Конструкция для смазки и коробка передач - RU2624931C1
Код документа: RU2624931C1
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к конструкции для смазки для компонентов деталей машины и коробке передач, использующей эту конструкцию для смазки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Например, была известна технология, чтобы формировать тонкую пленку смазочного масла (масляную пленку) на каждой контактной части (скользящей части) между компонентами машинных деталей, включенных в подшипник, так, чтобы пресекать непосредственный контакт между металлическими поверхностями компонентов, таким образом пресекая возникновение прихвата, истирания или т.п.
Для того, чтобы пресекать прихват и истирание компонентов машинных деталей, известна технология, чтобы обеспечивать часть компонентов машинных деталей шероховатостью для удержания в ней смазочного масла (см. публикацию японской патентной заявки № 2012-87924), и технологию, чтобы конфигурировать часть компонентов машинных деталей так, чтобы они были пористыми телами, пропитанными смазочным маслом (см. публикацию японской патентной заявки № 2000-120707).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Между тем, если компоненты машинных деталей размещаются в позициях, к которым трудно подавать смазочное масло, большое количество смазочного масла требуется непосредственно подавать к контактным частям между компонентами машинных деталей. Этот подход является одинаковым в технологиях, раскрытых в JP 2012-87924 A и JP 2000-120707 A, и если смазочное масло, удерживаемое в шероховатости, или смазочное масло, которым пропитано пористое тело, заканчивается, становится невозможным подавать смазочное масло к контактным частям между компонентами машинных деталей; следовательно, большое количество смазочного масла требуется подавать непосредственно к контактным частям между компонентами машинных деталей.
Предоставляется конструкция для смазки, которая может смазывать контактные части между компонентами машинных деталей без непосредственной подачи смазочной жидкости. Кроме того, предоставляется коробка передач, использующая эту конструкцию для смазки.
Конструкция для смазки согласно одному варианту осуществления включает в себя устройство для разбрызгивания капель жидкости и электретный участок. Устройство разбрызгивания капель жидкости является средством для формирования смазочной жидкости для смазывания компонентов машинных деталей в капли жидкости и разбрызгивания капель жидкости. Электретный участок предусматривается вблизи от каждой контактной части между компонентами машинных деталей. Электретный участок является электретированным участком. "Капли жидкости", упоминаемые в данном документе, включают в себя капли жидкости в пылеобразном состоянии, капли жидкости в разбрызганном состоянии или т.п.
В конструкции для смазки согласно вышеупомянутому варианту осуществления смазочная жидкость формируется в капли жидкости и разбрызгивается посредством устройства разбрызгивания капель жидкости. Разбрызгиваемые капли жидкости притягиваются и прилипают к электретному участку в электризованном состоянии. Электретный участок электретируется в электризованное состояние. Поскольку электретный участок предусматривается вблизи от каждой контактной части между компонентами машинных деталей, капли жидкости, прилипающие к электретному участку, движутся к каждой контактной части, в то же время объединяясь в одну или более прилипающих капель жидкости, тем самым, смазывая контактную часть. Следовательно, в вышеописанной конструкции для смазки представляется возможным смазывать контактные части между компонентами машинных деталей без подачи смазочной жидкости непосредственно к контактным частям между компонентами машинных деталей.
Конструкция для смазки согласно варианту осуществления, электретный участок имеют жидкостно-отталкивающую способность относительно смазочной жидкости.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления, поскольку каждый электретный участок имеет жидкостно-отталкивающую способность относительно смазочной жидкости, капли жидкости, прилипающие к электретному участку, могут легко перемещаться по поверхности электретного участка к каждой контактной части между компонентами машинных деталей.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления электретный участок имеет меньшую способность к смачиванию относительно смазочной жидкости, чем способность к смачиванию каждой контактной части.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления способность к смачиванию относительно смазочной жидкости электретного участка задается меньшей, чем способность к смачиванию каждой контактной части между компонентами машинных деталей; другими словами, способность к смачиванию относительно смазочной жидкости каждой контактной части между компонентами машинных деталей задается большей, чем способность к смачиванию электретного участка; следовательно, представляется возможным эффективно смазывать вышеупомянутую контактную часть жидкими каплями смазочной жидкости, движущимися по поверхности электретного участка.
Согласно варианту осуществления электретный участок является электретированной фторполимерной пленкой, предусмотренной на поверхности каждого компонента машинных деталей.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления электретированная фторполимерная пленка, предусмотренная на поверхности каждого компонента машинных деталей, используется в качестве электретного участка; следовательно, например, по сравнению со случаем конфигурирования части каждого компонента машинных деталей, чтобы она была электретным участком, представляется возможным последующее прикрепление электретного участка к компоненту машинных деталей без необходимости конструктивных изменений компонентов машинных деталей.
