軸承機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的軸承機(jī)構(gòu),能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)將施加于軸承的預(yù)載荷自動(dòng)調(diào)整為與旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的適當(dāng)大小,并且工作性能也良好;本發(fā)明的軸承機(jī)構(gòu)具備外圈(21)、經(jīng)由多個(gè)滾動(dòng)體(22)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支承于外圈(21)的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)圈(24)、以及被支承于內(nèi)圈(24)的內(nèi)周側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸(30),并且,通過將外圈(21)和內(nèi)圈(24)中的一個(gè)圈支承為不能夠沿軸向移動(dòng)并且對(duì)另一個(gè)圈沿軸向加壓,從而在上述外圈(21)與內(nèi)圈(24)之間產(chǎn)生預(yù)載荷,其中,在旋轉(zhuǎn)軸(30)的外周部設(shè)置有在軸向上與上述另一個(gè)圈壓接的離心彈簧(40),該離心彈簧(40)構(gòu)成為利用與旋轉(zhuǎn)軸(30)呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力呈彈性地?cái)U(kuò)徑并且沿著軸向彈性地收縮。
【專利說明】軸承機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軸承機(jī)構(gòu),該軸承機(jī)構(gòu)適合作為例如機(jī)床等用的低速旋轉(zhuǎn)時(shí)呈高載荷而高速旋轉(zhuǎn)時(shí)呈低載荷這一軸承結(jié)構(gòu)而使用。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言,在使用球軸承作為高速旋轉(zhuǎn)軸的軸承時(shí),為了提高該旋轉(zhuǎn)軸的徑向和軸向的剛性從而提高旋轉(zhuǎn)精度,而對(duì)球軸承施加預(yù)載荷(預(yù)壓)。該預(yù)載荷是指:通過將構(gòu)成球軸承的外圈和內(nèi)圈中的一者固定并對(duì)另一者沿軸向加壓,從而在內(nèi)圈和外圈之間預(yù)先保持有壓力。作為施加預(yù)載荷的方式,存在有下述方式等:如圖13所示,對(duì)于相鄰的軸承110、110,在使彼此的外圈111、111相互抵接且內(nèi)圈112、112之間設(shè)有間隙s的狀態(tài)下,從軸向兩側(cè)夾持上述內(nèi)圈112、112而進(jìn)行加壓的定位預(yù)壓方式,或者,如圖14所示,在相鄰的軸承210、210的外圈211、211之間設(shè)置彈簧213,利用該彈簧213對(duì)外圈211、211施加作用力的定壓預(yù)壓方式等。
[0003]但是,在統(tǒng)削加工(fraise processing)等通常的機(jī)械加工中,存在以低速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行深切削的重載荷加工、以高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行淺切削的輕載荷加工的傾向。在重載荷加工的情況下,為了防止旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)不住負(fù)荷而對(duì)加工精度產(chǎn)生不良影響,需要施加上述預(yù)載荷來提高軸承的內(nèi)圈與外圈之間的剛性。另外,在輕載荷加工的情況下,不需要高剛性,因此從避免縮短軸承使用壽命等觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選適當(dāng)?shù)販p小上述預(yù)載荷。
[0004]因此,在例如專利文獻(xiàn)I所記載的發(fā)明中,根據(jù)是進(jìn)行重載荷加工還是輕載荷加工而相應(yīng)地利用液壓來改變預(yù)載荷。
[0005]但是,在上述的現(xiàn)有技術(shù)中,由于需要設(shè)置液壓管道或液壓產(chǎn)生裝置以及液壓控制裝置等,因而為高成本的系統(tǒng)。
