专利名称：动力传导装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液力变矩器或液力联轴节等动力传导装置，这些装置都是利用流体的动能而传导动力的。
在这种动力传导装置中，由于将油用作动力传导的工作流体，还将油用作传导装置的轴承润滑，因而有动力传导部和动力装置的轴承之间不需要轴封装置的优点。但是，在分解检修时油的管理较麻烦，从环境污染考虑、有废油的处理问题。
虽然也有将水用作动力传导的工作流体，由于在这种场合下还是将油或润滑脂用作动力传导装置的轴承润滑，因而在动力传导部和传导装置的轴承之间不需要轴封装置，但是结构很复杂。
在可变速型液力联轴节这种动力传导装置的场合下、当将勺式管用作速度控制时，勺式管的控制是使用电动伺服机构、空气伺服机构或油压伺服机构进行的。
在将价格低廉而且容易维护·管理的水用作动力传导的工作流体时，有这样的要求，即、还将水用于动力传导装置的轴承润滑和速度控制的伺服机构，由此使动力传导装置的结构简化。在这种场合下，在动力传导装置中使用能用水润滑的径向轴承、推力轴承和水压伺服机构就成为问题。
发明的公开本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，其目的是提供一种能将水用作动力传导的工作流体、并且能将水用于轴承润滑和速度控制的伺服机构的动力传导装置。
为了达到上述目的而作出的本发明动力传导装置，它是把流体作为动力传导介质，把由原动机给予流体的动能作为回转动力而取出的，其特征在于，将水用作动力传导的流体介质和装置内的轴承润滑流体。
在本发明中，动力传导装置的径向轴承作成套筒轴承，推力轴承使用螺纹动压轴承，因此能用水进行润滑。还能将控制机器形成用水压伺服机构等使用水的结构。
由于将水替代油，并将其用作动力传导的流体介质和装置内的轴承润滑流体，因而有以下列举的效果。
(1)就可变速型液力联轴节的两个轴端部的轴封部而言，图7表示以前的轴封部结构，图8表示本发明的轴封部结构。如图7和图8所示，以前、在输入轴和输出轴的两个轴端分别采用2重的迷宫式密封结构，而本发明的输入轴和输出轴的两个轴端分别采用1个迷宫式密封结构。
如图7所示，在以前的轴封部结构中，在输入轴7(或输出轴16)的各个轴端上设有2个迷宫式密封结构L1，L2，在2个迷宫式密封结构L1，L2之间设置着离心式泄漏水排出机构50。这样，可用离心式泄漏水排出机构50捕捉从第1个迷宫式密封结构L1泄漏的流体(油)，万一流体从该机构50泄漏时，还可用第2个迷宫式密封结构L2防止泄漏。
与此相对，在本发明中，在输入轴7(或输出轴16)的各个轴端上只设置1个迷宫式密封结构L就能防止流体的泄漏，万一流体从该机构50泄漏，由于该流体是水，因而对环境完全没有影响。
(2)在流体是油的场合下，由动力传导装置的动作使该流体的温度上升，使流体成为微细的粒子而雾化、进而使其气化。为此在该动力传导装置中设置油雾分离器。
与此相对，在流体是水的场合下，即使水临时雾化、对环境也完全没有影响，当然不必设置油雾分离器，而且不必设置通常必需的通气孔。
图2是表示
图1所示可变速型液力联轴节的详细结构的断面图。
图3是表示图1所示可变速型液力联轴节中的轴承详细结构的断面图。
图4是表示图1所示可变速型液力联轴节中的水压伺服机构的详细结构断面图。
图5A和图5B是表示图1所示可变速型液力联轴节中的径向轴承的结构图，图5A是断面图，图5B是侧面图。
