CN117083466A - 荷重可变形滚动轴承及荷重可变形滚动轴承用传动体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种荷重可变形滚动轴承(100)及荷重可变形滚动轴承用传动体(130)，包括：环形态的外轮(110)，其在内径面凹陷地形成有外轮轨道(111)；环形态的内轮(120)，其在外径面凹陷地形成有内轮轨道(121)；多个传动体(130)，其在所述外轮轨道(111)与内轮轨道(121)之间由圆周方向整列，所述传动体(130)，包括：圆筒形的传动体可变接触部(133)；传动体球面部(131)，其形成于传动体可变接触部(133)的两侧，以突出的球面形成，所述外轮轨道(111)，包括：外轮轨道球面接触部(111‑1)，其截面形成凹陷的圆弧形态；圆筒形的外轮轨道可变接触部(111‑3)，由所述外轮轨道球面接触部(111‑1)的轴方向邻接而形成，所述内轮轨道(121)，包括：内轮轨道球面接触部(121‑1)，其截面形成凹陷的圆弧形态；圆筒形的内轮轨道可变接触部(121‑3)，其由所述内轮轨道球面接触部(121‑1)的轴方向邻接而形成，所述传动体球面部(131)位于外轮轨道球面接触部(111‑1)与内轮轨道球面接触部(121‑1)之间，传动体可变接触部(133)位于外轮轨道可变接触部(111‑3)与内轮轨道可变接触部(121‑3)之间。

Description

荷重可变形滚动轴承及荷重可变形滚动轴承用传动体
技术领域
本发明涉及荷重可变形滚动轴承及荷重可变形滚动轴承用传动体，更详细地，涉及一种根据向轴承施加的外力使得轴承的额定容量可变的荷重可变形滚动轴承及荷重可变形滚动轴承用传动体。
背景技术
球轴承是指为了驱动轴承而在内轮与外轮之间将球体作为传动体使用的轴承，在通常的球轴承安装有用于维持传动体的球体之间的圆周方向间隔的止动件(又名，保持架)。
图1为以往技术的球轴承1的一部分切开立体图。参照图1，以往的球轴承1由如下结构形成：环形态的外轮10，其为了与传动体的球体30接触后驱动，在内径侧形成有外轮轨道11；环形态的内轮20，其为了与球体30接触后驱动，在外径侧形成有内轮轨道21；多个球体30，其位于所述外轮10与内轮20之间，而在外轮轨道11与内轮轨道21之间传动；止动件40，其为了维持多个所述球体30的圆周方向间隔，设在外轮10与内轮20之间。
对于从外部作用的荷重的球轴承等滚动轴承的支撑能力即额定容量(静额定荷重,动额定荷重)根据传动体的个数、传动体的大小(球的直径，滚柱轴承时为滚柱的直径)等而不同。
在图1表示的形态的球轴承，作为传动体的球为球形，相比韩国公开序号第10-2009-0041103号公开专利公报中公开的锥形滚柱轴承等滚柱轴承，传动体的接触面积较小，因此，接触阻抗小，具有旋转扭矩低的优点，但，对作用于轴承的荷重的支撑能力相比滚柱轴承小。
因此，以往的汽车用变速器等使用在韩国公开序号第10-2009-0041103号公开专利公报中公开的锥形滚柱轴承，但，最近对于汽车需要较高的燃料消耗率，并且，因地球温暖化等环境问题，采用旋转扭矩较低的球轴承。当向轴承施加的荷重可变时，例如在变速器中，要符合较大的荷重设计轴承，因此，存在相比运行不必要地安装较大尺寸的轴承的问题。
例如，变速器具有在低速档(例如，1档～3档)作用于轴承的荷重较大，在高速档(5档以上)作用于轴承的荷重很小的特征，并且，运行比率来看，低速档为小于10％，90％以上主要是在高速档运行。在变速器安装的轴承的运用率为小于10％，但，要符合荷重较大的低速档设计，因此，在90％以上运用的高速档不必要地使用额定容量较大的轴承。并且，在高速档使用时，存在轴承的重量或选择扭矩较大的问题。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明为了解决上述的以往技术的问题点而提供，目的为提供一种在可变荷重环境下，根据外力使得轴承的额定容量可变的荷重可变形滚动轴承及荷重可变形滚动轴承用传动体。
解决问题的技术方案
