專利名稱：圓錐滾子軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓錐滾子軸承裝置，并且更具體地，涉及適合于支撐用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)或者變速器中的諸如凸輪軸和輸出軸的旋轉(zhuǎn)軸的圓錐滾子軸承裝置。
背景技術(shù)：
一般地，圓錐滾子軸承承受大的載荷。圓錐滾子軸承能承受徑向載荷、軸向載荷以及徑向載荷和軸向載荷的組合載荷，并還具有高的軸承剛度，因而，圓錐滾子軸承不僅用在汽車中，還廣泛地用在其他領(lǐng)域。近年來(lái)，特別是以汽車為中心，響應(yīng)于資源節(jié)約和低環(huán)境負(fù)荷的要求，已經(jīng)努力地降低汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)或者變速器的旋轉(zhuǎn)軸的軸承裝置的摩擦轉(zhuǎn)矩，以降低摩擦損失，由此提高燃料經(jīng)濟(jì)性。由于此目的，近年來(lái)，不僅滑動(dòng)軸承而且包括圓錐滾子軸承的滾子軸承已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。此外，這種圓錐滾子軸承一般在沿著圓錐滾子軸承的軸向方向施加預(yù)載荷的狀態(tài)下使用，以確保軸承剛度，并抑制噪音(異常噪音)和振動(dòng)的產(chǎn)生。施加預(yù)載荷的已知方法是固定位置預(yù)加載和恒定壓力預(yù)加載。固定位置預(yù)加載是在使用圓錐滾子軸承的過(guò)程中保持相面向的內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的軸向方向的相對(duì)位置恒定，而恒定壓力預(yù)加載是使用盤(pán)簧、碟形彈簧等將適合的預(yù)載荷施加到內(nèi)環(huán)和外環(huán)，由此即使當(dāng)相對(duì)位置在圓錐滾子軸承的使用過(guò)程中發(fā)生變化時(shí)也保持預(yù)載荷量大致恒定。此外，在以上所述固定位置預(yù)加載中，公知由于裝配到圓錐滾子軸承的兩個(gè)構(gòu)件之間的熱膨脹系數(shù)的差異引起所謂的預(yù)載荷損失。于是，為了解決以上問(wèn)題，日本實(shí)用新型申請(qǐng)公報(bào)No. 05-006250 (JP-U-05-006250)描述用于以由形狀記憶合金制成的止推墊片(thrust washer)置于軸承殼體和外環(huán)的端部之間然后止推軸承隨著溫度的升高而彈性變形以在軸向方向上向外環(huán)施力的方式消除預(yù)載荷不足的技術(shù)。此外，日本專利申請(qǐng)公報(bào)No. 2008-240915 (JP-A-2008-240915)描述了滾子軸承裝置。在滾子軸承裝置中，作為裝配到圓錐滾子軸承的兩個(gè)構(gòu)件之一的軸承殼體具有第一線性膨脹系數(shù)，作為兩個(gè)構(gòu)件的另一者的旋轉(zhuǎn)軸具有比第一線性膨脹系數(shù)小的第二線性膨脹系數(shù)，并且內(nèi)螺紋部分形成在軸承殼體的內(nèi)周的一部上。滾子軸承裝置包括施壓構(gòu)件、傳感器和預(yù)載荷維持裝置。施壓構(gòu)件在外周具有螺紋接合到內(nèi)螺紋部分的外螺紋部分，并可在軸向方向上移動(dòng)。傳感器檢測(cè)軸承殼體和旋轉(zhuǎn)軸之間的熱膨脹的差異。預(yù)載荷維持裝置允許施壓構(gòu)件基于傳感器的檢測(cè)結(jié)果而旋轉(zhuǎn)以在軸向方向上施壓外環(huán)，由此維持軸向方向上的滾子軸承的預(yù)載荷。此外，在JP-U-05-006250中描述的圓錐滾子軸承裝置和在JP-A-2008-240915中描述的圓錐滾子軸承裝置中的每個(gè)中，作為構(gòu)成圓錐滾子軸承的外環(huán)和內(nèi)環(huán)之一的外環(huán)或者內(nèi)環(huán)在軸向方向上被施壓，以在軸向方向上相對(duì)于作為外環(huán)和內(nèi)環(huán)中的另一者的內(nèi)環(huán)或者外環(huán)移動(dòng)，由此維持預(yù)載荷。然而，當(dāng)外環(huán)或者內(nèi)環(huán)在軸向方向上被施壓以使外環(huán)或者內(nèi)環(huán)在軸向方向上移動(dòng)時(shí)，外環(huán)不相對(duì)于軸承殼體旋轉(zhuǎn)，或者內(nèi)環(huán)不相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使得外環(huán)和軸承殼體之間的摩擦阻力或者內(nèi)環(huán)和旋轉(zhuǎn)軸之間的摩擦阻力較大。結(jié)果，為了在軸向方向上相對(duì)移動(dòng)外環(huán)或者內(nèi)環(huán)，要求克服摩擦阻力的大驅(qū)動(dòng)力，使得存在需要提供諸如助力機(jī)構(gòu)的復(fù)雜和昂貴的機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。