滾珠軸承用保持器的制造方法
【專利說明】滾珠軸承用保持器
[0001 ]相關申請
[0002]本申請主張2013年8月30日申請的日本特愿2013-179581的優先權，以參照的方式引用其整體作為本申請的一部分。
技術領域
[0003]本發明涉及一種例如用于機床主軸等的滾珠軸承用保持器。
現有技術
[0004]滾珠軸承用保持器一邊被保持器以外的軸承構成零件，即內環、外環、滾珠中任一者導向，一邊進行公轉，但是依照被導向的對方零件，被劃分為“內環導向保持器”、“外環導向保持器” “滾珠導向保持器”這三種形式。用于機床主軸等的角接觸滾珠軸承通常大多使用內徑束縛型的滾珠導向保持器(專利文獻1、2:內徑束縛型的滾珠導向角接觸滾珠軸承，專利文獻3:內徑束縛型的滾珠導向保持器。也有人提案一種外徑束縛型的滾珠導向保持器(專利文獻4))。
[0005]然而，若處于作為內環內徑(mm)與旋轉速度(min—1)的積的dn值超過約110萬左右的高速旋轉區域，則大多使用外環導向保持器(專利文獻5)。這是因為，若使內徑束縛型的滾珠導向保持器高速旋轉的話，因離心力的作用，保持器會膨脹或保持器會離心旋轉，由此導致保持器的滾珠承受部(內徑束縛型是保持器的內徑側部分)與滾珠接觸，因此，對滾珠承受部施加的阻力或發熱逐漸增大，阻礙正常的旋轉。
[0006]【現有技術文獻】
[0007]【專利文獻】
[0008]【專利文獻1】日本專利第3611918號公報
[0009]【專利文獻2】日本特開平9一 236127號公報
[0010]【專利文獻3】日本專利第4192515號公報[0011 ]【專利文獻4】日本特開2006 —161882號公報
[0012]【專利文獻5】日本特開2011—106665號公報
【發明內容】
[0013][發明要解決的課題]
[0014]用于機床主軸等的角接觸滾珠軸承的旋轉速度快，故較少使用比重大的金屬制保持器，而使用通過玻璃纖維或碳纖維等增強了的尼龍、PPS、PEEK、酚等樹脂制保持器。另外，關于其導向方式，通常大半使用內徑束縛型的滾珠導向保持器，但在dn值超過110萬左右的高速旋轉區域中，大多使用一邊由作為軌道環的外環或內環所導向(接觸)并一邊旋轉的軌道環導向保持器。
[0015]這是因為，若使內徑束縛型的滾珠導向保持器高速旋轉的話，那么因離心力的作用，保持器會膨脹或保持器會離心旋轉，由此導致保持器的滾珠承受部與滾珠接觸而造成阻力或發熱逐漸增大，阻礙正常的旋轉。正常的旋轉被阻礙時，于接觸面會局部發熱或潤滑不良，從而導致軸承異常溫度上升。在現有的外徑束縛型的滾珠導向保持器中，于圓環部的外徑面設置從各兜部中的圓周方向的兩側緣朝外徑側延伸的爪部。此保持器熱膨脹時，受到滾珠的導向作用的爪部會遠離滾珠，故可防止局部發熱。然而，此公知的保持器中，該爪部位于兜部的軸向寬度的中央并大幅度突出，故兜部內的潤滑油的流動差一些而并不充分，在機床主軸等用途中高速旋轉時，可謀求更進一步改良潤滑油的流動而實現更穩定的高速旋轉。
[0016]于外環導向保持器中，需將導向(接觸)保持器的外環內徑面加工管理至高精度且細微的面粗糙度，于內環導向保持器中，需將內環外徑面加工管理至高精度且細微的面粗糙度，通常施行研磨精加工，故成為成本高的原因。滾珠導向保持器與已管理為高精度、細微的面粗糙度的滾珠導向(接觸)，不需對外環內徑面或內環外徑面研磨精加工。
[0017]在通常的內徑束縛型的滾珠導向保持器中，如圖24A所示，開設有沿徑方向貫通的圓弧形狀的兜部Pt。在內徑束縛型的滾珠承受部50中，如圖24B所示，保持器位置呈中立位置狀態時設定與滾珠51的間隙B，保持器52即使沿徑方向移動，也可保持與內環53、外環54不接觸的滾珠導向。若使此內徑束縛型的滾珠導向保持器高速運轉，即如圖25所示，因保持器52離心膨脹或離心旋轉等，滾珠51與兜部Pt于滾珠公轉周向Q點處接觸，依不同情形，滾珠51會嵌入保持器兜部Pt中，因滾珠51與兜部Pt接觸使阻力或發熱增大。
[0018]本發明的目的在于提供一種滾珠軸承用保持器，雖為滾珠導向方式，但即使在高速旋轉區域也不伴隨有局部發熱，仍可穩定運轉。
[0019][解決課題的手段]
