滾柱軸承的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種滾柱軸承，包含有分別具有一滾動(dòng)溝的一外環(huán)及一內(nèi)環(huán)，以及多數(shù)滾柱，各該滾動(dòng)溝具有二相互垂直的軌道面，該些滾柱能與該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)的軌道面滾動(dòng)接觸地同時(shí)設(shè)置于該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝，以使該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相互結(jié)合；該滾柱軸承的特征在于該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)分別具有一位于其該二軌道面之間并自該二軌道面凹陷的凹槽，各該軌道面的寬度與各該滾柱的直徑的比值大于或等于0.45且小于或等于0.62；由此，該滾柱軸承的滾柱與軌道面之間的摩擦阻力較小，因此該滾柱軸承在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下較不易損壞。
【專(zhuān)利說(shuō)明】滾柱軸承
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明與滾柱軸承有關(guān)，特別是關(guān)于一種低滑動(dòng)摩擦滾柱軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]請(qǐng)參閱圖1公知的滾柱軸承10主要包含有一內(nèi)環(huán)11、一外環(huán)12，以及能滾動(dòng)地設(shè)置于該內(nèi)環(huán)11及該外環(huán)12之間的多數(shù)滾柱13，該內(nèi)環(huán)11及該外環(huán)12分別具有二相互垂直的軌道面112、122，各該滾柱13以其圓柱面132與其中一該軌道面112及其中一該軌道面122滾動(dòng)接觸，以使該內(nèi)環(huán)11及該外環(huán)12能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相互結(jié)合，由于滾動(dòng)接觸產(chǎn)生的摩擦阻力較低，因此該內(nèi)環(huán)11及該外環(huán)12能相當(dāng)順暢地相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，且驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)動(dòng)作所需的力矩也較小。
[0003]目前市面上的滾柱軸承中，各滾柱13的長(zhǎng)度大約等于滾柱13的外徑，且亦大約等于各軌道面112、122的寬度，因此，各滾柱13的圓柱面132幾乎完全會(huì)與軌道面112、122接觸，然而，由于軌道面112、122不同位置的切線速度不同，造成滾柱13與軌道面112、122之間產(chǎn)生滑動(dòng)而增加摩擦阻力。
[0004]換言之，公知的滾柱軸承的滾柱與軌道面接觸長(zhǎng)度大，因而其摩擦阻力大，在其應(yīng)用于高轉(zhuǎn)速的裝置時(shí)會(huì)因?yàn)榭焖偕郎囟菀讚p壞，因此仍有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種滾柱軸承，其滾柱與軌道面之間的摩擦阻力較小，因此該滾柱軸承在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下較不易損壞。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的滾柱軸承，包含有一外環(huán)、一內(nèi)環(huán)及多數(shù)滾柱，該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)分別具有一滾動(dòng)溝，各該滾動(dòng)溝具有二相互垂直的軌道面，該些滾柱能與該外環(huán)的軌道面及該內(nèi)環(huán)的軌道面滾動(dòng)接觸地同時(shí)設(shè)置于該外環(huán)的滾動(dòng)溝及該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝，以使該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相互結(jié)合；該滾柱軸承的特征在于:
[0007]該外環(huán)的滾動(dòng)溝及該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝分別具有一凹槽，該外環(huán)的凹槽位于該外環(huán)的該二軌道面之間并自該二軌道面凹陷，該內(nèi)環(huán)的凹槽位于該內(nèi)環(huán)的該二軌道面之間并自該二軌道面凹陷，各該軌道面的寬度與各該滾柱的直徑的比值大于或等于0.45且小于或等于 0.62。
[0008]所述的滾柱軸承，其中，各該凹槽的開(kāi)口寬度滿(mǎn)足以下的方程式:
[0009]L= (D-W)/1.414 ；
[0010]其中，L表示各該凹槽的開(kāi)口寬度，D表示各該滾柱的直徑，W表示各該軌道面的寬度。
