專利名稱：超薄壁滾動(dòng)軸承及其保持架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超薄壁滾動(dòng)軸承，例如，用于工業(yè)機(jī)器人，工作母機(jī)，醫(yī)療設(shè)備，和類似的設(shè)備上，并且還涉及該軸承的保持架。
背景技術(shù)：


圖14是一種醫(yī)療設(shè)備CT掃描裝置的示意圖。圖中還示出了由一個(gè)X射線管裝置1發(fā)出的X射線射到一個(gè)物體4上，X射線通過(guò)一個(gè)楔形過(guò)濾器2來(lái)使其強(qiáng)度分布均勻，通過(guò)一個(gè)狹長(zhǎng)口3來(lái)限制其分布強(qiáng)度。X射線穿過(guò)物體4由探測(cè)器5接收并轉(zhuǎn)換成一個(gè)電信號(hào)，然后供給一個(gè)非圖解式計(jì)算機(jī)。
CT掃描裝置1中的部件X射線管裝置1，楔形過(guò)濾器2，狹長(zhǎng)口3，探測(cè)器5安裝于一個(gè)大致圓柱狀的旋轉(zhuǎn)框8上，其通過(guò)一個(gè)軸承6旋轉(zhuǎn)支撐于一個(gè)固定框7上，所述旋轉(zhuǎn)框8的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)使這些部件圍繞著物體4旋轉(zhuǎn)。
在CT掃描設(shè)備中，相對(duì)的X射線管裝置1和探測(cè)器5的圍繞著物體4的共同的運(yùn)動(dòng)提供給覆蓋物體4的所有檢測(cè)角度的發(fā)射數(shù)據(jù)，由事先重建的程序從這些數(shù)據(jù)中得出斷層圖像。
在CT掃描裝置中，因?yàn)楣潭?有一個(gè)大直徑的內(nèi)圓(大約為1m)來(lái)容置物體4，在固定框7和旋轉(zhuǎn)框8之間安裝有一個(gè)軸承6，軸承6的橫截面相對(duì)于其直徑來(lái)說(shuō)很小，也叫做超薄壁滾動(dòng)軸承。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于用于CT掃描上的超薄壁滾動(dòng)軸承，通常使用開口型保持架。典型的開口型保持架，如圖15和17所示，具有多個(gè)弓形片段12，通過(guò)周向相連而形成環(huán)形。在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖17(a)和17(b)，圖18(a)和18(b)所示，每一片段12在其相對(duì)的端部形成相配合的凸形部分13和凹形部分14，這些凸形部分13和凹形部分14與其相配合的片段的端部的凹形部分14和凹形部分13相配合而裝配在一起(圖19)。即，如圖20所示，片段12的一個(gè)配合部分13(如凸出形狀的)徑向地推到片段12的凹入的配合部分14中，在圓周方向上相互接合形成保持架11(如，日本未審查的專利公布文本2001-304266(第18段，和圖2、3)和2002-81442(第16段，和圖3、4)，每一片段12形成有一個(gè)兜孔15來(lái)容置滾動(dòng)體。
在現(xiàn)有技術(shù)的這種連接中，形成保持架11的片段12的配合部分13和14發(fā)生適當(dāng)?shù)母缮?，這樣配合片段12被連接起來(lái)，因此形成環(huán)形的保持架11。形成保持架11的片段12一般是樹脂注塑成型，由于注塑誤差或類似的誤差導(dǎo)致配合部分的干涉在一些保持架上增大，在另一些保持架上減小，有時(shí)會(huì)使配合部分13和14之間產(chǎn)生響動(dòng)。
如果如上所述，片段12的配合部分13和14之間的干涉增大，當(dāng)把配合部分13徑向地推到配合部分14中時(shí)，兩個(gè)配合部分13和14就容易發(fā)生干涉，兩個(gè)配合部分13和14之間的配合就變得困難，工作效率大降低。
反過(guò)來(lái)，如果片段12的相互配合部分13和14之間的干涉減小而產(chǎn)生響動(dòng)，保持架11易于變形，從正圓變成多邊形，在相鄰片段12之間產(chǎn)生向內(nèi)或向外的偏移，偏移片段12與內(nèi)組件或外組件的滾道表面接觸，產(chǎn)生非正常的聲響，如錘子打擊的聲音或振動(dòng)聲，引起軸承扭矩的增加。
特別是在CT掃描裝置中，這種非正常的聲響容易引起物體4的壓力，所以迫切需要降低這種非正常聲響的發(fā)生水平。而且，在保持架11中的滾動(dòng)體是球時(shí)，為限制兜孔15中的球而限制兜孔15，使兜孔15和球之間的公差的減小，從而引起軸承扭矩的增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種保持架，所述保持架用于抑制配合在一起的片段產(chǎn)生響動(dòng)來(lái)提高連接片段的操作效率，并提供一種使用所述保持架的超薄壁滾動(dòng)軸承。
