專利名稱：圓柱滾子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓柱滾子軸承，其用于必須要求高速旋轉(zhuǎn)，高推力負(fù)荷能力的產(chǎn)業(yè)機(jī) 械等。
背景技術(shù)：
作為提高圓柱滾子軸承的推力荷載的負(fù)荷能力的方法，在過(guò)去人們提出有各種技 術(shù)。比如，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的圓柱滾子軸承中，為了抑制承受推力荷載時(shí)的邊緣 荷載，在圓柱滾子的端面上設(shè)置截面外形為由指數(shù)函數(shù)表示的曲線狀的凸面加工部。另外， 同樣在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的圓柱滾子軸承中，在圓柱滾子的端面上設(shè)置同樣的凸面加工 部。如上所述，在圓柱滾子的端面上設(shè)置截面外形為理想的曲線形狀的凸面加工部， 這一點(diǎn)對(duì)于在推力荷載的負(fù)荷時(shí)，在接觸部?jī)?nèi)部對(duì)凸緣面和圓柱滾子的接觸面壓力進(jìn)行平 均化處理來(lái)說(shuō)是有效的。已有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2004-353744號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2002-195272號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
像這樣，在上述已有技術(shù)中，對(duì)于在凸緣面和圓柱滾子之間獲得理想接觸狀態(tài)來(lái) 說(shuō)是有效的，但是，由于圓柱滾子的端面的截面外形為曲線形狀，故在該曲線形狀的管理面 中的工時(shí)增加。即，為了管理上述曲線形狀，采用市場(chǎng)上銷售的形狀測(cè)定器，或作為代替品， 比如，像將圖9(A)中的圓柱滾子25的B部放大而表示的圖9(B)所示的那樣，必須要求進(jìn)行 從滾子端面中的滾子外徑緣位置，偏到滾子軸心側(cè)的各位置XI、X2中的軸向的下降量Y1、 Y2的測(cè)定等多個(gè)部位的測(cè)定。本發(fā)明的目的在于提供一種圓柱滾子軸承，其可提高推力荷載的負(fù)荷能力，還可 容易進(jìn)行圓柱滾子的形狀管理。本發(fā)明的圓柱滾子軸承包括內(nèi)圈和外圈、多個(gè)圓柱滾子，該多個(gè)圓柱滾子以可自 由滾動(dòng)的方式介設(shè)于這些內(nèi)外圈的軌道面之間，上述內(nèi)圈和外圈中的任意一者或兩者在軸 向的兩側(cè)或一側(cè)具有凸緣部，在上述圓柱滾子的外徑為Da時(shí)，在從圓柱滾子的端面的外徑 緣到滾子軸心側(cè)的直徑尺寸在0. 12Da 0. 20Da的范圍內(nèi)的面區(qū)域，形成錐狀的凸面加工部，其相對(duì)與該軸心相垂直的平面，成0.25° 1°的傾斜角度。根據(jù)這樣的方案，由于在圓柱滾子的端面中的上述面區(qū)域，設(shè)置上述角度的錐狀 凸面加工部，故可提高推力荷載的負(fù)荷能力。另外，由于凸面加工部呈錐狀，故圓柱滾子的 形狀管理也可容易進(jìn)行。也可在本發(fā)明中，上述內(nèi)圈由內(nèi)圈軌道圈與凸緣圈構(gòu)成，該內(nèi)圈軌道圈在一端部 具有凸緣部，在外周形成軌道面，該凸緣圈按照與該內(nèi)圈軌道圈的另一端部鄰接的方式設(shè) 置，上述外圈由在兩端部具有凸緣部、在內(nèi)周形成軌道面的一體的部件形成，相對(duì)與上述內(nèi) 圈軌道圈的凸緣部的內(nèi)側(cè)面的內(nèi)圈軸心相垂直的平面，傾斜凸緣角度為θ i，相對(duì)與上述外 圈的凸緣部的內(nèi)側(cè)面的外圈軸心相垂直的平面，傾斜的凸緣角度為θ 0，在相對(duì)與凸緣部的 內(nèi)側(cè)面的凸緣圈軸心相垂直的平面，傾斜的凸緣角度為θ 1，該凸緣部相比上述凸緣圈中的 上述內(nèi)圈軌道圈的軌道面更向外徑側(cè)突出，上述圓柱滾子的錐狀凸面加工部的傾斜角度為 θ r時(shí)，各角度按照下述各式( θ i+θ 0)-2 · θ r =-1. 25° 0. 25°和(θ1+ θ 0)-2 · θ r = -1. 25° 0· 25°成立的方式設(shè)定。