滚珠轴承

阅读:507发布:2020-05-12

专利汇可以提供滚珠轴承专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 滚珠 轴承 ,具备 外圈 (2)、 内圈 (3)、多个滚珠(4)及环状的保持器(17),油从轴向一侧流入外圈(2)与内圈(3)之间并从轴向另一侧流出。保持器(17)具有在油流入侧设置的圆环部(5)、及从圆环部(5)向油流出侧延伸的柱部(7)。圆环部(5)的外周端部由轴向外侧的端面(19)与外周面交叉的 角 部(52)构成,角部(52)的末端的轴向 位置 与外圈(2)的侧面的轴向位置大致相等。,下面是滚珠轴承专利的具体信息内容。

1.一种滚珠轴承,具备外圈(2)、内圈(3)、设置在所述外圈(2)与所述内圈(3)之间的多个滚珠(4)、及将所述多个滚珠(4)沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器(17),油从轴向一侧流入所述外圈(2)与所述内圈(3)之间并从轴向另一侧流出,所述滚珠轴承的特征在于,
所述保持器(17)具有在油流入侧设置的圆环部(5)、及从所述圆环部(5)向油流出侧延伸的柱部(7),所述圆环部(5)的外周端部由该圆环部(5)的轴向外侧的端面(19)与该圆环部(5)的外周面交叉的部(52)构成,所述角部(52)的末端的轴向位置与所述外圈(2)的侧面的轴向位置大致相等。
2.一种滚珠轴承,具备外圈(2)、内圈(3)、设置在所述外圈(2)与所述内圈(3)之间的多个滚珠(4)、及将所述多个滚珠(4)沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器(17),油从轴向一侧流入所述外圈(2)与所述内圈(3)之间并从轴向另一侧流出,所述滚珠轴承的特征在于,
所述保持器(17)具有在油流入侧设置的圆环部(5)、及从所述圆环部(5)向油流出侧延伸的柱部(7),所述圆环部(5)的外周端部由该圆环部(5)的轴向外侧的端面(19)与该圆环部(5)的外周面交叉的角部(52)构成,所述角部(52)的末端的轴向位置设置在相比所述外圈(2)的侧面的轴向位置靠轴向外侧的位置。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承,其中,
所述圆环部(5)的轴向外侧的端面(19)具有随着朝向径向外侧而向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面(45)。
4.根据权利要求3所述的滚珠轴承,其中,
所述圆环部(5)的外周端部由该圆环部(5)的外周面与所述外侧倾斜面(45)交叉成锐角的角部(52)构成。
5.根据权利要求1或2的任一项所述的滚珠轴承,其中,
所述外圈(2)具有:在内周侧形成供所述滚珠滚动的滚道面的环状主体部(32);及在与所述圆环部(5)的外周面相对的位置从所述环状主体部(32)突出设置的突起部(33)。
6.根据权利要求1或2的任一项所述的滚珠轴承,其中,
所述圆环部(5)的外周面及与该外周面相对的所述外圈(2)的一部分的内周面具有以所述保持器(17)及所述外圈(2)的轴线为中心线的圆筒面。
7.根据权利要求1或2的任一项所述的滚珠轴承,其中,
所述圆环部(5)的内周端部的轴向位置设置在相比所述内圈(3)的侧面的轴向位置靠轴向内侧的位置。
8.根据权利要求7所述的滚珠轴承,其中,
所述圆环部(5)的轴向外侧的端面(19)具有随着朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面(46)。
9.一种滚珠轴承,具备外圈(2)、内圈(3)、设置在所述外圈(2)与所述内圈(3)之间的多个滚珠、及将所述多个滚珠(4)沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器(17),油从轴向一侧流入所述外圈(2)与所述内圈(3)之间并从轴向另一侧流出,所述滚珠轴承的特征在于,
所述保持器(17)具有在油流入侧设置的圆环部(5)、及从所述圆环部(5)向油流出侧延伸的柱部(7),所述圆环部(5)的内周端部的轴向位置设置在相比所述内圈(3)的侧面的轴向位置靠轴向内侧的位置。
10.根据权利要求9所述的滚珠轴承,其中,
所述圆环部(5)的轴向外侧的端面(19)具有随着朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面(46)。

说明书全文

滚珠轴承

技术领域

[0001] 本发明涉及通过油进行润滑的滚珠轴承

背景技术

[0002] 为了对车辆或工作机械等具备的旋转部的旋转轴进行支承,而使用滚动轴承,作为这样的滚动轴承,已知有滚珠轴承。
[0003] 图8是对旋转轴94进行支承的双列接触滚珠轴承99的剖视图。该滚珠轴承99具备外圈98、内圈97、双列的滚珠96、将各列的滚珠96沿周向隔开间隔地保持的环状的保持器95。并且,该滚珠轴承99通过周围的油进行润滑。作为这样的滚珠轴承99,例如存在日本特开2010-7788号公报记载的结构。
