帶密封圈球軸承的制作方法

帶密封圈球軸承的制作方法
【專利摘要】本實用新型實現一種帶密封圈球軸承(1a)的構造，能夠增大載荷支承面(35)的外徑尺寸，從而能夠將其與變速用齒輪(16)的接觸面積確保得大，并且能夠實現動態轉矩的減小。使構成用于堵住帶密封圈球軸承(1a)的兩端開口部的密封圈(4a)的密封唇(14a)為截面大致橫V字形，并通過由連續部(27)使外徑側傾斜部(25)和內徑側傾斜部(26)連續而構成。使密封唇(14a)的前端緣即內徑側傾斜部(26)的內周緣部，與沒有密封槽的圓筒面(30)即內圈(8a)的軸向端部外周面在整個圓周上滑動接觸。使連續部(27)的內側連續面(29)的角度(α1)在104度以上，從而使連續部(27)進入到波形保持器(10a)的徑向內方，將內徑側傾斜部(26)的總長確保得長。
【專利說明】
帶密封圈球軸承
技術領域
[0001]本實用新型涉及構成汽車用變速器的旋轉支承部的帶密封圈球軸承。
【背景技術】
[0002]如圖13所示，在汽車用變速器中，將旋轉軸2以旋轉自如的方式支承在未圖示的殼體內的旋轉支承部使用帶密封圈球軸承I (參照日本特開2011-80497號公報、日本特開2011-80527號公報、日本特開2002-115724號公報、日本特開2001-140907號公報)。在帶密封圈球軸承I中，設置接觸式的密封圈是為了防止在變速用齒輪的嚙合部等產生的金屬的磨損粉末進入到球軸承I的滾動接觸部而使滾道圈的滾道面、滾動體的滾動面損壞。
[0003]更具體地說，帶密封圈球軸承I具備球軸承3和I對密封圈4。球軸承3具備:外圈6，其在內周面的軸向中間部具有深溝型的外圈滾道5，并內嵌固定于上述殼體而在使用時也不旋轉；內圈8，其在外周面的軸向中間部具有深溝型的內圈滾道7，并外嵌固定于旋轉軸2而在使用時與旋轉軸2—同旋轉;分別作為滾動體的多個滾珠9，其滾動自如地設置在外圈滾道5與內圈滾道7之間；以及保持器10，其將這些滾珠9以滾動自如的方式保持。
[0004]I對密封圈4設置在外圈6的軸向兩端部內周面與內圈8的軸向兩端部外周面之間，并堵住了位于外圈6的內周面與內圈8的外周面之間并配置了滾珠9的環狀的內部空間的軸向兩端開口部。各個密封圈4在整體上是圓環狀，通過由鋼板等金屬板制的圓環狀的芯鐵11對由橡膠等彈性體構成的彈性件12進行加強而構成。彈性件12的外周緣部與芯鐵11的外周緣相比稍微向徑向(圖13的上下方向)外方突出，該突出的部分卡定在形成于外圈6的軸向兩端部內周面上的卡定槽13。另一方面，彈性件12的內周緣部與芯鐵11的內周緣相比充分向徑向內方突出，該突出的部分構成密封唇14。密封唇14的前端部進入到形成于內圈8的軸向兩端部外周面上的密封槽15的內側，密封唇14的前端部側面與密封槽15的軸向側面滑動接觸，從而在它們之間構成滑動接觸部。
[0005]在圖示的構造中，在旋轉軸2的軸向中間部的周圍，經由向心滾針軸承17以相對旋轉自如的方式支承有在外周面具有齒部(例如，斜齒輪)的變速用齒輪16。在帶密封圈球軸承I與變速用齒輪16之間，設置有圓環狀的襯墊18。圓筒狀的輪轂部19的軸向一端面(圖13的左端面)經由襯墊18與平面狀的載荷支承面35抵接，該輪轂部19設置在變速用齒輪16的靠內徑部分并發揮向心滾針軸承17的外圈的功能，該載荷支承面35設置在構成帶密封圈球軸承I的內圈8的軸向一端面(圖13的右端面)。通過這樣的結構，利用帶密封圈球軸承I支承作用于變速用齒輪16的齒輪反作用力，實現變速用齒輪16在軸向上的定位。此外，襯墊18的外徑尺寸與輪轂部19的外徑尺寸大致相同，比內圈8的載荷支承面35的外徑尺寸D35大。
[0006]在該以往構造中，在內圈8的軸向兩端部外周面，設置有在軸向端面上開口的凹槽狀的密封槽15，因此與未設置密封槽15的構造相比，內圈8的載荷支承面35的外徑尺寸D35較小。若輪轂部19的軸向一端面直接與載荷支承面35抵接，則在它們之間的接觸面上，因抵接面積小而導致接觸面壓力變高，其磨損量有可能增大，因此，設置了襯墊來防止這樣的問題發生。但是，設置襯墊18會產生引起零件件數和組裝工時的增加、阻礙裝置的小型輕量化這樣的另外的問題。如圖14所示，也可考慮增大內圈8的外徑尺寸，將載荷支承面35的外徑尺寸確保得大，從而省略襯墊，但是會由于外圈6的外徑尺寸的增大而導致帶密封圈球軸承I
大型化。
