專利名稱：機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承和使用該球軸承的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在以銑床、車床、磨床、研磨(lapping)機(jī)為代表的機(jī) 床中進(jìn)行車削加工、磨削加工、研磨加工等的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置用球 軸承和使用該球軸承的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置。
背景技術(shù)：
在銑床、車床、磨床等的機(jī)床中對(duì)主軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的主軸回轉(zhuǎn)裝 置的情況下，為了改善被切削材料(工件)的加工精度(例如，圓度、 圓柱度、內(nèi)外徑尺寸精度)、加工面品位(例如，加工面的光澤度、紋理 等)、加工面粗糙度等，要求裝入在該主軸回轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)支撐部?jī)?nèi)來(lái)使 用的軸承通常具有以下功能。
(1) 高精度(高旋轉(zhuǎn)精度)
(2) 高剛性
(3) 低扭矩、低發(fā)熱
特別是，最近，具有數(shù)控功能的機(jī)床(所謂的NC機(jī)床)占了大部 分，除了能以一臺(tái)機(jī)床應(yīng)對(duì)各種加工條件的NC車床、NC銑床、組合加 工中心機(jī)床等NC機(jī)床以外，還出現(xiàn)了將組合加工中心機(jī)床的功能附加 給NC車床的復(fù)合型NC機(jī)床。組合加工中心機(jī)床和復(fù)合型NC機(jī)床這樣 的多功能機(jī)床與專用機(jī)床相比機(jī)械構(gòu)成要素多，而且一臺(tái)機(jī)床需要的占 地空間和高度方向的空間大。因此，軸承等的構(gòu)成要素除了滿足上述的 (1)至(3)的功能以外，還要求節(jié)省空間。
在這種多功能機(jī)床中，考慮了通過(guò)使安裝有工具的主軸回轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn) 多功能化，作為在這種機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置中使用的軸承，以往使用以 下形式的軸承。
(1) 十字交叉滾子軸承(參照?qǐng)D31)
如圖31所示，十字交叉滾子軸承具有在內(nèi)圈l和外圈2之間自由滾 動(dòng)地配設(shè)有圓柱形的多個(gè)滾子的結(jié)構(gòu)，可使用一個(gè)軸承承受徑向載荷以 及雙向的軸向載荷和力矩載荷，并能節(jié)省空間。
然而，十字交叉滾子軸承由于滾動(dòng)體是滾子，并且滾子3的滾動(dòng)接 觸面與軌道槽la、 2a線接觸，因而扭矩大，而且由于裝入到軸或殼體內(nèi) 時(shí)的少許變形而使線接觸部分的接觸狀態(tài)變得不穩(wěn)定，容易發(fā)生扭矩不 均勻。并且，在用于機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)精度增高和剛性增 高而大多向軸承施加預(yù)壓，在該情況下，由上述變形引起的扭矩不均勻 進(jìn)一步增大。
(2) 四點(diǎn)接觸球軸承(參照?qǐng)D32)
如圖32所示，四點(diǎn)接觸球軸承具有在內(nèi)圈4和外圈5之間自由滾動(dòng) 地配設(shè)有多個(gè)球6的結(jié)構(gòu)，可使用一個(gè)軸承承受徑向載荷以及雙向的軸 向載荷和力矩載荷，并能節(jié)省空間。
在四點(diǎn)接觸球軸承的情況下，由于滾動(dòng)體是球，因而在承受純軸向 載荷的情況下，或者在軸向載荷比徑向載荷有優(yōu)勢(shì)的情況下，扭矩比同 尺寸的十字交叉滾子軸承小，另一方面，在徑向載荷比軸向載荷有優(yōu)勢(shì) 的情況下，或者在承受純徑向載荷的情況下，由于各球6與軌道槽4a、 5a四點(diǎn)接觸，因而球6與各軌道槽4a、 5a的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)增大，扭矩也大。 并且，與十字交叉滾子軸承一樣，在用于機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部時(shí)，為了實(shí) 現(xiàn)精度增高和剛性增高而大多向軸承施加預(yù)壓，在該情況下，由于球6 總是與內(nèi)外圈軌道槽4a、 5a四點(diǎn)接觸，因而扭矩進(jìn)一步增加。
(3) 兩列組合球軸承(參照?qǐng)D33)
如圖33所示，兩列組合球軸承具有將在內(nèi)圈7和外圈8之間能轉(zhuǎn)動(dòng) 地配設(shè)有多個(gè)球9的角接觸球軸承等組合成兩列的結(jié)構(gòu)。在兩列組合球 軸承的情況下，在各個(gè)單列軸承中，球9與內(nèi)外圈7、 8的軌道槽之間是 兩點(diǎn)接觸，因而盡管能實(shí)現(xiàn)扭矩降低，然而需要單列軸承的兩倍的軸向 空間，在小型化方面比不上十字交叉滾子軸承和四點(diǎn)接觸球軸承。
并且，在兩列組合球軸承中，有以節(jié)省空間為目的具有將極薄壁的
深槽球軸承或角接觸球軸承(參照?qǐng)D34)進(jìn)行了組合的結(jié)構(gòu)的兩列組合 球軸承。在使用這樣將極薄壁的球軸承進(jìn)行了組合的兩列組合軸承來(lái)在 殼體上自由旋轉(zhuǎn)地支撐旋轉(zhuǎn)軸的情況下，通常，如圖35所示，使兩列組 合軸承的內(nèi)圈7與形成在軸11端部的階梯部12嵌合，通過(guò)利用由螺栓 13緊固在軸11端部的內(nèi)圈壓板14按壓該內(nèi)圈7的自由端，從而將兩列 組合軸承的內(nèi)圈7固定在旋轉(zhuǎn)軸11上，使兩列組合軸承的外圈8與在覆 蓋旋轉(zhuǎn)軸11的殼體15端部形成的階梯部16嵌合，通過(guò)利用由螺栓17 緊固在殼體15端部的外圈壓板18按壓該外圈的自由端，從而將兩列組 合軸承的外圈8固定在殼體15上。
因此，在將極薄壁的深槽球軸承或圖34所示的角接觸球軸承用作插 入在旋轉(zhuǎn)軸11和殼體15之間的兩列組合軸承的情況下，盡管在節(jié)省空 間方面是有利的，然而由于內(nèi)圈7和外圈8的環(huán)壁厚度非常薄，而且內(nèi) 圈7和外圈8的剛性低，因而難以實(shí)現(xiàn)加工精度(特別是圓度)，而且如 上所述，使內(nèi)圈7和外圈8與旋轉(zhuǎn)軸11和殼體15嵌合，并利用內(nèi)圈壓 板14和外圈壓板18進(jìn)行按壓來(lái)固定在旋轉(zhuǎn)軸11和殼體15上，因而在 兩列組合軸承的組裝時(shí)，即與旋轉(zhuǎn)軸11和殼體15嵌合時(shí)或者使用內(nèi)圈 壓板14和外圈壓板18進(jìn)行按壓時(shí)容易變形，具有需要工夫來(lái)確保裝入 精度等的問(wèn)題。并且，根據(jù)情況，由于裝入時(shí)的變形而使內(nèi)圈7和外圈8 的軌道槽變形，向球9與軌道槽的接觸部之間施加偏載荷，或者阻礙球9 的順利滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，有時(shí)產(chǎn)生在短時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)中受到損傷的不良情況。 (4)兩列組合圓錐滾子軸承(參照?qǐng)D36)
如圖36所示，兩列組合圓錐滾子軸承構(gòu)成為，將在內(nèi)圈21和外圈 22之間經(jīng)由保持器23能轉(zhuǎn)動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)圓錐形的滾子24的圓錐滾子 軸承20經(jīng)由內(nèi)圈襯墊25和外圈襯墊26組合成兩列。圓錐滾子軸承與十 字交叉滾子軸承一樣，滾動(dòng)體是滾子，滾子24的滾動(dòng)接觸面與軌道槽線 接觸，并且由于滾子24的端部和內(nèi)圈21的凸緣部27滑動(dòng)接觸，因而扭 矩增大，進(jìn)而需要單列軸承的兩倍的軸向空間。并且，在用于機(jī)床的主 軸回轉(zhuǎn)部時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)精度增高和剛性增高而大多向軸承施加預(yù)壓，在 該情況下，扭矩進(jìn)一步增大。
作為現(xiàn)有的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置，公知有例如像日本特表2004 — 520944號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)1)所記載那樣的主軸箱，該主軸箱 具有第1半箱，其以垂直的第1軸為中心相對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)；第2 半箱，其為了支撐工具旋轉(zhuǎn)軸而在相對(duì)于水平面傾斜35°的傾斜平面上經(jīng) 由導(dǎo)向軸承而與第1半箱連接，并以相對(duì)于傾斜平面成直角的第2軸為 中心相對(duì)于第1半箱回轉(zhuǎn)；以及單電動(dòng)機(jī)，其使第1半箱和第2半箱分 別單獨(dú)回轉(zhuǎn)，該主軸箱可使工具旋轉(zhuǎn)軸在從其中心軸處于垂直的狀態(tài)起 使第2半箱回轉(zhuǎn)，并且使工具旋轉(zhuǎn)軸在其中心軸與水平面形成仰角的狀 態(tài)的兩軸間旋轉(zhuǎn)。
并且，作為旋轉(zhuǎn)臺(tái)的例子，公知有如日本特開平10—29125號(hào)公報(bào) (以下稱為專利文獻(xiàn)2)所記載那樣的旋轉(zhuǎn)分度裝置工作臺(tái)經(jīng)由分配器 被嵌插到立設(shè)在基座中心的支撐軸內(nèi)，該工作臺(tái)借助于十字交叉滾子軸 承能旋轉(zhuǎn)地被支撐在基座上，工作臺(tái)通過(guò)蝸輪或單電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 從而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)分度。
這樣，通過(guò)采用上述專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所記載的結(jié)構(gòu)，可制 造除了四側(cè)面以外還能在上面進(jìn)行各種加工的五軸加工(能單步進(jìn)行除 了保持被切削材料(工件)的工作臺(tái)設(shè)置面以外的對(duì)置面的加工)的組 合加工中心機(jī)床、或者具有NC車床和組合加工中心機(jī)床這兩功能的復(fù) 合加工機(jī)，這種機(jī)床正在增加，然而無(wú)論采用哪種結(jié)構(gòu)，支撐旋轉(zhuǎn)的支 撐軸承的性能都將對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部的旋轉(zhuǎn)精度和剛性等的特性產(chǎn)生最大影 響。
并且，為了實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，不得不增加回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部的周邊的構(gòu)成部 件空間，因而要求進(jìn)一步節(jié)省空間。而且，為了盡可能地減輕用于使整 個(gè)主軸擺動(dòng)的動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，還需要通過(guò)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部的小型化來(lái)減輕 重量和降低慣性。
然而，如上所述，在使用十字交叉滾子軸承、四點(diǎn)接觸球軸承、兩 列組合球軸承、兩列組合圓錐滾子軸承等作為支撐軸承的情況下，則發(fā) 生了各種不良情況，具有這樣的未解決的課題在保持或改善上述(1) (3)的功能的同時(shí)，不能構(gòu)成與最近的復(fù)合化傾向的機(jī)床對(duì)應(yīng)的主軸回
轉(zhuǎn)部用球軸承。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明就是著眼于上述現(xiàn)有例的未解決的課題而完成的，本 發(fā)明的目的在于提供一種在保持或改善上述(1) (3)的功能的同時(shí)、 與最近的復(fù)合化傾向的機(jī)床對(duì)應(yīng)的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承和使用該球軸承 的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置。
為了達(dá)到上述目的，第一方案的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承是用在 機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部?jī)?nèi)、并在外圈的軌道槽與內(nèi)圈的軌道槽之間自由滾動(dòng)
地配設(shè)多個(gè)球的單列球軸承，該球軸承的特征在于，軸向斷面寬度B與 徑向斷面高度H之間的斷面尺寸比(B/H)是(B/H) <0.63。
并且，根據(jù)第一方案的發(fā)明，第二方案的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸 承的特征在于，在上述外圈和內(nèi)圈之間的至少一端面上分別形成有密封 容納槽部，在該密封容納槽部?jī)?nèi)配設(shè)有環(huán)狀密封體，并且配設(shè)有將上述 多個(gè)球在圓周方向上定位的保持器，該保持器在保持上述多個(gè)球的兜孔 (pocket)的軸向兩側(cè)形成有圓環(huán)狀部，該圓環(huán)狀部將內(nèi)圈外周面和外圈 內(nèi)周面中的任一方用作引導(dǎo)面，并在與該引導(dǎo)面和上述密封容納槽部的 交點(diǎn)邊緣部對(duì)置的位置上，在圓周方向上形成避開與該交點(diǎn)邊緣部接觸 的凹狀槽部。
而且，第三方案的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置的特征在于，該主軸回轉(zhuǎn)裝 置在使主軸回轉(zhuǎn)的主軸回轉(zhuǎn)部具有第一或第二方案所述的主軸回轉(zhuǎn)部用 球軸承。
而且，第四方案的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承是用在機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部?jī)?nèi)、 并在外圈的軌道槽與內(nèi)圈的軌道槽之間自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)球的雙列 球軸承，該機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承的特征在于，軸向斷面寬度B2與 徑向斷面高度H2的斷面尺寸比(B2/H2)是(B2/H2) <1.2。
而且，第五方案的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，該主軸回轉(zhuǎn) 裝置在使主軸回轉(zhuǎn)的主軸回轉(zhuǎn)部具有第四方案所述的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸 承。 關(guān)于第一方案的發(fā)明，例如參照?qǐng)D3，球軸承100是在外圈101的 軌道槽101a與內(nèi)圈102的軌道槽102a之間自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)球103 的單列球軸承，在該球軸承100中，將軸向斷面寬度B與徑向斷面高度 H (=(外圈外徑D—內(nèi)圈內(nèi)徑d) /2)的斷面尺寸比(B/H)設(shè)定為 (B/H) <0.63。
這里，將第一方案的發(fā)明中的斷面尺寸比(B/H)設(shè)定為(B/H) <0.63的原因如下。
艮口，圖27和圖28分別示出以標(biāo)準(zhǔn)使用的極薄壁球軸承(軸承內(nèi)徑 (D203.2mm，軸承外徑(j)254mm，軸承寬度25.4mm，上述斷面尺寸比 (B/H) =1)為基準(zhǔn)，在不改變神承外徑和軸承寬度而使軸承內(nèi)徑變 化的情況(即，使(B/H)的值變化的情況)下的內(nèi)外圈的徑向的變形 特性(參照?qǐng)D25:例示出內(nèi)圈)和徑向的斷面慣性矩I (參照?qǐng)D26): I 二bh3/12)相比較后的結(jié)果。
根據(jù)這些圖27和圖28， (B/H)小于0.63，則剛性的增加率梯度變 化出現(xiàn)顯著。即，斷面慣性矩I的增加變得顯著，徑向的內(nèi)外圈的變形量 的減少處于飽和狀態(tài)。
因此，在本發(fā)明中，可防止在現(xiàn)有的極薄壁軸承中成為問(wèn)題的由制 造內(nèi)外圈時(shí)的車床加工或研磨加工時(shí)的加工力引起的軸承變形，可改善 圓度和偏心厚度等的軸承精度。
并且，在裝入到軸或殼體內(nèi)的情況(特別是通過(guò)間隙嵌合裝入到軸 或殼體內(nèi)的情況)下，可抑制當(dāng)使用內(nèi)圈壓板或外圈壓板等固定軸承時(shí) 的內(nèi)外圈的變形(特別是圓度的惡化)，并且除了能防止由變形產(chǎn)生的扭 矩不良和旋轉(zhuǎn)精度不良以外，還能防止發(fā)熱增大、磨損、燒結(jié)等的不良 情況。
艮P，與以往使用的極薄壁球軸承相比較，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間和增 咼精度。
圖29是在針對(duì)單列的本發(fā)明產(chǎn)品和十字交叉滾子軸承向各個(gè)軸承 施加了力矩載荷的情況下的內(nèi)外圈相對(duì)傾斜角的比較數(shù)據(jù)。
這里，測(cè)定軸承的主要尺寸為
本發(fā)明產(chǎn)品 內(nèi)圈內(nèi)《仝())170 外圈外徑(j)215
單體寬度13.5mm
滾動(dòng)體節(jié)圓直徑(J)192.5
接觸角35°
(B /H二0.60) 十字交叉滾子軸承 內(nèi)圈內(nèi)徑())130 外圈外徑小230
組裝寬度30mm 滾動(dòng)體節(jié)圓直徑小l89.7
從該圖29可以看出，對(duì)于滾動(dòng)體的節(jié)圓直徑大致相同的本發(fā)明產(chǎn)品 和十字交叉滾子軸承的兩者，根據(jù)力矩剛性的比較數(shù)據(jù)確認(rèn)為，本發(fā)明 產(chǎn)品與十字交叉滾子軸承相比，保持約1.3倍的力矩剛性。
并且，除了上述實(shí)驗(yàn)以外，還在將本發(fā)明產(chǎn)品和十字交叉滾子軸承 裝入到軸和殼體內(nèi)之后，通過(guò)電動(dòng)機(jī)(皮帶驅(qū)動(dòng))使它們低速旋轉(zhuǎn)，結(jié) 果是，本發(fā)明產(chǎn)品平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)而沒(méi)有旋轉(zhuǎn)不均勻，而在十字交叉滾子軸 承的情況下，實(shí)際確認(rèn)出由扭矩變動(dòng)引起的旋轉(zhuǎn)不均勻。
