特表 2024-536204 トルク制限カップリング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-04

(54)【発明の名称】トルク制限カップリング

(51)【国際特許分類】

   F16D 9/06 20060101AFI20240927BHJP

   F16D 1/09 20060101ALI20240927BHJP

   F16D 7/02 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

F16D9/06

F16D1/09 300

F16D7/02 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024519480

(86)(22)【出願日】2022-07-08

(85)【翻訳文提出日】2024-04-24

(86)【国際出願番号】 EP2022069080

(87)【国際公開番号】W WO2023051968

(87)【国際公開日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】21199694.7

(32)【優先日】2021-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506408818

【氏名又は名称】フォイト パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＶＯＩＴＨ ＰＡＴＥＮＴ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔ． Ｐｏｅｌｔｅｎｅｒ Ｓｔｒ． ４３， Ｄ－８９５２２ Ｈｅｉｄｅｎｈｅｉｍ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ヨヘン ティーレン

(72)【発明者】

【氏名】デイヴィッド ベルクストレーム

(72)【発明者】

【氏名】アンドレス アルビンソン

(57)【要約】

第１の軸（１）と、第１の軸（１）に固く結合された剪断プレート（９）と、第１の軸（１）に対して同軸に配置されたカップリングリング（３，３ａ）とを有するトルク制限カップリング（２０，２０ａ）であって、カップリングリング（３，３ａ）は、第１の軸（１）の側面に接触する側面を有しており、カップリングリング（３，３ａ）は、内部環状圧力流体室（６）を備える二重壁部分（３ａ，４）を有しており、二重壁部分（３ａ，４）は、流体室（６）が加圧流体で満たされると、この部分が、その半径方向厚さを増大させ、これにより、トルク伝達を可能にするために、カップリングリング（３，３ａ）の側面と第１の軸（１）の側面との間の圧力および摩擦力が増大し、流体室（６）が加圧流体で満たされていないと、前記カップリングリング（３，３ａ）はトルクを伝達しないように設計されており、カップリングリング（３，３ａ）は、圧力を保持するために加圧流体室（６）を閉じる剪断管（８）を有しており、第１の軸（１）がカップリングリング（３，３ａ）に対して相対的に滑っている場合、つまりトルクが、流体圧力およびカップリングの設計により与えられる所定の伝達可能な最大トルクよりも高い場合には、圧力流体室を開放するために、剪断プレート（９）が剪断管（８）の先端を切断するように設計されており、第１の軸（１）は、円錐形コネクタ（１．１）を有しており、剪断プレート（９）に結合されたまたは剪断プレート（９）の一部である円錐形ブシュ（１０）を、円錐形コネクタ（１．１）に押し付けることにより、剪断プレート（９）は、１つの中心ボルト（１１）により第１の軸（１）に固定されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の軸（１）と、該第１の軸（１）に固く結合された剪断プレート（９）と、前記第１の軸（１）に対して同軸に配置されたカップリングリング（３，３ａ）とを有するトルク制限カップリング（２０，２０ａ）であって、
前記カップリングリング（３，３ａ）は、前記第１の軸（１）の側面に接触する側面を有しており、前記カップリングリング（３，３ａ）は、内部環状圧力流体室（６）を備える二重壁部分（３ａ，４）を有しており、該二重壁部分（３ａ，４）は、前記流体室（６）が加圧流体で満たされると、この部分が、その半径方向厚さを増大させ、これにより、トルク伝達を可能にするために、前記カップリングリング（３，３ａ）の前記側面と前記第１の軸（１）の前記側面との間の圧力および摩擦力が増大し、前記流体室（６）が加圧流体で満たされていないと、前記カップリングリング（３，３ａ）はトルクを伝達しないように設計されており、
前記カップリングリング（３，３ａ）は、圧力を保持するために前記加圧流体室（６）を閉じる剪断管（８）を有しており、前記第１の軸（１）が前記カップリングリング（３，３ａ）に対して相対的に滑っている場合、つまりトルクが、流体圧力および前記カップリングの設計により与えられる所定の伝達可能な最大トルクよりも高い場合には、前記圧力流体室を開放するために、前記剪断プレート（９）が前記剪断管（８）の先端を切断するように設計されている、トルク制限カップリング（２０，２０ａ）において、
前記第１の軸（１）は、円錐形コネクタ（１．１）を有しており、前記剪断プレート（９）に結合されたまたは前記剪断プレート（９）の一部である円錐形ブシュ（１０）を、前記円錐形コネクタ（１．１）に押し付けることにより、前記剪断プレート（９）は、１つの中心ボルト（１１）により前記第１の軸（１）に固定されている
ことを特徴とする、トルク制限カップリング（２０，２０ａ）。

