CN107269688B - 滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滚动轴承，具备：内圈，在外周具有滚道面；外圈，在内周具有滚道面；多个滚动体，配置于内圈的滚道面与外圈的滚道面之间；及保持器，保持多个滚动体的周向的间隔，滚道面与滚动体具有接触角，其中，在从作为滚道面的小径侧的轴向一侧观察的轴向视图中形成于内圈、外圈、滚动体与保持器之间的间隙的面积形成得比在从作为滚道面的大径侧的轴向另一侧观察的轴向视图中形成于内圈、外圈、滚动体与保持器之间的间隙的面积大。

Description

滚动轴承
在2016年4月6日提出的日本专利申请2016-076732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、角接触球轴承等具有接触角的滚动轴承。
背景技术
圆锥滚子轴承与同尺寸的其他滚动轴承相比，负荷容量大，刚性高。因此，圆锥滚子轴承多用于以汽车为代表的工业机械的轴支承部、例如差速装置、变速器等传动机构的内部(例如，参见日本特开2007-270970号公报)。以往的圆锥滚子轴承例如如图6所示，具备内圈101、外圈102、多个圆锥滚子103和保持器104。圆锥滚子103配置于内圈101与外圈102之间。保持器104保持多个圆锥滚子103的间隔。保持器104通过钢板等金属板的冲裁加工而形成。在圆锥滚子103的小端面侧形成有向径向内侧弯曲的弯曲部105。
一般而言，圆锥滚子轴承的转矩产生的主要原因有滚道面与圆锥滚子之间的滚动粘性阻力、内圈凸缘面与圆锥滚子的端面之间的滑动阻力以及润滑油的搅拌阻力等。圆锥滚子轴承通过泵唧作用而从作为滚道面的小径侧的轴向一侧的端部使润滑油流入，从作为滚道面的大径侧的轴向另一侧的端部使润滑油流出。因此，通过如图6所示在保持器104形成弯曲部105，润滑油的流入受到限制，有利于作为转矩产生的主要原因之一的搅拌阻力的抑制。
但是，存在由于传动机构的内部构造而对圆锥滚子轴承的润滑油的供给变少的情况。在这样的环境下，当由保持器的弯曲部限制润滑油的流入时，由润滑不足引起的发热成为问题，成为寿命降低的原因。特别是，圆锥滚子轴承与球轴承等相比，发热大。因此，关于圆锥滚子轴承，在润滑油的供给较少的环境下考虑与搅拌阻力之间的平衡并促进润滑是重要的。
发明内容
本发明的目的之一在于提供即使在润滑油的供给较少的环境下也能够适当地进行润滑的滚动轴承。
本发明的一方式的滚动轴承的结构上的特征在于，具备：内圈，在外周具有滚道面；外圈，在内周具有滚道面；多个滚动体，配置于所述内圈的滚道面与所述外圈的滚道面之间；及保持器，保持多个滚动体的周向的间隔，所述滚道面与所述滚动体具有接触角，在从作为所述滚道面的小径侧的轴向一侧观察的轴向视图中形成于所述内圈、所述外圈、所述滚动体与所述保持器之间的间隙的面积形成得比在从作为所述滚道面的大径侧的轴向另一侧观察的轴向视图中形成于所述内圈、所述外圈、所述滚动体与所述保持器之间的间隙的面积大。
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是表示本发明的一实施方式的滚动轴承的轴向剖视图；
图2是表示滚动轴承的保持器的立体图；
图3是将滚动轴承从轴向一侧(滚道面的小径侧)观察所得到的图；
图4是将滚动轴承从轴向另一侧(滚道面的大径侧)观察所得到的图；
图5是表示润滑油的流入口面积和流出口面积的比例与外圈的上升温度的关系的坐标图；
图6是表示现有技术的滚动轴承的轴向剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的滚动轴承的轴向剖视图。本实施方式的滚动轴承1是圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承1例如装入设于各种工业机械的差速装置、变速器这样的传动机构而使用。
