滚珠轴承
阅读：917发布：2020-05-12
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。并且滚珠 轴承 (10)包括 内圈 (11)、 外圈 (12)、多个滚珠(13)和环形保持器(14)。该保持器(14)具有：环形部(21)，该环形部(21)在第一轴向侧上；和多个保持器杆(22)，所述多个保持器杆(22)中的每一个从环形部(21)朝向第二轴向侧延伸，并且在周向方向上相邻的保持器杆(22)之间的空间用作容纳滚珠(13)的凹口(20)。保持器外表面(30)构造成环形部(21)的外周表面和保持器杆(22)的径向外表面，该保持器外表面(30)具有： 接触 表面部(35)，该接触表面部(35)接触外圈(12)的内周表面的第一轴向侧部，以便将保持器(14)在径向方向上 定位 ；以及倾斜表面部(37)，该倾斜表面部(37)从保持器外表面(30)的轴向中间部朝向第二轴向侧沿径向向内倾斜。，下面是滚珠轴承专利的具体信息内容。
1.一种滚珠轴承，其特征在于包括：
内圈(11)；
外圈(12)；
多个滚珠(13)，所述多个滚珠(13)被设置在所述内圈和所述外圈之间；和环形保持器(14)，所述环形保持器(14)保持所述多个滚珠，其中
所述保持器具有：环形部(21)，所述环形部(21)在第一轴向侧上；和多个保持器杆(22)，所述多个保持器杆(22)中的每一个从所述环形部朝向第二轴向侧延伸，并且在周向方向上相邻的所述保持器杆之间的空间用作凹口(20)，在所述凹口(20)中容纳所述滚珠，并且
通过包括所述环形部的外周表面(31)和所述保持器杆的径向外表面(32)而构造的保持器外表面(30)具有：接触表面部(35)，所述接触表面部(35)接触所述外圈的内周表面的第一轴向侧部，以便将所述保持器在径向方向上定位；和倾斜表面部(37)，所述倾斜表面部(37)从所述保持器外表面的轴向中间部(36)朝向所述第二轴向侧沿径向向内倾斜。
2.根据权利要求1所述的滚珠轴承，其中
所述保持器外表面(30)的所述轴向中间部(36)是所述保持器杆的所述径向外表面的轴向中间部。
3.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其中
通过包括所述环形部的内周表面(41)和所述保持器杆的径向内表面(42)而构造的保持器内表面(40)具有：小直径内表面部(46)，所述小直径内表面部(46)包括内周表面；和大直径内表面部(47)，所述大直径内表面部(47)位于所述小直径内表面部的径向外侧上，并且所述大直径内表面部(47)也位于所述小直径内表面部的所述第二轴向侧上。
4.根据权利要求3所述的滚珠轴承，其中
在所述小直径内表面部(46)和所述大直径内表面部(47)之间的边界在朝向所述第二轴向侧的方向上与所述凹口的端部(26)分开，所述端部(26)是所述凹口的在所述第一轴向侧上的端部。
滚珠轴承
技术领域
背景技术
[0002] 许多滚动轴承用在各种类型的工业设备中。滚动轴承每一个包括内圈、外圈、多个滚动元件和环形保持器，所述多个滚动元件中的每一个介于内圈和外圈之间，环形保持器保持所述多个滚动元件。在这些滚动轴承中，具有作为滚动元件的滚珠的滚珠轴承尤其具有小的旋转抵抗和优良的高速旋转性能。
[0003] 作为用于滚珠轴承的保持器，已知所谓的冠形保持器，其具有：环形部，环形部位于滚珠的一个轴向侧上；和多个保持器杆，所述多个保持器杆从该环形部朝向另一轴向侧延伸。在该保持器中，在周向方向上相邻的保持器杆之间的空间用作容纳滚珠的凹口(例如参见日本专利申请公布特开2008-45572(JP2008-45572A))。
