扭矩限制装置 本发明涉及一种扭矩限制装置，该扭矩限制装置与一个从动设备相连接。本发明特别是涉及一种能够当从动设备中出现故障从而导致从动设备的负载超载时，能够把从动设备从动力源上分离的装置。
日本未审查专利公开NO．8-159028描述了这样一个扭矩限制装置，该扭矩限制装置与一个从动设备相连接。这个装置包括一个动力接收装置和一个皮带轮，该皮带轮与从动设备的转轴同轴设置。该皮带轮通过一个向心轴承可旋转地支撑在从动设备上，并通过一个皮带与动力源相连接。动力接收装置固定在转轴上并通过滚珠与皮带轮相连接。特别是，动力接收装置具有一些凹槽，皮带轮也具有一些凹槽，其数量与动力接收装置上的凹槽的数量对应。每一个滚珠位于动力接收装置与皮带轮之间，并被固定在对应的一对凹槽内。皮带轮和向心轴承通过一个盘簧挤压动力接收装置。皮带轮的旋转由滚珠和动力接收装置传递到转轴。当从动设备的负载扭矩超过一个预定值时，滚珠从皮带轮的凹槽中断开。因此，皮带轮从动力接收装置上脱开，阻止了动力的传递。
滚珠位于动力接收装置的边缘附近。因此，皮带轮的旋转施加给滚珠一个离心力。当皮带轮的转速很高时，较大的离心力可能使滚珠从动力接收装置和皮带轮的凹槽中脱开。即使从动设备的负载扭矩低于一个预定值时，这也可使动力源从从动设备上脱开。
扭矩限制装置将从动设备从动力源上脱开时，从动设备的负载扭矩值是由滚珠与皮带轮的凹槽之间的摩擦力以及盘簧的弹力决定的。换句话说，在确定从动设备从动力源上脱开的负载扭矩时必须考虑滚珠与皮带轮的凹槽之间地摩擦系数。因此，很难使扭矩限制装置的脱开特性变得稳定。这就是说，当施加的负载扭矩较小或者大于一个预定值时扭矩限制装置都将从动设备从动力源上脱开。
因此，本发明的目的是提供一种扭矩限制装置，该装置能够当从动设备的速度很高时防止从动设备从动力源上突然脱开，并具有可预见性。
为了实现前述和其它的目的，依据本发明的目的提供一个扭矩限制装置，该装置把来自动力源的动力传递给从动设备。该扭矩限制装置包括一个主动转子、一个从动转子和一个柔性连接件。主动转子由动力源提供动力。从动转子在正常状态下由主动转子驱动。从动转子与从动设备相连接，使得从动转子给从动设备传递动力，并承受来自从动设备的负载扭矩。柔性连接件位于主动转子与从动转子之间，与从动转子和主动转子相连接，以把主动转子和从动转子连接在一起并从主动转子向从动转子传递扭矩。该扭矩将使得柔性连接件变形。当施加到柔性连接件上的负载扭矩超过某一个预定值时柔性连接件从主动转子和从动转子中的一个上断开，从而限制施加在主动转子和从动转子之间的扭矩。
与本发明的目的和优点一起，参考下面最佳实施例以及附图的描述，本发明将更容易理解。
图1是一个剖面图，说明一个无离合器型变排量压缩机，该压缩机具有一个根据本发明的第一个实施例的扭矩限制装置。
图2是一个放大的剖面图，说明图1中结合时的扭矩限制装置。
图3是一个放大的剖面图，说明图1中脱开时的扭矩限制装置。
图4(a)是沿着图2中的4a-4a线的剖面图。
图4(b)是沿着图2中的4b-4b线的剖面图。
图5(a)是沿着图3中的5a-5a线的剖面图。
图5(b)是沿着图3中的5b-5b线的剖面图。
图6是一个放大的局部剖面图，说明依据本发明的第二个实施例的一个处于结合状态的扭矩限制装置。
图7是一个放大的部分剖面图，说明图6中的处于脱开状态的扭矩限制装置。
图8是沿着图6中的8-8线的剖面图。
图9是一个放大的局部剖面图，说明依据本发明的第三个实施例的一个处于结合状态的扭矩限制装置。
图10是一个放大的局部剖面图，说明图9中的处于脱开状态的扭矩限制装置。
