(57)【要約】【課題】グリースの流動性が良好で潤滑性に優れた冠型保持器及び転がり軸受を提供すること。【解決手段】主部１０の軸方向で一方の面２０側に周方向に所定の間隔で設けられ、玉保持用ポケット１５を形成する複数のポケット形成部１６を備えたグリース潤滑される転がり軸受に用いられる冠型保持器２において、隣り合うポケット形成部１６、１６間に形成されるポケット形成部間凹部１８には、ポケット形成部間凹部１８に滞留したグリースを転動体の転走経路に移動させる熱変形部材からなるグリース掻き出し部４０が設けられている。【選択図】図１
2008275148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状に形成された主部と、該主部の軸方向一方の端面に周方向に所定間隔で設けられた複数のポケット形成部と、を備え、該ポケット形成部のそれぞれは、同じ軸方向に突出する一対の爪と該一対の爪間を接続する凹面部とで転動体保持用ポケットを形成している、グリース潤滑される転がり軸受に用いられる保持器において、
隣り合う前記ポケット形成部間には、該ポケット形成部間の軸方向で前記ポケット形成部側となる端面寄りのグリースを、前記転がり軸受の前記転動体の転走経路へ移動させるグリース掻き出し部が設けら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】
前記グリース掻き出し部は、前記ポケット形成部間の軸方向で前記ポケット形成部側の面又は保持器外周面又は保持器内周面の少なくとも何れかに弾性変形可能に係止され、前記転がり軸受内部の温度上昇に伴い弾性変形する熱変形部材からなることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受用保持器。
【請求項３】
前記熱変形部材は、バイメタル又は形状記憶合金であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受用保持器。
【請求項４】
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記内輪と同心で、前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を内周面に有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、
前記転動体を転動自在に保持する保持器と、
前記内輪と前記外輪との間の軸方向両側に設けられた円環状のシール部材と、
を備えたグリース潤滑される転がり軸受において、
前記保持器は請求項１〜３の何れか一項に記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項５】
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記内輪と同心で、前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を内周面に有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、
前記転動体を転動自在に保持する保持器と、
前記内輪と前記外輪との間の軸方向両側に設けられた円環状のシール部材と、
を備え、前記内輪の外周面と前記外輪の内周面と前記保持器及び前記転動体と前記シール部材とで形成される内部空間に潤滑用のグリースが封入された転がり軸受において、
前記シール部材の軸方向で前記保持器と対向する面には、前記内部空間に封入された前記グリースのうち前記シール部材寄りのものを前記転動体の転走経路へ移動させる円環状のグリース避け部が設けられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項６】
前記グリース避け部は、軸受内部温度の上昇により弾性変形する熱変形部材からなり、前記弾性変形により前記グリース避け部と前記保持器又は前記転動体との軸方向距離が短くなるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の転がり軸受。