[0004] 在图8所示的滚珠轴承99中,外圈98的内周面98a从轴向一侧朝向另一侧扩径,因此当内圈97与旋转轴94一起旋转时,产生油在外圈98与内圈97之间从轴向一侧朝向另一侧流动的作用(作用)。在这样的与滚珠轴承99的旋转相伴的泵作用下,轴承外部的油从轴向一侧向轴承内部流入,从轴向另一侧流出。需要说明的是,在图8中,利用双点划线的箭头来表示该油的流动。
[0005] 通过轴承内部的油使滚珠轴承99产生搅拌阻,因此当通过的油增多时,搅拌阻力也增大,其结果是,滚珠轴承99的转矩增加,旋转性能下降。需要说明的是,所述这样的泵作用除了双列角接触滚珠轴承以外,在单列的角接触滚珠轴承中也会发生,而且,即使滚珠与内圈及外圈不进行角接触,也有由于外圈的内周面或内圈的外周面的形状而发生或者由于保持器的旋转而发生的情况。
[0006] 需要说明的是,在日本特开2010-7788号公报记载的滚珠轴承中,通过增大位于油流入侧的保持器的环状部,来缩窄形成在内圈与外圈之间的间隙,从而抑制油的流入。

发明内容

[0007] 因此,本发明提供一种能够抑制油向轴承内部的流入的滚珠轴承。
[0008] 本发明的第一方案的滚珠轴承具备外圈、内圈、设置在所述外圈与所述内圈之间的多个滚珠、及将所述多个滚珠沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器。油从轴向一侧流入所述外圈与所述内圈之间并从轴向另一侧流出。所述保持器具有在油流入侧设置的圆环部、及从所述圆环部向油流出侧延伸的柱部,所述圆环部的外周端部由该圆环部的轴向外侧的端面与该圆环部的外周面交叉的角部构成,所述角部的末端的轴向位置与所述外圈的侧面的轴向位置大致相等。
[0009] 在本发明上述方案中,保持器具有的油流入侧的圆环部的外周端部由该圆环部的轴向外侧的端面与外周面交叉的角部构成。并且,在与滚珠轴承的旋转相伴的离心力下,油沿着圆环部的轴向外侧的端面而朝向径向外侧流动,在通过角部时,其流动发生剥离,在该角部的后侧(背面侧)产生低压区域。在此,在圆环部的外周面与外圈的内周面之间的空间(外周间隙)内形成有油流路,但是在本发明的上述方案中,所述角部的末端的轴向位置与外圈的侧面的轴向位置大致相等,因此所述低压区域产生在所述油流路的入口部分(轴向外侧部分)。其结果是,在从油流路的入口部分(轴向外侧部分)朝向滚珠轴承的内部的方向上不易产生油的流动。通过以上所述,能够抑制油通过所述外周间隙向滚珠轴承的内部的流入。
[0010] 本发明的第二方案的滚珠轴承具备外圈、内圈、设置在所述外圈与所述内圈之间的多个滚珠、及将所述多个滚珠沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器。油从轴向一侧流入所述外圈与所述内圈之间并从轴向另一侧流出。所述保持器具有在油流入侧设置的圆环部、及从所述圆环部向油流出侧延伸的柱部,所述圆环部的外周端部由该圆环部的轴向外侧的端面与该圆环部的外周面交叉的角部构成,所述角部的末端的轴向位置设置在相比所述外圈的侧面的轴向位置靠轴向外侧的位置。
[0011] 在本发明的上述方案中,保持器具有的油流入侧的圆环部的外周端部由该圆环部的轴向外侧的端面与外周面交叉的角部构成。并且,由于与滚珠轴承的旋转相伴的离心力,油沿着圆环部的轴向外侧的端面朝向径向外侧流动,在通过角部时,其流动发生剥离,在该角部的后侧(背面侧)产生低压区域。在此,虽然在圆环部的外周面与外圈的内周面之间的空间(外周间隙)形成油流路,但是在本发明的上述方案中,由于所述角部的末端的轴向位置设置在比外圈的侧面的轴向位置靠轴向外侧的位置,因此在角部剥离的油不易到达所述油流路的入口部分(轴向外侧部分),而且,所述低压区域产生在所述油流路的入口部分(轴向外侧部分)。其结果是,在从油流路的入口部分(轴向外侧部分)朝向滚珠轴承的内部的方向上不易产生油的流动。通过以上所述,能够抑制油通过所述外周间隙向滚珠轴承的内部的流入。
[0012] 另外,可以是,所述圆环部的轴向外侧的端面具有随着朝向径向外侧而向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面。这种情况下,沿着圆环部的外侧倾斜面流动且在角部剥离的油不易到达所述油流路的入口部分(轴向外侧部分),能够抑制油向滚珠轴承的内部的流入。另外,这种情况下,所述圆环部的外周端部由该圆环部的外周面与所述外侧倾斜面交叉成锐角的角部构成。这种情况下,油在通过角部时流动容易剥离,能够稳定地产生所述低压区域。
[0013] 另外,可以是,所述外圈具有:在内周侧形成供所述滚珠滚动的滚道面的环状主体部;及在与所述圆环部的外周面相对的位置从所述环状主体部突出设置的突起部。这种情况下,保持器的成形有时变得容易。需要说明的是,在设置该突起部的情况下,正如所述那样,关于角部的末端和轴向位置,作为比较的对象的外圈的侧面成为突起部的轴向外侧的侧面。
