JP5286806B2

JP5286806B2 - トルクリミッタ

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Publication number: JP5286806B2
Application number: JP2008020902A
Authority: JP
Inventors: 彰英永山; 武志宮地
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2013-09-11
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Also published as: EP2241775A4; JP2009180321A; US20130248319A1; CN101932843A; US20110002729A1; US8689960B2; US8424663B2; EP2241775A1; WO2009096517A1; EP2241775B1; CN101932843B

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、特開平７−３１０７５３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、軸部材の外周面に筒部材の内周面を外嵌し、筒部材の油圧拡張室に圧油を供給し、その油圧拡張室の圧油で筒部材の内周面を縮径してその内周面を軸部材の外周面に押し付けて、軸部材と筒部材とを摩擦結合してトルクを伝達するようになっている。そして、シャーチューブで油圧拡張室内の圧油をシールする一方、上記軸部材に、シャーチューブの端部に係止する係止部材を固定している。

上記軸部材または筒部材に所定値以上の負荷がかかって、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップして、上記軸部材が筒部材に対して軸回りの位置が変化したとき、上記係止部材でシャーチューブの端部が切断されて、油圧拡張室の圧油がシャーチューブ内に形成された油抜き孔を介して、外部に排出されるようになっている。これにより、筒部材の内周面を、軸部材の外周面に押し付けられなくなって、軸部材と筒部材の摩擦結合を解いて、トルクの伝達を遮断している。また、上記軸部材または筒部材に所定値以上の負荷がかかって、筒部材の内周面が、軸部材の外周面に対して摺動している際に、軸部材および筒部材が焼付くことを防止するために、軸部材と筒部材との間には、潤滑油を塗布している。

上記従来のトルクリミッタにおいて、上記軸部材または筒部材に所定値以上の負荷がかかって、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室の油を迅速に抜かなければ、軸部材および筒部材の夫々の摩擦係合面に長時間にわたって動摩擦力が作用して、軸部材および筒部材の上記摩擦係合面に焼付きが発生し易くなる。

このため、従来または既存のトルクリミッタにおいて、上記軸部材または筒部材に所定値以上の負荷がかかって、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、より迅速に、油圧拡張室から油を抜いて、軸部材と筒部材との動摩擦力が作用する時間を短くすることが所望されている。
特開平７−３１０７５３号公報

そこで、本発明の課題は、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室の油を迅速に抜くことができて、軸部材および筒部材の摩擦係合面に、焼付きが発生しにく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、
軸部材と、
この軸部材に回転可能に外嵌した筒部材と
を備え、
上記筒部材は、
上記軸部材の外周面に上記筒部材の内周面を押し付けるための油圧拡張室と、
上記油圧拡張室に連通し、かつ、上記油圧拡張室から上記筒部材の径方向の外方に突出すると共に、上記筒部材の周方向に延在する周方向延在室と、
上記周方向延在室に開口すると共に、上記周方向延在室から上記径方向の外方に延びる径方向延在部を有し、かつ、上記軸部材または上記筒部材に所定値よりも小さい負荷が作用している際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、密封していて、上記油圧拡張室に密封された油により上記油圧拡張室が膨張していることで上記軸部材と上記筒部材とを摩擦係合させる一方、上記軸部材または上記筒部材に所定値以上の負荷が作用した際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、外部に対して開口することで、上記油圧拡張室内の上記油を除去して上記軸部材と上記筒部材との摩擦係合を解除させるための油抜き孔と
を有し、
上記油圧拡張室が膨張している際において、上記周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分の面積は、上記油抜き孔の上記周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくなっていることを特徴としている。

また、本発明のトルクリミッタは、
軸部材と、
この軸部材に回転可能に外嵌した筒部材と
を備え、
上記軸部材は、
上記筒部材の内周面に上記軸部材の外周面を押し付けるための油圧拡張室と、
上記油圧拡張室に連通し、かつ、上記油圧拡張室から上記軸部材の径方向の内方に突出すると共に、上記軸部材の周方向に延在する周方向延在室と、
上記周方向延在室に開口すると共に、上記周方向延在室から上記径方向の内方に延びる径方向延在部を有し、かつ、上記軸部材または上記筒部材に所定値よりも小さい負荷が作用している際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、密封していて、上記油圧拡張室に密封された油により上記油圧拡張室が膨張していることで上記軸部材と上記筒部材とを摩擦係合させる一方、上記軸部材または上記筒部材に所定値以上の負荷が作用した際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、外部に対して開口することで、上記油圧拡張室内の上記油を除去して上記軸部材と上記筒部材との摩擦係合を解除させるための油抜き孔と
を有し、
上記油圧拡張室が膨張している際において、上記周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分の面積は、上記油抜き孔の上記周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくなっていることを特徴としている。

