TWI568943B - Crown retainer and bevel ball bearing - Google Patents

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TWI568943B
TWI568943B TW104121539A TW104121539A TWI568943B TW I568943 B TWI568943 B TW I568943B TW 104121539 A TW104121539 A TW 104121539A TW 104121539 A TW104121539 A TW 104121539A TW I568943 B TWI568943 B TW I568943B
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Yoshiaki Katsuno
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Description

冠型保持器及斜角滾珠軸承
本發明係關於一種冠型保持器及斜角滾珠軸承。
於NC車床、銑刀盤、自動換刀數位控制機床(machining center)、複合加工機、五軸加工機等工作機械，或主軸台或安裝加工物之機座之直動輸送機構中，使用將旋轉運動轉換為直線運動之滾珠螺桿。作為旋轉支持該滾珠螺桿軸端之軸承採用斜角滾珠軸承(例如，參照專利文獻1)。此種斜角滾珠軸承根據所使用之工作機械之主軸台或安裝加工物之機座之種類或大小，使用軸承內徑為 15mm~ 130mm左右尺寸者。
加工中所產生之切削載荷，或以急加速使主軸台及機座移動時之慣性載荷係經由滾珠螺桿作為軸向載荷負荷於斜角滾珠軸承。於最近之工作機械中，存在基於高效率加工目的下切削載荷或快速旋入(fast-forwarding)引起之慣性載荷增大，而對滾珠螺桿支撐用斜角滾珠軸承負荷較大之軸向載荷之傾向。
因此，於使用此種滾珠螺桿支撐用之斜角滾珠軸承中，為了使滾動疲勞壽命增加，必須兼顧負荷容量增加、與用以維持加工精度之高剛性。
為了兼顧該等，增大軸承尺寸時，可應對較多之組合行數。但若增大軸承尺寸，則導致滾珠螺桿軸端之空間增加。又，組合行數過度增多時導致成為滾珠螺桿單元部分構成為寬度較寬。結果，由於引 起工作機械必要地面面積增加或高度方向尺寸增加，故對軸承之大型化或行數增加存在限制。
又，於先前之斜角滾軸軸承中，使用於軸向兩側具有一對環之傾斜形切制保持器(金屬削出或射出成型之樹脂保持器)(例如，參照專利文獻2或3)。此種兩側環構造之保持器雖強度方面較為良好，但當為軸承之兩端面安裝有密封件之構造之情形時，軸向之空間不足。又，軸承內部空間之容積亦減少，而使封入油脂量亦受到限制。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-104742號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-61508號公報
[專利文獻3]日本實開平3-49417號公報
本發明係鑒於上述情況而完成者，目的在於提供可於有限之空間中兼顧負荷容量增加與高剛性之冠型保持器及斜角滾珠軸承。
本發明之上述目的係藉由下述之構成達成。
(1)一種冠型保持器，其係以射出成型製造之滾珠軸承用之冠型保持器，其包含：大致圓環狀之環部；複數個柱部，其等自上述環部之正面側或背面側以特定間隔突出於軸向；及複數個凹孔部，其等形成於相鄰之上述柱部之間，且可分別保持滾珠；藉由於上述柱部之前端，於周向中間設置缺口部，而於周向兩 側形成一對爪部；相鄰之上述滾珠彼此之距離L與將圓周率π乘以滾珠節圓直徑dm而得之滾珠節圓周長πdm之關係滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，上述柱部之圓周方向最小壁厚M、上述爪部之圓周方向寬度N、及上述滾珠節圓周長πdm之關係滿足-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0。
(2)如技術方案(1)之冠型保持器，其中上述凹孔部之球面中心位置和上述環部之最外徑部與最內徑部之徑向中心位置係於徑向偏移。
(3)如技術方案(1)之冠型保持器，其中上述凹孔部之球面中心位置和上述環部之最外徑部與最內徑部之徑向中心位置係於徑向一致。
