CN113692495A - 多列推力滚珠轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种负载容量大且能够实现薄壁化，并且还能够负载径向载荷的多列推力滚珠轴承。一对滚道圈(21、22)在相互对置的面上具有沿径向设置的多列滚道槽(23A、23B)。保持架(40)具有在兜孔(41)的开口的周缘凸状地突出而成且仅在保持架的周向上对置配置的爪状突起(42)。爪状突起(42)的径向的最大宽度(W)比滚道槽(23)的径向的最大宽度(L)小。

Description

多列推力滚珠轴承
技术领域
本发明涉及具备在径向上多列配置的多个滚珠的多列推力滚珠轴承。
背景技术
以往，为了在汽车用的轴承中负载较大的推力载荷，采用了推力滚针轴承。推力滚针轴承通过使滚道圈由垫圈状的较薄的板形成，从而能够使整体薄壁化，而且，由于滚针与滚道圈进行线接触，因此接触面积大，负载容量大。
另一方面，由于推力滚珠轴承的滚珠与滚珠槽的接触为点接触，所以负载容量比推力滚针轴承小。但是，由于接触面积小，因此具有摩擦小、径向的载荷也被某种程度地支承这样的优点。
作为推力滚珠轴承，例如在专利文献1中公开了如下那样的推力轴承用保持架：为了防止滚动体从保持架的兜孔脱落，而具有在兜孔的开口的周缘凸状地突出而成的第一爪部和使比第一爪部靠内侧的兜孔面凸状地突出而成的第二爪部，并具备比滚动体的直径尺寸缩径而成的多个爪状突起。
另外，在专利文献2中公开了如下那样的推力滚珠轴承，该推力滚珠轴承在圆环状的两片座圈彼此的对置面沿半径方向设置多列滚道槽，保持架所保持的多个滚珠带有接触角地配置在该滚道槽之间。
然而，近年来，在制动用致动器的领域中，开发了通过电动化来将电动马达的旋转运动转换为直线运动来施加油压或按压制动盘的机构。虽然从旋转运动向直线运动的转换是通过滚珠丝杠、滑动丝杠、或者齿轮齿条等进行，但此时通过将滚珠丝杠等的导程设定得较小而减速，能够以较小的旋转力得到较大的推力。在为了对滚珠丝杠等施加旋转而使用齿轮驱动、带驱动的系统的情况下，有时在滚珠丝杠等中同时产生径向载荷和推力载荷。
作为支承这样的推力的轴承，经常使用能够支承径向载荷和推力载荷这两种载荷的深槽滚珠轴承、4点接触滚珠轴承或者角接触滚珠轴承。但是，为了利用角接触滚珠轴承支承大的推力载荷，会对角接触滚珠轴承施加预压等，结构有可能变得复杂。另外，在需要支承更大的推力载荷的情况下，需要推力滚针轴承等具有高负载容量的推力轴承和支承径向载荷的径向轴承这两者。
因此，在将以推力载荷的支承为主、同时也能够支承径向载荷的推力滚珠轴承用作在制动用致动器中使用的支承轴承的情况下，希望能够开发出转矩较小、能够有助于提高系统效率的高负载容量且实现薄壁化的推力滚珠轴承。
另外，在上述专利文献1所记载的推力滚珠轴承中，为了防止滚动体(滚珠)从保持架的兜孔脱落，在兜孔开口的周缘设置有爪状突起，但如专利文献1的图1(b)等所示，由于爪状突起在保持架的周向和径向上突出地设置于保持架的平坦面，因此为了防止爪状突起与一对滚道圈干涉，推力滚珠轴承的薄壁化是有界限的。
另外，在专利文献2所记载的推力滚珠轴承中，由于在保持架中不设置上述那样的爪状突起，因此爪状突起与一对滚道圈的干涉不会成为问题，但由于不存在防止滚动体从兜孔脱落的爪状突起，因此需要确保保持架的壁厚为滚动体不会从兜孔脱落的程度，因此在该情况下，推力滚珠轴承的薄壁化也是有界限的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-223970号公报
专利文献2：日本特开2006-200677号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种负载容量大且能够实现薄壁化、进而能够负载径向载荷的推力滚珠轴承。
