CN103148103A - 摆动轴承用外圈、摆动轴承用保持器、摆动轴承及气压盘式制动器装置 - Google Patents
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Abstract
一种摆动轴承用外圈、摆动轴承用保持器、摆动轴承及气压盘式制动器装置。本发明的摆动轴承用外圈(11a)在内径侧包括轨道面(12a),且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部(13a、13b)。在凸缘部(13a、13b)设置有向轴向的轨道面(12a)侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器的折弯部(17a、17b)。通过如此设置,能够利用折弯部(17a、17b)夹持保持器。若如此设置,则即使保持器向摆动轴承用外圈(11a)的内径侧移动,保持器也卡在折弯部(17a、17b),限制保持器向内径侧的移动,从而能够防止滚子及保持器的脱落。
Description
本申请是申请日为2007年10月18日、申请号为2007800401382(国际申请号PCT/JP2007/070359)、发明名称为“摆动轴承用外圈、摆动轴承用保持器、摆动轴承及气压盘式制动器装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及摆动轴承用外圈、摆动轴承用保持器、摆动轴承及气压盘式制动器(air disc brake)装置。
背景技术
在大型商用车或卡车、客车等中,使用利用了压缩空气的气压盘式制动器装置。在此,简单地说明通常的气压盘式制动器装置的结构。图40是表示通常的气压盘式制动器装置的结构的概略剖视图。参照图40可知,气压盘式制动器装置101包括:具备促动器杆102的制动器气缸(未图示);与促动器杆102一端连结的控制杆103;与控制杆103的另一端连结的旋转构件104;支承旋转构件104使其旋转自如的摆动轴承105;设置于远离旋转构件104的旋转中心的位置的连接部107;其一端与连接部107连结的横臂106;连动于横臂106的左右的制动器垫(未图示);配置于左右的制动器垫之间的转动体(未图示)。气压盘式制动器装置101通过来自制动器气缸的压缩空气,经由控制杆103等用左右的制动器垫夹入转动体。
此外,上述结构的气压盘式制动器装置公开在日本特表平8-504250号公报或WO2006/002905A1中。
简单说明在上述气压盘式制动器装置中包括的摆动轴承的结构。摆动轴承具备:摆动轴承用外圈;多个滚子;保持滚子的保持器。摆动轴承用外圈是未连接为环状,将圆筒状构件在周向的任意的两处切断的形状。关于保持器也相同地为将圆筒状构件在周向的任意两处切断的形状,是沿摆动轴承用外圈的形状。如此结构的摆动轴承是首先将滚子装入保持器的凹部,将保持滚子的保持器配置于摆动轴承用外圈的内径侧而组装的。
在此,在组装了摆动轴承后,保持器被限制向内径侧的移动。若那样,则例如,在将组装的摆动轴承安装于上述结构的气压盘式制动器装置时,有时保持器向内径侧移动,滚子及保持器从摆动轴承用外圈脱落。
发明内容
本发明的目的在于提供防止了滚子及保持器的脱落的摆动轴承用外圈。
本发明的另一目的在于提供组装性良好的摆动轴承装置。
本发明的另一目的在于提供生产性良好的气压盘式制动器装置。
本发明的摆动轴承用外圈在内径侧包括轨道面,且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部。在至少一侧的凸缘部设置有折弯部,所述折弯部向轴向的轨道面侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器。
通过如上构成,在摆动轴承的组装时,将保持了滚子的保持器配置于摆动轴承用外圈的内径面时,能够利用折弯部夹持保持器。若那样设置,则即使保持器向摆动轴承用外圈的内径侧移动,保持器卡在折弯部,限制保持器向内径侧的移动。从而能够防止滚子及保持器从摆动轴承用外圈脱落。
优选折弯部在凸缘部的周向上连接设置。通过这样设置,能够在周向的广泛范围内夹持保持器,因此,能够更可靠地防止保持器及滚子的脱落。
进而优选折弯部设置于两侧的凸缘部。若这样设置,则能够利用在两侧的凸缘部侧设置的折弯部夹持保持器。若那样设置,则能够更可靠地防止保持器及滚子的脱落。
进而优选摆动轴承用外圈是对碳含量为0.15~1.1重量%的使用材料实施了渗碳氮化处理而成的。通过这样,能够廉价地制造高强度的摆动轴承用外圈。这样的摆动轴承用外圈具有高的负载量,因此,破损的可能性少。另外,折弯部的强度也变高,因此,能够更可靠地防止保持器及滚子的脱落。
另外,摆动轴承用外圈的使用材料的碳含量为0.5~1.1重量%也可。通过这样构成,加工性变得良好,能够通过冲压加工,精度良好地形成外形形状。另外,即使不实施渗碳氮化处理,也能够得到作为摆动轴承用外圈所需的硬度。若那样,则能够减少热处理时的摆动轴承用外圈的变形。从而,能够提供精度良好,且廉价,且具有高的负载量的摆动轴承用外圈。
进而优选碳含量为0.5~1.1重量%的摆动轴承用外圈实施了光亮淬火处理。另外,碳含量为0.5~1.1重量%的摆动轴承用外圈实施了高频淬火处理也可。这样的淬火处理可以廉价地进行。
在本发明的其他方面中,摆动轴承具备:多个滚子,其配置于轨道面上;保持器,其包括保持滚子的凹部及位于凹部的轴向的两端侧且在周向上连接的一对连结部;上述任一个摆动轴承用外圈。
在这样的摆动轴承中,没有滚子及保持器从摆动轴承用外圈脱落的可能性。另外,在组装时,能够抑制滚子及保持器和摆动轴承用外圈的分离或偏离,因此,还能够防止安装不良。从而,能够使组装性良好。
优选在连结部设置有与折弯部卡合的卡合部。通过这样,能够使折弯部和卡合部卡合,能够更可靠地防止保持器及滚子的脱落,且能够进一步使组装性良好。
进而优选摆动轴承用外圈或滚子的至少一个具有富氮层,且奥氏体结晶粒度的粒度编号超过10号,并且,剩余奥氏体量为11体积%以上25体积%以下,且氮含量为0.1重量%以上0.7重量%以下。
若使摆动轴承等滚动轴承紧凑,则增加对每单位面积施加的载荷,因此,存在寿命降低的问题。因此,不能在实现滚动轴承的紧凑化的同时,抑制寿命的降低。
在此,通过将上述轴承构件的奥氏体粒微细化为超过10号的程度,能够大幅度改进滚动疲劳寿命。在奥氏体粒径的粒度编号为10号以下的情况下,不能大幅度改进滚动疲劳寿命,因此,设为超过10号的范围。通常,11号以上为佳。另外,也可以将平均结晶粒径设为6μm以下。奥氏体粒径越细越优选,但通常难以得到超过13号的粒度编号。上述结晶粒度可以由在JIS中规定的通常的方法来求出,也可以利用切片法求出对应于上述结晶粒度编号的平均粒径而换算。
此外,奥氏体晶粒在富氮层存在的表层部不变化,在比其内侧的内部也不变化。从而,作为上述结晶粒度编号的范围的对象的位置作为表层部及内部。在此,奥氏体结晶粒是指在淬火加热中相变态的奥氏体晶粒,这是指通过冷却,变态为奥氏体后,作为过去的历史记录剩余的晶粒。
另外,若剩余奥氏体量小于11体积%,则有表面损伤寿命大大降低的倾向,若剩余奥氏体量大于25体积%,则剩余奥氏体量变得与通常的进行了渗碳氮化处理的情况的差异消失,因此经年尺寸变化变差。
剩余奥氏体量为在磨削后的滚动面的表层50μm处的值,例如可以通过基于X射线衍射的马氏体α(211)和剩余奥氏体γ(220)的衍射强度的比较来测定。此外,奥氏体相为非磁性体,铁素体相为强磁性体,利用这个事实,还可以利用磁性天平等来求出磁化力而测定。此外,可以使用市售的测定装置,简单地测定。
富氮层是在表层形成的增加了氮含量的层,例如,可以通过渗碳氮化、氮化、渗氮等处理来形成。若富氮层的氮含量小于0.1重量%,则没有效果,尤其表面损伤寿命降低。若氮含量大于0.7重量%,则产生被称为气孔的孔洞,或剩余奥氏体变得过多,不能显现硬度,变得短寿命。富氮层的氮含量是磨削后的滚动面的表层50μm处的值,例如,可以利用EPMA(Electron Probe Micro-Analysis:波长分散型X射线微量分析)来测定。
从上述可知,通过这样构成,能够实现包括这样的摆动轴承用外圈或滚子的摆动轴承的长寿命化。
进而优选按照保持器在通过了折弯部后被该折弯部保持的方式,在保持器及折弯部中的至少任一个设置容许卡扣嵌合的卡扣嵌合容许形状部。
