CN106460929B - 角接触球轴承 - Google Patents

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Abstract

保持架(30)是冠型保持架，具有：大致圆环状的环部(31)；从环部(31)的正面侧或者背面侧以预定间隔在轴向突出的多个支柱(32)；以及在相邻的支柱(32)之间形成的多个兜孔部(33)。兜孔部(33)的球面中心位置与环部(31)的最外径部(m1)和最内径部(m2)的径向中间位置(M)相比，向径向一侧偏离。形成兜孔部(33)的支柱(32)的从周向观察的侧面是将环部(31)的径向一个侧面和径向另一侧面连接的圆弧(33a)、或者圆弧(33a)的一部分被切除而成的。在环部(31)的径向一个侧面和径向另一侧面中的至少一方，形成至少1个向径向突出的凸部。

Description

角接触球轴承
技术领域
本发明涉及角接触球轴承。
背景技术
在数控车床、铣床、加工中心、复合加工机、五轴加工机等机床、装载主轴箱、加工物的底座的直动进给机构中，使用将旋转运动转换为直线运动的滚珠丝杠。作为对该滚珠丝杠的轴端进行旋转支持的轴承，采用角接触球轴承(例如参照专利文献1)。这些轴承根据所使用的机床的对主轴箱、加工物进行装载的底座的大小而轴承内径为φ10mm～φ100mm左右的尺寸。
在加工中产生的切削载荷、以急加速使主轴箱和底座移动的情况下的惯性载荷经由滚珠丝杠作为轴向载荷作用于角接触球轴承。最近的机床具有的倾向是：以高效率加工为目的，切削载荷、快速进给导致惯性载荷变大，大的轴向载荷作用于角接触球轴承。
所以，在这样的滚珠丝杠支承用的角接触球轴承中，为了增加滚动疲劳寿命，需要兼顾：轴向的载荷容量的增加、和用于维持加工精度的高刚性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-104742号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
为了兼顾这些，增大轴承尺寸，或者增多组合的列数即可对应，但增大轴承尺寸时，在滚珠丝杠轴端会导致空间增大，另外，过度增多组合的列数时，滚珠丝杠单元部分会成为较宽的构成。其结果是，由于机床的必要底板面积增加、高度方向的尺寸增加，因此在轴承的大型化、列数增加方面存在极限。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种角接触球轴承，能在有限的空间中兼顾轴向的载荷容量增加和高刚性。
用于解决问题的方案
本发明的上述目的由下述的构成实现。
(1)一种角接触球轴承，包括：
外圈，其在内周面具有滚道面；
内圈，其在外周面具有滚道面；
多个滚珠，其配置在所述外圈与所述内圈的滚道面间；以及
滚珠引导方式的保持架，其将所述滚珠滚动自如地保持，
所述角接触球轴承的特征在于，
在所述内圈的外周面，在背面侧凹设有内圈沉孔，在正面侧凸设有内圈槽肩部，
在所述外圈的内周面，在正面侧凹设有外圈沉孔，在背面侧凸设有外圈槽肩部，
所述滚珠的接触角α为45°≤α≤65°，
所述内圈槽肩部的径向高度除以所述滚珠的直径的结果为Ai时，0.35≤Ai≤0.50，
所述外圈槽肩部的径向高度除以所述滚珠的直径的结果为Ae时，0.35≤Ae≤0.50，
所述保持架是冠型保持架，具有：搭载圆环状的环部；从所述环部的正面侧或者背面侧以预定间隔在轴向突出的多个支柱；以及在相邻的所述支柱之间形成的多个兜孔部，
所述兜孔部的球面中心位置与所述环部的最外径部与最内径部的径向中间位置相比，向径向一侧偏离，
形成所述兜孔部的所述支柱的从周向观察的侧面是将所述环部的径向一个侧面和径向另一侧面连接的圆弧、或者所述圆弧的一部分被切除而成的，
在所述环部的径向一个侧面和径向另一侧面中的至少一方，形成有至少1个在径向突出的凸部。
(2)如(1)所述的角接触球轴承，其特征在于，
形成所述兜孔部的所述支柱的从周向观察的侧面包含：将所述圆弧的径向一侧端部切除并沿轴向延伸而形成的第1直线形状部。
(3)如(2)所述的角接触球轴承，其特征在于，
形成所述兜孔部的所述支柱的从周向观察的侧面包含：所述圆弧的、将所述第1直线形状部和所述环部的所述径向一个侧面连接的部分被切除而形成的第2直线形状部。
(4)如(1)～(3)的任一项所述的角接触球轴承，其特征在于，
相邻的所述滚珠彼此的距离L、与滚珠节圆直径dm乘以圆周率π得到的滚珠节圆周长度πdm的关系满足2.5×10-3≤L/πdm≤13×10-3。
发明效果
根据本发明的角接触球轴承，由于滚珠的接触角α满足45°≤α≤65°，因此，通过增大接触角，从而能够增加轴承的轴向载荷的负荷能力，能在更大的预压负荷下使用。其结果是，能够提高轴承，进而提高滚珠丝杠系统的刚性。