[0006]另外,作為另一現(xiàn)有技術(shù),在專利文獻(xiàn)2所記載的發(fā)明中,在軸承(2)軸向的一側(cè)上設(shè)置有碟形彈簧(11),并且,在軸承(2)軸向的另一側(cè)上設(shè)置有兩個(gè)隔圈(4、5)以及位于隔圈(4、5)之間的零件(piece) (6)。而且,在低速旋轉(zhuǎn)時(shí),利用碟形彈簧(11)對(duì)軸承(2)的內(nèi)圈(2a)施加預(yù)載荷,而在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),利用離心力使零件(6)呈楔狀地陷入上述兩個(gè)隔圈(4、5)之間,并使上述隔圈(4、5)沿著軸向移動(dòng),從而與內(nèi)圈(2a)壓接(壓力接觸),并且對(duì)抗碟形彈簧(11)的作用力而減小內(nèi)圈與外圈之間的預(yù)載荷。
[0007]但是,在該現(xiàn)有技術(shù)中,由于是利用高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力使零件(6)呈楔狀地陷入兩個(gè)隔圈(4、5)之間,因此,存在在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)該零件(6)無法從隔圈(4、5)之間脫離從而無法恢復(fù)到原來的低預(yù)載荷狀態(tài)的可能性。另外,由于是在軸承(2)的軸向兩側(cè)設(shè)有可動(dòng)的碟形彈簧(11)和零件(6)、隔圈(4、5)等這一復(fù)雜的結(jié)構(gòu),因此期望更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
[0008]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0009]【專利文獻(xiàn)】
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本公報(bào)、特開平5-196034號(hào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本公報(bào)、特開平11-239902號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有情況而完成的,其課題在于提供一種能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)將施加于軸承的預(yù)載荷自動(dòng)調(diào)整為與旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的適當(dāng)大小、并且工作性能也良好的軸承機(jī)構(gòu)。
[0013]用于解決上述課題的一種軸承機(jī)構(gòu)具備外圈、經(jīng)由多個(gè)滾動(dòng)體以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支承于該外圈的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)圈、以及被支承于該內(nèi)圈的內(nèi)周側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸,并且,通過將上述外圈和上述內(nèi)圈中的一個(gè)圈支承為不能夠沿軸向移動(dòng)并且對(duì)另一個(gè)圈沿軸向加壓,從而在上述外圈與內(nèi)圈之間產(chǎn)生預(yù)載荷,該軸承機(jī)構(gòu)的特征在于:在上述旋轉(zhuǎn)軸的外周部上設(shè)有在軸向上與上述另一個(gè)圈壓接的離心彈簧,該離心彈簧構(gòu)成為利用與上述旋轉(zhuǎn)軸呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力呈彈性地?cái)U(kuò)徑并且沿著軸向彈性地收縮。
[0014](發(fā)明效果)
[0015]本發(fā)明由于如以上所述那樣構(gòu)成,因此能夠提供能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)將施加于軸承的預(yù)載荷自動(dòng)調(diào)整為與旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的適當(dāng)大小、并且工作性能也良好的軸承機(jī)構(gòu)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明涉及的軸承機(jī)構(gòu)的一例的剖視圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明軸承機(jī)構(gòu)中的離心彈簧的一例的立體圖。
