CN102414460A - 滚针轴承和滚针轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在润滑油通道的上游一侧使用的滚针轴承，其以抑制润滑油的泄漏，由此改善在下游一侧使用的轴承的润滑成为课题。在具有外圈(22)和滚针(23)以及引导滚针(23)的保持器(24)的滚针轴承(21)中，设置有以与上述外轮(22)的端面接近的方式向所述保持器(24)的两侧缘(25)的外径面突出的凸缘部(27)；和以与轴颈接近的方式向所述保持器(24)的两侧缘(25)的内径面突出的突条(28)，由凸缘部(27)形成外轮侧狭窄部(31)，由突条(28)形成轴颈侧狭窄部(32)，在各狭窄部(31)、(32)抑制润滑油的泄漏。

Description

滚针轴承和滚针轴承装置

技术领域

本发明涉及滚针轴承以及使用它的汽车发动机的支撑曲轴、凸轮轴等的滚针轴承装置，特别涉及润滑性能的改善。

背景技术

一直以来，作为汽车发动机的支持曲轴的轴承一般使用滑动轴承。该情况下的供油结构为：发动机内的润滑油从主通道被分配到曲轴的滑动轴承的外径一侧，经由该滑动轴承被导向曲轴内的油孔，并向连杆大端轴承供给(参照专利文献1)。

此外，支撑凸轮轴的轴承的情况的供油结构为：从某一个位置的滑动轴承的外径侧供给润滑油，使得凸轮轴的中空部分为润滑油通道，润滑油经由该润滑油通道被供给到其他的滑动轴承部分(参照专利文献2)。

支撑平衡轴的轴承的情况的供油结构构成为：从设置于壳体的供油通道经由一个平衡轴的上游一侧的滑动轴承之后，到达下游一侧的另一个平衡轴的滑动轴承(参照专利文献3)。

如上所述，在组装用于支撑曲轴等的滑动轴承时，为了避免与曲轴的配重干涉，能够从外径侧装入，而使用由包含轴承中心线的面分成两部分的分割型滑动轴承。

另一方，作为用于曲轴的支撑的轴承，使用平分型的滚针轴承(参照专利文献4)。

滚针轴承由滚针、其保持器以及外圈构成。该轴承为滚针和外圈线接触的结构，因此，轴承投影面积较小且具有高负载容量以及高刚性。着眼于滚针轴承的这种特性，作为上述的曲轴等的支撑用轴承，考虑使用分割型的滚针轴承替代现有的滑动轴承。

现有技术文献

专利文件1：日本特开平7-27126号公报

专利文件2：日本特开2000-213323号公报

专利文件3：日本特开2006-2852号公报

专利文献4：美国专利第1921488号说明书以及附图

发明内容

基于图8，以在曲轴的滚针轴承装置20中使用分割型滚针轴承5的情况为例进行说明。在图8中，1为曲轴，2为轴颈，3为配重，4为曲柄臂。作为支持滑动轴承2的轴颈轴承使用分割型滚针轴承5。该滚针轴承5包括：外圈6、滚针7以及引导滚针7的保持器8。并从外径一侧被装入上述配重3和曲柄臂4之间，嵌合支撑在壳体的轴支撑部9上。在各曲柄臂4的反对面设置有曲柄销15。

上述轴承装置20的供油结构构成为：发动机内的润滑油从主通道经由壳体的轴支撑部9被分配到设置于滚针轴承5的外圈6的油孔13。并且，滚针轴承5内的润滑油经由从轴颈2的供油通道11的中间点分支的分支通道10到达下游一侧的连杆大端侧的连杆轴承12。另外，符号14为构成曲柄臂4的根部的臂轴套部。

在上述的供油结构中，润滑油润滑上游一侧的滚针轴承5，然后，润滑下游一侧的连杆轴承12。

但是，当观察上述滚针轴承5的部分时，被供给到其内部的润滑油，如箭头a所示，从保持器8与外圈6之间的间隙、保持器8与轴颈2之间的间隙向外部泄漏。因此，到达下游一侧的连杆轴承12的油量减少，存在润滑不足的问题。

