CN110005708A - 向心滚子轴承用保持架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种向心滚子轴承用保持架。向心滚子轴承用保持架包括：内侧保持架构件，由不间断的环状的钢材构成，形成有分别收容多个滚子的多个贯通孔；及外侧保持架构件，由树脂构成，对应于贯通孔而形成有多个保持孔，所述多个保持孔将多个滚子保持为能够滚动。外侧保持架构件通过轴向的凹凸嵌合结构而固定于内侧保持架构件的外侧。

Description

向心滚子轴承用保持架
在2017年11月24日提出的日本专利申请2017-225915的公开，包括其说明书、附图及摘要作为参照而全部包含于此。
技术领域
本发明涉及向心滚子轴承用保持架。
背景技术
以往，具有多个滚子的向心滚子轴承例如为了将旋转体支承为相对于支承轴能够旋转而使用。这样的向心滚子轴承在形成为圆筒状的保持架的保持孔保持有多个滚子。多个滚子在旋转体的内周面及支承轴的外周面之间滚动(例如，参照日本特开2011-99480号公报、日本特开2009-92088号公报、日本实开昭50-56852号公报)。
日本特开2011-99480号公报、日本特开2009-92088号公报记载的向心滚子轴承被使用作为例如行星齿轮机构中的对行星齿轮进行支承的轴承。在作为旋转体的行星齿轮的内周面与支承轴的外周面之间配置的多个滚子由圆筒状的保持架保持。日本特开2011-99480号公报记载的向心滚子轴承用保持架由钢板构成。日本特开2009-92088号公报记载的向心滚子轴承用保持架由树脂构成。
日本实开昭50-56852号公报记载的保持架主要作为轻载荷用而使用，具有铁制的保持架主体和形成为环状的合成树脂制的一对保持架罩。保持架主体是将形成有用于保持滚子的多个窗的带状的钢板不实施电阻焊接而成形为圆筒状的结构。在保持架主体的轴向的两端部分别固定有保持架罩。
向心滚子轴承有时被使用作为例如在太阳齿轮与内齿齿轮之间配置的行星齿轮的轴承。此时，行星齿轮一边自转一边与行星架一起公转，因此特别是在自转速度或公转速度为高速的情况下，在向心滚子轴承的保持架上作用有大的负载。保持架承受由公转产生的离心力而相对于支承轴偏心，存在保持架的外周面与行星齿轮的内周面接触地滑动并且保持架与行星齿轮进行相对旋转的情况。这种情况下，如果保持架由钢材形成，则由于保持架的外周面与行星齿轮的内周面之间的摩擦而产生旋转阻力或摩擦热。
当保持架由合成树脂形成时，难以确保其强度，因离心力而变形，可能无法适当地保持滚子。需要说明的是，日本实开昭50-56852号公报记载的保持架也同样地在承受离心力时，带状的钢板的长度方向的两端部间扩开地变形，可能无法适当地保持滚子。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种向心滚子轴承用保持架，其能够确保强度并抑制与旋转体的内周面的摩擦引起的旋转阻力或摩擦热的产生。
本发明的一方式的向心滚子轴承用保持架的结构上的特征在于，包括：内侧保持架构件，由环状的钢材构成，形成有分别收容多个滚子的多个贯通孔；及外侧保持架构件，由树脂构成，对应于所述贯通孔而形成有多个保持孔，所述多个保持孔将所述多个滚子保持为能够滚动，所述外侧保持架构件通过轴向的凹凸嵌合结构而固定于所述内侧保持架构件。
附图说明
前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。
图1是表示使用了本发明的本实施方式的向心滚子轴承的行星齿轮机构的分解立体图。
图2A是将配置在行星齿轮与支承轴之间的向心滚子轴承的整体图以轴向视图表示的侧视图。
图2B是将图2A的A部放大表示的放大图。
图3是将保持架在周向的一个部位处剖切后的保持架的局部的立体剖视图。
图4是表示内侧保持架构件的立体图。
图5是将向心滚子轴承的一部分以周向剖面表示的剖视图。
图6是图3的B-B线剖视图。
图7是表示内侧保持架构件与外侧保持架构件的凹凸嵌合结构的变形例的剖视图。