在該方案的場(chǎng)合，即使在上述各傾斜角度之間具有差別的情況下，仍可提高足以 增加推力荷載的負(fù)荷能力的效果。也可在本發(fā)明中，上述圓柱滾子的端面中的上述錐狀凸面加工部的偏差在 0. 003mm以下。在該方案的場(chǎng)合，具有抑制由錐狀凸面加工部的尺寸誤差所導(dǎo)致的阻礙推力 荷載的負(fù)荷能力的效果。還可在本發(fā)明中，上述圓柱滾子的端面中，除了上述錐狀凸面加工部以外的平坦 部的端面偏差在0. 002mm以下。在該方案的場(chǎng)合，具有確保加工時(shí)錐狀凸面加工部的偏差 精度，以及消除損害旋轉(zhuǎn)時(shí)的平滑的接觸狀態(tài)的因素的效果。另外，錐狀凸面加工部的偏差 按照與JIS B 1506 :2005的端面偏差的測(cè)定方法相同的要領(lǐng)而測(cè)定。也可在本發(fā)明中，上述圓柱滾子的外徑面為凸面加工部。在本發(fā)明的圓柱滾子軸承中，由于通過(guò)在圓柱滾子的端面設(shè)置了錐狀凸面加工 部，可抑制驅(qū)動(dòng)時(shí)的溫度上升，故如果是推力荷載的負(fù)荷能力小的已有產(chǎn)品，即使面對(duì)必須 增加軸承尺寸的應(yīng)用的情況下，仍可減小軸承尺寸而應(yīng)對(duì)。但是，在減小軸承尺寸，直至可 確保推力荷載的負(fù)荷能力的程度時(shí)，還必須顧慮徑向荷載的負(fù)荷能力。于是，也在圓柱滾子 的外徑面設(shè)置凸面加工部，由此，也可確保徑向荷載的負(fù)荷能力。也可在本發(fā)明中，上述圓柱滾子的端面中的上述錐狀凸面加工部，由連接于該外 徑側(cè)的多節(jié)錐面部形成，各節(jié)錐面部的傾斜角度越接近滾子外徑側(cè)越大。像這樣，可通過(guò)借助多節(jié)錐面部，形成錐狀凸面加工部，提高錐狀凸面加工部與連 接于其外徑側(cè)的倒角部之間的邊界的局部的邊緣應(yīng)力的抑制。還可在本發(fā)明中，上述錐狀凸面加工部中，最靠近滾子內(nèi)徑側(cè)的錐面部的傾斜角 度為前面的發(fā)明的各式成立的角度ΘΓ。也可在本發(fā)明中，上述錐狀凸面加工部中的鄰接的錐面部的傾斜角度的差在1° 以下。在通過(guò)多節(jié)的錐面部，形成錐狀凸面加工部時(shí)，由于在鄰接的錐面部的邊界會(huì)有發(fā)生邊緣應(yīng)力的危險(xiǎn)，故鄰接的錐面部的傾斜角度的差可在1°以內(nèi)。還可在本發(fā)明中，上述錐狀凸面加工部中的最接近滾子內(nèi)徑側(cè)的錐面部的偏差小 于 0. 003mm。


根據(jù)參照了附圖的下面的優(yōu)選的實(shí)施形式的說(shuō)明，會(huì)更清楚地理解本發(fā)明。但是， 實(shí)施形式和附圖用于單純的圖示和說(shuō)明，不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由添 附的權(quán)利要求確定。在附圖中，多個(gè)附圖中的同一部件標(biāo)號(hào)表示同一部分。圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式的圓柱滾子軸承的剖視圖；圖2(A)為用于該圓柱滾子軸承的圓柱滾子的主視圖，圖2(B)為圖2(A)中的B部 的放大圖；圖3(A)為該圓柱滾子軸承中的外圈凸緣部的放大剖視圖，圖3(B)為凸緣圈凸緣 部的放大剖視圖，圖3(C)為內(nèi)圈凸緣部的放大剖視圖；圖4為將該圓柱滾子軸承的上升溫度降低效果與現(xiàn)有產(chǎn)品相比較的試驗(yàn)結(jié)果的 曲線圖；圖5為該圓柱滾子軸承中的圓柱滾子端面的錐狀凸面加工部的一個(gè)例子的放大 圖；圖6為該圓柱滾子軸承中的非負(fù)荷區(qū)域和負(fù)荷區(qū)域的狀態(tài)說(shuō)明圖；圖7為圓柱滾子的端面尺寸誤差大時(shí)的圓柱滾子軸承的一個(gè)例子的說(shuō)明圖；圖8為圓柱滾子的端面尺寸誤差大時(shí)的圓柱滾子軸承的另一例子的說(shuō)明圖；圖9為現(xiàn)有例子的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1 圖8，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形式進(jìn)行說(shuō)明。