带有安装板的滚动轴承单元和其制造方法
【专利摘要】在将安装板组装在滚动轴承单元的外轮上时，作为安装板(7a)，使用在保持孔(13a)的周向的多个位置设置有大直径部(21)的部件，在将外圈5a的小直径台阶部(9a)内嵌于该保持孔(13a)的状态下，使用冲头(23)将安装板(7a)的轴向侧面上的大直径部(21)的周缘部的一部分朝向存在于所述外圈(5a)的外周面和小直径台阶部(9a)的轴向基部之间的台阶面(19)推压，使大直径部(21)的周缘部的一部分向径向内方塑性变形来形成卡定突部(11a)，同时将卡定突部(11a)与形成于小直径台阶部(9a)的外周面的卡定凹槽(12a)卡合。
【专利说明】带有安装板的滚动轴承单元和其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及为了将构成汽车用变速器等的旋转轴的端部可自由旋转地支承于壳体的内表面而使用的带有安装板的滚动轴承单元和其制造方法。
【背景技术】
[0002]如图11所示，构成汽车用变速器的中间轴等的旋转轴I的端部通过单列深沟型的球轴承等径向滚动轴承3，可自由旋转地被支承于收容汽车用变速器的构成部件的壳体2的内表面。具体地说，在壳体2的内表面设有圆形的保持凹部4，构成径向滚动轴承3的外圈5以过盈配合内嵌固定于该保持凹部4。旋转轴I的端部以过盈配合等抑制径向的晃动的嵌合状态内嵌于构成径向滚动轴承3的内圈6。外圈5通过被称作压板的安装板7向保持凹部4的内部被推压，以防止从保持凹部4脱出的情况。
[0003]径向滚动轴承3和安装板7如日本特开2008 — 267585号公报、日本特开2009 —030794号公报和日本特开2009 — 036319号公报等记载的那样，作为带有安装板的滚动轴承单元被一体化，以实现向壳体2上的安装的容易化。在图12和图13中表示带有安装板的滚动轴承单元的一例。该带有安装板的滚动轴承单元8是通过将安装板7以可相对于外圈5旋转的方式外嵌于小直径台阶部9而构成的，所述小直径台阶部9设置于构成径向滚动轴承3的外圈5的外周面的轴向一个端部。带有安装板的滚动轴承单元8通过将外圈5以过盈配合内嵌于保持凹部4并且使安装板7的一个面碰撞在壳体2的内表面,从而被安装在壳体2内。此外，通过使安装板7相对于外圈5旋转，并使形成于安装板7的靠近外径的部分的由螺纹孔或通孔构成的安装孔10与在壳体2的内表面开口的通孔或螺纹孔(省略图示)对准，并用螺丝或螺栓进行螺纹紧固，从而将外圈5以不晃动且防止从保持凹部4脱出的状态支承固定在保持凹部4内。
[0004]在带有安装板的滚动轴承单元8中，安装板7相对于外圈5可相对旋转且不分离地被结合。做成可旋转的结构的理由是，为了在将外圈5以过盈配合等防止径向的晃动的嵌合状态内嵌于保持凹部4之后，使安装板7的安装孔10与壳体2的通孔或螺纹孔对准。另外，做成不分离的结构的理由是，为了将径向滚动轴承3和安装板7作为一体来处理，以实现部件管理、组装作业等的容易化。
[0005]为了将安装板7相对于外圈5可相对旋转且不分离地结合，在日本特开2008 —267585号公报中记载的结构的情况下，如图14所示，将形成于安装板7的内周边缘的圆周方向多个位置的卡定突部11卡合于设置在外圈5侧的小直径台阶部9的外周面上的卡定凹槽12。具体地说，如图15(A)所示，在将小直径台阶部9内嵌于安装板7的保持孔13中的状态下，如图15(B)所示，将内径为一定的安装板7的保持孔13的周缘部中的圆周方向多个位置沿轴向推压，使安装板7的内周边缘的一部分沿径向内方塑性变形，由此形成多个卡定突部11并使这些卡定突部11卡合于卡定凹槽12。
[0006]在具有该结构的带有安装板的滚动轴承单元中，不能稳定地将卡定突部11与卡定凹槽12卡合，存在由于带有安装板的滚动轴承单元的成品率恶化而成本增加的可能性。即，在该结构中，允许安装板7与外圈5之间的相对旋转，并且为了确保安装板7与外圈5之间的同心度，需要使设置于安装板7侧的保持孔13的内径与设置于外圈5侧的小直径台阶部9的外径之间的差很小。S卩，如图16(A)所示，在将小直径台阶部9内嵌在了保持孔13的状态下，存在于保持孔13的内周面与小直径台阶部9的外周面之间的微小间隙14的径向的宽度尺寸很小。因此，如图16(A)所示，在将卡定突部形成于安装板7的内周边缘时，在安装板7的轴向侧面将冲头15推压于保持孔13的周缘部的一部分，则如图16(B)所示，在安装板7的内周边缘处塑性变形了的部分与小直径台阶部9中的远离卡定凹槽12的轴向端部碰撞。其结果是，不仅不能形成卡定突部11来与卡定凹槽12卡合,并且在外圈5的小直径台阶部9侧的轴向一个端部上有可能产生沿直径缩小方向的有害的变形。
