CN102235560A

CN102235560A - 液力耦合器

Info

Publication number: CN102235560A
Application number: CN2010105303483A
Authority: CN
Inventors: 油善纪; 石部胜也
Original assignee: Nagahori Industry Co Ltd
Current assignee: Nagahori Industry Co Ltd
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: US8602057B2; CN102235560B; US20110266790A1; JP2011231883A; KR20110120191A; EP2383501B1; JP5669429B2; KR101277902B1; TW201137266A; TWI414705B; EP2383501A1

Abstract

一种液力耦合器，在插塞(1)与外接头(2)的内部，收容有阀(41)、对阀(41)施力而使其压接在阀座(4，10)的弹簧(71)、使弹簧(71)定位并保持该弹簧的弹簧支座(61)。该液力耦合器构成为，当在外接头(2)插入插塞(1)时，阀(41)相互抵接而后退，使插塞(1)与外接头(2)之间的流路连接。阀(41)由与插塞(1)或外接头(2)的内周面抵接而进行轴向定位的最大径部(42)和自最大径部(42)朝向轴的两个方向以圆锥状缩径的倾斜面(43)构成。

Description

液力耦合器

技术领域

本发明涉及由外接头和插塞构成的液力耦合器。

背景技术

图13表示将记载于专利文献1那样的现有液力耦合器的插塞1和外接头2组合的状态，图14表示将插塞1和外接头2分离的状态。

如图13所示，插塞1和外接头2具有在内面形成有流路的筒形状。在插塞1的一端内面形成有内螺纹3，在该内螺纹3上通过螺纹结合连接有一配管。在插塞1外周的中央形成有钢球卡止外周槽6。

在图13中，外接头2由右侧的本体部7和左侧的插塞插入部8构成。与插塞1对称地在本体部7一端的内面形成有内螺纹9，在该内螺纹9上通过螺纹结合连接有另一配管。

在外接头2的插塞插入部8的开口端(图13中的左端)的附近，在外面形成有阻挡部8a，并且在多个孔12中收容有钢球13。在形成于插塞插入部8内面的中央的内周槽14上安装有O形环15。在插塞插入部8的外周面上嵌插有套筒16，由弹簧17朝向开放端(图13中的左端)施加力。

如图14所示，收容于所述插塞1内部的阀19由与插塞1的阀座4抵接的阀本体部22、自该阀本体部22向插塞1的开口端的外侧突出的突部23和自所述阀本体部22向插塞1的内侧突出的阀导向装置24构成。

在构成阀支座20的一部分的筒部28的内侧插入有阀19的阀导向装置24，在轴向可滑动地支承阀19。

弹簧21对阀19的阀本体部22施力以使其与阀座4抵接。

为了结合具有所述结构的现有液力耦合器，如图14所示，首先，沿箭头A方向移动外接头2的套筒16。在该状态下，如果将插塞1插入外接头2的插塞插入部8，则外接头2的钢球13后退到套筒16的内周槽18，因此，插塞1能够插入到外接头2的插塞插入部8。如果将插塞1插入到外接头2的插塞插入部8的深处，插塞1的阀19的突部23按压外接头2的阀19的突部23。由此，如图13所示，插塞1的阀19与外接头2的阀19相互按压而后退，能够使流体移动。如果将套筒16沿着箭头A方向的相反侧返回，钢球13从套筒16的内周槽18脱离，被套筒16的内周面按压而从孔12向外接头2的内周面突出，并与插塞1的外周面卡合而被锁止。由此，防止插塞1从外接头2的插塞插入部8脱离。

为了解除插塞1与外接头2的结合，将套筒16从图13所示的状态沿箭头A方向移动，使插塞1沿分离的方向拉拽，则钢球13后退到套筒16的内周槽，从而能够使插塞1拔出。如果插塞1从外接头2分离，插塞1侧和外接头2侧的阀19分别受到来自弹簧21的力而前进，并压接在阀座4，10，开口端液密地被堵塞，并且，插塞1与外接头2之间的利用O形环15的密封也被开放。其结果，插塞1能够不漏液地从外接头2拆卸。

