在2015年11月25日提出的日本專利申請2015-229933的公開，包括其說明書、附圖及摘要作為參照而全部包含于此。

本發(fā)明涉及滾動軸承。

背景技術：

在各種產(chǎn)業(yè)設備中使用較多的滾動軸承。滾動軸承具備內圈、外圈、多個滾動體及保持器。滾動體設置于內圈與外圈之間。保持器保持滾動體。例如圖10所示，在對殼體97內的旋轉軸95進行支承的滾動軸承90中，內圈91外嵌而安裝于旋轉軸95，外圈92安裝于殼體97的內周面98。

尤其是在滾動軸承90為深槽球軸承且為一方向的軸向載荷作用的軸承的情況下，內圈91與旋轉軸95以“過盈配合”的狀態(tài)組裝。相對于此，外圈92與殼體97多以“間隙配合”的狀態(tài)組裝。因此，在旋轉軸95旋轉的使用狀態(tài)下，在外圈92與殼體97之間容易產(chǎn)生爬行(外圈92相對于殼體97的周向的滑動)。

因此，提出了在外圈92的外周面92b形成有用于抑制爬行產(chǎn)生的槽(環(huán)狀槽)93的滾動軸承(參照日本特開2006-322579號公報)。根據(jù)該滾動軸承90，能夠抑制在徑向(徑向方向)的較大的載荷作用的情況下容易產(chǎn)生的爬行。在這樣的載荷作用的情況下容易產(chǎn)生的爬行是外圈92向與軸承旋轉方向相同的方向緩慢地滑動的爬行。

如上所述，通過在外圈92的外周面92b形成環(huán)狀槽93，能夠抑制徑向的較大的載荷作用于滾動軸承90時的所述爬行。然而，通過該徑向的較大的載荷，環(huán)狀槽93的軸向兩側的角部99與殼體97接觸。由此，在殼體97中的該角部99接觸的部分，接觸面壓局部性地升高。這種情況下，當外圈92即便是稍微爬行時，殼體97的磨損也容易進展。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是在滾動軸承的固定圈上形成有作為爬行抑制用的環(huán)狀槽的情況下，抑制安裝該固定圈的對方部件產(chǎn)生的接觸面壓局部性地升高的情況。

本發(fā)明的一方式的滾動軸承的結構上的特征在于，具備內圈、外圈、設置于所述內圈與所述外圈之間的多個滾動體、及保持所述多個滾動體的保持器，所述內圈和所述外圈中的一方為旋轉圈，另一方為固定圈，在所述固定圈與安裝所述固定圈的對方部件嵌合的嵌合面上形成有爬行抑制用的環(huán)狀槽，所述環(huán)狀槽具有槽主體部和傾斜槽部，所述傾斜槽部分別在該槽主體部的軸向兩側形成得比該槽主體部淺且隨著朝向該槽主體部側而變深，當由于從所述滾動體接受的徑向載荷而所述固定圈發(fā)生彈性變形時，所述傾斜槽部能夠與所述對方部件接觸。

附圖說明

前述及后述的本發(fā)明的特征及優(yōu)點通過下面的具體實施方式的說明并參照附圖而明確，其中，相同的標號表示相同的部件。

圖1是表示包含本發(fā)明的滾動軸承的旋轉裝置的一實施方式的縱剖視圖。

圖2是滾動軸承的剖視圖。

圖3是表示環(huán)狀槽及其周圍的放大剖視圖。

圖4是表示環(huán)狀槽及其周圍的放大剖視圖。

圖5是用于說明環(huán)狀槽的功能的說明圖。

圖6是說明環(huán)狀槽的變形例的剖視圖。

圖7是說明圖6所示的環(huán)狀槽的功能的剖視圖。

圖8是環(huán)狀槽的說明圖。

圖9是表示滾動軸承的另一方式的剖視圖。

圖10是說明以往的滾動軸承的剖視圖。

具體實施方式

以下，基于附圖，說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示包含本發(fā)明的滾動軸承7的旋轉裝置1的一實施方式的剖視圖。旋轉裝置1具有殼體2及旋轉軸4，通過一對滾動軸承7、7將旋轉軸4在殼體2上支承為旋轉自如。旋轉軸4具有小徑軸部4a、4a和大徑軸部4b。在小徑軸部4a、4a安裝滾動軸承7、7。大徑軸部4b設置于滾動軸承7、7(內圈11、11)之間且外徑比小徑軸部4a大。

