CN100580265C

CN100580265C - 推力圆柱滚子轴承

Info

Publication number: CN100580265C
Application number: CN200680007009.9A
Authority: CN
Inventors: 刘军; 山田亮辅; 小林孝司; 大谷梓
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: DE112006000523B4; CN101133257A; US7736066B2; WO2006093235A1; US20090034897A1; DE112006000523T5

Abstract

使倒角部分(11)的直径尺寸形成为使得中心平面(9)不从外直径侧平板部分(14)的外表面暴露，倒角部分(11)形成在圆柱滚子(8)的轴向端面上，圆柱滚子(8)保持在壳体(2)的每个凹口(7)中，壳体(2)通过位于更靠近其外直径侧部分处的滚子导向实现轴向定位，中心平面(9)位于倒角部分(11)的内直径侧上。接着，圆柱滚子(8)从外直径侧平板部分(14)的外表面突出一个量，使该量的最小值Δ_B与相对于其直径方向的倒角部分(11)的尺寸W₁₁之间的差值比壳体(2)的厚度T₂小。通过该结构，外直径侧圆周边缘部分(22)和中心平面(9)之间的摩擦速度被降低，以便降低设置在壳体(2)内的凹口(7)的外直径侧圆周边缘部分(22)的磨损。

Description

推力圆柱滚子轴承

技术领域

本发明涉及在诸如自动变速器、用于汽车空调的压缩机以及机床的不同类型机器的旋转支撑部分中设置的推力圆柱滚子轴承的改进。更具体地，本发明涉及推力圆柱滚子轴承的改进，每个推力圆柱滚子轴承包括壳体(cage)，能以低成本通过对单独的金属片使用压切方法和弯曲方法生产该壳体，其中通过减小壳体的磨损实现具有较好耐用性的结构。注意应用于本发明的推力圆柱滚子轴承包括滚针轴承，该滚针轴承用作滚动元件滚针(滚针状的滚子)，该滚动元件滚针的轴向尺寸比外直径尺寸大。所以，其附带的本说明书和权利要求中描述的圆柱滚子包括滚针。

背景技术

每个推力圆柱滚子轴承包括能以低成本通过对单独的金属片使用压切方法和弯曲方法生产的壳体，1至5号申请文件中描述的这种技术是已知的。图15至18示出现有结构的推力圆柱滚子轴承1作为第一个例子。该推力圆柱滚子轴承1包括单独的壳体2和多个圆柱滚子8，8。该壳体2通过弯曲诸如钢板的金属板被一体地制造并且包括圆柱内直径侧边缘部分4，圆柱外直径侧边缘部分5，中间板部分6和多个凹口(pocket)7，7。

其中，内直径侧边缘部分4位于壳体2的内圆周边缘部分内并且形成为沿其整个圆周连续的环形。另外，外直径侧边缘部分5位于壳体2的外圆周边缘部分内并且形成为环形，该环形与内直径侧边缘部分4同心并且沿其整个圆周连续。另外，中间板部分6位于内直径侧边缘部分4和外直径侧边缘部分5之间，并且具有在半径方向上被弯曲的截面。另外，单独的凹口7，7以每个凹口在半径方向被定向并相对于中间板部分6的圆周方向被间隔设置的方式形成在中间板部分6中，并且圆柱滚子8，8被单独地、可旋转地保持在凹口7，7中。

如图16中所示，在与每个圆柱滚子8，8的旋转中心轴线成直角方向上扩展的中心平表面9和每个具有部分的圆锥形凸面形状或凸起的弧形表面形状的倒角部分(chamfered portion)11形成在每个圆柱滚子8，8的两个轴向端面上，上述的圆锥形凸面形状或突起的弧形表面形状的截面形成为部分突起的弧形。在现有结构的情况下，使倒角部分11在圆柱滚子8的轴向尺寸L₈和其半径方向的尺寸W₈大体上相等

另外，位于在圆周方向上彼此临近的凹口7，7之间的中间板部分6上的部分构成柱状部分12，12。

另外，中间板部分6由中心平板部分13，外直径侧平板部分14，内直径侧平板部分15，内直径侧连接部分16，以及外直径侧连接部分17构成。其中，中心平板部分13形成在中间板部分6的一部分处，该部分位于径向(图15，17中水平方向，图18中垂直方向，以及图19中由近及远的方向或由远及近的方向)上的中间和轴向上更接近其一端(图15，17中的下端)的位置。另外，外直径侧平板部分14形成在中间板部分6的一部分处，该部分位于临近外直径侧边缘部分5的径向内侧(图17中左侧)和轴向更接近其另一端(图15，17中的上端)的位置。外直径侧和内直径侧平板部分14，15位于同一平面上。另外，内直径侧连接部分16将内直径侧平板部分15的外圆周边缘与中心平板部分13的内圆周边缘连接，并且外直径侧连接部分17将中心平板部分13的外圆周边缘与外直径侧平板部分14的内圆周边缘连接。内直径侧和外直径侧连接部分16，17之间的间隔随其距中心平板部分13更远而增大。中心平板部分13的外侧表面与内直径侧和外直径侧边缘部分4，5这二者的远端边缘位于同一平面上，或中心平板部分13的外侧表面比该远端边缘在轴向上更远地突出。

如上所述地构造的壳体2布置在一对平面40a，41a之间，在轴向上彼此相对并平行，该对元件以圆柱滚子8，8被单独地滚动地保持在凹口7，7内的状态下构成一对元件的滚道表面，该对元件构成推力圆柱滚子轴承。在构成中间板部分6的中心，外直径侧和内直径侧平板部分13至15中，构成柱状部分12，12的两个圆周侧边缘的部分比内直径侧和外直径侧连接部分16，17这二者略微更远地向凹口7，7内突入。

即，在位于直径方向外的外直径侧平板部分14和位于直径方向内的内直径侧平板部分15中，使构成柱状部分12，12的圆周端部边缘部分的部分分别构成外直径侧锁紧部分18，18和内直径侧锁紧部分19，19。接着，如图17(a)和19(a)中所示，壳体2向一个轴向端侧(图17和19中的下侧)的轴向位移通过外直径侧和内直径侧锁紧部分18，19与每个圆柱滚子8的滚动表面10一起被控制以便每个圆柱滚子8的部分比中心平板部分13的远端边缘与内直径侧和外直径侧边缘部分4，5这二者在轴向上更远地离开突出。

另外，在位于直径方向上的中间的中心平板部分13中，使构成柱状部分12，12的圆周端部边缘部分的部分分别成为中心锁紧部分20，20。接着，如图17(b)和19(b)中所示，壳体2向一个轴向端侧(图17和19中的上侧)的轴向位移通过中心锁紧部分20，20与每个圆柱滚子8的滚动表面10一起被控制以便每个圆柱滚子8的部分比外直径侧和内直径侧平板部分14，15这二者在轴向更远地离开突出。

简而言之，分别地，在圆柱滚子8，8被滚动地保持在凹口7，7内的状态下通过使相应的锁紧部分18至20与圆柱滚子8，8的滚动表面10接合来抑制壳体2相对于圆柱滚子8，8的轴向位移。即，通过所谓滚子导向实现壳体2相对于轴向方向的定位。

如图16中所示，如构成上述推力圆柱滚子轴承的上述圆柱滚子8，8，使两个轴向端面的中心部分(位于更接近外圆周边缘的倒角部分的向内部分)在其中成为平面的更多圆柱滚子在近些年被使用以保证负载容量。即，虽然在这些圆柱滚子中，存在一些圆柱滚子，其两个轴向端面形成为部分球形表面或由圆锥形表面构成的凸起的表面，在这些圆柱滚子的情况下，能承载的滚动表面的轴向长度(有效长度)变短，并且通过滚动表面能被承受的载荷变小这样的一个范围。与此相比，通过使两个轴向端面的中心部分在其中成为平面的圆柱滚子8，8，确保了有效长度L(参考图16)，促进确保圆柱滚子8，8所在的推力圆柱滚子轴承1的负载容量。

附带提及，当上述的推力圆柱滚子轴承在使用中时，在直径方向被向外引导的单独的圆柱滚子8，8上施加力。接着，每个圆柱滚子8，8的两个轴向端面中，位于壳体2的直径方向外侧内的外直径侧端面21被压靠在每个凹口7，7的圆周边缘部分中的位于壳体2的直径方向外侧内的外直径侧圆周边缘部分22。因此，导致外直径侧圆周边缘部分22和外直径侧端面21在图19(a)中格子形式的阴影部分中彼此摩擦。但是，外直径侧端面21并不是均匀压靠外直径侧圆周边缘部分22。在实际中，由于圆柱滚子8，8在凹口7，7中倾斜位于更接近其外直径侧的外直径侧端面21的部分压靠外直径侧圆周边缘部分22的这种状态下，使外直径侧端面21和外直径侧圆周边缘部分22滑动接触。

