CN108691925A - 扭矩限制器 - Google Patents

扭矩限制器 Download PDF

Info

Publication number
CN108691925A
CN108691925A CN201810258655.7A CN201810258655A CN108691925A CN 108691925 A CN108691925 A CN 108691925A CN 201810258655 A CN201810258655 A CN 201810258655A CN 108691925 A CN108691925 A CN 108691925A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
disk spring
inclined surface
tooth
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810258655.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108691925B (zh
Inventor
桑原邦昭
仲川晃造
田中雄太朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Publication of CN108691925A publication Critical patent/CN108691925A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108691925B publication Critical patent/CN108691925B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00Automatic clutches
    • F16D43/02Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/20Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/202Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type
    • F16D43/2022Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement
    • F16D43/2024Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement the axially moving part being coaxial with the rotation, e.g. a gear with face teeth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/042Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement
    • F16D7/044Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement the axially moving part being coaxial with the rotation, e.g. a gear with face teeth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00Automatic clutches
    • F16D43/02Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/20Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/202Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Abstract

本发明提供了一种扭矩限制器(90),其包括:第一啮合部分(52),该第一啮合部分设置在输入轴(50)的表面处;板(200;200A;200B),该板包括构造成与第一啮合部分(52)啮合的第二啮合部分(210;210A;210B);以及碟形弹簧部分(120),该碟形弹簧部分能够与输出轴(20)一体地旋转,碟形弹簧部分(120)包括与板(200;200A;200B)接合的接合部分(130、135),在当经由接合部分(130、135)推压板(200;200A;200B)而使第二啮合部分(210;210A;210B)朝向第一啮合部分(52)偏置的时候碟形弹簧部分(120)被施加有等于或大于设定值的载荷的情况下,碟形弹簧部分(120)被偏转成使接合部分(130、135)沿与板(200;200A;200B)相反的方向移位。

Description

扭矩限制器
技术领域
本公开总体上涉及扭矩限制器。
背景技术
JP2014-052048A(在下文中称为专利参考文献1)中公开了一种结合在差速齿轮装置中的已知的扭矩限制器。专利参考文献1中公开的扭矩限制器包括第一旋转构件、第二旋转构件和推压机构,第一旋转构件、第二旋转构件和推压机构布置在围绕驱动轴的轴线以可旋转的方式设置的差速器壳体中。第一旋转构件通过变速器的输出与差速器壳体一体地旋转。第二旋转构件面向第一旋转构件并且与第一旋转构件同轴地布置,以能够与第一旋转构件接合。推压机构设置成与第一旋转构件相邻并且通过弹簧产生在推压机构的周向方向上的推压力。
第一旋转构件在面向第二旋转构件的表面处包括沿第一旋转构件的径向方向延伸的齿。第二旋转构件在面向第一旋转构件的表面处包括沿第二旋转构件的径向方向延伸的齿。第一旋转构件和第二旋转构件经由第一旋转构件的齿和第二旋转构件的齿彼此接合。
设置成能够沿第一旋转构件的轴向方向滑动的第一旋转构件和设置成能够沿推压机构的周向方向滑动的推压机构布置成使得第一旋转构件的倾斜表面和推压机构的倾斜表面彼此接合。因此,第一旋转构件经由倾斜表面被施加有成为轴向方向上的推压力的在周向方向上的推压力,从而第一旋转构件滑动并且被朝向第二旋转构件推压。
在上述构型中,在等于或低于最大扭矩的扭矩被输入至差速齿轮装置的状态下,第一旋转构件和第二旋转构件通过利用由推压机构施加的推压力保持第一旋转构件与第二旋转构件的接合而传递该扭矩。同时,在差速齿轮装置被输入等于或大于预定值的扭矩的情况下,第一旋转构件和第二旋转构件通过第一旋转构件和第二旋转构件的脱开接合而断开扭矩传递,其中,第一旋转构件和第二旋转构件的脱开接合是通过第一旋转构件抵抗由推压机构施加的推压力而沿与第二旋转构件相反的方向滑动引起的。
然而,由于专利参考文献1中公开的扭矩限制器使用滑动构件作为建立断开扭矩传递的操作(断开操作)的必要部件,因此出现了下面描述的问题。
首先,即使扭矩限制器被设计成在预定扭矩被输入时断开扭矩传递,但是在预定扭矩被实际上输入的情况下,扭矩传递可能由于被施加有大量载荷的滑动构件抵抗摩擦力滑动而不被断开。具体地,当上述预定扭矩被输入时,预期第一旋转构件会抵抗由推压机构施加的推压力而沿远离第二旋转构件的方向滑动。然而,由于例如在第一旋转构件的倾斜表面与推压机构的倾斜表面彼此接触的部分处以及推压机构与围绕推压机构的引导壁之间的部分处产生了摩擦力,因此,即使上述预定扭矩被输入,第一旋转构件也可能不按所预期的滑动,并且扭矩传递可能不会断开。因此,实际上,即使在比上述预定扭矩大的扭矩被输入时,扭矩传递也可能不会断开。因此,扭矩限制器建立断开操作所需的扭矩(释放扭矩)可能基于由滑动构件引起的摩擦力而增加。
此外,在高频冲击载荷被输入的情况下,滑动构件由于具有较大的惯性质量而可能在比预期时间晚的时间移动(滑动)。因此,实际上,即使在比预定扭矩大的扭矩被输入时,扭矩传递也可能不会断开。因此,释放扭矩可能基于滑动构件的惯性质量而增加。
