CN107532650A - 圆锥滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

提供一种具备树脂制保持器的圆锥滚子轴承，所述树脂制保持器能够用简易的模具成形且在将圆锥滚子和保持器一体化时能够稳定地保持圆锥滚子，而且，根据需要可以实现机械强度的提高、引导面上的润滑性的提高。圆锥滚子轴承中的保持器(5)是将树脂组成物注射成形而成的注射成形体，具有大径环部(5a)、小径环部(5b)及将它们连结的柱部(5c)，在相邻的柱部彼此之间形成有兜部(6)，在柱部(5c)形成有沿着轴向的注射成形模具分割线(X)，在比柱部(5c)上的分割线(X)靠小径侧且保持器外径侧的位置具有圆锥滚子(4)的引导部(5d)，所述引导部由在缩窄兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，在比柱部(5c)上的分割线(X)靠小径侧且保持器内径侧的位置具有圆锥滚子(4)的脱落防止用的爪部(5e)。

Description

圆锥滚子轴承
技术领域
本发明涉及在工业用机器人、施工机械的减速器中使用的圆锥滚子轴承。特别涉及是没有内圈的小凸缘的形状且为了防止圆锥滚子脱落而具有将圆锥滚子和保持器一体化而成的构造的圆锥滚子轴承。
背景技术
如用于工业用机器人的滚动轴承那样，在相对于力矩载荷要求刚性的用途中，一般来说向角接触球轴承(日文：アンギュラ玉軸受)或圆锥滚子轴承施加预压来进行使用。在要求高刚性的情况下，使用在相同尺寸下负载能力较大的圆锥滚子轴承。近来，相对于轴承尺寸的力矩载荷变大，所需的刚性也增大。另外，为了装置整体的紧凑化，轴承的空间也变小。也就是说，要求紧凑且高负载能力的圆锥滚子轴承。
基于图5说明以往的一般的圆锥滚子轴承的构造。如图5所示，圆锥滚子轴承11具备：内圈12，所述内圈12在外周面具有锥状的轨道面12a；外圈13，所述外圈13在内周面具有锥状的轨道面13a；多个圆锥滚子14，所述多个圆锥滚子14在内圈12的轨道面12a与外圈13的轨道面13a之间滚动；以及保持器15，所述保持器15用兜部将各圆锥滚子14保持为滚动自如。保持器15是用多个柱部15c将大径环部15a和小径环部15b连结而成的，在柱部15c彼此之间的兜部16收纳有圆锥滚子14。在内圈12的大径侧端部一体形成大凸缘12b，在小径侧端部一体形成小凸缘12c，防止圆锥滚子14及保持器15从内圈12脱落。由于圆锥滚子轴承中的内圈具有锥状的轨道面，所以在轴向上观察时具有小径侧和大径侧，“小凸缘”是设置于小径侧端部的凸缘，“大凸缘”是设置于大径侧端部的凸缘。
在这样的圆锥滚子轴承中，在专利文献1中，提出了使内圈轨道面连续至内圈的小径侧端面来确保轨道面的构造。在专利文献1中，记载了如下内容：当使内圈轨道面连续至内圈的小径侧端面时，圆锥滚子、内圈及保持器会分离，但通过改进保持器的形状，能够将圆锥滚子和保持器一体化。另外，在专利文献1及专利文献2中，作为将圆锥滚子和保持器一体化而成的保持器的制作方法，记载了利用轴向(轴向脱模)的两块模具来注射成形。
基于图6说明专利文献1的圆锥滚子轴承中的保持器。如图6所示，该保持器21将圆锥滚子(省略图示)保持于兜部22。出于防止在组装时圆锥滚子从兜部22脱落等目的，在柱部23的内径侧及外径侧设置圆锥面24、25。内径侧的圆锥面24和外径侧的圆锥面25在柱部23的一个面上形成在对角。另外，沿着模具分割线形成槽26，即使在成形后的模具间发生飞边，也可以防止该飞边与圆锥滚子干涉。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-202284号公报
专利文献2：国际公开WO2014/163177
发明内容
发明要解决的课题
然而，如专利文献1那样，在成为将圆锥滚子和保持器一体化时的卡合余量(日文：掛かり代)的部分(内径侧的圆锥面和外径侧的圆锥面)形成在对角的情况下，模具分割面变复杂。另外，由于成为圆锥滚子的卡合余量的内径侧的圆锥面24和外径侧的圆锥面25配置在对角，与之对应地，作为没有圆锥滚子的卡合余量的平面的圆锥面24的外径侧面及圆锥面25的内径侧面也配置在对角，所以在保持时圆锥滚子会松动等，圆锥滚子的保持性有可能不充分。并且，在模具分割面设置槽26的情况下，相应地，柱部为薄壁，柱部的机械强度有可能降低。特别是在为了设为高负载能力规格而提高圆锥滚子的填充率的情况下，保持器的直径较大，但柱部为薄壁，所以保持器整体的环刚性容易降低。此外，当为了稳定地保持圆锥滚子而将成为与圆锥滚子的接触面的引导面加宽时，实际接触面积变大，润滑剂难以进入到该部分，润滑性有可能变差。
本发明为了应对这样的问题而做出，其目的在于提供一种具备树脂制保持器的圆锥滚子轴承，所述树脂制保持器能够用简易的模具成形且在将圆锥滚子和保持器一体化时能够稳定地保持圆锥滚子，而且，根据需要可以实现机械强度的提高、引导面上的润滑性的提高。
用于解决课题的手段
本发明的圆锥滚子轴承具备：内圈，所述内圈在外周面具有锥状的轨道面；外圈，所述外圈在内周面具有锥状的轨道面；多个圆锥滚子，所述多个圆锥滚子在上述内圈的轨道面与上述外圈的轨道面之间滚动；以及保持器，所述保持器用兜部将上述圆锥滚子保持为滚动自如，所述圆锥滚子轴承的特征在于，
上述保持器是将树脂组成物注射成形而成的注射成形体，
上述保持器
(A)具有大径环部、小径环部及将上述大径环部和上述小径环部连结的多个柱部，在相邻的柱部彼此之间形成有上述兜部，或者，
(B)由多个柱部、设置于该保持器的小径侧及大径侧中的任一方并在周向上等间隔地支承上述柱部的环部构成，在相邻的上述柱部彼此之间形成有上述兜部，在上述柱部的上述环部侧的相反侧端部具有向上述兜部侧突出并支承上述圆锥滚子的一端面的突起部，
上述保持器
(1)在上述柱部形成有沿着轴向的由上述注射成形形成的模具分割线，在比该柱部上的上述分割线靠小径侧且保持器外径侧的位置具有上述圆锥滚子的引导部，上述引导部由在缩窄上述兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，在比该柱部上的上述分割线靠小径侧且保持器内径侧的位置具有上述圆锥滚子的脱落防止用的爪部，或者，
(2)在上述柱部形成有沿着轴向的由上述注射成形形成的模具分割线，在比该柱部上的上述分割线靠大径侧且保持器内径侧的位置具有上述圆锥滚子的引导部，上述引导部由在缩窄上述兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，在比该柱部上的上述分割线靠大径侧且保持器外径侧的位置具有上述圆锥滚子的脱落防止用的爪部。
特征在于，上述保持器满足上述(B)，上述环部设置在该保持器的大径侧。这是省略了小径侧的环部的构造。
特征在于，上述内圈是在小径侧端部没有小凸缘的构造，或者是在小径侧端部没有小凸缘且在大径侧端部没有大凸缘的构造。
特征在于，上述引导部的锥度方向上的宽度为上述柱部的锥度方向上的宽度的51％以上。
特征在于，上述引导部和上述脱落防止用的爪部利用同一模具成形，上述爪部通过强制脱模(日文：無理抜き)成形。
特征在于，上述爪部的高度h相对于上述柱部的锥度方向上的爪部宽度t1即h/t1为0.02以上，且上述爪部的高度h相对于保持器轴向上的爪部宽度t2即h/t2为0.02以上。
特征在于，在上述引导部，具有在上述引导部的轴向两端部贯通的槽。另外，特征在于，上述保持器满足上述(1)，上述槽为槽宽从保持器外径侧的轴向端部向轴向相反端部变宽的形状，或者，上述保持器满足上述(2)，上述槽为槽宽从保持器内径侧的轴向端部向轴向相反端部变窄的形状。