該圓柱滾子軸承包括內(nèi)圈 1，在其兩端部具有凸緣部7a，8a，在外周形成軌道面3 ；外圈2，在其兩端部具有凸緣部9a、 9a，在內(nèi)周形成軌道面4;多個(gè)圓柱滾子5，其以可自由滾動(dòng)的方式介設(shè)于內(nèi)圈1的軌道面3 和外圈2的軌道面4之間；保持器6，其將這些圓柱滾子5導(dǎo)向到圓周方向等配位置。內(nèi)圈1由內(nèi)圈軌道圈7和凸緣圈8構(gòu)成，在該內(nèi)圈軌道圈7的一端部具有凸緣部 7a，在外周形成軌道面3，該凸緣圈8按照與該內(nèi)圈軌道圈7的另一端部鄰接的方式設(shè)置。 在內(nèi)圈軌道圈7的凸緣部7a中，與上述圓柱滾子5的一端面相對(duì)的內(nèi)側(cè)面7aa構(gòu)成沿軸向 對(duì)圓柱滾子5進(jìn)行導(dǎo)向的凸緣面。凸緣部8a與上述圓柱滾子5的另一端面相對(duì)的內(nèi)側(cè)面 Saa構(gòu)成沿軸向?qū)A柱滾子5進(jìn)行導(dǎo)向的凸緣面，該凸緣部8a與凸緣圈8中的在內(nèi)圈軌道 圈7的軌道面3相比更向外徑側(cè)突出。外圈2由一體的部件構(gòu)成，在該部件的兩端部具有凸緣部9a、9a，在內(nèi)周形成軌道 面4。在外圈2的各凸緣部9a，與上述圓柱滾子5的端面相對(duì)的各內(nèi)側(cè)面9aa構(gòu)成沿軸向 對(duì)圓柱滾子5進(jìn)行導(dǎo)向的凸緣面。在圓柱滾子5的外徑為Da時(shí)，如圖2(B)以放大方式所示的那樣，從圓柱滾子5的 端面的外徑緣到滾子軸心0側(cè)的直徑在0. 12Da 0. 20Da (最好，為0. 15士0.02Da)的范圍 內(nèi)的面區(qū)域，設(shè)置錐狀的凸面加工部10，其相對(duì)與滾子軸心0相垂直的平面，成0. 25° 1° (最好在0.25° 0.75° )的傾斜角度θ r。在該凸面加工部10的外徑側(cè)，連接有倒 角部11，從該倒角部11連接到外徑面。倒角部11既可為錐狀，其截面也可呈圓弧狀。上述外圈2的凸緣部9a中的構(gòu)成凸緣面的內(nèi)側(cè)面9aa如圖3㈧的放大剖視圖所 示的那樣，呈相對(duì)和外圈軸心相垂直的平面，成傾斜角度僅為θ ο的錐狀。上述凸緣圈8的 凸緣面8a中的構(gòu)成凸緣面的內(nèi)側(cè)面8aa，也如圖3(B)的放大剖視圖所示的那樣，呈相對(duì)和 凸緣圈軸心相垂直的平面，成傾斜角度僅為θ 1的錐狀。另外，內(nèi)圈軌道圈7的凸緣部7a 中的構(gòu)成凸緣面的內(nèi)側(cè)面7aa，也如圖3(C)的放大剖視圖所示的那樣，呈相對(duì)和內(nèi)圈軸心 相垂直的平面，成傾斜角度僅為θ i的錐狀。在此場(chǎng)合，這些傾斜角度θ 0、θ 1、θ i設(shè)定在 0.15° 0.85° (最好在0.25° 0.6° )的范圍內(nèi)的值。此外，從上述各凸緣部7a、8a、9a的軌道面3、4，沿徑向突出的突出高度在圓柱滾 子5的外徑尺寸為Da時(shí)，設(shè)定在0. 16Da 0. 25Da的范圍內(nèi)的值。另外，在本實(shí)施形式中，上述圓柱滾子5的端面中的錐狀凸面加工部10的偏差， 即，公差設(shè)定在0.003mm以下。另外，在圓柱滾子5的端面中的除了錐狀凸面加工部10以 外的平坦部12的偏差，即公差設(shè)定在0. 002mm以下。圖4為表示下述結(jié)果的曲線圖，該結(jié)果指制作作為本實(shí)施形式的圓柱滾子軸承、 形狀尺寸、傾斜角度在上述各值的范圍內(nèi)的多個(gè)樣品，將它們與現(xiàn)有產(chǎn)品相比較，進(jìn)行溫度 上升試驗(yàn)的結(jié)果。在該試驗(yàn)中，在下述的條件下內(nèi)徑Φ 35mm，外徑Φ 80mm，寬度為21mm的尺寸的軸承徑向荷載5KN推力荷載2KN潤(rùn)滑油渦輪機(jī)油旋轉(zhuǎn)速度(內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)):2000 lOOOOmirT1記錄各旋轉(zhuǎn)速度的軸承速度上升值。根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果而認(rèn)定，在于圓柱滾子5的端面上設(shè)置錐狀凸面加工部10的本實(shí) 施形式的圓柱滾子軸承中，與已有產(chǎn)品相比較，溫度上升程度降低。