CN104747601A - 圆锥滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承具备：外圈；内圈；多个圆锥滚子；及保持器，在圆周方向上等间隔地保持所述圆锥滚子。保持器的小径侧的内周端部设置在从内圈的轴向外侧的端面靠轴向内侧的位置。保持器的小径侧的端面具有从所述内周端部朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面。

Description

圆锥滚子轴承

在2013年12月25日提出的日本专利申请2013-266844和在2014年3月24日提出的日本专利申请2014-060188的说明书、附图及摘要作为参照而包含于此。

技术领域

本发明涉及圆锥滚子轴承，例如，涉及向机动车的终减速装置等装入而利用收容在该装置内部的油进行润滑的圆锥滚子轴承。

背景技术

作为以往的圆锥滚子轴承，已知有图11所示的圆锥滚子轴承。该圆锥滚子轴承具有外圈72、内圈82、多个圆锥滚子74、保持器87。外圈72在内周面具有外侧滚道面71。内圈82在外周面具有内侧滚道面81。圆锥滚子74滚动自如地配置在上述的滚道面71、81之间。保持器87将上述圆锥滚子74沿圆周方向等间隔地保持。

圆锥滚子轴承紧凑且能够支承较大的径向载荷及轴向载荷，而且，能够在高速旋转下使用，因此被广泛使用。然而与球轴承相比，转矩损失大，从能量节约的观点出发，该转矩的减少成为课题。

圆锥滚子轴承通过与该旋转相伴的泵作用，从保持器87的小径侧的端部88与内圈外周85之间、及保持器87的小径侧的端部88与外圈内周75之间流入的油贯通轴承。该油的搅拌阻力较大地有助于圆锥滚子轴承的转矩的增加。在日本特开2005-69421号公报中公开了如下的方式：为了使圆锥滚子轴承内的油的流动适当化而减少转矩，将保持器87的小径侧向径向内方折弯，减小与内圈82的外周之间的间隙(以下称为“内周间隙”)并形成迷宫。而且，在日本特开2008-202785号公报中公开了如下的方式：为了限制保持器87的小径侧的端部88与外圈72的内周之间的间隙(以下称为“外周间隙”)的油的流动而设有调整该外周间隙的单元。

在日本特开2005-69421号公报记载的圆锥滚子轴承中，保持器87的端部88的内周面相对于内圈外周85具有半径方向的间隙而相对。而且，在该内圈外周85设有向半径方向外侧隆起的小突缘部89。并且，保持器87的小径侧的端部88配置在与该小突缘部89相比靠轴向外侧的位置。该端部88的轴向内侧的侧面与小突缘部89的轴向外侧的侧面具有小间隙而相对。

如上述那样，在保持器87的小径侧的端部88的内周侧与内圈82的外周侧之间形成迷宫。通过该迷宫，能够减少从保持器87的小径侧的端部88的内周侧的油的流入量。这样，抑制从所述内周间隙向圆锥滚子轴承的内部、即向圆锥滚子存在的轴承内部的油的流入，由此能够减少该油产生的搅拌阻力，能够抑制圆锥滚子轴承的转矩的增加。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够进一步抑制从所述内周间隙向轴承内部的油的流入的圆锥滚子轴承。

本发明的一方案的圆锥滚子轴承具备：外圈，在内周面具有圆锥状的外侧滚道面；内圈，在外周面具有圆锥状的内侧滚道面；多个圆锥滚子，滚动自如地设置在所述外侧滚道面与所述内侧滚道面之间；及保持器，在圆周方向上等间隔地保持所述圆锥滚子，所述圆锥滚子轴承的结构上的特征在于，所述保持器的小径侧的内周端部设置在从所述内圈的轴向外侧的端面靠轴向内侧的位置，所述保持器的小径侧的端面具有从所述内周端部朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面。

附图说明

前述及后述的发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是说明本发明的圆锥滚子轴承的第一实施方式的剖视图。

图2是图1所示的方式的主要部分放大图。

图3是说明本发明的圆锥滚子轴承的另一方式的剖视图。

图4在外圈的大端面与内周圆筒面之间形成倒角的情况的说明图。

图5是说明本发明的圆锥滚子轴承的另一方式的剖视图。

图6是说明参考发明的圆锥滚子轴承的剖视图。

图7是图6所示的圆锥滚子轴承的主要部分放大图。

图8是参考发明的计算了流量特性的结果的坐标图。

图9是计算了内周间隙的流量特性的结果的坐标图。

图10是以往的保持器的小径侧的圆环部的说明图。

图11是以往的圆锥滚子轴承的剖视图。

图12是表示图1所示的圆锥滚子轴承的变形例的剖视图。

具体实施方式

使用图1，说明本发明的实施方式(第一实施方式)。

图1所示的圆锥滚子轴承1使用于对机动车的终减速器的小齿轮轴进行支承的用途等。该圆锥滚子轴承1具有外圈2、内圈3、多个圆锥滚子4、环状的保持器17。所述外圈2在内周具有外侧滚道面16。所述内圈3在外周具有内侧滚道面11。所述圆锥滚子4滚动自如地配置在上述的外侧滚道面16与内侧滚道面11之间。所述保持器17将这些圆锥滚子4沿圆周方向以等间隔进行保持。需要说明的是，在以下说明的各方式中，外圈2、内圈3及保持器17是以共用的轴线C为中心线的环状(短圆筒状)。

