CN102312929A

CN102312929A - 扭矩传递装置

Info

Publication number: CN102312929A
Application number: CN2011101937910A
Authority: CN
Inventors: 梶川靖史
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2031-07-05
Also published as: JP5516157B2; CN102312929B; JP2012017772A; US20120010006A1; EP2405152A3; EP2405152A2; EP2405152B1; US8425335B2

Abstract

本发明涉及一种扭矩传递装置。在该扭矩传递装置，轴(1)和套筒(6)不能够相对地转动而是能够在轴向方向上相对地移动。设有覆盖套筒(6)的呈圆筒形的第一盖(10)、覆盖第一盖(10)的呈圆筒形的第二盖(20)、以及在第一盖(10)与第二盖(20)之间进行密封的密封件(31)。环(41)安装在第一盖(10)的外周面(11)上的槽(13)中并且能够在第二盖(20)上滑动。在环(41)与槽(13)之间构成迷宫密封。

Description

扭矩传递装置

技术领域

本发明涉及一种扭矩传递装置。

背景技术

例如日本专利申请公开No.62-110628(JP-A-62-110628)中公开了用在设置于车辆中的推进轴联接件中的扭矩传递装置。如图6所示，该扭矩传递装置包括：轴81，该轴在外周的一部分中具有阳花键81a；套筒82，该套筒在内周的一部分中具有装配于阳花键81a的阴花键82a；圆筒盖83，其附接于轴81的基部81b并覆盖套筒82的外周；以及密封件84，其具有用于密封盖83与套筒82之间形成的环形空间的橡胶密封唇。在该扭矩传递装置中，借助阳花键81a和阴花键82a，轴81和套筒82不能在周向方向上相对转动，但能够在轴向方向上相对移动。

具体地，当该扭矩传递装置用作推进轴的联接件时，道路上飞来的障碍物(例如小石子)可能会撞击密封件84，因此其有可能导致密封件84破损。为此，已经提出如图7所示的结构，使得将第二盖85附接于套筒82，该第二盖85呈圆筒形并且从径向外侧覆盖密封件84以及盖(第一盖)83。

根据图7的结构，虽然该相关技术能够保护密封件84免受外部飞来的障碍物撞击，但诸如泥浆和小尘土之类的障碍物可以通过第二盖85的内周面与第一盖83的外周面之间的间隙进入到设有密封件84的内部。在这种情况下，虽然具有橡胶密封唇的密封件84防止障碍物进入到花键部86，但障碍物可能会积聚在密封件84附近，并且所积聚的障碍物可能会最终导致密封件84破损和劣化。

因此，设想了这样的结构：除了密封件84(第一密封件)，还设有第二密封件，该第二密封件设置在第一盖83的外周面与第二盖的内周面之间，并具有与第一密封件84相同的橡胶密封唇。然而，在设有该密封件的结构中，当轴81与套筒82在轴向方向上相对移动时，第一密封件84与第二密封件之间形成的密封空间的容积会变化，并且该空间可能会受到负压。在这种情况下，由于基于负压的泵吸作用，花键部86中的润滑剂可能会被吸引到套筒82与第一盖83之间的环形空间或者越过密封件84被抽吸到外部。因此，可能会发生花键部86中的润滑剂不足。

发明内容

本发明提供了一种扭矩传递装置，其能够防止障碍物从外部进入到内部，并且在轴与套筒在轴向方向上相对移动时不在内部产生负压。

本发明的第一方面涉及一种扭矩传递装置，包括：轴，在轴的外周的一部分上具有阳花键；套筒，在套筒的内周的一部分上具有装配至阳花键的阴花键，并且套筒不能够绕轴相对地转动而是能够在轴向方向上相对地移动；第一盖，第一盖呈圆筒形，并且第一盖附接于轴并覆盖套筒的外周；第二盖，第二盖呈圆筒形，并且第二盖附接于套筒并覆盖第一盖的外周；以及密封件，密封件堵塞第一盖与套筒之间的环形空间。扭矩传递装置还包括：环，环安装在沿周向连续的槽中，该槽形成在第一盖的外周面和第二盖的内周面中的一方中，并且环能够在第一盖的外周面和第二盖的内周面中的另一方上滑动。在环与槽之间构成迷宫密封。

根据上述方面，通过环和槽在第一盖的外周面与第二盖的内周面之间构成迷宫密封。因此，能够防止障碍物从外部进入到密封件侧。安装在槽——该槽形成于第一盖的外周面和第二盖的内周面中的一侧——中的环能够在第一盖的外周面和第二盖的内周面中的另一侧面上滑动，因此，环并不妨碍第一盖与第二盖之间的相对轴向移动、或轴与套筒之间的相对轴向移动。