Согласно варианту осуществления конструкция для смазки дополнительно включает в себя: картер, который размещает компоненты машинных деталей; и поддон для жидкости, который размещается на донном участке картера и конфигурируется, чтобы хранить внутри смазочную жидкость, при этом устройство разбрызгивания капель жидкости погружается в смазочную жидкость, хранящуюся в поддоне для жидкости, в то время как устройство разбрызгивания капель жидкости поддерживается с возможностью вращения, устройство разбрызгивания капель жидкости включает в себя поворотный элемент, сконфигурированный, чтобы черпать смазочную жидкость в масляном поддоне посредством вращения и разбрызгивать капли жидкости внутри картера.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления поворотный элемент вращается так, чтобы черпать смазочную жидкость в поддоне для жидкости и разбрызгивать капли жидкости внутри картера. Представляется возможным разбрызгивать капли жидкости внутри картера с такой простой конфигурацией использования поворотного элемента.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления устройство разбрызгивания капель жидкости включает в себя генератор капель жидкости, сконфигурированный, чтобы разбрызгивать смазочную жидкость, которая формируется в капли жидкости, в пылеобразном состоянии.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления смазочная жидкость формируется в капли жидкости в пылеобразном состоянии и разбрызгивается с помощью генератора капель жидкости; таким образом, вес капель жидкости становится меньше, и капли жидкости легко прилипают к электретному участку. Соответственно, количество прилипающей смазочной жидкости (капель жидкости) электретного участка становится больше; следовательно, каждая контактная часть между компонентами машинных деталей может эффективно быть смазана.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления компоненты машинных деталей являются компонентами, включенными в подшипник, и электретный участок предусматривается вблизи от каждой скользящей части между компонентами.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления представляется возможным смазывать скользящие части между компонентами, включенными в каждый подшипник, без подачи смазочной жидкости непосредственно к скользящим частям между компонентами.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления компоненты машинных деталей являются зубчатыми колесами, и электретный участок предусматривается вблизи от части зацепления между соответствующими соседними зубчатыми колесами.
В конструкции для смазки согласно варианту осуществления представляется возможным смазывать части зацепления между зубчатыми колесами без подачи смазочной жидкости непосредственно к частям зацепления между зубчатыми колесами.
Коробка передач согласно варианту осуществления включает в себя конструкцию для смазки, которая изложена в любом из пп. 1-8 формулы изобретения, и компоненты машинных деталей являются компонентами машинных деталей для коробки передач.
В коробке передач согласно варианту осуществления представляется возможным смазывать контактные части между компонентами машинных деталей для коробки передач без подачи смазочной жидкости непосредственно к контактным частям между компонентами машинных деталей для коробки передач.
Как упомянуто выше, настоящее изобретение может предоставлять конструкцию для смазки и коробку передач, допускающую смазку контактных частей между компонентами машинных деталей без непосредственной подачи смазочной жидкости к контактным частям между компонентами машинных деталей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки, преимущества и техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 – вид в разрезе, схематично показывающий общую конфигурацию коробки передач, использующей конструкцию для смазки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 2 – частичный вид в разрезе компонента машинных деталей, смазываемого в конструкции для смазки согласно первому варианту осуществления (частичный вид в разрезе, указанный стрелкой 2 на фиг. 1);
Фиг. 3 – частичный укрупненный вид части, которая показана в виде в разрезе на фиг. 2;
Фиг. 4 – вид в разрезе электретного участка, показывающий состояние, в котором жидкие капли смазочной жидкости притягиваются и прилипают к электретному участку;
Фиг. 5 – укрупненный вид в разрезе компонентов машинных деталей, смазываемых в разновидности конструкции для смазки согласно первому варианту осуществления (укрупненный вид в разрезе согласно фиг. 3);
Фиг. 6 – вид в перспективе, показывающий главную часть компонента машинной детали, смазываемого посредством конструкции для смазки согласно второму варианту осуществления;
Фиг. 7 – вид в разрезе, схематично показывающий общую конфигурацию коробки передач, использующей конструкцию для смазки согласно третьему варианту осуществления;
Фиг. 8 – гистограмма, показывающая соответствующее количество налипания смазочного масла, прилипающего к опытным образцам A-C;
Фиг. 9 – гистограмма, показывающая соответствующие поверхностные потенциалы опытных образцов A-C перед налипанием смазочного масла и после налипания смазочного масла; и
Фиг. 10 – линейный график, показывающий соответствующие поверхностные потенциалы опытных образцов B и C посредством потоковой электрификации.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Коробка 10 передач транспортного средства, использующая конструкцию 30 для смазки согласно первому варианту осуществления, будет описана со ссылкой на фиг. 1-4.
