CN105987076A - 圆锥滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆锥滚子轴承，具备：外圈，具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的外圈轨道面；内圈，具有内圈轨道面，在轴向另一侧具有向径向外侧突出的大凸肩部；多个圆锥滚子；环状的保持器；以及积存部，设置于外圈的轴向另一侧，在内周侧形成有用于积存润滑油的凹槽。凹槽在底部具有凹凸形状。

Description

圆锥滚子轴承

本申请通过参照于2015年3月23日提交的日本专利申请2015-059741而引用包括其说明书、附图以及摘要在内的全部内容。

技术领域

本发明涉及圆锥滚子轴承。

背景技术

圆锥滚子轴承能够承受径向载荷和单向的轴向载荷，被用于各种领域。例如，圆锥滚子轴承被用于支撑在汽车中的变速器、差速装置等齿轮机构设置的轴。这样的圆锥滚子轴承具备外圈、内圈、多个圆锥滚子以及环状的保持器。外圈具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的外圈轨道面。内圈具有与外圈轨道面相对的内圈轨道面且在内圈轨道面的轴向另一侧具有大凸肩部。圆锥滚子介于外圈轨道面与内圈轨道面之间。保持器以在周向上隔开间隔的方式保持多个圆锥滚子。

例如，在差速装置中，装置的壳体的底部被设为润滑油积存部(油积存部)。旋转的齿圈构成为将储存于润滑油积存部的润滑油带起而使其飞散，将该润滑油用于圆锥滚子轴承的润滑。但是，在发动机的启动时等的旋转初期，由如上所述的润滑油的带起实现的向圆锥滚子轴承的供油不充分。因而，圆锥滚子轴承有可能处于缺润滑状态。在圆锥滚子轴承中，圆锥滚子的大径侧的端面与内圈的大凸肩部之间为滑动接触。因而，若这样的滑动接触的部分成为缺润滑状态，则可能会因与滑动摩擦相伴的温度上升而产生烧熔。

于是，有人提出了在与内圈的大凸肩部的径向外侧的位置对应的外圈部分也就是外圈的端部安装有截面L字状的圆环部件(隔板)的圆锥滚子轴承(参照日本特开2008-57791号公报的图5、图6)。通过该圆环部件，能够在圆锥滚子轴承中积存润滑油。由此，在旋转初期，能够将该润滑油用于圆锥滚子的端面与内圈的大凸肩部之间的润滑。

根据日本特开2008-57791号公报所记载的圆锥滚子轴承，通过由截面L字状的圆环部件积存的润滑油，能够提高圆锥滚子与大凸肩部之间的耐烧熔性。然而，由于在润滑油中包含磨损粉等异物，所以这样的异物也会通过截面L字状的圆环部件而积存于圆锥滚子轴承。若该异物与润滑油一起浸入到圆锥滚子与大凸肩部之间、圆锥滚子的轨道面等轴承内部，则会成为使轴承寿命下降的原因。

发明内容

本发明的目的之一在于，在圆锥滚子轴承中能够积存润滑油，并且，即使该润滑油中含有异物，也能够使该异物不容易浸入轴承内部。

本发明的一技术方案的圆锥滚子轴承的结构上的特征在于，具备：外圈，具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的外圈轨道面；内圈，具有与所述外圈轨道面相对的内圈轨道面，在轴向另一侧具有向径向外侧突出的大凸肩部；多个圆锥滚子，介于所述外圈轨道面与所述内圈轨道面之间，与所述大凸肩部；环状的保持器，在周向上隔开间隔地保持多个所述圆锥滚子；以及积存部，设置于所述外圈的轴向另一侧，在内周侧形成有用于积存润滑油的凹槽，所述凹槽在底部具有凹凸形状。

