(57)【要約】  【課題】  軌道内に配置されるセパレータの数が多い場合でもトルクの上昇がなく、スムーズな回転を長期に渡り維持することのできる玉軸受を提供する。  【解決手段】  転動体軌道内に、ボール３と円柱状のセパレータ４とが周方向交互に配置されてなる玉軸受において、このセパレータ４の長手方向の長さＬを、ボール３の直径Ｄの１．３〜２．０倍に形成する。この構成によって、セパレータ４は、周方向両側に隣接するボール３，３からの力を受けた場合でも、周方向に傾くことなく、内外輪間の回転の抵抗となることが防止される。また、長手方向両端の角部４ａ，４ａに面取り加工を施し、その周面４ｂの中央部に、内輪側軌道溝２ａの底部の曲率に略沿った形状の円周方向の凹部４ｃを形成することにより、内外輪との摺動に起因する局所的な摩耗を防止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪内周面に設けられた外輪側軌道溝と内輪外周面に設けられた内輪側軌道溝との間に形成された転動体軌道内に、ボールと円柱状のセパレータとが周方向交互に配置されてなる玉軸受において、
前記セパレータは、その長手方向の長さが前記ボールの直径の１．３〜２．０倍に形成されていることを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
前記セパレータは、長手方向両端の角部に面取り加工がなされているとともに、その周面の長手方向中央部には、前記内輪側軌道溝の底部の曲率に略沿った形状の円周方向の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道に配置されたボール同士の間にセパレータを備える玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造設備等、グリースを使用することが困難な環境下で使用される機器には、固体潤滑剤を含有する自己潤滑性材料からなる円柱状のセパレータ（間隔体あるいはスペーサとも言う）をボール同士の間に配置した玉軸受が用いられている（特許文献１〜２等を参照）。
【０００３】
図５は、従来の円柱状セパレータを用いた玉軸受の構造を示すために一部を破断して描いた斜視図であり、図６は、この玉軸受に用いられているセパレータを端面方向（ａ）および長手方向（ｂ）から見た図である。
【０００４】
この玉軸受は、内周面に外輪側軌道溝１１ａを備える外輪１１と、外周面に内輪側軌道溝１２ａを備える内輪１２と、これらの軌道溝によって形成された転動体軌道に配置された複数のボール１３と、前記ボール１３と同じ転動体軌道に嵌め入れられた複数のセパレータ１４と、を主体として構成されている。
【０００５】
セパレータ１４は、図６のように、ボール１３の直径より若干小さな外径を有する円筒形であり、例えば、二硫化タングステンを混合した金属タングステン等を材料とし、焼結により形成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４４７６０号公報
【特許文献２】特開平１０−４７３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、以上のような円柱状のセパレータを用いた玉軸受においては、軸受の回転時に、軸受トルクが増大してしまう場合があった。
【０００８】
この現象は、図７の模式図に示すように、ボール１３の進み遅れに起因する玉詰りによって、セパレータ１４が周方向に傾むいてしまい、セパレータ１４の角部１４ａが内外輪の軌道溝１１ａ，１２ａに強く押し付けられること（いわゆるくさび効果）により発生していると考えられている。
【０００９】
また、円柱状セパレータの周方向への傾きを防止するための手段として、その周面の径を可能な限り大きくして、ボール１３との直径の差を小さくする方法が考えられるが、この場合は、図８の模式図に示すように、セパレータ１４’の角部１４’ａおよび周面１４’ｂの中央部が、外輪側軌道溝１１ａおよび内輪側軌道溝１２ａに専ら摺接することに起因する局部的な摩耗が発生する恐れがある。
【００１０】
これらの問題は、ボールとセパレータの数が多い玉軸受において発生し易く、軌道輪が薄肉な玉軸受ほど影響が大きい傾向にある。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、軌道内に配置されるセパレータの数が多い場合でもトルクの上昇がなく、スムーズな回転を長期に渡り維持することのできる玉軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ボール同士の間に配置される円柱状のセパレータは、その長さ（長手方向の全長）を長くするほど、あるいはその径（周面の外径）を大きくするほど、玉詰り発生時の周方向の傾きが抑えられることは自明である。しかしながら、玉軸受の転動体軌道に組み込み可能なセパレータの径には限度があり、その長さを長くするに従い径を小さくしていかねば、組み込むことが不可能になる。
【００１３】
そこで、本発明は、転動体軌道内に円柱状のセパレータを備える玉軸受において、このセパレータを、玉詰りが起こった時にも軸受回転の抵抗とならず、長期に渡り使用できる最適な形状とすることによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１４】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、外輪内周面に設けられた外輪側軌道溝と内輪外周面に設けられた内輪側軌道溝との間に形成された転動体軌道内に、ボールと円柱状のセパレータとが周方向交互に配置されてなる玉軸受において、前記セパレータは、その長手方向の長さが前記ボールの直径の１．３〜２．０倍に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、円柱状セパレータの長手方向の長さを、同じ転動体軌道溝に配置されるボールの直径の１．３〜２．０倍に形成することにより、軸受の回転時に玉の詰りが生じた場合でも、このセパレータは、周方向に傾むくことなく、内外輪間のくさびとなることがない。
【００１６】
ここで、円柱状セパレータの長手方向の長さを、前記ボールの直径の１．３倍未満とした場合は、従来例と同様に、ボールの進み遅れに起因する玉詰りによって、セパレータが周方向に傾むいてしまい、その角部が内外輪の軌道溝に強く押し付けられて、軸受の回転トルクを上昇させてしまう。また逆に、この円柱状セパレータの長手方向の長さを、前記ボールの直径の２．０倍より大きくした場合は、その周面の径を小さくせねばならず、セパレータが折れ易くなったり、周方向に傾き易くなったりといった不具合が発生する恐れが高まってしまう。
