CN116568939A - 树脂制保持架、带有树脂制保持架的滚子及行星齿轮支承结构 - Google Patents

Abstract

树脂制保持架(3)的柱部(31)具有：对滚子进行引导的滚子引导面(40)；比滚子引导面在周向上凹陷，从外径朝向内径而延伸至径向中途位置的外径侧凹陷部(32)；以及比滚子引导面在周向上凹陷，从外径侧凹陷部连续地延伸至内径侧的内径侧凹陷部(35)。在将隔着兜孔部(50)而面对的柱部的外径侧凹陷部之间的距离设为W1且将隔着兜孔部而面对的柱部的内径侧凹陷部之间的距离设为W2的情况下，W1>W2的关系成立，其中，所述兜孔部(50)是在沿周向相邻的柱部之间被划分出的部位。

Description

树脂制保持架、带有树脂制保持架的滚子及行星齿轮支承 结构

技术领域

本发明涉及树脂制保持架、带有树脂制保持架的滚子及行星齿轮支承结构。

背景技术

作为用于确保保持架的滚子引导面的润滑性的结构，已知有专利文献1的(日本特开平7-103320号公报)。

在专利文献1记载的带有树脂制的保持架的针状滚子中，在柱部的面向兜孔部的一侧设置有切口。通过该切口，能够增多向保持架供给的润滑油的油量，使轴承的寿命提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-103320号公报

发明内容

发明的概要

发明要解决的课题

在专利文献1的保持架中，由于在柱部形成有切口，因此柱部的强度可能会下降。

本发明是为了解决上述那样的课题而作出的发明，其目的在于提供一种能够使柱部的耐久性提高的树脂制保持架、带有树脂制保持架的滚子及行星齿轮支承结构。

用于解决课题的方案

本发明的一方案的树脂制保持架具备一对环状部和沿轴向延伸而将一对环状部连结的多个柱部，柱部包括：滚子引导面，其对滚子进行引导；外径侧凹陷部，其比滚子引导面在周向上凹陷，从外径朝向内径而延伸至径向中途位置的；以及内径侧凹陷部，其比滚子引导面在周向上凹陷，从外径侧凹陷部连续地延伸至内径侧，在将隔着兜孔部而面对的柱部的外径侧凹陷部之间的距离设为W1且将隔着兜孔部而面对的柱部的内径侧凹陷部之间的距离设为W2的情况下，W1>W2的关系成立，其中，所述兜孔部是在沿周向相邻的柱部之间被划分出的部位。

优选的是，在与树脂制保持架的轴线呈直角的剖面中，外径侧凹陷部沿着在半径方向上延伸的兜孔部的径向中心线平行地延伸，内径侧凹陷部沿着在半径方向上延伸的柱部的径向中心线平行地延伸。

优选的是，在与树脂制保持架的轴线呈直角的剖面中，外径侧凹陷部与沿着半径方向延伸的兜孔部的径向中心线平行地延伸，内径侧凹陷部随着朝向内径侧而朝向兜孔部侧倾斜。

优选的是，树脂制保持架还具备：外径侧滚子防脱部，其向兜孔部侧突出，限制滚子的径向外侧的移动；以及内径侧滚子防脱部，其向兜孔部侧突出，限制滚子的径向内侧的移动，其中，外径侧凹陷部与内径侧凹陷部的交界部分和内径侧滚子防脱部的径向位置重叠。

本发明的一方案的带有树脂制保持架的针状滚子具备上述的树脂制保持架和保持于兜孔部的针状滚子。

本发明的一方案的带有树脂制保持架的针状滚子设置在行星齿轮支承结构的行星齿轮的中心。本发明的一方案的行星齿轮支承结构是行星齿轮机构的行星齿轮支承结构，所述行星齿轮机构具备内齿齿轮、在内齿齿轮的中心配置的太阳齿轮、与内齿齿轮和太阳齿轮啮合的多个行星齿轮、以及支承行星齿轮的轮架，行星齿轮经由滚动轴承而旋转自如地支承于在轮架设置的小齿轮轴，在行星齿轮支承结构中，滚动轴承是带有上述的树脂制保持架的针状滚子。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能提高柱部的耐久性的树脂制保持架、带有树脂制保持架的滚子及行星齿轮支承结构。

