專利名稱：梳形樹脂保持器以及滾子軸承的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種梳形樹脂保持器以及滾子軸承，適用于比如支承機床主軸的雙列圓柱滾子軸承等。
背景技術：
在支承機床主軸等的圓柱滾子軸承中，提案有采用所謂的梳形樹脂保持器的軸承。該梳形樹脂保持器如圖6(A)、圖6(B)所示，具有:圓環部20;以及從該圓環部20的一個側面向軸向一側突出的多個柱部21，其中，在圓周方向鄰接的柱部21、21之間的間隙作為保持圓柱滾子22的兜孔Pt。梳形樹脂保持器以一體注塑成型而制造居多，通過成型收縮產生的變化，在梳齒部分即柱部相對于保持器軸心形成傾斜角度，金屬模具構造也會以預見成形收縮的方式被制造(專利文件I)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2007-78118號公報專利文獻2:日本特開2007-278406號公報
發明內容
在金屬模具中，成形為柱部的位置的角度相對成形為圓環部的位置設定為90°時，具有以下的問題:樹脂保持器以成形收縮的方式在柱部形成角度，在柱部的基端部和前端部的同一軸線上兜孔的寬度變得不同。在此場合下，滾子與保持器變成部分接觸，容易產生局部的磨損。作為對策，提案有:將兜孔的半徑增大，且各柱部的圓周方向側面是通過使外徑側凹曲面部以及內徑側凹曲面部連續而形成的復合曲面(專利文獻2)。柱部的角度以放射方向向內的情況居多。在柱部的角度為以放射方向向外的場合，因離心力的影響滾子的移動量增加，滾子與保持器的接觸容易變得猛烈。如果變更金屬模具上的目標角度，為了在成形收縮后使兜孔與保持器軸向平行，有必要對金屬模具進行數次調整，這樣會使成本上升。在對兜孔的寬度進行控制的場合，當測定柱部中的任意一個軸線上的兜孔的寬度時，在柱部的基端部與前端部測定同樣的位置是困難的，擔心發生品質保證方面的問題。本發明的目的在于，提供一種梳形樹脂保持器以及滾子軸承，可使滾子移動量穩定、謀求降低保持器的磨損，而且在謀求制造成本降低的同時，能對兜孔的寬度進行精確控制。本發明的梳形樹脂保持器具有:圓環部；以及從該圓環部的一個側面向軸向一側突出的多個柱部，其中，在圓周方向鄰接的柱部之間作為保持滾子的兜孔，上述柱部的的側面作為上述兜孔內面以凹狀形式構成，上述各柱部以越朝向該柱部的前端越靠近保持器軸中心的方式傾斜，而且，作為上述兜孔內面的上述柱部的側面上設置平坦部，該平坦部從柱部的前端部橫跨基端部而沿軸向連續，相對的柱部的平坦部相互平行。上述平坦部指形成平面的部分。根據該構成，梳形樹脂保持器的柱部的側面作為上述兜孔內面以凹狀形式構成，其中，作為兜孔內面的上述柱部的側面上設置平坦部，由此，在柱部中的軸向的任意位置可對兜孔的最大寬度進行測定。上述平坦部從柱部的前端部分橫跨基端部分而沿軸向連續，由此，在測定柱部中的任意的兜孔的寬度時，從柱部的前端部分橫跨基端部分的任一軸向的位置均可測定平坦部，由此可對兜孔的寬度進行精確控制。因為兜孔的寬度與滾子的間隙在軸向以不變的方式形成，使得滾子與保持器的均勻接觸變得容易發生。又，各柱部以越朝向前端越靠近保持器軸中心的方式傾斜，由此，不會因為離心力的影響而產生移動量的增加，能夠防止滾子與保持器之間發生猛烈的接觸。通過以上，能夠謀求降低保持器的磨損。因此，沒有必要對該梳形樹脂保持器的金屬模具進行多次調整，能夠謀求降低制造成本。上述滾子也可為圓柱滾子。將上述柱部的平坦部中的徑向寬度設為W，上述柱部相對于保持器軸中心的傾斜角度設為α，上述平坦部的軸向的長度設為L時，上述平坦部具有下述式的關系:ff>Tan a XL。