【請求項７】
前記グリース避け部は、前記シール部材の前記内部空間を構成している部分に係止され、前記シール部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の転がり軸受。
【請求項８】
前記熱変形部材はバイメタルであることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の転がり軸受。
【請求項９】
前記バイメタルは、熱膨張係数の大きい方の金属を前記シール部材の軸方向で前記保持器側の面と対向する側とし、熱膨張係数の小さい方の金属を前記保持器と対向する側とし、軸受内部の温度上昇に伴い前記保持器の方へ湾曲するようになっていることを特徴とする請求項５〜８の何れか一項に記載の転がり軸受。
【請求項１０】
前記転動体は玉であることを特徴とする請求項５〜９の何れか一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、グリース潤滑で使用される転がり軸受に係り、自動車や各種動力装置の回転運動箇所等で使用される転がり軸受に関する。また、本発明は、転がり軸受用保持器に係り、前述のような転がり軸受に用いられる保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種回転支持部には、玉軸受が広く使用されている。図５（ａ）は従来例に係る玉軸受の径方向の部分断面図である。玉軸受５０は、外周面に内輪軌道面５１ｂを有する内輪５１と、内周面に外輪軌道面５２ｂを有する外輪５２と、これらの軌道面間に転動自在に設けた複数の玉５５と、内輪５１と外輪５２との間に配置され、これらの玉５５を転動自在に保持する保持器５３と、を備えている。
【０００３】
内輪５１と外輪５２との間の空間の軸方向両側には、それぞれ円輪状のシール部材５４ａ、５４ｂが設けられている。両シール部材５４ａ、５４ｂは、玉５５の設置部分に存在するグリースや、グリースの存在に起因して発生したダスト（発塵）が外部に漏洩したり、あるいは、外部に浮遊する塵芥が玉５５の設置部分に侵入したりすることを防止している。
このような玉軸受に用いられる保持器としては、波型プレス保持器、冠型保持器がある。図５（ｂ）及び（ｃ）に、このような玉軸受に組み込まれる保持器の一例をそれぞれ示す。
【０００４】
図５（ｂ）に示す保持器は波型プレス保持器であり、多くの玉軸受で使用されている。波型プレス保持器６０は、一対の環状板部材６１ａ、６１ｂの間に複数の転動体である玉５５を転動自在となるように挟み込んだ構成となっている。一対の環状板部材６１ａ、６１ｂは、それぞれ周方向に所定間隔で複数形成された略半球状の凹部６２ａ、６２ｂを有しており、凹部６２ａ、６２ｂは玉保持部を構成している。これらの玉保持部は、プレス成型でそれぞれ環状板部材６１ａ、６１ｂと一体に成型されている。
【０００５】
一対の環状板部材６１ａ、６１ｂは、互いの凹部６２ａ、６２ｂの開口部を一対一に対向させた状態で、柱部６３にリベット６４を貫通させて加締めることで一体的に組み立てられている。このように組み立てられることにより、対向する２つの凹部６２ａ、６２ｂの内周面によって略球形状となるポケット６５が形成される。玉５５は、一対の環状板部材６１ａ、６１ｂを結合する前に２つの玉保持部の間に配置される。
【０００６】
図５（ｃ）に示す保持器は冠型保持器であり、波型プレス保持器に比べて自己潤滑性、低摩擦特性、軽量、耐食性、低騒音等の点に優れるという特徴を有しており、特に高速回転環境下において多く用いられている。
冠型保持器７０は、玉軸受５０の内輪５１と外輪５２との間に介装され、転動体５５を等間隔に転動自在に保持するために用いられる。冠型保持器７０は、円環状の主部７１と、主部７１の軸方向一方側（以降は、保持器正面側と記すこともある）の端面に周方向等間隔で形成された複数のポケット形成部７６と、を備えている。
【０００７】
