CN104343834B - 剪切阀以及扭矩限制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种剪切阀，具有销部和筒部。销部具有对通路进行封闭的被切断部。筒部以能够从销部取下的方式外嵌于销部。在扭矩限制器产生过大负载时，剪切阀的销部的被切断部被切断。将被切断部已被切断的剪切阀更换为新的剪切阀的情况下，可以仅将销部更换为新的，能够不对筒部进行更换而保持原样地使用。

Description

剪切阀以及扭矩限制器

技术领域

本发明涉及剪切阀以及扭矩限制器。

背景技术

作为现有的剪切阀存在日本特开2010－53929号公报所述的结构。所述剪切阀被用于扭矩限制器。具体而言，向扭矩限制器的油压扩张室加入油以后，利用剪切阀来保持油压扩张室内的压力。上述剪切阀为一体的部件。上述剪切阀具有头部和通路。通路的一端被上述头部封闭，另一方面，通路的另一端与油压扩张室连通。

若在上述扭矩限制器产生过大负载，则剪切阀的头部被切断，从而油压扩张室内的油经由上述通路从所述被切断了的部分排出。由此，扭矩限制器切断扭矩的传递。

然而，在上述现有的剪切阀中，在扭矩限制器产生过大负载从而剪切阀被切断时，需要将被切断了的一体的剪切阀更换为新的一体的剪切阀。这样，若每次都将剪切阀更换为新品，则运行成本增加。

发明内容

本发明的目的之一是提供能够降低由于剪切阀被切断而进行更换时的运行成本的剪切阀以及扭矩限制器。

本发明的一个方式的剪切阀的结构上的特征在于具备：销部；以能够从上述销部取下的方式外嵌于所述销部的筒部，上述销部具有：位于轴向的一端侧的能够被切断的被切断部；以及通路，该通路的上述轴向的上述一端侧被上述被切断部封闭，另一方面，上述轴向的另一端侧呈开口，并且，该通路沿上述轴向延伸。

附图说明

以下，参照附图对具体实施方式进行说明，从而能够清楚本发明的上述目的以及其他目的、特征和优点，其中，对相同或相似的要素标注相同或相似的附图标记。

图1是本发明的第1实施方式的扭矩限制器的轴向的示意剖视图。

图2是图1的剪切阀周边的放大剖视图。

图3是上述剪切阀的局部剖视图。

图4是上述剪切阀的分解图。

图5是第2实施方式的剪切阀与图3对应的图。

图6是上述剪切阀的销部的局部剖视图。

图7是上述剪切阀的筒部的局部剖视图。

具体实施方式

以下，根据图示的实施方式对本发明进行详细的说明。

图1是本发明的第1实施方式的扭矩限制器的轴向的示意剖视图。如图1所示，所述扭矩限制器具备：作为一侧的部件的筒部件1；作为另一侧的部件的轴部件2；4个剪切阀6；第1滚珠轴承17以及第2滚珠轴承18。

上述筒部件1由第1筒部件10和第2筒部件11构成。上述第1筒部件10具有与轴部件2的外周面20抵接的大致圆筒状的内周面21。在上述轴部件2的外周面20和第1筒部件10的内周面21之间，存在防止灼烧用的润滑油。上述第2筒部件11具有与第1筒部件10的大致圆筒状的外周面23抵接的大致圆筒状的内周面24。上述第2筒部件11具有4个剪切阀安装孔30和环状的油压扩张室26。

上述油压扩张室26以在第2筒部件11的内周面24的轴向的规定长度的部分延伸的状态大致沿轴部件2的轴向延伸。上述4个剪切阀安装孔30沿周向等间隔地位于第2筒部件11的外周面。上述剪切阀6的个数与剪切阀安装孔30的个数相同。上述各剪切阀6通过螺合而安装于剪切阀安装孔30。

图2是图1的剪切阀6的周边的放大剖视图。如图2所示，第2筒部件11具有排油孔28。上述排油孔28的径向外侧的另一端部朝剪切阀安装孔30开口，另一方面，排油孔28的径向内侧的一端与油压扩张室26连通。

