CN102667197A

CN102667197A - 圆锥滚子轴承的保持器节部、圆锥滚子轴承和圆锥滚子轴的组装方法

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Publication number: CN102667197A
Application number: CN2010800572481A
Authority: CN
Inventors: 山田真裕; 曾根克典; 丰田司; 小坂依子; 石﨑祐基
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2030-10-27
Also published as: JP2011149549A; JP5757703B2; US20120263408A1; CN102667197B; EP2518355A4; WO2011077831A1; EP2518355A1; US8740471B2

Abstract

一种构成圆锥滚子轴承的分割型保持器的节部，能够在该圆锥滚子轴承组装在装置中时，防止节部的散落，提高组装的操作性。在分割型保持器（16）的构成小径侧周缘的小径侧端边（28）、与构成大径侧周缘的大径侧端边（29）之间设置有规定数量的柱部（31），在柱部（31）之间形成有凹部（32），在该圆锥滚子轴承的节部（27）中，在上述小径侧端边（28）与大径侧端边（29）中的至少大径侧端边（29）设置有大径侧卡合片（36），在组装轴承时，使该大径侧卡合片（36）与嵌合固定于轴承内圈的大径卡合部件（23）卡合，由此来防止节部（27）的散落。

Description

圆锥滚子轴承的保持器节部、圆锥滚子轴承和圆锥滚子轴的组装方法

技术领域

本发明涉及圆锥滚子轴承的构成分割型保持器的保持器节部（以下仅称作“节部（segment）”）、使用该节部的圆锥滚子轴承、和在将该圆锥滚子轴承组装入装置时防止节部的分散落下即所谓的“散落”的组装方法。

背景技术

在圆锥滚子轴承中，为了改善其组装性，过去一直使用分割型保持器作为圆锥滚子的保持器（专利文献1）。在此情况下，构成分割型保持器的节部形成为将圆锥梯形的笼形保持器以通过其中心线的分割面进行等分而成的大致四边形的框形。在其小径侧框边和与小径侧框边相对的大径侧框边之间并列设置多个柱部，在该柱部间形成用于收纳保持圆锥滚子的凹部。

将上述圆锥滚子轴承组装在各种装置中的顺序是，首先将内圈嵌合固定于轴的周围，然后，将安装了圆锥滚子的多个节部排列在内圈轨道的周围。接着，在上述圆锥滚子的周围嵌套外圈，在该外圈的外径面上嵌套装置的壳体，由此完成轴承的组装。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-162912号公报（图2、图14）

发明内容

发明要解决的课题

在将使用了分割型保持器的圆锥滚子轴承组装在装置中时，如前所述，具有在内圈轨道的周围排列规定数量的节部的工序。在实施该工序时，处于外圈还未被嵌合的状态，因此，配置于内圈轨道的周围的节部、和被其保持的圆锥滚子处于不稳定的状态。因此，在组装操作的中途，发生节部与圆锥滚子的散落，存在组装的操作性受到破坏的问题。

因此，本发明的课题是，提供一种采取了防止在组装圆锥滚子轴承时散落的方法的节部、使用了由该节部构成的分割型保持器的圆锥滚子轴承、以及防止上述保持器的散落的圆锥滚子轴承的组装方法。

此外，在将使用了上述的分割型保持器的圆锥滚子轴承组装在横轴（水平轴）上而使用的情况下，保持器的引导是由圆锥滚子来进行的所谓滚子引导。但是，在节部通过轴承的旋转的下止点（将旋转看作上下方向的往复运动时的下止点，以下同）时，节部从圆锥滚子中离开向下方（外圈轨道侧）移动，有可能与外圈侧的部件干扰。本发明的另一课题是，防止这种干扰，使其能够在旋转的整周稳定地对保持器进行滚子引导。

用于解决课题的方法

为了解决上述的课题，本发明的圆锥滚子轴承的节部形成为将圆锥笼形的保持器以包括其中心线的分割面进行等分而成的形状，在组合形成为环状的分割型保持器的构成小径侧周缘的小径侧端边、与上述分割型保持器的构成大径侧周缘的大径侧端边之间设置有所需数量的柱部，在柱部间形成有用于保持滚子的凹部，在该圆锥滚子轴承的保持器节部中，在上述小径侧端边与大径侧端边中的至少大径侧端边设置有向轴向外侧突出的大径侧卡合片。