用于解决问题的技术手段
本发明的上述目的通过下述(1)的结构来实现。
(1)一种多列推力滚珠轴承，其特征在于，具备：
一对滚道圈，一对所述滚道圈形成为圆环状，相互在轴向上分离地配置；
多个滚珠，多个所述滚珠以能够滚动的方式配置于一对所述滚道圈之间；以及
保持架，所述保持架配置于一对所述滚道圈之间，且所述保持架具有多个兜孔，多个所述兜孔将多个所述滚珠以规定间隔保持，
一对所述滚道圈在相互对置的面分别具有沿径向设置的多列滚道槽，
所述保持架具有爪状突起，所述爪状突起在所述兜孔的开口的周缘凸状地突出而成且仅在所述保持架的周向上对置配置，
所述爪状突起的径向的最大宽度比所述滚道槽的径向的最大宽度小。
根据该结构，在多列滚道槽中分别排列多个滚珠，因此推力滚珠轴承的负载容量增大。另外，具备使各兜孔的开口的周缘凸状地突出而形成且仅在保持架的周方向对置配置的爪状突起，爪状突起的径向的最大宽度比滚道槽的径向的最大幅度小，因此能够使一对滚道圈的轴向间隔变窄，能够使多列推力滚珠轴承薄壁化。
另外，本发明的优选实施方式由下述(2)～(7)的结构组成。
(2)根据(1)所记载的多列推力滚珠轴承，
对于多个所述兜孔中的至少一部分，外径侧的所述兜孔和内径侧的所述兜孔周向相位不同。
根据该结构，通过在从径向观察时的外径侧邻接的两个兜孔之间的位置配置内径侧的兜孔，从而能够使外径侧的兜孔和内径侧的兜孔在径向上接近，能够通过保持架形成较多的兜孔，因此能够使负载容量更大。
(3)根据(2)所记载的多列推力滚珠轴承，
所述保持架具有连续部，所述连续部使在径向上相邻的所述外径侧的兜孔与所述内径侧的兜孔中的、彼此间隔相对较窄的所述外径侧的兜孔与所述内径侧的兜孔连续。
根据该结构，能够防止在径向上接近配置的兜孔之间的壁的破损，能够防止因破损的碎片的咬入而引起的推力滚珠轴承的损伤。
(4)根据(1)～(3)中任一项记载的多列推力滚珠轴承，
所述兜孔在周向上不等间隔地配置。
根据该结构，能够避免外径侧和内径侧的兜孔的相位差变小，能够防止在径向上邻接的兜孔的壁的薄壁化。
(5)根据(1)～(4)中任一项记载的多列推力滚珠轴承，
一对所述滚道圈具有能够容纳所述保持架的凹部。
根据该结构，能够在确保作为保持架所需的规定厚度的同时，防止保持架与一对滚道圈的干涉，实现多列推力滚珠轴承的薄壁化。另外，通过形成外径侧缘部和内径侧缘部而得到的凹部能够用作对滚珠进行润滑的润滑剂积存部使用，减少了滚珠的滚动阻力，抑制了滚珠、外径侧滚道槽和内径侧滚道槽的磨损。
(6)根据(1)～(5)中任一项记载的多列推力滚珠轴承，
所述滚道槽的深度为所述滚珠的直径的20％～30％，且所述滚道槽的槽曲率为所述滚珠的直径的50.5％～56％。
根据该结构，防止了滚珠的跃起，并且多列推力滚珠轴承的负载容量增大。
(7)根据(1)～(6)中任一项所记载的多列推力滚珠轴承，
对由所述滚道槽与所述滚道槽的肩部所形成的棱线实施了倒角。
根据该结构，缓和因滚珠的跃起而引起的边缘载荷的产生。
发明效果
根据本发明的多列推力滚珠轴承，一对滚道圈在相互对置的面上分别具有沿径向设置的多列的滚道槽，因此与现有的推力滚珠轴承相比，能够利用较多的滚珠来支承负载，能够增大推力滚珠轴承的负载容量。
另外，保持架具有爪状突起，该爪状突起在兜孔的开口的周缘凸状地突出而成且仅在保持架的周向上对置配置，爪状突起的径向的最大宽度比滚道槽的径向的最大宽度小，因此能够使爪状突起进入滚道槽内，能够实现推力滚珠轴承的薄壁化。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的多列推力滚珠轴承的主要部分纵剖视图。
图2是图1所示的多列推力滚珠轴承的分解立体图。