外圈2的外周面23形成为圆筒形状，在轴向两端，大端面21和小端面22通过与轴线C垂直的平面形成。外侧滚道面16为圆锥形状，其小径侧(图1中的左侧)与和轴线C同轴地形成的内周圆筒面31连续。外圈2使用轴承钢来制作，在进行了淬火硬化处理之后，外周面23、大端面21、小端面22、外侧滚道面16、内周圆筒面31分别通过磨削加工而进行精加工。

内圈3中，内周面25形成为圆筒形状，在轴向两端，大端面26和小端面27分别通过与轴线C垂直的平面形成。内侧滚道面11为圆锥形状。在内侧滚道面11的大径侧(图1中的右侧)，突缘面28在轴线方向的截面形状(包含轴线C的截面)中形成为与内侧滚道面11大致正交的方向。并且，突缘面28的外径侧与大端面26的外径侧之间形成圆筒面29。

在内圈3的小端面27侧形成有从内侧滚道面11的小径侧向径向外侧突出的小突缘部14。在该小突缘部14的外周形成有与轴线C同轴的圆筒面24。内圈3使用轴承钢来制作，在进行了淬火硬化处理之后，内周面25、大端面26、小端面27、内侧滚道面11、突缘面28、圆筒面24分别通过磨削加工进行精加工。

圆锥滚子4为大致圆锥台的形状，外周的滚动面41被研磨加工成圆锥形状。外圈2和内圈3以外侧滚道面16和内侧滚道面11相互在半径方向上相对的方式同轴地组合，多个圆锥滚子4滚动自如地装入到该外侧滚道面16与内侧滚道面11之间。圆锥滚子4的两端面42、43中的大径侧的端面42被研磨加工，与内圈3的突缘面28进行滑动接触。

保持器17通过对聚苯硫醚、聚酰胺等的合成树脂进行注塑成形来制作。保持器17中，小径的圆环部5和大径的圆环部6通过沿圆周方向等间隔地配置的多个柱部7来结合。柱部7的长度方向大致与外侧滚道面16的倾斜方向相同。在相邻的柱部7与柱部7之间的空间分别各插入一个圆锥滚子4。由相邻的柱部7、圆环部5、圆环部6包围的空间被称为空腔。该空腔的圆周方向的内壁与圆锥滚子4的滚动面41接近，轴向的内壁与圆锥滚子4的轴向的两端面42、43接近。保持器17的在径向及轴向上的定位通过所述空腔与圆锥滚子4接触来进行。这样，保持器17通过与多个圆锥滚子4接近而被定位。然而，为了使圆锥滚子4能够自如滚动，在保持器17与圆锥滚子4之间需要一定程度的间隙。因此，在轴承旋转时为了避免保持器17与内外圈2、3接触，而在它们之间分别需要一定程度的大小的间隙。当内圈3旋转而圆锥滚子4进行公转运动时，保持器17由该圆锥滚子4引导而公转，与外圈2或内圈3同轴地旋转。

通过图2来详细说明保持器17的小径侧的圆环部5的形状。在圆环部5的外周形成有外周圆筒面51。该外周圆筒面51与柱部7的外周面连续。该圆环部5的外周圆筒面51配置在与形成于外圈2的内周的内周圆筒面31同轴上。外周圆筒面51和内周圆筒面31具有规定的间隙而在半径方向上相对，在上述外周圆筒面51与内周圆筒面31之间形成有与轴线C平行的圆筒空间R。

圆环部5的轴向外侧的端面19在其半径方向靠外的区域具有朝向半径方向外侧向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面45。该外侧倾斜面45在轴线方向的截面形状(包括轴线C的截面)中成为与外周圆筒面51以锐角交叉的圆锥面。因此，圆环部5的外周端部由外侧倾斜面45与外周圆筒面51呈锐角交叉的角部52构成。外侧倾斜面45与外周圆筒面51交叉而形成的角部52的轴向位置以与外圈2的大端面21的轴向位置大体一致的方式装入。关于该圆环部5的外侧倾斜面45与外圈2的位置关系，在后面详细叙述。

而且，圆环部5的轴向外侧的端面19在其半径方向靠内的区域具有朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。该内侧倾斜面46在轴线方向的截面形状(包括轴线C的截面)中成为与作为筒状的内周面53以锐角交叉的圆锥面。因此，圆环部5的内周端部由内侧倾斜面46与内周面53呈锐角交叉的角部55构成。该圆环部5的内周端部即所述角部55在轴向的配置上从内圈3的小端面27向轴向内侧的位置设置。且该角部55在半径方向的配置上设置在内圈3的外周面中的接近于圆筒面24的位置。

通过以上，该圆环部5的轴向外侧的端面19在其半径方向靠内的区域具有内侧倾斜面46。所述内侧倾斜面46从圆环部5的内周端部(角部55)朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜。该内侧倾斜面46由以角部55为起点的倾斜面构成。从该内侧倾斜面46将倾斜角度改变90度以上，在其半径方向靠外的区域具有从该内侧倾斜面46连续的所述外侧倾斜面45。该外侧倾斜面45由以角部52为终点的倾斜面构成。

