专利名称：圆锥滚子轴承的外圈以及圆锥滚子轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及圆锥滚子轴承的外圈以及圆锥滚子轴承。
背景技术：
以往，作为圆锥滚子轴承，有日本特开平11-48805号公报所记载的轴承。该圆锥滚子轴承将差动齿轮装置的小齿轮轴支承为相对于差动装置的外壳自如旋转。上述圆锥滚子轴承具备外圈、内圈以及多个圆锥滚子。上述外圈的外周面内嵌于上述外壳的内周面而被固定。上述内圈的内周面外嵌于上述小齿轮轴的外周面而被固定。 上述多个圆锥滚子在被保持器保持于外圈的圆锥轨道面与内圈的圆锥轨道面之间的状态下，彼此沿着周向隔开间隔配置。上述圆锥滚子轴承的外圈为实心。然而，上述现有的圆锥滚子轴承，由于外圈为实心，所以无法实现轻量化。在使用于车辆的情况下，存在与其重量增大的量对应地运转成本提高并且材料成本提高这样的问题。此外，由于上述圆锥滚子轴承的外圈为实心，所以旋削量增大，旋削时间增长，存在制造成本提高这样的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种能够实现轻量化来降低运转成本、材料成本以及制造成本的圆锥滚子轴承的外圈以及圆锥滚子轴承。本发明的一个方式的圆锥滚子轴承的外圈在结构上的特征在于，由一张金属板构成，上述金属板具备在内周具有圆锥轨道面的圆锥筒部；小径侧延伸部，该小径侧延伸部从上述圆锥筒部的小径侧的端部沿着上述圆锥筒部的径向朝向外侧延伸；以及大径侧延伸部，该大径侧延伸部从上述圆锥筒部的大径侧的端部朝向远离上述圆锥筒部的轴心的方向延伸，上述小径侧延伸部以及上述大径侧延伸部各自的壁厚比上述圆锥筒部的壁厚厚。通过下述实施例以及实施方式的说明并参照附图，本发明前述其它特征及优势将变得显而易见，其中同样的标记用于表示同样的部件。
图1为本发明的一实施方式的圆锥滚子轴承的轴向的剖视图。
具体实施例方式以下，按照图示的形态对本发明进行详细说明。图1为本发明的一实施方式的圆锥滚子轴承的轴向的示意剖视图。该圆锥滚子轴承具备作为内圈轨道部件的内圈1、外圈2以及多个圆锥滚子3，内圈1外嵌于轴部件5的外周面而被固定。上述内圈1具有圆锥轨道面21、大凸肩部22以及小凸肩部23。上述大凸肩部22位于圆锥轨道面21的大径侧，而小凸肩部23位于圆锥轨道面21的小径侧。上述轴部件5具有向径向扩大的台阶部沈。上述内圈1的圆锥轨道面21 的大径侧的端面25抵接于上述台阶部26。上述外圈2是将一张板金进行冲压成形而形成。在此，作为板金的材料，有SUJ2等能够塑性加工的轴承钢、对能够塑性加工的轴承钢施以渗碳氮化处理等硬化处理的钢材、 普通钢SPCC等能够够塑性加工的金属、S55C等碳素钢、SCM415等铬钼钢、N22CB、N35CB(日新制钢标准)这样的考虑冲压性的材料等。上述外圈2具有圆锥筒部31、小径侧延伸部32和大径侧延伸部33。上述圆锥筒部31在内周具有圆锥轨道面38。上述小径侧延伸部32从圆锥筒部 31的小径侧的端部沿着圆锥筒部31的径向延伸。大径侧延伸部33从圆锥筒部31的大径侧的端部向偏离圆锥筒部31的轴心的方向延伸。详细而言，上述大径侧延伸部33以随着远离上述轴心而远离小径侧延伸部32的方式相对于上述轴心倾斜。换言之，大径侧延伸部 33在圆锥筒部31的轴向的截面中，以随着趋向径向的外侧而趋向轴向的外侧的方式，朝着相对于径向倾斜的方向延伸。如图1所示，上述小径侧延伸部32的径向外侧的端面35成为圆筒外周面，大径侧延伸部33的径向外侧的端面36也成为圆筒外周面。上述端面35及端面36位于大致相同的虚拟圆筒面上。上述小径侧延伸部32的端面35的外径与大径侧延伸部33的端面36的外径大致相等。上述外圈2内嵌于外壳9的内周面而被固定。详细而言，小径侧延伸部32 的端面35及大径侧延伸部33的端面36内嵌于外壳9的内周面40而被固定。