多點接觸球軸承的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及多點接觸球軸承，該多點接觸球軸承裝入在運轉時不僅施加有徑向負荷還施加有軸向負荷的旋轉支承部分。
【背景技術】
[0002]在各種機械設備的旋轉支承部分，使用各種旋轉軸承。在這些旋轉軸承中，各個球的滾動面與內圈軌道和外圈軌道分別以兩點接觸、共計以四點接觸的四點接觸球軸承不僅能夠確保徑向負荷的負荷容量，還能夠一定程度地確保軸向負荷的負荷容量，并且與普通的深溝球軸承相比，能夠小型地構成，并且能夠將動轉矩(旋轉阻力)抑制得低。圖5表示日本特開2005-188686號公報、日本特開2007-218368號公報等記載的以往的四點接觸球軸承的一例。四點接觸球軸承I具有相互同心地配置的內圈2和外圈3、以及多個球4。內圈2在其外周面具有內圈軌道5，外圈3在其內周面具有外圈軌道6。
[0003]內圈軌道5和外圈軌道6分別具有哥特式拱形形狀的母線形狀。即，內圈軌道5由復合曲面構成，該復合曲面由一對內圈軌道側面部7、和內圈軌道底部8形成，所述一對內圈軌道側面部7具有曲率半徑比球4的直徑的50%大的母線形狀，所述內圈軌道底部8存在于內圈軌道5的寬度方向中央部，并使這些內圈軌道側面部7的寬度方向內端緣彼此連接。外圈軌道6也由復合曲面構成，該復合曲面由一對外圈軌道側面部9、和外圈軌道底部10形成，所述一對外圈軌道側面部9具有曲率半徑比球4的直徑的50%大的母線形狀，所述外圈軌道底部10存在于外圈軌道6的寬度方向中央部，并使這些外圈軌道側面部9的寬度方向內端緣彼此連接。各個球4以被保持器11滾動自如地保持的狀態，滾動自如地配置在內圈軌道5和外圈軌道6之間。
[0004]在四點接觸球軸承I中，內圈軌道5和外圈軌道6與各個球4的滾動面分別以兩點滾動接觸，共計以四點滾動接觸。在這樣的四點接觸球軸承I中，外嵌有內圈2的旋轉軸等內徑側部件能夠在內嵌有外圈3的外殼等外徑側部件的內徑側相對旋轉，并且，不僅能夠支承作用于內圈2和外圈3之間的徑向負荷，還能夠支承作用于內圈2和外圈3之間的軸向負荷。
[0005]此外，由于考慮到將圖5所示的四點接觸球軸承I用于交流發電機等的發動機的輔助用帶輪，因此將設置球4的軸承內部空間13的兩端開口部堵塞，并具有一對密封圈12，該一對密封圈12用于防止封入軸承內部空間13內的潤滑脂泄漏或存在于外部空間的異物侵入軸承內部空間13內。但是，在設置于汽車用變速器的外殼內的情況下，有時也省略密封圈，或者設置非接觸型的屏蔽圈，來限制在軸承內部空間流動的潤滑脂的流量。
[0006]在四點接觸球軸承I中，一對內圈軌道側面部7和一對外圈軌道側面部9中的、在通常的運轉狀態下與球4的滾動面接觸的部分通過實施超精度加工，而精加工成平滑面。另一方面，內圈軌道底部8、外圈軌道底部10、一對內圈軌道側面部7中的內圈軌道底部8的附近部分、以及一對外圈軌道側面部9中的外圈軌道底部10的附近部分沒有實施精加工。因此，如圖6所示，內圈軌道底部8、外圈軌道底部10、和它們的附近部分與一對內圈軌道側面部7和一對外圈軌道側面部9中的、在通常的運轉狀態下與球4的滾動面接觸的部分相比，其表面變得粗糙。其原因是，由于內圈軌道底部8和外圈軌道底部10成為如圖5所示的曲率大的(曲率半徑很小)角部，或者由于形成有退刀槽，因此難以使超精加工用的磨石與這些部分抵接。
[0007]在將四點接觸球軸承I使用于發動機的輔助用帶輪的旋轉支承部的情況下，施加給四點接觸球軸承I的徑向負荷有限，球4的滾動面不與內圈軌道底部8、外圈軌道底部10、以及它們的附近部分接觸，因此，即使不對這些部分實施精加工，也不會產生什么問題。
[0008]但是，當在變速器內部的動力傳遞軸等汽車的驅動系統的旋轉支承部裝入四點接觸球軸承I的情況下，存在在確保其耐久性方面產生問題的可能性。例如，在變速器內部的動力傳遞軸上，由于在動力傳遞用齒輪的嚙合部產生的齒輪反作用力，而在四點接觸球軸承I施加徑向方向的力。另外，雖然當車輛以恒定速度行使的情況下，由這樣的齒輪反作用力造成的徑向負荷的大小不特別大，但是，當急加速或在高速運轉時用低檔位來獲得大幅的發動機制動的情況下，徑向負荷變得相當大。