本發(fā)明提供一種保持架，其由多個(gè)弓形片段組成，其中一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的一個(gè)連接突起與另一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的連接凹槽相配合，所述連接突起和連接凹槽具有徑向截面為錐形的配合表面，如，一個(gè)圓錐表面，連接是通過(guò)使兩個(gè)配合表面緊密接觸實(shí)現(xiàn)的。另外，所述連接突起和連接凹槽的徑向尺寸可以比片段的徑向尺寸小。此處，上面所提到的“徑向”意思是當(dāng)片段環(huán)狀連接在一起時(shí)，對(duì)于由片段形成的圓來(lái)說(shuō)是徑向的。
本發(fā)明的保持架中，沿徑向錐形配合表面的片段的結(jié)合部件的配合，如錐形表面，允許由于模成型誤差或類似的配合表面的徑向偏移而產(chǎn)生的位于連接突起和連接凹槽之間的干涉發(fā)生變化，從而降低配合狀態(tài)的響動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的配合狀態(tài)。因此，保持架的功能可以穩(wěn)定地維持很長(zhǎng)的一段時(shí)間，有效地阻止了由于徑向偏移片段和內(nèi)外組件的滾道表面的接觸而產(chǎn)生的非正常的響聲。保持架組裝易于實(shí)現(xiàn)，且可實(shí)現(xiàn)高效組裝。優(yōu)選的是構(gòu)成保持架的片段由樹脂制成，如PPS(聚亞苯基、硫化物)。
在上面的裝置中，其中一個(gè)相鄰的片段的結(jié)合部件的相鄰表面具有一個(gè)突起的接合部分，而另一個(gè)相鄰的片段的結(jié)合部件的相鄰表面具有一個(gè)凹入的接合部分，兩個(gè)相鄰表面相互接合在一起；因此通過(guò)控制片段的徑向位置來(lái)阻止保持架的徑向位置偏移，這作為一個(gè)防滑裝置。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種保持架，其是通過(guò)將多個(gè)片段周向相連接形成一個(gè)環(huán)形，在周向上有均布的容置滾動(dòng)體組件的兜孔，適用于超薄壁滾動(dòng)軸承，該軸承的滾動(dòng)體組件的直徑與軸承節(jié)圓的直徑的比超過(guò)0.03。
所述裝置的保持架適用于超薄壁滾動(dòng)軸承，該軸承包括一個(gè)在內(nèi)圓周面內(nèi)有一個(gè)滾道表面的外組件，一個(gè)在外圓周面上有一個(gè)滾道的內(nèi)組件，多個(gè)插入到所述內(nèi)組件和外組件的滾道表面之間的滾動(dòng)體組件，和一個(gè)使?jié)L動(dòng)體組件周向均布的保持架，該保持架能有效地阻止由于內(nèi)外組件的滾道表面與片段的接觸而產(chǎn)生的非正常振動(dòng)。
所述超薄壁軸承的所述外組件和內(nèi)組件中的一個(gè)固定在CT掃描裝置的旋轉(zhuǎn)框內(nèi)并圍繞著一個(gè)物體旋轉(zhuǎn)，而另一個(gè)固定在CT掃描裝置的固定框內(nèi)，該超薄壁軸承使CT掃描裝置具有低噪音，超高掃描精度的特性。
圖2(a)、2(b)所示為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，其中(b)是另一個(gè)具有連接突起的片段的平面圖，圖2(a)是圖2(b)中沿箭頭B方向的視圖；圖3是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接后的狀態(tài)；圖4是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接前的狀態(tài)；圖5是部分省略的，使用本發(fā)明的超薄壁滾動(dòng)軸承的軸截面視圖；圖6(a)、6(b)是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，其中圖6(a)是連接凹槽內(nèi)有一環(huán)形凹入接合部分的一個(gè)片段的平面圖，圖6(b)是圖6(a)中沿箭頭A方向的視圖；圖7(a)、7(b)是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，其中圖7(a)是連接凹槽內(nèi)有一環(huán)形突起接合部分的一個(gè)片段的平面圖，圖7(a)是圖7(b)中沿箭頭B方向的視圖；圖8是