专利名称：滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滚动轴承，在内圈与外圈之间装入有将滚动体保持为滚动自如的合成树脂制的保持器。
背景技术：
例如，在具有发动机的车辆的传动装置的齿轮支承轴中，广泛地使用深槽球轴承或角接触球轴承等各种滚动轴承。这种球轴承的主要部分包括:在外径面上形成有内侧滚道面的内圈；配置在该内圈的外侧且在内径面上形成有外侧滚道面的外圈；滚动自如地夹设在内圈的内侧滚道面与外圈的外侧滚道面之间的多个滚珠；配置在内圈与外圈之间，沿着圆周方向等间隔地保持各滚珠的保持器。该内圈或外圈的任一方装配于壳体等的固定部分，另一方装配于旋转轴等的旋转部分。当在油浴润滑下使用该球轴承时，旋转的保持器如泵的压缩机那样发挥作用，通过内外圈与保持器之间而向轴承内部过量地引入润滑油。如此引入的润滑油在轴承内部由滚珠和保持器搅拌，因此由于其搅拌阻力而轴承的转矩(发热)增大。尤其是在电动车辆或混合动力车辆中，由于被输入高速的电动机旋转，因此旋转轴等的旋转部分处于高旋转的倾向。其结果是，前述的搅拌阻力的影响无法忽视。因此，提出了各种设有限制润滑油的向轴承内部的流入的机构的轴承(例如，参照专利文献1、2)。专利文献I公开的轴承装置中，突缘部以朝径向内方的方式形成在保持器的小径端侧，圆板状的迷宫形成构件面向突缘部而以压接状态配设在该轴承装置的内圈的小径侧端面上，从而在保持器的小径端侧的突缘部与迷宫形成构件之间构成迷宫结构。通过形成为这样的结构，能抑制润滑油过量地被引入到轴承内部的情况。另外，专利文献2公开的滚动轴承中，在内外圈与保持器之间设有微小的引导间隙，该保持器的润滑剂流入侧端面为倾斜面，而且，保持器的内径面为倾斜面。在该滚动轴承中，在内外圈与保持器之间设置微小的引导间隙，该保持器的润滑剂流入侧端面为倾斜面，由此抑制润滑油过量地被引入到轴承内部的情况。而且，通过使保持器的内径面为倾斜面，能够将过量地流入到轴承内部的润滑油积极地向轴承外部排出。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-108956号公报专利文献2:W02009/131139A1发明的概要发明要解决的课题然而，在专利文献I公开的轴承装置中，用于在其与保持器的突缘部之间形成迷宫结构的迷宫形成构件需要与轴承部件分开，必须在装置内的狭小的空间内以压接状态安装在内圈的小径侧端面上。其结果是，部件个数增加，迷宫形成构件的组装也非常困难，因此存在难以实现紧凑化、部件个数及组装工时的削减的问题。另外，在专利文献2公开的滚动轴承中，即便在内外圈与保持器之间设置微小的引导间隙，并使该保持器的润滑剂流入侧端面为倾斜面，但由于润滑油从轴承外部流入的直线性的路径的存在，因此对润滑油向轴承内部流入的抑制效果受到限定。而且，为了积极地排出润滑油而使保持器的内径面为倾斜面时，考虑到也存在润滑油从排出润滑油一侧反向流入的情况，也可以说是容易将润滑油向轴承内部引入的结构，结果适得其反。而且，若使保持器的内径面为倾斜面，则保持器成为轴向非对称形状，在高速旋转下由于离心力引起的保持器的变形而滚珠可能从凹坑脱落或与内外圈等其他部件发生干涉。
发明内容
因此，本发明鉴于前述的问题点而提出，其目的在于提供一种不会增加部件个数或组装工时，实现成本减少，且能可靠地抑制润滑油向轴承内部过量流入的情况的滚动轴承。用于解决课题的手段作为用于实现前述的目的的技术手段，本发明涉及一种滚动轴承，具备彼此相对旋转的内圈及外圈、夹设在内圈与外圈之间的多个滚动体、配置在内圈与外圈之间并沿着圆周方向等间隔地保持滚动体的保持器，该保持器在沿着轴向面对的两个环状体的对置面上且在周向的多个部位形成有收容滚动体的半球状的凹坑，使对置面对接而使两个环状体结合，滚动轴承的特征在于，在环状体的轴向端部的内径侧或外径侧中的至少一方设置沿着径向延伸的突缘部，并在内圈或外圈的与突缘部对应的部位设置凹槽，通过该凹槽和突缘部形成迷宫。