CN115190949A - 带外圈的圆柱滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

在带有外圈的圆柱滚子轴承(10)中，在保持架(30)的轴向另一侧的圆环部(32)设置有多个突起部(40)，该多个突起部(40)具有比向内凸缘部(15)的内周面更向外径侧突出的卡合部(41)。另外，将向外凸缘部(14)的轴向一侧平面与轴向一侧的圆环部(32)的轴向一侧端面之间的轴向距离设为A、将向内凸缘部(15)的轴向另一侧平面与卡合部(41)的轴向一侧侧面之间的轴向距离设为B时，B＞A。由此，能够提供一种带外圈的圆柱滚子轴承，其不会增加部件数量，且能够以良好的组装作业性防止保持架从外圈脱落，并且考虑了圆柱滚子的插入作业性和防止圆柱滚子从保持架脱落。

Description

带外圈的圆柱滚子轴承
技术领域
本发明涉及一种带外圈的圆柱滚子轴承，特别涉及适用于变速器等的带外圈的圆柱滚子轴承。
背景技术
以往，已知有各种将在兜孔内容纳有滚子的保持架与内圈或外圈通过防脱而一体化的滚动轴承。
例如，在专利文献1所记载的滚针轴承中，在保持架的环部设置的保持用突片与在内圈或者外圈形成的倾斜面部卡合，从而防止保持架脱落。
另外，在专利文献2所记载的圆柱滚子轴承中，通过在保持架的轴向侧面设置突起，使该突起卡合于在环状的引导部件设置的孔，该引导部件配置于保持架的侧方，从而利用圆柱滚子和引导部件夹入外圈的向内凸缘，防止保持架从外圈脱落。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2016/0061258号说明书
专利文献2：德国专利申请公开第102013225342号说明书
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而，在专利文献1中，由于在内圈需要倾斜面部等加工，因此存在制造成本增加这样的问题。另外，在专利文献2中，为了防止保持架的脱落而另外设置引导部件，因此存在部件数量增加，制造成本增加，并且组装作业性也降低这样的问题。
并且，如专利文献2那样，在圆柱滚子直接在轴的外周面滚动的圆柱滚子轴承的情况下，要求能够将圆柱滚子容易地插入保持架，且在组装到轴之前的输送中，能够防止圆柱滚子从保持架脱落。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种带外圈的圆柱滚子轴承，其不会增加部件数量，且能够以良好的组装作业性防止保持架从外圈脱落，同时考虑了圆柱滚子的插入作业性和防止圆柱滚子从保持架脱落。
用于解决问题的技术手段
本发明的上述目的，通过下述方案来实现。
(1)一种带外圈的圆柱滚子轴承，具备：
外圈，所述外圈具有：圆筒状部，所述圆筒状部在内周面具有外圈滚道面；向外凸缘部，所述向外凸缘部在所述圆筒状部的轴向一侧的端部朝向径向外延伸；和向内凸缘部，所述向内凸缘部在所述圆筒状部的轴向另一侧的端部朝向径向内延伸；
多个圆柱滚子，多个所述圆柱滚子以滚动自如的方式配置于所述外圈滚道面；以及
保持架，所述保持架具备：一对圆环部，一对所述圆环部在轴向上隔开间隔地设置；和多个柱部，多个所述柱部将一对所述圆环部相连，且在圆周方向上隔开间隔地配置，利用由相邻的所述柱部和一对所述圆环部分别形成的多个兜孔，将多个所述圆柱滚子滚动自如地保持，
在所述轴向另一侧的圆环部设置有多个突起部，多个所述突起部具有与所述向内凸缘部的内周面相比向外径侧突出的卡合部，
在将所述向外凸缘部的轴向一侧平面与所述轴向一侧的圆环部的轴向一侧端面之间的轴向距离设为A、将所述向内凸缘部的轴向另一侧平面与所述卡合部的轴向一侧侧面之间的轴向距离设为B时，B＞A。
(2)根据(1)所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其中，从轴向观察所述保持架时，所述突起部所占的圆周方向长度总计为所述保持架的整周长度的5～20％。
