JPH0735827B2 - 過荷重防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は全体として所定の過荷重トルク値に達したと
き、出力が入力から分離される過荷重防止装置に関し、
特に、その好適な形態において、過荷重防止クラッチ、
特に最適な形態においては、過荷重防止単位置スイッチ
に関する。

【背景】

入力側から出力側へ力を伝達する場合、所定のトルク値
に達したとき過荷重を逃す手段を提供することが望まし
いことが多い。さらに、入力と出力間においてクラッチ
動作を提供し、入力及び出力を回転可能に選択的に関係
付けることが望ましいことが多い。さらに、入力は出力
を回転させ得るように常に同一程度の整合状態となるよ
うにすることが望ましいことが多い。本発明はその好適
な形態において、単一の装置でこれら３つの機能の全て
を達成し得るものである。このことは、これら３つの機
能のうち１又は２つしか実現し得ない従来の装置に優る
利点である。具体的には、従来の装置は全体的に複雑な
構造であり、製造、組み立て及び使用が比較的コスト高
となり、部材同士が干渉してバックラッシュを生じると
いう問題があり、その他の不利益をも伴うものである。

【従来の技術】

西独特許DE−Ｂ−１第101059号は、側面を有する第１デ
ィスクと、第21ディスクの側面と平行な側面を有する第
２ディスクと、少なくとも１つの玉を有するトルク伝達
手段とを備える型式の過荷重防止装置を開示している。 第１ディスクの側面には、ディスクの軸方向に向かって
複数の玉受入キャビティが形成されており、そこにそれ
ぞれ玉が入れられている。玉受入キャビティ内の玉は、
その一部しか上記側面から突出できないように規制され
ており、また玉は玉受入キャビティ内に設けられるコイ
ルバネによって、常時、上記側面から一部が突出するよ
うに付勢されている。 また第２ディスクの側面には、凹状にへこんだ玉受け部
が、上記玉受入キャビティの数及び位置に対応して複数
形成される。第１ディスクと第２ディスクとは、両者の
側面同士が隣接し合った位置で軸方向の動きは規制され
ており、上記各玉の突出している一部が玉受け部に係合
している。 このような構造により、第１ディスクが一定以下のトル
クで回転すると、各玉によって第１ディスクの回転が第
２ディスク側に伝えられる。また第１ディスクが一定以
上のトルクで回転すると、コイルバネが縮むことにより
玉と玉受け部との係合状態が解除されるため、第１ディ
スクの回転は第２ディスク側に伝わらない。 しかしこのような装置では、玉が玉受入キャビティ内で
遊びがあるため、バックラッシュによる運動のロスを生
じる。また希望のトルク過荷重値を設定するのには、コ
イルバネのバネ力、バネの長さあるいは玉受入キャビテ
ィの深さを総合的に調節して決定しなければならないた
め、製造が面倒である。更にコイルバネを用いているた
め、一定のトルク以上になってバネが縮んでいるときに
は、その分バネの復帰力が増大して、両ディスク間の分
離を阻止する方向に働く。そのため両ディスクの分離が
遅延するなどの問題があった。

【発明が解決しようとする課題】

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たもので、玉とキャビティとの間の遊びを無くしてバッ
クラッシュによる運動のロスが生じないようにすること
を目的とする。 また本発明の別の目的は、製造時に希望のトルク過荷重
値を簡単に設定できるような構造を備えた装置を提供す
ることである。 本発明のさらに別の目的は、玉に対して付勢力を与える
バネを使用しないような簡単な構造である過荷重防止装
置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、容易に製造し及び組み立て
られる過荷重防止装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、製造許容誤差を容易に維持
し得る過荷重防止装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、入力と出力間にクラッチ動
作を有する過荷重防止装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、遠隔操作されたトルク過荷
重を有する過荷重防止装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、入力と出力が整合状態にあ
る過荷重防止装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、構成要素の標準化が可能で
ある過荷重防止装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、特定の用途に従い改造する