上述小径侧延伸部32以及大径侧延伸部33各自的壁厚形成为比圆锥筒部31的壁厚厚。详细而言，在图1中，a表示小径侧延伸部32的壁厚、即小径侧延伸部32在与其延伸方向垂直的方向上的尺寸，b表示大径侧延伸部33的壁厚、即大径侧延伸部33在与其延伸方向垂直的方向上的尺寸。此外，在图1中，c表示圆锥筒部31的壁厚，即在圆锥筒部 31中，将延伸出大径侧延伸部33之处的圆锥筒部31的大径侧端部与延伸出小径侧延伸部 32之处的圆锥筒部31的小径侧端部除外的部分的壁厚，表示除圆锥筒部31的两端部以外的部分在与该部分的延伸方向垂直的方向上的尺寸。此外，上述a、上述b以及上述c均为以cm(厘米)为单位的情况下的尺寸。在该实施方式中，a与b大致相同。此外，aSc的 2倍以上3倍以下。上述小径侧延伸部32的轴向的与大径侧延伸部33侧相反侧的端面46，抵接于沿着外壳9的径向延伸的台阶部47。将上述内圈1的圆锥轨道面21的在轴向的外侧的端面 25抵接于轴部件5的台阶部沈，并且将小径侧延伸部32的端面46抵接于外壳9的台阶部 47，从而用外壳9和轴部件5在轴向上夹住圆锥滚子轴承，使圆锥滚子轴承产生规定的轴向的预压。如图1所示，上述多个圆锥滚子3在被保持器50保持于内圈1的圆锥轨道面21 与外圈2的圆锥筒部31的圆锥轨道面38之间的状态下，沿着周向彼此隔开间隔配置。上述外圈2例如按照如下方式制造。首先，在金属制的平板上利用冲压冲裁加工打出贯通孔。接着，通过冷轧冲压加工使具有贯通孔的平板塑性变形而形成圆锥筒部。继而，通过冷轧冲压加工，使上述圆锥筒部的小径侧塑性变形，从而在上述圆锥筒部的小径侧形成沿着径向延伸的部分，并且通过冲压加工，使圆锥筒部的大径侧塑性变形，从而在上述圆锥筒部的大径侧形成沿着径向延伸的部分。然后，使分别形成于上述圆锥筒部的小径侧以及大径侧的沿着上述径向延伸的部分，经冷轧冲压成形而定型为规定的形状。详细而言，将形成于上述圆锥筒部的小径侧的沿着上述径向延伸的部分，投入于具有间隙的规定的模具，进行多次塑性变形，从而将该沿着径向延伸的部分定型为充满上述模具的间隙的形状。这样一来，就形成具有壁厚比圆锥筒部厚的规定形状的小径侧延伸部。此外，同样地，将形成于上述圆锥筒部的大径侧的沿着上述径向延伸的部分，投入于具有间隙的规定的模具，进行多次塑性变形，从而将该沿着径向延伸的部分定型为充满上述模具的间隙的形状。这样一来，就形成壁厚比圆锥筒部厚的规定形状的大径侧延伸部。最后，实施研磨等公知的精加工而形成上述外圈2。其中，根据平板的金属材料而优选在生成外圈的形状之后实施渗碳、渗碳氮化、整体淬火、高频淬火、回火以及这些处理的组合等热处理、或喷丸等硬化处理。按照上述实施方式的外圈2，由于外圈2由比金属块轻得多的一张金属板构成，所以与现有的实心外圈相比，质量显著减小。具体而言，上述实施方式的外圈2的质量只有与该外圈2具有大致相同的圆锥轨道面的现有实心圆锥滚子轴承的外圈的40%左右(显然不限于40%左右)，相比现有的实心外圈，质量骤减。因此，在将上述实施方式的外圈2使用于车辆的情况下，相比现有的实心外圈，重量变得显著减轻，运转成本降低，材料成本降低。 此外，根据上述实施方式的外圈2，由于外圈2由一张金属板构成，所以不需要旋削等或能够减少旋削量，从而制造成本减小。根据上述实施方式的外圈2，由于由一张板金构成且以单体发挥外圈的功能，所以与由多个零件形成外圈的情况不同，无需进行各零件的调整，能够容易地组装并且能够容易地处理。根据上述实施方式的外圈2，具有圆锥轨道面38的圆锥筒部31沿着轴向连续存在，从而能够用圆锥筒部31对圆锥滚子3的滚动面的轴向上的大致整个区域进行支承。因此，圆锥滚子3能够在圆锥轨道面38上稳定且顺畅地滚动。