为了上述目的，本发明包括：环形态的外轮，其在内径面凹陷地形成有外轮轨道；环形态的内轮，其在外径面凹陷地形成有内轮轨道；多个传动体，其在所述外轮轨道与内轮轨道之间由圆周方向整列，所述传动体，包括：圆筒形的传动体可变接触部；传动体球面部，其形成于传动体可变接触部的两侧，以突出的球面形成，并且，所述外轮轨道，包括：外轮轨道球面接触部，其截面形成凹陷的圆弧形态；圆筒形的外轮轨道可变接触部，由所述外轮轨道球面接触部的轴方向邻接而形成，并且，所述内轮轨道，包括：内轮轨道球面接触部，其截面形成凹陷的圆弧形态；圆筒形的内轮轨道可变接触部，其由所述内轮轨道球面接触部的轴方向邻接而形成，并且，所述传动体球面部位于外轮轨道球面接触部与内轮轨道球面接触部之间，传动体可变接触部位于外轮轨道可变接触部与内轮轨道可变接触部之间。
上述中，所述外轮轨道球面接触部由轴方向分隔而形成有两个，所述内轮轨道球面接触部由轴方向分隔而形成有两个，所述外轮轨道可变接触部位于外轮轨道球面接触部之间，所述内轮轨道可变接触部位于内轮轨道球面接触部之间，由所述外轮轨道可变接触部的半径方向内侧分隔，所述外轮轨道球面接触部与内轮轨道球面接触部由对角线方向相对。
上述中，在组装轴承时，所述传动体可变接触部与两侧的外轮轨道可变接触部和内轮轨道可变接触部接触之前，所述传动体球面部与两侧的外轮轨道球面接触部和内轮轨道球面接触部接触。
上述中，组装轴承后，所述传动体球面部与两侧的外轮轨道球面接触部和内轮轨道球面接触部接触，所述传动体可变接触部与两侧的外轮轨道可变接触部及内轮轨道可变接触部分隔。
上述中，所述外轮轨道可变接触部和内轮轨道可变接触部以中心部由轴方向突出的鼓形形态形成。
上述中，所述传动体可变接触部以其长度方向中心部突出的鼓形形态形成。
上述中，在所述外轮轨道球面接触部与外轮轨道可变接触部之间形成有凹陷且由圆周方向延伸的外轮底切部，在所述内轮轨道球面接触部与内轮轨道可变接触部之间形成有凹陷且由圆周方向延伸的内轮底切部。
发明的效果
上述中，在所述外轮轨道球面接触部与外轮轨道可变接触部之间形成有凹陷且由圆周方向延伸的外轮底切部，在所述内轮轨道球面接触部与内轮轨道可变接触部之间形成有凹陷且由圆周方向延伸的内轮底切部。
附图说明
图1为表示根据以往技术的球轴承的一部分切开立体图；
图2为根据本发明的荷重可变形滚动轴承的半截面图；
图3为图2的“A”部的扩大图；
图4为图2的“B”部的扩大图；
图5为表示在本发明的荷重可变形滚动轴承形成的传动体的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明根据本发明的荷重可变形滚动轴承及荷重可变形滚动轴承用传动体。
图2为根据本发明的荷重可变形滚动轴承的半截面图；图3为图2的“A”部的扩大图；图4为图2的“B”部的扩大图；图5为表示在本发明的荷重可变形滚动轴承形成的传动体的截面图。
在以下说明中，以图2的横方向为轴方向进行说明。图2的竖方向为半径方向。
如图2所示，根据本发明的荷重可变形滚动轴承100包括：向内径面凹陷地形成有外轮轨道111的环形态的外轮110；向外径面凹陷地形成有内轮轨道121的环形态的内轮120；在所述外轮轨道111与内轮轨道121之间沿着圆周方向整列的多个传动体130。附图符号140表示用于维持传动体130的圆周方向间隔的保持架。根据本发明的荷重可变形滚动轴承100还可包括保持架140。所述保持架140为环形态，沿着圆周方向分隔而形成有容纳传动体130的多个袋子。在图2中虽未图示，在内轮120与外轮110之间，由轴方向两侧形成的开口部可形成有用于密封的密封件(Seal,未图示)。
所述传动体130包括：圆筒形的传动体可变接触部133；在传动体可变接触部133的长度方向(图5的横方向)两侧形成，并由突出的球面形成的传动体球面部131。
如图5所示，所述传动体130形成球体的一部分被切除的圆筒形。传动体可变接触部133的半径(H)是以球面的传动体球面部131的曲率半径乘2的值(2×R)的80％～95％范围形成。在所述传动体130形成有传动体可变接触部133，从而，相比球体的传动体在必要时能够将更多数量(例如，一个或两个)的传动体130组装在轴承上。
所述传动体可变接触部133以圆筒形形成，以向外突出的鼓形(Crowning)形态形成。鼓形(Crowning)的详细的形态为以往公知技术，因此，在此省略说明。
所述传动体球面部131以从与传动体可变接触部133连接的部分减少半径的形态形成球面而形成。
