滚动轴承的制作方法

1.本发明涉及一种滚动轴承。


背景技术：

2.一种滚动轴承包括内圈、外圈、设置在内圈与外圈之间的多个滚动元件以及环状保持架。在滚动元件是球的球轴承的情况下，在某些情况下使用由树脂制成的所谓的卡扣式保持架。卡扣式保持架包括环状体和多个保持架爪，该环状体被放置成比滚动元件更靠近轴向方向上的第一侧。保持架爪被设置成从环状体延伸到轴向方向上的第二侧。日本未审查专利申请公布特开2017
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166532(jp 2017
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166532 a)描述了一种包括卡扣式保持架的滚动轴承。


技术实现要素：

3.如上所述，设置在卡扣式保持架中的保持架爪被设置成从环状体延伸到轴向方向上的第二侧，并且因此，保持架爪以悬臂方式形成。特别是当滚动轴承高速旋转并且保持架相应地旋转时，保持架爪在离心力的影响下径向向外弹性变形。例如，当保持架爪大大变形时，保持架爪部分地与外圈的内周表面接触，或者局部地与滚动元件接触。这可能使保持架不均匀地磨损，或者可能过度增大滚动轴承的温度。这不利地影响了润滑剂。
4.本公开可尽可能抑制保持架的变形，该变形是由于滚动轴承的旋转所产生的离心力而引起的。
5.本发明的一个方面是一种滚动轴承。所述滚动轴承包括内圈、外圈、多个球和环状保持架。所述内圈在所述内圈的外周侧上具有内圈滚道。所述外圈在所述外圈的内周侧上具有外圈滚道。所述球设置在所述内圈滚道与所述外圈滚道之间。在所述环状保持架中，所述球在所述保持架的周向方向上以一定间隔被保持。所述保持架包括：环状体，所述环状体被放置成比所述球更靠近所述保持架的轴向方向上的第一侧；多个第一保持架爪，所述多个第一保持架爪被设置成从所述环状体的径向外侧部分朝向所述轴向方向上的第二侧延伸；以及多个第二保持架爪，所述多个第二保持架爪从所述第一保持架爪径向向内放置，并被设置成从所述环状体的径向内侧部分朝向所述轴向方向上的所述第二侧延伸。在其中储存所述球的兜孔各自设置在所述周向方向上彼此相邻的所述第一保持架爪之间。所述第一保持架爪中的每一个第一保持架爪的径向外侧部分具有朝向所述轴向方向上的所述第二侧径向向内指向的倾斜形状。所述径向外侧部分包括凹进部，所述凹进部径向向外并朝向所述轴向方向上的所述第二侧开口。所述凹进部由被第一侧壁表面、第二侧壁表面、底壁表面和第三侧壁表面包围的区域构成，所述第一侧壁表面设置在所述周向方向上的径向外侧部分的第一侧上以便面向所述周向方向上的第二侧，所述第二侧壁表面设置在所述周向方向上的所述径向外侧部分的第二侧上以便面向所述周向方向上的所述第一侧，所述底壁表面设置在所述第一侧壁表面与所述第二侧壁表面之间，所述第三侧壁表面被设置成从所述底壁表面在所述轴向方向上的第一侧径向向外立起并面向所述轴向方向上的所述第二侧。
6.在上述构造中，设置在保持架中的第一保持架爪中的每一个保持架爪的径向外侧部分具有倾斜形状，并且凹进部形成在径向外侧部分中。因此，第一保持架爪的重量减小。因此，这使得可以在保持架旋转时减小施加到第一保持架爪的离心力，从而使得可以尽可能抑制保持架在离心力的影响下变形。
7.在滚动轴承中，环状体可具有圆环形状。环状体的外周表面可从底壁表面径向向外放置，并且具有绕保持架中心线的圆筒形状。第三侧壁表面可以是将底壁表面连接到环状体的外周表面的表面。通过上述构造，由于环状体不像第一保持架爪那样包括凹进部，因此环状体的刚性高，从而使得保持架的变形受到限制。