【請求項2】

前記剪断プレート（９）は、少なくとも２つの凹所（１８）を有しており、これらの凹所（１８）はそれぞれ、前記剪断管（８）を切断するのに適した剪断エッジ（１５）を備えており、かつ好適には、前記剪断プレートの互いに反対の側に位置している、請求項１記載のトルク制限カップリング（２０，２０ａ）。

【請求項3】

前記剪断プレート（９）は、軸線（１９）に対して少なくとも２０°、好適には少なくとも４０°の開口角度βを有する開口領域を提供する少なくとも１つの凹所（１８）を有している、請求項１または２記載のトルク制限カップリング（２０，２０ａ）。

【請求項4】

前記円錐形コネクタ（１．１）は、６°超の、好適には１２°超のテーパの角度αを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０，２０ａ）。

【請求項5】

前記円錐形コネクタ（１．１）は、３５°未満の、好適には２５°未満のテーパの角度αを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０，２０ａ）。

【請求項6】

前記円錐形ブシュ（１０）と前記剪断プレート（９）とは、一体に製造されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０，２０ａ）。

【請求項7】

前記トルク制限カップリング（２０）は、前記カップリングリング（３）に結合された第２の軸（２）を有しており、前記カップリングリング（３）は、半径方向（Ｒ）において前記第１の軸（１）と前記第２の軸（２）との間に配置されたカップリングスリーブ（４）を有しており、該カップリングスリーブ（４）は、内部環状圧力流体室（６）を備えた二重壁部分である、請求項１から６までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０）。

【請求項8】

前記カップリングスリーブ（４）の長さＬは、５０ｍｍ～２５０ｍｍ、好適には８０ｍｍ～１８０ｍｍである、請求項７記載のトルク制限カップリング（２０）。

【請求項9】

半径方向Ｒにおける前記カップリングスリーブ（４）の厚さは、１０ｍｍ～３０ｍｍである、請求項７または８記載のトルク制限カップリング（２０）。

【請求項10】

前記トルク制限カップリング（２０）は、前記第１の軸（１）と前記第２の軸（２）との間、または前記第１の軸と前記カップリングリング（３）との間に第１のころ軸受（１４）を有しており、かつ前記第１の軸（１）と前記カップリングリング（３）との間に第２のころ軸受（１３）を有している、請求項７から９までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０）。

【請求項11】

前記第２の軸（２）は、電動モータのロータ（２１）の中空軸である、請求項７から１０までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０）。

【請求項12】

前記第１の軸（１）は、電動モータの被駆動軸であり、負荷（２２）または歯車に結合される、請求項１から１１までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０）。

【請求項13】

前記トルク制限カップリング（２０）は、トンネル掘削機の主駆動系に使用されるように設計されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のトルク制限カップリング（２０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１の軸と、第１の軸に固く結合された剪断プレートと、第１の軸に対して同軸に配置されたカップリングリングとを有するトルク制限カップリングであって、カップリングリングは、第１の軸の側面に接触する側面を有しており、カップリングリングは、内部環状圧力流体室を備える二重壁部分を有しており、二重壁部分は、流体室が加圧流体で満たされると、この部分が、その半径方向厚さを増大させ、これにより、トルク伝達を可能にするために、カップリングリングの側面と第１の軸の側面との間の圧力および摩擦力が増大するように設計されている、トルク制限カップリングに関する。流体室が加圧流体で満たされていない場合には、カップリングリングはもはやトルクを伝達しなくなる。なぜならば、カップリングリングの接触側面は、摩擦力が存在しないかまたは低下することにより、第１の軸の側面に対して相対的に回転することができるからである。