即，当推力圆柱滚子轴承1在操作中时，虽然理想情况是圆柱滚子8，8的旋转轴的方向与壳体2的直径方向彼此一致，在实际中，不可能避免导致那些方向彼此不一致的情况发生的倾斜。由于在圆柱滚子8，8的滚动表面10和滚道表面之间的滚动接触部分的摩擦系数相对于滚动接触部分的长度方向不均匀，发生类似这种倾斜。另外，使外直径侧端面21和外直径侧圆周边缘部分22侧面碰撞的范围随两个方向之间的偏移角度(倾斜角度)增大变得明显。

当圆柱滚子8，8倾斜时使中心平面9的外圆周边缘部分和外直径侧端面21上的倒角部分11之间的边缘部分与外直径侧圆周边缘部分22彼此摩擦的情况下，压力的局部集中发生在产生摩擦的部分，而且使边缘部分与外直径侧圆周边缘部分22以快速的摩擦速度彼此摩擦。此外，用于润滑的油膜在相互摩擦部分变得很难形成，并且在相互摩擦部分容易发生金属接触。因此，凹面凹进部分23形成在部分壳体2内的外直径侧圆周边缘部分22上，如图20中所示在该凹进部分23内壳体2的圆周方向的两侧上磨损程度变得明显，与制成圆柱滚子8，8的轴承钢相比，壳体2由软金属制成。

当这样形成的凸面的凹进部分23变大到某一范围时，发生所谓的钻孔磨损(drilling wear)，在该钻孔磨损中设置在每个圆柱滚子8，8的部分的外圆周边缘上的倒角部分11进入凸面的凹进部分23的内部从而在壳体2的直径方向比每个凹口7，7的位置向外更远地移动，圆柱滚子8，8在直径方向上面对壳体2的外端部分。类似这种钻孔磨损发生的情况下，相对于壳体的滚子端面的滑动阻力增大，这增大了推力圆柱滚子轴承使用在其中的旋转支撑部分的转动阻力，由此不但具有这种旋转支撑部分的各种机械设备的性能降低而且在转动阻力增加变得明显的情况下导致诸如剥离和卡紧的故障。当近年来通过机动车辆性能的提高诸如变速器和汽车空调的不同机械设备的转动部分的转速提高时，导致这些缺点的磨损容易发生。

另一方面，当安装在其中两个轴向端面形成为如图21中所示的部分球面突起表面的圆柱滚子8a的情况下，如图22中所示，在具有与迄今所述的现有结构相似的结构的壳体2中无论是否发生倾斜，都引起壳体2内的凹口7的外直径侧圆周边缘部分22的内表面的端部边缘和形成为部分球面突起表面内的圆柱滚子8a的外直径侧端面21a彼此摩擦(使彼此边缘碰撞)，由此图23中所示的部分弧形凹面凹进部分23a形成在外直径侧圆周边缘部分22的中心部分。接着，当部分弧形凹面凹进部分23a变大时，引起类似上述的问题。

专利文献NO.5中描述的结构作为减少上述缺点的结构是现有已知的。图24示出按照专利文献NO.5中描述的发明的相关技术的结构。在这种相关技术的结构的情况下，壳体2内的凹口7a形成在这种达到外直径侧边缘部分5a的接近部分的范围。另外，在其中两个轴向端面形成为部分球形突起表面的圆柱滚子8保持在凹口7a内，并且使圆柱滚子8a的外直径侧端面21a面对外直径侧边缘部分5a的内圆周表面。在如上述配置的相关技术的结构的情况下，即使引起两个表面彼此摩擦的情况，由于使相互摩擦部分的直径变小从而将摩擦速度V减小到非常低的水平，相互摩擦部分的磨损降低。在引用的专利文献NO.5中描述的相关技术的结构的情况下，由于需要使用在其中轴向端面形成为突起表面的圆柱滚子8a，在圆柱滚子8a中，能承受载荷的滚动表面的轴向长度L_8a变短，并且能被承受的载荷减小了这样的范围。

专利文献NO.1：JP-A-6-94038

专利文献NO.2：JP-A-2000-213546

专利文献NO.3：JP-A-2002-206525

专利文献NO.4：JP-A-11-351245

专利文献NO.5：JP-A-2003-83333

发明内容

本发明解决的问题

根据上述的情况，为实现有助于设计用于保证负载容量的圆柱滚子轴承做出本发明，本发明有助于将圆柱滚子安装在壳体内的凹口中，而且，降低设置在壳体内的凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损。

解决问题的方法

如具有上述的现有已知的推力圆柱滚子轴承，本发明的推力圆柱滚子轴承包括壳体和多个圆柱滚子。

其中，使壳体整体形成圆环形并且包括在其圆周方向上的多个位置处的多个凹口，每个凹口设置在半径方向上。

另外，壳体通过弯曲金属板一体地制造并且包括内直径侧边缘部分，外直径侧边缘部分，中间板部分，凹口，多个柱状部分。

其中，内直径侧边缘部分位于内圆周部分内并且形成为沿其整个圆周连续的环形，同时外直径侧边缘部分位于外圆周边缘部分并且形成为与内直径侧边缘部分同心以及沿其整个圆周连续的环形。

另外，中间板部分位于外直径侧边缘部分和内直径侧边缘部分之间，相对于截面内直径方向被弯曲并由中心平板部分，外直径侧平板部分，内直径侧平板部分，内直径侧连接部分和外直径侧连接部分组成。

其中，中心平板部分形成在位于直径方向上的中间和轴向更接近一端的部分处。

另外，外直径侧平板部分形成在位于邻近外直径侧边缘部分的直径内侧和轴向更接近另一端的部分处。

另外，内直径侧平板部分形成在位于邻近内直径侧边缘部分的直径外侧和轴向更接近另一端的部分处。

另外，内直径侧连接部分将内直径侧平板部分的外圆周边缘和中心平板部分的内圆周边缘连接，并且外直径侧连接部分将中心平板部分的外圆周边缘和外直径侧平板部分的内圆周边缘部分连接。

另外，凹口是每个在中间板部分的直径方向上延长的矩形孔，凹口在相对于圆周方向间隔地形成在中间板部分内并且单独的在半径方向内。

另外，圆柱滚子可转动地保持在壳体的凹口内。

另外，如具有现有已知的上述推力圆柱滚子轴承，每个圆柱滚子的部分比内直径侧和外直径侧边缘部分这二者的远端边缘以及中心平板部分在轴向更远地离开突出的状态下，圆柱滚子轴承通过每个外直径侧锁紧部分和每个内直径侧锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面的配合来控制壳体到一个轴向端侧的轴向位移，所述每个外直径侧锁紧部分和每个内直径侧锁紧部分设置在外直径侧平板部分和内直径侧平板部分的部分处的每个柱状部分的圆周端部边缘上。

另外，在部分圆柱滚子比外直径侧平板部分和内直径侧平板部分在轴向更远地离开突出的状态下，壳体到另一轴端的轴向位移通过每个中心锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合来控制，每个中心锁紧部分设置在中心平板部分的部分处的柱状部分的圆周端边缘上。

具体地，在第一个发明的推力圆柱滚子轴承中，任意的圆柱滚子包括，在位于壳体的外直径侧上的其两个轴向端面的至少一个端面上的中心平面和倒角部分，该中心平面在相对于圆柱滚子的旋转中心轴线成直角处的方向上扩展，该倒角部分将中心平面的外圆周边缘和沿其全部圆周的滚动表面连接。

另外，在壳体向一个轴向端侧移动以便外直径侧锁紧部分和内直径侧锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，使一个量小于相对于圆柱滚子的直径方向的倒角部分的尺寸，部分圆柱滚子从外直径侧和内直径侧平板部分这二者的外表面突出所述一个量，外直径侧和内直径平板部分构成壳体。与此一起，在壳体向另一轴向端侧移动以便中心锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，使一个量和相对于圆柱滚子的直径方向的倒角部分的尺寸之间的差小于金属板的厚度，部分圆柱滚子从外直径侧平板部分的外表面突出所述一个量，外直径侧平板部分构成壳体。

根据如上所述构造的第一个发明，能实现推力圆柱滚子轴承，该推力圆柱滚子轴承有助于设计用来保证负载容量，而且减小在此情况下设置的每一个凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损，并且防止位于更接近其外直径侧的部分处的壳体的一个表面下的每个圆柱滚子的外直径侧端面部分的钻孔磨损，否则会通过磨损引起该钻孔磨损。

即，使每个凹口的外直径侧圆周边缘部分和支撑在凹口内的每个圆柱滚子的外直径侧端面之间的摩擦部分落入比相关现有技术例子更窄的范围，并且该摩擦部分能位于更接近其圆周方向上的凹口的中心。因此，通过归因于滚子倾斜的侧面碰撞很难在摩擦部分处引起压力的局部集中，另外，该摩擦部分处的滑动速度V能被降低到低水平。因此，能防止通过磨损在外直径侧圆周边缘部分处形成如图20中所示的凹面凹进部分23。

