CN102224350B - 滚针轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚针轴承，其具有如下的保持器，该保持器能够防止塑性变形，能够对轴向扭曲同时确保充分强度和充分变形量地沿圆周方向收缩或伸长。在壳形滚针轴承(10)中，在保持器(13)沿圆周方向设置多个向圆周方向收缩的弹性变形部(17)，弹性变形部(17)相对于轴向中间部(C)形成对称。

Description

滚针轴承

技术领域

本发明涉及一种滚针轴承，尤其涉及能够分别适用于自动变速器(AT)、手动变速器(MT)、差速器、分动器(transfer)、止动器(detent)等汽车驱动系统、发动机曲轴支承部、发动机凸轮轴支承部和汽车转向系统的滚针轴承。 

背景技术

近年来，在汽车的自动变速器等中，在承受径向载荷的部位使用了具有相同的截面高度的壳(shell)形滚针轴承来代替滑动轴承(轴瓦，bush)。如图10所示，壳形滚针轴承100具有：在内周面具有轨道面101a，且在两端部具有一对凸缘部101b、101c的壳体外轮101；以沿轨道面101a自由滚动的方式配置在壳体外轮101内的多个滚针102；和具有用于保持多个滚针102的多个袋子的保持器103。 

这种壳形滚针轴承具有：在成为壳体外轮101的凸缘部101c的加固部实施防炭加工，通过渗碳或渗碳氮化处理等使其硬化后，插入滚针102和保持器103且坚固端部的施工方法；或者，通过渗碳或渗碳氮化处理等使壳体外轮101硬化后，插入滚针102和保持器103，通过诱导加热等使紧固渐退火而紧固起来的施工方法。进而，采用了如下工序方法，即，在壳体外轮组装滚针或保持器之后，进行渗碳氮化处理、淬火、回火等热处理，从而对紧固部进行上述的防炭加工或诱导加热等工序的方法。 

另外，正在研究一种在圆周方向的一部分利用具有可向径向内侧变形的部分的保持器，通过使保持器向径向内侧变形，从而使其向圆周方向收缩，并且将保持器配置在壳体外轮内，通过在如上配置的保 持器安装滚针，能够避免上述复杂的加工而进行制造的方法(例如参照专利文献1)。 

还有，如图11所示，在径向滚针轴承中，在保持器200的圆周方向的一部分设置相对于轴向中间部形成对称的弹性连结部201，通过使该弹性连结部201向圆周方向扩径，能够将该弹性连结部以跨过凸缘部的方式配置起来(例如参照专利文献2)。 

专利文献1：日本专利公开2004-211825号公报 

专利文献2：日本专利公开2008-8833号公报 

但是，在专利文献1所记载的保持器中，存在在无法充分确保保持器板的厚度的情况下，保持器会引起塑性变形而无法良好地保持滚针的问题。并且，专利文献2所记载的保持器虽然能够对轴向扭曲确保充分的强度，但是由于只在圆周方向一处设置弹性变形部，存在对凸缘部的径向尺寸无法获得充分的变形量的可能性。并且，该保持器以向圆周方向扩径为目的，而弹性连结部与柱部相连结。 

发明内容

本发明是鉴于上述状况而做出的，其目的在于提供一种滚针轴承，其包括保持器，该保持器可防止塑性变形，并能够对轴向扭曲同时确保充分强度和充分变形量地沿圆周方向收缩或伸长。 

本发明的上述目的通过下述构成而实现。 

(1)一种滚针轴承，其特征在于，具有：轨道轮，其在内周面或外周面具有轨道面，且在两端部具有一对凸缘部；多个滚针，其以沿上述轨道面自由滚动的方式配置在上述轨道轮内；以及保持器，其具有用于保持上述多个滚针的多个袋；在上述保持器中沿圆周方向设有多个沿圆周方向收缩或者伸长的弹性变形部，该弹性变形部相对于轴 向中间部形成对称。 

(2)根据技术方案(1)所述的滚针轴承，其特征在于，上述保持器具有由多个圆弧状部分构成的一对边缘(rim)部和沿轴向连结该一对边缘部的柱部，在上述一对边缘部中，在沿圆周方向相邻的上述圆弧状部分的各端部间，沿圆周方向以相同的相位分别形成多个缝隙，上述弹性变形部从上述相邻的圆弧状部分的各端部分别沿轴向内侧延伸出，并且具有沿圆周方向连结该伸出的部分的一对弹性变形片。 

