專利名稱：滾珠軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高轉(zhuǎn)速所需的滾珠軸承，特別涉及被稱為冕狀座圈的改良。
家電產(chǎn)品或各種機械，出于降低成本等原因，大多采用具有冕狀座圈的滾珠軸承。例如，吸塵器用的馬達，為了提高吸力，實現(xiàn)小型化，就需要提高其最高轉(zhuǎn)速。這種馬達一般都采用內(nèi)徑8mm左右的滑槽式滾珠軸承。
這種滾珠軸承的座圈，過去采用由環(huán)形鐵板部件構(gòu)成的波浪形座圈，現(xiàn)在已被低成本的樹脂制冕狀座圈所取代。這種冕狀座圈可以用注射模塑成形法低成本地進行制造，不僅如此，因為在滾珠軸承組裝時，只要將座圈插入在圓周方向等距離地配置著滾殊的滾道圈之間即可，所以軸承的組裝費用也可降低。
但是，冕狀座圈的形狀為左右非對稱形，樹脂制的與金屬制的相比，容易因受到外力而變形。因此，在高轉(zhuǎn)速下使用時，座圈容易因外力而變形，難以順暢地轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的目的是提供一種能采用便宜的冕狀座圈，同時又能減少離心力造成的座圈變形，能在更高的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動的滾珠軸承。
本發(fā)明的第一種滾珠軸承，是一種具有保持處于內(nèi)圈與外圈之間的滾動體的座圈的滾珠軸承，該座圈是所謂的冕狀座圈，即在環(huán)形體圓周方向的多個部位有一部分開放于上述環(huán)形體一側(cè)、內(nèi)部保持著滾動體的窩槽的座圈，上述座圈的上述窩槽的節(jié)圓直徑大于上述環(huán)形體周壁截面徑向厚度的中心。
冕狀座圈因離心力造成的變形由構(gòu)成窩槽底壁部分的抗扭強度(剛性)與作用于窩槽間的部分、即柱部的離心力所決定。如上所述，如窩槽的節(jié)圓直徑大于環(huán)形體周壁截面徑向厚度的中心，換句話說，即周壁截面比節(jié)圓直徑更偏向內(nèi)徑一側(cè)，則窩槽底壁部分的截面積增大，窩槽底壁部分的抗扭強度提高。另外，柱部從軸承轉(zhuǎn)動中心起的半徑縮小，作用于柱部的離心力減少。這樣，座圈因離心力造成的變形減少，可以在更高的轉(zhuǎn)速下使用。
本發(fā)明的第二種滾珠軸承，是一種具有保持處于內(nèi)圈與外圈之間的滾動體的座圈的滾珠軸承，該座圈是所謂的冕狀座圈，即在環(huán)形體圓周方向的多個部位有一部分開放于上述環(huán)形體的一側(cè)、內(nèi)部保持著滾動體的窩槽的座圈，在上述座圈的上述窩槽的外徑面的窩槽底部周緣，形成凸緣。
這樣，通過在座圈的窩槽底部周緣形成凸緣，座圈的窩槽底壁部分截面積增大，抗扭強度得到提高。因此，抑制了作用于柱部的離心力造成的座圈變形。由于上述凸緣設(shè)置于外徑側(cè)，所以即使座圈因離心力而變形，凸緣也會因其變形而脫離外圈，不會因凸緣與外圈滑接而妨礙轉(zhuǎn)動，造成座圈的磨損。
在本發(fā)明中，也可以使座圈環(huán)形體的周壁截面的徑向厚度采取從窩槽底部一側(cè)向窩槽開放的一側(cè)逐步減少的形狀。
這樣，通過使座圈環(huán)形體的周壁截面的徑向厚度采取從窩槽底部一側(cè)向窩槽開放的一側(cè)逐步減少的形狀，增加要求有一定抗扭強度的窩槽底壁部分的截面積，按降低離心力的要求減少柱部前端的質(zhì)量，這樣，通過提高抗扭強度與降低離心力來防止座圈變形的效果更好。
在本發(fā)明中，座圈也可以在環(huán)形體的窩槽之間部分、即柱部上開有從前端向基部凹陷的端面凹部。
這樣，通過在柱部上開設(shè)端面凹部，受離心力作用的柱部的質(zhì)量減少了，因離心力而產(chǎn)生的變形可進一步得到減少。
在本發(fā)明中，座圈也可以在環(huán)形體的窩槽之間部分、即柱部上開有從環(huán)形體的外徑面或內(nèi)徑面凹陷的周面凹部。
