专利名称：滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有滚动体的滚动轴承，特别涉及适于作为车辆的车轮 轴承使用的滚动轴承。
背景技术：
以往，作为滚动轴承，有日本特开平7-19248号公报(专利文献1) 所记载的滚珠轴承。该滚珠轴承具有外圈、内圈、保持器、第1滚珠和第2滚珠。而且， 将上述第1滚珠的外径尺寸设定为比上述第2滚珠的外径尺寸稍大。上 述第1滚珠和上述第2滚珠配置在上述保持器的凹槽中，上述保持器配 置在外圈和内圈之间。上述的现有滚珠轴承通过将上述第1滚珠的外径尺寸设定为比上述 第2滚珠的外径尺寸稍大，从而将上述第1滚珠的公转速度和上述第2 滚珠的公转速度设定为不同的速度。这样，在轴承运转时，将第1滚珠 和第2滚珠在保持器的凹槽中的圆周方向位置设定为相互相反的方向， 从而抑制滚动体相对于保持器的振动，抑制异常声音的产生。但是，在上述以往的滚珠轴承中，无论作用的载荷的大小，第l滚 珠和第2滚珠都与内圈的轨道面和外圈的轨道面中的至少一方接触，所 以，具有转矩大的问题。因此，具有具备上述的现有滚珠轴承的机动车 和工作设备等的运转成本大的问题。发明内容所以，本发明的课题在于提供一种转矩小的滚动轴承。 为了解决上述课题，本发明的滚动轴承具有 具有轨道面的外圈； 具有轨道面的内圈；第1滚动体，其配置在上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨 道面之间，并具有第1直径；第2滚动体，其配置在上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨 道面之间，并具有比上述第l直径小的第2直径；以及保持器，其保持上述第1滚动体和上述第2滚动体，在作用有第1载荷以下的载荷的状态下，上述第1滚动体与上述外 圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方接触，另一方面，上述 第2滚动体离开上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方，并且，在作用有比上述第1载荷大的第2载荷以上的载荷的状态下， 上述第1滚动体和上述第2滚动体这两者与上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方接触。另外，在滚动体是滚珠的情况下，上述直径是滚珠的直径，在滚动 体是圆柱滚子的情况下，上述直径是圆柱滚子的端面的直径，在滚动体 是圆锥滚子的情况下，上述直径是圆锥滚子的大直径侧的端面的直径。根据本发明，因为在作用有第1载荷以下的载荷的状态下，上述第 l滚动体与上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方接触，另一方面，上述第2滚动体不接触上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方，所以在作用有第1载荷以下的载荷的状态下，能够将与内外圈的轨道面接触的滚动体的数量减少第2滚动体的数量那么多。 因此，在作用有第1载荷以下的载荷的状态下，因为作为与内外圈的轨 道面的动摩擦的生成源的滚动体的数量少，所以在该状态下，能够显著 降低转矩，能够显著降低具备本发明的滚动轴承的机动车和工作设备等 的运转成本。并且，根据本发明，在作用有第2载荷以上的载荷的状态下，能够 利用第1滚动体和第2滚动体这双方来分担负担载荷，所以，在作用有 第2载荷以上的载荷的情况下，能够利用第1滚动体和第2滚动体来分 担负担该载荷，从而能够增大负荷容量。并且， 一个实施方式的滚动轴承具有第3滚动体，该第3滚动体具
