[发明专利]圆锥滚子轴承

说明书

技术领域

本发明涉及极小尺寸的圆锥滚子轴承。

背景技术

在安装于各种机器人的机械臂或手等的减速器中，作为滚动轴承使用能够承受径向载荷和轴向载荷的角接触球轴承或圆锥滚子轴承(例如参照专利文献1)。对于在安装于精密加工用或医疗用等的小型机器人上的减速器等中使用的滚动轴承而言，其内圈的内径需要是9mm以下的极小的尺寸。以往，这种尺寸极小的滚动轴承只有球轴承，且将角接触球轴承用于此用途。

专利文献1：日本专利特开2005-240997号公报

近年来，有要求精密加工用或医疗用等机器人小型且高输出的倾向，而此类减速器等中使用的滚动轴承，在使用以往的尺寸极小的角接触球轴承方面存在载荷能力不足的问题。而众所周知，通常情况下圆锥滚子轴承比角接触球轴承的载荷能力高。因此，在这种用途上也期望出现一种能够确保足够的载荷能力、即额定动载荷的极小尺寸的圆锥滚子轴承。

发明内容

于是，本发明的课题在于提供一种内圈的内径在9mm以下，且能够确保较高额定动载荷的极小尺寸的圆锥滚子轴承。

为了解决上述壳体，本发明是一种在内圈与外圈的滚道面间将多个圆锥滚子保持排列在保持器上的圆锥滚子轴承，其采用了将上述内圈的内径DI_i设为9mm以下，将上述圆锥滚子的平均直径DR_AVE与上述内圈的内径DI_i的比DR_AVE/DI_i设为0.45～0.70的构成。圆锥滚子的平均直径DR_AVE是刨除圆锥滚子两端的倒角部的有效长度的最小直径和最大直径的总和的1/2。

众所周知，普通的滚子轴承的额定动载荷Pc如图3(a)、(b)所示，相对于滚子的直径DR及个数N，分别与DR^29/27与N^3/4成比例地增大(JIS B 1518)。另外，由于受制于在节圆直径的圆周上排列滚子，因此在滚子直径DR与个数N之间，存在(1)式的关系。

(DR+C)·N＝π(DI_O+DR)    (1)

这里，C是滚子间的周向间隙，DI_O是内圈滚道面的外径。

因此，根据图3(a)、(b)所示的滚子的直径DR及个数N相对于额定动载荷Pc的关系和由(1)式制约的滚子的直径DR和个数N的关系，可用(2)式来表示滚子轴承的额定动载荷Pc。

Pc＝a{π(DI_O+DR)/(DR+C)}^3/4·DR^29/27    (2)

这里，a是比例常数。

本发明人认为根据(2)式的关系，为了提高圆锥滚子轴承的额定动载荷Pc，相对增加圆锥滚子的个数N而言，增大直径DR更为有利，以将(2)式中的滚子直径DR作为圆锥滚子的平均直径DR_AVE、将内圈滚道面的外径DI_O作为内圈滚道面的平均外径DI_OAVE的方式来适用于圆锥滚子轴承，且如对后面的实施例进行说明的图2所示，针对内圈内径DI_i为9mm以下的极小尺寸的圆锥滚子轴承，计算了当圆锥滚子的平均直径DR_AVE与内圈的内径DI_i之比DR_AVE/DI_i变化时的额定动载荷Pc。根据该计算结果，得出如下结论，即、与以往的标准圆锥滚子轴承中的该比DR_AVE/DI_i为0.02～0.44相比，将比DR_AVE/DI_i设为0.45以上能够大大增大额定动载荷Pc。

基于这种考虑和根据计算所得出的结论，通过将内圈的内径DI_i在9mm以下的极小尺寸的圆锥滚子轴承的圆锥滚子的平均直径DR_AVE与内圈的内径DI_i之比DR_AVE/DI_i设为0.45～0.70，就能够提供一种可确保较高额定动载荷Pc的极小尺寸的圆锥滚子轴承。另外，将比DR_AVE/DI_i的上限设为0.70是因为，当超过该上限时，圆锥滚子的个数N就会减少，轴承周向的平衡就会变差。