CN101235851B - 滚珠轴承及支撑结构 - Google Patents

Abstract

提供一种滚珠轴承及支撑结构，滚珠轴承具有以下结构：外嵌在转动轴上且外圆面上具有内环轨道的内环、内圆面上具有外环轨道的外环、在内环轨道与外环轨道之间配置滚动自如的多个滚珠以及沿圆周方向等间隔地保持滚珠的树脂型的冠型保持架，内环的内径为100mm以上，装入转动轴状态下的径向间隙为20μm以上。

Description

滚珠轴承及支撑结构

技术领域

本发明涉及一种滚珠轴承及支撑结构，尤其是涉及用于汽车的传动装置等，从轴向供给润滑油加以强制润滑的滚珠轴承及支撑结构。

背景技术

从轴向供给润滑油加以强制润滑的滚珠轴承组装在汽车的传动装置上，作为这种强制润滑式滚珠轴承，目前，已知一种具有环状部分、和从该环状部分的圆周方向多处沿轴向延伸且在各自之间形成凹口以保持作为滚动体的滚珠柱部，并具备在环状部分的内圆面上沿环状部分的大致整个圆周形成沿轴向倾斜成轴向的中央侧为小径的倾斜部的保持架的滚珠轴承。(例如，特开2005-90692)

此外，目前，作为其它的强制润滑式滚珠轴承，已知一种滚珠轴承，其结构为：通过保持架在外环与内环之间以一定间隔保持并转动自如地装着滚珠，保持架为切削加工环状坯料而形成的切制形状，轴向的一端面所形成的外径大于另一端面的外径，其外圆面形成了自一端面向另一端面下降倾斜的圆锥面。(例如，实开平5-96548)

另外，对于装入汽车等车辆装置内的滚珠轴承来说，从刚性、振动及寿命的角度考虑，装入该装置状态的径向间隙应设定在20μm以下。(例如，特开2003-49837)

本发明所公开的滚珠轴承为组装在汽车的滑轮单元上的，其内环镶嵌有滑轮转动轴的滑轮单元用滚珠轴承，装入滑轮单元状态的径向间隙设定为-10μm～7μm。

不过，近年来随着环境问题的加剧，对于构成汽车的变速机的滚珠轴承，降低转矩的要求也增加。

可是，上述发明记载的滚珠轴承中，由于通过在保持架的内圆面或者外圆面上形成倾斜面，能够使润滑油顺利地流入轴承内部，因此轴承内流入了所需以上的润滑油。其结果是，由于流入的润滑油的阻力而使制动转矩增大，轴承的动摩擦转矩也增大，所以变成了提高传动装置传递效率的障碍。

另一方面，为了降低因润滑油的阻力带来的制动转矩，若减少润滑油的供给量，则恐怕有可能因油膜厚度不足而使轴承寿命降低，担心最坏时有可能发生轴承的烧接。此外，滚珠轴承与其它周围零件共用同一润滑油的供给路径时，减少润滑油供给量的影响也会波及该周围零件，存在润滑油的供给不充分就会给周围零件带来恶劣影响的可能性。还有，使用冠型保持架作为保持架时，供给轴承的润滑油不但被滚珠也被该爪片大加搅拌，产生了搅拌阻力增大的问题。

此外，具有冠型保持架的滚珠轴承中，在冠型保持架的轴向端面上形成的一对卡爪部通过搅拌流入到轴承内部的润滑油，增大了轴承的搅拌阻力。

本发明就是为解决这样的问题而做出发明的，其目的在于提供一种通过降低轴承的制动转矩而能够降低轴承的动摩擦转矩，进而能够实现提高传动装置传递效率的滚珠轴承及支撑结构。

此外，因环境问题而带来提高汽车等车辆燃油费的要求增加，随之，也要求组装到车辆装置上的滚珠轴承降低转矩。因此，变速机的转动轴由多个轴重叠而构成，镶嵌有那种轴的滚珠轴承的内径增大，典型代表为100mm以上。

内径为100mm以上的滚珠轴承中，把装入了装置状态下的径向间隙设定为如现有一样的20μm以下时，这样大径的滚动轴承特别容易受到热膨胀的影响，因运转条件不同而有可能发生径向间隙变得过小而使转矩上升。

另外，内径变为100mm以上的滚珠轴承中，一般使用具有仿效滚珠的球形凹处的铁制波型保持架，不过有可能因滚珠与保持架接触而引起摩擦或磨损，有产生摩擦转矩增大、进而引起高速下的转动性能降低、面裂(スキツデリング)等的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而作出的发明，其目的在于提供一种内径为100mm以上大径的，以实现降低转矩的滚珠轴承。

根据本发明的第一方面，提供一种具有以下结构的滚珠轴承：外嵌在转动轴上且外圆面上具有内环轨道的内环、内圆面上具有外环轨道的外环、在内环轨道与外环轨道之间配置滚动自如的多个滚珠以及沿圆周方向等间隔地保持滚珠的树脂制冠型保持架，

内环的内径为100mm以上，装入转动轴状态的径向间隙为20μm以上。

根据本发明的第二方面，有关第一方面的滚珠轴承是从轴向供给润滑油加以强制润滑的，

冠型保持架具有圆环状的轮缘部、在轮缘部的轴向端面上沿圆周方向具有规定间隔配置的多个柱部及形成在柱部之间滚动自如地保持滚珠的凹口，冠型保持架的轮缘部配置在润滑油的流入一侧。

