內置變速輪轂用滾珠座的製作方法
2023-05-21 16:10:26 4
專利名稱：內置變速輪轂用滾珠座的製作方法
技術領域：
本發明有關滾珠座、特別是具有被安裝在輪轂軸上且與輪轂軸進行嵌合的圓弧狀的嵌合部、可插入為進行變速動作的變速操作體且可使之旋轉的圓弧狀的操作體插入凹部、與軸承的球體接觸的滾珠座面的內置變速輪轂用滾珠座。
背景技術：
在自行車用內置變速輪轂上，為了把安裝有鏈輪的驅動體以及可傳遞來自驅動體的動力的輪轂殼可自由旋轉地支撐在輪轂軸及驅動體上，使用了軸承。軸承，具有在外周面上具有錐體形狀的滾珠座面且旋合在輪轂軸上的作為內環的滾珠座、在內周部具有被設在驅動體或輪轂軸上的錐體形狀的滾珠座面的作為外環的滾珠座、在滾珠座和滾珠座之間與兩者接觸而配置的球體。在內置變速輪轂中，在輪轂軸的外周面可自由旋轉地安裝了為進行變速動作的套筒狀的變速操作體(例如，專利文獻1)。變速操作體，與夾著滾珠座而配置的線纜系止體一起轉動。該變速操作體，在各個相位控制多個離合器開-關，需要配置在周向規定的位置上。為此，滾珠座不是旋合而是在軸向可自由移動且不能旋轉地安裝輪轂軸上，此外，滾珠座，由於可把變速操作體通過線纜系止體且使之旋轉，所以在其內周面上，具有圓弧狀的一對操作體插入凹部、在一對操作體插入凹部之間嵌合在輪轂軸外周面上的圓弧狀的嵌合部。因此，在內周面形成了操作體插入凹部的滾珠座，由旋合在輪轂軸上的滾珠座形成了操作體插入凹部的部分的壁厚，比形成了嵌合部的部分薄，在周向壁厚變化。滾珠座，受到被配置在線纜系止體軸向外側的螺母構件擠壓，從而滾珠接觸狀態被調整。
專利文獻1專利第3184230號說明書
發明內容
發明需要解決的課題在形成了上述操作體插入凹部的現有的滾珠座中，為了調整滾珠接觸狀態，利用螺母構件擠壓滾珠座的話，有時滾珠座產生歪斜。產生這種歪斜的話，應該是圓形的滾珠座面的與輪轂軸正交的橫斷面因周向壁厚的差異而變形為橢圓，有可能使軸承耐久性劣化。
本發明的課題在於在內置變速輪轂用滾珠座中，抑制因滾珠座面的變形而引起的軸承耐久性的劣化。
解決課題的手段與發明第一部分相關的內置變速輪轂用滾珠座，在具有被安裝在輪轂軸上且與輪轂軸進行嵌合的圓弧狀的嵌合部、可插入為進行變速動作的變速操作體且可使之旋轉的圓弧狀的操作體插入凹部、與軸承的球體接觸的滾珠座面的滾珠座上，具備內側構件和外側構件。內側構件，是在內周部具有嵌合部和操作體插入凹部，在外周部具有第一連結部的構件。外側構件，是在外周部具有滾珠座面，在內周部具有不能旋轉地與第一連結部連結的第二連結部的構件。
在該滾珠座中，把在內周部具有嵌合部和操作體插入凹部的內側構件嵌合在輪轂軸上，同時通過把第二連結部連接在第一連結部以使具有滾珠座面的外側構件不能旋轉地與內側構件連結。產生周向壁厚變化的操作體插入凹部設在內側構件，而未設在外側構件。這裡，成為產生周向壁厚變化的要素的操作體插入部設在內側構件上，在具有滾珠座面的外側構件上沒有發生周向壁厚的變化，所以即使擠壓滾珠座，外側構件的滾珠座面也難以因歪斜而變形成橢圓形。為此，難以產生因滾珠座面的變形而引起的軸承耐久性的劣化。
與發明第二部分相關的內置變速輪轂用滾珠座，在發明第一部分所述的滾珠座上，第一連結部是外螺紋部，第二連結部是旋合在外螺紋部上的內螺紋部。這時，由於通過螺紋連結兩個構件，所以可以用簡單的構成不能旋轉地連結兩個構件。