尚、上記延長面を、上記内面において油圧拡張室に接触している部分である閉曲線を、径方向に移動させたときに、閉曲線が描く軌跡として定義される帯状の面として定義する。

本発明者は、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室の油を迅速に抜くことができる構成について、様々な構成のトルクリミッタで多数の試験を行って試行錯誤し、徹底的に調査した。その結果、従来のトルクリミッタの構成において、油抜き孔の数を増やしたり、油抜き孔の径を大きくしただけでは、油圧拡張室の油を抜く時間の短縮に限界があり、油圧拡張室の油を抜く時間を大幅に短縮することができないことを見出した。

また、油圧拡張室と、油抜き孔との間に、周方向に延在する周方向延在室を形成し、上記周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分の面積を、油抜き孔の上記周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくした場合に、油圧拡張室の油を抜く時間を、従来の構成と比較して略４倍程度も速くすることができて、油を抜く時間を急激に速くすることができることを見出した。

これは、トルクリミッタでは、油圧拡張室の径方向の厚さが、非常に薄いから、油抜き孔の数を増やしたり、油抜き孔の径を大きくしたりしても、摩擦係合を解除する際において、油の油抜き孔へのアクセスに限界があり、油抜き孔内に浸入しにくいためであると推察される。

そして、上記構成の周方向延在室を形成すると、油を抜く時間を、格段に短くできる理由は、上記周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分を通過したオイルが、上記周方向延在室にアクセスでき、上記油圧拡張室に交わっている部分の面積が大きいから、油が格段に油抜き孔に到達（アクセス）し易くなったためであると考えられる。

本発明によれば、上記周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分の面積が、上記油抜き孔の上記周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくなっているから、上記軸部材または筒部材に所定値以上の負荷がかかって、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、より迅速に、油圧拡張室から油を抜くことができて、軸部材と筒部材との間で動摩擦力が作用する時間を短くできる。したがって、軸部材および筒部材の夫々の摩擦係合面の焼付きを抑制することができる。

また、一実施形態では、上記周方向延在室は、環状の室である。

上記実施形態によれば、上記周方向延在室が、環状の室であるから、上記周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分の面積を、大きくすることができる。したがって、従来の構成と比較して、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室から油を急激に速く抜くことができる。

また、一実施形態では、上記周方向延在室の上記軸部材の軸方向の長さが、上記油抜き孔の直径よりも大きくなっている。

上記実施形態では、上記周方向延在室の上記軸部材の軸方向の長さが、上記油抜き孔の直径よりも大きいから、従来の構成と比較して、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室から油を更に速く抜くことができる。

本発明のトルクリミッタによれば、軸部材または筒部材に所定値以上の負荷がかかって、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、より迅速に、油圧拡張室から油を抜くことができて、軸部材と筒部材との間で動摩擦力が作用する時間を短くできる。したがって、軸部材および筒部材の夫々の摩擦係合面の焼付きを抑制することができる。

以下、本発明を、図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態のトルクリミッタの軸方向の断面図である。

このトルクリミッタは、軸部材１と、筒部材２と、シャーバルブ６と、玉軸受１７および玉軸受１８とを有する。

上記軸部材１は、略円筒状の外周面２０を有する本体部８と、本体部８の外面から突出する断面略Ｌ字形状の係止部９とを有する。上記軸部材１の外周面２０は、一つの螺旋形状の油封止防止用の溝３５を有している。この螺旋形状の溝３５は、軸部材１の軸方向の両側に開口している。また、上記螺旋形状の溝３５のピッチは、軸部材１の軸径（外径）の１／１０以上１／５以下になっている。この溝３５は、動力伝達時に、余剰な潤滑油（後述するトラクションオイル）を溝３５の開口を介して外部に排出させる役割を果たしている。言い換えると、上記溝３５は、動力伝達時に、余剰な潤滑油を排出することで、リリーストルクが所定値より大きく低下することを防止し、リリーストルクを略設計値にする役割を果たしている。

