JPH0340257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はギヤ伝動機構等において、回転トルク
が一定値以上になつた時に回転トルクを逃すトル
クリミツターに関する。

（従来技術及びその課題） 従来のトルクリミツターは、第５図に示すよう
にブツシユ４０を介してギヤ４１を軸部４２に嵌
合し、皿ばね４３の軸方向に圧接力によりリング
状の摩擦材４４をギヤ４１の両側面に圧接するよ
うにしている。

ところが第５図のようなトルクリミツターで
は、トルク容量を大きくしようとすれば、例えば
皿ばね４３自体の弾性力を大きくすると共に、摩
擦板４４の接触面積を大きくしなければならな
い。即ちトルクリミツターをコンパクトに保ちな
がらトルク容量を増加することは極めて困難であ
る。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明は、リング状
のリング状の第１ギヤの内周面にテーパー面を形
成し、第２ギヤには軸方向に延び出すリム部を一
体に形成すると共にさらに軸方向に延び出すボス
部を一体に形成し、上記リム部の外周面に上記第
１ギヤの内周テーパー面に合致するテーパー面を
形成し、ボス部にはおねじ部を形成し、第１ギヤ
を第２ギヤのリム部にテーパー嵌合すると共に第
１、第２ギヤとは別体のナツトを上記ボス部のお
ねじ部に螺着し、ナツトと第１ギヤの間に皿ばね
を圧縮し、回転トルクが一定値以上になつた時に
両テーパー面が滑り出すようにテーパー面の角度
及びばねの強さを設定している。

（実施例） 第２図は自動２輪車の始動装置に本発明による
トルクリミツターを設けた例であり、この第２図
において、クランクケース１に回転自在に支持さ
れたクランク軸２はクランクケースカバー３内に
延出し、クランク軸２の先端部には発電機用ハブ
５が固着されている。ハブ５にはフライホイール
６が固着され、フライホイール６にはマグネツト
７が固着されている。マグネツト７に対向するコ
イル８はクランクケースカバー３に固着されてい
る。

ハブ５の隣にはフリーホイルギヤ１０が配置さ
れ、フリーホイルギヤ１０は軸受メタル１１を介
してクランク軸２に回転自在に支承されると共
に、スプラグタイプのワンウエイクラツチ１２を
介してバブ５に連結している。ワンウエイクラツ
チ１２のアウター１３はボルト１５によりハブ５
に固着され、フリーホイルギヤ１０と一体のイン
ナー１６とアウター１３の間にスプラグ等のカム
が配置され、クランク軸２を正回転（矢印Ｒ）さ
せる回転力のみをフリーホイルギヤ１０からクラ
ンク軸２に伝達するように構成されている。

フリーホイルギヤ１０は減速小ギヤ１７ａ、減
速大ギヤ１７ｂ、始動用第２ギヤ１８、始動用軸
１９及びリング状の始動用第１ギヤ２０を介して
スタータモータ２１のピニオンギヤ２２に連動連
結している。リング状の第１ギヤ２０と第２ギヤ
１８との間にトルクリミツター２３が構成されて
いる。始動用の軸１９はクランクケースカバー３
及びギヤケース２５に軸受メタル２４を介して回
転自在に支持されている。第１ギヤ２０の外径は
第２ギヤ１８の外径よりも大きく、両第１、第２
ギヤ２０，１８によつても減速されるようになつ
ている。また第１ギヤ２０の歯は第２ギヤ１８の
歯よりも小さいモジユールのものが形成されてい
る。両減速ギヤ１７ａ，１７ｂは互いに一体に形
成されると共に支軸２７に回転自在に支持され、
支軸２７はクランクケースカバー３及びギヤケー
ス２５に支持されている。クランクケースカバー
３内にはクランク軸２の回転により生じる潤滑油
ミストが充満している。

スタータモータ２１のピニオンギヤ２２からク
ランク軸２のフリーホイルギヤ１０までのスター
タ系のギヤ伝動機構は常時噛合い式である。即ち
従来のように始動時だけスターターモータのピニ
オンギヤが突出してギヤに噛合う型式のものでは
なく、図示のようにピニオンギヤ２２は軸方向に
は移動せずに常時第１ギヤ２０に噛合つている。
また第２ギヤ１８は減速大ギヤ１７ｂに常時噛合
い、減速小ギヤ１７ａはフリーホイルギヤ１０に
常時噛合つている。スタータ系ギヤ伝動機構の減
速比は例えば1/30である。即ちスタータモータ２
１の回転数は1/30に減速されてクランク軸２に伝
わるようになつている。

