机床的主轴回转部用球轴承和使用该球轴承的机床的主轴回转装置

摘要

本发明提供一种在保持或改善高精度(高旋转精度)、高刚性、低扭矩和低发热的功能的同时，与最近的复合化倾向的机床对应的主轴回转部用球轴承和使用该球轴承的机床的主轴回转装置。在机床的主轴回转部用球轴承中，在单列球轴承的情况下，把轴向断面宽度(B)与径向断面高度(H)的断面比(B/H)设定为(B/H)＜0.63，在双列球轴承的情况下，把轴向断面宽度(B2)与径向断面高度(H2)的断面比(B2/H2)设定为(B2/H2)＜1.2。

权利要求

1.一种机床的主轴回转部用单列角接触球轴承，该机床的主轴回转部用单列角接触球轴承是用在机床的主轴回转部内的单列角接触球轴承，其特征在于，上述机床的主轴回转部用单列角接触球轴承具有：

内圈，该内圈在至少圆周方向的一部分形成有直径比内圈槽肩部小的凹阶梯部；

外圈，该外圈在至少圆周方向的一部分形成有直径比外圈槽肩部大的凹阶梯部；

多个球，该多个球自由滚动地配设在上述外圈的轨道槽与上述内圈的轨道槽之间；

保持器(130)，该保持器(130)是用于将上述多个球在圆周方向上定位的保持器，该保持器(130)在保持上述多个球的兜孔的轴向两侧具有一对圆环状部(132a、132b)，环状密封体(120)，该环状密封体(120)由具有嵌合部(126a)和唇部(126b)的橡胶密封构成，其中，嵌合部(126a)在外周部与上述外圈嵌合，唇部(126b)在内周部与上述内圈接触；

密封容纳槽(121、122)，该密封容纳槽(121、122)具有嵌合凹部(121b)和容纳凹部(122b)并容纳上述环状密封体(120)，其中，嵌合凹部(121b)以压入的方式插入于上述嵌合部(126a)，容纳凹部(122b)与上述唇部(126b)接触；以及凹状槽部(133)，该凹状槽部(133)沿上述保持器的圆周方向形成于上述圆环状部(132b)的、与在上述内圈的圆筒外周面和上述密封容纳槽(122)的交点处形成的交点边缘部(123)对置的内周面上，用于避免接触上述交点边缘部，轴向断面宽度B与径向断面高度H之间的断面尺寸比(B/H)是(B/H)＜0.63，将接触角设定成使上述球与上述外圈和上述内圈的接触部中的法线方向的延长线不会干涉上述凹阶梯部。

2.一种机床的主轴回转部用双列角接触球轴承，该机床的主轴回转部用双列角接触球轴承是用在机床的主轴回转部内，具有：内圈，该内圈在至少圆周方向的一部分形成有直径比内圈槽肩部小的凹阶梯部；外圈，该外圈在至少圆周方向的一部分形成有直径比外圈槽肩部大的凹阶梯部；以及多个球，该多个球自由滚动地配设在上述外圈的轨道槽与上述内圈的轨道槽之间，其特征在于，上述双列角接触球轴承的各角接触球轴承具有：

保持器(130)，该保持器(130)是用于将上述多个球在圆周方向上定位的保持器，该保持器(130)在保持上述多个球的兜孔的轴向两侧具有一对圆环状部(132a、132b)，环状密封体(120)，该环状密封体(120)由具有嵌合部(126a)和唇部(126b)的橡胶密封构成，其中，嵌合部(126a)在外周部与上述外圈嵌合，唇部(126b)在内周部与上述内圈接触；

密封容纳槽(121、122)，该密封容纳槽(121、122)具有嵌合凹部(121b)和容纳凹部(122b)并容纳上述环状密封体(120)，其中，嵌合凹部(121b)以压入的方式插入于上述嵌合部(126a)，容纳凹部(122b)与上述唇部(126b)接触；以及凹状槽部(133)，该凹状槽部(133)沿上述保持器的圆周方向形成于上述圆环状部(132b)的、与在上述内圈的圆筒外周面和上述密封容纳槽(122)的交点处形成的交点边缘部(123)对置的内周面上，用于避免接触上述交点边缘部，轴向断面宽度B2与径向断面高度H2之间的断面尺寸比(B2/H2)是(B2/H2)＜1.2，将接触角设定成使上述球与上述外圈和上述内圈的接触部中的法线方向的延长线不会干涉上述凹阶梯部。

3.一种机床的主轴回转部用组合角接触球轴承，该机床的主轴回转部用组合角接触球轴承用于机床的主轴回转部，其组合2个单列角接触球轴承而构成，该单列角接触球轴承在外圈的轨道槽与内圈的轨道槽之间自由滚动地配设有多个球，且轴向断面宽度B与径向断面高度H的断面尺寸比(B/H)为(B/H)＜0.63，各角接触球轴承在一侧具有环部，在该环部的另一侧以其环部侧为组合面侧设置形成有保持球的预定数量兜孔部的冠形球引导保持器，其特征在于，上述兜孔部具有形成在与上述环部相反一侧的前端部上的、防止球脱出的球卡定部，并且将上述兜孔部的兜孔面与球的轴向间隙，和使上述兜孔部的曲率中心与球曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器中的环部端部间的轴向间隙相加所得的值设定为，比上述兜孔部的曲率中心与上述球卡定部前端的轴向距离小。

4.一种机床的主轴回转部用双列角接触球轴承，该机床的主轴回转部用双列角接触球轴承用于机床的主轴回转部，具有双列角接触球轴承的结构，该双列角接触球轴承在外圈的轨道槽与内圈的轨道槽之间自由滚动地配设有多个球，且轴向断面宽度B2与径向断面高度H2的断面尺寸比(B2/H2)为(B2/H2)＜1.2，在各列中，在一侧具有环部，在该环部的另一侧使其环部侧与轴承的轴向内侧对置地设置形成有保持球的预定数量兜孔部的冠形球引导保持器，其特征在于，上述兜孔部具有形成在与上述环部相反一侧的前端部上的、防止球脱出的球卡定部，并且将上述兜孔部的兜孔面与球的轴向间隙，和使上述兜孔部的曲率中心与球曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器中的环部端部间的轴向间隙相加所得的值设定为，比上述兜孔部的曲率中心与上述球卡定部前端的轴向距离小。

5.一种机床的主轴回转装置，其特征在于，该主轴回转装置在使主轴回转的主轴回转部具有权利要求1至4任一项所述的主轴回转部用球轴承。

说明书

机床的主轴回转部用球轴承和使用该球轴承的 机床的主

轴回转装置

技术领域

[0001] 本发明涉及在以铣床、车床、磨床、研磨(lapping)机为代表的机床中进行车削加工、磨削加工、研磨加工等的机床的主轴回转装置用球轴承和使用该球轴承的机床的主轴回转装置。

背景技术

[0002] 在铣床、车床、磨床等的机床中对主轴进行回转驱动的主轴回转装置的情况下，为了改善被切削材料(工件)的加工精度(例如，圆度、圆柱度、内外径尺寸精度)、加工面品位(例如，加工面的光泽度、纹理等)、加工面粗糙度等，要求装入在该主轴回转装置的旋转支撑部内来使用的轴承通常具有以下功能。

[0003] (1)高精度(高旋转精度)

[0004] (2)高刚性

[0005] (3)低扭矩、低发热

[0006] 特别是，最近，具有数控功能的机床(所谓的NC机床)占了大部分，除了能以一台机床应对各种加工条件的NC车床、NC铣床、组合加工中心机床等NC机床以外，还出现了将组合加工中心机床的功能附加给NC车床的复合型NC机床。组合加工中心机床和复合型NC机床这样的多功能机床与专用机床相比机械构成要素多，而且一台机床需要的占地空间和高度方向的空间大。因此，轴承等的构成要素除了满足上述的(1)至(3)的功能以外，还要求节省空间。

[0007] 在这种多功能机床中，考虑了通过使安装有工具的主轴回转来实现多功能化，作为在这种机床的主轴回转装置中使用的轴承，以往使用以下形式的轴承。 [0008] (1)十字交叉滚子轴承(参照图31)

[0009] 如图31所示，十字交叉滚子轴承具有在内圈1和外圈2之间自由滚动地配设有圆柱形的多个滚子的结构，可使用一个轴承承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，并能节省空间。

[0010] 然而，十字交叉滚子轴承由于滚动体是滚子，并且滚子3的滚动接触面与轨道槽1a、2a线接触，因而扭矩大，而且由于装入到轴或壳体内时的少许变形而使线接触部分的接触状态变得不稳定，容易发生扭矩不均匀。并且，在用于机床的主轴回转部时，为了实现精度增高和刚性增高而大多向轴承施加预压，在该情况下，由上述变形引起的扭矩不均匀进一步增大。

[0011] (2)四点接触球轴承(参照图32)

[0012] 如图32所示，四点接触球轴承具有在内圈4和外圈5之间自由滚动地配设有多个球6的结构，可使用一个轴承承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，并能节省空间。

[0013] 在四点接触球轴承的情况下，由于滚动体是球，因而在承受纯轴向载荷的情况下，或者在轴向载荷比径向载荷有优势的情况下，扭矩比同尺寸的十字交叉滚子轴承小，另一方面，在径向载荷比轴向载荷有优势的情况下，或者在承受纯径向载荷的情况下，由于各球6与轨道槽4a、5a四点接触，因而球6与各轨道槽4a、5a的旋转滑动增大，扭矩也大。并且，与十字交叉滚子轴承一样，在用于机床的主轴回转部时，为了实现精度增高和刚性增高而大多向轴承施加预压，在该情况下，由于球6总是与内外圈轨道槽4a、5a四点接触，因而扭矩进一步增加。

[0014] (3)两列组合球轴承(参照图33)

[0015] 如图33所示，两列组合球轴承具有将在内圈7和外圈8之间能转动地配设有多个球9的角接触球轴承等组合成两列的结构。在两列组合球轴承的情况下，在各个单列轴承中，球9与内外圈7、8的轨道槽之间是两点接触，因而尽管能实现扭矩降低，然而需要单列轴承的两倍的轴向空间，在小型化方面比不上十字交叉滚子轴承和四点接触球轴承。 [0016] 并且，在两列组合球轴承中，有以节省空间为目的具有将极薄壁的 深槽球轴承或角接触球轴承(参照图34)进行了组合的结构的两列组合球轴承。在使用这样将极薄壁的球轴承进行了组合的两列组合轴承来在壳体上自由旋转地支撑旋转轴的情况下，通常，如图35所示，使两列组合轴承的内圈7与形成在轴11端部的阶梯部12嵌合，通过利用由螺栓13紧固在轴11端部的内圈压板14按压该内圈7的自由端，从而将两列组合轴承的内圈7固定在旋转轴11上，使两列组合轴承的外圈8与在覆盖旋转轴11的壳体15端部形成的阶梯部16嵌合，通过利用由螺栓17紧固在壳体15端部的外圈压板18按压该外圈的自由端，从而将两列组合轴承的外圈8固定在壳体15上。

[0017] 因此，在将极薄壁的深槽球轴承或图34所示的角接触球轴承用作插入在旋转轴11和壳体15之间的两列组合轴承的情况下，尽管在节省空间方面是有利的，然而由于内圈
7和外圈8的环壁厚度非常薄，而且内圈7和外圈8的刚性低，因而难以实现加工精度(特别是圆度)，而且如上所述，使内圈7和外圈8与旋转轴11和壳体15嵌合，并利用内圈压板14和外圈压板18进行按压来固定在旋转轴11和壳体15上，因而在两列组合轴承的组装时，即与旋转轴11和壳体15嵌合时或者使用内圈压板14和外圈压板18进行按压时容易变形，具有需要工夫来确保装入精度等的问题。并且，根据情况，由于装入时的变形而使内圈7和外圈8的轨道槽变形，向球9与轨道槽的接触部之间施加偏载荷，或者阻碍球9的顺利滚动运动，有时产生在短时间的运转中受到损伤的不良情况。

[0018] (4)两列组合圆锥滚子轴承(参照图36)

[0019] 如图36所示，两列组合圆锥滚子轴承构成为，将在内圈21和外圈22之间经由保持器23能转动地配设有多个圆锥形的滚子24的圆锥滚子轴承20经由内圈衬垫25和外圈衬垫26组合成两列。圆锥滚子轴承与十字交叉滚子轴承一样，滚动体是滚子，滚子24的滚动接触面与轨道槽线接触，并且由于滚子24的端部和内圈21的凸缘部27滑动接触，因而扭矩增大，进而需要单列轴承的两倍的轴向空间。并且，在用于机床的主轴回转部时，为了实现精度增高和刚性增高而大多向轴承施加预压，在该情况下，扭矩进一步增大。 [0020] 作为现有的机床的主轴回转装置，公知有例如像日本特表2004-520944号公报(以下称为专利文献1)所记载那样的主轴箱，该主轴箱具有：第1半箱，其以垂直的第1轴为中心相对于机械结构回转；第2半箱，其为了支撑工具旋转轴而在相对于水平面倾斜35°的倾斜平面上经由导向轴承而与第1半箱连接，并以相对于倾斜平面成直角的第2轴为中心相对于第1半箱回转；以及单电动机，其使第1半箱和第2半箱分别单独回转，该主轴箱可使工具旋转轴在从其中心轴处于垂直的状态起使第2半箱回转，并且使工具旋转轴在其中心轴与水平面形成仰角的状态的两轴间旋转。

[0021] 并且，作为旋转台的例子，公知有如日本特开平10-29125号公报(以下称为专利文献2)所记载那样的旋转分度装置：工作台经由分配器被嵌插到立设在基座中心的支撑轴内，该工作台借助于十字交叉滚子轴承能旋转地被支撑在基座上，工作台通过蜗轮或单电动机被驱动旋转，从而进行旋转分度。

[0022] 这样，通过采用上述专利文献1和专利文献2所记载的结构，可制造除了四侧面以外还能在上面进行各种加工的五轴加工(能单步进行除了保持被切削材料(工件)的工作台设置面以外的对置面的加工)的组合加工中心机床、或者具有NC车床和组合加工中心机床这两功能的复合加工机，这种机床正在增加，然而无论采用哪种结构，支撑旋转的支撑轴承的性能都将对旋转机构部的旋转精度和刚性等的特性产生最大影响。 [0023] 并且，为了实现上述结构，不得不增加回转机构部的周边的构成部件空间，因而要求进一步节省空间。而且，为了尽可能地减轻用于使整个主轴摆动的动力以实现节能，还需要通过回转机构部的小型化来减轻重量和降低惯性。