[0007]如果使保持孔13的内径比小直径台阶部9的外径足够大，则能够防止如下情况，即:在形成卡定突部11之前伴随着冲头15的推压而形成的在安装板7的内周边缘的一部分处塑形变形了的部分与小直径台阶部9的轴向端部碰撞。但是，在这样的结构中，由于相对于外圈5的安装板7的偏转量(最大偏心量)变大，因此如果不使卡定突部11足够高并使卡定凹槽12足够深的话，则存在卡定突部11与卡定凹槽12之间的卡合容易脱离的问题。另外，由于安装板7与外圈5之间的同心度变差，因此还存在将该安装板7通过螺纹紧固而固定于壳体2 (参照图11)的作业变得麻烦等、带有安装板的滚动轴承单元8的操作性降低的问题。
[0008]在日本特开2009-036319号公报中，记载有如下制造方法，即:在将安装板与外圈组合之前，预先在设置于该安装板的保持孔的周缘部形成多个卡定突部，使该安装板和外圈分别弹性变形并组合。但是，在该情况下，在将安装板与外圈组合时，有可能在该外圈产生有害的变形。
[0009]在日本特开2009-030794号公报中，记载有如下结构，即:将安装板和外圈经由卡定于该外圈侧的带缺口圆环状的卡定环来组合。但是，在该结构中，随着部件数量的增大，带有安装板的滚动轴承单元的制造成本的增加是不可避免的。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2008-267585号公报
[0013]专利文献2:日本特开2009-030794号公报
[0014]专利文献3:日本特开2009-036319号公报
【发明内容】
[0015]本发明是鉴于上述情况而做成的，目的在于以低成本提供一种带有安装板的滚动轴承单元，该带有安装板的滚动轴承单元在外圈不产生有害的变形，确保外圈与安装板之间的同心度，且操作容易。
[0016]本发明的带有安装板的滚动轴承单元具有外圈、内圈、多个滚动体和安装板。所述外圈在内周面具有外圈轨道。所述内圈与所述外圈同心地配置，并在外周面具有内圈轨道。所述多个滚动体可自由旋转地设置在所述外圈轨道和所述内圈轨道之间。所述安装板具有保持孔和设在该保持孔的周围的多个安装孔。
[0017]在本发明的带有安装板的滚动轴承单元中，在所述外圈的外周面的轴向一个端部遍及全周地设有小直径台阶部，在该小直径台阶部的比轴向端部靠轴向中间的部分设有沿周向延伸的卡定凹槽。
[0018]另外，所述安装板的保持孔具有如下内径，该内径比所述小直径台阶部的外径大，且比所述外圈的外周面的与所述小直径台阶部沿轴向邻接的部分的外径小。在该保持孔的周向多个位置设有从该保持孔的内周边缘向径向外方凹入的大直径部。
[0019]在各个大直径部的周缘部的一部分上设有从该周缘部向径向内方突出的卡定突部，该卡定突部的内切圆的直径比所述小直径台阶部的轴向端部的外径小，且大于等于所述卡定凹槽的底部的直径。
[0020]并且，通过使所述卡定突部可沿周向相对移动地卡合于所述卡定凹槽，从而使所述外圈与所述安装板不分离地组合。
[0021]在本发明的带有安装板的滚动轴承单元中，所述大直径部和所述卡定突部设置在周向多个位置，优选设置在沿周向等间隔的三个以上的位置。
[0022]所述卡定凹槽在除了所述小直径台阶部的轴向端部的部分上，形成为至少沿周向延伸。该卡定凹槽优选地在除了所述小直径台阶部的轴向端部以外的从所述小直径台阶部的轴向中间部到轴向基部为止的部分遍及全周地设置。或者优选地，所述卡定凹槽在除了所述小直径台阶部的轴向端部和轴向基部的部分以外的所述小直径台阶部的轴向中间部遍及全周地设置。此外，在该卡定凹槽没有遍及全周地设置的情况下，在与形成有所述卡定突部的所述大直径部在周向上对准的多个位置，形成该卡定凹槽。
[0023]在本发明的带有安装板的滚动轴承单元中，优选地在所述保持孔的内周边缘中，在周向的相位与所述多个安装孔一致的部分，分别形成有周向长且外切圆的直径比所述外圈的直径大的切口，并将所述安装板的轴向一个侧面的靠近内径的部分与在所述外圈的外周面和所述小直径台阶部的轴向基部之间沿径向延伸的台阶面在周向的相位与所述多个安装孔不同的位置处卡合。
[0024]本发明能够适用于在所述安装板上只设有一个所述保持孔的结构的带有安装板的轴承单元，在该情况下，所述外圈和所述安装板沿该外圈的周向可相对位移地组合。另夕卜，本发明也能够适用于在所述安装板上设有多个所述保持孔的带有安装板的轴承单元，在该情况下，所述外圈和所述安装板以能够沿该保持孔的径向相对位移的方式组合。
[0025]此外，在本发明的带有安装板的滚动轴承单元中，优选所述安装板的所述安装孔的内切圆的直径比所述外圈的外径大。
[0026]本发明的带有安装板的滚动轴承单元能够通过具有如下工序的制造方法得到，即:通过在将所述外圈的小直径台阶部内嵌于形成所述卡定突部之前的所述安装板的保持孔中的状态下，在该安装板的轴向另一侧面中，将所述大直径部的周缘部的一部分向着在所述外圈的外周面与所述小直径台阶部的轴向基部之间沿径向延伸的台阶面推压，从而使所述大直径部的周缘部的一部分沿径向内方塑性变形而形成所述卡定突部，并且使该卡定突部与所述卡定凹槽卡合，将所述外圈与所述安装板组合起来。
