CN109424635A - 交叉滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种该交叉滚子轴承，在外圈和内圈分别设置安装部，使轴承在径向上构成薄型，实现了轻量化。该交叉滚子轴承具有外圈和内圈，并且在内外圈之间的轨道路径中安装滚子和间隔件。外圈具有与轨道面在轴向上隔开的安装部，内圈具有与轨道面在轴向上隔开的安装部。外圈的外周面形成于一个圆筒面，内圈的内周面形成于一个圆筒面。外圈的安装部相对于内圈的内周面在径向上向内不凸出，内圈的安装部相对于外圈的外周面在径向上向外不凸出，由此可以使径向的壁厚变薄，可以实现轻量化。

Description

交叉滚子轴承
技术领域
本发明涉及一种交叉滚子轴承，例如，由外圈、内圈和滚动体构成，在外圈和内圈上分别设置了用于安装配合部件的安装部，使外圈与内圈的总壁厚尽可能地形成薄壁而薄型化。
背景技术
近年来，交叉滚子轴承组装使用于工业用机器人、机床、医疗设备、光学设备等的回旋部和摆动部中，并根据不同用途将各种形式和尺寸的交叉滚子轴承商品化，尤其是薄壁化的交叉滚子轴承有助于机械装置的小型化和轻量化。
例如，根据本申请人的超薄型交叉滚子轴承用于工业用机器人、光学设备、医疗设备等。在该超薄型交叉滚子轴承中，通过使外圈和内圈形成超薄壁，可实现整体的小型化和轻量化。在该超薄型交叉滚子轴承中，使配置在滚子间的间隔件形成为圆柱状，从而使滚子保持准确地姿势，可使轴承本身尽可能地小型化和轻量化，并确保润滑。上述交叉滚子轴承由外圈、内圈、置于外圈和内圈之间的滚子以及配置于滚子间的间隔件构成(例如，参照日本特开2009-287587号公报)。
另外，已知一种使用于工业用机器人的关节部等的中空致动器。作为设置于该中空致动器中的滚动轴承，公开了在内圈和外圈均设置了螺纹孔的滚动轴承。在该滚动轴承中，在外圈的一端侧安装了超声波电机，在内圈的另一侧安装了输出板，从而防止由超声波电机产生的磨耗粉末进入到滚动轴承中(例如，参照日本特开2016-19447号公报)。
已知一种用于可自由旋转地支撑各种设备/装置的旋转轴的交叉滚子轴承。该交叉滚子轴承具有内圈以及分割为两部分的外圈。在该交叉滚子轴承中，为了便于使分割为两部分的外圈对位，在外圈组成部件的接合面上设置了套筒部，在使滚子置于内圈和外圈之间的状态下，通过螺栓将分割的外圈紧固(例如，参照日本实开平04-78328号公报)。
然而，由于在上述超薄型交叉滚子轴承中未设置安装用螺纹孔，因此在安装交叉滚子轴承时，需要壳体、压板等其他部件，存在安装繁琐的问题。另外，在上述滚动轴承中，虽然在外圈和内圈上设置了安装用螺纹孔，但由于外圈和内圈上的螺纹孔在滚动轴承的径向上重叠，因此存在滚动轴承变厚与螺纹孔相当的尺寸的问题。另外，在外圈和内圈上不设置螺纹孔的情况下，因使用额外的保持件而导致安装作业变得繁琐，另外，由于保持件的螺纹孔在滚动轴承的径向上重叠，因此存在整体变厚的问题。另外，在上述交叉滚子轴承中，在分割的外圈的外周面上分别形成法兰，并将螺钉紧固于法兰的螺纹孔内来固定分割外圈，因此存在交叉滚子轴承变厚与法兰相当的尺寸的问题。于是，本发明的课题在于，关于交叉滚子轴承，为了分别设置外圈和内圈的安装部，并在径向上构成薄壁，需要使外圈和内圈构成何种结构，换句话说，如何在外圈和内圈上设置作为配合部件安装部的安装孔，而不用改变外圈和内圈的以往的径向尺寸。
发明内容
