CN101512172B - 动力传输结构 - Google Patents

Abstract

套筒配合在凸轭上，套筒的与凸轭相连的部分的相反侧上的开口由第一盖构件密封。在凸轭中形成有通孔，该通孔具有圆形的中空第一通道和圆形的中空第二通道，所述第二通道在所述第一通道的第一盖构件侧上并且其内径小于第一通道的内径。还设有第二盖构件以封闭通孔的位于第一盖构件相反侧上的开口。通气孔形成在第二盖构件中以在轴向上与第一通道的内周面部分地重叠并在轴向上延伸。

Description

动力传输结构

技术领域

本发明涉及一种动力传输结构，更特别地是涉及一种适合于用在推进器轴中的动力传输结构。

背景技术

在JP-A-2004-359100公报中公开了一种传统的动力传输结构。

该动力传输结构包括凸轭、第一套筒、第二套筒和盖构件。所述凸轭包括轴部和一体地形成在该轴部的一端上的连接部。所述凸轭的轴部与所述第一套筒通过花键相互配合以便于在轴向上相对于彼此滑动。所述第一套筒的远离所述连接部的轴向端部的外周面通过焊接固定到所述第二套筒的一个轴向端部的内周面。

所述盖构件配合并固定在第一套筒的远离所述连接部的轴向端部的内周面上。润滑油密封在由所述轴部的轴向端面、盖构件和第一套筒形成的润滑油密封空间中。以这种方式将润滑油涂敷到所述轴部与第一套筒的滑动接触部的整个区域上，从而防止在所述轴部与所述第一套筒的滑动接触部上形成卡死。

轴向上通过所述盖构件的中心部形成有通气孔。因此，在该动力传输结构中，所述通气孔形成为通过所述盖构件。所以，当所述轴部关于所述第一套筒在轴向上滑动以向所述盖构件移动从而使所述润滑油密封空间内的空气压力增加时，空气从该润滑油密封空间排到所述第二套筒的内部。另一方面，当所述轴部关于所述第一套筒在轴向上滑动以远离所述盖构件从而使所述润滑油密封空间内的空气压力变成负压时，空气从所述第二套筒被引入到所述润滑油密封空间中。从而防止了所述润滑油密封空间内的空气压力发生过大的变化以便于所述轴部能够容易地在轴向上关于所述第一套筒滑动。

但是，在上面的传统的动力传输结构中，上面所述的滑动接触部与通气孔之间的距离很小，因此润滑油很可能通过所述通气孔泄漏到所述第二套筒中。所以当润滑油流入所述第二套筒内时，偏心载荷作用在所述第二套筒上，这引起了所述动力传输结构很可能被迫旋转的问题。此外，因为润滑油通过所述通气孔泄漏到所述第二套筒中，所以存在润滑油不可能长时间足够地分配到所述滑动接触部整个区域上的问题。

发明内容

本发明要解决的问题

因此本发明的目的是提供一种动力传输结构，其中润滑油不可能流出润滑油密封空间，并且外来物质也不可能从外部流入润滑油密封空间，同时不可能发生滑动接触部的卡死，此外所述动力传输结构不可能被迫旋转。

解决所述问题的手段

已经通过一种动力传输结构实现了上述目的，其特征在于该结构包括：

凸轭，该凸轭包括轴部、通孔和连接部，所述轴部具有花键，所述通孔在轴向上基本在所述轴部的中心部延伸通过所述轴部，所述连接部一体地形成在所述轴部的一端上；

套筒，所述套筒具有花键，所述套筒的花键与所述轴部的花键进行花键配合以使得所述凸轭与所述套筒之间能够滑动；

第一盖构件，该第一盖构件封闭所述套筒的远离所述凸轭的连接部的开口端并且固定到所述套筒；和

第二盖构件，该第二盖构件封闭所述通孔的靠近所述连接部的开口端并固定到所述凸轭；

所述通孔包括：

第一通道部；和

第二通道部，该第二通道部设置在所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的一侧上，所述第二通道部的靠近所述第一通道部的端部的内径小于所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的端部的内径；并且

