專利名稱：帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承以及自動調(diào)心滾子軸承用保持架的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，例如為了將旋轉(zhuǎn)軸支承在殼體的內(nèi)側(cè)，以組裝在造紙機械、金屬的輥軋機等各種產(chǎn)業(yè)機械裝置的滾筒等的旋轉(zhuǎn)支撐部上的狀態(tài)進行使用。
背景技術(shù)：
例如，為了將重量較大的軸自由旋轉(zhuǎn)地支承在殼體的內(nèi)側(cè)，目前使用例如特開平9-317760號公報(專利文獻1)以及實用新型登記第2524932號公報(專利文獻2)所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承。圖16至圖19表示在專利文獻1中所述的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一例。該帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承在相互同心組合的外圈1和內(nèi)圈2之間自由滾動地排列多個球面滾子3。并且，通過保持架4限制這些球面滾子3的姿勢和位置。
在上述外圈1的內(nèi)周面形成具有單一中心的球形凹面的外圈軌道5。并且，在內(nèi)圈2的外周面的寬度方向(圖17的左右方向)的兩側(cè)形成分別與上述外圈軌道5相對的一對內(nèi)圈軌道6。并且，上述多個球面滾子3以其最大直徑部位于各球面滾子3的軸方向長度的中央部的對稱形(啤酒桶形)、在上述外圈軌道5和上述一對的內(nèi)圈軌道6之間分成兩列，每列自由滾動地設(shè)置多個。并且，上述各球面滾子3的滾動面的母線形狀的曲率半徑只比上述外圈軌道5和上述內(nèi)圈軌道6的母線形狀的曲率半徑小一點。
上述保持架4具有一個凸緣部7和多個柱部8。其中的凸緣部7是圓環(huán)形、設(shè)置在上述兩列球面滾子3之間。并且，上述各柱部8是以將其各個基端部連接在上述凸緣部7的軸方向兩側(cè)面的圓周方向等間隔的多處的狀態(tài)、設(shè)置在上述外圈1和內(nèi)圈2的軸方向上。上述各柱部8的各前端部作為不與其他部分接合的自由端。并且，將在圓周方向相鄰的柱部8之間的部分作為用于自由滾動地保持上述各球面滾子3的凹部9。并且，使上述凸緣部7的外周面與上述外圈1的中間部內(nèi)周面接近相對、以實現(xiàn)上述保持架4的徑方向的定位(通過外圈引導(dǎo))。而且，在上述內(nèi)圈2的兩端部外周面形成分別向外的凸緣形的凸邊部10，使上述各球面滾子3不從上述外圈1的內(nèi)周面和上述內(nèi)圈2的外周面之間的空間向軸方向外方脫落。
通過如上所述地構(gòu)成的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，例如在將旋轉(zhuǎn)軸支承在殼體的內(nèi)側(cè)的情況下，將外圈1內(nèi)嵌固定在殼體上、將內(nèi)圈2外嵌固定在旋轉(zhuǎn)軸上。在內(nèi)圈2與旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的情況下，多個球面滾子3進行滾動，容許該旋轉(zhuǎn)。在殼體的軸心與旋轉(zhuǎn)軸的軸心不一致的情況下，通過內(nèi)圈2在外圈1的內(nèi)側(cè)進行調(diào)心(使內(nèi)圈2的中心軸相對外圈1的中心軸傾斜)補償該不一致。在這種情況下，由于外圈軌道5形成單一球面形，因此上述多個球面滾子3的滾動在進行不一致補償后也可以順利地滾動。
在上述的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一例的情況下，使用于保持兩列球面滾子3的保持架4形成一體。與此相對而如圖20所示，在專利文獻2中記載了使用于保持兩列球面滾子3的保持架4a相互獨立的結(jié)構(gòu)。在該現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第二例的情況下，也在該內(nèi)圈2的兩端部外周面形成凸邊部10，使各球面滾子3不從外圈1的內(nèi)周面與內(nèi)圈2的外周面之間的空間向軸方向外方脫落。
并且，如圖21所示，在上述專利文獻1中記載了通過連接部11連接構(gòu)成保持架4b的各柱部8a的前端部彼此、而在內(nèi)圈2a的兩端部外周面不設(shè)置凸邊部的結(jié)構(gòu)。在該現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例的情況下，基于上述各連接部11與球面滾子3的軸方向端面的卡合，防止各球面滾子3從外圈1的內(nèi)周面與內(nèi)圈2a的外周面之間的空間向軸方向外方脫落。
并且，圖22是表示目前已知的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的第四例。在該第四例的結(jié)構(gòu)情況下，在凸緣部7的內(nèi)周面和內(nèi)圈2的中間部外周面之間設(shè)置引導(dǎo)圈16，使該引導(dǎo)圈16的外周面與上述凸緣部7的內(nèi)周面、使該引導(dǎo)圈16的內(nèi)周面與上述內(nèi)圈2的中間部外周面分別接近相對，以實現(xiàn)保持架4c的徑方向的定位(通過內(nèi)圈引導(dǎo))。而且，在上述內(nèi)圈2的兩端部外周面分別形成向外的凸緣形的凸邊部10，使上述各球面滾子3不從上述外圈1的內(nèi)周面和上述內(nèi)圈2的外周面之間的空間向軸方向外方脫落。
在上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一至第四例的情況下，除了實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的高速化，還期待著以下的改良。
首先，在圖17、20、22所示的第一、二、四例的情況下，由于存在于內(nèi)圈的兩端部外周的凸邊部10，外圈1的內(nèi)周面與內(nèi)圈2的外周面2之間的空間端部的開口面積變窄。因此，在進行飛濺潤滑，即通過油霧或油氣來實現(xiàn)各球面滾子3的滾動面與外圈軌道5以及內(nèi)圈軌道6的滾動接觸部的潤滑的情況下，進入上述空間內(nèi)的潤滑劑(潤滑油)的流量減少，從進行高速旋轉(zhuǎn)方面來看是不利的。另外，在向上述空間內(nèi)組裝上述各球面滾子3時，上述的兩個凸邊部10礙事。因此，需要在該兩個凸邊部10的一部分上形成使上述各球面滾子3通過的切口，不僅上述內(nèi)圈2的加工麻煩、而且防止脫落的效果不夠。
在圖21所示的目前結(jié)構(gòu)的第三例的情況下，由于在內(nèi)圈2a的兩端部外周面不存在凸邊部，因此不會發(fā)生由于凸邊部使內(nèi)圈2a的外周面與外圈1的內(nèi)周面之間的空間端部的開口面積變窄的情況，但取而代之的是通過設(shè)置在保持架4b上的連接部11，上述空間端部的開口面積將變窄。因此，與上述第一、二、四例的情況相同，進入該空間內(nèi)的潤滑劑(潤滑油)的流量減少，從進行高速旋轉(zhuǎn)的方面來看不利。
并且，在如圖17、21所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一、三例的情況下，通過凸緣部7的外周面與外圈1的內(nèi)周面的卡合，在如圖22所示的第四例的情況下，通過保持架4c的凸緣部7的內(nèi)周面與引導(dǎo)圈16的外周面的卡合分別進行用于保持兩列球面滾子3的保持架4、4b的徑方向的定位，因此，在以下方面對實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的高速化不利。即，在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，上述凸緣部7的外周面或內(nèi)周面與上述外圈1的內(nèi)周面或上述引導(dǎo)圈16的外周面的相對速度(滑動速度)增大，該兩周面之間的卡合部上的摩擦增大。其結(jié)果，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)阻力)以及運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)熱增加，從進行高速旋轉(zhuǎn)方面來看不利。
并且，由于兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度的不同，有可能動轉(zhuǎn)矩以及運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)熱將增加。即，在帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承進行運轉(zhuǎn)時，有時兩列球面滾子3也以支撐相同載荷的狀態(tài)(相同的條件)進行運轉(zhuǎn)，但多數(shù)情況下，以一方比另一方支承大的載荷的狀態(tài)進行運轉(zhuǎn)。其結(jié)果，兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異。在這樣的情況下，公轉(zhuǎn)速度快的一列的球面滾子3有可能一面拉拽速度慢的球面滾子3一面進行公轉(zhuǎn)。反過來說，公轉(zhuǎn)速度慢的一列的球面滾子3處于對速度快的一列的球面滾子3的公轉(zhuǎn)運動施加制動的狀態(tài)。尤其是，在一面支承軸向載荷一面進行運轉(zhuǎn)的情況下，該趨勢變得明顯。其結(jié)果，如上所述，有可能動轉(zhuǎn)矩以及運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)熱增加。
而且，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一至四例的任何結(jié)構(gòu)的情況下，保持架4、4a～4c的凹部9內(nèi)的上述各球面滾子3的姿勢都不一定穩(wěn)定。其原因是，這些各球面滾子3的滾動面是凸曲面，而構(gòu)成上述各凹部9的圓周方向兩側(cè)面的上述各柱部8a的圓周方面兩側(cè)面的、與上述保持架4、4a～4c的軸方向相關(guān)的剖面形狀是與該軸方向平行的直線形。因此，保持在上述各凹部9內(nèi)的上述各球面滾子3，在形成最大直徑的軸方向中間部外周面上與上述各柱部8a的圓周方向兩側(cè)面抵接，形成在圓周方向兩側(cè)面和上述各球面滾子3的外周面的靠近軸方向兩端的部分上存在間隙的狀態(tài)。因此，各球面滾子3以軸方向中間部的抵接部為中心，至少可以擺動變位相當于上述間隙的部分。
并且，在上述各球面滾子3進行擺動變位的情況下，各球面滾子3的自轉(zhuǎn)軸的方向相對于與各球面滾子3的公轉(zhuǎn)方向成直角的方向具有傾斜角度，成為所謂的產(chǎn)生偏斜的狀態(tài)。在產(chǎn)生這樣的偏斜的狀態(tài)下，在上述各球面滾子3的滾動面與上述外圈軌道5以及上述內(nèi)圈軌道6的各滾動接觸部上產(chǎn)生大的滑動摩擦。其結(jié)果，不僅上述外圈1和上述內(nèi)圈2的相對旋轉(zhuǎn)的阻力(自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩)增大，而且在上述各滾動接觸部上產(chǎn)生的振動也增大。這樣的動轉(zhuǎn)矩的增加和振動的產(chǎn)生在上述自動調(diào)心滾子軸承的運轉(zhuǎn)速度低的情況下沒有什么問題。但是，為了加快該運轉(zhuǎn)速度，要抑制上述動轉(zhuǎn)矩和振動，因此需要使上述各球面滾子3的姿勢穩(wěn)定、抑制產(chǎn)生上述偏斜。