[0024] 然而，如上所述，在使用十字交叉滚子轴承、四点接触球轴承、两列组合球轴承、两列组合圆锥滚子轴承等作为支撑轴承的情况下，则发生了各种不良情况，具有这样的未解决的课题：在保持或改善上述(1)～(3)的功能的同时，不能构成与最近的复合化倾向的机床对应的主轴回转部用球轴承。

发明内容

[0025] 因此，本发明就是着眼于上述现有例的未解决的课题而完成的，本发明的目的在于提供一种在保持或改善上述(1)～(3)的功能的同时、与最近的复合化倾向的机床对应的主轴回转部用球轴承和使用该球轴承的机床的主轴回转装置。

[0026] 为了达到上述目的，第一方案的机床的主轴回转部用球轴承是用在机床的主轴回转部内、并在外圈的轨道槽与内圈的轨道槽之间自由滚动地配设多个球的单列球轴承，该球轴承的特征在于，轴向断面宽度B与径向断面高度H之间的断面尺寸比(B/H)是(B/H)＜0.63。

[0027] 并且，根据第一方案的发明，第二方案的机床的主轴回转部用球轴承的特征在于，在上述外圈和内圈的至少一端面上分别形成有密封容纳槽部，在该密封容纳槽部内配设有环状密封体，并且配设有将上述多个球在圆周方向上定位的保持器，该保持器在保持上述多个球的兜孔(pocket)的轴向两侧形成有圆环状部，该圆环状部将内圈外周面和外圈内周面中的任一方用作引导面，并在与该引导面和上述密封容纳槽部的交点边缘部对置的位置上，在圆周方向上形成避开与该交点边缘部接触的凹状槽部。

[0028] 而且，第三方案的机床的主轴回转装置的特征在于，该主轴回转装置在使主轴回转的主轴回转部具有第一或第二方案所述的主轴回转部用球轴承。

[0029] 而且，第四方案的主轴回转部用球轴承是用在机床的主轴回转部内、并在外圈的轨道槽与内圈的轨道槽之间自由滚动地配设有多个球的双列球轴承，该机床的主轴回转部用球轴承的特征在于，轴向断面宽度B2与径向断面高度H2的断面尺寸比(B2/H2)是(B2/H2)＜1.2。

[0030] 而且，第五方案的机床的主轴回转装置，其特征在于，该主轴回转装置在使主轴回转的主轴回转部具有第四方案所述的主轴回转部用球轴承。

[0031] 关于第一方案的发明，例如参照图3，球轴承100是在外圈101的轨道槽101a与内圈102的轨道槽102a之间自由滚动地配设有多个球103的单列球轴承，在该球轴承100中，将轴向断面宽度B与径向断面高度H(＝(外圈外径D-内圈内径d)/2)的断面尺寸比(B/H)设定为(B/H)＜0.63。

[0032] 这里，将第一方案的发明中的断面尺寸比(B/H)设定为(B/H)＜0.63的原因如下。

[0033] 即，图27和图28分别示出以标准使用的极薄壁球轴承(轴承内径：Φ203.2mm，轴承外径：φ254mm，轴承宽度：25.4mm，上述断面尺寸比(B/H)＝1)为基准，在不改变轴承外径和轴承宽度而使轴承内径变化的情况(即，使(B/H)的值变化的情况)下的内外圈的径3
向的变形特性(参照图25：例示出内圈)和径向的断面惯性矩I(参照图26)：I＝bh/12)相比较后的结果。

[0034] 根据这些图27和图28，(B/H)小于0.63，则刚性的增加率梯度变化出现显著。即，断面惯性矩I的增加变得显著，径向的内外圈的变形量的减少处于饱和状态。 [0035] 因此，在本发明中，可防止在现有的极薄壁轴承中成为问题的由制造内外圈时的车床加工或研磨加工时的加工力引起的轴承变形，可改善圆度和偏心厚度等的轴承精度。 [0036] 并且，在装入到轴或壳体内的情况(特别是通过间隙嵌合装入到轴或壳体内的情况)下，可抑制当使用内圈压板或外圈压板等固定轴承时的内外圈的变形(特别是圆度的恶化)，并且除了能防止由变形产生的扭矩不良和旋转精度不良以外，还能防止发热增大、磨损、烧结等的不良情况。

[0037] 即，与以往使用的极薄壁球轴承相比较，能同时实现节省空间和增高精度。 [0038] 图29是在针对单列的本发明产品和十字交叉滚子轴承向各个轴承施加了力矩载荷的情况下的内外圈相对倾斜角的比较数据。

[0039] 这里，测定轴承的主要尺寸为：

[0040] 本发明产品：

[0041] 内圈内径：φ170

[0042] 外圈外径：φ215

[0043] 单体宽度：13.5mm

[0044] 滚动体节圆直径：φ192.5

[0045] 接触角35°

[0046] (B/H＝0.60)

[0047] 十字交叉滚子轴承：

[0048] 内圈内径：φ130

[0049] 外圈外径：φ230

[0050] 组装宽度：30mm

[0051] 滚动体节圆直径：φ189.7

[0052] 从该图29可以看出，对于滚动体的节圆直径大致相同的本发明产品和十字交叉滚子轴承的两者，根据力矩刚性的比较数据确认为，本发明产品与十字交叉滚子轴承相比，保持约1.3倍的力矩刚性。

[0053] 并且，除了上述实验以外，还在将本发明产品和十字交叉滚子轴承装入到轴和壳体内之后，通过电动机(皮带驱动)使它们低速旋转，结果是，本发明产品平稳地旋转而没有旋转不均匀，而在十字交叉滚子轴承的情况下，实际确认出由扭矩变动引起的旋转不均匀。

[0054] 另一方面，在由国际标准化组织(ISO)预定的尺寸系列是18(例如6820)、19(例如6924)、10(例如6028)、02(例如7224A)、03(例如7322A)的标准球轴承中，在轴承内径尺寸为φ5mm～φ500mm的范围，上述的断面尺寸比(B/H)被设定为0.63～1.17。 [0055] 因此，通过将这些球轴承中的断面尺寸比(B/H)设定为最大值1.17的约1/2倍，即小于0.63，从而能以比现有的标准单列球轴承中宽度最窄的球轴承窄的宽度，而且在现有的标准单列球轴承的轴向空间以内，将根据第一方案的球轴承进行两列组合来配置。 [0056] 例如，当现有的球轴承的断面尺寸比(B/H)是(B/H)＝0.9时，只要将本发明的轴承的断面尺寸比(B/H)设定为(B/H)＝0.45即可。并且，在本示例的情况下，要组合的两个球轴承中的轴承的断面尺寸比(B/H)无需相同，例如，可以将一方设定为0.50，将另一方设定为0.40。

[0057] 另外，单列球轴承在一列的情况下，难以承受预压或承担力矩载荷，而在进行两列以上的多列组合的情况下，则能承担径向载荷、轴向载荷以及力矩载荷。 [0058] 并且，由于各球与内外圈的轨道槽总是两点接触，因而可如四点接触球轴承那样抑制由球的大旋转引起的扭矩增加，并且与十字交叉滚子轴承或两列组合圆锥滚子轴承相比，由于滚动阻力降低，因而可降低扭矩。

[0059] 而且，由于宽度尺寸是现有的标准单列球轴承的约一半，因而球直径也是现有的球轴承的一半左右，相反增加每一列球数，轴承刚性与现有的球轴承相比增加。此外，在用于机床的主轴回转部中的情况下，由于是摆动旋转条件，因而即使通过减小球直径来降低轴承的负载容量，滚动疲劳寿命时间在实用上也不会成为问题。

[0060] 并且，在根据第二方案的发明中，在单列球轴承中，在外圈和内圈的至少一端面上分别形成有密封容纳槽部，当在这些密封容纳槽部内配设了环状密封体，并配设了将多个球周向定位的保持器时，在保持器的保持多个球的兜孔的轴向两侧形成的将内圈外周面和外圈内周面中的任一方用作引导面的圆环状部，并在与该引导面和密封容纳槽部的交点边缘部对置的位置上，在圆周方向上形成凹状槽部，因而即使是如上所述宽度窄的形状的轴承，也能利用凹状槽部避免保持器的圆环状部与交点边缘部接触的边缘碰触，从而能可靠地防止由边缘碰触引起的圆环状部的磨损。

[0061] 并且，根据第四方案的发明，例如参照图21，是在外圈201的双列轨道槽201a、201b与内圈202的双列轨道槽202a、202b之间自由滚动地配设多个球203的双列球轴承
200，在该滚子轴承200中，将轴向断面宽度B2与径向断面高度H2(＝(外圈外径D2-内圈内径d2)/2)的断面尺寸比(B2/H2)设定为(B2/H2)＜1.2。

[0062] 在双列球轴承中，通过按以上设定断面尺寸比(B2/H2)，与将第一方案的单列窄宽度球轴承进行了两列组合的情况一样，能在现有的标准单列球轴承的轴向宽度空间内配置第四方案的双列球轴承，并且，还能施加预压或者附加力矩载荷。其他的作用效果与将第一方案的单列窄宽度球轴承进行了两列组合的情况一样。

[0063] 图30是各种轴承的计算力矩刚性的比较。在相同尺寸(计算例是相当于轴承识别号7906A(接触角30°)，内外径尺寸相同的情况：内圈内径φ30mm，外圈外径φ47mm)时，将第一方案的单列窄宽度角接触球轴承(接触角30°：全部球轴承的计算例)进行了两列组合、而且使内外圈的轨道槽曲率半径变化的本发明示例A～E，与十字交叉滚子轴承、标准两列组合角接触球轴承以及四点接触球轴承相比，力矩刚性都增大。例如，本发明示例B能保持十字交叉滚子轴承的2.4倍、标准两列组合角接触球轴承的1.9倍、以及四点接触球轴承的3.3倍的力矩刚性。

[0064] 另外，各自的设计预压间隙按本发明示例A～E、标准两列组合角接触球轴承以及四点接触球轴承为-0.010mm，十字交叉滚子轴承为-0.001mm那样计算为实用上的标准值(在十字交叉滚子轴承进行了小于-0.001mm的预压间隙设定的情况下，扭矩过多，有可能在实用上不能使用)。

[0065] 另外，根据本发明的窄宽度球轴承的合适的球直径根据有无安装有密封等而变化，然而为了增加刚性而极端地减小球直径时，球与内外圈的轨道槽的接触部之间的面压增加，耐压痕性下降，因而期望球直径大致是轴承宽度(B)或(B2/2)的30％～90％。 [0066] 而且，在将本发明应用于角接触球轴承的情况下，轴承的接触角根据所需要的刚性(例如，力矩刚性)和所需要的扭矩来选择，但期望轴承的接触角大致为10～60°的范围。

[0067] 而且，可以按照载荷的方向和大小，根据需要，改变所组合的各单列轴承的接触角，或者在双列轴承的情况下改变各列间的接触角。

[0068] 而且，内外圈轨道槽的曲率半径根据所要求的刚性或扭矩特性，为51～60％Da(Da：球直径)，优选的是52～56％Da，更优选的是52～54％Da左右。并且，内外圈的各自的轨道槽的曲率半径可以不相同，也可以在 所组合的单列轴承间或者双列轴承的各列间不同。

[0069] 根据本发明，在机床的主轴回转部内使用的主轴回转部用球轴承中，在单列球轴承的情况下，将轴向断面宽度B与径向断面高度H的断面比(B/H)设定为(B/H)＜0.63，在双列球轴承的情况下，将轴向断面宽度B2与径向断面高度H2的断面比(B2/H2)设定为(B2/H2)＜1.2，因而能取得以下效果，即：当然能承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，而且可实现精度增高(旋转精度增高)、刚性增高、扭矩降低以及发热降低，并可实现进一步的空间节省。然后，通过将取得上述效果的主轴回转部用球轴承应用于主轴回转部来构成主轴回转装置，主轴回转装置自身也能实现空间节省。

附图说明

[0070] 图1是示出本发明的第1实施方式(对应于第一或第三方案)的机床的主轴回转装置的以主要部分为断面的侧视图。

[0071] 图2是示出本发明的第1实施方式(对应于第一或第三方案)的机床的主轴回转装置的变形例的以主要部分为断面的侧视图。

[0072] 图3是示出本发明的主轴回转部用球轴承的第1实施方式的单列角接触球轴承的剖面图。

[0073] 图4是示出将图3的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。 [0074] 图5是示出将本发明的第1实施方式中的另一实施形态的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。

[0075] 图6是示出将图3的单列球轴承与另一实施形态的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。

[0076] 图7是示出将本发明的第1实施方式的另一实施形态的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。

[0077] 图8是用于对本发明的第1实施方式的另一实施形态的单列球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0078] 图9是示出将图3的单列球轴承进行了三列组合的状态的主要部分 剖面图。 [0079] 图10是示出将图3的单列球轴承进行了四列组合的状态的主要部分剖面图。 [0080] 图11是示出将图3的单列球轴承以两列正面组合进行了组合的状态的主要部分剖面图。

[0081] 图12是示出将本发明的第1实施方式的另一实施形态的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。

[0082] 图13是沿着保持器的径向的剖面图。

[0083] 图14是从径向内侧观察保持器的部分立体图。

[0084] 图15是从图13的箭头B方向观察的图。

[0085] 图16(a)是从图13的箭头A方向观察的图，(b)是示出(a)的变形例的图。 [0086] 图17是用于对本发明的第1实施方式的变形例(对应于第二方案)的一个示例的机床的主轴回转部用单列球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0087] 图18是用于对机床的主轴回转部用单列球轴承进行说明的主要部分剖面图。 [0088] 图19是用于对机床的主轴回转部用单列球轴承的变形例进行说明的主要部分剖面图。

[0089] 图20是用于对本发明的第1实施方式中的另一变形例的一个示例的机床的主轴回转部用单列球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0090] 图21是用于对本发明的第2实施方式(对应于第四或第五方案)中的实施形态的一个示例的机床的主轴回转部用双列球轴承进行说明的主要部分剖面图。 [0091] 图22是用于对本发明的第2实施方式中的另一实施形态的双列球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0092] 图23是用于对本发明的第2实施方式中的另一实施形态的双列球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0093] 图24是用于对本发明的第2实施方式中的另一实施形态的双列球轴 承进行说明的主要部分剖面图。