根据本发明的第三方面，有关第二方面的滚珠轴承，

冠型保持架的轮缘部的另一方轴向端面形成为平面状。

根据本发明的第四方面，有关第一方面的滚珠轴承是从轴向供给润滑油加以强制润滑的，

在滚珠的侧面且内环与外环之间设有遮护板，遮护板配置在润滑油的供给方向上游侧。

根据本发明的第五方面，有关第四方面的滚珠轴承，

冠型保持架具有轮缘与滚动自如保持滚珠的凹口，

轮缘相对于滚珠配置在润滑油的供给方向下游侧。

根据本发明的第六方面，有关第二方面的滚珠轴承，

冠型保持架在相邻的凹口之间，沿圆周方向设有向轴向一端部突出的凸部。

根据本发明的第七方面，有关第五方面的滚珠轴承，

冠型保持架在相邻的凹口之间，沿圆周方向设有向轴向一端部突出的凸部。

根据本发明的第八方面，有关第六方面的滚珠轴承，

相邻的凹口内所保持的滚珠之间距离L为滚珠直径Da的二倍以上。

根据本发明的第九方面，有关第七方面的滚珠轴承，

相邻的凹口内所保持的滚珠之间距离L为二倍滚珠直径Da以上。

根据本发明的第十方面，有关第二方面的滚珠轴承，

冠型保持架是由具备多个浇口的金属模成型的树脂制保持架，

设定每个浇口之间配置的凹口个数为偶数，且为等分或者最等分的个数。

根据本发明的第十一方面，有关第五方面的滚珠轴承，

冠型保持架是由具备多个浇口的金属模成型的树脂制保持架，

设定每个浇口之间配置的凹口个数为偶数，且为等分或者最等分的个数。

根据本发明的第十二方面，有关第二方面的滚珠轴承，

冠型保持架是由具备多个浇口和至少一个浇口杯的金属模成型的树脂制保持架，

设定凹口的总数为奇数，同时每个浇口之间配置的凹口个数为最等分的数，

浇口杯位于凹口为奇数的浇口之间的圆周方向中央位置的凹口两端部所形成的柱部的任意一方上。

根据本发明的第十三方面，有关第五方面的滚珠轴承，

冠型保持架是由具备多个浇口和至少一个浇口杯的金属模成型的树脂制保持架，

设定凹口的总数为奇数，同时每个浇口之间配置的凹口个数为最等分的数，

浇口杯位于凹口为奇数的浇口之间的圆周方向中央位置的凹口两端部所形成的柱部的任意一方上。

根据本发明的第十四方面，提供一种具有从轴向供给润滑油加以强制润滑的滚珠轴承且支撑转动轴在壳体上的支撑结构，

滚珠轴承具有：外嵌在转动轴上的内环、内嵌在壳体上的外环、在内外环之间配置滚动自如的多个滚珠以及沿圆周方向等间隔地保持滚珠的树脂制冠型保持架，

冠型保持架具有：圆环状的轮缘、在轮缘部的轴向端面上沿圆周方向具有规定间隔配置的多个柱部以及形成在柱部之间滚动自如保持滚珠的凹口，

冠型保持架的轮缘部配置在润滑油的流入一侧。

根据本发明的第十五方面，有关第十四方面的支撑结构，

冠型保持架在相邻的凹口之间，沿圆周方向设有向轴向一端部突出的凸部。

根据本发明的第十六方面，有关第十五方面的支撑结构，相邻的凹口内所保持的滚珠之间距离L为滚珠直径Da的二倍以上。

根据本发明的第十七方面，提供一种具有从轴向供给润滑油加以强制润滑的滚珠轴承且支撑转动轴在壳体上的支撑结构，

滚珠轴承具有：外嵌在转动轴上的内环、内嵌在壳体上的外环、在内外环之间配置滚动自如的多个滚珠、保持滚珠的树脂制冠形保持架以及在滚珠侧面且内外环之间设置的遮护板，

遮护板相对于滚珠配置在润滑油的供给方向上游侧。

根据本发明的第十八方面，有关第十七方面的支撑结构，

冠型保持架具有轮缘和滚动自如保持滚珠的凹口，

轮缘相对于滚珠配置在润滑油的供给方向下游侧。

根据本发明的第十九方面，有关第十八方面的支撑结构，

冠型保持架在相邻的凹口之间，沿圆周方向设有向轴向一端部突出的凸部。

根据本发明的第二十方面，有关第十九方面的支撑结构，

相邻的凹口内所保持的滚珠之间距离L为滚珠直径Da的二倍以上。

根据本发明的第二十一方面，有关第十四方面的支撑结构，

冠型保持架是由具备多个浇口的金属模成型的树脂制保持架，

设定每个浇口之间配置的凹口个数为偶数，且为等分或者最等分的个数。

根据本发明的第二十二方面，有关第十七方面的支撑结构，

冠型保持架是由多个浇口和至少一个浇口杯的金属模成型的树脂制造的保持架，

设定凹口的总数为奇数，同时每个浇口之间配置的凹口个数为最等分的个数，

浇口杯位于凹口为奇数的浇口之间的圆周方向中央位置的凹口两端部所形成的柱部的任意一方上。

若采用本发明的滚珠轴承及支撑结构，由于冠型保持架具有圆环状的轮缘部、在轮缘部的轴向端面上沿圆周方向具有以规定间隔配置的多个柱部以及形成于柱部之间滚动自如地保持滚珠的凹口部，而且冠型保持架的轮缘部配置在润滑油的流入侧，所以能够防止轴承内流入多于需要的润滑油，能够降低润滑油的阻力，同时也能够降低轴承的搅拌阻力。因此，能够降低轴承的制动转矩，因而能够降低轴承的动摩擦转矩，进而能够实现传动装置传递效率的提高。

若采用本发明的滚珠轴承及支撑结构，由于在内外环之间设置的遮护板相对于滚珠配置在润滑油的供给方向上游侧，因此能够防止多于需要的大量润滑油流入滚珠轴承的内部，从而能够大幅度地降低因冠形保持架的卡爪部与滚珠搅拌润滑油而引起的制动转矩。此外，即使在滚珠轴承与其他周围零件供用同一润滑油的供给路径时，通过遮护板限制了流入到滚珠轴承的润滑油供给量并引向周围零件，从而也可以充分地润滑其他周围零件。

