CN102007311B - 圆柱滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

在保持器(5)的柱部(5b)的外周突出设置有与外圈(3)的轨道面(3a)滑动接触的引导片(6)，一边引导保持器(5)旋转，一边伴随着保持器(5)的旋转通过引导片(6)除去轨道面(3a)上剩余的润滑脂(G)，向外圈(3)的轴向两端部排出所述剩余的润滑脂(G)。

Description

圆柱滚子轴承
技术领域
本发明涉及将多个圆柱滚子以能够滚动的方式配置在设置于内圈与外圈之间的保持器中的圆柱滚子轴承。
背景技术
关于圆柱滚子轴承，在内圈的外周面的大致中央部形成的轨道面和在外圈的内周面的大致中央部形成的轨道面之间以能够滚动的方式配置有多个圆柱滚子。
通过设置在外圈和内圈之间的保持器，沿着圆周方向以规定间隔保持所述圆柱滚子。具体地说，所述保持器中，由在轴向上相隔规定间隔相向配置的一对环状部和沿轴向延伸并连接一对环状部的柱部形成多个凹处，将各圆柱滚子沿圆周方向以规定间隔保持在该凹处内。
作为所述圆柱滚子轴承已知如下的结构，即，在所述各环状部的外周侧分别设置有能够与外圈的内周面的轴向两端部滑动接触的引导部，在轴承旋转时通过所述引导部与外圈的内周面滑动接触来引导保持器的旋转(例如，参照JP特开平11-159535号公报)。
但是，所述圆柱滚子轴承装置为利用各引导部夹持圆柱滚子的状态，因此，通过该引导部限制供给到外圈的轨道面上的润滑脂和润滑油或通过油气等供给的油等润滑剂向保持器的轴向外侧移动。因此，存在如下的问题，即，润滑剂易于滞留在轨道面上，该滞留的润滑剂成为圆柱滚子的滚动阻力而易于使轴承扭矩上升。
为了防止所述润滑剂滞留，考虑减小引导部的外形，在引导部和所述轨道面之间形成间隙，从该间隙排出润滑剂。但是，在这种情况下产生了如下新的问题，即，因所述间隙的存在导致保持器易于偏心，不能良好地引导其旋转。
发明内容
本发明是鉴于上述情况提出的，其目的在于提供能够良好地引导保持器的旋转，并且能够防止因润滑剂滞留在轨道面上而使轴承扭矩上升的圆柱滚子轴承。
用于达到上述目的的本发明的圆柱滚子轴承，包括在外周面上具有轨道面的内圈、在内周面上具有轨道面的外圈、以能够滚动的方式配置在所述内圈的轨道面与外圈的轨道面之间的多个圆柱滚子、以及沿着圆周方向以规定间隔保持所述圆柱滚子的保持器，其特征在于，在所述保持器上沿着周向每隔规定间隔设置有引导片，该引导片从该保持器的周面突出，与所述内圈和外圈中任一个圈的轨道面滑动接触而引导该保持器旋转，并且除去轨道面上的剩余润滑剂。
根据上述构成的圆柱滚子轴承，使引导片与内圈或外圈的轨道面滑动接触，因而能够良好地引导保持器的旋转。另外，能够伴随着保持器的旋转，通过所述引导片除去轨道面上剩余的润滑剂。而且，因为沿着保持器的周向每隔规定间隔设置所述引导片，所以能够在外圈或内圈的轴向两端部排出剩余的润滑剂。因此，能够防止因在轨道面上滞留剩余的润滑剂而引起轴承扭矩上升。
所述引导片优选沿着所述保持器的外周面的周向每隔规定间隔且向所述外圈的轨道面侧突出地设置，在所述引导片上形成有贯通孔，该贯通孔从所述保持器的内周面向所述引导片的前端部贯通，用于从该内周面侧向所述轨道面供给润滑剂。在这种情况下，因为使引导片与外圈的轨道面滑动接触，所以能够良好地引导保持器的旋转。另外，能够伴随着保持器的旋转，通过所述引导片除去轨道面上剩余的润滑剂。而且，因为沿着保持器的周向每隔规定间隔设置所述引导片，所以能够在外圈的轴向两端部排出剩余的润滑剂。因此，能够防止因剩余的润滑剂滞留在轨道面上而引起轴承扭矩上升。