[0014] 另外,可以是,所述圆环部的外周面及与该外周面相对的所述外圈的一部分的内周面具有以所述保持器及所述外圈的轴线为中心线的圆筒面。这种情况下,在圆环部的外周面与外圈的一部分的内周面之间的空间(外周间隙)形成圆筒形状的油流路。并且,在本发明的上述方案中,正如所述那样,角部的末端的轴向位置设置在与外圈的侧面的轴向位置大致相等或者比外圈的侧面的轴向位置靠轴向外侧的位置,因此所述低压区域产生在圆筒形状的所述油流路的入口部分(轴向外侧部分)。在此,构成该圆筒形状的油流路的圆环部的外周面是以保持器的轴线为中心线的圆筒面,因此该圆筒面上的油由于离心力向径向外侧流动,但是在轴向上难以流动。并且,正如所述那样,低压区域产生在圆筒形状的油流路的入口部分(轴向外侧部分)。其结果是,在从圆筒形状的油流路的入口部分(轴向外侧部分)朝向滚珠轴承的内部的方向上更难以产生油的流动。
[0015] 另外,可以是,所述圆环部的内周端部的轴向位置设置在相比所述内圈的侧面的轴向位置靠轴向内侧的位置。伴随着滚珠轴承的旋转借助离心力而具有径向外方的速度分量的油沿着内圈的侧面流动,当从该侧面脱离时,该油的一部分朝向轴向内侧流动,但是根据所述结构,保持器具有的油流入侧的圆环部的内周端部的轴向位置设置在比内圈的侧面的轴向位置靠轴向内侧的位置,因此能够使所述一部分的油沿着圆环部的轴向外侧的端面流动。因此,能够将油向径向外侧引导,能够抑制油向轴承内部的流入。而且,当油的流动与保持器发生碰撞而受到阻碍时,在该碰撞的区域处压力升高,该压力升高的区域的油容易通过压力比较低的内圈的外周面与圆环部的内周面之间的圆筒空间而向滚珠轴承的内部侧流动。然而,根据所述结构,由于能够使油沿着圆环部的轴向外侧的端面流动,因此油的流动难以受到保持器(圆环部)的阻碍,其结果是,能够抑制油向滚珠轴承的内部侧的流动的发生。
[0016] 另外,本发明的第三方案的滚珠轴承具备外圈、内圈、设置在所述外圈与所述内圈之间的多个滚珠、及将所述多个滚珠沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器。油从轴向一侧流入所述外圈与所述内圈之间并从轴向另一侧流出。所述保持器具有在油流入侧设置的圆环部、及从所述圆环部向油流出侧延伸的柱部,所述圆环部的内周端部的轴向位置设置在相比所述内圈的侧面的轴向位置靠轴向内侧的位置。
[0017] 伴随着滚珠轴承的旋转借助离心力而具有径向外方的速度分量的油沿着内圈的侧面流动,当从该侧面脱离时,该油的一部分朝向轴向内侧流动,但是根据本发明的上述方案,由于保持器具有的油流入侧的圆环部的内周端部的轴向位置设置在比内圈的侧面的轴向位置靠轴向内侧的位置,因此能够使所述一部分的油沿着圆环部的轴向外侧的端面流动。因此,能够将油向径向外侧引导,能够抑制油向轴承内部的流入。而且,当油的流动与保持器发生碰撞而受到阻碍时,在该碰撞的区域压力升高,该压力升高的区域的油容易通过压力比较低的内圈的外周面与圆环部的内周面之间的圆筒空间而向滚珠轴承的内部侧流动。然而,根据本发明的上述方案,由于能够使油沿着圆环部的轴向外侧的端面流动,因此油的流动难以受到保持器(圆环部)的阻碍,其结果是,能够抑制油向滚珠轴承的内部侧的流动的发生。
[0018] 另外,在所述各滚珠轴承中,优选的是,所述圆环部的轴向外侧的端面具有随着朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面。这种情况下,伴随着滚珠轴承的旋转借助离心力而具有径向外方的速度分量的油沿着内圈的侧面流动,当从该侧面脱离时,该油的一部分朝向轴向内侧流动,但是根据所述结构,保持器具有的油流入侧的圆环部的轴向外侧的端面具有随着朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面,因此能够使所述一部分的油沿着圆环部的该内侧倾斜面流动,能够向径向外侧引导,能够抑制油向轴承内部的流入。
[0019] 能够抑制油向轴承内部的流入,其结果是,油的搅拌阻力减小,能得到减少了旋转中的转矩的滚珠轴承。附图说明
[0020] 以下参照附图来说明本发明的实施方式的特征、优点、技术及工业意义,其中,相同的标号表示相同的部件。
[0021] 图1是说明本发明的实施方式的滚珠轴承的剖视图。
[0022] 图2是图1所示的滚珠轴承的主要部分放大图。
[0023] 图3是计算内周间隙的流量特性后的结果的坐标图。
[0024] 图4是说明滚珠轴承的变形例的主要部分放大图。
[0025] 图5是计算通过圆筒空间的油量(流量)后的结果的坐标图。
[0026] 图6是在外圈的侧面与内周圆筒面之间形成有圆角面时的说明图。
[0027] 图7是说明本发明的另一方式的滚珠轴承的剖视图。
[0028] 图8是以往的滚珠轴承的剖视图。

具体实施方式

[0029] 〔滚珠轴承的整体结构〕
[0030] 使用图1来说明本发明的实施方式。该滚珠轴承1是双列角接触滚珠轴承,具有:在内周具有外侧滚道面16a、16b的外圈2;在外周具有内侧滚道面11a、11b的内圈3;滚动自如地配置在轴向一侧(在图1中为右侧)的外侧滚道面16a与内侧滚道面11a之间的多个滚珠4;滚动自如地配置在轴向另一侧(在图1中为左侧)的外侧滚道面16b与内侧滚道面11b之间的多个滚珠4;将轴向一侧的列中包含的多个滚珠4沿圆周方向以相等的间隔进行保持的保持器17;将轴向另一侧的列中包含的多个滚珠4沿圆周方向以相等的间隔进行保持的保持器18。需要说明的是,在以下说明的各方式中,外圈2、内圈3及保持器17、
