传动装置用轴承的制作方法

文档序号:5792139阅读:213来源:国知局
专利名称:传动装置用轴承的制作方法
技术领域
本发明涉及比如,用于汽车的传动装置中的齿轮装置的驱动轴等的传动装置用轴承,本发明涉及可防止异物侵入到轴承内部,并且谋求密封转矩的降低、降低保持器和滚珠之间的油的剪切阻力的技术。
背景技术
在用于过去的滚珠轴承的保持器中,用于保持钢球的兜部形状由沿钢球的形状的单一的曲面形成。另外,为了提高润滑状态,人们提出了使保持器的兜部部为凹状形状的专利申请(专利文献1、2)。另外,具有下述方法,即,在传动装置用轴承中,适用将轴承空间密封的接触型的密封件,防止异物的侵入的方法。在此场合,虽然防止异物向轴承内部的侵入,但是在进行汽车的燃料费的节省的基础上,如何降低机械损失成为课题。在现有技术中,人们提出有以机械损失的降低为目的而降低密封唇部的接触阻力的技术。比如,人们提出有下述的技术, 其中,在接触型的密封唇滑动面上进行喷砂处理,由此,使该滑动面的最大粗糙度在2. 5μπι 以下,降低密封转矩(专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2003-13962号公报专利文献2 日本特开2006-342901号公报专利文献3 日本特开2007-107588号公报

发明内容
(关于保持器)目前,在汽车用的轴承中,从燃料费用的提高等的环境问题来说,要求降低转矩。 在轴承转矩中,对于在保持器-钢球之间产生的转矩,钢球造成的油(润滑脂等的润滑剂) 的剪切阻力占有较大的比例。另外,该剪切阻力的大部分是在下述情况下产生的,即将兜部内侧和该兜部所包围的钢球之间所形成的油膜在剪切时而产生的。在过去的兜部由沿钢球形状的单一的曲面形成的保持器的场合,润滑剂要通过钢球与覆盖钢滚珠的保持器兜部内侧的微小的缝隙。由此,其构成产生阻力、转矩增加的主要原因之一。
(关于密封件)以防止异物侵入到传动装置用轴承中为目的,采用带有密封件的轴承。由于该密封件具有内圈的密封滑动面和密封过盈量,故构成密封件的滑动阻力产生,使转矩增加的主要原因之一。本发明的目的在于提供一种传动装置用轴承,其可防止异物侵入到轴承内部,并且谋求密封转矩的降低,降低保持器和滚珠之间的油的剪切阻力。本发明的传动装置用轴承为下述的传动装置用轴承,其设置于传动装置中,该传动装置将输入轴的旋转传递给输出轴的旋转,该轴承包括多个滚珠,所述多个滚珠介设于一对轨道圈的相对的轨道面之间;保持这些滚珠的保持器;密封部件,所述密封部件将润滑脂密封在形成于上述一对轨道圈之间的轴承空间内,对该轴承空间进行密封,在上述保持器中,通过相对的半球状鼓起部来形成保持滚珠的兜部,在该兜部的内面设置从保持器内径侧向保持器外径侧延伸的凹状部,上述密封部件为接触密封件,其中,基端固定于任意一个轨道圈上,密封唇部与另一轨道圈接触,至少密封唇部的前端的材质为高磨损材料,其通过在旋转状态使用轴承而发生磨损,处于进行非接触或接触压力视为零的程度的轻接触,上述润滑脂至少包含基油和增稠剂,上述基油为单独的矿物油或矿物油与聚α -烯烃油的混合油,40°C的基油动态粘度在100mm2/S以下。上述“高磨损材料”为容易产生磨损的材质。按照该方案,由于在保持器的兜部的内面上设置凹状部,故可充分地降低转矩。在兜部的内面上设置凹状部,在保持器中设置滚珠没有接触的非接触部,由此,可降低润滑剂通过兜部内部时的阻力。可通过设置上述凹状部,减少形成于滚珠与兜部之间的油膜量。由于上述密封部件中的至少密封唇部的前端的材质为上述那样的高磨损材料,故在运转初期,作为接触型的密封部件为因磨损属于非接触或轻接触型的密封部件。如这样, 密封部件使所接触的密封唇部的前端磨损,产生微小的迷宫式密封圈缝隙。由于该缝隙小于异物,故使润滑脂通过,但对轴承寿命造成影响的粒径大的异物无法通过。