JP2594951Y2 - トルクリミッタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、復帰時に部品の交換
や油の補給が不要なトルクリミッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トルクリミッタとしては、図７に
示すように、軸部材１の外周面に筒部材２の内周面を嵌
入し、筒部材２の油圧通路２ａに圧油を供給してシャー
チューブ３でシールする一方、上記軸部材１には、シャ
ーチューブ３の端部を係止する係止部材４を固定したも
のがある (特公昭６３−３０５２７号公報参照）。

【０００３】上記油圧通路２ａに圧油を供給すると、筒
部材２の内周面が縮径して軸部材１の外周面に押付けら
れる。これにより、軸部材１と筒部材２が摩擦結合され
て、軸部材１と筒部材２との間にトルクが伝達される。
そして、軸部材１および筒部材２に所定値以上の負荷が
かかって、筒部材２の内周面がスリップし、軸部材１と
筒部材２との間の軸回りの相対位置が変化したときに、
上記係止部材４でシャーチューブ３の端部が切断され、
油圧通路２ａ内の圧油が外部に排出される。これによ
り、軸部材１と筒部材２との摩擦結合が解かれて、軸部
材１と筒部材２との間にトルクが伝達されなくなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記従来のト
ルクリミッタでは、軸部材１の軸径と軸長によって、摩
擦面の面積が制限されるので、トルク容量が比較的小さ
いという問題がある。また、常時油圧をかけて使用する
ので、油漏れによる設定トルクの低下が発生しやすいと
いう問題がある。

【０００５】さらに、上記従来のトルクリミッタでは、
トルクリミッタの作動時に、シャーチューブ３が切断さ
れるうえ、油圧スリット２ａ内の油が排出されるので、
復帰時には、油圧スリット２ａに油を補給し、かつシャ
ーチューブ３を新品に交換する必要があるという問題が
あった。

【０００６】そこで、この考案の目的は、トルク伝達能
力が高く、かつトルク伝達能力のばらつきや低下がな
く、しかも、復帰時に部品の交換や油の補給が不要なト
ルクリミッタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この考案のトルクリミッタは、外周面にスプライン
を有する軸部材と、内周面にスプラインを有する筒部材
と、上記軸部材のスプラインで回転不可に係合され、か
つ軸方向へ移動自在にガイドされる複数枚の軸側摩擦板
と、上記筒部材のスプラインで回転不可に係合され、か
つ軸方向へ移動自在にガイドされ、上記軸側摩擦板の間
に交互に介設される筒側摩擦板と、上記軸側摩擦板と筒
側摩擦板を軸方向に押圧して圧接させるピストンと、上
記摩擦板側の第１クラッチ部材と、上記ピストン側に軸
方向に対して傾斜した傾斜面を有するピストン側の第２
クラッチ部材とを有し、上記第１クラッチ部材に対向す
る第２クラッチ部材の対向面と、上記第２クラッチ部材
に対向する第１クラッチ部材の対向面には、それぞれ、
径方向に延びる軸方向凸部が形成され、上記筒部材を軸
部材に装着したときには、上記第１クラッチ部材の軸方
向凸部と第２クラッチ部材の軸方向凸部とが対向させら
れて互いに押圧して、上記第１クラッチ部材が上記摩擦
板を押圧する一方、上記軸部材と筒部材との軸回りの相
対位置が変化すると、上記第１クラッチ部材と第２クラ
ッチ部材との軸回りの相対位置が変化して、上記第１ク
ラッチ部材の軸方向凸部と上記第２クラッチ部材の軸方
向凸部とが対向しなくなって、上記第１クラッチ部材が
上記摩擦板を押圧しなくなる噛合クラッチと、上記ピス
トンの上記噛合クラッチ側の端部に設けられ、上記第２
クラッチ部材の傾斜面に対向して接触する傾斜面を有す
る押圧部材と、上記ピストンが摺動自在に嵌合される油
圧室と、上記押圧作動されたピストンを所定位置でロッ
クするロック部材とを備えたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、上記噛合クラッチの第１ク
ラッチ部材の軸方向凸部と第２クラッチ部材の軸方向凸
部とを対向させてから、油圧室に圧油を供給して上記摩
擦板の方向にピストンを摺動させ、このピストンによっ
て上記押圧部材と噛合クラッチとを介して、各摩擦板を
押圧して圧接させると共に、上記ピストンをロック部材
で所定位置にロックした後、油圧室の圧油を抜く。そし
て、使用中に軸部材または筒部材に所定値以上の負荷が
かかって、軸部材と筒部材の軸回りの位置が変化したと
き、上記噛合クラッチの第１クラッチ部材と第２クラッ
チ部材の軸回りの相対位置が変化して、上記第１クラッ
チ部材の軸方向凸部と上記第２クラッチ部材の軸方向凸
部とが対向しなくなって第１クラッチ部材と第２クラッ
チ部材とが噛合し、上記第１クラッチ部材が上記摩擦板
を押圧しなくなる。すると、各摩擦板の摩擦結合が解か
れて、軸部材と筒部材との間にトルクが伝達されなくな
る。