本发明的目的在于解决上述课题，提供一种交叉滚子轴承，可以在外圈和内圈分别设置形成有安装螺纹孔的安装部，而不改变外圈和内圈的径向尺寸，可以在外圈和内圈中的至少一个形成用于检测在轨道路径中滚动的滚子和间隔件的切口部，由此可发现忘记装入在轨道路径中滚动的滚子和间隔件等，通过使滚子旋转能够确认滚子的总数，此外，若将该切口部形成于在外圈和内圈中的至少一个形成的装配孔的区域，则可以通过该切口部取下堵塞装配孔的盖。
本发明涉及一种交叉滚子轴承，具有：外圈，其在第一内周面形成有截面呈V字型的第一轨道面；内圈，其在与所述外圈的所述第一轨道面相向的第二内周面形成有截面呈V字型的第二轨道面，并且与所述外圈同心地配置并可自由地相对旋转；多个滚子，通过形成于所述外圈和所述内圈中的任一个的装配孔，与相互垂直地配置于所述第一轨道面和所述第二轨道面之间所形成的轨道路径；以及间隔件，配置在所述滚子之间，
所述外圈具有第一安装部，所述第一安装部与所述第一轨道面在轴向上隔开并用于安装第一配合部件，所述内圈具有第二安装部，所述第二安装部与所述第二轨道面在轴向上隔开并用于安装第二配合部件，
所述外圈的第一外周面形成于一个圆筒面，所述内圈的第二内周面形成形成于一个圆筒面，所述外圈的所述第一安装部相对于所述内圈的所述第二内周面在径向上向内不凸出，所述内圈的所述第二安装部相对于所述外圈的所述第一外周面在径向上向外不凸出。
另外，在所述外圈形成的所述第一安装部从形成有所述第一轨道面的第一轨道部在轴向上延伸而形成，并且相较于所述第一轨道部的壁厚在径向上更厚，在所述内圈形成的所述第二安装部从形成有所述第二轨道面的第二轨道部在轴向上延伸而形成。
另外，在该交叉滚子轴承中，在所述外圈的所述第一安装部形成有形成于端面的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔用于安装所述第一配合部件，在所述内圈的所述第二安装部形成有形成于端面的第二螺纹孔，所述第二螺纹孔用于安装所述第二配合部件。
另外，在该交叉滚子轴承中，在所述外圈的所述第一外周面形成的所述装配孔埋入盖，所述盖由沿轴向延伸的固定销固定于所述外圈，所述盖的外周面与所述外圈的所述第一外周面形成于同一面，形成于所述盖的内周面的轨道面与所述外圈的所述第一轨道面形成于同一面。
另外，在该交叉滚子轴承中，在所述外圈和所述内圈中的至少一个形成有半圆形或长孔状的切口部，所述切口部用于检测在所述轨道路径上滚动的所述滚子和所述间隔件。
另外，在所述外圈设置的所述第一安装部形成为，壁厚相较于在所述外圈形成的形成有所述第一轨道面的所述第一轨道部的壁厚更厚，在所述内圈设置的所述第二安装部形成为，壁厚相较于在所述内圈形成的形成有所述第二轨道面的所述第二轨道部的壁厚更厚。
另外，在该交叉滚子轴承中，所述外圈形成为形成有所述第一轨道面的所述第一轨道部以及所述第一安装部呈一体结构的单件，所述内圈形成为形成有所述第二轨道面的所述第二轨道部以及所述第二安装部呈一体结构的单件。
另外，在该交叉滚子轴承中，在所述外圈的所述第一外周面形成有至少一个供油孔，所述供油孔与所述第一轨道面连通。
