專利名稱：壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置，更具體地說，是涉及這樣一種壓縮機(jī)皮帶輪的支撐裝置，即這種壓縮機(jī)皮帶輪的支撐裝置被安裝成在汽車空調(diào)裝置的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置中，以便把從動皮帶輪支撐在諸如壓縮機(jī)外殼的靜止部分，使從動皮帶輪能自由轉(zhuǎn)動，以便對壓縮進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動。
背景技術(shù)：
安裝在汽車空調(diào)裝置中用于壓縮制冷劑的壓縮機(jī)被用于驅(qū)動汽車的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動。因此，在從動皮帶輪和驅(qū)動皮帶輪之間設(shè)置有運(yùn)形的環(huán)形帶，所說的從動皮帶輪被設(shè)置在壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的端部，所說的驅(qū)動皮帶輪被連接在發(fā)動機(jī)的曲柄軸的端部，通過這條環(huán)形帶的轉(zhuǎn)動來使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
圖7表示出了壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸1的轉(zhuǎn)動驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)動軸1被一滾動軸承(圖中未示)支撐在一箱體2內(nèi)，從而使該轉(zhuǎn)動軸1能自動轉(zhuǎn)動。利用多排徑向滾珠軸承5把一從動皮帶輪4可轉(zhuǎn)動地支撐在支撐缸部3周圍，所說的支撐缸部屬被設(shè)置在箱體2端部的外表面上。這個從動皮帶輪4整體上呈環(huán)形，并具有U形斷面，在從動皮帶輪4的內(nèi)側(cè)的空間中設(shè)置一電磁線圈6，該電磁線圈6被連接到箱體2的端面上。
另一方面，在從箱體2突出的部分中，在轉(zhuǎn)動軸1的端部連接一安裝支架7，利用一板簧9把一環(huán)形板8支撐在安裝支架7的周圍，所說的環(huán)形板8是由磁性材料制成的。如圖7所示，在沒有電流通過電磁線圈6時，在板簧9的彈力作用下，所說的環(huán)形板8與從動皮帶輪4分離開，而當(dāng)有電流通過電磁線圈6時，所說的環(huán)形板8被吸引向從動皮帶輪4，從而使轉(zhuǎn)動力從動皮帶輪4自由地傳遞到轉(zhuǎn)動軸1。換句話說，電磁線圈6、環(huán)形板8和板簧9形成一電磁離合器10，用于與從動皮帶輪4和轉(zhuǎn)動軸1接合和脫開。
如上所述，當(dāng)從動皮帶輪4被雙排徑向滾珠軸承5支撐著以便使該動皮帶輪4能自由轉(zhuǎn)動時，以及當(dāng)偏心荷載從環(huán)形帶11被稍微地施加到從動皮帶輪4時，所說的雙排徑向滾珠軸承5的外部軸承座圈12的中軸線很少會與內(nèi)部軸承座圈13的中軸線不對齊(變傾斜)。此外，這種結(jié)構(gòu)還能充分地確保所說雙排徑向滾珠軸承5的耐用性，并且可以防止從動皮帶輪4的轉(zhuǎn)動軸線發(fā)生傾斜，以及防止環(huán)形帶11發(fā)生偏心磨損。
然而，通過利用雙排徑向滾珠軸承5，可以避免在軸向方向上的尺寸的增加。在許多情況中，從動皮帶輪4的轉(zhuǎn)動支撐部必須被設(shè)置在有限的空間內(nèi)，因此，在軸向方向上任何尺寸的增加都是不利的。此外，隨著軸向方向上的尺寸的增加，部件的成本也會相應(yīng)地增大。
如果不采用雙排徑向滾珠軸承5，而是采用單排的深槽的徑向滾珠軸承來作為支撐著從動皮帶輪4的滾珠軸承，那么，就會變得更易于減小軸向方向上的尺寸，并且更易于把該軸承安裝在有限的空間內(nèi)。然而，在采用單排深槽徑向滾珠軸承的情況中，當(dāng)從動皮帶輪4受到一力矩荷載時，用于防止從動皮帶輪4發(fā)生傾斜的作用力是很小的，因此，徑向滾珠軸承的外部軸承座圈的中軸線與內(nèi)部軸承座圈的中軸線之間會發(fā)生嚴(yán)重的不對齊現(xiàn)象。從而會使徑向滾珠軸承的耐用性變得不足夠，并且使環(huán)繞在從動皮帶輪4周圍的環(huán)形帶11容易發(fā)生偏心磨損。
考慮到前面所提到的問題，采用單排四點接觸的徑向滾珠軸承來支撐著從動皮帶輪，這在日本專利公開hei No.9-119510和No.11-336795中被公開，這是已知的。圖8和圖9表示出了在日本專利公開hei No.9-119510中所公開的現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)的第二個例子。
在現(xiàn)有技術(shù)中的第二個例子中，從動皮帶輪4是由金屬板通過彎曲加工例如擠壓來制成的，從而利用一單排四點接觸的徑向滾珠軸承14來把從動皮帶輪4可轉(zhuǎn)動地支撐在一支撐部(圖中未示)周圍。這個徑向滾珠軸承14包括一外部軸承座圈15和一內(nèi)部軸承座圈16，它們被同心地支撐著；許多滾珠17。其中，一外環(huán)座槽18被設(shè)置在外部軸承座圈15的內(nèi)周面周圍。一內(nèi)環(huán)座槽19被設(shè)置在內(nèi)部軸承軸圈16的外周面周圍。兩個座槽18，19的斷面都呈尖拱門形，這種斷面具有一對弧，這對弧的曲率半徑大于滾珠17的直徑的1/2，并且在中部相交。因此，滾珠17的滾動表面分別在兩個接觸點與所說的座槽18，19相接觸，從而每個滾珠17總共有四個接觸點。
這種四點接觸式的徑向滾珠軸承14比通常的單排深槽的徑向軸承更能剛硬地抵抗力矩荷載，并且當(dāng)受到一個力矩荷載時，外部軸承座圈15的中軸線很難與內(nèi)部軸承座圈子6的中軸線變得不對齊。因此，與利用通常的單排深槽的徑向滾珠軸承的壓縮機(jī)的皮帶輪轉(zhuǎn)動支撐裝置相比，可以減輕環(huán)繞在從動皮帶輪4周圍的環(huán)形帶11(見圖7)的偏心磨損。
在日本專利公開hei No.11-336795中，上面所描述的四點接觸式徑向滾珠軸承被裝配在從動皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐部中，用于壓縮機(jī)驅(qū)動，而且，在從動皮帶輪和壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸之間設(shè)置一電磁離合器。