上記筒部材２は、第１の筒部材１０と、第２の筒部材１１とからなっている。上記第１の筒部材１０は、軸部材１の外周面２０に当接する略円筒状の内周面２１を有している。上記軸部材１の外周面２０と、筒部材２の内周面２１との間には、焼付き防止用の潤滑油であるトラクションオイルが塗布されている。上記軸部材１の螺旋形状の溝３５は、上記軸部材１の外周面２０と、筒部材２の内周面２１との当接部分の軸方向両端に開口している。

このトラクションオイルは、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基などの脂環族の官能基や、これら官能基の一部を不飽和結合としたものや、上記官能基の一部の炭素原子を、酸素原子、硫黄原子、窒素原子で置き換えた官能基、さらには、これらの官能基を架橋して形成された官能基や、これらの官能基を縮合した縮合環を有する官能基や、または、これらの官能基を用いて形成された多環式の芳香族の官能基、を有するナフタレン系合成油やナフテン系鉱油である。また、上記トラクションオイルの他の例としては、例えば、分岐型アルキルベンゼンやアルキルナフタレンや、または、フェニル基やシクロヘキシル基を含むポリオルガノシロキサンがある。また、上記トラクションオイルの更なる例としては、例えば、α−アルキルスチレン二量体やα−アルキルスチレン二量体の水素化物があり、また、Ｆ−（ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ）ｎ−Ｃ_２Ｆ_５の構造式で表されるパーフルオロポリエーテルやこのパーフルオロポリエーテルの誘導体がある。

また、これらのトラクションオイルをパラフィン系鉱油、ポリαオレフィン油など炭化水素系合成油、ジエステルやポリオールエステルなどエステル油、ポリアルキルグリコール油、アルキルジフェニルエーテル油、シリコーン油、パーフルオロアルキルポリエーテル油等公知の潤滑油と混合することもできる。

実用性を更に向上する目的で、酸化防止剤、防錆剤、清浄分散剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤、極圧剤、耐摩耗添加剤、腐食防止剤、消泡剤、金属不活性化剤、着色剤等の添加剤を適量添加しても良い。

そして、これらのトラクションオイルのうちでも、圧力粘度指数が大きいことが好ましい。本用途では、１８ＧＰａ^−１（４０℃）以上が好ましく、２５ＧＰａ^−１（４０℃）以上が更にこのましく、３２ＧＰａ^−１（４０℃）以上がさらに好ましい。このようなトラクションオイルでは、軸とスリーブとの間の接触面圧によりガラス化しやすく、駆動力を伝えやすく、また、軸とスリーブとの直接接触を減少させ、軸とスリーブの固着を防ぎ、油圧室の油圧が低下し液状になると、トルク開放を容易になすことができる。

上記第２の筒部材１１は、第１の筒部材１０の略円筒状の外周面２３に当接する略円筒状の内周面２４を有している。また、上記第２の筒部材１１は、シャーバルブ取付穴３０と、第２の筒部材１１の内周面２４の軸方向の所定長さに亘って略軸部材１の軸方向に延在する略筒状の油圧拡張室２６を有している。

上記シャーバルブ６は、シャーバルブ取付穴３０に嵌入されている。上記シャーバルブ６がシャーバルブ取付穴３０に嵌入されている状態で、シャーバルブ６の一端部は、第２の筒部材１１の外周面よりも径方向の外方に突出している。また、上記断面略Ｌ字形状の係止部９は、略径方向に延びると共に、第２の筒部材１１の端面に軸方向に対向する径方向延在部５０と、この径方向延在部５０につながっていると共に、第２の筒部材１１の外周面に沿って軸方向に延在する軸方向延在部５１とを有している。上記シャーバルブ６の上記一端部は、係止部９の軸方向延在部５１によって、係止されている。

