TWI286984B - Bearing structure - Google Patents
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- TWI286984B TWI286984B TW093126160A TW93126160A TWI286984B TW I286984 B TWI286984 B TW I286984B TW 093126160 A TW093126160 A TW 093126160A TW 93126160 A TW93126160 A TW 93126160A TW I286984 B TWI286984 B TW I286984B
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Description
1286984 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種軸承構造,用來軸支承例如構成自 行車之曲柄軸、手把轴、轂軸'踏板軸,或用來軸支承構 成機械、機構之轉軸等。 【先前技術】 至今’上述之軸承構造例如有專利文獻1之軸承構造, 係於構成自行車之吊桿部之吊桿本體兩端部固定右碗及左 如,並以裝在該右碗及左碗之軸承將曲柄軸軸支承成能旋 轉。 然而,若固定於上述之吊桿本體的碗之組裝精度低, 則變成裝在碗之軸承之旋轉中心相對曲柄軸之軸心呈傾斜 的狀恶,施加於構成軸承一部分之球體的旋轉阻力及接觸 阻力變大,使曲柄軸之旋轉不易。又,旋轉時發出之噪音 大,且由於曲柄軸之旋轉時產生之振動、衝擊等而易鬆動, 有會故障、損壞、發生事故、受傷等。 又,在以複數個球體直接支承曲柄軸的軸承構造之情 幵y下右變成保持於碗内部之所有球體之軸承中心相對曲 柄軸之軸心呈傾斜的狀態’則曲柄軸之旋轉應力將直接作 用於-部分之球體’故球㈣損壞、受損傷等,難以獲得 長久圓滑而安^的旋轉。又,在左右—對軸承及曲柄轴單 兀化組裝之情形下,構成軸承構造的零件數目及組裝步驟 多,不僅組裝作業費時費力,且製造成本高。 1286984 專利文獻1 :日本特開2003-300494 【發明内容】 本發明係有鑑於上述問題,其目的在於提供一種軸承 構造,使調心側軸承部之可動構件往軸方向移動,將該調 心側軸承部自動調心成與基準側軸承部之軸心大致一致的 狀態,藉此,即便轉軸之軸心傾斜,仍能將基準侧軸承部 與凋心側軸承部組裝成軸心大致一致的狀態,而使圓滑且 安定的旋轉能持續長久。 請求項1所記載之本發明軸承構造,係以安裝於筒狀 部内部之一對軸承部來軸支承轉軸;其特徵在於: 以其中一方之基準側軸承部來將轉軸軸支承成能移 位; 其中另一方之調心側軸承部,係於筒狀部内面與轉轴 外面之間介入可動構件、支承構件、複數個球體而構成; 將可動構件與支承構件之對向面,形成以轉軸之軸心 為中心的大致同一半徑的平滑球狀面; 將供保持球體之支承構件之周面,形成以轉軸之軸心 為中心的平滑球狀面; 將支承構件設置成,相對設於筒狀部内面或轉軸外面 的抵接部能往球體抵接之方向移動,將支承構件設置成, 能沿可動構件之球狀面在圓周方向移位, 並且藉由球體抵接於抵接部時產生之應力來使支承構 件沿可動構件之球狀面在圓周方向移位,而將保持於支承 1286984 構件之所有球體之軸承中心調心成與支承於基準側轴承部 之轉軸之軸心大致一致的狀態。 上述之筒狀部,例如能以供支承手把轴之頭部、供支 承轂軸之輪轂、供支承踏板轴之踏板本體、供支承構成機 械、機構之轉軸的零件等來構成。又,轉軸,例如能以手 才軸較軸、踏板軸、構成機械、機構之轉軸等來構成。 