(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体を円筒状に形成され、内周面中間部に外輪軌道を、内周面両端部に内向フランジ状の鍔部を、それぞれ設けた外輪と、両鍔部の内側面同士の間隔よりも小さな長さ寸法を有し、それぞれの中間部外周面に円筒状の転動面を、それぞれの軸方向両端部にこの転動面よりも直径が小さな突出部を、それぞれ形成され、それぞれの転動面を上記外輪軌道に当接自在として上記外輪の内側に配置された複数のころと、固体潤滑剤により、軸方向両端部にそれぞれ軸方向端面及び内周面から凹んだ状態で形成された段部を有する形状に造られて、円周方向に隣り合うころ同士の間に配置された複数のセパレータと、全体を円環状に造られて上記両鍔部の内周縁に、それぞれの片端部を上記外輪軌道の側に庇状に突出させた状態で固定された保持板とを備え、上記各ころの軸方向両端部に形成された突出部及び上記各セパレータの軸方向両端部を、上記保持板の片端部外周面と上記外輪の内周面との間に存在する溝部に係合させる事により、上記各ころ及びセパレータが上記外輪から分離するのを防止すると共に、上記各段部の径方向に関する段差を、上記外輪軌道と上記内輪軌道と上記各セパレータとを互いに同心に配置した状態でこの内輪軌道とこれら各セパレータの内周面との間に存在する隙間の厚さ寸法と、上記保持板の厚さ寸法との合計よりも大きくしたラジアルころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係るラジアルころ軸受は、真空機械、Ｘ線装置、食品機械の様に、油による潤滑を行なえない回転支持部に組み込んだ状態で使用する。
【０００２】
【従来の技術】
真空機械やＸ線装置の回転支持部に組み込む軸受は真空下で使用される為に、食品機械の回転支持部に組み込む軸受は油による汚染を避ける為に、何れも油による潤滑を行なえない。この為従来からこの様な回転支持部には、金、銀、黒鉛等の固体潤滑剤により潤滑される軸受を組み込んでいた。この様な軸受として、小さな転がり抵抗を要求される部分には、玉軸受、ころ軸受等の転がり軸受を使用する。又、この様な転がり軸受の転がり抵抗を小さくする為に保持器或はセパレータを設けて、複数の転動体同士を離隔させて隣り合う転動体の転動面同士の摺接に基づく抵抗の増大を防止する事も、従来から行なわれている。
【０００３】
そして、この様な転がり軸受を上述の様な回転支持部に使用する場合に、上記保持器或はセパレータを固体潤滑剤により造る事も、例えば特開平２−２１０２７号公報、同２−１４６３１１号公報、同７−１５１１５２号公報等に記載されている様に、従来から知られている。これら各公報には、転がり軸受の一種である玉軸受に固体潤滑剤製の保持器又はセパレータを組み込み、これら保持器又はセパレータの軸方向に亙る位置決めを、これら保持器又はセパレータの一部と軌道輪の周面に形成した軌道溝との係合により図る構造が記載されている。従って、これら各公報に記載された玉軸受の場合には、当該玉軸受を回転支持部に組み付ける以前に於いても、この玉軸受の構成各部材が分離する事がない。従って、当該玉軸受の搬送作業及び組み付け作業を、構成各部材の分離防止に就いて特に考慮する事なく、容易に行なえる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
大きなラジアル荷重が加わる回転支持部分に組み込む転がり軸受の場合、転動体がころである、ころ軸受を使用する。この様なころ軸受の場合には、内輪軌道は単なる円筒面である。従ってころ軸受の場合には、内輪を省略し、軸の外周面を直接内輪軌道として使用する構造のものが、玉軸受の場合に比べて多く存在する。この様な内輪を省略したころ軸受の場合には、回転支持部に組み付ける以前に於いては、ころ及びセパレータが外輪から分離し易い。即ち、内輪が存在しない為、そのままでは外輪の内側に配置されたころ及びセパレータが外輪の直径方向内側に変位して、この外輪から脱落してしまう。上記各公報に記載された分離防止構造は、内輪を持った玉軸受には適用できても、内輪を持たないころ軸受には適用できない。