此外，當(dāng)外環(huán)或者內(nèi)環(huán)在軸向方向上相對(duì)移動(dòng)時(shí)，在滑動(dòng)表面上出現(xiàn)摩擦。結(jié)果，存在變得難以在長(zhǎng)期使用過(guò)程中移動(dòng)外環(huán)或者內(nèi)環(huán)的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能以簡(jiǎn)單的構(gòu)造施加預(yù)載荷并能不管熱膨脹系數(shù)的差異如何而確保軸承剛度的圓錐滾子軸承裝置。本發(fā)明的第一方面涉及圓錐滾子軸承裝置。圓錐滾子軸承裝置包括圓錐滾子軸承，其包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)、保持架和多個(gè)圓錐滾子，所述內(nèi)環(huán)在其外周表面上具有外滾道表面，所述外環(huán)在其內(nèi)周表面上具有內(nèi)滾道表面，多個(gè)所述圓錐滾子能夠滾動(dòng)地布置在所述內(nèi)環(huán)的外滾道表面和所述外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間，并且分別被容納在形成在所述保持架中的兜孔中；以及施壓機(jī)構(gòu)，其沿著所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)的中心軸線在減小所述圓錐滾子與所述內(nèi)環(huán)的外滾道表面之間的間隙和所述圓錐滾子與所述外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向上對(duì)所述保持架施壓。根據(jù)本發(fā)明的以上方面，在各個(gè)兜孔中容納多個(gè)圓錐滾子的保持架沿著內(nèi)環(huán)和外環(huán)的中心軸線在減小圓錐滾子和內(nèi)環(huán)的外滾道表面之間的間隙和圓錐滾子和外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向被施壓機(jī)構(gòu)施壓。保持架僅僅與圓錐滾子接觸，保持架的軸向位置被圓錐滾子限制，并且圓錐滾子在內(nèi)環(huán)的外滾道表面和外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間滾動(dòng)，因而，當(dāng)保持架沿著內(nèi)環(huán)和外環(huán)的中心軸線在軸向方向上移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力較小。因而，用于施壓保持架的施壓機(jī)構(gòu)可以具有不需要大的驅(qū)動(dòng)力的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。此處，在以上構(gòu)造中，施壓機(jī)構(gòu)可以包括液壓室和液壓供應(yīng)部分，所述液壓室可以由肋部限定，所述肋部形成在所述保持架中，以定位在所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)在軸向上的一側(cè)上，并且所述液壓供應(yīng)部分可以將預(yù)定的液壓壓力供應(yīng)到所述液壓室。利用以上構(gòu)造，預(yù)定液壓壓力從液壓供應(yīng)部分供應(yīng)到由形成在保持架中的肋部限定的液壓室，以在軸向方向上施壓保持架。因而，即使當(dāng)保持架隨著圓錐滾子的滾動(dòng)(包括自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn))而旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))，施壓保持架的載荷源是流體，并且沒(méi)有機(jī)械固體接觸，因而，摩擦力較小，并且沒(méi)有破損的可能性。此外，在以上構(gòu)造中，圓錐滾子軸承裝置還可以包括移動(dòng)限制機(jī)構(gòu)，其限制所述保持架在與所述施壓機(jī)構(gòu)對(duì)所述保持架施壓的方向相反的方向上的移動(dòng)的量。利用以上構(gòu)造，保持架在與施壓機(jī)構(gòu)施壓保持架的方向相反的方向上的移動(dòng)量受到移動(dòng)限制機(jī)構(gòu)的限制，因而，例如，即使當(dāng)沒(méi)有預(yù)定液壓壓力從液壓供應(yīng)部分供應(yīng)到液壓室時(shí)，保持架的移動(dòng)受到抑制，并且預(yù)載荷的損失、圓錐滾子的偏斜等被抑制。在以上構(gòu)造中，圓錐滾子軸承裝置可以還包括密封構(gòu)件。在此情況下，所述液壓室可以被限定在所述肋部和所述密封構(gòu)件之間。在以上構(gòu)造中，所述圓錐滾子軸承可以是雙排的圓錐滾子軸承，并且所述液壓室可以被限定在分別形成在雙排的所述保持架中的所述肋部之間。在此情況下，所述移動(dòng)限制機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在所述肋部之間。