(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの軸の回りで回動可能に設けられた第１及び第２の駆動部材と、該第1および第２駆動部材間で所定のトルクを伝達するために、該第２の駆動部材の係合部材と係合した状態の作動位置と、該係合部材と係合しない状態の非作動位置の間で移動可能にされるよう該第１駆動部材に支持されたトルク伝達部材と、該トルク伝達部材を主付勢手段の付勢力により前記作動位置に付勢する一方、伝達トルクが前記所定のトルクを超えるとき、付勢力が作用しない前記非作動位置に該付勢力に抗して移動せしめる結合手段とから成るトルク制限クラッチであって、該クラッチがさらに、該結合手段とは独立に前記トルク伝達部材を作動位置から非作動位置に移動させる切離し要素を備えており、前記結合手段が、前記トルク伝達部材の移動止めと、およびトルク伝達部材を前記作動位置の方向に付勢するように移動止めと係合可能でかつ加えられたトルクが所定の値を超えたときに前記移動止めと脱係合可能な要素とを含むトルク制限クラッチ。
【請求項２】
前記脱係合可能な要素が構成部品により移動止めと接触するように保持され、構成部品は脱係合可能な要素との接触面を有し、これにより脱係合可能な要素を前記移動止めの方向にくさび作用で付勢する請求項１のトルク制限クラッチ。
【請求項３】
前記構成部品が環状部材からなり、環状部材は脱係合可能な要素との接触面を有し、これにより脱係合可能な要素を前記移動止めの方向にくさび作用で付勢する請求項２のトルク制限クラッチ。
【請求項４】
前記脱係合可能な要素が移動止めの方向に弾性付勢されている請求項１ないし３のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項５】
前記構成部品が脱係合可能な要素の方向に弾性付勢され、一方該要素は移動止めの方向に弾性付勢される請求項２ないし３のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項６】
該弾性付勢力がばねのような弾性付勢手段により与えられる請求項４または５のトルク制限クラッチ。
【請求項７】
前記脱係合可能な要素がローラまたはボールである転がり要素からなる請求項１ないし６のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項８】
複数のこのような転がり要素が設けられている請求項７のトルク制限クラッチ。
【請求項９】
前記転がり要素が、相互の方向に弾性付勢された２つの概して環状の部材により移動止めと接触するように弾性保持され、一方環状部材は相互に傾斜する要素接触面を有し、これにより要素を移動止めの方向にくさび作用で付勢する請求項８のトルク制限クラッチ。
【請求項１０】
前記移動止めが第２の駆動部材のトルク伝達当接面から離れた側に対面する当接面を含む請求項１ないし９のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項１１】
前記移動止めがトルク伝達部材の小径部分と大径部分との間の肩部であり、前記要素は前記非作動位置にあるときに大径部分と係合している請求項１ないし１０のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項１２】
前記トルク伝達部材が第２の駆動部材の前記トルク伝達当接面と直接係合する先行する請求項のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項１３】
トルク伝達部材が、他の転がり要素を介して、第２の駆動部材の前記トルク伝達当接面と間接的に係合する請求項１ないし１１のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項１４】
第２の駆動部材の前記当接面がトルク伝達凹部からなる請求項１２または１３のトルク制限クラッチ。
【請求項１５】
トルク伝達部材が前記当接面と直接係合するとき、トルク伝達部材の突出部が前記凹部と係合する請求項１３に従属する請求項１４のトルク制限クラッチ。
