(57)【要約】トルク伝達配列(10)は、第１部分と第２部分を定義する部材と、上記第１部分と摩擦接触し,第１部分との摩擦接触によって決まる第１最大トルク伝達限を定義する第１要素(16)と、上記第２部分と摩擦接触し,第２部分との摩擦接触によって決まり,第１の摩擦係数よりも大きいか実質上等しい摩擦係数によって決まる第２最大トルク伝達限を定義する第２要素とを備える。第１要素は、トルク発生ユニットからのトルクを受け、第２要素は、トルク消費ユニットへトルクを伝達する。
2010507759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク伝達配列であって、
第１部分と第２部分を定義する部材と、
上記第１部分と摩擦接触し、第１部分との摩擦接触によって決まる第１最大トルク伝達限を定義する第１要素と、
上記第２部分と摩擦接触し、上記第２部分との摩擦接触によって決まり、第１の摩擦係数よりも大きいか実質上等しい摩擦係数によって決まる第２最大トルク伝達限を定義する第２要素とを備え、
上記第１要素は、トルク発生ユニットからのトルクを受け、上記第２要素は、トルク消費ユニットへトルクを伝達するトルク伝達配列。
【請求項２】
トルク発生ユニットからトルク消費ユニットに伝達するトルクの最大値を機械的に制限し、上記トルク発生ユニットからのトルクを受けるトルク入力部と、トルクを上記トルク消費ユニットへ伝達するトルク出力部を有するトルク伝達装置において、
このトルク伝達装置は、
・第１部分と第２部分を定義する部材と、
・上記第１部分と摩擦接触し、第１部分との摩擦接触によって第１最大トルク伝達限を決定する第１要素と、
・上記第２部分と摩擦接触し、第２部分との摩擦接触によって決まり、第１の摩擦係数よりも大きいか実質上等しい摩擦係数によって決まる第２最大トルク伝達限を決定する第２要素とを備えたトルク伝達配列を有し、
第１に上記第１要素,第２に上記部材,第３に上記第２要素によるトルク伝達配列を介して、上記トルク入力部から上記トルク出力部へトルク伝達経路が定義されトルク伝達装置。
【請求項３】
請求項１に記載のトルク伝達配列または請求項２に記載のトルク伝達装置において、上記第１最大トルク伝達限および上記第２最大トルク伝達限は、上記部材と第１および第２要素の間で夫々決まる摩擦係数によって決定されるトルク伝達配列またはトルク伝達装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のトルク伝達装置において、上記第２最大トルク伝達限は、上記第１最大トルク伝達限よりも、例えば1〜300％, 10〜200％, 0.1〜1％, 1〜10％, 10〜100％, 100〜200％, 200〜300％, 300〜400％など、0.1〜400％大きいトルク伝達装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１つに記載のトルク伝達装置において、上記第１要素および第２要素の少なくとも一方は、鋼から作られるトルク伝達装置。
【請求項６】
請求項１に記載のトルク伝達配列または請求項２乃至５に記載のトルク伝達装置において、上記部材はフランジであり、上記第１部分はこのフランジの第１の側であり、上記第２部分はこのフランジの第１の側と反対の第２の側であるトルク伝達配列またはトルク伝達装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のトルク伝達配列またはトルク伝達装置を有する機械であって、この機械は、船舶用エンジン,大型車両,水力発電プラント,風車,水力タービン,水位中タービンまたは発電機に一体化されている機械。
【請求項８】
丸い軸の周りに密に嵌合される截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャであって、
内側円と外側円で区画され,一定の断面を確定する平行で互いに対向する第１環状面と第２環状面を有する本体と、
第１環状面と第２環状面を上記内側円で接続する内面および第１環状面と第２環状面を上記外側円で接続する外面と、
上記本体内に定義され,一定断面の本体の回転中心を明示し、この一定断面は、上記回転中心に中心をもつ部分円と直線によって上記内面が区画され、圧縮された本体が回転できて上記内面と上記丸い軸の接触を維持するようになっている回転の円形線を備える圧縮スプリングワッシャ。
【請求項９】
