轴承装置的制作方法

1.本发明涉及在轴与壳体之间组装有支承径向载荷的滚动轴承的轴承装置。


背景技术：

2.通常，汽车的变速器的轴被嵌入壳体的滚动轴承支承。该滚动轴承具有与轴的外周嵌合的内圈、在内圈的径向外侧同轴配置的外圈以及组装于内圈与外圈之间的多个滚动体。
3.此处，在支承变速器的轴的滚动轴承中，为了使滚动轴承相对于壳体的组装作业变容易，通常，将外圈间隙配合于壳体。即，以外圈的外周的圆筒状的嵌合面的外径尺寸始终小于壳体的内周的圆筒状的嵌合面的内径尺寸的方式来设定尺寸公差。
4.另一方面，在将外圈间隙配合于壳体的情况下，若在从轴对内圈施加了径向载荷的状态下使轴旋转，则往往产生外圈相对于壳体逐渐旋转的现象(蠕动现象)。
5.作为该蠕动现象的机理之一，公知有以下的内容。即，若从轴对内圈施加径向载荷，则该径向载荷经由滚动体而向外圈传递，从而外圈呈波形变形。若内圈在该状态下旋转，则滚动体一边滚动一边沿周向移动，因此，外圈的波形的变形也沿周向移动，从而该外圈的变形形成行波。而且，因该行波，会在外圈的外周的嵌合面与壳体的内周的嵌合面之间产生微小的滑动，该微小的滑动累积，由此产生蠕动现象。
6.同样，在将轴间隙配合于内圈的情况下，也往往在内圈与轴之间产生蠕动现象。
7.为了抑制该蠕动现象，本技术的发明人已经提出了专利文献1的图1所示的轴承装置。该轴承装置具有轴、包围轴的外周的壳体以及在轴与壳体之间支承径向载荷的滚动轴承。滚动轴承的外圈与壳体间隙配合。而且，为了抑制在该外圈与壳体之间产生蠕动现象，而在外圈的外周的1个部位形成使外圈的外周的圆筒状的嵌合面在周向断开的退让面。
8.该轴承装置在外圈的外周形成有使圆筒状的嵌合面在周向断开的退让面，因此通过该退让面，能够切断外圈的波形的变形作为行波传递至壳体，从而能够抑制蠕动现象。
9.例如，在通过滚动轴承支承水平配置的轴，且轴在铅垂向下的径向载荷从轴施加于内圈的状态下旋转时，壳体与外圈的圆筒状的嵌合面中的、和轴的铅垂下侧的不足180
°
的规定的中心角对应的范围成为载荷施加区域。
10.而且，在以外圈的外周的退让面位于该载荷施加区域的方式组装了滚动轴承时，在载荷施加区域使外圈的外周与壳体的内周成为非接触，因此能够切断外圈的波形的变形作为行波传递至壳体，从而抑制蠕动现象。另一方面，在以外圈的外周的退让面位于离开载荷施加区域的区域(例如，壳体与外圈的圆筒状的嵌合面中的轴的铅垂上侧的范围)的方式组装了滚动轴承时，在组装之后不久，外圈的外周与壳体的内周在轴的铅垂下侧的载荷施加区域接触，从而外圈的波形的变形作为行波传递至壳体，由此虽暂时产生蠕动现象，但外圈因该蠕动现象而逐渐旋转，从而在外圈的外周的退让面到达了载荷施加区域之后，外圈的外周与壳体的内周在载荷施加区域成为非接触，因此能够切断外圈的波形的变形作为行波传递至壳体，从而外圈不会进一步旋转，进而蠕动现象消退。
11.专利文献1：日本特开2020-45987号公报
12.本技术的发明人虽认为在如专利文献1的图1那样在滚动轴承的外圈的外周仅设置一处退让面的情况下，如上述那样，不论将滚动轴承组装为外圈的外周的退让面位于载荷施加区域，还是组装为外圈的外周的退让面位于离开载荷施加区域的区域，均与其组装的朝向无关地，能够抑制蠕动现象，但知晓了实际上存在无法抑制蠕动现象的状况。而且，在对其原因进行了调查研究后，明确了在滚动轴承的载荷施加区域变动的情况下，无法抑制蠕动现象。
13.即，施加于滚动轴承的径向载荷的方向不恒定，存在始终变动的情况。典型而言，存在施加于滚动轴承的载荷是旋转载荷的情况(施加于滚动轴承的径向载荷的方向旋转的情况)。在这种情况下，滚动轴承的载荷施加区域始终移动，因此若如专利文献1的图1那样，使用在外圈的外周仅设置一处退让面的滚动轴承，则伴随着载荷施加区域的移动，在载荷施加区域重叠于退让面的位置时，能够切断外圈的波形的变形作为行波而传递至壳体，但载荷施加区域离开退让面的位置的期间，外圈的波形的变形作为行波而传递至壳体，从而产生蠕动现象。而且，即使外圈的外周的退让面因该蠕动现象而移动至任意的位置，载荷施加区域也始终移动，因此作为其结果，蠕动现象没有消退。换句话说，在如旋转载荷被施加于滚动轴承的情况那样，滚动轴承的载荷施加区域始终移动的情况下，如专利文献1的图1那样，可知若在滚动轴承的外圈的外周设置了一处退让面，则无法抑制蠕动现象。