所述第二盖构件具有在轴向上延伸通过所述第二盖构件的通气孔，该通气孔设置成在轴向上与所述第一通道部的内周面部分地重叠。

顺便地，在本说明书中，术语“通道部”(第一通道部、第二通道部、第三通道部(下面描述的)和向外展开的通道部(下面描述的))意思是具有平滑内周面的孔部。

在本发明中，所述套筒的远离所述凸轭的连接部的开口端由所述第一盖构件封闭或密封，因此甚至当所述凸轭在轴向上滑动到与所述套筒在很大程度上重叠从而使由所述凸轭的轴向端面、所述第一盖构件和所述套筒形成的润滑油密封空间的体积减小时，密封在所述润滑油密封空间内的润滑油也不会从所述套筒的远离所述连接部的开口端泄漏。因此，可以使防止所述凸轭和套筒的滑动接触部卡死的足够量的润滑油在这些滑动接触部附近存在一段长的时间，从而可以长时间有效地防止所述滑动接触部的卡死。

此外，例如在通过焊接或其它方式将第二套筒固定到所述套筒的靠近所述第一盖构件的轴向端部的外周面上的情形中，与传统的结构形成对比，润滑油不会泄漏到所述第二套筒中，因此不会发生由于润滑油泄漏到所述第二套筒中而引起的所述动力传输结构的旋转。

此外，在本发明中，所述第二盖构件具有在轴向上延伸通过所述第二盖构件的通气孔，该通气孔设置成在轴向上与所述第一通道部的内周面部分地重叠。因此，可以使空气从外部通过该通气孔流入所述第一通道部，也可以使空气从所述第一通道部流到外部。所以，所述润滑油密封空间内的空气压力不会发生过大的变化，从而所述凸轭能够关于所述套筒平滑地滑动。

另外，所述通孔具有设置在所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的一侧上的第二通道部，该第二通道部的靠近所述第一通道部的端部的内径小于所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的端部的内径。因此，甚至当泥和水从外部通过所述通气孔侵入所述凸轭内时，所述泥和水也不可能侵入到所述第二通道部内，从而抑制所述泥和水到达所述凸轭与套筒的滑动接触部。此外，水和泥在比重上大于诸如油脂的润滑油，因此润滑油不可能通过所述通气孔泄漏到外部，这种水和泥一旦侵入到所述第一通道部内也能由所述凸轭的旋转产生的离心力通过所述通气孔排到外部。因此，能够防止水和泥使涂敷到所述滑动接触部的润滑油劣化。

在所述动力传输结构的一个优选形式中，所述通孔具有设置在所述第二通道部的靠近所述第一盖构件的一侧上的第三通道部，所述第三通道部的靠近所述第二通道部的端部的内径大于所述第二通道部的靠近所述第一盖构件的端部的内径。

在本发明的该形式中，所述通孔具有设置在所述第二通道部的靠近所述第一盖构件的一侧上的第三通道部，所述第三通道部的靠近所述第二通道部的端部的内径大于所述第二通道部的靠近所述第一盖构件的端部的内径，因此，存在于所述第三通道部内的润滑油不可能流入所述第二通道部。所以，能够抑制润滑油通过所述第一通道部的通气孔泄漏到外部，由泥浆劣化的润滑油的量也能够显著地减少。

在所述动力传输结构的另一个优选的形式中，第二和第三通道部中的至少一个是内径在轴向上朝所述第一盖构件逐渐增加的向外展开的通道部。

在本发明的该形式中，第二和第三通道部中的至少一个是内径在轴向上朝所述第一盖构件逐渐增加的向外展开的通道部，因此所述向外展开的通道部中的润滑油被由所述凸轭的旋转产生的离心力在轴向上向所述第一盖构件移动。因此，进一步抑制了润滑油通过所述第一通道部的通气孔泄漏到外部，由泥浆劣化的润滑油的量也能够进一步减少。

在所述动力传输结构的另一个优选的形式中，所述第一通道部的内径在轴向上远离所述第二通道部逐渐增加。

在本发明的该形式中，所述第一通道部的内径在轴向上远离所述第二通道部逐渐增加，因此一旦由所述凸轭的旋转产生的离心力侵入所述通孔中的泥浆能够被移向所述通气孔，并能够通过所述通气孔排到外部。因此，能够抑制泥浆将(所述通孔中的)润滑油劣化。

