断接機能を実行するトルクリミッタが、入力軸としてカウンタドリブンギヤ５０を用い、出力軸としてカウンタ軸２０を用いる場合について説明した。しかし、本件出願において開示した技術的思想は、原動機（エンジン及びモータを含む）の駆動力を伝達する任意の入力軸と任意の出力軸との間においてトルク断接機能（及び駆動力断接機能）を実現する場合にも適用可能なものである。

【0086】

また、上述した様々な実施形態では、皿ばね部１２０とプレート２００とを結合させるために、皿ばね部１２０が係合部として凸部１３０及び凹部１３５を備え、プレート２００が被係合部として凹部２２０及び凸部２２５を備える場合について説明した。しかし、皿ばね部１２０とプレート２００とを結合させるためには、皿ばね部１２０が、係合部として、単に環状に延びる外周縁（環状に延びる一端１２２）を用い、プレート２００が、被係合部として単に面２６０（のうち皿ばね部１２０の環状に延びる一端１２２に対向する部分）を用いることも可能である。この場合には、皿ばね部１２０の環状に延びる一端１２２とプレート２００の面２６０との間において確実に摺動が生じないようにするために、皿ばね部１２０の一端１２２をプレート２００の面２６０に溶接等により固着することが好ましい。

【0087】

６．本発明の様々な態様
本発明の第１の態様に係るトルクリミッタは、原動機の駆動力を伝達する入力軸において軸方向に交差する面に設けられた第１噛合部と、該第１噛合部に軸方向に対向して噛合可能な第２噛合部を有し、前記入力軸と同軸で設けられた環状のプレートと、前記入力軸と同軸で回転可能に設けられた出力軸と一体的に回転可能であって、前記プレートに係合する係合部を有し、前記第２噛合部を前記第１噛合部に向かって付勢するように前記係合部を介して前記プレートを押圧し、設定値以上の負荷が作用したときに前記係合部を前記プレートとは反対の方向に変位させるように撓む、皿ばね部と、を具備するものである。
この態様によれば、皿ばね部は、所定のトルクが入力された場合に、プレートに係合した係合部を、入力軸（カウンタドリブンギヤ）に形成された第１噛合部（第１フェイスカム）とは反対の方向に変位させるように撓むことにより、プレートに形成された第２噛合部（第２フェイスカム）が第１噛合部（第１フェイスカム）とは反対の方向に移動できるように、ことができる。これにより、第１噛合部と第２噛合部との噛合を解消させ、入力軸と出力軸（例えばカウンタ軸）との間におけるトルクの伝達を遮断することができる。これにより、トルク断接機能を実現可能なトルクリミッタを提供することができる。

【0088】

本発明の第２の態様に係るトルクリミッタは、上記第１の態様において、前記プレートは、外周に沿って相互に間隔をおいて配置された複数の被係合部を有し、前記皿ばね部の前記係合部は、外周に沿って前記複数の被係合部に係合する複数の係合部を含む。
この態様によれば、皿ばね部は、係合部を介してプレートと結合することによって、トルク断接機能を実行する際に、プレートとの間において摺動に起因する摩擦力の発生を抑えることができる。これにより、解放トルクの変動を抑えたトルクリミッタを提供することができる。

【0089】

本発明の第３の態様に係るトルクリミッタは、上記第１の態様又は上記第２の態様において、前記皿ばね部と一体的に形成され、前記出力軸に結合される筒状の支持部をさらに具備する。
この態様によれば、皿ばね部と支持部とが一体成形されることにより、トルク断接機能の実行に際して、皿ばね部が支持部との間において摺動に起因する摩擦力を発生させることが実質的にない。これにより、解放トルクの変動を抑えたトルクリミッタを提供することができる。

【0090】

本発明の第４の態様に係るトルクリミッタは、上記第３の態様において、前記支持部は、前記入力軸に固定されることによって、軸方向に沿った移動を規制される。
この態様によれば、支持部が入力軸に対して軸方向に沿った移動を規制されることによって、支持部及びこれに一体成形された皿ばね部が他の部材（例えば入力軸）との間において摺動に起因する摩擦力を発生させることが実質的にない。これにより、解放トルクの変動を抑えたトルクリミッタを提供することができる。