【０００９】上記第１クラッチ部材と第２クラッチ部材
とは上記軸方向凸部同士が接触しているのに対して、上
記第２クラッチ部材と上記押圧部材とは傾斜面で接触し
ているので、上記軸部材と筒部材の軸回りの位置が変化
したときに、上記第２クラッチ部材と押圧部材とのスリ
ップよりも、上記第１クラッチ部材と第２クラッチ部材
とのスリップが先に起こって、トルクが解放されるので
ある。このため、上記押圧部材の摩耗が防がれて、長期
間使用した場合にも、上記噛合クラッチを修理又は交換
するだけでよい。

【００１０】また、本考案によれば、複数枚の摩擦板に
よる摩擦結合を介して軸部材と筒部材とを結合させるの
で、従来例に比べて、摩擦結合の摩擦面の面積が広くな
り、所定のサイズ当たりのトルク容量が大きくなる。

【００１１】また、本考案によれば、ピストンをロック
部材でロックした後は、油圧室の油圧を下げても上記ピ
ストンが上記摩擦板を押圧し続けるので、常時油圧をか
けて使用する従来例と異なり、油漏れによる設定トルク
の低下がなく、トルク伝達能力のばらつきや低下がな
い。したがって、初期設定時と同等のトルク伝達能力を
長期にわたって維持できる。

【００１２】また、本考案によれば、トルクリミッタの
作動時に噛合クラッチが作動してトルク解放を行うの
で、トルクリミッタの作動時にシャーチューブを切断し
て油圧スリットから油が排出される従来例と異なり、油
の補給や部品の交換が不要になる。

【００１３】

【実施例】以下、この考案を図示の実施例により詳細に
説明する。

【００１４】この実施例は、図１に示すように、軸部材
１１と筒部材１２とを有している。この軸部材１１には
フランジ部１１ａが設けられ、軸部材１１の先部の外周
面には、図２に示すように、軸方向の凸スプライン１１
ｂが形成されている。上記筒部材１２にはフランジ部１
２ａが設けられ、筒部材１２の基部の内周面には、図３
に示すように、軸方向の凹スプライン１２ｂが形成され
ている。

【００１５】図１に示すように、上記軸部材１１の凸ス
プライン１１ｂと上記筒部材１２の凹スプライン１２ｂ
との間には、複数の軸側摩擦板１４および複数の筒側摩
擦板１３が介設されている。また、上記軸部材１１の先
端面には、摩擦板１４を軸方向に支持する先端部材２８
がボルト止めされている。上記先端部材２８の外周面
と、上記筒部材１２の内周面との間には、軸受３５が介
設されている。

【００１６】図２に示すように、軸側摩擦板１４は、上
記筒部材１２の内周面よりも僅かに小さい外周に形成さ
れ、内周に上記軸部材１１の凸スプライン１１ｂに嵌ま
り合う凹部１４ａを有する。この軸側摩擦板１４,…,１
４は、上記凸スプライン１１ｂで軸方向へ移動自在にガ
イドされる。

【００１７】図３に示すように、筒側摩擦板１３は、上
記軸部材１１の外周面よりも僅かに大きい内周に形成さ
れ、外周に上記筒部材１２の凹スプライン１２ｂに嵌ま
り合う凸部１３ａを有する。上記筒側摩擦板１３,…,１
３は、上記軸側摩擦板１４,…,１４との間に交互に介設
された状態で、上記凹スプライン１２ｂで移動自在にガ
イドされる。

【００１８】図１に示すように、上記軸部材１１の基部
の外周面には、スリーブ３０が嵌着されている。そし
て、上記スリーブ３０と上記軸部材１１との間にピスト
ン２２が嵌合している。上記ピストン２２と上記スリー
ブ３０との間および上記ピストン２２と上記軸部材１１
との間にはシール３６およびシール３７が介設されてい
る。このピストン２２は、油圧室１５を形成し、この油
圧室１５内を軸方向に移動自在になっている。上記スリ
ーブ３０には、油圧室１５に通じる給油路３０ａが設け
られている。