[0094] 图25是用于对内圈的径向的变形量进行说明的说明图。

[0095] 图26是用于对内圈的断面惯性矩的计算方法进行说明的说明图。 [0096] 图27是示出断面尺寸比(B/H)与径向的内外圈的变形量之间的关系的图。 [0097] 图28是示出断面尺寸比(B/H)与断面惯性矩I之间的关系的图。 [0098] 图29是示出本发明产品与十字交叉滚子轴承的力矩刚性的比较的图。 [0099] 图30是示出各种轴承的计算力矩刚性的比较的图。

[0100] 图31是十字交叉滚子轴承的主要部分剖面图。

[0101] 图32是四点接触球轴承的主要部分剖面图。

[0102] 图33是现有的两列组合角接触球轴承的主要部分剖面图。

[0103] 图34是现有的极薄壁断面的两列组合角接触球轴承的主要部分剖面图。 [0104] 图35是示出将现有的极薄壁断面的两列组合角接触球轴承安装在轴上的状态的剖面图。

[0105] 图36是现有的两列组合圆锥滚子轴承的主要部分剖面图。

[0106] 图37是示出现有的角接触球轴承的说明图。

[0107] 图38是用于对本发明的第3实施方式中的第1实施形态的一个示例的单列角接触球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0108] 图39是示出将图38的单列角接触球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。

[0109] 图40是示出断面尺寸比(B/H)与径向的内外圈的变形量之间的关系的图。 [0110] 图41是示出断面尺寸比(B/H)与断面惯性矩I之间的关系的图。 [0111] 图42是用于对内圈的径向的变形量进行说明的说明图。

[0112] 图43是用于对内圈的断面惯性矩的计算方法进行说明的说明图。 [0113] 图44是示出断面尺寸比(B/H)与径向的内外圈的变形量之间的关系的图。 [0114] 图45是示出断面尺寸比(B/H)与断面惯性矩I之间的关系的图。 [0115] 图46是示出各种轴承中的计算力矩刚性的比较的图。

[0116] 图47是用于对第3实施方式中的第1实施形态的单列角接触球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0117] 图48是用于对本发明的第3实施方式中的第1实施形态的单列角接触球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0118] 图49是用于对本发明的第3实施方式中的第1实施形态的单列角接触球轴承的变形例进行说明的主要部分剖面图。

[0119] 图50是用于对本发明的第3实施方式中的第1实施形态的另一变形例的单列角接触球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0120] 图51是示出将表示本发明的第3实施方式中的第1实施形态的单列角接触球轴承的另一个示例的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。 [0121] 图52是沿着保持器的径向的剖面图。

[0122] 图53是从径向内侧观察保持器的部分立体图。

[0123] 图54是用于对本发明的第3实施方式中的第2实施形态的双列角接触球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0124] 图55是示出现有的深槽球轴承的剖面图。

[0125] 图56是示出图55的保持器的立体图。

[0126] 图57是图55的B-B线上的剖面图。

[0127] 图58是图55的A-A线上的剖面图。

[0128] 图59是示出现有的角接触球轴承的剖面图。

[0129] 图60是示出图59的保持器的侧视图。

[0130] 图61是用于对本发明的第4实施方式中的第1实施形态的一个示例的进行了背对背组合的组合球轴承进行说明的主要部分剖面图。

[0131] 图62是示出断面尺寸比(B/H)与径向的内外圈的变形量之间的关系的图。 [0132] 图63是示出断面尺寸比(B/H)与断面惯性矩I之间的关系的图。 [0133] 图64是用于对内圈的径向的变形量进行说明的说明图。

[0134] 图65是用于对内圈的断面惯性矩的计算方法进行说明的说明图。 [0135] 图66是示出断面尺寸比(B/H)与径向的内外圈的变形量之间的关系的图。 [0136] 图67是示出断面尺寸比(B/H)与断面惯性矩I之间的关系的图。 [0137] 图68是示出各种轴承的计算力矩刚性的比较的图。

[0138] 图69是沿着保持器的径向的剖面图。

[0139] 图70是从径向内侧观察保持器的部分立体图。

[0140] 图71是从图69的箭头Y方向观察的向视图。

[0141] 图72是图69的Z-Z线上的剖面图。

[0142] 图73是对保持器轴向移动的情况的作用进行说明的说明图。

[0143] 图74(a)是从图69的箭头X方向观察的向视图，(b)是示出(a)的变形例的向视图。

[0144] 图75是示出在图61封入了润滑脂的状态的主要部分剖面图。

[0145] 图76是示出进行了正面组合的组合轴承的主要部分剖面图。

[0146] 图77是示出环状密封体的另一个示例的主要部分剖面图。

[0147] 图78是用于对本发明的第4实施方式中的第5实施形态的一个示例的双列角接触球轴承进行说明的主要部分剖面图。

具体实施方式

[0148] 以下，参照图1～图24对本发明的第1实施方式中的实施形态进行说明。 [0149] 图1是示出将本发明涉及的机床的主轴回转装置应用于例如五轴加工组合加工中心机床的情况的第1实施方式(对应于第一或第三方案)的以主要部分为断面的侧视图。

[0150] 图中，30是机床的主轴回转装置，其具有：固定在组合加工中心机床的固定部上的基座31，自由旋转地支撑在该基座31上的回转支座32，以及安装在该回转支座32上的主轴主体33。

[0151] 基座31具有从左端面中央朝右侧凹设的容纳回转支座32的容纳凹部34，回转支座32经由本发明的主轴回转部用球轴承35自由旋转地支 撑在该容纳凹部34内。 [0152] 这里，回转支座32具有：圆板部37，其与基座31的左端面对置，在左端形成有平坦的安装面36；以及突出部42，其从该圆板部37的右端突出，形成有保持主轴回转部用球轴承35内圈的阶梯部38和嵌合保持蜗轮39的阶梯部40，并从中央部的右端朝左方形成有用于减轻重量的凹部41。

[0153] 然后，在使主轴回转部用球轴承35的内圈与阶梯部38卡合的状态下，使用螺栓44将与蜗轮39形成为一体的内圈压板43紧固，从而将主轴回转部用球轴承35的内圈固定在阶梯部38上。

[0154] 另一方面，主轴回转部用球轴承35的外圈与形成在基座31的容纳凹部34内的阶梯部45嵌合，使用通过例如形成在回转支座32的圆板部37内的透孔(未作图示)而插入的螺栓47，将配设在基座31的左端面侧的外圈压板46进行螺栓紧固，从而将主轴回转部用球轴承35的外圈固定在基座31上。

[0155] 而且，与电动机等旋转驱动源连接的蜗杆48与蜗轮39啮合，通过对该蜗杆48进行旋转驱动，当使例如后述的主轴主体33的工具安装面垂直向下为0°时，可使回转支座32将主轴主体33在前后方向回转(摆动)±100°左右。

[0156] 而且，主轴主体33具有：主轴52，其内装有旋转驱动源，该旋转驱动源在使安装端铣刀或钻床等卡具(未图示)的工具安装面51朝下方的状态下使工具旋转；以及安装板部53，其用螺栓紧固到一体形成在该主轴52侧面的回转支座32的圆板部37的安装面36上。

[0157] 下面，对上述第1实施方式的动作进行说明。

[0158] 现在，例如如图1所示，在主轴主体33将工具安装面51垂直向下定位在0°的状态下，将端铣刀或钻床等卡具安装在主轴52的工具安装面51上，在利用内置的旋转驱动源进行了高速旋转驱动的状态下，使卡具和被切削材料(工件)相对移动，从而可作为立式组合加工中心机床进行切削加工。

[0159] 在该切削加工结束后，利用未图示的旋转驱动源来使蜗杆48例如正 转，使回转支座32朝近前方向回转+90°，从而使主轴主体33朝近前方向回转+90°来处于使卡具面向近前的状态，在该状态下使卡具和被切削材料(工件)相对移动，从而可作为卧式组合加工中心机床进行切削加工。

[0160] 同样，利用旋转驱动源来对蜗杆48进行反转驱动，使回转支座例如回转支座32和主轴主体33朝后侧回转-90°，之后使卡具和被切削材料(工件)相对移动，从而可作为卧式组合加工中心机床进行切削加工。

[0161] 这样，通过将本发明的主轴回转部用球轴承35应用于主轴回转装置30的主轴回转部，从而如后所述那样，主轴回转部用球轴承35当然能承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，而且可实现精度增高(旋转精度增高)、刚性增高、扭矩降低以及发热降低，并可实现进一步的空间节省，因而主轴回转装置30自身也能实现空间节省。 [0162] 另外，在上述第1实施方式中，对利用蜗轮对回转支座32进行旋转驱动的情况作了说明，然而不限于此，可应用伞齿轮机构或其他齿轮机构来进行旋转驱动，而且如图2所示，可以省略蜗轮39和蜗杆48，而利用单电动机(Direc Motor)63直接对回转支座32进行回转驱动，该单电动机63由配设在基座31的容纳凹部34内周面的定子61和与其对置的配设在回转支座32的突出部42的外周面上的转子62构成。在图2的情况下，优选的是应用后述的图12所示的具有一侧密封和保持器的球轴承作为主轴回转部用球轴承35。并且，回转支座32由基部64和安装板部65构成，该基部64保持主轴回转部用球轴承35和转子62，该安装板部65用螺栓紧固在该基部64上，并兼用作主轴回转部用球轴承35的内圈压板。

[0163] 这里，单电动机63不限于构成为图2所示的外转子型的情况，可以构成为内转子型、即在突出部42的凹部41内周面配设转子并在该转子的内侧配设定子。 [0164] 并且，在第1实施方式中，对在形成于基座31内的容纳凹部34内自由旋转地支撑回转支座32的情况作了说明，然而不限于此，可以将回转支座32经由本发明的主轴回转部用球轴承35自由旋转地支撑在基座 31的外侧。

[0165] 而且，在第1实施方式中，对将本发明应用于组合加工中心机床的情况作了说明，然而不限于此，可将本发明应用于具有使主轴回转的主轴回转装置的任意复合型的机床，以便将组合加工中心机床的功能附加给车床、铣床、磨床、研磨机等。 [0166] 而且，主轴回转装置30不限于上述结构，只要是经由主轴回转部用球轴承来支撑主轴主体33的结构，就能采用任意结构。

[0167] 下面，对应用于上述主轴回转装置30的主轴回转部中的本发明的主轴回转部用球轴承35的具体例进行说明。

[0168] 对主轴回转部用球轴承35要求如下：(a)、使设置在主轴回转装置30的回转支座32上的主轴主体33以高精度(振摆精度)旋转；(b)、使主轴主体33以低扭矩平稳地摆动旋转；以及(c)、减少整个主轴主体针对加工工件时载荷的位移(高刚性)。并且，除了由主轴关联部件的重量引起的力矩载荷或者在回转加减速时产生的惯性载荷以外，还有根据加工条件产生的径向载荷、轴向载荷以及力矩载荷单独作用于主轴回转部用球轴承35，或者这些载荷复合地作用于主轴回转部用球轴承35。

[0169] 图3示出本发明的主轴回转部用球轴承的第1实施方式(对应于第一方案)。该图所示的主轴回转部用球轴承(单列球轴承)100是在外圈101的轨道槽101a与内圈102的轨道槽102a之间自由滚动地配设有多个球103的单列满球的角接触球轴承100，在该球轴承中，将轴向断面宽度B与径向断面高度H(＝(外圈外径D-内圈内径d)/2)之间的断面尺寸比(B/H)设定为(B/H)＜0.63。由于其理由在上述的发明内容中参照图29作了详细说明，因而这里省略记载。

[0170] 这里，在本实施方式中，采用如图4所示将角接触球轴承100进行两列背对背组合来替换7940A(接触角30°)的两列组合角接触球轴承的情况为例。

[0171] 7940A的角接触球轴承由于内圈内径d是Φ200mm，外圈外径D是Φ280mm，轴向断面宽度(轴承单体宽度)B是38mm，因而断面尺寸比(B/H)＝0.95。因此，在本实施方式的角接触球轴承100中，采用了 断面尺寸比(B/H)＝0.475(内圈内径和外圈外径保持原样，轴向断面宽度(轴承单体宽度)B为19mm)。由此，当然能承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，而且可实现精度增高(旋转精度增高)、刚性增高、扭矩降低以及发热降低，并且在轴向尺寸方面能节省1/2的空间。

[0172] 当然，根据需要，也可以将角接触球轴承100的断面尺寸比(B/H)设定为低于0.475或超过0.475(但(B/H)＜0.63)。顺便说一下，假定角接触球轴承100的接触角为例如30°。

[0173] 另外，在本实施方式中，球103的节圆直径如下式(1)所示，然而在想要增加每1列轴承的球数来进一步增加力矩刚性的情况下，可以采用下式(2)，使球103的节圆直径朝外圈侧移动来得到图5所示的结构，也可以根据需要采用下式(3)来反之使球103的节圆直径朝内圈102侧移动(未图示)。

[0174] 球的节圆直径＝(内圈内径+外圈外径)/2 …(1)

[0175] 球的节圆直径＞(内圈内径+外圈外径)/2 …(2)

[0176] 球的节圆直径＜(内圈内径+外圈外径)/2 …(3)

[0177] 并且，根据需要，如图6所示，可以使所组合的左右球轴承的球节圆直径不为相同值，也可以使所组合的左右球轴承中的球103的直径不为相同值。另外，所组合的两个球轴承的断面尺寸比(B/H)可以不相同，例如可以把球直径小的轴承断面尺寸比设定为(B/H)＝0.35，把球直径大的轴承断面尺寸比设定为(B/H)＝0.60。而且，球103的轴向间距也可以不是轴向中心，可以根据有无安装密封或保持器或者为了确保力矩的作用点间距离等而使球103的轴向间距在轴向上不均匀。

[0178] 图7示出将在轴向的一端部安装了环状密封体104的角接触球轴承100进行了两列背对背组合。

[0179] 将在轴向的一端部安装了环状密封体104的角接触球轴承100进行两列背对背组合并安装到设备等上之后(使密封安装面朝外侧进行组合)，能防止在轴承使用中来自外部的异物或灰尘等的侵入以及封入润滑脂向外部的泄漏。在本实施方式中，环状密封体104以压入的方式插入到外圈101的密封槽104a内的非接触型(与内圈102不接触)，是金属 芯105增强型的橡胶密封(例如腈橡胶·丙烯橡胶或氟橡胶)106，并通过仅在组合端面的相反侧安装环状密封体104来实现空间节省。

