专利名称：带轮支架的双列滚珠轴承的制作方法
技术领域：
按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承，例如，安装在汽车辅助装置例如构成一个汽车内部空调设备的压缩机中，并且用来可转动地支撑一个带轮，该带轮相对于固定支撑元件例如机架旋转地驱动汽车辅助装置。
背景技术：
例如，用于压缩致冷剂的压缩机安装在一个蒸汽压缩型制冷器中，这种制冷器安装在一个汽车空调设备中，通常已知的机构有几种类型。例如，日本未经审查的专利H11-280644的公开文本中披露了一种斜盘式压缩机，该压缩机将转动轴的旋转运动转换为使用斜盘的活塞的往复运动，并通过该活塞进行制冷剂的压缩。图6和图7示出了这种通常已知的斜盘式压缩机的一个示例。
通过从轴向的两侧(图6中为左右方向)将中心主体3夹在顶部壳体4和斜盘壳体5之间，然后用多个固定螺栓(图中未示出)把它们连接起来，形成了组成压缩机1的外壳2。在顶部壳体4的内部，设有一个低压室6和一个高压室7。同样，一个扁平的隔离板8夹在主体3和顶部壳体4之间。图6所示的低压室6似乎被分隔成多个部分，这些部分彼此连通并连接在一个单个的进气口9(图7)上，该进气口设置于顶部壳体4的外表面上。另外，高压室7连接在一个同样设于顶部壳体4上的出气口(图中未示出)上。再者，进气口9连接在构成这种蒸汽压缩型制冷器的一个蒸发器(图中未示出)的出口上，并且出气口连接在构成这种蒸汽压缩型制冷器的一个冷凝器(图中未示出)的入口上。
在外壳2内，一个转动轴10横跨在主体3和斜盘壳体5之间，将其自由支撑以便单独转动。亦即，转动轴10的两端由主体3和斜盘壳体5上的一对径向滚针轴承11a和11b支撑，而施加在该转动轴10上的推力负荷由一对推力滚针轴承12a和12b自由地支撑。在这对推力滚针轴承12a和12b中，通过碟形弹簧14将一个推力滚针轴承12a(图6中的右手侧)设置在主体3的一部分和在转动轴10的一端(图6中的右端)上形成的阶梯部分13之间。同样，将另一个推力滚针轴承12b设置在止推板15和斜盘壳体5之间，该止推板15从外部安装在转动轴10的中间部分的外圆周表面上。
再者，在构成包围转动轴10的外壳2的主体3的内部，形成多个(例如在图示的示例中，在圆周方向上有平均隔开的六个)圆柱孔16。在主体3上按这种方式形成的多个圆柱孔16内，将设置在各个活塞17的顶端半部分(图6的右半部分)上的滑动部分18进行配合以允许其在轴向上自由移动。再者，在圆柱孔16和活塞17的尖端表面(图6的右端表面)之间的空间用作一个压缩室19。
另外，将存在于斜盘壳体5内的空间用作斜盘室20。在位于这个斜盘室20内的转动轴10中间部分的外圆周表面上，将斜盘21相对于转动轴10以预定倾斜角度固定，使得该斜盘就与转动轴10一起转动。在斜盘21的圆周方向上的多个位置和每个活塞17分别通过每一对滑瓦22连接起来。因此，这些单个的滑瓦22的内表面(相互面对的表面)都制成光滑面，并且与斜盘21两侧面上靠近外径的部分滑动接触，这些部分同样也是光滑面。另一方面，在各个活塞17的底端部分(远离隔离板8的端部；图6中的左端部分)上，一个连接部分23与每个活塞17一体制成，该连接部分和滑瓦22以及斜盘21构成一个驱动力传递机构。再者，一个用于保持每对滑瓦22的保持部分24在各连接部分17上形成。
通过一个引导表面(图中未示出)，允许每个连接部分23的外端表面只在活塞17的轴向(图6中的左右方向)上自由移动。因此，每个活塞17以这种方式安装在圆柱孔16内，即允许其仅在轴向上移动(不可能发生转动)。其结果是，由于转动轴10的转动，每个连接部分23按照斜盘21的振荡往复移动在轴向上推拉每个活塞17，并且使每个滑动部分18沿轴向在圆柱孔16中往复运动。