附图说明

图1是表示将本发明的实施方式1的带有树脂制保持架的滚子使用于行星齿轮支承结构的状态的图，(A)是行星齿轮支承结构的简图，(B)是行星齿轮支承轴的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式1的树脂制保持架的立体图。

图3是将图1所示的树脂制保持架的一部分放大表示的立体图。

图4是表示图3所示的树脂制保持架的柱部的图，(A)是径向剖视图，(B)是俯视图。

图5是从图4的(A)的箭头V观察的剖视图。

图6是表示本发明的实施方式2的树脂制保持架的图，是与图5对应的剖视图。

图7是表示以往的树脂制保持架的一部分的立体图。

图8是表示图7所示的树脂制保持架的兜孔部的图，(A)是径向剖视图，(B)是俯视图。

图9是从图8的(A)的箭头IX观察的剖视图。

具体实施方式

关于本发明的实施方式，参照附图来进行详细说明。需要说明的是，对于图中相同或相当的部分，标注同一符号而省略其说明。

(行星齿轮支承结构的概要)

首先，参照图1的(A)及图1的(B)，说明使用本实施方式的带有树脂制的保持架的滚子2的行星齿轮机构(行星齿轮)1的概要。

行星齿轮机构1例如用于机动车的变速器等，为了将该行星齿轮机构1中的小齿轮(行星齿轮)13支承为能够旋转而使用带有保持架的滚子2。即，本实施方式的带有保持架的滚子2是机动车用的带有保持架的滚子。

行星齿轮机构1具备：具有内齿并包围外周的齿圈(内齿齿轮)11；具有外齿且配置在齿圈11的中心的太阳轮(太阳齿轮)12；具有外齿且配置在齿圈11与太阳轮12之间的多个小齿轮(行星齿轮)13。小齿轮13与齿圈11及太阳轮12啮合，小齿轮13通过带有保持架的滚子2以能够旋转的方式支承于在卡合孔设置的小齿轮轴15。各个小齿轮轴15设置于(连结于)轮架14，从轮架14输入输出与小齿轮13的公转相当的旋转。

参照图1的(B)，各小齿轮13经由本实施方式的带有保持架的滚子2旋转自如地支承在小齿轮轴15上。即，带有保持架的滚子2将小齿轮13和小齿轮轴15支承为能够旋转，行星齿轮机构1具备小齿轮13、小齿轮轴15和带有保持架的滚子2。具体而言，带有保持架的滚子2例如由多个滚子20和保持架3构成，将小齿轮轴15的外周面作为内侧滚道面且将小齿轮13的内周面作为外侧滚道面。本实施方式的保持架3在外圈引导中使用。本实施方式的滚子20是针状滚子。

在小齿轮轴15的内部形成有用于供给润滑油的通油孔16。这样，通过经由在小齿轮轴15的内部形成的通油孔16将润滑油向小齿轮轴15的外周面引导，由此进行滚子20的润滑。具体而言，通油孔16包括：从图1的纸面上的右方沿轴向延伸的第一通油孔16a；以及在小齿轮轴15的轴向中央附近与外周面连通的第二通油孔16b。从小齿轮轴15的通油孔16a、16b供给的润滑油穿过柱部31与滚子20的间隙来对滚子20的外周面进行润滑。

需要说明的是，在多级化进展的机动车的变速器中使用了行星齿轮机构1的情况下，为了进一步提高机动车的燃料利用率，存在向带有保持架的滚子2供给的润滑油量少量化或者供给低粘度的润滑油的情况。这样的为了机动车的燃料利用率提高而使用的润滑油的动粘度例如在100℃下为2厘斯(cSt)～8厘斯(cSt)。

(实施方式1)