[0180] 图8示出在轴向的两端部安装了环状密封体104的角接触球轴承100。 [0181] 将在轴向的两端部安装了环状密封体104的角接触球轴承100安装到设备等上之后，能防止在轴承使用中来自外部的异物或灰尘等的侵入，并且在轴承处理时或者装入到轴或壳体内时，也能防止异物或灰尘等的侵入以及封入润滑脂向外部的泄漏。关于组合，为了以双列增加力矩刚性，期望的是采用可获得力矩的作用点距离大的背对背组合(图4等中接触角为八字的方向)。

[0182] 在需要进一步增强刚性的情况下，如图9和图10所示，可以进行三列以上的多列组合，在由于某种原因(例如，在轴承装入时不能避免误对准发生，想要极力抑制轴承的内部载荷的情况等)而想要减小力矩刚性的情况下，如图11所示，还可以进行正面组合(接触角的方向为倒八字)等的排列。

[0183] 并且，为了附加力矩载荷或双方的轴向载荷，有必要使用两列以上的组合轴承，然而根据载荷条件或方向，在使用条件上也可以使用单列轴承。

[0184] 并且，在本实施方式中，虽然使用了角接触球轴承，然而还可以使用深槽球轴承等其他球轴承。环状密封体可以不是图7和图8所示的非接触型，而是接触型的金属芯增强型的橡胶密封(橡胶材质例如是腈橡胶·丙烯橡胶或氟橡胶)，也可以是对外圈101的密封槽内进行填缝加工的金属防护板。并且，可以将环状密封体以压入方式插入到内圈102侧的密封槽内，或者可以通过填缝加工进行安装(与外圈接触或不接触的结构)。 [0185] 内圈102、外圈101以及球103的材料在标准使用条件下采用了轴承钢(例如，SUJ2、SUJ3等)，然而还可以根据使用环境，采用防腐蚀材料即不锈钢系材料(例如，SUS440C等的马氏体系不锈钢材、SUS304等的奥氏体系不锈钢材、SUS630等的沉淀硬化系不锈钢材等)、钛合金 或者陶瓷系材料(例如，Si3N4、SiC、Al2O3、ZrO2等)。 [0186] 润滑方法也未作特别限定，在一般的使用环境中，可使用矿物油系润滑脂或合成油系(例如，锂系、尿素系等)润滑脂或油，在高温环境用途等中，可使用氟系润滑脂或氟系油或者氟树脂、MoS2等的固体润滑剂。

[0187] 图12示出将在轴向的一端部(与组合侧端面相反一侧的端部)安装了环状密封体104、而且具有能转动地保持球103的保持器110的角接触球轴承100进行了两列背对背组合。

[0188] 作为保持器110，采用具有柔性冠形保持器，例如如图13～图16(a)所示，该保持器具有：圆环部111；柱部112，其在圆周方向以大致等间隔地沿轴向突设在该圆环部111的一端部上的多个部位；以及兜孔部113，其形成在各柱部112之间，将球103保持为能在周向转动。保持器110的材质例如使用聚酰胺、聚醛、聚苯撑硫等合成树脂材料，根据需要使用将玻璃纤维或碳纤维等增强材料混入到合成树脂材料内后的材料。 [0189] 并且，在本实施方式中，为了提高轴承的负载容量和刚性，极力减小相邻球103之间的周向间距，尽可能地增多球数。而且，使球103的轴向间距尽可能地偏移到与组合侧端面相反一侧(图12：X1＞X2)，将保持器110的圆环部111配置为位于轴承组合端面侧，从而可将用于提高力矩刚性的作用点间距离设定得较大。

[0190] 另外，在满球轴承的情况下，也可以根据有无安装环状密封体等，根据需要同样使球的轴向间距不在宽度中央，而偏向轴向的左右任一方向(轴承组合端面侧或者与其相反一侧)。

[0191] 带保持器的轴承在旋转是单向连续旋转或者施加大的力矩载荷的条件等、容易发生由各球的接触角的变化引起的公转速度变动的条件等下，针对容易发生在使用满球轴承的情况下的球间的接触或球阻塞的用途，在低扭矩、低发热等方面发挥更良好的效果。 [0192] 而且，在本实施方式中，如果使兜孔部113的入口部比球直径小少许来设置卡挡部(金属卡扣代用品)，则当将球103装入到内圈102和外圈101内时，容易组装轴承而不会使球103脱落。

[0193] 保持器的形状不限于本实施方式所述，除配置在各球103之间的分离器型保持器以外还可以是其他方法。并且，材料也不限于合成树脂材料，也可以是金属材料。 [0194] 并且，图16(b)是基本结构与图16(a)相同的冠形保持器，然而具有在圆环部111的至少周向的一个部位将彼此相邻的兜孔部113间预先切断来使各切断面间具有预定间隙的结构。

[0195] 通过采用这种结构，即使在由于保持器与内外圈的热膨胀系数差以及保持器的尺寸精度或圆度的变动(特别是，轴承尺寸大的实施方式那样的情况)，而使滚动体节圆直径与保持器的节圆直径发生偏差的情况下，也兼具有由悬臂形状而引起的径向的柔性以及由各切断面间的间隙引起的周向的弹力变形(圆周方向的柔性)，因而可缓冲球103与兜孔部113之间的推压力，防止保持器的损伤和磨损，并可进一步减轻由球103与兜孔部113内表面的滑动接触阻力引起的扭矩不均匀和发热。

[0196] 并且，本发明的主轴回转部用球轴承在结构上，使用球直径减小，因而保持器的圆环部111的径向厚度不会变厚(从图12也能理解，保持器有必要在内圈外径与外圈内径之间的空隙部设置适度的间隙来进行定位，该内圈外径与外圈内径之间的空隙部由于与球直径存在大致正比关系而是窄的)，并且根据窄宽度结构，轴向的间隙部也窄，也不得不使轴向厚度薄。因此，保持器的圆环部比标准尺寸的轴承极小，难以得到圆度等尺寸精度，因而将圆环部111制成如图16(b)所示那样的保持器结构，特别是在防止上述保持器的损伤和磨损效果以及减轻扭矩不均匀和发热的方面可取得效果。

[0197] 并且，目标用途是回转旋转，不会使离心力连续施加给保持器。因此，在将本发明应用于这些用途的情况下，采用图16(b)那样的保持器结构，不会发生由离心力引起的不良影响。另外，根据需要，圆环部111的切断部位可以在圆周方向上设定两个部位以上。在该情况下，优选的是切断部位尽可能在圆周方向上等分。并且，在将这些球轴承应用于机床的主轴回转装置的情况下，为了增大刚性，通常施加预压来使用，然而可以根据条件或者针对其他用途等保持间隙来使用。

[0198] 下面，参照图17对上述的第1实施方式的变形例(对应于第二方案)进行说明。 [0199] 在本变形例中，在由图1所示的单列满球的角接触球轴承构成的单列球轴承100的一侧设置有环状密封体120，并配设有将多个球103在圆周方向上定位的保持器130。 [0200] 即，如图17所示，在外圈101和内圈102的例如右侧的一侧端面配设有容纳环状密封体120的密封容纳槽121和122。

[0201] 环状密封体120由使用呈倒L字状形成的金属芯125增强的增强型橡胶密封(例如腈橡胶·丙烯橡胶或氟橡胶)126构成。橡胶密封126在外周部形成有与外圈101嵌合的嵌合部126a，并在内周部形成有与内圈102接触的唇部126b。

[0202] 外圈101的密封容纳槽121构成为：在与外圈101的轨道槽101a连接的倾斜内周面101b的右端侧具有较浅的阶梯部121a；以及浅的嵌合凹部121b，其沿圆周方向形成在该阶梯部121a的底部，并以压入的方式插入于环状密封体120的嵌合部126a中。并且，内圈102的密封容纳槽122构成为：在与内圈的轨道槽102a的左右两端连接的圆筒外周面102b上的轨道槽102a右侧的右端侧，具有较浅的阶梯部122a；以及浅的容纳凹部122b，其沿圆周方向形成在该阶梯部122a的底面，并与形成在环状密封体120的内周面的唇部126b接触。

[0203] 而且，保持器130具有夹着容纳球103的兜孔部131而沿轴向延长的一对圆环状部132a和132b，这些圆环状部132a和132b是以内圈102的圆筒外周面102b作为引导面而被安装的。

[0204] 然后，在环状密封体120侧的圆环状部132b上沿圆周方向形成有断面为半圆形的凹状槽部133，该凹状槽部133形成于与在内圈102的圆筒外周面102b和密封容纳槽122的交点处形成的交点边缘部123对置的内周面上，用于避免接触交点边缘部123。 [0205] 该保持器130是使用通过切削而制作的铜合金等的金属材料、聚酰胺、聚醛、聚苯撑硫(PPS)、聚醚乙醚酮(PEEK)等的合成树脂材料、以及添加了玻璃纤维或碳纤维等的增强材料后的强化材料混入合成树脂 材料等来制作的。在使用树脂材料形成保持器130的情况下，可应用切削成形和注射成形中的任一种。

[0206] 这样，由于在保持器130的与形成在引导面的右端侧的交点边缘部123对置的内周面周向形成有凹状槽部133，因而能可靠地防止该交点边缘部123与保持器130的内周面接触，通过使环状密封体120侧的圆环状部132b的宽度变宽来增大截面面积，从而可在确保强度的同时，可靠地防止保持器130的磨损。

[0207] 并且，在设置于引导面的一部分上的凹状槽部133由润滑脂润滑的情况下，可执行作为保持润滑脂的贮存部的作用，另外由于位于引导面附近，因而还具有向引导面适度提供润滑油的效果，从润滑特性方面来看，也能长期地保持耐磨损性。该效果如后述的图20所示，在圆环状部132a和132b这双方内形成了凹状槽部133和134的情况下更为显著。 [0208] 通常，在球轴承100的至少一侧配设环状密封体120的情况下，将外圈101的内径面或内圈102的外径面用作保持器130的引导面，而由于在该引导面与密封容纳槽122相接的位置形成有交点边缘部123，因而由于该交点边缘部123与保持器130的圆环状部132b相接触引起的边缘碰触而使保持器130磨损。

[0209] 为了防止该保持器130的磨损，以往考虑的是，当使用内圈引导时，如图18所示，缩短保持器130的在交点边缘部123侧的圆环状部132b的轴向长度即宽度，从而圆环状部132b与交点边缘部123不会接触。

[0210] 然而，在如本实施例那样窄宽度的球轴承100的情况下，具有这样的问题，即：圆环状部132b的宽度非常薄，不能确保充分强度。

[0211] 因此，有必要如图19所示使圆环状部132b的宽度变长来确保强度，而在该情况下，如上所述，圆环状部132b的内周面与交点边缘部123对置，因而在球轴承100的旋转中保持器130朝引导侧轨道环倾斜的情况下，圆环状部132b的内周面与交点边缘部123发生边缘碰触，从而使保持器130磨损。

[0212] 特别是，密封容纳槽121和122由于大多是切削加工后的热处理面，因而面粗糙度不良，而且在与保持器130相接触的交线部分容易形成毛刺，因而容易发生磨损。 [0213] 而且，本发明的球轴承100由于在结构上与轴承的球节圆直径相比球直径非常小，因而对应于此，保持器130的圆环状部132b的断面也减小，保持器130的径向强度(圆环状部132b的径向强度)也减小。此外，本发明的球轴承100的用途根据其使用条件，在轴承旋转时，容易被附加大的力矩载荷，轴承容易倾斜。因此，根据各球103的接触角的变化，各球103的公转速度发生变动，由球103与兜孔部131之间的推压力引起的保持器130的变形也增大，因而更容易发生边缘碰触，接触部的面压也增加，容易加速磨损。 [0214] 然而，如上所述，在本实施方式中，如图17所示，在使保持器130的环状密封体120侧的圆环状部132b的宽度变宽来增加截面面积的同时，在有可能与密封容纳槽122和成为引导面的圆筒外周面102b的边界部的交点边缘部123相接触的部分形成有凹状槽部133，因而即使保持器130倾斜，也能在交点边缘部123与凹状槽部133之间确保充分间隔，因而能可靠地防止凹状槽部133与交点边缘部123相接触，从而能可靠地防止保持器130磨损。 [0215] 另外，在上述变形例中，对在球轴承100的右侧配设环状密封体120的情况作了说明，然而不限于此，可以在球轴承100的左侧配设环状密封体120，还可以在两侧配设环状密封体120。

[0216] 并且，在上述变形例中，对将形成在圆环状部132b内的凹状槽部133形成为断面为半圆形的情况作了说明，然而不限于此，只要是断面为四边形、断面为三角形、断面为椭圆形等的能避免与交点边缘部123接触的形状，就能使用任意形状。

[0217] 而且，在上述变形例中，对环状密封体120与内圈密封容纳槽122接触的情况作了说明，然而不限于此，可应用与图7所示的内圈密封容纳槽122不接触的非接触橡胶密封型(带有金属芯)或者对外圈密封槽内进行填缝的金属密封。

[0218] 而且，在上述变形例中，对保持器130的引导面使用内圈102的外周面的情况作了说明，然而不限于此，可以将外圈101的内周面用作引导面。

[0219] 而且，在上述变形例中，对在保持器130的圆环状部132a和132b中的环状密封体120侧的圆环状部132b内形成凹状槽部133的情况作了说明，然而不限于此，也可以如图
20所示，在与环状密封体120相反一侧的圆环状部132a内，在夹着通过圆环状部132b的凹状槽部133和各球103的中心的垂直面的面对称位置处设置凹状槽部134。这样，当在左右的圆环状部132a和132b内形成了凹状槽部时，在组装时不用确认保持器130的凹状槽部的形成位置，可从任意方向进行组装，从而可改善组装作业。

[0220] 下面，参照图21对本发明的第2实施方式(对应于第四或第五方案)中的实施形态的一个示例的机床的主轴回转部用双列球轴承进行说明。

[0221] 该双列满球角接触球轴承200在外圈201的双列轨道槽201a、201b与内圈202的双列轨道槽202a、202b之间自由滚动地配设有多个球203，轴向断面宽度B2与径向断面高度H2(＝(外圈外径D2-内圈内径d2)/2)的断面尺寸比(B2/H2)被设定为(B2/H2)＜1.2，球节圆直径被设定在径向断面高度的中央。其理由在发明内容中参照图30作了详细说明，因而这里省略记载。

[0222] 这里，在本实施方式中，采用将双列球轴承200替换为7940A(接触角30°)的两列组合角接触球轴承的情况为例。

[0223] 7940A由于内圈内径d是Φ200mm，外圈外径D是Φ280mm，轴向断面宽度(轴承单体宽度)：B是38mm，因而断面尺寸比(B/H)＝0.95。因此，在本实施方式的角接触球轴承200中，采用断面尺寸比(B2/H2)＝0.95(内圈外径和外圈外径保持原样，轴向断面宽度(轴承单体宽度)：B2为38mm)。由此，当然能承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，而且可实现精度增高(旋转精度增高)、刚性增高、扭矩降低以及发热降低，并且在轴向尺寸方面能节省1/2的空间。

