TWI588399B - 潤滑結構及變速箱 - Google Patents

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椎名貴弘
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Description

潤滑結構及變速箱
本發明係有關於一種用於機器元件構件的潤滑結構，及使用此潤滑結構的變速裝置。
例如，已經有習知的技術來形成薄的潤滑油膜(油膜)於包含在一軸承內的機器元件構件的每一接觸部分(滑動部分)上，用以防止該等構件的金屬表面之間的直接接觸，藉以防止咬死(seizing)、磨損、及類此者發生。
為了要防止機器元件構件發生咬死及磨損，已經有一種習知的技術提供粗糙度給機器元件構件的部分，用來將潤滑油保持於其內(參見日本專利公開案第2012-87924號)，以及一種技術將機器元件構件的部分建構成多孔性本體，其內孕含了潤滑油(參見日本專利公開案第2000-120707號)。
同時，如果機器元件構件被設置在很難將潤 滑油送到的位置的話，就需要將大量的潤滑油直接送至機器元件構件之間的接觸部分。這和揭露於JP 2012-87924A以及JP 2000-120707A中的技術相同，且如果保持在粗糙度內的潤滑油，或多孔性本體內孕含的潤滑油被耗盡的話，就無法將潤滑油送至機器元件構件之間的接觸部分；因此，需要將大量的潤滑油直接送至機器元件構件之間的接觸部分。
一種無需直接饋送潤滑油就能夠潤滑機器元件構件之間的接觸部分的潤滑結構被提供。此外，一種使用此潤滑結構的變速裝置被提供。
一種依據一實施例的潤滑結構包括一液滴潑濺裝置及一駐極體部分(Electret portion)。該液滴潑濺裝置是用來將一用於潤滑機器元件構件的潤滑液形成為液滴並將液滴潑濺的機構。駐極體部分被設置在機器元件構件之間的每一接觸部分的附近區域。該駐極體部分是被駐極化的部分。本文中提到的“液滴”包括薄霧狀態的液滴、潑濺狀態的液滴、或類此者。
在依據上述實施例的潤滑結構中，該潤滑液被形成為液滴，且被該液滴潑濺裝置潑濺。被潑濺的液滴被附著且黏附至在處於被電氣化狀態中的該駐極體部分。該駐極體部分被駐極化成被電氣化的狀態。因為該駐極體部分被設置在機器元件構件之間的每一接觸部分的附近區域(vicinity)，所以黏附至該駐極體部分的液滴在和其它黏附的液滴彼此結合成一液滴的同時會移動至每一接觸部 分，藉以潤滑該接觸部分。因此，在上述的潤滑結構中，可在無需將潤滑油直接饋送至機器元件構件之間的接觸部分之下就能夠潤滑機器元件構件之間的接觸部分。
在依據該實施例的潤滑結構中，該駐極體部分對於該潤滑液具有斥液性(liquid-repellency)。
在依據該實施例的潤滑結構中，因為每一駐極體部分對於該潤滑液具有斥液性，所以黏附至該駐極體部分的液滴可輕易地沿著駐極體部分的表面移動至機器元件構件之間的每一接觸部分。
在依據該實施例的潤滑結構中，相較於每一接觸部分，該駐極體部分對於該潤滑液具有較小的可濕性。
在依據該實施例的潤滑結構中，駐極體部分對於潤滑液的可濕性被定為小於機器元件構件之間的每一接觸部分的可濕性；換言之，機器元件構件之間的每一接觸部分相對於潤滑液的可濕性被定為大於駐極體部分的可濕性；因此，可藉由將潤滑液的液滴沿著駐極體部分的表面移動來有效地潤滑上述的接觸部分。
依據該實施例，該駐極體部分是一被提供在每一機器元件構件的表面上之駐極化的含氟聚合物薄膜。
在依據該實施例的潤滑結構中，該被提供在每一機器元件構件的表面上之駐極化的含氟聚合物薄膜被用作為該駐極體部分；因此，例如，相較於機器元件構件的構成部分(configuring part)將會是駐極體部分的例子， 此實施例可在無需改變機器元件構件的設計的前提下，將駐極體部分後期設置(post-fix)到機器元件構件上。