图3是图2的用矩形A包围的局部放大立体图。
图4是图2的用矩形B包围的局部放大立体图。
图5是表示兜孔的相位在内径侧和外径侧不同的状态的保持架的俯视图。
图6是表示在径向上接近的兜孔彼此连续形成的状态的保持架的俯视图。
图7是表示内径侧和外径侧的兜孔不等间隔地形成的状态的保持架的俯视图。
图8是对滚道槽与肩部所形成的棱线实施了倒角的多列推力滚珠轴承的主要部分纵剖视图。
符号说明
10多列推力滚珠轴承
14凹部
21、22滚道圈
23滚道槽
23A外径侧滚道槽(滚道槽)
23B内径侧滚道槽(滚道槽)
24外径侧缘部
25内径侧缘部
26背面部
27肩部
28倒角部
30滚珠(滚动体)
40保持架
41兜孔
42爪状突起
43开口缘部(开口的周缘)
44连续部
d滚珠的直径
H滚道槽的深度
L滚道槽的径向的最大宽度
r滚道槽的槽曲率
W爪状突起的径向的最大宽度
具体实施方式
以下，基于附图对本发明所涉及的多列推力滚珠轴承的一实施方式进行详细说明。
如图1以及图2所示，本实施方式的多列推力滚珠轴承10具备：一对滚道圈21、22，其形成为圆环状，相互在轴向上分离地平行配置；多个滚珠(滚动体)30，其能够滚动地配置在一对滚道圈21、22之间；以及保持架40，其具有多个兜孔41，该多个兜孔41能够使多个滚珠30滚动且将多个滚珠30以规定间隔保持。
在此，参照图4，一对滚道圈21、22形成为圆环状，在相互对置的面上具备多列滚道槽23。另外，多列滚道槽23是指2列滚道槽23，具体而言，包括外径侧滚道槽23A和内径侧滚道槽23B。外径侧滚道槽23A形成于滚道圈21、22的径向外径侧。内径侧滚道槽23B在比滚道圈21、22的外径侧滚道槽23A靠径向内径侧的位置以与外径侧滚道槽23A同心的方式形成。即，一对滚道圈21、22分别具备包括同心地形成的外径侧滚道槽23A和内径侧滚道槽23B的2列滚道槽23。
外径侧滚道槽23A和内径侧滚道槽23B形成为径向的截面形状为大致圆弧状。另外，如图1所示，滚道槽23的深度H被设定在滚珠30的直径d的20％～30％的范围，在径向载荷作用于多列推力滚珠轴承10时，防止滚珠30的跃起。另外，滚道槽23的槽曲率r根据输入的载荷的大小而设定在滚珠30的直径d的50.5％～56％的范围。
在滚道圈21、22的对置面的外径侧及内径侧，分别沿轴向突出地形成有圆环状的外径侧缘部24及内径侧缘部25。在滚道圈21、22的加工中，需要对背面部26、外径侧滚道槽23A以及内径侧滚道槽23B进行磨削加工。背面部26的磨削加工需要外径侧引导部，该外径侧引导部具有根据加工设备而确定的规定厚度，外径侧缘部24被作为该外径侧引导部使用。
另外，利用外径侧缘部24及内径侧缘部25，在滚道圈21、22的对置面，在外径侧缘部24及内径侧缘部25之间形成有能够容纳保持架40的圆环状的凹部14。如图1所示，通过将保持架40(更具体而言，保持架40中的除了后述的爪状突起42以外的平坦部)容纳并配置于圆环状的凹部14，从而确保作为保持架40所需的规定的厚度，并且防止保持架40与滚道圈21、22的干涉，实现多列推力滚珠轴承10的薄壁化。
另外，通过形成外径侧缘部24以及内径侧缘部25而得到的圆环状的凹部14能够作为用于对滚珠30进行润滑的润滑剂积存部使用，滚珠30的滚动阻力降低，抑制了滚珠30、外径侧滚道槽23A以及内径侧滚道槽23B的磨损。
另外，在本实施方式中，一对滚道圈21、22及多个滚珠30为金属制，为了提高耐久性，优选通过氮化处理等形成表面硬化层。另外，通过由同一部件形成滚道圈21、22，能够提高滚道圈21、22的外径侧滚道槽23A以及内径侧滚道槽23B的槽精度，并且能够降低制造成本。