作为用来解决在旋转的下止点防止节部从圆锥滚子中脱离的课题的节部，在形成上述凹部的柱部中的左右两个端部的各个柱部的内侧面设置有向凹部内方突出的防脱落突起，将上述防脱落突起的突出量设定为允许圆锥滚子强制嵌入（所谓的顶入）该凹部中，并且限制强制嵌入后的脱落的大小。

另外，在本发明的圆锥滚子轴承中，在设置于轴承内圈的大檐的轴向外侧的大径安装部中嵌合固定大径卡合部件，上述大径卡合部件形成为其卡合凹部朝内的倒L形的截面形状。

此外，本发明的圆锥滚子轴承的组装方法采用以下的步骤，在将上述轴承内圈嵌合固定在轴的周围后，在上述内圈的大径安装部中嵌合固定大径卡合部件，然后，使安装了圆锥滚子的上述保持器节部的大径侧卡合片与上述大径安装部件卡合，将该保持器节部排列在内圈轨道的周围，该排列完成后，在圆锥滚子的周围嵌合轴承外圈。

发明效果

根据以上的节部、使用了该节部的圆锥滚子轴承和该圆锥滚子轴承的组装方法，在将该圆锥滚子组装在装置中时，在将安装了圆锥滚子的规定数量的节部排列在内圈轨道的周围时，使节部的大径侧卡合片与大径卡合部件卡合，由此能够防止节部从大径侧散落。

另外，全部的节部的排列完成后，在小径安装部上嵌合固定小径卡合部件并且在节部的小径侧卡合片上卡合上述小径卡合部件，由此也能够防止从小径侧散落。

如上述那样，在组装圆锥滚子轴承时防止节部的散落，所以，能够提高组装的操作性。

另外，在左右两端的柱部内面设置防脱落突起，在该节部中，在轴承的旋转的下止点，节部也不会从圆锥滚子脱落，所以，能够稳定地引导由各个节部的组合构成的分割型保持器。

附图说明

图1是表示本实施方式1的圆锥滚子轴承的部分省略截面图。

图2是保持同上的圆锥滚子的保持器节部的立体图。

图3是图2的X1-X1线的放大截面图。

图4是同上的安装部件的变形例的部分省略放大截面图。

图5是保持圆锥滚子的节部的截面图。

图6是实施方式2的保持圆锥滚子的节部的截面图。

图7A是同上的部分放大截面图。

图7B是图7A的仰视图。

图7C是将X2-X2线的截面图旋转90度加以表示的图。

图8A是表示同上的圆锥滚子轴承的部分省略截面图。

图8B是图8A的X3-X3线的放大截面图。

具体实施方式

下面，根据附图来说明本发明的实施方式。

（实施方式1）

如图1至图5所示，实施方式1的圆锥滚子轴承10包括：内圈11和在其外周成同芯状配置的外圈12；安装于上述内圈11的内圈轨道13和与其相对的外圈12的外圈轨道14之间的圆锥滚子15；和按照一定间隔保持上述圆锥滚子15的分割型保持器16。

在上述内圈轨道13的小径侧形成有小檐部17，在大径侧形成有大檐部18，由这两个檐部17、18引导圆锥滚子15的转动。在上述小檐部17和大檐部18的各自轴向外侧形成有小径安装部19和大径安装部21。

在小径安装部19和大径安装部21的外径面，环状的小径卡合部件22与大径卡合部件23分别通过从轴向压入而被固定。这些卡合部件22、23的截面形状形成倒L形，具有向其径向的突出部24。在该突出部24的内径侧，与其相对且向内方向突出地设置有加强用的基部25，由此，在突出部24与基部25之间形成有卡合凹部26。各卡合部件22、23按照其卡合凹部26朝内的方式，各自的基部25被压入固定于小径安装部19和大径安装部21的外径面。