另一方面，在隔离板8上，沿轴向将其穿透从而形成一个用于连通低压室和每个圆柱孔16的入口25，以及一个连通高压室7和每个圆柱孔16的出口，该隔离板8夹在主体3和顶部壳体4之间的接触部分处，用来隔离低压室6、高压室7以及每个圆柱孔16。同样，在朝向每个入口25一端的每个圆柱孔16的部分上，设置一个簧片阀式的进气阀27，该阀允许制冷剂蒸汽只从低压室6流向每个圆柱孔16。同样在朝向出口26另一端(图6中的右侧)上的开口的高压室7的部分上，设置一个簧片阀式的排气阀28，该阀允许制冷剂蒸汽只从圆柱孔16流向高压室7。在这个排气阀28上连接着一个挡块29，用于限制在离开每个排气阀26的方向上的移动。
按照上面的方式构成的压缩机1的转动轴10由汽车的推进发动机驱动。因此，在图中示例的情况中，在支撑元件的周围，换言之，在组成外壳2的斜盘壳体5的外表面中心处(图6中的左侧面)设置一个支撑圆筒30，通过双列轴承可转动地支撑着一个从动带轮31。从动带轮31大体上为环形，具有一个C形横截面；在从动带轮31的内部空腔中设有一个螺线管33，该螺线管固定在斜盘壳体5的外表面上。
在另一方面，在从支撑圆筒30上伸出的转动轴端部上，固定着一个安装支架34，在该安装支架34的圆周表面周围通过片弹簧36支撑着一个磁性材料的环形板。在螺线管33中没有电流通过时，该环形板35由于片弹簧36的弹性作用而与从动带轮31分离，如图6中所示。然而，当螺线管33中有电流通过时，环形板被吸引到该从动带轮31上，因而允许驱动带轮31向转动轴10传递转矩。就是说，螺线管33、环形板35和片弹簧36组成一个电磁离合器37，用来连接或分离从动带轮31和转动轴10。同样，环形带38横跨在固定在推进发动机的曲柄轴端部上的主动带轮和从动带轮31之间。另外，在通过电磁离合器37将从动带轮31和转动轴10连接起来的状态下，转动轴10基于环形带38的转动而发生转动。
按照上述方式形成的斜盘式压缩机1的操作如下所述。亦即，为了实现汽车内部的冷却和除湿，在操作一个蒸汽压缩型制冷器时，通过作为驱动源的推进发动机使转动轴10转动。因此，斜盘21发生转动，组成多个活塞17的滑动部分18在相应的圆柱孔16内往复运动。另外，根据滑动部分18的这种往复运动，将从进气口9吸入的制冷剂蒸汽通过每个入口25从低压室6吸入压缩室19。当在每个压缩室19中进行压缩后，该制冷剂蒸汽通过出口26被送入高压室7，然后从出气口排出。
图6所示的压缩机是斜盘相对于转动轴的倾斜角不变的一种压缩机，因此制冷剂的排放量是固定的。另一方面，一种移动量可变的斜盘式压缩机，其斜盘相对于转动轴的倾斜角是可以变化的，其目的是按照冷却负荷及类似量来改变排放量，这种压缩机通常由例如日本未经审查的专利H8-326655的公开文本等所披露的内容而广为人知，并且通常已经实施。再者，作为用于组成汽车空调设备的蒸汽压缩型制冷器的压缩机，在某些地方也对涡旋式压缩机的使用有所研究。另外，对于通常用一个球窝接头使活塞往复运动的压缩机，在某些地方仍有应用。
不论使用哪种结构的压缩机，构成汽车空调设备的压缩机是由环形带驱动的，该环形带横跨在固定在推进发动机曲柄轴端部的主动带轮和设置在压缩机侧的从动带轮之间。因此，基于环形带拉力的径向负载施加在可转动地支撑从动带轮的轴承上。为了在环形带和每个带轮之间实现可靠的动力传递而不发生打滑，作用在环形带上的拉力，换言之，径向负载就相应地变大。因此，作为用于支撑从动带轮的轴承，为了支撑这个很大的径向负载，有必要使用具有足够的负荷能力的轴承。
从这个观点看，在装入图6中所示通常结构的双列滚珠轴承32时，以双列设置的滚珠39的间距D很大，因而可以认为该结构是能够确保足够的负荷能力的结构。然而，对于双列滚珠轴承32，轴向上的尺寸变大。在另一方面，近来，考虑到全球环境，尝试提高汽车的燃料效率，需要使汽车辅助装置例如压缩机小型化并减轻其重量。此外，同样还产生了减小滚动轴承的轴向尺寸的需求，该滚动轴承用于支撑装入汽车辅助装置的从动带轮。