[0027]此外,在本发明的制造方法中，也可以在形成所述卡定突部时,在形成所述卡定突部之前的所述安装板的轴向另一侧面中，将楔形的第一冲头推压于所述大直径部的周缘部的一部分，在该大直径部的周缘部形成该安装板的轴向另一侧面侧开口的V字形的凹槽，并且使该大直径部的周缘部的一部分中的比该凹槽位于径向内侧的部分向径向内方塑性变形，然后将第二冲头推入该凹槽内，使比所述凹槽位于径向内侧的部分进一步向径向内方塑形变形，来形成所述卡定突部。
[0028]另外，优选在所述外圈的周围，包围该外圈地配置推压夹具，在形成所述卡定突部时，通过用该推压夹具支承所述安装板的轴向一个侧面的径向中间部分，防止加工负荷施加给所述外圈。
[0029]在本发明的带有安装板的滚动轴承单元的结构中，由于通过使设置于所述安装板的内周边缘上的多个位置的大直径部的周缘部的一部分向径向内方塑性变形而形成与外圈侧的卡定凹槽卡合的安装板侧的卡定突部，因此在该卡定突部的加工过程中，不会发生安装板上的塑性变形的部分与外圈的小直径台阶部的轴向端部相碰撞且该部分将小直径台阶部的外周面向径向内方大力推压的情况。因此，在将所述外圈与所述安装板组合时，对任一部件都不会作用有害的力，防止这些部件产生有害的变形，实现带有安装板的滚动轴承单兀的成品率的提闻。
[0030]另外，在本发明的结构中，所述安装板的内周面与所述小直径台阶部的外周面在所述大直径部以外的部分经由微小间隙而相对。因此，能够将相对于所述外圈的所述安装板的偏转量(最大偏心量)抑制得很小，从而能够确保外圈与安装板的同心度。
[0031]此外，在本发明的结构中，由于是能够不使用其它部件地将外圈和安装板直接组合的结构，所以部件制造成本、部件管理成本和组装成本都能够得到抑制，能够实现带有安装板的滚动轴承单元的低成本化。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是从设置安装板的一侧观察构成本发明的实施方式I的带有安装板的滚动轴承单元的外圈和安装板的组合的正投影图。
[0033]图2是表示在图1的X-X线部分切断了的状态的局部立体图。
[0034]图3是从与图1相同的方向观察本发明的实施方式I的与外圈组合之前的安装板的正投影图。
[0035]图4(A)?图4(C)表示本发明的实施方式I的组合安装板和外圈的工序，图4(A)是表示将安装板组装在外圈上的状态的剖视图，图4(B)是表示在安装板的轴向侧面用冲头推压保持孔的周缘部的状态的剖视图，图4(C)是表示在将卡定突部形成于安装板的同时，使卡定突部卡合于外圈的卡定凹槽的状态的剖视图。
[0036]图5(A)?图5(D)表不本发明的实施方式2的组合安装板和外圈的工序，图5(A)是表示在安装板的轴向侧面将冲头推压于保持孔的周缘部的状态的剖视图，图5(B)是表示将V字形的凹槽形成于安装板的保持孔的周缘部的状态的剖视图，图5(C)是表示将安装板安装于外圈并在安装板的轴向侧面用冲头推压保持孔的周缘部的状态的剖视图，图5(D)是表示在将卡定突部形成于安装板的同时，将卡定突部卡合于外圈的卡定凹槽的状态的剖视图。
[0037]图6是表示本发明的实施方式3的将安装板的卡定突部与外圈的卡定凹槽卡合的状态的局部剖视图。
[0038]图7(A) (a)是从与图3相同的方向观察本发明的实施方式4的安装板的示意图，图7(A) (b)是表示在实施方式4中，伴随着将螺栓穿插于安装板的安装孔的外圈的圆度的变化的线图，图7(B) (a) (b)是未采用本发明的实施方式的结构的与图7(A) (a) (b)相同的图。
[0039]图8是用于说明外圈的圆度伴随着螺栓的紧固而恶化的原因的、相对于壳体的安装板的螺纹紧固固定部的剖视图。
[0040]图9是从与图3相同的方向观察本发明的实施方式5的与外圈组合之前的安装板的正投影图。
[0041]图10是表示本发明的实施方式5的带有安装板的滚动轴承单元的组装状态的剖视图。
[0042]图11是表示在以往结构中带有安装板的滚动轴承单元向壳体上组装的状态的一例的局部剖视图。
[0043]图12是表示带有安装板的滚动轴承单元的以往结构的第一例的立体图。
[0044]图13是表示以往结构的第一例的剖视图。
[0045]图14是表示带有安装板的滚动轴承单元的以往结构的第二例的局部剖视图。
[0046]图15⑷和图15⑶按照工序顺序表示以往机构的第二例的组装工序，图15(A)是表示将安装板组装于外圈的状态的局部剖视图，图15(B)是表示在安装板的轴向侧面用冲头推压保持孔的周缘部并将卡定突部形成于安装板的同时，将卡定突部卡合于外圈的卡定凹槽的状态的剖视图。