另外，如图1～图3所示，保持架40的兜孔41以与滚道圈21、22的外径侧滚道槽23A以及内径侧滚道槽23B对置的方式沿周向形成有多列。兜孔41是将保持架40沿轴向贯通而将滚珠30能够滚动地保持的孔，在各兜孔41的开口的周缘(开口缘部)43，仅在保持架40的周向上对置地配置有在轴向上呈凸状突出地形成的一对爪状突起42。即，在各兜孔41的开口缘部43形成的爪状突起42仅在保持架40的周向上形成，在径向上不设置爪状突起42。
另外，如图3所示，对于在保持架40的周向上对置地形成在各兜孔41的开口缘部43的爪状突起42，相邻的爪状突起42可以一体地形成，或者，也可以分别独立地形成。
另外，如图1所示，爪状突起42的径向的最大宽度W设定为小于外径侧滚道槽23A和内径侧滚道槽23B的径向的最大宽度L(即，W＜L)。这样，通过将在保持架40形成的爪状突起42限定为仅在保持架40的圆周方向上对置配置，且将爪状突起42的径向的最大宽度W设定为比外径侧滚道槽23A及内径侧滚道槽23B的径向的最大宽度L小，从而在组装多列推力滚珠轴承10时，能够使爪状突起42进入外径侧滚道槽23A及内径侧滚道槽23B的内部。
由此，通过确保爪状突起42的高度，能够可靠地保持滚珠30，防止滚珠30从兜孔41脱落。另外，由于即使将一对滚道圈21、22接近地配置，爪状突起42也不会与滚道圈21、22干涉，因此也能够实现多列推力滚珠轴承10的薄壁化。
另外，保持架40优选具有在将滚珠30嵌入兜孔41内时能够使爪状突起42挠曲而打开的程度的弹性，且摩擦阻力小。例如，作为其材料，可以使用合成树脂，例如可以使用聚酰胺、聚缩醛、高密度聚乙烯、尼龙等树脂。
本实施方式的多列推力滚珠轴承10通过将滚珠30遍及一对滚道圈21、22的外径侧及内径侧的多列地排列来增加滚珠30的数量，在有效地利用空间的同时实现负载容量的增大。需要说明的是，外径侧以及内径侧的滚珠30的数量能够任意设定。
另外，如图5所示，对于多个兜孔中的至少一部分，优选外径侧的兜孔41与内径侧的兜孔41的周向相位不同、即在周向上使兜孔41相位不一致而错开地配置(例如，如图5所示，使相位错开1.1°、3°)。由此，从径向观察时，在外径侧的相邻的2个兜孔41之间的位置配置内径侧的兜孔41，从而能够使外径侧的兜孔41与内径侧的兜孔41在径向上接近。其结果是，在保持架中，能够形成更多的兜孔，因此能够进一步增大负载容量。
但是，即使将外径侧的兜孔41和内径侧的兜孔41的相位错开配置，如图6所示，有时也会周期性地产生外径侧和内径侧的兜孔41的相位接近的部位。当外径侧和内径侧的兜孔41的相位接近时，在径向上将邻接的兜孔41彼此隔离的壁变薄，因此在多列推力滚珠轴承10工作期间，担心壁会破损而咬入。
因此，在外径侧和内径侧的兜孔41的相位接近、兜孔41的壁与其他部分的壁相比相对变薄的部分中，优选在保持架中预先设置使外径侧的兜孔41与内径侧的兜孔41连续的连续部44，防止壁在多列推力滚珠轴承10的工作期间破损。需要形成连续部44的外径侧及内径侧的兜孔41的相位差例如为5°以下。
另外也可以是，如图7所示，通过使内径侧的兜孔41之间的周向间隔(θ1、θ2)以及外径侧的兜孔41之间的周向间隔(θ3、θ4)设为不均等间隔(即，θ1≠θ2、θ3≠θ4)，从而能够避免外径侧以及内径侧的兜孔41的相位差变小，防止将外径侧的兜孔41与内径侧的兜孔41隔离的壁的薄壁化。
并且，如图8所示，优选通过车削或磨削而在外径侧滚道槽23A和内径侧滚道槽23B与各自的肩部27的棱线上形成倒角部28。倒角部28优选半径为0.25～2mm左右的圆角倒角。由此，即使在多列推力滚珠轴承10上作用有超过设想的大小的径向载荷而发生滚珠30的跃起，也能够缓和因滚珠30与肩部27的接触而导致的边缘载荷的产生，从而能够延长多列推力滚珠轴承10的寿命。
