滚珠轴承
阅读：578发布：2021-06-15
专利汇可以提供滚珠轴承专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 滚珠 轴承 ，能够缩小宽度尺寸而实现小型化。 滚珠轴承 (11)具有： 内圈 (12)，其外套于旋 转轴 或旋转体( 行星架 )(7)的轴部7a； 外圈 (13)，其同心地配置于该内圈(12)的外周；多个滚珠(14)，其收纳于所述内圈(12)与外圈(13)之间的环状空间(S)内；保持器(15)，其保持这些滚珠(14)；以及环状的 橡胶 密封件 (16)，其配置于滚珠(14)与保持器(15)的至少一侧，保持器(15)与橡胶密封件(16)被形成为一体。此外，通过 树脂 来构成保持器(15)。这里，通过将橡胶密封件(16)包覆或烧熔于与其分开成型的保持器(15)而将该橡胶密封件(16)与保持器(15)形成为一体。或者，通过嵌件成型而将保持器(15)与橡胶密封件(16)形成为一体。，下面是滚珠轴承专利的具体信息内容。
1.一种滚珠轴承，其具有：
内圈；
外圈，其同心地配置于所述内圈的外周；
多个滚珠，其收纳于所述内圈与所述外圈之间的环状空间内；
保持器，其保持所述多个滚珠；以及
环状的密封部件，其配置于所述多个滚珠与所述保持器的至少一侧，
其特征在于，
将所述保持器与所述密封部件被形成为一体。
2.根据权利要求1所述的滚珠轴承，其特征在于，
由合成树脂材料来构成所述保持器，由橡胶材料来构成所述密封部件。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其特征在于，
所述密封部件与所述保持器通过将该密封部件包覆于或烧熔于与其分开成型的所述保持器而形成为一体。
4.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其特征在于，
所述保持器与所述密封部件通过嵌件成型而形成为一体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的滚珠轴承，其特征在于，
在所述密封部件的内外周分别一体地形成有两股状的唇，这些唇被嵌入到形成于所述内圈的外周与所述外圈的内周的环状槽内，从而所述密封部件被固定于所述内圈与所述外圈。
滚珠轴承
技术领域
背景技术
[0002] 例如，在马达等旋转机械中，马达轴等旋转轴借助于滚珠轴承而能够旋转地支承于马达壳体等。关于这种滚珠轴承，在专利文献1中提出了如下内容：在PEEK等耐热树脂构成的保持器的外周面上形成0.5μm～10μm左右的薄DLC膜，由此，即使在容易边界润滑的环境下，也防止了烧灼等的发生。此外，在专利文献2中，提出了谋求部件数的削减和小型化的多列滚珠轴承。
[0003] 但是，在滚珠轴承中，在滚动的多个滚珠(钢球)与内圈和外圈的接触部产生摩擦热，可能因该摩擦热而产生烧灼，因此，在内部填充油脂等润滑剂，或向内部供给润滑油。当采用这样的润滑方式时，有时为了防止润滑剂或润滑油向外部流出，或为了防止来自外部的异物侵入而设置有橡胶密封件。这里，图5的(a)、(b)表示设置了橡胶密封件的以往的滚珠轴承的示例。
[0004] 即，图5的(a)、(b)是具有橡胶密封件的以往的滚珠轴承的半截剖视图，图5的(a)所示的滚珠轴承111具有：内圈112，其外套于要支承的旋转轴或旋转体的轴部；外圈113，其同心地配置于该内圈112的外周；多个滚珠114，其收纳于所述内圈112与外圈113之间的环状空间S内；金属制的保持器115，其保持这些滚珠114；以及环状的橡胶密封件116，其配置于滚珠114与保持器115的一侧(图5中(a)的右侧)。
[0005] 此外，图5中(b)所示的滚珠轴承111A除了保持器115A是树脂制成这一点以外，与图5中(a)所示的滚珠轴承111是一样的结构。因此，在图5的(b)中，对与图5的(a)中所示的要素一样的要素标注相同标号。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献1：日本特开2002-227845号公报
[0008] 专利文献2：日本特开2014-228067号公报
