專利名稱：扭矩限制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種扭矩限制器。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，已有如日本專利公布No. JP-A-07-310753 (專利文獻(xiàn)1)公開的一種扭矩 限制器。此扭矩限制器被構(gòu)造成管構(gòu)件的內(nèi)周面裝配在軸構(gòu)件的外周面上，并且通過將加 壓油供應(yīng)至管構(gòu)件的油壓膨脹室，管構(gòu)件的內(nèi)周面的直徑因油壓膨脹室中的加壓油而減 小，且該內(nèi)周面壓靠管構(gòu)件的外周面。以此方式，軸構(gòu)件摩擦聯(lián)接至管構(gòu)件，由此傳遞扭矩。 此時(shí)，油壓膨脹室內(nèi)的加壓油與剪切管密封，且鎖定至剪切管端部的鎖定構(gòu)件固定至軸構(gòu) 件。當(dāng)軸構(gòu)件相對于管構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)位置因已經(jīng)將大于預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件或 管構(gòu)件上且管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動而發(fā)生改變時(shí)，剪切管的端部被 鎖定構(gòu)件切斷，而油壓膨脹室中的加壓油經(jīng)由形成在剪切管內(nèi)的除油孔被排到外部。結(jié)果， 管構(gòu)件的內(nèi)周面變得不能壓靠軸構(gòu)件的外周面，且解除軸構(gòu)件和管構(gòu)件之間的摩擦聯(lián)接， 從而中斷扭矩的傳遞。此外，在軸構(gòu)件與管構(gòu)件之間施加潤滑油，從而防止軸構(gòu)件和管構(gòu)件 在已將大于預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件或管構(gòu)件上且管構(gòu)件的內(nèi)周面相對于軸構(gòu)件的外 周面滑動時(shí)灼燒。在上述常規(guī)扭矩限制器中，當(dāng)已將大于預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件或管構(gòu)件上且 管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，必須快速除去油壓膨脹室中的油。否則， 會將動摩擦力長時(shí)間施加在軸構(gòu)件和管構(gòu)件的相應(yīng)摩擦接合面上，且軸構(gòu)件和管構(gòu)件的接 合面很可能灼燒。由于該原因，在常規(guī)或現(xiàn)有扭矩限制器中，期望的是當(dāng)已將大于預(yù)定值的載荷施 加在軸構(gòu)件或管構(gòu)件上且管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，更快速地除去 油壓膨脹室中的油，借此縮短將動摩擦力施加在軸構(gòu)件和管構(gòu)件上的時(shí)間。專利文獻(xiàn)1 日本專利公布No. JP-A-7-31075
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種扭矩限制器，在該扭矩限制器中，當(dāng)管構(gòu) 件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，能快速除去油壓膨脹室內(nèi)的油，并且軸構(gòu)件 和管構(gòu)件的相應(yīng)摩擦接合面不可能灼燒。解決問題的手段為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明提供了一種扭矩限制器，包括軸構(gòu)件，管構(gòu)件，該管構(gòu)件以可轉(zhuǎn)動的方式裝配在軸構(gòu)件上，
上述管構(gòu)件包括油壓膨脹室，該油壓膨脹室用于使管構(gòu)件的內(nèi)周面壓靠軸構(gòu)件的外周面，周向延伸室，該周向延伸室與油壓膨脹室連通，并在管構(gòu)件的徑向方向上從油壓 膨脹室向外突出，而且在管構(gòu)件的周向方向上延伸，以及除油孔，所述除油孔通向周向延伸室，并具有在徑向方向上從周向延伸室向外延 伸的徑向延伸部分，該除油孔被構(gòu)造成使得當(dāng)小于預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件或管構(gòu)件上時(shí)，除油孔 的位于所述周向延伸室的相反側(cè)的端部密封，由此油壓膨脹室因密封在該油壓膨脹室內(nèi)的 油而膨脹，從而使得軸構(gòu)件和管構(gòu)件相互摩擦接合，而當(dāng)大于預(yù)定值的載荷施加在管構(gòu)件 或軸構(gòu)件上時(shí)，除油孔的位于所述周向延伸室的相反側(cè)的端部通向外部，由此油壓膨脹室 中的油被除去，從而解除軸構(gòu)件與管構(gòu)件之間的摩擦接合，其特征在于，當(dāng)油壓膨脹室膨脹時(shí)，周向延伸室的內(nèi)表面在朝向油壓膨脹室延伸 的延伸平面上與油壓膨脹室相交的區(qū)域的面積大于除油孔的通向周向延伸室的開口的橫 截面積。