[0007]與此相對地，也可考慮省略密封槽而采用使密封唇的前端緣與內圈的軸向端部外周面在徑向上滑動接觸的構造(軸密封構造)，來代替使密封唇的前端緣與密封槽的軸向側面在軸向上滑動接觸的構造(槽密封構造)O但是，在槽密封構造中，由于使密封唇的前端部進入到密封槽的內側，因此用于實現防止密封唇與保持器干擾的密封唇的設計空間(設計區域)被確保得大，能夠提高密封圈的設計的自由度，而在軸密封構造中，密封唇的設計空間變小，密封圈的設計的自由度降低。另外，在槽密封構造中，即使外圈與內圈在徑向方向上相對位移了的情況下，滑動接觸部也能夠在徑向上移動來吸收這樣的位移，因此，能夠防止滑動接觸部的表面壓力(壓緊力)變高，與此相對地，在軸密封構造中，需要通過密封唇的彈性變形來吸收這樣的位移，因此，滑動接觸部的表面壓力容易變高。因此，在軸密封構造中，想要將帶密封圈球軸承的旋轉阻力(動態轉矩)抑制得低，并在確保所需要的密封性能的同時將滑動接觸部的表面壓力抑制得低較為困難。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開2011-80497號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2011-80527號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2002-115724號公報
[0013]專利文獻4:日本特開2001-140907號公報【實用新型內容】
[0014]實用新型要解決的課題
[0015]本實用新型鑒于上述的各種情況，目的在于實現一種帶密封圈球軸承的構造，能夠將載荷支承面的外徑尺寸確保得大來將該載荷支承面與在軸向上鄰接地配置的構件之間的接觸面積確保得大，并且能夠實現動態轉矩的減小。
[0016]用于解決課題的手段
[0017]本實用新型的帶密封圈球軸承是裝入到汽車用變速器的旋轉支承部來使用的。所述帶密封圈球軸承具備內圈、外圈、多個滾珠、保持器、以及密封圈。所述外圈在內周面具有外圈滾道，在使用時也不旋轉。所述內圈在外周面具有內圈滾道，在使用時旋轉。所述滾珠滾動自如地配置在所述外圈滾道與所述內圈滾道之間。所述保持器是金屬制或合成樹脂制的，將所述多個滾珠以滾動自如的方式保持。所述密封圈在卡定于所述外圈的軸向端部內周面的狀態下，堵住了位于所述外圈的內周面與所述內圈的外周面之間的、配置了所述滾珠的環狀的內部空間的軸向端部開口。在本例的帶密封圈球軸承的所述內圈的軸向端面，設置有載荷支承面，該載荷支承面在裝入到所述旋轉支承部的狀態下，供在軸向上鄰接地配置的構件抵接，且支承從該構件作用的軸向載荷。
[0018]特別是在本實用新型的帶密封圈球軸承的情況下，所述密封圈具備芯鐵和彈性件。所述芯鐵由碳鋼板等金屬板形成為圓環狀。所述彈性件優選是氫化丁腈橡膠制的，由所述芯鐵加強，且具備密封唇，該密封唇通過使內周緣部在整個圓周上比所述芯鐵向徑向內方突出而至少在徑向上能夠彈性變形地形成。所述密封唇具備:外徑側傾斜部，其隨著遠離所述芯鐵的內周緣，向徑向內方且沿朝向所述帶密封圈球軸承的軸向中央側(內部空間側)的方向傾斜；內徑側傾斜部，其隨著遠離所述外徑側傾斜部，向徑向內方且沿朝向所述帶密封圈球軸承的軸向外側(外部空間側)的方向傾斜；以及連續部，其使所述外徑側傾斜部的小徑側端部與內徑側傾斜部的大徑側端部連續。
[0019]使由所述外徑側傾斜部的內周面、內徑側傾斜部的外周面和連續部的軸向側面包圍的部分為截面形狀是楔形且與所述帶密封圈球軸承的外部空間側相向的槽部。另外，使所述連續部中的、在軸向上與所述槽部相反一側的面為朝向所述帶密封圈球軸承的內部空間側的內側連續面。使所述密封唇的前端緣即所述內徑側傾斜部的內周緣部，與母線形狀為直線狀的圓筒面或者部分圓錐凸面即所述內圈的軸向端部外周面在整個圓周上沿徑向滑動接觸。在包含所述密封圈的中心軸的假想平面上的截面形狀上，使所述中心軸與所述內側連續面的延長線所成的角度在所述密封唇的自由狀態下為104度以上。
[0020]優選為，在所述假想平面上的截面形狀上，使所述槽部的內表面的二等分線與所述中心軸在所述帶密封圈球軸承的內部空間側交叉。另外，將所述連續部中的厚度尺寸恒定的定厚部分的長度尺寸L限制在該定厚部分的厚度尺寸H的I?2倍的范圍。
[0021]此外，本實用新型并不限定于此，但特別優選應用于在所述軸向上鄰接地配置的構件是變速用齒輪的情況。另外，本實用新型并不限定于此，但特別優選應用于所述保持器是如下的波形保持器的構造，該波形保持器通過鉚釘將I對保持器部件彼此結合固定而構成，并使與保持所述滾珠的凹部對應的部分的外表面為部分球面狀的凸面，該I對保持器部件分別通過利用沖壓加工將圓環狀的金屬板彎曲形成而得到，并在圓周方向上具有波形的形狀。
[0022]實用新型的效果
[0023]根據如上所述地構成的本實用新型的帶密封圈球軸承，采用了使密封唇的前端緣即內徑側傾斜部的內周緣部與內圈的軸向端部外周面滑動接觸的密封構造(軸密封構造)，因此能夠增大載荷支承面的外徑尺寸，從而能夠將載荷支承面與在軸向上鄰接地配置的構件的接觸面積確保得大，并且能夠實現動態轉矩的減小。因此，即使不使帶密封圈球軸承大型化，也能夠將載荷支承面的外徑尺寸確保得大，從而能夠使載荷支承面與在軸向上鄰接地配置的構件的軸向端面直接且確保大的接觸面積地接觸。結果，能夠省略以往需要的襯墊，能夠實現汽車用變速器的零件件數和組裝工時的減小以及其小型輕量化。