【0002】

カップリングリングはさらに、圧力を保持するために加圧流体室を閉じる剪断管を有しており、第１の軸がカップリングリングに対して相対的に滑っている場合、つまりトルクが、流体圧力およびカップリングの設計により与えられる所定の伝達可能な最大トルクよりも高い場合には、圧力流体室を開放するために、剪断プレートが剪断管の先端を切断するように設計されている。剪断管の先端を切断することにより、圧力流体室が開放され、流体圧力が軽減される。これにより、カップリングリングの側面と第１の軸の側面との間の表面圧力が低下し、トルクが伝達されなくなる。この構成により、例えば駆動系の負荷側がロックした場合またはトルクが過度に高い場合に、駆動系が過負荷から保護される。

【0003】

圧力流体室が加圧流体で再び満たされて、例えば新たな剪断管により開口が閉じられた後に、カップリングがリセットされ、再び第１の軸とカップリングリングとの間でトルクを伝達する。

【0004】

このようなトルク制限カップリングは、例えば図５による実施形態に示すような、米国特許第４，２６４，２２９号明細書に開示された従来技術において公知である。これらのカップリングは、多くの場合、駆動系を過負荷から保護するセーフティカップリングとして使用される。セーフティカップリングは、負荷側においてロックが生じる可能性のある駆動系にとって特に重要である。

【0005】

これらのカップリングは、カップリングリングを含み、カップリングリングの厚さは、このリング内の加圧流体室により増大させることができる。したがって、トルクを伝達するのに十分な接触圧力が形成される。流体圧力が軽減されると、接触圧力と、これに伴う摩擦力とが低下し、トルク伝達はもはや不可能になる。軸とカップリングリングとは、互いに相対的に回転する。

【0006】

トルク制限カップリングは、高い信頼性を提供する必要があり、取付け用に過度に大きなスペースを取ることは望ましくなく、カップリングの解除後に容易に再充填可能であることが望ましい。これらは、多くの用途において異なる要求である。正しい組立ては、極めて難しく、機能性に関して重要である。このことは、より簡単になると共に、故障の影響を受けにくくなる必要がある。

【0007】

本発明の課題は、上述の問題を克服するために、取付け用スペースを節約し、信頼性を高め、より簡単な組立てを可能にすると共に、コストを削減することにより、トルク制限カップリングを改良することにある。

【0008】

この課題は、請求項１記載のトルク制限カップリングにより解決される。本発明による実施形態に関するその他の有利な特徴は、各従属請求項に記載されている。

【0009】

本発明によるトルク制限カップリングは、第１の軸が円錐形コネクタを有しており、剪断プレートに結合されたまたは剪断プレートの一部である円錐形ブシュを、円錐形コネクタに押し付けることにより、剪断プレートは、１つの中心ボルトにより第１の軸に固定されていることを特徴とする。この本発明の設計により、取付けおよび解除後の再充填がより簡単になる一方で、カップリングは極めて信頼性の高いものである。分解に関しても、このトルク制限カップリングは、公知の設計とは対照的に有利である。

【0010】

１つの利点は、剪断プレートが、取付け用の小さな所要スペースで第１の軸に確実に結合される点にある。円錐形コネクタと、剪断プレートの適切な円錐形ブシュとは、ボルトの極めて低い締付けトルクにおいても、第１の軸と剪断プレートとの間に高い摩擦力を提供する。これにより、より小さなボルトを使用することが可能になり、このことは、一方では構成要素のためのスペースを節約し、かつ他方では組立て用により小さな工具を使用する可能性を生ぜしめる。多くの場合、構成要素自体のためのスペースが制限されているだけでなく、組立て中に工具を取り扱うためのスペースも制限されている。さらに、組立てがより簡単でより迅速になる。

【0011】

この解決手段の１つの別の利点は、カップリングの解除後に再充填するための、より良好なアクセスにある。カップリングの解除後に剪断管を切断し、交換する必要がある。多くの場合、剪断プレートは、剪断管の孔へのアクセスを遮断している。本発明による設計では、剪断プレートは、固定用の１つの中心ボルトのみにより、第１の軸に固定されている。これにより、ボルトを緩め、剪断プレートのみを第１の軸に対して独立して回転させるだけで、剪断プレートの凹所が剪断管の位置を越えることが常に可能になる。剪断管を交換した後に、剪断プレートを任意の角度位置に固定することができる。このようにして、再充填およびカップリングのリセットを最小限の労力で行うことができる。