接下来，参照图2～图5，说明本实施方式的保持架3。

保持架3具有一对环状部30、沿轴向延伸而将一对环状部30相互连结的多个柱部31。在相邻的柱部31之间设置用于收容滚子20(图1的(B))的兜孔部50。兜孔部50在沿周向相邻的柱部31之间被划分出，在周向上隔开间隔地设置多个。柱部31是例如笔直型保持架，其轴向中央部的上方朝向内径侧凹陷。需要说明的是，在以下的说明中，在带有保持架的滚子2中，将沿着轴线(中心轴)的方向称为“轴向”，将与轴线正交的方向称为“径向”，将沿着以轴线为中心的圆弧的圆周方向称为“周向”。

保持架3为树脂制。由此，能够通过注塑成形容易地制造突出部及凹部。作为保持架材料，只要具有充分的机械强度即可，可以使用任意的材料。为了提高机械强度，可以混合强化纤维。作为保持架材料，可列举例如聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺6(PA6)树脂、聚酰胺4-6(PA46)树脂、聚酰胺6-6(PA66)、聚酰胺9T(PA9T)等树脂。树脂制的保持架3比重小而能够减轻重量，即使在与滚子20以小的接触面积接触的情况下，接触面压也不会过大，不易产生磨损。

柱部31沿着轴线与轴向大致平行地延伸，在周向上隔开间隔地配置多个。各柱部31在一端部与一方的环状部30一体结合，在另一端部与另一方的环状部30一体结合。

参照图3、图4，柱部31在面向兜孔部50的壁面(与相邻的柱部31面对的面)上设有：对滚子20进行引导的滚子引导面40；第一、第二外径侧凹陷部32、33；第一～第三内径侧凹陷部34、35、36；外径侧滚子防脱部41；以及内径侧滚子防脱部42。

滚子引导面40是与滚子20的滚动面接触而将滚子20引导成能够滚动的面。如图3及图4所示，滚子引导面40在轴向上隔着第一外径侧凹陷部32设置一对。如图5所示，滚子引导面40是与滚子20的节圆PCD交叉的兜孔壁面。隔着兜孔部50对置的滚子引导面40与兜孔部50的兜孔中心线L1大致平行。

在滚子引导面40的外径侧分别设置有外径侧滚子防脱部41。外径侧滚子防脱部41比滚子引导面40向兜孔部50侧突出。如图5所示，外径侧滚子防脱部41设置在兜孔部50的周向两侧而成对。隔着兜孔部50面对的外径侧滚子防脱部41的间隔比滚子20的直径小。由此，外径侧滚子防脱部41限制滚子20向径向外侧移动。外径侧滚子防脱部41是所谓的外爪。

在滚子引导面40的内径侧设置有一对内径侧滚子防脱部42。内径侧滚子防脱部42比滚子引导面40向兜孔部50侧突出。如图3及图4所示，内径侧滚子防脱部42设置在上述的滚子引导面40与外径侧滚子防脱部41之间。如图5所示，内径侧滚子防脱部42设置在兜孔部50的周向两侧而成对。隔着兜孔部50面对的内径侧滚子防脱部42的间隔比滚子20的直径小。由此，内径侧滚子防脱部42限制滚子20向径向内侧移动的情况。内径侧滚子防脱部42是所谓的内爪。

第一、第二外径侧凹陷部32、33比滚子引导面40在周向上凹陷，从外径朝向内径延伸至径向中途位置。如图4的(B)所示，优选第一、第二外径侧凹陷部32、33的在周向上凹陷的尺寸大致相同，径向上的尺寸也大致相同。第一外径侧凹陷部32位于柱部31的轴向中央。具体而言，第一外径侧凹陷部32在轴向上由一对滚子引导面40夹持。第二外径侧凹陷部33设置有一对，在轴向上分别设置于滚子引导面40和与之相邻的环状部30的内壁之间。第一、第二外径侧凹陷部32、33为平坦的平面。

第一～第三内径侧凹陷部34、35、36比滚子引导面40向周向凹陷，从第一、第二外径侧凹陷部32、33连续地延伸至内径侧。如图4的(B)所示，优选第一～第三内径侧凹陷部34、35、36的向周向凹陷的尺寸大致相同，径向上的尺寸也大致相同。第一内径侧凹陷部34位于柱部31的轴向中央。具体而言，第一内径侧凹陷部34在轴向上由一对内径侧滚子防脱部42夹持。第二内径侧凹陷部35设置有一对，在轴向上分别设置于内径侧滚子防脱部42与滚子引导面40之间。第三内径侧凹陷部36设置有一对，在轴向上分别设置于滚子引导面40和与之相邻的环状部30的内壁之间。第一～第三内径侧凹陷部34、35、36为平坦的平面。