[0024]另外，在本實用新型中，使密封唇的截面形狀為大致橫V字形，并且沿著保持器基于振擺回轉的移動軌跡(區域)，限制了內側連續面的傾斜角度(使密封圈的中心軸與內側連續面的延長線所成的角度在104度以上)，因此能夠有效地避免與保持器之間的干擾，并且能夠使上述密封唇的連續部的至少一部分進入到保持器的徑向內方，能夠將密封唇的內徑側傾斜部的總長確保得長，來將密封唇的前端緣與內圈的軸向端部外周面之間的滑動接觸部的表面壓力抑制得低，從而實現帶密封圈球軸承的動態轉矩的減小。
【附圖說明】
[0025]圖1是以裝入到汽車用變速器的狀態表示本實用新型的實施方式第I例的帶密封圈球軸承的局部剖視圖。
[0026]圖2(A)是表示圖1的X部的密封唇的形狀的放大剖視圖，圖2(B)是表示參考構造在相同的部分的密封唇的形狀的放大剖視圖。
[0027]圖3是圖1的X部放大剖視圖。
[0028]圖4是用于說明隨著保持器的振擺而產生的保持器與密封唇的位置關系的變化的、帶密封圈球軸承的局部剖視圖。
[0029]圖5是用于說明本實用新型中構成密封唇的內側連續面的角度的限制的、在凹部內保持有滾珠的保持器的局部剖視圖。
[0030]圖6(A)?圖6(C)是表示本實用新型的實施方式第2例?第4例的、與圖2相同的剖視圖。
[0031]圖7(A)和圖7(B)是表示本實用新型的實施方式第5例和第6例的、帶密封圈球軸承的局部剖視圖。
[0032]圖8(A)和圖8(B)是表示本實用新型的實施方式第7例和第8例的、帶密封圈球軸承的局部剖視圖。
[0033]圖9是表示本實用新型的實施方式第9例的、與圖2相同的剖視圖。
[0034]圖10是表示第9例的過盈量與定厚部分的厚度尺寸的關系的、與圖2相同的剖視圖。
[0035]圖11是表示第9例的為了確認定厚部分的厚度尺寸與長度尺寸的關系給密封唇的壓緊力帶來的影響而進行的實驗結果的線圖。
[0036]圖12(A)和圖12(B)是表示作為本實用新型的對象的另兩個例子的、與圖2相同的剖視圖。
[0037]圖13是以裝入到汽車用變速器的狀態表示以往構造的第I例的帶密封圈球軸承的局部剖視圖。
[0038]圖14是表示以往構造的第2例的、與圖13相同的圖。
【具體實施方式】
[0039][實施方式的第I例]
[0040]圖1?圖5示出了本實用新型的實施方式的第I例。本例的帶密封圈球軸承Ia具備球軸承3a和I對密封圈4a。球軸承3a具備外圈6a、內圈8a、多個滾珠9和保持器10a。外圈6a在內周面的軸向中間部具有深溝型的外圈滾道5，并內嵌固定于未圖示的殼體而在使用時也不旋轉。內圈8a在外周面的軸向中間部具有深溝型的內圈滾道7，并外嵌固定于旋轉軸2而在使用時與旋轉軸2—同旋轉。多個滾珠9滾動自如地配置在外圈滾道5與內圈滾道7之間。
[0041]保持器1a是為了將滾珠9以滾動自如的方式保持而設置的，但在本例中，作為保持器10a，使用了波形保持器(加壓保持器)，該波形保持器通過鉚釘將I對保持器部件彼此結合固定而構成，該I對保持器部件分別通過利用沖壓加工將圓環狀的金屬板彎曲形成而得到，并在圓周方向上具有波形的形狀。在保持器1a中，保持滾珠9的凹部20的內表面成為部分球面狀的凹面，與凹部20對應的部分的外表面成為部分球面狀的凸面。即，保持器1a的外表面在包含帶密封圈球軸承Ia的中心軸和滾珠9的中心的假想平面上的截面形狀為在徑向上中間部比兩端部向軸向突出的部分圓弧狀。
[0042]密封圈4a具備芯鐵Ila和彈性件12a。芯鐵Ila是通過將鋼板等金屬板做成圓環狀而形成的，具備:在徑向上伸長的平板狀的圓環部21;從圓環部21的外周緣起朝向帶密封圈球軸承Ia的軸向中央側折彎并伸長的圓筒部22;以及從圓筒部22的前端緣起朝向徑向外方折彎并伸長的折彎部23。
[0043]彈性件12a是氫化丁腈橡膠、丙烯酸橡膠、丙烯腈丁二烯橡膠(丁腈橡膠)等橡膠材料或者其他的彈性體制的，由芯鐵Ila加強，并且設置成包入芯鐵11a。彈性件12a的內外兩周緣部比芯鐵Ila的內外兩周緣部向徑向突出。彈性件12a的內周緣部側的突出部分是薄壁的，構成了朝向帶密封圈球軸承Ia的軸向外方開口的、具有大致橫V字形的截面形狀的密封唇14a。與此相對地，彈性件12a的外周緣部側的突出部分構成了環狀卡定部24。密封圈4a在環狀卡定部24卡定在形成于外圈6a的軸向兩端部內周面的卡定槽13a的狀態下，堵住了位于外圈6a的內周面與內圈8a的外周面之間的、配置了滾珠9的環狀的內部空間的軸向兩端開口部。此外，在本例中，由于如后所述地采用密封唇14a的前端緣與內圈8a的軸向端部外周面滑動接觸的密封構造(軸密封構造)，所以密封唇14a的徑向尺寸變小，容易發生蠕變，因此，作為構成密封唇14a的彈性材料，優選使用抗拉強度高的氫化丁腈橡膠。