上述各剪切阀6在内部具有通路62。上述通路62在剪切阀6被固定于剪切阀安装孔30的状态下沿轴部件2的径向延伸。

上述剪切阀6的径向的外侧的端部构成被切断部61。上述剪切阀6被嵌入剪切阀安装孔30的状态下，上述被切断部61向比第2筒部件11的外周面更靠径向外侧的位置突出。

在上述剪切阀6被固定于剪切阀安装孔30的状态下，上述通路62的径向的内侧的一端部与排油孔28的另一端连通。在上述剪切阀6被固定于剪切阀安装孔30的状态下，上述通路62的径向的内侧的一端部经由排油孔28与油压扩张室26的轴向的一端侧连通。另外，上述剪切阀6被固定于剪切阀安装孔30的状态下，上述通路62的径向的外侧的另一端部延伸到被切断部61。在上述剪切阀6被固定在剪切阀安装孔30的状态下，通路62的径向的外侧的另一端部向比第2筒部件11的外周面更靠径向的外侧的位置突出。上述通路62的径向的外侧的另一端部被被切断部61封闭。

如图1和图2所示，上述轴部件2具有：主体部8，其具有大致圆筒状的外周面20；以及切断部9。上述切断部9与主体部8连接。如图2所示，上述主体部8具有径向延伸部50和轴向延伸部51。上述径向延伸部50与筒部件1的轴向的一侧的端面55在轴向对置。上述径向延伸部50沿径向延伸。上述轴向延伸部51与径向延伸部50连接。上述轴向延伸部51沿筒部件1的外周面在轴向延伸。

上述切断部9通过螺栓等的紧固部件而被固定于主体部8的轴向延伸部51。上述切断部9具有位于第2筒部件11的外周面的径向外侧的位置的部分。上述切断部9在轴部件2的周向上与剪切阀6的被切断部61重叠。

如图1所示，上述第1滚珠轴承17具有内圈40、外圈41以及多个滚珠42。内圈40外嵌于轴部件2的外周面而被固定。外圈41内嵌于第2筒部件11的内周面而被固定。滚珠42被配置于内圈40的轨道面和外圈41的轨道面之间。另外，上述第2滚珠轴承18具有内圈44、外圈45以及多个滚珠46。内圈44外嵌于轴部件2的外周面而被固定。外圈45内嵌于第1筒部件10的内周面而被固定。滚珠46被配置于内圈44的轨道面和外圈45的轨道面之间。

上述第1滚珠轴承17以及上述第2滚珠轴承18，在轴部件2相对于筒部件1相对旋转时，将轴部件2支承为相对于筒部件1旋转自如。

图3是上述剪切阀6的局部剖视图。另外，图4是上述剪切阀6的分解图。如图3所示，上述剪切阀6具有销部60和筒部65。如图4所示，上述筒部65以能够从销部60取下的方式外嵌于销部60。

如图3所示，对于上述销部60而言，在销部60的轴向的一端侧(图中为上侧)具有被切断部61。上述被切断部61能够被轴部件2的切断部9(参照图1)切断。

上述销部60具有上述通路62。上述通路62沿销部60的轴向延伸。上述通路62的轴向的一端侧被上述被切断部61封闭。另一方面，通路62的轴向的另一端侧(图中为下侧)开口。

上述销部60在轴向的另一端侧具有沿周向延伸的环状的嵌入槽63。密封部件71与垫圈72以在轴向相邻的状态被嵌入于所述嵌入槽63。密封部件71位于比垫圈72靠轴向的另一端侧的位置。

上述筒部65具有头部66和螺纹槽67。上述头部66位于筒部65的轴向的一端侧(图中为上侧)。上述螺纹槽67位于比头部66靠轴向的另一端侧的位置。头部66是例如俯视时呈六边形的螺栓头。另外，头部只要是能够利用工具被拧入的形状，也可以是俯视时呈六边形以外的公知的任意形状。如图2所示，上述螺纹槽67与剪切阀安装孔30的内表面的螺纹槽59螺合。

再次参照图3，上述销部60的外周面中的、与筒部65对置的对置部分64为平滑面。上述筒部65的内周面中的、与销部60对置的对置部分68也为平滑面。平滑面是指没有螺纹槽等的平滑的面。销部60的对置部分64和筒部65的对置部分68，位于比嵌入槽63靠轴向的一端侧(轴向的被切断部61侧)的位置。