ことの出来る標準的な設計を可能にする過荷重防止装置
を提供することである。

【課題を解決するための手段】

本発明の過荷重防止装置は、側面（99）を有する第１デ
ィスク（96）と、該第１ディスク（96）の側面（99）に
隣接しかつ該側面（99）に対して平行に伸長する側面を
有する第２ディスク（52）と、少なくとも１つの玉（10
0b−108b）と、前記第１ディスク（96）の側面（99）か
ら軸方向に伸長するように第１ディスク（96）に形成さ
れた、前記玉（100b−108b）を受け入れるための第１キ
ャビティ（100a）と、前記第２ディスク（52）の側面か
ら軸方向に伸長するように第２ディスク（52）に形成さ
れ、前記玉（100b−108b）の径より小さい径を有する、
前記玉（100b−108b）を受け入れるための第２キャビテ
ィ（58−66）とを備え、前記玉（100b−108b）がトルク
の過荷重値に至るまで前記第２キャビティ（58−66）に
係合するようにした過荷重防止装置であって、前記第１
ディスク（96）の第１キャビティ（100a）の径は、前記
玉（100b−108b）の径より小さく、前記第１キャビティ
（100a）内に前記玉（100b−108b）を保持する玉ケージ
（88）が、前記第１ディスク（96）の側面（99）に固着
して設けられ、前記第２キャビティ（58−66）は、前記
第１キャビティ（100a）の径より小さい径を有し、これ
によりトルクの過荷重値に達したとき、前記玉（100b−
108b）を第１キャビティ（100a）からではなく、第２キ
ャビティ（58−66）からカム動作させて玉を離脱させる
ことを特徴とする。

【作用】

本発明では、玉（100b−108b）の径より小さい径を有す
る第１キャビティ（100a）が第１ディスク（96）に直接
形成され、第１キャビティ内に玉を拘束する玉ケージ
（88）が第１ディスク（96）の側面（99）に固着して設
けられ、第２キャビティ（58−66）が第１キャビティの
径より小さい径を有し、第１キャビティ及び第２キャビ
ティの側壁が、玉が第１キャビティと第２キャビティと
の各端部に接触しないようにする長さを有するから、玉
は遊びを有することなく一つの直径付近のみで支承され
てバックラッシュがなくなる。 また後述の第１の実施例に示すように、玉ケージ（88）
が、ある肉厚と、第１ディスク（96）の側面（99）に当
接する第１面（152）と、第２面（154）とを有する玉着
座部材（150）と、前記玉着座部材（150）を第１ディス
ク（96）に固着するための手段（160）とを備え、前記
玉着座部材（150）が各玉用の穴（100c）を有し、前記
穴（100c）がその第１面（152）側に玉の径を受け入れ
得る寸法を有し、またその第２面（154）側に玉の径よ
り小さい寸法を有し、また玉着座部材（150）の肉厚に
より、第１キャビティ（100a）及び玉着座部材（150）
の穴内に拘束された玉が、玉着座部材（150）の穴（100
c）を通りかつ玉着座部材（150）の第２面（154）から
突出し得るようにすれば、玉が第２キャビティ（58−6
6）内に伸長する深さが深くなればなるほど、即ち、玉
の直径部分に接近すればする程、玉を第２キャビティか
ら外すためには大きなトルクが必要となり、逆に深さが
浅くなればなる程、玉を第２キャビティから外すための
トルク力は小さくて済む。トルクの過荷重値は玉及び第
１キャビティ、及び第２キャビティの寸法を選択するこ
とにより変えることが出来る。 更に後述の第２の実施例に示すように、玉ケージがキャ
リアリング（168）と、回り止め板（170）と、キャリア
リング（168）が回り止め板（170）及び第１ディスク
（96）間に挟持された状態で前記キャリアリング（16
8）及び回り止め板（170）を第１ディスク（96）に固着
するための手段（172）とを備え、キャリアリング（16
8）が玉を受け入れるための一定の径を有する、各玉用
の穴（100b）を有すると共に、回り止め板（170）が玉
の径より小さい一定の径を有する、各玉用の穴（100e−
108e）を有し、玉が、第１キャビティ（100a）及びキャ
リアリング（168）の穴（100d）と回り止め板（170）の
穴（100e−108e）内に拘束され、且つ回り止め板（17
0）の穴（100e−108e）を通りかつ該穴を越えて突出し
ているようにすれば、穴（100d及び100e−108e）は、ト
ルクの許容力を維持するときに深さを制御して希望のト
ルクの過荷重値を達成するものではないから、製造時に
深さ寸法を厳格に管理する必要がない。従って、容易に
反復して成形することが可能であるから、製造コストを
著しく低減できる。

【実施例】