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種扭矩限制器，包括軸構(gòu)件，管構(gòu)件，該管構(gòu)件以可轉(zhuǎn)動的方式裝配在軸構(gòu)件上，上述軸構(gòu)件包括油壓膨脹室，該油壓膨脹室用于使軸構(gòu)件的外周面壓靠管構(gòu)件的內(nèi)周面，周向延伸室，該周向延伸室與油壓膨脹室連通，并在管構(gòu)件的徑向方向上從油壓 膨脹室向內(nèi)突出，而且在管構(gòu)件的周向方向上延伸，以及除油孔，該除油孔通向周向延伸室，并具有在徑向方向上從周向延伸室向內(nèi)延伸 的徑向延伸部分，該除油孔被構(gòu)造成使得當(dāng)小于預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件或管構(gòu)件上時(shí)，除油孔 的位于所述周向延伸室的相反側(cè)的端部密封，由此油壓膨脹室因密封在該油壓膨脹室內(nèi)的 油而膨脹，從而使得軸構(gòu)件和管構(gòu)件相互摩擦接合，而當(dāng)大于預(yù)定值的載荷施加在管構(gòu)件 或軸構(gòu)件上時(shí)，除油孔的位于所述周向延伸室的相反側(cè)的端部通向外部，由此油壓膨脹室 中的油被除去，從而解除軸構(gòu)件與管構(gòu)件之間的摩擦接合，其特征在于，當(dāng)油壓膨脹室膨脹時(shí)，周向延伸室的內(nèi)表面在朝向油壓膨脹室延伸 的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū)域的面積大于除油孔的通向周向延伸室的開口的橫 截面積。應(yīng)當(dāng)注意的是，上述延伸平面被限定為帶狀平面，該帶狀平面被限定為由閉合曲 線繪成的軌跡，當(dāng)閉合曲線在徑向方向上移動時(shí)，該軌跡為與油壓膨脹室接觸的內(nèi)表面的 一部分。發(fā)明人已用各種結(jié)構(gòu)的扭矩限制器，采用試誤法對當(dāng)管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸 構(gòu)件的外周面滑動時(shí)用于快速除去油壓膨脹室中的油的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很多測試，并做了深入 研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在扭矩限制器的常規(guī)結(jié)構(gòu)中，僅通過增加除油孔的數(shù)量或使除油孔的直徑 更大來縮短用于除去油壓膨脹室中的油的時(shí)間存在限制，而且不能明顯縮短用來除去油壓 膨脹室中的油的時(shí)間。
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還發(fā)現(xiàn)，如果將在周向方向上延伸的周向延伸室形成在油壓膨脹室與除油孔之 間，且周向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū)域的 面積大于除油孔的通向周向延伸室的開口的橫截面積，則能比常規(guī)結(jié)構(gòu)少大約4倍的時(shí)間 快速除去油壓膨脹室中的油，且用于除油的時(shí)間明顯縮短。推斷為這是由于在常規(guī)扭矩限制器中，油壓膨脹室在徑向方向上的厚度非常小， 而且當(dāng)解除摩擦接合時(shí)，即便除油孔數(shù)量或直徑都增加，但除油孔的油入口受到限制，并且 油難以進(jìn)入除油孔。能通過形成具有上述結(jié)構(gòu)的周向延伸室來明顯縮短除油所需要的時(shí)間的原因如 下。已經(jīng)過其中周向延伸室的內(nèi)表面在朝向油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相 交的區(qū)域的油很容易進(jìn)入周向延伸室，且因與油壓膨脹室相交的區(qū)域的面積很大，油能很 明顯地易于到達(dá)(進(jìn)入)除油孔。根據(jù)本發(fā)明，周向延伸室的內(nèi)表面在朝向油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨 脹室相交的區(qū)域的面積大于除油孔的通向周向延伸室的開口的橫截面積。因此，當(dāng)已將大 于預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件或管構(gòu)件上且管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑 動時(shí)，能夠更快速地除去油壓膨脹室中的油，而且能明顯縮短動摩擦力施加在軸構(gòu)件與管 構(gòu)件之間的時(shí)間。結(jié)果，能防止軸構(gòu)件和管構(gòu)件的相應(yīng)摩擦接合面灼燒。此外，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，周向延伸室為成環(huán)形形狀的室。根據(jù)上述實(shí)施例，由于周向延伸室為成環(huán)形形狀的室，因此，能夠增大周向延伸室 的內(nèi)表面在朝向油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū)域的面積。