CN106979230B - 滚子布置架、滚子检查装置和壳形满装滚子轴承制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供滚子布置架、滚子检查装置和壳形满装滚子轴承制造方法。滚子布置架包括插入部(22)，从外圈(2)的径向内侧将插入部插入任何两个相邻滚子之间，以便消除除了所述两个相邻滚子之间的间隙之外的相邻滚子之间的间隙并引起除了所述两个相邻滚子之外的相邻滚子彼此接触。插入部(22)的截面形状由在相反方向上倾斜的第一和第二侧表面(23、24)形成为在插入部(22)的插入方向上渐缩的渐缩形状。第一侧表面(23)用作与所述两个相邻滚子中的一个滚子的外周表面线接触的第一接触表面，且第二侧表面(24)用作与所述两个相邻滚子中的另一个滚子的外周表面线接触的第二接触表面。

Description

滚子布置架、滚子检查装置和壳形满装滚子轴承制造方法

技术领域

本发明涉及滚子布置架、滚子检查装置和制造壳形满装滚子轴承的方法。

背景技术

在车辆的转向装置中，为了允许在不位于相同轴线上的转向主轴和转向齿轮轴之间的扭矩传递，万向节被联接至设置在转向主轴和转向齿轮轴之间的中间轴的两端中的每一端。这种万向节包括：接头十字构件，接头十字构件的四个轴部被以十字形状布置在本体部的外周上；和壳形满装滚子轴承，壳形满装滚子轴承被附接至接头十字构件的每一个轴部。壳形满装滚子轴承包括：绕轴部设置的用作滚动元件的多个滚子；和壳形外圈，在壳形外圈中设置滚子(例如，参见日本专利申请公布特开2012-167753(JP2012-167753A))。

发明内容

由于壳形满装滚子轴承是一种不包括用于保持滚子的保持架的全滚子式轴承，所以发生滚子相对于滚子的原始旋转轴线的倾斜，即所谓的歪斜。这种歪斜尤其是当在轴部和滚子之间的游隙为负游隙的状态下使用中间轴的万向节时导致问题。

更特别地，在轴部和滚子之间的游隙为负游隙的状态下使用万向节的情况下，如果在壳形满装滚子轴承的装配期间在轴承杯中设置相对于滚子的原始旋转轴线倾斜的滚子，则滚子被保持为倾斜状态(即，滚子被保持为发生歪斜的状态)。当在这种状态下使用万向节时，由于滚子和外圈的壁部之间的摩擦阻力导致发生扭矩波动或者产生高弯曲扭矩而发生扭矩传递故障。

在制造壳形满装滚子轴承的过程中，滚子可能被不注意地布置在外圈上，并且这被认为是歪斜的一个原因。然而，还未采取抑制制造过程中的歪斜发生的措施。

本发明提供能够抑制制造壳形满装滚子轴承期间歪斜的发生的滚子布置架、滚子检查装置和制造壳形满装滚子轴承的方法。

本发明的第一方面涉及一种滚子布置架，在壳形满装滚子轴承的制造期间使用所述滚子布置架，所述壳形满装滚子轴承包括外圈和多个滚子，所述外圈具有圆筒形形状，所述外圈在所述外圈的内周上具有滚道表面，所述多个滚子被设置在所述外圈的内侧中，使得所述多个滚子的外周表面在所述滚道表面上滚动。滚子布置架包括插入部，在所述多个滚子被设置在所述外圈的内侧中的状态下，从所述外圈的径向内侧将所述插入部插入任何两个相邻滚子之间，以便消除除了所述两个相邻滚子之间的间隙之外的相邻滚子之间的间隙，并引起除了所述两个相邻滚子之外的相邻滚子彼此接触。插入部具有在彼此相反的方向上倾斜的第一侧表面和第二侧表面。插入部的截面形状由所述第一侧表面和所述第二侧表面两者形成为在所述插入部的插入方向上渐缩的渐缩形状。在所述插入部被插入所述两个相邻滚子之间的状态下，所述第一侧表面用作与所述两个相邻滚子中的一个滚子的所述外周表面线接触的第一接触表面，并且所述第二侧表面用作与所述两个相邻滚子中的另一个滚子的所述外周表面线接触的第二接触表面。