并且，在如圖17、21、22所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一、三、四例的情況下，由于將用于保持兩列球面滾子3的保持架4、4b、4c作為內(nèi)圈引導(dǎo)或外圈引導(dǎo)，因此在以下方面對實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的高速化不利。即，在圖22所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第四例的情況下，凸緣部7的內(nèi)周面與內(nèi)圈2的外周面的相對速度(滑動速度)，在圖17、21所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一、三例的情況下，凸緣部7的外周面與外圈1的內(nèi)周面的相對速度有時分別增大。在這種情況下，在圖22的結(jié)構(gòu)中，凸緣部7的內(nèi)周面與引導(dǎo)圈16的外周面的卡合部、以及該引導(dǎo)圈16的內(nèi)周面與內(nèi)圈2的外周面的卡合部上的摩擦；在圖17、21的結(jié)構(gòu)中，凸緣部7的外周面與外圈1的內(nèi)周面的卡合部上的摩擦分別增大。其結(jié)果，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)阻力)以及運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)熱增多，對進行高速旋轉(zhuǎn)不利。并且，在圖22所示的結(jié)構(gòu)的情況下，為了將保持架4作為內(nèi)圈引導(dǎo)，需要引導(dǎo)圈16，零件數(shù)量將增加。
為了解決上述問題，如圖20所示，考慮了利用各凹部的內(nèi)面與各球面滾子的卡合來限制保持架的徑方向位置，即，通過所謂滾子引導(dǎo)來進行限制。但是，在帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，由于以下的原因不能單純地將保持架作為滾子引導(dǎo)。例如，在一般的(圓柱滾子不相對保持架的徑方向傾斜)圓柱滾動軸承的情況下，通過保持架的徑方向的變位與保持架的各凹部的內(nèi)面進行卡合的只是各圓柱滾子的滾動面。因此，為了限制該保持架的徑方向位置，只控制上述各凹部的內(nèi)面與上述各圓柱滾子的滾動面的間隙即可。
而帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，如上述的圖17、21、22所示，利用保持架4、4b、4c保持的兩列球面滾子3以相對于這些保持架4、4b、4c的徑方向傾斜的狀態(tài)進行設(shè)置。因此，在這些保持架4、4b、4c在徑方向變位的情況下，這些保持架4、4b、4c的各凹部9的內(nèi)面與上述各球面滾子3的滾動面和這些各球面滾子3的端面之一接觸。
并且，在將保持架作為滾子引導(dǎo)的情況下，需要通過該保持架抑制所謂的偏斜，即各球面滾子的自轉(zhuǎn)軸方向相對于與各球面滾子的公轉(zhuǎn)方向成直角的方向具有傾斜角度的問題。例如，在上述的圖22所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第四例的情況下，通過引導(dǎo)圈16以及凸邊部10抑制在球面滾子3上產(chǎn)生偏斜的問題。因此，在該結(jié)構(gòu)中，在將保持架作為滾子引導(dǎo)、省略該引導(dǎo)圈16的情況下，需要通過凸邊部10和保持架抑制上述各球面滾子3的偏斜。而且，如上述的圖21所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例那樣，在不形成凸邊部10的結(jié)構(gòu)的情況下，只需要通過保持架抑制上述各球面滾子3的偏斜。并且，位于載荷對帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承作用的一側(cè)和相反側(cè)、存在于非負荷圈上的球面滾子，主要通過保持架限制其運動。因此，存在于該非負荷圈的球面滾子由于與保持架的凹部內(nèi)面的卡合狀態(tài)將容易產(chǎn)生偏斜。
在上述各球面滾子3上產(chǎn)生偏斜的情況下，在各球面滾子3的滾動面和上述外圈軌道5以及上述內(nèi)圈軌道6的各滾動接觸部上將產(chǎn)生大的滑動摩擦。其結(jié)果，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩增大，同時，發(fā)熱量增加，而且，在上述各滾動接觸部上產(chǎn)生的振動也加大。這樣的動轉(zhuǎn)矩增大以及發(fā)熱量增大、振動的產(chǎn)生對加快帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的旋轉(zhuǎn)速度不利。
這樣，在將帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的保持架作為滾子引導(dǎo)的情況下，需要考慮如何進行保持架的徑方向的定位(各凹部的內(nèi)面與各球面滾子的滾動面或端面的哪一個接觸)，進而考慮如何抑制存在于非負荷圈的球面滾子的偏斜。因此，不能單純地將安裝于帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的保持架作為滾子引導(dǎo)。
專利文獻1特開平9-317760號公報專利文獻2實用新型登記第2524932號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是鑒于上述情況，為了解決以下(1)～(3)所示的課題中的至少一個而提出的。
(1)實現(xiàn)以下的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，即，各構(gòu)成部件的加工容易、可抑制成本上升，并且可擴大設(shè)置有球面滾子的空間的端部開口的面積，可向該空間內(nèi)高效率地輸送潤滑劑。
(2)實現(xiàn)可使各球面滾子的姿勢穩(wěn)定、可防止各球面滾子發(fā)生偏斜并可高速旋轉(zhuǎn)的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的結(jié)構(gòu)，以及實現(xiàn)用于高效率地制造裝入該自動調(diào)心滾子軸承的保持架的制造方法。
(3)實現(xiàn)可通過與球面滾子的卡合來進行保持架的徑方向的定位、同時可抑制存在于非負荷圈的球面滾子的偏斜的結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的目的是根據(jù)需要解決以下的(4)、(5)所示的課題中的至少一個。
(4)通過降低動轉(zhuǎn)矩和運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)熱，實現(xiàn)可有利地進行高速運轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
(5)防止應(yīng)力集中在構(gòu)成保持架的凸緣部與柱部的連接部上，實現(xiàn)提高該保持架的耐久性的結(jié)構(gòu)以及制造方法。
作為本發(fā)明的對象的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承與上述現(xiàn)有的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承相同，由外圈、內(nèi)圈、多個球面滾子以及保持架構(gòu)成。
其中的外圈將球形凹面的外圈軌道形成在其內(nèi)周面。
并且，上述內(nèi)圈將與上述外圈軌道相對的一對內(nèi)圈軌道形成在其外周面。
并且，上述各球面滾子在上述外圈軌道和上述兩個內(nèi)圈軌道之間分成兩列、可自由滾動地在每列上設(shè)置多個。
在作為本發(fā)明的對象的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，上述保持架具有可自由滾動地保持上述各球面滾子的多個凹部。為此，該保持架具有圓環(huán)形的凸緣部和多個柱部，所述凸緣部設(shè)置在上述兩列球面滾子之間；所述柱部在將各個基端部結(jié)合在該凸緣部的軸方向的側(cè)面的圓周方向的多處的狀態(tài)下、設(shè)置在上述外圈和內(nèi)圈的軸方向上，將各個前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端。并且，將在圓周方向上相鄰的柱部之間的部分作為上述各凹部。
尤其是在本發(fā)明的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的第一方式中，上述各柱部的長度大于上述各球面滾子的軸方向長度的1/2。
并且，各柱部的圓周方向側(cè)面的前端部分比中間部分更向圓周方向突出，在圓周方向相鄰的柱部的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔小于上述各球面滾子的最大直徑。
并且，在本發(fā)明的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的第二方式中，上述各柱部的圓周方向兩側(cè)面為凹曲面，該凹曲面隔著可送入潤滑油(徑方向的厚度例如為0.1～0.5mm左右或者各球面滾子的最大直徑的0.4～2％左右)的凹部間隙與上述各球面滾子的滾動面相對。如果將該凹曲面的剖面形狀在上述保持架(凸緣部)的軸方向以及徑方向進行表示，則軸方向的剖面形狀的曲率半徑大于等于上述各球面滾子的滾動面的軸方向的曲率半徑。并且，徑方向的剖面形狀的曲率半徑只比上述滾動面的圓周方向的曲率半徑大與上述凹部間隙相當?shù)牧?例如為0.1～0.5mm左右或者各球面滾子的最大直徑的0.4～2％左右)。
并且，在本發(fā)明的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的第三方式中，上述保持架在圓周方向具有多處柱部，并且在圓周方向上相鄰的柱部之間具有多個凹部，該凹部可自由滾動地保持上述各球面滾子。
并且，通過上述各凹部的內(nèi)面與上述各球面滾子的卡合、限制該保持架的徑方向位置(作為滾子引導(dǎo))。
尤其是在該帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承中，將上述保持架的中心軸與帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的中心軸一致的狀態(tài)下的、該保持架的各凹部的內(nèi)面與上述各球面滾子的滾動面或端面的關(guān)系進行如下的限制。即，在上述各球面滾子位于在圓周方向上相鄰的柱部之間的圓周方向中央(中立位置)的情況下，設(shè)各球面滾子的滾動面與各柱部的圓周方向側(cè)面的、上述保持架的徑方向的最短距離為H1。并且，在上述各球面滾子離開上述各凹部的內(nèi)面中的與各球面滾子的端面相對的面最遠的情況下，設(shè)這些相對面和端面的、上述保持架的徑方向的最短距離為H2。這種情況下滿足H1≥H2。
并且，本發(fā)明的自動調(diào)心滾子軸承用保持架的制造方法，是組裝在上述本發(fā)明的第二方式的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承中的保持架的制造方法。即，將多個毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面加工成上述的凹曲面，該毛坯柱部的各基端部與圓環(huán)形的凸緣部在該凸緣部的軸方向側(cè)面的圓周方向的多處進行結(jié)合，同時，將各前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端，將圓周方向兩側(cè)面之間的間隔形成為小于各球面滾子的外徑。為此，在圓周方向相鄰的毛坯柱部之間的部分上插入外周面為凸曲面的切削工具。在該凸曲面的剖面形狀中，軸方向的剖面形狀的曲率半徑大于等于上述各球面滾子的滾動面的軸方向的曲率半徑。并且，圓周方向的剖面形狀的曲率半徑小于上述滾動面的圓周方向的曲率半徑。在將這樣的切削工具以中心軸與應(yīng)加工并應(yīng)成為凹部的部分的中心軸平行的方式、插入在上述圓周方向上相鄰的毛坯柱部之間的部分的狀態(tài)下，使其一面自轉(zhuǎn)、一面圍繞著應(yīng)成為該凹部的部分的中心軸公轉(zhuǎn)。并且，切削上述各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面。
另外，在實施上述本發(fā)明的第二方式的情況下，最好利用曲率半徑大于等于1mm的剖面為圓弧形的凹曲面、在各凹部的角部使各柱部的圓周方向兩側(cè)面與凸緣部的軸方向的一側(cè)面連續(xù)。