因而，不仅能够降低滚珠轴承的动摩擦转矩，还能够提高汽车的变速机等装了滚珠轴承的整体装置的效率而使燃油费提高。损耗转矩的降低不但对小型的滚珠轴承，即使是内径超过100mm的这种大型滚珠轴承也有效。

若采用本发明的滚动轴承，由于内环的内径在100mm以上的滚珠轴承，装到装置内时的径向间隙为20μm以上，所以能够降低轴承的转矩。

另外，若保持架采用自我润滑性优良的合成树脂制造的冠型保持架，理想的是能够防止因滚珠与保持架相接触引起的摩擦或磨损，从而降低滚珠轴承的转矩，进而既能够确保高速下的转动性能，也能够消除面裂的问题。并且，这样的滚珠轴承适用于支撑车辆的变速机轴。

另外，本发明的滚珠轴承中，通过在相邻的凹口之间沿圆周方向设置向轴向一端侧突出的凸部，与目前的那种在整个凹口之间具有凹部的情形相比，能够大幅度地减少由于卡爪片带来润滑油的搅拌阻力，而且能够大幅度地减少因整体保持架带来润滑油的搅拌阻力。

另外，本发明的滚珠轴承中，通过滚珠之间距离L为滚珠直径Da的二倍以上而使凹口之间的凹部所占据的区域多于处于圆周方向上的凹口所占据的区域，因此不仅使由于凸部的润滑油的整流作用大于由爪片引起的对润滑油的搅拌作用，也能够大幅度地减少由整个保持架引起润滑油的搅拌阻力。

若采用本发明的滚珠轴承，在或者减小滚珠直径或者减少滚珠个数时，由于能够大幅度地降低由保持架引起润滑油的搅拌阻力，因此能够实现轴承的低转矩化。

本发明的结构尤其在轴承的PCD较大且滚珠数较少的场合时是有效的。

此外，本发明的滚珠轴承不仅用于例如汽车用传动装置、对低摩擦力以及高速转动化有效，而且也适用于复合动力汽车。

若采用本发明的树脂制造的保持架，由于每个浇口之间配置的凹口部个数设定为偶数，并设为等分或最等分的个数，即使是大径的保持架也由于在每个浇口之间区域内形成的焊缝形成在偏离凹口部的底部圆周方向的位置，因此能够提高保持架的刚性、提高保持架的强度。此外，由于能够大致等分地维持与每个浇口之间区域的平衡，因此能够提高保持架的成型精度。

若采用本发明的树脂制造的保持架，由于凹口部的总数设为奇数，同时每个浇口之间配置的凹口部数设为最等分的个数，同时浇口杯位于凹口部为奇数的浇口之间的圆周方向中央位置的凹口两端部所形成的柱部的任意一方上，因此即使是凹口部的总数设为奇数而且是大径的保持架，也能够提高保持架的强度以及成型精度。

附图说明

图1为用于说明本发明滚动轴承的一个实施方式的主要部分剖视图。

图2为用于说明图1所示的冠型保持架立体图。

图3为用于说明使用于转动试验的比较例的滚珠轴承主要部分剖视图。

图4为表示本发明例及比较例的供油量与动摩擦转矩关系的曲线图。

图5为本发明另一个实施方式的滚珠轴承的半剖视图。

图6为图5中的合成树脂制造的冠形保持架立体图。

图7为本发明再一个实施方式的滚珠轴承纵剖视图。

图8为表示装入装置状态下的滚珠轴承的间隙与摩擦转矩关系的曲线图。

图9为本发明再一个实施方式的滚珠轴承纵剖视图。

图10为图9的冠型保持架立体图。

图11为本发明再一个实施方式的保持架立体图。

图12为本发明实施方式的保持架部分展开图。

图13为图12的主要部分放大图。

图14为本发明实施方式的保持架立体图。

图15为本发明实施方式的保持架部分展开图。

图16为图15的主要部分放大图。

图17为用于说明本发明树脂制造的保持架的再一个实施方式立体图。

图18为用于说明浇口之间区域所形成的焊缝放大立体图。

图19为用于说明本发明树脂制造的保持架的再一实施方式的立体图。

图20为用于说明位于凹口部个数为奇数的浇口之间的圆周方向中央凹口部的放大立体图。

具体实施方式

以下，参考附图详细说明本发明滚珠轴承的一个实施方式。

图1为用于说明本发明滚珠轴承的一个实施方式的主要部分剖视图，图2为用于说明图1所示的冠型保持架立体图。

如图1所示，本实施方式的滚珠轴承10具备：内圆面具有外环轨道11a的外环11、外圆面具有内环轨道12a的内环12、在外环轨道11a与内环轨道12a之间配置滚动自如的多个滚珠13以及沿圆周方向等间隔保持滚珠13的冠型保持架14。

如图2所示，冠型保持架14通过合成树脂的注塑成型等方法整体加以形成，并具备：圆环状的轮缘部15、在轮缘部15的轴向端面上沿圆周方向具有规定间隔配置的多个柱部16、在柱部16之间彼此相邻地形成并沿圆周方向按大约等间隔滚动自如地保持多个滚珠13的凹口部17、在凹口部17的内圆面的圆周方向两端部形成的一对爪部18以及在一对爪部18的各个顶端之间形成的开口部19。并且，通过从开口部19一边抻开一对卡爪部18一边将滚珠13塞进凹口部17，在凹口部17内介以微小的间隙滚动自如地保持滚珠13。此外，本实施方式中，冠型保持架14的轮缘部15的轴向端面形成为平面状，其端面完全没有凹凸。

作为冠型保持架14的树脂材料，可采用46尼龙或66尼龙等的聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺亚胺(PAI)、热可塑性聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。此外，通过向这些树脂中适当添加10～50重量％的纤维状填充材(例如，玻璃纤维或碳素纤维等)，就能够提高保持架的刚性以及尺寸精度。另外，由于冠型保持架14是合成树脂制成的，其自我润滑性与低摩擦特性都优良，因此能够有效地降低摩擦损耗转矩。另外，没有发生用波形保持架等的金属制保持架与滚珠13滑动接触引起的磨损粉末而使润滑性能降低。