发明的效果
由于保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承在作为注射成形体的保持器的柱部形成有沿着轴向的模具分割线，在比该柱部上的分割线靠小径侧且保持器外径侧的位置具有圆锥滚子的引导部，在比该柱部上的分割线靠小径侧且保持器内径侧的位置具有圆锥滚子的脱落防止用的爪部，所以外径侧的引导部和内径侧的爪部均位于小径侧，圆锥滚子的保持性优异。另外，在利用基于轴向脱模(日文：アキシャルドロー)的两块模具进行成形时，能够利用同一侧的模具将引导部和脱落防止用的爪部成形，能够使模具构造简化。另外，由于能够利用脱落防止用的爪部将圆锥滚子和保持器一体化，所以能够形成为将小凸缘去除的构造，能够延长圆锥滚子的长度而实现负载能力的增大及小型化。
由于保持器满足(A)及(2)的本发明的圆锥滚子轴承在作为注射成形体的保持器的柱部形成有沿着轴向的模具分割线，在比该柱部上的分割线靠大径侧且保持器内径侧的位置具有圆锥滚子的引导部，在比该柱部上的分割线靠大径侧且保持器外径侧的位置具有圆锥滚子的脱落防止用的爪部，所以内径侧的引导部和外径侧的爪部均位于比分割线靠大径侧的位置，圆锥滚子的保持性优异。另外，在利用基于轴向脱模的两块模具进行成形时，能够利用同一侧的模具将引导部和脱落防止用的爪部成形，能够使模具构造简化。另外，由于能够利用脱落防止用的爪部将圆锥滚子和保持器一体化，所以能够形成为将小凸缘去除的构造，能够延长圆锥滚子的长度而实现负载能力的增大及小型化。
由于保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承中的保持器由多个柱部、和设置于该保持器的小径侧及大径侧中的任一方并在周向上等间隔地支承上述柱部的环部构成，在相邻的柱部彼此之间形成兜部，在柱部的上述环部侧的相反侧端部具有向兜部侧突出并支承圆锥滚子的一端面的突起部，所以能够设为省略了一方的环的构造，并且防止圆锥滚子从该保持器脱落。另外，可以实现保持器或圆锥滚子轴承整体上的轴向尺寸的缩小。
特别是，由于上述保持器是上述环部设置在该保持器的大径侧并省略了小径侧的环部的构造，所以能够大幅地扩大从外圈端面起的保持器凹进量(日文：引き込み量)。另外，无需不合理地缩窄内圈的大凸缘的宽度，能够防止强度降低。并且，能够缩小内圈的宽度。
由于上述柱部具有圆锥滚子的引导部和上述圆锥滚子的脱落防止用的爪部，所述引导部由在缩窄兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，所以利用引导部、爪部及上述突起部，能够形成为省略了小径环部的构造，并且将圆锥滚子和保持器一体化。由此，能够形成为将小凸缘去除的构造，能够延长圆锥滚子的长度而实现负载能力的增大及小型化。
由于上述保持器是树脂组成物的注射成形体，所以能够容易地将上述预定形状的引导部、爪部、以及突起部与保持器主体一体地形成。另外，由于引导部和爪部相对于柱部的注射成形时的模具分割线位于相同侧(小径侧或大径侧)，所以在利用基于轴向脱模的两块模具进行成形时，能够利用同一侧的模具将引导部和爪部成形，能够使模具构造简化。
由于引导部的锥度方向上的宽度为柱部的锥度方向上的宽度的51％以上，所以在保持器满足(1)的情况下模具分割面从保持器的柱部的中央向大径侧移位，在保持器满足(2)的情况下模具分割面从保持器的柱部的中央向小径侧移位，能够更稳定地保持圆锥滚子。
由于脱落防止用的爪部的高度h相对于上述柱部的锥度方向上的爪部宽度t1即h/t1为0.02以上，且脱落防止用的爪部的高度h相对于保持器轴向上的爪部宽度t2即h/t2为0.02以上，所以即使在通过强制脱模将该爪部成形的情况下也能够防止破裂、白化。
由于在引导部具有在其轴向两端部贯通的预定的槽，所以该引导部的引导面上的润滑性提高。
附图说明
图1是示出本发明的圆锥滚子轴承的一例的图。
图2是图1中的保持器的剖视图。
图3是示出焊缝位置的保持器的局部立体图。
图4是示出引导部的槽的形态的、保持器的轴向剖视图。
图5是以往的圆锥滚子轴承的轴向剖视图。
图6是以往的圆锥滚子轴承的保持器的局部立体图。
图7是示出本发明的圆锥滚子轴承的一例的图。
图8是图7中的保持器的轴向剖视图。
图9是示出引导部的槽的形态的、保持器的轴向剖视图。
图10是示出本发明的圆锥滚子轴承的一例的轴向剖视图。
图11是图10中的保持器的轴向剖视图及A向视图。
图12是以往的圆锥滚子轴承的轴向剖视图。
图13是示出本发明的圆锥滚子轴承的一例的轴向剖视图。
图14是示出本发明的圆锥滚子轴承的另一例的轴向剖视图。
图15是示出本发明的圆锥滚子轴承的另一例的轴向剖视图。
图16是示出外圈与保持器间的间隙和径向壁厚的图。
具体实施方式
本发明的圆锥滚子轴承具备：内圈，所述内圈在外周面具有锥状的轨道面；外圈，所述外圈在内周面具有锥状的轨道面；多个圆锥滚子，所述多个圆锥滚子在上述内圈的轨道面与上述外圈的轨道面之间滚动；以及保持器，所述保持器用兜部将上述圆锥滚子保持为滚动自如，
上述保持器是将树脂组成物注射成形而成的注射成形体，
上述保持器
(A)具有大径环部、小径环部及将上述大径环部和上述小径环部连结的多个柱部，在相邻的柱部彼此之间形成有上述兜部，或者，
(B)由多个柱部、和设置于该保持器的小径侧及大径侧中的任一方并在周向上等间隔地支承上述柱部的环部构成，在相邻的上述柱部彼此之间形成有上述兜部，在上述柱部的上述环部侧的相反侧端部具有向上述兜部侧突出并支承上述圆锥滚子的一端面的突起部，
上述保持器
(1)在上述柱部形成有沿着轴向的由上述注射成形形成的模具分割线，在比该柱部上的上述分割线靠小径侧且保持器外径侧的位置具有上述圆锥滚子的引导部，上述引导部由在缩窄上述兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，在比该柱部上的上述分割线靠小径侧且保持器内径侧的位置具有上述圆锥滚子的脱落防止用的爪部，或者，
(2)在上述柱部形成有沿着轴向的由上述注射成形形成的模具分割线，在比该柱部上的上述分割线靠大径侧且保持器内径侧的位置具有上述圆锥滚子的引导部，上述引导部由在缩窄上述兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，在比该柱部上的上述分割线靠大径侧且保持器外径侧的位置具有上述圆锥滚子的脱落防止用的爪部。
基于图1及图2说明保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承的一实施例。在以下说明中，单单出现的本发明的圆锥滚子轴承是指保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承。
图1是没有内圈小凸缘的圆锥滚子轴承的轴向剖视图及其分解图，图2(a)是保持器的轴向剖视图，图2(b)是保持器的沿着圆锥滚子的轴线的剖视图。如图1所示，圆锥滚子轴承1具备在外周面具有锥状的轨道面2a的内圈2、在内周面具有锥状的轨道面3a的外圈3、在内圈2的轨道面2a与外圈3的轨道面3a之间滚动的多个圆锥滚子4以及用兜部在周向上以一定间隔滚动自如地保持圆锥滚子4的保持器5。各轨道面为构成该轨道面的直径沿着轴向增大或减小的锥状。锥角不特别限定，但通常相对于轴向为15°～60°左右。在圆锥滚子轴承1中，在内圈2的小径侧端部没有小凸缘，在内圈2的大径侧端部一体形成有大凸缘2b。此外，本发明的圆锥滚子轴承只要是至少将小凸缘去除的构造即可，也可以根据需要形成为将小凸缘和大凸缘均去除的构造。
