球轴承的制作方法
【专利摘要】本发明提供球轴承。球轴承的保持器将多个滚珠以在周向上相互空开间隔的状态进行保持。保持器能够仅在内周轨道槽与外圈接触。并且，保持器与内圈(2)空开间隔地设置。
【专利说明】球轴承
[0001]本申请基于2013年5月17日向日本专利局提交的日本专利申请N0.2013-105113，在此将该专利申请的全部内容通过引用并入本申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及球轴承。
【背景技术】
[0003]以往，作为球轴承，存在日本特开2004 - 340277号公报所记载的球轴承。该球轴承具备外圈、内圈、多个滚珠、以及保持器。上述多个滚珠以被保持器保持在外圈的内周轨道槽与内圈的外周轨道槽之间的状态在周向上相互空开间隔设置。
[0004]上述保持器为冠型保持器。上述保持器具备仅一个环状部以及多个柱部。上述各柱部从环状部的轴向的一方侧的端部朝轴向的一方侧延伸。并且，上述多个柱部以在周向上相互空开间隔的状态设置。上述保持器在沿周向邻接的柱部之间具有兜孔。
[0005]上述各滚珠配置于各兜孔。上述各柱部的前端部弯曲以便将兜孔的开口缩小。这样，使得上述滚珠不会从兜孔朝轴向的一方侧脱出。上述保持器与外圈以及内圈空开间隔设置，而仅与滚珠接触。上述保持器被滚珠引导而被导引，不会从球轴承脱出。
[0006]对于上述现有的球轴承而言，为了使保持器与滚珠不产生分离而需要用保持器的兜孔的曲面兜住滚珠。因此，保持器与滚珠的接触面积变大，使得因保持器与滚珠的摩擦而引起的摩擦扭矩及由保持器与滚珠之间的润滑脂的搅拌阻力引起的搅拌扭矩增大。因此，扭矩变大,运行成本变高。
[0007]并且，基于大的搅拌阻力，升温的程度变大而使得润滑脂的寿命变短。并且，由于升温的程度变大、润滑脂的寿命变短等问题而不适用于高速旋转。
【发明内容】
[0008]本发明的目的之一在于，提供一种既能够降低扭矩又能够抑制运转成本且能够进行更高速的运转的球轴承。
[0009]本发明的一个方式的球轴承的结构上的特征在于，该球轴承具备:外侧轨道部件，该外侧轨道部件具有内周轨道槽；内侧轨道部件，该内侧轨道部件具有外周轨道槽；多个滚珠，这些滚珠配置于上述外侧轨道部件的内周轨道槽与上述内侧轨道部件的外周轨道槽之间；以及保持器，该保持器将上述多个滚珠以在周向上相互空开间隔的状态进行保持，另一方面，该保持器能够仅在上述内周轨道与上述外侧轨道部件接触，并且与上述内侧轨道部件空开间隔地设置。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述，本发明的其它特征，构件，过程，步骤，特性及优点会变得更加清楚，其中，对相同的要素标注相同的附图标记。
[0011]图1是从轴向一方侧观察本发明的一个实施方式的球轴承时的俯视图。
[0012]图2是以通过保持器的柱部的平面剖开上述球轴承时的轴向示意剖视图。
[0013]图3是上述保持器的立体图。
[0014]图4是示出省略了外圈的上述球轴承中内圈、滚珠、以及保持器的立体图。
[0015]图5是从径向的外侧观察图4的一部分时的示意图。
[0016]图6是保持器为现有的球轴承中所周知的波形保持器(省略图示铆钉)的情况下与图4对应的立体图。
[0017]图7是保持器为现有的球轴承中所周知的冠型保持器的情况下与图4对应的立体图。
【具体实施方式】
[0018]以下，根据图示的方式对本发明进行详细说明。
[0019]图1是从轴向一方侧观察本发明的一个实施方式的球轴承时的俯视图。
[0020]如图1所示，该球轴承具备作为外侧轨道部件的外圈1、作为内侧轨道部件的内圈