专利文献1：(日本)特开2002-295770号公报

在配管系统的液力耦合器中，流路直径没有变化，具有相同的截面积，并且流向一定，这在不产生压力损失且确保流量方面是理想的。但是，如图15所示，在所述现有液力耦合器中，自插塞1的流入路a流入的流体流经插塞1的阀支座20(流路b)、弹簧21(流路c)、阀19的外径部(流路d)、阀19的狭小部(流路e)、插塞1与外接头2的边界部(流路f)，并流通外接头2的阀19的狭小部(流路g)、阀19的外径部(流路h)、弹簧21(流路i)、阀支座20(流路j)而从流出路k流出。由于具有这种复杂的路径，因此截面积和流向发生变化，从而产生压力损失。

由于液力耦合器具有这样复杂的路径，因此有必要容许某种程度的压力损失，然而在市场上期待这样的液力耦合器：各部分的流路阻力小而能够确保更多流量的低压力损失型的液力耦合器。

于是，提出了图16所示的液力耦合器。该液力耦合器在阀33与阀支座31之间设置有圆锥螺旋弹簧32，当插塞1的阀33与外接头2的阀33相互抵接而弹簧32被压缩时，该圆锥螺旋弹簧32沿连接阀33的外径部和阀支座31的外径部的连线上具有圆锥状的外径。

通过所述结构，能够消除以往那样的因流路的台阶而产生流动缩小或扩大的现象，并且消除流体的冲突以及漩涡的产生，从而降低了压力损失。而且，有效开口面积增大而大幅地减小插塞和外接头的流路阻力，从而能够降低流通相同流量时产生的压力损失阻力。

发明内容

本发明的课题在于提供一种能够进一步降低压力损失且结构简单的液力耦合器(日文：流体継手)。

鉴于现有的问题点而提出的本发明提供一种液力耦合器，在相互液密地接合的插塞与外接头(ソケツト)的内部，分别收容有：

阀；

弹簧，其对所述阀施力而使该阀压接在形成于所述插塞或外接头的内周面的阀座上；

弹簧支座，其使所述弹簧定位并保持该弹簧；

所述液力耦合器构成为，当将所述插塞插入所述外接头时，所述插塞的阀与所述外接头的阀相互抵接并克服所述弹簧的弹力而后退，使所述插塞与所述外接头之间的流路连接；

所述阀由最大径部和倾斜面构成，该最大径部与所述插塞或外接头的内周面抵接而进行轴向的定位，该倾斜面自该最大径部朝向轴的两个方向以圆锥状缩径。

通过上述结构省去了以往那样的阀导向装置，因此，能够缩短阀的全长，能够缩短外接头的弹簧支座与插塞的弹簧支座之间的距离即阻力产生区间，从而能够减小产生于流路内的阻力。而且，由于能够缩短插塞和外接头的全长，因此，能够节省设置液力耦合器的场所的空间，并且能够减少构成液力耦合器的材料而节省资源。

优选所述弹簧将一端支承在所述弹簧支座上，而将另一端收容在设置于所述阀的弹簧安装孔内。

由此，弹簧能够对阀朝向阀座施加力。

优选设置于所述阀与所述弹簧支座之间的弹簧在所述插塞的阀与所述外接头的阀相互抵接而使所述弹簧压缩时完全收容在所述阀的内部。

通过上述结构，能够降低以往那样的由弹簧产生的阻力。而且，在将插塞安装于外接头的状态下，插塞的弹簧支座与外接头的弹簧支座之间由两个阀形成没有间隙的连续的流路，从而能够使流路的阻力减小，并且能够将阀稳定地定位在轴向上。