[0047]图16是用于说明以往结构的组装工序中产生的问题的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0048]【实施方式I】
[0049]图1?图4表示本发明的实施方式I。本例的带有安装板的滚动轴承单元8a通过将径向滚动轴承3a(参照图10)和安装板7a可相对旋转且不分离地组合而构成。径向滚动轴承3a与以往结构相同地具有外圈5a、内圈6 (参照图10)和多个作为滚动体的球24(参照图10)。其中，内圈6由轴承钢等硬质金属整体制作成圆环状，在外周面的轴向中间部设有单列深沟型的内圈轨道，在外圈5a的内径侧与外圈5a同心地配置。另外，作为滚动体的球24在外圈5a的外圈轨道16和内圈6的内圈轨道之间可自由旋转地设置。此外，本发明可广泛适用于带有安装板的径向滚动轴承单元，而不论其种类，尤其是在本发明中，作为径向滚动轴承3a优选地使用单列深沟型的球轴承。其理由是，动扭矩小，且即使在组装于旋转支承部之前的状态下，各构成部件也不会意外地分离。此外，以下的说明以本例的特征部分即径向滚动轴承3a的外圈5a与安装板7a的组合部分的结构、以及外圈5a与安装板7a的组装方法为中心进行。另外，优选径向滚动轴承3a具有保持器25(参照图10)。
[0050]外圈5a由轴承钢等硬质金属整体制作成圆环状,在内周面的轴向中间部遍及全周地形成有单列深沟型的外圈轨道16，在轴向两端部遍及全周地形成有用于卡定密封圈17(参照图14)的外周边缘的卡定槽18。另外，在外圈5a的外周面的轴向一个端部(图2和图4的左端部)，直径比外圈5a的外周面的外径小的小直径台阶部9a遍及全周地与外圈5a的外周面(形成有小直径台阶部9a的轴向一个端部以外的部分的外周面)同心地形成。在小直径台阶部9a的轴向基部(图2和图4的右端部)与外圈5a的外周面的轴向中间部(与小直径台阶部9a沿轴向邻接的部分)之间，存在相对于外圈5a的径向即外圈5a的中心轴沿直角方向延伸的台阶面19。另外，比小直径台阶部9a的外周面的轴向端部(图2和图4的左端部)靠轴向中间的部分，更具体地说，在本例中，在除了小直径台阶部9a的轴向端部以外的从小直径台阶部9a的轴向中间部到轴向基部为止的整个部分，遍及全周地设有卡定凹槽12a。因此,在小直径台阶部9a的轴向端部(前端部)即卡定凹槽12a与小直径台阶部9a的前端面之间的部分，遍及全周地设有堤状的卡定突条部20。
[0051]安装板7a由软钢板等能够塑形变形的金属板形成为大致六边形形状，在其中心部设有一个保持孔13a，所述六边形形状是将正三角形的顶部切除成局部圆弧形而成的形状。另外，在安装板7a的保持孔13a的周围，在周向等间隔的三个位置设有安装孔10a。此外，如图2所示，在本例中，安装板7a的厚度T与小直径台阶部9a的长度L大致相等(T^L),且大于卡定凹槽12a的宽度W(T > W)。
[0052]在本例中，保持孔13a的内径(沿周向远离大直径部21的部分的内径，所述大直径部21以从保持孔13a的内周边缘向径向外方凹入的状态而形成)R13(参照图3)略微大于小直径台阶部9a(卡定突条部20)的外径d9(参照图1和图4),且小于在外圈5a中与小直径台阶部9a沿轴向邻接的部分的外径D (参照图4) (d9 < R13 < D)。按照这样，在本例中，保持孔13a的内径R13与小直径台阶部9a的外径d9之间的差很小。因此，能够将相对于外圈5a的安装板7a的偏转量抑制得很小，能够使将安装板7a螺纹紧固于壳体2 (参照图11)的作业变得容易等，实现带有安装板的滚动轴承单元8a的操作性的提高。此外，该内径R13与外径(19之间的差(R13-d9)优选地是内径R13的0.01%?2%，更优选地是0.01%?1%。在内径R13与外径(19之间的差(R13 —d9)比内径R13的0.01%小的情况下，外圈5a难以相对于安装板7a旋转，带有安装板的滚动轴承单元8a的组装性下降。另一方面，在内径R13与外径(19之间的差(R13 —d9)比内径R13的2%大的情况下，安装板7a相对于外圈5a容易相对旋转，安装孔1a与壳体2的螺纹孔或通孔难以对准，因此带有安装板的滚动轴承单元8a的组装性下降。
[0053]在本例中，在保持孔13a的周向等间隔的三个位置，切口状的大直径部21以比沿周向邻接的部分向径向外方凹入的状态而形成。并且，不使保持孔13a自身的周缘部塑性变形，而是使各个大直径部21的周缘部的一部分塑性变形，具体地说，使在其周向上的大致中央位置构成安装板7a的金属材料(软钢)塑性变形，由此以从大直径部21的周缘部向径向内方突出的状态设置卡定突部lla。各卡定突部Ila的内切圆的直径Rlla比设置于小直径台阶部9a的轴向端部的卡定突条部20的外径d9小，且大于等于卡定凹槽12a的底部的直径d12a(d12a ( Rlla < d9)，优选地是大于卡定凹槽12a的底部的直径d12a(d12a < Rlla< d9)。
