专利名称：梳形树脂保持器以及滚子轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种梳形树脂保持器以及滚子轴承，适用于比如支承机床主轴的双列圆柱滚子轴承等。
背景技术：
在支承机床主轴等的圆柱滚子轴承中，提案有采用所谓的梳形树脂保持器的轴承。该梳形树脂保持器如图6(A)、图6(B)所示，具有:圆环部20;以及从该圆环部20的一个侧面向轴向一侧突出的多个柱部21，其中，在圆周方向邻接的柱部21、21之间的间隙作为保持圆柱滚子22的兜孔Pt。梳形树脂保持器以一体注塑成型而制造居多，通过成型收缩产生的变化，在梳齿部分即柱部相对于保持器轴心形成倾斜角度，金属模具构造也会以预见成形收缩的方式被制造(专利文件I)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-78118号公报专利文献2:日本特开2007-278406号公报
发明内容
在金属模具中，成形为柱部的位置的角度相对成形为圆环部的位置设定为90°时，具有以下的问题:树脂保持器以成形收缩的方式在柱部形成角度，在柱部的基端部和前端部的同一轴线上兜孔的宽度变得不同。在此场合下，滚子与保持器变成部分接触，容易产生局部的磨损。作为对策，提案有:将兜孔的半径增大，且各柱部的圆周方向侧面是通过使外径侧凹曲面部以及内径侧凹曲面部连续而形成的复合曲面(专利文献2)。柱部的角度以放射方向向内的情况居多。在柱部的角度为以放射方向向外的场合，因离心力的影响滚子的移动量增加，滚子与保持器的接触容易变得猛烈。如果变更金属模具上的目标角度，为了在成形收缩后使兜孔与保持器轴向平行，有必要对金属模具进行数次调整，这样会使成本上升。在对兜孔的宽度进行控制的场合，当测定柱部中的任意一个轴线上的兜孔的宽度时，在柱部的基端部与前端部测定同样的位置是困难的，担心发生品质保证方面的问题。本发明的目的在于，提供一种梳形树脂保持器以及滚子轴承，可使滚子移动量稳定、谋求降低保持器的磨损，而且在谋求制造成本降低的同时，能对兜孔的宽度进行精确控制。本发明的梳形树脂保持器具有:圆环部；以及从该圆环部的一个侧面向轴向一侧突出的多个柱部，其中，在圆周方向邻接的柱部之间作为保持滚子的兜孔，上述柱部的的侧面作为上述兜孔内面以凹状形式构成，上述各柱部以越朝向该柱部的前端越靠近保持器轴中心的方式倾斜，而且，作为上述兜孔内面的上述柱部的侧面上设置平坦部，该平坦部从柱部的前端部横跨基端部而沿轴向连续，相对的柱部的平坦部相互平行。上述平坦部指形成平面的部分。根据该构成，梳形树脂保持器的柱部的侧面作为上述兜孔内面以凹状形式构成，其中，作为兜孔内面的上述柱部的侧面上设置平坦部，由此，在柱部中的轴向的任意位置可对兜孔的最大宽度进行测定。上述平坦部从柱部的前端部分横跨基端部分而沿轴向连续，由此，在测定柱部中的任意的兜孔的宽度时，从柱部的前端部分横跨基端部分的任一轴向的位置均可测定平坦部，由此可对兜孔的宽度进行精确控制。因为兜孔的宽度与滚子的间隙在轴向以不变的方式形成，使得滚子与保持器的均匀接触变得容易发生。又，各柱部以越朝向前端越靠近保持器轴中心的方式倾斜，由此，不会因为离心力的影响而产生移动量的增加，能够防止滚子与保持器之间发生猛烈的接触。通过以上，能够谋求降低保持器的磨损。因此，没有必要对该梳形树脂保持器的金属模具进行多次调整，能够谋求降低制造成本。上述滚子也可为圆柱滚子。将上述柱部的平坦部中的径向宽度设为W，上述柱部相对于保持器轴中心的倾斜角度设为α，上述平坦部的轴向的长度设为L时，上述平坦部具有下述式的关系:ff>Tan a XL。