CN104302935A - 角接触球轴承用保持架 - Google Patents

Abstract

角接触球轴承(10)用的保持架(50)的各个兜孔(55)具有在保持架的外周面(50a)上开口的圆筒孔(56)、及在保持架内周面(50b)上开口的圆锥孔(58)。在保持架内周面(50b)上的圆锥孔(58)的内径A/滚珠(40)的直径Dw≤0.94，圆筒孔(56)的内径为恒定的距离C/圆筒孔(56)的内径B≤0.35，滚珠(40)的PCD与保持架(50)的外径之差的最小值D/滚珠的直径Dw≥0.04。

Description

角接触球轴承用保持架

技术领域

本发明涉及角接触球轴承用保持架。

背景技术

近年来，作为应用在泵、压缩机上的滚动轴承，为了延长其寿命和维修保养期间，使用了高载荷容量型的角接触球轴承(比如，参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-309177号公报

专利文献2：日本特开2008-309178号公报

发明内容

本发明欲解决的技术问题

但是，当将角接触球轴承只在一个方向上承受轴向载荷来使用的情况下，有时如轴向载荷过大，则在角接触球轴承的载荷方向反侧，滚动体载荷变得非常小。特别是在使用了滚珠导向方式的保持架的角接触球轴承中，因保持架只是利用从滚珠上承受的驱动力而进行公转运动，所以，若来自滚珠上的驱动力随着滚动体载荷的减少而变小，则由于保持架会发生端缘碰撞而使公转受到阻碍。此时，有可能在内圈与滚珠之间产生公转滑移，导致保持架磨损。

而且，当滚珠碰撞保持架兜孔的端缘部时，因滚珠的自转受阻碍，所以有可能会助长内圈与滚珠之间的公转滑移。因此，为了防止内圈与滚珠之间的公转滑移，有必要防止滚珠碰撞保持架兜孔的端缘，但是，在所述的专利文献1、2中关于这一点没有任何记载。

本发明是鉴于所述情形而完成的，其目的在于，在角接触球轴承所使用的滚珠导向方式的保持架中，能够防止滚珠碰撞保持架兜孔的端缘，并能够在较小的驱动力下使用。

用于解决问题的技术方案

本发明的所述目的可通过下述的构成来实现。

(1)一种角接触球轴承用保持架，其将多个滚珠沿圆周方向以预定的间隔保持，所述多个滚珠自由滚动地配置在能相对旋转地对置配置的内圈和外圈之间，所述角接触球轴承用保持架的特征在于，

具有：在轴向上排列配置的大径侧圆环部和小径侧圆环部；以及在所述大径侧圆环部和所述小径侧圆环部之间将所述滚珠单个保持的多个兜孔，

各兜孔具有：圆筒孔，其以在保持架外周面上开口、并且在从所述保持架外周面起的预定距离中内径恒定的方式形成；以及圆锥孔，其以从所述圆筒孔的径向内侧端部延续且向保持架内周面去而内径减小的方式形成，并且在所述保持架内周面上开口，