上述销部60和上述筒部65能够沿轴向彼此脱离。参照图4，使销部60相对于筒部65沿箭头A方向相对移动，随着使销部60嵌入筒部65，筒部65的端面65a，与销部60中具有嵌入槽63的凸缘部63a的轴向的端面60a抵接。而且，筒部65的端面65a与凸缘部63a的轴向的端面60a抵接之后，筒部65不继续沿轴向移动。

接下来，对上述扭矩限制器的组装进行说明。

参照图2，首先，通过将筒部件1外嵌于轴部件2的规定位置来对筒部件1进行固定。接下来，将剪切阀6的筒部65通过螺合以稍稍松动的状态安装于剪切阀6。随后，经由与剪切阀安装孔30连通的油封入通路(未图示)，向油压扩张室26送入规定量的油并封入。这样，将筒部件1和轴部件2摩擦卡合。

随后，通过螺合将剪切阀6的筒部65与剪切阀安装孔30进行紧固，从而将剪切阀6可靠地固定于剪切阀安装孔30。此时，剪切阀6的销部60的被切断部61在轴部件2的周向上与切断部9重叠。由此，完成扭矩限制器的组装。

在此状态下，剪切阀6的销部60的油压扩张室26侧的端部承受油压。然而，由于销部60的凸缘部63a的轴向的端面60a与筒部65的端面65a抵接，因此销部60不会从剪切阀安装孔30脱出。

另外，上述销部60的对置部分64和筒部65的对置部分68位于比嵌入槽63靠轴向的一端侧(油压扩张室26的相反侧)的位置。由此，即使销部60的对置部分64和筒部65的对置部分68之间存在缝隙，该缝隙相对于嵌入到嵌入槽63的密封部件71而位于与油压扩张室26相反的一侧。因此，能够防止油压扩张室26内的油从所述缝隙泄漏。

接下来，对上述扭矩限制器的作用进行说明。

对轴部件2或者筒部件1施加规定值以下的负载(进行扭矩传递的范围的负载)的情况下，利用注入到油压扩张室26的油压扩张用的油使第1筒部件10的内周面21缩径。这样，将所述内周面21按压到轴部件2的外周面20，使轴部件2和筒部件1摩擦结合，从而在轴部件2和筒部件1之间传递扭矩。

另一方面，对轴部件2或者筒部件1施加规定值以上的负载(比进行扭矩传递的范围大的负载)，从而轴部件2的外周面20相对于第1筒部件10的内周面21相对旋转的情况下，切断部9切断剪切阀6的被切断部61。这样，使油压扩张室26内的油压扩张用的油，经由另一端被切断的剪切阀6的通路62而向外部排出。

这样，第1筒部件10的内周面21对轴部件2的外周面20的按压力消失，轴部件2和筒部件1的摩擦结合解除，从而切断扭矩的传递。这样，在轴部件2或者筒部件1产生过大负载的情况下，切断扭矩的传递，从而对与扭矩限制器连结的昂贵的机械进行保护。

另外，在上述被切断部61已被切断了的剪切阀6更换为新的剪切阀6的情况下，将与剪切阀安装孔30螺合的筒部65从剪切阀安装孔30取下。然后，将经由密封部件71与上述剪切阀安装孔30接触的销部60从剪切阀安装孔30拔出。

此时，如图3所示，销部60以及筒部65的彼此对置的对置部分64、68为平滑面，销部60与筒部65不螺合。由此，销部60不与筒部65一同旋转。因此，密封部件71和垫圈72也不一同旋转。由此，即使剪切阀安装孔30存在毛刺等，密封部件71和垫圈72也不受剪切阀安装孔30干扰。因此，能够防止密封部件71和垫圈72的损伤。

随后，仅将被切断了的销部60更换为新的，不对筒部65进行更换而保持原样地使用。而且，将新的销部60外嵌于原来的筒部65之后，边将销部60插入剪切阀安装孔30，边将筒部65旋入剪切阀安装孔30。这样，将新的剪切阀6安装于剪切阀安装孔30。