此外，在以上，外環(huán)和內(nèi)滾道表面可以與外環(huán)的中心軸線平行。利用以上構(gòu)造，當(dāng)外環(huán)固定地裝配到的軸承殼體例如由具有高的熱膨脹系數(shù)的材料制成時(shí)，不管由于溫度的變化引起軸承殼體的收縮或者膨脹使得外環(huán)的內(nèi)徑和外徑發(fā)生變化，內(nèi)滾道表面的角度都保持不變，因而，圓錐滾子的一側(cè)接觸不會(huì)發(fā)生，并且由于一側(cè)接觸引起的一側(cè)磨損和使用壽命的降低受到抑制。本發(fā)明的第二方面涉及一種用于凸輪軸的圓錐滾子軸承裝置。該圓錐滾子軸承裝置包括第一圓錐滾子軸承，其包括第一內(nèi)環(huán)、第一外環(huán)，第一保持架和多個(gè)第一圓錐滾子，所述第一內(nèi)環(huán)在其外周表面上具有外滾道表面并裝配到所述凸輪軸，所述第一外環(huán)在其內(nèi)周表面上具有內(nèi)滾道表面并固定到軸承殼體，多個(gè)所述第一圓錐滾子能夠滾動(dòng)地布置在所述第一內(nèi)環(huán)的外滾道表面和所述第一外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間，并分別被容納在形成在所述第一保持架中的兜孔中；第一施壓機(jī)構(gòu)，其沿著所述第一內(nèi)環(huán)和所述第一外環(huán)的中心軸線在減小所述第一圓錐滾子與所述第一內(nèi)環(huán)的外滾道表面之間的間隙和所述第一圓錐滾子與所述第一外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向上對(duì)所述第一保持架施壓，并在第一軸向上對(duì)所述第一保持架施壓；第二圓錐滾子軸承，其包括第二內(nèi)環(huán)、第二外環(huán)，第二保持架和多個(gè)第二圓錐滾子，所述第二內(nèi)環(huán)在其外周表面上具有外滾道表面并裝配到所述凸輪軸，所述第二外環(huán)在其內(nèi)周表面上具有內(nèi)滾道表面并固定到軸承殼體，所述第二圓錐滾子能夠滾動(dòng)地布置在所述第二內(nèi)環(huán)的外滾道表面和所述第二外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間，并分別被容納在形成在所述第二保持架中的兜孔中；以及第二施壓機(jī)構(gòu)，其沿著所述第二內(nèi)環(huán)和所述第二外環(huán)的中心軸線在減小所述第二圓錐滾子與所述第二內(nèi)環(huán)的外滾道表面之間的間隙和所述第二圓錐滾子與所述第二外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向上對(duì)所述第二保持架施壓，并在與所述第一軸向相反的第二軸向上對(duì)所述第二保持架施壓，其中所述第一圓錐滾子軸承的總數(shù)等于所述第二圓錐滾子軸承的總數(shù)。根據(jù)第二方面，除了從根據(jù)本發(fā)明第一方面的圓錐滾子軸承裝置獲得的功能和有利效果，施壓機(jī)構(gòu)施壓保持架的方向是第一軸向方向的第一圓錐滾子軸承和施壓機(jī)構(gòu)施壓保持架的方向是與第一軸向方向相反的第二軸向方向的第二圓錐滾子軸承布置在凸輪軸上，使得第一圓錐滾子軸承的總數(shù)等于第二圓錐滾子的總數(shù)，因而，軸向載荷(推力載荷)抵消，由此，可以降低要求的圓錐滾子軸承的數(shù)量，并抑制凸輪軸的總長(zhǎng)。此處，在以上構(gòu)造中，所述凸輪軸可以在其前端側(cè)具有第一軸頸部分，并在與凸輪凸角對(duì)應(yīng)的位置處具有凸輪凸角軸頸部分，凸輪鏈輪連接到所述前端側(cè)，所述凸輪凸角對(duì)應(yīng)于各個(gè)氣缸，所述第一圓錐滾子軸承和所述第二圓錐滾子軸承布置在所述第一軸頸部分處，并且所述第一圓錐滾子軸承和所述第二圓錐滾子軸承根據(jù)所述氣缸的點(diǎn)火順序交替布置在所述凸輪凸角軸頸部分處。根據(jù)以上構(gòu)造，即使當(dāng)推力載荷發(fā)生時(shí)，相反的推力載荷根據(jù)點(diǎn)火順序交替發(fā)生，因而，與相同方向上的推力載荷連續(xù)發(fā)生的情況相比可以降低軸承殼體上的載荷。


以下將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)和工業(yè)重要性，在附圖中，類似的標(biāo)號(hào)表示類似的元件，并且其中圖IA是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例在低溫下的圓錐滾子軸承裝置的截面視圖；圖IB是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例在高溫下的圓錐滾子軸承裝置的截面視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圓錐滾子軸承裝置的截面視圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圓錐滾子軸承裝置的截面視圖；并且圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于凸輪軸的圓錐滾子軸承裝置的截面視圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。