專利名稱：扭矩限制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種扭矩傳動裝置，尤其涉及一種可以傳遞和限制扭矩的扭矩 限制器。背暈技術扭矩限制器有許多應用的場合，例如設在汽車發動機與用于空氣調節的壓 縮機的動力傳遞路徑上。典型的外控式變排量壓縮機具有一傾斜地支撐在主軸 上的斜盤，斜盤角度可以通過壓縮機的電控閥改變。當外控式變排量壓縮機的 內部出現故障使扭矩變大時，過大的扭矩會對發動機產生大的沖擊。因此，壓 縮機必須具有過載保護機構，使得壓縮機內部的扭矩過大時，壓縮機與皮帶輪 脫離，避免壓縮機內部扭矩過大對發動機的沖擊。一種現有的過載保護技術是公開號為CN1431413A的中國專利，當扭矩過 大時，依靠在第一轉動體和第二轉動體之間傳遞扭矩的凸緣的斷裂破壞來達到 停止傳遞的目的。該技術的缺點是一旦產生破壞，該傳動機構就完全失效了。另一種現有技術是公開號為JP2000-46066的日本專利，其第一轉動件和 第二轉動件之間由渦巻形彈簧連接并傳遞扭矩，扭矩過大時渦巻形彈簧的自由 端與其中一個轉動件脫離，停止傳遞扭矩。該技術的缺點是彈簧作為傳動件和 緩沖件，工作時一直處于變形狀態易產生疲勞，啟動時受到沖擊力，因此可靠 性難以保證。發明內容本發明的目的在于提供一種過載時不會導致結構完全失效、不易變形的扭 矩限制器。本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種扭矩限制器，放 置在第一轉動體與第二轉動體的動力傳遞路徑上，所述扭矩限制器包括一設于 所述第二轉動體上的輪毅、一與所述第一轉動體傳動相連的壓板以及一彈性壓 緊結構；所述壓板具有一驅動面，所述驅動面上設有若干個上限位座；所述輪 轂具有一與所述壓板的驅動面相對的被驅動面，所述被驅動面上對應壓板的每 個上限位座處設有下限位座，每對上限位座與下限位座之間置入用以在壓板與 輪轂之間傳遞扭矩的滾珠，每個下限位座的至少一側設有可容置整個滾珠的安 全槽；所述彈性壓緊結構壓設于所述壓板上以設定所述壓板與輪轂間的脫離扭 矩。當所述壓板與輪毅之間的傳遞扭矩超過脫離扭矩時，每對上限位座與下限 位座之間的滾珠離開限位座，掉入下限位座一側的安全槽內，不再與上限位座 接觸。本發明另外提供一種扭矩限制器，放置在第一轉動體與第二轉動體的動力 傳遞路徑上，所述扭矩限制器包括一設于所述第二轉動體上的輪轂、 一與所述 第一轉動體傳動相連的壓板以及一彈性壓緊結構；所述壓板具有一驅動面，所 述驅動面上設有若干個上限位座；所述輪毅具有一與所述壓板的驅動面相對的 被驅動面，所述被驅動面上對應壓板的每個上限位座處設有彈性件，每個彈性 件具有一與上限位座相對的下限位座，每對上限位座與下限位座之間置入用以在壓板與輪轂之間傳遞扭矩的滾珠，每個彈性件在下限位座下方通設有可容置 整個滾珠的安全槽所述彈性壓緊結構壓設于所述壓板上以設定所述壓板與輪 轂間的脫離扭矩。當所述壓板與輪轂之間的傳遞扭矩超過脫離扭矩時，滾珠被壓入下限位座 下方的安全槽內，不再與上限位座接觸。上述的扭矩限制器可以結合在汽車發動機與用于空氣調節的壓縮機的動 力傳遞路徑上，其中第一轉動體是受汽車發動機驅動的轉子，第二轉動體是汽 車空調壓縮機的主軸。本發明由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，結構簡單、成本低， 其脫離方式不僅能夠避免采用破壞接觸面方式所產生的高溫和一次使用即失 效的缺陷，同時脫離扭矩具有較高的穩定性和可控制性，理論計算也比較方便。