18是以共通的轴线C为中心线的环状(圆筒状)。
[0031] 就外圈2而言,外周面23形成为圆筒形状,在轴向两端,大端面21和小端面22形成作为与轴线C垂直的平面形成。外侧滚道面16a、16b为圆弧形状,轴向一侧的外侧滚道面16a与和轴线C同轴形成的肩部的内周圆筒面31连续。外侧滚道面16a比外侧滚道面16b的直径小,外圈2的内周面作为整体具有从轴向一侧朝向轴向另一侧扩径的形状。而且,外侧滚道面16a、16b分别具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的形状。
[0032] 另外,在本实施方式中,外圈2具有:在内周侧形成有供滚珠4滚动的外侧滚道面16a、16b的环状主体部32;从该环状主体部32的轴向一侧的端部朝向径向内侧突出设置的突起部33。外圈2使用轴承来制作,在进行了淬火硬化处理之后,各面分别通过磨削加工而被精加工。
[0033] 就内圈3而言,内周面25形成为圆筒形状,在轴向两端,大端面26和小端面27分别形成为与轴线C垂直的平面。在内圈3的轴向一侧的端部外周形成有与轴线C同轴的圆筒面24。内侧滚道面11a、11b为圆弧形状,轴向一侧的内侧滚道面11a与圆筒面24连续。内侧滚道面11a比内侧滚道面11b的直径小,内圈3的外周面作为整体而具有从轴向一侧朝向轴向另一侧扩径的形状。内圈3使用轴承钢来制作,在进行了淬火硬化处理之后,各面分别通过磨削加工而被精加工。
[0034] 本实施方式的保持器17、18分别具有小径的圆环部5、大径的圆环部6、沿周向等间隔地配置并将圆环部5、6连结的多个柱部7。保持器17、18例如通过对聚苯硫醚、聚酰胺等合成树脂进行注塑成形来制作。圆环部5、6之间即沿周向相邻的柱部7与柱部7之间的空间成为各保持有一个滚珠4的空腔。保持器17、18的在径向及轴向上的定位通过空腔与滚珠4接触来进行。这样,保持器17、18通过与多个滚珠4接近而被定位,但是由于滚珠4能够自如地滚动,因此在保持器17、18与滚珠4之间需要一定程度的间隙。因此,在滚珠轴承1旋转时为了避免保持器17、18与内外圈2、3接触,而在它们之间分别设有设定为一定程度的大小的间隙。
[0035] 并且,当内圈3旋转而滚珠4进行公转运动时,保持器17由该滚珠4引导而公转,与内圈3同轴地旋转。而且,在该滚珠轴承1中,如所述那样,外圈2的内周面从轴向一侧朝向另一侧扩径。因此,当滚珠轴承1(内圈3)旋转时,产生油在形成于外圈2与内圈3之间的环状空间内从轴向一侧朝向另一侧流动的作用(泵作用),这种情况也在后面进行说明。通过这样的与滚珠轴承1的旋转相伴的泵作用,轴承外部的油从轴向一侧向外圈2与内圈3之间的轴承内部流入,从轴向另一侧流出。即,油通过轴承内部。
[0036] 〔轴向一侧的保持器17的结构〕
[0037] 通过图2来说明轴向一侧(在图1中为右侧)的保持器17具有的小径侧的圆环部5的形状。需要说明的是,该圆环部5作为基于所述泵作用的油流入侧的圆环部。并且,柱部7成为从设置在该油流入侧的圆环部5向油流出侧延伸的部分。而且,关于轴向另一侧(在图1中为左侧)的保持器18,可以设为与以往同样的结构。
[0038] 在图2中,在圆环部5的外周形成外周圆筒面51,该外周圆筒面51与柱部7的外周面连续。外周圆筒面51与在外圈2的内周形成的内周圆筒面31同轴配置,而且,本实施方式的外圈2具有突起部33,因此也与该突起部33的内周面34同轴配置。需要说明的是,该内周面34由与轴线C同轴的圆筒面构成。而且,该突起部33在与圆环部5的外周圆筒面51(外周面)相对的位置从环状主体部32突出设置。因此,外周圆筒面51与突起部33的内周面34具有规定的间隙地沿径向相对,在上述外周圆筒面51与内周面34之间形成有与轴线C平行的圆筒空间R。
[0039] 圆环部5的轴向外侧的端面19在其径向靠外的区域具有随着朝向径向外侧而向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面45。该外侧倾斜面45在包含轴线C的截面上,成为与外周圆筒面51以锐角交叉的圆锥面。因此,圆环部5的外周端部由外侧倾斜面45与外周圆筒面51交叉成锐角的角部52构成。
[0040] 并且,该角部52的末端的轴向位置与存在于该末端的径向外侧的附近位置的外圈2的侧面的轴向位置大体一致。在本实施方式中,如上所述,外圈2具有突起部33,因此存在于角部52的末端的径向外侧的附近位置的外圈2的侧面成为突起部33的轴向外侧的侧面33a。即,该滚珠轴承1构成为角部52的末端的轴向位置与外圈2具有的突起部33的侧面33a的轴向位置大致相等。关于该圆环部5(外侧倾斜面45)与外圈2的位置关系,在后文详细叙述。需要说明的是,在外圈2不具有突起部33的情况下,虽然未图示(参考图2来说明时),存在于角部52的末端的径向外侧的附近位置的外圈2的侧面成为外圈2的轴向端面即大端面21。因此,这种情况下的滚珠轴承1构成为角部52的末端的轴向位置与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等。