上述宽度W指柱部的轴向的任意位置中的平坦部的宽度尺寸。如果将柱部的轴向长度变长，则相应的平坦部的轴向长度也变长。又，如果确定成形收缩的柱部的角度，则相应的宽度W就能确定。柱部的角度α根据树脂材料、保持器形状、成形条件而变化。通过设置满足上述式的平坦部，则可设定对应柱部的角度α的平坦部的宽度W。无论设置何种树脂材料、保持器形状、成形条件，均可根据上述式简单地求出必要宽度W的值。也可将上述柱部的平坦部设置于滚子的节圆直径附近。所谓“节圆直径附近”是指构成节圆直径部分的附近。在将该平坦部设置于上述节圆直径附近的场合，在作为上述兜孔内面的上述柱部的侧面上，以平坦部为界分别设置外径侧凹形部与内径侧凹形部，上述外径侧凹形部从该平坦部的外径侧缘部与外径侧连接，由作为兜孔内面的柱部的侧面呈凹形而得到，上述内径侧凹形部从上述平坦部的内径侧缘部与内径侧连接，由作为兜孔内面的柱部的侧面呈凹形而得到，将外径侧凹形部的曲率半径设定为比内径侧凹形部的曲率半径大。在此场合，各柱部即使相对保持器轴中心倾斜，滚子与保持器的接触也不会出现偏向。据此，可降低保持器的部分磨损的发生。又，各柱部虽然像前述那样倾斜，但是在作为没有平坦部、曲率半径相同的兜孔的场合，因没有平坦部，在柱部的前端部分的兜孔测定位置没有变成兜孔的最大宽度。曲率半径因为相同，滚子与保持器的接触仅为柱部的前端部分的外径侧。上述外径侧凹形部和内径侧凹形部的曲率半径中的任何一者或两者可从柱部的基端部分向前端部分逐渐变化。在此情况下，各柱部即使相对保持器轴中心倾斜，滚子与保持器的接触也不会发生偏向。据此，能够降低保持器的部分磨损的发生。
本发明的双列圆柱滚子轴承具有上述任一发明的梳形树脂保持器。上述双列圆柱滚子轴承可使用于机床主轴。本发明的自动调心滚子轴承，具有前述任一发明的梳形树脂保持器。权利要求书和/或说明书和/或附图所公开的至少两种构成的任意组合也包含在本发明中。特别是，权利要求书的各项权利要求的两个以上的任意组合也包含在本发明中。
本发明可以从参照随附的附图的以下优选的实施方式的说明中更清楚地进行理解。但是，实施方式以及附图仅用于图示和说明，不能用于限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求确定。在附图中，多个附图中的同一符号表示相同或相当的部分。图1 (A)表示本发明的第一实施方式以及第二实施方式的梳形树脂保持器的要部的一个侧视图；图1(B)表示该梳形树脂保持器的要部的主视图。图2表示该梳形树脂保持器的要部的立体图。图3表示采用关于上述各实施方式中任意一个的梳形树脂保持器的双列圆柱滚子轴承的纵向剖视图。图4表示采用关于上述各实施方式中任意一个的梳形树脂保持器的自动调心滚子轴承的纵向剖视图。图5(A)表示比较例的梳形树脂保持器的要部的一个侧视图；图5(B)表示该梳形树脂保持器的要部的主视图。图6(A)表示已有例的梳形树脂保持器的要部的一个侧视图；图6(B)表示该梳形树脂保持器的要部的主视图。
具体实施例方式结合图1(A)、图1(B) 图2共同说明本发明的第一实施方式。该实施方式的梳形树脂保持器适用于双列圆柱滚子轴承等，用于支持CNC车床、机加工中心、铣床、通用车床、镗床等的机床的主轴。但是，梳形树脂保持器并不仅限于机床的主轴支承用途。在双列圆柱滚子轴承以外的轴承中也可以采用该梳形树脂保持器。该梳形树脂保持器I如图1 (A)、图1⑶所示，具有:圆环部2 ；以及从该圆环部2的一个侧面向轴向一侧突出的多个柱部3，比如，由合成树脂等一体注塑成型。多个柱部3在圆周方向以一定间隔而隔开设置，沿圆周方向邻接的柱部3、3之间作为保持圆柱滚子4的兜孔Pt。