通过这样构成,在通过折弯部,在摆动轴承用外圈的折弯部保持保持器时,能够利用在保持器及折弯部中至少任一个设置的容许卡扣嵌合的卡扣嵌合容许形状部,使保持器和摆动轴承用外圈卡扣嵌合,在摆动轴承用外圈的折弯部保持保持器。折弯部以夹持保持器的方式保持,因此,能够防止保持器从摆动轴承用外圈的分离。另外,这样的卡扣嵌合容许形状部利用保持器或摆动轴承用外圈的弹性变形,从而在将保持器组装入摆动轴承用外圈时,即使不施加强力,也能够容易地装入。另外,在组装时,能够防止保持器或摆动轴承用外圈的破损。从而,能够使摆动轴承的组装性良好。
进而优选卡扣嵌合容许形状部包括从连结部的端面沿轴向突出的嵌合爪。通过这样设置,能够利用沿轴向突出的嵌合爪,进行卡扣嵌合。
进而优选在嵌合爪的外径侧的角部设置有倒角。通过这样设置,能够利用在嵌合爪设置的倒角,进行卡扣嵌合。若那样,则能够顺利地进行卡扣嵌合。从而,能够使组装性更良好。
进而优选在折弯部的内径侧的角部设置有倒角。通过这样设置,能够通过在折弯部设置的倒角,进行卡扣嵌合。若那样,则能够顺利地进行卡扣嵌合。从而,能够使组装性更良好。
进而优选嵌合爪设置于具备凹部的周向的位置。设置有凹部的周向的位置在轴向上不连结。若那样,则能够容易地进行设置有嵌合爪的周向的位置的保持器沿轴向的弹性变形。从而,能够使组装性更良好。
进而优选嵌合爪设置于两侧的连结部,在一侧的连结部设置的嵌合爪的周向的位置与在另一侧的连结部设置的嵌合爪的周向的位置不同。通过这样设置,能够使一侧的连结部设置的嵌合爪与在另一侧的连结部设置的嵌合爪进行弹性变形的周向的位置不同。从而,能够容易地使保持器在轴向上弹性变形,能够使组装性更良好。
进而优选卡扣嵌合容许形状部包括设置于连结部且沿径向凹入的形状的狭缝。通过这样,能够利用沿径向凹入的形状的狭缝,进行卡扣嵌合。
进而优选狭缝的轴向的长度尺寸设为W1,连结部的轴向的长度尺寸设为W2的情况下,具有0.2W2<W1<0.8W2的关系,狭缝的径向的长度尺寸设为H1,连结部的径向的长度尺寸设为H2的情况下,具有0.2H2<H1<0.8H2的关系。通过这样设置,能够适当地进行卡扣嵌合时的连结部的弹性变形。即,通过将狭缝的尺寸关系设为上述范围,能够以适当的力使保持器等弹性变形,且能够在不使保持器等破损的情况下进行卡扣嵌合。
进而优选在连结部的轴向的端面的规定位置设置有突出部,在摆动轴承用外圈设置有爪部,所述爪部在保持器相对于摆动轴承用外圈在周向上移动了规定量时与突出部抵接,限制保持器的移动量。
通过这样构成,即使保持器在周向上移动,在连结部的规定位置设置的突出部也与在摆动轴承用外圈设置的爪部抵接。若那样,则保持器不能在周向上进一步移动。这样,能够限制保持器的周向的移动。另外,这样的结构的摆动轴承通过将突出部设置于任意的位置,能够任意的设定保持器的周向的移动量。若那样,则能够以比摆动轴承用外圈的周向的端部大的幅度工作。另外,不需要设置新的构件。从而,能够以廉价的结构,可靠确保保持器的工作范围。另外,在这样的摆动轴承中,保持器的脱落的可能性少,因此,能够使组装性良好。
进而优选突出部的规定位置比在周向的最外侧配置的凹部靠周向的内侧,在保持器的一部分从摆动轴承用外圈的周向的一端侧突出的位置,限制保持器的移动。通过这样,即使在突出部的规定位置设在比周向的最外侧处配置的凹部靠周向的内侧处时,也能够以保持器的周向的端部从摆动轴承用外圈的一侧的端部突出的状态,限制保持器的周向的移动,并加以规制。从而,能够进一步可靠确保保持器的工作范围。
进而优选突出的位置中的保持器从摆动轴承用外圈的突出量的周向的长度尺寸为从保持器的一侧的端部至在保持器的一侧的端部侧设置的在周向的最外侧配置的凹部的周向的长度尺寸以下。通过这样,能够防止在最外侧配置的凹部上保持的滚子脱落。从而,能够使摆动轴承的组装性更良好。
进而优选爪部及突出部设置于轴向的两端部。通过这样,在轴向的两端侧使突出部和爪部卡合,因此,能够使组装性更良好。
另外,摆动轴承具有:上述任一个摆动轴承用外圈;多个滚子,其配置于轨道面上;摆动轴承用保持器,其具有在周向上延伸的一对连结部和将一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的柱部之间形成有保持滚子的多个凹部,柱部的最外径部配置于远离连结滚子的自转中心的节圆的位置。
在摆动轴承用保持器中,邻接的滚子之间的间隔在节圆上最小。从而,通过将柱部配置于远离节圆的位置,能够减小邻接的滚子之间的间隔。其结果,能够得到增加了能够收容的滚子个数的摆动轴承用保持器,能够得到负载量大的摆动轴承。
优选柱部的外径尺寸设为B2,节圆的直径设为B4的情况下,具有B2<0.98×B4的关系。这样,通过在节圆的内侧配置柱部,能够防止凹部内的滚子的向径向内侧的脱落。此外,通常利用摆动轴承用外圈防止滚子的向径向外侧的脱落。
进而优选凹部中收容的滚子的个数设为n,节圆与各滚子重叠的部分的长度设为l,在周向两端的凹部收容的滚子的自转中心之间的节圆的圆周长度设为L的情况下,满足下式1。
【式1】
式1表示节圆的圆周上的滚子的占有率。参照式1可知,若滚子的占有率为0.9以下,则邻接的滚子之间的间隔变得过大,不能得到充分的负载量。另一方面,减小了邻接的滚子之间的间隔的情况下,在摆动时,滚子之间可能接触。这样成为滚子表面的油膜破裂或放热的原因。因此,滚子的占有率需要小于1.0。
进而优选摆动轴承用保持器由包括聚酰胺46和5wt%~20wt%的纤维状填充材料的材料形成。将树脂材料注塑成形而制造的树脂制保持器的形状的自由度高。另外,通过含有碳纤维(carbon fiber)或玻璃纤维(glassfiber)等纤维状填充材料,能够确保保持器所需的强度。
此外,若纤维状填充材料的含量小于5wt%,则难以得到摆动轴承用保持器所需的强度。另一方面,若大于20wt%,则成形时的树脂原材料的流动性变差。这可能导致在成形凹部数量多且柱细的保持器的方面,产生气体燃烧(ガス焼け)或填充不足等问题。进而,若为了消除该问题而提高填充压力,则可能产生飞边。从而,纤维状填充材料的含量优选上述范围。
本发明的摆动轴承用保持器具有沿周向延伸的一对连结部和将一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的柱部之间形成有保持滚子的多个凹部。还有,柱部的最外径部配置于远离连结滚子的自转中心的节圆的位置。
另外,摆动轴承具有:上述任一个摆动轴承用外圈;多个滚子,其配置于轨道面上;摆动轴承用保持器,其具有在周向上延伸的一对连结部和将一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的柱部之间形成有保持滚子的多个凹部,在凹部收容的滚子的个数设为n,邻接的柱部的相互面对的壁面所成的角设为a,在周向两端的凹部收容的滚子的自转中心之间的中心角设为θ的情况下,满足{θ/(n-1)}°<a<90°。
在摆动轴承用保持器中,若邻接的柱部的相互面对的壁面所成的角a变小,则能够由一个模具同时成形的凹部数量减少。从而,从提高成形性的观点来说,a优选大,a的下限值设为{θ/(n-1)}°。
另一方面,若a变大,则可能不能在凹部内适当地保持滚子。具体来说,在a≥90°时,滚子按压柱部的壁面的力中向与壁面平行的方向作用的分力F1和向与壁面垂直的方向作用的分力F2成为F1≥F2。若那样,则在摆动时,滚子跃上柱部,可能与邻接的滚子接触。这成为发生滚子表面的油膜破裂或放热的原因。从而,从滚子的适当保持的观点来说,a优选小,a的上限值设为90°。
这样,能够得到生产率高,负载量大的摆动轴承。
本发明的摆动轴承用保持器具有在周向上延伸的一对连结部和将一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的柱部之间形成有保持滚子的多个凹部。还有,在凹部收容的滚子的个数设为n,邻接的柱部的相互面对的壁面所成的角设为a,在周向两端的凹部收容的滚子的自转中心之间的中心角设为θ的情况下,满足{θ/(n-1)}°<a<90°。
另外,摆动轴承具备:摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具有将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部;多个滚子,其配置于轨道面上;上述任一个摆动轴承用保持器。