另一方面，在由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)預(yù)定的尺寸系列是18 (例 如6820)、 19 (例如6924)、 10 (例如6028)、 02 (例如7224A)、 03 (例 如7322A)的標(biāo)準(zhǔn)球軸承中，在軸承內(nèi)徑尺寸為(j)5mm ())50()mm的范圍， 上述的斷面尺寸比(B/H)被設(shè)定為0.63 1.17。
因此，通過(guò)將這些球軸承中的斷面尺寸比(B / H)設(shè)定為最大值1.17 的約l/2倍，即小于0.63，從而能以比現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)單列球軸承中寬度最 窄的球軸承窄的寬度，而且在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)單列球軸承的軸向空間以內(nèi)， 將根據(jù)第一方案的球軸承進(jìn)行兩列組合來(lái)配置。
例如，當(dāng)現(xiàn)有的球軸承的斷面尺寸比(B/H)是(B/H) =0.9時(shí)， 只要將本發(fā)明的軸承的斷面尺寸比(B / H)設(shè)定為(B / H) =0.45即可。
并且，在本示例的情況下，要組合的兩個(gè)球軸承中的軸承的斷面尺寸比
(B / H)無(wú)需相同，例如，可以將一方設(shè)定為0.50，將另一方設(shè)定為0.40。 另外，單列球軸承在一列的情況下，難以承受預(yù)壓或承擔(dān)力矩載荷， 而在進(jìn)行兩列以上的多列組合的情況下，則能承擔(dān)徑向載荷、軸向載荷 以及力矩載荷。
并且，由于各球與內(nèi)外圈的軌道槽總是兩點(diǎn)接觸，因而可如四點(diǎn)接 觸球軸承那樣抑制由球的大旋轉(zhuǎn)引起的扭矩增加，并且與十字交叉滾子 軸承或兩列組合圓錐滾子軸承相比，由于滾動(dòng)阻力降低，因而可降低扭 矩。
而且，由于寬度尺寸是現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)單列球軸承的約一半，因而球直 徑也是現(xiàn)有的球軸承的一半左右，相反增加每一列球數(shù)，軸承剛性與現(xiàn) 有的球軸承相比增加。此外，在用于機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部中的情況下，由 于是擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)條件，因而即使通過(guò)減小球直徑來(lái)降低軸承的負(fù)載容量， 滾動(dòng)疲勞壽命時(shí)間在實(shí)用上也不會(huì)成為問(wèn)題。
并且，在根據(jù)第二方案的發(fā)明中，在單列球軸承中，在外圈和內(nèi)圈 之間的至少一端面上分別形成有密封容納槽部，當(dāng)在這些密封容納槽部 內(nèi)配設(shè)了環(huán)狀密封體，并配設(shè)了將多個(gè)球周向定位的保持器時(shí)，在保持 器的保持多個(gè)球的兜孔的軸向兩側(cè)形成的將內(nèi)圈外周面和外圈內(nèi)周面中 的任一方用作引導(dǎo)面的圓環(huán)狀部，并在與該引導(dǎo)面和密封容納槽部的交 點(diǎn)邊緣部對(duì)置的位置上，在圓周方向上形成凹狀槽部，因而即使是如上 所述寬度窄的形狀的軸承，也能利用凹狀槽部避免保持器的圓環(huán)狀部與 交點(diǎn)邊緣部接觸的邊緣碰觸，從而能可靠地防止由邊緣碰觸引起的圓環(huán) 狀部的磨損。
并且，根據(jù)第四方案的發(fā)明，例如參照?qǐng)D21，是在外圈201的雙列 軌道槽201a、 201b與內(nèi)圈202的雙列軌道槽202a、 202b之間自由滾動(dòng) 地配設(shè)多個(gè)球203的雙列球軸承200，在該滾子軸承200中，將軸向斷面 寬度B2與徑向斷面高度H2 (二 (外圈外徑D2—內(nèi)圈內(nèi)徑d2) /2)的 斷面尺寸比(B2/H2)設(shè)定為(B2/H2) <1.2。
在雙列球軸承中，通過(guò)按以上設(shè)定斷面尺寸比(B2/H2)，與將第 一方案的單列窄寬度球軸承進(jìn)行了兩列組合的情況一樣，能在現(xiàn)有的標(biāo) 準(zhǔn)單列球軸承的軸向?qū)挾瓤臻g內(nèi)配置第四方案的雙列球軸承，并且，還 能施加預(yù)壓或者附加力矩載荷。其他的作用效果與將第一方案的單列窄 寬度球軸承進(jìn)行了兩列組合的情況一樣。
圖30是各種軸承的計(jì)算力矩剛性的比較。在相同尺寸(計(jì)算例是相 當(dāng)于軸承識(shí)別號(hào)7906A (接觸角30°)，內(nèi)外徑尺寸相同的情況內(nèi)圈內(nèi) 徑(j)30mm，外圈外徑())47mm)時(shí)，將第一方案的單列窄寬度角接觸球軸 承(接觸角30。全部球軸承的計(jì)算例)進(jìn)行了兩列組合、而且使內(nèi)外圈 的軌道槽曲率半徑變化的本發(fā)明示例A E，與十字交叉滾子軸承、標(biāo)準(zhǔn) 兩列組合角接觸球軸承以及四點(diǎn)接觸球軸承相比，力矩剛性都增大。例 如，本發(fā)明示例B能保持十字交叉滾子軸承的2.4倍、標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角 接觸球軸承的1.9倍、以及四點(diǎn)接觸球軸承的3.3倍的力矩剛性。
另外，各自的設(shè)計(jì)預(yù)壓間隙按本發(fā)明示例A E、標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角接 觸球軸承以及四點(diǎn)接觸球軸承為一0.010mm，十字交叉滾子軸承為一 O.OOlmm那樣計(jì)算為實(shí)用上的標(biāo)準(zhǔn)值(在十字交叉滾子軸承進(jìn)行了小于 一0.001mm的預(yù)壓間隙設(shè)定的情況下，扭矩過(guò)多，有可能在實(shí)用上不能 使用)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的窄寬度球軸承的合適的球直徑根據(jù)有無(wú)安裝有 密封等而變化，然而為了增加剛性而極端地減小球直徑時(shí)，球與內(nèi)外圈 的軌道槽的接觸部之間的面壓增加，耐壓痕性下降，因而期望球直徑大 致是軸承寬度(B)或(B2/2)的30% 90%。
而且，在將本發(fā)明應(yīng)用于角接觸球軸承的情況下，軸承的接觸角根 據(jù)所需要的剛性(例如，力矩剛性)和所需要的扭矩來(lái)選擇，但期望軸 承的接觸角大致為10 60°的范圍。
而且，可以按照載荷的方向和大小，根據(jù)需要，改變所組合的各單 列軸承的接觸角，或者在雙列軸承的情況下改變各列間的接觸角。
而且，內(nèi)外圈軌道槽的曲率半徑根據(jù)所要求的剛性或扭矩特性，為 51 60。/。Da(Da:球直徑)，優(yōu)選的是52 56%Da，更優(yōu)選的是52 54°/。Da 左右。并且，內(nèi)外圈的各自的軌道槽的曲率半徑可以不相同，也可以在
所組合的單列軸承間或者雙列軸承的各列間不同。
根據(jù)本發(fā)明，在機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部?jī)?nèi)使用的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承中，
在單列球軸承的情況下，將軸向斷面寬度B與徑向斷面高度H的斷面比 (B/H)設(shè)定為(B/H) <0.63，在雙列球軸承的情況下，將軸向斷面 寬度B2與徑向斷面高度H2的斷面比(B2/H2)設(shè)定為(B2/H2) < 1.2，因而能取得以下效果，S卩當(dāng)然能承受徑向載荷以及雙向的軸向載 荷和力矩載荷，而且可實(shí)現(xiàn)精度增高(旋轉(zhuǎn)精度增高)、剛性增高、扭矩 降低以及發(fā)熱降低，并可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的空間節(jié)省。然后，通過(guò)將取得上 述效果的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承應(yīng)用于主軸回轉(zhuǎn)部來(lái)構(gòu)成主軸回轉(zhuǎn)裝置， 主軸回轉(zhuǎn)裝置自身也能實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省。


圖1是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式(對(duì)應(yīng)于第一或第三方案)的機(jī) 床的主軸回轉(zhuǎn)裝置的以主要部分為斷面的側(cè)視圖。
圖2是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式(對(duì)應(yīng)于第一或第三方案)的機(jī) 床的主軸回轉(zhuǎn)裝置的變形例的以主要部分為斷面的側(cè)視圖。
圖3是示出本發(fā)明的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承的第1實(shí)施方式的單列角 接觸球軸承的剖面圖。
圖4是示出將圖3的單列球軸承進(jìn)行了兩列組合的狀態(tài)的主要部分 剖面圖。
圖5是示出將本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的另一實(shí)施形態(tài)的單列球軸 承進(jìn)行了兩列組合的狀態(tài)的主要部分剖面圖。
圖6是示出將圖3的單列球軸承與另一實(shí)施形態(tài)的單列球軸承進(jìn)行 了兩列組合的狀態(tài)的主要部分剖面圖。
圖7是示出將本發(fā)明的第1實(shí)施方式的另一實(shí)施形態(tài)的單列球軸承 進(jìn)行了兩列組合的狀態(tài)的主要部分剖面圖。
圖8是用于對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的另一實(shí)施形態(tài)的單列球軸承 進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖9是示出將圖3的單列球軸承進(jìn)行了三列組合的狀態(tài)的主要部分
剖面圖。
圖10是示出將圖3的單列球軸承進(jìn)行了四列組合的狀態(tài)的主要部分 剖面圖。
圖11是示出將圖3的單列球軸承以兩列正面組合進(jìn)行了組合的狀態(tài)
的主要部分剖面圖。
圖12是示出將本發(fā)明的第1實(shí)施方式的另一實(shí)施形態(tài)的單列球軸承 進(jìn)行了兩列組合的狀態(tài)的主要部分剖面圖。 圖13是沿著保持器的徑向的剖面圖。 圖14是從徑向內(nèi)側(cè)觀察保持器的部分立體圖。 圖15是從圖13的箭頭B方向觀察的圖。
圖16 (a)是從圖13的箭頭A方向觀察的圖，(b)是示出(a)的 變形例的圖。
圖17是用于對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變形例(對(duì)應(yīng)于第二方案) 的一個(gè)示例的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用單列球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面 圖。
圖18是用于對(duì)機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用單列球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部 分剖面圖。
圖19是用于對(duì)機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用單列球軸承的變形例進(jìn)行說(shuō)明 的主要部分剖面圖。
圖20是用于對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的另一變形例的一個(gè)示例的 機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用單列球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖21是用于對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式(對(duì)應(yīng)于第四或第五方案)中 的實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用雙列球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主 要部分剖面圖。
圖22是用于對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的另一實(shí)施形態(tài)的雙列球軸 承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖23是用于對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的另一實(shí)施形態(tài)的雙列球軸 承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖24是用于對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的另一實(shí)施形態(tài)的雙列球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖25是用于對(duì)內(nèi)圈的徑向的變形量進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。 圖26是用于對(duì)內(nèi)圈的斷面慣性矩的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。. 圖27是示出斷面尺寸比(B/H)與徑向的內(nèi)外圈的變形量之間的 關(guān)系的圖。
圖28是示出斷面尺寸比(B/H)與斷面慣性矩I之間的關(guān)系的圖。 圖29是示出本發(fā)明產(chǎn)品與十字交叉滾子軸承的力矩剛性的比較的圖。
圖30是示出各種軸承的計(jì)算力矩剛性的比較的圖。 圖31是十字交叉滾子軸承的主要部分剖面圖。 圖32是四點(diǎn)接觸球軸承的主要部分剖面圖。 圖33是現(xiàn)有的兩列組合角接觸球軸承的主要部分剖面圖。 圖34是現(xiàn)有的極薄壁斷面的兩列組合角接觸球軸承的主要部分剖 面圖。
圖35是示出將現(xiàn)有的極薄壁斷面的兩列組合角接觸球軸承安裝在 軸上的狀態(tài)的剖面圖。
圖36是現(xiàn)有的兩列組合圓錐滾子軸承的主要部分剖面圖。 圖37是示出現(xiàn)有的角接觸球軸承的說(shuō)明圖。
圖38是用于對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例 的單列角接觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖39是示出將圖38的單列角接觸球軸承進(jìn)行了兩列組合的狀態(tài)的 主要部分剖面圖。
圖40是示出斷面尺寸比(B/H)與徑向的內(nèi)外圈的變形量之間的 關(guān)系的圖。
圖41是示出斷面尺寸比(B/H)與斷面慣性矩I之間的關(guān)系的圖。 圖42是用于對(duì)內(nèi)圈的徑向的變形量進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。 圖43是用于對(duì)內(nèi)圈的斷面慣性矩的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。 圖44是示出斷面尺寸比(B/H)與徑向的內(nèi)外圈的變形量之間的 關(guān)系的圖。
圖45是示出斷面尺寸比(B/H)與斷面慣性矩I之間的關(guān)系的圖。
圖46是示出各種軸承中的計(jì)算力矩剛性的比較的圖。
圖47是用于對(duì)第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的單列角接觸球軸承 進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖48是用于對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的單列角接 觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖49是用于對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的單列角接 觸球軸承的變形例進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖50是用于對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的另一變形 例的單列角接觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖51是示出將表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的單列 角接觸球軸承的另一個(gè)示例的單列球軸承進(jìn)行了兩列組合的狀態(tài)的主要 部分剖面圖。 —
圖52是沿著保持器的徑向的剖面圖。
圖53是從徑向內(nèi)側(cè)觀察保持器的部分立體圖。
圖54是用于對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的第2實(shí)施形態(tài)的雙列角接 觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖55是示出現(xiàn)有的深槽球軸承的剖面圖。
圖56是示出圖55的保持器的立體圖。
圖57是圖55的B—B線上的剖面圖。
圖58是圖55的A—A線上的剖面圖。
圖59是示出現(xiàn)有的角接觸球軸承的剖面圖。
圖60是示出圖59的保持器的側(cè)視圖。
圖61是用于對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例
的進(jìn)行了背對(duì)背組合的組合球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
圖62是示出斷面尺寸比(B/H)與徑向的內(nèi)外圈的變形量之間的
關(guān)系的圖。
圖63是示出斷面尺寸比(B/H)與斷面慣性矩I之間的關(guān)系的圖。 圖64是用于對(duì)內(nèi)圈的徑向的變形量進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
