CN1671973A - 带轮支架的双列滚珠轴承 - Google Patents

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Abstract

一种用于支撑带轮的双列滚珠轴承，该轴承的滚珠(44)具有小的直径并且在轴向上尺寸较小。在位于外圈(40)的内圆周的部分上设有一个斜面部分(49)，该斜面部分靠近该外圈的两端。上述结构保证在内部空间(47)中封入足够量的润滑脂，并且实现一种能够有效使用这些润滑脂的结构。该轴承在发生滚动接触的部分具有良好的润滑特性，可以保证双列滚珠轴承(32a)的耐久性，并且在装配了双列滚珠轴承(32a)的机动车的辅助装置可以减小尺寸并减轻重量。在内部空间(47)中填充润滑脂更为方便，从而保证在内部空间(47)中封入足够量的润滑脂。保持架(45)的设置使其受滚珠的导向，其定位使其比滚珠(44)的节圆更加靠近轴承的径向向内位置，从而有效地将封入内部空间(47)中的润滑脂输送到滚动接触出现的部分。

Description

带轮支架的双列滚珠轴承
技术领域
按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承，例如，安装在汽车辅助装置例如构成一个汽车内部空调设备的压缩机中，并且用来可转动地支撑一个带轮，该带轮相对于固定支撑元件例如机架旋转地驱动汽车辅助装置。
背景技术
例如，用于压缩致冷剂的压缩机安装在一个蒸汽压缩型制冷器中，这种制冷器安装在一个汽车空调设备中，通常已知的机构有几种类型。例如，日本未经审查的专利H11-280644的公开文本中披露了一种斜盘式压缩机，该压缩机将转动轴的旋转运动转换为使用斜盘的活塞的往复运动，并通过该活塞进行制冷剂的压缩。图9和图10示出了这种通常已知的斜盘式压缩机的一个示例。
通过从轴向的两侧(图9中为左右方向)将中心主体3夹在顶部壳体4和斜盘壳体5之间，然后用多个固定螺栓(图中未示出)把它们连接起来，形成了组成压缩机1的外壳2。在顶部壳体4的内部，设有一个低压室6和一个高压室7。同样，一个扁平的隔离板8夹在主体3和顶部壳体4之间。图9所示的低压室6似乎被分隔成多个部分，这些部分彼此连通并连接在一个单个的进气口9(图10)上，该进气口设置于顶部壳体4的外表面上。另外，高压室7连接在一个同样设于顶部壳体4上的出气口(图中未示出)上。再者，进气口9连接在构成这种蒸汽压缩型制冷器的一个蒸发器(图中未示出)的出口上，并且出气口连接在构成这种蒸汽压缩型制冷器的一个冷凝器(图中未示出)的入口上。
在外壳2内，一个转动轴10横跨在主体3和斜盘壳体5之间，将其自由支撑以便单独转动。亦即，转动轴10的两端由主体3和斜盘壳体5上的一对径向滚针轴承11a和11b支撑，而施加在该转动轴10上的推力负荷由一对推力滚针轴承12a和12b自由地支撑。在这对推力滚针轴承12a和12b中，通过碟形弹簧14将一个推力滚针轴承12a(图9中的右手侧)设置在主体3的一部分和在转动轴10的一端(图9中的右端)上形成的阶梯部分13之间。同样，将另一个推力滚针轴承12b设置在止推板15和斜盘壳体5之间，该止推板15从外部安装在转动轴10的中间部分的外圆周表面上。
再者，在构成包围转动轴10的外壳2的主体3的内部，形成多个(例如在图示的示例中，在圆周方向上有平均隔开的六个)圆柱孔16。在主体3上按这种方式形成的多个圆柱孔16内，将设置在各个活塞17的顶端半部分(图9的右半部分)上的滑动部分18进行配合以允许其在轴向上自由移动。再者，在圆柱孔16和活塞17的尖端表面(图9的右端表面)之间的空间用作一个压缩室19。
另外，将存在于斜盘壳体5内的空间用作斜盘室20。在位于这个斜盘室20内的转动轴10中间部分的外圆周表面上，将斜盘21相对于转动轴10以预定倾斜角度固定，使得该斜盘就与转动轴10一起转动。在斜盘21的圆周方向上的多个位置和每个活塞17分别通过每一对滑瓦22连接起来。因此，这些单个的滑瓦22的内表面(相互面对的表面)都制成光滑面，并且与斜盘21两侧面上靠近外径的部分滑动接触，这些部分同样也是光滑面。另一方面，在各个活塞17的底端部分(远离隔离板8的端部；图9中的左端部分)上，一个连接部分23与每个活塞17一体制成，该连接部分和滑瓦22以及斜盘21构成一个驱动力传递机构。再者，一个用于保持每对滑瓦22的保持部分24在连接部分17上形成。
通过一个引导表面(图中未示出)，允许每个连接部分23的外端表面只在活塞17的轴向(图9中的左右方向)上自由移动。因此，每个活塞17以这种方式安装在圆柱孔16内，即允许其仅在轴向上移动(不可能发生转动)。其结果是，由于转动轴10的转动，每个连接部分23按照斜盘21的振荡往复移动在轴向上推拉每个活塞17，并且使每个滑动部分18沿轴向在圆柱孔16中往复运动。