此外，如圖10所示，即使在三點接觸式的單排滾珠軸承14的情況中，抵抗力矩荷載的剛硬性也大于通常的單排深槽徑向滾珠軸承，并且當(dāng)受到一力矩時，外部軸承座圈15的中軸線也不易變得與內(nèi)部軸承座圈16的中軸線不對齊。這種三點接觸式滾珠軸承14具有一內(nèi)環(huán)座槽19，該內(nèi)環(huán)座槽被設(shè)置在內(nèi)部軸承座圈16的外周面周圍，并且把它的斷面做成具有單一曲率半徑的弧形，并且與滾珠17的滾動表面在一個點接觸；一尖拱門形的外環(huán)座槽18，該外環(huán)座槽被設(shè)置在外部軸承座圈15的內(nèi)周面周圍，并且按照圖9所示的四點接觸式的徑向滾珠軸承14相同的方式在兩個點與滾珠17的滾動表面接觸。在支撐這種具有三點接觸的滾珠軸承14的壓縮機(jī)的皮帶輪的情況中，與采用通常的單排深槽的徑向滾珠軸承的壓縮機(jī)的皮帶輪轉(zhuǎn)動支撐裝置相比，可以減輕環(huán)繞在從動皮帶輪4周圍的環(huán)形帶11的偏心磨損。
與圖10所示的結(jié)構(gòu)相比，三點接觸式的滾珠軸承具有相同的效果，在三點接觸式的滾珠軸承中，滾珠的滾動表面在一點與外環(huán)座槽相接觸，并且在兩點與內(nèi)環(huán)座槽相接觸。
如上所述，如果把三點接觸的徑向滾珠軸承或四點接觸的徑向滾珠軸承裝配在支撐部中，可轉(zhuǎn)動地支撐著從動皮帶輪，以便用于壓縮機(jī)驅(qū)動，那么，就能充分確保尺寸緊湊、重量輕，并且能充分確保軸承經(jīng)久耐用。然而，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，由于所有部件的尺寸都未被充分檢查，因此，并不總是能獲得適當(dāng)?shù)男Ч?br> 本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置是通過考慮上問題而制成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置包括用于壓縮機(jī)的一轉(zhuǎn)動軸；一靜止支撐部，被設(shè)置在所說轉(zhuǎn)動軸周圍；一滾動軸承，由所說的靜止支撐部支撐著；一皮帶輪，被所說支撐部周圍的滾動軸承可轉(zhuǎn)動地支撐著，并且在該皮帶輪周圍繞有環(huán)形帶。所說的滾動軸承是單排三點接觸或四點接觸式的徑向滾珠軸承，并且包括一內(nèi)部軸承座圈，該內(nèi)部軸承座圈具有一外周面，該外周面設(shè)置有一內(nèi)環(huán)座槽，并且在一點或兩點與滾珠的滾動表面相接觸；一外部軸承座圈，該外部軸承座圈具有一內(nèi)周面，該內(nèi)周面設(shè)置有一外環(huán)座槽，并且在一點或兩點與滾珠的滾動表面相接觸；許多滾珠，這些滾珠被設(shè)置在內(nèi)環(huán)座槽和外環(huán)座槽之間并且可以自由轉(zhuǎn)動。所說內(nèi)環(huán)座槽和外環(huán)座槽至少其中之一與每個滾珠的滾動表面在兩點接觸。所說的皮帶輪具有與環(huán)形帶接觸的一外周部分，從而在軸向方向上，在與皮帶輪的外周面相接觸的環(huán)形帶的中心與徑向滾珠軸承中心之間的距離小于或等于徑向滾珠軸承的節(jié)圓直徑的40％。


圖1是本發(fā)明一個實施例的一部分的剖面圖；
圖2是取自圖1所示實施例的徑向滾珠軸承的放大的剖面圖；圖3是具有滾珠的座槽的部分剖面圖，用于解釋槽深概念；圖4是一曲線圖，用于表示有效的徑向間隙與接觸橢圓的高度之間的相互關(guān)系；圖5是一曲線圖，表示表示滾珠從正常位置的移動量和周向位置之間的相互關(guān)系；圖6是一曲線圖，用于表示耐用性測試的結(jié)果，該耐用性測試是為了了解偏離量與節(jié)圓直徑的對耐用性的影響；圖7是局部剖面圖，用于表示傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第一個例子；圖8是局部剖面圖，用于表示傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第二個例子；圖9是一局部放大圖，用于表示四點接觸式的徑向滾珠軸承；圖10是局部放大圖，用于表示三點接觸式的徑向滾珠軸承；圖11是局部剖面圖，用于表示采用了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的另一個例子。
發(fā)明的最佳實施例本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置，包括與上述傳統(tǒng)壓縮機(jī)皮帶輪支撐裝置相同的方式，一轉(zhuǎn)動軸；一靜止支撐部，該靜止支撐部被設(shè)置在所說轉(zhuǎn)動軸周圍；一滾動軸承，被所說的靜止支撐部支撐著；一皮帶輪，被所說滾動軸承支撐著，從而使得該皮帶輪可繞著所說支撐部自由轉(zhuǎn)動，在該皮帶輪周圍繞有一環(huán)形帶。
此外，與上述日本專利公開Hei No.9-119510和11-336795所公開的滾動軸承相類似，所說的滾動軸承是單排三點接觸式或四點接觸式的徑向滾珠軸承，它包括一內(nèi)部軸承座圈，在該內(nèi)部軸承座圈的外周面周圍設(shè)置有一內(nèi)環(huán)座槽，該內(nèi)環(huán)座槽的形狀被制造成在一點或兩點與滾珠的滾動表面相接觸；一外部軸承座圈，該外部軸承座圈具的內(nèi)周面周圍設(shè)置有一外環(huán)座槽，該外環(huán)麻槽的形狀被制造成在一點或兩點與滾珠的滾動表面相接觸；許多滾珠，這些滾珠被設(shè)置在所說內(nèi)環(huán)座槽和外環(huán)座槽之間并可自由轉(zhuǎn)動；其中，所說的內(nèi)環(huán)座槽和外環(huán)座槽至少之一與每個滾珠的滾動表面在兩點相互接觸。
尤其是，在本發(fā)明的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置中，偏離量，具體地說是沿軸向方向在與皮帶輪的外周面部分相接觸的環(huán)形帶的中心與徑向滾珠軸承的中心之間的距離，等于或小于徑向滾珠軸承的節(jié)圓直徑的40％。
優(yōu)選地是，單獨的徑向滾珠軸承的徑向間隙(在內(nèi)部軸承座圈和外部軸承座圈被裝配嚙合元件之前)小于或等于徑向滾珠軸承的節(jié)圓直徑的0.2％，或小于或等于滾珠直徑的1.5％。
此外，優(yōu)選地是，前面所述的偏離量小于或等于節(jié)圓直徑的20％，更優(yōu)選地是，小于或等于10％。此外，在需要時，偏離量的下限可為1毫米或更大。
