CN116592060A - 保持架、带保持架的滚子及推力滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够稳定地保持短小滚子的保持架、带保持架的滚子及推力滚子轴承。推力滚子轴承用的保持架(30)具备环状的中央区域(31)，该中央区域(31)包括具有礼帽形截面的柱部(33)。柱部包括轴向位置互不相同的中央平坦部(45)及两端平坦部(41、42)、在中央平坦部与两端平坦部之间沿轴向延伸的一对倾斜部(43、44)、以及位于倾斜部与中央平坦部及两端平坦部的交界的两对弯曲圆角部(R1、R2、R3、R4)，弯曲圆角部的板厚(T3、T4)比中央平坦部及两端平坦部的板厚(T1、T2)大。

Description

保持架、带保持架的滚子及推力滚子轴承

技术领域

本发明涉及负担轴向负载的推力滚子轴承用的保持架。

背景技术

在机动车用自动变速器或机动车用无级变速器中使用推力滚子轴承。推力滚子轴承包括：具有沿周向等间隔地设置的多个兜孔(pocket)的保持架；以及收容于兜孔的滚子(滚针)。如日本特开2000-213546号公报(专利文献1)及日本专利第3933336号公报(专利文献2)所示，在推力滚子轴承的保持架中，位于沿周向相邻的兜孔间的柱部存在具有礼帽形截面的结构。即，存在使柱部的半径方向中央部向轴向一侧突出的所谓W型保持架。

在专利文献1及2中，通过使W型保持架的柱部中的弯折拐角部的最小板厚成为原料板厚的75％以上，由此确保保持架的刚性及强度。

发明内容

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-213546号公报

专利文献2：日本专利第3933336号公报

发明的概要

发明要解决的课题

伴随着机动车用变速器的多级化、紧凑化的要求，处于滚子的滚道面变窄且滚子长度(长度尺寸)及滚子直径(直径尺寸)变短的倾向。在使具有礼帽形截面的柱部的W型保持架保持这样的滚子(以下称为“短小滚子”)的情况下，为了防止滚子的脱落等，尺寸管理很重要，因此，存在难以增大保持架的原料的板厚这样的现状。

鉴于这样的状况，若仅像专利文献1及2那样使保持架的柱部中的弯折拐角部的最小板厚成为原料板厚的75％以上的话，在保持架的原料板厚薄的情况下，强度令人担心。因此，在以往的保持架中，可能无法稳定地保持短小滚子。另外，其结果是，有时无法将以往的保持架采用于一对滚道圈与带保持架的滚针的三位一体型。

本发明为了解决上述那样的课题而提出，其目的在于提供一种能够稳定地保持短小滚子的保持架、带保持架的滚子及推力滚子轴承。

用于解决课题的方案

本发明的一方面的保持架是推力滚子轴承用的保持架，其具备：环状的中央区域，其包括沿周向等间隔地设置且配置有滚子的多个兜孔、以及位于沿周向相邻的兜孔之间且具有礼帽形截面的柱部；以及一对缘部区域，它们位于中央区域的内径侧及外径侧。柱部包括：轴向位置互不相同的中央平坦部及两端平坦部；在中央平坦部与两端平坦部之间沿轴向倾斜延伸的一对倾斜部；以及位于倾斜部与中央平坦部及两端平坦部的交界的两对弯曲圆角部，其中，弯曲圆角部的板厚比中央平坦部及两端平坦部的板厚大。

优选的是，中央平坦部及两端平坦部的板厚为弯曲圆角部的板厚的80～95％。

优选的是，弯曲圆角部的板厚为原料板厚的80％以上。

保持架所保持的滚子为短小滚子，例如，具有1.5mm以上且2.5mm以下的直径尺寸、以及3mm以上且5mm以下的长度尺寸。需要说明的是，也可以是具有1.5mm以上且2.5mm以下的直径尺寸、或者3mm以上且5mm以下的长度尺寸的滚子。

