专利名称：轴承、轴承机构以及柱塞泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及可靠性提高的轴承、轴承机构以及柱塞泵。
背景技术：
传统上已知的柱塞泵包括偏心凸轮、轴承以及一对柱塞。在此柱塞泵中通过电动机使偏心凸轮转动。轴承布置在偏心凸轮的外周上并保持在偏心凸轮上。柱塞在偏心凸轮转动期间与偏心凸轮相接触，使得柱塞往复运动。例如，参见日本早期公开专利申请No.06-093964。
在上述柱塞泵的轴承机构中，轴承的油液由于偏心凸轮的离心力而流到外圈侧，并在内圈侧产生负压。
由于负压，油液中所含的空气变成气泡，而在油液中出现气泡。随着温度的增加，油液中气泡的体积也扩大。
在这样的情况下，不能形成轴承所需的厚度适当的油膜，这可能使轴承处于过热状态，并可能使轴承的耐用性恶化。
此外，当上述传统柱塞泵装载在控制制动器设备上时，含有气泡的油液与控制制动器设备的工作流体混合，这可能使控制制动器设备出现故障。
发明内容
本发明的一个目标是提供消除了上述问题的改进轴承设备。
本发明的另一个目标是提供可靠性提高的轴承、轴承机构以及柱塞泵。
为了实现上述目标，本发明提供了一种轴承，包括设置在轴的圆周上的保持架，用于保持滚动元件，所述滚动元件可在围绕所述轴的圆周的油液中转动；和设置在所述保持架上的导引单元，用于在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述轴承的油液。
本发明的上述轴承可以配置为使导引单元包括设置在所述保持架上的翅片部分，用于在轴转动时沿着轴的轴向或径向馈送轴承的油液。
为了实现上述目标，本发明提供了一种轴承机构，包括设置在壳体上的轴、设置在所述轴的圆周上的轴承、以及设置在所述轴的圆周上的转动构件，其中所述轴承包括设置在所述轴的圆周上的保持架，用于保持滚动元件，所述滚动元件可在围绕所述轴的圆周的油液中转动；以及设置在所述保持架和/或所述转动构件上的导引单元，用于在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述轴承的油液。
本发明的上述轴承机构可以配置为使转动构件是平衡器，该平衡器包括设置在其上的第一凸起部分，所述第一凸起部分在所述轴转动时沿着朝向所述轴承的方向馈送所述油液。
本发明的上述轴承机构可以配置为使轴承的保持架包括设置在所述保持架上的第二凸起部分，所述第二凸起部分在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述油液。
本发明的上述轴承机构可以配置为使轴承是滚珠轴承或滚针轴承。
本发明的上述轴承机构可以配置为使一对滚珠轴承在所述轴的两端处布置在所述轴的圆周上，一对平衡器在所述轴的圆周上布置在所述一对滚珠轴承之间，并且一个滚针轴承在所述轴的圆周上布置在所述一对平衡器之间。
为了实现上述目标，本发明提供了一种柱塞泵，包括柱塞、轴承机构以及泵室，该轴承机构包括设置在壳体上的轴、设置在该轴的圆周上的第一轴承和第二轴承、以及设置在该轴的圆周上的转动构件，柱塞与第二轴承接触并在与第二轴承偏心的情况下往复运动，以通过柱塞的往复运动来将油液从吸入通道吸入泵室并将泵室的油液排出到排出通道，其中该轴承机构包括设置在所述轴的圆周上的保持架，用于保持滚动元件，所述滚动元件可在围绕所述轴的圆周的油液中转动；以及设置在所述保持架和/或所述转动构件上的导引单元，用于在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述第一轴承的油液。
根据本发明可以提高轴承、轴承机构以及柱塞泵的可靠性。
从下面结合附图阅读的详细说明，本发明的其他目标、特征和优点将变得清楚。
图1是本发明一个实施例中柱塞泵的截面图。