圆锥滚子轴承1具有内圈2、外圈3、多个圆锥滚子4及保持这些圆锥滚子4的保持器10。内圈2、外圈3及保持器10是以共同的轴线X为中心线的环状(短圆筒状)的部件。该圆锥滚子轴承1由对传动机构等进行润滑的润滑油(油)进行润滑。
内圈2利用轴承钢、机械结构用钢等而形成。在内圈2的外周形成有供圆锥滚子4滚动的锥状的内圈滚道面2a。内圈滚道面2a从轴向一侧朝向另一侧扩径。内圈2具有小凸缘部5和大凸缘部6。小凸缘部5与内圈滚道面2a的轴向一侧(图1中的左侧)相邻并向径向外侧突出。大凸缘部6与内圈滚道面2a的轴向另一侧(图1中的右侧)相邻并向径向外侧突出。
外圈3也与内圈2同样地利用轴承钢、机械结构用钢等而形成。在外圈3的内周形成有供圆锥滚子4滚动的锥状的外圈滚道面3a。外圈滚道面3a从轴向一侧朝向另一侧扩径。外圈滚道面3a与内圈滚道面2a的径向外侧相向。
圆锥滚子4利用轴承钢等而形成。圆锥滚子4以滚动自如的方式设于内圈滚道面2a与外圈滚道面3a之间。在圆锥滚子4的外周形成有圆锥形状的滚动面4c。圆锥滚子4在轴向一侧具有直径较小的小端面4a，在轴向另一侧具有直径较大的大端面4b。小端面4a与小凸缘部5的凸缘面5a滑动接触。大端面4b与大凸缘部6的凸缘面6a滑动接触。
图2是表示保持器10的立体图。在图1及图2中，保持器10具有小径环状部11、大径环状部12及多个柱部13。小径环状部11及大径环状部12形成为圆环状。小径环状部11配置于保持器10的轴向一侧。大径环状部12配置于保持器10的轴向另一侧。小径环状部11与大径环状部12在轴向上隔开间隔而配置。
多个柱部13在周向上隔开相等的间隔而设置，将小径环状部11与大径环状部12连结。在两环状部11、12之间且在周向上相邻的两个柱部13、13之间，形成有收容(保持)圆锥滚子4的兜孔14。本实施方式的保持器10例如由聚苯硫醚树脂(PPS树脂)等树脂材料形成。
在图1中，保持器10设于在内圈2与外圈3之间形成的环状空间S。在各兜孔14收容有一个圆锥滚子4。多个圆锥滚子4由保持器10以在周向上隔开相等的间隔的状态进行保持。小径环状部11位于内圈2的小凸缘部5的径向外侧。大径环状部12位于内圈2的大凸缘部6的径向外侧。
在图1中，保持器10的小径环状部11及大径环状部12的面向兜孔14的轴向内侧面11c、12c以能够与圆锥滚子4的小端面4a及大端面4b接触的方式构成。因此，由小径环状部11及大径环状部12限制保持器10向轴向的移动并将其定位。
保持器10通过保持器10的一部分(被引导面40、39)与外圈3的外圈滚道面3a滑动接触而在径向上被定位。
在图2中，柱部13具有第一被引导部41及第二被引导部42。第一被引导部41设于柱部13的轴向一侧的端部。第一被引导部41在径向外侧向周向两侧扩大，径向外侧面构成与外圈滚道面3a滑动接触的被引导面40。第一被引导部41的被引导面40与小径环状部11的外周面形成为同一面。
第二被引导部42设于柱部13的轴向另一侧的端部。第二被引导部42在径向外侧向周向扩大，径向外侧面构成与外圈滚道面3a滑动接触的被引导面39。在第一被引导部41与第二被引导部42之间的柱部13的径向外侧部形成有凹部33。通过该凹部33能够使相邻的兜孔14之间彼此连通，能够使外圈3的外圈滚道面3a附近的润滑油在相邻的兜孔14之间流动。由此，能够降低润滑油的搅拌阻力。