在将所述保持架的内周面上的所述圆锥孔的内径设为A、将所述滚珠的直径设为Dw时，A/Dw≤0.94，

在将所述圆筒孔的所述预定距离设为C、将所述圆筒孔的内径设为B时，C/B≤0.35，

所述滚珠的PCD与所述保持架的外径之差的最小值D、同所述滚珠的直径Dw之间满足D/Dw≥0.04的关系式。

发明的效果

根据本发明的角接触球轴承用保持架，能够防止滚珠碰撞保持架兜孔的端缘，能够在更小的公转驱动力下使用。

附图说明

图1为采用了本发明的一实施方式的保持架的角接触球轴承的剖视图。

图2为图1中的保持架的剖视图。

图3为用于说明在保持架的兜孔中发生端缘碰撞的部位的图。

图4为用于说明保持架的形状尺寸的图。

图5为表示实施例1以及比较例1～4中的A/Dw的图形。

图6为表示实施例1以及比较例1～4中的C/B的图形。

图7为表示实施例1以及比较例1～4中的D/Dw的图形。

图8为用于对比较例1的保持架的形状进行说明的主要部分剖视图。

图9为用于对比较例2的保持架的形状进行说明的主要部分剖视图。

图10为表示公转滑移试验之结果的图。

附图标记说明

10  角接触球轴承

20  外圈

30  内圈

40  滚珠

50  保持架

55  兜孔

56  圆筒孔

58  圆锥孔

具体实施方式

以下，根据附图，对本发明的角接触球轴承用的铜制保持架的各实施方式进行详细的说明。

图1是用于说明采用了本发明的一实施方式的保持架50的角接触球轴承10的图，图2是用于详细说明保持架50的图。角接触球轴承10包括：在内径面上具有外圈滚道20a的外圈20；在外径面上具有内圈滚道30a的内圈30；配置在外圈滚道20a与内圈滚道30a之间的能够自由滚动的多个滚珠40；以及具有将滚珠40分别收容的多个兜孔55的保持架50。

保持架50是由铜合金材料等制作的车制保持架，具有：小径侧圆环部51、大径侧圆环部52、以及将小径侧圆环部51和大径侧圆环部52进行连结的多根支柱53。由小径侧圆环部51、大径侧圆环部52、以及在周向上相邻的2个支柱53形成兜孔55。保持架50为滚珠导向方式的保持架，并被滚珠40驱动而进行旋转，该滚珠40由于未图示的轴以及内圈30的旋转而旋转。

兜孔55是由圆筒孔56和圆锥台形状的圆锥孔58构成，其中，该圆筒孔56相对于从小径侧圆环部51的外周面延续的保持架外周面50a(支柱53的外周面)大致垂直地开口，该圆锥孔58在从大径侧圆环部52的内周面延续的保持架内周面50b(支柱53的内周面)上开口。圆筒孔56以从保持架外周面50a侧到径向内侧端部57侧内径恒定的方式形成。圆锥孔58从圆筒孔56的径向内侧端部57延续，以从圆筒孔56的径向内侧端部57侧到保持架内周面50b侧内径减小的方式形成。

在这里，作为滚珠40碰撞保持架50的兜孔55的端缘的情况，有以下的两种情况。一种情况是，在兜孔55的外径侧发生的端缘碰撞(以下，也可称为外径侧端缘碰撞)，在小径侧圆环部51、大径侧圆环部52的外径侧端缘部即图3示的区域51a、52a中，滚珠40与保持架50的接触区域发生重叠。而另一种情况是，在兜孔55的内径侧发生的端缘碰撞(以下，也可称为内径侧端缘碰撞)，在小径侧圆环部51、、大径侧圆环部52的内径侧端缘部即图3所示的区域51b、52b中，滚珠40与保持架50的接触区域发生重叠。在如保持架50那样的滚珠导向方式的保持架中，若发生了诸如此类的外径侧端缘碰撞、内径侧端缘碰撞，则有可能保持架50的公转会受到滚珠40的阻碍，导致在内圈30与滚珠40之间发生公转滑移。因此，为了防止公转滑移，有必要防止外径侧端缘碰撞、内径侧端缘碰撞。

为了防止内径侧端缘碰撞，需要构成为：使滚珠40与保持架50的接触区域不会靠近小径侧圆环部51、大径侧圆环部52的内径侧端缘部即区域51b、52b。另外，为了防止外径侧端缘碰撞，需要构成为：即使在保持架50在径向上作最大的运动的情况下，小径侧圆环部51、大径侧圆环部52的外径侧端缘部即区域51a、52a也不会位于比滚珠40之中心的PCD(节圆直径)靠径向内侧的位置。因此，本发明的发明人们为了防止所述内径侧端缘碰撞、外径侧端缘碰撞，通过进行下述实验1，对保持架50在各部分的尺寸等作了规定。

