(57)【要約】【課題】潤滑剤として磁性流体を用いた玉軸受について、簡単な構造で低コストに、回転性能を向上させる。【解決手段】玉軸受１０の保持器１４について、玉１３を保持するポケット１４ｂの内面に磁石を貼り付けて磁性部１５を構成する。この磁性部１５が潤滑剤としての磁性流体を吸着するため、玉１３の転動面に潤滑剤がスムーズに送り込まれ、軸受１０の回転性能が向上する。通常の玉軸受の部品以外に別途の部品を追加することはなく、また内外輪１１、１２等も通常の簡単な構造であるため、製造等のコストが抑えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径面に転送面１１ａ、２１ａが形成された内輪１１、２１と、
この内輪１１、２１と同心上に配置され、その内径面に転送面１２ａ、２２ａが形成された外輪１２、２２と、
前記内輪１１、２１と外輪１２、２２の間に配置され、周方向に並列し径方向に開口する複数のポケット１４ｂ、２４ｃを有する保持器１４、２４と、
この保持器１４の各ポケット１４ｂ、２４ｃに保持され、前記内輪１１、２１と外輪１２、２２の対向する転送面１１ａ、２１ａ、１２ａ、２２ａ間を転動可能な複数の転動体１３、２３と、
前記内輪１１、２１と外輪１２、２２の間に保持される潤滑剤としての磁性流体と、を備え、
前記保持器１４、２４が、前記外輪内径面に対向するその外径面、および前記内輪外径面に対向するその内径面、およびそのポケット内面の少なくとも一に前記磁性流体を吸着可能な磁性部１５、２５を有する転がり軸受。
【請求項２】
前記保持器１４、２４の外径面および内径面およびポケット内面の少なくとも一のポケット１４ｂ、２４ｃ開口周縁部に前記磁性部１５、２５を有する請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記保持器１４、２４の磁性部１５、２５が、前記保持器１４、２４の外径面および内径面およびポケット内面の少なくとも一に固着される永久磁石である請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記保持器１４、２４が外径面および内径面およびポケット内面の少なくとも一に凹部１４ｃを有し、
前記永久磁石が、前記凹部１４ｃへのはめ込みにより前記保持器１４、２４に固着される請求項３に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記永久磁石が、貼り付けにより前記保持器１４、２４に固着される請求項３に記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記内輪１１、２１および外輪１２、２２および転動体１３、２３および前記磁性部１５、２５を除く保持器１４、２４のいずれもが、非磁性体からなる請求項１から５のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記磁性部１５、２５を除く保持器１４、２４が合成樹脂製である請求項６に記載の転がり軸受。
【請求項８】
円筒形の非磁性体からなる保持器本体１４ａと、
この保持器本体１４ａの周方向に並列し、保持器本体１４ａの外径面および内径面に開口する複数のポケット１４ｂと、を備え、
前記保持器本体１４ａの内径面および外径面およびポケット内面の少なくとも一に、磁性体を吸着可能な磁性部１５を有する転がり軸受の保持器。
【請求項９】
対向する面にそれぞれ転送面３１ａ、３２ａが形成された一対の軌道盤３１、３２と、
前記一対の軌道盤３１、３２の間に配置され、周方向に並列し軸方向に開口する複数のポケット３４ｂを有する保持器３４と、
この保持器３４の各ポケット３４ｂに保持され、前記軌道盤３１、３２の対向する転送面３１ａ、３２ａ間を転動可能な複数の転動体３３と、
前記一対の軌道盤３１、３２間に保持される潤滑剤としての磁性流体と、を備え、
前記保持器３４が、前記各軌道盤３１、３２と対向するその対向面およびそのポケット内面の少なくとも一に前記磁性流体を吸着可能な磁性部３５を有するスラスト転がり軸受。
【請求項１０】
前記保持器３４の磁性部３５が、前記保持器３４の対向面およびポケット内面の少なくとも一に固着される永久磁石である請求項９に記載のスラスト転がり軸受。
【請求項１１】
