CN101821518A - 轴承结构 - Google Patents

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Abstract

一种轴承结构，包括在承受推力负荷的同时可旋转地支承旋转轴端部的径向轴承。旋转轴具有外周。轴承结构的特征在于包括：沿旋转轴的径向支承于轴承内的转动体、可旋转地支承该转动体的支承部、以及从该支承部向旋转轴的轴向延伸的延伸部。支承部配合在旋转轴的外周上。延伸部压配合在旋转轴的外周上。

Description

轴承结构
技术领域
本发明涉及一种包括径向轴承的轴承结构，该径向轴承用于在承受推力负荷的同时可旋转地支承旋转轴的端部。
背景技术
无级变速器已知作为自动变速器的一种。此机构包括输入轴带轮和输出轴带轮。输入轴带轮设置在输入轴上，内燃机的动力被输入给该输入轴。输出轴带轮设置在输出轴上，该输出轴把输入给输入轴的动力输出给驱动轮。各带轮包括可动带轮件和固定带轮件。可动带轮件具有活塞，且此活塞的位置可由于液压室中产生的液压而轴向变化。固定带轮件按照使其轴向位置固定的方式与输入轴或输出轴结合。具有近似V形剖面的槽形成在两带轮件之间，且V形带卷绕在输入和输出轴带轮的槽上。此无级变速器中，V形带卷绕于其上的槽的宽度或者带轮的宽度连续地变化。由此，实现变速比的无级变化。
一般，采用轴承来减小该轴承所支承的旋转轴与该旋转轴的连接部之间的摩擦。径向轴承是一种用于处理在垂直于旋转轴的方向上作用的径向负荷的轴承。上述无级变速器的输入轴和输出轴中每个的端部由压配合在与可动带轮件和固定带轮件连接的轴件上的径向轴承可旋转地支承。
当径向轴承支承旋转轴时，此轴承可能由于液压室中的液压产生的推力负荷的作用而从旋转轴脱落。为抑制此现象，例如，日本专利公开文献特开2000-220710公开了一种被拧在旋转轴的端部上的螺母。更具体的，参照图1A，径向轴承33包括内圈33a、外圈33b以及两者之间的球件33c。内圈33a压配合在与固定带轮件连接的轴件32的端部上。螺纹部32d形成在轴件32的比内圈33a的压配合位置更靠近端部的位置处。螺母34的螺纹部34d与轴件32的螺纹部32d啮合。
日本专利公开文献特开2006-132703公开了这样一种轴承结构，其中，如图1B所示，用于固定轴承的螺母被省略。如所示，螺纹部32d形成在径向轴承43的内圈43a的内周上，螺纹部42d形成在与固定带轮件连接的轴件42的外周上。螺纹部43d和42d啮合到一起。
在以上JP-A-2000-220710和JP-A-2006-132703的轴承结构中，螺纹部32d和42d的螺纹槽的剖面形状为V形凹槽。为此，螺纹槽的底部产生应力集中。应力集中的产生会导致底部龟裂，从而降低轴件32和42的疲劳强度。
此问题不限于无级变速器的轴承结构，而是包括这样一种径向轴承的轴承结构所共有的，该径向轴承用于在承受推力负荷的同时可旋转地支承旋转轴的端部。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种抑制轴承从旋转轴脱落并提高该旋转轴的疲劳强度的轴承结构。
在一个方面中，提供一种包括径向轴承的轴承结构，该径向轴承用于在承受推力负荷的同时可旋转地支承旋转轴的端部。旋转轴具有外周。轴承结构的特征在于包括：转动体，所述转动体沿所述旋转轴的径向支承在所述轴承内；支承部，所述支承部用于可旋转地支承所述转动体；以及延伸部，所述延伸部从所述支承部向所述旋转轴的轴向延伸。支承部配合在旋转轴的外周上，而延伸部压配合在旋转轴的外周上。