此外，優(yōu)選地是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是下面1至5項中的一項或兩項或更多項的組合。
1.內(nèi)環(huán)座槽和外環(huán)座槽的槽深大于或等于滾珠直徑的18％。
2.徑向滾珠軸承被充填含有基油的潤滑脂，該基油是選擇下面所列出的一組物質(zhì)中的一種或兩種或更多種合成油，這組物質(zhì)為醚，酯和聚α烯烴油，脲增稠劑，至少Ba，Zn和ZnDTC作為添加劑。
3.對于內(nèi)部軸承座圈、外部軸承座圈和滾珠中至少之一元件，進(jìn)行至少一種滲氮和尺寸穩(wěn)定的加工。
4.滾珠被保持在一保持器的窩穴中，從而使這些滾珠能自由轉(zhuǎn)動，這些窩穴沿保持器的周向方向的內(nèi)部尺寸大于或等于滾珠直徑的1.03倍。
5.徑向滾珠軸承的斷面的寬度尺寸大于等于沿徑向方向的高度尺寸的1.3倍。
上述結(jié)構(gòu)方面的1至5項，獨立于本發(fā)明之外，可單獨地或任意地進(jìn)行組合地應(yīng)用于壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置的三點或四點接觸式的徑向滾珠軸承。
采用本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置，就可以抑制徑向滾珠軸承轉(zhuǎn)動阻力的增大，同時還可以抑制徑向滾珠軸承的內(nèi)部軸承座圈的中軸線與外部軸承座圈的中軸線變得不對齊。換句話說，環(huán)形帶的環(huán)繞位置偏離徑向滾珠軸承的偏離量被保持在小于或等于徑向滾珠軸承的節(jié)圓直徑的40％，從而就可以使通過皮帶輪作用到外部軸承座圈上的力矩荷載保持最小。
這樣就能抑制皮帶輪和外部軸承座圈相對于內(nèi)部軸承座圈發(fā)生傾斜，并且還能防止在徑向滾珠軸承的滾動接觸部分產(chǎn)生過大的表面壓力，從而能確保徑向滾珠軸承的耐用性。此外，還能使環(huán)繞在皮帶輪周圍的環(huán)形帶的偏心磨損保持最小，從而也就能確保環(huán)形帶的耐用性。
此外，通過把徑向滾珠軸承的徑向間隙保持在小于等于徑向滾珠軸承的節(jié)圓直徑的0.2％，或者小于等于滾珠直徑的1.5％，就可以使同心的中軸線不易變得不對齊，從而能改善操作性能。
此外，在需要的時候，通過加入上述第1項至第5項中的一項或兩項或更多項，還可以提高徑向滾珠軸承的耐用性。
首先，通過確保內(nèi)部座槽和外部座槽的槽深大于等于第(1)項所述的滾珠的直徑的18％，就可以防止?jié)L珠的滾動表面移動到內(nèi)環(huán)座槽或外環(huán)座槽的邊緣上，并且能防止向滾動表面施加過大的表面壓力，從而能確保滾動表面的滾動疲勞壽命，從而可提高徑向滾珠軸承的耐用性。
此外，通過充填含有上述第(2)項中所指定的組合物的潤滑脂，就能提高潤滑脂的壽命，從而就能提高徑向滾珠軸承的耐用性。
此外，通過如上述第(3)項所述進(jìn)行滲氮或尺寸穩(wěn)定處理，就能使那些經(jīng)處理的部件以及那些與所說經(jīng)處理的部件相接觸的部件的疲勞壽命被提高，從而能提高徑向滾珠軸承的耐用性。
此外，通過確保保持窩穴的內(nèi)部尺寸，就能防止這些窩穴中的滾珠強(qiáng)有力地擠壓著這些窩穴的內(nèi)表面，從而就能防止對保持器造成損害，并且能提高包括該保持器的徑向滾珠軸承的耐用性。
此外，根據(jù)上面第(5)項所述，通過確保徑向滾珠軸承斷面的寬度尺寸，就能增大徑向滾珠軸承內(nèi)部的空間，并且能增大能被充填到這個空間內(nèi)的潤滑脂的是，從而也就能延長潤滑脂的壽命，并且能提高徑向滾珠軸承的耐用性。
從上面的描述可以知道，第(1)項至第(5)項中的結(jié)構(gòu)可以單獨地或可任意組合地應(yīng)用于本發(fā)明的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置。此外，這些項中的結(jié)構(gòu)能被應(yīng)用于單排的滾珠軸承，并且無論該排排的滾珠軸承是三點接觸式還是四點接觸式的徑向滾珠軸承都能用，并且獨立于與本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置。在這種情況中，上面所述的第(1)項至第(5)項中的結(jié)構(gòu)能被單獨地或任意組合地應(yīng)用。
下面將參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。
圖1和圖2表示出了本發(fā)明的第一實施例。這個實施例的特征在于采用了四點接觸式的徑向滾珠軸承14結(jié)構(gòu)來作為滾珠軸承，以便在靜止的支撐部例如箱體2的支撐缸周圍可轉(zhuǎn)動地支撐著從動皮帶輪4，并且通過規(guī)定徑向滾珠軸承14和從動皮帶輪4之間的相互位置關(guān)系，以及與徑向滾珠軸承14的尺寸的相互關(guān)系，就能確保徑向滾珠軸承14和環(huán)繞在從動皮帶輪4上的環(huán)形帶11的耐用性，其它部件的結(jié)構(gòu)和功能與圖7所示的以及上面所描述的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的情況基本相同，從而在此相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記，因此將簡化描述，不再作多余的描述，并且主要針對這個實施例的特征部分進(jìn)行描述。
前述所說的徑向滾珠軸承14包括一外部軸承座圈15和一內(nèi)部軸承座圈16，所說的外部軸承座圈15和內(nèi)部軸承座圈16被支撐成相互同心；許多滾珠17。在所說外部軸承座圈15的內(nèi)周面周圍設(shè)置有一外環(huán)座槽18，在內(nèi)部軸承座圈16的外周面周圍設(shè)置有一內(nèi)不座槽19。這些環(huán)形座槽18，19的斷面呈尖拱門形，該尖拱門形具有兩條弧，這兩條弧在弧的中部相連，并且具有不同的圓心和曲率半徑Ro，Ri，這些曲率半徑大于滾珠17的直徑Da的1/2。在這個例子中，外環(huán)座槽18的曲率半徑是滾珠17直徑Da的0.53倍(Ro＝0.53Da)，內(nèi)環(huán)座槽19的曲率半徑Ri是滾珠17直徑Da的0.515倍(Ro＝0.515Da)。
采用上述結(jié)構(gòu)，對于每個滾珠17的總共四個接觸點而言，環(huán)形座槽18，19與滾珠17的滾動表面在兩點相接觸。在這個例子中，靜止角θ以從座槽18，19移動的角度來表示座槽18，19和滾珠17的滾動表面之間滾動接觸部的位置，這個靜止角θ為20度。