在殼體2的內周面3(以下，也稱為殼體內周面3)的軸向兩側設有環(huán)狀部5a、5b。滾動軸承7、7是電動機用的預壓賦予型的軸承。滾動軸承7、7處于被賦予了軸向的載荷(預壓)的狀態(tài)。

軸向一側(在圖1中為右側)的滾動軸承7與軸向另一側(在圖1中為左側)的滾動軸承7為相同結構。以下，以軸向一側(在圖1中為右側)的滾動軸承7為代表而說明詳細的結構。

圖2是滾動軸承7的剖視圖。滾動軸承7具備內圈11、外圈12、多個滾動體、環(huán)狀的保持器14。內圈11外嵌而安裝于旋轉軸4。外圈12安裝于殼體內周面3。滾動體設置于上述內圈11與外圈12之間。保持器14保持這些滾動體。本實施方式的滾動體為滾珠13，圖2所示的滾動軸承7為深槽球軸承。如上所述，一方向的軸向載荷作用于該滾動軸承7。

在本實施方式中，內圈11與旋轉軸4以“過盈配合”的狀態(tài)組裝。內圈11緊貼地嵌合于旋轉軸4且能夠與旋轉軸4一體旋轉。相對于此，外圈12安裝在處于固定狀態(tài)的殼體2上。該外圈12以“間隙配合”的狀態(tài)組裝于殼體內周面3。因此，在旋轉軸4與內圈11一起旋轉的使用狀態(tài)下，在外圈12與殼體2之間有時會產(chǎn)生爬行(外圈12相對于殼體2的周向的滑動)。需要說明的是，關于爬行，在后文也進行說明。

在內圈11的外周面設有供滾珠13滾動的內圈滾道槽(滾道面)11a。在外圈12的內周面設有供滾珠13滾動的外圈滾道槽(滾道面)12a。多個滾珠13設于內圈11與外圈12之間的環(huán)狀空間15內。當滾動軸承7旋轉時(內圈11旋轉時)，這些滾珠13以由保持器14保持的狀態(tài)在內圈滾道槽11a和外圈滾道槽12a上滾動。

保持器14將多個滾珠13沿周向空出規(guī)定間隔(等間隔)地保持。在保持器14上沿周向形成有多個用于收容滾珠13的兜孔18。本實施方式的保持器14具有圓環(huán)部14a和多個柱部14b。圓環(huán)部14a設置在滾珠13的軸向一側。柱部14b從該圓環(huán)部14a向軸向另一側延伸。在圓環(huán)部14a的軸向另一側(在圖2中為左側)，在周向上相鄰的一對柱部14b、14b之間成為兜孔18。保持器14也可以是其他的方式，例如可以設為在軸向另一側也具有圓環(huán)部的結構。

在本實施方式的滾動軸承7中，作為固定圈的外圈12安裝于殼體2(對方部件)。該外圈12的外周面成為與殼體2(內周面3)相對的嵌合面22。如圖2所示，在該嵌合面22形成有環(huán)狀槽32。環(huán)狀槽32由沿周向連續(xù)的環(huán)狀的凹槽構成，其截面形狀沿周向不變化而相同。環(huán)狀槽32形成在嵌合面22的軸向的中央部。滾珠13相對于外圈滾道槽12a的接觸點p的徑向外側的位置與環(huán)狀槽32的軸向中央部一致。

在表示環(huán)狀槽32的各圖中，為了便于說明其形狀而將環(huán)狀槽32記載得較深。然而，實際的環(huán)狀槽32的深度與外圈12的厚度相比極小，環(huán)狀槽32的深度可以設為例如小于1mm。