[0009] 在图5的(a)所示的以往的滚珠轴承111中，金属制的保持器115与橡胶密封件116分体构成，在图5的(b)所示的滚珠轴承111A中，树脂制的保持器115A与橡胶密封件116分体构成，因此，在金属制的保持器115与橡胶密封件116之间、以及在树脂制的保持器115A与橡胶密封件116之间，为了防止橡胶密封件116与保持器115、115A接触而在轴向上分别需要图示的间隙δ。因此，存在如下问题：两个滚珠轴承111、111A的宽度尺寸W2相应地变大间隙δ的量，与之相伴地，具有滚珠轴承111、111A的旋转机械等装置的宽度尺寸也变大，妨碍装置的小型化、紧凑化。
发明内容
[0010] 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种可以缩小宽度尺寸而实现小型化的滚珠轴承。
[0011] 为了达成上述目的，本发明的滚珠轴承11具有：内圈12；外圈13，其同心地配置于该内圈12的外周；多个滚珠14，其收纳于所述内圈12与外圈13之间的环状空间S内；保持器15，其保持这些滚珠14；以及环状的密封部件16，其配置于所述滚珠14与所述保持器15的至少一侧，其特征在于，所述保持器15与所述密封部件16被形成为一体。
[0012] 根据本发明，由于将保持器与橡胶密封件形成为一体，因此不需要两者间所需的轴向的间隙，能够使滚珠轴承的宽度缩小该间隙的量从而实现其小型化。
[0014] 此外，在本发明中，可以是，所述密封部件16与所述保持器15通过将该密封部件16包覆于或烧熔于与其分开成型的所述保持器15而形成为一体。或者，可以是，所述保持器15与所述密封部件16通过嵌件成型而形成为一体。
[0015] 并且，在本发明中，可以是，在所述密封部件16的内外周分别一体地形成有两股状的唇16a，这些唇16a被嵌入到形成于所述内圈12的外周与所述外圈13的内周的环状槽12b、13b内，从而所述密封部件16被固定于所述内圈12与所述外圈13。
[0016] 通过像这样构成，即使在滚珠轴承由于承受横向的推力载荷而使得保持器与滚珠接触而大幅倾倒的情况下，形成于与该保持器形成为一体的橡胶密封件的内外周的两股状的唇会与内圈和外圈的环状槽可靠地嵌合而可靠地保持该橡胶密封件。因此，不会发生橡胶密封件脱落，或其密封功能受阻等问题。
[0017] 发明效果
[0020] 图2是沿图1中的A-A线的剖视图。
[0021] 图3是本发明涉及的滚珠轴承的半截剖视图。
[0022] 图4是表示固定本发明涉及的滚珠轴承的橡胶密封件之前的状态的局部剖视图。
[0023] 图5中(a)、(b)是具有橡胶密封件的以往的滚珠轴承的半截剖视图。
[0024] 标号说明
[0025] 1：行星齿轮机构；
[0026] 7：行星架(旋转体)；
[0027] 7a：行星架的轴部(旋转体的轴部)；
[0028] 11：滚珠轴承；
[0029] 12：内圈；
[0030] 12a：内圈的内侧环状槽；
[0031] 12b：内圈的环状槽；
[0032] 13：外圈；
[0033] 13a：外圈的外侧环状槽；
[0034] 13b：外圈的环状槽；
[0035] 14：滚珠；
[0036] 15：保持器；
[0037] 16：橡胶密封件(密封部件)；
[0038] 16a：橡胶密封件的唇；
[0039] S：环状空间。
具体实施方式
[0040] 以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
[0041] 图1是具有本发明涉及的滚珠轴承的行星齿轮机构的正视图，图2是沿图1中的A-A线的剖视图，这些图所示的行星齿轮结构1由太阳轮4、齿圈5、3个行星齿轮6以及行星架7(参照图2)构成，其中太阳轮4一体地形成于中空的旋转轴3的轴向一端(图2的左端部)，该旋转轴3沿着横向(图2的左右方向)能够旋转地配置于机壳2的中心部，齿圈5同轴地配置于该太阳轮4的周围，3个行星齿轮6与太阳轮4和齿圈5双方啮合，一边自转一边绕太阳轮4公转，行星架7将这些行星齿轮6支承为能够旋转(自转)。
[0042] 如图2所示，上述旋转轴3能够旋转地支承于实心轴8的外周，例如构成马达等驱动源的输出轴，其中实心轴8以在横向上较长的方式配置于机壳2的中心部。此外，在所述齿圈5上，如图1所示，在其内周刻设有多个内齿5a，其外周通过花键嵌合以不能旋转的方式固定于机壳2的内周。
