CN1610798A - 滚柱轴承 - Google Patents

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Abstract

提高外向、内向各轴环部(8a、10a)的内侧面(11a、11a)与各滚柱(5a)的轴方向端面的对接部的耐烧结性，并且提高该对接部上的轴向负荷能力。将与上述各滚柱(5a)的轴方向两端面中的上述外向、内向各轴环部(8a、10a)的内侧面(11a、11a)结合的部分作为圆锥凸面(22、22)，该圆锥凸面(22、22)是向着越朝向该滚柱(5a)的轴方向中央外径越增大的方向倾斜。并且，使法线通过上述滚柱(5a)的中心(O)，该法线是存在于上述滚柱(5a)的两端部的上述各圆锥凸面(22、22)的中心点(S、S)部分上的母线的法线。其结果，通过向上述各滚柱(5a)的圆锥凸面与上述外向、内向各轴环部(8a、10a)的内侧面(11a、11a)的对接部施加的力，不产生使上述滚柱(5a)倾斜的力矩。

Description

滚柱轴承
技术领域
本发明的滚柱轴承是轧钢机等各种产业机械的旋转轴、或组装在铁路车辆或建筑机械等的齿轮传动装置的旋转轴等，用于将旋转轴旋转自如地支撑在支架等固定部分上，该旋转轴在使用时不仅受到径向负荷，而且受到轴向负荷。特别是本发明可以谋求实现即使以高速旋转、并且受到高负荷、振动负荷、冲击负荷、变动负荷等的情况下，也能够充分确保防烧结性的滚柱轴承。
背景技术
在支撑轴或旋转轴上，使用时不仅受到径向负荷，而且受到轴向负荷，该支撑轴固定设置在轧钢机用滚筒的端部，该旋转轴固定设置斜齿轮，该斜齿轮构成驱动铁路车辆的齿轮传动装置。因此，将这些旋转轴相对于支架旋转自如地支撑的滚动轴承不仅能够支承径向负荷，而且必须能够支承轴向负荷。因此，现有的普遍是相对于支架使接触角的方向相互不同，至少用一对圆锥滚柱轴承或推力角接触球轴承、深槽型球轴承、三点或四点接触型球轴承等支承上述旋转轴，或用这些和圆筒滚柱轴承一起支承上述旋转轴。
但是，用上述推力角接触球轴承或深槽型球轴承、三点或四点接触型球轴承支承上述旋转轴的情况下，与上述圆锥滚柱轴承相比，能够支承的径向负荷小。因此，为了支承大的径向负荷，需要如上所述与圆筒滚柱轴承组合进行支承，旋转支撑部分的尺寸不可避免地增大。一方面，利用上述圆锥滚柱轴承支撑上述旋转轴的情况下，该圆锥滚柱轴承的间隙调整非常麻烦。特别是，上述支架部分的温度，受到季节变化的影响，而且受到周边机器散发的热的影响发生很大的变化。为了实现即使有这样大的温度变化，也不使上述圆锥滚柱轴承烧结或晃荡，需要严格进行上述圆锥滚柱轴承的内部间隙的调整，非常麻烦。
并且，这样的圆锥滚柱轴承与上述圆筒滚柱轴承相比能够支承的径向负荷变小，并且，以下情况不可避免，即在圆锥滚柱的大直径侧端面与轴环部侧面的对接部上的滑动增大，该轴环部与上述端面结合。这样的对接部上的大的滑动使上述各面的磨损增大，并且，滑伤或擦伤，严重的情况下容易发生粘着或烧结等损伤。另外，由于这样的滑动引起的上述各面的磨损使上述内部间隙增大，因此，例如，构成铁路车辆用的驱动装置的圆锥滚柱轴承等的情况下，需要定期进行该间隙的调整，从这点上，内部间隙的调整很麻烦。与此相对，N型、NU型等的圆筒滚柱轴承的情况下，与上述圆锥滚柱轴承相比较，可以支承大的径向负荷，但是只靠这样的圆锥滚柱轴承不能支承轴向负荷。因此，必须与上述圆锥滚柱轴承或球轴承等组合使用，还是不可避免旋转支撑部分的尺寸增大。
为了消除这样的麻烦，如图13所示，现有的作为用于将上述旋转轴支撑在上述支架上的滚动轴承，例如专利文献1～3或非专利文献1、2所述，提出了使用具有带轴环的套圈的圆筒滚柱轴承。如上所述，N型、NU型等的圆筒滚柱轴承的情况下，即使可以支承径向负荷，也不能支承轴向负荷，但是，该图13所示的滚柱轴承1基于作为滚动体的圆筒滚柱5的轴方向端面与设置在内、外圈2、3的周面端部的轴环部8、10的内侧面11、11的结合，对上述轴向负荷支承自如。