而且，因为能够从保持器的内周面侧经由贯通孔向轨道面供给润滑剂，所以即使在因除去轨道面上剩余的润滑剂而易于导致润滑剂供给不足的条件下，也能够向轨道面上供给润滑剂，从而能够防止润滑剂供给不足。
优选所述引导片的与所述轨道面滑动接触的部分的轴向全长短于所述轨道面的轴向全长。在这种情况下，即使在圆柱滚子轴承旋转时引导片相对于轨道面偏向轴向的某一侧，在轨道面的另一侧也总是存在引导片未滑动接触的区域即未除去润滑剂的区域，因而能够在轨道面上适度地残留润滑剂。因此，即使在轨道面的轴向全长上因除去剩余的润滑剂而易于导致润滑剂供给不足的条件下，也能够避免产生润滑剂供给不足的现象，并且在轨道面轴向上的至少一侧残留的润滑剂因表面张力等而在轨道面上扩散，由此能够向圆柱滚子进行滚动的轨道面内的滚动面供给适量的润滑剂。
另外，优选所述引导片的与所述轨道面滑动接触的部分的轴向全长短于所述圆柱滚子的轴向全长。在这种情况下，在圆柱滚子轴承旋转时，在圆柱滚子进行滚动的轨道面内的滚动面的轴向上至少一侧总是存在未除去润滑剂的区域，因而能够在滚动面上适度地残留润滑剂。因此，即使在滚动面的轴向全长上因除去剩余的润滑剂而易于导致润滑剂供给不足的条件下，也能够避免产生润滑剂供给不足的现象，并且通过圆柱滚子滚动拉长残留在滚动面轴向上至少一侧的润滑剂，由此能够将适量的润滑剂供给至滚动面。
另外，优选所述引导片与所述轨道面线接触。在这种情况下，因为能够减小引导片的滑动接触阻力，因而与以往的保持器的引导部进行面接触的圆柱滚子轴承相比，能够减小轴承扭矩。
另外，优选在所述引导片的前端部上具有存积所述轨道面上的润滑剂的凹坑。在这种情况下，因为能够在所述凹坑内暂时存积润滑剂，所以即使在易于导致润滑剂供给不足的条件下，也能够供给凹坑内的润滑剂，从而能够防止润滑剂的供给不足。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的圆柱滚子轴承的剖视图。
图2是表示保持器的主要部分的立体图。
图3是引导片附近的周向剖视图。
图4是本发明的第二实施方式的圆柱滚子轴承的引导片附近的周向剖视图。
图5是本发明的第三实施方式的圆柱滚子轴承的剖视图。
图6是表示本发明的第四实施方式的圆柱滚子轴承的剖视图。
图7是表示图6中的圆柱滚子轴承的保持器的主要部分的立体图。
图8是图7中的A-A剖视图。
图9是表示本发明的第五实施方式的圆柱滚子轴承的保持器的主要部分的立体图。
图10是图9中的B-B剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的优选实施方式。图1是表示本发明第一实施方式的内圈带凸缘型的圆柱滚子轴承的剖视图。
在图1中，圆柱滚子轴承1具有固定在未图示的旋转轴上的内圈2、固定在未图示的壳体上的外圈3、以能够滚动的方式配置在内圈2和外圈3之间的多个圆柱滚子4和用于沿着圆周方向等间隔地保持各圆柱滚子4的保持器5。
内圈2在外周面的轴向中央部形成有圆柱滚子4进行滚动的轨道面2a，在轨道面2a的轴向两端部的侧方一体形成有向外圈3侧突出的凸缘部2b。
外圈3在内周面的轴向中央部形成有圆柱滚子4进行滚动的轨道面3a，在轨道面3a的轴向两端部形成直径朝向轴向外侧逐渐扩大的锥面3b。
在各轨道面2a、3a的整周上涂覆有作为润滑剂的润滑脂G。
图2是表示保持器5的局部的立体图。该保持器5具有：一对环状部5a、5a，在轴向上分离配置；多个柱部5b，沿着该环状部的周向隔开等间隔而配置，将环状部5a、5a彼此连接起来；以及引导片6，用于引导保持器5的旋转，所述保持器5将各圆柱滚子4配置在由相邻的柱部5b和一对环状部5a包围的凹处5c内，从而沿着圆周方向以规定间隔保持圆柱滚子4。