图2A是示出第一滚珠轴承的滚珠保持架结构的视图。
图2B是示出第二滚珠轴承的滚珠保持架结构的视图。
图3A是示出滚针轴承的滚子保持架结构的视图。
图3B是示出图3A中符号X所指示的滚子保持架部分结构的放大视图。
图4是示出第一平衡器或第二平衡器结构的视图。
图5是轴承机构的截面图，其中示出了轴承机构中油液的流动方向。
具体实施例方式
现在将参考附图给出本发明实施例的说明。
在下文中，柱塞泵、ABS(防抱死制动系统)设备和ECB(电子控制制动器系统)设备的基本原理、其硬件结构、其操作原理及其基本控制技术是本领域技术人员已知的，并将略去其说明。
图1示出本发明一个实施例中柱塞泵的结构。
此实施例中的柱塞泵1容纳在第一壳体3中并包括轴5，轴5连接到从电动机伸出的驱动轴并由其驱动。轴5的末端由第一滚珠轴承7和第二滚珠轴承9支撑，以使轴5可以自由转动。
一对环形结构的第一平衡器11和第二平衡器13布置在轴5的外周上、第一滚珠轴承7与第二滚珠轴承9之间。第一平衡器11和第二平衡器13起平衡重量的作用，其消除转动期间由轴5的偏心产生的不平衡。
在此实施例中，该对环形平衡器11和13布置在轴5的外周上。或者，所布置的平衡器11和13的数目可以是任意的。
滚针轴承15布置在轴5的外周上、第一平衡器11与第二平衡器13之间，使得滚针轴承15相对于轴5是偏心的。柱塞30与滚针轴承15的外周接触。
在此实施例中，滚针轴承15布置在轴5的外周上。或者，可以替换为布置滚珠轴承。此外，在此实施例中，一个柱塞30与滚针轴承15的外周接触。或者，可以替换为两个或更多的柱塞30与其接触。
当与轴5偏心的滚针轴承15转动时，柱塞30在轴5的径向上往复运动。如上所述，此实施例中的轴承机构17具有偏心凸轮机构的功能。
柱塞30配合安装到第二壳体32中，使得柱塞30可以在第二壳体32上滑动。第三壳体34的一端固定，并且滚珠36布置在第三壳体34与第二壳体32之间，并在其中形成第一排出阀38。
在柱塞30与第二壳体32之间形成柱塞室40。在此柱塞室40中布置弹簧42和44以及滚珠48，使得在柱塞室40中形成吸入阀46。弹簧42的力施加到靠在滚针轴承15的柱塞30上。
因此，当通过电动机使轴5和滚针轴承15转动时，柱塞30根据弹簧42的弹力而随着滚针轴承15的偏心运动进行往复运动。
通过泵室40使吸入通道50与排出通道52彼此连通，该吸入通道50与例如储液箱的压力源连通，在泵室40中增压的油液(工作流体)从该排出通道52排出。
弹簧54的力施加到靠在阀门座56的滚珠36上，使滚珠36停留在阀门座56上。弹簧44的力施加到靠在阀门座58的滚珠48上，使滚珠48停留在阀门座58上。
当柱塞30沿着图1中向下的方向在第二壳体32上滑动以增大泵室40的容量时，通过泵室40中产生的负压克服弹簧44的弹力而使滚珠48与座58分离。之后，来自吸入通道50的油液馈送进泵室40。此时，第一壳体3中的油液经过吸入通道50馈送进泵室40。
另一方面，当柱塞30沿着图1中向上的方向在第二壳体32上滑动时，泵室40中的油液增压，并且通过增压的油压克服弹簧54的弹力而使滚珠36与座56分离。之后，泵室40中增压的油液排出到排出通道52。此时，第一壳体3中的油液作为工作流体经过吸入通道50和泵室40排出到排出通道52。
例如，当柱塞泵1装载在例如ABS或ECB的控制制动器设备上时，来自柱塞泵1的排出通道52的油液用作工作流体来驱动控制制动器设备。
接下来将说明每个轴承7、9和15以及平衡器11和13。
第一滚珠轴承7和第二滚珠轴承9中的每个都有内圈和外圈。每个轴承的内圈设置在轴5的外周上并与轴5一体转动。每个轴承的外圈位于内圈的圆周表面上，由第一壳体3支撑并固定于其上。
多个滚珠7a和多个滚珠9a分别由滚珠保持架7b和滚珠保持架9b保持在内圈与外圈之间，使滚珠7a和9a可环绕轴5的圆周自由转动。