[0224] 当然，根据需要，也可以将断面尺寸比(B2/H2)设定为低于0.95或超过0.95(然而，(B2/H2)＜1.2)。顺便说一下，假定角接触球轴承200的接触角为例如30°。 [0225] 另外，图22是为了提高力矩刚性而在双列满球角接触球轴承200中使球节圆直径朝外径侧移动的例子，图23是在双列满球角接触球轴承200中改变了各列的球直径和球节圆直径的例子，图24是在轴向的两端部安装了环状密封体104的双列满球角接触球轴承200中，为了提高力矩刚性而使球节圆直径朝外径侧偏移的例子。

[0226] 在任一个示例的情况下，环状密封体、保持器等的结构和有无安装等以及有关结构的应用例，以在上述第1实施方式中所记载的单列球轴承为准。并且，与上述第1实施方式一样，都可以在预压和间隙的任一条件下使用。

[0227] 下面，对在本发明的第3实施方式中的实施形态的一个示例的机床的主轴回转部以及其他的机床、产业设备、机器人、医疗设备、半导体/液晶制造装置、光学以及光电子装置等中使用的球轴承，特别是径向载荷以及双向的轴向载荷、特别是大的力矩载荷作为负载被施加的角接触球轴承进行说明。一般，在角接触球轴承上不安装深槽球轴承那样的密封。因此，例如如图37所示，在壳体71与轴72之间将单列的角接触球轴承73A、73B并设两列，以及使用由衬垫构成的内圈压板74和轴承螺母75固定了内圈73a，并且在使用外圈压板76固定了外圈73b的情况下，表示角接触球轴承73A、73B的接触角的接触点的法线方向的延长线L1，通过内圈73a和外圈73b的槽肩部73c和73d，并通过轴72或者内圈压板74和壳体71或者外圈压板76。

[0228] 当外部载荷作为负载被附加给角接触球轴承73A、73B时，在夹装在内圈73a和外圈73b之间的由球构成的滚动体73e与内圈73a和外圈73b的槽之间的接触部产生的所谓滚动体载荷，如图37的箭头所示，在表示接触角的接触部的法线方向，从滚动体73e朝内圈73a和外圈73b的槽接触部之间产生。特别是，在力矩载荷的比率大的情况下，一部分的滚动体73e(主要在180°对置位置)的滚动体载荷极端增大。

[0229] 在图37所示不具有密封的角接触球轴承中，在如图37(a)所示接触角是30°左右的情况下，滚动体载荷的方向在角接触球轴承73A、73B这双方中都通过内圈73a的槽肩部73c，并通过轴72的轴承安装部，在 如图37(b)所示接触角是60°左右的情况下，滚动体载荷的方向在角接触球轴承73A中通过内圈73a的槽肩部73c，并通过成为轴72的内圈压板的阶梯部73f，在角接触球轴承73B中通过内圈73a的槽肩部73c，并通过内圈压板74并到达轴72的轴承安装部。

[0230] 这样，在不具有密封的角接触球轴承73A、73B中，由于内圈73a和外圈73b由与它们接触的轴72和壳体71以及内圈压板74和外圈压板76支承，因而不会仅使用内圈73a和外圈73b的槽肩部73c和73d承担滚动体载荷，因而槽肩部73c和73d不会变形而可支撑滚动体载荷。

[0231] 因此，如日本特开2006-105385号公报(以下称为专利文献3)所记载那样，在外圈的轨道槽与内圈的轨道槽之间自由滚动地配设有多个球的单列球轴承中，甚至在轴向断面宽度B与径向断面高度H的断面尺寸比(B/H)是(B/H)＜0.63的窄宽度的角接触球轴承中，在未设置密封的情况下，不会仅使用内圈或外圈的槽肩部来承担滚动体载荷，槽肩部不会变形而可支撑滚动体载荷。

[0232] 然而，在专利文献3所公开的窄宽度的角接触球轴承中，如该图10所示，当作为带密封的角接触球轴承而增大了接触角时，球在接触部中的法线方向的延长线通过容纳密封的槽部，仅使用未被支承的内圈的槽肩部来承担滚动体载荷，除了球与内圈和外圈的槽接触部的弹性变形以外还产生槽肩部的弹性变形，招致刚性下降。并且，具有在滚动体载荷大的情况下槽肩部发生破裂或缺口等的未解决课题。

[0233] 因此，本发明的第3实施方式是着眼于上述现有例的未解决课题而完成的，该第3实施方式的目的是提供一种在形成了收纳密封的槽等的情况下，不会仅使用内圈和外圈中的至少一方的槽肩部来承担滚动体载荷的角接触球轴承。

[0234] 为了达到上述目的，本发明的第3实施方式中的第1实施形态是一种窄宽度的单列角接触球轴承，该窄宽度的单列角接触球轴承具有内圈和外圈中的至少一方，该内圈在至少圆周方向的一部分内形成有直径比内圈槽肩部小的凹阶梯部，该外圈在至少圆周方向的一部分内形成有直径比外圈槽肩部大的凹阶梯部，并且在上述外圈的轨道槽与上述内圈的 轨道槽之间自由滚动地配设有多个球，该窄宽度的单列角接触球轴承的特征在于，将接触角设定成使上述球与上述外圈和内圈的接触部中的法线方向的延长线不会干涉上述凹阶梯部。

[0235] 并且，第3实施方式中的第2实施形态是一种窄宽度的双列角接触球轴承，该窄宽度的双列角接触球轴承具有内圈和外圈中的至少一方，该内圈在至少圆周方向的一部分内形成有直径比内圈槽肩部小的凹阶梯部，该外圈在至少圆周方向的一部分内形成有直径比外圈槽肩部大的凹阶梯部，并且在上述外圈的轨道槽与上述内圈的轨道槽之间自由滚动地配设有多个球，该窄宽度的双列角接触球轴承的特征在于，将接触角设定成使上述球与上述外圈和内圈的接触部中的法线方向的延长线不会干涉上述凹阶梯部。 [0236] 而且，第3实施方式中的第3实施形态的特征在于，在上述第1或第2实施形态中，上述凹阶梯部由插入环状密封体的槽和对置的密封迷宫部构成。

[0237] 而且，第3实施方式中的第4实施形态的特征在于，在上述第1至第3中的任一方的实施形态中，在上述内圈和外圈中的任一方的凹阶梯部内插入有环状密封体，该环状密封体构成为与对应于被插入一侧的内圈和外圈的凹阶梯部接触或不接触。 [0238] 这里，作为窄宽度的角接触球轴承如下所述：其不适用于标准角接触球轴承(78xx、79xx、70xx、72xx、73xx系列等)的尺寸，即至少例如是单列角接触球轴承的情况下，是轴向断面宽度B与径向断面高度H的断面尺寸比(B/H)为(B/H)＜0.63的窄宽度的单列角接触球轴承，在双列角接触球轴承的情况下，是轴向断面宽度B2与径向断面高度H2的断面尺寸比(B2/H2)为(B2/H2)＜1.2的窄宽度双列角接触球轴承。

[0239] 并且，作为角接触球轴承的接触角是根据内圈和外圈的槽肩的高度、球直径与轴承宽度的比率以及密封槽的形状和大小而改变，大致为60°以下，优选为50°以下，进一步优选为40°以下，在低于20°的情况下，由于容许轴向载荷和容许力矩载荷下降，因而不是优选的。

[0240] 根据第3实施方式，在窄宽度的单列角接触球轴承和双列角接触球轴承的情况下，将接触角设定成使球与上述外圈和内圈的接触部中的法线方向的延长线不会干涉上述凹阶梯部，因而可取得以下效果，即：能可靠地防止仅使用内圈和外圈中的至少一方的槽肩部来承担滚动体载荷，并在具有密封的窄宽度的角接触球轴承中，槽肩部不会变形而可支撑滚动体载荷。

[0241] 以下，参照图对第3实施方式中的第1实施形态进行详细说明。 [0242] 图38是用于对第3实施方式的第1实施形态的一个示例的单列球轴承进行说明的主要部分剖面图，图39是示出将图38的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图。

[0243] 第3实施方式中的第1实施形态的一个示例的单列球轴承100，如图38所示，是在外圈101的轨道槽101a与内圈102的轨道槽102a之间自由滚动地配设有多个球103的单列角接触球轴承100，在该单列角接触球轴承100中，将轴向断面宽度B与径向断面高度H(＝(外圈外径D-内圈内径d)/2)的断面尺寸比(B/H)设定为(B/H)＜0.63。 [0244] 这里，在本实施方式中，如图39所示，采用将角接触球轴承100进行两列背对背组合来与7208A(接触角30°)的两列组合角接触球轴承替换的情况为例。

[0245] 7208A的角接触球轴承由于内圈内径是φ40mm，外圈外径是φ80mm，轴向断面宽度(轴承单体宽度)B是18mm，因而断面尺寸比(B/H)＝0.9。因此，在本实施方式的角接触球轴承100中，采用断面尺寸比(B/H)＝0.45(内圈内径和外圈外径保持原样，轴向断面宽度(轴承单体宽度)为9mm)。由此，可承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，并能实现在轴向尺寸上节省1/2的空间、扭矩降低以及进一步的刚性增高。 [0246] 当然，根据需要，也可以将角接触球轴承100的断面尺寸比(B/H)设定为低于0.45或超过0.45(然而(B/H)＜0.63)。

[0247] 这样，设定B/H＜0.63的原因如下。

[0248] 图40和图41分别示出以标准使用的极薄壁球轴承(轴承内径： φ38.1mm，轴承外径：φ47.625mm，轴承宽度：4.762mm，上述断面尺寸比(B/H)＝1)为基准，在不改变轴承外径和轴承宽度而使轴承内径变化的情况(即，使(B/H)的值变化的情况)下的内外圈的径向的变形特性(参照图42：例示出内圈)和径向的断面惯性矩I(参照图43：根据I＝3
bh/12计算)相比较之后的结果。

[0249] 并且，图44和图45也分别示出以标准使用的极薄壁球轴承(轴承内径：φ63.5mm，轴承外径：φ76.2mm，轴承宽度：6.35mm，上述断面尺寸比(B/H)＝1)为基准，在不改变轴承外径和轴承宽度而使轴承内径变化的情况(即，使(B/H)的值变化的情况)下的内外圈的径向的变形特性和径向的断面惯性矩I相比较之后的结果。

[0250] 任何轴承都是在(B/H)小于0.63的情况下刚性的增加率梯度变化呈现显著。即，断面惯性矩I的增加变得显著，径向的内外圈的变形量减少处于饱和状态。 [0251] 因此，在本实施方式中，可防止在现有的极薄壁轴承中成为问题的由内外圈制造时的车床加工或研磨加工时的加工力引起的轴承变形，可改善圆度和偏心厚度等的轴承精度。

[0252] 并且，在装入到轴或壳体内的情况(特别是，通过间隙嵌合装入到轴或壳体内的情况)下，可抑制当使用内圈压板和外圈压板等固定了轴承时的内外圈的变形(特别是圆度的恶化)，并可防止由变形产生的扭矩不良和旋转精度不良、或者发热增大、磨损、烧结等不良情况。

[0253] 另外，单列球轴承在一列的情况下，难以承受预压或承担力矩载荷，而在进行两列以上的多列组合的情况下，能承担径向载荷、轴向载荷以及力矩载荷。 [0254] 并且，由于各球与内外圈的轨道槽总是两点接触，因而可抑制如四点接触球轴承那样由球的大旋转引起的扭矩增加，并且与十字交叉滚子轴承相比，由于滚动阻力降低，因而可实现扭矩降低。

[0255] 而且，由于宽度尺寸是现有的标准单列球轴承的约一半，因而球直径也是现有的球轴承的一半左右，相反增加每一列的球数，轴承刚性与现有的球轴承相比增加。并且，在应用于回转机器人的臂接合部分等的 情况下，由于几乎是低速的摆动旋转，因而即使通过减小球直径来降低轴承的负载容量，滚动疲劳寿命时间在实用上也不会成为问题。 [0256] 即使在其他的产业机械、机床、机器人、医疗设备、半导体/液晶制造装置、光学以及光电子装置等中，由于大多是转速低的用途和摆动旋转用途，因而滚动疲劳寿命时间也几乎不会成为问题。

[0257] 图46是各种轴承的计算力矩刚性的比较。在相同尺寸(计算例是相当于轴承识别号7906A(接触角为30°)，内外径尺寸相同的情况：内圈内径φ30mm，外圈外径φ47mm)时，将根据第一方案的单列窄宽度角接触球轴承(接触角30°：轴承的计算例)进行了两列组合、而且使内外圈的轨道槽曲率半径(Da是球直径)变化的本发明示例A～E，均与十字交叉滚子轴承、标准两列组合角接触球轴承以及四点接触球轴承相比，力矩刚性增大，例如，本发明示例B能保持十字交叉滚子轴承的2.4倍、现有的标准两列组合角接触球轴承的1.9倍、以及四点接触球轴承的3.3倍的力矩刚性。

[0258] 另外，各自的设计预压间隙被计算为实用上的标准值，即：本发明示例A～E、标准两列组合角接触球轴承以及四点接触球轴承为一0.010mm，十字交叉滚子轴承为-0.001mm。

[0259] 并且，本实施方式中的窄宽度球轴承的合适的球直径根据有无安装密封等而变化，然而为了增加刚性而极端地减小球直径时，球与内外圈的轨道槽接触的接触部之间的面压增加，很有可能耐压痕性下降，因而期望大致是轴承宽度(B)或(B2/2)的30～90％。 [0260] 然后，在本实施方式中，在单列球轴承100的一侧设置有环状密封体120，并配设有将多个球103在圆周方向定位的保持器130。

[0261] 即，如图38所示，在外圈101和内圈102的例如右侧的一侧端面配设有容纳环状密封体120的密封容纳槽121和122。

[0262] 环状密封体120由使用呈倒L字状形成的金属芯125增强的增强型的橡胶密封(例如腈橡胶·丙烯橡胶或氟橡胶)126构成。橡胶密封126在外周部形成有与外圈101嵌合的嵌合部126a，并在内周部形成有与内圈101接触的唇部126b。