各ポケット形成部７６は、周方向に対向する一対の爪７２ａ、７２ｂと、該一対の爪７２ａ、７２ｂ間に形成され、一対の爪７２ａ、７２ｂを接続する凹面部７４と、でポケット７５を形成している。また、隣り合うポケット形成部７６、７６をそれぞれ形成している一対の爪７２ａ、７２ｂのうち、隣り合う２つの対の、互いに背中合わせに隣り合う２つの爪７２ｂ、７２ａと、これら両爪７２ｂ、７２ａ間の保持器正面側の面７７とによって、凹部（以降は、ポケット形成部間凹部と記すこともある）７８が形成されている。
【０００８】
冠型保持器７０の軸方向で保持器正面側とは反対側（以降は、保持器背面側と記すこともある）になる端面７９には、肉ぬすみ部（図示なし）が形成されている。肉ぬすみ部は、保持器背面側端面７９から溝状に掘り込まれて、冠型保持器７０の内周面７１ａ及び外周面７１ｂに露呈していない。肉ぬすみ部は、冠型保持器成型時の冷却速度を均一化してボイドやひけやそりの発生を防ぐこと、また、冠型保持器の軸方向左右質量バランスを向上させて背面側部分の軽量化を図ること、さらに、軸受の自動組立てができるように冠型保持器自身で整列機能を持たせることなどを目的として設けられている。
【０００９】
特許文献１にはグリース潤滑性の向上を図った冠型保持器が開示されている。特許文献１によると、冠型保持器には、保持器外周面のポケット形成部間には保持器正面側から切り欠いた切欠き部が形成され、さらに保持器内周面のポケット形成部間には保持器背面側から切り欠いた切欠き部が形成されている。保持器背面側の肉ぬすみ部は、これらの切欠き部を介して保持器の外周面及び内周面に連通している。つまり、冠型保持器は、これら切欠き部が設けられた周方向位置に、略軸方向に延びて肉ぬすみ部内に貯まったグリースを略軸方向へ導出する案内壁が設けられた構成となっている。この形態の構成によれば、冠型保持器内周面に存在するグリースは、内輪肩部分から伝わってくるグリースによって押され、また、肉ぬすみ部から外輪軌道面の接触部に効率よく供給される。
以上記載したように、肉ぬすみ部における滞留グリースを流動させることにより、グリース流動性が良好な冠型保持器とそれを用いた玉軸受が提供されている。
【００１０】
前述したような、シール部材を有しグリース潤滑される転がり軸受は、密封構造が簡素でメンテナンスが容易であり、長期の無給脂での使用が可能なことから、様々な用途に用いられている。しかしながら、グリースは潤滑油に増ちょう剤を分散させて半固体状にしたものであるため、油と比較して一般的に流動性が低く、せん断のかからない箇所、特に保持器ポケット形成部間凹部においては滞留してしまい、潤滑に寄与しないまま転がり軸受は焼付き寿命を迎えてしまうという問題があった。
【００１１】
一方、近年の産業の発展に伴い機械製品が高機能化、高性能化する中で、これらグリース潤滑される転がり軸受の焼付き寿命の向上も求められている。
このような要求に対してグリース潤滑される転がり軸受では、グリース封入量を多くすることにより焼付き寿命の延長を図るのが一般的である。しかしながら、グリース封入量の増大により、グリースの攪拌抵抗の増大に起因するトルクの増大が発生し、さらには前述したような、潤滑に寄与しない保持器ポケット形成部間凹部に滞留するグリースが増大してしまう。このことは、低燃費、エネルギーの高効率化など環境に対する配慮が望まれている今日において大変深刻な問題である。
【００１２】
次に、上記のような従来の玉軸受に用いられるシールについて、図１０を参照しながら説明する。従来の玉軸受８０は、外周面に内輪軌道面８２を有する内輪８１と、内周面に外輪軌道面８４を有する外輪８３と、内輪軌道面８２と外輪軌道面８４との間に転動自在に設けられた複数の玉８５と、内輪８１と外輪８３の間に配置されて複数の玉８５を転動自在に支持する保持器８７と、を備えている。内輪と外輪との間の空間の軸方向両側には、それぞれ円輪状のシール部材８６ａ、８６ｂが設けられている。
【００１３】