在这种迷宫密封中，空气能够穿过形成在环与槽之间的间隙。因此，当轴与套筒在轴向方向上相对移动时，在内部不产生相关技术中所能够产生的负压。即，根据本发明的装置在第一盖与第二盖之间允许空气通过但限制诸如泥浆之类的障碍物通过。

在上述方面中，环可以是圆周的一部分分离的C形环。

根据上述方面，便于将环安装到槽。

在上述方面中，可以沿轴向方向在槽中设置多个C形环，并且C形环的分离部的周向位置彼此不同。

根据上述方面，C形环在圆周的一部分中具有分离部。虽然诸如泥浆之类的障碍物可能会穿过分离部，但沿轴向方向设置多个环，并且分离部的周向位置彼此不同。因此，多个环能够阻挡障碍物通过。换言之，能够更加容易地进行环的安装，并且能够确保阻止障碍物进入的性能。

在上述方面中，槽可以形成在第一盖的外周面中。

环的外周面可以接触第二盖的内周面。

可以在环的内周面与槽的底面之间形成间隙。

在上述方面中，该间隙可以小于第一盖的外周面与第二盖的内周面之间形成的间隙。

槽可以形成在第二盖的内周面中。

可以在环的外周面与槽的底面之间形成间隙。

在上述方面中，环的外周面可以具有介于外周面与槽的底面之间的间隙。

在上述方面中，槽的轴向宽度可以大于环的厚度。

在上述方面中，槽的轴向宽度与环的厚度之差可以小于第一盖的外周面与第二盖的内周面之间形成的间隙。

在上述方面中，可以在槽的侧面和环的侧面中的至少一方中设置降低气密性的机构。

在上述方面中，所述机构可以通过粗糙表面处理来设置。

在上述方面中，所述机构可以是设置在槽的侧面和环的侧面中的至少一方中的凸起。

在上述方面中，环可以是圆周的一部分分离的C形环。所述机构可以通过使环的分离部在轴向方向上错开而形成。

在上述方面中，所述机构可以是形成在环中的凹口。

根据上述方面，在第一盖与第二盖之间允许空气通过、但能够限制诸如泥浆之类的障碍物通过。因此，能够防止障碍物从外部进入，并且当轴与套筒在轴向方向上相对移动时在内部不产生相关技术中所能够产生的负压。结果，能够防止例如花键中的润滑剂被抽吸到外部。

附图说明

以下将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和工业意义，在所述附图中相似的附图标记指代相似的元件，并且在所述附图中：

图1是示出根据本发明第一实施方式的扭矩传递装置的竖向截面图，并且示出了扭矩传递装置的上半部；

图2是示出密封件和环的放大截面图；

图3是示出环和槽的截面图；

图4A和图4B示出了两个环安装在槽中的状态；

图5是示出根据本发明第二实施方式的扭矩传递装置的一部分的放大截面图；

图6是示出根据相关技术的扭矩传递装置的竖向截面图；以及

图7是示出根据相关技术的扭矩传递装置的竖向截面图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明第一实施方式。图1是示出根据本发明第一实施方式的扭矩传递装置的竖向截面图，并且示出了扭矩传递装置的上半部。该实施方式的扭矩传递装置可应用于车辆推进轴的联接件。图1中的扭矩传递装置包括：轴1，轴1在外周的一部分上具有阳花键2；和套筒6，套筒6在内周的一部分上具有装配到阳花键2的阴花键7。借助花键2和7，轴1与套筒6不能相对转动，但能够相互传递扭矩并还在轴向方向上相对移动，使得包括轴1和套筒6的装置的总长度可以伸长和缩短。图1示出了装置的最缩短状态。

上述轴1具有其上形成有阳花键2的轴体4和直径比轴体4大的基部3。轴体4从基部3沿轴向方向延伸(在该实施方式中沿轴向方向朝左侧延伸)。基部3和轴体4一体形成。上述套筒6具有基部9和其上形成有阴花键7的圆筒部8。圆筒部8从基部9沿轴向方向延伸(在该实施方式中沿轴向方向朝右侧延伸)。基部9和圆筒部8一体形成。

在图1中，扭矩传递装置还包括：第一盖10，其呈直圆筒形并覆盖套筒6的圆筒部8的外周；以及第二盖20，其呈直圆筒形并覆盖第一盖10的外周。轴1、套筒6、第一盖10和第二盖20全都具有圆形横截面并且同心地布置。