Как показано на фиг. 1, коробка 10 передач включает в себя картер 12, зубчатые передачи 14, каждая включает в себя множество зубчатых колес 13, размещенных в этом картере 12, валы 16, каждый поддерживает каждую соответствующую зубчатую передачу 14, и подшипники 18, каждый из которых поддерживает с возможностью вращения каждый соответствующий вал 16. Картер 12 настоящего варианта осуществления является примером картера настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2, внешнее кольцо 20, внутреннее кольцо 22, каждый шарик 24 и сепаратор 26 подшипника являются компонентами, включенными в каждый из подшипников 18, и каждое из множества зубчатых колес 13 конфигурирует каждую зубчатую передачу 14 настоящего изобретения. Внешнее кольцо 20, внутреннее кольцо 22, каждый шарик 24 и сепаратор 26 подшипника являются примером компонентов машинных деталей (компонентами машинных деталей) коробки передач. Мотор-генератор, планетарный зубчатый механизм или т.п. соединяется с каждым валом 16 коробки 10 передач настоящего варианта осуществления.
Масляный поддон 28, где хранится смазочное масло L, размещается в донном участке картера 12. Масляный поддон 28 является примером поддона для жидкости. Это смазочное масло L используется для смазки компонентов машинных деталей для коробки передач, т.е. соответствующих компонентов, включенных в каждое зубчатое колесо 13 и каждый подшипник 18. Смазочное масло L настоящего варианта осуществления является примером смазочной жидкости.
Зубчатое колесо 13A погружается в масляный поддон 28. Зубчатое колесо 13A является одним из множества зубчатых колес 13, включенных в каждую зубчатую передачу 14. По меньшей мере, нижний участок в направлении силы тяжести зубчатого колеса 13A погружается в масляный поддон 28. Следовательно, если зубчатое колесо 13A вращается вокруг своей собственной оси, смазочное масло L размешивается и зачерпывается, чтобы разбрызгиваться в состоянии масляных капель внутри картера 12.
Как показано на фиг. 1, масляной насос 29, который перекачивает смазочное масло L в масляном поддоне 28, соединяется с картером 12. Перекачиваемое смазочное масло L подается к соответствующим компонентам, включенным в зубчатые передачи 14 и подшипники 18, от расположенных выше зубчатых передач 14 и подшипников 18. Подаваемое смазочное масло L охлаждает и смазывает соответствующие компоненты, включенные в зубчатые передачи 14 и подшипники 18. Смазочное масло L затем возвращается в масляный поддон 28 посредством силы тяжести.
Как показано на фиг. 2 и 3, каждый подшипник 18 настоящего варианта осуществления является шариковым подшипником, классифицированным как подшипник качения. Подшипник 18 включает в себя внешнее кольцо 20, внутреннее кольцо 22, каждый шарик 24 и сепаратор 26 подшипника в качестве своих главных компонентов. Внешнее кольцо 20 прикрепляется к картеру 12. Вал 16 вставляется через внутреннее кольцо 22. Каждый шарик 24 размещается между внешним кольцом 20 и внутренним кольцом 22. Сепаратор 26 подшипника имеет кольцеобразную форму. Сепаратор 26 удерживает каждый шарик 24 между внешним кольцом 20 и внутренним кольцом 22. В настоящем варианте осуществления электретный участок 32, описанный ниже, предусматривается для каждого сепаратора 26. Контактные части между компонентами каждого подшипника 18 смазываются посредством действия смазки, описанного позже. В настоящем варианте осуществления контактные части между компонентами каждого подшипника 18, соответственно обозначают контактные части между внешним кольцом 20 и каждым шариком 24 и между внутренним кольцом 22 и каждым шариком 24. Эти контактные части могут также называться скользящими частями между вышеупомянутыми компонентами. Следовательно, эти контактные части соответственно называются скользящими частями между компонентами каждого подшипника 18 или скользящими частями каждого подшипника 18.
Главными частями конструкции 30 для смазки настоящего варианта осуществления являются зубчатое колесо 13A и электретный участок 32. Зубчатое колесо 13A черпает смазочное масло L, хранящееся в масляном поддоне 28. Зубчатое колесо 13A разбрызгивает смазочное масло L в состоянии капель масла внутри картера 12 (см. фиг. 1). Электретный участок 32 соответственно размещается в окрестностях скользящих частей (контактных частей) между компонентами каждого подшипника 18. Каждый электретный участок 32 электретируется. Зубчатое колесо 13A настоящего варианта осуществления является примером устройства разбрызгивания капель жидкости или поворотным элементом. На фиг. 1 и 4, среди капель Ld жидкости, каждая капля масла или жидкости, имеющая больший диаметр капли жидкости, указывается как разбрызгиваемая капля масла посредством ссылочного номера Ld1, а каждая капля масла или жидкости, имеющая меньший диаметр капли жидкости, указывается как пылеобразная капля масла посредством ссылочного номера Ld2.