【請求項１６】
トルク伝達部材が前記当接面と間接的に係合するとき、前記部材に前記他の転がり要素とトルク伝達係合をするための凹部が設けられ、一方前記他の転がり要素は第２の駆動部材の前記当接面と係合する請求項１３に従属する請求項１４のトルク制限クラッチ。
【請求項１７】
前記主付勢手段がトルク伝達部材の移動方向に平行に前記構成部品を付勢するように反力部材と係合されている請求項２の、または請求項２に直接または間接的に従属する請求項３ないし１６のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項１８】
前記反力部材が、その中に通路が設けられているハウジングと軸方向に調節可能に係合されている請求項１７のトルク制限クラッチ。
【請求項１９】
前記反力部材がハウジングとねじ係合され、したがって弾性付勢手段をその軸方向に調節することにより前記結合手段の弾性付勢力の調節を可能にする請求項１８のトルク制限クラッチ。
【請求項２０】
前記反力部材がその中で軸方向に移動可能な切離し要素を有し、前記切離し要素はトルク伝達部材をその作動位置と非作動位置との間で移動可能にし、作動位置においては切離し要素がハウジングに対する第１の軸方向位置にあってトルク伝達部材と係合し、一方非作動位置においては前記切離し要素がハウジングに対し軸方向に前記第２の駆動部材から離れる方向に移動され、これにより前記弾性付勢手段の力に抗してトルク伝達当接面を前記作動位置から前記非作動位置に移動させる請求項１７ないし１９のいずれかのトルク制限クラッチ。
【請求項２１】
前記切離し要素が前記反力部材とねじ係合されている請求項２０のトルク制限クラッチ。
【請求項２２】
前記反力部材が、切離し要素と反力部材とのねじ係合とは逆ねじで、ハウジングとねじ係合されている請求項２１のトルク制限クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸の周りに回転可能に装着された第１および第２の駆動部材と、前記駆動部材の間で所定の値以下のトルクを伝達するトルク伝達手段とを含み、一方前記トルク伝達手段は、前記第１の駆動部材により支持されかつ前記第１の駆動部材に対し前記第２の駆動部材のトルク伝達当接面とトルク伝達係合をなす作動位置と前記当接面とトルク伝達係合をしない非作動位置との間で移動可能な前記トルク伝達部材と、前記トルク伝達部材を前記作動位置に付勢しかつトルクが前記所定の値を超えたときにこの付勢力に抗して前記非作動位置に移動されて前記付勢力が作用しないようにする、主付勢手段により結合手段に加えられる付勢力を前記トルク伝達部材に作用させる結合手段とを含む、以後「仕様タイプの」と呼ぶトルク制限クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
仕様タイプのトルク制限クラッチは、トルク伝達部材が前記非作動位置に移動された切離しの後にクラッチを再係合するとき、トルク伝達部材を押したりまたは叩いたりしてその作動位置に戻すことによりクラッチを手動で再設定することが必要であるという欠点を有している。
【０００３】
このようなクラッチは、またクラッチを手動で切り離すことが必要な場合、部材をその作動位置からその非作動位置に移動させるためには、付勢手段による結合力を切り離すことが必要であるので、付勢力の大きさを変化させることなしにはこの切離しは容易に行うことができないという欠点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題点の少なくとも１つが解消されまたは軽減可能な仕様タイプのトルク伝達クラッチを提供することが本発明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明により、結合手段とは独立に、トルク伝達部材を作動位置と非作動位置との間で移動させるための少なくとも１つの手段が設けられている仕様タイプのトルク制限クラッチを提供することにより解決される。
【０００６】
前記手段が前記トルク伝達部材を前記作動位置の方向に付勢するように前記部材に作用する補助付勢手段を含んでもよい。