[0018]圖3中的(a)是圖2的離心彈簧的主視圖,(b)是圖2的離心彈簧的側(cè)視圖。
[0019]圖4是模式化地表示本發(fā)明涉及的軸承機(jī)構(gòu)的作用的剖視圖。
[0020]圖5是表示離心彈簧的另一例的立體圖。
[0021]圖6中的(a)是圖5的離心彈簧的主視圖,(b)是圖5的離心彈簧的側(cè)視圖。
[0022]圖7是沿圖6(a)的(VII)-(VII)線切斷的剖視圖。
[0023]圖8是表示離心彈簧的另一例的立體圖。
[0024]圖9中的(a)是圖8的離心彈簧的主視圖,(b)是圖8的離心彈簧的側(cè)視圖。
[0025]圖10是沿圖9(a)的(X)-(X)線切斷的剖視圖。
[0026]圖11是對(duì)適用本發(fā)明涉及的軸承機(jī)構(gòu)的主軸裝置的一例進(jìn)行表示的外觀立體圖。
[0027]圖12是對(duì)適用本發(fā)明涉及的軸承機(jī)構(gòu)的主軸裝置的另一例進(jìn)行表示的外觀立體圖。
[0028]圖13是對(duì)適用定位預(yù)壓方式的現(xiàn)有軸承機(jī)構(gòu)的一例進(jìn)行表示的剖視圖。
[0029]圖14是對(duì)適用定壓預(yù)壓方式的現(xiàn)有軸承機(jī)構(gòu)的一例進(jìn)行表示的剖視圖。
[0030](符號(hào)說明)
[0031]I...軸承機(jī)構(gòu)
[0032]10...殼體
[0033]20a、20b、20c...軸承
[0034]21...外圈
[0035]22...滾動(dòng)體
[0036]23...保持架
[0037]24...內(nèi)圈
[0038]30...旋轉(zhuǎn)軸
[0039]40、40,、40”...離心彈簧
[0040]41...筒部
[0041]42...突出部
[0042]42a、42a’、42a”...分割突起
[0043]50...推力承受件
[0044]A、B...主軸裝置
[0045]s...間隙
【具體實(shí)施方式】
[0046]本實(shí)施方式的軸承機(jī)構(gòu)具備外圈、經(jīng)由多個(gè)滾動(dòng)體以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支承于該外圈的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)圈、以及被支承于該內(nèi)圈的內(nèi)周側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸,并且,通過將上述外圈和上述內(nèi)圈中的一個(gè)圈支承為不能夠沿著軸向移動(dòng)并且對(duì)另一個(gè)圈沿軸向加壓,從而在上述外圈與內(nèi)圈之間產(chǎn)生預(yù)載荷,該軸承機(jī)構(gòu)的第一特征在于:在上述旋轉(zhuǎn)軸的外周部設(shè)有在軸向上與上述另一個(gè)圈壓接的離心彈簧,該離心彈簧構(gòu)成為利用與上述旋轉(zhuǎn)軸呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力呈彈性地?cái)U(kuò)徑并且沿著軸向彈性地收縮。
[0047]根據(jù)該結(jié)構(gòu),在低速旋轉(zhuǎn)的情況下,利用離心彈簧對(duì)上述另一個(gè)圈沿軸向加壓,因此能夠在外圈與內(nèi)圈之間產(chǎn)生預(yù)載荷。
[0048]在高速旋轉(zhuǎn)的情況下,離心彈簧在離心力的作用下彈性地?cái)U(kuò)徑并且沿軸向彈性地收縮,因此對(duì)上述另一個(gè)圈施加的壓力變?nèi)?,從而能夠減小外圈與內(nèi)圈之間的預(yù)載荷。
[0049]另外,在恢復(fù)至低速旋轉(zhuǎn)時(shí),由于進(jìn)行了彈性擴(kuò)徑和彈性收縮的離心彈簧恢復(fù)到原來的狀態(tài)而進(jìn)行縮徑并且沿軸向伸展,因此能夠再次使外圈與內(nèi)圈之間的預(yù)載荷增大。
[0050]本實(shí)施方式的軸承機(jī)構(gòu)的第二特征在于:上述離心彈簧形成為其徑向外側(cè)部分的體積大于徑向內(nèi)側(cè)部分的體積。
[0051]根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠增大作用于離心彈簧的離心力,從而有效地使離心彈簧進(jìn)行擴(kuò)徑和進(jìn)行收縮。
[0052]本實(shí)施方式的軸承機(jī)構(gòu)的第三特征在于:上述離心彈簧具備相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)軸呈環(huán)狀地安裝的筒部和從該筒部的軸向上的偏靠中央部分起朝向徑向外側(cè)突出的突出部,并且,上述離心彈簧利用與上述旋轉(zhuǎn)軸呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力使上述筒部的軸向上的偏靠中央部分彈性地?cái)U(kuò)徑,并且使該筒部沿著軸向彈性地收縮。
