圆锥滚子轴承的制作方法

在2016年6月30日提出的日本专利申请2016-130150的公开，包括其说明书、附图及摘要作为参照而全部包含于此。

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，使用于普通机动车的差速小齿轮用的轴承。在普通机动车的情况下，各部的旋转阻力的降低有助于降低燃料消耗。因此，尤其是在行驶驱动系统中使用的圆锥滚子轴承要求低转矩化。在圆锥滚子轴承旋转时产生的阻力包含润滑油的搅拌阻力。因此，在使用圆锥滚子轴承作为普通机动车的差速小齿轮用的情况下，为了避免向轴承内部供给过剩的润滑油，有时通过保持架来限制润滑油的流入(例如，参照日本特开2014-202341号公报)。

具体而言，在圆锥滚子轴承中，当旋转时，产生润滑油从轴向一侧(在图7中为左侧)向另一侧(在图7中为右侧)流动的泵作用。由此，抑制轴向一侧的轴承外部的润滑油向内圈91与外圈92之间的轴承内部(环状空间96)流入。为此，减小保持架93具有的小环状部94与内圈91的轴向一侧的端部95之间的间隙。在小环状部94与外圈92之间也减小间隙。由此，不会通过所述泵作用而向环状空间96供给过剩的润滑油，能够降低润滑油的搅拌阻力，能够有助于降低燃料消耗。

与普通机动车不同，例如轮式装载机等建筑机械多在严苛的环境下使用。由此，在这样的建筑机械用的圆锥滚子轴承中，与轴承旋转时的润滑油的搅拌阻力的降低相比而更希望低升温化。在这样的建筑机械中，与普通机动车相比，前进后退的行进方向的切换频繁地进行。由此，在差速小齿轮等的行驶驱动系统使用的圆锥滚子轴承中，频繁地切换正转反转。这种情况下，如果设置在内圈与外圈之间的圆锥滚子的姿势不稳定，则圆锥滚子偏离，由于滑动等的发生而成为轨道面的损伤的原因。此外，建筑机械不进行普通机动车那样的定期的维护的情况多，有时会成为润滑油被消耗而变少的环境。在润滑油少的环境下使用而未向圆锥滚子轴承供给润滑油时，温度上升，成为烧熔等的原因。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种能够稳定地保持圆锥滚子并且能够抑制轴承的升温的圆锥滚子轴承。

本发明的一方式的圆锥滚子轴承的结构上的特征在于，具备：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轨道面；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轨道面；多个圆锥滚子，设置于在所述内圈与所述外圈之间形成的环状空间，并在所述内轨道面及所述外轨道面上滚动；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、将所述小环状部与所述大环状部连结的多个柱部，该保持架能够与所述外圈的内周面接触且通过该接触来进行径向的定位，在所述小环状部形成有能够从轴向一侧的轴承外侧向所述环状空间导入润滑油的导入流路。

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是保持架的立体图。

图3是从图1所示的剖视图去除了圆锥滚子的剖视图。

图4是图1的v向视的图。

图5是表示保持架的柱部的径向内侧的放大图。

图6是表示圆锥滚子轴承的轴向另一侧的放大剖视图。

图7是以往的圆锥滚子轴承的剖视图。

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。该圆锥滚子轴承10使用于例如轮式装载机等建筑机械的差速小齿轮，在壳体81内，将与小齿轮一起旋转的轴82支承为能够旋转。在壳体81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是以共用的轴线c为中心的环状的构件。

内圈2使用轴承钢或机械结构用钢等而形成，在其外周侧具有供多个圆锥滚子4滚动的内轨道面12。内轨道面12成为从轴向一侧(在图1中为左侧)朝向轴向另一侧(在图1中为右侧)扩径的圆锥状(锥形形状)。内圈2具有小突缘部14、大突缘部15、圆筒部17。小突缘部14设置在内轨道面12的轴向一侧且向径向外侧突出。大突缘部15设置在内轨道面12的轴向另一侧且向径向外侧突出。圆筒部17从小突缘部14向轴向一侧延伸。

外圈3使用轴承钢或机械结构用钢等形成，在其内周侧具有与所述内轨道面12相对且供多个圆锥滚子4滚动的外轨道面13。外轨道面13成为从轴向一侧朝向轴向另一侧扩径的圆锥状(锥形形状)。