Как показано на фиг. 3, в настоящем варианте осуществления, между соответствующими компонентами, включенными в каждый подшипник 18, сепаратор 26 в кольцеобразной форме предусматривается с электретным участком 32. Этот электретный участок 32 состоит из оболочки из электретированной пленки. Оболочка из электретированной пленки впоследствии прикрепляется к внешней поверхности 26A, внутренней поверхности 26B и боковой поверхности 26C сепаратора 26. В настоящем варианте осуществления электретный участок 32 не предусматривается на боковой стенке отверстия для круглого отверстия 26D, которое удерживает каждый шарик 24 сепаратора 26. Однако то, где предусматривать электретный участок 32, не ограничивается этой конфигурацией. Например, электретный участок 32 может быть предусмотрен на поверхности стенки отверстия каждого круглого отверстия 26D. Электретный участок 32, предусмотренный на поверхности стенки отверстия для каждого круглого отверстия 26D, становится изношенным вследствие контакта с шариком 24.
"Электретизация", упоминаемая в данном документе, обозначает электризацию окрестностей поверхности изолятора. В частности, "электретизация" означает, что электрическая поляризация создается в изоляторе, имеющем сильную диэлектрическую способность, так, чтобы приводить изолятор в состояние полупостоянного удерживания электрического заряда вблизи от своей поверхности. Пример способа, чтобы создавать электрическую поляризацию в изоляторе, может включать в себя обработку разрядом, тепловую обработку, рентгеновскую обработку, электроннолучевую обработку и ультрафиолетовую (UV) обработку, и любой способ из этих способов может быть использован. "Полупостоянное удерживание электрического разряда" означает, что поверхностный потенциал изолятора трудно уменьшить, что отличается от обычной электризации трением.
Электретный участок 32 имеет жидкостно-отталкивающую способность (масло-отталкивающую способность) относительно смазочного масла L. В частности, электретный участок 32 имеет жидкостно-отталкивающую способность, краевой угол смачивания которой на гладкой поверхности находится в диапазоне 50-90°. Краевой угол смачивания обозначает угол контакта относительно смазочного масла L. В настоящем варианте осуществления пленочная оболочка, конфигурирующая электретный участок 32, является электретированной фторполимерной пленкой. Следовательно, пленочная оболочка имеет высокую жидкостно-отталкивающую способность относительно смазывающего масла L.
Электретный участок 32 имеет более низкую способность к смачиванию (липофильность) относительно смазочного масла L, чем у каждого подшипника 18, компоненты которого изготовлены из металла. Другими словами, каждая скользящая часть имеет более высокую способность к смачиванию относительно смазочного масла L, чем у электретного участка 32. Скользящие части обозначают скользящие части между компонентами, включенными в каждый подшипник 18. Соответственно, каждая скользящая часть более вероятно должна смачиваться и более легко смазывается смазочным маслом L в сравнении с электретным участком 32.
Действие настоящего варианта осуществления будет описано далее в данном документе.
В коробке 10 передач, использующей конструкцию 30 для смазки настоящего варианта осуществления, зубчатые передачи 14 и подшипники 18 охлаждаются и смазываются смазочным маслом L, перекачиваемым посредством масляного насоса 29. Зубчатое колесо 13A вращается вместе с вращением соответствующей зубчатой передачи 14. Смазочное масло L в масляном поддоне 28 зачерпывается зубчатым колесом 13A так, чтобы разбрызгиваться как капли Ld масла внутри картера 12. Как показано на фиг. 4, разбрызгиваемые капли Ld масла притягиваются и прилипают к электретному участку 32, электретированному в наэлектризованное состояние.
Как показано на фиг. 3, в конструкции 30 для смазки электретный участок 32 предусматривается на внешней поверхности 26A сепаратора 26 расположенным вблизи от контактной части (скользящей части) между внешним кольцом 20 и каждым шариком 24. Капли Ld масла, налипающие на электретный участок 32, движутся по направлению к контактной части (скользящей части) между внешним кольцом 20 и каждым шариком 24, в то же время объединяясь в одно целое с другими налипающими каплями Ld масла. Капли Ld масла смазывают контактную часть между внешним кольцом 20 и каждым шариком 24. С другой стороны, электретный участок 32 также предусматривается на внутренней поверхности 26B сепаратора 26 расположенным вблизи от контактной части (скользящей части) между внутренним кольцом 22 и каждым шариком 24. Капли Ld масла, налипающие на электретный участок 32, движутся по направлению к контактной части (скользящей части) между внутренним кольцом 22 и каждым шариком 24, в то же время объединяясь в одно целое с другими налипающими каплями Ld масла. Капли Ld масла смазывают контактную часть (скользящую часть) между внутренним кольцом 22 и каждым шариком 24. Таким образом, в коробке 10 передач, посредством конструкции 30 для смазки, представляется возможным смазывать скользящие части между компонентами, включенными в каждый подшипник 18, каплями Ld масла разбрызгиваемого смазочного масла L без непосредственной подачи смазочного масла L к скользящим частям. Следовательно, представляется возможным смазывать даже скользящие части между подшипниками 18, расположенными в позициях, куда смазочное масло L, перекачиваемое посредством масляного насоса 29, трудно непосредственно доставлять.