另外，由于作为圆柱滚子，该圆柱滚子使用在位于壳体的外直径侧上的两个轴向端面的至少一个轴向端面上，该圆柱滚子包括中心平面，该中心平面在对于圆柱滚子的旋转中心轴线的直角方向上扩展，有助于设计为保证推力圆柱滚子轴承的负载容量而具有较长有效长度的圆柱滚子。

另外，由于通过使每个凹口内形成的单独的锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面配合实现壳体的轴向定位，绝不引起壳体的轴向侧与配合滚道表面摩擦。因此，防止通过壳体附着在滚道表面的润滑油的刮擦，从而使滚道和圆柱滚子的滚动表面之间的接触部分能良好的润滑。

另外，当实现第一个发明时，作为第二个发明，在壳体向一个轴向端侧移动以便外直径侧锁紧部分和内直径锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，优选减小表面的长度以便落在圆柱滚子的直径的80％的范围内，在该表面上圆柱滚子的中心平面与每个凹口的外直径侧圆周边缘部分摩擦。

根据类似的结构，使相互摩擦部分的压力的局部集中很难产生，并且能进一步降低相互摩擦部分处的滑动速度V。结果是，能更有效地防止通过磨损在外直径侧圆周部分处的如图20中所示的凹面凹进部分23的形成。

另外，当实现第一个发明或第二个发明，作为第三个发明，优选使圆柱滚子的倒角部分的尺寸中的轴向方向上的尺寸比其直径方向上的尺寸大。

根据类似的结构，能设计为保证推力圆柱滚子轴承的负载容量而具有较长有效长度的圆柱滚子。

另外，当实现第一个发明至第三个发明，作为第四个发明，在壳体向一个轴向端侧移动以便外直径侧锁紧部分和内直径侧锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，每个圆柱滚子的一部分从外直径侧和内直径侧平板部分这二者的外表面突出一个量，外直径侧和内直径侧平板部分构成这个情况；在壳体向另一轴向端侧移动以便中心锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，每个圆柱滚子的一部分从两个外直径侧平板部分的外表面突出一个量；这两个量之间的差值，即，优选使相对于圆柱滚子的其有关轴向方向的壳体的松动的量等于或大于50μm。

当满足上述条件以通过滚子导向实现有关轴向方向的壳体的定位时，保证50μm的松动量的情况下，能保证圆柱滚子的滚动表面和构成壳体的每个柱状部分的两个圆周侧边缘的足够的间隙。因此，能防止通过柱状部分的两个圆周侧边缘附着在圆柱滚子的滚动表面的润滑油的刮擦，以便提供充分的润滑油到圆柱滚子的滚动表面和配合滚道表面之间的滚动接触部分。另外，在每个滚动接触部分能形成充分的油膜，以便实现保证圆柱滚子和配合滚道表面的滚动表面的滚动疲劳寿命。

另外，当实现第一个发明至第四个发明，作为第五个发明，使具有滚道表面的一对元件与每个圆柱滚子的滚动表面滚动接触，二者在使用时转动，优选使壳体的中心平板部分面对在使用中转速更快的元件。

通过采用类似结构，能在圆柱滚子的外直径侧端面和壳体的外直径侧圆周边缘部分之间的相互摩擦部分注入更多润滑油，从而使摩擦部分处的金属接触很难发生。

另外，当实现第一个发明至第五个发明，作为第六个发明，切割表面形成在位于更接近每个圆柱滚子的旋转中心轴线的部分处的凹口的外直径侧圆周边缘部分上，并且当轴承处于旋转中时，优选使每个圆柱滚子的中心平面只与切割表面接触。

通过采用类似的结构，由于当轴承处于旋转中时每个圆柱滚子的中心平面只与凹口的外直径侧圆周部分上的切割表面接触，提高了与每个圆柱滚子接触的凹口的外直径侧圆周边缘部分的表面粗糙度，从而降低每个圆柱滚子的松动量(轴向移动量)，并且减少倾斜的发生，用于润滑的充分的油膜形成在摩擦表面上。因此，能更有效地防止在位于更接近其外直径侧的壳体的一个表面下的每个圆柱滚子的外直径侧端部的钻孔磨损。

另外，在第七个发明的推力圆柱滚子轴承中，在壳体向一个轴向端侧移动以便外直径侧锁紧部分和内直径侧锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，每个圆柱滚子的一部分比外直径侧平板部分和内直径侧平板部分在轴向更多地突出一个量；在壳体向另一轴向端侧移动以便中心锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，圆柱滚子的一部分比中心平板部分在轴向更多地突出一个量，所述前一个量比后一个量小。

因此，例如，适当控制了一对外直径侧锁紧部分的远端边缘之间的间隔，一对中心锁紧部分的远端边缘之间的间隔和一对内直径侧锁紧部分的远端边缘之间的间隔，这些对设置在每个凹口的两个圆周端部边缘部分上的外直径侧锁紧部分，中心锁紧部分和内直径侧锁紧部分分别处于彼此面对的方式。具体地，两个外直径侧锁紧部分之间的间隔和两个内直径侧锁紧部分的远端边缘之间的间隔彼此相等，并且中心锁紧部分的远端边缘之间的间隔比那些间隔宽。

但是，由于在有关压制方法(压切方法)的每个凹口的两个圆周端部边缘部分处产生的下垂，无需控制锁紧部分的每个远端边缘之间的间隔到前述的关系就能控制圆柱滚子从每个平板部分的突出量的情况下，间隔不必须被控制到所述关系。

根据如上所述配置的第七个发明，能实现有助于设计以保证其负载容量的推力圆柱滚子轴承，该推力圆柱滚子轴承有益于将圆柱滚子安装在壳体内的凹口，并且降低设置在壳体内的凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损。

即，例如，由于通过使两个外直径侧锁紧部分的远端边缘之间的间隔和两个内直径侧锁紧部分的远端边缘之间的间隔相对狭窄(相对于每个圆柱滚子的直径充分小)使每个圆柱滚子从两个外直径侧和内直径侧平板部分的突出量变小，使外直径侧和内直径侧锁紧部分的远端边缘分别与相对于(圆柱滚子本身的)轴向方向的每个圆柱滚子的两个端部配合，相对于壳体的圆周方向的每个圆柱滚子的位移降低到低水平。结果，每个圆柱滚子的倾斜角度降低到小角度，由此在圆柱滚子的外直径侧端面和凹口的外直径侧圆周边缘部分之间的侧面碰撞发生的程度降低到低水平。因此，外直径侧端面和外直径侧圆周边缘部分之间的相互摩擦部分处的压力集中发生的程度降低到低水平。另外，有助于相互摩擦部分处的用于润滑的油膜的形成，从而可能防止该相互摩擦部分处发生金属接触。因此，能防止通过磨损在外直径侧圆周边缘部分处形成如图20中所示的凹面凹进部分23。

另一方面，虽然在圆柱滚子的倾斜降低方面没有直接作用，两个中心锁紧部分的远端边缘之间的间隔相对大(通过轻微的量比每个圆柱滚子的直径更小)，两个中心锁紧部分设置在两个外直径侧锁紧部分与(壳体的)轴向方向相关的两个内直径侧锁紧部分的相对侧上的每个带状部分的直径方向上的中间部分处。结果，能通过弹性地扩展两个中心锁紧部分的远端边缘之间的间隔容易实现将每个圆柱滚子安装入每个凹口的工作。简而言之，绝不会为防止圆柱滚子倾斜通过将两个外直径侧锁紧部分之间的间隔和两个内直径侧锁紧部分之间的间隔减小使把每个圆柱滚子安装入每个凹口的工作变难。

另外，在本发明的情况下，因为通过降低每个圆柱滚子的倾斜防止每个凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损，所以对每个圆柱滚子的外直径侧端面的结构没有特殊限制。结果，为保证推力圆柱滚子轴承的负载容量而具有长的有效长度的圆柱滚子的设计变得容易。

另外，在本发明的情况下，由于壳体的轴向定位通过设置在每个凹口上的各自的锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面的配合实现，不会发生引起壳体的两个轴向断面与配合滚道表面摩擦的情况。因此，能防止通过壳体附着在滚道表面的润滑油的刮擦，从而使滚道表面和圆柱滚子的滚动表面之间的滚动接触部分能良好的润滑。

当实现第七个发明时，作为第八个发明，在壳体向一个轴向端侧移动以便各自的外直径侧锁紧部分和各自的内直径侧锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，每个圆柱滚子的部分比外直径侧平板部分和内直径侧平板部分在轴向更远地突出一个量；在壳体向另一轴向端侧移动以便各自的中心锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，每个圆柱滚子的部分比中心锁紧部分在轴向更远地突出一个量，优选使前一个量是后一个量的80％或更小些，以及更优选是70％或更小些。