技术实现要素：

14.本发明所要解决的课题在于，提供即便在施加于滚动轴承的径向载荷的方向变动的情况下也能够有效地抑制蠕动现象的轴承装置。
15.为了解决上述课题，在本发明中，提供以下结构的轴承装置。
16.一种轴承装置，其具备：
17.轴；
18.壳体，该壳体包围上述轴的外周；以及
19.滚动轴承，该滚动轴承在上述轴与上述壳体之间支承径向载荷，
20.上述滚动轴承具有套圈，上述套圈与上述轴和上述壳体中的任一方亦即对象部件间隙配合，
21.上述套圈和上述对象部件具有相互嵌合的圆筒状的嵌合面，
22.上述轴承装置的特征在于，
23.在上述套圈和上述对象部件中的一方的部件沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面，该退让面以使该部件所具有的上述嵌合面在周向断开的方式遍及该嵌合面的轴向整个宽度延伸。
24.据此，在套圈和供该套圈间隙配合的对象部件中的一方的部件沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面，因此即便在如旋转载荷被施加于滚动轴承的情况那样，施加于滚动轴承的径向载荷的方向变动的情况下，套圈的波形的变形也难以作为行波向对象部件传递，从而能够有效地抑制蠕动现象。
25.上述退让面能够形成于上述套圈。即，能够在上述套圈沿周向隔开间隔形成两个以上的退让面，该退让面以使上述套圈所具有的上述嵌合面在周向断开的方式遍及该嵌合
面的轴向整个宽度延伸。
26.另外，能够采用上述对象部件是上述壳体，上述套圈是外圈的结构。即，能够采用如下结构：上述滚动轴承具有与上述壳体间隙配合的外圈，上述外圈和上述壳体具有相互嵌合的圆筒状的嵌合面，在上述外圈沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面，该退让面以使外圈所具有的上述嵌合面在周向断开的方式遍及该嵌合面的轴向整个宽度延伸。
27.上述退让面优选在上述外圈的外周沿周向等间隔地以3个以上6个以下的范围设置。
28.若在上述外圈的外周沿周向等间隔地设置3个以上的上述退让面，则即便在施加于滚动轴承的径向载荷的方向变动，从而载荷施加区域始终移动的情况下，也能够始终保持某一个退让面在该载荷施加区域的状态，从而能够有效地抑制蠕动现象。此外，通过使在上述外圈的外周沿周向等间隔地设置的退让面成为6个以下，能够确保每一个退让面的周向长度，因此能够有效地切断外圈的波形的变形作为行波传递至壳体。
29.上述退让面也能够采用平面状的形状、凹圆弧状的形状，但优选采用形成为通过比上述外圈所具有的上述嵌合面的径向位置靠径向内侧的位置的凸圆弧状的曲面。
30.据此，与采用平面状的形状或者采用凹圆弧状的形状来作为形成于外圈的外周的退让面的情况相比，能够抑制因形成退让面而导致的外圈的径向的壁厚的减少，从而能够抑制施加了径向载荷时的外圈的挠曲。
31.优选采用退让面的周向的两端与上述外圈所具有的上述嵌合面平滑地连接的结构。
32.据此，由于外圈的退让面与嵌合面平滑地连接，所以能够防止外圈的退让面与嵌合面的连接部攻击壳体的嵌合面由此产生过大的表面压力。
33.优选上述退让面形成为即便在对上述滚动轴承施加了最大径向载荷的情况下，上述退让面与上述壳体所具有的上述嵌合面也不接触而在两者之间确保有径向间隙。
34.据此，在施加于滚动轴承的径向载荷较大时，也能够可靠地抑制蠕动现象。
