圆锥滚子轴承的制作方法

本发明涉及圆锥滚子轴承。

背景技术：

圆锥滚子轴承广泛地使用于各种机械，作为其一例，使用于机动车或各种建设机械等的变速器装置或差速器装置。在变速器装置或差速器装置的情况下，在其壳体内积存有润滑油(油)。有时通过该润滑油进行齿轮及轴承的润滑。

圆锥滚子轴承具备：具有圆锥状的内滚道面的内圈；具有圆锥状的外滚道面的外圈；多个圆锥滚子；及环状的保持架。圆锥滚子设置在内滚道面与外滚道面之间。保持架保持多个圆锥滚子。保持架例如将钢制的板构件通过冲压而成型，具有规定的形状。在这样的圆锥滚子轴承中，润滑油从轴向一侧向另一侧贯通轴承内部而流动(例如，参照日本特开2004-076766号公报)。

所述那样的积存于壳体的润滑油含有比较多的齿轮的磨损粉(铁粉)等杂质。因此，杂质与润滑油一起进入圆锥滚子轴承的内部，杂质啮入内圈或外圈与圆锥滚子之间。这成为原因而在内圈或外圈的滚道面或圆锥滚子的滚动面等处发生剥离，使圆锥滚子轴承的寿命下降。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种能够抑制杂质与润滑油一起侵入轴承内部的情况的圆锥滚子轴承。

本发明的一方式的圆锥滚子轴承的结构上的特征在于，包括：内圈，在外周侧具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的圆锥状的内滚道面，且在轴向另一侧具有向径向外侧突出的大突缘部；外圈，在内周侧具有从轴向一侧朝向另一侧扩径的圆锥状的外滚道面；多个圆锥滚子，设置在所述内圈与所述外圈之间，且在所述内滚道面及所述外滚道面上滚动；及环状的保持架，保持多个所述圆锥滚子，其中，所述保持架具有：位于所述圆锥滚子的轴向一侧的小环状部；位于所述圆锥滚子的轴向另一侧的大环状部；及将所述小环状部与所述大环状部连结的多个柱部，所述柱部具有柱端部，该柱端部位于所述大环状部与所述大突缘部之间并从所述圆锥滚子的大端面向轴向另一侧突出。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是表示圆锥滚子轴承的一实施方式的剖视图。

图2是圆锥滚子轴承的轴向另一侧的立体图。

图3是表示内圈及外圈的轴向另一侧的部分、以及保持架的大环状部的剖视图。

图4是表示内圈及外圈的轴向一侧的部分、以及保持架的小环状部的剖视图。

图5是保持架的剖视图。

图6是说明对保持架进行成型的模具的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图，说明本发明的实施方式。图1是表示圆锥滚子轴承的一实施方式的剖视图。圆锥滚子轴承10使用于例如机动车或各种建设机械等的变速器装置、差速器装置。圆锥滚子轴承10在壳体61内对于旋转的轴62进行支承。在壳体61内积存有润滑油(油)。该润滑油使用于圆锥滚子轴承10的润滑。以下说明的圆锥滚子轴承10的用途也可以是其他的用途。

圆锥滚子轴承10具备内圈2、外圈3、多个圆锥滚子4、保持架5。内圈2、外圈3及保持架5是以共通的轴线为中心的环状的构件。

内圈2使用轴承钢或机械结构钢等来形成，在其外周侧具有供多个圆锥滚子4滚动的内滚道面12。内滚道面12具有从轴向一侧(在图1中为左侧)朝向轴向另一侧(在图1中为右侧)扩径的圆锥形状(锥形状)。内圈2具有小突缘部14和大突缘部15。小突缘部14设置在内滚道面12的轴向一侧并向径向外侧突出。大突缘部15设置在内滚道面12的轴向另一侧并向径向外侧突出。大突缘部15的外径比小突缘部14的外径大。

外圈3使用轴承钢或机械结构钢等来形成，在其内周侧具有与所述内滚道面12相对且供多个圆锥滚子4滚动的外滚道面13。外滚道面13具有从轴向一侧朝向轴向另一侧扩径的圆锥形状(锥形状)。