由此，與 常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，在管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，能夠明顯快速地除去 油壓膨脹室中的油。此外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，周向延伸室的在軸構(gòu)件的軸向方向上的長度大 于除油孔的直徑。在上述實(shí)施例中，由于周向延伸室在軸構(gòu)件的軸向方向上的長度大于除油孔的直 徑，因此，與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，當(dāng)管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，能夠更快 地除去油壓膨脹室中的油。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明的扭矩限制器，當(dāng)已將大于預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件或管構(gòu)件上且 管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，能更快速地除去油壓膨脹室中的油，而 且能明顯縮短在軸構(gòu)件與管構(gòu)件之間施加動摩擦力的時(shí)間。由此，能夠防止軸構(gòu)件和管構(gòu) 件的相應(yīng)摩擦接合面上灼燒。


圖1是沿軸向方向截取的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的扭矩限制器的剖面圖。圖2是示意性示出了剪切閥、除油孔、周向延伸室以及油壓膨脹室之間的連接關(guān) 系的放大圖。圖3是示意性示出了周向延伸室周圍的區(qū)域的放大圖。圖4是示出了除油孔的開口的剖面圖，該除油孔的開口通向周向延伸室并由圓柱 面的一部分限定。
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圖5是示出了周向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨 脹室相交的區(qū)域的視圖。圖6是與圖5相對應(yīng)的視圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例中的扭矩限制器的 主體部分。圖7是沿軸向方向截取的根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的扭矩限制器的剖面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖所示的實(shí)施例更完全地描述本發(fā)明。圖1是沿軸向方向截取的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的扭矩限制器的剖面圖。此扭矩限制器包括軸構(gòu)件1、管構(gòu)件2、剪切閥6、滾珠軸承17以及滾珠軸承18。軸構(gòu)件1包括具有大致圓柱形外周面20的本體部分8以及從本體部分8的外表 面突出的大致L形鎖定部分9。軸構(gòu)件1的外周面20具有螺旋狀防止油封凹槽35。此螺 旋狀凹槽35在軸向方向上通向軸構(gòu)件1的兩側(cè)。此外，螺旋狀凹槽35的螺距大于軸構(gòu)件 1的軸徑(外徑)的1/10且小于該軸徑的1/5。此凹槽35具有在傳遞動力時(shí)經(jīng)由凹槽35 的開口將多余的潤滑油(以下將描述的牽引油)排到外部的功能。換言之，在傳遞動力時(shí)， 凹槽35將多余的潤滑油排出，借此防止釋放扭矩與預(yù)定值相差太遠(yuǎn)，并將釋放扭矩大致設(shè) 定為設(shè)計(jì)值。管構(gòu)件2由第一管構(gòu)件10和第二管構(gòu)件11組成。第一管構(gòu)件10具有與軸構(gòu)件 1的外周面20形成接觸的大致圓柱形內(nèi)周面21。作為用于防止灼燒的潤滑油的牽引油施 加在軸構(gòu)件1的外周面20與管構(gòu)件2的內(nèi)周面21之間。軸構(gòu)件1的螺旋狀凹槽35在軸 構(gòu)件1的外周面20與管構(gòu)件2的內(nèi)周面21接觸所在的區(qū)域的軸向方向上通向兩端。此牽引油為萘基合成油或環(huán)烷基礦物油，它們具有脂環(huán)族官能團(tuán)(諸如環(huán)戊基、 環(huán)己基和環(huán)庚基)、一部分不飽和的官能團(tuán)、上述官能團(tuán)的一部分中的碳原子由氧原子或硫 原子或氮原子替代的官能團(tuán)、這些官能團(tuán)交聯(lián)形成的官能團(tuán)、通過縮合這些官能團(tuán)而具有 縮合環(huán)的官能團(tuán)或者用這些官能團(tuán)形成的芳香族多環(huán)官能團(tuán)。作為牽引油的其它示例，具 有包含苯基或環(huán)己基的支鏈?zhǔn)酵榛?、烷基萘或聚硅氧烷。作為牽引油另一些示例，具?α -烷基苯乙烯聚體、α -烷基苯乙烯氫化物聚體、以分子式F-(CF(CF3)CF2O)n-C2F5表示的 全氟聚醚，以及全氟聚醚的衍生物。此外，將此牽引油與基于石蠟的礦物油、基于碳化氫的合成油(如聚-α-烯烴 油)、酯油(如二酯或多元醇酯)，或者已知的潤滑油(如烷基乙二醇油、烷基二苯醚油、硅 油、烷基全氟聚醚(perfuluoroalkylpolyether)油)等等混合。為進(jìn)一步增強(qiáng)實(shí)用性，可添加足量的添加劑，例如抗氧化劑、防銹劑、清潔分散劑、 傾點(diǎn)下降劑、粘度指數(shù)增強(qiáng)劑、極壓添加劑、耐磨添加劑、防腐劑、防泡劑、金屬失活劑以及