上述第一盖10在一端(图1中的右基部10b)处固定于轴1的基部3。在第一盖10与轴1的轴体4之间形成环形空间，使得第一盖10的装配部(基部10b)侧封闭。上述第二盖20在一端(图1中的左基部20b)处固定于套筒6的圆筒部8。在第二盖20与套筒6的圆筒部8之间形成环形空间，使得第二盖20的装配部(基部20b)侧封闭。

此外，扭矩传递装置设有密封第一盖10与套筒6的圆筒部8之间的环形空间A1的密封件31。图2是示出密封件31和下述环41的放大截面图。密封件1具有固定于第一盖10的体部32，以及密封唇33，该密封唇33从体部32延伸到套筒6的圆筒部8的外周面8a。密封唇33例如由橡胶制成。参照图1和2，当轴1与套筒6在轴向方向上相对移动时，套筒6与固定于轴1的第一盖10在轴向方向上相对移动。在这种情况下，密封唇33在套筒6的圆筒部8的外周面8a上滑动。

密封件31安装到第一盖10的末端10a并且在末端10a侧密封形成于第一盖10与圆筒部8之间的环形空间A1。即，在图1中，密封件31与第一盖10一起将第二盖20的径向内侧空间划分成作为内侧的环形空间A1和作为外侧的环形空间A2。这里，环形空间A1是形成在第一盖10与套筒6的圆筒部8之间的空间，而环形空间A2是形成在第二盖20的基部20b侧与套筒6的圆筒部8的基部侧之间的空间。当整个装置伸长或缩短时，密封件31在装置的整个行程长度上处于由第二盖20从径向外侧覆盖的状态。

如图2所示，在第一盖10的外周面11中形成有沿周向连续的槽13。该槽13在外周面11的全周上连续地形成为环形槽。环41布置在槽13内。虽然环41呈环形，但该实施方式采用C形环以便于将环安装到槽13。

图3是示出环41和槽13的截面图。环41布置在侧面14与15之间，侧面14和15位于第一盖10中形成的槽13的轴向方向上的两侧。然而，环41并不固定于第一盖10而是能够在轴向方向上在槽13内移动。环41的外周面42紧密接触第二盖20的内周面21。即，环41压靠于第二盖20的内周面21。因此，当轴1与套筒6在轴向方向上相对移动时，第一盖10与第二盖20在轴向方向上也相对移动，因此装配在形成于第一盖10中的槽13内的环41被推到槽13的侧面14和15之一并在第二盖20的内周面21上滑动。

如图3所示，环41的轴向厚度t小于槽13的宽度尺寸w(w＞t)。另外，环41与槽13的底面16具有间隙g1，并且环41设置在槽13的侧面14与15之间。通过环41和槽13，在第一盖10的外周面11与第二盖20的内周面21之间构成了迷宫密封(迷宫结构)。该迷宫密封能够防止障碍物从第二盖20的末端20a(见图1)的开口进入到密封件31。

安装在槽13中的环41可在第二盖20的内周面21上滑动，因此不会妨碍第一盖10与第二盖20之间的相对轴向移动、或轴1与套筒6之间的相对轴向移动。

在该迷宫密封中，在环41的内周面43与槽13的底面16之间形成间隙g1，并且在环41的侧面44和45与槽13的侧面14和15之间可以分别形成间隙g2和g3。空气能够穿过间隙g1、g2和g3。因此，假定由环41和槽13形成的迷宫密封是第二密封件，当轴1与套筒6在轴向方向上相对移动时，在第二密封件与密封件31(第一密封件)之间的空间中不产生负压。

结果，在图1中，例如存在于阳花键2与阴花键7的配合部中的润滑剂不会在负压的作用下被吸引到套筒6的圆筒部8与第一盖10之间的环形空间A1、或者越过密封件31被抽出到形成于第二盖20的基部20b侧的环形空间A2。因此，能够防止花键2与7的配合部中的润滑剂不足。

如上所述由环41和槽13形成的迷宫密封能够在第一盖10与第二盖20之间允许空气通过、但限制诸如泥浆之类的障碍物通过。为了防止障碍物进入，间隙g1、g2和g3中的每一个可以设定成尺寸小于第一盖10的外周面11与第二盖20的内周面21之间形成的间隙。