[0044]具有大致橫V字形的截面形狀的密封唇14a通過由連續部27使外徑側傾斜部25和內徑側傾斜部26連續而構成。外徑側傾斜部25隨著遠離芯鐵Ila的內周緣(朝向前端緣去)，向徑向內方且沿朝向帶密封圈球軸承Ia的軸向中央側的方向傾斜。內徑側傾斜部26隨著遠離外徑側傾斜部25(朝向前端緣去)，向徑向內方且沿朝向帶密封圈球軸承Ia的軸向外側的方向傾斜。連續部27使外徑側傾斜部25的小徑側端部和內徑側傾斜部26的大徑側端部連續。由外徑側傾斜部25的內周面、內徑側傾斜部26的外周面和連續部27的軸向側面(軸向外側面)包圍了三方的部分，截面形狀為楔形，并構成了與帶密封圈球軸承Ia的外部空間側相向的槽部28。連續部27中的、在軸向上與槽部28相反一側的面成為朝向帶密封圈球軸承Ia的內部空間側的內側連續面29。內側連續面29的截面形狀，在密封唇14a的自由狀態下，排除基于制造誤差等的微小的翹曲，實際上是直線狀。
[0045]在本例中，使密封唇14a的前端緣即內徑側傾斜部26的內周緣部與內圈8a的軸向兩端部外周面在整個圓周上滑動接觸。內圈8a的軸向兩端部外周面分別成為母線形狀為直線狀的圓筒面30，在內圈8a的軸向兩端部外周面，沒有設置密封槽15(參照圖13)。因此，設置于內圈8a的軸向一端面(圖1的右端面)的平面狀的(位于與帶密封圈球軸承Ia的中心軸正交的假想平面上的圓環狀的)載荷支承面35a的外徑尺寸D35a比以往構造的內圈8的載荷支承面35(參照圖13)的外徑尺寸D35大了與未設置密封槽15相應的量(D35a>D35)。
[0046]在本例中，在旋轉軸2的軸向中間部的周圍，在與帶密封圈球軸承Ia在軸向上鄰接的部分，經由向心滾針軸承17以相對旋轉自如的方式支承了在外周面具有齒部(例如，斜齒輪)的變速用齒輪16。設置在變速用齒輪16的靠內徑部分的圓筒狀的輪轂部19的軸向一端面(圖1的左端面)不經由襯墊18(參照圖13)直接與內圈8a的載荷支承面35a抵接。由此，利用帶密封圈球軸承Ia支承作用于變速用齒輪16的齒輪反作用力，實現變速用齒輪16在軸向上的定位。
[0047]在本例中，在包含密封圈4a的中心軸的假想平面上的截面形狀上，使密封圈4a的中心軸與內側連續面29的延長線所成的角度α^104度以上度)。例如，在圖2(B)所示的參考構造的密封圈4b中，構成密封唇14b的內側連續面29a的角度ala為90度左右(ala?90度)，而在本例中，使內側連續面29越朝向徑向內方去，越沿著朝向帶密封圈球軸承Ia的軸向中央側的方向傾斜。在本例中，使角度<^的下限值在104度以上，從而內徑側傾斜部26的基端部(圖2的右端部)配置得比參考構造的內徑側傾斜部26a的基端部靠帶密封圈球軸承Ia的軸向中央側。
[0048]參照圖5說明將角度(^的下限值設定為104度的理由。在裝入到本例的帶密封圈球軸承Ia中的波形的保持器1a中，與凹部20對應的部分的外表面為部分球面狀的凸面。一般來說，保持器1a在徑向上的寬度尺寸Wiq是保持在凹部20內的滾珠9的直徑Da的0.4倍?0.5倍[Wiq= (0.4?0.5)Da]左右。另外，部分球面狀的凸面的直徑Diq是滾珠9的直徑Da的1.6倍?1.63倍[Diq= (1.6?1.63)Da]左右。在這樣的條件下，與凹部20對應的部分的外表面的內徑側端部(內周緣部)處的、該外表面的切線A和與中心軸平行的直線B所成的角度αο[α() = 90度+sin—HW1/tho)]約為104度。如果使內側連續面29的角度(^在保持器1a的與凹部20對應的部分的外表面的內周緣部的切線A的角度αο以上(Ct1^ao)而使連續部27與內徑側傾斜部26之間的連接部變尖到某一程度以上，則無論基于位于凹部20的內表面與滾珠9的滾動面之間的凹部間隙而產生的如圖4所示的保持器1a的振擺回轉如何，都能夠有效地避免與保持器1a的干擾，并且如圖3所示，能夠使連續部27中的內側連續面29部分保持進入到了保持器1a的位于凸面的內徑側的部分的狀態不變。
[0049]而且，與使內側連續面29部分進入到保持器1a的位于凸面的內徑側的部分的量對應地加長內徑側傾斜部26的總長(軸向厚度)L26，能夠降低內徑側傾斜部26的剛性，降低內徑側傾斜部26的內周緣部與內圈8a的軸向端部外周面之間的滑動部的摩擦阻力。此外，從防止密封唇14a的軸向尺寸過長的觀點出發，角度Ct1的上限值要被限制。將角度01增大到超過外徑側傾斜部25的外周面的傾斜角度是沒有意義的，從確保外徑側傾斜部25所需最小限度的剛性的方面出發，外徑側傾斜部25的外周面的傾斜角度需要在某一程度。考慮到這些情況，優選使角度αι的上限值為150度左右。
[0050]在本例中，使槽部28的開口部稍微朝向徑向外向傾斜。即，槽部28為越朝向軸向外偵叭開口部)去、在徑向上的寬度尺寸就越寬的截面楔形，但使槽部28在徑向上的內外兩側面的二等分線C越朝向帶密封圈球軸承Ia的軸向外側(圖2的左側)去，越沿著朝向徑向外方的方向傾斜。具體來說，在包含密封圈4a的中心軸的假想平面上的截面形狀上，使二等分線C和與中心軸平行的直線B在槽部28的開口部的軸向上的相反側交叉。二等分線C與直線B的交叉角度Θ為大于O度且在30度以下的值(0<θ<30度)，優選在5度以上，包括上限值在內，由后述的與內徑側傾斜部26的內周面的傾斜角度γ之間的關系限制。換言之，為了將內徑側傾斜部26的內周面的傾斜角度γ限制在適當范圍，交叉角度Θ被限制在5度?10度的范圍。