如上所述,当设计扭矩限制器时,需要通过假定释放扭矩会增加而例如使扭矩限制器包括具有大扭矩强度的动力传动系统。因此,需要使动力传动系统大型化。
因此需要一种抑制释放扭矩变化的扭矩限制器。
发明内容
根据本公开的一方面,扭矩限制器包括:第一啮合部分,该第一啮合部分设置在传递驱动马达的驱动力的输入轴的表面处,该表面与输入轴的轴向方向相交;板,该板形成为环形形状,该板与输入轴同轴地设置,并且该板包括第二啮合部分,该第二啮合部分在轴向方向上面向第一啮合部分并且构造成与第一啮合部分啮合;以及碟形弹簧部分,该碟形弹簧部分能够与和输入轴同轴地设置并且能够相对于输入轴旋转的输出轴一体地旋转,碟形弹簧部分包括与板接合的接合部分,在当经由接合部分推压板而使第二啮合部分朝向第一啮合部分偏置的时候碟形弹簧部分被施加有等于或大于设定值的载荷的情况下,碟形弹簧部分被偏转成使接合部分沿与板相反的方向移位。
根据该构型,在预定扭矩被输入的情况下,碟形弹簧部分的与板接合的接合部分弯曲,使得接合部分沿与设置在输入轴处的第一啮合部分相反的方向移位,从而使设置在板处的第二啮合部分沿与第一啮合部分相反的方向移动。因此,第一啮合部分与第二啮合部分的啮合可以被释放,并且输入轴与输出轴之间的扭矩传递可以被断开。因此,可以提供可用于扭矩连接/断开功能的扭矩限制器。
根据本公开的另一方面,板包括沿着板的外周布置成彼此间隔开的多个被接合部分,并且碟形弹簧部分的接合部分包括分别与沿着所述外周的所述多个被接合部分中的各个被接合部分接合的多个接合部分。
根据上述构型,碟形弹簧部分经由接合部分被连接至板,以阻止当扭矩连接/断开功能被操作时由于碟形弹簧部分相对于板滑动而产生摩擦力。因此,可以提供阻止释放扭矩变化的扭矩限制器。
根据本公开的又一方面,扭矩限制器还包括支承部分,该支承部分形成为筒形形状,该支承部分与碟形弹簧部分一体地形成,并且该支承部分连接至输出轴。
根据上述构型,由于碟形弹簧部分和支承部分是一体地模制的,因此实际上不会产生当扭矩连接/断开功能被操作时由于碟形弹簧部分与支承部分之间的滑动引起的摩擦力。因此,可以提供阻止释放扭矩变化的扭矩限制器。
根据本公开的另一方面,支承部分通过被固定至输入轴而被限制沿轴向方向移动。
根据上述构型,由于支承部分被阻止相对于输入轴沿轴向方向移动,因此实际上不会产生由于与和支承部分一体地模制的碟形弹簧部分一起的支承部分与其他构件之间的滑动引起的摩擦力。因此,可以提供阻止释放扭矩变化的扭矩限制器。
根据本公开的又一方面,第一啮合部分包括布置成彼此间隔开并径向地延伸的多个第一突起部,并且第二啮合部分包括布置成彼此间隔开并径向地延伸的多个第二突起部。
根据上述构型,包括径向地延伸的所述多个第一突起部的第一啮合部分与包括径向地延伸的所述多个第二突起部的第二啮合部分牢固地啮合。因此,可以提供实现扭矩连接/断开功能的扭矩限制器90。
根据本公开的另一方面,所述多个第二突起部中的每个第二突起部均设置在板的基准表面处,并且所述多个第二突起部中的每个第二突起部均包括主表面、第一倾斜表面和第二倾斜表面,该主表面从第一端部朝向板的外周边缘以相对于基准表面平行的方式沿板的径向方向延伸至第二端部,该第一倾斜表面以连接在主表面与基准表面之间的方式沿径向方向延伸,该第二倾斜表面以连接在主表面与基准表面之间且同时与第一倾斜表面一起夹置主表面的方式沿径向方向延伸。
根据上述构型,构成第二啮合部分的第二突起部经由第一倾斜表面和第二倾斜表面与构成第一啮合部分的第一突起部啮合。在预定扭矩被输入的情况下,第二啮合部分被沿与第一啮合部分相反的方向推压。因此,可以提供实现扭矩连接/断开功能的扭矩限制器。
根据本公开的再一方面,所述多个第二突起部中的每个第二突起部均包括第三倾斜表面,该第三倾斜表面从主表面的第二端部朝向所述外周边缘沿径向方向延伸;并且第三倾斜表面相对于基准表面形成角度,该角度小于由第一倾斜表面和第二倾斜表面中的每一者相对于基准表面形成的角度。
根据上述构型,构成第二啮合部分的第二突起部包括第三倾斜表面,该第三倾斜表面朝向碟形弹簧部分的外周边缘沿径向方向延伸,以抑制相对于第二啮合部分的第二突起部的外径部区域部分地产生扭矩。
根据本公开的又一方面,所述多个第二突起部中的每个第二突起部均包括第三倾斜表面,该第三倾斜表面从主表面的第二端部朝向所述外周边缘沿径向方向延伸,并且第三倾斜表面相对于基准表面形成角度,该角度小于由第一倾斜表面和第二倾斜表面中的每一者相对于基准表面形成的角度。
根据上述构型,构成第二面凸轮的第二突起部包括各自具有从内径部朝向外径部连续地减小的倾斜角度的第一倾斜表面和第二倾斜表面。因此,抑制了在第二突起部的在径向方向上的特定部分处发生应力集中。
根据本公开的又一方面,碟形弹簧部分从第一端部延伸至第二端部,碟形弹簧部分在第一端部处包括具有半圆形截面的弯曲部,并且碟形弹簧部分包括贯通孔。
根据该构型,在预定扭矩被输入的情况下,碟形弹簧部分的与板接合的接合部分弯曲,使得接合部分沿与设置在输入轴处的第一啮合部分相反的方向移位,从而使设置在板处的第二啮合部分沿与第一啮合部分相反的方向移动。因此,第一啮合部分和第二啮合部分的啮合可以被释放,并且输入轴与输出轴之间的扭矩传递可以被断开。因此,可以提供可用于扭矩连接/断开功能的扭矩限制器。
根据本公开的又一方面,支承部分在内周表面处包括多个凹槽部,这些凹槽部布置成彼此间隔开并沿轴向方向延伸。
根据上述构型,由于碟形弹簧部分和支承部分是一体地模制的,因此实际上不会产生当扭矩连接/断开功能被操作时由于碟形弹簧部分与支承部分之间的滑动引起的摩擦力。因此,可以提供阻止释放扭矩变化的扭矩限制器。
附图说明
本公开的前述及附加的特征和特性将通过参照附图考虑的以下详细描述而变得更加明显,在附图中:
图1是图示了组装有根据本公开的第一实施方式的扭矩限制器的动力系的基本构型的框图;
图2是图示了图1中图示的马达单元(安装有第一实施方式的扭矩限制器的马达单元8)的构型的示意图;
图3是示意性地图示并局部放大了扭矩限制器的构型以及与该扭矩限制器相关的部件的截面图;
图4是示意性地图示了图3中示出的板的构型的立体图;
图5是示意性地图示了图3中示出的板的构型的正视图;
图6是示意性地图示了图4和图5中示出的齿在沿从板的外周边缘朝向中心轴线的方向观察时的形状的示图;
图7是示意性地示出了图3中示出的板弹簧单元在从侧面观察时的构型的立体图。
图8是示意性地示出了图3中示出的板弹簧单元在从与观察图7的一侧相反的一侧观察时的构型的立体图;
图9是图示了图3中示出的板弹簧单元的构型的截面图;
图10A、图10B、图10C、图10D、图10E和图10F是示意性地图示了图3中示出的扭矩限制器的操作的说明图;
图11是示意性地图示了形成在根据本公开的第二实施方式的扭矩限制器中包括的板处的第二面凸轮的构型的示图;
图12是示意性地图示了图11中图示的第二面凸轮中包括的齿的一部分的放大图;
图13是示意性地示出了根据本公开的第三实施方式的扭矩限制器中包括的板的构型的侧视图;以及
图14是沿着A-A的平坦表面截取的截面图,该截面图示意性地示出了形成在图14中示出的板处的齿的构型。
具体实施方式
参照附图对本公开中的实施方式进行说明。在附图中,相同或相似的部件具有相同的附图标记。另外,例如出于说明的目的,在一个或更多个附图中图示的部件中的一些部件可以在其他附图中省去。此外,在附图中缩小比例可能不精确。
本公开中的扭矩限制器例如被安装在采用分时四轮驱动系统的车辆处,在该分时四轮驱动系统中,车辆在通常条件下以前轮驱动模式行驶,并且在可选条件下以四轮驱动模式行驶。本公开中的扭矩限制器还能够应用于采用任何驱动系统的车辆,这些驱动系统例如包括前轮驱动系统(即,前置发动机前轮驱动布局(FF)车辆)、后轮驱动系统(即,前置发动机后轮驱动布局(FR)车辆、中置发动机后轮驱动布局(MR)车辆和后置发动机后轮驱动布局(RR)车辆)、以及全时/分时四轮驱动系统。
参照图1对安装有扭矩限制器的动力系的结构进行说明。