附图说明

本发明的上述的特征和优点和进一步的特征和优点将会通过以下参照附图而进行的实施例的说明而变得明了，其中，对相同的要素标注相同的标号。

图1是示出具备本发明的圆锥滚子轴承的旋转装置的一实施方式的纵剖视图。

图2是示出前轴承及其周围的纵剖视图。

图3是积存部的放大图。

图4是从与滚子中心线平行的方向观察轴承内部时的剖视图。

图5是说明图2所示的前轴承的组装的说明图。

图6是示出圆锥滚子轴承的其他形态的一部分的纵剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出具备本发明的圆锥滚子轴承的旋转装置的一实施方式的纵剖视图。在本实施方式中，对将圆锥滚子轴承应用于汽车的差速装置10的情况进行说明。然而，圆锥滚子轴承能够应用于各种旋转装置。

在该差速装置10中，在壳体12内以啮合的方式配置有齿圈14和驱动小齿轮16。驱动小齿轮16一体地形成于轴18的一端部(在图1中为左端部)。在轴18的另一端部(在图1中为右端部)安装有轴套22。轴套22经由图外的接头和/或螺旋轴连结于发动机。发动机的驱动力被传递给驱动小齿轮16。在齿圈14装备有图外的差动机构。从差动机构向左右的车轮传递动力。

轴18可旋转地被前轴承30和后轴承40支撑于壳体12。该前轴承30和后轴承40都由圆锥滚子轴承形成。前轴承30和后轴承40虽然型号(大小)不同，但结构相同。于是，关于本发明的圆锥滚子轴承的详细结构，例示前轴承30来进行说明。

图2是示出前轴承30及其周围的纵剖视图。前轴承30具备外圈36、内圈32、圆锥滚子34以及保持器38。本实施方式的前轴承30还具有用于积存润滑油的积存部50。该积存部50与外圈36形成为一体。也就是说，在外圈36的一部分设置有积存部50。

外圈36具有从轴向一侧(在图2中为左侧)朝向轴向另一侧(在图2中为右侧)扩径的圆锥面状的外圈轨道面36a。内圈32具有与外圈轨道面36a相对的圆锥面状的内圈轨道面32a。内圈32具有小径的小凸肩部32b和大径的大凸肩部32c。小凸肩部32b在内圈轨道面32a的轴向一侧向径向外侧突出。大凸肩部32c在轴向另一侧向径向外侧突出。

圆锥滚子34具有圆锥台形状的外周面34a。圆锥滚子34在轴向一侧具有小径侧的端面34b，在另一侧具有大径侧的端面34c。在外圈轨道面36a与内圈轨道面32a之间介有多个圆锥滚子34。通过内圈32旋转，各圆锥滚子34在内圈轨道面32a和外圈轨道面36a上滚动。

保持器38为环状的部件，具有轴向一侧的小径环状部38a、轴向另一侧的大径环状部38b以及多个柱部38c。柱部38c连接环状部38a、38b。形成于环状部38a、38b之间且在周向上相邻的柱部38c、38c之间的空间成为收容圆锥滚子34的收容部39。由上可知，保持器38能够在周向上隔开间隔地保持多个圆锥滚子34。

保持器38具有阻止收容于收容部39的圆锥滚子34向径向外侧脱落(组装轴承时的脱落)的滚子止动部。本实施方式的滚子止动部由柱部38c的径向外侧的部分形成(参照图4)。如图4所示，在与圆锥滚子34的中心线正交的横截面中，以一个收容部39为中央而位于其周向两侧的一对滚子止动部38d、38d之间的周向尺寸L1比该横截面中的圆锥滚子34的直径D1小(L1<D1)。因而，收容部39内的圆锥滚子34在要向径向外侧移位时会与这一对滚子止动部38d、38d接触，而从不会向径向外侧脱落。

在图2中，积存部50是设置于外圈36的轴向另一侧的短圆筒状的部分。在该积存部50的内周侧形成有用于积存润滑油的凹槽55。图3是积存部50的放大图。本实施方式的积存部50具有圆筒部50a和圆环部50b。圆筒部50a通过从外圈36的径向外侧部的端部36b进一步向轴向另一侧延伸而形成。圆环部50b从圆筒部50a的顶端部向径向内侧延伸。圆环部50b成为构成凹槽55的一侧的侧壁。外圈36的端部36b(的一部分)成为构成凹槽55的另一侧的侧壁。