此外，當(dāng)徑向滾珠軸承14裝配有前面所提到的外部軸承座圈15、內(nèi)部軸承座圈16和滾珠17時，在徑向滾珠軸承14中具有正的或負(fù)的徑向間隙，然而，即使具有正的間隙時，這個值也被保持為小于等于徑向滾珠軸承14的節(jié)圓直徑Dp的0.2％，或小于等于滾珠17的直徑Da的1.5％。
把外環(huán)座槽18的曲率半徑Ro制造成大于內(nèi)環(huán)座槽18的曲率半徑Ro的原因在于相對于座槽18，19的圓周方向的凹凸形變得與外環(huán)座槽18和內(nèi)環(huán)座槽19相對。換句話說，通過把相對于圓周方向具有凸面形狀的外環(huán)座槽18的曲率半徑Ro制造得大于相對于圓周方向具有凸面形狀的內(nèi)環(huán)座槽19的曲率半徑Ri，使得在接觸區(qū)域中沒有大的間隙，在接觸部也不會產(chǎn)生大的接觸壓力，從而使座槽18，19的滾動疲勞壽命相匹配，從而使設(shè)計被簡化。
此外，根據(jù)操作條件，為了提高座槽18，19的滾動疲勞壽命，對外部軸承座圈15和內(nèi)部軸承座圈16在190℃至230℃或230℃至270℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行高溫回火。實際上，當(dāng)高溫回火被執(zhí)行時，是在200℃，210℃，220℃，240℃或260℃的標(biāo)稱溫度的溫度范圍內(nèi)來進(jìn)行的。
在圖示實施例中，在對座槽18，19進(jìn)行加工處理時，為了防止對所用工具造成干擾，在座槽18，19的寬度方向的中心設(shè)置一些逃逸槽20a，20b。然而，象圖9所示且在前面所描述的現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)那樣，這些逃逸槽20a，20b能被省去。
在任何情況下，外部軸承座圈15中的槽的底部的材料厚度T15(部分位于外環(huán)座槽18的中心，具有最小厚度)大于或等于滾珠17的直徑Da的20％，優(yōu)選地是，為滾珠17的直徑Da的20％至40％，即{T15＝(0.2至0.4)Da}。當(dāng)設(shè)置了逃逸槽20a時，材料厚度T15就是該逃逸槽20a的底部與外部軸承座圈15的外周面之間的距離。通過把這個材料厚度T15規(guī)定在前面所提到的范圍內(nèi)，就能防止徑向滾珠軸承14的直徑的無用的增大，從而能防止含有外部軸承座圈15的徑向滾珠軸承14的尺寸的增大，從而確保了外部軸承座圈15的強(qiáng)度。
此外，優(yōu)選地是，內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18的槽深大于等于滾珠17的直徑Da的18％。如圖3所示，四點接觸式的徑向滾珠軸承的內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18的槽深是指從具有前述曲率半徑Ri(Ro)的彎曲的底部到內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18的邊緣的距離H(在削邊的情況中，它是指到該削邊部分的距離)。通過把這個槽深制造得大于等于滾珠17的直徑Da的18％，就能防止?jié)L珠17的滾動表面注滾動到內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18的邊緣上，于是可防止向滾動表面施加大的表面壓力，從而也就能確保滾動表面的滾動疲勞壽命，并能提高徑向滾珠軸承14的耐用性。其中的原因?qū)⒄請D3和圖4來進(jìn)行解釋。
在滾珠17的滾動表面和內(nèi)環(huán)座槽19及外環(huán)座槽18之間的接觸部設(shè)置一對已知的接觸橢圓33，分別位于座槽18，19的左側(cè)和右側(cè)(相對于在圖3中的左右方向而言)，然而，這些接觸橢圓33的尺寸大小可根據(jù)施加到徑向滾珠軸承14的徑向荷載或力矩荷載而變化。當(dāng)施加一力矩荷載時，這對接觸橢圓33的尺寸大小就相互不同。
在任何情況中，當(dāng)接觸橢圓33整個地存在于內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18部分中時，就不會向滾珠17的滾動表面施加無窮大的表面壓力。然而，當(dāng)任何一個接觸橢圓33與內(nèi)環(huán)座槽18或外環(huán)座槽19相分離時(嚴(yán)格地說，是當(dāng)這些橢圓相分開從而使它們不再是相接觸的橢圓時，但是為了描述簡單，即使當(dāng)接觸區(qū)域到達(dá)邊緣時，在此也采用“接觸橢圓”這個術(shù)語)，由于邊緣荷載的緣故，從而在滾動表面上施加一個很大的壓力。
此外，為了確保滾珠17的滾動表面的滾動疲勞壽命和徑向滾珠軸承14的耐用性，需要使接觸橢圓33不要與內(nèi)環(huán)座槽19或外環(huán)座槽18相分離，或換句話說，需要使接觸橢圓不要到達(dá)環(huán)狀座槽19，18的邊緣。
因此，發(fā)明人作了一些實驗，發(fā)現(xiàn)了在力矩荷載作用下操作的四點接觸式的徑向滾珠軸承14有效徑向間隙與接觸橢圓33的高度之間的相互關(guān)系。這些實驗是利用上面參照圖2所描述的規(guī)定來進(jìn)行的，其中，在把1000牛的徑向荷載施加到節(jié)圓直徑Dp為43.5mm，偏離量為8.7mm(在圖1中，δ＝8.7mm，δ/D＝0.2＝20％)的徑向滾珠軸承14上的情況下，發(fā)現(xiàn)了因有效徑向間隙的波動而造成的接觸橢圓33的高度變化情況。
接觸橢圓33存在于四點接觸式的徑向滾珠軸承14的每個滾珠17的四個點處，然而，其中，到達(dá)最靠近座槽的邊緣部的接觸橢圓33的邊緣部的高度h被作為徑向滾珠軸承14的接觸橢圓33的高度。此外，還發(fā)現(xiàn)了這個高度h與滾珠17的直徑Da的比率(h/Da)與有效徑向間隙之間的相互關(guān)系。
在圖4中表示出了這些實驗的結(jié)果。本發(fā)明所針對的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐部中所裝配的四點接觸式的徑向滾珠軸承14在-40℃至160℃的溫度條件下被使用，并且在這種情況中，徑向滾珠軸承14的有效徑向間隙在-0.010mm(負(fù)間隙)至0.020mm(正間隙)的范圍內(nèi)。在這個范圍內(nèi)，由于有效徑向間隙最大，因此，接觸橢圓33的高度h是最高的，并且當(dāng)有效徑向間隙為0.020mm，接觸橢圓33的高度h和滾珠17的直徑Da的比率(h/Da)為18％。