根据上述实施方式的外圈2，由于存在从圆锥筒部31的小径侧的端部沿着圆锥筒部31的大致径向延伸的小径侧延伸部32，所以能够使该小径侧延伸部32抵接于外壳9的轴向的台阶部47。因此，由于能够从外壳9的台阶部47承受抗力，所以能够负载轴向载荷。根据上述实施方式的外圈2，能够将小径侧延伸部32的径向的外侧的端面35和大径侧延伸部33的径向的外侧的端面36固定成内嵌于外壳9的内周面。因此，由于能够将沿着轴向分开的两处固定于外壳9的内周面，所以能够将外圈2稳定且切实地固定于外壳 9。根据上述实施方式的外圈2，通过具有比上述圆锥筒部31厚的壁厚的小径侧延伸部32以及大径侧延伸部33，径向的刚性增大，所以即便外圈2承受大的径向的载荷，也不会压曲。根据上述实施方式的外圈2，上述小径侧延伸部32以及大径侧延伸部33各个的壁厚比圆锥筒部31的壁厚厚。因此，能够用壁厚厚的小径侧延伸部32以及大径侧延伸部33 承受来自圆锥滚子3的轴向的边缘的力，从而能够增大与圆锥滚子3的边缘部分接触的部分的强度。因此，能够有效抑制由于与上述圆锥滚子3的边缘接触而在外圈2的与上述边缘接触的部分产生裂纹(例如沿着周向延伸的裂纹等)。
根据上述实施方式的外圈2，由于外圈2是通过对一张金属板冲压成形而成，所以能够降低制造成本，提高量产性。根据上述实施方式的外圈2，在轴向的截面中，大径侧延伸部33随着趋向径向的外侧而相对于径向朝向轴向的外侧倾斜，并且沿着相对于外圈2的圆锥轨道面38的法线方向成更大的角度的方向延伸。其结果，能够利用大径侧延伸部33，借助板弹簧状的弯曲弹性，更具弹性地承受来自圆锥滚子3的滚动面的力。因此，能够更有效地吸收来自上述圆锥滚子3的振动。假设大径侧延伸部沿着圆锥轨道面的法线方向延伸，则由于以吸收力匮乏的压缩变形来吸收来自圆锥滚子的振动，所以几乎不能吸收来自圆锥滚子的振动。根据上述实施方式的圆锥滚子轴承，由于与现有技术相比外圈2为轻量，所以相比现有技术，圆锥滚子轴承的质量显著减小。另外，在上述实施方式的外圈2中，虽然对金属制的一张板进行冲压成形而形成外圈2，但在该发明中，也可以对金属制的一张板进行滚轧加工、锻造加工等其他塑性加工而形成外圈。在上述实施方式的外圈2中，虽然由平板状的金属板形成了外圈2，但在本发明中，也可以使无接头的筒状的金属体塑性变形来形成外圈，此外，还可以使电焊钢管等有接头的筒状的金属体塑性变形来形成外圈。在上述实施方式的外圈2中，大径侧延伸部33随着趋向径向的外侧而趋向轴向的外侧。但是，在该发明中，大径侧延伸部也可以沿着大致径向延伸，并且还可以随着趋向径向的外侧而趋向轴向的内侧。在上述实施方式的外圈2中，虽然小径侧延伸部32的壁厚与大径侧延伸部33的壁厚大致相同，但在该发明中，小径侧延伸部的壁厚也可以比大径侧延伸部的壁厚薄，还可以比其厚。此外，在上述实施方式的外圈2中，虽然小径侧延伸部32的壁厚为圆锥筒部31的壁厚的2倍以上3倍以下，但在该发明中，小径侧延伸部的壁厚例如也可以是圆锥筒部的壁厚的1.5倍以上4倍以下等。要点在于，在该发明中小径侧延伸部的壁厚只要比圆锥筒部
的壁厚厚即可。在上述实施方式的外圈2中，虽然大径侧延伸部33的壁厚为圆锥筒部31的壁厚的2倍以上3倍以下，但在该发明中，大径侧延伸部的壁厚例如也可以为圆锥筒部的壁厚的 1. 5倍以上4倍以下等。要点在于，在该发明中大径侧延伸部的壁厚只要比圆锥筒部的壁厚厚即可。在上述实施方式的外圈2中，小径侧延伸部32的壁厚在小径侧延伸部的延伸方向上的大致整个区域大致恒定，大径侧延伸部33的壁厚也在大径侧延伸部的延伸方向上的大致整个区域大致恒定。然而，在该发明中，小径侧延伸部的壁厚也可以根据小径侧延伸部在延伸方向上的位置的不同而变动，此外，大径侧延伸部的壁厚也可以根据大径侧延伸部在延伸方向上的位置的不同而变动。要点在于，在该发明中，小径侧延伸部以及上述大径侧延伸部各自只要在一处具有比圆锥筒部的壁厚厚的厚壁部即可。在上述实施方式的圆锥滚子轴承中，虽然内侧轨道部件为内圈1，但在该发明中， 内侧轨道部件也可以为具有外周圆锥轨道面的轴部件或中间圈。本发明的外圈还可按照如下方式形成。