并且，本实施方式中，如图1所示，滚珠轴承10以冠型保持架14的轮缘部15配置在润滑油的流入侧的样子将外环11内嵌壳体20，转动轴21穿过内环12，装到汽车传动装置等的装置上。此时，壳体20与转动轴21之间的空间用作供给、排出润滑油的供给通路22与排出通路23，从轴向供给润滑油而强制润滑滚珠轴承10。

具有这种结构的滚珠轴承10中，当润滑油通过供给通路22对滚珠轴承10的轴向一方侧(图1的右侧)供给时，润滑油就从外环11与内环12之间流入滚珠轴承10的内部，不过此时由于冠型保持架14的轮缘部15防止了多于需要的润滑油流入滚珠轴承10内，因此不但降低润滑油的阻力，同时限制受冠型保持架14的一对卡爪部18与滚珠13搅拌的润滑油量，并且也降低轴承10的搅拌阻力。借助于此种结构，由于降低轴承10的制动转矩，因此降低轴承10的动摩擦转矩。此外，该动摩擦转矩的降低不但对小型的滚珠轴承，即使是轴承内径超过100mm的那种大型轴承也有效。

此外，在滚珠轴承10中，由于冠型保持架14的轮缘部15的轴向端面形成为平面形状，因此即使在流入轴承10内时润滑油接触了轮缘部15，也因为几乎没有搅拌润滑油，就不会增大轴承10的搅拌阻力。

如上述说明，若采用本实施方式的滚珠轴承10，由于冠型保持架14具有圆环状的轮缘部15、在轮缘部15的轴向端面上沿圆周方向具有规定间隔配置的多个柱部16、在柱部16之间形成滚动自如地保持滚珠13的凹口部17，并将冠型保持架14的轮缘部15配置在润滑油的流入侧，因此能够防止多于需要的润滑油流入轴承10的内部，降低润滑油的阻力，同时也会降低轴承10的搅拌阻力。借助于此种结构，由于能够降低轴承10的制动转矩，因此能够降低轴承10的动摩擦转矩，进而能够实现提高传动装置的传递效率。

此外，若采用本实施方式的滚珠轴承10，由于将冠型保持架14的轮缘部15的轴向端面形成为平面状，因此即使在轴承转动时流入的润滑油与轮缘部15接触，轴承10的搅拌阻力也不会增大。借助于此种结构，由于能够降低轴承10的制动转矩，因此能够进一步降低轴承10的动摩擦转矩。

实施例

以下，说明用于确定本发明的滚珠轴承10(本发明例)的作用效果进行的转动试验。

使用于本试验的本发明例、比较例的滚珠轴承均采用标准设计的深沟滚珠轴承(据称JIS编号为6826，内径φ130mm×外径18mm、PCD147.5mm)，在本发明例中如图1所示，将冠型保持架14的轮缘部15配置在润滑油的流入侧，在比较例中如图3所示，将轮缘部15配置在润滑油的流出侧。

本试验中，各自准备一个本发明例与比较例，分别按照以下的试验条件使之转动，测定供油量与动摩擦转矩的关系，图4示出其试验结果。

试验条件如下：

转动速度：3000rpm

载荷：径向载荷300N，轴向载荷300N

润滑油：汽车用ATF

润滑方法：强制供给润滑油

供油温度：50℃

从图4很清楚，在全部的供油量的范围内，本发明例的动摩擦转矩都小于比较例。从而表明，本发明例与将轮缘部配置在润滑油流出侧的比较例相比较，不但能够降低轴承的制动转矩，也能够降低轴承的动摩擦转矩。

进而，由于冠型保持架的圆环部相对于滚珠配置在润滑油的供给方向下游侧，因此能够进一步降低由润滑油的搅拌带来损耗转矩。

接着，按照附图说明本发明滚珠轴承的另一个实施方式。如图5所示，滚珠轴承110具备：内圆面具有外环轨道111a的外环、外圆面具有内环轨道112a的内环112、在外环轨道111a与内环轨道112a之间设置滚动自如的多个滚珠113、受滚珠113导向且设置在外环111的内圆面与内环112的外圆面之间滚动自如地保持多个滚珠113的合成树脂制造的冠形保持架120以及设置在外环111的内圆面的轴向一端部上并固定于槽111b的金属制遮护板114。

如图6所示，冠形保持架120具备圆环部121、沿圆环部121的圆周方向空有间隔并从多处向轴向一方侧突出的多个卡爪部122a、122b。沿圆周方向相邻的卡爪部122a、122b的对向面与这些对向面之间的圆环部121的轴向侧面互相配合而形成凹口123，以保持滚珠113转动自如。对着沿圆环部121以规定等间隔设置的各个凹口123，从一对卡爪部122a、122b的开口部侧塞入滚珠113，使卡爪部122a、122b发生弹性形变而被嵌入。

对冠形保持架120的材料并没有特别限定，例如，可以使用聚酰胺合成树脂等的各种合成树脂，根据需要也可以使其含有玻璃纤维、炭素纤维等的强化纤维，以提高强度、防止处于高温高速下的变形、损伤。由于冠形保持架120自我润滑性与低摩擦特性优良，因此对摩擦损耗转矩的降低很有效。

遮护板114，例如是由金属薄板形成的大体圆环状的构件，其外周部114a压入、固定在外环111的内圆面的轴向端部上设置的槽111b，其内周部114b被弯曲到轴向，并设有迷宫式间隙C与内环112的外圆面的轴向端部设置的槽112b进行接近配置。因此，遮护板114的内周部位于靠近内环112的肩部112c的径向里边。而且，遮护板114也可用橡胶、合成树脂等的弹性材料覆盖金属制芯板来形成整体圆环状。

