CN101561020A - 过载保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明目的在于提供一种过载保护装置。能够保持旋转传动的隔断状态并防止因传递推压力的路径而产生振动和噪音且准确地设定工作转矩并且使保持机构可靠工作。过载保护装置具有中央凸缘(110)、毂缘(131)和推压钢球(120)而旋转传动的推压板(140)，其中，过载时保持隔断的保持机构(165)构成为包括：在推压板(140)的中央凸缘(110)侧设置的挡圈(146)以及在中央凸缘(110)的内周侧配置的保持球(145)。
Description
技术领域
本发明涉及在转矩的传递机构中产生过载时将旋转传动隔断的的过载保护装置。
背景技术
以往，作为在转矩的传递机构中当产生过载时将旋转传动隔断的过载保护装置，具有在设置于转轴方向的多个贯通孔中保持转矩传递元件的中央凸缘、与该中央凸缘轴向相对设置并且具有与上述转矩传递元件接合的凹部的毂缘(hub flange)、在轴向与该毂缘相反一侧与上述中央凸缘相对地设置并且将上述转矩传递元件向上述毂缘方向推压的推压板。
这些过载保护装置500，如图7所示，在中央凸缘510上设有在转轴方向上设置的多个贯通孔511，在该贯通孔511内松动嵌入有作为转矩传递元件的钢球520。
并且，在毂530上在转轴方向与中央凸缘510相对地设有毂缘531，在该毂缘531上设有容纳钢球520的圆锥状的凹部即V型穴532。
另一方面，在与毂缘531的转轴方向相反侧，与中央凸缘510相对地设有推压板540，推压板540被弹簧550向中央凸缘510方向推压。
另外，弹簧550构成为能够通过在紧固部件560上设置的调整螺丝561来调整其的推压。
另外，在推压板540上经由轴承542可旋转地安装有与钢球520直接接触的推压轮541，当过载时减轻推压板540与钢球520相对旋转时的摩擦。
下面对这种结构的现有过载保护装置500的动作进行说明，在正常旋转传动时钢球520经由推压板540、轴承542和推压轮541被弹簧550向毂缘531方向推压，因此毂530的旋转从毂缘531的V型穴向钢球520传递，进而从钢球520经由贯通孔511向中央凸缘510传递。
过载时如图8所示，从V型穴532向钢球520传递的转矩的转轴方向的分力比弹簧550的推压力大，钢球520一边向弹簧550方向推压推压轮541一边移动，并从V型穴532脱离，从而，从毂缘531到中央凸缘510的旋转传动被隔断，由此防止传递过大的负荷(例如专利文献1，参照图8)。
但是，这种现有的过载保护装置500存在的问题是：在旋转传动被隔断后钢球520始终处于被弹簧550推压的状态，因此在持续输入旋转时，每当钢球520与毂缘531的V型穴532对合时(至少旋转一周发生一次)，钢球520容纳于V型穴532而再次传递旋转，但是此时如果没有消除过载则会再次如上所述隔断旋转传动，产生很大的振动和噪音，并且加速过载保护装置的各组成部件的磨损而加剧设备损耗。
为了解决上述问题而提出了一种过载保护装置，其具有当过载时保持推压板克服推压力后退的状态的保持机构。
这种过载保护装置600，如图9所示，在中央凸缘610上设有在转轴方向上设置的多个贯通孔611，在该贯通孔611内松动嵌入有作为转矩传递元件的钢球620。
并且，在毂630上在转轴方向与中央凸缘610相对地设有毂缘631，在该毂缘631上设有容纳钢球620的圆锥状的凹部即V型穴632。
另一方面，在与毂缘631的转轴方向相反侧与中央凸缘610相对地设有推压板640，推压板640经由保持机构670被弹簧650向中央凸缘610方向推压。
并且，弹簧650构成为能够通过在紧固部件660上设置的调整部件(未图示)来调整其的推压。
保持机构665构成为包括：被弹簧650直接推压的推压套筒643；在设置于推压套筒643的保持孔644中以可在旋转半径方向出没自如的方式容纳的保持球645；以及在毂630的周向上设置、且能够对保持球645进行容纳的保持槽633。