滚珠轴承7和9的滚动元件是滚珠7a和滚珠9a，而滚针轴承15的滚动元件是下面将要说明的滚针。
图2A示出第一滚珠轴承7的滚珠保持架7b，而图2B示出第二滚珠轴承9的滚珠保持架9b。
如图2A和图2B所示，每个滚珠保持架7b和9b形成有沿着轴5的轴向延伸的中空开口。滚珠保持架7b和9b设有用于保持滚珠7a和9a的保持部分、以及在外周表面7d和9d上及内周表面7e和9e上沿着轴5的圆周方向形成的多个翅片部分7c和9c。
在此实施例中，滚珠保持架7b和9b布置成使得滚珠保持架7b和9b的开口面向滚针轴承15。或者，滚珠保持架7b和9b也可布置成使开口相反地指向轴5与滚针轴承15相对的末端。
但是，与滚珠保持架7b和9b布置成开口面向轴5末端的情况相比，在滚珠保持架7b和9b布置成开口面向滚针轴承15的情况(如图2A和图2B所示)下，当油液流向轴5末端时(沿着油液流动方向)油液的流动阻力更小。因此，根据此实施例，油液可以向着轴5末端有效地馈送，即沿着图2A所指示的朝向第一滚珠轴承7的左侧端7g的方向和图2B所指示的朝向第二滚珠轴承9的右侧端9g的方向馈送。
就是说，根据此实施例，可以有效地减少在轴5末端产生的负压，这将在下面进行说明。
此外，在滚珠保持架7b和9b中，可以形成在轴5的轴向上穿透滚珠保持架7b和9b的多个通孔。通过这种结构可以进一步减小在油液流向轴5末端时油液的流动阻力。
在本实施例中，翅片部分7c和9c形成于滚珠保持架7b和9b的外周表面7d和9d以及内周表面7e和9e上。或者，翅片部分7c和9c可以形成于滚珠保持架7b和9b的端面7f及9f和/或侧表面7g及9g上。即，只要翅片部分7c和9c形成在不妨碍滚珠7a和9a转动的位置，则它们可以形成于任何位置。
在本实施例中，如果第一滚珠轴承7的油液可通过滚珠保持架7b围绕轴5的转动而在轴5的轴向上朝着轴5末端馈送(该方向与滚针轴承15相反)，则第一滚珠轴承7的翅片部分7c可以形成为任意形状。
类似地，如果第二滚珠轴承9的油液可通过滚珠保持架9b围绕轴5的转动而在轴5的轴向上朝着轴5末端馈送(该方向与滚针轴承15相反)，则第二滚珠轴承9的翅片部分9c可以形成为任意形状。滚珠保持架7b上形成的翅片部分7c的数目和滚珠保持架9b上形成的翅片部分9c的数目可以是任意的。
图3A示出滚针轴承15的滚子保持架15a的结构，而图3B是示出图3A中用符号X指示的滚子保持架15a部分结构的放大图。
如图3A和图3B所示，滚针轴承15具有形成为圆筒结构的滚子保持架15a，沿着滚子保持架15a的圆周表面钻有多个滚子容纳孔15b。
滚子容纳孔15b中保持滚针使其从滚子保持架15a的内周表面和外周表面突出并可转动。设置滚子保持架15a，使得滚针在外周表面上的突出量大于滚针在内周表面上的突出量(内表面导引)。
如图3B所示，在滚子保持架15a外周表面的两端上沿着其圆周方向形成多个凸起部分15c。凸起部分15c形成为直线形状，并向轴5的轴向倾斜。
滚子保持架15a左侧端的凸起部分15c相对于与转动轴5的轴线平行的平面在顺时针方向上倾斜，滚子保持架右侧端的凸起部分15c相对于与转动轴5的轴线平行的平面在逆时针方向上倾斜。
在图3B的实施例中，形成于滚子保持架15a外周表面末端处的凸起部分15c具有三角形截面。或者，凸起部分15c可以形成为具有任意形状的截面。
此外，凸起部分15c可以形成在滚子保持架15a的位于两个相邻滚子容纳孔15b之间的中部外周表面上。即凸起部分15c可以形成为任何形状并形成在任何位置，如果当滚子保持架15a绕轴5转动时其用来将滚子保持架15a外周表面上的油液馈送到滚子保持架15a的内部方向(到内周表面)上。例如，凸起部分15c的形状可以是流线型、翅片状或盘状。