丸い軸の周りに密に嵌合される截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャであって、
内側円と外側円で区画され,一定の断面を確定する平行で互いに対向する第１環状面と第２環状面を有する本体と、
第１環状面と第２環状面を内側円で接続する内面および第１環状面と第２環状面を外側円で接続する外面と、
上記本体内に定義され,一定断面の本体の回転中心を明示し、この一定断面は、上記回転中心に中心をもつ部分円と直線によって上記外面が区画され、圧縮された本体が回転できて上記外面と上記円形の円筒状凹部の接触を維持するようになっている回転の円形線を備える圧縮スプリングワッシャ。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載のトルク伝達配列またはトルク伝達装置において、上記第１要素と第２要素の少なくとも一方は、請求項８または９の截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャで構成されるトルク伝達配列またはトルク伝達装置。
【請求項１１】
トルク伝達配列に第１最大トルク伝達限と第２最大トルク伝達限を確定する方法であって、
第１部分と第２部分を定義する部材と、
上記第１部分と摩擦接触するように配置されたトルク受容要素と、
上記第２部分と摩擦接触するように配置されたトルク伝達要素と、
上記トルク受容要素を上記部材に向けて付勢する第１付勢要素と、
上記トルク伝達要素を上記部材に向けて付勢する第２付勢要素とを備え、
上記第１付勢要素を設定することによって第１最大トルク伝達限を確定し、
上記第２付勢要素を設定することによって第２最大トルク伝達限を確定し、
上記第２最大トルク伝達限が、上記第１最大トルク伝達限よりも大きいかまたは実質上等しい方法。
【請求項１２】
トルク伝達配列に第１最大トルク伝達限と第２最大トルク伝達限を確定する方法であって、
第１部分と第２部分を定義する部材と、
上記第１部分と摩擦接触するように配置されたトルク受容要素と、
上記第２部分と摩擦接触するように配置されたトルク伝達要素と、
上記トルク受容要素を上記部材に向けて付勢する第１付勢要素と、
上記トルク伝達要素を上記部材に向けて付勢する第２付勢要素とを備え、
上記第１付勢要素を設定することによって第１最大トルク伝達限を確定し、
上記第２付勢要素を設定することによって第２最大トルク伝達限を確定し、
上記第１最大トルク伝達限が、上記第２最大トルク伝達限よりも大きいかまたは実質上等しい方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法において、上記トルク伝達配列は、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載されたものである方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク伝達配列、トルク伝達装置、およびトルク伝達配列とトルク伝達装置の少なくともいずれかを一体化した機械に関する。さらに、本発明は、截頭円錐状で一定断面をもつ圧縮スプリングワッシャに関する。
【背景技術】
【０００２】
或る大きさのトルクを伝達しなければならない機械において、伝達すべきトルクが、このトルクを受ける機械が耐えうるトルクよりも大きくなる場合がある。従って、トルク発生ユニットからトルク消費ユニットへ伝達されるトルク量を制限する必要がある。
【０００３】
また、トルク発生ユニットが、トルク消費ユニットが耐えうるトルクよりも大きいトルクを発生する場合がある。例えば、滝で駆動される水力タービンや風車に連結されたトルク発生ユニットにおいて、春の雪解けによる大量の水または嵐もよる強風が、水力タービンまたは風車を、上限を超える速度で回転させる場合である。このような場合、トルク発生ユニットからトルク消費ユニットに伝達されるトルク量を制限する装置が必要になる。
【０００４】
さらに、トルク発生ユニットを保護することが望まれる場合がある。例えば、トルク消費ユニットが破壊して、トルク発生ユニットに被害が及ぶ場合や、発電機が電力供給グリッドに接続されていて、短絡などの事故が発電機を停止させる場合である。発電機が停められると、例えば蒸気タービンなどのトルク発生ユニットからのトルクは、発電機に伝達できなくなり、今度は蒸気タービンが損傷することになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の形態は、トルク伝達装置に関し、このトルク伝達装置は、