各兜孔Pt由在圆周方向邻接的柱部3、3的相对的侧面5、5，以及圆环部2的一个侧面2a围绕而成，梳形树脂保持器I形成沿轴向一侧开口的梳齿形状。作为兜孔Pt内面的柱部3的侧面5以凹状形式构成，即从垂直于保持器轴中心的剖面进行观看，形状为凹形。作为上述合成树脂，可以使用具有自润滑性的合成树脂，例如聚醚醚酮树脂、聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂等。但是，并不限于这些合成树脂。上述任何一种的合成树脂中可以配合碳纤维、玻璃纤维等的充填材料。各柱部3以越朝向其前端越靠近保持器轴中心的方式倾斜。又，图示的例子中，圆环部2的内径侧以及外径侧的端面也与柱部3具有相同的倾斜，这些端面与柱部3的内径侧以及外径侧的面构成同一面而连续。该柱部3的倾斜角度α根据树脂材料、保持器形状、成形条件等而变化。如果对这些条件等进行限定的话，倾斜角度α例如规定为5° 8°。作为上述兜孔Pt内面的上述柱部3的侧面5上设置平坦部5a。该平坦部5a是指将柱部3以垂直于保持器轴中心的剖面而切开，将该柱部3从轴向观看的部分，如图1(A)以及图2所示，形成为直线状。柱部3的平坦部5a设于圆柱滚子4的节圆直径(PCD)附近。该例的P⑶附近指含有P⑶。该平坦部5a从柱部3的前端部横跨基端部而沿轴向连续。又，一个兜孔Pt中，相对的平坦部5a、5a相互平行。该平坦部5a所在的范围也可被称为平坦区域。如图1(B)所示那样，作为兜孔Pt内面的柱部3的侧面如果沿从该兜孔Pt内面侧的方向观看，上述平坦区域为以两边L1、L2，一边L3，一边L4而围成的长方形的区域，该两边L1、L2沿上述柱部3的倾斜方向分别平行，该边L3构成该柱部3的前端缘部的一部分，该边L4构成圆环部2的一个侧面的一部分。如图1 (A)以及图2所示那样，作为上述兜孔Pt内面的上述柱部3的侧面上设置有外径侧凹形部5b、内径侧凹形部5c。这些外径侧凹形部5b、内径侧凹形部5c分别指，以垂直于保持器轴中心的剖面而切开，将该柱部3从轴向观看的部分。上述外径侧凹形部5b以平坦部5a为界，从该平坦部5a的外径侧缘部与外径侧连接，作为兜孔Pt内面的柱部3的侧面呈凹形。该外径侧凹 形部5b以规定的曲率半径R5b来确定。上述内径侧凹形部5c以平坦部5a为界，从该平坦部5a的内径侧缘部与内径侧连接，作为兜孔Pt内面的柱部3的侧面呈凹形。该内径侧凹形部5c以规定的曲率半径R5c来确定。但是，外径侧凹形部5b的曲率半径R5b被设定为比内径侧凹形部5c的曲率半径R5c大。平坦部5a的径向宽度W最好与柱部3的倾斜角度α相称。如前所述，柱部3的平坦部5a设于P⑶附近，将柱部3的平坦部5a中的径向宽度设为W、上述柱部3相对于保持器轴中心的倾斜角度设为α、平坦部5a的轴向的长度设为L时，平坦部5a最好满足下述式(I)的关系，在此，上述宽度W指柱部3的轴向的任意位置的宽度尺寸。ff>Tan a XL...(I)。如果将柱部3的轴向长度加长，则必要的平坦部5a的轴向长度L变长。又，若成形收缩的柱部3的角度被确定，则可确定必要的宽度W。柱部3的角度α如前所述，根据树脂材料、保持器形状、成形条件而变化。通过设置满足上述式(I)的平坦部5a，则可设定对应柱部3的角度α的平坦部5a的宽度W。无论设定何种树脂材料、保持器形状、成形条件，均能以上述式(I)简单地求出必要的宽度W的值。根据以上说明的梳形树脂保持器1，作为兜孔Pt内面的柱部3的上述侧面5以凹状形式构成，其上设置平坦部5a，由此，在柱部3中的轴向的任意位置，能够测定兜孔Pt的最大宽度。该兜孔Pt的最大宽度测定位置在图1(B)中，以阴影线表示。