[发明专利]锥形滚柱轴承

说明书

技术领域

本发明涉及锥形滚柱轴承，所述锥形滚柱轴承可以用作车辆的齿轮轴支持装置比如机动车的差速器和变速器的轴承。 

背景技术

锥形滚柱轴承包括以下主要部件：内环，其径向外表面上具有滚道面，并且在滚道面的轴向相对侧上还具有锥形正面肋和锥形背面肋；外环，其径向内表面具有滚道面；多个锥形滚柱，其置于内环和外环的滚道面之间；以及保持器(或称作保持架)，其具有用于容纳和保持锥形滚柱的凹槽(pocket)。保持器包括：小环状部，其在锥形滚柱的小端面侧上是连续的；大环状部，其在锥形滚柱的大端面侧上是连续的；以及多个柱部(或称作棒件)，其连接小环状部和大环状部。每一个凹槽都是在相邻的柱部之间形成的，并且具有梯形形状，所述梯形形状的狭窄侧容纳锥形滚柱的小直径侧和其宽阔侧容纳锥形滚柱的大直径侧。 

用于支持机动车的动力传动轴例如差速器和变速器的锥形滚柱轴承是在它们的下部浸在油浴中的情况下使用的，并且当轴承旋转时，油浴中的油流入轴承中用作润滑油。在用于这种用途的锥形滚柱轴承中，润滑油从锥形滚柱的小直径端流入轴承中。从保持器的径向外侧流动的润滑油沿着外环的滚道面流动，并且经由该滚道面通向锥形滚柱的大直径端。从保持器的径向内侧流动的润滑油沿着内环的滚道面流动，并且经由该滚道面通向锥形滚柱的大直径侧。 

在一些用于润滑油从外侧流入的部位的锥形滚柱轴承中，在保持器的每一个凹槽中都设置有缺口，使得在保持器的径向外侧和内侧上的润滑油的分流(separate flow)通过各自的缺口。使用这种构造，在轴承中的润滑油的循环得到提高(参考专利文件1和2)。在专利文件1中所述的轴承中，如图21A中所示，在保持器5的凹槽9之间的柱部8的中部设置缺口10d， 以防止在润滑油中所含的异物停留在轴承内部。在专利文件2所述的轴承中，如图21B中所示，在保持器5的每一个凹槽9的轴向相对侧的小环状部6和大环状部7中设置缺口10e，以促使润滑油从保持器的径向外侧朝内环侧流动。注意在附图中的凹槽9的尺寸是下面描述的转矩测量试验中用于比较例的值。 

日本专利申请公开平09-032858。 

日本专利申请公开平11-201149。 

日本专利申请公开平09-096352。 

日本专利申请公开平11-210765。 

日本专利申请公开2003-343552。 

发明内容

本发明所要解决的问题 

在上述的每一个锥形滚柱轴承中，润滑油从保持器的径向外侧和内侧流入轴承中。然而，已经发现，随着从保持器的径向内侧流向内环的润滑油的比率增加，转矩损失增加。其原因可能如下。 

从保持器的径向外侧流向外环侧的润滑油沿着外环的滚道面流动，由于在外环的径向内表面上不存在阻碍，因而经由该滚道面平稳地通向锥形滚柱的大直径侧，然后从轴承流出。然而，在内环的径向外表面上设置有锥形背面肋。因此，当从保持器的径向内侧流向内环侧的润滑油沿着内环的滚道面流动，并且经由该滚道面通向锥形滚柱的大直径侧时，润滑油的流动可能受到锥形背面肋的阻碍，并且趋向于停留在轴承中。因此，随着从保持器的径向内侧流向内环侧的润滑油的比率的增加，停留在轴承中的润滑油的量增加。停留在轴承中的润滑油可能导致轴承旋转的流动阻力，因此转矩损失增加。 

因此，在其中流入润滑油的锥形滚柱轴承中，必须降低由润滑油的阻力引起的转矩损失。上面是一种用于降低油的流动阻力以实现转矩降低的方法。然而，为了显著地降低转矩，必须改变轴承的规格以降低滚动粘性阻力。不幸的是，使用常规的转矩降低方法(专利文件3至5)，可以降低转矩而不降低额定负荷，但是在某种程度上降低轴承刚性。 

本发明的主要目的是提供一种锥形滚柱轴承，所述锥形滚柱轴承可以实现转矩的降低，并且具有优异的耐烧蚀性(seizing resistance)，并且不降低轴承的刚性。 

解决问题的手段 

本发明通过在不降低滚柱的数量或者增加滚柱的数量的情况下降低滚柱的节圆直径(PCD)解决所述问题。图23显示了当改变锥形滚柱轴承的PCD时的刚性比(实心圆)和转矩比(空心圆)。滚柱的弹性形变量的计算结果表明，如图23中所示，随着PCD降低，轴承的转矩显著降低，但是轴承的刚性并没有显著降低。因此，通过在不降低滚柱的数量或增加滚柱的数量的情况下降低PCD，可以降低转矩，而不降低刚性。