[0004] 在具有以高速旋转的机会的滚珠轴承中，保持器通过外圈径向定位。更具体地，当滚珠轴承(内圈)旋转时，保持器也与多个滚珠一起旋转。此时，设置在保持器中的环形部的外周表面能够与外圈的肩部的内周表面形成滑动接触，并且保持器因此被外圈引导。
发明内容
[0005] 当滚珠轴承以高速旋转时，大的离心力作用在保持器上。在保持器中，环形部总体上具有圆形形状，并因此不太可能被离心力影响。也就是说，环形部几乎不变形。另一方面，当离心力作用于保持器杆上时，特别地，存在这样的可能性：保持器杆的位于远离环形部的末端侧显著沿径向向外变形。当保持器杆显著变形时，其末端侧可能与外圈干涉。此外，环形部可能被显著变形的保持器杆影响，这可能导致环形部与外圈的肩部的意外接触模式。当保持器被带入保持器由于离心力的影响而没有被外圈适当地引导的状态时，滚珠轴承的旋转抵抗可能增加，可能产生异常噪声，和/或滚珠轴承的旋转性能可能劣化。
[0006] 鉴于上述，本发明提供滚珠轴承，其即使在滚珠轴承以高速旋转时也能够通过外圈稳定地引导保持器。
[0007] 根据本发明的方面的滚珠轴承包括：内圈；外圈；多个滚珠，所述多个滚珠设置在内圈和外圈之间；以及环形保持器，环形保持器保持所述多个滚珠。该保持器具有：在第一轴向侧上的环形部；以及多个保持器杆，所述多个保持器杆中的每一个从环形部朝向第二轴向侧延伸。在周向方向上相邻的保持器杆之间的空间用作容纳滚珠的凹口。保持器外表面构造成包括环形部的外周表面和保持器杆的径向外表面，该保持器外表面具有：接触表面部，该接触表面部接触外圈的内周表面的第一轴向侧部，以便将保持器在径向方向上定位；以及倾斜表面部，该倾斜表面部从保持器外表面的轴向中间部朝向第二轴向侧沿径向向内倾斜。
[0008] 根据该滚珠轴承，即使当保持器杆的在第二轴向侧上的一部分由于离心力而沿径向向外变形时，倾斜表面部也能够防止保持器杆的所述部分接触外圈。另外，通过倾斜表面部，能够减小保持器杆的在第二轴向侧上的部分的体积，这能够减轻其重量。以这种方式，离心力的大小减小，并且能够减轻其变形。作为结果，即使当滚珠轴承以高速旋转时，保持器外表面的接触表面部也能够适当地接触外圈的内周表面的第一轴向侧部。因此，能够维持滚珠轴承的高速旋转性能。
[0009] 保持器外表面的轴向中间部可以是保持器杆的径向外表面的轴向中间部。在这种情况下，倾斜表面部被构造成从保持器杆的径向外表面的轴向中间部朝向第二轴向侧沿径向向内倾斜。通过该构造，保持杆在末端侧(第二轴向侧)上在径向方向上变窄；然而，保持器杆在近侧(第一轴向侧)上不变窄。因此，维持了保持器杆的刚性，并且由此能够抑制由离心力引起的保持器杆的变形。
[0010] 通过包括环形部的内周表面和保持器杆的径向内表面而构造的保持器内表面可以具有：小直径内表面部，小直径内表面部包括内周表面；以及大直径内表面部，该大直径内表面部位于小直径内表面部的径向外侧上并且也位于小直径内表面部的第二轴向侧上。通过该构造，保持器内表面具有台阶形状，台阶形状由小直径内表面部和大径内表面部形成。因此，在小直径内表面部与大直径内表面部之间的壁表面部能够抑制存在于保持器内表面的第二轴向侧上的润滑剂向第一轴向侧的流出，并且便于使用该润滑剂以润滑滚珠。
[0011] 在小直径内表面部和大直径内表面部之间的边界可以在朝向第二轴向侧的方向上与凹口的端部分开。该端部是凹口在第一轴向侧上的端部。在这种情况下，通过小直径内表面部和大直径内表面部之间的壁表面部抑制润滑剂向第一轴向侧的流出，润滑剂可能附着到被保持在凹口中的滚珠，并因此进一步便于使用润滑剂用于润滑滚珠。