亦即,當以固定於筒狀部内部之一對軸承部來支承轉 軸時,使調心側軸承部之可動構件往軸方向移動,使保持 於支承構件之球體抵接於設在筒狀部内面或轉軸外面之抵 接邛,並且藉由該抵接時產生之應力,來使支承構件沿可 動構件之球狀面在圓周方向移位,將保持於調u側轴承部 支承構件的所有球體之軸承中々自動調心成與被基準側 軸承部支承之轉軸之軸心大致一致的狀態。 、又,雖有將僅實施例之右碗、左碗之球抵接部淬火而 成之構件加以壓入來支承的構造,但本發明之軸承構 造,與該構造有很大的不同。 4明求項2所記載之本發明軸承構造,係上述請求項工 立載之構成’再加上,該調心側軸承部,係於安裝在筒 狀"卩内面之可動構件、與抵壓在轉軸周面之球體之間以能 移位,方式介入支承構件來構成。亦即,使支承構件沿安 ,於筒狀部内面之可動構件之内側球狀面移位,將調心側 由承4调心成與基準側軸承部之軸心大致—致的狀態。 工請求項3所記載之本發明之軸承構造,係上述請求項 載之構成再加上,該調心側轴承部,係於安裝在 1286984 A轉轴外面之可動構件、與減在筒狀部内面之球體之間以 〜a位之方式介入支承構件來構成。亦即,使支承構件沿 ^ 1於轉軸外面之可動構件之外側球狀面移位,將調心側 承邛凋心成與基準側軸承部之軸心大致一致的狀態。 1凊求項4所記載之本發明之軸承構造,係上述請求項 1所冗載之構成’再加上,將供抵接球體之凸狀段部設置 於供保持球體之支承構件之一端側周面。 亦即,當保持於支承構件之球體抵接於筒狀部内面或 轉輛外面之抵接部時,迴避抵接之球體雖想沿支承構件之 球=絲力小的—邊移動’但因球體會抵接於支承構件 ^ °卩,而使球體及支承構件成一體地移位。 據本發明,使構成軸承構造之調心側轴承部之可動 牛往軸方向移動,藉由保持於支承構件之球體抵接於抵 接部時產生之應力來使支承構件沿可動構件之球狀面在圓 ^方向移位,而將調心側軸承部自動調心成與基準側轴承 部之軸心大致一致的狀態,故即便轉軸之軸心傾斜,仍能 :基準側軸承部及調心侧軸承部組裝成轴心大致一致的狀 -而提问組裝精度及軸承精度。又,轉軸之旋轉時,鬆 動、振動等不發生,保持於支承構件之所有球體大致均等 地抵接,因此,施加於轉軸之旋轉阻力變小,圓滑且安定 的旋轉能持續長久。 又,轉軸之旋轉安定,因此,不致影響軸承構造之防 鬆機能,應力分散,無偏負荷作用,故不易鬆動。又,旋 1286984 轉音變小,故能避免振動、鬆動 ^, 氣勖應力集中引起之破裂、 破損等造成故障'零件之遺失。 又’相較於將左右-對之轴承部及轉軸單元化後組裝, 本發明構成軸承構造之零件數目少、,組裝步驟大幅削減, 故組裝作業能簡單且容易進行。 又’因不必調心,故者本担古 ,去k同軸承部之組裝精度的作 業及步驟,而能謀求製造成本之降低。 【實施方式】 本發明之目的在於,即便轉軸之軸心傾斜,仍能將基 準側軸承部及調心側軸承部組裝成軸心大致—致的㈣, =滑且安定的旋轉能持續長久,其達成手段,係使構成 承構造之調㈣軸承部之可動構件沿軸方向移動,將該 -周心側軸承部自動調心成與基準侧軸承部之軸心大致一致 的狀態。 實施你丨 以下根據圖式詳述本發明之一實施例。 圖1,係顯示自行車1之左側視圖,於設在車架本體2 下4中央的吊才干部3將曲柄軸4插入成能移位,於往吊 桿部3兩端部突出的曲柄軸4左右端部固定左右—對之曲 柄臂5,5。 -裝在上述吊桿部3的軸承構造,如圖2、® 4、圖5所 τ係於吊桿本體3a之右端部螺人右碗6,將曲柄轴4從 吊梓本體3a之左端部插入,於吊桿本體3a之左端部螺入 1286984 左碗7 ’將曲柄軸4以裝在右碗6内部之右側轴承部8、 及裝在左碗7内部之左側軸承部9來支承,於左碗7之左 端部透過墊圈1 〇螺合鎖緊螺帽1 1。 