CN211778525U - 倾斜型保持器及角接触球轴承 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及用于保持构成角接触球轴承的多个滚珠的倾斜型保持器及具有倾斜型保持器的角接触球轴承。倾斜型保持器的兜孔的内表面具有作为构成径向内侧部的轴向另一侧部的凹曲面的内侧引导面，和作为构成径向外侧部的轴向一侧部的凹曲面的外侧引导面。另外，兜孔的内表面的除了内侧引导面及外侧引导面以外的部分是与内侧引导面及外侧引导面相比位于从滚珠的滚动面退避的位置的内侧退避面及外侧退避面，内侧引导面与外侧引导面由内侧退避面及外侧退避面分隔。根据本构成，能够提供即使在使兜孔的内径接近滚珠的外径的情况下，也能够使附着于滚珠的滚动面的润滑剂在外圈滚道与内圈滚道之间高效地回流的构造。

Description

倾斜型保持器及角接触球轴承
技术领域
本实用新型涉及用于保持构成角接触球轴承的多个滚珠的倾斜型保持器及具有倾斜型保持器的角接触球轴承。
背景技术
作为将构成角接触球轴承的多个滚珠以滚动自如的方式保持的保持器，已知由合成树脂将整体构成为圆锥筒状的倾斜型保持器。
作为这样的倾斜型保持器的具体构造，例如专利文献1中记载了仅在用于保持滚珠的多个兜孔的小径侧具有圆环状的周缘部并使多个兜孔的大径侧开口的冠形的构造。另外，例如专利文献2中记载了在多个兜孔的小径侧和大径侧双方具有圆环状的周缘部的构造。这些倾斜型保持器均将兜孔的内表面设为其曲率半径比滚珠的滚动面的曲率半径稍大的球状的凹面。
上述的现有倾斜型保持器从以下方面存在改良的余地。
即，为了延长角接触球轴承的寿命，利用润滑脂等润滑剂对外圈滚道及内圈滚道与滚珠的滚动面接触的接触部进行润滑，以长期良好地维持接触部的润滑状态是有效的。因此，例如在滚珠滚动时，希望使将附着于滚珠的滚动面的润滑剂在外圈滚道与内圈滚道之间高效地回流。
但是，在现有的倾斜型保持器的情况下，例如，若为了在角接触球轴承组装时防止滚珠从兜孔脱落或在角接触球轴承运转时防止倾斜型保持器的姿态变得不稳定，使兜孔的内径(兜孔的曲率半径的两倍)接近滚珠的外径(滚珠的曲率半径的两倍)，则在滚珠滚动时，附着于滚珠的滚动面的润滑剂容易由兜孔的开口缘部刮落。并且，相应地难以使附着于滚珠的滚动面的润滑剂在外圈滚道与内圈滚道之间高效地回流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-127323号公报
专利文献2：日本特开2018-59546号公报
实用新型内容
本实用新型的目的在于，鉴于上述情况，实现一种即使在使兜孔的内径接近滚珠的外径的情况下，也能够使附着于滚珠的滚动面的润滑剂在外圈滚道与内圈滚道之间高效地回流的构造。
为了解决上述课题，本实用新型的倾斜型保持器利用合成树脂一体地构成整体，包括柱部和圆环状的小径周缘部，其中，该柱部从小径周缘部的在圆周方向上呈等间隔的多个部位向随着趋向轴向一侧而朝向径向外侧的方向倾斜延伸，将由小径周缘部和在圆周方向上相邻的一对柱部包围的部分设为用于以滚动自如的方式保持滚珠的兜孔。
兜孔的内表面包含小径周缘部的轴向一侧面，具有作为构成径向内侧部的轴向另一侧部的凹曲面的内侧引导面和作为构成径向外侧部的轴向一侧部的凹曲面的外侧引导面，并且，除了内侧引导面及外侧引导面以外的部分是与内侧引导面及外侧引导面相比位于从滚珠的滚动面退避的位置的退避面，内侧引导面与外侧引导面由退避面分隔。
在本实用新型的倾斜型保持器中，能够将柱部的轴向一侧端部设为自由端。