[0011]所述的滾柱軸承，其中，該外環(huán)具有一朝向該內(nèi)環(huán)的內(nèi)側(cè)面，且該外環(huán)的滾動(dòng)溝具有二凹缺，該二凹缺分別位于該外環(huán)的該二軌道面與該內(nèi)側(cè)面之間，該外環(huán)的該二軌道面的寬度分別為該外環(huán)的該二凹缺與該外環(huán)的凹槽的最小距離。
[0012]所述的滾柱軸承，其中，該內(nèi)環(huán)具有一朝向該外環(huán)的外側(cè)面，且該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝具有二凹缺，該二凹缺分別位于該內(nèi)環(huán)的該二軌道面與該外側(cè)面之間，該內(nèi)環(huán)的該二軌道面的寬度分別為該內(nèi)環(huán)的該二凹缺與該內(nèi)環(huán)的凹槽的最小距離。
[0013]所述的滾柱軸承，其中，該外環(huán)的其中一該軌道面與該內(nèi)環(huán)的其中一該軌道面是相對(duì)于與其滾動(dòng)接觸的滾柱的中心軸線而相互對(duì)稱(chēng)；該外環(huán)的另一該軌道面與該內(nèi)環(huán)的另一該軌道面是相對(duì)于與其滾動(dòng)接觸的滾柱的中心軸線而相互對(duì)稱(chēng)。
[0014]所述的滾柱軸承，其中，該外環(huán)是由二外半環(huán)固接而成。
[0015]所述的滾柱軸承，其中，該內(nèi)環(huán)是由二內(nèi)半環(huán)固接而成。
[0016]由本發(fā)明所提供的軌道面寬度與滾柱直徑的比值設(shè)計(jì)，本發(fā)明所提供的滾柱軸承相較于公知技術(shù)而言，其滾柱與軌道面之間的滑動(dòng)摩擦?xí)蠓鶞p少，且滾柱軸承的負(fù)荷能力也不至于降低太多，尤其對(duì)于高速轉(zhuǎn)動(dòng)的使用狀況下，通常負(fù)荷需求都會(huì)稍微降低，因此本發(fā)明所提供的滾柱軸承可滿(mǎn)足高轉(zhuǎn)速的使用需求而不易損壞。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為公知的滾柱軸承的剖視圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一第一較佳實(shí)施例所提供的滾柱軸承的立體分解圖；
[0019]圖3為本發(fā)明該第一較佳實(shí)施例所提供的滾柱軸承的立體組合圖；
[0020]圖4為圖3中沿剖線4-4的剖視圖；以及
[0021]圖5為本發(fā)明一第二較佳實(shí)施例所提供的滾柱軸承的立體組合圖。
[0022]附圖中的標(biāo)記符號(hào)說(shuō)明
[0023]公知技術(shù)部分
[0024]10滾柱軸承；11內(nèi)環(huán)；112軌道面；12外環(huán)；122軌道面；13滾柱；132圓柱面。
[0025]本發(fā)明部分
[0026]20滾柱軸承；30外環(huán)；32外半環(huán)；34內(nèi)側(cè)面；36滾動(dòng)溝；361、362軌道面；364凹槽;365、366凹缺；40內(nèi)環(huán)；44外側(cè)面；46滾動(dòng)溝；461 >462軌道面；464凹槽；465、466凹缺；50滾柱；52圓柱面；60滾柱軸承；70外環(huán)；80內(nèi)環(huán)；82內(nèi)半環(huán)；D滾柱直徑;W軌道面寬度；L1、L2中心軸線山凹槽開(kāi)口寬度。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明所提供的滾柱軸承包含有一外環(huán)、一內(nèi)環(huán)及多數(shù)滾柱，該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)分別具有一滾動(dòng)溝，各該滾動(dòng)溝具有二相互垂直的軌道面，該些滾柱能與該外環(huán)的軌道面及該內(nèi)環(huán)的軌道面滾動(dòng)接觸地同時(shí)設(shè)置于該外環(huán)的滾動(dòng)溝及該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝，以使該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相互結(jié)合；該滾柱軸承的特征在于該外環(huán)的滾動(dòng)溝及該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝分別具有一凹槽，該外環(huán)的凹槽是位于該外環(huán)的該二軌道面之間并自該二軌道面凹陷，該內(nèi)環(huán)的凹槽是位于該內(nèi)環(huán)的該二軌道面之間并自該二軌道面凹陷，各該軌道面的寬度與各該滾柱的直徑的比值大于或等于0.45且小于或等于0.62。
[0028]有關(guān)本發(fā)明所提供的滾柱軸承的詳細(xì)構(gòu)造、特點(diǎn)、組裝或使用方式，將于后續(xù)的實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明中予以描述。然而，在本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能了解，該些詳細(xì)說(shuō)明以及實(shí)施本發(fā)明所列舉的特定實(shí)施例，僅用于說(shuō)明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍。
[0029]請(qǐng)參閱圖2及圖3，本發(fā)明一第一較佳實(shí)施例所提供的滾柱軸承20包含有一外環(huán)30、一內(nèi)環(huán)40，以及多數(shù)滾柱50。