[0054]设有小直径台阶部9a (卡定突条部20和卡定凹槽12a)的外圈5a与具有大直径部21和卡定突部Ila的安装板7a通过使卡定突部Ila与卡定凹槽12a卡合，从而可相对旋转且不分离地组合起来。S卩，将卡定突部Ila可相对旋转地卡合于卡定凹槽12a，且使安装板7a的轴向一个侧面(图2和图4的右侧面)的靠近内径的部分与台阶面19卡合。在该状态下，通过卡定突部Ila与卡定突条部20的卡合来阻止安装板7a相对于外圈5a的沿图2的左方向的位移。与此相对地，通过安装板7a的轴向一个侧面的靠近内径的部分与台阶面19的卡合来阻止沿图2的右方向的位移。另外，通过该安装板7a能够推压外圈5a。在这些安装板7a和外圈5a的轴向上,卡定突部Ila的厚度Tlla小于卡定凹槽12a的宽度W(Tlla < W)。另外,在将外圈5a与安装板7a同心地配置的状态下,在卡定突部Ila的前端(径向内端)与卡定凹槽12a的底面之间存在微小间隙。因此,夕卜圈5a与安装板7a成为可相对旋转且不分离地组合起来的状态。此外，在本例中，将卡定凹槽12a遍及全周地设置，但也能够替代地在与大直径部21对准的位置处，将沿周向延伸的卡定凹槽设置在周向的多个位置。在该情况下，优选地卡定凹槽的长度大于等于大直径部21的长度。
[0055]在本例中，安装孔1a在保持孔13a的周围设置在圆周方向等间隔的三个位置。并且，这些安装孔1a的内切圆的直径大于外圈5a的外径。因此，插入了这些安装孔1a的螺栓或螺柱等不会与外圈5a的一部分相干扰。此外，安装孔1a设置在周向的多个位置(两个位置以上)，优选地设置在沿周向等间隔的多个位置即可，也能够将安装孔1a设置在周向等间隔的四个位置以上，但对于为了实现将带有安装板的滚动轴承单元8a安装于壳体2(参照图11)这样的功能，将安装孔1a设置在周向等间隔的三个位置就足够了。
[0056]将安装板7a相对于外圈5a进行组合的作业按照以下方式进行。首先，如图4(A)所示，将外圈5a的小直径台阶部9a内嵌于安装板7a的保持孔13a。另外，在该状态下，将推压夹具22的支承面抵接于安装板7a的轴向一个侧面上的相比于外圈5a位于径向外方的部分(径向中间部分)。使外圈5a的台阶面19与安装板7a的轴向一个侧面稍稍离开，以使在加工卡定突部Ila时施加于安装板7a的轴向负荷不施加给外圈5a。但是,在外圈的轴向上的强度和刚性足够高的情况下，也不一定必须使用推压夹具。即，在该情况下，也能够将在外圈的轴向两端面中的与设置有小直径台阶部的一侧相反的一侧的端面抵接于承接件的支撑面，以这样的状态形成卡定突部。
[0057]接下来，如图4(B)所示，在安装板7a的轴向另一侧面(图2和图4的左侧面)的一部分，相对于大直径部21的周缘部的一部分(周向中央位置)，使设有突部的冲头23的前端面碰撞沿周向等间隔的三个位置。此时，在安装板7a的径向上，使冲头23的内径侧边缘成为比大直径部21的周缘部向径向内方突出的状态。从该状态将冲头23向台阶面19推压，并大力推压安装板7a中的大直径部21的周缘部的周向中央位置。并且，如图4(B)和图4(C)所示，通过使存在于大直径部21的周缘部的金属材料沿径向内方移动(塑性变形)，从而在形成卡定突部Ila的同时,使卡定突部Ila与卡定凹槽12a卡合。
[0058]在加工卡定突部Ila时施加于安装板7a的加工负荷的全部或大部分由推压夹具22支承，不会施加给外圈5a，因此即使该外圈5a的强度和刚性不是特别地大，也不会在该外圈5a上产生变形等损伤。另外，保持孔13a的远离大直径部21的部分的内径R13只略微大于小直径台阶部9a的外径d9，因此在外圈5a与安装板7a互相组合起来的状态下，在径向上几乎没有松动的情况。此外，卡定突部Ila的加工在只将外圈5a与安装板7a组合了的状态下进行，因此操作容易，且不存在损伤径向滚动轴承3的其它构成部件的可能性。另夕卜，在本例中，由于将外圈5a与安装板7a直接组合，因此部件制造成本、部件管理成本和组装成本都能够得到抑制，能够实现带有安装板的滚动轴承单元8a的低成本化。
[0059]卡定突部Ila是通过使大直径部21的周缘部沿径向内方塑性变形而形成的，大直径部21的内切圆的直径R21比卡定突条部20的外径d9大保持孔13a的远离大直径部21的部分与大直径部21之间的台阶部的径向高度h21的两倍以上(d9+2h21 < R21)。在本例中，在从图4(B)到图4(C)所表示的工序的过程中，在卡定突部Ila的加工进行到一定程度的状态之后，卡定突部Ila的内切圆的直径Rlla变得比卡定突条部20的外径d9小。因此，如果适当地限制保持孔13a的远离大直径部21的部分和大直径部21之间的台阶部的径向高度h21与卡定突条部20的轴向宽度W2tl之间的关系，则如图4 (B)所示，在卡定突部I Ia的加工过程中的阶段，卡定突部Ila的前端与卡定突条部20的外周面不会相碰撞。另外，如图4(C)所示，在卡定突部IIa加工完成的状态下，能够使卡定突部IIa的内切圆的直径Rlla比卡定突条部20的外径d9充分小。