另外，设内圈槽肩部的径向高度除以滚珠的直径后的结果为Ai时，0.35≤Ai≤0.50，设外圈槽肩部的径向高度除以滚珠的直径后的结果为Ae时，0.35≤Ae≤0.50，因此能够防止轴承的轴向载荷的负荷能力不足，并能够使内外圈槽肩部的磨削加工容易。
另外，由于在环部的径向一侧和径向另一侧面中的至少一方，形成至少1个在径向突出的凸部，，因此，在用注射成型来制造保持架的情况下，能够对形成兜孔部的金属模具元件进行强行拔出。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图2是将图1的角接触球轴承并列组合的剖视图。
图3是保持架的侧视图。
图4是从轴向一侧观察保持架的图。
图5是从轴向另一侧观察保持架的图。
图6是图4的VI-VI截面向视图。
图7是图4的VII-VII截面向视图。
图8是以往的深沟球轴承的剖视图。
图9是从轴向一侧观察负荷有径向载荷的情况下的保持架的图。
图10是在保持架上负荷有径向载荷的情况下的角接触球轴承的剖视图。
图11是用于说明多个滚珠的配置状态的图。
图12是以往的角接触球轴承的剖视图。
图13是用实线示出图12的保持架和滚珠的XIII-XIII剖视图，是在图12的保持架和滚珠中用虚线示出保持架的兜孔部如点划线所示在轴向移动的情况下的XIII-XIII剖视图。
图14是从XIV方向观察图12的保持架的图。
图15是示出本发明的保持架的图。
图16是从轴向观察以往的保持架的图。
图17是以往的保持架的侧视图。
图18是变形例所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图19是变形例所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图20是变形例所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图21是变形例所涉及的角接触球轴承的剖视图。
图22是从轴向一侧观察图21的保持架的图。
图23是图22的XXIII-XXIII截面向视图。
附图标记说明
1：角接触球轴承
3：滚珠
10：外圈
11：滚道面
12：外圈槽肩部
13：外圈沉孔
14：外圈倒角
20：内圈
21：滚道面
22：内圈槽肩部
23：内圈沉孔
24：内圈倒角
30：保持架
31：环部
31a：径向内侧面(径向一个侧面、径向另一侧面)
31b：径向外侧面(径向另一侧面、径向一个侧面)
32：支柱
33：兜孔部
33a：圆弧
33b：第1直线形状部
33c：第2直线形状部
33d：径向内侧缘部
33e：第3直线形状部
34：切除部
35：角部
38：内侧凸部(凸部)
39：外侧凸部(凸部)
Oi：滚珠中心(兜孔部球面中心)
具体实施方式
下面，使用附图来说明本发明的实施方式所涉及的角接触球轴承。
如图1所示，本实施方式的角接触球轴承1包括：在内周面具有滚道面11的外圈10；在外周面具有滚道面21的内圈20；配置在外圈10与内圈20的滚道面11、21间的多个滚珠3；以及将滚珠3滚动自如地保持的滚珠引导方式的保持架30。
外圈10的内周面具有：在比滚道面11靠背面侧(载荷侧。图1中左侧)的位置凸设的外圈槽肩部12；以及在比滚道面11靠正面侧(载荷相反侧。图1中右侧)的位置凹设的外圈沉孔13。
内圈20的外周面具有：在比滚道面21靠正面侧(载荷侧。图1中右侧)的位置凸设的内圈槽肩部22；以及在比滚道面21靠背面侧(载荷相反侧。图1中左侧)的位置凹设的内圈沉孔23。
此处，设内圈沉孔23的外径为D1，内圈槽肩部22的外径为D2时，D1＜D2；且设外圈沉孔13的内径为D3，外圈槽肩部12的内径为D4时，D3＞D4。这样，由于增大内圈槽肩部22的外径D2，并减小外圈槽肩部12的内径D4，因此能够将滚珠3的接触角α设定得较大。更具体而言，通过如上所述设定外径D2和内径D4，能够使接触角α为45°≤α≤65°左右，即使考虑到轴承制作时的接触角α的偏差，也能够为50°≤α≤60°左右，能够增大接触角α。
另外，设将内圈槽肩部22的径向高度Hi除以滚珠3的直径Da后的结果为Ai(Ai＝Hi/Dw)时，设定为满足0.35≤Ai≤0.50；设将外圈槽肩部12的径向高度He除以滚珠3的直径Da后的结果为Ae(Ae＝He/Dw)时，设定为满足0.35≤Ae≤0.50。