在如上所述构造的滚子布置架中，插入部具有由第一和第二侧表面形成为渐缩截面形状的截面形状，并且在壳形满装滚子轴承的制造期间将所述多个滚子设置在外圈的内侧中的状态下，将插入部插入任何两个相邻滚子之间。因而，两个相邻滚子的外周表面与插入部的第一侧表面及第二侧表面线接触。因而，两个相邻滚子中的每一个滚子都在不被倾斜的情况下布置。

另外，通过插入该插入部，消除了除了在所述两个相邻滚子之间的间隙之外的相邻滚子之间的间隙。因而，其它相邻滚子的外周表面彼此接触。此时，其它相邻滚子的外周表面根据所述两个相邻滚子的布置而彼此线接触。因而，除了所述两个相邻滚子之外的每一个滚子都在不被倾斜的情况下布置。因而，即使在发生倾斜(歪斜)的状态下将所述多个滚子中的任何一个设置在外圈中的情况下，也能够在通过滚子布置架消除滚子的倾斜的同时强制地布置所有滚子。因而，能够抑制制造壳形满装滚子轴承期间歪斜的发生。

在根据以上方面的滚子布置架中，所述插入部在所述插入方向上的远端边缘可以被形成为使得：所述远端边缘的从所述远端边缘的在线接触方向上的两端中的每一端延伸至所述远端边缘的在所述线接触方向上的中央部的部分在所述插入方向上突出。在这种情况下，插入部的远端边缘被形成为山形，使得线接触方向上的中央部在插入方向上突出。因而，能够在插入该插入部时有效地防止发生歪斜的滚子骑跨在插入部的远端边缘上。

本发明的第二方面涉及一种滚子检查装置，所述滚子检查装置包括根据第一方面的滚子布置架；驱动部，所述驱动部使所述滚子布置架的所述插入部在所述插入方向上移动；和检测部，所述检测部检测所述插入部在所述插入方向上的位移量，以检验是否有缺少的滚子。在如上所述构造的滚子检查装置中，驱动部使滚子布置架的插入部在插入方向上移动。因而，如上所述，所述多个滚子中的每一个滚子都能够在不被倾斜的情况下布置。另外，当插入部在插入方向上移动时，插入部的位移量能够被检测部检测。因而，能够基于检测结果确定是否有缺少的滚子。因此，当强制地布置所述多个滚子中的每一个滚子时，能够同时执行用于检验是否有缺少的滚子的检查。

本发明的第三方面涉及一种制造壳形满装滚子轴承的方法，所述壳形满装滚子轴承包括外圈和多个滚子，所述外圈具有圆筒形形状，所述外圈在所述外圈的内周上具有滚道表面，所述多个滚子被设置在所述外圈的内侧中，使得所述多个滚子的外周表面在所述滚道表面上滚动。该方法包括：制备过程，制备根据第一方面的滚子布置架；设置过程，在所述外圈的内侧中设置所述多个滚子；和滚子布置过程，在所述设置过程之后，从所述外圈的径向内侧将所述滚子布置架的插入部插入任何两个相邻滚子之间，从而消除除了所述两个相邻滚子之间的间隙之外的相邻滚子之间的间隙，以便引起除了所述两个相邻滚子之外的相邻滚子彼此接触，由此布置所述多个滚子。根据制造如上所述构造的壳形满装滚子轴承的方法，能够获得与上述滚子布置架类似的有利效果。

在根据以上方面的制造壳形满装滚子轴承的方法中，滚子布置过程可以包括基于所述插入部在所述插入方向上的位移量检验是否有缺少的滚子的检查过程。在这种情况下，在滚子布置过程中，能够同时执行检验是否有缺少的滚子的检查过程。

根据本发明的以上方面，能够在壳形满装滚子轴承的制造期间抑制歪斜的发生。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的例证性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中同样的附图标记指示同样的元件，并且其中：

图1是壳形满装滚子轴承的轴向截面图；

图2A、2B示出根据本发明的实施例的滚子布置架，图2A是前视图，并且图2B是侧视图；

图3A、3B是解释图，每幅图都示出制造壳形满装滚子轴承期间使用的滚子布置架的状态；

图4是在布置过程中使用的滚子检查装置的示意性构造图；以及

图5是示出正在使用的滚子检查装置的状态的解释图。

具体实施方式

下面将参考附图作出对本发明的实施例的详细说明。图1是壳形满装滚子轴承的轴向截面图。在图1中，例如，壳形满装滚子轴承1被附接至联接至车辆的转向装置中的中间轴的一端的万向节的接头十字构件。