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。本発明で
は、図１及び図４に示す第１実施例と、図２及び図３に
示す第２の実施例について説明する。なお第１の実施例
と第２の実施例とは全体的に構成を共通とする部分が多
いため、この共通部分の説明においては、第１の実施例
の説明中で図１または図４に示されていないが図2,3に
示される符号があるとき、または逆に第２の実施例の説
明中で図２または図３に示されていないが図1,4に示さ
れる符号があるときは、それぞれ他方の実施例を説明す
る図面の符号を参照して説明することにする。 本発明の好適な実施例である過荷重防止単位置クラッチ
が全体として符号Ａで示されている。 まず第１の実施例と第２の実施例との共通部分について
説明する。クラッチＡは環状の内面12及び縮小径の環状
面14が形成された固定シリンダ10を備えている。環状面
14には、内部にＯリング18が位置決めされた環状凹所16
が形成されている。シリンダ10は叉、環状フランジ20を
有している。大径部分24及び縮径部分26が形成された環
状ピストン22がさらに設けられている。ピストン22に
は、環状凹所28が形成されており、この凹所28内に軸受
け32の外側レース30が圧力嵌めされる。軸受け32の内側
レース34は内側キー溝37が形成された回転可能なハブ36
上に圧力嵌めされる。大径部分24の外面には、環状凹所
38が形成され、シリンダ10と密封係合するＯリング40が
この凹所38内に位置決めされる。Ｏリング18は縮径部分
26と密封係合する。 数字24は従来の手段により流体圧力がシリンダ内に入る
のを許容する入り口を示す。軸受け46の外側レース44は
シリンダフランジ20内に取り付けられる。またクラッチ
Ａの相互接続面の一方の面を有するディスクの好適な形
態として、円形の駆動リング52を有し、該駆動リング52
のスリーブ50に対して軸受け46の内側レース48が圧力嵌
めされる。スリーブ50の端末は半径方向に配設された環
状フランジ54に達している。環状フランジ54の側面（玉
ケージ88と向かい合う面）であって環状フランジ54の縁
のすぐ内側部分の同一円周上には、略円筒状の円形を有
する５つの離間させた第２キャビティ58、60、62、64及
び66（以下第２キャビティ58−66と示す、なお符号60、
62、64及び66は図３を参照のこと）が形成される。これ
らの第２キャビティ58−66は、該環状フランジ54の側面
に対して略垂直に環状フランジ54を貫通して軸方向に延
びている。 駆動リング52のフランジ54には、スリーズ50の内面に一
致する中央穴68（図３参照）が形成されており、フラン
ジの内面及びスリーブ上には、ハブ36上に形成されたス
プライン72と摺動可能に係合するスプライン70が形成さ
れている。これにより駆動リングは、ハブ上には軸方向
に摺動することが出来る。軸受け46の内側レース48は駆
動リングのスリーブ50の環状凹所74内に圧力嵌めされ、
レース48は凹所74により形成される駆動リングのショル
ダ部76に当接する。かくて、シリンダ10がピストン22に
沿って軸方向に動くとき、シリンダは軸受け46を軸方向
に動かす一方、軸受け46は上述のようにハブ36上に摺動
可能にスプライン結合された駆動リング52を動かす。 駆動リング52はスリーブ50に形成された穴80内に取り付
けられた多数のつる巻きばね78により付勢され、軸方向
への動きが抑制されており、このばねの外端ハブ36上に
取り付けられた補助座金82に当接する一方、ばねの他端
は穴80の内端に当接する。座金82がハブに形成された凹
所84内に取り付けられており、凹所84により形成された
ショルダ部86に当接する。 取り付け具96には環状凹所110が形成されており、この
凹所110内には軸受け116、118の外側レース112、114が
圧力嵌めされかつ回り止めリング120により保持されて
いる。内側レース122、124は凹所84内に圧力嵌めされか
つ座金82に当接すると共に、回り止めリング126により
適所に保持される。本発明の好適例の取り付け具96は、
クラッチＡの相互接続面を形成したディスク（第１ディ
スク）を有し、また環状凹所128を形成しており、この
凹所128に滑車（sheave）162を取り付けて、該取り付け
具96を駆動することが出来る。好適な形態において、滑
車162は取り付け具96と相補的な寸法及び形状の内穴164
を有し、該取り付け具96上に取り付けられる。滑車162
は、該滑車162を通って軸方向に伸長し、取り付け具96
内に螺合可能に受け入れられるボルト166により、取り
付け具96と同一の回転可能な位置に保持される。取り付
け具96は米国特許第4,635,768号に記載されている型式