35.本发明的轴承装置在套圈和供该套圈间隙配合的对象部件中的一方的部件沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面，因此即便在如旋转载荷被施加于滚动轴承的情况那样，施加于滚动轴承的径向载荷的方向变动的情况下，套圈的波形的变形也难以作为行波传递至壳体，从而能够有效地抑制蠕动现象。
附图说明
36.图1是表示本发明的实施方式所涉及的轴承装置的局部剖视图。
37.图2是沿着图1的ii-ii线的剖视图。
38.图3是表示从图1所示的轴承装置取出的外圈的局部剖视图。
39.图4是图3的退让面的附近的放大图。
40.图5是表示对图1所示的滚动轴承施加了铅垂向上的径向载荷的状态的图。
41.图6是表示施加于滚动轴承的径向载荷的朝向从图5所示的朝向进行了旋转的状态的图。
42.图7是表示本发明的其他实施方式所涉及的轴承装置的剖视图。
具体实施方式
43.图1、图2表示本发明的实施方式所涉及的轴承装置。该轴承装置具有轴1、包围轴1的外周的壳体2、在轴1与壳体2之间支承径向载荷的滚动轴承3。
44.轴1是从未图示的旋转驱动源(汽车的发动机等)输入旋转的旋转轴。另一方面，壳体2是非旋转的固定部件。在壳体2形成有圆筒状的壳体孔4，在该壳体孔4组装有滚动轴承3。
45.滚动轴承3具有：内圈(内侧的套圈)5，其与轴1的外周嵌合；外圈(外侧的套圈)6，其同轴配置在内圈5的径向外侧；多个滚动体7，它们在内圈5与外圈6之间沿周向隔开间隔被组装；以及保持器8，其保持该多个滚动体7的周向间隔。滚动体7为球体。
46.如图2所示，在内圈5的外周形成有供滚动体7滚动接触的内圈滚道槽9、和位于内圈滚道槽9的轴向的两侧的内圈肩部10。在外圈6的内周也形成有供滚动体7滚动接触的外圈滚道槽11、和位于外圈滚道槽11的轴向的两侧的外圈肩部12。内圈滚道槽9与外圈滚道槽11均为截面圆弧状的槽。
47.内圈5与轴1的外周过盈配合。即，内圈5具有形成于内圈5的内周的圆筒状的嵌合面13，轴1具有形成于轴1的外周的圆筒状的嵌合面14，内圈5的嵌合面13与轴1的嵌合面14具有过盈量地嵌合。此处，当在轴1的外周安装内圈5之前的状态下，内圈5的内周的嵌合面13的内径小于轴1的外周的嵌合面14的外径。
48.外圈6与壳体2的壳体孔4间隙配合。即，壳体2具有形成于壳体孔4的内周的圆筒状的嵌合面15，外圈6具有形成于外圈6的外周的圆筒状的嵌合面16，壳体2的嵌合面15与外圈6的嵌合面16具有间隙(环状的微小间隙)地嵌合。此处，当在壳体孔4嵌入外圈6之前的状态下，外圈6的外周的嵌合面16的外径小于壳体孔4的内周的嵌合面15的内径。
49.如图3所示，在外圈6的外周沿周向隔开间隔形成有两个以上的(在图中以120
°
间隔形成3个)退让面17，该退让面17以使嵌合面16在周向断开的方式遍及嵌合面16的轴向整个宽度延伸。退让面17优选在外圈6的外周沿周向等间隔地以3个以上6个以下的范围设置。
50.如图2所示，在外圈6的退让面17与壳体2的嵌合面15之间形成有径向间隙18。径向间隙18呈较薄的月牙状。径向间隙18的径向尺寸从径向间隙18的周向中央朝向周向两端逐渐变小，从而径向间隙18的周向中央的径向尺寸大于设定于外圈6的嵌合面16与壳体2的嵌合面15之间的间隙(环状的微小间隙)的径向尺寸。径向间隙18是在其内部不存在部件的空间。
51.如图4所示，退让面17是形成为通过比外圈6的嵌合面16的径向位置(图的双点划线的位置)靠径向内侧的位置的凸圆弧状的曲面。退让面17的周向的两端与嵌合面16平滑地连接。即，退让面17的周向的两端部分成为具备具有比退让面17的周向的中央部分大的曲率的曲线(例如，圆弧曲线、对数曲线等)的轮廓的形状，以在退让面17与嵌合面16的边界不产生边缘的方式使退让面17的周向的两端部分与嵌合面16平滑地连接。
52.退让面17相对于外圈6的嵌合面16的径向位置(图的双点划线的位置)的径向深度δ形成为如下大小：即便在对滚动轴承3施加了最大径向载荷的情况下，退让面17与壳体2的嵌合面15也不接触而在退让面17与嵌合面15之间确保有径向间隙18(参照图2)。最大径向载荷例如为基本静态径向额定载荷。基本静态径向额定载荷是在滚动体7为球体的情况下在对滚动轴承3施加了静态径向载荷时受到最大载荷的滚动体7与外圈滚道槽11的接触部