8.在滚动轴承中，第二保持架爪中的每一个第二保持架爪可包括：本体部，所述本体部被设置成从环状体的径向内侧部分沿轴向方向延伸；以及突出部，所述突出部被设置成从本体部在轴向方向的第二侧上的一部分朝向内圈滚道侧突出，突出部被构造成通过与内圈滚道接触来定位保持架。通过这种构造，第二保持架爪具有作为被构造成定位保持架的引导部的功能。
9.在滚动轴承中，环状体的径向内侧部分可在轴向方向上的第一侧上包括倾斜侧面，使得径向内侧部分的厚度因倾斜侧面而减小。突出部的径向内端可从设置在内圈在轴向方向上的第一侧上的肩部的外周表面径向向内放置。从第二保持架爪中的每一个第二保持架爪的径向外表面延伸到轴向方向上的第一侧的假想面与倾斜侧面的中间位置相交。在该构造中，第二保持架爪必须翻越设置在内圈在轴向方向上的第一侧上的肩部，并且第二保持架爪以环状体的径向内侧部分为起点径向向外弹性变形。由于假想面与倾斜侧面的中间位置相交，因此即使当第二保持架爪如此弹性变形时，也可以防止在环状体的径向内侧部分中产生局部应力。
10.通过上述构造，可以尽可能抑制保持架在离心力的影响下变形。
附图说明
11.将在下文参照附图来描述本发明的示范性实施例的特征、优点和技术与工业意义，其中相似附图标记表示相似元件，并且其中：
12.图1是滚动轴承的截面图；
13.图2是保持架的立体图；
14.图3是图示保持架及其周围区域的截面图；
15.图4是从轴向方向上的第二侧观察的保持架的一部分的放大视图；
16.图5是沿着图4中的箭头v截取的截面图；
17.图6是从径向方向上的外侧观察的保持架的一部分的放大视图；
18.图7是从轴向方向上的第一侧观察的保持架的立体图；以及
19.图8是描述润滑脂的流动的视图。
具体实施方式
20.图1是滚动轴承的截面图。图1所图示的滚动轴承10包括内圈11、外圈12、设置在内圈11与外圈12之间的多个滚动元件以及环状保持架14。本公开中的滚动元件是球13，并且滚动轴承10是球轴承(深沟球轴承)。滚动轴承10由润滑剂润滑。在本公开中，将润滑脂用作
润滑剂，但是可使用油。作为润滑脂，优选是沟流润滑脂，但是可使用搅拌润滑脂。图1图示了包括滚动轴承10的中心线c(也称为“轴承中心线c”)的截面。
21.在本公开中，如下定义在关于内圈11、外圈12和保持架14的描述中使用的“轴向方向”、“径向方向”和“周向方向”。“轴向方向”是沿着内圈11、外圈12和保持架14的相应中心线的方向。应注意的是，轴向方向也包括平行于中心线的方向。“径向方向”是垂直于内圈11、外圈12和保持架14的相应中心线的方向。“周向方向”是沿着绕内圈11、外圈12和保持架14的相应中心线的相应圆的方向。在每幅图中，在内圈11、外圈12和保持架14的相应中心线彼此重合的状态下，附图标记“c”被分配给相应中心线。保持架14的中心线被称为“保持架中心线”。
22.图1所图示的滚动轴承10在轴向方向上的相对侧上进一步包括密封件15。密封件15防止内圈11与外圈12之间形成的环形空间16(也称为“轴承内部”)中的润滑脂泄漏到外侧(轴承外部)。此外，密封件15还具有防止轴承外部中的异物进入轴承内部的功能。
23.内圈11是环形构件，并且球13与之滚动接触的内圈滚道21形成在内圈11的外周侧上。在图1所图示的截面中，内圈滚道21由沟槽构成，该沟槽形成为凹进弧形形状，其半径略大于球13的半径。相应凹进沟槽23形成在肩部25的相应外周表面上，这些肩部25形成在内圈11在轴向方向上的相对侧上。凹进沟槽23经由相应间隙而面向密封件15的相应内周部。迷宫间隙由这些间隙形成。
24.外圈12是环形构件，并且球13与之滚动接触的外圈滚道22形成在外圈12的内周侧上。在图1所图示的截面中，外圈滚道22由沟槽构成，该沟槽形成为凹进弧形形状，其半径略大于球13的半径。相应密封沟槽24形成在肩部26的相应内周侧上，这些肩部形成在外圈12在轴向方向上的相对侧上。密封件15的相应外周部附接到密封沟槽24。