在制造具有這樣的凹曲面的保持架的情況下，通過利用設(shè)置在切削工具的前端部的、曲率半徑大于等于1mm的剖面為圓弧形的凸曲面部分，切削各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面和凸緣部的軸方向一側(cè)面的連續(xù)部分，在該部分上形成曲率半徑大于等于1mm的剖面為圓弧形的凹曲面。
并且，在實施上述的本發(fā)明的第一方式和第二方式的情況下，最好根據(jù)各柱部的圓周方向兩側(cè)面和各球面滾子的滾動面的卡合、限制保持架的徑方向位置(作為滾動體引導(dǎo))。
并且，在實施上述的本發(fā)明的第一方式至第三方式的情況下，最好使用于保持一列的球面滾子的保持架、和用于保持另一列的球面滾子的保持架可相互相對旋轉(zhuǎn)地獨立?；蛘邔蓚€保持架形成為將柱部設(shè)置在通用的凸緣部的軸方向兩側(cè)的一體型。
并且，在實施本發(fā)明的第二方式的情況下，最好如本發(fā)明的第一方式那樣，使上述各柱部的長度大于上述各球面滾子的軸方向長度的1/2。并且，使在圓周方向相鄰的柱部的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔小于上述各球面滾子的最大直徑。
并且，最好將本發(fā)明的第三方式用于以下結(jié)構(gòu)，即，內(nèi)部間隙為正，在使用時，通過內(nèi)嵌固定在內(nèi)圈上的旋轉(zhuǎn)軸的自重等、使載荷相對于該內(nèi)圈向下方作用，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的下側(cè)成為負荷圈，上側(cè)成為非負荷圈。
而且，在實施本發(fā)明的第一方式至第三方式的情況下，最好在內(nèi)圈的兩端部外周面不存在凸邊部。
在如上構(gòu)成的本發(fā)明的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承以及自動調(diào)心滾子軸承用保持架的制造方法中，在第一方式的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，構(gòu)成各凹部的、在圓周方向相鄰的各柱部的前端部抱住各球面滾子，防止各球面滾子從上述各凹部向外圈以及內(nèi)圈的軸方向脫落。因此，需要在內(nèi)圈的軸方向兩端部外周面形成凸邊部、或在各柱部的前端部之間設(shè)置連接部。因此，可以擴大上述外圈的內(nèi)周面與上述內(nèi)圈的外周面之間的空間的開口端部的面積。并且，在通過飛濺潤滑進行上述各球面滾子的滾動面與外圈軌道以及內(nèi)圈軌道的滾動接觸部的潤滑的情況下，使進入上述空間內(nèi)的潤滑劑(潤滑油)的流量增加，有利于進行高速運轉(zhuǎn)。并且，由于無需在上述內(nèi)圈的軸方向兩端部外周面形成凸邊部，可將該內(nèi)圈的外徑在該內(nèi)圈的軸方向兩端部形成最小，因此，可容易地進行將保持架以及多個球面滾子安裝在該內(nèi)圈的外周面和外圈的內(nèi)周面之間的空間中的操作。而且，可容易地進行上述內(nèi)圈的加工作業(yè)，可抑制包括該內(nèi)圈的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的成本。
并且，在本發(fā)明的第二方式的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，由于分隔各凹部的圓周方向兩側(cè)的各柱部的圓周方向兩側(cè)面，是具有只比各球面滾子的滾動面稍大(只與凹部間隙相當?shù)牧?的曲率半徑的凹曲面，因此保持在上述各凹部內(nèi)的上述各球面滾子的姿勢穩(wěn)定。因此在各球面滾子上不會產(chǎn)生明顯的偏斜，可防止在各球面滾子的滾動面和外圈軌道以及內(nèi)圈軌道的滾動接觸部上產(chǎn)生明顯的滑動摩擦。其結(jié)果，可以抑制外圈與內(nèi)圈的相對旋轉(zhuǎn)的阻力以及運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動，可進行高速運轉(zhuǎn)。而且，根據(jù)本發(fā)明的自動調(diào)心滾子軸承用保持架的制造方法，可通過以比較低的成本實施的工業(yè)方法高精度地將上述的凹曲面形成在上述各柱部的圓周方向兩側(cè)面上。
而且，在本發(fā)明的第三方式的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，在保持架在徑方向變位時，該保持架的各凹部的內(nèi)面不一定與各球面滾子的端面接觸。因此，該保持架的徑方向的位置受到上述各凹部的內(nèi)面與上述各球面滾子的端面的卡合的限制。在這樣的發(fā)明的情況下，首先由于將保持架作為滾子引導(dǎo)，因此，與作為外圈引導(dǎo)或內(nèi)圈引導(dǎo)的情況相比，可以減少帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩以及運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)熱量。而且由于不需要引導(dǎo)圈，因此零件數(shù)量減少。
并且，如上所述，由于形成通過各球面滾子的端面與凹部的內(nèi)面的卡合來限制保持架的徑方向的位置的結(jié)構(gòu)，因此，在保持架因自重而在徑方向變位的情況下，也可以縮短存在于非負荷圈的球面滾子的端面和保持架的內(nèi)面的距離，可有效地抑制在存在于該非負荷圈的球面滾子上產(chǎn)生偏斜。這樣，通過縮短各球面滾子的端面和與該端面相對的面的距離可抑制偏斜的原因是，上述凹部的內(nèi)面中的與上述端面相對的面是平面(無需使其彎曲成柱部的圓周方向側(cè)面那樣)。如果與上述各球面滾子的端面抵接的面是平面，則有在各球面滾子上產(chǎn)生偏斜的趨勢，在各球面滾子的端面和上述凹部的內(nèi)面中的與該端面相對的面抵接的情況下，可容易抑制各球面滾子的偏斜進一步增大。這樣，如果不容易在各球面滾子上產(chǎn)生偏斜，則可抑制由于偏斜的產(chǎn)生而引起的發(fā)熱和振動。其結(jié)果，可得到高速性良好的自動調(diào)心滾子軸承。
并且，如果采用滾動體引導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，則可降低用于限制上述保持架的徑方向位置的卡合部的摩擦速度，可降低動轉(zhuǎn)矩以及運轉(zhuǎn)引起的發(fā)熱。
并且，如果使一對保持架相互獨立，則即使在兩列的球面滾子的公轉(zhuǎn)速度方面存在差異的情況下，也可以使保持這兩列的球面滾子的保持架獨立旋轉(zhuǎn)。但是，即使使用一體型的保持架，通過適當?shù)卦O(shè)定凹部間隙，也可以防止公轉(zhuǎn)速度慢的一列的球面滾子對快的一列的球面滾子的公轉(zhuǎn)運動進行制動，可降低動轉(zhuǎn)矩以及運轉(zhuǎn)引起的發(fā)熱。
并且，本發(fā)明的第二方式與本發(fā)明的第一方式相同，如果使上述各柱部的長度大于上述各球面滾子的軸方向長度的1/2，使在圓周方向相鄰的柱部的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔小于上述各球面滾子的最大直徑，則可得到與上述本發(fā)明的第一方式相同的作用、效果。即，在通過上述本發(fā)明的第二方式得到的作用、效果之外，還可得到通過上述本發(fā)明的第一方式得到的作用、效果。即，無需為了防止上述各球面滾子從外圈的內(nèi)周面與內(nèi)圈的外周面之間脫落，而在該內(nèi)圈的軸方向兩端部外周面形成凸邊部，或在各柱部的前端部之間設(shè)置連接部，因此，可以擴大上述外圈的內(nèi)周面與上述內(nèi)圈的外周面之間的空間的開口端部的面積。并且，使流入該空間內(nèi)的潤滑劑的流量增多，有利于進行高速運轉(zhuǎn)。并且，無需在上述內(nèi)圈的軸方向兩端部外周面形成凸邊部，可容易地進行向上述空間中組裝保持架以及多個球面滾子的作業(yè)。而且，可容易地進行上述內(nèi)圈的加工，可降低包括該內(nèi)圈的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的成本。
并且，如果在內(nèi)圈的兩端部外周面不存在凸邊部，則可擴大內(nèi)圈的外周面與外圈的內(nèi)周面之間的空間端部的開口面積，可容易地使?jié)櫥瑒┻M入該空間內(nèi)。
并且，如果在各凹部的角部設(shè)置剖面為圓弧形的凹曲面，則可防止應(yīng)力集中在構(gòu)成保持架的凸緣部與各柱部的連續(xù)部上，提高該保持架的耐久性。
而且，如果在內(nèi)部間隙為正、下側(cè)為負荷圈、上側(cè)為非負荷圈的狀態(tài)下實施本發(fā)明的第三方式，則在設(shè)置于兩列球面滾子之間、構(gòu)成保持架的凸緣部的軸方向一側(cè)面與各球面滾子的端面相對的結(jié)構(gòu)中，在該保持架因自重而向下方變位的情況下，存在于作為非負荷圈的上側(cè)的球面滾子的端面與上述凸緣部的軸方向一側(cè)面將進行接觸或接近。通過這樣，可有效地抑制存在于該非負荷圈的球面滾子的偏斜。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的第一例的一半部分的剖視圖。
圖2是沿圖1的A-A線的擴大剖視圖。
圖3是表示為了確認本發(fā)明的實施方式的第一例的效果而進行的實驗的結(jié)果的線圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式的第二例的一半部分的剖視圖。
圖5是沿圖4的B-B線的擴大剖視圖。
圖6是沿圖4的C-C線的剖視圖。
圖7是表示用于取出裝入實施方式的第二例中的保持架以及加工柱部的圓周方向兩側(cè)面的切削工具的立體圖。
圖8是表示為了確認本發(fā)明的實施方式的第二例的效果而進行的實驗的結(jié)果的線圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施方式的第三例的一半部分的剖視圖。
圖10是表示該第四例的一半部分的剖視圖。
圖11是第四例的結(jié)構(gòu)的剖面略圖，夸張地表示球面滾子和凹部的內(nèi)面的間隙的大小。
圖12是沿圖11的D-D線的剖視圖。
圖13是為了求出柱部的圓周方向側(cè)面與球面滾子的滾動面的、保持架的徑方向的距離，而模式地表示設(shè)置在各面上的各點的位置關(guān)系的圖。
圖14是表示為了確認本發(fā)明的實施方式的第四例的效果而進行的實驗結(jié)果的線圖。
圖15是表示本發(fā)明的實施方式的第五例的一半部分的剖視圖。
圖16是表示現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一例的正視圖。
圖17是沿圖16的E-E線的擴大剖視圖。
圖18是取出安裝到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一例中的保持架進行表示的部分立體圖。
圖19是沿圖17的F-F線的剖視圖。
圖20是表示現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第二例的部分剖視圖。
圖21是表示該第三例的部分剖視圖。
圖22是表示該第四例的部分剖視圖。
具體實施例方式
實施方式的第一例圖1和圖2表示對應(yīng)于第一方式的本發(fā)明的實施方式的第一例。本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承與上述的圖20所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第二例相同，由外圈1、內(nèi)圈2a、多個球面滾子3以及相互獨立的(可相對旋轉(zhuǎn)地組合的)一對保持架4d構(gòu)成。
其中的外圈1將具有單一的中心的球形凹面的外圈軌道5形成在其內(nèi)周面。
并且，上述內(nèi)圈2a將與上述外圈軌道5相對的一對內(nèi)圈軌道6形成在其外周面。該內(nèi)圈2a與上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第二例的情況不同，在兩端部外周面不設(shè)置凸邊部10(參照圖20)。裝入本例中的上述內(nèi)圈2a具有上述圖21所示的、與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例相同的形狀。
并且，上述各球面滾子3在上述外圈軌道5和上述內(nèi)圈軌道6之間分成兩列，可自由滾動地在每列中設(shè)置多個。