また、上記シャーバルブ６は、一端のみが開口したチューブ２７を有している。このチューブ２７は、シャーバルブ６がシャーバルブ取付穴３０に嵌入されている状態で、略軸部材１の径方向に延在している。また、シャーバルブ６がシャーバルブ取付穴３０に嵌入されている状態でチューブ２７の閉鎖側の一端部は、第２の筒部材１１の外周面よりも径方向の外方に突出している。また、上記チューブ２７の閉鎖側とは反対側の開口は、油通路３７および周方向延在室３８を介して、油圧拡張室２６の軸方向の一端部に連通している。上記チューブ２７および油通路３７は、油抜き孔を構成し、油通路３７は、油抜き孔の径方向延在部を構成している。上記油圧拡張室２６のシャーバルブ６側は、密封空間になっている。

上記玉軸受１７は、軸部材１の外面に外嵌固定された内輪４０と、第２の筒部材１１の内面に内嵌固定された外輪４１と、内輪４０の軌道面と外輪４１の軌道面と間に配置された玉４２とを有している。また、上記玉軸受１８は、軸部材１の外面に外嵌固定された内輪４４と、第１の筒部材１０の内面に内嵌固定された外輪４５と、内輪４４の軌道面と外輪４５の軌道面と間に配置された玉４６とを有している。上記玉軸受１７および１８は、軸部材１が筒部材２に対して相対回転しているとき、軸部材１を筒部材２に対して回転自在に支持するようになっている。

図２は、シャーバルブ６、油抜き孔（チューブ２７および油通路３７で構成）、周方向延在室３８および油圧拡張室２６の接続関係を示す模式拡大図である。また、図３は、周方向延在室３８周辺の模式拡大図である。

図２および図３に示すように、油抜き孔の径方向延在部としての油通路３７は、筒部材２の径方向に延在している。また、上記周方向延在室３８は、油圧拡張室２６に開口し、油圧拡張室２６に連通している。上記周方向延在室３８は、軸方向の断面において、断面略矩形状の形状を有している。また、上記周方向延在室３８は、軸方向に垂直な断面において円弧状に延在している。図示しないが、径方向延在部としての油通路３７の延在方向に垂直な平面で、周方向延在室３８を切断したときの、その切断面の断面積は、切断面の軸部材１の中心軸からの距離によらず、油通路３７の断面の断面積よりも大きくなっている。

上記油通路３７は、断面円形状の通路である。図４に示すように、上記油通路３７の断面の直径は、ａ（ｃｍ）になっている一方、図５に示すように、周方向延在室３８の軸方向の寸法は、周方向延在室３８の周方向の位置によらず、油通路３７の直径ａ（ｃｍ）よりも大きい一定値のｂ（ｃｍ）になっている。

図示しないが、上記周方向延在室３８（正確には、周方向延在室３８の径方向の最内方の部分）は、油通路３７の直径ａ（ｃｍ）よりも大きい一定値のｃ（ｃｍ）にわたって、周方向に延在している。上記油通路３７は、次の部分、すなわち、周方向延在室３８の径方向の外方に位置する内面の一部分であって、かつ、軸方向の略中央部に位置すると共に、周方向の略中央部に位置している部分に、開口している。

図４において斜線で示す部分７０は、油抜き孔の一部をなす油通路３７の周方向延在室３８への開口部の断面であり円筒面の一部からなる部分を示している。

また、図５において斜線で示す部分８０は、油圧拡張用の油が油圧拡張室２６に注入されたのちに密封することで、第１の筒部材１０の内周面２１を縮径して内周面２１を軸部材１の外周面２０に押し付けて、軸部材１と筒部材２とを摩擦結合している状態での、周方向延在室３８の内面を油圧拡張室２６側に延長した延長面において油圧拡張室２６に交わっている部分（厳密には、周方向延在室３８の内面において油圧拡張室２６に接触している部分である閉曲線を、径方向に移動させたときに描く帯状の軌跡のうち、油圧拡張室２６に交わっている部分（内面の延長とは、この意味で使用している））を示している。

上記周方向延在室３８の内面を油圧拡張室２６側に延長した延長面において油圧拡張室２６に交わっている部分８０の面積は、油通路３７の周方向延在室３８への開口部の断面である円筒面の一部からなる部分７０の面積よりも大きくなっている。