虽然省略图示，但即使在凸轮轴、平衡轴中，作为其轴颈轴承也能够使用分割型滚针轴承5。该情况也与上述情况同样地在上游一侧的轴承产生润滑油的泄漏，因此，存在下游一侧的轴承的润滑油不足的问题。

下面表示与成为上述的使用分割型滚针轴承5的轴承装置中的润滑油的泄漏的原因的间隙有关的数值的一个例子(参照图9)。

此外，如上述的曲轴1的曲柄臂4那样，从轴颈2的两端向径方沿延伸的部分，在凸轮轴中为凸轮，在平衡轴中为配重。如这些曲柄臂4、凸轮、配重那样，将从轴颈2的两端经由轴套部沿径向延伸的部分在本发明中称为臂，将其轴套部称为臂轴套部14。

以上对使用分割型滚针轴承的情况进行了说明，但由于上游一侧的润滑油的泄漏引起下游一侧的轴承润滑不足的问题，通常在使用分割型滚针轴承的情况中也发生。

因此，本发明的课题在于：在润滑油通道的上游一侧中作为轴颈轴承等使用的滚针轴承以及使用滚针轴承的滚针轴承装置中，抑制润滑油的泄漏，由此改善在下游一侧使用的轴承的润滑。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明涉及的滚针轴承包括：外圈、滚针和引导滚针的保持器，在上述保持器的两侧缘与上述外圈之间设置有抑制润滑油泄漏的外圈侧狭窄部，并在上述保持器的两侧缘设置轴颈侧狭窄部形成部，上述轴颈侧狭窄部形成部在上述保持器的两侧缘和成为组装对象的轴颈之间形成抑制润滑油的泄漏的轴颈侧狭窄部。

当使用上述的滚针轴承作为轴颈轴承等时，在成为润滑油的泄漏间隙的保持器的两侧缘与外圈之间，通过轴承自身形成的外圈侧狭窄部来抑制润滑油的泄漏。此外，在另外一个泄漏间隙即保持器与轴颈之间，在保持器的两侧缘设置的轴颈侧狭窄部形成部与轴颈外径面之间形成有轴颈侧狭窄部，该狭窄部分抑制润滑油的泄漏。

具体而言，上述外圈侧狭窄部为：通过从上述保持器的两侧缘外径面突出至与上述外圈的端面相对的高度的凸缘部和该外圈的两端面形成的结构，或形成于上述外圈的内径面和在径向上相对的上述保持器的两侧缘外径面之间的结构等。

此外，上述轴颈侧狭窄部形成部被构成为，由从上述保持件的两侧缘内径面向上述轴颈的方向突出的突条形成，或由上述轴颈外径面和在径向上相对的上述保持器的两侧缘内径面形成等。

另外，也能够构成为下：上述外圈的油孔设置于位于该外圈的滚动面的轴向外侧且位于上述外圈侧狭窄部的轴向内侧的位置，上述轴颈的供油通道的油孔设置于位于该轴颈的滚动面的轴向外侧且位于上述轴颈侧狭窄部形成部的轴向的内侧的位置。

发明效果

如上所述，本发明涉及的滚针轴承以及滚针轴承装置，通过在保持器的两侧缘与外圈之间设置外圈侧狭窄部，或在保持器的两侧缘设置轴颈侧狭窄部形成部，在作为轴颈轴承等使用的情况下，能够通过保持器与外圈之间的外圈侧狭窄部以及保持器与轴颈之间的轴颈侧狭窄部来抑制内部的润滑油的泄漏。

此外，通过将上述的各狭窄部的大小分别设定为大于0不足0.2mm，由此，不会造成轴承的旋转扭矩的增大，还能够有效地抑制润滑油的泄漏。

进而，外圈的油孔设置于位于该外圈的滚动面的轴向外侧且位于上述外圈侧狭窄部的轴向内侧的位置，且上述轴颈的供油通道的油孔设置于位于该轴颈的滚动面的轴向外侧且位于上述轴颈侧狭窄部形成部的轴向的内侧位置，通过这种结构，抑制负载区域的油孔附近的面压力的上升。并且，油孔不会被滚针堵塞，能够对下游一侧轴承供给充足的润滑油。