(3)根据技术方案(2)所示的滚针轴承，其特征在于，上述弹性变形部形成在与沿圆周方向相邻的上述柱部之间，上述缝隙的圆周方向距离小于上述相邻的柱部与上述弹性变形片的各圆周方向距离的总和。 

根据本发明的滚针轴承，在保持器中沿圆周方向设置多个向圆周方向收缩或者伸长的弹性变形部，弹性变形部相对于轴向中间部形成对称，因此并能够设置有能够防止塑性变形，且可对轴向扭曲同时确保充分强度和充分变形量地沿圆周方向收缩或者伸长的保持器。 

附图说明

图1是本发明第一实施方式的壳形滚针轴承的剖视图。 

图2是图1的保持器的局部放大俯视图。 

图3是图2的主要部分放大俯视图。 

图4是表示图2的弹性变形部向径向发生变形的说明图。 

图5(a)是表示弹性变形前的保持器和壳体的剖视图，图5(b)是从图5(a)图中的V方向观察到的侧视图。 

图6(a)表示弹性变形后的保持器及壳体的剖视图，图6(b)是从(a)的VI方向观察到的侧视图。 

图7是弹性变形后的保持器的主要部分放大图。 

图8是本发明第二实施方式的壳形滚针轴承的保持器的局部放大 俯视图。 

图9(a)是表示在弹性变形部的变形例中向径向发生变形的说明图，图9(b)沿图9(a)的IX-IX线的剖视图，图9(c)是与弹性变形部的其它变形例(b)对应的剖视图。 

图10是表示现有的壳形滚针轴承的剖视图。 

图11是表示其它现有的滚针轴承的保持器的剖视图。 

附图符号说明 

10         滚针轴承 

11         壳体(轨道轮) 

11a        轨道面 

11b、11c   向内凸缘部(凸缘部) 

12         滚针 

13、13′   保持器 

15         边缘部 

16         柱部 

17、17’   弹性变形部 

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的各实施方式的滚针轴承进行详细说明。 

(第一实施方式) 

第一实施方式的壳形滚针轴承10配置在AT内的齿轮系之间、齿轮轴和壳体之间或油泵齿轮的侧方等，以1.0～3.5mm左右的轴承截面高度形成薄壁化。如图1所示，该壳形滚针轴承10具有：在内周面具有轨道面11a，且在两端部具有一对向内凸缘部11b、11c的作为轨道轮的壳体(带凸缘的外轮)11；以可沿壳体11的轨道面11a自由滚动的方式配置在壳体11内的多个滚针12；和具有用于保持多个滚针12的多个袋14的保持器13，该壳形滚针轴承10支承未图示的轴(或内轮构件)自由旋转。 

壳体11通过对特殊的合金钢板等实施拉深加工等的塑性加工，使整体形成为圆筒状，并且，一对凸缘部11b，11c通过冲压加工而弯曲形成。另外，壳体11通过利用渗碳或渗碳氮化处理的热处理加工而硬化。 

并且，如图2所示，保持器13具有一对边缘部15、15和沿轴向连结一对边缘部15、15的多个柱部16。一对边缘部15、15分别由多个(本实施方式中是4个)圆弧状部分15a构成，在圆周方向相邻的圆弧状部分15a的各端部15b、15b之间，多个缝隙15c在各边缘部15、15中沿圆周方向以相同的相位分别形成。此外，如果缝隙15c的数量变多，则滚针12的数量变少，因此缝隙15c的数量优选为2-6处。 

还有，在保持器13中，在沿形成有该缝隙15c的圆周方向相邻的柱部16、16之间，沿圆周方向设置多个向圆周方向收缩的弹性变形部17。 

弹性变形部17具有一对弹性变形片17a、17a，其将沿圆周方向相邻的圆弧状部分15a、15a的各端部15b、15b作为基端部，从这些各端部15b分别向轴向内侧延伸出，并且沿圆周方向将该延伸出的部分连结起来。该一对弹性变形片17a、17a具有相同形状，弹性变形部17相对于轴向中间部C形成对称。 

如图3放大表示，弹性变形片17a分别由各具有曲率半径R1～R3的多个圆弧17a1、17a2、17a3构成。但是，弹性变形片17a也可由单个圆弧构成。 

并且，考虑到基端部的強度，作为弹性变形部17的基端部的圆弧状部分15a的各端部15b的轴向宽度w1优选为等于或大于圆弧状部分15a的轴向宽度w2。并且，优选形成在基端部的轴向内侧面的圆弧面 的曲率大(曲率半径r小)。 