所述传动体130制造成真球度小于3μm的球体形态，将球体的两卡紧(Chucking)后旋转，并研磨中间部分，而形成圆筒形的传动体可变接触部133，也可使得球体向橡胶砥石(旋转驱动用)和研磨砥石(研磨加工用)之间通过，而形成圆筒形的传动体可变接触部133。
所述圆筒形的传动体可变接触部133以球体的一部分被去除的圆筒形形成，两侧的传动体球面部131的曲率中心相互一致。
所述外轮轨道111包括外轮轨道球面接触部111-1和外轮轨道可变接触部111-3。所述外轮轨道球面接触部111-1沿着圆周方向延伸，截面的形态如图2所示以凹陷的圆弧形态形成。
所述外轮轨道可变接触部111-3与外轮轨道球面接触部111-1由轴方向邻接，而形成外轮轨道111的凹陷的底部。所述外轮轨道球面接触部111-1由轴方向分隔而形成两个，所述外轮轨道可变接触部111-3位于外轮轨道球面接触部111-1之间，而形成外轮轨道111的底部。
所述外轮轨道可变接触部111-3以圆筒形态形成。所述外轮轨道可变接触部111-3可以突出的鼓形形态形成。所述外轮轨道可变接触部111-3由鼓形形态形成，从而，外力作用于轴承，当与外轮轨道可变接触部111-3和传动体可变接触部133接触时，从中心部接触而防止接触应力集中。
所述外轮轨道球面接触部111-1的在图2中表示的截面圆弧的曲率半径相比传动体球面部131的曲率半径R更大地形成。所述外轮轨道球面接触部111-1的曲率半径以传动体球面部131的曲率半径的102～200％范围形成。
轴承组装在轴和外壳(未图示)时(组装轴承后，内轮或外轮与轴或外壳过盈配合时)，如图2所示，在所述外轮轨道球面接触部111-1圆弧的中间位置，传动体球面部131与外轮轨道球面接触部111-1接触(图2的附图符号P1)。并且，中间隔着外轮轨道可变接触部111-3，外轮轨道球面接触部111-1与传动体球面部131从轴方向两侧接触。
从轴方向两侧，外轮轨道球面接触部111-1与传动体球面部131接触，位于外轮轨道球面接触部111-1之间的外轮轨道可变接触部111-3与传动体可变接触部133以微小间隔(Do；例如，100μm)分隔。
外轮轨道球面接触部111-1的曲率半径大于传动体球面部131的曲率半径，因此，外轮轨道球面接触部111-1与传动体球面部131之间的间隔在两侧变大。
在所述外轮轨道球面接触部111-1与外轮轨道可变接触部111-3之间，形成有凹陷且沿着圆周方向延伸的外轮底切部111-5。形成有所述外轮底切部111-5而能够防止与传动体130的干扰，并且，能够顺利地进行外轮轨道球面接触部111-1和外轮轨道可变接触部111-3的超精研磨(Super Finishing)加工。
在图3中附图符号Go表示外轮轨道球面接触部111-1与传动体球面部131之间的间隔。组装轴承后，外轮轨道球面接触部111-1和传动体球面部131由轴方向在外轮轨道球面接触部111-1圆弧的中间位置(P1)接触，从中间位置越远，分隔的间隔Go越增加。
所述内轮轨道121包括内轮轨道球面接触部121-1和内轮轨道可变接触部121-3。所述内轮轨道球面接触部121-1沿着圆周方向延伸，截面的形态如图2所示形成凹陷的圆弧形态。
所述内轮轨道可变接触部121-3与内轮轨道球面接触部121-1由轴方向邻接，而形成内轮轨道121的凹陷的底部。所述内轮轨道球面接触部121-1由轴方向分隔而形成两个，所述内轮轨道可变接触部121-3位于内轮轨道球面接触部121-1之间而形成内轮轨道121的底部。
所述内轮轨道可变接触部121-3与外轮轨道可变接触部111-3相对，从外轮轨道可变接触部111-3由半径方向向内分隔。
所述内轮轨道球面接触部121-1与外轮轨道球面接触部111-1由对角线方向相对。
所述内轮轨道可变接触部121-3以圆筒形形成。所述内轮轨道可变接触部121-3的截面形状以轴方向中心部突出的鼓形形态形成。所述内轮轨道可变接触部121-3以鼓形形态形成，从而，当内轮轨道可变接触部121-3与传动体可变接触部133接触时，从中心部接触而防止接触应力集中。
所述内轮轨道球面接触部121-1的在图2中图示的截面圆弧的曲率半径大于传动体球面部131的曲率半径。所述内轮轨道球面接触部121-1的曲率半径以传动体球面部131的曲率半径的102～200％范围形成。组装轴承后，如图2所示，在所述内轮轨道球面接触部121-1圆弧的中间位置，传动体球面部131与内轮轨道球面接触部121-1接触(图2的附图符号P2)。隔着内轮轨道可变接触部121-3从轴方向两侧，内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131接触。