這樣，通過在柱部上開設(shè)周面凹部，受離心力作用的柱部的質(zhì)量減少了，因離心力而產(chǎn)生的變形可進一步得到減少。
在本發(fā)明中，座圈可以是合成樹脂混合物的模制品，該合成樹脂混合物可以單是合成樹脂，或者是合成樹脂與纖維的混合物。
座圈即使是單用合成樹脂制成的合成樹脂混合物的模制品，也因為本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)而可以抑制因離心力而造成的變形。由于單用合成樹脂的混合物，所以生產(chǎn)成本較低。
如座圈是合成樹脂與纖維構(gòu)成的合成樹脂混合物的模制品，則因纖維的加強作用，座圈的強度得到提高，可以更好地降低離心力造成的變形。
在本發(fā)明中，座圈還可以是合成樹脂、纖維與潤滑油構(gòu)成的合成樹脂混合物的模制品。這樣，由于合成樹脂混合物中含有潤滑油，因此高轉(zhuǎn)速時滾珠軸承內(nèi)的潤滑性能得到提高。由于含纖維，所以座圈的強度也得到提高。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明的一種實施方式的滾珠軸承的部分截面圖。
圖2是本發(fā)明的座圈的立體圖。
圖3是座圈改型的立體圖。
圖4是座圈另一種改型的立體圖。
圖5是座圈又一種改型的立體圖。
圖6是座圈又一種改型的立體圖。
圖7是座圈又一種改型的立體圖。
圖8是座圈又一種改型的立體圖。
圖9是座圈又一種改型的立體圖。
圖10是座圈又一種改型的立體圖。
圖11是座圈又一種改型的立體圖。
下面，參照圖1與圖2對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。該滾珠軸承，如圖1所示，在內(nèi)圈1與外圈2之間，在圓周方向并列地設(shè)置著多個滾動體3，這些滾動體3由所謂的冕狀座圈4保持著。內(nèi)圈1與外圈2具有滾動體3在其上滾動的、截面圓弧形的滾道溝(滾道面)1a、2a，該滾珠軸承為滑槽式滾珠軸承。內(nèi)、外圈1、2和滾動體3由諸如鋼等制成，座圈4是合成樹脂混合物的模制品。
如圖2的立體圖所示，座圈4在環(huán)形體6的圓周方向有多個部位具有內(nèi)部保持著滾動體3的窩槽5。各窩槽5的一部分開放于環(huán)形體6一側(cè)的一個軸向端面。各窩槽5的里面呈沿滾動體3的外面的凹球面形的曲面形。環(huán)形體6的相鄰的窩槽5、5之間的部分為柱部7。
在該實施方式中，具有這種結(jié)構(gòu)的座圈4的圖1所示的窩槽5的節(jié)圓直徑PCD大于環(huán)形體6的形成周壁截面徑向厚度的中心Q的直徑。因此，從與座圈4的節(jié)圓直徑PCD相對應(yīng)的位置到座圈內(nèi)徑面的徑向厚度H，與座圈4的整個徑向厚度W的關(guān)系為H＞W(wǎng)/2。
座圈4的外徑面與內(nèi)徑面為圓柱面。窩槽5的節(jié)圓直徑PCD為通過保持在各窩槽5內(nèi)的滾動體3的中心的圓的直徑，在本例那樣，窩槽5里面為球面形的情況下即為通過各窩槽5的球面形里面的曲率中心的圓的直徑。
采用具有這種結(jié)構(gòu)的滾珠軸承，隨著軸承的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的座圈4因離心力造成的變形，由窩槽底壁部分6a的抗扭強度與作用于柱部7的離心力所決定。在該實施方式中，窩槽5的節(jié)圓直徑PCD大于環(huán)形體6周壁截面徑向厚度的中心Q，周壁截面比節(jié)圓直徑PCD更偏向內(nèi)徑一側(cè)，因此，與一般的周壁截面的中心同節(jié)圓直徑PCD一致的冕狀座圈相比，窩槽底壁部分6a的截面積增大，柱部7從軸承轉(zhuǎn)動中心起的半徑縮小。因此，窩槽底壁部分6a的抗扭強度得到提高，作用于柱部7的離心力減少。這樣，座圈4因離心力造成的變形減少，可以在更高的轉(zhuǎn)速下使用。