另一方面，在隔离板8上，沿轴向将其穿透从而形成一个用于连通低压室和每个圆柱孔16的入口25，以及一个连通高压室7和每个圆柱孔16的出口，该隔离板8夹在主体3和顶部壳体4之间的接触部分处，用来隔离低压室6、高压室7以及每个圆柱孔16。同样，在朝向每个入口25一端的每个圆柱孔16的部分上，设置一个簧片阀式的进气阀27，该阀允许制冷剂蒸汽只从低压室6流向每个圆柱孔16。同样在朝向出口26另一端(图9中的右侧)上的开口的高压室7的部分上，设置一个簧片阀式的排气阀28，该阀允许制冷剂蒸汽只从圆柱孔16流向高压室7。在这个排气阀28上连接着一个挡块29，用于限制在离开每个排气阀26的方向上的移动。
按照上面的方式构成的压缩机1的转动轴10由汽车的推进发动机驱动。因此，在图中示例的情况中，在支撑元件的周围，换言之，在组成外壳2的斜盘壳体5的外表面中心处(图9中的左侧面)设置一个支撑圆筒30，通过双列轴承可转动地支撑着一个从动带轮31。从动带轮31大体上为环形，具有一个C形横截面；在从动带轮31的内部空腔中设有一个螺线管33，该螺线管固定在斜盘壳体5的外表面上。
在另一方面，在从支撑圆筒30上伸出的转动轴端部上，固定着一个安装支架34，在该安装支架34的圆周表面周围通过片弹簧36支撑着一个磁性材料的环形板。在螺线管33中没有电流通过时，该环形板35由于片弹簧36的弹性作用而与从动带轮31分离，如图9中所示。然而，当螺线管33中有电流通过时，环形板被吸引到该从动带轮31上，因而允许驱动带轮31向转动轴10传递转矩。就是说，螺线管33、环形板35和片弹簧36组成一个电磁离合器37，用来连接或分离从动带轮31和转动轴10。同样，环形带38横跨在固定在推进发动机的曲柄轴端部上的主动带轮和从动带轮31之间。另外，在通过电磁离合器37将从动带轮31和转动轴10连接起来的状态下，转动轴10基于环形带38的转动而发生转动。
按照上述方式形成的斜盘式压缩机1的操作如下所述。亦即，为了实现汽车内部的冷却和除湿，在操作一个蒸汽压缩型制冷器时，通过作为驱动源的推进发动机使转动轴10转动。因此，斜盘21发生转动，组成多个活塞17的滑动部分18在相应的圆柱孔16内往复运动。另外，根据滑动部分18的这种往复运动，将从进气口9吸入的制冷剂蒸汽通过每个入口25从低压室6吸入压缩室19。当在每个压缩室19中进行压缩后，该制冷剂蒸汽通过出口26被送入高压室7，然后从出气口排出。
图9所示的压缩机是斜盘相对于转动轴的倾斜角不变的一种压缩机，因此制冷剂的排放量是固定的。另一方面，一种移动量可变的斜盘式压缩机，其斜盘相对于转动轴的倾斜角是可以变化的，其目的是按照冷却负荷及类似量来改变排放量，这种压缩机通常由例如日本未经审查的专利H8-326655的公开文本等所披露的内容而广为人知，并且通常已经实施。再者，作为用于组成汽车空调设备的蒸汽压缩型制冷器的压缩机，在某些地方也对涡旋式压缩机的使用有所研究。另外，对于通常用一个球窝接头使活塞往复运动的压缩机，在某些地方仍有应用。
不论使用哪种结构的压缩机，构成汽车空调设备的压缩机是由环形带驱动的，该环形带横跨在固定在推进发动机曲柄轴端部的主动带轮和设置在压缩机侧的从动带轮之间。因此，基于环形带拉力的径向负载施加在可转动地支撑从动带轮的轴承上。为了在环形带和每个带轮之间实现可靠的动力传递而不发生打滑，作用在环形带上的拉力，换言之，径向负载就相应地变大。因此，作为用于支撑从动带轮的轴承，为了支撑这个很大的径向负载，有必要使用具有足够的负荷能力的轴承。
从这个观点看，在装入图9中所示通常结构的双列滚珠轴承32时，以双列设置的滚珠39的间距D很大，因而可以认为该结构是能够确保足够的负荷能力的结构。然而，对于双列滚珠轴承32，轴向上的尺寸变大。在另一方面，近来，考虑到全球环境，尝试提高汽车的燃料效率，需要使汽车辅助装置例如压缩机小型化并减轻其重量。此外，同样还产生了减小滚动轴承的轴向尺寸的需求，该滚动轴承用于支撑装入汽车辅助装置的从动带轮。
为了适应这种需求，作为用于支撑从动带轮的滚动轴承，正在对单列深沟球轴承以及三点或者四点接触型滚珠轴承的使用进行研究。然而，使用这些滚珠轴承，相对于施加在从动带轮上的载荷，主要是弯矩载荷的刚度，不能容易地得到保证，并且很难确保足够的低振动特性(不发生振动的倾向)或者耐久性。亦即，也有这种情况，尽管幅度很小，但是从动带轮的弯矩载荷作用在滚珠轴承上。然而，单列深沟型滚珠轴承相对于弯矩载荷的刚度很小。同样，对于三点到四点接触型滚珠轴承，尽管相对于弯矩载荷的刚度高于普通的单列深沟型滚珠轴承，但是由于例如作用在环形带上的拉力的数值或者设置(径向载荷的方向和滚珠轴承中心位置之间的偏心)的关系，也会出现刚度并不总是足够的情况。其结果是，在操作过程中的振动以及噪声更可能出现，而且很难确保耐久性。
