CN100562671C - 油润滑式滚子轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以提高润滑性能，防止热粘附，并且减小旋转时的摩擦转矩的滚子轴承装置。具备内圈(1)、外圈(2)、被滚动自如地设于这些内外圈之间的滚子(3)，在内圈(1)上形成与滚子(3)的大端面(7)接触而引导该滚子(3)的滚移的凸缘部(4)。在滚子(3)的大端面(7)的中央部形成有凹部(5)。此外，在滚子(3)的凹部(5)中嵌入有防止油浸入用的塞子构件(6)。

Description

油润滑式滚子轴承装置

技术领域

本发明涉及油润滑式的滚子轴承装置。

背景技术

滚子轴承装置的构成如图5所示，具备：内圈1、外圈2、被滚动自如地设于这些内外圈之间的作为滚动体的滚子3，在内圈1上形成有与滚子3的端面(大端面)接触并引导该滚子3的滚移的凸缘部4。此外，在滚子3的所述端面的中央部形成有凹部5。该凹部5是从滚子3的制造方面、滚子轴承的使用时的性能方面两方面的观点出发而形成的。也就是，对于制造方面，假设未预先形成该凹部5而进行滚子端面的研磨时，则在端面的正中心位置无法进行砂轮的研磨，结果在中心位置残留微小凸部，其后需要微小凸部的去除作业。另外，若微小凸部维持原样残留了的话，则难以确定成为测定基准面的滚子端面，难以测定滚子3的轴心方向的尺寸。但是，通过在研磨之前预先形成凹部5，就可以消除这些不佳状况。

对于性能方面，可以认为，在凹部5中存留有油，通过旋转滚子3，就可以利用其离心力将油向滚子端面与凸缘部4之间供给。也就是可以认为，凹部5被作为油存留部，是为了提高润滑性能而必需的。

另外，在以往的滚子轴承装置中，为了提高润滑性能，有如下的构成。

例如，如日本专利特开2004-176771号公报、日本专利实开平7-14222号公报中所示，有在滚子的内部设置了固体润滑剂的构成。它可以利用从固体润滑剂的端面渗出的油，来减少内圈的凸缘部与滚子的摩擦转矩。另外，如日本专利特开2002-61655号公报中所示，有在滚子上设有轴向的贯穿孔，利用由滚子的旋转所产生的离心力，使油(润滑油)穿过贯穿孔而向滚子的端面与凸缘部之间供给油的构成。

由本次的发明人阐明：在油量很少的情况下，在滚子中形成孔部或凹部，并在其中存留油，通过因滚子的旋转所产生的离心力来将油向内圈或外圈的凸缘部侧供给的动作是不可能完成的。也就是说，在形成于滚子的端面的凹部内的底部或角部，油凭借其表面张力或粘附力而被保持，无法向凸缘部侧供给。具体来说，发明人的实验的结果是，尽管在凹部中存在油，但是仍然得到了滚子端面与凸缘部发生热粘附或旋转时的摩擦转矩变大的结果。即判明，对于存留于凹部的油有助于滚子端面与凸缘部的润滑并提高润滑性能的以往的常识来说，在油减少而成为少量的情况下，是完全不成立的。

此外，记载于日本专利特开2004-176771号公报、日本专利实开平7-14222号公报中的滚子轴承装置，由于从固体润滑剂中渗出的油的量很少，因此无法靠滚子的旋转将该油向凸缘部供给。特别是在日本专利特开2004-176771号公报中，由于在滚子本体的端面与固体润滑剂的端面之间形成有阶梯，因此在该阶梯部分，油就因其表面张力或粘附力而被保持于该位置上。

另外，日本专利实开平7-14222号公报所记载的滚子轴承装置中，虽然固体润滑剂与凸缘部接触，从而在初始时可以提高润滑效果，但是随着使用，固体润滑剂磨损，润滑量减少，具有无法长期地维持良好的润滑性能的问题。此外，因固体润滑剂的磨损，在滚子端面上产生凹陷，与日本专利特开2004-176771号公报的构成相同，油因表面张力或粘附力而被保持在该凹陷中，结果形成存留。

在记载于日本专利特开2002-61655号公报中的滚子轴承装置中，在油量很少的情况下，因油的表面张力或粘附力，无法利用因滚子的旋转所产生的离心力将油向凸缘部侧供给，使得油存留于贯穿孔内。另外，即使存在足够多的油，利用因滚子的旋转产生的离心力而穿过了贯穿孔的油具有朝向滚子的轴心方向的速度成分，结果从直线状的孔部向外侧迅猛地飞出。所以，因贯穿孔的存在，就很难使得油沿着滚子端面移动并向与凸缘部之间很好地供给。