前記軌道盤３１、３２および転動体３３および前記磁性部３５を除く保持器３４のいずれもが、非磁性体からなる請求項９または１０に記載のスラスト転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁性流体を封入した転がり軸受およびスラスト転がり軸受、ならびに磁性流体を封入した転がり軸受に用いる保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネタイトや複合フェライトなどの磁性微粒子を、界面活性剤を用いてベースとなる液体（水、油など）中に安定に分散させた磁性流体が知られている。
この磁性流体は、磁石に吸着される磁性体としての性質と、流動性を有する液体の性質とを兼ね備えて機能性に富むため、様々な用途が提案されている。
【０００３】
たとえば磁性流体をある空間に封入し、磁石を用いてその空間内の所定の位置に偏在させることも可能であることから、特許文献１のように、磁性流体を転がり軸受の潤滑剤として用いる試みもなされている。
【０００４】
具体的には、軸受の外部（外側）である、内外輪の端面上（特許文献１の図１から図３参照）や、内輪の内径面上および外輪の外径面上（特許文献１の図４および図５参照）に永久磁石を配置し、その磁石の磁場で、軸受内の空間に封入された潤滑剤としての磁性流体を遠隔操作し、転動体に近接する位置に偏在させている。
【０００５】
これにより、転動体の転動面上に潤滑剤が供給されやすくなるため、軸受の回転がスムーズになり、その長寿命化が図られる。
【特許文献１】特開昭５９−１５１６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この特許文献１の転がり軸受では、軸受内部に磁場を作る磁石を軸受外部に配置しており、磁性流体と磁石とは直接は接触せず、また軸受内部おいては磁場が弱いため、磁性流体を転動体の近辺に偏在させる力が弱い。
したがって、転動体の転動面上に潤滑剤を供給する効率について改善の余地がある。
【０００７】
また、内外輪に別部材を介して磁石を固定する場合（特許文献１の図１および図２参照）には部品点数が増え、内外輪に磁石を埋設する場合（特許文献１の図３から図５参照）には内外輪を特殊な構造にする必要があるため、いずれにせよ手間もかかるしコスト高でもある。
【０００８】
これらの問題は、スラスト転がり軸受に潤滑剤として磁性流体を用いる場合にも共通している。
【０００９】
そこでこの発明は、潤滑剤として磁性流体を用いた転がり軸受およびスラスト転がり軸受について、簡単な構造で低コストに、回転性能を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するために、この発明の転がり軸受においては、その転動体をポケットに保持する保持器の外径面、内径面、およびポケット内面の少なくとも一に潤滑剤としての磁性流体を吸着可能な磁性部を有する構成を採用したのである。
【００１１】
すなわち、転がり軸受について、外径面に転送面が形成された内輪と、この内輪と同心上に配置され、その内径面に転送面が形成された外輪と、前記内輪と外輪の間に配置され、周方向に並列し径方向に開口する複数のポケットを有する保持器と、この保持器の各ポケットに保持され、前記内輪と外輪の対向する転送面間を転動可能な複数の転動体と、前記内輪と外輪の間に保持される潤滑剤としての磁性流体と、を備え、前記保持器が、前記外輪内径面に対向するその外径面、および前記内輪外径面に対向するその内径面、およびそのポケット内面の少なくとも一に前記磁性流体を吸着可能な磁性部を有する構成を採用したのである。
【００１２】
軸受内部において、転動体を保持する保持器の磁性部が、磁性流体を直接接触して吸着するため、特許文献１の方式と比較して転動体周りに偏在させる力が強く、スムーズに転動体の転動面に潤滑剤が送り込まれるため、回転性能が向上する。
そして特許文献１の方式と異なり、通常の転がり軸受の部品以外に別途の部品を追加することはなく、また内外輪も通常の簡単な構造であるため、製造等のコストを抑えることができる。
【００１３】
前記磁性部は、前記保持器の外径面および内径面およびポケット内面の少なくとも一のポケット開口周縁部に設けると、転動体の転動面に特に潤滑剤を供給しやすくなる。
【００１４】
前記保持器の磁性部としては、前記保持器の外径面および内径面およびポケット内面の少なくとも一に固着される永久磁石が低コストであり吸着力に優れるため好ましい。
