爱游戏轴承及其装配方法本发明涉及一种在构成轴承保持部件的一对对置侧壁之间安装支承轴、通过滚子将外环支撑到该支承轴上的轴承及其装配方法,尤其是涉及一种使安装在汽车等的发动机的气门机构上的阀进行开闭动作的摇臂以及构成汽车专用自动变速器(AT)的行星齿轮装置。
作为上述轴承的例示,摇臂设置在汽车发动机的气门机构上,随着气门凸轮的转动,其主体以气门间隙调节器轴承(枢轴轴承)为中心进行摆动,使汽车发动机的阀进行开闭动作。下面参照图9及图10说明现有的此种摇臂。图9是该摇臂的侧视图,图10是沿图9的A-A线的剖视图。在这些附图所示的现有摇臂中,设置了由一对对置侧壁12构成的摇臂主体。两个对置侧壁12,在其长度方向两侧分别通过连接部连接,各连接部分别为气门间隙调节器轴承12a和阀杆轴承12b。在两个对置侧壁12的长度方向上的中间部位沿同一轴线c,其轴中间部16b横架在两个对置侧臂12之间。支承轴16的中间部16b通过作为转动体的多个针状滚子17将外环14可自由转动地支撑在其外周面上。凸轮28与该外环14的外周面抵接。
此种支承轴16在两个对置侧壁12的壁厚较厚的情况下,可通过压入通孔12c而固定到这两个对置侧壁12上,但如果是乘用车的摇臂,则两个对置侧壁12的壁厚很薄,只有3毫米左右,若采用上述压入方式,则由于两个对置侧壁12的强度无法承受,只能通过使用冲压工具将两个轴端部16a的端面16c的外径一侧铆接到通孔12c的内径侧周缘上,将支承轴16固定到两个对置侧壁12上(参照专利文件1)。
如上所述,在将两个轴端部16a的端面16c铆接到通孔12c的内径侧周缘上的情况下,支承轴16的中间部16b作为针状滚子17转动的轨道面必须具有高硬度,另一方面,轴端部16a又必须具有可以对端面进行铆接的低硬度。因此,通过仅对支承轴16的中间部16b实施高频淬火等的局部淬火来确保该轴中间部16b的硬度,而对于支承轴16的两个轴端部16a则不实施淬火直接采用。
然而近年来,考虑到异物可能咬入支承轴16的中间部16b以及该中间部位16b的磨损等情况,希望采用硬度更高、耐磨性更好的支承轴16,而要想满足该要求,必须解决下述问题。即,第一,若对整个支承轴16实施渗碳或氮化处理之类的表面处理,则由于不仅对轴的中间部16b,还对轴端部16a进行了高硬度地表面处理,因而在实施该表面处理时,必须对轴端部实施高成本的防渗碳或防氮化处理。第二,如果端部16a的端面铆接不充分,则会在支承轴16的轴端部16a的外周面和对置侧壁12的通孔12c的内表面上产生蠕变,使该轴端部16a及通孔12c磨损,最终有可能导致出现支承轴16可相对于通孔12c自由转动的状态。第3,当对轴端部16a的轴端面进行铆接时,支承轴16在铆接力的作用下膨胀变形,从而有可能使外装在支承轴16的中间部16b上的外环14出现转动不良之类的问题。第4,当把支承轴16装配到两个对置侧壁12之间时,必须在利用支承塞(保持栓)将针状滚子17配置保持在外环14的内周面上的状态下,将支承轴16从一侧的对置侧壁12的通孔12c经由针状滚子17以及外环14插入到另一侧的对置侧壁12的通孔12c中而进行装配,因而装配麻烦,还必须采用专用的装配夹具,存在装配麻烦、装配时间和装配成本高的问题。
上面介绍了将针状滚子安装到轴的中间部,并将两个轴的端部插入对置的轴端通孔中的轴承装置,作为其另一示例,在构成自动变速器(AT)的行星齿轮装置中也同样存在上述第1~第4的问题(参照专利文件2)。