[0051 ]此外，在圖2(B)所示的參考構造的情況下，槽部28a的二等分線C和與中心軸平行的直線B的交叉角度0a大致為O度(0a?O度)。因此，無法將內徑側傾斜部26a的總長L26a加長至IJ與本例相同的程度。在本例的情況下，使內側連續面29的角度01在104度以上，將交叉角度Θ限制在上述的范圍，從而能夠使內徑側傾斜部26的總長L26比參考構造的長20%左右(L26?1.2L26a)。此外，該值是在常用的汽車用變速器的帶密封圈球軸承中將保持器1a與密封圈4a之間的間隙盡可能(在能夠切實地防止保持器1a與密封圈4a的干擾的范圍)減小了的情況下的值。另外，內側連續面29的角度^比外徑側傾斜部25的外周面的傾斜角度(^小(Ci1(Ct2)。另外，使外徑側傾斜部25與內徑側傾斜部26連續的連續部27的厚度在徑向上不一定要恒定，但內側連續面29的角度Ct1要始終限制為作為軸向內側的面的內側連續面29的角度。
[0052]在包含密封圈4a的中心軸的假想平面上的截面形狀上，使內徑側傾斜部26的內周面的傾斜角度γ為15度?25度，S卩，使內徑側傾斜部26的內周面和與中心軸平行的直線B的交叉角度γ為15度?25度。若內徑側傾斜部26的內周面的傾斜角度γ超過25度，則內徑側傾斜部26在徑向上的剛性(徑向剛度)變高。結果，在芯鐵I Ia的內周緣與內圈8a的外周面的距離發生了變化的情況下，對該變化的隨動性變差，內徑側傾斜部26產生的翹曲變大。與此相對地，若傾斜角度γ不足15度，則內徑側傾斜部26的徑向剛度過低，從而在芯鐵Ila的內周緣與內圈8a的外周面靠近了的情況下，會發生內圈8a的外周面與內徑側傾斜部26的內周面以過大的面積抵接、即所謂的過度抵接(日文夕當⑴，作用于這些周面彼此的滑動接觸部的摩擦阻力增大。與此相對地，如果將內徑側傾斜部25的內周面的傾斜角度γ限制在15度?25度的范圍，則只要在密封唇14a的過盈量處于常用的值即密封唇14a的內徑的0%?I %的范圍內的狀態下使用，就能夠將內徑側傾斜部26的翹曲和摩擦阻力抑制得低。此夕卜，過盈量為0%是指內圈8a的外徑與密封唇14a的在自由狀態下的內徑正好相等的狀態。另外，在帶密封圈球軸承Ia的寬度尺寸小(需要減小密封圈4a的寬度尺寸)的情況下，也可以使內徑側傾斜部26的內周面和與中心軸平行的直線B的公差角度γ為15度?45度，來將內徑側傾斜部26在徑向方向上的剛性確保在某一程度。
[0053]根據本例的帶密封圈球軸承la，能夠增大載荷支承面35a的外徑尺寸，從而將載荷支承面35a與變速用齒輪16的軸向一端面的接觸面積確保得大，并且能夠實現動態轉矩的減小。即，在本例中，采用了使密封唇14a的前端緣即內徑側傾斜部26的內周緣部與內圈8a的軸向端部外周面即圓筒面30滑動接觸的密封構造(軸密封構造)。因此，不會使帶密封圈球軸承Ia大型化就能夠將設置于內圈8a的軸向一端面的平面狀的載荷支承面35a的外徑尺寸確保得大。因此，在本例的帶密封圈球軸承Ia與變速用齒輪16之間，能夠不設置襯墊18(參照圖13)而使構成變速用齒輪16的輪轂部19的軸向一端面與內圈8a的載荷支承面35a在確保大的接觸面積的同時直接接觸。這樣，能夠不使帶密封圈球軸承Ia大型化就省略以往構造中需要的襯墊18，能夠實現汽車用變速器的零件件數和組裝工時的減小，并且能夠實現其小型輕量化。
[0054]在本例中，使密封唇14a的截面形狀為大致橫V字形，并且沿著保持器1a基于振擺回轉的移動軌跡(區域)，將內側連續面29的傾斜角度Ct1限制在104度以上。因此，能夠有效地避免與保持器1a的干擾，并且能夠使密封唇14a的連續部27進入到保持器1a的徑向內方。因此，將構成密封唇14a的內徑側傾斜部26的總長確保得長，將密封唇14a的前端緣與內圈8a的軸向端部外周面(圓筒面30)之間的滑動接觸部的表面壓力抑制得低，從而能夠實現帶密封圈球軸承Ia的動態轉矩的減小。具體來說，在本例中，與參考構造相比，能夠使內徑側傾斜部26的總長L26加長20%左右，因此能夠將動態轉矩減小30%左右。其他的結構及作用效果與以往構造相同。
[0055][實施方式的第2例?第4例]
[0056]圖6(A)?圖6(C)示出了本實用新型的實施方式的第2例?第4例。在這些例子中，在能夠確保密封唇14c?14e的總長的范圍內，在密封唇14c?14e的一部分上遍及整個圓周設置了副密封唇31a?31c。這些副密封唇31a?31c的形狀、尺寸、設置位置從提高密封唇14c?14e的密封性能的方面出發適當限制。圖6(A)和圖6(B)所示的副密封唇31a、31b形成了使連續部27向徑向內方伸出這樣的形狀，使其前端緣與內圈8a的軸向端部外周面(圓筒面30)接近并相向而在該部分構成了曲路密封。圖6(C)所示的副密封唇31c從芯鐵Ila的位于內周緣部的內側的部分起朝向徑向內方突出，堵住了槽部28a的開口部的一部分。其他部分的結構及作用與實施方式的第I例相同。