"Позиции, куда смазочное масло L трудно непосредственно доставлять", упоминаемые в данном документе, обозначают верхнюю позицию в картере 12 или позиции далеко от подающего отверстия для смазочного масла L, например.
Смазочное масло L, перекачиваемое посредством масляного насоса 29, подается из подающего отверстия внутрь картера 12.
В коробке 10 передач, посредством конструкции 30 для смазки настоящего варианта осуществления, представляется возможным смазывать даже скользящие части между подшипниками 18, расположенными в позициях, куда смазочное масло L трудно непосредственно доставлять. Например, в коробке передач, которая смазывает скользящие части между подшипниками 18 посредством увеличения количества смазочного масла L внутри картера 12, увеличение количества смазочного масла L вызывает увеличение веса. Наоборот, в коробке 10 передач настоящего варианта осуществления, конструкция 30 для смазки предоставляет возможность смазки даже скользящих частей между подшипниками 18, таким образом, пресекая увеличение веса из-за увеличения количества смазочного масла L. В противоположность коробке передач, в которой скользящие части между подшипниками 18 смазываются за счет увеличения количества смазочного масла L, также представляется возможным пресекать увеличение в тормозящем моменте во время размешивания смазочного масла L в масляном поддоне 28 посредством зубчатого колеса 13A. Представляется возможным уменьшать рабочую нагрузку масляного насоса коробки 10 передач так, чтобы она была меньше рабочей нагрузки масляного насоса коробки передач требуемой для того, чтобы смазывать скользящие части между подшипниками 18 за счет увеличения количества смазочного масла L. Кроме того, в коробке 10 передач, поскольку нет необходимости увеличивать количество смазочного масла L, представляется возможным выполнять нагрев смазочного масла L раньше.
В конструкции 30 для смазки, поскольку каждый электретный участок 32 имеет жидкостно-отталкивающую способность (масло-отталкивающую способность) относительно смазочного масла L, каплям Ld масла, прилипающим к электретному участку 32, предоставляется возможность легко перемещаться к каждой скользящей части между подшипниками 18 по поверхности электретного участка 32. Кроме того, способность к смачиванию (липофильность) относительно смазочного масла L каждой скользящей части между подшипниками 18 является более высокой, чем способность к смачиванию электретного участка 32. Следовательно, капли Ld масла движутся к скользящей части по поверхности электретного участка 32. Вышеописанная скользящая часть может быть эффективно смазана каплями Ld масла, движущимися от поверхности электретного участка 32.
В конструкции 30 для смазки электретированная фторполимерная пленка, предусмотренная на сепараторе 26, используется в качестве электретного участка 32. Соответственно, электретный участок 32 может быть позже прикреплен к каждому сепаратору 26 без необходимости изменений конструкции компонентов между подшипниками 18.
Поверхностный потенциал каждого электретного участка 32 уменьшается со временем. Однако поверхностный потенциал может быть восстановлен посредством накопления зарядов снова через электризацию трением или потоковую электризацию, например. Электризация трением выполняется посредством скользящего трения между компонентами, включенными в каждый подшипник 18, например. Потоковая электризация выполняется посредством трения между электретным участком 32 и каплями Ld масла, движущимися по поверхности электретного участка 32, например.
В конструкции 30 для смазки представляется возможным расплескивать капли Ld масла внутри картера 12 с помощью простой конфигурации, использующей зубчатое колесо 13A. Конструкция 30 для смазки настоящего варианта осуществления конфигурируется, чтобы разбрызгивать капли Ld масла внутри картера 12 с помощью зубчатого колеса 13A, которое является компонентом машинных деталей для коробки передач. Однако конструкция 30 для смазки не ограничивается этой конфигурацией. Например, конструкция 30 для смазки может быть сконфигурирована, чтобы включать в себя поворотный элемент, чтобы черпать смазочное масло L в масляном поддоне 28, и разбрызгивает капли Ld масла внутри картера 12.
Как показано на фиг. 3, конструкция 30 для смазки настоящего варианта осуществления конфигурируется, чтобы соответствующим образом предусматривать электретный участок 32 на внешней поверхности 26A, внутренней поверхности 26B и боковой поверхности 26C сепаратора 26 каждого подшипника 18. Однако конструкция 30 для смазки не ограничивается этой конфигурацией. Представляется возможным добиваться эффекта смазки, предусматривая электретный участок 32, по меньшей мере, на одной из внешней поверхности 26A и внутренней поверхности 26B сепаратора 26 каждого подшипника 18.
