(57)【要約】【課題】軸受の転動体及び内外輪による傷音が発生すること未然に防いで低騒音であり、傷が発生しても傷音が極めて低い静音を可能にした軸受を提供する。【解決手段】相対回転可能に対向して配置された外輪１０及び内輪２０と、当該外輪１０と内輪２０との対向面にそれぞれ形成された軌道面１１，２１間に転動自在に組み込まれた複数の転動体４０とを備えた軸受において、転動体と内輪と外輪のロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜ＨＲｃ７０の範囲内であって、かつ、その硬さの値は、転動体＞内輪≧外輪の関係を有し、その転動体のロックウェル硬さはＨＲｃ６２〜６７の範囲内であり、内輪のロックウェル硬さはＨＲｃ６１〜６４の範囲内であり、外輪のロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜６２の範囲内であって、かつ、その硬さの値は、転動体＞内輪＞外輪の関係を有していても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向して配置された外輪及び内輪と、
当該外輪と内輪との対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受において、
転動体と内輪と外輪のロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜ＨＲｃ７０の範囲内であって、かつ、その硬さの値は、転動体＞内輪≧外輪の関係を有することを特徴とする軸受。
【請求項２】
転動体のロックウェル硬さはＨＲｃ６２〜６７の範囲内であり、
内輪のロックウェル硬さはＨＲｃ６１〜６４の範囲内であり、
外輪のロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜６２の範囲内であり、
かつ、その硬さの値は、転動体＞内輪＞外輪の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の軸受。
【請求項３】
内輪のロックウェル硬さは、外輪のロックウェル硬さよりもＨＲｃ１以上硬く設定され、かつ、転動体のロックウェル硬さは、内輪のロックウェル硬さよりもＨＲｃ１以上硬く設定されることを特徴とする請求項２に記載の軸受。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の軸受が組み込まれていることを特徴とする小型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば低騒音環境下で使用される軸受であって、その環境下における音響の影響を少なくした軸受である。
【背景技術】
【０００２】
この種の軸受としては、例えば、図３に示すように、内輪２０及びその内輪２０の外周を覆うように配される外輪１０が相対的に回転可能に配設され、内輪２０の外径面には内輪軌道２１が周方向に連続して備えられ、内輪２０の外径面と対向する外輪１０の内径面には、外輪軌道１１が周方向に連続して備えられ、当該内輪軌道２１と外輪軌道１１との間には、複数個の転動体４０が保持器４１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。
そして、転がり軸受の外輪１０がモータを収容するハウジング（モーターハウジング：図示しない）と嵌合固定され、内輪２０がモータの回転軸（図示しない）と嵌合固定されることにより、当該軸は転がり軸受によって回転可能に支えられている。
【０００３】
このような軸受では、軸受を組み込んだ機器が静かな環境で稼動することから、環境に音響上の影響を与えないために低音響（低騒音）が要求される場合が多い。
このような要求に応えるため、従来から軸受を構成する部品の精度を向上させることにより静音化を図っている（特許文献１）。
ところが、軸受構成部品の精度が向上して音響レベルが小さくなった反面、軸受構成部品に微細な傷があった場合に発生する微細な傷音が顕著化してきた。
また、この微細な傷は、軸受の内外輪間に転動体を組み込む時や、モータ軸に軸受を組み込む時に、転動体と内外輪との接触によってついてしまう場合が多かった。
【特許文献１】特開平５−７１５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、軸受の転動体及び内外輪による傷音が発生すること未然に防いで低騒音であり、傷が発生しても傷音が極めて低い静音を可能にした軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、相対回転可能に対向して配置された外輪及び内輪と、当該外輪と内輪との対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受において、転動体と内輪と外輪のロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜ＨＲｃ７０の範囲内であって、かつ、その硬さの値は、転動体＞内輪≧外輪の関係を有することを特徴とする軸受としたことである。その転動体のロックウェル硬さはＨＲｃ６２〜６７の範囲内であり、内輪のロックウェル硬さはＨＲｃ６１〜６４の範囲内であり、外輪のロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜６２の範囲内であって、かつ、その硬さの値は、転動体＞内輪＞外輪の関係を有していても良い。またさらに、内輪のロックウェル硬さは、外輪のロックウェル硬さよりもＨＲｃ１以上硬く設定され、かつ、転動体のロックウェル硬さは、内輪のロックウェル硬さよりもＨＲｃ１以上硬く設定されていても良い。さらに、上記のいずれかに記載の軸受が組み込まれていることを特徴とする小型モータとしても良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、軸受の転動体及び内外輪による傷音が発生すること未然に防いで低騒音であり、傷が発生しても傷音が極めて低い静音を可能にした軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受について説明する。