只要使从外直径侧平板部分和内直径侧平板部分的最大突出量比从中心平板部分的最大突出量更小，当对比使两个最大突出量相同或两个最大突出量的关系相反的情况时，能获得当有助于将每个圆柱滚子安装入每个凹口时倾斜角降低的作用和优点。但是，随着最大突出量之间的差值达到这种范围，即从外直径侧平板部分和内直径侧平板部分的最大突出量比从中心平板部分的最大突出量小一个非常小的量，能获得的功能和优点受到限制。与此对比，使两个最大突出量之间的差值处于第七个发明描述的范围，能充分获得上述的功能和优点。

注意以如下方式控制两个最大突出量之间的差值(比)的最大值。即，随着在壳体向轴向另一端侧移动以便各自中心锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面配合的状态实现从中心平板部分的最大突出量，保证从外直径侧平板部分和内直径侧平板部分的每个圆柱滚子的突出量(最小突出量)在最小突出量明显是正值的范围。在这种情况下，明显的正值意味着通过该值允许最小突出量保证外直径侧平板部分和内直径侧平板部分以及配合滚道表面之间的间隙而无需引起两个表面彼此摩擦。当然，从外直径侧平板部分和内直径侧平板部分的最大突出量是比最小突出量更大的值。另一方面，从中心平板部分的最大突出量被控制到这样的范围，即随着使该对中心锁紧部分的远端边缘之间的间隔小于每个圆柱滚子的的直径，防止每个圆柱滚子从每个凹口的内部降低。考虑这些事实，在这种普通推力圆柱滚子轴承使用在自动变速器或用于车辆空调的压缩机的情况下，使设置在两个最大突出量之间的差值(比)的最小值优选是4或更小些，以及更优选是3或更小些。

另外，当实现第七个发明或第八个发明时，作为第九个发明，与每个圆柱滚子一样，优选使用圆柱滚子，在该圆柱滚子中使(每个圆柱滚子本身的)轴向方向上的每个端面的中心部分构成中心板平面，该中心板平面位于每个圆柱滚子的旋转中心轴线成直角的方向上。

使用类似结构的圆柱滚子的情况下，能延长每个圆柱滚子的有效长度，以便实现保证推力圆柱滚子轴承的负载容量的较长的圆柱滚子。

另外，当实现第七个发明至九个发明时，作为第十个发明，利用使具有与每个圆柱滚子的滚动表面滚动接触的滚道表面的一对元件在使用中转动，优选使壳体的中心平板部分面对在使用中转速更快的元件。

通过采用类似结构，能向需要很多润滑油的以高速转动的滚道表面和每个圆柱滚子的滚动表面之间的滚动接触部分注入具有良好效率的润滑油。

本发明优点

根据如上所述配置的本发明，能实现有助于设计以保证负载容量的推力圆柱滚子轴承，该推力圆柱滚子轴承有益于将圆柱滚子安装在壳体内的凹口，而且，降低设置在壳体内的凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损。

附图说明

为描述本发明的实施例1，图1(a)是示出滚子轴承处于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态下的推力圆柱滚子轴承的部分剖视图，该壳体位于相对于滚子轴承的一个轴向端侧；图1(b)是沿图1(a)中线I-I的剖视图；图1(c)是示出滚子轴承处于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态下的推力圆柱滚子轴承的部分剖视图，壳体位于相对于滚子轴承的另一轴向端侧；并且图1(d)是沿图1(c)中线I′-I′的剖视图。

为示出壳体中凹口的结构，图2是示出当从壳体的轴向观察时的状态的图。

图3(a)示出实施例1的圆柱滚子的外直径侧端面和凹口的外直径侧圆周边缘部分之间的接触位置处的qv值，并且图3(b)示出相关技术的例子的qv值。

为描述本发明的实施例2，图4是示出类似图7的图，示出圆柱滚子的外直径侧端面和凹口的外直径侧圆周边缘部分之间的摩擦状态以及凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损状态。

图5是圆柱滚子的侧视图，该圆柱滚子安装在本发明的实施例3中。

图6是示出实施例3的推力圆柱滚子轴承的部分侧视图，实施例3通过将其壳体内的圆柱滚子安装在滚子轴承位于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态而实现。

图7是沿图6中的线VII-VII的剖视图，图7示出实施例3的圆柱滚子的外直径侧端面和凹口的外直径侧圆周边缘部分之间的摩擦状态以及凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损状态。

为描述壳体相对于圆柱滚子的优选轴向位移量，图8(a)和图8(b)是示出在滚子轴承位于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态下向轴端部分和推力圆柱滚子轴承这二者移动的壳体的部分剖视图。

为描述实施例5，图9(a)是对应图1(b)的剖视图，图9(a)示出在滚子轴承位于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态下在壳体向相对于圆柱滚子的一个轴向端侧移动的情况下的推力圆柱滚子轴承，并且图9(b)是对应图1(d)的剖视图，图9(b)示出在滚子轴承位于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态下在壳体向相对于圆柱滚子的另一轴向端侧移动的情况下的推力圆柱滚子轴承。

图10(a)是示出从钢板压切壳体的过程的图，并且图10(b)是示出钢板的切割表面的结构和表面结构分布的图。

图11(a)是示出当压切钢板时压切方向的图，并且图11(b)是示出当从通过图11(a)的箭头XI指示的方向观察时凹口的外直径侧圆周边缘部分的表面结构的图。

图12(a)和图12(b)是示出本发明的实施例6的部分剖视图，其中，图12(a)示出壳体向相对于圆柱滚子的一个轴向端侧移动的状态，以及图12(b)示出以相似方式的壳体向另一轴向端侧移动的状态。

图13(a)是沿图12(a)中线XIII-XIII的剖视图，并且图13(b)是沿图12(a)中线XIII′-XIII′的剖视图。

图14是示出当从壳体的轴向观察凹口的结构的图。

图15是类似图6的图，图15示出普通推力圆柱滚子轴承的例子。

图16是示出从其中移走的圆柱滚子的侧视图。

图17(a)和图17(b)是部分剖视图，示出壳体向相对于圆柱滚子在图17(a)中所示的一个轴向端侧移动的状态以及壳体向图17(b)中所示的另一轴向端侧移动的状态，同时所示的推力圆柱滚子轴承处于滚子轴承位于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态。

为描述壳体内的凹口的结构，图18是示出从壳体的中心轴线方向观察凹口的状态。

图19(a)和图19(b)是类似图1(b)的剖视图，描述当圆柱滚子的轴向端面上的倒角部分的尺寸不适当时产生的缺陷。

图20是类似图3(b)的图，示出壳体内的凹口的外直径侧圆周边缘部分磨损的状态。

图21是示出其轴向端面形成球形突起表面的圆柱滚子的侧视图。

图22是示出圆柱滚子使用在其中的推力圆柱滚子轴承的第一个例子位于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态的部分剖视图。

图23是从壳体的中心轴线方向观察凹口的图，图23示出推力圆柱滚子轴承内引起的凹口的外直径侧圆周边缘部分的磨损状态，圆柱滚子使用在推力圆柱滚子轴承中，圆柱滚子的轴向端面形成为突起表面。

图24是示出其轴向端面形成为突起表面的圆柱滚子使用在其中的推力圆柱滚子轴承的第二个例子位于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态的部分剖视图。

附图标记说明

1推力圆柱滚子轴承；2壳体；4内直径侧边缘部分；5，5a外直径侧边缘部分；6中间板部分；7，7a凹口；8，8a，8b圆柱滚子；9，9a中心平面；10滚动表面；11，11a倒角部分；12柱状部分；13中心平板部分；14外直径侧平板部分；15内直径侧平板部分；16，16a内直径侧连接部分；17，17a外直径侧连接部分；18，18a外直径侧锁紧部分；19，19a内直径侧锁紧部分；20，20a中心锁紧部分；21，21a，21b外直径侧端面；22，22a外直径侧圆周边缘部分；23，23a凹面凹进部分；24相互摩擦表面。

具体实施方式

(实施例1)

图1至2示出本发明的实施例1，其对应于第一至第五个发明。注意本实施例的特征在于这样的事实，即，即使其中中心平面9设置在其轴向端面的中心部分的圆柱滚子用作每个圆柱滚子8，通过控制每个凹口7内的关于倒角部分11的直径尺寸(形成在中心部分处的中心平面9的直径)的每个圆柱滚子8的运动来防止例如导致设置在中间板部分6的径向方向的多个凹口7中的每个外直径侧圆周边缘部分22处的如上述图20中所述凹面凹进部分23的磨损的发生，中间板部分6构成壳体2，倒角部分11形成在每个圆柱滚子8的两个轴向端面处，圆柱滚子8位于更接近其外直径侧的地方。由于其他部分的结构和功能类似上述图15至18中所述的相关技术结构的部件，省略类似说明和描述的重复或简要处理，以便下面主要描述实施例的特征部分。