有比上述第2直径小的第3直径，上述保持器保持上述第3滚动体，在作用有比上述第2载荷大的第3载荷以上的载荷的状态下，上述第3滚 动体接触上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方，另一 方面，在作用有比上述第3载荷小的载荷的状态下，上述第3滚动体与 上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面中的至少一方不接触。根据上述实施方式，因为具有相互尺寸不同的3种以上的滚动体， 所以能够根据作用的载荷的大小，使负担载荷的滚动体的数量呈大致3 级以上变动。因此，能够根据作用的载荷的大小， 一点一点地改变负担 载荷的滚动体的数量，能够减小仅由第l滚动体负担载荷的区域。因此， 能够延长在运转时始终负担载荷的第1滚动体的寿命，从而能够延长滚 动轴承的寿命。并且，因为能够使负担载荷的滚动体的数量呈大致3级 以上变动，所以能够稳定地支承设置有滚动轴承的旋转轴。并且， 一个实施方式的滚动轴承中，上述保持器在上述保持器的周 向交替保持上述第1滚动体和上述第2滚动体。根据上述实施方式，因为上述保持器在上述保持器的周向交替保持 上述第1滚动体和上述第2滚动体，直径大的第1滚动体在上述周向上 等间隔地配置，所以，能够防止在负担载荷的状态下，内圈和外圈的一 部分在局部发生很大变形，能够顺畅地进行滚动体的公转运动。因此， 能够增大负荷容量。根据本发明的滚动轴承，因为在作用有第1载荷以下的载荷的状态 下，上述第1滚动体与上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面 这双方接触，另一方面，上述第2滚动体与上述外圈的上述轨道面和上 述内圈的上述轨道面这双方不接触，所以在作用有第1载荷以下的载荷 的状态下，与内外圈的轨道面接触的滚动体的数量能够减少第2滚动体 的数量那么多，从而能够显著降低转矩，能够显著降低具备本发明的滚 动轴承的机动车和工作设备等的运转成本。并且，根据本发明，在作用有第2载荷以上的载荷的状态下，能够 利用第1滚动体和第2滚动体这双方来分担负担载荷，所以，在作用有 第2载荷以上的载荷的情况下，能够利用第1滚动体和第2滚动体来分
担负担该载荷，从而能够增大负荷容量。
图1是本发明的滚动轴承的一个实施方式的滚珠轴承的径向剖面图。
具体实施方式
下面，根据图示的方式详细说明本发明。图1是本发明的滚动轴承的一个实施方式的滚珠轴承的径向剖面图。该滚珠轴承负担径向载荷。该滚珠轴承具有外圈l、内圈2、作为第1滚动体的一个示例的第1滚珠3、作为第2滚动体的一个示例的第2 滚珠4、以及保持第1滚珠3和第2滚珠4的保持器7。上述外圈1在内周具有作为轨道面的一个示例的深沟型的轨道槽 18。另一方面，上述内圈2固定在车轴(未图示)上。上述内圈2在外 周具有作为轨道面的 一个示例的深沟型的轨道槽19 。上述保持器7配置在外圈1和内圈2之间。上述保持器7由第1环 状部(未图示)、第2环状部(未图示)、以及连接上述第1环状部和上 述第2环状部的8个柱部14构成。上述第1环状部、上述第2环状部和 在保持器7的周向相邻的2个柱部，划定凹槽。在该实施方式中，凹槽 有2种，第1凹槽10的开口面积比第2凹槽11的开口面积大。上述第1滚珠3的直径比第2滚珠4的直径大。另外，在图1中， 为了易于理解，夸张地描绘第1滚珠3的直径和第2滚珠4的直径之差。 上述第1滚珠3收纳在保持器7的第1凹槽10中，第2滚珠4收纳在保 持器7的第2凹槽11中。上述保持器7将第1滚珠3的径向移动范围限 制在预定范围以内，并且将第2滚珠4的径向移动范围限制在预定范围 以内。如图1所示，上述第1凹槽10的数量和第2凹槽11的数量之和为 偶数，第1滚珠3和第2滚珠4交替配置在保持器7的周向上。 在滚珠轴承上作用有作为第1载荷的一个示例的第1径向载荷以下 的载荷的情况下，该滚珠轴承的第1滚珠3与外圈1的轨道槽18和内圈2的轨道槽19这双方接触，另一方面，第2滚珠4通过保持器7以与外 圈1的轨道槽18和内圈2的轨道槽19这双方不接触的方式被悬空保持。艮l]，在作用有第1径向载荷以下的载荷的情况下，第2滚珠4成为 在外圈1和内圈2之间悬浮在空中的状态，仅由第1滚珠3负担作用在 滚珠轴承上的径向载荷。另一方面，在作用有作为比上述第1径向载荷大的第2载荷的一个 示例的第2径向载荷以上的径向载荷的情况下，通过外圈1和内圈2的 变形，该滚珠轴承的第2滚珠4的径向间隙为0以下(没有间隙或负间 隙)，第2滚珠4也与外圈1的轨道槽18和内圈2的轨道槽19这双方接 触，分担负担作用在滚珠轴承上的载荷。