也就是，这样的滚柱轴承1具有内圈2、外圈3、挡圈4、多个圆筒滚柱5和保持架6。其中的内圈2是在外周面的中间部设置有圆筒形的内圈轨道7、同样在两端部设置外向轴环部8、8。另外，上述外圈3是在除了一端部(图13的右端部)的内周面的部分上设置圆筒形的外圈轨道9、同样在该端部上设置内向轴环部10。另外，上述挡圈4是在碰到上述外圈3的周方向另一端面(图13的左端面)的状态下设置，在偏靠其内径的部分上，将比上述外圈轨道9更向直径方向内方突出的部分作为内向轴环部10。另外，上述多个圆筒滚柱5在通过上述保持架6保持的状态下，旋转自如地设置在上述内圈轨道7和外圈轨道9之间。
这样构成的轴承1是使上述各圆筒滚柱5的轴方向两端面分别与上述一对外向轴环部8、8和上述一对内向轴环部10、10相对，在这些圆筒滚柱5和轴环部8、10之间，对两方向的轴向负荷支承自如。也就是，如果利用如上所述构成的轴承1将上述旋转轴旋转自如地支承在上述支架上，则施加在该旋转轴上的负荷可以通过上述支架由上述支架支承。如果使用这样的滚柱轴承1，与圆锥滚柱轴承相比较，不但可以支承大的径向负荷，而且向上述旋转轴和支架之间安装时的内部间隙的调整作业也变得容易。
作为本发明的先进技术，有以下文献。
专利文献1特开平8-93756号公报
专利文献2特开平9-88970号公报
专利文献3特开2001-151103号公报
非专利文献1，日本精工株式会社发行的[NSK滚动轴承综合样本]No.140c、1995年发行p.B81
非专利文献2，NTN株式会社发行的[滚动轴承综合样本]No.2202-II/J、1997年9月发行p.B-92
但是，利用上述的滚柱轴承支承轴向负荷的情况下，该轴向负荷只靠结合部(滑动接触部)支承，该结合部是圆筒滚柱5的两端面与其中一个的外向轴环部8以及内向轴环部10对接的部分。因此，该结合部由于一面支承大的轴向负荷、一面以高速滑动接触，因此PV值增大，PV值是对接压(P)与滑动速度(V)之积。因此，尤其是支承大的轴向负荷的情况下，或该轴向负荷是振动负荷或碰撞负荷的情况下，加之在润滑条件不好(例如微量润滑)的状态下运转的情况下，在上述结合部有可能发生粘着或烧结等损伤。
另外，向上述滚柱轴承1施加轴向负荷时，基于该轴向负荷，使各滚柱轴承5的旋转中心轴倾斜的力，也就是倾斜力矩施加在上述各圆筒滚柱5上。即例如图13所示，施加轴向负荷Fa时，在同图中箭头α、α所示的力在上述各圆筒滚柱5的轴方向两端面上，相互逆向地施加在各圆筒滚柱5的直径方向偏靠相反的部分上。如同图13的箭头β所示，这样相反的力是使上述圆筒滚柱5的旋转中心轴倾斜的力(倾斜力矩)，施加在各圆筒滚柱5上。当然，施加与图13所示的轴向负荷Fa反方向的轴向负荷的情况下，上述倾斜力矩是向与上述箭头β反方向(逆时针方向)施加在上述各圆筒滚柱5上。这样的倾斜力矩是使上述各圆筒滚柱5倾斜，使各圆筒滚柱5的端面的外周缘容易与上升、下降各轴环部8、10的内侧面11、11或内圈轨道7及外圈轨道9对接。其结果，在各轴环部8、10的内侧面11、11或两轨道7、9面上产生边缘负荷，有可能降低各面的耐久性。
而且，设置保持架的构造的情况下，也产生以下问题。即，由于上述各圆筒滚柱5的轴方向两端外周缘部的形状比较尖(大致形成直角)，因此，如图14所示，为了保持上述各圆筒滚柱5而设置在保持架6上的凹处12、12的形状呈角部为棱角的形状。因此，上述各圆筒滚柱5的滚动面与上述各凹处12、12的内面对接的情况下，向上述角落部施加的应力容易增大，有可能很难确保上述保持架6的耐久性。
本发明的滚柱轴承是为了解决上述问题而发明。
发明内容