【0012】

剪断管にアクセスするために、剪断プレート全体を取り外して再び取り付けるか、または第１の軸をカップリングリングに対して相対的に回転させてアクセスする必要はない。このことが必要になるのは、剪断プレートを取り付けるためにより多くのボルトが使用された場合である。これら２つの選択肢は、停止中の駆動系において問題を生ぜしめ、再充填をより複雑にする。

【0013】

その他のメンテナンス作業についても、有利には新たな設計により、分解および再組立てのためのより簡単な方法が得られる。

【0014】

明確に言うと、本発明に基づき請求するように、第１の軸と剪断プレートとの間の円錐形の結合部は、第１の軸におけるピンのような円錐形コネクタと、適切なキャビティを備えた円錐形ブシュとであってもよい。または逆に、円錐形ブシュが円錐形ピンを形成しており、かつ円錐形コネクタが第１の軸に適当な円錐形キャビティとして形成されている。

【0015】

カップリング用の１つの好適な圧力流体は、油またはこの機能に適した別の任意の流体である。

【0016】

１つの好適な実施形態では、剪断プレートは、少なくとも２つの凹所を有しており、これらの凹所はそれぞれ、剪断管を切断するのに適した剪断エッジを備えている。互いに反対側の位置に設けられた２つの凹所により、改良されたバランスが達成される。

【0017】

１つの別の好適な実施形態では、剪断プレートは、軸線に対して少なくとも２０°、好適には少なくとも４０°の開口角度βを有する開口領域を提供する少なくとも１つの凹所、特に好適には少なくとも２つの凹所を有している。このように拡大された凹所により、特に剪断管にアクセスすると同時に圧力流体ポートにアクセスするための、カップリングリングへのアクセスが、さらに改良される。特に互いに反対側の位置において、少なくとも２つのこのように拡大された凹所を使用することにより、バランスが改良される。

【0018】

剪断エッジを備えた凹所に加えて、別のポートまたはねじ、例えば潤滑油ポートへの同時アクセスも提供する少なくとも２つの別の凹所を有していることが有利な場合がある。このようにして、カップリングの解除後に潤滑油が変更される場合でも、剪断プレートの完全な取外しを回避することができる。

【0019】

さらに、円錐形コネクタが６°超の、好適には１２°超のテーパの角度αを有していると、トルク制限カップリングにとって有利である。このような角度αの下限値により、円錐形の結合部が自己保持式になることを回避することができる。鋼－鋼接触に関して通常は０．１～０．２の範囲内の摩擦係数に応じて、自己保持の限度は５°の範囲または最大１１°である。自己保持を回避することにより、分解がより簡単になり、剪断プレートを小さな労力で回転させて、カップリングリングにアクセスし易くすることができる。

【0020】

別の好適な実施形態では、円錐形コネクタは、３５°未満、好適には２５°未満のテーパの角度αを有している。角度αのこのような上限により、円錐形の結合部における押付け効果が最適化され得る。ボルトの予荷重が低くても、結合に必要な強度を達成することができるため、より小さなボルトおよび適度な締付けトルクが使用され得る。

【0021】

円錐形コネクタと剪断プレートとが一体に製造されていると有利である。これにより、剪断プレートの取扱いがより簡単になると共に、剪断プレートの組立ておよび回転が最小限の労力で可能になる。このことは特に、駆動系内の限られたスペースにおいて好適である。

【0022】

１つの別の好適な実施形態は、追加的に、カップリングリングに結合された第２の軸を有するトルク制限カップリングであり、カップリングリングは、半径方向（Ｒ）において第１の軸と第２の軸との間に配置されたカップリングスリーブを有しており、カップリングスリーブは、内部環状圧力流体室を備えた二重壁部分である。この実施形態では、カップリングスリーブは、第１の軸の側面と第２の軸の側面との間でトルクを伝達する。第２の軸は、好適には中空軸により形成されている。利点は、カップリングリングが別個の構成要素である、という点にある。第１および第２の軸は、駆動系の駆動側または負荷側の一部であってもよい。