【０００７】
代替態様として、前記手段が前記トルク伝達部材を前記作動位置から引き出すように作動可能な引出し手段を含んでもよい。
【０００８】
前記結合手段が、前記トルク伝達部材の移動止め（デタント）と、およびトルク伝達部材を前記作動位置の方向に付勢するように移動止めと係合可能でかつ加えられたトルクが所定の値を超えたときに前記移動止めと切離し可能な要素とを含んでもよい。
【０００９】
前記要素が構成部品により移動止めと接触するように保持され、構成部品は要素接触面を有し、これにより要素を前記移動止めの方向にくさび作用で付勢してもよい。
【００１０】
前記要素が移動止めの方向に弾性付勢されていてもよい。
【００１１】
前記構成部品が要素の方向に弾性付勢され、一方要素は移動止めの方向に弾性付勢されていることが好ましい。
【００１２】
弾性付勢力がばねのような弾性付勢手段により与えられてもよい。
【００１３】
前記要素がローラまたはボールであってよい転がり要素からなっていてもよい。
【００１４】
複数のこのような転がり要素が設けられていることが好ましい。
【００１５】
前記構成部品が環状部材からなり、環状部材は要素接触面を有し、これにより要素を前記移動止めの方向にくさび作用で付勢してもよい。
【００１６】
前記転がり要素が、相互の方向に弾性付勢された２つの概して環状の部材により移動止めと接触するように弾性保持され、一方環状部材は相互に傾斜する要素接触面を有し、これにより要素を移動止めの方向にくさび作用で付勢することが好ましい。
【００１７】
前記移動止めが第２の駆動部材のトルク伝達当接面から離れた側に対面する当接面を含んでいてもよい。
【００１８】
前記移動止めがトルク伝達部材の小径部分と大径部分との間の肩部であり、前記要素は前記非作動位置にあるときに大径部分と係合していてもよい。
【００１９】
前記トルク伝達部材が第２の駆動部材の前記トルク伝達当接面と直接係合しても、またはたとえば他の転がり要素を介して間接的に係合してもよい。
【００２０】
第２の駆動部材の前記当接面がトルク伝達凹部からなっていてもよい。
【００２１】
トルク伝達部材が前記当接面と直接係合するとき、トルク伝達部材の突出部が前記凹部と係合してもよい。
【００２２】
トルク伝達部材が前記当接面と間接的に係合するとき、前記部材に前記他の転がり要素とトルク伝達係合をするための凹部が設けられ、一方前記他の転がり要素は第２の駆動部材の前記当接面と係合してもよい。
【００２３】
前記主付勢手段がトルク伝達部材の移動方向に平行に前記構成部品を付勢するように反力部材と係合されていてもよい。
【００２４】
前記反力部材が、その中に通路が設けられているハウジングと軸方向に調節可能に係合されていてもよい。
【００２５】
前記反力部材がハウジングとねじ係合され、したがって弾性付勢手段をその軸方向に調節することにより前記結合手段の弾性付勢力の調節を可能にしてもよい。
【００２６】
第１の手段においては、前記トルク伝達部材が補助弾性付勢手段と係合され、これによりトルク伝達部材を前記作動位置に付勢してもよい。
【００２７】
前記トルク伝達部材が第１の駆動部材の通路内を直線移動可能に装着され、補助付勢手段が前記部材と前記通路のストッパ部分との間で作動可能であってもよい。
【００２８】
前記補助付勢手段が、前記反力部材とトルク伝達部材の一部との間で作動するように設けられていてもよい。
【００２９】
第２の手段においては、前記反力部材がその中で軸方向に移動可能な切離し要素を有し、前記切離し要素はトルク伝達部材をその作動位置と非作動位置との間で移動可能にし、作動位置においては切離し要素がハウジングに対する第１の軸方向位置にあってトルク伝達部材と係合し、一方非作動位置においては前記切離し要素がハウジングに対し軸方向に前記第２の駆動部材から離れる方向に移動され、これにより前記弾性付勢手段の力に抗してトルク伝達当接面を前記作動位置から前記非作動位置に移動させてもよい。
【００３０】
前記切離し要素が前記反力部材とねじ係合されていてもよい。
【００３１】
前記反力部材が、切離し部材と反力部材とのねじ係合とは逆ねじで、ハウジングとねじ係合されていてもよい。