[0041] 另外,圆环部5的轴向外侧的端面19在其径向靠内的区域具有随着朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。该内侧倾斜面46在包含轴线C的截面上,成为与圆筒状的圆环部5的内周面53交叉成锐角的圆锥面。因此,圆环部5的内周端部由内侧倾斜面46与内周面53交叉成锐角的角部55构成。并且,该圆环部5的内周端部、即所述角部55的末端在轴向的配置上,设置在比内圈3的侧面即小端面27靠轴向内侧的位置,且该角部
55在径向的配置上,设置在内圈3的外周面中的圆筒面24的附近。
[0042] 通过以上所述,圆环部5的轴向外侧的端面19在其径向靠内的区域具有从圆环部5的内周端部(角部55)朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。该内侧倾斜面
46由以角部55为起点的倾斜面构成。并且,在其径向靠外的区域具有从该内侧倾斜面46将倾斜角度改变90度以上且从该内侧倾斜面46连续的所述外侧倾斜面45。该外侧倾斜面
45由以角部52为终点的倾斜面构成。
[0043] 〔关于油的流动〕
[0044] 接着,通过图2来说明内圈3旋转时的油的流动。需要说明的是,在以下的说明中,关于滚珠轴承1,将内圈3的小端面27的一侧(轴向一侧)称为“小径侧”,将内圈3的大端面26(参照图1)的一侧(轴向另一侧)称为“大径侧”进行说明。
[0045] 当内圈3旋转时,滚珠4所存在的轴承内部的油(更详细而言,相邻的滚珠4与滚珠4之间存在的油)由于离心力向外侧滚道面16a侧移动。外侧滚道面16a(参照图1)是从轴向一侧朝向另一侧扩径的圆弧形状,因此由于离心力向外侧滚道面16a侧移动的油沿着该外侧滚道面16a向大径侧移动。这样,在滚珠轴承1产生油从其小径侧向大径侧流动的作用、即所谓泵作用。在贯通轴承内部的油量多的情况下,由于滚珠4搅拌油产生的搅拌阻力而转矩增大,装配有该滚珠轴承1的装置的动力损失增加。
[0046] 由于如上述那样产生泵作用,从而油从滚珠轴承1的小径侧的外圈2与内圈3之间的开口部向轴承内部流入。并且,如图2所示,保持器17的小径侧的圆环部5位于该开口部。因此,为了减少贯通轴承内部的油量,只要减少油从该圆环部5的外周侧和内周侧这双方的流入量即可。
[0047] 〔油从圆环部5的内周侧的流入〕
[0048] 圆环部5的内周侧与内圈3的外周之间变窄,形成迷宫(labyrinth)。因此,只要圆环部5与内圈3的间隙的大小处于一定程度的范围内,就能够减少油从圆环部5的内周侧的流入量。而且,本实施方式的滚珠轴承1为了抑制圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量),除了所述迷宫产生的功能之外,还具备如下说明的功能。
[0049] 即,在图2所示的本实施方式中,圆环部5的内周端部的角部55的末端在比内圈3的小端面27靠轴向内侧的位置且内圈3的圆筒面24的附近设置。而且,该圆环部5的轴向外侧的端面19在径向靠内的区域具有从所述角部55朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。
[0050] 因此,伴随着内圈3的旋转借助离心力而具有径向外方的速度分量的油沿着内圈3的小端面27流动,当从该小端面27脱离时,该油的一部分朝向轴向内侧流动,但是根据本实施方式的所述结构,能够使所述一部分的油沿着内侧倾斜面46流动,能够将其向径向外侧引导(进行整流)。因此,能够抑制油向轴承内部的流入。
[0051] 假设油的流动与圆环部5发生碰撞而受到阻碍时,在该碰撞的区域压力升高,该压力升高的区域的油容易通过压力比较低的内圈3的圆筒面24与圆环部5的内周面53之间的圆筒空间P2(内周间隙)而向轴承内部流动。然而,根据本实施方式的结构,由于能够使油沿着圆环部5的轴向外侧的端面(内侧倾斜面46)流动,因此油的流动难以受到圆环部5的阻碍,其结果是,能够抑制油向轴承内部的流动的发生。即,能够抑制圆环部5的内周侧的油的流入(减少流入量)。
[0052] 在此,关于保持器17的角部55的末端与内圈3的小端面27的轴向的位置关系、及内侧倾斜面46的倾斜角度,通过图3进行说明。图3是计算保持器17的圆环部5与内圈3之间形成的圆筒空间P2(内周间隙)的油的流量特性后的结果的坐标图。该图3中示出改变角部55的末端相对于内圈3的小端面27的轴向位置而进行了数值解析的结果。图3的横轴表示角部55的末端相对于内圈3的小端面27的轴向位置,在小端面27与角部55的末端的轴向位置一致时设为0,角部55的末端位于比小端面27靠轴向内侧(在图3的简图中为左侧)的位置的方向设为+方向。图3的纵轴是通过圆筒空间P2的油的量(流量)。
[0053] 图3的实线的坐标图表示内侧倾斜面46的倾斜角度α(参照图3的简图)为15°时的解析结果。相对于此,图3的虚线的坐标图表示倾斜角度α为0°时的解析结果。需要说明的是,在该数值解析中,内圈转速为5000/min,油的油温为80℃,圆筒空间P2的径向的间隙为0.5mm。而且是外圈2被固定且通过内圈3的旋转而保持器17进行公转的条件。