并且，上述兩個保持架4d分別具有用于將上述各球面滾子3自由滾動地進行保持的多個凹部9。為此，上述兩個保持架4d分別具有設(shè)置在上述兩列球面滾子3之間的圓環(huán)形的凸緣部7a和多個柱部8b。各柱部8b在將各個基端部與該凸緣部7a的軸方向側(cè)面的圓周方向等間隔的多處結(jié)合的狀態(tài)下，設(shè)置在上述外圈1和內(nèi)圈2a的軸方向上。并且，上述各柱部8b將各個前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端。即，在各柱部8b的前端部不設(shè)置如上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例那樣的連接部11(參照圖21)。并且，將由在圓周方向相鄰的柱部8b的圓周方向側(cè)面與上述凸緣部7a的軸方向一個側(cè)面圍住三方的部分作為上述各凹部9。
尤其是，在構(gòu)成本例的上述兩個保持架4d的情況下，上述各柱部8b的長度L8大于上述各球面滾子3的軸方向長度L3的1/2(L8＞L3/2)。
并且，上述各柱部8b的圓周方向側(cè)面的前端部分比中間部分更向圓周方向(圖1的正反方向、圖2的上下方向)突出。并且，在圓周方向上相鄰的柱部8b的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔d，小于上述各球面滾子3的最大直徑D(d＜D)。
另外，在上述圓周方向上相鄰的柱部8b的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔d小于上述各球面滾子3的最大直徑D程度的防脫離量(D-d)，根據(jù)帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的大小、上述兩個保持架4d的材質(zhì)等設(shè)計決定。例如，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的大小是內(nèi)徑為40～60mm左右、外徑為100～120mm左右，在保持架的材質(zhì)為銅或銅類合金的情況下，使上述防脫離量為100～300μm左右。
在如上所述地構(gòu)成的本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，構(gòu)成上述各凹部9的在圓周方向上相鄰的各柱部8b的前端部攏住上述各球面滾子3、防止各球面滾子3從上述各凹部9向上述外圈1以及上述內(nèi)圈2a的軸方向脫落。因此，無需如上述圖17、20所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一和第二例那樣，在內(nèi)圈2的軸方向兩端部外周面形成凸邊部10，或如上述圖21所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例那樣，在各柱部8b的前端部之間設(shè)置連接部11。因此，可以擴大上述外圈1的內(nèi)周面與上述內(nèi)圈2a的外周面之間的空間端部的開口面積。并且，在通過飛濺潤滑進行上述各球面滾子3的滾動面與上述外圈軌道5以及上述兩內(nèi)圈軌道6的滾動接觸部的潤滑的情況下，使進入上述空間的潤滑劑(潤滑油)的流量增加，有利于進行高速運轉(zhuǎn)。
并且，由于無需在上述內(nèi)圈2a的軸方向兩端部外周面形成凸邊部，可以將該內(nèi)圈2a的外徑在該內(nèi)圈2a的軸方向兩端部形成最小，因此，可容易地將上述兩個保持架4d以及多個球面滾子3安裝到該內(nèi)圈2a的外周面與上述外圈1的內(nèi)周面之間的空間中。而且，可容易地進行上述內(nèi)圈2a的加工作業(yè)，可降低包括該內(nèi)圈2a的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的成本。
而且，在本例的情況下，根據(jù)上述各柱部8b的圓周方向兩側(cè)面與上述各球面滾子3的滾動面的卡合、限制上述兩個保持架4d的徑方向位置，即通過所謂的滾動體引導(dǎo)進行限制。即，使上述各柱部8b的圓周方向兩側(cè)面的至少徑方向的一部分與上述各球面滾子3的滾動面滑動接觸或接近相對，使上述兩個保持架4d的徑方向位置不進行大的錯位移動。隨之，上述凸緣部7a的外周面與上述外圈1的內(nèi)周面、其內(nèi)周面與上述內(nèi)圈2a的外周面分別充分地分開。在本例的情況下，通過這樣的結(jié)構(gòu)，可降低用于限制上述兩個保持架4d的徑方向位置的卡合部的摩擦速度，可降低帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩以及由運轉(zhuǎn)引起的發(fā)熱。
并且，在本例的情況下，如上所述，由于使用于保持一列的球面滾子3的保持架4d和用于保持另一列的球面滾子3的保持架4d可相互相對旋轉(zhuǎn)地獨立，因此，即使在兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異的情況下，保持該兩列球面滾子3的上述兩個保持架4d也可相互獨立旋轉(zhuǎn)。因此，不會發(fā)生公轉(zhuǎn)速度快的一列球面滾子3拉拽慢的一列的球面滾子3，或公轉(zhuǎn)速度慢的一列球面滾子3對快的一列的球面滾子3進行制動的情況。其結(jié)果，同樣可降低帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩以及運轉(zhuǎn)引起的發(fā)熱。另外，也可將本發(fā)明的第二方式以及第三方式與本例的結(jié)構(gòu)組合來進行實施。
并且，在本例中使用了分割型的保持架4d，但也可使用一體型的保持架。在使用一體型的保持架的情況下，擔心在上述兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異時，公轉(zhuǎn)速度快的一列球面滾子3與公轉(zhuǎn)速度慢的一列球面滾子3對保持架的旋轉(zhuǎn)施加影響。但是，通過將凹部間隙設(shè)計成在上述各球面滾子3的最大直徑的0.4～2％左右的范圍內(nèi)可吸收公轉(zhuǎn)速度差，可降低因這樣的公轉(zhuǎn)速度差產(chǎn)生的影響。即，通過將上述凹部間隙限制為適當?shù)闹?，可減小上述各球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度差對上述一體型的保持架的旋轉(zhuǎn)施加的影響(實際使用中只是不成為問題的一點點)。
圖3表示為了了解運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的發(fā)熱量的差，利用按照上述的圖16至圖19所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一例構(gòu)成的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承、和具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實施方式的第一例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承進行的實驗結(jié)果。在實驗中使用公稱號數(shù)為22310的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承(外徑＝110mm、內(nèi)徑＝50mm、寬度＝40mm)。在這樣的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承上作用9.8kN(1000kgf)的純徑向載荷，在潤滑油(VG68)產(chǎn)生的強制潤滑下進行運轉(zhuǎn)(使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn))。運轉(zhuǎn)速度進行4800min/-1、5800min-1、7200min-1三種變化。另外，上述尺寸的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的許容旋轉(zhuǎn)速度(可連續(xù)運轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度)為4800min-1。
在這樣的條件下進行的實驗結(jié)果如圖3所示。從該圖3中可明確，在整個運轉(zhuǎn)速度區(qū)域，可將本發(fā)明的實施方式的第一例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的運轉(zhuǎn)時的溫度上升抑制到低于現(xiàn)有的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的溫度上升。并且，運轉(zhuǎn)速度越快(運轉(zhuǎn)條件變得嚴格)、抑制溫度上升的程度越明顯。因此可知，第一方式的發(fā)明在實現(xiàn)安裝有帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的各種機械裝置的高速化方面是有利的。
實施方式的第二例圖4至圖7表示對應(yīng)第二方式的本發(fā)明的實施方式的第二例。本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承與上述的圖20所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第二例相同，由外圈1、內(nèi)圈2a、多個球面滾子3以及相互獨立的(可相對旋轉(zhuǎn)地組合的)一對保持架4e構(gòu)成。
其中的外圈1將具有單一的中心的球形凹面的外圈軌道5形成在其內(nèi)周面。
并且，上述內(nèi)圈2a將與上述外圈軌道5相對的一對內(nèi)圈軌道6形成在其外周面。該內(nèi)圈2a與上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第二例的情況不同，在兩端部外周面不設(shè)置凸邊部10(參照圖20)。
并且，上述各球面滾子3在上述外圈軌道5和上述內(nèi)圈軌道6之間分成兩列、每列可自由滾動地設(shè)置多個。
并且，上述兩個保持架4e都是通過對銅或黃銅等銅類合金或不銹鋼等的鐵類合金制的材料進行切削加工或磨削加工而一體制造的，其具有用于自由滾動地保持上述各球面滾子3的多個凹部9。為此，上述兩個保持架4e分別具有設(shè)置在上述兩列球面滾子3之間的圓環(huán)形的凸緣部7a、和多個柱部8c。各柱部8c在將各個基端部與該凸緣部7a的軸方向側(cè)面的圓周方向等間隔的多處結(jié)合(一體地連續(xù))的狀態(tài)下，設(shè)置在上述外圈1和內(nèi)圈2a的軸方向上。并且，上述各柱部8c將各個前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端。即，在各柱部8c的前端部不設(shè)置連接各柱部8c的前端部之間的連接部。并且，將由在圓周方向上相鄰的柱部8c的圓周方向側(cè)面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面圍住三方的部分作為上述各凹部9。
尤其是，在構(gòu)成本例的上述兩個保持架4e的情況下，將隔開上述各凹部9的圓周方向兩側(cè)的上述各柱部8c的圓周方向兩側(cè)面形成凹曲面部12，該凹曲面部12與上述各球面滾子3的滾動面是相似形，凹凸相反。各凹曲面部12在上述保持架4e的軸方向以及徑方向具有相互不同的曲率半徑Rp、rp。哪個方向的曲率半徑Rp、rp都大于上述各球面滾子3的滾動面的曲率半徑RR、rR如下的程度，即，使可輸送潤滑油的凹部間隙介于保持在上述各凹部9內(nèi)的上述各球面滾子3的滾動面與上述凹曲面部12之間的程度。
上述凹部間隙的(各球面滾子3的)徑方向的(使上述各球面滾子3的中心軸與上述各凹部9的中心軸一致的狀態(tài)下的)厚度t，因自動調(diào)心滾子軸承的數(shù)據(jù)(尺寸)的不同多少有些不同，在例如組裝到各種產(chǎn)業(yè)機械裝置的滾筒等的旋轉(zhuǎn)支撐部的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，為0.1～0.5mm左右或為各球面滾子3的最大直徑的0.4～2％左右。上述各凹曲面部12的各方向的曲率半徑Rp、rp，只比各球面滾子3的滾動面的、所對應(yīng)的方向的曲率半徑RR、rR大上述凹部間隙的量(Rp＝RR+t、rp＝rR+t)。另外，由于軸方向的曲率半徑Rp比徑方向的曲率半徑rP大得多(Rp＞＞rP)，因此即使Rp＝RR、也可以得到大致相同的功能。因此，上述軸方向的曲率半徑Rp設(shè)定在Rp～RP+t之間即可。