第１部分と第２部分を定義する部材と、
上記第１部分と摩擦接触し、第１部分との摩擦接触によって決まる第１最大トルク伝達限を定義する第１要素と、
上記第２部分と摩擦接触し、第１の摩擦係数よりも大きいか実質上等しい摩擦係数をもつ上記第２部分との摩擦接触によって決まる第２最大トルク伝達限を定義する第２要素とを備え、上記第１要素がトルク発生ユニットからのトルクを受け、上記第２要素がトルク消費ユニットへトルクを伝達する。
【０００６】
上記部材に摩擦接触する第１要素と第２要素は、伝達されるべき所定の最大トルクを更に確立するような装置を構成する。上記第１要素と部材の間の摩擦接触は、上記第１最大トルク伝達限または伝達能を定義する。
【０００７】
上記第２要素の存在は、上記第１最大トルク伝達限と必ずしも異ならない第２最大トルク伝達限の確定を可能にする。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、上記第２のトルク伝達限は、上記第１のトルク伝達限よりも小さい。
【０００９】
上記２つのトルク伝達限は、トルク発生ユニットで過剰な量のトルクが発生した場合、トルク制限装置がトルク消費ユニットを保護することができ、トルク消費ユニットがブロックしてブレーキとして働いた場合、トルク発生ユニットまたはトルク発生ユニットとの間のギヤを損傷させることを防止できるように意図されている。このような事態は、発電機がエンジン,油圧,蒸気,水力などで駆動される発電システムに本発明のトルク制限装置を用いた場合に生じうる。電力供給グリッドに短絡が生じて、発電機がブロックし、システムのトルク受容端にブレーキとして働くという悪影響を及ぼすことがある。トルク制限アセンブリがない場合、発電機のブロックは、トルク発生ユニットとギヤボックスなどのトルク消費ユニットの間に連結された軸などのトルク伝達部材に大きな抵抗をもたらして、損傷を引き起こす。トルク受容ユニットがブロックされると、トルク受容ユニットを駆動するに必要なトルクは、トルク発生ユニットが耐え得るトルクよりも大きくなる。
【００１０】
通常の動作では、トルクはトルク発生ユニットからトルク消費ユニットに伝達されるが、異常状態では、トルク消費ユニットからトルク発生ユニットにトルクが伝達される場合がある。
【００１１】
本発明の第２の態様は、トルク発生ユニットからトルク消費ユニットに伝達されるトルクの最大値を機械的に制限するトルク伝達装置に関し、このトルク伝達装置は、トルク発生ユニットからのトルクを受けるトルク入力部と、トルクをトルク消費ユニットへ伝達する対応するトルク出力部を定義する。上記トルク伝達装置は、
・第１部分と第２部分を定義する部材と、
・第１部分に摩擦接触し、第１部分との摩擦接触によって第１最大トルク伝達限を決定する第１要素と、
・第２部分に摩擦接触し、第２部分との摩擦接触によって、第１摩擦係数よりも大きいか,または実質的に等しい第２最大トルク伝達限を決定する第２要素とを備え、上記トルク入力部から、第１に上記第１要素,第２に上記部材,第３に上記第２要素によるトルク伝達配列を介して上記トルク出力部へトルク伝達経路が定義される。
【００１２】
トルクを伝達し,制限する装置は、文献ＤＥ2005000215Ｕ1で知られており、この装置では、駆動輪つまりスプロケットが、２つの対向する摩擦要素のための対向する接触面を確定し、上記２つの摩擦要素は、駆動輪に押し付けられて接触面に連結され、駆動輪に加わるトルクを駆動輪の中心を通って延びるハブに伝達する。上記装置は、対向する摩擦面が共に単一の最大トルクを決めるが、本発明では、本発明の特徴的部材が、互いに同一または異なる各最大トルクを決める２つの摩擦接触を確定する第１と第２の経路と協働する中間部材で構成される。上記ドイツ国実用新案の文献で知られたトルク伝達・制限装置は、単一かつ特定の最大トルクを提供するのに対して、本発明の第１および第２の態様は、本発明に特徴的な２段階トルク制御を提供する。
【００１３】
本発明の第１の態様で述べたように、トルク伝達装置内に作られたトルクを伝達する配列は、トルク入力部からトルク出力部へ伝達されるトルク量の限界を確定する。既述のように、トルク伝達限またはトルク伝達能は、第１要素および第２要素と部材との摩擦接触によって決定される。
【００１４】
トルク伝達経路は、上述以外の要素、つまり、後述で明らかになるような上記トルク伝達配列を維持するための付加的要素などで確定することができる。
