CN116261632A - 圆锥滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本发明的至少在外圈的外圈轨道面的大径侧端部形成有凸缘部的圆锥滚子轴承，能够从组装状态不破坏保持器地从外圈容易地拆下滚子‑保持器组件。包括大径侧的大径环部(15a)、小径侧的小径环部(15b)、和架设于大径环部(15a)与小径环部(15b)间的柱部(15c)的保持器(15)是可弹性变形的树脂制成，在大径环部(15a)的外周面具有厚度比柱部(15c)的厚度薄的缺口部(15f)，在组装了外圈(12)和保持器组件的状态下，缺口部(15f)的外径面从外圈(12)的小端侧宽度面(12c)突出，将没有从外圈的小端侧宽度面(12c)突出的部分的长度设为T，将从外圈轨道面(12a)到凸缘部(12b)的前端的高度设为x，将轴承轴相对于凸缘部(12b)与圆锥滚子(14)的端面的接触面所成的角度设为α，将轴承轴相对于缺口部(12f)的外径面形成的角度设为β时，满足T＞(x＊sinα)/sinβ的关系。

Description

圆锥滚子轴承

技术领域

本发明涉及在机器人、建筑机械的减速机等中使用的圆锥滚子轴承、至少在外圈的外圈轨道面的大径侧端部形成有向半径方向内侧突出的凸缘部的圆锥滚子轴承。

背景技术

作为这种圆锥滚子轴承，一直以来具有专利文献1所公开的结构。

如图10所示，该一直以来的圆锥滚子轴承1是接触角α为40°～50°的大斜度、滚子角度为3.5°以下的低斜度的轴承，包括在内周面具有外圈轨道面2a的外圈2、可滚动地配置于外圈轨道面2a的多个圆锥滚子4、和具有以规定的间隔收纳保持该多个圆锥滚子4的多个兜孔的保持器5，通过至少在外圈2的外圈轨道面2a的大径侧端部形成向半径方向内侧突出的凸缘部2b，能够不使纯轴向载荷的负载能力极端降低地实现高力矩刚性、长寿命化。

在专利文献1中记载了如下内容：如图11所示，将圆锥滚子4按压于位于保持器5的外径侧的滚子引导面5c时的滚子外切圆径设为P，如图12所示，将保持器5的内径侧的爪5d按压于圆锥滚子4时的滚子外切圆径设为P’，在此情况下，当相对于距外圈轨道面2a的外圈凸缘高度C为|P-P’|≥C的关系，且凸缘外径角度γ为35°～50°时，能够以图13A、图13B、图13C所示的顺序将滚子-保持器组件容易地插入外圈2。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6778310号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述专利文献1中，如上所述，虽然公开了用于将滚子-保持器组件容易地插入外圈2的条件，但没有考虑在组装外圈2和滚子-保持器组件之后，相反地将滚子-保持器组件从外圈2拆下的情况。

在维护装置时，当要确认外圈2的外圈轨道面2a等轴承内部的状态时，现有技术中由于外圈2与滚子-保持器组件为一体，因此需要破坏保持器5而将圆锥滚子4与保持器5从外圈2分解。

如果能够容易地将滚子-保持器组件从外圈2拆下，则在维护时，即使不破坏保持器5也能够确认轴承内部的状态。

另外，在拆下的滚子-保持器组件没有异常的情况下，能够反复使用滚子-保持器组件，因此再使用性也优异。

因此，本发明的课题在于，从滚子-保持器组件和外圈组装后的状态，能够不破坏保持器地容易地将滚子-保持器组件从外圈拆下。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述课题，本发明提供一种圆锥滚子轴承，其包括：在内周面具有外圈轨道面的外圈；在外周面具有内圈轨道面的内圈；多个圆锥滚子，其可滚动地配置于所述外圈轨道面的内周；和保持器，其具有将该多个圆锥滚子以规定的间隔收纳保持的多个兜孔，所述圆锥滚子轴承中，所述保持器为能够弹性变形的树脂制成，包括位于大径侧的大径环部、位于小径侧的小径环部和架设于大径环部与小径环部之间的柱部，在大径环部的外周面具有形成为比柱部的厚度薄的厚度的缺口部，在将保持于保持器的圆锥滚子组装于外圈的状态下，所述保持器的缺口部的外径面从外圈的小端侧宽度面突出，将没有从外圈的小端侧宽度面突出的部分的长度设为T，将从外圈轨道面到凸缘部的前端的高度设为x，将轴承轴相对于凸缘部与圆锥滚子的端面的接触面所成的角度设为α，将轴承轴相对于保持器的缺口部的外径面所成的角度设为β时，满足T＞(x＊sinα)/sinβ的关系。