本发明的滚柱轴承具有：内圈、外圈、多个滚柱以及轴环部，该内圈在外周面具有圆筒形的内圈轨道，该外圈在内周面具有圆筒形的外圈轨道，该多个滚柱被滚动自如地设置在外圈轨道和内圈轨道之间，该轴环部被分别设置在外圈轨道和内圈轨道的各个轴方向两端部中的、至少在外圈轨道和内圈轨道上相互成为轴方向相反侧的端部上。并且，基于各轴环部的侧面与上述各滚柱的轴方向端面的结合，对轴向负荷支承自如。尤其是，本发明的滚柱轴承中，将上述各滚柱，以外周面为圆筒面、在偏靠轴方向两端面的外径上、与上述各轴环部的侧面相结合的部分作为圆锥凸面，该圆锥凸面向着越朝向该滚柱的轴方向中央外径越增大的方向倾斜。另外，与此同时，将上述轴环部的侧面中与该圆锥凸面结合的部分作为具有与该圆锥凸面的母线有相同倾斜角度的母线的圆锥凸面或圆锥凹面。而且，使连接线与在该点上的母线的法线一致，该连接线是在存在于上述滚柱的两端部的上述各圆锥凸面中、与上述轴环部的圆锥凸面或圆锥凹面结合部分的母线上的任何一点与上述滚柱的中心连接的线。
另外，上述结合部分的母线上的任何一点存在于该部分的母线的中间部分。这种情况下的中间部分是指上述部分的母线两端间的部分，不特别限定于该部分的母线的中心部分(当然既包括中心部分，也包括极为接近两端的部分)。也就是，中间部分的任何一点上的法线只要通过上述滚柱的中心即可。反过来说，从该中心向上述结合部分的母线上画一条垂线即可。
另外，上述结合部分的母线是指以下相互对接的母线中相互重叠的部分，即存在于上述滚柱的两端部的上述各个圆锥凸面的母线和上述轴环部的圆锥凸面或圆锥凹面的母线。
在如上所述的本发明的滚柱轴承的情况下，可以使滚柱的轴方向端面与轴环部的侧面的对接状态成为线接触的并且接近滚动接触的状态(滚动成分大于滑动成分)。因此，即使是高速旋转的情况下，也不容易发生滑伤或擦伤、粘着、烧结等损伤，即使施加碰撞负荷或振动负荷、重复负荷的情况下，也可以确保耐烧结性。
另外，在上述各滚柱侧的圆锥凸面与上述轴环部的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部上，基于轴向负荷及径向负荷的力施加在该结合部的法线方向上。并且，向各结合部的法线方向的力分别向着上述滚柱的中心起作用，相互消除。即，使连接线与在该点上的母线的法线一致，连接线是存在于该滚柱的两端部的上述各圆锥凸面中、与轴环部的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部的母线上的任何一点与上述滚柱的中心的连接线。因此，基于轴向负荷及径向负荷的力向着上述滚柱的中心起作用，相互消除。因此，使各滚柱位移的力不容易起作用。
例如，关于施加在各滚柱的倾斜力矩，也可以大幅度地降低(大致到零)，各滚柱的旋转中心与内圈及外圈的中心轴不容易产生不一致，不容易在上述轴环部的侧面或内圈轨道及外圈轨道上产生边缘负荷。其结果，可以提高上述结合部的轴向负荷能力(在该结合部不发生粘着或烧结等损伤，可以支承更大的轴向负荷的能力)，并且，由于没有必要与其他的滚动轴承组合使用，旋转支撑部分得以小型、简洁化，而且可以通过该小型、简洁化实现成本的低廉化。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的第一例的半部分的剖面图。
图2是滚柱的放大图。
图3是内圈的放大部分剖面图。
图4是保持架的部分俯视图。
图5是表示本发明实施方式的第二例的部分剖面图。
图6是第三例的部分剖面图。
图7是第四例的部分剖面图。
图8是第五例的部分剖面图。
图9是第六例的部分剖面图。
图10是第七例的部分剖面图。
图11是第八例的部分剖面图。
图12是第九例的部分剖面图。
图13是表示一例滚柱轴承现有构造的部分剖面图。
图14是保持架的部分俯视图。
具体实施方式
图1～4表示本发明的实施方式的第一例。本例的特征是在多个滚柱5a的轴方向两端面及外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a的形状上下工夫。由于其他部分的构造和作用与上述13所示的滚柱轴承1相同，因此，相同部分用同一符号，省略或简略重复说明，以下以本例的特征部分为中心进行说明。