(实验1)

在此，变更各部位的尺寸而试制了能够在轴承公称型号：7316B的角接触球轴承(重量：3.79kg、外径：170mm、宽度B：39mm、内径d：80mm)中使用的保持架，并对其各部位上的尺寸也进行多种变更。将实施例1以及比较例1～4中的5种保持架试作为圆筒孔56的直径及长度C、圆锥孔58的开口直径A、以及保持架外径(在保持架外周面50a上的外径)与滚珠40的PCD之差(最小值)D各不相同(参照图4)。表1分别示出实施例1以及比较例1～4的各个保持架的A/Dw、C/B、D/Dw。

[表1]

将组装有这些实施例1以及比较例1～4的保持架的角接触球轴承(公称型号：7316B)进行DB组合，并施加P/Cr＝0.10的纯轴向载荷。此外，角接触球轴承保持架以外的诸元是相同的。然后，通过进行预紧载荷为额定载荷的5％以内那样的固定位置预紧，使旋转速度(PCD×旋转次数)在400000～600000的区域变化而进行了旋转试验。通过对保持架50的接触痕迹进行确认，判定了有无发生外径侧端缘碰撞、内径侧端缘碰撞。将其结果表示在表1中。

如表1所示，在使用了实施例1的保持架的角接触球轴承中，在内径侧、外径侧都没有发生端缘碰撞。但是，在使用了比较例1、2的保持架的角接触球轴承中，发生了外径侧端缘碰撞。另外，在使用了比较例3的保持架的角接触球轴承中，发生了内径侧端缘碰撞。在使用了比较例4的保持架的角接触球轴承中，在内径侧、外径侧这两侧发生了端缘碰撞。

图5表示在实施例1以及比较例1～4的保持架中的圆锥孔开口直径A/滚珠直径Dw的值。根据图5以及表1显而易见的是，A/Dw为与内径侧端缘碰撞相关联的指标。在使用了实施例1、比较例1、2的保持架的角接触球轴承中，A/Dw在0.94以下，没有发生内径侧端缘碰撞。

相对于此，若如比较例3、4那样将圆锥孔开口直径A增大而与滚珠直径Dw相近，则在圆锥孔58的区域51b、52b中，容易发生端缘碰撞。此外，若圆锥孔开口直径A增大而与滚珠直径Dw相近，则角度变小，因此，由于楔形效应而导致将滚珠限制于保持架。因此，圆锥孔开口直径A和滚珠直径Dw需要满足A/Dw≤0.94。优选使圆锥孔开口直径A尽量小。

图6、7分别表示实施例1以及比较例1～4的保持架中的圆筒孔长度C/圆筒孔径B、保持架外径与滚珠40的PCD之差D/滚珠直径Dw的值。根据图6、7以及表1显而易见的是，C/B及D/Dw都是与外径侧端缘碰撞相关联的指标。在使用了实施例1、比较例3的保持架的角接触球轴承中，因C/B及D/Dw满足了下述的基准值，所以没有发生外径侧端缘碰撞。

与此相对，在如比较例1的保持架150那样保持架外径与滚珠40的PCD之差D小的情况下(参照图8)，即使保持架150的窜动量足够小，也因宽余量(D)小，而发生了外径侧端缘碰撞。因此，有必要使保持架外径与滚珠40的PCD之差D、同滚珠直径Dw满足D/Dw≥0.04。优选保持架外径与滚珠40的PCD之差D尽量大。

另一方面，在如比较例2的保持架250那样圆筒孔256的长度(圆筒孔长度)C长的情况下(参照图9)，则滚珠40与圆锥孔258之间的空腔变大，滚珠40的窜动量增大。若滚珠40的窜动量比保持架外径与滚珠40的PCD之差D即宽余量(D)大，则会发生其外径侧端缘碰撞。因此，有必要使圆筒孔长度C与圆筒孔径B满足C/B≤0.35。优选圆筒孔长度C尽量小。