シール部材８６ａ、８６ｂの外周縁は、外輪内周面の両端部近傍に設けられた係止溝８８ａ、８８ｂにそれぞれ係止されている。シール部材８６ａ、８６ｂの内周縁にはそれぞれリップ８９ａ、８９ｂが設けられており、リップ８９ａ、８９ｂが内輪外周面の両端部近傍に設けられたシール溝９０ａ、９０ｂの溝面にそれぞれ摺接している。内輪８１と、外輪８３と、これら両シール部材８６ａ、８６ｂと、によって形成される空間に、グリースが封入されている。また、両シール部材８６ａ、８６ｂは、玉８５の設置部分に存在するグリースや、グリースの存在に起因して発生したダスト（発塵）が外部に漏洩したり、あるいは、外部に浮遊する塵芥が玉の設置部分に侵入したりするのを防止している。
【００１４】
このようなシール部材を有しグリース潤滑される玉軸受は、密封構造が簡素でメンテナンスが容易であり、長期無給脂での使用が可能なことから、様々な用途に用いられている。一方、近年の産業の発展に伴い機械製品が高機能化する中で、これらグリース潤滑される玉軸受の寿命特性やトルク特性に対する要求が高まってきている。
シール部材を有しグリース潤滑される玉軸受に関して、潤滑性を向上し、長寿命化を図る技術としては、例えば特許文献２〜４のように樹脂製保持器の形状を改良してグリース流動性を向上させる技術などが知られている。
【００１５】
しかしながら、初期に封入されたグリースは、外輪軌道面と転動体である玉とによって転走経路から押し出されて外輪の肩面に堆積するようになる。この部分に堆積しきれないグリースは、シール部材の保持器と対向する面（以降は、シール部材内側面と記すこともある）に付着し、グリースの付着はシール部材内側面の外周側から内周側へ徐々に伸びていき、付着したグリースは滞留することになる。このように転動体の転がり動作に伴い転動体の転走経路から離れた位置に押し退けられてシール部材内側面に付着したグリースは、滞留したままほとんど流動せず潤滑に寄与していない。したがって、従来の玉軸受では、封入したグリースを十分に使用することなく焼付き寿命を迎えてしまう。
【００１６】
シール部材内側面付近のグリースを流動させて玉軸受の長寿命化を図る技術としては、例えば特許文献５のように、シール部材内側面に突出部を設けて内外輪とシール部材と玉とによって形成される空間の容積を小さくすることにより、グリースの流動性を向上させる技術が開示されている。
一方、転動体の転がり動作に伴ってグリースが転動体の転走経路から排除されることは、トルクの低下といった良い面も持っている。転走経路付近からグリースが排除されることにより、グリースの攪拌抵抗が小さくなることに起因するものである。
【００１７】
したがって、転走経路へのグリース供給とトルク特性との間にはトレードオフの関係が成り立っており、焼付き寿命を向上させるために転走経路付近にグリースを保持しようとすればトルク特性が悪くなり、トルクを低くするためにグリース封入量を少なくすれば焼付き寿命は低下してしまう。
【特許文献１】特開２００３−０３５３１７号公報
【特許文献２】特開平１１−１８２５５４号公報
【特許文献３】実開平５−７３３１８号公報
【特許文献４】特開２０００−１４５７８７号公報
【特許文献５】特開２００３−２７８７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、グリースの流動性を向上させて多くのグリースを潤滑に寄与させることにより焼付き寿命の向上を図り、さらにはトルク特性の良好な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】
【００１９】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る転がり軸受用保持器は、円環状に形成された主部と、該主部の軸方向一方の端面に周方向に所定間隔で設けられた複数のポケット形成部と、を備え、該ポケット形成部のそれぞれは、同じ軸方向に突出する一対の爪と該一対の爪間を接続する凹面部とで転動体保持用ポケットを形成している、グリース潤滑される転がり軸受に用いられる保持器において、隣り合う前記ポケット形成部間には、該ポケット形成部間の軸方向で前記ポケット形成部側となる面寄りのグリースを、前記転がり軸受の前記転動体の転走経路へ移動させるグリース掻き出し部が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