如图2所示，构成上述分割型保持器16的节部27形成为将圆锥梯形的笼形保持器以包括其中心线的分割面进行等分的框状。使各节部27组合成环状，由此，构成在轴向的一端具有小径侧端边28，在另一端具有大径侧端边29的圆锥梯形的笼形的分割型保持器16。

上述的节部27通过树脂制成的节部主体33；和包围该节部主体33并与其形成一体的金属制的外框部件34的组合而构成。

节部主体33在长方形框的彼此相对的长边彼此之间设置有多根（图示中包括左右两端共六根）柱部31。在各个柱部31之间形成多处（图示中是五处）的凹部32，在各个凹部32中分别收纳保持圆锥滚子15。将圆锥滚子15的小径端相对的节部主体33的边称作小径侧边33a，将大径端相对的边称作大径侧边33b。

上述各个柱部31在其上端形成有呈Y字形分开的圆弧状的卡合爪35a（参照图3），各个卡合爪35a对着两侧的凹部32上，抱持收纳于凹部32中的圆锥滚子15，防止向外圈12侧脱落。在节部主体33的两侧的柱部31中，形成有仅向内侧弯曲的单独的圆弧状的卡合爪35a，由此抱持其内侧的圆锥滚子15，同样防止向外圈12侧脱落。

如图2所示，上述外框部件34通过与节部主体33的小径侧边33a相对的小径侧卡合片35、同样地与大径侧边33b相对的大径侧卡合片36、和分别与节部主体33的左右两端的柱部31对应的左右的短边37形成为四边形的框形。在上述的外框部件34的内侧嵌合节部主体33的状态下，通过嵌入成形而成形为一体。

上述小径侧卡合片35和大径侧卡合片36分别向节部27的轴向的两侧突出，其顶端部均按照与轴线平行的方式弯曲（参照图1）。该弯曲的顶端部被分别插入上述小径卡合部件22和大径卡合部件23的各个卡合凹部26中。在上述各个卡合片35、36与卡合凹部26之间设置有径向的间隙，由此来防止节部27与各个卡合部件22、23干扰。

上述小径卡合部件22和大径卡合部件23如后所述，是专门用来防止在将该圆锥滚子轴承10组装在装置中时节部27的散落，因此，组装后也可以将其拆下。

此外，节部27也可以采用合成树脂对节部主体33与外框部件34的整体实施注射成形。

作为上述小径卡合部件22和大径卡合部件23的其他例子，也可以使用图4所示的半分割环形部件。即，在此情况下，在半圆形的卡合部件半体38的两端部设置向外径方向突出的连结檐部38a。在各个连结檐部38a的对接端面的相同轴线上分别设置右螺纹孔39a和左螺纹孔39b。

用来将上述两个卡合部件半体38连结成环状的连结部件40在一个端部具有右螺纹轴41a，在另一个端部具有左螺纹轴41b，中间轴部41c形成为多边形。

将上述连结部件40的各个螺纹轴41a、41b分别拧入对应的螺纹孔39a、39b中，将扳手放在中间轴部41c上并沿着一定方向使其转动时，两个连结檐部38a如箭头所示，向相互接近的方向移动，连结成环状，形成小径卡合部件22和大径卡合部件23。将它们分别紧固固定在内圈11的小径安装部19和大径安装部21周围。在组装在装置中后，也可以拆下小径卡合部件22和大径卡合部件23，这一点与上述情况同样。

实施方式1的圆锥滚子轴承10是上述的轴承，在将其组装在装置中时，在内圈11的大径安装部21的周围预先嵌合固定大径卡合部件23。而且，按照轴朝着纵向，且大径卡合部件23变成下位的方式来设置装置，将安装了圆锥滚子15的规定数量的节部27在内圈轨道13的周围排列成环状。此时，通过使节部27的大径侧卡合片36与大径卡合部件23的卡合凹部26卡合，防止大径侧的节部27和圆锥滚子15的散落。

