TWI622717B - 具有夾合式限位件之軸承及其組裝方法 - Google Patents

Abstract

一種具有夾合式限位件之軸承，包括一軸芯、一夾合式限位件、複數個滾珠與至少一迫緊元件。軸芯開設有一軸芯外環槽。夾合式限位件套設於軸芯，並包含一第一限位部與一第二限位部。第一限位部開設一第一夾合環槽。第二限位部設有一第二夾合環槽。第一夾合環槽與第二夾合環槽圍構出一環狀夾合空間。滾珠在設置於環狀夾合空間後，受限位於軸芯外環槽與環狀夾合空間之間。迫緊元件使滾珠被第一限位部、第二限位部與軸芯外環槽所夾合。先將滾珠置入環狀夾合空間，再將夾合式限位件套設於軸芯。最後，藉由迫緊元件迫緊第一限位部與第二限位部。

Description

具有夾合式限位件之軸承及其組裝方 法

本發明係有關於一種軸承及其組裝方法，尤其是指一種利用夾合式限位件來限位滾珠之具有夾合式限位件之軸承及其組裝方法。

軸承是一種用來降低兩元件在軸上彼此產生相對運動時之摩擦系數與保持軸中心位置的元件。隨著工業革命的來臨，軸承之相關技術漸趨成熟。其中，在馬達工業中軸承更是不可或缺的元件。由於轉子軸芯一定會與軸孔接觸，所以在轉子旋轉時，轉子軸芯與軸孔之間必定會相互摩擦。人們為了減少兩者間的摩擦力，會利用軸承來連結轉子軸芯與軸孔。

請參閱第一圖，第一圖係顯示第一種先前技術所提供之軸承之分解圖。如圖所示，第一種先前技術如中華民國專利公告號第M429013號之專利文件所揭露之一種軸承PA1。軸承PA1包含一內環PA11、一外環 PA12、一保持架PA13及複數滾珠PA14(在此僅標示其中一者)。內環PA11間隔地設於外環PA12中。保持架PA13設於內環PA11與外環PA12之間。滾珠PA14間隔地設於保持架PA13。內環PA11具有一鄰近外環PA12的外側面PA111，外環PA12具有一鄰近內環PA11的內側面PA121。

軸承PA1為目前最常見之軸承設計。雖然軸承PA1具有裝配方式簡易與組裝精度高之優點，但是因為軸承PA1為規格化之設計，因此難以根據使用者需求而自由地變換尺寸。另外，因為在軸承PA1中，需要藉由內環PA11與保持架PA13來定位滾珠PA14，因此所需要的佔積空間較多。如此一來，軸承PA1便難以減少用料，進而難以實現薄型化之設計。

另外，請參閱第二圖，第二圖係顯示第二種先前技術所提供之軸承示意圖。如圖所示，軸承PA1’包含一軸芯PA11’、一外環PA12’與複數個滾珠PA13’(在此僅標示其中一者)。軸芯PA11’開設有複數個軸芯滾珠容置槽PA111’(在此僅標示其中一者)。外環PA12’係套設於軸芯PA11’，並開設有複數個對應於軸芯滾珠容置槽PA111’之外環滾珠容置槽PA121’(在此僅標示其中一者)。其中，軸芯滾珠容置槽PA111’與外環滾珠容置槽PA121’係共同圍構出一滾珠設置空間PAS’。滾珠PA13’係容置於滾珠設置空間PAS’。

由於軸承PA1’之結構較為簡單，因此軸承PA1’可輕易地實現薄型化設計。然而，在組裝軸承PA1’時，需將滾珠PA13’逐個放入外環滾珠容置槽PA121’， 再將軸芯PA11’穿設於外環PA12’。在安裝滾珠PA13’的過程中，需藉由其他止擋件來避免滾珠PA13’脫落。在將外環PA12’套設於軸芯PA11’的過程中，需藉由干涉性組裝將外環PA12’套設於軸芯PA11’，所以軸承PA1’會有部分形變。因此，組裝軸承PA1’之難度較高，且加工精度不佳。