图11是沿着图9中的11-11线的剖面图。
图12是一个放大的局部剖面图，说明依据本发明的第四个实施例的一个处于结合状态的扭矩限制装置。
图13是一个放大的局部剖面图，说明图12中的处于分脱开状态的扭矩限制装置。
图14(a)是沿着图12中的14a-14a线的剖面图。
图14(b)是沿着图13中的14b-14b线的剖面图。
图15是一个放大的剖面图，说明依据本发明的第五个实施例的一个处于结合状态的扭矩限制装置。
图16是沿着图15中的16-16线的剖面图。
图17是一个放大的剖面图，说明图15中的处于脱开状态的扭矩限制装置。
图18是沿着图17中的18-18线的剖面图。
参照图1～5，对根据本发明的第一个实施例的扭矩限制装置进行描述。这个装置与一个无离合器型的变排量压缩机一起使用。
首先，对无离合器型变排量压缩机进行描述。
图1表示了一个作为从动设备的无离合器型变排量压缩机21。压缩机21包括一个缸体22、一个前盖23和一个后盖25。前盖23固定到缸体22的前端面上，后盖25通过一个阀板24固定到缸体22的后端面上，其中阀板24位于缸体22与后盖25之间。
一个作为从动转子的输入轴26通过一对径向轴承可旋转地支撑在缸体22和前盖23的中心。一个唇形密封件28位于输入轴26与前盖23之间。
缸孔29穿过缸体22延伸。缸孔29环绕输入轴26等间隔分布在输入轴26周围。每一个缸孔29可以容纳一个往复运动的单头活塞30。在缸体22和前盖23之间形成一个曲柄腔31。
一个凸片32固定在曲柄腔31中的输入轴26上。凸片32与输入轴26整体旋转。一个止推轴承33位于前盖23的内壁与凸片32之间。凸片32具有一个支撑臂34，该支撑臂朝缸体22突出。在支撑臂34上形成一对导向孔35。
一个盘状的斜盘36倾斜地支撑在输入轴26上。斜盘36具有一对导向球37，该导向球朝向凸片32突出。导向球37可旋转并可滑动地安置在支撑臂34的导向孔35内。这就是说，斜盘36以一个类似铰接的形式被连接到凸片32上。导向球37允许斜盘36相对于凸片32倾斜。
每一个活塞30通过一对半球状滑靴38连接到斜盘36上。当输入轴26旋转时，斜盘36与输入轴26整体旋转。这时，鞋形物38把斜盘36的旋转运动转换为缸孔29内活塞30的线性运动。
在缸体22的中心形成一个阀门腔室39，该阀门腔室39沿着输入轴26的轴线延伸。在后盖25和阀板24的中央部分形成一个吸入通道40。吸入通道40也沿着输入轴26的轴线延伸。吸入通道40的前端与阀门腔室39相连通，其后端连接到一个外部的致冷管路41。致冷管路41包括一个冷凝器42、一个安全阀43和一个蒸发器44。
在后盖25内形成一个环形吸入腔45。该环形吸入腔45通过一个通孔46与阀门腔室39相连通。在后盖25内的吸入腔45周围形成一个环形排出腔47。该环形的排出腔47通过一个出口通道48与外部的致冷管路41相连通。
在阀板24上分别与每一个缸孔29相对应形成吸入阀装置49和喷射阀装置50。当相应的缸孔29内的活塞30从上死点朝向下死点移动时，在吸入腔45内的制冷气通过对应的吸入阀装置49进入缸孔29。当每一个缸孔29内的活塞从下死点朝向上死点移动时，在缸孔29内的制冷气被压缩到一定压力后通过对应的喷射阀装置50喷射到喷射腔47。
一个圆柱形阀门51可滑动地容纳在缸体22内的阀门腔室39内。阀门51与输入轴26共线。一个弹簧52位于阀门51与阀门腔室39的后端壁之间。弹簧52朝向斜盘36挤压阀门51。输入轴26的后端部通过位于之间的径向轴承27可滑动地插入到阀门51内。一个止推轴承53位于阀门51与斜盘36之间，并可滑动地固定到输入轴26上。
