TWI458898B - 不分割型交叉滾柱軸承 - Google Patents

Description

不分割型交叉滾柱軸承

本發明係與交叉滾柱軸承有關，特別是指一種不分割型交叉滾柱軸承。

雖然目前大多數的交叉滾柱軸承產品並不設計注油孔道，但為了有些使用場合，該交叉滾柱軸承有更長時間的使用需求，如果不設計注油孔道，則軸承的潤滑會有不足的情形產生。而具有注油孔道的交叉滾柱軸承主要區分為分割型交叉滾柱軸承、及不分割型交叉滾柱軸承兩大類。

就不分割型交叉滾柱軸承而言：參閱第1圖所示，顯示習知不分割型交叉滾柱軸承的組合剖面圖，該不分割型交叉滾柱軸承包含一設置有V字形內滾動槽111的內環11、一套設於該內環11之外且設置有V字形外滾動槽121的外環12、及複數個可滾動地設於該內環11及外環12之間的滾柱13所組成，且各該內、外滾動槽111、121具有供該滾柱13環柱面滾動接觸的內、外滾動軌道面111a、121a，使各該滾柱13可於該內、外滾動槽111、121之間滾動而達到平順而低摩擦的運動效果。

在此已知的設計中，為了將潤滑劑注入該不分割型交叉滾柱軸承中，於該外環12上設有一注油孔道122(或於內環上設有注油孔道)，該注油孔道122為一由該外環12的外環面123貫通至該外滾動軌道面121a的通道，使潤滑劑可經由該注油孔道122進入該不分割型交叉滾柱軸承內部而潤滑該滾柱14。

然而，由於該注油孔道122和該外滾動槽121的外滾動軌道面121a間形成一個油口124，因此該油口124會破壞了該外滾動軌道面121a的完整性，使該外滾動軌道面121a變成有數個缺口。當滾柱13在該外滾動軌道面121a上滾動，如果滾柱13完全貼合該外滾動軌道面121a時，該滾柱13上的承受負荷較為平均，其狀態如第2A圖所示，但是該滾柱13在經過該油口124處時，該滾柱13和該外滾動軌道面121a的接觸面積會減少而使滾柱13所承受應力發生變化，其變化如第2B圖所示，即，滾柱13所承受的應力會發生變化，而使運動不穩定。

更甚者，由於該內環11的內滾動軌道面111a與該外環12的外滾動軌道面121a間可能不完全平行，或者該滾柱13本身的圓柱度公差，因此，該滾柱13的負荷情形在該情形下會如第2C圖的分佈情形，即，有一端承受的負荷較大而另一端的負荷較小，而受負荷較大的一端如果正對應油口124處時，其將會如第2D圖的負荷分佈產生。

是以，當該注油孔道122和該外滾動軌道面121a間所形成的124過大而破壞該外滾動軌道面121a的完整性時，該滾柱13在滾動的過程中會因為應力瞬間的激烈變化，而產生振動及噪音，甚至會有滾動不順的情事發生，當該注油孔道122和該外滾動軌道面121a間所形成的油口124過小時，潤滑劑不易進入該不分割型交叉滾柱軸承內部，造成滾柱13潤滑效果不彰的缺陷。

是以，如何開發出一種不分割型交叉滾柱軸承，其可同時解決上述缺陷即為本發明研發的動機。

本發明的目的在於提供一種不分割型交叉滾柱軸承，其主要針對該外環或內環進行設計，以避免滾柱產生應力瞬間的激烈變化，藉以降低振動及噪音，同時達到良好的潤滑效果。

緣是，為了達成前述之目的，本發明所提供之一種不分割型交叉滾柱軸承，包含：一內環，具有一內滾動槽；一外環，套設於該內環，並具有一設在該外環內環緣且與該內滾動槽界定出一滾動空間的外滾動槽、一設於該外滾動槽槽內的外滾動軌道面、及一設在該外環外環緣的外環面；複數滾柱，係可滾動地設於該滾動空間；一油溝，係由該外滾動軌道面的中心朝該外環面凹設，並包含二相距一距離且由該外滾動軌道面朝該外環面延伸的油溝側面、及一連接該二油溝側面的油溝底面；一注油孔道，係貫通該外環的外環面及該油溝之間，並包含一接設該外環面的進油口、及一反向於該進油口的出油口，且該出油口接設該油溝的油溝側面。