【００３２】
以下に本発明の２つの実施態様を添付図面に示す例により説明する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、第１および第２の駆動伝達駆動部材１０，１１を含むトルク伝達クラッチが示されている。この実施態様においては、駆動部材１０はスプライン結合１３および止め輪１４のような任意の適切な手段により駆動軸１２に固定され、一方駆動部材１１は軸受手段１５および止め輪１４により駆動軸１２上に装着されて合成軸方向推力荷重を供給する。
【００３４】
少なくとも１つのトルク伝達手段２０により駆動要素１０，１１の間でトルクが伝達される。
【００３５】
図２ないし４を参照すると、各トルク伝達手段２０は第１のトルク伝達部材２１を含み、トルク伝達部材２１は第１の駆動部材１０に固定されたハウジング２２内で軸方向に摺動可能に装着されている。ハウジング２２はその中に段付通路を有し、段付通路は小径部分２３を含み、小径部分２３内に軸受スリーブ２４がトルク伝達部材２１と摺動係合をなすように固定されている。段付通路は内ねじを設けた中間部分２６を有する大径部分２５を有し、内ねじ中間部分２６内に反力部材２７がねじ継手で係合されている。反力部材２７は、スパナのような適切な工具と係合するための通常の外側六角構造２８を有し、段付通路の円筒端部３０とシール係合をなすためにＯリングシール２９が設けられている。反力部材２７には大径部分３１を有する内部通路が設けられ、大径部分３１は積層皿ばねワッシャ３２を受け入れて以下に説明するような補助付勢手段を提供している。反力部材２７の横壁３４内にねじ穴３３が設けられ、ねじ穴３３はねじ継手によりグリースニップル３５を受け入れ、グリースニップル３５は概して円筒形の凹部３６内に内包されている。
【００３６】
通路の大径部分３１は段付内孔端部３７を有し、その中にはリング部材３８が受け入れられている。
【００３７】
リング部材３８は主弾性付勢手段を提供する積層皿ばねワッシャ３９の一端と係合し、積層皿ばねワッシャの他端は概して環状またはリング状の構成部品４０と係合し、構成部品４０は段付内孔通路部分２５の縦軸に直角な面４１、および部分２５の縦軸に対しある角度をなして、この例においては６０°の角度をなして傾斜する、複数の球形ボールと接触する面４２を有している。ボールはトルク伝達部材２１の移動止め４５と係合する複数の要素４３を提供する。必要な場合、要素４３は円筒ローラ形状であってもよく、必要な場合、要素４３は非回転形状であってもよい。
【００３８】
この実施例においては、移動止め手段４５は概して環状またはリング状の肩部４５からなり、肩部４５は部材２１の大径部分４６と部材２１の小径部分４７との間に設けられている。この実施例においては、肩部４５に面４８が設けられ、面４８は要素４３と４５°の角度をなして接触している。通路の部分２５の端部において、要素４３の構成部分４０とは反対側で要素４３に対し当接面として働くワッシャ４４が設けられ、大径部分４６とトルク伝達部材２１の軸受スリーブ２４と係合する部分５０との間に肩部４９が設けられている。
【００３９】
第２の駆動部材１１に概して円錐台形状のトルク伝達当接面または凹部５２を有する他のハウジング５１が設けられ、ハウジング５１は第２の駆動部材１１内の凹部内に受け入れられかつねじ５３によりその中に保持されている。
【００４０】
使用中において、最大トルク伝達が必要なとき、六角構造２８を用いて反力部材２７を第２の駆動部材１１の方向に内方にねじ込むように反力部材２７が回転され、これにより主付勢手段のワッシャ３９を最大限まで圧縮する。
【００４１】
トルク伝達部材２１の突出部５４はトルク伝達凹部５２とトルク伝達関係を形成するようにトルク伝達凹部５２内に受け入れられ、これにより第１および第２の駆動部材１０，１１の間にトルクが伝達される。
【００４２】
トルクが所定の値を超えたとき、突出部５４および凹部５２の対応する面がトルク伝達部材２１に対し反力を与え、これによりトルク伝達部材２１は構成部品４０の面４２のくさび作用によりボール要素４３によって移動止め面４８に与えられる付勢力に抗して図２において右方向に直線的に付勢され、一方構成部品４０はワッシャ３８に当接する皿ばねワッシャ３９の反力により図２において左方向に付勢される。