本发明的带轮支架的双列滚珠轴承是在考虑了这些情况后发明的。
相关技术
考虑到这些情况，本发明人首先考虑通过减小滚珠的直径并减小以双列设置的滚珠之间的间距来确保所需的刚度，以及使用轴向尺寸减小的双列滚珠轴承来支撑从动带轮(日本专利申请2002-24863，日本专利申请2002-97966)。在按照这些相关发明的带轮支架的双列滚珠轴承的情况中，使用了一个外圈的外径小于或等于65mm并且在内圆周表面上具有双列外圈滚道的轴承。同样，使用一个在外圆周表面上具有双列内圈滚道的内圈。再者，使用直径(外径)小于或等于4mm的滚珠，并且设置几个这样的滚珠从而能够在每个外圈滚道和每个内圈滚道之间自由滚动。同样，通过使用一个保持架，使每个滚珠得以保持以允许其自由滚动。再者，使用一对密封圈来密封内部空间两侧的开口，该内部空间容纳外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的每个滚珠。另外，滚珠之间的间距，以及滚珠和密封圈之间的距离减小，从而提供一个轴向上的总宽度(近似与外圈的宽度和内圈宽度一致)小于或等于该内圈内径45％的双列滚珠轴承。
同样，为了减小滚珠之间的间距，每个保持架使用由合成树脂制成的冠形保持架，而所设置的每个保持架的边缘从相对侧(＝在轴向上的外侧＝与密封圈相对的侧面)彼此相对。同样，在每个保持架的边缘和密封圈的内表面之间的距离减小。然而，同样在这种情况下，每个保持架的边缘和每个密封圈的内表面之间的距离能确保大于或等于每个滚珠直径的13％，从而可以保证两个密封圈之间容纳每个滚珠的内部空间中的润滑脂的填充量。
按照与相关发明有关的带轮支架的双列滚珠轴承，可以保证力矩刚度，同时轴向宽度减小，并且有可能有助于实现小而轻的汽车辅助装置，该装置在运行中产生低噪声。
对于与现有发明有关的带轮支架的双列滚珠轴承，容纳密封圈对之间多个滚珠的内部空间的静态空间容量变小，亦即，围在外圈的内圆周表面、内圈的外圆周表面和两密封圈的内表面中的内部空间容量减去每个滚珠和保持架的体积变小。当然，如果用于润滑这些滚珠的滚动表面、外圈滚道和内圈滚道的滚动接触部分的润滑脂的容量超过该内部空间的静态容量，则该润滑脂不能被填入到该内部空间中。
因此，为了保证在滚动接触部分处的充分的润滑和带轮支架的双列滚珠轴承的耐久性，需要保证在内部空间中润滑脂的填充量，或者有必要实现一种能有效地利用填充在该内部空间中的润滑脂的结构。
发明内容
以与上述与相关发明有关的带轮支架的双列滚珠轴承相同的方式，按照本发明的任何带轮支架的双列滚珠轴承，其设有：一个外径小于或等于65mm并且在内圆周表面上具有双列外圈滚道的外圈；一个在外圆周表面上具有双列内圈滚道的内圈；直径小于或等于4mm的滚珠，设置几个滚珠从而使滚珠在外圈滚道和内圈滚道之间自由滚动；一个保持这些滚珠以便使其自由滚动的保持架；以及一个存在于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间的密封圈，该密封圈密封容纳滚珠的内部空间两端上的开口。另外，轴向上的轴承宽度小于或等于内圈内径的45％，并且通过将内圈安装在支撑元件的外部，将外圈安装在一个带轮的内部，使带轮可转动地支撑在此支撑元件的圆周上。
特别是，在按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第一方面，在连续部分的轴向外侧端部靠近外圈的内圆周表面的两端上，设置一个轴向长度大于或等于连续部分轴向长度30％的斜面，该连续部分位于每个外圈滚道和设置在该内圆周表面两端上的一个大直径部分之间，用来阻止性地与一个密封圈接合，而当它接近大直径部分时，该斜面在内径增加的方向上逐渐倾斜。
再者，在按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第二方面，对于径向尺寸，每个外圈滚道比每个内圈滚道浅。
另外，在按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第三方面，每个保持架的设计使得每个凹部(pocket)的内表面靠近相应滚珠的滚动表面并与之相对，其径向位置由滚珠确定，一组滚珠的节径和保持架内径之间的差值大于保持架外径和该节径之间的差值。