另外，本發明為了達成前述之目的所提供之另一種不分割型交叉滾柱軸承，其可將該油溝及注油孔道設在該內環上，亦即包含：一外環，具有一外滾動槽；一內環，係設於該外環內，並具有一設在該內環外環緣且與該外滾動槽界定出一滾動空間的內滾動槽、一設於該內滾動槽槽內的內滾動軌道面、及一設在該內環內環緣的內環面；複數滾柱，係可滾動地設於該滾動空間；一油溝，係由該內滾動軌道面的中心朝該內環面凹設，並包含二相距一距離且由該內滾動軌道面朝該內環面延伸的油溝側面、及一連接該二油溝側面的油溝底面；一注油孔道，係貫通該內環的內環面及該油溝之間，並包含一接設該內環面的進油口、及一反向於該進油口的出油口，且該出油口接設該油溝的油溝側面。

根據上述兩設計方式，較佳地，各該滾柱具有一環柱面、及一設於該環柱面上下兩端且具有一倒圓角的柱端面，該油溝的二油溝側面之間的距離等於或小於該滾柱倒圓角的1.414倍。

較佳地，該注油孔道更包含一接設該出油口且破損到該油溝側面的油輸出端通道、及一接設該油輸出端通道及該進油口的油注入端通道。

較佳地，該油輸出端通道的長度大於該二油溝側面之間的距離。

較佳地，該油輸出端通道呈圓錐狀，該油注入端通道呈圓柱狀。

較佳地，該油輸出端通道的圓錐角度為A1，該油注入端通道的圓柱直徑為D，該油溝二油溝側面之間的距離為W，該油溝的深度為P1，則滿足下列關係式，P1≧cot(A1/2)(D-W)/2。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉二較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。

參閱第3至8圖所示，本發明第一實施例所提供的一種不分割型交叉滾柱軸承，其主要係由一內環20、一外環30、複數滾柱40、一油溝50、及一注油孔道60所組成，其中：該內環20，具有一內滾動槽21，且該內滾動槽21具有一內滾動軌道面211。

該外環30，套設於該內環20，並具有一設在該外環30內環緣且與該內滾動槽21界定出一滾動空間A的外滾動槽31、一設於該外滾動槽31槽內的外滾動軌道面311、及一設在該外環30外環緣的外環面32。

該複數滾柱40，係可滾動地設於該滾動空間A，且各該滾柱40具有一環柱面41、及一設於該環柱面41上下兩端且具有一倒圓角R的柱端面42。

該油溝50，係由該外滾動軌道面311的中心朝該外環面32凹設，並包含二相距一距離W(即該油槽50的寬度)且由該外滾動軌道面311朝該外環面32延伸的油溝側面51、及一連接該二油溝側面51的油溝底面52。

該注油孔道60，係貫通該外環30的外環面32及該油溝50之間，並包含一接設該外環面32的進油口61、及一反向於該進油口61的出油口62，且該出油口62接設該油溝50的油溝側面51；另外，該注油孔道60更包含一接設該出油口62且破損到該油溝側面51的油輸出端通道63、及一接設該油輸出端通道63及該進油口61的油注入端通道64。

需說明的是，該注油孔道60係由該外環30的外環面32朝該油溝50方向鑽孔加工成形，且在鑽孔加工時是依序破損到該油溝50的油溝底面52及油溝側面51，但不破損到該外環30的外滾動軌道面311，使該注油孔道60的出油口62成形在該油溝50的油溝側面51，最佳狀態為該出油口62位於該外滾動軌道面311與該油溝50槽口的連接處。除此之外，該油輸出端通道63呈圓錐狀，該油注入端通道64呈圓柱狀，且令該油輸出端通道63的圓錐角度為A1，該油注入端通道64的圓柱直徑為D，該油溝50二油溝側面51之間的距離為W(即該油槽50的寬度)，該油溝50的深度為P1，則滿足下列關係式，P1≧cot(A1/2)(D-W)/2，如此，不僅可方便鑽孔加工，且可使該油溝側面51微量穿破該油注入端通道64。

另外，該油溝50的二油溝側面51之間的距離W(即該油槽50的寬度)等於該滾柱40倒圓角R的1.414倍，且該油輸出端通道63的長度L1大於該二油溝側面51之間的距離W。

以上所述即為本發明實施例各主要構件之結構及其組態說明。

據此，由於本發明針對該外環30進行設計，以避免滾柱40產生應力瞬間的激烈變化，藉以降低振動及噪音，同時達到良好的潤滑效果。

其中藉由在該外環30設有油溝50，且該注油孔道60僅穿破該油溝50而不穿破該外環30的外滾動軌道面311，藉以保持該外滾動軌道面311的完整性，且藉由該油溝50的二油溝側面51之間的距離W等於(或小於)該滾柱40倒圓角R的1.414倍的結構設計，使該滾柱40在滾動的過程中，該環柱面41得以完全保持接觸於該外滾動軌道面311，以避免滾柱40產生應力瞬間的激烈變化，藉以降低振動及噪音。