壳形满装滚子轴承1包括：以有底圆筒形形状形成的外圈2；和被设置在该外圈2的内侧中的多个滚子3。外圈2包括：圆筒部4，圆筒部4在它的内周上具有滚道表面4a；环状部5，环状部5闭合圆筒部4的一个轴向端；和肋部6，肋部6从圆筒部4的另一轴向端径向向内延伸。圆筒部4通过滚子3配合至接头十字构件的轴部10的外周表面10a。

因而，滚子3的外周表面3a在圆筒部4的用作外圈滚道表面的滚道表面4a上以及在轴部10的用作内圈滚道表面的外周表面10a上滚动。因而，外圈2可绕轴部10的轴线X1旋转。应注意，存在外圈2中轴部10的外周表面10a和圆筒部4的滚道表面4a之间的径向游隙为负游隙的情况。

图2A、图2B示出根据本发明的实施例的滚子布置架20，图2A是前视图，并且图2B是侧视图。在图2A和图2B中，在壳形满装滚子轴承1的制造期间使用滚子布置架20，并且滚子布置架20包括杆状支撑部21和被固定至该支撑部21的纵向端的插入部22。

插入部22具有在彼此相反的方向上倾斜的第一侧表面23和第二侧表面24，并且插入部22的截面形状由两个侧表面23、24形成为在图2A中的向上方向(插入方向，下文将对插入方向进行描述)上渐缩的渐缩形状。另外，第一侧表面23和第二侧表面24每一个均在支撑部21的纵向方向上具有规定长度B。长度B被设定成相对于滚子3的外周表面3a的轴向长度L(参见图1)满足下列表达式。

L/4≤B≤L

然而，长度B优选地尽可能地长。

如下文将描述的图3B中所示，在所述多个滚子3被设置在外圈2的内侧中的状态下，从外圈2的径向内侧将插入部22插入任何两个相邻滚子3之间。因而，消除了除了上述两个相邻滚子3之间的间隙之外的相邻滚子3之间的间隙，并且使其它相邻滚子3彼此接触。

另外，在插入部22被插入两个相邻滚子3之间的状态下，第一和第二侧表面23、24分别线接触相邻滚子3的外周表面3a。因而，第一侧表面23用作与相邻滚子3中的一个滚子的外周表面线接触的第一接触表面，并且第二侧表面24用作与相邻滚子3中的另一个滚子的外周表面线接触的第二接触表面。下面将把第一和第二侧表面23、24与相邻滚子3的外周表面3a线接触的方向(与图3B的纸面垂直的方向)描述为线接触方向。

在图2B中，插入部22的在上侧(附图中)上的远端边缘以渐缩形状形成。插入部22的远端边缘被形成为使得：远端边缘的从远端边缘的在支撑部21的纵向方向(即，线接触方向)上的两端中的每一端延伸至远端边缘的在支撑部21的纵向方向(即，线接触方向)上的中央部的部分向上(在附图中)突出。换句话说，远端边缘的从远端边缘的在支撑部21的纵向方向(即，线接触方向)上的两端中的每一端延伸至远端边缘的在支撑部21的纵向方向(即，线接触方向)上的中央部的部分倾斜，使得远端边缘的中央部向上(在附图中)突出，即远端边缘的中央部在插入方向上突出。因而，插入部22的远端边缘以中央部的高度H1比每一端的高度H2高的山形形成。应注意，该实施例的插入部22的远端边缘可以形成为圆弧形，以便向上(在附图中)突出。

图3A、图3B是解释图，每幅图都示出制造壳形满装滚子轴承1期间使用的滚子布置架20的状态。在壳形满装滚子轴承1的制造期间，在执行了制备过程和设置过程之后，执行滚子布置过程。在制备过程中，制备上述滚子布置架20。在设置过程中，多个滚子3被设置在外圈2的圆筒部4的内侧中。在滚子布置过程中，所述多个滚子3中的每一个滚子的倾斜都被消除，并且通过使用滚子布置架20布置所述多个滚子3。应注意，在壳形满装滚子轴承1的制造期间，除了上述过程之外还执行将润滑剂(油脂)供应到外圈2的内部的过程。

在上述滚子布置过程中，首先，如图3A中所示，将滚子布置架20的插入部22在所述多个滚子3被设置在外圈2的内侧的状态下设置在外圈2的径向内侧中。此时，外圈2的轴线X2被设置成沿滚子布置架20的支撑部21的纵向方向延伸。

