(57)【要約】【課題】Ｏリング切れを防止しつつ、クリープ性能に優れた転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、該外輪１１及び該内輪１２の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体１３と、外輪１１の外径面に円周方向に連続するように形成された凹溝２０に収容される弾性材からなるＯリング３０と、を備える。凹溝２０には、溝底部２１から連続して、該溝底部２１の軸方向一方又は双方にＯリング３０の一部を収容可能な逃げ溝４０が連通している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、該外輪及び該内輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体と、前記外輪の外径面に円周方向に連続するように形成された凹溝に収容される弾性材からなるＯリングと、を備える転がり軸受であって、
前記凹溝には、溝底部から連続して、該溝底部の軸方向一方又は双方に前記Ｏリングの一部を収容可能な逃げ溝が連通していることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記Ｏリングの断面積をＳ１、前記凹溝の断面積をＳ２、前記逃げ溝の断面積をＳ３とすると、Ｓ２＜Ｓ１≦Ｓ２＋Ｓ３を満たすことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記逃げ溝の開口部が形成された溝壁部の高さから前記開口部の高さを差し引いた長さをＨ１、前記逃げ溝の開口部の高さをＨ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２を満たすことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項４】
さらに一対のシール部材を備え、
前記外輪の内径面には、軸方向両端部に円周方向に沿って連続するように、前記シール部材が嵌合する嵌合溝が形成され、
前記逃げ溝は、前記嵌合溝と軸方向においてオーバーラップしないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特にクリープ性能に優れた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば産業機械用汎用モータ、自動車用モータ等で用いられる転がり軸受では、内輪及びその内輪の外周を覆うように配される外輪が相対的に回転可能に配設され、内輪の外径面に形成された内輪軌道と外輪の内径面に形成された外輪軌道との間に複数個の転動体が、保持器によって等間隔に保持されて転動自在に組み込まれている。
【０００３】
そして、転がり軸受の外輪は上記したモータ等を収容するハウジングと嵌合固定され、内輪はモータの回転軸等と嵌合固定されることにより、当該軸とハウジング間は転がり軸受によって回転可能に支えられている。
【０００４】
ところが、転がり軸受の外輪とハウジングとが嵌合する面において、嵌合固定された外輪が、内輪の回転方向と相対回転してしまう現象、所謂クリープが発生することが知られている。このクリープが発生すると、嵌合面の摩耗に至り、転がり軸受の機能を損なってしまうことがある。そこで、このようなクリープの発生を防止するために、従来より、外輪の外径面の凹溝にＯリングを収容し、Ｏリングの弾性力によってクリープ運動を抑止する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
特許文献１では、外輪の外径面に形成された断面矩形状の凹溝に、一部が凹溝から突出したＯリングが収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３０３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、Ｏリング３０の断面積Ｓ１と凹溝２０の断面積Ｓ２との関係を検討する。Ｓ１＜Ｓ２のとき（図５（ａ）参照）、Ｏリング３０は凹溝２０内に収まりハウジング５０へ正常に挿入される（図５（ｂ）参照）。なお、図５において、一点鎖線はＯリング３０の断面積Ｓ１を表し、二点鎖線は凹溝２０の断面積Ｓ２を表している（図２においても同様。）。
【０００８】
Ｏリング付の転がり軸受はクリープ性能向上のために、できるだけＯリング３０の線径を大きくし、凹溝２０の深さを浅くすることで、外径端面からのＯリング３０の突出量を大きくする必要がある。Ｏリング３０の線径を大きくするとＳ１が増加し、凹溝２０の深さを浅くするとＳ２が減少するため、Ｓ１＞Ｓ２の関係に近づく。しかし、Ｓ１＞Ｓ２の関係にあるとき、従来の溝形状ではＯリング３０が凹溝２０内に収まらず、Ｏリング３０のはみ出した部分がハウジング５０と外輪１１に押し出され、Ｏリング切れを引き起こす虞があった（図５（ｃ）参照）。