25.球13设置在内圈滚道21与外圈滚道22之间。当滚动轴承10(内圈11)旋转时，球13在内圈滚道21和外圈滚道22上滚动。
26.图2是保持架14的立体图。图3是图示了保持架14及其周边区域的截面图。保持架14包括环状体(环形部)31、多个第一保持架爪(第一柱部)32和多个第二保持架爪(第二柱部)33。环状体31是具有环形形状的部分，并且被放置成比球13更靠近轴向方向上的第一侧。所有第一保持架爪32具有相同形状。所有第二保持架爪33具有相同形状。
27.第一保持架爪32被设置成从环状体31的径向外侧部分31a(见图3)朝向轴向方向上的第二侧延伸。成对设置以便在周向方向上彼此相邻的第一保持架爪32之间的空间充当在其中储存球13的兜孔30，该空间形成为比环状体31更靠近轴向方向上的第二侧。沿着周向方向形成多个兜孔30。
28.第二保持架爪33被设置成使得第二保持架爪33经由间隙从第一保持架爪32径向向内放置。第二保持架爪33被设置成从环状体31的径向内侧部分31b朝向轴向方向上的第二侧延伸。径向方向上的间隙设置在第一保持架爪32与第二保持架爪33之间。该间隙充当沟槽17，连接兜孔30的该沟槽17成对设置以便在周向方向上彼此相邻。
29.因此，保持架14可在周向方向上以一定间隔保持球13。第一保持架爪32各自具有面向周向方向的表面28。表面28平行于包括中心线c和兜孔30的中心的假想面，并且跨越兜孔30面向彼此的两个表面28设置在距假想面相同的距离处。球13可与表面28接触。环状体31具有面向轴向方向上的第二侧的表面29。表面29是沿着垂直于轴承中心线c的表面的平
面。球13可与表面29接触。保持架14例如由树脂(合成树脂，诸如，聚酰胺)制成，并且通过注射成型来制造。环状体31与第一保持架爪32和第二保持架爪33一体形成，并且保持架14由单个构件构成。
30.下文进一步描述第二保持架爪33。第二保持架爪33被设置成从环状体31的径向内侧部分31b(见图3)朝向轴向方向上的第二侧延伸。第二保持架爪33包括本体部61和突出部35。本体部61被设置成从环状体31的径向内侧部分31b朝向轴向方向上的第二侧延伸。突出部35被设置成从本体部61在轴向方向的第二侧上的部分61a朝向内圈滚道21侧突出。
31.突出部35可与内圈滚道21接触。当突出部35与内圈滚道21接触时，保持架14被定位。下文进一步描述保持架14的定位。在保持架14的中心线与内圈11的中心线重合的状态下(在图3的状态下)，间隙形成在突出部35与内圈滚道21之间。当保持架14从此状态沿径向方向移位时，突出部35从径向方向与内圈滚道21接触。因此，保持架14在径向方向上的移位受到限制。当保持架14从图3的状态移位到轴向方向上的第一侧时，突出部35从轴向方向与内圈滚道21接触。因此，保持架14到轴向方向上的第一侧的移位受到限制。应注意的是，当保持架14从图3的状态移位到轴向方向上的第二侧时，环状体31的表面29与球13接触。因此，保持架14到轴向方向上的第二侧的移位受到限制。
32.因此，第二保持架爪33具有限制保持架14在径向方向和轴向方向上的移动的功能。也就是说，第二保持架爪33具有作为引导部的功能，该引导部被构造成通过与内圈滚道21接触来定位保持架14。当第二保持架爪33与内圈滚道21接触(滑动接触)时，保持架14的旋转被引导。也就是说，本公开中的保持架14充当滚道引导保持架(内圈滚道引导保持架)。