(4)一種斜角滾珠軸承，其包含如技術方案(1)~(3)中任一項之冠型保持器。
根據本發明之冠型保持器，因滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，故可增加軸承每行(滾珠節圓上)之滾珠數量，從而可實現軸承之負荷容量增加與高剛性。另，假設2.5×10-3>L/πdm，則因保持器之柱部之圓周方向壁厚變得過薄，於成形或切削時造成裂孔。尤其當冠型保持器之材料即合成樹脂中含有較多強化材時，則會引起成形時合成樹脂之流動性變差，而更容易出現裂孔。又，若L/πdm>13×10-3，則滾珠數量減少，而導致載荷負荷能力及剛性降低。
又，因滿足-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0，故以軸向拉伸(Axial draw)方式之射出成型製作冠型保持器時，於脫模步驟中，不會損傷柱部前端之一對爪部，即可沿軸向拔出形成凹孔部之模具構件。假設-3.5×10-3>(M-2N)/πdm，則脫模時會產生爪部之龜裂或殘缺，而有導致保持器之功能方面出現問題之可能性。又，若(M-2N)/πdm≧0，雖 不會產生柱部前端之一對爪部間之壓縮干涉，但因相鄰之一對凹孔部間之距離增大，結果導致滾珠節圓上所配置之滾珠數量之減少，而有降低載荷負荷能力及剛性之虞。
1‧‧‧斜角滾珠軸承
3‧‧‧滾珠
4‧‧‧端面
5‧‧‧端面
10‧‧‧外環
11‧‧‧軌道面
12‧‧‧外環槽肩部
13‧‧‧外環埋頭孔
14‧‧‧外環倒角
15‧‧‧外環密封槽
20‧‧‧內環
21‧‧‧軌道面
22‧‧‧內環槽肩部
23‧‧‧內環埋頭孔
24‧‧‧內環倒角
25‧‧‧內環密封槽
30‧‧‧冠型保持器
31‧‧‧環部
31a‧‧‧徑向內側面(徑向一側面、徑向另一側面)
31b‧‧‧徑向外側面(徑向另一側面、徑向一側面)
32‧‧‧柱部
33‧‧‧凹孔部
33a‧‧‧圓弧
33b‧‧‧第1直線形狀部
33c‧‧‧第2直線形狀部
33g‧‧‧第3直線形狀部
34‧‧‧缺口部
35‧‧‧角部
36‧‧‧爪部
40‧‧‧球狀模具
50‧‧‧密封構件
100‧‧‧深槽滾珠軸承
103‧‧‧滾珠
110‧‧‧外環
120‧‧‧內環
130‧‧‧保持器
131‧‧‧環部
132‧‧‧柱部
133‧‧‧凹孔部
135‧‧‧角部
136‧‧‧凹部
137‧‧‧底面
A‧‧‧中心
A‧‧‧箭頭
Ae‧‧‧將外環槽肩部之徑向高度除以滾珠之直徑而得者
Ai‧‧‧將內環槽肩部之徑向高度除以滾珠之直徑而得者
AB‧‧‧線段
B‧‧‧中心
B‧‧‧箭頭
BO‧‧‧線段
C‧‧‧交點
D‧‧‧交點
D1‧‧‧外徑
D2‧‧‧外徑
D3‧‧‧內徑
D4‧‧‧內徑
dm‧‧‧節圓直徑(滾珠節圓直徑)
Dw‧‧‧直徑(滾珠直徑)
E‧‧‧中間點
EO‧‧‧線段
He‧‧‧徑向高度
Hi‧‧‧徑向高度
L‧‧‧滾珠間距離
M‧‧‧圓周方向最小壁厚
m‧‧‧徑向中間位置
m1‧‧‧最外徑部
m2‧‧‧最內徑部
N‧‧‧圓周方向寬度
O‧‧‧中心
Oi‧‧‧滾珠中心(凹孔部球面中心)
P‧‧‧中心
R‧‧‧半徑
T‧‧‧滾珠中心間距離
X‧‧‧球徑尺寸(軸向距離)
Y‧‧‧距離(軸向距離)
Z‧‧‧滾珠數量
θ‧‧‧角度
α‧‧‧接觸角
πdm‧‧‧節圓周長
圖1係本發明之第1實施形態之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖2係並行組合圖1之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖3係保持器之側視圖。
圖4係自軸向一側觀察保持器之圖。
圖5係自軸向另一側觀察保持器之圖。
圖6係圖1及圖4之VI-VI剖視圖。
圖7係圖4之VII-VII剖面向視圖。
圖8係用於說明複數個滾珠之配置狀態之圖。
圖9係一併顯示球狀型之保持器之剖視圖。
圖10係本發明之第2實施形態之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖11係保持器之側視圖。
圖12係自軸向一側觀察保持器之圖。
圖13係自軸向另一側觀察保持器之圖。
圖14係本發明之第3實施形態之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖15係自軸向一側觀察保持器之圖。
圖16係圖15之XVI-XVI剖面向視圖。