圆锥滚子4是使用轴承钢等形成的构件，在轴向一侧具有直径小的小端面18，在轴向另一侧具有直径大的大端面19。圆锥滚子4设置于在内圈2与外圈3之间形成的环状空间7，在内滚道面12及外滚道面13上能够滚动。大端面19与内圈2的大突缘部15的突缘面(侧面)16接触，当圆锥滚子轴承10(在本实施方式中为内圈2)旋转时，大端面19与突缘面16进行滑动接触。

保持架5在内圈2和外圈3之间与多个圆锥滚子4一起设置，并保持这多个圆锥滚子4。保持架5整体为环状，具有环状的小环状部21、环状的大环状部22、多个柱部23。小环状部21位于圆锥滚子4的轴向一侧，且位于内圈2的小突缘部14的径向外侧。大环状部22位于圆锥滚子4的轴向另一侧，且位于内圈2的大突缘部15的径向外侧。柱部23将上述小环状部21与大环状部22连结。大环状部22的外径比小环状部21大，在本实施方式中，大环状部22的内径也比小环状部21大。柱部23沿周向空出间隔地设置多个。在小环状部21与大环状部22之间的周向上相邻的两个柱部23之间形成的空间成为收容(保持)圆锥滚子4的兜孔26。需要说明的是，周向是圆锥滚子轴承10的绕轴线的方向。

保持架5能够与外圈3的内周面13a(外滚道面13)进行滑动接触，保持架5的旋转由外圈3引导。即，本实施方式的圆锥滚子轴承10是保持架5由外圈3引导的外圈引导形式的轴承。保持架5由热塑性的树脂制成(合成树脂制)，通过注塑成形来成型。

在具有所述结构的圆锥滚子轴承10中，当轴承(内圈2)旋转时，产生润滑油从轴向一侧向轴向另一侧流动的泵唧作用。其发生的机理如下。存在于环状空间7的润滑油及空气由于以轴承的旋转为起因的离心力而具有朝向径向外侧的力分量。外圈3的外滚道面13如上所述为圆锥形状。由此，环状空间7的润滑油及空气沿着外滚道面13向轴向另一侧流动。当该流动发生时，产生将轴向一侧的轴承外部存在的润滑油及空气向环状空间7引入的作用。由此，在圆锥滚子轴承10产生润滑油从轴向一侧向轴向另一侧流动的泵唧作用。

图2是图1所示的圆锥滚子轴承10的轴向另一侧的立体图，示出内圈2的大突缘部15与保持架5的大环状部22之间。如图1及图2所示，保持架5具有的柱部23具有：与圆锥滚子4的外周面相对的柱主体部27；从该柱主体部27向轴向另一侧延长设置的柱端部24。柱端部24比圆锥滚子4的大端面19向轴向另一侧突出。即，柱端部24从柱主体部27延伸至大环状部22的内周侧的位置设置，位于大环状部22与大突缘部15之间。在图2中，大环状部22与柱部23的交界由双点划线表示。

柱端部24从圆锥滚子4的大端面19的轴向突出量可以减小。该突出量g(轴向的突出尺寸g)可以设为例如比0.5毫米大且小于1毫米。

根据具备该结构的圆锥滚子轴承10，在大环状部22与大突缘部15之间的在周向上相邻的柱端部24、24之间形成有能够收容润滑油(油)的小空间25。该小空间25形成于多个圆锥滚子4各自的轴向另一侧，多个小空间25沿周向存在。当该圆锥滚子轴承10旋转而保持架5向同方向旋转时，各小空间25的润滑油也旋转，在大环状部22与大突缘部15之间润滑油沿周向流动，由此产生油帘。通过该油帘，能够抑制轴向另一侧存在的磨损粉(铁粉)等杂质从大环状部22与大突缘部15之间侵入轴承内部的情况。

尤其是在圆锥滚子轴承10中(参照图1)，如上所述，大突缘部15(突缘面16)与圆锥滚子4(大端面19)进行滑动接触。由此，当所述那样的杂质侵入大突缘部15与圆锥滚子4之间时，容易成为损伤的原因，但是通过所述油帘抑制杂质的侵入，由此能够防止这样的损伤。

根据所述泵唧作用，在内圈2与外圈3之间形成的环状空间7的轴向另一侧成为润滑油的出口侧。因此，如果发挥泵唧作用，则杂质从轴向另一侧的外部更难以侵入轴承内部(环状空间7)。本实施方式的圆锥滚子轴承10具备抑制杂质向轴承内部的侵入的进一步的手段。以下，对该手段进行说明。

