CN101223374A - 滚针轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚针轴承，其包括：外圈，其具有由沿轴承的轴线方向延伸的分割线分割的2个外圈部件(12)；多个滚针，其滚动自如地配置于外圈的轨道面上。并且，通过2个外圈部件的对接部上的滚针(14)和外圈部件(12)的非接触长度L与滚针(14)的有效长度w具有L/w＜0.5的关系。

Description

滚针轴承

技术领域

本发明涉及支承汽车发动机用曲轴、凸轮轴、平衡轴及摇臂轴等的滚针轴承。

背景技术

一直以来，作为支承如图6所示的汽车的曲轴1等的轴承，一般使用分割型滑动轴承。由于滑动轴承负载能力较高，因此适于作为在高负载环境下使用的轴承。

可是，近年来，从考虑环境出发要求节省燃料费用的汽车，随之，有时使用滚针轴承而取代滑动轴承。滚针轴承与滑动轴承相比，虽然负载能力较低，但由于旋转时的摩擦阻力较小，因此可以用较少的供油量来满足功能。

但是，支承曲轴1的曲柄销2的滚针轴承无法在轴向压入组装。因此，使用于这种场所的滚针轴承例如在美国专利第1921488号公报中有所记载。由于美国专利第1921488号公报中所记载的滚针轴承具有如图7所示的、由沿轴承的轴线方向延伸的分割线分割的外圈部件4a、4b，因此可以组装于曲柄销2。

在图7所示的外圈部件4a、4b的对接部分中，在圆周方向上产生某种程度的间隙。该间隙不仅是在制造时产生的误差，而且若考虑嵌合或温度膨胀等，则在某种程度上是需要的。

可是，在滚针通过对接部分之际，由于滚针与外圈部件的接触长度变短，因此若间隙过大，则有可能使负载集中在滚针的滚动面的一部分上，从而有可能产生不均匀磨损等损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使多个外圈部件的对接部的圆周方向间隙适当化的滚针轴承。

本发明的滚针轴承包括：外圈，其具有由沿轴承的轴线方向延伸的分割线分割的多个外圈部件；多个滚针，其滚动自如地配置于外圈的轨道面上。并且，邻接的外圈部件的对接部中的外圈部件和滚针的非接触长度L与滚针的有效长度w具有L/w＜0.5的关系。

如上述构成所述，如果在对接部上滚针的有效长度的50％以上与外圈部件接触，则可以避免负荷集中于滚动面一部分上所引起的不均匀磨损等损坏。另外，本说明书中所谓“滚针的有效长度”是指从滚针长度中除去两端倒角部后的部分的长度。

优选，外圈部件在其一端具有前端为圆弧的V字形凸部，在其另一端具有与V字形凸部对应的V字形凹部。并且，在V字形凸部的中心角为θ、V字形凸部前端的圆弧的曲率半径为R及对接部的圆周方向间隙为a时，滚针的有效长度w满足以下关系。

[式1]

$w>4\{R(\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}}-1)+a\}\tan \frac{\mathrm{\θ}}{2}$

在使设置于外圈部件的端部的V字形凸部与V字形凹部对接而形成外圈的滚针轴承的情况下，滚针的有效长度w可以通过上式算出。并且，如果滚针的有效长度w满足上式，则可以避免滚针滚动面的不均匀磨损等损坏。

通过使多个外圈部件的对接部中的圆周方向间隙适当化，可以得到耐久性优良且可以维持滚针顺畅旋转的滚针轴承。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的滚针轴承的外圈部件的对接部的图。

图2A是表示图1所示的外圈部件的对接部的详细图。

图2B是表示图2A所示的外圈部件的局部放大图。

图3A是表示本发明一实施方式的滚针轴承的主视图。

图3B是沿图3A的A-A′线看的剖视图。

图4A是表示本发明一实施方式的滚针轴承的外圈部件的纵剖视图。

图4B是从箭头B方向看图4A的外圈部件的图。

图4C是从箭头C方向看图4A的外圈部件的图。

图5A是表示本发明一实施方式的滚针轴承的保持架的主视图。

图5B是沿图5A的D-D′线看的剖视图。

图6是表示汽车的曲轴的图。

图7是使用于现有的滚针轴承的外圈，并且是表示可以在径向上分割的外圈的简要图。

具体实施方式

参照图1～图5B来说明本发明一实施方式的滚针轴承11。

如图3A及图3B所示，滚针轴承11包括：外圈13，其具有由沿轴承的轴线方向延伸的分割线分割的2个外圈部件12；多个滚针14，其滚动自如地配置于外圈13的轨道面上；保持架15，其保持滚针14。

如图4A所示，外圈部件12具有：作为定位卡合部的突起12a，其在偏离外圈部件12的圆周方向中央的位置上与壳体卡合而进行定位；卡合爪12b，其从外圈部件12的宽度方向端部向径向内侧突出，限制保持架15在轴向上移动。

另外，如图4B及图4C所示，外圈部件12的圆周方向的一侧端部为V字形凸部，另一侧端部为与V字形凸部对应的V字形凹部，通过组合2个外圈部件12的凹凸，形成圆筒状的外圈13。这里，对于外圈13的分割线，只要可在径向分割外圈13即可，也可以不严格与轴向一致。

