CN106895079B - 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。圆锥滚子轴承具备外圈、内圈、圆锥滚子、保持器、润滑油保持构件。保持器为树脂制。由于保持器为树脂制，因此不使保持器与润滑油保持构件接触而能够实现圆锥滚子轴承的小型化。

Description

圆锥滚子轴承
在2015年12月17日提出的日本专利申请2015-245959的公开，包括其说明书、附图及摘要作为参照而全部包括于此。
技术领域
本发明涉及圆锥滚子轴承，尤其是涉及在圆锥滚子滚动的空间内积存润滑油的圆锥滚子轴承。
背景技术
圆锥滚子轴承具备外圈、内圈、多个圆锥滚子及保持器。圆锥滚子以圆锥滚子滚动的方向的轴相对于圆锥滚子轴承的轴心倾斜的方式配置。圆锥滚子的大径的底面(以下，也称为大端面)与小径的底面(以下，也称为小端面)相比配置在轴承的径向外方。
作为圆锥滚子轴承的特性，要求提高圆锥滚子的大端面和内圈中的与圆锥滚子的大端面接触的面(以下，也称为大突缘面)的相对于烧结的耐性、及抑制圆锥滚子轴承的保持器的兜孔面的磨损。作为这样的圆锥滚子轴承，已知有在外圈安装润滑油保持构件，且在润滑油保持构件与外圈之间的空间内积存润滑油的圆锥滚子轴承(例如，日本特开2008-057791号公报、日本特开2008-223891号公报)。
在圆锥滚子轴承中，润滑油保持构件以成为一体的方式安装于外圈。相对于此，在轴承旋转时，保持器相对于外圈旋转。因此，若保持器与润滑油保持构件接触，则在两者之间产生摩擦，有时对轴承的旋转动作造成影响。
通常，保持器通过金属而冲压成型，因此难以变更保持器的形状。因此，为了将保持器与润滑油保持构件配置成不接触，需要将润滑油保持构件的轴向的尺寸增大成在润滑油保持构件与保持器之间能够确保间隙的程度。
另一方面，为了提高圆锥滚子轴承的设置的自由度而存在圆锥滚子轴承的小型化的要求。因此，优选实现润滑油保持构件的小型化。
发明内容
本发明的目的之一是在具有润滑油保持构件的圆锥滚子轴承中，抑制保持器与润滑油保持构件之间的摩擦的产生并实现圆锥滚子轴承的小型化。
本发明的一方式的圆锥滚子轴承的结构上的特征在于，具备：外圈，在内周面具有第一滚道面；内圈，在外周面具有第二滚道面，且配置在与外圈相同的轴上；多个圆锥滚子，配置在第一滚道面与第二滚道面之间的空间内，并且每个圆锥滚子以滚子轴心随着从小径侧底面朝向大径侧底面而从轴承轴心分离的方式相对于轴承轴心倾斜配置；树脂制的保持器，形成有收容多个圆锥滚子的多个兜孔；及润滑油保持构件，与外圈固定成一体。润滑油保持构件包括：圆环状的环状部；及圆筒状的筒状部，该筒状部的轴向外方的端部与环状部的径向外方的端部连接，并且该筒状部固定于外圈的轴向上的两个端部中的接近大径侧底面的端部。
附图说明
前述及后述的本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是表示实施方式1的圆锥滚子轴承的整体的剖视图。
图2是实施方式1的圆锥滚子轴承的剖视图。
图3是内圈的剖视图。
图4是保持器的立体图。
图5是外圈及润滑油保持构件的剖视图。
图6是实施方式1的圆锥滚子轴承的剖视图。
图7是变形例1的圆锥滚子轴承的剖视图。
具体实施方式
本发明的圆锥滚子轴承具备外圈、内圈、多个圆锥滚子、树脂制的保持器、润滑油保持构件。外圈在内周面具有第一滚道面。内圈在外周面具有第二滚道面，且配置在与外圈相同的轴上。圆锥滚子配置于第一滚道面及第二滚道面之间的空间，并且每个圆锥滚子以滚子轴心随着从小径侧底面朝向大径侧底面而从轴承轴心分离的方式相对于轴承轴心倾斜配置。在保持器形成有收容多个圆锥滚子的多个兜孔。润滑油保持构件与外圈固定成一体。润滑油保持构件包括圆环状的环状部和圆筒状的筒状部。筒状部的轴向外方的端部与环状部的径向外方的端部连接。筒状部固定于外圈的轴向上的两个端部中的接近大径侧底面的端部。
根据上述的结构，由于保持器为树脂制，因此对于保持器的形状的制造上的制约减少，保持器的形状的自由度提高。因此，能够设计成保持器或润滑油保持构件不会大型化，且保持器与润滑油保持构件不会接触。因此，根据本发明的圆锥滚子轴承，能够抑制保持器与润滑油保持构件之间的摩擦的产生，且能够实现圆锥滚子轴承的小型化。