【００１７】
従って、転動体軌道内にボールと円柱状のセパレータとが周方向交互に配置されてなる玉軸受においては、このセパレータの長手方向の長さを、ボールの直径の１．３〜２．０倍に設定することが最適であり、この構成によって、本発明の玉軸受は、軌道内に配置されるセパレータの数が多い場合でもトルクの上昇がなく、スムーズな回転を維持することのできる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１の作用を長期に渡り確実に維持するための手段であり、前記セパレータは、長手方向両端の角部に面取り加工がなされているとともに、その周面の長手方向中央部には、前記内輪側軌道溝の底部の曲率に略沿った形状の円周方向の凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成により、内外輪の軌道溝と摺接する円柱状セパレータの角部および周面の中央部の局所的な摩耗を防止することができる。また、セパレータの周面の径をでき得る限り大きくすることが可能となり、その傾きやがたつきを抑えた設計を容易に行なえるようになる。
【００２０】
なお、本発明におけるセパレータの「長手方向」とは、玉軸受の転動体軌道に略沿ったものであり、この円柱状セパレータの径方向に垂直な方向を言う。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、請求項１の発明によれば、軌道内に配置される円柱状のセパレータの数が多い場合でも、回転中のトルクの上昇がなく、スムーズな回転を維持することができる玉軸受を実現することができる。
【００２２】
また、請求項２の発明によれば、内外輪の軌道溝と摺接する円柱状セパレータの角部および周面の中央部の局所的な摩耗が防止され、このセパレータを使用した玉軸受の寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における玉軸受の構造を示す軸平行方向の断面図であり、図２は、この玉軸受の軸方向断面図である。また、図３は、この玉軸受に用いられているセパレータを端面方向（ａ）および長手方向（ｂ）からみた図である。
【００２４】
本実施形態における玉軸受も、基本的な構造は従来の玉軸受と同様であり、内周面に外輪側軌道溝１ａを備える外輪１と、外周面に内輪側軌道溝２ａを備える内輪２と、これらの軌道溝によって形成された転動体軌道に配置された複数のボール３と、前記ボール３と同じ転動体軌道に嵌め入れられた複数のセパレータ４と、を主体として構成されている。
【００２５】
本実施形態における玉軸受の特徴は、ボール３同士の間に配置された円柱状セパレータ４の長手方向の長さＬが、このボール３の直径Ｄの１．５倍に形成されている点である（Ｌ＝１．５×Ｄ）。また、このセパレータ４の長手方向両端の角部４ａ，４ａには、外輪側軌道溝１ａの底部の曲率に略沿った形状の面取り加工がなされているとともに、その周面４ｂの長手方向中央部には、内輪側軌道溝２ａの底部の曲率に略沿った形状の円周方向の凹部４ｃが形成されており、軸受の軸心方向から見た投影面の形状は、図３（ｂ）のように、つづみ形状となっている。
【００２６】
次に、このつづみ形セパレータ４の奏する作用について説明する。
図４は、上記構成の玉軸受において、回転中に玉詰りが発生した場合のボール３とセパレータ４の状態を説明する模式図である。
【００２７】
この図のように、本実施形態におけるセパレータ４は、ボール３の直径Ｄに対して十分な長さＬを持つように形成されていることから、周方向両側に隣接するボール３，３から力を受けた場合でも、周方向に傾くことなく、従来例（図７）における円筒形セパレータ１４のように内外輪間のくさびとなることがない。
【００２８】
また、その角部４ａおよび周面４ｂの中央部が、外輪側軌道溝１ａおよび内輪側軌道溝２ａの曲率に倣った形状に形成されていることから、従来のセパレータ１４’（図８）に比べ、これらの部位が専ら摺接することに起因する部分的な摩耗が低減される。
【００２９】
従って、本実施形態における玉軸受は、軌道内に配置されるセパレータが多い場合でも回転トルクの上昇がなく、スムーズな回転を維持することができるとともに、セパレータの局所的な摩耗が抑えられ、その寿命が向上する。
【００３０】
なお、セパレータ４の詳細形状は、本実施形態での例に限定されることなく、その面取り加工や凹部４ｃの形状等は適宜変更することが可能である。また、セパレータの周面４ｂの径は、軸受に組込可能な範囲で出来得る限り大きくすることが好ましく、この径を大きくすることで、セパレータ４の傾きやがたつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態における玉軸受の構造を示す軸平行方向の断面図である。
【図２】図１の玉軸受の軸方向断面図である。
【図３】本発明の実施形態における玉軸受に用いられているセパレータを端面方向から見た図（ａ）および長手方向から見た図（ｂ）である。
【図４】本発明の玉軸受において、回転中に玉詰りが発生した場合のボールとセパレータの状態を説明する模式図である。
【図５】従来の円柱状セパレータを用いた玉軸受の構造を示す斜視図である。
【図６】従来の玉軸受に用いられているセパレータを端面方向から見た図（ａ）および長手方向から見た図（ｂ）である。
【図７】従来の玉軸受において、回転中に玉詰りが発生した場合のボールとセパレータの状態を説明する模式図である。
【図８】従来の玉軸受において、回転中に玉詰りが発生した場合のボールと別のセパレータの状態を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１，１１  外輪
１ａ，１１ａ  外輪側軌道溝
２，１２  内輪
２ａ，１２ａ  内輪側軌道溝
３，１３  ボール
４，１４，１４’  セパレータ
４ａ，１４ａ，１４’ａ  角部
４ｂ，１４ｂ，１４’ｂ  周面
４ｃ  凹部
５，１５  シールド
【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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【図６】
2006022864.tif 000008
【図７】
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【図８】
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