この永久磁石の保持器への固着は、保持器の外径面および内径面およびポケット内面の少なくとも一に凹部を設け、この凹部にはめ込むのが脱落しにくいため好ましい。
あるいは、永久磁石を保持器に貼り付けて固着するのが簡易である。
【００１５】
前記内輪および外輪および転動体および前記磁性部を除く保持器を、いずれも非磁性体から構成すると、これら軸受の部品が潤滑剤としての磁性流体を吸着することがなく、それゆえ磁性部に潤滑剤を吸着する際の妨げとならないため、一層転動体への潤滑剤の供給効率および軸受回転性能が向上する。
また、内輪等が磁性体である場合には、これらが保持器の磁性部の磁場の影響を受けるため、軸受全体の回転トルクが大きくなるところ、このように内輪等を非磁性体とすると磁場の影響を受けないため、回転トルクを低減することができる。
磁性部を除く保持器を構成する非磁性体としては、合成樹脂が軽量で安価でしかも成型が容易であるため好ましい。
【００１６】
この発明を保持器単体について考察すると、円筒形の非磁性体からなる保持器本体と、
この保持器本体内部の周方向に並列し、保持器本体の外径面および内径面に開口する複数のポケットと、を備え、前記保持器本体の内径面および外径面およびポケット内面の少なくとも一に、磁性体を吸着可能な磁性部を有する保持器であることが理解される。
【００１７】
また上記した課題を解決するために、この発明のスラスト転がり軸受においては、その転動体をポケットに保持する保持器の軌道盤との対向面、およびポケット内面の少なくとも一に潤滑剤としての磁性流体を吸着可能な磁性部を有する構成を採用したのである。
【００１８】
すなわち、スラスト転がり軸受について、対向する面にそれぞれ転送面が形成された一対の軌道盤と、前記一対の軌道盤の間に配置され、周方向に並列し軸方向に開口する複数のポケットを有する保持器と、この保持器の各ポケットに保持され、前記軌道盤の対向する転送面間を転動可能な複数の転動体と、前記一対の軌道盤間に保持される潤滑剤としての磁性流体と、を備え、前記保持器が、前記各軌道盤と対向するその対向面およびそのポケット内面の少なくとも一に前記磁性流体を吸着可能な磁性部を有する構成を採用したのである。
【００１９】
上記した転がり軸受の場合と同様に、転動体を保持する保持器の磁性部が、磁性流体を直接接触して吸着するため、回転性能が向上し、また別部品が要らず、軌道盤も通常の構造でよいため、製造等のコストを抑えることができる。
【００２０】
上記した転がり軸受の場合と同様の理由から、前記保持器の磁性部としては、前記保持器の対向面およびポケット内面の少なくとも一に固着される永久磁石が好ましく、前記軌道盤および転動体および前記磁性部を除く保持器を、いずれも非磁性体から構成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
転がり軸受について、その転動体をポケットに保持する保持器の外径面、内径面、およびポケット内面の少なくとも一に潤滑剤としての磁性流体を吸着可能な磁性部を有する構成とし、スラスト転がり軸受について、その転動体をポケットに保持する保持器の軌道盤との対向面、およびポケット内面の少なくとも一に潤滑剤としての磁性流体を吸着可能な磁性部を有する構成としたので、簡単な構造で回転性能が向上することになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつこの発明の各実施形態について説明する。
【００２３】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示す第１実施形態の玉軸受１０は、内径面に深溝の転送面１２ａが形成された外輪１２と、外径面に深溝の転送面１１ａが形成された内輪１１と、この内外輪１１、１２の間に配置された複数の玉１３と、を備える。
この玉１３は、内外輪１１、１２の回転にともなって、転送面１１ａ、１２ａ上を転動するようになっている。
これら内外輪１１、１２および玉１３はすべて非磁性ステンレスなどの非磁性体から形成されている。
【００２４】
さらに、この玉軸受１０内には、潤滑剤が封入されている。
この潤滑剤は、ベース油剤にマグネタイトや複合フェライトなどの磁性微粒子を添加し、界面活性剤を用いて安定に分散させた磁性流体であって、流体でありながら磁石に吸着する性質を有している。
【００２５】