假设在0.35＞Ai或者0.35＞Ae的情况下，由于内圈槽肩部22或者外圈槽肩部12的径向高度Hi、He相对于滚珠3的直径Dw而言过小，因此接触角α不到45°，轴承的轴向载荷的负荷能力会不足。另外，在0.50＜Ai或者0.50＜Ae的情况下，由于外圈10和内圈20的轨道面11、21会被形成为超出滚珠3的节圆直径dm，因此外圈槽肩部12和内圈槽肩部22的磨削加工变得困难，是不期望的。
另外，在外圈槽肩部12的背面侧端部设有随着趋向背面侧而趋向径向外侧的锥形的外圈倒角14，在内圈槽肩部22的正面侧端部设有随着趋向正面侧而趋向径向内侧的锥形的内圈倒角24。这些外圈倒角14和内圈倒角24的径向宽度大于外圈槽肩部12和内圈槽肩部22的径向高度He、Hi的一半，设定为比较大的值。
这样的角接触球轴承1如图2所示，能够并列组合来使用。由于本实施方式的角接触球轴承1将外圈槽肩部12和内圈槽肩部22设置到滚珠3的节圆直径dm的附近，因此，假设不设置外圈倒角14和内圈倒角24时，那么一个角接触球轴承1的内圈20与另一个角接触球轴承1的外圈10会干扰，在轴承旋转中会产生不良。另外，在油润滑下使用的情况下，假设不设置外圈倒角14和内圈倒角24，那么油不会通过各角接触球轴承1间，油排出变差，导致润滑不良、油大量残留在轴承内部而使温度上升。这样，通过设置有外圈倒角14和内圈倒角24，从而能够防止内圈20与外圈10彼此干扰，并提高油排出性。此外，外圈倒角14和内圈倒角24这两者不一定都需要设置，设有至少一者即可。
接下来，参照图3～7来详细说明保持架30的构成。保持架30是由合成树脂构成的滚珠引导方式的塑料保持架，构成该保持架30的基体树脂是聚酰胺树脂。此外，对聚酰胺树脂的种类没有限制，除了聚酰胺以外，也可以是聚缩醛树脂、聚醚醚酮、聚酰亚胺等其他合成树脂。并且，在基体树脂中添加有作为强化材料的玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。另外，保持架30利用注塑成型或者切削加工来制造。
保持架30是冠型保持架，具有：与内圈20及外圈10同轴配置的大致圆环状的环部31(参照图1)；从环部31的背面侧以预定间隔向轴向突出的多个支柱32；以及在相邻的支柱32之间形成的多个兜孔部33。
此处，在本实施方式的角接触球轴承1中，由于为了实现轴向载荷的高负荷能力，增大了外圈槽肩部12和内圈槽肩部22的径向高度He、Hi，因此轴承内部空间减小。所以，在这样的轴承内部空间配置的保持架30是冠型保持架(单侧环构造)的情况下的构造为：在外圈沉孔13与内圈槽肩部22之间配置环部31，在外圈10与内圈20的滚道面11、21间配置支柱32，环部31与支柱32的径向外侧端部连接。
即，构造如图7所示，兜孔部33的球面中心位置，与环部31的最外径部m1与最内径部m2的径向中间位置M相比，向径向内侧(径向一侧)偏离。此处，兜孔部33的球面中心位置是与滚珠3的中心Oi一致的位置。另外，环部31的最外径部m1是径向外侧面31b，最内径部m2是内侧凸部38的径向内侧面。此外，在图示的例子中，兜孔部33的球面中心位置与环部31的最内径部m2相比向径向内侧偏离。
如图7所示，形成兜孔部33的支柱32的从周向观察的侧面，是将环部31的径向内侧面(径向一个侧面)31a与径向外侧面(径向另一侧面)31b连接的圆弧33a的一部分切除而成的。圆弧33a的中心示出为P，半径示出为r。
更具体而言，支柱32的从周向观察的侧面包含：将圆弧33a的径向内侧端部(径向一侧端部)切除并沿轴向延伸而形成的第1直线形状部33b。第1直线形状部33b与圆弧33a的中心P相比配置在背面侧。另外，第1直线形状部33b在轴向与滚珠3的中心Oi(兜孔部33的球面中心)重叠。
并且，支柱32的从周向观察的侧面包含：圆弧33a的、将第1直线形状部33b的正面侧的端部和环部31的径向内侧面31a的背面侧的端部连接的部分被切除而形成的第2直线形状部33c。所以，第2直线形状部33c为随着趋向正面侧(环部31侧)而趋向径向外侧的直线形状。
另外，支柱32的从周向观察的侧面包含：将圆弧33a的径向外侧端部(径向另一侧端部)切除并沿轴向延伸而形成的第3直线形状部33e。第3直线形状部33e与环部31的径向外侧面31b形成在同一平面上，与该径向外侧面31b没有台阶地连接。
这样，支柱32的从周向观察的侧面为将第3直线形状部33e、圆弧33a、第1直线形状部33b、以及第2直线形状部33c连接的形状。
另外，如图6所示，形成兜孔部33的支柱32的周向两个侧面、和环部31的背面侧(支柱32侧)的侧面从径向观察时被形成为与滚珠3相似形状的球面状。此处，支柱32的末端在周向中间设置有截面大致V形的切除部34，分为两岔。由此，在用注射成型来制造保持架30时，能够防止形成兜孔部33的金属模具元件强行拔模所导致的、支柱32的兜孔部33侧的角部35损坏。