以下結合附圖和具體實施方式
進一步說明本發明的特征和優點，其中
圖1是設有本發明的第一較佳實施例的扭矩限制器的壓縮機剖面圖； 圖2是圖1所示壓縮機的A向視圖； 圖3A是圖1所示扭矩限制器的滾珠處于工作位置示意圖；圖犯是圖l所示扭矩限制器的滾珠離開工作位置示意圖；圖4是圖1所示扭矩限制器輪毅上的下限位座和安全槽分布示意圖；圖5是設有本發明的第二較佳實施例的扭矩限制器的壓縮機剖面圖圖6A是圖5所示扭矩限制器的滾珠處于工作位置示意圖；圖6B是圖5所示扭矩限制器的滾珠離開工作位置示意圖；圖7是圖5所示扭矩限制器壓板上的上限位座分布示意圖；圖8是圖5所示扭矩限制器輪穀上的彈性件分布示意圖。具*《^力《第一較佳實施例請參閱圖l、圖2所示，本發明的第一較佳實施例是結合在汽車發動機與 用于空氣調節的壓縮機的動力傳遞路徑上，其中作為第一轉動體的皮帶輪2是 受汽車發動機驅動的轉子，而作為第二轉動體的主軸3為壓縮機主軸，扭矩限制器1用于在皮帶輪2與主軸3之間傳遞扭矩，下面描述扭矩限制器1的具體 構成。扭矩限制器1包括輪轂11、壓板12、滾珠13、碟形彈簧14和調節螺母 15。其中壓板12通過若干個螺釘緊固件16 (圖2中示出3個)固定在皮帶輪 2上，輪轂11設于主軸3上，通過鍵連接、螺紋連接等方式與主軸3傳動連接， 較佳地采用花鍵連接，以避免扭矩傳遞過程中軸向力的產生。壓板12具有一 驅動面120，驅動面120上設有若干個上限位座121，相應地，輪轂11具有--與壓板的驅動面120相對的被驅動面110,被驅動面IIO上對應壓板的每個上 限位座121處設有下限位座111。由此每對上限位座121與下限位座111上下 相對，形成一個容置腔。容置腔內置入滾珠13,依靠滾珠13與上限位座121 和下限位座111接觸，在壓板12與輪轂11之間傳遞扭矩。每個下限位座111 兩側設有可容置整個滾珠13的安全槽112。當然，由于由皮帶輪驅動的壓板--般由單向轉動，因此可僅在下限位座的其中一側設置安全槽。例如壓板為逆時 針轉動時，在下限位座沿逆時針方向的一側設置一個安全槽。碟形彈簧14和調節蠊母15組成彈性壓緊結構，其中碟形彈簧14作為彈 性元件壓設在壓板12上，調節螺母15裝配在輪轂11上，壓縮碟形彈簧14， 向壓板12施加一定量的壓力。通過調整施加在壓板12上的壓力，可以調節壓
板12與輪穀11之間的脫離扭矩。下面結合圖3A和圖3B描述本實施例中的扭矩限制器工作原理。在壓縮機正常工作時，扭矩從皮帶輪2傳遞到壓板12上，再通過滾珠13 與分別位于壓板12上的上限位座121和位于輪救11上的下限位座111接觸傳 遞到輪轂11 (如圖4A所示)，再由花鍵傳遞至壓縮機主軸2,從而帶動壓縮 機正常工作。當壓縮機內部扭矩超過設定的脫離扭矩時，滾珠13與下限位座 111的接觸位置逐漸上移，克服碟型彈簧14對壓板12的壓力，最后導致滾珠 13離開工作位置，掉入下限位座111其中一側的安全槽112內，滾珠13不再 與上限位座121接觸，如圖4B所示，從而使壓縮機與皮帶輪脫離。對于只在下限位座其中一側設置安全槽的情況，仍以壓板為逆時針轉動的 情況為例，壓縮機內部扭矩超過設定的脫離扭矩時，滾珠在壓板的帶動下離開 下限位座，滾入其逆時針側的安全槽內。此外，如圖1所示，異型嫘母17與橡膠支撐墊18設在螺釘緊固件16與 皮帶輪連接的段上，在扭矩限制器1與皮帶輪2之間起緩沖作用。