在本实施例中，滚针在外周表面上的突出量大于滚针在内周表面上的突出量(内表面导引)。或者，滚针在内周表面上的突出量可大于滚针在外周表面上的突出量(外表面导引)。在此替代实施例中，凸起部分15c形成于滚子保持架15a的内周表面末端。在此情况下，凸起部分15c的形状形成为使得滚针轴承15内周表面的油液沿着轴5的轴向向内馈送。
或者，可以使滚针在外周表面上的突出量基本等于滚针在内周表面上的突出量(滚针导引)。在这样的替代实施例中，凸起部分15c形成于滚子保持架15a的内周表面末端及其外周表面末端处。
图4示出第一平衡器11或第二平衡器13的结构。
如图4所示，一对翅片部分11a和一对翅片部分13a分别形成于第一平衡器11和第二平衡器13中。
第一平衡器11和第二平衡器13的翅片部分11a和13a被构造成曲面，使得平衡器配重末端的油液沿着轴5的轴向馈送。
例如，第一平衡器11和第二平衡器13的翅片部分11a和13a可以形成为使得平衡器配重的两端都是倾斜的。
如果当第一平衡器11绕轴5转动时油液是沿着朝第一滚珠轴承7的方向馈送的，则第一平衡器11的翅片部分11a可以形成为任何形状。类似地，如果当第二平衡器13绕轴5转动时油液是沿着朝第二滚珠轴承9的方向馈送的，则第二平衡器13的翅片部分13a可以形成为任何形状。
此外，翅片部分11a和13a可以形成于第一平衡器11和第二平衡器13中的任意位置处。
接下来将说明减小轴承7、9和15中的负压的方法。
图5是轴承机构17的截面图，其中指示了轴承机构中油液的流动方向。
当通过电动机使轴5转动时，柱塞30往复运动，并且第一壳体3中的油液经过吸入通道50流出(P1)。
当油液从轴5流出时，第一壳体3的轴5中出现负压。
当轴5进一步旋转时，油液通过离心力流向轴5外部，并在轴5的外周上产生负压(在轴承的内周上)。
来自吸入通道的油液由于负压的吸入作用向第一壳体3中的轴5馈送(P2)。
向轴5馈送的油液通过第一平衡器11的翅片部分11a的作用而部分馈送到第一滚珠轴承7(P3)。
由翅片部分11a馈送的油液通过第一滚珠轴承7的滚珠保持架7b的翅片部分7c的作用进一步沿着轴5的轴向馈送(P4)。
类似地，馈送到第一壳体3中的轴5的油液通过第二平衡器13的翅片部分13a的作用而部分馈送到第二滚珠轴承9(P5)。
通过翅片部分13a馈送的油液通过第二滚珠轴承9的滚珠保持架9b的翅片部分9c的作用进一步沿着轴5的轴向馈送(P6)。
沿着轴5的轴向馈送的油液在润滑第一滚珠轴承7和第二滚珠轴承9的滚珠7a和9a中心周围部分的同时，减小了第一滚珠轴承7和第二滚珠轴承9的中心与内径部分间的范围中产生的负压。
在这方面，第一滚珠轴承7左侧端7g处的负压和第二滚珠轴承9右侧端9g处的负压比较高。
如前所述，通过平衡器11和13的翅片部分11a和13a以及滚珠轴承7和9的滚珠保持架7b和9b的翅片部分7c和9c的作用，油液沿着轴5的轴向馈送，从而所馈送的油液到达负压比较高的第一滚珠轴承7的左侧端7g和第二滚珠轴承9的右侧端9g。
因此，第一滚珠轴承7左侧端7g处和第二滚珠轴承9右侧端9g处的负压可以有效减小。
此外，从吸入通道馈送到轴5的油液部分地从滚针轴承15的末端馈送到滚针轴承15的内周侧(P7)。
离心力沿着轴5的轴向施加到滚针轴承15内的油液上，使油液部分地从滚针轴承15的内侧馈送到外侧。此时，由于在滚子保持架15a末端形成于其外周上的凸起部分15c的存在，部分向外馈送的油液返回滚针轴承15内侧。
即，滚子保持架15a上凸起部分15c的返回作用可以减小当离心力使油液从滚针轴承15的内侧向外侧馈送时在滚针轴承15中产生的负压。
如上所述，通过减小第一滚珠轴承7、第二滚珠轴承9和滚针轴承15中每一个产生的负压，可以抑制油液中出现气泡。