下面对这种结构的现有过载保护装置600的动作进行说明，在正常旋转传动时保持机构665的保持球645处于未收纳于保持槽633的位置，处于向推压套筒643的保持孔644的外周侧突出的状态，钢球620经由推压套筒643、保持球645和推压板640，被从弹簧650传递的推压力向毂缘631方向推压，因此毂630的旋转从毂缘631的V型穴632向钢球620传递，进而从钢球620经由贯通孔611向中央凸缘610传递。
过载时如图10所示，从V型穴632向钢球620传递的转矩的转轴方向的分力比弹簧650的推压力大，钢球620一边向弹簧650方向推压推压板640一边移动并从V型穴632脱离，从而，从毂缘631到中央凸缘610的旋转传动被隔断，由此，防止传递过大的负荷。
此时，保持球645容纳在保持槽633内，从而不会向保持套筒643的保持孔644外周侧突出，推压板640移动到保持孔644上，则来自保持球645的推压力消除。
并且，虽然通过弹簧650的推压力推压保持套筒643，但保持球645卡定于保持槽633，且保持球645通过移动到保持孔644上的推压板640成为不能向外周侧脱离的状态，因此不会自动地恢复正常的旋转传动状态而能够保持隔断旋转的状态(例如专利文献1，参照图8)。
专利文献1：日本专利特公平7-3253号公报(第2页、第3页、图1、图8)
但是这种过载保护装置的问题在于，向钢球传递的推压力是自弹簧并经由推压套筒、保持球和推压板进行传递的，由于经过较多的组成部件而会导致振动和噪音。
并且由于在传动路径中的组成部件多而力的分散位置也较多，因此必然导致强度、尺寸精度、装配精度的偏差以及振动等所引起的推压力波动，从而难以准确设定过载保护装置的工作转矩，并且也容易引发保持机构自身的动作故障。
发明内容
本发明针对上述现有技术的问题而做出，即本发明目的在于提供一种过载保护装置，从而能够通过保持隔断旋转传动的状态防止较大的振动和噪音并防止各组成部件的磨损和破坏，并且能够防止在传递推压力的路径中产生的振动和噪音并能够准确设定工作转矩而使保持机构可靠工作。
为了解决上述课题，本发明之一的过载保护装置，具有：在设置于转轴方向的多个贯通孔中保持转矩传递元件的中央凸缘；在转轴方向与该中央凸缘相对地设置并且具有与上述转矩传递元件接合的凹部的毂缘；在转轴方向与该毂缘相反一侧与上述中央凸缘相对地设置并且将上述转矩传递元件向上述毂缘方向推压的推压板；以及，当过载时对上述推压板克服推压力后退的状态进行保持的保持机构，上述保持机构包括：在上述推压板的上述中央凸缘侧设置的挡圈(trip ring)，以及在上述中央凸缘的内周侧配置的保持球。
为了进一步解决上述课题，本发明之二在本发明之一基础上，上述毂缘构成为以使上述保持球可在转轴的半径方向上滑动的方式对上述保持球进行引导，上述中央凸缘构成为，其内周面沿着圆周形成波形，当过载时能够将上述保持球推压插入到上述毂缘和上述挡圈之间的空间。
为了进一步解决上述课题，本发明之三在本发明之二基础上，上述挡圈具有圆锥形状的接触面，该圆锥形状的接触面将向远离上述推压板方向被推压并且被推压插入到上述挡圈与上述毂缘之间的空间内的上述保持球向内周方向推压。
为了进一步解决上述课题，本发明之四在本发明之二或三的基础上，通过在上述毂缘与上述挡圈之间的空间的内周侧设置的保持球推压单元向外周侧推压上述保持球。
为了进一步解决上述课题，本发明之五在本发明之一至四任一的基础上，上述毂缘具有将上述保持球保持于移动范围的外周侧的凹部，上述挡圈在正常负载时通过将上述保持球朝上述毂缘方向推压来对上述保持球进行保持。