在另一方面中，提供一种包括径向轴承的轴承结构，该径向轴承可旋转地支承与无级变速器的活塞机构邻接的旋转轴的端部。旋转轴具有外周。无级变速器包括旋转轴、固定在该旋转轴上的固定带轮件、沿着该旋转轴移动的可动带轮件、用于驱动该可动带轮件的活塞机构、以及卷绕在该固定带轮件和可动带轮件上的带。轴承结构的特征在于包括：转动体，所述转动体沿所述旋转轴的径向支承在所述轴承内；支承部，所述支承部用于可旋转地支承所述转动体，其中，所述支承部配合在所述旋转轴的所述外周上；以及延伸部，所述延伸部从所述支承部向所述旋转轴的轴向延伸。支承部配合在旋转轴的外周上，而延伸部压配合在旋转轴的外周上。
在一个实施例中，支承部压配合在旋转轴的外周上，且延伸部处的压配合公差大于支承部处的压配合公差。
在另一实施例中，轴承结构还包括位于支承部与延伸部之间且未压配合在旋转轴的外周上的非压配合部。
在又一实施例中，延伸部从支承部向旋转轴的端部延伸。
在再一实施例中，延伸部的内径小于支承部的内径，且旋转轴的有延伸部压配合的部分的外径小于该旋转轴的有支承部配合的部分的外径。
从下面结合附图以示例方式示出本发明原理的说明可以明白本发明的其它方面和优点。
附图说明
参照以下结合附图对当前优选实施例的说明，可以最佳地理解本发明及其目的和优点，其中：
图1A是示出传统无级变速器的轴承结构的一部分的剖视图；
图1B是示出另一传统无级变速器的轴承结构的一部分的剖视图；
图2是依据本发明优选实施例的无级变速器的构造；以及
图3是示出图2的变速器的轴承结构的一部分的剖视图。
具体实施方式
参照图2和3说明依据本发明优选实施例的轴承结构。
图2示意性示出采用依据本发明优选实施例的轴承结构的V形带式无级变速器。输入轴101接收内燃机(未示出)的动力，输出轴106把动力输出给车辆的驱动轮。输入轴带轮102和输出轴带轮107分别设置在输入轴101和输出轴106上。带轮102和107分别包括可动带轮件103和108。各可动带轮件103和108具有活塞机构，此活塞机构包括壳体103c或108c、可沿着输入轴101或输出轴106的轴向移动的活塞103b或108b、以及生成用于移动该活塞103b或108b的动力的液压室103a或108a。带轮102和107还包括不能在输入轴101的轴向上移动的固定带轮件104和109。具有近似V形剖面的槽形成在可动带轮件103与固定带轮件104之间以及可动带轮件108与固定带轮件109之间。V形带111卷绕在输入轴带轮102和输出轴带轮107的槽上。
通过改变可动带轮件103，108的液压室103a，108a中的液压，活塞103b，108b在输入轴101轴向上的位置变化。于是，可动带轮件103与固定带轮件104之间以及可动带轮件108与固定带轮件109之间的槽的宽度变化。由于此槽宽度的变化是连续的，所以V形带卷绕于其上的带轮102和107的槽的宽度或者带轮宽度也连续地变化。由此，实现变速比的无级变化。
输出轴106上的减速驱动齿轮112与中间轴113上的减速驱动齿轮115啮合。从输入轴101经由V形带111传递给输出轴106的动力最终经由输出轴106上的减速驱动齿轮112和中间轴113上的减速驱动齿轮115传递给车辆的驱动齿轮(未示出)。
构成无级变速器的旋转轴的输入轴101、输出轴106和中间轴113中各轴的端部由轴承结构105，110和114中的各自轴承结构支承，轴承结构105，110和114中的每个都包括用于处理在垂直于旋转轴101，106或113的方向上作用的径向负荷的径向轴承。
如上所述，当径向轴承在承受除径向负荷之外的推力负荷的同时支承旋转轴时，此轴承可能由于该推力负荷而从旋转轴脱落。为解决此问题，在轴承的结构和用于把轴承保持在旋转轴上的结构(即，轴承结构)方面，需要足以抵抗推力负荷的保持强度。
然而，若采用螺母来提高保持强度，则由于螺接，导致设在旋转轴的外周上的螺纹部发生应力集中，从而降低旋转轴的疲劳强度。