从轴方向两侧，内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131接触，并且，位于内轮轨道球面接触部121-1之间的内轮轨道可变接触部121-3与所述传动体可变接触部133分隔微小间隔(Di；例如，100μm)。内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131之间的间隔在两侧较大地形成。
在所述内轮轨道球面接触部121-1与内轮轨道可变接触部121-3之间形成有凹陷且由圆周方向延伸的内轮底切部121-5。形成有所述内轮底切部121-5，从而，能够防止与传动体130的干扰，并且，能够顺利地进行内轮轨道球面接触部121-1和内轮轨道可变接触部121-3的超精研磨加工。
图4中附图符号Gi表示内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131之间的间隔。组装轴承后，内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131在内轮轨道球面接触部121-1圆弧的中间位置(P2)接触，从中心地点越远，分隔的间隔(Gi)越增加。
所述外轮轨道球面接触部111-1由轴方向分隔而形成有两个，所述内轮轨道球面接触部121-1由轴方向分隔而形成有两个。所述外轮轨道可变接触部111-3位于外轮轨道球面接触部111-1之间,所述内轮轨道可变接触部121-3位于内轮轨道球面接触部121-1之间,而由所述外轮轨道可变接触部111-3的半径方向内侧分隔，所述外轮轨道球面接触部111-1与内轮轨道球面接触部121-1由对角线方向相对。
在运行时，荷重作用于轴承时，例如，向内轮120插入的轴(未图示)发生半径方向荷重时，一部分传动体130向外轮110加压而使得内轮轨道可变接触部121-3与传动体可变接触部133之间的间隔(Di)和外轮轨道可变接触部111-3与传动体可变接触部133之间的间隔(Do)减少，并且，随着荷重的增加，内轮轨道可变接触部121-3与传动体可变接触部133接触，外轮轨道可变接触部111-3与传动体可变接触部133接触。
当较大的荷重作用于轴承时，轴承的内轮120中，内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131接触，并且，内轮轨道可变接触部121-3与传动体可变接触部133接触而驱动，外轮110中，外轮轨道球面接触部111-1与传动体球面部131接触，并且，外轮轨道可变接触部111-3与传动体可变接触部133接触而运行，从而，具有额定荷重增大的效果。
例如，变速器中在没有较大的荷重作用于轴承的高速档，内轮120是内轮轨道可变接触部121-3没有与传动体可变接触部133接触，内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131接触的状态下，并且，外轮110是外轮轨道可变接触部111-3没有与传动体可变接触部133接触，外轮轨道球面接触部111-1与传动体球面部131接触的状态下旋转，从而，在四点接触状态(P1,P2)下旋转。
有较大的荷重作用于轴承的低速档，内轮120是内轮轨道可变接触部121-3与传动体可变接触部133接触，内轮轨道球面接触部121-1也与传动体球面部131接触的状态下，并且，外轮110是外轮轨道可变接触部111-3与传动体可变接触部133接触，外轮轨道球面接触部111-1也与传动体球面部131接触的状态下旋转。从而，在变速器的低速档运行等较大的荷重发生作用时，荷重支撑能力增大，在高速档运行等荷重较小的状态下，四点接触旋转，从而，相比与半径方向内外侧的传动体可变接触部133接触旋转的情况，使得旋转扭矩减少，而能够防止不必要的扭矩增加或使用较大的轴承而发生的(燃料消耗量等)的减少。在可变荷重环境下，对于高荷重的额定容量变大，因此，无需使得轴承的尺寸(传动体大小等)变大，而能够支撑较大的荷重。
所述内轮轨道球面接触部121-1与传动体球面部131之间的缝隙(Di)或外轮轨道可变接触部111-3与传动体可变接触部133之间的间隔(Do)根据作用于轴承的可变的荷重的大小而设定制造。