前記グリース掻き出し部は、前記ポケット形成部間の軸方向で前記ポケット形成部側の面又は保持器外周面又は保持器内周面の少なくとも何れかに弾性変形可能に係止され、前記転がり軸受内部の温度上昇に伴い弾性変形する熱変形部材からなることが好ましい。
また、前記熱変形部材は、バイメタル又は形状記憶合金であることが好ましい。
また、本発明に係る請求項４の転がり軸受は、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪と同心で、前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を内周面に有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、前記内輪と前記外輪との間の軸方向両側に設けられた円環状のシール部材と、を備えたグリース潤滑される転がり軸受において、前記保持器は請求項１〜３の何れか一項に記載の転がり軸受用保持器であることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明に係る請求項５の転がり軸受は、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪と同心で、前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を内周面に有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、前記内輪と前記外輪との間の軸方向両側に設けられた円環状のシール部材と、を備え、前記内輪の外周面と前記外輪の内周面と前記保持器及び前記転動体と前記シール部材とで形成される内部空間に潤滑用のグリースが封入された転がり軸受において、前記シール部材の軸方向で前記保持器と対向する面には、前記内部空間に封入された前記グリースのうち前記シール部材寄りのものを前記転動体の転走経路へ移動させる円環状のグリース避け部が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
前記グリース避け部は、軸受内部温度の上昇により弾性変形する熱変形部材からなり、前記弾性変形により前記グリース避け部と前記保持器又は前記転動体との軸方向距離が短くなるようになっていることが好ましい。
また、前記グリース避け部は、前記シール部材の前記内部空間を構成している部分に係止され、前記シール部材と一体に形成されていることが好ましい。
【００２３】
さらに、前記熱変形部材はバイメタルであることが好ましい。
さらに、前記バイメタルは、熱膨張係数の大きい方の金属を前記シール部材の軸方向で前記保持器側の面と対向する側とし、熱膨張係数の小さい方の金属を前記保持器と対向する側とし、軸受内部の温度上昇に伴い前記保持器の方へ湾曲するようになっていることが好ましい。
さらに、前記転動体は玉であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、グリースの流動性が良好な転がり軸受用保持器を提供でき、焼付き寿命の向上した転がり軸受を提供できる。
また、本発明の転がり軸受によれば、シール部材内側面に付着して潤滑に寄与していなかったグリースを、グリース避け部によって再び転動体の転走経路に循環させることができ、多くのグリースを潤滑に寄与させることで転がり軸受の長寿命化が図れる。
また、転動体の転走経路での潤滑不足が起こると摩擦熱により転がり軸受の内部温度が上昇するが、バイメタルは温度上昇が大きくなるほど軸方向で内側方向に大きく湾曲するため、適時なグリース供給を行うことが可能となり、その結果過剰なグリース供給をすることなく、トルク特性が良好な転がり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】
【００２５】
〔第一実施形態〕
以下に、本発明の実施形態を、玉軸受を例として図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る玉軸受１の径方向の部分断面図である。
