(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に外輪軌道が形成された外輪部材と、外周に内輪軌道が形成された内輪部材と、前記外輪軌道と前記内輪軌道の間で転動する複数の転動体と、を有し、前記外輪部材の内周と前記内輪部材の外周との間の軸受内部空間に潤滑剤が封入され、前記内輪部材が一方方向に回転する転がり軸受装置であって、
前記内輪部材の外周の前記内輪軌道より軸線方向軸受外部側に形成された軸線に平行な円筒形状の密封外周面と、前記外輪部材の内周の前記外輪軌道より軸線方向軸受外部側に形成された軸線に平行な円筒形状の密封内周面と、が互いに径方向に対峙して、前記軸受内部空間を密封するラビリンス状の隙間を形成し、
前記密封外周面に形成されて、前記軸受内部空間側から外部方向への空気の流れを生成する、前記転がり軸受装置の軸線に対してねじれたスパイラル溝を有し、
前記外輪部材の前記密封内周面に開口することによって前記ラビリンス状の隙間に向けて開口し、前記ラビリンス状の隙間から清浄外部空間に通じる空気流入穴が形成され、
前記密封内周面に、前記空気流入穴の前記ラビリンス状の隙間への開口部を含み、軸線に直交する方向で径方向外方に凹む空気溝が全周にわたって形成されたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記スパイラル溝が、前記軸線方向に前記空気流入穴より外部側に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封装置を用いた転がり軸受装置に係り、より詳しくは、内輪回転で使用される転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受装置においては、軸受内部空間に封入したグリースなど潤滑剤の漏出を防止し、また、外部からの水や異物の進入防止のため、接触式または非接触式の密封装置が設けられている。例えば、非接触式の密封装置として、外輪部材の両端開口部にシール部材を取り付け、内輪部材の外周部との間にラビリンスを形成したものが知られている。
【０００３】
ところで、この種の密封装置は、高い密封性を求められる転がり軸受装置、特に真空環境で使用される転がり軸受装置や、高速で回転する工作機械の主軸に用いられる転がり軸受装置にあっては、所期の機能を十分に発揮できない、との問題を有する。 
上記不具合を改善するための対策として、特許文献１に示すように、前記ラビリンスを形成する内輪部材の外周部に前記転がり軸受装置の軸線方向に外部方向への空気の流れを生成する手段として、軸受装置の軸線に対してねじれたスパイラル溝を設けることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９２１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記転がり軸受装置の軸受内部の潤滑剤の外部への漏出、外部からの水や異物の進入、を抑制するためには、前記ラビリンスの隙間を極力小さくすることが有効である。しかし前述の特許文献１の転がり軸受装置において、前記ラビリンスは、外輪部材にとりつけられたシール部材と、内輪部材の外周部との間に形成されているため、シール部材の加工誤差が影響し、前記ラビリンスの隙間を小さくすることは、きわめて難しい。
【０００６】
したがって、軸受内部の潤滑剤の外部への漏出、外部からの水や異物の進入、を抑制すのに十分とは言えない。
【０００７】
本発明は、軸受内部空間への異物の侵入と、潤滑剤の外部への漏出を抑制し、潤滑不良による軸受部の不具合を防止できる転がり軸受装置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】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、内周に外輪軌道が形成された外輪部材と、外周に内輪軌道が形成された内輪部材と、前記外輪軌道と前記内輪軌道の間で転動する複数の転動体と、を有し、前記外輪部材の内周と前記内輪部材の外周との間の軸受内部空間に潤滑剤が封入され、前記内輪部材が一方方向に回転する転がり軸受装置であって、前記内輪部材の外周の前記内輪軌道より軸線方向軸受外部側に形成された軸線に平行な円筒形状の密封外周面と、前記外輪部材の内周の前記外輪軌道より軸線方向軸受外部側に形成された軸線に平行な円筒形状の密封内周面と、が互いに径方向に対峙して、前記軸受内部空間を密封するラビリンス状の隙間を形成し、前記密封外周面に形成されて、前記軸受内部空間側から外部方向への空気の流れを生成する、前記転がり軸受装置の軸線に対してねじれたスパイラル溝を有し、前記外輪部材の前記密封内周面に開口することによって前記ラビリンス状の隙間に向けて開口し、前記ラビリンス状の隙間から清浄外部空間に通じる空気流入穴が形成され、前記密封内周面に、前記空気流入穴の前記ラビリンス状の隙間への開口部を含み、軸線に直交する方向で径方向外方に凹む空気溝が全周にわたって形成されたことである。