依據該實施例，該潤滑結構進一步包括：一箱殼，其容納機器元件構件；及一集油槽，其被設置在該箱殼的底部且被建構來將潤滑液收納於其內，其中當該液滴潑濺裝置被可轉動支撐的同時，該液滴潑濺裝置被浸泡在該被收納於該集油槽內的潤滑液中，該液滴潑濺裝置包括一轉動件，其被建構來藉由轉動將該集油槽中的潤滑液舀起來，並將液滴潑濺於該箱殼內部。
在依據該實施例的潤滑結構中，該轉動件被轉動，用以將該集油槽中的潤滑液舀起來，並將液滴潑濺於該箱殼內部。可用轉動件的此一簡單的構造來將液滴潑濺於該箱殼內部。
在依據該實施例的潤滑結構中，該液滴潑濺裝置包括一液滴產生器，其被建構來潑濺潤滑液(其已被形成為薄霧狀態的液滴)。
在依據該實施例的潤滑結構中，該潤滑液已被形成為薄霧狀態的液滴，且藉由使用該液滴產生器而被潑濺；因此，液滴的重量變得更小，且液滴很容易附著於駐極體部分上。因此，駐極體部分上的潤滑液(液滴)的附著量被增加；因此，機器元件構件之間的每一接觸部分可被更有效率地潤滑。
在依據該實施例的潤滑結構中，機器元件構件是被包括在一軸承內的構件，且駐極體部分被設置在該 等構件之間的每一滑動部分附近區域。
在依據該實施例的潤滑結構中，可在無需將潤滑液直接送至機器元件構件之間的滑動部分的前提下就可以潤滑被包括在每一軸承內的機器元件構件之間的滑動部分。
在依據該實施例的潤滑結構中，機器元件構件是齒輪，且該駐極體部分被設置在相對應的相鄰的齒輪之間的嚙合部分的附近區域。
在依據該實施例的潤滑結構中，可在無需將潤滑液直接送至齒輪之間的嚙合部分的前提下就可以潤滑齒輪之間的嚙合部分。
一種依據該實施例的變速裝置包括如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的潤滑結構，且機器元件構件是用於傳動的機器元件構件。
在依據該實施例的潤滑結構中，可在無需將潤滑液直接送至用於傳動的機器元件構件之間的接觸部分的前提下潤滑用於傳動的機器元件構件之間的接觸部分。
如上所述，本發明提供可在無需將潤滑液直接送至機器元件構件之間的接觸部分的情形下潤滑機器元件構件之間的接觸部分的潤滑結構及變速裝置。
10‧‧‧變速裝置
30‧‧‧潤滑結構
12‧‧‧箱殼
13‧‧‧齒輪
14‧‧‧齒輪系
16‧‧‧軸
18‧‧‧軸承
20‧‧‧外輪
22‧‧‧內輪
24‧‧‧每一球
26‧‧‧保持器
28‧‧‧集油槽
13A‧‧‧齒輪
29‧‧‧油泵
32‧‧‧駐極體部分
26A‧‧‧外表面
26B‧‧‧內表面
26C‧‧‧側表面
26D‧‧‧圓形孔
L‧‧‧潤滑油
Ld‧‧‧油滴
20A‧‧‧外輪的內表面
20B‧‧‧外輪的側表面
22A‧‧‧內輪的外表面
22B‧‧‧內輪的側表面
40‧‧‧變速裝置
42‧‧‧潤滑結構
50‧‧‧變速裝置
52‧‧‧潤滑結構
54‧‧‧薄霧產生器
Ld1‧‧‧油滴
Ld2‧‧‧油滴
示範性實施例的特徵、好處、及技術及工業上的重要性將參考附圖於下文中被描述，圖中相同的標號 標示相同的元件，其中：圖1是剖面圖，其示意地顯示使用依據第一實施例的潤滑結構的變速裝置的整體構造；圖2是在依據該第一實施例的該潤滑結構中被潤滑的機器元件構件的部分剖面圖(圖1的箭頭2所標示的部分剖面圖)；圖3是圖2的部分剖面圖所示的部分的放大圖；圖4是駐極體部分的剖面圖，其顯示潤滑液的液滴被附著或黏附至該駐極體部分的狀態；圖5是在依據該第二實施例的該潤滑結構中被潤滑的機器元件構件的放大的部分剖面圖(對應於圖3的放大剖面圖)；圖6是一立體圖，其顯示在依據該第二實施例的該潤滑結構中被潤滑的機器元件構件的主要部分；圖7是剖面圖，其示意地顯示使用依據第三實施例的潤滑結構的變速裝置的整體構造；圖8是一柱狀圖，其顯示附著至測試樣本A至C的各自的潤滑油附著量；圖9是一柱狀圖，其顯示測試樣本A至C在潤滑油的附著之前及潤滑油的附著之後各自的表面的潛在可能性(potentials)；及圖10是一線圖，其顯示測試樣本B及C在連續的電氣化(streaming electrification)之後的各自的表面的潛在可能性。