如图5所示，滚珠轴承110被组装成为，使其遮护板114与冠形保持架120的圆环部121夹着滚珠113彼此成为相反一侧。即，遮护板114相对于滚珠13配置在润滑油的供给方向(箭头A方向)上游侧，而冠形保持架120的圆环部121相对于滚珠113配置在的润滑油的供给方向下游侧，壳体101内嵌外环111、转动轴102外嵌内环112，从而将滚珠轴承10装进汽车的变速机等的装置里。此时，壳体101与转动轴102之间的空间起到用于供给、排出润滑油的供给通路116与排出通路117的作用。

并且，当自润滑油罐(未图示)通过供给通路116从滚珠轴承110的侧面(箭头A方向)供给润滑油时，润滑油就从遮护板114的内周部114b与槽112b之间的间隙C流入滚珠轴承110的内部，随着滚珠轴承110的转动，润滑油被冠形保持架120的爪部122a、122b或滚珠113搅拌。

此时，由于遮护板114防止了多于需要的大量润滑油流入滚珠轴承110的内部，因此限制了被冠形保持架120的爪部122a、122b或滚珠113搅拌的润滑油油量，以至减小随着润滑油的搅拌产生的制动转矩。

润滑油润滑了外环111、内环112、滚珠113及冠形保持架120的滑动面以后，排出到排出通路117，然而几乎没有由润滑油的供给方向下游侧配置的冠形保持架120的圆环部121引起的对润滑油搅拌作用，因此损耗转矩小。

此外，由于合成树脂制造的冠形保持架120的自我润滑性与低摩擦特性优良，因此与滚珠113的摩擦阻力很小，摩擦损耗转矩也少。

如上述所示，减小随着搅拌润滑油而引起的制动转矩和各部分的摩擦转矩，降低滚珠轴承110的动摩擦转矩，就能够提高汽车变速机等装入了滚珠轴承110的机械装置效率。

进而，由于润滑油的供给通路116与其他周围零件(未图示)的供给通路共用，也向该周围零件供给润滑油时，通过遮护板114限制流入滚珠轴承110内部的润滑油供给量，因此既能够给该周围零件供给足量的润滑油，也能够维持良好的润滑性能。

本发明并不限定于上述的实施方式，也可进行适当地变形、改进等等。

在本实施方式中，冠形保持架采用滚珠导向方式，不过也可为外环、或者内环导向的任意一种。此外，遮护板的形状和大小均可根据润滑油的供给量适当进行设计。

接着，参考附图详细说明本发明滚珠轴承的再一个实施方式。

图7为本发明的再一个实施方式的滚珠轴承纵剖视图，图8为表示装入了装置的状态下的滚珠轴承的间隙与摩擦转矩关系的曲线图。

如图7所示，滚珠轴承200大致具有以下的结构：内圆面具有外环轨道211a的外环211、外圆面具有内环轨道212a的内环212、在这些外环轨道211a与内环轨道212a之间作为滚动体设置滚动自如的多个滚珠213以及在外环211的内圆面与内环212的外圆面之间设置且在凹口内收容多个滚珠213转动自如的保持架215。而且，在本实施方式中，设定保持架215为具有仿效滚珠的球形凹口的铁制波形保持架。

该滚珠轴承200的内经d为100mm以上，例如，支撑汽车变速机的动力传递齿轮轴或电动机轴(均未图示)，将这些轴镶嵌在内环212上，把内环212作为转动环进行作动。

并且，设定滚珠轴承200装入变速机等装置状态的径向间隙为200μm以上。通过将装入装置状态的径向间隙设为200μm以上，能够大幅度地降低滚珠轴承200的转矩。而且，若装入装置状态的径向间隙过大，则减低滚珠轴承200的耐久性和增大轴的振摆回转，并有发生异常声音和异常振动的危险，因此装入装置状态的径向间隙，理想的是大致在60μm以下。

作为实施例，图8表示有关据称JIB B 1513规定的编号为6826(内径130mm、外形165mm、宽度18mm)的深沟滚珠轴承，装入了装置状态下的径向间隙δ与摩擦转矩T的关系。测定摩擦转矩的条件如下：

转动速度：300rpm

载荷：径向载荷300N，轴向载荷300N

润滑油：油浴润滑

温度：50℃

如图8所示，滚珠轴承的摩擦转矩T随着径向间隙δ的增大而逐渐地减少，径向间隙δ值为20μm以上，大致固定。并且，径向间隙δ值在20μm时的摩擦转矩T值(大约0.09Nm)与径向间隙δ为-10μm时的摩擦转矩T值(大约0.15Nm)相比较，大约为其60％左右。这样一来，通过将径向间隙δ设定在最佳值，就能够大幅度地降低摩擦转矩T。

如上所述，通过将内环内径在100mm以上的滚珠轴承装入装置状态下的径向间隙设为20μm以上，就能够大幅度地降低轴承的转矩。

接着，说明本发明滚珠轴承的再一个实施方式。

图9为本发明再一个实施方式具有合成树脂制造的冠型保持架的滚珠轴承纵剖视图，图10为图9的冠型保持架立体图。而且，由于本实施方式的滚珠轴承210除了保持架是合成树脂制造的冠型保持架以外，都和图7及图9已说明的滚珠轴承200相同，因此对同一部分就标上同一符号，并省略或简略化其说明。

如图10所示，合成树脂制造的冠型保持架220具备：圆环状的主部221、沿主部221的圆周方向分开间隔，从多处向轴向一侧突出的卡爪部222a、222b以及在圆周方向相邻的卡爪部222a、222b之间设置用于收容滚珠的凹口223。卡爪部222a、222b对向的侧面具有与滚珠213的半径大约相同曲率半径的曲面，以其保持滚珠213转动自如。

在主体部221以等间隔设置的各个凹口223上，滚珠213被从卡爪部222a、222b的开口侧(图10的上方)塞入，于是滚珠213一边使一对卡爪部222a、222b发生弹性变形，一边被收纳在各个凹口223内转动自如。