优选的是，保持架为滚子引导式，在中央平坦部及两端平坦部的周向两端部设有滚子限动凸部。

根据本发明的结构，能够提供一种带保持架的滚子，其具备上述记载的保持架和在保持架的兜孔中配置的滚子。

另外，也能够提供一种推力滚子轴承，其具备：带保持架的滚子；以及将带保持架的滚子从轴向两侧夹入的一对滚道圈。

发明效果

根据本发明，能够稳定地保持短小滚子。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施方式的推力滚子轴承用的保持架的俯视图。

图2是图1的沿着II-II线的保持架的局部剖视图。

图3是图1的沿着III-III线的保持架的局部剖视图。

图4是将本发明的实施方式的保持架的结构放大表示的局部剖视图。

图5是示意性地表示本发明的实施方式的保持架的加工所使用的型箱的一例的图。

图6是示意性地表示本发明的实施方式的带保持架的滚子的俯视图。

图7是表示图6的沿着VII-VII线的带保持架的滚子的局部剖视图。

图8是表示本发明的实施方式的推力滚子轴承的局部剖视图。

图9是表示本发明的另一实施方式的推力滚子轴承的局部剖视图。

图10是表示本发明的又一实施方式的推力滚子轴承的局部剖视图。

符号说明：

10带保持架的滚子，10A、10B、10C推力滚子轴承，20滚子，30保持架，31中央区域，32兜孔，33柱部，34、35折回部(缘部区域)，41、42两端平坦部，43、44倾斜部，45中央平坦部，41a、41b、42a、42b、45a、45b滚子限动凸部，61、62、63滚道圈，R1、R2、R3、R4弯曲圆角部。

具体实施方式

参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，对于图中相同或相当的部分，标注同一符号而不重复进行其说明。

<简要结构>

首先，参照图1～图3来说明本实施方式的推力滚子轴承用的保持架的简要结构。图1是示意性地表示本发明的实施方式的推力滚子轴承用的保持架30的俯视图。图2是图1的沿着II-II线的保持架30的局部剖视图。图3是图1的沿着III-III线的保持架30的局部剖视图。图2及图3所示的截面是推力滚子轴承的包含轴线O的平坦面。

在以下的说明中，周向是指绕轴线O的方向，径向是指以轴线O为中心的圆的直径方向或半径方向。关于内径、外径、内周、外周也同样。另外，将与轴线O平行的方向称为轴向。在保持架30的说明中，从容易理解的观点出发，将图2及图3的纸面上侧(轴向一侧)作为保持架30的上方侧，并将纸面下侧(轴向另一侧)作为保持架30的下方侧来进行说明。

保持架30由环状的中央区域31和分别位于内周缘及外周缘的倒U字状的折回部34、35构成。中央区域31包含沿周向等间隔地交替排列的兜孔32及柱部33。折回部34构成内径侧的缘部区域，折回部35构成外径侧的缘部区域。在各兜孔32配置有滚子20(在图3中通过假想线表示)。滚子20在滚道面(未图示)上滚动。

如图2所示，本实施方式的保持架30是所谓W型保持架，柱部33(中央区域31)具有礼帽形截面。具体而言，柱部33包括：一端与折回部34、35相连而沿半径方向延伸的一对平坦部(以下也称为“两端平坦部”)41、42；从两端平坦部41、42的另一端沿轴向立起的一对倾斜部43、44；以及位于倾斜部43、44的上端之间而沿半径方向延伸的平坦部(以下称为“中央平坦部”)45。通过倾斜部43、44和中央平坦部45形成山部。

在这样的W型保持架中，如图1所示，倾斜部43、44及弯曲圆角部R1～R4的周向两端面被切除。因此，平坦部41、42、45的周向长度比倾斜部43、44及弯曲圆角部R1～R4的周向长度长。由此，平坦部41、42、45的位置处的兜孔32的周向尺寸L3比滚子直径L1(图3)小，平坦部41、42、45的周向两端部作为滚子限动部而发挥功能。即，在平坦部41的周向两端部形成有滚子限动凸部41a、41b，在平坦部42的周向两端部形成有滚子限动凸部42a、42b，在平坦部45的周向两端部形成有滚子限动凸部45a、45b。保持架30为滚子引导式(滚动体引导式)，滚子限动凸部41a、41b、42a、42b、45a、45b作为轴向的滚子引导部而发挥功能。