另外，优选的是添加在保持架30材料的合成树脂中的强化材料的比例为5～30重量％。假设合成树脂成分中的强化材料的比例超过30重量％，那么由于保持架30的柔软性下降，因此，在保持架30成型时模具从兜孔部33强行脱模时、组装轴承时滚珠3向兜孔部33压入时，支柱32的角部35会损坏。另外，由于保持架30的热膨胀取决于基体材料即树脂材料的线膨胀系数，因此强化材料的比例少于5重量％时，轴承旋转中的保持架30的热膨胀相对于滚珠3的节圆直径dm的膨胀而言变大，滚珠3和保持架30的兜孔部33会相互支撑，引起烧伤等不良。所以，通过使合成树脂成分中的强化材料的比例为5～30重量％的范围，从而能够防止上述问题。
此外，作为保持架30的合成树脂材料，可以适用聚酰胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺等树脂，作为强化材料，可以适用有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
此处，如图8所示，以往的具有冠形保持架的深沟球轴承100中，保持架130与内圈120或者外圈110在径向不重叠。因此，即使由于深沟球轴承100的旋转启动时、停止时的惯量，保持架130超过设计值而相对于内圈120或者外圈110在轴向相对移动，保持架130与内圈120或者外圈110也不会干扰。
然而，如本实施方式的角接触球轴承1所示，在保持架30与内圈20或者外圈10在径向重叠的情况下，保持架30超过设计值，相对于内圈20或者外圈10在轴向相对移动时，保持架30与内圈20或者外圈10有可能发生干扰。假设在支柱32的从周向观察的侧面没有第2直线形状部33c(参照图7)的形状的情况下，保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1(参照图1)会变窄，保持架30与内圈20干扰的可能性变高。保持架30与内圈20干扰时，在保持架30与内圈20干扰时力矩会变动，作为滚珠丝杠系统不能进行准确的定位，并且保持架30会由于干扰时的摩擦而磨损，导致保持架30损坏。另外，在保持架30磨损时产生的磨损粉会成为异物，轴承的润滑状态变差，结果，轴承的寿命会缩短。
因此，如本实施方式的角接触球轴承1这样，支柱32的从周向观察的侧面具有第2直线形状部33c，从而能够使保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1更大，能够降低保持架30与内圈20干扰的可能性。
另外，如本实施方式的角接触球轴承1这样，为了维持大的接触角α，分别将外圈槽肩部12和内圈槽肩部22的径向高度He、Hi提高至滚珠3的节圆直径dm附近的情况下，外圈10和内圈20间的径向空间减小，位于外圈10和内圈20间的空间的保持架30的环部31的径向壁厚相对于标准轴承而言不能制作得较厚。特别是在冠形保持架的情况下，由于环部31仅存在于保持架30的轴向一侧，因此，担心壁厚不足导致环部31的强度下降。
并且，保持架30的材料是聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚醚醚酮、聚酰亚胺等合成树脂，基体树脂中的强化纤维含有率也为30重量％以下。因此，在保持架30的环部31强度倾向于降低，施加径向的冲击载荷、振动载荷时，保持架30会在径向弯曲。此外，保持架30负荷有径向载荷F而在径向弯曲的情况下的形状的一个例子在图9中由虚线、在图10中由点划线示意性地示出。由于保持架30在径向弯曲，保持架30的径向位置接近内圈20侧或者外圈10侧。由此，保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1变小，保持架30与内圈20干扰的可能性提高。假设在支柱32的从周向观察的侧面没有第2直线形状部33c的形状的情况下，保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1会变小，保持架30与内圈20干扰的可能性变高。因此，如本实施方式的角接触球轴承1这样，支柱32的从周向观察的侧面具有第2直线形状部33c，从而能够使保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1更大，能够降低保持架30与内圈20干扰的可能性。