另外,由于上述润滑脂至少包含基油和增稠剂,上述基油为单独的矿物油或矿物油与聚α -烯烃油的混合油,40°C的基油动态粘度在100mm2/S以下,故可防止外壳的毛刺、齿轮的磨损粉末等的异物的侵入,并且可以较低程度抑制密封部件的打滑阻力,可使低转矩和长寿命这两者同时实现。也可以将未设置上述凹状部的保持器的兜部的内面和滚珠的接触面积为基准面积,通过上述凹状部使保持器的兜部的内面和滚珠的接触面积从上述基准面积降低15 30%。可通过使上述接触面积的下限为15%,获得低转矩的效果,可通过使上述接触面积的上限为30%,获得保持器的刚性强度,并且保持滚珠。如果在兜部内面,滚珠没有接触的非接触部过小,则所剪切的油膜量的减少量也小,转矩降低的油膜量变得过小,损害滚珠的平滑的滚动。通过如上述那样设定兜部中的与滚珠的接触面积的范围,可同时成立润滑剂通过兜部的内部时的阻力、与所剪切的油膜量的减少。在上述保持器的凹状部设置于相比滚珠的节圆更靠近轴承外径侧的场合,可降低圆周速度高的位置的剪切阻力,更加稳定地谋求转矩的降低。也可在上述保持器的兜部中设置从保持器内径侧贯通到保持器外径侧的通孔,该通孔构成上述兜部中的凹状部。在此场合,保持器的轴承轴向的尺寸未增加,可谋求紧凑化。即,可一边维持与普通的保持器相同的尺寸,一边谋求转矩的降低。另外,可采用没有设置凹状部的保持器的模具等,通过后加工而形成上述通孔。由于可兼用模具,故谋求设备费用的降低,并且可根据需要而简单地改变通孔的位置、尺寸、形状等。另外,还具有未兼用上述模具的情况。在适用通过冲压加工而对上述保持器进行成型的金属制保持器的场合,与通过切削加工等成形的金属制保持器相比较,可缩短生产节拍时间、进行量产化,并且谋求制造成本的降低。也可组装有通过铸造加工而对上述保持器进行成型的金属制保持器。还可组装有通过切削加工而对上述保持器进行成形的金属制保持器。也可组装有通过切削加工而对上述保持器进行成形的树脂制保持器。在组装有通过注射成型而对上述保持器进行成型的树脂制保持器的场合,与通过同一形状的金属制保持器相比较,可谋求重量的减轻,谋求材料费用的降低。也可使密封唇部的前端部分的截面形状为尖头的形状,该尖头的形状相对该密封唇部的中间部分狭窄率更大。在此场合,使密封唇部与另一轨道圈的密封唇滑动部接触,密封唇部的前端部分的面压增加。于是,该密封唇部的前端部分容易磨损。因此,无论润滑油的影响或密封滑动面的状态,获得下述这样的效果。(1)在早期降低密封转矩。(2)与现有产品相比较,在早期轴承的本身的升温降低。(3)因在早期轴承的本身的升温降低,可选择粘度低于过去采用的润滑油的润滑油。(4)估计传动装置整体的损失降低。(5)可在早期,将润滑油供给到轴承内部。传动装置用轴承也可为用于汽车的传动装置的齿轮装置的驱动轴的滚动轴承。在此场合,可防止传动装置内的齿轮的磨损粉末等的异物侵入到轴承的内部的情况。由于谋求密封转矩的降低,故可谋求汽车的燃料费用的降低。


根据参照附图的下述的优选实施方式的说明,会清楚地理解本发明。但是,实施方式和附图用于单纯的图示和说明,其不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由所附的权利要求书确定。在附图中,多个附图中的同一标号表示相同或相应的部分。图1为本发明的第1实施方式的传动装置用轴承的剖视图;图2为图1的传动装置用轴承的保持器的主要部分的剖视图;图3㈧为以放大方式表示图2的保持器的兜部等的主视图,图3(B)为表示图2 的保持器的兜部内的各种变形例的主要部分的简化图;图4为表示接触面积降低率和转矩降低率的关系的图;图5为图1的传动装置用轴承的密封部件的主要部分的剖视图;图6(A)为图5的密封部件的密封唇部与内圈的密封槽接触的状态的主要部分的放大剖视图,图6(B)为在旋转状态使用轴承,使密封唇部的前端磨损的状态的主要部分的放大剖视图;图7为表示基油动态粘度和轴承转矩的关系的图;图8(A)为本发明的第2实施方式的传动装置用轴承的剖视图,图8(B)为以放大方式表示图8(A)的传动装置用轴承的保持器的兜部等的主视图,图8(C)为图8(A)的主要部分的放大图;图9为本发明的第3实施方式的传动装置用轴承的剖视图;图10为本发明的第1 第3实施方式的传动装置用轴承的密封部件的变形例的主要部分的剖视图;图11(A)、图Il(B)和图Il(C)为本发明的应用方式的传动装置用轴承的剖视图;图12为表示本发明的实施方式的传动装置用轴承用于无级变速器的例子的图。