2、多个滚珠3、以及保持器4。上述保持器4由一体的树脂组成并通过注塑成型形成。上述多个滚珠3以被保持器4保持于外圈I与内圈2之间的状态，并以被保持器4的柱部42沿周向相互空开间隔的状态进行配置。
[0021]图2是以通过保持器4的柱部42的平面剖开上述球轴承时的轴向示意剖视图。
[0022]如图2所示，上述外圈I具有内周轨道槽11、一方侧轨道肩部12、以及另一方侧轨道肩部13。上述一方侧轨道肩部12位于内周轨道槽11的轴向的一方侧。另一方侧轨道肩部13位于内周轨道槽11的轴向的另一方侧。上述一方侧轨道肩部12与内周轨道槽11的轴向的一方侧的端部相连。另一方侧轨道肩部13与内周轨道槽11的轴向的另一方侧的端部相连。
[0023]上述内周轨道槽11被实施超精加工。这样，减小了内周轨道槽11的表面粗糙度，从而延长了在内周轨道槽11上滚动的滚珠3的寿命。上述一方侧轨道肩部以及另一方侧轨道肩部12、13处于未实施超精加工的状态。上述内周轨道槽11的算术平均粗糙度Ra比一方侧轨道肩部12的内周面的算术平均粗糙度Ra小，比另一方侧轨道肩部13的内周面的算术平均粗糙度Ra也小。
[0024]同样地，上述内圈2具有外周轨道槽21、一方侧轨道肩部22、以及另一方侧轨道肩部23。上述一方侧轨道肩部22位于外周轨道槽21的轴向的一方侧。另一方侧轨道肩部13位于外周轨道槽21的轴向的另一方侧。上述一方侧轨道肩部22与外周轨道槽21的轴向的一方侧的端部相连。另一方侧轨道肩部23与外周轨道槽21的轴向的另一方侧的端部相连。
[0025]上述外周轨道槽21被实施超精加工。这样，减小了外周轨道槽21的表面粗糙度，从而延长了在外周轨道槽21上滚动的滚珠3的寿命。上述一方侧轨道肩部以及另一方侧轨道肩部22、23处于未实施超精加工的状态。上述外周轨道槽21的算术平均粗糙度Ra与内周轨道槽11的算术平均粗糙度Ra大致相等。上述外周轨道槽21的算术平均粗糙度Ra比一方侧轨道肩部22的外周面的算术平均粗糙度Ra小，比另一方侧轨道肩部23的外周面的算术平均粗糙度Ra也小。
[0026]上述保持器4具有仅一个环状部41以及多个柱部42。各柱部42从环状部41的轴向的一方侧的端部朝轴向的另一方侧延伸。上述多个柱部42沿周向相互空开间隔地设置。如图2所示，上述环状部41具有截面大致为矩形的形状并沿径向延伸。
[0027]并且，上述各柱部42具有连结部45以及滚珠支承部46。上述滚珠支承部46具有轴向的端面50、第一角部51、径向外侧的端面52、第二角部53、第一斜面54、第二斜面55、弯曲面56、以及径向内侧的端面57。上述轴向的端面50在轴向的截面中沿径向延伸。径向外侧的端面52在轴向的截面中沿轴向延伸。上述第一角部51在轴向的截面中由弯曲面形成。上述第一角部51将轴向的端面50与径向外侧的端面52圆滑地连结起来。
[0028]上述第一斜面54在轴向的截面中以伴随趋于轴向的另一方侧而位于径向的内侧的方式延伸。并且，上述第二角部53在轴向的截面中由弯曲面形成。上述第二角部53将径向外侧的端面52与第一斜面54圆滑地连结起来。并且，上述第二斜面55与第一斜面54的轴向的另一方侧的端部相连。上述第二斜面55在轴向的截面中以伴随趋于轴向的一方侧而位于径向的内侧的方式延伸。
[0029]上述弯曲面56在轴向的截面中大致由圆弧的一部分形成。如图2所示，包括该圆弧的圆具有大约是滚珠3的半径的一半程度的半径。该圆的中心在大致周向上与滚珠3的中心重叠。并且，上述径向内侧的端面57与弯曲面56的轴向一方侧的端部相连。上述径向内侧的端面57在轴向的截面中从弯曲面56的轴向一方侧的端部朝大致轴向的一方侧延伸。
