球轴承的制作方法

在2015年7月24日提出的日本专利申请2015-146566的公开，包括其说明书、附图及摘要作为参照而全部包含于此。

本发明涉及球轴承。

背景技术：

虽然球轴承相比圆锥滚子轴承等滚子轴承而是低转矩(低旋转阻力)的轴承，但是近年来要求进一步的低转矩化。如图8所示，以往的球轴承具有内圈91、外圈92、多个滚珠93及环状的保持架94。多个滚珠93由保持架94沿周向空出间隔地保持。保持架94由滚珠93进行引导(定位)(例如，参照日本特开2014-70669号公报)。在图8所示的球轴承中，密封装置95设置在轴向两侧，以免内圈91与外圈92之间的润滑脂向外部泄漏。

在图8所示的球轴承作为例如支承家电产品具有的电动机的旋转轴的轴承使用的情况下，为了抑制运转音的发生，而要求球轴承的旋转时的低噪音化。由于球轴承的旋转而产生的噪音通过提高滚珠、内圈的轨道槽、外圈的轨道槽等各部分的尺寸或表面的精度而能够降低一定程度。但是，即使通过提高构成球轴承的各部分的精度而实现低噪音化，也存在极限，而且导致成本上涨。

技术实现要素：

本发明的目的之一是在球轴承中尽可能地抑制成本上涨并能够实现低噪音化。

本发明的一方式的球轴承的构成上的特征在于，具备：内圈，在外周形成有内轨道槽；外圈，在内周形成有外轨道槽；多个滚珠，设置于所述内轨道槽与所述外轨道槽之间；及环状的保持架，保持所述多个滚珠，其中，所述保持架具有：环状部，位于所述滚珠的轴向一侧；及多个柱部，从该环状部向轴向另一侧延伸而设置，所述柱部具有引导部，所述引导部通过在所述内轨道槽中的所述滚珠所接触的区域以外的非接触区域上与所述内轨道槽接触而进行该保持架的定位。

附图说明

前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。

图1是表示本发明的球轴承的一实施方式的剖视图。

图2是表示内圈、滚珠及保持架的立体图。

图3是内圈、外圈及保持架的剖视图。

图4是内圈、外圈、滚珠及保持架的一部分的从轴向观察的图。

图5是说明球轴承的组装方法的剖视图。

图6是说明球轴承的组装方法的剖视图。

图7是表示保持架的变形例的说明图。

图8是表示以往的球轴承的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的球轴承的一实施方式的剖视图。该球轴承1具备内圈2、外圈3、多个滚珠4、环状的保持架5。外圈3设置在该内圈2的径向外侧。滚珠4设置在上述内圈2与外圈3之间。保持架5保持上述滚珠4。

图1所示的球轴承1在轴向两侧还具备密封装置6。通过上述密封装置6，防止设置有滚珠4及保持架5的轴承内部的润滑脂向外部的泄漏。密封装置6也具备防止外部的异物侵入到轴承内部的功能。

内圈2是环状的构件，在其外周形成有供滚珠4滚动的内轨道槽21。在图1所示的纵剖面中，内轨道槽21具有比滚珠4的半径稍大的半径的凹圆弧形状。内圈2在内轨道槽21的轴向一侧具有第一肩部22，在内轨道槽21的轴向另一侧具有第二肩部23。

外圈3是环状的构件，在其内周形成有供滚珠4滚动的外轨道槽31。在图1所示的纵剖面中，外轨道槽31具有比滚珠4的半径稍大的半径的凹圆弧形状。外圈3在外轨道槽31的轴向一侧具有第一肩部32，在外轨道槽31的轴向另一侧具有第二肩部33。在外圈3的轴向两侧部各自的内周面上形成有凹槽39。在该凹槽39安装有密封装置6。本实施方式的球轴承1是深槽球轴承。

滚珠4在内轨道槽21与外轨道槽31之间设有多个。当球轴承1(内圈2)旋转时，滚珠4在内轨道槽21及外轨道槽31上滚动。滚珠4在内轨道槽21中的最深的点(区域s3)处进行接触，且在外轨道槽31中的最深的点(区域s1)处进行接触。滚珠4是使用轴承钢等形成的钢制的构件。内圈2及外圈3由轴承钢或机械结构用钢等的钢制成。

图2是表示内圈2、滚珠4及保持架5的立体图。在图2中，示出内圈2等中的近前侧的一半。保持架5是具有环状部11和多个柱部12的所谓冠形的保持架。环状部11位于滚珠4的轴向一侧。柱部12从该环状部11向轴向另一侧延伸而设置。环状部11是圆环形状的部分，位于内圈2(参照图1)的肩部22与外圈3的肩部32之间。柱部12全部为相同形状，各柱部12具有本体部13和引导部14，在后文进行说明。保持架5为树脂制(合成树脂制)，通过注塑成形来制造。环状部11与柱部12一体成形，保持架5由单一构件形成。