图6A和图6B是表示图1所示可变速型液力联轴节中的静止侧推力轴承的图，图6A是断面图，图6B是侧面图。
图7是表示以前的动力传导装置中的轴封部结构的断面图。
图8是表示本发明动力传导装置中的轴封部结构的断面图。
虽然液力联轴节有很多种，譬如、定速型；对供给叶轮(impeller)的工作流体的供给量加以控制的可变速型；工作流体的供给量是一定的、但由勺式管对回转部内的工作流体量加以控制的可变速型。但是在本发明动力传导装置中不管所使用的径向轴承和推力轴承是什么形式、都属于相同的液力联轴节。
图1是表示本发明可变速型联轴节的整体结构图，它是将水用作动力传导的工作流体，用勺式管进行速度控制的。在本发明的可变速液力联轴节中，将水用作动力传导的工作流体、轴承润滑用的流体、控制用的流体，是用勺式管进行速度控制的。
如图1所示，叶轮10与输入轴7相连接，转子11与输出轴16相连接。叶轮10上固定着叶轮壳体12。固定着叶轮10的输入轴7和固定着转子11的输出轴16中的任意一个都由2个径向轴承8和1组推力轴承组件9支承。将水作为动力传导工作流体而供给由叶轮10、转子11和叶轮壳体12构成的工作室(联轴节部)。
液力联轴节的下部形成工作水的水槽35，通过吸入过滤器2、借助压力规定泵3，把由泵1加压了的水压力形成规定的压力，用作动力传导的工作水·轴承润滑水·控制用的水。即、在水槽35的内部设置着过滤器2，加压泵1通过过滤器2而将水吸入、加压；排出压由设置在泵的排出侧的压力规定阀3的设定压确定。液力联轴节的动力传导工作水通过孔口4而供给工作室。而且支承输入轴7和输出轴16的径向轴承8和推力轴承9由加压泵1供给的水润滑。通过润滑水过滤器5而供给这些径向轴承8和推力轴承9。还设置着水压伺服机构，用于控制勺式管14，由加压泵1供给的水使这个水压伺服机构动作。又用孔口6把通过润滑水过滤器5的水流量进一步缩小后、供给水压伺服机构。
水压伺服机构是用由电气信号而动作的伺服机构执行元件17使导引器18回转，由此使导引器18的表面上的沟与随动活塞20的孔相互连通，将压力水导入随动活塞20，直到由导引器18回转而产生的、将流路堵塞的位置，使随动活塞20停止前后动作。然后，使与随动活塞20直接相连的、前端有喷嘴13的勺式管14动作，控制叶轮壳体12内的水量。符号19是收容随动活塞20的壳体。
下面，参照着图2来说明本发明可变速型液力联轴节的结构。图2是表示可变速型压力联轴节的详细结构的断面图。用于传导由加压泵1(参照图1)供给的动力的水、从工作水供给流路22进入叶轮10的里面，从叶轮10的补给孔23进入叶轮10的叶片的某个室里，即、进入到工作室，由叶轮10的回转而给予动能之后，从叶轮10飞出。接着，从叶轮10飞出的水进入转子11，将水的动能作为输出轴16的回转动力而传导。由于用于动力传导的水能从叶轮的补给孔23常时地补给，因而其余的水可由勺式管14吸出，通过排出口15而回归到水槽35。
可变速型液力联轴节是借助水压伺服机构、使前端设有喷嘴13的勺式管14前后地进行动作，以控制叶轮壳体12内的水量。即、如果使勺式管14的插入量增大、使叶轮壳体12内的水量减少，即使输入轴7以一定转数运转，由于动力的传导量减少，因而输出转数也就减少。由勺式管14吸出的水从勺式管排出口15排出，回归到可变速型液力联轴节下部的水槽35里。
径向轴承8的润滑水是经过润滑水过滤器5(参照图1)，从润滑水供给流路24、通过设有节流器的润滑水入口25向径向轴承8供给。流入径向轴承8的润滑水润滑径向轴承8后，从设在流出侧的流路返回可变速型液力联轴节下部的水槽35里。
