TW200916669A - Bearing for kingpin or other shaft assembly - Google Patents

Description

200916669 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於軸承，尤其關於球面軸承。 【先前技術】 單作用/角接觸型球面軸承被設計以支承沈重單向推 力及徑向/推力組合負載。典型地，此類軸承包括一內環及 一外環，且此外環形成一凹球狀軸承面，其具有一大孔口 及一小孔口。內環則具有一凸球狀軸承面，其大小及形狀 被構成爲可與外環軸承面相啣合。此內環可具有一內軸啣 合面，以便可於其內啣合一旋轉及/或樞轉軸。 外環軸承面係相對於一中央軸線成對稱，且在直徑上 係從小孔口起增大至大孔口。因此，除非內環藉一附屬結 構固定於外環中，內環通常可藉由移動通過大孔口而與外 環分開。 外環通常具有：一潤滑槽，其位在凹內軸承面中；及 一潤滑孔，其從外環之外表面起延伸通過此外環而達潤滑 槽。典型地，軸承之外環被固定於一殻體內，且一殼體潤 滑孔被設置成與外環潤滑孔相連通。潤滑劑可經由殼體潤 滑孔及外環潤滑孔而被注射入軸承負載區域中（內及外環 之軸承面的界面）。此外，在此外環之凹軸承面中可設有一 軸向潤滑槽（「截除」槽）。此截除槽與外環之小孔口相連 通。潤滑劑於是可藉由將其注射入外環之小孔U中而被加 至負載區域處。軸承可在小孔口處具有一板，以便可密封 住孔U，並可包含經由外環潤滑孔或經由軸所提供之潤滑 200916669 劑。一位於軸承中之軸可配備有一潤滑孔，而潤滑劑經此 而被供應至小孔口。運用此造型，潤滑劑將會流經軸並經 由截除槽而折返回至軸承內。然而，這些提供潤滑劑之方 法有時會因潤滑劑必須穿過長及/或迴旋之運行路徑以到 達潤滑通道而顯得無效率。 綜上所述，本發明之槪括目的係在於提供一種軸承及 一種潤滑方法，其可改良習用軸承或克服習用軸承之問題 及缺點。 【發明內容】 本發明之一態樣係關於一種軸及軸承總成，其包括一 被裝設於一球面軸承中之軸。此球面軸承包括一外環及一 被配置在此外環內之內環。此內環具有一第一軸承面及一 內軸啣合面，而此第一軸承面則具有一凸球狀造形。此內 環被裝設於該軸上。外環包括一可與第一軸承面相啣合之 第二軸承面。另有一位於內環之第一軸承面上之第一內環 潤滑槽，以及一從第一內環潤滑槽處延伸至軸啣合面之潤 滑孔。此軸包括一軸潤滑孔，其與內環潤滑孔相連通。 本發明之另一態樣係關於一種主銷連桿總成，其包括 一轉向節及一藉由一主銷軸承總成而以樞接方式與轉向節 相連接之軸軛。此主銷軸承總成包括一主銷與一關聯之球 面軸承。各球面軸承包括一外環與一被配置在此外環之內 的內環，而主銷則被安裝在此內環中。此內環包括一第一 軸承面及一內軸啣合面。此第一軸承面具有一凸球狀造 形，而第二軸承面則具有一凹球狀造形。第二軸承面可滑