[0057][實施方式的第5例和第6例]
[0058]圖7(A)和圖7(B)示出了本實用新型的實施方式的第5例和第6例。在這些例子中，在內圈8a的軸向端部外周面，供密封唇14a的前端緣滑動接觸的部分的形狀不同于實施方式的第I例。在圖7(A)所示的第5例中，在內圈8a的軸向端部外周面形成部分圓錐凸面狀的傾斜面32，使密封唇14a的前端緣(內徑側傾斜部26的內周緣部)在整個圓周上與傾斜面32滑動接觸。在這樣的構造中，圖2(A)中說明的角度γ和角度Θ是傾斜面32的母線與內徑側傾斜部26的內周面或槽部28的二等分線所成的角度。在圖7(B)所示的第6例中，在內圈8a的軸向端部外周面形成小徑階梯部33，使密封唇14a的前端緣在整個圓周上與小徑階梯部33的外周面即圓筒面30a滑動接觸。在這些構造中，雖然與實施方式的第I例的情況相比，內圈8a的載荷支承面的外徑尺寸變小，但若與以往構造的情況相比，則能夠變得足夠大。其他部分的結構及作用與實施方式的第I例相同。
[0059][實施方式的第7例和第8例]
[0060]圖8示出了本實用新型的實施方式的第7例和第8例。在這些例子中，對密封圈4a相對于外圈6a的軸向端部內周面的卡定構造進行了改進。具體來說，在圖8(A)所示的構造中，使外圈6a的軸向端部內周面為單純的圓筒面，沒有設置卡定槽。在這樣的外圈6a的軸向端部內周面上，經由彈性件12a內嵌固定了從構成芯鐵Ila的圓環部21的外周緣部起向帶密封圈球軸承Ia的軸向中央側(圖8的右側)折彎成大致直角的嵌合圓筒部34。在圖8(B)所示的構造中，也使外圈6a的軸向端部內周面為單純的圓筒面，沒有設置卡定槽。然后，在這樣的外圈6a的軸向端部內周面上，直接內嵌固定了從構成芯鐵I Ia的圓環部21a的外周緣部起向帶密封圈球軸承Ia的軸向中央側(圖8的右側)折彎成大致直角的嵌合圓筒部34a。在這些構造中，不需要在外圈6a的軸向端部內周面形成卡定槽，因此能夠實現加工成本的降低。其他部分的結構及作用與實施方式的第I例相同。
[0061 ][實施方式的第9例]
[0062]圖9?圖12示出了本實用新型的實施方式的第9例。在本例中，為了將設置于密封圈4a的內周緣部的密封唇14f的壓緊力抑制得小，限制了構成密封唇14f的連續部27a的厚度尺寸與長度尺寸的關系。即，在本例中，將連續部27a中的、厚度尺寸恒定的定厚部分36的長度尺寸L36限制在定厚部分36的厚度尺寸H36的I倍?2倍的范圍(在圖示的例子中為1.6
倍)(lH36^iL36^i2H36) ο
[0063]在定厚部分36的長度尺寸L36不足厚度尺寸H36(L36<1H36)時，定厚部分36變得難以彎曲，因此，密封唇14f的內周緣部對內圈8a的圓筒面30的壓緊力變大。因此，若將過盈量
(S)設定為通常施加到裝入汽車用變速器中的帶密封圈球軸承的密封唇的程度，則密封唇Hf的動作不穩定而很難確保足夠的密封性能。在此，通常施加到汽車用變速器的帶密封圈球軸承的密封唇的程度的過盈量的大小是指，考慮到了密封唇14f的內徑尺寸的公差、內圈8a的圓筒面30的外徑尺寸的公差、以及因載荷負荷和徑向間隙導致的內外圈之間在徑向上的相對位移的情況下所需要的過盈量的大小。
[0064]在本例的帶密封圈球軸承Ia中，過盈量S的上限值，如圖10所示，按其與定厚部分36的厚度尺寸H36的關系，優選設定在3倍以下(S<3H36)。若過盈量S的值比定厚部分36的厚度尺寸H36的3倍大，則僅靠內徑側傾斜部26的變形很難吸收徑向的位移。結果，容易產生內徑側傾斜部26的內周面相對于內圈8a的圓筒面30的過度抵接、壓緊力的增大、與保持器1a的干擾這樣的問題。若考慮裝入到普通乘用車中的汽車用變速器所使用的軸承尺寸，則定厚部分36的厚度尺寸H36的大小處于200μηι?400μηι的范圍。在小于200μηι的情況下，定厚部分36變得過薄，從而在制造密封圈4a時容易產生破裂等缺陷，而在大于400μπι的情況下，相對于軸承尺寸，密封唇的厚度變得過大，轉矩性能降低。
[0065]與此相對地，在定厚部分36的長度尺寸L36比厚度尺寸H36的2倍大(L36>2H36)時，密封唇14f(特別是內徑側傾斜部26)的軸向位移變大。因此，在從密封唇14f的內周緣部到內圈8a的軸向端面的距離縮短、或密封唇14f與保持器10a(參照圖1)接近等使得密封唇14f的設計空間(設計區域)受限的情況下，密封唇Hf的內周緣部(滑動接觸部分)從圓筒面30上沿軸向脫離或密封唇Hf的一部分與保持器1a干擾的可能性會升高。