上述軸承部8,係將複數個球體8a…以能移位之方式 保持於支承環8b與支承環8c之對向面間而構成之軸承, 係使固定於曲柄軸4右側外周面的支承環扑抵接於該外 周面之凸緣部4a,使固定於右碗,6内周面之支承環8c抵 接於右碗6内周面之段部6a,而將曲柄軸4之右端部軸支 承成能移位。 前述軸承部9’如圖3、圖4所示,係將複數個球體 以能移位之方式保持於形成在曲柄轴W4之左側外周面的 凸緣部4a、與大致碗形之支承環%之對向面間將支承 環处以能移位之方式保持於左碗7 β周面,將曲柄軸4 之左端部軸支承成能移位。 而且,將左碗7之内周面及支承環外之外周面,形成 平滑的大致球面形狀(具有以曲柄轴4轴心為中心的大致同 -半徑),將左碗7及支承環9b組裝成互相能以曲柄軸* 軸心為中心往前後及左右之全周方向移位。 又’相較於球體9a...之外周面產生之接觸阻力及接觸 面積,左㉚7與支承環补之對向面產生之接觸阻力及接 觸面積大’能在曲柄軸4旋轉時,防止支承環%往同一 方向旋轉或跟著轉。 而且’將用以保持球體9a..·之支承環讥内周面形成 平滑的大致球面形狀(具有以曲柄轴4轴心為中心的半 10 1286984 之一端側内周面(小徑側或大徑側)所形成 係比保持球體9a…的球狀周面更小徑。 徑),支承環9b 的凸狀段部9c, 2方面’安裝於左碗7之左端部的墊圈10,係形成 在任意位置均能做敲打變形、擎曲變形等的厚度,安裝於 彺吊才干本體3a之左端部突出的左碗7之螺紋部〜時,形 成於墊圈1G之内周緣部的複數個(或ι個)卡止# i〇a···, 係卡止於形成在左㈤7左端部的複數個(或i個)卡止槽 几…。又,亦可在無墊圈1〇下進行組裝。
上述卡止槽7b···,其槽深係形成墊圈1〇及鎖緊螺帽η 之厚度相加之深度,且能容許治具之旋動操作,俾卡合墊 圈10之卡止片l〇a。 又’墊® 10之環狀部10b往右側突出變形而形成的突 1〇二係用以卡合形成在吊桿本體3&左端部的卡止槽. 隨著上述墊圈10安裝於左碗7左端部的鎖緊螺帽η, 係螺合於往吊桿本體3a左端部突出的左碗7之螺紋部 墊圈10之環狀部10b往左側突出變形而形成的突起i〇d, 係卡合於形成在鎖緊螺帽u外周部的複數個(或ι個)凹部 11 a··· 〇 ,如圖i所示,將左右一對之曲柄臂5,5固定於 在吊桿本體3a之兩端部突出的曲柄軸4之左右端部。又, 可將塑膠製或金屬製之蓋子安裝於吊桿 |什。丨J之一端或兩 响’而防止例如泥、水等異物入侵及附著。 ^圖示實施例,係如上述般構成,以下說明,如何藉本 發明之軸承構造來於構成自行車丨之車架本體2之吊^部 11 1286984 將曲柄軸4支承成能移位的方法。 首先,如圖2、圖3、圖5所示,於構成吊桿部3之吊 杯本體3a之右端部螺入右碗6,將曲柄軸4從吊桿本體“ 左知σ卩插入,以裝在右碗6内部之轴承部8來軸支承曲 柄轴4之右端,而定位成以軸承部8為基準。
八-人’於吊桿本體3 a之左端部螺入左碗7,以裝在> 碗7内部之軸承部9來軸支承曲柄轴4之左端。在左碗 :::裝精度尚、曲柄軸4與左碗7之軸心一致的情形下 若f治具對左碗7進行往鎖緊方向之旋動操作,保持於 承% 9b之所有球體9心.·便大致均等地抵接於曲柄軸* : 左側凸緣部4a’如圖4所示,能軸支承成圓 的狀態。 ’ 端部的左 之轴心傾 方向之旋 …先行抵