在本发明的另一方面中,气压盘式制动器装置具备上述任一个摆动轴承。
这样的气压盘式制动器装置包括组装性良好的摆动轴承,因此,能够提高生产率。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的摆动轴承用外圈的立体图。
图2是表示本发明的一实施方式的摆动轴承中包括的保持器的立体图。
图3是在凹部配置了滚子的状态的保持器,将滚子配置于下方侧的情况下的立体图。
图4是在凹部配置了滚子的状态的保持器,将滚子配置于下方侧的情况下的立体图。
图5是表示本发明的一实施方式的摆动轴承的立体图。
图6是用包括卡合部的平面截断了图5所示的摆动轴承的情况下的剖视图。
图7是从轴向观察的图5所示的摆动轴承的图。
图8是图7中的用VIII示出的局部放大图。
图9是进一步放大了图8的图。
图10是表示本发明的另一实施方式的摆动轴承用保持器的图。
图11是用包括卡合部的平面截断了具备本发明的另一实施方式的摆动轴承用外圈的摆动轴承的情况下的剖视图。
图12是用包括卡合部的平面截断了具备本发明的又另一实施方式的摆动轴承用外圈的摆动轴承的情况下的剖视图。
图13是表示在摆动轴承用外圈装入滚子及保持器前的状态的剖视图。
图14是表示在摆动轴承用外圈装入滚子及保持器的状态的剖视图。
图15是表示本发明的又另一实施方式的摆动轴承的局部的放大剖视图。
图16是表示在本发明的又另一实施方式的摆动轴承具备的保持器的图。
图17是表示本发明的又另一实施方式的摆动轴承的剖视图。
图18是表示本发明的又另一实施方式的摆动轴承的剖视图。
图19是放大而表示图17所示的摆动轴承的局部的放大图。
图20是放大示出本发明的又另一实施方式的摆动轴承的局部的放大剖视图。
图21是放大示出本发明的又另一实施方式的摆动轴承的局部的放大剖视图。
图22是放大示出本发明的又另一实施方式的摆动轴承的局部的放大剖视图。
图23是从轴向观察的本发明的又另一实施方式的摆动轴承的图,表示爪部和突出部未抵接的状态。
图24是从轴向观察的本发明的又另一实施方式的摆动轴承的图,表示爪部和突出部抵接的状态。
图25是表示在本发明的又另一实施方式的摆动轴承中包括的摆动轴承用外圈的立体图。
图26是从轴向观察的包括图25所示的摆动轴承用外圈的摆动轴承的图,表示爪部和突出部未抵接的状态。
图27是从轴向观察的包括图25所示的摆动轴承用外圈的摆动轴承的图,表示爪部和突出部未抵接的状态。
图28是表示摆动轴承用外圈的代表性制造工序的流程图。
图29是说明二阶段的热处理方法的图。
图30是说明二阶段的热处理方法的变形例的图。
图31是表示适用了图29所示的热处理模式的轴承构件中的微小组织尤其奥氏体粒的图。
图32是表示以往的轴承构件中的微小组织尤其奥氏体粒的图。
图33是图31所示的微小组织的示意图,表示图解的奥氏体晶界。
图34是图32所示的微小组织的示意图,表示图解的奥氏体晶界。
图35是表示试料1~试料6的构造(尺寸)的剖视图。
图36是表示试料7~试料11的构造(尺寸)的剖视图。
图37是表示剥离寿命试验装置的要部的主视图。
图38是沿图37的XXXVIII-XXXVIII线的剖视图。
图39是表示本发明的一实施方式的气压盘式制动器装置的局部的概略剖视图。
图40是表示以往的气压盘式制动器装置的局部的概略剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的摆动轴承用外圈的立体图。参照图1,说明摆动轴承用外圈11a的结构。摆动轴承用外圈11a是将圆筒状构件在周向的任意两处切断的形状。摆动轴承用外圈11a在内径侧包括滚子滚动的轨道面12。
在摆动轴承用外圈11a的周向的一侧的端部设置有沿内径侧延伸的突起部14a、14b。在摆动轴承用外圈11a的内径侧配置的保持器能够在周向上移动,但通过该突起部14a、14b,在一方的端部侧限制周向的移动。
另外,在突起部14a、14b之间设置有向外径侧折弯的舌片状凸部15a。另一方面,在摆动轴承用外圈11a的周向的另一方的端部侧设置有舌片状凸部16a。利用该凸部15a、16a,将摆动轴承用外圈11a安装于壳体(未图示),限制摆动轴承用外圈11a的周向的移动,将其固定于壳体。
摆动轴承用外圈11a具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部13a、13b。通过该凸缘部13a、13b限制在摆动轴承用外圈11a的内径侧配置的滚子及保持器的轴向移动。
在此,在两侧的凸缘部13a、13b设置有向轴向的轨道面12a侧折弯,且夹持配置于内径侧的保持器的折弯部17a、17b。折弯部17a、17b设置为在周向上连续。
其次,说明包括在本发明的一实施方式的摆动轴承,配置于摆动轴承用外圈11a的内径侧的保持器的结构。图2是表示在摆动轴承用外圈11a的内径侧配置的保持器的立体图。图3及图4是表示在图2所示的保持器21a的凹部22a保持了滚子20a的状态的立体图。图3表示将滚子20a设在下方侧的状态,图4表示将滚子20a设在上方侧的状态。参照图1~图4可知,关于保持器21a,也与上述摆动轴承用外圈11a相同地为在周向的任意两处切断了圆筒状构件的形状,是沿摆动轴承用外圈11a的形状。
保持器21a包括:保持滚子20a的凹部22a;及位于凹部22a的轴向的两端侧且在周向上相连的即在周向上延伸的一对连结部23a、23b。在各凹部22a保持一个滚子20a。位于周向的最外侧的凹部22a和保持器21a的周向的端部25a、25b的间隔构成为比各凹部22a之间的间隔大。此外,在保持器21a的内径侧配置有包括在气压盘式制动器装置的旋转构件(未图示)。
一对连结部23a、23b通过位于各凹部22a之间,在轴向上延伸的柱部24a在轴向上连结。柱部24a与在凹部22a保持的滚子20a的PCD(PitchCircle Diameter)即节圆直径相比,设置于内径侧。通过这样设置,能够增加可由保持器21a保持的滚子20a的数量。若那样设置,则能够增大包括这样的保持器21a的摆动轴承的负载量。另外,在组装了摆动轴承后,利用摆动轴承用外圈11a的轨道面12a及柱部24a,能够以夹入滚子20a的方式保持,限制滚子20a的径向的移动。
在一对连结部23a、23b设置有与折弯部17a、17b卡合的形状的卡合部26a。卡合部26a是从连结部23a、23b沿轴向突出的形状。卡合部26a未形成为沿连结部23a、23b在周向上连接,在连结部23a、23b的周向的任意的位置设置有多个。
图5是表示本发明的一实施方式的摆动轴承30a的立体图。图6是用包括卡合部的截面截断了图5所示的摆动轴承30a的情况下的剖视图。参照图1~图6,说明本发明的一实施方式的摆动轴承30a的结构。摆动轴承30a包括:摆动轴承用外圈11a;多个滚子20a;保持滚子20a的保持器21a。摆动轴承30a是将保持了滚子20a的保持器21a配置于摆动轴承用外圈11a的内径侧而组装。
在此,在将保持器21a配置于摆动轴承用外圈11a的内径侧时,使折弯部17a、17b和卡合部26a卡合地配置并组装。通过这样构成,摆动轴承用外圈11a能够利用折弯部17a、17b及卡合部26a,夹持保持器21a而进行保持。若那样设置,则即使在保持器21a向摆动轴承用外圈11a的内径侧即向图5及图6的箭头A的方向移动的情况下,保持器21a的卡合部26a也卡在折弯部17a、17b,从而能够限制保持器21a的向内径侧的移动。从而,能够防止滚子20a及保持器21a从摆动轴承用外圈11a的脱落。在这种情况下,使折弯部17a、17b和卡合部26a卡合,夹持保持器21a地保持,因此,能够可靠地防止滚子20a及保持器21a从摆动轴承用外圈11a的脱落。另外,也不会发生滚子20a或保持器21a的分离或偏离。这样的摆动轴承30a在安装于后述的气压盘式制动装置时,减少引起安装不良的可能性。此外,在组装中,在将滚子20a及保持器21a组装为图4所示的状态后,从图4中的上侧嵌入摆动轴承用外圈11a地组装。通过这样,不需要散装滚子20a,能够容易地组装。