【００１５】
上記部材と第１要素との摩擦接触ならびに上記部材と第２要素との摩擦接触の面積の大きさは、異ならせることができる。これら面積の大きさは、0.001〜6000ｍ2, 0.01〜10ｍ2, 0.1〜2ｍ2, 0.5〜1ｍ2, 1〜1.5ｍ2, 0.001〜0.01ｍ2, 0.01〜0.1ｍ2, 0.1〜0.5ｍ2, 0.5〜1ｍ2, 1〜2ｍ2, 2〜10ｍ2, 10〜6000ｍ2 などに変動させることができ、300ｃｍ2くらいが好ましい。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態では、第１要素と部材の間または第２要素と部材の間のインターフェイスに任意の物を追加することができる。本発明の択一的実施形態では、摩擦増大物や摩擦低減物を上記インターフェイスに追加できる。このような物の例として、接着剤や潤滑剤がある。
【００１７】
上記要素と部材の間の摩擦接触は、要素または部材に適切な材料を選ぶことによって変動できるように意図されている。これと択一的または追加的に、構成部材にコーティングを施すことができる。さらに、摩擦接触は、例えば圧縮スプリングワッシャなどによって要素のバイアス力を確定,変化,変動させることによって、確定,変化,変動させることができる。スプリングワッシャは、アセンブリまたはトルク伝達制限ユニットが適用される例に応じてバイアス力が選べるように調整することができる。
【００１８】
さらに、第１最大トルク伝達限および第２最大トルク伝達限は、上記部材と第１および第２要素の間で決まる摩擦係数によって決定できる。
【００１９】
第２最大トルク伝達限は、第１最大トルク伝達限よりも、例えば1〜300％, 10〜200％, 0.1〜1％, 1〜10％, 10〜100％, 100〜200％, 200〜300％, 300〜400％など、0.1〜400％大きいのが有利である。
【００２０】
上記部材と第１および第２要素との間の摩擦接触によって夫々確定されるトルク伝達限間の差は、トルク消費ユニットの保護レベルに差が出るように選ぶことができる。
【００２１】
本発明の実施形態における第１要素および第２要素の少なくとも一方は、鋼から作られる。
【００２２】
他の種類の材料として、例えば合金や他の複合材料が用いられる。
【００２３】
本発明の有利な実施形態では、上記部材はフランジであり、上記第１部分はこのフランジの第１の側であり、上記第２部分はこのフランジの第１の側と反対の第２の側である。
【００２４】
本発明の第３の態様は、トルク伝達装置またはトルク伝達配列を含む機械であって、船舶用エンジン,大型車両,風車,水力タービン,水中タービン,蒸気上記タービン,発電機に一体化される機械に関する。
【００２５】
本発明の第２の態様で述べたトルク伝達装置は、船舶,水力発電プラント,風車などの大きな構造物に有利に用いられ、上述の安全性を提供する。このトルク伝達装置は、トルク発生ユニットからトルク消費ユニットへ伝達されるトルク量を制限するのが望ましい他の情況に勿論用いることができる。
【００２６】
本発明の第４の態様は、丸い軸の周りに密に嵌合される截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャに関し、このスプリングワッシャは、
内側円と外側円で区画され,一定の断面を確定する平行で互いに対向する第１環状面と第２環状面を有する本体と、
第１環状面と第２環状面を上記内側円で接続する内面および第１環状面と第２環状面を上記外側円で接続する外面と、
上記本体内に定義され,一定断面の本体の回転中心を明示し、この一定断面は、上記回転中心に中心をもつ部分円と直線によって上記内面が区画され、圧縮された本体が回転できて上記内面と上記丸い軸の接触を維持するようになっている回転の円形線を備える。
【００２７】
本発明の第４の形態のスプリングワッシャは、軸に装着されたときスプリングワッシャに運動の自由度を与える内面の一部を含んでいる。このスプリングワッシャは、例えば本発明の第２の態様で述べたトルク伝達装置に適用でき、本発明の第３の態様で述べた機械に一体化できる。本発明の第４の態様による截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャは、トルク伝達装置に装着されたとき、本発明の第１の態様で述べたトルク伝達配列を所定位置に保持するために用いることができる。
【００２８】