再者，由於軸承PA1’在干涉性組裝後會有部分形變，可能會使軸承PA1’產生潛在性的微小裂縫或殘留應力。如此一來，軸承PA1’在高使用週期的狀況下，容易產生疲勞性破壞，而降低了軸承PA1’的使用壽命。

綜上所述，由於第一種先前技術之軸承需藉由內環與保持架來定位滾珠，因此便難以減少形成軸承的用料。由於設置內環與保持架所需的佔積較大，使得人們難以針對第一種先前技術之軸承進行薄型化設計。另外，第一種先前技術之軸承為規格化設計，所以難以針對不同之尺寸進行調整。由於第二種先前技術之軸承需要先將滾珠逐個放入外環滾珠容置槽，並透過其他止擋件避免滾珠脫落。此外，需藉由干涉性組裝之方式來進行軸承之組裝。不僅其組裝過程所需之時間較長，且組裝難度較高，組裝加工精度也不佳。更甚者，軸承有可能因為干涉性組裝之方式，而減少其使用壽命。

有鑒於在先前技術中，由於第一種先前技 術之軸承需藉由佔積較大之內環與保持架來定位滾珠，且為規格化設計，因而難以針對不同尺寸進行薄型化設計。另外，由於在第二種軸承需以干涉性組裝之方式進行組裝，且在組裝過程中，需要逐個地組裝滾珠，並透過其他止擋件避免滾珠脫落。因此，不僅使第二種軸承之使用壽命較少，且組裝軸承之耗時過長，組裝的難度高，組裝加工的精度低。

本發明為解決先前技術之問題，所採用之必要技術手段為提供一種具有夾合式限位件之軸承，包括一軸芯、一夾合式限位件、複數個滾珠與至少一迫緊元件。軸芯沿一軸向延伸，並開設有一軸芯外環槽。

夾合式限位件套設於軸芯，並包含一第一限位部、一第二限位部與一連結部。第一限位部開設一第一夾合環槽。第二限位部配合於第一限位部而開設，且設有一第二夾合環槽，藉以使第一夾合環槽與第二夾合環槽圍構出一環狀夾合空間。連結部一體成型地連結於第一限位部與第二限位部。

滾珠在設置於環狀夾合空間後，藉由夾合式限位件套接於軸芯而限位於軸芯外環槽與環狀夾合空間之間。迫緊元件用以迫緊第一限位部與第二限位部，使滾珠被第一限位部、第二限位部與軸芯外環槽所夾合。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為夾合式限位件具有一限位件中心軸，第一夾合環槽包含一第一限位容置段與一第一夾合段。第二夾合環槽包含一第二限位容置段與一第二夾合段。第一限位 容置段與第二限位容置段相配合，並且較第一夾合段與第二夾合段遠離限位件中心軸，第一夾合段與第二夾合段相配合。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為第一限位部具有一自第一夾合環槽朝向連結部延伸至連結部之第一夾合壁，第二限位部具有一自第二夾合環槽朝向連結部延伸至連結部之第二夾合壁。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為連結部開設有一應力分散槽，第一夾合壁自第一夾合環槽延伸至應力分散槽，第二夾合壁自第一夾合環槽延伸至應力分散槽。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為夾合式限位件為一環型結構。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為夾合式限位件開設有至少一供迫緊元件穿設之迫緊通道，迫緊通道沿軸向延伸，並貫穿第一限位部與第二限位部。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為迫緊元件為一鉚釘，迫緊通道為一鉚接通道。