首先，將參照?qǐng)DIA和圖IB描述其中根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圓錐滾子軸承用于發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的第一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，軸承殼體10由凸輪殼體IOA和蓋帽IOB形成。凸輪殼體IOA與氣缸蓋(未示出)一體形成，或者單獨(dú)形成并組裝到氣缸蓋。蓋帽IOB通過(guò)螺栓(未示出)固定到凸輪殼體IOA0凸輪殼體IOA和蓋帽IOB兩個(gè)均具有半圓柱狀凹部。當(dāng)凸輪殼體IOA和蓋帽IOB兩者組裝到彼此時(shí)，形成圓柱狀軸承殼體容納部分。軸承殼體容納部分容納圓錐滾子軸承20。根據(jù)本實(shí)施例的圓錐滾子軸承20包括外環(huán)22、內(nèi)環(huán)24和多個(gè)圓錐滾子28。外環(huán)22的每個(gè)裝配到軸承殼體10。內(nèi)環(huán)24的每個(gè)裝配到用作旋轉(zhuǎn)軸的凸輪軸30的外周表面。多個(gè)圓錐滾子28布置在每個(gè)內(nèi)環(huán)24和外環(huán)22中相應(yīng)的一者之間，并分別容納在每個(gè)環(huán)狀保持架26的兜孔中，以在等間隔的位置沿著圓周方向保持。多個(gè)圓錐滾子28用作滾子元件。每個(gè)圓錐滾子28具有圓錐臺(tái)形狀，并具有預(yù)定的圓錐角度。然后，形成根據(jù)第一實(shí)施例的圓錐滾子軸承20，使得每個(gè)外環(huán)22的內(nèi)滾道表面和每個(gè)內(nèi)環(huán)24的外滾道表面各相對(duì)于圓錐滾子軸承20的旋轉(zhuǎn)中心軸線并因而通過(guò)延長(zhǎng)相對(duì)于凸輪軸30的旋轉(zhuǎn)中心軸線具有預(yù)定的角度，并且每個(gè)外環(huán)22的內(nèi)滾道表面和內(nèi)環(huán)24的相應(yīng)一者的外滾道表面之間角度大致等于每個(gè)圓錐滾子28的圓錐角度。注意，圖IA和圖IB示出所謂的雙排圓錐滾子軸承20，其中由多個(gè)圓錐滾子28形成的多排布置成使得各個(gè)圓錐角度彼此倒置。在圖IA和圖IB中，左右外環(huán)22和左右內(nèi)環(huán)24布置成形成滾道表面，左右圓錐滾子28分別與滾道表面接觸。此處，在以下描述中，當(dāng)需要彼此區(qū)分左右排的圓錐滾子軸承20時(shí)，“R”或者“L”作為后綴加到作為左右圓錐滾子軸承20的相應(yīng)一者的部件的外環(huán)22、內(nèi)環(huán)24、保持架26和圓錐滾子28。然后，當(dāng)描述共同參照左右排圓錐滾子軸承20并且不需要彼此區(qū)分左右排圓錐滾子軸承20時(shí)，在沒(méi)有后綴的情況下使用原參考標(biāo)號(hào)。環(huán)形槽IOC形成在其中容納左右圓錐滾子軸承20R和20L的軸承殼體10的容納部分的內(nèi)周表面上。環(huán)形槽IOC構(gòu)成圓周油通道。于是，徑向油通道IOD開(kāi)口到環(huán)形槽10C。徑向油通道IOD形成在凸輪殼體IOA中(或者可以形成在蓋帽IOB中)，并與用作液壓供應(yīng)源的油泵(未示出)流體連通。此外，左右保持架26R和26L各將圓錐滾子28保持在兜孔中。左右保持架26R和26L各具有左右環(huán)形肋部26RA和26LA，以分別面向右內(nèi)環(huán)24R和右外環(huán)22R的軸向側(cè)表面和左內(nèi)環(huán)24L和左外環(huán)22L的軸向側(cè)表面。換言之，這些左右環(huán)形肋部26RA和26LA的每個(gè)的外徑大致等于軸承殼體10的容納部分的內(nèi)徑，并且這些左右環(huán)形肋部26RA和26LA的每個(gè)的內(nèi)徑大致等于凸輪軸30的外徑。此處，內(nèi)/外環(huán)的軸向側(cè)表面是布置在軸向方向上的內(nèi)/外環(huán)的側(cè)表面之一。因而，液壓室29限定在左右肋部26RA與26LA的軸向面向表面之間和凸輪軸20與軸承殼體10之間。液壓室29構(gòu)成施壓機(jī)構(gòu)的一部分。此外，銷27設(shè)置在左右肋部26RA和26LA的面向表面之間的位置處用于軸承殼體10。銷27限制左右保持架26R和26L朝著液壓室29的軸向移動(dòng)量。銷27用作移動(dòng)限制機(jī)構(gòu)。注意，銷27的數(shù)量必須至少為一個(gè)，作為所謂的用于限制移動(dòng)的止檔器；然而，為了抑制保持架26的傾斜，期望在圓周方向上的等角度位置處提供約三個(gè)銷27。