由于该交叉滚子轴承如上所述的构成，因此能够在不改变内外径的前提下确保薄型的结构，在内外圈设置用于安装配合部件的安装孔，由于所述外圈和所述内圈呈单件的一体结构，因此可以使所述外圈和所述内圈形成超薄壁，相应地，可以使所述滚子直径形成为小径，可在整体上小型地形成并且轻量地构成，从而可将装入工业用机器人、光学设备、医疗设备等的摆动部或回旋部时的慣性重量抑制得较小。另外，在外圈和内圈形成安装部，安装部是使延伸部在径向上的壁厚大于轨道部的壁厚的部分，延伸部从分别形成有轨道面的轨道部在轴向上沿彼此相反方向延伸，使该安装部形成为薄于外圈和内圈的合计的内外径在整体上薄形化构成，并在该安装部形成用于固定配合部件的安装孔。通过使交叉滚子轴承的壁厚部的安装部形成为形成有轨道面的轨道部的内外径不发生改变的厚度，可以在保持交叉滚子轴承的薄型的前提下形成安装部。更进一步，由于该交叉滚子轴承在外圈和内圈分别设置了安装部，因此通过将内圈装入外圈，使外圈和内圈的端面与各自的安装部相向，形成了迷宫结构，通过该迷宫结构，形成了异物等难以进入外圈和内圈2的轨道面之间的轨道路径中的结构。另外，通过在外圈或内圈中的至少一个设置使轨道路径中滚动的滚子和间隔件露出的切口部，可以从外部通过肉眼立即检测滚子和间隔件的滚动状态，能够确认是否忘记装入滚子以及滚子的姿势。在这种情况下，若在与外圈或内圈形成的装配孔对应的部分以足够的尺寸形成有切口部，则可以将夹具插入切口部中，取下并拆除用于封闭装配孔的盖，可填补因忘记放入等而不足的滚子和间隔件。
附图说明
图1是示出在根据本发明的交叉滚子轴承中在外圈上具有供油孔的第一实施例的侧视图。
图2是示出在图1的交叉滚子轴承中在外圈上具有装配孔的区域的侧视图。
图3A是示出图1的交叉滚子轴承的俯视图。
图3B是图3A的沿线段A-A的剖视图。
图4是示出在图1的交叉滚子轴承中在外圈上具有装配孔的区域的放大侧视图。
图5A是示出构成图1的交叉滚子轴承的外圈的俯视图。
图5B是图5A的沿线段B-B的剖视图。
图6A是示出构成图1的交叉滚子轴承的外圈的俯视图。
图6B是图6A的沿线段C-C的剖视图。
图7A是示出构成图1的交叉滚子轴承的内圈的俯视图。
图7B是图7A的沿线段D-D的剖视图。
图8A是示出将配合部件分别安装于外圈和内圈的状态下，将配合部件安装于交叉滚子轴承的状态的俯视图。
图8B是图8A的沿线段E-E的剖视图。
图9A是示出在根据本发明的交叉滚子轴承中在内圈上具有切口部的第二实施例中，从内圈侧观察交叉滚子轴承的俯视图。
图9B是示出图9A的F区域的放大俯视图。
图10是示出在根据本发明的交叉滚子轴承中在外圈上具有切口部的第三实施例的俯视图。
具体实施方式
根据本发明的交叉滚子轴承，可实现最轻量化、紧凑化，并且可以超薄化地构成，适合组装使用于工业用机器人等的机器人、光学设备、医疗设备、机床、各种组装装置、半导体制造装置、测量装置等各种装置的滑动部、摆动部和回旋部等，尤其是，可以使内外圈分别构成紧凑且薄壁的一体结构。
以下，参照附图说明根据本发明的交叉滚子轴承的一个实施例。如图1～图8B所示，该交叉滚子轴承，例如优选使用于机器人臂等的摆动部和回旋部，可以构成易于操作、轻量且紧凑的结构。根据本发明的交叉滚子轴承，具有：外圈1，其内周面9(第一内周面)形成有截面呈V字型的轨道面13(第一轨道面)；内圈2，其在与外圈1的轨道面13相向的外周面12(第二外周面)形成有截面呈V字型的轨道面14(第二轨道面)，且与外圈1呈同心配置可自由地相对旋转；多个滚子3，通过形成于外圈1和内圈2中的任一个的装配孔16，相互垂直地配置于在轨道面13和轨道面14之间所形成的轨道路径15；以及间隔件4(图9A和图9B)，配置在滚子3之间。在该实施例中，为了便于装入极小的滚子3和间隔件4，在外圈1形成了装配孔16。外圈1和内圈2配置为通过滚子3可自由地相对旋转。例如，如图8B所示，在外圈1安装有圆筒体的配合部件25(第一配合部件)，例如，如图8B所示，在内圈2安装有圆筒体配合部件26(第二配合部件)。