如图1的分解图所示，在圆锥滚子轴承1中，将保持器5和圆锥滚子4形成为一体化的一体件7，将该一体件7、内圈2及外圈3组合并组装到对象部位，从而进行使用。在按这种方式将保持器和圆锥滚子形成为一体件的情况下，如上所述，为了在组装时不使圆锥滚子4从保持器5脱落(保持一体化)，需要某些防止滚子脱落构造。在本发明的圆锥滚子轴承中，在保持器的兜部具有成为圆锥滚子的脱落防止部的爪部，圆锥滚子经过该爪部的弹性变形组装到兜部而与保持器形成为一体。
如图2(a)及图2(b)所示，保持器5是用多个柱部5c将作为肋部的大径环部5a和小径环部5b连结而成的，在柱部5c彼此之间的兜部6收纳有圆锥滚子4。保持器5是将后述的树脂组成物注射成形而成的注射成形体。在这里，在柱部5c形成有沿着保持器的轴向(也是轴承的轴向)的由注射成形形成的模具分割线X。模具分割线X从柱部5c的中央向大径侧移位。该注射成形模具由基于轴向脱模的两块模具构成，一方是比模具分割线X靠大径侧(图中上侧)的模具，另一方是比模具分割线X靠小径侧(图中下侧)的模具。两模具的一方为固定模具，另一方为可动模具，当相对地观察时，如图中的黑色箭头所示，比模具分割线X靠大径侧(图中上侧)的模具向图中左方移动，比模具分割线X靠小径侧(图中下侧)的模具向图中右方移动。模具分割线X能够在大径环部5a与小径环部5b之间在不碰到这些环部的范围内变动。
保持器5在比柱部5c上的模具分割线X靠小径侧且保持器外径侧的位置具有圆锥滚子的引导部5d，在比柱部5c上的模具分割线X靠小径侧且保持器内径侧的位置具有圆锥滚子的脱落防止用的爪部5e。如图2(b)所示，引导部5d由在缩窄兜部开口的周向宽度的方向上形成的面(引导面)构成。在运转时，圆锥滚子4一边与引导部5d的引导面的一部分接触一边滚动。引导面的形状可以是沿着圆锥滚子的曲面，也可以是平坦面(直面)。另外，引导部5d形成有从兜开口部表面观察时沿着圆锥滚子的母线的锥状开口。
利用引导部5d，能够防止圆锥滚子4从保持器5的形成有引导部5d的一侧脱离。通过在使爪部5e的卡合余量部分(日文：掛かり代分)弹性变形的同时将圆锥滚子4从保持器5的内径侧插入(嵌入)到保持器5的兜部6，从而圆锥滚子4在兜部6内由引导部5d和爪部5e包围并保持。
优选的是，将引导部5d的锥度方向上的宽度t3设为柱部5c的锥度方向上的宽度b(与兜部的宽度相同)的51％以上。由此，能够更稳定地保持圆锥滚子。更优选55％以上，进一步优选60％以上，最优选65％以上。在图2(a)所示的形态中，引导部5d从小径环部5b起连续地形成至模具分割线X之前。通过设为这样的形态，能够形成在比模具分割线X靠小径侧的位置，并且尽可能较长地确保宽度t3。
只要是比模具分割线X靠小径侧且保持器内径侧，爪部5e能够形成在任意位置。优选的是，形成在通过与引导部5d的位置的关系而容易保持圆锥滚子的位置。在图2(a)所示的形态中，在引导部5d的锥度方向上的宽度范围内，在靠近模具分割线X的位置分离地形成有相同形状的两个爪部。爪部的数量不限定于此，只要有至少一个以上即可，在需要更稳定地保持圆锥滚子的情况下，可以形成三个以上。
如上所述，由于引导部5d和爪部5e均配置在比模具分割线X靠小径侧的位置，所以可以利用同一侧的模具成形。也利用形成引导部5d的模具来形成爪部5e，对于该爪部5e，进行强制脱模。在该情况下，有可能在爪部产生应力，前端缺损(破裂)、根部白化。在将爪部的高度设为h，将柱部锥度方向上的爪部宽度设为t1，将保持器轴向上的爪部宽度设为t2的情况下(参照图2(a))，在表1中示出这些值与注射成形强制脱模时的破裂、白化的关系的验证结果。此外，保持器材质是PA66树脂制(配比30体积％的玻璃纤维)，表中的“○”是既未认定破裂也未认定白化的情况，“△”是虽然没有破裂但认定了白化的情况，“×”是认定了破裂的情况。
[表1]
如表1所示，可知：在爪部的高度h相对于柱部锥度方向上的爪部宽度t1即h/t1为0.02以上且爪部的高度h相对于保持器轴向上的爪部宽度t2即h/t2为0.02以上的情况下，能够防止注射成形强制脱模时的破裂、白化。
另外，优选的是，将爪部5e的厚度方向上的前端形成为倒圆角形状。由此，能够进一步防止破裂、白化。另外，难以发生飞边。在表2中示出该半径R及爪部的高度h与注射成形强制脱模时的破裂、白化的关系及圆锥滚子的保持性的关系的验证结果。此外，表中的圆锥滚子的保持性的“○”是保持性及注射成形时没有问题的情况，“△”是虽然能够注射成形但认定了白化的情况，“-”是未评价的情况。
[表2]
R/h 0.2 0.5 1 1.5 2
爪部的状况 ×(破裂) ○ ○ ○ ○
滚子的保持性 - ○ ○ ○ △(白化)
如表2所示，可知：在前端倒圆角形状的半径R相对于爪部的高度h为0.5h～1.5h的情况下，能够防止注射成形强制脱模时的破裂、白化，且圆锥滚子的保持性也优异。
接着，说明对上述保持器实现机械强度的提高的对策。如图2(a)所示，在将大径环部5a的厚度设为c并将柱部的壁厚设为a的情况下，优选的是，将c相对于a设为81％～120％。通过设定为这样的尺寸关系，能够提高保持器的环刚性。更优选84～100％。
另外，如图2(a)所示，优选的是，将作为注射成形时的树脂的插入口的浇口8设置在小径环部5b的内径侧。由此，如图3所示，能够将焊缝位置9设定在大径环部5a的柱部间，能够抑制保持器的强度降低。另外，在将浇口设置于小径环部5b的情况下，优选将小径环部5b的壁厚设为浇口直径的1.6倍～4倍。由此，能够不欠注地成形。
接着，基于图4说明对上述保持器实现圆锥滚子引导面上的润滑性提高的对策。如上所述，在本发明的圆锥滚子轴承的保持器中，引导部为宽幅，能够稳定地保持圆锥滚子。在图4(a)及图4(b)中，通过在这样的引导部5d设置在其轴向两端部贯通的槽5f，从而促进润滑剂向引导面流入。由于该槽5f，引导部5d变得不连续。在图4(a)所示的形态中，在引导部5d的大致中央设置一道与轴向平行的槽5f。另外，在图4(b)所示的形态中，使引导部5d的槽5f为楔型，将其凸的前端配置在外径侧。即，是槽5f的宽度从保持器外径侧的轴向端部向轴向相反端部变宽的形状。通过这样的形态，容易形成润滑剂积存，且即使在施加离心力的环境下，润滑剂也难以向外部飞散。槽5f能够容易在进行引导部5d的注射成形时同时地形成。
本发明的圆锥滚子轴承中的上述保持器是使用树脂组成物的树脂成形体。只要是作为树脂组成物能够注射成形，且作为保持器材料具有足够的耐热性、机械强度即可，能够使用任意材料。例如可列举聚酰胺6(PA6)树脂、聚酰胺4-6(PA46)树脂、聚酰胺6-6(PA66)树脂、聚酰胺6-10(PA610)树脂、聚酰胺9-T(PA9T)树脂、聚间二甲苯己二酰二胺(聚酰胺MXD-6)树脂等聚酰胺(PA)树脂；聚四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)树脂等能够注射成形的氟树脂；聚乙烯(PE)树脂；聚碳酸酯(PC)树脂；聚缩醛(POM)树脂；聚苯硫醚(PPS)树脂；聚醚醚酮(PEEK)树脂；聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂；聚醚酰亚胺(PEI)树脂等。这些各种合成树脂既可以单独地使用，也可以是混合了两种以上而成的聚合物合金。