[0053]根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠利用突出部增加離心力,從而能夠有效地使筒部擴(kuò)徑并且沿軸向收縮。
[0054]本實(shí)施方式的軸承機(jī)構(gòu)的第四特征在于:上述突出部由在圓周方向上隔開規(guī)定間隔排列的多個(gè)分割突起構(gòu)成為環(huán)狀。
[0055]根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠減小由于離心力而產(chǎn)生于突出部的圓周方向上的拉伸應(yīng)力,從而能夠有效地進(jìn)行筒部的擴(kuò)徑和收縮。
[0056]本實(shí)施方式的軸承機(jī)構(gòu)的第五特征在于:在上述筒部的圓周壁上設(shè)置有沿著徑向貫通該圓周壁的貫通部,且該貫通部設(shè)置在圓周方向上相鄰的上述分割突起之間。
[0057]根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠減小由于離心力而產(chǎn)生于筒部的圓周方向上的拉伸應(yīng)力,從而能夠更加有效地進(jìn)行筒部的擴(kuò)徑和收縮。
[0058]本實(shí)施方式的軸承機(jī)構(gòu)的第六特征在于:上述筒部的端面的外徑側(cè)相比內(nèi)徑側(cè)更朝向軸向內(nèi)側(cè)凹陷。
[0059]根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠防止在筒部的軸向上的中央側(cè)部分在離心力的作用下向徑向外側(cè)膨脹時(shí)該筒部的端面傾斜從而導(dǎo)致筒部的端面的外徑側(cè)相比內(nèi)徑側(cè)更朝向軸向外側(cè)突出這一情況,從而能夠使筒部整體的軸向尺寸有效地收縮。
[0060]本實(shí)施方式的軸承機(jī)構(gòu)的第七特征在于:在上述旋轉(zhuǎn)軸的外周部設(shè)置有不能沿軸向移動(dòng)的推力承受件,并且,在該推力承受件和上述另一個(gè)圈之間夾持有上述離心彈簧。[0061 ] 根據(jù)該結(jié)構(gòu),在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心彈簧的一端側(cè)被推力承受件固定為不會(huì)在軸向上移動(dòng),因此能夠使該離心彈簧的另一端側(cè)穩(wěn)定地與上述另一個(gè)圈壓接。
[0062]接下來,根據(jù)附圖對(duì)具有上述特征的本實(shí)施方式的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0063]【實(shí)施例】
[0064]如圖1所示,作為本實(shí)施方式的優(yōu)選一例的軸承機(jī)構(gòu)I具備:大致圓筒狀的殼體10,固定于該殼體10內(nèi)部的多個(gè)軸承20a、20b、20c,插入于上述軸承20a、20b、20c的中心側(cè)且旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)軸30,在軸向上與軸承20a壓接(壓力接觸)的離心彈簧40,以及在軸向上從軸承20a的相對(duì)側(cè)承擋該離心彈簧40的推力承受件(thrust receiving member) 50,并且,軸承機(jī)構(gòu)I利用旋轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力使離心彈簧40彈性地變形,從而自動(dòng)調(diào)整與該離心彈簧40壓接的軸承20a、20b、20c的預(yù)載荷(預(yù)壓)。
[0065]殼體10是由金屬制成的大致圓筒狀的部件,且在其內(nèi)周面上設(shè)有呈階梯狀地?cái)U(kuò)徑的圓筒狀的軸承保持部U。該軸承保持部11中插入有后述的筒狀隔圈61和多個(gè)(圖示例中為三個(gè))軸承(20a、20b、20c),在插入方向上(圖1中的右側(cè))筒狀隔圈61的端部與殼體10內(nèi)的階梯部12相抵接。
[0066]另外,在殼體10的與上述插入方向呈相反方向側(cè)的端部側(cè)上,螺合連接有環(huán)狀的固定套筒62。在該固定套筒62與上述階梯部12之間夾持有筒狀隔圈61和多個(gè)軸承20a、20b,20c的外圈21,并將筒狀隔圈61和多個(gè)軸承20a、20b、20c的外圈21保持呈不會(huì)沿著軸向移動(dòng)。