[0030]在本實(shí)施例中，該外環(huán)30是由二外半環(huán)32固接而成。請(qǐng)參閱圖4，該外環(huán)30具有一內(nèi)側(cè)面34，以及一自該內(nèi)側(cè)面34凹陷的滾動(dòng)溝36，該滾動(dòng)溝36的截面概呈V形，具有二相互垂直的軌道面361、362、一位于該二軌道面361、362之間并自該二軌道面361、362凹陷的凹槽364，以及分別位于該二軌道面361、362與該內(nèi)側(cè)面34之間的二凹缺365、366。
[0031]該內(nèi)環(huán)40具有一外側(cè)面44，以及一自該外側(cè)面44凹陷的滾動(dòng)溝46，該滾動(dòng)溝46具有二相互垂直的軌道面461、462、一位于該二軌道面461、462之間并自該二軌道面461、462凹陷的凹槽464，以及分別位于該二軌道面461、462與該內(nèi)側(cè)面44之間的二凹缺465、466。
[0032]該內(nèi)環(huán)40是以其外側(cè)面44與該外環(huán)30的內(nèi)側(cè)面34相對(duì)地設(shè)置于該外環(huán)30中央，該些滾柱50能與該外環(huán)30的軌道面及該內(nèi)環(huán)40的軌道面滾動(dòng)接觸地同時(shí)設(shè)置于該外環(huán)30的滾動(dòng)溝36及該內(nèi)環(huán)40的滾動(dòng)溝46，以使該外環(huán)30及該內(nèi)環(huán)40能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相互
[0033]如圖2所示，每?jī)上噜彽臐L柱50是交叉設(shè)置，因此，其中一半數(shù)量的滾柱50 (例如圖4右邊所示)是以其圓柱面52與該外環(huán)30的軌道面361及該內(nèi)環(huán)40的軌道面461滾動(dòng)接觸，而另一半數(shù)量的滾柱50 (例如圖4左邊所示)是以其圓柱面52與該外環(huán)30的軌道面362及該內(nèi)環(huán)40的軌道面462滾動(dòng)接觸。
[0034]各該滾柱50的長(zhǎng)度概與其直徑D相等，該二軌道面361、461的距離及該二軌道面362,462的距離亦概與滾 柱50的直徑D相等，由于該些滾動(dòng)溝36、46設(shè)有凹槽364、464及凹缺365、366、465、466，各該滾柱50僅一部分的圓柱面52會(huì)與軌道面361、362、461、462滾動(dòng)接觸，因而較公知的滾動(dòng)軸承產(chǎn)生較少的滑動(dòng)摩擦，但該滾柱軸承20同時(shí)也因滾柱50與軌道面361、362、461、462的接觸長(zhǎng)度較小而減少其負(fù)荷能力。由于打滑扭矩是與前述的接觸長(zhǎng)度的平方成正比，而負(fù)荷能力是與前述的接觸長(zhǎng)度成正比，若將直徑D設(shè)為1，前述的接觸長(zhǎng)度設(shè)為X，可由下列二方程式推算X的較佳值:
[0035]y = X2, O ^ X ^ I
[0036]y = 1-χ, O ^ x ^ I
[0037]前述二方程式的計(jì)算結(jié)果為χ = 0.62，意即，當(dāng)滾柱50與軌道面361、362、461、462的接觸長(zhǎng)度減少至滾柱直徑D的0.62倍時(shí)即可明顯產(chǎn)生降低滑動(dòng)摩擦的效果，并且不至于使負(fù)荷能力過(guò)度降低，因此可將各該軌道面361、362、461、462的寬度(軌道面361、362的寬度為凹缺365、366與凹槽364的最小距離，軌道面461、462的寬度為凹缺465、466與凹槽464的最小距離)設(shè)計(jì)為0.62D。
[0038]由于前述分析僅以滑動(dòng)的理論量為考慮，但實(shí)際上尚有其他因素需要考慮，例如振動(dòng)、潤(rùn)滑油的阻尼等等，針對(duì)軌道面寬度W(圖4中W標(biāo)示為軌道面361的寬度，但在本說(shuō)明書(shū)中W可表示為各該軌道面361、362、461、462的寬度)與滾柱直徑D的比值與滾柱軸承運(yùn)作時(shí)的溫升的關(guān)系，實(shí)際測(cè)試結(jié)果顯示，當(dāng)W/D小于0.45時(shí)，W值的減少對(duì)于溫升的減少的效應(yīng)并不大。因此，本發(fā)明是將各該軌道面361、362、461、462的寬度W與各該滾柱50的直徑D的比值設(shè)計(jì)為大于或等于0.45且小于或等于0.62，以有效地減少滑動(dòng)摩擦，使得該滾柱軸承20在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下較公知技術(shù)更不易損壞。
[0039]在本實(shí)施例中，該些軌道面361、362、461、462的寬度W相等，而且，該二軌道面361,461是相對(duì)于與其滾動(dòng)接觸的滾柱50的中心軸線LI而相互對(duì)稱(chēng)，該二軌道面362、462是相對(duì)于與其滾動(dòng)接觸的滾柱50的中心軸線L2而相互對(duì)稱(chēng)；由此，各該滾柱50與外環(huán)30及內(nèi)環(huán)40的接觸部分是相互對(duì)稱(chēng)，因而可避免滾柱50受力不均而降低其負(fù)荷能力，且可避免產(chǎn)生扭力而導(dǎo)致滾柱50易損壞。然而，各該軌道面361、362、461、462的寬度不限于相等，且亦不限于符合前述的對(duì)稱(chēng)關(guān)系，只要能符合上述的比值即可。