33.如下组装滚动轴承10(见图1)。即，将球13放置在内圈滚道21与外圈滚道22之间，并且使保持架14从轴向方向上的第一侧靠近球13，从而使得保持架14被组装到球13。如图3所图示，将突出部35的径向内端35a从内圈11在轴向方向上的第一侧上的肩部25的外周表面25a径向向内放置。因此，在组装时，第二保持架爪33必须翻越肩部25。此时，第二保持架爪33以环状体31的径向内侧部分31b为起点径向向外弹性变形。当第二保持架爪33翻越肩部25时，第二保持架爪33由于弹性回复力而返回到其初始状态，从而使得突出部35进入突出部35可与内圈滚道21接触的状态。
34.图4是从轴向方向上的第二侧观察的保持架14的一部分的放大视图。图5是沿着图4中的箭头v截取的截面图。应注意的是，图3是沿着图4中的箭头iii截取的截面图。图6是从径向方向上的外侧观察的保持架14的一部分的放大视图。如图5所图示，第一保持架爪32的径向外侧部分总体上具有朝向轴向方向上的第二侧径向向内指向的倾斜形状。此外，如图4、图5、图6所图示，第一保持架爪32在径向外侧部分中包括凹进部37。凹进部37在第一保持架爪32的径向外侧部分中从轴向方向上的第一侧到第二侧设置，使得凹进部37径向向外并朝向轴向方向上的第二侧开口。此处，保持架14由树脂制成，并且通过使用分裂金属模具来制造。由于凹进部37这样开口，因此保持架14能够在不需要从分裂金属模具强行取出的情况下形成。
35.由于设置了凹进部37，因此第一保持架爪32包括一对保持架爪本体38和设置在保持架爪本体38之间的肋40。保持架爪本体38设置在周向方向上的凹进部37的相对侧上。肋40具有板形状，其径向尺寸小于保持架爪本体38的径向尺寸。如图4、图6所图示，肋40将环状体31连接到保持架爪本体38。肋40设置在保持架爪本体38之间较靠近径向方向上的内侧
的位置处(见图4、图5)。如图6所图示，肋40在轴向方向上的第二侧上的侧面40a以及保持架爪本体38在轴向方向上的第二侧上的侧面38a存在于同一平面上。该平面是垂直于轴承中心线c的平面。肋40从径向方向上的外侧覆盖沟槽17，从而使得沟槽17中的润滑脂难以径向向外逸出。
36.在图5和图6中，保持架爪32在周向方向的第一侧上的第一保持架爪本体38包括第一侧壁表面71。第一侧壁表面71是设置在第一保持架爪32在周向方向上的第一侧上以便面向周向方向上的第二侧的表面。第一保持架爪32在周向方向上的第二侧上的保持架爪本体38包括第二侧壁表面72。第二侧壁表面72是设置在第一保持架爪32在周向方向上的第二侧上以便面向周向方向上的第一侧的表面。肋40包括作为径向向外的表面的底壁表面74。底壁表面74是设置在第一侧壁表面71与第二侧壁表面72之间的表面。环状体31的径向外侧部分31a包括第三侧壁表面73。第三侧壁表面73是被设置成从底壁表面74在轴向方向上的第一侧径向向外立起并面向轴向方向上的第二侧的表面。
37.环状体31的外周表面31c从底壁表面74径向向外定位。第三侧壁表面73是将底壁表面74连接到环状体31的外周表面31c的表面。凹进部37由被第一侧壁表面71、第二侧壁表面72、底壁表面74和第三侧壁表面73包围的区域构成。
38.图7是从轴向方向上的第一侧观察的保持架14的立体图。如图2、图7所图示，环状体31具有圆环形状。环状体31的外周表面31c具有圆筒形状，而没有绕中心线c(保持架中心线)的突出和凹进。如图3、图5和图7所图示，环状体31在轴向方向上的第一侧上的侧面45包括在周向方向上连续设置的圆环侧面46以及在周向方向上连续设置的倾斜侧面47。倾斜侧面47是内径朝向轴向方向上的第二侧减小的锥形表面。圆环侧面46和倾斜侧面47没有凹进部。也就是说，环状体31具有实心结构，而在环状体31的任何部分中都没有设有凹进部(环状体31在任何部分中都不是中空的)。