著色劑等等。優(yōu)選的是，牽引油具有大的壓力粘度指數(shù)。當(dāng)前應(yīng)用中，ISGPa-1GiTC )或更高為 優(yōu)選的，(400C )或更高為更優(yōu)選，而SZGPa—1 (40°C )或更高為進(jìn)一步優(yōu)選的。如上所 述的牽引油很容易被軸與軸套之間的接觸面壓力玻璃化，而且能夠容易地傳遞驅(qū)動力。此 外，利用牽引油，軸與軸套之間的直接接觸減少，而且防止軸與軸套粘著，從而在油壓室中 的油壓已經(jīng)降低且油已經(jīng)液化時(shí)，能容易地釋放扭矩。
第二管構(gòu)件11具有與第一管構(gòu)件10的大致圓柱形外周面23接觸的大致圓柱形 內(nèi)周面24。此外，第二管構(gòu)件11具有剪切閥安裝孔30和大致管狀油壓膨脹室26，該油壓 膨脹室26在軸構(gòu)件1的大致軸向方向上沿在第二管構(gòu)件11的內(nèi)周面24的軸向方向上的 預(yù)定長度延伸。剪切閥6被裝配到剪切閥安裝孔30中。在剪切閥6被裝配到剪切閥安裝孔30的 狀態(tài)下，剪切閥6的一個端部在徑向方向上比第二管構(gòu)件11的外周面更向外突出。剖面為 大致L狀的鎖定部分9具有徑向延伸部分50和軸向延伸部分51，該徑向延伸部分50在大 致徑向方向上延伸并在軸向方向上與第二管構(gòu)件11的端面相對，而軸向延伸部分51從該 徑向延伸部分50延續(xù)并在軸向方向上沿第二管構(gòu)件11的外周面延伸。剪切閥6的所述一 個端部由鎖定部分9的軸向延伸部分51鎖定。另外，剪切閥6具有僅在其一端敞開的管27。在剪切閥6被裝配到剪切閥安裝孔 30的狀態(tài)下，該管27在軸構(gòu)件1的大致徑向方向上延伸。另外，在剪切閥6被裝配到剪切 閥安裝孔30的狀態(tài)下，管27的位于封閉側(cè)的一端在徑向方向上從第二管構(gòu)件11的外周面 向外突出。管27的位于封閉側(cè)的相反側(cè)的開口通過油道37和周向延伸室38與油壓膨脹 室26在軸向方向上的一端連通。管27和油道37構(gòu)成除油孔，其中，油道37形成除油孔的 徑向延伸部分。油壓膨脹室26在靠近剪切閥6的一側(cè)具有緊密密封空間。滾珠軸承17包括插在并固定在軸構(gòu)件1的外表面上的內(nèi)圈40、插入并固定到第二 管構(gòu)件11的內(nèi)表面中的外圈41以及布置在內(nèi)圈40的座圈面與外環(huán)41的座圈面之間的滾 珠42。另外，滾珠軸承18包括插在并固定在軸構(gòu)件1的外表面上的內(nèi)圈44、插入并固定到 第一管構(gòu)件10的內(nèi)表面中的外圈45以及布置在內(nèi)圈44的座圈面與外圈45的座圈面之間 的滾珠46。滾珠軸承17和18支承軸構(gòu)件1，從而在軸構(gòu)件1相對于管構(gòu)件2轉(zhuǎn)動時(shí)相對 于管構(gòu)件2轉(zhuǎn)動。圖2是示意性示出了剪切閥6、除油孔(由管27和油道37組成)、周向延伸室38 以及油壓膨脹室26之間的連接關(guān)系的放大圖。圖3是示意性示出了周向延伸室38周圍的 區(qū)域的放大圖。如圖2和圖3所示，作為除油孔的徑向延伸部分的油道37在管構(gòu)件2的徑向方向 上延伸。另外，周向延伸室38通向油壓膨脹室26，從而與油壓膨脹室26連通。周向延伸室 38在軸向方向上的截面中具有大致矩形形狀，并在垂直于軸向方向上的截面中以圓弧狀形 狀延伸。盡管附圖未示出，但沿垂直于作為徑向延伸部分的油道37的延伸方向的平面截取 的周向延伸室38的橫截面積大于油道37的橫截面積，無論上述平面與軸構(gòu)件1的中心軸 之間的距離如何。油道37為具有圓形截面的通道。如圖4所示，油道37的截面的直徑為a (cm)，而 如圖5所示，周向延伸室38的軸向方向上的尺寸為b(cm)，無論周向延伸室38在周向方向 上的位置如何，b(cm)都為大于油道37的直徑a (cm)的固定值。盡管未示出，但周向延伸室38 (準(zhǔn)確來說，是周向延伸室在徑向方向上的最里部 分)在周向方向上沿比油道37的直徑a(cm)大的固定值c(cm)的長度延伸。油道37通向 下一部分，亦即，周向延伸室38的在徑向方向上向外定位的內(nèi)表面的一部分、在軸向方向 上大致位于中心的部分以及在周向上大致位于中心的部分。圖4中的陰影區(qū)域70示出了作為除油孔的一部分的油道37的開口的橫截面，其