进而,折弯部17a、17b在周向上相连地连续而设置,因此,无论卡合部26a的周向的位置,均能够使折弯部17a、17b和卡合部26a卡合。从而,能够更可靠地防止保持器21a及滚子20a的脱落。在此,卡合部26a可以为在周向上相连的形状。在这种情况下,利用设置为在周向上连接的折弯部17a、17b,能够在周向的广泛的范围夹持保持器21a。从而,能够更稳定地夹持保持器21a,能够防止滚子20a及保持器21a的脱落。
此外,折弯部17a、17b也可以不形成为在周向上连接的结构,形成为设置于周向的任意部位的结构。通过这样,也能够利用折弯部17a、17b夹持保持器21a,防止滚子20a及保持器21a的脱落。
另外,折弯部17a、17b设置于两侧的凸缘部13a、13b,因此,能够用两侧的凸缘部13a、13b夹持保持器21a而保持。从而,能够更可靠地防止滚子20a及保持器21a的脱落。
在此,近年来,伴随气压盘式制动器装置的紧凑化和高输出化,在气压盘式制动器装置中采用的摆动轴承的小型化和高负载量化的要求正在变强。在此,作为摆动轴承的高负载量化的方法,通常增大滚子直径或增加滚子个数。但是,增大滚子直径有悖于摆动轴承的小型化的要求。
另一方面,在注塑成形树脂材料而制造保持器的情况下,通过将模具向保持器的径向外侧拔出而形成凹部。此时,努力通过用一个模具同时成形接近的多个凹部来提高成形性。但是,若收容滚子的凹部数增加,则模具数量增加,或模具变得大型且结构变得复杂而导致成形性降低。另外,不合理地增加同时形成的凹部数量,不合理地拔出模具的情况下,可能导致保持器的破损等。
从而,针对设置柱部24a时的柱部24a等的尺寸关系优选具有以下的关系。图7是用与轴向垂直的平面截断摆动轴承30a的情况下的剖视图。图8是图7中的用VIII示出的部分的放大图。图9是进一步放大了图8的图。
参照图7及图8可知,在摆动轴承30a的内径侧配置有旋转构件31a。在此,将柱部24a的内径设为B1,将外径设为B2,将旋转构件31a的直径设为B3,将节圆32a设为B4的情况下,具有B3≤B1,且B2<0.98×B4的关系。通过这样构成,能够增加在保持器21a中包括的滚子20a的数量。从而,能够增大摆动轴承30a的负载量。
另外,参照图7~图9可知,柱部24a的引导滚子20a的旋转的壁面(以下,称为“引导面”)形成为平面(截面形状为直线)。并且,收容于凹部22a的滚子20a的个数设为n,邻接的柱部24a的相互面对的壁面的角设为a1,周向两端的凹部22a中收容滚子20a的自转中心之间的中心角设为θ的情况下,设定为满足{θ/(n-1)}°<a1<90°。
若邻接的柱部24a的相互面对的壁面(指“引导面”)所成的角a1变小,则能够由一个模具同时形成的凹部22a的数量减少。从而,从提高成形性的观点来说,优选a1大,a1的下限值为{θ/(n-1)}°。
另一方面,若a1变大,则有时不能在凹部22a内适当地保持滚子20a。具体来说,滚子20a按压柱部24a的壁面的力F可以分解为向与柱部24a的壁面平行的方向作用的分力F1和向与柱部24a的壁面垂直的方向作用的分力F2。并且,各分力F1、F2在a1≥90°时为F1≥F2。若那样设置,则在摆动时,滚子20a有跃上柱部24a与邻接的滚子20a接触的可能性。这成为发生滚子20a的表面的油膜破裂或放热的原因。从而,从适当地保持滚子20a的观点来说,a1优选小,a1的上限值为90°。
此外,在上述实施方式中,包括于摆动轴承的保持器在比节圆靠内径侧具有柱部,但不限于此,在节圆上或节圆的外径侧具有柱部也无妨。另外,还适用于不包括连结部的保持器。
例如,参照图10说明本发明的另一实施方式的摆动轴承用保持器21b(以下,称为“保持器21b”)。此外,保持器21b的基本结构与保持器21a通用,因此,省略通用点的说明,以相异点为中心进行说明。
保持器21b具有:凹部22b;在周向延伸的一对连结部23a、23b;将一对连结部23a、23b相互连结的柱部24b。此外,柱部24b以横跨节圆32b的方式在径向上延伸。并且,滚子个数n、中心角θ和邻接的柱部24b的相互面对的壁面所成的角a2设定为满足{θ/(n-1)}°<a2<90°。
这样,通过将邻接的柱部的相互面对的壁面所成的角设为规定范围内,能够不拘束于配置柱部的位置而得到本发明的效果。
此外,保持器21a等从批量生产等观点来说,优选树脂制。例如,将在聚酰胺46中含有纤维状填充材料的树脂材料通过注塑成形而形成。作为纤维状填充材料的具体例,可以举出碳纤维(carbon fiber)或玻璃纤维(glass fiber)等。
另外,纤维状填充材料的含量相对于聚酰胺46为5wt%~20wt%的范围内。若纤维状填充材料的含量小于5wt%,则难以得到保持器21a等所必要的强度。另一方面,若大于20wt%,则成形时的树脂原材料的流动性变差。这是因为,在成形凹部22a等的数量多且柱细的保持器21a等的方面,可能发生气体燃烧或填充不足等问题。进而,若为了消除该问题而提高填充压力,则可能产生飞边。从而,优选纤维状填充材料的含量为上述范围。
另外,参照图8,将收容于凹部22a的滚子20a的个数设为n,将节圆32a与滚子20a重叠的部分的长度设为l,将周向两端的凹部22a中收容的滚子20a的自转中心之间的节圆32a的圆周长度设为L的情况下,各种尺寸设定为满足下式2。
【式2】
式2表示节圆32a的圆周上的滚子20a的占有率。参照式2可知,滚子20a的占有率为0.9以下的情况下,邻接的滚子20a之间的间隔变得过大,不能得到充分的负载量。另一方面,在减小邻接的滚子20a之间的间隔的情况下,在摆动时,滚子20a之间可能接触。此成为滚子20a的表面的油膜破裂或放热的原因。因此,滚子20a的占有率需要小于1.0。
另外,在上述实施方式中,折弯部设置于两侧的凸缘部,卡合部设置于两侧的连结部,但不限于此,也可以仅在一侧的凸缘部及连结部设置折弯部及与其卡合的卡合部。图11是表示在这种情况下的摆动轴承30c的局部的剖视图,与图6对应。参照图11可知,在摆动轴承30c中包括的摆动轴承用外圈11c中,仅在一侧的凸缘部13d侧设置有向轴向的轨道面12c侧折弯的折弯部17d。另一凸缘部13c是向内径侧延伸的状态的形状。在保持器21c的一侧的连结部23d设置有向轴向上突出的卡合部26d。在另一连结部23c未设置卡合部。通过这样构成,也能够使摆动轴承用外圈11c的折弯部17d和保持器21c的卡合部26d卡合,夹持保持器21c而保持。从而,能够防止滚子20c及保持器21c从摆动轴承用外圈11c的脱落。
另外,在上述实施方式中,保持器包括卡合部,但不限于此,可以为不包括卡合部的结构。图12是表示在这种情况下的摆动轴承30e的局部的剖视图,与图6对应。参照图12可知,在包括于摆动轴承30e中的摆动轴承用外圈11e中,在两侧的凸缘部13e、13f设置有向轴向的轨道面12e侧折弯的折弯部17e、17f。另外,在保持器21e的两侧的连结部23e、23f未设置有在轴向上突出的卡合部。即使在这样的结构的情况下,也能够利用摆动轴承用外圈11e的折弯部17e、17f,夹持保持器21e的连结部23e、23f而保持保持器21e。若那样设置,则能够防止滚子20e及保持器21e从摆动轴承用外圈11e的脱落。此外,在这种情况下,也可以形成为仅在任一侧的凸缘部侧设置折弯部的结构。
在此,保持器21a保持于摆动轴承用外圈11a的折弯部17a、17b,但也可以以保持器21a通过折弯部17a、17b后被该折弯部17a、17b保持的方式,在保持器21a及折弯部17a、17b中至少任一个设置有容许卡扣嵌合的卡扣嵌合容许形状部。在这种情况下,卡扣嵌合容许形状部包括作为从保持器21a的连结部23a、23b的端面向轴向上突出的嵌合爪的卡合部26a、26b。作为嵌合爪的卡合部26a、26b可以与折弯部17a、17b卡扣嵌合。此外,在作为嵌合爪的卡合部26a、26b的外径侧的角部可以设置倒角。另外,在折弯部17a、17b的内径侧的角部也可以设置倒角。
在此,说明摆动轴承30g的组装方法。图13是表示组装前的摆动轴承用外圈11g、滚子20g及保持器21g的剖视图。另外,图14是表示组装后的摆动轴承用外圈11g、滚子20g及保持器21g的剖视图。此外,摆动轴承30g、摆动轴承用外圈11g、保持器21g等的基本结构,也与上述摆动轴承30a等相同,因此,省略其说明。参照图13及图14可知,在作为从保持器21g的连结部23g、23h的端面27g、27h向轴向上突出的嵌合爪的卡合部26g、26h的外径侧的角部设置有倒角28g。另外,在折弯部17g、17h的内径侧的角部也设置有倒角28h。