圆锥滚子4是使用轴承钢等形成的构件。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，能够在内轨道面12及外轨道面13上滚动。圆锥滚子4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。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与多个圆锥滚子4一起设于环状空间7，并保持这多个圆锥滚子4。图2是保持架5的立体图。在图1及图2中，保持架5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。大环状部22位于圆锥滚子4的轴向另一侧。柱部23将小环状部21与大环状部22连结。大环状部22相比小环状部21而外径大，在本实施方式中内径也大。柱部23在周向上空出间隔地设置。在小环状部21与大环状部22之间且在周向上相邻的两个柱部23、23之间形成的空间成为收容(保持)圆锥滚子4的兜孔24。需要说明的是，周向是绕着圆锥滚子轴承10的轴线c的方向。本实施方式的保持架5为树脂制(合成树脂制)，通过注塑成形而成形。

在圆锥滚子轴承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作用。其产生的机理如下所述。存在于环状空间7的润滑油及空气通过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的外轨道面13如上所述为圆锥形状。因此，环状空间7的润滑油及空气沿着外轨道面13向轴向另一侧流动。当该流动发生时，产生将在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作用。

图3是从图1所示的剖视图去除了圆锥滚子4的剖视图。保持架5在柱部23的轴向一侧且在其径向外侧(外圈3侧)具有能够与外圈3的内周面(外轨道面13)的一部分接触的第一引导面31。保持架5在柱部23的轴向另一侧且在其径向外侧(外圈3侧)具有能够与外圈3的内周面(外轨道面13)的其他部分接触的第二引导面32。第一引导面31与第二引导面32之间成为从外圈3的内周面分离的凹面33。

在保持架5与外圈3呈同心状地配置的状态(图3所示的状态)下，在第一引导面31与外圈3的内周面之间形成有微小间隙。在第二引导面32与外圈3的内周面之间形成有微小间隙。相对于此，当保持架5相对于外圈3沿径向位移时，第一引导面31能够与外圈3的内周面接触，第二引导面32能够与外圈3的内周面接触。通过以上所述，该保持架5能够与外圈3的内周面接触，通过该接触来进行径向的定位。即，该圆锥滚子轴承10是通过外圈3对保持架5进行引导的外圈引导的轴承。

如图3所示，在保持架5的小环状部21形成有导入流路35。该导入流路35是能够从轴向一侧的轴承外侧向环状空间7导入润滑油的流路。导入流路35可以是沿轴向贯通小环状部21的孔(未图示)。然而，本实施方式的导入流路35由在小环状部21的外周侧形成的槽构成。即，如图2所示，小环状部21的外周面沿周向成为凹凸形状，凹部成为所述导入流路35。凹凸形状中的凸部36的外周面37与所述第一引导面31连续。由此，通过上述外周面37和第一引导面31构成一个径向外侧面38。该径向外侧面38的一部分为了对保持架5进行外圈引导而能够与外圈3的内周面接触。

如上所述(参照图2)，在保持架5沿周向形成有多个兜孔24。这些兜孔24各自的周向位置与导入流路35的周向位置一致。即，导入流路35在兜孔24处开口。如以上所述，导入流路35是在小环状部21的外周面沿轴向形成的槽。如图3所示，朝向轴向一侧的轴承外部开口，并且在环状空间7(兜孔24)处开口。因此，即使在保持架5的所述径向外侧面38与外圈3的内周面的一部分接触的状态下，轴向一侧的润滑油也能够通过导入流路35向环状空间7(兜孔24)流入。

图4是图1的v向视的图(从沿着圆锥滚子4的中心线的方向观察保持架5及其周围的立体图)。导入流路35沿着与圆锥滚子4的中心线大致平行的方向而直线性地形成。如图4所示，从轴向一侧的轴承外部通过导入流路35能观察到圆锥滚子4的一部分。在本实施方式中，导入流路35由深度(槽深度)h沿着槽长度方向(从轴承外部朝向环状空间7的方向)恒定且相比深度h而宽度方向(周向)b较宽的扁平形状的槽构成。深度h设定为轴向一侧的润滑油借助自重能够通过导入流路35的值。例如，可以将深度h设为1毫米。导入流路35的截面形状可以是图4所示的矩形以外的形状。