【００１９】上記ピストン２２の先部の外周面にはおね
じ２２ａが形成されており、このおねじ２２ａに、ロッ
ク部材３２の内周面に形成しためねじ３２ａを螺合させ
るようになっている。また、ピストン２２の先部と上記
筒部材１２との間には軸受３８が介設されている。

【００２０】上記ピストン２２の先端には、ピン２４で
押圧部材２３が固定されている。この押圧部材２３の先
部は前方に向かって下り勾配の傾斜面２３ａを有してい
る。また、押圧部材２３は、軸部材１１のスプライン１
１ｂに嵌合する凹スプライン２３ｂを有しており、軸部
材１１のスプライン１１ｂにガイドされて、軸方向にス
ライドするようになっている。

【００２１】また、上記押圧部材２３と軸側摩擦板１４
との間には、第１クラッチ部材２５と第２クラッチ部材
２６とが構成する噛合クラッチ２７が配置されている。

【００２２】上記第２クラッチ部材２６は、上記押圧部
材２３側に、上記押圧部材２３の傾斜面２３ａに接する
傾斜面２６ａが形成されている。また、上記第２クラッ
チ部材２６は、上記第１クラッチ部材２５に対向する対
向面に径方向に延びる軸方向凸部２６ｂを有している。
また、上記第１クラッチ部材２５は、上記第２クラッチ
部材２６に対向する対向面に、径方向に延びる軸方向凸
部２５ａを有している。また、上記第１クラッチ部材２
５は、上記筒部材１２の内周面に形成された凹スプライ
ン１２ｂに嵌合する凸スプライン２５ｂを有し、上記筒
部材１２の凹スプライン１２ｂにガイドされて軸方向に
スライドするようになっている。

【００２３】図１のＣーＣ断面図である図４に示すよう
に、第２クラッチ部材２６の軸方向凸部２６ｂは、周方
向に略等間隔に並んでいる。また、上記第１クラッチ部
材２５の軸方向凸部２５ａも、第２クラッチ部材２６の
軸方向凸部２６ｂと同様に、周方向に略等間隔に並んで
いる。

【００２４】上記構成によれば、図６(Ａ)に示すよう
に、上記噛合クラッチ２７の第１クラッチ部材２５の軸
方向凸部２５ａと第２クラッチ部材２６の凸部２６ｂと
を対向させた状態で、上記給油路３０ａから圧油を供給
して、上記ピストン２２を摩擦板１４,１３に向かって
前進させ、上記押圧部材２３,第２クラッチ部材２６,第
１クラッチ部材２５を介して上記軸側摩擦板１４と筒側
摩擦板１３を押圧して圧接することによって、軸部材１
１と筒部材１２が摩擦結合される。

【００２５】上記ピストン２２を所定位置まで移動さ
せ、各摩擦板１３,１４の圧接によるトルクの初期設定
が終わると、ロック部材３２のめねじ３２ａをピストン
２２のおねじ２２ａに螺合させて、上記ロック部材３０
を上記スリーブ３０側に移動させて、上記ロック部材３
２を上記スリーブ３０の端面に当接させる。こうして、
上記ピストン２２が上記ロック部材３２によって所定位
置にロックされる。

【００２６】その後、上記給油路３０ａから油圧室１５
の油圧を下げる。このとき、ピストン２２はロック部材
２６で所定位置にロックされているから給油路３０ａ側
に後退しない。

【００２７】この状態で使用を開始し、使用中に軸部材
１１および筒部材１２に所定値以上の負荷がかかって、
軸部材１１と筒部材１２の軸回りの位置が変化したと
き、上記噛合クラッチ２７の第１クラッチ部材２５は上
記筒部材１２にスプライン嵌合しているので、上記筒部
材１２と一緒に軸回りに回転する。

【００２８】また、このとき、上記第２クラッチ部材２
６は、上記押圧部材２３とは傾斜面２６ａで接触してい
る一方、第１クラッチ部材２５とは軸方向凸部２６ｂで
接触しているので、第２クラッチ部材２６と第１クラッ
チ部材２５との摩擦力よりも第２クラッチ部材２６と押
圧部材２３との摩擦力の方が大きい。したがって、上記
第２クラッチ部材２６と上記第１クラッチ部材２５間、
及び上記各摩擦板１３，１４間にてスリップし、上記第
２クラッチ部材２６は、押圧部材２３および軸部材１１
と一緒に軸回りに回転する。上記第２クラッチ部材２６
に働く摩擦力をより詳しく説明すると、図５に示すよう
に、上記傾斜面２６ａの傾斜角をθとすると、上記傾斜
面２６ａに加わる力Ｆと、軸方向凸部２６ｂが軸方向凸
部２５ａを押圧する力Ｐとの関係は、次の数１に示すよ
うになる。

