CN102414466A - 扭矩限制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种扭矩限制装置，其能够实现高扭矩限制控制，并且，稳定性和耐久性好，其特征在于，包括：离合器盘夹持板(17)，其具有抵接在飞轮(2)的外周面的抵接部(13)，并且形成为中央具有开口部(16)的环状，其通过与飞轮(2)联结，在与飞轮(2)之间形成凹部空间(14)；离合器盘(18)，其安装在该凹部空间(14)，并与被传递侧机器连结；离合器按压板(22)，安装在离合器盘(18)与飞轮(2)之间；按压机构，其通过安装在飞轮(2)内的弹性部件(21)以面接触状态按压离合器按压板(22)。

Description

扭矩限制装置

技术领域

本发明涉及一种扭矩限制装置，在将来自作为动力源的发动机的动力传递到被驱动装置时，或者，从被驱动装置向发动机传递动力时，防止被驱动装置和发动机负荷规定以上的扭矩。

背景技术

一般地，在将来自作为动力源的发动机的动力传递到被驱动装置时，为了使被驱动装置不因扭矩过大而破损，防止规定值以上的扭矩传递到被驱动装置，有时会设置扭矩限制装置。

例如，在该扭矩限制装置，将一对板从两侧以规定夹持力夹持离合器盘的外周部的摩擦衬片，将其输入侧与作为发动机侧的部件的飞轮等连结，输出侧与被驱动装置的输入轴等连结。

因此，如果将现有的离合器结构作为扭矩限制装置使用，在现有产品中，由于将离合器盘按压在飞轮侧的离合器按压板厚，并且，装有对动力的传递进行断开、连接的释放结构，因此，轴向尺寸大，不易于搭载在车辆等上。

通过如(日本)特开2006-29358号的结构，节省了空间并实现了低成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2006-29358号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献中，图7表示扭矩限制装置01的剖面图。

扭矩限制装置安装在飞轮02与变速器的输入轴03之间。扭矩限制装置的主要结构包括：作为输入旋转体的离合器板011、固定板012、离合器盘013、作为输出旋转体的花键轮毂015、安装在输入旋转体与输出旋转体之间的减震机构016。离合器板011和固定板012是金属板制的环状部件，且在轴向具有规定间隔。离合器板011配置在发动机侧，固定板012配置在变速器侧。离合器盘013具有固定在离合器板011的外周部的缓冲板020和固定在缓冲板020的两面的摩擦衬片021。

对传递扭矩进行限制的限制部06由离合器盘013、从轴向两侧夹持离合器盘013的摩擦衬片021地设置的第一板030和第二板031、用于向一对板030、031施加夹持力的锥形弹簧032、配置在离合器盘013的外周侧的环状的罩部件033构成。

第一板030被铆钉034固定在罩部件033的变速器侧。在罩部件033的内周部，在发动机侧的端部形成有向内周侧突出的环状的卡止突起033a。

在罩部件033的内周部配置有与第一板030一起夹持摩擦衬片021的第二板部件031，在该第二板031与卡止突起033之间压缩设置有锥形弹簧032。

然而，夹持摩擦衬片021的单侧的第一板030是被铆钉034和螺栓固定在罩部件033的平板状的环状部件，所述螺栓是用于将罩部件033安装在飞轮02上，所述第一板030刚性低，不能进行高扭矩限制。

另一方面，向第二板031施加按压力的机构是锥形弹簧032，因此，其与第二板031的接触为线接触，向着摩擦衬片021的面压力易于变得不均，限制扭矩不稳定，存在不能得到期待的扭矩限制效果的问题。

并且，锥形弹簧032与第一板030之间的接触由于线接触的影响，在接触面会产生局部的高面压，在摩擦衬片021会过早产生偏磨损，存在不能得到想要的扭矩限制效果的问题。

本发明是鉴于上述问题作出的，其目的在于提供一种扭矩限制装置，能够实现高扭矩限制控制，并且，稳定性和耐久性好。

解决问题的手段

本发明能够达到上述目的，本发明是一种扭矩限制装置，其控制动力的传递力并保护发动机和被传递侧机器，其特征在于，包括：

作为发动机的动力输出部的大致圆盘状的飞轮；离合器盘夹持板，其具有抵接在该飞轮的外周侧的抵接部，并且形成为中央具有开口部的环状，其通过与所述飞轮联结，在与所述飞轮之间形成凹部空间；离合器盘，其安装在所述凹部空间，并与被传递侧机器连结；离合器按压板，其安装在该离合器盘与所述飞轮之间；按压机构，其通过安装在所述飞轮内的弹性部件按压所述离合器按压板以使其面压均匀，通过所述按压机构的按压力使所述飞轮与所述离合器盘夹持板夹持所述离合器盘。