(3)根据(1)或(2)所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其中，所述突起部在圆周方向上位于配置有所述柱部的区域内。
(4)根据(1)或(2)所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其中，所述突起部在圆周方向上位于配置有所述兜孔的区域内，
在所述突起部所处的所述兜孔的两侧的各柱部，分别形成有从所述圆环部沿着轴向延伸的狭缝。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其中，在所述柱部的侧面形成有：形成所述兜孔的相邻的所述柱部的侧面彼此相互平行的平面部；和外径侧防脱部以及内径侧防脱部，所述外径侧防脱部以及所述内径侧防脱部在外径侧以及内径侧分别相对于所述平面部向圆周方向突出，
相邻的所述柱部的平面部之间的距离为滚子直径的101.5％～107％，
所述外径侧防脱部相对于所述平面部的圆周方向突出量为滚子直径的1％～4％，
所述内径侧防脱部相对于所述平面部的圆周方向突出量为滚子直径的4％～10％。
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其中，所述保持架为树脂制，所述卡合部具有截面三角形状或截面凸曲面状。
(7)根据(1)至(3)中任一项所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其中，所述保持架为铁制，所述突起部通过将从所述轴向另一侧的圆环部的轴向另一侧端部沿着轴向延伸的部分折弯而形成。
发明效果
根据本发明的带外圈的圆柱滚子轴承，由于在轴向另一侧的保持架的圆环部设置有多个突起部，该多个突起部具有比向内凸缘部的内周面更向外径侧突出的卡合部，因此，利用圆柱滚子和突起部夹持外圈的向内凸缘部，不会增加部件数量，且能够以良好的组装作业性防止保持架从外圈脱落。
另外，在保持架的柱部的侧面，相邻的柱部的平面部之间的距离为滚子直径的101.5～107％，外径侧防脱部相对于平面部的圆周方向突出量为滚子直径的1～4％，内径侧防脱部相对于平面部的圆周方向突出量为滚子直径的4～10％，因此能够实现圆柱滚子的插入作业性和防止圆柱滚子从保持架脱落。
附图说明
图1是本发明所涉及的第一实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承的立体图。
图2是第一实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承的纵剖视图。
图3是图2的沿着III-III线的剖视图。
图4(a)是图1的保持架的纵剖视图，(b)是从(a)的IV方向观察的保持架的侧视图。
图5是表示将图1的带外圈的圆柱滚子轴承组装于配对侧部件的状态的立体图。
图6是表示将图1的带外圈的圆柱滚子轴承组装于其他配对侧部件的状态的剖视图。
图7是表示图1的外圈变形为椭圆形状的情况的侧视图。
图8是表示突起部的数量不同的第一变形例的保持架的侧视图。
图9(a)以及(b)是表示突起部的圆周方向长度不同的第二、第三变形例的保持架的侧视图。
图10是表示突起部的卡合部的形状不同的第四变形例的保持架的侧视图。
图11是表示突起部的圆周方向长度分别不同的第五变形例的保持架的侧视图。
图12是从外径侧观察本发明第二实施方式所涉及的带外圈的圆柱滚子轴承的保持架的图。
图13是从外径侧观察本发明第三实施方式所涉及的带外圈的圆柱滚子轴承的保持架的图。
图14是本发明所涉及的第四实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承的剖视图。
符号说明
10 带外圈的圆柱滚子轴承
11 外圈
12 外圈滚道面
14 向外凸缘部
15 向内凸缘部