如图1中所示,车辆1主要包括作为前轮动力系的发动机(ENG)2、变速器(T/M)3和前轮差速齿轮装置(Fr差速器)4,其中,发动机2产生驱动力,变速器3传递发动机2的驱动力,前轮差速齿轮装置4构造成将从变速器3传递的驱动力传递至左前轮5a和右前轮5b。前轮差速齿轮装置4操作成在车辆1向前行驶的情况下使左前轮5a的旋转速度(转数)与右前轮5b的旋转速度(转数)相等并且在车辆1向右或向左转向的情况下将左前轮5a的旋转速度和右前轮5b的旋转速度分别调节为适当的转数。
另外,车辆1主要包括作为后轮动力系的电池6、控制装置7和马达单元8,其中,电池6供给电力,控制装置7利用从电池6供给的电力控制马达单元8,马达单元8由控制装置7控制成使左后轮9a和右后轮9b旋转。马达单元8包括产生驱动力的马达、传递马达的驱动力的减速器、以及构造成将从减速器传递的驱动力传递至左后轮9a和右后轮9b的后轮差速齿轮装置(Rr差速器)。后轮差速齿轮装置操作成在车辆1向前行驶的情况下使左后轮9a的旋转速度(转数)与右后轮9b的旋转速度(转数)相等并且在车辆向右或向左转向的情况下将左后轮9a的旋转速度和右后轮9b的旋转速度分别调节为适当的转数。
包括上述动力系的车辆1在通常条件下以前轮驱动模式操作,使得驱动力仅通过前轮动力系传递至左前轮5a和右前轮5b。另外,车辆1在可选条件下、即例如当车辆在有雪的道路上行驶时以四轮驱动模式操作,使得驱动力通过车辆驾驶员的操作或控制装置7的控制不仅被传递至左前轮5a和右前轮5b而且被传递至左后轮9a和右后轮9b。
马达单元8中结合有如下面说明的根据一个实施方式的扭矩限制器。
参照图2对安装有扭矩限制器的马达单元8的基本结构进行说明。
马达单元8包括作为主要轴的呈中空形式的马达驱动轴10、副轴20(即,用作输出轴)、左后轮驱动轴30a和右后轮驱动轴30b。马达驱动轴10由轴承12以可旋转的方式支承。在马达驱动轴10的外周处安装有设置成面向定子14的转子16。副轴20布置成与马达驱动轴10平行并且由轴承22以可旋转的方式支承。左后轮驱动轴30a穿过马达驱动轴10而定位在马达驱动轴10内并与马达驱动轴10同轴地布置。固定有左后轮9a的左后轮驱动轴30a由轴承32以可旋转的方式支承。右后轮驱动轴30b与左后轮驱动轴30a同轴地布置。固定有右后轮9b的右后轮驱动轴30b由轴承34以可旋转的方式支承。例如,可以认为定子14、转子16和马达驱动轴10主要构成了马达。
马达单元8包括作为主要齿轮的副驱动齿轮40、副从动齿轮50(即,用作输出轴)、终驱动齿轮60、终从动齿轮70以及后轮差速齿轮装置(Rr差速器)80。副驱动齿轮40在马达驱动轴10处布置成与马达驱动轴10一体地旋转。副从动齿轮50布置在副轴20处,并且能够在与副驱动齿轮40接合的状态下相对于副轴20旋转。终驱动齿轮60在副轴20处布置成与副轴20一体地旋转。终从动齿轮70以与终驱动齿轮60接合的状态布置在左后轮驱动轴30a处。后轮差速齿轮装置80布置在左后轮驱动轴30a与右后轮驱动轴30b之间。例如,可以认为副从动齿轮50、副轴20、终驱动齿轮60和终从动齿轮70主要构成了减速器。
马达单元8还包括扭矩限制器90,扭矩限制器90能够与副从动齿轮50和副轴20两者接合以控制副从动齿轮50与副轴20之间的扭矩传递。
扭矩限制器90包括第一面凸轮52(即,用作第一啮合部分)(参见图3)、环状板200(参见图3)和碟形弹簧单元100。第一面凸轮52设置在副从动齿轮50处。环状板200包括第二面凸轮210(即,用作第二啮合部分)(参见图3),第二面凸轮210能够与第一面凸轮52啮合,环状板200与副从动齿轮50同轴地设置。碟形弹簧单元100能够与副轴20一体地旋转,并且碟形弹簧单元100包括与板200接合的接合部分(突起部130、凹陷部135)(参见图3)。碟形弹簧单元100经由接合部分(突起部130、凹陷部135)推压板200,以使第二面凸轮210朝向第一面凸轮52偏置。板弹簧单元100设置成在碟形弹簧单元100被施加有等于或大于设定值的载荷的情况下偏转或弯曲成使得接合部分(突起部130、凹陷部135)沿与板200相反的方向、即沿远离第一面凸轮52的方向移位。因此,扭矩限制器90可以实现控制(具体是允许和中断)副从动齿轮50与副轴20之间的扭矩传递的功能。出于说明的目的,上述功能在下文中被称为“扭矩连接/断开功能”。
具体地,扭矩连接/断开功能是用于在输入至扭矩限制器90的这种扭矩小于释放扭矩的情况下允许扭矩传递并且用于在输入至扭矩限制器90的这种扭矩等于或大于释放扭矩的情况下阻止扭矩传递的功能。
包括上述结构的马达单元8如下面描述的那样进行操作。在车辆1以四轮驱动模式行驶的情况下,马达(马达驱动轴10)的驱动力经由副驱动齿轮40和副从动齿轮50传递至副轴20。传递至副轴20的驱动力经由终驱动齿轮60进一步传递至终从动齿轮70。传递至终从动齿轮70的驱动力经由后轮差速齿轮装置80传递至左后轮驱动轴30a和右后轮驱动轴30b。后轮差速齿轮装置80将驱动力传递至左后轮驱动轴30a和右后轮驱动轴30b而使得在车辆1向前行驶的情况下,左后轮驱动轴30a和右后轮驱动轴30b以相同的旋转速度(相同的转数)旋转。后轮差速齿轮装置80还将驱动力传递至左后轮驱动轴30a和右后轮驱动轴30b而使得在车辆1向右或向左转向的情况下,左后轮驱动轴30a和右后轮驱动轴30b以各自的旋转速度(各自的转数)适当地旋转。
在小于释放扭矩的扭矩被输入至扭矩限制器90的情况下,扭矩限制器90操作成允许副从动齿轮50与副轴20之间的扭矩传递。具体地,第一面凸轮52和第二面凸轮110通过经由接合部分130、135推压板200以使第二面凸轮210朝向设置在副从动齿轮50处的第一面凸轮52偏置的板弹簧单元100而彼此啮合。结果是,扭矩限制器90允许副从动齿轮50与副轴20之间的扭矩传递。
另一方面,在等于或大于释放扭矩的扭矩被输入至扭矩限制器90的情况下,扭矩限制器90操作成中断或阻止副从动齿轮50与副轴20之间的扭矩传递。具体地,碟形弹簧单元100偏转或弯曲成使得接合部分130、135沿远离板200的方向移位。因此,扭矩限制器90通过释放第一面凸轮52与第二面凸轮210之间的啮合而中断了副从动齿轮50与副轴20之间的扭矩传递。
接下来,下面将参照图3对扭矩限制器90的具体构型的示例以及与扭矩限制器90相关的部件进行说明。
扭矩限制器90包括第一面凸轮52、环状板200和板弹簧单元100。第一面凸轮52设置在传递马达的驱动力的副从动齿轮50处。环状板200包括第二面凸轮210,第二面凸轮210构造成与第一面凸轮52啮合并且与副从动齿轮50同轴地设置。板弹簧单元100能够与副轴20一体地旋转,并且包括与板200接合的突起部130和凹陷部135。板弹簧单元100经由突起部130和凹陷部135推压板200,以使第二面凸轮210朝向第一面凸轮52偏置。板弹簧单元100设置成在碟形弹簧单元100被施加有等于或大于设定值的载荷的情况下偏转或弯曲成使得突起部130和凹陷部135沿与板200相反的方向移位。
此外,扭矩限制器90包括多个突起部28,所述多个突起部28在副轴20的外周表面处布置成彼此间隔开,并且所述多个突起部28通过与板弹簧单元100接合来允许副从动齿轮50与副轴20之间的驱动力传递。
下面将参照图3对副从动齿轮50的具体构型的示例进行说明。如图3中所示,副从动齿轮50由例如铁、钢、铝合金或钛合金的金属制成,副从动齿轮50具有整体上包括沿着中心轴线的贯通孔51的环形形状的构件。副从动齿轮50包括与设置在副驱动齿轮40处的齿接合的齿54。
在副从动齿轮50的内部设置有整体上环形地延伸的容纳空间53。容纳空间53例如包括环形地延伸的第一空间53a和与第一空间53a连通并环形地延伸的第二空间53b。第一空间53a被第一外周壁53d和第一内周壁53a1所围绕,第一外周壁53d具有第一直径并且环形地延伸,第一内周壁53a1具有小于第一直径的第二直径并且环形地延伸。第二空间53b被第一外周壁53d和第二内周壁53b1所围绕,第二内周壁53b1具有比小于第一直径的第二直径小的第三直径并且环形地延伸。