接着，如图3B中所示，滚子布置架20的插入部22的远端部被从外圈2的径向内侧朝着外圈2的径向外侧插入任何两个相邻滚子3之间。此时，由于插入部22的远端边缘以上述山形状形成，所以能够有效地防止发生歪斜的上述两个相邻滚子3的滚子3骑跨在插入部22的远端边缘上。然后，当插入部22的远端部被适当地插入时，滚子3中的每一个滚子的外周表面3a线接触插入部22的第一侧表面23和第二侧表面24中的相应一个侧表面。因而，上述两个相邻滚子3中的每一个滚子都在不被倾斜的情况下布置。

另外，当插入部22的远端部被插入时，上述两个相邻滚子3在附图中的箭头所示的周方向上分别移动至两侧。结果，消除了除了上述两个相邻滚子3之间的间隙之外的相邻滚子3之间的间隙，并且使其它相邻滚子3的外周表面3a彼此接触。此时，其它相邻滚子3的外周表面3a根据上述两个相邻滚子3的布置而彼此线接触。因而，其它滚子3中的每一个滚子也就是说除了上述两个相邻滚子3之外的每一个滚子3都在不被倾斜的情况下布置。

因而，即使在设置在外圈2的内侧中的所述多个滚子3中的任何滚子在发生倾斜(歪斜)的状态下，也能够在滚子3的倾斜被滚子布置架20消除的同时强制地布置所有滚子3。因而，能够抑制壳形满装滚子轴承1的制造期间的歪斜的发生。

在上述滚子布置过程中，当插入部22在插入方向(图3B中的向上方向)上移动时，执行用于基于位移量检验是否有缺少的滚子3的检查过程。图4是在包括检查过程的滚子布置过程中使用的滚子检查装置30的示意性构造图。滚子检查装置30包括滚子布置架20、旋转部31、驱动部32和检测部33。

旋转部31支撑滚子布置架20的支撑部20，以便允许支撑部21绕在水平方向上延伸的轴线Y的旋转，使得滚子布置架20的插入部22在插入方向(图4中的向上方向)上移动。驱动部32绕轴线Y可旋转地驱动支撑部21，以便使插入部22在插入方向上旋转。该实施例的驱动部32包括缸34和推压构件35。

在该实施例中，在插入部22被设置在附图中的支撑部21的旋转支轴(轴线Y)的左侧上的同时，缸34和推压构件35被设置在附图中的支撑部31的旋转支轴的右侧上。例如，缸34由气缸形成，并且杆34a的远端被连接至支撑部21的延伸部21a的下端，延伸部21a延伸至附图中的右侧。另外，缸34的基部端被连接至装置侧上的固定部。因而，当缸34执行收缩操作时，缸34向下地旋转驱动支撑部21，并且当缸34执行延伸操作时，缸34向上地旋转驱动支撑部21。

例如，推压构件35由张力螺旋弹簧形成。推压构件35的一端被连接至延伸部21a的下端，并且推压构件35的另一端被连接至装置侧上的固定部。因而，推压构件35在使支撑部21绕轴线Y向下旋转的方向上，即在使插入部22绕轴线Y向上旋转的方向(插入方向)上推压支撑部21。

例如，检测部33由距离传感器形成，并且检测插入部22在插入方向上的位移量，以便检验是否有缺少的滚子3。更特别地，检测部33被设置成使得检测部33的检测表面33a位于支撑部21的延伸部21a的上表面附近，并且检测表面33a面对延伸部21a的上表面。检测部33检测延伸部21a在向下方向上的位移量(也就是说当延伸部21a向下旋转时插入部22在向上方向上的位移量)。

图5是示出正在使用的滚子检查装置30的状态的解释图。下面将参考图4和图5对使用滚子检查装置30的方法作说明。当滚子检查装置30未执行滚子3的布置以及检验是否有缺少的滚子3的检查时，如图4中所示，缸34的内部空气压力抵抗推压构件35的推压力而将缸34保持为延伸状态。因而，插入部22被保持在如图3A中所示的插入之前的状态下。

在从图4中所示的状态执行滚子3的布置和检验是否有缺少的滚子3的检查的情况下，缸34中的空气被排出，以便使缸34处于缸34能够收缩的状态。因而，如图5中所示，滚子布置架20的支撑部21由于推压构件35的推压力而绕旋转部31的轴线Y向下旋转，并且插入部22在插入方向上移动。因而，插入部22达到图3B中所示的状态，并且因而所述多个滚子3能够如上所述地在不被倾斜的情况下布置。