当斜盘被移动到最小倾角位置时，斜盘36克服弹簧52的弹力移动阀门51到一个关闭位置。在这个封闭位置，阀门51与吸入通道40的开口联通。这封闭了吸入通道40，阻止了从外部的致冷管路41向吸入腔45供应制冷气。斜盘36的这个最小倾角稍大于零度，并在最小倾角位置时通过定位阀门51进行限制。
这使得即使没有制冷载荷时斜盘处于最小倾角位置，压缩机21仍然能够工作。既然压缩机21不用离合器来打开和关闭，所以压缩机21是一种无离合器型压缩机。
当斜盘36位于一个最大倾角位置时，通过弹簧52的弹力阀门51移动到开启位置。换句话说，阀门51从吸入通道40的开口移开。通过阀门腔室39和连通孔46吸入通道40把外部致冷管路41与吸入腔45连通。这就把制冷气引入吸入腔45。斜盘36的前端面上形成的一个止动器54，该止动器54支撑在凸片32的后端面上从而限制了斜盘36的最大倾角。在斜盘36的这个位置，压缩机21工作在最大排量状态下。
弹簧55位于凸片32和斜盘36之间。弹簧55朝向最小倾角位置的方向挤压斜盘36。
在输入轴26的中央部分形成一个减压通道56。该减压通道56具有两个入口和一个出口，其中两个入口开口于曲柄腔31，出口开口于阀门51的内部。阀门51的内部通过释压孔57与阀门腔室39连通，该释压孔57在阀门51的后端部附近的阀门的壁上形成。在曲柄腔31内的压力因此通过减压通道56、阀门51的内部、释压孔57、阀门腔室36和通孔46与吸入腔45连通。
在后盖25、阀板24和缸体22内形成一个用于联通喷射腔47与曲柄腔31的供给通道58。在后盖内供给通道58的中部容纳有一个电磁阀59。该控制阀59包括一个螺线圈60。当螺线圈60被激励时控制阀59打开通道58，因此使喷射腔47内的压力与曲柄腔31连通。在这种方式下，在曲柄腔31的压力得到控制。
扭矩限制装置将描述如下。
前盖23包括一个支撑缸体63，该缸体与前盖23制成一体。一个向心轴承64位于缸体63周围。向心轴承64可相对于输入轴26的轴线滑动。向心轴承64的外环固定到一个皮带轮65上，该皮带轮65可以看作为主动转子。皮带轮65通过一个皮带连接到一个汽车发动机67或者一个动力源上。
如图1、2和4所示，一个环形的外支撑环68通过螺栓固定到皮带轮65的前端。外支撑环68具有一个L形状的截面。一个环形的橡胶缓冲垫69被粘接到外支撑环68的内壁。一个环形的内支撑环70被粘接到橡胶缓冲垫69的内壁。内支撑环70也具有一个L形状的截面。内支撑环70具有一个凸台71，该凸台71朝向输入轴26伸出。凸台71包括两个开口72，这两个开口相隔180度。外支撑环68、橡胶缓冲垫69和内支撑环70与皮带轮65一起旋转。
在输入轴26的前端附近形成一个台阶73。一个定位器74被安装到该台阶73上。定位器74通过螺栓75固定到输入轴26上。定位器74因此与输入轴26一起旋转。该定位器74包括一个圆筒形部分80和一个凸台77。
定位器74在其后端具有一对结合槽76或者转动限制器。两个结合槽76间隔180度。定位器74的凸台77具有一个凸缘78。该凸缘78从凸台77的外周边向后突出。该凸缘78朝向内支撑环70的凸台7延伸。凸缘78具有一对释放槽79。释放槽79与结合槽76沿着与输入轴26旋转相反的方向上相隔一个预定的角度。在定位器74的前端形成一个颈部81。
一个限制弹簧82或者一个连接装置缠绕到定位器74上。弹簧82是一个双扭弹簧，由两个平行的弹簧丝缠绕在一起。每一个弹簧丝具有一个第一端和一个第二端。弹簧丝的第一端包括永久锁定件83，该锁定件83相对向里突出。弹簧丝的第二端形成一个可释放锁定件84，沿彼此远离的方向向外伸出。弹簧丝的缠绕使得当弹簧82通过输入轴26和定位器承受负载扭矩时弹簧92收缩。换句话说，弹簧82是一个扭紧弹簧，在正常的负载状态下，该弹簧沿着收缩的方向扭转。