8通向周向延伸室38，并由圓柱面的一部分限定。將油壓膨脹油填充到油壓膨脹室26并密封時(shí)，第一管構(gòu)件10的內(nèi)周面21直徑減 小，并壓靠軸構(gòu)件1的外周面20，借此使得軸構(gòu)件1與管構(gòu)件2彼此摩擦聯(lián)接。圖5的陰影 區(qū)域80示出了在軸構(gòu)件1和管構(gòu)件2如上所述地彼此摩擦聯(lián)接的狀態(tài)下，周向延伸室38 的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室26延伸的延伸平面中與油壓膨脹室26相交的區(qū)域(嚴(yán)格意義上 是在作為與油壓膨脹室26接觸的周向延伸室38的內(nèi)表面的一部分的閉合曲線在徑向方向 上移動時(shí)，以圖中繪出的帶狀軌跡與油壓膨脹室26相交的區(qū)域(此意義中使用"內(nèi)表面的 延伸"))。周向延伸室38的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室26延伸的延伸平面中與油壓膨脹室26 相交的區(qū)域80的面積大于區(qū)域70的面積，區(qū)域70為通向周向延伸室38并由圓柱面的一 部分限定的油道37的開口的橫截面。在上述結(jié)構(gòu)中，如果將小于預(yù)定值的載荷(能傳遞扭矩的范圍內(nèi)的載荷)施加在 軸構(gòu)件1或管構(gòu)件2上，則第一管構(gòu)件10的內(nèi)周面21的直徑因通過聯(lián)接器(未示出)被 填充到油壓膨脹室26并得以密封的油壓膨脹油而減小，且內(nèi)周面21壓靠軸構(gòu)件1的外周 面20。以此方式，軸構(gòu)件1和管構(gòu)件2彼此摩擦聯(lián)接，借此在軸構(gòu)件1與管構(gòu)件2之間傳遞扭矩。另一方面，如果已將大于預(yù)定值的載荷(大于能傳遞扭矩的范圍的載荷)施加在 軸構(gòu)件1或管構(gòu)件2上，且軸構(gòu)件1相對于管構(gòu)件2的旋轉(zhuǎn)位置已發(fā)生改變，則由于軸構(gòu)件 1的外周面20已相對于第一管構(gòu)件10的內(nèi)周面滑動，因此，鎖定部分9切斷剪切閥6的所 述一個端部(管27的在徑向方向上的朝外端)。結(jié)果，油壓膨脹室26內(nèi)的油壓膨脹油經(jīng)由 所述一個端部已被切掉的剪切閥6被排到外部。以此方式，管構(gòu)件10的內(nèi)周面21的要施 加在軸構(gòu)件1的外周面20上的壓力消失，且軸構(gòu)件1與管構(gòu)件2之間的摩擦聯(lián)接被解除， 從而中斷扭矩的傳遞。以此方式，當(dāng)過大的載荷施加在軸構(gòu)件1或管構(gòu)件2上時(shí)，扭矩的傳 遞被中斷，從而保護(hù)聯(lián)接至扭矩限制器的昂貴機(jī)器。發(fā)明人已用各種結(jié)構(gòu)的扭矩限制器，采用試誤法對當(dāng)管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸 構(gòu)件的外周面滑動時(shí)用于快速除去油壓膨脹室中的油的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很多測試，并做了深入 研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在扭矩限制器的常規(guī)結(jié)構(gòu)中，僅通過增加除油孔的數(shù)量或使除油孔的直徑 更大不能明顯縮短用來除去油壓膨脹室中的油的時(shí)間，且不能明顯減小軸構(gòu)件和管構(gòu)件的 摩擦接合面灼燒的可能性。還發(fā)現(xiàn)，如果將在周向方向上延伸的周向延伸室形成在油壓膨脹室與除油孔之 間，且周向延伸室的內(nèi)表面在朝向油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū)域 的面積大于除油孔的通向周向延伸室的開口的橫截面積，則與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，能明顯縮短 用于除去油壓膨脹室中的油的時(shí)間，且用于除油的時(shí)間明顯變快。根據(jù)上述第一實(shí)施例的扭矩限制器，周向延伸室38的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室26 延伸的延伸平面中與油壓膨脹室26相交的區(qū)域80的面積大于區(qū)域70的橫截面積，區(qū)域70 為通向周向延伸室38并由圓柱面的一部分限定的除油孔的開口的橫截面。因此，當(dāng)將大于 預(yù)定值的載荷施加在軸構(gòu)件1或管構(gòu)件2上且管構(gòu)件2的內(nèi)周面21已相對于軸構(gòu)件1的 外周面20滑動時(shí)，更快速地除去油壓膨脹室26中的油是可能的，而且能明顯縮短在軸構(gòu)件 1與管構(gòu)件2之間施加動摩擦力的時(shí)間。結(jié)果，能防止軸構(gòu)件1和管構(gòu)件2的相應(yīng)摩擦接合
9面灼燒。另外，根據(jù)上述第一實(shí)施例的扭矩限制器，周向延伸室38在軸構(gòu)件1的軸向方向 上的長度大于油道37的直徑。因此，與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，當(dāng)管構(gòu)件2的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu) 件1的外周面滑動時(shí)，能夠更快除去油壓膨脹室26中的油。盡管上述第一實(shí)施例中的扭矩限制器具有用于防止油封的凹槽35，但根據(jù)本發(fā)明 也能夠省去用于防止油封的凹槽。另外，在第一實(shí)施例的扭矩限制器中，牽引油密封在彼此 摩擦接合的軸構(gòu)件1的外周面20與管構(gòu)件2的內(nèi)周面21之間。