一種使用依據第一實施例的潤滑結構30的車輛的變速裝置10將參考圖1至圖4被描述。
如圖1所示，該變速裝置10包括一箱殼12、齒輪系14，每一齒輪系包括多個容納在該箱殼12內的齒輪13、軸16，每一軸支撐一相對應的齒輪系14、及軸承18，每一軸承可轉動支撐一相對應的軸16。此實施例的箱殼12是本發明的箱殼的一個例子。如圖2所示，一外輪20、一內輪22、每一球24、及一保持器26是被包括在每一軸承18內以及構成此實施例的每一齒輪系14的多個齒輪13的每一者內的構件。該外輪20、內輪22、每一球24、及保持器26是一變速裝置的機器元件的構件(機器元件構件)的一個例子。一馬達發電機、多個齒輪機構、或類此者被連接至此實施例的變速裝置10的每一軸16。
一存放潤滑油L的集油槽28被設置在該箱殼12的底部。該集油槽28是一液體集槽的例子。此潤滑油L被用來潤滑用於變速裝置的機器元件構件，亦即，被包括在每一齒輪13及每一軸承18內的各個構件。此實施例的潤滑油L是潤滑液的一個例子。
一齒輪13A被浸泡在該集油槽28內。該齒輪13A是被包括在每一齒輪系14內的該等多個齒輪13中的一個齒輪。該齒輪13A至少在重力方向上的下部被浸泡在該集油槽28內。因此，如果該齒輪13A繞著它自己的軸 線被轉動的話，則潤滑油L被攪動且被舀起來，用以用油滴狀態被潑濺於該箱殼12內。
如圖1所示，一用來將潤滑油L泵入到該集油槽28內的油泵29被連接至該箱殼12。該被抽泵的潤滑油L從該等齒輪系14和該等軸承18的上方被饋送至被包括在該等齒輪系14及該等軸承18內的各個構件。該被饋送的潤滑油L冷卻並潤滑被包括在該等齒輪系14及該等軸承18內的各個構件。該潤滑油L然後藉由重力回到該集油槽28。
如圖2及圖3所示，此實施例的每一軸承18都是被歸類為滾動軸承的球珠軸承。該軸承18包括作為其主要構件的該外輪20、內輪22、每一球24、及一保持器26。該外輪20被固定至該箱殼12。該軸被插入穿過該內輪22。該每一球24被設置在該外輪20和該內輪22之間。該保持器26具有環形的形狀。該保持器26將每一球24保持在該外輪20和該內輪22之間。在此實施例中，一稍後將被描述的駐極體部分32被提供給每一保持器26。在每一軸承18的構件之間的接觸部分被稍後描述的潤滑效果潤滑。在此實施例中，在每一軸承18的構件之間的接觸部分係分別為介於該外輪20和每一球24之間的接觸部分，以及介於該內輪22和每一球24之間的接觸部分。這些接觸部分亦可被稱為上述構件之間的滑動部分。因此，這些接觸部分被適當地稱為每一軸承18的構件之間的滑動部分或每一軸承18的滑動部分。
此實施例的潤滑結構30的主要部分是齒輪13A及駐極體部分32。齒輪13A舀起被容納在該集油槽28內的潤滑油L。該齒輪13A將潤滑油L以油滴狀態潑濺於該箱殼12內(參見圖1)。該駐極體部分32分別被設置在每一軸承18的構件之間的滑動部分(接觸部分)的附近區域。每一駐極體部分32被駐極化。此實施例的齒輪13A是液滴潑濺裝置或轉動件的一個例子。在圖1及圖4中，在液滴Ld之間，具有較大的液滴直徑的每一油滴或液滴以標號Ld1來表示為潑濺油滴，且具有較小的液滴直徑的每一油滴或液滴以標號Ld2來表示為霧狀油滴。