如图3所示，第一外径侧凹陷部32在柱部31的轴向中央部与第一内径侧凹陷部34连续。同样，第一外径侧凹陷部32在滚子引导面40与内径侧滚子防脱部42之间与第二内径侧凹陷部35连续，第二外径侧凹陷部33在轴向两端与第三内径侧凹陷部36连续。它们的交界部优选在内径侧滚子防脱部42及滚子引导面40处被截断且在轴向上沿着一条直线延伸。

如图5所示，这些交界部在与轴线呈直角的剖面形状中，可以设置角度(边缘)，但也可以成为圆弧状。此外，这些交界部与内径侧滚子防脱部42的径向位置重叠。这些交界部优选位于比节圆PCD靠内径侧的位置。

如上所述，在小齿轮轴15(图1的(B))的内部设置用于将润滑油向保持架3的内径侧供给的第二通油孔16b，因此通过使第一内径侧凹陷部34位于轴向中央部附近，由此能够将来自第二通油孔16b的润滑油高效地向外径侧供给。由此，第一、第二外径侧凹陷部32、33及第一～第三内径侧凹陷部34、35、36成为从内径侧向外径侧或者从外径侧向内径侧引导润滑油的油引导面。而且，第一、第二外径侧凹陷部32、33及第一～第三内径侧凹陷部34、35、36也作为使润滑油逃散的油逃散部发挥功能。

参照图5，第一外径侧凹陷部32在与保持架3的轴线呈直角的剖面中，沿着在半径方向上延伸的兜孔部50的径向中心线L2平行地延伸。第二内径侧凹陷部35在该剖面中，沿着在半径方向上延伸的柱部31的径向中心线L2平行地延伸。这对于第一外径侧凹陷部32与第一内径侧凹陷部34的关系、第二外径侧凹陷部33与第三内径侧凹陷部36的关系也是同样的。

参照该图，将隔着在沿周向相邻的柱部31之间被划分出的兜孔部50而面对的柱部31的第一外径侧凹陷部32之间的距离设为W1，将隔着兜孔部50而面对的柱部31的第一内径侧凹陷部35之间的距离设为W2，在该情况下，W1>W2的关系成立。需要说明的是，W1是第一外径侧凹陷部32的外径侧端缘的距离，W2是第二内径侧凹陷部35的内径侧端缘的距离。而且，着眼于一根柱部31，将第一外径侧凹陷部32的厚度设为D1，将第一外径侧凹陷部32的厚度设为D2。需要说明的是，D1是外径侧端缘处的厚度，D2是内径侧端缘处的厚度。在本实施方式中，使D1与D2的厚度不同，D1>D2的关系成立。

为了说明本实施方式的保持架3的效果而说明以往的树脂制的保持架103的结构。关于与本实施方式1同样的结构，标注与本实施方式1同样的符号，省略说明。

(关于以往的保持架)

参照图7～图9，以往的保持架103在构成柱部131的兜孔部50的壁部的结构中，与本实施方式1不同。在柱部131的轴向中央部设置有中央凹陷部132。中央凹陷部132位于两对滚子引导面40与外径侧滚子防脱部41之间。在各对滚子引导面40及外径侧滚子防脱部41与环状部30之间设置有轴向外侧凹陷部133。如图8的(B)所示，这些凹陷部132、133在柱部131中以相同尺寸在周向上凹陷。如图9所示，这些凹陷部132、133随着从径向外方朝向内方而朝着柱部131的中心轴线L2以相同的角度倾斜。