また内外輪１１、１２の間には保持器１４が配置され、上記玉１３は、この保持器１４で保持されることで、転送面１１ａ、１２ａ上を片寄ったり位置ずれしたりすること無くスムーズに転動できるようになっている。
保持器１４は、円筒形の保持器本体１４ａと、保持器本体１４ａの周方向に等間隔を置いて並列する複数のポケット１４ｂと、を有する。
各ポケット１４ｂは保持器本体１４ａの径方向に貫通して外径面および内径面において開口している。
またポケット１４ｂは平面視円形をしており、各ポケット１４ｂには玉が１つずつ保持されている。
保持器本体１４ａは、非磁性体である合成樹脂を射出成形することで一体成型されている。
【００２６】
図示のように、保持器本体１４ａの外径面および内径面には磁石シートが全面に貼り付けられて、上記潤滑剤としての磁性流体を吸着可能な磁性部１５を構成している。
磁石シートはマグネタイトなどの磁性微粒子を合成ゴムに分散したものをシート成型して形成され、フレキシブルであるため、保持器本体１４ａの曲面をなす外径面および内径面に沿って浮き上がらないように密着して貼り付けることが容易である。
【００２７】
第１実施形態の玉軸受１０は以上の構成であり、封入された潤滑剤としての磁性流体は、保持器本体１４ａの磁石シートからなる磁性部１５に吸着されるため、軸受中において潤滑剤が保持器１４の内外径面周りに偏在することになる。
したがって、保持器１４のポケット１４ｂに保持された玉１３に潤滑剤が効率的に供給され、玉軸受１０の回転効率が向上している。
とくに磁性部１５は玉軸受内に強い磁場を形成して潤滑剤を直接接触した状態に吸着する一方、内外輪１１、１２、保持器本体１４ａは非磁性体であるため潤滑剤を吸着することがなく、一層潤滑性および回転性がよくなっている。
また、保持器本体１４ａの内外径面に磁石シートを貼り付けただけであるから、構造が簡単であり製造コストも抑えられ、かつ保持器本体１４ａは合成樹脂製であるため軽量でもある。
【００２８】
ちなみに、磁性部１５を構成する磁石シートは保持器本体１４ａの内径面のみあるいは外径面のみの全周に貼り付けてもよいし、内径面および外径面の一部分に貼り付けてもよい。
また、図１（ｃ）のように、保持器本体１４ａの内径面および外径面のポケット周縁部に切り欠き状の凹部１４ｃを形成し、この凹部１４ｃに磁石をはめ込んで固定してもよい。
このようにすると、潤滑剤がもっとも必要となるポケット周縁部に潤滑剤を集中させることができる。
さらに、磁石シートに替えて磁性微粒子を含む塗料を保持器本体に塗りつける等してもよく、磁性部１５を保持器１４上に形成する方法は特に限定されない。
【００２９】
図２に示す第２実施形態の玉軸受１０は、保持器本体１４ａのポケット内面に磁性部１５が形成されている点が第１実施形態と異なり、その他の構成については同様である。
ポケット内面に潤滑剤としての磁性流体が集中することになって、玉１３の転動面（球面）に効率的に潤滑剤が送り込まれ、玉軸受１０の回転効率が向上する。
第１および第２の実施形態から、保持器本体１４ａの外径面、内径面、ポケット内面のすべてに磁性部１５を形成してもよいことは容易に理解される。
【００３０】
図３に示す実施形態の複列ころ軸受２０は、内径面に転送面２２ａが形成された外輪２２と、外径面に転送面２１ａが形成された内輪２１と、この内外輪２１、２２の間に配置された複数の円筒ころ２３と、を備える。
この円筒ころ２３は、軸受軸方向に２列をなして並列し、各列のそれぞれが、内外輪２１、２２の回転にともなって、転送面２１ａ、２２ａ上を転動するようになっている。
また内輪２１の外径面の軸方向の両端部および円筒ころ２３の列の間には、抜け止めのための鍔が形成されている。
これら内外輪２１、２２および円筒ころ２３はすべて非磁性ステンレスなどの非磁性体から形成されている。
さらに、この複列ころ軸受２０内には、上記と同様の潤滑剤としての磁性流体が封入されている。
【００３１】
また内外輪２１、２２の間で２列の円筒ころ２３の列の間には、各列の円筒ころ２３をそれぞれ保持する一対の保持器２４が配置されている。
一対の保持器２４は相似形であって背中合わせに軸受に組み込まれており、保持器本体と、保持器本体の周方向に等間隔を置いて並列する複数のポケット２４ｃと、を有する。
合成樹脂を一体成型してなる保持器本体は、円環部２４ａと、円環部２４ａから軸方向に延び周方向に等間隔を置いて並列する柱部２４ｂと、を有し、隣接する柱部２４ｂの間がポケット２４ｃを構成している。