离合器盘夹持板通过与飞轮联结在与飞轮之间形成圆环状的凹部空间，将该凹部空间的空间作为离合器盘收纳部，因此，提高相对于离合器盘按压方向的刚性。

因此，通过飞轮与离合器盘夹持板之间的凹部空间，能够以高压力按压离合器盘。并且，通过安装在上述飞轮内的弹性部件按压离合器按压板以使其面压均匀，因此，离合器按压板与离合器盘均匀接触，得到作为扭矩限制装置的高扭矩保持力(传递力)，提高保持力的稳定性和耐久性。

并且，由于在飞轮内安装有按压机构，能够减小飞轮轴向的尺寸，提高在车辆的搭载性。

并且，离合器盘夹持板与飞轮联结并形成收纳离合器盘的凹部空间，因此，由于其在飞轮的轴向具有厚度，具有作为飞轮的惯性质量的效果。

并且，在本发明中，优选的是，在所述离合器盘夹持板设置有锥部以使所述飞轮与所述离合器盘夹持板形成的空间沿着旋转中心的方向变窄。

在离合器盘夹持板，由于其中央开口，中央开口部的刚性就比外周部低，通过从弹性部件经由离合器按压板和离合器盘作用的按压力，向轴向外侧会产生变形。

因此，通过采用这种结构，离合器盘夹持板的、夹持离合器盘的面就会向飞轮中心方向锥状地变窄，因此，由于预先考虑到了变形，因此，能够使离合器盘夹持板与离合器盘的抵接面压均匀，防止离合器盘的偏磨损，能够得到作为扭矩限制装置的高扭矩保持力(传递力)，保持力的稳定性和耐久性。

并且，在本发明中，优选的是，所述离合器盘包括：摩擦衬片，其被所述离合器盘夹持板与所述离合器按压板夹持；圆形的缓冲板，其保持该摩擦衬片，并在中央部具有中心与所述飞轮的轴心大致一致的开口部；轮毂部件，其外嵌在向被驱动机器侧输出从所述飞轮传递到所述缓冲板的传递力的输出轴；缓冲部，其外周部与所述缓冲板连接，其内周部与所述轮毂部件连接，并且，其弹性地连接在所述输出轴的旋转方向，所述缓冲部与所述缓冲板的结合位置位于所述缓冲部的所述飞轮侧，将所述缓冲部配置在所述离合器盘夹持板的中央开口部内。

通过这种结构，能够将缓冲部嵌入离合器盘夹持板的中央开口部，不需多余的空间部，就能够缩小扭矩限制装置的输出轴方向的宽度的尺寸。

并且，在本发明中，优选的是，构成所述按压机构的所述弹性部件是螺旋弹簧，在所述飞轮的轴心的周围，该螺旋弹簧嵌入与该轴心大致平行地穿设的多个孔即可。

根据这种结构，通过在以飞轮的轴心为中心的周围以如圆周状或交错状配置多个螺旋弹簧，能够使向着摩擦衬片的按压力均匀，更为易于调节(螺旋弹簧的配置个数和弹性常数)扭矩限制力。

并且，由于弹簧为螺旋状，与离合器按压板之间的接触面为圆周状，从而能够得到与圆形面接近的接触效果，面压均匀，因此，能够防止摩擦衬片的偏磨损，得到作为扭矩限制装置的高扭矩保持力(传递力)，提高保持力的稳定性和耐久性。

并且，通过将螺旋弹簧收容在穿设在飞轮的孔，能够使螺旋弹簧的安装稳定性好，并且，能够缩小整个装置的输出轴方向的宽度。

并且，在本发明中，优选的是，在所述飞轮与所述离合器盘夹持板抵接的抵接部安装有多个垫片。

根据这种结构，在由于按压机构的按压部件的制造误差、摩擦衬片的磨损等而得不到规定的扭矩保持力(传递力)时，通过调整垫片的个数，就能够容易地调整按压部件的按压力。

并且，通过使垫片为分割状，完全不分解扭矩限制装置就能够调整其个数。

发明效果

根据本发明的扭矩限制装置，由于离合器盘夹持板与飞轮联结，与飞轮之间就会形成圆环状的凹部空间，将该凹部空间的内部作为离合器盘收纳部，因此，提高相对于离合器盘按压方向的刚性。