另外，在图5中，当插入部22在插入方向上移动时，检测部33检测支撑部21在向下方向上的位移量(插入部22在向上方向上的位移量)。然后，基于检测结果确定是否有缺少的滚子3。例如，当插入部22的位移量小于阈值时，确定没有缺少的滚子3。另一方面，当插入部22的位移量等于或者大于阈值时，确定有缺少的滚子。

如至此已经描述的，通过本实施例的滚子检查装置30，能够通过使用驱动部32使滚子布置架20的插入部22在插入方向上移动而将所述多个滚子3在不被倾斜的情况下布置。另外，当插入部22在插入方向上移动时，插入部22的位移量能够被检测部33检测。因而，能够基于检测结果确定是否有缺少的滚子3。因此，当布置所述多个滚子3时，能够同时执行用于检验是否有缺少的滚子3的检查。

应注意，这里公开的实施例仅是例示性的而非限制性的。在不偏离本发明的范围的情况下，可以对实施例作出各种变化或者变型。

Claims (5)

1.一种滚子布置架，在壳形满装滚子轴承的制造期间使用所述滚子布置架，所述壳形满装滚子轴承包括外圈(2)和多个滚子，所述外圈(2)具有圆筒形形状，所述外圈(2)在所述外圈(2)的内周上具有滚道表面，所述多个滚子被设置在所述外圈(2)的内侧中，使得所述多个滚子的外周表面在所述滚道表面上滚动，所述滚子布置架的特征在于包括：

插入部(22)，在所述多个滚子被设置在所述外圈(2)的内侧中的状态下，从所述外圈(2)的径向内侧将所述插入部(22)插入任何两个相邻滚子之间，以便消除除了所述两个相邻滚子之间的间隙之外的相邻滚子之间的间隙，并引起除了所述两个相邻滚子之外的相邻滚子彼此接触，其中：

所述插入部(22)具有在彼此相反的方向上倾斜的第一侧表面(23)和第二侧表面(24)；

所述插入部(22)的截面形状由所述第一侧表面(23)和所述第二侧表面(24)两者形成为在所述插入部(22)的插入方向上渐缩的渐缩形状；并且

在所述插入部(22)被插入所述两个相邻滚子之间的状态下，所述第一侧表面(23)用作与所述两个相邻滚子中的一个滚子的所述外周表面线接触的第一接触表面，并且所述第二侧表面(24)用作与所述两个相邻滚子中的另一个滚子的所述外周表面线接触的第二接触表面。

2.根据权利要求1所述的滚子布置架，其中所述插入部(22)在所述插入方向上的远端边缘被形成为使得：所述远端边缘的延伸部分在所述插入方向上突出，所述延伸部分从所述远端边缘的在线接触方向上的两端中的每一端延伸至所述远端边缘的在所述线接触方向上的中央部。

3.一种滚子检查装置，其特征在于包括：

根据权利要求1或2所述的滚子布置架；

驱动部(32)，所述驱动部(32)使所述滚子布置架的所述插入部(22)在所述插入方向上移动；和

检测部(33)，所述检测部(33)检测所述插入部(22)在所述插入方向上的位移量，以检验是否有缺少的滚子。

4.一种制造壳形满装滚子轴承的方法，所述壳形满装滚子轴承包括外圈(2)和多个滚子，所述外圈(2)具有圆筒形形状，所述外圈(2)在所述外圈(2)的内周上具有滚道表面，所述多个滚子被设置在所述外圈(2)的内侧中，使得所述多个滚子的外周表面在所述滚道表面上滚动，所述方法的特征在于包括：

制备过程，制备根据权利要求1或2所述的滚子布置架；

设置过程，在所述外圈(2)的内侧中设置所述多个滚子；和

滚子布置过程，在所述设置过程之后，从所述外圈(2)的径向内侧将所述滚子布置架的插入部(22)插入任何两个相邻滚子之间，从而消除除了所述两个相邻滚子之间的间隙之外的相邻滚子之间的间隙，以便引起除了所述两个相邻滚子之外的相邻滚子彼此接触，由此布置所述多个滚子。

5.根据权利要求4所述的制造壳形满装滚子轴承的方法，其中所述滚子布置过程包括基于所述插入部(22)在所述插入方向上的位移量检验是否有缺少的滚子的检查过程。

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