形成于圆筒部50a的内周面51b、圆环部50b的内侧面51c以及外圈36的端部36b的外侧面51d之间的空间成为所述凹槽55。该凹槽55形成为在周向上连续的环状槽。由此，凹槽55接受在前轴承30内通过、尤其是沿着外圈轨道面36a通过的润滑油L。在前轴承30的下部中，能够将该润滑油L保持于保持器38所具有的大径环状部38b的径向外侧的区域。如图2所示，积存部50(凹槽55)位于内圈32的大凸肩部32c的径向外侧。在前轴承30的上部中，积存部50的圆环部50b也能够将积存于积存部50的润滑油L朝向内圈32的大凸肩部32c引导。

如图3所示，在纵截面中，积存部50所具有的凹槽55在其底部具有凹凸形状。也就是说，圆筒部50a的内周面51b具有成为了凹凸形状的凹凸部56。在本实施方式中，设置有多个凹部56b且设置有多个凸部56a。然而，该凹凸部56(凹凸形状)只要包含至少一个凸部56a即可。本实施方式的凹凸形状中，凸部56a为矩形，成为了脉冲波形状。

积存部50构成为：构成该凹槽55的侧壁的内径φB即圆环部50b的内径φB比连接位于内圈32(参照图2)的外周侧的圆锥滚子34的最外径部34e而成的圆的直径φA大(φB>φA)。进而，在本实施方式中，凹槽55还构成为：在凹槽55的底部形成的凹凸形状(凹凸部56)所包含的凸部56a的内径φC也比所述直径φA大。

凹凸部56所包含的凹部56b被设定为比润滑油L中可能包含的异物g的大小大。作为异物g，存在在壳体12(参照图1)等的成形时产生的研磨屑、齿轮14和小齿轮16(参照图1)的磨损粉等。在研磨屑的情况下，该异物g的大小例如为100～200μm。在磨损粉的情况下，该异物g的大小例如为5μm～15μm。于是，凹部56b的轴向尺寸e被设定为该异物g的最大值(200μm)以上且该最大值的1.5倍(300μm)以下。与此同样，凹部56b的深度尺寸(径向尺寸)h也被设定为与轴向尺寸e相同或者比轴向尺寸e大的值。

对以上那样构成的差速装置10(参照图1)中的润滑油L的流动进行说明。在图1中，在壳体12的下部的配置有齿圈14的润滑油室19中积存有润滑油L。该润滑油室19的润滑油L通过齿圈14旋转而被搅拌，并且被带起而飞散。特别地，被带起到上方的润滑油L能够通过形成于壳体12的上部的导入流路21而流入前轴承30与后轴承40之间。这样流动的润滑油L能够分别浸入前轴承30和后轴承40，被用于润滑。

进而，通过了前轴承30的润滑油L被保持于与外圈36连续而设置的积存部50的凹槽55，能够滞留于前轴承30(所述积存部50：参照图2)。在该差速装置10中，在旋转停止之后经过规定时间而旋转刚刚重新开始之后(旋转初期)，即使如上所述那样带起润滑油室19中的润滑油L，润滑油L也不会立即供给到前轴承30。但是，在本实施方式中，能够将通过积存部50而滞留于前轴承30的润滑油L用于旋转初期。尤其是，在圆锥滚子轴承(参照图2)中，圆锥滚子34与内圈32的大凸肩部32c滑动接触。然而，能够将通过积存部50而滞留于前轴承30的润滑油L用于该滑动接触面(滑动面)的润滑。其结果，在旋转初期，能够防止圆锥滚子34与大凸肩部32c的接触面成为缺少润滑状态。

如上所述(参照图3)，积存部50的凹槽55在底部(内周面51b)具有凹凸形状。因而，润滑油L能够从凹槽55流出。然而，进入到该底部(凹凸部56)的凹部56b的异物g挂于凸部56a而导致该异物g从凹槽55的流出受到阻碍，能够使得异物g难以浸入轴承内部，例如轨道面32a、36a和/或圆锥滚子34与大凸肩部32c之间。若假设异物g与润滑油L一起浸入轴承内部，则会成为轴承寿命下降的原因。然而，根据本实施方式的前轴承30，能够防止由异物g引起的轴承寿命的下降。