说明圆环部5的内侧倾斜面46及角部55与内圈3的位置关系。如上所述，角部55从内圈3的小端面27向轴向内侧的位置设置。例如，从小端面27到角部55的顶端为止的沿轴向的尺寸(以下，称为轴向尺寸)优选为0(零)以上且1mm以下。需要说明的是，所述轴向尺寸为0(零)指的是小端面27与角部55的顶端的轴向位置一致的情况。而且，该角部55的顶端设置在内圈3的圆筒面24的附近。例如，从圆筒面24到角部55的顶端为止的半径方向的尺寸优选为0.1mm以上且1mm以下。关于前述那样的具有角部55的保持器17与内圈3的轴向的位置关系、及朝向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46的倾斜角度的计算结果，在后面进行说明。如上所述，角部55接近于内圈3的小端面27与圆筒面24的交叉部62。需要说明的是，在本实施方式中，在交叉部62形成有圆角面。在图2所示的截面中，从内侧倾斜面46向半径方向内侧倾斜延伸的假想的延长线也可以成为与该交叉部62的圆角面交叉的结构。

圆环部5的内周面53形成为与保持器17的轴线C同轴的圆筒形状。该内周面53配置在与内圈3的圆筒面24同轴上。内周面53与圆筒面24具有规定的间隙沿半径方向相对地装入。圆环部5的轴向内侧的侧面54成为平面，侧面54的外径侧与柱部7的内周面连续。

如上述那样，在保持器17向圆锥滚子轴承1装入的状态下，作为小径侧的圆环部5在设于内圈3的小突缘部14的半径方向外侧配置，圆环部5的内周面53与内圈3的圆筒面24具有小的间隙而相对。这样，在圆环部5的内周侧与内圈3的外周侧之间形成迷宫。

接着，通过图2来说明内圈3旋转时的油的流动。在以下的说明中，关于圆锥滚子轴承1，将内圈3的小端面27侧称为“小径侧”，将内圈3的大端面26侧称为“大径侧”进行说明。在使用该圆锥滚子轴承1的机动车的终减速器中，收容在差速器壳内的油由于齿轮的旋转而溅起，向对小齿轮轴进行支承的圆锥滚子轴承1供给大量的油。

在内圈3旋转时，轴承内的油(更详细而言，相邻的圆锥滚子4与圆锥滚子4之间存在的油)借助离心力而向处于外方的外侧滚道面16的一方移动。并且，由于外侧滚道面16为圆锥形状，因此油沿着外侧滚道面16向其大径侧移动。如上述那样，在圆锥滚子轴承1产生使油以从其小径侧向大径侧贯通的方式流动的所谓泵作用。

贯通油量多时，由于圆锥滚子4搅拌油产生的搅拌阻力而转矩增大，装配有该圆锥滚子轴承1的装置(在此为终减速器)的动力损失增加。另一方面，在贯通油量过少时，无法充分确保圆锥滚子4与外圈2或内圈3进行滑动接触的部分的润滑，会引起烧结等故障。

由于如上述那样产生泵作用，由此油从圆锥滚子轴承1的小径侧的外圈2与内圈3之间的开口部向圆锥滚子轴承1的内部流入。如图2所示，保持器17的小径侧的圆环部5位于该开口部。因此，为了减少贯通轴承内部的油量，需要减少从该圆环部5的外周侧和内周侧这双方的流入量。

说明油从圆环部5的内周侧的流入。

如前述那样，圆环部5的内周侧在与内圈3的外周之间形成有迷宫。因此，即便未严格设定保持器17的尺寸精度，只要使圆环部5与内圈3的间隙的大小存在于一定程度的范围内，就能够减少油从圆环部5的内周侧的的流入量。

此外，本实施方式的圆锥滚子轴承1为了抑制圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量)，除了所述迷宫的功能之外，还具备如下说明的功能。在说明该功能之前，通过图10来说明以往结构。图10是以往的保持器90的小径侧的圆环部91的说明图。圆环部91的内周面95是与内圈98的外周面98a相对的圆筒面。而且，圆环部91的轴向外侧的端面92成为朝向半径方向外侧向轴向外侧倾斜的倾斜面。因此，伴随着内圈98的旋转，通过离心力而具有半径方向向外的速度分量的油沿着内圈98的小端面98b流动。当油从所述小端面98b脱离时，油的一部分朝向轴向内侧流动，与所述端面92的半径方向靠内侧的面发生碰撞而其流动受到阻碍。由此，在油的一部分发生碰撞的区域P1中，成为压力比较高的状态。于是，该区域P1与圆环部91的内周面95和内圈98的外周面98a之间的圆筒空间P2相比，成为压力高的状态，产生从区域P1朝向圆筒空间P2侧的油的流动。油成为容易向圆锥滚子96所存在的轴承内部侧(轴向内侧)侵入的状态。

因此，在图2所示的本实施方式中，为了抑制从圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量)，圆环部5的内周端部的角部55的顶端设置在从内圈3的小端面27到轴向内侧的位置，且设置在内圈3的圆筒面24的附近。而且，该圆环部5的轴向外侧的端面19在半径方向靠内的区域具有从所述角部55朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。

因此，伴随着内圈3的旋转，通过离心力而具有半径方向向外的速度分量的油沿着内圈3的小端面27流动。当油从所述小端面27脱离时，该油的一部分朝向轴向内侧流动。然而，根据图2所示的本实施方式的所述结构，圆环部5的内周端部的角部55的顶端与内圈3的小端面27关于轴向的位置一致，或者与小端面27相比靠轴向内侧设置，而且，该轴向外侧的端面19具有以该角部55为起点而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46，因此能够使所述一部分的油沿着该内侧倾斜面46流动，能够向半径方向外侧引导(进行整流)。因此，油的流动难以受到圆环部5的阻碍。其结果是，如上所述在图10所示的以往例的情况下，油的流动受到圆环部91的阻碍，在区域P1中压力升高，该压力升高的区域P1的油通过压力比较低的圆筒空间P2，容易流向轴承内部侧。然而，在图2所示的本实施方式的情况下，油的流动难以受到圆环部5的阻碍，因此能够防止如以往例那样压力升高的情况。其结果是，能够抑制以往那样的向轴承内部侧的油的流动的发生。即，能够抑制圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量)。