但是，根據(jù)本發(fā)明，可將其 它潤滑油而非牽引油，如渦輪機(jī)油密封在彼此摩擦接合的軸構(gòu)件的外周面與管構(gòu)件的內(nèi)周 面之間。另外，盡管在上述第一實(shí)施例的扭矩限制器中，周向延伸室38具有大致矩形橫截 面形狀，但根據(jù)本發(fā)明，周向延伸室也可具有其它形狀，如三角形橫截面形狀。在本發(fā)明中， 假定周向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū)域的 面積大于通向周向延伸室的除油孔的開口的橫截面積，則周向延伸室可具有任何形狀。此 外，在本發(fā)明中，可在周向方向上以相等間隔設(shè)置一個或多個剪切管。另外，在本發(fā)明中，可 在周向方向上以不等間隔設(shè)置多個剪切管。如果設(shè)置有多個剪切管，則使得多個剪切管與一個油道37連通是可能的，或者設(shè) 置分別用于剪切管的油道37也是可能的。如果設(shè)置多個油道37，則設(shè)置用于一個油道37 的一個周向延伸室38是可能的，或者設(shè)置用于多個油道37的一個周向延伸室38也是可能 的。如果一個周向延伸室38設(shè)置用于多個油道37，則一個周向延伸室38的內(nèi)表面在朝油 壓膨脹室26延伸的延伸平面中與油壓膨脹室26相交的區(qū)域80的面積大于區(qū)域70的面積 總和就足夠了，區(qū)域70為通向一個周向延伸室38并由圓柱面的一部分限定的多個油道37 的開口的橫截面。在上述實(shí)施例的扭矩限制器中，管構(gòu)件2由第一管構(gòu)件10和第二管構(gòu)件11組成， 第一管構(gòu)件10具有與軸構(gòu)件1的外周面20接觸的內(nèi)周面21，第二管構(gòu)件11具有密封有油 壓膨脹油的油壓膨脹室26。但本發(fā)明中，管構(gòu)件可以是整體管構(gòu)件，該整體管構(gòu)件具有可與 軸構(gòu)件的外周面接觸的內(nèi)周面和密封有油壓膨脹油的油壓膨脹室。盡管沒有特別做描述，但無論上述橫截面與軸構(gòu)件1的中心軸之間的距離如何， 沿垂直于作為徑向延伸部分的油道的延伸方向截取的與該徑向延伸部分連通的周向延伸 室的橫截面面積大于油道的徑向延伸部分的橫截面積當(dāng)然是優(yōu)選的。這是因?yàn)樵跊]有傳遞 動力的同時(shí)可更快速地去除油。圖6是對應(yīng)于圖5的視圖，其示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的扭矩限制器的一部分。第二實(shí)施例的扭矩限制器與第一實(shí)施例的扭矩限制器的不同僅在于周向延伸室 的形狀，除周向延伸室以外的其它結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的扭矩限制器完全相同。盡管未示出，但第二實(shí)施例的周向延伸室沿著管構(gòu)件的整個圓周設(shè)置。如圖6所 示，在將油壓膨脹油填充到油壓膨脹室中且對其進(jìn)行密封時(shí)，通過使直徑已減小的第一管 構(gòu)件10的內(nèi)周面21壓靠軸構(gòu)件1的外周面20而使得軸構(gòu)件1和管構(gòu)件2彼此摩擦接合 的狀態(tài)下，周向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū) 域90包括在管構(gòu)件的軸向方向上彼此相對且相互平行的兩個部分63和64。通過從第一 圓的內(nèi)部區(qū)域挖去第二圓的內(nèi)部區(qū)域來形成每個部分63、64，第二圓具有與第一圓相同的
10中心、處于與第一圓相同的平面上、且具有小于第一圓的半徑。具有部分63的面積和部分 64的面積之和的周向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相 交的區(qū)域90的面積大于油道37的開口的橫截面面積，該開口為通向周向延伸室并由圓柱 面的一部分限定的除油孔的一部分。顯然，在每個部分63、64中，徑向長度等于在軸構(gòu)件與管構(gòu)件摩擦接合時(shí)壓力油 膨脹室在徑向方向上的厚度與在未將油填充到油壓膨脹室中時(shí)油壓膨脹室在徑向方向上 的厚度之差。根據(jù)上述第二實(shí)施例的扭矩限制器，由于周向延伸室為環(huán)形室，因此，能夠增大周 向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū)域90的面 積，而且當(dāng)油流入除油孔時(shí)也能夠在周向方向上使油在流動方向上的橫截面積相等。因此， 與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，在管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，能夠明顯快速地除 去油壓膨脹室中的油。在上述第二實(shí)施例的扭矩限制器中，周向延伸室具有大致矩形橫截面。但根據(jù)本 發(fā)明，周向延伸室可具有其它形狀而非矩形橫截面，如三角形橫截面。另外，在本發(fā)明中，假 定周向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室延伸的延伸平面中與油壓膨脹室相交的區(qū)域90的 面積大于通向周向延伸室的油道開口的橫截面積，則周向延伸室可具有任何形狀。