通常のころ軸受の場合には、粘性の高いグリースにより上記ころ及びセパレータを外輪の内周面に接着しておく事もできるが、真空機器等に使用するころ軸受の場合には、この様な分離防止構造を採用できない。本発明のラジアルころ軸受は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のラジアルころ軸受は、全体を円筒状に形成され、内周面中間部に外輪軌道を、内周面両端部に内向フランジ状の鍔部を、それぞれ設けた外輪と、両鍔部の内側面同士の間隔よりも小さな長さ寸法を有し、それぞれの中間部外周面に円筒状の転動面を、それぞれの軸方向両端部にこの転動面よりも直径が小さな突出部を、それぞれ形成され、それぞれの転動面を上記外輪軌道に当接自在として上記外輪の内側に配置された複数のころと、固体潤滑剤により、軸方向両端部にそれぞれ軸方向端面及び内周面から凹んだ状態で形成された段部を有する形状に造られて、円周方向に隣り合うころ同士の間に配置された複数のセパレータと、全体を円環状に造られて上記両鍔部の内周縁に、それぞれの片端部を上記外輪軌道の側に庇状に突出させた状態で固定された保持板とを備える。そして、上記各ころの軸方向両端部に形成された突出部及び上記各セパレータの軸方向両端部を、上記保持板の片端部外周面と上記外輪の内周面との間に存在する溝部に係合させる事により、上記各ころ及びセパレータが上記外輪から分離するのを防止する。更に、上記各段部の径方向に関する段差を、上記外輪軌道と上記内輪軌道と上記各セパレータとを互いに同心に配置した状態でこの内輪軌道とこれら各セパレータの内周面との間に存在する隙間の厚さ寸法と、上記保持板の厚さ寸法との合計よりも大きくしている。
【０００６】
【作用】
上述の様に構成される本発明のラジアルころ軸受は、ハウジングに外輪を内嵌固定し、複数のころの内側に、その外周面を内輪軌道とした軸を挿通する。この状態で、この軸を上記ハウジングに対して回転自在に支承する。この様に、ハウジングの内周面と軸の外周面との間に組み付ける以前に、本発明のラジアルころ軸受の構成各部材は、１対の保持板により分離防止を図られる。即ち、複数のころはそれぞれの両端部に形成した突出部と上記１対の保持板の片端部との係合により、複数のセパレータはそれぞれの段部と上記１対の保持板の片端部との係合により、それぞれ外輪の内周面から離れる方向への変位を防止される。この結果、上記分離防止が図られる。
【０００７】
上記ハウジングと軸との相対回転時には、上記複数のセパレータを構成する固体潤滑剤が、上記複数のころの転動面と、外輪内周面の外輪軌道及び軸外周面の内輪軌道に付着する。即ち、上記各セパレータの円周方向両端面ところの転動面との摺接により、これら各ころの転動面に固体潤滑剤が付着する（擦り込まれる）。又、上記各セパレータは外輪の直径方向に亙る若干の変位自在であるので、上記ハウジングと軸との相対回転に伴って、これら各セパレータの外周面と外輪軌道とが、同じく内周面と内輪軌道とが、（同時ではなく、交互に）それぞれ摺接する。従って、これら外輪軌道及び内輪軌道には、上記転動面に付着した固体潤滑剤がころを介して付着するだけでなく、セパレータからも直接固体潤滑剤が付着する。この結果、上記複数のころの転動面と上記外輪軌道及び内輪軌道との間に十分な量の固体潤滑剤が存在する様になって、ラジアルころ軸受の潤滑を良好に行なえる。
【０００８】
【実施例】
図１〜５は本発明の実施例を示している。外輪１は、軸受鋼、セラミック等の硬質材料により全体を円筒状に形成されている。この外輪１の内周面中間部には円筒面である外輪軌道２を、内周面両端部には内向フランジ状の鍔部３、３を、それぞれ設けている。又、これら各鍔部３、３の内周縁には、それぞれ断面円弧状の係止溝４、４を、全周に亙って形成している。又、上記外輪軌道２の両端部と上記各鍔部３、３との間には凹溝５、５を、全周に亙って形成している。この凹溝５、５は、上記外輪軌道２の内径が鍔部３、３の基端寄り部分で小さくなるのを防止する（上記各鍔部３、３の内側面と上記外輪軌道２との干渉を防止する）為に形成している。そして、この様な外輪１の内周面で上記１対の鍔部３、３の間部分に、それぞれ複数個ずつのころ６とセパレータ７とを、円周方向に亙って交互に配置している。