В конструкции 30 для смазки настоящего варианта осуществления, как показано на фиг. 3, электретный участок 32 предусматривается для сепаратора 26. Однако конструкция 30 для смазки не ограничивается этой конфигурацией. Например, как показано в вариации на фиг. 5, она может быть сконфигурирована так, что электретный участок 32 предусматривается для внешнего кольца 20 и внутреннего кольца 22 вместо сепаратора 26. В частности, в разновидности, электретный участок 32 предусматривается для внутренней поверхности 20A и боковой поверхности 20B внешнего кольца 20. Электретный участок 32 также предусматривается для внешней поверхности 22A и боковой поверхности 22B внутреннего кольца 22. Следует отметить, что внутренняя поверхность 20A внешнего кольца 20 не включает в себя контактную часть (скользящую часть) с каждым шариком 24. Внешняя поверхность 22A внутреннего кольца 22 включает в себя контактную часть (скользящую часть) с каждым шариком 24. Электретный участок 32 может быть пропущен на боковой поверхности 20B внешнего кольца 20 и боковой поверхности 22B внутреннего кольца 22. Электретный участок 32 может быть соответствующим образом предусмотрен для внешнего кольца 20, внутреннего кольца 22 и сепаратора 26. Кроме того, в случае использования разделителя (так называемого вкладыша) для регулировки зазора в каждом подшипнике 18, электретный участок 32 может также быть предусмотрен для этого разделителя.
Кроме того, в конструкции 30 для смазки настоящего варианта осуществления электретный участок 32 предусматривается для сепаратора 26 каждого подшипника 18, такого как шариковый подшипник, который классифицируется в подшипник качения. Однако конструкция 30 для смазки не ограничивается этой конфигурацией. Например, каждый подшипник 18 может состоять из подшипника качения, классифицированного в подшипник качения. Электретный участок может быть предусмотрен для сепаратора этого подшипника качения. Она может также быть сконфигурирована, чтобы предусматривать электретный участок для скользящей части каждого подшипника скольжения.
Далее в данном документе коробка 40 передач транспортного средства, использующая конструкцию 42 для смазки второго варианта осуществления, будет описана со ссылкой на фиг. 6. Те же ссылочные номера используются для конфигураций, которые являются общими для первого варианта осуществления, и их описание будет пропущено.
Как показано на фиг. 6, в конструкции 42 для смазки, в дополнение к подшипникам 18, электретный участок 32 также предусматривается для множества зубчатых колес 13, включенных в каждую зубчатую передачу 14. В частности, в осевом направлении каждого зубчатого колеса 13, электретный участок 32 соответственно предусматривается для обеих боковых поверхностей каждого зубца 15. Поскольку зубчатое колесо 13A частично погружено в масляный поддон 28, электретный участок 32 может не быть предусмотрен для него.
Действие конструкции 42 для смазки настоящего варианта осуществления будет описано далее в данном документе. Описание, касающееся действия, достигаемого посредством конфигураций, которые являются общими для конструкции 30 для смазки первого варианта осуществления, будет пропущено.
В конструкции 42 для смазки электретный участок 32 предусматривается для каждой боковой поверхности 15A каждого зубца 15 и размещается вблизи от контактной части между зубцами 15 соответствующих соседних зубчатых колес 13. Капли Ld масла, притягиваемые и прилипающие к соответствующим электретным участкам 32, движутся к контактной части между соответствующими зубцами 15 рассматриваемых соседних зубчатых колес 13 (далее в данном документе называемыми "частями зацепления между зубчатыми колесами 13"), тем самым, смазывая эту часть зацепления. Таким образом, в коробке 40 передач, конструкция 42 для смазки настоящего варианта осуществления предоставляет возможность частям зацепления между зубчатыми колесами 1, расположенным в позициях, куда смазочное масло L трудно непосредственно подавать, смазываться. Соответственно, в коробке 40 передач, представляется возможным дополнительно пресекать следующие три момента по сравнению с первым вариантом осуществления: увеличение в весе вследствие увеличения количества смазочного масла L; увеличение в тормозящем моменте во время размешивания смазочного масла L в масляном поддоне 28 посредством зубчатого колеса 13A; и рабочую нагрузку масляного насоса 29, чтобы перекачивать смазочное масло L.
В конструкции 42 для смазки настоящего варианта осуществления электретный участок 32 соответственно предусматривается для множества зубчатых колес 13 и подшипников 18. Однако конструкция 42 для смазки не ограничивается этой конфигурацией. Она может быть сконфигурирована, чтобы предусматривать электретный участок 32 только для множества зубчатых колес 13. Также представляется возможным добиваться эффекта смазки в части зацепления между соответствующими соседними зубчатыми колесами 13, предусматривая электретный участок 32 только для одного зубчатого колеса из соседних зубчатых колес 13. Кроме того, электретный участок 32 может быть предусмотрен для окрестностей компонентов машинных деталей для другой коробки передач, размещенной в картере 12. Например, электретный участок 32 может быть предусмотрен для окрестностей контактных частей (скользящих частей) между компонентами, включенными в мотор-генератор (компоненты машинных деталей коробки передач) внутри картера 12. Электретный участок 32 может также быть предусмотрен для окрестностей контактных частей (частей зацепления) между компонентами, включенными в планетарный зубчатый механизм (компоненты машинных деталей для коробки передач).