本發明為解決先前技術之問題，更採用之必要技術手段為提供一種軸承之組裝方法。軸承之組裝方法是用以組裝上述之具有夾合式限位件之軸承。其中，先將滾珠置入環狀夾合空間。再將已置入滾珠之夾合式限位件套設於軸芯。最後，藉由迫緊元件迫緊第一限位部與第二限位部，藉以使滾珠被第一限位部、第二 限位部與軸芯外環槽所夾合。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為夾合式限位件具有一限位件中心軸，第一夾合環槽包含一第一限位容置段與一第一夾合段。第二夾合環槽包含一第二限位容置段與一第二夾合段。第一限位容置段與第二限位容置段相配合，並且較第一夾合段與第二夾合段遠離限位件中心軸。第一夾合段與第二夾合段相配合。藉此，在將滾珠置入環狀夾合空間時，滾珠在環狀夾合空間中被第一限位容置段與第二限位容置段所容置並限位。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為在藉由迫緊元件迫緊第一限位部與第二限位部，藉以使滾珠被第一限位部、第二限位部與軸芯外環槽所夾合時，滾珠被第一限位部與第二限位部推抵而在環狀夾合空間中被第一夾合段與第二夾合段所夾合。

由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為在藉由迫緊元件迫緊第一限位部與第二限位部，藉以使滾珠被第一限位部、第二限位部與軸芯外環槽所夾合中，將迫緊元件穿設於至少一貫穿第一限位部與第二限位部之迫緊通道，藉以迫緊第一限位部與第二限位部。

承上所述，本發明所提供之具有夾合式限位件之軸承中之第一夾合環槽與第二夾合環槽圍構出環狀夾合空間。配合本發明提供之軸承之組裝方法，在將滾珠置入環狀夾合空間後，利用迫緊元件迫緊第一限位 部與第二限位部，使滾珠被第一限位部、第二限位部與軸芯外環槽所夾合。

相較於第一種先前技術，本發明所提供之具有夾合式限位件之軸承不需使用保持架與內環來定位滾珠來避免滾珠脫落。相較於第二種先前技術，本發明所提供之具有夾合式限位件之軸承不需使用其他止擋件來定位滾珠來避免滾珠脫落。取而代之地，在本發明所提供之具有夾合式限位件之軸承中，是將滾珠置入第一夾合環槽與第二夾合環槽所圍構出的環狀夾合空間，藉此來限位滾珠，同時避免滾珠自第一夾合環槽與第二夾合環槽脫落。

如此一來，本發明所提供之具有夾合式限位件之軸承因為沒有佔積過大的內環與保持架，所以可以針對不同尺寸來對具有夾合式限位件之軸承進行薄型化，且可減少了形成先前技術之內環與保持架所需的用料。藉此，解決了第一種先前技術所面臨的問題。

另外，因為不須使用其他止擋件來限位滾珠，也不需逐個將滾珠設置在夾合式限位件，也不需以干涉性之組裝方式來進行組裝。藉此，簡化了軸承組裝的難度與節省組裝之耗時，且也延長了軸承的使用壽命。此外，在迫緊第一限位部與第二限位部時，滾珠會被第一限位部與第二限位部推抵，而緊密地抵靠在軸芯外環槽，藉此提升了組裝的精度。藉此解決了第二種先前技術所面臨得困境。