與發明第三部分相關的內置變速輪轂用滾珠座，在發明第一部分或第二部分所述的滾珠座上，嵌合部，進而具備與在輪轂軸所形成的止轉槽嵌合的止轉突起。這時，由於內側構件相對輪轂軸止轉，所以操作體插入凹部在周向的位置被定位，變速操作體可以準確地進行變速動作。
與發明第四部分相關的內置變速輪轂用滾珠座，在發明第一至三部分中任一項所述的滾珠座上，內側構件，其軸向長度比外側構件短且從軸向外側安裝在外側構件的內周部，外側構件，在內周部具有內側構件的前端面接觸的接觸部和可插入變速操作體且可使之旋轉的操作體插入孔。這時，內側構件被擠壓時，由於外側構件不是被連結部而是被接觸接觸部的內側構件的端面擠壓，所以外側構件被均勻地擠壓。
與發明第五部分相關的內置變速輪轂用滾珠座，在發明第四部分所述的滾珠座上，在外側構件上，滾珠座面，被配置在接觸部的軸向內側。這時，由於滾珠座面被配置在接觸部的軸向內側，接觸部和滾珠座面在軸向偏移，所以在滾珠接觸狀態調整中，即使介於接觸部外側構件被擠壓而歪斜，歪斜也難從影響滾珠座面。
與發明第六部分相關的內置變速輪轂用滾珠座，在發明第四部分或第五部分所述的滾珠座上，操作體插入孔和操作體插入凹部，實質上具有相同內徑。這時，沒有必要在操作體插入孔和操作體插入凹部使變速操作體的外徑變化。
發明效果根據本發明，由於成為產生周向壁厚變化的要素的操作體插入部設在內側構件上，在具有滾珠座面的外側構件上沒有發生周向壁厚的變化，所以即使擠壓滾珠座，外側構件的滾珠座面也難以因歪斜而變形成橢圓形。為此，難以產生因滾珠座面的變形而引起的軸承耐久性的劣化。
附圖簡單說明
圖1是採用本發明的一實施形態的自行車的側視圖。
圖2是其內置變速輪轂的剖面圖。
圖3是採用本發明的一實施形態的軸承的主視圖。
圖4是圖3的IV-IV剖面圖。
圖5是內側構件的半截剖面圖。
圖6是外側構件的半截剖面圖。
圖7是其他實施形態的相當於圖5的圖。
圖8是其他實施形態的相當於圖6的圖。
符號說明30內置變速輪轂42輪轂軸44驅動體65軸承71凸輪套筒(變速操作體的一種)74、174滾珠座76球體77、177內側構件77a嵌合部77b套筒插入凹部(操作體插入凹部的一種)77c止轉突起77d外螺紋部(第一連結部的一種)78外側構件78a滾珠座面78b內螺紋部78b(第二連結部的一種)78c套筒通過孔(操作體插入孔的一種)78d接觸部177d第一凹凸部(第一連結部的一種)178b第二凹凸部(第二連結部的一種)
具體實施例方式
在圖1中，採用了本發明的一實施形態的自行車10，它具備具有車架體20和懸掛輪叉22及後擺臂24的車架12、固定在懸掛輪叉22上的把手14、由鏈條26、安裝了踏板PD及1片前鏈輪28a的齒輪曲軸28、以及內置變速輪轂30等組成的驅動部16、安裝在懸掛輪叉22及後擺臂24上的前輪18及後輪19。懸掛輪叉22，可繞傾斜縱軸自由轉動地安裝在車架體20的前部。後擺臂24具有後懸掛件32，可自由搖動地安裝在車架體20的後部。在後擺臂24的後端部，形成了為安裝後輪19的倒爪型的後爪部24a，同時後爪部24a的下方形成了向下延伸的安裝耳部24b。
如圖1所示，在前輪18及後輪19上，安裝了前後盤式制動裝置34·36。此外，後輪19安裝了內置變速輪轂30。在後擺臂24的安裝耳部24b，安裝了給鏈條26施加張力的鏈條拉緊器40。