トルクリミツター２３の拡大図を示す第１図に
おいて、第２ギヤ１８には逆矢印Ａ方向に延出す
るリム部１８ｂが一体に形成され、リム部１８ｂ
の内周部にはさらに逆矢印Ａ方向に延出すボス部
１８ｃが一体に形成され、ボス部の外周面にはお
ねじ１８ｄが形成されている。リム部１８ｂの外
周には逆矢印Ａ側にゆくに従い小径になるテーパ
ー面１８ａが形成されている。リング状第１ギヤ
２０の内周面には逆矢印Ａ側にゆくに従い小径に
なるテーパー面２０ａが形成され、リング状第１
ギヤ２０は第２ギヤ１８のテーパー面１８ａにテ
ーパー嵌合している。両テーパー面２０ａ，１８
ａのテーパー角θは同一であり、一方のテーパー
面が相手側のテーパー面に食込んでしまわない程
度の角度（図示の実施例では６度）に形成されて
いる。ボス部１８ｃのおねじ１８ｄにはナツト３
０が螺着されており、ナツト３０はその矢印Ａ側
の端面が第２ギヤ１８の側端面に当接すると共に
段部３０ａを備えている。段部３０ａは第２ギヤ
１８のリム部１８ｂの側端面に間隔を隔てて対向
し、段部３０ａと第１ギヤ２０の側端面との間に
皿ばね２９を圧縮している。皿ばね２９はその内
周端縁がシム２８を介してナツト３０の段部３０
ａに圧接し、皿ばね２９の外周端縁が第１ギヤ２
０の逆矢印Ａ側の側端面に圧接している。即ち皿
ばね２９は第１ギヤ２０とナツト３０の間に縮設
され、それにより第１ギヤ２０を矢印Ａ方向に付
勢し、両テーパー面２０ａ，１８ａ間に圧接力を
与えている。

シム２８の厚さを変更することによりばね２９
の付勢力（セツト圧力）を調節したり、あるいは
テーパー面２０ａ，１８ａのテーパー角θを変更
することにより、最大トルク容量を調節する。図
示の実施例では、回転トルクが４〜６Kgｍになる
と両テーパー面２０ａ，１８ａ間に滑りが生じる
ように調節している。

第２ギヤ１８のリム部１８ｂのテーパー面１８
ａには環状の潤滑油溝３１が形成されており、両
ギヤ２０，１８間の環状凹部３５に溜るミスト状
の潤滑油が両テーパー面間に浸入し、溝３１に供
給される。

両ギヤ１８，２０は浸炭焼入れ等による熱硬化
処理が施され、一方ナツト３０は特に硬化処理は
施されていない。

（作用） ナツト３０を締付けて第３図のようにばね２９
の軸方向の力Ｆが第１ギヤ２０にかかつた場合に
は、テーパー面１８ａと直角方向の面圧Ｆ１は軸
方向の力Ｆに比べて非常に大きくなる（F1＝
Ｆ／sinθ）。従つて小さな接触面積で大きな最大
トルク容量を設定できる。また組立て前には両テ
ーパー面２０ａ，１８ａに例えばモリコートグリ
ス等が塗布される。

エンジンを始動する際に第２図のスタータモー
タ２１を作動させると、ピニオンギヤ２２から減
速されて第１ギヤ２０に伝達される回転トルク
は、トリクリミツター２３のトルク容量範囲内で
第１ギヤ２０から第２ギヤ１８に伝達され、さら
に第２ギヤ１８から減速ギヤ１７ｂ，１７ａ、フ
リーホイルギヤ１０、ワンウエイクラツチ１２及
びハブ５を介してクランク軸２に減速して伝達さ
れる。

始動直後にはクランク軸２の逆転現象（いわゆ
るケツチン現象）が生じて名ギヤ１０，１７ａ，
１７ｂ，２０に過大な負荷がかかることがある
が、その場合には第１ギヤの２０の回転トルクが
トルクリミツター２３の容量より大きくなるの
で、第２ギヤに対して第１ギヤ２０は滑り、第１
ギヤ２０に過大な負荷がかかるのを防止する。

またスタータモータ２１停止している時にクラ
ンク軸２に逆回転現象が生じた場合には、クラン
ク軸２の逆回転がフリーホイルギヤ１０等を介し
て第２ギヤ１８に伝わり、さらに第１ギヤ２０を
介してピニオンギヤ２２を逆回転させようとす
る。逆回転初期のトルクは大変大きいので、テー
パー面型式のトルクリミツターを備えていること
により、逆回転初期において第１ギヤ２０に対し
て第２ギヤ１８は滑り、それと同時及びその後は
両テーパー面２０ａ，１８ａ間の摩擦力により第
２ギヤ１８の逆回転にブレーキをかけ、第２ギヤ
１８等の回転速度を落す。

