JP2010019278A - トルクリミッタ - Google Patents

Abstract

【課題】流体拡張室が破壊しにくくて、寿命が長くて、信頼性が高いトルクリミッタを、提供すること。
【解決手段】樹脂製の軸本体部５に、その軸中心に沿って延在する有底の略円筒状の凹部１０を形成する。この凹部１０の内周面の開口側の端部に雌ねじ５２を形成する。この雌ねじ５２に、樹脂製の蓋部６の雄ねじ５３を螺合する。軸本体部５の凹部１０の内面と、蓋部６とで油圧拡張室７０を画定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルクリミッタに関する。

従来、トルクリミッタとしては、特開昭６２−１５９８１５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

このトルクリミッタは、軸部材と、この軸部材に外嵌した筒部材とを備え、筒部材は、環状の油圧拡張室を有する。

上記油圧拡張室は、軸部材の軸方向に延在している。上記筒部材は、筒状の第１部材と、筒状の第２部材とを有し、上記第１部材の内周面は、油圧拡張室を介して第２部材の外周面に径方向に対向している。

上記第１部材と、上記第２部材とは、油圧拡張室の軸方向の一端に軸方向に隣接する第１箇所および油圧拡張室の他端に軸方向に隣接する第２箇所で溶接されて接合されている。

上記トルクリミッタは、上記環状の油圧拡張室に油を封入して、油圧拡張室を径方向に拡張することにより、上記筒部材の第２部材の内周面を縮径して、この内周面を軸部材の外周面に押しつけて、筒部材と軸部材とを摩擦結合して、筒部材と軸部材との間でトルクを伝達するようになっている。
特開昭６２−１５９８１５号公報（第１図）

上記従来のトルクリミッタにおいては、トルクの伝達時に、油圧拡張室を径方向に拡張して、筒部材を、軸部材に押圧する構成であるから、トルクの伝達時に、上記油圧拡張室の両側の溶接部が、常時、股裂き方向である径方向に引っ張り応力を受けることになる。したがって、上記溶接部の周辺で疲労が起こり易く、上記溶接部が破壊し易い。

そこで、本発明の課題は、流体拡張室が破壊しにくくて、寿命が長くて、信頼性が高いトルクリミッタを、提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のトルクリミッタは、
軸中心に沿って延在する有底の略円筒状の凹部を有し、この凹部の内周面の開口側の端部に雌ねじを有する樹脂製の軸本体部と、この軸本体部の上記雌ねじに螺合する雄ねじを有する蓋部とを有する軸部材と、
上記軸部材に回転可能に外嵌した筒部材と
を備え、
上記凹部の内面と上記蓋部とで画定された流体拡張室に密封された流体の圧力によって、上記軸部材の外周面を上記筒部材の内周面に押圧することを特徴としている。

本発明によれば、流体拡張室の軸方向の一端部（流体拡張室における上記凹部の開口側の一端部のこと）以外の部分を構築する軸本体部が、樹脂製であるから、その一端部以外の部分を構成する軸本体部の有底の凹部を、射出成形で形成することができる。したがって、上記有底の凹部の底部からなる流体拡張室の軸方向の他端部に、溶接部等の異部材の接合部が一切存在することがなく、上記他端部を、滑らかかつ連続的に形成することができる。したがって、上記他端部の破壊が殆ど起こることがない。

また、本発明によれば、流体拡張室の上記一端部の密封を、上記軸本体部の凹部の雌ねじに、蓋部の雄ねじを螺合することにより行っているから、流体拡張室の上記一端部の密封を、確実に行うことができる。加えて、その一端部には、従来例のように、股裂き方向の力が一切作用することがないから、上記一端部の破壊を抑制できる。

また、一実施形態では、
上記雌ねじと上記雄ねじとの間に密封部材を配置している。

上記密封部材としては、例えば、上記雄ねじと上記雌ねじとの間に位置し、かつ、接着剤からなる環状の部材がある。

上記実施形態によれば、上記雌ねじと上記雄ねじとの間に密封部材を配置しているから、上記雌ねじと上記雄ねじとの間の密封性を格段に向上させることができる。したがって、流体拡張室の上記一端部からの流体漏れを抑制できる。

本発明のトルクリミッタによれば、流体拡張室の軸方向の一端部以外の部分を構築する軸本体部が、樹脂製であるから、その一端部以外の部分を構成する軸本体部の有底の凹部を、射出成形で形成することができ、流体拡張室の凹部の底部側の他端部を、滑らかかつ連続的に形成することができる。したがって、上記他端部の破壊が殆ど起こることがない。