本实施方式的圆锥滚子轴承1由收容于差速装置、变速器等传动机构的壳体内的润滑油进行润滑。在图1中，外圈3的外圈滚道面3a从轴向一侧朝向另一侧扩径。因此，当圆锥滚子轴承1(在本实施方式中为内圈2)转动时，产生使润滑油在形成于内圈2与外圈3之间的环状空间S内从轴向一侧流向另一侧的作用(泵唧作用)。通过这样的与圆锥滚子轴承1的转动相伴的泵唧作用，圆锥滚子轴承1的外部的润滑油从圆锥滚子轴承1的轴向一侧的端部流入内圈2与外圈3之间的环状空间S，并从圆锥滚子轴承1的轴向另一侧的端部流出。即，润滑油通过环状空间S。
图3是从轴向一侧(滚道面2a、3a的小径侧)观察滚动轴承1所得到的图。
保持器10的小径环状部11与外圈3在径向上几乎不隔开间隔而配置。小径环状部11与内圈2在径向上隔开较大的间隔而配置。因此，在保持器10的小径环状部11与内圈2之间且在周向上相邻的圆锥滚子4之间，形成有间隙E1(标注交叉阴影线而表示)。如上所述，润滑油从圆锥滚子轴承1的轴向一侧的端部流入，因此上述间隙E1成为润滑油的流入口。
图4是从轴向另一侧(滚道面2a、3a的大径侧)观察滚动轴承1所得到的图。保持器10的大径环状部12与内圈2在径向上隔开微小的间隔而配置。大径环状部12与外圈3在径向上隔开较大的间隔而配置。因此，在保持器10的大径环状部12与内圈2之间且在周向上相邻的圆锥滚子4之间，虽然微小但仍形成间隙E21(标注交叉阴影线而表示)。在保持器10的大径环状部12与外圈3之间且在周向上相邻的圆锥滚子4之间，也形成间隙E22(标注交叉阴影线而表示)。如上所述，润滑油从圆锥滚子轴承1的轴向另一侧的端部流出。因此，上述间隙E21、E22成为润滑油的流出口。
如上所述，在保持器10的柱部13设有第二被引导部42。该第二被引导部42配置于相邻的圆锥滚子4之间，形成为越靠径向外侧则越向周向两侧扩大的形状。具体而言，第二被引导部42大致沿着圆锥滚子4的外周面向周向扩大。作为第二被引导部42的外周面的被引导面39与外圈3之间在径向上几乎不隔开间隔而配置。因此，第二被引导部42作为将大径环状部12、外圈3与圆锥滚子4之间的间隙即流出口E22的一部分堵塞的闭塞部而发挥功能。
如图3及图4所示，在本实施方式中，圆锥滚子轴承1整体的润滑油的流入口E1的面积A与流出口E21、E22的面积B设定为如下式(1)那样的关系。
A/B＞1…(1)
即，流入口E1的面积A比流出口E21、E22的面积B大。因此，润滑油容易流入圆锥滚子轴承1的内部，但难以向外部流出。因此，即使在传动装置的壳体内向圆锥滚子轴承1的润滑油的供给较少的情况下，也容易在圆锥滚子轴承1的内部保留润滑油，能够适当地进行润滑。因此，能够抑制圆锥滚子轴承1的发热，能够抑制圆锥滚子轴承1的寿命的降低。
在本实施方式中，在柱部13形成有第二被引导部42，该第二被引导部42形成与外圈滚道面3a滑动接触的被引导面39。该第二被引导部42成为将润滑油的流出口E22的一部分闭塞的闭塞部，为了使流出口E22减小而发挥功能。通过如此使一个部件42具有两个功能，能够实现结构的简化。其中，闭塞部也可以与第二被引导部42另行设置。
保持器10的小径环状部11与内圈2之间的径向的间隔比小径环状部11与外圈3之间的径向的间隔大。因此，润滑油的流入口E1主要偏向内圈2与小径环状部11之间、即内圈2与外圈3之间的内径侧而形成。因此，在圆锥滚子轴承1以内圈转动被使用的情况下，能够使润滑油容易流入圆锥滚子轴承1的内部。
流入到圆锥滚子轴承1的内部的润滑油通过内圈2的转动而向径向外侧移动。由此，能够使润滑油遍布于圆锥滚子轴承1的内部整体。润滑油向内圈2的小凸缘部5与圆锥滚子4的小端面4a之间的滑动接触部分的附近流入。因此，能够适当地进行该滑动接触部分的润滑，能够降低滑动阻力并抑制发热。
保持器10的大径环状部12与外圈3之间的径向的间隔比大径环状部12与内圈2之间的径向的间隔大。因此，与流出口E22相比，润滑油难以从流出口E21流出。因此，容易在内圈2的大凸缘部6与圆锥滚子4的大端面4b之间的滑动接触部分保留润滑油，能够适当地进行该滑动接触部分的润滑。因此，能够降低大凸缘部6与圆锥滚子4之间的滑动阻力并抑制发热。