保持器包括与圆锥滚子的大径侧底面相对的保持器大径部。本发明的圆锥滚子轴承中，在包括轴承轴心及保持器的兜孔的截面上，保持器大径部的与滚子轴心平行的方向的最大宽度优选小于保持器大径部的与滚子轴心垂直的方向的最大宽度。
根据上述的结构，保持器大径部的与滚子轴心平行的方向的最大宽度设定成小于保持器大径部的与滚子轴心垂直的方向的最大宽度。由此，能够实现圆锥滚子轴承的轴向的尺寸的小型化，并且能够充分确保保持器的强度。
内圈在外周面具有环状的凹部，该凹部具有包括第二滚道面的底面。保持器包括与圆锥滚子的大径侧底面相对的保持器大径部。本发明的圆锥滚子轴承中，内圈的凹部的底面的轴向上的两个端部中的接近圆锥滚子的大径侧底面的端部优选相比保持器大径部的轴向外方的端面在轴向上位于外方。
根据上述的结构，构成内圈的第二滚道面的凹部的底面的在轴向上的两个端部中的接近圆锥滚子的大径侧底面的端部设定成相比保持器大径部的轴向外方的端面在轴向上位于外方。由此，能够实现圆锥滚子轴承的轴向的尺寸的进一步小型化。
保持器包括与圆锥滚子的大径侧底面相对的保持器大径部。本发明的圆锥滚子轴承中，内圈的轴向的两个端面中的接近圆锥滚子的大径侧底面的端面优选相比润滑油保持构件的环状部的轴向外方的端面在轴向上位于外方。
根据上述的结构，内圈的轴向的两个端面中的接近圆锥滚子的大径侧底面的端面设定成相比润滑油保持构件的环状部的轴向外方的端面在轴向上位于外方。由此，能够实现圆锥滚子轴承的轴向的尺寸的进一步小型化。
保持器包括与圆锥滚子的大径侧底面相对的保持器大径部。本发明的圆锥滚子轴承在包括轴承轴心及保持器的兜孔的截面上，优选在保持器大径部的径向外方且轴向外方设有切口。
根据上述的结构，形成有切口。由此，不使保持器与润滑油保持构件接触而能够使两者的距离更接近。因此，能够实现圆锥滚子轴承的轴向的尺寸的进一步小型化。
本发明的圆锥滚子轴承在固定有润滑油保持构件的外圈的端部处，外圈的轴向的端面与润滑油保持构件的环状部的轴向内方的端面之间的轴向上的距离优选为4mm以下。
以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施方式。在以下的说明中参照的各图为了便于说明，仅将本发明的实施方式的构成构件中的为了说明本发明所需的主要构件简化地表示。因此，本发明也可具备以下的各图未示出的任意的构成构件。以下的各图中的构件的尺寸并非忠实地表示实际的尺寸及各构件的尺寸比率等。
图1是实施方式1的圆锥滚子轴承1的剖视图。图1是通过圆锥滚子轴承1的轴承轴心L1的剖视图。圆锥滚子轴承1例如使用于机动车等车辆的驱动轮的轴承装置。在本说明书中，在仅称为“轴向”时，是指轴承轴心L1的轴向。
如图1所示，圆锥滚子轴承1具备外圈10、内圈20、多个圆锥滚子30、保持器40及润滑油保持构件50。外圈10、内圈20、保持器40及润滑油保持构件50是设置在与圆锥滚子轴承1的轴承轴心L1相同的轴上的环状的构件。
外圈10和内圈20如图1所示以内圈20嵌合于外圈10的径向内侧的方式配置。在径向上由外圈10和内圈20夹持的空间内配置有保持器40。多个圆锥滚子30由保持器40保持。润滑油保持构件50安装在外圈10的轴向的一方的端部。
圆锥滚子30具有圆锥台的形状。圆锥滚子30的滚子轴心L2相对于轴承轴心L1倾斜。滚子轴心L2随着从圆锥滚子30的小径侧的底面31(以下，也称为小端面31)朝向大径侧的底面32(以下，也称为大端面32)而从轴承轴心L1分离。
在本说明书的以下的记载中，将轴向中的圆锥滚子30的小端面31侧的方向作为“小径侧”，将大端面32侧的方向作为“大径侧”。
图2是将圆锥滚子轴承1的一部分放大的剖视图。
外圈10在内周面具有第一滚道面11。第一滚道面11成为随着从小径侧朝向大径侧而与轴承轴心L1的距离增大的锥形形状。
在外圈10的外周面的大径侧端部形成有环状的槽12和环状的爪13。爪13形成在槽12的大径侧。槽12及爪13为了使润滑油保持构件50与外圈10嵌合而设置。