200916669 動地啣合第一軸承面。另有一位在第一_ 環潤滑槽，及一從第一內環潤滑槽處延僧 滑孔。主銷包括一主銷潤滑孔，其與內環 本發明之再一態樣係關於一種用於谓 軸總成的方法。此方法包括使潤滑劑經由 內環潤滑孔，而流入第一潤滑槽內。 【實施方式】 第1圖顯示本發明之單作用球面軸薄 性實施例。內環10具有一第一軸承面1 狀造型。此內環10亦具有一內圓柱狀軸 定一內環孔14a。此內環10亦具有一位 上之內環潤滑槽1 6以及一位於軸啣合面 內部潤滑槽1 8。 此內環1 〇被顯示成具有一內環潤滑 滑槽1 8及兩內環潤滑孔2 0，但本發明並 在諸替代實施例中者，可僅具有一個內環 有兩個以上之內環潤滑孔。亦可具有一個 槽1 6及/或一個以上之內部潤滑槽。 第2圖顯示一包括如第1圖中所示f 承。軸承22包括內環10及外環24。此: 二軸承面26，其具有一凹球狀造型’並拓 於一側上之大孔口 2 8及一位於另—側上 第二軸承面26係位在外環24之內部，並 其尺寸被設定成可與被配置於其內之內釋 3承面上之第一內 3至軸啣合面之潤 潤滑孔相連通。 〖滑前述之軸承及 I軸潤滑孔，經由 5:用內環之一說明 2，其具有一凸球 啣合面14，其界 於第一軸承面1 2 1 4上之可選擇的 槽1 6、一內部潤 ^不受限於此；如 I潤滑槽，或可具 1以上之內環潤滑 Θ環1 0之球面軸 外環24具有一第 泛構形爲具有一位 之小孔U 3 0。此 具有一球狀造型， i 1 〇的第一軸承 200916669 面12相啣合。第一軸承面26與第一軸承面12之界面係軸 承22之負載區域。內環10及外環24兩者係相對於各自之 中心軸線成對稱。S內環1 〇及外環2 4被配置如第2圖所 不般’其等之各自中心軸線將重合於A處。外環24具有一 位於第二軸承面26上之外環潤滑槽32及一延伸穿過外環 2 4並與外環潤滑槽相連通（例如向外環潤滑槽敞開）之外 環潤滑孔34。一位於第—軸承面26中並被軸向定向之截 除潤滑槽3 6提供一潤滑劑用流動通路，以便可從槽3 2處 ί了進至小孔口 3 0 ’因而可提供槽3 2與小孔口 3 0間之潤滑 劑流通。外環2 4具有一位於小孔口 3 〇處之環形基座3 8， 一密封板可在此處被裝設’以便可抑制潤滑劑從負載區域 處經由小孔口 3 0而流失’且抑制污染物經由此小孔口而進 入軸承。 外環24被顯示成具有一外環潤滑槽3 2、一外環潤滑 孔及一可選擇之截除潤滑槽，但本發明並不受限於此；如 在諸替代實施例中者，可僅具有一個以上之外環潤滑槽、 及/或一個以上之外環潤滑孔，及/或可選擇地具有一個以 上之截除潤滑槽。 在其他之實施例中，亦可在內環之凸軸承面上設有一 截除潤滑槽。 軸承22提供一用於將潤滑劑供應至軸承負載區域處 之直接通路。此可藉由利用在內環10中之孔20而予以達 成。潤滑劑可經由一被裝設在內環1 0中之軸而被導入軸承 球狀槽道或負載區域內，如本文別處中所述者。 200916669 第3圖顯示軸承2 2與被安裝於其內之軸* 〇組合成爲 —軸及軸承總成39之實施例。軸4〇具有一外安裝面42， 其御合內環10之軸啣合面14(第1圖）。爲供應潤滑劑至 軸承’軸4 0具有一延伸穿過其中之軸潤滑孔4 6，其包括 一徑向出口 46a。軸40在其表面42上可自由選擇地具有 一周圍潤滑槽44，且此徑向出口 46a可自由選擇地向周圍 潤滑槽敞開。如果設有內環潤滑槽1 6 ,則徑向出口 4 6 a與 周圍潤滑槽44中之一者或兩者係均與內環潤滑造型特徵 (即孔2 0及/或內環潤滑槽丨6 )成對準排列。此對準排列 允許潤滑劑可流動通過軸，通過內環潤滑孔2〇，並到達〜 或多個潤滑槽’即周圍潤滑槽44、內環潤滑槽1 6及/或潤 滑槽3 2，以便可潤滑負載區域。一輔助之潤滑劑流動通路 被設置成經由一軸向潤滑出口 46b。一可自由選擇之密封 板4 8可被配置在基座3 8上（第2圖）以便可閉合小孔口 3 〇，且潤滑劑可流經潤滑孔4 6及軸向潤滑出口 4 6b而到達 小孔口 3 0 (第2圖）’藉以將潤滑劑經由截除槽3 6而供應 至負載區域。