PA1、PA1’‧‧‧軸承

PA11‧‧‧內環

PA11’‧‧‧軸芯

PA111‧‧‧外側面

PA111’‧‧‧軸芯滾珠容置槽

PA12、PA12’‧‧‧外環

PA121‧‧‧內側面

PA121’‧‧‧外環滾珠容置槽

PA13‧‧‧保持架

PA14、PA13’‧‧‧滾珠

PAS’‧‧‧滾珠設置空間

1‧‧‧具有夾合式限位件之軸承

11‧‧‧夾合式限位件

111‧‧‧第一限位部

1111‧‧‧第一夾合環槽

11111‧‧‧第一限位容置段

11112‧‧‧第一夾合段

1112‧‧‧第一夾合壁

112‧‧‧第二限位部

1121‧‧‧第二夾合環槽

11211‧‧‧第二限位容置段

11212‧‧‧第二夾合段

1122‧‧‧第二夾合壁

113‧‧‧連結部

1131‧‧‧應力分散槽

12‧‧‧滾珠

13‧‧‧軸芯

131‧‧‧軸芯外環槽

14‧‧‧迫緊元件

L‧‧‧軸向

S‧‧‧環狀夾合空間

T‧‧‧迫緊通道

X‧‧‧限位件中心軸

第一圖係顯示第一種先前技術所提供之軸承之分解圖；第二圖係顯示第二種先前技術所提供之軸承示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承中夾合式限位件與滾珠之立體圖；第四圖係顯示第三圖之A-A局部剖面圖；第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承中容置有滾珠之夾合式限位件與軸芯之立體圖；第六圖係顯示第五圖之B-B局部剖面圖；第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承中容置有滾珠之夾合式限位件套設於軸芯之立體圖；第八圖係顯示第七圖之C-C局部剖面圖；第九圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承立體圖；以及第十圖係顯示第九圖之D-D局部剖面圖。

請一併參閱第三圖與第四圖，第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承中夾合式限位件與滾珠之立體圖；第四圖係顯示第三圖之A-A局部剖面圖。如圖所示，本發明較佳實施例提供了一種具有夾合式限位件之軸承1。具有夾合式限位件之軸承1包括一夾合式限位件11、六個滾珠12(在此僅標示 其中一者)、一軸芯13(顯示於第五圖至第十圖)與八個迫緊元件14(顯示於第九圖與第十圖)。

夾合式限位件11為一環型結構，且具有一限位件中心軸X。較佳者，夾合式限位件11之形成材料為中碳鋼，但不以此為限。夾合式限位件11包含一第一限位部111、一第二限位部112與一一體成型地連結於第一限位部111與第二限位部112之連結部113。其中，連結部113開設有一應力分散槽1131。另外，夾合式限位件11開設有八個迫緊通道T(在此僅標示其中一者)。迫緊通道T貫穿第一限位部111與第二限位部112。在本實施例中，迫緊通道T為一鉚接通道，在其他實施例中，迫緊通道T可為一螺合通道，但不以此為限。

第一限位部111開設有一第一夾合環槽1111與一自第一夾合環槽1111朝向連結部113延伸至應力分散槽1131之第一夾合壁1112。第一夾合環槽1111包含一第一限位容置段11111與一較第一限位容置段11111鄰近於限位件中心軸X之第一夾合段11112。第二限位部112配合於第一限位部111而開設，且設有一第二夾合環槽1121與一自第二夾合環槽1121朝向連結部113延伸至應力分散槽1131之第二夾合壁1122。第二夾合環槽1121包含一第二限位容置段11211與一較第二限位容置段11211鄰近限位件中心軸X之第二夾合段11212。

其中，第一限位容置段11111與第二限位容置段11211互相配合，第一夾合段11112與第二夾合段11212互相配合，第一夾合環槽1111與第二夾合環槽1121 圍構出一環狀夾合空間S。在第三圖中，使用者準備一次將所有滾珠12置入環狀夾合空間S中。

請一併參閱第五圖與第六圖，第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承中容置有滾珠之夾合式限位件與軸芯之立體圖；第六圖係顯示第五圖之B-B局部剖面圖。如圖所示，軸芯13沿軸向L延伸，並開設有一軸芯外環槽131。在將滾珠12置入環狀夾合空間S時，滾珠12在環狀夾合空間S中被第一限位容置段11111與第二限位容置段11211所容置並限位。在將滾珠12置入環狀夾合空間S後，滾珠12會受重力所吸引而集中在環狀夾合空間S之下側。在第五圖中，使用者準備將已置入滾珠12之夾合式限位件11套設於軸芯13。