[0060]因此,在将安装板7a的内周边缘部的卡定突部Ila与形成于外圈5a的小直径台阶部9a的外周面上的卡定凹槽12a卡合时，在任一阶段内，都不会在小直径台阶部9a上施加朝向径向内方的力。因此，在外圈5a上不会产生有害的变形，能够抑制次品的产生，能够实现带有安装板的滚动轴承单元8a的成品率的提高。此外，台阶部的径向高度h21是保持孔13a的内径R13a的0.1%?10%，更优选地是0.5%?5%。在径向高度h21小于内径R13a的0.1 %的情况下,在加工卡定突部Ila时,存在该卡定突部Ila的前端部与卡定突条部20的外周面干涉的可能性。与此相对地，在径向高度h21大于内径R13a的10%的情况下，卡定突部Ila与卡定突条部20的卡合状态不充分，存在外圈5a从安装板7a脱落的可能性。另夕卜，卡定突条部20的轴向宽度W2tl是小直径台阶部9a的轴向长度L (安装板7a的厚度T)的10%?60%，更优选地是20%?50 %。在卡定突条部20的轴向宽度W2tl小于小直径台阶部9a的轴向长度L的10%的情况下，存在不能够充分确保卡定突条部20的强度的可能性。另一方面，在卡定突条部20的轴向宽度W2tl大于小直径台阶部9a的轴向长度L的60 %的情况下，卡定凹槽12a的宽度过小，存在卡定凹槽12a的侧面与卡定突部Ila干涉的可能性。此外,本例的其它部分与以往的结构相同。
[0061]【实施方式2】
[0062]图5表示本发明的实施方式2。在本例的情况下，将在安装板7a的保持孔13a中使卡定突部Ilb形成于大直径部21的周缘部的作业分成两个阶段进行。
[0063]即，在本例的情况下，首先，如图5 (A)所示，在安装板7a的轴向另一侧面上将前端缘尖的楔形的第一冲头26推压于大直径部21的周缘部。然后，如图5(B)所示，在大直径部21的周缘部，形成V字形的凹槽27，所述凹槽27的在安装板7a的轴向另一侧面侧的开口部的径向上的宽度尺寸大且越向内部该宽度尺寸越窄。与此同时，使比凹槽27靠径向内侧的部分沿径向内方塑性变形，在比凹槽27靠径向内侧的位置形成初级卡定突部28。
[0064]然后，在将第一冲头26从凹槽27拔出后，如图5(C)和图5(D)所示，将具有平坦的前端面的第二冲头29推入凹槽27内，使位于比凹槽27靠径向内侧的部分即初级卡定突部28进一步沿径向内方塑性变形。并且，在形成卡定突部Ilb的同时，使卡定突部Ilb与设置于外圈5a侧的卡定凹槽12a卡合。
[0065]在本例的情况下，将卡定突部Ilb的加工分成包含使用楔形的第一冲头26的工序的两个阶段来进行，从而能够降低在该加工时施加于安装板7a的负荷。因此，能够省略推压夹具22(参照图4)的使用。但是，在这样的情况下，通过使用推压夹具，能够更可靠地防止外圈的变形。其它部分与实施方式I相同。
[0066]【实施方式3】
[0067]图6表示本发明的实施方式3。在本例的情况下，在设置于外圈5b侧的小直径台阶部9b的轴向中间部(除去小直径台阶部9b的轴向端部和轴向基部的部分)，卡定凹槽12b遍及全周地设置。通过这样的结构，确保小直径台阶部9b的轴向基部的沿径向的壁厚，实现在外圈5b的轴向一个端部上形成小直径台阶部9b的部分的强度和刚性的提高。其它部分与实施方式I相同。
[0068]【实施方式4】
[0069]图7(A) (a)是用于说明本发明的实施方式4的示意图。在本例的情况下，在设置于安装板7b的中央部的保持孔13b的内周边缘上，在沿周向的相位与安装孔1b —致的部分，分别沿周向形成长的切口 30。这些切口 30的外切圆的直径R3tl比外圈5a的外周面(在外圈5a上与小直径台阶部9a沿轴向邻接的部分)的外径D(参照图8)大(D < R3tl)。因此，安装板7b的轴向侧面与存在于外圈5a的外周面的台阶面19(参照图8)仅在切口 30彼此之间的部分抵接，而在形成有切口 30的部分不抵接。即，安装板7b的轴向一个侧面的靠近内径的部分与台阶面19仅在沿圆周方向的相位与安装孔1b不同的部分卡合。此外，在实施本例的结构的情况下，设置于保持孔13b的内周边缘的多个大直径部和卡定突部(均省略图示)分别形成于沿圆周方向远离切口 30的部分。或者，如果能够确保在形成卡定突部时的塑性变形量，则也能够将切口 30分别作为大直径部来利用。
[0070]在本例的情况下,通过将切口 30设置于安装板7b,从而抑制外圈5a的圆度的恶化，所述外圈5a的圆度的恶化是由于通过多根螺栓31 (参照图8)将安装板7b的周向多个位置(在图示的例子中是三个位置)相对于壳体2a结合固定而造成的。