为了适应这种需求，作为用于支撑从动带轮的滚动轴承，正在对单列深沟球轴承以及三点或者四点接触型滚珠轴承的使用进行研究。然而，使用这些滚珠轴承，相对于施加在从动带轮上的载荷，主要是弯矩载荷的刚度，不能容易地得到保证，并且很难确保足够的低振动特性(不发生振动的倾向)或者耐久性。亦即，也有这种情况，尽管幅度很小，但是从动带轮的弯矩载荷作用在滚珠轴承上。然而，单列深沟型滚珠轴承相对于弯矩载荷的刚度很小。同样，对于三点到四点接触型滚珠轴承，尽管相对于弯矩载荷的刚度高于普通的单列深沟型滚珠轴承，但是由于例如作用在环形带上的拉力的数值或者设置(径向载荷的方向和滚珠轴承中心位置之间的偏心)的关系，也会出现刚度并不总是足够的情况。其结果是，在操作过程中的振动以及噪声更可能出现，而且很难确保耐久性。
本发明的带轮支架的双列滚珠轴承是在考虑了这些情况后发明的。
相关技术考虑到这些情况，本发明人首先考虑通过减小滚珠的直径并减小以双列设置的滚珠之间的间距来确保所需的刚度，以及使用轴向尺寸减小的双列滚珠轴承来支撑从动带轮(日本专利申请2002-24863，日本专利申请2002-97966)。在按照这些相关发明的带轮支架的双列滚珠轴承的情况中，使用了一个外圈的外径小于65mm并且在内圆周表面上具有双列外圈滚道的轴承。同样，使用一个在外圆周表面上具有双列内圈滚道的内圈。再者，使用直径(外径)小于4mm的滚珠，并且设置几个这样的滚珠从而能够在每个外圈滚道和每个内圈滚道之间自由滚动。同样，通过使用一个保持架，使每个滚珠得以保持以允许其自由滚动。再者，使用一对密封圈来密封内部空间两侧的开口，该内部空间容纳外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的每个滚珠。另外，滚珠之间的间距，以及滚珠和密封圈之间的距离减小，从而提供一个轴向上的总宽度(近似与外圈的宽度和内圈宽度一致)小于该内圈内径45％的双列滚珠轴承。
同样，为了减小滚珠之间的间距，每个保持架使用由合成树脂制成的冠形保持架，而所设置的每个保持架的边缘从相对侧(＝在轴向上的外侧＝与密封圈相对的侧面)彼此相对。同样，在每个保持架的边缘和密封圈的内表面之间的距离减小。然而，同样在这种情况下，每个保持架的边缘和每个密封圈的内表面之间的距离能确保超过每个滚珠直径的13％，从而可以保证两个密封圈之间容纳每个滚珠的内部空间中的润滑脂的填充量。
按照与相关发明有关的带轮支架的双列滚珠轴承，可以保证力矩刚度，同时轴向宽度减小，并且有可能有助于实现小而轻的汽车辅助装置，该装置在运行中产生低噪声。
发明内容
以与上述与相关发明有关的带轮支架的双列滚珠轴承相同的方式，按照本发明的任何带轮支架的双列滚珠轴承，其设有一个外径小于65mm并且在内圆周表面上具有双列外圈滚道的外圈；一个在外圆周表面上具有双列内圈滚道的内圈；直径小于4mm的滚珠，设置几个滚珠从而在外圈滚道和内圈滚道之间自由滚动；一个保持这些滚珠以便使其自由滚动的保持架；以及一个存在于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的密封圈，该密封圈密封容纳滚珠的内部空间两端上的开口。另外，轴向上的轴承宽度小于内圈内径的45％，并且通过在外部将内圈安装在支撑元件上，在内部将外圈安装在一个带轮上，使带轮可转动地支撑在此支撑元件的圆周上。
特别是，在本发明带轮支架的双列滚珠轴承的第一方面，当从轴向上看时，靠近相应的密封圈内圆周的一部分和内圈轴向上的两端面重叠，这样在重叠区段径向上的宽度是相应滚珠直径的25％或者大于25％。同样，对于在靠近相应的密封圈内圆周的部分的内表面上圆周的周围处形成的多个突出物，突出物中的至少一个的顶部边缘与内圈轴向上的端面滑动接触。