的中央处的接触应力成为4.2gpa那样的静态径向载荷。
53.如图3所示，退让面17的周向长度能够以绕外圈6的中心的角度α来规定。与该退让面17的周向长度对应的角度α如图1所示，在将与相邻的滚动体7的配置间隔对应的滚动体7的间距角度设为θ时，优选设定为滚动体7的间距角度θ的0.5倍以上的大小。由此，能够有效地切断外圈6的波形的变形作为行波传递至壳体2。此外，与退让面17的周向长度对应的角度α优选设定为滚动体7的间距角度θ的2.0倍以下(优选为1.0倍以下)。由此，能够抑制被施加了径向载荷时的外圈6的挠曲。
54.该轴承装置在外圈6沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面17，因此即便在如旋转载荷被施加于滚动轴承3的情况那样，施加于滚动轴承3的径向载荷的方向变动的情况下，外圈6的波形的变形也难以作为行波传递至壳体2，从而能够有效地抑制蠕动现象。
55.即，如图5所示，若从轴1对内圈5施加径向载荷f，则在被施加径向载荷f的方向产生载荷施加区域w。在该载荷施加区域w，从轴1施加于内圈5的径向载荷f经由滚动体7(参照图1)传递至外圈6，从而外圈6呈波形变形。而且，如图5以及图6所示，在从轴1施加于内圈5的径向载荷f的方向旋转的情况下，在被施加径向载荷f的方向产生的载荷施加区域w也与径向载荷f的旋转对应地沿周向移动。此处，在该实施方式的轴承装置中，由于在外圈6沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面17，因此即使载荷施加区域w向任何位置移动，也容易成为该载荷施加区域w重叠于退让面17的位置的状态，从而外圈6的波形的变形难以作为行波传递至壳体2。因此，能够有效地抑制蠕动现象。
56.退让面17优选在外圈6的外周沿周向等间隔地设置有3个以上。据此，即便在被施加于滚动轴承3的径向载荷f的方向变动，而使载荷施加区域w始终移动的情况下，也能够始终保持某一个退让面17在该载荷施加区域w的状态，从而能够有效地抑制蠕动现象。也能够将3个以上的退让面17不等间隔配置地设置于外圈6的外周。在这种情况下，无论在哪一个方向上施加径向载荷f，只要以使至少一个退让面17在该径向载荷f的载荷施加区域w的方式配置退让面17即可。
57.此外，在外圈6的外周沿周向等间隔地设置的退让面17优选为6个以下。据此，能够确保每一个退让面17的周向长度，因此能够有效地切断外圈6的波形的变形作为行波传递至壳体2。
58.如图4所示，该轴承装置采用形成为通过比外圈6所具有的嵌合面16的径向位置靠径向内侧的位置的凸圆弧状的曲面，因此与采用平面状的形状或者采用凹圆弧状的形状作为形成于外圈6的外周的退让面17的情况相比，能够抑制因形成退让面17而导致的外圈6的径向的壁厚的减少。因此，能够抑制被施加径向载荷f时的外圈6的挠曲。
59.此外，如图4所示，该轴承装置由于退让面17的周向的两端与嵌合面16平滑地连接，所以能够防止外圈6的退让面17与嵌合面16的连接部攻击壳体2的嵌合面15由此产生过大的表面压力。
60.此外，该轴承装置以即便在对滚动轴承3施加了最大径向载荷的情况下，退让面17与嵌合面15也不接触而在两者之间确保有径向间隙18的方式形成退让面17，因此即便在施加于滚动轴承3的径向载荷f较大时，也能够可靠地抑制蠕动现象。
61.在上述实施方式中，在以间隙配合的关系相互嵌合的外圈6和壳体2中的外圈6形成退让面17，但除了外圈6之外也可以在壳体2形成退让面17。即，也可以采用如下结构：在
壳体2沿周向隔开间隔形成两个以上的退让面17，该退让面17以使壳体2的嵌合面15在周向断开的方式遍及该嵌合面15的轴向整个宽度延伸。