[0013] 下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
[0014] 图1是滚珠轴承的一个示例的横截面图；
[0015] 图2是保持器的说明图并且示出保持器被切断成一半的状态；并且[0016] 图3是保持器的一部分和周边的放大横截面图。
具体实施方式
[0017] 在下文中将基于附图对本发明的实施例进行描述。图1是滚珠轴承的一个示例的横截面图。该滚珠轴承10包括内圈11、外圈12、多个滚珠(滚动元件)13和环形保持器14，所述多个滚珠(滚动元件)13中的每一个设置在这些内圈11和外圈12之间，环形保持器14以周向地隔开的间隔保持这些滚珠13。在图1中所示的滚珠轴承10是深沟滚珠轴承。注意，在下面的描述中，轴向方向是与滚珠轴承10的中心线C0平行的方向。该中心线将被称为轴承中心线C0。内圈11、外圈12和保持器14的中心线对应于轴承中心线C0。
[0018] 内圈11是圆筒形构件，并且在其外周侧上设置有内圈滚道51。内圈滚道51具有凹进沟槽形状，且滚珠13在其上滚动。此外，内圈11在内圈滚道51的第一轴向侧(轴向方向的一侧)上设置有第一肩部53，并且在内圈滚道51的第二轴向侧(轴向方向的另一侧)上还设置有第二肩部54。在该实施例中，两个肩部53、54都具有相同的外径。
[0019] 外圈12是圆筒形构件，并且在其内周侧上设置有外圈滚道52。外圈滚道52具有凹进沟槽形状，且滚珠13在其上滚动。此外，外圈12在外圈滚道52的第一轴向侧上设置有第一肩部55，并且在外圈滚道52的第二轴向侧上还设置有第二肩部56。在该实施例中，两个肩部55、56具有相同的内径。
[0020] 多个滚珠13设置在形成于内圈11和外圈12之间的环形空间15中。当滚珠轴承10旋转时(当在本实施例中内圈11旋转时)，这些滚珠13每一个在由保持器14保持的状态下在内圈滚道51和外圈滚道52上滚动。
[0021] 图2是保持器14的说明图并且示出保持器14被切断成一半的状态。保持器14能够沿周向方向以规定间隔(等间隔)保持多个滚珠13。为此原因，保持器14沿周向方向形成有多个凹口20，所述多个凹口20中的每一个保持滚珠13。本实施例的保持器14是所谓的冠形保持器，并且具有：环形部21，环形部21设置在滚珠13的第一轴向侧(图1和图2中的左侧)上；以及多个保持器杆22，所述多个保持器杆22在某种程度上设置成从该环形部21朝向第二轴向侧(图1和图2中的右侧)延伸。环形部21是在图2的上半部中的以横截面(剖面线)示出的部分，并且以双点划线示出环形部21与保持器杆22之间的边界。在周向方向上位于相邻的保持器杆22之间并且在环形部21的第二轴向侧上的空间用作容纳滚珠13的凹口20。保持器14由树脂制成，并且通过注入模制例如以使得环形部21和保持器杆22成一体的方式模制。
[0022] 保持器14的凹口20具有沿着假想圆柱表面的形状的凹口表面25。该假想圆柱表面是具有与轴承中心线C0正交的假想线作为中心线的圆柱形状的表面。凹口表面25(假想圆柱表面)的直径稍微大于滚珠13的直径。由于滚珠13是球，所以滚珠13以沿着圆柱表面的形状与凹口表面25形成点接触。爪部29形成在每一个保持器杆22的第二轴向侧上，并且爪部29防止滚珠13从凹口20掉落。
[0023] 环形部21的外周表面31是以轴承中心线C0为中心的圆柱表面。另外，每一个保持器杆22的径向外表面32是从环形部21的外周表面31朝向第二轴向侧延伸的表面。注意，虽然将在下面描述，但是保持器杆22的径向外表面32具有倾斜表面部37，该倾斜表面部37从径向外表面32的轴向中间部36倾斜。环形部21的外周表面31和多个保持器杆22的径向外表面32构成保持器外表面30。