また、本発明によれば、流体拡張室の上記一端部の密封を、上記軸本体部の凹部の雌ねじに、蓋部の雄ねじを螺合することにより行っているから、流体拡張室の上記一端部の密封を、確実に行うことができる。加えて、その一端部に、従来例のように、股裂き方向の力が一切作用することがないから、上記一端部の破壊を抑制できる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のトルクリミッタの軸方向の模式断面図である。

このトルクリミッタは、軸部材１と、筒部材２とを備え、上記軸部材１は、軸本体部５と、蓋部６とを有する。

上記軸部材１と筒部材２の夫々は、母材として、ポリアミド４６,６６、ポリエチレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を使用し、強化剤として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等を使用してなる樹脂材料からなっている。上記軸部材１と筒部材２の夫々は、射出成形によって形成されている。

上記軸本体部５は、摩擦係合面である円筒外周面４０を有する。また、上記軸本体部５は、凹部１０を有する。上記凹部１０は、有底の略円筒状の穴であり、軸本体部５の軸中心にそって軸方向に延在している。上記凹部１０の内周面の開口側の端部は、雌ねじ５２を有している。

上記蓋部６は、頭部２０と、軸部２１とを有し、上記軸部２１の外周面は、雄ねじ５３を有している。上記軸部２１の外周面の雄ねじ５３は、軸本体部５の凹部１０の雌ねじ５２に螺合している。上記頭部２０の座面は、軸本体部５の凹部１０の軸方向の開口側の端面に当接している。上記頭部２０の座面が、軸本体部５の軸方向の端面に当接するまで、蓋部６の雄ねじ５３を、軸本体５の凹部１０の雌ねじ５２にねじ込んで、蓋部６を、軸本体部５に締結している。

上記雄ねじ５３と、雌ねじ５２との間には、密封部材の一例としての環状部材を配置している。その環状部材は、接着剤からなっている。上記蓋部６の軸部２１の雄ねじ５３に、接着剤を塗布した後、その接着剤が塗布された雄ねじ５３を、軸本体部５の凹部１０の雌ねじ５２に螺合して、軸本体部５の凹部１０の開口を、蓋部６で密封している。

このようにして、上記雌ねじ５２と、雄ねじ５３との間に、接着剤からなる環状の部材を介在させて、雄ねじ５３と、雌ねじ５２とを接着することにより、雄ねじ５３と、雌ねじ５２との間の密封性を格段に向上している。

上記軸本体部５は、内部に流体通路１４を有している。上記流体通路１４は、径方向に延在している。上記流体通路は、凹部１０から軸本体部５の外周面まで延在している。上記軸部材１は、油圧保持栓１２を有する。上記油圧保持栓１２は、位置決め部６０と、管部６６とを有する。

図１に示すように、上記位置決め部６０は、軸本体部５の外周面に接触している。また、上記管部６６の一端部は、密封されている一方、管部６６の他端部は、開口している。上記管部６６は、位置決め部６０を貫通している。

上記位置決め部６０が、軸本体部５の外周面に接触するまで、管部６６の開口側の端部を、軸本体部５の流体通路の内面に圧入して、油圧保持栓１２を、軸本体部５に確実に固定している。

上記筒部材２は、摩擦係合面である円筒内周面３０を有する。上記円筒内周面３０は、軸部材１の円筒外周面４０に外嵌されている。上記筒部材２の円筒内周面３０と、軸部材１の円筒外周面４０との間には、グリース、タービンオイル、または、トラクションオイル等の摩擦係合面の焼付き防止用の潤滑剤が介在している。

上記筒部材２は、保持栓切断部３７を有する。上記保持栓切断部３７は、筒部材２の軸方向の一方の端面４５から軸方向に延在している。上記保持栓切断部３７は、油圧保持栓１２の管部６６の密封されている他端部を保持している。上記凹部１０の内面と、上記蓋部６とは、流体拡張室としての油圧拡張室７０を画定している。また、上記軸本体部１の凹部１０、蓋部６、流体通路１４、および、油圧保持栓１２の管部６６で囲まれた密封空間には、流体の一例としての油が封入されている。

上記構成において、上記軸部材１または筒部材２に所定値以下の負荷（トルクの伝達を行う範囲の負荷）がかかっている場合には、カプラ（図示せず）によって油圧拡張室７０に注入された油圧拡張用の油の油圧で、軸本体部５の円筒外周面４０を拡径してその円筒外周面４０を筒部材２の円筒内周面３０に押し付けて、軸部材１と筒部材２とを摩擦結合して、軸部材１と筒部材２との間でトルクを伝達するようになっている。

一方、軸部材１または筒部材２に所定値以上の負荷（トルクの伝達を行う範囲よりも大きな負荷）がかかって、軸部材１の円筒外周面４０が、筒部材２の内周円筒面３０に対してスリップして、軸部材１と筒部材２の軸回りの位置が変化した場合、保持栓切断部３７が、油圧保持栓１２の管部の密封されている他端部を切断して、油圧拡張室２６内の油圧拡張用の油を、他端部が切断された油圧保持栓１２の管部６６を介して外部に排出するようになっている。