对于合成树脂制造的冠型保持架220的材料并没有特别地限定，不过聚酰胺46树脂中含有25～30重量％玻璃纤维的材料，在防止高温高速下的变形、损伤方面是有效的。此外，根据转动条件，也可以用含有10～25质量％聚酰胺亚胺46树脂，另外，主原料即使采用聚酰胺66树脂也无妨。此外，作为热可塑性树脂，也可采用聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚砜(PES)、聚醚亚胺(PEI)、聚酰胺亚胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、热可塑性聚醚亚胺树脂(TPI)，作为耐热性树脂不妨使用聚苯并咪(PBI)。而且，作为强化纤维，可举出用碳素纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳族聚酰胺纤维、晶须、无机系材料(氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝等)或者有机系材料(聚乙烯、聚芳酯等)形成纤维状的材料。

由于合成树脂制造的的冠型保持架220的自我润滑性优良，并与滚珠213的摩擦阻力较小，因此对降低滚珠轴承210的转矩较有效。而且，不会产生因铁制波型保持架与滚珠引起接触而产生磨耗粉末，既确保高速下的转动性能，也难以发生粗糙等的问题。其他的作用及效果由于与图7及图8所说明的滚珠轴承200相同，就省略说明。

图11为本发明滚珠轴承的再一个实施方式的冠型保持架立体图，

图12为本发明保持架的部分展开图，图13为图12的主要部分放大图。

保持架202具有以下结构：沿如图11所示的环状的保持架主体311按规定间隔一体成型凹口312与凸部313，以咬合方式将滚珠314嵌入各个凹口312内。在保持架主体11上按规定量的相等间隔设置凹口312。而且，凹口312的个数可按需要任意地更改。

本实施方式中，虽然图示了一共5个凹口312，但因各个凹口312的结构相同，所以分别标以共同的符号来进行说明。凹口312的开口端由具有弹性的一对卡爪片316a、316b形成，卡爪片316a、316b的对向侧面为曲面，以便滚动自如地保持滚珠413。

如图13放大所示，一对爪片316a、316b的上端部相对于滚珠的直径Da设定较小宽度W。因此，如图13虚拟线所示，若从凹口312的开口部塞进滚珠，一对的爪片316a、316b如虚拟线所示那样稍微抻开。并且，通过进一步地塞进滚珠314，滚珠314抵抗一对的爪片316a、316b的弹力并进入凹口312的内部，从而滚动自如地被收纳保持。

即，滚珠314以咬合方式被收纳在凹口312内并滚动自如地加以保持，如图13实线所示，收纳状态下的一对爪片316a、316b就会恢复原来的形状并保持滚珠314。因而，滚珠314不会从凹口脱落，能够稳定地滚动。

在沿一对爪片316a、316b的圆周方向外侧，介以间隔部318a、318b形成凸部313。并且，凸部313的圆周方向两端侧面，形成1～5°左右的圆锥面，同时平坦地形成凸部313的顶部。

凸部313距间隔部318a、318b底面的高度H与爪片316a、316b的高度相同，高度H设定为滚珠的半径(D_a/2)以下。即，将滚珠直径设为_a时，设定为满足H≤D_a/2的关系。该高度H可通过改变间隔部318a、318b的高度随意设定。此外，间隔部318a、318b底面角落部分与凸部313的角部设为大约0.2R的圆角。

在保持架主体311上所设的各个凹口312之间，从轴向角度看，形成圆弧状凸部313。如图12所示，若将各个凹口312中心间的间隔设为L，滚珠314的直径设为D_a，则设定大约L＝2D_a-5D_a。并且，凸部313远离各个凹口312介以间隔部318a、318b而呈竖立圆锥状，且形成平坦的轴向端部。

此外，凸部313的高度H与爪片316a、316b的高度相同，半径方向的宽度也形成了与爪片316a、316b相同的宽度。

因而，当保持架302被装进轴承中高速转动时，由于凸部313的平坦面与爪片316a、316b的顶端高度相同并且圆周方向连续，爪片316a、316b不会特别发生搅拌阻力，所以能够调整润滑油的流动，大幅度地降低损耗转矩。

进而，在减少滚珠个数及凹口个数来实现降低转矩时，凹口312彼此的间隔延长，不过目前，由于在凹口312之间这样的凹部并不连续，但凸部313却是连续的，因此在爪片316a、316b的附近不会产生润滑油的搅拌，从而能够大幅度地减少损耗转矩。

如果用咬合方式将滚珠314收纳进凹口312内，就必须弹性地抻开一对爪片316a、316b。另一方面，保持架主体311是用塑料制成的，当然不用说爪片316a、316b，就连间隔部318a、318b、凸部313也是一体成型的。因而，接着成型工序由于冷却时的收缩，所以需要防止爪片316a、316b向保持架302的半径方向内侧倾倒。

假定爪片316a、316b向保持架302的半径方向内侧倾斜了的情况下，不能够达到尺寸精度，滚珠314的搭锁不仅不能够，而且高速滚动时保持架302的刚性不足，受到离心力的张开变形，就有损坏保持架302的危险。

因此，本实施例中，为防止这样的问题于未然，为了不妨碍组装时爪片316a、316b的弹性形变，将位于间隔部318a、318b的底部最小宽度设定为爪片316a、316b的弹性形变量((D_a-W)/2)以上。若采用这种结构，就能够防止发生组装时的问题于未然。

接着，说明本发明的再一个实施方式。图14为第二实施方式的保持架立体图，图15为再一个实施方式保持架的部分展开图，图16为图15的主要部分放大图。

再一个实施方式与上述实施方式不同之处在于间隔部320a、320b的结构。如上述所示，位于间隔部320a、320b的底部的最小宽度设定为爪片316a、316b的弹性形变量以上，不过在该实施方式中间隔部320a、320b的宽度比上述实施方式狭窄。由于其他结构都与上述实施方式相同，因此对于与上述实施方式相同的结构标以与图14～图16同一符号并省略其说明，但相同结构产生的作用效果与上述实施方式相同。

