CN110998112A - 滚动轴承及保持架 - Google Patents

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Abstract

保持架具备：保持架主体，具有第一环状体及多个柱；第二环状体；及轴构件，用于将保持架主体与第二环状体连结。多个柱包括：第一柱，形成有供轴构件插通的贯通孔；及第二柱，在轴向一侧的端部具有爪。第二环状体在与第二柱连结的部分具有收容爪的凹部，在凹部的一部分设置有与爪卡合的突起。

Description

滚动轴承及保持架
技术领域
本发明的方案涉及滚动轴承及对滚动轴承的滚动体进行保持的保持架。
背景技术
滚动轴承为了对轴进行支承而在各种领域中被广泛使用，通常，具备内圈、外圈、设置在上述内圈与外圈之间的多个滚动体及保持上述滚动体的环状的保持架。
作为这样的滚动轴承所具备的保持架，存在例如为黄铜制且如图8所示通过铆钉91组装的结构(例如，参照专利文献1)。图8是表示这样的保持架99的一部分的立体图。该保持架99具备保持架主体96和圆环状的第二环状体95，保持架主体96具有圆环状的第一环状体98及从该第一环状体98沿轴向延伸的多个柱97，第二环状体95设置在多个柱97的轴向一侧。第一环状体98与第二环状体95之间且是在周向上相邻的柱97、97之间的空间94成为保持未图示的滚动体的兜孔。
在保持架主体96中，在全部的柱97及第一环状体98中的与柱97连结的部分98a形成有使铆钉91的轴部91b插通的在轴向上长的第一孔93。而且，在第二环状体95中，以与柱97相同的周向间距形成有沿轴向贯通的第二孔92。对于上述第一孔93及第二孔92插通铆钉91的轴部91b，并将铆钉端部91a铆接，由此使保持架主体96与第二环状体95成为一体。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-323934号公报
发明内容
发明要解决的课题
铆钉91的轴部91b的直径例如为2毫米左右，形成于保持架主体96的第一孔93的直径及形成于第二环状体95的第二孔92的直径比轴部91b的直径稍大。为了在保持架主体96形成第一孔93，需要使工具沿轴向贯通柱97及第一环状体98，但是形成的第一孔93由于直径小且在轴向上长，因此其加工困难，工具细而有时会折断。而且，这样的孔加工需要对于全部的柱97进行，存在保持架99的制造困难这样的问题点。而且，即使结束前述那样的孔加工，也需要将与柱97相同个数的铆钉91一个个地使用锤子等铆接的作业，存在组装需要劳力和时间这样的问题点。
保持架99(根据型号而不同)具备例如12～20根左右的柱97，存在柱97的个数越多则其制造(孔加工)、组装作业需要越多的工时这样的问题点。
因此，本发明的方案的目的在于提供一种能够削减用于将保持架主体与第二环状体连结的孔加工、连结作业的劳力和时间、能够减少制造及组装工时的保持架及具备这样的保持架的滚动轴承。
用于解决课题的方案
在本发明的一方案中，具备：保持架主体，具有第一环状体及从该第一环状体向轴向一侧延伸的多个柱；第二环状体，设置在多个所述柱的轴向一侧；及轴构件，该轴构件的个数比所述柱的个数少，用于以沿轴向贯通所述保持架主体和所述第二环状体的方式将所述保持架主体和所述第二环状体连结，所述第一环状体与所述第二环状体之间且是在周向上相邻的所述柱之间的空间形成保持滚动体的兜孔，所述多个柱包括第一柱和第二柱，所述第一柱形成有供所述轴构件插通的贯通孔，所述第二柱在轴向一侧的端部具有爪，所述第二环状体在与所述第二柱连结的部分具有***述爪的凹部，在该凹部设置有与所述爪卡合的突起。