环状部11的轴向另一侧且在周向上相邻的柱部12、12之间成为收容滚珠4的兜孔15。兜孔15沿着周向形成多个。保持架5能够沿周向空出间隔地保持多个滚珠4。

图1所示的密封装置6是环状的遮护板，通过外周部(径向外侧的部分)与外圈3的凹槽39嵌合而将密封装置6安装于外圈3。密封装置6的内周部(径向内侧的部分)具有间隙地与内圈2(肩部22、23)相对，通过该内周部构成迷宫密封。虽然未图示，但是密封装置6可以是具有环状的芯部和橡胶构件的密封。橡胶构件具有固定于该芯部且与内圈2滑动接触的唇部。

图3是内圈2、外圈3及保持架5的剖视图。需要说明的是，在图3中，设为拆卸了密封装置6的状态。保持架5如上所述具备环状部11和柱部12。如图2及图3所示，柱部12具有与滚珠4接触的本体部13和用于与内轨道槽21接触的引导部14。

本体部13是从环状部11的径向外侧部11b朝向轴向另一侧而直线地延伸的部分。引导部14是从该本体部13分支而向径向内侧突出的部分。本实施方式的引导部14从本体部13分支而朝向相对于该本体部13的延伸方向倾斜的方向突出。引导部14包括环状部11的径向内侧部11a和从本体部13的下摆部13a朝向内轨道槽21侧延伸的部分。通过引导部14从本体部13分支，而在上述引导部14与本体部13之间形成缺损部16。缺损部16是通过将柱部12的一部分在剖面中切缺成凹圆弧形状而形成的部分。

图4是内圈2、外圈3、滚珠4及保持架5的一部分的从轴向观察的图。保持架5的柱部12具有的各本体部13在周向两侧具有与滚珠4进行点接触的兜孔面17。在图4中，兜孔面17中的与滚珠4接触的接触点设为标号44。各兜孔面17具有随着从与滚珠4接触的接触点44朝向内圈3侧而与该滚珠4之间的间隔变宽的面。本实施方式的本体部13具有的兜孔面17成为平面。

夹持一个滚珠4的一对兜孔面17、17构成收容该滚珠4的兜孔15的一部分。在本体部13的兜孔面17的延长线上存在引导部14的侧面14a。该侧面14a也包含于兜孔15的一部分，但是侧面14a与滚珠4不接触。

柱部12具有的引导部14是进行保持架5的在径向上的定位的部分。即，在内圈2与保持架5处于同心状的情况下，如图3所示，引导部14的一部分成为具有间隙而与内轨道槽21相对的配置。然而，通过保持架5在径向上位移，引导部14的一部分(接触部18)能够在径向上与内轨道槽21接触。尤其是该引导部14在内轨道槽21中的滚珠4所接触的区域s3以外的非接触区域s2上接触。而且，本实施方式中，引导部14在内轨道槽21中的所述非接触区域s2上仅在一个部位接触。非接触区域s2是比滚珠4所接触的所述区域s3靠近肩部22侧的位置。通过该结构，引导部14能够进行保持架5的在径向上的定位。引导部14中的与内轨道槽21接触的部分称为接触部18。

内轨道槽21具有凹圆弧形状，引导部14的(包括接触部18的)一部分位于该内轨道槽21内。因此，当保持架5向轴向一侧位移时，引导部14的一部分(接触部18)在轴向上能够与内轨道槽21接触。由此，引导部14能够限制保持架5向轴向一侧的移动而进行保持架5的定位。当保持架5向轴向另一侧位移时，保持架5的环状部11(参照图1)具有的滚珠4侧的面11c在轴向上能够与滚珠4接触。由此，环状部11能够限制保持架5向轴向另一侧的移动而进行保持架5的定位。该环状部11具有的面11c也包含于兜孔15的一部分。

说明具备以上的结构的球轴承1的组装方法。如图5所示，首先，在内圈2与外圈3之间配置多个(全部的)滚珠4，然后，使保持架5从轴向一侧接近于内圈2进行组装。然后，将润滑脂设置在轴承内部，将密封装置6(参照图1)安装于外圈3。

在此，在图1所示的球轴承1中，保持架5的柱部12具有的引导部14能够与内轨道槽21接触。由此，在将这样的保持架5装入内圈2与外圈3之间时，需要使引导部14向径向外侧弹性变形。具体说明的话，如图5所示，引导部14的(位于径向最内侧的第一顶部41的)直径d1比内圈2的轴向一侧的肩部22的(轴向外侧端部22a的)外径d2小(d1<d2)。因此，为了将该保持架5装入到轴承内部，需要使树脂制的保持架5的径向内侧部(引导部14)弹性变形而扩径。