此處，在本實(shí)施例中，由凸輪殼體IOA和帽蓋IOB形成的軸承殼體10由諸如鋁合金的輕金屬制成，其具有相對(duì)較高的線性膨脹系數(shù)用于減輕重量，而圓錐滾子軸承20的內(nèi)外環(huán)和滾動(dòng)元件以及凸輪軸例如由具有約鋁合金的線性膨脹系數(shù)一半的鋼制成。因而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)較冷時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度較低)，例如，緊接在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，如圖IA所示，軸承殼體10處于收縮狀態(tài)，并且因此軸承殼體10對(duì)于外環(huán)22的干涉在圓錐滾子軸承的左右排20R和20L的每一者中較大；反之，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度較高時(shí)，例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)熱身之·后，軸承殼體10膨脹，并且因此，軸承殼體10對(duì)于外環(huán)22的干涉相應(yīng)地減小。由于此原因，每個(gè)外環(huán)22的內(nèi)外徑變化，并且具體地，例如，在每個(gè)外環(huán)22和內(nèi)滾道表面和相應(yīng)的圓錐滾子28之間形成間隙。然而，根據(jù)這樣構(gòu)造的第一實(shí)施例，調(diào)節(jié)到預(yù)定壓力的油從油泵經(jīng)由在軸承殼體10的凸輪殼體IOA中形成的徑向油通道IOD和由環(huán)形槽IOC形成的圓周油通道引入到液壓室29中。具有預(yù)定壓力并引入到液壓室29中的油沿著內(nèi)環(huán)24和外環(huán)22的中心軸線在降低每個(gè)內(nèi)環(huán)24的外滾道表面和相應(yīng)的圓錐滾子28之間的間隙和每個(gè)外環(huán)22的內(nèi)滾道表面和相應(yīng)的圓錐滾子28之間的間隙的方向上施壓左右保持架26R和26L，由此施加預(yù)載荷，左右保持架26R和26L的移動(dòng)量被銷27限制在面向的表面之間的預(yù)定距離內(nèi)。具體地，左右保持架26R和26L移動(dòng)圖IB (僅僅圖示左側(cè))所示的軸向距離，以基本上消除(自動(dòng)調(diào)節(jié))每個(gè)內(nèi)環(huán)24的外滾道表面和相應(yīng)的圓錐滾子28之間的間隙和每個(gè)外環(huán)22的內(nèi)滾道表面和相應(yīng)的圓錐滾子28之間的間隙。此外，每個(gè)保持架26僅僅與容納在兜孔中的圓錐滾子28接觸，并且保持架26的軸向位置被圓錐滾子28與內(nèi)環(huán)24的相應(yīng)一者的外滾道表面和外環(huán)22的相應(yīng)一者的內(nèi)滾道表面接觸的位置限制。此外，圓錐滾子28在內(nèi)環(huán)24的相應(yīng)一者的外滾道表面和外環(huán)22的相應(yīng)一者的內(nèi)滾道表面之間滾動(dòng)，使得每個(gè)保持架26沿著內(nèi)環(huán)24和外環(huán)22的中心軸線在軸向方向上移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力較小。因而，用于使保持架26在軸向方向上移動(dòng)的施壓機(jī)構(gòu)不需要使用助力機(jī)構(gòu)等，并且施壓機(jī)構(gòu)使用液壓壓力而可以具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。以下，將描述根據(jù)本發(fā)明其他實(shí)施例的圓錐滾子軸承裝置。在這些實(shí)施例中，基本構(gòu)造與以上所述第一實(shí)施例的基本構(gòu)造大致相同，因而類似的參考標(biāo)號(hào)表示具有相同功能的部件，并且重復(fù)的描述將省略，并且將具體地描述與第一實(shí)施例的不同之處。在圖2所示的第二實(shí)施例中，代替在第一實(shí)施例中各相對(duì)于中心軸線傾斜的外環(huán)，各個(gè)外環(huán)具有與外環(huán)的中心軸線平行的內(nèi)滾道表面。即，外環(huán)22F各具有與外環(huán)F的中心軸線平行的外周表面和內(nèi)滾道表面。這是因?yàn)橐韵略颉卩，由外環(huán)22F裝配到的凸輪殼體和蓋帽形成的軸承殼體10如上所述由具有相對(duì)較高的線性膨脹系數(shù)的諸如鋁合金的輕金屬制成，并在全部溫度范圍內(nèi)都具有干涉，因而，難以避免由于溫度的變化而引起的軸承殼體的收縮和膨脹使得每個(gè)外環(huán)的內(nèi)徑和外徑發(fā)生變化。注意，內(nèi)環(huán)裝配到鋼鐵，因而，每個(gè)內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑和外徑的變化小于每個(gè)外環(huán)的內(nèi)徑和外徑的變化。