CN104912919A - 圆锥滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承包括内圈、外圈、多个圆锥滚子和保持器。保持器包括：大径侧及小径侧的两个环状部，形成空腔的轴向两端的壁部；和多个柱部。包括压力差减小单元，该压力差减小单元减小包含外圈的外圈滚道面的最小内径部在内的内侧区域的压力与包含保持器的小径侧环状部的外周面与轴向外侧端面之间的边界部在内的外侧区域的压力之差。

Description

圆锥滚子轴承
在2014年3月10日提出的日本专利申请2014-046157的公开内容所包含的说明书、附图及摘要的全部内容援引于此作为参照。
技术领域
本发明涉及圆锥滚子轴承。
背景技术
以往，在圆锥滚子轴承中，已知有例如图6所示包括内圈210、外圈230、多个圆锥滚子240和保持器250的结构的圆锥滚子轴承。在内圈210的外周面形成有锥轴状的内圈滚道面213。外圈230以与内圈210同心的方式配置在内圈210的外周侧，且在内周面形成有锥孔状的外圈滚道面231。圆锥滚子240以能够滚动的方式配置在内圈滚道面213与外圈滚道面231之间的环状空间。保持器250具有分别保持圆锥滚子240的多个空腔251。
在圆锥滚子轴承中，已知有例如日本专利第4975293号公报公开的那样在保持器的空腔的窄幅侧的柱部和小环状部的中央部设有切口的圆锥滚子轴承，该切口用于使流入到保持器与内圈之间的润滑油向外圈侧逃散。
在图6所示的以往的圆锥滚子轴承中，在轴承旋转时，朝向圆锥滚子轴承的小径侧供给的润滑油分支成第一流路R1’和第二流路R2’而流动，该第一流路R1’是通过在保持器250的小径侧环状部254形成的凸缘254a的内周面与内圈210的小径侧外周面之间的间隙而流向圆锥滚子轴承内的流路，该第二流路R2’是沿着保持器250的凸缘254a的外侧面流动之后朝向外圈230的小径侧内周面流动的流路。在轴承旋转时，通过第二流路R2’而流入到圆锥滚子轴承内的润滑油受到离心力的作用，从外圈滚道面231的小径侧朝向大径侧流动。因此，由外圈230的小径侧的内周面、圆锥滚子240的小端面241、保持器250的小径侧环状部254的外周面围成的内侧区域A’内的压力降低。另一方面，在第二流路R2’流动的润滑油与外圈30的小径侧内周面抵接，因此外圈230的小径侧内周面的外侧区域B’内的压力升高。根据这样的情况，外侧区域B’内的润滑油被引入到内侧区域A’内，因此在轴承内流动的润滑油的油量增大，由润滑油的流动阻力引起的转矩损失增大。在日本专利第4975293号公报公开的圆锥滚子轴承中，流入到保持器与内圈之间的润滑油能够利用保持器的切口而向外圈侧逃散。然而，内侧区域A’内的压力降低，外侧区域B’内的润滑油被引入到内侧区域A’内，因此设想到对于在轴承内流动的润滑油的油量减少无法期待效果。
发明内容
本发明的目的之一在于提供能够抑制在轴承内流动的润滑油的油量而减轻由润滑油的流动阻力引起的转矩损失的圆锥滚子轴承。
本发明的一方案的圆锥滚子轴承的结构上的特征在于，包括：内圈，在外周面形成有锥轴状的内圈滚道面；外圈，与所述内圈同心地配置在所述内圈的外周侧，且在内周面形成有锥孔状的外圈滚道面；多个圆锥滚子，以能够滚动的方式配置于所述内圈滚道面与所述外圈滚道面之间的环状空间；及保持器，具有分别保持所述多个圆锥滚子的多个空腔，在所述圆锥滚子轴承中，所述保持器包括：大径侧及小径侧的两个环状部，沿轴向隔开规定间隔且形成所述空腔的轴向两端的壁部；及多个柱部，跨过所述大径侧及小径侧的两个环状部而将两端部连结，且形成所述空腔的周向两侧的壁部，所述圆锥滚子轴承包括压力差减小单元，所述压力差减小单元减小包含所述外圈滚道面的最小内径部在内的内侧区域的压力与包含所述保持器的小径侧环状部的外周面与轴向外侧端面之间的边界部在内的外侧区域的压力之差。
附图说明
本发明的实施方式的特征和优点通过下面的参照附图的实施例的描述而变得显而易见，其中相同的附图标记用于表示相同的部件，其中，
图1是表示本发明的实施例1的圆锥滚子轴承的轴向剖视图；
图2是将内圈、外圈、圆锥滚子与保持器的组装状态放大表示的轴向剖视图；
图3是表示从圆锥滚子轴承的小径侧供给的润滑油的流动的说明图；
图4是保持器的展开图；
图5是表示对于位于保持器的空腔的小径侧端的壁部的中央部的小径侧环状部形成有构成引导路的一个凹部的实施方式的展开图；
图6是将以往的圆锥滚子轴承的内圈、外圈、圆锥滚子与保持器的组装状态放大表示的轴向剖视图。
具体实施方式
关于用于实施本发明的方式，根据实施例进行说明。
根据图1～图4来说明本发明的实施例1的圆锥滚子轴承。如图1和图2所示，圆锥滚子轴承包括内圈10、外圈30、多个圆锥滚子40和保持器50。