保持架15由树脂材料形成，如图5A所示，在圆周上的多处具有收容滚针14的兜。另外，如图5B所示，保持架15在圆周上的一处沿轴线方向分割，在使保持架15发生弹性变形而装入轴后，使端部分的凸部15a与凹部15b卡合。

上述构成的滚针轴承11，由于外圈13及保持架15的一部分被分割，因此可以用作支承无法沿汽车的曲轴、凸轮轴、平衡轴及摇臂轴等的轴向压入的位置的轴承。

另外，通过在外圈部件12上设置突起12a，可以防止外圈13在圆周方向上旋转，且通过设置卡合爪12b，可以限制保持架15在轴向上移动。

如图1所示，上述构成的滚针轴承11在2个外圈部件12的对接部设置有圆周方向的间隙。此时，通过对接部上的滚针14及外圈部件12的非接触长度L与滚针14的有效长度w具有L/w＜0.5的关系。由此，由于可防止负载集中在滚针14的滚动面的一部分，因此可以避免滚动面的不均匀磨损等损坏。

接着，参照图2A及图2B，对至少需要的滚针的有效长度的算出方法进行说明。

对于图2A及图2B所示的滚针轴承11的外圈部件12，在其一端具有前端为圆弧的V字形凸部，在其另一端具有与V字形凸部对应的V字形凹部，通过组合该V字形的凹凸来形成外圈13。

这里，若外圈部件12的圆周方向间隙设为a，V字形的中心角设为θ，则外圈部件12与滚针14的非接触长度L用下式表示。

[式2]

$L=2(a+\mathrm{\δ})\tan \frac{\mathrm{\θ}}{2}$

其中，δ为通过使V字形凸部的前端为圆弧形状而产生的圆周方向间隙，如图2B所示，若将V字形凸部前端的圆弧的曲率半径设为R，则δ用下式表示。

[式3]

$\mathrm{\δ}=R(\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}}-1)$

这里，如上所述，为了防止不均匀磨损等损坏，需要满足L/w＜0.5，因此，若将式2及式3代入，则可以算出滚针14的有效长度w。

[式4]

$w>4\{R(\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}}-1)+a\}\tan \frac{\mathrm{\θ}}{2}$

因而，通过使用有效长度w满足式4那样的滚针14，可以得到耐久性优良并可以维持滚针14的顺畅旋转的滚针轴承11。

再者，为了减小外圈部件12与滚针14的非接触长度L，可以考虑减小外圈部件12的圆周方向间隙a、减小V字形凸部的中心角θ及减小V字形凸部前端的圆弧的曲率半径R。

接着，为了确认本发明的效果，而进行改变外圈部件与滚针的非接触长度L，测定在负载了径向负载的状态下进行旋转时的轴承寿命的试验。以下表示试验条件。另外，试验结果如表1所示。

非接触长度L：3mm、5mm、6mm

径向负载：5000(N)

转速：3000(rpm)

表1

             表1.非接触长度L与轴承寿命的关系

非接触长度L	非接触长度L与滚针的有效长度w之比(L/w)	试验结果的寿命比(L50)
			3mm	0.31	1
5mm	0.51	1
			6mm	0.61	0.3

表1是表示以非接触长度为0mm时的轴承为基准的试验结果的寿命比(L₅₀)的表。由此，当非接触长度L为滚针的有效长度w的50％以下时，没有发现轴承寿命降低。由此，可以确认本发明的效果。

在上述的实施方式中，虽然示出了外圈13由在径向分割为二个的外圈部件12构成的例子，但不限于此，也可以分割为任意个数。

另外，在上述的实施方式中，虽然示出了外圈部件12的对接部分为组合了1个V字形凸部与1个V字形凹部的形状的例子，但不限于此，例如也可以为组合多个凸部与多个凹部的形状。

在上述的实施方式中，虽然示出了在各外圈部件12配置各一个突起12a的例子，但不限于此，既可以在外圈13的整周仅配置一处，也可以配置在各外圈部件12的多处。

而且，保持架15不限于树脂，可以通过将金属材料冲压加工等来形成，也可以为不需要保持架15的总滚针轴承(

ころ軸受)。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但本发明不限于图示的实施方式。对于图示的实施方式，在与本发明相同的范围内，或在同等的范围内，可以加以各种修正或变形。

工业实用性

本发明可有利地利用于支承汽车的曲轴、凸轮轴、平衡轴及摇臂轴等的滚针轴承。

Claims (2)

1.一种滚针轴承，其包括：

外圈，其具有由沿轴承的轴线方向延伸的分割线分割的多个外圈部件；

多个滚针，其滚动自如地配置于所述外圈的轨道面上，

邻接的所述外圈部件的对接部中的所述外圈部件和所述滚针的非接触长度L与所述滚针的有效长度w具有L/w＜0.5的关系。

2.根据权利要求1所述的滚针轴承，其中，

所述外圈部件在其一端具有前端为圆弧的V字形凸部，在其另一端具有与所述V字形凸部对应的V字形凹部，

在所述V字形凸部的中心角为θ、所述V字形凸部前端的圆弧的曲率半径为R及所述对接部的圆周方向间隙为a时，所述滚针的有效长度w满足下述式1：

[式1]

$w>4\{R(\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}}-1)+a\}\tan \frac{\mathrm{\θ}}{2}.$

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