即，如果采用本實(shí)施形 式的圓柱滾子軸承，則可提高推力荷載的負(fù)荷能力。人們認(rèn)為，從理論上，將圓柱滾子5的端面加工成理想的曲面凸面這一點(diǎn)是有效 的，但是根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果很明顯，在實(shí)際的圓柱滾子軸承中，如本實(shí)施形式那樣，即使在 由錐狀凸面加工部10代替的情況下，仍可充分地提高推力荷載的負(fù)荷能力。另外，即使在 錐狀凸面加工部10的傾斜角度θ r多少具有幅度的情況下，如果在一定限度內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生 大的性能差別這一點(diǎn)也根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果而確認(rèn)。即使如實(shí)施形式那樣，在錐狀凸面加工部10設(shè)置于圓柱滾子5的端面上的情況 下，相對(duì)在實(shí)際的加工商所需的尺寸，通過(guò)針尖加工中，若考慮批量生產(chǎn)，則會(huì)有非常大的 困難。于是，在上述試驗(yàn)中，任意地設(shè)定錐狀凸面加工部10的傾斜角度Θ r，針對(duì)該效果的 差異，進(jìn)行確認(rèn)。為了使上述各凸緣部7a、8a、9a和圓柱滾子5的端面之間的接觸面壓均勻化，如果 不考慮偏斜、傾斜，則最好使各凸緣部7a、8a、9a凸緣面的內(nèi)側(cè)面7aa、8aa、9aa的傾斜角度 θ i、θ 1、θ 0，等于錐狀凸面加工部10的傾斜角度ΘΓ。在上述試驗(yàn)中，采用外圈凸緣部9a 的傾斜角度θ O — 0.25°，內(nèi)圈凸緣部7a的傾斜角度θ — 0.5°,錐狀凸面加工部10的傾斜角度0!^在0.25° 1°的范圍內(nèi)的各傾斜角度相互不同的樣品，同樣對(duì)該場(chǎng)合的效果的 影響進(jìn)行確認(rèn)。按照該試驗(yàn)結(jié)果，確認(rèn)同樣在此場(chǎng)合，與已有產(chǎn)品相比較，溫度上升程度降 低。另外，在上述試驗(yàn)中，也對(duì)各凸緣部7a、8a、9a的凸緣面和圓柱滾子5的端面之間 的接觸狀況進(jìn)行確認(rèn)，但是，根據(jù)各凸緣部7a、8a、9a的凸緣面的傾斜角度9i、Θ1、θ0禾口 錐狀凸面加工部10的傾斜角度θ r，還在從形狀上設(shè)想有接觸的部位以外確認(rèn)有接觸痕 跡。由于該原因，可認(rèn)為即使在內(nèi)圈凸緣部7a的凸緣面的傾斜角度θ i，外圈凸緣部9a的 凸緣面的傾斜角度θ ο與錐狀凸面加工部10的傾斜角度θ !^稍稍有差異的情況下，圓柱滾 子5可在于改變某程度的姿勢(shì)的狀態(tài)下，承受負(fù)荷荷載的同時(shí)，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。關(guān)于圓柱滾子軸承中的圓柱滾子5在怎樣的位置旋轉(zhuǎn)，由于人們認(rèn)為根據(jù)旋轉(zhuǎn)速 度、荷載或潤(rùn)滑劑的粘度、保持器6的形式、材料而調(diào)整，故難以正確地求出。但是，如果為 限定在上述數(shù)值范圍內(nèi)的本實(shí)施形式的圓柱滾子軸承，則與已有產(chǎn)品相比較，可提高推力 荷載的負(fù)荷能力。在此場(chǎng)合，如果在內(nèi)圈凸緣部7a的凸緣面的傾斜角度θ i、外圈凸緣部 9a的凸緣面的傾斜角度θ ο與錐狀凸面加工部10的傾斜角度θ r之間，在下述關(guān)系式( θ i+θ 0)-2 · θ r =-1. 25° 0. 25° ......(1)成立的范圍內(nèi)，則即使在上述各傾斜角度之間具有差別的情況下，仍可充分地提 高效果。另外，在上述(1)的左邊的值小于-1.25°時(shí)，在距滾子和凸緣部的內(nèi)側(cè)面7aa、 8aa,9aa的軌道面最大離開(kāi)距離的位置的7bb、8bb、％b具有顯著的接觸，該部分的面壓過(guò) 大，產(chǎn)生燒結(jié)的危險(xiǎn)。在上述(1)的左邊的值超過(guò)0.25°時(shí)，在距滾子和凸緣部的內(nèi)側(cè)面7aa、8aa、9aa 的軌道面，最大離開(kāi)距離的位置的7CC、8CC、9CC具有顯著的接觸，該部分的面壓過(guò)大，產(chǎn)生 燒結(jié)的危險(xiǎn)。