[0020]本發明的滾珠軸承用保持器為滾珠導向式，其將夾設于內環與外環之間的滾珠保持于設于圓環部的圓周方向的多個部位的兜部內，上述圓環部包含:環狀部，其配置于軸向兩側；以及柱部，該柱部連結這些環狀部，該柱部配置于圓周方向的多個部位，另外，通過上述軸向兩側的環狀部和沿圓周方向鄰接的柱部而形成上述兜部，在上述各柱部中的外徑部分設置外徑束縛部，該外徑束縛部沿兜部側延伸，并且通過導向面從外徑側束縛并導向上述滾珠，上述導向面為在上述兜部內的圓周方向兩側沿軸向配置的平面，且上述導向面由保持器的軸向觀察為下述傾斜面，該傾斜面按照從上述柱部起，越靠近兜部中心側越接近大直徑側的方式傾斜。
[0021]依此構成，在該各柱部中的外徑部分設置外徑束縛部，并且通過導向面從外徑側束縛并導向滾珠，從而形成外徑束縛，故與內徑束縛不同，于高速旋轉區域運轉時，即使離心力對保持器產生作用，保持器也不干擾滾珠而朝外徑側膨脹。如此，保持器的一部分不會嵌入至滾珠中，故可回避起因于保持器與滾珠接觸的局部發熱。特別是，外徑束縛部的導向面為在該兜部內的圓周方向兩側沿軸向配置的平面，故潤滑油易于進入導向面，可減少發熱。更進一步，該導向面由保持器的軸向觀察為下述傾斜面，該傾斜面按照從該柱部起，越靠近兜部中心側越接近大直徑側的方式傾斜，由此，可使對導向面供給的潤滑油因離心力而沿傾斜面流到兜部中心側。如此，潤滑油易于進入導向面，且可將對導向面供給的潤滑油以不停滯的方式順暢地排除，故可更進一步實現導向面的發熱的減少，因此，可于高速旋轉區域中穩定運轉。并且該保持器為滾珠導向式，故無需對外環內徑面或內環外徑面進行研磨精加工，故可實現加工工時的減少。
[0022]不過，雖然作為滾動體導向保持器有外徑束縛型的滾珠導向保持器(專利文獻4)，但在有利于量產性的成形保持器中，將呈保持器兜部的形狀的模具零件朝外徑方向抽出的方式是主流，在此方式中，成為利用樹脂的彈性變形的強行抽出方法。此時，于滾珠導向部分的背面側需要讓樹脂的彈性變形部回避的空間。因該空間，相鄰的滾珠與滾珠的間隔會擴大，結果減少了滾珠個數，有減小負載容量的缺點。
[0023]另外，即使是呈保持器兜部的形狀的模具零件朝內徑方向滑動的脫模方式的模具，滑動零件也集中于內徑側。因此，需使各滾珠間的間隔擴大，結果減少滾珠個數，減小負載容量。
[0024]專利文獻3中，雖有沿軸向抽出模具的例子，但根據其形狀可知，其為內徑束縛型的滾珠導向保持器，內徑束縛型的保持器的缺點與上述內容相同。
[0025]在本發明中，也可將上述圓環部內軸向一側的環狀部配置于:比軸向另一側的環狀部直徑更大的位置，使上述外徑束縛部橫跨上述柱部與上述軸向一側的環狀部而設置。由于將軸向一側的環狀部配置于比軸向另一側的環狀部直徑更大的位置，故可采用模具沿軸向滑動的脫模方式。由于既為外徑束縛型的保持器，又采用模具沿軸向滑動的脫模方式，故無需利用樹脂的彈性變形，即可回避應力集中于保持器的一部分的情況。此時，無需如過去那樣，在滾珠導向部分的背面側確保讓樹脂的彈性變形部回避的空間，故鄰接的滾珠間隔可變狹窄。結果可增加滾珠個數，由此可增大負載容量。并且，無需利用樹脂的彈性變形，故可使用的保持器材料的選項得以增加。
[0026]上述軸向一側的環狀部也可具有于上述兜部內連結上述柱部的平面部，將從該平面部朝內周側延伸的內周部與上述平面部的連結部設為圓角構成的R部，以該R部或上述平面部將上述滾珠朝上述軸向一側的環狀部導向。此時，可通過軸向一側的環狀部來與滾珠點接觸或線接觸，并導向滾珠，故相較于比如通過圓弧狀的面來與滾珠面接觸并導向滾珠的方案，可減少發熱。
[0027]上述軸向另一側的環狀部，也可包含:
[0028]平面部，其于上述兜部內連結于上述柱部；以及
[0029]外周部，其從該平面部朝外周側延伸，并且直徑大于上述滾珠的節圓直徑，
[0030]通過上述平面部將上述滾珠朝軸向另一側的環狀部導向。此時，可通過軸向另一側的環狀部與滾珠點接觸并導向滾珠，故相較于例如通過圓弧狀的面來與滾珠面接觸而導向滾珠的方案，可減少發熱。
[0031]任一發明的滾珠軸承用保持器均可為角接觸滾珠軸承用保持器，也可為樹脂制。該樹脂制滾珠