[0054] 从该图3可知,使内侧倾斜面46倾斜时(α=15°)的情况下,通过圆筒空间P2的油的流量减少。即,通过使内侧倾斜面46倾斜,而油容易沿着该内侧倾斜面46流动,能抑制油向圆筒空间P2侧的流入。
[0055] 另外,由于角部55的末端从小端面27沿轴向分离,而通过圆筒空间P2的油的流量减少。尤其是优选角部55的轴向位置从小端面27沿轴向以大于0且1mm以下的范围分离的方式。可推测这是因为,由于沿着小端面27流动的油从小端面27的外周端部剥离,在该流动的里侧形成负压区域,但是角部55的末端的轴向位置以大于0且1mm以下的范围比较接近小端面27的情况下,所述负压区域形成于圆筒空间P2的入口部(在图3的简图中为右侧部)。其结果是,在圆筒空间P2中,产生从压力相对升高的中央部(在图3的简图中为左侧部)向压力降低的入口部(负压区域)侧的流动,可认为能够更有效地抑制油从轴向外侧向圆筒空间P2的浸入。需要说明的是,角部55的末端从小端面27沿轴向越分离,沿着小端面27流动的油越难以到达圆筒空间P2,因此通过圆筒空间P2的油的流量减少。
[0056] 通过以上所述,内侧倾斜面46朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜,而且,角部55的末端优选以从小端面27起为大于0且1mm以下的范围设置在轴向内侧的位置。需要说明的是,在滚珠轴承1的纵截面中,正交于轴线C的假想面与内侧倾斜面46所成的角度α(参照图3的简图)优选为10°~30°,此时减少流量的效果大。
[0057] 〔油从圆环部5的外周侧的流入〕
[0058] 接着,说明油从圆环部5的外周侧的流入。在图2中,在滚珠轴承1的内部,保持器17与外圈2的内周面之间的油由于离心力沿着外圈2的内周面从小径侧朝向大径侧流动。因此,以往,在保持器17的小径侧端部处于保持器17(圆环部5)与外圈2之间的油被沿着外圈2的内周面的油的流动所吸引,被向轴承内部引导。因此,难以充分减少贯通滚珠轴承1的油量。
[0059] 因此,在本实施方式中(参照图2),圆环部5的外周与外圈2的内周之间变窄,形成迷宫。因此,只要圆环部5与外圈2的间隙的大小处于一定程度的范围内,就能够减少油从圆环部5的外周侧的流入量。
[0060] 在圆环部5的外周形成有与轴线C平行的外周圆筒面51,同样在由平行于轴线C的圆筒面构成的突起部33的内周面34与该外周圆筒面51之间形成有圆筒空间R。即,在本实施方式中,圆环部5的外周面(外周圆筒面51)及与该外周面(51)相对的突起部33的内周面34成为以保持器17及外圈2的轴线C为中心线的圆筒面,因此在上述外周面(外周圆筒面51)与内周面34之间形成圆筒空间R。并且,该突起部33的内周面34是由平行于轴线C的母线形成的圆筒面,因此即使离心力作用于圆筒空间R的油,也不会产生从小径侧向大径侧的积极的油的流动。
[0061] 并且,在本实施方式中,圆环部5的端面19具有的外侧倾斜面45随着朝向径向外侧而向轴向外侧倾斜,并且设置在角部52的末端的轴向位置与外圈2具有的突起部33的侧面33a的轴向位置大致相等的位置。或者如图4的变形例所示,圆环部5的端面19具有的外侧倾斜面45随着朝向径向外侧而向轴向外侧倾斜,并且设置在角部52的末端的轴向位置比外圈2具有的突起部33的侧面33a靠轴向外侧(轴向一侧)的位置。
[0062] 因此,在图2及图4的各方式中,例如,溅到圆环部5的端面19上的油、沿着该圆环部5的端面19具有的内侧倾斜面46及外侧倾斜面45流动来的油由于离心力从角部52向径向外侧飞散时,其飞散的方向成为从外圈2的突起部33的侧面33a分离的方向,因此能够防止该油向圆筒空间R流入。
[0063] 而且,在图2及图4的各方式中,沿着圆环部5的端面19向径向外侧流动的油在角部52处从端面19剥离,在角部52的里侧(在图2、4的情况下为角部52的左侧)生成压力下降的区域(低压区域)。角部52的轴向位置设置在与突起部33的侧面33a的轴向位置大致相等的位置或比侧面33a靠轴向外侧的位置,因此该低压区域形成于圆筒空间R的角部52侧的开口部。
[0064] 油从高压侧朝向低压侧流动,因此存在于圆筒空间R内的油从成为比较高压侧的轴承内部朝向突起部33的侧面33a侧流动。其结果是,能够减少圆筒空间R的油被向轴承内部吸引的情况,能够抑制油从圆环部5的外周侧的流入。
[0065] 所述低压区域的大小根据保持器17的转速或油的温度等而变化。作为使用滚珠轴承1的条件,在内圈转速为5000/min、油的油温为80℃、圆筒空间R的径向的间隙为0.65mm的条件、及外圈2被固定且通过内圈3的旋转而保持器17与滚珠4一起公转的条件下,改变保持器17的角部52的末端相对于外圈2的侧面(突起部33的侧面33a)的轴向位置而进行了数值解析的结果如图5的坐标图所示。图5的纵轴是通过圆筒空间R的油的量(流量)。该坐标图中,如下侧(横轴)所示,在保持器端面位置(角部52的末端的位置)与外圈2的侧面33a的轴向位置一致时设为0,保持器端面位置(角部52的末端的位置)比侧面33a向轴向外侧突出的方向设为+方向。根据图5,角部52从侧面33a沿轴向突出的大小为0~1mm左右的区域最适当。