因而，當(dāng)每個(gè)外環(huán)具有傾斜的內(nèi)滾道表面時(shí)，外環(huán)的薄部分的收縮量在對(duì)軸承殼體的干涉較大時(shí)(在低溫下)增大，因而，內(nèi)滾道表面相對(duì)于中心軸線的角度小于設(shè)定角度；而每個(gè)外環(huán)的薄部分的收縮量在對(duì)軸承殼體的干涉較小時(shí)(在高溫下)減小，因而，內(nèi)滾道表面相對(duì)于中心軸線的角度大于設(shè)定角度。結(jié)果，當(dāng)外環(huán)各具有傾斜的內(nèi)滾道表面時(shí)，存在傾斜的內(nèi)滾道表面與每個(gè)圓錐滾子接觸的角度隨著溫度的變化而變化，從而使圓錐滾子在一側(cè)與內(nèi)滾道表面接觸，結(jié)果，軸承的使用壽命由于一側(cè)磨損而顯著降低。然而，根據(jù)其中外環(huán)22F各具有與外環(huán)的中心軸線平行的外周表面和內(nèi)滾道表面的第二實(shí)施例，即使當(dāng)外環(huán)22F固定地裝配到的軸承殼體10例如由具有高熱膨脹系數(shù)的材料制成并且每個(gè)外環(huán)22F的內(nèi)徑和外徑由于溫度的變化而隨著軸承殼體10的收縮或者膨脹而變時(shí)，每個(gè)外環(huán)的厚度如上所述沒(méi)有差別，因而，內(nèi)滾道表面的角度保持不變，以抑制由于圓錐滾子28的一側(cè)接觸而引起的一側(cè)磨損和使用壽命的降低。接著，將參照?qǐng)D3描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圓錐滾子軸承裝置。與以上描述所謂的雙排圓錐滾子軸承的實(shí)施例不同，圖3所示的第三實(shí)施例將本發(fā)明的該方面應(yīng)用到所謂的單排圓錐滾子軸承。即，在圖3所示的第三實(shí)施例中，軸承殼體10在軸向方向上較短，左側(cè)圓錐滾子軸承20L省略，并且代替地設(shè)置密封構(gòu)件40。具體地，密封構(gòu)件40是在其中心部分具有開(kāi)口和從開(kāi)口的周邊立起的凸臺(tái)部分40A的環(huán)形構(gòu)件。凸臺(tái)部分40A松動(dòng)地裝配在分段式凸輪軸30的周圍，并且環(huán)形外周部分與軸承殼體10的環(huán)形槽IOC配合。因而，如在以上實(shí)施例的情況下，液壓室29限定在密封構(gòu)件40和右肋26RA的面向表面之間和凸輪軸30和軸承殼體10之間。液壓室29構(gòu)成施壓機(jī)構(gòu)的一部分。此處，根據(jù)第三實(shí)施例的圓錐滾子軸承20根據(jù)以下工序組裝。即，結(jié)合了密封構(gòu)件40、內(nèi)環(huán)24、外環(huán)22F和將圓錐滾子28保持在兜孔中的保持架26的圓錐滾子軸承20被組裝到凸輪軸30。然后，密封構(gòu)件40和圓錐滾子軸承10組裝到其上的凸輪軸30設(shè)定在凸輪殼體IOA中，密封構(gòu)件40的環(huán)形外周部分與凸輪殼體IOA的環(huán)形槽IOC配合，銷27附接到預(yù)定的位置，然后蓋帽IOB安裝在凸輪殼體IOA上，并通過(guò)螺栓等固定到凸輪殼體10A。接著，將參照?qǐng)D4描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于凸輪軸的圓錐滾子軸承。用于凸輪軸的圓錐滾子軸承裝置的實(shí)施例是當(dāng)根據(jù)參照?qǐng)DIA至圖3描述的第一至第三實(shí)施例的圓錐滾子軸承裝置用于凸輪軸時(shí)的優(yōu)選實(shí)施例。即，如圖4所示的用于凸輪軸的圓錐滾子軸承裝置(然而，在圖4中為便于容易地圖示而省略軸承殼體和密封構(gòu)件)意在用于四缸往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸30。凸輪軸30在凸輪鏈輪(未示出)連接到的前端側(cè)具有第一軸頸部分1J，并且凸輪凸角軸頸部分設(shè)置在兩個(gè)凸輪凸角30C之間的位置處，該兩個(gè)凸輪凸角30C對(duì)應(yīng)于與每個(gè)氣缸相對(duì)應(yīng)地設(shè)置的兩個(gè)進(jìn)氣閥或者兩個(gè)排氣閥。即，第二軸頸部分2J設(shè)置在與第一氣缸對(duì)應(yīng)的位置處，并且第三至第五軸頸部分3J至5J分別依次設(shè)置在與第二至第四氣缸對(duì)應(yīng)的位置處。于是，圖IA至圖2所示的雙排圓錐滾子軸承20中的任一者布置在第一軸頸部分IJ處，并且圖3所示的單圓錐滾子軸承20布置在第二軸頸部分2J至第五軸頸部分5J中的每一者處。此處，其中用作施壓機(jī)構(gòu)并引入到液壓室29中的油在第一軸向方向(圖3中的右側(cè))上施壓保持架26的單排圓錐滾子軸承20被稱為第一圓錐滾子軸承20X，并且顛倒180度使得油在與第一軸向方向相反的第二軸向方向(圖3中的左側(cè))施壓保持架的單排圓錐滾子軸承20被稱為第二圓錐滾子軸承20Y。