【０００９】
これに対し、凹溝２０の幅を広くしＳ２を大きくすることでＳ１＜Ｓ２にすることが可能であるが、Ｏリング付の転がり軸受にはクリープ性能向上のために、凹溝２０を２箇所設けＯリング３０を２本挿入する形態が有効な場合があり、外輪端面の面取りとの干渉や凹溝２０同士の間隔を考慮して凹溝２０を設置する必要があるため、軸方向幅には制限がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解消するためになされたものであり、Ｏリング切れを防止しつつ、クリープ性能に優れた転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は以下の構成により達成される。
（１）  相対回転可能に設けられた外輪及び内輪と、
該外輪及び該内輪の間に転動自在に組み込まれる複数個の転動体と、
前記外輪の外径面に円周方向に連続するように形成された凹溝に収容される弾性材からなるＯリングと、を備える転がり軸受であって、
前記凹溝には、溝底部から連続して、該溝底部の軸方向一方又は双方に前記Ｏリングの一部を収容可能な逃げ溝が連通していることを特徴とする転がり軸受。
（２）  前記Ｏリングの断面積をＳ１、前記凹溝の断面積をＳ２、前記逃げ溝の断面積をＳ３とすると、Ｓ２＜Ｓ１≦Ｓ２＋Ｓ３を満たすことを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（３）  前記逃げ溝の開口部が形成された溝壁部の高さから前記開口部の高さを差し引いた長さをＨ１、前記逃げ溝の開口部の高さをＨ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２を満たすことを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（４）  さらに一対のシール部材を備え、
前記外輪の内径面には、軸方向両端部に円周方向に連続するように、前記シール部材が嵌合する嵌合溝が形成され、
前記逃げ溝は、前記嵌合溝と軸方向においてオーバーラップしないことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の転がり軸受によれば、凹溝の溝底部から連続して逃げ溝を設けることで、例えＯリングの断面積を凹溝の断面積より大きくした場合（Ｓ１＞Ｓ２）であっても、Ｏリングのはみ出した部分が逃げ溝に収容されるため、Ｏリング切れを防止することができる。また、逃げ溝を設けたことによりＯリングの断面積Ｓ１を大きくできるため、クリープ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受の断面図である。
【図２】図１の転がり軸受がハウジングに挿入された状態を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の転がり軸受の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の転がり軸受の断面図である。
【図５】（ａ）はＳ１＜Ｓ２における転がり軸受のハウジングへの挿入前の状態を示す図であり、（ｂ）はＳ１＜Ｓ２における転がり軸受のハウジングへの挿入後の状態を示す図であり、（ｃ）はＳ１＞Ｓ２における転がり軸受のハウジングへの挿入時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の転がり軸受の各実施形態について図面に基づいて詳しく説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
本実施形態の転がり軸受１０は、内径面に外輪軌道１１ａを有する外輪１１と、外径面に内輪軌道１２ａを有する内輪１２と、これら外輪軌道１１ａと内輪軌道１２ａとの間に転動自在に設けた複数の転動体（玉）１３と、これら転動体１３を周方向に所定間隔に保持するための保持器１４と、軸受の側面で軸受内部を封止する一対のシール部材１５と、を備える。
【００１６】
一対のシール部材１５は、外輪１１の内径面の軸方向両端部に円周方向に沿って連続するように設けられた嵌合溝１１ｂに嵌合固定され、軸受内部への異物の侵入を防止する。本実施形態では、一対のシール部材１５は、金属からなり、同一の緒元を有しており、内輪１２の外径面に非接触状態で配置されている。
【００１７】