圖17係本發明之第4實施形態之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖18係自軸向一側觀察保持器之圖。
圖19係本發明之第5實施形態之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖20係本發明之第5實施形態之變化例之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖21係本發明之第6實施形態之斜角滾珠軸承之剖視圖。
圖22係先前之深槽滾珠軸承之剖視圖。
圖23係自軸向觀察先前之保持器之圖。
圖24係先前之保持器之側視圖。
以下，對本發明之實施形態之冠型保持器及斜角滾珠軸承，使用圖式進行說明。
(第1實施形態)
如圖1所示，本實施形態之斜角滾珠軸承1包含：外環10，其於內周面具有軌道面11；內環20，其於外周面具有軌道面21；複數個滾珠3，其等配置於外環10及內環20之軌道面11、21之間；及保持器30，其係旋轉自由地保持滾珠3之滾珠引導方式。
外環10之內周面具有：外環槽肩部12，其凸設於較軌道面11更背面側(負荷側，圖1中左側)；及外環埋頭孔13，其凹設於較軌道面11更正面側(相反負荷側，圖1中右側)。
內環20之外周面具有：內環槽肩部22，其凸設於較軌道面21更正面側(負荷側，圖1中右側)；及內環埋頭孔23，其凹設於較軌道面21更背面側(相反負荷側，圖1中左側)。
此處，將內環埋頭孔23之外徑設為D1，內環槽肩部22之外徑設為D2時，D1<D2。又，將外環埋頭孔13之內徑設為D3，外環槽肩部12之內徑設為D4時，D3>D4。如此，由於增大內環槽肩部22之外徑D2，縮小外環槽肩部12之內徑D4，故可較大地設定滾珠3之接觸角α。更具體而言，藉由如上述般設定外徑D2及內徑D4，可將接觸角α設為45°≦α≦65°左右。即使考慮軸承製作時接觸角α之不均，亦可設為50°≦α≦60°左右。如此，可增大接觸角α。
又，將內環槽肩部22之徑向高度Hi除以滾珠3之直徑Dw而得者設為Ai(Ai=Hi/Dw)時，設定為滿足0.35≦Ai≦0.50。將外環槽肩部12之 徑向高度He除以滾珠3之直徑Dw而得者設為Ae(Ae=He/Dw)時，設定為滿足0.35≦Ae≦0.50。
假定，於0.35>Ai或0.35>Ae之情形時，由於內環槽肩部22或外環槽肩部12之徑向高度Hi、He相對於滾珠3之直徑Dw過小，故接觸角α不滿45°，導致軸承軸向載荷之負荷能力不足。又，於0.50<Ai或0.50<Ae之情形時，由於外環10及內環20之軌道面11、21形成為超出滾珠3之節圓直徑dm，故外環槽肩部12及內環槽肩部22之研削加工較困難，故不被期望。
又，於外環槽肩部12之背面側端部，設有隨著朝向背面側而朝向徑向外側之錐形狀之外環倒角14。於內環槽肩部22之正面側端部，設有隨著朝向正面側而朝向徑向內側之錐形狀之內環倒角24。該等外環倒角14及內環倒角24之徑向寬度大於外環槽肩部12及內環槽肩部22之徑向高度He、Hi之一半，設定為比較大之值。
此種斜角滾珠軸承1係如圖2所示，可並行組合使用。由於本實施形態之斜角滾珠軸承1係將外環槽肩部12及內環槽肩部22設至滾珠3之節圓直徑dm之附近，故假定不設置外環倒角14及內環倒角24，則一個斜角滾珠軸承1之內環20與另一個斜角滾珠軸承1之外環10產生干涉，導致軸承旋轉中產生不良。又，於以油潤滑使用之情形時，假定不設置外環倒角14及內環倒角24，則油將不通過各斜角滾珠軸承1之間，而導致油不滯留性惡化，而因潤滑不良，或油大量殘留於軸承內部引起溫度上升。如此，藉由設置外環倒角14及內環倒角24，可實現防止內環20及外環10彼此之干涉，及提高油不滯留性。另，不一定需要設置外環倒角14及內環倒角24兩者，只要設置至少一者即可。
接著，參照圖3~7，對冠型保持器30之構成進行詳述。冠型保持器30係包含合成樹脂之滾珠引導方式之塑膠保持器，構成該冠型保持器30之基礎樹脂係聚醯胺樹脂。另，聚醯胺樹脂之種類並無限制 者，除聚醯胺樹脂之外，亦可為聚縮醛樹脂、聚苯硫醚、聚二醚酮、聚醯亞胺等其他合成樹脂。進而，於基礎樹脂中，可添加作為強化材之玻璃纖維、碳纖維、芳香族聚醯胺纖維等。又，冠型保持器30係以射出成形或切削加工製造。
冠型保持器30具有：配置於與內環20及外環10同軸之大致圓環狀之環部31(參照圖1)、自環部31之背面側以特定間隔於軸向突出之複數個柱部32、及形成於相鄰之柱部32之間之複數個凹孔部33。