【００４３】
この結果、ボール要素４３は半径方向外方に移動し、したがってトルク伝達部材２１は図２において右方向にその非作動位置に移動可能であり、この非作動位置においてボール要素４３は図４に示すようにトルク伝達部材２１の大径部分４６と係合される。この状態においては、トルク伝達部材２１に主付勢手段３９の付勢力による付勢作用が与えられず、したがってトルク伝達部材２１は図４に示すようなその非作動位置にとどまっている。
【００４４】
しかしながら、皿ばねワッシャ３２により形成される補助付勢手段を設けることによりトルク伝達部材２１は図２ないし４において左方向に常に付勢されているので、トルク伝達部材２１はその作動位置に自動的に戻される。
【００４５】
ワッシャ３２により形成される補助付勢手段は、トルク伝達部材２１がその作動位置にあるときまたはその非作動位置の方向に移動しつつあるとき、ワッシャ３９により形成される主付勢手段により提供される付勢力に重ねて加えられる。しかしながら、部材２１がその非作動位置に到達したとき、補助付勢手段３２は、トルク伝達部材２１とハウジングとの間に存在する摩擦、したがってばね荷重を受ける要素４３によりその上に与えられる摩擦に打ち勝つように十分な付勢力を与える。
【００４６】
したがって、トルク伝達当接部材２１の突出部５４は通常は凹部５２の間で第２の駆動部材の一部と係合しているが、駆動部材が相互に回転される場合、突出部５４は補助付勢手段３２によりその作動位置に押し戻されるであろう。
【００４７】
明らかにトルク伝達部材２１は補助付勢手段により常に再係合しようとし、したがってこの設計はたとえば排水工業でしばしば見られるような比較的低速駆動を目的としている。たいていの場合、過負荷がかかった後にリミットスイッチにより駆動装置が切り離され、これによりユニットが凹部５２を突出部５４と一致させて回転可能になるまでプランジャ上の過大な摩耗を防止することができる。
【００４８】
図３は、より低いトルク伝達条件を示すために、図２に示した位置に比較して反力部材２７がねじ係合により外側に引き出された係合状態を示している。
【００４９】
ここで図５ないし７を参照すると、トルク伝達手段２０は以下に示すような特徴の相違を除いては図２ないし４で説明したものと同じであり、したがって対応する部品に対しては図１ないし４で使用した符号と同じ符号が使用されている。
【００５０】
ここで特徴の相違を説明する。トルク伝達部材２１の突出部に球形ボール１５４からなる他の転がり要素が設けられ、球形ボール１５４はトルク伝達部材２１の円錐台凹部１５５内に受け入れられている。
【００５１】
先の実施態様の補助付勢手段３２の代わりに、反力部材２７に貫通孔１３１が設けられ、貫通孔１３１の内部に切離し要素１６０とねじ係合をなすためのねじ山が設けられている。切離し要素１６０は外側六角構造１６１を有し、これにより切離し要素１６０は反力部材２７に対して回転され得る。この実施例に示すように、反力部材２７がハウジング２２からねじ込み回転により抜けるのを防止するように、ねじ山１３１がねじ山２６とは逆ねじであることが好ましい。
【００５２】
切離し要素１６０には段付開口中央通路１６２が設けられ、段付開口中央通路１６２内に伸長部１６３が受け入れられ、伸長部１６３は符号１６４で示すようにトルク伝達部材２１とねじ係合され、これによりトルク伝達部材２１と共に軸方向に移動することができる。伸長部１６３に環状肩部１６５が設けられ、環状肩部１６５は伸長部１６３の大径円筒部分および小径円筒部分１６６，１６７のそれぞれの間に配置されている。
【００５３】
伸長部１６３と切離し要素１６０との間にＯリングシールが設けられている。
【００５４】