雖然軸40被顯示成具有徑向潤滑出口 46a及 軸向潤滑出口 4 6 b兩者，但本發明不受限於此，且在其他 實施例中’軸可僅具有一徑向潤滑出口，僅具有一軸向潤 滑出口，或具有兩個以上之潤滑出口。 軸承2 2之負載區域可藉由將潤滑劑注射經由軸潤滑 孔4 6並通過內環潤滑孔2 0而被潤滑。潤滑劑將流動通過 軸40，並將經由徑向潤滑出口 46a及軸向潤滑出口 46b中 之一者或兩者而進入此軸承。潤滑劑將通過內環潤滑孔2 〇 200916669 . (可自由選擇地經由內環內部潤滑槽1 8 )而到達負載區 域’在此處其將經由內環潤滑槽1 6及/或外環潤滑槽3 2而 - 被分配。此係一有效且有效率之軸承潤滑裝置，且其亦在 當與習知潤滑方法相結合使用時提供一輔助之潤滑劑流動 通路，諸如經由截除槽而將潤滑劑供應至外環小孔處者。 在軸及軸承總成3 9之一特定實施例中，此軸可爲一主 銷5 6或5 8 (第4圖），以便可提供一主銷軸承總成（未標 以元件符號），且在輪型車輪用主銷連桿總成5 0中可有兩 ' 主銷軸承總成。主銷連桿總成5 0包括一轉向節5 2，其藉 由兩主銷軸承總成39a、39b而以樞接方式與軸軛54相互 連接。轉向節52被連接至一輪轂（未示於圖），而軸軛54 則被連接至一軸5 5。 諸軸承22分別被裝設在軸軛54之諸安裝部54a、54b 中，且諸外環2 4可被牢固地固定於此軸軛上。各主銷5 6、 5 8分別具有軸頸5 6 a、5 8 a，其分別穿過位於轉向節5 2中 之主銷孔52a，並啣合相關聯軸承22之內環的孔14a。在 w 所示實施例中，諸軸頸56a、58a包含經減小直徑之端部， 其分別被裝配入諸軸承22之內環10中。然而’本發明並 不受限於此，且對熟習本藝之人士而言’各種不同之主銷 軸頸部尺寸及形狀均可與軸承相匹配。各主銷56、58包括 一安裝部56b、58b’而主銷可藉其而被牢固地固定於此轉 向節52上。例如，各主銷56、58可分別具有一頭部56b、 58b，其可藉由一或多個穿過此頭部延伸至轉向節之螺栓 60a、60b而被繫固於轉向節52上。然而’本發明並不受 -10- 200916669 限於此，此乃因爲其他安裝造形將可被熟習本藝之人士 思及，例如，主銷56及/或58可具有裝配部56c、58c ’ 分別被插在位於轉向節5 2中之諸孔內。諸主銷5 6、5 8 配備有潤滑孔62、66及潤滑油接頭64a、64b，以便分 潤滑其等之軸承，如第3圖中所不。主銷5 6包含一徑向 滑出口 62a及一軸向潤滑出口 62b。可自由選擇地，主 5 6、5 8兩者或其中之一者可具有一周圍潤滑槽，而徑向 滑出口 62a則向此周圍潤滑槽敞開。在所示之實施例中 主銷56' 58兩者具有一徑向潤滑出口 62a、66a及一軸 潤滑出口 62b、66b，但本發明不受限於此，此乃因爲諸 銷5 6、5 8並不必需具有相同之出口形狀，且主銷5 6、 任一者或兩者0·!具有一徑向潤滑出口 56a、66a及一軸向 滑出口 56b、 66b。 爲了組裝主銷連桿總成5 0，諸外環24被安裝在軸 54中，且諸內環1〇被壓在諸主銷56、58上。轉向節 與軸轭54成直線對準’且諸主銷（其上裝有內環】〇者 接著被插穿位於轉向節中之諸孔52a並進入軸輔內，在 處諸內環接著與諸外環2 4相匹配。