具体实施方式
关于本发明的实施方式及变形例，参照图1至图7进行说明。需要说明的是，以下说明的实施方式是作为实施本发明方面的优选的具体例而表示的方式，也存在具体地例示在技术上优选的各种技术事项的部分。然而，本发明的技术范围没有限定为该具体的方式。
图1是表示使用了本发明的本实施方式的向心滚子轴承的行星齿轮机构的分解立体图。图2A是将配置在行星齿轮与支承轴之间的向心滚子轴承的整体图以轴向视图表示的侧视图。图2B是将图2A的A部放大表示的放大图。
行星齿轮机构11具备太阳齿轮12、内齿齿轮13、多个(在本实施方式中为3个)行星齿轮14、支承轴15、行星架16。太阳齿轮12在外周面具有外齿121。内齿齿轮13在内周面具有内齿131。行星齿轮14配置在太阳齿轮12与内齿齿轮13之间而与外齿121及内齿131啮合。支承轴15插通于各个行星齿轮14。在行星架16固定有支承轴15。
行星齿轮机构11使用于例如对于机动车的驱动源即发动机的输出轴(曲轴)的旋转进行变速的变速器。行星齿轮机构11将太阳齿轮12、内齿齿轮13及行星架16这3个要素中的1个要素固定而向另1个要素输入转矩。由此，输入的转矩进行减速或增速地向剩余的1个要素传递。行星齿轮机构11的各部的滑动由润滑油(变速器油)来润滑。
太阳齿轮12在中心部以不能相对旋转的方式固定有轴120，并与内齿齿轮13及行星架16配置成同心状。行星齿轮14在贯通其中心部的轴孔140插通有支承轴15。在支承轴15的外周面15a与行星齿轮14的轴孔140的内周面140a之间，为了使行星齿轮14相对于支承轴15的旋转顺畅，而配置有本实施方式的向心滚子轴承10。
例如在内齿齿轮13被固定而轴120旋转的情况下，与轴120一起旋转的太阳齿轮12的旋转被减速而向与行星架16的中心孔160进行花键嵌合的图示省略的输出轴输出。此时，行星齿轮14以轴120的旋转轴线O为中心公转，并以支承轴15的中心轴线C为中心自转。
向心滚子轴承10具有由内侧保持架构件2及外侧保持架构件3构成的保持架1、多个圆柱状的滚子4。向心滚子轴承10一边承受由行星齿轮14的公转产生的离心力，一边支承行星齿轮14的自转。在本实施方式中，12个滚子4等间隔地保持于保持架1。以下，将与支承轴15的中心轴线C平行的方向称为轴向。在以下的说明中，“内侧”及“外侧”是指以中心轴线C为中心的径向的内侧及外侧。
图3是将保持架1在周向的一个部位处剖切后的保持架的局部的立体剖视图。图4是表示内侧保持架构件2的立体图。图5是将向心滚子轴承10的一部分以周向剖面表示的剖视图。图6是图3的B-B线剖视图。
内侧保持架构件2由不间断的环状的钢材构成，形成有分别收容多个滚子4的多个贯通孔20。作为该钢材，可以优选使用低碳钢等的铁系金属。内侧保持架构件2具有多个柱部21和一对侧板部22。柱部21对贯通孔20进行区划而沿轴向延伸。一对侧板部22由柱部21连结，在柱部21的外侧沿轴向面对。一对侧板部22相对于柱部21的长度方向而向径向外径侧垂直地折弯，相互平行地面对。贯通孔20形成于包括一对侧板部22在内的一对侧板部22之间的范围，一对侧板部22的内侧的一部分利用贯通孔20而沿轴向开口。
作为内侧保持架构件2的制造方法，例如能够在钢板设置成为贯通孔20的开口并冲裁为带状，将冲裁后的构件弯曲成环状而将其长度方向的两端部通过焊接进行接合，进而使宽度方向的两端部向径向外径侧弯折来成形。而且，即使例如将通过锻造而成型为环状的钢材利用机械加工进行切削，也能够得到不间断的内侧保持架构件2。在此，“不间断的”是指例如C字环状那样周向的1处或多处未分割而整体沿周向连续的情况。
外侧保持架构件3由注塑成型后的树脂构成，对应于内侧保持架构件2的贯通孔20而形成有将多个滚子4保持为能够滚动的多个保持孔30。作为该树脂，可以优选使用66尼龙或46尼龙或PPS(聚苯硫醚树脂)等合成树脂。外侧保持架构件3为在周向的1处具有分割部3a(参照图2(a)(b))的环状。在将外侧保持架构件3向内侧保持架构件2安装时，将夹着该分割部3a而相对的外侧保持架构件3的两端部按压，使分割部3a扩开而弹性变形，将外侧保持架构件3配置在内侧保持架构件2的外侧。