上述寬度W指柱部的軸向的任意位置中的平坦部的寬度尺寸。如果將柱部的軸向長度變長，則相應的平坦部的軸向長度也變長。又，如果確定成形收縮的柱部的角度，則相應的寬度W就能確定。柱部的角度α根據樹脂材料、保持器形狀、成形條件而變化。通過設置滿足上述式的平坦部，則可設定對應柱部的角度α的平坦部的寬度W。無論設置何種樹脂材料、保持器形狀、成形條件，均可根據上述式簡單地求出必要寬度W的值。也可將上述柱部的平坦部設置于滾子的節圓直徑附近。所謂“節圓直徑附近”是指構成節圓直徑部分的附近。在將該平坦部設置于上述節圓直徑附近的場合，在作為上述兜孔內面的上述柱部的側面上，以平坦部為界分別設置外徑側凹形部與內徑側凹形部，上述外徑側凹形部從該平坦部的外徑側緣部與外徑側連接，由作為兜孔內面的柱部的側面呈凹形而得到，上述內徑側凹形部從上述平坦部的內徑側緣部與內徑側連接，由作為兜孔內面的柱部的側面呈凹形而得到，將外徑側凹形部的曲率半徑設定為比內徑側凹形部的曲率半徑大。在此場合，各柱部即使相對保持器軸中心傾斜，滾子與保持器的接觸也不會出現偏向。據此，可降低保持器的部分磨損的發生。又，各柱部雖然像前述那樣傾斜，但是在作為沒有平坦部、曲率半徑相同的兜孔的場合，因沒有平坦部，在柱部的前端部分的兜孔測定位置沒有變成兜孔的最大寬度。曲率半徑因為相同，滾子與保持器的接觸僅為柱部的前端部分的外徑側。上述外徑側凹形部和內徑側凹形部的曲率半徑中的任何一者或兩者可從柱部的基端部分向前端部分逐漸變化。在此情況下，各柱部即使相對保持器軸中心傾斜，滾子與保持器的接觸也不會發生偏向。據此，能夠降低保持器的部分磨損的發生。
本發明的雙列圓柱滾子軸承具有上述任一發明的梳形樹脂保持器。上述雙列圓柱滾子軸承可使用于機床主軸。本發明的自動調心滾子軸承，具有前述任一發明的梳形樹脂保持器。權利要求書和/或說明書和/或附圖所公開的至少兩種構成的任意組合也包含在本發明中。特別是，權利要求書的各項權利要求的兩個以上的任意組合也包含在本發明中。
本發明可以從參照隨附的附圖的以下優選的實施方式的說明中更清楚地進行理解。但是，實施方式以及附圖僅用于圖示和說明，不能用于限制本發明的范圍。本發明的范圍由權利要求確定。在附圖中，多個附圖中的同一符號表示相同或相當的部分。圖1 (A)表示本發明的第一實施方式以及第二實施方式的梳形樹脂保持器的要部的一個側視圖；圖1(B)表示該梳形樹脂保持器的要部的主視圖。圖2表示該梳形樹脂保持器的要部的立體圖。圖3表示采用關于上述各實施方式中任意一個的梳形樹脂保持器的雙列圓柱滾子軸承的縱向剖視圖。圖4表示采用關于上述各實施方式中任意一個的梳形樹脂保持器的自動調心滾子軸承的縱向剖視圖。圖5(A)表示比較例的梳形樹脂保持器的要部的一個側視圖；圖5(B)表示該梳形樹脂保持器的要部的主視圖。圖6(A)表示已有例的梳形樹脂保持器的要部的一個側視圖；圖6(B)表示該梳形樹脂保持器的要部的主視圖。
具體實施例方式結合圖1(A)、圖1(B) 圖2共同說明本發明的第一實施方式。該實施方式的梳形樹脂保持器適用于雙列圓柱滾子軸承等，用于支持CNC車床、機加工中心、銑床、通用車床、鏜床等的機床的主軸。但是，梳形樹脂保持器并不僅限于機床的主軸支承用途。在雙列圓柱滾子軸承以外的軸承中也可以采用該梳形樹脂保持器。該梳形樹脂保持器I如圖1 (A)、圖1⑶所示，具有:圓環部2 ；以及從該圓環部2的一個側面向軸向一側突出的多個柱部3，比如，由合成樹脂等一體注塑成型。多個柱部3在圓周方向以一定間隔而隔開設置，沿圓周方向鄰接的柱部3、3之間作為保持圓柱滾子4的兜孔Pt。