并且，使形成在上述各柱部8c的圓周方向兩側(cè)面的上述各凹曲面部12和上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面，通過用于防止與上述球面滾子3的端面外周邊部的干涉的退避凹部13進行連續(xù)(參照圖7)。在本例的情況下，將各退避凹部13形成曲率半徑R13大于等于1mm的凹曲面。在各退避凹部13的兩側(cè)端緣中，上述各凹曲面部12側(cè)的端緣與各凹曲面部12的端部在向上述凸緣部7a的圓周方向凹陷的方向上連續(xù)。而上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面?zhèn)鹊亩司壟c該凸緣部7a的軸方向一側(cè)面順利地連續(xù)。
而且，在本例的情況下，使上述各柱部8c的長度L8大于上述各球面滾子3的軸方向長度L3的1/2(L8＞L3/2)。并且，使在圓周方向上相鄰的各柱部8c的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔d小于上述各球面滾子3的最大直徑D(d＜D)。這樣，在上述圓周方向上相鄰的柱部8c的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔d、小于上述各球面滾子3的最大直徑D的程度(D-d防脫離量)，限制為一面使上述各柱部8c向圓周方向彈性變形一面將上述各球面滾子3壓入上述各凹部9內(nèi)的程度。該程度根據(jù)帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的大小、上述兩個保持架4e的材質(zhì)等設(shè)計決定。例如，在帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的大小是內(nèi)徑為40～60mm左右、外徑為100～120mm左右，保持架的材質(zhì)為銅或銅類合金的情況下，使上述防脫離量為100～300μm左右。這些方面與上述的實施方式的第一例相同。
上述那樣的上述各柱部8c的圓周方向兩側(cè)面的形狀通過以下方法形成，即，利用圖7所示的、旋轉(zhuǎn)式的切削工具14對比各柱部8c更寬地形成的毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面進行切削或磨削。即，在制造具有上述各柱部8c的保持架4e時，首先從圓環(huán)形的原材料通過切削加工等來制造比該保持架4e的容積大的中間材料。
該中間材料由圓環(huán)形的凸緣部7a和上述多個毛坯柱部構(gòu)成，所述多個毛坯柱部的各個基端部與該凸緣部7a的軸方向側(cè)面的圓周方向的多處結(jié)合(一體地連續(xù))，同時，各個前端部是不與其他部分結(jié)合的自由端。各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面之間的間隔小于上述各球面滾子3的外徑。另外，對于上述各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面的形狀，只要這些圓周方向兩側(cè)面之間的間隔滿足上述條件(小于各球面滾子3的外徑)，就沒有特別限制。但是，在考慮到上述中間材料的加工容易性以及上述切削工具14對上述各凹曲面部12的加工容易性的情況下，最好形成相互平行的平坦面或母線形狀為直線的圓筒形凹面。這樣，在將相互相對的上述各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面形成為相互平行的平坦面或圓筒形凹面的情況下，該平坦面之間的間隔或圓筒形凹面的內(nèi)徑小于等于上述各球面滾子3的滾動面的軸方向端部的外徑，大于等于上述切削工具14中的、插入圓周方向相鄰的各毛坯柱部之間的部分的最大外徑。
為了將上述的各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面加工成上述各凹曲面部12，向圓周方向相鄰的各毛坯柱部之間的部分插入外周面為凸曲面的上述切削工具14。在作為該切削工具14的外周面的凸曲面的剖面形狀中，軸方向的剖面形狀的曲率半徑DP與上述各凹曲面部12的軸方面的曲率半徑RP相等，比上述各球面滾子3的滾動面的軸方面的曲率半徑RR大出上述凹部間隙的厚度t的量(DP＝RP＝RR+t)。而在作為該切削工具14的外周面的凸曲面的剖面形狀中、圓周方向的剖面形狀的曲率半徑dP比上述各凹曲面部12的圓周方向的曲率半徑rP小下述的旋轉(zhuǎn)工具14的公轉(zhuǎn)半徑r0的量(dP＝rP-r0＝rR+t-r0)。并且，在圖示例的情況下，在上述切削工具14的前端部外周面形成曲率半徑大于等于1mm的剖面為圓弧形的凸曲面部分15。
為了形成上述各凹曲面部12，將如上述的切削工具14如下地插入在上述圓周方向相鄰的毛坯柱部之間的部分，即，使該切削工具14的中心軸x14與要加工的應(yīng)成為凹部9的部分的中心軸x9平行，直到該切削工具14的前端面與上述凸緣部7a的一側(cè)面抵接。在該狀態(tài)下使該切削工具14一面以自身的中心軸x14為中心自轉(zhuǎn)，一面以上述公轉(zhuǎn)半徑r0圍繞應(yīng)作為上述凹部的部分的中心軸x9進行公轉(zhuǎn)。但該公轉(zhuǎn)半徑r0開始不是該值、而是逐漸加大。并且，使上述切削工具14的外周面從外徑加大的部分起與上述各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面接觸，在各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面復(fù)制上述切削工具14的外周面的軸方向的剖面形狀。
其結(jié)果，各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面的軸方向的剖面形狀的曲率半徑成為如上述的RP(RR+t)的值。另一方面，各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面的、上述凸緣部7a的徑方向的剖面形狀，在上述切削工具14的公轉(zhuǎn)半徑成為上述r0的值的狀態(tài)下，成為上述的rP(＝dP+r0＝rR+t)。在該狀態(tài)下，形成如上所述的各凹曲面部12，這些凹曲面部12通過厚度為t的凹部間隙與上述各球面滾子3的滾動面相對。并且，在該狀態(tài)下，在將各凹曲面部12形成在各個圓周方向兩側(cè)面的上述各柱部8c的基端部圓周方向兩側(cè)面、與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面的連續(xù)部上，通過上述凸曲面部分15形成曲率半徑大于等于1mm的上述退避凹部13。
在裝入有分別如上所述地制造的、具有上述結(jié)構(gòu)的保持架4e的本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，可以使上述各球面滾子3的姿勢穩(wěn)定、防止各球面滾子3產(chǎn)生偏斜。因此，可抑制偏斜引起的振動或發(fā)熱，可進行高速旋轉(zhuǎn)。即，由于分隔上述各凹部9的圓周方向兩側(cè)、構(gòu)成上述各柱部8c的圓周方向兩側(cè)面的上述各凹曲面部12，是具有只比上述各球面滾子3的滾動面稍大曲率半徑RP、rP的凹曲面，因此，保持在上述各凹部9內(nèi)的上述各球面滾子3的姿勢穩(wěn)定。因此在各球面滾子3上不會產(chǎn)生明顯的偏斜，可防止在各球面滾子3的滾動面和上述外圈軌道5以及上述兩條內(nèi)圈軌道6的滾動接觸部上產(chǎn)生明顯的滑動摩擦。其結(jié)果，可以抑制上述外圈1與上述內(nèi)圈2a的相對旋轉(zhuǎn)的阻力以及運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動，可進行高速運轉(zhuǎn)。
而且，在本例的情況下，與上述的實施方式的第一例相同，由于使上述各柱部8c的長度L8大于上述各球面滾子3的軸方向長度L3的1/2，使在圓周方向相鄰的各柱部8c的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔d小于上述各球面滾子3的最大直徑D，因此，構(gòu)成上述各凹部9的在圓周方向相鄰的各柱部8c的前端部攏住上述各球面滾子3、防止各球面滾子3從上述各凹部9向上述外圈1以及上述內(nèi)圈2a的軸方向脫落。因此，無需如上述圖17、20所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)那樣，在內(nèi)圈2的軸方向兩端部外周面形成凸邊部10。因此，可以擴大上述外圈1的內(nèi)周面與上述內(nèi)圈2a的外周面之間的空間的開口端部的面積。并且，在通過飛濺潤滑進行上述各球面滾子3的滾動面與上述外圈軌道5以及上述兩條內(nèi)圈軌道6的滾動接觸部的潤滑的情況下，使進入上述空間的潤滑劑(潤滑油)的流量增加，有利于進行高速運轉(zhuǎn)。
并且，由于無需在上述內(nèi)圈2a的軸方向兩端部外周面形成凸邊部，可以將該內(nèi)圈2a的外徑在該內(nèi)圈2a的軸方向兩端部形成為最小，因此，可容易將上述兩個保持架4e以及多個球面滾子3安裝到該內(nèi)圈2a的外周面與上述外圈1的內(nèi)周面之間的空間中。而且，可容易進行上述內(nèi)圈2a的加工，可降低包括該內(nèi)圈2a的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的成本。
而且，在本例的情況下，根據(jù)上述各柱部8c的圓周方向兩側(cè)面與上述各球面滾子3的滾動面的卡合限制上述兩個保持架4e的徑方向位置，即通過所謂的滾動體引導(dǎo)進行限制。即，將構(gòu)成上述各柱部8c的圓周方向兩側(cè)面的上述各凹曲面部12的曲率中心設(shè)定在各柱部8c的內(nèi)切圓和外切圓之間(最好在上述各球面滾子3的節(jié)圓上，或在徑方向、該節(jié)圓附近位置)。并且，使上述各凹曲面部12與上述各球面滾子3的滾動面滑動接觸或接近相對，使上述兩個保持架4e的徑方向位置不進行大的錯位移動。同時，上述凸緣部7a的外周面與上述外圈1的內(nèi)周面、其內(nèi)周面與上述內(nèi)圈2a的外周面充分地分開。本例的情況下，通過這樣的結(jié)構(gòu)，可降低用于限制上述兩個保持架4e的徑方向位置的卡合部的摩擦速度，可降低帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩以及伴隨運轉(zhuǎn)的發(fā)熱。
并且，在本例的情況下，如上所述，由于使得用于保持一列的球面滾子3的保持架4e、和用于保持另一列的球面滾子3的保持架4e可相互相對旋轉(zhuǎn)地獨立，因此，即使在兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異的情況下，保持該兩列球面滾子3的上述兩個保持架4e也可相互獨立旋轉(zhuǎn)。因此，不會發(fā)生公轉(zhuǎn)速度快的一列球面滾子3拉拽慢的一列的球面滾子3、或公轉(zhuǎn)速度慢的一列球面滾子3對快的一列的球面滾子3的公轉(zhuǎn)運動進行制動的情況。其結(jié)果，仍然可降低帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩以及伴隨運轉(zhuǎn)的發(fā)熱。另外，也可將本發(fā)明的第三方式與本例的結(jié)構(gòu)組合來進行實施。