首先,在保持器21g的凹部22g保持多个滚子20g,形成为图4所示的状态。然后,使摆动轴承用外圈11g向图13所示的箭头A的方向移动。若那样,则折弯部17g、17h及作为嵌合爪的卡合部26g、26h在轴向上弹性变形,保持器21g通过折弯部17g、17h。然后,折弯部17g、17h和作为嵌合爪的卡合部26g、26h卡扣嵌合,利用该折弯部17g、17h保持保持器21g。如此组装摆动轴承30g。在这种情况下,可以使装入滚子20g的保持器21g从与箭头A相反的方向移动。
保持器21g通过折弯部17g、17h被摆动轴承用外圈11g夹持而被保持,因此,保持器21g不会向图13及图14中的箭头A的方向移动使保持器21g从摆动轴承用外圈11g分离。这样的卡扣嵌合利用摆动轴承用外圈11g的折弯部17g、17h或保持器21g的作为嵌合爪的卡合部26g、26h的弹性变形,因此,在组装时不施加强力,也能够容易地装入。另外,能够防止组装时的摆动轴承用外圈11g或保持器21g的破损。从而,能够使摆动轴承30g的组装性良好。
进而,在作为嵌合爪的卡合部26g、26h的外径侧的角部及折弯部17g、17h的内径侧的角部设置有倒角28g、28h,因此,能够利用在作为嵌合爪的卡合部26g、26h设置的倒角28g及在折弯部17g、17h设置的倒角28h,进行卡扣嵌合。若那样,能够顺利地进行卡扣嵌合。从而,能够使组装性更良好。在这种情况下,也可以仅在作为嵌合爪的卡合部26g、26h或折弯部17g、17h的任一方设置倒角。此外,在作为嵌合爪的卡合部26g、26h的外径侧的角部设置的倒角不仅限于像通常的倒角一样切削角的倒角,还包括如图15所示,设置形成大的斜面的面的倒角28i。
在此,作为嵌合爪的卡合部26g、26h优选设置于设置有凹部22g的周向的位置。连结部23g、23h中设置有凹部22g的周向的位置在轴向上不连结。即,不存在柱部。若那样,能够容易地进行设置有作为嵌合爪的卡合部26g、26h的周向的位置上的保持器21g向轴向的弹性变形。从而,能够使组装性更良好。
另外,在上述实施方式中,在两侧的连结部,在周向的相同的位置设置作为嵌合爪的卡合部,但不限于此,也可以形成为在一侧的连结部设置的作为嵌合爪的卡合部的周向的位置和在另一侧的连结部设置的作为嵌合爪的卡合部的周向的位置不同的结构。
图16是从内径侧观察的在这种情况下的保持器的图。参照图16可知,保持器21i为与上述保持器基本上相同的结构,包括凹部22i、一对连结部23i、23j、柱部24i。在此,在一对连结部23i、23j设置有从各自的端面27i、27j沿轴向突出的作为嵌合爪的卡合部26i、26j。在此,在一侧的连结部23i设置的作为嵌合爪的卡合部26i的周向的位置与在另一侧的连结部23i设置的作为嵌合爪的卡合部26j的周向的位置为不同的位置。
通过这样设置,在卡扣嵌合时,在一侧的连结部23i设置的作为嵌合爪的卡合部26i与在另一侧的连结部23j设置的作为嵌合爪的卡合部26j不会在周向的相同的位置进行弹性变形。从而,在设置有作为嵌合爪的卡合部26i、26j的各自的周向的位置,能够使保持器21i在轴向上弹性变形,能够使组装性更良好。
特别是,在增加作为嵌合爪的卡合部26i、26j的轴向的突出量,可靠地防止摆动轴承用外圈和保持器21i的分离的结构的情况下,若在轴向的相同位置设置有作为嵌合爪的卡合部26i、26j,则在组装时,作为嵌合爪的卡合部26i、26j的各自的弹性变形量变多,作为嵌合爪的卡合部26i、26j可能破损。但是,通过如上所述地构成,能够防止作为嵌合爪的卡合部26i、26j的破损。
此外,在上述实施方式中,卡扣嵌合容许形状部包括从保持器的连结部的端面突出的作为嵌合爪的卡合部,但不限于此,卡扣嵌合容许形状部可以形成为包括设置于保持器的连结部,沿径向凹入的形状的狭缝的结构。
图17是表示在这种情况下的摆动轴承的剖视图,与图6对应。参照图17可知,摆动轴承30k为与上述摆动轴承基本上相同的结构,包括:摆动轴承用外圈11k、滚子20k和保持滚子20k的保持器21k。在此,保持器21k的一对连结部23k、23l中,在一侧的连结部23k设置有容许连结部23k在轴向的弹性变形的狭缝28k。狭缝28k是从连结部23k的外径面29k沿径向具体来说向内径侧凹入的形状,设置为沿连结部23k连接。另外,狭缝28k的截面为大致V字状。在此,卡扣嵌合容许形状部包括狭缝28k。这样的保持器21k能够弹性变形为利用狭缝28k使连结部23k向轴向凹入。从而,能够使连结部23k与折弯部17k卡扣嵌合,使保持器21k保持于摆动轴承用外圈11k的折弯部17k。从而,能够与上述摆动轴承相同地使组装性良好。
另外,在上述实施方式中,仅在一侧的连结部23k设置狭缝28k,但不限于此,如图18所示,也可以在两侧的连结部23k、23l分别设置狭缝28k、28l。即,卡扣嵌合容许形状部可以形成为包括在连结部23k、23l设置的狭缝28k、28l的结构。进而,狭缝28k、28l也可以为在周向上局部地设置的形状,不设置为在周向上连接。
在此,狭缝28k的尺寸关系优选如下所述。图19是放大图17所示的摆动轴承30k中狭缝28k部分而示出的放大图。参照图19可知,狭缝28k的轴向的长度尺寸设为W1,连结部23k的轴向的长度尺寸设为W2的情况下,具有0.2W2<W1<0.8W2的关系。另外,狭缝28k的径向的长度尺寸设为H1,连结部23k的径向的长度尺寸设为H2的情况下,具有0.2H2<H1<0.8H2的关系。在此,狭缝28k的轴向的长度尺寸W1表示外径面29k侧的狭缝28k的长度尺寸,连结部23k的长度尺寸W2表示从连结部23k的端面27k到凹部的壁面27l的轴向的长度尺寸。另外,狭缝28k的径向的长度尺寸H1表示从外径面29k到狭缝28k的沿径向最凹入的部分的长度尺寸,连结部23k的径向的长度尺寸H2表示从连结部23k的外径面29k到内径面29l的长度尺寸。
通过这样设置,能够适当地进行连结部23k的弹性变形。即,通过设为0.2W2<W1、0.2H2<H1,能够使连结部23k弹性变形,适当地卡扣嵌合。另外,通过设为W1<0.8W2、H1<0.8H2,能够减少卡扣嵌合时的连结部23k的破损的可能性。
另外,在上述实施方式中,狭缝的截面形成为V字状,但不限于此,可以为其他形状的狭缝。图20是表示在这种情况下的摆动轴承的局部的放大剖视图,与图19对应。参照图20可知,摆动轴承30m为与上述摆动轴承基本上相同的结构,具备:摆动轴承用外圈11m;滚子20m;保持滚子20m的保持器21m。在保持器21m的连结部23m设置有狭缝28m。狭缝28m的侧壁面25m、25n与连结部23m的端面27m大致平行,向内径侧凹入的底部26m的截面为圆弧状。可以为如此形状的狭缝28m。
对于狭缝28m的尺寸关系也与上述相同地,狭缝28m的轴向的长度尺寸设为W1,连结部23m的轴向的长度尺寸设为W2的情况下,具有0.2W2<W1<0.8W2。另外,狭缝28m的径向的长度尺寸设为H1,连结部23m的径向的长度尺寸设为H2的情况下,具有0.2H2<H1<0.8H2的关系。通过这样设置,与上述图17~图19所示的摆动轴承相同地,能够适当地进行连结部23m的弹性变形。在此,狭缝28m的轴向的长度尺寸W1表示狭缝28m的侧壁面25m、25n之间的长度尺寸,连结部23m的长度尺寸W2表示从连结部23m的端面27m到凹部的壁面27n的轴向的长度尺寸。另外,狭缝28m的径向的长度尺寸H1表示从外径面29m到底部26m的长度尺寸,连结部23m的径向的长度尺寸H2表示从连结部23m的外径面29m到内径面29n的长度尺寸。
另外,在这种情况下,也与上述相同地,可以在两侧的连结部设置相同形状的狭缝。另外,狭缝不限于图17~图20所示的形状,也适用其他各种形状的狭缝。
进而,如图21所示,卡扣嵌合容许形状部可以为包括在摆动轴承30p中包括的保持器21p中,轴向的长度从外径侧向内径侧变长地倾斜的连结部23p的端面28p的结构。通过这样设置,也能够使折弯部17p和连结部23p卡扣嵌合。
在此,例如,在一侧的连结部设置狭缝,在另一侧的连结部设置嵌合爪等,可以组合上述形状将卡扣嵌合容许形状部设置于保持器。在这种情况下,例如,在通过具有图21所示的端面28p的连结部设置从内径面向外径侧凹入的形状的狭缝,能够更容易地进行卡扣嵌合。