并且，如图4所示，将弹性变形片17a的径向壁厚h设定为大于弹性变形片17a的宽度w3，由此，能够抑制发生向如箭头所示的径向的变形。 

如图5所示，具有外径D1的保持器13通过使弹性变形部17变形，以使缝隙15c的圆周方向距离L1变小，使保持器13沿圆周方向收缩。由此，如图6所示，保持器13缩径到比壳体11的内径D2小的外径D1′而插入到壳体11内。因此，保持器15的外周长度、缝隙15c的圆周方向距离L1的总和与壳体11的向内凸缘部11b、11c的内周长度之间的关系，如以下公式所示。 

π·D1-L1×(缝隙数)＜π·D2 

并且，根据一对弹性变形片17a、17a之间的轴向距离L3与缝隙15c的圆周方向距离L1，能够任意地设定可动范围，即，弹性变形片的变形量。但是，为了在消除缝隙15c之前使前柱部16和弹性变形片17a不发生接触，将弹性变形前的缝隙15c的圆周方向距离L1设定为，小于所相邻的柱部16与弹性变形片17a间的各圆周方向距离L2、L2的总和。因此，在图6中，在消除缝隙15c时，柱部16与弹性变形片17a接触，并且，在此示出了各弹性变形片17a间相接触的状态，但是如图7所示，也可以存在在消除缝隙15c时，柱部16与弹性变形片17a间、以及各弹性变形片17a间分别不发生接触的情形。 

由此，根据本实施方式的壳形滚针轴承10，在保持器13中沿圆周方向设置多个向圆周方向收缩的弹性变形部17，该弹性变形部17相对于轴向中间部C形成对称，因而设计出如下的保持器13，该保持器13能够防止塑性变形，并且对轴向的扭曲具有充分的強度，而且能够设置能确保充分的变形量的同时，能沿圆周方向收缩。另外，利用弹 性变形部17可允许滚针12的运动，还能够防止磨耗。 

并且，一对边缘部15、15由多个圆弧状部分15a构成，在一对边缘部15、15上，沿圆周方向相邻的圆弧状部分15a的各端部之间，沿圆周方向以相同的相位分别形成多个缝隙15c，弹性变形部17具有一对弹性变形片17a、17a，其从相邻的圆弧状部分15a的各端部15b分别向轴向内侧伸出，且沿圆周方向将伸出的部分相连结。由此，能够形成相对于轴向中间部C成对称的弹性变形部17。 

并且，弹性变形部17形成在沿圆周方向相邻的柱部16、16之间，缝隙15c的圆周方向距离L1小于与相邻的柱部16与弹性变形片17a间的各圆周方向距离L2的总和，在向圆周方向收缩的情形下，在消除缝隙15c之前柱部16与弹性变形片17a不会发生接触，能够确保充分的变形量。 

(第二实施方式) 

图8表示本发明的第二实施方式的壳形滚针轴承的保持器13′。在该保持器13′，在形成缝隙15c的圆周方向相邻的柱部16、16之间，沿圆周方向设置多个(本实施方式中是四个)使其沿圆周方向收缩或者伸长的弹性变形部17′。 

在该弹性变形部17′中具有一对弹性变形片17a、17a，该一对弹性变形片17a、17a包括将沿圆周方向相邻的圆弧状部分15a、15a的各端部15b、15b作为基端部，从这些各端部15b、15b分别向轴向内侧以大约直线地伸出的轴向伸出部分17b、17b和沿圆周方向呈大约直线地连结该轴向伸出部分17b、17b的圆周方向连结部分17c、17c。一对弹性变形片17a，17a具有相同形状，弹性变形部17相对于轴向中间部C形成对称。 

并且，在本实施方式中，根据一对弹性变形片17a、17a之间的轴 向距离L3与缝隙15c的圆周方向距离L1，能够任意地设定可动范围，即，弹性变形片的变形量。但是，为了在消除缝隙15c之前避免柱部16和弹性变形片17a发生接触，将弹性变形前的缝隙15c的圆周方向距离L1设定为小于相邻的柱部16与弹性变形片17a间的各圆周方向距离L2、L2的总和。 

由此，在本实施方式的壳形滚针轴承10中，也在保持器13′中，沿圆周方向设置多个使向圆周方向收缩的弹性变形部17′，弹性变形部17′相对于轴向中间部C形成对称，从而能够设置有可防止塑性变形，并且对轴向的扭曲具有充分的強度且在确保充分的变形量的同时能够向圆周方向收缩的保持器13′。 