圖65是用于對(duì)內(nèi)圈的斷面慣性矩的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。 圖66是示出斷面尺寸比(B/H)與徑向的內(nèi)外圈的變形量之間的 關(guān)系的圖。
圖67是示出斷面尺寸比(B/H)與斷面慣性矩I之間的關(guān)系的圖。
圖68是示出各種軸承的計(jì)算力矩剛性的比較的圖。
圖69是沿著保持器的徑向的剖面圖。
圖70是從徑向內(nèi)側(cè)觀察保持器的部分立體圖。
圖71是從圖69的箭頭Y方向觀察的向視圖。
圖72是圖69的Z—Z線上的剖面圖。
圖73是對(duì)保持器軸向移動(dòng)的情況的作用進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
圖74 (a)是從圖69的箭頭X方向觀察的向視圖，(b)是示出(a)
的變形例的向視圖。
圖75是示出在圖61封入了潤(rùn)滑脂的狀態(tài)的主要部分剖面圖。
圖76是示出進(jìn)行了正面組合的組合軸承的主要部分剖面圖。
圖77是示出環(huán)狀密封體的另一個(gè)示例的主要部分剖面圖。
圖78是用于對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第5實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例
的雙列角接觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D1 圖24對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行 說(shuō)明。
圖1是示出將本發(fā)明涉及的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置應(yīng)用于例如五軸加 工組合加工中心機(jī)床的情況的第1實(shí)施方式(對(duì)應(yīng)于第一或第三方案) 的以主要部分為斷面的側(cè)視圖。
圖中，30是機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置，其具有固定在組合加工中心機(jī)
床的固定部上的基座31，自由旋轉(zhuǎn)地支撐在該基座31上的回轉(zhuǎn)支座32， 以及安裝在該回轉(zhuǎn)支座32上的主軸主體33。
基座31具有從左端面中央朝右側(cè)凹設(shè)的容納回轉(zhuǎn)支座32的容納凹 部34，回轉(zhuǎn)支座32經(jīng)由本發(fā)明的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35自由旋轉(zhuǎn)地支
撐在該容納凹部34內(nèi)。
這里，回轉(zhuǎn)支座32具有圓板部37，其與基座31的左端面對(duì)置， 在左端形成有平坦的安裝面36;以及突出部42，其從該圓板部37的右 端突出，形成有保持主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35內(nèi)圈的階梯部38和嵌合保 持蝸輪39的階梯部40，并從中央部的右端朝左方形成有用于減輕重量的 凹部41。
然后，在使主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35的內(nèi)圈與階梯部38卡合的狀態(tài) 下，使用螺栓44將與蝸輪39形成為一體的內(nèi)圈壓板43緊固，從而將主 軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35的內(nèi)圈固定在階梯部38上。
另一方面，主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35的外圈與形成在基座31的容納 凹部34內(nèi)的階梯部45嵌合，使用通過(guò)例如形成在回轉(zhuǎn)支座32的圓板部 37內(nèi)的透孔(未作圖示)而插入的螺栓47，將配設(shè)在基座31的左端面 側(cè)的外圈壓板46進(jìn)行螺栓緊固，從而將主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35的外圈 固定在基座31上。
而且，與電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源連接的蝸桿48與蝸輪39嚙合，通過(guò) 對(duì)該蝸桿48進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)使例如后述的主軸主體33的工具安裝面 垂直向下為0。時(shí)，可使回轉(zhuǎn)支座32將主軸主體33在前后方向回轉(zhuǎn)(擺 動(dòng))士100。左右。
而且，主軸主體33具有主軸52，其內(nèi)裝有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源，該旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)源在使安裝端銑刀或鉆床等卡具(未圖示)的工具安裝面51朝下方 的狀態(tài)下使工具旋轉(zhuǎn)；以及安裝板部53，其用螺栓緊固到一體形成在該 主軸52側(cè)面的回轉(zhuǎn)支座32的圓板部37的安裝面36上。
下面，對(duì)上述第l實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
現(xiàn)在，例如如圖1所示，在主軸主體33將工具安裝面51垂直向下 定位在0°的狀態(tài)下，將端銑刀或鉆床等卡具安裝在主軸52的工具安裝面 51上，在利用內(nèi)置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源進(jìn)行了高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下，使卡具 和被切削材料(工件)相對(duì)移動(dòng)，從而可作為立式組合加工中心機(jī)床進(jìn) 行切削加工。
在該切削加工結(jié)束后，利用未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源來(lái)使蝸桿48例如正轉(zhuǎn)，使回轉(zhuǎn)支座32朝近前方向回轉(zhuǎn)+90°，從而使主軸主體33朝近前方 向回轉(zhuǎn)+90。來(lái)處于使卡具面向近前的狀態(tài)，在該狀態(tài)下使卡具和被切削 材料(工件)相對(duì)移動(dòng)，從而可作為臥式組合加工中心機(jī)床進(jìn)行切削加 工。
同樣，利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源來(lái)對(duì)蝸桿48進(jìn)行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，使回轉(zhuǎn)支座例如 回轉(zhuǎn)支座32和主軸主體33朝后側(cè)回轉(zhuǎn)一90。，之后使卡具和被切削材料 (工件)相對(duì)移動(dòng)，從而可作為臥式組合加工中心機(jī)床進(jìn)行切削加工。
這樣，通過(guò)將本發(fā)明的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35應(yīng)用于主軸回轉(zhuǎn)裝置 30的主軸回轉(zhuǎn)部，從而如后所述那樣，主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35當(dāng)然能承 受徑向載荷以及雙向的軸向載荷和力矩載荷，而且可實(shí)現(xiàn)精度增高(旋 轉(zhuǎn)精度增高)、剛性增高、扭矩降低以及發(fā)熱降低，并可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的空 間節(jié)省，因而主軸回轉(zhuǎn)裝置30自身也能實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省。
另外，在上述第l實(shí)施方式中，對(duì)利用蝸輪對(duì)回轉(zhuǎn)支座32進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可應(yīng)用傘齒輪機(jī)構(gòu)或其他齒輪機(jī) 構(gòu)來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，而且如圖2所示，可以省略蝸輪39和蝸桿48，而利 用單電動(dòng)機(jī)(Direc Motor) 63直接對(duì)回轉(zhuǎn)支座32進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，該單電 動(dòng)機(jī)63由配設(shè)在基座31的容納凹部34內(nèi)周面的定子61和與其對(duì)置的 配設(shè)在回轉(zhuǎn)支座32的突出部42的外周面上的轉(zhuǎn)子62構(gòu)成。在圖2的情 況下，優(yōu)選的是應(yīng)用后述的圖12所示的具有一側(cè)密封和保持器的球軸承 作為主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35。并且，回轉(zhuǎn)支座32由基部64和安裝板部 65構(gòu)成，該基部64保持主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35和轉(zhuǎn)子62，該安裝板部 65用螺栓緊固在該基部64上，并兼用作主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35的內(nèi)圈 壓板。
這里，單電動(dòng)機(jī)63不限于構(gòu)成為圖2所示的外轉(zhuǎn)子型的情況，可以 構(gòu)成為內(nèi)轉(zhuǎn)子型、即在突出部42的凹部41內(nèi)周面配設(shè)轉(zhuǎn)子并在該轉(zhuǎn)子 的內(nèi)側(cè)配設(shè)定子。
并且，在第1實(shí)施方式中，對(duì)在形成于基座31內(nèi)的容納凹部34內(nèi) 自由旋轉(zhuǎn)地支撐回轉(zhuǎn)支座32的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可以將回 轉(zhuǎn)支座32經(jīng)由本發(fā)明的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35自由旋轉(zhuǎn)地支撐在基座 31的外側(cè)。
而且，在第1實(shí)施方式中，對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于組合加工中心機(jī)床的 情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可將本發(fā)明應(yīng)用于具有使主軸回轉(zhuǎn)的主 軸回轉(zhuǎn)裝置的任意復(fù)合型的機(jī)床，以便將組合加工中心機(jī)床的功能附加 給車床、銑床、磨床、研磨機(jī)等。
而且，主軸回轉(zhuǎn)裝置30不限于上述結(jié)構(gòu)，只要是經(jīng)由主軸回轉(zhuǎn)部用 球軸承來(lái)支撐主軸主體33的結(jié)構(gòu)，就能采用任意結(jié)構(gòu)。
下面，對(duì)應(yīng)用于上述主軸回轉(zhuǎn)裝置30的主軸回轉(zhuǎn)部中的本發(fā)明的主 軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35的具體例進(jìn)行說(shuō)明。
對(duì)主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35要求如下(a)、使設(shè)置在主軸回轉(zhuǎn)裝置 30的回轉(zhuǎn)支座32上的主軸主體33以高精度(振擺精度)旋轉(zhuǎn)；(b)、使 主軸主體33以低扭矩平穩(wěn)地?cái)[動(dòng)旋轉(zhuǎn)；以及(c)、減少整個(gè)主軸主體針 對(duì)加工工件時(shí)載荷的位移(高剛性)。并且，除了由主軸關(guān)聯(lián)部件的重量 引起的力矩載荷或者在回轉(zhuǎn)加減速時(shí)產(chǎn)生的慣性載荷以外，還有根據(jù)加 工條件產(chǎn)生的徑向載荷、軸向載荷以及力矩載荷單獨(dú)作用于主軸回轉(zhuǎn)部 用球軸承35，或者這些載荷復(fù)合地作用于主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承35。
圖3示出本發(fā)明的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承的第1實(shí)施方式(對(duì)應(yīng)于第 一方案)。該圖所示的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承(單列球軸承)100是在外圈 101的軌道槽101a與內(nèi)圈102的軌道槽102a之間自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè) 球103的單列滿球的角接觸球軸承100，在該球軸承中，將軸向斷面寬度 B與徑向斷面高度H (=(外圈外徑D—內(nèi)圈內(nèi)徑d) /2)之間的斷面 尺寸比(B/H)設(shè)定為(B/H) <0.63。由于其理由在上述的
發(fā)明內(nèi)容
中參照?qǐng)D29作了詳細(xì)說(shuō)明，因而這里省略記載。
這里，在本實(shí)施方式中，釆用如圖4所示將角接觸球軸承100進(jìn)行 兩列背對(duì)背組合來(lái)替換7940A (接觸角30°)的兩列組合角接觸球軸承的 情況為例。
7940A的角接觸球軸承由于內(nèi)圈內(nèi)徑d是(D200mm，外圈外徑D是 ①280mm，軸向斷面寬度(軸承單體寬度)B是38mm,因而斷面尺寸比 (B/H) =0.95。因此，在本實(shí)施方式的角接觸球軸承100中，采用了
斷面尺寸比(B/H) =0.475 (內(nèi)圈內(nèi)徑和外圈外徑保持原樣，軸向斷面 寬度(軸承單體寬度)B為19mm)。由此，當(dāng)然能承受徑向載荷以及雙 向的軸向載荷和力矩載荷，而且可實(shí)現(xiàn)精度增高(旋轉(zhuǎn)精度增高)、剛性 增高、扭矩降低以及發(fā)熱降低，并且在軸向尺寸方面能節(jié)省1 / 2的空間。 當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以將角接觸球軸承100的斷面尺寸比(B / H) 設(shè)定為低于0.475或超過(guò)0.475 (但(B / H) <0.63)。順便說(shuō)一下，假 定角接觸球軸承100的接觸角為例如30° 。
另外，在本實(shí)施方式中，球103的節(jié)圓直徑如下式(1)所示，然而 在想要增加每1列軸承的球數(shù)來(lái)進(jìn)一步增加力矩剛性的情況下，可以采 用下式(2)，使球103的節(jié)圓直徑朝外圈側(cè)移動(dòng)來(lái)得到圖5所示的結(jié)構(gòu)， 也可以根據(jù)需要采用下式(3)來(lái)反之使球103的節(jié)圓直徑朝內(nèi)圈102側(cè) 移動(dòng)(未圖示)。
球的節(jié)圓直徑- (內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(1) 球的節(jié)圓直徑〉(內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(2) 球的節(jié)圓直徑< (內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(3) 并且，根據(jù)需要，如圖6所示，可以使所組合的左右球軸承的球節(jié) 圓直徑不為相同值，也可以使所組合的左右球軸承中的球103的直徑不 為相同值。另外，所組合的兩個(gè)球軸承的斷面尺寸比(B/H)可以不相 同，例如可以把球直徑小的軸承斷面尺寸比設(shè)定為(B/H) =035，把 球直徑大的軸承斷面尺寸比設(shè)定為(B/H) =0.60。而且，球103的軸 向間距也可以不是軸向中心，可以根據(jù)有無(wú)安裝密封或保持器或者為了 確保力矩的作用點(diǎn)間距離等而使球103的軸向間距在軸向上不均勻。
圖7示出將在軸向的一端部安裝了環(huán)狀密封體104的角接觸球軸承 100進(jìn)行了兩列背對(duì)背組合。
將在軸向的一端部安裝了環(huán)狀密封體104的角接觸球軸承100進(jìn)行 兩列背對(duì)背組合并安裝到設(shè)備等上之后(使密封安裝面朝外側(cè)進(jìn)行組 合)，能防止在軸承使用中來(lái)自外部的異物或灰塵等的侵入以及封入潤(rùn)滑 脂向外部的泄漏。在本實(shí)施方式中，環(huán)狀密封體104以壓入的方式插入 到外圈101的密封槽104a內(nèi)的非接觸型(與內(nèi)圈102不接觸)，是金屬
芯105增強(qiáng)型的橡膠密封(例如腈橡膠 丙烯橡膠或氟橡膠)106,并通 過(guò)僅在組合端面的相反側(cè)安裝環(huán)狀密封體104來(lái)實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省。
圖8示出在軸向的兩端部安裝了環(huán)狀密封體104的角接觸球軸承
100。
將在軸向的兩端部安裝了環(huán)狀密封體104的角接觸球軸承100安裝 到設(shè)備等上之后，能防止在軸承使用中來(lái)自外部的異物或灰塵等的侵入， 并且在軸承處理時(shí)或者裝入到軸或殼體內(nèi)時(shí)，也能防止異物或灰塵等的 侵入以及封入潤(rùn)滑脂向外部的泄漏。關(guān)于組合，為了以雙列增加力矩剛 性，期望的是采用可獲得力矩的作用點(diǎn)距離大的背對(duì)背組合(圖4等中 接觸角為八字的方向)。
在需要進(jìn)一步增強(qiáng)剛性的情況下，如圖9和圖10所示，可以進(jìn)行三 列以上的多列組合，在由于某種原因(例如，在軸承裝入時(shí)不能避免誤 對(duì)準(zhǔn)發(fā)生，想要極力抑制軸承的內(nèi)部載荷的情況等)而想要減小力矩剛 性的情況下，如圖11所示，還可以進(jìn)行正面組合(接觸角的方向?yàn)榈拱?字)等的排列。
并且，為了附加力矩載荷或雙方的軸向載荷，有必要使用兩列以上 的組合軸承，然而根據(jù)載荷條件或方向，在使用條件上也可以使用單列 軸承。
并且，在本實(shí)施方式中，雖然使用了角接觸球軸承，然而還可以使 用深槽球軸承等其他球軸承。環(huán)狀密封體可以不是圖7和圖8所示的非 接觸型，而是接觸型的金屬芯增強(qiáng)型的橡膠密封(橡膠材質(zhì)例如是腈橡 膠 丙烯橡膠或氟橡膠)，也可以是對(duì)外圈101的密封槽內(nèi)進(jìn)行填縫加工 的金屬防護(hù)板。并且，可以將環(huán)狀密封體以壓入方式插入到內(nèi)圈102側(cè) 的密封槽內(nèi)，或者可以通過(guò)填縫加工進(jìn)行安裝(與外圈接觸或不接觸的 結(jié)構(gòu))。