再者，在按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第四方面，每个保持架的设计使得每个凹部的内表面靠近相应滚珠的滚动表面并与之相对，其径向位置由滚珠确定，外圈的内径和保持架外径之间的差值大于保持架内径和内圈外径之间的差值。
同样，在按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第五方面，每个按照双列设置的滚珠形成背对背双联式接触角，在轴向外侧部分上的外圈的内径大于每个外圈滚道的最大直径，该轴向外侧部分作为每个外圈滚道的承载侧。
另外，在按照本发明的带轮支架的双列滚珠轴承的第六方面，每个按照双列设置的滚珠形成面对面双联式接触角，在轴向内侧部分上的外圈的内径大于每个外圈滚道的最大直径，该轴向内侧部分作为每个外圈滚道的承载侧。
对于按照上述方式构成的本发明的带轮支架的双列滚珠轴承，可以确保内部空间中润滑脂的填充量，或者可以有效利用内部空间中填充的润滑脂，可以确保滚动接触部分的充分润滑，可以保证带轮支架的双列滚珠轴承的耐久性。
首先，在按照本发明带轮支架的双列滚珠轴承的第一方面的情况中，在向内部空间填充润滑脂时，斜面引导润滑脂并进一步地将润滑脂装入内部空间中。因此，可以确保在内部空间中润滑脂的填充量。
接下来，在第二方面的情况中，润滑脂被有效的输送到每个滚珠的滚动表面和每个外圈滚道之间的滚动接触部分，该润滑脂在运行中通过离心力沿径向向外输送并到达外圈的内圆周表面。
接下来，在第三和第四方面的情况中，因为每个保持架的径向位置受到滚珠导向的约束，在每个保持架的内外圆周表面和内圈的外圆周表面及外圈的内圆周表面之间形成间隙，因此能够通过这个间隙将润滑脂输送到滚动接触部分。再者，在任何情况下，因为保持架位于内圈外圆周表面和外圈内圆周表面之间的中间部分的内径侧上，在每个保持架的外圆周表面和外圈的内圆周表面之间的间隙厚度增加。因此，按照第二种实施例的情况中的相同方式，润滑脂能够被有效的输送到每个滚珠的滚动表面和每个外圈滚道之间的滚动接触部分，该润滑脂在运行中通过离心力沿径向向外输送并到达外圈的内圆周表面。
另外，在第五和第六方面的情况中，通过增大承载侧部分上外圈的内径，可以增加静态空间容量，并增加能够填充入内部空间的润滑脂量。
附图说明
图1是示出了本发明一种实施例的第一个示例的横截面视图。
图2是图1中右上部分的放大视图。
图3是一个示意性横截面视图，其示出了斜面形状的第二个示例，其中图1的左上部分被省略。
图4是与图2相似的一个视图，其示出了本发明一种实施例的第二个示例。
图5是一个局部横截面视图，其示出了本发明的一种实施例的第三个示例，其中内圈被省略。
图6是一个局部横截面视图，其示出了本发明的一种实施例的第四个示例，其中内圈被省略。
图7是一个局部立体图，其示出了保持架优选形式的一个示例。
图8是从径向看的保持架优选形式的一个示例。
图9是一个横截面视图，其示出了通常所知的压缩机的一个示例。
图10是从图9中箭头A的方向看的一个视图。
具体实施方式
图1到图3示出了本发明一种实施例的第一个示例，其对应于第一方面、第二方面、第三方面和第四方面。对于图1和图2(以及下文中提到的图4到图6)，各零件的比例按照实际比例绘制。在本示例的带轮支架的双列滚珠轴承32a的情况中，对于外圈40，使用一个外径D40小于或等于65mm(D40≤65mm)并且在内圆周表面上具有一个双列外圈滚道41的外圈。同样对于内圈42，使用一个在外圆周表面上具有双列内圈滚道43的内圈。在本示例的情况中，每个外圈滚道41的深度D41和每个内圈滚道43的深度D43相等(D41＝D43)。同样，使用直径(外径)D44小于或等于4mm(D44≤4mm)(实际为3到4mm)的滚珠44，这些滚珠设置在每个外圈滚道41和每个内圈滚道43之间，几个滚珠形成一组，从而允许其自由滚动。再者使用一对保持架45，将滚珠44保持在适当位置上，同时允许滚珠自由滚动，使用一对密封圈46来密封内部空间47两端上的开口，该内部空间47存在于外圈40的内圆周表面和内圈42的外圆周表面之间并容纳滚珠44。在所有附图中，相同的附图标记用于相同的元件。
另外，通过减小每个滚珠44之间的间距d44，以及这些滚珠44和每个密封圈46的内表面之间的间距d46，而双列滚珠轴承32a在轴向上的宽度W32大体上减小到小于或等于内圈42内径R42的45％(W32≤0.45R42)，这些滚珠44按照双列设置在每个外圈滚道41和每个内圈滚道43之间，几个滚珠形成一组。