[0030]上述轴向的端面50以及径向外侧的端面52在径向上与内周轨道槽11重叠。该保持器4在轴向的截面中在外圈I的内周轨道槽11仅在两点被引导而导引。详细而言，滚珠支承部46的第一角部51能够与内周轨道槽11接触，滚珠支承部46的第二角部53也能够与内周轨道槽11接触。如图2所示，上述第一角部51相对于内周轨道槽11的底部位于轴向的一方侧。第二角部53相对于内周轨道槽11的底部位于轴向的另一方侧。如图2所示，在轴向的截面中，上述第一角部51为朝向内周轨道槽11中的该第一角部51能够接触的部分凸出的曲线。并且，在轴向的截面中，上述第一角部51的接触部分的曲线具有比内周轨道槽11中的该第一角部51能够接触的部分的曲率半径小的曲率半径。并且，在轴向的截面中，上述第二角部53为朝向内周轨道槽11中的该第二角部53能够接触的部分凸出的曲线。并且，在轴向的截面中，上述第二角部53的接触部分的曲线具有比内周轨道槽11中的该第二角部53能够接触的部分的曲率半径小的曲率半径。通过这样设定保持器4在上述外圈I中的两点导引位置，能够用外圈I的内周轨道槽11对保持器4进行稳定的导引。
[0031]上述连结部45将环状部41的径向的中央部与滚珠支承部46的轴向的端面50连结起来。上述连结部45的径向的最大厚度比滚珠支承部46的径向的最大厚度薄。这样，易于使上述连结部45发生弹性变形，从而能够将保持器4压入外圈I来进行组装。
[0032]另外，柱部42的兜孔的侧面部分中与图2中用P表示的圆的内侧的区域在周向上重叠的区域，即，柱部42的兜孔的侧面部分中与滚珠3的中心部在周向上重叠的区域由平坦面形成。上述滚珠3与该平坦面P接触。
[0033]图3是上述保持器4的立体图。
[0034]如图3所示，上述柱部42具有构成兜孔的侧面70。该侧面70中的径向内侧且离开环状部41 一侧的端部80的周向的厚度，小于位于比该端部80靠径向外侧的部分81的周向的厚度。并且，上述端部80的周向的厚度，小于位于比该端部80靠轴向的环状部41侧的部分82的周向的长度。这样，在将保持器4嵌入外圈I时不易受到滚珠的干涉，能够圆滑地将保持器4嵌入外圈I。
[0035]图4是示出省略了外圈I的上述球轴承中内圈2、滚珠3、以及保持器4的立体图。图5是从径向的外侧观察图4的一部分时的示意图。
[0036]如图4所示，在本实施方式中，与现有例比较，保持器4构成为无法用弯曲面兜住滚珠3的结构。并且，如图2以及图5所示，在本实施方式中，滚珠3与保持器4的环状部41空开间隔设置。在本实施方式中，由于保持器4被外圈I的内周轨道槽11所引导，因此能够确定保持器4相对于外圈I的相对存在位置的范围。并且，由于上述滚珠3在外圈I的内周轨道槽11上滚动，因此也能够确定滚珠3相对于外圈I的相对存在位置的范围。因此，上述滚珠3能够不与保持器4的环状部41接触。
[0037]并且，如图5所示，在将滚珠3收纳于兜孔90时，在滚珠支承部46与滚珠3之间设有空隙。在本实施方式中，在产生滚珠3相对于保持器4的超前滞后时，滚珠3在保持器4中与构成兜孔的两个柱部42中的任意一个仅在一点接触。因此，在本实施方式中，在球轴承的运转中，上述滚珠3处于仅与周向的单侧所在的柱部42在一点接触的状态、或完全不与周向两侧的滚珠支承部46接触的状态中的任意一种状态。由此，在本实施方式中，滚珠3与滚珠支承部46之间的空隙变大，因此能够使更多的润滑剂存在于滚珠3与滚珠支承部46之间，从而提高润滑性。
[0038]图6是保持器104为现有的球轴承中所周知的波形保持器(省略图示铆钉)的情况下的与图4对应的立体图。图7是保持器204为现有的球轴承中所周知的冠型保持器的情况下的与图4对应的立体图。