本实施例的情况下，如图1(a)和(b)中所示，在壳体2向相对于圆柱滚子8的一个轴向端侧(图1中下侧)移动以便使单独的外直径侧锁紧部分18，18和单独的内直径侧锁紧部分19，19与圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，通过圆柱滚子8的部分从外直径侧和内直径侧平板部分14，15这二者的外表面突出的量Δ_A，外直径侧和内直径平板部分14，15构成壳体2，使量Δ_A比相对于圆柱滚子8的直径方向的倒角部分11的尺寸W₁₁小(Δ_A＜W₁₁>。结果，在使外直径侧锁紧部分和内直径侧锁紧部分18，19与圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，如图1(b)中格子形式的阴影部分中所示，在圆柱滚子8的中心平面9和凹口7的外直径侧圆周边缘部分22之间的相互摩擦表面落在构成壳体2的金属板的厚度的范围内。换句话说，倒角部分11面对凹口7的外直径侧圆周边缘部分22中的部分，以便空隙超出位于更接近外直径侧平板部分14的表面的部分和倒角部分11(不使相关部分彼此摩擦)之间的间隙，所述部分位于离开圆柱滚子8的旋转轴的位置以便更接近外直径侧平板部分14的表面。

另外，在本实施例的情况下，如图1(c)和(d)中所示，在壳体2向相对于圆柱滚子8的另一轴向端侧(图1中上侧)移动以便各自的中心锁紧部分20，20与圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，圆柱滚子8的部分从外直径侧平板部分14的外表面以量Δ_B突出，外直径侧平板部分14构成壳体2；使Δ_B和相对于圆柱滚子8的直径方向的倒角部分11的尺寸W₁₁之间的差值(W₁₁-Δ_B)比构成壳体2的金属板的厚度T₂小((W₁₁-Δ_B)＜T₂)。结果，即使在各自的中心锁紧部分20，20与圆柱滚子8的滚动表面10彼此配合的状态下，如图1(d)中格子形式的阴影部分中所示，圆柱滚子8的中心平面9和凹口7的外直径侧圆周边缘部分22彼此摩擦。换句话说，不会发生引起外直径侧圆周边缘部分22的内端边缘和倒角部分11彼此摩擦的情况(引起这二者之间的边缘碰撞)。

为了控制突出量(最大突出量)Δ_A，Δ_B落入上述范围，在本实施例的情况下，如图2中所示，使一对外直径侧锁紧部分18，18之间的间隔D₁₈(＝一对内直径侧锁紧部分19，19之间的间隔D₁₉)和一对中心锁紧部分20，20之间的间隔D₂₀被控制与圆柱滚子8的直径D₈(参见图1)相关，每对锁紧部分以彼此面对的方式布置在每个凹口7内。

在本实施例的情况下，通过上述结构，位于离开圆柱滚子8的旋转中心轴线的位置以便更接近表面(图1(a)中上表面)的外直径侧圆周边缘部分22的部分和圆柱滚子8的外直径侧端面21彼此不摩擦。换句话说，凹口7的外直径侧圆周边缘部分22和被支撑在凹口7中的圆柱滚子8的外直径侧端面21之间的相互摩擦部分，如图1(b)中格子形式的阴影部分中所示，位于更接近凹口7的圆周中心部分的位置。因此，很难产生压力的局部集中，否则由于圆柱滚子的倾斜产生侧面碰撞而在相互摩擦处产生压力的局部集中，另外，相互摩擦部分处的滑动速度V被抑制到低水平。因此，通过磨损能防止前面图20中所述的凹面凹进部分23的形成。另外，不会使外直径侧圆周边缘部分22的内端边缘和倒角部分11彼此碰撞，并且因此在相关部分没有产生明显的磨损。

另外，本实施例的情况中，由于通过沿每个凹口7形成的各个锁紧部分18至20与每个圆柱滚子8的滚动表面10配合实现了壳体2的轴向定位，不会引起壳体2的轴向侧表面与配合滚道表面的彼此摩擦。因此，防止通过壳体2附着在滚道表面的润滑油的刮擦，以便每个圆柱滚子8的滚动表面10和滚道表面之间的滚动接触部分能良好的润滑。因此，即使在严格的操作条件下，能实现防止滚动表面10和相应的配合滚道表面的损坏。

下面的图表1示出实验结果，进行该实验以证明本实施例的优点。在下面的条件下进行本实验；以两倍于允许的转动速度的转速下在施加动力载荷级别的15％的推力载荷到推力圆柱管子轴承的状态下驱动推力载荷100小时，并且随后，在每个关注部分观察磨损。使用AT流体润滑油，并且温度是室温。

图表1

如从上面的图表1中所示的显然的结果，根据本实施例的结构，能降低设置在壳体2内的凹口7的外直径侧圆周边缘部分22的磨损，能防止由于相反产生的磨损壳体2的部分的一侧之下的圆柱滚子8的外直径侧端部分的钻孔磨损，壳体2位于更接近其外直径侧，并且，能良好地实现滚动接触部分的润滑。

另外，出于证明本实施例的优点的目的，图3示出圆柱滚子8上的接触位置获得的qv值(载荷×滑动速度的乘积值)，圆柱滚子8的倒角部分11具有本实施例中的相同的尺寸W₁₁，在本实施例中即使壳体2向相对于圆柱滚子8的一个轴向移动，圆柱滚子8在其中心平面9处与凹口7的外直径侧圆周边缘部分22摩擦，以及在图19(b)中所示的相关技术的例子中利用壳体2的轴向移动使外直径侧圆周边缘部分22的内圆周侧端边缘与倒角部分11边缘碰撞。注意轴承的旋转速度是17300rpm，轴向载荷是460N，并且使用的滚子的数量是50，同时采用除了从外直径侧平板部分14的外表面的突出量Δ_B以外的相同条件。

结果，采用图3(b)中所示的相关技术的例子，圆柱滚子8变得不稳定，并且由于圆柱滚子8的外直径侧端面21与凹口7的外直径侧圆周边缘部分22点接触，可以看出qv值升高并因此产生部分磨损。与此相比，随着本实施例，如图3(a)中所示，由于接触位置不集中并且qv值降低，可以看到磨损降低。

另外，利用一对元件40，41(参见图15)具有滚动表面40a，41a，滚动表面40a，41a与每个圆柱滚子8的滚动表面10滚动接触，滚动表面40a，41a在使用中旋转，使壳体2的中心平板部分13与元件41相对，使用中元件41的转速更快。在采用类似结构的情况下，能向圆柱滚子8的外直径侧端面21与壳体2的外直径侧圆周边缘部分22之间的相互摩擦部分注入更多润滑油，从而能使相互摩擦部分处的金属接触的发生变难。

(实施例2)

图4示出对应第一个至第二个发明的本发明的实施例2。注意本实施例的特征也在于，即使圆柱滚子用作每个圆柱滚子8，在圆柱滚子中的中心平面9设置在其轴端面的中心部分，例如通过控制在与倒角部分11的直径尺寸(形成在中心部分处的中心平面9的直径)相关的每个凹口7内的每个圆柱滚子8的运动，防止导致设置在中间板部分6的径向方向的多个凹口7中的每个外直径侧圆周边缘部分22处的如上述图20中所述凹面凹进部分23的磨损的发生，中间板部分6构成壳体2，倒角部分11形成在每个圆柱滚子8的两个轴向端面处，圆柱滚子8位于更接近其外直径侧的地方。由于其他部分的结构和功能类似上述图15至18中所述的相关技术结构的部件，省略类似说明和描述的重复或进行简要处理，以便下面主要描述实施例的特征部分。

在本实施例的情况下，如图4中所示，在壳体2向相对于圆柱滚子8的一个轴向端侧(图4中下侧)移动以便单个外直径侧锁紧部分18，18和单个内直径侧锁紧部分19，19与圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，设置在圆柱滚子8的轴向端面上的中心平面9和凹口7的外直径侧圆周边缘部分22在图4中格子形式的阴影所示的相互摩擦表面24彼此滑动接触。在本实施例的情况下，相对于壳体2的圆周方向的该相互摩擦表面24的长度L₂₄被控制落在圆柱滚子8的直径D₈的80％或更少的范围内(L₂₄≤0.8D₈)，并且优选在40％至70％范围内{L₂₄＝(0.4-0.7)D₈}。控制相互摩擦表面24长度L₂₄的结构类似于前述的实施例1的结构。在本发明的情况下，就像实施例1，也能防止这种导致圆柱滚子8的钻孔磨损的磨损的发生。

(实施例3)