作为本发明的保持器的树脂材料，优选使用聚酰胺类(PA)树脂中含有玻璃纤维的材料。

优选所述外圈的凸缘部的前端形成为曲率形状。

所述保持器优选构成为在将缺口部的外径尺寸设为Q、将大径环部的内径尺寸设为R时，满足Q≤R。

在所述外圈的外圈轨道面的小径侧端部与大径侧端部以及内圈的内圈轨道面的小径侧端部与大径侧端部这4个端部中的、至少外圈的外圈轨道面的大径侧端部，形成有向半径方向内侧突出的凸缘部。

发明效果

本发明的圆锥滚子轴承使用工具等从保持器的半径方向的外径侧向内径侧的方向推压从外圈的小端侧宽度面突出的缺口部的外径面，由此在将圆锥滚子组装于保持器的滚子-保持器组件的状态下，能够不破坏保持器地将滚子-保持器组件从外圈拆下，因此维护容易，能够进行滚子-保持器组件的再使用。

在本发明的圆锥滚子轴承中使用的保持器在大径环部的外周面具有形成为比柱部的厚度薄的厚度的缺口部，但在缺口部的外径尺寸Q大于大径环部的内径尺寸R的情况下，不能够通过轴向拉模(axial draw molding)进行喷射注塑成形(射出成形)，需要通过使多个模具呈辐射状地位移的模具结构进行射出成形，因此模具复杂且昂贵，保持器的成本增大。

由此，通过构成为将上述保持器的缺口部的外径尺寸设为Q、将大径环部的内径尺寸设为R时满足Q≤R，能够利用轴向拉伸进行2个射出成形模具的成形，能够实现模具结构的简化、保持器的低成本化。

附图说明

图1是将本发明的实施方式的圆锥滚子轴承在保持器的柱部切断而得到的局部放大截面图。

图2是表示在图1中将圆锥滚子按压于圆锥滚子轴承的保持器的滚子引导面的状态的放大图。

图3A是表示在图1中将圆锥滚子轴承的滚子-保持器组件插入外圈的顺序的局部放大截面图。

图3B是表示在图1中将圆锥滚子轴承的滚子-保持器组件插入外圈的顺序的局部放大截面图。

图3C是表示在图1中将圆锥滚子轴承的滚子-保持器组件插入外圈的顺序的局部放大截面图。

图4是表示在图1中将圆锥滚子轴承的滚子-保持器组件组装于外圈的状态的局部放大截面图。

图5是表示在从外圈拆下滚子-保持器组件时将工具按压于保持器的缺口部的状态的局部放大截面图。

图6是表示从图5的状态进一步压入工具的状态的局部放大截面图。

图7是表示从外圈拆下滚子-保持器组件时的保持器的状态的局部放大截面图。

图8是表示本发明的圆锥滚子轴承中的外圈的凸缘部的一例的局部放大图。

图9是对本发明的圆锥滚子轴承中使用的保持器进行喷射注塑成形(injectionmolding)的轴向拉模的概略结构图。

图10是将现有例的圆锥滚子轴承在保持器的柱部切断而得到的局部放大截面图。

图11是表示在现有例中将圆锥滚子按压于保持器的滚子引导面的状态的放大图。

图12是表示在现有例中将圆锥滚子按压于保持器的爪的状态的放大图。

图13A是表示在现有例中将滚子-保持器组件插入外圈的顺序的局部放大截面图。

图13B是表示在现有例中将滚子-保持器组件插入外圈的顺序的局部放大截面图。

图13C是表示在现有例中将滚子-保持器组件插入外圈的顺序的局部放大截面图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明的圆锥滚子轴承11通过将接触角α设定为40°～50°的高斜度，实现了高力矩刚性化，滚子角度为3.5°以下的低斜度。图1示出接触角α为45°、滚子角度为3.5°的图。