[0067]另外,作為圖示例以外的其他例子,也可以構(gòu)成為省略上述筒狀隔圈61而將多個(gè)軸承20a、20b、20c的外圈21直接夾持于階梯部12與固定套筒62之間。
[0068]軸承20a、20b、20c均具備:無接頭環(huán)狀的外圈21、以能夠滾動(dòng)的方式保持在該外圈21內(nèi)的多個(gè)滾動(dòng)體22、將多個(gè)滾動(dòng)體22的圓周方向上的間隔保持呈大致固定間隔的保持架(retainer) 23、以及保持于外圈21的中心部側(cè)且通過多個(gè)滾動(dòng)體22的滾動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的無接頭環(huán)狀的內(nèi)圈24,并且,各軸承20a、20b、20c分別構(gòu)成使外圈21和滾動(dòng)體22的接觸角相對(duì)于徑向傾斜的角接觸球軸承。
[0069]上述多個(gè)軸承20a、20b、20c中的、從離心彈簧40側(cè)數(shù)起的第一個(gè)軸承20a構(gòu)成為其接觸角α形成于離心彈簧40的相反側(cè)(圖1中的左側(cè)),第二個(gè)軸承20b構(gòu)成為其接觸角α形成于離心彈簧40側(cè)。軸承20a與軸承20b的這種關(guān)系有時(shí)被稱為“互反組合”。
[0070]另外,從離心彈簧40側(cè)數(shù)起的第三個(gè)軸承20c構(gòu)成為其接觸角α形成于離心彈簧40側(cè)。軸承20b與軸承20c的關(guān)系有時(shí)被稱為“并列組合”。
[0071]而且,在軸承20a的內(nèi)圈24與軸承20b的內(nèi)圈24之間設(shè)有用于對(duì)軸承20a產(chǎn)生預(yù)載荷的微小的間隙S。
[0072]另外,旋轉(zhuǎn)軸30是圓柱狀或圓筒狀的長(zhǎng)條體,并且,旋轉(zhuǎn)軸30被壓入軸承20a、20b、20c的內(nèi)圈24中,從而與軸承20a、20b、20c的內(nèi)圈24呈一體地旋轉(zhuǎn)。
[0073]在該旋轉(zhuǎn)軸30的外周部形成有環(huán)狀的階梯部31,該環(huán)狀的階梯部31是通過將旋轉(zhuǎn)軸30的處于軸承20a、20b、20c側(cè)的部分進(jìn)行縮徑而形成。軸承20c的內(nèi)圈24的端面與該階梯部31接觸。
[0074]另外,圖1中的符號(hào)63是用于防止異物等從固定套筒62與旋轉(zhuǎn)軸30之間的間隙進(jìn)入軸承側(cè)的環(huán)狀蓋部件,該環(huán)狀蓋部件以將固定套筒62與旋轉(zhuǎn)軸30之間的間隙覆蓋的方式固定于旋轉(zhuǎn)軸30的外周面。
[0075]另外,離心彈簧40由能夠彈性變形的硬質(zhì)合成樹脂材料形成,并且呈一體地設(shè)有筒部41和突出部42,其中,筒部41相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸30呈環(huán)狀地安裝,突出部42從該筒部41的軸向上的偏靠中央部分起朝向徑向外側(cè)方向突出而形成。而且,該離心彈簧40利用其與旋轉(zhuǎn)軸30呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力使筒部41的軸向上的偏靠中央部分彈性地?cái)U(kuò)徑,并且使該筒部41沿著軸向彈性地收縮。
[0076]筒部41是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸30緩緩壓入且呈環(huán)狀地被安裝的筒狀部件,其軸向上的兩端部被夾持在軸承20a的內(nèi)圈24與推力承受件50之間,由此筒部41與旋轉(zhuǎn)軸30呈一體地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0077]在該筒部41的圓周壁上設(shè)有沿徑向貫通該圓周壁的貫通部41a(參照?qǐng)D2和圖3(b))。在圖示例子中,該貫通部41a是沿著軸向形成的細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)孔,且在圓周方向上隔開規(guī)定的間隔而設(shè)置有多個(gè)。各貫通部41a的設(shè)置位置與后述的突出部42的分割突起42a彼此間的間隙相對(duì)應(yīng)。
[0078]另外,在筒部41的軸向上的兩端面上形成有倒角部41b,該倒角部41b以使外徑側(cè)相比內(nèi)徑側(cè)更朝向軸向內(nèi)側(cè)凹陷的方式形成在該筒部41的整個(gè)圓周上。在圖示例子中,該倒角部41b形成為C倒角狀(參照?qǐng)D1?圖3),但作為其他例也可以形成為R倒角狀、或使外徑側(cè)逐漸凹陷的其他形狀等。