上述平坦部5a从柱部3的前端部横跨基端部而沿轴向连续，由此，在测定柱部3中的任意的5 孔宽度时,横跨从柱部3的前端部到基端部的任一轴向的位置上，均可进行平坦部5a的测定，由此，可对兜孔的宽度进行精确控制。据此，兜孔的宽度与滚子4的间隙可在轴向以不变的方式构成，容易使滚子4和保持器I实现均匀接触。又，各柱部3伴随朝向该柱部的前端而向保持器轴中心倾斜，由此，不会因为离心力的影响而增加滚子4的移动量，能够防止滚子4和保持器I产生强烈的接触。通过以上，能够谋求保持器I的磨损的降低，且没有必要对该梳形树脂保持器I的金属模具进行多次调整，能够谋求制造成本的降低。平坦部5a设置于节圆直径的附近，还设有外径侧凹形部5b和内径侧凹形部5c，该外径侧凹形部5b从该平坦部5a的外径侧缘部与外径侧连接，由作为兜孔Pt内面的柱部3的侧面呈凹形而得到，上述内径侧凹形部5c从上述平坦部5a的内径侧缘部与内径侧连接，由作为兜孔Pt内面的柱部3的侧面呈凹形而得到，将外径侧凹形部5b的曲率半径R5b设定为比内径侧凹形部5c的曲率半径R5c大，由此，产生下述作用。各柱部3即使相对保持器轴中心倾斜，滚子4与保持器I的接触也不会偏向。据此，可降低保持器I的部分磨损的发生。又，如图5 (A)、图5 (B)所示的比较例那样，各柱部3虽然像前述那样倾斜，但是在没有平坦部、曲率半径相同的兜孔Pt的场合，因没有平坦部，在柱部3的前端部分的兜孔测定位置没有变成兜孔的最大宽度。曲率半径因为相同，滚子4与保持器的接触仅为柱部3的前端部分的外径侧(图5(B)阴影线所表示的位置)。作为本发明的第二实施例，在如图1(A)所示的梳形树脂保持器中，上述外径侧凹形部5b和内径侧凹形部5c的曲率半径R5b、R5c中的任何一者或两者可从柱部3的基端部分向前端部分逐渐变化。将内径侧兜孔设置为基端部分(曲率小)一前端部分(曲率大)，由此，滚子与保持器的间隙设定为在前端侧大、基端侧小。据此，在高速旋转时柱的变形所产生的兜孔间隙(径向)的减少量在前端和基端能够相同。在此情况下，各柱部3即使相对保持器轴中心倾斜，滚子4与保持器I的接触也不会偏向。据此，能够降低保持器I的部分磨损的发生。图3为采用上述实施方式的任何一个梳形树脂保持器的双列圆柱滚子轴承的纵向剖视图。双列圆柱滚子轴承具有:内圈6 ;夕卜圈7 ;双列圆柱滚子4,其设于内圈6、外圈7的轨道面6a、7a之间；一对梳形树脂保持器1、1，其分别保持各列的圆柱滚子4。内圈6具有双列轨道面6a、6a,在该内圈6的轴向中央部设直中釋8,在该内圈6的轴向两端部设直中锷9、9。一对梳形树脂保持器1、1中，圆环部2、2相互接触，多个柱部3从各梳形树脂保持器I的圆环部2沿轴向外侧突出而配置。据此，各梳形树脂保持器I以分别从轴向中央部向轴向外侧开口的兜孔Pt保持圆柱滚子4。因此，可防止各梳形树脂保持器I从轴承上不希望地脱落。又，在一对梳形树脂保持器1、I中，轴向两侧的兜孔位置在圆周方向以同相位的方式进行配置。该场合的梳形树脂保持器1、1用于滚动体导向形式。内圈6比如嵌合于机床主轴的外周面,外圈7嵌合于外壳的内周面。图3的例子中，内圈内周面6b形成为圆筒孔，但是也可以轴承的径向内部间隙可调整的方式将内圈内周面6b形成为锥形孔。作为轴承润滑，可以采用油脂润滑、油气润滑等。根据该双列圆柱滚子轴承，因为可采用任一实施方式的梳形树脂保持器1，故可以稳定滚子4的移动量、谋求保持器I的磨损的降低，同时可谋求制造成本的降低。特别是，梳形树脂保持器I的平坦部5a从柱部3的前端部分横跨基端部分而沿轴向连续，由此，在测定柱部3中的任意的兜孔宽度时，从柱部3的前端部分横跨基端部分的任一轴向的位置均可测定平坦部5a，由此可对兜孔的宽度进行精确控制。