此时，销部60以及筒部65的彼此对置的对置部分64、68为平滑面，销部60与筒部65不螺合。由此，取下筒部65时，销部60不与筒部65一同旋转。因此，密封部件71和垫圈72也不一同旋转。结果，即使在剪切阀安装孔30存在毛刺等，密封部件71和垫圈72也不受剪切阀安装孔30干扰。因此，能够防止密封部件71和垫圈72的损伤。

根据上述第1实施方式的剪切阀6，上述销部60具有对通路62进行封闭的被切断部61，筒部65以能够从销部60取下的方式外嵌于销部60。将所述剪切阀6用于扭矩限制器时，在扭矩限制器产生过大负载，剪切阀6的销部60的被切断部61被切断。将所述切断了的剪切阀6更换为新的剪切阀6时，能够仅将销部60更换为新的，而对筒部65不进行更换保持原样地使用。这样，将剪切阀6更换为新的的情况下，可以仅将销部60更换为新的，能够降低运行成本。上述剪切阀6由再利用的筒部65和更换了的销部60构成，因此能够抑制运行成本。

另外，由筒部65和与筒部65不同的部件即销部60构成剪切阀6，因此能够与筒部65无关地使销部60的刚性小。因此，能够容易地切断销部60的被切断部61。另外，由筒部65和与筒部65不同的部件即销部60构成剪切阀6，因此能够与销部60无关地使筒部65的刚性大。因此，将剪切阀6安装于扭矩限制器的剪切阀安装孔30时，能够对筒部65施加较大的力而将其旋入，从而能够可靠地安装剪切阀6。例如，能够使销部60为黄铜，筒部65为S45C。

另外，根据上述第1实施方式的扭矩限制器，由于具有上述剪切阀6，因此能够降低扭矩限制器工作时所产生的对剪切阀6进行更换的运行成本。

此外，本发明不限定于上述的第1实施方式，能够在不脱离本发明的要旨的范围内对设计进行变更。

在上述第1实施方式中，筒部65的外周面设有螺纹槽67。然而，在本发明中，可以在筒部的外周面设有(凸状或者凹状的)卡定部，所述卡定部可以与设置于剪切阀安装孔的内表面的(凹状或者凸状的)被卡定部卡定。

另外，在上述第1实施方式中，剪切阀6被安装于筒部件65的外周面。然而，在本发明中，也可以在筒部件的轴向的端面设置剪切阀安装孔，也可以将剪切阀安装在筒部件的轴向的端面。

另外，在上述第1实施方式中，销部60的对置部分64和筒部65的对置部分68为平滑面。然而，在本发明中也可以在销部的对置部分和筒部的对置部分设置螺纹槽而将销部和筒部螺合。

另外，在上述第1实施方式中，由第1筒部件10和第2筒部件11构成筒部件1。第1筒部件10具有与轴部件2的外周面20接触的内周面21。第2筒部件11具有封入油压扩张用的油的油压扩张室26。然而，在本发明中，筒部件也可以为具有与轴部件的外周面接触的内周面、和封入流体压扩张用的流体的流体压扩张室的一体型的筒部件。

另外，在上述第1实施方式中，在上述轴部件2的外周面20和筒部件1的内周面21之间涂覆的润滑油，可以为牵引油，或者，也可以为石蜡系矿油(涡轮油)和受阻酯(Hinderedester)等除牵引油以外的润滑油。

另外，在上述第1实施方式中，流体压扩张室为环状的油压扩张室26，注入到流体压扩张室的流体为油。然而，在本发明中，流体压扩张室也可以不是环状。另外，在本发明中，注入到流体压扩张室的流体也可以为除油以外的任意液体。

另外，在上述第1实施方式中，4个剪切阀沿周向等间隔地配置。然而，在发明中也可以具有一个以上的任意数量的剪切阀。另外，具有多个剪切阀的情况下，这些多个剪切阀可以沿周向等间隔地配置，或者也可以沿周向非等间隔地配置。

另外，在上述第1实施方式中，一侧的部件为筒部件1，筒部件1具有油压扩张室26。然而，在本发明中，一侧的部件也可以为轴部件，且轴部件具有流体压扩张室。另外，在本发明中，也可以为下面的图5所示那样，更容易被剪断的结构。