图5是说明图2所示的前轴承30的组装的说明图。为了构成图2所示的前轴承30，首先对与积存部50成为了一体的外圈36从轴向进行推压，将其压入壳体12。压入完成的状态是图5所示的状态。

接着，在保持器38收容有圆锥滚子34的状态下，使其位于内圈32的内圈轨道面32a而构成内圈单元30a。使该内圈单元30a沿着轴向移动，一边从轴18的轴端外嵌，一边接近装配于壳体12的带有积存部50的外圈36。由此，内圈单元30a所包含的圆锥滚子34通过积存部50，而使内圈单元30a沿着轴向移动到圆锥滚子34与外圈轨道面36a接触的位置。

此时，圆锥滚子34的最外径部34e在整周上不会与积存部50的圆环部50b发生干涉。这是因为，如上所述，积存部50的圆环部50b的内径φB即构成凹槽55的侧壁的内径φB比连接位于内圈32的外周侧的圆锥滚子34的最外径部34e而成的圆的直径φA大(φB>φA)。进而，在本实施方式中，圆锥滚子34的最外径部34e也不会与积存部50的凹凸部56(参照图3)发生干涉。这是因为，如上所述，凹凸部56所包含的凸部56a的内径φC比所述直径φA大(φC>φA)。如以上那样，能够通过将内圈单元30a组装于带有积存部50的外圈36而构成前轴承30(参照图2)。

如图2所示，本实施方式的圆锥滚子轴承(前轴承30)具备外圈36、内圈32、多个圆锥滚子34、环状的保持器38以及积存部50。在积存部50形成有设置于外圈36的轴向另一侧且用于在内周侧积存润滑油L的凹槽55。外圈36与积存部50作为一体而形成。如图3和图5所示，构成该积存部50的凹槽55的侧壁(圆环部50b)的内径φB比连接位于内圈32的外周侧的圆锥滚子34的最外径部34e而成的圆的直径φA大。

根据该结构，能够在设置于外圈36的轴向另一侧的积存部50的凹槽55中积存润滑油L。能够将该润滑油L用于圆锥滚子轴承(前轴承30)的润滑。尤其是，在设置有积存部50的轴向另一侧，内圈32具有与圆锥滚子34接触的大凸肩部32c。由此，能够将积存部50的润滑油L用于圆锥滚子34与大凸肩部32c之间的润滑。因而，在前轴承30的旋转初期，能够防止圆锥滚子34与大凸肩部32c的接触面成为缺少润滑状态。

如图5所示，外圈36与积存部50作为一体而成形。由此，在装配于壳体12时，也能够将该外圈36和积存部50作为一体来处理。其结果，能够简单地得到用于将润滑油L积存于前轴承30的结构。进而，在使内圈单元30a和与积存部50为一体的外圈36在轴向上接近而组装圆锥滚子轴承时，构成凹槽55的侧壁(圆环部50b)不会与内圈单元30a的圆锥滚子34的最外径部34e发生干涉，前轴承30的组装变得容易。

图6是示出圆锥滚子轴承(前轴承30)的其他形态的一部分的纵剖视图。在图6所示的前轴承30中，外圈36和积存部50分体。也就是说，积存部50由用于积存润滑油的专用的保持部件形成。积存部50是与外圈36相独立地形成的圆筒状的部件。积存部50具有圆筒部62和环状的突出部68。圆筒部62设置于外圈36的附近。突出部68从圆筒部62向径向内侧突出。圆筒部62与外圈36的大径侧端面36c接触而设置。在圆筒部62、环状的突出部68以及外圈36的轴向另一侧的端部36b之间形成截面为凹状的环状槽(凹槽55)。该积存部50具有用于与外圈36的一部分(端部36b)嵌合而使积存部50与外圈36成为一体的的嵌合部。本实施方式的嵌合部是嵌合爪66。此外，该积存部50为树脂制。