推力轴承组件9的润滑水是经过润滑水过滤器5(参照图1)，从润滑水供给流路24通过润滑水入口27向推力轴承组件9供给。流入推力轴承组件9的润滑水从推力轴承组件9的外周流过推力轴承流入内周，沿轴流动，从设有节流器的润滑水排出口26排出，返回可变速型液力联轴节下部的水槽35里。
图3是轴承的具体结构的剖面图。如图3所示，径向轴承8由圆筒形套筒形状的套管轴承构成。径向轴承8的润滑水从润滑水入口25供给。推力轴承组件9内装着2种推力轴承9a、9b，它们是即使沿轴的左右任意方向产生推力、都能用于受到右方向推力或左方向推力的轴承。推力轴承9a、9b由平面轴承构成，它们是以平面承受推力的。各个推力轴承9a、9b由回转侧推力轴承28和静止侧推力轴承29构成，在各个推力轴承9a、9b中，由推力的按压作用而使回转侧推力轴承28和静止侧推力轴承29产生面压，并由水润滑，但是在这时，在反推力侧的回转轴承28和静止侧轴承29之间会稍稍产生间隙。
为了防止大量的润滑水通过上述间隙而流向径向轴承8的一方，用溢流环21将水的泄漏抑制到最小。即、在推力轴承9的两侧设置溢流环21，即使对轴产生的推力荷重是沿左右轴向的任意一个方向作用的场合下，都能对推力轴承进行润滑。而且，为了防止推力轴承的润滑水通过没有受到荷重作用侧的推力轴承的间隙而流动，在润滑水排出口26设置节流装置，使推力侧的推力轴承上一定有润滑水流过。
下面，参照着图4来说明用于控制勺式管的水压伺服机构的结构。图4是表示水压伺服机构的详细结构的断面图。如图4所示，水压伺服机构设有与勺式管14相连接的导引杆18、使导引杆18回转的伺服执行机构17、固定在导引杆18上的随动活塞20、收容随动活塞20的壳体19。符号31是控制水的入口，控制水从这里流入。符号30是排出控制水的控制水排出口。而符号33是将伺服执行机构17和导引杆18相连接的联轴节。
在图4所示的水压伺服机构中，由于当由电气信号而动作的伺服执行机构17使导引杆18回转时，使导引杆18表面上的沟的位置发生改变，由此将水流向随动活塞20端部的流路打开，因而直到使这流路关闭的位置之前，使随动活塞20前进或后退，从而使得与随动活塞20相连接的勺式管14也前进或后退，由此就控制了叶轮壳体12内的水量。
图5A和图5B是表示径向轴承的结构图，图5A是断面图，图5B是侧面图。径向轴承8由收容在壳体36内的套筒轴承构成，在与轴相接触的内面上的3个部位设有沟8a，形成润滑水容易流入的结构。
图6A和图6B是表示静止侧推力轴承，图6A是断面图，图6B是侧面图。如图6A和图6B所示，在静止侧推力轴承29的推力荷重作用的滑动面上形成非常浅的几微米的螺旋沟29s，润滑水进入到这螺旋沟29s里，由斜楔效果而承受推力。在推力轴承29的外周面上设有保护筒37。
图1～图6A、图6B是表示将本发明用于可变速型液力联轴节的例子，但是，本发明同样能适用于液力变矩器，它是在充满工作流体的壳体内设有与输入轴相连接的泵、与输出轴相连接的涡轮和固定在输出轴上的定子，借助由泵给予的工作流体的能量使涡轮回转，使该工作流体经过定子而回归到泵，即使输入轴的速度和转矩一定，也能根据负荷自动地改变输出轴的速度和转矩。在液力变矩器的场合下，径向轴承8和推力轴承组件9也还是使用与图2、图3、图5A、图5B和图6A图6B所示的相同结构。