[0040]另外，在本實(shí)施例中，各該軌道面361、362、461、462是位于滾柱50的滾柱面52的中央?yún)^(qū)段，在此狀況下，各該凹槽364、464的開(kāi)口寬度L滿(mǎn)足以下的方程式:
[0041]L = (D-W)/1.414 ；
[0042]由此，各該滾柱50可受力更平均而提升其負(fù)荷能力，且更可避免滾柱50損壞。然而，各該凹槽364、464的開(kāi)口寬度L不以滿(mǎn)足前述方程式為限。
[0043]值得一提的是，前述實(shí)施例所提供的滾柱軸承20，其內(nèi)環(huán)40 —體成型而外環(huán)30由二外半環(huán)32組成的設(shè)計(jì)，可使得該些滾柱50較容易被設(shè)置于內(nèi)、外環(huán)40、30之間。然而，上述內(nèi)容中能使該滾柱軸承20減少摩擦阻力及維持負(fù)荷能力的特征亦可應(yīng)用于如圖5所示的本發(fā)明一第二較佳實(shí)施例所提供的滾柱軸承60，其外環(huán)70為一體成型，且其內(nèi)環(huán)80是由二內(nèi)半環(huán)82固接而成，如此的設(shè)計(jì)亦具有滾柱容易設(shè)置的功效；或者，本發(fā)明亦可為內(nèi)、外環(huán)皆為一體成型的滾柱軸承。
[0044]最后，必須再次說(shuō)明，本發(fā)明于前述實(shí)施例中所揭示的構(gòu)成組件，僅為舉例說(shuō)明，并非用來(lái)限制本發(fā)明的范圍，其他等效組件的替代或變化，亦應(yīng)為本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種滾柱軸承，包含有一外環(huán)、一內(nèi)環(huán)及多數(shù)滾柱，該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)分別具有一滾動(dòng)溝，各該滾動(dòng)溝具有二相互垂直的軌道面，該些滾柱能與該外環(huán)的軌道面及該內(nèi)環(huán)的軌道面滾動(dòng)接觸地同時(shí)設(shè)置于該外環(huán)的滾動(dòng)溝及該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝，以使該外環(huán)及該內(nèi)環(huán)能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相互結(jié)合；該滾柱軸承的特征在于: 該外環(huán)的滾動(dòng)溝及該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝分別具有一凹槽，該外環(huán)的凹槽位于該外環(huán)的該二軌道面之間并自該二軌道面凹陷，該內(nèi)環(huán)的凹槽位于該內(nèi)環(huán)的該二軌道面之間并自該二軌道面凹陷，各該軌道面的寬度與各該滾柱的直徑的比值大于或等于0.45且小于或等于0.62。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾柱軸承，其中，各該凹槽的開(kāi)口寬度滿(mǎn)足以下的方程式:
L = (D-W)/1.414 ； 其中，L表示各該凹槽的開(kāi)口寬度，D表示各該滾柱的直徑，W表示各該軌道面的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾柱軸承，其中，該外環(huán)具有一朝向該內(nèi)環(huán)的內(nèi)側(cè)面，且該外環(huán)的滾動(dòng)溝具有二凹缺，該二凹缺分別位于該外環(huán)的該二軌道面與該內(nèi)側(cè)面之間，該外環(huán)的該二軌道面的寬度分別為該外環(huán)的該二凹缺與該外環(huán)的凹槽的最小距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾柱軸承，其中，該內(nèi)環(huán)具有一朝向該外環(huán)的外側(cè)面，且該內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)溝具有二凹缺，該二凹缺分別位于該內(nèi)環(huán)的該二軌道面與該外側(cè)面之間，該內(nèi)環(huán)的該二軌道面的寬度分別為該內(nèi)環(huán)的該二凹缺與該內(nèi)環(huán)的凹槽的最小距離。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的滾柱軸承，其中，該外環(huán)的其中一該軌道面與該內(nèi)環(huán)的其中一該軌道面是相對(duì)于與其滾動(dòng)接觸的滾柱的中心軸線而相互對(duì)稱(chēng)；該外環(huán)的另一該軌道面與該內(nèi)環(huán)的另一該軌道面是相對(duì)于與其滾動(dòng)接觸的滾柱的中心軸線而相互對(duì)稱(chēng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾柱軸承，其中，該外環(huán)是由二外半環(huán)固接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾柱軸承，其中，該內(nèi)環(huán)是由二內(nèi)半環(huán)固接而成。
【文檔編號(hào)】F16C33/58GK104006072SQ201310055772
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月21日
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