16 突出部
20 圆柱滚子
30 保持架
31、32 圆环部
33 柱部
34 兜孔
35 平面部
36 外径侧防脱部
37 内径侧防脱部
38、39 倾斜面
40 突起部
41 卡合部
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的各实施方式所涉及的带外圈的圆柱滚子轴承进行详细说明。
(第一实施方式)
如图1以及图2所示，第一实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承10具备外圈11、多个圆柱滚子20以及保持架30。外圈11通过冲压加工将薄钢板等金属制板材成形为环状。外圈11具有：在内周面具有外圈滚道面12的圆筒状部13、在该圆筒状部13的轴向一侧的端部朝向径向外侧延伸的向外凸缘部14、以及在圆筒状部13的轴向另一侧的端部朝向径向内侧延伸的向内凸缘部15。
如图4所示，保持架30为树脂制，具备在轴向上隔开间隔地设置的一对圆环部31、32和将该一对圆环部31、32相连并在圆周方向上隔开间隔地配置的多个柱部33。
多个圆柱滚子20被分别由保持架30的相邻的柱部33和一对圆环部31、32形成的多个兜孔34保持，相对于外圈滚道面12滚动自如地配置。
如图3所示，在保持架30的柱部33的圆周方向的侧面形成有：形成兜孔34的相邻的柱部33的该侧面彼此相互平行的平面部35；以及外径侧防脱部36及内径侧防脱部37，其在外径侧及内径侧，比该平面部35分别向圆周方向突出。
平面部35将圆柱滚子20向圆周方向引导，外径侧防脱部36及内径侧防脱部37防止圆柱滚子20从兜孔34脱落。
相邻的柱部33的平面部35之间的距离L为滚子直径D的101.5～107％(1.015D≤L≤1.070D)，外径侧防脱部36相对于平面部35的圆周方向突出量S1为滚子直径D的1～4％(0.01D≤S1≤0.04D)，内径侧防脱部37相对于平面部35的圆周方向突出量S2设定为滚子直径D的4～10％(0.04≤S2≤0.10D)。另外，外径侧防脱部36的突出量S1小于内径侧防脱部37的突出量S2(S1＜S2)。
通过上述圆周方向突出量S1，外径侧防脱部36与圆柱滚子20的卡合量被设定得较小，因此即使圆柱滚子20从外径侧压入保持架30的兜孔34，也不会使保持架30破损，能够容易地组装于保持架30。另外，由于在保持架30所保持的圆柱滚子20的外径侧配置有外圈11，因此在使用轴承时，圆柱滚子20不会从兜孔34的外径侧脱落。因此，在轴承的组装工序中，组装有圆柱滚子20的保持架30只要能够在插入到外圈11为止的期间内保持圆柱滚子20即可，能够将外径侧的卡合量设定为比内径侧的卡合量小。
并且，通过上述圆周方向突出量S2，内径侧防脱部37与圆柱滚子20的内径侧的卡合量被设定得大，因此，在组装于轴之前的输送时、向轴的组装工序时，能够防止圆柱滚子20从兜孔34的内径侧脱落。
平面部35设置于包括各圆柱滚子20的节圆直径PCD所通过的位置在内的兜孔34的径向中间部分。另外，外径侧防脱部36及内径侧防脱部37与平面部35分别通过倾斜面38、39连接。而且，外径侧倾斜面38与平面部35所成的角度θ1设定为比内径侧倾斜面39与平面部35所成的角度θ2小(θ1＜θ2)，优选设定为角度θ2的约1/3～1/2(θ2/3≤θ1≤θ2/2)。
另外，在本实施方式的保持架30中，在轴向另一侧的圆环部32，在圆周方向上等间隔地设置有多个(在本实施方式中为三个)突起部40，该多个突起部40具有比向内凸缘部15的内周面更向外径侧突出的卡合部41。在该情况下，突起部40从圆环部32的轴向另一侧端面向轴向另一侧延伸设置。卡合部41中的在突起部40的外径侧具有从轴向另一侧朝向轴向一侧壁厚增加的截面三角形状的部分具有规定的圆周方向长度。圆环部32的外周面与向内凸缘部15的内周面以具有微小的径向间隙的状态对置，圆环部32的轴向另一侧端面(突出)位于比向内凸缘部15的轴向另一侧侧面靠轴向另一侧的位置。