为了说明本发明，图2中表示了单列，但，并非限定于此，本发明还包括两列以上的复数列。
实用性
根据本发明，初期扭矩不大且能够增加负荷容量。

Claims (9)

1.一种荷重可变形滚动轴承(100)，其特征在于，包括：
环形态的外轮(110)，其在内径面凹陷地形成有外轮轨道(111)；环形态的内轮(120)，其在外径面凹陷地形成有内轮轨道(121)；多个传动体(130)，其在所述外轮轨道(111)与内轮轨道(121)之间由圆周方向整列，
所述传动体(130)，包括：圆筒形的传动体可变接触部(133)；传动体球面部(131)，其形成于传动体可变接触部(133)的两侧，以突出的球面形成，
所述外轮轨道(111)，包括：外轮轨道球面接触部(111-1)，其截面形成凹陷的圆弧形态；圆筒形的外轮轨道可变接触部(111-3)，由所述外轮轨道球面接触部(111-1)的轴方向邻接而形成，
所述内轮轨道(121)，包括：内轮轨道球面接触部(121-1)，其截面形成凹陷的圆弧形态；圆筒形的内轮轨道可变接触部(121-3)，其由所述内轮轨道球面接触部(121-1)的轴方向邻接而形成，
所述传动体球面部(131)位于外轮轨道球面接触部(111-1)与内轮轨道球面接触部(121-1)之间，传动体可变接触部(133)位于外轮轨道可变接触部(111-3)与内轮轨道可变接触部(121-3)之间。
2.根据权利要求1所述的荷重可变形滚动轴承(100)，其特征在于，
所述外轮轨道球面接触部(111-1)由轴方向分隔而形成有两个，所述内轮轨道球面接触部(121-1)由轴方向分隔而形成有两个，
所述外轮轨道可变接触部(111-3)位于外轮轨道球面接触部(111-1)之间，
所述内轮轨道可变接触部(121-3)位于内轮轨道球面接触部(121-1)之间，由所述外轮轨道可变接触部(111-3)的半径方向内侧分隔，
所述外轮轨道球面接触部(111-1)与内轮轨道球面接触部(121-1)由对角线方向相对。
3.根据权利要求1或2所述的荷重可变形滚动轴承(100)，其特征在于，
在组装时，所述传动体可变接触部(133)与两侧的外轮轨道可变接触部(111-3)和内轮轨道可变接触部(121-3)接触之前，所述传动体球面部(131)与两侧的外轮轨道球面接触部(111-1)和内轮轨道球面接触部(121-1)接触。
4.根据权利要求1或2所述的荷重可变形滚动轴承(100)，其特征在于，
组装轴承后，所述传动体球面部(131)与两侧的外轮轨道球面接触部(111-1)和内轮轨道球面接触部(121-1)接触，所述传动体可变接触部(133)与两侧的外轮轨道可变接触部(111-3)及内轮轨道可变接触部(121-3)分隔。
5.根据权利要求1或2所述的荷重可变形滚动轴承(100)，其特征在于，
所述外轮轨道可变接触部(111-3)和内轮轨道可变接触部(121-3)以中心部由轴方向突出的鼓形形态形成。
6.根据权利要求1或2所述的荷重可变形滚动轴承(100)，其特征在于，
所述传动体可变接触部(133)以其长度方向中心部突出的鼓形形态形成。
7.根据权利要求1或2所述的荷重可变形滚动轴承(100)，其特征在于，
在所述外轮轨道球面接触部(111-1)与外轮轨道可变接触部(111-3)之间形成有凹陷且由圆周方向延伸的外轮底切部(111-5)，在所述内轮轨道球面接触部(121-1)与内轮轨道可变接触部(121-3)之间形成有凹陷且由圆周方向延伸的内轮底切部(121-5)。
8.一种荷重可变形滚动轴承用传动体(130)，作为荷重可变形滚动轴承用传动体，其特征在于，
包括：圆筒形的传动体可变接触部(133)；传动体球面部(131)，其形成于传动体可变接触部(133)的两侧，以突出的球面形成，
所述传动体球面部(131)的球面形成从与传动体可变接触部(133)连接的部分开始半径减少的形态。
9.根据权利要求8所述的荷重可变形滚动轴承用传动体(130)，其特征在于，
由真球度为3μm以下的球面制造，圆筒形的传动体可变接触部(133)以去除球体的一部分的圆筒形形成，而使得两侧的传动体球面部(131)的曲率中心相互一致。
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