图3是表示内圈20的一部分的剖视图。在内圈20的外周面形成有环状的凹部21。凹部21的包括轴承轴心L1的截面的形状为大致矩形。凹部21的底面整体为圆筒状，且包括第二滚道面22。第二滚道面22成为随着从小径侧朝向大径侧而与轴承轴心L1的距离变大的锥形形状。第二滚道面22的锥角比第一滚道面11的锥角小。在凹部21内收容圆锥滚子30的一部分。
凹部21的圆环状的面23、24中的小径侧的小突缘面23与圆锥滚子30的小端面31相对。内圈20中的构成比小突缘面23靠轴向上的外方(小径侧)的部分成为小突缘部25。凹部21的圆环状的面23、24中的大径侧的大突缘面24与圆锥滚子30的大端面32相对。内圈20中的构成比大突缘面24靠轴向上的外方(大径侧)的部分成为大突缘部26。
在凹部21中，在第二滚道面22与大突缘面24连结的部分形成有环状的槽27。槽27为了使内圈20与圆锥滚子30的嵌合容易而形成。槽27构成凹部21的底面的一部分。即，槽27作为所谓“避让槽”发挥功能。
如图2所示，圆锥滚子30配置于在第一滚道面11与第二滚道面22之间构成的空间内。如上所述，多个圆锥滚子30分别为圆锥台的形状，滚子轴心L2相对于轴承轴心L1倾斜。
图4是保持器40的立体图。保持器40的概略形状是具有随着从小径侧朝向大径侧而与轴承轴心L1的距离变大的锥形面的圆环形状。在保持器40的锥形面形成有多个兜孔41。锥形面的多个兜孔41的各自的形状是与圆锥滚子30的形状对应的大致梯形。
如图2及图4所示，保持器40的比兜孔41靠小径侧的部分成为小端面保持部42。保持器40的比兜孔41靠大径侧的部分成为大端面保持部44。如图2所示，小端面保持部42的大径侧的面43与滚子轴心L2大致垂直，且与圆锥滚子30的小端面31相对。大端面保持部44的小径侧的面45与滚子轴心L2大致垂直，且与圆锥滚子30的大端面32相对。关于大端面保持部44的形状的详情在后文叙述。
保持器40由树脂形成。保持器40优选由耐油性及恒温性优异的树脂形成。作为形成保持器40的树脂，可列举例如6,6-聚酰胺(尼龙66，PA66)、4,6-聚酰胺(尼龙46，PA46)、聚苯硫醚(PPS)等。
保持器40为树脂制，因此可以通过例如注塑成型来制作。通过注塑成型来成型保持器40，因此保持器40的形状的设计的自由度提高。
图5是表示润滑油保持构件50及外圈10的一部分的剖视图。如图5所示，润滑油保持构件50由环60和弹性体唇部70构成。
环60包括圆筒状的环主体61和从环主体61的内周面向径向内方突出的环状的爪62。环主体61和爪62一体形成。爪62形成在环主体61的轴向外方。环60例如由不锈钢等金属形成。
弹性体唇部70的形状整体为圆环形状。弹性体唇部70中的构成径向外方的部分成为厚壁部71，轴向的厚度比环60的爪62的厚度大。弹性体唇部70中的构成径向内方的部分成为薄壁部72，轴向的厚度比厚壁部71小。弹性体唇部70由例如丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶等橡胶形成。
在弹性体唇部70中，厚壁部71与薄壁部72连续而形成为一体。即，在弹性体唇部70的轴向内方的表面，厚壁部71的表面71b相比薄壁部72的表面72b位于轴向内方。
在厚壁部71形成有在径向上从外方朝向内方的槽73。槽73遍及厚壁部71的整周地形成。槽73的尺寸设定为环60的爪62能够嵌入的尺寸。通过使爪62嵌入槽73，由此环60与弹性体唇部70一体组合，构成润滑油保持构件50。
环60与弹性体唇部70一体组合，由此润滑油保持构件50的形状成为圆环状的环状部51与圆筒部52成为一体的形状。环状部51相当于环60的爪62及弹性体唇部70。圆筒部52相当于环主体61。
在环主体61的内周面的小径侧的端部，环状的槽63及爪64沿轴向连续地形成。爪64相比槽63形成于小径侧。槽63及爪64为了在外圈10安装润滑油保持构件50而形成。
具体而言，外圈10的爪13嵌入到槽63内。爪64嵌入到外圈10的槽12中。由此，外圈10与润滑油保持构件50一体固定。
如图1的下侧的润滑油保持构件50的周边所示，向形成在润滑油保持构件50与外圈10之间的空间供给润滑油。润滑油积存在圆锥滚子轴承1的下部。润滑油的液面S1的高度成为圆锥滚子轴承1的最下部的弹性体唇部70的高度。