图1～图6A、图6B中所示的可变速型液力联轴节，在输入轴7和输出轴16的两个轴端设有图8所示的轴封部结构。即、如图8所示，在径向轴承8的外侧设置着1个迷宫式密封圈结构L，由这迷宫式密封圈结构L防止被用作工作流体的水的泄漏。
如上所述，如果采用本发明，则即使不使用油也能很好地形成将原动机给予流体的动能作为回转动力而取出的液力联轴节或液力变矩器，能解决维修·管理时的环境污染问题。而且，长期使用后也不用进行废油处理。
由于将水替代油，并将其用作动力传导的流体介质、用作装置内的轴承润滑流体，因而有以下列举的效果。
(1)能在防爆地域使用。
(2)在工作流体是水的场合下，由于其比热比油大，因而冷却装置的体积就能缩小。
(3)不必像以前那样、在上述工作流体是油的场合下，为了冷却这流体而设置空冷或水冷的冷却装置，特别是空冷的冷却装置，装置本体的设置面积就较大。与此相对、水冷的冷却装置，装置本体的设置面积就较小。因此通常使用水冷的冷却装置。
在由于停电而不能将电力供给传导装置的场合下，水冷的冷却装置就不能对已变成高温的油进行冷却，这时，如果因油温上升而到发火点，就会引起火灾。
与此相对，在本发明中，由于上述流体是水，因而即使陷入这种状况，也不会引起使上述流体温度上升到发生火灾那样致命的问题。
产业上利用的可能性本发明是利用流体的动能而传导动力的动力传导装置，能利用于液力变矩器或液力联轴节等装置。
权利要求
1，一种动力传导装置，它是把流体作为动力传导介质，把由原动机给予流体的动能作为回转动力而取出的，其特征在于，将水用作作为动力传导介质的流体和装置内的轴承的润滑流体。
2，如权利要求1所述的动力传导装置，其特征在于，在上述动力传导装置的控制装置中使用水。
3，如权利要求1所述的动力传导装置，其特征在于，上述动力传导装置是具有叶轮和转子的可变速型液力联轴节或一定速型液力联轴节。
4，如权利要求1所述的动力传导装置，其特征在于，上述动力传导装置是具有泵、涡轮和定子的液力变矩器。
5，如权利要求1所述的动力传导装置，其特征在于，上述轴承的径向轴承由套筒轴承构成。
6，如权利要求1所述的动力传导装置，其特征在于，上述轴承的推力轴承由螺旋动压轴承构成。
7，一种可变速型液力联轴节，其特征在于，在把流体作为动力传导介质，把由原动机给予流体的动能作为回转动力而取出的动力传导装置中，将水作为工作流体供给由叶轮和转子构成的联轴节部；将水作为润滑流体供给支撑分别与上述叶轮和转子连接的输入轴和输出轴的轴承并进行润滑；将水用作控制勺式管的水压伺服机构的工作流体而供给，上述勺式管用于调节上述联轴节部内的水量。
8，如权利要求7所述的动力传导装置，其特征在于，上述径向轴承由套筒轴承构成。
9，如权利要求7所述的动力传导装置，其特征在于，上述推力轴承由螺旋动压轴承构成。
全文摘要
本发明涉及液力变矩器或液力联轴节等动力传导装置,它是利用流体的动能而传导动力,把流体作为动力传导的介质,把由原动机给予流体的动能作为回转动力而取出的;其中,将水作为工作流体而供给由叶轮(10)和转子(11)构成的联轴节部;将水作为润滑流体而供给支撑分别与叶轮(10)和转子(11)相连接的输入轴(7)和输出轴(16)的轴承(8、9),并进行润滑;将水作为控制勺式管(14)的水压伺服机构的工作流体而供给,勺式管是用于调节联轴节部内水量的。
文档编号F16D33/18GK1390283SQ00815529
公开日2003年1月8日 申请日期2000年11月9日 优先权日1999年11月10日
发明者木村克己, 服部和男, 绪方大洋, 大塚道雄, 杉山秀彦, 形谷吉则 申请人:株式会社荏原制作所