优选所述弹簧具有与所述弹簧安装孔内接的外径。

由此，即使弹簧伸缩，也能够将阀保持在中心轴。

优选所述插塞的阀与所述外接头的阀相对的各自的端部在任一个端部上形成有凹部，而在另一端部上形成有凸部。

因此，当在外接头上安装插塞时，能够使插塞的阀和外接头的阀可靠地啮合，防止由于阀产生中心偏离而增加流体通过时的不必要的阻力。

优选所述凹部形成在所述插塞的阀端部。

由此，通常在将插塞与外接头分离的状态下，外接头保持安装于配管的状态的情况较多，但是，由于插塞与软管等连接，因此，有时位于阀前端的插塞侧抵接部与其他部件冲突，特别是当阀前端为突起形状时容易受伤。如果阀前端受伤，在把插塞安装于外接头时，阀之间的嵌合不稳定，产生台阶、间隙等，成为流体流动的阻力。因此，本发明通过在凹部形成插塞侧抵接部，能够防止插塞侧抵接部与其他部件发生冲突等而避免受伤，使阀之间可靠地嵌合而防止成为流体流动的阻力。

优选所述弹簧支座由基部、立壁和突起构成，

所述基部卡止在设置于所述插塞和外接头的内周面的台阶部；

所述立壁从该基部的两边缘立起；

所述突起在与所述外接头和插塞的中心轴同心的圆上自该立壁朝向所述阀突出，支承所述弹簧。

通过上述结构，由于能够缩短弹簧支座在轴向的长度，因此，能够进一步缩短外接头的弹簧支座与插塞的弹簧支座之间的阻力产生区间，从而减小流路内产生的阻力，并且缩短插塞和外接头的全长。而且，通过使阀与弹簧支座的结构简单化，能够降低液力耦合器的制造成本。

优选在所述弹簧支座的基部设有开口。

由此，能够使弹簧支座的流路方向的表面积减小，使弹簧支座61引起的压力损失减小，使流路内的流量增加。

优选所述弹簧支座的立壁的端部与所述插塞和外接头的内周面抵接。

由此，能够将弹簧支座定位在插塞与外接头的内周面上，防止弹簧支座与插塞及外接头的中心错位。

优选所述弹簧支座的基部的边缘部弯曲成与所述外接头和插塞的内周面抵接。

因此，能够进一步防止弹簧支座与插塞及外接头的中心错位。

优选设置于所述插塞内部的流路上游侧的所述弹簧支座的立壁自所述基部朝向下游方向立起。

由此，相比使立壁朝向上游立起的情况，能够减小在压力损失大的流路入口侧由弹簧支座引起的阻力，使流路内的压力阻力一定，从而确保阻力平衡。

在本发明中，由于阀具有最大径部且由自该最大径部朝向轴的两个方向缩径的倾斜面构成，因此不需要以往那样的阀导向装置。因此，能够缩短阀的全长，缩短外接头的弹簧支座与插塞的弹簧支座之间的阻力产生区间，从而减小产生于流路内的阻力。而且，由于能够缩短插塞与外接头的全长，因此，能够节省设置液力耦合器的场所的空间，并且能够减少构成液力耦合器的材料而节省资源。

弹簧支座由在设置于插塞和外接头的内周面的台阶部卡止的基部、自基部的两边缘立起的立壁及自立壁在与外接头和插塞的中心轴同心的圆上朝向所述阀突出且支承弹簧的突起构成。因此，能够缩短弹簧支座在轴向的长度，进一步能够缩短外接头的弹簧支座与插塞的弹簧支座之间的阻力产生区间，减小产生于流路内的阻力，并且缩短插塞和外接头的全长。