の破断継手を備えることが出来ることが理解されよう。 駆動リング52を取り付け具96に選択可能に係合させかつ
関係付ける目的で、玉100b、102b、104b、106b及び108b
（以下玉100b−108bという、なお符号102b、104b、106b
及び108bは図３を参照のこと）が、駆動リング52の側面
に略隣接しかつ該側面に対して平行に配設された取り付
け具96の側面99（フランジ54側）に取り付けられてい
る。本発明の好適な教示内容によると、玉100b−108b
は、軸方向に伸長する相補的な玉を支承するキャビティ
即ち第１キャビティ100a及び玉ケージ88により取り付け
られている。第１キャビティ100aは取り付け具96の側面
99から略垂直に延びかつ略円筒状の形状を有している。
この第１キャビティ100aは、玉100b−108bよりも小さい
径の円形の入口部109を有する一方、第１キャビティ100
aの該入口部109内に着座した玉100b−108bが第１キャビ
ティ100aの内壁に係合しないような深さを有する。好適
な形態において、第１キャビティ100aの径は第２キャビ
ティ58−66の径より大きい。 以上が第１の実施例と第２の実施例とに共通な構造であ
り、次に第１の実施例と第２の実施例との相違点につい
て説明する。 図１及び図４に示す本発明の第１の実施例では、玉100b
−108bを第１キャビティ100a内に拘束するための玉ケー
ジ88は、取り付け具96内の側面99と当接する第１面152
と、その反対面154とを有する玉着座部材150のみから成
る。玉着座部材150は図４に示すように第１キャビティ1
00aに対応する穴100cを有し、ここには玉100b−108bを
第１キャビティ100aに受け入れかつ保持することができ
る。最適な形態では、穴100cは、玉100b−108bの径と略
等しいか又は僅かに大きい径を有する、面152から延び
る円筒状の第１部分156と、第１部分156から延びて面15
4で終わる第２部分158とを有する。好ましくは、第２部
分158は第１部分156との接続部分において第１部分156
の径に等しく、面154の地点では玉100b−108bの径より
も小さい径を有している。このように第１部分152と第
２部分158の寸法が設定されることにより、玉100b−108
bが第１キャビティ100aと穴100cとの中に受け入れられ
る。面152が取り付け具96の側面99と当接することで、
玉100b−108bが第１キャビティ100aに対して着座した状
態で略拘束される。特に取り付け具96が回転しており且
つ駆動リング52から玉が離脱しているときには、玉100b
−108bが転動することは許容するが、玉100b−108bが音
を立ててガタガタ動くことは許容しない。玉100b−108b
は最初に穴100c内に位置決めして、フランジ取り付け具
96に取り付けられる。次に、組合わせ体及び玉を一部相
補的な第１キャビティ100a内に位置決めし、玉着座部材
150をねじ160で取り付け具96に固着して玉を取り付け具
96に取り付ける。ねじ160は各第１キャビティ100aの間
において円周方向に位置決めされる。またねじ160の頭
部の面は、端ぐりの入口を有する穴161内に受け入れら
れた状態において、面154と同一平面にある。そのた
め、ねじ160が駆動リング52の側面に干渉することはな
い。 これに対し、図２及び図３に示す本発明の第２の実施例
では、玉ケージ88は、図２に示すようにキャリアリング
168と回り止め板170との二つの部材から成る。キャリア
リング168は、第１キャビティ100aに対応する穴100dを
有し、この穴100dは玉100b−108bの径と略等しいか僅か
に大きいため、その内部に玉100b−108bを受け入れるこ
とができる。回り止め板170は、第１キャビティ100aと
穴100dとに対応し、玉100b−108bの径よりも小さい径を
有する穴100e、102e、104e、106e及び108e（以下穴100e
−108eという）を有する。キャリアリング168は、取り
付け具96の側面99と回り止め板170との間に挟持され、
組合わせ体はねじ172により取り付け具96に固着されて
いる。玉100b−108bは、キャリアリング168の肉厚によ
り、第１キャビティ100a及び穴100d内に受け入れられて
おり、回り止め板170により拘束される。玉100b−108b
は、板170の穴100e−108eを通りかつこれらの穴から突
出している。取り付け具96が回転し、玉が駆動リング52
から離脱しているとき、玉100b−108bは、がたつかない
ようになっている。 ハブ36は図示しないモータの軸にキー止めされ、これに
より、駆動リング52が回転される。流体圧力が入り口42
内に導入されて、シリンダ10が軸方向に動かされ、駆動
リング52が回転するとき、該駆動リング52も又軸方向に