外輪１１の外径面には、円周方向に沿って形成された環状の一対の凹溝２０が形成してあり、これら一対の凹溝２０には、外径面が凹溝２０から突出した環状のＯリング３０が嵌め込まれている。一対の凹溝２０は、軸方向において一対のシール部材１５の内側に形成されていることが好ましい。
【００１８】
Ｏリング３０は、周方向に連続したリング状に形成されており、後述するように弾性材から構成される。
【００１９】
Ｏリング３０がはめ込まれる凹溝２０は、図１及び２の断面視で矩形状となるように、溝底部２１と、この溝底部２１の両側から径方向に延びる溝壁部２２によって形成されている。
【００２０】
溝壁部２２の軸方向一方（図中右側）には、溝底部２１から連続するように逃げ溝４０が連通している。より具体的に説明すると、逃げ溝４０は、軸方向一方（図中右側）の溝壁部２２の溝底部２１との接続部が、軸方向一方（図中右側）に窪むように凹設されている。逃げ溝４０は、凹溝２０と同様に、円周方向に連続して形成され、溝底部２１と、溝底部２１と対向する天井部４３と、溝底部２１と天井部４３とを繋ぐように径方向に延びる逃げ溝壁部４４とによって形成され、逃げ溝壁部４４と対向する開口部４５によって凹溝２０と連通している。
【００２１】
これにより、図５（ｃ）において、ハウジング５０への挿入時に凹溝２０からはみ出していたＯリング３０のはみ出し部分が、図２に示すように逃げ溝４０に収容されるため、あえてＯリング切れを考慮してＯリング３０の断面積Ｓ１を凹溝２０の断面積Ｓ２より小さく設計する（Ｓ１＜Ｓ２）必要がなくなり、Ｏリング３０の線径を大きくすることが可能となる。
【００２２】
ここで、Ｏリング３０の断面積をＳ１、凹溝２０の断面積をＳ２、逃げ溝４０の断面積をＳ３とすると、Ｓ２＜Ｓ１≦Ｓ２＋Ｓ３を満たすことが好ましい。図２において、点線は逃げ溝４０の断面積Ｓ３を表している。Ｓ２＜Ｓ１とすることで、クリープ性能が向上する。また、Ｓ１≦Ｓ２＋Ｓ３とすることで、Ｏリング３０のはみ出しを防止することができる。なお、本発明は、Ｓ２＝Ｓ１、Ｓ１＜Ｓ２となるのを排除するものではない。これらの場合であっても、逃げ溝４０があるため、従来に比べてＳ２＜Ｓ１に近づくように設計することが可能となる。
【００２３】
また、逃げ溝４０の開口部４５が形成された溝壁部２２の高さから開口部４５の高さを差し引いた長さをＨ１、逃げ溝４０の開口部４５の高さをＨ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２を満たすことが好ましい。逃げ溝４０の開口部４５が形成された溝壁部２２の高さから開口部４５の高さを差し引いた長さＨ１を逃げ溝４０の開口部４５の高さＨ２より大きくすることで、逃げ溝４０が形成された領域の外輪１１の外径面の剛性の低下を抑制することができる。
【００２４】
さらに、逃げ溝４０は、シール部材１５が嵌合する嵌合溝１１ｂと軸方向においてオーバーラップしないこと、即ち、逃げ溝壁部４４が嵌合溝１１ｂよりも軸方向で内側に位置していることが好ましい。これにより、嵌合溝１１ｂが形成された領域の外輪１１の外径面の剛性の低下を抑制することができる。
【００２５】
＜第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態の転がり軸受について図３を参照しながら説明する。なお、第１実施形態の転がり軸受と同一の部分は、同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
本実施形態の転がり軸受１０Ａは、転がり軸受１０Ａのハウジング５０への挿入方向が考慮され、ハウジング５０への挿入に際し、挿入方向と反対方向に逃げ溝４０が形成されている。すなわち、図３に示すように、ハウジング５０に対し転がり軸受１０Ａを右方向に組み込む場合、Ｏリング３０のはみ出しは凹溝２０の左側で発生するため、凹溝２０の左側に、逃げ溝４０を形成したものである。即ち、凹溝２０の左側に位置する溝壁部２２に、逃げ溝４０の開口部４５を形成したものである。
【００２７】
このように、転がり軸受１０Ａの挿入方向が決まっている場合、逃げ溝４０を挿入方向とは反対側に設けることで、Ｏリング３０のはみ出しを効果的に防止することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態では、一対のシール部材のうち、一方（図３中右側）のシール部材が図１で示した金属製のシール部材１５であり、他方（図３中左側）のシール部材が、金属製の芯金１６に弾性体１７を加硫接着することで構成されたシール部材１５Ａとなっている。シール部材１５Ａは、内輪１２の外径面に接触状態で配置され、外部からシール部材１５とシール部材１５Ａとが判別可能となっている。そのため、逃げ溝４０がどちらに形成されたかは、シール部材１５Ａと関連させて外部から識別可能となっている。
