(57)【要約】  【課題】  環状空間内を流れる流体をスムーズに通過させることのできる転がり軸受用保持器と、この保持器を用いることにより、流体中で高速回転させた場合でも、長期に渡り安定して使用することのできる転がり軸受を提供する。  【解決手段】  保持器１における流体の流れの上流側にあたる端部１ａを、先端に行くに従って次第に厚さの薄くなる形状とする。この構成により、保持器１の流体に対する抵抗が減少するとともに、環状空間Ｓ内への流体の浸入が容易となる。また、この保持器１を用いた転がり軸受は、軸受の冷却と潤滑に必要な流体の流量を確保できるとともに、流体の流量不足による軸受の不具合の発生を防止することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配置された軌道部材間に形成される環状空間の中を、所定の方向に流体が流れる転がり軸受に用いられる円環状の保持器であって、
前記流体の流れの上流側にあたる端部が、この流れの上流に向かって次第に厚さの薄くなる傾斜面に形成されていることを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
請求項１に記載の保持器を備えることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道部材間に形成された環状空間の中を流体が流れる転がり軸受に用いられる保持器と、これを備える転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、キャンドモータを駆動源とした水中ポンプ等においては、ポンプの小形化と据付自由度の向上、およびポンプの吸い込み性能を向上させるために、回転軸の支持に水中玉軸受を使用する提案がなされている（特許文献１等を参照）。
【０００３】
この提案によれば、ポンプの主たる流路とは別に形成された流路により分割された作動流体（この例においては水）の一部が、玉軸受の軌道部材（内外輪）間に形成された環状空間の中を軸方向に通過することにより、この軸受は常時冷却され、軸受部分の摩擦熱による不都合が解消される。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、以上のような冷却と潤滑に流体を用いた転がり軸受は、環状空間内に流体が通過するのに十分なすきまが確保されていないと、この流体の流量不足による不具合が発生する恐れがある。特に前記の提案のように、軸の回転を軸方向に離間した２つ以上の転がり軸受で支持したポンプ等においては、流れの下流側となる軸受で必要な流量を得られず、軸受の軌道部材や転動体が短期に損傷してしまう場合があった。
【０００６】
この問題を解消する手段としては、保持器を薄肉化して、軌道部材と保持器との間の径方向すきまを大きくする方法が考えられる。しかしながら、保持器の薄肉化は強度低下を招き、高速回転下など、条件によっては使用できない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、環状空間内を流れる流体をスムーズに通過させることのできる転がり軸受用保持器と、この保持器を用いることにより、流体中で高速回転させた場合でも、長期に渡り安定して使用することのできる転がり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】
【０００８】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、同心状に配置された軌道部材間に形成される環状空間の中を、所定の方向に流体が流れる転がり軸受に用いられる円環状の保持器であって、前記流体の流れの上流側にあたる端部が、この流れの上流に向かって次第に厚さの薄くなる傾斜面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、流体の流れの中に浸漬して使用される転がり軸受において、流れの上流側にあたる保持器の先端を、流体に対する抵抗の少ない形状とすることにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、保持器における流体の流れの上流側にあたる端部を、先端に行くに従って次第に厚さの薄くなる形状とすることにより、この端部の流体に対する抵抗が減少するとともに、環状空間内への流体の浸入が容易となる。従って、本発明の転がり軸受用保持器は、軸受環状空間内を流れる流体の流量を増やすことが可能となる。
【００１１】
また、請求項２に記載の転がり軸受は、前記請求項１に記載の保持器を備えることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明の保持器を用いることにより、軸受の冷却と潤滑に必要な流体の流量を確保できるとともに、流体の流量不足による軸受の不具合の発生を防止することができる。従って、本発明の転がり軸受は、高速回転させた場合でも、長期に渡り安定して使用することのできる、寿命の長い転がり軸受とすることが可能となる。
【００１３】
なお、本発明において環状空間の中を流れる「流体」とは、特に限定されたものではないが、転動体の回転に抵抗を与える程度の、比較的密度の高い液状様物質を意味するものであり、例えば水、溶融金属や、液化した気体などの液体の他に、超臨界流体等も包含する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の保持器によれば、環状空間の中を流体が流れる転がり軸受において、流体に対する抵抗が減少するとともに、この流体の環状空間内への浸入を容易とすることができる。また、この保持器を用いた転がり軸受は、流体中で高速回転させた場合でも、長期に渡り安定して使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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転がり軸受の構造を示す軸方向断面図である。なお、図中の矢印は流体の流れ方向を示している。
【００１６】
本実施形態における転がり軸受の基本的な構造は、従来公知のアンギュラ玉軸受と同様であり、同心状に配置された軌道部材としての内輪２および外輪３と、これら内外輪の間に形成された軌道に配置された複数の転動体（ボール４）と、これらボール４を周方向所定の間隔で保持する樹脂製の保持器１とからなる。また、この転がり軸受は、例えば前記のキャンドモータを駆動源とした水中ポンプ等の軸の支持に用いられるものであり、内外輪間に形成された環状空間Ｓの中を所定の方向に流れる流体（この例においては水）により、軸受の冷却と潤滑を行うように構成されている。
【００１７】
なお、内外輪および転動体には、流体による腐食を抑制すべく、耐食金属、セラミックス等の耐食材料を用いることができる。特に、１０４ｒｐｍオーダーの高速回転での使用、あるいは強腐食性の液体を用いる場合等、過酷な条件下での使用においては、密度が小さくかつ耐食性の高いセラミックスを内外輪および転動体のすべてに使用する、総セラミックス型軸受とするのが好ましい。
【００１８】
本実施形態における転がり軸受の特徴は、流体の流れの上流側（図示右方）にあたる保持器１の端部１ａが、先端に行くに従って次第に厚さの薄くなる形状に形成されている点である。
【００１９】
以上の構成によって、この転がり軸受用保持器１は、流体に対する抵抗が減少するとともに、環状空間Ｓ内への流体の浸入を容易とする。従って、本実施形態における転がり軸受用保持器１は、保持器に要求される厚さ（強度）を確保しつつ、軸受環状空間内を流れる流体の流量を増やすことが可能となる。
【００２０】
また、この転がり軸受は、高速回転させた場合でも、冷却と潤滑に十分な流体の流量が得られ、流量不足による軸受の不具合の発生が防止されるとともに、軸の回転を軸方向に離間した２つ以上の転がり軸受で支持したポンプ等においては、流れの下流側に配置された軸受でも、必要な流量を確保することができるというメリットもある。従って、本実施形態における転がり軸受は、このような構成のポンプに適した、寿命の長い転がり軸受とすることができる。
【００２１】
なお、本発明の転がり軸受用保持器１における流体の上流側端部１ａの形状は、この実施形態における例に限定されるものではない。例えば、この端部１ａを、抵抗の少ない流線型（ストリームライン）やくさび形（ウェッジシェイプ）としても良い。また、下流側端部１ｂの形状も、特に限定されたものではないが、この上流側端部１ａと対となるように、カルマンの渦列を生成しない形状とすることが望ましい。
【００２２】
また、本実施形態では、もみ抜き保持器とそれを用いた玉軸受を例に説明したが、本発明は、環状空間の中を流体が流れるその他のタイプの保持器や転がり軸受にも適用でき得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態における転がり軸受の構造を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    保持器
１ａ  端部（上流側）
１ｂ  端部（下流側）
２    内輪
３    外輪
４    ボール
Ｓ    環状空間
【図１】
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