本实施方式的滚子20是所谓短小滚子，作为滚子20的尺寸，设想有滚子直径L1为1.5mm以上且2.5mm以下(更确定而言为2.0mm以下)、滚子长度L2为3.0mm以上且5.0mm以下(更确定而言为4.0mm以下)的情况。本实施方式的滚子20的尺寸作为一例，滚子直径L1为2mm，滚子长度L2为3.5mm。

然而，W型保持架通过对冷轧钢板等原料进行冲压加工来制造，因此冲压后的产品的板厚在整体上减薄。即，若用“T0”表示原料的板厚，则产品的板厚小于T0。在通常的冲压工序中，W型保持架的弯曲圆角部(带圆角的弯折拐角部)也被施加弯曲加工，因此弯曲圆角部的板厚比平坦部的板厚薄。另外，短小滚子用的保持架的原料的板厚(T0)薄的情况容易进行尺寸管理。

与此相对，本实施方式的保持架30以中央区域31的弯曲圆角部R1～R4处的板厚比平坦部41、42、45的板厚大的方式形成。弯曲圆角部的板厚减少量存在减少到以往75％的可能性，但是在本实施方式中能够抑制至80％，能够提高强度。另外，以往，短小滚子用保持架使用了原料板厚比较薄的原料，但是即便不减薄原料板厚，尺寸管理也容易，因此弯曲圆角部R1～R4的板厚增大，强度提高。以下，具体说明本实施方式的保持架30的结构。

<保持架的具体的结构例>

图4是示意性地表示本实施方式的保持架30的结构的局部放大图。

如上所述，保持架30的柱部33包括轴向位置互不相同的中央平坦部45及两端平坦部41、42、以及在中央平坦部45与两端平坦部41、42之间沿着轴向倾斜延伸的一对倾斜部43、44，并且包括位于两端平坦部41、42与倾斜部43、44的交界的弯曲圆角部R1、R2、以及位于中央平坦部45与倾斜部43、44的交界的弯曲圆角部R3、R4。即，柱部33包含两对弯曲圆角部R1～R4。

参照图4，中央平坦部45的板厚T2与两端平坦部41、42的板厚T1相等。“相等”是指两者的值之差为允许差(公差)以下。下侧的弯曲圆角部R1、R2的板厚T3及上侧的弯曲圆角部R3、R4的板厚T4都比平坦部41、42、45的板厚T1、T2大。即，两者存在超过允许差的差。具体而言，平坦部41、42、45的板厚T1、T2成为弯曲圆角部R1～R4的板厚T3、T4的80～95％。由此，能够提高W型保持架的最弱部即弯曲圆角部R1～R4的强度。

这样的保持架30的加工方法可以基本上与专利文献1中记载那样的公知的方法同样。即，i)从具有板厚T0的薄钢板冲裁环状的坯料，ii)通过比产品的弯曲圆角部R1、R3的截面曲率半径大的凸肩半径的工具对该坯料的中央区域进行拉深加工，成形出环状的第一折弯台阶(与倾斜部43对应)。接下来，iii)在通过该拉深加工形成的折弯台阶的外周侧，与拉深方向反方向地通过同样比产品的弯曲圆角部R2、R4的截面曲率半径大的凸肩半径的工具，反向拉深出与第一折弯台阶反向的环状的第二折弯台阶(与倾斜部44对应)。这样，预备成形出具有比产品的礼帽形截面大的礼帽形截面的中央区域。

接下来，iv)在预备成形出的中央区域的内外周两侧，通过同样比产品的截面曲率半径大的凸肩半径的工具实施拉深加工，预备成形出环状的第三折弯台阶及第四折弯台阶(与折回部34、35的一部分对应)，v)将预备成形出的礼帽形截面和第三折弯台阶及第四折弯台阶精加工成形为与产品尺寸相等。即，成形出周向整体为礼帽形截面的中央区域。