本发明的过载保护装置，具有：在设置于转轴方向的多个贯通孔中保持转矩传递元件的中央凸缘、在转轴方向与该中央凸缘相对地设置并且具有与上述转矩传递元件接合的凹部的毂缘、在转轴方向与该毂缘相反一侧与上述中央凸缘相对地设置并且将上述转矩传递元件向上述毂缘方向推压的推压板、以及当过载时对上述推压板克服推压力后退的状态进行保持的保持机构，从而能够保持隔断旋转传动的状态，防止因反复进行传动、隔断而引起的较大的振动和噪音以及各组成部件的磨损和破坏，同时具备以下效果。
即，本发明之一的过载保护装置，由于上述保持机构包括在上述推压板的上述中央凸缘侧设置的挡圈，以及在上述中央凸缘的内周侧配置的保持球，能够以较少的组成部件并且线性地构成传递从对推压板进行推压的弹簧到转矩传递元件的推压力的路径，因此能够防止因传递推压力的路径而引起的振动和噪音，并且能够准确地设定工作转矩。
另外，本发明之二在本发明之一的效果基础上，由于上述毂缘构成以使上述保持球可在转轴的半径方向上滑动的方式对上述保持球进行引导，上述中央凸缘构成为，其内周面沿着圆周形成波形，当过载时能够将上述保持球推压插入到上述毂缘和上述挡圈之间的空间，因此旋转传动被隔断，且毂缘和中央凸缘相对地旋转，由此，保持球迅速可靠地插入到推压板的挡圈与毂缘之间，从而使保持机构迅速可靠地工作。
另外，本发明之三在本发明之二的效果基础上，由于上述挡圈具有圆锥形状的接触面，该圆锥形状的接触面将向远离上述推压板方向被推压并且被推压插入到上述挡圈与上述毂缘之间的空间内的上述保持球向内周方向推压，因此，即使在推压板上发生由于和转矩传递元件的摩擦而引起的位移和振动，也能够可靠地对保持球进行保持而避免其脱离于外周方向，从而能够更加可靠地维持保持机构的动作，并且防止保持球的振动等所引起的噪音。
另外，本发明之四在本发明之二或三的效果基础上，由于通过在上述毂缘与上述挡圈之间的空间的内周侧设置的保持球推压单元向外周侧推压上述保持球，因此仅略微地解除推压板和挡圈的推压力，从而能够通过保持球推压单元简便地使保持球向外周方向脱离，可靠地进行保持机构的解除动作。
另外，本发明之五在本发明之一至四任一的效果基础上，由于上述毂缘具有将上述保持球保持于移动范围的外周侧的凹部，上述挡圈在正常负载时通过将上述保持球朝上述毂缘方向推压来对上述保持球进行保持，因此在正常旋转传动时使保持球的位置固定，从而能够防止因保持球的振动引起的噪音。
附图说明
图1为本发明实施例的过载保护装置的轴向剖视图。
图2为图1的B-B上的轴直角方向的剖视图。
图3为图1的旋转传动时的局部放大说明图。
图4为图1的过载时的局部放大说明图。
图5为本发明其他实施例的过载保护装置的毂缘的轴向剖视图。
图6为图5的过载保护装置的B-B上的轴直角方向的剖视图。
图7为现有过载保护装置的轴向剖视图。
图8为图7的现有过载保护装置的过载时的轴向剖视图。
图9为现有其他的过载保护装置的轴向剖视图。
图10为图9的现有的其他过载保护装置的过载时的轴向剖视图。
符号说明如下：
100、500、600...过载保护装置；110、510、610...中央凸缘；111、511、611...贯通孔；112...波形内周面；120、520、620...钢球；130、530、630...毂；131、531、631...毂缘；132、532、632...V型穴；633...保持槽；134...保持球推压单元；135...保持球V型穴；136...保持球引导槽；137...保持球引导槽；140、540、640...推压板；141、541...推压轮；142、542...轴承；643...推压套筒；644...保持孔；145、645...保持球；146...挡圈；147...挡圈推压弹簧；148...接触面；150、550、650...弹簧；160、560、660...紧固部件；161、561...调整螺丝；165、665...保持机构；170...从动凸缘；172...轴承；173...螺栓。
具体实施方式