此時(shí)，在根據(jù)本實(shí)施例的用于凸輪軸的圓錐滾子軸承中，第一圓錐滾子軸承20X和第二圓錐滾子軸承20Y布置成使得第一圓錐滾子軸承20X的總數(shù)量等于第二圓錐滾子軸承20Y的總數(shù)量。于是，這些第一和第二圓錐滾子軸承20X和20Y根據(jù)氣缸的點(diǎn)火順序(其對(duì)應(yīng)于當(dāng)凸輪凸角30C打開(kāi)進(jìn)氣閥或者排氣閥時(shí)發(fā)生的凸輪載荷的產(chǎn)生順序)而交替布置。例如，當(dāng)點(diǎn)火順序是第一氣缸、第三氣缸、第四氣缸和第二氣缸時(shí)，第一和第二圓錐滾子軸承20X和20Y根據(jù)軸頸部分2J、4J、5J和3J的順序交替布置。即，當(dāng)?shù)谝粓A錐滾子軸承20X布置在第二軸頸部分2J處時(shí)，第二圓錐滾子軸承20Y布置在第四軸頸部分4J處，第一圓錐滾子軸承20X布置在第五軸頸部分5J處，并且第二圓錐滾子軸承20Y布置在第三軸頸部分3J處。注意，只要第一和第二圓錐滾子軸承20X和20Y根據(jù)以上順序交替布置，第一和第二圓錐滾子軸承20X和20Y的位置可以偏移。以此方式，當(dāng)?shù)谝缓偷诙A柱滾子軸承20X和20Y布置成使得第一圓錐滾子軸承20X的總數(shù)量等于第二圓錐滾子軸承20Y的總數(shù)量時(shí)，軸向載荷(推力載荷)抵消，因而可以降低所要求的圓錐滾子軸承的總數(shù)，并且可以抑制凸輪軸30的總長(zhǎng)度，因而抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的總長(zhǎng)度。此外，當(dāng)?shù)谝缓偷诙A錐滾子軸承20X和20Y根據(jù)點(diǎn)火順序交替布置時(shí)，即使當(dāng)發(fā)生推力載荷時(shí)，相反的推力載荷根據(jù)點(diǎn)火順序交替發(fā)生，因而與推力載荷在相同的方向上連續(xù)發(fā)生的情況相比可以降低軸承殼體10上的載荷。而且，以上所述實(shí)施例是其中本發(fā)明的各方面用于氣缸往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的示例；然而，本發(fā)明的各方面不限于此構(gòu)造。本發(fā)明的各方面還可以應(yīng)用于用于其他偶數(shù)氣缸往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的圓錐滾子軸承裝置。此外，當(dāng)然，本發(fā)明的各方面還可以不僅應(yīng)用到用于發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的圓錐滾子軸承，而且還應(yīng)用到用于其他旋轉(zhuǎn)軸的圓錐滾子軸承。
權(quán)利要求
1.一種圓錐滾子軸承裝置，包括 圓錐滾子軸承，其包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)、保持架和多個(gè)圓錐滾子，所述內(nèi)環(huán)在其外周表面上具有外滾道表面，所述外環(huán)在其內(nèi)周表面上具有內(nèi)滾道表面，多個(gè)所述圓錐滾子能夠滾動(dòng)地布置在所述內(nèi)環(huán)的外滾道表面和所述外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間，并且分別被容納在形成在所述保持架中的兜孔中；以及 施壓機(jī)構(gòu)，其沿著所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)的中心軸線在減小所述圓錐滾子與所述內(nèi)環(huán)的外滾道表面之間的間隙和所述圓錐滾子與所述外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向上對(duì)所述保持架施壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓錐滾子軸承裝置，其中 所述施壓機(jī)構(gòu)由液壓室和液壓供應(yīng)部分形成， 所述液壓室由肋部限定，所述肋部形成在所述保持架中，以定位在所述內(nèi)環(huán)和所述外環(huán)在軸向上的一側(cè)上，并且 所述液壓供應(yīng)部分將預(yù)定的液壓壓力供應(yīng)到所述液壓室。