この玉軸受１は、外周面に内輪軌道面３ｂを有する内輪３と、内周面に外輪軌道面４ｂを有する外輪４と、この内輪軌道面３ｂと外輪軌道面４ｂとの間に配置された複数の転動体である玉５と、この複数の玉５を転動自在に保持する冠型保持器２と、から構成されている。
【００２６】
内輪３と外輪４との間の空間の軸方向両側には、それぞれ円輪状のシール部材３０ａ、３０ｂが設けられている。シール部材３０ａ、３０ｂの外周縁は、外輪内周面４ａの両端部近傍に設けられた係止溝３１ａ、３１ｂにそれぞれ係止されている。シール部材３０ａ、３０ｂの内周縁にはそれぞれリップ３２ａ、３２ｂが設けられており、リップ３２ａ、３２ｂが内輪外周面３ａの両端部近傍に設けられたシール溝３３ａ、３３ｂの溝面にそれぞれ摺接している。両シール部材３０ａ、３０ｂは、玉５の設置部分に存在するグリースや、グリースの存在に起因して発生したダスト（発塵）が外部に漏洩したり、あるいは、外部に浮遊する塵芥が玉５の設置部分に侵入したりすることを防止している。
【００２７】
図２は、本実施形態に用いられる冠型保持器２の部分斜視図である。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面に対応して示す径方向の拡大断面図である。
冠型保持器２は図２に示すように冠型の形状をしていて、全体が一体に成形されている。冠型保持器２は、円環状に形成された主部１０と、主部１０の軸方向で一方側（以降は、保持器正面側と記すこともある）の面２０に周方向に所定間隔で複数設けられた同じ軸方向に突出するそれぞれ一対の爪１１ａ1 、１１ｂ1 ；１１ａ2 、１１ｂ2 ；…１１ａｎ、１１ｂｎ（ｎは整数。以下同じ。）を有している。以下、一対の爪１１ａ1 、１１ｂ1 の部分を中心に説明するが、他の一対の爪部分についても同様の構成となる。
【００２８】
一対の爪１１ａ1 、１１ｂ1 間には、爪１１ａ1 、１１ｂ1 を接続する凹面部１４1 が形成されている。一対の爪１１ａ1 、１１ｂ1 は、それぞれの内側面１２ａ1 、１２ｂ1 が凹面部１４1 を周方向に挟んで向き合う形で配置されている。凹面部１４1 は、その両端に一対の爪１１ａ1 、１１ｂ1 の内側面１２ａ1 、１２ｂ1 を滑らかに接続し、保持器正面側とは反対側になる軸方向に向かって凹んだ形状となっている。これら一対の爪１１ａ1 、１１ｂ1 の内側面１２ａ1 、１２ｂ1 と凹面部１４1 とによって構成されたポケット形成部１６1 により、玉保持用のポケット１５1 が形成されている。
【００２９】
ポケット形成部１６1 の玉保持面は、全体が球状凹面を形成しており、その球状凹面の曲率半径は玉５の曲率半径よりも僅かに大きく設定されている。転動体である玉５は、一対の爪１１ａ1 、１１ｂ1 の間隔を弾性的に押し広げつつ、ポケット１５1 に嵌め込まれることにより、冠型保持器２に転動自在に保持されている。
他の一対の爪においても上記構成と同様の構成となっているので、主部１０の軸方向で一方の面２０側には、ポケット１５1 …１５ｎを形成する複数のポケット形成部１６1 …１６ｎが形成され、ポケット１５1 …１５ｎには複数の玉５が一対一で対応して嵌め込まれている。
【００３０】
冠型保持器２の、保持器正面側とは軸方向反対側（以降は、保持器背面側と記すこともある）になる端面２１には、円周上にほぼ等間隔に配置された複数の肉ぬすみ部２５が設けられている。肉ぬすみ部２５は、冠型保持器２の軸方向に深さを有するように溝状に形成されている。肉ぬすみ部２５の深さは、ポケット形成部１６1 、１６2 間では深めに、ポケット形成部１６1 及び１６2 の近傍においては浅めになっている。即ち、肉ぬすみ部２５は、隣り合うポケット形成部１６1 、１６2 間において、その深さを変えつつ、ほぼ等間隔に配置されている。
【００３１】
以下、ポケット形成部１６1 、１６2 間の部分を中心に本実施形態を説明するが、以下に説明する構成は、他のポケット形成部間においても同様の構成となっている。
ポケット形成部１６1 のポケット形成部１６2 側となる爪１１ｂ1 の外側面１３ｂ1 と、ポケット形成部１６2 のポケット形成部１６1 側となる爪１１ａ2 の外側面１３ａ2 と、これら外側面１３ｂ1 と外側面１３ａ2 との間の保持器正面側の面２０とによって凹部（以降は、ポケット形成部間凹部１８1 と記すこともある）が形成されている。