需要说明的是，“内径侧或外径侧中的至少一方”包括将突缘部仅设置在内径侧的情况、将突缘部仅设置在外径侧的情况、将突缘部设置在内径侧及外径侧这双方的情况这全部情况。在本发明中，在环状体的轴向端部的内径侧或外径侧中的至少一方设置沿着径向延伸的突缘部，并在内圈或外圈的与突缘部对应的部位设置凹槽，通过该凹槽和突缘部形成迷宫，由此，通过突缘部和凹槽构成的迷宫可靠地抑制润滑油流入轴承内部的情况。而且，由于保持器是在环状体的轴向端部设有突缘部的轴向对称形状，因此在高速旋转下负载有离心力时，构成保持器的两个环状体彼此相互抑制其变形，从而能够抑制保持器的变形，能够避免滚动体从凹坑脱落或与内外圈等其他部件发生干涉。而且，由于通过一体设于环状体的突缘部和一体形成于内外圈的凹槽来形成迷宫，因此仅进行保持器和内外圈的形状变更即可，从而实现部件个数及组装工时的削减而成本减少化变得容易。本发明优选突缘部的轴向厚度为0.15mm以上且为滚动体的直径的20%以下。这样的话，若将突缘部的轴向厚度限制为前述的范围，则能够确保突缘部的强度且突缘部的成形变得容易，轴承的轴向尺寸也不会变大。需要说明的是，当突缘部的轴向厚度比0.15mm小时，容易发生突缘部的强度不足或成形不良，当大于滚动体的直径的20%时，伴随着保持器的轴向尺寸的变大而内外圈的轴向尺寸变大，而使轴承大型化。另外，本发明的突缘部可以是沿着与轴向正交的方向延伸的形状、或沿着相对于与轴向正交的方向倾斜的方向延伸的形状的任一者。无论突缘部为哪种形状，都能够通过突缘部和内外圈的凹槽形成迷宫。需要说明的是，在使突缘部相对于与轴向正交的方向倾斜时，其倾斜方向可以是轴向外侧或轴向内侧的任一者。本发明的保持器优选保持器使一方的环状体的凹坑的周向端部外径侧沿着轴向延伸而形成外径侧凸部，使该外径侧凸部的内周面能够与滚动体抵接，并使内径侧凹陷而形成内径侧凹部，并且，使另一方的环状体的凹坑的周向端部内径侧沿着轴向延伸而形成内径侧凸部，使该内径侧凸部的内周面能够与滚动体抵接，并使外径侧凹陷而形成外径侧凹部，通过将外径侧凸部向外径侧凹部插入并将内径侧凸部向内径侧凹部插入而使外径侧凸部与内径侧凸部在轴向上卡合，使外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面以前端侧比外径侧凸部及内径侧凸部的基端侧的壁厚变厚的方式相对于轴向倾斜。这样的话，通过使外径侧凸部与内径侧凸部在轴向上卡合，而沿着该外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面产生摩擦力。而且，通过使外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面以前端侧比外径侧凸部及内径侧凸部的基端侧的壁厚变厚的方式相对于轴向倾斜，而出现沿着外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面的法线方向产生的反力的轴向分量。通过沿着该外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面产生的摩擦力与沿着该卡合面的法线方向产生的反力的轴向分量的叠加作用，即使在因高旋转而负载有大的离心力的情况下，也能够可靠地防止两个环状体的轴向的分离。在本发明中，优选使外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面的倾斜角度为5°以上。若如此设定倾斜角度，则容易抑制因高旋转而负载有大的离心力时的卡合面的变形，能够使反力的轴向分量可靠地作用于卡合面，容易确保两个环状体的结合力。需要说明的是，当卡合面的倾斜角度小于5°时，在因高旋转而负载有大的离心力的情况下，难以抑制卡合面的变形，难以使反力的轴向分量可靠地作用于卡合面。