这样，通过飞轮与离合器盘夹持板就能够以高压力按压离合器盘，离合器盘夹持板、按压机构与整个摩擦衬片均匀接触，能够得到作为扭矩限制装置的高扭矩保持力、稳定性和耐久性。

并且，由于将离合器盘收纳在凹部空间，能够缩小整个离合器限制装置的输出轴方向的尺寸，提高用于安装在驱动源与被驱动装置之间的设计的自如性。

附图说明

图1是实施本发明的电力线的示意图。

图2是本发明第一实施方式中的扭矩限制装置的剖面图。

图3是图2的X向视图。

图4表示图3的螺旋弹簧的其他配置例。

图5是第二实施方式中的扭矩限制装置的剖面图，(A)表示第二实施方式的剖面图，(B)表示离合器盘夹持板的自由状态，(C)表示通过按压机构按压离合器按压板的状态。

图6是第三实施方式的扭矩限制装置的剖面图。

图7是现有技术中的扭矩限制装置的剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的该扭矩限制装置的实施方式进行说明。

只要没有对该实施例中记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对位置等进行特别记载，本发明的范围就不仅限与此，仅仅是说明例而已。

(第一实施方式)

图1表示实施本发明的叉车的电力线的示意图。从右边开始为：发动机1，作为发动机1的动力输出部的飞轮2，本申请发明的扭矩限制装置3，其内装在该飞轮2内、与飞轮一起限制传递扭矩，该扭矩限制装置3的输出轴和变速器4的输入轴经由构成减速装置7的齿轮连接，并驱动叉车。

另一方面，由马达5和液压泵6构成，该马达5经由减速机构7与该扭矩限制装置3的输出轴连结，具有启动发动机或利用发动机的动力发电以及辅助发动机的功能，该液压泵6同轴连结在该马达5的驱动轴，并作为叉车的作业用机器的驱动源。

图2表示扭矩限制装置3的纵剖面图。扭矩限制装置3包括：飞轮2，其固定在发动机1的输出轴11，并作为传递并输出发动机的驱动力的旋转体，并具有缓和发动机的旋转变化的作用；离合器盘夹持板17，由使飞轮2的旋转轴方向的剖面形状大致为コ形并使コ形的开口侧面向飞轮2侧的环状构成。该离合器盘夹持板17具有沿着飞轮2的外周部抵接在相当于コ形的开口端部的部分的抵接部13，并且，具有在コ形的底壁15的中央部在与输出轴11的轴心大致相同轴线上存在中心的开口部16。

并且，通过将离合器盘夹持板17联结在飞轮2，在飞轮2与离合器盘夹持板17之间形成凹部空间14。

并且，本实施方式中的离合器盘夹持板17不仅需要刚性，而且需要飞轮的作用。

并且，在开口部16的周缘部，在与离合器盘18相对的面的相反侧的面设置有环状、且整个周长都向变速器4的方向突出的凸缘部50。

这样，确保后述的离合器盘18被从飞轮2侧按压时的承受侧的刚性。

在离合器夹持板17与飞轮2实现的凹部空间14安装有轴心配置在与飞轮2的轴心CL大致相同位置的扭矩限制装置3的离合器盘18。

并且，如图3和图4所示，在飞轮2穿设有在离合器盘18侧的壁面开口，且具有与飞轮2的旋转轴线CL大致平行的中心线的孔20。在该孔20压缩安装有螺旋弹簧21。例如，以飞轮2的旋转轴线CL为中心的圆周状(一个圆周上)或交错状(在两个圆周上为交错状)地配置有安装螺旋弹簧用的多个孔20，螺旋弹簧20分别安装在各个螺旋弹簧安装用孔20。

并且，在螺旋弹簧21与离合器盘18之间安装有离合器按压板22。通由螺旋弹簧21和离合器按压板22构成按压机构，通过该按压机构将离合器盘18按压在离合器盘夹持板17。通过圆周状或交错状地在飞轮2配置多个螺旋弹簧21，离合器按压板22就能够均匀地按压整个离合器盘18。