上記構成において、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、図示しないカプラを介して油圧拡張室２６に注入されたのち密封された油圧拡張用の油で、第１の筒部材１０の内周面２１を縮径して内周面２１を軸部材１の外周面２０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の外周面２０が、第１の筒部材１０の内周面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、係止部９がシャーバルブ６の上記一端部（チューブ２７の径方向の外方の端部）を切断して、油圧拡張室２６内の油圧拡張用の油を、一端部が切断されたシャーバルブ６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、第１の筒部材１０の内周面２１の軸部材１の外周面２０に対する押圧力をなくして、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、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、トルクリミッタに連結されている高価な機械を保護している。

本発明者は、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室の油を迅速に抜くことができる構成について、様々な構成のトルクリミッタで多数の試験を行って試行錯誤し、徹底的に調査した。その結果、従来のトルクリミッタの構成において、油抜き孔の数を増やしたり、油抜き孔の径を大きくしただけでは、油圧拡張室の油を抜く時間を大きく短縮することができなくて、軸部材および筒部材の摩擦係合面に焼付きが発生する可能性を大幅に低くすることができないことを見出した。

そして、油圧拡張室と、油抜き孔との間に、周方向に延在する周方向延在室を形成し、上記周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分の面積を、油抜き孔の上記周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくした場合に、油圧拡張室の油を抜く時間を、従来の構成と比較して格段に速くすることができて、油を抜く時間を急激に速くすることができることを見出した。

上記第１実施形態のトルクリミッタによれば、上記周方向延在室３８の内面を油圧拡張室２６側に延長した延長面において油圧拡張室２６に交わっている部分８０の面積が、油抜き孔の周方向延在室３８への開口部の断面であり円筒面の一部からなる部分７０の面積よりも大きいから、軸部材１または筒部材２に所定値以上の負荷がかかって、筒部材２の内周面２１が軸部材１の外周面２０に対してスリップした際、より迅速に、油圧拡張室２６から油を抜くことができて、軸部材１と筒部材２との間で動摩擦力が作用する時間を格段に短くできる。したがって、軸部材１および筒部材２の夫々の摩擦係合面の焼付きを抑制することができる。

また、上記第１実施形態のトルクリミッタによれば、周方向延在室３８の軸部材１の軸方向の長さが、油通路３７の直径よりも大きいから、従来の構成と比較して、筒部材２の内周面が軸部材１の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室２６から油を更に速く抜くことができる。

尚、上記第１実施形態のトルクリミッタでは、油封止防止用の溝３５を有していたが、この発明では、油封止防止用の溝を省略しても良い。また、第１実施形態のトルクリミッタでは、摩擦係合を行う軸部材１の外周面２０と、筒部材２の内周面２１との間に、トラクションオイルが封止されていたが、この発明では、摩擦係合を行う軸部材の外周面と、筒部材の内周面との間に、タービンオイル等のトラクションオイル以外の潤滑剤が封止されていても良い。

また、上記第１実施形態のトルクリミッタでは、周方向延在室３８が、断面略矩形の形状であったが、この発明では、周方向延在室は、断面三角形状等、断面矩形状以外の形状であっても良い。この発明では、周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分の面積が、油抜き孔の周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくなっていれば如何なる形状であっても良い。更には、この発明では、シャーチューブは、一つ、または、周方向に等間隔に複数個設けられても良い。また、この発明では、シャーチューブは、周方向に非等間隔に、複数個設けられても良い。

シャーチューブを複数個設けた場合には、一つの油通路３７に複数のシャーチューブを連通させても、シャーチューブ毎に油通路３７を設けても良い。油通路３７を複数設ける場合には、一つの油通路３７に一つの周方向延在室３８を設けても、複数の油通路３７に一つの周方向延在室３８を設けてもよいが、複数の油通路３７に一つの周方向延在室３８を設けた場合には、一つの周方向延在室３８の内面を油圧拡張室２６側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分８０の面積が、一つの周方向延在室３８に開口する複数の油通路３７の周方向延在室３８への開口部の断面である円筒面の一部からなる部分７０の面積の合計の面積よりも大きくなっていればよい。