另外,如图22所示,也可以在折弯部17q设置卡扣嵌合容许形状部。在摆动轴承30q中包括的摆动轴承用外圈11q的凸缘部13q设置的折弯部17q形成为在轴向上折回。在这种情况下,通过使折弯部17q沿轴向弹性变形,能够与连结部23q卡扣嵌合。
此外,在这样的摆动轴承中,在摆动轴承用外圈的内径侧配置的保持器能够在周向上移动,但为了防止保持器从摆动轴承用外圈的脱落,需要设置移动限制机构。以往,在摆动轴承用外圈的周向的端部设置向内径侧突出的突出部,使该突出部和保持器的周向的端部抵接,限制了保持器的周向的移动。但是,在如此的移动限制机构的情况下,不能加大确保保持器的周向的工作范围。另一方面,根据日本特开2003-214330号公报可知,作为新的构件,在摆动轴承设置控制杆,防止轨道圈及保持器的脱落,通过将控制杆的两端部嵌入旋转构件及固定构件,限制保持器的周向的移动。但是,在日本特开2003-214330号公报中公开的技术中,需要重新设置控制杆,从低成本及构件件数削减的观点来说,不优选。
在此,例如,在包括图1等中所示的摆动轴承用外圈11a的摆动轴承30a中,在未设置有凸缘部13a、13b的区域的摆动轴承用外圈11a的轴向两端部可以设置爪部,该爪部在周向上与在后述的保持器设置的突出部抵接地卡合。另外,也可以在连结部23a、23b的轴向的端面27a、27b的规定位置设置突出部。
使用图23及图24对其进行说明。图23及图24是从轴向观察摆动轴承30a的图,图23表示爪部18a和突出部18b未抵接的状态,图24表示爪部18a和突出部18b抵接的状态。此外,从容易理解的观点来说,在图23及图24中,未图示凸缘部13a、13b。此外,对于摆动轴承30a或摆动轴承用外圈11a、保持器21a等的基本结构与上述结构相同,因此,省略其说明。
参照图23、图24及图1等,爪部18a设置于与设置有突起部14a、14b的一侧的周向的端部相反侧的端部。此外,爪部18a可以设置于凸缘部13a、13b中靠近端部的一侧的位置。突出部18b设置于端部25a、25b中靠近端部25a的位置。另外,突出部18b设置于比在周向的最外侧配置的凹部22a靠周向的内侧。此外,在此,形成为兼用突出部18b和卡合部26a的结构,但也可以另行设置突出部18b和卡合部26a。
保持器21a在摆动轴承用外圈11a的周向上,在规定的范围内工作。保持器21a以旋转中心33a为中心,在周向即向图23中的箭头E的方向或其相反的方向旋转。在此,即使保持器21a在周向上旋转,在连结部23a、23b的规定位置设置的突出部18b也与在摆动轴承用外圈11a设置的爪部18a抵接。若那样,则保持器21a不能在周向上进一步移动。
这样,能够限制保持器21a的周向的移动。即,爪部18a在保持器21a相对于摆动轴承用外圈11a沿周向移动规定量时与突出部18b抵接,限制保持器21a的移动量。这样的结构的摆动轴承30a通过将突出部18b设置于任意位置,能够将保持器21a的周向的移动量任意地设定。在这种情况下,突出部18b能够移动至与爪部18a抵接,因此,能够可靠确保保持器21a的工作范围。另外,在包括这样的摆动轴承用外圈11a及保持器21a的摆动轴承30a中,保持器21a脱落的可能性小,因此,组装性良好。这样的摆动轴承30a不需要重新设置构件,因此,能够廉价地构成。
另外,突出部18b的规定位置比在周向的最外侧配置的凹部22a靠周向的内侧,在保持器21a的一部分从摆动轴承用外圈11a的周向的一端侧突出的位置限制保持器21a的移动,因此,在凹部22a保持的滚子20a的滚动范围内,能够进一步可靠确保保持器21a的工作范围。
另外,突出的位置中的保持器21a从摆动轴承用外圈11a突出的突出量在周向的长度尺寸可以为从保持器21a的一侧的端部25a至在保持器21a的一侧的端部25a侧设置的在周向的最外侧配置的凹部22a的周向的长度尺寸以下。具体来说,图23及图24的长度尺寸F设为长度尺寸G以下。通过这样设置,能够进一步可靠确保保持器21a的工作范围。另外,即使在突出部18b和爪部18a抵接时,在周向的最外侧配置的凹部22a保持的滚子20a也不会脱落。从而,能够防止在最外侧配置的凹部22a保持的滚子20a的脱落。这样的摆动轴承30a能够使组装性更良好。
此外,设置有突出部18b的规定位置可以为从周向的端部25a到比在最外径侧设置的凹部22a靠周向的外侧。通过这样设置,也能够可靠确保保持器21a的工作范围。
另外,爪部18a及与其卡合的突出部18b可以仅设置于轴向的一端侧。通过这样设置,也能够限制保持器21a的周向的移动。
在此,在上述实施方式中,在摆动轴承用外圈的周向的端部设置爪部,但不限于此,爪部可以设置于摆动轴承用外圈中靠近周向的端部的规定的位置。图25、图26、图27是在这种情况下的摆动轴承用外圈及摆动轴承的图,分别对应于图1、图23、图24。参照图25~图27可知,摆动轴承用外圈11r的结构为与图1所示的摆动轴承用外圈11a基本相同的结构,摆动轴承用外圈11r具有:轨道面12r;凸缘部13r、13s;突起部14r、14s;凸部15r、15s及折弯部17r、17s。保持器21r以旋转中心33r为中心,在周向上旋转。在此,爪部18r设置于靠近周向的端部的规定的位置。另外,爪部18r设置于凸缘部13r、13s的轨道面12r侧。通过这样设置,也能够可靠确保保持器21r的工作范围。
上述结构的摆动轴承用外圈通过以下的制造方法来制造。作为原始材料,使用碳含量为0.5~1.1重量%的碳钢。具体来说,考虑碳含量为0.5~1.1重量%的SK 5或SUJ2、SAE 1070(均为JIS)等。
图28是表示摆动轴承用外圈的代表性制造工序的流程图。参照图28可知,首先,冲裁上述原始材料的钢板(图28(A))。其次,利用弯曲加工弯曲凸缘部等,形成摆动轴承用外圈的外形形状(图28(B))。该弯曲工序通过冲压加工来进行。在这种情况下,使用上述碳含量的使用材料,具体来说,使用碳含量小于1.1重量%的使用材料,因此,加工性良好,能够精度良好地形成摆动轴承用外圈的外形形状。另外,利用冲压加工,进行弯曲加工,因此,能够廉价地形成摆动轴承用外圈的外形形状。
其次,进行热处理(图28(C))。在此,作为热处理,实施光亮淬火处理或高频淬火处理。在这种情况下,使用碳含量大于0.5重量%的使用材料,因此,利用光亮淬火处理或高频淬火处理,能够得到作为摆动轴承用外圈所需的硬度,具体来说Hv653以上的硬度。若如上进行,则例如也可以不实施渗碳淬火处理。从而,能够减少摆动轴承用外圈的变形,能够精度良好地维持摆动轴承用外圈的外形形状。
在此,光亮淬火处理是指通过在保护气氛或真空中加热,防止钢表面的氧化的同时进行的淬火处理。若进行这样的淬火处理,则能够使设备费用低廉。从而,能够廉价地制造。
高频淬火处理是利用感应过热的原理,迅速加热钢表面,并迅速冷却,制作淬火硬化层的方法。通过这样的淬火处理,也能够使设备费用廉价。从而,能够廉价地制造。另外,在热处理工序中不使用气体,因此,具有对环境优良的优点。进而,还可以局部地进行淬火处理。
进而,为了减少通过淬火而产生的剩余应力或内部变形,提高韧性或稳定化尺寸,优选在上述淬火处理后进行回火。
此外,在热处理后,进而进行实施研磨(磨き)的研磨工序,然后,经过清洗等,得到最终的产品。另外,在这样得到的摆动轴承用外圈中装入上述滚子及保持器,得到摆动轴承。
通过如此构成,能够利用冲压加工,精度良好地形成外形形状。另外,作为热处理,通过实施光亮淬火处理或高频淬火处理,能够得到作为摆动轴承用外圈所需的硬度。若那样,则能够减少热处理时的变形。从而,能够得到精度良好且廉价,并且具有高的负载量的摆动轴承用外圈。进而,不仅轨道面,而且折弯部的硬度也变高,因此,折弯部的破损的可能性也减小。从而,能够更可靠地防止保持器及滚子的脱落。
此外,上述结构的摆动轴承用外圈可以通过以下的制造方法来制造。作为原始材料,使用碳含量为0.15重量%以上1.1重量%以下的碳钢。具体来说,考虑碳含量为0.15重量%以上0.5重量%以下的SCM 415或S50C(均为JIS)等、或碳含量为0.5重量%以上、1.1重量%以下的SAE1070或SK5(均为JIS)等。