具体实施例方式下面通过图1 图6(B)对本发明的第1实施方式的传动装置用轴承进行说明。实施方式的传动装置用轴承为用于汽车的传动装置的滚动轴承,如图1所示的那样,多个滚动体3设在作为轨道圈的内外圈1、2的轨道面Iada之间。该内外圈1、2和滚动体3由比如SUJ2等的高碳铬轴承钢或马氏体类的不锈钢等构成。但是,并不限于这些钢。设置保持这些滚动体3的保持器4,分别通过密封部件5将形成于内外圈1、2之间的环状的轴承空间的两端密封。在该轴承的内部,对润滑脂进行初始密封。该滚动轴承是滚动体3为滚珠的深槽滚珠轴承,在本例中,是内圈1为旋转圈、外圈2为固定圈的内圈旋转型。但是,带有密封件的轴承也可采用角接触滚珠轴承。另外,还可是内圈1为固定圈,外圈2为旋转圈的外圈旋转型。对保持器4进行说明。如图2、图3(A)所示的那样,在该保持器4中,形成通过相对的半球状鼓起部6、6 而保持滚珠的兜部Pt。在该兜部Pt的内面设置凹状部7,其从保持器内径侧向保持器外径侧延伸,与未设置凹状部7时的滚珠的接触面积相比较,该兜部Pt中的与滚珠的接触面积降低15 30%。S卩,以未设置上述凹状部7的保持器的兜部Pt的内面和滚珠的接触面积为基准面积,通过上述凹状部7将保持器4的兜部Pt的内面和滚珠的接触面积从上述基准面积降低15 30%。通过如这样,使本实施方式的保持器4的接触面积的下限为15%,可获得低转矩效果,通过使该保持器4的接触面积的上限为30%,可获得保持器的刚性强度, 并且可保持滚珠。如果该接触面积的上限超过30%,则无法获得保持器的刚性强度,另外, 无法保持滚珠。在该保持器4中,组合有两个环状保持板4A、4B,该环状保持板4A、4B具有沿圆周方向,按照规定间距设置的半滚珠状鼓起部6。各环状保持板4A GB)为比如,冷轧钢的带钢的冲压加工件。各环状保持板4AGB)具有沿圆周方向设置的半滚珠状鼓起部6以及邻接的半滚珠状鼓起部6之间的平坦部8。在将这些环状保持板4A、4B组合的状态,将平坦部 8、8重合。平坦部8、8经由铆钉等的固接件9而连接。其中,也可省略固接件9,在一个平坦部8上设置爪状的卡合部,在另一平坦部8上设置被卡合部,卡合部与被卡合部卡合,将平坦部8、8连接。通过将平坦部8、8连接,各半滚珠状鼓起部6相对,形成环状的兜部Pt。在该保持器4中,在与滚珠相反的相对面,即,半球珠状鼓起部6的外表面上,形成向保持器外径侧突出的凸状部10。由此,在兜部Pt的滚珠相对面上,设置向滚珠相反侧凹入的矩形的凹状部7。对于上述凸状部10,如图3 (B)和表1所示的那样,圆周方向长度L为比如为9. Omm,宽度W为比如1. 6mm (形状A),圆周方向长度L为比如5. 5mm,宽度W为比如 1.6mm(形状B)等。在表1中,未设置凸状部的保持器的兜部内面和滚珠的接触面积,即, 将基准面积定为100%,将该基准面积为100%的保持器作为“标准件”。其中,圆周方向长度L,宽度W并不限于这些尺寸。另外,在该例的保持器中,凸状部10的中间线Ll按照错开δ 1的方式设定于相比滚珠的节圆P⑶更靠近轴承外径侧(参照形状D、E)。δ 1比如为 0.8mm。但并不限于0.8mm。
(表 1)
权利要求