內(nèi)圈102、外圈101以及球103的材料在標(biāo)準(zhǔn)使用條件下采用了軸 承鋼(例如，SUJ2、 SUJ3等)，然而還可以根據(jù)使用環(huán)境，釆用防腐蝕 材料即不銹鋼系材料(例如，SUS440C等的馬氏體系不銹鋼材、SUS304 等的奧氏體系不銹鋼材、SUS630等的沉淀硬化系不銹鋼材等)、鈦合金
或者陶瓷系材料(例如，Si3N4、 SiC、 A1203、 Zr02等)。
潤(rùn)滑方法也未作特別限定，在一般的使用環(huán)境中，可使用礦物油系 潤(rùn)滑脂或合成油系(例如，鋰系、尿素系等)潤(rùn)滑脂或油，在高溫環(huán)境 用途等中，可使用氟系潤(rùn)滑脂或氟系油或者氟樹脂、MoS2等的固體潤(rùn)滑 劑。
圖12示出將在軸向的一端部(與組合側(cè)端面相反一側(cè)的端部)安裝 了環(huán)狀密封體104、而且具有能轉(zhuǎn)動(dòng)地保持球103的保持器110的角接觸 球軸承100進(jìn)行了兩列背對(duì)背組合。
作為保持器110，采用具有柔性冠形保持器，例如如圖13 圖16(a) 所示，該保持器具有圓環(huán)部lll;柱部112，其在圓周方向以大致等間 隔地沿軸向突設(shè)在該圓環(huán)部111的一端部上的多個(gè)部位；以及兜孔部113， 其形成在各柱部112之間，將球103保持為能在周向轉(zhuǎn)動(dòng)。保持器110 的材質(zhì)例如使用聚酰胺、聚醛、聚苯撐硫等合成樹脂材料，根據(jù)需要使 用將玻璃纖維或碳纖維等增強(qiáng)材料混入到合成樹脂材料內(nèi)后的材料。
并且，在本實(shí)施方式中，為了提高軸承的負(fù)載容量和剛性，極力減 小相鄰球103之間的周向間距，盡可能地增多球數(shù)。而且，使球103的 軸向間距盡可能地偏移到與組合側(cè)端面相反一側(cè)(圖12: X!〉X2)，將保 持器110的圓環(huán)部111配置為位于軸承組合端面?zhèn)龋瑥亩蓪⒂糜谔岣?力矩剛性的作用點(diǎn)間距離設(shè)定得較大。
另外，在滿球軸承的情況下，也可以根據(jù)有無(wú)安裝環(huán)狀密封體等， 根據(jù)需要同樣使球的軸向間距不在寬度中央，而偏向軸向的左右任一方 向(軸承組合端面?zhèn)然蛘吲c其相反一側(cè))。
帶保持器的軸承在旋轉(zhuǎn)是單向連續(xù)旋轉(zhuǎn)或者施加大的力矩載荷的條 件等、容易發(fā)生由各球的接觸角的變化引起的公轉(zhuǎn)速度變動(dòng)的條件等下， 針對(duì)容易發(fā)生在使用滿球軸承的情況下的球間的接觸或球阻塞的用途， 在低扭矩、低發(fā)熱等方面發(fā)揮更良好的效果。
而且，在本實(shí)施方式中，如果使兜孔部113的入口部比球直徑小少 許來(lái)設(shè)置卡擋部(金屬卡扣代用品)，貝U當(dāng)將球103裝入到內(nèi)圈102和外 圈101內(nèi)時(shí)，容易組裝軸承而不會(huì)使球103脫落。
保持器的形狀不限于本實(shí)施方式所述，除配置在各球103之間的分 離器型保持器以外還可以是其他方法。并且，材料也不限于合成樹脂材 料，也可以是金屬材料。
并且，圖16 (b)是基本結(jié)構(gòu)與圖16 (a)相同的冠形保持器，然而 具有在圓環(huán)部111的至少周向的一個(gè)部位將彼此相鄰的兜孔部113間預(yù) 先切斷來(lái)使各切斷面間具有預(yù)定間隙的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，即使在由于保持器與內(nèi)外圈的熱膨脹系數(shù)差以 及保持器的尺寸精度或圓度的變動(dòng)(特別是，軸承尺寸大的實(shí)施方式那 樣的情況)，而使?jié)L動(dòng)體節(jié)圓直徑與保持器的節(jié)圓直徑發(fā)生偏差的情況 下，也兼具有由懸臂形狀而引起的徑向的柔性以及由各切斷面間的間隙 引起的周向的彈力變形(圓周方向的柔性)，因而可緩沖球103與兜孔部 113之間的推壓力，防止保持器的損傷和磨損，并可進(jìn)一步減輕由球103 與兜孔部113內(nèi)表面的滑動(dòng)接觸阻力引起的扭矩不均勻和發(fā)熱。
并且，本發(fā)明的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承在結(jié)構(gòu)上，使用球直徑減小， 因而保持器的圓環(huán)部111的徑向厚度不會(huì)變厚(從圖12也能理解，保持 器有必要在內(nèi)圈外徑與外圈內(nèi)徑之間的空隙部設(shè)置適度的間隙來(lái)進(jìn)行定 位，該內(nèi)圈外徑與外圈內(nèi)徑之間的空隙部由于與球直徑存在大致正比關(guān) 系而是窄的)，并且根據(jù)窄寬度結(jié)構(gòu)，軸向的間隙部也窄，也不得不使軸 向厚度薄。因此，保持器的圓環(huán)部比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的軸承極小，難以得到圓 度等尺寸精度，因而將圓環(huán)部111制成如圖16 (b)所示那樣的保持器結(jié) 構(gòu)，特別是在防止上述保持器的損傷和磨損效果以及減輕扭矩不均勻和 發(fā)熱的方面可取得效果。
并且，目標(biāo)用途是回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，不會(huì)使離心力連續(xù)施加給保持器。因 此，在將本發(fā)明應(yīng)用于這些用途的情況下，釆用圖16 (b)那樣的保持器 結(jié)構(gòu)，不會(huì)發(fā)生由離心力引起的不良影響。另外，根據(jù)需要，圓環(huán)部lll 的切斷部位可以在圓周方向上設(shè)定兩個(gè)部位以上。在該情況下，優(yōu)選的 是切斷部位盡可能在圓周方向上等分。并且，在將這些球軸承應(yīng)用于機(jī) 床的主軸回轉(zhuǎn)裝置的情況下，為了增大剛性，通常施加預(yù)壓來(lái)使用，然 而可以根據(jù)條件或者針對(duì)其他用途等保持間隙來(lái)使用。
下面，參照?qǐng)D17對(duì)上述的第1實(shí)施方式的變形例(對(duì)應(yīng)于第二方案) 進(jìn)行說(shuō)明。
在本變形例中，在由圖1所示的單列滿球的角接觸球軸承構(gòu)成的單 列球軸承100的一側(cè)設(shè)置有環(huán)狀密封體120，并配設(shè)有將多個(gè)球103在圓 周方向上定位的保持器130。
艮P，如圖17所示，在外圈101和內(nèi)圈102的例如右側(cè)的一側(cè)端面配 設(shè)有容納環(huán)狀密封體120的密封容納槽121和122。
環(huán)狀密封體120由使用呈倒L字狀形成的金屬芯125增強(qiáng)的增強(qiáng)型 橡膠密封(例如腈橡膠 丙烯橡膠或氟橡膠)126構(gòu)成。橡膠密封126在 外周部形成有與外圈101嵌合的嵌合部126a，并在內(nèi)周部形成有與內(nèi)圈 102接觸的唇部126b。
外圈101的密封容納槽121構(gòu)成為在與外圈101的軌道槽101a連 接的傾斜內(nèi)周面101b的右端側(cè)具有較淺的階梯部121a;以及淺的嵌合凹 部121b，其沿圓周方向形成在該階梯部121a的底部，并以壓入的方式插 入于環(huán)狀密封體120的嵌合部126a中。并且，內(nèi)圈102的密封容納槽122 構(gòu)成為在與內(nèi)圈的軌道槽102a的左右兩端連接的圓筒外周面102b上 的軌道槽102a右側(cè)的右端側(cè)，具有較淺的階梯部122a;以及淺的容納凹 部122b，其沿圓周方向形成在該階梯部122a的底面，并與形成在環(huán)狀密 封體120的內(nèi)周面的唇部126b接觸。
而且，保持器130具有夾著容納球103的兜孔部131而沿軸向延長(zhǎng) 的一對(duì)圓環(huán)狀部132a和132b，這些圓環(huán)狀部132a和132b是以內(nèi)圈102 的圓筒外周面102b作為引導(dǎo)面而被安裝的。
然后，在環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán)狀部132b上沿圓周方向形成有斷 面為半圓形的凹狀槽部133，該凹狀槽部133形成于與在內(nèi)圈102的圓筒 外周面102b和密封容納槽122的交點(diǎn)處形成的交點(diǎn)邊緣部123對(duì)置的內(nèi) 周面上，用于避免接觸交點(diǎn)邊緣部123。
該保持器130是使用通過(guò)切削而制作的銅合金等的金屬材料、聚酰 胺、聚醛、聚苯撐硫(PPS)、聚醚乙醚酮(PEEK)等的合成樹脂材料、 以及添加了玻璃纖維或碳纖維等的增強(qiáng)材料后的強(qiáng)化材料混入合成樹脂
材料等來(lái)制作的。在使用樹脂材料形成保持器130的情況下，可應(yīng)用切 削成形和注射成形中的任一種。
這樣，由于在保持器130的與形成在引導(dǎo)面的右端側(cè)的交點(diǎn)邊緣部 123對(duì)置的內(nèi)周面周向形成有凹狀槽部133，因而能可靠地防止該交點(diǎn)邊 緣部123與保持器130的內(nèi)周面接觸，通過(guò)使環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán) 狀部132b的寬度變寬來(lái)增大截面面積，從而可在確保強(qiáng)度的同時(shí)，可靠 地防止保持器130的磨損。
并且，在設(shè)置于引導(dǎo)面的一部分上的凹狀槽部133由潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的 情況下，可執(zhí)行作為保持潤(rùn)滑脂的貯存部的作用，另外由于位于引導(dǎo)面 附近，因而還具有向引導(dǎo)面適度提供潤(rùn)滑油的效果，從潤(rùn)滑特性方面來(lái) 看，也能長(zhǎng)期地保持耐磨損性。該效果如后述的圖20所示，在圓環(huán)狀部 132a和132b這雙方內(nèi)形成了凹狀槽部133和134的情況下更為顯著。
通常，在球軸承100的至少一側(cè)配設(shè)環(huán)狀密封體120的情況下，將 外圈101的內(nèi)徑面或內(nèi)圈102的外徑面用作保持器130的引導(dǎo)面，而由 于在該引導(dǎo)面與密封容納槽122相接的位置形成有交點(diǎn)邊緣部123，因而 由于該交點(diǎn)邊緣部123與保持器130的圓環(huán)狀部132b相接觸引起的邊緣 碰觸而使保持器130磨損。
為了防止該保持器130的磨損，以往考慮的是，當(dāng)使用內(nèi)圈引導(dǎo)時(shí)， 如圖18所示，縮短保持器130的在交點(diǎn)邊緣部123側(cè)的圓環(huán)狀部132b 的軸向長(zhǎng)度即寬度，從而圓環(huán)狀部132b與交點(diǎn)邊緣部123不會(huì)接觸。
然而，在如本實(shí)施例那樣窄寬度的球軸承100的情況下，具有這樣 的問(wèn)題，即圓環(huán)狀部132b的寬度非常薄，不能確保充分強(qiáng)度。
因此，有必要如圖19所示使圓環(huán)狀部132b的寬度變長(zhǎng)來(lái)確保強(qiáng)度， 而在該情況下，如上所述，圓環(huán)狀部132b的內(nèi)周面與交點(diǎn)邊緣部123對(duì) 置，因而在球軸承100的旋轉(zhuǎn)中保持器130朝引導(dǎo)側(cè)軌道環(huán)傾斜的情況 下，圓環(huán)狀部132b的內(nèi)周面與交點(diǎn)邊緣部123發(fā)生邊緣碰觸，從而使保 持器130磨損。
特別是，密封容納槽121和122由于大多是切削加工后的熱處理面， 因而面粗糙度不良，而且在與保持器130相接觸的交線部分容易形成毛
刺，因而容易發(fā)生磨損。
而且，本發(fā)明的球軸承100由于在結(jié)構(gòu)上與軸承的球節(jié)圓直徑相比
球直徑非常小，因而對(duì)應(yīng)于此，保持器130的圓環(huán)狀部132b的斷面也減 小，保持器130的徑向強(qiáng)度(圓環(huán)狀部132b的徑向強(qiáng)度)也減小。此外， 本發(fā)明的球軸承100的用途根據(jù)其使用條件，在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，容易被附 加大的力矩載荷，軸承容易傾斜。因此，根據(jù)各球103的接觸角的變化， 各球103的公轉(zhuǎn)速度發(fā)生變動(dòng)，由球103與兜孔部131之間的推壓力引 起的保持器130的變形也增大，因而更容易發(fā)生邊緣碰觸，接觸部的面 壓也增加，容易加速磨損。
然而，如上所述，在本實(shí)施方式中，如圖17所示，在使保持器130 的環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán)狀部132b的寬度變寬來(lái)增加截面面積的同 時(shí)，在有可能與密封容納槽122和成為引導(dǎo)面的圓筒外周面102b的邊界 部的交點(diǎn)邊緣部123相接觸的部分形成有凹狀槽部133，因而即使保持器 130傾斜，也能在交點(diǎn)邊緣部123與凹狀槽部133之間確保充分間隔，因 而能可靠地防止凹狀槽部133與交點(diǎn)邊緣部123相接觸，從而能可靠地 防止保持器130磨損。
另外，在上述變形例中，對(duì)在球軸承100的右側(cè)配設(shè)環(huán)狀密封體120 的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可以在球軸承100的左側(cè)配設(shè)環(huán)狀密 封體120，還可以在兩側(cè)配設(shè)環(huán)狀密封體120。
并且，在上述變形例中，對(duì)將形成在圓環(huán)狀部132b內(nèi)的凹狀槽部 133形成為斷面為半圓形的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，只要是斷面為 四邊形、斷面為三角形、斷面為橢圓形等的能避免與交點(diǎn)邊緣部123接 觸的形狀，就能使用任意形狀。
而且，在上述變形例中，對(duì)環(huán)狀密封體120與內(nèi)圈密封容納槽122 接觸的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可應(yīng)用與圖6所示的內(nèi)圈密封容 納槽122不接觸的非接觸橡膠密封型(帶有金屬芯)或者對(duì)外圈密封槽 內(nèi)進(jìn)行填縫的金屬密封。
而且，在上述變形例中，對(duì)保持器130的引導(dǎo)面使用內(nèi)圈102的外 周面的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可以將外圈101的內(nèi)周面用作引 導(dǎo)面。
而且，在上述變形例中，對(duì)在保持器130的圓環(huán)狀部132a和132b 中的環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán)狀部132b內(nèi)形成凹狀槽部133的情況作了 說(shuō)明，然而不限于此，也可以如圖20所示，在與環(huán)狀密封體120相反一 側(cè)的圓環(huán)狀部132a內(nèi)，在夾著通過(guò)圓環(huán)狀部132b的凹狀槽部133和各 球103的中心的垂直面的面對(duì)稱位置處設(shè)置凹狀槽部134。這樣，當(dāng)在左 右的圓環(huán)狀部132a和132b內(nèi)形成了凹狀槽部時(shí)，在組裝時(shí)不用確認(rèn)保 持器130的凹狀槽部的形成位置，可從任意方向進(jìn)行組裝，從而可改善 組裝作業(yè)。
下面，參照?qǐng)D21對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式(對(duì)應(yīng)于第四或第五方案) 中的實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用雙列球軸承進(jìn)行說(shuō)明。
該雙列滿球角接觸球軸承200在外圈201的雙列軌道槽201a、 201b 與內(nèi)圈202的雙列軌道槽202a、 202b之間自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)球203， 軸向斷面寬度B2與徑向斷面高度H2 (二 (外圈外徑D2-內(nèi)圈內(nèi)徑d2) /2)的斷面尺寸比(B2/H2)被設(shè)定為(B2/H2) <1.2，球節(jié)圓直徑 被設(shè)定在徑向斷面高度的中央。其理由在發(fā)明內(nèi)容中參照?qǐng)D30作了詳細(xì) 說(shuō)明，因而這里省略記載。
這里，在本實(shí)施方式中，采用將雙列球軸承200替換為7940A (接 觸角30°)的兩列組合角接觸球軸承的情況為例。
7940A由于內(nèi)圈內(nèi)徑d是d)200mm，外圈外徑D是(D280mm，軸向 斷面寬度(軸承單體寬度)B是38mm，因而斷面尺寸比(B / H) =0.95。 因此，在本實(shí)施方式的角接觸球軸承200中，釆用斷面尺寸比(B2/H2) =0.95 (內(nèi)圈外徑和外圈外徑保持原樣，軸向斷面寬度(軸承單體寬度) B2為38mm)。由此，當(dāng)然能承受徑向載荷以及雙向的軸向載荷和力矩載 荷，而且可實(shí)現(xiàn)精度增高(旋轉(zhuǎn)精度增高)、剛性增高、扭矩降低以及發(fā) 熱降低，并且在軸向尺寸方面能節(jié)省1 / 2的空間。
當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以將斷面尺寸比(B2/H2)設(shè)定為低于0.95 或超過(guò)0.95 (然而，(B2/H2) <1.2)。順便說(shuō)一下，假定角接觸球軸承 200的接觸角為例如30°。
另外，圖22是為了提高力矩剛性而在雙列滿球角接觸球軸承200中 使球節(jié)圓直徑朝外徑側(cè)移動(dòng)的例子，圖23是在雙列滿球角接觸球軸承200 中改變了各列的球直徑和球節(jié)圓直徑的例子，圖24是在軸向的兩端部安 裝了環(huán)狀密封體104的雙列滿球角接觸球軸承200中，為了提高力矩剛 性而使球節(jié)圓直徑朝外徑側(cè)偏移的例子。
在任一個(gè)示例的情況下，環(huán)狀密封體、保持器等的結(jié)構(gòu)和有無(wú)安裝 等以及有關(guān)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用例，以在上述第1實(shí)施方式中所記載的單列球軸 承為準(zhǔn)。并且，與上述第l實(shí)施方式一樣，都可以在預(yù)壓和間隙的任一 條件下使用。
下面，對(duì)在本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例的機(jī)床 的主軸回轉(zhuǎn)部以及其他的機(jī)床、產(chǎn)業(yè)設(shè)備、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體 /液晶制造裝置、光學(xué)以及光電子裝置等中使用的球軸承，特別是徑向 載荷以及雙向的軸向載荷、特別是大的力矩載荷作為負(fù)載被施加的角接 觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明。 一般，在角接觸球軸承上不安裝深槽球軸承那樣的 密封。因此，例如如圖37所示，在殼體71與軸72之間將單列的角接觸 球軸承73A、 73B并設(shè)兩列，以及使用由襯墊構(gòu)成的內(nèi)圈壓板74和軸承 螺母75固定了內(nèi)圈73a，并且在使用外圈壓板76固定了外圈73b的情況 下，表示角接觸球軸承73A、 73B的接觸角的接觸點(diǎn)的法線方向的延長(zhǎng) 線Ll,通過(guò)內(nèi)圈73a和外圈73b的槽肩部73c和73d，并通過(guò)軸72或者 內(nèi)圈壓板74和殼體71或者外圈壓板76。