此外，在 本發(fā)明中，可在周向方向上以相等間隔設(shè)置一個或多個剪切管。另外，在本發(fā)明中，可在周 向方向上以不等間隔設(shè)置多個剪切管。如果設(shè)置多個油道，則周向延伸室38的內(nèi)表面在朝 油壓膨脹室26延伸的延伸平面中與油壓膨脹室26相交的區(qū)域90的面積大于區(qū)域70的面 積總和就足夠了，區(qū)域70為通向周向延伸室并由圓柱面的一部分限定的多個油道的開口 的橫截面。圖7是沿軸向方向截取的根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的扭矩限制器的剖面圖。第三實(shí)施例的扭矩限制器與第一實(shí)施例的扭矩限制器的不同在于環(huán)形油壓膨脹 室126形成在軸構(gòu)件101內(nèi)，且軸構(gòu)件101的外周面123通過使得油壓膨脹室126在徑向 方向上膨脹而與管構(gòu)件102的內(nèi)周面124摩擦接合。在描述第三實(shí)施例的扭矩限制器過程中，將省略與第一實(shí)施例的扭矩限制器相同 的結(jié)構(gòu)、操作、優(yōu)點(diǎn)和改型的描述。第三實(shí)施例的扭矩限制器包括軸構(gòu)件101、管構(gòu)件102、剪切閥106、滾珠軸承117 以及滾珠軸承118。軸構(gòu)件101包括具有大致圓柱形外周面120的軸本體161以及環(huán)形構(gòu)件110。環(huán) 形構(gòu)件110的內(nèi)周面121裝配至軸本體161的外周面120，且內(nèi)周面121的端面用螺釘145 鎖定和固定。環(huán)形構(gòu)件110具有大致圓柱形的外周面123。管構(gòu)件102具有從管構(gòu)件102的外表面突出的鎖定部分109，以及作為周面的內(nèi) 周面124。管構(gòu)件102的內(nèi)周面124具有與第一實(shí)施例相類似的用于防止油封的螺旋狀凹 槽135。螺旋狀凹槽135在軸構(gòu)件101與管構(gòu)件102之間的摩擦接合部分的軸向方向上通 向兩側(cè)。螺旋狀凹槽135的螺距大于軸構(gòu)件101的軸徑(外徑)的1/10且小于該軸徑的 1/5。管構(gòu)件102的大致圓柱形的內(nèi)周面124適于在傳遞扭矩時(shí)與軸構(gòu)件101的外周面 123 (具體而言是環(huán)形構(gòu)件110)摩擦接合。作為與第一實(shí)施例相同的方式用于防止灼燒的
11潤滑油的牽引油或其混合物施加在軸構(gòu)件101的外周面123與管構(gòu)件102的內(nèi)周面124之 間。環(huán)形構(gòu)件110具有剪切閥安裝孔130和環(huán)形油壓膨脹室126，該環(huán)形油壓膨脹室 126在軸構(gòu)件101的大致軸向方向上沿在環(huán)形構(gòu)件110的外周面123軸向方向上的預(yù)定長 度延伸。剪切閥106被裝配到剪切閥安裝孔130中。在剪切閥106被裝配到剪切閥安裝孔 130中的狀態(tài)下，剪切閥106的一個端部在軸向方向上從環(huán)形構(gòu)件110的端面向外突出。上 述鎖定部分109在徑向方向上沿環(huán)形構(gòu)件110的端面延伸。剪切閥106的所述一個端部由 鎖定部分109鎖定。剪切閥106具有僅在其一端敞開的管127。在剪切閥106被裝配到剪切閥安裝孔 130中的狀態(tài)下，管127在軸構(gòu)件101的大致軸向方向上延伸。在剪切閥106被裝配到剪切 閥安裝孔130中的狀態(tài)下，管127的位于封閉側(cè)的一個端部從環(huán)形構(gòu)件110的端面向外突 出。另外，管127的位于封閉側(cè)的相反側(cè)的開口通過油道137和周向延伸室138連接至油 壓膨脹室26。如圖7所示，油道137由軸向延伸部分160和徑向延伸部分161組成。軸向延伸 部分160在軸向方向上的向內(nèi)側(cè)處與管127的開口連通。軸向延伸部分160在軸向方向上 延伸。徑向延伸部分161在軸向方向上與管127相反的一側(cè)處與軸向延伸部分160的開口 連通。徑向延伸部分161在徑向方向上延伸。徑向延伸部分161的在徑向方向上的向外側(cè) 上的開口通向在徑向方向上的向內(nèi)側(cè)處的周向延伸室138的內(nèi)表面。管127和油道137構(gòu) 成除油孔。周向延伸室138在周向方向上沿整個圓周延伸。另外，在本發(fā)明中，周向延伸室可 在周向方向上僅延伸預(yù)定長度，而不必沿著整個圓周延伸，如第一實(shí)施例所述。通過將油壓膨脹油填充到油壓膨脹室126并密封之后，環(huán)形構(gòu)件110的外周面123 直徑變大，并壓靠軸構(gòu)件102的內(nèi)周面124，借此使得軸構(gòu)件101與管構(gòu)件102摩擦接合。 在此狀態(tài)下，周向延伸室138的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室126延伸的延伸平面中與油壓膨脹 室126相交的區(qū)域的面積大于如下區(qū)域的面積，該區(qū)域?yàn)閺较蜓由觳糠?61的開口的橫截 面，該開口為通向周向延伸室138并由圓柱面的一部分限定的除油孔的一部分。同樣在第 三實(shí)施例中，作為多個除油孔的一部分的徑向延伸部分可通向周向延伸室，如第一實(shí)施例 和第二實(shí)施例所述。