動く。これにより、第２キャビティ58−66が玉100b−10
8bと整合しようとする。キャビティが玉と整合すると取
り付け具96が回転する。トルク力は玉が完全に整合する
まで伝わらないが、キャビティと玉とがひとたび係合状
態になると、全てのトルクが玉に伝達される。５つの玉
の全てが係合するか、あるいは全てが係合しないかのい
づれかであり、係合しないときには、駆動リングの面を
支持するようになる。さらに、上述のような玉の位置決
めをしたとき、玉がキャビティに係合していないとき
は、クラッチの軸線が、キャビティのある同一円周上に
おいてキャビティとキャビティとの間の部分に当接して
いるいづれか３つの玉を頂点とする三角形の中に、常に
包含される状態にあると共に、キャビティが玉と整合し
ようとするときには、無視し得る程度のトルク出力が生
ずる。 第２キャビティ58−66と玉100b−108bとの好適な関係の
詳細は明細書の一部に引用した米国特許第3,760,916号
に記載されている。 本発明の基本的内容について説明したので、当業者には
多数の応用例及び変形例が明らかであろう。例えば、好
適な実施例において、出力はパイロット型式の取り付け
具96として図示され、入力は軸を受け入れるためのハブ
36として図示されているが、本発明に従い、他の形態及
び型式の出力及び入力を利用することも可能である。 同様に、本発明はその好適な実施例において、クラッチ
環境内にある状態が開示され、それが特に有利であると
考えられるが、本発明に従い、クラッチ作用を有さない
構造の過荷重防止装置とすることも出来る。 ここに開示された本発明はその精神又は一般的な特徴か
ら逸脱することなく、他の形態にて具体化することが可
能であるため、ここに説明した実施例は全ての点で単に
一例として掲げたものであり、限定的なものではないと
みなすべきである。 なお全ての図面は本発明の基本的内容の説明上の便宜の
ためにのみ作図されたものである。部品の数、位置、関
係及び寸法の点にて図面に変更を加え、好適な実施例を
構成することは、当業者が以下の本発明の教示内容を読
みかつ理解した後に案出することが出来よう。さらに、
特定の力、重量、強度及び同様の要件条件に合うための
正確な寸法及び寸法上の比率は同様に、当業者が本発明
の以上の内容を読みかつ理解した後に案出することが出
来よう。 幾多の図面に使用する場合、同一の数字は同一又は同様
の部品を示す。さらに、ここで「軸方向」、「端部」、
「外周方向」、「側壁」、「第１」、「第２」及び同様
の用語が使用される場合、これらの用語は図面に図示し
た構造体を見る人の方向から見た状態を示すものであ
り、本発明の説明の便宜のためにのみ掲げたものである
ことを理解する必要がある。

【発明の効果】

本発明の好適な実施例のクラッチＡの構造は、以上説明
したとおりである。これにより、以下のような本発明の
好適な構造の特徴及び利点が理解されよう。クランチＡ
が係合状態にあるとき、トルクの過荷重値が掛かると、
玉100b−108bがカム動作をして第２キャビティ58−66か
ら離脱することができる。このトルクの過荷重値は幾つ
かのファクタにより決まる。第１にこのトルクの過荷重
値は、ばね78により駆動リング52に加えられるばね力
と、シリンダ10により駆動リング52に加えられる流体圧
力（これらは幾つかの設計パラメータいかんによる）と
により決まる。しかし、本発明と同一のクラッチＡの場
合、トルクの過荷重値は可変の圧力弁を利用する等によ
り、入り口42内に導入される流体圧力を変化させるだけ
で遠隔的に調節することが出来る。 第２に、このトルクの過荷重値は玉100b−108b及び第１
キャビティ100a、第２キャビティ58−66の寸法及び相互
の関係いかんによる。玉100b−108bがカム動作して第２
キャビティ58−66から離脱することは、玉100b−108bが
第２キャビティ58−66内に伸長する深さに直接関係する
ことが理解されよう。この深さが深くなればなるほど、
即ち、玉100b−108bの直径部分に接近すればする程、玉
100b−108bを第２キャビティ58−66から外すためには最
大のトルクレベルが必要となり、その深さが浅くなれば
なる程、玉100b−108bを第２キャビティ58−66から外す
ためのトルク力は小さくて済む。トルクの過荷重値は玉
100b−108b及び第１キャビティ100a、及び第２キャビテ
ィ58−66の寸法を選択することにより変えることが出来
ることが理解される。しかし、構成要素を標準化するた
めには、クラッチＡは標準型とすることが出来るが、第
２キャビティ58−66の径は特定の用途に従った希望のト
ルクの過荷重値を達成し得る寸法に穿孔することが出来
る。 本発明のクラッチＡは上記の好適な構造の結果、相互接