如圖3所示，在此實施例中，在被包括於每一軸承18內的各個構件之間，環狀形狀的該保持器26被設置有該駐極體部分32。該駐極體部分32是由一被駐極化的薄膜體所構成。該被駐極化的薄膜體被後期設置於該保持器26的外表面26A、內表面26B及側表面26C上。在此實施例中，在該保持器26的用來保持每一球24的一圓形孔26D的孔壁表面上並沒有被提供駐極體部分32。然而，何處要被提供該駐極體部分32並不侷限於此構造。例如，該駐極體部分32可被提供在每一圓形孔26D的該孔壁表面上。被提供在每一圓形孔26D的該孔壁表面上的該駐極體部分32會因為和球24接觸而被磨耗掉。
本文中所稱的“駐極化(electretization)”係指將一絕緣體的表面電氣化。詳言之，“駐極化”意指電極化(electric polarization)被產生在一具有強的介電性的絕緣 體內，用以將該絕緣體變成為一個半永久地在其表面的附近區域保持一電荷的狀態。在一緣體內產生該電極化的方法的一個例子可包括一放電處理、一熱處理、一X光處理、一電子束處理、及一紫外線UV)處理，且這些方法的任何一者皆可被使用。“半永久地保持一電荷”意指一絕緣體的表面電位很難被降低，這與一般的摩擦起電作用(frictional electrification)不同。
該駐極體部分32對於該潤滑液L具有斥液性(斥油性)。詳言之，該駐極體部分32具有斥液性，其在一平滑的表面上的弄濕角度(wetting angle)是在50度至90度的範圍內。該弄濕角度係指相對於該潤滑油L的接觸角度。在此實施例中，構成該駐極體部分32的該薄膜本體是一駐極化的含氟聚合物薄膜。因此，該薄膜本體對於該潤滑油L具有一極高的斥液性。
該駐極體部分32對該潤滑油L具有比每一軸承18低的可濕性(親油性)，軸承18的組成構件是由金屬製成。換言之，每一滑動部分對該潤滑油L的可濕性比該駐極體部分32對該潤滑油L的可濕性高。滑動部分係指包括在每一軸承18內的構件之間的滑動部分。因此，相較於該駐極體部分32，每一滑動部分更容易被弄濕，且更容易用潤滑油L來加以潤滑。
此實施例的操作將於下文中描述。
在使用此實施例的潤滑結構30的變速裝置10中，齒輪系14及軸承18是被油泵29泵入的潤滑油L所 冷卻及潤滑。齒輪13A隨著相對應的齒輪系14的轉動而被轉動。在集油槽28內的潤滑油L被齒輪13A舀起，用以在該箱殼12內部被潑濺成油滴Ld。如圖4所示，這些被潑濺的油滴Ld被附著及黏著至被駐極化成被電氣化的狀態的駐極體部分32上。
如圖3所示，在該潤滑結構30中，該駐極體部分32被設置在位於該外輪20和每一球24之間的接觸部分(滑動部分)的附近區域的保持器26的外表面26A上。附著於駐極體部分32上的油滴Ld在和其它附著的油滴Ld結合成一油滴的同時亦朝向介於該外輪20和每一球24之間的接觸部分(滑動部分)移動。該等油滴Ld潤滑介於該外輪20和每一球24之間的接觸部分。在另一方面，該駐極體部分32亦被設置在位於該內輪22和每一球24之間的接觸部分(滑動部分)的附近區域的該保持器26的內表面26B上。附著於駐極體部分32上的油滴Ld在和其它附著的油滴Ld結合成一油滴的同時亦朝向介於該內輪22和每一球24之間的接觸部分(滑動部分)移動。該等油滴Ld潤滑介於該內輪22和每一球24之間的接觸部分。以此方式，在該變速裝置10中，透過該潤滑結構30可在無需將潤滑油L直接送至該等滑動部分之下就可用被潑濺的潤滑油L的油滴Ld來潤滑被包括在每一軸承18內的構件之間的滑動部分。因此，即使是該等軸承18之間位在油泵29所泵送的潤滑油L很難直接送到的位置的滑動部分亦可被潤滑到。“潤滑油L很難直接送到的位置”在 本文中係指例如該箱殼12內的上部位置、或離潤滑油L的饋送埠很遠的位置。油泵29所抽泵的潤滑油L從饋送埠被送至箱殼12的內部。