また、保持器本体の円筒形をなす各ポケット内面には磁性部２５が形成されている。
複列ころ軸受２０の構成は以上のようであり、上記実施形態の玉軸受１０と同様に、ポケット内面（円環部２４ａのポケット底面に相当する部分および隣接する柱部２４ｂの対向する面）に潤滑剤としての磁性流体が吸着され、円筒ころ２３の転動面にスムーズに供給される。
【００３２】
ちなみに磁性部２５は、保持器２４の外径面（柱部２４ｂの頂面側）や内径面（円環部２４ａの裏面）に形成してもよい。
ここで転動体としてのころは、円筒ころだけでなく、円すいころ、針状ころなどでもよい。
なお、複列玉軸受についても同様に保持器に磁性部を形成してもよいことは無論である。
【００３３】
図４（ａ）に示す第１実施形態のスラスト玉軸受３０は、対向する面にそれぞれ転送面３１ａ、３２ａが形成された上下一対の軌道盤３１、３２と、軌道盤３１、３２間に配置された複数の玉３３と、を備える。
玉３３は、軌道盤３１、３２の回転にともなって、転送面３１ａ、３２ａ上を転動するようになっており、これら軌道盤３１、３２および玉３３はすべて非磁性体から形成されている。
このスラスト玉軸受３０には潤滑剤としての磁性流体が封入されている。
【００３４】
一対の軌道盤３１、３２間には玉３３を等間隔に保持するための、合成樹脂の射出成形で一体成型された保持器３４が配置されている。
保持器３４は、円盤形の保持器本体３４ａと、保持器本体３４ａの周方向に等間隔を置いて並列する複数の平面視円形をなすポケット３４ｂと、を有し、各ポケット３４ｂは保持器本体３４ａを貫通して上下両面において開口している。
図示のように、上下の軌道盤３１、３２に対向する保持器本体３４ａの上下両面には磁性部３５が形成されている。
【００３５】
第１実施形態のスラスト玉軸受３０の構成は以上のようであり、潤滑剤としての磁性流体が保持器３４の上下両面に吸着されるため、ポケット内の玉３３に潤滑剤がスムーズに供給されることになる。
なお、磁性部３５は保持器本体３４ａの上面および下面のいずれか一方に形成したり、上下面の一部分、たとえばポケット開口周縁部のみに形成したりしてもよい。
【００３６】
図４（ｂ）に示す第２実施形態のスラスト玉軸受３０は、保持器本体３４ａのポケット内面に磁性部３５が形成されている点が第１実施形態と異なり、その他の構成は同様である。
ポケット内に潤滑剤が吸着され、玉３３の転動面にスムーズに供給されることになる。
【００３７】
保持器の形状、構造は上記各実施形態に例示したものに限定されず、既存の保持器上に新たに磁性部を形成する構成を採用することができる。
また、内外輪１１、１２、２１、２２および軌道盤３１、３２および玉１３、３３およびころ２３は、実施形態のように非磁性体から構成すると、潤滑剤としての磁性流体に磁気的影響を及ぼさないため好ましいが、これらを磁性体から構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態の玉軸受の（ａ）は要部縦断面図、（ｂ）は内外輪を除いた要部横断面図、（ｃ）は内外輪を除いた要部横断面図の他の例、（ｄ）は第１実施形態の保持器の要部斜視図
【図２】第２実施形態の玉軸受の（ａ）は要部縦断面図、（ｂ）は内外輪を除いた要部横断面図、（ｃ）は第２実施形態の保持器の要部斜視図
【図３】実施形態の複列ころ軸受の（ａ）は要部縦断面図、（ｂ）は内外輪を除いた要部平面図
【図４】（ａ）は第１実施形態のスラスト玉軸受の要部縦断面図、（ｂ）は第２実施形態のスラスト玉軸受の要部縦断面図
【符号の説明】
【００３９】
１０  実施形態の玉軸受
１１  内輪
１１ａ  転送面
１２  外輪
１２ａ  転送面
１３  玉
１４  保持器
１４ａ  保持器本体
１４ｂ  ポケット
１４ｃ  凹部
１５  磁性部
２０  実施形態の複列ころ軸受
２１  内輪
２１ａ  転送面
２２  外輪
２２ａ  転送面
２３  円筒ころ
２４  保持器
２４ａ  円環部
２４ｂ  柱部
２４ｃ  ポケット
２５  磁性部
３０  実施形態のスラスト玉軸受
３１、３２  軌道盤
３１ａ、３２ａ  転送面
３３  玉
３４  保持器
３４ａ  保持器本体
３４ｂ  ポケット
３５  磁性部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010053949.tif 000006