再者，在本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第二方面，当从轴向上看时，靠近相应密封圈的内圆周的部分与内圈轴向上的两端面重叠，这样重叠区段径向上的宽度为相应的滚珠直径的25％或者大于25％。同样，对于在靠近相应的密封圈内圆周的部分处的侧表面上圆周的周围形成的一个或多个突出物，突出物中的至少一个的顶部边缘与具有部分内圈表面的圆周周围始终保持滑动接触。与这些一起，靠近相应密封圈内圆周并且不是处于滑动接触的突出物的其它部分，与内圈表面的其它部分靠近并与之相对，这样就形成了迷宫式密封。
在本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第三方面，密封圈包括一种肖氏硬度为60到80的并且通过金属芯进行加强的弹性材料。弹性材料变形区段的径向宽度为相应滚珠直径的40％或者大于40％，该弹性材料在径向上从金属芯的内边缘向内突出，而且这个变形区段最薄区域的厚度为0.4mm或者大于0.4mm，该最薄区域位于径向上的中部。
在本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第四方面，密封圈包括一种由金属芯加强的弹性材料。同样该金属芯的内径小于内圈的外径。
另外，在本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第五方面，密封圈包括一种由金属芯加强的弹性材料。同样，弹性材料变形区段的重心在轴向上的位置比该变形区段的变形中心的位置更加靠近密封圈顶部边缘和内圈表面部分之间的滑动接触侧，该弹性材料从金属芯的内边缘沿径向向内突出。
在本发明的实施例中，上面提及的方面可以单独实施，或者经过恰当结合而实施。也可能将上述所有方面结合在一起。
在按照上述方式构成的本发明的用于带轮支架的双列滚珠轴承的情况中，密封圈在两端的开口处构成良好的密封，并且甚至在恶劣的环境下也有可能保持优良的耐久性。
首先，在第一和第二方面的用于带轮支架的双列滚珠轴承的情况中，有可能保持密封圈内边缘区段和内圈轴向端面的重叠区段的轴向宽度，并且由于在该重叠区段有多个突出物(在第一方面的情况中)，或者突出物和迷宫式密封(在第二方面的情况中)，有可能在重叠区段形成良好的密封。
再者，在第三和第四方面的用于带轮支架的双列滚珠轴承的情况中，有可能保持密封圈弹性材料的刚度，以及保持弹性材料的顶部边缘和内圈表面部分之间滑动接触区域的表面压力，从而密封圈有可能形成良好的密封。
另外，在第五方面的用于带轮支架的双列滚珠轴承的情况中，在运行中作用在密封唇口的离心力在向着内圈表面的部分推动密封唇口的方向上起作用，该密封唇口在密封圈的顶部边缘上形成。其结果是，有可能保持该弹性材料的顶部边缘和内圈表面部分之间滑动接触区域上的表面压力，从而密封圈有可能形成良好的密封。
图1是示出了本发明一种实施例的第一个示例的横截面视图。
图2是图1中右上方区域的放大视图。
图3是一个与图2相似的视图，图中示出了本发明一种实施例的第二个示例。
图4是对应于图2中右下方区域的局部横截面视图，图中示出了本发明一种实施例的第三个示例。
图5是对应于图2中右下方区域的局部横截面视图，图中示出了本发明一种实施例的第四个示例。
图6是示出了现有技术压缩机的一个示例的横截面视图。
图7是从图6中箭头A的方向看的视图。
具体实施例方式
图1到2示出了本发明的第一实施例并且对应于本发明的第一、第二、第三和第五方面。在图1和图2中(图3将在下文中描述)，每个部件尺寸的比例是在实际比例的基础上绘制的。在该实施例的带轮支架的双列滚珠轴承32a的情况中，使用一个外径D40(见图1)等于或者小于65mm(D40≤65mm)并且具有围绕其内圆周表面形成的双列外滚道41的外环作为外圈40。同样使用具有围绕其外圆周表面形成的双列内滚道43的内圈作为内圈42。再者，使用直径(外径)D44(见图1和2)等于或者小于4mm(D44≤4mm)的滚珠44(为了实用的目的，使用的滚珠为3到4mm)，并且有多个滚珠位于每个外滚道41和内滚道43之间，从而这些滚珠能够自由滚动。同样，一对保持架45保持滚珠44从而滚珠可以自由滚动，一对密封圈46覆盖外圈40的内圆周表面和内圈42的外圆周表面之间的内部空间两端上的开口，滚珠44位于该内部空间中。双列滚珠轴承32a的宽度W32(图1)为内圈42的内径R42(图1)的45％或者小于45％(W32≤0.45R42)。