因此，在本实施方式中，如上所述，保持架5的柱部12具有本体部13及引导部14。引导部14从本体部13分支而向径向内侧突出。在本实施方式中，在引导部14与本体部13之间形成有缺损部16。由此，引导部14难以受到本体部13的刚性的影响而容易弹性变形。由此，将保持架5装入到内圈2与外圈3之间的作业变得容易。

而且在本实施方式中，为了使将保持架5装入的作业更加容易，如图5所示，引导部14具有随着从位于径向最内侧的第一顶部41朝向轴向另一侧的第二顶部42而径向尺寸增大的斜面43。第一顶部41是引导部14中的能够与内轨道槽21接触的接触部18的附近的部分。第二顶部42是位于引导部14中的其轴向另一侧的端部的部分。本实施方式的所述斜面43成为具有凸状的圆弧形状的倾斜面，(虽然未图示)但也可以是具有直线形状的倾斜面。

在引导部14未弹性变形的状态下，该第二顶部42位于比内圈2的轴向一侧的肩部22的轴向外侧端部22a的外周面靠径向外侧处。即，在引导部14未弹性变形的状态下，第二顶部42的直径d3设定得比所述外周面的外径d2大(d3>d2)。

根据该结构，在相对于内圈2与外圈3之间的多个滚珠4而组装保持架5时，若使保持架5从轴向一侧接近内圈2，则引导部14的斜面43与内圈2的肩部22的外周面的轴向外侧端部22a接触(参照图6)。然后，若一边使斜面43与该轴向外侧端部22a进行滑动接触一边使保持架5向轴向另一侧前进，则轴向外侧端部22a按压引导部14，能够使引导部14向径向外侧弹性变形。即，能够使保持架5的径向内侧部弹性变形而扩径。如上所述，引导部14从本体部13分支，而且，在上述引导部14与本体部13之间形成有缺损部16。由此，引导部14能够容易地弹性变形。若使保持架5向轴向另一侧移动而引导部14的第一顶部41越过内圈2的肩部22，则引导部14借助弹性复原力而向径向外侧复位。如图3所示，引导部14的接触部18成为与内轨道槽21的非接触区域s2接近的状态。由此，引导部14能够与内轨道槽21接触。

这样，根据本实施方式的保持架5的结构，为了将保持架5组装于内圈2与外圈3之间，只要使保持架5从轴向一侧接近内圈2即可(参照图5及图6)。通过卡扣能够将该保持架5顺畅地组装在内圈2与外圈3之间，组装保持架5的作业变得容易。当将保持架5组装在内圈2与外圈3之间时(参照图3)，该保持架5的轴向的移动受到限制，不会从轴承内部脱落。

使引导部14弹性变形而通过卡扣能够将保持架5安装在内圈2与外圈3之间。因此，如图4所示，引导部14具有的朝向周向的侧面14a位于作为平面的兜孔面17的向径向内侧的假想延长面上。如上所述，兜孔面17具有随着从与滚珠4接触的接触点44朝向内圈2侧而与该滚珠4之间的间隔变宽的面。根据该结构，在侧面14a与滚珠4的间隔也变宽而引导部14向径向外侧弹性变形时，侧面14a不会与滚珠4碰撞，该弹性变形不会受到滚珠4的阻碍。因此，能够实现使引导部14弹性变形而进行的基于卡扣的安装。引导部14的侧面14a不仅位于兜孔面17的假想延长面上，也可以相比兜孔面17的延长假想面而从滚珠4分离地存在。即，只要在引导部14的侧面14a与滚珠4之间设有在引导部14的弹性变形时能避免侧面14a与滚珠4碰撞的空间即可。通过以上所述，结束关于球轴承1的组装方法的说明。

在此处，说明本实施方式的球轴承1旋转时产生的声音。当球轴承1旋转时，在内轨道槽21及外轨道槽31与滚珠4之间的滚动接触部、保持架5的滑动接触部产生的振动(声音)使外圈3振动而向轴承外部传播。与转速无关而在外圈3的固有振动频率振动所产生的声音被从外圈3停到，这成为噪音。如图8所示的现有的球轴承90那样，在保持架94被滚珠93定位的结构的情况下，通过与滚珠93接触而产生的保持架94的振动的传播路径依次成为保持架94、滚珠93、在滚珠93与外圈92之间形成的油膜、及外圈92。其结果是，由于该外圈92的振动而成为噪音。