另外，由于位于外圈10与内圈20间的空间的保持架30的环部31的径向壁厚相对于标准轴承而言未形成得更厚，因此有的情况下环部31的弯曲刚性不充分。在该情况下，如图6的箭头A所示，由于在使用轴承时对保持架30的支柱32作用的离心力，支柱32的末端向径向外侧扩径，角部35易于在周向扩展。所以，保持架30的轴向窜动量ΔA增大。这样在保持架30的轴向窜动量ΔA变大的情况下，保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1变小，保持架30与内圈20干扰的可能性提高。假设在支柱32的从周向观察的侧面没有第2直线形状部33c的形状的情况下，保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1会变小，保持架30与内圈20干扰的可能性变高。因此，如本实施方式的角接触球轴承1这样，在支柱32的从周向观察的侧面形成第2直线形状部33c，从而能够使保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1更大，能够降低保持架30与内圈20干扰的可能性。
另外，本实施方式的角接触球轴承1为了增大轴向载荷负荷能力，以滚珠3的数量(滚珠数量Z)较多的方式设定。更具体而言，使用图11来进行说明。在图11中示出了配置在直径dm的节圆上的2个滚珠3，设这些滚珠3的直径为Dw，设这些滚珠3的中心为A、B，设线段AB与滚珠3的表面的交点为C、D，设线段AB的中间点为E，设节圆的中心为O。另外，设相邻的滚珠3的中心A、B彼此的距离(线段AB的距离)即滚珠中心间距离为T，设相邻的滚珠3彼此的距离(线段CD的距离)即滚珠间距离为L，设线段EO与线段BO所成的角度(线段EO与线段AO所成的角度)为θ。这样一来，线段AO及线段BO的距离为(dm/2)，滚珠中心间距离T为(dm×sinθ)，滚珠间距离L为(T-Dw)，角度θ为(180°/Z)。
而且，设计为：滚珠间距离L、与滚珠节圆直径dm乘以圆周率π的滚珠节圆周长度πdm之间，成立2.5×10-3≤L/πdm≤13×10-3的关系。假设L/πdm小于2.5×10-3，那么保持架30的支柱32的圆周方向壁厚变得过薄，在成型时、切削时，会开出孔。特别是含有较多强化材料时，在成型时保持架30的材料即合成树脂的流动性变差，容易开出孔。另外，L/πdm大于13×10-3时，滚珠数量Z变少，轴承的轴向载荷负荷能力和刚性变低。
这样，设计为：角接触球轴承1满足2.5×10-3≤L/πdm≤13×10-3，即滚珠数量Z比较多，保持架30的支柱32的圆周方向壁厚相对于标准轴承而言不能变厚。所以，随着支柱32的圆周方向壁厚变薄，角部35的壁厚会变薄。因此，如图6的箭头A所示，在滚珠3与保持架30的角部35碰撞时，角部35易于向周向扩展，其结果是，保持架的轴向窜动量ΔA变大。由此，保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1变小，保持架30与内圈20干扰的可能性提高。假设在支柱32的从周向观察的侧面没有第2直线形状部33c的形状的情况下，保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1会变小，保持架30与内圈20干扰的可能性高。因此，如本实施方式的角接触球轴承1这样，支柱32的从周向观察的侧面具有第2直线形状部33c，从而能够使保持架30与内圈20之间的轴向距离ΔS1更大，能够降低保持架30与内圈20干扰的可能性。
如图12所示，在支柱32的从周向观察的侧面为以往类型的任意半径r1的圆状的情况下，与上述的本实施方式的保持架30同样，在轴承旋转中，保持架30的轴向相对移动量ΔA会变大。而且，在支柱32的从周向观察的侧面是圆状的情况下，如图14所示，兜孔部33的对滚珠3进行引导的部分即径向内侧缘部33d与滚珠3成为点接触。在该情况下，如图13所示，兜孔部33的径向内侧缘部33d与滚珠3之间的径向距离为保持架30的径向窜动量ΔR。
在该情况下，由于保持架30与滚珠3点接触，因此在轴承旋转中，保持架30相对于内圈20或者外圈10容易在轴向相对移动，其结果是，兜孔部33的径向内侧缘部33d与滚珠3进行点接触的部位也会在轴向移动。在图12中，在轴向移动的兜孔部33(支柱32)由单点划线示出。这样一来，由于与在轴向移动前相比，在移动后，兜孔部33的径向内侧缘部33d与滚珠3之间的径向距离变小，因此，与在轴向移动前(参照图13的实线)相比，在移动后(参照图13的虚线)，保持架30的径向窜动量ΔR会变小。另外，保持架30的轴向位置从图12的实线的位置向与上述相反的轴向移动(与图12的点划线所示的方向相反方向(左侧)移动)时，兜孔部33的径向内侧缘部33d与滚珠3之间的径向距离(径向窜动量ΔR)会变小。