在所有的附图中，同样的附图标记用于相同的部件。
每个密封圈46包括一个圆环形金属芯48，该金属芯由金属例如钢板制成并由一弹性材料49例如丁腈橡胶、耐热丁腈橡胶、丙烯酸类橡胶或者氟橡胶加强，并具有复杂的圆环形状。同样，使用肖氏硬度(HS)在60到80的范围之内的弹性材料作为这种弹性材料49。再者，这种弹性材料49的外边缘具有一个连接区段50，该区段在径向上向外突出，超过金属芯48的外边缘，并且该连接区段50连接在一个连接沟槽51上，该沟槽围绕外圈40两端的内圆周表面形成。同样，这种弹性材料49径向上的内半部分沿径向向内突出，超过金属芯48，并起密封唇口52的作用。
在这种实施例的情况中，当从轴向上看时，该密封唇口52与内圈42重叠，重叠量是滚珠44直径D44的25％或大于25％。换言之，当密封唇口52的内径为R52(图1)，而内圈42的外径为D42(图1)时，密封唇口52的内表面和内圈42轴向上的两端表面在环形区域相互面对，使得径向上的宽度为外径D42和内径R52的差值的1/2{(D42-R52)/2}。在这种实施例中，这个环形区域的宽度为滚珠44直径D44的25％或者大于25％{(D42-R52)/2≥0.25 D44}，更优选地，大于直径D44的35％。该环形区域宽度的最大值并不是特别设定的，然而，从防止轴承变大的方面来看，其大于直径D44是不实际的。为了获得紧凑的带轮支架的双列滚珠轴承，最好保持该宽度小于直径D44的80％，更优选地，小于直径D44的70％。
另一方面，第一到第三突出物53到55按照次序从内侧沿径向始终围绕密封唇口52的内表面上的圆周形成，这样它们彼此同心。每个密封圈46的外边缘连接在连接沟槽51上，在这些突出物53到55中，位于径向向内最远处的第一突出物53的顶部边缘沿着整个圆周与内圈42轴向上的两端表面56发生滑动接触。在另一方面，位于中间的第二突出物54和位于径向向外最远处的第三突出物55的顶部边缘非常靠近两端面56或者拐角区段57并与之相对，以便在这些区域形成迷宫式密封，该拐角区段57位于内圈42的外圆周表面和两端面56之间的连接区域上。
再者，密封唇口(图2)在径向上的宽度W52是滚珠直径D44的40％或者大于40％(W52≥0.4 D44)，密封唇口在本发明的第三方面中作为变形区段。同样，位于密封唇口52(并不必然在中部)径向中部处的最薄区段的厚度T52(图2)为0.4mm或者大于0.4mm(D52≥0.4mm)。这个区段的厚度T52的上限没有特殊的限制，然而，密封唇口52的刚度应当不大于必需的刚度，并且为了保持材料成本下降，优选地应为0.6mm或者更小，更优选地，应小于0.5mm。再者，密封唇口的优选宽度W52为直径D44的60％或者小于60％，更优选地，小于50％。
另外，在这种实施例中，从金属芯48的内边缘上沿径向向内突出的弹性材料49的变形区段在轴向(图1和图2中的左右方向)上的位置，换言之，密封唇口重心G(见图2)在密封唇口52(第一和第二突出物53、54)的顶部边缘和内圈42轴线上两端面之间的滑动接触一侧上的位置比密封唇口52变形区段的变形中心更远。换言之，调整每个部分的形状和尺寸，从而使密封唇口52围绕金属芯48的内边缘或者密封唇口52的最薄区段发生弹性变形，并且当每个密封圈46的外边缘区段连接到连接沟槽51上时，重心G在内圈的两端面56的一侧上的位置比弹性变形中心更远。