本例的滚柱轴承1a是，将结合的部分作为圆锥凸面22、22，结合的部分是在上述各滚柱5a的轴方向两端面中的、与内圈2、外圈3以及设置在挡圈4上的上述外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a相结合的部分，如图2所详细表示的那样，该圆锥凸面22、22是向着越朝向该滚柱5a的轴方向中央外径越增大的方向倾斜。并且，这样的圆锥凸面22、22与将该部分形成球状凸面时相比较，以低成本制造。一方面，在上述各轴环部8a、8a的内侧面11a、11a中，至少与上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22相结合的部分为圆锥凸面，如图3所示，该圆锥凸面具有与上述圆锥凸面22、22的母线相同倾斜角度的母线。
另外，该图3虽然仅表示了内圈2，但如上述图1所示，在上述外圈3及挡圈4的内向轴环部10a、10a的内侧面11a、11a中，至少与上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22结合的部分，也与上述内圈2的各外向轴环部8a、8a同样做成圆锥凹面，该圆锥凹面具有与上述圆锥凸面22、22的母线相同倾斜角度的母线。
并且，本例是，如上述图2所示，使连接线X与在各中心点S、S上的母线的法线一致，连接线X连接中心点S、S和上述滚柱5a的中心O，中心点S、S是在存在于上述滚柱5a的两端部的上述各圆锥凸面22、22中的、与上述外向、内向各轴环部8a、10a的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部的母线的中心点。另外，同时，如上述图1及图3所示，也使连接线X与在该部分上的母线的法线一致，连接线X连接中心点S、S和上述滚柱5a的中心O，中心点S、S是在上述外向、内向各轴环部8a、10a的圆锥凸面或圆锥凹面中的，与存在于上述滚柱5a的两端部的上述各圆锥凸面22、22结合部分的母线的中心点。因此，基于施加在上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22与上述外向、内向各轴环部8a、10a的圆锥凸面或圆锥凹面的结合部上的轴向负荷及径向负荷的力，如图2的箭头F所示，施加在上述滚柱5a的中心O。
如上所述，本例的滚柱轴承1a是，在各滚柱5a的轴方向两端面上设置圆锥凸面22、22，并且将在上述外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a中的、与上述各滚柱5a的轴方向各端面结合的部分作为圆锥凸面或圆锥凹面，该圆锥凸面具有与上述圆锥凸面22、22的母线相同倾斜角度的母线。因此，可以使这些各面相互对接状态作为线接触的并且接近滚动接触的状态(滚动成分大于滑动成分)。其结果，这些各面相互接触部分上的滑动减少，即使在高速旋转的情况下，也可以减少滑伤或擦伤、粘着、烧结等损伤，即使施加碰撞负荷或振动负荷、重复负荷的情况下，也容易确保耐烧结性。
另外，在上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22与上述外向、内向各轴环部8a、10a的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部上，基于轴向负荷及径向负荷的力施加在该结合部上的母线的法线方向上。并且，向这些各结合部的法线方向施加的力分别向着上述滚柱5a的中心O起作用，相互消除。即，使连接线X与在该中心点上的母线的法线一致，连接线X是存在于该滚柱5a的两端部的上述各圆锥凸面22、22中的、与上述外向、内向各轴环部8a、10a的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部的母线的中心点S、S的连接线，因此，基于轴向负荷及径向负荷的力F(参照图2)向着上述滚柱的中心起作用，相互消除。
