CN101622465A - 推力滚子轴承 - Google Patents

Abstract

一种推力滚子轴承包括保持架和多个滚子，保持架通过沿环形板的厚度方向冲孔而在环形板的多个周向位置处形成有矩形凹口，所述多个滚子容纳在保持架的各个凹口中，在该推力滚子轴承中，每一个凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧处设有朝向滚子的轴向端表面的旋转中心突出的凸部，并且在滚子的端表面处设有以大致配合的方式与该凸部接触的凹部。

Description

推力滚子轴承

技术领域

[0001]本发明涉及一种推力滚子轴承，其中在轴承正在旋转时的滑动阻力被降低至较低的旋转转矩。

背景技术

[0002]当前，因为车辆对于全球环境而言具有大的影响，所以存在改进燃料消耗的问题。平均10个或者更多个的一定数目的推力滚子轴承被用在自动传动装置中。考虑到通过降低推力滚子轴承的旋转力矩而有助于高的燃料消耗，正在对降低旋转力矩作出努力。

相关推力滚子轴承包括单一环形板。通过沿板的厚度方向冲孔而在该板的多个周向位置处形成用于容纳滚子的、从顶部看具有矩形形状的凹口。在凹口的内壁表面上形成凸部，该凸部分别接触容纳在凹口中的滚子的轴向外端表面的中心和轴向内端表面的中心从而以枢转方式支撑该滚子(例如参考JP2004-211824)。作为另一方法，提出了提供多行滚子。

发明内容

本发明所要解决的问题

[0003]在相关推力滚子轴承中，在凹口的内壁表面上形成有凸部，该凸部分别接触容纳在凹口中的滚子的轴向外端表面的中心和轴向内端表面的中心从而以枢转方式支撑该滚子。由此，通过使得凸部分别地与滚子端表面的中心形成接触而降低了在轴承旋转时的滑动阻力。

然而，在轴承旋转时的实际状态中，滚子在保持架的凹口内沿着周向方向移动并且总是推动保持架。因此，滚子的中心沿着宽度方向从凹口的中心移位。因此，由于在滚子的端表面和保持架的凹口的凸部之间的滑动阻力而可能使旋转力矩增加。

此外，对于其中用于保持多个滚子的保持架被置于一对座圈之间的推力滚子轴承而言，在保持架和座圈之间存在间隙并且保持架能够向上和向下地移动间隙量的大小。因为如果滚子由于离心作用力而被径向向外推压则保持架在滚子的中心处未被引导，所以保持架可以向上和向下地移动并且与座圈接触。因此，在保持架和座圈之间的接触可能对旋转力矩不利。

作出本发明用以解决该问题，并且一个目的在于提供一种推力滚子轴承，其中，在轴承旋转时滚子沿着凹口的宽度方向移动的情形中和在滚子由于离心作用力而被径向向外推压的情形中，通过降低在滚子的端表面和保持架的凹口的凸部之间的滑动阻力而降低了旋转力矩。

解决问题的手段

[0004]本发明的一个方面的一种推力滚子轴承包括：保持架，所述保持架在环形板的多个周向位置处形成有矩形凹口；和在所述保持架的各个凹口中容纳的多个滚子，其中每一个凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧中的至少一个处设有朝向滚子的轴向端表面的旋转中心突出的凸部，并且其中在滚子的端表面处设置以大致配合的方式与凸部接触的凹部。

本发明另一方面的一种推力滚子轴承包括：一对座圈；保持架，所述保持架被置于所述一对座圈之间并且在所述保持架的多个周向位置处设有凹口；和被保持架的各个凹口保持的多个滚子，其中在每一个所述凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧中的至少径向外侧处设置凸部，所述凸部朝向所述滚子的轴向端表面的旋转中心突出，并且其中在滚子的端表面处设有以大致配合的方式与凸部接触的凹部。