內置變速輪轂30，如圖2所示，具有可固定在後擺臂24的後爪部24a上的後輪19的輪轂軸42、可自由旋轉地安裝在輪轂軸42上的近似筒狀的驅動體44、配置在輪轂軸42的外周側上的近似筒狀的輪轂殼46、具有用多個動力傳遞路徑把驅動體44的行進方向的旋轉傳遞到輪轂殼46上的行星齒輪機構的變速機構48、進行切換以選擇一個動力傳遞路徑的切換機構50、安裝在輪轂殼46的端部上的本發明一實施形態的蓋構件51。作為後變速裝置的內置變速輪轂30，例如是具有八個動力傳遞路徑的八級變速輪轂，它可以把齒輪曲軸28(圖1)的旋轉按照八個階段變速以傳遞到輪轂殼46。輪轂殼46的一端(圖2左端)安裝了後盤式制動裝置36的盤形轉子54。在蓋構件51的外周面上，安裝了輪轂罩56。
輪轂軸42，利用旋合在兩端的固定螺母43不能旋轉地被固定在後爪部24a上。在輪轂軸42的兩端，形成了旋合了固定螺母43的外螺紋部42a。在圖2右側的一端側的外螺紋部42a上，除了固定螺母43外，還旋合了為對後述的滾珠座74進行擠壓的擠壓螺母45。此外，輪轂軸42的一端(圖2右端)側的外螺紋部42a的軸向內側，形成為直徑比外螺紋部42a大，在這裡，形成了止轉槽42b。止轉槽42b，如圖3所示，形成在輪轂軸42的外周面的直徑上的兩處。
驅動體44，在一端(圖2右端)具有小徑的凸起部44a，並利用安裝在凸起部44a上的軸承65可自由旋轉地被支撐在輪轂軸42上。在驅動體44上，不能旋轉地安裝了後鏈輪52。輪轂殼46，具備具有左右一對的輪轂法蘭60a·60b的殼本體60、不能旋轉地被連結在殼本體60的一端(圖2右端)內周面上的筒狀構件62。殼本體60，為在另一端(圖2左端)具有小徑凸起部60c的筒狀，在凸起部60c處利用軸承63可自由旋轉地支撐輪轂軸42。此外，在凸起部60c上不能旋轉地固定著盤形轉子54。
在筒狀構件62的內周面，如圖2所示，形成了為使輪轂殼46的一端可自由旋轉地支撐在驅動體44上的軸承64的滾珠座面64a。此外，在筒狀構件62的外周面上，形成了外螺紋部62a、排列在外螺紋部62a軸向內側而配置的環狀突起62b及細齒62c。在外螺紋部62a上，旋入固定蓋構件51。在環狀突起62b上，殼本體60的一端接觸它並被定位。在細齒62c上，鉚接固定殼本體60的一端內周面。
切換機構50，經過開-關控制，使變速機構48的行星齒輪機構的例如四個太陽齒輪80～83相對輪轂軸42處於不能旋轉狀態(開)或者自由旋轉狀態(關)。切換機構50，具有對圖中未顯示的變速線纜進行系止且可自由旋轉地安裝在輪轂軸42上的線纜系止體70、與線纜系止體70連動而繞輪轂軸42轉動以進行變速的作為變速操作體的凸輪套筒71。凸輪套筒71，可自由轉動地安裝在輪轂軸42的外周面上，並具有從被系止在線纜系止體70上的位置到與太陽齒輪83相對的位置的長度。凸輪套筒71，例如以各15度8級進行轉動。
採用了本發明一實施形態的軸承65，如圖3及圖4所示，具有安裝在輪轂軸42上的滾珠座74、與驅動體44的凸起部44a一體地形成的滾珠座75、與滾珠座74及滾珠座75兩者接觸而滾動的多個(例如八個)球體76。球體76，利用圖中未顯示的護圈以等間隔被配置在周向。
本發明一實施形態的滾珠座74，如圖2所示，可介於線纜系止體70利用擠壓螺母45對滾珠接觸狀態進行調整。滾珠座74，如圖3至圖6所示，具有被安裝在輪轂軸42上的內側構件77、不能旋轉地與內側構件77的外周側連結的外側構件78。