【0023】

カップリングのための１つの別の好適な実施形態では、カップリングスリーブの長さＬは、５０ｍｍ～２５０ｍｍ、好適には８０ｍｍ～１８０ｍｍである。この長さにより、一方ではトルク伝達用の十分な接触領域が存在し、かつ他方では、第２の軸の位置を調整するための十分な長さが存在している。長さＬは、カップリングスリーブが第２の軸と接触している、長手方向における外面の長さとみなされる。

【0024】

カップリングスリーブの厚さを変化させることにより十分な接触圧力を生ぜしめるために、カップリングスリーブの厚さｔは、１０ｍｍ～３０ｍｍであることが有利である。その結果、必要な表面圧力を形成するために十分な、スリーブの安定性と可撓性とが生じる。伝達可能なトルクにとって重要なのは、カップリングスリーブの直径、長さおよび厚さ等の機械的特性ならびに流体圧力である。

【0025】

さらに、カップリングは、第１の軸と第２の軸との間、または第１の軸とカップリングリングとの間に第１のころ軸受を有しており、かつ第１の軸とカップリングリングとの間に第２のころ軸受を有していると有利である。これらのころ軸受を介して、圧力流体室が加圧流体で満たされていない場合に、第２の軸は、低下された摩擦を伴って第１の軸の周りで回転することができる。これにより、接触面の損傷のリスクが低下する。

【0026】

１つの特に好適な実施形態では、第２の軸は、電動モータのロータの中空軸である。第２の軸の調整の可能性を改善することにより、トルク制限カップリング内にロータの中空軸を直接包含することが可能である。

【0027】

さらに、第１の軸は、電動モータの被駆動軸により形成され、負荷または歯車に結合されることが可能である。

【0028】

この特徴により、トルク制限カップリングを電動モータに組み込むことが可能になり、使用時の取付けスペースが節約される。

【0029】

好適な使用では、トルク制限カップリングは、トンネル掘削機の主駆動系、特に主駆動装置の電動モータに使用されるように設計されている。特にトンネル掘削機では、駆動系を過負荷から確実に保護することが重要である。ただし、取付け用のスペースを節約すると共に、組立てを簡単にする必要もある。

【0030】

以下の図は、本発明による好適な実施形態を示す。上述の特徴は、様々な形式で組み合わせられてもよく、具体的に示す組合せに限定されることを意味するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明による１つの実施形態を示す概略図である。

【図2】図２ａは、本発明による実施形態を示す正面図であり、図２ｂは、本発明による実施形態を示す断面図である。

【図3】図３ａおよび図３ｂは、カップリングスリーブを備えた本発明による別の実施形態を示す図である。

【0032】

以下に、図を詳細に説明する。同じ参照符号は、同じまたは類似の部品または構成要素を意味する。

【0033】

図１には、本発明による１つの好適な実施形態が示されている。トルク制限カップリング２０ａは、第１の軸１と、カップリングリング３ａと、中心ボルト１１により第１の軸１に固く結合された剪断プレート９とを含む。カップリングリング３ａは、その軸線１９でもって第１の軸１と同心的に配置されている。

【0034】

中心ボルト１１は、円錐形ブシュ１０を、第１の軸１の見えない円錐形コネクタ１．１に押し付ける。剪断プレート９は、それぞれ剪断エッジ１５を備えたいくつかの凹所１８を有している。伝達可能なトルクの最大限界よりも高い、過度に高いトルクの場合、第１の軸１は、カップリングリング３ａに対して相対的に滑る。よって、第１の軸１に固く結合された剪断プレート９は、剪断エッジ１５のうちの１つにより、剪断管８の先端を切断する。バランスをとるために、剪断プレートには、全周にわたり規則的に配分されたいくつかの凹所１８が存在していてもよい。

【0035】

図２ａには、トルク制限カップリング２０ａの正面図が示されている。カップリングの解除後に再充填するためには、剪断管８を新しいものと交換する必要がある。したがって、剪断管８の孔にアクセスすることが必要になる。中心ボルト１１を緩めることにより、剪断プレート９は回転可能になり、任意の角度位置に調節され得る。剪断管８を交換した後に、中心ボルト１１を締めることにより、剪断プレートが固定される。