【0091】

本発明の第５の態様に係るトルクリミッタは、上記第１の態様から上記第４の態様のいずれかの態様において、前記第１噛合部は、相互に間隔をおいて設けられた放射状に延びる複数の第１凸部を含み、前記第２噛合部は、相互に間隔をおいて設けられた放射状に延びる複数の第２凸部を含む。
この態様によれば、放射状に延びる複数の第１凸部を含む第１噛合部は、同様に放射状に延びる複数の第２凸部を含む第２噛合部と、確実に噛合することができる。これにより、トルク断接機能を実現するトルクリミッタを提供することができる。

【0092】

本発明の第６の態様に係るトルクリミッタは、上記第５の態様において、前記複数の第２凸部の各々は、前記プレートの基準面に設けられており、前記プレートの外周縁に向かって一端から他端まで前記基準面に対して略平行に径方向に延びる主面と、該主面と前記基準面とを繋いで径方向に延びる第１傾斜面と、該第１傾斜面との間に前記主面を挟み該主面と前記基準面とを繋いで径方向に延びる第２傾斜面と、を含む。
この態様によれば、第２噛合部を構成する第２凸部は、第１噛合部を構成する第１凸部と、第１傾斜面及び第２傾斜面を介して噛合することにより、所定のトルクが入力された場合に、第２噛合部（第１噛合部）は、第１噛合部（第２噛合部）とは反対の方向に押圧される。これにより、トルク断接機能を実現するトルクリミッタを提供することができる。

【0093】

本発明の第７の態様に係るトルクリミッタは、上記第６の態様において、前記複数の第２凸部の各々は、前記主面の前記他端から前記外周縁に向かって径方向に延び前記基準面に近づく方向に傾斜する第３傾斜面をさらに含み、該第３傾斜面が前記基準面に対してなす角度は、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面が前記基準面に対してなす角度よりも小さい。
この態様によれば、第２噛合部を構成する各第２凸部は、皿ばね部の外周縁に向かって径方向に延びる第３傾斜面を有することにより、第２噛合部の各第２凸部の外径側の領域に対して局所的なトルクが作用するという事態の発生を抑えることができる。

【0094】

本発明の第８の態様に係るトルクリミッタは、上記第６の態様又は上記第７の態様において、前記複数の第２凸部の各々は、前記基準面に対してなす角度が径方向に沿って前記外周縁に向かうにつれて減少していく前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面を含む。
この態様によれば、第２フェイスカムを構成する各第２凸部は、内径側から外径側に進むにつれて、連続的に減少していく傾斜角を有する第１傾斜面及び第２傾斜面を有することにより、各第２凸部の径方向の特定の部分に応力が集中するという事態の発生を抑えることができる。

【符号の説明】

【0095】

２０ カウンタ軸（出力軸）
２８ 突起部
５０ カウンタドリブンギヤ（入力軸）
５２ 第１フェイスカム（第１噛合部）
５３ｅ 面（第２基準面）
９０ トルクリミッタ
１００ 皿ばねユニット
１２０ 皿ばね部
１２６ 面
１３０ 凸部（係合部）
１３５ 凹部（係合部）
１４０ 支持部
１４８ 溝部
２００ プレート
２１０ 第２フェイスカム（第２噛合部）
２２０ 凹部（被係合部）
２２５ 凸部（被係合部）
２３０ 面（第１基準面）
２４０ 第２フェイスカムを構成する歯（第２凸部）
２４６ 主面
２４８ 第１傾斜面
２５０ 第２傾斜面
２５２ 第３傾斜面
２５４ 第４傾斜面
２７０ 第２フェイスカムを構成する歯（第２凸部）
２７６ 主面
２７８ 第１傾斜面
２８０ 第２傾斜面
２８２ 第３傾斜面
２８４ 第４傾斜面
３００ 第２フェイスカムを構成する歯（第２凸部）
３０６ 主面
３０８ 第１傾斜面
３１０ 第２傾斜面
３１２ 第３傾斜面
３１４ 第４傾斜面
５２０ 第１フェイスカムを構成する歯（第１凸部）
Ｓ スナップリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】