还有，本实施方式的弹性变形部17′通过变形而各弹性变形片17a间不会发生接触，但是由于其是具有角部的形状而容易发生应力集中，因此第一实施方式的弹性变形部17的形状较为优选。并且，关于第一实施方式的弹性变形部17的形状，其树脂的流动性优异且从注塑成型时的成型性的观点上看也较为优选。 

还有，本发明不会限定于上述各实施方式，可以进行适当的变形、改良等。 

例如，如图9(a)及图9(b)所示，在第一实施方式的弹性变形部17中，可以使弹性变形片17的外周面形成为锥形，以使从圆弧状部分15的各端部15b到弹性变形片17a的轴向内侧端部沿径向逐渐变薄。由此，如图9(b)的虚线所示，在弹性变形片17a中作为自由端侧的轴向内侧端部因离心力作用而沿径向外侧变形的情况下也能够防止其与壳体11的轨道面11a发生接触。还有，如图9(c)所示，考虑到弹性变形片17a的轴向内侧端部向径向内侧发生变形，弹性变形片17a的内周面也能形成为锥形，以使得从圆弧状部分15的各端部15b到弹性变形片17a的轴向内侧端部沿径向逐渐变薄。并且，弹性变形 片17a也可以只使内周面形成为锥形。 

本实施方式使用了内周面上具有轨道面11a且两端部分别具有向内凸缘部11b、11c的外轮壳体11，但也可以使用在外周面具有轨道面，且在两端部分别具有向外凸缘部的内轮壳体，此时，保持器13变形为沿圆周方向伸长而插入到壳体内。 

并且，保持器的材质只要是能弹性变形的材质就可以任意选择，但优选树脂，如果选用金属，由于其弹性变形比树脂难，优选设置多个弹性变形部。 

作为适用于保持器的树脂，能够使用芳香族聚酰胺(芳香族PA)、聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺66等聚酰胺(尼龙树脂)；和聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛(POM)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂等。并且，还可以在这些树脂中混合玻璃纤维、碳纤维等强化剂而使用。 

更优选为，在聚酰胺树脂中混合5～30％的玻璃纤维或碳纤维，使弯曲弹性率为2000～5000MPa。若是在这个范围内，则能够更适当地对给变形部赋予变形能力，且其使具有必要的刚性。 

另外，本发明的滚针轴承在薄壁的滚针轴承的构成中能够更好地发挥效果，但是也能够适用于具有任意截面高度的滚针轴承。 

并且，在上述实施方式中，对通过将金属板弯曲成形而得到的壳形滚针轴承进行了说明，但是也可以适用于对金属材料实施刮削加工而成的固形滚针轴承。 

而且，本实施方式的具有弹性变形部17、17′的保持器13、13′也可以适用于如笼和滚子组件(cage and roller)那样的不具有轨道轮的 滚针轴承。 

本专利申请基于2009年12月25日申请的日本专利申请2009-294136，在此作为参考引入其内容。 

Claims (2)

1.一种滚针轴承，其特征在于，具有:

轨道轮，其在内周面或外周面具有轨道面，且在两端部具有一对凸缘部，

多个滚针，以沿上述轨道面自由滚动的方式配置在上述轨道轮内，

以及保持器，其具有用于保持上述多个滚针的多个袋;

在上述保持器中，沿圆周方向设有多个使得沿圆周方向收缩或伸长的弹性变形部，

该弹性变形部相对于轴向中间部形成对称，

上述保持器具有由多个圆弧状部分构成的一对边缘部和沿轴向连结该一对边缘部的柱部;

在上述一对边缘部中，在沿圆周方向相邻的上述圆弧状部分的各端部之间，沿圆周方向以相同的相位分别形成多个缝隙，

上述弹性变形部具有一对弹性变形片，弹性变形片从上述相邻的圆弧状部分的各端部分别向轴向内侧伸出，并且沿圆周方向将该伸出的部分相连结，

所述弹性变形片的内周面和外周面中的一个以上的表面呈锥形。

2.根基权利要求1所述的滚针轴承，其特征在于，上述弹性变形部形成在沿圆周方向相邻的上述柱部之间，

上述缝隙的圆周方向距离小于上述相邻的柱部与上述弹性变形片间的各圆周方向距离的总和。

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