在本发明中，优选使内径侧凸部比外径侧凸部的壁厚更厚。这样的话，在因高旋转而负载有大的离心力时，由于比外径侧凸部的壁厚更厚的内径侧凸部的质量大于外径侧凸部，因此该内径侧凸部比外径侧凸部的变形大。在此，外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面以前端侧比外径侧凸部及内径侧凸部的基端侧的壁厚变厚的方式相对于轴向倾斜，因此内径侧凸部的变形以提高外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面处的结合力的方式发挥作用。在本发明中，优选在凹坑的一方的周向端部形成外径侧凸部及内径侧凹部，并在另一方的周向端部形成内径侧凸部及外径侧凹部。这样的话，使用由一个模具制作的一种环状体能够形成一方的环状体和另一方的环状体，从而实现产品成本的减少。本发明的环状体从实现保持器的轻量化的点出发为合成树脂制是有效的。而且，若考虑成本面或耐油性的点，则该环状体优选由从PPS、PA66或PA46中选择的任一种合成树脂成形。发明效果根据本发明，在环状体的轴向端部的内径侧或外径侧中的至少一方设置沿着径向延伸的突缘部，并在内圈或外圈的与突缘部对应的部位设置凹槽，通过该凹槽和突缘部形成迷宫，由此，通过突缘部和凹槽构成的迷宫可靠地抑制润滑油流入轴承内部的情况。而且，由于保持器是在环状体的轴向端部设有突缘部的轴向对称形状，因此在高速旋转下负载有离心力时，构成保持器的两个环状体彼此相互抑制其变形，从而能够抑制保持器的变形，能够避免滚动体从凹坑脱落或与内外圈等其他部件发生干涉。而且，由于通过一体设于环状体的突缘部和一体形成于内外圈的凹槽来形成迷宫，因此仅进行保持器和内外圈的形状变更即可，从而实现部件个数及组装工时的削减而成本减少化变得容易。其结果是，能够提供一种适合于在电动车辆或混合动力车辆中使用的高旋转轴承的机动车用途的滚动轴承。
图1是在本发明的滚动轴承的实施方式中，表示球轴承的主要部分放大剖视图。图2是表示构成图1的保持器的两个环状体的组装分解立体图。图3是表示构成图1的保持器的两个环状体的组装完成立体图。图4是表示结合前的两个环状体的局部展开图。图5是沿着图4的A-A线的剖视图。图6是沿着图4的B-B线的剖视图。图7是表示结合后的两个环状体的局部展开图。图8是沿着图7的C-C线的剖视图。图9是沿着图7的D-D线的剖视图。图10是在本发明的另一实施方式中，表示球轴承的主要部分放大剖视图。图11是在本发明的又一实施方式中，表示球轴承的主要部分放大剖视图。
具体实施例方式作为本发明的滚动轴承的实施方式，以下对球轴承进行详细说明。该实施方式的球轴承尤其适合于在电动车辆或混合动力车辆中在油浴润滑下使用的机动车用途的高旋转轴承。如图1所示，该实施方式的球轴承I的主要部分包括:在外径面上形成有内侧滚道面2a的内圈2 ;配置在该内圈2的外侧，且在内径面上形成有外侧滚道面3a的外圈3 ;以滚动自如的方式夹设在内圈2的内侧滚道面2a与外圈3的外侧滚道面3a之间的多个滚动体即滚珠4 ;配设在内圈2与外圈3之间，并沿着圆周方向等间隔地保持各滚珠4的保持器5。该内圈2或外圈3的任一方装配在壳体等固定部分上，另一方装配在旋转轴等旋转部分上。该球轴承I以抑制高速旋转下的离心力引起的保持器5的变形为目的而具备轻量的合成树脂制的保持器5。如图2及图3所示，这种保持器5在沿着轴向面对的两个环状体10的对置面11上且在周向的多个部位形成有收容滚珠4 (参照图1)的半球状的凹坑12，具有使环状体10的各自的对置面11对接而使两个环状体10结合的对称形状。两个环状体10通过在相邻的凹坑12间部位形成凹状的减壁部17，而实现保持器5的进一步的轻量化。需要说明的是，图2表示使两个环状体10结合之前的状态，图3表示使两个环状体10结合之后的状态。当在油浴润滑下使用该球轴承I时，旋转的保持器5如泵的压缩机那样发挥作用，通过内外圈2、3与保持器5之间而将润滑剂引入到轴承内部。