【０００９】
本発明の構成によれば、軸受内部空間を密封する前記ラビリンス状の隙間（以下ラビリンスと称す）を形成する前記外輪部材の密封内周面、および、前記内輪部材の密封外周面は、それぞれ、前記外輪軌道および前記内輪軌道と同等の精度で形成されている。すなわち、前記外輪部材の密封内周面および前記内輪部材の密封外周面の寸法ばらつきおよび振れ等は、通常のラビリンス構成用の部材を用いた転がり軸受装置に比べ小さい。
【００１０】
この結果、前記ラビリンスを形成する、前記外輪部材の密封内周面と前記内輪部材の密封外周面との、寸法ばらつきおよび振れ等による接触が回避でき、前記ラビリンスの間隔を極端に小さくしても、前記外輪部材の密封内周面と前記内輪部材の密封外周面が接触することはない。
すなわち、本発明の転がり軸受装置の前記ラビリンスの間隔は、ラビリンス構成用の部材を用いた、通常の転がり軸受装置に比べ、はるかに小さく、通常の転がり軸受装置に比べ、高い密封性能を有している。
【００１１】
また、回転部材である前記内輪部材の、ラビリンスを形成する前記密封外周面に、前記軸線に対してねじれたスパイラル溝を有しており、前記内輪部材が一方方向に回転することにより、前記軸受内部空間（以下内部空間と称する）側から外部方向への空気の流れが生成される。この空気の流れによって、外部からの前記ラビリンスへの水分や異物の侵入を抑制できる。さらに、前記外輪部材の前記ラビリンス形成する密封内周面から、清浄な環境にある清浄外部空間に通じる空気流入穴が形成されたことにより、外方側へ流れる空気が、前記空気流入穴から供給され、前記内部空間の潤滑剤の外部へ漏出が抑制される。
【００１２】
さらに、この発明の一形態では、前記密封内周面に、前記空気流入穴の前記ラビリンス状の隙間への開口部を含み、軸線に直交する方向で径方向外方に凹む空気溝が全周にわたって形成されている。
【００１３】
本構成によれば、前記空気流入穴から流入する空気は、全周にわたって形成された空気溝によって全円周に供給され、密封外周面に形成された全ての前記スパイラル溝から外部方向に移動する。このため、前記内部空間側から外部方向へ流れる空気の量が増大し、前記ラビリンスへの水分や異物の侵入をさらに抑制できる。
【００１４】
上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記スパイラル溝が、前記ラビリンス状の隙間の、前記軸線方向に前記空気流入穴より外部側に形成されたことである。
【００１５】
本発明の構成によれば、前記転がり軸受の軸線方向内部側から外部方向の空気の流れは、前記空気流入穴より外部側に生じ、前記空気流入穴より供給される空気が外部へ流出する。前記内部空間の空気や潤滑剤は、前記空気流入穴より前記内部空間側の前記ラビリンスによって、密封され、前記内部空間の潤滑剤の外部への漏出がさらに抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、軸受内部への異物の侵入と、潤滑剤の外部への漏出を抑制し、潤滑不良による軸受としての不具合を防止できる転がり軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の転がり軸受装置の一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態の転がり軸受装置の主要部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態の転がり軸受装置の断面図である。
図２は図１の主要部の拡大図である。
【００２０】
図１および図２において、転がり軸受装置１は、内周に外輪軌道２１が形成された外輪部材２０と、外周に内輪軌道３１が形成された内輪部材３０と、前記外輪軌道２１と前記内輪部材３０の内輪軌道３１の間に転動自在に配置された複数の転動体としての玉４０と、複数の玉４０を保持する保持器５０と、を有する。