在如上述构造的这种实施例的带轮支架的双列滚珠轴承32a的情况中，位于两端部开口的密封圈46具有良好的密封性能，所以即使在恶劣环境下运行时，也有可能保持优良的耐久性。换言之，在这种实施例的带轮支架的双列滚珠轴承32a的情况中，可以保持密封圈46的内边缘和内圈42轴向上两端面的轴向重叠部分的径向宽度。同样，位于重叠区段上的第一和第二突出物53、54的顶部边缘沿其圆周与两个端部区段56发生滑动接触，并在第三突出物55和拐角区段57之间形成迷宫式密封58。因此在重叠区段具有良好的密封。
密封圈46的弹性材料49由肖氏硬度为60到80的橡胶制成，而且在这种弹性材料的内径一半处形成的密封唇口52的中间区段(最薄区段)的厚度T52保持为0.4mm或者大于0.4mm，因此有可能保持密封唇口52的刚度。其结果是，有可能保持在第一和第二突出物53、54的顶部边缘和内圈42轴向上的两端面56之间的滑动接触区域上的表面压力，从而有可能由密封圈46形成良好的密封，该第一和第二突出物53、54在密封唇口52的内表面上形成。
另外，在这种实施例的带轮支架的双列滚珠轴承32a的情况中，通过恰当调节重心G的位置，在运行中施加在每个密封圈46的密封唇口52上的离心力作用在一个方向上，这样密封唇口52朝着内圈42的两端面56发生弹性变形。其结果是，有可能保持第一和第二突出物53、54的顶部边缘和内圈42轴向上的两端面56之间的滑动接触区域上的表面压力(有可能防止在高速转动时表面压力下降)，从而有可能由密封圈46形成良好的密封。
不直接涉及本发明，然而，每个外滚道和内滚道是深沟型轨道，而且从保持带轮支架的双列滚珠轴承的力矩刚度的方面来说，优选地每个外滚道41的沟槽深度D41(图2)保持为滚珠44的直径D44的18％或者大于18％，而内滚道43(图2)的沟槽深度D43(图2)保持为滚珠44的直径D44的20％或者大于20％(D41≥0.18 D44，D43≥0.20 D44)。然而，两个沟槽D41、D43的总的深度保持为直径D44的42％或者小于42％{(D41+D43)≤0.42 D44}，所以有可能在两个滚道41、43之间安装滚珠44。
接下来，图3示出了本发明一种实施例的第二个示例，该示例对应于本发明的第二、第三、第四和第五方面。在这个实施例的双列滚珠轴承32b的情况中，密封圈46a的金属芯48的内径R48小于内圈42的外径D42(R48＜D42)。同样，只有第一突出物53在密封唇口52a的内表面的内边缘上形成，该密封唇口52a是在弹性材料49a径向内半部分上形成的，而第三突出物55是在底端(在径向上的外端)上形成的，在中间的第二突出物54省略(见图1和图2)。取而代之的是，第四突出物59在密封唇口52a的外表面上的内边缘周围形成。
当密封圈46a的外边缘连接在连接沟槽51上时，只有第一突出物53的顶部边缘始终围绕其圆周与内圈42轴向上的端面56形成滑动接触，该连接沟槽51在外圈40两端上的内圆周表面周围形成。同时，第三突出物55的顶部边缘靠近拐角区段57并与之相对，而第四突出物59靠近突出物60并与之相对，以便在那些区域形成迷宫式密封58、61，该突出物60在内圈42端部的外圆周表面周围形成。
在上述实施例的情况中，通过使金属芯48的内径R48保持为小于内圈42的外径D42，密封唇口52a的刚度增加，容易保持第一突出物53的顶部边缘与内圈42轴向上的端部表面56之间的滑动接触区域上的表面压力。另外，由于滑动接触区域位于迷宫式密封58、61之间，有可能在带轮支架的双列滚珠轴承32b两端的开口处充分保持良好的密封。
接下来，图4示出了对应于本发明第二和第三方面的第三实施例。在该实施例中，当在径向上向内突出的密封圈46b的弹性材料49b的内半部分区段沿径向从外部向内发展时，其厚度在中间区段突然减小，该内半部分区段远于金属芯48的内边缘。同样，一个内部阶梯区段62和一个外部阶梯区段63沿径向分别在中间区段的内表面和外表面上形成。当密封圈46b的外边缘连接在外圈40(见图1到3)端部的内圆周表面周围上时，内部阶梯区段62在内圈42的外圆周面周围靠近拐角区段57并与之相对，而外部阶梯区段靠近突出物60并与之相对，从而在那些区域分别形成迷宫式密封58、61。突出物64的顶部边缘始终围绕其圆周与突出物60的内表面形成滑动接触，该突出物64在密封唇口52a的外表面的内边缘周围形成并且在径向上向内的位置远于两个阶梯区段62、63，而该突出物60为内圈42表面的一部分。在这种实施例的情况中，与上述第二实施例相似，滑动接触区域位于一对迷宫式密封58、61之间，所以有可能在带轮支架的双列滚珠轴承两端的开口处充分保持良好的密封。
