CN113646551A - 滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

一种滚动轴承，具备：作为固定圈的外圈(2)；作为旋转圈的内圈(4)；以及介于外圈(2)与内圈(4)间的滚动体(6)，在外圈(2)的在径向上与滚道面相反一侧，设置有嵌合于对象部件的嵌合(2a)面；供弹性部件(11)安装的两个环状槽(10)；以及与环状槽(10)邻接并具有外径比嵌合面(2a)小的底面(9a)的凹部(9)。

Description

滚动轴承
技术领域
本发明涉及滚动轴承。
背景技术
汽车的变速器的轴被滚动轴承支承为能够旋转。
近年来，在汽车用变速器中，为了汽车的省油耗化，推进小型/轻量化，因此存在使滚动轴承的套圈或变速器的壳体为薄壁的趋势。因此，根据滚动轴承的规格、载荷条件，存在滚动轴承的固定圈相对于壳体蠕变的可能性。
为了抑制蠕变的产生，已知一种滚动轴承，其在形成于固定圈的外周面的轴向两侧的周槽安装有O形环(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2015-215061号公报
但是，在专利文献1的滚动轴承中，为了抑制蠕变的产生，处于安装直径较大的O形环的趋势。因此，需要增加固定圈的壁厚。由此，难以兼顾蠕变的抑制与滚动轴承的小型化。
发明内容
因此，作为本发明的课题在于提供一种能够兼顾蠕变的抑制与小型化的滚动轴承。
为了解决上述的课题，本发明能够采用如下结构：滚动轴承具备：固定圈；相对于上述固定圈旋转的旋转圈；以及介于上述固定圈与上述旋转圈之间的滚动体，在上述固定圈中的在径向上与滚道面相反一侧，设置有：嵌合于对象部件的嵌合面；供弹性部件安装的至少一个环状槽；以及与上述环状槽邻接并具有外径比上述嵌合面小的底面的凹部。
根据本发明，能够提供一种可以兼顾蠕变的抑制与小型化的滚动轴承。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的滚动轴承的剖视图。
图2是表示本发明的第一实施方式的滚动轴承的主要部位的放大剖视图。
图3是表示本发明的第一实施方式的滚动轴承向壳体的嵌合状态的剖视图。
图4是表示本发明的第二实施方式的滚动轴承的剖视图。
图5是表示本发明的第二实施方式的滚动轴承的主要部位的放大剖视图。
图6是表示本发明的第二实施方式的滚动轴承向壳体的嵌合状态的剖视图。
图7是表示具备本发明的滚动轴承的变速器的一个例子的放大剖视图。
具体实施方式
基于图1～图3对本发明的第一实施方式的滚动轴承1进行说明。本实施方式的滚动轴承1如后述那样，例如，用于汽车的变速器。由此，滚动轴承1是汽车用滚动轴承。如图1所示，滚动轴承1是球轴承。球轴承1具备：外圈2；配置在外圈2的径向内侧的内圈4；介于外圈2与内圈4之间的多个滚动体亦即球6；以及保持器7。
球轴承1是以外圈2为固定圈、以内圈4为相对于外圈2旋转的旋转圈的内圈旋转式。此外，球轴承1也可以是以外圈2为旋转圈的外圈旋转式。
在本实施方式中，将沿着球轴承1的轴承中心轴的方向称为“轴向”，将与球轴承1的轴承中心轴正交的方向称为“径向”，将绕球轴承1的轴承中心轴的圆周方向称为“周向”。
外圈2在其内周具有供球6滚动的滚道面3。滚道面3在周向整周上能够以公称接触角0°与球6接触。
外圈2在其外周、即在径向上与滚道面3相反一侧具有嵌合面2a、凹部9以及至少一个(这里为多个)环状槽10。嵌合面2a设置在外圈2的外周面的轴向两侧。嵌合面2a是圆筒面。在嵌合面2a与外圈2的轴向端面之间设置有倒角部。