在此，关于保持器17的角部55的顶端与内圈3的小端面27的轴向的位置关系、及内侧倾斜面46的倾斜角度，通过图9进行说明。图9是计算了保持器17的圆环部5与内圈3之间形成的圆筒空间P2(内周间隙)的油的流量特性的结果的坐标图。该图9示出改变角部55的顶端相对于内圈3的小端面27的轴向位置而进行了数值解析的结果。图9的横轴表示角部55的顶端相对于内圈3的小端面27的轴向位置。具体而言，在小端面27与角部55的顶端的轴向位置一致的情况下设为0，将角部55的顶端位于比小端面27靠轴向内侧(在图9的简图中为右侧)的位置的方向设为+方向。图9的纵轴是通过圆筒空间P2的油的量(流量)。

图9中的实线的坐标图表示内侧倾斜面46的倾斜角度α(参照图9的简图)为15°时的解析结果。相对于此，图9中的虚线的坐标图表示倾斜角度α为0°时的解析结果作为以往例。需要说明的是，在该数值解析中，设为内圈转速：5000/min、油的油温：80℃、圆筒空间P2的半径方向的间隙：0.5mm。而且，是外圈2被固定且通过内圈3的旋转而保持器17与圆锥滚子4一起公转的条件。

从该图9可知，通过使内侧倾斜面46倾斜(α＝15°)，而通过圆筒空间P2的油的流量减少。即，通过使内侧倾斜面46倾斜，而油容易沿着该内侧倾斜面46流动，能够确认到油向圆筒空间P2侧的流入受到抑制的情况。

另外，能够确认到通过角部55的顶端从小端面27沿轴向分离而通过圆筒空间P2的油的流量减少的情况。具体而言，角部55的轴向位置优选从小端面27沿轴向以0～1mm的范围分离的方式。通过沿着小端面27流动的油从小端面27的外周端部剥离，由此在该流动的里侧形成负压区域。其理由是因为，在角部55的顶端的轴向位置为0～1mm的范围内比较接近小端面27的情况下，所述负压区域形成在圆筒空间P2的入口部(在图9的简图中为左侧部)。其结果是，在圆筒空间P2中，产生从压力相对升高的中央部(在图9的简图中为右侧部)朝向压力降低的入口部(负压区域)侧的流动。由此，可认为能够更有效地抑制油从轴向外侧向圆筒空间P2浸入的情况。需要说明的是，角部55的顶端从小端面27沿轴向越分离，沿着小端面27流动的油越难以到达圆筒空间P2，因此通过圆筒空间P2的油的流量减少。

通过以上，内侧倾斜面46朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜，角部55的顶端优选从小端面27以0～1mm的范围设置在轴向内侧的位置。需要说明的是，在纵截面中，与轴线C正交的线和内侧倾斜面46所成的角度α(参照图9的简图)优选为10°～30°，此时减少流量的效果大。

接着，说明从圆环部5的外周侧的油的流入。

在圆锥滚子轴承1的内部，保持器17的柱部7与外侧滚道面16之间(以下称为“间隙A”)的油借助离心力而从小径侧朝向大径侧流动。因此，以往在保持器17的小径侧端部处于保持器17与外圈2之间的油被间隙A的流动吸引而被向间隙A引导，因此无法充分减少贯通圆锥滚子轴承1的油量。

因此，在本实施方式中，在保持器17的小径侧端部，在圆环部5的外周形成有与轴线C平行的外周圆筒面51，同样在与平行于轴线C的内周圆筒面31之间形成有圆筒空间R。该圆筒空间R的内周圆筒面31是通过与轴线C平行的母线形成的圆筒面。因此，即使离心力作用于该圆筒空间R的油，也不会产生倾斜面那样从小径侧向大径侧的积极的油的流动。需要说明的是，该圆筒空间R的半径方向尺寸(外周间隙)小。即，圆环部5的外周圆筒面51与外圈2的内周圆筒面31的间隔小，该间隔例如设定为0.1mm以上且1.5mm以下。

并且，在本实施方式中，保持器17的端面19具有的外侧倾斜面45朝向半径方向外侧向轴向外侧倾斜，并且角部52的顶端的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置。因此，通过齿轮的旋转而溅起到圆环部5的端面19的油、沿着该圆环部5的端面19具有的内侧倾斜面46及外侧倾斜面45流动的油借助离心力而从角部52向外方飞散时，该飞散的方向成为从外圈2的大端面21分离的方向，因此能够防止该油向圆筒空间R流入的情况。

而且，沿着该端面19向外径侧流动的油的流动在角部52从端面19剥离，在角部52的里侧(在图2的情况下为角部52的右侧)生成压力下降的区域(低压区域)。角部52的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置，因此该低压区域形成在圆筒空间R的大端面21侧的开口部。