[0024] 环形部21的内周表面41是以轴承中心线C0为中心的圆柱表面。另外，每一个保持器杆22的径向内表面42是从环形部21的内周表面41朝向第二轴向侧延伸的表面。注意，尽管将在下面描述，但是保持器杆22的径向内表面42是台阶表面。环形部21的内周表面41和多个保持器杆22的径向内表面42构成保持器内表面40。
[0025] 图3是保持器14的一部分和周边的放大横截面图。首先，将描述保持器外表面30。环形部21的外周表面31与外圈12的肩部55的内周表面19相对，在外周表面31与内周表面19之间限定间隙。当保持器14在径向方向上偏离时，该环形部21的外周表面31(以及将在下面描述的保持器杆22的第一轴向侧部38a)能够接触肩部55的内周表面19。因此，保持器14用作由外圈12径向定位的外圈引导保持器。
[0026] 每一个保持器杆22的径向外表面32具有外中间表面部38和倾斜表面部37。外中间表面部38是沿着以轴承中心线C0(参见图2)为中心的假想圆柱表面的表面，并且该假想圆柱表面和环形部21的外周表面31具有相同的直径(外径)。换句话说，环形部21的外周表面31和保持器杆22的外中间表面部38沿着轴向方向平滑地连续，并因此在环形部21的外周表面31和保持器杆22的外中间表面部38之间不限定弯曲角度。相对于该外中间表面部38，倾斜表面部37具有弯曲角度P。该角度P是相对于以轴承中心线C0为中心的假想圆柱表面的倾斜角度。
[0027] 环形部21的外周表面31和从外周表面31连续的外中间表面部38的第一轴向侧部38a能够接触外圈12的肩部55的内周表面19，并且这些外周表面31和第一轴向侧部38a用作能够接触外圈12的接触表面部35。当接触表面部35接触外圈12时，保持器14径向地定位。
[0028] 倾斜表面部37从外中间表面部38的在第二轴向侧上的端部(保持器外表面30的轴向中间部36)朝向第二轴向侧形成。倾斜表面部37随着朝向第二轴向侧前进而沿径向向内(向内圈11侧)倾斜。在本实施例中，倾斜表面部37成直线地倾斜。倾斜表面部37的在第二轴向侧上的端部37a是保持器杆22的在第二轴向侧上的最远端部。从目前为止所描述的，通过从第一轴向侧顺序地具有环形部21的外周表面31、外中间表面部38和倾斜表面部37而构造在这个实施例中的保持器外表面30。
[0029] 接着，将描述保持器内表面40。每一个保持器杆22的径向内表面42具有内中间表面部48和大直径内表面部47。内中间表面部48是沿着以轴承中心线C0(参见图2)为中心的假想圆柱表面的表面，并且该假想圆柱表面与环形部21的内周表面41具有相同的直径(内径)。换句话说，环形部21的内周表面41和保持器杆22的内中间表面部48沿着轴向方向平滑地连续，并因此在环形部21的内周表面41和保持器杆22的内中间表面部48之间未限定弯曲角度。环形部21的内周表面41和内中间表面部48构成位于共同的假想圆柱表面上的小直径内表面部46。
[0030] 大直径内表面部47是沿着以轴承中心线C0(参见图2)为中心的假想圆柱表面的表面，并且大直径内表面部47位于小直径内表面部46(内中间表面部48)的径向外侧上。为此原因，在小直径内面部46(内中间表面部48)与大直径内表面部47之间设置有壁表面部49。在本实施例中的壁表面部49是面向第二轴向侧的环形表面，并且与小直径内表面部46(内中间表面部48)和大直径内表面部47正交。