[0066] 而且,在上述的条件下,在包含轴线C的截面处,改变角部52的角度θ(参照图4)进行了计算的结果是,能够确认θ为45°~75°时减少流量的效果大。
[0067] 通过以上的说明可知,具有图2(及图4)所示的方式的滚珠轴承1在保持器17的外周侧,将油流动的间隙在油的低压区域闭塞,由此能够抑制油向轴承内部的流入量。因此,能够减少从小径侧向大径侧贯通轴承内部而流动的油的量。其结果是,能够提供一种将油的搅拌阻力抑制得较小而减少了旋转中的转矩的滚珠轴承。
[0068] 另外,如上所述(参照图2),在角部52的末端的轴向位置设置在与外圈2的突起部33的侧面33a的轴向位置大致相等的位置的情况下,作为该“大致相等的位置”的具体例,如通过图5说明那样,说明了角部52的末端从侧面33a向轴向外侧突出的大小(也称为突出尺寸)为1mm以下的方式比较适当。然而,该向轴向外侧突出的大小即使超过1mm的情况下,如图5所示,在约2.6mm以下,也能够抑制油从圆环部5的外周侧向滚珠轴承1的内部侧的流入。即,该突出尺寸为2.6mm以下的情况也包含在所述“大致相等的位置”中。需要说明的是,所述“大致相等的位置”中当然也包括突出尺寸为0(零)、即侧面33a与角部52的轴向位置完全一致的情况。
[0069] 而且,在所述“大致相等的位置”中,如图6所示,也包括角部52的末端的位置成为比外圈2的侧面33a稍靠轴向内侧(滚珠4存在的轴承内部侧)的情况。即,也包括突出方向为-方向(负方向)的情况。这样,作为突出方向成为-方向时的所述“大致相等的位置”的具体例,例如为-0.4mm以上且小于0mm。这种情况下,也能够抑制油从圆环部5的外周侧向轴承内部的流入(参照图5)。即,关于突出尺寸为-0.4mm以上且小于0mm的情况,也包含于所述“大致相等的位置”。
[0070] 另外,如图6所示,在外圈2的一部分即突起部33的侧面33a与该突起部33的内周面34之间形成有圆角面60的情况下,关于角部52的末端位于比该圆角面60的内周面34侧的起点60a靠轴向外侧的位置的方式,也包含于角部52的末端的轴向位置设置在与外圈2的侧面33a的轴向位置“大致相等的位置”的情况。即,角部52的末端位于从侧面33a到圆角面60的所述起点60a为止的轴向范围内的情况包含于所述“大致相等的位置”。需要说明的是,在取代圆角面60而如图6的双点划线所示带有倒角60的情况下,关于角部52的末端位于比该倒角60的内周面34侧的起点60a靠轴向外侧的位置的方式,也包含于所述“大致相等的位置”。需要说明的是,圆角面60的半径(倒角60的大小)可以设为0.5mm以下左右。
[0071] 另外,在图2(图4)所示的方式中,圆环部5的轴向外侧的端面19具有随着从内周端部的角部55朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46、从该内侧倾斜面46改变倾斜方向而向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面45,由此能够防止保持器17的小径侧的圆环部5沿轴向扩大的情况,其结果是,能够防止滚珠轴承1的轴向尺寸的增大。即,假设圆环部5的轴向外侧的端面19的径向靠外的区域不是外侧倾斜面45而是与轴线C正交的“圆环面”的情况下,将该圆环部5的外周侧的角部52的轴向位置设置在与外圈2的侧面33a的轴向位置大致相等的位置(或比侧面33a靠轴向外侧的位置),当将所述“圆环面”与内侧倾斜面46连结时,与本实施方式相比,需要使该圆环部5的内周侧的角部55位于轴向外侧,由此,圆环部5的截面形状随着朝向径向内侧而沿轴向扩大。并且,与本实施方式同样,当使内圈3的小端面27位于比该角部55靠轴向外侧的位置时,该内圈3的小端面27的位置成为比外圈2的大端面21较大地向轴向外侧飞出的方式,其结果是,滚珠轴承的轴向尺寸增大。然而,在本实施方式中,正如所述那样,圆环部5的轴向外侧的端面19具有倾斜方向不同的内侧倾斜面46和外侧倾斜面45,由此能够使内圈3的小端面27和外圈2的大端面21在轴向上形成为大致相同位置,能够防止滚珠轴承1的轴向尺寸的增大。
[0072] 〔关于另一方式的滚珠轴承1〕
[0073] 图7是表示其他的方式的滚珠轴承1的剖视图。该滚珠轴承1是滚珠4为单列的角接触滚珠轴承。该滚珠轴承1具备外圈2、内圈3、设置在外圈2与内圈3之间的多个滚珠4、及将多个滚珠4沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器17。需要说明的是,图1所示的保持器17是具有一对圆环部5、6和多个柱部7的结构,但是图7所示的保持器17是所谓冠型的保持器,仅在轴向一侧具有圆环部5,从该圆环部5向轴向另一侧延伸设置柱部7。
[0074] 而且,在该滚珠轴承1中,也是外圈2的内周面具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的部分,因此成为油从轴向一侧流入外圈2与内圈3之间且从轴向另一侧流出的结构。因此,与图1所示的滚珠轴承1同样,在图7所示的滚珠轴承1中,为了抑制油向轴承内部的流入,保持器17具有的成为油流入侧的圆环部5的形状也成为与图1(图2)或图4所示的保持器17的圆环部5相同的形状。