发明效果

在本发明的动力传输结构中，所述套筒的远离所述凸轭的连接部的开口端由所述第一盖构件封闭或密封，因此密封在由所述凸轭的轴向端面、第一盖构件和套筒形成的润滑油密封空间内的润滑油不会从所述套筒的远离所述连接部的开口端泄漏。所以，可以使防止所述凸轭与套筒的滑动接触部卡死的足够量的润滑油在这些滑动接触部中存在一段长的时间，因此可以长时间有效地防止所述滑动接触部的卡死。

此外，例如在通过焊接或其它方式将所述第二套筒固定到所述套筒的靠近所述第一盖构件的外周面的情形中，润滑油不会泄漏到所述第二套筒中，因此不会发生由于润滑油泄漏到所述第二套筒中而导致的所述动力传输结构的旋转。

此外，在本发明的动力传输结构中，所述第二盖构件具有在轴向上延伸通过所述第二盖构件的通气孔，该通气孔设置成在轴向上与所述第一通道部的内周面部分地重叠。因此，通过使空气经由该通气孔流入或流出所述第一通道部，润滑油密封空间内的空气压力可以被保持基本恒定，所述凸轭从而可以关于所述套筒平滑地滑动。

此外，在本发明的动力传输结构中，所述通孔具有设置在所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的一侧上的第二通道部，该第二通道部的靠近所述第一通道部的端部的内径小于所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的端部的内径。因此甚至当泥和水从外部通过所述通气孔侵入所述通孔时，所述泥和水也不可能侵入到所述第二通道部内，从而抑制所述泥和水到达所述凸轭与套筒的滑动接触部。此外，水和泥在比重上大于润滑油，因此这种水和泥一旦侵入到所述通孔内也能由所述凸轭的旋转产生的离心力通过所述通气孔排到外部，能够防止水和泥将润滑油劣化。

附图说明

图1是本发明的动力传输结构的第一实施方式的轴向剖视图。

图2是示出图1的第一通道部及其附近区域的局部放大剖视图。

图3是本发明的动力传输结构的第二实施方式的轴向剖视图。

图4是本发明的动力传输结构的第三实施方式的轴向剖视图。

具体实施方式

现参照附图详细描述本发明的优选实施方式。

第一实施方式

图1是本发明的动力传输结构的第一实施方式的轴向剖视图。

该动力传输结构构成了推进轴的一部分。该动力传输结构包括凸轭1、套筒2、第一盖构件3、第二盖构件4和油封5。

凸轭1包括轴部11和一体地形成在轴部11的一端上的连接部10。轴部11的外周面18上形成有在轴向上延伸的花键(未示出)。另一方面，万向接头(未示出)适合于连接到连接部10。传动或差动齿轮适合于经由万向接头和其它部件连接到连接部10。

凸轭1具有在轴向上延伸通过该凸轭的通孔15。该通孔15具有与轴部11的中心轴线一致的中心轴线。通孔15具有第一通道部20和第二通道部21。第一通道部20和第二通道部21经由大致圆锥形(或锥形)的阶梯部16相互连通。第一通道部20比第二通道部21在轴向上设置得更靠近凸轭1的连接部10。如图1所示，第一通道部20的靠近第二通道部21的端部24的内径大于第二通道部21的靠近第一通道部20的端部25的内径。

套筒2配合在凸轭1上以便于在轴向上关于凸轭1滑动。更具体地说，套筒2具有形成在其内周面上的花键(未示出)，并且套筒2的花键与凸轭1的花键进行花键配合。第二套筒35的一端部通过焊接固定到套筒2的远离连接部10的轴端部的外周面上。

第一盖构件33包括接合部40和基本上径向延伸为一体地连接到接合部40的盘状本体部41。接合部40配合并固定在套筒2的远离连接部10的端部的外周面上。第一盖构件3完全封闭或密封套筒2的远离连接部10的开口端(开口)。