由于该现象在每次保持架30相对于内圈20或者外圈10在轴向相对移动时产生(即，由于从旋转中滚珠中心Oi与兜孔部33的球面中心位置一致的中立状态，保持架30向轴向左右任意一侧相对地偏离时，反复在保持架30的径向窜动量ΔR变小的方向变化)，因此，在保持架30的兜孔部33的径向截面形状是圆状的情况下，不能稳定地引导滚珠3，会产生保持架30的振动增加、保持架30与滚珠3互相顶压的现象，会产生保持架噪音、保持架30提早损坏等问题。
因此，如本实施方式所示，通过在支柱32的从周向观察的侧面设有第1直线形状部33b，从而成为如下构成：如图15所示，兜孔部33的引导滚珠3的部分即第1直线形状部33b与滚珠3呈圆弧状线接触。这样，通过使保持架30与滚珠3的接触部分为线碰撞，从而在保持架30在径向移动时，滚珠3会灵活嵌入到兜孔部33，能够抑制保持架30的轴向相对移动。因此，能够防止保持架30的径向窜动量ΔR的变化，能够抑制轴承旋转中的振动增加。另外，抑制保持架30的轴向移动，结果，能够抑制保持架噪音、保持架30提早损坏等问题。
在支柱32的从周向观察的侧面的形状为圆状的情况(参照图12)下，除了上述的轴承旋转中产生的问题以外，还可能产生其他问题。该问题是：保持架30的兜孔部33的节圆的位置、与滚珠3的节圆的位置在轴向相对地偏离，从而保持架30的径向窜动量ΔR从设计上的范围变化，难以准确测定制造保持架时的滚珠外接圆直径和滚珠内切圆直径。
作为保持架30的滚珠外接圆直径和滚珠内切圆直径的测定方法之一，有如下方法：在使保持架30的环部31处于下方的状态下，对滚珠3轻轻地提供测定载荷来固定而进行测定。此处，在测定保持架30的滚珠外接圆直径的情况下，测定载荷朝向径向内侧提供给滚珠3，在测定保持架30的滚珠内且圆直径的情况下，测定载荷朝向径向外侧提供给滚珠3。此时，兜孔部33内的滚珠3由于重力而在兜孔部33中靠近环部31。其结果是，兜孔部33的节圆的位置与滚珠3的节圆的位置在轴向相对偏离。而且，与在轴向移动前(参照图13的实线)相比，在移动后(参照图13的虚线)，保持架30的径向窜动量ΔR变小，结果，径向窜动量ΔR也比设计上的范围小。在该情况下，难以准确测定保持架30的滚珠外接圆直径和滚珠内切圆直径。
因此，在本实施方式中，在支柱32的从周向观察的侧面设有第1直线形状部33b，从而如图15所示，滚珠3由于测定载荷而嵌入到第1直线形状部33b的部分，滚珠3不会在轴向偏离，容易准确测定滚珠外接圆直径和滚珠内切圆直径。
另外，在用注射成型来制造保持架30的情况下，金属模具为轴向拉伸形态的模具构造，但在形成兜孔部33的金属模具的脱模时，支柱32的角部35(参照图6)附近会强行拔出，在从兜孔部33将模具拔出时，若不将保持架在轴向定位并拔出，就不能脱模。
此处，在图8所示的以往类型的深沟球轴承100的情况下，如图16和图17所示，保持架130为冠型保持架，具有：大致圆环状的环部131；从环部131以预定间隔在轴向突出的多个支柱132；以及在相邻的支柱132之间形成的多个兜孔部133。
而且，在以往类型的深沟球轴承100中，由于滚珠数不多，因此，保持架130的兜孔部133的圆周方向的间距大，支柱132的一对角部135间与本实施方式的支柱32的一对角部35间相比距离大。所以，能够以在强行拔出金属模具时支柱132的末端部容易变形为目的，在一对角部135间设有凹部136。另外，凹部136的底面137可以是在圆周方向延伸的平面。而且，在凹部136的底面137设有脱模用的销，相对于兜孔部133的模具将销在轴向按出，从而能够用强行拔出来进行脱模。
然而，如本实施方式的保持架30所示，在滚珠数较多而兜孔部33的圆周方向的间距(滚珠间距离L)较小的情况下，如图6所示，在一对角部35之间形成有近似V形的切除部34，难以在该切除部34的底部形成平面。此外，考虑到使切除部34注射成型的模具末端的V形锐部的加工极限，优选的是切除部34的底部的平面的圆周方向宽度为0.2mm以上。
所以，假设保持架30的环部31的径向内侧面31a和径向外侧面31b是截面平面形状(圆环形)的情况下，在将形成兜孔部33的金属模具元件强行拔出时，由于在保持架30与形成保持架主体部的金属模具(形成保持架30的环部31的内径、外径、和端面的金属模具)之间没有卡挂部，因此不能将形成兜孔部的金属模具元件强行拔出。
因此，如图1、图7所示，在本实施方式的保持架30中，在环部31的径向内侧面31a(径向一个侧面)形成向径向内侧突出的内侧凸部38。这样，在保持架30与形成保持架主体部的金属模具之间形成作为卡挂部的内侧凸部38，能够将形成兜孔部33的金属模具元件强行拔出。
内侧凸部38的形状、位置没有特别限定，如图18所示，可以从环部31的径向内侧面31a的正面侧端部向径向内侧突出地形成。然而，为了避免在轴承旋转中保持架30倾斜时内圈20与内侧凸部38的接触，优选的是内侧凸部38设在环部31的除了轴向端部之外的中央附近。即，从避免内圈20与内侧凸部38的接触的观点而言，与图18所示的内侧凸部38的位置相比，图7所示的内侧凸部38的位置是更优选的。