[0039]如图6及图7所示，对于现有的球轴承而言，保持器104、204具有与滚珠103、203的外表面对应的大致球状的面。通过用该大致球状的面108、208兜住滚珠103、203来对滚珠108、208进行保持。对此，如图4以及图5所示，本实施方式的球轴承形成为滚珠3仅在一点与保持器4接触的结构。由此，与图6以及图7所示的现有的球轴承相比，本实施方式的球轴承中滚珠3与保持器4的接触面积急剧减小。
[0040]根据上述实施方式，由于保持器4能够与外圈I的内周轨道槽11接触，因此能够用外圈I的内周轨道槽11对保持器4进行引导，由此无需由滚珠3对保持器4进行引导。因此，无需防止上述保持器4从滚珠3分离。由此，通过保持器4与滚珠3的接触，无需确保使保持器4与滚珠3 —体化所需的接触面积。因此，能够减小保持器4与滚珠3接触的接触面积，并且能够增大保持器4与滚珠3之间的空隙。由此，能够降低因保持器4与滚珠3的摩擦而引起的摩擦扭矩及由保持器4与滚珠3之间的润滑脂等的润滑剂的搅拌阻力引起的搅拌扭矩。因此，能够减少润滑剂，从而能够降低运转成本。并且，由于能够降低搅拌阻力，因此能够抑制升温，从而能够延长润滑剂的寿命。并且，由于能够抑制升温，因此能够抑制润滑剂的劣化，从而能够实现更高速的旋转。
[0041]并且，根据上述实施方式，保持器4的柱部42的与滚珠3接触的部分为平坦的面。由此，使得保持器4与滚珠3接触的接触面积格外小。因此，能够大幅降低扭矩，从而能够进一步延长润滑剂的寿命，并且能够实现更高速的运转。
[0042]并且，根据上述实施方式，由于滚珠3不与环状部41接触，因此保持器4与滚珠3接触的接触面积变得格外小。因此，从该侧面来看，也能够大幅降低扭矩，从而能够进一步延长润滑剂的寿命，并且能够实现更高速的运转。
[0043]并且，根据上述实施方式，由于各滚珠3仅在一点与柱部42接触，因此既能够使接触扭矩急剧降低，也能够大幅降低搅拌扭矩，从而能够大幅降低扭矩。并且，由于能够大幅抑制润滑剂的劣化，因此能够实现更高速的运转。
[0044]并且，根据上述实施方式，在通过保持器4的柱部42的轴向的端面中，柱部42在两点被外圈I的内周轨道槽11引导。由此，能够由外圈I的内周轨道槽11对保持器4进行稳定地引导，从而能够使保持器4的动作稳定。
[0045]并且，根据上述实施方式，由外圈I的内周轨道槽11对保持器4进行引导。此处，从延长滚珠3的寿命从而延长轴承的寿命的必要性出发，一般而言，对外圈I的内周轨道槽11实施超精加工等研磨精加工。因此，由于是必定要实施研磨精加工的部位，因此不必仅为了用内周轨道槽11引导保持器4而进行研磨精加工。
[0046]对此，对于由内周轨道槽的肩部对保持器进行引导的结构而言，由于由肩部对保持器进行引导因而要延长保持器的寿命，为此需要仅为了保持器的引导而对肩部的内周面进行研磨。
[0047]根据上述实施方式，由外圈I的内周轨道槽11对保持器4进行引导。由此，无需进行将外圈I的内周轨道槽11的肩部的内周面精加工至精密的尺寸精度的研磨。因此，与由内周轨道槽的肩部对保持器进行引导的结构相比，能够降低制造成本，从而能够适宜用于对成本降低要求大的家电制品等。
[0048]另外，根据上述实施方式，球轴承是具有深槽型的轨道槽11、21的深槽球轴承。然而，本发明的球轴承也可以是具有沉孔的角接触球轴承。此外，内周轨道槽与外周轨道槽中的至少一方也可以是角接触型的轨道槽。并且，本发明的球轴承也可以是不同于深槽球轴承与角接触球轴承的球轴承。
[0049]并且，根据上述实施方式，滚珠3与保持器4的环状部41空开间隔设置。然而，本发明中，保持器的环状部与滚珠也可以以一点接触等方式进行接触。