然后，vi)将第三折弯台阶及第四折弯台阶的外侧折回，从而成形出内外周的折回部34、35。最后，vii)在礼帽形截面的中央区域，沿圆周方向等间隔地冲裁出兜孔32。由此，具备中央区域31的保持架30完成，该中央区域31具有兜孔32及柱部33。作为精加工，实施软氮化处理等，表面硬度为350HV以上的保持架30完成。

在上述工序v)中，对预备成形为礼帽形的中央区域进行冲压加工而成形产品尺寸的中央区域时使用的型箱的一例在图5中示意性地示出。型箱50具有下模51和上模55。型箱50中的加压对象的保持架(成形中途的保持架)130具有预备成形为礼帽形的中央区域131和L字状的折弯台阶134、135。

如图5所示，加压成形时的下模51与上模55之间的间隔不是恒定间隔，根据加压对象部位而不同。具体而言，中央区域131中的与倾斜部143、144对应的间隔D3比与两端平坦部141、142对应的间隔D1及与中央平坦部145对应的间隔D2大。更具体而言，在将原料板厚T0设为1的情况下，间隔D1、D2在0.7以上且0.8以下的范围内确定，间隔D3在0.85以上且0.95以下的范围内确定。

这样，通过在保持架30的加工工序中包含将倾斜部143、144成形得比平坦部141、142、145厚的工序，由此能够使完成品的保持架30的弯曲圆角部R1～R4的板厚T3、T4比平坦部41、42、45的板厚T1、T2大，且成为原料板厚T0的80％以上。需要说明的是，完成品的保持架30的倾斜部43、44的板厚也可以比平坦部41、42、45的板厚T1、T2大。

如图5所示，下模51可以作为一体件形成，也可以沿径向分割成多个(例如3个)下模52～54。中央的下模52具有能够从下方支承中央区域131的大小及形状。内径侧的下模53具有能够从下方及内径侧支承折弯台阶134的大小及形状。外径侧的下模54具有能够从下方及外径侧支承折弯台阶135的大小及形状。上模55可以作为一体件形成，也可以沿径向分割成多个(例如3个)上模(未图示)。

再次参照图2，在完成品的保持架30中，以两端平坦部41、42的下表面为基准的中央平坦部45的上表面的高度(山高度)H1优选为滚子直径L1的65～85％。若中央平坦部45的高度H1大(超过85％)，则在保持架30沿轴向较大地移动时，滚动体引导也不再成立。

另外，在保持架30中为了稳定地保持滚子20，中央平坦部45的半径方向长度W1优选为兜孔32的半径方向长度W2的10～25％。在中央平坦部45的周向两端部形成的滚子限动凸部45a、45b的宽度形成为与半径方向长度W1大致相等。两端平坦部41、42的半径方向长度也同样。

另外，倾斜部43、44相对于轴线O的倾斜角度θ优选为20度以下。这是因为，若倾斜部43、44的倾斜角度θ增大(超过20度)，则滚子限动凸部41a、41b、42a、42b、45a、45b的确保变得困难，无法正确地保持滚子20。

保持短小滚子20的比较小型的保持架的原料板厚T0以小于0.5mm为目标，但是通过使用例如图5所示那样的型箱50，另外，通过适当地对冲压加工的工序进行研究，可以使用具有0.5mm以上的板厚的原料。即，即便使用具有0.5mm以上的板厚的原料，也能够进行短小滚子20用的保持架的尺寸管理，因此不会出现短小滚子20在兜孔32内倾斜或者要钻入保持架30与滚道圈(未图示)之间的情况，能够稳定地保持短小滚子20。

本实施方式的保持架30例如通过对0.5mm的板厚的原料进行冲压加工而成形。在该情况下，保持架30的弯曲圆角部R1～R4的板厚T3、T4成为0.4mm以上(0.400mm～0.475mm)，因此与以往相比能够充分提高保持架30的强度。