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接后的狀態(tài)；圖9是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接前的狀態(tài)；圖10(a)、10(b)所示為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，其中(a)是具有一個(gè)淺的連接凹槽的一個(gè)片段的平面圖，圖10(b)是圖10(a)中沿箭頭A方向的視圖；圖11(a)、11(b)所示為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，其中圖11(a)是具有一個(gè)淺的連接突起的一個(gè)片段的平面圖，圖11(a)是從圖11(b)中沿箭頭B方向的視圖；圖12是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接后的狀態(tài)；圖13是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接前的狀態(tài)；圖14是一個(gè)CT掃描裝置的安裝示意截面圖；圖15是用于所述CT掃描裝置的超薄壁滾動(dòng)軸承的保持架的主視圖；圖16是構(gòu)成保持架的片段的連接截面的展開平面視圖；圖17(a)、17(b)是現(xiàn)有的超薄壁滾動(dòng)軸承的保持架的一個(gè)例子，其中圖17(a)是具有一個(gè)凹入的配合部分的一個(gè)片段的平面圖，圖17(b)是圖17(a)中沿箭頭A方向的視圖；圖18(a)、18(b)是現(xiàn)有的超薄壁滾動(dòng)軸承保持架的一個(gè)例子，其中圖18(b)是另一個(gè)具有一個(gè)突起的配合部分的片段的平面圖，圖18(a)是圖18(b)中沿箭頭B方向的視圖；圖19是現(xiàn)有超薄壁滾動(dòng)軸承的保持架的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接后的狀態(tài)；圖20是現(xiàn)有超薄壁滾動(dòng)軸承的保持架的局部放大立體圖，顯示相鄰片段連接前的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
圖5示出了安裝到圖14中的CT掃描裝置的超薄壁滾動(dòng)軸承6的具體結(jié)構(gòu)。軸承6，包括一個(gè)環(huán)形的外圈21，它是一個(gè)外部組件，一個(gè)環(huán)形的內(nèi)圈22，它是一個(gè)內(nèi)部組件，內(nèi)圈22同軸地安裝于外圈的21內(nèi)，多個(gè)球23，它們是滾動(dòng)體組件，位于內(nèi)圈22的滾道表面22a和外圈21的滾道表面21a之間，一個(gè)保持架24使球23在周向上均布，密封25和26將軸承6的相對(duì)的開口端密封。
另外，在這個(gè)實(shí)施例中，滾動(dòng)體組件以球23為例示出，但是也可以使用滾子。另外，本發(fā)明并不限于具有一排滾動(dòng)體組件的單列滾動(dòng)軸承，具有兩排滾動(dòng)體組件的雙列滾動(dòng)軸承也適用。
軸承6是超薄壁滾動(dòng)軸承，其中球23的直徑DB與節(jié)圓直徑PCD的比φ不超過(guò)0.03(φ＝(DB/PCD)≤0.03)，例如，球的直徑為1/2英寸(12.7mm)，PCD為1041.4mm，它們的比為φ為0.012，軸承6是大直徑軸承，其PCD大約為500mm到1500mm。
在外圈21的一個(gè)端面上(圖中為右側(cè)面)有用于連接的孔27，圖中沒(méi)有示出連接到連接孔27中的緊固裝置，如螺栓，外圈21固定在圖14所示的CT掃描裝置的旋轉(zhuǎn)框8上。連接孔28類似地形成于內(nèi)圈22的另一端面上，未示出連接到連接孔28中的緊固裝置，如螺栓，內(nèi)圈22固定到固定框7上。
因此，從以上可以看出，外圈21形成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)組件，它隨著旋轉(zhuǎn)框8一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈21形成一個(gè)不可旋轉(zhuǎn)的固定組件。取決于CT掃描裝置的構(gòu)造，與上述描述的方式相反，外圈21可以形成不可旋轉(zhuǎn)的固定側(cè)，內(nèi)圈22可以形成與旋轉(zhuǎn)框一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)側(cè)。