如上所述，当轴1与套筒6在轴向方向上相对移动时，装配在形成于第一盖10中的槽13内的环41被推到槽13的侧面14和15之一并在第二盖20的内周面21上滑动。在这种情况下，环41的侧面44和45之一与槽13的侧面14和15之一相接触；然而，环41是C形环，因此在接触的侧面之间不具有气密性，所以允许空气通过。为了降低侧面之间的气密性，可以对槽13的侧面14及15和环41的侧面44及45中的一方或双方施加粗糙表面处理。或者，可以在槽13的侧面14及15和环41的侧面44及45中的一方或双方中设置一个或多个凸起。形成为C形的环41的分离部可以在轴向方向上错开。此外，可以在环41的外周面上形成凹口以降低气密性。

虽然参照图3将实施方式描述成将单个环41设置于槽13，但本发明可以包括多个环41。图4A和4B示出了包括多个环41的第二实施方式。在图4A和4B中，两个环41以沿轴向排列的方式都设置在槽13内。如上所述，当设置多个环41时，每个环41呈如图4A所示的圆周的一部分分离的C形，并且在装配于槽13的状态下，C形环41和41的分离部(缺损部)46具有不同的周向位置。换言之，如图4A所示，环41和41以两个环41和41的分离部46和46偏离180度的方式安装在槽中。

根据如图4A和4B所示的结构，采用了C形环41，因此在环41的圆周的一部分中设置分离部46。虽然诸如泥浆之类的障碍物有可能穿过分离部46，但该实施方式在轴向方向上包括多个环41，并且分离部46的周向位置彼此不同。因此，环41和41能够阻挡障碍物通过。在该实施方式中，槽13的宽度尺寸w与环41的厚度t设定成具有这样的关系(w＞2×t)，使得在环41和41与槽13之间形成间隙。

在根据本发明的扭矩传递装置中，槽13可以形成在第一盖10的外周面11和第二盖20的内周面21中的一侧，并且环41可在第一盖10的外周面11和第二盖20的内周面21中的另一侧上滑动。如图5所示，槽13可以形成在第二盖20的内周面21中，而安装在槽13中的环41可在第一盖10的外周面11上滑动。换言之，与图2中所示的实施方式相比，槽13的成形表面和环41的滑动表面相反。由于轴1与套筒6在轴向方向上相对移动，所以图2中所示的槽13形成在第一盖10的末端10a侧(图1中的左侧)，但图5中所示的槽13需要形成在第二盖20的末端20a侧。

在图5中所示的实施方式中，环41布置在侧面14与15之间，侧面14和15位于第二盖20中形成的槽13的轴向方向上的两侧。然而，环41的位置并不完全固定于第二盖20而是能够在轴向方向上在槽13内移动。环41的内周面43紧密接触第一盖10的外周面11。即，环41压靠于第一盖10的外周面11。因此，当轴1与套筒6在轴向方向上相对移动时，第一盖10与第二盖20在轴向方向上也相对移动，因此装配在形成于第二盖20中的槽13内的环41被推到槽13的侧面14和15之一并且能够在第一盖10的外周面11上滑动。

通过这种环41和槽13，迷宫密封构成在第一盖10的外周面11与第二盖20的内周面21之间，并因此而能够防止障碍物从第二盖20的末端20a的开口进入到密封件31。安装在槽13中的环41可在第一盖10的外周面11上滑动，因此不会妨碍第一盖10与第二盖20之间的相对轴向移动、或轴1与套筒6之间的相对轴向移动。

此外，在该实施方式中，环41的轴向厚度设定成小于槽13的宽度尺寸。环41在槽13的底面16上具有间隙，并设置在槽13的侧面14与15之间。因此，能够在环41的外周面42与槽13的底面16之间形成间隙，并且还能够在环41的侧面44和45与槽13的侧面14和15之间分别形成间隙。空气能够穿过间隙。因此，当轴1与套筒6在轴向方向上相对移动时，在内部不产生相关技术中所能够产生的负压。即，在该实施方式中，由环41和槽13形成的迷宫密封能够在第一盖10与第二盖20之间允许空气通过、但限制诸如泥浆之类的障碍物通过。

在上述的每个实施方式中，形成在槽13与环41之间的迷宫密封以间隙g2和g3以及间隙g1构成，间隙g2和g3分别形成在槽13的侧面14和15与环41的侧面44和45之间，而间隙g1形成在槽13的底面16与环41的内周面43之间。在这种情况下，间隙g1、g2和g3能够防止障碍物进入。此外，间隙g2和g3如上所述地形成，而槽13的底面16与环41的内周面43之间的间隙可以较大地形成。在这种情况下，间隙g2和g3能够防止障碍物进入。另外，间隙g1如上所述地形成，而槽13的侧面14和15与环41的侧面44和45之间的各个间隙可以较大地形成。在这种情况下，间隙g1能够防止障碍物进入。