在該變速裝置10中，透過此實施例的潤滑結構30，即使是該等軸承18之間位在油泵29所泵送的潤滑油L很難直接送到的位置的滑動部分亦可被潤滑到。例如，在藉由增加在箱殼12內部的潤滑油L的數量來潤滑軸承18之間的滑動部分的變速裝置中，增加潤滑油L的數量會造成重量增加。相反地，在此實施例的變速裝置10中，潤滑結構30讓即使是位在軸承18之間的滑動部分都可被潤滑到，因而可防止增加潤滑油L的數量所造成之重量的增加。和藉由增加潤滑油L的數量來潤滑軸承18之間的滑動部分的變速裝置相反地，此實施例亦可抑制在用該齒輪13A攪動該集油槽28內的潤滑油L的時候牽引扭力的增加。此實施例亦可降低變速裝置10的油泵的工作量，使其小於該藉由增加潤滑油L的數量來潤滑軸承18之間的滑動部分的變速裝置的油泵的工作量。此外，在變速裝置10中，因為不須要增加潤滑油L的數量，所以可以更早實施潤滑油L的準備活動(warming-up)。
在該潤滑結構30中，因為每一駐極體部分32對於潤滑油L具有斥液性(斥油性)，所以附著於駐極體部分32上的油滴Ld能夠沿著駐極體部分32的表面輕易地移動至軸承18之間的每一滑動部分。此外，軸承18之間 的每一滑動部分對潤滑油L的可濕性(親油性)高於駐極體部分32對潤滑油L的可濕性(親油性)。因此，油滴Ld可沿著駐極體部分32的表面移動滑動部分。上述的滑動部分可被從該駐極體部分32的表面移動過來的油滴Ld有效地潤滑。
在潤滑結構30中，被提供至該保持器26的一被駐極化的含氟聚合物薄膜被用作為該駐極體部分32。因此，該駐極體部分32可被後期設置(post-fixed)於每一保持器26上，而無須對軸承18之間的構件作設計變更。
每一駐極體部分32的表面電位會隨著時間降低。然而，該表面電位可例如藉由摩擦起電作用或沖流起電作用(streaming electrification)的再次儲存電荷而被恢復。該摩擦起電是例如藉由將包括在每一軸承18內的構件彼此滑動摩擦來實施。該沖流起電是例如藉由該駐極體部分32和沿著該駐極體部分32的表面移動的油滴Ld之間的摩擦來實施。
在該潤滑結構30中，可藉由使用齒輪13A的簡單構造來在該箱殼12內部潑濺油滴Ld。此實施例的潤滑結構30被建構成使用齒輪13A來在該箱殼12內部潑濺油滴Ld，該齒輪13A是一用於該變速裝置的機器元件構件。然而，該潤滑結構30並不侷限於此構造。例如，該潤滑結構30可被建構成包括一轉動件，用以舀起該集油槽28內的潤滑油L，並在該箱殼12的內部潑濺油滴Ld。
如圖3所示，此實施例的潤滑結構30被建構成分別提供駐極體部分32至每一軸承18的保持器26的外表面26A、內表面26B、及側表面26C。然而，該潤滑結構30並不侷限於此構造。藉由提供駐極體部分32至每一軸承18的保持器26的外表面26A及內表面26B的至少一者來獲得潤滑效果是可能的。
在此實施例的潤滑結構30中，如圖3所示，該駐極體部分32被設置至該保持器26。然而，該潤滑結構30並不侷限於此構造。例如，如圖5的變化例所示，潤滑結構30可被建構成該駐極體部分32被設置在該外輪20和該內輪22，而不是該保持器26。詳言之，在此變化例中，該駐極體部分32被設置在該外輪20的內表面20A及側表面20B上。該駐極體部分32亦被設置在該內輪22的外表面22A及側表面22B上。應指出的是，該外輪20的內表面20A並未包括和每一球24接觸的接觸部分(滑動部分)。該內輪22的外表面22A並未包括和每一球24接觸的接觸部分(滑動部分)。該駐極體部分32在該外輪20的側表面20B及該內輪22的內表面22B處可被省略掉。該駐極體部分32可分別被設置至該外輪20、該內輪22、及該保持器26。此外，在使用一間隔件(俗稱的填隙片(shim))來實施每一軸承18內的間隙調整的例子中，該駐極體部分32亦可被設置在該間隔件上。