副从动齿轮50的面向板弹簧单元100的表面53e、即围绕副从动齿轮50处的第一空间53a并且与中心轴线相交(在此为法向于中心轴线)的表面53e设置有第一面凸轮52。第一面凸轮52包括布置成彼此间隔开并径向地延伸的多个齿(第一突起部)520。稍后将对齿520的形状进行描述。
副轴20设置在副从动齿轮50的贯通孔51内,并且板弹簧单元100与副轴20的突起部28接合,使得副从动齿轮50能够与副轴一体地旋转。稍后将对板弹簧单元100如何与副轴20的突起部28接合进行描述。
副轴20的面向副从动齿轮50的贯通孔51的区域设置有沿周向方向延伸的间隙29。可以在间隙29处设置布置成彼此间隔开的多个轴承(滚针轴承)24。所述多个轴承24中的每个轴承均可以是能够围绕平行于副轴20的中心轴线延伸的中心轴线旋转的。
作为示例,图3图示了容纳空间53包括第一空间53a和第二空间53b的模式。替代性地,容纳空间53可以采用容纳空间53包括环形地延伸的单个空间的模式。
图3还图示了第一面凸轮52相对于副从动齿轮50的面向板弹簧单元100的表面53e直接设置的模式。替代性地,第一面凸轮52可以设置在容纳并固定在副从动齿轮50的容纳空间53(例如第一空间53a)处的环状板(该环状板的面向板弹簧单元100的表面)处。
除了参照图3之外,接下来将参照图4和图5对板200的具体构型的示例进行说明。如图4和图5中所示,板200具有在中央部处设置有贯通孔205的环形形状,并且由例如铁、钢、铝合金或钛合金的金属制成。板200包括沿着板200的外周布置成彼此间隔开的凹陷部(被接合部分)220和沿着板200的外周布置成彼此间隔开的突起部(被接合部分)225。也就是说,单个突起部225被设置在彼此相邻的两个凹陷部220之间,并且单个凹陷部220被设置在彼此相邻的两个突起部225之间。此外,板200包括设置在单个表面(面向副从动齿轮50的表面53e的表面)230(即,用作基准表面)处的第二面凸轮210。第二面凸轮210包括布置成彼此间隔开并径向地延伸的多个齿(第二突起部)。
齿240(即,第二突起部)设置有主表面246、第一倾斜表面248、第二倾斜表面250、第三倾斜表面252和第四倾斜表面254。主表面246从第一端部242朝向表面230的外周边缘以相对于表面230(第一基准表面,基准表面)大致平行的方式沿径向方向延伸至第二端部244。第一倾斜表面248以连接在主表面246与表面230之间的方式沿径向方向延伸。第二倾斜表面250以连接在主表面246与表面230之间且同时与第一倾斜表面248一起夹置主表面246的方式沿径向方向延伸。第三倾斜表面252从主表面246的第二端部244朝向板200的外周边缘沿径向方向延伸并且沿接近表面230的方向倾斜。第四倾斜表面254从主表面246的第一端部242朝向板200的中心轴线沿径向方向延伸并且沿接近表面230的方向倾斜。在第一实施方式中,主表面246具有从第一端部242朝向第二端部244增大的宽度。替代性地,在其他实施方式中,主表面246可以具有从第一端部242朝向第二端部244减小的宽度或者从第一端部242到第二端部244基本恒定的宽度。
如图6中所示,由第一倾斜表面248相对于表面230形成的角度α1能够从大于0度到小于等于45度的范围选择。由第二倾斜表面250相对于表面230形成的角度α2能够从大于0度到小于等于45度的范围选择。在图6中未图示并且由第三倾斜表面252相对于表面230形成的角度α3能够从大于0度到小于等于45度的范围选择。类似地,在图6中未图示并且由第四倾斜表面254相对于表面230形成的角度α4能够从大于0度到小于等于45度的范围选择。在第一实施方式中,α1至α4全部被设定为45度。替代性地,在其他实施方式中,α1至α4不一定具有相同的度数,并且可以设定为任意度数。
在第一面凸轮52和第二面凸轮210彼此接合的状态(图3中图示的状态)下,第一面凸轮52的单个齿520位于第二面凸轮210的彼此相邻的两个齿240之间的区域处(换句话说,第二面凸轮210的单个齿240位于设置在第一面凸轮52的彼此相邻的两个齿520之间的区域处)。因此,有利的是,第一面凸轮52的齿520适当地位于设置在第二面凸轮210的彼此相邻的两个齿240之间的区域处并且第一面凸轮52的齿520具有与彼此相邻的两个齿240适当地啮合的形状。在第一实施方式中,齿520大致具有与上述第二面凸轮210的齿240相同或相似的形状。也就是说,齿520可以包括主表面、第一倾斜表面、第二倾斜表面、第三倾斜表面和第四倾斜表面。主表面从第一端部朝向表面53e(参见图3)的外周边缘以相对于表面53e(第二基准表面)大致平行的方式沿径向方向延伸至第二端部。第一倾斜表面以连接在主表面与表面53e之间的方式沿径向方向延伸。第二倾斜表面以连接在主表面与表面53e之间且同时与第一倾斜表面一起夹置主表面的方式沿径向方向延伸。第三倾斜表面从主表面的第二端部朝向副从动齿轮50的外周边缘沿径向方向延伸并且沿接近表面53e的方向倾斜。第四倾斜表面从主表面的第一端部朝向副从动齿轮50的中心轴线沿径向方向延伸并且沿接近表面53e的方向倾斜。在第一面凸轮52和第二面凸轮210彼此接合的状态下,齿520的第一倾斜表面面向齿240的第一倾斜表面248或与齿240的第一倾斜表面248接触,并且齿520的第二倾斜表面面向齿240的第二倾斜表面250或与齿240的第二倾斜表面250接触,有利的是,由齿520的第一倾斜表面相对于表面53e形成的角度和由第二倾斜表面相对于表面53e形成的角度与齿240的第一倾斜表面248的倾斜角度α1和齿240的第二倾斜表面250的倾斜角度α2相同或相似。
除了参照图3之外,下面将参照图7至图9对板弹簧单元100的具体构型的示例进行说明。图7至图9中的每个图均图示了处于未被施加外力的状态的板弹簧单元100。
板弹簧单元100由例如铁、钢、铝合金或钛合金的金属制成,并且概括地说,板弹簧单元100包括具有环形形状的碟形弹簧部分120和具有筒形形状并且与碟形弹簧部分120一体地且同轴地形成的支承部分140。
碟形弹簧部分120从第一端部122延伸至第二端部124,并且在第一端部122处包括具有大致半圆形截面的弯曲部123。碟形弹簧部分120延伸成使得其在弯曲部123与第二端部124之间的半径随靠近中心轴线而减小。碟形弹簧部分120在第二端部124处包括贯通孔125。碟形弹簧部分120包括在第一端部122处布置成彼此间隔开的多个突起部(接合部分)130和在第一端部122处布置成彼此间隔开的多个凹陷部(接合部分)135。也就是说,单个凹陷部135被设置在彼此相邻的两个突起部130之间,并且单个突起部130被设置在彼此相邻的两个凹陷部135之间。
在第一实施方式中,碟形弹簧部分120的突起部130、凹陷部135以及位于第一端部122与弯曲部123之间的部分(包括凹陷部123)可以具有较高的刚度,并且碟形弹簧部分120的位于弯曲部123与第二端部124之间的部分(不包括弯曲部123)可以具有较高的挠性(易于弯曲)。替代性地,突起部130、凹陷部135以及位于第一端部123与第二端部124之间的部分全部都可以具有较高的挠性(易于弯曲)。
支承部分140延伸成使得其半径从第一端部142朝向中间部分144增大,并且延伸成使得其半径从中间部分144到第二端部146大致恒定。支承部分140在第一端部142处包括贯通孔143。支承部分140在第一端部142处一体地连接至碟形弹簧部分120的第二端部124。因此,支承部分140的贯通孔143与碟形弹簧部分120的贯通孔125连通。
支承部分140包括多个凹槽部148,所述多个凹槽部148沿轴向方向延伸并且在支承部分140的内周表面处布置成彼此间隔开。