各兜孔Pt由在圓周方向鄰接的柱部3、3的相對的側面5、5，以及圓環部2的一個側面2a圍繞而成，梳形樹脂保持器I形成沿軸向一側開口的梳齒形狀。作為兜孔Pt內面的柱部3的側面5以凹狀形式構成，即從垂直于保持器軸中心的剖面進行觀看，形狀為凹形。作為上述合成樹脂，可以使用具有自潤滑性的合成樹脂，例如聚醚醚酮樹脂、聚酰胺樹脂、聚苯硫醚樹脂等。但是，并不限于這些合成樹脂。上述任何一種的合成樹脂中可以配合碳纖維、玻璃纖維等的充填材料。各柱部3以越朝向其前端越靠近保持器軸中心的方式傾斜。又，圖示的例子中，圓環部2的內徑側以及外徑側的端面也與柱部3具有相同的傾斜，這些端面與柱部3的內徑側以及外徑側的面構成同一面而連續。該柱部3的傾斜角度α根據樹脂材料、保持器形狀、成形條件等而變化。如果對這些條件等進行限定的話，傾斜角度α例如規定為5° 8°。作為上述兜孔Pt內面的上述柱部3的側面5上設置平坦部5a。該平坦部5a是指將柱部3以垂直于保持器軸中心的剖面而切開，將該柱部3從軸向觀看的部分，如圖1(A)以及圖2所示，形成為直線狀。柱部3的平坦部5a設于圓柱滾子4的節圓直徑(PCD)附近。該例的P⑶附近指含有P⑶。該平坦部5a從柱部3的前端部橫跨基端部而沿軸向連續。又，一個兜孔Pt中，相對的平坦部5a、5a相互平行。該平坦部5a所在的范圍也可被稱為平坦區域。如圖1(B)所示那樣，作為兜孔Pt內面的柱部3的側面如果沿從該兜孔Pt內面側的方向觀看，上述平坦區域為以兩邊L1、L2，一邊L3，一邊L4而圍成的長方形的區域，該兩邊L1、L2沿上述柱部3的傾斜方向分別平行，該邊L3構成該柱部3的前端緣部的一部分，該邊L4構成圓環部2的一個側面的一部分。如圖1 (A)以及圖2所示那樣，作為上述兜孔Pt內面的上述柱部3的側面上設置有外徑側凹形部5b、內徑側凹形部5c。這些外徑側凹形部5b、內徑側凹形部5c分別指，以垂直于保持器軸中心的剖面而切開，將該柱部3從軸向觀看的部分。上述外徑側凹形部5b以平坦部5a為界，從該平坦部5a的外徑側緣部與外徑側連接，作為兜孔Pt內面的柱部3的側面呈凹形。該外徑側凹 形部5b以規定的曲率半徑R5b來確定。上述內徑側凹形部5c以平坦部5a為界，從該平坦部5a的內徑側緣部與內徑側連接，作為兜孔Pt內面的柱部3的側面呈凹形。該內徑側凹形部5c以規定的曲率半徑R5c來確定。但是，外徑側凹形部5b的曲率半徑R5b被設定為比內徑側凹形部5c的曲率半徑R5c大。平坦部5a的徑向寬度W最好與柱部3的傾斜角度α相稱。如前所述，柱部3的平坦部5a設于P⑶附近，將柱部3的平坦部5a中的徑向寬度設為W、上述柱部3相對于保持器軸中心的傾斜角度設為α、平坦部5a的軸向的長度設為L時，平坦部5a最好滿足下述式(I)的關系，在此，上述寬度W指柱部3的軸向的任意位置的寬度尺寸。ff>Tan a XL...(I)。如果將柱部3的軸向長度加長，則必要的平坦部5a的軸向長度L變長。又，若成形收縮的柱部3的角度被確定，則可確定必要的寬度W。柱部3的角度α如前所述，根據樹脂材料、保持器形狀、成形條件而變化。通過設置滿足上述式(I)的平坦部5a，則可設定對應柱部3的角度α的平坦部5a的寬度W。無論設定何種樹脂材料、保持器形狀、成形條件，均能以上述式(I)簡單地求出必要的寬度W的值。根據以上說明的梳形樹脂保持器1，作為兜孔Pt內面的柱部3的上述側面5以凹狀形式構成，其上設置平坦部5a，由此，在柱部3中的軸向的任意位置，能夠測定兜孔Pt的最大寬度。該兜孔Pt的最大寬度測定位置在圖1(B)中，以陰影線表示。