如图1及图3所示，保持架5的小环状部21与外圈3接近(或者能够接触)。然而，小环状部21与内圈2分离，在上述小环状部21与内圈2的轴向一侧的圆筒部17(一部分)之间形成有环状的空间部25。该空间部25的径向尺寸s(参照图3)比在小环状部21的凸部36的外周面37与外圈3的外轨道面13之间形成的间隙的径向尺寸大。由此，空间部25使存在于轴向一侧的轴承外部的润滑油能够通过环状空间7。在图3中，空间部25的径向尺寸s可以设为例如内圈2(圆筒部17)的外周面17a与外圈3的内径成为最小的圆筒面3a之间的径向尺寸p的30％以上且小于60％。

图5是表示保持架5的柱部23的径向内侧的放大图。如图2、图3及图5所示，在各柱部23的径向内侧面形成有从小环状部21向大环状部22侧延伸的槽26。槽26的轴向一侧的端部26a在小环状部21的内周面29开口。即，槽26的轴向一侧的端部26a与小环状部21的内周面29相连。在轴向另一侧，在柱部23的径向内侧形成有与大环状部22的内周面28连续的柱内侧面27。槽26与该柱内侧面27相连。因此，在图3中，存在于保持架5的小环状部21的内周侧并通过所述泵作用向轴向另一侧流动的润滑油能够进入槽26，沿着该槽26流动。沿着槽26流动的润滑油到达柱内侧面27。内圈2的大突缘部15与大环状部22接近。在大环状部22的内周面28与大突缘部15的外周面15a之间形成微小间隙8，成为阻碍润滑油的穿过的结构。因此，能够使沿着保持架5的柱部23的槽26流动且到达了柱内侧面27的润滑油的大部分不通过微小间隙8而留存于环状空间7。尤其是到达柱内侧面27的润滑油向大突缘部15的突缘面16与圆锥滚子4(参照图1)的大端面19之间供给。如上所述，当轴承旋转时，突缘面16与大端面19进行滑动接触。由此，通过所述槽26而供给的润滑油能够有助于该滑动接触部的润滑。

在图1中，如上所述，内圈2的大突缘部15的外周面15a由圆筒面构成。保持架5的大环状部22的内周面28由圆筒面构成。上述圆筒面沿径向具有微小间隙8地相对。对外圈3侧进行说明，保持架5的大环状部22的外周面30与圆锥滚子4的大端面19面对的兜孔侧面39交叉。如图6的放大剖视图所示，上述外周面30与兜孔侧面39以锐角交叉。外周面30与兜孔侧面39的交叉部40位于外圈3的内周面(外轨道面13)的径向内侧。交叉部40与外圈3的内周面(外轨道面13)接近。在它们之间形成有微小间隙9。因此，与内圈2侧的微小间隙8(参照图1)同样，利用外圈3侧的微小间隙9(参照图6)，来阻碍存在于环状空间7的润滑油的穿过。即，在环状空间7中通过所述泵作用而朝向轴向另一侧流动的润滑油与通过微小间隙9相比，更容易沿着兜孔侧面39流动，其结果是，能够留存在环状空间7内。此外，沿着兜孔侧面39流动的润滑油由位于其延长线上的大突缘部15(参照图1)的突缘面16引导，能够有助于所述滑动接触部的润滑。

根据具备所述的各结构的圆锥滚子轴承10(参照图1)，能够稳定地保持圆锥滚子4，并且能够抑制轴承的升温。即，保持架5是由外圈3引导的外圈引导的轴承。因此，在轴承旋转时，保持架5能够稳定地旋转。通过这样稳定的保持架5来保持多个圆锥滚子4。由此，即便在圆锥滚子轴承10使用于频繁地反复进行正转反转那样的旋转机械(轮式装载机等建筑机械的行驶驱动系统)的情况下，与滚动体引导的轴承相比，也能够使圆锥滚子4的行为稳定而降低偏离的发生。所述的滚动体引导的轴承是保持架由圆锥滚子进行径向的定位的轴承。为了这样通过外圈3将保持架5定位，而需要缩窄外圈3与保持架5的间隙。由此轴向一侧的轴承外侧的润滑油难以通过外圈3与保持架5之间而进入环状空间7。然而，在本实施方式的圆锥滚子轴承10中，通过在小环状部21形成有导入流路35而能够向环状空间7导入润滑油。这样，根据本实施方式的圆锥滚子轴承10，保持架5具有通过外圈3进行径向的定位的结构，能够稳定地保持圆锥滚子4。轴向一侧的润滑油由导入流路35导入到内圈2与外圈3之间的环状空间7，能够确保圆锥滚子轴承10的润滑性。