此外，虽然圆筒孔径B的值本身与端缘碰撞并没有直接的关系，但若圆筒孔径B小而接近于滚珠直径Dw，则滚珠40会被保持架50过度地限制。而另一方面，若圆筒孔径B过于大，则滚珠40的窜动在径向、轴向上都会变大，有可能在高速旋转时引起噪音、热效应问题等。因此，希望使圆筒孔径B与滚珠径Dw满足1.010≤B/Dw≤1.060。

如此这般，根据实验1的结果，若采用满足A/Dw≤0.94、C/B≤0.35、并且D/Dw≥0.04的保持架50，则在保持架50的兜孔55中，能够防止在外径侧以及内径侧发生的端缘碰撞。

(实验2)

接着，准备了组装有在实验1中使用的实施例1的保持架的角接触球轴承、和组装有比较例4的保持架的角接触球轴承(公称型号：7316B，其他诸元相同)，使旋转次数变化而进行了公转滑移试验。将组装有实施例1以及比较例4的保持架的角接触球轴承进行DB组合，对轴向游隙、配合条件、温度条件进行了调整，使得预紧载荷约为300kgf。另外，与以往所使用的泵用角接触球轴承同样地，对其施加了1800kgf的轴向载荷。

图10表示试验的结果。如图10所示那样，在组装有实施例1的保持架的角接触球轴承中，保持架公转数与理论公转数相符，没有发生公转滑移。与此相对，对于组装有比较例4的角接触球轴承可知，在转速低的区域里，相对于接触角为40°时的理论公转数，保持架公转数大幅度减少，发生了公转滑移。此外，可认为，即使是组装有比较例4的角接触球轴承，也在转速高的区域中未发生公转滑移的原因在于，由于在转速高的区域中在滚珠上作用有离心力，所以滚动体载荷增高，来自滚珠的公转驱动力变大。另外，在转速为2000min^-1以上的区域里，实施例1与比较例4的保持架的实际公转数都比理论公转数快，可认为其原因在于，在离心力的作用下，接触角的变化增大。

如此这般，根据本实施方式的角接触球轴承用保持架50，在保持架50的兜孔55中，能够防止在外径侧以及内径侧发生的端缘碰撞，并能够防止在内圈30与滚珠40之间的公转滑移。此外，能够实现在较小的公转驱动力条件下的使用。

以上，说明了本发明的实施方式以及实施例，但本发明并不限于所述的实施方式，在权利要求书所记载的范围内，能够进行各种各样的变更来实施。本申请以2013年4月16日提出的日本申请(特愿2013-085803)为基础，并将其内容作为参照引入于此。

产业上的可利用性

本发明特别适合应用于在泵、压缩机所使用的角接触球轴承。

Claims (1)

1.一种角接触球轴承用保持架，其将多个滚珠沿圆周方向以预定的间隔保持，所述多个滚珠自由滚动地配置在能相对旋转地对置配置的内圈和外圈之间，所述角接触球轴承用保持架的特征在于，

具有：在轴向上排列配置的大径侧圆环部和小径侧圆环部；以及在所述大径侧圆环部和所述小径侧圆环部之间将所述滚珠单个保持的多个兜孔，

各兜孔具有：圆筒孔，其以在保持架外周面上开口、并且在从所述保持架外周面起的预定距离中内径恒定的方式形成；以及圆锥孔，其以从所述圆筒孔的径向内侧端部延续且向保持架内周面去而内径减小的方式形成，并且在所述保持架内周面上开口，

在将所述保持架的内周面上的所述圆锥孔的内径设为A、将所述滚珠的直径设为Dw时，A/Dw≤0.94，

在将所述圆筒孔的所述预定距离设为C、将所述圆筒孔的内径设为B时，C/B≤0.35，

所述滚珠的PCD与所述保持架的外径之差的最小值D、同所述滚珠的直径Dw之间满足D/Dw≥0.04的关系式。