39.如图4所图示，连接兜孔30的沟槽17成对设置以便在周向方向上彼此相邻。沟槽17是在其中可以存在润滑脂(润滑剂)的凹进沟槽。沟槽17由在径向方向上被第一保持架爪32和第二保持架爪33包围的空间构成。沟槽17朝向轴向方向上的第二侧开口，并且沟槽17在轴向方向上的第一侧由环状体31封闭。第一保持架爪32构成沟槽17的径向外壁。第二保持架爪33构成沟槽17的径向内壁。
40.在本公开中，沟槽17的沟槽宽度在沟槽17在周向方向上的中心处在径向方向上增大。在图4中，沟槽17在周向方向上的中心处的沟槽宽度的尺寸是“wa”，并且沟槽17在周向方向上的每一侧上的沟槽宽度的尺寸是“wb”。沟槽宽度满足wa>wb。因此，第一保持架爪32的径向内面34具有在周向方向上的径向内面34的中心处凹进的形状，并且沟槽17具有在沟槽17在周向方向上的中心处在径向方向上增大的形状。
41.现在，着重描述第一保持架爪32，这些第一保持架爪32跨越图2中在其中储存球13的一个兜孔30设置在周向方向上的相对侧上。第一保持架爪32中的一个第一保持架爪被称为主第一保持架爪32
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1，并且它们中的另一个第一保持架爪被称为次第一保持架爪32
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2。成对设置以便在周向方向上彼此相邻的第一保持架爪32
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1、32
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2在轴向方向上的第二侧上的相应远端之间的距离q大于球13的直径。
42.因此，当保持架14移位到轴向方向上的第一侧时，保持架14的移位不受球13限制。此处，如上所述(见图1)，保持架14的第二保持架爪33可从轴向方向与内圈滚道21接触。因
此，保持架14不会从内圈11与外圈12之间脱落。
43.应注意的是，在一般深沟球轴承的情况下，使用所谓的卡扣式保持架。卡扣式保持架包括在保持架爪的远端侧上的棘爪部，并且成对设置以便在周向方向上彼此相邻的保持架爪的棘爪部之间的距离小于球的直径。在此构造中，卡扣式保持架的轴向移动受到球的限制，从而使得保持架不会从内圈与外圈之间脱落。与这种卡扣式保持架不同，本公开中的保持架14未设有其间的距离小于球的直径的棘爪部，棘爪部设置在一般的卡扣式保持架中。由于没有设置棘爪部，因此在本公开中，第一保持架爪32可在保持架14中缩短，从而使得保持架14的重量减小。
44.如上所述，在本公开中设置在滚动轴承10中的保持架14包括环状体31、第一保持架爪32和第二保持架爪33。第一保持架爪32被设置成从环状体31的径向外侧部分31a朝向轴向方向上的第二侧延伸。第二保持架爪33被设置成从环状体31的径向内侧部分31b朝向轴向方向上的第二侧延伸。第一保持架爪32的径向外侧部分具有朝向轴向方向上的第二侧的径向向内指向的倾斜形状，并且凹进部37形成在第一保持架爪32的径向外侧部分中。
45.由于第一保持架爪32的径向外侧部分具有倾斜形状，并且凹进部37如此形成在径向外侧部分中，因此第一保持架爪32的重量减小。这使得可以在保持架14旋转时减小施加到第一保持架爪32的离心力，从而使得可以尽可能抑制保持架14在离心力的影响下变形。因此，这使得可以防止第一保持架爪32部分地与外圈12的内周表面的一部分接触或者局部地与球13接触。结果，可以防止保持架14不均匀地磨损或滚动轴承10的温度过度增大。