如以上说明的那样，根据本实施方式的多列推力滚珠轴承10，将多个滚珠30在一对滚道圈21、22的外径侧滚道槽23A及内径侧滚道槽23B之间配置为多列。其结果，与以往的推力滚珠轴承相比，能够利用较多的滚珠支承负载，能够增大推力滚珠轴承的负载容量，并且能够支承径向载荷以及推力载荷这两种载荷。
另外，在各兜孔41的开口缘部43，仅在保持架40的周向上对置地形成有爪状突起42。爪状突起42的径向的最大宽度W设定为比外径侧滚道槽23A和内径侧滚道槽23B的径向的最大宽度L小。其结果是，在爪状突起42容纳于外径侧滚道槽23A和内径侧滚道槽23B的内部的状态下，组装多列推力滚珠轴承10，因此能够使一对滚道圈21、22的间隔变窄，能够使多列推力滚珠轴承10薄壁化。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当地进行变形、改良等。例如，在本实施方式中，对将滚珠在径向的不同位置配置2列的情况进行了说明，但也可以配置成3列以上的多列(即，多列推力滚珠轴承)。
以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然并不限定于该例子。只要是本领域技术人员，就能够在权利要求书所记载的范畴内想到各种变更例或修正例，这些当然也属于本发明的技术范围。另外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以任意地组合上述实施方式中的各构成要素。
另外，本申请基于2019年2月14日申请的日本专利申请(日本特愿2019-024427)，其内容作为参照引用于本申请中。

Claims (7)

1.一种多列推力滚珠轴承，其特征在于，具备：
一对滚道圈，一对所述滚道圈形成为圆环状，相互在轴向上分离地配置；
多个滚珠，多个所述滚珠以能够滚动的方式配置于一对所述滚道圈之间；以及
保持架，所述保持架配置于一对所述滚道圈之间，且所述保持架具有多个兜孔，多个所述兜孔将多个所述滚珠以规定间隔保持，
一对所述滚道圈在相互对置的面分别具有沿径向设置的多列滚道槽，
所述保持架具有爪状突起，所述爪状突起在所述兜孔的开口的周缘凸状地突出而成且仅在所述保持架的周向上对置配置，
所述爪状突起的径向的最大宽度比所述滚道槽的径向的最大宽度小。
2.根据权利要求1所述的多列推力滚珠轴承，其特征在于，
对于多个所述兜孔中的至少一部分，外径侧的所述兜孔和内径侧的所述兜孔周向相位不同。
3.根据权利要求2所述的多列推力滚珠轴承，其特征在于，
所述保持架具有连续部，所述连续部使在径向上相邻的所述外径侧的兜孔与所述内径侧的兜孔中的、彼此间隔相对较窄的所述外径侧的兜孔与所述内径侧的兜孔连续。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多列推力滚珠轴承，其特征在于，
所述兜孔在周向上不等间隔地配置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多列推力滚珠轴承，其特征在于，
一对所述滚道圈具有能够容纳所述保持架的凹部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多列推力滚珠轴承，其特征在于，
所述滚道槽的深度为所述滚珠的直径的20％～30％，且所述滚道槽的槽曲率为所述滚珠的直径的50.5％～56％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多列推力滚珠轴承，其特征在于，
对由所述滚道槽与所述滚道槽的肩部所形成的棱线实施了倒角。
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