外侧保持架构件3一体地具有主体部31及多个卡定部32。主体部31将内侧保持架构件2的多个柱部21从外侧覆盖。卡定部32从主体部31向径向内方突出而嵌入于内侧保持架构件2的贯通孔20，卡定于柱部21。主体部31在一对侧板部22之间配置至少一部分，在保持孔30的内表面30a具有防止滚子4的脱出的一对突起311。如图5所示，夹着滚子4而面对的内表面30a的突起311彼此的间隔d1及内表面30a的内侧的端部间的间隔d2形成得比滚子4的直径D小。
卡定部32在其前端部具有爪部321，该爪部321卡合于柱部21。卡定部32的轴向的长度比柱部21的轴向长度短，爪部321卡合于柱部21的轴向的一部分。夹着保持孔30而面对的2个卡定部32之间的间隔比保持孔30的内表面30a的内侧的端部间的间隔d2大。在使主体部31弹性变形而将滚子4从保持架1的内侧嵌入到保持孔30内时，能避免卡定部32与滚子4的干涉。
在本实施方式中，主体部31的径向外侧的一部分从一对侧板部22之间向径向外周突出。该突出的部分的从主体部31的径向两端部沿轴向突出而将一对侧板部22的外侧覆盖的一对覆盖部33(参照图3)与主体部31一体地形成。外侧保持架构件3的外周面3b遍及主体部31及一对覆盖部33地与行星齿轮14的轴孔140的内周面140a相对。
在外侧保持架构件3的外周面3b形成有与保持孔30连通而使润滑油流动的油槽300。油槽300包括周向槽部301和轴向槽部302。周向槽部301沿周向延伸而与保持孔30连通。轴向槽部302与周向槽部301连通而直至外侧保持架构件3的轴向端面3c。周向槽部301形成于主体部31的轴向的中央部，遍及沿周向相邻的2个保持孔30间的整体而延伸。轴向槽部302形成在内侧保持架构件2的相当于柱部21的外侧的部位，以将外侧保持架构件3的外周面3b沿轴向横截的形态形成。
在本实施方式中，如图3所示，周向槽部301的槽宽W1比轴向槽部302的槽宽W2宽，周向槽部301的槽深Dp1比轴向槽部302的槽深Dp2深，但是上述的槽宽或槽深的关系可以颠倒，也可以相同。不过，为了抑制外侧保持架构件3承受离心力时的径向的变形并向外周面3b供给充分的润滑油，优选如上所述W1>W2且Dp1>Dp2。
外侧保持架构件3通过轴向的凹凸嵌合结构而固定于内侧保持架构件2。更具体而言，在内侧保持架构件2的侧板部22的与外侧保持架构件3的主体部31相对的相对面22a、及主体部31的与侧板部22相对的相对面31a中的任一方的相对面上形成的凸部与在另一方的相对面上形成的凹部嵌合。由此，外侧保持架构件3被固定于内侧保持架构件2。在本实施方式中，在内侧保持架构件2的侧板部22的相对面22a上形成凸部221。该凸部221与在外侧保持架构件3的主体部31的相对面31a上形成的凹部310嵌合。如图4所示，凸部221为例如圆锥形状，但是并不局限于此，也可以为圆柱状或棱柱状或半球状。
凸部221通过使冲头状的工具触抵于侧板部22的外表面22b(相对面22a的相反侧的面)并对该工具沿轴向加压而形成。在工具触抵的凸部221的相反侧的部分形成有研钵状的凹部220。需要说明的是，外侧保持架构件3的凹部310可以在注塑成型时形成，也可以在主体部31的成型后通过切削等形成。而且，凹部310的形状是与凸部221对应的形状，在本实施方式中，凹部310为研钵状。
凸部221在图2(a)所示的保持架1的轴向视图下，在将分割部3a与中心轴线C连结的直线L的两侧各形成至少1处。在本实施方式中，在与该直线L正交且通过中心轴线C的线上的保持架1的两端部形成有凸部221。在图2(a)中，示出与这些凸部221对应的凹部220。需要说明的是，除了这些凸部221之外，在分割部3a的附近也可以形成凸部221。
如图6所示，在内侧保持架构件2的一对侧板部22，在夹着柱部21而沿轴向面对的位置分别形成有凸部221。在将外侧保持架构件3向内侧保持架构件2固定时，使内侧保持架构件2弹性变形而将一对侧板部22的间隔扩开，向一对侧板部22之间压入外侧保持架构件3的主体部31而使凸部221与凹部310嵌合。