由于油朝向低压侧流动，因此存在于圆筒空间R的油从轴承的内部侧朝向大端面21侧流动。其结果是，能够减少圆筒空间R的油被向前述的间隙A侧吸引的情况，因此能够抑制从圆环部5的外周侧的油的流入。

这样，在图2所示的实施方式中，小径侧的圆环5的角部52的顶端的轴向位置只要设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置即可。以下，说明关于该“大致相等的位置”的具体例。该“大致相等的位置”中，除了包括两者的位置完全一致的方式之外，与关于后面的参考发明而说明的图8的情况同样，也包括角部52的顶端从大端面21向轴向外侧突出的大小为1mm以下的方式作为最优选的方式。而且，向该轴向外侧突出的大小可以是超过1mm的情况，也可以与图8的情况同样为约2.6mm以下。即，关于该2.6mm以下的情况，也包括在所述“大致相等的位置”中。

通过以上所述，本实施方式的圆锥滚子轴承1在保持器17的外周侧，由油的低压区域闭塞油流动的间隙，由此抑制油向轴承内部的流入量。因此，即便不严格管理保持器17的尺寸精度，也能够减少从小径侧向大径侧贯通而流动的油的量。其结果是，能够提供一种将油的搅拌阻力抑制得较小而减少了旋转中的转矩的圆锥滚子轴承1。

需要说明的是，在轴线方向的截面形状中，外侧倾斜面45与轴线C所成的角度θ(参照图2)优选为45°～75°，此时减少流量的效果大。

另外，在图1及图2所示的方式中，圆环部5的轴向外侧的端面19具有：随着从内周端部的角部55朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46；及从该内侧倾斜面46改变倾斜方向而向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面45。由此，能够防止保持器17的小径侧的圆环部5沿轴向扩大的情况。其结果是，能够防止圆锥滚子轴承1的轴向尺寸变大的情况。即，假设圆环部5的轴向外侧的端面19的半径方向靠外的区域不是外侧倾斜面45而是与轴线C正交的“圆环面”的情况下，将该圆环部5的外周侧的角部52的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置，将所述“圆环面”与内侧倾斜面46连结时，需要使该圆环部5的内周侧的角部55位于比本实施方式靠轴向外侧的位置。由此，圆环部5的截面形状随着朝向半径方向内侧而沿轴向扩大。并且，与本实施方式同样，当使内圈3的小端面27位于比该角部55靠轴向外侧的位置时，该内圈3的小端面27的位置成为从外圈2的大端面21较大地向轴向外侧飞出的方式。其结果是，圆锥滚子轴承的轴向尺寸增大。然而，在本实施方式中，如上所述，圆环部5的轴向外侧的端面19具有倾斜方向不同的内侧倾斜面46和外侧倾斜面45。由此，能够将内圈3的小端面27和外圈2的大端面21在轴向上形成为大致相同的位置，能够防止圆锥滚子轴承1的轴向尺寸增大的情况。

在本发明的圆锥滚子轴承1中，只要将角部52的顶端的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置即可。该“大致相等的位置”中，如图3所示，也包括角部52的顶端的位置成为比外圈2的大端面21稍靠轴向内侧(圆锥滚子4存在的轴承1的内部侧)的情况。即，也可以是突出方向成为-方向(负方向)的情况。这样，作为突出方向成为-方向时的所述“大致相等的位置”的具体例，例如为-0.4mm以上且小于0mm。即使在这种情况下，也能够抑制从圆环部5的外周侧向圆锥滚子轴承1的内部侧的油的流入(参照关于参考发明而说明的图8)。即，即使在突出尺寸为-0.4mm以上且小于0mm的情况下，也包含在所述“大致相等的位置”中。

另外，如图4所示，在外圈2的大端面21与内周圆筒面31之间形成倒角60的情况下，即使关于角部52的顶端位于比该倒角60的内周圆筒面31侧的起点60a靠轴向外侧的方式，也可以包括在角部52的顶端的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置的情况。即，角部52的顶端位于从大端面21到倒角60的所述起点60a为止的轴向范围的情况包含于所述“大致相等的位置”中。需要说明的是，取代倒角60，如图4的双点划线所示，在带有圆角面60的情况下，关于角部52的顶端位于比该圆角面60的内周圆筒面31侧的起点60a靠轴向外侧的方式，也包含在所述“大致相等的位置”中。需要说明的是，倒角60的半径(圆角面60的大小)设为0.5mm以下左右。

图5是说明本发明的圆锥滚子轴承1的另一方式的剖视图。与图1所示的圆锥滚子轴承1相比，图5所示的圆锥滚子轴承1不同的点是保持器17及内圈3的形状，其他相同。在内圈3的小端面27侧的外周形成与轴线C同轴的圆筒面24，在该圆筒面24与内侧滚道面11之间形成有比圆筒面24的外径稍大的外径的小突缘部14。并且，在保持器17具有的小径侧的圆环部5的内周侧与内圈3的外周侧之间形成迷宫。

保持器17具有的小径侧的圆环部5的轴向外侧的端面19仅由朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46构成。即，端面19不具备图1所示的方式那样的外侧倾斜面45。并且，在图5所示的实施方式中，圆环部5的外周端部(角部52)的顶端比外圈2的大端面21向轴向外侧突出。

对图5所示的实施方式的从圆环部5的内周侧的油的流入进行说明。

如前述那样，圆环部5的内周侧在其与内圈3的外周之间形成迷宫。由此，能够减少从圆环部5的内周侧的油的流入量。

而且，该圆锥滚子轴承1为了抑制圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量)，除了所述迷宫的功能之外，还具备与图1及图2所示的实施方式同样的功能。