[0263] 并且，外圈101的密封容纳槽121构成为：在与外圈101的轨道槽101a连接的倾斜内周面101b的右端侧具有较浅的阶梯部121a；以及浅的嵌合凹部121b，其沿圆周方向形成在该阶梯部121a的底部，并以压入的方式插入于环状密封体120的嵌合部126a中。 [0264] 并且，内圈102的密封容纳槽122构成为：在与内圈的轨道槽102a的左右两端连接的圆筒外周面102b上的轨道槽102a的右侧的槽肩部102c的右端侧，具有较深的阶梯部122a；以及浅的容纳凹部122b，其沿圆周方向形成在该阶梯部122a的底面，并与形成在环状密封体120的内周面的唇部126b接触。

[0265] 而且，保持器130具有夹着容纳球103的兜孔部131而沿轴向延长的一对圆环状部132a和132b，这些圆环状部132a和132b是以内圈102的圆筒外周面102b作为引导面而被安装的。

[0266] 然后，在环状密封体120侧的圆环状部132b上沿圆周方向形成有断面为半圆形的凹状槽部133，该凹状槽部133形成于与在内圈102的圆筒外周面102b和密封容纳槽122的交点处形成的交点边缘部123对置的内周面上，用于避免接触交点边缘部123。 [0267] 该保持器130是使用通过切削而制作的铜合金等的金属材料、聚酰胺、聚醛、聚苯撑硫(PPS)、聚醚乙醚酮(PEEK)等的合成树脂材料、以及添加了玻璃纤维或碳纤维等的增强材料后的强化材料掺入合成树脂材料等来制作的。在使用树脂材料形成保持器130的情况下，可应用切削成形和注射成形中的任一种。

[0268] 这样，由于在保持器130的与形成在引导面的右端侧的交点边缘部123对置的内周面周向形成有凹状槽部133，因而能可靠地防止该交点边缘部123与保持器130的内周面接触，通过使环状密封体120侧的圆环状部132b的宽度变宽来增大截面面积，从而可在确保强度的同时，可靠地防止保持器130的磨损。

[0269] 并且，在设置于引导面的一部分上的凹状槽部133由润滑脂润滑的情况下，可执行作为保持润滑脂的贮存部的作用，另外由于位于引导面附近，因而还具有向引导面适度提供润滑油的效果，从润滑特性方面来 看，也能长期地保持耐磨损性。该效果如后述的图49所示，在圆环状部132a和132b这双方内形成了凹状槽部133和134的情况下更为显著。 [0270] 通常，在球轴承100的至少一侧配设环状密封体120的情况下，将外圈101的内径面或内圈102的外径面用作保持器130的引导面，而由于在该引导面与密封容纳槽122相接的位置形成有交点边缘部123，因而由于该交点边缘部123与保持器130的圆环状部
132b相接触引起的边缘碰触而使保持器130磨损。

[0271] 为了防止该保持器130的磨损，以往考虑的是，当使用内圈引导时，如图47所示，缩短保持器130的在交点边缘部123侧的圆环状部132b的轴向长度即宽度，从而圆环状部132b与交点边缘部123不会接触。

[0272] 然而，在如本实施例那样窄宽度的球轴承100的情况下，具有这样的问题，即：圆环状部132b的宽度非常薄，不能确保充分强度。

[0273] 因此，有必要如图48所示使圆环状部132b的宽度变长来确保强度，而在该情况下，如上所述，圆环状部132b的内周面与交点边缘部123对置，因而在球轴承100的旋转中保持器130朝引导侧轨道环倾斜的情况下，圆环状部132b的内周面与交点边缘部123发生边缘碰触，从而使保持器130磨损。

[0274] 特别是，密封容纳槽121和122由于大多是切削加工后的热处理面，因而面粗糙度不良，而且在与保持器130相接触的交线部分容易形成毛刺，因而容易发生磨损。 [0275] 而且，本发明的球轴承100由于在结构上与轴承的球节圆直径相比球直径非常小，因而对应于此，保持器130的圆环状部132b的断面也减小，保持器130的径向强度(圆环状部132b的径向强度)也减小。此外，本发明的球轴承100的用途根据其使用条件，在轴承旋转时，容易被附加大的力矩载荷，轴承容易倾斜。因此，根据各球103的接触角的变化，各球103的公转速度发生变动，由球103与兜孔部131之间的推压力引起的保持器130的变形也增大，因而更容易发生边缘碰触，接触部的面压也增加，容易加速磨损。 [0276] 然而，如上所述，在本实施方式中，如图38所示，在使保持器130 的环状密封体120侧的圆环状部132b的宽度变宽来增加截面面积的同时，在有可能与密封容纳槽122和成为引导面的圆筒外周面102b的边界部的交点边缘部123相接触的部分形成有凹状槽
133，因而即使保持器130倾斜，也能在交点边缘部123与凹状槽133之间确保充分间隔，因而能可靠地防止凹状槽133与交点边缘部123相接触，从而能可靠地防止保持器130磨损。
并且，在本实施方式中，接触角θ被设定成30°，以便使球103的与外圈101的轨道槽101a相接触的接触部P1和与内圈102的轨道槽102a相接触的接触部P2中的法线方向的延长线L1不会干涉容纳凹部122b。因此，距与延长线L1平行且与容纳凹部122b相接触的平行线L2的距离Δ被设定为Δ＞0。这里，接触角θ根据内圈和外圈的槽肩的高度、球直径与轴承宽度的比率以及密封的容纳凹部122b的形状和大小而改变，然而大致为60°以下，优选为50°以下，进一步优选为40°以下，在低于20°的情况下，由于会导致容许轴向载荷和容许力矩载荷下降，因而不是优选的。

[0277] 这样，通过设定接触角θ，来使成为滚动体载荷的附加方向的接触部P1和P2的法线方向的延长线L1通过离开收纳环状密封体120的容纳凹部122b距离Δ(＞0)的位置，从而能可靠地防止仅使用内圈的槽肩部来承担滚动体载荷，可使用由图38的点划线图示的内圈压板140支承的内圈102和嵌插到内圈102内的轴(未图示)来承受滚动体载荷，不会使槽肩部102c变形而招致刚性下降，从而可承受滚动体载荷。因此，在窄宽度的角接触球轴承中，即使在被附加了大的力矩载荷的情况下，在槽肩部102c也不会发生破裂和缺口，可使轴承寿命较长。另外，在上述实施方式中，对在球轴承100的右侧配设环状密封体120的情况作了说明，然而不限于此，可以在球轴承100的左侧配设环状密封体120，还可以在两侧配设环状密封体120。

[0278] 并且，在上述变形例中，对将形成在圆环状部132b内的凹状槽133形成为断面为半圆形的情况作了说明，然而不限于此，只要是断面为四边形、断面为三角形、断面为椭圆形等的能避免与交点边缘部123接触的形状，就能使用任意形状。

[0279] 而且，在上述变形例中，对环状密封体120与内圈密封容纳槽122接触的情况作了说明，然而不限于此，可应用与图50所示的内圈密封容纳槽122不接触的非接触橡胶密封型(带有金属芯)或者对外圈密封槽进行填缝的金属密封。

[0280] 而且，在上述实施方式中，对保持器130的引导面使用内圈102的外周面的情况作了说明，然而不限于此，可以将外圈101的内周面用作引导面。

[0281] 而且，在上述实施方式中，对在保持器130的圆环状部132a和132b中的环状密封体120侧的圆环状部132b内形成凹状槽133的情况作了说明，然而不限于此，也可以如图49所示，在与环状密封体120相反一侧的圆环状部132a内，在夹着通过圆环状部132b的凹状槽133和各球103的中心的垂直面的面对称位置处设置凹状槽部134。这样，当在左右的圆环状部132a和132b内形成了凹状槽部时，在组装时不用确认保持器130的凹状槽部的形成位置，可从任意方向进行组装，从而可改善组装作业。

[0282] 并且，除了本实施例以外，如图51所示，当将在轴向的一个端部(与组合侧端面相反一侧的端部)安装了环状密封体104、而且具有能转动地保持球103的保持器110的角接触球轴承100进行了两列背对背组合的情况下，保持器还可以采用将内圈外径面和外圈内径面不用作引导面的悬臂环结构的保持器即与内圈和外圈非接触的柔性球引导冠形保持器110，如图52和图53所示，该保持器具有：圆环部111；柱部112，其在圆周方向以大致等间隔地沿轴向突设在该圆环部111的一端部上的多个部位；以及兜孔部113，其形成在各柱部112之间，将球103保持为能在周向转动。在这样将单列球轴承进行了两列组合的情况下，如图51所示，只要使球103的轴向间距尽可能地朝与组合侧端面相反一侧偏移(X1＞X2)，就能实现保持器环部的轴向壁厚变厚的结构，而且可将用于提高力矩刚性的作用点间距离设定得大。并且，还可以应用无保持器的满球角接触球轴承。

[0283] 另外，在上述实施方式中，球103的节圆直径如下式(4)所示，然而在想要增加每一列轴承的球数来进一步增加力矩刚性的情况下，可以采用下式(5)，得到使球103的节圆直径朝外圈侧偏移的结构，也可以根据需要采用下式(6)来反之使球103的节圆直径朝内圈102侧偏移(未图示)。

[0284] 球的节圆直径＝(内圈内径+外圈外径)/2 …(4)

[0285] 球的节圆直径＞(内圈内径+外圈外径)/2 …(5)

[0286] 球的节圆直径＜(内圈内径+外圈外径)/2 …(6)

[0287] 并且，根据需要，可以使所组合的左右球轴承的球节圆直径不为相同值，也可以使所组合的左右球轴承的球103的直径不为相同值。此外，所组合的两个球轴承的断面尺寸比(B/H)可以不相同，例如，可以把球直径小的轴承设定为(B/H)＝0.28，把球直径大的轴承设定为(B/H)＝0.62。并且，球103的轴向间距也可以不是轴向中心，可以根据有无安装密封或保持器或者为了确保力矩的作用点间距离等而使球103的轴向间距在轴向上不均匀。

[0288] 下面，参照图54对第3实施方式中的第2实施形态的一个示例的双列角接触球轴承进行说明。

[0289] 该双列角接触球轴承200在外圈201的双列轨道槽201a、201b与内圈202的双列轨道槽202a、202b之间自由滚动地配设有多个球203，轴向断面宽度B2与径向断面高度H2(＝(外圈外径D2-内圈内径d2)/2)的断面尺寸比(B2/H2)被设定为(B2/H2)＜1.2，球节圆直径被设定在径向断面高度的中央。

[0290] 然后，在外圈201和内圈202的左右侧面分别形成有与第3实施方式中的第1实施形态一样的密封容纳槽121和122，在这些密封容纳槽121和122内左右对称地容纳有环状密封体120。

[0291] 这里，在本实施方式中，采用将双列球轴承200替换为7208A(接触角30°)的两列组合角接触球轴承的情况为例。

[0292] 7208A由于内圈内径是φ40mm，外圈外径是φ80mm，轴向断面宽度(轴承单体宽度)：B是18mm，因而断面尺寸比(B/H)＝0.9。因此，在本实施方式的角接触球轴承200中，采用断面尺寸比(B2/H2)＝0.90(内圈内径和外圈外径保持原样，轴向断面宽度(轴承单体宽度)：B2 为18mm)。由此，当然能承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，而且可实现在轴向尺寸方面节省1/2的空间、扭矩降低以及进一步的刚性增高。 [0293] 当然，根据需要，也可以将断面尺寸比(B2/H2)设定为低于0.90或超过0.90(然而，(B2/H2)＜1.2)。

[0294] 然后，角接触球轴承200的接触角与上述的第3实施方式中的第1实施形态一样被设定为例如30°，该接触角被设定成使球203的与外圈201和内圈202的轨道槽201a、201b和202a、202b相接触的接触部P1和P2的法线方向的延长线L1通过离开容纳凹部
122b预定距离Δ(＞0)的位置。

[0295] 也在本第3实施方式中的第2实施形态中，接触角θ被设定成使接触部P1和P2的法线方向的延长线L1不会干涉密封容纳槽122的容纳凹部122b，因而当被附加了大的滚动体载荷时，不会仅使用槽肩部来承担该滚动体载荷，可使用由内圈压板支承的内圈202和嵌插到该内圈202内的轴(未图示)来承受该滚动体载荷，可抑制槽肩部的变形，可靠地防止槽肩部的破裂和缺口，从而可使窄宽度的双列角接触球轴承的寿命较长。 [0296] 另外，也在本第3实施方式中的第2实施形态中，为了提高力矩刚性，可以在双列角接触球轴承200中使球节圆直径朝外径侧偏移，或者在双列角接触球轴承200中使各列的球直径或球节圆直径改变。

[0297] 并且，也可以使用无保持器的双列满球角接触球轴承。

[0298] 在任一个示例的情况下，环状密封体、保持器等结构和有无安装以及有关结构的应用例，以上述第3实施方式中的第1实施形态所记载的单列球轴承为准。并且，与上述第3实施方式中的第1实施形态一样，都可以在预压和间隙的任一条件下使用。 [0299] 并且，在上述第3实施方式中的第1实施形态中，对形成与内圈102侧的槽肩部
102c连接并容纳环状密封体120的嵌合凹部121b和容纳凹部122b的情况作了说明，然而不限于此，还能将本发明应用于形成以图38中沿着通过球103中心的垂直线进行左右反转的形状来与外圈101和内圈102的槽肩部连接并容纳环状密封体120的容纳凹部的情况。
这里，环状密封体120可以设置在左右两侧。

[0300] 而且，在上述第3实施方式中的第1和第2实施形态中，对在圆周方向的整周范围内形成有容纳环状密封体120的嵌合凹部121b和容纳凹部122b的情况作了说明，然而不限于此，还可将本发明应用于在圆周方向的一部分内形成凹阶梯部的情况。而且，作为凹阶梯部，不限于用于容纳环状密封体120的凹阶梯部，可应用在任意用途中使用的凹阶梯部。 [0301] 下面，对在本发明的第4实施方式的一个示例的机床的主轴回转部、旋转台、产业机械、机器人的关节部或回转机构部、医疗设备、半导体/液晶制造装置、光学以及光电子装置等中使用的组合球轴承和双列球轴承，特别是在作为负载被施加了径向载荷以及双向的轴向载荷、特别是大的力矩载荷的用途中使用的球轴承进行说明。

[0302] 通常，在球轴承，例如深槽球轴承等中，如图55所示，球83自由旋转地被夹持在内圈82和外圈81的轨道面间，并以保持封入润滑脂并防止润滑脂向外部泄漏、或者防止异物从外部向轴承内部侵入等为目的，在内圈82和外圈81之间的轴向端面上安装密封85。并且，作为保持球83的球引导保持器84，如图56所示，标准采用在环部86a形成了预定数量的兜孔部86b的冠形(悬臂环结构)的球引导合成树脂保持器。

