CN104797834A - 冠形保持器 - Google Patents

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Abstract

冠形保持器(20)具有：环状的基部(22)、沿保持器半径方向贯通且在保持器轴向上的一侧具有开口(a)的多个球袋(24)、位于各球袋(24)的开口(a)的圆周方向两侧的一对爪部(26)，球袋(24)的内周面由位于保持器半径方向上的内侧的球面状部分(28)和位于保持器半径方向上的外侧的圆筒状部分(30)构成，圆筒状部分(30)的内径(φD2)比滚珠直径(dw)大。

Description

冠形保持器
技术领域
本发明涉及在球轴承中使用的冠形保持器的改进。
背景技术
根据JIS0104-1991滚动轴承用语，冠形保持器定义为具有能够通过弹性变形而将滚动体与保持器组合的形状的爪部的保持器。名称的由来出自在环状的基部配置沿轴向突出的多个爪部的外观形状。另外，冠形保持器属于通过注射模塑成形、压铸、烧结等而成形的保持器即成形保持器。
球轴承为使用滚珠作为滚动体的滚动轴承，如图2所示，其主要的构成要素包括：在外周具有轨道12的内圈10、在内周具有轨道16的外圈14、夹设于内圈10的轨道12与外圈14的轨道16之间的多个滚珠18、用于在圆周方向上以规定间隔保持滚珠18的保持器20。需要说明的是，润滑剂、密封件等其他的附属品省略图示。
内圈10与外圈14呈环状，通过在同心圆状的内圈10与外圈14之间夹设有滚珠18，而使滚珠18能够在内圈10的轨道12以及外圈14的轨道16上滚动，内圈10与外圈14相对旋转自如。将内圈10以及外圈14中的任一方设为静止侧，将另一方设为旋转侧。通常，将内圈10安装于旋转轴，将外圈14安装于壳体。
在机动车的变速器中使用深沟球轴承、角接触球轴承等各种球轴承。在电动车辆、混合动力车辆中输入有高速的马达旋转，因此旋转轴等旋转部分具有成为高速旋转的趋势(参照专利文献1的段落0006)。其结果是，对于作为以往的保持器材质的PA46(聚酰胺46)、PA66(聚酰胺66)之类的PA(聚酰胺)，无法应对伴随于高速旋转的离心力而引起的变形，因此现状为使用机械强度高的PEEK(聚醚醚酮)来应对(参照专利文献1的段落0032)。例如，当在dmn值{dm(滚珠列的平均直径(mm))与n(球轴承的旋转速度(min-1))之积}超过60万的高速旋转下使用时，对于保持器材质而言通过使用PEEK等机械强度高的高功能树脂能够抑制因离心力引起的保持器变形。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-314561号公报
专利文献2：日本特开2011-074962号公报
发明内容
发明要解决的课题
PEEK为高功能树脂，适于作为电动车辆、混合动力车辆之类的在高速旋转环境下使用的轴承的保持器材料。并且，作为进一步提高PEEK材料的功能的方法而公知退火处理。通过实施退火处理能够进一步提高分子间的融合。然而，存在为此需要高度的制造技术的问题。即，为了最大程度地发挥PEEK材料的功能需要实施退火处理，但在电动车辆、混合动力车辆中使用的大径轴承的情况下，保持器自身也为大径，与直径相比成为薄壁，因此产生保持器的翘曲。因此，在保持器制造中，需要考虑了PEEK材料的流动性的高度的设计和退火处理。
另外，在树脂制的冠形保持器中，如图3以及图4A及4B所示，将球袋入口直径(一对爪部26的分离距离)a设定为比滚珠直径dw小(a＜dw)。并且，利用树脂材料的弹性，使一对爪部26弹性扩张而将滚珠组装到球袋24中。但是，在利用如PEEK那样机械强度高的保持器材料作成与以往保持器相同的形状、尺寸的情况下，则存在组装滚珠18时在保持器20上产生裂缝的可能性。
需要说明的是，关于滚珠的组装，在组装了内圈10、外圈14、滚珠18之后，使保持器20的爪部26侧朝向滚珠18沿轴向移动。如此一来，通过使一对爪部26弹性按压扩张而使滚珠18进入球袋24(扣入)。这样，在实际的组装过程中，使保持器朝向滚珠移动，这里为了便于说明，表现为将滚珠组装到保持器中。
本发明的主要目的在于提供一种球轴承用冠形保持器，其能够在使用PEEK材料的情况下不需要非常高度的制造技术而进行制造且具有与PEEK材制相同的性能，并且能够不产生裂缝地组装滚珠。
用于解决课题的手段
本发明通过如下方式解决课题，即，将冠形保持器的材质从PEEK变更为压铸成形制品，并且由位于保持器半径方向上的内侧的球面状部分和位于保持器半径方向上的外侧的圆筒状部分构成以往球面状的球袋的内周面，且将圆筒状部分的内径设定为比滚珠直径大。
即，本发明的冠形保持器的特征在于，具有：环状的基部、沿保持器半径方向贯通且在保持器轴向上的一侧具有开口的多个球袋、位于各球袋的所述开口的圆周方向上两侧的一对爪部，其中，所述球袋的内周面由位于保持器半径方向上的内侧的球面状部分和位于保持器半径方向上的外侧的圆筒状部分构成，所述圆筒状部分的内径比滚珠直径大。
通过将位于球袋的保持器半径方向上的外侧的圆筒状部分的内径设为比滚珠直径大，从而在将滚珠组装于球袋时，保持器不被滚珠拘束而向内径侧退入，允许滚珠从球袋的内径较大的一侧的进入。
发明效果
根据本发明，在将滚珠组装于冠形保持器的球袋时，由于不会使一对爪部过度扩径，因此不存在对保持器造成裂缝等损伤的担心。因此，滚珠的组装作业容易。