即，在图5所示的本实施方式中，为了抑制从圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量)，将圆环部5的内周端部的角部55的顶端设置在从内圈3的小端面27靠轴向内侧的位置、且内圈3的圆筒面24的附近。而且，该圆环部5的轴向外侧的端面19具有从所述角部55朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。

因此，伴随着内圈3的旋转，由于离心力而具有半径方向向外的速度分量的油沿着内圈3的小端面27流动。当油从所述小端面27脱离时，该油的一部分朝向轴向内侧流动。然而，根据所述结构，圆环部5的内周端部的角部55的顶端与内圈3的小端面27关于轴向的位置一致，或者与小端面27相比靠轴向内侧设置，而且，该轴向外侧的端面19具有以该角部55为起点而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。由此，能够使所述一部分的油沿着该内侧倾斜面46流动，能够向半径方向外侧引导(进行整流)。因此，油的流动难以受到圆环部5的阻碍。其结果是，能够防止如图10所示的以往例那样压力在圆环部5的内周侧的区域升高的情况，能够抑制向轴承内部侧的油的流动的发生。即，能够抑制圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量)。其结果是，可提供一种能够将油的搅拌阻力抑制得较小而减少旋转中的转矩的圆锥滚子轴承。

以下，通过图6～图8来说明参考发明。图6所示的圆锥滚子轴承1使用于对机动车的终减速器的小齿轮轴进行支承的用途等。该圆锥滚子轴承1具有外圈2、内圈3、多个圆锥滚子4、保持器17。外圈2在内周具有圆锥状的外侧滚道面16。内圈3在外周具有圆锥状的内侧滚道面11。圆锥滚子4滚动自如地配置在上述的外侧滚道面16与内侧滚道面11之间。保持器17将这些圆锥滚子4沿圆周方向以等间隔进行保持。外圈2、内圈3及保持器17是以共用的轴线C为中心线的环状(短圆筒状)。

外圈2的外周面23形成为圆筒形状，在轴向两端，大端面21和小端面22通过与轴线C垂直的平面形成。外侧滚道面16为圆锥形状，其小径侧(图6中的左侧)与和轴线C同轴地形成的内周圆筒面31连续。外圈2使用轴承钢来制作，在进行了淬火硬化处理之后，外周面23、大端面21、小端面22、外侧滚道面16、内周圆筒面31分别通过磨削加工而进行精加工。

内圈3中，内周面25形成为圆筒形状，在轴向两端，大端面26和小端面27分别通过与轴线C垂直的平面形成。内侧滚道面11为圆锥形状。在内侧滚道面11的大径侧(图6中的右侧)，突缘面28在轴线方向的截面形状(包含轴线C的截面)中形成为与内侧滚道面11大致正交的方向。并且，突缘面28的外径侧与大端面26的外径侧之间形成圆筒面29。

在小端面27侧的外周形成有与轴线C同轴的圆筒面24。在该圆筒面24与内侧滚道面11之间形成有比圆筒面24的外径稍大的外径的小突缘部14。内圈3使用轴承钢来制作，在进行了淬火硬化处理之后，内周面25、大端面26、小端面27、内侧滚道面11、突缘面28、圆筒面24分别通过磨削加工进行精加工。

圆锥滚子4为大致圆锥台的形状，外周的滚动面41被研磨加工成圆锥形状。外圈2和内圈3以外侧滚道面16与内侧滚道面11相互沿半径方向相对的方式同轴地组合。在该外侧滚道面16与内侧滚道面11之间滚动自如地装入多个圆锥滚子4。圆锥滚子4的两端面42、43中的大径侧的端面42被进行研磨加工，与内圈3的突缘面28进行滑动接触。

保持器17通过对聚苯硫醚、聚酰胺等的合成树脂进行注塑成形来制作。保持器17中，小径的圆环部5和大径的圆环部6通过在圆周方向上等间隔地配置的多个柱部7来结合。柱部7的轴线的方向大致与圆锥滚子4的轴线的方向相同。在相邻的柱部7与柱部7之间的空间分别各插入一个圆锥滚子4。由相邻的柱部7、圆环部5、圆环部6包围的空间称为空腔。该空腔的圆周方向的内壁与圆锥滚子4的滚动面41接近，轴向的内壁与圆锥滚子4的轴向的两端面42、43接近。保持器17的径向及轴向上的定位通过所述空腔与圆锥滚子4接触来进行。如上述那样，保持器17通过与多个圆锥滚子4接近而被定位。然而，为了使圆锥滚子4能够自如滚动，在保持器17与圆锥滚子4之间需要一定程度的间隙。因此，在轴承旋转时，为了避免保持器17与内外圈2、3接触，在它们之间分别需要一定程度的大小的间隙。当内圈3旋转而圆锥滚子4进行公转运动时，保持器17由该圆锥滚子4引导而公转，与外圈2或内圈3同轴地旋转。

通过图7来详细说明保持器17的小径侧的圆环部5的形状。在圆环部5的外周形成有外周圆筒面51。该外周圆筒面51与柱部7的外周面连续。该圆环部5的外周圆筒面51配置在与形成于外圈2的内周的内周圆筒面31同轴上。外周圆筒面51和内周圆筒面31具有规定的间隙而在半径方向上相对，在上述外周圆筒面51与内周圆筒面31之间形成有与轴线C平行的圆筒空间R。