因此，使各滚柱5a位移的力不容易起作用。例如，关于施加在各滚柱5a的倾斜力矩，也可以大幅度地降低(大致到零)，各滚柱5a的旋转中心与内圈2及外圈3的中心轴不容易产生不一致，不容易在上述外向、内向各轴环部8a、10a的侧面11a、11a或内圈轨道7及外圈轨道9上产生边缘负荷。其结果，可以提高上述结合部的轴向负荷能力(在该结合部不发生粘着或烧结等损伤，可以支承更大的轴向负荷的能力)，并且，由于没有必要与其他的滚动轴承组合使用，旋转支撑部分得以小型、简洁化，而且可以通过该小型、简洁化实现成本的低廉化。
而且，与有上述各圆锥凸面22、22的存在相比，上述各滚柱5a的轴方向两端外周缘的形状是比较圆滑的形状，因此，如图4所示，可以使为保持上述各滚柱5a而设置在保持架6上的凹处12a、12a的形状形成角部为比较圆滑的形状。因此，在上述各滚柱5a的滚动面与上述各凹处12a、12a的内面对接的情况下，可以抑制施加在上述角部的应力，容易确保上述保持架6的耐久性。
以下，图5是表示本发明的实施方式的第二例。本例是将滚动自如地保持各滚柱5a的保持架6a作为所谓的铆钉切制式保持架。即，在上述图1所示的实施方式的第一例的情况下，整体为圆筒状的切制式保持架，切制型保持架6是在轴方向中间部上、圆周方向等间隔地形成多个凹处12、由合成树脂或金属一体形成。与此相对，本例的保持架6a具有本体13和圆环部件14，本体13是同样由合成树脂或金属形成、整体为梳型圆环状，在轴方向一个端面(右端面)上、分别使一个端部(右端部)在开口的状态下，圆周方向等间隔地形成多个凹处12，圆环部件14是同样由合成树脂或金属形成，在堵住上述各凹处的一个端部的状态下设置的。并且，在上述本体13中，在上述凹处12间的柱子部分上设置铆钉15，上述设置是在将该柱子部分以及上述圆环部件14贯通在轴方向上的状态下，将这些本体13和圆环部件14不可分离地结合。其他的构成和作用，包括滚柱5a以及外向、内向各轴环部8a、10a的形状与上述第一例的情况相同。
以下，图6表示本发明的实施方式的第三例。上述图1所示的实施方式的第一例以及上述图5所示的实施方式的第二例是，本发明适用于NP型的滚柱轴承1a，NP型的滚柱轴承1a是在外圈3的轴方向的一个端部(左端部)设置挡圈4，与此相对，本例是，本发明适用于在内圈2a的轴方向的一个端部(左端部)设置挡圈4a的NUP型的滚柱轴承1a。这样的本例中，也将在各滚柱5a的轴方向两端面上与外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a结合的部分作为圆锥凸面22、22，该圆锥凸面22、22是向内径增大的方向倾斜，内径是向着该滚柱5a的轴方向中央。并且，与此同时，使连接线X与在各中心点S、S上的各个母线的法线一致，连接线X是在各圆锥凸面22、22中的、与外向轴环部8a的圆锥凸面对接的结合部的母线的中心点S以及与内向轴环部10a的圆锥凹面对接的结合部的母线的中心点S与上述滚柱5a的中心O的连接的线。
一方面，将在上述外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a中的、与上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22结合的部分作为具有与该圆锥凸面22、22的母线相同倾斜角度的母线的圆锥凸面(外向轴环部8a的内侧面11a的情况下)或圆锥凹面(内向轴环部10a的内侧面11a的情况下)。而且，本例是将滚动自如地保持上述各滚柱5a的保持架6b作为所谓的通过将金属板成型制造的冲压式保持架。该保持架6b是将轴方向的一个端部(左端部)向直径方向的外方、同样将轴方向的另一个端部(右端部)向直径方向的内方分别弯曲形成。其他的构成和作用与上述第一例相同。