此外，如果同樣對(duì)于凸緣圈凸緣部8a的凸緣面的傾斜角度θ 1、外圈凸緣部9a的 凸緣面的傾斜角度θ ο與錐狀凸面加工部10的傾斜角度θ r之間，在下述關(guān)系式( θ 1+θ 0)-2 · θ r =-1. 25° 0. 25° ......(1)成立的范圍內(nèi)，則即使在上述各傾斜角度之間具有差別的情況下，仍可充分地提 高效果。在以上的說(shuō)明中，給出圓柱滾子5的端面的錐狀凸面加工部10為圖2(B)所示的 形狀的例子，但是，也可像圖5所示的那樣，形成由與該滾子外徑側(cè)連接的兩節(jié)的錐面部 IOaUOb形成的錐狀凸面加工部10。在此場(chǎng)合，接近滾子外徑側(cè)的錐面部IOb的傾斜角度 θ rl大于遠(yuǎn)離該滾子外徑側(cè)的錐面部IOa的傾斜角度θ r( θ rl > θ r)。像這樣，通過(guò)兩節(jié)的錐面部10a、10b形成錐狀凸面加工部10，從而可進(jìn)一步加強(qiáng) 對(duì)錐狀凸面加工部10和與其外徑側(cè)連接的倒角部11之間的邊界的局部邊緣應(yīng)力的抑制。 另外，上述錐面部也可為3節(jié)以上的多節(jié)，各節(jié)的錐面部的傾斜角度越接近滾子外徑側(cè)越 大。像這樣，通過(guò)多節(jié)的錐面部形成錐狀凸面加工部10的場(chǎng)合，具有在鄰接的錐面部 的邊界的邊緣發(fā)生應(yīng)力的危險(xiǎn)。因此，鄰接的錐面部的傾斜角度的差在1°以內(nèi)為好。艮口， 比如通過(guò)兩節(jié)的錐面部10a、10b形成錐狀凸面加工部10的圖5的例子中，可滿足
θι·1-θι·≤ 1° ......(3)另外，在此場(chǎng)合，錐狀凸面加工部10的最接近滾子內(nèi)徑側(cè)的錐面部IOa的傾斜角 度可為前述的各式(1)、( 成立的傾斜角度ΘΓ。在該圓柱滾子軸承中，通過(guò)在圓柱滾子5的端面設(shè)置錐狀凸面加工部10，可抑制 驅(qū)動(dòng)時(shí)的溫度的上升，由此，即使是推力荷載的負(fù)荷能力小的已有產(chǎn)品，在對(duì)于必須增加軸 承尺寸這樣的應(yīng)用面的情況下，仍可減小軸承尺寸而應(yīng)對(duì)。但是，在將軸承尺寸減小到可確 保推力荷載的負(fù)荷能力的程度時(shí)，同樣有必要考慮對(duì)于徑向荷載的負(fù)荷能力。于是，為了確 保徑向荷載的負(fù)荷能力，最好在上述實(shí)施形式的圓柱滾子軸承中，在圓柱滾子5的外徑面 的兩端部，同時(shí)設(shè)置比如截面外形單一的R形狀的凸面加工部、對(duì)數(shù)曲線的凸面加工部(參 照日本特開(kāi)2005-155763號(hào)公報(bào))。此外，與本實(shí)施形式的圓柱滾子軸承不同，但同樣在圓柱滾子的端面上，設(shè)置截面 外形為曲線狀的凸面加工部的圓柱滾子軸承，如上述那樣，通過(guò)在圓柱滾子的外徑面，同時(shí) 設(shè)置凸面加工部，可一并地確保推力荷載的負(fù)荷能力和徑向荷載的負(fù)荷能力。像上述那樣，在圓柱滾子軸承中，各凸緣部7a、8a、9a的凸緣面和圓柱滾子5的端 面接觸，由此可承受推力荷載，但是，除了該接觸部的形狀做適當(dāng)化處理以外，軸承內(nèi)的滾 子長(zhǎng)度的相互差別、滾子端面的尺寸誤差也是重要的因素。在確認(rèn)了用于上述試驗(yàn)的樣品后，判定作為固定圈的外圈2中的凸緣部9a的凸緣 面的接觸痕跡在圓周上不均勻，以徑向荷載的負(fù)荷區(qū)域?yàn)榛局行?，接觸痕跡顯著。由于該 原因，將實(shí)際上承受推力荷載的圓柱滾子5視為沿徑向負(fù)荷的負(fù)荷區(qū)域方向存在的圓柱滾 子5。圖6(A)、圖6(B)為表示在圓柱滾子軸承中，負(fù)擔(dān)推力荷載的圓柱滾子5與和徑向 荷載方向有180°的相位差的非負(fù)荷區(qū)域的圓柱滾子5的狀態(tài)的主視圖和剖視圖。由于在 非負(fù)荷區(qū)域存在圖6(A)中的符號(hào)C1、C2表示的徑向內(nèi)部間隙，故由此，圓柱滾子5可傾斜。 在此場(chǎng)合，由于圓柱滾子5的兩端面的接觸部之間的軸向長(zhǎng)度小于外圈凸緣部9a的凸緣面 和內(nèi)圈凸緣部7a的凸緣面之間的軸向距離，故不承受推力荷載。于是，一個(gè)圓柱滾子5因 公轉(zhuǎn)，反復(fù)通過(guò)負(fù)荷區(qū)域和非負(fù)荷區(qū)域。