請一併參閱第七圖與第八圖，第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承中容置有滾珠之夾合式限位件套設於軸芯之立體圖；第八圖係顯示第七圖之C-C局部剖面圖。如圖所示，在滾珠12被設置於環狀夾合空間S時，藉由夾合式限位件11套接於軸芯13而使滾珠12被限位於軸芯外環槽131與環狀夾合空間S之間。之後，藉由轉動或搖晃夾合式限位件11等方式，使多顆滾珠12可以平均分布在夾合式限位件11中之環狀夾合空間S各部。

請一併參閱第九圖與第十圖，第九圖係顯示本發明較佳實施例所提供之具有夾合式限位件之軸承立體圖；第十圖係顯示第九圖之D-D局部剖面圖。如圖 所示，迫緊元件14(在此僅標示其中一者)用以穿設於迫緊通道T，藉以迫緊第一限位部111與第二限位部112，使滾珠12被第一夾合段11112與第二夾合段11212所夾合。在本實施例中，迫緊元件14為一鉚釘。在其他實施例中，迫緊元件14可為一螺絲釘，但不以此為限。

順帶一提，在迫緊元件14迫緊第一限位部111與第二限位部112而使夾合式限位件11夾合時，貫穿第一限位部111與第二限位部112的迫緊通道T會接合並沿軸向L延伸，藉以使迫緊元件14能夠順利地穿設迫緊通道T。另外，在迫緊元件14迫緊第一限位部111與第二限位部112而使夾合式限位件11夾合時，連結部113會因為夾合應力而產生形變。其中，設置在連結部113的應力分散槽1131可以分散連結部113所受的夾合應力，進而避免連結部113斷裂。

在第九圖中，將迫緊元件14穿設於貫穿第一限位部111與第二限位部112之迫緊通道T，藉以迫緊第一限位部111與第二限位部112，進而使第一夾合壁1112(標示於第四圖)與第二夾合壁1122(標示於第四圖)之間的間隙縮小，甚至接合。藉由迫緊元件14迫緊第一限位部111與第二限位部112，使滾珠12被第一限位部111與第二限位部112推抵而在環狀夾合空間S(標示於第四圖、第六圖與第八圖)中被第一夾合段11112與第二夾合段11212所夾合，並限位於軸芯外環槽131中。藉此，具有夾合式限位件之軸承1即完成組裝。

綜上所述，為實施本發明所提供之具有夾 合式限位件之軸承，需先將滾珠置入環狀夾合空間中。在將滾珠放入環狀夾合空間後，滾珠會受第一限位容置段與第二限位容置段所限位，藉以避免滾珠自夾合式限位件脫落。接著，將設有滾珠之夾合式限位件套設於軸芯，使得滾珠被限位於軸芯外環槽與環狀夾合空間之間。最後，藉由迫緊元件迫緊第一限位部與第二限位部，使得滾珠受第一限位部與第二限位部推抵而限位在在第一夾合段、第二夾合段與軸芯外環槽之間。

相較於先前技術，在本發明所提供之具有夾合式限位件之軸承中，在將滾珠放入環狀夾合空間後，第一限位容置段與第二限位容置段會將滾珠限位在環狀夾合空間，進而避免滾珠自夾合式限位件脫落。藉此取代先前技術中，利用保持架、內環與其他止擋件來避免滾珠脫落之技術手段。

更進一步地說明，相較於第一種先前技術之承軸，因為具有夾合式限位件之軸承不需要額外的空間來設置內環與保持架，所以可以輕易地針對各種尺寸來進行薄型化設計。相較於第二種先前技術之承軸，因為具有夾合式限位件之軸承不需要額外利用其他止擋件來避免滾珠脫落，且不需逐個安裝滾珠，也不需要藉由干涉姓組裝方式來組裝軸承，所以除了降低了組裝的難度與組裝所需要的時間外，更增加了軸承的使用壽命。另外，藉由迫緊第一限位部與第二限位部，使滾珠被第一限位部與第二限位部推抵，而緊密地抵靠在軸芯外環槽，藉此提升了組裝的精度。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (10)

