CN1269475A

CN1269475A - 滚珠轴承

Info

Publication number: CN1269475A
Application number: CN00105451A
Authority: CN
Inventors: 坂口智也; 赤松良信
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2000-10-11
Anticipated expiration: 2020-04-05
Also published as: CN1126876C; JP2000291662A

Abstract

本发明提供一种采用便宜的冕状座圈,可以减少离心力造成的座圈变形,能在更高的转速下使用的滚珠轴承。其具有保持处于内圈1与外圈2之间的滚动体3的座圈4。该座圈4是所谓的冕状座圈,具有一部分开放于环形体6一侧、内部保持着滚动体3的窝槽5。座圈4的窝槽5的节圆直径PCD大于环形体6的周壁截面径向厚度的中心Q。

Description

滚珠轴承

本发明涉及高转速所需的滚珠轴承，特别涉及被称为冕状座圈的改良。

家电产品或各种机械，出于降低成本等原因，大多采用具有冕状座圈的滚珠轴承。例如，吸尘器用的马达，为了提高吸力，实现小型化，就需要提高其最高转速。这种马达一般都采用内径8mm左右的滑槽式滚珠轴承。

这种滚珠轴承的座圈，过去采用由环形铁板部件构成的波浪形座圈，现在已被低成本的树脂制冕状座圈所取代。这种冕状座圈可以用注射模塑成形法低成本地进行制造，不仅如此，因为在滚珠轴承组装时，只要将座圈插入在圆周方向等距离地配置着滚殊的滚道圈之间即可，所以轴承的组装费用也可降低。

但是，冕状座圈的形状为左右非对称形，树脂制的与金属制的相比，容易因受到外力而变形。因此，在高转速下使用时，座圈容易因外力而变形，难以顺畅地转动。

本发明的目的是提供一种能采用便宜的冕状座圈，同时又能减少离心力造成的座圈变形，能在更高的转速下转动的滚珠轴承。

本发明的第一种滚珠轴承，是一种具有保持处于内圈与外圈之间的滚动体的座圈的滚珠轴承，该座圈是所谓的冕状座圈，即在环形体圆周方向的多个部位有一部分开放于上述环形体一侧、内部保持着滚动体的窝槽的座圈，上述座圈的上述窝槽的节圆直径大于上述环形体周壁截面径向厚度的中心。

冕状座圈因离心力造成的变形由构成窝槽底壁部分的抗扭强度(刚性)与作用于窝槽间的部分、即柱部的离心力所决定。如上所述，如窝槽的节圆直径大于环形体周壁截面径向厚度的中心，换句话说，即周壁截面比节圆直径更偏向内径一侧，则窝槽底壁部分的截面积增大，窝槽底壁部分的抗扭强度提高。另外，柱部从轴承转动中心起的半径缩小，作用于柱部的离心力减少。这样，座圈因离心力造成的变形减少，可以在更高的转速下使用。

本发明的第二种滚珠轴承，是一种具有保持处于内圈与外圈之间的滚动体的座圈的滚珠轴承，该座圈是所谓的冕状座圈，即在环形体圆周方向的多个部位有一部分开放于上述环形体的一侧、内部保持着滚动体的窝槽的座圈，在上述座圈的上述窝槽的外径面的窝槽底部周缘，形成凸缘。

这样，通过在座圈的窝槽底部周缘形成凸缘，座圈的窝槽底壁部分截面积增大，抗扭强度得到提高。因此，抑制了作用于柱部的离心力造成的座圈变形。由于上述凸缘设置于外径侧，所以即使座圈因离心力而变形，凸缘也会因其变形而脱离外圈，不会因凸缘与外圈滑接而妨碍转动，造成座圈的磨损。

在本发明中，也可以使座圈环形体的周壁截面的径向厚度采取从窝槽底部一侧向窝槽开放的一侧逐步减少的形状。

这样，通过使座圈环形体的周壁截面的径向厚度采取从窝槽底部一侧向窝槽开放的一侧逐步减少的形状，增加要求有一定抗扭强度的窝槽底壁部分的截面积，按降低离心力的要求减少柱部前端的质量，这样，通过提高抗扭强度与降低离心力来防止座圈变形的效果更好。

在本发明中，座圈也可以在环形体的窝槽之间部分、即柱部上开有从前端向基部凹陷的端面凹部。

这样，通过在柱部上开设端面凹部，受离心力作用的柱部的质量减少了，因离心力而产生的变形可进一步得到减少。

在本发明中，座圈也可以在环形体的窝槽之间部分、即柱部上开有从环形体的外径面或内径面凹陷的周面凹部。

这样，通过在柱部上开设周面凹部，受离心力作用的柱部的质量减少了，因离心力而产生的变形可进一步得到减少。

在本发明中，座圈可以是合成树脂混合物的模制品，该合成树脂混合物可以单是合成树脂，或者是合成树脂与纤维的混合物。

座圈即使是单用合成树脂制成的合成树脂混合物的模制品，也因为本发明的上述结构而可以抑制因离心力而造成的变形。由于单用合成树脂的混合物，所以生产成本较低。

如座圈是合成树脂与纤维构成的合成树脂混合物的模制品，则因纤维的加强作用，座圈的强度得到提高，可以更好地降低离心力造成的变形。

在本发明中，座圈还可以是合成树脂、纤维与润滑油构成的合成树脂混合物的模制品。这样，由于合成树脂混合物中含有润滑油，因此高转速时滚珠轴承内的润滑性能得到提高。由于含纤维，所以座圈的强度也得到提高。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1是本发明的一种实施方式的滚珠轴承的部分截面图。