[0079]在圖示例子中,突出部42位于筒部41的軸向上的大致中央部分,并且由在圓周方向上隔開規(guī)定間隔排列的多個(gè)(圖示例子中為六個(gè))分割突起42a構(gòu)成為大致環(huán)狀(參照?qǐng)D2和圖3(a))。
[0080]關(guān)于各分割突起42a的形狀,在圖3(a)所示的主視圖中,形成為隨著朝向徑向外側(cè)而逐漸向圓周方向擴(kuò)大的大致扇形狀。
[0081]另外,推力承受件50由金屬材料等形成為筒狀,并且,推力承受件50被配置成將離心彈簧40的筒部41夾持在其與軸承20a的內(nèi)圈24之間。
[0082]該推力承受件50以沿著軸向?qū)ν膊?1加壓的狀態(tài)下固定于旋轉(zhuǎn)軸30的外周面上,從而能夠經(jīng)由離心彈簧40的筒部41對(duì)軸承20a產(chǎn)生預(yù)載荷。作為將該推力承受件50固定于旋轉(zhuǎn)軸30的方法,可以采用壓入或螺合、凹凸嵌合等方法。
[0083]接著,對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的軸承機(jī)構(gòu)I的特征性的作用效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0084]首先,在旋轉(zhuǎn)軸30停止旋轉(zhuǎn)時(shí)、或旋轉(zhuǎn)軸30以較低速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí),離心力幾乎未作用于離心彈簧40。該狀態(tài)下,生產(chǎn)階段中的、由推力承受件50沿軸向?qū)ν膊?1加壓,進(jìn)而筒部41沿軸向?qū)S承20a的內(nèi)圈24進(jìn)行加壓的加壓狀態(tài)被維持,從而利用其加壓力對(duì)軸承20a的內(nèi)圈24與外圈21之間產(chǎn)生預(yù)載荷并保持該預(yù)載荷。
[0085]上述狀態(tài)適用于例如下述情況中,S卩,將軸承機(jī)構(gòu)I使用于機(jī)床等中并以低速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行深切削時(shí)的重載荷加工中。
[0086]另外,在旋轉(zhuǎn)軸30以較高速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí),作用于離心彈簧40的離心力增大,離心彈簧40的筒部41利用突出部42的離心力朝向離心方向拉伸而彈性變形為大致桶形。更為詳細(xì)說明的話,如圖4所示,利用與旋轉(zhuǎn)軸30呈一體地旋轉(zhuǎn)的突出部42的離心力,將筒部41的軸向上的中央側(cè)朝向徑向外側(cè)拉伸,從而筒部41的軸向上的中央側(cè)進(jìn)行擴(kuò)徑而彈性變形為大致桶形,并且筒部41的軸向上的全長(zhǎng)被收縮。
[0087]另外,圖4中示出的是使離心彈簧40極端變形的狀態(tài),其僅僅是為了簡(jiǎn)單易懂地說明本申請(qǐng)發(fā)明的作用,并不表示離心彈簧40的實(shí)際變形程度。
[0088]在發(fā)生上述彈性變形時(shí),筒部41的圓周壁的外徑側(cè)相比內(nèi)徑側(cè)相對(duì)地欲朝向軸向外側(cè)伸展,但是,由于在該圓周壁的端面上設(shè)有倒角部41b,因此筒部41的軸向上的最大尺寸不增大反而縮小。
[0089]因此,由筒部41對(duì)軸承20a的內(nèi)圈24施加的軸向上的壓力變?nèi)?,從而軸承20a的內(nèi)圈24與外圈21之間的預(yù)載荷減小。
[0090]該狀態(tài)適用于例如將軸承機(jī)構(gòu)I使用于機(jī)床等中并以高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行淺切削時(shí)的低載荷加工中,此時(shí)能夠防止軸承使用壽命的降低。
[0091]因此,根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的軸承機(jī)構(gòu)1,能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速無間斷地增加或減小施加于軸承20a的預(yù)載荷,從而能夠自動(dòng)調(diào)整為適當(dāng)?shù)膲毫Α?br>
[0092]而且,不需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣設(shè)置液壓裝置、或者軸承兩側(cè)的零件(piece)和碟形彈簧等,從而能夠形成為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),而且工作性能也良好。