從這些結(jié)果可以看出，象上面第(1)項中所描述的那樣，當(dāng)內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18的槽深H被確保為大于或等于滾珠17的直徑Da的18％時，就能防止?jié)L珠17的滾動表面滾上內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18的邊緣上。通過防止?jié)L動表面滾上所說的邊緣，就可以防止過大的表面壓力被施加到滾珠17的滾動表面上，從而可以確保滾動表面的滾動疲勞壽命，并且可以提高徑向滾珠軸承14的耐用性?？紤]到把滾珠17裝配到內(nèi)環(huán)座槽19和外環(huán)座槽18之間的裝配工作，槽深H和滾珠17的直徑Da的比率的最大值被取為40％或更小。這種通過使內(nèi)環(huán)座槽19和外部座槽18的槽深H保持為大于等于滾珠17的直徑Da的18％從而提高徑向滾珠軸承14的耐用性的技術(shù)當(dāng)然能與本發(fā)明所針對的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐部結(jié)合使用，也可以被用作其它的用途。
此外，如圖2所示，在外部軸承座圈15的兩端的內(nèi)周面周圍設(shè)置連接槽21，密封環(huán)22的外周邊就被連接在該連接槽21內(nèi)。這些密封環(huán)22包括一彈性材料24，該彈性材料被金屬芯23加強(qiáng)，該彈性材料24的外周邊被彈性地裝配在前面所提到的連接槽21內(nèi)。在這種情況中，設(shè)置彈性材料24的內(nèi)周邊上的密封唇25邊緣的尖端始終與內(nèi)部軸承座圈16的一部分滑動接觸，從而把滾珠17所處的內(nèi)部空間26的兩個開口密封住。優(yōu)選地是，密封環(huán)22的彈性材料24采用丁腈橡膠或丙烯酸酯橡膠。
這樣，內(nèi)部空間26就與外部分開，然后，象上面第(2)項所述的那樣，在40℃的情況下向所說空間內(nèi)充填醚族潤滑脂(圖中未示出)，這種潤滑脂的粘度為70到90mm2/s(cst)，優(yōu)選地是77至82mm2/s。優(yōu)選地是，這種潤滑脂是一種合成油，這種合成油以醚族油作為基油，并且含有脲增稠劑例如雙脲，并且至少以Ba，Zn和ZnDTC(超壓添加劑二代氨基甲酸酯鋅)作為添加劑。這種潤滑脂在滾珠17和座槽18，19的滾動接觸表面上形成油膜，從而有利于確保座槽18，19的滾動疲勞壽命。換句話說，當(dāng)由于在很大的偏離荷載條件下進(jìn)行操作而使徑向滾珠軸承14的內(nèi)部變熱時，充填在內(nèi)部空間26中的潤滑脂的壽命會因熱降解而被縮短。具有上述組合物的潤滑脂具有很強(qiáng)的熱阻，因此，因內(nèi)部空間26內(nèi)的溫度升高所造成的潤滑脂的壽命的縮短是很小的，這就有助于提高徑向滾珠軸承14的耐用性。
除了充填具有上述組合物的潤滑脂以外，還可以在所說的內(nèi)部空間26內(nèi)充填以醚族或聚α烯烴族合成油為基油的潤滑脂。
在本發(fā)明的這個例子中，滾珠17被一冠狀保持器或罩27保持著，從而使得這些滾珠17能自由轉(zhuǎn)動。通過利用合成樹脂的注模把這個保持器27制造成一個單一部件，所說的合成樹脂例如有聚酰氨樹脂或聚苯硫醚樹脂，其含有重量百分比為5至35％(優(yōu)選地是10至25％)的玻璃纖維作為加強(qiáng)材料。這個保持器27的底部，或換句話說，圓形邊緣部28的最薄且與窩穴29的最內(nèi)部相對應(yīng)的部分，沿軸向方向的厚度T28是滾珠17的直徑的10％至40％{T28＝(0.1～0.4)Da}。通過象上面所描述的那樣規(guī)定保持器27的尺寸，就可以使保持器27在徑向方向上尺寸的增大保持最小，同時，確保保持器27的強(qiáng)度，并且當(dāng)從動皮帶輪4高速轉(zhuǎn)動時無論所施加的離心力如何，都可使這個保持器27的彈性變形保持在一個不會造成實際問題的范圍內(nèi)。
此外，優(yōu)選地是，保持器27的圓周方向(圖1和圖2的前后方向)上的窩穴29的內(nèi)部尺寸是滾珠17的1.03倍或更大。通過這種方式來確保保持器27的窩穴29的內(nèi)部尺寸，就能防止窩穴29內(nèi)的滾珠17在窩穴29的內(nèi)表面上施加很大的擠壓力，從而就能防止保持器27受到損害，并且能提高具有這種保持器27的徑向滾珠軸承14的耐用性。其原因?qū)⒄請D5來進(jìn)行解釋。
前面所提到的保持器27隨著滾珠17的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，然而，滾珠17的旋轉(zhuǎn)速度受外環(huán)座槽18和內(nèi)環(huán)座槽19的接觸角的影響。此外，當(dāng)徑向滾珠軸承14在力矩荷載狀態(tài)下轉(zhuǎn)動時，與滾珠17的接觸角會在外環(huán)座槽18和內(nèi)環(huán)座槽19的周向方向上變化一點。
于是，在這個周向上，滾珠17的旋轉(zhuǎn)速度就會變得不均勻。換句話說，根據(jù)在周向方向上的相位，滾珠的旋轉(zhuǎn)速度會稍微增大或減小。結(jié)果是，在滾珠17的旋轉(zhuǎn)是均勻的(在周向方向上旋轉(zhuǎn)速度沒有變化的)情況中，在周向方向上的滾珠17的位置會相對于正常位置發(fā)生稍微地變動。
圖5表示出了當(dāng)徑向滾珠軸承14a在力矩荷載作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)動時，滾珠17偏離正常位置的距離與滾珠17的直徑Da的比值。圖5中的橫坐標(biāo)表示在圓周方向上的角度位置，縱坐標(biāo)表示偏離正常位置的偏離量與滾珠直徑Da的比值。
從圖5中可清楚地看出，當(dāng)這些滾珠17轉(zhuǎn)動一周時，這些滾珠就在轉(zhuǎn)動方向上在正常位置周圍向前或向后移動約±1.7％。結(jié)果是，當(dāng)滾珠17的滾動表面靠近窩穴29的內(nèi)表面時，滾珠17快速地沿旋轉(zhuǎn)方向擠壓著窩穴29的前部內(nèi)表面，類似地，滾珠17慢慢地擠壓著后部內(nèi)表面。因此，在圓周方向上，在一對相鄰的窩穴29之間的突片部(見圖2)上被施加很大的作用力，從而使作用力的方向沿著圓周方向發(fā)生改變，于是，就會使具有這種突片部32的保持器27失去耐用性。