在圆锥滚子轴承1的静止状态下，润滑油与外圈10的一部分、圆锥滚子30的一部分及保持器40的一部分接触。由于圆锥滚子轴承1旋转，积存于圆锥滚子轴承1的下部的润滑油在旋转的同时被卷起。由此，向第一滚道面11及第二滚道面22等供给润滑油。其结果是，能够降低在圆锥滚子30与第一滚道面11之间、及圆锥滚子30与第二滚道面22之间等产生的摩擦。
图6是将圆锥滚子轴承1的一部分比图5进一步放大表示的剖视图。参照图6，说明保持器40的形状。
在图6所示的截面上，在保持器40的大端面保持部44形成有切口46。切口46在截面上形成在大端面保持部44的径向的外方且轴向的外方。即，切口46形成在润滑油保持构件50的弹性体唇部70的厚壁部71的附近。切口46遍及大端面保持部44的整周地形成。
在弹性体唇部70的厚壁部71的附近形成有切口46。由此，能够以保持器40与弹性体唇部70不接触，且两者的轴向的距离减小的方式设计。
在本实施方式中，将保持器40设为成型、加工容易的树脂制。由此，保持器40与以往的保持器相比能够实现轴向的尺寸的小型化。具体而言，例如图6所示，大端面保持部44的轴向外方的端面47的轴向上的位置44t相比内圈20的槽27的底面的轴向上的位置(成为轴向的端部的位置)27t位于轴向内方。
例如，外圈10的大径侧的表面14的轴向的位置10t与润滑油保持构件50的环状部51的轴向内方的表面71b(弹性体唇部70的厚壁部71的表面71b)的轴向的位置51t之间的距离d1可以设为4mm以下。
保持器40的大端面保持部44的与滚子轴心L2平行的方向的尺寸d2比与滚子轴心L2垂直的方向的尺寸d3小。由此，能够实现保持器40的轴向的尺寸的小型化，并且充分确保径向的尺寸，由此能够确保大端面保持部44的强度。
保持器40的大端面保持部44的轴向的尺寸与以往相比小型化的结果是，不使保持器40与润滑油保持构件50接触，而能够实现润滑油保持构件50的轴向的尺寸的小型化。例如，润滑油保持构件50的轴向外方的表面53的轴向的位置50t相比内圈20的轴向外方的底面28的轴向的位置20t位于轴向内方。
图7是表示实施方式1的变形例1的圆锥滚子轴承1A的一部分的剖视图。圆锥滚子轴承1A中，保持器40A的大端面保持部44A的形状与实施方式1不同。具体而言，在大端面保持部44A未形成实施方式1的大端面保持部44的切口46。在其他的方面，圆锥滚子轴承1A具有与实施方式1相同的结构。
在大端面保持部44A中，与滚子轴心L2平行的方向的尺寸d4也小于与滚子轴心L2垂直的方向的尺寸d5。由此，能够实现保持器40A的轴向的尺寸的小型化。此外，通过充分确保径向的尺寸，能够确保大端面保持部44A的强度。
在上述的实施方式中，设润滑油保持构件50的大径侧的表面53的轴向的位置50t相比内圈20的大径侧的底面28的轴向的位置20t位于小径侧。然而，这不是本发明的必须的结构。只要根据所需的圆锥滚子轴承的尺寸而将润滑油保持构件设计成任意的尺寸即可。
在上述的实施方式中，设大端面保持部44的轴向的大径侧的端面47的轴向的位置44t相比内圈20的槽27的底面的轴向的位置(成为轴向的端部的位置)27t位于小径侧。然而，这不是本发明的必须的结构。大端面保持部44的轴向的大径侧的端面47的轴向的位置44t可以位于与内圈20的槽27的底面的轴向的位置27t相同的位置，或者也可以相比所述位置27t位于大径侧。
在上述的实施方式中，设保持器40的大端面保持部44的与滚子轴心L2平行的方向的尺寸d2小于与滚子轴心L2垂直的方向的尺寸d3。然而，这不是本发明的必须的结构。例如，即使在d2的尺寸为d3以上的情况下，例如通过在大端面保持部44设置切口等，也能够形成为实现了轴向的尺寸的小型化的保持器。本发明的保持器为树脂制，因此能够容易地将保持器制作成任意的形状。
在上述的实施方式中，设润滑油保持构件50安装于外圈10的外周面。然而，没有特别限定于此。例如，润滑油保持构件50也可以通过嵌合于外圈10的内周面而固定于外圈10。
在上述的实施方式中，设外圈10的大径侧的表面14的轴向的位置10t与润滑油保持构件50的环状部51的小径侧的表面71b的轴向的位置51t之间的距离d1为4mm以下。然而，这对于本发明而言不是必须的结构。