このようにして、筒部材２の円筒内周面３０に対する軸部材１の円筒外周面４０の押圧力をなくして、軸部材１と筒部材２の摩擦結合を解いて、トルクの伝達を遮断するようになっている。このようにして、上記軸部材１または筒部材２に過負荷が生じた場合において、トルクの伝達を遮断して、トルクリミッタ装置に連結されている高価な機械を保護するようになっている。

上記実施形態のトルクリミッタによれば、上記油圧拡張室７０の軸方向の一端部以外の部分を構築する軸本体部５が、樹脂製であるから、その一端部以外の部分を構成する軸本体部５の有底の凹部１０を、射出成形で形成することができる。したがって、上記有底の凹部１０の底部４７からなる油圧拡張室７０の軸方向の他端部に、溶接部等の異部材の接合部が一切存在することがなく、上記他端部を、滑らかかつ連続的に形成することができる。したがって、上記他端部の破壊が殆ど起こることがない。

また、上記実施形態のトルクリミッタによれば、油圧拡張室７０の上記一端部の密封を、軸本体部５の凹部１０の雌ねじ５２に、蓋部６の雄ねじ５３を螺合することにより行っているから、油圧拡張室７０の上記一端部の密封を、確実に行うことができる。加えて、その一端部には、従来例のように、股裂き方向の力が一切作用することがないから、上記一端部の破壊を抑制できる。

また、上記実施形態のトルクリミッタによれば、油圧拡張室７０を形成するのに、射出成形と、蓋部の螺合とを行えば良くて、油圧拡張室７０を形成するのに、溶接等の熟練を要する工程を一切行う必要がないから、油圧拡張室７０を容易に形成することができる。

また、上記実施形態のトルクリミッタによれば、上記雌ねじ５２と雄ねじ５３との間に接着剤を配置しているから、雌ねじ５２と雄ねじ５３との間の密封性を格段に向上させることができる。したがって、上記油圧拡張室７０の上記他端部からの油漏れを抑制することができる。

尚、上記実施形態のトルクリミッタでは、筒部材２が、樹脂によって形成されていたが、この発明では、筒部材２は、金属製であっても良い。

また、上記実施形態のトルクリミッタでは、上記雌ねじ５２と、雄ねじ５３との間に、接着剤が存在していたが、この発明では、蓋部の雄ねじと、軸本体の凹部の雌ねじが、接着剤を介さずに直接螺合していても良い。

また、上記実施形態のトルクリミッタでは、軸本体部５が、油圧拡張室７０と、摩擦係合面である円筒外周面４０とを有していたが、この発明では、軸本体部５が、摩擦係合面を有さず、軸本体部に相対移動不可に外嵌された筒部材の円筒外周面を、軸本体部の流体拡張室の拡径によって、筒部材の円筒内周面に押し付ける構成であっても良い。

また、本発明のトルクリミッタでは、軸部材と筒部材との間に、転がり軸受を配置して、軸部材に対して筒部材が相対回転している際、転がり軸受で、軸部材を筒部材に対して支持しても良い。また、本発明では、室内に封入された油によって、軸本体部５の円筒外周面４０を拡径して、トルクの伝達を行ったが、この発明では、室（流体拡張室）内に水等の油以外の流体を封入して、軸本体部の円筒外周面を拡径しても良い。また、本発明では、油圧保持栓の替わりに、周知のシャーバルブと同一の構造を採用して、シャーバブルの切断により、流体拡張室内の流体を外部に排出するようにしても良い。

本発明の一実施形態のトルクリミッタの軸方向の模式断面図である。

符号の説明

１ 軸部材
２ 筒部材
５ 軸本体部
６ 蓋部
１０ 凹部
３０ 円筒内周面
４０ 円筒外周面
４７ 底部
５２ 雌ねじ
５３ 雄ねじ
７０ 油圧拡張室

Claims (2)

1. 軸中心に沿って延在する有底の略円筒状の凹部を有し、この凹部の内周面の開口側の端部に雌ねじを有する樹脂製の軸本体部と、この軸本体部の上記雌ねじに螺合する雄ねじを有する蓋部とを有する軸部材と、
   上記軸部材に回転可能に外嵌した筒部材と
   を備え、
   上記凹部の内面と上記蓋部とで画定された流体拡張室に密封された流体の圧力によって、上記軸部材の外周面を上記筒部材の内周面に押圧することを特徴とするトルクリミッタ。
2. 請求項１に記載のトルクリミッタにおいて、
   上記雌ねじと上記雄ねじとの間に密封部材を配置したことを特徴とするトルクリミッタ。

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