这样，由于不存在因滚珠的组装而对保持器造成损伤的担心，因此能够采用具有与PEEK同等以上的机械强度的材料。因此，通过将保持器材质从PEEK变更为压铸成形制品，能够确保与PEEK同等以上的机械强度。作为压铸成形用合金，能够从镁合金、铝合金、锌合金之类的公知的合金中任意选择而采用。
并且，如果为压铸成形制品，则能够在不需要使用PEEK材料时所需的非常高度的制造技术的情况下制造相同功能的保持器。并且，由于能够通过压铸成形来应对，因此生产性高，而且成本方面也能够期待效果。
因此，本发明的冠形保持器即使在dmn值超过60万的高速旋转下也具有与PEEK材料等同的机械强度，不会发生阻碍轴承的顺畅的旋转的保持器变形。
附图说明
图1(A)是实施例的保持器的局部展开俯视图。
图1(B)是实施例的保持器的局部剖视图。
图2是球轴承的剖视图。
图3是表示以往的技术的保持器的立体图。
图4(A)是图3的保持器的局部展开俯视图。
图4(B)是图3的保持器的局部剖视图。
图5是一览表示保持器材料的特性的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
需要说明的是，参照图2、3、4A以及4B对与已经说明的以往的冠形保持器相同的部分或者部件标注相同的附图标记，并且省略重复的说明。
在图1A以及1B中示出冠形保持器20的实施例。冠形保持器20的整体外观与图4A以及4B所示的以往的冠形保持器类似，具备环状基部22、多个球袋24、从各球袋24的开口部沿保持器轴向突出的一对爪部26。另外，由图1A可知，球袋24朝向保持器20的轴向的一方开口。需要说明的是，图1A是保持器20的局部展开俯视图，该图的上下方向相当于保持器轴向。一对爪部26的分离距离即球袋入口直径a设定为比滚珠直径dw小(a＜dw)。
但是，如下文所述，球袋24的内周面形状与图4A以及4B的冠形保持器不同。
由表示通过图1A的球袋24的中心的剖面的图1B可知，球袋24沿半径方向贯通保持器20。并且，各球袋24的内周面由位于保持器半径方向上的内侧的球面状部分28、位于保持器半径方向上的外侧的圆筒状部分30构成。球面状部分28相当于以往的冠形保持器中的球面状的球袋24的一部分，其内径为比滚珠直径dw略大的程度。球面状部分38的保持器半径方向上的内侧端部成为比滚珠直径dw小的内径φD1的开口。
圆筒状部分30的内径φD2比滚珠直径dw略大。这样，通过将球袋24的保持器外径侧的内径φD2设定为比滚珠直径dw大，从而在将滚珠18组装于球袋24时，如图1B中用虚线箭头表示地那样，保持器20不被滚珠18拘束而向内径侧退入。即，在组装轴承的过程中，在将内圈10、外圈14以及滚珠18组装后的状态下，当使球袋24的开口的相位与滚珠18相匹配，并且使保持器20朝向滚珠18沿轴向移动时，虽然滚珠18欲从球袋24的内径较大的一方(φD1＜φD2)进入球袋24内，然而由于滚珠18在半径方向上被内圈10和外圈14拘束，因此其结果是，保持器20向内径侧倒退。需要说明的是，图1B表示滚珠18的组装结束后的状态，因此保持器20的倒退(弹性变形)已恢复。这样，滚珠18的组装变得容易，因此能够不对保持器20造成裂缝等损伤地进行滚珠18的组装。
保持器20通过压铸成形制造。作为压铸成形用合金，公知各种非铁合金。例如，除JIS中规定的锌合金压铸成形(JIS H 5301)、铝合金压铸成形(JIS H 5302)、镁合金压铸成形(JIS H 5303)以外，还可以使用铜合金、铅合金、锡合金等。如图5所示，即使将保持器材质从PEEK变更为压铸成形制品，也能够确保与PEEK同等以上的机械强度。另外，在制造方面，由于压铸成形因此生产性较高。
使用上述冠形保持器的球轴承能够应用于使用以往PEEK制的冠形保持器的dmn值超过60万的高速旋转用途。作为这种用途，例如，能够列举变速器的齿轮支承用的球轴承。
结合附图中例示的实施例对本发明的实施方式进行了说明，然而只要不违背本发明权利要求书，则能够施加各种改变地实施。
附图标记说明
10 内圈
12 轨道
14 外圈
16 轨道
18 滚珠
20 保持器
22 环状基部
24 球袋
26 爪部
28 球面状部分
30 圆筒状部分

Claims (5)

1.一种冠形保持器，其具有：环状的基部、沿保持器半径方向贯通且在保持器轴向上的一侧具有开口的多个球袋、位于各球袋的所述开口的圆周方向上两侧的一对爪部，其中，
所述球袋的内周面由位于保持器半径方向上的内侧的球面状部分和位于保持器半径方向上的外侧的圆筒状部分构成，所述圆筒状部分的内径比滚珠直径大。
2.根据权利要求1所述的冠形保持器，其中，
所述保持器是通过压铸成形而成形的成形保持器。
3.根据权利要求2所述的冠形保持器，其中，
所述保持器的材料是选自由镁合金、铝合金以及锌合金构成的组中的一种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冠形保持器，其中，
所述冠形保持器使用于dmn值超过60万的球轴承。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冠形保持器，其中，
所述冠形保持器使用于变速器用的球轴承。
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