1. 一種具有夾合式限位件之軸承，包括：一軸芯，係沿一軸向延伸，並開設有一軸芯外環槽；一夾合式限位件，係套設於該軸芯且開設有至少一沿該軸向延伸之迫緊通道，並包含：一第一限位部，係開設一第一夾合環槽；一第二限位部，係配合於該第一限位部而開設，且設有一第二夾合環槽，藉以使該第一夾合環槽與該第二夾合環槽圍構出一環狀夾合空間；以及一連結部，係一體成型地連結於該第一限位部與該第二限位部；複數個滾珠，係在設置於該環狀夾合空間後，藉由該夾合式限位件套接於該軸芯而限位於該軸芯外環槽與該環狀夾合空間之間；以及至少一迫緊元件，係用以迫緊該第一限位部與該第二限位部，使該些滾珠被該第一限位部、該第二限位部與該軸芯外環槽所夾合；其中，該至少一迫緊通道係貫穿該第一限位部與該第二限位部，且供該至少一迫緊元件穿設。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有夾合式限位件之軸承，其中，該夾合式限位件具有一限位件中心軸，該第一夾合環槽包含一第一限位容置段與一第一夾合段，該第二夾合環槽包含一第二限位容置段與一第二夾合段，該第一限位容置段係與該第二限位容置段相配 合，並且較該第一夾合段與該第二夾合段遠離該限位件中心軸，該第一夾合段係與該第二夾合段相配合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有夾合式限位件之軸承，其中，該第一限位部具有一自該第一夾合環槽朝向該連結部延伸至該連結部之第一夾合壁，該第二限位部具有一自該第二夾合環槽朝向該連結部延伸至該連結部之第二夾合壁。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有夾合式限位件之軸承，其中，該連結部係開設有一應力分散槽，該第一夾合壁係自該第一夾合環槽延伸至該應力分散槽，該第二夾合壁係自該第二夾合環槽延伸至該應力分散槽。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有夾合式限位件之軸承，其中，該夾合式限位件係一環型結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有夾合式限位件之軸承，其中，各迫緊元件係一鉚釘，各迫緊通道係一鉚接通道。
7. 一種軸承之組裝方法，係用以組裝如申請專利範圍第1項所述之具有夾合式限位件之軸承，並包含 以下步驟：(a)將該些滾珠置入該環狀夾合空間；(b)將已置入該些滾珠之該夾合式限位件套設於該軸芯；以及(c)藉由該至少一迫緊元件迫緊該第一限位部與該第二限位部，藉以使該些滾珠被該第一限位部、該第二限位部與該軸芯外環槽所夾合。
8. 如申請專利範圍第7項所述之軸承之組裝方法，其中，該夾合式限位件具有一限位件中心軸，該第一夾合環槽包含一第一限位容置段與一第一夾合段，該第二夾合環槽包含一第二限位容置段與一第二夾合段，該第一限位容置段係與該第二限位容置段相配合，並且較該第一夾合段與該第二夾合段遠離該限位件中心軸，該第一夾合段係與該第二夾合段相配合，在執行該步驟(a)時，該些滾珠係在該環狀夾合空間中被該第一限位容置段與該第二限位容置段所容置並限位。
9. 如申請專利範圍第8項所述之軸承之組裝方法，其中，在執行該步驟(c)時，該些滾珠係被該第一限位部與該第二限位部推抵而在該環狀夾合空間中被該第一夾合段與該第二夾合段所夾合。
10. 如申請專利範圍第7項所述之軸承之組裝方法，其中，該步驟(c)更包含以下步驟： (c1)將該至少一迫緊元件穿設於至少一貫穿該第一限位部與該第二限位部之迫緊通道，藉以迫緊該第一限位部與該第二限位部。