再次参照图28可知,首先,冲裁上述原始材料的钢板(图28(A))。其次,利用弯曲加工弯曲凸缘部等,形成摆动轴承用外圈的外形(图28(B))。其次,进行上述热处理(图28(C))。进而,进行实施研磨的研磨工序,然后,经过清洗等,得到最终的产品。
在此,热处理中实施渗碳氮化处理。这样,通过对0.15重量%~1.1重量%的使用材料实施渗碳氮化处理,能够廉价地制造具有作为摆动轴承用外圈所需的硬度的摆动轴承用外圈。即,这样的摆动轴承用外圈具有高的负载量,因此,破损的可能性小。另外,折弯部的强度也变高,因此,能够更可靠地防止保持器及滚子的脱落。
此外,作为热处理可以实施渗碳淬火处理。渗碳淬火处理是利用在高温的钢中固溶碳的现象的热处理方法,能够在钢内部的碳含量低的状态下,得到碳含量多的表面层(渗碳硬化层)。由此,得到表面硬而内部柔软韧性高的性质。另外,若进行这样的淬火处理,则能够使设备费用低廉。
进而,为了减少通过淬火而产生的剩余应力或内部变形,提高韧性或稳定化尺寸,优选在上述淬火处理后进行回火。
另外,摆动轴承用外圈或滚子的至少一个可以为具有富氮层,且奥氏体结晶粒度的粒度编号超过10号,并且剩余奥氏体量为11体积%以上25体积%以下,且氮含量为0.1重量%以上0.7重量%以下的结构。通过如此构成,能够实现摆动轴承的长寿命。
对于构成摆动轴承的摆动轴承用外圈及滚子中至少一个的构件,实施从此说明的低温二次淬火法的热处理,由此能够使摆动轴承用外圈及滚子中至少一个的构件的富氮层的奥氏体晶粒的粒度编号在超过10号的范围,并且剩余奥氏体量为11体积%以上且25体积%以下,且氮含量为0.1重量%以上且0.7重量%以下。
其次,说明包括对这些摆动轴承用外圈及滚子的至少一个轴承构件进行的渗碳氮化处理的热处理。此外,以下,作为轴承构件,将包括滚轮(外圈)、滚轮轴(内圈)及滚子的滚动轴承作为实施例来记载。图29是说明用于得到上述结构的轴承构件的二阶段的热处理方法的一例的图。另外,图30是说明图29所示的二阶段的热处理方法的变形例的图。图29是表示进行一次淬火及二次淬火的方法的热处理模式,图30是在淬火中途将材料冷却至A1变态点温度以下,然后,再次加热,最终淬火的方法的热处理模式。任一种均能够得到上述结构的轴承构件。在这些图中,在处理T1中,使碳或氮向钢的坯料中充分地扩散,使碳溶入后,将其冷却至A1变态点以下。其次,在图中的处理T2中,再次加热至比处理T1低的温度,从此开始实施油淬火。此外,以下将上述图29及图30所示的热处理方法统称为二阶段热处理。
上述热处理与普通淬火即在渗碳氮化处理之后接着直接进行一次淬火的情况相比,能够将表层部分渗碳氮化的同时,提高破裂强度,减少经年尺寸变化。根据上述热处理方法可知,能够得到奥氏体晶粒的粒径为以往的二分之一的微小组织。受到上述热处理的轴承构件的滚动疲劳特性寿命长,能够提高破裂强度,还能够减少经年尺寸变化率。
图31及图32是表示轴承构件的微小组织尤其奥氏体粒的图。图31是实施了上述热处理方法的轴承构件,图32是以往的轴承构件。即,将适用了上述图30所示的热处理模式的轴承钢的奥氏体结晶粒度示出在图31中。另外,为了比较,将基于以往的热处理方法的轴承钢的奥氏体结晶粒度示出在图32中。另外,图33及图34是图解了上述图31及图32的奥氏体晶粒边界的图。由这些表示奥氏体结晶粒度的组织可知,以往的奥氏体粒径是按JIS规格的粒度编号为10号以下的编号,另外,根据上述二阶段热处理方法,能够得到12号的细粒。另外,用切片法测定图31的平均粒径的结果为5.6μm。
以下,说明实施例。使用标准热处理、渗碳氮化处理及二阶段热处理这三种热处理方法,制造滚轮、滚轮轴及滚子。在此所述的标准热处理、渗碳氮化处理及二阶段热处理表示以下的热处理方法。
标准热处理:在RX气体气氛中,以加热温度840℃、保持时间20分钟加热后,进行淬火,然后,在180℃下进行90分钟回火。
渗碳氮化处理:在RX气体和氨气体的混合气体的气氛中,以温度850℃、保持时间150分钟的条件加热后,从温度850℃开始进行淬火,然后,在180℃下进行90分钟回火。
二阶段热处理:以渗碳氮化处理温度850℃、保持时间150分钟的条件进行渗碳氮化处理。在渗碳氮化处理中,形成RX气体和氨气体的混合气体的气氛。然后,按照图29所示的热处理模式,从渗碳氮化处理温度850℃开始进行一次淬火,然后,在比渗碳氮化处理温度低的温度800℃下加热20分钟,进行二次淬火,然后,在180℃下进行90分钟回火。
关于通过这些热处理方法得到的构件的材质,示出在表1中。
【表1】
然后,说明材质调查方法。
奥氏体结晶粒度:奥氏体结晶粒度的测定是基于JIS G 0551的钢的奥氏体结晶粒度试验方法来进行。
剩余奥氏体量:剩余奥氏体量的测定是通过基于X射线衍射的马氏体α(211)和剩余奥氏体γ(220)的衍射强度的比较来进行。作为剩余奥氏体量,采用磨削后的滚动面的表层50μm处的值。
氮含量:氮含量的测定是使用EPMA来进行。氮含量采用磨削后的滚动面的表面50μm处的值。
其次,说明表1所示的试验结果。
奥氏体结晶粒度:二阶段热处理构件的结晶粒度编号显著地微细化为12。标准热处理构件及渗碳氮化热处理构件的结晶粒度编号为9及8,形成为比二阶段热处理构件粗大的奥氏体晶粒。
剩余奥氏体量:二阶段热处理构件的剩余奥氏体量为21体积%,存在有适度的奥氏体。标准热处理构件的剩余奥氏体量为7体积%,比二阶段热处理构件少。另外,渗碳氮化热处理构件的剩余奥氏体量为29体积%,比二阶段热处理构件多。由此可知,二阶段热处理构件为标准热处理构件和渗碳氮化热处理构件之间的剩余奥氏体量。
氮含量:二阶段热处理构件的氮含量为0.30%。标准热处理构件没有进行渗碳氮化处理,因此,氮含量为0%。另外,渗碳氮化热处理构件的氮含量为0.31%。二阶段热处理构件的氮含量与渗碳氮化热处理构件的氮含量相比,处于略低的倾向。这被认为是:就二阶段热处理来说,在渗碳氮化处理后,在比渗碳氮化处理温度低的温度800℃下进行了二次淬火。
接着,以各种组合来组合使用上述三种热处理方法制造的滚轮、滚轮轴及滚子,制造滚动轴承,作为试料1~试料11。其中,在图35中示出表示试料1~试料6的构造(尺寸)的剖视图,在图36中示出表示试料7~试料11的构造(尺寸)的剖视图。如图35所示,对试料1~试料6,滚轮62及滚子64的宽度设为6.9mm,滚轮轴63的宽度设为17.3mm。另一方面,如图36所示,对试料7~试料11,滚轮62及滚子64的宽度设为5.5mm,滚轮轴63的宽度设为15.9mm。即,对试料7~试料11,与试料1~试料6相比,紧凑化20%左右。
其次,对试料1~试料11通过以下的方法来进行剥离寿命试验。图37是表示剥离寿命试验装置65的要部的主视图,图38是沿图37的XXXVIII-XXXVIII线的剖视图。如图37及图38所示,以使剥离寿命试验装置65的驱动辊66和滚轮62接触的方式配置滚动轴承61,固定滚轮轴63。然后,从剥离寿命试验装置65的驱动辊66向滚动轴承61施加径向载荷的状态下,使驱动辊66向图37中的箭头方向旋转,由此使滚轮62旋转。测定在滚轮62、滚轮轴63及滚子64中任一个发生剥离为止的时间(寿命)。此外,从驱动辊66向滚动轴承61施加的载荷设为2.58kN,滚轮62的转速设为7000r/min。另外,作为滚子64、滚轮62及滚轮轴63之间的润滑油,使用10W-30的发动机油,润滑油的温度设为100℃。
表2及表3中示出各试料中的构件的组合和各试料的剥离寿命。二阶段热处理构件是试料6、试料9、试料10及试料11。此外,各试料的剥离寿命以将试料1的剥离寿命作为1的情况下的比例来表示。
【表2】
【表3】
如表2所示可知,对滚轮62、滚轮轴63及滚子64的所有的构件进行了二阶段热处理的试料6与对所有的构件进行了标准热处理的试料1相比,具有3.5倍的剥离寿命。另外,如表3所示可知,在紧凑化轴承的情况下,对滚轮62及滚轮轴63进行渗碳氮化处理,对滚子64进行了二阶段热处理的试料9与试料1相比,具有1.2倍的剥离寿命。另外可知,对滚轮62及滚子64进行渗碳氮化处理,对滚轮轴63进行了二阶段热处理的试料10与试料1相比,具有1.5倍的剥离寿命。进而,对滚轮62进行渗碳氮化处理,对滚子64及滚轮轴63进行了二阶段热处理的试料11与试料1相比,具有1.7倍的剥离寿命。从以上的结果可知,滚轮62、滚轮轴63及滚子64均具有富氮层,对滚轮62及滚子64的至少一个的构件进行二阶段热处理,由此能够实现轴承的紧凑化的同时,抑制寿命的降低。