首先，在金属制的圆板状的平板上利用冷轧冲压冲裁加工而打出贯通孔，形成小径侧延伸部。继而，通过冷轧冲压加工，使小径侧延伸部的径向的内侧塑性变形，从而在小径侧延伸部的径向的内侧，形成随着远离径向延伸部而内径增大的圆锥筒部。之后，通过冷轧冲压加工，使圆锥筒部的大径侧弯曲且沿着径向延伸，从而形成大径侧延伸部。这样，首先形成壁厚大致相等的小径侧延伸部、圆锥筒部、大径侧延伸部。之后，通过冷轧冲压加工， 以拉伸圆锥筒部的方式使圆锥筒部塑性变形，从而使小径侧延伸部以及大径侧延伸部各自的壁厚比圆锥筒部的壁厚厚。最后，对小径侧延伸部的径向的外侧的端面以及大径侧延伸部的径向的外侧的端面进行研磨等而形成为圆筒外周面。这样也可以形成外圈。其中，作为使得小径侧延伸部以及大径侧延伸部各自的壁厚比圆锥筒部的壁厚厚的方法，可以在形成壁厚大致相等的小径侧延伸部、圆锥筒部、大径侧延伸部之后，通过感应加热等只对小径侧延伸部以及大径侧延伸部加热，之后对小径侧延伸部以及大径侧延伸部进行敲击等，通过热轧进行塑性变形，从而使小径侧延伸部以及大径侧延伸部各自的壁厚比圆锥筒部的壁厚厚。其中，在通过冷轧进行塑性变形来形成外圈的情况下，作为外圈的材料优选使用碳少的材料。另外，不限定于实施方式及其变形例的圆锥滚子轴承的使用用途，这是显而易见的。此外，实施方式及其变形例的圆锥滚子轴承，无论是在圆锥滚子轴承的外部的流体(润滑油或清洗液等)能与圆锥滚子接触的环境下，还是在圆锥滚子轴承的外部的流体不能与圆锥滚子接触的环境下，任何情况下均能使用，这是显而易见的。若作为原材料而使用将表面粗糙度为圆锥轨道面的表面粗糙度程度的金属板，已确认对该金属板进行冲压加工而形成外圈的情况下，能够获得作为产品的外圈的圆锥轨道面的轨道精度。因此，已确认并不是必需进行圆锥轨道面的研磨等。因此，在本发明的外圈中，能够显著减少制造工数。
权利要求
1.一种圆锥滚子轴承的外圈，其特征在于， 该圆锥滚子轴承的外圈由一张金属板构成， 上述金属板具备在内周具有圆锥轨道面的圆锥筒部；小径侧延伸部，该小径侧延伸部从上述圆锥筒部的小径侧的端部沿着上述圆锥筒部的径向朝向外侧延伸；以及大径侧延伸部，该大径侧延伸部从上述圆锥筒部的大径侧的端部朝向远离上述圆锥筒部的轴心的方向延伸，上述小径侧延伸部以及上述大径侧延伸部各自的壁厚比上述圆锥筒部的壁厚厚。
2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承的外圈，其特征在于， 上述圆锥滚子轴承的外圈通过对上述一张金属板冲压成形而形成。
3.根据权利要求1或2所述的圆锥滚子轴承的外圈，其特征在于，上述大径侧延伸部以随着远离上述轴心而远离上述小径侧延伸部的方式相对于上述轴心倾斜。
4.一种圆锥滚子轴承，其特征在于，具备权利要求1 3中任一项所述的锥滚子轴承的外圈； 在外周具有圆锥轨道面的内侧轨道部件；以及配置在上述外圈的上述圆锥轨道面与上述内侧轨道部件的上述圆锥轨道面之间的圆锥滚子。
全文摘要
本发明提供圆锥滚子轴承的外圈以及圆锥滚子轴承。在外圈形成有具有圆锥轨道面的圆锥筒部、从圆锥筒部的小径侧的端部沿着大致径向延伸的小径侧延伸部、以及从圆锥筒部的大径侧的端部向径向的外侧延伸的大径侧延伸部。使小径侧延伸部以及大径侧延伸部各自的壁厚比圆锥筒部的壁厚厚。
文档编号F16C33/58GK102537078SQ20111039746
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月2日 优先权日2010年12月6日
发明者上野弘, 平冈宽规, 滨田和生, 臼杵功雄 申请人:株式会社捷太格特