此處，於本實施形態之斜角滾珠軸承1中，由於為了實現軸向載荷之高負荷能力，而增大外環槽肩部12及內環槽肩部22之徑向高度He、Hi，故軸承內部空間減少。因此，由於此種軸承內部空間所配置之冠型保持器30為單側環構造，故而設為將環部31配置於外環埋頭孔13與內環槽肩部22之間，將柱部32配置於外環10及內環20之軌道面11、21之間，環部31連接至柱部32之徑向外側端部之構造。
亦即，如圖7所示，設為凹孔部33之球面中心位置較環部31之最外徑部m1與最內徑部m2之徑向位置m偏移至徑向內側(徑向一側)之構造。此處，凹孔部33之球面中心位置係與凹孔部33之曲率半徑之中心一致之位置。又，環部31之最外徑部m1係徑向外側面31b，最內徑部m2係徑向內側面31a。另，於圖示之例中，凹孔部33之球面中心位置較環部31之最內徑部m2偏移至徑向內側。
如圖7所示，形成凹孔部33之柱部32之自周向觀察時之側面係將連結環部31之徑向內側面(徑向一側面)31a與徑向外側面(徑向另一側面)31b之圓弧33a之一部分缺除而形成者。圓弧33a之中心以P表示，半徑以r表示。
更具體而言，柱部32之自周向觀察時之側面包含將圓弧33a於徑向內側部(徑向一端部)缺除且設為於軸向延伸而形成之第1直線形狀部33b。第1直線形狀部33b係配置於較圓弧33a之中心P更靠背面側。 又，第1直線形狀部33b與滾珠3之中心Oi(凹孔部33之球面中心)於軸向重疊。
進而，柱部32之自周向觀察時之側面包含第2直線形狀部33c，其係以將圓弧33a於連結第1直線形狀部33b之正面側之端部與環部31之徑向內側面31a之背面側之端部之部分缺除而形成。因此，第2直線形狀部33c係設為隨著朝向正面側(環部31側)，而朝向徑向外側之直線形狀。
又，柱部32之自周向觀察時之側面包含第3直線形狀部33g，其係以將圓弧33a之徑向外側端部(徑向另一側端部)缺除並朝軸向延伸之方式形成。第3直線形狀部33g與環部31之徑向外側面31b形成於同一平面上，且與該徑向外側面31b無階差地連接。
如此，柱部32之自周向觀察時之側面成為連接第3直線形狀部33g、圓弧33a、第1直線形狀部33b、及第2直線形狀部33c之形狀。
又，如圖6所示，形成凹孔部33之柱部32之周向兩側面、及環部31之背面側(柱部32側)之側面係形成為與滾珠3相似形狀之球面狀。此處，柱部32之前端係於周向中間設有缺口部34，且分為兩支。而且，於柱部32之前端，於缺口部34之周向兩側形成一對爪部36。此處，雖將本實施形態之缺口部34設為剖面大致V字形狀之銳利之形狀，但並非限定於該形狀者，例如亦可具有固定平面(例如0.1mm以上之平面)作為底面。藉由如此設置缺口部34，於以軸向拉伸方式之射出成型製造冠型保持器30時，即使強制拔出形成凹孔部33之模具構件，因一對爪部36朝缺口部34側彈性變形，故可防止柱部32之凹孔部33側之角部35之破損。
又，對冠型保持器30材料之合成樹脂所添加之強化材之比例係較好設為5~30重量%。假定，合成樹脂成分中強化材之比例超過30重量%，則由於冠型保持器30之柔軟性降低，故於冠型保持器30成形 時自凹孔部33強制拔出模具時，或組裝軸承時將滾珠3壓入至凹孔部33時，會引起柱部32之角部35破損。又，由於冠型保持器30之熱膨脹依存於基礎材料即樹脂材料之線膨脹係數，故若強化材之比例少於5重量%，則軸承旋轉中冠型保持器30之熱膨脹相對於滾珠3之節圓直徑dm之膨脹變大，導致滾珠3與冠型保持器30之凹孔部33相抵，產生燒焦等不良。因此，藉由將合成樹脂成分中強化材之比例設為5~30重量%之範圍，可防止上述不良。
又，作為冠型保持器30之合成樹脂材料，應用聚醯胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醯亞胺等樹脂。作為合成樹脂之強化材，應用玻璃纖維、碳纖維、芳香族聚醯胺纖維等。
又，本實施形態之斜角滾珠軸承1中為了增大軸向載荷負荷能力，而設定為滾珠3之數量(滾珠數量Z)較多。更具體而言，使用圖8進行說明。於圖8中，顯示配置於直徑dm之節圓上之兩個滾珠3。將該等滾珠3之直徑設為Dw，將該等滾珠3之中心設為A、B，將線段AB與滾珠3表面之交點設為C、D，將線段AB之中點設為E，將節圓之中心設為O。又，將相鄰之滾珠3之中心A、B彼此之距離(線段AB之距離)即滾珠中心間距離設為T，將相鄰之滾珠3彼此之距離(線段CD之距離)即滾珠間距離設為L，將線段EO與線段BO所形成之角度(線段EO與線段AO所形成之角度)設為θ。如此，線段AO及線段BO之距離係(dm/2)，滾珠中心間距離T係(dm×sinθ)，滾珠間距離L係(T-Dw)，角度θ係(180°/Z)。