专利文件1特开号公报专利文件2实开平07-22159号公报发明内容因此,本发明要解决的问题是提供一种轴承装置及其装配方法,可以容易地对整个支承轴实施必要的表面硬化处理,防止本不可相对于对置侧壁转动的支承轴出现自由转动的情况,防止发生外装在支承轴上的外环出现不能转动或难以转动的情况,此外,可以减少装配麻烦而容易地将支承轴、滚子和外环装配到两个对置侧壁之间。
本发明的轴承装置,在构成轴承保持部件的一对对置侧壁之间非转动地安装支撑外环的支承轴,其特征在于在对置侧壁上设有配合孔的同时,对支承轴的整个表面实施硬化处理,并在其轴端面上设置配合槽,固定销跨越上述配合孔和配合槽而非转动地进行配合,通过该固定销将支承轴非转动地固定到对置侧壁上。
作为固定销跨越上述配合孔和配合槽而非转动地进行配合的方式,上述对置侧壁与支承轴各自的配合孔和配合槽的内周面形状最好是剖面为非圆形,并且同轴相向,另外,上述整个固定销或至少其两端具有与上述配合孔和配合槽各自的剖面形状对应的外形。在此情况下,上述非圆形最好是花瓣形、多边形、键槽形、半椭圆形、凹凸形等,可从中选择一种或采用其组合形状。
若采用本发明,由于可通过与支承轴分体的固定销将支承轴固定到对置侧壁上,所以为了提高转动寿命及耐磨性,可通过淬火等手段对整个支承轴表面实施提高硬度的表面处理。因此,不必像现有技术那样,仅对支承轴的中间部分实施高频淬火,对轴端部则不进行淬火。若采用本发明,由于固定销非转动地配合到对置侧壁的配合孔和支承轴的配合槽中,因而支承轴非转动地固定到侧壁上,不必像现有技术那样将其端部铆接在对置侧壁内,以将支承轴固定到对置侧壁上,因此,不会出现因铆接不足而引起支承轴的轴端部与对置侧壁的通孔的内表面之产生蠕变,以及由此而引起的支承轴的端部及通孔的磨损、和随之出现的支承轴相对于通孔自由转动的情况。此外,若采用本发明,不会像现有技术那样出现支承轴在铆接力的作用下膨胀变形从而使支撑在支承轴上的外环转动不良的问题。此外,若采用本发明,当将支承轴装配到两个对置侧壁之间时,可以作为使滚子、外环以及支承轴一体化的装配体而装配到两个对置侧壁之间,不需要现有技术中的支承塞,由于装配性良好,因而可降低装配成本。
作为固定销跨越上述配合孔和配合槽而非转动地进行配合的另一种形式,也可将设置在对置侧壁上的配合孔和设置在支承轴的轴端面上的配合槽做成圆形,同时使配合孔和配合槽在偏离同轴位置的位置上相向,并在该相向状态下使固定销的两端配合到配合孔和配合槽中,通过固定销将支承轴非转动地固定到对置侧壁上。
最好通过将上述固定销与对置侧壁的配合孔的配合设定为过盈配合,与支承轴的配合槽的配合设定为过渡配合到松配合。固定销不会因随着运转而产生的磨损等从配合孔及配合槽中脱出。在这种情况下,当对置侧壁的壁厚较薄时,与将支承轴直接压入对置侧壁的配合孔时不同、即与将对置侧壁的配合孔和支承轴的轴端部的配合设定为过盈配合时的情况不同,只要可以利用非圆形的形状关系防止固定销和对置侧壁的配合孔转动即可,因而可使固定销以壁厚较薄的对置侧壁不会发生变形的程度过盈配合到该配合孔中。
本发明的轴承装置的装配方法,用于装配在构成轴承保持部件的一对对置侧壁之间非转动地安装用于支撑外环的支承轴的轴承装置,其特征在于,包括下述工序将内周面上配置了多个滚子的外环组装到两端面上具有非圆形的配合槽的支承轴上而形成装配体的工序;将上述装配体装入上述一对对置侧壁之间的同时,使设置在两个对侧置侧壁上的非圆形的配合孔和支承轴上的配合槽同轴相向、位置对齐的工序;以及将固定销的非圆形的两端配合到同轴相向的配合孔和配合槽中,通过固定销将支承轴非转动地固定到对置侧壁上的固定工序。