因为兜孔的宽度与滚子4的间隙可在轴向以不变的方式形成，故使得滚子4和保持器I的均匀接触变得容易。因此，可谋求轴承的高速化、长寿命化。上述各实施方式中任一种的梳形树脂保持器可适用于单列圆柱滚子轴承。如图4所示，上述梳形树脂保持器I可用于自动调心轴承。采用上述梳形树脂保持器的圆柱滚子轴承或自动调心轴承比如可用于支承机器人、运送装置、输送机械等的各轴。如以上那样，在参照附图的同时，说明了优选的实施方式，但是如果是本领域普通技术人员，在阅读了本件说明书的基础上，可以想见，在显而易见的范围内可以进行各种变更以及修改。因此，这些变更以及修改应被解释为在权利要求书所记载的发明的范围内。符号说明I.. 梳形树脂保持器2...圆环部3...柱部4...圆柱滚子5.. 侧面5a...平坦部5b...外径侧凹形部5c...内径侧凹形部
Pt...兜孔
权利要求
1.一种梳形树脂保持器，该梳形树脂保持器具有:圆环部；以及从该圆环部的一个侧面向轴向一侧突出的多个柱部，其中，在圆周方向邻接的柱部之间作为保持滚子的兜孔，上述柱部的侧面作为上述兜孔内面以凹状形式构成， 上述各柱部以越朝向该柱部的前端越靠近保持器轴中心的方式而倾斜，而且，作为上述兜孔内面的上述柱部的侧面上设置平坦部，该平坦部从柱部的前端部分横跨基端部分而沿轴向连续，相对的柱部的平坦部相互平行。
2.根据权利要求1所记载的梳形树脂保持器，其特征在于，上述滚子为圆柱滚子。
3.根据权利要求1所记载的梳形树脂保持器，其特征在于，将上述柱部的平坦部中的径向宽度设为W、上述柱部相对于保持器轴中心的倾斜角度设为α、上述平坦部的轴方向的长度设为L时，上述平坦部具有下述式的关系:W>Tana XL。
4.根据权利要求1所记载的梳形树脂保持器，其特征在于，上述柱部的平坦部设置于滚子的节圆直径附近。
5.根据权利要求4所记载的梳形树脂保持器，其特征在于，在作为上述兜孔内面的上述柱部的侧面上，以平坦部为界设置外径侧凹形部和内径侧凹形部，该外径侧凹形部从该平坦部的外径侧缘部与外径侧连接，由作为兜孔内面的柱部的侧面呈凹形而得到，上述内径侧凹形部从上述平坦部的内径侧缘部与内径侧连接，由作为兜孔内面的柱部的侧面呈凹形而得到，将外径侧凹形部的曲率半径设定为比内径侧凹形部的曲率半径大。
6.根据权利要求5所记载的梳形树脂保持器，其特征在于，上述外径侧凹形部和内径侧凹形部的曲率半径中的任何一者或两者从柱部的基端部分向前端部分逐渐变化。
7.—种双列圆柱滚子轴承，其具有权利要求1所记载的梳形树脂保持器。
8.根据权利要求7所记载的双列圆柱滚子轴承，其特征在于，上述双列圆柱滚子轴承使用于机床主轴。
9.一种自动调心滚子轴承，其具有权利要求1所记载的梳形树脂保持器。
全文摘要
本发明提供一种梳形树脂保持器以及滚子轴承，可使滚子移动量稳定、谋求降低保持器的磨损，而且在谋求制造成本降低的同时，能对兜孔的宽度进行精确的控制。梳形树脂保持器(1)具有圆环部(2)；以及从该圆环部(2)的一个侧面向轴向一侧突出的多个柱部(3)。其中，在圆周方向邻接的柱部(3、3)之间作为保持圆柱滚子(4)的兜孔(Pt)，柱部(3)的侧面(5)作为兜孔(Pt)内面以凹状形式构成。各柱部(3)以越朝向该柱部(3)的前端越靠近保持器轴中心的方式倾斜，而且，作为兜孔(Pt)内面的柱部(3)的侧面(5)上设置平坦部(5a)，该平坦部(5a)从柱部(3)的前端部横跨基端部而沿轴向连续。
文档编号F16C19/28GK103210223SQ20118005373
公开日2013年7月17日 申请日期2011年11月2日 优先权日2010年11月10日
发明者山本直太 申请人:Ntn株式会社