此外，由配置于供油通道的上游一侧和下游一侧的轴承支撑曲轴等的轴承装置中，当作为配置于上游一侧的轴承使用上述滚针轴承时，不存在导致下游一侧的轴承的润滑油不足的问题，能够充分地润滑属于同一供油通道的轴承全体。

附图说明

图1是第一实施方式的分割型滚针轴承的使用状态的截面图。

图2是图1的X-X线的放大截面图。

图3是第二实施方式的分割型滚针轴承的使用状态的截面图。

图4是第三实施方式的分割型滚针轴承的使用状态的截面图。

图5是第四实施方式的分割型滚针轴承的使用状态的截面图。

图6是第五实施方式的分割型滚针轴承的使用状态的截面图。

图7是表示第六实施方式的轴承装置的一部分的截面图。

图8是表示现有例的轴承装置的一部分的截面图。

图9是图8的一部分的放大截面图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1和图2所示的第一实施方式的分割型的滚针轴承21包括：外圈22、滚针23和引导滚针23的保持器24。外圈22为金属制，保持器24为合成树脂制，任何一个均通过将由径向的分割面30分成两部分的半环状的组件对接而形成为环状。

外圈22可以为切削金属的实心型或加工钢板而成的壳型，但在外圈22的两端部不设置朝向内部的凸缘部，形成为简单的圆筒形。在该外圈22的宽度方向的中间部分设置有贯通径向的油孔36。

保持器24为圆筒形，沿着全周隔开固定间隔设置有长方形的凹部26。滚针23可自转地嵌合在各凹部26中。

如图2所示，保持器24的两侧缘25、25的端部外径面，沿着全周设置有向外径方向突出为L形且与轴向相对的一对凸缘部27、27。各个凸缘部27的相对内表面各自突出至外圈22的与两端面接近的位置。凸缘部27的突出高度，在该轴承21组装入轴颈2的状态下，形成为在外圈22的厚度的范围内且超过其一半的程度。

在上述的凸缘部27和外圈22的相对端面间，形成有与现有的滚针轴承的情况相比明显更小的间隙即外圈侧狭窄部31、31。

当将凸缘部27的内表面相互之间的间隔设为W1，将外圈22的宽度设为W2时，上述外圈侧狭窄部31的大小W1-W2被设定为0＜W1-W2＜0.2mm。外圈侧狭窄部31产生于外圈22的两端部的2个位置，但上述的大小W1-W2为双方的大小的和，在该大小的范围内被分配至双方。通过如上述的方式设定外圈侧狭窄部31的大小，能够抑制滚针轴承21的旋转扭矩的增加，并能够将从外圈22和保持器24之间的间隙向轴承外部泄漏的润滑油的量抑制为较少。

此外，在上述保持器24的两侧缘25、25的内径面中，沿全周形成有与凹部26相接且向与轴颈2接近的方向突出的突条28、28。该突条28为在“专利申请的范围”中称为“轴颈侧狭窄部形成部”的部分。

在将上述的分割型滚针轴承21组装到轴颈2的外径面的轴颈轴承装置中，通过上述的突条28的内径面和轴颈2的外径面，形成与现有的滚针轴承的情况相比明显更小的间隙即轴颈侧狭窄部32。

当设突条28的内径为D1，设轴颈2的外径为D2时，形成于轴颈侧狭窄部32的大小D1-D2被设定为0＜D1-D2＜0.2mm。通过如上述的方式设定轴颈侧狭窄部32的大小，能够抑制滚针轴承21的旋转扭矩的增加，并能够将从轴颈2和保持器24之间的间隙向轴承外部泄漏的润滑油的量抑制为较少。

另外，外圈22的油孔36以及轴颈2的供油通道11的油孔41各自被设置于滚针23的外圈22一侧的滚动面38以及轴颈2一侧的滚动面39。

该情况的滚针轴承装置20的供油结构与先前关于图8所述的结构同样地被构成为，发动机内的润滑油从主通道经由壳体的轴支撑部9被分配到在滚针轴承21的外圈22设置的油孔36。还有，滚针轴承21内的润滑油从轴颈2的供油通道11的中间点，经由分支的分支通道10到达下游一侧的连杆大端侧的连杆轴承。

