圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器.pdf

本发明是关于一种圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器，该圆锥滚子轴承用保持器(40)由沿轴方向离开的彼此平行的小径侧环形体(42)及大径侧环形体(44)、连接小径侧环形体(42)和大径侧环形体(44)的多数个柱(46)构成，并利用合成树脂的注入成形而制作，且在柱(46)的侧面的保持器外径侧，设置有沿柱(46)的长边方向延伸的低凹部(46a)。

1、  一种圆锥滚子轴承用保持器，为利用合成树脂的注入成形而制作的圆锥滚子轴承的保持器，其特征在于：由沿轴方向离开的彼此平行的小径侧环形体及大径侧环形体、连接小径侧环形体和大径侧环形体的多数个柱构成，且在柱的侧面的保持器外径侧，设置有沿柱的长边方向延伸的低凹部。

2、  根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承用保持器，其特征在于其中所述的低凹部在前述柱的全长上设置。

3、  根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承用保持器，其特征在于从保持器外径侧所观察的前述低凹部的形状，形成从小径侧向大径侧逐渐变窄的三角形状。

4、  根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承用保持器，其特征在于在前述柱的小径侧的内周面及大径侧的外周面，形成缺口部。

5、  一种圆锥滚子轴承，其特征在于：具有内圈、外圈、多数个圆锥滚子、保持器；前述保持器利用合成树脂的注入成形而制作，并由沿轴方向离开的彼此平行的小径侧环形体及大径侧环形体、连接小径侧环形体和大径侧环形体的多数个柱构成，且在柱的侧面的保持器外径侧，设置有沿柱的长边方向延伸的低凹部。