如图1所示，本发明的圆锥滚子轴承11包括：在内周面具有外圈轨道面12a的外圈12；在上述外圈轨道面12a的内周可滚动地配置的多个圆锥滚子14；和具有以规定的间隔收纳保持圆锥滚子14的多个兜孔的保持器15。

图1所示的本发明的实施方式的圆锥滚子轴承11在外圈12的外圈轨道面12a的小径侧端部和大径侧端部、以及内圈的内圈轨道面的小径侧端部和大径侧端部这4个端部中的至少外圈12的外圈轨道面12a的大径侧端部，形成有向半径方向内侧突出的凸缘部12b。

本发明的圆锥滚子轴承11的接触角为40～50°的陡斜度，在外圈12的外圈轨道面12a的大径侧端部形成有向半径方向内侧突出的凸缘部12b。

在本发明中，保持器15使用容易弹性变形的树脂制成的保持器。作为该保持器15的树脂材料，特别优选弹性变形和强度优异的聚酰胺类(PA)树脂中含有玻璃纤维的材料。

如图2所示，保持器15具有位于大径侧的大径环部15a、位于小径侧的小径环部15b、和架设在大径环部15a与小径环部15b之间的柱部15c，在柱部15c的外径部具有引导圆锥滚子14的滚子引导面15d、在内径部具有保持圆锥滚子14的爪15e，在大径环部15a的外周面设有比柱部15c的壁厚a薄的壁厚b的缺口部15f。

在通过喷射注塑成形来形成上述保持器15的情况下，缺口部15f的外径尺寸Q与大径环部15a的内径尺寸R的大小关系构成为满足Q≤R。

通过满足上述的关系，如图9的概略图所示，保持器15能够利用轴向拉伸进行2个模具17A、17B的注塑成形，能够实现模具构造的简化、保持器15的低成本化。此时，能够通过同一模具17A、17B一次性成形引导部15d和防止脱落用的爪部15e。

如上所述，注塑成形用模具由轴向拉伸(axialdraw mold)的2个模具17A、17B构成，一者是与缺口部15f的外径相比大径侧的模具17A，另一者是与缺口部15f的外径相比小径侧的模具17B。两模具17A、17B的一者为固定模具，另一者为可动模具，当相对地观察时，与缺口部15f的外径相比大径侧的模具17A向图中左方向移动，与缺口部15f的外径相比小径侧的模具向图中右方向移动。缺口部15f在大径环部15a与小径环部15b之间能够在不与这些环接触的范围内变动。

保持器15和圆锥滚子14在组装于外圈12之前，如图2所示，使圆锥滚子14保持于保持器15的兜孔，形成滚子-保持器组件，按图3A、图3B、图3C所示的顺序组装于外圈12。

在组装了滚子-保持器组件和外圈12的状态下，保持器15的缺口部15f的外径面，如图4所示，从外圈12的小端侧宽度面12c突出，相对于轴承轴具有锥角β，将没有从外圈12的小端侧宽度面12c突出的部分的长度设为T，将轴承轴相对于外圈12的凸缘部12b与圆锥滚子14的端面的接触面所成的角度设为α，将从外圈轨道面12a到凸缘部12b的前端的高度设为x时，本发明的圆锥滚子轴承11满足以下的式子。

T>(x＊sinα)/sinβ……(1)

满足式(1)的圆锥滚子轴承11能够从组装了滚子-保持器组件和外圈12的状态，不破坏保持器15地从外圈12拆下滚子-保持器组件。

式(1)能够如下按几何学求出。

首先，对从外圈12的小端侧宽度面12c突出的缺口部15f的外径面，使用如图5所示的工具16(也可以是人的手指)，一边使其从保持器15的半径方向的外径侧向内径侧的方向(空心箭头)滑动一边按压。在此，将工具16与保持器15的缺口部15f的外径面的初始的抵接位置设为位置A。

工具16是截面L字状的部件，其包括：圆筒部，其从保持器15的径向的外径侧向内径侧延伸，覆盖于外圈12的小端侧宽度面12c；和环部，其从该圆筒部的外径端沿轴向延伸。

当使工具16从保持器15的半径方向的外径侧向内径侧的方向进一步滑动时，如图4所示，缺口部15f的外径面相对于轴承轴具有锥角β，因此，如图6的黑色箭头所示，保持器15从保持器15的半径方向的外径侧向内径侧的方向、且从底向顶的方向、按以保持器15的轴为中心的圆弧状弹性变形。此时，如图6所示的虚线的空心箭头所示，圆锥滚子14的滚子端面与凸缘部12b的凸缘面一边接触一边移动，通过保持器15弹性变形而对内部施加压缩应力，