而且，滾珠間距離L與將圓周率π乘以滾珠節圓直徑dm而得之滾珠3節圓周長πdm之間，以2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3之關係成立之方式設計。假定，L/πdm小於2.5×10-3，則冠型保持器30之柱部32之圓周方向壁厚過薄，導致成形時或切削時裂孔。尤其當冠型保持器30之材料即合成樹脂含有較多強化材時，成形時合成樹脂之流動性變差，容 易裂孔。又，當L/πdm大於13×10-3時，滾珠數量Z減少，軸承之軸向載荷負荷能力及剛性降低。
如此，斜角滾珠軸承1設計為滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，即滾珠數量Z較多，無法使冠型保持器30之柱部32之圓周方向壁厚相對於標準軸承增厚。而且，如圖6所示，隨著柱部32之圓周方向最小壁厚M變薄，爪部36之圓周方向寬度N亦變小。因此，於以軸向拉伸方式之射出成型製作冠型保持器30時，為脫模步驟中不損傷柱部32即可沿軸向拔取形成凹孔部33之模具構件，有必要將該等圓周方向最小壁厚M及圓周方向寬度N進行適當設定。更具體而言，使用圖9進行說明。
於軸向拉伸方式之射出成型之情形時，於將冠型保持器30自模具內部拔出時，模具朝冠型保持器30之軸向相對移動。使凹孔部33之內部形狀形成之球狀模具40係使形成於柱部32前端且相互對向之一對爪部36朝缺口部34沿圓周方向(圖中，箭頭A方向)彈性變形，並被使其等沿軸向(圖中，箭頭B方向)被拔取。
此處，球狀模具40之球徑尺寸X(凹孔部33之球徑尺寸)與相鄰之柱部32中之對向之爪部36之距離Y(爪部末端開口尺寸)之差(X-Y)係稱為所謂強制拔出量之值。又，該強制拔出量(X-Y)係為防止滾珠自凹孔部33脫落而設定為適當量。若強制拔出量(X-Y)過大，則爪部36會超出彈性變形界限，於脫模時會造成爪部36破損，或產生過大之塑性變形，而影響冠型保持器30之功能。若強制拔出量(X-Y)過小，則會導致滾珠3自凹孔部33脫落。因此，強制拔出量(X-Y)應基於該等之相反之功能，而設定為Y/X=0.75~0.95之範圍。
於通常之深槽滾珠軸承所使用之冠型保持器之情形時，若將強制拔出量設定為上述範圍內之適當值，則不會於爪部產生如上述般之問題。但，於本發明所使用之冠型保持器30中，根據用途特有之軸承 內部設計規格，柱部32之壁厚較薄。因此，於脫模時，爪部36會因球狀模具40而產生上述彈性變形，並與柱部32前端之對向之一對爪部36彼此接觸，且以相互抵碰之方式接觸。若該抵碰量超過某值，則會自彈性變形進入塑性變形，而導致產生爪部36破損或龜裂之不良。
本發明係預判該不良，並經過各種設計探討及驗證結果，而提出不會產生上述不良之以下規格者。亦即，以使柱部32之圓周方向最小壁厚M與爪部36之圓周方向寬度N及滾珠節圓周長πdm之關係滿足-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0之方式進行設定。此處，如圖6所示，所謂柱部32之圓周方向最小壁厚M，意指除了供形成爪部36或缺口部34之位置以外之柱部32之圓周方向壁厚之最小值。
假定，設為-3.5×10-3>(M-2N)/πdm，則脫模時會於爪部36產生危及冠型保持器30之功能之龜裂或缺陷。又，若設為(M-2N)/πdm≧0，則柱部32前端對向之一對爪部36之間雖不會產生壓縮干涉，但因相鄰之凹孔部33間之距離增大，而導致滾珠節圓上所配置之滾珠數量Z減少，故造成載荷負荷能力及剛性降低。另，深槽滾珠軸承等因軸承組裝方法之限制而使滾珠數量受到限制，故(M-2N)之值必須小於0。
又，爪部36之圓周方向寬度N越小，則越容易滿足-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0，但，若其極小，則因射出成型時，樹脂難以向爪部36前端流動，而成為成型不良。又，因脫模時之強制拔出，會於爪部36之前端部產生龜裂，或造成爪部36之剛性降低而產生滾珠3之脫落。根據本發明截至目前為止之過程中之各種驗證結果，判明爪部36之圓周方向寬度N期望為0.2mm以上。