另外，优选的是，为了使保持器的弹性模量等机械强度提高，在这些树脂中，在不阻碍注射成形性的范围内配比玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、各种矿物性纤维(晶须)等纤维状增强材料。并且，根据需要，作为公知的填充材料或添加剂，也可以配比硅酸钙、粘土、滑石、云母等无机填充材料；石墨、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯树脂粉末等固体润滑剂；抗静电剂；导电材料；颜料；脱模材料等。
以上，基于各图说明了保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承的实施方式的一例，但保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承不限定于此。
基于图7及图8说明保持器满足(A)及(2)的本发明的圆锥滚子轴承的一实施例。在以下说明中，单单出现的本发明的圆锥滚子轴承是指保持器满足(A)及(2)的本发明的圆锥滚子轴承。
图7是没有内圈小凸缘的圆锥滚子轴承的轴向剖视图及其分解图，图8(a)是保持器的轴向剖视图，图8(b)是保持器的沿着圆锥滚子的轴线的剖视图。如图7所示，圆锥滚子轴承101具备：在外周面具有锥状的轨道面102a的内圈102、在内周面具有锥状的轨道面103a的外圈103、在内圈102的轨道面102a与外圈103的轨道面103a之间滚动的多个圆锥滚子104以及用兜部在周向上以一定间隔滚动自如地保持圆锥滚子104的保持器105。各轨道面为构成该轨道面的直径沿着轴向增大或减小的锥状。锥角不特别限定，但通常相对于轴向为15°～60°左右。在圆锥滚子轴承101中，在内圈102的小径侧端部没有小凸缘，在内圈102的大径侧端部一体形成有大凸缘102b。此外，本发明的圆锥滚子轴承只要是至少将小凸缘去除的构造即可，也可以根据需要形成为将小凸缘和大凸缘均去除的构造。
如图7的分解图所示，在圆锥滚子轴承101中，将保持器105和圆锥滚子104形成为一体化的一体件107，将该一体件107、内圈102及外圈103组合并组装到对象部位，从而进行使用。在按这种方式将保持器和圆锥滚子形成为一体件的情况下，如上所述，为了在组装时不使圆锥滚子104从保持器105脱落(保持一体化)，需要某些防止滚子脱落构造。在本发明的圆锥滚子轴承中，在保持器的兜部具有成为圆锥滚子的脱落防止部的爪部，圆锥滚子经过该爪部的弹性变形组装到兜部而与保持器形成为一体。
如图8(a)及图8(b)所示，保持器105是用多个柱部105c将作为肋部的大径环部105a和小径环部105b连结而成的，在柱部105c彼此之间的兜部106收纳有圆锥滚子104。保持器105是将后述的树脂组成物注射成形而成的注射成形体。在这里，在柱部105c形成有沿着保持器的轴向(也是轴承的轴向)的由注射成形形成的模具分割线X。模具分割线X从柱部105c的中央向小径侧移位。该注射成形模具由基于轴向脱模的两块模具构成，一方是比模具分割线X靠大径侧(图中上侧)的模具，另一方是比模具分割线X靠小径侧(图中下侧)的模具。两模具的一方为固定模具，另一方为可动模具，当相对地观察时，如图中的黑色箭头所示，比模具分割线X靠大径侧(图中上侧)的模具向图中左方移动，比模具分割线X靠小径侧(图中下侧)的模具向图中右方移动。模具分割线X能够在大径环部105a与小径环部105b之间在不碰到这些环部的范围内变动。
保持器105在比柱部105c上的模具分割线X靠大径侧且保持器内径侧的位置具有圆锥滚子的引导部105d，在比柱部105c上的模具分割线X靠大径侧且保持器外径侧的位置具有圆锥滚子的脱落防止用的爪部105e。如图8(b)所示，引导部105d由在缩窄兜部开口的周向宽度的方向上形成的面(引导面)构成。在运转时，圆锥滚子104一边与引导部105d的引导面的一部分接触一边滚动。引导面的形状可以是沿着圆锥滚子的曲面，也可以是平坦面(直面)。另外，引导部105d形成有从兜开口部表面观察时沿着圆锥滚子的母线的锥状开口。
利用引导部105d，能够防止圆锥滚子104从保持器105的形成有引导部105d的一侧脱离。通过在使爪部105e的卡合余量部分弹性变形的同时将圆锥滚子104从保持器105的外径侧插入(嵌入)到保持器105的兜部106，从而圆锥滚子104在兜部106内由引导部105d和爪部105e包围并保持。
优选的是，将引导部105d的锥度方向上的宽度t3设为柱部105c的锥度方向上的宽度b(与兜部的宽度相同)的51％以上。由此，能够更稳定地保持圆锥滚子。更优选55％以上，进一步优选60％以上，最优选65％以上。在图8(a)所示的形态中，引导部105d从大径环部105a侧起连续地形成至模具分割线X之前。通过设为这样的形态，能够形成在比模具分割线X靠大径侧的位置，并且尽可能较长地确保宽度t3。
只要是比模具分割线X靠大径侧且保持器外径侧，爪部105e能够形成在任意位置。优选的是，形成在通过与引导部105d的位置的关系而容易保持圆锥滚子的位置。在图8(a)所示的形态中，在引导部105d的锥度方向上的宽度范围内，分离地形成有相同形状的两个爪部。爪部的数量不限定于此，有至少一个以上即可，在需要更稳定地保持圆锥滚子的情况下，可以形成三个以上。
如上所述，由于引导部105d和爪部105e均配置在比模具分割线X靠大径侧的位置，所以可以利用同一侧的模具成形。也利用形成引导部105d的模具来形成爪部105e，对于该爪部105e，进行强制脱模。在该情况下，有可能在爪部产生应力，前端缺损(破裂)、根部白化。在将爪部的高度设为h，将柱部锥度方向上的爪部宽度设为t1，将保持器轴向上的爪部宽度设为t2的情况下(参照图8(a))，在表3中示出这些值与注射成形强制脱模时的破裂、白化的关系的验证结果。此外，保持器材质是PA66树脂制(配比30体积％的玻璃纤维)，表中的“○”是既未认定破裂也未认定白化的情况，“△”是虽然没有破裂但认定了白化的情况，“×”是认定了破裂的情况。
[表3]
如表3所示，可知：在爪部的高度h相对于柱部锥度方向上的爪部宽度t1即h/t1为0.02以上且爪部的高度h相对于保持器轴向上的爪部宽度t2即h/t2为0.02以上的情况下，能够防止注射成形强制脱模时的破裂、白化。
另外，优选的是，将爪部105e的厚度方向上的前端形成为倒圆角形状。由此，能够进一步防止破裂、白化。另外，难以发生飞边。在表4中示出该半径R及爪部的高度h与注射成形强制脱模时的破裂、白化的关系及圆锥滚子的保持性的关系的验证结果。此外，表中的圆锥滚子的保持性的“○”是保持性及注射成形时没有问题的情况，“△”是虽然能够注射成形但认定了白化的情况，“-”是未评价的情况。
[表4]
R/h 0.2 0.5 1 1.5 2
爪部的状况 ×(破裂) O ○ ○ ○
滚子的保持性 - ○ ○ ○ △(白化)
如表4所示，可知：在前端倒圆角形状的半径R相对于爪部的高度h为0.5h～1.5h的情况下，能够防止注射成形强制脱模时的破裂、白化，且圆锥滚子的保持性也优异。
接着，说明对上述保持器实现机械强度的提高的对策。如图8(a)所示，在将大径环部105a的厚度设为c并将柱部的壁厚设为a的情况下，优选的是，将c相对于a设为81％～120％。通过设定为这样的尺寸关系，能够提高保持器的环刚性。更优选84～100％。
另外，如图8(a)所示，优选的是，将作为注射成形时的树脂的插入口的浇口108设置在小径环部105b的内径侧。由此，能够将焊缝位置设定在大径环部105a的柱部间，能够抑制保持器的强度降低。另外，在将浇口设置于小径环部105b的情况下，优选将小径环部105b的壁厚设为浇口直径的1.6倍～4倍。由此，能够不欠注地成形。