当弹簧82和定位器74被组装在输入轴26上，弹簧82被安置在定位器74的周围。然后，该定位器74由螺栓75固定到输入轴26上，该定位器74通过螺栓75沿着轴向以一个预定值压缩弹簧82。
永久锁定件83与定位器74的结合槽76结合。这限制了永久锁定件83相对于输入轴26的旋转。可释放锁定件84与内支撑环70的开口72结合，并与定位器74的的后端面接触。包括永久锁定件83的弹簧82的后端面与定位器74接触，而包括一个可释放锁定件84的弹簧82的前端面与颈部81分离开。弹簧82朝向定位器74的凸台77的方向挤压可释放锁定件84。
在正常作业中发动机67的动力通过皮带66、皮带轮65、外支撑环68、橡胶缓冲垫69、内支撑环70、弹簧82和定位器74传递到压缩机21的输入轴26上。
压缩机21的操作将描述如下。
在如图1所示的状态中，电磁阀59的螺线圈60被激励，而且供给通道58被关闭。因此，供给通道58阻止高压气体从排出腔47到曲柄腔31的流动。在另一方面，在曲柄腔31内的制冷气通过减压通道56、阀门腔室51的内部、释压孔57、阀门腔室39和连通孔46进入吸入腔45。曲柄腔39内的压力接近吸入腔45的较低吸入压。在这种状态下，斜盘36被保持在一个最大倾角位置。压缩机21因此在最大排量下工作。
在这种状态下如果制冷载荷降低，在外致冷管路41内的蒸发器44的温度逐渐降低。当蒸发器44的温度等于或者低于结冰温度时，螺线圈60不被激励，从而打开电磁阀59。供给通道58然后把排出腔47内的高压气体提供给曲柄腔31。在曲柄腔31内压力因此增加。这导致斜盘36从最大倾角位置移动到最小倾角位置。
当在最小倾角位置时，斜盘36通过止推轴承53向后移动阀门51。因此，阀门51克服弹簧52的弹力从打开位置朝向关闭位置移动。当斜盘36在最小倾角位置时，阀门51位于关闭位置，并与吸入通道40的开口相联通。阀门51关闭吸入通道40从而阻止了气体从外部致冷管路41向吸入腔45流动。
斜盘36的最小倾角稍大于零度。因此，即使当斜盘36的倾角为最小时，在缸孔29内的制冷气能够被喷射到喷射腔47，从而压缩机21在最小排量下工作。喷射到喷射腔47的制冷气通过供给通道58吸入曲柄腔31。在曲柄腔31内的制冷气通过减压通道56、释压孔57、阀门腔室39和通孔46被吸回到吸入腔45。气体然后被吸入缸孔29。这就是说，当斜盘32的倾角最小时制冷气仍然在压缩机21内循环。
当斜盘36在最小倾角位置时如果制冷载荷增加，则蒸发器44内的温度逐渐增加。当蒸发器44的温度超过一个预定温度时，螺线圈60被激励，从而关闭电磁阀59。因此，供给通道58阻止了高压制冷气从排出腔47向曲柄腔31流动。在曲柄腔31内的压力通过减压通道56、阀门51的内部、释压孔57、阀门39和连通孔46释放。这就逐渐降低了曲柄腔31内的压力，把斜盘36从最小倾角位置移动到最大倾角位置。
当斜盘36朝向最大倾角位置移动时，弹簧52把阀门51从封闭位置移动到打开位置。换句话说，阀门51从吸入通道40的开口脱开，如图1所示。这就允许制冷气从外部的致冷管路41进入吸入腔45。斜盘36然后位于最大倾角位置，压缩机21在最大排量下工作。
当发动机67停止时，压缩机21也停止。在这种状态下，电磁阀59被打开，斜盘36在最小倾角位置上工作。
扭矩限制装置的操作将描述如下。