并且，通过交错状地配置螺旋弹簧21，离合器按压板22就能够更加均匀地按压整个离合器盘18。

并且，通过增减螺旋弹簧21或者改变螺旋弹簧21的弹簧常数，就能够调节离合器盘18的驱动力传递力(扭矩)极限。

另外，不限于本实施例，只要螺旋弹簧21的配置是使面压均匀的配置即可。

并且，与飞轮2的壁面之间具有若干缝隙地配置离合器按压板22。在将离合器盘夹持板17安装在飞轮2时，该缝隙用于防止由于各构成零件的制造误差而导致离合器盘夹持板17与离合器按压板22、飞轮2直接夹持离合器盘18。(失去扭矩限制作用)

并且，离合器按压板22将来自飞轮的驱动力(力矩)传递到离合器盘18，并且能够向旋转轴心CL方向移动，因此，在从飞轮2至离合器盘夹持板17设置定位销51，使其卡合在设置在离合器按压板22的外周部的多个卡合缺口。

离合器盘18以被离合器按压板22和离合器夹持板17夹持的方式压接，并通过摩擦阻力将来自飞轮2的动力传递到减速机构7。

离合器盘18不仅使外周部的、与离合器按压板22和离合器夹持板17抵接的部分的摩擦阻力增大，并且，具有如下部件构成，即，缓冲板23，其在两面通过铆钉等固定有以作用规定以上的旋转扭矩就滑动的方式调节的摩擦衬片24，并且，在中间部具有圆形开口的开口部；花键轮毂30，其配置在飞轮2的旋转轴线CL的大致相同轴线上，且嵌合在变速器4的输入轴；缓冲部40，其安装在花键轮毂30的外周部，并对圆周方向的旋转变化进行缓冲。

通过扭簧33、43在花键轮毂30与缓冲板23之间构成缓冲部40，其仅在圆周方向的规定角度范围弹性地对圆周方向的旋转变化进行缓冲。

在超出规定角度范围的范围，刚性连结。

另外，与缓冲板23的开口部的内周缘部连结的离合器板41配置在花键轮毂30的飞轮2侧。由此，缓冲部40嵌入开口部16。

通过将缓冲部40嵌入离合器夹持板17的开口部16，能够减小飞轮2的旋转轴方向的尺寸，提高装置的搭载自由度。

下面对扭矩限制装置的动作进行说明。

发动机的驱动力传递到飞轮2，该飞轮2在输出轴11通过螺栓25和定位销26成为输出旋转体，并且具有缓和发动机的旋转变化的作用。

通过以离合器按压板22和与飞轮2一体的离合器夹持板17夹持的方式压接离合器盘18，由于摩擦衬片24与离合器按压板22、离合器压入板17之间的摩擦力，发动机的驱动力从缓冲板传递到离合器板41。

根据本实施方式，由离合器盘夹持板17与飞轮2形成凹部空间14，将该凹部空间作为离合器盘收纳部，因此，相对于离合器盘18按压方向的刚性提高，装置的变形量变小，因此，易于确保设定好的传递扭矩极限值，并且具有持续地保持质量稳定性的效果。

并且，由于是刚性高的结构，因此，能够以大按压力按压离合器盘18，易于成为传递扭矩高的装置。

并且，在离合器盘18的缓冲部40，由于摩擦衬片24的轴向的尺寸大，因此，使配置有摩擦衬片24的缓冲板23所安装的离合器板设置在飞轮侧，使缓冲部40位于离合器盘夹持板17的开口部16，这样就能够进一步缩小飞轮2轴向的尺寸，提高在车辆等的搭载性能。

并且，按压机构的弹性部件是在飞轮2上的、与飞轮2的轴心平行且以该轴心为中心的圆周上穿设的多个孔分别嵌入螺旋弹簧21的结构，因此，离合器按压板22向着摩擦衬片24的按压力均匀，并且，由于离合器按压板22与螺旋弹簧21之间的接触部为圆周状，从而能够得到与圆形面接近的接触，面压均一化，因此，能够防止摩擦衬片24的偏磨损，能够确保作为扭矩限制装置的高保持力和保持力的稳定性。

并且，通过在两个圆周上交错状地配置螺旋弹簧21，离合器按压板22能够更加均匀地按压整个离合器盘18，能够确保可靠性更高的保持力和保持力的稳定性。

并且，在由于某种现象而产生设定以上的冲击性扭矩时，在摩擦衬片24与离合器按压板22、离合器夹持板17之间产生滑动，从而能够防止缓冲部40和嵌入花键轮毂30的驱动轴所驱动的机器的损坏。