上述平坦部5a從柱部3的前端部橫跨基端部而沿軸向連續，由此，在測定柱部3中的任意的5 孔寬度時,橫跨從柱部3的前端部到基端部的任一軸向的位置上，均可進行平坦部5a的測定，由此，可對兜孔的寬度進行精確控制。據此，兜孔的寬度與滾子4的間隙可在軸向以不變的方式構成，容易使滾子4和保持器I實現均勻接觸。又，各柱部3伴隨朝向該柱部的前端而向保持器軸中心傾斜，由此，不會因為離心力的影響而增加滾子4的移動量，能夠防止滾子4和保持器I產生強烈的接觸。通過以上，能夠謀求保持器I的磨損的降低，且沒有必要對該梳形樹脂保持器I的金屬模具進行多次調整，能夠謀求制造成本的降低。平坦部5a設置于節圓直徑的附近，還設有外徑側凹形部5b和內徑側凹形部5c，該外徑側凹形部5b從該平坦部5a的外徑側緣部與外徑側連接，由作為兜孔Pt內面的柱部3的側面呈凹形而得到，上述內徑側凹形部5c從上述平坦部5a的內徑側緣部與內徑側連接，由作為兜孔Pt內面的柱部3的側面呈凹形而得到，將外徑側凹形部5b的曲率半徑R5b設定為比內徑側凹形部5c的曲率半徑R5c大，由此，產生下述作用。各柱部3即使相對保持器軸中心傾斜，滾子4與保持器I的接觸也不會偏向。據此，可降低保持器I的部分磨損的發生。又，如圖5 (A)、圖5 (B)所示的比較例那樣，各柱部3雖然像前述那樣傾斜，但是在沒有平坦部、曲率半徑相同的兜孔Pt的場合，因沒有平坦部，在柱部3的前端部分的兜孔測定位置沒有變成兜孔的最大寬度。曲率半徑因為相同，滾子4與保持器的接觸僅為柱部3的前端部分的外徑側(圖5(B)陰影線所表示的位置)。作為本發明的第二實施例，在如圖1(A)所示的梳形樹脂保持器中，上述外徑側凹形部5b和內徑側凹形部5c的曲率半徑R5b、R5c中的任何一者或兩者可從柱部3的基端部分向前端部分逐漸變化。將內徑側兜孔設置為基端部分(曲率小)一前端部分(曲率大)，由此，滾子與保持器的間隙設定為在前端側大、基端側小。據此，在高速旋轉時柱的變形所產生的兜孔間隙(徑向)的減少量在前端和基端能夠相同。在此情況下，各柱部3即使相對保持器軸中心傾斜，滾子4與保持器I的接觸也不會偏向。據此，能夠降低保持器I的部分磨損的發生。圖3為采用上述實施方式的任何一個梳形樹脂保持器的雙列圓柱滾子軸承的縱向剖視圖。雙列圓柱滾子軸承具有:內圈6 ;夕卜圈7 ;雙列圓柱滾子4,其設于內圈6、外圈7的軌道面6a、7a之間；一對梳形樹脂保持器1、1，其分別保持各列的圓柱滾子4。內圈6具有雙列軌道面6a、6a,在該內圈6的軸向中央部設直中釋8,在該內圈6的軸向兩端部設直中鍔9、9。一對梳形樹脂保持器1、1中，圓環部2、2相互接觸，多個柱部3從各梳形樹脂保持器I的圓環部2沿軸向外側突出而配置。據此，各梳形樹脂保持器I以分別從軸向中央部向軸向外側開口的兜孔Pt保持圓柱滾子4。因此，可防止各梳形樹脂保持器I從軸承上不希望地脫落。又，在一對梳形樹脂保持器1、I中，軸向兩側的兜孔位置在圓周方向以同相位的方式進行配置。該場合的梳形樹脂保持器1、1用于滾動體導向形式。內圈6比如嵌合于機床主軸的外周面,外圈7嵌合于外殼的內周面。圖3的例子中，內圈內周面6b形成為圓筒孔，但是也可以軸承的徑向內部間隙可調整的方式將內圈內周面6b形成為錐形孔。作為軸承潤滑，可以采用油脂潤滑、油氣潤滑等。根據該雙列圓柱滾子軸承，因為可采用任一實施方式的梳形樹脂保持器1，故可以穩定滾子4的移動量、謀求保持器I的磨損的降低，同時可謀求制造成本的降低。特別是，梳形樹脂保持器I的平坦部5a從柱部3的前端部分橫跨基端部分而沿軸向連續，由此，在測定柱部3中的任意的兜孔寬度時，從柱部3的前端部分橫跨基端部分的任一軸向的位置均可測定平坦部5a，由此可對兜孔的寬度進行精確控制。