圖3至圖11表示的是圖1所示的滾珠軸承所用的座圈4的各種改型。先對這些改型的座圈4的共同結(jié)構(gòu)進行說明，任何一種改型都在環(huán)形體6的圓周方向的多個部位具有內(nèi)部保持著滾動體3的窩槽5，各窩槽5的一部分開放于環(huán)形體6的一側(cè)。各窩槽5的里面呈沿滾動體3的外面的凹球面形的曲面形。環(huán)形體6的相鄰的窩槽5、5之間的部分為柱部7。另外，任何一個都與圖1所示的實例一樣，座圈4的窩槽5的節(jié)圓直徑PCD大于環(huán)形體6周壁截面徑向厚度的中心Q。
圖3的改型座圈4是在環(huán)形體6的外徑面的窩槽底部周緣形成凸緣8。通過形成凸緣8，環(huán)形體6的窩槽開放側(cè)的外徑尺寸比窩槽底部側(cè)的外徑尺寸小。
在這種形成凸緣8的情況下，通過形成凸緣8，座圈4的窩槽底壁部分截面積增大，抗扭強度得到提高。因此，作用于柱部7的離心力造成的座圈4變形進一步得到減少。另外，由于凸緣8設(shè)置于外徑側(cè)，所以在柱部7的前端因受到離心力而彎向外徑一側(cè)，使得座圈4變形，凸緣8也會因其所述變形力而向脫離外圈的方向變形，不會因凸緣8與外圈2滑接而妨礙轉(zhuǎn)動，造成座圈4的磨損。
在設(shè)置了凸緣8的情況下，座圈4的窩槽5的節(jié)圓直徑PCD(圖1)可以與環(huán)形體6除了凸緣8的周壁截面徑向厚度的中心一致。
圖4的改型座圈4的環(huán)形體6的周壁截面徑向厚度d采取了從窩槽底部一側(cè)的側(cè)面4a向窩槽開放一側(cè)的側(cè)面4b逐步減少的形狀。具體地說，環(huán)形體6的外徑面為直徑向窩槽開放側(cè)的側(cè)面4b逐步縮小的圓錐面，其內(nèi)徑面為圓柱面。另外，環(huán)形體6的內(nèi)外里面可以均為圓錐面。
這樣，由于座圈4的周壁截面徑向厚度d采取了從窩槽底部一側(cè)的側(cè)面4a向窩槽開放一側(cè)的側(cè)面4b逐步減少的形狀，因此增加了要求有一定抗扭強度的窩槽底壁部分的截面積，同時有按降低離心力的要求減少了柱部前端的質(zhì)量，這樣，通過提高抗扭強度與降低離心力來防止座圈變形的效果更好。
圖4的改型座圈4還可以進一步如圖5所示，在環(huán)形體6的外徑面的窩槽底部周緣形成凸緣8。
圖6的改型座圈4是在環(huán)形體6的窩槽之間部分、即各柱部7上開有從前端向基部凹陷的端面凹部9。端面凹部9的深度大于窩槽5的軸向深度。另外，還在環(huán)形體6的外徑面的窩槽底部周緣形成凸緣8。更詳細地說，端面凹部9的深度一直達到凸緣8的側(cè)面位置，通過形成端面凹部9，柱部7在座圈圓周方向被一分為二。凸緣8不一定非設(shè)不可。
這樣，通過在柱部7上開設(shè)端面凹部9，受離心力作用的柱部7的質(zhì)量減少了，因離心力而產(chǎn)生的變形可進一步得到減少。
對于圖6的改型，可以如圖7所示，讓其端面凹部9的深度小于窩槽5的軸向深度。在圖7的改型中，通過形成端面凹部9，柱部7在端面凹部9的底面以上的前端部分沿窩槽里面的凹曲面成為一對爪形部分7a。
在端面凹部9如圖7所示，其深度小于窩槽5的軸向深度的情況下，可以如圖8、圖9的各改型座圈所示，讓座圈4的環(huán)形體6的周壁截面徑向厚度采取從窩槽底部一側(cè)的側(cè)面向窩槽開放一側(cè)的側(cè)面逐步減少的形狀。圖8、圖9的各改型座圈，均可讓環(huán)形體6的外徑面為圓錐面，內(nèi)徑面為圓柱面。圖8的改型是沒有外徑凸緣的改型，圖9的改型是在環(huán)形體6的外徑面的窩槽底部周緣形成凸緣8的改型。
另外，也可以如圖10或圖11所示，座圈4在其環(huán)形體6的窩槽之間部分、即柱部7上開有從環(huán)形體6的外徑面凹陷的周面凹部10。
圖10的改型是圖3的改型，即環(huán)形體6的外徑面與內(nèi)徑面為圓柱面，設(shè)有凸緣8的改型，再設(shè)置周面10凹部的改型。