接下来，图5示出了对应于本发明第二和第三方面的第四实施例。在这种实施例的情况中，突出物65的顶部边缘靠近内圈42轴向上的端面56并与之相对，并且在那个区域形成一个迷宫式密封，该突出物65始终围绕密封唇口52a的中间区段的内表面圆周而形成。在该实施例中，与上述第三实施例相比，通过这种迷宫式密封66，迷宫式密封的数量增加，所以有可能在带轮支架的双列滚珠轴承两端的开口处进一步改善密封性能。
工业应用本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的构造和功能如上所述，所以即使当使用在恶劣的环境中，也有可能有效地防止杂质例如泥浆进入轴承内，而且有助于使各种汽车辅助装置例如压缩机更加紧凑和轻量化，同时保持耐久性。
权利要求
1.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其包括一个外径为65mm或者小于65mm的外圈和围绕其内圆周表面形成的双列外滚道；一个内圈，其具有围绕其外圆周表面形成的双列内滚道；多个直径为4mm或者小于4mm的滚珠，这些滚珠位于每个外滚道和内滚道之间，从而能够自由滚动；一个保持架，其保持滚珠从而滚珠能够自由滚动；以及密封圈，这些密封圈密封在外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的内部空间两端上的开口，所述滚珠位于该内部空间中；其中，该轴承在轴向上的宽度为内圈内径的45％或者小于45％，通过将内圈安装在支撑元件的周围以及将外圈安装在带轮内，使带轮受支撑，从而带轮可以围绕该支撑元件自由转动；当从轴向看时，靠近相应密封圈的内圆周的部分与内圈轴向上的两端面重叠，从而重叠区段在径向上的宽度为相应滚珠直径的25％或者大于25％；对于完全围绕靠近相应密封圈的内圆周的部分处的内表面上的圆周形成的多个突出物，该突出物中的至少一个的顶部边缘与内圈轴向上的端面滑动接触。
2.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其包括一个外径为65mm或者小于65mm的外圈和围绕其内圆周表面形成的双列外滚道；一个内圈，其具有围绕其外圆周表面形成的双列内滚道；多个直径为4mm或者小于4mm的滚珠，这些滚珠位于每个外滚道和内滚道之间，从而能够自由滚动；一个保持架，其保持滚珠从而滚珠能够自由滚动；以及密封圈，这些密封圈密封在外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的内部空间两端上的开口，所述滚珠位于该内部空间中；其中，该轴承在轴向上的宽度为内圈内径的45％或者小于45％，通过将内圈安装在支撑元件的周围以及将外圈安装在带轮内，使带轮受支撑，从而带轮可以围绕该支撑元件自由转动；当从轴向看时，靠近相应密封圈的内圆周的部分与内圈轴向上的两端面重叠，从而重叠区段在径向上的宽度为相应滚珠直径的25％或者大于25％；对于完全围绕靠近相应密封圈的内圆周的部分的侧表面上的圆周形成的一个或多个突出物，该突出物中的至少一个的顶部边缘始终围绕该圆周而与内圈表面的一部分滑动接触；靠近相应密封圈内圆周且不是处于滑动接触的突出物的其它部分靠近并面对内圈表面的另一部分，从而形成迷宫式密封。