从而,具备与这样的结构相同的结构的摆动轴承用外圈及滚子的摆动轴承能够延长剥离寿命。从而,能够实现长寿命。
其次,对具备上述摆动轴承的气压盘式制动器装置的结构简单说明。图39是表示本发明的一实施方式的气压盘式制动器装置的局部的概略剖视图。参照图39可知,气压盘式制动器装置71包括:具备促动器杆72的制动器气缸79;与促动器杆72的一端连结的控制器73;与控制器73的另一端连结的旋转构件74;将旋转构件74旋转自如地支承的摆动轴承75;设置于从旋转构件74的旋转中心偏心的位置的连接部80;其一端与连接部80连结的传递部76;连动于传递部76的左右的制动器垫77a、77b;在左右的制动器垫77a、77b之间配置的转动体78。
通过制动器气缸79内的压缩空气的作用,促动器杆72将控制器73向图39中的箭头C的方向按压。若如此进行,则旋转构件74旋转,与连接部80连结的传递部76向图39中的箭头D的方向被按压。若如此,则连动于传递部76,左右的制动器垫77a、77b夹入转动体78。此外,若除去来自旋转构件74的载荷,则传递部76通过弹簧81的力向与箭头D相反的方向被施力,返回原来的位置。并且,解除制动器垫77a、77b夹入转动体78的状态。这样构成气压盘式制动器装置71。
在此,支承旋转构件7并使其能够旋转的摆动轴承75具有上述图5等所示的结构。这样的摆动轴承75在摆动轴承用外圈的内径侧配置有保持了滚子的保持器,即使在组装后,也利用折弯部夹持保持器而保持,因此,能够防止滚子及保持器从摆动轴承用外圈的脱落。另外,在组装时,能够防止滚子及保持器的分离或偏离。从而,能够使摆动轴承75的组装性良好。
这样的气压盘式制动器装置71包括组装性良好的摆动轴承75,因此,能够提高生产率。
进而,气压盘式制动器装置71可以包括上述任意结构的摆动轴承。
此外,在上述实施方式中,就摆动轴承用外圈来说,冲裁钢板使之弯曲,并作为最终的外形形状,但并不限于此,也可以通过切削加工来制造。
以上,参照附图说明了本发明的实施方式,但本发明不限定于图示的实施方式的结构。相对于图示的实施方式,可以在与本发明相同的范围内,或在等同的范围内,施加各种修正或变形。
产业上的可利用性
本发明的摆动轴承用外圈有效地利用于要求良好的组装性的摆动轴承中使用的情况。
本发明的摆动轴承有效地利用于要求良好的组装性的情况。
本发明的气压盘式制动器装置有效地利用于要求生产率的提高的情况。
Claims (17)
1.一种摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部,其中,
在至少一侧的所述凸缘部设置有折弯部,所述折弯部向轴向的所述轨道面侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器,
所述折弯部在所述凸缘部的周向上连接设置。
2.一种摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部,其中,
在至少一侧的所述凸缘部设置有折弯部,所述折弯部向轴向的所述轨道面侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器,
所述折弯部设置于两侧的所述凸缘部。
3.一种摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部,其中,
在至少一侧的所述凸缘部设置有折弯部,所述折弯部向轴向的所述轨道面侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器,
所述摆动轴承用外圈是对碳含量为0.15~1.1重量%的使用材料实施了渗碳氮化处理而成的。
4.一种摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部,其中,
在至少一侧的所述凸缘部设置有折弯部,所述折弯部向轴向的所述轨道面侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器,
所述摆动轴承用外圈的使用材料的碳含量为0.5~1.1重量%。
5.根据权利要求4所述的摆动轴承用外圈,其中,
所述摆动轴承用外圈实施了光亮淬火处理。
6.根据权利要求4所述的摆动轴承用外圈,其中,
所述摆动轴承用外圈实施了高频淬火处理。
7.一种摆动轴承,其具备:
摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部,其中,在至少一侧的所述凸缘部设置有折弯部,所述折弯部向轴向的所述轨道面侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器;
多个滚子,其配置于所述轨道面上;
摆动轴承用保持器,其具有在周向上延伸的一对连结部和将所述一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的所述柱部之间形成有保持滚子的多个凹部,所述柱部的最外径部配置于远离连结所述滚子的自转中心的节圆的位置。
8.根据权利要求7所述的摆动轴承,其中,
所述柱部的外径尺寸设为B2,所述节圆的直径设为B4的情况下,具有B2<0.98×B4的关系。
9.根据权利要求7所述的摆动轴承,其中,
所述凹部中收容的滚子的个数设为n,所述节圆与各滚子重叠的部分的长度设为l,在周向两端的所述凹部收容的滚子的自转中心之间的节圆的圆周长度设为L的情况下,满足下式:
10.根据权利要求7所述的摆动轴承,其中,
所述摆动轴承用保持器由包括聚酰胺46和5wt%~20wt%的纤维状填充材料的材料形成。
11.一种摆动轴承用保持器,其具有沿周向延伸的一对连结部和将所述一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的所述柱部之间形成有保持滚子的多个凹部,其中,
所述柱部的最外径部配置于远离连结所述滚子的自转中心的节圆的位置。
12.一种摆动轴承,其具备:
摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具有将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部;
多个滚子,其配置于所述轨道面上;
权利要求11所述的摆动轴承用保持器。
13.一种摆动轴承,其具备:
摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具备将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部,其中,在至少一侧的所述凸缘部设置有折弯部,所述折弯部向轴向的所述轨道面侧折弯,且夹持配置在内径侧的保持器;
多个滚子,其配置于所述轨道面上;
摆动轴承用保持器,其具有在周向上延伸的一对连结部和将所述一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的所述柱部之间形成有保持滚子的多个凹部,在所述凹部收容的滚子的个数设为n,邻接的所述柱部的相互面对的壁面所成的角设为a,在周向两端的所述凹部收容的滚子的自转中心之间的中心角设为θ的情况下,满足{θ/(n-1)}°<a<90°。
14.一种摆动轴承用保持器,其具有:在周向上延伸的一对连结部和将所述一对连结部相互连接的多个柱部,在邻接的所述柱部之间形成有保持滚子的多个凹部,其中,
在所述凹部收容的滚子的个数设为n,邻接的所述柱部的相互面对的壁面所成的角设为a,在周向两端的所述凹部收容的滚子的自转中心之间的中心角设为θ的情况下,满足{θ/(n-1)}°<a<90°。
15.一种摆动轴承,其具备:
摆动轴承用外圈,其在内径侧包括轨道面,且具有将轴向的两端部向内径侧折弯的凸缘部;
配置于所述轨道面上的多个滚子;
权利要求14所述的摆动轴承用保持器。
16.一种气压盘式制动器装置,其具备权利要求7所述的摆动轴承。
17.一种气压盘式制动器装置,其具备权利要求13所述的摆动轴承。
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