【００２９】

【数１】 Ｆ＝Ｐ／sinθ このため、０°＜θ＜９０°のときには、Ｆ＞Ｐにな
り、第２クラッチ部材２６と第１クラッチ部材２５との
摩擦力よりも第２クラッチ部材２６と押圧部材２３との
摩擦力の方が大きくなるのである。

【００３０】なお、上記両クラッチ部材２５,２６間の
摩擦係数が上記押圧部材２３と第２クラッチ部材２６間
の摩擦係数よりも大きい値をとる場合が仮にあっても、
上記傾斜角θの設定により上記両クラッチ部材２５,２
６間の摩擦力を上記押圧部材２３と第２クラッチ部材２
６間の摩擦力より小さくすることが可能である。

【００３１】こうして、上記噛合クラッチ２７は、図６
(Ａ)に示した状態から図６(Ｂ)に示した状態に変化し
て、上記第１クラッチ部材２５の軸方向凸部２５ａと上
記第２クラッチ部材２６の軸方向凸部２６ｂとがスリッ
プして、噛合クラッチ２７が噛み合い状態になる。する
と、第１クラッチ部材２５は摩擦板１４を押圧しなくな
り、押圧部材２３と第２クラッチ部材２６間、及び各摩
擦板１３,１４間でスリップし、軸部材１１と筒部材１
２との摩擦結合が解除されて、トルクが伝達されなくな
る。

【００３２】このトルクの伝達を復帰させる場合には、
上記ロック部材３２をねじ回して、上記ロック部材３２
を上記ピストン２２の先端側に移動させて、上記ピスト
ン２２を上記給油路３０ａ側に移動させた後に、図４に
示す復帰用レバー３９を上記第２クラッチ部材２６のね
じ穴２６c にセットして、この復帰用レバー３９を図４
に示すＹ位置(トルクリミッタ作動後の位置)からＸ位置
(セット位置)に回転させることによって、上記第２クラ
ッチ部材２６をピストン２２側に移動させると共に、第
２クラッチ部材２６を軸回りに回転させて、第２クラッ
チ部材２６の軸方向凸部２６ｂと第１クラッチ部材２５
の軸方向凸部２５ａとが同位相になるようにする。その
後、上記給油路３０ａに油圧ポンプから圧油を供給し
て、上記ピストン２２を摩擦板１４,１３側に移動さ
せ、上記ピストン２２を上記ロック部材３２でロックす
る。その後、上記給油路３０ａから上記油圧を下げて、
上記復帰レバー３７を取り外し、復帰を完了する。

【００３３】このように、上記実施例によれば、複数枚
の摩擦板１３,１４による摩擦結合を介して軸部材１１
と筒部材１２とを結合させるので、従来例に比べて、摩
擦結合の摩擦面の面積が広くでき、所定のサイズ当たり
のトルク容量を大きくできる。

【００３４】また、ピストン２２をロック部材３２でロ
ックした後は、油圧室１５の油圧を下げるので、常時油
圧をかけて使用する従来例と異なり、油漏れによる設定
トルクの低下がなく、トルク伝達能力のばらつきや低下
がない。したがって、初期設定時と同等のトルク伝達能
力を長期にわたって維持できる。

【００３５】また、トルクリミッタの作動時に噛合クラ
ッチ２７が作動してトルク解放を行うので、トルクリミ
ッタの作動時にシャーチューブを切断して油圧スリット
から油が排出される従来例と異なり、油の補給や部品の
交換が不要になる。

【００３６】尚、上記実施例では、第２クラッチ部材２
６の傾斜面２６ａと押圧部材２３の傾斜面２３ａを両方
とも平面にしたが、押圧部材２３の傾斜面２３ａを曲面
にし、第２クラッチ部材２６の傾斜面２６ａを平面にし
てもよい。また、その逆でもよい。また、押圧部材２３
の傾斜面２３ａと第２クラッチ部材２６の傾斜面２６ａ
の両方を曲面にしてもよい。

【００３７】また、上記実施例では、ピストン２２と押
圧部材２３とを別体にしたが、ピストン２２と押圧部材
２３とを一体にしてもよい。

【００３８】

【考案の効果】以上より明らかなように、この考案のト
ルクリミッタは、使用中に軸部材または筒部材に所定値
以上の負荷がかかって、軸部材と筒部材の軸回りの位置
が変化すると、噛合クラッチの第１クラッチ部材と第２
クラッチ部材の軸回りの相対位置が変化して、上記第１
クラッチ部材の軸方向凸部と上記第２クラッチ部材の軸
方向凸部とが対向しなくなって噛み合い、上記第１クラ
ッチ部材が各摩擦板を押圧しなくなって、各摩擦板の摩
擦結合を解除するようにしたものである。