[0009]在該情況下，雖然時間短，但存在球4的滾動面與內圈軌道底部8、外圈軌道底部10、以及它們附近部分的未實施精加工的粗糙面接觸的可能性，或者在形成有退刀槽的情況下，存在球4的滾動面與退刀槽的邊緣部發生所謂的邊緣碰撞的可能性。并且，如果球4的滾動面與這些粗糙面或退刀槽的邊緣部接觸，則球4的滾動面發生損傷，四點接觸球軸承I的轉動疲勞壽命受損。尤其是，與沿周向具有凹圓弧形狀的外圈軌道6相比，在沿周向具有凸圓弧形狀的內圈軌道5上，與球4的滾動面接觸的接觸部的表面壓力更高，因此，當球4與內圈軌道底部8或其附近部分接觸的情況下，更容易發生球4的滾動面的損傷。
[0010]在日本特開2002 —039190號公報中，記載了如下內容:為了抑制由這樣的原因造成的四點接觸球軸承的耐久性下降，將軌道面的母線形狀做成橢圓狀、拋物線狀或雙曲線狀，并將超精加工進行到該軌道面的底部為止。但是，在這種結構的情況下，各個球的接觸角變大，四點接觸球軸承的徑向負荷容量變低，并且，在施加了軸向負荷的情況下，各個球的滾動面容易越上軌道面的肩部。因此，根據該結構，在施加大的徑向負荷和軸向負荷的用途方面，不一定能夠充分地確保四點接觸球軸承的耐久性。
[0011]另外，在日本特開2006 — 118591號公報中，記載了將內圈軌道和外圈軌道的形狀做成非對稱，以便能夠支承大的軸向負荷的結構，但無法抑制由上述原因造成的四點接觸球軸承的耐久性下降。
[0012]現有技術文獻
[0013]專利文獻
[0014]專利文獻1:日本特開2005 - 188686號公報
[0015]專利文獻2:日本特開2007 - 218368號公報
[0016]專利文獻3:日本特開2002 - 039190號公報
[0017]專利文獻4:日本特開2006 - 118591號公報
【發明內容】
[0018]發明要解決的課題
[0019]本發明鑒于上述情況，目的在于提供一種多點接觸球軸承，該多點接觸球軸承能夠確保徑向負荷容量，即使在作用大的徑向負荷使得球的滾動面與內圈軌道底部和其附近部分接觸的情況下，也能夠防止球的滾動面的損傷，能夠抑制其耐久性下降。
[0020]用于解決課題的手段
[0021]本發明的多點接觸球軸承具備:內圈、外圈、和多個球。所述內圈在其外周面具有內圈軌道。該內圈軌道由復合曲面構成，該復合曲面由一對內圈軌道側面部、和內圈軌道底部形成，所述一對內圈軌道側面部具有曲率半徑比所述球的直徑的50%大、優選地是所述球的直徑的51%?55%的母線形狀，所述內圈軌道底部將該一對內圈軌道側面部的寬度方向內端緣彼此連接。另外，所述外圈在其內周面具有外圈軌道。此外，所述球滾動自如地設置在所述外圈軌道和所述內圈軌道之間，該各個球的滾動面分別與所述內圈軌道以兩點接觸。
[0022]尤其是，在本發明的多點接觸球軸承中，所述內圈軌道底部由具有曲率半徑小于所述球的直徑的50%的母線形狀的凹曲面構成。并且，該內圈軌道底部的寬度方向兩側緣與所述一對內圈軌道側面部的寬度方向內端緣平滑地連接，不僅對這些內圈軌道側面部實施精加工，對所述內圈軌道底部也實施精加工。此外，所述內圈軌道底部的母線形狀的曲率半徑優選是所述球的直徑的39%?48%。
[0023]在本發明的多點接觸球軸承中，優選地，所述外圈軌道也由復合曲面構成，該復合曲面由一對外圈軌道側面部、和外圈軌道底部形成，所述一對外圈軌道側面部具有曲率半徑比所述球的直徑的50%大、優選地是所述球的直徑的51%?55%的母線形狀，所述外圈軌道底部將該一對外圈軌道側面部的寬度方向內端緣彼此連接。在該情況下，所述各個球的滾動面分別與所述外圈軌道以兩點接觸。
[0024]在本發明的多點接觸球軸承中的、所述內圈軌道和所述外圈軌道與所述球中的各個球的滾動面分別以兩點接觸、共計以四點接觸的四點接觸球軸承中，所述外圈軌道底部也由具有曲率半徑小于所述球的直徑的50%的母線形狀的凹曲面構成。并且，該外圈軌道底部的寬度方向兩側緣與所述一對外圈軌道側面部的寬度方向內端緣平滑地連接，不僅對這些外圈軌道側面部實施精加工，對所述外圈軌道底部也實施精加工。該外圈軌道底部的母線形狀的曲率半徑也優選是所述球的直徑的39?48%。
[0025]另外，在實施本發明的情況下，所述內圈、所述外圈、所述球、以及它們的構成部件的各個構成部分的尺寸等從確保必要的徑向負荷容量和軸向負荷容量并防止所述球的滾動面的損傷的角度來限定。例如，關于所述球的接觸角，在四點接觸球軸承的情況下，優選20度?30度。另外，所述內圈軌道底部的寬度尺寸優選Imm?2mm。此外，例如，在是用于變速器的四點接觸球軸承的情況下，所述球的直徑是4_?40_左右。
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