另外，在该情况下，使内侧引导面的曲率半径在圆周方向中间部最大，并在圆周方向两侧部随着远离圆周方向中间部而减小。
另外，能够使外侧引导面的曲率半径小于内侧引导面的圆周方向中间部的曲率半径。
在本实用新型的倾斜型保持器中，能够采用下述构成：还具有大径周缘部，该大径周缘部构成为直径比小径周缘部大的圆环状且与小径周缘部同轴配置，并与柱部的轴向一侧端部连接，将由小径周缘部、大径周缘部和在圆周方向上相邻的一对柱部包围的部分设为兜孔，将外侧引导面设为包含大径周缘部的轴向另一侧面的凹曲面。
另外，在该情况下，能够使内侧引导面及外侧引导面各自的曲率半径在圆周方向中间部最大，在圆周方向两侧部随着远离圆周方向中间部而减小。
本实用新型的角接触球轴承包括：外圈构件，其在内周面具有角接触型的外圈滚道；内圈构件，其在外周面具有角接触型的内圈滚道；多个滚珠，其配置在外圈滚道与内圈滚道之间；以及保持器，其保持多个滚珠。
另外，保持器是本实用新型的倾斜型保持器。
本实用新型的角接触球轴承能够用作将汽车的车轮以旋转自如的方式支承于悬架装置的轮毂单元轴承。
根据本实用新型，即使在使倾斜型保持器的兜孔的内径接近滚珠的外径的情况下，也能够使附着于滚珠的滚动面的润滑剂在外圈滚道与内圈滚道之间高效地回流。
附图说明
图1是示出本实用新型的实施方式第1例的轮毂单元轴承的剖视图。
图2是从轴向一侧(柱部侧)观察本实用新型的实施方式第1例的倾斜型保持器的侧视图。
图3是从轴向另一侧(小径周缘部侧)观察本实用新型的实施方式第1例的倾斜型保持器的侧视图。
图4(a)是图2的上部放大图。
图4(b)是图3的上部放大图。
图5是图4(a)的A-A剖视图。
图6是从轴向一侧(柱部侧)的内径侧观察本实用新型的实施方式第1例的倾斜型保持器的圆周方向一部分的立体图。
图7的上部是本实用新型的实施方式第1例的倾斜型保持器的部分剖视图，图7的下部是示出图7的上部的左右方向位置与兜孔的内表面的曲率半径的关系的线图。
图8是示出本实用新型的实施方式第2例的轮毂单元轴承的剖视图。
图9是本实用新型的实施方式第2例的倾斜型保持器的部分剖视图。
图10的上部是本实用新型的实施方式第2例的倾斜型保持器的部分剖视图，图10的下部是示出图10的上部的左右方向位置与兜孔的内表面的曲率半径的关系的线图。
具体实施方式
使用图1～图7说明本实用新型实施例的第1例。
在本例中，说明将具有本实用新型的倾斜型保持器的角接触球轴承应用于将汽车的车轮以旋转自如的方式支承于悬架装置的轮毂单元轴承(双列角接触球轴承)的情况。
本例的轮毂单元轴承1被称为所谓的第1代轮毂单元轴承，包括与外圈构件相当的一个外圈2、与内圈构件相当的1对(两个)的内圈3、多个滚珠4及两个倾斜型保持器5。
外圈2在内周面具有分别为角接触型的双列外圈滚道6。一对内圈3分别在外周面具有角接触型的内圈滚道7。一对内圈3以使相互的小径侧端面彼此对接的状态与外圈2同轴地配置在外圈2的内径侧。在该状态下，一对内圈3的内圈滚道7在径向上与双列外圈滚道6相对的位置配置为双列。滚珠4在双列外圈滚道6与双列内圈滚道7之间以在各列分别为多个的方式在圆周方向上分离配置。并由各列的倾斜型保持器5以滚动自如的方式保持。在该状态下，对配置为双列的滚珠4赋予背面组合型(DB型)的接触角α。
在向车辆组装的组装状态下，外圈2内嵌固定于构成未图示的悬架装置的转向节。另一方面，一对内圈3外嵌固定于具有用于支承车轮的轮毂凸缘的未图示的轮毂圈。因此，在本例的轮毂单元轴承1中，外圈2成为在使用时也不旋转的静止轮，一对内圈3成为在使用时旋转的旋转轮。