其結(jié)果是，在圓柱滾子軸承中，在一個(gè)圓柱滾子5的軸長(zhǎng)大于另外的圓柱滾子5 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)荷區(qū)域中的推力荷載的負(fù)荷集中于一個(gè)圓柱滾子5的情況。另外，由于軸長(zhǎng)大 的圓柱滾子5從非負(fù)荷區(qū)域急劇地進(jìn)入負(fù)荷區(qū)域，故還會(huì)產(chǎn)生內(nèi)圈軌道圈7和外圈2沿軸 向急劇擴(kuò)大的情況；因其反作用力，圓柱滾子5的姿勢(shì)不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)的情況。由于這樣的觀點(diǎn)，最好一個(gè)圓柱滾子軸承內(nèi)的各圓柱滾子5之間的軸長(zhǎng)的相互差 保留在適合的范圍內(nèi)的值。關(guān)于顧慮針對(duì)圓柱滾子的軸長(zhǎng)的相互差的必要性，也在專利文 獻(xiàn)(日本特開(kāi)2002-89548號(hào)公報(bào))中公開(kāi)。在上面的說(shuō)明中，談及了圓柱滾子的軸長(zhǎng)的相互差的顧慮的必要性，但是，在涉及 圓柱滾子的精度的項(xiàng)目中，除此之外還具有由JIS B 1506規(guī)定的滾子端面偏差。在JIS B 1506中，將該端面偏差規(guī)定為滾子端面部中的滾子徑向平面的端面的變形。在該偏差精度 視為本實(shí)施形式的圓柱滾子軸承中的錐狀凸面加工部10的偏差精度的場(chǎng)合，如果該偏差 精度過(guò)大，則產(chǎn)生與圓柱滾子的軸長(zhǎng)的相互差大的場(chǎng)合相同的情況。比如，在本實(shí)施形式的圓柱滾子軸承的圓柱滾子5，如圖7、圖8所示的那樣，加工成該滾子端面具有較大的尺寸誤差的形狀時(shí)，在一個(gè)圓柱滾子5中，由內(nèi)圈凸緣部7a和外 圈凸緣部9a夾持的部分的軸向長(zhǎng)度在圓周上不同。這樣的圓柱滾子5從非負(fù)荷區(qū)域進(jìn)入 負(fù)荷區(qū)域時(shí)，如果從軸向長(zhǎng)度最大的部分而進(jìn)入，則產(chǎn)生與軸長(zhǎng)大的圓柱滾子5進(jìn)入時(shí)同 樣的情況。另外，如果這樣的圓柱滾子5在負(fù)荷區(qū)域內(nèi)自轉(zhuǎn)，由于在負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，一個(gè)圓柱 滾子5的兩端面接觸部之間的軸長(zhǎng)變化，故構(gòu)成因荷載集中導(dǎo)致的發(fā)生過(guò)大的荷載、振動(dòng) 的原因。在不是精度產(chǎn)品的圓柱滾子軸承中，一般多采用等級(jí)2 5(JISB 1506)的圓柱滾 子，該場(chǎng)合的公差在0. 006mm 0. 015mm的范圍內(nèi)。于是，在圖7、圖8這樣的圓柱滾子5中，在由凸緣部夾持的部分的軸方向長(zhǎng)度的變 化量為最差形狀時(shí)，相當(dāng)于偏差量，是非常大的。為了抑制由這樣的原因造成的推力荷載的 負(fù)荷能力阻礙，在該實(shí)施形式的圓柱滾子軸承中，該圓柱滾子5的端面的錐狀凸面加工部 10的偏差，最好在0. 003mm以下。特別是，在電動(dòng)機(jī)等的必須要求低振動(dòng)、低噪音的應(yīng)用方 面使用時(shí)，上述偏差最好在小于0.002mm的程度。如圖5所示的那樣，在通過(guò)多節(jié)的錐面部 IOaUOb形成錐狀凸面加工部10時(shí)，也可使最接近內(nèi)徑側(cè)的錐面部IOa的偏差在0. 003mm 以下。在上面的描述中，談及了圓柱滾子5的端面的錐狀凸面加工部10的偏差，但是，同 樣在圓柱滾子5的端面中，除了錐狀凸面加工部10以外的平坦部12(比如參照?qǐng)D2(B)，端 面偏差必須較小。在圓柱滾子5的加工中，在先對(duì)錐狀凸面加工部10和上述平坦部12中 的任意者進(jìn)行加工時(shí)，如果雙方的端面偏差大，則錐狀凸面加工部10和平坦部12之間的邊 界呈在圓周上曲折或呈橢圓狀。在進(jìn)行這樣的加工時(shí)，第一，難以確保錐狀凸面加工部10 的徑向?qū)挾?。