[0050]并且，根据上述实施方式，外圈I的内周轨道槽11的算术平均粗糙度Ra比外圈I的内周轨道槽11的轨道肩部12、13的内周面的算术平均粗糙度Ra小。然而，本发明中，夕卜圈的内周轨道槽的算术平均粗糙度Ra也可以形成为与外圈的内周轨道槽的轨道肩部的内周面的算术平均粗糙度Ra相同的程度。并且，同样地，在上述实施方式中，内圈2的外周轨道槽21的算术平均粗糙度Ra比内圈2的外周轨道槽21的轨道肩部22、23的外周面的算术平均粗糙度Ra小。然而，本发明中，内圈的外周轨道槽的算术平均粗糙度Ra也可以形成为与内圈的外周轨道槽的轨道肩部的外周面的算术平均粗糙度Ra相同的程度。
[0051 ] 并且，根据上述实施方式，在通过柱部42的轴向的截面中，保持器4能够在两点被外圈I的内周轨道槽11支承的结构，以两点接触。然而，本发明中，在通过柱部的轴向的截面中，保持器也可以在一点、三点以上的点或者由面被外圈的内周轨道槽支承的结构。
[0052]并且，根据上述实施方式，上述各柱部42中与滚珠3接触的部分由平坦的面形成。然而，本发明中，保持器的各柱部中与滚珠接触的部分既可以是凹面也可以是凸面。
[0053]并且，根据上述实施方式，上述各滚珠3仅在一点与柱部42接触。然而，本发明中，各滚珠既可以在两点以上的点与柱部接触，也可以以面接触。另外，当然优选滚珠与柱部点接触更能够降低接触扭矩及搅拌扭矩。此外，从降低接触扭矩及搅拌扭矩的方面出发，当然优选滚珠与柱部以一点接触。
[0054]并且，根据上述实施方式，保持器4是树脂制的保持器，但本发明中，保持器也可以是金属制的保持器。另外，在该情况下，优选对柱部中与滚珠接触的部分实施超研磨加工。
[0055]并且，根据上述实施方式，外侧轨道部件为外圈I，但本发明中，外侧轨道部件也可以是中间圈。并且，在上述实施方式中，内侧轨道部件为内圈2，但本发明中，内侧轨道部件也可以是中间圈，或可以是不为环状的轴部件。
[0056]并且，在上述实施方式中，对轨道槽11、21实施了超精加工，但本发明中，轨道槽也可以通过除超精加工以外的公知的任何研磨来实施精加工。
[0057]并且，在上述实施方式中，与滚珠3接触的平坦部分的边缘的形状为圆形状。然而，本发明中，在柱部的与滚珠接触的部分为平坦部分的情况下，该平坦部分的边缘的形状既可以是多边形的形状，也可以是椭圆形状，还可以是任意封闭(环状的)线的形状。
[0058]并且，在上述实施方式中，滚珠3仅与周向上的单侧的柱部42接触。然而，本发明中，滚珠也可以与周向上的两侧的柱部接触。另外，从滚珠圆滑滚动的观点出发，当然优选滚珠仅与周向上的单侧的柱部接触。
[0059]并且，在上述实施方式中，将柱部42的先端侧的部分的周向的厚度减薄使得易于组入保持器4，根据存在位置而使柱部42的周向的厚度不同。然而，本发明中，也可以不限于存在位置而将柱部的面的周向的厚度形成为大致相同，或者柱部的周向的厚度也可以任意变动。另外，本发明中，也可以适当形成切口等的凹部而使保持器的刚性降低，从而增大保持器的弹性变形的程度来提高保持器的组装性。例如，也可以在柱部的环状部的连接部附近形成凹部。
[0060]并且，在上述实施方式中，柱部42具有轴向的端面50、第一角部51、径向外侧的端面52、第二角部53、第一斜面54、第二斜面55、弯曲面56、以及径向内侧的端面57。在通过柱部42的轴向的截面中，柱部42形成为图2所示的复杂的形状。然而,本发明中，柱部在通过该柱部的球轴承的轴向的截面中可以形成为如下任意的形状:三角形、正方形、长方形、除此之外的梯形等四边形、五边形以上的多边形、半圆形、直线与椭圆相组合而成的形状、直线与除椭圆以外的曲线相组合而成的形状、仅由曲线所形成的形状等。本发明中，在通过柱部的球轴承的轴向的截面中的柱部的形状，只要是仅被外圈的内周轨道槽引导的形状就可以，在此前提下可以形成为任意的形状。优选柱部只要形成为能够仅在两点与外圈的内周轨道槽接触的形状即可。另外，即便限于该两点接触的情况下，如图2所示，能够与外圈接触的两点的径向位置也无需大致相同，其也可以是一方的径向位置与另一方的径向位置不同。