此外，以弧形形状设置在凹口的内壁表面的径向外侧处的凸部的曲率半径等于或者小于以弧形形状设置在滚子的端表面处的凹部的曲率半径。

本发明的效果

[0005]在本发明上述方面的推力滚子轴承中，每一个凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧处设置朝向滚子的轴向端表面的旋转中心突出的凸部，并且在滚子的端表面处设置以大致配合的方式与凸部接触的凹部。因此，在轴承旋转时当保持架的旋转方向改变时，沿着滚子的轴向方向设于相对端表面处的凹部的中心部分与被设于凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧处的凸部的顶点中心以大致配合的方式接触，并且滚子的相对端表面的凹部被凹口的凸部的顶点中心以枢转方式支撑。因此，滚针的轴向相对端表面相对于保持架的滑动阻力变得接近零，并且由此具有降低推力滚针轴承的旋转力矩的效果。

[0006]在本发明另一方面的推力滚子轴承中，保持架被置于一对座圈之间并且在保持架的多个周向位置处设有凹口，在每一个凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧中的至少径向外侧处设置朝向滚子的轴向端表面的旋转中心突出的凸部，并且在滚子的端表面处设置以大致配合的方式与凸部接触的凹部。因此，至少被设于滚针的轴向外端表面处的凹部的中心总是与被设于凹口的内壁表面的径向外侧处的凸部的顶点中心接触，并且提供了由于保持架不竖直移动以至保持架并不与座圈接触的效果。

[0007]因为以弧形形状设置在凹口的内壁表面的径向外侧处的凸部的曲率半径等于或者小于以弧形形状设置在滚子的端表面处的凹部的曲率半径，所以提供了以下效果，即，在推力滚子轴承中能够可靠地降低转矩，并且能够可靠地防止保持架与在其中保持架被置于一对座圈之间的推力滚子轴承的座圈接触。

附图简要说明

[0008]图1是示出根据本发明第一实施例的推力滚针轴承的平面视图。

图2是示出推力滚针轴承的保持架的凹口周边的放大透视图。

图3是示出推力滚针轴承的保持架的凹口周边的放大截面视图。

图4是示出根据本发明第二实施例的推力滚针轴承的凹口周边的放大平面视图。

具体实施方式

[0009]第一实施例

图1是示出根据本发明第一实施例的推力滚针轴承的平面视图。图2是示出推力滚针轴承的保持架的凹口周边的放大透视图。图3是示出推力滚针轴承的保持架的凹口周边的放大截面视图。

根据本发明第一实施例的推力滚针轴承1包括保持架2和作为多个滚子的滚针3。

利用单一环形板生产保持架。通过拉延工艺，沿着径向方向具有波纹形状的波纹弯曲部分4被设于保持架的径向中间区域处。

波纹弯曲部分4包括在一侧中和在另一侧中交替地沿着厚度方向均等地突出的径向外部突出部分4a、径向内部突出部分4b和中间突出部分4c。径向外部突出部分4a和径向内部突出部分4b在一侧中沿着保持架2的厚度方向突出，并且中间突出部分4c在另一侧中沿着厚度方向突出。

[0010]通过沿着厚度方向冲孔，在保持架2的波纹弯曲部分4中，在径向外侧处的弯曲始点和径向内侧处的弯曲始点之间的区域内，在多个周向位置处形成从顶部观察时其每一个均具有矩形形状的凹口5。滚针3被以可旋转方式和不可分离的方式容纳于各个凹口5中。

即，朝向凹口5的内侧突出的爪7a、7b、7c被设于径向外部突出部分4a、径向内部突出部分4b和中间突出部分4c的位于凹口的内壁表面中两个周向侧处的三个顶点部分处。爪7a、7b、7c将凹口5的在沿着径向的三个位置处的宽度降低成小于滚针的直径。由此，滚针3并不从凹口5脱落。附带说一句，滚针3通过强制装配而被容纳于凹口5中。

[0011]凸部8、9被设于每一个凹口5的内壁表面的径向外侧和径向内侧处，从顶部观察时每一个凸部8、9均具有朝向凹口5突出的弯曲弧形形状，并且以枢转方式支撑滚针3。凸部8、9的顶点中心被设于凹口的沿着宽度方向的中心处。

凸部8、9的曲率半径由“A”表示。

容纳在每一个凹口5中的滚针3均由轴承钢制成，并且以弧形形状弯曲的凹部10形成在滚针3的轴向相对端表面处。凹部10的曲率半径由“B”表示。

凸部8、9的曲率半径A和凹部10的曲率半径B被设定为满足以下关系。

A≤B

即，如在图3A中所示，凹口5的凸部8、9的曲率半径A被设定为小于滚子3的凹部10的曲率半径B，或者如在图3B中所示，凹口5的凸部8、9的曲率半径A被设定为等于滚子3的凹部10的曲率半径B。

[0012]下面，将简要地解释保持架2的制造过程。

首先，通过冲孔而在单一金属板(JIS标准的SPCD等)的预定位置处形成中心孔。然后，通过拉延工艺形成波纹弯曲部分4。此后，通过冲孔形成凹口并且切除外部部分。在形成凹口5的同时形成凸部8、9和爪7a-7c。

因此，作为用于凹口的冲孔模具的形状，该模具被制造成对应于包括凸部8、9和爪7a-7c的凹口5的形状。

通过冲孔或者切削而在滚针3的轴向相对端部处形成凹部10。

[0013]在具有以上保持架2的推力滚针轴承1中，在以在轴承旋转时保持架2沿着一个方向旋转的这种方式使用轴承的情形中，因为在轴承以保持架沿着一个方向旋转的这种方式旋转时，滚针3沿着凹口的宽度方向移动，所以被设于凹口5处的凸部8、9的顶点中心可以沿着滚针移动的方向偏移滚针所移动的量。

[0014]在第一实施例中，在轴承旋转时在保持架2的旋转方向改变的情形中，弧形的弯曲凹部10形成在滚针3的轴向相对端表面处，在保持架2的凹口5的内壁表面的径向外侧和径向内侧处的弧形弯曲凸部8、9被设置成位于凹口5的沿着宽度方向的中心处，并且凸部8、9的曲率半径A被设定为等于或者小于滚针3的凹部10的曲率半径B。

[0015]利用这种布置，即便在轴承旋转时滚针3趋向于沿着凹口宽度方向移动，在相对端部处具有以适配方式与被设于凹口的径向内侧和径向外侧处的凸部8、9接触的凹部10的滚针3的运动也受到阻挡。因此，被设于滚针3的轴向相对端表面处的凹部10的中心部分以大致配合的方式与被设于凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧处的凸部8、9的顶点中心接触，并且使得在滚针3的相对端表面处的凹部10分别进入被凹口5的凸部8、9的顶点中心以枢转方式支撑的状态中。因此，滚针3的轴向相对端表面相对于保持架2的滑动阻力变得接近零，并且由此降低了推力滚针轴承1的旋转力矩。

[0016]附带说一句，如与凹口的凸部8、9的曲率半径A被设定为小于滚针3的凹部10的曲率半径B的情形相比较，在凹口的凸部8、9的曲率半径A被设定为等于滚针3的凹部10的曲率半径B的情形中，能够使得用于阻挡在相对端部处具有与被设于凹口的内壁表面的径向内侧和径向外侧处的凸部8接触的凹部10的滚子3运动的作用力较大，这是因为，在曲率半径A等于曲率半径B的情形中，在凸部和凹部之间的接触面积较大。

如在图3C中所示，当凹口的凸部8、9的曲率半径A被设定为大于滚针3的凹部10的曲率半径B时，被设于滚针3的轴向外端表面处的凹部10的边缘抵靠被设于凹口5的内壁表面的径向外侧处的凸部8。由此，出现滑动阻力并且推力滚子轴承1的旋转力矩增加。

在第一实施例中，采用凸部8、9被设于凹口5的内壁表面的径向外侧和径向内侧处的实例。然而，采用任一侧都是可接受的。

[0017]第二实施例

图4是示出根据本发明第二实施例的推力滚针轴承的凹口的周边的放大平面视图。

第二实施例体现了一种推力滚针轴承21，其中用于保持多个滚针3的保持架2被置于由例如轴承钢形成的一对座圈11之间。将利用相同附图标记标注在构造方面与第一实施例的相应部分类似的部分，并且其解释将被省略。

[0018]以与第一实施例相同的方式，在根据第二实施例的推力滚针轴承21中，凸部8、9被设于每一个凹口5的内壁表面的径向外侧和径向内侧处，当从顶部观察时每一个凸部8、9均具有朝向凹口5突出的弧形弯曲形状并且以枢转方式支撑滚针3。每一个凸部8、9的顶点中心均被设于凹口的沿着宽度方向的中心处。凸部8、9的曲率半径A由“A”表示。

每一个均具有弧形弯曲形状的凹部10形成在容纳于每一个凹口5中的滚子3的轴向相对端表面处。凹部10的曲率半径B由“B”表示。

凸部8、9的曲率半径A和滚子的凹部10的曲率半径B被设定为满足以下关系。

A≤B

[0019]据此，在轴承旋转时在保持架2的旋转方向改变的情形中，以与第一实施例相同的方式，即便在轴承旋转时滚针3趋向于沿着凹口宽度方向移动，在相对端部处具有以适配方式与被设于凹口5的内壁表面的径向内侧和径向外侧处的凸部8、9接触的凹部10的滚针3的运动也受到阻挡。因此，被设于滚针3的轴向相对端表面处的凹部10的中心部分以大致配合的方式与被设于凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧处的凸部8、9的顶点中心接触，并且使得在滚针3的相对端表面处的凹部10进入分别地被凹口5的凸部8、9的顶点中心以枢转方式支撑的状态中。因此，滚针3的轴向相对端表面相对于保持架2的滑动阻力变得接近零，并且由此降低了推力滚针轴承1的旋转力矩。

[0020]附带说一句，如与凹口的凸部8、9的曲率半径A被设定为小于滚针3的凹部10的曲率半径B的情形相比较，在凹口的凸部8、9的曲率半径A被设定为等于滚针3的凹部10的曲率半径B的情形中，能够使得用于阻挡在相对端部处具有与被设于凹口的内壁表面的径向内侧和径向外侧处的凸部8接触的凹部10的滚子3运动的作用力较大，这是因为，在曲率半径A等于曲率半径B的情形中，在凸部和凹部之间的接触面积较大。

如果凹口的凸部8、9的曲率半径A被设定为大于滚针3的凹部10的曲率半径B，则使得被设于滚针3的轴向外端表面处的凹部10的边缘与被设于凹口5的内壁表面的径向外侧处的凸部8形成边缘接触，并且可能产生滑动阻力，由此增加推力滚子轴承21的旋转力矩。

[0021]此外，在第二实施例中，如果通过离心力的作用而沿着图4所示的箭头方向轴向向外地推压滚针3，则产生了使得被设于凹口5的内壁表面的径向外侧处的凸部8的顶点中心朝向被设于滚针3的轴向外端表面处的凹部10的中心移动的作用力，由此被设于滚针3的轴向外端表面处的凹部10的中心总是与被设于凹口5的内壁表面的径向外侧处的凸部8的顶点中心接触，并且保持架2并不与座圈11接触，因为保持架并不竖直地移动。

在以上第一和第二实施例中，采用其中单一环形板被冲孔的实例。然而，本发明能够被应用于其它类型的用于具有凸部8、9的推力滚子轴承的保持架，例如树脂制成的产品。此外，虽然采用了其中凹口的凸部和滚子的端表面的凹部被以弧形形状弯曲的实例，但是对于凸部和凹部的形状而言，能够采用各种形状，例如包括三角形、正方形等多边形、圆锥形状等。

虽然在第一和第二实施例中，使用推力滚针轴承作为实例，但是本发明能够被应用于典型的推力滚子轴承。

工业实用性

[0022]当在车辆的传动装置中使用这种推力滚针轴承1，21时，传动装置的旋转力矩被降低并且这能够有助于改进燃料消耗。

Claims (12)

1.一种推力滚子轴承，包括：

保持架，所述保持架在环形板的多个周向位置处形成有矩形凹口；和

多个滚子，所述多个滚子被容纳在所述保持架的各个凹口中，

其中在每一个所述凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧中的至少一侧处设置凸部，所述凸部朝向所述滚子的轴向端表面的旋转中心突出，并且

其中在所述滚子的所述端表面处设置凹部，所述凹部以大致配合的方式与所述凸部接触。

2.根据权利要求1的推力滚子轴承，其中在所述凹口的所述内壁表面的径向外侧处以弧形形状设置的所述凸部的曲率半径等于或者小于在所述滚子的所述端表面处以弧形形状设置的所述凹部的曲率半径。

3.根据权利要求1的推力滚子轴承，其中在每一个所述凹口的所述内壁表面的径向外侧和径向内侧上都设置所述凸部。

4.根据权利要求1的推力滚子轴承，其中设置于所述凹口处的所述凸部的顶点中心在所述滚子移动的方向上偏移所述滚子所移动的量。

5.根据权利要求1的推力滚子轴承，其中

在所述保持架的径向中间区域处设置沿着径向方向具有波纹形状的波纹弯曲部分，

所述波纹弯曲部分包括在一侧中和在另一侧中交替地沿着所述保持架的厚度方向均等地突出的径向外部突出部分、径向内部突出部分和中间突出部分，并且

所述径向外部突出部分和所述径向内部突出部分在所述一侧中沿着所述保持架的厚度方向突出，并且所述中间突出部分在所述另一侧中沿着所述厚度方向突出。

6.根据权利要求5的推力滚子轴承，其中

在所述径向外部突出部分、所述径向内部突出部分和所述中间突出部分的三个顶点部分处设置爪，所述爪朝向所述凹口的内侧突出。

7.一种推力滚子轴承，包括：

一对座圈；

保持架，所述保持架介于所述一对座圈之间，并且所述保持架在所述保持架的多个周向位置处设有凹口；和

多个滚子，所述多个滚子被所述保持架的各个凹口保持，

其中在每一个所述凹口的内壁表面的径向外侧和径向内侧中的至少径向外侧处设置凸部，所述凸部朝向所述滚子的轴向端表面的旋转中心突出，并且

其中在所述滚子的所述端表面处设置凹部，所述凹部以大致配合的方式与所述凸部接触。

8.根据权利要求7的推力滚子轴承，其中在所述凹口的所述内壁表面的径向外侧处以弧形形状设置的所述凸部的曲率半径等于或者小于在所述滚子的所述端表面处以弧形形状设置的所述凹部的曲率半径。

9.根据权利要求7的推力滚子轴承，其中在每一个所述凹口的所述内壁表面的径向外侧和径向内侧上都设置所述凸部。

10.根据权利要求7的推力滚子轴承，其中设置于所述凹口处的所述凸部的顶点中心在所述滚子移动的方向上偏移所述滚子所移动的量。

11.根据权利要求7的推力滚子轴承，其中

在所述保持架的径向中间区域处设置沿着径向方向具有波纹形状的波纹弯曲部分，

所述波纹弯曲部分包括在一侧中和在另一侧中交替地沿着厚度方向均等地突出的径向外部突出部分、径向内部突出部分和中间突出部分，并且

所述径向外部突出部分和所述径向内部突出部分在所述一侧中沿着所述保持架的厚度方向突出，并且所述中间突出部分在所述另一侧中沿着所述厚度方向突出。

12.根据权利要求11的推力滚子轴承，其中

在所述径向外部突出部分、所述径向内部突出部分和所述中间突出部分的三个顶点部分处设置爪，所述爪朝向所述凹口的内侧突出。

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