在正常作业状态下，发动机67的动力通过皮带66、皮带轮65、外支撑环68、橡胶缓冲垫69、内支撑环70、弹簧82和定位器74被传递到压缩机21的输入轴26。
输入轴26沿与皮带轮65的旋转方向相反的方向承受负载扭矩。负载扭矩的值依据压缩机21的工作状态变化。负载扭矩使得弹簧82扭转。永久锁定件83不能相对于输入轴26和定位器74旋转。因此负载扭矩使得可释放锁定件84相对于永久锁定件83旋转。可释放锁定件83的相对旋转使得内支撑环70相对于定位器74旋转，使得开口72接近释放槽79。
如果负载扭矩没有超过一个预定范围，因此对发动机67和皮带轮66的影响很小，内支撑环70相对于定位器74的旋转不会使得开口72与释放槽79共线。在这个状态下，负载扭矩由于弹簧82的扭转变形而降低，发动机67的动力被连续地传递给输入轴26。
即使当压缩机在正常状态下工作，在缸孔29内的压力变化的相差、压缩载荷以及其它因素引起的波动产生的负载扭矩的变化不会超过预定扭矩范围。然而，这些扭矩波动由于弹簧82的扭转变形而减少。
如果一个过载扭矩施加给压缩机21，弹簧82被极大地扭转，如图3和图5所示。内支撑环70相对于定位器74旋转，因此，在内支撑环70上的开口70与在定位器74上的释放槽79共线。然后弹簧82的弹力使得可释放锁定件84从内支撑环70上的开口72移动到定位器74的释放槽79内。从而，皮带轮65与输入轴26之间的动力传递被中断。在这种状态下，可释放锁定件84由弹簧82的弹力被保持在定位器74的释放槽79内，不会干扰内支撑环70。
第一个实施例具有下列优点。
弹簧82以压缩状态安装，因此在轴向方向上施加一个弹力。当施加于压缩机21的负载扭矩增加到一个可能破坏发动机67的水平时，弹簧82被扭转相当大的量。在这种状态下，弹簧82的挤压力沿着轴向移动可释放锁定件84。这就是说，弹簧82使得可释放锁定件84与内支撑环70的开口72分离开。因此，从发动机67到压缩机的动力传递被中断。因此压缩机的过载不会影响到发动机67。
发动机从压缩机21上切断时的负载扭矩值不是由皮带轮65与输入轴26之间的摩擦力决定，而是由弹簧82的扭转刚度以及开口72到释放槽79之间的角距离。因此，动力传递中断时的负载扭矩值可以预测。而且，弹簧82不会受到离心力的影响。因此，即使皮带轮65高速旋转，动力传递也不会突然中断。
如果由压缩机21的负载扭矩施加的不超过一个预定值，负载扭矩的波动由于限制弹簧的扭转变形而减少。
可释放锁定件84与弹簧82制成一体。这种结构减少了部件的数目，因此结构简单。
弹簧82是一个压紧弹簧，它依据压缩机21提供给的负载扭矩而朝向定位器74收缩。因此，弹簧82和松弛弹簧相比需要较小的刚度，松弛弹簧当施加负载扭矩时膨胀。因此，弹簧82可以很小、很轻。与弹簧82相关的零件也可很小。从而使传递装置的制造费用降低。
当发动机67的动力传递到压缩机21时，弹簧82卡紧定位器74。包括永久锁定件83的弹簧82的后部与定位器74接触。弹簧82因此固定保持在定位器74的后端部上。另一方面，包括可释放锁定件84的弹簧82的前端与定位器74分离。因此，由压缩机21施加的负载扭矩使得弹簧82发生正扭转。结果，弹簧74不会相对定位器74偏移，弹簧82的扭转特性稳定的。因此扭矩限制装置的切断特性是稳定的和可预测的。因此，扭矩限制装置的脱开特性是稳定的，并可预测。这就是说，扭矩限制装置把发动机67从压缩机21上切断的负载扭矩值是稳定的和可预测的。
在定位器74上形成颈部81，从而把包括可释放锁定件84的弹簧82的前部与定位器74分离开。因此，只需要一个非常简单的机加工方法就能把弹簧82的前端与定位器74分离开。