另外，日本专利特开2004-176771号公报、日本专利实开平7-14222号公报的滚子轴承装置中，由于固体润滑剂形成露出状，另外，在日本专利特开2002-61655号公报中，由于具有使油存留的贯穿孔，因此在该露出面(固体润滑剂的端面)或滚子的贯穿孔中，容易因油的存在而附着、存留磨损粉末等异物。也就是，如图6所示，当在滚子3的端面存在凹部5时，因油42的表面张力或粘附力，会在该凹部5内存留油42或异物43。

此外，当因存留而变大变硬的异物被与渗出不久的油或飞出的油一起向滚子端面与凸缘部之间供给时，就会因该异物而对滚道面造成损伤，或增大滚道面的阻力，从而有缩短寿命、降低润滑性能这样的问题。

另外，在停止滚子的旋转的情况下，无法从凹部向滚子端面与凸缘部之间供给油，从而有在旋转刚开始后不久摩擦转矩就变大的问题。

发明内容

所以，本发明是鉴于所述问题并且颠覆以往的常识而完成的，其目的在于，提供一种可以不在滚子端面侧存留油而提高润滑性能的油润滑式滚子轴承装置。

为了达成所述目的，本发明的油润滑式滚子轴承装置，具备内圈、外圈、被滚动自如地设于这些内外圈之间的滚子，在所述内圈和外圈的至少一方形成与所述滚子的端面接触并引导该滚子的滚移的凸缘部，在所述滚子的所述端面的中央部形成有凹部，其特征是，在所述滚子的所述凹部中嵌入有防止油浸入用的塞子构件。

这样，利用防止油浸入用的塞子构件，就不会有在形成于滚子的端面上的凹部内存在油的情况，可以利用滚子的旋转将油沿着滚子的端面移动而向与凸缘部之间供给，提高润滑性能。所以，即使在油减少而量变少的低润滑条件下，或在有意地减少油量的低润滑条件下，也可以减小旋转时的摩擦转矩，并且可以使转矩稳定。另外，在凸缘部与滚子端面之间难以引起热粘附。另外，由于不会在凹部存留磨损粉末等异物，因此可以防止因存留而变大变硬的异物侵入滚子与内圈、外圈之间。

另外，即使在滚子的旋转停止的状态下，油也可以沿着滚子的端面流动，从而能够向滚子端面与凸缘部之间供给油。所以，即使是在旋转刚开始后不久，也可以减小摩擦转矩。

另外，在滚子的制造工序中，在嵌入塞子构件前当对滚子端面进行研磨时，由于在滚子的端面的中央部形成有凹部，因此在其端面的中心位置处不需要研磨。也就是，可以缩小研磨必需面积，并且不会有在滚子端面的中心位置残留微小凸部的情况，另外，在研磨后不需要去除该微小凸部的作业。在将塞子构件嵌入滚子端面之前，由于没有微小凸部，因此可以将预先形成凹部而被研磨的端面作为测定基准面，滚子的轴心方向的尺寸测定变得容易。

另外，优选为将所述凹部制成，该凹部的开口边缘不与所述凸缘部重合，最好将所述塞子构件不与所述凸缘部接触地嵌入所述凹部。就该构成而言，可以防止塞子构件与凸缘部接触而降低润滑性能的情况。另外，可以使被研磨整修了的滚子的端面的外周缘部夹隔油而恰当地与凸缘部接触。

另外，优选为将所述塞子构件的外端面制成比形成有所述凹部的所述滚子的端面更为突出。这样，即使在滚子的旋转停止的状态下，油也会沿着塞子构件的外端面和滚子的端面自然地流动，从而能够向滚子端面与凸缘部之间供给油。所以，即使在旋转刚开始后不久，也可以减小摩擦转矩。

另外，所述滚子可以设为圆锥滚子。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的滚子轴承装置的纵向剖视图。