全部的节部27的排列完成后，在小径安装部19中嵌合固定小径卡合部件22，并且在其卡合凹部26中卡合小径侧卡合片35，由此，也在小径侧防止散落。然后，如通常那样，使外圈12与圆锥滚子15的周围嵌合，而且，在该外圈12上嵌合壳体，由此，完成圆锥滚子轴承10的组装。

如前所述，在小径卡合部件22和大径卡合部件23的组装完成后，不具有特别的功能，所以，也可以将它们从圆锥滚子轴承10中分离除去。

此外，用各个卡合爪35a来防止圆锥滚子15从凹部32向外方（外圈12的方向）脱落。

在以上所述的实施方式1中，采用以下的结构：在节部27的小径端边28设置有小径侧卡合片35，与其对应将小径卡合部件22嵌入固定在轴承内圈11的小径安装部19上。但是，在组装该轴承时，在使大径侧卡合片36与大径卡合部件23卡合的状态下，节部27沿着圆锥形的内圈轨道13向内侧倾斜，所以，大体处于稳定状态。因此，不必限制节部27的小径端边28侧。

因此，在组装时，省略在小径安装部19上嵌合固定小径卡合部件22，且在该卡合凹部26中卡合小径侧卡合片35的工序，也可以在节部27的排列后，立即进入使外圈12与圆锥滚子15的周围嵌合的工序。

（实施方式2）

根据图6至图9来说明实施方式2的节部27和使用该节部的圆锥滚子轴承10。

上述实施方式1的圆锥滚子轴承10具有在将保持了圆锥滚子的节部27组装在内圈轨道周围时防止节部27散落的效果。但是，在组装后的实际使用时，有如下所述的不良状况。

即，在该圆锥滚子轴承10的旋转时，成环状组合节部27而构成的分割型保持器16的引导如前所述是滚子引导。但是，在安装了上述的圆锥滚子轴承10的旋转轴用作横轴（水平轴）的情况下，节部27通过旋转的下止点时，如图5的白色箭头所示，发生节部27从圆锥滚子15脱落向外圈轨道面14侧（下方）移动的现象。

如果发生这种现象，则节部27的滚子引导就会失效，发生节部27的小径侧卡合片35或大径侧卡合片36（参照图1）分别与小径侧卡合部件22或大径侧卡合部件23的突出部24的内径面干扰的不良状况。

因此，本实施方式2的圆锥滚子轴承的节部27构成为能够在旋转的整个外周进行稳定的滚子引导，由此来防止与上述的其他部件的干扰。

如图6所示，实施方式2的节部27的基本结构与实施方式1的情况相同。不同点在于，在左右两个端部的柱部31，在形成该柱部31的凹部32的内侧面的内径面侧的侧缘设置有防脱落突起42（参照图6、图7A、图7B、图7C）。该防脱落突起42设置于比凹部32的中心O更偏向小径侧卡合片35的位置，形成为具有与上述柱部31的内径侧的面共通的面的截面三角形。

上述防脱落突起42向凹部32内方突出的突出量的最大值被设定为，根据通过在圆锥滚子15上施加一定以上的强烈冲击而使该防脱落突起42弹性变形地嵌入的方法、即所谓的顶入，能够使其强制嵌入的大小。通过这样进行设定，能够不使用特殊夹具，也不会使节部27破损，而将圆锥滚子15强制嵌入凹部32中。

另外，上述突出量的最小值被设定为，能够限制因轴承旋转时的离心力和节部27的自重使圆锥滚子15从凹部32中脱落的大小。通常，上述的突出量被设定为圆锥滚子15的平均径的2～8%。

对于凹部32，由于上述防脱落突起42偏向小径侧卡合片35侧形成，因此，大径侧卡合片36侧相对较大开放（参照图7C）。在将圆锥滚子15嵌入凹部32时，如图7C所示，在从节部27的内径侧的面，使圆锥滚子15的小径端从上述大径侧卡合片36侧的较大开放的部分斜着接触防脱落突起42的状态下施加冲击，使该防脱落突起42弹性变形而被强制嵌入。被强制嵌入凹部32中的圆锥滚子15与节部形成一体，不会分离。