内圈10具有贯通中心部的中心孔11而形成为筒状，并在外周面形成有锥轴状的内圈滚道面13。在内圈10的内圈滚道面13的大径侧端部的外周面，与内圈滚道面13相邻地形成有大突缘部14。在内圈10的内圈滚道面13的小径侧端部的外周面，与内圈滚道面13相邻地形成有小突缘部20。在内圈10形成有从小突缘部20向轴向外侧延伸出的圆筒状的延长部22，该延长部22的中心孔11a与内圈10的中心孔11为同一中心且具有相同的孔径尺寸。而且，延长部22的外周面23形成为圆筒面。如图3所示，在小突缘部20的外周面20a与小突缘部20的轴向外侧端面20b之间的边界部形成有被倒角加工的倾斜面20c。
外圈30以与内圈10同心的方式配置在内圈10的外周侧，且在内周面形成有锥孔状的外圈滚道面31。而且，在外圈30形成有从外圈滚道面31的小径侧端部向轴向外侧延伸的圆筒状的延长部33，该延长部33的内周面34形成为圆筒面。
多个圆锥滚子40在分别保持于保持器50的多个空腔51的状态下，以能够滚动的方式配置于内圈滚道面13与外圈滚道面31之间的环状空间。
保持器50由具有耐热性、耐磨性、耐油性的树脂材料形成。如图2～图4所示，保持器50一体地包括大径侧及小径侧的两个环状部53、54和多个柱部52。所述两个环状部53、54沿轴向隔开规定间隔，且形成空腔51的轴向两端的壁部。所述柱部52跨过大径侧及小径侧的两个环状部53、54而将两端部连结，且形成空腔51的周向两侧的壁部。而且，在该实施例1中，如图3所示，保持器50的小径侧环状部54的内周面56与内圈10的小突缘部20的外周面20a、倾斜面20c、轴向外侧端面20b及延长部22的外周面23接近，形成为内侧内周面56a的内径较大且外侧内周面56b的内径较小并在边界部具有台阶面56c的台阶圆筒面。
如图3所示，在保持器50的小径侧环状部54的内周面56中的外侧内周面56b与内圈10的延长部22的外周面23的彼此的圆筒面之间构成隔开微小的间隙S1(例如，0.1mm～1.5mm)的迷宫式密封。而且，在保持器50的小径侧环状部54的内周面56中的内侧内周面56a及台阶面56c与内圈10的小突缘部20的外周面20a、倾斜面20c及轴向外侧端面20b之间形成有间隙空间S，该间隙空间S比微小的间隙S1稍大且与较多地连通的微小的间隙S1连通。而且，在保持器50的小径侧环状部54的外周面55与外圈30的延长部33的内周面34的彼此的圆筒面之间也构成隔开微小的间隙S2(例如，0.1mm～1.5mm)的迷宫式密封。
压力差减小单元60A是由外圈30的延长部33的内周面34及外圈滚道面31的小径侧端部、圆锥滚子40的小端面41、保持器50的小径侧环状部54的外周面55围成的区域。压力差减小单元60A减小包含外圈滚道面31的最小内径部31a在内的内侧区域A的压力与包含保持器50的小径侧环状部54的外周面55与轴向外侧端面58之间的边界部59在内的外圈30的延长部33的内周面34的外侧区域B的压力之差。作为压力差减小单元60A，有通过提高内侧区域A的压力来减小该内侧区域A与外侧区域B的压力之差的结构、减轻外侧区域B的压力来减小该外侧区域B与内侧区域A的压力之差的结构。在该实施例1中，压力差减小单元60A采用的是通过提高内侧区域A的压力来减小该内侧区域A与外侧区域B的压力之差的结构。
在该实施例1中，压力差减小单元60A通过将流入到第一流路R1的润滑油、及混入到该润滑油的空气向内侧区域A引导的引导路60而构成。在该实施例1中，引导路60由在与圆锥滚子40的小端面41相对的保持器50的小径侧环状部54的面(空腔51的小径侧端的壁部)上形成的沿径向延伸的凹部61构成。引导路60的内径侧开口与内圈10的小突缘部20的外周面20a及倾斜面20c相对，引导路60的外径侧开口与内侧区域A相对。构成引导路60的凹部61的槽深设定为比形成间隙空间S的保持器50的小径侧环状部54的内侧内周面56a及台阶面56c与内圈10的小突缘部20的外周面20a、倾斜面20c及轴向外侧端面20b之间的间隔尺寸大。由此，必要充分地确保引导路60的通路截面积。在该实施例1中，如图4所示，凹部61分别形成在位于空腔51的小径侧端的壁部的两侧部的两个部位，凹部61的深度尺寸H设定为0.5mm以上。
该实施例1的圆锥滚子轴承如上所述地构成。因此，在轴承旋转时，朝向圆锥滚子轴承的小径侧供给的润滑油分支成第一流路R1和第二流路R2而流动，该第一流路R1是如下流路：所述润滑油通过保持器50的小径侧环状部54的内周面56与内圈10的延长部22的外周面23之间的微小的间隙S1及间隙空间S而流向圆锥滚子轴承内的流路，该第二流路R2是如下流路：所述润滑油沿着保持器50的小径侧环状部54的轴向外侧端面58流动，经由外圈30的延长部33的内周面34的开口侧，通过保持器50的小径侧环状部54的外周面55与外圈30的延长部33的内周面34之间的微小的间隙S2而流向圆锥滚子轴承内。