因此抑制了轴承7、9和15的油膜厚度减少，并可以防止轴承7、9和15的过热、烘烤等。
因而，每个轴承7、9和15的耐用性可以提高，并且轴承7、9和15以及轴承机构17的可靠性可以提高。
而且，当此实施例的柱塞1装载在例如ABS或ECB的控制制动器设备上或者牵引控制设备上时，可以抑制油液中的气泡产生，并可以防止气泡通过吸入通道50与设备中的工作流体混合。
因而，ABS或ECB设备以及牵引控制设备的操作稳定性提高了，其可靠性也提高了。
本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种变化和修改。
例如，在上述实施例中，轴承由滚珠轴承和滚针轴承构成。但是本发明可以应用于任何类型的轴承，例如轴向轴承、滚柱轴承、止推轴承以及径向轴承。
本发明的轴承设备可用于柱塞泵的轴承和轴承机构，该泵可用于例如ABS或ECB的控制制动器设备以及牵引控制设备。装载该轴承设备的车辆的外观、重量、尺寸、行驶性能等可以是任意的。
此外，本发明基于2004年12月3日提交的日本专利申请No.2004-351227，并要求享有其优先权，其全部内容通过引用而结合于此。
权利要求
1.一种轴承，包括设置在轴的圆周上的保持架，用于保持滚动元件，所述滚动元件可在围绕所述轴的圆周的油液中转动；和设置在所述保持架上的导引单元，用于在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述轴承的油液。
2.根据权利要求1所述的轴承，其中所述导引单元包括设置在所述保持架上的翅片部分，用于在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述轴承的油液。
3.一种轴承机构，包括设置在壳体上的轴、设置在所述轴的圆周上的轴承、以及设置在所述轴的圆周上的转动构件，其中所述轴承包括设置在所述轴的圆周上的保持架，用于保持滚动元件，所述滚动元件可在围绕所述轴的圆周的油液中转动；以及设置在所述保持架和/或所述转动构件上的导引单元，用于在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述轴承的油液。
4.根据权利要求3所述的轴承机构，其中所述转动构件是平衡器，所述平衡器包括设置在其上的第一凸起部分，所述第一凸起部分在所述轴转动时沿着朝向所述轴承的方向馈送所述油液。
5.根据权利要求3或4所述的轴承机构，其中所述轴承的所述保持架包括设置在所述保持架上的第二凸起部分，所述第二凸起部分在所述轴转动时沿着所述轴的轴向或径向馈送所述油液。
6.根据权利要求3到5中任一项所述的轴承机构，其中所述轴承是滚珠轴承或滚针轴承。
7.根据权利要求3到6中任一项所述的轴承机构，其中一对滚珠轴承在所述轴的两端处布置在所述轴的圆周上，一对平衡器在所述轴的圆周上布置在所述一对滚珠轴承之间，并且一个滚针轴承在所述轴的圆周上布置在所述一对平衡器之间。
8.一种柱塞泵，包括柱塞、泵室、以及根据权利要求6或7所述的轴承机构，其中所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承具有所述保持架和所述导引单元，所述柱塞与所述第二轴承接触并在与所述第二轴承偏心的情况下往复运动，以通过所述柱塞的往复运动来将油液从吸入通道吸入所述泵室并将所述泵室的油液排出到排出通道。
全文摘要
本发明公开了一种轴承、轴承机构以及柱塞泵。该轴承包括设置在转动轴圆周上的保持架以保持元件在油液中转动。设置在该保持架上的导引单元沿着转动轴的轴向或径向馈送油液。
文档编号F04B9/04GK1782392SQ20051012770
公开日2006年6月7日 申请日期2005年12月1日 优先权日2004年12月3日
发明者铃木雅邦 申请人:丰田自动车株式会社