存在于外圈2的内周面与一对内圈3的外周面之间的内部空间8的轴向两端开口分别由组合密封圈9封堵。并且，在这些组合密封圈9的作用下，防止封入内部空间8中的作为润滑剂的润滑脂经由内部空间8的轴向两端开口泄漏到外部空间，并防止存在于外部空间的泥水等异物经由内部空间8的轴向两端开口侵入内部空间8。
倾斜型保持器5通过合成树脂的注射成型将整体一体地形成为圆锥筒状。特别是，本例的倾斜型保持器5具有被称为冠形的构造。即，倾斜型保持器5包括圆环状的小径周缘部10和从小径周缘部10的在圆周方向上呈等间隔的多个部位向随着趋向轴向一侧而朝向径向外侧的方向倾斜延伸的柱部11，将柱部11的轴向一侧端部设为自由端。并且，将由小径周缘部10和在圆周方向上相邻的一对柱部11包围三方的部分，设为用于以滚动自如的方式保持滚珠4的兜孔12。
需要说明的是，两个倾斜型保持器5在轴向上相互反向组装。关于倾斜型保持器5，轴向一侧对于图1的右侧列的倾斜型保持器5来说是右侧，对于图1的左侧列的倾斜型保持器5来说是左侧。另外，关于倾斜型保持器5，轴向另一侧对于图1的右侧列的倾斜型保持器5来说是左侧，对于图1的左侧列的倾斜型保持器5来说是右侧。
小径周缘部10在内周部的圆周方向多个部位具有与周围的部分相比向径向内方突出的卡定突起24。并且，使卡定突起24与在内圈3的小径侧部的外周面的全周范围内具有的卡定槽25卡合。由此，在轮毂单元轴承1组装好的状态下，防止内圈3沿轴向从外圈2的内径侧脱落。需要说明的是，在实施本实用新型的情况下，也可以省略卡定突起24及卡定槽25。
另外，本例的倾斜型保持器5如图5的假想线(双点划线)所示，通过使用固定模13和能够相对于固定模13轴向移动的移动模14的基于轴向拉动的注射成型制造。兜孔12的内表面的径向外侧部由固定模13成形，径向内侧部由移动模14成形。因此，在兜孔12的内表面的径向外侧部与径向内侧部的边界存在在注射成型时位于固定模13与移动模14的对接部的分模线15。分模线15从小径周缘部10的径向外端缘28到柱部11的轴向一侧端缘的径向内端缘29沿着兜孔12的内表面沿轴向延伸，向随着趋向轴向一侧而朝向径向外侧的方向稍微倾斜。需要说明的是，在注射成型后使移动模14相对于图5示出的倾斜型保持器5移动至右侧后，以顶出销(未图示)将作为成形品的倾斜型保持器5向右侧推出，将倾斜型保持器5从固定模13取下。
兜孔12的内表面的径向内侧部(与分模线15相比位于径向内侧的部分)由小径周缘部10的轴向一侧面和柱部11的圆周方向侧面的径向内侧部构成。这样的兜孔12的内表面的径向内侧部由构成轴向另一侧部的内侧引导面16和构成轴向一侧部的内侧退避面17构成。
在本例中，内侧引导面16与内侧退避面17的边界线18相比于接触角线γ(参照图1)位于轴向另一侧，其中，该接触角线γ为连结外圈滚道6与滚珠4的接触部的中心位置Co和内圈滚道7与滚珠4的接触部的中心位置Ci的直线(通过滚珠4的中心并沿接触角α的方向伸长的直线)。因此，内侧引导面16其整体与接触角线γ相比位于轴向另一侧。内侧引导面16为沿着滚珠4的滚动面弯曲且其曲率半径比滚珠4的曲率半径稍大的凹曲面。需要说明的是，凹曲面并非曲率半径整体上恒定的凹曲面(凹球面)。即，本例的内侧引导面16分割为位于圆周方向中间部的底部30和位于圆周方向两侧部的一对侧部31这三部分，底部30与侧部31经由边界线32相连。并且，如图7所示，底部30的曲率半径大于侧部31的曲率半径。另外，侧部31的曲率半径在滚珠4的自转轴β的方向上随着远离底部30而减小。在此，滚珠4的自转轴β是通过滚珠4的中心并与接触角线γ正交的轴。需要说明的是，在实施本实用新型的情况下，底部30与侧部31的边界线32也可以配置在与图示的位置不同的位置。另外，在实施本实用新型的情况下，内侧引导面也可以设为曲率半径整体上恒定的凹曲面(凹球面)。