與此相比，如果象上面所描述的那樣，把保持器27的圓周方向上窩穴29的內(nèi)部尺寸制造成滾珠17的直徑Da的1.03倍或更大，那么，就能防止這些窩穴29中的滾珠17用力擠壓著窩穴29的內(nèi)表面。當(dāng)所說的內(nèi)部尺寸是所說直徑Da的1.03倍時，滾珠17的滾動表面有可能擠壓窩穴29的內(nèi)表面，然而，這個擠壓力非常小，從而通過突片部32的不會產(chǎn)生問題的變形就能充分地吸收這個擠壓力。此外，通過把所說的內(nèi)部尺寸制造成所說的直徑Da的1.035倍或更大，那么，就能充分地防止?jié)L珠17的滾動表面擠壓窩穴29的內(nèi)表面。
為了在保持器27的圓周方向上增大窩穴29的內(nèi)部尺寸，可以增大窩穴29的整個內(nèi)部直徑，或者也可以把窩穴29制造成在圓擊方向上較長的卵形的形狀。
在任何一種情況中，考慮到保持器27的總體強(qiáng)度，沿圓周方向的內(nèi)部尺寸的最大值都由與直徑Da的相互關(guān)系來規(guī)定。通常，該內(nèi)部尺寸的最大值被規(guī)定為所說直徑Da的1.1倍或更小，優(yōu)選地是，被規(guī)定為所說直徑Da的1.05倍或更小。
此外，用于通過增大沿圓周方向的窩穴29的內(nèi)部尺寸來提高保持器的耐用性的技術(shù)并不局限用于圖中所示的冠狀的保持器，也可以應(yīng)用于沿軸向方向在兩端都具有邊緣部的機(jī)加工成的罩或保持器。此外，這種技術(shù)還能應(yīng)用于本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置，也可以應(yīng)用于實施本發(fā)明的其它用途。
如圖1所示，上述結(jié)構(gòu)的徑向滾珠軸承14被安裝在從動皮帶輪4的內(nèi)周面和箱體2的支撐缸3之間，以便形成本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置。當(dāng)以種方式來構(gòu)造壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置時，在環(huán)繞于從動皮帶輪4的外周面周圍的環(huán)形帶11的寬度方向上的中心位置(由圖1中的點劃線α表示)、中心位置(由圖1中的點劃線β表示)、在徑向滾珠軸承14的寬度方向上滾珠的中心都被沿著軸向方向(圖1中的左右方向)移動一個量δ(偏離量)，如圖1所示。在本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置中，前面所說的偏離量δ小于等于徑向滾珠軸承14的節(jié)圓的直徑Dp(見圖2)的40％(0.4Dp≥δ)。優(yōu)選地是，這個偏離量δ小于等于節(jié)圓直徑Dp的20％(0.2Dp≥δ)，更優(yōu)選地是小于等于節(jié)圓直徑Dp的10％(0.1Dp≥δ)，以便確保徑向滾珠軸承14的穩(wěn)定性。
對于這一點將參照圖6作進(jìn)一步地描述，在圖6中表示出了發(fā)明人所作的一些實驗的結(jié)果。圖6是表示耐久測試結(jié)果的曲線圖，執(zhí)行耐久測試是為了找出比值(δ/Dp)對徑向滾珠軸承14的影響，所說的比值(δ/Dp)是指徑向荷載的作用位置偏離徑向滾珠軸承14的中心(每個滾珠17的中心)的偏離量δ與徑向滾珠軸承14的滾珠的節(jié)圓直徑Dp的比值。圖6中的橫坐標(biāo)表示偏離量δ和節(jié)圓的直徑Dp的比值(δ/Dp)，縱坐標(biāo)表示壽命比值(無因次數(shù))。
縱坐標(biāo)上的壽命比值表示出，1是實際使用所需的壽命，當(dāng)這個壽命比值大于等于1時，結(jié)構(gòu)就能經(jīng)受得住實際的使用，然而，當(dāng)這個壽命比值小于1時，結(jié)構(gòu)就不能經(jīng)受住實際的使用了。在下面的條件下，通過利用固定的內(nèi)部軸承座圈16來操作徑向滾珠軸承14，并轉(zhuǎn)動所說的外部軸承座圈15，從而得出這個壽命比值，所說的條件為轉(zhuǎn)/分鐘10000轉(zhuǎn)/分鐘溫度通常的室溫徑向荷載2254牛發(fā)明人在11.5％至46％的范圍內(nèi)五次改變了偏離量δ，并且對于許多樣本測定出每個樣本的壽命(耐用性)。圖6中沿著與五個偏離量δ相對應(yīng)的虛線a的豎直線表示對于許多樣本的測試結(jié)果中的變化范圍，這些豎直線上的黑點表示這些樣本的平均值。
從圖6中的這些測試結(jié)果可以看出，當(dāng)偏離量δ小于等于徑向滾珠軸承14的節(jié)圓直徑Dp的40％時，就能實現(xiàn)這樣一種結(jié)構(gòu)，即這種結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受得住實際的使用，從而能確保實際使用所需的壽命。
然而，與此相比，當(dāng)偏離量δ超過徑向滾珠軸承14的節(jié)圓直徑Dp的40％時，徑向滾珠軸承14的耐用性就會迅速變差。而且，當(dāng)偏離量δ小于等于節(jié)圓直徑Dp的20％時，就能確保徑向滾珠軸承14的壽命大于等于實際使用所需的8倍。此外，當(dāng)偏離量δ小于等于節(jié)圓直徑Dp的10％時，就能確保徑向滾珠軸承14的壽命大約為實際使用所需壽命的10倍。
當(dāng)利用這種壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置時，由于環(huán)形帶11的張力的緣故，與前面所提到的偏離量δ成正比的力矩荷載通過從動皮帶輪4被施加到徑向滾珠軸承14上。此外，外部軸承座圈15的中軸線和內(nèi)部軸承座圈16的中軸線具有變得不對齊(傾斜)的趨勢。然而，在本發(fā)明的例子中，即使在這種情況中，也能抑制徑向滾珠軸承14轉(zhuǎn)動阻力的增大，同時，還能抑制徑向滾珠軸承14的外部軸承座圈15的中軸線和內(nèi)部軸承座圈16的中軸線變得不對齊。
換句話說，單獨的徑向滾珠軸承14的徑向間隙被保持成小于等于徑向滾珠軸承14的節(jié)圓直徑Dp的0.2％，或被保持成小于等于滾珠17的直徑Da的1.5％，從而使得前面所說的中心線不易變得不對齊。此外，環(huán)形帶11的環(huán)繞位置相對于徑向滾珠軸承14的偏離量δ被保持成小于等于節(jié)圓直徑Dp的40％，優(yōu)選地是被保持成小于等于節(jié)圓直徑Dp的20％，更優(yōu)選地是被保持成小于等于節(jié)圓直徑Dp的10％，從而能使通過從動皮帶輪4被施加到外部軸承座圈15上的力矩荷載保持很小。