內側構件77是金屬制厚壁環狀的構件，在內周面具有嵌合在輪轂軸42上的嵌合部77a、可插入凸輪套筒71且使之轉動的套筒插入凹部(操作體插入凹部的一種)77b、與輪轂軸42的止轉槽42b系合的止轉突起77c。此外，內側構件77，在外周面具有作為第一連結部的外螺紋部77d。內側構件77，其軸向長度比外側構件78短且從軸向外側(圖2右側)安裝在外側構件78的內周部。內側構件77，通過使止轉突起77c系合在止轉槽42b上，不能旋轉地與輪轂軸42連結。輪轂軸42，由於不能旋轉地固定在後爪部24a上，所以內側構件77，相對車架12不能旋轉。嵌合部77a，在輪轂軸42上，例如被形成為具有可以用間隙配合進行嵌合的內徑的圓弧狀，並且被形成在內周面直徑上的兩處。在嵌合部77a的中央部分，止轉突起77c從嵌合部77a突出在徑向內方而形成。為此，各嵌合部77a，被配置在止轉突起77c的兩側。套筒插入凹部77b，在嵌合部77a之間，以僅比凸輪套筒71的厚度略大的長度凹陷為圓弧狀而形成。套筒插入凹部77b的周向長度，是凸輪套筒71的套筒通過部分71a可以用各15度8級進行轉動的長度。在本實施形態中，套筒插入凹部77b的輪轂軸42的中心的角度，例如近似為140度。由此，以15度8級進行轉動的凸輪套筒71可以通過且可以轉動。
外側構件78，在外周部具有錐體形狀的滾珠座面78a，在內周部具有不能旋轉地與外螺紋部77d連結的作為第2連結部的內螺紋部78b。此外，外側構件78，在內周部具有凸輪套筒71可通過內周部且可轉動的套筒通過孔(操作體插入孔的一種)78c、內側構件77的端面接觸的接觸部78d。內螺紋部78b，直徑比套筒通過孔78c大，在內螺紋部78b和套筒通過孔78c的邊界部分，形成了由與輪轂軸42的軸芯正交的平面所構成的接觸部78d。滾珠座面78a，被配置在接觸部78d的軸向內側。由此，由於接觸部78d和滾珠座面78a在軸向偏移，所以在滾珠接觸狀態調整中，即使介於接觸部78d外側構件78被擠壓而歪斜，歪斜也難以影響滾珠座面78a。套筒通過孔78c，其內徑實質上與套筒插入凹部77b的內徑相等。外側構件78的一端面的外周部，突出在軸向外側。該突出部78e，與線纜系止體70嵌合。把內側構件77旋入固定在外側構件78上時，兩構件77·78的軸向外側的端面為相同位置。也就是說，內側構件77的軸向長度和從除了外側構件78的突出部78e外的端面到接觸部78d的長度，實質上是相同的長度。為此，線纜系止體70，可以接觸兩構件77·78的端面，在滾珠接觸狀態調整中，兩構件77·78同時受壓。
把這樣構成的滾珠座74安裝在輪轂軸42上時，事前要把內側構件77旋入固定在外側構件上。由內置變速輪轂30的滾珠座74組裝了圖2左側的構件後，在與驅動體44一體形成的滾珠座75上，安裝了由護圈整齊排列的球體76。在該狀態下，把內側構件77被旋入在外側構件78上的滾珠座74安裝在輪轂軸42上，進而把線纜系止體70和擠壓螺母45安裝在輪轂軸42上。這些安裝完成後，利用擠壓螺母45對整個滾珠接觸狀態進行調整。這時，在外側構件78上，周向壁厚沒有變化，所以擠壓時即使產生歪斜，滾珠座面78a的與輪轂軸42正交的斷面也難以從圓形變形為橢圓形。並且，由於滾珠座面78a偏移到接觸部78d的軸向內側的同時，在外螺紋部77d和內螺紋部78b之間存在遊隙，所以因套筒插入凹部77b而在周向產生壁厚變化的內側構件77即使因歪斜而斷面變形為橢圓形，變形也難以影響滾珠座面78a。