这样一来，由于间隔部320a、320b的宽度狭窄使爪片316a、316b与凸部313靠近，爪片316a、316b以整体方式整流润滑油，从而不会发生由爪片316a、316b引起的搅拌润滑油作用。

而且，间隔部320a、320b的宽度是在不给爪片316a、316b的弹性变形带来障碍的范围内越狭窄越好，由凸部313引起的整流润滑油作用比起上述实施方式来本实施方式更为优良，

以下，参考附图详细说明本发明树脂制造的保持架的再一个实施方式。

图17为用于说明本发明树脂制造的保持架的一个实施方式的立体图，图18为用于说明在浇口之间的区域内形成的焊缝的放大立体图。

如图17所示，本实施方式的树脂制造的保持架410具有沿圆周方向按大约等间隔滚动自如地保持作为滚动体的多个滚珠(未图示)的凹口部411，在该凹口部411的内圆面的圆周方向两端部，形成轴向突出的一对卡爪部412。此外，在一对卡爪部412的各个顶端之间形成开口部413，通过一边抻开一对卡爪部412一边将滚珠从该开口部413塞进凹口部411，在凹口部411内就介以微小间隙可滚动地保持滚珠。

此外，由于树脂制造的保持架410是由具有多个浇口414(图17中的5处)的金属模注塑成型的，因此作为其树脂材料，可以优选含有20～40重量％碳素纤维或玻璃纤维的46尼龙、PPS以及PEEK等。具体地说，所形成的PCD为φ120mm以上而且φ200mm以下。

并且，在本实施方式中，树脂保持架410通过五处的浇口区分为区域A、B、C、D、E，设定每个该区域A～E所配置的凹口部411个数为偶数，并设定等分或最等分的个数(偏差最小的数)。进而，将各个区域A～E的圆周方向长度设定为60mm以上而且120mm以下。

具体地说，浇口414的个数为五处，凹口部411的总数为四十六个时，设定区域A、B、C、D、E的凹口部411个数为偶数，区域A、B、C的凹口部411的个数各自设定为“十个”，区域D、E的凹口部411的个数各自设定为“八个”。

在这种构成的树脂制造的保持架410中，由于每个树脂制造的保持架410的区域A～E上所配置的凹口部411个数都设定为偶数，而且为等分或最等分的个数，如图18所示，各个区域A～E上所形成的焊缝417都形成于偏离凹口部411底部的圆周方向位置。

如上述所示，若采用本实施方式的树脂制造的保持架410，由于设定每个树脂制造的保持架410的区域A～E所配置的凹口部411个数都为偶数，而且为等分或最等分的个数，所以即使是大径的保持架，由于在每个浇口414之间的区域A～E上所形成的焊缝417形成在偏离凹口部411底部的圆周方向位置，所以能够提高保持架410的刚性，提高保持架410的强度。此外，由于能够大致等分地保持每个浇口414之间区域A～E的平衡，因此能够提高保持架410的成型精度。

另外，若采用本实施方式的树脂制造的保持架410，由于将树脂制造的保持架410的各区域A～E的圆周方向长度设定在60mm以上而且120mm以下，因此能够避免因注塑成型时的短路引起的不正常情况。

而且，本发明并不限定于上述的一个实施方式，也可适当地变形、改进等。

例如，在上述实施方式中，虽然举例示出浇口数为五处、凹口部总数为四十六个的树脂制造的保持架，但是并不限定浇口数与凹口部个数。例如，也可以是浇口数为三处、凹口部总数为十二个的树脂制造的保持架。此时，三处浇口之间区域的凹口部个数分别设定为偶数的“四个”。

以下，参考附图详细说明本发明树脂制造的保持架的再一个实施方式。

图19为用于说明本发明树脂制造的保持架的再一个实施方式的立体图，图20为用于说明位于凹口部个数为奇数的浇口之间圆周方向中央的凹口部放大立体图。

如图19所示，本实施方式的树脂制造的保持架510具有沿圆周方向按大约相等间隔可滚动地保持作为滚动体的多个滚珠(未图示)的凹口部511，在该凹口部511内圆面的圆周方向两端部形成轴向突出的一对卡爪部512。此外，在一对卡爪部512的各个顶端之间形成开口部513，通过一边抻开一对卡爪部512一边将滚珠从该开口部513塞进凹口部511，在凹口部511内就介以微小间隙可滚动地保持滚珠。

此外，由于树脂制造的保持架510是由具有多个浇口514(图19中的五处)与一个浇口杯516的金属模注塑成型的，因此作为其树脂材料，可以优选含有20～40重量％的碳素纤维或玻璃纤维的46尼龙、PPS以及PEEK等。此外，具体地说，所形成的PCD为φ120mm以上而且φ200mm以下。

并且，在本实施方式中，树脂制造的保持架510的凹口部511总数设为奇数。此外，被五处浇口514分成区域A、B、C、D、E，每个该区域A～E上所配置的凹口部511个数设为最等分的个数(偏差最小的数)。另外，区域E的凹口部511个数设为小于各个区域A～D的凹口部511的个数。进而，将各个区域A～E的圆周方向长度设定为60mm以上而且120mm以下。

具体地说，浇口514的个数为五处、凹口部511的总数为45个时，区域A、B、C、D的凹口部511个数为偶数，区域A、B、C的凹口部511的个数各自设定为“十个”，区域D的凹口部511的个数设为“八个”。设定剩下区域E的凹口部511的个数为奇数，且少于区域A、B、C、D的凹口部511个数的“七个”。

此外，树脂制造的保持架510的凹口部511的两端部分别形成柱部515，使浇口杯516位于区域E的圆周方向中央位置的凹口部511的柱部515任意一方上。如图20所示，因此，形成在区域E的焊缝517位于区域E的圆周方向中央位置的凹口部511的底部与浇口杯516之间，同时也位于焊缝517的径向截面积为凹口部511底部径向截面积的二倍以上之处。