[0031] 壁表面部49是用作小直径内表面部46和大直径内表面部47之间的边界的表面。在本实施例中，如上所述，每一个保持器杆22的径向内表面42包括内中间表面部48。因此，壁表面部49在朝向第二轴向侧的方向上与凹口20的端部26分开。端部26是凹口20在第一轴向侧上的端部。注意，该壁表面部49位于滚珠13的中心的第一轴向侧上，并且被偏压到接近环形部21的一侧。从目前为止已经描述的，通过从第一轴向侧顺序地具有环形部21的内周表面41、内中间表面部48、壁表面部49和大直径内表面部47而构造这个实施例中的保持器内表面40。其中，环形部21的内周表面41和内中间表面部48构成小直径内表面部46。
[0032] 从目前为止已经描述的，在本实施例中的滚珠轴承10中设置的保持器14中，保持器外表面30构造成包括环形部21的外周表面31和多个保持器杆22的径向外表面32。该保持器外表面30具有接触表面部35和倾斜表面部37。接触表面部35用作与外圈12的内周表面的第一轴向侧部、即肩部55的内周表面19接触的表面，以将保持器14在径向方向上定位。倾斜表面部37是随着从保持器外表面30的轴向中间部36朝向第二轴向侧前进而沿径向向内倾斜的表面。在本实施例中，轴向中间部36是保持器杆22的径向外表面32的轴向中间部。
[0033] 这里，当滚珠轴承10旋转(内圈11旋转)时，保持器14与多个滚珠13一起旋转。当滚珠轴承10以高速旋转时，保持器14的旋转速度也增加。然后，离心力作用在保持器14上，并且保持器14在直径扩展方向上弹性变形。为了处理这个问题，如上所述，保持器外表面30具有接触表面部35和倾斜表面部37。接触表面部35引导以高速旋转的保持器14。这样，即使在保持器杆22(特别是在其第二轴向侧上的部分27)由于离心力而沿径向向外(向外圈12侧)变形时，倾斜表面部37也能够防止保持器杆22的在第二轴向侧上的部分27与外圈12接触。
[0034] 当离心力作用在保持器杆22的在第二轴向侧上的该部分27上时该部分27沿径向向外变形。通过以规定的高旋转速度旋转而导致部分27的变形，倾斜表面部37能够具有沿着以轴承中心线C0(参照图2)为中心的圆柱表面的形状。注意，考虑到这一点来设定倾斜表面部37的倾斜角度(角度P，参见图3)。换句话说，倾斜角度被设定为使得当保持器14以设计性能方面的最大旋转速度旋转并且因此保持器杆22由于离心力而变形时，倾斜表面部37变得与轴承中心线C0平行的状态是变形的上限。
[0035] 另外，保持器杆22的在第二轴向侧上的部分27具有这样的形状，使得其一部分由于该倾斜表面部37而缺损(lack)。因此，部分27的体积减小，这能够进一步减轻其重量。以这种方式，减小了在其上产生的离心力的大小，并且能够减轻其变形。从目前为止所描述的，即使当滚珠轴承10以高速旋转时，保持器杆22的在第二轴向侧上的部分27也不与外圈12接触，并且接触表面部35能够适当地接触在外圈12的第一轴向侧上的肩部55的内周表面
19。作为结果，防止了保持器14的旋转抵抗的增加，防止了异常噪声或热的产生，并且因此能够维持高速旋转性能。
19。作为结果，防止了保持器14的旋转抵抗的增加，防止了异常噪声或热的产生，并且因此能够维持高速旋转性能。
[0036] 此外，在本实施例中，如上所述，倾斜表面部37被构造成随着从保持器杆22的径向外表面32中的轴向中间部36朝向第二轴向侧前进而沿径向向内倾斜。为此原因，保持器杆22的末端侧(在第二轴向侧上的部分27)在径向方向上变窄；然而，保持器杆22在近侧(在第一轴向侧上的部分28)上不变窄。因此，维持保持器杆22的刚性，并且因此能够抑制由离心力引起的保持器杆22的变形。