图7是表示内侧保持架构件2与外侧保持架构件3的凹凸嵌合结构的变形例的剖视图。在该变形例中，在外侧保持架构件3的主体部31的相对面31a形成凸部312，在内侧保持架构件2的侧板部22的相对面22a形成凹部222。外侧保持架构件3的凸部312与内侧保持架构件2的凹部222嵌合，在侧板部22的外表面22b，在处于凹部222的相反侧的位置形成有鼓出部223。
根据以上说明的实施方式及变形例，由钢材构成的内侧保持架构件2配置在外侧保持架构件3的内侧。因此，保持架1的强度增大，即使承受离心力也能够减小其变形量。由于外侧保持架构件3由树脂构成，而且在外周面3b形成有油槽300，因此即使保持架1偏心而外侧保持架构件3的外周面3b与行星齿轮14的轴孔140的内周面140a接触，也能抑制由摩擦产生的旋转阻力或摩擦热的产生。此外，油槽300的轴向槽部302直至外侧保持架构件3的轴向端面3c，因此即使向该轴向端面3c供给润滑油，也能抑制与行星架16的摩擦产生的旋转阻力或摩擦热的产生。
以上，基于实施方式而说明了本发明，但是上述的实施方式没有对权利要求书的发明进行限定。而且，应留意的是在实施方式中说明的特征的组合的全部并非是用于解决发明的课题的方案所必须的点。
另外，本发明在不脱离其主旨的范围内能够适当变形来实施。例如，在上述的实施方式中，说明了外侧保持架构件3的卡定部32卡定于全部的柱部21的周向两端部的情况。然而，并不局限于此，可以将卡定部32卡定于一部分的柱部21的周向两端部或一方的端部。
另外，在上述的实施方式中，说明了为了将行星齿轮机构11的行星齿轮14支承于支承轴15而使用了向心滚子轴承10的情况。然而，并不局限于此，可以在各种用途中使用向心滚子轴承10。
根据本发明的一方式的向心滚子轴承用保持架，能够确保强度，并抑制与旋转体的内周面的摩擦产生的旋转阻力或摩擦热的产生。

Claims (7)

1.一种向心滚子轴承用保持架，包括：
内侧保持架构件，由环状的钢材构成，形成有分别收容多个滚子的多个贯通孔；及
外侧保持架构件，由树脂构成，对应于所述贯通孔而形成有多个保持孔，所述多个保持孔将所述多个滚子保持为能够滚动，其中，
所述外侧保持架构件通过轴向的凹凸嵌合结构而固定于所述内侧保持架构件。
2.根据权利要求1所述的向心滚子轴承用保持架，其中，
所述内侧保持架构件具有：
多个柱部，界定所述贯通孔并沿轴向延伸；及
一对侧板部，由所述柱部连结并在轴向上相对，
所述外侧保持架构件具有主体部，该主体部从径向外侧覆盖所述多个柱部，且该主体部的至少一部分配置在所述一对侧板部之间，
所述凹凸嵌合结构是在所述侧板部的与所述主体部相对的相对面及所述主体部的与所述侧板部相对的相对面中的任一个相对面上形成的凸部与在另一个相对面上形成的凹部相嵌合的结构。
3.根据权利要求2所述的向心滚子轴承用保持架，其中，
所述外侧保持架构件在外周面形成有油槽，该油槽与所述保持孔连通而使润滑油流动。
4.根据权利要求3所述的向心滚子轴承用保持架，其中，
所述油槽包括：周向槽部，沿周向延伸而与所述保持孔连通；及轴向槽部，与所述周向槽部连通而延伸至外侧保持架构件的轴向端面。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的向心滚子轴承用保持架，其中，
所述外侧保持架构件具有卡定部，该卡定部从所述主体部向径向内方突出而嵌入于所述贯通孔并卡定于所述柱部。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的向心滚子轴承用保持架，其中，
所述外侧保持架构件是在周向的一处具有分割部的环状。
7.根据权利要求5所述的向心滚子轴承用保持架，其中，
所述外侧保持架构件是在周向的一处具有分割部的环状。
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