【0036】

図２ｂには、Ａ－Ａに沿った断面図が示されている。駆動系に組み込まれる場合、第１の軸１は負荷２１に結合され、カップリングリング３ａは駆動装置またはモータ２２に結合される。ロックした場合または過度に高いトルクの場合には、剪断管８が剪断プレート９により切断される。流体が、圧力流体室６から圧力流体通路７を通って流出し、これにより、第１の軸１とカップリングリング３ａとの間の接触圧力が低下する。トルク伝達は、もはや行われない。カップリング２０ａが解除される。

【0037】

断面図は、ボルト１１用の中心孔５を備えた第１の軸の円錐形コネクタ１．１と、剪断プレート９の円錐形ブシュ１０とを示している。好適には、円錐形ブシュ１０と剪断プレート９とは、一体に製造されている。択一的に、これらは固く結合された２つの部品として製造されていてもよい。中心ボルト１１の締付けトルクにより、円錐形の結合部１．１，１０が互いに押し付けられて、剪断プレート９と第１の軸１との間に耐トルク結合部を形成する。この円錐形の結合部において伝達可能なトルクは、カップリングにおいて伝達可能なトルクよりも大幅に高く、かつ剪断管８を確実に切断するために十分に高い必要がある。

【0038】

好適には、円錐角αは３５°未満、特に２５°未満である。この上限は、低い締付けトルクで、ひいてはより小さなボルトで、より高い圧力に到達するために設定されている。これにより、組立てがより簡単になり、取付け用の工具がより小さくなる。

【0039】

他方では、円錐角αの下限は、好適には少なくとも６°、特に少なくとも１２°である。これにより、円錐形の結合部が自己保持式になることが回避される。自己保持は、分解の問題につながると共に、交換のために剪断管８にアクセスするために剪断プレート９を回転させ、剪断プレート９を緩めることを複雑にする恐れがある。

【0040】

図示の態様に対して択一的に、本発明の解決手段は、円錐形ブシュが円錐形ピンを形成しており、かつ円錐形コネクタが第１の軸に適当な円錐形キャビティとして形成されている円錐形結合部により実現されてもよい。

【0041】

図３ａおよび図３ｂには、第１の軸１と、第２の軸２と、カップリングリング３とを別個の構成要素として備える、本発明によるトルク制限カップリング２０の１つの好適な実施形態が示されている。第１の軸１は、負荷２１に結合されているか、または負荷２１に結合されるように設計されている。カップリングリング３は、第１の軸１の円筒面に取り付けられている。カップリングリング３は、結合フランジと、カップリングスリーブ４とを有している。カップリングスリーブ４は、半径方向Ｒにおいて第１の軸１と第２の軸２との間に配置されている。第２の軸２は、中空の軸またはハブとして設計されている。第２の軸２は、駆動装置２２、例えば電動モータのロータに結合されているか、または結合されるように設計されている。

【0042】

カップリングスリーブ４は、第１の軸１の円筒面に接触する内面と、第２の軸２に面接触する外面とを有している。カップリングスリーブ４は、狭小環状ギャップとして設計された圧力流体室６を含む。この圧力流体室６が加圧流体で満たされると、スリーブ４の厚さが増大して、第１の軸１と、カップリングリング３と、第２の軸２の間でトルクを伝達するために所望される接触圧力を形成する。流体圧力が軽減されると、トルクは伝達されなくなり、カップリングリング３は内面において、第１の軸１に対して相対的に滑る。トルク制限カップリングは、流体圧力の軽減により解除される。

【0043】

剪断管８は、圧力流体通路７と圧力流体室６とを閉鎖しており、これにより、流体圧力を維持すると共に、接触圧力およびトルク伝達能力を維持する。剪断管は、破断点を有する専用の先端を有している。先端が切断されると、圧力流体通路７が周囲に開放されて流体圧力が軽減され、トルクがカップリングリング３を介して伝達されなくなる。