保持架24可以是將樹脂材料放入到一個(gè)預(yù)定的形狀內(nèi)注塑成型形成，如合適的樹脂材料為PPS(聚亞苯基硫化物)。在現(xiàn)有技術(shù)中，保持架24，是開口型的，是由多個(gè)樹脂的弓形片段25連接在一起形成一個(gè)環(huán)形(圖15的現(xiàn)有技術(shù)的保持架11的片段12)。
每一片段25有多個(gè)周向均布的兜孔來(lái)容置球23(圖16所示的現(xiàn)有技術(shù)的片段12的兜孔15)。當(dāng)使用如圖所示的軸端開口的開口形兜孔時(shí)，可以使用周過(guò)封閉的窗形兜孔(圖中未示出)。
每一片段25，如圖1(a)和1(b)，圖2(a)和2(b)，在其相對(duì)端有結(jié)合部件26和27，將相鄰的片段25連接在一起。另外，圖3是相鄰的片段25安裝在一起的結(jié)合部件26和27的組裝完成后的狀態(tài)，圖4相鄰片段25的結(jié)合部件26和27連接前的狀態(tài)。
結(jié)合部件26上有連接突起28，其從片段25的端面上周向延伸。連接突起28形成于末端，在末端側(cè)面形成有一個(gè)頸部，在前側(cè)面形成一個(gè)軸向延伸的頭部。頭部的軸向?qū)挾炔灰欢ū阮i部的軸向?qū)挾却?，例如，從平面圖上看是個(gè)圓。另外，或者不是個(gè)圓而是多邊形。
另一個(gè)結(jié)合部件27具有一個(gè)連接凹槽29，凹槽29位于片段25的端面的后側(cè)。連接凹槽29的形狀與連接突起相匹配，包括一個(gè)與頸部對(duì)應(yīng)有狹窄部分和一個(gè)與頭對(duì)應(yīng)的放大部分。
連接突起28的頭部的外圓周部表面具有配合表面30，其徑向截面是錐形，即，是圓錐形表面。連接凹槽29的截面的內(nèi)圓周表具有一個(gè)配合表面31，其軸向截面是錐形的，即，是圓錐形表面。連接突起28的最小外徑和連接凹槽29的最小內(nèi)徑，連接28突起的最大外徑和連接凹槽29的最大內(nèi)徑尺寸分別相同。
位于相鄰片段25之間的連接通過(guò)下面的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)首先，片段25如圖4所示徑向地相互平行，連接突起28徑向地推進(jìn)到連接凹槽29中(圖3)。這引起連接突起28的錐形配合表面30和連接凹槽29的錐形配合表面31的緊配合。
以這種方式將錐形配合表面30和31配合在一起，使改變由于模成型誤差或類似的配合表面30和31的徑向偏移而產(chǎn)生的位于連接突起28和連接凹槽29之間的干涉發(fā)生變化，因此可以抑制配合狀態(tài)的響動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的配合。另外，在上面的描述中，其中一個(gè)相鄰片段25的連接突起28的徑向尺寸(厚度)與片段25的徑向尺寸(厚度)大致相同。而且，另一個(gè)片段上的連接凹槽29的徑向尺寸(深度)和片段25的徑向尺寸(厚度)大致相同。
而且，其中相鄰片段25的結(jié)合部件26鄰接的表面32上具有突起的接合部分33，而在另一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件27的鄰接表面34上形成有凹入的接合部分35。兩個(gè)鄰接表面32和34相互對(duì)接。片段25的結(jié)合部件26和27的接合部分33和35在配合片段25的相鄰接表面32和34有相同的“凹入-突起”配合，用作阻止相鄰片段25之間的向內(nèi)或向外的徑向偏移。
在到現(xiàn)在為止所描述的第一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)合部件的相鄰接表面分別具有凹入和突起的接合部分，但在圖6到圖9所示的第二個(gè)實(shí)施例中，其中一個(gè)相鄰接片段25的結(jié)合部件26的配合表面31具有一個(gè)突起接合部分33′，而另一個(gè)片段的結(jié)合部件27的配合表面30具有一個(gè)凹入的接合部分35′。
因此，將片段25的結(jié)合部件26和27在配合表面31和30處配合在一起時(shí)，配合表面31和30的接合部分33和35進(jìn)入到凹-凸配合，而起到防止相鄰片段25之間的徑向向內(nèi)或向外的偏移。
另外，在第二個(gè)實(shí)施例中，除了配合表面31和30上具有周向連續(xù)的接合部分33′和35′外，配合表面還可以具有周向地非連續(xù)的接合部分。
在第一和第二個(gè)實(shí)施例中，說(shuō)明書給出了一個(gè)例子，連接突起28和連接凹槽29的厚度與片段25的厚度相同，但本發(fā)明不限于此，本發(fā)明可以是第三個(gè)實(shí)施例形式的，具有如圖10(a)和10(b)，圖11(a)和11(b)，和圖12，13所示的結(jié)構(gòu)。