當(dāng)外部載荷作為負(fù)載被附加給角接觸球軸承73A、 73B時(shí)，在夾裝 在內(nèi)圈73a和外圈73b之間的由球構(gòu)成的滾動(dòng)體73e與內(nèi)圈73a和外圈 73b的槽之間的接觸部產(chǎn)生的所謂滾動(dòng)體載荷，如圖37的箭頭所示，在 表示接觸角的接觸部的法線方向，從滾動(dòng)體73e朝內(nèi)圈73a和外圈73b 的槽接觸部之間產(chǎn)生。特別是，在力矩載荷的比率大的情況下， 一部分 的滾動(dòng)體73e (主要在180。對(duì)置位置)的滾動(dòng)體載荷極端增大。
在圖37所示不具有密封的角接觸球軸承中，在如圖37 (a)所示接 觸角是30。左右的情況下，滾動(dòng)體載荷的方向在角接觸球軸承73A、 73B 這雙方中都通過(guò)內(nèi)圈73a的槽肩部73c，并通過(guò)軸72的軸承安裝部，在
如圖37 (b)所示接觸角是60。左右的情況下，滾動(dòng)體載荷的方向在角接 觸球軸承73A中通過(guò)內(nèi)圈73a的槽肩部73c，并通過(guò)成為軸72的內(nèi)圈壓 板的階梯部73f，在角接觸球軸承73B中通過(guò)內(nèi)圈73a的槽肩部73c，并 通過(guò)內(nèi)圈壓板74并到達(dá)軸72的軸承安裝部。
這樣，在不具有密封的角接觸球軸承73A、 73B中，由于內(nèi)圈73a 和外圈73b由與它們接觸的軸72和殼體71以及內(nèi)圈壓板74和外圈壓板 76支承，因而不會(huì)僅使用內(nèi)圈73a和外圈73b的槽肩部73c和73d承擔(dān) 滾動(dòng)體載荷，因而槽肩部73c和73d不會(huì)變形而可支撐滾動(dòng)體載荷。
因此，如日本特開2006—105385號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)3)所 記載那樣，在外圈的軌道槽與內(nèi)圈的軌道槽之間自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè) 球的單列球軸承中，甚至在軸向斷面寬度B與徑向斷面高度H的斷面尺 寸比(B/H)是(B/H) <0.63的窄寬度的角接觸球軸承中，在未設(shè)置 密封的情況下，不會(huì)僅使用內(nèi)圈或外圈的槽肩部來(lái)承擔(dān)滾動(dòng)體載荷，槽 肩部不會(huì)變形而可支撐滾動(dòng)體載荷。
然而，在專利文獻(xiàn)3所公開的窄寬度的角接觸球軸承中，如該圖IO 所示，當(dāng)作為帶密封的角接觸球軸承而增大了接觸角吋，球在接觸部中 的法線方向的延長(zhǎng)線通過(guò)容納密封的槽部，僅使用未被支承的內(nèi)圈的槽 肩部來(lái)承擔(dān)滾動(dòng)體載荷，除了球與內(nèi)圈和外圈的槽接觸部的彈性變形以 外還產(chǎn)生槽肩部的彈性變形，招致剛性下降。并且，具有在滾動(dòng)體載荷 大的情況下槽肩部發(fā)生破裂或缺口等的未解決課題。
因此，本發(fā)明的第3實(shí)施方式是著眼于上述現(xiàn)有例的未解決課題而 完成的，該第3實(shí)施方式的目的是提供一種在形成了收納密封的槽等的 情況下，不會(huì)僅使用內(nèi)圈和外圈中的至少一方的槽肩部來(lái)承擔(dān)滾動(dòng)體載 荷的角接觸球軸承。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)是一 種窄寬度的單列角接觸球軸承，該窄寬度的單列角接觸球軸承具有內(nèi)圈 和外圈中的至少一方，該內(nèi)圈在至少圓周方向的一部分內(nèi)形成有直徑比 內(nèi)圈槽肩部小的凹階梯部，該外圈在至少圓周方向的一部分內(nèi)形成有直 徑比外圈槽肩部大的凹階梯部，并且在上述外圈的軌道槽與上述內(nèi)圈的軌道槽之間自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)球，該窄寬度的單列角接觸球軸承的 特征在于，將接觸角設(shè)定成使上述球與上述外圈和內(nèi)圈的接觸部中的法 線方向的延長(zhǎng)線不會(huì)干涉上述凹階梯部。
并且，第3實(shí)施方式中的第2實(shí)施形態(tài)是一種窄寬度的雙列角接觸
球軸承，該窄寬度的雙列角接觸球軸承具有內(nèi)圈和外圈中的至少一方， 該內(nèi)圈在至少圓周方向的一部分內(nèi)形成有直徑比內(nèi)圈槽肩部小的凹階梯 部，該外圈在至少圓周方向的一部分內(nèi)形成有直徑比外圈槽肩部大的凹 階梯部，并且在上述外圈的軌道槽與上述內(nèi)圈的軌道槽之間自由滾動(dòng)地 配設(shè)有多個(gè)球，該窄寬度的雙列角接觸球軸承的特征在于，將接觸角設(shè) 定成使上述球與上述外圈和內(nèi)圈的接觸部中的法線方向的延長(zhǎng)線不會(huì)干 涉上述凹階梯部。
而且，第3實(shí)施方式中的第3實(shí)施形態(tài)的特征在于，在上述第l或 第2實(shí)施形態(tài)中，上述凹階梯部由插入環(huán)狀密封體的槽和對(duì)置的密封迷 宮部構(gòu)成。
而且，第3實(shí)施方式中的第4實(shí)施形態(tài)的特征在于，在上述第l至 第3中的任一方的實(shí)施形態(tài)中，在上述內(nèi)圈和外圈中的任一方的凹階梯 部?jī)?nèi)插入有環(huán)狀密封體，該環(huán)狀密封體構(gòu)成為與對(duì)應(yīng)于被插入一側(cè)的內(nèi) 圈和外圈的凹階梯部接觸或不接觸。
這里，作為窄寬度的角接觸球軸承如下所述其不適用于標(biāo)準(zhǔn)角接 觸球軸承(78xx、 79xx、 70xx、 72xx、 73xx系列等)的尺寸，即至少例 如是單列角接觸球軸承的情況下，是軸向斷面寬度B與徑向斷面高度H 的斷面尺寸比(B /H)為(B /H) <0.63的窄寬度的單列角接觸球軸承， 在雙列角接觸球軸承的情況下，是軸向斷面寬度B2與徑向斷面高度H2 的斷面尺寸比(B2/H2)為(B2/H2) <1.2的窄寬度雙列角接觸球軸 承。
并且，作為角接觸球軸承的接觸角是根據(jù)內(nèi)圈和外圈的槽肩的高度、 球直徑與軸承寬度的比率以及密封槽的形狀和大小而改變，大致為60° 以下，優(yōu)選為50。以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40。以下，在低于20。的情況下， 由于容許軸向載荷和容許力矩載荷下降，因而不是優(yōu)選的。 根據(jù)第3實(shí)施方式，在窄寬度的單列角接觸球軸承和雙列角接觸球 軸承的情況下，將接觸角設(shè)定成使球與上述外圈和內(nèi)圈的接觸部中的法
線方向的延長(zhǎng)線不會(huì)干涉上述凹階梯部，因而可取得以下效果，即能 可靠地防止僅使用內(nèi)圈和外圈中的至少一方的槽肩部來(lái)承擔(dān)滾動(dòng)體載 荷，并在具有密封的窄寬度的角接觸球軸承中，槽肩部不會(huì)變形而可支 撐滾動(dòng)體載荷。
以下，參照?qǐng)D對(duì)第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖38是用于對(duì)第3實(shí)施方式的第1實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例的單列球軸 承進(jìn)行說(shuō)明的主要部分剖面圖，圖39是示出將圖38的單列球軸承進(jìn)行 了兩列組合的狀態(tài)的主要部分剖面圖。
第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例的單列球軸承100，如 圖38所示，是在外圈101的軌道槽101a與內(nèi)圈102的軌道槽102a之間 自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)球103的單列角接觸球軸承100，在該單列角接觸 球軸承100中，將軸向斷面寬度B與徑向斷面高度H (=(外圈外徑D 一內(nèi)圈內(nèi)徑d) /2)的斷面尺寸比(B/H)設(shè)定為(B/H) <0.63。
這里，在本實(shí)施方式中，如圖39所示，采用將角接觸球軸承IOO進(jìn) 行兩列背對(duì)背組合來(lái)與7208A (接觸角30° )的兩列組合角接觸球軸承替 換的情況為例。
7208A的角接觸球軸承由于內(nèi)圈內(nèi)徑是(()40mm，外圈外徑是([)80mm， 軸向斷面寬度(軸承單體寬度)B是18mm，因而斷面尺寸比(B / H) =0.9。因此，在本實(shí)施方式的角接觸球軸承100中，采用斷面尺寸比(B /H) 二0.45 (內(nèi)圈內(nèi)徑和外圈外徑保持原樣，軸向斷面寬度(軸承單體 寬度)為9mm)。由此，可承受徑向載荷以及雙向的軸向載荷和力矩載荷， 并能實(shí)現(xiàn)在軸向尺寸上節(jié)省1 / 2的空間、扭矩降低以及進(jìn)一步的剛性增 咼°
當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以將角接觸球軸承100的斷面尺寸比(B / H) 設(shè)定為低于0.45或超過(guò)0.45 (然而(B/H) <0.63)。 這樣，設(shè)定B/IK0.63的原因如下。
圖40和圖41分別示出以標(biāo)準(zhǔn)使用的極薄壁球軸承(軸承內(nèi)徑
(j)38.1mm，軸承外徑(|)47.625mm，軸承寬度4.762mm，上述斷面尺寸 比(B/H) =1)為基準(zhǔn)，在不改變軸承外徑和軸承寬度而使軸承內(nèi)徑 變化的情況(即，使(B/H)的值變化的情況)下的內(nèi)外圈的徑向的變 形特性(參照?qǐng)D42:例示出內(nèi)圈)和徑向的斷面慣性矩I (參照?qǐng)D43: 根據(jù)I=bh3 / 12計(jì)算)相比較之后的結(jié)果。
并且，圖44和圖45也分別示出以標(biāo)準(zhǔn)使用的極薄壁球軸承(軸承 內(nèi)徑c))63.5mm，軸承外徑(j)76.2mm，軸承寬度6.35mm，上述斷面 尺寸比(B/H) =1)為基準(zhǔn)，在不改變軸承外徑和軸承寬度而使軸承 內(nèi)徑變化的情況(即，使(B/H)的值變化的情況)下的內(nèi)外圈的徑向 的變形特性和徑向的斷面慣性矩I相比較之后的結(jié)果。
任何軸承都是在(B / H)小于0.63的情況下剛性的增加率梯度變化 呈現(xiàn)顯著。即，斷面慣性矩I的增加變得顯著，徑向的內(nèi)外圈的變形量減 少處于飽和狀態(tài)。
因此，在本實(shí)施方式中，可防止在現(xiàn)有的極薄壁軸承中成為問(wèn)題的 由內(nèi)外圈制造時(shí)的車床加工或研磨加工時(shí)的加工力引起的軸承變形，可 改善圓度和偏心厚度等的軸承精度。
并且，在裝入到軸或殼體內(nèi)的情況(特別是，通過(guò)間隙嵌合裝入到 軸或殼體內(nèi)的情況)下，可抑制當(dāng)使用內(nèi)圈壓板和外圈壓板等固定了軸 承時(shí)的內(nèi)外圈的變形(特別是圓度的惡化)，并可防止由變形產(chǎn)生的扭矩 不良和旋轉(zhuǎn)精度不良、或者發(fā)熱增大、磨損、燒結(jié)等不良情況。
另外，單列球軸承在一列的情況下，難以承受預(yù)壓或承擔(dān)力矩載荷， 而在進(jìn)行兩列以上的多列組合的情況下，能承擔(dān)徑向載荷、軸向載荷以 及力矩載荷。
并且，由于各球與內(nèi)外圈的軌道槽總是兩點(diǎn)接觸，因而可抑制如四 點(diǎn)接觸球軸承那樣由球的大旋轉(zhuǎn)引起的扭矩增加，并且與十字交叉滾子 軸承相比，由于滾動(dòng)阻力降低，因而可實(shí)現(xiàn)扭矩降低。
而且，由于寬度尺寸是現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)單列球軸承的約一半，因而球直 徑也是現(xiàn)有的球軸承的一半左右，相反增加每一列的球數(shù)，軸承剛性與 現(xiàn)有的球軸承相比增加。并且，在應(yīng)用于回轉(zhuǎn)機(jī)器人的臂接合部分等的
情況下，由于幾乎是低速的擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因而即使通過(guò)減小球直徑來(lái)降低 軸承的負(fù)載容量，滾動(dòng)疲勞壽命時(shí)間在實(shí)用上也不會(huì)成為問(wèn)題。
即使在其他的產(chǎn)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體/液晶 制造裝置、光學(xué)以及光電子裝置等中，由于大多是轉(zhuǎn)速低的用途和擺動(dòng) 旋轉(zhuǎn)用途，因而滾動(dòng)疲勞壽命時(shí)間也幾乎不會(huì)成為問(wèn)題。
圖46是各種軸承的計(jì)算力矩剛性的比較。在相同尺寸(計(jì)算例是相 當(dāng)于軸承識(shí)別號(hào)7906A (接觸角為30°),內(nèi)外徑尺寸相同的情況內(nèi)圈 內(nèi)徑())30mm，外圈外徑(j)47mm)時(shí)，將根據(jù)第一方案的單列窄寬度角接 觸球軸承(接觸角30。軸承的計(jì)算例)進(jìn)行了兩列組合、而且使內(nèi)外圈 的軌道槽曲率半徑(Da是球直徑)變化的本發(fā)明示例A E，均與十字 交叉滾子軸承、標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角接觸球軸承以及四點(diǎn)接觸球軸承相比， 力矩剛性增大，例如，本發(fā)明示例B能保持十字交叉滾子軸承的2.4倍、 現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角接觸球軸承的1.9倍、以及四點(diǎn)接觸球軸承的3.3倍 的力矩剛性。
另外，各自的設(shè)計(jì)預(yù)壓間隙被計(jì)算為實(shí)用上的標(biāo)準(zhǔn)值，即本發(fā)明 示例A E、標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角接觸球軸承以及四點(diǎn)接觸球軸承為一 O.OlOmm，十字交叉滾子軸承為一0.001mm。
并且，本實(shí)施方式中的窄寬度球軸承的合適的球直徑根據(jù)有無(wú)安裝 密封等而變化，然而為了增加剛性而極端地減小球直徑時(shí)，球與內(nèi)外圈 的軌道槽接觸的接觸部之間的面壓增加，很有可能耐壓痕性下降，因而 期望大致是軸承寬度(B)或(B2/2)的30 卯o/0。
然后，在本實(shí)施方式中，在單列球軸承100的一側(cè)設(shè)置有環(huán)狀密封 體120，并配設(shè)有將多個(gè)球103在圓周方向定位的保持器130。
艮卩，如圖38所示，在外圈101和內(nèi)圈102的例如右側(cè)的一側(cè)端面配 設(shè)有容納環(huán)狀密封體120的密封容納槽121和122。
環(huán)狀密封體120由使用呈倒L字狀形成的金屬芯125增強(qiáng)的增強(qiáng)型 的橡膠密封(例如腈橡膠 丙烯橡膠或氟橡膠)126構(gòu)成。橡膠密封126 在外周部形成有與外圈101嵌合的嵌合部126a，并在內(nèi)周部形成有與內(nèi) 圈101接觸的唇部126b。
并且，外圈101的密封容納槽121構(gòu)成為在與外圈101的軌道槽
101a連接的傾斜內(nèi)周面101b的右端側(cè)具有較淺的階梯部121a;以及淺 的嵌合凹部121b，其沿圓周方向形成在該階梯部121a的底部，并以壓入 的方式插入于環(huán)狀密封體120的嵌合部126a中。
并且，內(nèi)圈102的密封容納槽122構(gòu)成為在與內(nèi)圈的軌道槽102a 的左右兩端連接的圓筒外周面102b上的軌道槽102a的右側(cè)的槽肩部 102c的右端側(cè)，具有較深的階梯部122a;以及淺的容納凹部122b，其沿 圓周方向形成在該階梯部122a的底面，并與形成在環(huán)狀密封體120的內(nèi) 周面的唇部126b接觸。
而且，保持器130具有夾著容納球103的兜孔部131而沿軸向延長(zhǎng) 的一對(duì)圓環(huán)狀部132a和132b，這些圓環(huán)狀部132a和132b是以內(nèi)圈102 的圓筒外周面102b作為引導(dǎo)面而被安裝的。
然后，在環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán)狀部132b上沿圓周方向形成有斷 面為半圓形的凹狀槽部133，該凹狀槽部133形成于與在內(nèi)圈102的圓筒 外周面102b和密封容納槽122的交點(diǎn)處形成的交點(diǎn)邊緣部123對(duì)置的內(nèi) 周面上，用于避免接觸交點(diǎn)邊緣部123。
該保持器130是使用通過(guò)切削而制作的銅合金等的金屬材料、聚酰 胺、聚醛、聚苯撐硫(PPS)、聚醚乙醚酮(PEEK)等的合成樹脂材料、 以及添加了玻璃纖維或碳纖維等的增強(qiáng)材料后的強(qiáng)化材料摻入合成樹脂 材料等來(lái)制作的。在使用樹脂材料形成保持器130的情況下，可應(yīng)用切 削成形和注射成形中的任一種。
這樣，由于在保持器130的與形成在引導(dǎo)面的右端側(cè)的交點(diǎn)邊緣部 123對(duì)置的內(nèi)周面周向形成有凹狀槽部133，因而能可靠地防止該交點(diǎn)邊 緣部123與保持器130的內(nèi)周面接觸，通過(guò)使環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán) 狀部132b的寬度變寬來(lái)增大截面面積，從而可在確保強(qiáng)度的同時(shí)，可靠 地防止保持器130的磨損。
并且，在設(shè)置于引導(dǎo)面的一部分上的凹狀槽部133由潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的 情況下，可執(zhí)行作為保持潤(rùn)滑脂的貯存部的作用，另外由于位于引導(dǎo)面 附近，因而還具有向引導(dǎo)面適度提供潤(rùn)滑油的效果，從潤(rùn)滑特性方面來(lái)
看，也能長(zhǎng)期地保持耐磨損性。該效果如后述的圖49所示，在圓環(huán)狀部 132a和132b這雙方內(nèi)形成了凹狀槽部133和134的情況下更為顯著。
通常，在球軸承100的至少一側(cè)配設(shè)環(huán)狀密封體120的情況下，將 外圈101的內(nèi)徑面或內(nèi)圈102的外徑面用作保持器130的引導(dǎo)面，而由 于在該引導(dǎo)面與密封容納槽122相接的位置形成有交點(diǎn)邊緣部123，因而 由于該交點(diǎn)邊緣部123與保持器130的圓環(huán)狀部132b相接觸引起的邊緣 碰觸而使保持器130磨損。