图2是本发明的座圈的立体图。

图3是座圈改型的立体图。

图4是座圈另一种改型的立体图。

图5是座圈又一种改型的立体图。

图6是座圈又一种改型的立体图。

图7是座圈又一种改型的立体图。

图8是座圈又一种改型的立体图。

图9是座圈又一种改型的立体图。

图10是座圈又一种改型的立体图。

图11是座圈又一种改型的立体图。

下面，参照图1与图2对本发明的一个实施方式进行说明。该滚珠轴承，如图1所示，在内圈1与外圈2之间，在圆周方向并列地设置着多个滚动体3，这些滚动体3由所谓的冕状座圈4保持着。内圈1与外圈2具有滚动体3在其上滚动的、截面圆弧形的滚道沟(滚道面)1a、2a，该滚珠轴承为滑槽式滚珠轴承。内、外圈1、2和滚动体3由诸如钢等制成，座圈4是合成树脂混合物的模制品。

如图2的立体图所示，座圈4在环形体6的圆周方向有多个部位具有内部保持着滚动体3的窝槽5。各窝槽5的一部分开放于环形体6一侧的一个轴向端面。各窝槽5的里面呈沿滚动体3的外面的凹球面形的曲面形。环形体6的相邻的窝槽5、5之间的部分为柱部7。

在该实施方式中，具有这种结构的座圈4的图1所示的窝槽5的节圆直径PCD大于环形体6的形成周壁截面径向厚度的中心Q的直径。因此，从与座圈4的节圆直径PCD相对应的位置到座圈内径面的径向厚度H，与座圈4的整个径向厚度W的关系为

H＞W/2。

座圈4的外径面与内径面为圆柱面。窝槽5的节圆直径PCD为通过保持在各窝槽5内的滚动体3的中心的圆的直径，在本例那样，窝槽5里面为球面形的情况下即为通过各窝槽5的球面形里面的曲率中心的圆的直径。

采用具有这种结构的滚珠轴承，随着轴承的转动而产生的座圈4因离心力造成的变形，由窝槽底壁部分6a的抗扭强度与作用于柱部7的离心力所决定。在该实施方式中，窝槽5的节圆直径PCD大于环形体6周壁截面径向厚度的中心Q，周壁截面比节圆直径PCD更偏向内径一侧，因此，与一般的周壁截面的中心同节圆直径PCD一致的冕状座圈相比，窝槽底壁部分6a的截面积增大，柱部7从轴承转动中心起的半径缩小。因此，窝槽底壁部分6a的抗扭强度得到提高，作用于柱部7的离心力减少。这样，座圈4因离心力造成的变形减少，可以在更高的转速下使用。

图3至图11表示的是图1所示的滚珠轴承所用的座圈4的各种改型。先对这些改型的座圈4的共同结构进行说明，任何一种改型都在环形体6的圆周方向的多个部位具有内部保持着滚动体3的窝槽5，各窝槽5的一部分开放于环形体6的一侧。各窝槽5的里面呈沿滚动体3的外面的凹球面形的曲面形。环形体6的相邻的窝槽5、5之间的部分为柱部7。另外，任何一个都与图1所示的实例一样，座圈4的窝槽5的节圆直径PCD大于环形体6周壁截面径向厚度的中心Q。

图3的改型座圈4是在环形体6的外径面的窝槽底部周缘形成凸缘8。通过形成凸缘8，环形体6的窝槽开放侧的外径尺寸比窝槽底部侧的外径尺寸小。

在这种形成凸缘8的情况下，通过形成凸缘8，座圈4的窝槽底壁部分截面积增大，抗扭强度得到提高。因此，作用于柱部7的离心力造成的座圈4变形进一步得到减少。另外，由于凸缘8设置于外径侧，所以在柱部7的前端因受到离心力而弯向外径一侧，使得座圈4变形，凸缘8也会因其所述变形力而向脱离外圈的方向变形，不会因凸缘8与外圈2滑接而妨碍转动，造成座圈4的磨损。

在设置了凸缘8的情况下，座圈4的窝槽5的节圆直径PCD(图1)可以与环形体6除了凸缘8的周壁截面径向厚度的中心一致。

图4的改型座圈4的环形体6的周壁截面径向厚度d采取了从窝槽底部一侧的侧面4a向窝槽开放一侧的侧面4b逐步减少的形状。具体地说，环形体6的外径面为直径向窝槽开放侧的侧面4b逐步缩小的圆锥面，其内径面为圆柱面。另外，环形体6的内外里面可以均为圆锥面。