<带保持架的滚子>

图6是示意性地表示本发明的实施方式的带保持架的滚子10的俯视图。图7是图6的沿着VII-VII线的带保持架的滚子10的局部剖视图。带保持架的滚子10具备保持架30和组装于保持架30的兜孔32的短小滚子20。如上所述，保持架30具有提高了强度的弯曲圆角部R1～R4，因此根据本实施方式，与以往相比能够提高带保持架的滚子10的品质。

<推力滚子轴承>

图8是示意性地表示推力滚子轴承10A的局部剖视图。推力滚子轴承10A具备将短小滚子20组装于保持架30的带保持架的滚子10(图6、图7)和将带保持架的滚子10从轴向两侧夹入的一对滚道圈61、62。

滚道圈61具有与保持架30的两端平坦部41、42面对的滚道面61a，并具有从外径侧包围保持架30的周壁部61b。滚道圈62具有与保持架30的中央平坦部45面对的滚道面62a，并具有从内径侧包围保持架30的周壁部62b。

具备一对滚道圈61、62的推力滚子轴承10A也能够适用于安装座面或滚动面的范围窄的对象部件，因此对多级化的机动车用变速器有效。另外，保持架30为滚子引导式，因此能够防止滚道面61a、62a的损伤，能够成为低转矩。另外，推力滚子轴承10A具备W型的保持架30，因此与具备箱型保持架、一张板保持架的方式相比，也具有通油性良好并能够降低成本的优点。

需要说明的是，也可以如图9所示的推力滚子轴承10B那样，仅具备图8所示的滚道圈61、62中的一方(例如仅具备滚道圈62)。另外，在仅具备一方的滚道圈的方式中，可以如图10所示的推力滚子轴承10C那样具备滚道圈63，该滚道圈63具有与保持架30的中央平坦部45面对的滚道面63a，并具有从外径侧包围保持架30的周壁部63b。

应该认为本次公开的实施方式在全部的点上为例示而不受限制。本发明的范围不是由上述的说明表示，而是由技术方案表示，并意图包含与技术方案等同的意思及范围内的全部变更。

Claims (8)

1.一种保持架，其为推力滚子轴承用的保持架，其中，

所述保持架具备：

环状的中央区域，其包括沿周向等间隔地设置且配置有滚子的多个兜孔、以及位于沿周向相邻的所述兜孔之间且具有礼帽形截面的柱部；以及

一对缘部区域，它们位于所述中央区域的内径侧及外径侧，

所述柱部包括：轴向位置互不相同的中央平坦部及两端平坦部；在所述中央平坦部与所述两端平坦部之间沿轴向倾斜延伸的一对倾斜部；以及位于所述倾斜部与所述中央平坦部及所述两端平坦部的交界的两对弯曲圆角部，

所述弯曲圆角部的板厚比所述中央平坦部及所述两端平坦部的板厚大。

2.根据权利要求1所述的保持架，其中，

所述中央平坦部及所述两端平坦部的板厚为所述弯曲圆角部的板厚的80～95％。

3.根据权利要求1所述的保持架，其中，

所述弯曲圆角部的板厚为原料板厚的80％以上。

4.根据权利要求1所述的保持架，其中，

所述弯曲圆角部的板厚为0.4mm以上。

5.根据权利要求1所述的保持架，其中，

所述滚子具有1.5mm以上且2.5mm以下的直径尺寸、以及3mm以上且5mm以下的长度尺寸。

6.根据权利要求1所述的保持架，其中，

所述保持架为滚子引导式，

在所述中央平坦部及所述两端平坦部的周向两端部设有滚子限动凸部。

7.一种带保持架的滚子，其中，

所述带保持架的滚子具备：

权利要求1～6中任一项所述的保持架；以及

在所述保持架的兜孔中配置的滚子。

8.一种推力滚子轴承，其中，

所述推力滚子轴承具备：

权利要求7所述的带保持架的滚子；以及

将所述带保持架的滚子从轴向两侧夹入的一对滚道圈。