第二，在相?duì)凸緣面的傾斜角度9i、Θ1、θ 0，錐狀凸面加工部10的傾斜角 度θ r大時(shí)，由于圓柱滾子5的端面中，與凸緣面接觸的部分構(gòu)成錐狀凸面加工部10和平 坦部12的邊界部分，故損害旋轉(zhuǎn)時(shí)的順暢的接觸狀態(tài)。為了防止這樣的情況的發(fā)生，在本 實(shí)施形式的圓柱滾子軸承中，該圓柱滾子5的端面的平坦部12的端面偏差最好在0. 003mm 以下(最好在0. 002mm以下)。另外，在上述實(shí)施形式中，給出了由內(nèi)圈軌道圈7、外圈2、凸緣圈8、圓柱滾子5、保 持器6構(gòu)成的圓柱滾子軸承的例子，但在本發(fā)明中，由于在凸緣面和圓柱滾子5的端面的 接觸狀態(tài)，通過(guò)錐狀凸面加工部10和滾子端面偏差的適當(dāng)處理，而提高推力荷載的負(fù)荷性 能，故即使在不擔(dān)負(fù)推力荷載，通過(guò)軸撓曲，圓柱滾子偏到沿軸向的一方而運(yùn)動(dòng)時(shí)，仍可期 待降低接觸阻力的效果。作為可采用本發(fā)明的軸承形式，例舉有以在內(nèi)圈中不具有凸緣部的NU型為首，帶 內(nèi)圈單凸緣、帶外圈雙凸緣(NJ型)、內(nèi)圈單凸緣、帶凸緣圈組、帶外圈雙凸緣(NUP型)、帶 內(nèi)圈雙凸緣，無(wú)外圈凸緣(N型)、帶內(nèi)圈雙凸緣、帶外圈單凸緣(NF型)、帶內(nèi)圈雙凸緣、外 圈單凸緣、帶凸緣圈組型(NP型)等的單排型的圓柱滾子軸承、圓柱滾子的排數(shù)為多個(gè)的圓 柱滾子等。另外，還可適用于沒(méi)有保持器的無(wú)保持器滾子型的圓柱滾子軸承。在圓柱滾子5的端面中，作為錐狀凸面加工部10的加工方法，列舉有比如接觸砂 輪進(jìn)行加工的方法。此場(chǎng)合的砂輪采用通過(guò)修整加工預(yù)先按照錐狀凸面加工部10的外形 形狀成型的類型。砂輪的修整不為復(fù)雜的形狀，為僅僅呈直線狀成型的類型，其誤差非常 小。因此，所加工的錐狀凸面加工部10的母線形狀也沒(méi)有大的誤差。通過(guò)采用這樣的加工方法，在錐狀凸面加工部10的角度管理中，將從圓柱滾子5的端面的外徑側(cè)，由倒角部11 稍稍進(jìn)入錐狀凸面加工部10的位置作為測(cè)定點(diǎn)，僅對(duì)該部分中的相對(duì)平坦部12的下降量 進(jìn)行管理，則足夠。按照該管理方法，只要配備度盤式指示器和簡(jiǎn)單滾子定位裝置，就可以 按照與加工并行的方式容易地進(jìn)行尺寸管理。另外，在上述加工中，也可以初始磨耗的抑制等為目的，作為最終加工進(jìn)行研磨滾 筒加工，由此，謀求提高粗糙度。通過(guò)像這樣，進(jìn)行研磨滾筒加工，還可期待去除圓柱滾子5 的端面中的形成于錐狀凸面加工部10和平坦部12之間的邊界的邊緣部的效果。如上所述，參照附圖，對(duì)優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，閱 讀申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)，會(huì)在顯然的范圍內(nèi)，容易想到各種的變更和修正方式。因此，這樣的變更和 修正方式解釋為在根據(jù)權(quán)利要求書(shū)確定的發(fā)明的范圍內(nèi)的方式。標(biāo)號(hào)說(shuō)明
標(biāo)號(hào)1表示內(nèi)圈；
標(biāo)號(hào)2表示外圈；
標(biāo)號(hào)3，4表示軌道面；
標(biāo)號(hào)5表示圓柱滾子；
標(biāo)號(hào)7表示內(nèi)圈軌道圈；
標(biāo)號(hào)7a表示凸緣部；
標(biāo)號(hào)7aa表示內(nèi)圈凸緣部的內(nèi)側(cè)面(凸緣面)；
標(biāo)號(hào)8表示凸緣圈；
標(biāo)號(hào)8a表示凸緣部；
標(biāo)號(hào)8aa表示凸緣圈凸緣部的內(nèi)側(cè)面(凸緣面)
標(biāo)號(hào)9表示外圈；
標(biāo)號(hào)9a表示凸緣部；
標(biāo)號(hào)9aa表示外圈凸緣部的內(nèi)側(cè)面(凸緣面)；
標(biāo)號(hào)10表示錐狀凸面加工部；
標(biāo)號(hào)IOaUOb表示錐面部；
標(biāo)號(hào)12表示平坦部。
權(quán)利要求