引导片6在全部的柱部5b的外周面上向外圈3的轨道面3a侧突出形成，在引导片6的前端部具有与轨道面3a滑动接触的滑动接触部6a。
另外，引导片6为截面三角形的结构，其在轴向延伸的一对侧面上形成有从柱部5b侧向滑动接触部6a的周向大致中央部倾斜的第一锥面6b，滑动接触部6a的轴向全长形成为前端尖的形状(参照图3)。
根据上述结构，在圆柱滚子轴承1旋转时，引导片6的滑动接触部6a与轨道面3a滑动接触，因而能够良好地引导保持器5的旋转。另外，伴随着保持器5相对于轨道面3a向图3中的箭头X方向旋转，能够通过滑动接触部6a刮掉并除去轨道面3a上的润滑脂G中剩余的润滑脂Gb(图3中的斜线部分)，并且能够向外圈3的轴向两端侧排出剩余润滑脂Gb。因此，能够一边使适量的润滑脂Ga(图3中的非斜线部分)较薄且厚度均匀地残留在整个轨道面3a上，一边防止剩余润滑脂Gb滞留在轨道面3a上。因而，能够防止因剩余润滑剂Gb滞留在轨道面3a上而引起轴承扭矩上升。并且，滑动接触部6a通过一对第一锥面6b形成前端尖的形状，因而滑动接触部6a的轴向全长都与轨道面3a线接触，从而能够减小滑动接触部6a的滑动接触阻力。因此，与以往的保持器的引导部进行面接触的的圆柱滚子轴承相比，能够减小轴承扭矩。
另外，如图1所示，引导片6的基端部的轴向全长L1与外圈3的轨道面3a的轴向全长L3形成为同一长度。另外，在引导片6的轴向两端部形成有从柱部5b侧向滑动接触部6a的轴向大致中央倾斜的第二锥面6c。由此，引导片6的前端部即滑动接触部6a的轴向全长L2形成为短于轨道面3a的轴向全长L3，并且形成为短于圆柱滚子4的轴向全长L4。此外，圆柱滚子4的轴向全长L4形成为轨道面3a的轴向全长L3以下的长度(在本实施方式中为与轨道面3a的轴向全长L3相同的长度)。
由此，在圆柱滚子轴承1的旋转时，即使滑动接触部6a相对于轨道面3a偏向轴向的某一侧，在轨道面3a的另一侧也总是存在滑动接触部6a未滑动接触的区域(L3-L2、L4-L2)，即未除去润滑脂G的区域，因而能够在轨道面3a上残留适量的润滑脂Ga，即使在轨道面3a的轴向全长上因除去剩余的润滑剂Gb而易于导致适量润滑脂Ga的供给不足的条件下，也能够避免产生适量润滑脂Ga的供给不足的现象。
图4是第二实施方式的圆柱滚子轴承1的引导片6的轴向大致中央部的剖视图，是与第一实施方式的图3对应的图。在图4中，第二实施方式与第一实施方式不同之处为：将引导片6的滑动接触部6a形成为平坦面，在该滑动接触部6a上具有暂时存积润滑脂G的凹坑6d。
根据本实施方式，即使在圆柱滚子轴承1旋转时易于导致适量润滑脂Ga的供给不足的条件下，也能够将存积在凹坑6d内的润滑脂G供给至轨道面3a，从而能够防止适量润滑脂Ga的供给不足。
图5是表示第三实施方式的外圈带凸缘型的圆柱滚子轴承21的剖视图。第三实施方式与第一实施方式不同之处为：外圈23带有凸缘部，内圈22没有凸缘部，保持器25的引导片26形成在内圈22的轨道面22a侧。在图5中，内圈22在外周面的轴向中央部形成有圆柱滚子24进行滚动的轨道面22a，在轨道面22a的轴向两端部形成有直径向轴向内侧逐渐扩大的锥面22b。外圈23在外周面的轴向中央部形成有圆柱滚子24进行滚动的轨道面23a，在轨道面23a的轴向两端部一体形成有向内圈22侧突出的凸缘部23b。
引导片26从各柱部25b的内周面向内圈22的轨道面22a侧突出，在引导片26的前端部具有与内圈22的轨道面22a滑动接触的滑动接触部26a。在圆柱滚子轴承21的旋转时，通过该滑动接触部26a与轨道面22a滑动接触，能够良好地引导保持器25的旋转。