[0066]在圖11中，示出了對過盈量(S)的大小不同的3種密封圈調查了定厚部分36的長度尺寸L36與厚度尺寸H36的關系(L36/H36)給密封唇的壓緊力帶來的影響而得到的實驗結果。從該實驗結果清楚地確認了在將過盈量(S)的大小設定為“小(S?H36 X 0.2)”或者“中(S?H36X I)”的情況下，即使改變了定厚部分的長度尺寸L36與厚度尺寸H36的關系時，壓緊力的大小也不會變化那么大。與此相對地，確認了在將過盈量的大小設定為“大(S?H36X2)”的情況下，在定厚部分的長度尺寸L36與厚度尺寸H36的關系滿足1H36<L36<2H36的范圍內，壓緊力的值變小，并且越偏離該范圍(分別向大和向小偏離)，壓緊力的值越大。因此，可以確認在構成汽車用變速器的旋轉支承部的本例的帶密封圈球軸承Ia的情況下，無論過盈量(S)的大小如何，通過將定厚部分36的長度尺寸L36與厚度尺寸H36的關系限定成滿足IH36SL36S2H36，都能夠將密封唇14f的壓緊力抑制得低。
[0067]在本例的帶密封圈球軸承Ia中，以汽車用變速器為組裝對象，需要按與定厚部分36的厚度尺寸H36的關系將過盈量S的大小設定得大(1H36<S36<3H36)，因此，通過將定厚部分36的長度尺寸L36限制在厚度尺寸H36的I倍?2倍的范圍，能夠將密封唇14f的壓緊力抑制得小。另外，在本例中，能夠防止密封唇Hf的一部分與保持器1a干擾、或者作為滑動接觸部的內周緣部從圓筒面30上沿軸向脫落。
[0068]此外，為了降低壓緊力而成為限制定厚部分36的長度尺寸L36與厚度尺寸H36的關系的對象的構造不限定于如圖9所示的、將包含定厚部分36構成的連續部27a(內側連續面29)整體做成直線狀的構造。在通過模具成型制造密封圈4a的情況下，外徑側傾斜部25的外周面與內側連續面29的連續部、以及內徑側傾斜部26的內周面與內側連續面29的連續部很少為直線性的角部，往往如圖12(A)所示地在外徑側傾斜部25的外周面與內側連續面29a的連續部、以及內徑側傾斜部26的內周面與內側連續面29a的連續部形成曲率半徑為0.1mm左右的圓弧部37a、37b。在這樣的構造的情況下，以除了圓弧部37a、37b之外的直線部38的總長為定厚部分36的長度尺寸L36來限制其與厚度尺寸H36的關系。另外，如圖12(B)所示，在整個連續部27b彎曲成圓弧狀的構造的情況下，以圓弧部的長度尺寸(定厚部分36的兩端部之間的距離)為定厚部分36的長度尺寸L36來限制其與厚度尺寸H36的關系。此外，在圖12(B)所示的構造中，只要在內側連續面29b中的與定厚部分36對應的部分的至少一部分上通過的切線與密封圈4a的中心軸所成的角度在104度以上，就滿足本實用新型的角度條件。另外，雖省略圖示，但在由圓弧狀的定厚部分和圓弧狀的壁厚變化部分構成連續部的構造的情況下，在內側連續面中的與定厚部分對應的部分的至少一部分上通過的切線與密封圈的中心軸所成的角度在104度以上時，也滿足本實用新型的角度條件。其他結構及作用效果與實施方式的第I例的情況相同。
[0069]供本實用新型的帶密封圈球軸承裝入的汽車用變速器不限定于圖示的構造，可以采用各種構造的汽車用變速器。例如，帶密封圈球軸承和在軸向上鄰接地配置的變速用齒輪，不限定于經由向心滾針軸承以旋轉自如的方式支承在旋轉軸上的構造，也可以采用不能相對旋轉地支承的構造。本實用新型的與帶密封圈球軸承在軸向上鄰接地配置的構件不限定于變速用齒輪。裝入到本實用新型的帶密封圈球軸承中的保持器不限定于實施方式的各例中說明的金屬制的波形保持器，也可以使用合成樹脂制的保持器。作為該合成樹脂制的保持器，可以使用將樹脂組成物成形為規定的形狀(例如，由圓環狀的基部和多個柱部構成的冠型)而得到的保持器，該樹脂組成物是在聚酰胺、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亞胺、聚醚醚酮(PEEK)等中混合了玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維等纖維狀增強劑而成的。在使用合成樹脂制的冠型保持器的情況下，也可以在構成密封唇的連續部的位于徑向外方的部分(基部的內周緣部)形成切口，也可以使滾珠的設置位置(外圈滾道及內圈滾道的形成位置)在軸向上偏置來減小帶密封圈球軸承的軸向尺寸(寬度尺寸)。并且，上述的實施方式的各例的構造也可以適當組合地實施。
[0070]產業上的利用領域
[0071]本實用新型的帶密封圈球軸承能夠廣泛應用于手動變速器(MT)、雙離合變速器(DCT)、行星齒輪式變速器、帶式變速器、環式變速器等各種構造的汽車用變速器。
[0072]附圖標記說明
[0073]Ula帶密封圈球軸承
[0074]2旋轉軸
[0075]3、3a 球軸承
[0076]4、4a、4b 密封圈
[0077]5外圈滾道
[0078]6、6a 外圈
[0079]7內圈滾道