如图3中所示,图7至图9中图示的板弹簧单元100被安装成处于与副从动齿轮5一起夹置图4和图5中示出的板200的状态。具体地,板200和板弹簧单元100被设置成使得图4和图5中示出的板200的面向表面230的表面260与图7至图9中示出的板弹簧单元100的表面126面向彼此。在这种状态下,板弹簧单元100在板200上安装成使得板弹簧单元100的突起部(接合部分)130中的每个突起部均与板200的所述多个凹陷部(被接合部分)220中的相应的凹陷部220接合,并且使得板弹簧单元100的凹陷部(接合部分)135中的每个凹陷部与板200的所述多个突起部(被接合部分)225中的每个突起部接合。在第一实施方式中,突起部130可以压配合到凹陷部220中,并且突起部225可以压配合到凹陷部135中,或者突起部130可以与凹陷部220焊接在一起,并且突起部225可以与凹陷部135焊接在一起,以减小板弹簧单元100的突起部130与板200的凹陷部220之间以及板弹簧单元100的凹陷部135与板200的突起部225之间的滑动(摩擦力)。
接下来,如图3中所示,副从动齿轮50的第一内周壁53a1被设置在板200的贯通孔205中,并且副从动齿轮50的第二内周壁53b1被设置在碟形弹簧部分120的贯通孔125和支承部分140的贯通孔143中。同时,设置在副轴20处的所述多个突起部28中的相应的突起部28与设置在板弹簧单元100的支承部分140处的凹槽部148中的每个凹槽部接合。然后,碟形弹簧部分120通过以下述状态将支承部分140(例如中间部分144)固定至第二内周壁53b1而如图3中图示的那样安装在副从动齿轮50上:该状态为表面126(面向副从动齿轮50的表面)被朝向板200推压直至倾斜成相对于板200的表面260成微小角度(例如五度)并且表面126位于第二空间53b内。
如图3中所示,板弹簧单元100可以通过卡环S固定至副从动齿轮50,卡环S设置在于支承部分140的中间部分144处沿周向方向环形地延伸的切口与面向该切口并且在副从动齿轮50处沿周向方向环形地延伸的凹槽之间。结果是,可以阻止支承部分140沿着轴向方向沿远离第一面凸轮52的方向(沿图3中的向右方向)移动。
这样,板弹簧单元100与板200被一起固定至副从动齿轮50,并被固定至副轴20。这里,如图3中所示,设置在板200处的第二面凸轮210面向设置在副从动齿轮50处的第一面凸轮52并与设置在副从动齿轮50处的第一面凸轮52啮合。设置在板弹簧单元100的支承部分140处的凹槽部148中的每个凹槽部均与设置在副轴20处的所述多个突起部28中的相应的突起部28接合(凹槽部148中的每个凹槽部均插入有所述多个突起部28中的相应的突起部28)。在这种状态下,当副从动齿轮50旋转时,设置在板弹簧单元100的支承部分140处的凹槽部148与副轴20的与凹槽部148接合的突起部28接触并且沿周向方向推压突起部28。因此,板弹簧单元100(板弹簧单元100、板200和副从动齿轮50)可以与副轴20一体地旋转。
接下来,下面将参照图10A至图10F对具有上述构型的扭矩限制器90的扭矩连接及断开功能的操作进行说明。
图10A图示了在板弹簧单元100安装在副从动齿轮50上之前(在自由状态下)第一面凸轮52与第二面凸轮210之间的位置关系。图10C图示了在板弹簧单元100相对于副从动齿轮50的安装状态(正常状态)下第一面凸轮52与第二面凸轮210之间的位置关系。图10E图示了在释放扭矩被输入至第二面凸轮210(第一面凸轮52)的状态下第一面凸轮52与第二面凸轮210之间的位置关系。图10B、图10D、图10F中的每个图均示出了施加至碟形弹簧部分120的载荷与碟形弹簧部分120的行程(位移)之间的与图10A、图10C、图10E中示出的关系中的每种关系相对应的关系。
在图10A和图10B中,在板弹簧单元100的碟形弹簧部分120未被施加外力的状态(自由状态)下,碟形弹簧部分120的表面126倾斜成相对于板200的表面260成比图10C中示出的相对于板200的表面260的角度大的角度。在这种状态下,由于碟形弹簧部分120未被施加载荷,因此碟形弹簧部分120的行程为零,如图10B中所示。
接下来,在图10C和图10D中,在板弹簧单元100安装在副从动齿轮50上的状态下,碟形弹簧部分120的表面126倾斜成相对于板200的表面260成比图10A中的角度小的角度,这是由于碟形弹簧部分120被施加有与第一面凸轮52相反的方向上的载荷。在这种状态下,如图10D中所示,由于碟形弹簧部分120被施加有沿着轴向方向的朝向与第一面凸轮52相反的方向的载荷L1,因此碟形弹簧部分120的行程为D1
在图10E和图10F中,释放扭矩被输入至第二面凸轮20(或第一面凸轮52)。当相对于第二面凸轮210或第一面凸轮52的在周向方向上的扭矩被输入时,齿240被施加有沿轴向方向的朝向与第一面凸轮52相反的方向的力(载荷),这是由于第二面凸轮210的齿240和第一面凸轮42的齿520经由倾斜表面(齿240的第一倾斜表面248和第二倾斜表面250以及齿520的第一倾斜表面和第二倾斜表面)彼此接触。因此,设置有齿240的板200沿与第一面凸轮52相反的方向移位。这样,当板200移位时,碟形弹簧部分120的与板200的突起部(被接合部分)225接合的凹陷部(接合部分)135被从板200的突起部225沿与板200相反的方向推压。在第一实施方式中,如上所述,由于碟形弹簧部分120的突起部130、凹陷部135以及从第一端部122到弯曲部123的部分具有较高的刚度(难以弯曲),因此主要是碟形弹簧部分120的位于弯曲部123与第二端部124之间的部分(不包括弯曲部123)弯曲。因此,当碟形弹簧部分120被从板200的突起部225沿与板200相反的方向推压时,碟形弹簧部分120的表面126弯曲成使得表面126相对于板200的表面260的角度减小。
这里,在输入至第二面凸轮210或第一面凸轮52的扭矩达到释放扭矩的情况下,如图10F中所示,碟形弹簧部分120的行程由于经由板200沿轴向方向朝向与第一面凸轮52相反的方向施加至碟形弹簧部分120(碟形弹簧部分120的凹陷部135)的载荷L2而变为D2。也就是说,碟形弹簧部分12的表面126弯曲成与板200的表面260大致平行。只有在碟形弹簧部分120的表面126与板200的表面260大致平行的状态之后,碟形弹簧部分120才允许释放第一面凸轮52与第二面凸轮210之间的接合。这样,当释放扭矩被输入至第一面凸轮52或第二面凸轮210时,第一面凸轮52与第二面凸轮210之间的扭矩传递被配置成通过碟形弹簧部分120因载荷L2的施加移位了行程D2而断开。
图10B、图10D、图10F示出的是,在施加至碟形弹簧部分120的载荷处于零到L1的范围内的情况下,当载荷增加恒定量时的行程增加量相对较小。另一方面,在施加至碟形弹簧部分120的载荷在L1到L2内的情况下,当载荷增加恒定量时的行程增加量增大。通过使用具有这种特性的碟形弹簧部分120,第二面凸轮210一直与第一面凸轮52接合,直到小于释放扭矩的扭矩被输入为止,并且当等于或大于释放扭矩的扭矩被输入时,第二面凸轮210可以迅速地释放相对于第一面凸轮52的接合。
当释放扭矩被输入时,执行上述扭矩连接/断开功能的板弹簧单元100弯曲成使凹陷部135和突起部130沿与第一面凸轮52相反的方向移位,从而使第二面凸轮210与第一面凸轮52脱开接合。板弹簧单元100的碟形弹簧部分120一体地设置有支承部分140,支承部分140被阻止沿着轴向方向沿与第一面凸轮52相反的方向滑动。此外,板200和碟形弹簧部分120实际上经由板200的用作被接合部分的凹陷部220和突起部225以及碟形弹簧部分120的用作接合部分的突起部130和凹陷部135彼此接合(连接)成不能滑动。因此,整个板弹簧单元100和整个板200中几乎没有任何部分会相对于其他部件(具体是副从动齿轮50)滑动。因此,可以阻止释放扭矩由于滑动部分引起的摩擦力的大小而变化,并且可以保证最大释放扭矩。
另外,如上所述,板弹簧单元100和板200实际上不包括相对于其他部件滑动的滑动部分(滑动构件),因此实际上不包括具有大惯性量的滑动构件。因此,即使在高频冲击载荷被输入的情况下,板弹簧单元100也可以更可靠地释放第二面凸轮210和第一面凸轮52的接合。因此,可以抑制释放扭矩根据由滑动部分引起的摩擦力的大小而变化。因此,可以减小最大释放扭矩。
由于碟形弹簧部分120与支承碟形弹簧部分120的支承部分140是一体地模制的,因此可以减少部件的数目。因此,可以降低构建扭矩限制器所需的成本。