[0071]S卩，为了将外圈5a组装于壳体2a,要将外圈5a内嵌于壳体2a的保持凹部4a中，并使外圈5a的轴向端面与保持凹部4a的内端面相碰撞。另外，使安装板7b的轴向一个侧面(图8的右侧面)的靠近内径的部分与形成于外圈5a的外周面的台阶面19相碰撞。在该状态下，成为在壳体2a的轴向一个面(图8的左侧面)与安装板7b的轴向一个侧面之间存在间隙δ的状态。为了通过螺栓31的紧固来将外圈5a不松动地进行支承于壳体2a，该间隙δ是必需的。
[0072]通过对穿插到设置于壳体2的通孔32中并螺纹结合于安装孔1b的螺栓31进行紧固，来消除间隙S。此时，台阶面19被安装板7b的轴向一个侧面的靠近内径的部分推压，推压该台阶面19的力在圆周方向上不均一。例如，如图7(B) (a)所示，在使用仅形成有圆形的保持孔13a的安装板7a的情况下，在周向上的相位与安装孔1a—致且靠近这些安装孔1a的、图7(B) (a)中用黑色圆形标记的部分，推压台阶面19的力与其它部分相比特别大。其结果是，具有台阶面19的外圈5a的圆度如图7的(B) (b)中夸张地表示的那样恶化。外圈5a的圆度的恶化有可能导致将外圈5a装入的径向滚动轴承3(参照图13和图14)的声学特性和耐久性的恶化。
[0073]与此相对地，根据图7 (A) (a)所示的本例的结构，由于切口 30的存在，安装板7b的轴向侧面的靠近内径的部分在图7(A) (a)中用黑色圆形标记的沿圆周方向远离安装孔1b的部分大力推压台阶面19。另外，大力推压的位置数是安装孔1b的两倍(六个位置)。其结果是，推压台阶面19的力的分布接近均匀，伴随着螺栓31的紧固而产生的外圈5a的圆度的恶化得到缓解。其结果是，如图7(A) (b)所示，在将螺栓31紧固并将外圈5a固定于壳体2a的状态下，也能够抑制外圈5a的圆度的恶化，能够防止将外圈5a装入的径向滚动轴承3的声学特性和耐久性的恶化。此外，关于安装板7b与外圈5a之间的组合，能够采用实施方式I?实施方式3中的任一个结构。
[0074]【实施方式5】
[0075]图9和图10表示本发明的实施方式5。在本例的情况下，在一块安装板7c上设有多个(在图示的例子中是两处)保持孔13c。并且，外圈5a能够沿保持孔13c的径向做少许相对位移地组装于各保持孔13c的内侧。各具有外圈5a的径向滚动轴承3a分别将另外的旋转轴la、lb的端部可自由旋转地支承于壳体2b。
[0076]在本例的结构的情况下，不能使安装板7c相对于外圈5a旋转，但能够吸收保持孔13c彼此的间距与设置于壳体2b上的保持凹部4b彼此的间距的偏差。S卩，外圈5a通过轻微的过盈配合等不松动地内嵌于保持凹部4b，因此如果将外圈5a不可沿径向相对位移地组装于保持孔13c的内侧，则需要使保持孔13c彼此的间隔严格地一致。与此相对地，根据本发明的结构(参照实施方式I?实施方式3)，不仅能够将外圈可旋转地保持于保持孔的内径侧，而且能够使沿径向的少许相对位移成为可能。因此，通过利用本发明的结构，不需要使保持孔13c彼此的间隔严格地一致，能够降低制造成本，且能够实现在保持凹部4b上组装外圈5a的作业的容易化。此外，在本例中，关于安装板7c与外圈5a之间的组合，也能够采用实施方式I?实施方式3的任一个。
[0077]本发明的带有安装板的滚动轴承单元很好地适用于在含有手动变速器和自动变速器这两者的汽车用变速器中将旋转轴的端部可自由旋转地支承于壳体的内表面的情况，也能够广泛适用于汽车用变速器以外的将旋转轴可自由旋转地支承于壳体的结构。
[0078]附图标记的说明
[0079]1、la、Ib 旋转轴
[0080]2、2a 壳体
[0081]3、3a径向滚动轴承
[0082]4、4a、4b 保持凹部
[0083]5、5a、5b 外圈
[0084]6 内圈
[0085]7、7a、7b、7c 安装板
[0086]8、8a带有安装板的滚动轴承单元
[0087]9、9a、9b小直径台阶部
[0088]10、10a、1b 安装孔
[0089]11、11a、Ilb 卡定突部
[0090]12、12a、12b 卡定凹槽
[0091]13、13a、13b、13c 保持孔
[0092]14微小间隙
[0093]I5 冲头
[0094]16外圈轨道
[0095]17密封圈
[0096]18卡定槽
[0097]19台阶面
[0098]20卡定突条部
[0099]21大直径部
[0100]22推压夹具
[0101]23冲头
[0102]24球
[0103]25保持器
[0104]26第一冲头
[0105]27凹槽
[0106]28初级卡定突部
[0107]29第二冲头
[0108]30切口
[0109]31螺栓
[0110]32通孔
【权利要求】