圖8是表示為了了解運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動值的差，利用按照上述的圖16至圖19所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一例構(gòu)成的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承、和具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的實施方式的第二例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承進行的實驗的結(jié)果。在實驗中使用公稱號數(shù)為22310的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承(外徑＝110mm、內(nèi)徑＝50mm、寬度＝40mm)。在這樣的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承上加載7.04kN(718kgf)的徑向載荷和5.35kN(546kgf)的軸向載荷的合成載荷，在潤滑油(VG68)產(chǎn)生的強制潤滑下進行運轉(zhuǎn)(使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn))。運轉(zhuǎn)速度在0～12000min-1之間變化，在2000min-1、4800min-1、5600min-1、7200min-1、8200min-1、9400min-1、10500min-1、12000min-1的八點上測定振動值。另外，上述尺寸的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的許容旋轉(zhuǎn)速度(可連續(xù)運轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度)為4800min-1。
在這樣的條件下進行的實驗的結(jié)果如圖8所示，本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動，在整個運轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)都被抑制到低于現(xiàn)有的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承產(chǎn)生的振動。因此可知第二方式的發(fā)明有利于實現(xiàn)安裝有帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的各種機械裝置的高速化。并且，在試驗后對帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承進行分解、調(diào)查保持架的磨損狀態(tài)時，確認了本例的保持架的磨損量只有現(xiàn)有的保持架的磨損量的1/4左右，通過第二例的發(fā)明可以防止保持架的磨損。
并且，為了確認通過加大上述各退避凹部13的曲率半徑(大于等于1mm)，可以提高保持架4b的強度的效果，進行了強制性地使安裝有保持架的自動調(diào)心滾子軸承墜落、進行評價的墜落沖撞試驗。在本發(fā)明中，上述各退避凹部13的曲率半徑R13為1.25mm，在本發(fā)明以外的比較例中為0.6mm。并且，相當于使上述自動調(diào)心滾子軸承墜落的高度的、碰撞上述自動調(diào)心滾子軸承的鋼板的沖撞加速度為200G。并且，在使該鋼板每碰撞50萬次后，確認在構(gòu)成上述保持架的各柱部的根基部分上是否有破損或裂縫等損壞。共準備四個試料，用于本發(fā)明的兩個、用于比較例的兩個。這樣進行的墜落沖撞試驗的結(jié)果是，對于比較例、在每進行50萬次時，在任何一個的柱部的根基部分上都發(fā)生了破損。而用于本發(fā)明的試料直到200萬次乃至250萬次，在任何一個柱部的根基部分都沒有發(fā)生破損。該實驗結(jié)果確認了通過加大上述各退避凹部13的曲率半徑可防止上述各柱部的破損。
實施方式的第三例圖9表示與第二方式對應(yīng)的本發(fā)明的實施方式的第三例。在本例的情況下，用于保持兩列球面滾子3的保持架4f與上述的圖17和圖18所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一例的保持架4的情況相同，使用一體型的保持架。在本例的情況下，由于使用這樣的一體型的保持架4f，因此擔心在上述兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異的情況下，快的一列的球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度與慢的一列的球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度的差對上述保持架4f的旋轉(zhuǎn)有影響。但即使在使用一體型的保持架4f、在兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度方面產(chǎn)生差異的情況下，通過將凹部間隙設(shè)計成在上述各球面滾子3的最大直徑的0.4～2％左右的范圍內(nèi)、可吸收各球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度差，則也可以減小該公轉(zhuǎn)速度的差對上述保持架4f的旋轉(zhuǎn)的影響(實際使用中只是不成問題的一點點)。在上述實施方式的第一例以及上述實施方式的第二例的情況下，擔心在兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異的情況下，基于一對保持架4f(4e)之間的旋轉(zhuǎn)速度差、兩個保持架4d(4e)的凸緣部7a之間將相互摩擦，在兩個凸緣部7a之間的抵接面上將產(chǎn)生摩擦、磨損。因此，根據(jù)帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的使用條件適當?shù)剡x擇將保持架形成一體型或形成每列獨立的分體型。其他的作用、效果與上述實施方式的第二例的情況相同。
實施方式的第四例圖10至圖12表示與第三方式對應(yīng)的本發(fā)明的實施方式的第四例。本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承也由外圈1、內(nèi)圈2a、多個球面滾子3以及相互獨立的(可相對旋轉(zhuǎn)地組合的)一對保持架4g構(gòu)成。其中的外圈1將具有單一的中心的球形凹面的外圈軌道5形成在其內(nèi)周面。并且，上述內(nèi)圈2a將與上述外圈軌道5相對的一對內(nèi)圈軌道6形成在其外周面。該內(nèi)圈2a與上述的圖17、20、22所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一、二、四例不同，在兩端部外周面上不設(shè)置凸邊部10。裝入本例的上述內(nèi)圈2a具有上述的圖21所示的、與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例相同的形狀。并且，上述各球面滾子3在上述外圈軌道5和上述兩內(nèi)圈軌道6之間分成兩列、每列可自由滾動地設(shè)置多個。并且，本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承具有正的內(nèi)部間隙，在使用時，通過內(nèi)嵌固定在內(nèi)圈2a上的旋轉(zhuǎn)軸的自重等，載荷相對于該內(nèi)圈2a向圖10至12的下方作用。因此，圖10至12的下側(cè)為負荷圈，上側(cè)為非負荷圈。
上述兩個保持架4g都具有用于自由滾動地保持上述各球面滾子3的多個凹部9。因此，上述兩個保持架4g分別具有設(shè)置在上述兩列球面滾子3之間的圓環(huán)形的凸緣部7a和多個柱部8d。各柱部8d，在將各個基端部與該凸緣部7a的軸方向側(cè)面的多個圓周方向的等間隔處結(jié)合的狀態(tài)下，設(shè)置在上述各球面滾子3的軸方向上。并且，上述各柱部8d將各個前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端。即，在各柱部8d的前端部不設(shè)置如上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例那樣的連接部11(參照圖21)。并且，將由圓周方向相鄰的柱部8d的圓周方向側(cè)面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面圍住三方的部分作為上述各凹部9。并且，上述各柱部8d的圓周方向側(cè)面的母線形狀的曲率半徑，比上述各球面滾子3的滾動面的母線形狀的曲率半徑稍大。并且上述凸緣部7a的軸方向側(cè)面與各球面滾子3的端面平行地形成，使各面之間只經(jīng)由很小的間隙相對。
尤其是，在本例的情況下，對上述兩個保持架4g的中心軸與帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的中心軸一致的狀態(tài)下的、上述各凹部9的內(nèi)面與上述各球面滾子3的滾動面或端面的關(guān)系進行如下地限制。首先設(shè)在各球面滾子3位于圓周方向相鄰的柱部8d彼此的中央(中立位置)位置的情況下，各球面滾子3的滾動面與各柱部8d的圓周方向側(cè)面的、上述兩個保持架4g的徑方向(圖10、11的上下方向)的最短距離為H1。并且，設(shè)在上述各球面滾子3離開上述凸緣部7a的軸方向一個側(cè)面最遠(位于各球面滾子3的軸方向的最外側(cè))的情況下，上述凸緣部7a的軸方向一個側(cè)面與上述各球面滾子3的端面的、上述兩個保持架4g的徑方向的最短距離為H2。
另外，在圖11、12中，上述距離H1表示上述各柱部8d的圓周方向側(cè)面中的徑方向外側(cè)部分與上述各球面滾子3的滾動面的距離，而如果該圓周方向側(cè)面中的徑方向內(nèi)側(cè)部分與各球面滾子3的滾動面的距離短，則使該距離為上述H1。總之，使上述各柱部8d的圓周方向側(cè)面與上述各球面滾子3的滾動面的、上述兩個保持架4g的徑方向距離最短的部分的距離為上述H1。而上述距離H2，由于上述各球面滾子3的端面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面平行，因此，徑方向距離不因徑方向位置而變化。
在如上所述地規(guī)定各距離H1、H2時，在下述情況下，兩個保持架4g的最大移動距離分別如下述地進行表示，所述情況是指，上述兩個保持架4g可分別從如下的狀態(tài)、即與存在于相對兩個保持架4g的中心軸相互對稱的位置的球面滾子3中的、一方的球面滾子3的端面或滾動面接觸的狀態(tài)，移動到如下狀態(tài)、即與另一方的球面滾子3的端面或滾動面接觸的狀態(tài)。即，上述各球面滾子3在圓周方向存在于中立位置的情況下，直到存在于上述對稱位置的各球面滾子3的滾動面與各柱部8d的圓周方向側(cè)面分別接觸為止、上述兩個保持架4g可在徑方向移動的距離為最大。并且，這種情況下的兩個保持架4g的徑方向的移動距離為2H1。并且，在上述各球面滾子3存在于離開上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面最遠的位置時，直到存在于上述對稱位置的各球面滾子3的端面與凸緣部7a的軸方向一側(cè)面分別接觸為止、上述兩個保持架4g可在徑方向移動的距離為最大。并且，這種情況下的兩個保持架4g的徑方向的移動距離為2H2。在本例的情況下，將這樣表示的上述H1、H2限制成滿足H1≥H2。
上述H1、H2中的H2在以下情況下通過H2＝d/sinα求出，所述情況是指，在上述各球面滾子3離開上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面最遠的狀態(tài)下，各球面滾子3的端面與凸緣部7a的軸方向一側(cè)面的、各球面滾子3的軸方向的間隙大小為d，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的接觸角為α。但是，使上述各球面滾子3的端面與上述接觸角α的方向(與接觸角α的作用線L平行的方向，分別向著圖11的左下方、圖12的下方的方向)相互平行。因此，上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面與上述接觸角α的方向相互平行。另外，上述H2在上述各球面滾子3的端面與上述接觸角α的方向不平行等不滿足上述條件的情況下，即使使用上述的公式也不能求出正確的值。因此，在這種情況下，按照帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的每種規(guī)格求出上述H2。