本実施の形態では、冠型保持器２のポケット形成部間凹部１８1 には、板状の熱変形部材からなるグリース掻き出し部４０1 が設けられている。グリース掻き出し部４０1 を構成する熱変形部材はバイメタルからなり、後述するようにポケット形成部間凹部１８1 に滞留したグリースを移動させる働きを持つ。
【００３２】
グリース掻き出し部４０1 は、ポケット形成部間凹部１８1 の保持器正面側の面２０を覆う表面部４０ａ1 と、表面部４０ａ1 を保持器に係止する係止部４０ｂ1 とからなる。表面部４０ａ1 は、ポケット形成部間凹部１８1 を構成する保持器正面側の面２０の周方向中心から両隣のポケット形成部１６1 、１６2 近傍までの周方向幅の範囲で、ポケット形成部間凹部１８1 の保持器内周面側端縁から径方向で外向きに保持器外周面側端縁の僅かに外方まで延在して保持器正面側の面２０を覆うように設けられている。表面部４０ａ1 は、保持器外周面側端縁において軸方向で保持器背面側方向に屈曲して保持器正面側の面２０よりも軸方向で保持器背面側まで延在し、さらに径方向内向きに屈曲して保持器外周面２３に至るまで延在し、これら保持器外周面側端縁から保持器外周面２３に至るまで延在する部分で係止部４０ｂ1 を構成している。
【００３３】
係止部４０ｂ1 は耐熱性に優れたエポキシ系接着剤によって保持器外周面２３に固着されている。一方、表面部４０ａ1 は保持器正面側の面２０に固着されておらず、保持器外周面側端縁の屈曲部で係止部４０ｂ1 に支持される構成となっている。このような構成であるから、グリース掻き出し部４０1 の表面部４０ａ1 は保持器外周面側端縁の屈曲部を支点として変形可能となっている。
【００３４】
本実施形態に係る冠型保持器２は、前述の通りバイメタルからなるグリース掻き出し部を有している。即ち、グリース掻き出し部は、熱膨張係数の異なる二種の金属板を一体に接合し、板状にした部材で構成されている。本実施形態に係るグリース掻き出し部４０1 においては、熱膨張係数の異なる二種の金属板のうち、熱膨張係数の大きい方の金属板を軸方向で保持器背面側、即ち保持器正面側の面２０と対向する側とし、熱膨張係数の小さい方の金属板を軸方向で保持器正面側となるように構成されている。
【００３５】
バイメタルは温度上昇によって熱膨張係数の小さい金属の側に曲がる性質から、このように構成することにより、グリース掻き出し部４０1 の表面部４０ａ1 は、保持器外周面側端縁の屈曲部を支点として保持器正面側の面２０から反り返るように変形することが可能となる。なお、冠型保持器２に設けられている複数のグリース掻き出し部４０1 は、その全てが同一の温度で変形を開始するバイメタルで構成されていてもよいが、それぞれ異なる温度で変形を開始するバイメタルで構成されていてもよい。
【００３６】
次に、図４を参照してグリース掻き出し部４０1 の動作を説明する。  図４（ａ）は、本発明に係る玉軸受１の径方向一部断面図であり、グリース掻き出し部４０1 の変形前の状態を示す図である。内輪３と外輪４との間の軸方向両側には、シール部材３０ａ、３０ｂが設けられている。内輪３の外周面３ａと、外輪４の内周面４ａと、シール部材３０ａ、３０ｂとによって形成される空間には、グリースが封入されている。
【００３７】
図４（ａ）において、例えば内輪３を回転させた場合、内輪３と外輪４との間に封入されているグリースは、転動体である玉５の転がり動作に伴い玉５の転走経路から押し退けられ、滞留グリース４５として徐々に保持器ポケット形成部間凹部１８1 に堆積することになる。ポケット形成部間凹部１８1 にはグリース掻き出し部４０1 が設けられているが、玉軸受１内部の温度が上昇する前は変形せず、グリースは保持器ポケット形成部間凹部１８1 に堆積する。
【００３８】