[第二实施方式]

图3所示的第二实施方式的分割型滚针轴承21，在保持器24的两侧缘25、25的端部外径面，全周地设置有沿外径向突出为L形且与轴向相对的一对凸缘部27、27，在外圈22的两端部之间形成有外圈侧狭窄部31、31，以及在其外圈22的宽度方向中间部分设置有油孔36，在这些方面与上述的情况相同，但形成轴颈侧狭窄部32、32的结构不同。

即，在该情况下，不设置上述的突条28，而通过使得保持器24的两侧缘25的内径比通常的滚针轴承更小，来设置与轴颈2接近的小径内径面34(内径D3)。该小径内径面34在“专利申请的范围”称为“轴径侧狭窄部形成部”。通过该小径内径面34和轴颈2形成轴颈侧狭窄部32、32。当使轴颈2的外径为与上述的情况相同的D2时，轴颈侧狭窄部32的大小D3-D2被设定为0＜D3-D2＜0.2mm。

[第三实施方式]

图4所示的第三实施方式的情况的轴颈侧狭窄部32、32，与第二实施方式的情况(参照图3)相同，形成于小径内径面34(轴颈侧狭窄部形成部)和轴颈2之间，其大小也同样地被设定为0＜D3-D2＜0.2mm。

该情况下的各外圈侧狭窄部31、31与上述第一以及第二实施方式的情况不同，保持器24的两侧缘25的外径形成为比通常的滚针轴承的情况更大，由与外圈22的内径面接近的大径外径面37(外径D5)和外圈22的内径面形成。

当设外圈22的内径面的内径为D4时，外圈侧狭窄部31的大小D4-D5被设定为0＜D4-D5＜0.2mm。在该情况下也同样抑制润滑油的泄漏。这样，当外圈侧狭窄部31形成于外圈22的内径面和保持器24的大径外径面37之间时，保持器24使用金属制保持器，不使用树脂制保持器。因为树脂制保持器具有由于热膨胀导致其外径变得比钢制的外圈22的内径更大的问题。

[第四实施方式]

图5所示的第四实施方式是先前所示的第二实施方式(参照图2)或第三实施方式(参照图3)的变形例。即，在先前的第二以及第三实施方式中，外圈22的油孔36以及轴颈2的供油通道11的油孔41各自设置于滚针23的外圈22一侧的滚动面38以及轴颈2一侧的滚动面39，因此，当滚针23位于负载区域时，油孔36、41附件的面压力变高，具有成为轴承破损的起点的问题。此外，油孔36、41被滚针23暂时地闭塞，因此润滑油的流动被阻碍，对下游一侧的连杆大端的轴承12(参照图8)存在润滑油不足的问题。

因此，在该第四实施方式中，为了解除上述的问题，采用如下结构：以第三实施方式的结构为基础，将该外圈22的油孔36设置于位于该外圈22的滚动面38的轴向外侧且位于上述外圈侧狭窄部31的轴向内侧的位置。并且，将轴颈2的供油通道11的油孔41设置于位于该轴颈2的滚动面39的轴向外侧且位于上述轴颈侧狭窄部形成部(小径内径面)34的轴向内侧的位置。

如果采用上述的结构，则油孔36、41位于滚动面38、39的外侧，因此，滚针23不会堵塞该油孔36、41，所以，即使滚针23位于负载区域时，也能消除油孔36、41附近的面压力的上升以及润滑油的闭塞。此外，当组装到轴颈2时，该油孔36、41位于外圈侧狭窄部31以及轴颈侧狭窄部32的内侧，因此也能抑制润滑油的泄漏。

另外，在保持件24的两侧的侧缘25各自形成有朝向内侧突出且到达滚针23的端面的凸部42。在该凸部42和上述外圈22之间形成有规定的径向的间隙44。上述外圈22的油孔36向间隙44的部分开放，并且，轴颈2的供油通道11的油孔41在与上述油孔36相对的位置向间隙43的部分开放。通过将油孔36、41在这些间隙44、43开放，润滑油顺利地流入到轴承，并从轴承流出。