続面のバックラッシュを防止するという特徴を実現する
ことができる。バックラッシュは運動方向が反転すると
きに、部品間の遊びに起因して運動にロスが生じること
である。バックラッシュの防止は、本発明の次のような
構造に起因する。即ち、第２キャビティ58−66及び第１
キャビティ100aは玉100b−108bより小さい径を有し、玉
100b−108bが第２キャビティ58−66、第１キャビティ10
0aの内端部及び側壁に接触しないような長さを有してい
る。また第２キャビティ58−66、第１キャビティ100a
は、熱処理中に隅部を保護するのに必要な僅かな面取り
が施されている。このような構造を有することにより、
玉100b−108bは第２キャビティ58−66、第１キャビティ
100a内に、遊びを有することなく楔状に嵌まることがで
き、カム動作して第２キャビティ58−66の隅部に接触す
る。このとき玉100b−108bは、第２キャビティ58−66、
第１キャビティ100aの側壁に接触しないから、バックラ
ッシュを生じることがない。また製造時に、玉100b−10
8bを第２キャビティ58−66、第１キャビティ100aから離
脱させるのに必要なカム力を、希望の許容値に維持する
ことが可能となる。 次に、第２の実施例であるキャリアリング68及び囲り止
め板170から形成される玉ケージ88は、製造の点で第１
の実施例よりも有利である。具体的には、穴100d及び10
0e−108eは、トルクの許容力を維持する目的を達成する
ために、深さを制御して希望のトルクの過荷重値を達成
するような貫通孔ではないから、製造時に、深さの寸法
設定を気にすることなく容易に反復して成形することが
できる。かくて、深さの許容誤差に影響されないから、
トルクの許容力に適合しながら、製造コストを著しく低
減させる。 さらに、第２キャビティ58−66、第１キャビティ100aの
径の関係について、本発明は有利である。特に、第１キ
ャビティ100a−108aの径は第２キャビティ58−66の径よ
りも大きいため、玉100b−108bは、第２キャビティ58−
66よりも第１キャビティ100a内により深く受け入れられ
又着座される。上述のように、玉100b−108bを受け入れ
る深さが深ければ深い程、玉100b−108bがカム動作して
キャビティから離脱するためには、益々大きなトルク値
が必要とされる。故に、玉100b−108bがカム動作して第
１キャビティ100aから離脱するのに要する力は、玉100b
−108bがカム動作して第２キャビティ58−66から離脱す
るのに要する力よりも大きい。従って過荷重状態におい
ては、玉100b−108bは、常時第２キャビティ58−66から
カム動作して離脱する傾向となるため、玉ケージ88及び
この玉ケージ88を取り付け具に固着する手段には最小の
トルク荷重が加わる。実際上、玉ケージ88の主な目的
は、非係合時、特にクラッチが垂直方向を向いていると
き、玉100b−108bを取り付け具96に保持することであ
る。説明の目的上、本発明の好適な形態において、径0.
500インチ（1.270cm）の玉100b−108bの場合、第２キャ
ビティ58−66の径は0.456インチ（1.158cm）とし、及び
第１キャビティ100aの径は0.484インチ（1.229cm）とす
れば、玉の望ましいカム離脱動作特性が得られることが
分かった。このようにして、玉100b−108bが解放される
側のキャビティを、キャビティの径を選択するいう設計
により、一方のキャビティからだけに偏らせることがで
きる。 さらに本発明では、トルク値に達したときに迅速な解放
が実現できる。具体的には、従来の過荷重防止装置は、
ばねを利用して相互接続面ディスク同士を偏倚させてい
た。このため、かかる従来の過荷重防止装置の場合、過
荷重の状態時にばねを圧縮することが必要であった。ば
ねを圧縮すると、相互接続面ディスクの分離を阻止する
力が増大し、その結果、解放を阻止し又は遅延させる力
が存在した。圧力解放調節機構を有する本発明のクラッ
チＡを利用すると、トルクの過荷重レベルに達したと
き、従来のばね偏倚による過荷重値防止装置の阻止力の
作用により、相互接続面ディスクが分離するのに伴い、
相互接続面の分離力が増大することがないため、迅速な
解放を実現することが出来る。さらに、本発明による
と、制御スイッチを駆動リング52に機械的に固着し、過
荷重の結果、駆動リング52が動くとき、流体を入り口42
から排出させることにより迅速な解放をさらに促進さ
せ、クラッチＡが自動的に再セットされるのを阻止す
る。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の過荷重防止装置の好適な形態の断面
図である。 第２図は、本発明の別の形態の過荷重防止装置の部分断