其他實施形態
(a)在上述實施形態中，外側構件的軸向長度雖然比內側構件的軸向長度短，但是也可以長度相等。
(b)在上述實施形態中，雖然是由旋合第一連結部及第二連結部的外螺紋部及內螺紋部構成，但是如果是不能旋轉地連結內側構件和外側構件的構成的話，那麼第一及第二連結部的構成也可以是任何一種。例如，如圖7及圖8所示，也可以由在內側構件177的外周面在周向隔著間隔地形成的多個第一凹凸部177d構成第一連結部，由在外側構件178的內周面在周向隔著間隔地形成且不能旋轉地與第一凹凸部177d連結的多個第二凹凸部178b構成第二連結部。此外，除了連結部外的其他構成，由於與上述實施形態相同，故省略說明。另外，連結部的構成，也可以是由各種鍵及鍵槽組成的連結構造以及由相互不能旋轉地系合的多角形的內周面及外周面組成的連結構造。
權利要求
1.一種內置變速輪轂用滾珠座，在具有被安裝在輪轂軸上且與上述輪轂軸進行嵌合的圓弧狀的嵌合部、可插入為進行變速動作的變速操作體且可使之轉動的圓弧狀的操作體插入凹部、與軸承的球體接觸的滾珠座面的內置變速輪轂用滾珠座上，具備在內周部具有上述嵌合部和上述操作體插入凹部而在外周部具有第一連結部的內側構件、在外周部具有上述滾珠座面而在內周部具有不能旋轉地與上述第一連結部連結的第二連結部的外側構件。
2.如權利要求1所述的內置變速輪轂用滾珠座，上述第一連結部是外螺紋部，上述第二連結部是旋合在上述外螺紋部上的內螺紋部。
3.如權利要求1或2所述的內置變速輪轂用滾珠座，上述嵌合部，進而具備與在上述輪轂軸所形成的止轉槽嵌合的止轉突起。
4.如權利要求1～3中任一項所述的內置變速輪轂用滾珠座，上述內側構件，其軸向長度比上述外側構件短且從軸向外側安裝在上述外側構件的內周部，上述外側構件，在內周部具有上述內側構件的前端面接觸的接觸部和可插入上述變速操作體且可使之轉動的操作體插入孔。
5.如權利要求4所述的內置變速輪轂用滾珠座，在上述外側構件上，上述滾珠座面，被配置在上述接觸部的軸向內側。
6.如權利要求4或5所述的自行車用滾珠座，上述操作體插入孔和上述操作體插入凹部，實質上具有相同內徑。
全文摘要
本發明的課題是在內置變速輪轂用滾珠座中，抑制因滾珠座面的變形而引起的軸承耐久性的劣化。內置變速輪轂用滾珠座(74)，在具有被安裝在輪轂軸(42)上且與輪轂軸(42)進行嵌合的圓弧狀的嵌合部(77a)、可插入為進行變速動作的凸輪套筒(71)且可使之旋轉的圓弧狀的套筒插入凹部(77b)、與軸承(65)的球體(76)接觸的滾珠座面(78a)的滾珠座上，具備內側構件(77)和外側構件(78)。內側構件(77)，是在內周部具有嵌合部(77a)和操作體插入凹部(77b)，在外周部具有外螺紋部(77d)的構件。外側構件(78)，是在外周部具有滾珠座面(78a)，在內周部具有不能旋轉地與外螺紋部(77d)連結的內螺紋部(78b)的構件。
文檔編號F16C19/16GK1903594SQ200610094640
公開日2007年1月31日 申請日期2006年6月20日 優先權日2005年7月29日
發明者浦部宏之 申請人:株式會社島野