弹簧82是一个具有两个弹簧丝的双扭弹簧。两个永久锁定件83间隔相等的角度固定到定位器74上，因此，弹簧丝不会相对于定位器74旋转。两个可释放锁定件83也相隔相等的角度与内支撑环70的开口72结合。当动力从发动机67传递到压缩机21时这种结构防止了定位器74与输入轴26的偏移。
上述的扭矩限制装置与带有发动机67的无离合器型的压缩机21相连接。换句话说，输入轴26始终与发动机67相连接(在正常状态下)。在一个具有离合器的压缩机内，如果一个过载扭矩施加给压缩机，离合器将把发动机从压缩机上切断。这个压缩机(本发明的压缩机-译者注)21没有把发动机67从压缩机21上切断的离合器。然而，当压缩机的负载扭矩超过一个预定值时，结构简单的上述释放装置积极地把发动机67从压缩机21上脱开。
本发明的第二个实施例的描述参照图6～8。下面主要说明与第一个实施例的差别。
图6～8展示了第二个实施例的扭矩限制装置。与第一个实施例的定位器74不同，第二个实施例的定位器不具有颈部81。圆筒体80具有一个恒定的直径。一个弹簧82缠绕在定位器74周围。弹簧82是一个具有单个弹簧丝的压紧弹簧。包括一个永久锁定件83的弹簧82的后部有一个不变的直径，而在包括一个可释放锁定件84的前部的直径朝向可释放锁定件84逐渐增加。换句话说，弹簧82具有一个锥形的截面。因此，弹簧82的后部与定位器74接触，而前部与定位器74分离开。如图8所示，永久锁定件83插入到在定位器74上形成的L形的结合槽76内。结合槽76作为弹簧82的转动限制器。
从图6到图8的扭矩限制装置具有几乎和图1到图5中的扭矩限制装置一样的优点。图6到图8的装置还具有下列优点。
弹簧82是单个弹簧丝。弹簧82的结构简单，易于制造。
包括永久锁定件83的限制弹簧82的后部具有一个不变的直径，并且与定位器74接触。因此，当压缩机的负载扭矩施加到弹簧82上时，弹簧82被扭转抵抗定位器74而收缩。这保证了弹簧82与定位器74之间的刚性结合。另一方面，包括可释放锁定件84的弹簧84的前部具有朝向可释放锁定件84逐渐增加的直径，从而与定位器74分离开来。这给了弹簧82依据压缩机的负载扭矩产生扭转的自由，如果必要的话，弹簧可以轴向移动。正如在第一个实施例中的装置一样，弹簧不能相对于定位器74偏移，限制弹簧82的扭转特性是稳定的和可预测的。这就是说，扭矩限制装置把发动机67从压缩机上切断的负载扭矩值是稳定的和可预测的。
在弹簧82上的永久锁定件83与定位器74上L形的结合槽76结合。安装时弹簧82很容易压缩一定的量。这就是说，可释放锁定件84与内支撑环70的开口72结合。然后，永久锁定件83与L形状的结合槽76结合简单地，从而压缩弹簧82一定的量。
弹簧82可以在定位器74固定到从动设备例如象压缩机21的输入轴26上之前与定位器74装配组装弹簧82。这简化了扭矩限制装置的装配过程。
本发明的第三个实施例的描述参照图9～11。下面主要描述与第一、二个实施例的差别。
第三个实施例的扭矩限制装置具有一个单个弹簧丝的弹簧82和一个定位器74。如图9到11所示，定位器74具有一个作为弹簧旋转限制器的结合槽76。一个弹性件87安装在结合槽76内。弹性件87例如用橡胶制成。弹性件87位于弹簧82的永久锁定件83和输入轴26的台阶73之间。台阶73形成旋转限制器的内壁。当定位器74被挤压安装到输入轴26上时，弹簧82的永久锁定件83和台阶73压缩弹性件87一定的量。
正如在第一个实施例中的一样，如果由从动设备例如象压缩机21施加的负载扭矩过载时，弹簧82被极大地扭转，如图10所示。这导致了内支撑环70上的开口72与定位器74上释放槽79共线。弹性件87的弹力有助于把可释放锁定件84从开口72上分离，从而把可释放锁定件84与释放槽79结合。