面図である。 第３図は、第２図の過荷重防止装置の分解斜視図であ
る。 第４図は、第１図の玉ケージの拡大断面図である。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】側面（99）を有する第１ディスク（96）
   と、 該第１ディスク（96）の側面（99）に隣接しかつ該側面
   （99）に対して平行に伸長する側面を有する第２ディス
   ク（52）と、 少なくとも１つの玉（100b−108b）と、 前記第１ディスク（96）の側面（99）から軸方向に伸長
   するように第１ディスク（96）に形成された、前記玉
   （100b−108b）を受け入れるための第１キャビティ（10
   0a）と、 前記第２ディスク（52）の側面から軸方向に伸長するよ
   うに第２ディスク（52）に形成され、前記玉（100b−10
   8b）の径より小さい径を有する、前記玉（100b−108b）
   を受け入れるための第２キャビティ（58−66）とを備
   え、 前記玉（100b−108b）がトルクの過荷重値に至るまで前
   記第２キャビティ（58−66）に係合するようにした過荷
   重防止装置であって、 前記第１ディスク（96）の第１キャビティ（100a）の径
   は、前記玉（100b−108b）の径より小さく、 前記第１キャビティ（100a）内に前記玉（100b−108b）
   を保持する玉ケージ（88）が、前記第１ディスク（96）
   の側面（99）に固着して設けられ、 前記第２キャビティ（58−66）は、前記第１キャビティ
   （100a）の径より小さい径を有し、 これによりトルクの過荷重値に達したとき、前記玉（10
   0b−108b）を第１キャビティ（100a）からではなく、第
   ２キャビティ（58−66）からカム動作させて玉を離脱さ
   せることを特徴とする過荷重防止装置。
2. 【請求項２】前記第２キャビティ（58−66）が前記第２
   ディスク（52）に形成され、 前記第１キャビティ（100a）及び第２キャビティ（58−
   66）が、それぞれ内壁及び前記各ディスク（52,96）の
   側面とは反対側の端部を有する略円筒形状に形成され、
   且つ前記内壁は前記玉（100b−108b）が前記第１キャビ
   ティ（100a）と前記第２キャビティ（58−66）との前記
   各端部に接触しないような軸方向の長さを有することを
   特徴とする請求の範囲第１項記載の過荷重防止装置。
3. 【請求項３】前記第１キャビティ（100a）と前記第２キ
   ャビティ（58−66）との各内壁がディスクの側面に略垂
   直に交差していることを特徴とする請求の範囲第１項記
   載の過荷重防止装置。
4. 【請求項４】前記玉ケージ（88）が、 一定の肉厚、前記第１ディスク（96）の側面（99）に当
   接する第１面（152）及び第２面（154）を有する玉着座
   部材（150）と、 該玉着座部材（150）を第１ディスク（96）に固着する
   ための固着手段とを備え、 該玉着座部材（150）は前記各玉（100b−108b）を受け
   入れる穴（100c）を有し、 該穴（100c）が、前記第１面（152）側に前記玉（100b
   −108b）の径を受け入れ得る寸法を有し、また前記第２
   面（154）側に玉（100b−108b）の径より小さい寸法を
   有し、 また玉着座部材（150）の前記肉厚は、前記第１キャビ
   ティ（100a）と玉着座部材（150）の前記穴（100c）と
   の中に受け入れられた玉（100b−108b）が、玉着座部材
   （150）の穴（100c）を通って玉着座部材（150）の前記
   第２面（154）から一部突出し得るような寸法を有する
   ことを特徴とする請求の範囲第1,2または３項記載の過
   荷重防止装置。
5. 【請求項５】前記玉着座部材（150）の穴（100c）が、 前記第１面（152）から前記第２面（154）の方向へ延
   び、玉（100b−108b）の径を受け入れ得る径を有する円
   筒状の第１部分（156）と、 該第１部分（156）から前記第２面（154）まで延びる第
   ２部分（158）とを有し、 前記第２部分（158）は、前記第１部分（156）の径に略
   等しい径から第２面の径まで縮径していることを特徴と
   する請求の範囲第４項記載の過荷重防止装置。
6. 【請求項６】前記第２部分（158）が切頭円錐形状を有
   することを特徴とする請求の範囲第５項記載の過荷重防
   止装置。
7. 【請求項７】前記固着手段が、前記玉着座部材（150）
   を通って伸長し前記第１ディスク（96）に螺合可能に受
   け入れられるねじ（160）を有し、 該ねじ（160）は、円周方向において前記第１キャビテ