在嵌合面2a嵌合作为对象部件的壳体H(例如，汽车的变速器的壳体)。外圈2与壳体H被间隙嵌合。运转时，通过对球轴承1施加的径向载荷，外圈2的嵌合面2a与壳体H接触。
如图2所示，凹部9设置于轴向位置与滚道面3重叠的位置。凹部9设置于外圈2的外周面的轴向中央。凹部9具有圆筒面状的底面9a。底面9a的外径比嵌合面2a的外径小。底面9a的轴向长度比嵌合面2a的轴向长度长。底面9a的轴向端缘位于比滚道面3的轴向端缘靠轴向外侧。
在本实施方式中，凹部9的深度a1是在运转时不能与嵌合于嵌合面2a的壳体H接触的大小。在本实施方式中，在将外圈2的嵌合面2a的外径尺寸设为d1、将底面9a的外径尺寸设为d2时，用(d1-d2)/2计算凹部9的深度a1。
表1是使凹部9的深度a1变化时的、底面9a的耐磨损性、球轴承1的小型化的评价结果。在表1中，“○”意味着良好，“×”意味着较差。
[表1]
a 1(mm) 耐磨损 小型化 综合评价
比较例1 0.04 × ○ ×
实施例1 0.05 ○ ○ ○
实施例2 0.10 ○ ○ ○
实施例3 0.20 ○ ○ ○
实施例4 0.30 ○ ○ ○
实施例5 0.40 ○ ○ ○
实施例6 0.50 ○ ○ ○
比较例2 0.60 ○ × ×
根据表1，若凹部9的深度a1小于0.05mm，则在运转时底面9a与壳体H接触，在底面9a产生了磨损。若凹部9的深度a1大于0.5mm，可知在球轴承1运转时，为了降低由于滚动体载荷而连续地产生的外圈2的应变，需要确保底面9a与滚道面3间的壁厚较大，难以实现球轴承1的小型化。因此，可知作为综合评价，凹部9的深度a1满足0.05mm≤a1≤0.50mm是最佳的。
凹部9与环状槽10邻接。环状槽10在外圈2的外周面设置有两个。环状槽10设置在比凹部9靠轴向外侧。各个环状槽10设置在凹部9与嵌合面2a之间。环状槽10具有槽底面10a。槽底面10a是圆筒面。环状槽10的槽深度c1比凹部9相对于嵌合面2a的深度a1大。
在环状槽10具有规定的过盈量地安装有环状的弹性部件11。弹性部件11是O形环。弹性部件11的材料例如是丁腈橡胶、丙烯酸橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
弹性部件11在安装于环状槽10的状态下，以突出量b1从嵌合面2a朝径向局部突出。若使外圈2的嵌合面2a嵌合于壳体H，则弹性部件11成为在径向上被壳体H压缩的状态。此外，弹性部件11的截面形状并不限于圆形，也可以是多边形、或者V字状。
表2是使弹性部件11基于壳体H的压缩量X相对于弹性部件11的直径D1变化时的、底面9a的耐磨损性、轴承1的小型化的评价结果。在表2中，“◎”意味着极其良好，“○”意味着良好，“×”意味着较差。
[表2]
X/D1(％) 耐蠕变性 组装性 综合评价
比较例1 3 × ◎ ×
实施例1 5 ○ ◎ ○
实施例2 10 ○ ○ ○
实施例3 15 ○ ○ ○
实施例4 20 ◎ ○ ○
比较例2 25 ◎ × ×
比较例3 30 ◎ × ×
根据表2，若压缩量X相对于弹性部件11的直径D1小于5％，则在使外圈2嵌合于壳体H时，通过弹性部件11的弹性变形产生的恢复力及紧迫力变小，无法抑制蠕变的产生。若压缩量X相对于弹性部件11的直径D1大于20％，则可知壳体H与外圈2的嵌合变难，组装性变差。
由此，可知作为综合评价，弹性部件11基于壳体H的压缩量X将弹性部件11从嵌合面2a的突出量b1设为最大，相对于作为弹性部件11的径向的厚度的直径D1，设定为5～20％是最佳的。此外，弹性部件11的直径D1意味着安装于环状槽10、且未被壳体H压缩的状态下的直径。
内圈4在其外周具有供球6滚动的滚道面5。滚道面5在周向整周上能够以公称接触角0°与球6接触。