根据该保持架，成为多个柱包括通过轴构件贯通而与第二环状体连结的第一柱和通过爪与突起的卡合而与第二环状体连结的第二柱的结构。即，为了将保持架主体与第二环状体连结，不需要对于全部的柱插通轴构件，只要在多个柱中的一部分即第一柱中使轴构件插通并在其他的第二柱中使爪与突起卡合即可。由此，不需要在全部的柱及与这全部的柱对应的第一环状体及第二环状体各自的部分形成供轴构件插通的贯通孔。因此，能够削减用于通过轴构件将保持架主体与第二环状体连结的孔加工或基于轴构件的连结作业的劳力和时间，能够减少保持架的制造及组装工时。此外，作为所述“基于轴构件的连结作业”的例子，例如，在轴构件为铆钉的情况下，为铆接作业。
另外，优选的是，所述多个柱还包括第三柱，该第三柱的轴向一侧的端面能够与所述第二环状体的轴向另一侧的面接触，且与该第二环状体处于非连结状态。根据该结构，多个柱除了包含第一柱及第二柱之外还包含第三柱，能够进一步减少使用轴构件将保持架主体与第二环状体连结的部位，进一步降低保持架的制造及组装工时。
另外，优选的是，所述凹部在与所述突起的周向一侧相邻的位置包含能够供所述爪沿轴向***的间隙。根据该结构，在将保持架主体与第二环状体组合时，使保持架主体的第二柱的爪从轴向***于在第二环状体的凹部设置的所述间隙，然后，当使第二环状体相对于保持架主体向周向一侧旋转时，能得到能够使爪卡合于突起的结构。并且，在爪与突起卡合的状态下，如果通过贯通第一柱的轴构件将保持架主体与第二环状体连结，则保持架主体与第二环状体沿周向不能旋转，爪与突起的卡合不会解除。由此，根据所述结构，基于爪与突起的卡合的保持架的组装变得容易，而且，当组装完成时，通过爪与突起的卡合而将保持架主体与第二环状体机构性地结合，保持架的刚性提高。
另外，优选的是，所述凹部朝向径向外侧或内侧以及轴向另一侧开口，所述突起具有朝向轴向一侧的第一面、朝向径向的第二面及朝向轴向另一侧的第三面，所述爪具有与所述第一面相对的第四面和与所述第二面相对的第五面，所述第二柱的轴向一侧的端面与所述第三面相对，并且所述爪从该端面突出。根据该结构，爪具有的各面与突起具有的各面相对，由此突起与爪卡合，保持架主体与第二环状体在轴向上不能分离。
在本发明的另一方案中，滚动轴承具备：内圈；外圈；多个滚动体，设置于所述内圈与所述外圈之间；及环状的保持架，保持所述多个滚动体，所述保持架具备所述的各结构。
根据该滚动轴承，在保持架的制造及组装中，能够削减用于通过轴构件将保持架主体与第二环状体连结的孔加工或基于轴构件的连结作业的劳力和时间，能够减少工时。
发明效果
根据本发明的方案，在保持架的制造及组装中，能够削减用于通过轴构件将保持架主体与第二环状体连结的孔加工或基于轴构件的连结作业的劳力和时间，能够减少工时。其结果是，能够对保持架的成本降低(滚动轴承的成本降低)作出贡献。
附图说明
图1是滚动轴承的剖视图。
图2是将环状的保持架平面性地展开的状态的图，是从径向外侧观察的情况的图。
图3是从轴向一侧观察保持架主体的图。
图4是表示第二柱及第二环状体的一部分的立体图。
图5(A)及图5(B)是沿周向观察保持架的一部分的剖视图，图5(A)示出爪与突起卡合之前的状态(非卡合状态)，图5(B)示出爪与突起进行了卡合的状态。
图6是从轴向一侧观察保持架的一部分的图。
图7是表示第二柱的爪及第二环状体的凹部的突起的变形例的图。
图8是表示以往的保持架的一部分的立体图。
具体实施方式
图1是滚动轴承的剖视图。该滚动轴承10具备内圈11、外圈12、设置在上述内圈11与外圈12之间的多个滚动体及保持上述多个滚动体的环状的保持架14。本实施方式的滚动体为圆筒滚子13，滚动轴承10为圆筒滚子轴承。
本实施方式的内圈11具有圆筒状的内圈主体15和环状的凸缘圈16，成为在内圈主体15的轴向一侧排列凸缘圈16的状态，通过将它们组合而构成内圈11。在内圈主体15的外周侧形成有圆筒滚子13进行滚动接触的内圈滚道面17，在内圈主体15的轴向另一侧设置有向径向外方突出的内凸缘部18。本实施方式的外圈12为圆筒状，在内周侧形成有圆筒滚子13进行滚动接触的外圈滚道面19。在外圈12的轴向一侧及另一侧设置有向径向内方突出的外凸缘部19a、19b。在本实施方式中，圆筒滚子13沿轴向排列两列地设置。两列圆筒滚子13由一个保持架14保持。内圈11、外圈12及圆筒滚子13例如为轴承钢制。图1所示的滚动轴承10被用作钢铁轧机中的工作辊止推用的轴承。