如以上所述，若采用本实施方式的树脂制造的保持架510，凹口部511的总数设为奇数，同时每个浇口514之间的区域A～E所配置的凹口部511个数也为最等分数，浇口杯516位于凹口部511为奇数的浇口514之间区域E的圆周方向中央位置的凹口部511的两端部所形成的柱部515任意一方上，因此即使是凹口部511总数设为奇数且大径的保持架，也因为在保持架510的区域E内所形成的焊缝517形成于偏离凹口部511的底部的圆周方向位置，所以既能提高保持架510的刚性，又能提高保持架510的强度。此外，由于能够大致等分地保持每个浇口514之间区域A～E的平衡，因此能够提高保持架510的成型精度。

另外，若采用本实施方式的树脂制造的保持架510，形成在保持架510的区域E内的焊缝517位于区域E的圆周方向中央位置的凹口部511的底部与浇口杯516之间，同时也位于焊缝517的截面积为凹口部511底部径向截面积的二倍以上之处，因此能够进一步地提高保持架510的刚性，进一步地提高保持架510的强度。

另外，若采用本实施方式的树脂制造的保持架510，由于将树脂制造的保持架510的各区域A～E的圆周方向长度设定为60mm以上120mm以下，因此能够避免因注塑成型时的短路引起的不正常情况。

而且，本发明并不限定于上述的一实施方式，也可适当地变形、改进等。

例如，在上述实施方式中，虽然示出浇口数为五处、凹口部总数为四十五个树脂制造的保持架，不过并不限定浇口数与凹口部数。例如，也可以是浇口数为3处、凹口部总数为十七个的树脂制造的保持架。此时，二处浇口之间区域的凹口部数分别设定为偶数的“六个”，其余浇口之间区域的凹口部个数设定为奇数、且少于偶数区域的凹口部个数的“五个”。

此外，在上述实施方式中，虽然举例示出位于凹口部个数为奇数的浇口之间区域E的圆周方向中央位置的凹口部所形成的柱部的任意一方上设置浇口杯的情况，但是并不限定于此，即使对于凹口部个数为偶数的浇口之间区域A、B、C、D，为了采取防止树脂短路的措施，也可以将浇口杯设置在圆周方向中央的柱部上。

进而，在本实施方式中，虽然举例示出只设置一处凹口部个数为奇数的浇口之间区域，但是并不限定于此，也可以将凹口部个数为奇数的浇口之间区域设为三处或三处以上的奇数处。

而且，若采用本实施方式的制造方法，也可以制造出上述冠保持架的轮缘部配置在润滑油的流入侧的滚珠轴承以及使用此的支撑结构、遮护板配置在相对滚珠的润滑油的供给方向上游侧的滚珠轴承以及其使用的支撑结构。

虽然参照特定的实施方式详细地说明了本发明，但是很显然，本领域的技术人员能够在不脱离本发明的构思和范围作出各种变化和修改。

Claims (13)

1.一种滚珠轴承，具有：

外嵌在转动轴上，且外圆面上具有内环轨道的内环；

内圆面上具有外环轨道的外环；

在内环轨道与外环轨道之间配置滚动自如的多个滚珠；以及

沿圆周方向等间隔地保持滚珠的树脂制造的冠型保持架，

内环的内径为100mm以上，

装入转动轴状态的径向间隙为20μm以上。

2.如权利要求1记载的滚珠轴承，其特征在于

滚珠轴承是从轴向供给润滑油加以强制润滑的，

冠型保持架具有：

圆环状的轮缘部；

在轮缘部的轴向端面上沿圆周方向具有规定间隔配置的多个柱部；以及

在柱部之间形成，并滚动自如地保持滚珠的凹口，

冠型保持架的轮缘部配置在润滑油的流入侧。

3.如权利要求2记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架的轮缘部的另一方轴向端面形成平面状。

4.如权利要求1记载的滚珠轴承，其特征在于

滚珠轴承是从轴向供给润滑油加以强制润滑的，

在滚珠的侧面且内环与外环之间设置遮护板，

遮护板配置在润滑油的供给方向上游侧。

5.如权利要求4记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架具有轮缘与滚动自如保持滚珠的凹口，

轮缘相对于滚珠配置在润滑油的供给方向下游侧。

6.如权利要求2记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架在相邻的凹口之间沿圆周方向设有向轴向一端部突出的凸部。

7.如权利要求5记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架在相邻的凹口之间沿圆周方向设有向轴向一端部突出的凸部。

8.如权利要求6记载的滚珠轴承，其特征在于

相邻的凹口内所保持的滚珠之间距离L为滚珠直径Da的二倍以上。

9.如权利要求7记载的滚珠轴承，其特征在于

相邻的凹口内所保持的滚珠之间距离L为滚珠直径Da的二倍以上。

10.如权利要求2记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架是由具有多个浇口的金属模成型的树脂制造的保持架，

每个浇口之间配置的凹口个数为偶数，且设为等分或者最等分的个数。

11.如权利要求5记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架是由具有多个浇口的金属模成型的树脂制造的保持架，

每个浇口之间配置的凹口个数为偶数，且设为等分或者最等分的个数。

12.如权利要求2记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架是由具有多个浇口和至少一个浇口杯的金属模成型的树脂制造的保持架，

凹口的总数设为奇数，同时每个浇口之间配置的凹口个数设为最等分的个数，

浇口杯位于凹口为奇数的浇口之间的圆周方向中央位置的凹口两端部所形成的柱部的任意一方上。

13.如权利要求5记载的滚珠轴承，其特征在于

冠型保持架是由具有多个浇口和至少一个浇口杯的金属模成型的树脂制造的保持架，

凹口的总数设为奇数，同时每个浇口之间配置的凹口个数设为最等分的个数，

浇口杯位于凹口为奇数的浇口之间的圆周方向中央位置的凹口的两端部所形成的柱部的任意一方上。

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