图5是第2实施方式的剪切阀的与图3对应的图。另外，图6是第2实施方式的剪切阀106的销部160的局部剖视图。图7是第2实施方式的剪切阀106的筒部65的局部剖视图。另外，在第2实施方式中，对与第1实施方式的结构相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。另外，在第2实施方式中，省略对与第1实施方式相同的作用效果以及变形例的说明，仅对与第1实施方式不同的结构、作用效果以及变形例进行说明。

第2实施方式的剪切阀106中，仅销部160在被切断部161上具有环状的槽口(开口槽)180这一点与第1实施方式的剪切阀6不同。详细而言，如图5所示，对于销部160而言，在轴向的一端侧具有被切断部161，另一方面，在轴向的另一侧具有具备嵌入槽163的凸缘部163a。另外，上述被切断部161具有环状的槽口180。上述槽口180严格地沿销部160的外周面的周向延伸。在上述筒部65的与轴向的头部66侧相反的一侧的端面65a、与销部160的凸缘部163a的轴向的端面160a抵接的抵接状态下，槽口180的整个部分位于比筒部65靠轴向的一端侧(轴向的被切断部161侧)的位置。更详细而言，如图5所示，在上述抵接状态下，上述槽口180的轴向的筒部65侧的端部194与筒部65的头部66的上表面94连接。并且，不作详细叙述，在图5中，附图标记167示出筒部65的螺纹槽。

由于本发明的剪切阀不是一体型结构而是分体型结构，因此能够降低运行成本。但是，由于是分体型，因此需要将销部160组装于筒部65。为了能够将销部160组装于筒部65，不得不使销部160的被切断部161设为棒状的形状。详细而言，例如，若与现有的公知的剪切阀相同，在销的被切断部设有沿与轴向垂直的方向延伸的突出部而使销容易被剪断，则无法将销组装于筒部。这里，本申请发明者发现，若剪切阀的被切断部为棒状的形状，则有时被切断部不与扭矩限制器的动作一起被剪断，而是被切断部先变形为椭圆形后再被剪断(其中，本发明中，即使销部没有槽口，大多数情况下，不发生所述椭圆状的变形，能够瞬间进行剪断。)。

对此，根据上述第2实施方式的扭矩限制器，销部160的外周面190在比筒部65靠上述轴向的一端侧的位置具有沿外周面190的周向延伸的槽口180。因此，由于存在槽口180的位置的强度变低，因此即使销部160的被切断部161为棒状的形状，也能够以槽口180为起点使破断可靠且瞬间产生，从而能够瞬间进行剪断。因此，不仅能够降低运行成本，也能够在扭矩限制器工作的同时可靠且瞬间进行剪断，能够使剪断的响应性优良。

另外，根据上述第2实施方式，可以仅在剪切阀106的销部160设置槽口180。由此，与未设有槽口的第1实施方式的分割型的剪切阀6相比较，由于没有对使用和操作进行变更的地方，因此几乎没有增加工序。

另外，在上述第2实施方式中，槽口180为环状。然而，在本发明中，槽口也可以不是环状，也可以仅存在于销部的外周面的周向的一部分的相位。另外，在这种情况下，对销部而言，也可以在销部的轴向的相同位置仅具有非环状的1个槽口，也可以在销部的轴向的相同的位置具有沿周向空开不同间隔的多个槽口。另外，在本发明中，也可以具有存在于轴向的不同位置的两个以上的槽口。

另外，在上述第2实施方式中，在上述筒部65的与轴向的头部66侧相反的一侧的端面65a与销部160的凸缘部163a的轴向的端面160a抵接的抵接状态下，槽口180的整体部分位于比筒部65靠轴向的被切断部161侧的位置。另外，在上述抵接状态下，上述槽口180的轴向的筒部65侧的端部194与筒部65的头部66的上表面94连接。然而，在本发明中，筒部的与轴向的头部侧相反的一侧的端面与销部的凸缘部的轴向的端面抵接的抵接状态下，也可以使槽口的整体部分以相对于头部沿轴向空开间隔的状态存在于被切断部。另外，在本发明中，上述抵接状态下，也可以仅槽口的一部分存在于比筒部靠轴向的被切断部侧的位置，也可以使槽口具有在筒部的轴向上与筒部重叠的部分。