另外，在该第三实施方式中，伴随着保持器25与轨道面22a的相对旋转，能够通过滑动接触部26a刮掉并除去轨道面22a上剩余的润滑脂(未图示)，并且能够在内圈22的轴向两端侧排出剩余润滑脂。因此，能够使适量的润滑脂(未图示)较薄且厚度均匀地残留在整个轨道面22a上，并且能够防止剩余润滑脂滞留在轨道面22a上。因而，能够防止因剩余润滑剂滞留在轨道面上而引起轴承扭矩上升。
图6是表示第四实施方式的内圈带凸缘型的圆柱滚子轴承31的剖视图。
在图6中，圆柱滚子轴承31具有固定在未图示的旋转轴上的内圈32、固定在未图示的壳体上的外圈33、以能够滚动的方式配置在内圈32与外圈33之间的多个圆柱滚子34、用于沿着圆周方向等间隔地保持各圆柱滚子34的保持器35。
内圈32在外周面的轴向中央部形成有圆柱滚子34进行滚动的轨道面32a，在轨道面32a的轴向两端部的侧方一体形成有向外圈33侧突出的凸缘部32b。
外圈33在内周面的轴向中央部形成有圆柱滚子34进行滚动的轨道面33a，在轨道面33a的轴向两端部形成有直径向轴向外侧逐渐扩大的锥面33b。
从所述保持器35的内周面与内圈32的外周面之间通过喷射嘴(未图示)供给作为润滑剂的油气P。供给至圆柱滚子轴承31内部的油气P含有油粒，油粒附着在圆柱滚子轴承31的内部，尤其是附着在保持器35的内周面、圆柱滚子34、内圈32的外周面等上。所附着的油粒变成凝集了的油O，该油O在圆柱滚子34与内圈32的轨道面32a的滚动接触面、圆柱滚子34与外圈33的轨道面33a的滚动接触面、圆柱滚子34与凸缘部32b的滑动接触面、圆柱滚子34与保持器35的滑动接触面上移动，对这些滚动接触面和滑动接触面进行润滑。
图7是表示保持器35的局部的立体图。该保持器35是由PEEK(聚醚醚酮)树脂形成的，具有：一对环状部35a，在轴向上分离配置；多个柱部35b，沿该环状部35a的周向隔开等间隔而配置，将环状部35a彼此连接起来；以及引导片36，用于引导保持器35的旋转，所述保持器35将各圆柱滚子34配置在由相邻的柱部35b和一对环状部35a包围的凹处35c内，从而沿着圆周方向以规定间隔保持圆柱滚子34。
引导片36在全部的柱部35b的外周面上向外圈33的轨道面33a侧突出形成，在引导片36的前端部具有与轨道面33a滑动接触的滑动接触部36a。该滑动接触部36a形成为平坦状，该滑动接触部36a周向上的角部在轴向全长上都与形成为圆弧状的轨道面33a线接触。
另外，引导片36在沿轴向延伸的一对侧面上形成有从柱部35b侧向滑动接触部36a的周向大致中央部倾斜的第一锥面36b(参照图8)。
另外，如图6所示，引导片36基端部的轴向全长L31形成为与外圈33的轨道面33a的轴向全长L33相同。另外，在轴向两端部形成有从柱部35b侧向滑动接触部36a的轴向大致中央倾斜的第二锥面36c。由此，引导片36前端部即滑动接触部36a的轴向全长L32形成为短于轨道面33a的轴向全长L33，并且形成为短于圆柱滚子34的轴向全长L34。此外，圆柱滚子34的轴向全长L34形成为轨道面33a的轴向全长L33以下的长度(在本实施方式中为与轨道面33a的轴向全长L33相同的长度)。
在各柱部35b的内周面上形成有直径向轴向大致中央部逐渐扩大的一对锥面35d，在作为该两锥面35d的交叉部的轴向大致中央部形成有朝向所述滑动接触部36a的轴向大致中央部贯通的贯通孔37。