接着，基于图9说明对上述保持器实现圆锥滚子引导面上的润滑性提高的对策。如上所述，在本发明的圆锥滚子轴承的保持器中，引导部为宽幅，能够稳定地保持圆锥滚子。在图9(a)及图9(b)中，通过在这样的引导部105d设置在其轴向两端部贯通的槽105f，从而促进润滑剂向引导面流入。由于该槽105f，引导部105d变得不连续。在图9(a)所示的形态中，在引导部105d的大致中央设置有一道与轴向平行的槽105f。另外，在图9(b)所示的形态中，使引导部105d的槽105f为楔型，将其凸出变宽的一侧配置在内径侧。即，是槽105f的宽度从保持器内径侧的轴向端部向轴向相反端部变窄的形状。通过这样的形态，容易形成润滑剂积存，且即使在施加离心力的环境下，润滑剂也难以向外部飞散。槽105f能够容易在进行引导部105d的注射成形时同时地形成。
本发明的圆锥滚子轴承中的上述保持器是使用树脂组成物的树脂成形体。作为树脂组成物，与上述保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承的情况相同。
以上，基于各图说明了保持器满足(A)及(2)的本发明的圆锥滚子轴承的实施方式的一例，但保持器满足(A)及(2)的本发明的圆锥滚子轴承不限定于此。
以下说明保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承。
如用于工业用机器人的滚动轴承那样，在相对于力矩载荷要求刚性的用途中，一般来说向角接触球轴承或圆锥滚子轴承施加预压来进行使用。在要求高刚性的情况下，使用在相同尺寸下负载能力较大的圆锥滚子轴承。近来，相对于轴承尺寸的力矩载荷变大，所需的刚性也增大。另外，为了装置整体的紧凑化，轴承的空间也变小。也就是说，要求紧凑且高负载能力的圆锥滚子轴承。
在这样的圆锥滚子轴承中，在日本特开2007-32679号公报中，记载了为了增大负载能力而将内圈小凸缘去除并使内圈轨道面连续至内圈的小径侧端面来确保轨道面的形状。当使内圈轨道面连续至内圈的小径侧端面时，圆锥滚子、内圈以及保持器会分离，但在日本特开2007-32679号公报、日本特开2014-202284号公报中，通过改进保持器的形状，从而将圆锥滚子和保持器一体化。例如，在日本特开2014-202284号公报中，出于防止在组装时圆锥滚子从兜部脱落等目的，在柱部的内径侧及外径侧分别设置有圆锥面。内径侧的圆锥面和外径侧的圆锥面在柱部的一个面上形成在对角。并且，在日本特开2014-202284号公报中，作为将圆锥滚子和保持器一体化而成的保持器的制作方法，记载了利用轴向(轴向脱模)的两块模具来注射成形。
基于图12说明以往的圆锥滚子轴承的构造的一例。如图12所示，圆锥滚子轴承211具备：在外周面具有锥状的轨道面212a的内圈212、在内周面具有锥状的轨道面213a的外圈213、在内圈212的轨道面212a与外圈213的轨道面213a之间滚动的多个圆锥滚子214以及用兜部滚动自如地保持各圆锥滚子214的保持器215。保持器215是用多个柱部215b将大径环部215a和小径环部215c连结而成的，在柱部215b彼此之间的兜部收纳有圆锥滚子214。另外，省略内圈212的小径侧端部的小凸缘，在内圈212的大径侧端部一体地形成有大凸缘212b。由于圆锥滚子轴承中的内圈具有锥状的轨道面，所以在轴向上观察时具有小径侧和大径侧，“小凸缘”是设置于小径侧端部的凸缘，“大凸缘”是设置于大径侧端部的凸缘。
这样，以往的圆锥滚子轴承的保持器具有由小径环部、大径环部及柱部构成的构造。然而，在市场上，要求尽可能增大从外圈端面到保持器端面为止的尺寸(图12中的保持器凹进量L2)的轴承设计，由于与保持器的小径环部干涉的问题，其扩大宽度存在极限。另外，为了满足上述要求，需要缩窄大凸缘的宽度，相应地，有可能导致强度降低。
另外，如日本特开2014-202284号公报那样，成为将圆锥滚子和保持器一体化时的卡合余量的部分(内径侧的圆锥面和外径侧的圆锥面)形成在对角的情况下，模具分割面变复杂。另外，在保持时圆锥滚子会松动等，圆锥滚子的保持性有可能不充分。
保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承也应对这样的问题，能够在不缩窄大凸缘宽度的情况下扩大保持器凹进量，能够根据需要进行圆锥滚子和保持器的一体化。
由于保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承中的保持器由多个柱部、和设置于该保持器的小径侧及大径侧中的任一方并在周向上等间隔地支承上述柱部的环部构成，在相邻的柱部彼此之间形成兜部，在柱部的上述环部侧的相反侧端部具有向兜部侧突出并支承圆锥滚子的一端面的突起部，所以能够设为省略了一方的环的构造，并且防止圆锥滚子从该保持器脱落。另外，可以实现保持器或圆锥滚子轴承整体上的轴向尺寸的缩小。
特别是，当上述保持器是上述环部设置在该保持器的大径侧并省略小径侧的环部的构造时，能够大幅地扩大从外圈端面起的保持器凹进量。另外，无需不合理地缩窄内圈的大凸缘的宽度，能够防止强度降低。并且，能够缩小内圈的宽度。
由于上述柱部具有圆锥滚子的引导部和上述圆锥滚子的脱落防止用的爪部，所述引导部由在缩窄兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，所以利用引导部、爪部及上述突起部，能够形成为省略了小径环部的构造，并且能够将圆锥滚子和保持器一体化。由此，能够形成为将小凸缘去除的构造，能够延长圆锥滚子的长度而实现负载能力的增大及小型化。
由于上述保持器是树脂组成物的注射成形体，所以能够容易地将上述预定形状的引导部、爪部、以及突起部与保持器主体一体地形成。另外，由于引导部和爪部相对于柱部上的注射成形时的模具分割线位于相同侧(小径侧或大径侧)，所以在利用基于轴向脱模的两块模具进行成形时，能够利用同一侧的模具将引导部和爪部成形，能够使模具构造简化。
基于图10及图11说明保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承的一实施例。在以下说明中，单单出现的本发明的圆锥滚子轴承是指保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承。
图10是具备省略小径侧环部而成的保持器的圆锥滚子轴承的轴向剖视图，图11是该保持器的轴向剖视图(图11(a))及A向视图(图11(b))。如图10所示，圆锥滚子轴承201具备：在外周面具有锥状的轨道面202a的内圈202、在内周面具有锥状的轨道面203a的外圈203、在内圈202的轨道面202a与外圈203的轨道面203a之间滚动的多个圆锥滚子204以及用兜部在周向上以一定间隔滚动自如地保持圆锥滚子204的保持器205。各轨道面为构成该轨道面的直径沿着轴向增大或减小的锥状。锥角不特别限定，但通常相对于轴向为15°～60°左右，在该角度为陡斜度的情况下，力矩刚性变高。
如图11(a)及图11(b)所示，保持器205由成为肋部的大径环部205a、和与该大径环部205a连结的多个柱部205b构成。即，没有小径环。多个柱部205b由环部205a在周向上等间隔地支承。在相邻的柱部205b彼此之间形成有兜部206，在柱部205b的环部侧的相反侧端部(小径侧端部)，具有向兜部侧突出并支承圆锥滚子的一端面(小径端面)的突起部205c。突起部205c配置成其圆锥滚子支承面与以往保持器的小径侧兜平面为同一平面。此外，突起部205c的位置、形状只要是能够防止圆锥滚子脱落的位置、形状即可，不特别限定。如图10所示，在本发明的圆锥滚子轴承201中，在该兜部206收纳有圆锥滚子204。