這就能抑制從動皮帶輪4和外部軸承座圈15相對于內(nèi)部軸承座圈16發(fā)生傾斜，從而可以防止在徑向滾珠軸承14中在滾動接觸區(qū)域上施加過大的表面壓力。此外，還可以防止環(huán)繞在從動皮帶輪4周圍的環(huán)形帶11發(fā)生偏心磨損，從而確保環(huán)形帶11的耐用性。
為了防止前面所說的中軸線發(fā)生不對齊，并且為了消除由這種不對劑所造成的力矩荷載，使所說的偏離量δ為零，換句話說，在環(huán)形帶11環(huán)繞著從動皮帶輪4的外周面周圍的位置在軸向方向上的中心位置α能與徑向滾珠軸承14的軸向方向上的中心位置β配合。
然而，通過這樣做，由于在滾珠17的滾動表面和外環(huán)座槽18以及內(nèi)環(huán)座槽19之間的接觸點處會發(fā)生打滑，從而容易產(chǎn)生磨損和產(chǎn)生熱量。也就是說，當(dāng)為了消除力矩荷載而使偏離量δ為零時，在所說四個接觸點處，在滾珠17的滾動表面和外環(huán)座槽18以及內(nèi)環(huán)座槽19之間的兩個接觸點處的表面壓力在軸向方向的兩側(cè)變得幾乎相同。當(dāng)從動皮帶輪4在這種狀態(tài)下轉(zhuǎn)動時，就容易在這些接觸點處發(fā)生大的打滑，從而容易在徑向滾珠軸承14中產(chǎn)生熱量。此外，當(dāng)產(chǎn)生熱量時，就會使徑向滾珠軸承14的滾動疲勞壽命降低。
考慮到上述問題，采用本發(fā)明，就能使偏離量δ的最小值保持成大于等于1mm(δ≥1mm)。通過使這個偏離量δ大于等于1mm，就會在軸向方向的兩側(cè)在接觸點處的表面壓力中產(chǎn)生一壓差，從而就能防止在接觸點處發(fā)生很大的打滑，從而能延長徑向滾珠軸承14的滾動疲勞壽命。
上面的描述是針對四點接觸式的徑向滾珠軸承14來進(jìn)行的，在這種四點接觸式的徑向滾珠軸承14中，滾珠17的滾動表面與外環(huán)座槽18及內(nèi)環(huán)座槽19在總共四個點中的兩個點相接觸，然而，如圖10所示，對于三點接觸式的徑向滾珠軸承14而言，同樣也能獲得類似的結(jié)果，在這種三點接觸式的徑向滾珠軸承中，滾珠17的滾動表面在一個點與內(nèi)環(huán)座槽19相接觸，在兩個點與所說的外環(huán)座槽18相接觸。
對于這種三點接觸式的徑向滾珠軸承而言，發(fā)明人也找出了偏離量和壽命比值之間的相互關(guān)系。這些實驗的結(jié)構(gòu)與針對四點接觸式的徑向滾珠軸承14的結(jié)果一起都在圖6中被表示出來了。沿著圖6中的線b的豎直線與一個偏離量δ相對應(yīng)，這些豎直線表示出了針對三點接觸式的徑向滾珠軸承14的許多樣本的測試結(jié)果的變化范圍，而這些豎直線上的白點表示這些樣本的平均值。
從圖6的測試結(jié)果中可以看出，對于三點接觸式的徑向滾珠軸承14而言，當(dāng)偏離量δ小于等于徑向滾珠軸承的節(jié)圓直徑Dp的40％時，就能實現(xiàn)這樣一種結(jié)構(gòu)，即這種結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)受得住實際的使用，從而能確保實際使用所需的壽命。然而，與此相比，當(dāng)偏離量δ超過徑向滾珠軸承14的節(jié)圓直徑Dp的40％時，徑向滾珠軸承14的耐用性就會迅速變差。而且，當(dāng)偏離量δ小于等于節(jié)圓直徑Dp的20％時，就能確保徑向滾珠軸承14的壽命大于等于實際使用所需的12倍。此外，當(dāng)偏離量δ小于等于節(jié)圓直徑Dp的10％時，就能確保徑向滾珠軸承14的壽命大約為實際使用所需壽命的13倍。從圖6中可以看出，當(dāng)比較這些徑向滾珠軸承的壽命時，三點接觸式的徑向滾珠軸承14的壽命要比四點接觸式的徑向滾珠軸承14的壽命長。
然而，關(guān)于從動皮帶輪的傾斜角，當(dāng)力矩荷載被施加到由滾珠軸承14所支撐著的從動皮帶輪上時，由三點接觸式的滾珠軸承14所支撐著的從動皮帶輪的傾斜角要大于由四點接觸式的滾珠軸承所支撐著的從動皮帶輪的傾斜角。此外，環(huán)繞在由三點接觸式的滾珠軸承14所支撐著的從動皮帶輪周圍的環(huán)形帶的壽命要短于由四點接觸式的滾珠軸承14所支撐著的從動皮帶輪周圍的環(huán)形帶的壽命。因此，在實際情況中，根據(jù)使用情況，在選用三點接觸式的還是四點接觸式的徑向滾珠軸承14時，要權(quán)衡徑向滾珠軸承14的壽命和環(huán)形帶的壽命。
此外，上面所描述的發(fā)明已被應(yīng)用在了具有電磁離合器的結(jié)構(gòu)中，其中的電磁離合器用于接合或脫離皮帶輪和轉(zhuǎn)動軸，然而，只要這種結(jié)構(gòu)允許轉(zhuǎn)動力被自由地從皮帶輪傳遞到轉(zhuǎn)動軸，那么，這個發(fā)明還能被用于不具有電磁離合器的結(jié)構(gòu)中。換句話說，在旋轉(zhuǎn)斜盤式可變?nèi)輭嚎s機(jī)的情況中，例如在日本專利公開HeiNo.11-210619或Sho 64-27482中所公開的那樣，通過使旋轉(zhuǎn)斜盤的傾斜角很小(甚至為零)，就可以使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動力矩很小。
在這種結(jié)構(gòu)中，如圖11所示，也存在這樣的情況，即，利用緩沖材料31把從動皮帶輪4連接到轉(zhuǎn)動軸1上，其中的從動皮帶輪4被滾動軸承30可轉(zhuǎn)動地支撐在支撐缸部3周圍，所說的支撐缸部3被設(shè)置在箱體2的端部，所說的緩沖材料用作一力矩管。于是，只要沒有施加過大的力矩，轉(zhuǎn)動力就能被自由地傳遞，在這種情況中，沒有電磁離合器。
采用這種結(jié)構(gòu)，如圖所示，單排三點接觸式或四點接觸式的徑向滾珠軸承被用作滾珠軸承30，通過規(guī)定滾動軸承30和圖1所示的從動皮帶輪4的位置之間的相互關(guān)系，就獲得本發(fā)明的功能和效果。這種結(jié)構(gòu)也是本發(fā)明的一部分。當(dāng)本發(fā)明被用于這種結(jié)構(gòu)時，三點接觸式或四點接觸式的滾動軸承30的部件的規(guī)格，以及滾動軸承30和從動皮帶輪4的位置相互關(guān)系都與圖1和圖2中所示的相同。
此外，如果徑向滾珠軸承14的內(nèi)部軸承座圈16、外部軸承座圈15、滾珠17(見圖1，2，10)和滾動軸承30中的至少一個元件是由鋼制成的，例如由碳鋼或不銹鋼制成的，那么，優(yōu)選地是，這些元件16，15，17中的至少一個被滲氮處理或尺寸穩(wěn)定處理，以便確保徑向軸承14或滾動軸承30的耐用性。