此外，在此實施例的潤滑結構30中，該駐極體部分32被設置在作為球珠軸承(其被歸類為滾動軸承) 的每一軸承18的保持器26上。然而，該潤滑結構30並不侷限於此構造。例如，每一軸承18可由一被歸類為滾動軸承的滾子軸承所組成。該駐極體部分可被設置在該滾動軸承的護圈。該潤滑結構30亦可被建構成將該駐極體部分提供至每一滑動軸承的滑動部分。
在下文中，一使用第二實施例的潤滑結構42的車輛的變速裝置40將參考圖6加以描述。相同的元件標號被用於和第一實施例相同的構造，且其描述將被省略。
如圖6所示，在該潤滑結構42中，除了軸承18之外，該駐極體部分32亦被設置在包括於每一齒輪系14內的該等多個齒輪13上。詳言之，在每一齒輪13的軸方向上，該駐極體部分32分別被設置於每一嵌齒(cog)15的兩側上。因為齒輪13A被部分地浸泡在集油槽28中，所以沒有駐極體部分32被設置於其上。
此實施例的潤滑結構42的操作將於下文中被描述。關於由和第一實施例的潤滑結構30相同的構造所達成的操作的描述將被省略掉。
在該潤滑結構42中，該駐極體部分32被設置於位在相對應之相鄰的齒輪13的嵌齒15間的接觸部分附近區域的每一嵌齒15的每一側表面15A上。附著及黏附至各駐極體部分32上的油滴Ld移動至嵌入部(在下文中被稱為“齒輪13之間的咬合部分”)的相鄰的齒輪13的各嵌齒15之間的接觸部分，藉以潤滑此咬合部分。以此 方式，在該變速裝置40中，此實施例的潤滑結構42可讓位在潤滑油L很難被直接送到的位置的齒輪13之間的咬合部分可被潤滑到。因此，在該變速裝置40中，可相較於第一實施例進一步抑制下列三點：因為潤滑油L的數量的增加所造成的重量增加；在該齒輪13A攪動該集油槽28內的潤滑油L時牽引扭力的增加；及該油泵29抽泵潤滑油L時的工作量。
在此實例的潤滑結構42中，該駐極體部分32分別被設置於該等多個齒輪13及軸承18上。然而，該潤滑結構42並不侷限於此構造。該潤滑結構42可被建構成只將該駐極體部分32設置於該等多個齒輪13上。該潤滑結構42亦可藉由只將該駐極體部分32設置到相鄰的齒輪13的一個齒輪上來在相對應的相鄰的齒輪13之間的咬合部分處獲得該潤滑效果。此外，該駐極體部分32可被設置在用於容納在該箱殼12內的另一變速裝置的機器元件構件附近區域。例如，該駐極體部分32可被設置在該箱殼12內部之包括於一馬達發電機內的構件(一變速裝置的機器元件構件)之間的接觸部分(滑動部分)的附近區域。該駐極體部分32亦可被設置在包括於一行星齒輪機構內的構件(一變速裝置的機器元件構件)之間的接觸部分(滑動部分)的附近區域。
在下文中，一使用第三實施例的潤滑結構52的車輛的變速裝置50將參考圖7加以描述。相同的元件標號被用於和第一實施例相同的構造，且其描述將被省 略。
如圖7所示，除了齒輪13A之外，該潤滑結構52還包括一薄霧產生器54，其將該潤滑油L形成為薄霧狀態的油滴Ld2，並將油滴Ld2潑濺於該箱殼12內。詳言之，該薄霧產生器54是一種將該油泵29所抽泵的潤滑油L的一部分形成為薄霧狀態的油滴Ld2並將油滴Ld2潑濺於該箱殼12內的裝置。此實施例的該薄霧產生器54是本發明的液滴潑濺裝置(液滴產生器)的一個例子。
此實施例的該潤滑結構52的操作將於下文中加以描述。關於由和第一實施例的潤滑結構30相同的構造所達成的操作的描述將被省略掉。
在該潤滑結構52中，潤滑油L被該薄霧產生器54形成為薄霧狀態的油滴Ld2。薄霧狀態的油滴Ld2被噴灑於該箱殼12內部。因為薄霧狀態的油滴Ld2具有較大的重量，所以這些油滴被輕易地附著至駐極體部分32。因此，大量被附著的油滴Ld2黏附至駐極體部分32的表面。潤滑油(液滴)的黏附數量的增加讓軸承18之間的滑動部分可被有效地潤滑。在該變速裝置50中，透過此實施例的潤滑結構52，即使是軸承18之間位在潤滑油L很難直接被送到的位置的滑動部分仍可被有效地潤滑。因此，在變速裝置50中，下列三點可被進一步抑制：因為潤滑油L的數量的增加所造成的重量增加；在該齒輪13A攪動該集油槽28內的潤滑油L時牽引扭力的增加；及該油泵29抽泵潤滑油L時的工作量。