同時，參閱第5、7圖所示，當該注油孔道60穿破該油溝50，而使該注油孔道60的出油口62成形在該油溝50的油溝側面51時，該出油口62為一長條狀而具有較大的輸出面積，在第7圖中可以輕易看出該注油孔道60的出油口62長度L明顯大於該出油口62寬度W1(等於該油溝50的二油溝側面51之間的距離W)，以使供潤滑油輸出的出油口62的剖面積加大，以降低潤滑油流動的阻力，使得潤滑油得以順利進入該不分割型交叉滾柱軸承內部達到良好的潤滑效果，且由於該出油口62的長度L較長，可直接潤滑的滾柱數量較多，使潤滑的範圍加大。

參閱第9至11圖所示，顯示本發明第一實施例中該外環30A的另一種設計剖面圖，其中該油溝50A的油溝底面52A接觸到該注油孔道60A的油注入端通道64A的區域內，使該油溝側面51A穿破該油注入端通道64A的側面，而使油注入端通道64A中的潤滑油有一部分並未流經該油輸出端通道63A，即直接注入油溝50A中，以使流損降低更多，而達到更佳的潤滑效果。

參閱第12至15圖所示，本發明第二實施例所提供的一種不分割型交叉滾柱軸承，其同樣係由內環20B、外環30B、複數滾柱40B、油溝50B、及注油孔道60B所組成，由於其組態及功效同於第一實施例，故不再贅述，至於第二實施例與第一實施例不同之處在於將該油溝50B及注油孔道60B設在該內環20B上，其中：該外環30B，具有一外滾動槽31B。

該內環20B，係設於該外環30B內，並具有一設在該內環20B外環緣且與該外滾動槽31B界定出一滾動空間B的內滾動槽21B、一設於該內滾動槽21B槽內的內滾動軌道面211B、及一設在該內環20B內環緣的內環面22B。

該複數滾柱40B，係可滾動地設於該滾動空間B。

該油溝50B，係由該內滾動軌道面211B的中心朝該內環面22B凹設，並包含二相距一距離且由該內滾動軌道面211B朝該內環面22B延伸的油溝側面51B、及一連接該二油溝側面51B的油溝底面52B。

該注油孔道60B，係貫通該內環20B的內環面22B及該油溝50B之間，並包含一接設該內環面22B的進油口61B、及一反向於該進油口61B的出油口62B，且該出油口62B接設該油溝50B的油溝側面51B。