なお、本実施形態による軸受の基本構成は上述した従来の軸受の基本構成と同様である（図３参照）。例えば、内輪２０及びその内輪２０の外周を覆うように対向して配される外輪１０が相対的に回転可能に配設され、内輪２０の外径面には内輪軌道２１が周方向に連続して備えられ、外輪１０の内径面には外輪軌道１１が周方向に連続して備えられ、当該内輪軌道２１と該内輪軌道２１と対向する外輪軌道１１との間には、複数個の転動体４０が保持器４１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。なお、本実施形態では、深溝玉軸受の一例を示したが、深溝玉軸受に限らずカウンターボアを備えた軸受であっても良い。また、軸受の使用環境に応じて、コロが適用される場合もある。
【０００８】
本実施形態による軸受は、転動体（玉）４０と内輪２０と外輪１０の相対的な硬さに特徴を備えており、そのロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜ＨＲｃ７０の範囲内に設定されている。
なお、ＨＲｃ５９より小さいと傷がつきやすくなりすぎ、ＨＲｃ７０より大きいと傷がついた場合に大きな傷となりやすいので、いずれも静音化を図ることが困難になる。
さらに、その硬さの値は、転動体＞内輪≧外輪の関係を有している。
また、その転動体（玉）４０のロックウェル硬さはＨＲｃ６２〜６７の範囲内であり、内輪２０のロックウェル硬さはＨＲｃ６１〜６４の範囲内であり、外輪１０のロックウェル硬さはＨＲｃ５９〜６２の範囲内であり、かつ、その硬さの値は、転動体＞内輪＞外輪の関係を有することが好ましい。この場合において、内輪のロックウェル硬さは、外輪のロックウェル硬さよりもＨＲｃ１以上硬く設定され、かつ、転動体のロックウェル硬さは、内輪のロックウェル硬さよりもＨＲｃ１以上硬く設定される。
このような条件から、本実施形態による軸受の軸受構成部品の硬さは、一例として、それぞれ、転動体（玉）４０のロックウェル硬さをＨＲｃ６３、内輪２０のロックウェル硬さをＨＲｃ６１、外輪１０のロックウェル硬さをＨＲｃ５９に設定した。また、軸受サイズとしては、極小径から並径（内径２０ｍｍ、外径４２ｍｍ、幅１２ｍｍ）の転がり軸受が想定されている。
【０００９】
このように構成すれば、転動体（玉）４０のロックウェル硬さを最も硬く設定しているので、軸受の内外輪１０，２０間に転動体（玉）４０を組み込む時や、モータ軸に軸受を組み込む時に転動体（玉）４０と内外輪１０，２０とが相互に接触した場合であっても、転動体（玉）４０に微細な傷が付き難く、傷音の発生を抑えることができる。
また、この場合において、転動体（玉）４０に対して内外輪１０，２０が相対的に柔らかいので、内外輪１０，２０に微細な傷が生じる場合がある。しかし、傷が生じる軸受構成部材と音響に対する影響を比較した場合には、転動体（玉）＞内輪＞外輪の順で影響が少ない（後述する「軸受構成部品に微細な傷が生じた場合の評価試験」（図２）参照）ので、転動体（玉）４０に微細な傷が生じた場合よりも軸受の静音化を図ることができる。
【００１０】
次に、上述した効果を検証するための評価試験を実施し、その結果について図１を参照して説明する。
本評価試験では、軸受のアキシャル方向に静荷重を印加し、徐々にそのアキシャル荷重を増加させていき、比較例Ａの音響レベルの上昇が軸受初期の音響レベルの２倍となった時点での音響上昇レベル値を１とするとともに、その時点でのアキシャル荷重を１として、その時点に至るまでの課程における音響レベルの上昇率を比較する実験を実施した。
軸受サイズ：軸受呼び型番６０８（外径２２ｍｍ、幅８ｍｍ、高さ７ｍｍ）
比較例Ａの硬さ：玉（ＨＲｃ６３）
内輪（ＨＲｃ６３）
内輪（ＨＲｃ６３）
実施品Ｂの硬さ：玉（ＨＲｃ６３）
内輪（ＨＲｃ６１）
外輪（ＨＲｃ５９）
サンプル数：各５個
【００１１】
図１に示すように、比較例Ａではアキシャル荷重０．５から１にかけて音響レベルが急上昇しているのに比べて、実施品Ｂではアキシャル荷重０．５以降も音響レベルは上昇せず、アキシャル荷重０．８から１にかけて音響レベルが上昇するものの、その上昇率は僅かであることが確認された。
【００１２】
さらに、軸受構成部品に微細な傷が生じた場合の評価試験を実施し、その結果について図２を参照して説明する。
本評価試験では、実施品軸受の軸受構成部品である玉、内輪、外輪の各部位に傷をつけてその音響比較を実施した。具体的には、Ａ：軸受１個につき玉１個の１箇所に傷（圧痕）あり、Ｂ：内輪軌道面に１箇所の傷（圧痕あり）、Ｃ：外輪軌道面に１箇所の傷（圧痕）ありとした各軸受について、圧痕をつける前後（「傷あり」と「傷なし」）の音響比較を行なった。なお、圧痕の凸量は１．５μｍであり、各サンプルとも、圧痕をつける前の音響レベルが等しい軸受を使用した。
軸受サイズ：軸受呼び型番６０８（外径２２ｍｍ、幅８ｍｍ、高さ７ｍｍ）
サンプル内容：
Ａ：軸受１個につき玉１個の１箇所に傷（圧痕）あり
Ｂ：内輪軌道面に１箇所の傷（圧痕あり）
Ｃ：外輪軌道面に１箇所の傷（圧痕）あり
サンプル数：各５個
【００１３】
検証の結果、各サンプルともに傷なしの場合の音響レベル１．０に対して、サンプルＡの傷ありの場合は音響レベルが３．０であり、サンプルBの傷ありの場合は音響レベルが２．０であり、サンプルＣの傷ありの場合は音響レベルが２．９であった。
これにより、傷が生じる軸受構成部材と音響に対する影響は、転動体（玉）＞内輪＞外輪の順で影響が少ないことが確認された。
【００１４】
なお、上述した軸受は、小型モータに組み込まれて使用されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による軸受の性能確認試験の検証結果グラフである。
【図２】軸受構成部品に微細な傷が生じた場合の性能確認試験の検証結果グラフである。
【図３】静かな環境で稼動する機器に使用される従来の軸受の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
２０  内輪
１０  外輪
４０  転動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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