图5表示润滑油的流入口面积A和流出口面积B的比例与外圈的上升温度的关系的坐标图。如根据图5所明确的那样，在润滑油的流出口面积B比流入口面积A大的现有技术的情况下(A/B＜1)，外圈的温度上升变大。可知，在流出口面积B比流入口面积A小的本发明的实施例1及2的情况下(A/B＞1)，与现有技术相比外圈的温度上升受到抑制。可知，流入口面积A与流出口面积B之比(A/B)更大的实施例2与实施例1相比，外圈的温度上升更受到抑制。因此，可以说，如本发明那样与润滑油的流入口面积A相比使流出口面积B减小这一点在抑制圆锥滚子轴承1的发热而提高寿命这方面是有效的。
此次公开的实施方式是例示而非限制性的。本发明的范围由权利要求表示，包含与权利要求的构成均等的范围内的所有的变更。例如，在上述实施方式中，对于将本发明适用于圆锥滚子轴承的情况进行了例示，但也可以将本发明适用于角接触球轴承等具有接触角的其他形式的滚动轴承。
在上述的实施方式中，在保持器10中的第一被引导部41与第二被引导部42之间形成有凹部33。但是，也可以是没有该凹部33的构造、即第一被引导部41和第二被引导部呈一体相连的形状。也可以是省略第一被引导部41而仅具备第二被引导部42的构造。用于使流出口E22减小的闭塞部也可以形成于大径环状部12。
根据本发明的滚动轴承，即使在润滑油较少的环境下也能够以适当地被润滑的状态进行使用。

Claims (6)

1.一种滚动轴承，具备：
内圈，在外周具有滚道面；
外圈，在内周具有滚道面；
多个滚动体，配置于所述内圈的滚道面与所述外圈的滚道面之间；及
保持器，保持多个滚动体的周向的间隔，具备在所述滚道面的小径侧配置的圆环状的小径环状部、在所述滚道面的大径侧配置的圆环状的大径环状部、及将所述小径环状部与所述大径环状部连结的多个柱部，其中，
所述滚道面与所述滚动体具有接触角，
在从作为所述滚道面的小径侧的轴向一侧观察的轴向视图中形成于所述内圈、所述外圈、所述滚动体与所述保持器之间的间隙的面积形成得比在从作为所述滚道面的大径侧的轴向另一侧观察的轴向视图中形成于所述内圈、所述外圈、所述滚动体与所述保持器之间的间隙的面积大，
每个所述柱部具有设于所述柱部的轴向一侧的端部的第一被引导部、设于所述柱部的轴向另一侧的端部的第二被引导部及形成于所述第一被引导部与所述第二被引导部之间的所述柱部的径向外侧部的凹部，
所述第一被引导部的径向外侧面构成与所述外圈的滚道面滑动接触的第一被引导面，且该第一被引导面与所述小径环状部的外周面形成为同一面，
所述第二被引导部的径向外侧面构成与所述外圈的滚道面滑动接触的第二被引导面。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，
所述滚动轴承是圆锥滚子轴承。
3.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，
所述小径环状部与所述内圈的径向的间隔比所述小径环状部与所述外圈的径向的间隔大。
4.根据权利要求2所述的滚动轴承，其中，
所述小径环状部与所述内圈的径向的间隔比所述小径环状部与所述外圈的径向的间隔大。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的滚动轴承，其中，
所述大径环状部与所述外圈的径向的间隔比所述大径环状部与所述内圈的径向的间隔大。
6.根据权利要求5所述的滚动轴承，其中，
所述保持器具备闭塞部，所述闭塞部将在从所述轴向另一侧观察的轴向视图中形成于所述大径环状部、所述外圈与所述滚动体之间的间隙的一部分堵塞。
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