1.一种带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，具有: 外圈，所述外圈在内周面具有外圈轨道； 内圈，所述内圈与该外圈同心地配置，并在外周面具有内圈轨道； 多个滚动体，所述多个滚动体可自由旋转地设置在所述外圈轨道与所述内圈轨道之间； 安装板，所述安装板具有保持孔和设置于该保持孔的周围的多个安装孔， 在所述外圈的外周面的轴向一个端部遍及全周地设有小直径台阶部，在该小直径台阶部的比轴向端部靠轴向中间的部分设有沿周向延伸的卡定凹槽， 所述安装板的保持孔具有比所述小直径台阶部的外径大且比所述外圈的外周面中的与所述小直径台阶部沿轴向邻接的部分的外径小的内径，在该保持孔的周向多个位置设有从该保持孔的内周边缘向径向外方向凹入的大直径部， 在各个大直径部的周缘部的一部分设有从该周缘部向径向内方突出的卡定突部，该卡定突部的内切圆的直径比所述小直径台阶部的轴向端部的外径小，且大于等于所述卡定凹槽的底部的直径， 通过使所述卡定突部可沿周向相对移动地卡合于所述卡定凹槽，将所述外圈与所述安装板不分离地组合。
2.如权利要求1所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，所述大直径部和所述卡定突部设置于周向上等间隔的三个以上的位置。
3.如权利要求1所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，所述卡定凹槽在除了所述小直径台阶部的轴向端部以外的所述小直径台阶部的从轴向中间部到轴向基部为止的部分遍及全周地设置。
4.如权利要求1所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，所述卡定凹槽在除了所述小直径台阶部的轴向端部和轴向基部以外的所述小直径台阶部的轴向中间部遍及全周地设置。
5.如权利要求1所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，在所述保持孔的内周边缘中的周向的相位与所述多个安装孔一致的部分，分别形成有周向长且外切圆的直径比所述外圈的外径大的切口，将所述安装板的轴向一个侧面的靠近内径的部分与台阶面在周向的相位与所述多个安装孔不同的位置处卡合，所述台阶面在所述外圈的外周面和所述小直径台阶部的基部之间沿径向延伸。
6.如权利要求1所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，在所述安装板上只设有一个所述保持孔，所述外圈与所述安装板能够沿该外圈的周向相对位移地组合。
7.如权利要求1所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，在所述安装板上设有多个所述保持孔，所述外圈与所述安装板能够沿该保持孔的径向相对位移地组合。
8.如权利要求1所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，所述安装板的所述安装孔的内切圆的直径比所述外圈的外径大。
9.一种带有安装板的滚动轴承单元的制造方法，所述带有安装板的滚动轴承单元是权利要求I所述的带有安装板的滚动轴承单元，其特征在于，具有如下工序:在将所述外圈的小直径台阶部内嵌于形成所述卡定突部之前的所述安装板的保持孔的状态下，在该安装板的轴向另一侧面中，将所述大直径部的周缘部的一部分朝向在所述外圈的外周面与所述小直径台阶部的基部之间沿径向延伸的台阶面推压，由此，使所述大直径部的周缘部的一部分向径向内方塑性变形而形成所述卡定突部，并且，使该卡定突部与所述卡定凹槽卡合，对所述外圈与所述安装板进行组合。
10.如权利要求9所述的带有安装板的滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，在形成所述卡定突部时，在形成所述卡定突部之前的所述安装板的轴向另一侧面中，将楔形的第一冲头推压于所述大直径部的周缘部的一部分，在该大直径部的周缘部形成该安装板的轴向另一侧面侧开口的V字形的凹槽，并且，使该大直径部的周缘部的一部分中的比该凹槽位于径向内侧的部分向径向内方塑性变形，然后将第二冲头推入该凹槽内，使比所述凹槽位于径向内侧的部分进一步向径向内方塑形变形，来形成所述卡定突部。
11.如权利要求9所述的带有安装板的滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，在所述外圈的周围，包围该外圈地配置推压夹具，在形成所述卡定突部时，通过用该推压夹具支承所述安装板的轴向一个侧面的径向中间部分，防止加工负荷施加给所述外圈。
【文档编号】F16C35/067GK104395628SQ201380034622
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】杉万朋治 申请人:日本精工株式会社