图5至7示出对应第一个至第三个发明的本发明的实施例3。注意本实施例的特征在于，即使圆柱滚子用作每个圆柱滚子8b，在圆柱滚子中的中心平面9a设置在其轴端面的中心部分，例如通过控制倒角部分11a，11a的结构和尺寸防止导致设置在中间板部分6的径向方向的多个凹口7中的每个外直径侧圆周边缘部分22处的如上述图20中所述凹面凹进部分23的磨损的发生，中间板部分6构成壳体2，所述倒角部分形成在每个圆柱滚子8b的两个轴向端面上，圆柱滚子8b位于更接近与每个凹口7内的每个圆柱滚子8b的运动相关的其外直径侧的地方。由于其他部分的结构和功能类似上述图15至18中所述的相关技术结构的部件，省略类似说明和描述的重复或进行简要处理，以便下面主要描述实施例的特征部分。

在本实施例的情况下，在每个圆柱滚子8中，形成在两个各自的轴向端面上的倒角部分11a，11a的尺寸中，倒角部分11a，11a位于更接近其外直径侧的部分，使每个圆柱滚子8b的直径方向上的尺寸W_11a比其轴向方向上的尺寸L_11a更大(L_11a＜W_11a)。结果，形成在每个圆柱滚子8b的两个轴向端面的中心部分的中心平面9a的直径D_9a比形成在每个圆柱滚子8的两个轴向端面的中心部分的中心平面9的直径D₉(参见图16)小，其中圆柱滚子8b使用在本实施例中，圆柱滚子8使用在相关技术的结构中(D_9a＜D₉>。换句话说，在本实施例的情况下，中心平面9a和两个倒角部分11a，11a之间的边界部分位于比相关技术结构的边界部分的更接近于每个圆柱滚子8b的(旋转)中心轴线。注意优选使直径尺寸W_11a比轴向尺寸L_11a大的范围按前者是后者的1.1至2倍。

在该实施例的情况下，通过以上述方式控制两个倒角部分11a，11a的尺寸，降低每个圆柱滚子8b的外直径侧端面21b与壳体2的外直径侧圆周边缘部分22之间的相互摩擦部分的磨损，同时保证圆柱滚子8b的滚动表面10的轴向长度L₁₀(＝每个圆柱滚子8b的有效长度)，并且如上述的实施例1，能防止诸如导致圆柱滚子8b钻孔磨损的磨损的发生。

另外，在该实施例的情况下，如每个圆柱滚子8b，圆柱滚子被使用，在圆柱滚子中中心平面9a设置在两个轴向端面上，两个轴向端面在相对于圆柱滚子8b的旋转轴的直角方向上扩展，并且中心平面9a和滚动表面10通过具有上述尺寸的L_11a，W_11a的倒角部分11a连续地连接。因此，滚动表面10的轴向长度L₁₀(＝每个圆柱滚子8b的有效长度)增加，从而有助于设计保证在其中使用圆柱滚子8的推力圆柱滚子轴承的负载容量。

(实施例4)

通过参考图8来描述实施例4。当执行前边已描述的第一至第三实施例时，保证每个凹口7内的壳体2的轴向上的每个圆柱滚子8的位移量达到一定程度。为了控制该位移量，将考虑图8中示出的两个状态。其中，图8(a)中所示的状态是壳体2向一个轴向端侧移动以便单独的外直径侧锁紧部分18和单独的内直径侧锁紧部分19与每个圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态。每个圆柱滚子8的部分从外直径侧和内直径侧平板部分14，15的外表面突出一个量，外直径侧和内直径侧平板部分14，15构成壳体2，在这种状态下使该量为Δ_MAX。与此相比，图8(b)中所示的状态是壳体2向另一轴向端侧移动以便单独的中心锁紧部分20与每个圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态；每个圆柱滚子8的部分从外直径侧和内直径侧平板部分14，15的外表面突出一个量，在这种状态下使该量为Δ_MIN。接着，两个突出量Δ_MAX，Δ_MIN之间的差值(Δ_MAX-Δ_MIN)，即，使相对于圆柱滚子8的壳体2的轴向的松动量为50μm或更大。

如前述的实施例1至3，当通过滚子导向满足用于实现壳体的轴向定位的条件时保证50μm或更大的松动量的状态下，能充分保证每个圆柱滚子8的滚动表面10和每个柱状部分12的两个圆周侧边缘之间的空隙。因此，能防止通过每个柱状部分12的两个圆周侧边缘附着在每个圆柱滚子8的滚动表面10的润滑油的刮擦，从而能提供充足量的润滑油到每个圆柱滚子8的滚动表面10和配合滚道表面之间的滚动接触部分和圆柱滚子的滚动表面之间的滚动接触部分。接着，在每个滚动接触部分上形成充分的油膜，从而实现保证每个圆柱滚子8的滚动表面10和配合的滚道表面的滚动疲劳寿命。

(实施例5)

实施例5通过参考图9至11来描述第六个发明。图9(a)是对应图1(b)的剖视图，利用向相对于圆柱滚子的一个轴向端侧移动的情况，图9(a)示出推力滚子轴承处于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态，并且图9(b)是对应图1(d)的剖视图，利用向相对于圆柱滚子的另一轴向端侧移动的情况，图9(b)示出推力滚子轴承处于包括壳体的中心轴线的假想平面上的状态。

实施例5是实施例1中描述的实施例，在壳体2向相对于圆柱滚子的一个轴向端侧移动以便单独的外直径侧锁紧部分18和单独的内直径侧锁紧部分19与每个圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，每个圆柱滚子8从外直径侧和内直径侧平板部分14，15的外部表面突出一个量，在实施例5中更优选地控制该量。具体地，凹口7的外直径侧圆周边缘部分22上的切割(shear)表面25形成在更接近每个圆柱滚子8的旋转中心轴线的位置，当执行压制方法(压切方法)时形成切割表面25，并且当滚子轴承处于转动中时每个圆柱滚子8的中心平面9只与切割表面25接触。

如图10中所示，一般地，通过将钢板S放在模具30中并通过采用冲压机31压切凹口7来制造壳体2。当发生该操作时，通过冲压机31切割切割表面a，在通过冲压机31切割的过程中在钢板S内形成具有如裂纹的结果的磨损外观的切割区域b，并且其大体上与切割表面a一样高，而且，在凹口7的端面上产生下垂和毛口。切割表面a具有比切割区域b更好的表面粗糙度。

因此，如图11(a)中所示的壳体2的凹口7通过放置表面而被加工，该表面包括模具上的外直径侧和内直径侧平板部分14，15的外表面和通过从箭头X所示的方向冲压的压切表面，从而切割表面25形成在凹口7的外直径侧圆周边缘部分22上，如此形成在更接近每个圆柱滚子8的旋转中心轴线的部分，并且切割区域26形成在离圆柱滚子8的旋转中心轴线比切割表面25更远且更接近外直径侧平板部分14的表面的位置(参考图11(b))。切割表面25的表面粗糙度Ra大体上和加工前的材料的粗糙度一样，该表面粗糙度具有0.15至0.5μm的级别，并且切割区域26的表面粗糙度Ra是1.0至2.5μm。

另外，如图9(a)中所示，在壳体2向一个轴向端侧移动以便单独的外直径侧锁紧部分18和内直径侧锁紧部分19与圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，圆柱滚子8的部分从外直径侧和内直径侧平板部分14，15的外表面突出一个量Δ_A，该量Δ_A比通过相对于圆柱滚子8的直径方向的倒角部分11的尺寸W₁₁中减去切割区域高度h₂₆的结果值小(Δ_A＜W₁₁-h₂₆)，从而在壳体2向一个轴向端侧移动以便单独的外直径侧锁紧部分18和内直径侧锁紧部分19与圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，圆柱滚子8的中心平表面9只与凹口7的外直径侧圆周边缘部分22的切割表面25接触。

另外，如图9(b)中所示，如实施例1，在壳体2向相对于每个圆柱滚子8的另一轴向端侧移动以便单独的中心锁紧部分20，20与圆柱滚子8的滚动表面10配合的状态下，圆柱滚子8的部分从外直径侧平板部分14的外表面突出一个量Δ_B，该量Δ_B和相对于圆柱滚子8的直径方向的倒角部分11的尺寸W₁₁之间的差值(W₁₁-Δ_B)比构成壳体2的金属板的厚度T₂小{(W₁₁-Δ_B)＜T₂}。结果，即使当滚子轴承在转动中壳体2向一个轴向端侧或另一轴向端侧移动，也绝不会不能使圆柱滚子8的中心平表面9与凹口7的外直径侧圆周边缘部分22的切割表面25接触。

注意使每个圆柱滚子8的中心平表面9的表面粗糙度Ra是0.3μm或更小。另外，如图9(b)中所示，在壳体2向相对于圆柱滚子8的另一轴向端侧移动的状态下，每个圆柱滚子8的滚动表面10与单独的中心锁紧部分20，20接触。