[0037] 当关注保持器内表面40时，保持器内表面40构造成包括环形部21的内周表面41和保持器杆22的径向内表面42。该保持器内表面40具有：小直径内表面部46，小直径内表面部46包括环形部21的内周表面41；以及大直径内表面部47，大直径内表面部47位于该小直径内表面部46的径向外侧且位于该小直径内表面部46的第二轴向侧上。以这种方式，保持器内表面40具有由小直径内表面部46和大直径内表面部47形成的台阶形状。这里，在滚珠轴承10的环形空间15中设置润滑脂(润滑剂)，以便确保每一个部分的润滑性。当滚珠轴承10旋转时，例如存在如下情况：在内圈11侧上的润滑脂由于离心力而沿径向向外移动，附着至保持器内表面40，并且停留在该保持器内表面40上。然而，在本实施例的保持器内表面40中，小直径内表面部46与大直径内表面部47之间的壁表面部49能够抑制存在于保持器内表面40的第二轴向侧中的润滑脂G(参照图3)向第一轴向侧流出。因此，润滑脂G能够容易地进入凹口表面25和滚珠13之间的空间，并且便于使用润滑脂G来润滑滚珠13。
[0038] 具体地，在图3中所示的实施例中，小直径内表面部46和大直径内表面部47之间的边界、即壁表面部49在朝向第二轴向侧的方向上与凹口20的端部26分开。端部26是凹口20的在第一轴向侧上的端部。因此，通过壁表面部49抑制润滑脂G向第一轴向侧的流出，润滑脂G进一步容易进入凹口表面25与滚珠13之间的空间，容易附着于被保持在凹口20中的滚珠13。因此，进一步便于其用于滚珠13的润滑。
[0039] 此外，如在图2中所示，每一个保持器杆22在第二轴向侧上都具有成对的爪部29、29。这些爪部29、29之间的空间是大致V形的切口。以这种方式，减轻了保持器杆22的重量，这进一步减小了伴随着保持器14的旋转而作用于其上的离心力。此外，由于每一个保持器杆22包括大致V形的切口，在滚珠轴承10的组装期间，当保持器14附接到介于内圈11和外圈
12之间的多个滚珠13时，爪部29能够容易弹性变形。因此，便于其组装。
12之间的多个滚珠13时，爪部29能够容易弹性变形。因此，便于其组装。
[0040] 注意，在本实施例中，已经描述了作为保持器外表面30中的倾斜表面部37的起点的保持器外表面30的轴向中间部36是在保持器杆22的径向外表面32中的轴向中间部的情况，即，保持器杆22的径向外表面32具有除倾斜表面部37之外的外中间表面部38的情况。然而，(虽然未示出)，可以不设置外中间表面部38。在这种情况下，倾斜表面部37是在环形部21与每一个保持器杆22之间的边界上具有起点并且随着朝向第二轴向侧前进而沿径向向内倾斜的表面。换句话说，保持器杆22的整个径向外表面32用作倾斜表面部37。
[0041] 另外，已经描述了以下情况，保持器内表面40中的壁表面部49与小直径内表面部46(内中间表面部48)和大直径内表面部47正交。然而，壁表面部49可以相对于这些内周表面41和内中间表面部48倾斜。此外，已经描述了以下情况，大直径内表面部47具有沿着以轴承中心线C0为中心的圆柱表面的形状。然而，大直径内表面部47可以是随着朝向第二轴向侧前进而沿径向向内倾斜的表面。在这种情况下，即使在离心力作用于保持器14上和保持器杆22(在第二轴向侧上的部分27)沿径向向外变形的情况下，附着于该大直径内表面部47的润滑脂G不太可能向第二轴向侧流出。因此，便于其用于滚珠13的润滑。
[0042] 目前为止已经公开的实施例在所有方面都是说明性的，并因此不是限制性的。也就是说，本发明的滚珠轴承不限于所示的模式，并且可以是在本发明的范围内的另一种模式。滚珠轴承可以是除深沟滚珠轴承之外的轴承，但可以是角接触滚珠轴承。
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