1.一种传动装置用轴承,其设置于传动装置中,该传动装置将输入轴的旋转传递给输出轴的旋转,该轴承包括多个滚珠,所述多个滚珠介设于一对轨道圈的相对的轨道面之间;保持这些滚珠的保持器;密封部件,所述密封部件将润滑脂密封于形成在上述一对轨道圈之间的轴承空间内,对该轴承空间进行密封,在上述保持器中,通过相对的半球状鼓起部来形成保持滚珠的兜部,在该兜部的内面设置从保持器内径侧向保持器外径侧延伸的凹状部,上述密封部件为接触密封件,其中,基端固定于任意一个轨道圈上,密封唇部与另一轨道圈接触,至少密封唇部的前端的材质为高磨损材料,其通过在旋转状态使用轴承而发生磨损,处于进行非接触或接触压力视为零的程度的轻接触,上述润滑脂至少包含基油和增稠剂,上述基油为单独的矿物油、或矿物油与聚α-烯烃油的混合油,40°c的基油动态粘度在100mm2/s以下。
2.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,以未设置上述凹状部的保持器的兜部的内面和滚珠的接触面积为基准面积,通过上述凹状部使保持器的兜部的内面和滚珠的接触面积从该基准面积降低15 30%。
3.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,上述保持器的凹状部设置于相比滚珠的节圆更靠近轴承外径侧。
4.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,在上述保持器的兜部中,开设从保持器内径侧贯通到保持器外径侧的通孔,该通孔构成上述兜部中的凹状部。
5.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,组装有通过冲压加工而对上述保持器进行成型的金属制保持器。
6.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,组装有通过铸造加工而对上述保持器进行成型的金属制保持器。
7.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,组装有通过切削加工而对上述保持器进行成形的金属制保持器。
8.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,组装有通过切削加工而对上述保持器进行成形的树脂制保持器。
9.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,组装有通过注射成型而对上述保持器进行成型的树脂制保持器。
10.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,上述密封唇部的前端部分的截面形状为尖头的形状,其比该密封唇部的中间部分狭窄率更大。
11.根据权利要求1所述的传动装置用轴承,其中,该轴承为用于汽车的传动装置的齿轮装置的驱动轴的滚动轴承。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种传动装置用轴承,其可防止异物侵入到轴承内部,并且谋求密封转矩的降低,降低保持器和滚珠之间的油的剪切阻力。在保持器(4)的兜部(Pt)的内面设置凹状部(7),该兜部(Pt)中与滚珠的接触面积比没有设置凹状部(7)时的与滚珠的接触面积少。密封部件(5)为接触密封件,其中,至少密封唇部(18)的前端的材质为通过在旋转状态使用轴承而发生磨损、进行非接触等的高磨损材料。润滑脂至少包含基油和增稠剂,基油为单独的矿物油或者矿物油与聚α-烯烃油的混合油,40℃的基油动态粘度在100mm2/s以下。
文档编号F16J15/32GK102422037SQ20108002096
公开日2012年4月18日 申请日期2010年5月10日 优先权日2009年5月14日
发明者中川友和, 佐佐木克明, 石川恭光 申请人:Ntn株式会社
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