由于当滚子轴承以上述方式处于旋转中时绝不会不能使每个圆柱滚子8的中心平表面9与每个凹口7的外直径侧圆周边缘部分22上的切割表面25接触，因此与圆柱滚子8接触的每个凹口7的外直径侧圆周边缘部分22的表面粗糙度提高，由此每个圆柱滚子8的松动量(轴向方向的移动量)降低，以便不但降低倾斜的发生而且在相互摩擦表面24上引起用于润滑的充分的油膜的形成。因此，能有效地防止在位于更接近其外直径侧的壳体2的一个表面侧下的每个圆柱滚子8的外直径侧端部的钻孔磨损。

接着，为了证明本实施例的优点，当改变量Δ_A和量Δ_B以及相对于每个圆柱滚子8的直径方向和切割区域高度h₂₆的倒角部分11的尺寸W₁₁时，通过高速旋转在具有50mm的内直径，70mm的外直径和0.5mm厚度的壳体上进行实验，其中每个圆柱滚子8的部分从单独的外直径侧和内直径侧平板部分14，15的外表面突出量Δ_A，每个圆柱滚子8的部分从外直径侧平板部分14的外表面突出量Δ_B，并且在图表2中示出实验的结果。另外，使用的测试轴承是例如滚子的端面的表面粗糙度Ra是0.35至0.4μm，壳体内的凹口的端面的表面粗糙度Ra是3.0至3.5μm，并且在下面的条件下进行实验。

(测试条件)

转速：两倍于允许的转速

载荷：不施加载荷

润滑油：ATF

图表2

实验结果(凹口端面磨损深度，μm)

从图表2中所示的结果可以看出通过控制Δ_A＜W₁₁-h₂₆，即，Δ_A+h₂₆/W₁₁，以及(W₁₁-Δ_B)＜T₂，即，(W₁₁-Δ_B)/T₂＜1，能降低凹口7的端面上的磨损深度，由此，能有效地防止在位于其外直径侧上的部分处的壳体2的一个表面侧下的圆柱滚子8的外直径侧端部的钻孔磨损。

(实施例6)

图12至14示出本发明的实施例6。注意本实施例的特征在于，即使圆柱滚子用作每个圆柱滚子8b，在圆柱滚子8中的中心平面9a设置在其轴端面的中心部分，通过控制在每个凹口7a内的每个圆柱滚子8的运动，防止例如导致设置在中间板部分6的径向方向的多个凹口7a中的每个外直径侧圆周边缘部分22a处的如上述图20中所述凹面凹进部分23的磨损的发生，其中中间板部分6构成壳体2。由于其他部分的结构和功能类似上述图15至18中所述的相关技术结构的部件，省略类似说明和描述的重复或简要处理，以便下面主要描述实施例的特征部分。

在本实施例的情况下，如图14中所示，使一对外直径侧锁紧部分18a，18a的远端边缘之间的间隔D_18a，和一对内直径侧锁紧部分19的远端边缘之间的间隔D_19a彼此相等，这些对外直径侧锁紧部分18a和内直径侧锁紧部分19a以彼此面对的方式设置在凹口7a的两个圆周端部边缘部分上。与此相比，使中心锁紧部分20a，20a之间的间隔D_20a比那些间隔宽(D_18a＝D_19a＜D_20a)。在这个实施例的情况下，通过控制各个锁紧部分18a至20a的远端边缘的间隔D_18a，D_19a，D_20a，控制壳体2的轴向方向内的每个凹口7a内的每个圆柱滚子8的位移量(在图12至13内的垂直方向上，从在其上示出图14的纸张的由近及远侧的方向上)。

通过参考图12至13描述该事实。首先，如图12(a)和图13(a)中所示，在壳体2向一个轴向端侧(图12至13中的下侧)移动以便各个外直径侧锁紧部分18a，18a和各个内直径侧锁紧部分19a，19a与每个圆柱滚子8的滚动表面配合的状态下，每个圆柱滚子8的部分比外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15在轴向更多地突出一个量(在图12至13中向上)，使该量是最大突出量Δ_A。另一方面，在壳体向另一轴向端侧(在图12至13的上侧)移动以便每个中心锁紧部分20a，20a与每个圆柱滚子8的滚动表面配合的状态下，每个圆柱滚子8的部分比中心平板部分13在轴向更多地突出一个量，使该量是最大突出量Δ_L。在这种情况下，使从外直径侧和内直径侧平板部分14，15的最大突出量Δ_A比从中心平板部分13的最大突出量Δ_L小(Δ_A＜Δ_L)。

根据前述设置的本实施例，即使如每个圆柱滚子8，在被使用的圆柱滚子中如果为保证推力圆柱滚子轴承1的负载容量中心平面9s形成在两个轴向端面的中心部分处，降低了每个凹口7a的外直径侧圆周边缘部分22a的磨损。即，由于使各个外直径侧锁紧部分18a，18a的远端边缘之间的间隔D_18a和各个内直径侧锁紧部分19a，19a的远端边缘之间的间隔D_19a相对窄(使相比于每个圆柱滚子8的直径D₈充分小)，使外直径侧和内直径侧锁紧部分与相对于其轴向方向的每个圆柱滚子8的端部配合，分别地，能降低相对于壳体的圆周方向的每个圆柱滚子8的位移量到低水平。

即，即使每个凹口7a内支撑的每个圆柱滚子8中，当试图使位于壳体2的外直径侧上的另一端部向另一圆周方向移动时，试图使位于壳体2的内直径侧上的端部部分向一个圆周方向移动，将每个端部部分的位移量降低到非常低的水平。另外，每个圆柱滚子8的中心轴线方向与壳体2的直径方向之间的偏离降低到小的水平。简而言之，基于各个外直径侧锁紧部分18a，18a和各个内直径侧锁紧部分19a，19a与圆柱滚子8的滚动表面配合的配合，对于每个圆柱滚子8的倾斜角度能减低到小的水平。另外，通过维持每个圆柱滚子8的外直径侧端面21与每个凹口7a的外直径侧圆周边缘部分22a之间的位置关系处于平行或大体上平行，防止外直径侧端面21和外直径侧圆周边缘部分22a的侧面碰撞，并且即使发生这样的侧面碰撞，侧面碰撞的范围降低到低水平。

因此，发生在外直径侧端面21和外直径侧圆周边缘部分22a之间的相互摩擦部分的压力集中的程度被降低到低水平。另外，有助于在相互摩擦部分处形成用于润滑的油膜，从而能防止相互摩擦部分处的金属接触的发生。因此，能防止通过摩擦在外直径侧圆周边缘部分19a处形成如图20中所示的上述凹面凹进部分23。

另一方面，使设置在每个凹口7的中间部分处的中心锁紧部分20a，20a之间的间隔D_20a相对大(比每个圆柱滚子8的直径D₈小一个较小的量)，以这种处于相对各个外直径侧锁紧部分18a，18a和各个内直径侧锁紧部分19a，19a被设置的该侧的轴向方向的相对侧上的方式，凹口7不直接地包括在每个圆柱滚子8的降低的倾斜角度内。结果，通过各个中心锁紧部分20a，20a的远端边缘之间的间隔D_20a的弹性扩展容易实现将每个圆柱滚子8安装入每个凹口7a。

由于使各个中心锁紧部分20a，20a的远端边缘之间的间隔D_20a扩展的必要的力较小，在将每个圆柱滚子8安装入每个凹口7a过程中，施加到各个中心锁紧部分20a，20a的远端边缘和每个圆柱滚子8的滚动表面之间的相互摩擦表面的表面压力有限。另外，使制成圆柱滚子8的金属材料(轴承钢)的硬度比制成壳体2的金属材料(钢板)的硬度充分高。结果，在上述安装工作过程中没有在每个圆柱滚子8的滚动表面上形成有害的摩擦损坏的危险。简而言之，没有发生这样的情况，使每个圆柱滚子8安装入每个凹口7a的工作很难或通过使各个外直径侧锁紧部分18a，18a的远端边缘之间的间隔D_18a和各个内直径侧锁紧部分19a，19a的远端边缘之间的间隔D_19a变窄而使每个圆柱滚子8的滚动表面容易被损坏。

另外，在本实施例的情况下，防止凹口7a的外直径侧圆周边缘部分22a的磨损以及通过降低圆柱滚子8的倾斜圆柱滚子8的外直径侧端面21的中心部分形成平面。结果，每个圆柱滚子8的有效长度L₈增大，以便保证推力圆柱滚子轴承1的负载容量。

另外，在本实施例的情况下，由于通过锁紧部分18a至20a与每个圆柱滚子8的滚动表面配合实现壳体2的轴向定位，绝不引起两个壳体2的轴向侧表面与配合滚道表面摩擦。因此，防止通过壳体2附着在滚道表面的润滑油的刮擦，从而使滚道和每个圆柱滚子8的滚动表面之间的接触部分能良好的润滑。