   ィ（100a）間に位置決めされ、また前記玉着座部材（15
   0）が端ぐり加工されることで、ねじ（160）の頭部が玉
   着座部材（150）の前記第２面（154）と同一平面になっ
   ており、 これにより前記玉（100b−108b）が第２ディスク（52）
   の前記第２キャビティ（58−66）内に受け入れられたと
   き、第２ディスク（52）の前記側面との相互影響を回避
   し得るようにしたことを特徴とする請求の範囲第５項記
   載の過荷重防止装置。
8. 【請求項８】前記玉ケージ（88）が、キャリアリング
   （168）と、回り止め板（170）と、該キャリアリング
   （168）を該回り止め板（170）と前記第１ディスク（9
   6）との間に挟持した状態で前記キャリアリング（168）
   及び回り止め板（170）を前記第１ディスク（96）に固
   着するための手段（172）とを備え、 前記キャリアリング（168）が、前記各玉（100b−108
   b）を受け入れるための一定の径を有する穴（100d）を
   有すると共に、 前記回り止め板（170）が前記玉（100b−108b）の径よ
   り小さい一定の径を有する、各玉（100b−108b）を受け
   入れる穴（100e−108e）を有し、 前記玉（100b−108b）が、前記第１キャビティ（100a）
   と前記キャリアリング（168）の前記穴（100d）と回り
   止め板（170）の穴（100e−108e）との中に保持され、
   且つ回り止め板（170）の穴（100e−108e）を通って該
   穴（100e−108e）から一部突出していることを特徴とす
   る請求の範囲第１、２または３項記載の過荷重防止装
   置。
9. 【請求項９】前記第１ディスク（96）により支承された
   玉（100b−108b）が前記第２ディスク（52）の前記第２
   キャビティ（58−66）に係合する第１状態から、前記第
   １ディスク（96）により支承された玉（100b−108b）が
   前記第２ディスク（52）の前記第２キャビティ（58−6
   6）から回転できるように離脱された第２状態へ、前記
   第１及び第２ディスク（96,52）を選択的に分離する手
   段（10,22,70,72,78）をさらに備えることを特徴とする
   請求の範囲第1,2,3,4,5,6,7または８項記載の過荷重防
   止装置。
10. 【請求項１０】前記選択的に分離する手段が、 第１位置及び第２位置間を動き得る状態で前記第２ディ
    スク（52）と相互接続する手段（70,72）と、 前記第２ディスク（52）を前記第１位置に付勢する付勢
    手段（78）と、 前記第２ディスク（52）を前記付勢手段（78）の付勢力
    を抗して前記第２位置まで動かす駆動手段（10,22）と
    を備えることを特徴とする請求の範囲第９項記載の過荷
    重防止装置。
11. 【請求項１１】前記駆動手段が、流体圧力を受け入れて
    前記第１位置と第２位置との間で軸方向の動きができる
    ように、シリンダ（10）を摺動可能に取り付けているピ
    ストン（22）を有することを特徴とする請求の範囲第10
    項記載の過荷重防止装置。
12. 【請求項１２】少なくとも一つの整合位置において、前
    記第２キャビティ（58−66）内に前記玉（100b−108b）
    が受け入れられるときに、前記第１及び第２ディスク
    （96,52）が、互いに同じだけ周方向に回転した位置で
    整合状態となるように前記第２キャビティ（58−66）及
    び第１キャビティ（100a）が配設されることを特徴とす
    る請求の範囲第１項記載の過荷重防止装置。
13. 【請求項１３】１つの位置においては、前記各玉（100b
    −108b）が前記各第１キャビティ（100a）上に位置して
    整合する一方、その他任意の位置においては、少なくと
    も３つの玉が過荷重防止装置（Ａ）の軸線を包含する三
    角形を形成しかつ前記第２キャビティ（58−66）間にお
    いて第２ディスク（52）の側面に当接するように、前記
    第２キャビティ（58−66）及び第１キャビティ（100a）
    が配設されることを特徴とする請求の範囲第12項記載の
    過荷重防止装置。
14. 【請求項１４】１つの玉（100b−108b）及びそれに対応
    する第２キャビティ（58−66）と、該１つの玉に隣合う
    他の玉（100b−108b）及びこの他の玉に対応する第２キ
    ャビティ（58−66）との間の円周角が、ほぼ０°、40
    °、170°、190°及び250°であることを特徴とする請
    求の範囲第13項記載の過荷重防止装置。