圖11的改型是圖5的改型，即環(huán)形體6的外徑面是圓錐面，內(nèi)徑面為圓柱面，且設(shè)置了凸緣8的改型，再設(shè)置周面凹部10的改型。
如圖10、圖11所示的改型那樣，設(shè)置了周面凹部10，受離心力作用的柱部7的質(zhì)量減少了，可進一步降低離心力造成的變形。
此外，周面凹部10也可以在柱部7上從環(huán)形體6的內(nèi)徑面開設(shè)凹陷下去。
下面對上述各實施方式的座圈4的材料進行說明。座圈4可以是單用合成樹脂制成的合成樹脂混合物的模制品，在這種情況下，材料成本較低。
座圈4還可以是合成樹脂與纖維構(gòu)成的合成樹脂混合物的模制品，在這種情況下，因纖維的加強作用，座圈的強度得到提高，可以更好地降低離心力造成的變形。與座圈4配合的纖維可用碳纖維等。
另外，座圈4還可以是合成樹脂、纖維與潤滑油構(gòu)成的合成樹脂混合物的模制品。在這種情況下，除了纖維的加強效果外，高轉(zhuǎn)速時滾珠軸承內(nèi)的潤滑性能得到提高。
本發(fā)明的滾珠軸承，采用了便宜的冕狀座圈，可以減少離心力造成的座圈變形，能在更高的轉(zhuǎn)速下使用。
權(quán)利要求
1.一種具有保持處于內(nèi)圈與外圈之間的滾動體的座圈的滾珠軸承，該座圈是在環(huán)形體圓周方向的多個部位有一部分開放于上述環(huán)形體一側(cè)、內(nèi)部保持著滾動體的窩槽的座圈，其特征是上述座圈的上述窩槽的節(jié)圓直徑大于上述環(huán)形體周壁截面徑向厚度的中心。
2.一種具有保持處于內(nèi)圈與外圈之間的滾動體的座圈的滾珠軸承，該座圈是在環(huán)形體圓周方向的多個部位有一部分開放于上述環(huán)形體的一側(cè)、內(nèi)部保持著滾動體的窩槽的座圈，其特征是在上述座圈的上述環(huán)形體的外徑面的窩槽底部周緣，形成凸緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾珠軸承，其特征是上述座圈的環(huán)形體的周壁截面的徑向厚度采取從窩槽底部一側(cè)向窩槽開放的一側(cè)逐步減少的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾珠軸承，其特征是上述座圈在環(huán)形體的窩槽之間部分、即柱部上開有從前端向基部凹陷的端面凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾珠軸承，其特征是上述座圈在環(huán)形體的窩槽之間部分、即柱部上開有從環(huán)形體的外徑面或內(nèi)徑面凹陷的周面凹部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾珠軸承，其特征是上述座圈是合成樹脂或合成樹脂與纖維構(gòu)成的混合物的模制品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾珠軸承，其特征是上述座圈是合成樹脂、纖維與潤滑油構(gòu)成的合成樹脂混合物的模制品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種采用便宜的冕狀座圈,可以減少離心力造成的座圈變形,能在更高的轉(zhuǎn)速下使用的滾珠軸承。其具有保持處于內(nèi)圈1與外圈2之間的滾動體3的座圈4。該座圈4是所謂的冕狀座圈,具有一部分開放于環(huán)形體6一側(cè)、內(nèi)部保持著滾動體3的窩槽5。座圈4的窩槽5的節(jié)圓直徑PCD大于環(huán)形體6的周壁截面徑向厚度的中心Q。
文檔編號F16C33/38GK1269475SQ0010545
公開日2000年10月11日 申請日期2000年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月7日
發(fā)明者坂口智也, 赤松良信 申請人:Ntn株式會社