為了防止該保持器130的磨損，以往考慮的是，當(dāng)使用內(nèi)圈引導(dǎo)時(shí)， 如圖47所示，縮短保持器130的在交點(diǎn)邊緣部123側(cè)的圓環(huán)狀部132b 的軸向長(zhǎng)度即寬度，從而圓環(huán)狀部132b與交點(diǎn)邊緣部123不會(huì)接觸。
然而，在如本實(shí)施例那樣窄寬度的球軸承100的情況下，具有這樣 的問(wèn)題，即圓環(huán)狀部132b的寬度非常薄，不能確保充分強(qiáng)度。
因此，有必要如圖48所示使圓環(huán)狀部132b的寬度變長(zhǎng)來(lái)確保強(qiáng)度， 而在該情況下，如上所述，圓環(huán)狀部132b的內(nèi)周面與交點(diǎn)邊緣部123對(duì) 置，因而在球軸承100的旋轉(zhuǎn)中保持器130朝引導(dǎo)側(cè)軌道環(huán)傾斜的情況 下，圓環(huán)狀部132b的內(nèi)周面與交點(diǎn)邊緣部123發(fā)生邊緣碰觸，從而使保 持器130磨損。
特別是，密封容納槽121和122由于大多是切削加工后的熱處理面， 因而面粗糙度不良，而且在與保持器130相接觸的交線部分容易形成毛 刺，因而容易發(fā)生磨損。
而且，本發(fā)明的球軸承100由于在結(jié)構(gòu)上與軸承的球節(jié)圓直徑相比 球直徑非常小，因而對(duì)應(yīng)于此，保持器130的圓環(huán)狀部132b的斷面也減 小，保持器130的徑向強(qiáng)度(圓環(huán)狀部132b的徑向強(qiáng)度)也減小。此外， 本發(fā)明的球軸承100的用途根據(jù)其使用條件，在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，容易被附 加大的力矩載荷，軸承容易傾斜。因此，根據(jù)各球103的接觸角的變化， 各球103的公轉(zhuǎn)速度發(fā)生變動(dòng)，由球103與兜孔部131之間的推壓力引 起的保持器130的變形也增大，因而更容易發(fā)生邊緣碰觸，接觸部的面 壓也增加，容易加速磨損。
然而，如上所述，在本實(shí)施方式中，如圖38所示，在使保持器130
的環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán)狀部132b的寬度變寬來(lái)增加截面面積的同 時(shí)，在有可能與密封容納槽122和成為引導(dǎo)面的圓筒外周面102b的邊界 部的交點(diǎn)邊緣部123相接觸的部分形成有凹狀槽133，因而即使保持器 130傾斜，也能在交點(diǎn)邊緣部123與凹狀槽133之間確保充分間隔，因而 能可靠地防止凹狀槽133與交點(diǎn)邊緣部123相接觸，從而能可靠地防止 保持器130磨損。并且，在本實(shí)施方式中，接觸角e被設(shè)定成35。，以便 使球103的與外圈101的軌道槽101a相接觸的接觸部Pl和與內(nèi)圈102 的軌道槽102a相接觸的接觸部P2中的法線方向的延長(zhǎng)線L1不會(huì)干涉容 納凹部122b。因此，距與延長(zhǎng)線L1平行且與容納凹部122b相接觸的平 行線L2的距離A被設(shè)定為A〉0。這里，接觸角e根據(jù)內(nèi)圈和外圈的槽肩的 高度、球直徑與軸承寬度的比率以及密封的容納凹部122b的形狀和大小 而改變，然而大致為60。以下，優(yōu)選為50。以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40。以下， 在低于20°的情況下，由于會(huì)導(dǎo)致容許軸向載荷和容許力矩載荷下降，因 而不是優(yōu)選的。
這樣，通過(guò)設(shè)定接觸角0，來(lái)使成為滾動(dòng)體載荷的附加方向的接觸 部P1和P2的法線方向的延長(zhǎng)線L1通過(guò)離開收納環(huán)狀密封體120的容納 凹部122b距離A (>0)的位置，從而能可靠地防止僅使用內(nèi)圈的槽肩部 來(lái)承擔(dān)滾動(dòng)體載荷，可使用由圖38的點(diǎn)劃線圖示的內(nèi)圈壓板140支承的 內(nèi)圈102和嵌插到內(nèi)圈102內(nèi)的軸(未圖示)來(lái)承受滾動(dòng)體載荷，不會(huì) 使槽肩部102c變形而招致剛性下降，從而可承受滾動(dòng)體載荷。因此，在 窄寬度的角接觸球軸承中，即使在被附加了大的力矩載荷的情況下，在 槽肩部102c也不會(huì)發(fā)生破裂和缺口，可使軸承壽命較長(zhǎng)。另外，在上述 實(shí)施方式中，對(duì)在球軸承100的右側(cè)配設(shè)環(huán)狀密封體120的情況作了說(shuō) 明，然而不限于此，可以在球軸承100的左側(cè)配設(shè)環(huán)狀密封體120，還可 以在兩側(cè)配設(shè)環(huán)狀密封體120。
并且，在上述變形例中，對(duì)將形成在圓環(huán)狀部132b內(nèi)的凹狀槽133 形成為斷面為半圓形的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，只要是斷面為四 邊形、斷面為三角形、斷面為橢圓形等的能避免與交點(diǎn)邊緣部123接觸 的形狀，就能使用任意形狀。
而且，在上述變形例中，對(duì)環(huán)狀密封體120與內(nèi)圈密封容納槽122 接觸的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可應(yīng)用與圖50所示的內(nèi)圈密封容 納槽122不接觸的非接觸橡膠密封型(帶有金屬芯)或者對(duì)外圈密封槽 進(jìn)行填縫的金屬密封。
而且，在上述實(shí)施方式中，對(duì)保持器130的引導(dǎo)面使用內(nèi)圈102的 外周面的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可以將外圈101的內(nèi)周面用作 引導(dǎo)面。
而且，在上述實(shí)施方式中，對(duì)在保持器130的圓環(huán)狀部132a和132b 中的環(huán)狀密封體120側(cè)的圓環(huán)狀部132b內(nèi)形成凹狀槽133的情況作了說(shuō) 明，然而不限于此，也可以如圖49所示，在與環(huán)狀密封體120相反一側(cè) 的圓環(huán)狀部132a內(nèi)，在夾著通過(guò)圓環(huán)狀部132b的凹狀槽133和各球103 的中心的垂直面的面對(duì)稱位置處設(shè)置凹狀槽部134。這樣，當(dāng)在左右的圓 環(huán)狀部132a和132b內(nèi)形成了凹狀槽部時(shí)，在組裝時(shí)不用確認(rèn)保持器130 的凹狀槽部的形成位置，可從任意方向進(jìn)行組裝，從而可改善組裝作業(yè)。
并且，除了本實(shí)施例以外，如圖51所示，當(dāng)將在軸向的一個(gè)端部(與 組合側(cè)端面相反一側(cè)的端部)安裝了環(huán)狀密封體104、而且具有能轉(zhuǎn)動(dòng)地 保持球103的保持器110的角接觸球軸承100進(jìn)行了兩列背對(duì)背組合的 情況下，保持器還可以采用將內(nèi)圈外徑面和外圈內(nèi)徑面不用作引導(dǎo)面的 懸臂環(huán)結(jié)構(gòu)的保持器即與內(nèi)圈和外圈非接觸的柔性球引導(dǎo)冠形保持器 110，如圖52和圖53所示，該保持器具有圓環(huán)部lll;柱部112，其在
圓周方向以大致等間隔地沿軸向突設(shè)在該圓環(huán)部111的一端部上的多個(gè) 部位；以及兜孔部U3，其形成在各柱部112之間，將球103保持為能在 周向轉(zhuǎn)動(dòng)。在這樣將單列球軸承進(jìn)行了兩列組合的情況下，如圖51所示， 只要使球103的軸向間距盡可能地朝與組合側(cè)端面相反一側(cè)偏移 X2)，就能實(shí)現(xiàn)保持器環(huán)部的軸向壁厚變厚的結(jié)構(gòu)，而且可將用于提高力 矩剛性的作用點(diǎn)間距離設(shè)定得大。并且，還可以應(yīng)用無(wú)保持器的滿球角 接觸球軸承。
另外，在上述實(shí)施方式中，球103的節(jié)圓直徑如下式(4)所示，然 而在想要增加每一列軸承的球數(shù)來(lái)進(jìn)一步增加力矩剛性的情況下，可以 采用下式(5)，得到使球103的節(jié)圓直徑朝外圈側(cè)偏移的結(jié)構(gòu)，也可以 根據(jù)需要采用下式(6)來(lái)反之使球103的節(jié)圓直徑朝內(nèi)圈102側(cè)偏移(未 圖示)。
球的節(jié)圓直徑=(內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(4) 球的節(jié)圓直徑> (內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(5) 球的節(jié)圓直徑< (內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(6) 并且，根據(jù)需要，可以使所組合的左右球軸承的球節(jié)圓直徑不為相 同值，也可以使所組合的左右球軸承的球103的直徑不為相同值。此外， 所組合的兩個(gè)球軸承的斷面尺寸比(B/H)可以不相同，例如，可以把 球直徑小的軸承設(shè)定為(B/H) =0.28，把球直徑大的軸承設(shè)定為(B /H) =0.62。并且，球103的軸向間距也可以不是軸向中心，可以根據(jù) 有無(wú)安裝密封或保持器或者為了確保力矩的作用點(diǎn)間距離等而使球103 的軸向間距在軸向上不均勻。
下面，參照?qǐng)D54對(duì)第3實(shí)施方式中的第2實(shí)施形態(tài)的一個(gè)示例的雙 列角接觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明。
該雙列角接觸球軸承200在外圈201的雙列軌道槽201a、 201b與內(nèi) 圈202的雙列軌道槽202a、 202b之間自由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)球203，軸 向斷面寬度B2與徑向斷面高度H2 (=(外圈外徑D2—內(nèi)圈內(nèi)徑d2) / 2)的斷面尺寸比(B2/H2)被設(shè)定為(B2/H2) <1.2，球節(jié)圓直徑被 設(shè)定在徑向斷面高度的中央。
然后，在外圈201和內(nèi)圈202的左右側(cè)面分別形成有與第3實(shí)施方 式中的第1實(shí)施形態(tài)一樣的密封容納槽121和122，在這些密封容納槽 121和122內(nèi)左右對(duì)稱地容納有環(huán)狀密封體120。
這里，在本實(shí)施方式中，釆用將雙列球軸承200替換為7208A (接 觸角35°)的兩列組合角接觸球軸承的情況為例。
7208A由于內(nèi)圈內(nèi)徑是(HOmm，外圈外徑是(j)80mm，軸向斷面寬度 (軸承單體寬度)B是18mm，因而斷面尺寸比(B / H) 二0.9。因此， 在本實(shí)施方式的角接觸球軸承200中，采用斷面尺寸比(B2 / H2) =0.90 (內(nèi)圈內(nèi)徑和外圈外徑保持原樣，軸向斷面寬度(軸承單體寬度)B2
為18mm)。由此，當(dāng)然能承受徑向載荷以及雙向的軸向載荷和力矩載荷， 而且可實(shí)現(xiàn)在軸向尺寸方面節(jié)省1 / 2的空間、扭矩降低以及進(jìn)一步的剛 性增髙。
當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以將斷面尺寸比(B2/H2)設(shè)定為低于0.90 或超過(guò)0.90 (然而，(B2/H2) <1.2)。
然后，角接觸球軸承200的接觸角與上述的第3實(shí)施方式中的第1 實(shí)施形態(tài)一樣被設(shè)定為例如35°，該接觸角被設(shè)定成使球203的與外圈 201和內(nèi)圈202的軌道槽201a、 201b和202a、 202b相接觸的接觸部Pl 和P2的法線方向的延長(zhǎng)線L1通過(guò)離開容納凹部122b預(yù)定距離A (>0) 的位置。
也在本第3實(shí)施方式中的第2實(shí)施形態(tài)中，接觸角e被設(shè)定成使接觸
部Pl和P2的法線方向的延長(zhǎng)線Ll不會(huì)干涉密封容納槽122的容納凹部 122b，因而當(dāng)被附加了大的滾動(dòng)體載荷時(shí)，不會(huì)僅使用槽肩部來(lái)承擔(dān)該 滾動(dòng)體載荷，可使用由內(nèi)圈壓板支承的內(nèi)圈202和嵌插到該內(nèi)圈202內(nèi) 的軸(未圖示)來(lái)承受該滾動(dòng)體載荷，可抑制槽肩部的變形，可靠地防 止槽肩部的破裂和缺口，從而可使窄寬度的雙列角接觸球軸承的壽命較 長(zhǎng)。
另外，也在本第3實(shí)施方式中的第2實(shí)施形態(tài)中，為了提高力矩剛 性，可以在雙列角接觸球軸承200中使球節(jié)圓直徑朝外徑側(cè)偏移，或者 在雙列角接觸球軸承200中使各列的球直徑或球節(jié)圓直徑改變。
并且，也可以使用無(wú)保持器的雙列滿球角接觸球軸承。
在任一個(gè)示例的情況下，環(huán)狀密封體、保持器等結(jié)構(gòu)和有無(wú)安裝以 及有關(guān)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用例，以上述第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)所記載的 單列球軸承為準(zhǔn)。并且，與上述第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)一樣， 都可以在預(yù)壓和間隙的任一條件下使用。
并且，在上述第3實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)中，對(duì)形成與內(nèi)圈102 側(cè)的槽肩部102c連接并容納環(huán)狀密封體120的嵌合凹部121b和容納凹 部122b的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，還能將本發(fā)明應(yīng)用于形成以圖 38中沿著通過(guò)球103中心的垂直線進(jìn)行左右反轉(zhuǎn)的形狀來(lái)與外圈101和
內(nèi)圈K)2的槽肩部連接并容納環(huán)狀密封體120的容納凹部的情況。這里， 環(huán)狀密封體120可以設(shè)置在左右兩側(cè)。
而且，在上述第3實(shí)施方式中的第1和第2實(shí)施形態(tài)中，對(duì)在圓周 方向的整周范圍內(nèi)形成有容納環(huán)狀密封體120的嵌合凹部121b和容納凹 部122b的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，還可將本發(fā)明應(yīng)用于在圓周方 向的一部分內(nèi)形成凹階梯部的情況。而且，作為凹階梯部，不限于用于 容納環(huán)狀密封體120的凹階梯部，可應(yīng)用在任意用途中使用的凹階梯部。
下面，對(duì)在本發(fā)明的第4實(shí)施方式的一個(gè)示例的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部、 旋轉(zhuǎn)臺(tái)、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、機(jī)器人的關(guān)節(jié)部或回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體 /液晶制造裝置、光學(xué)以及光電子裝置等中使用的組合球軸承和雙列球 軸承，特別是在作為負(fù)載被施加了徑向載荷以及雙向的軸向載荷、特別 是大的力矩載荷的用途中使用的球軸承進(jìn)行說(shuō)明。
通常，在球軸承，例如深槽球軸承等中，如圖55所示，球83自由 旋轉(zhuǎn)地被夾持在內(nèi)圈82和外圈81的軌道面間，并以保持封入潤(rùn)滑脂并 防止?jié)櫥蛲獠啃孤⒒蛘叻乐巩愇飶耐獠肯蜉S承內(nèi)部侵入等為目的， 在內(nèi)圈82和外圈81之間的軸向端面上安裝密封85。并且，作為保持球 83的球引導(dǎo)保持器84，如圖56所示，標(biāo)準(zhǔn)采用在環(huán)部86a形成了預(yù)定 數(shù)量的兜孔部86b的冠形(懸臂環(huán)結(jié)構(gòu))的球引導(dǎo)合成樹脂保持器。
在該球引導(dǎo)保持器84中，如圖56所示，通常保持球83的兜孔內(nèi)表 面86c形成為具有比球83的曲率稍大的曲率的球面形狀，并且如圖57 所示，保持器84的徑向的運(yùn)動(dòng)量根據(jù)球83與兜孔內(nèi)徑側(cè)端面間的間隙 ARp或者球83與兜孔外徑側(cè)端面間的間隙AR2的較小一方來(lái)定位。
并且，如圖58所示，保持器84的軸向的移動(dòng)量， 一方向由環(huán)側(cè)兜 孔內(nèi)表面86c與球83的間隙ASi來(lái)定位，另一方向根據(jù)形成在兜孔柱部 86d前端的球卡定部86e與球83的間隙AS2來(lái)定位。
并且，保持器84通常是通過(guò)注射成形來(lái)制作的，然而在將保持器從
模具分離時(shí)，成為在軸向上脫模的結(jié)構(gòu)(所謂軸向拔模)。此時(shí)，由于兜 孔面的內(nèi)徑(()dp與一對(duì)球卡定部86e間的距離(孔口直徑尺寸H)的關(guān)系 為())dp〉H，因而在脫模時(shí)，在用于形成兜孔的成形模具構(gòu)件(球面狀的
構(gòu)件)通過(guò)球卡定部86e時(shí)，球卡定部86e伴有變形。不得不采取所謂 強(qiáng)制拔模的形式。
因此，球卡定部86e需要保持這樣的柔性，即在脫模時(shí)，不會(huì)留 下破損、裂縫或者在功能上成為問(wèn)題的大的塑性變形。
并且，球卡定部86c具有這樣的結(jié)構(gòu)，g卩針對(duì)該對(duì)置的球卡定部 86c間的孔口外徑H的球直徑(j)Da滿足(t)D^H的關(guān)系，在將保持器84裝 入到軸承內(nèi)時(shí)(把球83插入到兜孔部86b內(nèi))時(shí)，也要求在通過(guò)球卡定 部86e間時(shí)不會(huì)產(chǎn)生球卡定部86e的破損和缺口等，并在裝入后使保持 器84不會(huì)軸向從球83脫出。
在通常的一般旋轉(zhuǎn)條件下，保持器84從球83脫出的可能性小，然 而在軸承旋轉(zhuǎn)中振動(dòng)大的條件、或者由于力矩載荷或其他要因引起的外 圈81和內(nèi)圈82間的傾斜等而對(duì)保持器84的球卡定部86e施加偏載荷的 用途中，容易脫開，因而需要保持抑制保持器84的軸向脫落(脫出)的 強(qiáng)度。
假如在至少一部分的兜孔部86b中球83軸向脫開的情況下，圓周方 向的相鄰球之間接觸，由于球間的滑動(dòng)接觸而產(chǎn)生發(fā)熱或者發(fā)生磨損， 甚至根據(jù)情況會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)或球破損。保持器84也由于脫落部位的不均勻 碰觸而出現(xiàn)發(fā)生損耗或缺口等不良情況。