1.一種圓柱滾子軸承，其包括內(nèi)圈和外圈、多個(gè)圓柱滾子，該多個(gè)圓柱滾子以可自由滾 動(dòng)的方式介設(shè)于這些內(nèi)外圈的軌道面之間，上述內(nèi)圈和外圈中的任意一者或兩者在軸向的 兩側(cè)或一側(cè)具有凸緣部；在上述圓柱滾子的外徑為Da時(shí)，在從圓柱滾子的端面的外徑緣到滾子軸心側(cè)的直徑 尺寸在0. 12Da 0. 20Da的范圍內(nèi)的面區(qū)域形成錐狀的凸面加工部，其相對(duì)與該滾子軸心 相垂直的平面，成0.25° 1°的傾斜角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱滾子軸承，其中，上述內(nèi)圈由內(nèi)圈軌道圈與凸緣圈構(gòu) 成，該內(nèi)圈軌道圈在一端部具有凸緣部，在外周形成軌道面，該凸緣圈按照與該內(nèi)圈軌道圈 的另一端部鄰接的方式設(shè)置，上述外圈由在兩端部具有凸緣部，在內(nèi)周形成軌道面的一體 的部件形成，相對(duì)與上述內(nèi)圈軌道圈的凸緣部?jī)?nèi)側(cè)面的內(nèi)圈軸心相垂直的平面，傾斜凸緣 角度為θ i，相對(duì)與上述外圈的凸緣部?jī)?nèi)側(cè)面的外圈軸心相垂直的平面，傾斜凸緣角度為 θ ο，相對(duì)與凸緣部?jī)?nèi)側(cè)面的凸緣圈軸心相垂直的平面，傾斜的凸緣角度為θ 1，該凸緣部相 比上述凸緣圈中上述內(nèi)圈軌道圈的軌道面向外徑側(cè)突出，上述圓柱滾子的錐狀凸面加工部 的傾斜角度為θ r時(shí)，各角度按照下述各式(θ i+ θ 0)-2 · θ r = -1. 25° 0· 25°和(θ 1+ θ 0)-2 · θ r = -1. 25° 0· 25°成立的方式設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓柱滾子軸承，其中，上述圓柱滾子的端面中的上述錐狀凸 面加工部的偏差在0. 003mm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓柱滾子軸承，其中，上述圓柱滾子的端面中，除了上述錐狀 凸面加工部以外的平坦部的端面偏差在0. 002mm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱滾子軸承，其中，上述圓柱滾子的外徑面為凸面加工部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱滾子軸承，其中，上述圓柱滾子的端面中的錐狀凸面加 工部，由連接于該滾子外徑側(cè)的多節(jié)錐面部形成，各節(jié)錐面部的傾斜角度越接近滾子外徑 側(cè)越大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圓柱滾子軸承，其中，上述錐狀凸面加工部中，最靠近滾子內(nèi) 徑側(cè)的錐面部的傾斜角度為權(quán)利要求2中所述的各式成立的角度ΘΓ。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圓柱滾子軸承，其中，上述錐狀凸面加工部中鄰接的錐面部 的傾斜角度的差在1°以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圓柱滾子軸承，其中，上述錐狀凸面加工部中的最接近滾子 內(nèi)徑側(cè)的錐面部的偏差小于0. 003mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圓柱滾子軸承，其可提高對(duì)推力荷載的負(fù)荷能力，圓柱滾子的形狀管理也可容易進(jìn)行。其包括內(nèi)圈(1)、外圈(2)、多個(gè)圓柱滾子(5)。該內(nèi)圈(1)和外圈(2)中的任意一者或兩者具有凸緣。在圓柱滾子(5)的外徑尺寸為Da時(shí)，在從圓柱滾子(5)的端面的外徑緣到滾子軸心側(cè)的直徑在0.12Da～0.20Da的范圍內(nèi)的面區(qū)域，形成錐狀的凸面加工部(10)，其相對(duì)與該滾子軸心相垂直的平面，成0.25°～1°的傾斜角度(θr)。
文檔編號(hào)F16C33/34GK102066781SQ200980123228
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者伊藤秀司 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社