46.此外，在本公开的滚动轴承10中，保持架14的环状体31具有圆环形状，并且环状体31的外周表面31c具有圆筒形状，而没有绕中心线c的突出和凹进。也就是说，由于环状体31不像第一保持架爪32那样包括凹进部37，因此环状体31的刚性高，从而使得保持架14的变形受到限制。此外，如上所述(见图7)，轴向方向上的第一侧上的环状体31的侧面45(圆环侧面46和倾斜侧面47)上没有形成凹进部。也就是说，环状体31具有实心结构。因此，环状体31的刚性高，从而使得保持架14的变形进一步受到限制。
47.由于保持架14的旋转由内圈11引导，因此保持架14被放置得较靠近内圈11。这使得可以减小保持架14的外径。离心力随着保持架14的质量、角速度及其距旋转中心的距离(半径)中的任一个的减小而减小。因此，在本公开的保持架14中，由于保持架14被放置成较靠近内圈11，因此可以进一步减小施加到保持架14的离心力。
48.当滚动轴承10(内圈11)高速旋转时，存在于内圈滚道21中的润滑脂将通过离心力移动到外圈12侧。但是，在本公开中，润滑脂由第一保持架爪32接纳，并且润滑脂聚集在第一保持架爪32与第二保持架爪33之间的沟槽17中。具体地，在本公开中，沟流润滑脂用作润滑剂，并且因此，润滑脂容易聚集在沟槽17中。
49.图8是描述润滑脂(润滑脂的基础油)的流动的视图。当外圈12处于静止状态并且内圈11顺时针旋转(向周向方向的第二侧)时，球13一边在它们的轴线上旋转，球13一边沿着内圈滚道21和外圈滚道22转动。因此，存在于内圈11侧的润滑脂从在周向方向上的第一侧(图8中的左侧)上的球13和兜孔30进入沟槽17。润滑脂的移动由箭头g1指示。
50.由此进入沟槽17的润滑脂停留在沟槽17中。润滑脂的基础油流经沟槽17，并且例如被供应到沟槽17在周向方向上的第二侧(图8中的右侧)，从而使得润滑脂附着到在周向方向上的第二侧上的球13的表面上。由于球13在周向方向上的第二侧上的旋转，因此附着
到球13的表面的基础油移动到内圈滚道21侧。基础油的移动由箭头g2指示。当润滑脂的基础油经由球13从沟槽17供应到内圈滚道11侧时，可以抑制内圈11侧上的润滑剂的不足。结果，可以实现滚动轴承10的较长工作寿命。具体地，本公开中的滚动轴承10(保持架14)适合于高速旋转。
51.如上所述(见图1)，在组装滚动轴承10时，将球13放置在内圈滚道21与外圈滚道22之间，并且使保持架14从轴向方向上的第一侧靠近球13，从而使得保持架14被组装到球13。在组装时，第二保持架爪33以环状体31的径向内侧部分31b为起点径向向外弹性变形，从而使得第二保持架爪33翻越肩部25。如图3、图5所图示，环状体31的径向内侧部分31b在轴向方向上的第一侧上包括倾斜侧面47。由于倾斜侧面47，径向内侧部分31b的厚度减小。因此，被设置成从径向内侧部分31b延伸的第二保持架爪33易于弹性变形，从而使得保持架14易于组装到球13。
52.此外，在本公开中，从第二保持架爪33的径向外表面51延伸到轴向方向上的第一侧的假想面48与倾斜侧面47的中间位置p相交。由于假想面48与倾斜侧面47的中间位置p相交，因此即使当第二保持架爪33在组装滚动轴承10时径向向外弹性变形时，也可以防止在环状体31的径向内侧部分31b中产生局部应力。应注意的是，当局部应力施加到环状体31的径向内侧部分31b时，会引起缺陷，例如，由树脂制成的保持架14的一部分(径向内侧部分31b)引起白化或塑性变形。但是，通过根据本公开的保持架14，可以防止这些缺陷。
53.本文所述的实施例在所有方面都只是示例，而不是限制性的。本发明的范围不限于上述实施例，并且包括在等同于权利要求范围所述的构造的范围内做出的所有修改。上述实施例处理滚动轴承是深沟球轴承的情况，但是滚动轴承可以是角接触球轴承。