内圈4在其内周具有嵌合面4a。在嵌合面4a嵌合有作为对象部件的旋转轴S(例如，汽车的变速器所具备的旋转轴)。球6被保持器7保持。
在球轴承1运转时，若滚动体载荷作用于外圈2的滚道面3，则在径向上与滚道面3相反一侧的凹部9的底面9a呈波状变形。若球轴承1旋转，则球6也公转，因此该底面9a的波状变形沿着周向产生。
在本实施方式中，凹部9的深度a1是在运转时不能与壳体H接触的大小。因此，成为在壳体H与凹部9的底面9a间留有径向的间隙的状态。
若留有径向的间隙，则如上述那样，外圈2的凹部9的底面9a成为即使呈波状变形也不与壳体H接触的非接触状态，能够防止该波状变形用作使外圈2蠕变的行波。
由此，在球轴承1运转时，外圈2中的与壳体H接触的部件仅是嵌合面2a。因此，只要仅在壳体H与嵌合面2a的接触部分中，利用被壳体H压缩的弹性部件11的摩擦力抑制蠕变的产生即可。因此，与不具有凹部9的以往的球轴承相比，能够降低弹性部件11的摩擦力。
弹性部件11的摩擦力的降低能够通过减小用于确保该摩擦力的弹性部件11的径向的大小(直径D1)而进行。因此，能够通过设置凹部9，从而在外圈2中，减小环状槽10的深度c1。
是因为若减小环状槽10的深度c1，则不需要外圈2的厚壁化。能够兼顾蠕变的抑制与球轴承1的小型化。
接下来，图4～图6表示本发明的第二实施方式的滚动轴承。该实施方式的滚动轴承21与第一实施方式不同，使滚动轴承为圆锥滚子轴承。此外，以下叙述与第一实施方式的不同点，与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记。
圆锥滚子轴承21具备：外圈22；配置在外圈22的径向内侧的内圈24；介于外圈22与内圈24之间的多个滚动体亦即圆锥滚子26；以及保持圆锥滚子26的保持器27。
圆锥滚子轴承21是以外圈22为固定圈、以内圈24为相对于外圈22旋转的旋转圈的内圈旋转式。
外圈22在其内周具有供圆锥滚子26滚动的滚道面23。外圈22在其外周、即在径向上与滚道面23相反一侧具有嵌合面22a、凹部9及一个环状槽10。嵌合面22a设置在外圈22的外周面的轴向两侧。运转时，通过对圆锥滚子轴承21施加的径向载荷，外圈22的嵌合面22a与壳体H接触。
凹部9的轴向的宽度尺寸比圆锥滚子26的滚子长度小。凹部9位于比圆锥滚子26的两端面靠轴向内侧。
如图5所示，凹部9的深度a2是在运转时不能与嵌合于嵌合面22a的壳体H接触的大小，在本实施方式中，在将外圈22的嵌合面22a的外径尺寸设为d3、将底面9a的外径尺寸设为d4时，用(d3-d4)/2计算，并被设定为0.05～0.50mm。
环状槽10相对于凹部9配置在轴向外侧，且配置于轴向背面侧的端部(一端部)。环状槽10在径向上具有深度地形成，环状槽10相对于嵌合面22a的槽深度c2比凹部9相对于嵌合面22a的深度a2大。
弹性部件11在安装于环状槽10的状态下，以突出量b2从嵌合面22a朝径向局部突出。弹性部件11基于壳体H的压缩量X将弹性部件11从嵌合面22a的突出量b2设为最大，相对于作为弹性部件11在径向上的厚度的直径D2，设定为5～20％。
内圈24在其外周具有供圆锥滚子26滚动的滚道面25、位于滚道面25的小径侧(轴向一侧)的小凸缘24a、以及位于滚道面25的大径侧(轴向另一侧)的大凸缘24b。
内圈24在内周侧具有沿周向延伸的嵌合面24c。在嵌合面24c嵌合有作为对象部件的旋转轴S(例如，汽车的变速器所具备的旋转轴)。
第二实施方式的圆锥滚子轴承21如以上那样构成。圆锥滚子轴承21在外圈22的嵌合面22a形成有径向的凹部9，凹部9设置于在径向上与滚道面23相反一侧。凹部9的深度a2是在运转时不能与嵌合于嵌合面22a的壳体H接触的大小。