附图说明

图1是本发明实施方式的液力耦合器分离时的侧视图；

图2是图1的本发明实施方式的液力耦合器分离时的剖面图；

图3是将图2的本发明实施方式的液力耦合器耦合的中途的剖面图；

图4是图2的本发明实施方式的液力耦合器耦合时的剖面图；

图5是从不同的角度看图4的液力耦合器的剖面图；

图6是表示阀与插塞的阀座抵接时的状态的局部放大剖面图；

图7是表示设置于图2的液力耦合器的弹簧支座的V-V线剖面图；

图8是图7的弹簧支座的俯视图、主视图及侧视图；

图9是图7的弹簧支座的局部放大俯视图；

图10是将图2的液力耦合器的外接头组装的初始阶段的剖面图；

图11是将图2的液力耦合器的外接头组装的最后阶段的剖面图；

图12是表示本发明和现有的液力耦合器中的流量与因该流量而产生的压力损失之间关系的曲线；

图13是现有液力耦合器耦合时的剖面图；

图14是图13的现有液力耦合器分离时的剖面图；

图15是表示图13的现有液力耦合器的流路的剖面图；

图16是其他现有液力耦合器耦合时的剖面图。

附图标记说明

1 插塞

2 外接头

41 阀

42 最大径部

43 倾斜面

44 插塞侧抵接部

46 凹部

47 弹簧安装孔

51 外接头侧抵接部

52 凸部

56 台阶部

61 弹簧支座

63 突起

64 基部

66 立壁

67 开口

68 端部

69 边缘部

71 弹簧

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明实施方式。

图1表示本发明实施方式的插塞1和外接头2的侧视图，图2表示将液力耦合器的插塞1和外接头2分离的状态，图3表示将插塞1和外接头2组合的中途状态，图4表示将插塞1和外接头2组合的状态的剖面图。

在图1至图4中，插塞1和外接头2除了流路的一部分形状之外，实质上与图13和图14所示的现有液力耦合器的插塞和外接头相同，在对应的部分上赋予相同的附图标记，省略其说明。以下虽说明插塞1内部的阀41、弹簧支座61、弹簧71，但由于外接头2内部的形状与插塞1侧相同且对称地配置，因此赋予相同的附图标记，省略其说明。另外，假设流体按照图4的箭头方向在插塞1和外接头2的内部流动，但也可以按照相反方向流动。

阀41具有直径在中央朝向插塞1或外接头2的内周面扩大的最大径部42和直径自该最大径部42朝向轴的两个方向缩小的圆锥状的倾斜面43。如图6所示，最大径部42可与插塞1或外接头2的内周面抵接，防止因后述的弹簧71或内压而从插塞1和外接头2脱落。而且，在倾斜面43的最大径部42附近设有外周槽48，在该外周槽48上安装有阀密封件49。该阀密封件49通过与插塞1的阀座4抵接而密封插塞1的内部，防止液体泄漏。

在收容于插塞1的阀41的一端部即与外接头2的阀41抵接的插塞侧抵接部44的与中心轴35同心的圆上形成有凹部46。在阀41的另一端部的与中心轴35同心的圆上形成有弹簧安装孔47。

在收容于外接头2的构成阀41的倾斜面43的一端部，即与所述插塞侧抵接部44抵接的外接头侧抵接部51的与中心轴35同心的圆上，形成有插塞侧抵接部44的凹部46可卡合的凸部52。

如图7和图8所示，弹簧支座61具有大致长方形的基部64、从该基部64的两边缘立起而形成的一对立壁66和自该立壁66突出的突起63。在基部64形成有俯视时向半径方向外侧延伸的长孔形状的开口67。基部64以与流路正交的方式支承在插塞1的台阶部56。而且，立壁66朝向流路的下游方向(参照图5)。突起63嵌插在弹簧71的终端部72b的内周面，将弹簧71保持在中心轴35的周围。

参照图9，安装于插塞1的弹簧支座61构成为立壁66的端部68a和68b与插塞1的内周面抵接。而且，基部64的边缘部69以与插塞1的内周面抵接的方式弯曲。

弹簧71是公知的弹性部件，配置在阀41与弹簧支座61之间的轴向上。如图2所示，一终端部72a嵌插在阀41的弹簧安装孔47，另一终端部72b外插在形成于弹簧支座61的突起63。

将阀41、弹簧支座61及弹簧71从拆卸下来的状态组装在插塞1和外接头2内部的步骤是相同的，这里就外接头2进行说明。为了组装外接头2，首先如图10所示，从外接头2的图的右侧的开口端插入阀41，通过将阀41的最大径部42与外接头2的阀座10抵接，将阀41安装在外接头2。在该阀41的弹簧安装孔47上将弹簧71从一终端部72a嵌入。接着，以使弹簧支座61倾斜的状态，将弹簧支座61的突起63嵌合在位于所述弹簧71的另一侧的终端部72b的内周面上，并朝向阀41按压弹簧支座61。