[0043] 此外，如图1所示，3个所述行星齿轮6以等角度间隔(120°齿距)配于周向，如图2所示，各行星齿轮6通过滚针轴承10被能够旋转地支承于支轴9，该支轴9被行星架7支承。因此，行星架7通过支轴9将各行星齿轮6支承为能够旋转(自转)，如图2所示，其圆筒状的轴部7a通过本发明涉及的滚珠轴承11被能够旋转地支承于机壳2。
[0044] 在像以上那样构成的行星齿轮机构1中，当旋转驱动旋转轴3时，一体形成于该旋转轴3的太阳轮4与旋转轴3一起一体地旋转。于是，与该太阳轮4和齿圈5啮合的3个行星齿轮6以支轴9为中心自转并同时绕太阳轮4公转，因此，支承这些行星齿轮6的行星架7旋转。其结果为，旋转轴3的旋转被减速并传递至行星架7，该行星架7以规定的速度旋转，传递来自未图示的驱动源等的输出。
[0045] 接下来，以下根据图3对本发明涉及的所述滚珠轴承11的结构的详细情况进行说明。
[0046] 即，图3是本发明涉及的滚珠轴承的半截剖视图，图示的滚珠轴承11具有：内圈12，其外套于要支承的行星架7的轴部7a(参照图2)；外圈13，其同心地配置于该内圈12的外周；多个滚珠14，其收纳于所述内圈12与外圈13之间的环状空间S内；保持器15，其保持这些滚珠14；以及环状的橡胶密封件(密封部件)16，其配置于滚珠14与保持器15的一侧(图3的右侧)。
[0047] 上述内圈12、外圈13和各滚珠14例如由轴承钢或不锈钢等金属构成。这里，在内圈12的外周面遍及整周地形成有纵截面构成圆弧状的内侧环状槽12a，在外圈13的内周面也遍及整周地形成有同样纵截面为圆弧状的外侧环状槽13a。并且，在这些内侧环状槽12a与外侧环状槽13a中能够转动地设置有多个滚珠14，该多个滚珠14与内侧环状槽12a与外侧环状槽13a的表面接触，这些滚珠14通过所述保持器15而在周向上被以相等间隔保持。
[0048] 上述保持器15由聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、热塑性聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、尼龙等耐热性树脂构成，如上所述将能够滚动地配置于内圈12与外圈13之间的多个滚珠14在周向上保持为相等间隔。
[0049] 此外，所述橡胶密封件16是为了防止供给到该滚珠轴承11的润滑油向外部流出，或为了防止来自外部的异物侵入而设置的，在其内外周分别一体地形成有朝向径向内侧和径向外侧打开的两股状的唇16a。并且，分别将这些唇16a嵌入到在内圈12的外周与外圈13的内周的相对置的部位形成的纵截面为矩形的环状槽12b、13b中，由此，橡胶密封件16以被内圈12与外圈13分别保持其内外周的状态而被固定。
[0050] 这里，在将橡胶密封件16固定于内圈12与外圈13之前的状态(在将橡胶密封件16的内外周的唇16a嵌入到内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b之前的状态)下，如图4所示，橡胶密封件16的内外的唇16a的宽度B设定得比内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b的宽度b大。因此，在将橡胶密封件16固定于内圈12与外圈13时，在将该橡胶密封件16的内外周的唇16a压缩到其宽度比内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b的宽度b小的状态下，将这些唇16a分别嵌入到内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b中。于是，橡胶密封件16的内外周的唇
16a通过其弹性复原力而在内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b内恢复到原来的状态，因此，这些唇16a紧密地嵌合保持于内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b。其结果为，橡胶密封件16在通过内圈12与外圈13而被固定的状态下，被配置于滚珠14与保持器15的一侧(图3的右侧)，并获得规定的密封功能。