【００２９】
なお、一対のシール部材は同一の緒元のものを用いてもよく、この場合であっても、本実施形態と同様の効果を得るために、逃げ溝４０がどちらに形成されたかを異なる方法で識別可能とすることができる。
【００３０】
＜第３実施形態＞
続いて、本発明の第３実施形態の転がり軸受について図４を参照しながら説明する。なお、第２実施形態の転がり軸受と同一の部分は、同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の転がり軸受１０Ｂは、凹溝２０の両側に逃げ溝４０を形成したもの、即ち、凹溝２０の両側に位置する溝壁部２２に、逃げ溝４０の開口部４５を形成したものであり、転がり軸受１０Ｂのハウジング５０への挿入方向がいずれの方向であったとしても、ハウジング５０への挿入に際し、挿入方向と反対方向に逃げ溝４０が形成されている。
【００３２】
このように、転がり軸受１０Ｂの挿入方向が決まっていない場合、逃げ溝４０を凹溝２０の両側に設けることで、Ｏリング３０のはみ出しを効果的に防止することができる。
【００３３】
本発明の各実施形態におけるＯリング等として使用できる弾性体材料としては、各種の合成樹脂、天然樹脂、合成ゴム、天然ゴムが使用できる。好ましくは、合成ゴムを使用する。合成ゴムとしては、ＪＩＳ  Ｋ６３９７に規定されるところのＡＣＭ，ＡＥＭ，ＡＮＭ，ＣＭ，ＣＳＭ，ＥＰＤＭ，ＥＰＭ，ＥＶＭ，ＦＥＰＭ，ＦＦＫＭ，ＦＫＭ，ＩＭ，ＮＢＭ，ＳＥＢＭ，ＳＥＰＭ，ＣＯ，ＥＣＯ，ＧＣＯ，ＧＥＣＯ，ＧＰＯ，ＡＢＲ，ＢＲ，ＣＲ，ＥＮＲ，ＨＮＢＲ，ＩＩＲ，ＩＲ，ＭＳＢＲ，ＮＢＩＲ，ＮＢＲ，ＮＩＲ，ＮＲ，ＮＯＲ，ＰＢＲ，ＰＳ，ＢＲ，ＳＢＲ，Ｅ−ＳＢＲ，Ｓ−ＳＢＲ，ＳＩＢＲ，ＸＢＲ，ＸＣＲ，ＸＮＢＲ，ＸＳＢＲ，ＢＩＩＲ，ＣＩＩＲ，ＦＭＱ，ＦＶＭＱ，ＭＱ，ＰＭＱ，ＰＶ，ＭＱ，ＶＭＱ，ＡＦＭＵ，ＡＵ，ＥＵ，ＯＴ，ＥＯＴ，ＦＺ，ＰＺなどが使用できる。これらは単独もしくは混合して、あるいは、各種の添加剤、各種の充填剤等と共に使用することができる。
これらの合成ゴムの中でも、耐熱性耐油性に優れるＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリルブタジエンゴム）、ＸＮＢＲ（カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム）が好ましい。さらに好ましくは、ＮＢＲであってアクリロニトリル含有量が４８質量％以下１５質量％以上のニトリルゴムである。より好ましくは、ＮＢＲであってアクリロニトリル含有量が４１質量％以下２５質量％以上のものであり、最も好ましくはアクリロニトリル含有量が３６％以下３４質量％以上のＮＢＲである。
【００３４】
また、上述した実施例では、凹溝２０を断面視で矩形状に形成された場合を説明したが、凹溝２０の溝壁部２２は、溝底部２１に対して垂直な角度を有していなくてもよく、例えば、凹溝２０の溝壁部２２の幅寸法は溝底部２１に向けて広く形成されていてもよい。このような構成によれば、溝壁部２２の幅寸法は溝底部２１側の幅寸法に対して外径面側の幅寸法が狭くなるので、Ｏリング３０に対して軸方向にずらすような応力が作用しても、Ｏリング３０が凹溝２０から外れてしまうことがなく、嵌め合いがさらに安定する。
【００３５】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【００３６】
例えば、Ｏリング３０は、必ずしも２つ配置する必要はなく、１つでもよく、３つ以上配置してもよい。
また、保持器は、公知の保持器を採用することができる。
さらに、シール部材は、省略することができる。
また、Ｏリング３０の断面形状は、円径に限定されず、矩形状等任意の形状を採用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０    転がり軸受
１１    外輪
１１ｂ  嵌合溝
１５    シール部材
１５Ａ  シール部材
１２    内輪
１３    転動体
２０    凹溝
２１    溝底部
２２    溝壁部
３０    Ｏリング
４０    逃げ溝
４５    開口部
Ｓ１    Ｏリングの断面積
Ｓ２    凹溝の断面積
Ｓ３    逃げ溝の断面積
Ｈ１    逃げ溝の開口部が形成された溝壁部の高さから開口部の高さを差し引いた長さ
Ｈ２    逃げ溝の開口部の高さ
【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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