如图7的剖视图所示，圆环部5的轴向外侧的端面19在轴线方向的截面形状中成为与外周圆筒面51以锐角交叉的圆锥面。并且，外周圆筒面51与端面19交叉而形成的角部52的轴向位置以与外圈2的大端面21的轴向位置大体一致的方式装入。关于该圆环部5与外圈2的位置关系，在后面详细叙述。

圆环部5的内周面53形成为与保持器17的轴线C同轴的圆筒形状。该内周面53配置在与内圈3的圆筒面24同轴上，内周面53与圆筒面24具有规定的间隙沿半径方向相对地装入。圆环部5的轴向内侧的侧面54成为形成在与轴线C垂直的方向上的平面。侧面54的外径侧与柱部7的内周面连续。

如上述那样，在保持器17向圆锥滚子轴承1装入的状态下，圆环部5与内圈外周的小突缘部14相比靠轴向外侧配置，圆环部5的轴向内侧的侧面54与小突缘部14的轴向外侧的侧面14a具有小的间隙而相对。另外，如上述那样，圆环部5的内周面53与内圈外周的圆筒面24具有规定的间隙而相对。这样，在圆环部5的内周侧与内圈3的外周侧之间形成迷宫。

接着，通过图7来说明内圈3旋转时的油的流动。在以下的说明中，关于圆锥滚子轴承1，将内圈3的小端面27侧称为“小径侧”，将内圈3的大端面26侧称为“大径侧”进行说明。在使用该圆锥滚子轴承1的机动车的终减速器中，收容在差速器壳内的油由于齿轮的旋转而溅起，向对小齿轮轴进行支承的圆锥滚子轴承1供给大量的油。

在内圈3旋转时，轴承内的油(更详细而言，相邻的圆锥滚子4与圆锥滚子4之间存在的油)借助离心力而向处于外方的外侧滚道面16的一方移动。并且，由于外侧滚道面16为圆锥形状，因此油沿着外侧滚道面16向其大径侧移动。如上述那样，在圆锥滚子轴承1产生使油以从该小径侧向大径侧贯通的方式流动的所谓泵作用。

在贯通油量多时，由于圆锥滚子4搅拌油产生的搅拌阻力而转矩增大，装配有该圆锥滚子轴承1的装置(在此为终减速器)的动力损失增加。另一方面，在贯通油量过少时，无法充分确保圆锥滚子4与外圈2或内圈3进行滑动接触的部分的润滑，会引起烧结等故障。

由于如上述那样产生泵作用，由此油从圆锥滚子轴承1的小径侧的外圈2与内圈3之间的开口部向圆锥滚子轴承1的内部流入。如图7所示，保持器17的小径侧的圆环部5位于该开口部。因此，为了减少贯通轴承内部的油量，需要减少从该圆环部5的外周侧和内周侧这双方的流入量。

说明油从圆环部5的内周侧的流入。如前述那样，圆环部5的内周侧在与内圈3的外周之间形成有迷宫。因此，即便未严格设定保持器17的尺寸精度，只要使圆环部5与内圈3的间隙的大小存在于一定程度的范围内，就能够减少油从圆环部5的内周侧的流入量。关于与该部分的结构相伴的效果，由于记载在日本特开2005-69421号公报中，因此省略这里的详细的说明。

接着，说明油从圆环部5的外周侧的流入。在圆锥滚子轴承1的内部，保持器17的柱部7与外侧滚道面16之间(以下称为“间隙A”)的油借助离心力而从小径侧朝向大径侧流动。因此，以往在保持器17的小径侧端部处于保持器17与外圈2之间的油被间隙A的流动吸引而被向间隙A引导，因此无法充分减少贯通圆锥滚子轴承1的油量。

因此，在本参考发明中，在保持器17的小径侧端部，在圆环部5的外周形成有与轴线C平行的外周圆筒面51，同样在与平行于轴线C的内周圆筒面31之间形成有圆筒空间R。该圆筒空间R的内周圆筒面31是通过与轴线C平行的母线形成的圆筒面。因此，即使离心力作用于该圆筒空间R的油，也不会产生倾斜面情况下那样从小径侧向大径侧的积极的油的流动。

并且，在本参考发明中，保持器17的端面19朝向半径方向外侧向轴向外侧倾斜，并且角部52的顶端的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置。因此，通过齿轮的旋转而溅起到圆环部5的端面19的油借助离心力而向外方飞散时，该飞散的方向成为从外圈2的大端面21分离的方向。由此，能够防止该油向圆筒空间R流入的情况。

而且，沿着该端面19向外径侧流动的油的流动在角部52从端面19剥离，在角部52的里侧(在图7的情况下为角部52的右侧)生成压力下降的区域(低压区域)。角部52的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置。因此该低压区域形成在圆筒空间R的大端面21侧的开口部。

由于油朝向低压侧流动，因此存在于圆筒空间R的油从轴承的内部侧朝向大端面21侧流动。其结果是，能够减少圆筒空间R的油向前述的间隙A侧被吸引的情况，因此能够抑制油从圆环部5的外周侧的流入。