[0303] 在该球引导保持器84中，如图56所示，通常保持球83的兜孔内表面86c形成为具有比球83的曲率稍大的曲率的球面形状，并且如图57所示，保持器84的径向的运动量根据球83与兜孔内径侧端面间的间隙ΔR1、或者球83与兜孔外径侧端面间的间隙ΔR2的较小一方来定位。

[0304] 并且，如图58所示，保持器84的轴向的移动量，一方向由环侧兜孔内表面86c与球83的间隙ΔS1来定位，另一方向根据形成在兜孔柱部86d前端的球卡定部86e与球83的间隙ΔS2来定位。

[0305] 并且，保持器84通常是通过注射成形来制作的，然而在将保持器从模具分离时，成为在轴向上脱模的结构(所谓轴向拔模)。此时，由于兜孔面的内径φdp与一对球卡定部86e间的距离(孔口直径尺寸H)的关系为φdp＞H，因而在脱模时，在用于形成兜孔的成形模具构件(球面状的 构件)通过球卡定部86e时，球卡定部86e伴有变形。不得不采取所谓强制拔模的形式。

[0306] 因此，球卡定部86e需要保持这样的柔性，即：在脱模时，不会留下破损、裂缝或者在功能上成为问题的大的塑性变形。

[0307] 并且，球卡定部86c具有这样的结构，即：针对该对置的球卡定部86c间的孔口外径H的球直径φDa满足φDa＞H的关系，在将保持器84装入到轴承内时(把球83插入到兜孔部86b内)时，也要求在通过球卡定部86e间时不会产生球卡定部86e的破损和缺口等，并在装入后使保持器84不会轴向从球83脱出。

[0308] 在通常的一般旋转条件下，保持器84从球83脱出的可能性小，然而在轴承旋转中振动大的条件、或者由于力矩载荷或其他要因引起的外圈81和内圈82间的倾斜等而对保持器84的球卡定部86e施加偏载荷的用途中，容易脱开，因而需要保持抑制保持器84的轴向脱落(脱出)的强度。

[0309] 假如在至少一部分的兜孔部86b中球83轴向脱开的情况下，圆周方向的相邻球之间接触，由于球间的滑动接触而产生发热或者发生磨损，甚至根据情况会导致烧结或球破损。保持器84也由于脱落部位的不均匀碰触而出现发生损耗或缺口等不良情况。 [0310] 在上述那样的用途中，为了满足两者相反的要求，在完成合适的保持器树脂材料的选定、玻璃纤维等强化材料的含有量的选定、最佳的球卡定部86e的孔口直径尺寸H的选定等建立最终规格设计之前，有必要解决若干问题。

[0311] 另一方面，在角接触球轴承的情况下，如图59和图60所示，一般大多使用两侧环结构的所谓切制保持器，然而最近，在日本特开2004-333588号公报(以下称为专利文献4)所示的窄宽度球轴承的情况下，作为用于使球轴承的轴向宽度更窄的方案，提出了冠形悬臂环结构的球引导保持器。

[0312] 然而，在专利文献4所公开的窄宽度角接触球轴承中，由于以节省轴向空间为目的而使轴承的轴向宽度变窄的原因，特别是球直径不得不 减小，保持器的断面壁厚也薄，环部的圆环强度减小而使保持器容易变形，因而具有容易发生上述的保持器轴向脱落的未解决课题。

[0313] 特别是，在上述的用途中，大多是施加大的力矩载荷作为负载进行运转，由于各球的负载载荷的变动而使各球公转速度产生差异，其结果是，向保持器施加偏载荷而使保持器变形，担心有由于对球卡定部施加载荷而使保持器轴向脱出的可能性。当使保持器强度极端大时，如上所述，由于从成形模具脱模时、或者装入保持器时通过球的卡定部时的变形载荷而发生卡定部的破损或裂缝或者发生塑性变形。

[0314] 因此，本发明的第4实施方式是着眼于上述现有例的未解决课题而完成的，本第4实施方式的目的是提供一种在以节省轴向空间为目的而采用了冠形保持器的情况下，不会发生保持器的轴向脱开，并且不会发生球磨损和损伤以及不会使保持器破损而能发挥稳定的旋转性能的球轴承。

[0315] 为了达到上述目的，根据本发明的第4实施方式中的第1实施形态的组合球轴承是将窄宽度球轴承进行两列组合而构成，各窄宽度球轴承在一侧具有环部，并在该环部的另一侧具有形成了预定数量兜孔部(用于保持球)的冠形球引导保持器，将该环部配置在组合面侧，该组合球轴承的特征在于，上述兜孔部具有形成在与上述环部相反一侧的前端部上的、防止球脱出的球卡定部，并且将上述兜孔部的兜孔面与球之间的轴向间隙，和使上述兜孔部的曲率中心与球曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器中的环部端部间的轴向间隙相加所得的值设定为，比上述兜孔部的曲率中心与上述球卡定部前端之间的轴向距离小。

[0316] 并且，根据本发明的第4实施方式中的第2实施形态的组合球轴承，其特征在于，在根据上述第1实施形态的发明中，上述球引导保持器使用合成树脂材料来成形。 [0317] 而且，根据本发明的第4实施方式中的第3实施形态的组合球轴承，其特征在于，在根据上述第1或第2实施形态的发明中，上述各窄宽度球轴承设有环状密封体，该环状密封体配设在隔着球与上述球引导保持器的环部侧相反一侧的内外圈轴向端面部上。 [0318] 而且，根据本发明的第4实施方式中的第4实施形态的组合球轴承，其特征在于，在根据上述第3实施形态的发明中，上述环状密封体与上述窄宽度球轴承的外圈和内圈中的至少一方接触。

[0319] 另外，根据本发明的第4实施方式中的第5实施形态的双列球轴承具有窄宽度双列球轴承的结构，各列在一侧具有环部，并在该环部的另一侧具有形成了预定数量兜孔部(用于保持球)的冠形球引导保持器，将该环部侧配置成与轴承的轴向内侧对置，该双列球轴承的特征在于，上述兜孔部具有形成在与上述环部相反一侧的前端部上的、防止球脱出的球卡定部，并且将上述兜孔部的兜孔面与球之间的轴向间隙，和使上述兜孔部的曲率中心与球曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器中的环部端部间的轴向间隙相加所得的值设定为，比上述兜孔部的曲率中心与上述球卡定部前端之间的轴向距离小。 [0320] 并且，根据本发明的第4实施方式中的第6实施形态的双列球轴承，其特征在于，在上述第5实施形态中，上述球引导保持器使用合成树脂材料来成形。

[0321] 而且，根据本发明的第4实施方式中的第7实施形态的双列球轴承，其特征在于，在上述第5或第6实施形态中，上述双列球轴承设有环状密封体，该环状密封体配设在隔着球与上述球引导保持器的环部侧相反一侧的内外圈轴向端面部上。

[0322] 而且，根据本发明的第4实施方式中的第8实施形态的双列球轴承，其特征在于，在上述第7实施形态中，上述环状密封体与上述窄宽度球轴承的外圈和内圈中的至少一方接触。

[0323] 根据本发明的第4实施方式，在将窄宽度球轴承进行了两列组合的组合轴承、或者窄宽度双列球轴承中，将上述兜孔部的兜孔面与球之间的轴向间隙，和使上述兜孔部的曲率中心与球曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器中的环部端部间的轴向间隙相加所得的值设定为，比上述兜孔部的曲率中心与上述球卡定部前端之间的轴向距离小，因而在由于因力矩载荷引起的内外圈倾斜等而使保持器轴向移动的情况下，由于接触所组合的另一个轴承的保持器端面，因而球的大径部不会偏移到 越过球卡定部，因此可取得能可靠地防止球和保持器相对脱落的效果。

[0324] 以下，参照图对本发明的第4实施方式中的实施形态进行说明。 [0325] 图61是示出将表示本发明的第4实施方式中的第1实施形态的单列球轴承进行了两列组合的状态的主要部分剖面图，图62是示出断面尺寸比(B/H)与径向的内外圈的变形量之间的关系的图，图63是示出断面尺寸比(B/H)与断面惯性矩I之间的关系的图，图64是用于对内圈的径向的变形量进行说明的说明图，图65是用于对内圈的断面惯性矩的计算方法进行说明的说明图，图66是示出断面尺寸比(B/H)与径向的内外圈的变形量之间的关系的图，图67是示出断面尺寸比(B/H)与断面惯性矩I之间的关系的图，图68是示出各种轴承的计算力矩刚性的比较的图，图69是示出球引导保持器的剖面图，图70是从径向内侧观察保持器的部分立体图，图71是从图69的箭头Y方向观察的向视图，图72是沿图
69的Z-Z线的剖面图，图73是对保持器轴向移动的情况的作用进行说明的说明图，图74是从图69的箭头X方向观察的向视图。

[0326] 如图61所示，本发明的组合轴承100具有将两个单列角接触球轴承300A和300B进行两列背对背组合以使接触角表示八字的结构。

[0327] 这里，如图61所示，单列角接触球轴承300A和300B分别具有在外圈301的轨道槽301a与内圈302的轨道槽302a之间自由滚动地配设有多个球303的窄宽度轴承的结构。 [0328] 并且，内圈302、外圈301以及球303的材料在标准使用条件下采用了轴承钢(例如，SUJ2、SUJ3等)，然而根据使用环境，可以采用防腐蚀材料即不锈钢系材料(例如，SUS440C等的马氏体系不锈钢材、SUS304等的奥氏体系不锈钢材、SUS630等的沉淀硬化系不锈钢材等)、钛合金或者陶瓷系材料(例如，Si3N4、SiC、Al2O3、ZrO2等)。 [0329] 润滑方法也未作特别限定，在一般的使用环境中，可使用矿物油系润滑脂或合成油系(例如，锂系、尿素系等)润滑脂或油，在高温环境用途等中，可使用氟系润滑脂或氟系油或者氟树脂、MoS2等的固体润滑剂。

[0330] 并且，窄宽度轴承是不适用于由国际标准化组织(ISO)规定的标准 角接触球轴承(78xx、79xx、70xx、72xx、73xx系列等)的尺寸的轴承，是轴向断面宽度B与径向断面高度H(＝(外圈外径D-内圈内径d)/2)的断面尺寸比(B/H)为(B/H)＜0.63的轴承。 [0331] 并且，窄宽度双列球轴承是轴向断面宽度B2与径向断面高度H2(＝(外圈外径D2-内圈内径d2)/2)的断面尺寸比(B2/H2)为(B2/H2)＜1.2的窄宽度双列角接触球轴承。

[0332] 例如，现有的球轴承在是7208A(接触角为30度的角接触球轴承)的情况下，由于内圈内径是φ40mm，外圈外径是φ80mm，轴向断面宽度(轴承单体宽度)B是18mm，因而断面尺寸比(B/H)＝0.9。

[0333] 因此，在本实施方式的角接触球轴承300A和300B中，采用了断面尺寸比(B/H)＝0.45(内圈内径和外圈外径保持原样，轴向断面宽度(轴承单体宽度)为9mm)。由此，可承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，并可实现轴向尺寸节省1/2的空间，能与单列的7208A替换，而且可实现扭矩降低和进一步的刚性增高。

[0334] 当然，根据需要，也可以将角接触球轴承300的断面尺寸比(B/H)设定为低于0.45或超过0.45(然而(B/H)＜0.63)。

[0335] 这样，设定B/H＜0.63的原因如下。

[0336] 图62和图63分别示出以标准使用的极薄壁球轴承(轴承内径：φ38.1mm，轴承外径：φ47.625mm，轴承宽度：4.762mm，上述断面尺寸比(B/H)＝1)为基准，在不改变轴承外径和轴承宽度而使轴承内径变化的情况(即，使(B/H)的值变化的情况)下的内外圈的径向的变形特性(参照图64：例示出内圈)和径向的断面惯性矩I(参照图65：根据I＝3
bh/12计算)相比较后的结果。

[0337] 并且，图66和图67也分别示出以标准使用的极薄壁球轴承(轴承内径：φ63.5mm，轴承外径：φ76.2mm，轴承宽度：6.35mm，上述断面尺寸比(B/H)＝1)为基准，在不改变轴承外径和轴承宽度而使轴承内径变化的情况(即，使(B/H)的值变化的情况)下的内外圈的径向的变形特性和径向的断面惯性矩I相比较后的结果。

[0338] 任何轴承都是(B/H)小于0.63，刚性的增加率梯度变化出现显著。 即，断面惯性矩I的增加变得显著，径向的内外圈的变形量减少处于饱和状态。

[0339] 因此，在本实施方式中，可防止在现有的极薄壁轴承中成为问题的由内外圈制造时的车床加工或研磨加工时的加工力引起的轴承变形，可改善圆度和偏心厚度等的轴承精度。

[0340] 并且，在装入到轴或壳体内的情况(特别是，通过间隙嵌合装入到轴或壳体内的情况)下，可抑制当使用内圈压板或外圈压板等固定了轴承时的内外圈的变形(特别是圆度的恶化)，并可防止由变形产生的扭矩不良和旋转精度不良、或者发热增大、磨损、烧结等不良情况。

[0341] 另外，单列球轴承在一列的情况下，难以承受预压或承担力矩载荷，而在进行两列以上的多列组合的情况下，能承担径向载荷、轴向载荷以及力矩载荷。 [0342] 并且，由于各球与内外圈的轨道槽总是两点接触，因而可如四点接触球轴承那样抑制由球的大旋转引起的扭矩增加，并且与十字交叉滚子轴承相比，由于滚动阻力降低，因而可实现扭矩降低。

[0343] 并且，由于宽度尺寸是现有的标准单列球轴承的约一半，因而球直径也是现有的球轴承的一半左右，相反增加每1列的球数，轴承刚性与现有的球轴承相比增加。并且，在应用于回转机器人的臂接合部分等的情况下，由于几乎是低速的摆动旋转，因而即使通过减小球直径来降低轴承的负载容量，滚动疲劳寿命时间也不会在实用上成为问题。 [0344] 即使在其他的产业机械、机器人的关节部或回转机构部、机床的旋转台或主轴回转机构部、医疗设备、半导体/液晶制造装置、光学以及光电子装置等中，由于大多是转速低的用途和摆动旋转用途，因而滚动疲劳寿命时间也几乎不会成为问题。 [0345] 图68是各种轴承的计算力矩刚性的比较。在相同尺寸(计算例是相当于轴承识别号7906A(接触角为30°)，内外径尺寸相同的情况：内圈内径φ30mm，外圈外径φ47)时，在根据第四实施方式中的第1实施形态的两列组合的窄宽度角接触球轴承(接触角30°：轴承的计算例)中、而且使内外圈的轨道槽曲率半径(Da是球直径)变化的本发明示例A～E， 均与十字交叉滚子轴承、标准两列组合角接触球轴承以及四点接触球轴承相比，力矩刚性增高，例如本发明示例B能保持十字交叉滚子轴承的2.4倍、现有的标准两列组合角接触球轴承的1.9倍、以及四点接触球轴承的3.3倍的力矩刚性。