本實施形態之冠型保持器30之構成尤其於添加有如上述般之強化材之樹脂材料於射出成型時樹脂流動性容易變差，且成型時難以進行強制拔出之條件下，更可發揮其效果。
另，如圖22所示之包含滾珠103、外環110、內環120及保持器130 之先前型深槽滾珠軸承100之情形時，如圖23及圖24所示，保持器130係設為如下之冠型保持器，即具有大致圓環狀之環部131、自環部131以特定間隔突出於軸向之複數個柱部132、及形成於相鄰之柱部132之間之複數個凹孔部133。
於此種先前型深槽滾珠軸承100中，因其使用用途為馬達用等，鑒於相較而言為輕載荷，或深槽滾珠軸承100之組裝方面之限制，與本實施形態之滾珠螺桿支撐用斜角滾珠軸承1相比，滾珠數量減少至1/2~1/3左右。因此，保持器130之凹孔部133之圓周方向之間距擴大，柱部132之一對角部135之間，與本實施形態之柱部32之一對角部35之間相比更遠離。因此，於模具之強制拔出時，為了使柱部132之前端部容易變形之目的，可於一對角部135之間設置凹部136。又，凹部136之底面137可成為於圓周方向延伸之平面。而且，於凹部136之底面137，設置用以脫模之銷，對凹孔部133之模具，藉由將銷朝軸向推出可進行強制拔出之脫模。
如此，於先前型深槽滾珠軸承100中，於模具之強制拔模時，保持器130受損傷之機率較少，而並未發現本發明之問題。
(第2實施形態)
如圖10~13所示，第2實施形態之冠型保持器30並未設置如第1實施形態般之第1、第2及第3直線形狀部33b、33c、33g(參照圖7)，且將形成凹孔部33之柱部32之自周向觀察時之側面設為任意之半徑r之圓狀。
即便為此種構成，藉由與第1實施形態同樣，以滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，且-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0之方式進行設定，亦可起到與第1實施形態相同之效果。
(第3及第4實施形態)
凹孔部33之球面中心位置並非限定於如圖1及圖10所示之第1及 第2實施形態般，相較於環部31之最外徑部m1與最內徑部m2之徑向中間位置m，偏移至徑向內側之構成。亦即，如圖14~圖16所示之第3實施形態，或圖17及圖18所示之第4實施形態般，亦可為凹孔部33之球面中心位置相較於環部31之最外徑部m1與最內徑部m2之徑向中間位置m偏移至徑向外側之構成。
亦即，可為將環部31配置於外環槽肩部12與內環埋頭孔23之間，將柱部32配置於外環10及內環20之軌道面11、21間，使環部31接觸柱部32之徑向內側端部之構造。
另，於圖14~18所示之例中，凹孔部33之球面中心位置較環部31之最外徑部m1(徑向外側面31b)偏移至徑向外側。即便於該情形時，柱部32之前端亦由於於周向中間設有缺口部34，且分為兩支，故於以射出成型製造保持器30時，可防止因形成凹孔部33之模具構件之強制拔出所引起之柱部32之凹孔部33側之角部35之破損。
如圖16所示，於第3實施形態中，形成凹孔部33之柱部32之自周向觀察時之側面係以將連結環部31之徑向外側面(徑向一側面)31b與徑向內側面(徑向另一側面)31a之圓弧33a一部分缺除而形成者。圓弧33a之中心係以P表示，半徑以r表示。
更具體而言，柱部32之自周向觀察時之側面包含將圓弧33a之徑向外側端部(徑向一側端部)缺除且設為於軸向延伸而形成之第1直線形狀部33b。第1直線形狀部33b係配置於較圓之中心P更靠正面側(相反負荷側，圖16中左側)。又，第1直線形狀部33b與滾珠3之中心Oi(凹孔部33之球面中心)於軸向重疊。
進而，柱部32之自周向觀察時之側面包含第2直線形狀部33c，其係以將圓弧33a中連結第1直線形狀部33b之背面側(負荷側，圖16中右側)之端部，與環部31之徑向外側面31b之正面側之端部之部分缺除而形成。因此，第2直線形狀部33c係設為隨著朝向背面側(環部31側)， 而朝向徑向內側之直線形狀。
又，柱部32之自周向觀察時之側面包含第3直線形狀部33g，其係以將圓弧33a之徑向內側端部(徑向另一側端部)缺除並設為於軸向延伸而形成。第3直線形狀部33g與環部31之徑向內側面31a形成於同一平面上，且與該徑向內側面31a無階差地連接。
如此，柱部32之自周向觀察時之側面成為將第3直線形狀部33g、圓弧33a、第1直線形狀部33b、及第2直線形狀部33c連接而成之形狀。