因此，本实施方式的球轴承I作为限制润滑剂的向轴承内部的流入的机构而具备以下的结构。即，在环状体10的轴向端部的内径侧及外径侧设置沿着径向延伸的突缘部18(参照图2及图3)，并在内圈2及外圈3的与突缘部18对应的部位上形成凹槽20、21，通过该凹槽20、21和突缘部18形成迷宫19(参照图1)。前述的突缘部18以沿着与轴向正交的方向延伸的方式形成。另一方面，内圈侧的凹槽20使内圈2的外径轴向端部呈台阶状地凹陷而形成,夕卜圈侧的凹槽21使外圈3的内径轴向端部呈台阶状地凹陷而形成。需要说明的是，保持器5的突缘部18与内外圈2、3的凹槽20、21未成为始终接触的位置关系。S卩，该突缘部18与凹槽20、21的位置关系是仅在特定条件下接触，或是完全的非接触。这样，通过由保持器5的突缘部18和内外圈2、3的凹槽20、21构成的迷宫19，可靠地抑制润滑油向轴承内部过量流入的情况。而且，保持器5由于是在环状体10的轴向端部设有突缘部18的轴向对称形状，因此在高速旋转下负载有离心力时，构成保持器5的两个环状体10彼此相互抑制其变形，从而能够抑制保持器5的变形，能够避免滚珠4从凹坑12脱落或与内外圈2、3等其他部件发生干涉。而且，由于利用一体设于环状体10的突缘部18和一体形成于内外圈2、3的凹槽20、21来形成迷宫19，因此仅进行保持器5和内外圈2、3的形状变更即可，从而实现部件个数及组装工时的削减而成本减少化变得容易。在该实施方式中，如图1所示，突缘部18的轴向厚度t为0.15mm以上且为滚珠4的直径D的20%以下。这样的话，若将突缘部18的轴向厚度t限制为前述的范围，则能够确保突缘部18的强度且突缘部18的成形变得容易，轴承的轴向尺寸也不会增大。需要说明的是，当突缘部18的轴向厚度t比0.15_小时，容易发生突缘部18的强度不足或成形不良。而且，当突缘部18的轴向厚度t比滚珠4的直径D的20%大时，为了避免保持器5的突缘部18从轴承端面突出而必须增大内外圈2、3的凹槽20、21的轴向尺寸(槽宽)，从而内外圈2、3的轴向尺寸变大而轴承整体变得大型化。该实施方式的保持器5作为用于使以上说明的两个环状体10结合的机构而具备以下的结合结构。图4表示结合前的两个环状体10，图5是沿着图4的A-A线的剖面，图6是沿着图4的B-B线的剖面。如该图所示，两个环状体10分别使凹坑12的一方的周向端部的外径侧沿着轴向延伸而形成外径侧凸部13，并使内径侧凹陷而形成内径侧凹部14，并且，使凹坑12的另一方的周向端部的内径侧沿着轴向延伸而形成内径侧凸部15，并使外径侧凹陷而形成外径侧凹部16。这样的话，采用通过两个环状体10分别在凹坑12的一方的周向端部形成外径侧凸部13及内径侧凹部14并在另一方的周向端部形成内径侧凸部15及外径侧凹部16的结构，由此，使用由一个模具制作的一种环状体10能够形成一方的环状体10和另一方的环状体10，从而实现产品成本的减少。在该结构中，将一方的环状体10的外径侧凸部13向另一方的环状体10的外径侧凹部16插入并将一方的环状体10的内径侧凸部15向另一方的环状体10的内径侧凹部14插入，由此使外径侧凸部13与内径侧凸部15在轴向上卡合。而且，使外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a以前端侧比外径侧凸部13及内径侧凸部15的基端侧的壁厚变厚的方式相对于轴向倾斜(参照图5及图6)。图7表示结合后的两个环状体10，图8是沿着图7的C-C线的剖面，图9是沿着图7的D-D线的剖面。如该图所示，使两个环状体10的各自的对置面11对接并使外径侧凸部13与内径侧凸部15以规定的过盈量在轴向上卡合，由此，沿着该外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a产生摩擦力。