[0346] 另外，各自的设计预压间隙被计算为实用上的标准值，即：本发明示例A～E、标准两列组合角接触球轴承以及四点接触球轴承为-0.010mm，十字交叉滚子轴承为-0.001mm。 [0347] 并且，本实施方式中的窄宽度球轴承的合适的球直径根据有无安装密封等而变化，然而为了增加刚性而极端地减小球直径时，球与内外圈的轨道槽接触的接触部之间的面压增加，很有可能耐压痕性下降，因而期望大致是轴承宽度(B)的30～90％。 [0348] 另外，在施加了大的力矩载荷时，为了抑制球和内外圈槽接触部跨到内外圈槽肩部上，接触角θ是大致60°以下，优选为50°以下，进一步优选为40°以下，在低于20°的情况下，反过来会导致容许轴向载荷和容许力矩载荷下降，因而是不优选的。 [0349] 然后，在本实施方式中，在单列角接触球轴承300A和300B的组合面侧配设了将多个球303周向定位的球引导保持器310，并在与组合面相反一侧配设了环状密封体320。 [0350] 例如如图69～图71所示，球引导保持器310采用柔性冠形保持器的结构，该球引导保持器310具有：环部311；柱部312，其在圆周方向以大致等间隔地沿轴向突设在该环部311的一端部上的多个部位；多个兜孔部313，其形成在各柱部312之间，将球303保持为能在周向转动；以及一对球卡定部314，其形成在该兜孔部313的与环部311相反一侧的前端部，用于防止球303脱出。该保持器310的材质例如使用聚酰胺、聚醛、聚苯撑硫等的合成树脂材料，根据需要使用将玻璃纤维或碳纤维等的增强材料混入到合成树脂材料内后的材料。

[0351] 然后，如图61所示，球引导保持器310以环部311为组合面侧的方式配置在单列角接触球轴承300A和300B内。

[0352] 这里，如图72所示，将兜孔部313的兜孔面313a与球303之间的 轴向间隙ΔP，和使兜孔部313的曲率中心O与球303的曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器310中的环部311的端部间的轴向间隙ΔG相加所得的值ΔG+ΔP设定为，比兜孔部313的曲率中心O与球卡定部314的前端之间的轴向距离L小，即如下述(7)式所示。 [0353] L＞ΔG+ΔP ………(7)

[0354] 通过采用这种尺寸结构，当如图73所示，在一个单列角接触球轴承例如300A中保持器310由于因力矩载荷引起的内外圈倾斜等而从点划线图示的状态轴向移动到实线图示的状态时，其环部311与所组合的另一个单列角接触球轴承300B的保持器310的环部311抵接，从而使球303的大径部不会越过球卡定部314的前端(即，图73中的Δ为正值)，以此能可靠地防止保持器310的脱落即球303从兜孔部313脱离(即，保留图73中的Δ的余量)。

[0355] 这里，角接触球轴承300A和300B的保持器310全都以大致相同速度进行公转，两保持器310的相对滑动速度极小，而且两者在平坦的面进行接触，因而难以发生接触部分的磨损或破损。

[0356] 尽管上述结构在使用单列轴承的情况下不能发挥效果，然而在角接触球轴承的情况下，从结构上看，在单列情况下只能施加一方向的轴向载荷，因而大多在两列以上的组合中使用，实施情况下的应用频度高。

[0357] 通过将保持器310在组合轴承300中配置成具有上述(7)式的关系，能可靠地防止球303从保持器310脱离，并能扩大保持器310的球卡定部314的形状设计的选择范围，也容易设计。

[0358] 并且，在本实施方式中，为了提高轴承的负载容量和刚性，使相邻的球303间的圆周方向间距尽可能地移动到与组合侧端面相反一侧(图61：X1＞X2)，将保持器310的环部311配置为轴承组合端面侧，从而可将用于提高力矩刚性的作用点间距离设定得大。 [0359] 并且，图74(b)是基本结构与图74(a)相同的冠形保持器，该保持器具有以下结构，即：在环部311的至少圆周方向的一部位将彼此相邻的兜孔部313间预先切断，使各切断面间具有预定的间隙。

[0360] 通过采用这种结构，即使在由于保持器与内外圈的热膨胀系数差以 及保持器的尺寸精度或圆度的变动而使滚动体节圆直径与保持器的节圆直径发生偏差的情况下，也兼具有由于是悬臂形状而引起的径向柔性以及由各切断面间的间隙引起的圆周方向的弹力变形(圆周方向柔性)，因而可缓冲球303与兜孔部313之间的推压力，防止保持器的损伤和磨损，并可进一步减轻由球303与兜孔部313内表面的滑动接触阻力引起的扭矩不均匀和发热。

[0361] 并且，本发明的球轴承在结构上，使用球直径减小，因而保持器的环部311的径向厚度不会变厚(从图61也能理解，保持器有必要在内圈外径与外圈内径之间的空隙部设置适度的间隙来进行定位，该内圈外径与外圈内径之间的空隙部由于与球直径存在大致正比关系，因而窄)，并且根据窄宽度结构，轴向的间隙部也窄，轴向厚度也不得不薄。因此，保持器的环部比标准尺寸的轴承小得多，难以得到圆度等的尺寸精度，因而将环部311如图74(b)所示来构成的保持器结构特别是在上述的保持器的损伤和磨损防止效果以及扭矩不均匀和发热的减轻方面取得效果。

[0362] 然后，如图75所示，环状密封体320具有与对应于插入有该环状密封体320一侧的内圈302或外圈301接触或不接触的结构。该环状密封体320隔着球303配设在两单列角接触球轴承300A和300B的保持器3 10的环部311的相反侧的内外圈轴向端面部。 [0363] 该环状密封体320被容纳在形成于外圈301和内圈302的轴向端面部内的密封容纳槽321和322内。

[0364] 环状密封体320是以压入方式插入到形成在外圈301的密封容纳槽321内的嵌合槽321a内的非接触型(与内圈302不接触)，并由使用呈倒L状的金属芯325增强的增强型橡胶密封(例如腈橡胶·丙烯橡胶或氟橡胶)326构成。

[0365] 这里，单列角接触球轴承300A的橡胶密封326具有：与嵌合槽321a嵌合的嵌合部326a；以及在从该嵌合部326a朝轴向外侧弯曲的同时朝内圈302侧延长的环状板部326b。
并且，单列角接触球轴承300B的橡胶密封326与单列角接触球轴承300A的橡胶密封326是隔着组合面而面对 称的形状。

[0366] 这样，通过形成环状密封体320的橡胶密封326，可保持环状密封体320与球303之间的内部空间容积，并能如图75所示在球303附近封入相当量的润滑脂。并且，由于球303与密封表面之间的距离短，因而附着在密封上的润滑脂也随着旋转而循环，可有助于滚动接触部的润滑。

[0367] 并且，在单列角接触球轴承300A和300B的组合面侧，由于保持器310的环部311而使外圈301的内径面与环部311的外径面之间以及内圈302的外径面与环部311的内径面之间的开口部变窄，以此兼用作迷宫机构。因此，可防止润滑脂泄漏到组合面，在将轴承装入到设备内之前容易处理轴承，并且在上述实施方式的结构中，在装入轴承后，由于密封安装侧是外端面，保持器310的环部311侧是两个轴承的对置面，因而能可靠地防止润滑脂泄漏以及异物或灰尘侵入到轴承内部。

[0368] 另外，在上述实施方式中，对将两个单列角接触球轴承300A和300B进行接触角是八字形的背对背组合的情况作了说明，然而不限于此，可以如图76所示，进行接触角是倒八字形的正面组合。

[0369] 并且，在上述实施方式中，对环状密封体320是与内圈密封容纳槽322不接触的非接触型的情况作了说明，然而不限于此，可应用具有与图77所示的内圈密封容纳槽322接触的唇部327的接触型的环状密封体或者对外圈密封槽进行填缝的金属密封。并且，可以与上述的实施例相反，采用使环状密封体320与内圈302侧嵌合、并与外圈接触或非接触的结构。

[0370] 另外，在上述实施方式中，球303的节圆直径如下式(8)所示，然而在想要增加每一列轴承的球数来进一步增加力矩刚性的情况下，可以采用下式(9)，得到使球303的节圆直径朝外圈侧偏移的结构，也可以根据需要采用下式(10)来反之使球303的节圆直径朝内圈302侧偏移(未图示)。

[0371] 球的节圆直径＝(内圈内径+外圈外径)/2 …(8)

[0372] 球的节圆直径＞(内圈内径+外圈外径)/2 …(9)

[0373] 球的节圆直径＜(内圈内径+外圈外径)/2 …(10)

[0374] 并且，根据需要，可以使所组合的左右球轴承的球节圆直径不为相同值，也可以使所组合的左右球轴承的球303的直径不为相同值。而且，所组合的两个球轴承的断面尺寸比(B/H)可以不相同，例如，可以把球直径小的轴承设定为(B/H)＝0.28，把球直径大的轴承设定为(B/H)＝0.62。并且，球303的轴向间距也可以不是轴向中心，可以根据密封或保持器的安装有无或者为了确保力矩的作用点间距离等而使球303的轴向间距轴向偏移。 [0375] 并且，在上述的实施例中，为了增大力矩刚性而使用了具有预压间隙的组合角接触球轴承，然而在并不那么要求刚性和精度的情况下(反之在要求更低的扭矩或低升温的情况等下)，可以根据需要使用具有间隙的组合角接触球轴承。

[0376] 下面，参照图78对本发明的第4实施方式中的第5实施形态的一个示例的双列角接触球轴承进行说明。

[0377] 该双列角接触球轴承400在外圈401的双列轨道槽401a与彼此单独形成的2个内圈402A和402B的轨道槽402a之间由保持器410自由滚动地保持有多个球403，轴向断面宽度B2与径向断面高度H2(＝(外圈外径D2-内圈内径d2)/2)的断面尺寸比(B2/H2)被设定为(B2/H2)＜1.2。

[0378] 这里，保持器410使用具有与上述的第1实施形态相同的结构的冠形保持器，对与第1实施形态对应的部分附上相同符号，省略其详细说明，如上述的第1实施形态中的图72所示，将兜孔部313的兜孔面313a与球403的轴向间隙ΔP，和使兜孔部313的曲率中心O与球403的曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器310中的环部311的端部间的轴向间隙ΔG相加所得的值ΔG+ΔP设定为，比兜孔部313的曲率中心O与球卡定部314的前端的轴向距离L小，即L＞ΔG+ΔP。

[0379] 然后，在外圈401与内圈402A和402B的轴向左右侧端面分别左右对称地形成有与第1实施形态相同的密封容纳槽421和422，在这些密封容纳槽421和422内左右对称地容纳有环状密封体420。

[0380] 该环状密封体420隔着球403配设在保持器410的环部311的相反 侧的内外圈轴向端面部。

[0381] 环状密封体420是以压入的方式插入到形成在外圈401的密封容纳槽421内的嵌合槽421a内的非接触型(与内圈402A、402B不接触)，并由使用呈倒L状的金属芯425增强的增强型橡胶密封(例如腈橡胶、丙烯橡胶、氟橡胶)426构成。

[0382] 橡胶密封426具有：与嵌合槽421a嵌合的嵌合部426a；以及在从该嵌合部426a朝轴向外侧弯曲的同时朝内圈402A、402B侧延长的环状板部426b。

[0383] 这里，在本第5实施形态中，采用将双列角接触球轴承400替换为7208A(接触角30°)的两列组合角接触球轴承的情况为例。

[0384] 7208A由于内圈内径是φ40mm，外圈外径是φ80mm，轴向断面宽度(轴承单体宽度)B是18mm，因而断面尺寸比(B/H)＝0.9。因此，在本实施形态的双列角接触球轴承400中，采用断面尺寸比(B2/H2)＝0.90(内圈轴向断面宽度(轴承单体宽度)B2为18mm)。 [0385] 由此，可取得与上述第4实施方式中的第1实施形态相同的效果，当然能承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，而且可实现轴向尺寸节省1/2的空间、扭矩降低以及进一步的刚性增高。

[0386] 当然，根据需要，也可以将断面尺寸比(B2/H2)设定为低于0.90或超过0.90(然而(B2/H2)＜1.2)。

[0387] 然后，与上述的第4实施方式中的第1实施形态一样，将兜孔部313的兜孔面与球403的轴向间隙，和使兜孔部313的曲率中心与球403的曲率中心一致的状态下的对置的两个保持器410中的环部311的端部间的轴向间隙相加所得的值设定为，比上述兜孔部313的曲率中心与上述球卡定部314的前端的轴向距离L小，因而能可靠地防止由于因力矩载荷引起的内外圈倾斜等的影响而使球和保持器相对脱落。

[0388] 另外，也在本第4实施方式中的第5实施形态中，为了提高力矩刚性，可以在双列角接触球轴承中使球节圆直径朝外圈外径侧偏移，或者在双列角接触球轴承中使各列的球直径或球节圆直径改变。

[0389] 在任一情况下，环状密封体420的结构和安装的有无、保持器等的 结构等相关的应用例以上述第1实施形态中所记载的单列球轴承为准。并且，与上述第4实施方式中的第1实施形态一样，可以在预压和间隙的任一条件下使用。

[0390] 产业上的可利用性

[0391] 可获得一种在机床的主轴回转部中使用的主轴回转部用球轴承，该球轴承在单列球轴承的情况下，把轴向断面宽度B与径向断面高度H的断面比(B/H)设定为(B/H)＜0.63，在双列球轴承的情况下，把轴向断面宽度B2与径向断面高度H2的断面比(B2/H2)设定为(B2/H2)＜1.2，从而当然能承受径向载荷以及双向的轴向载荷和力矩载荷，而且可实现精度增高(旋转精度增高)、刚性增高、扭矩降低以及发热降低，并可实现进一步的空间节省。