图3是表示内圈2及外圈3的轴向另一侧的部分、以及保持架5的大环状部22的剖视图。内圈2的大突缘部15具有：所述突缘面16；与所述突缘面16的径向外侧连续的凸曲面部(大径侧凸曲面部)31；与该凸曲面部31相连的大突缘部15的外周面32。相对于此，保持架5的柱部23具有的柱端部24在其径向内侧具有与所述凸曲面部31及外周面32的一部分相对的相对面(大径相对面)39。相对面39具有与凸曲面部31相对的倾斜面(锥面)38。在上述凸曲面部31与倾斜面38之间形成有第一微小间隙e1。相对面39具有圆筒面37，该圆筒面37具有弯折角度地与倾斜面38相连且与大突缘部15的外周面32的一部分相对。在上述圆筒面37与外周面32的一部分之间形成有第二微小间隙e2。

也可以使第一微小间隙e1和第二微小间隙e2中的任一个狭窄。在本实施方式中，第一微小间隙e1比第二微小间隙e2窄，第一微小间隙e1设定为小于0.25毫米。该微小间隙e1的尺寸(小于0.25毫米)是指凸曲面部31与倾斜面38之间的成为最小的尺寸。通过上述微小间隙e1、e2，构成弯折的迷宫间隙。

这样，在圆锥滚子轴承10的轴向另一侧，在保持架5的柱端部24与内圈2的大突缘部15之间形成有微小间隙(e1、e2)。由此，即使存在于所述小空间25(参照图2)的润滑油含有杂质，也能够抑制该杂质从柱端部24与大突缘部15之间侵入的情况。

在图3中，大环状部22的外周面22a的轴向一侧(在图3中为左侧)与外圈3的内周面13a相对。在上述大环状部22与外圈3之间形成有第三微小间隙e3。微小间隙e3设定为例如小于0.5毫米。该微小间隙e3的尺寸(小于0.5毫米)是指大环状部22与外圈3之间的成为最小的尺寸。根据该微小间隙e3，能够抑制杂质也从大环状部22与外圈3之间侵入的情况。

图4是表示内圈2及外圈3的轴向一侧的部分、以及保持架5的小环状部21的剖视图。内圈2的小突缘部14具有：轴向一侧的侧面59；与该侧面59的径向外侧连续的凸曲面部(小径侧凸曲面部)41；与该凸曲面部41相连的小突缘部14的外周面42。相对于此，保持架5的小环状部21在其径向内侧具有与所述凸曲面部41及外周面42相对的相对面(小径相对面)49。相对面49具有与凸曲面部41相对的倾斜面(锥面)48。在上述凸曲面部41与倾斜面48之间形成有第四微小间隙e4。相对面49具有弯折角度地与倾斜面48相连，且具有与小突缘部14的外周面42相对的圆筒面47。在上述圆筒面47与外周面42之间形成有第五微小间隙e5。也可以使第四微小间隙e4和第五微小间隙e5中的任一个狭窄。上述微小间隙e4、e5设定为小于0.2毫米。微小间隙e4、e5的尺寸(小于0.2毫米)是指两面间的成为最小的尺寸。通过上述微小间隙e4、e5，构成弯折的迷宫间隙。

在图4中，保持架5的小环状部21的外周面21a与外圈3的内周面13a相对。在上述小环状部21与外圈3之间形成有第六微小间隙e6。微小间隙e6设定为例如小于0.5毫米。该微小间隙e6的尺寸(小于0.5毫米)是指小环状部21与外圈3之间的成为最小的尺寸。

这样，在内圈2与保持架5的小环状部21之间形成有微小间隙e4、e5，而且，在外圈3与小环状部21之间形成有微小间隙e6。由此，形成在内圈2与外圈3之间的环状空间7的轴向一侧(虽然存在微小间隙e4、e5、e6)能够由小环状部21闭塞。由此，即使轴向一侧的外部存在的杂质发挥前述那样的泵唧作用，也能够抑制与润滑油一起侵入轴承内部的情况。