下面，图7表示本发明的实施方式的第四例。上述图1、5所示的实施方式的第一、二例是，本发明适用于NP型的滚柱轴承1a，NP型的滚柱轴承1a是在外圈3的轴方向的一个端部(左端部)设置挡圈4，与此相对，本例是本发明适用于NF型的滚柱轴承1a，NF型的滚柱轴承1a是省略了挡圈4a的同时，只在外圈3b两端部中的一个端部上设置内向轴环部10a。这样的本例的情况下，只支承一个方向的轴向负荷。也就是支承以下的轴向负荷，即在上述外圈3b的一个侧面(左侧面)上，从一方(左方)向另一方(右方)施加的轴向负荷以及在内圈2的另一侧面(右侧面)上，从另一方(右方)向一方(左方)施加的轴向负荷。在这样只支承一个方向的轴向负荷的情况下，在设置在上述内圈2的两端部的各外向轴环部8a中的一方(左方)的外向轴环部8a的内侧面11a与滚柱5a的轴方向一个端面(左端面)之间，没有施加轴向负荷。因此，没有必要将上述一方的外向轴环部8a的内侧面11a作成圆锥凸面，但是，本例为了消除上述内圈2的组装方向性，将上述各外向轴环部8a、8a的内侧面11a、11a作成圆锥凸面，其他的构成和作用，包括滚柱5a以及外向、内向各轴环部8a、10a的形状与上述第一例的情况相同。
以下，图8表示本发明的实施方式的第五例。上述图7所示的实施方式的第四例是本发明适用于NF型的滚柱轴承1a，NF型的滚柱轴承1a是只在外圈3b两端部中的一个端部(左端部)上设置内向轴环部10a。与此相对，本例是本发明适用于NJ型的滚柱轴承1a，NJ型的滚柱轴承1a是只在内圈2b轴方向两端部中的一个端部(左端部)上设置外向轴环部8a。在这样的本例中，也将在各滚柱5a的轴方向两个端面上的、与外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a结合的部分作为圆锥凸面22、22，该圆锥凸面22、22是向着越朝向该滚柱5a的轴方向中央外径越增大的方向倾斜。并且，与此同时，使连接线X与在该中心点S、S部分上的母线的法线一致，连接线X是在存在于上述滚柱5a的两端部的上述各圆锥凸面22、22中的、与外向、内向轴环部8a、10a的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部的母线的中心点S、S与上述滚柱5a的中心O的连接的线。
一方面，将在上述外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a中的、与上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22结合的部分作为具有与该圆锥凸面22、22的母线有相同倾斜角度的母线的圆锥凸面或圆锥凹面。而且，本例是将滚动自如地保持上述各滚柱5a的保持架6c作为所谓的销钉式保持架，销钉式保持架通过连接销钉17不可分离地结合，连接销钉17是将形成圆环状的一对元件16、16在贯通各滚柱5a的中心轴的状态下设置的。其他的构成和作用与上述第四例相同。
以下，图9表示本发明的实施方式的第六例。上述图1～8所示的实施方式的第一～五例是本发明适用于具有保持架6、6a、6b、6c的滚柱轴承1a，与此相对，本例是本发明适用于没有保持架的总滚柱轴承(总滚动体轴承)1b。在这样的本例中，不设置保持架的部分可以插入更多的滚柱5a。因此，不使该滚柱轴承1b大型化就可以支承更多的负荷。当然，在这样的本例中，也将在各滚柱5a的轴方向两个端面上与外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a结合的部分作为圆锥凸面22、22，该圆锥凸面22、22是向着越朝向该滚柱5a的轴方向中央外径越增大的方向倾斜。并且，与此同时，使连接线X与在该中心点S、S部分上的母线的法线一致，连接线X是在存在于上述滚柱5a的两端部的上述各圆锥凸面22、22中的，与外向、内向轴环部8a、10a的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部的母线的中心点S、S与上述滚柱5a的中心O的连接的线。一方面，将在上述外向、内向各轴环部8a、10a的内侧面11a、11a中的、与上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22结合的部分作为具有与该圆锥凸面22、22的母线有相同倾斜角度的母线的圆锥凸面或圆锥凹面。其他的构成和作用与上述第一例相同。