因此，本实施方式的球轴承1中，保持架5具有的柱部12的引导部14与内圈2的内轨道槽21接触。由此，进行该保持架5的定位。根据该构成，作为通过与内轨道槽21接触而产生的保持架5的振动的传播路径，产生依次为保持架5、内圈2、在内圈2与滚珠4之间形成的油膜、滚珠4、在滚珠4与外圈3之间形成的油膜、及外圈3的这一路径。该路径比以往的路径长。即，本实施方式的球轴承1的情况下，能够增大至成为向外部的噪音的产生源的外圈3为止的振动传递的阻力，能够实现低噪音化。本实施方式中，为了球轴承1的低噪音化，不采用新的构件(其他构件)，能够抑制球轴承1的成本上涨。内轨道槽21为了与滚珠4接触而原本就进行精加工(研磨)。由此，无需为了使保持架5(引导部14)接触而对内圈2追加地进行精加工，从而防止成本上涨。即，本实施方式的球轴承1中，尽可能地抑制滚珠1的成本上涨，并能够实现低噪音化。

本实施方式的球轴承1中，引导部14在内轨道槽21中的滚珠4所接触的区域s3以外的非接触区域s2上接触。因此，在内轨道槽21中的滚珠4所接触的区域s3，能够防止以保持架5的接触为起因的损伤，能够防止轴承寿命的下降。如图3所示，为了进行保持架5的定位，该引导部14在内轨道槽21的非接触区域s2上仅在一个部位(接触部18)接触。由此，能够减小内圈2与保持架5之间的润滑脂的剪切阻力。该结果是，能够实现球轴承1的低转矩化。

内圈2与保持架5之间的润滑脂的剪切除了会导致旋转转矩的增加以外，也会导致润滑脂的劣化。然而，在本实施方式的球轴承1中，柱部12的引导部14与内圈2的内轨道槽21在一个部位(接触部18)接触。由此，润滑脂被剪切的区域变窄。其结果是，能够抑制润滑脂的劣化，能够防止润滑脂的寿命的下降。

如上所述(参照图4)，保持架5的柱部12具有的本体部13的兜孔面17与滚珠4进行点接触。该兜孔面17具有随着从与滚珠4接触的接触点44朝向内圈2侧而与该滚珠4之间的间隔变宽的面(平面)。因此，滚珠4与柱部12(本体部13)之间的润滑脂的剪切阻力也能够减小。由此，能够为球轴承1的低转矩化作出贡献。

滚珠4与保持架5之间的润滑脂的剪切除了会导致旋转转矩的增加以外，也会导致润滑脂的劣化。然而，在本实施方式的球轴承1中，保持架5是在兜孔面17上与滚珠4进行点接触的结构。由此，润滑脂被剪切的区域相比以往(参照图8)而变窄。其结果是，能够抑制润滑脂的劣化，能够防止润滑脂的寿命的下降。

以下说明保持架5(接触部18)与内圈2的内轨道槽21的接触状态。在图4所示的本实施方式中，引导部14的径向内侧的轮廓形状设为沿着内轨道槽21的周向的形状。这种情况下，在引导部14与内轨道槽21的非接触区域s2之间沿着周向能够具有恒定的间隙。当保持架5在径向上位移时，引导部14(接触部18)与非接触区域s2(参照图3)进行线接触。

相对于此，可以设为使引导部14(接触部18)与非接触区域s2进行点接触的结构。为了这样进行点接触，如图7所示，从轴向观察保持架5时，可以将引导部14的径向内侧的轮廓形状设为不沿着内轨道槽21的周向形状的形状。即，从轴向观察保持架5时，可以将引导部14的径向内侧的轮廓设为其半径(曲率半径)比内轨道槽21的半径(曲率半径)小的凸圆弧形状。这种情况下，引导部14整体成为球面形状(沿着球面的形状)，且成为该球面形状的面包含接触部18。所述的球面形状可以是具有多个中心或具有多个曲率半径的复合球面。这样，引导部14与外轨道槽31进行点接触。由此，能够进一步减小引导部14与内轨道槽21之间的润滑脂的剪切阻力。由此，能够为球轴承1的低转矩化作出贡献。润滑脂的剪切也能够减少，能够防止润滑脂的寿命的下降。

在本实施方式(参照图2)的保持架5中，环状部11及全部的柱部12具有的保持架全部部分的面通过从轴向一侧能看见的面及从轴向另一侧能看见的面的集合来构成。即，保持架5具有的全部的面包含的各面从轴向一侧或从轴向另一侧必然能看见。通过该结构，虽然未图示，但是通过包含向轴向一侧移动的第一模具和向轴向另一侧移动的第二模具的二分割模具能够制造树脂制的保持架5。其结果是，保持架5的量产性提高。基于该二分割模具的保持架5的制造通过注塑成形进行。

如以上所述公开的实施方式在全部的点上为例示而不受限制。即，本发明的球轴承并不局限于图示的方式，在本发明的范围内也可以是其他的方式的结构。在所述实施方式中，虽然说明了球轴承为深槽球轴承的情况，但也可以是角接触球轴承。

根据本发明，能够增大至成为向外部的噪音的产生源的外圈为止的振动传递的阻力，尽可能地抑制球轴承的成本上涨，并能够实现低噪音化。