在图4中，保持架5的小环状部21具有径向内侧的内周侧部51和径向外侧的外周侧部52。内周侧部51的轴向一侧的侧面53的内周端54具有方形形状，相比内圈2的轴向一侧的侧面59而位于轴向另一侧(环状空间7侧)。在以内圈2的侧面59为基准的情况下，从该侧面59至内周侧部51的侧面53(内周端54)为止的轴向距离b设定为正值，在本实施方式中设定为0.2毫米。在图4中，内周侧部51的侧面53(内周端54)相比内圈2的侧面59而位于轴向另一侧，但是上述侧面53、59的轴向位置也可以相同。即，前述的轴向距离b只要设定为0以上即可，优选为0以上且小于0.2毫米。

根据该结构，能够更有效地抑制润滑油从内圈2(小突缘部14)与保持架5的小环状部21之间的侵入。即，如果圆锥滚子轴承10(内圈2)旋转，则内圈2的轴向一侧存在的润滑油通过离心力而向径向外侧流动，沿内圈2的侧面59流动。如上所述轴向距离b设定为正值(或0)，小环状部21的内周侧部51不从内圈2的侧面59向轴向一侧突出。因此，沿内圈2的侧面59向径向外侧流动的润滑油在其端缘59a脱离之后，能够沿着小环状部21的侧面53顺畅地流动。假设小环状部21的内周侧部51(内周端54)从内圈2的侧面59向轴向一侧突出的情况下，沿内圈2的侧面59流动的润滑油在其端缘59a脱离之后，与内周侧部51的内周面碰撞，容易从内圈2(小突缘部14)与小环状部21之间侵入。然而，根据本实施方式，能够防止这种情况，即使润滑油含有杂质，也能够防止该杂质侵入轴承内部。

如上所述，沿内圈2的侧面59流动进而沿小环状部21的内周侧部51的侧面53流动的润滑油沿着小环状部21的外周侧部52的侧面55流动。该侧面55成为随着朝向轴向一侧而扩径的扩径面。而且，该侧面55的外周端56具有方形形状，相比外圈3的轴向一侧的侧面58而位于轴向一侧。因此，沿小环状部21的侧面55流动的润滑油从外周端56脱离时，该脱离后的润滑油流动的方向成为从外圈3分离的方向。其结果是，从外周端56脱离的润滑油及其含有的杂质难以侵入外圈3与小环状部21之间。

通过以上所述，根据具备所述各结构的圆锥滚子轴承10，金属粉等杂质难以与圆锥滚子轴承10的轴向一侧的外侧及轴向另一侧的外侧存在的润滑油一起向存在圆锥滚子4的轴承内部(环状空间7)侵入。因此，能够防止杂质啮入内圈2或外圈3与圆锥滚子4之间的情况，能够提高圆锥滚子轴承10的寿命。

在此，对保持架5的制造进行说明。图5是保持架5的剖视图。本实施方式的保持架5如上所述由热塑性的树脂制成，通过注塑成形来制造。将注塑成形用的模具仅设为沿轴向分割成两部分的分割模具65、66(参照图6)。为此，如图5所示，在保持架5中，大环状部22的最小内径d1比小环状部21的最大外径d2大(d1>d2)。通过该结构，用于将注塑成形的保持架5从模具(分割模具65、66)取出的脱模作业变得容易，适合于保持架5的量产。与图5所示的方式不同，虽然未图示，但是在大环状部22的最小内径d1小于小环状部21的最大外径d2的情况下(d1<d2的情况下)，无法采用沿轴向分割成两部分的分割模具。因此，为了形成收容圆锥滚子的兜孔26，还需要沿半径方向移动的局部模具，模具结构变得复杂。

如以上所述公开的实施方式在全部的方面为例示而不受限制。即，本发明的圆锥滚子轴承并不局限于图示的方式，在本发明的范围内也可以是其他的方式的结构。在所述实施方式中，说明了圆锥滚子轴承10使用于变速器装置等动力传递机构的情况，但是也可以使用于其他的旋转机械。

根据本发明的圆锥滚子轴承，当圆锥滚子轴承旋转时，在保持架的大环状部与内圈的大突缘部之间由于润滑油沿周向流动而产生油帘。通过该油帘能够抑制杂质从大环状部与大突缘部之间侵入轴承内部的情况。其结果是，能够防止杂质啮入内圈或外圈与圆锥滚子之间，而能够提高圆锥滚子轴承的寿命。