本発明の第５の態様は、円形の円筒状凹部に密に嵌め込まれる截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャに関し、このスプリングワッシャは、
内側円と外側円で区画され,一定の断面を確定する平行で互いに対向する第１環状面と第２環状面を有する本体と、
第１環状面と第２環状面を内側円で接続する内面および第１環状面と第２環状面を外側円で接続する外面と、
上記本体内に定義され,一定断面の本体の回転中心を明示し、この一定断面は、上記回転中心に中心をもつ部分円と直線によって上記外面が区画され、圧縮された本体が回転できて上記外面と上記円形の円筒状凹部の接触を維持するようになっている回転の円形線を備える。
【００２９】
本発明の第５の形態のスプリングワッシャは、スプリングワッシャが、円筒状の管内に装着されたとき、トルク伝達装置内のトルク伝達配列を所定位置に保持できるようになっている。本発明の択一的実施形態では、截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャは、本発明の第４および第５の形態で述べたように、上記部分円で区画される内面および上記部分円で区画される外面を有する。截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャの択一的実施形態は、上記第４および第５の態様によるスプリングワッシャを組み合わせている。このスプリングワッシャは、軸に装着され、管に嵌め込まれることができる。
【００３０】
文献USP 3319508では、斜面を付けた軸に装着された弾性保持リングが開示されている。この弾性保持リングは、丸みを付けた内面と外面を有するが、弾性保持リングは、圧縮されると内径が変化して、リングの内面が軸の傾斜壁に嵌合する。この公知の弾性保持リングから差別化できる特徴として、本発明の第５の態様のスプリングワッシャは、圧縮されると、内面と外面が半径方向に動くことなく軸方向のみに動いて、内径および外径が一定である。
【００３１】
本発明の特別な実施形態では、第１要素と第２要素の少なくとも一方は、上述の截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャで構成される。
【００３２】
本発明の第６の態様は、トルク伝達配列に第１最大トルク伝達限と第２最大トルク伝達限を確定する方法に関する。第６の態様によるトルク伝達限および伝達限を確定する方法は、
第１部分と第２部分を定義する部材と、
上記第１部分と摩擦接触するように配置されたトルク受容要素と、
上記第２部分と摩擦接触するように配置されたトルク伝達要素と、
上記トルク受容要素を上記部材に向けて付勢する第１付勢要素と、
上記トルク伝達要素を上記部材に向けて付勢する第２付勢要素とを備え、
上記第１付勢要素を設定することによって第１最大トルク伝達限を確定し、
上記第２付勢要素を設定することによって第２最大トルク伝達限を確定し、
上記第２最大トルク伝達限が、上記第１最大トルク伝達限よりも大きいかまたは実質上等しい。
【００３３】
本発明の第７の態様は、トルク伝達配列に第１最大トルク伝達限と第２最大トルク伝達限を確定する方法に関し、この方法は、
第１部分と第２部分を定義する部材と、
上記第１部分と摩擦接触するように配置されたトルク受容要素と、
上記第２部分と摩擦接触するように配置されたトルク伝達要素と、
上記トルク受容要素を上記部材に向けて付勢する第１付勢要素と、
上記トルク伝達要素を上記部材に向けて付勢する第２付勢要素とを備え、
上記第１付勢要素を設定することによって第１最大トルク伝達限を確定し、
上記第２付勢要素を設定することによって第２最大トルク伝達限を確定し、
上記第１最大トルク伝達限が、上記第２最大トルク伝達限よりも大きいかまたは実質上等しい。
【００３４】
本発明の第６および第７の態様の方法の基本的内容によれば、２つのトルク伝達限が確定される。上述のように、トルク伝達配列は、１つの装置から他の装置へ伝達されるトルクの量を制限する必要のある装置およびシステムに用いられる。第６の態様による方法の目的は、トルク伝達配列が、このトルク伝達配列からのトルクを受けるトルク消費ユニットを保護するように、トルク伝達限を確定することである。
【００３５】
第７の態様による方法の目的は、トルク伝達配列が、このトルク伝達配列にトルクを伝達するトルク発生ユニットを保護するように、トルク伝達限を確定することである。
【００３６】