依據此實施例將該薄霧產生器54設置於該箱殼12內部的配置可被應用至第二實施例。
在此實施例的潤滑結構52中，齒輪13A和薄霧產生器54被使用，用以將油滴Ld2潑濺於該箱殼12的內部。然而，潤滑結構52並不侷限於此構造。只有薄霧產生器54可被使用在該潤滑結構52中。
在此實施例的潤滑結構52中，將該油泵29所抽泵的潤滑油L的一部分形成為薄霧狀態的油滴Ld2並將油滴Ld2潑濺於該箱殼12內的該薄霧產生器54被用作為該液滴產生器的一個例子。然而，該潤滑結構52並不侷限於此構造。例如，一將加壓空氣供應至該集油槽28，用以將薄霧狀態的油滴Ld2潑濺於該箱殼12內部的薄霧產生器可被用作為該液滴產生器的一個例子。一種使用超音波於該集油槽28上以產生油滴Ld2的薄霧產生器可被使用。
在前述的實施例中，該駐極體部分32被設置在包括在每一軸承18內的構件的部分表面上以及包括在每一齒輪系14內的齒輪13的部分表面上。然而，變速裝置50並不侷限於此構造。在變速裝置50中，駐極體部分32可被設置在包括在每一軸承18內的構件的全部表面上。駐極體部分32可被設置在每一齒輪13的全部表面上。被設置在包括於每一軸承18內的構件之間的滑動部分以及齒輪13之間的咬合部分駐極體部分32很容易磨耗掉，使得這些部分的金屬表面被曝露出來。這是因為形成 該駐極體部分32的薄膜本體(含氟聚合物薄膜)很容易因為機械性接觸及其它接觸而被磨耗掉。
前述潤滑結構30、42、52的每一者可被應用至內燃引擎及外燃引擎的軸承、曲柄軸、或閥系，或應用至車輛的變速裝置10，40，50以外的一般機器及其它機器的齒輪箱。
本發明的該被駐極化的駐極體部分吸引油滴的效果將參考下文中的測試結果來討論。
測試1被實施，用以測量油的黏附量。首先，測試樣本A、B、C分別以懸掛的狀態被置於一氣密的容器內。然後，油霧(薄霧狀態下的油滴)被潑濺於該氣密容器內部。接下來，黏附於每一測試樣本上的油量被測量。測量結果以柱狀圖示於圖8中。
測試1的條件係如下所示：a)油的種類：油(潤滑油)；b)產生油霧的方法：加壓空氣被一注入器注入到一設置在該氣密容器的下部的集油槽以產生油霧；c)空氣壓力：0.4MPa；d)測量時間：60分鐘；e)環境溫度：27.4±1℃；及f)測試樣本：下面三種測試樣本被使用：i)測試樣本A：矽晶圓，ii)測試樣本B：表面上設置有薄膜厚度為1至20微米的含氟聚合物薄膜的矽晶圓(由Asahi Glass有限公司所製造的Cytop(註冊商標))，及iii)測試樣本C：表面上設置有薄膜厚度為1至20微米之被駐極化的含氟聚合物薄膜的矽晶圓(由Asahi Glass有限公司所製造的Cytop(註冊商標))。
如圖8所示，幾乎沒有油霧黏附在測試樣本A及B上。油霧只黏附在測試樣本C上。由此結果可知，具有較輕的重量的油霧係附著及黏附至測試樣本C的被駐極化的含氟聚合物薄膜上。在當時，如圖9的柱狀圖所示，附著及黏附至測試樣本C的被駐極化的含氟聚合物薄膜的表面電位幾乎沒有被降低。起電狀態被保持在該被駐極化的含氟聚合物薄膜上。
接下來，測試2被實施，用以測量測試樣本B及C的表面電位。首先，測試樣本B及C的每一者被黏合至一圓盤狀的轉盤的外圓周且被放入到該集油槽中。在此狀態下，該轉盤被轉動以藉由每一測試樣本和油之間的剪力摩擦來產生沖流起電作用。測試樣本B及C各自的表面電位被測量。測量結果被顯示在圖10的線圖中。