同样，为了减小滚珠44之间的间距d44，将合成树脂制成的冠状保持架用于每个保持架45，将每个保持架45的边缘48设置为从相对侧(＝在轴向上的外侧＝与密封圈46相对的侧面)彼此相对。使用这种结构，能够减小滚珠44之间的间距d44而不受边缘48的阻碍。同样，缩短了每个边缘48和密封圈46的内表面之间的距离L48。然而，同样在这种情况中，可以保证边缘48和每个密封圈46的内表面之间的距离L48大于或等于滚珠44的直径D44的13％(L48≥0.13 D44)，从而可以确保内部空间47中的润滑脂填充量，该内部空间47用于在两个密封圈46之间容纳滚珠44。
同样，在本示例的情况中，作为对应于本发明第一方面的结构，在靠近外圈40的内圆周表面两端的部分上形成一个凹形的圆锥形斜面49。亦即，在外圈40的内圆周表面的两端上，形成一个直径大于中心部分的大直径部分50，在每个大直径部分50的轴向内半部分上，形成一个阻挡沟槽51，用于阻挡性地与每个密封圈46的外圆周边缘部分接合。另外，在位于每个大直径部分50和每个外圈滚道41之间的连续部分52的轴向外侧上，设置一个斜面49，该斜面49在接近大直径部分50时在内径增加的方向上逐渐倾斜。
每个斜面的轴向长度L49设置为大于或等于轴向长度L52的30％(L49≥0.3L52)。例如，在图3中，示出了每个斜面49的两个示例。首先，在图3(A)示出的示例中，连续部分52的轴向长度L52设置为大约1.6mm，而斜面49的轴向长度L49设置为大约0.87mm。另外，在图3(B)示出的示例中，连续部分52的轴向长度L52设置为大约1.1mm，而斜面49的轴向长度L49设置为大约0.5mm。再者，斜面49相对于外圈40的中心轴的倾斜角θ按照这种方式进行调节，即通过使用该斜面49作为导向而便于将润滑脂填充到内部空间47中。亦即，可以保证斜面49的最大外径D49，并且为了在填充过程中使相对该斜面推入的润滑脂易于向斜面49的小直径侧流动，将倾斜角调节为30到60度。例如，优选地，将倾斜角设置为大约454±5度。
在本示例的双列滚珠轴承32a的情况中，通过设置上述斜面49，可以向内部空间47中填充足够的润滑脂。亦即，在向内部空间47中填充润滑脂时，由喷油嘴(图中未示出)推入内部空间47中的润滑脂的一部分在斜面49的引导下送入内部空间47的深处。因此，可以保证填充入内部空间47中的润滑脂量，在每个滚珠44的滚动表面和每个外圈滚道41以及每个内圈滚道43之间的滚动接触部分的润滑变得充分并且合适。因此，可以保证双列滚珠轴承32a的耐久性。特别是，在附图示出的示例的情况中，斜面49a和49b也在每个保持架45边缘48的外侧面的内圆周边缘和外圆周边缘上形成。当填充润滑脂时，斜面49a和49b中的每一个也起导向作用并有助于保证填充入内部空间47中的润滑脂量。
此处，尽管在图中省略了一个沿径向向内凹陷的凹部，该凹部在每个保持架45边缘48的外圆周表面的一部分上形成，通过在该凹部内积聚润滑脂，也有可能保证填充入内部空间47中的润滑脂量。再者，一个沿径向向外凹陷的凹部在连接部分52的一部分上形成，该连接部分52存在于靠近外圈40的内圆周表面两端的部分上，通过在该凹部上积聚润滑脂，也有可能保证填充入内部空间47中的润滑脂量。不论在哪种情况下，在对应于凹部的部分上，从保证润滑脂量的观点来看，都希望将保持架的外圆周表面和外圈内圆周表面之间的径向间距设置为大于或等于滚珠44直径的15％。
再者，在本示例的情况中，作为对应于第三方面和第四方面的结构，每个保持架45在径向上的定位通过滚珠的导向来确定。亦即，将每个保持架45的凹部53的内表面制成部分球形凹面，该部分球形凹面的曲率半径略大于每个滚珠44滚动表面的曲率半径，这样凹部53的内表面与每个滚珠44的滚动表面紧密面对。采用这种结构，每个滚珠44被支撑起来从而可以在凹部53内自由滚动，同时保持架45在径向上的定位由每个滚珠44确定。
尽管通常的作法是，通过滚珠的导向对冠状保持架在径向进行定位，在通常滚珠导向的情况中，滚珠的节圆和保持架的径向中心位置是一致的。另一方面，在本示例的情况中，每个保持架45相对于每个滚珠44节圆朝着内径侧具有一个偏移。亦即，在本示例的情况中，按照与所描述的第三方面相同的方式，多个滚珠44的节圆直径Dp和每个保持架45的内径R5之间的差值大于每个保持架45的外径D45与节圆直径之间的差值{(Dp-R5)＞(D45-Dp)}。换言之，按照与第四方面相同的方式，外圈40的内径R40和每个保持架45的外径D45之间的差值大于保持架45的内径R45与内圈42的外径D42之间的差值{(R40-D45)＞(R45-D42)}。