图2是将环状的保持架14平面性地展开的状态的图，是从径向外侧观察的情况的图。如图1及图2所示，保持架14具有分割成两部分的构造。即，保持架14具备：保持架主体20，具有第一环状体(第一环状部)21及从该第一环状体21向轴向一侧延伸的多个柱(柱部)22；及第二环状体30，在多个柱22的轴向一侧设置。第一环状体21为圆环状，柱22从该第一环状体21的轴向一侧进一步朝向轴向一侧呈直线状地延伸设置。第二环状体30为圆环状的构件。本实施方式的保持架主体20及第二环状体30为铜合金(黄铜)制，但也可以为其他的金属材料。保持架主体20与第二环状体30由不同构件构成，通过铆钉23(参照图2)及爪31与突起34的卡合被连结而成为一体，在后文进行说明。
在图2中，保持架14具备所述铆钉23来作为用于将保持架主体20与第二环状体30沿轴向贯通并连结的轴构件。铆钉23具有直线状的轴部24和在该轴部24的轴向一侧设置的直径扩大的头部25。将轴部24插通于在第二环状体30设置的贯通孔28及在保持架主体20设置的贯通孔27，通过将轴向另一侧的端部铆接(使其塑性变形)而形成直径扩大的铆接部26，由此，保持架主体20与第二环状体30不能分离。此外，可以设为取代铆钉23而采用未图示的细长的螺栓作为其他的轴构件，使该螺栓插通于所述贯通孔27、28，通过轴向一侧的螺栓头部和在轴向另一侧与该螺栓螺合的螺母，将保持架主体20与第二环状体30连结的结构。
保持架主体20的第一贯通孔27沿轴向贯通第一环状体21及柱22。在本实施方式中，第一贯通孔27设置于与铆钉23相同个数的三个部位(参照图3)，在后文进行说明。
第二贯通孔28沿轴向贯通第二环状体30。在第二环状体30中，第二贯通孔28与第一贯通孔27个数相同且设置在与第一贯通孔27在周向上相同的位置。
上述贯通孔27、28是比铆钉23的轴部24的直径稍大的直径的孔。将铆钉23的轴部24贯通的柱22称为第一柱22a。如图2所示，保持架14除了第一柱22a以外，还具有第二柱22b及第三柱22c。关于第二柱22b及第三柱22c的结构，在后文说明。
图3是从轴向一侧观察保持架主体20的图。本实施方式的保持架主体20具有15根柱22，其中，形成贯通孔27的第一柱22a为3根。第一柱22a沿周向均等(在本实施方式中分离120度)地配置。并且，15根柱22中的6根为第二柱22b，其余的6根为第三柱22c。在一个第一柱22a与另一个第一柱22a之间设置有第二柱22b及第三柱22c。在本实施方式中，在一个第一柱22a与另一个第一柱22a之间设置有2根第二柱22b及2根第三柱22c。此外，柱22的个数根据滚动轴承10的型号(大小)而多种多样，而且，第一柱22a、第二柱22b及第三柱22c的各自的个数及周向的配置可以为图3所示的方式以外的方式。但是，关于第一柱22a及第二柱22b，优选分别沿周向分散(均等配置)，也可以如图3所示的方式那样，以多根(2根)第二柱22b为一组，使该组沿周向分散(均等配置)。
如图2及图3所示，第二柱22b在轴向一侧的端部具有爪31。图4是表示第二柱22b及第二环状体30的一部分的立体图。在第二环状体30中的与第二柱22b连结的部分32形成收容爪31的凹部33，在该凹部33的一部分设置与爪31卡合的突起34。凹部33(及突起34)与第二柱22b个数相同且设置在与第二柱22b在周向上相同的位置。保持架主体20具有的第二柱22b的爪31与在第二环状体30的凹部33形成的突起34卡合，由此将上述保持架主体20与第二环状体30连结，在轴向上不能分离。