另外，如图2所示，形成于外圈1的装配孔16在外圈1的圆周上的一处形成为从外周面11(第一外周面)贯通至内周面9的轨道面13的圆形孔。外圈1在内周面9形成有截面呈V字型的轨道面13，在轨道面13之间形成有磨削磨具(未图示)用的退让槽27。内圈2在外周面12形成有与外圈1的轨道面13相向的截面呈V字型的轨道面14，在轨道面14之间形成有磨削磨具(未图示)用的退让槽28。即，如图4所示，外圈1的截面呈V字型的轨道面13形成为一对轨道面13隔着退让槽27相互垂直。另外，如图4所示，相向的内圈2的截面呈V字型的轨道面14也形成为一对轨道面14隔着退让槽28相互垂直。
另外，作为滚动体的滚子3通过在外圈1上形成的装配孔16相互垂直地依次配置于轨道面13、14之间的轨道路径15。另外，间隔件4(图9B)配置在轨道面13、14之间的轨道路径15中的滚子3之间。由于相邻的滚子3隔着间隔件4相互垂直地配置，因此可由一个轴承来承受径向负荷、轴向负荷、力矩等的复合负荷。滚子3和间隔件4通过外圈1的装配孔16装入内外圈1、2的轨道面13、14之间，如图4所示，将滚子3和间隔件4装入外圈1和内圈2之间之后，装配孔16由盖20封闭。通过沿轴向延伸的平行的固定销19插入到外圈1的销孔21和盖20的销孔41中，从而使盖20固定于外圈1。另外，在外圈1形成有供固定销19插入的销孔21以及连通于销孔21且直径大于销孔21的嵌插部43。固定销19可以从嵌插部43侧插入夹具等来拔出的方式构成。在盖20中，形成有与外圈1的轨道面13和退让槽27匹配地延伸的轨道面39和退让槽42。另外，盖20的外周面40与外圈1的外周面11形成在同一平面上。从而，使滚子3顺畅地滚动。固定销19从外圈1的一侧面贯通盖20并延伸嵌入到另一侧面，从而将盖20固定于外圈1。另外，滚子3以如下方式构成：多个滚子3相互垂直地装入构成圆周路的轨道面13、14之间，一侧的滚子3的滚动面与外圈1的一对轨道面13中的一个轨道面13以及与之相向的内圈2侧的轨道面14相接触，从而一边承受负荷一边滚动，另外，与一侧的滚子3垂直的相邻的滚子3与一侧的滚子3轴心垂直，相邻的滚子3的滚动面与外圈1的另一个轨道面13以及内圈2的另一个轨道面14相接触，从而一边承受负荷一边滚动。另外，间隔件4配置于一侧的滚子3和另一侧的滚子3的滚子3之间，例如形成为圆柱形状，且以两端面抵接于各个滚子3的滚动面的朝向装入。当然，间隔件4至少配置在滚子3之间，根据情况有时连续配置两个。在该交叉滚子轴承中，间隔件4形成为至少配置在滚子3之间的适合极小化的形状。
在该交叉滚子轴承中，尤其是，在外圈1设置的安装部5(第一安装部)相较于在外圈1形成的形成有轨道面13的轨道部7(第一轨道部)的壁厚更厚，另外，在内圈2设置的安装部6(第二安装部)相较于在内圈1形成的形成有轨道面14的轨道部8(第二轨道部)的壁厚更厚。具体而言，在该交叉滚子轴承中，外圈1形成为形成有轨道面13的轨道部7以及安装部5形成一体结构的单件，另外，内圈2形成为形成有轨道面14的轨道部8以及安装部6形成一体结构的单件。而且，外圈1的外周面11形成于一个圆筒面，内圈2的内周面10(第二内周面)形成于一个圆筒面。在该交叉滚子轴承中，外圈1的外周面11和内圈2的内周面10之间的厚度构成交叉滚子轴承的厚度。在外圈1的轨道部7所形成的轨道面13与内圈2的轨道部8所形成的轨道面14之间形成的轨道路径15中滚子3滚动且间隔件4移动。滚子3在周向上交替地改变90度的倾斜角度配置在轨道路径15中，在滚子3之间配置有间隔件4。