由此，在外圈11从轴向另一侧插入到组装有圆柱滚子20的保持架30时，卡合部41被向内凸缘部15的内周面推压，朝向内径侧弹性变形，从而向内凸缘部15越过卡合部41。而且，向内凸缘部15在圆环部32的外周面被夹在圆柱滚子20的轴向端面与突起部40的轴向一侧侧面之间，成为即使在轴承单体的状态下保持架30也不会从外圈11脱落的结构。另外，以往，在外圈插入保持架后，从内侧插入圆柱滚子，但在本实施方式中，能够在形成预先组合了保持架30和圆柱滚子20的中间组装体后，组装到外圈11，实现组装性的提高。
另外，在外圈11的向外凸缘部14，在圆周方向的一部分设置有进一步向外径侧延伸的突出部16。如图5所示，带有外圈的圆柱滚子轴承10的外圈11的圆筒状部13的外周面压入配对侧部件50而使用，但通过使突出部16嵌入配对侧部件50的凹部51，从而能够限制带外圈的圆柱滚子轴承10相对于配对侧部件50的圆周方向位置，能够防止蠕变。另外，在本实施方式中，突出部16在圆周方向上设置在一处，但也可以设置在两处以上。
另外，如图6所示，在将向外凸缘部14的轴向一侧平面与轴向一侧的圆环部31的轴向一侧端面之间的轴向距离设为A，将向内凸缘部15的轴向另一侧平面与卡合部41的轴向一侧侧面之间的轴向距离设为B时，使B＞A，优选为(A+0.1mm)≤B≤(A+1.0mm)。需要说明的是，该条件以圆柱滚子20的轴向中心与兜孔34的轴向中心一致的状态为前提。
由此，在与外圈11的向外凸缘部14的轴向一侧平面抵接的其他配对侧部件60设置于带外圈的圆柱滚子轴承10的侧方的情况下，若保持架30向图中左侧移动，在卡合部41与向内凸缘部15抵接之前，圆环部31与配对侧部件60抵接。因此，能够防止强度比较低的保持架30的卡合部41因与外圈11的接触或滑动而破损。
如以上说明的那样，根据本实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承10，由于在轴向另一侧的保持架30的圆环部32设置有多个突起部40，该多个突起部40具有比向内凸缘部15的内周面更向外径侧突出的卡合部41，因此能够利用圆柱滚子20和突起部40夹入外圈11的向内凸缘部15，不增加部件数量，且能够以良好的组装作业性防止保持架30从外圈11脱落。
另外，由于在将向外凸缘部14的轴向一侧平面与轴向一侧的圆环部32的轴向一侧端面之间的轴向距离设为A，将向内凸缘部15的轴向另一侧平面与卡合部41的轴向一侧侧面之间的轴向距离设为B时，使为B＞A，因此保持架30的卡合部41成为难以与外圈11的向内凸缘部15接触、滑动的结构，能够防止该卡合部41破损。
而且，在保持架30的柱部33的侧面，相邻的柱部33的平面部35之间的距离L为滚子直径D的101.5～107％，外径侧防脱部36相对于平面部35的圆周方向突出量S1为滚子直径D的1％～4％，内径侧防脱部37相对于平面部35的圆周方向突出量S2为滚子直径D的4％～10％，因此能够实现圆柱滚子20的插入作业性和防止圆柱滚子20从保持架30脱落。
另外，突起部40优选为在圆周方向上等间隔设置三个以上，由此，如图7所示，即使在外圈11为椭圆形状(在图7中，穿过突出部16的纵轴为短轴，横轴为长轴)的情况下，也能够防止保持架30从外圈11脱出。
但是，如图8所示的第一变形例那样，突起部40也可以设为在径向上对置的位置即两处。在该情况下，即使在外圈11为椭圆形状的情况下，通过使成为椭圆形状的外圈11的长轴的相位与保持架30的设置有突起部40的相位一致，也能够容易地将外圈11从轴向组装到保持架30。
另外，如图9所示，突起部40所占的圆周方向长度的总计相对于保持架30的轴向端面的整周长度为5～20％，由此向外圈11的组装变得容易。若突起部40的圆周方向长度的总计小于整周长度的5％，则保持力降低，若超过20％，则突起部40的刚性大，组装变得困难。