因為兜孔的寬度與滾子4的間隙可在軸向以不變的方式形成，故使得滾子4和保持器I的均勻接觸變得容易。因此，可謀求軸承的高速化、長壽命化。上述各實施方式中任一種的梳形樹脂保持器可適用于單列圓柱滾子軸承。如圖4所示，上述梳形樹脂保持器I可用于自動調心軸承。采用上述梳形樹脂保持器的圓柱滾子軸承或自動調心軸承比如可用于支承機器人、運送裝置、輸送機械等的各軸。如以上那樣，在參照附圖的同時，說明了優選的實施方式，但是如果是本領域普通技術人員，在閱讀了本件說明書的基礎上，可以想見，在顯而易見的范圍內可以進行各種變更以及修改。因此，這些變更以及修改應被解釋為在權利要求書所記載的發明的范圍內。符號說明I.. 梳形樹脂保持器2...圓環部3...柱部4...圓柱滾子5.. 側面5a...平坦部5b...外徑側凹形部5c...內徑側凹形部
Pt...兜孔
權利要求
1.一種梳形樹脂保持器，該梳形樹脂保持器具有:圓環部；以及從該圓環部的一個側面向軸向一側突出的多個柱部，其中，在圓周方向鄰接的柱部之間作為保持滾子的兜孔，上述柱部的側面作為上述兜孔內面以凹狀形式構成， 上述各柱部以越朝向該柱部的前端越靠近保持器軸中心的方式而傾斜，而且，作為上述兜孔內面的上述柱部的側面上設置平坦部，該平坦部從柱部的前端部分橫跨基端部分而沿軸向連續，相對的柱部的平坦部相互平行。
2.根據權利要求1所記載的梳形樹脂保持器，其特征在于，上述滾子為圓柱滾子。
3.根據權利要求1所記載的梳形樹脂保持器，其特征在于，將上述柱部的平坦部中的徑向寬度設為W、上述柱部相對于保持器軸中心的傾斜角度設為α、上述平坦部的軸方向的長度設為L時，上述平坦部具有下述式的關系:W>Tana XL。
4.根據權利要求1所記載的梳形樹脂保持器，其特征在于，上述柱部的平坦部設置于滾子的節圓直徑附近。
5.根據權利要求4所記載的梳形樹脂保持器，其特征在于，在作為上述兜孔內面的上述柱部的側面上，以平坦部為界設置外徑側凹形部和內徑側凹形部，該外徑側凹形部從該平坦部的外徑側緣部與外徑側連接，由作為兜孔內面的柱部的側面呈凹形而得到，上述內徑側凹形部從上述平坦部的內徑側緣部與內徑側連接，由作為兜孔內面的柱部的側面呈凹形而得到，將外徑側凹形部的曲率半徑設定為比內徑側凹形部的曲率半徑大。
6.根據權利要求5所記載的梳形樹脂保持器，其特征在于，上述外徑側凹形部和內徑側凹形部的曲率半徑中的任何一者或兩者從柱部的基端部分向前端部分逐漸變化。
7.—種雙列圓柱滾子軸承，其具有權利要求1所記載的梳形樹脂保持器。
8.根據權利要求7所記載的雙列圓柱滾子軸承，其特征在于，上述雙列圓柱滾子軸承使用于機床主軸。
9.一種自動調心滾子軸承，其具有權利要求1所記載的梳形樹脂保持器。
全文摘要
本發明提供一種梳形樹脂保持器以及滾子軸承，可使滾子移動量穩定、謀求降低保持器的磨損，而且在謀求制造成本降低的同時，能對兜孔的寬度進行精確的控制。梳形樹脂保持器(1)具有圓環部(2)；以及從該圓環部(2)的一個側面向軸向一側突出的多個柱部(3)。其中，在圓周方向鄰接的柱部(3、3)之間作為保持圓柱滾子(4)的兜孔(Pt)，柱部(3)的側面(5)作為兜孔(Pt)內面以凹狀形式構成。各柱部(3)以越朝向該柱部(3)的前端越靠近保持器軸中心的方式傾斜，而且，作為兜孔(Pt)內面的柱部(3)的側面(5)上設置平坦部(5a)，該平坦部(5a)從柱部(3)的前端部橫跨基端部而沿軸向連續。
文檔編號F16C19/28GK103210223SQ20118005373
公開日2013年7月17日 申請日期2011年11月2日 優先權日2010年11月10日
發明者山本直太 申請人:Ntn株式會社