第二盖构件4具有大致圆盘的形状，其封闭通孔15的远离第一盖构件3的开口端。第二盖构件4通过配合或堵缝(caulking)而固定到通孔15的远离第一盖构件3的轴向端部的内周面上。

油封5包括管状的核心金属部(core metal portion)44和弹性部45。弹性部45配合在核心金属部44的一个轴向端部的内周面内。弹性部45自核心金属部44的内周面径向向内突出。核心金属部44的中心轴线基本与轴部11的中心轴线一致。核心金属部44的另一轴向端部配合并固定到轴部11的外周面的一部分上。另一方面，核心金属部44的的一个轴向端部通过弹性部45与套筒2的圆柱形外周面保持接触。弹性部45具有密封唇缘，该密封唇缘与套筒2的圆柱形外周面保持滑动接触以便于在轴向上关于圆柱形外周面滑动。润滑油填充在由凸轭1的端面、套筒2的内周面和第一盖构件3形成的空间内，还填充在通孔15内。从而使润滑油存在于凸轭1与套筒2的滑动接触部之间，因此防止了这些滑动接触部的卡死。油封5用于防止润滑油(该润滑油防止滑动接触部的卡死)泄漏到外部。

图2是示出图1的第一通道部20及其附近区域的局部放大剖视图。

第二盖构件4具有多个在轴向上延伸通过该第二盖构件的通气孔55。每个通气孔55设置成在轴向上与第一通道部20的内周面56的一部分(端部)部分地重叠，通气孔55与第一通道部20的内周面的端部之间在轴向上没有形成间隙。更具体地说，如图2所示，每个通气孔55的内周缘的径向上的最外部径向地设置在第一通道部20的内周面56外，而通气孔55的内周缘的径向上的最内部设置在第一通道部20的内周面56内。即，第一通道部20的内周面56的端部的周缘设置成与每个通气孔55的开口在轴向上重叠。形成为通过第二盖构件4的所述多个通气孔55在圆周方向上以预定间隔布置。

在图2中，附图标记A表示第二通道部21的内径，附图标记B表示第一通道部20的内径，附图标记C表示通气孔55的节距圆的直径，附图标记D表示的长度是每个通气孔55的内周缘的径向上的最外部与通孔15的中心轴线P之间的距离的两倍。如图2所示，建立了A＜C＜B＜D的关系。

在第一实施方式的动力传输结构中，套筒2的远离凸轭1的连接部10的开口端由第一盖构件3封闭或密封，因此甚至当凸轭1在轴向上滑动到在很大程度上与套筒2重叠从而使由凸轭1的轴向端面、第一盖构件3和套筒2形成的润滑油密封空间50的体积减小时，润滑油(例如油脂)也不会通过第一盖构件3泄漏到第二套筒35中。因此，可以使防止凸轭1和套筒2的滑动接触部卡死的足够量的润滑油在这些滑动接触部附近存在一段长的时间，从而可以长时间有效地防止滑动接触部的卡死。此外，因为润滑油不会泄漏到第二套筒35中，因此不会发生由于润滑油泄漏到第二套筒35中而引起的动力传输结构的旋转。

此外，在第一实施方式中的动力传输结构中，第二盖构件4具有在轴向上延伸通过该第二盖构件的通气孔55，通气孔55设置成在轴向上与第一通道部20的内周面56的端部重叠。因此，可以使空气从外部通过这些通气孔55流入第一通道部20，也可以使空气从第一通道部20流到外部。所以，可以将润滑油密封空间50内的空气压力保持基本恒定，凸轭1从而可以关于套筒2平滑地滑动。

此外，在第一实施方式中的动力传输结构中，通孔15具有设置在第一通道部20的靠近第一盖构件3的一侧上的第二通道部21，第二通道部21的靠近第一通道部20的端部25的内径小于第一通道部20的靠近第一盖构件3的端部24的内径。因此，甚至当泥和水从凸轭1的外部通过通气孔55侵入通孔15时，泥和水也不可能侵入到第二通道部21内，从而抑制泥和水到达凸轭1与套筒2的滑动接触部。此外，通气孔55设置成在轴向上与第一通道部20的内周面部分地重叠，通气孔55与第一通道部20的内周面之间在轴向上没有形成间隙，因此水和泥一旦侵入到第一通道部20内也能由凸轭1的旋转产生的离心力通过通气孔55排到外部。因此，能够防止水和泥将润滑油劣化。