如图4所示，在第二环状体30中，凹部33至少朝向径向外侧及轴向另一侧开口，在本实施方式中，还朝向轴向一侧开口。即，凹部33残留第二环状体30的内周侧而沿轴向贯通第二环状体30。在该凹部33的周向的一部分设置有突起34。而且，在本实施方式中，在凹部33中，在周向一侧设置有沿轴向贯通的间隙(空间部)35，在其周向另一侧设置有成为轴向的障壁的突起34。
图5(A)及图5(B)是沿周向观察保持架14的一部分(第二柱22b及其周围)的放大剖视图，图5(A)示出爪31与突起34卡合之前的状态(非卡合状态)，图5(B)示出爪31与突起34进行了卡合的状态。
突起34具备长方体或立方体形状，具有朝向轴向一侧的第一面36、朝向径向外侧的第二面37及朝向轴向另一侧的第三面38。
相对于此，爪31具有从第二柱22b的轴向一侧的端面41向轴向一侧突出的轴向突出部42和从该轴向突出部42的轴向一侧的前部向径向内方侧突出的径向突出部43。由此，在爪31与突起34卡合的状态下(参照图5(B))，爪31成为具有与第一面36相对的第四面39和与第二面37相对的第五面40的结构。并且，第二柱22b的轴向一侧的端面41与第三面38相对。第四面39是径向突出部43的轴向另一侧的面，第五面40是轴向突出部42的径向内侧的面。
如图5(B)所示，在爪31与突起34卡合的状态下，第一面36与第四面39能够面接触，第二面37与第五面40能够面接触，第二柱22b的轴向一侧的端面41与第三面38能够面接触。在第四面39与第二柱22b的端面41之间介有突起34，由此第二柱22b与第二环状体30被连结成沿轴向不能分离，通过第五面40与第二面37接触，进行柱22b与第二环状体30的相互的径向的定位。
如图2及图3所示，第三柱22c未在轴向一侧设置第二柱22b所具有的爪31，而且，未如第一柱22a那样形成铆钉22用的贯通孔27，第三柱22c的轴向一侧的端面44成为沿着与环状的保持架14的中心轴C1(参照图3)正交的平面的平滑面。并且，第二环状体30的轴向另一侧的侧面中的与第三柱22c的所述端面44相对的面45(参照图2)也成为沿着与所述中心轴C1正交的平面的平滑面。在保持架主体20与第二环状体30通过所述铆钉23及所述爪31与所述突起34的卡合而连结的状态下，为第三柱22c的轴向一侧的所述端面44与第二环状体30的轴向另一侧的所述面45接触的状态，且第三柱22c与第二环状体30未连结。第三柱22c成为从第一环状体21向轴向一侧延伸的悬臂梁状。此外，第三柱22c及第一环状体21的刚性高，即使例如圆筒滚子13与第三柱22c接触，也能够对抗由该接触产生的力。
在通过铆钉23及爪31与突起34的卡合而将保持架主体20与第二环状体30连结的状态下，第一环状体21与第二环状体30之间且是在周向上相邻的柱22、22之间的空间29成为保持作为滚动体的圆筒滚子13(参照图1)的兜孔。
如以上所述，在保持架14中，用于将保持架主体20与第二环状体30连结的铆钉23的个数(全部个数)比柱22的个数(全部个数)少，在本实施方式中，柱22为15根，相对于此，铆钉23为3根。并且，这15根柱22包括形成有供铆钉23的轴部24插通的第一贯通孔27的第一柱22a和在轴向一侧的端部具有爪31的第二柱22b。此外，在本实施方式中，总数为15根的柱22包括虽然轴向一侧的端面44能够与第二环状体30的轴向另一侧的面45接触，但是与第二环状体30处于非连结状态的第三柱22c。
这样，保持架14具有的15根柱22包括通过铆钉23贯通而与第二环状体30连结的第一柱22a及通过爪31与突起34的卡合而与第二环状体30连结的第二柱22b。即，为了将保持架主体20与第二环状体30连结，不需要对于15本全部的柱22插通铆钉23，只要在15根柱22中的一部分即第一柱22a中使铆钉23插通并在其他的第二柱22b中使爪31与突起34卡合即可。