在以往的通常的圆锥滚子轴承的保持器中，用柱部将大径环部和小径环部连结而形成兜部，但在该图所示的本发明的圆锥滚子轴承的保持器中，形成为省略了小径环部的构造(梳子型保持器)。本发明的圆锥滚子轴承的保持器通过形成上述突起部205c，能够形成为没有小径环部的构造，并且防止圆锥滚子从小径侧脱落。
由于是没有小径环部的构造，与具有小径环部的以往的情况(图12的L2)相比，能够大幅地扩大从外圈端面起的保持器凹进量(凹进长度)L1。因此，无需为了扩大保持器凹进量而不合理地缩窄大凸缘202b的宽度，能够防止强度降低。另外，与以往的情况(图12的W2)相比，也能够缩小内圈202的宽度W1。
此外，在图10及图11所示的形态的保持器中，形成为省略了小径环部的形态，但不限定于此，也可以省略大径环部，形成为由小径环部和柱部构成的结构。如上所述，由于能够扩大从外圈端面起的保持器凹进量，所以优选形成为省略了小径环部的形态。
在圆锥滚子轴承201中，将保持器205和圆锥滚子204形成为一体化的一体件，将该一体件、内圈202及外圈203组合并组装到对象部位，从而进行使用。在按这种方式将保持器和圆锥滚子形成为一体件的情况下，为了在组装时不使圆锥滚子204从保持器205脱落(保持一体化)，需要防止滚子脱落构造。在本发明的圆锥滚子轴承中，在保持器的兜部具有上述突起部205c和脱落防止用的爪部205e(参照图11(a))，圆锥滚子经过该爪部的弹性变形组装到兜部而与保持器形成为一体。通过该一体化，能够省略内圈小凸缘。图10所示的形态的圆锥滚子轴承201在内圈202的小径侧端部没有小凸缘，在内圈202的大径侧端部一体形成有大凸缘202b。另外，也可以形成为将小凸缘和大凸缘均去除的构造。
保持器是将树脂组成物注射成形而成的注射成形体。作为树脂组成物，与上述保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承的情况相同。
由于保持器是树脂组成物的注射成形体，所以如图11(a)所示，在柱部205b形成有沿着保持器的轴向(也是轴承的轴向)的由注射成形形成的模具分割线X。模具分割线X从柱部205b的中央向大径侧移位。该注射成形模具由基于轴向脱模的两块模具构成，一方是比模具分割线X靠大径侧(图中上侧)的模具，另一方是比模具分割线X靠小径侧(图中下侧)的模具。两模具的一方为固定模具，另一方为可动模具，当相对地观察时，如图中的涂黑箭头所示，比模具分割线X靠大径侧(图中上侧)的模具向图中左方移动，比模具分割线X靠小径侧(图中下侧)的模具向图中右方移动。
图11所示的形态的保持器205在比柱部205b上的模具分割线X靠小径侧且保持器外径侧具有圆锥滚子的引导部205d，在比柱部205b上的模具分割线X靠小径侧且保持器内径侧的位置具有爪部205e。引导部205d由在缩窄兜部开口的周向宽度的方向上形成的面(引导面)构成。在运转时，圆锥滚子一边与引导部205d的引导面的一部分接触一边滚动。引导面的形状可以是沿着圆锥滚子的曲面，也可以是平坦面(直面)。另外，如图11(b)所示，引导部205d形成有从兜开口部表面观察时沿着圆锥滚子的母线的锥状开口。
利用引导部205d，能够防止圆锥滚子从保持器205的形成有引导部205d的一侧脱离。通过在使爪部205e的卡合余量部分弹性变形同时将圆锥滚子从保持器205的内径侧插入(嵌入)到保持器205的兜部206，从而圆锥滚子在兜部206内由环部205a、柱部205b、引导部205d、爪部205e、以及突起部205c包围并保持。
优选的是，将引导部205d的锥度方向上的宽度设为柱部205b的锥度方向上的宽度(与兜部的宽度相同)的51％以上。由此，能够更稳定地保持圆锥滚子。在图11(a)所示的形态中，引导部205d从小径侧端部起连续地形成至模具分割线X之前。另外，只要是比模具分割线X靠小径侧且保持器内径侧，爪部205e能够形成在任意位置。优选的是，形成在通过与引导部205d的位置的关系而容易保持圆锥滚子的位置。在图11(a)所示的形态中，在引导部205d的锥度方向上的宽度范围内，在靠近模具分割线X的位置分离地形成有相同形状的两个爪部。
如上所述，由于引导部205d和爪部205e均配置在比模具分割线X靠小径侧的位置，所以能够利用同一侧的模具将它们成形。也利用形成引导部205d的模具来形成爪部205e。此外，对于该爪部205e，进行强制脱模。
另外，作为本发明的圆锥滚子轴承中的保持器的其他形态，也可以将引导部、爪部及模具分割线X的位置关系设为与图11所示的情况相反。即，也可以将该保持器形成为如下结构：在比柱部205b上的模具分割线X靠大径侧且保持器内径侧的位置具有圆锥滚子的引导部205d，在比柱部205b上的模具分割线X靠大径侧且保持器外径侧的位置具有圆锥滚子的脱落防止用的爪部205e。在该形态中，由于引导部205d和爪部205e均配置在比模具分割线X靠大径侧的位置，所以与图11所示的情况同样地，能够利用同一侧(大径侧)的模具将它们成形。
以上，基于各图说明了保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承的实施方式的一例，但保持器满足(B)的本发明的圆锥滚子轴承不限定于此。
另外，说明作为其他形态的圆锥滚子轴承Z。
如用于工业用机器人的滚动轴承那样，在相对于力矩载荷要求刚性的用途中，一般来说向角接触球轴承或圆锥滚子轴承施加预压来进行使用。在要求高刚性的情况下，使用在相同尺寸下负载能力较大的圆锥滚子轴承。近来，相对于轴承尺寸的力矩载荷变大，所需的刚性也增大。另外，为了装置整体的紧凑化，轴承的空间也变小。也就是说，要求紧凑且高负载能力的圆锥滚子轴承。为了高负载能力化，在圆锥滚子轴承中，需要成为将内圈的小凸缘去除的、或将小凸缘和大凸缘均去除的构造。因此，需要将滚子留在保持器并将滚子和保持器一体化。在一般的圆锥滚子轴承中使用铁板保持器或树脂保持器，但由于构造的原因，大多为由内圈、滚子、及保持器一体化的形状(不是仅由滚子和保持器一体化)。
相对于此，在日本特开2007-32679号公报中，记载了为了增大负载能力而去除内圈小凸缘并使内圈轨道面连续至内圈的小径侧端面来确保轨道面的形状。当使内圈轨道面连续至内圈的小径侧端面时，圆锥滚子、内圈及保持器会分离，但在日本特开2007-32679号公报中，通过改进保持器的形状，从而将圆锥滚子和保持器一体化。
另外，在日本特开2014-202284号公报中，出于防止在组装时圆锥滚子从兜部脱落等目的，在柱部的内径侧及外径侧分别设置有圆锥面。并且，在日本特开2014-202284号公报中，作为将圆锥滚子和保持器一体化而成的保持器的制作方法，记载了利用轴向(轴向脱模)的两块模具来注射成形。
从附图等来判断，能够设想日本特开2007-32679号公报和日本特开2014-202284号公报记载的圆锥滚子轴承中的保持器的引导形式是滚动体引导。另一方面，根据注射成形中的制造极限，确定用于圆锥滚子轴承的树脂制保持器的保持器壁厚的最小尺寸。在保持器引导形式为滚动体引导的情况下，需要设置保持器外周面与外圈轨道面的间隙(以下，也简称为“间隙”)，以使在运转期间保持器外周面不与外圈轨道面接触。当减小轴承尺寸时，为了确保间隙，也必须减薄保持器的壁厚。
但是，如上所述，树脂制保持器的壁厚存在制造上的尺寸极限，从某种程度的尺寸以下起，不能充分地确保间隙，当考虑运转期间的保持器振摆回转(日文：振れ回り)时，保持器与外圈会局部接触。由于该接触，有可能在保持器外周面、外圈轨道面产生磨损，有可能由于局部接触所导致的过大负荷而产生保持器破裂等不良情况。