[0093]進(jìn)而,通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整離心彈簧40的材質(zhì)、或離心彈簧40各部分的厚度、質(zhì)量等,能夠容易地調(diào)整預(yù)先施加于軸承20a的預(yù)載荷的大小、或與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的預(yù)載荷的變化率坐寸ο
[0094]另外,在上述結(jié)構(gòu)的軸承機(jī)構(gòu)I中,也可以將離心彈簧40替換成其他形狀。接下來,對(duì)離心彈簧的變形例進(jìn)行說明。由于以下所示的離心彈簧是對(duì)上述離心彈簧40的一部分結(jié)構(gòu)作出變更,因此主要對(duì)該變更部分進(jìn)行詳細(xì)說明,而對(duì)于大致相同的部分使用相同的符號(hào)并省略重復(fù)的說明。
[0095]圖5?圖7所示的離心彈簧40’是將上述離心彈簧40的各分割突起42a替換成分割突起42a’的結(jié)構(gòu)。
[0096]各分割突起42a’形成為下述形狀:即,隨著朝向徑向外側(cè),各分割突起42a’的軸向厚度保持大致固定而圓周方向的尺寸逐漸增大,進(jìn)而在最大直徑附近處使徑向厚度保持固定而使軸向的尺寸朝向兩側(cè)增大這一形狀。
[0097]另外,圖8?圖10所示的離心彈簧40”是將上述離心彈簧40的各分割突起42a替換成分割突起42a”的結(jié)構(gòu)。
[0098]各分割突起42a”形成為下述形狀:S卩,隨著朝向徑向外側(cè),圓周方向的尺寸逐漸增大且軸向尺寸也逐漸增大這一形狀。
[0099]因此,根據(jù)將軸承機(jī)構(gòu)I中的離心彈簧40替換成離心彈簧40’或離心彈簧40”后的結(jié)構(gòu),由于各分割突起42a’、42a”形成為在偏靠離心方向的位置處體積大幅增大的形狀,因此能夠增大由該分割突起42a’、42a”產(chǎn)生的離心力,從而使筒部41的徑向和軸向上的變形量也增加,其結(jié)果是,能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速更大地增加或減少對(duì)軸承20a施加的預(yù)載荷。
[0100]另外,如圖11和圖12所示,上述結(jié)構(gòu)的軸承機(jī)構(gòu)I構(gòu)成主軸裝置A、B。
[0101]圖11所示的主軸裝置A在大致筒狀的殼體10內(nèi)具備上述結(jié)構(gòu)的軸承機(jī)構(gòu)1,并將連接于上述旋轉(zhuǎn)軸30 (參照?qǐng)D1)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部al露出于外部。
[0102]圖12所示的主軸裝置B構(gòu)成為其直徑大于主軸裝置A的主軸裝置,該主軸裝置B在大致筒狀的殼體10內(nèi)具備上述結(jié)構(gòu)的軸承機(jī)構(gòu)1,并將連接于上述旋轉(zhuǎn)軸30 (參照?qǐng)D1)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部bl露出于外部。
[0103]另外,在上述實(shí)施例中是沿著軸向?qū)S承20a的內(nèi)圈24進(jìn)行加壓而賦予預(yù)載荷,但是,作為其他例子也可以構(gòu)成為沿著軸向?qū)S承20a的外圈21進(jìn)行加壓而賦予預(yù)載荷。該情況下,具體是僅將軸承20a配設(shè)為在圖1中左右相反,使軸承20a的內(nèi)圈24與軸承20b的內(nèi)圈24、以及軸承20b的內(nèi)圈24與軸承20c的內(nèi)圈24無間隙地抵接,并且在軸承20c的外圈21的圖1中左側(cè)上設(shè)置間隙,或者,將軸承20a和軸承20c配設(shè)為在圖1中左右相反,使軸承20a的內(nèi)圈24與軸承20b的內(nèi)圈24無間隙地抵接,并且在軸承20b的外圈21與軸承20c的外圈21之間設(shè)置間隙。
[0104]或者,在軸承20a與軸承20b之間配置離心彈簧40,并設(shè)置抵接在軸承20a的內(nèi)圈24與軸承20b的內(nèi)圈24之間的套筒。
[0105]另外,在上述實(shí)施例的軸承20a、20b、20c中構(gòu)成了角接觸球軸承,但是,作為其他例也可以構(gòu)成為圓錐滾子軸承或深槽軸承等。
[0106]另外,在圖示例子中,離心彈簧40、40’、40”的筒部41上所設(shè)置的貫通部41a形成為長(zhǎng)孔狀的貫通孔,但是,作為其他例也可以為形成于筒部41的圓周壁上的多個(gè)切槽或狹縫等。