所述低压区域的大小根据保持器17的转速或油的温度等而变化。

由车辆的终减速装置通常使用时的条件，在内圈转速：5000/min、油的油温：80℃、圆筒空间R的半径方向的间隙：0.65mm的条件、及外圈2被固定且通过内圈3的旋转而保持器17与圆锥滚子4一起公转的条件下，改变外圈2的大端面21和保持器17的角部52的轴向位置进行了数值解析的结果如图8的坐标图所示。图8的纵轴是通过圆筒空间R的油的量(流量)。该坐标图如下侧(横轴)所示，在保持器端面位置(角部52的顶端的位置)与外圈2的大端面21的轴向位置一致时设为0，保持器端面位置(角部52的顶端的位置)相比大端面21沿轴向突出的方向设为+方向。其结果是，能够确认到角部52从大端面21沿轴向突出的大小为0～1mm左右的区域最为适当。

另外，在上述的条件下，在轴线方向的截面形状中，改变端面19与轴线C所成的角度θ(参照图7)而计算的结果是，能够确认到θ为45°～75°时减少流量的效果大的情况。

通过以上的说明可知，本发明的圆锥滚子轴承在保持器的外周侧，油流动的间隙由油的低压区域闭塞，由此抑制油向轴承内部的流入量。因此，即便不严格管理保持器的尺寸精度，也能够减少从小径侧向大径侧贯通而流动的油的量。其结果是，能够提供一种将油的搅拌阻力抑制得较小并减少了旋转中的转矩的圆锥滚子轴承。

另外，在该圆锥滚子轴承1中，如上所述(参照图7)，只要将角部52的顶端的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置即可。作为该“大致相等的位置”的具体例，如通过图8说明那样，说明了角部52的顶端从大端面21向轴向外侧突出的大小(也称为突出尺寸)为1mm以下的方式最为适当的情况。然而，即使在该向轴向外侧突出的大小超过1mm的情况下，如图8所示，约2.6mm以下的话，能够抑制油从圆环部5的外周侧向圆锥滚子轴承1的内部侧的流入。即，该突出尺寸为2.6mm以下的情况也包含在所述“大致相等的位置”中。需要说明的是，所述“大致相等的位置”中当然也包括突出尺寸为0(零)即大端面21与角部52的轴向位置一致的情况。

需要说明的是，在作为参考发明的圆锥滚子轴承1中，只要将角部52的顶端的轴向位置设置在与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等的位置即可。该“大致相等的位置”中，也包括角部52的顶端的位置成为比外圈2的大端面21稍靠轴向内侧(圆锥滚子4存在的轴承1的内部侧)的情况。即，也可以是突出方向成为-方向(负方向)的情况。如上述那样，作为突出方向成为-方向时的所述“大致相等的位置”的具体例，例如为-0.4mm以上且小于0mm。即使在这种情况下，也能够抑制从圆环部5的外周侧向圆锥滚子轴承1的内部侧的油的流入(参照图8)。即，即使在突出尺寸为-0.4mm以上且小于0mm的情况下，也包含在所述“大致相等的位置”中。

另外，图12是表示图1所示的圆锥滚子轴承1的变形例的剖视图。图12所示的圆锥滚子轴承1与图1所示的圆锥滚子轴承1相比，外圈2的内周面的形状不同，但是其他相同。具体说明不同点时，图12所示的外圈2的内周圆筒面31的轴向的长度比图1所示的外圈2的内周圆筒面31短。而且，可以进一步缩短该图12所示的外圈2的内周圆筒面31的轴向长度，此外，也可以省略该内周圆筒面31而将外侧滚道面16与大端面21(经由圆角面或倒角)连结。

本发明的圆锥滚子轴承1并不局限于图示的方式，在本发明的范围内也可以是其他的方式。需要说明的是，在本发明的所述各方式及所述参考发明中，如所述那样保持器17由圆锥滚子4定位于轴向上。然而，关于圆环部5的轴向外侧的端面19(角部52、55的顶端)与外圈2或内圈3的轴向位置的比较，在圆环部5最靠轴向内侧而将保持器17定位的状态下进行。例如，在将外周端部即角部52的顶端与外圈2的大端面21的轴向位置进行比较的情况下，在圆环部5最靠轴向内侧而将保持器17定位的状态下进行。而且，在将内周端部即角部55的顶端与内圈3的小端面27的轴向位置进行比较的情况下，在圆环部5最靠轴向内侧而将保持器17定位的状态下进行。

根据本发明，能够进一步抑制油从内圈的外周面与保持器的小径侧的端部的内周面之间的内周间隙向轴承内部的流入，能够减少圆锥滚子轴承旋转时的油的搅拌阻力。

Claims (2)

1.一种圆锥滚子轴承，具备：

外圈，在内周面具有圆锥状的外侧滚道面；

内圈，在外周面具有圆锥状的内侧滚道面；

多个圆锥滚子，滚动自如地设置在所述外侧滚道面与所述内侧滚道面之间；及

保持器，在圆周方向上等间隔地保持所述圆锥滚子，

所述圆锥滚子轴承的特征在于，

所述保持器的小径侧的内周端部设置在从所述内圈的轴向外侧的端面靠轴向内侧的位置，

所述保持器的小径侧的端面具有从所述内周端部朝向半径方向外侧向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面。

2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其中，

所述保持器的小径侧的端面在半径方向靠内的区域具有所述内侧倾斜面，在半径方向靠外的区域具有朝向半径方向外侧向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面，

所述保持器的小径侧的外周端部由所述外侧倾斜面与该保持器的小径侧的外周面交叉成锐角的角部构成，

所述角部的顶端的轴向位置设置在与所述外圈的端面的轴向位置大致相等的位置。