^又,如圖7所示,在螺裝於吊桿本體3a之左 碗7之組裝精度低、左碗7安裝成相對曲柄轴4 斜的狀態的情形下,藉治㈣左㉚7進行往鎖緊 動刼作’使保持於支承環9b之一部分之球體% 接於曲柄軸4之左側凸緣部4a。 使迴避抵接之球體9a…往抵接於曲柄軸 n 2^JL· >一 > “ 部4a的方向移動,並且使支承環9b沿左碗7之 *在S1周方向移位,將保持於調心側軸承部9之 承衣9b之所有球體9a··· 側軸承部8軸支承之曲柄=自動調心成與被基 持於古居 曲柄軸4軸心大致-致的狀態,使
符於支承環9b之所右祜驷0 L 之A相I几级 a…大致均等地抵接於曲柄軸 之左側凸緣部4a。 12 1286984 入 當保持於支承環9b之球體9a...抵接於曲柄軸4 、1凸緣°卩乜時,迴避抵接之球體9a·.·雖想沿支承環9b 之球狀面往阻力小之方A教 /mi 之方向移動,但因球體9a…抵接於支承 二之&。P 9c,因此,球體9a…及支承環% & 一體地旋 轉,邊保持最佳的保持位置邊自動進行調心。 其次,使安裝則主吊桿本體3a左端部突出之左碗了之 螺紋部7a的墊圈10之卡止片1〇a…卡止於左
槽7b...,使墊圈1〇之環狀部往右側突出變形而形成 的突起l〇c卡合於吊桿本體3a之卡止槽3b,使塾圈1〇之 環狀部H)b往左側突出變形而形成的突起i()d卡止於鎖緊 螺帽11之凹部lla...,組裝成圖6所示之狀態。
如以上般,對左碗7進行往鎖緊方向之旋動操作,藉 保持於支承j哀9b之球體9a...抵接於曲柄軸4之左侧凸緣 部4a時產生之應力,使支承環%沿左碗7之球狀面在圓 :方向移位,將調心侧軸承告"自動調心成與基準側軸承 部8之軸心大致一致的狀態,因此,藉由鎖緊左碗7,即 便曲柄軸4之軸心傾斜,仍能將基準側軸承部8及調心側 軸承部9,组裝成軸心大致-致的狀態,而提高組裝精度及 軸承精度。 又,在曲柄軸4之旋轉時,鬆動、振動等不發生,保 持於支承環9b之所有球體9a···大致均等地抵接於曲柄軸4 之左側凸緣部4a,故施加於曲柄軸4之旋轉阻力變小,圓 滑且安定的旋轉能持續長久。 又,曲柄軸4之旋轉安定,不致影響軸承構造之防鬆 13 1286984 =應1分散,無偏負荷作用’故不易鬆動。又,旋轉 二遺失:'避免振動、鬆動、破裂、破損等造成故障、零 裝,二:二於將曲柄軸4及一對轴承部6,7單元化之組 "*月中構成軸承構造之零件數目少, 減少,故組裝作業能簡單而容易地進行。、,,裝步驟大、 筆及=因Γ要調心,故省去提高左碗7之組裝精度的作 業及步驟,能謀求製造成本之降低。 數個=,:不使用具有軸承型之轴承部8,而是顯示將複 體...以曲柄轴4之右側凸緣部4a及右碗6保持 移位的軸承構造之其他例,將曲柄軸4以左右一對之 轴承σ卩8,9來支承,故能#得鱼卜、+、々盘 34之實施料致同等之 用=丈。又,與上述之實施例同一構成之部分則附上 问一付嬈並省略其詳細的說明。 將〜圖9’係顯示於構成自行車1之車架本體2之輪穀部20 支承成能移位的轴承構造之其他例,使安裝於 2 ^面之推球環22往軸方向㈣,使保持於支承環 球體24...抵接於純本體“之内周面,並且使支承 衣23沿推球環22之外側球狀面移位,將保持於支承環^ :所有球w承中心自動調心成與穀抽21之抽心 致的狀態’故能發揮與上述之實施例大致同等之作 用及功效。又,亦可將# 肝克承% 23組裝於輪轂本體25之内 周面 圖1〇,係顯示於自行車1手把部30之頭部3i將手把 1286984 轴32支承成能移位的軸承構造之其他例,使安裝於手把 軸32之上推球環33往轴方向移動,並且透過球體34…使 支承環35沿上碗36之内側球狀面移位,故能發揮與上述 之實施例大致同等之作用及功效。又,亦可將上述支承環 35,βχ於上推球環33或是設於下碗及下推球環之任一者。 關於本發明之構成、與上述實施例之對應關係,本發 明之筒狀部’係對應於實施例之吊桿部3、輪數部2〇、手 把部3〇;以下同樣地,轉軸,係對應於曲柄軸4、轂軸21、 手把軸32;可動構件,係對應於左碗7、推球環22、上推 球環33 ;支承構件,係對應於支承環9b,23,35 〇 本發明,並不僅限定於上述實施例之構成。 本發明之轴承構造,例如亦可將固定於構成吊桿 之吊桿本體3a的右碗6、與構成轴承部8之 對向面形成大致球面形狀。 衣c之 又’即便吊桿本體3 a 2之各部分時,變形仍一 使用本發明之軸承構造, 等之作用及功效。