圖4是圖1所示扭矩限制器輪轂上的下限位座和安全槽分布示意圖如圖 4所示，下限位座111較佳地是分布在以主軸3為中心的圓周上，其兩側的安 全槽112也同樣設于該圓周；上限位座121與下限位座111是對應設置。在實 際使用中一般設置3至6處滾珠和限位座的配合(圖4中示出4個)，當然可 以根據實際使用需要增加或減少滾珠和限位座的數量，并調整其位置。上述壓縮機的脫離扭矩由滾珠接觸點的數量和彈性元件(即碟型彈簧14) 的彈性系數所決定。實際工作中的脫離扭矩可以通過計算和試驗進行確定和調 節。 一旦滾珠接觸點的數量和碟型彈簧的彈性系數確定之后就能確保壓縮機具 有比較穩定的脫離扭矩。第二較佳實施例圖5 圖8是根據本發明原理的第二較佳實施例。該第二較佳實施例也是結合在汽車發動機與用于空氣調節的壓縮機的動 力傳遞路徑上。與第一實施例不同的是，輪轂11的被驅動面110上設置的是 多個彈性件113,每個彈性件113具有一與壓板12的上限位座121相對的下限 位座114，上限位座121與下限位座114之間置入滾珠13，彈性件113在下限 位座114下方通設有可容置整個滾珠13的安全槽115，即下限位座114與安全 槽115是上下連通的。實際上，下限位座U4是由安全槽115上方的口部收縮 而形成的。本實施例中的其他結構與第一實施例相同，因此不再贅述。下面結合圖6A和圖6B描述本實施例中的扭矩限制器工作原理。在壓縮機正常工作時，扭矩從皮帶輪2傳遞到壓板12上，再通過滾珠13 與分別位于壓板12上的上限位座121和位于輪轂11上的彈性件113接觸傳遞 到輪轂11 (如圖6A所示)，再由花鍵傳遞至壓縮機主軸3，從而帶動壓縮機 正常工作。當壓縮機內部扭矩超過設定的脫離扭矩時，滾珠13被逐漸壓入至 彈性件113形成的安全槽115內，不再與上限位座121接觸(如圖6B所示)， 從而使壓縮機與皮帶輪2脫離。如圖6A、圖6B所示，可以通過填加填充物116的方式改變彈性件113的 彈性系數，從而改變脫離扭矩的范圍。圖7和圖8分別為壓板12的上限位座121和輪轂11上的彈性件113和安 全槽115的相對位置。上限位座121和彈性件113較佳地分布在以主軸3為中 心的圓周上。圖7和圖8示出8個上限位座與彈性件113的配合，在實際使用 中可以根據需要適當增加和減少其數量，或者改變它們的空間位置。本發明的扭矩限制器不僅僅可結合在汽車發動機與用于空氣調節的壓縮 機的動力傳遞路徑上，還可結合在發動機和用于車輛制動輔助裝置的液壓泵、 發動機和用于動力轉向裝置的液壓泵、以及發動機和用于空氣懸浮裝置的空氣 泵等之間。以上的實施例說明僅為本發明的較佳實施例說明，本領域技術人員可依據 本發明的上述實施例說明而作出其它種種等效的替換及修改。然而這些依據本 發明實施例所作的種種等效替換及修改，屬于本發明的發明精神及由權利要求 所界定的專利范圍內。
權利要求
1. 一種扭矩限制器，放置在第一轉動體與第二轉動體的動力傳遞路徑上，其特征在于，所述扭矩限制器包括一設于所述第二轉動體上的輪轂、一與所述第二轉動體傳動相連的壓板以及一彈性壓緊結構；所述壓板具有一驅動面，所述驅動面上設有若干個上限位座；所述輪轂具有一與所述壓板的驅動面相對的被驅動面，所述被驅動面上對應壓板的每個上限位座處設有下限位座，每對上限位座與下限位座之間置入用以在壓板與輪轂之間傳遞扭矩的滾珠，每個下限位座的至少一側設有可容置整個滾珠的安全槽；所述彈性壓緊結構壓設于所述壓板上以設定所述壓板與輪轂間的脫離扭矩；當所述壓板與輪轂之間的傳遞扭矩超過脫離扭矩時，每對上限位座與下限位座之間的滾珠掉入下限位座一側的安全槽內，不再與上限位座接觸。