若采用本发明的装配方法,当把支承轴组装到两个对置侧壁之间时,可以作为使滚子、外环以及支承轴一体化的装配体而组装到两个对置侧壁之间,因而不需要现有技术那样的支承塞,装配性优良,并可降低装配成本。
若采用本发明,可提供一种轴承装置及其装配方法,可以容易地对整个支承轴实施必要的表面硬化处理,防止出现支承轴相对于对置侧壁自由转动的情况,防止发生外装在支承轴上的外环不能转动或难以转动的情况,此外,可以将支承轴、滚子和外环作为装配体而组装到两个对置侧壁之间。
本发明的实施方式涉及的轴承。图1是该轴承装置的剖视图。该图所示的轴承装置10是在构成轴承保持部件的一对对置侧壁12之间非转动地安装用于支撑外环14的支承轴16的轴承装置。在一对对置侧壁12上分别同轴地贯穿设置剖面为六边形(非圆形)的配合孔18。通过淬火等手段对支承轴16进行全面硬化,并在其轴端面20上设置剖面为六边形的配合槽22。对置侧壁12的配合孔18和支承轴16的配合槽22在同轴位置上相向配置。固定销24呈剖面为六边形的销形,其两端配合在同轴相向配置的上述配合孔18和配合槽22中。支承轴16在与配合孔18和配合槽22的上述配合状态下,通过固定销24非转动地固定在对置侧壁12上。
下面参照图2到图4,举例说明使用了上述轴承10的摇臂10(为了便于理解,标号与轴承装置对应)。图2是摇臂10的侧视图,图3是沿图1的摇臂10的B-B线的侧视图,右侧为正视图。图4(b)的左侧为固定销24的侧视图,右侧为正视图。图4(c)是摇臂主体即对置侧壁12的侧视图。
图2至图4所示的端部枢轴型的摇臂10具有构成轴承保持部件即摇臂主体并由钢材构成的一对对置侧壁12。两个对置侧壁12最好彼此形状相同且平行相对。在两个对置侧壁12的长度方向的两侧,分别设有气门间隙调节器轴承(枢轴轴承部)12a和阀杆支承12b。
在两个对置侧壁12长度方向的中间部分分别形成剖面为六边形(非圆形)的同轴配合孔18。两个配合孔18分别沿轴方向以相同的孔径贯穿对置侧壁12。另外,本发明也适用于中心枢轴型的摇臂。在该摇臂10上,虽然并未限定两个对置侧臂12的壁厚爱游戏官方网站,但均为薄壁。两个对置侧壁12的壁厚在用于乘用车的情况下,大约为3毫米左右。
支承轴16,由采用淬火、回火等手段对其整个表面进行了提高硬度的热处理的钢材构成。支承轴16使用的钢种不限。支承轴22可由实施了淬火回火等热处理的钢材构成。支承轴22还可通过渗碳、高浓度渗碳、渗碳氮化、氮化处理等实施硬度进一步提高的表面处理。虽然支承轴22的钢种不限,但是最好使用SUS(不锈钢)、SUJ(高碳铬轴承钢)、SKH(高速钢)等钢材。在支承轴16的轴端部16a的两个端面上形成具有所需深度且剖面为六边形(非圆形)的配合槽22。该配合槽22虽然有底,但是也可以包括贯穿整个支承轴16的通孔。
支承轴16上外装有外环14。在支承轴16与外环14之间安装着多个针状滚子17。凸轮28与外环14的外圆面抵接。
固定销24在其长度方向上同样呈剖面六边形,其两端分别与对置侧壁12的配合孔18和支承轴16的配合槽22配合。在这种情况下,固定销24的一端24a最好以过盈配合方式配合在对置侧壁12的配合孔18中,其另一端24b则最好以过渡配合或松配合状态配合在支承轴16的配合槽22中。由于固定销24的材料最好与支承轴22的线胀系数一致,因而可使用与支承轴22相同种类的钢材或线胀系数近似的钢材,但并不限定于此,也可以使用钢材以外的金属。在此情况下,其线一致。