本发明的过载保护装置，具有：在设置于转轴方向的多个贯通孔中保持转矩传递元件的中央凸缘、在转轴方向与该中央凸缘相对地设置并且具有与上述转矩传递元件接合的凹部的毂缘、在转轴方向与该毂缘相反一侧与上述中央凸缘相对地设置并且将上述转矩传递元件向上述毂缘方向推压的推压板、以及当过载时对上述推压板克服推压力而后退的状态进行保持的保持机构，上述保持机构包括：在上述推压板的上述中央凸缘侧设置的挡圈，以及在上述中央凸缘的内周侧配置的保持球，从而能够防止各组成部件的磨损和破坏，并且能够防止因传递推压力的路径而产生的振动和噪音，能够准确地设定工作转矩，使保持机构可靠工作，只要能够实现这种效果则其具体方式没有限制。
即，本发明的过载保护装置只要是用来传递旋转，则可以适用于各种设备及其使用条件而特别适于高速旋转用途。
并且，本发明中推压板的推压力，可以由碟形弹簧产生，也可以由螺旋弹簧产生。
本发明中转矩传递元件的形状，只要能够在中央凸缘的贯通孔内进退的形状即可，可以为销状或者球体等。
另外，本发明的转矩传递元件的材质，只要满足能够传递大转矩且具有耐受冲击和磨损的耐久性的要求即可，至于金属、陶瓷、合成树脂等的种类则没有限制，但是从硬度以及耐久性成本等方面考虑则优选钢球。
此外，本发明中在毂缘上设置的凹部的形状，只要是能够从转矩传递元件传递转矩并且在转矩传递元件脱离的方向上产生分离的形状即可，例如可以为大致半球形或者圆锥状(剖面V字形)等。
(实施例)
下面参照附图对本发明实施例的过载保护装置进行说明。
图1为本发明实施例的过载保护装置的轴向剖视图。图2为图1的B-B上的轴直角方向的剖视图。图3为图1的旋转传动时的局部放大说明图。图4为图1的过载时的局部放大说明图。图5为本发明其他实施例的过载保护装置的毂缘的轴向剖视图。图6为图5的过载保护装置的B-B上的轴直角方向的剖视图。
并且，图1、图3和图4为图2的A-A剖切线的剖视图。
如图1所示，本发明实施例的过载保护装置100，在中央凸缘110上设有在转轴方向上设置的多个贯通孔111，在该贯通孔111内松动地嵌入有作为转矩传递元件的钢球120。
并且，在毂130上在转轴方向与中央凸缘110相对地设有毂缘131，在该毂缘131上设有容纳钢球120的圆锥状的凹部即V型穴132。
另外，在毂130的外周上经由轴承172可旋转地设有从动凸缘170，并通螺栓173与中央凸缘110紧固。
另一方面，在毂缘131的转轴方向相反侧，与中央凸缘110相对地设有推压板140，推压板140被弹簧150向中央凸缘110方向推压。
并且，弹簧150构成为能够通过在紧固部件160上设置的调整螺丝161来调整其的推压。
另外，在推压板140上经由轴承142可旋转地安装有与钢球120直接接触的推压轮141，当过载时减轻推压板140与钢球120相对旋转时的摩擦。
如图1、图2所示，保持机构165构成为包括：在中央凸缘110的内周侧配置的保持球145；设置在推压板140上且被设置为能够被挡圈推压弹簧147向中央凸缘110方向施力的挡圈146；在毂130上设置的保持球引导槽136；将保持球145向外周侧推压的保持球推压单元134；将在毂缘131上设置的保持球145保持于移动范围的外周侧的保持球V型穴135；沿着圆周形成为波形的中央凸缘110的内周面112。
下面对这种结构的过载保护装置100的动作进行说明。通常，在传递旋转时，如图1至图3所示，钢球120经由推压板140、轴承142和推压轮141，被弹簧150向毂缘131方向推压，因此毂130的旋转从毂缘131的V型穴132向钢球120传递，进而从钢球120经由贯通孔111向中央凸缘110传递，将旋转传递至从动凸缘170。
此时，保持球145处于在毂130上设置的保持球引导槽136的外周侧，被挡圈146推压而收纳于在毂缘131上设置的保持球V型穴135，传递从对推压板140进行推压的弹簧150到达钢球120的推压力的路径由较少的组成部件线性构成，从而能够防止在传递推压力的路径中产生的振动和噪音，能够准确地设定工作转矩。