内侧退避面17为以与倾斜型保持器5的中心轴平行的中心轴为中心的圆筒状的凹面。这样的内侧退避面17与内侧引导面16的边界线18是存在于与倾斜型保持器5的中心轴正交的假想平面内的圆弧曲线。
另一方面，兜孔12的内表面的径向外侧部(与分模线15相比位于径向外侧的部分)由柱部11的圆周方向侧面的径向外侧部构成。这样的兜孔12的内表面的径向外侧部由构成轴向一侧部的外侧引导面19和构成轴向另一侧部的外侧退避面20构成。
外侧引导面19与外侧退避面20的边界线21相比于接触角线γ位于轴向一侧。因此，外侧引导面19的整体与接触角线γ相比位于轴向一侧。即，外侧引导面19与内侧引导面16相比位于轴向一侧且位于径向外侧，并且与内侧引导面16与分隔。外侧引导面19为沿着滚珠4的滚动面弯曲且其曲率半径比滚珠4的曲率半径稍大的凹曲面。另外，凹曲面是曲率半径整体上恒定的凹曲面(凹球面)。在本例中，外侧引导面19的曲率半径如图7的下所示，小于内侧引导面16的底部30的曲率半径(内侧引导面16的曲率半径的最大值)。此外，在本例中，外侧引导面19的曲率半径小于内侧引导面16的侧部31的曲率半径的最小值(内侧引导面16的曲率半径的最小值)。需要说明的是，在实施本实用新型的情况下，外侧引导面的曲率半径也可以设为内侧引导面的曲率半径的最大值以下且为最小值以上的大小。
外侧退避面20是以与倾斜型保持器5的中心轴平行的中心轴为中心的圆筒状的凹面。这样的外侧退避面20与外侧引导面19的边界线21是位于与倾斜型保持器5的中心轴正交的假想平面内的圆弧曲线。
另外，内侧引导面16与外侧退避面20借助朝向径向外侧的层差面22连接。内侧引导面16与层差面22连接的连接部构成分模线15的一部分(在图5及图7中为与点P相比位于左侧的部分)。另外，外侧引导面19与内侧退避面17借助朝向径向内侧的层差面23连接。外侧引导面19与层差面23连接的连接部构成分模线15的一部分(在图5及图7中为与点Q相比位于右侧的部分)。另外，内侧退避面17与外侧退避面20借助位于内侧引导面16与外侧引导面19最接近的部分彼此之间的连接部27相连。连接部27构成分模线15的一部分(在图5及图7中为位于点P与点Q之间的部分)。
在上述兜孔12的内表面中，除了内侧引导面16及外侧引导面19以外的其余部分即内侧退避面17、外侧退避面20及层差面22、23，与内侧引导面16及外侧引导面19相比位于从滚珠4的滚动面退避的位置。即，作为存在于兜孔12的内表面与滚珠4的滚动面之间的间隙的兜孔间隙，在与内侧退避面17及外侧退避面20对应的部位，比与内侧引导面16及外侧引导面19对应的部位大。另外，内侧引导面16与外侧引导面19通过内侧退避面17及外侧退避面20而分隔，与内侧退避面17及外侧退避面20对应的部位的很大的兜孔间隙始终存在。
具有以上构成的本例的轮毂单元轴承1在运转时，滚珠4在外圈滚道6与内圈滚道7之间一边以自转轴β为中心旋转(自转)，一边以轮毂单元轴承1的中心轴为中心旋转(公转)。另外，在本例的轮毂单元轴承1中，即使在为了在组装时防止滚珠4从兜孔12脱落及在运转时防止倾斜型保持器5的姿态变得不稳定而使兜孔12的内径(构成兜孔12的内表面的内侧引导面16的侧部31及外侧引导面19的内径)以接近滚珠4的外径的方式减小的情况下，也能够在运转时使附着于滚珠4的滚动面的润滑脂在外圈滚道6与内圈滚道7之间高效地回流。