在第一实施方式的动力传输结构中，第一通道部20的内周面是圆柱形表面。但是，在本发明中，第一通道部的内周面可以具有这种形状(例如大致圆锥形)，即其使得该内周面的内径远离第二通道部逐渐增加。使用这种结构，外来物质(例如泥浆等)一旦侵入到凸轭，可以通过由凸轭1的旋转产生的离心力而获得的抽吸作用以加速的方式使外来物质穿过通气孔流到外部，从而可以防止润滑油的劣化。

此外，在第一实施方式的动力传输结构中，尽管第一盖构件3配合并固定到套筒2的轴向端部的外周面上，但是可以将第一盖构件修改成配合并固定到套筒的轴向端部的内周面上。此外，第一盖构件可以通过压配合固定到套筒上，或者可以通过压配合和堵缝固定到套筒上。第一盖构件可以通过任何合适的固定方式固定到套筒上，只要第一盖构件可以将套筒的远离连接部的开口端密封即可。

此外，在第一实施方式的动力传输结构中，第一通道部20与第二通道部21通过大致圆锥形(锥形)的阶梯部16相连续。但是，在本发明中，第一与第二通道部可以通过非圆锥形的其它任何合适形状的修改阶梯部相互连接，例如基本上垂直于凸轭轴部的中心轴线延伸的平面状阶梯部。

第二实施方式

图3是本发明的动力传输结构的第二实施方式的轴向剖视图。

第二实施方式的动力传输结构与第一实施方式的动力传输系统的不同在于通孔115的第二通道部121的轴向长度小于第二通道部21的轴向长度，并且通孔115具有设置在第二通道部121的靠近第一盖构件3的一侧上的第三通道部122，第三通道部122的内径大于第一通道部20的内径。

在第二实施方式的动力传输结构中，那些与第一实施方式的动力传输结构相同的组成部分分别由相同的附图标记表示，将省略对它们的描述。还有，在第二实施方式的动力传输结构中，那些与第一实施方式的动力传输结构类似的有益效果和修改示例的描述将会省略，仅描述那些与第一实施方式的动力传输结构不同的有益效果和修改示例。

在第二实施方式的动力传输结构中，第三通道部122形成在第二通道部121的靠近第一盖构件3的一侧上，经由大致圆锥形(或锥形)的阶梯部106与第二通道部121的靠近第一盖构件3的端部相连续，第三通道部122的内径大于第一通道部20的内径。

在第二实施方式的动力传输结构中，通孔115具有设置在第二通道部121的靠近第一盖构件3的一侧上的第三通道部122，第三通道部122的靠近第二通道部121的端部的内径大于第一通道部20的靠近第一盖构件3的端部的内径。因此，存在于凸轭101的第三通道部122内的润滑油不可能流入第二通道部121。所以，能够抑制润滑油通过第一通道部20的通气孔泄漏到外部，由泥浆劣化的润滑油的量也能够显著地减少。

在第二实施方式的动力传输结构中，第二通道部121与第三通道部122经由大致圆锥形的阶梯部106彼此相连续。但是，在本发明中，第二与第三通道部可以通过非圆锥形的其它任何合适形状的修改阶梯部相互连接，例如基本上垂直于凸轭轴部的中心轴线延伸的平面状阶梯部。

此外，在第二实施方式的动力传输结构中，第三通道部122的靠近第二通道部121的端部的内径大于第一通道部20的靠近第一盖构件3的端部的内径。但是，在本发明中，第三通道部的靠近第二通道部的端部的内径可以小于第一通道部的靠近第一盖构件的端部的内径，只要第三通道部的靠近第二通道部的端部的内径大于第二通道部的靠近第三通道部的端部的内径即可。只需仅满足第三通道部的靠近第二通道部的端部的内径大于第二通道部的靠近第三通道部的端部的内径，就能够抑制润滑油从第三通道部移动到第二通道部。