参照图9，将隔着在沿周向相邻的柱部131之间被划分出的兜孔部50而面对的柱部131的第一外径侧凹陷部132之间的距离设为W1，将隔着兜孔部50而面对的柱部131的内径侧凹陷部132之间的距离设为W4，在该情况下，W1＝W4的关系成立。需要说明的是，W1是第一外径侧凹陷部132的外径侧端缘的距离，W4是内径侧凹陷部132的内径侧端缘的距离。此外，着眼于一根柱部131，将外径侧端缘的中央凹陷部132的厚度设为D1，将内径侧端缘的中央凹陷部132的厚度设为D4。在以往的保持架103中，D1>D4的关系成立。

(实施方式1的效果)

如上所述，在以往的保持架103中，W1＝W4，一根柱部131的中央凹陷部132的周向厚度为D1>D4。由此，柱部131的中央凹陷部132的周向厚度随着从外径侧朝向内径侧而减小，特别是柱部131的内径侧的耐久性存在问题。

相对于此，在本实施方式中，设为W1>W2，因此能够使中央凹陷部132的周向的厚度D2(图5)比以往的树脂制的保持架103的第一内径侧凹陷部35的周向的厚度D4(图9)大(D2>D4)。由此，与以往的保持架103相比，能够提高柱部131的耐久性。

此外，通过设置凹陷部32、33、34、35、36，能够向润滑环境严格的滚子防脱部41、42高效地供给润滑油，抑制滚子防脱部41、42和滚子的磨损，由此能够抑制在滚子20产生剥落的情况，能够实现带有保持架的滚子2的长寿命化。

另外，根据本实施方式，由于设有凹陷部32、33、34、35、36，因此容易供给润滑油并能够实现带有保持架的滚子2的长寿命化，适用于伴随着节能化而轴承的润滑环境变得严苛的机动车的变速器中的行星齿轮支承结构的情况下的效果大。

(实施方式2)

参照图6，说明实施方式2的保持架3A。实施方式2的保持架3A具备与实施方式1的保持架3基本上同样的结构，但是主要差异在于柱中央部的形状。因此，关于与实施方式1同样的结构，标注相同的符号而省略其说明。

在与保持架3的轴线呈直角的剖面中，第一外径侧凹陷部32与沿半径方向延伸的兜孔部50的径向中心线L2平行地延伸，第二内径侧凹陷部35A未与沿半径方向延伸的兜孔部50的径向中心线L2平行地延伸，而是随着朝向内径侧朝向兜孔部50侧倾斜。

参照该图，在本实施方式中，也将隔着在沿周向相邻的柱部31之间被划分出的兜孔部50而面对的柱部31的第一外径侧凹陷部32之间的距离设为W1，将隔着兜孔部50而面对的柱部31的第一内径侧凹陷部35之间的距离设为W3，在该情况下，W1>W3的关系成立。需要说明的是，W1是第一外径侧凹陷部32的外径侧端缘的距离，W2是第二内径侧凹陷部35的内径侧端缘的距离。此外，着眼于一根柱部31，将第一外径侧凹陷部32的厚度设为D1，将第一内径侧凹陷部35A的厚度设为D3。本实施方式的第一内径侧凹陷部35A的厚度D3比实施方式1的第一内径侧凹陷部35的厚度D2大。

在本实施方式中，也由于设为W1>W3，因此能够使第一内径侧凹陷部35A的周向的厚度D3(图6)比以往的树脂制保持架103的内径侧的中央凹陷部132的周向的厚度D4(图9)大。此外，在本实施方式中，能够使第一内径侧凹陷部35A的周向的厚度D3大于第一实施方式的第一内径侧凹陷部35的厚度D2，因此与第一实施方式的保持架3相比能够提高耐久性。

需要说明的是，在上述实施方式中，收容于兜孔部50的滚子20使用了针状滚子，但是并不局限于此，例如，可以使用圆筒滚子、棒状滚子等。

另外，在上述实施方式中，保持架3、3A是具有一对环状部且柱部31不弯折的笔直型保持架，但是并不局限于此，也可以是柱部31弯折的M型保持架、不具有一对环状部30的所谓的V型保持架等。

另外，在上述实施方式中，一对外径侧滚子防脱部41设为夹着一对内径侧滚子防脱部42的形状，但也可以为外径侧滚子防脱部41与内径侧滚子防脱部42沿径向整齐排列等，它们的配置关系没有限定。