[0080]8、8a 內圈[0081 ] 9 滾珠
[0082]10、1a 保持器
[0083]11、Ila 芯鐵
[0084]12、12a 彈性件
[0085]13、13a 卡定槽
[0086]14、14a?14f 密封唇
[0087]15密封槽
[0088]16變速用齒輪
[0089]17向心滾針軸承
[0090]18 襯墊
[0091]19支承筒部
[0092]20 凹部
[0093]21圓環部
[0094]22圓筒部
[0095]23折彎部
[0096]24環狀卡定部
[0097]25外徑側傾斜部
[0098]26、26a內徑側傾斜部
[0099]27連續部
[0100]28、28a 槽部
[0101]29、29a、29b內側連續面30、30a圓筒面
[0102]31a?31c副密封唇
[0103]32傾斜面
[0104]33小徑階梯部
[0105]34,34a嵌合筒部
[0106]35,35a載荷支承面
[0107]36定厚部分
[0108]37a、37b 圓弧部
[0109]38直線部。
【主權項】
1.一種帶密封圈球軸承，是裝入到汽車用變速器的旋轉支承部的帶密封圈球軸承，其 特征在于，具備:外圈，其在內周面具有外圈滾道，在使用時也不旋轉；內圈，其在外周面具有內圈 滾道，在使用時旋轉；多個滾珠，其滾動自如地配置在所述外圈滾道與所述內圈滾道之間； 保持器，其用于將所述多個滾珠以滾動自如的方式保持；以及密封圈，其在卡定于所述外圈 的軸向端部內周面的狀態下，堵住了位于所述外圈的內周面與所述內圈的外周面之間的、 配置了所述滾珠的環狀的內部空間的軸向端部開口，在所述內圈的軸向端面，設置有載荷支承面，該載荷支承面在裝入到所述旋轉支承部 的狀態下，供在軸向上鄰接地配置的構件抵接，且支承從該構件作用的軸向載荷，所述密封圈具備圓環狀的芯鐵和彈性件，該彈性件由所述芯鐵加強，且具備密封唇，該 密封唇通過使彈性件的內周緣部在整個圓周上比所述芯鐵向徑向內方突出而至少在徑向 上能夠彈性變形地形成，所述密封唇具備:外徑側傾斜部，其隨著遠離所述芯鐵的內周緣，向徑向內方且沿朝向 所述帶密封圈球軸承的軸向中央側的方向傾斜；內徑側傾斜部，其隨著遠離所述外徑側傾 斜部，向徑向內方且沿朝向所述帶密封圈球軸承的軸向外側的方向傾斜；以及連續部，其使 所述外徑側傾斜部的小徑側端部與內徑側傾斜部的大徑側端部連續，使由所述外徑側傾斜 部的內周面、內徑側傾斜部的外周面和所述連續部的軸向側面包圍的部分為截面形狀是楔 形的槽部，使所述連續部中的、在軸向上與所述槽部相反一側的面為內側連續面，使所述密 封唇的前端緣即所述內徑側傾斜部的內周緣部與所述內圈的軸向端部外周面在整個圓周 上滑動接觸，在包含所述密封圈的中心軸的假想平面上的截面形狀上，使該中心軸與所述 內側連續面的延長線所成的角度在104度以上且150度以下，所述連續部中的厚度尺寸恒定 的定厚部分的長度尺寸L限制在該定厚部分的厚度尺寸H的1?2倍的范圍，使該定厚部分 的厚度尺寸H為200?400wii，使所述密封唇的過盈量S在所述定厚部分的厚度尺寸H的3倍以 下。2.根據權利要求1所述的帶密封圈球軸承，其特征在于，在所述假想平面上的截面形狀上，使所述槽部的內表面的二等分線與所述中心軸在所 述帶密封圈球軸承的內部空間側交叉。3.根據權利要求1所述的帶密封圈球軸承，其特征在于，在所述軸向上鄰接地配置的構件是變速用齒輪。4.根據權利要求1所述的帶密封圈球軸承，其特征在于，所述保持器是如下的波形保持器，該波形保持器通過鉚釘將1對保持器部件彼此結合 固定而構成，并使與保持所述滾珠的凹部對應的部分的外表面為部分球面狀的凸面，該1對 保持器部件分別通過利用沖壓加工將圓環狀的金屬板彎曲形成而得到，并在圓周方向上具 有波形的形狀。
【文檔編號】F16C33/78GK205677987SQ201490000880
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2014年7月7日 公開號201490000880.6, CN 201490000880, CN 205677987 U, CN 205677987U, CN-U-205677987, CN201490000880, CN201490000880.6, CN205677987 U, CN205677987U, PCT/2014/68083, PCT/JP/14/068083, PCT/JP/14/68083, PCT/JP/2014/068083, PCT/JP/2014/68083, PCT/JP14/068083, PCT/JP14/68083, PCT/JP14068083, PCT/JP1468083, PCT/JP2014/068083, PCT/JP2014/68083, PCT/JP2014068083, PCT/JP201468083
【發明人】中井貴美子
【申請人】日本精工株式會社