在上述那樣的用途中，為了滿足兩者相反的要求，在完成合適的保 持器樹脂材料的選定、玻璃纖維等強(qiáng)化材料的含有量的選定、最佳的球 卡定部86e的孔口直徑尺寸H的選定等建立最終規(guī)格設(shè)計(jì)之前，有必要 解決若干問(wèn)題。
另一方面，在角接觸球軸承的情況下，如圖59和圖60所示， 一般 大多使用兩側(cè)環(huán)結(jié)構(gòu)的所謂切制保持器，然而最近，在日本特開2004 — 333588號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)4)所示的窄寬度球軸承的情況下， 作為用于使球軸承的軸向?qū)挾雀姆桨?，提出了冠形懸臂環(huán)結(jié)構(gòu)的球 引導(dǎo)保持器。
然而，在專利文獻(xiàn)4所公開的窄寬度角接觸球軸承中，由于以節(jié)省 軸向空間為目的而使軸承的軸向?qū)挾茸冋脑?，特別是球直徑不得不
減小，保持器的斷面壁厚也薄，環(huán)部的圓環(huán)強(qiáng)度減小而使保持器容易變 形，因而具有容易發(fā)生上述的保持器軸向脫落的未解決課題。
特別是，在上述的用途中，大多是施加大的力矩載荷作為負(fù)載進(jìn)行 運(yùn)轉(zhuǎn)，由于各球的負(fù)載載荷的變動(dòng)而使各球公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生差異，其結(jié)果 是，向保持器施加偏載荷而使保持器變形，擔(dān)心有由于對(duì)球卡定部施加 載荷而使保持器軸向脫出的可能性。當(dāng)使保持器強(qiáng)度極端大時(shí)，如上所 述，由于從成形模具脫模時(shí)、或者裝入保持器時(shí)通過(guò)球的卡定部時(shí)的變 形載荷而發(fā)生卡定部的破損或裂縫或者發(fā)生塑性變形。
因此，本發(fā)明的第4實(shí)施方式是著眼于上述現(xiàn)有例的未解決課題而 完成的，本第4實(shí)施方式的目的是提供一種在以節(jié)省軸向空間為目的而 采用了冠形保持器的情況下，不會(huì)發(fā)生保持器的軸向脫開，并且不會(huì)發(fā) 生球磨損和損傷以及不會(huì)使保持器破損而能發(fā)揮穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)性能的球軸 承。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài) 的組合球軸承是將窄寬度球軸承進(jìn)行兩列組合而構(gòu)成，各窄寬度球軸承 在一側(cè)具有環(huán)部，并在該環(huán)部的另一側(cè)具有形成了預(yù)定數(shù)量兜孔部(用 于保持球)的冠形球引導(dǎo)保持器，將該環(huán)部配置在組合面?zhèn)?，該組合球 軸承的特征在于，上述兜孔部具有形成在與上述環(huán)部相反一側(cè)的前端部 上的、防止球脫出的球卡定部，并且將上述兜孔部的兜孔面與球之間的 軸向間隙，和使上述兜孔部的曲率中心與球曲率中心一致的狀態(tài)下的對(duì) 置的兩個(gè)保持器中的環(huán)部端部間的軸向間隙相加所得的值設(shè)定為，比上 述兜孔部的曲率中心與上述球卡定部前端之間的軸向距離小。
并且，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第2實(shí)施形態(tài)的組合球軸承， 其特征在于，在根據(jù)上述第1實(shí)施形態(tài)的發(fā)明中，上述球引導(dǎo)保持器使 用合成樹脂材料來(lái)成形。
而且，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第3實(shí)施形態(tài)的組合球軸承， 其特征在于，在根據(jù)上述第1或第2實(shí)施形態(tài)的發(fā)明中，上述各窄寬度 球軸承設(shè)有環(huán)狀密封體，該環(huán)狀密封體配設(shè)在隔著球與上述球引導(dǎo)保持 器的環(huán)部側(cè)相反一側(cè)的內(nèi)外圈軸向端面部上。
而且，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第4實(shí)施形態(tài)的組合球軸承， 其特征在于，在根據(jù)上述第3實(shí)施形態(tài)的發(fā)明中，上述環(huán)狀密封體與上 述窄寬度球軸承的外圈和內(nèi)圈中的至少一方接觸。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第5實(shí)施形態(tài)的雙列球軸承 具有窄寬度雙列球軸承的結(jié)構(gòu)，各列在一側(cè)具有環(huán)部，并在該環(huán)部的另 一側(cè)具有形成了預(yù)定數(shù)量兜孔部(用于保持球)的冠形球引導(dǎo)保持器， 將該環(huán)部側(cè)配置成與軸承的軸向內(nèi)側(cè)對(duì)置，該雙列球軸承的特征在于， 上述兜孔部具有形成在與上述環(huán)部相反一側(cè)的前端部上的、防止球脫出 的球卡定部，并且將上述兜孔部的兜孔面與球之間的軸向間隙，和使上 述兜孔部的曲率中心與球曲率中心一致的狀態(tài)下的對(duì)置的兩個(gè)保持器中 的環(huán)部端部間的軸向間隙相加所得的值設(shè)定為，比上述兜孔部的曲率中 心與上述球卡定部前端之間的軸向距離小。
并且，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第6實(shí)施形態(tài)的雙列球軸承， 其特征在于，在上述第5實(shí)施形態(tài)中，上述球引導(dǎo)保持器使用合成樹脂 材料來(lái)成形。
而且，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第7實(shí)施形態(tài)的雙列球軸承， 其特征在于，在上述第5或第6實(shí)施形態(tài)中，上述雙列球軸承設(shè)有環(huán)狀 密封體，該環(huán)狀密封體配設(shè)在隔著球與上述球引導(dǎo)保持器的環(huán)部側(cè)相反 一側(cè)的內(nèi)外圈軸向端面部上。
而且，根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第8實(shí)施形態(tài)的雙列球軸承， 其特征在于，在上述第7實(shí)施形態(tài)中，上述環(huán)狀密封體與上述窄寬度球 軸承的外圈和內(nèi)圈中的至少一方接觸。
根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式，在將窄寬度球軸承進(jìn)行了兩列組合的 組合軸承、或者窄寬度雙列球軸承中，將上述兜孔部的兜孔面與球之間 的軸向間隙，和使上述兜孔部的曲率中心與球曲率中心一致的狀態(tài)下的 對(duì)置的兩個(gè)保持器中的環(huán)部端部間的軸向間隙相加所得的值設(shè)定為，比 上述兜孔部的曲率中心與上述球卡定部前端之間的軸向距離小，因而在 由于因力矩載荷引起的內(nèi)外圈傾斜等而使保持器軸向移動(dòng)的情況下，由 于接觸所組合的另一個(gè)軸承的保持器端面，因而球的大徑部不會(huì)偏移到
越過(guò)球卡定部，因此可取得能可靠地防止球和保持器相對(duì)脫落的效果。
以下，參照?qǐng)D對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
圖61是示出將表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)的單列 球軸承進(jìn)行了兩列組合的狀態(tài)的主要部分剖面圖，圖62是示出斷面尺寸 比(B/H)與徑向的內(nèi)外圈的變形量之間的關(guān)系的圖，圖63是示出斷 面尺寸比(B/H)與斷面慣性矩I之間的關(guān)系的圖，圖64是用于對(duì)內(nèi)圈 的徑向的變形量進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖，圖65是用于對(duì)內(nèi)圈的斷面慣性矩的 計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖，圖66是示出斷面尺寸比(B/H)與徑向 的內(nèi)外圈的變形量之間的關(guān)系的圖，圖67是示出斷面尺寸比(B/H) 與斷面慣性矩I之間的關(guān)系的圖，圖68是示出各種軸承的計(jì)算力矩剛性 的比較的圖，圖69是示出球引導(dǎo)保持器的剖面圖，圖70是從徑向內(nèi)側(cè) 觀察保持器的部分立體圖，圖71是從圖69的箭頭Y方向觀察的向視圖， 圖72是沿圖69的Z—Z線的剖面圖，圖73是對(duì)保持器軸向移動(dòng)的情況 的作用進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖，圖74是從圖69的箭頭X方向觀察的向視圖。
如圖61所示，本發(fā)明的組合軸承IOO具有將兩個(gè)單列角接觸球軸承 300A和300B進(jìn)行兩列背對(duì)背組合以使接觸角表示八字的結(jié)構(gòu)。
這里，如圖61所示，單列角接觸球軸承300A和300B分別具有在 外圈301的軌道槽301a與內(nèi)圈302的軌道槽302a之間自由滾動(dòng)地配設(shè) 有多個(gè)球303的窄寬度軸承的結(jié)構(gòu)。
并且，內(nèi)圈302、外圈301以及球303的材料在標(biāo)準(zhǔn)使用條件下采 用了軸承鋼(例如，SUJ2、 SUJ3等)，然而根據(jù)使用環(huán)境，可以釆用防 腐蝕材料即不銹鋼系材料(例如，SUS440C等的馬氏體系不銹鋼材、 SUS304等的奧氏體系不銹鋼材、SUS630等的沉淀硬化系不銹鋼材等)、 鈦合金或者陶瓷系材料(例如，Si3N4、 SiC、 A1203、 Zr。2等)。
潤(rùn)滑方法也未作特別限定，在一般的使用環(huán)境中，可使用礦物油系 潤(rùn)滑脂或合成油系(例如，鋰系、尿素系等)潤(rùn)滑脂或油，在高溫環(huán)境 用途等中，可使用氟系潤(rùn)滑脂或氟系油或者氟樹脂、MoS2等的固體潤(rùn)滑 劑。
并且，窄寬度軸承是不適用于由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)
角接觸球軸承(78xx、 79xx、 70xx、 72xx、 73xx系列等)的尺寸的軸承， 是軸向斷面寬度B與徑向斷面高度H(二 (外圈外徑D—內(nèi)圈內(nèi)徑d) / 2)的斷面尺寸比(B/H)為(B/H) <0.63的軸承。
并且，窄寬度雙列球軸承是軸向斷面寬度B2與徑向斷面高度H2(= (外圈外徑D2 —內(nèi)圈內(nèi)徑d2) /2)的斷面尺寸比(B2/H2)為(B2 /H2) <1.2的窄寬度雙列角接觸球軸承。
例如，現(xiàn)有的球軸承在是7208A (接觸角為30度的角接觸球軸承) 的情況下，由于內(nèi)圈內(nèi)徑是())40mm，外圈外徑是(j)80mm，軸向斷面寬度 (軸承單體寬度)B是18mm，因而斷面尺寸比(B / H) =0.9。
因此，在本實(shí)施方式的角接觸球軸承300A和300B中，采用了斷面 尺寸比(B/H) =0.45 (內(nèi)圈內(nèi)徑和外圈外徑保持原樣，軸向斷面寬度 (軸承單體寬度)為9mm)。由此，可承受徑向載荷以及雙向的軸向載荷 和力矩載荷，并可實(shí)現(xiàn)軸向尺寸節(jié)省1 / 2的空間，能與單列的7208A替 換，而且可實(shí)現(xiàn)扭矩降低和進(jìn)一步的剛性增高。
當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以將角接觸球軸承300的斷面尺寸比(B/H) 設(shè)定為低于0.45或超過(guò)0.45 (然而(B/H) <0.63)。
這樣，設(shè)定B/H〈0.63的原因如下。
圖62和圖63分別示出以標(biāo)準(zhǔn)使用的極薄壁球軸承(軸承內(nèi)徑 (J)38.1mm，軸承外徑(j)47.625mm，軸承寬度4.762mm，上述斷面尺寸 比(B/H) 二l)為基準(zhǔn)，在不改變軸承外徑和軸承寬度而使軸承內(nèi)徑 變化的情況(即，使(B/H)的值變化的情況)下的內(nèi)外圈的徑向的變 形特性(參照?qǐng)D64:例示出內(nèi)圈)和徑向的斷面慣性矩I (參照?qǐng)D65: 根據(jù)I二bhVl2計(jì)算)相比較后的結(jié)果。
并且，圖66和圖67也分別示出以標(biāo)準(zhǔn)使用的極薄壁球軸承(軸承 內(nèi)徑(j)63.5mm，軸承外徑c()76.2mm，軸承寬度6.35mm，上述斷面 尺寸比(B/H) =1)為基準(zhǔn)，在不改變軸承外徑和軸承寬度而使軸承 內(nèi)徑變化的情況(即，使(B/H)的值變化的情況)下的內(nèi)外圈的徑向 的變形特性和徑向的斷面慣性矩I相比較后的結(jié)果。
任何軸承都是(B / H)小于0.63，剛性的增加率梯度變化出現(xiàn)顯著。
即，斷面慣性矩I的增加變得顯著，徑向的內(nèi)外圈的變形量減少處于飽和 狀態(tài)。
因此，在本實(shí)施方式中，可防止在現(xiàn)有的極薄壁軸承中成為問(wèn)題的 由內(nèi)外圈制造時(shí)的車床加工或研磨加工時(shí)的加工力引起的軸承變形，可 改善圓度和偏心厚度等的軸承精度。
并且，在裝入到軸或殼體內(nèi)的情況(特別是，通過(guò)間隙嵌合裝入到 軸或殼體內(nèi)的情況)下，可抑制當(dāng)使用內(nèi)圈壓板或外圈壓板等固定了軸 承時(shí)的內(nèi)外圈的變形(特別是圓度的惡化)，并可防止由變形產(chǎn)生的扭矩 不良和旋轉(zhuǎn)精度不良、或者發(fā)熱增大、磨損、燒結(jié)等不良情況。
另外，單列球軸承在一列的情況下，難以承受預(yù)壓或承擔(dān)力矩載荷， 而在進(jìn)行兩列以上的多列組合的情況下，能承擔(dān)徑向載荷、軸向載荷以 及力矩載荷。
并且，由于各球與內(nèi)外圈的軌道槽總是兩點(diǎn)接觸，因而可如四點(diǎn)接 觸球軸承那樣抑制由球的大旋轉(zhuǎn)引起的扭矩增加，并且與十字交叉滾子 軸承相比，由于滾動(dòng)阻力降低，因而可實(shí)現(xiàn)扭矩降低。
并且，由于寬度尺寸是現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)單列球軸承的約一半，因而球直 徑也是現(xiàn)有的球軸承的一半左右，相反增加每1列的球數(shù)，軸承剛性與 現(xiàn)有的球軸承相比增加。并且，在應(yīng)用于回轉(zhuǎn)機(jī)器人的臂接合部分等的 情況下，由于幾乎是低速的擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因而即使通過(guò)減小球直徑來(lái)降低 軸承的負(fù)載容量，滾動(dòng)疲勞壽命時(shí)間也不會(huì)在實(shí)用上成為問(wèn)題。
即使在其他的產(chǎn)業(yè)機(jī)械、機(jī)器人的關(guān)節(jié)部或回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部、機(jī)床的旋 轉(zhuǎn)臺(tái)或主軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體/液晶制造裝置、光學(xué)以及 光電子裝置等中，由于大多是轉(zhuǎn)速低的用途和擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)用途，因而滾動(dòng) 疲勞壽命時(shí)間也幾乎不會(huì)成為問(wèn)題。
圖68是各種軸承的計(jì)算力矩剛性的比較。在相同尺寸(計(jì)算例是相 當(dāng)于軸承識(shí)別號(hào)7906A (接觸角為30°)，內(nèi)外徑尺寸相同的情況內(nèi)圈 內(nèi)徑(j)30mm，外圈外徑(H7)時(shí)，在根據(jù)第四實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài) 的兩列組合的窄寬度角接觸球軸承(接觸角30。軸承的計(jì)算例)中、而 且使內(nèi)外圈的軌道槽曲率半徑(Da是球直徑)變化的本發(fā)明示例A E， 均與十字交叉滾子軸承、標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角接觸球軸承以及四點(diǎn)接觸球軸
承相比，力矩剛性增高，例如本發(fā)明示例B能保持十字交叉滾子軸承的 2.4倍、現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角接觸球軸承的1.9倍、以及四點(diǎn)接觸球軸 承的3.3倍的力矩剛性。
另外，各自的設(shè)計(jì)預(yù)壓間隙被計(jì)算為實(shí)用上的標(biāo)準(zhǔn)值，即本發(fā)明 示例A E、標(biāo)準(zhǔn)兩列組合角接觸球軸承以及四點(diǎn)接觸球軸承為一 0.010mm，十字交叉滾子軸承為一O.OOlmm。
并且，本實(shí)施方式中的窄寬度球軸承的合適的球直徑根據(jù)有無(wú)安裝 密封等而變化，然而為了增加剛性而極端地減小球直徑時(shí)，球與內(nèi)外圈 的軌道槽接觸的接觸部之間的面壓增加，很有可能耐壓痕性下降，因而 期望大致是軸承寬度(B)的30 90%。
另外，在施加了大的力矩載荷時(shí)，為了抑制球和內(nèi)外圈槽接觸部跨 到內(nèi)外圈槽肩部上，接觸角e是大致60°以下，優(yōu)選為50°以下，進(jìn)一步 優(yōu)選為40。以下，在低于20。的情況下，反過(guò)來(lái)會(huì)導(dǎo)致容許軸向載荷和容 許力矩載荷下降，因而是不優(yōu)選的。
然后，在本實(shí)施方式中，在單列角接觸球軸承300A和300B的組合 面?zhèn)扰湓O(shè)了將多個(gè)球303周向定位的球引導(dǎo)保持器310，并在與組合面相 反一側(cè)配設(shè)了環(huán)狀密封體320。
例如如圖69 圖71所示，球引導(dǎo)保持器310采用柔性冠形保持器 的結(jié)構(gòu)，該球引導(dǎo)保持器310具有環(huán)部311;柱部312，其在圓周方向 以大致等間隔地沿軸向突設(shè)在該環(huán)部311的一端部上的多個(gè)部位；多個(gè) 兜孔部313，其形成在各柱部312之間，將球303保持為能在周向轉(zhuǎn)動(dòng)； 以及一對(duì)球卡定部314，其形成在該兜孔部313的與環(huán)部311相反一側(cè)的 前端部，用于防止球303脫出。該保持器310的材質(zhì)例如使用聚酰胺、 聚醛、聚苯撐硫等的合成樹脂材料，根據(jù)需要使用將玻璃纖維或碳纖維 等的增強(qiáng)材料混入到合成樹脂材料內(nèi)后的材料。
然后，如圖61所示，球引導(dǎo)保持器310以環(huán)部311為組合面?zhèn)鹊姆?式配置在單列角接觸球軸承300A和300B內(nèi)。
這里，如圖72所示，將兜孔部313的兜孔面313a與球303之間的 軸向間隙AP，和使兜孔部313的曲率中心0與球303的曲率中心一致的 狀態(tài)下的對(duì)置的兩個(gè)保持器310中的環(huán)部311的端部間的軸向間隙AG相 加所得的值A(chǔ)G+AP設(shè)定為，比兜孔部313的曲率中心O與球卡定部314 的前端之間的軸向距離L小，即如下述(7)式所示。 L〉A(chǔ)G+AP ......... (7)