在此，說明在殼體2與外圈12之間產(chǎn)生的爬行。在滾動軸承7可能產(chǎn)生的爬行可考慮如下的三種。需要說明的是，在本實施方式的情況下，下述的軸承旋轉方向是作為旋轉圈的內圈11的旋轉方向。

·第一爬行：外圈12向與軸承旋轉方向相同的方向緩慢地滑動的爬行

·第二爬行：外圈12向與軸承旋轉方向相同的方向快速地滑動的爬行

·第三爬行：外圈12向與軸承旋轉方向相反的方向滑動的爬行

第一爬行在徑向的較大的載荷作用于滾動軸承7的情況下容易產(chǎn)生，可認為由于下述的機理而產(chǎn)生。即，在徑向的較大的載荷作用于滾動軸承7的情況下，滾珠13受到高負載而通過外圈滾道槽12a，此時，滾珠13的正下方的外圈外周側局部地彈性變形。滾珠13沿著外圈滾道槽12a移動，因此外圈12發(fā)生脈動變形(脈動位移)。由此，以外圈12的與殼體2接觸的接觸區(qū)域的彈性變形為起因而產(chǎn)生相對滑動，可認為由于該相對滑動而產(chǎn)生第一爬行。

關于第二爬行，外圈12的移動方向(滑動方向)與第一爬行相同，但是在滾動軸承7在徑向上為無負載的狀態(tài)下容易產(chǎn)生。即，在徑向上無負載的情況下，通過內圈11的旋轉而帶領外圈12旋轉，可認為由此產(chǎn)生第二爬行。

關于第三爬行，外圈12的移動方向(滑動方向)與第一及第二爬行相反。這可認為由于例如因徑向的載荷成為偏載荷而外圈12沿著殼體內周面3振擺回轉而產(chǎn)生。

在本實施方式的滾動軸承7中，為了抑制所述第一爬行，在外圈12的嵌合面22且在外圈滾道槽12a的徑向外側形成有所述環(huán)狀槽32。圖2所示的環(huán)狀槽32具有比外圈滾道槽12a的軸向寬度y大的槽寬x0，但是也可以具有外圈滾道槽12a的軸向寬度y以下的槽寬x0。

這樣，在外圈12與殼體2嵌合的嵌合面22形成有環(huán)狀槽32。由此，能夠抑制以所述的第一爬行的產(chǎn)生機理中說明那樣的彈性變形為起因的相對滑動的產(chǎn)生，能夠抑制第一爬行。即，在徑向的較大的載荷作用于滾動軸承7的情況下，外圈12中的外圈滾道槽12a的徑向外側的區(qū)域向徑向外側發(fā)生彈性變形(擴徑)。然而，通過在該區(qū)域形成環(huán)狀槽32，能夠使彈性變形(擴徑)主要在環(huán)狀槽32的范圍內產(chǎn)生。因此，能夠減少彈性變形部分與殼體內周面3直接接觸的范圍。其結果是，彈性變形(幾乎)不向作為對方部件的殼體2傳遞，能抑制外圈12與殼體2之間的第一爬行的產(chǎn)生。通過以上所述，環(huán)狀槽32成為第一爬行抑制用的槽(避讓槽)。

由于設置有這樣的環(huán)狀槽32，而外圈12在環(huán)狀槽32的軸向兩側具有圓筒部36、37。上述圓筒部36、37的外周面36a、37a由以滾動軸承7的軸承中心線c0為中心的圓筒面構成，成為能夠沿著殼體2(內周面3)接觸的面。如圖2所示，在包含軸承中心線c0的截面中，圓筒部36、37的外周面36a、37a的截面形狀具有與軸承中心線c0平行的直線形狀。

對環(huán)狀槽32的結構進行說明。圖3是表示環(huán)狀槽32及其周圍的放大剖視圖。環(huán)狀槽32具有軸向中央的槽主體部40和分別在該槽主體部40的軸向兩側設置的傾斜槽部48。在圖3所示的環(huán)狀槽32的情況下，槽主體部40具有作為圓筒形狀的槽底面40a和在該槽底面40a的軸向兩側設置的成為圓環(huán)形狀的槽側面40b、40b。該槽主體部40具有截面矩形的凹槽形狀。