而且，使外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a以前端侧比外径侧凸部13及内径侧凸部15的基端侧的壁厚变厚的方式相对于轴向倾斜，由此，出现沿着外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a的法线方向产生的反力的轴向分量。通过沿着该外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a产生的摩擦力与沿着该卡合面13a、15a的法线方向产生的反力的轴向分量的叠加作用，即使在因高旋转而负载有大的离心力的情况下，也能够可靠地防止两个环状体10的轴向的分离。这样，通过在环状体10的凹坑12的周向两端部设置由外径侧凸部13及内径侧凹部14和内径侧凸部15及外径侧凹部16构成的结合部，在因高旋转而负载有大的离心力时，即使一方的环状体10与另一方的环状体10相互向轴向外侧分离而凹坑12打开，通过前述的结合部也能够容易地维持将滚珠4收容在凹坑12内的状态(参照图7)。在该实施方式的结合结构中，需要使外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a的倾斜角度Θ (参照图3及图4)为5°以上。通过如此设定倾斜角度Θ，能容易地抑制因高旋转而负载有大的离心力时的卡合面13a、15a的变形，能够使反力的轴向分量可靠地作用于卡合面13a、15a，从而容易确保两个环状体10的结合力。需要说明的是，当卡合面13a、15a的倾斜角度Θ比5°小时，在因高旋转而负载有大的离心力的情况下，难以抑制卡合面13a、15a的变形,难以使反力的轴向分量可靠地作用于卡合面13a、15a。另外，在该结合结构中，如图8及图9所示，使内径侧凸部15比外径侧凸部13的壁厚更厚(tIN > t0UT)。这样通过使内径侧凸部15比外径侧凸部13的壁厚更厚，在因高旋转而负载有大的离心力时，比外径侧凸部13的壁厚更厚的内径侧凸部15的质量大于外径侦阽部13，因此该内径侧凸部15比外径侧凸部13的变形更大。在此，由于外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a以前端侧比外径侧凸部13及内径侧凸部15的基端侧的壁厚变厚的方式相对于轴向倾斜，因此内径侧凸部15的变形以提高外径侧凸部13与内径侧凸部15的卡合面13a、15a上的结合力的方式发挥作用。以上说明的两个环状体10从实现保持器5的轻量化的点出发而设为合成树脂制。在此，若考虑成本面或耐油性的点，通过从PPS (聚苯硫醚)、PA66 (聚酰胺66)或PA46 (聚酰胺46)选择的任一个合成树脂来成形是有效的。例如，在使用油中含有较多的树脂攻击性的成分(磷、硫)时，耐油性的优劣程度为PPS > PA46 > PA66，因此优选使用PPS。而且，若考虑树脂材料的价格，则为PA66 > PA46 > PPS,因此优选在考虑了使用油的树脂攻击性的基础上选定材料。需要说明的是，作为其他的树脂材料，也可以使用PA9T(聚酰胺9T)、PEEK(聚醚醚酮)或酚醛树脂。需要说明的是，在以上说明的实施方式中，说明了以沿着与轴向正交的方向延伸的方式形成突缘部18的情况，但本发明并未限定于此，以沿着相对于与轴向正交的方向倾斜的方向延伸的方式形成突缘部也可。即，如图10所示，可以使突缘部18a向轴向内侧弯曲，或者如图11所示，可以使突缘部18b向轴向外侧弯曲。无论突缘部18a、18b为哪种形状，通过突缘部和内外圈2、3的凹槽20、21都能够形成迷宫19。另外，在以上说明的实施方式中，说明了在保持器5的轴向端部的内径侧及外径侧这双方设有突缘部18的情况，但本发明并未限定于此，虽然未图示，但也可以仅在保持器5的轴向端部的内径侧或外径侧中的任一方设置突缘部18。