使用中において、図６に示すように、反力部材２７をハウジング２２内に内方にねじ込むことによりワッシャ３９を圧縮し、これにより最大トルク伝達を与えることができ、または図５に示すように、ねじ係合を外方に緩めて皿ばねワッシャ３９の応力をさらに軽くして最小トルク伝達位置を提供することもまた可能である。最小トルク伝達状態を示す係合位置が図５に示されている。クラッチを手動で切り離すことが必要なとき、外側六角構造１６１と係合された適切な工具により切離し要素１６０がハウジング２２に対して回転され、これにより切離し要素１６０を図６に示す位置に外方にねじの回転で引き出すことができる。主付勢手段３９はこれにより影響を受けることはなく、図６に示す実施例においては、ばね３９はその最大圧縮状態にとどまり、この圧縮状態は調節されなかった反力部材２７の位置のみによって決定される。
【００５５】
切離し要素を図６において右方向に移動させることにより、トルク伝達部材２１は同様に右方向に移動され、これにより要素４３を図５に示す位置から図６に示す位置へ半径方向外方に押し出し、これにより同様に構成部品４０を、主弾性付勢手段３９の付勢力に抗して図５に示す位置から図６に示す位置へ移動させる。反対に、凹部またはシート５２とボール１５４とを一致させることにより部材１０，１１を整列させ、次に伸長部１６３をもとの駆動位置に押し戻しまたは打ち戻すことにより再係合が行われる。
【００５６】
切離し要素１６０により形成される引出し手段がその非作動位置、すなわち図５に示す最も左側の位置にあるとき、切離し要素１６０の肩部１６５と、伸長部１６３の大径部分と小径部分の間に形成された肩部１６８との間に隙間が形成され、これによりトルク伝達部材２１とシート５２との正常な係合を行うことができ、また正常な方法で切離しも行うことができる。
【００５７】
各実施態様において、補助付勢手段３２を用いた自動リセットおよび切離し要素１６０を回転することによるトルク制限クラッチの手動による切離しの可能性が、ワッシャ３９、構成部品４０、要素４３および移動止め４５により形成される主結合手段とは独立に提供されることがわかるであろう。
【００５８】
必要な場合、代替態様として、主付勢手段および／または補助付勢手段は圧縮ばねまたは流体作動手段あるいはエラストマー手段のような通常の任意のタイプのものであってもよい。
【００５９】
上記の特徴、特許請求の範囲、または開示された機能を実行するための特定の形状または手段として示された添付図面、あるいは開示された結果を達成するための適切な方法または過程は、別々にまたはこのような特徴の組合せにおいて、本発明を種々の形で態様化するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を態様化したトルク制限カップリングの縦部分断面図である。
【図２】最大トルク伝達状態の係合状態にあるトルク伝達装置を示した図１の拡大部分断面図である。
【図３】最小トルク伝達状態にあるトルク伝達装置を示した図２に類似の断面図である。
【図４】切離し状態にある装置を示した図２に類似の断面図である。
【図５】係合された装置との最小トルク伝達状態を示した、トルク伝達の他の実施態様の図２に類似のさらに拡大された断面図である。
【図６】最大トルク伝達状態にある装置を示すが、装置が手動で切り離されている図５に類似の断面図である。
【図７】図５および６の装置の端面図である。
【符号の説明】
１０  第１の駆動部材
１１  第２の駆動部材
２０  トルク伝達手段
２１  トルク伝達部材
２６，１３１  ねじ山
２７  反力部材
３２  補助弾性付勢手段
３９  主弾性付勢手段
４０  構成部品
４２  要素接触面
４３  転がり要素（結合手段）
４５  移動止め（結合手段）
４６  トルク伝達部材の大径部分
４７  トルク伝達部材の小径部分
４８  当接面
５２  トルク伝達凹部
５４  突出部
１５４  他の転がり要素
１５５  円錐台凹部
１６０  切離し要素
【図１】
0004416193.tif 000002
【図２】
0004416193.tif 000003
【図３】
0004416193.tif 000004
【図４】
0004416193.tif 000005
【図５】
0004416193.tif 000006
【図６】
0004416193.tif 000007
【図７】
0004416193.tif 000008