【０００９】
このうちのころ６は、上記１対の鍔部３、３の内側面同士の間隔Ｄ３  （図２）よりも小さな長さ寸法Ｌ６  （図３）を有する（Ｌ６  ＜Ｄ３  ）。又、各ころ６の中間部外周面には、円筒状の転動面８を形成している。この転動面８は、上記外輪軌道２に当接自在である。尚、好ましくは、この転動面８の長さ寸法Ｌ８  （図３）を、上記外輪軌道２の幅寸法Ｗ２  （図２）よりも少し小さく（Ｌ８  ＜Ｗ２  ）する。この理由は、上記転動面８の一部が上記外輪軌道２からはみ出す事を防止して、この転動面８の一部に過大な荷重（エッヂロード）が加わる事を防止する為である。又、上記各ころ６は、所謂段付型のものとしている。従ってこれら各ころ６の軸方向（図１、３の左右方向）両端面には、それぞれが突出部である小径の円柱状突部９、９を、上記転動面８と同心に形成している。これら各円柱状突部９、９は、その外周面に上記転動面８を形成したころ６の主部１０の軸方向両端面から、それぞれＬ９  （図３）分だけ突出している。尚、上記長さ寸法Ｌ６  は、この円柱状突部９、９を含む（２Ｌ９  を含む）寸法である。
【００１０】
一方、前記各セパレータ７は固体潤滑剤により、図４〜５に示す様な形状に造られている。即ち、これら各セパレータ７は、軸方向の端面形状が円弧形で、軸方向（図４の左右方向、図５の表裏方向）両端部内周寄り部分にそれぞれ段部１１、１１を、軸方向両端面及び内周面から凹んだ状態で形成している。これら各セパレータ７の長さ寸法Ｌ７  （図４）も、上述したころ６と同様に、前記１対の鍔部３、３の内側面同士の間隔Ｄ３  よりも小さい（Ｌ７  ＜Ｄ３  ）。又、上記各段部１１、１１の軸方向に亙る長さ寸法は、それぞれＬ１１としている。尚、上記セパレータ７を構成する固体潤滑剤としては、グラファイト、ＭｏＳ２、ＷＳ２  、ＢＮ等の層状構造物質、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ等の軟質金属、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリイミド等の高分子材料、ＴｉＣ、ＴｉＮ等の表面硬化物質、ＰｂＯ、ＳｂＯ等の酸化物、ＢａＦ２  、ＣａＦ２  、ＬｉＦ、ＣｅＦ３  、ＬｉＦ３  等の弗化物、メラミンシアヌクレート、有機モリブデン等の有機物が使用可能である。
【００１１】
更に、前記各鍔部３、３の内周縁には、金属板等、塑性変形可能な板材により全体を円環状に造られた、保持板１２、１２を固定している。これら各保持板１２、１２は、上記各鍔部３、３の内径寸法と同じ外径寸法を有する。そして、これら各保持板１２、１２は、上記各鍔部３、３に内嵌した状態でそれぞれの一部を、前記各係止溝４、４に向け膨出させる事により、係止部１３、１３を形成している。そして、これら各係止部１３、１３と係止溝４、４との係合により、上記各保持板１２、１２を上記各鍔部３、３の内周縁に係止固定している。この様に各鍔部３、３の内周縁に係止固定した状態で、上記各保持板１２、１２の外端縁は、上記各鍔部３、３の外側面から突出する事はない。一方、片端部である、これら各保持板１２、１２の内端部は、上記各鍔部３、３の内側面から、長さ寸法Ｌ１２（図１）分だけ庇状に突出する。そして、上記各ころ６の軸方向両端部に形成した円柱状突部９、９及び上記各セパレータ７の軸方向両端部を、上記保持板１２、１２の内端部外周面と前記外輪１の内周面との間に存在する溝部１４、１４に係合させている。そして、この係合により、上記各ころ６及びセパレータ７が上記外輪１から分離するのを防止している。
【００１２】