如图11所示，在弹簧支座61的两端通过外接头2的台阶部56、并且弹簧支座61相比台阶部56位于阀41侧的状态下，使一端部与台阶部56卡止，接着利用弹簧71的弹力使另一端部卡止在台阶部56。此时，由于立壁66的端部68与外接头2的内周面抵接，因此，能够将弹簧支座61定位在外接头2的内周面且防止弹簧支座61与外接头2的中心错开。而且，由于基部64的边缘部69沿外接头2的内周面弯曲而抵接，因此，能够进一步防止弹簧支座61与外接头2的中心错开。如以上所述，能够简单且可靠地组装外接头2。

如图3所示，为了连接按照如前所述组装的插塞1和外接头2，若在插塞插入部8插入插塞1，则形成在插塞侧阀41的插塞侧抵接部44的凹部46和形成在外接头侧阀41的外接头侧抵接部51的凸部52啮合。由此，阀41被定位在中心轴上，因此，能够防止发生中心偏离，并且防止中心偏离引起流体通过时不必要的阻力增大。

若进一步插入插塞1，弹簧71一边与弹簧安装孔47的内周面滑接一边收缩。因此，即使弹簧71被收缩，也能够将阀41保持在中心轴35上。

如图4所示，如果完成插塞1与外接头2的连接，弹簧71被收容在弹簧安装孔47的内部。由此，能够减小以往那样由弹簧71产生的阻力。而且，通过在插塞1的弹簧支座61与外接头2的弹簧支座61之间由两个阀41形成没有间隙且连续的流路，能够降低流路的阻力，并且能够将阀41在轴向上稳定地定位。

由于弹簧安装孔47的内周面与弹簧71的外周接触而不发生中心偏离，因此，阀41不需要以往那样的阀导向装置24。因此，阀41的全长被缩短，并且如图4所示，在将插塞1连接于外接头2的状态下，由于外接头2的弹簧支座61与插塞1的弹簧支座61之间的阻力产生区间L1被缩短，因此，能够减小产生于流路内的阻力。

而且，由于弹簧支座61由卡止于台阶部56的基部64构成，因此，能够使弹簧支座61在中心轴35方向的长度缩短，进一步使所述阻力产生区间L1缩短。在此，例如如图16所示，现有的液力耦合器的阻力产生区间L11的大小为74mm，与之相对，图4所示的本发明的阻力产生区间L1缩短至47mm。

通过缩短阻力产生区间L1，也能够缩短插塞1与外接头2连接后的全长L2，因此，能够节省液力耦合器的设置场所的空间，并且减少构成液力耦合器的材料而节省资源。在此，例如现有的液力耦合器的全长L12为105mm，而本发明的全长L2为83mm。

通常，在将插塞1与外接头2分离的状态下，外接头2保持安装于配管的状态的情况较多，而插塞1与软管等连接。因此，有时位于插塞1的阀41前端的插塞侧抵接部44与其他部件冲突，特别是当阀前端为突起形状时容易受伤。如果阀前端受伤，在把插塞1安装于外接头2时，阀之间的嵌合不稳定，产生台阶、间隙等，成为流体流动的阻力。因此，本发明通过在凹部46形成插塞侧抵接部44，能够防止插塞侧抵接部44与其他部件发生冲突等而避免受伤，使阀之间可靠地嵌合而防止成为流体流动的阻力。

而且，如前所述，由于阀41与弹簧支座61结构变得简单，因此，能够降低液力耦合器的制造成本。

由于在弹簧支座61的基部62设有开口67，因此能够使弹簧支座61的流路方向的表面积减小，降低由弹簧支座61引起的压力损失，增加流路内的流量。

由于弹簧支座61由配置成与插塞1或外接头2内部的流路正交方向的长方形的基部64与自基部64的边缘立起的立壁66构成，因此能够提高弹簧支座61的强度。

由于设置在插塞1内部的上游侧的基部64的立壁66自基部64朝向下游方向立起，因此，与朝向上游立起的情况相比，能够在压力损失大的流路入口侧降低由弹簧支座61引起的阻力。因此，能够稳定流路内的压力阻力，以确保阻力的均衡。