一對傾斜槽部48、48分別具有隨著朝向槽主體部40側而變深的傾斜形狀(錐形形狀)。傾斜槽部48在成為最深的部分(最靠槽主體部40側的部分)的該傾斜槽部48的終端48c處比槽主體部40淺。傾斜槽部48的底面48a與所述外周面36a(37a)的交叉部成為傾斜槽部48的起始端48b。傾斜槽部48的底面48a與槽主體部40的側面40b的交叉部成為傾斜槽部48的終端48c。傾斜槽部48的底面48a在包含軸承中心線c0的截面中成為直線性的傾斜形狀。設外周面36a(37a)與底面48a的延長線所成的角度在圖3中為θ。

傾斜槽部48的形狀(傾斜角度θ)如下設定。在圖2中，當徑向載荷作用于滾動軸承7時，外圈12以向徑向外側鼓出的方式發(fā)生彈性變形。此時，如圖4所示，傾斜槽部48、48(其至少一部分)成為通過面而與殼體內周面3接觸的形狀。相對于此，在徑向載荷比圖4所示的狀態(tài)小的情況下，如圖3所示，傾斜槽部48、48成為不與殼體2接觸的形狀。這樣，在圖3所示的環(huán)狀槽32中，傾斜槽部48、48分別根據(jù)作用于外圈12的徑向載荷的大小而能夠成為不與殼體2接觸的狀態(tài)(參照圖3)和與殼體2接觸的狀態(tài)(參照圖4)中的任一方的狀態(tài)。

如上所述，傾斜槽部48的傾斜形狀(傾斜角度θ)設定為，當作用于外圈12的徑向載荷比較大而外圈12的變形增大時，底面48a與殼體內周面3進行面接觸。即，該傾斜槽部48的形狀設定為，當較大的徑向載荷作用于外圈12而外圈12在傾斜槽部48處發(fā)生彈性變形時，該傾斜槽部48的底面48a接近以軸承中心線c0為中心的圓筒面。

根據(jù)具有這樣的傾斜槽部48、48的環(huán)狀槽32，當作用于外圈12的徑向載荷比較大而外圈12的變形增大時，傾斜槽部48的至少一部分成為不是經(jīng)由角而是經(jīng)由面而與殼體2接觸的狀態(tài)。由此，能夠抑制殼體2的接觸面壓局部性地升高的情況。在作用于外圈12的徑向載荷比較小而外圈12的變形小的情況下，傾斜槽部48成為不與殼體2接觸的狀態(tài)。由此，環(huán)狀槽32成為包含槽主體部40及傾斜槽部48、48的結構，能夠增大其槽寬x0(參照圖3)。其結果是，能夠提高爬行抑制的效果。

說明通過增大環(huán)狀槽32的槽寬x0而提高爬行抑制的效果的情況。當外圈12因徑向載荷而向徑向外側彈性變形時，外圈12的外周部的變形量如圖5所示在接近于滾珠13與外圈滾道槽12a的接觸點p的中央部q1處增大，隨著朝向軸向兩側部q2、q3而變形量減小。在圖5中的上側的區(qū)域示出外圈外周部的變形量。在圖5中，為了便于說明而將環(huán)狀槽32設為矩形槽。因此，為了抑制所述那樣的第一爬行，只要在變形量增大的區(qū)域盡量形成環(huán)狀槽32即可。因此，與形成圖5的虛線所示的環(huán)狀槽32-1(槽寬x0-1)的情況相比，形成圖5的實線所示的環(huán)狀槽32-2(槽寬x0-2)的情況下，只要使外圈12的變形量增大的區(qū)域不與殼體2(參照圖2)接觸即可。由此，能抑制以外圈12的脈動變形(脈動位移)為起因的第一爬行。通過以上所述，環(huán)狀槽32的槽寬x0越大，則第一爬行抑制的作用越提高。