即，在本例中，即使在使兜孔12的内径以接近滚珠4的外径的方式减小的情况下，也能够在构成兜孔12的内表面的内侧退避面17及外侧退避面20与滚珠4的滚动面之间始终存在较大的间隙。另外，内侧退避面17与外侧退避面20借助连接部27相连。
因此，在本例中，在轮毂单元轴承1运转时，例如在外圈滚道6中附着于滚珠4的滚动面的润滑脂如图7的上部中的短箭头所示，容易地经由存在于外侧退避面20与滚珠4的滚动面之间的间隙进入兜孔12的内侧。然后，润滑脂中的由内侧引导面16及外侧引导面19的边缘(层差面22、边界线21)刮落的润滑脂汇集在内侧引导面16与外侧引导面19最接近的部分彼此之间(内侧退避面17与外侧退避面20连接的连接部27)后，容易地从其间(连接部27)通过。然后，润滑脂沿着接触角α的方向流动以向兜孔12的外侧排出，到达内圈滚道7。另外，对于在内圈滚道7中附着于滚珠4的润滑脂，也与上述情况同样地，容易地从兜孔12的内侧通过，到达外圈滚道6。因此，在本例的构造中，即使在使兜孔12的内径以接近滚珠4的外径的方式减小的情况下，也能够在运转时使附着于滚珠4的滚动面的润滑脂在外圈滚道6与内圈滚道7之间高效地回流。因此，相应地能够延长轮毂单元轴承1的寿命。
另外，在本例中，能够在轮毂单元轴承1的组装时将滚珠4向兜孔12内***时有效防止兜孔12的底部损伤。即，在将滚珠4向兜孔12内***时，使在圆周方向上相邻的一对柱部11的前端部(外侧引导面19)彼此的间隔弹性扩大，并经由前端部彼此之间的部分将滚珠4压入兜孔12内，但此时倾斜型保持器5产生的变形存在向兜孔12的底部所在的圆周方向部位集中的倾向。关于这一点，在本例中，将构成兜孔12的内表面的内侧引导面16的曲率半径在与兜孔12的底部相当的底部30设为最大，在侧部31随着远离底部30而减小。因此，在将滚珠4向兜孔12内***时，能够缓和底部30产生的应力，有效防止底部30损伤。
另外，在本例中，使兜孔12的内表面中的外侧引导面19的曲率半径小于内侧引导面16的曲率半径的最大值(及最小值)(参照图7)。因此，能够通过一对外侧引导面19牢牢地保持***到兜孔12内的滚珠4。其结果，在轮毂单元轴承1组装时，滚珠4不易从兜孔12脱落，相应地能够高效地进行轮毂单元轴承1的组装作业。
使用图8～图10说明本实用新型实施例的第2例。
在本例的轮毂单元轴承1a中，倾斜型保持器5a在轴向一侧端部还具有大径周缘部26。大径周缘部26构成为直径大于小径周缘部10的圆环状且与小径周缘部10同轴配置，并且，与多个柱部11a各自的轴向一侧端部连接。并且，小将由径周缘部10、大径周缘部26和在圆周方向上相邻的一对柱部11a包围四方的部分，设为用于以滚动自如的方式保持滚珠4的兜孔12a。本例的倾斜型保持器5a也通过基于轴向拉动的注射成型制造包含大径周缘部26的整体。
另外，在本例中，兜孔12a的内表面的径向外侧部(与分模线15相比位于径向外侧的部分)由大径周缘部26的轴向另一侧面和柱部11a的圆周方向侧面的径向外侧部构成。并且，将这样的兜孔12a的内表面的径向外侧部的轴向一侧部设为包含大径周缘部26的轴向另一侧面的外侧引导面19a。