組裝程序藉由利用若 螺栓60a、60b以將諸主銷56、58螺固於轉向節52上而 完成。 使用中，駕駛員轉動一方向盤（未示於圖），其係經 若干橫拉桿（未示於圖）被連接至轉向節5 2。主銷連桿 成允許轉向節5 2及一位於其上之輪殼可相對於軸範5 4 軸55而樞轉。因此’駕駛員轉動了車輪。 所 其 可 別 潤 銷 潤 向 主 5 8 潤 駆 52 ) 此 千 被 由 總 及 200916669 雖然第4圖顯示主銷軸承總成以樞接方式將一軸軛與 一轉向節相互連接（其中此主銷被固定地裝設於轉向節且 此軸承被裝設於軸軛中）’但此並非係爲對本發明之限定， 且凡熟習與本發明相關之技藝的人士均將理解，在諸替實 施例中’主銷可被裝設在軸軛上，而軸承可被裝設於轉向 節中。 名詞「第一」、「第二」、及類似者在此並不代表任何順 序、數量、或重要性，而係用以區別諸元件。此外，「一」 在此並不代表數量上之限制，而係代表所指項目之至少一 者的存在。 雖然本發明已參照其特定實施例而被敘述於上，但在 硏讀並了解上揭內容後，凡熟習本藝之人士均可理解，許 多針對此諸已揭示實施例之變更及修改將落在本發明之範 圍及所附申請專利範圍之內。 【圖式簡單說明】 第1圖係在此所述之單作用球面軸承用內環之立體 圖； 第2圖係根據本發明所實施之球面軸承實施例之示意 剖面圖： 第3圖係第2圖所示軸承之示意剖面圖，而此軸承內 則裝設有一軸；及 第4圖係一主銷連桿總成之示意剖面圖，而此總成包 括第2圖所示之軸承。 200916669

【主 要元 件符 說 明 ] 10 內 環 12 第 一 軸 承 面 14 軸 啣 合 面 14a 內 環 孔 16 內 環 潤 滑 槽 18 內 部 潤 滑 槽 20 內 TPP- 壞 潤 滑 孔 22 軸 承 24 外 環 26 第 二 軸 承 面 28 大 孔 □ 3 0 小 孔 Π 3 2 外 環 潤 滑 槽 3 4 外 r°g 潤 滑 孔 3 6 截 除 潤 滑 槽 3 8 基 座 39 軸 及 軸 承 總 成 3 9a, 3 9b 主 銷 軸 承 總 成 40 軸 42 外 安 裝 面 44 周 圍 潤 滑 槽 46 軸 潤 滑 孔 46a 徑 向 潤 滑 出 P 200916669 46b 軸向潤滑出口 52 轉向節 52a 主銷孔 54 軸軛 54a，54b 安裝部 5 5 軸 56, 58 主銷 5 6a 軸頸（徑向潤滑出口） 56b 安裝部（頭部、軸向潤滑出口） 56c, 58c 裝配部 5 8a 軸頸 5 8b 安裝部（頭部） 60a, 60b 螺栓 62，66 潤滑孔 62a 徑向潤滑出口 62b 軸向潤滑出口 6 4a, 64b 潤滑油接頭 6 6a 徑向潤滑出口 66b 軸向潤滑出口

Claims (1)

1. 200916669 十、申請專利範圍： 1.一種軸及軸承總成，其包括： 一球面軸承，其包括：一外環： 一內環，其被配置在該外環之內，該內環具有一第 一軸承面及一內軸啣合面，而該第一軸承面具有一凸球 狀造形；及 一軸，其被安裝於該內環中； 其中該外環包括一第二軸承面，而該第二軸承面具 有一凹球狀造形，並可與該第一軸承面相啣合； 其中該內環包括一位於該第一軸承面上之第一內環 潤滑槽，及一從該第一內環潤滑槽延伸至該軸啣合面處 之潤滑孔；及 其中該軸包括一軸潤滑孔，其與該內環潤滑孔相連 通。 2 .如申請專利範圍第1項之總成，其中該軸潤滑孔包括一 徑向潤滑出口。 