实施方式1、2的第一、第二外径侧凹陷部32、33及第一～第三内径侧凹陷部34、35、36不限定为平坦的平面，也可以是例如凹部曲面、凸部曲面、将其他各种形状组合而成的面。而且，为了便于说明，分开说明了第一、第二外径侧凹陷部32、33及第一～第三内径侧凹陷部34、35、36，但是根据滚子防脱部41、42的形状的不同，也存在这些凹陷部沿轴向相连设置的情况，只要至少外径侧凹陷部和内径侧凹陷部分别各设置一个即可。在该情况下，只要外径侧凹陷部和内径侧凹陷部相对于柱部3、3A的中心线L2的倾斜角度不同即可。

应考虑的是本次公开的实施方式在全部方面为例示而不受限制。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求书公开，并包含与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。

符号说明：

1行星齿轮机构，2带有保持架的滚子，3、3A保持架，11齿圈，12太阳轮，13小齿轮，14轮架，15小齿轮轴，20滚子，30环状部，31柱部，32第一外径侧凹陷部，33第二外径侧凹陷部，33第二外径侧凹陷部，34第一内径侧凹陷部，34第一内径侧凹陷部，35第二内径侧凹陷部，36第三内径侧凹陷部，40滚子引导面，41外径侧滚子防脱部，42内径侧滚子防脱部，50兜孔部，103保持架，103保持架，131柱部，132中央凹陷部。

Claims (6)

1.一种树脂制保持架，其中，

所述树脂制保持架具备一对环状部和沿轴向延伸而将所述一对环状部连结的多个柱部，

所述柱部包括：滚子引导面，其对滚子进行引导；外径侧凹陷部，其比所述滚子引导面在周向上凹陷，从外径朝向内径而延伸至径向中途位置；以及内径侧凹陷部，其比所述滚子引导面在周向上凹陷，从所述外径侧凹陷部连续地延伸至内径侧，

在将隔着兜孔部而面对的所述柱部的所述外径侧凹陷部之间的距离设为W1且将隔着所述兜孔部而面对的所述柱部的所述内径侧凹陷部之间的距离设为W2的情况下，W1>W2的关系成立，其中，所述兜孔部是在沿周向相邻的所述柱部之间被划分出的部位。

2.根据权利要求1所述的树脂制保持架，其中，

在与该树脂制保持架的轴线呈直角的剖面中，

所述外径侧凹陷部沿着在半径方向上延伸的所述兜孔部的径向中心线平行地延伸，

所述内径侧凹陷部沿着在半径方向上延伸的所述柱部的径向中心线平行地延伸。

3.根据权利要求1所述的树脂制保持架，其中，

在与该树脂制保持架的轴线呈直角的剖面中，

所述外径侧凹陷部与沿着半径方向延伸的所述兜孔部的径向中心线平行地延伸，

所述内径侧凹陷部随着朝向内径侧而朝向所述兜孔部侧倾斜。

4.根据权利要求2或3所述的树脂制保持架，其中，

所述树脂制保持架还具备：外径侧滚子防脱部，其向所述兜孔部侧突出，限制所述滚子的径向外侧的移动；以及内径侧滚子防脱部，其向所述兜孔部侧突出，限制所述滚子的径向内侧的移动，

所述外径侧凹陷部与所述内径侧凹陷部的交界部分和所述内径侧滚子防脱部的径向位置重叠。

5.一种带有树脂制保持架的针状滚子，其具备：

权利要求1～4中任一项所述的树脂制保持架；以及

保持于所述兜孔部的针状滚子。

6.一种行星齿轮支承结构，其是行星齿轮机构的行星齿轮支承结构，所述行星齿轮机构具备内齿齿轮、在所述内齿齿轮的中心配置的太阳齿轮、与所述内齿齿轮和所述太阳齿轮啮合的多个行星齿轮、以及支承所述行星齿轮的轮架，所述行星齿轮经由滚动轴承而旋转自如地支承于在所述轮架设置的小齿轮轴，在所述行星齿轮支承结构中，

所述滚动轴承是带有权利要求1～5中任一项所述的树脂制保持架的针状滚子。