并且，也考慮上述各球面滾子3以及上述各柱部8d的圓周方向側(cè)面的曲率半徑或上述接觸角α等求出上述H1。例如，可用以下的近似公式求出上述H1。首先，設(shè)在上述各球面滾子3存在于中立位置的情況下，上述各柱部8d的圓周方向側(cè)面與上述各球面滾子3的滾動面的、在虛擬平面x內(nèi)的接觸角α方向的距離為h，所述虛擬平面x包括上述保持架4g的中心軸O，并與存在于保持架4g向徑方向移動的方向(圖12的上下方向)的平面平行。在這種情況下，各面之間的上述保持架4g的徑方向距離H1利用h/cosα得出近似結(jié)果(H1≈h/cosα)。就這點，通過存在于圖11的右側(cè)列并位于圖12的右側(cè)的球面滾子3、和與該球面滾子3的滾動面相對的柱部8d的圓周方向側(cè)面的關(guān)系，一面參照圖13一面進行說明。另外，為了說明將圖11、12所示的H1、h的長度分別夸張地進行表示。同時，在圖11中，將以下所述的各點P、Q、q的位置關(guān)系以比實際的位置關(guān)系離得更遠的狀態(tài)進行表示。并且，圖12由于是圖11的D-D剖視圖，因此，雖然看起來h比H1長，但實際上H1比h長。
圖13是從與上述圖11的同方向看的圖，模式地表示上述各距離H1和h的關(guān)系。圖11、13所示的各點P、Q、q存在于上述虛擬平面x內(nèi)。并且，其中的點P存在于上述柱部8d的圓周方向側(cè)面上，表示在使上述保持架4g向徑方向以及接觸角α方向移動的情況下、與各個上述球面滾子3的滾動面接觸的任意的點。并且，上述點Q是通過上述點P、平行于接觸角α的方向的虛擬線M與球面滾子3的滾動面相交的點。即，是在使上述保持架4g向接觸角α方向移動的情況下、上述點P所接觸的上述球面滾子3的滾動面上的點。并且，上述點q是通過上述點P、平行于保持架4g的徑方向的虛擬線N與球面滾子3的滾動面相交的點。即，是在使上述保持架4g向徑方向移動的情況下、上述點P所接觸的上述球面滾子3的滾動面上的點。
從各點P、Q、q中的點q向上述虛擬線M引出垂線、設(shè)交點為r，將該交點r與上述點P在接觸角α方向的距離設(shè)為i，在這種情況下，該點P到上述點q的距離j用i/cosα表示。該距離j相當于上述圖11、12所示的上述徑方向距離H1(j＝H1)。因此，該距離H1用i/cosα表示。在圖11至圖13中進行了夸張的表示，實際上上述球面滾子3的滾動面與柱部8d的圓周方向側(cè)面的、該球面滾子3的軸方向的曲率半徑較大。因此，上述距離i可以與從上述點P到點Q的距離，即，上述接觸角α的方向的距離h近似(i≈h)。這樣，上述徑方向距離H1可用h/cosα得出近似值(H1≈h/cosα)。
另外，如上所述，用h表示H1是因為，該h與從上述柱部8d的側(cè)面和上述球面滾子3的滾動面的間隙的大小(兩面的曲率半徑的差)等直接求出H1的情況相比，可以比較容易求出。并且，上述的近似公式是求出上述H1公式的一例，可適用于滿足上述的條件的情況(或具有與該條件相近的條件的情況)。因此，也有因條件不同，不能使用上述近似公式的情況。為此，上述H1根據(jù)每個帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的規(guī)格進行設(shè)計確定。
在如上所述地構(gòu)成的本例的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，在保持架4g在徑方向變位的情況下，在兩個保持架4g的各凹部9的內(nèi)面中，上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面與上述各球面滾子3的端面肯定接觸。即，如上所述，直到存在于相互對稱位置的各球面滾子3的滾動面與各柱部8d的圓周方向側(cè)面分別接觸為止的上述保持架4g可在徑方向移動的距離為2H1。并且，直到存在于相互對稱位置的各球面滾子3的端面與各凸緣部7a的軸方向一側(cè)面分別接觸為止的可在徑方向移動的距離為2H2。在本例的情況下，由于形成為H1≥H2，因此，在上述保持架4g在徑方向移動、上述各凹部9的內(nèi)面與上述各球面滾子3接觸的情況下，至少上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面與上述各球面滾子3的端面接觸。因此，上述兩個保持架4g的徑方向位置被上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面與上述各球面滾子3的端面的卡合限制。在這樣的本例的情況下，首先，由于將保持架4g作為滾子引導(dǎo)，因此與如上述圖21、22所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)那樣、形成外圈引導(dǎo)或內(nèi)圈引導(dǎo)的情況相比較，可以減輕帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的動轉(zhuǎn)矩和伴隨運轉(zhuǎn)的發(fā)熱量。而且，無需上述圖22的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)圈，因此零件數(shù)量減少。
并且，如上所述，由于形成通過各球面滾子3的端面和凸緣部7a的軸方向一側(cè)面的卡合來限制保持架4g的徑方向的位置的結(jié)構(gòu)，因此，即使在上述兩個保持架4g由于自重在徑方向變位的情況下，也可以縮短上述各球面滾子3中的、存在于非負荷圈的球面滾子3的端面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面的距離，可有效地抑制在存在于這些非負荷圈的球面滾子3上產(chǎn)生偏斜。即，存在于上述非負荷圈的球面滾子3主要通過保持架4g限制其運動(如本例那樣，在具有正的內(nèi)部間隙的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的情況下，存在于非負荷圈的球面滾子3幾乎只通過保持架4g限制其運動)。具體是，存在于這些非負荷圈的球面滾子3通過被上述兩個保持架4g的柱部8d推動而進行公轉(zhuǎn)。而存在于負荷圈的球面滾子3由于受到外圈1和內(nèi)圈2a的限制，因此，通過各球面滾子3的滾動面與外圈軌道5以及內(nèi)圈軌道6的滾動接觸進行公轉(zhuǎn)。因此，存在于上述非負荷圈的球面滾子3比存在于上述負荷圈的球面滾子3，受到上述兩個保持架4g的影響大，容易產(chǎn)生偏斜。
并且，在本例的情況下，如上所述，由于內(nèi)嵌于內(nèi)圈2a的旋轉(zhuǎn)軸的自重等，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的下側(cè)成為負荷圈，上側(cè)成為非負荷圈。因此，上述兩個保持架4g由于自重向下方變位，存在于上述非負荷圈的球面滾子3的端面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面，在形成偏斜產(chǎn)生于各球面滾子3上的趨勢之前、形成接觸或接近的狀態(tài)。因此，在存在于上述非負荷圈的球面滾子3上產(chǎn)生偏斜的趨勢形成的情況下，在偏斜增大之前，各球面滾子3的端面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面接觸，可有效地防止產(chǎn)生上述偏斜。
另一方面，通過上述保持架4g向下方變位，存在于帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的下側(cè)的上述非負荷圈上的球面滾子3的端面，與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面分離。因此，存在于這些負荷圈上的球面滾子3的端面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面不容易接觸。存在于這些負荷圈上的球面滾子3在運轉(zhuǎn)時與保持各球面滾子3的凹部9的內(nèi)面滾動接觸。因此，各球面滾子3的端面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面不容易接觸的情況在以下方面有利，即，減少各球面滾子3與上述兩個保持架4g的接觸部分，防止因與各球面滾子3的滾動接觸而引起的兩個保持架4g的磨損增大。另外，如上所述，由于存在于上述負荷圈的球面滾子3不容易偏斜，因此無需為了防止該偏斜而主動使存在于這些負荷圈上的球面滾子3的端面與上述凸緣部7a的軸方向一側(cè)面進行接觸。
另外，在朝向下側(cè)的負載作用在上述外圈1上等、帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的非負荷圈為下側(cè)的情況下，凸緣部7a的軸方向一側(cè)面與存在于非負荷圈的球面滾子3的端面形成分離的趨勢。因此，在這種情況下，例如如上述的圖21所示，在保持架的前端部設(shè)置連接部，將該連接部與球面滾子的端面的關(guān)系限制成本實施方式那樣。如果這樣地構(gòu)成，則在保持架向下側(cè)移動的情況下，存在于非負荷圈的球面滾子的端面與上述連接部接觸，可有效地抑制存在于該非負荷圈的球面滾子的偏斜。并且，在本例的情況下，由于是滾子引導(dǎo)，因此通過各球面滾子3的滾動面與柱部8d進行接觸，各球面滾子3的運動在凹部9內(nèi)受到一定程度的限制。因此，即使上述各球面滾子3的端面與凸緣部7a或連接部分離，也不容易產(chǎn)生偏斜。無論哪個結(jié)構(gòu)，如果在各球面滾子3上難以產(chǎn)生偏斜，就可以抑制因偏斜的產(chǎn)生而引起的發(fā)熱和振動。其結(jié)果，可得到高速性良好的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承。
并且，本例的情況下，將上述兩個保持架4g的柱部8d的前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端。因此，可以擴大存在上述各球面滾子3的空間的開口端部的面積，可增加流入該空間內(nèi)的潤滑劑(潤滑油)的流量。即，在上述圖21所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第三例的情況下，由于通過連接部11結(jié)合各柱部8d的前端部，因此上述空間的開口端部的面積變窄，流入該空間內(nèi)的潤滑劑的流量減少。而本例中不會有這樣的情況。如果可增加潤滑劑的流量，則有利于進行高速運轉(zhuǎn)。
并且，本例的情況下，使用于保持一列的球面滾子3的保持架4g與用于保持另一例的球面滾子3的保持架4g可相對旋轉(zhuǎn)地相互獨立。因此，即使在兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異的情況下，保持該兩列球面滾子3的保持架4g也獨立旋轉(zhuǎn)。即，帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承經(jīng)常在兩列球面滾子3中的一列比另一列支承更大的負載的狀態(tài)下進行運轉(zhuǎn)。在這種情況下，在這兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度方面將產(chǎn)生差異。在本例的情況下，保持這兩列球面滾子3的保持架4g分別獨立旋轉(zhuǎn)，因此，不會發(fā)生公轉(zhuǎn)速度快的一列球面滾子3拉拽慢的一列球面滾子3、或公轉(zhuǎn)速度慢的一列球面滾子3對快的一列球面滾子3的公轉(zhuǎn)運動進行制動的情況。其結(jié)果，可降低動轉(zhuǎn)矩以及伴隨運轉(zhuǎn)的發(fā)熱。另外，也可將本發(fā)明的第一方式以及第二方式與本例的結(jié)構(gòu)組合進行實施。
圖14表示為了確認本實施方式的效果、發(fā)明者進行的實驗結(jié)果。在實驗中使用公稱號數(shù)為22310的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承(外徑＝110mm、內(nèi)徑＝50mm、寬度＝40mm)。并且，限制具有這樣規(guī)格的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的保持架與球面滾子的間隙，準備了以下(1)～(3)所示的三種試料。另外，H1、H2所示的距離如上述的圖11至圖13所述。
(1)H1＝0.24mm、H2＝0.4mm(H1＜H2)(2)H1＝0.4mm、H2＝0.4mm(H1＝H2)