また、上記実施形態のトルクリミッタでは、筒部材２を、軸部材１の外周面２０と接触する内周面２１を有する第１の筒部材１０と、油圧拡張用の油を封入する油圧拡張室２６を有する第２の筒部材１１とで構成したが、この発明では、筒部材は、軸部材の外周面と接触する内周面と、油圧拡張用の油を封入する油圧拡張室とを有する一体型の筒部材であっても良い。

尚、詳述しないが、径方向延在部としての油通路の延在方向に垂直な平面で、その径方向延在部が連通している周方向延在室を切断したときの、その切断面の断面積が、切断面の軸部材の中心軸からの距離によらず、油通路の径方向延在部の断面の断面積よりも大きくなっていれば、動力の非伝達時において、オイルを更に迅速に抜くことができて、好ましいことは言うまでもない。

図６は、本発明の第２実施形態のトルクリミッタにおける図５に対応する図である。

第２実施形態のトルクリミッタは、周方向延在室の形状のみが第１実施形態のトルクリミッタと異なり、周方向延在室の以外の構成は、第１実施形態のトルクリミッタと全て同一である。

第２実施形態では、図示しないが、第２実施形態の周方向延在室は、筒部材の周方向の全周に亘って存在している。図６に示すように、第２実施形態では、油圧拡張用の油が油圧拡張室２６に注入されたのち密封することで、第１の筒部材１０の内周面２１を縮径して内周面２１を軸部材１の外周面２０に押し付けて、軸部材１と筒部材２とを摩擦結合している状態での、周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分９０は、筒部材の軸方向に対向すると共に、互いに平行である二つの部分６３,６４からなっている。各部分６３,６４は、それぞれ第１の円の内部領域から、第１の円の中心と中心が同一であると共に第１の円と同一平面内に存在し、かつ、半径が第１の円よりも小さい第２の円の内部領域を除いた部分からなっている。上記部分６３の面積と上記部分６４の面積とを合わせた周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分９０の面積は、上記周方向延在室に開口する油抜き孔の一部をなす油通路３７の周方向延在室への開口部の断面である円筒面の一部からなる部分の面積よりも大きくなっている。

尚、各部分６３,６４において、それぞれ径方向の長さが、軸部材と筒部材の摩擦係合時における、油圧拡張室の径方向の厚さと、油圧拡張室に油を入れていないときの油圧拡張室の径方向の厚さとの差に一致していることは、言うまでもない。

上記第２実施形態のトルクリミッタによれば、周方向延在室が、環状の室であるから、周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分９０の面積を、大きくすることができ、かつ、油抜き孔に流れ込む油の流れ方向の通過断面積を、周方向で均一化できる。したがって、従来の構成と比較して、筒部材の内周面が軸部材の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室から油を急激に速く抜くことができる。

上記第２実施形態のトルクリミッタでは、周方向延在室が、断面略矩形の形状であったが、この発明では、周方向延在室は、断面三角形状等、断面矩形状以外の形状であっても良い。また、この発明では、周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分の面積９０が、油通路の周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくなっていれば如何なる形状であっても良い。更には、この発明では、シャーチューブは、一つ、または、周方向に等間隔に複数個設けられても良い。また、この発明では、シャーチューブは、周方向に非等間隔に、複数個設けられても良い。複数の油通路を設けた場合には、周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分の面積９０が、複数の油通路の周方向延在室への開口部の断面である円筒面の一部からなる部分の面積の合計の面積よりも大きくなっていればよい。

図７は、本発明の第３実施形態のトルクリミッタの軸方向の断面図である。

第３実施形態のトルクリミッタでは、環状の油圧拡張室１２６が軸部材１０１に形成され、油圧拡張室１２６が径方向に拡張することで、軸部材１０１の外周面１２３が筒部材１０２の内周面１２４に摩擦係合する点が第１実施形態のトルクリミッタと大きく異なる。

第３実施形態のトルクリミッタでは、第１実施形態のトルクリミッタと共通の構成、作用効果および変形例については説明を省略することにする。

第３実施形態のトルクリミッタは、軸部材１０１と、筒部材１０２と、シャーバルブ１０６と、玉軸受１１７および玉軸受１１８とを有する。

上記軸部材１０１は、略円筒状の外周面１２０を有する軸本体１６１と、環状部材１１０とを有する。環状部材１１０の内周面１２１は、軸本体１６１の外周面１２０と嵌めあわされ、端面をボルト１４５で係止され固定されている。環状部材１１０は、略円筒状の外周面１２３を有している。