外侧引导面19a是沿着滚珠4的滚动面弯曲且其曲率半径比滚珠4的曲率半径稍大的凹曲面。需要说明的是，凹曲面并非曲率半径整体上恒定的凹曲面(凹球面)。即，本例的外侧引导面19a以与内侧引导面16同样的方式分割为三部分。具体来说，外侧引导面19a分割为位于圆周方向中间部的底部33和位于圆周方向两侧部的一对侧部34三部分，底部33与侧部34借助边界线35相连。并且，如图10所示，底部33的曲率半径大于侧部34的曲率半径。另外，侧部34的曲率半径在滚珠4的自转轴β的方向上随着远离底部33而减小。需要说明的是，在实施本实用新型的情况下，底部33与侧部34的边界线35也可以配置在与图示的位置不同的位置。另外，在实施本实用新型的情况下，外侧引导面也可以设为曲率半径整体上恒定的凹曲面(凹球面)。
在具有以上构成的本例的轮毂单元轴承1a中，使内侧引导面16及外侧引导面19a各自的曲率半径在底部30、33最大，在侧部31、34随着远离底部30、33而减小。因此，在将滚珠4向兜孔12a内***时，具体来说，在使兜孔12a的外径侧(或内径侧)的开口部的宽度弹性扩大并经由开口部将滚珠4向兜孔12a内压入时，能够缓和内侧引导面16及外侧引导面19a各自的底部30、33产生的应力，有效防止底部30、33损伤。
其他构成及作用效果与本实用新型实施例的第1例的情况相同。
需要说明的是，本实用新型的角接触球轴承不限于第1代轮毂单元轴承，例如，也可以应用于第2代轮毂单元轴承、第3代轮毂单元轴承等其他代的轮毂单元轴承。另外，本实用新型的角接触球轴承不限于轮毂单元轴承，而能够应用于组装于各种机械装置的单列或双列角接触球轴承。

Claims (5)

1.一种倾斜型保持器，其特征在于，
利用合成树脂一体地构成整体，
该倾斜型保持器包括柱部和圆环状的小径周缘部，其中，所述柱部从所述小径周缘部的圆周方向上呈等间隔的多个部位向随着趋向轴向一侧而朝向径向外侧的方向倾斜延伸，
将由所述小径周缘部和在圆周方向上相邻的一对所述柱部包围的部分，设为用于以滚动自如的方式保持滚珠的兜孔，
所述兜孔的内表面包含所述小径周缘部的轴向一侧面，具有作为构成径向内侧部的轴向另一侧部的凹曲面的内侧引导面和作为构成径向外侧部的轴向一侧部的凹曲面的外侧引导面，并且，除了所述内侧引导面及所述外侧引导面以外的部分，是与所述内侧引导面及所述外侧引导面相比位于从所述滚珠的滚动面退避的位置的退避面，所述内侧引导面与所述外侧引导面由所述退避面分隔。
2.根据权利要求1所述的倾斜型保持器，其特征在于，
所述柱部的轴向一侧端部是自由端，使所述内侧引导面的曲率半径在圆周方向中间部最大，在圆周方向两侧部随着远离圆周方向中间部而减小，
使所述外侧引导面的曲率半径小于所述内侧引导面的圆周方向中间部的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的倾斜型保持器，其特征在于，
还具有大径周缘部，该大径周缘部构成为直径比所述小径周缘部的圆环状且与所述小径周缘部同轴配置，并与所述柱部的轴向一侧端部连接，
将由所述小径周缘部、所述大径周缘部及在圆周方向上相邻的一对所述柱部包围的部分设为所述兜孔，
所述外侧引导面是包含所述大径周缘部的轴向另一侧面的凹曲面，
使所述内侧引导面及所述外侧引导面各自的曲率半径在圆周方向中间部最大，在圆周方向两侧部随着远离圆周方向中间部而减小。
4.一种角接触球轴承，其特征在于，
具有权利要求1～3中任一项所述的倾斜型保持器，
并包括：
外圈构件，其在角接触球轴承内周面具有角接触型的外圈滚道；内圈构件，其在外周面具有角接触型的内圈滚道；多个滚珠，其配置在所述外圈滚道与所述内圈滚道之间；以及用于保持所述多个滚珠的保持器。
5.根据权利要求4所述的角接触球轴承，其特征在于，
作为将汽车的车轮以旋转自如的方式支承于悬架装置的轮毂单元轴承使用。
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