由此，不需要在15根全部的柱22、及与这全部的柱22对应的第一环状体21及第二环状体30各自的部分形成供铆钉23插通的贯通孔27、28，只要仅在3根第一柱22a、以及第一环状体21及第二环状体30中的与这3根第一柱22a的轴向相邻地设置的部分形成贯通孔27、28即可。并且，使用铆钉23的仅是与3根第一柱22a对应的3个部位。由此，能削减用于通过铆钉23将保持架主体20与第二环状体30连结的孔加工、铆接作业的劳力和时间，能够减少保持架14的制造及组装工时。其结果是，能够对于保持架14的成本降低以及具备该保持架14的滚动轴承10的成本降低作出贡献。
特别是在本实施方式中(参照图2及图3)，在第三柱22c中，轴向一侧的端面44能够与第二环状体30的轴向另一侧的面45接触，但是与第二环状体30处于非连结状态。这样，在15根柱22之中，除了第一柱22a及第二柱22b之外，还包含第三柱22c，减少使用铆钉23将保持架主体20与第二环状体30连结的部位。即，与15根柱22中的一部分(6根)为通过爪31和突起34而与第二环状体30连结的第二柱22b、且剩余的全部个数(9根)为使用铆钉23的第一柱22a的情况相比，如本实施方式那样通过还包含(3根)第三柱22c，能够减少使用铆钉23的第一柱22a的个数。由此，能够进一步减少保持架14的制造及组装工时。
在此，说明保持架14与圆筒滚子13的组装。
首先，在保持架主体20中，在周向上相邻的柱22、22之间配置圆筒滚子13。在本实施方式中，如图3所示，各柱22的朝向周向的侧面47为半径比圆筒滚子13稍大的圆弧面形状，在柱22、22之间设置的圆筒滚子13成为沿径向不能脱落的状态。
在这样将保持架主体20与圆筒滚子13组合的状态下，使第二环状体30位于保持架主体20的轴向一侧。此时，如图6所示，成为将第二柱22b的爪31***于第二环状体30的凹部33中的与突起34的周向一侧相邻地设置的所述间隙35的状态。图6是从轴向一侧观察保持架14的一部分的图。并且，当使第二环状体30相对于保持架主体20(第二柱部22b)向周向一侧(图6的箭头R方向)相对地旋转时，能够使爪31与突起34卡合。
在该状态下(参照图2)，形成于保持架主体20侧的第一贯通孔27与形成于第二环状体30侧的第二贯通孔28成为相同相位(在周向上为相同位置)，将铆钉23插通于上述贯通孔27、28，对铆钉23的端部进行铆接加工，避免铆钉23脱落。由此，保持架主体20与第二环状体30不能相对旋转，成为爪31与突起34的卡合不会解除的状态。
这样，在本实施方式中，在凹部33中，在与突起34的周向一侧相邻的位置设置有能够供爪31沿轴向***的间隙35，由此基于爪31与突起34的卡合的保持架14的组装变得容易，而且，当组装完成时，通过爪31与突起34的卡合而保持架主体20与第二环状体30机构性地结合，保持架14的刚性提高。
在所述实施方式中(参照图4)，形成于第二环状体30的凹部33朝向径向外侧开口，但也可以朝向径向内侧开口。在该情况下，只要将图2考虑为从径向内侧观察保持架14的情况的图即可，即使在该情况下，也能够具有与所述实施方式相同的功能。
图7是表示第二柱22b的爪31及第二环状体30的凹部33的突起34的变形例的图，是从径向外侧观察保持架14的一部分的图。在该图7所示的方式中，也是在凹部33的周向的一部分设置突起34。而且，在该凹部33中，在周向一侧设置有沿轴向贯通的间隙35，在其周向另一侧设置有成为轴向的障壁的突起34。突起34具备长方体或立方体形状，具有朝向轴向一侧的第一面36、朝向周向一侧的第二面37及朝向轴向另一侧的第三面38。相对于此，爪31具有从第二柱22b的轴向一侧的端面41进一步向轴向一侧突出的轴向突出部42以及从该轴向突出部42的轴向一侧的前部向周向另一侧突出的周向突出部46。由此，爪31成为具有与第一面36相对的第四面39和与第二面37相对的第五面40的结构。并且，第二柱22b的轴向一侧的端面41与第三面38相对。