以下，图10表示本发明的实施方式的第七例。本例与上述图9所示的实施方式的第六例相同，即本发明适用于没有保持架的总滚柱轴承1b。另外，本例与上述图7所示的实施方式的第四例相同，是只在外圈3的轴方向的一个端部(左端部)设置内向轴环部10a的NF型的总滚柱轴承。其他的构成和作用，包括滚柱5a以及外向、内向各轴环部8a、10a的形状与上述第四例及上述第六例的情况相同。
以下，图11表示本发明的实施方式的第八例。上述图1～10所示的实施方式的第一～七例是本发明适用于单列的滚柱轴承1a、1b，与此相对，本例是本发明适用于双列的滚柱轴承18。即，在圆筒状的外圈19的内周面上，形成有分别是圆筒形的双列的外圈轨道9、9。另外，在这样的外圈19的内周面的轴方向中央部，在上述外圈轨道9、9之间的部分上，全部形成内向轴环部10b。另外，在该外圈19的轴方向两端面设置挡圈4、4，在各挡圈4、4中，将从上述外圈轨道9、9向直径方向内方突出的部分作为内向轴环部10a、10a。另外，在上述外圈19的内径侧部分上，在轴方向端面相互面对的状态下设置一对内圈2、2。在各内圈2、2的外周面上，分别形成圆筒形的内圈轨道7、7。在内圈轨道7、7的轴方向相反侧的端部上，整体分别形成外向轴环部8a、8a。并且，在上述各外圈轨道9、9和上述各内圈轨道7、7之间，在通过保持架6、6保持的状态下，滚动自如地分别设置多个滚柱5a、5a。并且，在该状态下，将上述各滚柱5a、5a的轴方向两端面分别与上述外向、内向各轴环部8a、10a、10b的侧面11a、11a相对。
特别是，本例是，将上述各滚柱5a、5a的轴方向两端面中的、设置在上述各内圈2、2、外圈19以及各挡圈4、4上的与上述外向、内向各轴环部8a、10a、10b的内侧面11a、11a结合的部分作为圆锥凸面22、22，该圆锥凸面22、22是向着越朝向该滚柱5a的轴方向中央外径越增大的方向倾斜。并且，与此同时，使连接线X与在该中心点S、S部分上的母线的法线一致，连接线X是在存在于上述滚柱5a的两端部的上述各圆锥凸面22、22中的、与外向、内向轴环部8a、10a、10b的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部的母线的中心点S、S与上述滚柱5a的中心O的连接的线。一方面，将在上述外向、内向各轴环部8a、10a、10b的内侧面11a、11a中的、与上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22结合的部分作为具有与该圆锥凸面22、22的母线有相同倾斜角度的母线的圆锥凸面或圆锥凹面。
这样的本例的情况下，也可以使各滚柱5a的轴方向两端面与外向、内向各轴环部8a、10a、10b的内侧面11a、11a的对接状态成为线接触的并且接近滚动接触的状态。因此，即使是高速旋转的情况下，可以降低滑伤或擦伤、粘着、烧结等损伤，即使施加碰撞负荷或振动负荷、重复负荷的情况下，也可以确保耐烧结性。
另外，对上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22与上述外向、内向各轴环部8a、10a、10b的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部上施加的基于轴向负荷及径向负荷的力向着上述滚柱5a的中心起作用，相互消除。因此，使各滚柱5a位移的力不容易起作用。其结果，可以提高上述结合部的轴向负荷能力(在该结合部不发生粘着或烧结等损伤，可以支承更大的轴向负荷的能力)，并且，由于没有必要与其他的滚动轴承组合使用，旋转支撑部分得以小型、简洁化，而且可以通过该小型、简洁化实现成本的低廉化。