2. 如權利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，所述多個上限位座和 下限位座分布在以所述第二轉動體為中心的圓周上。
3. 如權利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，所述輪穀與所述第二 轉動體是鍵連接或蠊紋連接。
4. 如權利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，所述壓緊結構包括一 彈性元件及--調節嫘母，所述彈性元件壓設于所述壓板上，所述調節螺母套設 于所述輪轂上且壓縮所述彈性元件。
5，如權利要求1所述的扭矩限制器，其特征在于，所述第一轉動體是受 汽車發動機驅動的轉子，所述第二轉動體是汽車空調壓縮機的主軸。
6. —種扭矩限制器，放置在第一轉動體與第二轉動體的動力傳遞路徑上， 其特征在于，所述扭矩限制器包括一設于所述第二轉動體上的輪轂、 一與所述 第二轉動體傳動相連的壓板以及一彈性壓緊結構；所述壓板具有一驅動面，所述驅動面上設有若干個上限位座；所述輪轂具有一與所述壓板的驅動面相對的 被驅動面，所述被驅動面上對應壓板的每個上限位座處設有彈性件，每個彈性 件具有-'與上限位座相對的下限位座，每對上限位座與下限位座之間置入用以在壓板與輪轂之間傳遞扭矩的滾珠，每個彈性件在下限位座下方通設有可容置 整個滾珠的安全槽；所述彈性壓緊結構壓設于所述壓板上以設定所述壓板與輪 轂間的脫離扭矩；當所述壓板與輪轂之間的傳遞扭矩超過脫離扭矩時，滾珠被壓入下限位座 下方的安全槽內，不再與上限位座接觸。
7. 如權利要求6所述的扭矩限制器，其特征在于，所述多個上限位座和 彈性件分布在以所述第二轉動體為中心的圓周上。
8. 如權利要求6所述的扭矩限制器，其特征在于，所述輪轂與所述第二轉動體是鍵連接或嫘紋連接。
9. 如權利要求6所述的扭矩限制器，其特征在于，所述壓緊結構包括--調節螺母及一彈性元件，所述調節螺母套設于所述輪轂上且與所述壓板間隔相 對，所述彈性元件置于所述調節螺母與所述壓板之間。
10. 如權利要求6所述的扭矩限制器，其特征在于，所述第一轉動體是受 汽車發動機驅動的轉子，所述第二轉動體是汽車空調壓縮機的主軸。
全文摘要
本發明公開一種扭矩限制器，放置在第一轉動體與第二轉動體的動力傳遞路徑上，扭矩限制器包括一設于第二轉動體上的輪轂、一與第二轉動體傳動相連的壓板以及一彈性壓緊結構；壓板具有一驅動面，輪轂具有一被驅動面，驅動面上設有上限位座，被驅動面上相應設有下限位座，限位座的至少一側設有可容置整個滾珠的安全槽，上限位座與下限位座之間置入用以在壓板與輪轂之間傳遞扭矩的滾珠。當壓板與輪轂之間的傳遞扭矩超過脫離扭矩時，滾珠離開限位座，掉入下限位座一側的安全槽內，不再與上限位座接觸。本發明結構簡單、成本低、可重復使用，同時脫離扭矩具有較高的穩定性和可控制性。
文檔編號F16D7/00GK101210590SQ200610147970
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月26日 優先權日2006年12月26日
發明者吳勝宇, 珂 潘, 王人杰, 袁凌翔 申請人:上海三電貝洱汽車空調有限公司