(第二实施方式)

基于图5对本发明的扭矩限制装置的第二实施方式进行说明。

在自由状态下，离合器盘夹持板19的、与配置在离合器盘18的外周部的摩擦衬片24相对的壁面形成为从外周部向内周部变窄的锥状。

这是预见到如下情况的结构，即，由于离合器盘夹持板19的中央开口，中央开口部比外周部刚性低，由于从弹性部件经由离合器按压板和离合器盘作用的按压力而产生的变形。

图5(A)是第二实施方式的扭矩限制装置的剖面图，(B)是方便地说明离合器盘夹持板19的自由状态时(利用螺栓联结飞轮2和离合器盘夹持板19之前的状态)的形状的分解图。

并且，图5(C)是方便地表示离合器盘夹持板19被离合器按压板22和按压机构的螺旋弹簧21按压，离合器盘夹持板19的コ形的底壁15变形的状态的图。

根据本实施方式，摩擦衬片24的部分被离合器盘夹持板19、离合器按压板22以及按压机构的螺旋弹簧21按压，内周部的面压就会比外周部低，因此，通过预测变形量，并且在自由状态从外周部向内周部锥状突出，因此，离合器盘夹持板19、离合器按压板22与离合器盘18的摩擦衬片24之间的面压均匀化，能够更可靠地防止摩擦衬片24的偏磨损。

(第三实施方式)

基于图6对本发明的扭矩限制装置的第三实施方式进行说明。

在飞轮2与离合器盘夹持板17抵接的抵接部安装多个垫片55，通过增减垫片55，能够调整飞轮2的离合器按压板的抵接面和离合器盘夹持板17的摩擦衬片24的抵接面的尺寸A。

作为为了修正由于按压机构的按压部件的制造误差、摩擦衬片24的制造误差、磨损而造成不能得到任意的扭矩保持力(传递力)的情况的修正装置，调节尺寸A就能够得到任意的扭矩保持力(传递力)。

并且，通过使垫片成为分割状，完全不分解扭矩限制装置就能够调节该垫片的个数。

工业实用性

由于本发明使能够限制高扭矩的扭矩限制装置成为稳定且耐久性高的装置，因此，其适合用于作为使用了减速机构等被驱动装置的叉车等车辆的电力线的保护。

Claims (5)

1.一种扭矩限制装置，其限制动力的传递量以保护发动机和被传递侧机器，其特征在于，包括：

作为发动机的动力输出部的大致圆盘状的飞轮；离合器盘夹持板，其具有抵接在该飞轮的外周侧的抵接部，并且形成为中央具有开口部的环状，其通过与所述飞轮联结，在与所述飞轮之间形成凹部空间；离合器盘，其安装在所述凹部空间，并与被传递侧机器连结；离合器按压板，其安装在该离合器盘与所述飞轮之间；按压机构，其通过安装在所述飞轮内的弹性部件按压所述离合器按压板以使其面压均匀，通过所述按压机构的按压力使所述飞轮与所述离合器盘夹持板夹持所述离合器盘。

2.根据权利要求1所述的扭矩限制装置，其特征在于，在所述离合器盘夹持板设置有锥部，以使所述飞轮与所述离合器盘夹持板形成的空间沿着旋转中心的方向变窄。

3.根据权利要求1或2所述的扭矩限制装置，其特征在于，所述离合器盘包括：摩擦衬片，其被所述离合器盘夹持板与所述离合器按压板夹持；圆形的缓冲板，其保持该摩擦衬片，并在中央部具有中心与所述飞轮的轴心大致一致的开口部；轮毂部件，其外嵌在向被驱动机器侧输出从所述飞轮传递到所述缓冲板的传递力的输出轴；缓冲部，其外周部与所述缓冲板连接，其内周部与所述轮毂部件连接，并且，其弹性地连接在所述输出轴的旋转方向，所述缓冲部与所述缓冲板的结合位置位于所述缓冲部的所述飞轮侧，将所述缓冲部配置在所述离合器盘夹持板的中央部的所述开口部内。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的扭矩限制装置，其特征在于，构成所述按压机构的所述弹性部件是螺旋弹簧，在所述飞轮的轴心的周围，该螺旋弹簧嵌入与该轴心大致平行地穿设的多个孔。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的扭矩限制装置，其特征在于，在所述飞轮与所述离合器盘夹持板抵接的抵接部安装有多个垫片。

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