16a通过其弹性复原力而在内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b内恢复到原来的状态，因此，这些唇16a紧密地嵌合保持于内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b。其结果为，橡胶密封件16在通过内圈12与外圈13而被固定的状态下，被配置于滚珠14与保持器15的一侧(图3的右侧)，并获得规定的密封功能。
[0051] 并且，在本实施方式涉及的滚珠轴承11中，保持器15与橡胶密封件16被形成为一体。这里，在将保持器15与橡胶密封件16形成为一体的方法中，考虑了如下方法：将橡胶密封件16包覆于与其分开成型的保持器15的方法、将橡胶密封件16烧熔于保持器15的方法，对保持器15与橡胶密封件16进行嵌件成型的方法等。这里，在通过嵌件成型而将保持器15与橡胶密封件16形成为一体的方法中，在未图示的成型模具的内部设置预先制作好的橡胶密封件16，通过向设置有该橡胶密封件16的成型模具内填充熔融树脂并使其固化，由此，保持器15与橡胶密封件16被形成为一体。另外，在以往的橡胶密封件中，在内部设置有补强用的金属板，但是在像本实施方式这样将保持器15与橡胶密封件16形成为一体的情况下，在橡胶密封件16的内部树脂制的保持器15的一部分作为骨架而存在，从而获得以往金属板的功能。
[0052] 在如上所述构成的滚珠轴承11中，当图2所示的行星架7旋转时，内圈12与该行星架7一起一体地旋转，因此在该内圈12与固定于机壳2(参照图2)的外圈13之间产生相对旋转，通过该相对旋转，多个滚珠14在使其表面与内圈12的内侧环状槽12a和外圈13的外侧环状槽13a接触的同时进行滚动，与之相伴地，保持器15在内圈12与外圈13的周向上旋转。其结果为，图2所示的行星架7通过滚珠轴承11而相对于图2所示的机壳2顺畅地旋转，并且其径向载荷由滚珠轴承11承受。此时，如图3所示润滑油被供给向滚珠轴承11，因此，通过该润滑油的润滑作用使得滚珠14的滚动顺畅地进行，并且在滚珠14与内圈12和外圈13之间的接触部产生的摩擦热通过润滑油而被去除，从而防止了烧灼等不良的产生。并且，通过橡胶密封件16的密封作用来防止该润滑油向外部泄漏或尘埃等异物从外部向该滚珠轴承11内部侵入。
[0053] 以上，在本实施方式涉及的滚珠轴承11中，由于将保持器15与橡胶密封件16形成为一体，因此不需要两者间所需的轴向的间隙(参照图5)，可以将其宽度W1抑制成比图5的(a)、(b)所示的以往的滚珠轴承111、111A的宽度W2小(W1＜W2)。因此，可以实现滚珠轴承11的小型化，并且可以实现具有该滚珠轴承11的图1和图2所示的行星齿轮机构1的小型化。
[0054] 此外，在本实施方式中，由于利用树脂来构成保持器15，因此其润滑性提高而可以将摩擦阻力抑制为很小。
[0055] 并且，在本实施方式中，通过将形成于橡胶密封件16的内外周的唇16a嵌入到分别形成于内圈12与外圈13的各环状槽12b、13b中，而将橡胶密封件16固定于内圈12和外圈13，因此，即使在该滚珠轴承11由于承受了横向的推力载荷而使得保持器15与滚珠14接触从而大幅倾倒的情况下，形成于与该保持器15形成为一体的橡胶密封件16的内外周的两股状的唇16a也会与内圈12和外圈13的各环状槽12b、13b嵌合，从而可靠地保持该橡胶密封件16。因此，不会发生橡胶密封件16脱落，或其密封功能受阻等问题。
[0056] 另外，在以上的实施方式中，对将本发明应用于将行星齿轮机构的行星架支承为能够旋转的滚珠轴承的方式进行了说明，但是本发明还能够同样地应用于将设置于其他任意装置的旋转轴或旋转体的轴部支承为能够旋转的滚珠轴承。
[0057] 此外，以上对将本发明应用于只在滚珠的单侧设置橡胶密封件的滚珠轴承的方式进行了说明，但是在滚珠的两侧设置有橡胶密封件的滚珠轴承也包含于本发明的应用对象中。
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