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓錐滾子軸承裝置，還包括 移動(dòng)限制機(jī)構(gòu)，其限制所述保持架在與所述施壓機(jī)構(gòu)對(duì)所述保持架施壓的方向相反的方向上的移動(dòng)的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的圓錐滾子軸承裝置，還包括 密封構(gòu)件，其中 所述液壓室被限定在所述肋部和所述密封構(gòu)件之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓錐滾子軸承裝置，其中 所述圓錐滾子軸承是雙排的圓錐滾子軸承，并且 所述液壓室被限定在分別形成在雙排的所述保持架中的所述肋部之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓錐滾子軸承裝置，還包括 移動(dòng)限制機(jī)構(gòu)，其限制所述保持架的在與所述施壓機(jī)構(gòu)對(duì)所述保持架施壓的方向相反的方向上的移動(dòng)的量，其中 所述移動(dòng)限制機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述肋部之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任意一項(xiàng)所述的圓錐滾子軸承裝置，其中， 所述外環(huán)的內(nèi)滾道表面與所述外環(huán)的中心軸線平行。
8.一種用于凸輪軸的圓錐滾子軸承裝置，包括 第一圓錐滾子軸承，其包括第一內(nèi)環(huán)、第一外環(huán)，第一保持架和多個(gè)第一圓錐滾子，所述第一內(nèi)環(huán)在其外周表面上具有外滾道表面并裝配到所述凸輪軸，所述第一外環(huán)在其內(nèi)周表面上具有內(nèi)滾道表面并固定到軸承殼體，多個(gè)所述第一圓錐滾子能夠滾動(dòng)地布置在所述第一內(nèi)環(huán)的外滾道表面和所述第一外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間，并分別被容納在形成在所述第一保持架中的3 孔中； 第一施壓機(jī)構(gòu)，其沿著所述第一內(nèi)環(huán)和所述第一外環(huán)的中心軸線在減小所述第一圓錐滾子與所述第一內(nèi)環(huán)的外滾道表面之間的間隙和所述第一圓錐滾子與所述第一外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向上對(duì)所述第一保持架施壓，并在第一軸向上對(duì)所述第一保持架施壓； 第二圓錐滾子軸承，其包括第二內(nèi)環(huán)、第二外環(huán)，第二保持架和多個(gè)第二圓錐滾子，所述第二內(nèi)環(huán)在其外周表面上具有外滾道表面并裝配到所述凸輪軸，所述第二外環(huán)在其內(nèi)周表面上具有內(nèi)滾道表面并固定到軸承殼體，所述第二圓錐滾子能夠滾動(dòng)地布置在所述第二內(nèi)環(huán)的外滾道表面和所述第二外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間，并分別被容納在形成在所述第二保持架中的兜孔中；以及 第二施壓機(jī)構(gòu)，其沿著所述第二內(nèi)環(huán)和所述第二外環(huán)的中心軸線在減小所述第二圓錐滾子與所述第二內(nèi)環(huán)的外滾道表面之間的間隙和所述第二圓錐滾子與所述第二外環(huán)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向上對(duì)所述第二保持架施壓，并在與所述第一軸向相反的第二軸向上對(duì)所述第二保持架施壓， 其中 所述第一圓錐滾子軸承的總數(shù)等于所述第二圓錐滾子軸承的總數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于凸輪軸的圓錐滾子軸承，其中 所述凸輪軸在其前端側(cè)具有第一軸頸部分，并在與凸輪凸角對(duì)應(yīng)的位置處具有凸輪凸角軸頸部分，凸輪鏈輪連接到所述前端側(cè)，所述凸輪凸角對(duì)應(yīng)于各個(gè)氣缸， 所述第一圓錐滾子軸承和所述第二圓錐滾子軸承布置在所述第一軸頸部分處，并且所述第一圓錐滾子軸承和所述第二圓錐滾子軸承根據(jù)所述氣缸的點(diǎn)火順序交替布置在所述凸輪凸角軸頸部分處。
全文摘要
圓錐滾子軸承裝置包括圓錐滾子軸承，其包括內(nèi)環(huán)(24)、外環(huán)(22)、保持架(26)和多個(gè)圓錐滾子，所述內(nèi)環(huán)在其外周表面上具有外滾道表面，所述外環(huán)在其內(nèi)周表面上具有內(nèi)滾道表面，多個(gè)所述圓錐滾子能夠滾動(dòng)地布置在所述內(nèi)環(huán)(24)的外滾道表面和所述外環(huán)(22)的內(nèi)滾道表面之間，并且分別被容納在形成在所述保持架(26)中的兜孔中；以及施壓機(jī)構(gòu)，其沿著所述內(nèi)環(huán)(24)和所述外環(huán)(22)的中心軸線在減小所述圓錐滾子與所述內(nèi)環(huán)(24)的外滾道表面之間的間隙和所述圓錐滾子與所述外環(huán)(22)的內(nèi)滾道表面之間的間隙的方向上對(duì)所述保持架(26)施壓。
文檔編號(hào)F16C35/06GK102985710SQ201180032837
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者村上元一, 原田健一, 中岡賢一, 早稻田義孝 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社