该交叉滚子轴承设置有形成于外圈1的用于安装配合部件25的安装部5，以及形成于内圈2的用于安装配合部件26的安装部6。安装部5和安装部6分别形成于从形成有轨道面13的轨道部7以及形成有轨道面14的轨道部8在轴向上沿相反方向延伸的延伸部。分别形成安装部5和安装部6的延伸部形成为径向上的厚度大于轨道部7、8的壁厚，并且小于外圈1的轨道部7和内圈2的轨道部8与其相向面之间的间隙的总壁厚。换句话说，外圈1的安装部5相对于内圈2的内周面10在径向上不凸出，此外，内圈2的安装部6相对于外圈1的外周面11在径向上不凸出。
具体而言，在外圈1中，轨道部7与安装部5的边界形成于阶梯部端面31，在内圈2中，轨道部8与安装部6的边界形成于阶梯部端面32。另外，如图4所示，该交叉滚子轴承组装为，外圈1的阶梯部端面31与内圈2的轨道部8侧的端面34隔着间隙相向，内圈2的阶梯部端面32与外圈1的轨道部7侧的端面33隔着间隙相向。此外，在该交叉滚子轴承中，在外圈1的安装部5形成有形成于端面29(第一端面)的用于安装配合部件25的螺纹孔17(第一螺纹孔)，此外，在内圈2的安装部6形成有形成于端面30(第二端面)的用于安装配合部件26的螺纹孔18(第二螺纹孔)。在该实施例中，安装于外圈1的配合部件25在内周面形成有在径向上向内延伸的法兰部37，法兰部37具有安装孔，另外，安装于内圈2的配合部件26在外周面形成有在径向上向外延伸的法兰部38，法兰部38具有安装孔。在该交叉滚子轴承中，插入法兰部37的安装孔的螺钉35拧入外圈1的端面29的螺纹孔17中，从而使配合部件25固定于外圈1。插入法兰部38的安装孔的螺钉36拧入内圈2的端面30的螺纹孔18中，从而使配合部件26固定于内圈2。虽未图示，但配合部件25、26只要是能够安装于安装部5、6的部件即可，例如，该部件当然也可以是板状部件。
另外，在该交叉滚子轴承中，使作为栓塞的盖20塞入到在外圈1的外周面11形成的装配孔16中，盖20通过将沿轴向延伸的固定销19插入到销孔21中来固定于外圈1，盖20的外周面40与外圈1的外周面11形成于同一面。另外，如图1所示，在该交叉滚子轴承中，在外圈1的外周面11形成有与轨道面13连通的至少一个供油孔24。在实施例中，供油孔24形成于在周向上与装配孔16成90度的位置，但也可以在周向上形成多个供油孔24。更进一步，在该交叉滚子轴承中，外圈1具有从轨道部7延伸的安装部5，并且内圈2具有从轨道部8延伸的安装部6，于是，通过将内圈2装入外圈1，形成了内圈2的安装部6与外圈1的端面33相向且外圈1的安装部5与内圈2的端面34相向的迷宫结构，通过该迷宫结构形成了异物等难以进入到外圈1的轨道面13与内圈2的轨道面14相向所形成的轨道路径15中的结构，从而构成了在外圈1和内圈2之间无需设置密封件的结构。