T>(x＊sinα)/sinβ……(1)

圆锥滚子14移动至离开凸缘部12b的前端部的位置。

即，工具16从位置A沿着保持器15的缺口部15f的外径面移动到位置B，因此从位置A到位置B的距离(A-B的长度)由(x＊sinα)/sinβ求出，于是圆锥滚子14在A-B的长度＝(x＊sinα)/sinβ时移动到离开凸缘部12b的前端部的位置。

在圆锥滚子14从凸缘部12b的前端部离开时，当使工具16从保持器15的缺口部15f的外径面离开时，保持器15释放被施加的压缩应力，返回到原来的状态。此时，滚子-保持器组件要向与保持器15的弹性变形方向相反的方向返回，但圆锥滚子14在凸缘部12b的背面部，如图7所示，成为越过凸缘部12b的状态。图7的空心箭头表示保持器15的压缩应力被释放而要恢复到原来的方向，圆锥滚子14被保持器15引导，因此圆锥滚子14也向与图7的空心箭头相同的方向移动，圆锥滚子14与凸缘部12b的背面部接触而越过凸缘部12b。

圆锥滚子14在圆周上配置有多个。因此，通过工具16使圆锥滚子14从凸缘部12b越过的作业，通过使配置在圆周上的相邻的圆锥滚子14同时越过，或者使圆锥滚子14一个一个地越过，能够将滚子-保持器组件最终不破坏保持器15地从外圈12拆下。

在使圆锥滚子14从凸缘部12b越过时，当将凸缘部12b的前端如图8所示形成为曲率形状时，不易产生对圆锥滚子14的损伤，因此优选。

本发明不受上述实施方式的任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够以各种方式实施，本发明的范围还包括与要求的范围等同的含义和范围内的全部变更。

附图说明

11：圆锥滚子轴承

12：外圈

12a：外圈轨道面

12b：凸缘部

12c：小端侧宽度面

15：保持器

15a：大径环部

15b：小径环部

15c：柱部

15f：缺口部

16：工具。

Claims (5)

1.一种圆锥滚子轴承，其包括：

在内周面具有外圈轨道面的外圈；

多个圆锥滚子，其可滚动地配置于所述外圈轨道面的内周；和

保持器，其具有将该多个圆锥滚子以规定的间隔收纳保持的多个兜孔，

所述圆锥滚子轴承的特征在于：

所述保持器为能够弹性变形的树脂制成，包括位于大径侧的大径环部、位于小径侧的小径环部和架设于大径环部与小径环部之间的柱部，在大径环部的外周面具有形成为比柱部的厚度薄的厚度的缺口部，在将保持于保持器的圆锥滚子组装于外圈的状态下，所述保持器的缺口部的外径面从外圈的小端侧宽度面突出，将没有从外圈的小端侧宽度面突出的部分的长度设为T，将从外圈轨道面到凸缘部的前端的高度设为x，将轴承轴相对于凸缘部与圆锥滚子的端面的接触面所成的角度设为α，将轴承轴相对于保持器的缺口部的外径面所成的角度设为β时，满足T＞(x＊sinα)/sinβ的关系。

2.如权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

作为所述保持器的树脂材料，使用聚酰胺类(PA)树脂中含有玻璃纤维的材料。

3.如权利要求1或2所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

所述凸缘部的前端形成为曲率形状。

4.如权利要求1至3中任一项所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

所述保持器是将能够弹性变形的树脂材料喷射注塑成形而形成的注塑成形件，具有位于大径侧的大径环部、位于小径侧的小径环部和架设在大径环部与小径环部之间的柱部，在大径环部的外周面具有形成为比柱部的厚度薄的厚度的缺口部，在将缺口部的外径尺寸设为Q、将大径环部的内径尺寸设为R时，具有Q≤R的关系。

5.如权利要求1至4中任一项所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

在所述外圈的外圈轨道面的小径侧端部与大径侧端部以及内圈的内圈轨道面的小径侧端部与大径侧端部这4个端部中的、至少外圈的外圈轨道面的大径侧端部，形成有向半径方向内侧突出的凸缘部。

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