通過(guò)采用這種尺寸結(jié)構(gòu)，當(dāng)如圖73所示，在一個(gè)單列角接觸球軸承 例如300A中保持器310由于因力矩載荷引起的內(nèi)外圈傾斜等而從點(diǎn)劃線 圖示的狀態(tài)軸向移動(dòng)到實(shí)線圖示的狀態(tài)時(shí)，其環(huán)部311與所組合的另一 個(gè)單列角接觸球軸承300B的保持器310的環(huán)部311抵接，從而使球303 的大徑部不會(huì)越過(guò)球卡定部314的前端(即，圖73中的A為正值)，以此 能可靠地防止保持器310的脫落即球303從兜孔部313脫離(即，保留 圖73中的A的余量)。
這里，角接觸球軸承300A和300B的保持器310全都以大致相同速 度進(jìn)行公轉(zhuǎn)，兩保持器310的相對(duì)滑動(dòng)速度極小，而且兩者在平坦的面 進(jìn)行接觸，因而難以發(fā)生接觸部分的磨損或破損。
盡管上述結(jié)構(gòu)在使用單列軸承的情況下不能發(fā)揮效果，然而在角接 觸球軸承的情況下，從結(jié)構(gòu)上看，在單列情況下只能施加一方向的軸向 載荷，因而大多在兩列以上的組合中使用，實(shí)施情況下的應(yīng)用頻度高。
通過(guò)將保持器310在組合軸承300中配置成具有上述(7)式的關(guān)系， 能可靠地防止球303從保持器310脫離，并能擴(kuò)大保持器310的球卡定 部314的形狀設(shè)計(jì)的選擇范圍，也容易設(shè)計(jì)。
并且，在本實(shí)施方式中，為了提高軸承的負(fù)載容量和剛性，使相鄰 的球303間的圓周方向間距盡可能地移動(dòng)到與組合側(cè)端面相反一側(cè)(圖 61: Xi〉X2)，將保持器310的環(huán)部311配置為軸承組合端面?zhèn)?，從而?將用于提高力矩剛性的作用點(diǎn)間距離設(shè)定得大。
并且，圖74 (b)是基本結(jié)構(gòu)與圖74 (a)相同的冠形保持器，該保 持器具有以下結(jié)構(gòu)，即在環(huán)部311的至少圓周方向的一部位將彼此相 鄰的兜孔部313間預(yù)先切斷，使各切斷面間具有預(yù)定的間隙。
通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，即使在由于保持器與內(nèi)外圈的熱膨脹系數(shù)差以
及保持器的尺寸精度或圓度的變動(dòng)而使?jié)L動(dòng)體節(jié)圓直徑與保持器的節(jié)圓 直徑發(fā)生偏差的情況下，也兼具有由于是懸臂形狀而引起的徑向柔性以 及由各切斷面間的間隙引起的圓周方向的彈力變形(圓周方向柔性)，因
而可緩沖球303與兜孔部313之間的推壓力，防止保持器的損傷和磨損， 并可進(jìn)一步減輕由球303與兜孔部313內(nèi)表面的滑動(dòng)接觸阻力引起的扭 矩不均勻和發(fā)熱。
并且，本發(fā)明的球軸承在結(jié)構(gòu)上，使用球直徑減小，因而保持器的 環(huán)部311的徑向厚度不會(huì)變厚(從圖61也能理解，保持器有必要在內(nèi)圈 外徑與外圈內(nèi)徑之間的空隙部設(shè)置適度的間隙來(lái)進(jìn)行定位，該內(nèi)圈外徑 與外圈內(nèi)徑之間的空隙部由于與球直徑存在大致正比關(guān)系，因而窄)，并 且根據(jù)窄寬度結(jié)構(gòu)，軸向的間隙部也窄，軸向厚度也不得不薄。因此， 保持器的環(huán)部比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的軸承小得多，難以得到圓度等的尺寸精度， 因而將環(huán)部311如圖74 (b)所示來(lái)構(gòu)成的保持器結(jié)構(gòu)特別是在上述的保 持器的損傷和磨損防止效果以及扭矩不均勻和發(fā)熱的減輕方面取得效 果。
然后，如圖75所示，環(huán)狀密封體320具有與對(duì)應(yīng)于插入有該環(huán)狀密 封體320 —側(cè)的內(nèi)圈302或外圈301接觸或不接觸的結(jié)構(gòu)。該環(huán)狀密封 體320隔著球303配設(shè)在兩單列角接觸球軸承300A和300B的保持器310 的環(huán)部311的相反側(cè)的內(nèi)外圈軸向端面部。
該環(huán)狀密封體320被容納在形成于外圈301和內(nèi)圈302的軸向端面 部?jī)?nèi)的密封容納槽321和322內(nèi)。
環(huán)狀密封體320是以壓入方式插入到形成在外圈301的密封容納槽 321內(nèi)的嵌合槽321a內(nèi)的非接觸型(與內(nèi)圈302不接觸)，并由使用呈倒 L狀的金屬芯325增強(qiáng)的增強(qiáng)型橡膠密封(例如腈橡膠，丙烯橡膠或氟橡 膠)326構(gòu)成。
這里，單列角接觸球軸承300A的橡膠密封326具有與嵌合槽321a 嵌合的嵌合部326a;以及在從該嵌合部326a朝軸向外側(cè)彎曲的同時(shí)朝內(nèi) 圈302側(cè)延長(zhǎng)的環(huán)狀板部326b。并且，單列角接觸球軸承300B的橡膠 密封326與單列角接觸球軸承300A的橡膠密封326是隔著組合面而面對(duì)
稱的形狀。
這樣，通過(guò)形成環(huán)狀密封體320的橡膠密封326，可保持環(huán)狀密封 體320與球303之間的內(nèi)部空間容積，并能如圖75所示在球303附近封 入相當(dāng)量的潤(rùn)滑脂。并且，由于球303與密封表面之間的距離短，因而 附著在密封上的潤(rùn)滑脂也隨著旋轉(zhuǎn)而循環(huán)，可有助于滾動(dòng)接觸部的潤(rùn)滑。
并且，在單列角接觸球軸承300A和300B的組合面?zhèn)?，由于保持?310的環(huán)部311而使外圈301的內(nèi)徑面與環(huán)部311的外徑面之間以及內(nèi)圈 302的外徑面與環(huán)部311的內(nèi)徑面之間的開口部變窄，以此兼用作迷宮機(jī) 構(gòu)。因此，可防止?jié)櫥孤┑浇M合面，在將軸承裝入到設(shè)備內(nèi)之前容 易處理軸承，并且在上述實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，在裝入軸承后，由于密封 安裝側(cè)是外端面，保持器310的環(huán)部311側(cè)是兩個(gè)軸承的對(duì)置面，因而 能可靠地防止?jié)櫥孤┮约爱愇锘蚧覊m侵入到軸承內(nèi)部。
另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)將兩個(gè)單列角接觸球軸承300A和300B 進(jìn)行接觸角是八字形的背對(duì)背組合的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可 以如圖76所示，進(jìn)行接觸角是倒八字形的正面組合。
并且，在上述實(shí)施方式中，對(duì)環(huán)狀密封體320是與內(nèi)圈密封容納槽 322不接觸的非接觸型的情況作了說(shuō)明，然而不限于此，可應(yīng)用具有與圖 77所示的內(nèi)圈密封容納槽322接觸的唇部327的接觸型的環(huán)狀密封體或 者對(duì)外圈密封槽進(jìn)行填縫的金屬密封。并且，可以與上述的實(shí)施例相反， 釆用使環(huán)狀密封體320與內(nèi)圈302側(cè)嵌合、并與外圈接觸或非接觸的結(jié) 構(gòu)。
另外，在上述實(shí)施方式中，球303的節(jié)圓直徑如下式(8)所示，然 而在想要增加每一列軸承的球數(shù)來(lái)進(jìn)一步增加力矩剛性的情況下，可以 采用下式(9)，得到使球303的節(jié)圓直徑朝外圈側(cè)偏移的結(jié)構(gòu)，也可以 根據(jù)需要采用下式(10)來(lái)反之使球303的節(jié)圓直徑朝內(nèi)圈302側(cè)偏移 (未圖示)。
球的節(jié)圓直徑二 (內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(8) 球的節(jié)圓直徑〉(內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(9) 球的節(jié)圓直徑< (內(nèi)圈內(nèi)徑+外圈外徑)/2 …(10) 并且，根據(jù)需要，可以使所組合的左右球軸承的球節(jié)圓直徑不為相
同值，也可以使所組合的左右球軸承的球303的直徑不為相同值。而且， 所組合的兩個(gè)球軸承的斷面尺寸比(B/H)可以不相同，例如，可以把 球直徑小的軸承設(shè)定為(B/H) =0.28，把球直徑大的軸承設(shè)定為(B /H) =0.62。并且，球303的軸向間距也可以不是軸向中心，可以根據(jù) 密封或保持器的安裝有無(wú)或者為了確保力矩的作用點(diǎn)間距離等而使球 303的軸向間距軸向偏移。
并且，在上述的實(shí)施例中，為了增大力矩剛性而使用了具有預(yù)壓間 隙的組合角接觸球軸承，然而在并不那么要求剛性和精度的情況下(反 之在要求更低的扭矩或低升溫的情況等下)，可以根據(jù)需要使用具有間隙 的組合角接觸球軸承。
下面，參照?qǐng)D78對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的第5實(shí)施形態(tài)的一個(gè) 示例的雙列角接觸球軸承進(jìn)行說(shuō)明。
該雙列角接觸球軸承400在外圈401的雙列軌道槽401a與彼此單獨(dú) 形成的2個(gè)內(nèi)圈402A和402B的軌道槽402a之間由保持器410自由滾動(dòng) 地保持有多個(gè)球403，軸向斷面寬度B2與徑向斷面高度H2 (=(外圈 外徑D2—內(nèi)圈內(nèi)徑d2) /2)的斷面尺寸比(B2/H2)被設(shè)定為(B2 /H2) <1,2。
這里，保持器410使用具有與上述的第1實(shí)施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)的冠 形保持器，對(duì)與第1實(shí)施形態(tài)對(duì)應(yīng)的部分附上相同符號(hào)，省略其詳細(xì)說(shuō) 明，如上述的第1實(shí)施形態(tài)中的圖72所示，將兜孔部313的兜孔面313a 與球403的軸向間隙AP，和使兜孔部313的曲率中心0與球403的曲率 中心一致的狀態(tài)下的對(duì)置的兩個(gè)保持器310中的環(huán)部311的端部間的軸 向間隙AG相加所得的值A(chǔ)G+AP設(shè)定為，比兜孔部313的曲率中心0與 球卡定部314的前端的軸向距離L小，即L〉A(chǔ)G+AP。
然后，在外圈401與內(nèi)圈402A和402B的軸向左右側(cè)端面分別左右 對(duì)稱地形成有與第1實(shí)施形態(tài)相同的密封容納槽421和422，在這些密封 容納槽421和422內(nèi)左右對(duì)稱地容納有環(huán)狀密封體420。
該環(huán)狀密封體420隔著球403配設(shè)在保持器410的環(huán)部311的相反
側(cè)的內(nèi)外圈軸向端面部。
環(huán)狀密封體420是以壓入的方式插入到形成在外圈401的密封容納 槽421內(nèi)的嵌合槽421a內(nèi)的非接觸型(與內(nèi)圈402A、 402B不接觸)，并 由使用呈倒L狀的金屬芯425增強(qiáng)的增強(qiáng)型橡膠密封(例如腈橡膠、丙 烯橡膠、氟橡膠)426構(gòu)成。
橡膠密封426具有與嵌合槽421a嵌合的嵌合部426a;以及在從該 嵌合部426a朝軸向外側(cè)彎曲的同時(shí)朝內(nèi)圈402A、 402B側(cè)延長(zhǎng)的環(huán)狀板 部426b。
這里，在本第5實(shí)施形態(tài)中，采用將雙列角接觸球軸承400替換為 7208A (接觸角30。)的兩列組合角接觸球軸承的情況為例。
7208A由于內(nèi)圈內(nèi)徑是(()40mm，外圈外徑是())80mm，軸向斷面寬度 (軸承單體寬度)B是18mm，因而斷面尺寸比(B/H) =0.9。因此， 在本實(shí)施形態(tài)的雙列角接觸球軸承400中，采用斷面尺寸比(B2/H2) =0.90 (內(nèi)圈軸向斷面寬度(軸承單體寬度)B2為18mm)。
由此，可取得與上述第4實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)相同的效果， 當(dāng)然能承受徑向載荷以及雙向的軸向載荷和力矩載荷，而且可實(shí)現(xiàn)軸向 尺寸節(jié)省1 / 2的空間、扭矩降低以及進(jìn)一步的剛性增高。
當(dāng)然，根據(jù)需要，也可以將斷面尺寸比(B2/H2)設(shè)定為低于0.90 或超過(guò)0.90 (然而(B2/H2) <1.2)。
然后，與上述的第4實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)一樣，將兜孔部313 的兜孔面與球403的軸向間隙，和使兜孔部313的曲率中心與球403的 曲率中心一致的狀態(tài)下的對(duì)置的兩個(gè)保持器410中的環(huán)部311的端部間
的軸向間隙相加所得的值設(shè)定為，比上述兜孔部313的曲率中心與上述 球卡定部314的前端的軸向距離L小，因而能可靠地防止由于因力矩載 荷引起的內(nèi)外圈傾斜等的影響而使球和保持器相對(duì)脫落。
另外，也在本第4實(shí)施方式中的第5實(shí)施形態(tài)中，為了提高力矩剛 性，可以在雙列角接觸球軸承中使球節(jié)圓直徑朝外圈外徑側(cè)偏移，或者 在雙列角接觸球軸承中使各列的球直徑或球節(jié)圓直徑改變。
在任一情況下，環(huán)狀密封體420的結(jié)構(gòu)和安裝的有無(wú)、保持器等的
結(jié)構(gòu)等相關(guān)的應(yīng)用例以上述第1實(shí)施形態(tài)中所記載的單列球軸承為準(zhǔn)。
并且，與上述第4實(shí)施方式中的第1實(shí)施形態(tài)一樣，可以在預(yù)壓和間隙
的任一條件下使用。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
可獲得一種在機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部中使用的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承，該
球軸承在單列球軸承的情況下，把軸向斷面寬度B與徑向斷面高度H的 斷面比(B/H)設(shè)定為(B/H) <0.63，在雙列球軸承的情況下，把軸 向斷面寬度B2與徑向斷面高度H2的斷面比(B2/H2)設(shè)定為(B2 / H2) <1.2，從而當(dāng)然能承受徑向載荷以及雙向的軸向載荷和力矩載荷， 而且可實(shí)現(xiàn)精度增高(旋轉(zhuǎn)精度增高)、剛性增高、扭矩降低以及發(fā)熱降 低，并可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的空間節(jié)省。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承，該機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承是用在機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部?jī)?nèi)、并在外圈的軌道槽與內(nèi)圈的軌道槽之間自由滾動(dòng)地配設(shè)多個(gè)球的單列球軸承，其特征在于，軸向斷面寬度B與徑向斷面高度H之間的斷面尺寸比(B/H)是(B/H)＜0.63。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承，其特征在于， 在上述外圈和內(nèi)圈之間的至少一端面上分別形成有密封容納槽部，在所述密封容納槽部?jī)?nèi)配設(shè)有環(huán)狀密封體，并且配設(shè)有將上述多個(gè)球在 圓周方向上定位的保持器，該保持器在保持上述多個(gè)球的兜孔的軸向兩 側(cè)形成有圓環(huán)狀部，該圓環(huán)狀部將內(nèi)圈外周面和外圈內(nèi)周面中的任一方 用作引導(dǎo)面，并在與該引導(dǎo)面和上述密封容納槽部的交點(diǎn)邊緣部對(duì)置的 位置上，在圓周方向上形成避開與該交點(diǎn)邊緣部接觸的凹狀槽部。
3. —種機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，該主軸回轉(zhuǎn)裝置在使主軸回轉(zhuǎn)的主軸回轉(zhuǎn)部具有權(quán)利要求1或2所 述的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承。
4. 一種機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承，該機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承 是用在機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部?jī)?nèi)、并在外圈的軌道槽與內(nèi)圈的軌道槽之間自 由滾動(dòng)地配設(shè)有多個(gè)球的雙列球軸承，其特征在于，軸向斷面寬度B2與徑向斷面高度H2的斷面尺寸比(B2/H2)是 (B2/H2) <1.2。
5. —種機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置，其特征在于，該主軸回轉(zhuǎn)裝置在使主 軸回轉(zhuǎn)的主軸回轉(zhuǎn)部具有權(quán)利要求4所述的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在保持或改善高精度(高旋轉(zhuǎn)精度)、高剛性、低扭矩和低發(fā)熱的功能的同時(shí)，與最近的復(fù)合化傾向的機(jī)床對(duì)應(yīng)的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承和使用該球軸承的機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)裝置。在機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)部用球軸承中，在單列球軸承的情況下，把軸向斷面寬度(B)與徑向斷面高度(H)的斷面比(B/H)設(shè)定為(B/H)＜0.63，在雙列球軸承的情況下，把軸向斷面寬度(B2)與徑向斷面高度(H2)的斷面比(B2/H2)設(shè)定為(B2/H2)＜1.2。
文檔編號(hào)F16C33/58GK101341347SQ20078000082
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者勝野美昭, 青木滿穗 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社