根据上述结构，在第四实施方式中，因为在圆柱滚子轴承31旋转时引导片36的滑动接触部36a与轨道面33a滑动接触，所以能够良好地引导保持器35的旋转。另外，伴随着保持器35相对于轨道面33a向图8中的箭头X方向旋转，能够通过滑动接触部36a刮掉并除去轨道面33a上的油O中剩余的油Ob(图8中的斜线部分)，并且能够在外圈33的轴向两端侧排出剩余的油Ob。因此，能够一边使适量的油Oa(图8中的非斜线部分)较薄且厚度均匀地残留在整个轨道面33a上，一边防止剩余油Ob滞留在轨道面33a上。因而，能够防止因剩余油Ob滞留在轨道面33a上而引起轴承扭矩上升。
另外，从柱部35b的内周面与内圈32的内周面之间通过油气润滑供给的油O，借助随着保持器35的旋转产生的离心力，沿着锥面35d被引导至柱部35b的内周面的轴向大致中央部侧，从贯通孔37的下部流入其内部(参照图6箭头A)。而且，油O通过所述离心力在贯通孔37内流向径向外侧，从贯通孔37上端部的滑动接触部36a供给至外圈33的轨道面33a(参照图6箭头B)。因此，即使在轨道面33a的轴向全长上因除去剩余的油Ob而易于导致油O的供给不足的条件下，也能够避免产生油O供给不足的现象。
而且，因为滑动接触部36a的轴向全长L32形成为短于轨道面33a的轴向全长L33，所以即使在圆柱滚子轴承31旋转时滑动接触部36a相对于轨道面33a偏向轴向的某一侧，在轨道面33a的另一侧也总是存在滑动接触部36a未滑动接触的区域(L33-L32)，即未除去油O的区域。因此，能够在轨道面33a上残留适量的油Oa，即使在轨道面33a的轴向全长上因除去剩余的油Ob而易于导致油O供给不足的条件下，也能够避免产生油O供给不足的现象。另外，在轨道面33a轴向上的至少一侧残留的油O通过表面张力等在轨道面33a上扩散，由此能够向圆柱滚子34进行滚动的轨道面33a内的滚动面供给适量的油O。
另外，因为滑动接触部36a的轴向全长L32形成为短于圆柱滚子34的轴向全长L34，所以在圆柱滚子轴承31旋转时，在圆柱滚子34进行滚动的轨道面33a中的滚动面的轴向上至少一侧总是存在未除去油O的区域(L34-L32)，因而能够在滚动面33a上残留适量的油Oa。因此，即使在滚动面的轴向全长上通过除去剩余的油Ob而易于导致适量油Oa供给不足的条件下，也能够避免产生适量油Oa供给不足的现象，并且通过圆柱滚子34滚动来拉长在滚动面轴向上至少一侧残留的油O，由此能够将适量的油O供给至滚动面。
另外，因为滑动接触部36a的轴向全长与轨道面33a线接触，所以能够减小滑动接触部36a的滑动接触阻力，与以往的保持器的引导部进行面接触的圆柱滚子轴承相比，能够减小轴承扭矩。
图9和图10是表示第五实施方式的圆柱滚子轴承31的图。图9是表示保持器35的主要部分的立体图，图10是图9中的B-B剖视图。
在图9和图10中，第五实施方式与第四实施方式的不同点为：在引导片36的滑动接触部36a上具有暂时存积油O的凹坑36d。该凹坑36d相对于贯通孔37形成在轴向两侧的两处。
根据本实施方式，即使在圆柱滚子轴承31旋转时易于导致适量油Oa供给不足的条件下，也能够将存积在凹坑36d内的油O供给至轨道面33a，从而能够防止适量油Oa供给不足。
此外，本发明不限定于上述各实施方式，例如在上述第一～第三实施方式中，使引导片6、26与没有凸缘一侧的轨道圈的轨道面滑动接触，但也能够使其与有凸缘一侧的轨道圈的轨道面滑动接触。另外，在上述各实施方式中，使引导片6、26、36的滑动接触部6a、26a、36a与轨道面线接触，但也可以使其与轨道面面接触。
而且，在上述各实施方式中，为了使引导片6、26、36的滑动接触部6a、26a、36a的轴向全长L2、L32短于轨道面的轴向全长L3、L33和圆柱滚子的轴向全长L4、L34，将引导片6、26、36的轴向两端部形成为锥面(第二锥面6c、26c、36c)，但也可以在引导片6、26、36的基端部的轴向全长L1、L31形成为短于轨道面的轴向全长L3、L33的情况下，使其形成竖直面。