尚、この様に各保持板１２、１２が各鍔部３、３の内側面から突出する長さ寸法Ｌ１２は、前記円柱状突部９、９の長さ寸法Ｌ９  及び上記段部１１の長さ寸法Ｌ１１よりも小さい（Ｌ１２＜Ｌ９  、Ｌ１１）。従って、上記ころ６及びセパレータ７が軸方向両端部に変位した場合でも、これらころ６及びセパレータ７と上記各保持板１２、１２の内端縁とが擦れ合う事はない。更に、上記各セパレータ７の厚さ寸法Ｔ７  （図４）は、上記ころ６の外径寸法Ｄ６  （図３）よりも僅かに小さい（Ｔ７  ＜Ｄ６  ）だけとする。従って、次述する様に本発明のラジアルころ軸受の内側に軸１５を挿通し、更に各部材を同心に配置した状態で、この軸１５の外周面の内輪軌道１６とセパレータ７の内周面との間、並びに前記外輪軌道２とセパレータ７の外周面との間には、それぞれ微小隙間１７ａ、１７ｂが形成される。この微小隙間１７ａ、１７ｂのそれぞれの厚さ寸法Ｔ１７ａ  、Ｔ１７ｂ  （図１）は、それぞれ０．５ｍｍ以下とする。
【００１３】
上述の様に構成される本発明のラジアルころ軸受の使用時には、図示しないハウジングに外輪１を内嵌固定し、複数のころ６の内側に、その外周面を内輪軌道１６とした軸１５を挿通する。この状態で、この軸１５を上記ハウジングの内側に回転自在に支承する。この様に、ハウジングの内周面と軸１５の外周面との間に組み付ける以前に、本発明のラジアルころ軸受の構成各部材１、６、７は、１対の保持板１２、１２により分離防止を図られる。即ち、複数個のころ６はそれぞれの両端部に形成した円柱状突部９、９と上記１対の保持板１２、１２の内端部との係合により、複数個のセパレータ７はそれぞれの段部１１、１１と上記１対の保持板１２、１２の内端部との係合により、それぞれ外輪１の内周面から離れる方向への変位を防止される。この結果、上記分離防止が図られる。
【００１４】
上記ハウジングと軸１５との相対回転時には、上記複数個のセパレータ７を構成する固体潤滑剤が、上記複数個のころ６の転動面８と、外輪１内周面の外輪軌道２及び軸１５外周面の内輪軌道１６とに付着する。即ち、上記各セパレータ７の円周方向両端面ところ６の転動面８との摺接により、これら各ころ６の転動面８に固体潤滑剤が付着する（擦り込まれる）。又、上記各セパレータ７は、上記各段部１１、１１の段差Ｈ１１（図４）を上記微小隙間１７ａの厚さ寸法Ｔ１７ａ  と保持板１２の厚さ寸法Ｔ１２との合計よりも大きく（Ｈ１１＞Ｔ１７ａ  ＋Ｔ１２）する事により、前記外輪軌道２と内輪軌道１６との間に、外輪１の直径方向に亙る変位自在に設けられる。この為、上記ハウジングと軸１５との相対回転に伴って、これら各セパレータ７の外周面と外輪軌道２とが、同じく内周面と内輪軌道１６とが、それぞれ摺接する。従って、これら外輪軌道２及び内輪軌道１６には、上記転動面８に付着した固体潤滑剤がころ６を介して付着するだけでなく、セパレータ７からも直接固体潤滑剤が付着する。この結果、上記複数個のころ６の転動面８と上記外輪軌道２及び内輪軌道１６との間に十分な量の固体潤滑剤が存在する様になって、ラジアルころ軸受の潤滑を良好に行なえる。
【００１５】
尚、図示の実施例では、ころ６として段付型のものを使用したが、段付型のころに代えて、所謂尖り型のころを使用する事もできる。尖り型のころは、軸方向両端部に、先端部に向かう程直径が細くなる尖り部を、突出部として形成している。従って、この尖り部と保持板との係合により、外輪１ところとの分離防止を図れる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のラジアルころ軸受は以上に述べた通り構成され作用するので、組み付け前に構成各部材が分離する事を確実に防止できて、搬送作業や組み付け作業時の面倒をなくせる。又、固体潤滑剤を必要個所に効率的に擦り込める為、潤滑性を向上させて、回転トルクの低減や耐久性向上にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】外輪の断面図。
【図３】ころの側面図。
【図４】セパレータの円周方向端面図。
【図５】同じく軸方向端面図。
【符号の説明】
１  外輪
２  外輪軌道
３  鍔部
４  係止溝
５  凹溝
６  ころ
７  セパレータ
８  転動面
９  円柱状突部
１０  主部
１１  段部
１２  保持板
１３  係止部
１４  溝部
１５  軸
１６  内輪軌道
１７ａ、１７ｂ  微小隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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