上記筒部材１０２は、上記筒部材１０２の外面から突出する係止部１０９を有すると共に、周面としての内周面１２４を有する。上記筒部材１０２の内周面１２４は、上記第１実施形態と同様の螺旋形状の油封止防止用の溝１３５を有している。この螺旋形状の溝１３５は、軸部材１０１の筒部材１０２との摩擦係合部分の軸方向の両側に開口している。また、上記螺旋形状の溝１３５のピッチは、軸部材１０１の軸径（外径）の１／１０以上１／５以下になっている。

上記筒部材１０２の略円筒状の内周面１２４は、トルクの伝達時において、軸部材１０１（詳しくは環状部材１１０）の外周面１２３と摩擦結合するようになっている。上記軸部材１０１の外周面１２３と、筒部材１０２の内周面１２４との間には、上記第１実施形態と同様の焼付き防止用の潤滑油であるトラクションオイルまたはその混合物が塗布されている。

上記環状部材１１０は、シャーバルブ取付穴１３０と、環状部材１１０の外周面１２３の軸方向の所定長さに亘って略軸部材１０１の軸方向に延在する環状の油圧拡張室１２６とを有している。

上記シャーバルブ１０６は、シャーバルブ取付穴１３０に嵌入されている。上記シャーバルブ１０６がシャーバルブ取付穴１３０に嵌入されている状態で、シャーバルブ１０６の一端部は、環状部材１１０の端面よりも軸方向の外方に突出している。上記係止部１０９は、環状部材１１０の端面に沿って径方向に延在している。上記シャーバルブ１０６の上記一端部は、係止部１０９によって、係止されている。

上記シャーバルブ１０６は、一端のみが開口したチューブ１２７を有している。このチューブ１２７は、シャーバルブ１０６がシャーバルブ取付穴１３０に嵌入されている状態で、略軸部材１０１の軸方向に延在している。上記シャーバルブ１０６がシャーバルブ取付穴１３０に嵌入されている状態で、チューブ１２７の閉鎖側の一端部は、環状部材１１０の端面よりも軸方向の外方に突出している。また、上記チューブ１２７の閉鎖側とは反対側の開口は、油通路１３７および周方向延在室１３８を介して、油圧拡張室１２６に接続されている。

図７に示すように、上記油通路１３７は、軸方向延在部１６０と、径方向延在部１６１とからなる。上記軸方向延在部１６０は、チューブ１２７の軸方向の内方側の開口に連通している。上記軸方向延在部１６０は、軸方向に延在している。上記径方向延在部１６１は、軸方向延在部１６０の軸方向のチューブ１２７側とは反対側の開口に連通している。上記径方向延在部１６１は、径方向に延在している。上記径方向延在部１６１の径方向の外方側の開口は、周方向延在室１３８の径方向の内方側の内面に開口している。上記チューブ１２７および油通路１３７は、油抜き孔を構成している。

上記周方向延在室１３８は、周方向に全周に亘って延びている。尚、この発明では、周方向延在室は、全周にわたって延在せず、周方向に所定の長さだけ延在していても良いことは、第１実施形態で述べた通りである。

油圧拡張用の油が油圧拡張室１２６に注入されたのち密封することで、環状部材１１０の外周面１２３を拡径して外周面１２３を筒部材１０２の内周面１２４に押し付けて、軸部材１０１と筒部材１０２とを摩擦結合している状態での、上記周方向延在室１３８の内面を油圧拡張室１２６側に延長した延長面において油圧拡張室１２６に交わっている部分の面積は、油抜き孔の一部をなす径方向延在部１６１の周方向延在室１３８への開口部の断面である円筒面の一部からなる部分の面積よりも大きくなっている。第３実施形態においても、第１実施形態や第２実施形態で述べたように、複数の油抜き孔の一部をなす径方向延在部が上記周方向延在室に開口してもよい。複数の油抜き孔の一部をなす径方向延在部が上記周方向延在室に開口する場合には、周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室１２６に交わっている部分の面積が、複数の油抜き孔の一部をなす径方向延在部の周方向延在室への開口部の面積である円筒面の一部からなる部分の面積の合計の面積よりも大きくなっていればよい。