6、  根据权利要求5所述的圆锥滚子轴承，其特征在于其中所述的低凹部在前述柱的全长上设置。

7、  根据权利要求5所述的圆锥滚子轴承，其特征在于使从保持器外径侧所观察的前述凹部的形状，形成从小径侧向大径侧逐渐变窄的三角形状。

8、  根据权利要求5所述的圆锥滚子轴承，其特征在于在前述柱的小径侧的内周面及大径侧的外周面，形成缺口部。

圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器
技术领域
本发明涉及一种主要用于各种产业机械和铁道车辆的圆锥滚子轴承，特别是涉及一种圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器。
背景技术
圆锥滚子轴承是一种使用圆锥滚子作为滚动体的滚动轴承，请参阅图4A及图4B所示，以内圈1、外圈2、多数个圆锥滚子3、保持器4作为主要构成要素形成。内圈1在外周面具有圆锥状的轨道1a，且在该轨道1a的小径侧具有小挡边1b，在大径侧具有大挡边1c。外圈2在内周面具有圆锥状的轨道2a。圆锥滚子3转动自如地介入于内圈1的轨道1a和外圈2的轨道2a之间。保持器4将多数个圆锥滚子3沿圆周方向以一定间隔进行保持。
保持器4如图5所示，由小径侧环形体5、大径侧环形体6、将两环形体5，6进行连接的柱7构成。图5所示为利用压力加工所制造的冲压保持器，是将例如SPB2等冷轧钢板或轴承用冷轧带钢等加压而成形。即，将多孔圆板形的钢板加压成形为圆锥台形之后，将各低凹部8依次加压取出，结果形成柱7。
在日本专利早期公开的特开平8-247152号公报中，记述了一种圆锥滚子轴承用的合成树脂制保持器。而且，为了在使圆锥滚子越过内圈的小挡边装入时能够无损伤地装入，提出了一种将柱的小径侧滚子引导面的一部分沿圆周方向进行扩展而成形的技术。除了内圈组件(assembly)的组装简易化以外，也可在沿其圆周方向扩展的部分上保持润滑脂(grease)。但是，由于可保持的润滑脂的量非常小，所以对润滑几乎起不到什么帮助作用。
由图4A可知，圆锥滚子轴承因为内·外圈1，2的轨道1a，2a形成锥形，所以当使用润滑脂润滑时，从外圈2的轨道2a的小径侧向大径侧产生润滑脂的流动(抽吸作用)，润滑脂在还没有充分起到润滑作用时就被排出到静止空间。而且，因为润滑脂被封入较外圈2的内径和保持器4的外径间大的、保持器4的内径和内圈1的大挡边1c外径间，所以存在润滑脂在保持器4的外径侧难以保持的问题。
由此可见，上述现有的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器，能够改进一般现有的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器存在的缺陷，而提供一种新型结构的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器，所要解决的技术问题是使其能够使润滑脂在轴承内部长期保持，并发挥稳定的润滑性能，从而更加适于实用。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：
本发明的一实施形态的圆锥滚子轴承用保持器，利用合成树脂的注入成形而制作，并由沿轴方向离开的彼此平行的小径侧环形体及大径侧环形体、连接小径侧环形体和大径侧环形体的多数个柱构成，且在柱的侧面的保持器外径侧，设置有沿柱的长边方向延伸的低凹部。该低凹部起到了随着旋转，刮取外圈轨道附近的润滑脂，并使其在保持器内径侧回流的作用。另外，该低凹部可形成润滑脂的积存，长期发挥稳定的润滑性能。
前述低凹部可在前述柱的全长上设置。藉由使低凹部在柱的全长上设置，可增大低凹部的容积，积存更多的润滑脂。而且，由于低凹部的末端位于滚子大端面附近，所以可将润滑脂引导到滚子大端面和内圈大挡边之间。
可使从保持器外径侧所观察的前述低凹部的形状，形成从小径侧向大径侧逐渐变窄的三角形状。藉由采用这种形状，可使在旋转中所刮取的润滑脂向大径侧旋转体的方向移动，有助于滚子大端面地润滑。
也可在前述柱的小径侧的内周面及大径侧的外周面，形成缺口部。藉由采用这种构成，能够防止柱的急剧的壁厚变化，使注入成形时的树脂冷却速度相同，确保稳定的品质。而且，位于柱的外周面的缺口部可阻留因抽吸作用而流出到滚子大端面侧的润滑脂。而且，柱的内·外周面的缺口部可使柱的倾斜角缓和，抑制润滑脂的流出。这样，可在柱的内·外周面从整体上对润滑脂的通过流出施加阻力，使润滑脂长期积留于轴承内部，发挥稳定的润滑性能。
本发明的另一实施形态的圆锥滚子轴承，具有内圈、外圈、多数个圆锥滚子、保持器；前述保持器利用合成树脂的注入成形而制作，并由沿轴方向离开的彼此平行的小径侧环形体及大径侧环形体、连接小径侧环形体和大径侧环形体的多数个柱构成，且在柱的侧面的保持器外径侧，设置有沿柱的长边方向延伸的低凹部。
前述低凹部可在前述柱的全长上设置。
可使从保持器外径侧所观察的前述凹部的形状，形成从小径侧向大径侧逐渐变窄的三角形状。
也可在前述柱的小径侧的内周面及大径侧的外周面，形成缺口部。
经由上述可知，本发明是关于一种圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器，该圆锥滚子轴承用保持器(40)由沿轴方向离开的彼此平行的小径侧环形体(42)及大径侧环形体(44)、连接小径侧环形体(42)和大径侧环形体(44)的多数个柱(46)构成，并利用合成树脂的注入成形而制作，且在柱(46)的侧面的保持器外径侧，设置有沿柱(46)的长边方向延伸的低凹部(46a)。
借由上述技术方案，本发明圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器至少具有下列优点：
本发明的圆锥滚子轴承用保持器及利用该保持器的圆锥滚子轴承，能够对润滑脂的通过流出施加阻力，使润滑脂长期积留于轴承内部，发挥稳定的润滑性能。而且，藉由使低凹部在柱的全长上设置，或使低凹部形成为三角形状，可使在旋转中所刮取的润滑脂向大径侧移动，有助于滚子大端面的润滑。