另外，图9(a)是第二变形例，表示突起部40的圆周方向长度的总计为保持架30的轴向端面的整周长度的20％的情况。图9(b)是第三变形例，表示突起部40的圆周方向长度的总计为保持架30的轴向端面的整周长度的5％的情况。
另外，上述的各圆周方向长度是圆环部32的外周面的径向位置上的沿着圆周方向的长度。
进而，卡合部41的形状也可以是图10所示的第四变形例那样的截面凸曲面状、即大致半球状。在大致半球状的情况下，能够使保持架30不通过径向拉伸而通过轴向拉伸来成形，因此能够实现低成本化。
另外，如图11所示的第五变形例那样，在圆周上的多个突起部40形成的各卡合部41的形状也可以不相同。而且，各突起部40的圆周方向的长度也可以不相同。
(第二实施方式)
接下来，参照图12对第二实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承进行说明。
在本实施方式的树脂制的保持架30a中，在圆环部32的侧方设置的突起部40在圆周方向上位于配置有刚性高的柱部33的区域内(与柱部33同相位)。
具体而言，在柱部33的成为圆周方向中央的相位(位置)形成有突起部40，突起部40的周向长度比柱部33的周向长度小。另外，在柱部33的周向长度小的情况下，也能够在使柱部的圆周方向中央位置与突起部40的圆周方向中央位置一致的状态下，使突起部40的圆周方向长度为柱部33的圆周方向长度以上。
由此，在将预先组合了保持架30a和圆柱滚子20的中间组装体组装于外圈11时(保持架30a的突起部40弹性变形的同时越过外圈11的向内凸缘部15时)，保持架30的变形被抑制，能够防止圆柱滚子20从保持架30a脱落。
另外，在第一实施方式中，各突起部40在圆周方向上等间隔地配置，因此，根据滚子数，突起部40与柱部33的圆周方向的位置关系(相位)是任意的。另一方面，在本实施方式中，对于各突起部40，为了满足突起部40与柱部33的圆周方向的位置关系，并不限于能够在圆周方向上等间隔地配置，但优选配置在尽可能接近等间隔的位置。
其他结构及作用与第一实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承10相同。
(第三实施方式)
接着，参照图13对第三实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承进行说明。在本实施方式的树脂制的保持架30b中，在圆环部32的侧方设置的突起部40在圆周方向上位于配置有兜孔34的区域内(与兜孔34同相位)，另外，在突起部40所处的兜孔34的圆周方向两侧的柱部33分别形成有从圆环部32沿着轴向延伸的狭缝42。狭缝42在柱部33的周向中央的部分形成至轴向中间的位置。
由此，在外圈11从轴向插入于组装有圆柱滚子20的保持架30b时，保持架30b的突起部40容易变形，能够提高外圈11与保持架30b的组装性。
其他结构及作用与第一实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承10相同。
(第四实施方式)
接着，参照图14对第四实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承进行说明。
在本实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承10中，保持架30c与上述实施方式同样地具有一对圆环部31、32、柱部33以及突起部40，但将保持架30c的材质为铁制。
在该铁制的保持架30c中形成有突起部40，将该突起部40在将圆柱滚子20与保持架30c的中间组装体插入外圈11后将从保持架30c的轴向另一侧的圆环部32的轴向另一侧端部沿着轴向延伸的部分向径向外侧折弯而形成卡合部41。
另外，突起部40与第一实施方式同样地，在圆周方向上等间隔地设置有三处。
其他结构及作用与第一实施方式的带外圈的圆柱滚子轴承10相同。