在第二实施方式的动力传输结构中，第二通道部121具有圆柱形的内周面。但是，在设有第一通道部、比第一通道部更靠近第一盖构件设置的第二通道部、以及比第二通道部更靠近第一盖构件设置的第三通道部的本发明的结构中，第二和第三通道部中的至少一个的内周面可以是在轴向上朝第一盖构件向外展开的(即，内径可以是逐渐增加的)。在这种情形中，由凸轭的旋转产生的离心力可以使第二和第三通道部的至少一个中的润滑油在轴向上朝第一盖构件移动，因此能够进一步抑制润滑油通过第一通道部的通气孔泄漏到外部，并且能够减少被泥浆劣化的润滑油的量。

第三实施方式

图4是本发明的动力传输结构的第三实施方式的轴向剖视图。

第三实施方式的动力传输结构与第一实施方式的动力传输系统(其中第二通道部具有圆柱形的内周面)的不同在于通孔215的第二通道部221具有大致圆锥形的内周面240，其内径在轴向上朝第一盖构件3逐渐增加。

在第三实施方式的动力传输结构中，那些与第一实施方式的动力传输结构相同的组成部分分别由相同的附图标记表示，将省略对它们的描述。还有，在第三实施方式的动力传输结构中，那些与第一实施方式的动力传输结构类似的有益效果和修改示例的描述将会省略，仅描述那些与第一实施方式的动力传输结构不同的有益效果和修改示例。

在第三实施方式中，凸轭201的通孔215的第二通道部221具有大致圆锥形的内周面240，其内径在轴向上朝第一盖构件3逐渐增加。

在第三实施方式的动力传输结构中，由凸轭201的旋转产生的离心力可以使第二通道部221中的润滑油在轴向上朝第一盖构件3移动，因此能够进一步抑制润滑油通过第一通道部20的通气孔泄漏到外部，并且能够减少被泥浆劣化的润滑油的量。

Claims (5)

1.一种动力传输结构，包括：

凸轭，该凸轭包括轴部、通孔和连接部，所述轴部具有花键，所述通孔在轴向方向上大致在所述轴部的中心部处延伸通过所述轴部，所述连接部一体地形成在所述轴部的一端处；

套筒，该套筒具有花键，该套筒的花键与所述轴部的花键进行花键配合，以便允许所述凸轭与所述套筒之间的滑动运动；

第一盖构件，该第一盖构件封闭所述套筒的远离所述凸轭的连接部的开口端，并且固定到所述套筒；和

第二盖构件，该第二盖构件封闭所述通孔的靠近所述连接部的开口端，并固定到所述凸轭；

其中，所述通孔包括：

第一通道部；和

第二通道部，该第二通道部设置在所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的一侧，所述第二通道部的靠近所述第一通道部的端部的内径小于所述第一通道部的靠近所述第一盖构件的端部的内径；并且

其中，所述第二盖构件具有通气孔，该通气孔在轴向方向上延伸通过所述第二盖构件，并且设置成在轴向方向上与所述第一通道部的内周面部分地重叠，

所述第二盖构件固定到大直径内周面，该大直径内周面形成在所述通孔的所述开口端处并且该大直径内周面具有比所述第一通道部的直径大的直径，并且

所述通气孔的内周缘的径向上的最外部径向地设置在所述第一通道部的所述内周面外。

2.根据权利要求1所述的动力传输结构，其中所述第二通道部是内径在轴向方向上朝所述第一盖构件逐渐增加的向外展开的通道部。

3.根据权利要求1所述的动力传输结构，其中所述通孔包括设置在所述第二通道部的靠近所述第一盖构件的一侧的第三通道部，并且所述第三通道部的靠近所述第二通道部的端部的内径大于所述第二通道部的靠近所述第一盖构件的端部的内径。

4.根据权利要求3所述的动力传输结构，其中所述第二通道部和第三通道部的至少一个通道部是内径在轴向方向上朝所述第一盖构件逐渐增加的向外展开的通道部。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的动力传输结构，其中所述第一通道部的内径在轴向方向上远离所述第二通道部逐渐增加。

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