此外，在实施方式2的情况下，在左右两个端部的柱部31，考虑注射成型时的脱模，省略卡合爪部35a。

图8A表示使用组合了上述节部27的分割型保持器16的圆锥滚子轴承10。其基本结构与实施方式1（参照图1）相同。不同点如下所述。

第一点在于，小径侧卡合片22中的构成卡合凹部26的突出部24与小径侧卡合片35的径向间隙S1；同样的大径侧卡合部件23中的构成卡合凹部26的突出部24与大径侧卡合片36的径向间隙S1，与节部27中的凹部32的圆锥滚子15和圆弧部35a的径向间隙S2（参照图8B）的关系均是S1＞S2的关系。

如果有上述的关系，那么，即使相对于圆锥滚子15，节部27在径向间隙S2的范围内沿着径向移动，也能避免节部27的小径侧卡合片35和大径侧卡合片36分别与突出部24的内径面干扰。

第二点在于，小径侧卡合部件22的内径面（内圈轨道13侧的面）与节部27的小径侧卡合片35的轴向间隙P1、与凹部32与圆锥滚子15的轴向间隙AK的关系；以及大径侧卡合部件23的内侧面（内圈轨道13侧的面）与节部27的大径侧卡合片36的轴向间隙P2、与凹部32与圆锥滚子15的轴向间隙AK的关系分别是P1＞AK，P2＞AK的关系。

如果有这样的关系，那么，即使节部27在轴向间隙AK的范围内沿轴向移动，也能避免与小径侧卡合部件22和大径侧卡合部件23的各个卡合凹部26干扰。

以上的第一点和第二点的关系在上述的实施方式1的情况下也能适用。

符号说明

10 圆锥滚子轴承

11 内圈

12 外圈

13 内圈轨道

14 外圈轨道

15 圆锥滚子

16 分割型保持器

17 小檐部

18 大檐部

19 小径安装部

21 大径安装部

22 小径卡合部件

23 大径大合部件

24 突出部

25 基部

26 卡合凹部

27 节部

28 小径侧端边

29 大径侧端边

31 柱部

32 凹部

33 节部主体

33a 小径侧边

33b 大径侧边

34 外框部件

35 小径侧卡合片

35a 卡合爪

36 大径侧卡合片

37 短边

38 卡合部件主体

38a 连结檐部

39a 右螺纹孔

39b 左螺纹孔

40 连结部件

41a 右螺纹轴

41b 左螺纹轴

41c 中间轴部

42 防脱落突起

Claims

1.一种圆锥滚子轴承的保持器节部，形成为将圆锥笼形的保持器以包括其中心线的分割面进行等分而成的形状，

在组合形成为环状的分割型保持器的构成小径侧周缘的小径侧端边、与所述分割型保持器的构成大径侧周缘的大径侧端边之间设置有所需数量的柱部，在柱部间形成有用于保持滚子的凹部，

该圆锥滚子轴承的保持器节部的特征在于：

在所述小径侧端边与大径侧端边中的至少大径侧端边设置向轴向外侧突出的大径侧卡合片。

2.如权利要求1所述的保持器节部，其特征在于：

在所述柱部的外圈轨道侧的面上设置有与收纳于各个凹部中的圆锥滚子相对的卡合爪。

3.如权利要求1或2所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

在所述小径侧端边设置有向轴向外侧突出的小径侧卡合片。

4.如权利要求3所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

所述大径侧卡合片和小径侧卡合片形成为分别突出至设置于轴承内圈的大檐和小檐的轴向外侧的大径安装部和小径安装部的外周的大小。

5.如权利要求1至4中任一项所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

在形成所述凹部的柱部中的左右两个端部的各个柱部的内侧面，设置有向凹部内方突出的防脱落突起，所述防脱落突起的突出量被设定为允许圆锥滚子强制嵌入该凹部并限制强制嵌入后的脱落的大小。