另外，本发明并不限定于上述的各实施方式，能够适当地进行变形、改良等。
例如，在第一实施方式中，圆环部32的外径对应于向内凸缘部15的内径，设为小于圆环部31的外径。但是，圆环部32的外径也可以减小向内凸缘部15的径向尺寸，增大到与圆环部31的外径相同的尺寸。另外，也可以减小圆环部31的外径，使一对圆环部31、32的外径为相同的尺寸。
并且，突起部也可以通过将从轴向另一侧的圆环部的轴向另一侧端面向轴向一侧延伸的狭缝分别设置于突起部的周向两侧而形成。在该情况下，突起部不从该圆环部的轴向另一侧端面突出而是在轴向另一侧的圆环部形成。
另外，本申请基于2020年2月28日申请的日本专利申请(日本特愿2020-033342)，其内容作为参照引用于本申请中。

Claims (7)

1.一种带外圈的圆柱滚子轴承，其特征在于，具备：
外圈，所述外圈具有：圆筒状部，所述圆筒状部在内周面具有外圈滚道面；向外凸缘部，所述向外凸缘部在所述圆筒状部的轴向一侧的端部朝向径向外延伸；和向内凸缘部，所述向内凸缘部在所述圆筒状部的轴向另一侧的端部朝向径向内延伸；
多个圆柱滚子，多个所述圆柱滚子以滚动自如的方式配置于所述外圈滚道面；以及
保持架，所述保持架具备：一对圆环部，一对所述圆环部在轴向上隔开间隔地设置；和多个柱部，多个所述柱部将一对所述圆环部相连，且在圆周方向上隔开间隔地配置，利用由相邻的所述柱部和一对所述圆环部分别形成的多个兜孔，将多个所述圆柱滚子滚动自如地保持，
在所述轴向另一侧的圆环部设置有多个突起部，多个所述突起部具有与所述向内凸缘部的内周面相比向外径侧突出的卡合部，
在将所述向外凸缘部的轴向一侧平面与所述轴向一侧的圆环部的轴向一侧端面之间的轴向距离设为A、将所述向内凸缘部的轴向另一侧平面与所述卡合部的轴向一侧侧面之间的轴向距离设为B时，B＞A。
2.根据权利要求1所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其特征在于，
从轴向观察所述保持架时，所述突起部所占的圆周方向长度总计为所述保持架的整周长度的5～20％。
3.根据权利要求1或2所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其特征在于，
所述突起部在圆周方向上位于配置有所述柱部的区域内。
4.根据权利要求1或2所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其特征在于，
所述突起部在圆周方向上位于配置有所述兜孔的区域内，
在所述突起部所处的所述兜孔的两侧的各柱部，分别形成有从所述圆环部沿着轴向延伸的狭缝。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其特征在于，
在所述柱部的侧面形成有：形成所述兜孔的相邻的所述柱部的侧面彼此相互平行的平面部；和外径侧防脱部及内径侧防脱部，所述外径侧防脱部及所述内径侧防脱部在外径侧及内径侧分别相对于所述平面部向圆周方向突出，
相邻的所述柱部的平面部之间的距离为滚子直径的101.5％～107％，
所述外径侧防脱部相对于所述平面部的圆周方向突出量为滚子直径的1％～4％，
所述内径侧防脱部相对于所述平面部的圆周方向突出量为滚子直径的4％～10％。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其特征在于，
所述保持架为树脂制，所述卡合部具有截面三角形状或截面凸曲面状。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的带外圈的圆柱滚子轴承，其特征在于，
所述保持架为铁制，所述突起部通过将从所述轴向另一侧的圆环部的轴向另一侧端部沿着轴向延伸的部分折弯而形成。
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