[第五实施方式]

图6所示的第五实施方式，为了解决与先前的第四实施方式的情况同样的课题，以第三实施方式(参照图4)为基础。即，构成如下，与第四实施方式的情况相同，将外圈22的油孔36以及轴颈2的供油通道11的油孔41各自设置于位于滚针23的滚动面38以及轴颈2的滚动面39的轴向外侧且任一个均位于上述外圈侧狭窄部31和轴颈侧狭窄部32的内侧的位置。

此外，同样在保持件24的两侧的侧缘25形成有朝向内侧突出且到达滚针23的端面的凸部42。在该凸部42和上述外圈22之间形成有规定的径向的间隙44。此外，在该凸部42和轴颈2之间也形成有规定的径向的间隙43。

这些间隙44、43位于滚针23的滚动面38的轴向外侧且位于外圈侧狭窄部31和轴颈侧狭窄部32的内侧。上述外圈22的油孔36向间隙44的部分开放。轴颈2的供油通道11的油孔41位于与上述油孔36相对的位置，并向间隙43的部分开放。通过使油孔36、41向这些间隙44、43开放，由此润滑油顺利地流入到轴承，并从轴承流出。

[第六实施方式]

接着，基于图7，对作为第六实施方式的曲轴1的滚针轴承装置20进行说明。针对该情况的轴颈轴承使用先前说明的第一实施方式的分割型滚针轴承21(参照图1、图2)的例子进行说明。

在图7中，与现有的情况(参照图8)相同，1为曲轴，2为轴颈，3为配重，4为曲柄臂。在轴颈2安装有分割型滚针轴承21。该滚针轴承21在配重3和曲柄臂4之间嵌合支撑在壳体的轴支撑部9上。

该情况的供油结构与图8所述结构相同，构成为：发动机内的润滑油从主通道经由壳体的轴支撑部9被分配到在滚针轴承21的外圈22设置的油孔36。还有，滚针轴承21内的润滑油经由从轴颈2的供油通道11的中间点分支的分支通道10到达下游一侧的连杆大端侧的连杆轴承12。

在上述的供油结构中，润滑油润滑上游一侧的滚针轴承21，然后，润滑下游一侧的连杆轴承12。该情况下，在上游一侧的滚针轴承21中，由于存在外圈侧狭窄部31以及轴颈侧狭窄部32(参照图2)，因此，与现有情况相比，润滑油的泄漏被大幅度抑制。所以，不会导致下游一侧的连杆轴承12的润滑油的不足，能够充分地润滑。

另外，作为滚针轴承21能够使用上述的第二至第五实施方式的组件，在任何的情况下均通过相同的作用，能够在上游一侧抑制润滑油的泄漏，并能够充分地润滑下游一侧的轴承。

此外，即使在凸轮轴、平衡轴中，与上述的曲轴1的情况相同，作为安装于供油通道的上游一侧的滚针轴承21，通过使用上述第一至第五实施方式的结构，能够对下游侧的轴承进行充分的润滑。作为该情况的滚针轴承21使用分割型的轴承。

符号说明

1曲轴

2轴颈

3配重

4曲柄臂

5滚针轴承

6外圈

7滚针

8保持器

9轴支撑部

10分支通道

11供油通道

12连杆轴承

13油孔

14臂轴套部

15曲柄销

20滚针轴承装置

21滚针轴承

22外圈

23滚针

24保持器

25侧缘

26凹部

27凸缘部

28突条

30分割面

31外圈侧狭窄部

32轴颈侧狭窄部

34小径内径面

36油孔

37大径外径面

38、39滚动面

41油孔

42凸部

43、44间隙

Claims (16)

1.一种滚针轴承，其包括：外圈、滚针和引导滚针的保持器，该滚针轴承的特征在于：

在所述保持器的两侧缘与所述外圈之间设置有抑制润滑油泄漏的外圈侧狭窄部，并在所述保持器的两侧缘设置有轴颈侧狭窄部形成部，所述轴颈侧狭窄部形成部在所述保持器的两侧缘与成为组装对象的轴颈之间形成抑制润滑油泄漏的轴颈侧狭窄部。