測試2的條件係如下所示：g)油的種類：油(潤滑油)；h)剪切條件：在集油槽內運動；i)剪切率：8.8mm/s(1400rpm)；j)環境溫度：24.1至24.3℃；及k)測試樣本：測試1中所用的測試樣本B及C，但測試樣本C的表面電位被故意降低。
如圖10中的線圖所示，在測試樣本C中，即使是被駐極化的含氟聚合物薄膜的表面電位被降低，此含氟聚合物薄膜可透過與油的剪切摩擦所產生的沖流起電作用而再度儲存電荷，藉以恢復它的表面電位。在次式樣本B中，該含氟聚合物薄膜未被駐極化，因此，它的表面電位幾乎在所有時間點都保持在零。
18‧‧‧軸承
20‧‧‧外輪
22‧‧‧內輪
24‧‧‧每一球
26‧‧‧保持器
26A‧‧‧外表面
26B‧‧‧內表面
26C‧‧‧側表面
26D‧‧‧圓形孔
30‧‧‧潤滑結構
32‧‧‧駐極體部分
L‧‧‧潤滑油

Claims (9)

  1. 一種潤滑結構，包含：一液滴潑濺裝置(13A)，其被建構來將用來潤滑機器元件構件的潤滑液(L)轉變成液滴(Ld1，Ld2)，該液滴潑濺裝置(13A)被建構來潑濺被轉變成液滴(Ld1，Ld2)的該潤滑液(L)，該等機器元件構件(20，22，24，26)構成接觸部分，每一接觸部分都是對應的相鄰的機器元件構件(20，22，24，26)彼此接觸的一個部分；該潤滑結構的特徵在於它進一步包含一駐極體部分(32)，其被設置在每一接觸部分的附近區域，該駐極體部分(32)包含一駐極體，其中該駐極體部分(32)是一駐極化的薄膜體，該駐極化的薄膜體是藉由產生電極化用以將一絕緣體變成為在其表面的附近區域保持一電荷的狀態來形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之潤滑結構，其中該駐極體部分(32)對該潤滑液(L)具有斥液性。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之潤滑結構，其中該駐極體部分(32)和該潤滑液(L)之間的可濕性小於每一接觸部分和該潤滑液(L)之間的可濕性。
  4. 如申請專利範圍第1項之潤滑結構，其中該駐極體部分(32)是一被駐極化的含氟聚合物薄膜，其被設置在每一機器元件構件(20，22，24，26)的表面。
  5. 如申請專利範圍第1項之潤滑結構，其更包含：一箱殼(12)；及一集液槽(28)，其中該箱殼(12)容納該等機器元件構件(20，22，24，26)，該集液槽(28)被設置在該箱殼(12)的底部，該集液槽(28)被建構來將該潤滑液(L)保存在該集液槽(28)內，該液滴潑濺裝置被浸泡在保存於該集液槽(28)內的該潤滑液(L)中，該液滴潑濺裝置被可轉動地支撐，該液滴潑濺裝置包括一轉動件(13A)，該轉動件(13A)被建構成藉由轉動來將該集液槽(28)內的該潤滑液(L)舀起，且該轉動件(13A)被建構來將液滴(Ld1，Ld2)潑濺於該箱殼(12)的內部中。
  6. 如申請專利範圍第1項之潤滑結構，其中該液滴潑濺裝置包括一液滴產生器(54)，及該液滴產生器(54)被建構來將該潤滑液(L)潑濺成薄霧(Ld2)狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項之潤滑結構，其中該等機器元件構件被包括在一軸承內，該等構件包括滑動部分，該等構件在滑動部分處對著彼此滑動，及該駐極體部分(32)被設置在每一滑動部分的附近區域。
  8. 如申請專利範圍第1項之潤滑結構，其中該等機器元件構件是齒輪(13)，及該駐極體部分(32)被設置在相對應的相鄰齒輪(13)之間的一咬合部分的附近區域。
  9. 一種變速裝置(10)，其包含如申請專利範圍第1至8項中任一項之潤滑結構，其中：該等機器元件構件是用於傳動的機器元件構件。
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