又，如圖17所示，於第4實施形態中，形成凹孔部33之柱部32之自周向觀察時之側面被設為任意之半徑r之圓狀。
即便於如此構成之情形時，藉由與上述實施形態同樣，以滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，且-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0之方式進行設定，亦可起到與上述實施形態相同之效果。
(第5實施形態)
如圖19所示，凹孔部33之球面中心位置與環部31之最外徑部m1、最內徑部m2之徑向中間位置m亦可於徑向一致。於圖示之例中，外環10之內周面具有：外環槽肩部12，其凸設於較軌道面11更背面側(負荷側，圖19中右側)；及外環埋頭孔13，其凹設於較軌道面11更正面側(相反負荷側，圖19中左側)。於內環20之外周面，較軌道面21更正面側及更背面側，凸設有內環槽肩部22。而且，將環部31配置於外環槽肩部12與內環槽肩部22之間，將柱部32配置於外環10及內環20之軌道面11、21之間，將環部31連接至柱部32之壁厚之徑向中心部。另，形成凹孔部33之柱部32之自周向觀察時之側面係任意之半徑r之圓狀。
即便於如此構成之情形時，藉由與上述實施形態同樣，以滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，且-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0之方式進行 設定，亦可起到與上述實施形態相同之效果。
進而，凹孔部33之球面中心位置(滾珠中心Oi)係自斜角滾珠軸承1之軸向中心於軸向(正面側)偏移。亦即，以若將供配置環部31之背面側(圖19中右側)之斜角滾珠軸承1之端面4至凹孔部33之球面中心位置之軸向距離設為X，將正面側(圖19中左側)之斜角滾珠軸承1之端面5至凹孔部33之球面中心位置之軸向距離設為Y，則成為X>Y之方式進行設定。藉此，可擴大背面側之斜角滾珠軸承1之端面4與滾珠3之表面之間之軸向空間。藉此，可增大環部31之軸向尺寸，提高環部31之圓環強度。
另，若環部31之強度方面不存在問題，則如圖20所示，亦可為凹孔部33之球面中心位置(滾珠中心Oi)與斜角滾珠軸承1之軸向中心一致之構成。於該情形時，上述軸向距離X及Y之關係為X=Y。
(第6實施形態)
如圖21所示，亦可為凹孔部33之球面中心位置與環部31之最外徑部m1、最內徑部m2之徑向中間位置m於徑向一致之構成。於圖示之例中，外環10之內周面具有：外環槽肩部12，其凸設於較軌道面11更靠軸向內側(負荷側)；及外環密封槽15，其凹設於較軌道面11更靠軸向外側(相反負荷側)。內環20之外周面具有：內環槽肩部22，其凸設於較軌道面21更靠軸向內側；及內環密封槽25，其凹設於較軌道面21更靠軸向外側。而且，將環部31配置於外環槽肩部12與內環槽肩部22之間，將柱部32配置於外環10及內環20之軌道面11、21之間，將環部31連接至柱部32之壁厚之徑向中心部。另，形成凹孔部33之柱部32之自周向觀察時之側面係任意之半徑r之圓狀。進而，於外環密封槽15固定有密封構件50。該密封構件50與內環密封槽25介隔微小之間隙而對向，以防止異物混入至軸承內部。另，密封構件50並非限定於非接觸密封，亦可為接觸密封。
如此，藉由相對於凹孔部33於軸向內側配置環部31，於軸向外側配置密封構件50，可將斜角滾珠軸承1小型化。如圖21所示，此種斜角滾珠軸承1可藉由背面組合而使用。
即便於如此構成之情形時，藉由與上述實施形態同樣，以滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，且-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0之方式進行設定，亦可起到與上述實施形態相同之效果。
另，本實施形態亦與第5實施形態同樣，凹孔部33之球面中心位置(滾珠中心Oi)係自斜角滾珠軸承1之軸向中心於軸向外側(正面側)偏移。亦即，以軸向距離X及Y之關係成為X>Y之方式進行設定。藉此，可擴大背面側(圖21中軸向內側)之斜角滾珠軸承1之端面4與滾珠3之表面之間之軸向空間。藉此，可增大環部31之軸向尺寸，提高環部31之圓環強度。