之加工精度高,在熔接車架本體 定發生,但即便在這種場合,若 仍能獲得與上述之實施例大致同 如女裝在前後 或構成機械、 本發明之轴承構造,亦可用來軸支承例 輪轂之轂軸、用以安裝踏板本體之踏板軸、 機構的轉軸等。 【圖式簡單說明】 15 1286984 圖1,係顯示自行車之吊桿部的側視圖。 圖2,係顯示吊桿部之分解狀態的立體圖。 圖3,係顯示調心側軸承部之分解狀態的立體圖。 圖4,係顯示調心側軸承部之軸承構造的放大剖面圖。 圖5,係顯示於調心側軸承部裝有軸承之軸承構造的 剖面圖。 圖6,係顯示吊桿部之組裝狀態的立體圖。 圖7,係顯示調心側轴承部之調心狀態的放大剖面圖。 圖8,係顯示將曲柄軸以球體來直接支承之轴承構造 的剖面圖。 圖9,係顯示用以支承輪較部之轂轴之軸承構造的放 大剖面圖。 圖10,係顯示用以支承手把部之手把軸之軸承構造的 放大剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 自行車 3 吊桿部 3a 吊桿本體 4 曲柄轴 4a 凸緣部 5 曲柄臂 6 右碗 7 左碗 1286984 8 軸承部 9 軸承部 9a,24 球體 9b,23 支承環 9c 段部 20 輪轂部 21 轂軸 22 推球環 25 輪轂本體 30 手把部 31 頭部 32 手把轴 33 上推球環 34 球體 35 支承環 36 上碗
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Claims (1)
1286984 十、申請專利範菌: 1· 一種軸承構造,係以安裝於 部來軸支承轉軸,·其特徵在於· 、3犬部内部之一對軸承 以其中一方之基準側軸承 位 來將轉軸軸支承成能移 其中另一方之調心側軸承部, 外面之間介入可動構件、支 4心部内面與轉軸 將可動構件與支承構=面複數個球雜而構成; 為中心的大致同-半徑的平清球對狀向面面/形成《轉抽之抽心 將供保持球體之支承構件 為中心的平滑球狀面; 肖面,形成以轉軸之軸心 2承構件設置成’相對設於筒狀部内面或轉轴外面 的抵接。卩能往球體抵接之方向 台u 7 $ 砂勒將支承構件設置成, b/°可動構件之球狀面在圓周方向移位, =且藉由球體抵接於抵接部時產生之應力來使支承構 :冑構件之球狀面在圓周方向移位,而將保持於支承 之鐘Γ所有球體之轴承中心調心成與支承於基準側軸承部 轉軸之軸心大致一致的狀態。 • 2·如申請專利範圍第1項之軸承構造,其中,該調心 •J軸承#,係於安裝在筒狀部内面之可動構件、與抵壓在 轉軸周面之球體之間以能移位之方式介入支承構件來構 成。 女申凊專利範圍第1項之軸承構造,其中,該調心 ·】轴承°卩’係於安裝在轉軸外面之可動構件、與抵壓在筒 1286984 狀部内面之球體之間以能移位之方式介入支承構件來構 成。 4.如申請專利範圍第1項之軸承構造,其中,將供抵 接球體之凸狀段部設置於供保持球體之支承構件之一端側 周面。 十一、圖式: 如次頁 19
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