6.如权利要求5所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

所述防脱落突起的突出量是所述圆锥滚子的平均径的2～8%。

7.如权利要求5或6所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

所述防脱落突起以与所述凹部的中心相比偏所述小径侧端边的方式设置。

8.如权利要求3至7中任一项所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

所述保持器节部包括节部主体和一体地设置于该节部主体外周的外框部件，在所述节部主体形成有所述凹部，在所述外框部件设置有所述大径侧卡合片和小径侧卡合片。

9.如权利要求5所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

所述节部主体由合成树脂制成，所述外框部件由金属制成。

10.如权利要求9所述的圆锥滚子轴承的保持器节部，其特征在于：

所述节部主体与所述外框部件利用合成树脂一体成形。

11.一种圆锥滚子轴承，使用权利要求1所述的保持器节部构成分割型保持器，该圆锥滚子轴承的特征在于：

在设置于轴承内圈的大檐的轴向外侧的大径安装部中嵌合固定大径卡合部件，所述大径卡合部件形成为其卡合凹部朝内的倒L形的截面形状。

12.一种圆锥滚子轴承，使用权利要求2至7中任一项所述的保持器节部构成分割型保持器，该圆锥滚子轴承的特征在于：

在设置于轴承内圈的小檐和大檐的轴向外侧的小径安装部和大径安装部中分别嵌合固定小径卡合部件和大径卡合部件，所述小径卡合部件和大径卡合部件均形成为卡合凹部朝内的倒L形的截面形状。

13.如权利要求12所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

所述小径卡合部件和大径卡合部件分别通过将半分割环形的卡合部件半体螺纹结合成环状而形成。

14.如权利要求12所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

所述半分割环形的一个卡合部件半体在其两个端部向外径方向突出的连结檐部的相对面上分别设置有螺纹孔，另一个卡合部件半体形成为仅所述螺纹孔的螺纹为方向相反的螺纹的对称形状，在中间轴部的两个端部分别设置有螺纹相反的螺纹轴的连结部件的各个螺纹轴与所述对应的螺纹孔螺纹结合，由此，将两个卡合部件半体牵拉连结成环状。

15.如权利要求11至14中任一项所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

设定有如下关系：所述小径侧卡合部件的卡合凹部与所述小径侧卡合片的径向间隙、和所述大径侧卡合部件的卡合凹部与所述大径侧卡合片的径向间隙均比与设置于所述凹部中的所述卡合爪之间的径向间隙大。

16.如权利要求11至15中任一项所述的圆锥滚子轴承，其特征在于：

设定有如下关系：所述小径侧卡合部件的卡合凹部与所述小径侧卡合片的轴向间隙、和所述大径侧卡合部件的卡合凹部与所述大径侧卡合片的轴向间隙均比所述凹部与圆锥滚子的轴向间隙大。

17.一种圆锥滚子轴承的组装方法，在作为组装对象的装置中，将权利要求11所述的圆锥滚子轴承组装在所需装置中，该圆锥滚子轴承的组装方法的特征在于：

将所述轴承内圈嵌合固定在轴的周围后，在所述内圈的大径安装部中嵌合固定大径卡合部件，然后将安装了圆锥滚子的所述保持器节部的大径侧卡合片与所述大径安装部件卡合，将该保持器节部排列在内圈轨道的周围，该排列完成后，在圆锥滚子的周围嵌合轴承外圈。

18.一种圆锥滚子轴承的组装方法，在作为组装对象的装置中，将权利要求11至16中任一项所述的圆锥滚子轴承组装在所需装置中，该圆锥滚子轴承的组装方法的特征在于：

将所述轴承内圈嵌合固定在轴的周围后，在所述内圈的大径安装部中嵌合固定大径卡合部件，然后将安装了圆锥滚子的所述保持器节部的大径侧卡合片与所述大径安装部件卡合，将该保持器节部排列在内圈轨道的周围，该排列完成后，在所述小径安装部中嵌合固定小径卡合部件，在所述保持器节部的小径侧卡合片卡合该小径卡合部件，然后在圆锥滚子的周围嵌合轴承外圈。

19.如权利要求18所述的圆锥滚子轴承的组装方法，其特征在于：

所述圆锥滚子轴承对装置的组装完成后，将所述小径卡合部件和大径卡合部件从所述内圈中分离除去。