3 ·如申請專利範圍第1項之總成，其中該軸潤滑孔包括一 軸向潤滑出口 ’及其中該軸承在該負載區域中包括一截 除槽。 4 ·如申請專利範圍第1項之總成，其中該外環具有一孔口 及一可閉合該孔口之密封板，及其中該外環另包括一位 在該第二軸承面上之外環潤滑槽及一位在該第二軸承面 中之軸向截除潤滑槽，以便可在該外環潤滑槽與該小孔 口間提供一用於潤滑之流路。 200916669 5 ·如申請專利範圍第4項之總成，其中該軸潤滑孔包括一 向該小孔口敞開之軸向潤滑出口。 6 .如申g靑專利$B圍第1項之總成，其中該軸包括一位於該 軸啣合面上之圓周潤滑槽’及其中該內環潤滑孔係向該 圓周潤滑槽敞開。 7 ·如申請專利範圍第1項之總成，其中該軸承係一單作用 軸承。 8 . —種主銷連桿總成，其包括： 一轉向節；及 一軸軛，其藉由一主銷軸承總成而以樞接方式與該 轉向節相連接； 該主銷軸承總成包括一主銷與一關聯之球面軸承’ 各球面軸承包括一外環與一被配置在該外環之內的內 環，而該主銷則被安裝在該內環中； 其中該內環包括一第一軸承面及一內軸啣合面，而 該第一軸承面具有一凸球狀造形； 其中該外環包括一第二軸承面，其尺寸被設定爲可 啣合該第一軸承面； 其中該內環包括一位於該第一軸承面上之第一內環 潤滑槽，及-從該第-內環潤滑槽延伸至該軸啣合面處 之潤滑孔；及 其中該主銷包括-主銷潤滑孔，其與該內環潤滑孔 相連通。 9 ·如申請專利範圍H 8項之總成’其中私主銷包’舌圓周 -1 6 - 200916669 潤滑槽’及其中該內環潤滑孔係向該圓周潤滑槽敞開。 1 0 ·如申請專利範圍第8項之總成，其中該軸承係一單作用 軸承。 1 1 .如申請專利範圍第8項之總成，其中各個相關聯球面軸 承係一單作用軸承，且各個主銷具有一軸頸部，其被安 裝在該相關聯軸承之內環中。 1 2 _如申請專利範圍第n項之主銷連桿總成，其中各個軸承 之外環被安裝在該軸軛中。 1 3 .如申請專利範圍第丨i項之主銷連桿總成，其中各個軸承 之外環被安裝在該轉向節中。 1 4 .如申請專利範圍第U項之主銷連桿總成，其中各個主銷 包括一向該內環潤滑孔敞開之主銷潤滑孔。 1 5 _ —種用於潤滑如申請專利範圍第1項中所述之軸承及軸 總成的方法’而該方法包括：使潤滑劑經由該軸潤滑孔， 經由該內環潤滑孔，而流入該第一潤滑槽內。 1 6 ·如申請專利範圍第】5項之方法，其中該軸承包括一軸承 負載區域’而該第一軸承面在此處啣合該第二軸承面， 及其中該外環包括一小孔口，及其中在該軸承負載區域 中有一截除槽’其使得潤滑劑可流動於該第一潤滑槽及 該小孔口間，及其中該軸包括一向該小孔口敞開之軸潤 滑孔’及其中該方法包括：使潤滑劑經由該軸潤滑孔而 流至該小孔口’然後流至該負載區域。 1 7. —種用於潤滑如申請專利範圍第8項中所述之主銷連桿 總成的方法，而該方法包括：使潤滑劑經由該主銷潤滑 200916669 孔、經由該內環潤滑孔，而流入該第一潤滑槽內。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項之方法，其中各軸承包括一軸承 負載區域，而該第一軸承面在此處啣合該第二軸承面， 及其中該外環包括一小孔口，及其中在該軸承負載區域 中有一截除槽，其使得潤滑劑可流動於該第一潤滑槽及 該小孔口間，及其中該軸包括一向該小孔口敞開之軸潤 滑孔，及其中該方法包括：使潤滑別經由該軸潤滑孔而 流至該小孔口，然後流至該負載區域。