过载时如图4所示，从V型穴132向钢球120传递的转矩的转轴方向的分力比弹簧150的推压力大，钢球120一边向弹簧150方向推压推压板140一边移动，并从V型穴132脱离，这样，从毂缘131向中央凸缘110的旋转传动被隔断，从而防止传递过大的负荷。
此时，挡圈146也与推压板140一起移动，将保持球145推压于保持球V型穴135的推压力被解除，同时毂缘131与中央凸缘110相对旋转，从而保持球145被沿着圆周形成为波形的中央凸缘110的内周面112推压而沿着在毂130上设置的保持球引导槽136向内周侧移动。
移动到内周侧的保持球145阻止挡圈146向毂缘131侧移动并阻止推压板140的移动，从而避免钢球120再次收容到V型穴132中，并且保持隔断旋转传动的状态。
并且，挡圈146的与保持球145间的接触面148，具有将保持球145向内周方向推压的圆锥形状，因此能够可靠地对保持球145进行保持而避免其由于离心力或振动等而朝外周方向移动，从而更加可靠地维持保持机构的工作，并且具有防止由于保持球的振动等所引起的噪音等显著的效果。
在从隔断旋转传动的状态恢复正常状态时，首先在钢球120与V型穴132的相位匹配的状态下克服弹簧150的推压力而使推压板140朝远离中央凸缘110的方向少许移动，解除挡圈146对保持球145的推压力，通过在毂130上设置的保持球推压单元134使保持球145沿着在毂130上设置的保持球引导槽136向外周侧移动。
并且当开放推压板140后，钢球120被推压板140推压而再次收纳到V型穴132中而恢复可进行旋转传动的状态。
此时，保持球145也再次被挡圈146推压而收纳到在毂缘131上设置的保持球V型穴135中，能够简便可靠地进行保持机构的解除动作。
在以上实施例中，在毂130上设置的保持球引导槽136，形成了在毂130上具有轴向厚度的部分而成为容置保持球145的形状，但是只要能够将保持球145的移动仅限于旋转半径方向，则如图5、图6所示，也可以不必在毂130上设置厚度而在毂缘131上设置较细的保持球引导槽137。
另外，保持球推压单元134可以是弹簧等机械装置，也可以是采用流体压力或电磁力的执行器等。
Claims (5)
1.一种过载保护装置，其具有：在设置于转轴方向的多个贯通孔中保持转矩传递元件的中央凸缘；在转轴方向与该中央凸缘相对地设置并且具有与上述转矩传递元件接合的凹部的毂缘；在转轴方向上的与该毂缘相反一侧与上述中央凸缘相对地设置并且将上述转矩传递元件向上述毂缘方向推压的推压板；以及，当过载时对上述推压板克服推压力而后退的状态进行保持的保持机构，其特征在于，
上述保持机构包括：在上述推压板的上述中央凸缘侧设置的挡圈；在上述中央凸缘的内周侧配置的保持球。
2.根据权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于，
上述毂缘构成为以使上述保持球可在转轴的半径方向上滑动的方式对上述保持球进行引导，
上述中央凸缘构成为，其内周面沿着圆周形成波形，当过载时能够将上述保持球推压插入到上述毂缘和上述挡圈之间的空间内。
3.根据权利要求2所述的过载保护装置，其特征在于，
上述挡圈具有圆锥形状的接触面，该圆锥形状的接触面将向远离上述推压板方向被推压并且被推压插入到上述挡圈与上述毂缘之间的空间内的上述保持球向内周方向推压。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的过载保护装置，其特征在于，
通过在上述毂缘与上述挡圈之间的空间的内周侧设置的保持球推压单元向外周侧推压上述保持球。
5.根据权利要求1至权利要求4任一一项所述的过载保护装置，其特征在于，
上述毂缘具有将上述保持球保持于移动范围的外周侧的凹部，
上述挡圈在正常负载时通过将上述保持球朝上述毂缘方向推压来对上述保持球进行保持。
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