而且，在上述各实施方式中，将引导片6、26、36形成在保持器5、25、35的全部的柱部5b、25b、35b上，但也能够将其仅形成在一部分的柱部5b、25b、35b上。总之，将引导片6、26、36每隔规定间隔形成在保持器5、25、35的周向上即可，优选相同配置地形成。
另外，在上述各实施方式中，使引导片6、26、36的滑动接触部6a、26a、36a的轴向全长L2、L32短于轨道面3a、22a、33a的轴向全长L3、L33和圆柱滚子的轴向全长L4、L34，但在例如润滑条件不严格的情况下，引导片6、26、36的滑动接触部6a、26a、36a的轴向全长L2、L32也可以为轨道面3a、22a、32a的轴向全长L3、L33以上和/或圆柱滚子4、24、34的轴向全长L4、L34以上。
另外，在上述第四和第五实施方式中，将贯通孔37仅形成在引导片36的轴向大致中央部的一处，但也可以在引导片36的轴向上形成多个。
另外，在上述第四和第五实施方式中，使引导片36与内圈带凸缘型的圆柱滚子轴承31的外圈轨道面33a滑动接触，但也可以使其与外圈带凸缘型的圆柱滚子轴承的外圈轨道面滑动接触。
另外，在上述第四和第五实施方式中，利用油气P供给作为润滑剂的油O，但可以利用油雾等其他手段供给油O。

Claims (5)

1.一种圆柱滚子轴承，包括：
在外周面上具有轨道面的内圈；
在内周面上具有轨道面的外圈；
以能够滚动的方式配置在所述内圈的轨道面与外圈的轨道面之间的多个圆柱滚子；以及
保持器，该保持器具有在轴向上分离配置的一对环状部、以及沿所述环状部的周向隔开等间隔而配置并将所述环状部彼此连接的多个柱部，通过将所述圆柱滚子配置在由相邻的所述柱部和一对所述环状部包围的凹处内，沿着圆周方向以规定间隔保持该圆柱滚子，
所述圆柱滚子轴承的特征在于，
在所述保持器上沿着周向每隔规定间隔设置有引导片，所述引导片从该保持器的周面突出，与所述内圈和外圈中任一个圈的轨道面滑动接触而引导该保持器旋转，并且除去轨道面上的剩余润滑剂，
所述引导片在所述保持器的柱部的外周面上向所述外圈的轨道面侧突出设置，
在所述柱部的内周面上形成有直径向轴向大致中央部逐渐扩大的一对锥面，
在作为所述两锥面的交叉部的轴向大致中央部形成有贯通孔，所述贯通孔向所述引导片的前端部贯通，用于从所述柱部的该内周面侧向所述轨道面供给润滑剂，
在所述引导片的轴向两端部形成有从所述保持器的柱部侧向与所述轨道面滑动接触的部分的轴向大致中央倾斜的第二锥面。
2.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承，其中，所述引导片的与所述轨道面滑动接触的部分的轴向全长短于所述轨道面的轴向全长。
3.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承，其中，所述引导片的与所述轨道面滑动接触的部分的轴向全长短于所述圆柱滚子的轴向全长。
4.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承，其中，所述引导片与所述轨道面线接触。
5.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承，其中，在所述引导片的前端部上具有存积所述轨道面上的润滑剂的凹坑。
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