(3)H1＝0.4mm、H2＝0.2mm(H1＝2H2、H1＞H2)在實驗中，在上述的各試料上加載9.8kN(1000kgf)的徑向載荷，在0.5L/min的流量的潤滑油(VG68)產(chǎn)生的強制潤滑下進行運轉(zhuǎn)(使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn))。運轉(zhuǎn)速度如圖14的橫軸所示地進行變化。并且，在經(jīng)過規(guī)定時間后，在各個旋轉(zhuǎn)速度測量外圈溫度。另外，上述規(guī)格的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的許容旋轉(zhuǎn)速度(可連續(xù)運轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度)為4800min-1。
從表示在這樣的條件下進行的實驗的結(jié)果的圖14可以看出，滿足本實施方式的必要條件的(2)和(3)的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，與本發(fā)明的技術(shù)范圍以外的(1)的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承相比，可抑制外圈的發(fā)熱。例如，在旋轉(zhuǎn)速度為4800min-1時，可降低2～3℃左右，在旋轉(zhuǎn)速度為9600min-1(許容旋轉(zhuǎn)速度的兩倍)時，可降低約13℃左右。這樣可以看出，根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)速度越高本發(fā)明的效果越明顯。
實施方式的第五例圖15表示與第三方式對應(yīng)的本發(fā)明的實施方式的第五例。在本例的情況下，用于保持兩列球面滾子3的保持架4h，與上述的圖17、21、22所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的第一、二、四例的保持架4、4b、4c的情況相同，使用一體型的保持架。在本例的情況下，由于使用這樣的一體型的保持架4h，因此擔心在上述兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異的情況下，快的一列的球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度與慢的一列的球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度的差對上述保持架4h的旋轉(zhuǎn)造成影響。但是，即使在使用一體型的保持架4h、兩列球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異的情況下，如上所述，若將凹部間隙設(shè)計成在上述各球面滾子3的最大直徑的0.4～2％左右的范圍內(nèi)可吸收上述各球面滾子3的公轉(zhuǎn)速度差，則也可減少該公轉(zhuǎn)速度的差對上述保持架4f的旋轉(zhuǎn)所施加的影響(實際使用中只是不成問題的一點點)。其他作用、效果與上述第四例的情況相同。
本發(fā)明的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承以組裝在制紙機械、金屬的輥軋機等各種產(chǎn)業(yè)機械裝置的滾筒等的旋轉(zhuǎn)支撐部上的狀態(tài)進行使用，將旋轉(zhuǎn)軸支承在殼體的內(nèi)側(cè)，在該帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承中，可使各球面滾子的姿勢穩(wěn)定、防止各球面滾子偏斜、可高速旋轉(zhuǎn)，而且可高效率地向凹部內(nèi)輸送潤滑劑。
權(quán)利要求
1.一種帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，由外圈、內(nèi)圈、多個球面滾子以及保持架構(gòu)成，在外圈的內(nèi)周面上形成球形凹面的外圈軌道；在內(nèi)圈的外周面上形成與該外圈軌道相對的一對內(nèi)圈軌道；球面滾子在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間分成兩列、可自由滾動地在每列中設(shè)置多個；保持架具有將各球面滾子可自由滾動地進行保持的多個凹部，該保持架具有圓環(huán)形的凸緣部和多個柱部，所述凸緣部設(shè)置在所述兩列球面滾子之間；所述柱部在將各個基端部結(jié)合在該凸緣部的軸方向側(cè)面的圓周方向的多處的狀態(tài)下、設(shè)置在所述外圈和內(nèi)圈的軸方向上，將各個前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端，并且，將在圓周方向上相鄰的柱部之間的部分作為所述各凹部，其特征在于，各柱部的長度大于所述各球面滾子的軸方向長度的1/2，在各柱部的圓周方向側(cè)面，其前端部分比中間部分更向圓周方向突出，在圓周方向上相鄰的柱部的前端部圓周方向側(cè)面之間的間隔小于所述各球面滾子的最大直徑。
2.一種帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，由外圈、內(nèi)圈、多個球面滾子以及保持架構(gòu)成，在外圈的內(nèi)周面上形成球形凹面的外圈軌道；在內(nèi)圈的外周面上形成與該外圈軌道相對的一對內(nèi)圈軌道；球面滾子在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間分成兩列、可自由滾動地在每列中設(shè)置多個；保持架具有將各球面滾子可自由滾動地進行保持的多個凹部，該保持架具有圓環(huán)形的凸緣部和多個柱部，所述凸緣部設(shè)置在所述兩列球面滾子之間；所述柱部在將各個基端部結(jié)合在該凸緣部的軸方向側(cè)面的圓周方向的多處的狀態(tài)下、設(shè)置在上述各球面滾子的軸方向，將各個前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端，并且，將在圓周方向上相鄰的柱部之間的部分作為所述各凹部，其特征在于，所述各柱部的圓周方向兩側(cè)面為凹曲面，該凹曲面經(jīng)由可送進潤滑油的凹部間隙與所述各球面滾子的滾動面相對，在將該凹曲面的剖面形狀在所述保持架的軸方向以及徑方向進行表示的情況下，軸方面的剖面形狀的曲率半徑大于等于所述各球面滾子的滾動面的軸方向的曲率半徑，徑方向的剖面形狀的曲率半徑只比所述滾動面的圓周方向的曲率半徑大與所述凹部間隙相當?shù)牧俊?br> 3.一種帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，由外圈、內(nèi)圈、多個球面滾子以及保持架構(gòu)成，在外圈的內(nèi)周面上形成球形凹面的外圈軌道；在內(nèi)圈的外周面上形成與該外圈軌道相對的一對內(nèi)圈軌道；球面滾子在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間分成兩列、可自由滾動地在每列中設(shè)置多個；保持架在圓周方向的多處具有柱部，在圓周方向上相鄰的柱部之間具有多個可自由滾動地保持各球面滾子的凹部，通過所述各凹部的內(nèi)面與所述各球面滾子的卡合、限制該保持架的徑方向位置，其特征在于，設(shè)在該保持架的中心軸與該帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的中心軸一致的狀態(tài)下，在所述各球面滾子位于在圓周方向相鄰的柱部之間的圓周方向中央的情況下，各球面滾子的滾動面與各柱部的圓周方向側(cè)面的、所述保持架的徑方向的最短距離為H1，設(shè)在所述各球面滾子離開所述各凹部的內(nèi)面中的與各球面滾子的端面相對的面最遠的情況下，這些相對的面和端面的、所述保持架的徑方向的最短距離為H2，在這種情況下滿足H1≥H2。
4.如權(quán)利要求1或2所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，其特征在于，保持架的徑方向位置根據(jù)各柱部的圓周方向兩側(cè)面與各球面滾子的滾動面的卡合而被限制。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，其特征在于，用于保持一列的球面滾子的保持架、與用于保持另一列的球面滾子的保持架可相對旋轉(zhuǎn)地相互獨立。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，其特征在于，用于保持一列的球面滾子的保持架、與用于保持另一列的球面滾子的保持架，是在共用的棱的軸方向兩側(cè)設(shè)置柱部的一體型。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，其特征在于，在內(nèi)圈的兩端部外周面不存在凸邊部。
8.如權(quán)利要求2所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，其特征在于，在各凹部的角部利用曲率半徑大于等于1mm的剖面為圓弧形的凹曲面、使各柱部的圓周方向兩側(cè)面與凸緣部的軸方向一側(cè)面連續(xù)。
9.一種自動調(diào)心滾子軸承用保持架的制造方法，是組裝在權(quán)利要求2中所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承中的保持架的制造方法，其特征在于，將切削工具插入多個毛坯柱部中的在圓周方向相鄰的毛坯柱部彼此之間，所述毛坯柱部的各基端部與圓環(huán)形的凸緣部在該凸緣部的軸方向側(cè)面的圓周方向的多處進行結(jié)合，同時，將各前端部作為不與其他部分結(jié)合的自由端，并使圓周方向兩側(cè)面之間的間隔小于各球面滾子的外徑；所述切削工具的外周面為凸曲面，在該凸曲面的剖面形狀中，軸方向的剖面形狀的曲率半徑大于所述各球面滾子的滾動面的軸方向的曲率半徑，圓周方向的剖面形狀的曲率半徑小于所述滾動面的圓周方向的曲率半徑，使該切削工具一面自轉(zhuǎn)、一面圍繞著應(yīng)成為凹部的部分的中心軸公轉(zhuǎn)，切削所述毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面。
10.如權(quán)利要求9所述的自動調(diào)心滾子軸承用保持架的制造方法，其特征在于，通過利用設(shè)置在切削工具的前端部的曲率半徑大于等于1mm的剖面為圓弧形的凸曲面部分、切削各毛坯柱部的圓周方向兩側(cè)面和凸緣部的軸方向一側(cè)面的連續(xù)部分，制造在該部分上具有曲率半徑大于等于1mm的剖面為圓弧形的凹曲面、安裝在權(quán)利要求8所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承的保持架。
11.如權(quán)利要求3所述的帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，其特征在于，內(nèi)部間隙為正，在使用時，負載相對于內(nèi)圈向下方作用，下側(cè)成為負荷圈，上側(cè)成為非負荷圈。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶保持架的自動調(diào)心滾子軸承，其可使各球面滾子的姿勢穩(wěn)定、防止各球面滾子偏斜、可進行高速旋轉(zhuǎn)，而且可高效率地向凹部(9)內(nèi)輸送潤滑劑。通過一面自轉(zhuǎn)一面公轉(zhuǎn)的切削工具(14)將各柱部(8c)的圓周方向兩側(cè)面加工成凹曲面，該凹曲面經(jīng)由可輸送潤滑油的凹部間隙與上述各球面滾子的滾動部相對。并且，使各柱部(8c)的長度小于等于各球面滾子的軸方向長度、大于該軸方向長度的1/2，使上述各柱部(8c)的圓周方向側(cè)面的前端部分比中間部分更向圓周方向突出，將各球面滾子攏在各凹部(9)內(nèi)。
文檔編號F16C19/22GK101035995SQ20058002508
公開日2007年9月12日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者村井隆司, 田中利幸, 市丸雅丈 申請人:日本精工株式會社