第６および第７の態様の方法は、本発明の第１,第２,第３,第４,第５の態様の少なくとも１つに用いることができる。
【００３７】
本発明の態様および利点は、添付の図を参照して述べる本発明の実施形態から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、トルク伝達装置の分解図である。
【図２】図２は、トルク伝達配列を示す図である。
【図３】図３は、トルク伝達配列の断面図である。
【図４】図４は、トルク伝達配列の断面図である。
【図５】図５は、スプリングワッシャを示す図である。
【図６】図６は、図５のスプリングワッシャの断面図である。
【図７】図７は、図５のスプリングワッシャの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、全体を参照番号１０で示すトルク制限アセンブリの分解図であり、このアセンブリは、船舶用エンジン,水力発電プラント,風車,水車,波力発電機などのトルク発生装置から、発電機や船舶のスクリューなどの駆動装置を含むトルク消費装置に回転でトルクを伝達する。
【００４０】
上記トルク制限アセンブリ１０は、ロックディスク１２を備える。ロックディスク１２は、トルク制限アセンブリ１０を図示しない発電機の軸に長手方向に固定する。本発明の好ましい実施形態では、ロックディスク１２は、52-3鋼からなり、非常に長い寿命を付与するISO 14713C3に規定のコーティングによって被覆されている。
【００４１】
ロックディスク１２は、ハブ１４に連結される。ハブ１４は、好ましくは60-2鋼からなり、非常に長い寿命を付与するISO 14713C3に規定のコーティングによって被覆されている。ハブ１４は、トルク制限アセンブリ１０の部材を支持する役割を果たす。ハブ１４は、トルクを伝達したり発電機に作用を及ぼしたりすべく、発電機の軸に装着される。ハブ１４は、第１摩擦ディスク１６を芯出しするためのキー溝１５を有する。
【００４２】
ハブ１４の溝１３は、トルク制限アセンブリ１０を装着または組み立てる際に用いられる。溝１３は、組立の際,更には試験の際に、ハブ１４を調整するためにも用いられる。
【００４３】
ハブ１４の面１７は、後述するフランジ１８の芯出し面としての役割も果たす。
【００４４】
第１摩擦ディスク１６は、ハブ１４とフランジ１８の間に配置され、第１摩擦ディスク１６とフランジ１８と第２摩擦ディスク２０からなるトルク伝達・制限配列の一部をなす。このトルク伝達・制限配列は、トルク発生ユニットからトルク消費ユニットに伝達されるトルクを確実に制限することができる。第１,第２摩擦ディスク１６,２０は、摩擦要素に予め定義された摩擦係数を与える役割を果たす。第１,第２摩擦ディスク１６,２０は、52-3鋼からなるのが好ましいが、適切な他の材料を用いることもできる。第１摩擦ディスク１６は、トルクの２／３を伝達し、第２摩擦ディスクは、トルクの１／３を伝達する。
【００４５】
第１第,２摩擦ディスク１６,２０は、フランジ１８の中心穴の近傍の互いに平行な面に当接する。フランジ１８の両側の面に接触面が確定される。この接触面は、フランジ１８と第１,第２摩擦ディスク１６,２０が摩擦接触する区域である。
【００４６】
ハブ１４のリムの下側は、第１摩擦ディスク１６に当接して、第１摩擦インターフェイスを確定し、第２摩擦インターフェイスは、第１摩擦ディスク１６とフランジ１８の間に確定される。第３の摩擦インターフェイスは、フランジ１８と第２摩擦ディスク２０の間に確定される。第４の摩擦インターフェイスは、第２摩擦ディスク２０とスラストカラーつまりプレッシャリング２２の間に確定される。
【００４７】
フランジ１８は、フランジをハブ１４に対して芯出しすることを助ける図示しない滑り軸受を更に保持する。滑り軸受は、ポリテトラフルオロエチレン／青銅／黒鉛の混合物からなるガイドリボンである。
【００４８】
上記トルク制限アセンブリは、プレッシャリング２２を更に備える。プレッシャリング２２は、第２摩擦ディスク２０とリリーフディスク２８を芯出しする役割を果たす。リリーフディスク２８は、16ＭnＣr5鋼からなる。上記滑り軸受は、プレッシャリング２２の内面２４に配置される。１つの実施形態では、リリーフディスクを省略でき、これに代えてプレッシャリング２２およびスプリングナット３８の表面を硬化させることができる。
【００４９】