这样，由于座圈4的周壁截面径向厚度d采取了从窝槽底部一侧的侧面4a向窝槽开放一侧的侧面4b逐步减少的形状，因此增加了要求有一定抗扭强度的窝槽底壁部分的截面积，同时有按降低离心力的要求减少了柱部前端的质量，这样，通过提高抗扭强度与降低离心力来防止座圈变形的效果更好。

图4的改型座圈4还可以进一步如图5所示，在环形体6的外径面的窝槽底部周缘形成凸缘8。

图6的改型座圈4是在环形体6的窝槽之间部分、即各柱部7上开有从前端向基部凹陷的端面凹部9。端面凹部9的深度大于窝槽5的轴向深度。另外，还在环形体6的外径面的窝槽底部周缘形成凸缘8。更详细地说，端面凹部9的深度一直达到凸缘8的侧面位置，通过形成端面凹部9，柱部7在座圈圆周方向被一分为二。凸缘8不一定非设不可。

这样，通过在柱部7上开设端面凹部9，受离心力作用的柱部7的质量减少了，因离心力而产生的变形可进一步得到减少。

对于图6的改型，可以如图7所示，让其端面凹部9的深度小于窝槽5的轴向深度。在图7的改型中，通过形成端面凹部9，柱部7在端面凹部9的底面以上的前端部分沿窝槽里面的凹曲面成为一对爪形部分7a。

在端面凹部9如图7所示，其深度小于窝槽5的轴向深度的情况下，可以如图8、图9的各改型座圈所示，让座圈4的环形体6的周壁截面径向厚度采取从窝槽底部一侧的侧面向窝槽开放一侧的侧面逐步减少的形状。图8、图9的各改型座圈，均可让环形体6的外径面为圆锥面，内径面为圆柱面。图8的改型是没有外径凸缘的改型，图9的改型是在环形体6的外径面的窝槽底部周缘形成凸缘8的改型。

另外，也可以如图10或图11所示，座圈4在其环形体6的窝槽之间部分、即柱部7上开有从环形体6的外径面凹陷的周面凹部10。

图10的改型是图3的改型，即环形体6的外径面与内径面为圆柱面，设有凸缘8的改型，再设置周面10凹部的改型。

图11的改型是图5的改型，即环形体6的外径面是圆锥面，内径面为圆柱面，且设置了凸缘8的改型，再设置周面凹部10的改型。

如图10、图11所示的改型那样，设置了周面凹部10，受离心力作用的柱部7的质量减少了，可进一步降低离心力造成的变形。

此外，周面凹部10也可以在柱部7上从环形体6的内径面开设凹陷下去。

下面对上述各实施方式的座圈4的材料进行说明。座圈4可以是单用合成树脂制成的合成树脂混合物的模制品，在这种情况下，材料成本较低。

座圈4还可以是合成树脂与纤维构成的合成树脂混合物的模制品，在这种情况下，因纤维的加强作用，座圈的强度得到提高，可以更好地降低离心力造成的变形。与座圈4配合的纤维可用碳纤维等。

另外，座圈4还可以是合成树脂、纤维与润滑油构成的合成树脂混合物的模制品。在这种情况下，除了纤维的加强效果外，高转速时滚珠轴承内的润滑性能得到提高。

本发明的滚珠轴承，采用了便宜的冕状座圈，可以减少离心力造成的座圈变形，能在更高的转速下使用。

Claims

1.一种具有保持处于内圈与外圈之间的滚动体的座圈的滚珠轴承，该座圈是在环形体圆周方向的多个部位有一部分开放于上述环形体一侧、内部保持着滚动体的窝槽的座圈，其特征是上述座圈的上述窝槽的节圆直径大于上述环形体周壁截面径向厚度的中心。

2.一种具有保持处于内圈与外圈之间的滚动体的座圈的滚珠轴承，该座圈是在环形体圆周方向的多个部位有一部分开放于上述环形体的一侧、内部保持着滚动体的窝槽的座圈，其特征是在上述座圈的上述环形体的外径面的窝槽底部周缘，形成凸缘。

3.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其特征是上述座圈的环形体的周壁截面的径向厚度采取从窝槽底部一侧向窝槽开放的一侧逐步减少的形状。

4.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其特征是上述座圈在环形体的窝槽之间部分、即柱部上开有从前端向基部凹陷的端面凹部。

5.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其特征是上述座圈在环形体的窝槽之间部分、即柱部上开有从环形体的外径面或内径面凹陷的周面凹部。

6.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其特征是上述座圈是合成树脂或合成树脂与纤维构成的混合物的模制品。

7.根据权利要求1或2所述的滚珠轴承，其特征是上述座圈是合成树脂、纤维与润滑油构成的合成树脂混合物的模制品。