第三個(gè)實(shí)施例與第一和第二個(gè)實(shí)施例的不同之處僅在于片段25的結(jié)合部件26和27的連接28′突起和連接凹槽29′的厚度不同，而其它的形式，功能和效果與第一和第二實(shí)施例相同，對(duì)其描述在此省略。根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的保持架，片段25的連接突起28′的厚度和連接凹槽29′的厚度大約為片段25的厚度的1/2。
權(quán)利要求
1.一種由多個(gè)弓形片段組成的保持架，其中一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的一個(gè)連接突起與另一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的連接凹槽相配合，其特征在于所述連接突起和連接凹槽具有徑向截面為錐形的配合表面，連接是通過(guò)使兩個(gè)配合表面緊密接觸實(shí)現(xiàn)的。
2.如權(quán)利要求1所述的保持架，其特征在于其中一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的配合表面具有突起的接合部分，而另一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的配合表面具有一個(gè)凹入的接合部分。
3.如權(quán)利要求1所述的保持架，其特征在于其中一個(gè)相鄰的片段的結(jié)合部件的相鄰表面具有一個(gè)突起的接合部分，而另一個(gè)相鄰的片段的結(jié)合部件的相鄰表面具有一個(gè)凹入的接合部分，兩個(gè)相鄰表面相互接合在一起。
4.如權(quán)利要求1到3中的任意一項(xiàng)所述的保持架，其特征在于所述片段是由樹脂制成的。
5.如權(quán)利要求1所述的保持架，其特征在于所述連接突起和連接凹槽的徑向尺寸比片段的徑向尺寸小。
6.如權(quán)利要求1或2所述的保持架，其特征在于所述配合表面是錐形表面。
7.一種超薄壁滾動(dòng)軸承，其特征在于使用如權(quán)利要求1到6中的任意一項(xiàng)所述的保持架。
8.如權(quán)利要求7所述的超薄壁滾動(dòng)軸承，其特征在于所述滾動(dòng)體的直徑與軸承的節(jié)圓直徑的比不大于0.03。
9.如權(quán)利要求7所述的超薄壁滾動(dòng)軸承，其特征在于包括一個(gè)在內(nèi)圓周面內(nèi)有一個(gè)滾道表面的外組件，一個(gè)在外圓周面上有一個(gè)滾道的內(nèi)組件，多個(gè)插入到所述內(nèi)組件和外組件的滾道表面之間的滾動(dòng)體組件，一個(gè)使?jié)L動(dòng)體組件周向均布的保持架。
10.如權(quán)利要求8所述的超薄壁滾動(dòng)軸承，其特征在于包括一個(gè)在內(nèi)圓周面內(nèi)有一個(gè)滾道表面的外組件，一個(gè)在外圓周面上有一個(gè)滾道的內(nèi)組件，多個(gè)插入到所述內(nèi)組件和外組件的滾道表面之間的滾動(dòng)體組件，一個(gè)使?jié)L動(dòng)體周向均布的保持架。
11.如權(quán)利要求9或10所述的超薄壁滾動(dòng)軸承，其特征在于所述外組件和內(nèi)組件中的一個(gè)固定在CT掃描裝置的旋轉(zhuǎn)框內(nèi)并圍繞著一個(gè)物體旋轉(zhuǎn)，而另一個(gè)固定在CT掃描裝置的固定框內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于降低片段的振動(dòng)來(lái)提高將片段連接在一起的效率。由多個(gè)弓形片段組成的保持架，其中一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的一個(gè)連接突起與另一個(gè)相鄰片段的結(jié)合部件的連接凹槽相配合，以此各片段環(huán)形相連接。在該保持架中，所述的連接突起和連接凹槽具有徑向截面為錐形的配合表面，所述的兩個(gè)配合表面緊密接觸而結(jié)合在一起。
文檔編號(hào)F16C19/16GK1517567SQ200410000608
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2004年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者平松研吾, 谷丸毅 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社, 中西金屬工業(yè)株式會(huì)社