2.如权利要求1所述的滚针轴承，其特征在于：

所述外圈侧狭窄部形成于从所述保持器的两侧缘外径面突出至与所述外圈的端面相对的高度的凸缘部与该外圈的两端面之间。

3.如权利要求2所述的滚针轴承，其特征在于：

当设所述两凸缘部相互的间隔为W1，设所述外圈的两端面间的宽度为W2时，形成于所述两个凸缘部和所述外圈端面之间的所述外圈侧狭窄部的大小W1-W2形成为0＜W1-W2＜0.2mm。

4.如权利要求1至3中任一项所述的滚针轴承，其特征在于：

所述保持器为合成树脂制造。

5.如权利要求1所述的滚针轴承，其特征在于：

所述外圈侧狭窄部形成于所述外圈的内径面与在径向上相对的所述保持器的两侧缘外径面之间。

6.如权利要求5所述的滚针轴承，其特征在于：

当设所述外圈的内径为D4，设所述保持器的两侧缘外径面的外径为D5时，所述外圈侧狭窄部的大小D4-D5形成为0＜D4-D5＜0.2mm。

7.如权利要求1至6中任一项所述的滚针轴承，其特征在于：

所述轴颈侧狭窄部形成部由在所述保持器的两侧缘内径面向所述轴颈的方向突出的突条形成。

8.如权利要求7所述的滚针轴承，其特征在于：

当设所述保持器的突条的内径为D1，设所述轴颈的外径为D2时，形成于所述突条内径面和轴颈外径面之间的轴颈侧狭窄部的大小D1-D2形成为0＜D1-D2＜0.2mm。

9.如权利要求1至6中任一项所述的滚针轴承，其特征在于：

所述轴颈侧狭窄部形成部由所述轴颈外径面与在径向上相对的所述保持器的两侧缘内径面形成。

10.如权利要求9所述的滚针轴承，其特征在于：

当设所述保持器两侧缘的内径面的内径为D3，设成为组装对象的轴颈的外径为D2时，所述轴颈侧狭窄部的大小D3-D2形成为0＜D3-D2＜0.2mm。

11.如权利要求1至10中任一项所述的滚针轴承，其特征在于：

所述外圈和保持器为由通过该轴承的中心的分割面分成两部分的分割型。

12.一种滚针轴承装置，其包括：具有在两端形成有臂的轴颈的轴和安装于所述轴颈的滚针轴承的组合，其特征在于：

作为所述滚针轴承使用权利要求1至11中任一项所述的滚针轴承，

在所述滚针轴承的保持器和两侧缘与外圈之间设置有抑制润滑油泄漏的外圈侧狭窄部，在所述保持器和两侧缘与所述轴颈之间形成有抑制润滑油泄漏的轴颈侧狭窄部。

13.如权利要求12所述的滚针轴承装置，其特征在于：

所述外圈的油孔被设置在位于该外圈的滚动面的轴向外侧且位于所述外圈侧狭窄部的轴向内侧的位置，所述轴颈的供油通道的油孔被设置在位于该轴颈的滚动面的轴向外侧且位于所述轴颈侧狭窄部形成部的轴向的内侧的位置。

14.如权利要求13所述的滚针轴承装置，其特征在于：

在所述保持器的侧缘形成有与所述外圈侧狭窄部和轴颈侧狭窄部形成部相比更向内侧突出且与所述滚针轴承的端面相接的凸部，在该凸部与所述外圈之间和该凸部与所述轴颈之间分别形成有径向的间隙，所述外圈的油孔向所述凸部与外圈之间的间隙开放，轴颈侧的油孔向所述凸部与轴颈之间的间隙开放。

15.如权利要求12至14中任一项所述的滚针轴承装置，其特征在于：

在存在配置于供油通道的中途多个位置的轴承装置的情况下，所述滚针轴承装置相对配置于上游一侧。

16.如权利要求12至15中任一项所述的滚针轴承装置，其特征在于：

所述轴为发动机的曲轴、凸轮轴或平衡轴中的任何一个。

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