综上所述，本发明特殊结构的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器，能够使润滑脂在轴承内部长期保持，并发挥稳定的润滑性能。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品、设备或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举多个较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1A为表示本发明的实施形态的保持器的展开平面图。
图1B为圆锥滚子轴承的要部断面图。
图2A为沿保持器的柱中心的断面图。
图2B为保持器的柱的侧面图。
图3为表示变形例的保持器的展开平面图。
图4A为圆锥滚子轴承的断面图。
图4B为圆锥滚子的正面图。
图5为图4A的圆锥滚子轴承中的保持器的斜视图。
1：内环             1a：轨道
1b：小挡边          1c：大挡边
2：外环             2a：轨道
3：圆锥滚子         3a：大端面
3b：缺口部          4：保持器
5：小径侧环形体     6：大径侧环形体
7：柱               8：低凹部
40：保持器          42：环形体
43a、43b：缺口部    44：环形体
45：缺口部          46：柱
46a：低凹部         47a、47b：缺口部
48：低凹部          49：滚子引导面
50：缺口部
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的圆锥滚子轴承及圆锥滚子轴承用保持器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
下面，依据所附图示对本发明的实施形态进行说明。这里，图1A为将圆锥滚子轴承的保持器展开的平面图，图1B为图1A的柱的横断面图。而且，图2A为图1A的柱的纵断面图，图2B为图1A的柱的侧面图。另外，除了保持器以外，圆锥滚子轴承的基本构成与既述的图4A的情况没有什么不同，所以在以下的说明中，关于保持器以外的圆锥滚子轴承的构成，请参阅图4A所示。
保持器40为合成树脂制，如图1A及1B所示，由沿轴方向离开的彼此平行的一对环形体42，44、将环形体42，44彼此连接的多数个柱46构成，并利用注入成形而使各部分成形为一体。藉由利用一对环形体42、44区隔轴方向，并利用柱46区隔圆周方向，可在圆周方向上形成多数个低凹部48。低凹部48在圆锥滚子3在外圈1和内圈2之间进行滚动时，使圆锥滚子3保持等距。
保持器40为圆锥台形，且一对环形体被分为小径侧的环形体42和大径侧的环形体44。在环形体42，44的内侧面，形成有除去了壁部的缺口部43a、45。而且，在小径侧环形体42的外侧面，形成有缺口部43b。对外侧面的缺口部43b，内侧面的缺口部43a、45沿圆周方向错开并交错配置。内侧面的缺口部43a、45向低凹部48开口。因此，藉由在这些缺口部43a、45中封入润滑脂，可使该润滑脂沿圆锥滚子3的端面被缓缓供给，有助于在内圈1的大挡边1c的摩擦接触部的润滑。特别是由图4B可知，因为圆锥滚子3的大端面3a的除了缺口部3b以外的区域，与内圈1的大挡边部1c摩擦接触(滑动接触)，所以能够向该部分供给润滑脂而达成良好的润滑。
在柱46的侧面设置有低凹部46a。换言之，柱46的侧面由滚子引导面49和低凹部46a构成。滚子引导面49位于柱46的侧面的保持器内径侧，而低凹部46a位于柱46的侧面的保持器外径侧。而且，如图1A所示，低凹部46a在从保持器40的外径侧进行观察时，呈从小径侧环形体42侧向大径侧环形体44侧逐渐变窄的三角形状。低凹部46a沿柱46的长边方向伸展，这里是在柱46的几乎全长上延展。严格地说，低凹部46a如图1B所示，由底面和侧面形成，图1A所呈现的三角形状的部分为低凹部46a的底面。
如图2A所示，在柱46的内周面及外周面上分别设置有缺口部47a、47b。在图2A的实施形态中，内周面的缺口部47a占柱46全长的一半以上，而外周面的缺口部47b在柱46的几乎整个全长上延展。藉由设置缺口部47a、47b，可使柱46的中央部的倾斜角变得缓和，与轴线大致平行。缺口部47a也可作为向圆锥滚子3的滚动面供给润滑脂的润滑脂积存部发挥作用。
然而，圆锥滚子轴承用树脂保持器通常利用注入成形制造，所以在模的构造上，滚子滚动面和保持器柱的接触为滚子小径侧。在图2B中，以虚线表示滚子滚动面和保持器柱的接触部。因此，保持器所产生的应力集中于小径侧，特别是低凹部的角部R部。习知的树脂保持器的低凹部角部R小，所以产生应力集中。图3所示为圆锥滚子轴承用树脂保持器的低凹部形状。如图所示，为了使低凹部的角部R部所产生的应力缓和且不使柱强度下降，可沿柱46的长边方向伸展缺口部50并增大低凹部的角部R。而且，为了防止因沿柱46的长边方向取出低凹部的角部R而使保持器40的强度下降，所以可将环形体42、44沿轴方向加厚。在图3中，以双点划线表示习知的圆锥滚子轴承用树脂保持器中的环形体末端。
实施一种基于假想为铁道车辆车轴轴承的实际设备的下落冲击模式的FEM解析，并确认当变更低凹部的角部R时，低凹部的角部R所产生的应力降低的情况(参照表1)。因此，藉由增大低凹部的角部R，可缓和应力集中，减小在低凹部的角部R部所产生的应力。而且，处于柱46的侧面的保持器外径侧的低凹部46a，在连接柱46和大径侧环形体44的边界附近不引导滚子，而由处于柱46侧面的保持器内径侧的滚子引导面49引导滚子。因此，藉由增大柱46的保持器外径侧的角部R的尺寸，可缓和应力集中。结果，因为轴承负载容量提高，所以即使装入倒角小的滚子，也不用担心保持器强度的下降。
[表1]

另外，本发明的圆锥轴承用保持器并不限定于上述实施形态，只要不脱离本发明的要旨当然可加以各种各样的变更。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。