根据上述实施方式的滚珠轴承，因为在作用有第1径向载荷以下的 径向载荷的状态下，第1滚珠3与外圈1的轨道槽18和内圈2的轨道槽 19这双方接触，另一方面，第2滚珠4与外圈1的轨道槽18和内圈2的 轨道槽19这双方不接触，所以，在作用有第1径向载荷以下的径向载荷 的状态下，能够将与内外圈1、 2的轨道槽18、 19接触的滚动体仅限制 为第1滚珠3，从而，在作用有第l载荷以下的载荷的状态下，能够将与 内外圈1、 2的轨道槽18、 19接触的滚动体的数量减少第2滚珠4的数 量那么多。因此，在作用有第1载荷以下的载荷的状态下，因为作为与 内外圈1、 2的轨道槽18、 19的动摩擦的生成源的滚动体的数量少，所 以在该状态下，能够显著降低转矩，从而能够显著降低具备该实施方式 的滚珠轴承的机动车和工作设备等的运转成本。并且，根据上述实施方式的滚珠轴承，在作用有第2载荷以上的载 荷的状态下，能够利用第1滚珠3和第2滚珠4这双方来分担负担载荷， 所以，在作用有第2载荷以上的载荷的情况下，能够利用第1滚珠3和 第2滚珠4来分担负担该载荷，从而能够增大负荷容量。并且，根据上述实施方式的滚珠轴承，因为上述保持器7在保持器 7的周向交替保持第1滚珠3和第2滚珠4，直径最大的第1滚珠3在上 述周向上等间隔配置多个，所以，能够防止在负担径向载荷的状态下， 内圈1和外圈2的一部分在局部发生很大变形，能够顺畅地进行第1滚珠3和第2滚珠4的公转运动。因此，能够增大负荷容量。另外，在上述实施方式的滚珠轴承中，上述保持器7将第1滚珠3 的径向移动范围限制在预定范围以内，并且将第2滚珠4的径向移动范 围限制在预定范围以内。但是，在本发明中，划定开口面积小的第2凹 槽的2个柱部始终与第2滚珠接触，利用上述2个柱部从保持器的周向 两侧夹持上述第2滚珠，由此也可以在上述周向上约束上述第2滚珠。 并且，除了该周向的约束之外，划定上述第2凹槽的第1环状部和第2 环状部始终与上述第2滚珠接触，利用上述第1环状部和上述第2环状 部，从保持器的轴向两侧夹持第2滚珠，由此也可以在上述轴向上约束 第2滚珠。这样，也可以使上述第2滚珠与保持器在周向和轴向上无法 相对移动。并且，在上述实施方式的滚珠轴承中，利用第1滚珠3和直径比该 第1滚珠3小的第2滚珠4来构成滚动体，但是在本发明中，也可以利 用直径大小不同的3种以上的滚珠来构成滚动体。例如，在利用直径大小不同的3种的滚珠，即第1滚珠、直径比该 第1滚珠小的第2滚珠、以及直径比该第2滚珠小的第3滚珠来构成滚 动体的情况下，如下进行设定在第1径向载荷以下时，仅利用第1滚 珠来负担径向载荷，在比第1径向载荷大的第2径向载荷以上时，仅利 用第1滚珠和第2滚珠这2种滚珠来负担径向载荷，在比第2径向载荷 大的第3径向载荷以上时，利用所有第1滚珠、第2滚珠和第3滚珠来 负担径向载荷。这样，在利用相互尺寸不同的3种滚珠来构成滚动体的情况下，能 够根据作用载荷的大小，使负担载荷的滚珠的数量呈大致3级地变动。 因此，能够根据作用的载荷的大小， 一点一点地改变负担载荷的滚珠的 数量，能够减小仅由第1滚珠负担载荷的区域。因此，能够延长在运转 时始终负担载荷的第1滚珠的寿命，能够延长滚珠轴承的寿命。并且， 因为能够使负担载荷的滚珠的数量呈大致3级地变动，所以能够稳定地 支承设置有滚珠轴承的旋转轴。并且，在上述实施方式中，在径向载荷负担用的滚珠轴承中，利用 直径不同的2种滚珠3、 4来构成滚动体，但是在本发明中，在推力载荷负担用的滚珠轴承中，也可以利用直径不同的2种以上的滚珠来构成滚 动体。该情况下，作为临界载荷的第1载荷和第2载荷当然是推力载荷。并且，在本发明中，在用于负担径向载荷和轴向载荷的合成载荷的 角度滚珠轴承等径向和轴向载荷负担用的滚珠轴承中，也可以利用直径 不同的2种以上的滚珠来构成滚动体。该情况下，例如在利用直径不同的2种滚珠来构成滚动体的情况下， 直径小的滚珠与内外圈这双方不接触，仅利用直径大的滚珠负担载荷的 最大载荷即第1载荷，按如下进行定义。S卩，在横轴表示径向载荷，纵 轴表示推力载荷的情况下，被定义为在径向-推力平面上描绘轨迹的一条 连续曲线上的所有点的坐标所表示的矢量(利用2个载荷要素构成的矢 量)。