62.此外，在上述实施方式中，将外圈6与壳体2以间隙配合的关系嵌合的滚动轴承3列举为例子进行了说明，但本发明也能够应用于内圈5与轴1以间隙配合的关系嵌合的滚动轴承3。在这种情况下，在以间隙配合的关系相互嵌合的内圈5和轴1中的一方的部件形成退让面17。
63.具体而言，如图7所示，能够采用如下结构：在内圈5沿周向隔开间隔形成两个以上的(在图中为3个)退让面17，该退让面17以使内圈5的嵌合面13在周向断开的方式遍及该嵌合面13的轴向整个宽度延伸。这样，即便在如旋转载荷被施加于滚动轴承3的情况那样，施加于滚动轴承3的径向载荷f的方向变动的情况下，内圈5的波形的变形也难以作为行波传递至轴1，从而能够有效地抑制蠕动现象。此外，也能够采用如下结构：在轴1沿周向隔开间隔形成两个以上的退让面17，该退让面17以使轴1的嵌合面14在周向断开的方式遍及该嵌合面14的轴向整个宽度延伸。
64.应该认为这次公开的实施方式在所有方面均为例示且不是限制性的。本发明的范围不是通过上述的说明示出而是通过权利要求书示出，旨在包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
65.附图标记说明
66.1...轴；2...壳体；3...滚动轴承；5...内圈(套圈)；6...外圈(套圈)；13、14、15、16...嵌合面；17...退让面；18...径向间隙。

技术特征：
1.一种轴承装置，其具备：轴(1)；壳体(2)，所述壳体(2)包围所述轴(1)的外周；以及滚动轴承(3)，所述滚动轴承(3)在所述轴(1)与所述壳体(2)之间支承径向载荷，所述滚动轴承(3)具有套圈，所述套圈与所述轴(1)和所述壳体(2)中的任一方亦即对象部件间隙配合，所述套圈和所述对象部件具有相互嵌合的圆筒状的嵌合面，所述轴承装置的特征在于，在所述套圈和所述对象部件中的一方的部件沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面(17)，所述退让面(17)以使该部件所具有的所述嵌合面在周向断开的方式遍及该嵌合面的轴向整个宽度延伸。2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述退让面(17)形成于所述套圈。3.根据权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，所述对象部件是所述壳体(2)，所述套圈是外圈(6)。4.根据权利要求3所述的轴承装置，其特征在于，所述退让面(17)在所述外圈(6)的外周沿周向等间隔地以3个以上6个以下的范围设置。5.根据权利要求3或4所述的轴承装置，其特征在于，所述退让面(17)是形成为通过比所述外圈(6)所具有的所述嵌合面(16)的径向位置靠径向内侧的位置的凸圆弧状的曲面。6.根据权利要求3～5中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述退让面(17)的周向的两端与所述外圈(6)所具有的所述嵌合面(16)平滑地连接。7.根据权利要求3～6中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述退让面(17)形成为即便在对所述滚动轴承(3)施加了最大径向载荷的情况下，所述退让面(17)与所述壳体(2)所具有的所述嵌合面(15)也不接触而在两者之间确保有径向间隙(18)。

技术总结
在外圈(6)和壳体(2)具有相互嵌合的圆筒状的嵌合面(15、16)的轴承装置中，在外圈(6)沿周向隔开间隔形成有两个以上的退让面(17)，该退让面(17)以使嵌合面(16)在周向断开的方式遍及该嵌合面(16)的轴向整个宽度延伸。遍及该嵌合面(16)的轴向整个宽度延伸。遍及该嵌合面(16)的轴向整个宽度延伸。


技术研发人员：川口隼人 增田俊树
受保护的技术使用者：NTN株式会社
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2023/7/22