因此，在圖2所示的滾動軸承7中，在槽主體部40的軸向兩側形成傾斜槽部48、48，來擴大環(huán)狀槽32的槽寬x0。由此，能提高該環(huán)狀槽32產(chǎn)生的第一爬行抑制的作用。

如上所述，比較大的徑向載荷發(fā)揮作用(變形量增大)的情況包括例如從旋轉裝置1(參照圖1)停止或者以低速旋轉的狀態(tài)開始為了急速地提高轉速而高轉矩作用于旋轉軸4的情況。相對于此，比較小的徑向載荷發(fā)揮作用(變形量減小)的情況包括例如在穩(wěn)態(tài)運轉時低轉矩作用于旋轉軸4的情況。

通過以上所述，在圖2所示的滾動軸承7中，在形成于外圈12的環(huán)狀槽32處，傾斜槽部48、48分別由于從滾珠13接受的徑向載荷而外圈12發(fā)生彈性變形。并且，如圖4所示，具有能夠與殼體2接觸的傾斜形狀。因此，不是如以往(參照圖10)那樣環(huán)狀槽93的角部99與殼體97接觸，而是如圖4所示，傾斜槽部48經(jīng)由面能夠與殼體2接觸。由此，能夠抑制殼體2的接觸面壓局部性地升高的情況。

圖6是說明環(huán)狀槽32的變形例的剖視圖。該環(huán)狀槽32具有的槽主體部40具有軸向中央的第一槽41、第二槽42、42。第二槽42、42分別設置在該第一槽41的軸向兩側。第一槽41與其兩側的第二槽42、42連續(xù)。本實施方式的槽主體部40(環(huán)狀槽32)以第一槽41為中心(在圖6中)而具有左右對稱形狀。第一槽41具有第一深度h1。第二槽42、42分別具有比第一槽41淺的第二深度h2。因此，槽主體部40成為具有中央變深的臺階形狀的凹槽。所述深度h1、h2是距外周面36a、37a的深度尺寸。并且，在該第二槽42、42的軸向兩側設有與圖3所示的方式同樣的傾斜槽部48、48。

說明圖6所示的環(huán)狀槽32的功能。如上所述，當徑向載荷作用于滾動軸承7時，外圈12由于從滾珠13接受的徑向外側方向的徑向載荷而發(fā)生彈性變形。當由于比較大的徑向載荷而外圈12發(fā)生彈性變形時，如圖7所示，第二槽42內的第一槽41側的一部分43與殼體2(內周面3)接觸。即，第二槽42(參照圖6)的所述一部分43具有能夠與殼體2接觸的槽深度(h2)。

相對于此，第一槽41即使在比較大的徑向載荷，即，所述一部分43與殼體2接觸那樣大的徑向載荷作用于外圈12的情況下，如圖6所示，也不能與殼體2(內周面3)接觸。即，第一槽41具有不能與殼體2接觸的槽深度(h1)。

在圖6所示的環(huán)狀槽32中，第二槽42的深度h2也如下設定。即，當徑向載荷作用于滾動軸承7時，外圈12發(fā)生彈性變形。第二槽42的深度h2設定為，如圖7所示，在該彈性變形引起的變形量增大的情況下，第二槽42的所述一部分43與殼體2接觸，如圖6所示，在變形量減小的情況下，第二槽42的所述一部分43不與殼體2接觸。這樣在本實施方式中，第二槽42的所述一部分43根據(jù)作用于外圈12的徑向載荷的大小，能夠成為與殼體2接觸的狀態(tài)(參照圖7)和不與殼體2接觸的狀態(tài)(參照圖6)中的任一方的狀態(tài)。