接着，参照图9A至图10说明根据本发明的交叉滚子轴承的另一实施例。该交叉滚子轴承在外圈1和内圈2中的至少一个形成有半圆形或长孔状的切口部22、23，切口部22、23用于检测在轨道路径15中滚动的滚子3和间隔件4。具体而言，在图9A和图9B中，切口部22、23形成于内圈2。在该实施例中，半圆形的切口部22以及长孔状的切口部23分别形成有两个。需要说明的是，在图9A和图9B中，省略了在内圈2形成的螺纹孔18，但在内圈2形成的切口部22、23形成于与在内圈2形成的螺纹孔18不产生干扰的位置。另外，在图10中，切口部22、23在外圈1分别形成有一个。切口部22、23可形成在外圈1或内圈2中的任一个，可根据适用交叉滚子轴承的设备来确定。另外，在外圈1形成的切口部22、23形成于与在外圈1形成的螺纹孔17不产生干扰的位置。

Claims (8)

1.一种交叉滚子轴承，其中，具有：
外圈，其在第一内周面形成有截面呈V字型的第一轨道面；内圈，其在与所述外圈的所述第一轨道面相向的第二内周面形成有截面呈V字型的第二轨道面，并且与所述外圈同心地配置并可自由地相对旋转；多个滚子，通过形成于所述外圈和所述内圈中的任一个的装配孔相互垂直地配置于所述第一轨道面和所述第二轨道面之间所形成的轨道路径；以及间隔件，配置在所述滚子之间，
所述外圈具有第一安装部，所述第一安装部与所述第一轨道面在轴向上隔开并用于安装第一配合部件，所述内圈具有第二安装部，所述第二安装部与所述第二轨道面在轴向上隔开并用于安装第二配合部件，
所述外圈的第一外周面形成于一个圆筒面，所述内圈的第二内周面形成于一个圆筒面，
所述外圈的所述第一安装部相对于所述内圈的所述第二内周面在径向上向内不凸出，所述内圈的所述第二安装部相对于所述外圈的所述第一外周面在径向上向外不凸出。
2.如权利要求1所述的交叉滚子轴承，其中，
在所述外圈形成的所述第一安装部从形成有所述第一轨道面的第一轨道部在轴向上延伸而形成，并且相较于所述第一轨道部的壁厚在径向上更厚，在所述内圈形成的所述第二安装部从形成有所述第二轨道面的第二轨道部在轴向上延伸而形成。
3.如权利要求1所述的交叉滚子轴承，其中，
在所述外圈的所述第一安装部形成有形成于端面的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔用于安装所述第一配合部件，在所述内圈的所述第二安装部形成有形成于端面的第二螺纹孔，所述第二螺纹孔用于安装所述第二配合部件。
4.如权利要求1所述的交叉滚子轴承，其中，
在所述外圈的所述第一外周面形成的所述装配孔埋入盖，所述盖由沿轴向延伸的固定销固定于所述外圈，所述盖的外周面与所述外圈的所述第一外周面形成于同一面，形成于所述盖的内周面的轨道面与所述外圈的所述第一轨道面形成于同一面。
5.如权利要求1所述的交叉滚子轴承，其中，
在所述外圈和所述内圈中的至少一个形成有半圆形或长孔状的切口部，所述切口部用于检测在所述轨道路径上滚动的所述滚子和所述间隔件。
6.如权利要求1所述的交叉滚子轴承，其中，
在所述外圈设置的所述第一安装部形成为，壁厚相较于在所述外圈形成的形成有所述第一轨道面的所述第一轨道部的壁厚更厚，在所述内圈设置的所述第二安装部形成为，壁厚相较于在所述内圈形成的形成有所述第二轨道面的所述第二轨道部的壁厚更厚。
7.如权利要求6所述的交叉滚子轴承，其中，
所述外圈形成为形成有所述第一轨道面的所述第一轨道部以及所述第一安装部呈一体结构的单件，所述内圈形成为形成有所述第二轨道面的所述第二轨道部以及所述第二安装部呈一体结构的单件。
8.如权利要求1所述的交叉滚子轴承，其中，
在所述外圈的所述第一外周面形成有至少一个供油孔，所述供油孔与所述第一轨道面连通。
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