由此，依据本实施例的轴承结构，代替给螺纹部提供凹槽，提供延伸部来抑制轴承从旋转轴脱落。延伸部从用于支承轴承的转动体的支承部起在旋转轴的轴向上延伸，且压配合在该旋转轴的外周上。例如，本实施例的轴承结构用在轴承结构105中，因为该轴承结构105包括用于支承无级变速器的输入轴101的端部的径向轴承，且由可动带轮件103的液压室103a中的液压产生的推力负荷作用于该轴承结构105。
参照图3说明输入轴的轴承结构。图3是图2中用交替长短虚线包围的输入轴101的部分的放大详视图。
输入轴101的端部由包括径向轴承的轴承结构105可旋转地支承，该径向轴承压配合在与固定带轮件104连接的轴体101a上。轴承结构105与可动带轮件103的壳体103c抵接。活塞机构的液压室103a形成在壳体103c内。也就是说，轴承结构105可旋转地支承输入轴101的与活塞机构邻接的端部。
具体的，轴承结构105的内圈105a压配合在轴体101a的外周上。内圈105a包括与轴承结构105的外圈105e协作支承球体或转动体105f的支承部105b、从该支承部105b起在输入轴101的轴向上延伸的延伸部105d、以及位于其间的非压配合部105c。延伸部105d从支承部105b向输入轴101的端部延伸。
当比较这些部分时，支承部105b的内径等于非压配合部105c的内径，而延伸部105d的内径相比较小。另外，在轴体101a的有内圈105a压配合的部分处，轴体101a的有非压配合部105c延伸的部分的外径等于该轴体101a的有延伸部105d压配合的部分的外径，而轴体101a的有支承部105b压配合的部分的外径相比较大。上述内圈105a的内径差大于轴体101a的外径差。由此，当内圈105a压配合在轴体101a上时，延伸部105d的压配合公差或余量将大于支承部105b的压配合公差或余量，因此该支承部105b与延伸部105d之间的非压配合部105c刚好插在轴体101a上而不压配合。
以上实施例具有以下优点。
以上实施例中，具有径向轴承的轴承结构105包括从支承部105b起在输入轴101的轴向上延伸且压配合在轴体101a(或输入轴101)的外周上的延伸部105d。因此，延伸部105d处产生抵抗推力负荷的力，无需提供用于把内圈105a保持在轴件101上的螺母。由于不需要在轴体101a的外周上提供导致应力集中的凹槽状螺纹部，所以输入轴101的疲劳强度提高。
另外，在转动体用支承部压配合于旋转轴的外周上的构造中，施加给转动体的摩擦由于该支承部变形而变大。由此，压配合公差不能大到生成抵抗推力负荷的力。与此构造相比，以上实施例中，从转动体用支承部起延伸的延伸部压配合在旋转轴的外周上。由此，即便使延伸部处的压配合公差变大，也能够抑制支承部变形并生成抵抗推力负荷的力。结果，抑制轴承从旋转轴脱落并提高该旋转轴的疲劳强度。
通过将延伸部105d处的压配合公差设定为大于支承部105b的压配合公差，可使该延伸部105d处的压配合比支承部105b处的配合紧密。这更易于抑制内圈105a从输入轴101脱落。即便使延伸部105d处的压配合公差变大，支承部105b处的变形也将比使该支承部105b处的配合公差变大的情况小。另外，此构造增大了用于抵抗延伸部105d处生成的推力负荷的力，且支承部105b处生成的力也被加入此抵抗力中。因此，获得足以抵抗推力负荷的保持强度所需的延伸部105d的轴向长度缩短。
不压配合在轴体101a的外周上的非压配合部105c设在支承部105b与延伸部105d之间。此构造使具有大压配合公差的延伸部105d处的变形对支承部105b的影响最小化。由此，实现轴承结构105的良好维持性。
延伸部105d从支承部105b向输入轴101的端部延伸。由此，例如，延伸部105d可定位在用于抵抗推力负荷的螺母通常被螺接的位置。因此，与采用螺母的现有例相比，本实施例的尺寸不增大。