注意在本实施例的情况下，以下面的方式控制两个最大突出量Δ_A，Δ_L。即，使从外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15的每个圆柱滚子8的如图12(a)和13(a)中所示的最大突出量Δ_A是从中心平板部分13的每个圆柱滚子8的如图12(b)和13(b)中所示的最大突出量Δ_L的80％或更小(Δ_A≤0.8×Δ_L)并且更优选是70％或更小(Δ_A≤0.7×Δ_L)。控制这些最大突出量Δ_A，Δ_L落在这些范围内的原因如下。

只要使从外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15的如图12

(a)和13(a)中所示的最大突出量Δ_A比从中心平板部分13的如图12(b)和13(b)中所示的最大突出量Δ_L小(Δ_A＜Δ_L)，如前述图17中所示，当对比使两个最大突出量Δ_A′，Δ_L′彼此相等(Δ_A′＝Δ_L′)或相对于量的关系相反(Δ_A′＞Δ_L′)的情况下，能获得当有助于将每个圆柱滚子8安装入每个凹口7a时抑制倾斜角的作用和优点。但是，在如图12(a)和13(a)中所示的从外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15的最大突出量Δ_A小于如图12(b)和13(b)中所示的从中心平板部分13的最大突出量Δ_L的情况下，其中该小于的程度为前者的最大突出量比后者的最大突出量小一个较小的量，能获得的功能和优点将受到限制。与此相比，在设置与上述的程度一样大的差值的情况下，能充分获得上述的功能和优点。

注意控制设置在两个最大突出量Δ_A，Δ_L之间的差(比)的最大值，以不使外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15的外表面与配合滚道表面摩擦。即，如图12(b)和13(b)中所示，保证最大突出量Δ_B到一个程度，该程度即在通过移动壳体到另一轴向端侧以便各个中心锁紧部分20a，20a和如图12(b)和13(b)中所示的每个圆柱滚子8的滚动表面配合实现从中心平板部分13的最大突出量Δ_L的状态下，从外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15的每个圆柱滚子8的最大突出量Δ_B明显是正值。该情况下明显正值意味着最大突出量Δ_B是这样的值，通过该量能保证外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15的表面与配合滚道表面之间的差值而无需引起两个表面彼此摩擦(间隙的程度设置到不使两个表面之间存在的油膜如此薄以至于产生大的切割抗力的范围)。从外直径侧平板部分14和内直径侧平板部分15的的最大突出量Δ_A当然是比最大突出量Δ_B大的值(Δ_A＞Δ_B)。

另一方面，控制从中心平板10的最大突出量Δ_L落入这样的范围，在该范围中使各个中心锁紧部分20a，20a之间的间隔D_20a比每个圆柱滚子8的直径D₈小(D_20a＜D₈)。当考虑到这些事实时，在使用在诸如自动变速器或用于汽车空调的压缩机的推力圆柱滚子轴承的情况下，两个最大突出量Δ_A，Δ_L之间的最大值的差值(比)是4或更小(Δ_L/Δ_A≤4)并且更优选是3或更小(Δ_L/Δ_A≤3)。

另外，利用一对具有滚道表面40a，41a的元件40，41(参见图15)，在使用中旋转的滚道表面40a，41a这二者与每个圆柱滚子8的滚动表面10滚动接触，使壳体2的中心平板部分13优选与元件41相对，使用中元件41的转速更快。在采用类似结构的情况下，能向圆柱滚子8的外直径侧端面21与壳体2的外直径侧圆周边缘部分22之间的相互摩擦部分注入更多润滑油，由此很难发生相互摩擦部分处的金属接触。

注意本发明不是这种限于迄今所述的单个实施例并且因此能被适当修改或改进。迄今所述的单个实施例能被适当合并在一起用于在允许这种合并的范围内使用。

另外，每个圆柱滚子8的中心平面9包括具有在生产过程中产生的样式为10μm的表面。

本发明申请是这种基于2005年2月4日提交的日本专利申请(NO.2005-28703)和2005年3月3日提交的日本专利申请(NO.2005-59311)，并且其内容以参考的方式全部合并在此。

Claims

1.一种推力圆柱滚子轴承，包括：

壳体，该壳体被制成整体的圆环形状并包括在其圆周方向上多个位置处的多个凹口，每个凹口布置在半径方向上，以及

多个圆柱滚子，该多个圆柱滚子分别被可转动地保持在所述凹口内，

所述壳体通过弯曲金属板来一体地制造，并且包括：

内直径侧边缘部分，其位于内圆周部分中，并且形成为沿其整个圆周连续的环形，

外直径侧边缘部分，其位于外圆周边缘部分中，并形成为与所述内直径侧边缘部分同心的环形，并且沿其整个圆周连续，

中间板部分，其位于所述外直径侧边缘部分和所述内直径侧边缘部分之间，并且相对于横截面内的直径方向被弯曲，

所述凹口，其相对于圆周方向并且分别在半径方向上间隔地形成在所述中间板部分内，以及

多个柱状部分，其分别设置在圆周方向上的邻近的凹口之间，

所述中间板部分包括：

中心平板部分，其形成在位于直径方向上的中间以及轴向更接近一端的部分处，

外直径侧平板部分，其形成在位于邻近外直径侧边缘部分的直径内侧以及轴向更接近另一端的部分处，

内直径侧平板部分，其形成在位于邻近内直径侧边缘部分的直径外侧以及轴向更接近另一端的部分处，

内直径侧连接部分，其连接所述内直径侧平板部分的外圆周边缘和所述中心平板部分的内圆周边缘，以及

外直径侧连接部分，其连接所述中心平板部分的外圆周边缘和所述外直径侧平板部分的内圆周边缘部分，

在每个圆柱滚子的一部分比内直径侧和外直径侧边缘部分这二者的远端边缘和中心平板部分在轴向更远地突出的状态下，壳体向一个轴向端侧的轴向位移通过每个外直径侧锁紧部分和每个内直径侧锁紧部分与每个圆柱滚子的滚动表面的配合来被控制，其中所述每个外直径侧锁紧部分和每个内直径侧锁紧部分设置在外直径侧平板部分和内直径侧平板部分的部分处的每个柱状部分的圆周端边缘上，以及

在每个圆柱滚子的一部分比外直径侧平板部分和内直径侧平板部分在轴向更远地突出的状态下，壳体向另一轴向端的轴向位移通过每个中心锁紧部分和每个圆柱滚子的滚动表面的配合来被控制，其中所述每个中心锁紧部分设置在中心平板部分的一部分处的每个柱状部分的圆周端边缘上，其中

在位于壳体的外直径侧上的其两个轴向端面的至少一个端面上，每个圆柱滚子包括，

中心平面，其在相对于每个圆柱滚子的旋转中心轴线成直角的方向上扩展，以及

倒角部分，其连接中心平面的外圆周边缘与沿其整个圆周的滚动表面，以及

在壳体向一个轴向端侧移动以便外直径侧锁紧部分和内直径侧锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，圆柱滚子的一部分从外直径侧和内直径侧平板部分这二者的外表面突出一个量，所述外直径侧和内直径平板部分构成壳体，使该量小于相对于圆柱滚子的直径方向的倒角部分的尺寸，以及

在壳体向另一轴向端侧移动以便中心锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，圆柱滚子的一部分从外直径侧平板部分的外表面突出一个量，所述外直径侧平板部分构成壳体，使该量和相对于圆柱滚子的直径方向的倒角部分的尺寸之间的差值小于金属板的厚度。

2.根据权利要求1所述的推力圆柱滚子轴承，其中

在壳体向一个轴向端侧移动以便外直径侧锁紧部分和内直径侧锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，使一表面的长度在圆柱滚子的直径的80％内，在该表面之上圆柱滚子的中心平面与凹口的外直径侧圆周边缘部分摩擦。

3.根据权利要求1或2所述的推力圆柱滚子轴承，其中

使圆柱滚子的倒角部分在圆柱滚子的直径方向上的尺寸比其在圆柱滚子的轴向方向上的尺寸大。

4.根据权利要求1所述的推力圆柱滚子轴承，其中

在壳体向一个轴向端侧移动以便外直径侧锁紧部分和内直径侧锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，圆柱滚子的一部分从外直径侧和内直径侧平板部分的外表面突出一个量，所述外直径侧和内直径侧平板部分构成壳体；在壳体向另一轴向端侧移动以便中心锁紧部分与圆柱滚子的滚动表面配合的状态下，圆柱滚子的一部分从两个平板部分的外表面突出另一个量；使所述两个量之间的差值等于或大于50μm。

5.根据权利要求1所述的推力圆柱滚子轴承，其中

具有滚道表面的一对元件在使用中都转动，使其与圆柱滚子的滚动表面滚动接触，以及

使壳体的中心平板部分面对所述元件，该元件在使用中的转动速度更快。

6.根据权利要求1所述的推力圆柱滚子轴承，其中

切割表面形成在位于更接近圆柱滚子的旋转中心轴线的部分处的凹口的外直径侧圆周边缘部分上，以及

当轴承在转动中时，使圆柱滚子的中心平面只与切割表面接触。