图2是表示安装于凹部上的塞子构件的要部的剖视图。

图3是表示塞子构件的变形例的要部的剖视图。

图4是表示塞子构件的另一个变形例的要部的剖视图。

图5是表示以往的滚子轴承装置的纵向剖视图。

图6是表示图5的要部的剖视图。

具体实施方式

下面，将在参照附图的同时对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的一个实施方式的油润滑式滚子轴承装置的纵向剖视图。该轴承装置具备：内圈1、外圈2、被滚动自如地设于内圈1与外圈2之间的滚动体。滚动体由多个圆锥滚子3组成，构成圆锥滚子轴承。此外，该轴承装置是在内圈1与滚子3、外圈2与滚子3之间夹隔有润滑剂(油)而可以减小旋转时的摩擦转矩的油润滑式的轴承装置。滚子3被保持器10保持。

内圈1在其外周面上形成有锥面状的滚道面11，在滚道面11的轴向的两个端部形成有凸缘部4、14。此外，作为滚子3的直径大的一侧的大端面7与大径侧的凸缘部4接触，引导滚子3的滚移。具体来说，在内圈1的外周侧部，由与滚子3的外周面接触的滚道面11、从滚道面11的一端部侧向径向外方突出的大径的凸缘部4的内侧抵接面4a、从滚道面11的另一端部侧向径向外方突出的小径的凸缘部14的内侧面14a形成圆周槽。此外，大径的凸缘部4的内侧抵接面4a与滚子3的大端面7的周缘部接触。

外圈2被设于内圈1的径向外方，在其内周面形成有与滚子3的外周面接触的滚道面12。

此外，在与内圈1的凸缘部4接触的一侧的滚子3的端面的中央部形成有凹部5。也就是，在滚子3的大端面7的中央部形成有凹部5。凹部5是在滚子3的切削加工时，被以滚子3的轴心为中心而形成于大端面7上的。此外，滚子3的大端面7的比凹部5更靠径向外方的周缘部被研磨整修，该被研磨了的大端面7的部分(一部分)与内圈1的凸缘部4滑动接触。也就是，形成有凹部5的大端面7的中心部可以省略研磨。另外，凹部5被作为圆形的凹陷部形成，深度尺寸被设为小于半径。

此外，如图2所示，在该凹部5中安装有防止油浸入用的塞子构件6。塞子构件6是阻止油流入(浸入)凹部5内的构件，被嵌入凹部5中。塞子构件6可以采用聚氨酯树脂等树脂制、金属制，然而可以是并非硬质却难以从凹部5中脱落的构件(难以剥离的构件)，可以利用难以脱落的机构安装。虽然也可以采用将塞子构件6利用螺栓或销钉等其它的止动构件(未图示)固定在滚子3上的构成，然而从制作的简化的方面考虑，以不使用此种止动构件而将塞子构件6装配在凹部5中的构成。

对于塞子构件6的形成，例如在将塞子构件6设为树脂制的情况下，只要向完成了研磨整修的滚子3上，利用分配器将处于熔融状态的树脂向滚子3的凹部5供给，并使该树脂硬化而形成塞子构件6即可。

此外，在图2中，塞子构件6的侧周面15与凹部5的内周面5a密接，塞子构件6的内端面16与凹部5的底面5b密接。

另外，在图2中，形成于滚子3上的凹部5的内周面5a被制成朝向外方(从内部侧朝向开口边缘8侧)直径变大的锥形周面。另外，也可以将内周面5a沿着与滚子3的轴心平行的方向制成直线形的圆筒状，或者相反地制成朝向外方直径变小的锥形周面(未图示)，这样塞子构件6就难以从凹部5中脱落。

另外，如图1所示，形成于滚子3的大端面7上的凹部5，被制成为凹部5的开口边缘8不与凸缘部4的内侧抵接面4a重合。此外，塞子构件6被以其外端面9不与凸缘部4的内侧抵接面4a接触的方式在凹部5中安装。也就是，滚子3的凹部5被配置于比内圈1的凸缘部4的内侧抵接面4a更靠径向外侧。

具备以上的构成的滚子轴承装置并非将油(润滑剂)存留于凹部5中，并利用因滚子3的旋转产生的离心力将凹部5内的油向凸缘部4侧供给的装置，为了不使油存留于滚子3的凹部5中，利用塞子构件6将凹部5填塞，使得在滚子3的大端面7上油的移动、循环良好。也就是说，其是可以向与凸缘部4之间有效地供给油的构成。此外，被研磨整修了的滚子3的大端面7的周缘部可以夹隔油而恰当地与凸缘部4的内侧抵接面4a接触、滑动。