另外，在制造的保持架30的尺寸较大的情况下，如果增大内侧凸部38的径向尺寸，那么能够使脱模时的保持力较大，但由于内圈20与内侧凸部38会产生接触，因此内侧凸部38的径向尺寸有极限。所以，在这样的情况下，如图19所示，优选的是通过使内侧凸部38的数量为多个(图19中为2个)，从而增大脱模时的保持力。
另外，如图20所示，也可以不设有内侧凸部38，而在环部31的径向外侧面31b(径向另一侧面)形成向径向外侧突出的外侧凸部39。在该情况下，适当设定外侧凸部39的形状、位置和数量等。
此外，虽然未图示，但也可以在环部31形成内侧凸部38和外侧凸部39这两者。
此外，兜孔部33的球面中心位置不限于与环部31的最外径部m1和最内径部m2的径向中间位置M相比向径向内侧偏离的构成，也可以如图21～图23所示，是向径向外侧偏离的构成。即，也可以是如下构造：在外圈槽肩部12与内圈沉孔23之间配置环部31，在外圈10和内圈20的滚道面11、21间配置支柱32，环部31与支柱32的径向内侧端部连接。此外，在图示的例子中，兜孔部33的球面中心位置与环部31的最外径部m1相比向径向外侧偏离。即使在该情况下，由于支柱32的末端在周向中间设有切除部34并分为两岔，因此，在用注射成型来制造保持架30时，能够防止形成兜孔部33的金属模具元件的强行拔出所导致的、支柱32的兜孔部33侧的角部35的损坏。
此处，形成兜孔部33的支柱32的从周向观察的侧面，是将环部31的径向外侧面(径向一个侧面)31b和径向内侧面(径向另一侧面)31a连接的圆弧33a的一部分被切除而成的。圆弧33a的中心示出为P，半径示出为r。
更具体而言，支柱32的从周向观察的侧面包含圆弧33a的径向外侧端部(径向一侧端部)被切除且沿轴向延伸而形成的第1直线形状部33b。第1直线形状部33b与圆弧33a的中心P相比配置在正面侧(载荷相反侧。图23中的左侧)。另外，第1直线形状部33b在轴向与滚珠3的中心Oi(兜孔部33的球面中心)重叠。
并且，支柱32的从周向观察的侧面包含第2直线形状部33c，该第2直线形状部33c是将圆弧33a的第1直线形状部33b的背面侧(载荷侧。图23中的右侧)的端部、与圆弧33a的环部31的径向外侧面31b的正面侧的端部连接的部分被切除而形成的。所以，第2直线形状部33c为随着趋向背面侧(环部31侧)而趋向径向内侧的直线形状。
另外，支柱32的从周向观察的侧面包含第3直线形状部33e，该第3直线形状部33e是圆弧33a的径向内侧端部(径向另一侧端部)被切除并沿轴向延伸而形成的。第3直线形状部33e与环部31的径向内侧面31a形成在同一平面上，与该径向内侧面31a没有台阶地连接。
这样，支柱32的从周向观察的侧面为将第3直线形状部33e、圆弧33a、第1直线形状部33b、以及第2直线形状部33c连接的形状。
在环部31的径向内侧面31a(径向另一侧面)形成向径向内侧突出的内侧凸部38。这样，在保持架30与形成保持架主体部的金属模具之间形成作为卡挂部的内侧凸部38，能够使得形成兜孔部33的金属模具元件的强行拔出能够进行。此外，在该保持架30中，也可以在环部31的径向外侧面31b(径向一个侧面)形成向径向外侧突出的外侧凸部39(参照图20)。
在该构成的情况下，也能够取得与上述实施方式同样的效果。
接下来，说明将角接触球轴承1的多个参数变更的各实施例。
(实施例1)
在本实施例的角接触球轴承1中设定如下：内径为Φ15mm，接触角α为50°，Ai(内圈槽肩部22的径向高度Hi除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.38，Ae(外圈槽肩部12的径向高度He除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.38。保持架30具有图18所示的形状，其材质是聚酰胺树脂。滚珠间距离L与滚珠节圆直径dm乘以圆周率π的滚珠3节圆周长度πdm的关系满足L/πdm＝12×10-3。
确认了通过这样设定各参数，从而取得与上述实施方式同样的效果。
(实施例2)
在本实施例的角接触球轴承1中设定如下：内径为Φ60mm，接触角α为60°，Ai(内圈槽肩部22的径向高度Hi除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.47，Ae(外圈槽肩部12的径向高度He除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.47。保持架30具有图1所示的形状，其材质的基体树脂是聚缩醛树脂，作为强化材料添加了10重量％的碳纤维。滚珠间距离L与滚珠节圆直径dm乘以圆周率π的滚珠3节圆周长度πdm的关系满足L/πdm＝2.3×10-3。