圆锥滚子轴承21在运转时成为在壳体H与凹部9的底面9a间留有径向的间隙的状态。若留有该径向的间隙，则如上述那样，外圈2的凹部9的底面9a成为即使呈波状变形也不与壳体H接触的非接触状态，与第一实施方式的球轴承1的情况同样地，不产生蠕变。
另外，在圆锥滚子轴承21运转时，成为壳体H仅与外圈22的嵌合面22a中的比凹部9靠轴向外侧的部分接触的状态。在该状态的第二实施方式中，与第一实施方式同样地，相比于以外圈的嵌合面的轴向整个宽度与壳体接触的以往的结构相比，能够减轻弹性部件11的摩擦力。
图7表示通过上述的第一实施方式或第二实施方式的滚动轴承支承汽车用的变速器所具备的旋转轴的结构的一个例子。
图7所示的变速器30为使变速比阶段性变化的多级变速器，作为嵌合于该壳体H(变速箱的一部分)并将旋转轴(例如输入轴(省略图示)及输出轴S1)支承为能够旋转的滚动轴承A，具备上述的第一实施方式或第二实施方式的滚动轴承。
图示的变速器具有：供发动机的旋转输入的输入轴；与输入轴平行地设置的输出轴S1；将旋转从输入轴向输出轴S1传递的多个齿轮列G1～G4；以及装入各齿轮列G1～G4与输入轴或输出轴S1之间的未图示的离合器。变速器是通过选择性地使离合器卡合来切换使用的齿轮列G1～G4，使从输入轴向输出轴S1传递的旋转的变速比变化的变速器。输出轴S1的旋转被向输出齿轮G5输出，该输出齿轮G5的旋转被向差速齿轮等传递。
另外，该变速器通过伴随着齿轮的旋转的润滑油的喷溅、或者来自设置于壳体H的内部的喷嘴(省略图示)的润滑油的喷射，将喷溅或者喷射出的润滑油施加到各滚动轴承A的侧面。
上述的第一实施方式或第二实施方式的滚动轴承在运转时，在壳体H与外圈(2、22)的嵌合面(2a、22a)间留有间隙，壳体H与凹部9的底面9a间为非接触状态。因此，不需要预先使润滑脂保持在凹部9内，而能够无润滑脂化。
附图标记说明
1…滚动轴承(球轴承)；2…外圈；2a…嵌合面；3…滚道面；4…内圈；4a…嵌合面；5…滚道面；6…球(滚动体)；9…凹部；9a…底面；10…环状槽；11…弹性部件；21…滚动轴承(圆锥滚子轴承)；22…外圈；22a…嵌合面；23…滚道面；24…内圈；25…滚道面；26…圆锥滚子(滚动体)。

Claims (5)

1.一种滚动轴承，其中，具备：
固定圈；
旋转圈，其相对于所述固定圈旋转；以及
滚动体，其介于所述固定圈与所述旋转圈之间，
在所述固定圈中的在径向上与滚道面相反一侧，设置有：嵌合于对象部件的嵌合面；供弹性部件安装的至少一个环状槽；以及与所述环状槽邻接并具有外径比所述嵌合面小的底面的凹部。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，
所述弹性部件基于所述对象部件的压缩量相对于所述弹性部件的径向的厚度，规定为5～20％。
3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中，
所述凹部的深度设定为0.05～0.50mm。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的滚动轴承，其中，
所述滚动体是球，
所述至少一个环状槽是多个环状槽，
所述凹部设置在所述多个环状槽之间。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的滚动轴承，其中，
所述滚动体是圆锥滚子。
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