[0107]另外,關(guān)于離心彈簧40、40’、40”,只要構(gòu)成為利用與旋轉(zhuǎn)軸30呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力而彈性地?cái)U(kuò)徑且沿軸向彈性地收縮,便不限于圖示例的結(jié)構(gòu),也可以形成為例如具有相對(duì)于筒部41排列于軸向上的多個(gè)突出部42的形態(tài),或者從離心彈簧40中去除突出部42而僅通過筒部41進(jìn)行彈性變形的形態(tài)等。
[0108]另外,在上述實(shí)施例中,利用推力承受件50來承擋離心彈簧40的軸向上的一端側(cè)并且使該離心彈簧40的另一端側(cè)與軸承20a的內(nèi)圈24壓接,但是,作為其他例也可以形成為利用插入于旋轉(zhuǎn)軸30的銷狀部件來承擋離心彈簧40的上述一端側(cè)的形態(tài),或者,將離心彈簧40呈凹凸?fàn)畹厍逗嫌谛D(zhuǎn)軸30的外周面而在軸向上對(duì)其定位并且使該離心彈簧40與軸承20a的內(nèi)圈24壓接的形態(tài)等。
[0109]另外,在上述實(shí)施例中利用硬質(zhì)合成樹脂材料呈一體地形成離心彈簧40的筒部41和突出部42,但是,作為其他例也可以將筒部41和突出部42分別獨(dú)立地形成,并且由金屬材料等高重量材料形成突出部42,從而形成為離心力更容易起作用的形態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種軸承機(jī)構(gòu),其具備外圈、經(jīng)由多個(gè)滾動(dòng)體以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支承于該外圈的內(nèi)周側(cè)的內(nèi)圈、以及被支承于該內(nèi)圈的內(nèi)周側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸,所述軸承機(jī)構(gòu)通過將所述外圈和所述內(nèi)圈中的Iv圈支承為不能夠沿軸向移動(dòng)并且對(duì)所述外圈和所述內(nèi)圈中的另個(gè)圈沿著軸向加壓,從而在所述外圈與所述內(nèi)圈之間產(chǎn)生預(yù)載荷, 所述軸承機(jī)構(gòu)的特征在于, 在所述旋轉(zhuǎn)軸的外周部設(shè)置有在軸向上與所述另一個(gè)圈壓接的離心彈簧,該離心彈簧構(gòu)成為利用與所述旋轉(zhuǎn)軸呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力呈彈性地?cái)U(kuò)徑并且沿著軸向彈性地收縮。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承機(jī)構(gòu),其特征在于, 所述離心彈簧形成為其徑向外側(cè)部分的體積大于徑向內(nèi)側(cè)部分的體積。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸承機(jī)構(gòu),其特征在于, 所述離心彈簧具備相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸呈環(huán)狀地安裝的簡(jiǎn)部和從該筒部的軸向上的偏靠中央部分朝向徑向外側(cè)突出的突出部,并且,所述離心彈簧利用與所述旋轉(zhuǎn)軸呈一體地旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力使所述筒部的軸向上的偏靠中央部分彈性地?cái)U(kuò)徑,并且使所述筒部沿著軸向彈性地收縮。
4.如權(quán)利要求3所述的軸承機(jī)構(gòu),其特征在于, 所述突出部由在圓周方向上隔開規(guī)定間隔排列的多個(gè)分割突起構(gòu)成為環(huán)狀。
5.如權(quán)利要求4所述的軸承機(jī)構(gòu),其特征在于, 在所述筒部的圓周壁上設(shè)置有沿著徑向貫通所述圓周壁的貫通部,且所述貫通部設(shè)置在圓周方向上相鄰的所述分割突起之間。
6.如權(quán)利要求3所述的軸承機(jī)構(gòu),其特征在于, 所述筒部的端面的外徑側(cè)相比內(nèi)徑側(cè)更朝向軸向內(nèi)側(cè)凹陷。
7.如權(quán)利要求1或2所述的軸承機(jī)構(gòu),其特征在于, 在所述旋轉(zhuǎn)軸的外周部設(shè)置有不能沿著軸向移動(dòng)的推力承受件,并且,在該推力承受件與所述另一個(gè)圈之間夾持有所述離心彈簧。
【文檔編號(hào)】F16C19/54GK104251259SQ201410294491
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】小林保幸, 津川美沙子 申請(qǐng)人:并木精密寶石株式會(huì)社