图12表示在使用管连接记载于专利文献1的现有液力耦合器(a)、图16表示现有液力耦合器(b)、本发明的液力耦合器(c)的两端而构成流路的回路中流通液体时的、从在液力耦合器的两端测量的压力值运算的液力耦合器内产生的压力损失与此时流通的流量值的关系。

如果以相同流量进行对比，就所述回路中流通100L/min流体时产生的液力耦合器的压力损失而言，液力耦合器(a)为0.24Mpa、液力耦合器(b)为0.064MPa、本发明的液力耦合器(c)为0.017MPa。因此，如果设曲线(a)的液力耦合器中的压力损失为100％，则液力耦合器(b)的压力损失为27％，本发明的液力耦合器(c)的压力损失约为7％，由此可知，压力损失降低，从而能够降低用于压力输送流体所需的能量。

而且，当设容许的压力损失为0.1MPa时，流通液力耦合器(a)的流量约为62L/min、流通液力耦合器(b)的流量约为130L/min，而流通本发明液力耦合器(c)的流量能够确保在约205L/min。因此，相比液力耦合器(a)，通过本发明液力耦合器(c)的流量约为330％，在泵及配管的变更困难的情况下希望增加流量时非常有用，且能够抑制不必要的投资。

本发明并不限定在所述的实施方式，可以进行各种变形。

关于阀41，在本实施方式中最大径部42设置于阀41的中央，但是，只要阀41构成为与插塞1或外接头2的阀座4，10抵接，就不限于中央。而且，在本实施方式中，从侧面看时倾斜面43由直线构成，但是，即使由曲线形成，也能够得到同样的效果。

关于弹簧支座61，在本实施方式中由长方形的基部64、立壁66和突起63构成，但是，只要能够支承并定位阀41和弹簧，其形状不作特别限定。

Claims

1.一种液力耦合器，其特征在于，

在相互液密地接合的插塞与外接头的内部，分别收容有：

阀；

弹簧支座，其使所述弹簧定位并保持该弹簧；

2.如权利要求1所述的液力耦合器，其特征在于，

所述弹簧的一端支承在所述弹簧支座上，而另一端收容在设置于所述阀的弹簧安装孔内。

3.如权利要求1或2所述的液力耦合器，其特征在于，

设置于所述阀与所述弹簧支座之间的弹簧在所述插塞的阀与所述外接头的阀相互抵接而使所述弹簧压缩时完全收容在所述阀的内部。

4.如权利要求2或3所述的液力耦合器，其特征在于，

所述弹簧具有与所述弹簧安装孔内接的外径。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的液力耦合器，其特征在于，

在所述插塞的阀与所述外接头的阀相对的各自的端部中的任一个端部上形成有凹部，而在另一端部上形成有凸部。

6.如权利要求5所述的液力耦合器，其特征在于，

所述凹部形成在所述插塞的阀端部。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的液力耦合器，其特征在于，

所述弹簧支座由基部、立壁和突起构成，

所述立壁从该基部的两边缘立起；

8.如权利要求7所述的液力耦合器，其特征在于，

在所述弹簧支座的基部设有开口。

9.如权利要求7或8所述的液力耦合器，其特征在于，

所述弹簧支座的立壁的端部与所述插塞和外接头的内周面抵接。

10.如权利要求7至9中的任一项所述的液力耦合器，其特征在于，

所述弹簧支座的基部的边缘部弯曲成与所述外接头和插塞的内周面抵接。

11.如权利要求7至10中的任一项所述的液力耦合器，其特征在于，

设置于所述插塞内部的流路上游侧的所述弹簧支座的立壁自所述基部朝向下游方向立起。