另，若環部31之強度方面不存在問題，則亦可為凹孔部33之球面中心位置(滾珠中心Oi)與斜角滾珠軸承1之軸向中心一致之構成。於該情形時，軸向距離X及Y之關係為X=Y。
(實施例1及2)
其次，使(M-2N)/πdm如表1那樣變化，藉由以軸向拉伸方式之射出成型製造冠型保持器30，對柱部32之一對爪部36之損傷狀態進行實驗。另，於實施例1、2及比較例1中，將除(M-2N)/πdm以外之參數如以下所示般設為相同。
軸承內徑： 45mm，軸承外徑： 100mm，滾珠節圓直徑dm： 75mm，滾珠直徑Dw：10.319mm，滾珠數量Z：21個，接觸角α：60°，冠型保持器材質：聚醯胺樹脂(含20wt.%之玻璃纖維強化材)，L/πdm：3.6×10-3
[表1]
隨著(M-2N)/πdm增大，對爪部36施加更大之負荷，尤其於-3.5×10-3>(M-2N)/πdm之比較例中，於爪部36產生龜裂。此係因為於模具之強制拔出時，於柱部32前端對向之一對爪部36之間產生壓縮干涉之故。根據該結果而明瞭的是，柱部32之圓周方向最小壁厚M與爪部36之圓周方向寬度N及滾珠節圓周長πdm之關係較佳滿足-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0。
其次，對變更斜角滾珠軸承1之複數個參數之各實施例進行說明。
(實施例3)
於本實施例中，對第1實施形態之斜角滾珠軸承1，將軸承內徑設為 30mm，將軸承外徑設為 62mm，L/πdm=5.0×10-3，(M-2N)/πdm=-1.4×10-3。
藉由如此設定各參數，確認可起到與上述實施形態相同之效果。
(實施例4)
於本實施例中，對第2實施形態之斜角滾珠軸承1，將軸承內徑設為 20mm，將軸承外徑設為 47mm，L/πdm=11.4×10-3，(M-2N)/πdm=-3.0×10-3。
藉由如此設定各參數，確認可起到與上述實施形態相同之效果。
(實施例5)
於本實施例中，對第3及第4實施形態之斜角滾珠軸承1，將軸承內徑設為 50mm，將軸承外徑設為 100mm，L/πdm=-3.5×10-3，(M-2N)/πdm=-0.7×10-3。
藉由如此設定各參數，確認可起到與上述實施形態相同之效果。
(實施例6)
於本實施例中，對於第5實施形態之斜角滾珠軸承1，將軸承內徑設為 20mm，將軸承外徑設為 47mm，L/πdm=11.4×10-3，(M-2N)/πdm=-3.0×10-3。
藉由如此設定各參數，確認可起到與上述實施形態相同之效果。
(實施例7)
於本實施例中，對於第6實施形態之斜角滾珠軸承1，將軸承內徑設為 130mm，將軸承外徑設為 165mm，L/πdm=2.7×10-3，(M-2N)/πdm=-0.6×10-3。
藉由如此設定各參數，確認可起到與上述實施形態相同之效果。
又，本發明係並非限定於上述實施形態者，而可進行適當變更、改良等。
本申請案係基於2014年7月2日申請之日本專利申請案第2014-136858及2015年6月10日申請之日本專利申請案第2015-117336者，該內容係以引用之方式併入此。
32‧‧‧柱部
33‧‧‧凹孔部
34‧‧‧缺口部
35‧‧‧角部
36‧‧‧爪部
M‧‧‧圓周方向最小壁厚
N‧‧‧圓周方同最小壁厚
X‧‧‧球徑尺寸(軸向距離)
Y‧‧‧距離(軸向距離)

Claims (4)

  1. 一種冠型保持器，其係以射出成型製造之滾珠軸承用之冠型保持器，其包含：大致圓環狀之環部；複數個柱部，其等自上述環部之正面側或背面側以特定間隔突出於軸向；及複數個凹孔部，其等形成於相鄰之上述柱部之間，且可分別保持滾珠；藉由於上述柱部之前端，於周向中間設置缺口部，而於周向兩側形成一對爪部；相鄰之上述滾珠彼此之距離L，與將圓周率π乘以滾珠節圓直徑dm而得之滾珠節圓周長πdm之關係滿足2.5×10-3≦L/πdm≦13×10-3，上述柱部之圓周方向最小壁厚M、上述爪部之圓周方向寬度N、及上述滾珠節圓周長πdm之關係滿足-3.5×10-3≦(M-2N)/πdm<0。
  2. 如請求項1之冠型保持器，其中上述凹孔部之球面中心位置和上述環部之最外徑部與最內徑部之徑向中心位置於徑向偏移。
  3. 如請求項1之冠型保持器，其中上述凹孔部之球面中心位置和上述環部之最外徑部與最內徑部之徑向中心位置係於徑向一致。
  4. 一種斜角滾珠軸承，其包含如請求項1至3中任一項之冠型保持器。
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