【0044】

カップリングを解除した場合の確実な回転のために、２つの軸１，２を安定させる２つのころ軸受１３，１４が設けられている。第１のころ軸受１４は、第１の軸１と第２の軸２との間に配置されており、第２のころ軸受１３は、第１の軸１とカップリングリング３との間に配置されている。択一的に、第１のころ軸受１４が、第１の軸１とカップリングリング３との間に配置されてもよい。好適には、一方または両方のころ軸受１３，１４は、玉軸受として設計されている。択一的に、ころ軸受は、例えば針状ころ軸受または円錐ころ軸受として、または任意の別の種類のころ軸受として設計されていてもよい。

【0045】

剪断リング９は、１つの中心ボルト１１により第１の軸１に結合されていることが再び示されている。第１の軸１は、ピン状に形成された円錐形コネクタ１．１を有しており、剪断プレート９は、円錐形ブシュ１０を有している。スペーサリング１２が、ブシュ１０およびボルト１１に均一に力が加えられることを可能にする。

【0046】

図３ａには、軸線１９に沿ったトルク制限カップリング２０の断面図が示されている。図３ｂには、図３ａに示した線Ｂ－Ｂに沿った正面図が示されている。取り付けられた剪断リング９は、１つの中心ボルト１１により第１の軸に結合されている。剪断リング９は、それぞれ剪断エッジ１５を備えたいくつかの凹所１８を有しており、過度に高いトルクの場合にカップリングを解除するためのものである。トルクがカップリングリング３の伝達可能な最大トルクよりも高い場合には、第２の軸２とカップリングリング３とが内面において、第１の軸１と、結合された剪断リング９とに対して相対的に滑る。このことは、剪断リング９の剪断エッジ１５が剪断管８の先端を切断して、流体圧力が軽減されることにつながる。図示の例では、剪断プレート９は、開口角度βを備える拡大された開口領域を有する２つの凹所１８を有している。メンテナンスまたは再充填用の、カップリングリング３へのより良好なアクセスを提供するために、特に、圧力流体ポート１６および剪断管８への同時アクセスを提供するために、開口角度βは、特に少なくとも２０°、または好適には少なくとも４０°である。 別の凹所１８ａは、例えば潤滑油ポート等の別のポートまたはねじへの同時アクセスも提供するために有利である。２つの凹所１８および２つの凹所１８ａの互いに反対の側の位置は、剪断プレート９のバランスを改善するためのものである。

【0047】

カップリングが伝達可能な最大限界値をトルクが超えると、第１の軸１は、第２の軸２に結合されたカップリングリング３に対して相対的に滑る。剪断リング９がカップリングリング３に対して相対的に回転して、剪断管８の先端を切断し、これにより、カップリングが解除される。解除後には、剪断管８の交換および圧力流体ポート１６を介した、加圧流体による圧力流体室の再充填が必要である。

【0048】

締付けねじ１７により、カップリングリング３が第２の軸２にねじ締結される。特に好適なのは、カップリングスリーブ４上の第２の軸２の位置を締付けねじ１７により調整することができるように設計された、４つのねじ１７のセットである。調整は、実質的に長手方向において、あらゆる製造誤差または組立て誤差に適合させるように行われる。これらのねじ１７を締め付けることにより、第２の軸２がカップリングスリーブ４上で移動させられる。カップリングスリーブ４の側面と第２の軸２の側面との間の結合は、テーパ結合または圧着結合であってもよい。

【符号の説明】

【0049】

１ 第１の軸
１．１ 円錐形コネクタ
２ 第２の軸
３，３ａ カップリングリング
４ カップリングスリーブ
５ 中心孔
６ 圧力流体室
７ 圧力流体通路
８ 剪断管
９ 剪断リング
１０ 円錐形ブシュ
１１ 中心ボルト
１２ スペーサリング
１３ 第２のころ軸受
１４ 第１のころ軸受
１５ 剪断エッジ
１６ 圧力流体ポート
１７ 締付けねじ
１８ 凹所
１８ａ 別の凹所
１９ 軸線
２０，２０ａ トルク制限カップリング
２１ 負荷へ
２２ モータまたは駆動装置へ
α テーパの角度
β 凹所の開口角度
Ｒ 半径方向

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【国際調査報告】