向输入轴101的端部延伸的延伸部105d的内径小于支承部105b的内径，轴体101a的有延伸部105d压配合的部分的外径小于轴体101a的有支承部105b压配合的部分的外径。此构造使支承部105b易于压配合在轴体101a的外周上。另外，此构造便于按照正确的顺序相对于轴体101a组装支承部105b和延伸部105d。
以上实施例可如下变形。
代替使延伸部105d的内径小于支承部105b的内径和使延伸部105d的压配合公差大于支承部105b的压配合公差，内圈105a的内径可保持不变且轴体101a的有延伸部压配合的部分的外径可大于轴体101a的有支承部配合的部分的外径。选择性的，外径可保持不变且延伸部105d的内径小于支承部105b的内径。这些可供选择的实施例也可使延伸部105d的压配合公差大于支承部105b的压配合公差。
延伸部105d的位置不限于从支承部105b起向输入轴101端部的位置。延伸部105d可从支承部105b向可动带轮件103延伸。即便此构造，也可增大内圈105a的保持强度。
非压配合部105c可省略。
延伸部105d的压配合公差可等于支承部105b的压配合公差。
代替使内圈105a的支承部105b压配合在轴体101a的外周上，该支承部105b可刚好插在或者留有间隙地装配在轴体101a上，只要仅延伸部105d的压配合就足以抵抗推力负荷。此构造使得由支承部105b处的压配合导致的变形最小化。
以上实施例的轴承结构不仅可应用于无级变速器的输入轴101的轴承结构，而且可应用于包括用于支承输入轴106的径向轴承的轴承结构110和包括用于支承中间轴113的径向轴承的轴承结构114。这些结构对应于图2中用交替长短虚线包围的输出轴106和中间轴113中的部分。
以上实施例的轴承结构不仅可应用于无级变速器的轴承结构，而且可应用于包括这样一种径向轴承的轴承结构，该径向轴承在承受推力负荷的同时可旋转地支承旋转轴的端部。

Claims (6)

1.一种包括径向轴承的轴承结构，所述径向轴承用于在承受推力负荷的同时可旋转地支承旋转轴的端部，所述旋转轴具有外周，所述轴承结构的特征在于包括：
转动体，所述转动体沿所述旋转轴的径向支承在所述轴承内；
支承部，所述支承部用于可旋转地支承所述转动体，其中，所述支承部配合在所述旋转轴的所述外周上；以及
延伸部，所述延伸部从所述支承部向所述旋转轴的轴向延伸，其中，所述延伸部压配合在所述旋转轴的所述外周上。
2.一种包括径向轴承的轴承结构，所述径向轴承可旋转地支承与无级变速器的活塞机构邻接的旋转轴的端部，其中，所述旋转轴具有外周，所述无级变速器包括所述旋转轴、固定到所述旋转轴的固定带轮件、沿着所述旋转轴移动的可动带轮件、用于驱动所述可动带轮件的所述活塞机构、以及缠绕在所述固定带轮件和所述可动带轮件上的带，所述轴承结构的特征在于包括：
转动体，所述转动体沿所述旋转轴的径向支承在所述轴承内；
支承部，所述支承部用于可旋转地支承所述转动体，其中，所述支承部配合在所述旋转轴的所述外周上；以及
延伸部，所述延伸部从所述支承部向所述旋转轴的轴向延伸，其中，所述延伸部压配合在所述旋转轴的所述外周上。
3.根据权利要求1或2所述的轴承结构，其中，所述支承部压配合在所述旋转轴的所述外周上，且所述延伸部处的压配合公差大于所述支承部处的压配合公差。
4.根据权利要求3所述的轴承结构，还包括位于所述支承部与所述延伸部之间且未压配合在所述旋转轴的所述外周上的非压配合部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴承结构，其中，所述延伸部从所述支承部向所述旋转轴的所述端部延伸。
6.根据权利要求5所述的轴承结构，其中，所述延伸部的内径小于所述支承部的内径，且所述旋转轴的有所述延伸部压配合的部分的外径小于所述旋转轴的有所述支承部配合的部分的外径。
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