根据本发明的扭矩传递装置并不局限于图中所示的实施方式，而是可以以本发明范围内的其它形式实施。例如，密封件31可以呈其它形式。在上述的实施方式中，扭矩传递装置被描述为设置在车辆中的推进轴的联接件；然而，该装置并不局限于此，而是可以应用于设置在工业机器中的驱动轴的联接件。

虽然已经参照本发明的示例性实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于所描述的实施方式或构造。相反，本发明意在覆盖各种修改和等同布置。另外，虽然以多种不同示例性结合和构形示出了所公开发明的多种不同元件，但是包括更多、更少或仅单个元件的其它结合和构形也落在所附权利要求的范围内。

Claims

1.一种扭矩传递装置，包括：

轴(1)，在所述轴(1)的外周的一部分上具有阳花键(2)；

套筒(6)，在所述套筒(6)的内周的一部分上具有装配至所述阳花键(2)的阴花键(7)，并且所述套筒(6)不能够绕所述轴相对地转动而是能够在轴向方向上相对地移动；

第一盖(10)，所述第一盖(10)呈圆筒形，并且所述第一盖(10)附接于所述轴(1)并覆盖所述套筒(6)的外周；

第二盖(20)，所述第二盖(20)呈圆筒形，并且所述第二盖(20)附接于所述套筒(6)并覆盖所述第一盖(10)的外周；以及

密封件(31)，所述密封件(31)堵塞所述第一盖(10)与所述套筒(6)之间的环形空间，

所述扭矩传递装置的特征在于包括：

环(41)，所述环(41)安装在沿周向连续的槽(13)中，所述槽(13)形成在所述第一盖(10)的外周面(11)和所述第二盖(20)的内周面(21)中的一方中，并且所述环(41)能够在所述第一盖(10)的外周面(11)和所述第二盖(20)的内周面(21)中的另一方上滑动，

其中，在所述环(41)与所述槽(13)之间构成迷宫密封。

2.如权利要求1所述的扭矩传递装置，其中，所述环(41)是圆周的一部分分离的C形环(41)。

3.如权利要求2所述的扭矩传递装置，其中，沿轴向方向在所述槽(13)中设置多个C形环(41)，并且所述C形环(41)的分离部(46)的周向位置彼此不同。

4.如权利要求1所述的扭矩传递装置，其中：

所述槽(13)形成在所述第一盖(10)的外周面(11)中；

所述环(41)的外周面(42)接触所述第二盖(20)的内周面(21)；并且

在所述环的内周面(43)与所述槽(13)的底面(16)之间形成间隙(g1)。

5.如权利要求1所述的扭矩传递装置，其中：

所述槽(13)形成在所述第二盖(20)的内周面(21)中；

所述环(41)的内周面(43)接触所述第一盖(10)的外周面(11)；并且

在所述环(41)的外周面(42)与所述槽(13)的底面(16)之间形成间隙(g1)。

6.如权利要求4或5所述的扭矩传递装置，其中，所述间隙(g1)小于所述第一盖(10)的所述外周面(11)与所述第二盖(20)的所述内周面(21)之间形成的间隙。

7.如权利要求1至5中任一项所述的扭矩传递装置，其中，所述槽(13)的轴向宽度(w)大于所述环(41)的厚度(t)。

8.如权利要求7所述的扭矩传递装置，其中，所述槽(13)的轴向宽度(w)与所述环(41)的厚度(t)之差(g2，g3)小于所述第一盖(10)的外周面(11)与所述第二盖(20)的内周面(21)之间形成的间隙。

9.如权利要求1至5中任一项所述的扭矩传递装置，其中，在所述槽(13)的侧面(14，15)和所述环(41)的侧面(44，45)中的至少一方中设置降低气密性的机构。

10.如权利要求9所述的扭矩传递装置，其中，所述机构通过粗糙表面处理来设置。

11.如权利要求9所述的扭矩传递装置，其中，所述机构是设置在所述槽(13)的侧面(14，15)和所述环(41)的侧面(44，45)中的至少一方中的凸起。

12.如权利要求9所述的扭矩传递装置，其中：

所述环(41)是圆周的一部分分离的C形环(41)；并且

所述机构通过使所述环(41)的分离部(46)在轴向方向上错开而形成。

13.如权利要求9所述的扭矩传递装置，其中，所述机构是形成在所述环(41)中的凹口。