在专利参考文献1中公开的公开内容中,当彼此啮合的第一旋转构件(专利参考文献1的附图标记35)和第二旋转构件(附图标记35)被输入过大的扭矩时,第一旋转构件沿齿面的方向移动。即使在沿齿面的方向略微移动时,第一旋转构件也从与第二旋转构件在齿的整个表面处接触的状态变换为与第二旋转构件仅在齿面的外径部处接触的状态。因此,应力集中在齿面的外径部处。结果是,齿面根据第一旋转构件和第二旋转构件的材料的强度而可能被损坏。可能需要通过例如增加齿面的厚度来确保齿面的强度,以防止损坏。因此,构成第一旋转构件和第二旋转构件的构件会不可避免地大型化。
如上所述,当第一旋转构件和/或第二旋转构件被输入过大的扭矩时,应力集中在齿面的外径部上的原因如下。在专利参考文献1中公开的公开内容中,设置在第一旋转构件的底表面处和第二旋转构件的底表面处并径向地延伸的多个齿中的每个齿均包括相对于底表面成45度的倾斜表面。第一旋转构件的齿的倾斜表面和第二旋转构件的齿的倾斜表面彼此接触或面向彼此,使得第一旋转构件和第二旋转构件彼此啮合。
将通过以下公式来计算第一旋转构件在响应于过大扭矩而沿齿面的方向移动时在轴向方向上的移动量。
轴向方向上的移动量=半径×Tan(齿面的角度(固定的45度))×旋转角度。(通过将半径、Tan(齿面的角度(固定的45度))和旋转角度相乘来计算轴向移动量)
也就是说,轴向方向上的移动量随靠近齿的内径部而减小,并且轴向方向上的移动量随靠近齿的外径部而增加。但是,实际上,当沿齿面的方向移动时,整个第一旋转构件根据齿的外径部的移动量而在轴向方向上抬起。这里,在第一旋转构件的齿与面向第一旋转构件的第二旋转构件的齿之间于外径部内侧的直径部处产生间隙。因此,第一旋转构件和第二旋转构件仅在齿的相应的外径侧彼此接触。
这里,在本公开的第一实施方式中,第二面凸轮210的齿240设置成在任意半径部处与齿520接触,而不会使当第二面凸轮210相对于第一面凸轮52滑动时第二面凸轮210的齿240在径向方向上与第一面凸轮52的齿520接触的部分移位。
在齿240以相同或相似的旋转角度旋转的情况下,轴向方向上的移动量在齿240的沿径向方向延伸的半径部处不同是不利的。如果齿240构造成在轴向方向上具有于任意半径部处恒定的移动量,则齿240可以在任意半径部处始终与齿520接触。
具体地,通过使齿面的角度在半径部处连续地改变而不是在齿的整个径向方向上始终恒定(例如为45度),可以使轴向方向上的移动量在任意半径部处为恒定的。
轴向方向上的移动量=半径×Tan(齿面的角度)×旋转角度。(通过将半径、Tan(齿面的角度)和旋转角度相乘来计算轴向方向上的移动量)
下面将对第二实施方式进行说明。如图11中所示,第二面凸轮210A包括在板200A的表面230处布置成彼此间隔开并且径向地延伸的多个齿270(即,第二突起部)。
齿270包括主表面276、第一倾斜表面278、第二倾斜表面280、第三倾斜表面282和第四倾斜表面284。主表面276从第一端部272朝向表面230的外周边缘以相对于表面230大致平行的方式沿径向方向延伸至第二端部274。第一倾斜表面278以连接在主表面276与表面230之间的方式沿径向方向延伸。第二倾斜表面280以连接在主表面276与表面230之间且同时与第一倾斜表面278一起夹置主表面276的方式沿径向方向延伸。第三倾斜表面282从主表面276的第二端部274朝向板200A的外周边缘沿径向方向延伸并且沿接近表面230的方向倾斜。第四倾斜表面284从主表面276的第一端部272朝向板200A的中心轴线沿径向方向延伸并且沿接近表面230的方向倾斜。
作为示例,图11图示了由第一倾斜表面278(和第二倾斜表面280)相对于表面230在齿270的内径部处形成的角度αA、由第一倾斜表面278(和第二倾斜表面280)相对于表面230在齿270的中央部附近形成的角度αB、以及由第一倾斜表面278(和第二倾斜表面280)相对于表面230在齿270的外径部处形成的角度αC。满足下述关系:αA比大于αC的αB大。
图12的中间平面示意性地图示了从面向板200A的表面230的一侧观察的齿270的一部分。图12的顶部平面图示了齿270的在中间平面中图示的部分的形状,该形状是沿着从板200A的外周边缘朝向中心轴线的方向观察的形状。图12的底部平面图示了齿270的在中间平面中图示的部分的形状,该形状是沿着从板200A的中心轴线朝向外周边缘的方向观察的形状。
图12图示了由第一倾斜表面278(和第二倾斜表面280)相对于表面230在齿270的内径部处形成的角度αA1、以及由第一倾斜表面278(和第二倾斜表面280)相对于表面230在齿270的外径部处形成的角度αC1。图12进一步示出了满足αA1大于αC1的关系。
如图11和图12中所示,由于将由第一倾斜表面278(和第二倾斜表面280)相对于表面230形成的角度设定为从板200A的中心轴线沿着齿270的径向方向朝向外周边缘连续地减小的方法是适合的,因此齿270在轴向方向上的移动量可以在任意直径处为恒定的。如图1中所示,该方法对应于使齿270成形为使得齿270的顶表面270a和齿270的底表面270b的旋转中心与板200A的旋转中心O相对应。
第一面凸轮52的单个齿520被设置在第二面凸轮210A的彼此相邻的两个齿270之间。因此,齿520可以包括处于设置在相邻的两个齿270之间的状态的第一倾斜表面和第二倾斜表面,该第一倾斜表面与齿270中的一个齿的第一倾斜表面278适当地接触或面向该第一倾斜表面278,该第二倾斜表面与齿270中的一个齿的第二倾斜表面280适当地接触或面向该第二倾斜表面280。例如,齿520可以具有与参照图11和图12说明的齿270大致相同的形状。
这样,根据第二实施方式的齿270可以在由输入至第二面凸轮210A或第一面凸轮52的过大扭矩引起的齿270沿轴向方向移动时抑制齿270(或齿520)的特定部分在径向方向上发生应力集中。因此,由于可以放松与第二面凸轮210A和/或第一面凸轮52相关的强度条件,因此设置有第二面凸轮210A的板200A和/或设置有第一面凸轮52的副从动齿轮50可以小型化且轻量化。因此,安装有第一实施方式和第二实施方式的扭矩限制器的装置(例如车辆)可以小型化且轻量化。
在参照图3至图9的上述实施方式中,在等于或大于预定值的扭矩被输入至第一面凸轮52或第二面凸轮210A的情况下,当第一面凸轮52和第二面凸轮210A中的一个面凸轮相对于第一面凸轮52和第二面凸轮210A中的另一个面凸轮沿周向方向旋转时,齿270与齿520之间的接触点可能是齿270和齿520的最靠外的直径部的部分,这是由于齿270(齿520)在周向方向上相对于内径部在外径部处移动得更大。
在第三实施方式中,齿270(齿520)的齿高可以随靠近外径部而逐渐变小以抑制上述现象。
下面将对第三实施方式的细节进行说明。如图13中所示,第二面凸轮210B包括在板200B的表面230处布置成彼此间隔开并且径向地延伸的多个齿300(即,第二突起部)。齿300包括主表面306、第一倾斜表面308、第二倾斜表面310、第三倾斜表面312和第四倾斜表面314。主表面306从第一端部302朝向表面230的外周边缘以相对于表面230大致平行的方式沿径向方向延伸至第二端部304。第一倾斜表面308以连接在主表面306与表面230之间的方式沿径向方向延伸。第二倾斜表面310以连接在主表面306与表面230之间且同时与第一倾斜表面308一起夹置主表面306的方式沿径向方向延伸。第三倾斜表面312从主表面306的第二端部304朝向板200B的外周边缘沿径向方向延伸并且沿接近表面230的方向倾斜。第四倾斜表面314从主表面306的第一端部302朝向板的中心轴线沿径向方向延伸并且沿接近表面230的方向倾斜。
由第三倾斜表面312相对于表面230形成的角度β3(参见图14)设定为小于由第一倾斜表面308相对于表面230形成的角度α1、由第二倾斜表面310相对于表面230形成的角度α2、以及由第四倾斜表面314相对于表面230形成的角度α4。因此,齿300可以具有从第一端部302到第二端部304恒定的厚度,并且可以具有从第二端部304朝向板200B的外周边缘减小的厚度。