第三个实施例具有下述优点。
从图9到图11的扭矩限制装置具有几乎和第一、二个实施例中的扭矩限制装置一样的优点。图9到图11的装置还具有下列优点。
当负载扭矩过载时，弹性件87被释放从而沿着输入轴26的轴向方向挤压弹簧82。因此，如果弹簧82的轴向刚度足够大，不能被压缩到所需的量，那么弹性件87保证了正确的断开动作。
本发明的第四个实施例的描述参照图12～14。下面主要描述与第一到第三个实施例的差别。
第四个实施例的扭矩限制装置具有一个单个弹簧丝的弹簧82和一个定位器74。如图12和14(a)所示，定位器74具有一个用作弹簧82的旋转限制器的结合槽76。该结合槽76相对于输入轴26形成一个螺旋形状。弹簧82的永久锁定件83与结合槽76的前端结合。当来自动力源的动力传递给从动设备例如象压缩机21时，从动设备施加的负载扭矩被斜的结合槽76分成一个指向与输入轴26的旋转方向相反的方向的分力和一个沿着输入轴26指向前方的分力。指向与输入轴26的旋转方向相反的方向的分力使得弹簧82扭转，而沿着输入轴26指向前方的分力向前挤压弹簧82的后端或者朝向定位器74的远端挤压。
正如在第一个实施例中的一样，如果一个过载的负载扭矩施加给压缩机21，弹簧82被极大地扭转，如图13和14(b)所示。这导致内支撑环70上的开口72与定位器74上释放槽79共线。作用在弹簧82上的轴向分力把可释放锁定件84从开口72移开，从而使得可释放锁定件84与释放槽79结合。此时，过载的负载扭矩被释放。因此，包括永久锁定件83的弹簧82的后端部从定位器74径向向外膨胀。这导致了永久锁定件83沿着斜的结合槽76向前移动(朝向图14(b)的左侧方向)。结果，整个弹簧82向前移动。弹簧82因此不会干扰内支撑环70。
图12到图14的扭矩限制装置具有几乎和第一到第三个实施例中的扭矩限制装置一样的优点。图12到图14的装置还具有下列优点。
当负载扭矩过载时，螺旋形状的结合槽76与弹簧82之间的结合产生一个沿着输入轴26轴向方向向前顶推弹簧82的力。因此，如果弹簧82的轴向刚度足够大而不能使得弹簧压缩到所需的量，用于轴向移动弹簧82的装置可以通过一个简单的结构实现。而且，不需要额外的部件来移动弹簧82。这减少了扭矩限制装置的部件数目。
本发明的第五个实施例的描述参照图15～18。下面主要描述与第一到第四个实施例的差别。
如图15和16所示，这个实施例的输入轴26包括一个小直径部分90。该小直径部分90的功能是作为一个通常传递扭矩的连接装置。在该小直径部分90的前端和后端分别形成一对花键部分91、92。该小直径部分90和花键部分91、92由一个圆筒形帽93覆盖。该圆筒形帽93具有一个凸台94，该凸台94从圆筒形帽93的后端向内伸出。该凸台94固定到后花键部分91上。圆筒形帽93因此与输入轴26一起旋转。L形状的卡爪93(在该实施例中有四个)从圆筒形帽93的前端延伸，从而可沿着主动轴26的旋转方向上该卡爪可以打开。
一个盘状连接板96固定到输入轴26的前花键部分92上。该连接板96相对于输入轴26可轴向滑动。一个垫片98通过一个螺栓97固定到输入轴26上，以防止连接板96从输入轴26上分离开。一个弹簧99在连接板9和圆筒形帽93的凸台94之间延伸。该弹簧99沿着输入轴26的轴向方向被压缩一定的量。
连接板96具有弧形孔100(在这个实施例中共有四个)。每一个弧形孔100与圆筒形帽93的卡爪95对应。该连接板96还具有凸齿(在这个实施例中共有七个)。凸齿101从连接板96的周边径向伸出，彼此间隔一定的角度。