在爪31与突起34卡合的状态下，第一面36能够与第四面39面接触，第二面37能够与第五面40面接触，第二柱22b的轴向一侧的端面41能够与第三面38面接触。在第四面39与第二柱22b的端面41之间介有突起34，由此第二柱22b与第二环状体30连结成沿轴向不能分离。并且，在凹部33中，在与突起34的周向一侧相邻的位置设置能够供爪31沿轴向***的间隙35，因此与图5(A)及5(B)以及图6所示的方式的情况同样，组装变得容易，而且，当通过铆钉23将保持架主体20与第二环状体30连结时，成为爪31与突起34的卡合不会解除的状态。
如以上所述公开的实施方式在全部的点上为例示而不受限制。即，本发明的保持架及滚动轴承并不局限于图示的方式，在本发明的范围内也可以是其他的方式的结构。例如，爪31和突起34可以为图示的方式(关于突起34为长方体或立方体)以外的方式。
虽然说明了所述实施方式的保持架14除了具有第一柱22a及第二柱22b之外还具有第三柱22c的情况，但也可以没有第三柱22c。即，可以是多个柱22中的一部分为第一柱22a，其余为第二柱22b。
在图1所示的方式中，作为滚动体的圆筒滚子13是沿轴向排列成两列的结构，但也可以为一列。而且，内圈11或外圈12可以为其他的方式。保持架14除了保持圆筒滚子13以外，也可以是保持圆锥滚子或针状滚子等的结构，而且，也可以是自动调心滚子轴承用的保持架。
另外，具备本发明的保持架的滚动轴承也可以为钢铁轧机中的工作辊止推用以外的轴承。
本申请基于在2017年8月3日提出申请的日本专利申请(特愿2017-150922)，并将其内容作为参照而援引于此。
标号说明
10：滚动轴承 11：内圈 12：外圈
13：圆筒滚子(滚动体) 14：保持架 20：保持架主体
21：第一环状体 22：柱 22a：第一柱
22b：第二柱 22c：第三柱 23：铆钉(轴构件)
27：第一贯通孔 28：第二贯通孔 29：空间
30：第二环状体 31：爪 32：与第二柱连结的部分
33：凹部 34：突起 35：间隙
36：第一面 37：第二面 38：第三面
39：第四面 40：第五面 41：端面
45：面

Claims (5)

1.一种保持架，具备：
保持架主体，具有第一环状体及从该第一环状体向轴向一侧延伸的多个柱；
第二环状体，设置在多个所述柱的轴向一侧；及
轴构件，该轴构件的个数比所述柱的个数少，用于以沿轴向贯通所述保持架主体和所述第二环状体的方式将所述保持架主体和所述第二环状体连结，
所述第一环状体与所述第二环状体之间且是在周向上相邻的所述柱之间的空间形成保持滚动体的兜孔，
所述多个柱包括第一柱和第二柱，所述第一柱形成有供所述轴构件插通的贯通孔，所述第二柱在轴向一侧的端部具有爪，
所述第二环状体在与所述第二柱连结的部分具有***述爪的凹部，在该凹部的一部分设置有与所述爪卡合的突起。
2.根据权利要求1所述的保持架，其中，
所述多个柱还包括第三柱，该第三柱的轴向一侧的端面能够与所述第二环状体的轴向另一侧的面接触，且与该第二环状体处于非连结状态。
3.根据权利要求1或2所述的保持架，其中，
所述凹部在与所述突起的周向一侧相邻的位置包含能够供所述爪沿轴向***的间隙。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的保持架，其中，
所述凹部朝向径向外侧或内侧以及轴向另一侧开口，
所述突起具有朝向轴向一侧的第一面、朝向径向的第二面及朝向轴向另一侧的第三面，
所述爪具有与所述第一面相对的第四面和与所述第二面相对的第五面，
所述第二柱的轴向一侧的端面与所述第三面相对，并且所述爪从该端面突出。
5.一种滚动轴承，具备：内圈；外圈；多个滚动体，设置于所述内圈与所述外圈之间；及环状的保持架，保持所述多个滚动体，
所述保持架是权利要求1～4中任一项所述的保持架。
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