第２ギヤ１８が低速になつてトルクが小さくな
つた後に第２ギヤ１８と第１ギヤ２０が完全に連
結されるので、たとえばピニオンギヤ２２が逆回
転してもその速度は遅く、スタータモータ２１内
の軸受等が加熱損傷する心配はない。

ちなみにトルクリミツター２３を備えていない
始動装置に逆回転現象が生じた場合には、第４図
のグラフX2で示すようにスターターモが急激に
逆回転し、しかも逆回転数が大きくなり、それに
よりスタータモータの軸受等を損傷する恐れがあ
る。これに対してブレーキ機構としても作用する
テーパー面型式のトルクリミツターを備えている
と、グラフX1で示すようにトルクリミツターと
しての作用により急激な逆回転をなくすことがで
きると共に、ブレーキ作用により逆回転速度を小
さく押えることができ、スタータモータの軸受等
の損傷を防止する。なお第４図の縦軸スタータモ
ータの回転速度であり、スタータモータの発生電
圧から測定し、横軸は時間である。

（別の実施例） (1) 第１図の第２ギヤ１８を、キー及びキー溝を
利用して軸１９に一体的に固着してもよく、ま
た第２ギヤ１８を軸１９と一体成形してもよ
い。

(2) 第２ギヤ１８を軸受を介して軸１９に回転自
在に嵌合し、軸１９をクランクケースカバー３
に固着するようにしてもよい。

(3) テーパー面の角度は４度〜８度の間が適切で
ある。

(4) 第１、第２ギヤ２０，１８としてはチエーン
スプロケツトも含まれる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、リング状の第１
ギヤの内周面にテーパー面に形成し、第２ギヤの
リム部を軸方向に延長すると共にリム部の外周面
に上記第１ギヤの内周テーパー面に合致するテー
パー面を形成し、第１ギヤを第２ギヤのリム部に
テーパー嵌合し、第１、第２ギヤとは別体のナツ
トを第１ギヤのボス部に螺着し、ナツトと第１ギ
ヤの間に皿ばねを圧縮し、回転トルクが一定値以
上になつた時に両テーパー面が滑り出すようにテ
ーパー面の角度及びばねの強さが設定しているの
で： (1) 第５図のような平板式の従来トルクリミツタ
ーに比べ、小さな接触面積で大きな最大トルク
容量を設定することができる。

即ちトルクリミツターをコンパクトに保ちな
がらトルク容量を増加することができる。

(2) 両ギヤにそれぞれ直接テーパー面を形成し
て、両ギヤを直接テーパー嵌合することにより
トルクリミツターを構成しているので、第５図
の従来例のように特別の摩擦プレート等を使用
する必要はなくなり、部品点数が減り、構造が
簡単でコストも安くなる。

(3) 両ギヤをテーパー嵌合により連結しているの
で、両テーパ間相互の芯出しを簡単かつ正確に
行える。

(4) 両ギヤとは別体にナツトを備えているので、
ナツト自体の表面硬化処理を省くことができ、
部品コストをより一層低減できる。

(5) １つの第２ギヤ１８に摩擦面用テーパー面１
８ａとナツト螺着用のボス部１８ｃを一体に形
成し、第２ギヤ１８に第１ギヤ２０、皿ばね２
９及びナツト３０を装着してそれらを１つのユ
ニツトして構成しているので、部品点数を削減
できると共に、ユニツトとして組付けの容易化
を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したトルクリミツターの
縦断面図、第２図は第１図のトルクリミツターを
備えた自動２輪車用始動装置の縦断面図、第３図
は圧接力等の力関係図、第４図は本発明のトルク
リミツターを自動２輪車用始動装置に使用した場
合のスタータモータの回転変化を示すグラフ、第
５図は従来トルクリミツターの縦断面図である。 １８……第２ギヤ、１８ｂ……リム部、２０…
…第１ギヤ、２０ａ，１８ａ……テーパー面、２
９……皿ばね、３０……ナツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リング状の第１ギヤの内周面にテーパー面を
   形成し、第２ギヤには軸方向に延び出すリム部を
   一体に形成すると共にさらに軸方向に延び出すボ
   ス部を一体に形成し、上記リム部の外周面に上記
   第１ギヤの内周テーパー面に合致するテーパー面
   を形成し、ボス部にはおねじ部を形成し、第１ギ
   ヤを第２ギヤのリム部にテーパー嵌合すると共に
   第１、第２ギヤとは別体のナツトを上記ボス部の
   おねじ部に螺着し、ナツトと第１ギヤの間に皿ば
   ねを圧縮し、回転トルクが一定値以上になつた時
   に両テーパー面が滑り出すようにテーパー面の角
   度及びばねの強さを設定していることを特徴とす
   るトルクリミツター。