通过在形成于滚子3的大端面7上的凹部5中设置塞子构件6，在凹部5内油就不会存留，就可以随滚子3的旋转而沿着滚子3的大端面7移动。也就是说，能够向滚子3的大端面7与凸缘部4的内侧抵接面4a之间供给油，提高润滑性能。所以，可以减小旋转时的摩擦力矩，可以使转矩稳定，在凸缘部4与滚子3的大端面7之间难以引起热粘附。另外，可以防止磨损粉末等异物存留于凹部5中。

图3是表示塞子构件6的变形例的剖视图。如图2和图3所示，塞子构件6的外端面9被制成比形成有凹部5的滚子3的大端面7更为突出，另外，该外端面9被制成球面(曲面)的凸形状。

另外，图2的塞子构件6中，其外端面9的轮廓形状(外周形状)被设为与凹部5的开口边缘8的形状相同。图3的塞子构件6具备：被设为嵌设于凹部5中的状态的本体部6a、具有比凹部5的开口边缘8的形状更大的轮廓形状(外周形状)的盖部6b。也就是，作为制成比滚子3的大端面7更为突出状的部分的盖部6b的轮廓形状(直径)大于凹部5的开口边缘8的形状(直径)，因而盖部6b将凹部5完全地覆盖。

通过如图2、图3的实施方式那样构成，即使在滚子3的旋转停止的状态下，油也可以沿着塞子构件6的外端面9与滚子3的大端面7自然地流动，可以向滚子3的大端面7与凸缘部4的内侧抵接面之间供给油。所以，即使在旋转刚开始后不久，也可以减小摩擦转矩。

即，将塞子构件6的外端面9的形状设为难以存留油或磨损粉末的形状，设为可以使油沿着塞子构件6的外端面9与滚子3的大端面7移动的形状。所以，如表示塞子构件6的其它的变形例的图4所示，也可以采用外端面9被形成为略微凹入的曲面(球面)的塞子构件6。它被制成塞子构件6的外端面9比滚子3的大端面7更为凹入的形状，这样，就可以防止塞子构件6的外端面9与保持器10接触的情况。

另外，本发明的油润滑式滚子轴承装置并不限于图示的方式，在本发明的范围内也可以是其他的方式的装置。例如，塞子构件6的外端面9与滚子3的大端面7相比除了被设为凸状或凹状以外，虽然未图示，但是也可以与滚子3的大端面7形成光滑的一个面。

另外，图1的轴承装置中，虽然在内圈1上形成有引导滚子3的凸缘部4，但是并不限定于此，也可以在外圈2侧形成凸缘部4，只要在内圈1与外圈2的至少一方形成凸缘部4即可。

另外，也可以是将滚子3设为圆柱状的圆筒滚子轴承装置或自动调心滚子轴承等各种滚子轴承装置。此外，不仅可以在滚子3的一方侧的端面上，也可以在另一方侧的端面上形成凹部5，也可以在两侧的端面的凹部5中安装塞子构件6。

作为如上述构成的滚子轴承装置的应用，例如在轴承箱内借助滚子轴承装置支承着在一端设置了小齿轮的小齿轮轴的机器中，可以将该滚子轴承装置设为所述的各实施方式的圆锥滚子轴承装置。此外，作为此种机器，有车辆用的小齿轮轴支承装置，具体来说，有将所述小齿轮轴作为驱动齿轮并且将所述轴承箱设为差速器壳的差动齿轮装置，或包括该差动齿轮装置和变速装置的变速驱动桥装置等。在这些用途中，所述异物的存留抑制效果、旋转刚开始后不久的转矩降低效果变得特别显著。

根据以上的本发明，在凹部5中不会有存留油、研磨粉末、磨损粉末等异物的情况，即使在油量被设为很少的低润滑条件下，也可以将油有效地向滚子端面与凸缘部4之间供给，可以提高润滑性能。

Claims (3)

1.一种油润滑式滚子轴承装置，其具备：内圈、外圈、被滚动自如地设于这些内外圈之间的滚子，在所述内圈和外圈的至少一方形成有与所述滚子的端面接触并引导该滚子的滚移的凸缘部，在所述滚子的所述端面的中央部形成有凹部，其特征在于，

所述凹部被形成为该凹部的开口边缘不与所述凸缘部重合，

防止油浸入用的塞子构件以不与所述凸缘部接触的方式被嵌入所述凹部中。

2.根据权利要求1所述的油润滑式滚子轴承装置，其特征在于，所述塞子构件的外端面被形成为比形成有所述凹部的所述滚子的端面更为突出。

3.根据权利要求1或2所述的油润滑式滚子轴承装置，其特征在于，所述滚子被设为圆锥滚子。

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