并且，同样，利用第1滚珠和第2滚珠这双方来负担载荷的最小载 荷即第2载荷也被定义为，在上述径向-推力平面上描绘轨迹的一条连续 曲线上的所有点的坐标所表示的矢量(利用2个载荷要素构成的矢量)。 这与在负担推力载荷和径向载荷的滚动轴承的情况下，也根据合成载荷 的方向和合成载荷的大小这2个要素决定第1载荷和第2载荷的情况加 以对应。并且，在上述实施方式中，在径向负担用的滚珠轴承中，利用直径 不同的2种滚珠3、 4来构成滚动体，但是在本发明中，在能够负担弯矩 载荷的滚珠轴承中，也可以利用直径不同的2种以上的滚珠来构成滚动 体。该情况下，作为临界载荷的第1载荷和第2载荷是弯矩载荷。并且，在上述实施方式中，在滚珠轴承中，利用第1滚珠、直径比 第1滚珠小的第2滚珠来构成滚动体，但是在本发明中，在圆柱滚子轴 承中，也可以利用直径大小不同的多种圆柱滚子来构成滚动体。并且， 在本发明中，在圆锥滚子轴承中，也可以利用直径大小不同的多种圆锥 滚子来构成滚动体。另外，在将本发明的滚动轴承作为机动脚踏两用车和机动车等车辆
的车轮轴承使用，并且在车辆的右转和左转等紧急方向变更的状态以外 的状态、即车辆大致直行的状态下，如果设定为仅利用直径最大的滚动 体来负担载荷，则能够显著降低车辆的燃料费。这是因为，车辆的运转 状态大部分是上述这种车辆大致直行的状态，如果使用本发明的滚动轴 承，则能够大幅降低在车辆大致直行的状态下的转矩。
权利要求
1.一种滚动轴承，其特征在于，该滚动轴承具有具有轨道面的外圈；具有轨道面的内圈；第1滚动体，其配置在上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面之间，并具有第1直径；第2滚动体，其配置在上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面之间，并具有比上述第1直径小的第2直径；以及保持器，其保持上述第1滚动体和上述第2滚动体，在作用有第1载荷以下的载荷的状态下，上述第1滚动体与上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方接触，另一方面，上述第2滚动体离开上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方，并且，在作用有比上述第1载荷大的第2载荷以上的载荷的状态下，上述第1滚动体和上述第2滚动体这两者与上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方接触。
2. 根据权利要求l所述的滚动轴承，其特征在于， 该滚动轴承具有第3滚动体，该第3滚动体具有比上述第2直径小的第3直径，上述保持器保持上述第3滚动体，在作用有比上述第2载荷大的第3载荷以上的载荷的状态下，上述 第3滚动体与上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面这双方接 触，另一方面，在作用有比上述第3载荷小的载荷的状态下，上述第3 滚动体与上述外圈的上述轨道面和上述内圈的上述轨道面中的至少一方不接触。
3. 根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于， 上述保持器在上述保持器的周向交替保持上述第1滚动体和上述第2滚动体。
全文摘要
本发明提供一种滚动轴承，将第1滚珠(3)的直径设定为比第2滚珠(4)的直径大。在作用有第1径向载荷以下的径向载荷的状态下，第1滚珠(3)与外圈(1)的轨道槽(18)和内圈(2)的轨道槽(19)这双方接触，另一方面，第2滚珠(4)与外圈(1)的轨道槽(18)和内圈(2)的轨道槽(19)这双方不接触。并且，在作用有比上述第1径向载荷大的第2径向载荷以上的径向载荷的状态下，第1滚珠(3)和第2滚珠(4)这两者与外圈(1)的轨道槽(18)和内圈(2)的轨道槽(19)这双方接触。在保持器(7)的径向，在保持器(7)的凹槽(10、11)中交替配置第1滚珠(3)和第2滚珠(4)。
文档编号F16C19/02GK101160473SQ20068001285
公开日2008年4月9日 申请日期2006年4月17日 优先权日2005年4月18日
发明者上野弘, 松山博树 申请人:株式会社捷太格特