相对于外圈3的轴向一侧的圆筒面3a，与该圆筒面3a相对的小环状部21的外周面成为朝向轴向一侧缩径的圆锥状(锥状)。因此，在圆筒面3a与小环状部21的外周面之间形成的环状的空间41朝向轴向一侧扩展。根据该结构，容易将存在于轴向一侧的轴承外部的润滑油向该空间41取入。在构成该空间41的小环状部21的外周面形成有导入流路35，因此能够将取入到空间41的润滑油高效地通过导入流路35向环状空间7导入。

当着眼于圆锥滚子轴承10的轴向另一侧时，如上所述，在内圈2的大突缘部15与保持架5的大环状部22之间形成有微小间隙8。在该大环状部22与外圈3之间也形成有微小间隙9，(虽然存在微小间隙8、9但是)大环状部22能够闭塞环状空间7的轴向另一侧。由此，能够抑制导入到环状空间7的润滑油向轴向另一侧的轴承外部流出。其结果是，即使是圆锥滚子轴承10的周围为润滑油少的环境，也能够有效地利用导入到环状空间7的润滑油。

如上所述，当圆锥滚子轴承10旋转时，产生使润滑油从轴向一侧向另一侧流动的作用(泵作用)。通过该作用，能够通过导入流路35向环状空间7导入润滑油。即使是圆锥滚子轴承10的旋转停止的状态，存在于轴向一侧的润滑油借助自重也能够通过导入流路35向环状空间7流动。因此，即使周围的润滑油减少(例如，即使积存于壳体81的润滑油的油面f为图1所示的位置)也能够将该少的润滑油尽可能地向环状空间7导入，有助于润滑，能够抑制圆锥滚子轴承10的升温。

在圆锥滚子轴承10的周围的润滑油比较多的情况下，即，油面f比图1所示的位置(小环状部21的内周面29)靠上的情况下，由于在小环状部21与内圈2(圆筒部17)之间形成有环状的空间部25，因此从小环状部21与内圈2之间也能够将润滑油向环状空间7导入。

在保持架5(参照图3)的柱部23的径向内侧面形成有槽26。该槽26在小环状部21的内周面29开口。因此，轴向一侧的润滑油能够进入槽26，沿着该槽26向轴向另一侧流动。由此，容易将沿着槽26流动的润滑油向圆锥滚子4与内圈2的大突缘部15之间的滑动接触部供给。其结果是，所述润滑油能够有助于上述圆锥滚子4与大突缘部15之间的润滑，能够有效地抑制升温。圆锥滚子4与大突缘部15进行滑动接触。它们之间成为轴承旋转时的发热的原因部位，但是通过向该原因部位供给润滑油，能够有效地抑制发热。

在本实施方式中，如通过图2说明那样，保持架5的兜孔24各自的周向位置与导入流路35的周向位置一致。由此，容易将通过导入流路35导入的润滑油向兜孔24供给，能够提高内圈2、外圈3及兜孔24各自与圆锥滚子4之间的润滑性。

如以上所述，通过导入流路35及环状的空间部25中的一方或双方，能够有效地将润滑油向环状空间7取入。由此，能够提高轴承内部整体的润滑性。而且，通过槽26能够促进对于发热特别大的内圈2的大突缘部15的突缘面16的润滑油的供给。其结果是，能够抑制圆锥滚子轴承10的升温。

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而在本发明的范围内可以为其他的方式的结构。在所述实施方式中，说明了圆锥滚子轴承10作为建筑机械的差速小齿轮用的情况，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，能够稳定地保持圆锥滚子，并且能够抑制轴承的升温。