Далее в данном документе коробка 50 передач транспортного средства, использующая конструкцию 52 для смазки третьего варианта осуществления согласно настоящему изобретению, будет описана со ссылкой на фиг. 7. Те же ссылочные номера используются для конфигураций, которые являются общими для первого варианта осуществления, и их описание будет пропущено.
Как показано на фиг. 7, в дополнение к зубчатой передаче 13A, конструкция 52 для смазки включает в себя генератор 54 масляного тумана, который формирует смазочное масло L в капли Ld2 масла в пылеобразном состоянии, и разбрызгивает капли Ld2 масла внутри картера 12. В частности, генератор 54 тумана размещается внутри картера 12. Генератор 54 тумана – это устройство, которое формирует часть смазочного масла L, перекачиваемого посредством масляного насоса 29, в капли Ld2 масла в пылеобразном состоянии и распыляет капли Ld2 масла внутри картера 12. Генератор 54 тумана настоящего варианта осуществления является примером устройства разбрызгивания капель жидкости (генератор капель жидкости) настоящего изобретения.
Действие конструкции 52 для смазки настоящего варианта осуществления будет описано далее в данном документе. Описание, касающееся действия, достигаемого посредством конфигураций, которые являются общими для конструкции 30 для смазки первого варианта осуществления, будет пропущено.
В конструкции 42 для смазки смазочное масло L формируется в капли Ld2 масла в пылеобразном состоянии посредством генератора 54 тумана. Капли Ld2 масла в пылеобразном состоянии распыляются внутри картера 12. Поскольку капли Ld2 масла в пылеобразном состоянии имеют более легкий вес, эти капли масла легко притягиваются к электретным участкам 32. В результате, большое количество притянутых капель Ld2 масла прилипают к поверхности электретных участков 32. Увеличение в количестве прилипающего смазочного масла (капель масла) предоставляет возможность скользящим частям между подшипниками 18 эффективно смазываться. В коробке 50 передач, посредством конструкции 52 для смазки настоящего варианта осуществления, представляется возможным эффективно смазывать даже скользящие части между подшипниками 18, расположенными в позициях, к которым смазочное масло L трудно непосредственно доставлять. Соответственно, в коробке 50 передач, представляется возможным дополнительно пресекать следующие три момента: увеличение в весе вследствие увеличения количества смазочного масла L; увеличение в тормозящем моменте во время размешивания смазочного масла L в масляном поддоне 28 посредством зубчатого колеса 13A; и рабочую нагрузку масляного насоса 29, чтобы перекачивать смазочное масло L.
Конфигурация расположения генератора 54 тумана внутри картера 12 согласно настоящему варианту осуществления может быть применена ко второму варианту осуществления.
В конструкции 52 для смазки настоящего варианта осуществления зубчатое колесо 13A и генератор 54 тумана используются для того, чтобы разбрызгивать капли Ld масла внутри картера 12. Однако конструкция 52 для смазки не ограничивается этой конфигурацией. Только генератор 54 тумана может быть использован в конструкции 52 для смазки.
В конструкции 52 для смазки настоящего варианта осуществления, в качестве примера генератора капель жидкости используется генератор 54 тумана, который формирует часть смазочного масла L, перекачиваемого посредством масляного насоса 29, в капли Ld2 жидкости в пылеобразном состоянии и распыляет капли Ld2 масла внутри картера 12. Однако конструкция 52 для смазки не ограничивается этой конфигурацией. Например, в качестве примера генератора капель жидкости может быть использован генератор тумана, который подает сжатый воздух в масляный поддон 28 с тем, чтобы распылять капли Ld2 масла в пылеобразном состоянии внутри картера 12. Может быть использован генератор тумана, который применяет ультразвуковые волны к масляному поддону 28 с тем, чтобы создавать капли Ld2 масла.
В вышеупомянутом варианте осуществления электретный участок 32 предусматривается для части поверхностей компонентов, включенных в каждый подшипник 18, и к части поверхностей зубчатых колес 13, включенных в каждую зубчатую передачу 14. Однако коробка 50 передач не ограничивается этой конфигурацией. В коробке 50 передач электретный участок 32 может быть предусмотрен для полных поверхностей компонентов, включенных в каждый подшипник 18. Электретный участок 32 может быть предусмотрен для полной поверхности каждого зубчатого колеса 13. Электретные участки 32, предусмотренные для скользящих частей между компонентами, включенными в каждый подшипник 18, и для частей зацепления между зубчатыми колесами 13, легко изнашиваются, так что их металлические поверхности обнажаются. Это обусловлено тем, что пленочная оболочка (фторполимерная пленка), формирующая электретный участок 32, легко изнашивается вследствие механического контакта и т.п.