圆锥滚子轴承Z为应对这样的问题而做出，其目的在于提供一种如下的圆锥滚子轴承：在使用树脂制保持器的圆锥滚子轴承中，即使在轴承尺寸较小的情况下，也能够抑制由与保持器的局部接触导致的外圈轨道面磨损、保持器破裂。
相对于此，圆锥滚子轴承Z具有以下特征[1]～[6]。即，
[1]特征在于，圆锥滚子轴承Z具备：在外周面具有锥状的轨道面的内圈、在内周面具有锥状的轨道面的外圈、在上述内圈的轨道面与上述外圈的轨道面之间滚动的多个圆锥滚子以及用兜部滚动自如地保持上述圆锥滚子的树脂制保持器，该圆锥滚子轴承的上述外圈的轨道面与轴承中心轴所成的角度为30°～50°，上述保持器具有大径环部、小径环部及将它们连结的多个柱部，在相邻的柱部彼此之间形成有上述兜部，用上述外圈、上述内圈或配置在上述外圈外径侧的其他构件引导。
[2]特征在于，作为第一保持器引导形态，上述保持器具有由上述柱部的表面构成的锥状外周面，该外周面与上述外圈的轨道面接触并由该外圈引导，上述保持器的外周面的倾斜角度与上述外圈的轨道面的倾斜角度是相同的角度。
[3]特征在于，作为第二保持器引导形态，上述保持器的上述大径环部的外周面与上述其他构件接触并由该其他构件引导。
[4]特征在于，作为第三保持器引导形态，上述保持器的上述大径环部的内周面与上述内圈接触并由该内圈引导。
[5]特征在于，上述圆锥滚子轴承的径向壁厚为13.5mm以下。
[6]特征在于，上述内圈是在小径侧端部没有小凸缘的构造，或者是在小径侧端部没有小凸缘且在大径侧端部没有大凸缘的构造，上述保持器在上述兜部具有上述圆锥滚子的脱落防止部，利用该脱落防止部将上述圆锥滚子保持在上述兜部内。
由于圆锥滚子轴承Z为陡斜度的接触角(外圈的轨道面与轴承中心轴所成的角度为30°～50°)的圆锥滚子轴承，在使用具有大径环部、小径环部及将它们连结的多个柱部并在相邻的柱部彼此之间形成有兜部的树脂制保持器的结构中，将该保持器形成为用外圈、内圈或配置在外圈外径侧的其他构件引导的结构而不是滚动体引导的结构，所以即使在轴承尺寸较小的情况下(例如径向壁厚为13.5mm以下)，也能够抑制由与保持器的局部接触导致的外圈轨道面磨损、保持器破裂。
由于作为第一保持器引导形态，保持器具有由柱部的表面构成的锥状外周面，该外周面与外圈的轨道面接触并由该外圈引导，保持器的外周面的倾斜角度与外圈的轨道面的倾斜角度为相同的角度，所以即使在保持器外周面与外圈轨道面的间隙较小的情况下，也能够防止这两个面在保持器小径侧局部接触，能够防止接触面的磨损，也能够降低保持器负荷。
由于作为第二保持器引导形态，大径环部的外周面与其他构件接触并由该其他构件引导，或者，作为第三保持器引导形态，大径环部的内周面与内圈接触并由该内圈引导，所以保持器不会与外圈轨道面直接接触，能够防止轨道面上的磨损、损伤。
由于内圈是在小径侧端部没有小凸缘的构造，或者是在小径侧端部没有小凸缘且在大径侧端部没有大凸缘的构造，保持器在兜部具有圆锥滚子的脱落防止部，利用该脱落防止部将圆锥滚子保持在兜部内，所以利用将小凸缘去除的构造，能够延长圆锥滚子的长度而实现负载能力的增大及小型化，并且利用预定的一体化构造，能够防止在组装时圆锥滚子从保持器脱落。
以下，参照附图详细说明圆锥滚子轴承Z。
圆锥滚子轴承Z(径向圆锥滚子轴承)应用于(1)接触角为陡斜度(接触角：30°～50°)，且(2)是树脂制保持器的情况。此外，接触角是外圈的轨道面与轴承中心轴所成的角度。树脂制保持器的壁厚存在注射成形制造上的尺寸极限。以往的树脂制保持器被滚动体引导，但在上述陡斜度的情况下，当轴承的径向壁厚较薄时，不能确保保持器外周面与外圈轨道面的间隙，有可能会接触。根据图16具体地说明该关系。当轴承的径向壁厚从H1变薄为H2时，由于保持器壁厚不能形成为一定以下，所以间隙也从D1变小为D2。以往的保持器的外周面角度和外圈轨道面的角度设计成圆锥顶点一致，两个面不平行。因此，如上所述，当间隙变小时，有可能在保持器外周面的小径侧X发生与外圈的接触。由于该接触，有可能在外圈轨道面产生损伤、磨损，有可能在树脂制保持器的外周面产生由磨损、局部接触导致的过大的负荷。
在表5中示出在使用接触角为45°的树脂制保持器的情况下，对径向壁厚与间隙(外圈与保持器有无接触)的关系进行验证的结果。如表5所示，可知：在径向壁厚为13.5mm以下的情况下，由于运转期间的保持器的振摆回转，外圈轨道面与保持器外周面会接触。此外，在接触角为30°～50°的范围内，具有大致同等的关系。圆锥滚子轴承Z除了上述(1)(2)之外，还特别适合于圆锥滚子轴承的径向壁厚为13.5mm以下的保持器。此外，其他轴承尺寸不特别限定，例如，轴承内径为170mm以下左右。
[表5]
径向壁厚(mm) 24 20 16 13.5 12 8
外圈与保持器有无接触 无 无 无 有 有 有
基于图13说明圆锥滚子轴承Z的一例。图13是圆锥滚子轴承的轴向局部剖视图。如图13所示，圆锥滚子轴承301具备：在外周面具有锥状的轨道面302a的内圈302、在内周面具有锥状的轨道面303a的外圈303、在内圈302的轨道面302a与外圈303的轨道面303a之间滚动的多个圆锥滚子304以及用兜部在周向上以一定间隔滚动自如地保持圆锥滚子304的保持器305。各轨道面为构成该轨道面的直径沿着轴向增大或减小的锥状。圆锥滚子轴承的接触角是外圈303的轨道面303a与轴承中心轴所成的角度，图中的θ1与该角度相当。如上所述，圆锥滚子轴承Z将其接触角为30°～50°的圆锥滚子轴承作为对象。
保持器305是用多个柱部305c将作为肋部的大径环部305a和小径环部305b连结而成的，在柱部305c彼此之间的兜部306收纳有圆锥滚子304。保持器305是将树脂组成物注射成形等而成的树脂制保持器。保持器305具有由柱部305c的表面构成的锥状外周面305d。在外周面305d与外圈303的轨道面303a之间设置有间隙A。在运转时，通过使该外周面305d与外圈303的轨道面303a接触，从而保持器305由外圈303引导(外圈侧引导1)。在这里，在图13所示的形态中，保持器305的外周面305d的倾斜角度θ2与外圈303的轨道面303a的倾斜角度θ1为相同的角度。即，两个面平行，保持器305在外周面305d的整个面由外圈303的轨道面303a引导。此外，各倾斜角度均为相对于轴承中心轴(径向中心)的角度。由此，即使在间隙A较小的情况下，也能够防止保持器305的外周面305d与外圈303的轨道面303a在小径侧等局部接触，能够防止接触面的磨损，也能够降低保持器负荷。
基于图14说明圆锥滚子轴承Z的另一例。图14是圆锥滚子轴承的轴向局部剖视图。图14所示的形态的圆锥滚子轴承301在保持器305中在大径环部305a的外周面设置有滑动构件307。另外，图中，附图标记308是外壳等配置在外圈外径侧的外方构件。除此以外的整体结构与图13所示的圆锥滚子轴承相同。大径环部305a的外周面与外方构件308之间的间隙B设定为比保持器305的外周面305d与外圈303的轨道面303a之间的间隙A小。因此，在运转时，通过使大径环部305a的外周面与外方构件308的表面接触，从而保持器305由外方构件308引导(外圈侧引导2)。此外，在该形态中，保持器305的外周面305d与外圈303的轨道面303a可以不平行。在不平行的情况下，间隙A根据位置而进行变动，但如果其最小值比间隙B大，则利用大径环部305a进行引导。
作为滑动构件307，只要具有耐磨损性及滑动性即可，不特别限定，能够应用由树脂材料(包括覆膜)、陶瓷材料等公知的滑动材料构成的构件。利用图14所示的结构，保持器305不与外圈303的轨道面303a直接接触，能够防止轨道面303a上的磨损、损伤。另外，由于在大径环部305a的外周面设置有耐磨损性、滑动性优异的滑动构件307，所以通过降低摩擦力，能够减小轴承转矩，也能够降低保持器负荷。