如上所述,在两个对置侧壁12、支承轴16以及固定销24上,其材料最好都选用同一种钢材以使其线胀系数相同,但是其材料并不局限于一种,例如也可以支承轴16和两个对置侧壁12使用钢材,而固定销24则使用高强度的硬质树脂。在此情况下,固定销24使用的材料即树脂材料的线膨胀系数最好选定与支承轴16的钢材的线膨胀系数相同或近似的值。
在具有上述构成的摇臂10中,支承轴16可通过固定销24将支承轴16固定到对置侧壁12上。因此,支承轴16不必像现有技术那样将其端部的硬度设定成可进行端面铆接的程度,可通过对整体进行热处理而达到组装到汽车发动机的气门机构上时所要求的高硬度,从而可以考虑到异物可能咬入支承轴16以及该支承轴16的磨损等而制作出硬度高、耐磨性高的支承轴16。
此外,在上述摇臂10中,由于固定销24和对置侧壁12的配合孔18以及支承轴16的配合槽22的剖面形状为非圆形的六边形,所以可以将支承轴16非转动地固定到对置侧壁12上。因此,摇臂10不会像现有技术那样发生支承轴16相对于对置侧壁12自由转动的情况。此外,上述摇臂10不会像现有技术那样发生支承轴16因铆接力而膨胀变形,使支撑在支承轴16上的外环14的转动不良之类的情况。还有,上述摇臂10在将支承轴16组装到上述两个对置侧壁12之间时,可将针状滚子17、外环14、支承轴16作为一体装配到两个对置侧壁12之间的装配体而装配到两个对置侧壁12之间,因而不需要现有技术使用的支承塞,装配性良好,降低了装配成本。
下面参照图5至图7说明上述摇臂10的装配方法。另外,在图5~图7中,为了简化,省略了气门间隙调节器轴承以及阀杆轴承的图示,以一对对置侧壁12分别处于图中左右两侧的状态进行表示。该装配方法是在构成轴承保持部件的一对对置侧壁12之间非转动地安装用于支撑外环14的支承轴16的摇臂10的装配方法,其中包括下列工序如图5所示,将内周面上配置了多个针状滚子17的外环14装配到两端面具有六边形配合槽22的支承轴16上而形成装配体的第1工序;如图6所示,将上述装配体装入两个对置侧壁12之间的同时,使设置在两个对置侧壁12上的六边形配合孔18和设置在支承轴16上的六边形配合槽22同轴相向、位置对齐的第2工序;以及如图7所示,使固定销24的六边形的两端配合到同轴相向的配合孔18和配合槽22中,通过固定销24将支承轴16非转动地固定到对置侧壁12上的第3工序。
下面,作为另一示例,参照图8说明使用了本发明的轴承装置的自动变速器用的行星齿轮装置。图中的14是多个行星齿轮(外环),12是轴方向上的两个行星齿轮架(对置侧壁),16是支承轴,17是多个针状滚子,18是设置在行星齿轮架12上的配合孔,20是轴的端面,22是设置在支承轴16上的配合槽,24是与配合孔18和配合槽22配合而将支承轴16非转动地固定到行星齿轮架12上的固定销。该实施方式中的行星齿轮装置利用上述构成元件构成图1中所说明的轴承装置。另外,作为轴承装置至少包括以行星齿轮14为外环,配置在其内周面上的多个针状滚子17。30是第1转动轴,32是第2转动轴,34是中心齿轮,36是内齿轮,38是垫圈。利用上述构成元件构成本实施方式的行星齿轮装置。