Каждая из вышеупомянутых конструкций 30, 42, 52 для смазки может быть применима к подшипникам, коленчатым валам или клапанным механизмам двигателя внутреннего сгорания и двигателя внешнего сгорания или к коробкам передач обычных машин и прочего, отличного от коробок 10, 40, 50 передач транспортного средства.
Действие электретированного электретного участка, чтобы притягивать капли масла, настоящего изобретения будет описано со ссылкой на результаты испытаний далее в данном документе.
Испытание 1 было проведено с тем, чтобы измерять количество налипающего масла. Сначала, опытные образцы A, B, C были соответственно размещены в подвешенном состоянии внутри герметичного контейнера. Масляный туман (капли масла в пылеобразном состоянии) был затем разбрызган внутри герметичного контейнера. Затем, количество налипшего масла, прилипающего к каждому опытному образцу, было измерено. Результаты измерения показаны в гистограмме на фиг. 8.
Условия испытания 1 показаны как следующие:
a) тип масла: масло (смазочное масло); b) способ формирования масляного тумана: сжатый воздух было впрыснут посредством инжектора в масляный поддон, расположенный в нижнем участке герметичного контейнера, так, чтобы формировать масляный туман; c) давление воздуха: 0,4 МПа; d) время измерения: 60 минут; e) окружающая температура: 27,4±1°С; и f) опытные образцы: следующие три типа были использованы, i) опытный образец A: кремниевая пластина, ii) опытный образец B: кремниевая пластина, поверхность которой была снабжена фторполимерной пленкой, имеющей толщину пленки 1-20 мкм (Cytop (зарегистрированная торговая марка), произведенная компанией Asahi Glass Co., Ltd.), и iii) опытный образец C: кремниевая пластина, поверхность которой снабжена электретированной фторполимерной пленкой, имеющей толщину пленки 1-20 мкм (Cytop (зарегистрированная торговая марка), произведенная компанией Asahi Glass Co., Ltd.).
Как показано на фиг. 8, масляный туман почти не прилип к опытным образцам A и B. Масляный туман прилип только к опытному образцу C. Из этого результата обнаружено, что масляный туман, имеющий более легкий вес, был притянут и прилип к электретированной фторполимерной пленке опытного образца C. В это время, как показано в гистограмме на фиг. 9, поверхностный потенциал электретированной фторполимерной пленки опытного образца C был немного уменьшен. Обнаружено, что наэлектризованное состояние поддерживается в электретированной фторполимерной пленке.
Далее, было проведено испытание 2 с тем, чтобы измерять поверхностные потенциалы опытных образцов B и C. Сначала каждый из опытных образцов B и C был прикреплен к внешней окружности ротора в форме диска и был помещен в масляный поддон. В этом состоянии ротор вращался так, чтобы формировать потоковую электризацию посредством срезающего трения между каждым опытным образцом и маслом. Соответствующие поверхностные потенциалы опытных образцов B и C были измерены. Результаты измерения показаны на линейном графике на фиг. 10.
Условия испытания 2 показаны как следующие:
g) тип масла: масло (смазочное масло); h) срезающее условие: движение в масляном поддоне; i) скорость срезания: 8,8 мм/с (1400 об/мин); j) окружающая температура: 24,1-24,3°C; и k) опытный образец: опытные образцы B и C, использованные в испытании 1, но поверхностный потенциал опытного образца C был намеренно уменьшен.
Как показано на линейном графике на фиг. 10, обнаружено, что в опытном образце C, даже если поверхностный потенциал электретированной фторполимерной пленки стал уменьшенным, эта фторполимерная пленка может накапливать электрический заряд снова через потоковую электризацию посредством срезающего трения с маслом, тем самым, восстанавливая свой поверхностный потенциал. В опытном образце B фторполимерная пленка не была электретирована, и, таким образом, ее поверхностный потенциал оставался на нуле почти все время.
Реферат
Конструкция для смазки включает в себя устройство разбрызгивания капель жидкости и электретный участок. Устройство разбрызгивания капель жидкости конфигурируется так, чтобы превращать смазочную жидкость для смазки компонентов машинных деталей в капли жидкости. Устройство разбрызгивания капель жидкости конфигурируется, чтобы разбрызгивать смазочную жидкость, превращенную в капли жидкости. Компоненты машинных деталей составляют контактные части. Каждая контактная часть является частью, где соответствующие соседние компоненты машинных деталей приходят в контакт друг с другом. Электретный участок предусматривается вблизи от каждой скользящей части. Электретный участок состоит из электрета. Коробка передач содержит конструкцию для смазки. Технический результат – возможность смазывать контактные части между компонентами машинных деталей без непосредственной подачи смазочной жидкости. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.