在上述的实施方式中，设润滑油保持构件50由金属制的环60及弹性体唇部70构成。然而，没有特别限定于此。例如，润滑油保持构件50整体也可以由橡胶等弹性体构成。
以上，上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。由此，本发明没有限定为上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以将上述的实施方式适当变形来实施。
根据本发明的圆锥滚子轴承，能够抑制保持器与润滑油保持构件之间的摩擦的产生，并且实现圆锥滚子轴承的小型化。

Claims (7)

1.一种圆锥滚子轴承，具备：
外圈，在内周面具有第一轨道面；
内圈，在外周面具有第二轨道面，且配置在与所述外圈相同的轴上；
多个圆锥滚子，配置在所述第一轨道面与所述第二轨道面之间的空间内，并且每个圆锥滚子以滚子轴心随着从小径侧底面朝向大径侧底面而从轴承轴心分离的方式相对于所述轴承轴心倾斜配置；
树脂制的保持器，形成有收容所述多个圆锥滚子的多个兜孔，包括比所述兜孔靠小径侧的部分即小端面保持部及比所述兜孔靠大径侧的部分即大端面保持部；及
润滑油保持构件，与所述外圈固定成一体，其中，
所述润滑油保持构件包括：
圆环状的环状部；及
圆筒状的筒状部，所述筒状部的轴向外方的端部与所述环状部的径向外方的端部连接，并且所述筒状部固定于所述外圈的轴向上的两个端部中的接近所述大径侧底面的端部，
所述环状部的轴向内方的表面的轴向的位置相比所述大端面保持部的轴向外方的端面的轴向上的位置位于轴向内方。
2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其中，
所述保持器包括保持器大径部，所述保持器大径部与所述圆锥滚子的所述大径侧底面相对，
在包括轴承轴心及所述保持器的所述兜孔的截面上，所述保持器大径部的与滚子轴心平行的方向的最大宽度小于所述保持器大径部的与滚子轴心垂直的方向的最大宽度。
3.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其中，
所述内圈在外周面具有环状的凹部，所述凹部具有包括所述第二轨道面的底面，
所述保持器包括保持器大径部，所述保持器大径部与所述圆锥滚子的所述大径侧底面相对，
所述凹部的底面的轴向上的两个端部中的接近所述圆锥滚子的所述大径侧底面的端部相比所述保持器大径部的轴向外方的端面在轴向上位于外方。
4.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承，其中，
所述内圈在外周面具有环状的凹部，所述凹部具有包括所述第二轨道面的底面，
所述保持器包括保持器大径部，所述保持器大径部与所述圆锥滚子的所述大径侧底面相对，
所述凹部的底面的轴向上的两个端部中的接近所述圆锥滚子的所述大径侧底面的端部相比所述保持器大径部的轴向外方的端面在轴向上位于外方。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的圆锥滚子轴承，其中，
所述保持器包括保持器大径部，所述保持器大径部与所述圆锥滚子的所述大径侧底面相对，
所述内圈的轴向的两个端面中的接近所述圆锥滚子的所述大径侧底面的端面相比所述润滑油保持构件的所述环状部的轴向外方的端面在轴向上位于外方。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的圆锥滚子轴承，其中，
所述保持器包括保持器大径部，所述保持器大径部与所述圆锥滚子的所述大径侧底面相对，
在包括轴承轴心及所述保持器的所述兜孔的截面上，在所述保持器大径部的径向外方且轴向外方设有切口。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的圆锥滚子轴承，其中，
在固定有所述润滑油保持构件的所述外圈的端部处，所述外圈的轴向的端面与所述润滑油保持构件的所述环状部的轴向内方的端面之间的轴向上的距离为4mm以下。
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