換句話說，當(dāng)單排的滾珠軸承例如徑向滾珠軸承14或滾動軸承30在被施加了一偏離荷載的情況下操作時，在滾珠17的滾動表面和內(nèi)環(huán)座槽19以及外環(huán)座槽18之間的接觸區(qū)域的表面壓力就會變得很高。當(dāng)因這個表面壓力而使彈性變形變得很大時，這些元件的滾動疲勞壽命以及徑向滾珠軸承1414或滾動軸承30的耐用性就會降低，從而通過進(jìn)行滲氮處理，就能增大這些元件的表面硬度，從而就能抑制彈性變形，于是就能防止磨損。
此外，在具有偏離荷載條件下進(jìn)行運(yùn)作期間，所產(chǎn)生的熱量會增大，徑向滾珠軸承14或滾動軸承30的一些部件的尺寸大小就容易發(fā)生變化，因此，無論產(chǎn)生的熱量怎樣，通過尺寸穩(wěn)定處理，也能抑制尺寸發(fā)生變化。
其中，滲氮處理是一種利用固態(tài)的C和N的溶液來使表面層變硬的過程，在處理之后，表面的硬度就會增大。通過進(jìn)行滲氮處理，在內(nèi)部軸承座圈16、外部軸承座圈15和滾珠17的表面上就會具有非常堅硬的氮化層。至于內(nèi)部軸承座圈16和外部軸承座圈15，當(dāng)在內(nèi)環(huán)座槽19或外環(huán)座槽18上具有氮化層時，就無需對其它區(qū)域進(jìn)行滲氮處理。然而，由于只在內(nèi)環(huán)座槽19或外環(huán)座槽18的部分上形成氮化層是很麻煩的，因此，在實際情況中，優(yōu)選地是，在內(nèi)部軸承座圈16和外部軸承座圈15的整個表面上都形成氮化層。
對于內(nèi)部軸承座圈16、外部軸承座圈15或滾珠17，不會因表面壓力而產(chǎn)生相同的彈性變形，這根據(jù)形狀和材料而不同。例如，當(dāng)材料相同時，外環(huán)座槽18和內(nèi)環(huán)座槽19就容易發(fā)生彈性變形，然而，滾珠的滾動表面就不易發(fā)生彈性變形。此外，優(yōu)選地是，對所有的元件都進(jìn)行滲氮處理，然而，根據(jù)材料、尺寸或形狀，也可以只對一部分例如對內(nèi)部軸承座圈16和外部軸承座圈15進(jìn)行滲氮處理。
此外，前面所提到的尺寸穩(wěn)定是一個以減小剩余的沃斯田體γR的量為目的的熱處理過程，其中，例如通過逐漸地冷卻那么用于制造內(nèi)部軸承座圈16和外部軸承座圈15的材料，把剩余的沃斯田體γR的量減小到6％或更小。通過執(zhí)行這種尺寸穩(wěn)定處理，即使徑向滾珠軸承14或滾動軸承30的部件材料的溫度增大，也能防止部件材料的尺寸和形狀從正常的值發(fā)生大的變化，并且還能防止徑向滾珠軸承14和滾動軸承30從正常狀態(tài)發(fā)生變化，從而也就能提高軸承14，30的耐用性。
當(dāng)然，對于應(yīng)用了本發(fā)明的壓縮機(jī)皮帶輪轉(zhuǎn)動支撐裝置和其它的用途而言，也能進(jìn)行這種滲氮處理或尺寸穩(wěn)定處理。
此外，盡管在圖中未表示出，但是，通過使徑向滾珠軸承的斷面的寬度尺寸大于等于沿徑向方向的高度尺寸的1.3倍，就能增大徑向滾珠軸承的內(nèi)部空間的容積，從而能增大能被充填到這個內(nèi)部空間內(nèi)的潤滑脂的量。結(jié)果是，可以延長潤滑脂的壽命，并且可以提高徑向滾珠軸承的耐用性。當(dāng)然，對于采用了本發(fā)明的壓縮機(jī)皮帶輪轉(zhuǎn)動支撐裝置或其它用用途而言，也能執(zhí)行這種增大斷面的寬度尺寸的技術(shù)。
工業(yè)實用性本發(fā)明中的壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置能按照上面所描述的那樣被構(gòu)成并且能起作用，并且能確保可允許的力矩荷載，而且不會增大軸向方向上的尺寸，并且還能抑制在運(yùn)作期間產(chǎn)生熱量和磨損。因此，可以延長裝配在壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置中的這種滾動軸承的壽命，并且可以延長環(huán)繞在被這種滾動軸承所支撐著的皮帶輪周圍的環(huán)形帶的壽命，這有助于使各種機(jī)械設(shè)備例如汽車的空調(diào)設(shè)備中的壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)更緊湊、質(zhì)量更高。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)皮帶輪的轉(zhuǎn)動支撐裝置，包括用于壓縮機(jī)的一轉(zhuǎn)動軸；一靜止支撐部，被設(shè)置在所說轉(zhuǎn)動軸周圍；一滾動軸承，由所說的靜止支撐部支撐著；一皮帶輪，被所說支撐部周圍的滾動軸承可轉(zhuǎn)動地支撐著，并且在該皮帶輪周圍繞有環(huán)形帶，所說的滾動軸承是單排三點接觸或四點接觸式的徑向滾珠軸承，該徑向滾珠軸承包括一內(nèi)部軸承座圈，該內(nèi)部軸承座圈具有一外周面，該外周面設(shè)置有一內(nèi)環(huán)座槽；一外部軸承座圈，該外部軸承座圈具有一內(nèi)周面，該內(nèi)周面設(shè)置有一外環(huán)座槽；許多滾珠，這些滾珠被設(shè)置在內(nèi)環(huán)座槽和外環(huán)座槽之間并且可以自由轉(zhuǎn)動，所說內(nèi)部軸承座圈的外周面的形狀被制造成使它在一點或兩點與滾珠的滾動表面接觸，所說的外部軸承座圈的內(nèi)周面的形狀被制造成使它在一點或兩點與滾珠的滾動表面接觸，從而使得內(nèi)環(huán)座槽和外環(huán)座槽至少其中之一與每個滾珠的滾動表面在兩點接觸，皮帶輪的外周部與環(huán)形帶接觸，使得在與皮帶輪的外周面部分相接觸的環(huán)形帶的中心在軸向方向上與徑向滾珠軸承的中心之間的距離小于等于徑向滾珠軸承的節(jié)圓直徑的40％。
全文摘要
一種三點接觸式或四點接觸式的徑向滾珠軸承14，這種徑向軸承被用作壓縮機(jī)皮帶輪的滾動軸承。偏離量δ小于等于節(jié)圓直徑的40％，所說的偏離量δ是指從環(huán)形帶11施加到從動皮帶輪4上的徑向荷載的中心α與徑向滾珠軸承14的中心β之間的距離。此外，徑向滾珠軸承14的徑向間隙小于等于所說節(jié)圓直徑的0.2％。采用這種結(jié)構(gòu)，能確保支撐著從動皮帶輪4的滾動軸承的耐用性，同時還能使這種結(jié)構(gòu)很緊湊。
文檔編號F16C19/16GK1516790SQ0182335
公開日2004年7月28日 申請日期2001年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者石黑博, 大內(nèi)英男, 谷口雅人, 人, 男 申請人:日本精工株式會社