如果作為多個除油孔的一部分的徑向延伸部分通向周向延伸室，則周 向延伸室的內(nèi)表面在朝油壓膨脹室126延伸的延伸平面中與油壓膨脹室126相交的區(qū)域的 面積大于徑向延伸部分的開口面積的總和就足夠了，該徑向延伸部分的開口為通向周向延 伸室并由圓柱面的一部分限定的多個除油孔的一部分。由于第三實(shí)施例的扭矩限制器也具有上述結(jié)構(gòu)的周向延伸室138，因此，與常規(guī)結(jié) 構(gòu)相比，當(dāng)管構(gòu)件102的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件101的外周面滑動時(shí)，能夠以與第一實(shí)施例 和第二實(shí)施例相同的方式明顯快速除去油壓膨脹室126中的油。結(jié)果，能明顯減小軸構(gòu)件 101的外周面123(摩擦接合面)和管構(gòu)件102的內(nèi)周面124(摩擦接合面)灼燒的上述可 能性。
1權(quán)利要求
一種扭矩限制器，包括軸構(gòu)件；管構(gòu)件，所述管構(gòu)件以可轉(zhuǎn)動的方式裝配在所述軸構(gòu)件上；所述管構(gòu)件包括油壓膨脹室，所述油壓膨脹室用于使所述管構(gòu)件的內(nèi)周面壓靠所述軸構(gòu)件的外周面，周向延伸室，所述周向延伸室與所述油壓膨脹室連通，并在所述管構(gòu)件的徑向方向上從所述油壓膨脹室向外突出，且在所述管構(gòu)件的周向方向上延伸；以及除油孔，所述除油孔通向所述周向延伸室，并具有在所述徑向方向上從所述周向延伸室向外延伸的徑向延伸部分，所述除油孔被構(gòu)造成使得當(dāng)將小于預(yù)定值的載荷施加在所述軸構(gòu)件或所述管構(gòu)件上時(shí)，所述除油孔的位于所述周向延伸室的相反側(cè)的端部被密封，由此所述油壓膨脹室因密封在所述油壓膨脹室內(nèi)的油而膨脹，從而使得所述軸構(gòu)件和所述管構(gòu)件相互摩擦接合，而當(dāng)將大于所述預(yù)定值的載荷施加在所述軸構(gòu)件或所述管構(gòu)件上時(shí)，所述除油孔的位于所述周向延伸室的相反側(cè)的所述端部通向外部，由此所述油壓膨脹室中的油被除去，從而解除所述軸構(gòu)件與所述管構(gòu)件之間的摩擦接合，其特征在于，當(dāng)所述油壓膨脹室膨脹時(shí)，所述周向延伸室的內(nèi)表面在朝向所述油壓膨脹室延伸的延伸平面中與所述油壓膨脹室相交的區(qū)域的面積大于所述除油孔的通向所述周向延伸室的開口的橫截面積。
2.一種扭矩限制器，包括 軸構(gòu)件；管構(gòu)件，所述管構(gòu)件以可轉(zhuǎn)動的方式裝配在所述軸構(gòu)件上； 所述軸構(gòu)件包括油壓膨脹室，所述油壓膨脹室用于使所述軸構(gòu)件的外周面壓靠所述管構(gòu)件的內(nèi)周面， 周向延伸室，所述周向延伸室與所述油壓膨脹室連通，并在所述軸構(gòu)件的徑向方向上 從所述油壓膨脹室向內(nèi)突出，且在所述軸構(gòu)件的周向方向上延伸；以及除油孔，所述除油孔通向所述周向延伸室，并具有在所述徑向方向上從所述周向延伸 室向內(nèi)延伸的徑向延伸部分，所述除油孔被構(gòu)造成使得當(dāng)將小于預(yù)定值的載荷施加在所述軸構(gòu)件或所述管構(gòu)件上 時(shí)，所述除油孔的位于所述周向延伸室的相反側(cè)的端部被密封，由此所述油壓膨脹室因密 封在所述油壓膨脹室內(nèi)的油而膨脹，從而使得所述軸構(gòu)件和所述管構(gòu)件相互摩擦接合，而 當(dāng)將大于所述預(yù)定值的載荷施加在所述軸構(gòu)件或所述管構(gòu)件上時(shí)，所述除油孔的位于所述 周向延伸室的相反側(cè)的所述端部通向外部，由此所述油壓膨脹室中的油被除去，從而解除 所述軸構(gòu)件與所述管構(gòu)件之間的摩擦接合，其特征在于，當(dāng)所述油壓膨脹室膨脹時(shí)，所述周向延伸室的內(nèi)表面在朝向所述油壓膨 脹室延伸的延伸平面中與所述油壓膨脹室相交的區(qū)域的面積大于所述除油孔的通向所述 周向延伸室的開口的橫截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩限制器，其特征在于，所述周向延伸室為成環(huán)形形狀 的室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的扭矩限制器，其特征在于，所述周向延伸室在所述軸構(gòu)件的軸向方向上的長度大于所述除油孔的直徑。
全文摘要
提供了一種扭矩限制器，在該扭矩限制器中，當(dāng)管構(gòu)件的內(nèi)周面已相對于軸構(gòu)件的外周面滑動時(shí)，能快速除去油壓膨脹室內(nèi)的油，而且所述軸構(gòu)件和所述管構(gòu)件的各個摩擦接合面不可能灼燒。周向延伸室(38)的內(nèi)表面在朝所述油壓膨脹室(26)延伸的延伸平面中與油壓膨脹室(26)相交的區(qū)域的面積大于除油孔的通向所述周向延伸室(38)的開口的橫截面積。
文檔編號F16D1/091GK101932843SQ20098010384
公開日2010年12月29日 申請日期2009年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者宮地武志, 永山彰英 申請人:株式會社捷太格特