在本示例的双列滚珠轴承32a的情况中，每个保持架45在径向的定位由滚珠的导向按照上面的方式确定，并且通过相对于滚珠44的节圆直径朝着内径侧设置一个偏移，有可能实现对存在于内部空间47中的润滑脂的有效利用。亦即，因为保持架45的径向定位是通过滚珠的导向调节的，在每个保持架45的内圆周表面和外圆周表面与内圈42的外圆周表面以及外圈40的内圆周表面之间形成间隙54a和54b，这些间隙足够润滑脂流动通过。其结果是，通过这些间隙54a和54b，润滑脂可以被输送到每个滚珠44的滚动表面和每个外圈滚道41以及每个内圈滚道43之间的滚动接触部分。
另外，每个保持架45相对于中间位置在径向上位于内径侧(在本示例中，与每个滚珠44的节圆相同的位置)，该中间位置位于内圈42的外圆周表面和外圈40的内圆周表面之间。因此，每个保持架45的外圆周表面和外圈40的内圆周表面之间的间隙54b的厚度Tb大于每个保持架45的内圆周表面和内圈42的外圆周表面之间的间隙54a的厚度Ta(Tb＞Ta)。因此，在双列滚珠轴承32a的运行中，通过离心力沿径向向外输送并到达外圈40的内圆周表面的润滑脂被有效地输送到位于每个滚珠44的滚动表面和每个外圈滚道41之间的滚动接触部分。粘在每个滚珠44的滚动表面上从而进入这些滚动接触部分的润滑脂被直接输送到每个滚珠44的滚动表面和每个内圈滚道43之间的滚动接触部分。其结果是，滚动接触部分的润滑状况变得很理想。
再者，在本示例的情况中，在外圈40和内圈42的一部分上，将分别对应于外圈滚道41和内圈滚道43底部的薄层部分的厚度T41和T43设置为大于或等于每个滚珠44的直径D44的50％(T41、T43＞0.5 D44)。另外，在将外圈40安装在一个由合成树脂或者铝合金制成的带轮内部、或者将内圈42安装到由铝合金制成的支撑圆筒30(参见图9)外部的情况中，这种结构防止双列滚珠轴承32a的内部间隙变得非常小(内部间隙的绝对值的负值变大)。
亦即，在近几年，由于减轻重量的目的，正在实现使用合成树脂或者铝合金制造带轮，以及使用铝合金制造包括支撑圆筒30(参见图9)的外壳2。然而，在这两种情况中，合成树脂和铝合金的线膨胀系数大于用来制造外圈40和内圈42的轴承钢的线膨胀系数。因此，随着温度的升高，从支撑圆筒30处在内圈上施加一个向外的径向力，该内圈通过干涉配合安装在支撑圆筒30的外部。同样，如果对于安装在带轮内部的的外圈，为了防止在温度升高过程中相对于带轮的蠕变，增加了外圈相对于带轮的配合过盈量，将会在常温下向外圈沿径向向内的方向施加一个大的外力。在这种方式中，在内圈42和外圈40的径向上施加大的外力，内圈42和外圈40的直径发生改变，并且如上所述，双列滚珠轴承32a的内部间隙变得特别小，以至于存在双列滚珠轴承32a的耐久性降低的可能性。另一方面，在本示例的情况中，由于在外圈40和内圈42的一部分上，可以保证分别对应于外圈滚道41和内圈滚道43底部的薄层部分的厚度T41和T43，限制了外圈40和内圈42的尺寸在径向上发生改变，从而能够防止双列滚珠轴承32a耐久性降低。
在附图所示的示例中，每列滚珠44的中心和外圈40及内圈42的轴向端面之间的轴向长度L44大于滚珠44列间的间距P44(P44＜L44)，该滚珠44以双列配置。使用这种结构，可以保证内部空间47的最小必需容量，从而可以在内部空间47中填充足够量的润滑脂。同时，通过防止润滑脂的填充比例(润滑脂的填充量/静态空间容量)变得非常高(接近100％)，可以防止润滑脂的泄漏。
接下来，图4示出了本发明的一种实施例的第二个示例，该示例对应于第一方面和第二方面。在本示例的双列滚珠轴承32b的情况中，使用标准的滚珠导向作为确定保持架45a的径向定位的结构，而滚珠44的节圆和保持架45a的径向中心位置是一致的。然而，在本示例中，将外圈滚道41的深度D41′设置得比内圈滚道43的深度D43浅(D41′＜D43)。同时，同样在本示例中，按照与上述第一个示例相同的方式，每个保持架45a的外圆周表面和外圈40的内圆周表面之间的间隙54b的厚度Tb大于每个保持架45a的内圆周表面和内圈42的外圆周表面之间的间隙54a的厚度Ta(Tb＞Ta)。再者，在本示例中，密封圈46a的结构与上述第一个示例不同。由于其它部分的结构及操作与第一个示例相同，重复的叙述被省略。
接下来，图5示出了本发明一种实施例的第三个示例，该示例对应于第五方面。在本示例的双列滚珠轴承32c的情况中，以双列设置的每个滚珠44具有背对背双联式接触角。为了与此相适应，在外圈40a的内圆周表面上，形成一对外圈滚道41a，该外圈滚道41a为角型(angulartype)同时每个外圈滚道在轴向朝着外部。另外，每个外圈滚道41a上的轴向外侧为承载侧，该承载侧上的外圈40a的内径大于或等于每个外圈滚道41a的最大直径。亦即，外圈40a的内径在两个外圈滚道41a之间的间隔部分处最小，在两个外圈滚道41a的两外侧端部处的内径设置为大于该间隔部分，从而所谓的沟槽深度为零。