プレッシャリング２２は、総てを参照番号２６で示す溝を有し、この溝２６は、図示しない３つの楔またはガイドを用いてトルクをハブ１４に伝達する。上記ガイドは、後述するようにスプリングディスクを芯出しする役割も果たす。
【００５０】
さらに、プレッシャリング２２は、アセンブリが正確に組み立てられることを確かめる制御測定のための測定面を提供するリムを有する。
【００５１】
トルク制限アセンブリ１０は、２つの互いに重ね合わされ、截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャ３２,３４を更に備え、このアセンブリは、参照番号３０で示されている。
【００５２】
スプリングワッシャ３２,３４は、図５〜図７を参照して、後に詳述される。
【００５３】
スプリングワッシャ３２,３４が外部から芯出しされる場合は、リリーフディスク２８を省略することができる。
【００５４】
プレッシャリング２２は、２つの截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャ３２,３４からの圧縮力を第１,第２摩擦ディスク１６,２０へ伝達する。プレッシャリング２２は、第２摩擦ディスク２０から上述の３つの楔を介してハブ１４へトルクを伝達する。本発明の択一的実施形態の装置では、異なった数の楔が用いられる。本発明の特別な実施形態では、楔が用いられずに省略される。この実施形態では、スプリングディスクは、例えばハブによって芯出しされる。
【００５５】
スプリングワッシャ３２,３４の下方に第２リリーフディスクが装着される。リリーフディスク３６は、上述のリリーフディスク２８と同じである。リリーフディスク３６は、スプリングワッシャ３４とスプリングナット３８の間で圧縮部材として働く。リリーフディスクの硬化は、スプリングナットとスプリングワッシャの変形を防止する。
【００５６】
トルク制限アセンブリ１０の底部には、スプリングナット３８が装着される。スプリングナットは、リリーフディスク３６を芯出しするとともに、スプリングワッシャ３２,３４を調節または付勢する役割を果たす。さらに、スプリングナットは、駆動軸上のトルク制限アセンブリの軸方向位置を一定に維持することを助ける。また、スプリングナットは、スプリングワッシャの変位を制御測定するための第２の測定面を提供する。
【００５７】
スプリングナット３８は、スプリングナット３８をハブ１４に確実に装着することを可能にするねじロックを収容するフライス加工溝３９を有する。
【００５８】
図２は、図１に示された種々の部材が組み立てられたトルク制限アセンブリ１０を示している。
【００５９】
トルク制限アセンブリからキージェネレータ４１が延び出しているのが分かる。キージェネレータは、発電機軸とハブ１４の間で力およびトルクを伝達する。
【００６０】
図３および図４は、トルク制限アセンブリ１０を夫々線４０および線４２に沿って切断した断面図である。
【００６１】
図５は、図１に示したスプリングワッシャ３２の概略図である。スプリングワッシャ３２は、中心穴４４をもつ管状体からなる。中心穴４４は、内壁４６で確定される。スプリングワッシャ３２は、好ましくは金属材料で作られ、スプリングワッシャ３２の寿命を増すためのコーティングを有する。本発明の好ましい実施形態では、スプリングワッシャは、51Ｃr4Ｖ/1.8159鋼で作られ、ワッシャに非常に長い寿命を与えるISO 14713C3 で規定されるコーティングで被覆されている。他の実施形態では、上記材料は例えば50ＣrＶ4や他の適切な材料で置き換えられる。
【００６２】
図１に示されるトルク制限アセンブリ１０は、このような２つのスプリングワッシャ３２,３４を有する。このスプリングワッシャは、上記部材と摩擦ディスクを所定位置に保持する役割を果たす。スプリングワッシャは、摩擦ディスクに力を加える。スプリングワッシャは、加わる軸方向力の大きさに拘わらず、一定の内径および外径を維持する。スプリングワッシャの厚さと幅は、用途に応じて選ばれる。
【００６３】
スプリングワッシャ３２は、截頭円錐状で断面一定の圧縮スプリングワッシャであり、丸い軸の周りに密に嵌合されるようになっている。また、スプリングワッシャは、円形の円筒状凹部に密に嵌め込まれるようになっている。
【００６４】
さらに、スプリンワッシャ３２の本体は、内側円と外側円で区画され,一定の断面を確定する平行で互いに対向する第１環状面と第２環状面を有する。
【００６５】