【００２１】
外輪部材２０は軸受鋼等の鋼材からなる環体で、内周部の軸線方向中間部には外輪軌道２１が形成されている。外輪軌道２１の小径側端部から軸線方向反外部方向に円筒穴形状の外輪肩面２３が形成され、外輪軌道２１の大径側の端部から軸線方向外部方向に外輪カウンター面２４が形成されている。外輪カウンター面２４の軸線方向外部側端部からは、外輪カウンター面２４より拡径して、軸線方向外部方向に円筒穴形状の密封内周面２５が形成されている。密封内周面２５は、外輪軌道２１と同時に、外輪軌道２１と同一砥石で研削加工されており、外輪軌道２１とは略同心で、真円度等の精度は外輪軌道２１と略同一である。
【００２２】
また、密封内周面２５から外輪外周面２２に半径方向に貫通し、清浄外部空間である外部空間８に通じる、複数の空気流入穴２８が形成されている。密封内周面２５には空気流入穴２８の開口部を含み、軸線に直交して、径方向外方に凹む円周状の空気溝２９が形成されている。密封内周面２５は、空気溝２９より内部空間側の内方密封内周面２６と、空気溝２９より外部側の外方密封内周面２７とを有している。
【００２３】
内輪部材３０は軸受鋼等の鋼材からなる環体で、外周部の軸方向中間部に、断面が円弧形状の内輪軌道３１が形成されている。内輪軌道３１の小径側端部から軸線方向反外部方向に内輪カウンター面３２が形成され、内輪軌道３１の大径側の端部から軸線方向外部方向に内輪肩面３３が形成されている。内輪肩面３３の軸線方向外部側端部からは、内輪肩面３３より拡径して、軸線方向外部方向に円筒穴形状の密封外周面３４が形成されている。
【００２４】
密封外周面３４は、内輪軌道３１と同時に、内輪軌道３１と同一砥石で研削加工されており、内輪軌道３１とは略同心で、真円度等の精度も内輪軌道３１と略同一である。また、密封外周面３４の直径は、外輪部材２０の密封内周面２５の直径より、僅かに小さく形成されている。
【００２５】
密封外周面３４において、軸線方向内輪軌道３１側は溝の無い円筒面の内方密封外周面３５であり、軸線方向外部側は、径方向内方に凹む円周状の逃げ溝３７をはさんで、複数条の径方向内方に凹むスパイラル溝３８が形成された外方密封外周面３６となっている。逃げ溝３７は軸線方向に外輪部材２０の空気流入穴２８および空気溝２９と同一位置に形成されている。スパイラル溝３８は、密封外周面３４における回転方向（図２矢印方向）に対し、内輪軌道３１側に傾いて形成されている。
【００２６】
保持器５０は強化ポリアミド等の樹脂からなり、射出成型等によって環体に形成されている。軸方向一方の端部に円環部５１、円環部５１から軸方向に突出する複数の柱部５２を有する。円環部５１と、柱部５２とで複数の玉４を保持する複数のポケット５３が円周上等配に区画形成されている。
【００２７】
玉４０は軸受鋼等の鋼材からなる球体である。複数の玉４０は保持器５０の複数のポケット５３内にそれぞれ保持され、外輪軌道２１と内輪軌道３１に接して、転動自在に配置されている。
外輪部材２０の内周部の外輪軌道２１周辺と、内輪部材３０の内周部の内輪軌道３１周辺との間に、内部空間７０が介在し、この内部空間７０には、潤滑剤としてのオイル８０が封入されている。
【００２８】
この状態で、密封内周面２５と、密封外周面３４とが対峙し、ラビリンス状の隙間としてのラビリンス６０を形成している。
また、ラビリンス６０は、軸線方向内輪軌道３１側すなわち内部空間７０側の、内方密封内周面２６と内方密封外周面３５とが対峙する内側ラビリンス６１と、外方密封内周面２７と、外方密封外周面３６とが対峙する外側ラビリンス６２とで構成されている。
【００２９】
以下、図１、図２に基づいて、実施形態の転がり軸受装置１の作用を説明する。転がり軸受装置１は、内輪部材３０に回転軸２が嵌入し、外輪部材２０の外輪外周面２２がハウジングに収容されて、回転軸２を回転自在に支えている。すなわち、内輪部材３０は一方方向すなわち図中矢印の方向に回転し、外輪部材２０は固定されている。内部空間７０はラビリンス６０によって密封され、外部からの異物の侵入や、オイル８０の漏出が抑制されている。
【００３０】
ここで、ラビリンス６０を構成する密封外周面３４の直径は、密封内周面２５の直径より、僅かに小さく形成されている。このため、ラビリンス６０は、ラビリンス構成用の部材を用いた、通常の転がり軸受装置に比べ、はるかに小さく、通常の転がり軸受装置に比べ、高い密封性能を有している。