在本实施方式中,内齿轮36可相对于中心齿轮34和行星齿轮架(对置侧壁)12相对自由转动。中心齿轮34的内周面上形成有花键,外周面上形成有斜齿轮。第1转动轴30与中心齿轮34的内周面花键配合。行星齿轮(外环)14的内周面上具有中心孔,外周面上形成有斜齿轮。支承轴16,通过针状滚子17以及保持器38插入行星齿轮14的内周。
将内齿轮36设为固定而说明上述行星齿轮装置的动作。当驱动第1转动轴30时,由于中心齿轮34一体转动,所以行星齿轮14自转并公转,随着其公转,行星齿轮架12和第2转动轴32从动。这样,将第1转动轴30的转动动力减速后传递给第2转动轴32。另外,当驱动第2转动轴32时,由于行星齿轮架12一体转动,因而行星齿轮14自转并公转,随着其公转,中心齿轮34和第1转动轴30从动。这样将第2转动轴32的转动动力加速之后传递给第1转动轴30。
在上述结构中,行星齿轮架(对置侧壁)12彼此同轴地设有剖面为六边形(非圆形)的贯通的配合孔18。对支承轴16进行整体淬火,并在其轴端面20上设置了剖面为六边形的配合槽22。行星齿轮架12的配合孔18和支承轴16的配合槽22相向配置在同轴位置上。固定销24呈剖面为六边形的销形,其两端与同轴相向配置的上述配合孔18和配合槽22配合。支承轴16在与配合孔18和配合槽22的上述配合状态下,通过固定销24非转动地固定在行星齿轮架(对置侧壁)12上。
在上述行星齿轮装置中,支承轴16同样可以通过固定销24将支承轴16固定到对置侧壁12上。因此,支承轴16不必像现有技术那样将其轴端部的硬度设定为可进行端面铆接的程度,可通过热处理使其整体高硬度化,从而可以考虑到异物可能咬入支承轴16的外周面(轨道面)以及该轨道面的磨损等因素,制作出硬度高、耐磨性好的支承轴16等。可以发挥与上述实施方式相同的作用效果。
另外,本发明并不局限于上述实施方式,可在本发明技术方案的范围内通过实施各种变更及变形来实施。
1.一种轴承装置,其特征在于,包括一对对置侧壁,构成轴承保持部件,并分别设有配合孔;支承轴,整个表面被进行硬化处理,并在该轴端面上设有配合槽;以及固定销,横跨所述配合孔和所述配合槽而非转动地进行配合,以便将所述支承轴非转动地固定到所述一对对置侧壁上。2.根据权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,所述配合孔和所述配合槽的内周面形状为,剖面呈非圆形,并且同轴相向,所述固定销至少两端具有与所述配合孔和配合槽各自的剖面形状对应的外形。
3.根据权利要求2所述的轴承装置,其特征在于,所述固定销与所述配合孔为过盈配合,与所述配合槽为过渡配合或松配合。
4.一种在构成轴承保持部件的一对对置侧壁之间非转动地安装用于支撑外环的支承轴的轴承装置的装配方法,其特征在于,包括将内周面配置了多个滚子的外环组装到两端面具有非圆形的配合槽的支承轴上而形成装配体的工序;将所述装配体装入所述一对对置侧壁之间的同时,使设置在两个对侧置侧壁上的非圆形的配合孔和支承轴上的配合槽同轴相向、位置对齐的工序;以及将固定销的非圆形的两端配合到同轴相向的配合孔和配合槽中,从而通过固定销将支承轴非转动地固定到对置侧壁上的工序。
本轴承装置在一对对置侧壁之间非转动地安装用于支撑外环的支承轴,在对置侧壁上设有剖面为六边形的配合孔,对支承轴进行全面硬化,并在该轴的端面上设有剖面为六边形的配合槽,在同轴位置上相向配置配合孔和配合槽,通过在该相向状态下,将固定销的两端配合到配合孔和配合槽中,将支承轴非转动地固定到对置侧壁上。