[0075] 〔关于又一方式的滚珠轴承1〕
[0076] 在图1及图7所示的方式中,说明了外圈2在轴向一侧(油流入侧)具有突起部33的情况,但也可以省略突起部33。这种情况下,圆环部5比图示的情况在径向上长,由此,将形成于外圈2与内圈3之间的油流入侧的环状空间闭塞。并且,这种情况下,保持器17具有的圆环部5的角部52的末端的轴向位置与外圈2的大端面21的轴向位置大致相等。
或者,保持器17具有的圆环部5的角部52的末端的轴向位置设置在比外圈2的大端面21的轴向位置靠轴向外侧的位置。
[0077] 需要说明的是,在图1所示的方式中,保持器17具有一对圆环部5、6。这种情况下,在通过使用了模具的注塑成形来制造该保持器17的情况下,将该模具形成为沿轴向移动而分割的分割模具。并且,使该分割模具沿轴向滑动而使成形品(保持器17)脱模,但是在保持器17的一侧的圆环部5的外径比另一侧的圆环部6的内径大的情况下,不仅需要如上所述那样沿轴向滑动的分割模具,而且也需要也能够沿径向移动的分割模具。因此,如图1所示的方式那样,以一侧的圆环部5的外径比另一侧的圆环部6的内径减小的方式构成保持器17。这种情况下,圆环部5在径向上短。因此,为了减小形成于该圆环部5与外圈2之间的间隙,外圈2优选具有突起部33。
[0078] 另外,在所述各方式中,说明了滚珠4与外圈2及内圈3进行角接触的滚珠轴承1,但是作为又一方式,在滚珠4与外圈2及内圈3不进行角接触(接触角为0)的滚珠轴承1中,例如,外圈2与内圈3之间的径向的间隔在轴向一侧和另一侧不同的滚珠轴承1、外圈2的肩部的直径在轴向一侧和另一侧不同的滚珠轴承1中,在油从轴向一侧流入外圈2与内圈3之间且从轴向另一侧流出的情况下,也能够适用具备所述各方式的圆环部5的保持器17。即,在轴向一侧与另一侧为非对称的滚珠轴承1中,由于与旋转相伴的离心力而产生泵作用,由此油向轴承内部流入,因此在这样的滚珠轴承1中,能够适用具备所述各方式的圆环部5的保持器17。而且,即使外圈2及内圈3的形状在轴向一侧与另一侧成为对称的滚珠轴承1,当通过该滚珠轴承1的旋转而保持器17旋转时,该保持器17(柱部7)如扇那样发挥作用,即使在油从轴向一侧流入外圈2与内圈3之间且从轴向另一侧流出的情况下,也能够适用具备所述各方式的圆环部5的保持器17。
[0079] 另外,在图1所示的双列角接触滚珠轴承1中,也可以适用图7所示的滚珠轴承1具有的冠型的保持器17,而且,与之相反,在图7所示的滚珠轴承1中,也可以适用图1所示的滚珠轴承1具有的具有一对圆环部5、6的保持器17。
[0080] 另外,本发明的滚珠轴承1并不局限于图示的方式,在本发明的范围内中也可以是其他的方式的结构。在所述各方式中,说明了圆环部5的外周端部的角部52为锐角的情况,但除此之外,例如角部52的位置从外圈2的侧面33a向正方向突出的情况下,尤其是角部52也可以为90度。
[0081] 〔附记〕
[0082] 所述各方式的滚珠轴承1(保持器17)具备的特征点个别也成立。即,(1)一种滚珠轴承,具备外圈2、内圈3、设置在所述外圈2与所述内圈3之间的多个滚珠4、及将所述多个滚珠4沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器17,油从轴向一侧流入所述外圈2与所述内圈3之间并从轴向另一侧流出,所述滚珠轴承1中,所述保持器17具有在油流入侧设置的圆环部5、及从所述圆环部5向油流出侧延伸的柱部7,所述圆环部5的轴向外侧的端面19具有随着朝向径向外侧而向轴向外侧倾斜的外侧倾斜面45。
[0083] 并且,在所述(1)的滚珠轴承的情况下,优选的是,所述圆环部5的外周端部由该圆环部5的外周面(51)与所述外侧倾斜面45交叉成锐角的角部52构成。
[0084] (2)另外,另一滚珠轴承具备外圈2、内圈3、设置在所述外圈2与所述内圈3之间的多个滚珠4、及将所述多个滚珠4沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器17,油从轴向一侧流入所述外圈2与所述内圈3之间并从轴向另一侧流出,所述滚珠轴承1中,所述保持器17具有在油流入侧设置的圆环部5、及从所述圆环部5向油流出侧延伸的柱部7,所述外圈2具有:在内周侧形成供所述滚珠4滚动的滚道面16a的环状主体部32;及在与所述圆环部5的外周面(51)相对的位置从所述环状主体部32突出设置的突起部33。通过这样具有突起部33,能够减小形成在外圈2(突起部33)与保持器17的圆环部5之间的间隙。
[0085] (3)另外,又一滚珠轴承具备外圈2、内圈3、设置在所述外圈2与所述内圈3之间的多个滚珠4、及将所述多个滚珠4沿周向隔开间隔进行保持的环状的保持器17,油从轴向一侧流入所述外圈2与所述内圈3之间并从轴向另一侧流出,所述滚珠轴承1中,所述保持器17具有在油流入侧设置的圆环部5、及从所述圆环部5向油流出侧延伸的柱部7,所述圆环部5的轴向外侧的端面19具有随着朝向径向外侧而向轴向内侧倾斜的内侧倾斜面46。
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