【００３１】
また、内輪３の図中矢印の方向への回転によって、外側ラビリンス６２を構成する外方密封外周面３６に形成されたスパイラル溝３８が図２矢印の方向に回転し、スパイラル溝３８内の空気は、スパイラル溝３８の側面に沿って相対的に反回転方向に移動する。ここで、スパイラル溝３８は、回転方向に対し、内輪軌道３１側に傾いて形成されており、スパイラル溝３８の側面に沿って相対的に反回転方向に相対移動する空気に、図２に示す白抜き矢印に示す外部方向に向かう流れが生成される。
【００３２】
すなわち、外側ラビリンス６２内の空気は外部方向に移動する。さらに、清浄外部空間８から外輪部材２０の複数の空気流入穴２８を経由して、円環状の空気溝２９に全円周に流入する空気は、複数条のスパイラル溝３８に均等に供給され、外部方向に向かう空気の流れが継続される。
【００３３】
上述の空気の流れによって、外部９からのラビリンス６０への水分や異物の侵入をさらに抑制でき、前記空気流入穴２８から継続的に空気が供給されることにより、外部方向の空気の流れによる内部空間７０のオイル８０の外部へ漏出が抑制される。
【００３４】
このように、本発明の実施形態の転がり軸受装置１は、内部空間７０への異物の侵入と、オイル８０の外部への漏出を抑制し、潤滑不良による軸受としての不具合を防止できる転がり軸受装置を提供することができる。
【００３５】
上述の実施形態の転がり軸受装置１では、外輪部材２０の密封内周面２５は外輪軌道２１から拡径して形成され、内輪部材３０の密封外周面３４は内輪軌道３１から拡径して形成されている。しかし、この発明では、例えば、外輪部材２０の密封内周面２５は外輪軌道２１から縮径して形成され、内輪部材３０の密封外周面３４は内輪軌道３１から縮径して形成されている等、密封内周面２５および密封外周面３４が、上述の実施形態の転がり軸受装置１と異なる位置に形成されていても良い。
【００３６】
上述の実施形態の転がり軸受装置１では、外輪部材２０の密封内周面２５に空気溝２９が形成されているが、この発明では、外輪部材２０の密封内周面２５に空気溝２９が形成されていない構成の転がり軸受装置であっても良い。
【００３７】
上述の実施形態では、スパイラル溝３８は外方密封外周面３６に形成されているが、この発明では、スパイラル溝３８は密封外周面３４すべてに形成されていてもよい。
【００３８】
上述の実施形態では、内輪部材３０に複数条のスパイラル溝３８が形成されているが、この発明では、内輪部材３０に1条のスパイラル溝３８が形成されていてもよい。
【００３９】
上述の実施形態では、外輪部材２０に複数の空気流入穴２８形成されているが、この発明では、外輪部材２０に１個の空気流入穴２８形成されていてもよい。
【００４０】
上述の実施形態では、潤滑剤はオイル８０であるが、この発明では、潤滑剤はグリース等オイル以外の潤滑剤であっても良い。
【００４１】
上述の実施形態では、保持器５０は、強化ポリアミド等の樹脂からなり、射出成型等によって環体に形成されているが、この発明では、黄銅等からなり機械加工により形成された、他の材料、形式の保持器であっても良い。
【００４２】
上述の実施形態では、転動体は複数の玉４０であるが、この発明では、転動体は単列の複数の円筒ころや、２列の複数の玉等、他の列数や形式の転動体であっても良い。
【００４３】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは当然である。
【符号の説明】
【００４４】
１              ‥  転がり軸受装置
２０            ‥  外輪部材
２１            ‥  外輪軌道
２５、２６、２７‥  密封内周面
２８            ‥  空気流入穴
２９            ‥  空気溝
３０            ‥  内輪部材
３１            ‥  内輪軌道
３４、３５、３６‥  密封外周面
３８            ‥  スパイラル溝
４０            ‥  玉（転動体）
６０、６１、６２‥  ラビリンス（ラビリンス状の隙間）
７０            ‥  内部空間（軸受内部空間）
８              ‥  清浄外部空間
８０            ‥  潤滑剤
９              ‥  外部    
【図１】
0006446852.tif 000002
【図２】
0006446852.tif 000003