在按照上述方式构成的本示例的双列滚珠轴承32c的情况中，通过增加外圈40a在承载侧部分的内径，静态空间容量增加，从而能够增加填充在内部空间47a中的润滑脂量。另外，因为在靠近外圈40a的内圆周表面两外侧端的部分上的直径大，润滑脂可以很容易地填充入内部空间47a中，因此能够将足够量的润滑脂填充到内部空间47a中。其结果是，滚动接触部分的润滑状况得到改善，并且可以保证双列滚珠轴承32c的耐久性。
接下来，图6示出了本发明一种实施例的第四个示例，该示例对应于第六方面。在本示例的双列滚珠轴承32d的情况中，双列设置的每个滚珠44具有面对面双联式接触角。为了与此相适应，在外圈40b的内圆周表面上，形成一对外圈滚道41b，该外圈滚道41b为角型并且每个外圈滚道在轴向上朝向内侧。另外，外圈滚道41b之间的间隔部分处的外圈40b的内径大于每个外圈滚道41b的最大直径，该间隔部分为承载侧。亦即，外圈40b的内径在两个外圈滚道41b两个外侧端部处最小，在两个外圈滚道41b之间的间隔部分处的内径设置为大于两端部分，从而所谓的沟槽深度为零。
在按照上述方式构成的本示例的双列滚珠轴承32d的情况中，通过增加承载侧部分上外圈40b的内径，静态空间容量增加，从而能够增加填充在内部空间47b中的润滑脂量。特别是，由于运行中离心力的作用沿径向向外流动的润滑脂聚集在外圈40b的横向中心部分中，亦即两外圈滚道41b之间的部分中，因而能够有效地向滚动接触部分供应润滑脂。其结果是，改善了滚动接触部分处的润滑，并且可以保证双列滚珠轴承32d的耐久性。
在实施本发明的情况中，通过设计保持架的形式或者设计外圈、内圈和滚珠的材料，能够进一步提高带轮支架的双列滚珠轴承的耐久性。例如，如图7和8所示，如果在凹部53a的内表面的一部分上使用一个具有圆柱形表面部分55的保持架，该圆柱形表面部分55的中心轴平行于保持架的中心轴，然后保证内部空间中的润滑脂的填充量，那么能够实现向每个滚动接触部分充分供应润滑脂。因此可以实现双列滚珠轴承耐久性的进一步改进。
再者，如果对于每个滚珠，使用氮化钢或者碳氮共渗钢制成的滚珠(DS滚珠和UR滚珠)，或者使用陶瓷制成的滚珠，即使在滚动接触部分上的润滑脂不足的情况下，也可以避免在滚动接触部分上发生金属的接触，并且可以进一步提高带轮支架的双列滚珠轴承的耐久性。同样，如果使用由碳氮共渗钢制成的外圈或者内圈，或者外圈、内圈都由碳氮共渗钢制成，也可以避免在滚动接触部分发生金属的接触，而带轮支架的双列滚珠轴承的耐久性可以进一步提高。
工业应用
由于本发明的带轮支架的双列滚珠轴承以上述结构使用，有可能有助于各种汽车辅助装置例如压缩机的小型化和减轻重量，同时保证足够的耐久性。

Claims (7)

1.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其包括：
一个外径小于或等于65mm的外圈，该外圈在其内圆周表面上具有双列外圈滚道；
一个内圈，其在外圆周表面上具有双列内圈滚道；
直径小于或等于4mm的滚珠，设置多个滚珠从而这些滚珠能在外圈滚道和内滚道之间自由滚动；
一个保持滚珠从而使滚珠能够自由滚动的保持架；以及
一个密封圈，其位于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间，并密封容纳这些滚珠的内部空间两端上的开口；以及
轴向宽度小于或等于内圈内径的45％，通过将内圈安装在支撑元件的外部，并将外圈安装在带轮的内部，使带轮可转动地支撑在支撑元件的周围，其中，
在连续部分的轴向外侧端靠近外圈的内圆周表面的两端处，设置一个轴向长度大于或等于连续部分的轴向长度的30％的斜面，当该斜面接近大直径部分时，其沿内径增加的方向逐渐倾斜，该连续部分位于每个外圈滚道和设置在该内圆周表面两端上的一个大直径部分之间，该大直径部分用来阻止性地与一个密封圈接合。
2.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其设有：
一个外径小于或等于65mm的外圈，其在内圆周表面上具有双列外圈滚道；
一个内圈，其在外圆周表面上具有双列内圈滚道；
直径小于或等于4mm的滚珠，设置多个滚珠从而这些滚珠能在外圈滚道和内滚道之间自由滚动；
一个保持滚珠从而使滚珠能够自由滚动的保持架；以及
一个密封圈，其位于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间，并密封容纳这些滚珠的内部空间的两端上的开口；以及