确认了通过这样设定各参数，从而取得与上述实施方式同样的效果。
(实施例3)
在本实施例的角接触球轴承1中设定如下：内径为Φ40mm，接触角α为55°，Ai(内圈槽肩部22的径向高度Hi除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.43，Ae(外圈槽肩部12的径向高度He除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.43。保持架30具有图20所示的形状，其材质的基体树脂是聚酰胺树脂，作为强化材料添加了20重量％的玻璃纤维。滚珠间距离L与滚珠节圆直径dm乘以圆周率π的滚珠3节圆周长度πdm的关系满足L/πdm＝7.0×10-3。
确认了这样设定各参数，从而取得与上述实施方式同样的效果。
(实施例4)
在本实施例的角接触球轴承1中设定如下：内径为Φ40mm，接触角α为55°，Ai(内圈槽肩部22的径向高度Hi除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.43，Ae(外圈槽肩部12的径向高度He除以滚珠3的直径Dw后的结果)的值为0.43。保持架30具有图19所示的形状，其材质的基体树脂是聚酰胺树脂，作为强化材料添加了20重量％的玻璃纤维。滚珠间距离L与滚珠节圆直径dm乘以圆周率π的滚珠3节圆周长度πdm的关系满足L/πdm＝7.0×10-3。
确认了这样设定各参数，从而取得与上述实施方式同样的效果。
另外，本发明不限于上述的实施方式，能够适当进行变更、改良等。
例如，支柱32的从周向观察的侧面的外形不限于将环部31的径向一个侧面与径向另一侧面连接的圆弧33a的一部分被切除而成的外形。即，支柱32的从周向观察的侧面不需要一定具有第1～第3直线形状部33a、33b、33d，也可以由半径r的圆弧33a构成。
另外，本申请基于2014年3月28日申请的日本专利申请2014-068945和2014年7月17日申请的基于专利合作条约的国际申请PCT/JP2014/069087，其内容作为参照并入本文。

Claims (4)

1.一种角接触球轴承，包括：
外圈，其在内周面具有滚道面；
内圈，其在外周面具有滚道面；
多个滚珠，其配置在所述外圈与所述内圈的滚道面间；以及
滚珠引导方式的保持架，其将所述滚珠滚动自如地保持，
所述角接触球轴承的特征在于，
在所述内圈的外周面，在背面侧凹设有内圈沉孔，在正面侧凸设有内圈槽肩部，
在所述外圈的内周面，在正面侧凹设有外圈沉孔，在背面侧凸设有外圈槽肩部，
所述滚珠的接触角α为45°≤α≤65°，
所述内圈槽肩部的径向高度除以所述滚珠的直径的结果为Ai时，0.35≤Ai≤0.50，
所述外圈槽肩部的径向高度除以所述滚珠的直径的结果为Ae时，0.35≤Ae≤0.50，
所述保持架是冠型保持架，具有：搭载圆环状的环部；从所述环部的正面侧或者背面侧以预定间隔在轴向突出的多个支柱；以及在相邻的所述支柱之间形成的多个兜孔部，
所述兜孔部的球面中心位置与所述环部的最外径部与最内径部的径向中间位置相比，向径向一侧偏离，
形成所述兜孔部的所述支柱的从周向观察的侧面是将所述环部的径向一个侧面和径向另一侧面连接的圆弧、或者所述圆弧的一部分被切除而成的，
在所述环部的径向一个侧面和径向另一侧面中的至少一方，形成有至少1个在径向突出的凸部，
所述凸部设置在所述环部的除了轴向端部之外的中央附近，并且所述凸部在所述环部的周向方向的全周上连续设置，
向径向突出的所述凸部的轴向壁厚随着远离所述环部的根部而变薄。
2.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，
形成所述兜孔部的所述支柱的从周向观察的侧面包含：将所述圆弧的径向一侧端部切除并沿轴向延伸而形成的第1直线形状部。
3.如权利要求2所述的角接触球轴承，其特征在于，
形成所述兜孔部的所述支柱的从周向观察的侧面包含：所述圆弧的、将所述第1直线形状部和所述环部的所述径向一个侧面连接的部分被切除而形成的第2直线形状部。
4.如权利要求1～3的任一项所述的角接触球轴承，其特征在于，
相邻的所述滚珠彼此的距离L、与滚珠节圆直径dm乘以圆周率π得到的滚珠节圆周长度πdm的关系满足2.5×10-3≤L/πdm≤13×10-3。
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