【００３９】このように、本考案は、複数枚の摩擦板に
よる摩擦結合を介して軸部材と筒部材とを結合させるの
で、従来例に比べて、摩擦結合の摩擦面の面積が広くな
り、所定のサイズ当たりのトルク容量を大きくできる。

【００４０】また、本考案は、ピストンをロック部材で
ロックした後は、油圧室の油圧を下げても上記ピストン
が上記噛合クラッチを介して各摩擦板を押圧し続けるの
で、常時油圧をかけて使用する従来例と異なり、油漏れ
による設定トルクの低下がなく、トルク伝達能力のばら
つきや低下がない。したがって、初期設定時と同等のト
ルク伝達能力を長期にわたって維持できる。

【００４１】また、本考案は、トルクリミッタの作動時
に噛合クラッチが作動してトルク解放を行うので、トル
クリミッタの作動時にシャーチューブを切断して油圧ス
リットから油が排出される従来例と異なり、油の補給や
部品の交換を不要にできる。

【００４２】また、本考案は、第１クラッチ部材と第２
クラッチ部材とは上記軸方向凸部同士が接触しているの
に対して、上記第２クラッチ部材と上記押圧部材とは傾
斜面で接触させて、上記軸部材と筒部材の軸回りの位置
が変化したときに、上記第２クラッチ部材と押圧部材と
のスリップよりも、上記第１クラッチ部材と第２クラッ
チ部材とのスリップが先に起こって、トルクが解放され
るようにしているので、押圧部材の摩耗を防ぐことがで
き、長期間使用した場合にも、噛合クラッチを修理又は
交換するだけでよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案のトルクリミッタの実施例の側面断
面図である。

【図２】 図１のＡーＡ線断面図である。

【図３】 図１のＢーＢ線断面図である。

【図４】 図１のＣーＣ線断面図である。

【図５】 上記実施例の噛合クラッチに作用する力を説
明する図である。

【図６】 上記噛合クラッチの動作説明図である。

【図７】 従来のトルクリミッタの断面図である。

【符号の説明】

１１…軸部材、１１ｂ…スプライン、１２…筒部材、１
２ｂ…スプライン、１３,１４…摩擦板、１５…油圧
室、２２…ピストン、２３…押圧部材、２５…第１クラ
ッチ部材、２６…第２クラッチ部材、３０…スリーブ、
３２…ロック部材。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面にスプラインを有する軸部材と、 内周面にスプラインを有する筒部材と、 上記軸部材のスプラインで回転不可に係合され、かつ軸
   方向へ移動自在にガイドされる複数枚の軸側摩擦板と、 上記筒部材のスプラインで回転不可に係合され、かつ軸
   方向へ移動自在にガイドされ、上記軸側摩擦板の間に交
   互に介設される筒側摩擦板と、 上記軸側摩擦板と筒側摩擦板を軸方向に押圧して圧接さ
   せるピストンと、 上記摩擦板側の第１クラッチ部材と、上記ピストン側に
   軸方向に対して傾斜した傾斜面を有するピストン側の第
   ２クラッチ部材とを有し、上記第１クラッチ部材に対向
   する第２クラッチ部材の対向面と、上記第２クラッチ部
   材に対向する第１クラッチ部材の対向面には、それぞ
   れ、径方向に延びる軸方向凸部が形成され、上記筒部材
   を軸部材に装着したときには、上記第１クラッチ部材の
   軸方向凸部と第２クラッチ部材の軸方向凸部とが対向さ
   せられて互いに押圧して、上記第１クラッチ部材が上記
   摩擦板を押圧する一方、上記軸部材と筒部材との軸回り
   の相対位置が変化すると、上記第１クラッチ部材と第２
   クラッチ部材との軸回りの相対位置が変化して、上記第
   １クラッチ部材の軸方向凸部と上記第２クラッチ部材の
   軸方向凸部とが対向しなくなって、上記第１クラッチ部
   材が上記摩擦板を押圧しなくなる噛合クラッチと、 上記ピストンの上記噛合クラッチ側の端部に設けられ、
   上記第２クラッチ部材の傾斜面に対向して接触する傾斜
   面を有する押圧部材と、 上記ピストンが摺動自在に嵌合される油圧室と、 上記押圧作動されたピストンを所定位置でロックするロ
   ック部材とを備えたことを特徴とするトルクリミッタ。