這樣，在圖6所示的滾動軸承7中，當比較大的徑向載荷發(fā)揮作用，由于從滾珠13接受的徑向載荷而外圈12發(fā)生彈性變形時，如圖7所示，第二槽42內的第一槽41側的一部分43能夠與殼體2接觸。在該接觸的狀態(tài)下，所述徑向載荷的一部分從第二槽42的所述一部分43向殼體2傳遞。因此，能夠降低在環(huán)狀槽32處產(chǎn)生的應力。即，槽主體部40包含的一對所述一部分43、43與殼體2接觸。由此，如圖8所示將外圈12考慮為兩點支承梁b的情況下，上述一部分43、43成為梁b的支點，上述支點43、43之間的距離l2減小(l2<l1)，因此能夠降低在環(huán)狀槽32的中央部(梁b的中央部)產(chǎn)生的應力。圖8所示的距離l1是在第二槽42的所述一部分43不與殼體2接觸的情況下，將其外圈12考慮為兩點支承梁b時的支點間的距離。

此外，在圖6所示的環(huán)狀槽32時，作用于外圈12的徑向載荷比較小而外圈12的變形小的情況下，如上所述(參照圖6)，第二槽42、42的一部分43、43成為不與殼體2接觸的狀態(tài)。由此，能夠增大包含第一槽41及第二槽42、42的環(huán)狀槽32的槽寬x0。其結果是，能夠提高爬行抑制的效果。

這樣，第二槽42的所述一部分43根據(jù)作用于外圈12的徑向載荷的大小而能夠成為與殼體2接觸的狀態(tài)(參照圖7)和不與殼體2接觸的狀態(tài)(參照圖6)中的任一方的狀態(tài)。根據(jù)該結構，盡可能地擴寬環(huán)狀槽32的槽寬x0而提高爬行抑制的效果。而且，即使徑向載荷增大，通過使第二槽42的一部分43與殼體2接觸也能夠降低在環(huán)狀槽32產(chǎn)生的應力。

即使在作用于外圈12的徑向載荷增大而第二槽42的一部分43與殼體2接觸的情況下，第一槽41也不與殼體2接觸。由此，能夠具有外圈12的爬行抑制的作用。

在所述實施方式(參照圖1)中，內圈11是與安裝該內圈11的對方部件(旋轉軸4)一體旋轉的旋轉圈。外圈12是(雖然爬行但是)固定于安裝該外圈12的對方部件(殼體2)上的固定圈。然而，在本發(fā)明中，只要內圈11和外圈12中的一方為旋轉圈且另一方為固定圈即可。也可以與所述的各方式相反，如圖9所示，安裝于軸54的內圈11為固定圈且外圈12是與殼體55一起進行一體旋轉的旋轉圈。這種情況下，內圈11與軸54之間為間隙配合的狀態(tài)，內圈11相對于軸54進行爬行。由此，在內圈11與作為對方部件的軸54嵌合的嵌合面(內周面)21上(與圖2的方式同樣地)形成環(huán)狀槽50。并且，該環(huán)狀槽50具有槽主體部40和分別設置在該槽主體部40的軸向兩側的傾斜槽部48、48。傾斜槽部48、48分別設置在該槽主體部40的軸向兩側。各傾斜槽部48與圖2所示的方式的情況同樣，形成得比槽主體部40淺，而且，隨著朝向槽主體部40側而變深。各傾斜槽部48具有如下的傾斜形狀：當由于從滾珠13接受的徑向載荷而內圈11向徑向內側彈性變形時，各傾斜槽部48能夠與軸54接觸。需要說明的是，能夠將與圖2等所示的所述各方式的環(huán)狀槽32相關的各結構應用于圖9所示的環(huán)狀槽50。

如以上所述公開的實施方式在全部的點上為例示而不受限制。即，本發(fā)明的滾動軸承并不局限于圖示的方式，在本發(fā)明的范圍內也可以是其他的方式。在圖1中，將滾動軸承7作為電動機用的預壓賦予型的軸承進行了說明。然而，也可以是電動機用以外，本發(fā)明的滾動軸承能夠應用于爬行成為課題的旋轉設備。滾動軸承除了深槽球軸承以外也可以是角接觸球軸承。而且，滾動體可以是滾珠以外，也可以是圓筒滾子或圓錐滾子。

根據(jù)本發(fā)明，通過在固定圈形成環(huán)狀槽而能夠抑制爬行的產(chǎn)生，而且，能夠抑制安裝固定圈的對方部件的接觸面壓局部性地升高的情況。