在该积存部50所具有的圆筒部62设置有朝向轴向另一侧而开口的缝隙54。通过该缝隙54，圆筒部62中的设置有突出部68的径向内侧部51和径向外侧部52在径向上分离。该圆筒部62具有连接该径向内侧部51和径向外侧部52的基部53。在本实施方式中，缝隙54遍及整周而设置。该缝隙54为了使设置有突出部68的径向内侧部51容易朝向径向外侧弹性变形而设置。在前轴承30的组装时，(与图5的情况同样地)使图6所示的用于前轴承30的内圈单元在轴向上接近外圈36和积存部50。在该情况下，即使突出部68与保持器38的大径环状部38b和/或圆锥滚子44的最外径部34e接触，突出部68自身也会进行弹性变形。设置有该突出部68的径向内侧部51也能够向径向外侧弹性变形。由此，内圈单元所包含的保持器38的大径环状部38b和圆锥滚子的最外径部34e能够通过积存部50。

该积存部50的凹槽55在其底部具有凹凸形状。这一点与图3所示的积存部50相同。根据该积存部50，能够在设置于外圈36的轴向另一侧的积存部50的凹槽55中积存润滑油。能够将该润滑油用于圆锥滚子轴承(前轴承30)的润滑。因而，例如在旋转初期，能够防止轴承内部成为缺少润滑状态。由于该积存部50的凹槽55在底部具有凹凸形状，所以积存于底部的异物g的流出受到阻碍，能够使异物g难以浸入轴承内部。

以上公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。也就是说，本发明的圆锥滚子轴承不限于图示的形态，也可以在本发明的范围内为其他形态。在所述实施方式中，设置于凹槽55的底部的凹凸形状形成为脉冲波形。然而，该形状可以变更，也可以是三角波形。在所述实施方式中，虽然将具备本发明的圆锥滚子轴承的旋转机器设为差速装置而进行了说明，但也可以是汽车的变速器等的齿轮机构。

根据本发明的圆锥滚子轴承，能够在积存部的凹槽中积存润滑油。即使该润滑油包含异物，积存于凹槽的底部的异物的流出也会因凹凸形状而受到阻碍。由此，能够使异物难以浸入轴承内部，能够防止由异物引起的轴承寿命的下降。

Claims (4)

1.一种圆锥滚子轴承，具备：

外圈，具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的外圈轨道面；

内圈，具有与所述外圈轨道面相对的内圈轨道面，在轴向另一侧具有向径向外侧突出的大凸肩部；

多个圆锥滚子，介于所述外圈轨道面与所述内圈轨道面之间，与所述大凸肩部接触；

环状的保持器，在周向上隔开间隔地保持多个所述圆锥滚子；以及

积存部，设置于所述外圈的轴向另一侧，在内周侧形成有用于积存润滑油的凹槽，

其中，

所述凹槽在底部具有凹凸形状。

2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其中，

所述外圈与所述积存部作为一体而形成，

所述积存部的构成所述凹槽的侧壁的内径比连接位于所述内圈的外周侧的所述圆锥滚子的最外径部而成的圆的直径大。

3.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承，其中，

所述凹凸形状所包含的凸部的内径比连接位于所述内圈的外周侧的所述圆锥滚子的最外径部而成的圆的直径大。

4.一种圆锥滚子轴承，具备：

外圈，具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的外圈轨道面；

内圈，具有与所述外圈轨道面相对的内圈轨道面，在轴向另一侧具有向径向外侧突出的大凸肩部；

多个圆锥滚子，介于所述外圈轨道面与所述内圈轨道面之间，与所述大凸肩部接触；

环状的保持器，在周向上隔开间隔地保持多个所述圆锥滚子；以及

积存部，设置于所述外圈的轴向另一侧，在内周侧形成有用于积存润滑油的凹槽，

其中，

所述积存部与所述外圈作为一体而形成，

所述积存部的构成所述凹槽的侧壁的内径比连接位于所述内圈的外周侧的所述圆锥滚子的最外径部而成的圆的直径大。