上記第３実施形態のトルクリミッタも、上記構成の径方向延在室１３８を有しているから、第１実施形態および第２実施形態と同様に、従来の構成と比較して、筒部材１０２の内周面が軸部材１０１の外周面に対してスリップした際、油圧拡張室１２６から油を格段に速く抜くことができて、軸部材１０１の外周面（摩擦係合面）１２３および筒部材１０２の内周面（摩擦係合面）１２４に焼付きが発生する可能性を急激に低くすることができる。

本発明の第１実施形態のトルクリミッタの軸方向の断面図である。シャーバルブ、油抜き孔、周方向延在室および油圧拡張室の接続関係を示す模式拡大図である。周方向延在室周辺の模式拡大図である。油抜き孔の周方向延在室への開口部の断面であり円筒面の一部からなる部分を示す図である。周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分を示す図である。本発明の第２実施形態のトルクリミッタにおける図５に対応する図である。本発明の第３実施形態のトルクリミッタの軸方向の断面図である。

符号の説明

１軸部材
２筒部材
２６,１２６油圧拡張室
３８,１３８周方向延在室
７０油抜き孔の周方向延在室３８への開口部の断面であり円筒面の一部からなる部分
８０,９０周方向延在室の内面を油圧拡張室側に延長した延長面において油圧拡張室に交わっている部分

Claims

軸部材と、
この軸部材に回転可能に外嵌した筒部材と
を備え、
上記筒部材は、
上記軸部材の外周面に上記筒部材の内周面を押し付けるための油圧拡張室と、
上記油圧拡張室に連通し、かつ、上記油圧拡張室から上記筒部材の径方向の外方に突出すると共に、上記筒部材の周方向に延在する周方向延在室と、
上記周方向延在室に開口すると共に、上記周方向延在室から上記径方向の外方に延びる径方向延在部を有し、かつ、上記軸部材または上記筒部材に所定値よりも小さい負荷が作用している際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、密封していて、上記油圧拡張室に密封された油により上記油圧拡張室が膨張していることで上記軸部材と上記筒部材とを摩擦係合させる一方、上記軸部材または上記筒部材に所定値以上の負荷が作用した際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、外部に対して開口することで、上記油圧拡張室内の上記油を除去して上記軸部材と上記筒部材との摩擦係合を解除させるための油抜き孔と
を有し、
上記油圧拡張室が膨張している際において、上記周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分の面積は、上記油抜き孔の上記周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくなっていることを特徴とするトルクリミッタ。
軸部材と、
この軸部材に回転可能に外嵌した筒部材と
を備え、
上記軸部材は、
上記筒部材の内周面に上記軸部材の外周面を押し付けるための油圧拡張室と、
上記油圧拡張室に連通し、かつ、上記油圧拡張室から上記軸部材の径方向の内方に突出すると共に、上記軸部材の周方向に延在する周方向延在室と、
上記周方向延在室に開口すると共に、上記周方向延在室から上記径方向の内方に延びる径方向延在部を有し、かつ、上記軸部材または上記筒部材に所定値よりも小さい負荷が作用している際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、密封していて、上記油圧拡張室に密封された油により上記油圧拡張室が膨張していることで上記軸部材と上記筒部材とを摩擦係合させる一方、上記軸部材または上記筒部材に所定値以上の負荷が作用した際には、上記周方向延在室側とは反対側の端部が、外部に対して開口することで、上記油圧拡張室内の上記油を除去して上記軸部材と上記筒部材との摩擦係合を解除させるための油抜き孔と
を有し、
上記油圧拡張室が膨張している際において、上記周方向延在室の内面を上記油圧拡張室側に延長した延長面において上記油圧拡張室に交わっている部分の面積は、上記油抜き孔の上記周方向延在室への開口部の断面積よりも大きくなっていることを特徴とするトルクリミッタ。
請求項１または２に記載のトルクリミッタにおいて、
上記周方向延在室は、環状の室であることを特徴とするトルクリミッタ。
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のトルクリミッタにおいて、
上記周方向延在室の上記軸部材の軸方向の長さは、上記油抜き孔の直径よりも大きいことを特徴とするトルクリミッタ。