一个支撑缸体102固定到橡胶缓冲垫69的内壁上，该支撑缸体102包括凸齿103(在这个实施例中共有七个)，该凸齿103向前伸出。每一个凸齿103与连接板96的一个凸齿101对应。
在正常操作情况下，圆筒形帽93的卡爪95插入到弧形孔100内，并与弧形孔100结合，如图15和16所示。连接板96的凸齿101与支撑缸体102的凸齿103结合。因此，动力源的扭矩通过皮带66、皮带轮65、外环68、橡胶缓冲垫69、支撑缸体102、连接板96和圆筒形帽93传递到输入轴26上。
如果从动设备例如象压缩机21施加一个过载扭矩，输入轴26的小直径部分90被扭转。这使得后部花键部分91相对于前花键部分92旋转，如图17、18所示。因此，圆筒形帽93的卡爪95相对于弧形孔100而沿着与输入轴26的转向相反的方向产生位移。卡爪95因此从弧形孔100内分离开来。然后，弹簧99的弹力沿着输入轴26的轴向向前移动连接板96。因此，连接板96的凸齿101从支撑缸体102的凸齿103上分离开来，因此从皮带轮65到输入轴26的动力传递被中断。在这种情况下，连接板96通过由弹簧99的弹力的挤压而靠紧垫片98。因此，连接板96不会与圆筒形帽93和支撑柱92互相干涉。
第五个实施例具有下述优点。
当压缩机的负载扭矩增加到一个可能破坏发动机67的水平时，输入轴26的小直径部分90被扭转。这就把连接板96从圆筒形帽93上分开。在这种状态下，弹簧99的弹力沿着输入轴26的轴向移动连接板96，因此把连接板96从支撑柱102上分开。因此，从发动机67到压缩机21的动力传递被中断。压缩机21的过载扭矩不会传递到发动机67。
因此，从发动机67上切断压缩机21时的负载扭矩值不是决定于皮带轮和输入轴之间的摩擦力，而是决定于小直径部分90的扭转刚度或者卡爪95与弧形孔100的结合量。因此，该装置的切断特性是稳定的和可预测的。而且，小直径部分90不会受到离心力的影响。因此，即使皮带轮65高速旋转，动力传递也不会突然中断。
未超过预定负载扭矩值的压缩机21的负载扭矩的波动由于小直径部分90的扭转变形而降低。
本发明还可以用下述形式实现。
在第一个实施例中弹簧82的弹簧丝的数目可以改变。弹簧丝的数目例如可以是1、3、4、5或6。
将弹簧丝的数目减少至1可以简化该装置的结构。增加弹簧丝的数目到3或者更多则在传递皮带轮65的动力时可以进一步防止定位器74倾斜，因此使得轴26的转动稳定。
在第二到四个实施例中弹簧82的弹簧丝的数目可以改变。弹簧丝的数目例如可以是2、3、4、5或6。
增加弹簧丝的数目在传递皮带轮65的动力时可以防止定位器74倾斜，因此使得皮带轮的转动稳定。
在第一到第四个实施例中弹簧82的每一个弹簧丝可以沿着这样的方向缠绕：在受到来自从动设备的负载扭矩时弹簧松弛。
在第一和第二个实施例中，弹簧82的永久锁定件83可以省略。
在第三个实施例中，弹性件87可以用一个螺旋弹簧或者其它类型的弹簧代替。
在第三和第四个实施例中，弹簧82沿其轴向可以具有一个不变的直径，并在定位器74上形成一个颈部81，其位置与弹簧82的前端相对应。
在第五个实施例中，卡爪95的数目和弧形孔100的数目例如可以改变为2、3、6、7或8。
在第五个实施例中，凸齿101、103的数目例如可以改变为2、3、4、5、6、8、9或10。
这些可替代的结构和本发明前述的结构具有同样的优点。
因此，本发明的例子和实施例应该被认为是说明性的而不是限制性的。本发明不限于已经给出的细节，在附加的权利要求书的范围内可以进行修改。