以下，图12表示本发明的实施方式的第九例。本例是，本发明适用于多列(四列)的滚柱轴承18a。即，在分别为圆筒状的、相互同轴设置的一对外圈19、19的内周面上，分别形成有各个圆筒形的多列的外圈轨道9、9。另外，在这样的外圈19、19的内周面的轴方向中央部，在上述外圈轨道9、9之间的部分上，全部形成内向轴环部10b、10b。另外，在该外圈19、19的轴方向外端面以及轴方向内端面之间的部分上分别设置挡圈4、21，将在各挡圈4、21中的、从上述外圈轨道9、9向直径方向内方突出的部分作为内向轴环部10a、10b。另外，在上述外圈19的内径侧部分上，在轴方向端面相互面对的状态下相互同轴地设置一对内圈20、20。在各内圈20、20的外周面上，分别形成圆筒形的双列内圈轨道7、7。并且，在各内圈轨道20、20的外周面的轴方向中央部，在上述两内圈轨道7、7之间的部分以及各内圈轨道7、7的轴方向两端部上，整个形成外向轴环部8b、8a。并且，在上述各外圈轨道9、9和上述各内圈轨道7、7之间，在通过保持架6、6保持的状态下，滚动自如地分别设置多个滚柱5a、5a。并且，在该状态下，将上述各滚柱5a、5a的轴方向端面分别与上述外向、内向各轴环部8a、8b、10a、10b的侧面11a、11a相对。
这样构成的本例中，也将上述各滚柱5a的轴方向两端面中的、设置在上述各内圈20、20、外圈19、19以及各挡圈4、21上的与上述外向、内向各轴环部8a、8b、10a、10b的内侧面11a、11a结合的部分作为圆锥凸面22、22，该圆锥凸面22、22是向内径增大的方向倾斜，内径是向着该滚柱5a的轴方向中央。并且，与此同时，使连接线X与在该中心点S、S部分上的母线的法线一致，连接线X是在存在于上述滚柱5a的两端部的上述各圆锥凸面22、22中的、与外向、内向轴环部8a、8b、10a、10b的圆锥凸面或圆锥凹面对接的结合部的母线的中心点S、S与上述滚柱5a的中心O连接的线。一方面，将在上述外向、内向各轴环部8a、8b、10a、10b的内侧面11a、11a中的、与上述各滚柱5a的圆锥凸面22、22结合的部分作为具有与该圆锥凸面22、22的母线有相同倾斜角度的母线的圆锥凸面或圆锥凹面。其他的构成和作用与上述第八例相同。
由于本发明的滚柱轴承是如上所述地构成、发挥作用，因此可以使轴环部的侧面与滚柱的轴方向端面对接的结合部的接触状态接近于滚动接触状态，可以提高该结合部的耐烧结性。另外，由于降低倾斜力矩而使耐烧结性提高，因此可以充分提高上述结合部的轴向负荷能力。并且，使用保持架的构造的情况下，也可以提高该保持架的耐久性(耐破损强度)，其结果，可以广泛适用于在苛刻条件下运转的各种旋转支撑部，确保该各种旋转支撑部的耐久性的同时使其小型化。

Claims (1)

1.一种滚柱轴承，具有：内圈、外圈、多个滚柱以及轴环部，该内圈在外周面具有圆筒形的内圈轨道，该外圈在内周面具有圆筒形的外圈轨道，该多个滚柱被滚动自如地设置在外圈轨道和内圈轨道之间，该轴环部被分别设置在外圈轨道和内圈轨道的各个轴方向两端部中的、至少在外圈轨道和内圈轨道上相互成为轴方向相反侧的端部上，基于各轴环部的侧面与上述各滚柱的轴方向端面的结合，对轴向负荷支承自如，其特征在于，将上述各滚柱，以外周面为圆筒面、在偏靠轴方向两端面的外径上、与上述各轴环部的侧面相结合的部分作为圆锥凸面，该圆锥凸面向着越朝向该滚柱的轴方向中央外径越增大的方向倾斜，同时，将上述轴环部的侧面中与该圆锥凸面结合的部分作为具有与该圆锥凸面的母线有相同倾斜角度的母线的圆锥凸面或圆锥凹面，而且，使连接线与在该点上的上述母线的法线一致，该连接线是在存在于上述滚柱的两端部的上述各圆锥凸面中、与上述轴环部的圆锥凸面或圆锥凹面结合部分的母线上的任何一点与上述滚柱的中心连接的线。
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