轴向宽度小于或等于内圈内径的45％，通过将内圈安装在支撑元件的外部，并将外圈安装在带轮的内部，使带轮可转动地支撑在支撑元件的周围，其中，
对于径向尺寸，将每个外圈滚道制得比每个内圈滚道浅。
3.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其设有：
一个外径小于或等于65mm的外圈，其在内圆周表面上具有双列外圈滚道；
一个内圈，其在外圆周表面上具有双列内圈滚道；
直径小于或等于4mm的滚珠，设置多个滚珠从而这些滚珠能在外圈滚道和内滚道之间自由滚动；
一个保持滚珠从而使滚珠能够自由滚动的保持架；以及
一个密封圈，其位于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间，并密封容纳这些滚珠的内部空间的两端上的开口；以及
轴向宽度小于或等于内圈内径的45％，通过将内圈安装在支撑元件的外部，并将外圈安装在带轮的内部，使带轮可转动地支撑在支撑元件的周围，其中，
每个保持架的设计使得相应凹部的内表面靠近每个滚珠的滚动表面并与之相面对，其径向定位由滚珠确定，一组滚珠的节径和保持架内径之间的差值大于保持架外径和该节径之间的差值。
4.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其设有：
一个外径小于或等于65mm的外圈，其在内圆周表面具有双列外圈滚道；
一个内圈，其在外圆周表面上具有双列内圈滚道；
直径小于或等于4mm的滚珠，设置多个滚珠从而这些滚珠能在外圈滚道和内滚道之间自由滚动；
一个保持滚珠从而使滚珠能够自由滚动的保持架；以及
一个密封圈，其位于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间，并密封容纳这些滚珠的内部空间的两端上的开口；以及
轴向宽度小于或等于内圈内径的45％，通过将内圈安装在支撑元件的外部，并将外圈安装在带轮的内部，使带轮可转动地支撑在支撑元件的周围，其中，
每个保持架的设计使得相应凹部的内表面靠近每个滚珠的滚动表面并与之相面对，其径向定位由滚珠确定，外圈的内径和保持架外径之间的差值大于保持架内径和内圈外径之间的差值。
5.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其设有：
一个外径小于或等于65mm的外圈，其在内圆周表面上具有双列外圈滚道；
一个内圈，其在外圆周表面上具有双列内圈滚道；
直径小于或等于4mm的滚珠，设置多个滚珠从而这些滚珠能在外圈滚道和内滚道之间自由滚动；
一个保持滚珠从而使滚珠能够自由滚动的保持架；以及
一个密封圈，其位于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间，并密封容纳这些滚珠的内部空间的两端上的开口；以及
轴向宽度小于或等于内圈内径的45％，通过将内圈安装在支撑元件的外部，并将外圈安装在带轮的内部，使带轮可转动地支撑在支撑元件的周围，其中，
每个按照双列设置的滚珠具有背对背双联式接触角，在每个外圈滚道的轴向外侧部分上的外圈的内径大于每个外圈滚道的最大直径，该轴向外侧部分为承载侧。
6.一种带轮支架的双列滚珠轴承，其设有：
一个外径小于或等于65mm的外圈，其在内圆周表面上具有双列外圈滚道；
一个内圈，其在外圆周表面上具有双列内圈滚道；
直径小于或等于4mm的滚珠，设置多个滚珠从而这些滚珠能在外圈滚道和内滚道之间自由滚动；
一个保持滚珠从而使滚珠能够自由滚动的保持架；以及
一个密封圈，其位于外圈的内圆周表面和内圈的外圆周表面之间，并密封容纳滚珠的内部空间的两端上的开口；以及
轴向宽度小于或等于内圈内径的45％，通过将内圈安装在支撑元件的外部，并将外圈安装在带轮的内部，使带轮可转动地支撑在支撑元件的周围，其中，
每个按照双列设置的滚珠具有面对面双联式接触角，在每个外圈滚道的轴向内侧部分上的外圈的内径大于每个外圈滚道的最大直径，该轴向内侧部分为承载侧。
7.如权利要求1到6中任一项所述的带轮支架的双列滚珠轴承，其中，外圈安装在其内部的带轮的至少一个元件和一个内圈安装在其外部的支撑元件是由线膨胀系数大于构成滚道的金属材料线膨胀系数的材料制成，该滚道与所述元件相配合，在对应于滚道沟槽底部的部分上的滚道径向厚度大于或等于滚珠轴承的滚珠直径的50％，该滚道沟槽在与该元件配合的滚道上形成。
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