図６、詳しくは図７から分かるように、本体内に一定断面の本体の回転中心５０を明示する回転の円形線が確定される。上記一定断面は、上記回転中心に中心をもつ部分円５４と直線によって内面が区画され、圧縮された本体が回転できて上記内面と丸い軸の接触が維持されるようになっている。
【００６６】
スプリングワッシャ３２は、トルク制限アセンブリの他の構成部材から圧縮力を受けると、上述のように、スプリングワッシャ３２の形状が上記回転中心５０の周りにスプリングワッシャ３２が回転または旋回できるようになっている。丸みを付けた角または外面５２は、スプリングワッシャが管の内壁と常に接触を維持することを保証し、同様に、丸みを付けた角または内面５４は、スプリングワッシャが、トルク制限アセンブリ１０が装着されたトルク伝達軸と常に接触を維持することを保証する。
【００６７】
上記角５２,５４は、上述のように特別な態様で丸みを付けられているので、要素と軸の接触がどの時点でも失われないことを保証する。これは、トルク制限アセンブリ１０が安全に取り付けられるように意図されている。
【００６８】
内側の半径は、スプリングワッシャに加わる力に拘わらず、一定のスプリングワッシャの内径が維持されることを保証し、外側の半径は、スプリングワッシャに加わる力に拘わらず、一定のスプリングワッシャの外径が維持されることを保証する。図７から分かるように、上記回転中心は、上記内側と外側の半径を異ならせるため、スプリングワッシャの断面の中心に位置しない。
【００６９】
本発明によるトルク伝達装置の試作品が、作られた。この試作品は、次の各部材からなる。即ち、ISO 14713C3 に規定のコーティングを施した52-3鋼製のロックディスク。ロックディスクの外径は129.5mm、内径は25mm、角度を付けた穴の最大径は42mmである。
【００７０】
52-3鋼製のハブ。このハブの外径は226mm、穴の内径は120mm、溝の間隔は45度である。
【００７１】
SA-92製の第１摩擦ディスク。この第１摩擦ディスクの外径は220mm、内径は176.5mm、厚さは5mmである。
【００７２】
ISO 14713C3 に規定のコーティングを施した52-3鋼製のフランジ。このフランジの直径は395mm、４つの大きな穴の直径は60mm、４つの小さな穴の直径は25mm、厚さは25mmである。
【００７３】
青銅ampco18製の第２摩擦ディスク。この第２摩擦ディスクの外径は220mm、内径は176.5mmである。
【００７４】
52-3鋼製のプレッシャリング。このプレッシャリングの外径は240mm、リムの下方の直径は230mm、内径は220.5mmであり、120度の間隔で配置された３つの溝を有し、各溝の幅は16mmである。
【００７５】
16ＭnＣr5鋼製のリリーフディスク。各リリーフディスクの外径は220.5mm、内径は180mm、厚さは5mmである。
【００７６】
外径が268.7mm、750Ｎで載荷時の高さが20.5mmの２つのスプリングワッシャ。このスプリングワッシャの断面寸法は、16.5mm×44.3mmである。側壁の角から回転中心までの一方向の距離は20.96mm、側壁の角から回転中心までの他の方向の距離は8.25mmである。回転中心から第１の曲面までの距離は23.36mm、回転中心から第２の曲面までの距離は20.96mmである。
【００７７】
52-3鋼製のスプリングナット。このスプリングナットの外径は240mm、リムの下方の直径は230mm、内径は170mmであり、120度の間隔で配置された３つの溝を有し、各溝の幅は20mmである。スプリングナットの幅は43mm、リムの幅は3mmである。
【００７８】
Ｃ45Ｋ鋼製の３つのキージェネレータ。各キージェネレータは、下端から121mmの距離を隔てた位置に２つの凹部および36mmの距離を隔てた位置に１つの凹部を有する。キージェネレータの厚さは36mm、幅は20mmである。
【００７９】
Ｃ45Ｋ鋼製のスプリングワッシャガイド。このスプリングワッシャガイドの寸法は、16mm×9.5mm×70mmである。
【００８０】
青銅製のねじロック。このねじロックは、直径8.5mm、長さ10mmの円筒形状を有する。
【００８１】
厚さ2mm、直径176mm、高さ29.8mmの滑り軸受。この滑り軸受は、主としてテフロン(登録商標)からなる。
【００８２】
以上述べた材料は、他の適切な材料と取り替えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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