綜上所述，此各實施例及圖示僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋的範圍內。

《習用》

11．．．內環

111．．．內滾動槽

111a．．．內滾動軌道面

12．．．外環

121．．．外滾動槽

121a．．．外滾動軌道面

122．．．注油孔道

123．．．外環面

124．．．油口

13．．．滾柱

《本發明》

20、20B．．．內環

21、21B．．．內滾動槽

211、211B．．．外滾動軌道面

22B．．．內環面

30、30A、30B．．．外環

31、31B．．．外滾動槽

311．．．外滾動軌道面

32．．．外環面

A、B．．．滾動空間

40．．．滾柱

41．．．環柱面

42．．．柱端面

R．．．倒圓角

50、50A、50B．．．油溝

51、51A、51B．．．油溝側面

52、52A、52B．．．油溝底面

60、60A、60B．．．注油孔道

61、61B．．．進油口

62、62B．．．出油口

63、63A．．．油輸出端通道

64、64A．．．油注入端通道

A1．．．圓錐角度

D．．．圓柱直徑

P1．．．深度

L、L1．．．長度

W．．．距離

W1．．．寬度

第1圖　係習用不分割型交叉滾柱軸承的組合剖面圖。

第2A圖　係習用不分割型交叉滾柱軸承之滾柱的應力大小對位置的變化圖，顯示滾柱完全貼合外滾動軌道面的狀態。

第2B圖　係習用不分割型交叉滾柱軸承之滾柱的應力大小對位置的變化圖，顯示滾柱經過外滾動軌道面槽口的狀態。

第2C圖　係習用不分割型交叉滾柱軸承之滾柱的應力大小對位置的變化圖，顯示滾柱具有圓柱度公差及完全貼合外滾動軌道面的狀態。

第2D圖　係習用不分割型交叉滾柱軸承之滾柱的應力大小對位置的變化圖，顯示滾柱具有圓柱度公差及經過外滾動軌道面槽口的狀態。

第3圖　係本發明第一實施例的組合立體剖面圖。

第4圖　係本發明第一實施例的立體剖面圖，顯示外環的剖面狀態。

第5圖　係第4圖線段5-5的剖面圖。

第6圖　係第4圖線段6-6的剖面圖。

第7圖　係本發明第一實施例的局部側視圖，顯示外環的局部側視狀態。

第8圖　係本發明第一實施例的組合剖面圖。

第9圖　係本發明第一實施例另一實施狀態剖面圖，顯示油溝的油溝底面接觸到注油孔道的油注入端通道區域內的狀態。

第10圖　係第9圖線段10-10的剖面圖。

第11圖　係第9圖線段11-11的剖面圖。

第12圖　係本發明第二實施例的組合立體剖面圖。

第13圖　係本發明第二實施例的立體剖面圖，顯示內環的剖面狀態。

第14圖　係第13圖線段14-14的剖面圖。

第15圖　係本發明第二實施例的組合剖面圖。

30．．．外環

311．．．外滾動軌道面

32．．．外環面

50．．．油溝

51．．．油溝側面

52．．．油溝底面

60．．．注油孔道

61．．．進油口

62．．．出油口

63．．．油輸出端通道

64．．．油注入端通道

Claims (8)

1. 一種不分割型交叉滾柱軸承，包含：一內環，具有一內滾動槽；一外環，套設於該內環，並具有一設在該外環內環緣且與該內滾動槽界定出一滾動空間的外滾動槽、一設於該外滾動槽槽內的外滾動軌道面、及一設在該外環外環緣的外環面；複數滾柱，係可滾動地設於該滾動空間，各該滾柱具有一環柱面、及一設於該環柱面上下兩端且具有一倒圓角的柱端面；一油溝，係由該外滾動軌道面的中心朝該外環面凹設，並包含二相距一距離且由該外滾動軌道面朝該外環面延伸的油溝側面、及一連接該二油溝側面的油溝底面，該油溝的二油溝側面之間的距離等於或小於該滾柱倒圓角的1.414倍；一注油孔道，係貫通該外環的外環面及該油溝之間，並包含一接設該外環面的進油口、及一反向於該進油口的出油口，且該出油口接設該油溝的油溝側面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之不分割型交叉滾柱軸承，其中該注油孔道更包含一接設該出油口且破損到該油溝側面的油輸出端通道、及一接設該油輸出端通道及該進油口的油注入端通道。
3. 如申請專利範圍第2項所述之不分割型交叉滾柱軸承，其中該油輸出端通道的長度大於該二油溝側面之間的距離。
4. 如申請專利範圍第2項所述之不分割型交叉滾柱軸承，其中該油輸出端通道呈圓錐狀，該油注入端通道呈圓柱狀，該油輸出端通道的圓錐角度為A1，該油注入端通道的圓柱直徑為D，該油溝二油溝側面之間的距離為W，該油溝的深度為P1，則滿足下列關係式，P1≧cot(A1/2)(D-W)/2。
5. 一種不分割型交叉滾柱軸承，包含：一外環，具有一外滾動槽；一內環，係設於該外環內，並具有一設在該內環外環緣且與該外滾動槽界定出一滾動空間的內滾動槽、一設於該內滾動槽槽內的內滾動軌道面、及一設在該內環內環緣的內環面；複數滾柱，係可滾動地設於該滾動空間，各該滾柱具有一環柱面、及一設於該環柱面上下兩端且具有一倒圓角的柱端面；一油溝，係由該內滾動軌道面的中心朝該內環面凹設，並包含二相距一距離且由該內滾動軌道面朝該內環面延伸的油溝側面、及一連接該二油溝側面的油溝底面，該油溝的二油溝側面之間的距離等於該滾柱倒圓角的1.414倍；一注油孔道，係貫通該內環的內環面及該油溝之間，並包含一接設該內環面的進油口、及一反向於該進油口的出油口，且該出油口接設該油溝的油溝側面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之不分割型交叉滾柱軸承，其 中該注油孔道更包含一接設該出油口且破損到該油溝側面的油輸出端通道、及一接設該油輸出端通道及該進油口的油注入端通道。
7. 如申請專利範圍第6項所述之不分割型交叉滾柱軸承，其中該油輸出端通道的長度大於該二油溝側面之間的距離。
8. 如申請專利範圍第6項所述之不分割型交叉滾柱軸承，其中該油輸出端通道呈圓錐狀，該油注入端通道呈圓柱狀，該油輸出端通道的圓錐角度為A1，該油注入端通道的圓柱直徑為D，該油溝二油溝側面之間的距離為W，該油溝的深度為P1，則滿足下列關係式，P1≧cot(A1/2)(D-W)/2。