[0061]并且，本发明中，滚珠与轨道槽的接触可以是任意方式的接触。例如，既可以是两点接触，也可以是三点接触，还可以是四点接触，当然也可以是除此之外的公知的接触(例如，面接触)。
[0062]根据本发明，能够实现可以降低扭矩来抑制运转成本且能够更高速运转的球轴承。
【权利要求】
1.一种球轴承，其特征在于， 所述球轴承具备: 外侧轨道部件，该外侧轨道部件具有内周轨道槽； 内侧轨道部件，该内侧轨道部件具有外周轨道槽； 多个滚珠，这些滚珠配置于上述外侧轨道部件的内周轨道槽与上述内侧轨道部件的外周轨道槽之间；以及 保持器，该保持器将上述多个滚珠以在周向上相互空开间隔的状态进行保持，另一方面，该保持器能够仅在上述内周轨道槽与上述外侧轨道部件接触，并且与上述内侧轨道部件空开间隔设置。
2.根据权利要求1所述的球轴承，其特征在于， 上述保持器具有仅一个环状部以及多个柱部，这些柱部从上述环状部的轴向的一方侧的端部朝上述轴向的一方侧延伸、且在上述周向上相互空开间隔地被设置，在上述周向上邻接的上述柱部之间具有兜孔，各上述滚珠配置于上述兜孔， 各上述柱部中的与上述滚珠接触的部分是平坦的面。
3.根据权利要求1所述的球轴承，其特征在于， 上述保持器具有仅一个环状部以及多个柱部，这些柱部从上述环状部的轴向的一方侧的端部朝上述轴向的一方侧延伸、且在上述周向上相互空开间隔地被设置，在上述周向上邻接的上述柱部之间具有兜孔，各上述滚珠配置于上述兜孔， 各上述滚珠与上述环状部空开间隔配置。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的球轴承，其特征在于， 各上述滚珠与上述柱部仅一点接触。
5.根据权利要求1?3中任意一项所述的球轴承，其特征在于， 在上述保持器的穿过上述柱部的轴向的端面中，上述柱部在两点被上述外侧轨道部件的上述内周轨道槽引导。
6.根据权利要求4所述的球轴承，其特征在于， 在上述保持器的穿过上述柱部的轴向的端面中，上述柱部在两点被上述外侧轨道部件的上述内周轨道槽引导。
7.根据权利要求1?3中任意一项所述的球轴承，其特征在于， 上述外侧轨道部件的内周面在上述内周轨道槽的轴向的至少一方具有与上述内周轨道槽相连的肩部，上述肩部的内周面的算术平均粗糙度Ra比上述内周轨道槽的算术平均粗糙度Ra大。
8.根据权利要求4所述的球轴承，其特征在于， 上述外侧轨道部件的内周面在上述内周轨道槽的轴向的至少一方具有与上述内周轨道槽相连的肩部，上述肩部的内周面的算术平均粗糙度Ra比上述内周轨道槽的算术平均粗糙度Ra大。
9.根据权利要求5所述的球轴承，其特征在于， 上述外侧轨道部件的内周面在上述内周轨道槽的轴向的至少一方具有与上述内周轨道槽相连的肩部，上述肩部的内周面的算术平均粗糙度Ra比上述内周轨道槽的算术平均粗糙度Ra大。
10.根据权利要求6所述的球轴承，其特征在于， 上述外侧轨道部件的内周面在上述内周轨道槽的轴向的至少一方具有与上述内周轨道槽相连的肩部，上述肩部的内周面的算术平均粗糙度Ra比上述内周轨道槽的算术平均粗糙度Ra大。
【文档编号】F16C33/58GK104165183SQ201410203282
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2013年5月17日
【发明者】镰本繁夫, 村田顺司 申请人:株式会社捷太格特