因此,在第一面凸轮52或第二面凸轮210B被输入等于或大于预定值的扭矩的情况下,齿300和齿520在第一面凸轮52和第二面凸轮210B中的一者相对于第一面凸轮52和第二面凸轮210B中的另一者沿周向方向开始旋转时从齿300和齿520的外径部开始彼此脱开接合。由于齿300与齿520之间的接触点从其外径部变为其内径部,因此由扭矩引起的齿面分离力Ft(扭矩T除以接触直径R)会增大。由于齿分离力增大,因此齿300和齿520在齿300和齿520开始在齿面上移动时立即彼此脱开接合。因此,防止了过大的冲击扭矩输入至第一面凸轮52或第二面凸轮210B。
这里,构成第二面凸轮210B的齿300具有图13和图14中示出的形状。替代性地,构成第一面凸轮52和第二面凸轮210B中的至少一者的齿可以具有图13和图14中示出的形状。
根据上述第一实施方式、第二实施方式和第三实施方式,操作输入轴与输出轴之间的扭矩连接/断开功能的扭矩限制器使用副从动齿轮50作为输入轴并且使用副轴20作为输出轴。替代性地,本公开中公开的技术思想适用于在传递驱动马达(包括发动机和马达)的驱动力的任何输入轴与任何输出轴之间执行扭矩连接/断开功能(和驱动力连接/断开功能)的情况。
在上述实施方式中,碟形弹簧部分120包括作为接合部分的突起部130和凹陷部135,并且板200B包括作为被接合部分的凹陷部220和突起部225,以将碟形弹簧部分120连接至板200B。替代性地,碟形弹簧部分120可以使用环形地延伸的外周边缘(环形地延伸的第一端部122)作为接合部分,并且板200B可以使用表面260(表面260的面向碟形弹簧部分120的环形地延伸的第一端部122的部分)作为被接合部分,以将碟形弹簧部分120连接至板200B。在这种情况下,有利的是,通过例如焊接将弹簧板部分120的第一端部122固定至板200B的表面260,以可靠地阻止碟形弹簧部分120的环形地延伸的第一端部122与板200B的表面260相对于彼此滑动。

Claims (10)

1.一种扭矩限制器(90),包括:
第一啮合部分(52),所述第一啮合部分(52)设置在传递驱动马达的驱动力的输入轴(50)的表面(510)处,该表面与所述输入轴(50)的轴向方向相交;
板(200;200A;200B),所述板(200;200A;200B)形成为环形形状,所述板(200;200A;200B)与所述输入轴(50)同轴地设置,并且所述板(200;200A;200B)包括第二啮合部分(210;210A;210B),所述第二啮合部分(210;210A;210B)在所述轴向方向上面向所述第一啮合部分(52)并且构造成与所述第一啮合部分(52)啮合;以及
碟形弹簧部分(120),所述碟形弹簧部分(120)能够与和所述输入轴(50)同轴地设置并且能够相对于所述输入轴(50)旋转的输出轴(20)一体地旋转,所述碟形弹簧部分(120)包括与所述板(200;200A;200B)接合的接合部分(130、135),在当经由所述接合部分(130、135)推压所述板(200;200A;200B)而使所述第二啮合部分(210;210A;210B)朝向所述第一啮合部分(52)偏置的时候所述碟形弹簧部分(120)被施加有等于或大于设定值的载荷的情况下,所述碟形弹簧部分(120)被偏转成使所述接合部分(130、135)沿与所述板(200;200A;200B)相反的方向移位。
2.根据权利要求1所述的扭矩限制器(90),其中,
所述板(200;200A;200B)包括沿着所述板(200;200A;200B)的外周布置成彼此间隔开的多个被接合部分(220、225),以及
所述碟形弹簧部分(120)的所述接合部分(130、135)包括分别与沿着所述外周的所述多个被接合部分(220、225)中的各个被接合部分接合的多个接合部分(130、135)。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩限制器(90),还包括支承部分(140),所述支承部分(140)形成为筒形形状,所述支承部分(140)与所述碟形弹簧部分(120)一体地形成,并且所述支承部分(140)连接至所述输出轴(20)。
4.根据权利要求3所述的扭矩限制器(90),其中,所述支承部分(140)通过被固定至所述输入轴(50)而被限制沿所述轴向方向移动。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的扭矩限制器(90),其中,
所述第一啮合部分(52)包括布置成彼此间隔开并径向地延伸的多个第一突起部(520),以及
所述第二啮合部分(210;210A;210B)包括布置成彼此间隔开并径向地延伸的多个第二突起部(240;270;300)。
6.根据权利要求5所述的扭矩限制器(90),其中,所述多个第二突起部(240;270;300)中的每个第二突起部均设置在所述板(200;200A;200B)的基准表面(230)处,并且所述多个第二突起部(240;270;300)中的每个第二突起部均包括主表面(246;276;306)、第一倾斜表面(248;278;308)和第二倾斜表面(250;280;310),所述主表面(246;276;306)从第一端部(242;272;302)朝向所述板(200;200A;200B)的外周边缘以相对于所述基准表面(230)平行的方式沿所述板(200;200A;200B)的径向方向延伸至第二端部(244;274;304),所述第一倾斜表面(248;278;308)以连接在所述主表面(246;276;306)与所述基准表面(230)之间的方式沿所述径向方向延伸,所述第二倾斜表面(250;280;310)以连接在所述主表面(246;276;306)与所述基准表面(230)之间且同时与所述第一倾斜表面(248;278;308)一起夹置所述主表面(246;276;306)的方式沿所述径向方向延伸。
7.根据权利要求6所述的扭矩限制器(90),其中,
所述多个第二突起部(270;300)中的每个第二突起部均包括第三倾斜表面(282;312),所述第三倾斜表面(282;312)从所述主表面(276;306)的所述第二端部(274;304)朝向所述外周边缘沿所述径向方向延伸,以及
所述第三倾斜表面(282;312)相对于所述基准表面(230)形成角度(β3),该角度(β3)小于由所述第一倾斜表面(278;308)和所述第二倾斜表面(280;310)中的每一者相对于所述基准表面(230)形成的角度(α1、α2)。
8.根据权利要求7所述的扭矩限制器(90),其中,所述多个第二突起部(270;300)中的每个第二突起部均包括各自相对于所述基准表面(230)形成角度(αA、αA1)的所述第一倾斜表面(278;308)和所述第二倾斜表面(280),该角度(αA、αA1)随沿着所述径向方向靠近所述外周边缘而减小。
9.根据权利要求1所述的扭矩限制器(90),其中,所述碟形弹簧部分(120)从第一端部(122)延伸至第二端部(124),所述碟形弹簧部分(120)在所述第一端部(122)处包括具有半圆形截面的弯曲部(123),并且所述碟形弹簧部分(120)包括贯通孔(125)。
10.根据权利要求3所述的扭矩限制器(90),其中,所述支承部分(140)在内周表面处包括多个凹槽部(148),所述凹槽部(148)布置成彼此间隔开并沿所述轴向方向延伸。
CN201810258655.7A 2017-03-29 2018-03-27 扭矩限制器 Active CN108691925B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017064630A JP6870169B2 (ja) 2017-03-29 2017-03-29 トルクリミッタ
JP2017-064630 2017-03-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108691925A true CN108691925A (zh) 2018-10-23