在轴承旋转时，通过第一流路R1及第二流路R2而流入到圆锥滚子轴承内的润滑油受到离心力的作用，从外圈滚道面31的小径侧朝向大径侧流动。由此，设想到内侧区域A内的压力降低(成为低压)。此时，流到第一流路R1的润滑油、及混入到该润滑油的空气被引导路60引导而流入到内侧区域A内。因此，内侧区域A的压力下降的情况受到抑制。
另一方面，在第二流路R2流动的润滑油与外圈30的延长部33的开口侧部分抵接，位于保持器50的小径侧环状部54的外侧面上的外圈30的延长部33的内周面34的外侧区域B的压力升高。然而，内侧区域A的压力下降的情况受到抑制，因此与不具有压力差减小单元60A的情况相比，内侧区域A与外侧区域B的压力差减小。而且，在保持器50的小径侧环状部54的外周面55与外圈30的延长部33的内周面34之间隔开微小的间隙S2而构成迷宫式密封。因此，能够抑制外侧区域B内的润滑油被朝向区域A内引入的情况。其结果是，能够抑制在圆锥滚子轴承内流动的润滑油的油量(贯通油量)，能够减轻由润滑油的流动阻力引起的转矩损失。
使圆锥滚子轴承旋转而测定了如上所述设定有作为压力差减小单元60A的引导路60的该实施例1的圆锥滚子轴承的贯通油量和不存在作为压力差减小单元的引导路的以往的圆锥滚子轴承的贯通油量，结果是得到了如以下的表1及表2所示的结果。
表1
测定结果(圆锥滚子轴承的贯通油量)  (L/min)
表2
如从表1及表2可知的那样，圆锥滚子轴承的转速(min-1)在1500min-1处成为转换点，随着成为1500min-1以上而贯通油量能够比以往减小。
在该实施例1中，引导路60通过对于与圆锥滚子40的小端面41相对的保持器50的小径侧环状部54的面(空腔51的小径侧端的壁部)形成沿径向延伸的凹部61而能够容易地构成。
需要说明的是，本发明并非限定于所述实施例1，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够以各种方式进行实施。在所述实施例1中，例示了在保持器50的小径侧环状部54构成引导路60的凹部61分别形成在位于小径侧环状部54的空腔51的小径侧端的壁部的两侧部的两个部位的情况。然而，如图5所示，也可以在保持器50的小径侧环状部54(空腔51的小径侧端的壁部)的中央部一个部位形成凹部161而构成引导路160。
根据本发明，能够抑制在轴承内流动的润滑油的油量而减轻由润滑油的流动阻力引起的转矩损失。

Claims (5)

1.一种圆锥滚子轴承，包括：
内圈，在外周面形成有锥轴状的内圈滚道面；
外圈，与所述内圈同心地配置在所述内圈的外周侧，且在内周面形成有锥孔状的外圈滚道面；
多个圆锥滚子，以能够滚动的方式配置于所述内圈滚道面与所述外圈滚道面之间的环状空间；及
保持器，具有分别保持所述多个圆锥滚子的多个空腔，
所述圆锥滚子轴承的特征在于，
所述保持器包括：大径侧及小径侧的两个环状部，沿轴向隔开规定间隔且形成所述空腔的轴向两端的壁部；及多个柱部，跨过所述大径侧及小径侧的两个环状部而将两端部连结，且形成所述空腔的周向两侧的壁部，
所述圆锥滚子轴承包括压力差减小单元，所述压力差减小单元减小包含所述外圈滚道面的最小内径部在内的内侧区域的压力与包含所述保持器的小径侧环状部的外周面与轴向外侧端面之间的边界部在内的外侧区域的压力之差。
2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述压力差减小单元通过提高所述内侧区域的压力来减小所述内侧区域的压力与所述外侧区域的压力之差。
3.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述压力差减小单元通过在所述保持器的所述小径侧环状部形成引导路而构成，所述引导路将朝向所述内圈的小径侧的外周面流入的润滑油、及混入到该润滑油的空气向所述内侧区域引导。
4.根据权利要求3所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述引导路由在与所述圆锥滚子的小端面相对的所述保持器的所述小径侧环状部的面上形成的沿径向延伸的凹部构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
在所述保持器的所述小径侧环状部的外周面与所述外圈的小径侧的内周面之间构成隔开微小的间隙而相对的迷宫式密封。
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