基于图15说明圆锥滚子轴承Z的另一例。图15是圆锥滚子轴承的轴向局部剖视图。图15所示的形态的圆锥滚子轴承301在保持器305中在大径环部305a的内周面设置有滑动构件307。除此以外的整体结构与图14所示的圆锥滚子轴承相同。大径环部305a的内周面与内圈302之间的间隙C设定为比保持器305的外周面305d与外圈303的轨道面303a之间的间隙A小。因此，在运转时，通过使大径环部305a的内周面与内圈302的表面(大凸缘302b的外径部)接触，从而保持器305由内圈302引导(内圈侧引导)。在该形态中，保持器305的外周面305d与外圈303的轨道面303a也可以不平行。
利用图15所示的结构，与图14的形态同样地，保持器305不与外圈303的轨道面303a直接接触，能够防止轨道面303a上的磨损、损伤。另外，由于在大径环部305a的内周面设置有耐磨损性、滑动性优异的滑动构件307，所以通过降低摩擦力，能够减小轴承转矩，也能够降低保持器负荷。此外，滑动构件307的材质等与图14的情况相同。
优选的是，在圆锥滚子轴承Z中，将树脂制保持器和圆锥滚子形成为一体化的一体件，将该一体件、内圈及外圈组合并组装到对象部位，从而进行使用。在按这种方式将保持器和圆锥滚子形成为一体件的情况下，为了在组装时不使圆锥滚子从保持器脱落(保持一体化)，需要防止滚子脱落构造。例如，优选的是，在保持器的兜部设置圆锥滚子的脱落防止部，圆锥滚子经过该脱落防止部的弹性变形组装到兜部并与保持器形成为一体。通过该一体化，能够省略内圈小凸缘。在图13～图15所示的形态的圆锥滚子轴承301中，保持器与圆锥滚子一体化，在内圈302的小径侧端部没有小凸缘，在内圈302的大径侧端部一体形成有大凸缘302b。另外，也可以形成为将小凸缘、大凸缘均去除的构造。
作为保持器和圆锥滚子一体化的一例，可列举如下结构：在圆锥滚子的两端面分别设置凹部(减薄部)，在保持器的兜部设置经过弹性变形与上述凹部卡合的凸部(突起)作为脱落防止部。在该结构中，通过一边使这些凹凸部的卡合余量部分弹性变形，一边将圆锥滚子插入(嵌入)到保持器的兜部，从而圆锥滚子的凹部与保持器的凸部卡合，保持器和圆锥滚子成为一体。另外，作为一体化的另一例子，可列举如下结构：将圆锥滚子形成为通常的结构，在保持器的兜部设置成为圆锥滚子的脱落防止部的爪部。在该结构中，圆锥滚子经过该爪部的弹性变形组装到兜部而与保持器成为一体。
优选的是，保持器形成为将树脂组成物注射成形而成的注射成形体。作为树脂组成物，与上述保持器满足(A)及(1)的本发明的圆锥滚子轴承的情况相同。此外，优选的是，在由保持器外周面引导的形式(上述外圈侧引导1)的情况下，配比耐磨损性、滑动性优异的填充材料、添加剂。
以上，基于各图，说明了圆锥滚子轴承Z的实施方式的一例，但圆锥滚子轴承Z不限定于此。
工业上的可利用性
由于本发明的圆锥滚子轴承具备能够用简易的模具成形且在将圆锥滚子和保持器一体化时能够稳定地保持圆锥滚子的树脂制保持器，所以能够在没有小凸缘的构造中防止在组装时圆锥滚子脱落，能够适合用作工业机器人用等的、承载高力矩载荷且要求高刚性功能的工业用圆锥滚子轴承。
附图标记的说明
1 圆锥滚子轴承
2 内圈
3 外圈
4 圆锥滚子
5 保持器
6 兜部
7 一体件
8 浇口
9 焊缝位置
101 圆锥滚子轴承
102 内圈
103 外圈
104 圆锥滚子
105 保持器
106 兜部
107 一体件
108 浇口
201 圆锥滚子轴承
202 内圈
203 外圈
204 圆锥滚子
205 保持器
206 兜部
301 圆锥滚子轴承
302 内圈
303 外圈
304 圆锥滚子
305 保持器
306 兜部
307 滑动构件
308 外方构件

Claims (9)

1.一种圆锥滚子轴承，具备：内圈，所述内圈在外周面具有锥状的轨道面；外圈，所述外圈在内周面具有锥状的轨道面；多个圆锥滚子，所述多个圆锥滚子在所述内圈的轨道面与所述外圈的轨道面之间滚动；以及保持器，所述保持器用兜部将所述圆锥滚子保持为滚动自如，所述圆锥滚子轴承的特征在于，
所述保持器是将树脂组成物注射成形而成的注射成形体，
所述保持器
(A)具有大径环部、小径环部及将所述大径环部和所述小径环部连结的多个柱部，在相邻的柱部彼此之间形成有所述兜部，或者，
(B)由多个柱部、和设置于该保持器的小径侧及大径侧中的任一方并在周向上等间隔地支承所述柱部的环部构成，在相邻的所述柱部彼此之间形成有所述兜部，在所述柱部的所述环部侧的相反侧端部具有向所述兜部侧突出并支承所述圆锥滚子的一端面的突起部，
所述保持器
(1)在所述柱部形成有沿着轴向的由所述注射成形形成的模具分割线，在比该柱部上的所述分割线靠小径侧且保持器外径侧的位置具有所述圆锥滚子的引导部，所述引导部由在缩窄所述兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，在比该柱部上的所述分割线靠小径侧且保持器内径侧的位置具有所述圆锥滚子的脱落防止用的爪部，或者，
(2)在所述柱部形成有沿着轴向的由所述注射成形形成的模具分割线，在比该柱部上的所述分割线靠大径侧且保持器内径侧的位置具有所述圆锥滚子的引导部，所述引导部由在缩窄所述兜部开口的周向宽度的方向上形成的面构成，在比该柱部上的所述分割线靠大径侧且保持器外径侧的位置具有所述圆锥滚子的脱落防止用的爪部。
2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述保持器满足所述(B)，所述环部设置在该保持器的大径侧。
3.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述内圈是在小径侧端部没有小凸缘的构造，或者是在小径侧端部没有小凸缘且在大径侧端部没有大凸缘的构造。
4.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述引导部的锥度方向上的宽度为所述柱部的锥度方向上的宽度的51％以上。
5.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述引导部和所述脱落防止用的爪部利用同一模具成形，所述爪部通过强制脱模成形。
6.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述爪部的高度h相对于所述柱部的锥度方向上的爪部宽度t1即h/t1为0.02以上，且所述爪部的高度h相对于保持器轴向上的爪部宽度t2即h/t2为0.02以上。
7.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
在所述引导部，具有在所述引导部的轴向两端部贯通的槽。
8.根据权利要求7所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述保持器满足所述(1)，所述槽为槽宽从保持器外径侧的轴向端部向轴向相反端部变宽的形状。
9.根据权利要求7所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，
所述保持器满足所述(2)，所述槽为槽宽从保持器内径侧的轴向端部向轴向相反端部变窄的形状。
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