CN108691925B CN108691925B (zh) 2021-01-12

Family

ID=63525814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810258655.7A Active CN108691925B (zh) 2017-03-29 2018-03-27 扭矩限制器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10808775B2 (zh)
JP (1) JP6870169B2 (zh)
CN (1) CN108691925B (zh)
DE (1) DE102018107420A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111749997A (zh) * 2019-03-27 2020-10-09 日本电产株式会社 转矩限制器、齿轮马达、驱动机构以及机器人

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109682686B (zh) * 2019-01-31 2023-09-19 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种碟形弹簧拉压试验装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4373924A (en) * 1979-08-04 1983-02-15 Deere & Company Torque limiting clutch
US4928802A (en) * 1988-06-08 1990-05-29 Atec-Weiss Kg Overload release clutch for the transmission of rotary movement between shafts
WO2008017433A1 (de) * 2006-08-11 2008-02-14 Ab Skf Kupplung
CN102454720A (zh) * 2010-11-05 2012-05-16 爱信化工株式会社 扭矩限制器
CN105992884A (zh) * 2014-02-11 2016-10-05 舍弗勒技术股份两合公司 常接合式离合器装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1249710A (fr) * 1960-03-02 1960-12-30 Eickhoff Geb Accouplement à limitation de la charge, en particulier pour machines destinées à des exploitations minières
JPH09126257A (ja) 1995-10-27 1997-05-13 Shinko Electric Co Ltd 摩擦式継手の摩擦板
JP5904064B2 (ja) 2012-09-07 2016-04-13 マツダ株式会社 トルクリミッター付き動力伝達装置及びその組立方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4373924A (en) * 1979-08-04 1983-02-15 Deere & Company Torque limiting clutch
US4928802A (en) * 1988-06-08 1990-05-29 Atec-Weiss Kg Overload release clutch for the transmission of rotary movement between shafts
WO2008017433A1 (de) * 2006-08-11 2008-02-14 Ab Skf Kupplung
CN102454720A (zh) * 2010-11-05 2012-05-16 爱信化工株式会社 扭矩限制器
CN105992884A (zh) * 2014-02-11 2016-10-05 舍弗勒技术股份两合公司 常接合式离合器装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111749997A (zh) * 2019-03-27 2020-10-09 日本电产株式会社 转矩限制器、齿轮马达、驱动机构以及机器人

Also Published As

Publication number Publication date
US10808775B2 (en) 2020-10-20
CN108691925B (zh) 2021-01-12
US20180283474A1 (en) 2018-10-04
JP6870169B2 (ja) 2021-05-12
JP2018168875A (ja) 2018-11-01
DE102018107420A1 (de) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101240821B (zh) 具有可选择性地控制的摇臂的单向离合器
JP5131353B2 (ja) 無段変速機
US10094457B2 (en) Electric all-wheel drive two speed with split double reduction planetary
US20110015021A1 (en) Clutch arrangements for an electrically-variable transmission
KR101541673B1 (ko) 무단 변속기
US8862298B2 (en) Drive control device of hybrid vehicle
EP3023630A1 (en) Electric motor assembly and vehicle starter
CN110067815B (zh) 用于车辆的动力传递系统的组装方法
US20170254396A1 (en) Electric all-wheel drive two speed with split double reduction planetary
US20160091062A1 (en) Hybrid Transmission Having Electro-Magnetically Actuated Pawl Clutch
CN108691925A (zh) 扭矩限制器
US9033842B2 (en) Transfer case with stationary low range planetary
CN108691926A (zh) 扭矩限制器
JP2017072180A (ja) セレクタブルワンウェイクラッチ
US20100025176A1 (en) Power transmission apparatus
JP5909135B2 (ja) 変速機
JP2003307266A (ja) 無段変速装置
JP2011153645A (ja) 無段変速機及び無段変速機の制御装置
US11938811B2 (en) Multi-stage shifting actuator for a vehicle power transfer unit
JP2022047794A (ja) ラチェット型クラッチ
JP2020148224A (ja) 歯車機構及び左右輪駆動装置
KR101660126B1 (ko) 다단 수동 변속기
JP2002098164A (ja) 車両用変速機
JP6144638B2 (ja) 無段変速機
JP2020172244A (ja) 車両用駆動装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant