CN1945013A - 柱塞驱动结构 - Google Patents

Abstract

油泵(11)包括具有偏心部(12a)的旋转轴(12)、支承旋转轴(12)的偏心部(12a)的针状滚子轴承(13)、与针状滚子轴承(13)的外圈接触并放射状配置的挺杆(14)、在挺杆(14)上配置并通过旋转轴(12)的旋转而往复运动的柱塞(15)、在偏心部(12a)的两端配置的平衡器(16)。而且，平衡器(16)具有大径部和小径部，且若配置成大径部与偏心方向反向，则滚子(13c)的滚动空间能够从轴向通过平衡器(16)而投影。

Description

柱塞驱动结构

技术领域

本发明涉及一种在柴油发动机的燃料泵或制动装置的油泵等中使用的柱塞驱动结构。

背景技术

日本实开平5-83372号公报中记载了一直以来汽车用制动装置等所使用的油泵。如图9所示，该公报记载的油泵1包括具有偏心部2a的旋转轴2、支持旋转轴2的偏心部2a的球轴承3、在球轴承3上放射状配置的挺杆4、在挺杆4上设置并通过旋转轴2的旋转而往复运动的柱塞5。

另外，如图10所示，球轴承3具有内圈3a、外圈3b、在内圈3a和外圈3b之间设置的多个球3c、保持球3c的保持架3d、设置在轴承两端并对轴承内部空间进行密封的密封件3e。

上述构成的油泵1通过旋转轴2的旋转使柱塞6上下运动，由此进行油的吸入和压出。

另外，该公报中指出如下的问题：旋转轴2的偏心部2a在驱动状态时产生不平衡，从而存在由此产生的振动等对轴承和电动机的输出轴等赋予损伤之患，并且传动泵的工作噪声变大。

因此，为了解决该问题，如图11所示，使用具有大径部6a和小径部6b的平衡器6。具体地说，记载了如下情况：通过在偏心部2a的两端上与偏心方向反向地配置大径部6a，能够利用大径部6a和小径部6b之间的离心力的差，修正旋转轴2驱动时的动态不平衡。

在上述构成的柱塞驱动结构中，若偏心部2a和平衡器6之间的间隔大，则由于存在驱动时产生振动之患，因此球轴承3和平衡器6之间的距离通常非常小，为0.3mm～0.47mm。

其结果是，虽然像球轴承3那样将润滑脂封入在由密封件3e密封的轴承内部空间内的轴承没有问题，但是对必须从轴承外部供给润滑剂的轴承来说，存在平衡器6妨碍润滑剂向轴承的流入之患。

而且近年来，伴随着油泵1的小型化的要求变高，考虑取代球轴承3，而使用径向厚度尺寸小的针状滚子轴承等。该针状滚子轴承通常需要从外部供给润滑油，并且，由于在轨道圈间形成的间隙小，所以因配置平衡器6而引起的润滑剂供给不足的问题显著。

另外，上述构成的柱塞驱动结构虽然旋转轴2、内圈3a和平衡器6一体旋转，但是由于外圈3b固定，因此在平衡器6的壁面和外圈3b的端面的接触部分产生摩擦阻力。该摩擦阻力在油泵1驱动时有可能成为异常噪声或振动的原因。

而且，平衡器6的壁面未进行研磨加工等表面精加工，另外，虽然外圈3b的端面由于成为加工时的基准面因此在最初实施研磨加工，但是在后续的加工过程中即使产生损伤也原封不动地放置。其结果是，接触面的表面粗糙度粗，这成为摩擦阻力增大的一个原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱塞驱动结构，其包括不妨碍向支承偏心部的轴承供给润滑剂的形状的平衡器。

本发明的另一目的在于提供一种柱塞驱动结构，其减轻轴承和平衡器的接触部分的旋转阻力，且抑制驱动时的异常噪声或振动。

本发明的柱塞驱动结构包括：具有偏心部的旋转轴；包括外圈和沿着外圈的轨道面配置的多个滚子，且支承偏心部的滚子轴承；在与旋转轴的滚子轴承邻接的位置配置的平衡器；以及与外圈接触，且通过旋转轴的旋转而往复运动的柱塞。而且，具有如下的结构：滚子的滚动空间能够从轴向通过平衡器而投影。

作为具体的平衡器的形状，例如，平衡器的外径轮廓线与滚子的外接圆交叉。或者，平衡器在与滚子的滚动空间面对的壁面具有贯通孔。此外，本说明书中所谓“滚子的外接圆”指将各滚子的与外圈轨道面相接的点连结而成的圆。另外，所谓“滚子的滚动空间”指内圈轨道面和外圈轨道面之间夹着的空间。

通过上述构造，平滑地进行润滑油向支承偏心部的滚子轴承的供给，所以能够获得润滑性能优异的柱塞驱动结构。

优选，滚子轴承为包括作为滚子的针状滚子的针状滚子轴承。通过将本发明适用于使用了因平衡器的存在而对润滑性赋予较大影响的针状滚子轴承的柱塞驱动结构，能够期待更高的效果。

优选，平衡器具有大径部和小径部，且小径部的外形轮廓线位于外圈的内径的内侧。如上述构成所述，通过形成为平衡器的小径部壁面和轴承外圈不接触的结构，能够减轻驱动时的旋转阻力。其结果是，能够获得抑制了异常噪声或振动的柱塞驱动结构。

优选，大径部的圆周方向的端面具有倒角部。由于大径部的圆周方向端面，即与大径部的与小径部相接的端面的角部，与外圈端面接触时产生大的旋转阻力，因此通过对该角部实施倒角加工，能够更有效地抑制异常噪声或振动。

优选，外圈的与平衡器面对的端面的表面粗糙度为Rz≤0.8μm，平衡器的与外圈面对的壁面的表面粗糙度为Rz≤3.2μm。如上述构成所述，通过将相互接触的外圈的端面和平衡器的壁面的表面粗糙度形成为规定值以下，能够减轻驱动时的旋转阻力。其结果是，能够获得抑制了异常噪声或振动的柱塞驱动结构。此外，本说明书中所谓“Rz”指由十点平均粗糙度得到的表面粗糙度。

优选，外圈的与平衡器面对的端面进行了研磨。另外，优选，平衡器的与外圈面对的壁面进行了滚磨。由此，能够使接触面的表面粗糙度为规定值以下。

此外，本说明书中所谓“研磨”指通过对制品施加压力并且使其在由混合了磨料的加工液覆盖的磨盘上滑动，高精度地精加工表面的加工方法。另外，本说明书中所谓“滚磨”指通过将工件与粒子状的抛光材、混合物一起放入杯状容器中，并使杯状容器旋转·上下运动而进行的抛光方法。

根据本发明，通过使用不妨碍润滑剂向支承偏心部的轴承的流入的结构的平衡器，能够获得润滑性优异的柱塞驱动结构。

另外，根据本发明，通过使相互接触的外圈的端面和平衡器的壁面平滑，能够获得减轻了驱动时的旋转阻力并且抑制了异常噪声或振动的柱塞驱动结构。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的油泵用柱塞驱动结构的图；

图2是表示在图1中使用的针状滚子轴承的图；

图3是表示在图1中使用的平衡器的图；

图4A是表示平衡器的其它实施方式的图；

图4B是表示平衡器的其它实施方式的图；

图5是表示平衡器的其它实施方式的图；

图6是图5的平衡器的侧视图；

图7是表示本发明的其它实施方式的油泵用柱塞驱动结构的图；

图8是表示在图7中使用的针状滚子轴承的图；

图9是表示现有的油泵用柱塞驱动结构的图；

图10是表示在图9中使用的球轴承的图；

图11是表示在图9中使用的平衡器的图。

具体实施方式

参照图1～图3，说明本发明的一实施方式的油泵用柱塞驱动结构。

如图1所示，油泵11包括具有偏心部12a的旋转轴12、支持旋转轴12的偏心部12a的针状滚子轴承13、与针状滚子轴承13的外圈接触并放射状配置的挺杆14、在挺杆14上设置并通过旋转轴12的旋转而往复运动的柱塞15、在偏心部12a的两端配置的平衡器16。

如图2所示，针状滚子轴承1 3包括内圈13a、外圈13b、在内圈13a和外圈13b之间配置的多个针状滚子13c、保持针状滚子13c的保持架13d。或者，针状滚子轴承13也可以是不具有内圈13a，而沿着外圈13b的轨道面配置有针状滚子13c的类型。通过使用如此的针状滚子轴承13作为支持偏心部12a的轴承，能够实现油泵11的小型化。

如图3所示，平衡器16具有大径部16a和小径部16b，并且为外径轮廓线16c与滚子13c的外接圆交叉的形状。该平衡器16如果如图1所示配置为大径部16a与偏心方向反向，则滚子13c的滚动空间能够从轴向通过平衡器16而投影。

油泵11通过使用作为支承偏心部12a的轴承的、径向厚度尺寸小的针状滚子轴承13而能够实现小型化。与此同时，如图3所示的平衡器16由于不妨碍向针状滚子轴承13供给的润滑剂的流动，因此能够得到润滑性优异的柱塞驱动结构。

此外，在上述构成的油泵11中，通过对外圈13b的与平衡器16面对的端面实施研磨，将表面粗糙度形成为Rz≤0.8。另外，通过对平衡器16的与外圈13b面对的壁面实施滚磨，将表面粗糙度形成为Rz≤3.2。此时，特别留意不残留突起状的缺陷。

如上所述，通过使在油泵11驱动时进行接触的外圈13b的端面和平衡器36的壁面平滑，能够减轻驱动时的旋转阻力。其结果是，能够获得抑制了异常噪声或振动的柱塞驱动结构。

另外，也可以使用如图5所示平衡器36作为上述油泵11中使用的平衡器。该平衡器36除上述效果之外还能够减轻油泵11驱动时外圈13b和平衡器36之间的旋转阻力。

另外，在上述实施方式中，虽然表示了具有大径部16a和小径部16b，并且切断了小径部16b的圆弧的中间部的例，但并不限定于此，也可以在平衡器的一方侧的壁面设置贯通孔。

例如，如图4A所示的平衡器46，也可以设置大的贯通孔46a，如图4B所示的平衡器56，也可以设置多个小的贯通孔56a。该情况下，能够通过贯通孔46a、56a向轴承供给润滑剂，且，可以不在平衡器46、56上设置小径部和大径部，而通过贯通孔46a、56a的大小或数量调节离心力的大小。

下面，参照图5和图6，说明平衡器的其它方式。此外，省略与上述实施方式的共同点的说明，以不同点为中心进行说明。

由于在图5的斜线部和角部36d与外圈端面接触时产生更大的旋转阻力，因此切断图5的斜线部，另外对角部36d实施倒角加工，由此能够有效地抑制异常噪声或振动。

此外，通过滚筒处理进行角部36d的倒角加工。滚筒处理指平衡器36和铁片放入旋转滚筒进行旋转，通过摩擦或冲击使得角部36d具有圆角的方法。

上述构成的平衡器36如果如图1所示配置成大径部16a与偏心方向反向，则能够利用大径部16a和小径部16b之间的离心力的差，修正旋转轴12驱动时的动态不平衡。

此外，该平衡器36具有大径部36a和小径部36b，且小径部36b的外形轮廓线切断图中的斜线部分从而位于外圈13b的内侧。由此，能够减轻油泵11驱动时外圈13b和平衡器36之间的旋转阻力。

另外，在上述实施方式中，如图4A和图4B所示，也可以在平衡器36的壁面设置贯通孔。由此，能够通过贯通孔向轴承供给润滑剂。另外，在使用作为支承偏心部12a的轴承的、需要从外部供给润滑剂的针状滚子轴承13的情况下，尤其能够期待效果。

下面，参照图7和图8，说明该发明其它实施方式的油泵用柱塞驱动结构。此外，省略与上述实施方式的共同点的说明，以不同点为中心进行说明。

如图7所示，油泵21包括旋转轴22、支承旋转轴22的针状滚子轴承23、与针状滚子轴承23的外圈接触并放射状配置的挺杆24、在挺杆24上设置并且通过旋转轴22的旋转而往复运动的柱塞25、在针状滚子轴承23的两端配置的如图3～图5所示的平衡器26。

另外，如图8所示，针状滚子轴承23包括沿圆周方向径向厚度尺寸不同的偏心内圈23a、外圈23b、在偏心内圈23a和外圈23b之间配置的多个针状滚子23c、保持针状滚子23c的保持架23d。

该针状滚子轴承23由于具有偏心内圈23a，因此不需要在旋转轴22设置偏心部。其结果是，除了在如图1～图6所示的实施方式中获得的效果之外，能够降低旋转轴22的制造成本。

如图2和图8所示的针状滚子轴承13、23虽然具有保持针状滚子13c、23c的保持架13d、23d，但并不限定于此，也可以是不具有保持架13d、23d，邻接的针状滚子13c、23c相互接触的总滚子轴承。由于针状滚子13c、23c的收容根数越多则负荷容量越高，因此针状滚子轴承13、23通过形成为最大限度收容了针状滚子13c、23c的总滚子轴承，能够获得耐荷重性优异的柱塞支承用轴承。

此外，在上述各实施方式中，虽然表示了使用针状滚子轴承作为支承偏心部的轴承的例，但并不限定于此，通过适用于需要从外部供给润滑剂的所有滚子轴承，能够期待相同的效果。

另外，在上述实施方式中，虽然表示了将如图3～图5所示的平衡器适用于在汽车用制动装置等中使用的油泵的柱塞驱动结构的例，但并不限定于此，还能够适用于柴油发动机的燃料泵用柱塞驱动结构等。

此外，本发明通过任意组合上述各实施方式的特征部分，能够期待相乘效果。

以上，虽然已经参照附图说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限定于图示的实施方式。可以在与本发明相同的范围内或者等价的范围内，对图示的实施例施加各种修正或变形。

本发明能够有利地利用于油泵用的柱塞驱动结构。

Claims (9)

1.一种柱塞驱动结构，其包括：

具有偏心部的旋转轴；

包括外圈和沿着所述外圈的轨道面配置的多个滚子，且支承所述偏心部的滚子轴承；

在与所述旋转轴的所述滚子轴承邻接的位置配置的平衡器；以及

与所述外圈接触，且通过所述旋转轴的旋转而往复运动的柱塞，

所述滚子的滚动空间能够从轴向通过所述平衡器而投影。

2.如权利要求1所述的柱塞驱动结构，其中，所述平衡器的外径轮廓线与所述滚子的外接圆交叉。

3.如权利要求1所述的柱塞驱动结构，其中，所述平衡器在与所述滚子轴承的滚动空间面对的壁面具有贯通孔。

4.如权利要求1所述的柱塞驱动结构，其中，所述滚子轴承为包括作为所述滚子的针状滚子的针状滚子轴承。

5.如权利要求1所述的柱塞驱动结构，其中，所述平衡器具有大径部和小径部，且所述小径部的外形轮廓线位于所述外圈的内径的内侧。

6.如权利要求5所述的柱塞驱动结构，其中，所述大径部的圆周方向的端面具有倒角部。

7.如权利要求1所述的柱塞驱动结构，其中，所述外圈的与所述平衡器面对的端面的表面粗糙度为Rz≤0.8μm，所述平衡器的与所述外圈面对的壁面的表面粗糙度为Rz≤3.2μm。

8.如权利要求7所述的柱塞驱动结构，其中，所述外圈的与所述平衡器面对的端面进行了研磨。

9.如权利要求7所述的柱塞驱动结构，其中，所述平衡器的与所述外圈面对的壁面进行了滚磨。

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