3.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其包括一个外径为65mm或者小于65mm的外圈和围绕其内圆周表面形成的双列外滚道；一个内圈，其具有围绕其外圆周表面形成的双列内滚道；多个直径为4mm或者小于4mm的滚珠，这些滚珠位于每个外滚道和内滚道之间，从而自由滚动；一个保持架，其保持滚珠从而滚珠能够自由滚动；以及密封圈，这些密封圈密封在外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的内部空间两端上的开口，所述滚珠位于该内部空间中；其中，轴承在轴向上的宽度为内圈内径的45％或者小于45％，通过将内圈安装在支撑元件的周围以及将外圈安装在带轮内，使带轮受支撑，从而带轮可以围绕该支撑元件自由转动；所述密封圈包括一弹性材料，该弹性材料具有60到80的肖氏硬度并且由金属芯加强，从金属芯的内边缘沿径向向内突出的弹性材料变形区段的径向宽度为相应滚珠直径的40％或者大于40％，并且该变形区段最薄区域的厚度为0.4mm或者大于0.4mm，该最薄区域位于该变形区段径向上的中部。
4.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其包括一个外径为65mm或者小于65mm的外圈和围绕其内圆周表面形成的双列外滚道；一个内圈，其具有围绕其外圆周表面形成的双列内滚道；多个直径为4mm或者小于4mm的滚珠，这些滚珠位于每个外滚道和内滚道之间，从而自由滚动；一个保持架，其保持所述滚珠从而滚珠能够自由滚动；以及密封圈，这些密封圈密封在外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的内部空间两端上的开口，所述滚珠位于该内部空间中；其中，轴承在轴向上的宽度为内圈内径的45％或者小于45％，通过将内圈安装在支撑元件的周围以及将外圈安装在带轮内，使带轮受支撑，从而带轮可以围绕该支撑元件自由转动；其中，密封圈包括一弹性材料，该弹性材料由金属芯加强，该金属芯的内径小于内圈的外径。
5.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其包括一个外径为65mm或者小于65mm的外圈和围绕其内圆周表面形成的双列外滚道；一个内圈，其具有围绕其外圆周表面形成的双列内滚道；多个直径为4mm或者小于4mm的滚珠，这些滚珠位于每个外滚道和内滚道之间，从而能够自由滚动；一个保持架，其保持滚珠从而滚珠能够自由滚动；以及密封圈，该密封圈密封在外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的内部空间两端上的开口，所述滚珠位于该内部空间中；其中，轴承在轴向上的宽度为内圈内径的45％或者小于45％，通过将内圈安装在支撑元件的周围以及将外圈安装在带轮内，使带轮受支撑，从而带轮可以围绕该支撑元件自由转动；其中，密封圈包括一弹性材料，该弹性材料由金属芯加强，该弹性材料的变形区段的重心在轴向上的位置比该变形区段的变形中心的位置更加接近密封圈顶部边缘和内圈表面部分之间的滑动接触侧，该弹性材料从金属芯的内边缘沿径向向内突出。
全文摘要
在一种带轮支架的双列滚珠轴承中，为了通过位于相对端开口的密封圈(46)改善密封性能，并且即使在恶劣的环境中使用也能够保持足够的耐久性，根据本发明，内圈(42)的轴端面(56)与靠近每个密封圈(46)的内周面部分在轴向重叠，重叠宽度的尺寸为滚珠(44)直径的30％或大于30％。再者，在密封唇口(52)的内表面上形成的第一和第二突出物(53、54)的前端边缘与端面(56)滑动接触。另外，第三突出物(55)与内圈(42)的拐角区段(57)紧密相对，从而在相应区域上形成迷宫式密封(58)。
文档编号F16C19/18GK1668858SQ03816589
公开日2005年9月14日 申请日期2003年6月30日 优先权日2002年7月12日
发明者大畑俊久, 石黑博 申请人:日本精工株式会社