另外，在上述第2实施方式中，槽口180严格地沿销部160的外周面的周向延伸。然而，在本发明中，槽口既可以在销部的外周面的具有周向的延伸成分的延伸方向上延伸，槽口也可以在销部的外周面的具有轴向的延伸成分的延伸方向上延伸。

另外，如第1实施方式所述的那样，在本发明中，销部也可以不具有槽口。另外，当然也能够将上述全部的实施方式以及变形例中说明的结构中的两个以上的结构组合而形成新的实施方式。

根据本发明的剪切阀，上述销部具有对通路进行封闭的被切断部，且能够取下销部和筒部。因此，更换剪切阀时，可以仅更换销部，从而能够降低运行成本。

另外，根据本发明的扭矩限制器，由于具有上述剪切阀，能够降低扭矩限制器工作时所产生的更换剪切阀的运行成本。

Claims (7)

1.一种剪切阀，

具备：

销部；以及

以能够从上述销部取下的方式外嵌于上述销部的筒部，

所述剪切阀的特征在于，

上述销部具有：

位于轴向的一端侧的能够被切断的被切断部；以及

通路，该通路的上述轴向的上述一端侧被上述被切断部封闭，另一方面，上述轴向的另一端侧呈开口，并且，该通路沿上述轴向延伸。

2.根据权利要求1所述的剪切阀，其特征在于，

上述筒部的外周面具有螺纹槽，

上述销部的外周面中的与上述筒部对置的对置部分为平滑面，

上述筒部的内周面中的与上述销部对置的对置部分为平滑面。

3.根据权利要求1所述的剪切阀，其特征在于，

上述销部在上述轴向的上述另一端侧具有用于嵌入密封部件的嵌入槽，

上述销部的外周面中的与上述筒部对置的对置部分、和上述筒部的内周面中的与上述销部对置的对置部分，位于比上述嵌入槽靠上述轴向的上述一端侧的位置。

4.根据权利要求2所述的剪切阀，其特征在于，

上述销部在上述轴向的上述另一端侧具有用于嵌入密封部件的嵌入槽，

上述销部的外周面中的与上述筒部对置的对置部分、和上述筒部的内周面中的与上述销部对置的对置部分，位于比上述嵌入槽靠上述轴向的上述一端侧的位置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的剪切阀，其特征在于，

上述销部的外周面在比上述筒部靠上述轴向的上述一端侧的位置具有沿所述销部的外周面的周向延伸的槽口。

6.一种扭矩限制器，

具备：

轴部件；

以能够旋转的方式外嵌于上述轴部件的筒部件；以及

权利要求1～4中任一项所述的剪切阀，

所述扭矩限制器的特征在于，

上述筒部件以及上述轴部件这两者中的一个部件具有：流体压扩张室，其用于将上述一个部件的周面按压到上述筒部件以及上述轴部件这两者中的另一个部件的周面；以及与上述流体压扩张室连接的剪切阀安装孔，

在上述剪切阀被安装于上述剪切阀安装孔的状态下，上述剪切阀的上述被切断部从上述一个部件突出，

在上述剪切阀被安装于上述剪切阀安装孔的状态下，上述另一个部件具有在上述另一个部件的周向上与上述剪切阀的上述被切断部重叠的切断部。

7.一种扭矩限制器，

具备：

轴部件；

以能够旋转的方式外嵌于上述轴部件的筒部件；以及

权利要求5所述的剪切阀，

所述扭矩限制器的特征在于，

上述筒部件以及上述轴部件这两者中的一个部件具有：流体压扩张室，其用于将上述一个部件的周面按压到上述筒部件以及上述轴部件这两者中的另一个部件的周面；以及与上述流体压扩张室连接的剪切阀安装孔，

在上述剪切阀被安装于上述剪切阀安装孔的状态下，上述剪切阀的上述被切断部从上述一个部件突出，

在上述剪切阀被安装于上述剪切阀安装孔的状态下，上述另一个部件具有在上述另一个部件的周向上与上述剪切阀的上述被切断部重叠的切断部。