本发明并不受前述的实施方式的任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然还能以各种方式实施，本发明的范围由权利要求书的范围所公开，而且包括权利要求书的范围内记载的均等的意味及范围内的全部变更。
权利要求
1.一种滚动轴承，具备彼此相对旋转的内圈及外圈、夹设在所述内圈与所述外圈之间的多个滚动体、配置在所述内圈与所述外圈之间并沿着圆周方向等间隔地保持所述滚动体的保持器，所述保持器在沿着轴向面对的两个环状体的对置面上且在周向的多个部位形成有收容滚动体的半球状的凹坑，使所述对置面对接而使两个环状体结合， 所述滚动轴承的特征在于， 在所述环状体的轴向端部的内径侧或外径侧中的至少一方设置沿着径向延伸的突缘部，并在所述内圈或外圈的与所述突缘部对应的部位设置凹槽，通过该凹槽和所述突缘部形成迷宫。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中， 所述突缘部的轴向厚度为0.15mm以上且为所述滚动体的直径的20%以下。
3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中， 所述突缘部沿着与轴向正交的方向延伸。
4.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中， 所述突缘部沿着相对于与轴向正交的方向倾斜的方向延伸。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的滚动轴承，其中， 所述保持器使一方的环状体的凹坑的周向端部外径侧沿着轴向延伸而形成外径侧凸部，使该外径侧凸部的内周面能够与所述滚动体抵接，并使内径侧凹陷而形成内径侧凹部，并且，使另一方的环状体的凹坑的周向端部内径侧沿着轴向延伸而形成内径侧凸部，使该内径侧凸部的内周面能够与所述滚动体抵接，并使外径侧凹陷而形成外径侧凹部，通过将所述外径侧凸部向外径侧凹部插入并将所述内径侧凸部向内径侧凹部插入而使所述外径侧凸部与内径侧凸部在轴向上卡合，使所述外径侧凸部与内径侧凸部的卡合面以与外径侧凸部及内径侧凸部的基端侧相比前端侧的壁厚变厚的方式相对于轴向倾斜。
6.根据权利要求5所述的滚动轴承，其中， 所述外径侧凸部与所述内径侧凸部的卡合面的倾斜角度为5°以上。
7.根据权利要求5或6所述的滚动轴承，其中， 所述内径侧凸部比所述外径侧凸部的壁厚厚。
8.根据权利要求5 7中任一项所述的滚动轴承，其中， 在所述凹坑的一方的周向端部形成外径侧凸部及内径侧凹部，并在另一方的周向端部形成内径侧凸部及外径侧凹部。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的滚动轴承，其中， 所述环状体为合成树脂制。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的滚动轴承，其中， 所述环状体由从PPS、PA66或PA46中选择的任一种合成树脂成形。
全文摘要
一种滚动轴承，具备彼此相对旋转的内圈(2)及外圈(3)、夹设在内圈(2)与外圈(3)之间的多个滚珠(4)、配置在内圈(2)与外圈(3)之间并沿着圆周方向等间隔地保持滚珠(4)的保持器(5)，该保持器(5)在沿着轴向面对的两个环状体(10)的对置面上且在周向的多个部位形成有收容滚珠(4)的半球状的凹坑(12)，使对置面对接而使两个环状体(10)结合，其中，在环状体(10)的轴向端部的内径侧及外径侧设置沿着径向延伸的突缘部(18)，并在内圈(2)或外圈(3)的与突缘部(18)对应的部位设置凹槽(20、21)，通过该凹槽(20、21)和突缘部(18)形成迷宫(19)。
文档编号F16C33/58GK103109100SQ20118004498
公开日2013年5月15日 申请日期2011年9月7日 优先权日2010年9月22日
发明者鱼住朋久 申请人:Ntn株式会社