しかし、転走経路における玉５の転がり運動に伴って玉軸受１内部の温度上昇が起こると、バイメタルで構成されたグリース掻き出し部４０1 の表面部４０ａ1 は熱膨張係数の小さい方の金属の側に曲がるため、図４（ｂ）に示すように保持器外周面側端縁の屈曲部を支点として保持器正面側の面２０から反り返るように変形する。このようにグリース掻き出し部４０1 の表面部４０ａ1 が変形することにより、ポケット形成部間凹部１８1 に滞留したグリース４５を玉５の転走経路に移動させて、再度玉５の転走経路に供給することができる。他のポケット形成部間凹部１８ｎにおいても同様のグリース掻き出し部４０ｎが設けられており、表面部４０ａｎが前述した変形と同様に変形することにより、ポケット形成部間凹部１８ｎに滞留したグリース４５を玉５の転走経路に移動させて、再度玉５の転走経路に供給する。
【００３９】
こうして、従来は保持器ポケット形成部間凹部に滞留して転がり軸受の焼付き寿命に至るまで潤滑に寄与することがなかったグリースを、グリース掻き出し部によって再び転動体の転走経路に循環させることができる。また、転動体の転走経路での潤滑不足が起きると、摩擦熱により転がり軸受内部の温度が上昇してしまうが、バイメタルは転がり軸受内部の温度上昇が大きくなるほど大きく湾曲するため、適時なグリース供給を行うことが可能で、その結果過剰なグリースを供給することなくトルク特性が良好となる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、グリース掻き出し部にバイメタルを用いたが、形状記憶合金を用いてグリース掻き出し部を構成しても上記実施形態と同様の効果が得られる。
また、グリース掻き出し部をバイメタルとする場合には、二枚の熱膨張係数の異なる金属を一体に接合したものであれば特に限定されるものではなく、公知のものを適用できる。例えば、熱膨張係数の大きい金属としてはＮｉ−Ｍｎ−Ｆｅ系、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系の合金等を、熱膨張係数の小さい金属としてはＮｉ−Ｆｅ合金等を用いることができる。バイメタルの湾曲度合いは、用いるバイメタルの湾曲係数、寸法、形状や使用する温度域によって異なるので、使用するバイメタルは条件により適宜選択することが望ましい。
【００４１】
また、本実施の形態では、グリース掻き出し部の係止部を耐熱性に優れたエポキシ系接着剤によりポケット形成部間凹部の保持器外周面に固着したが、グリース掻き出し部を固着する位置は使用条件によって適宜選択することが望ましい。また、取付け方法も特に限定されるものではなく、接着又は加締めによっても取付けることができるし、保持器が金属であれば溶接等によっても取付けることができる。
以上、本発明の実施形態について玉軸受を例として説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、種々変形が可能である。
【００４２】
〔第二実施形態〕
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る玉軸受の径方向の部分断面図であり、後に詳述するするグリース避け部１２５の変形前を示す図である。
玉軸受１０１は、外周面に内輪軌道面１０２ｂを有する内輪１０２と、内周面に外輪軌道面１０３ｂを有する外輪１０３と、これら両軌道面１０２ｂ、１０３ｂの間に転動自在に設けられた複数の玉１０５と、内輪１０２と外輪１０３との間に配置されて複数の玉１０５を転動自在に支持する保持器７と、を備えている。
【００４３】
内輪１０２と外輪１０３との間の空間の軸方向両側には、それぞれ円輪状のシール部材１１０ａ、１１０ｂが設けられている。シール部材１１０ａ、１１０ｂは、芯材である芯金１１２ａ、１１２ｂと、芯金１１２ａ、１１２ｂと一体に形成された弾性部材からなるシール１１５ａ、１１５ｂと、から構成されている。芯金１１２ａ、１１２ｂは、円環状の主部１１３ａ、１１３ｂと、主部１１３ａ、１１３ｂの外周側端部から軸方向内向きに全周に亘って折曲して形成された折曲部１１４ａ、１１４ｂと、から構成されている。シール１１５ａ、１１５ｂは、円環状の環状部１１６ａ、１１６ｂと、環状部１１６ａ、１１６ｂの外周側端部に形成された係止部１１７ａ、１１７ｂと、環状部１１６ａ、１１６ｂの内周側端部に形成されたリップ部１１８ａ、１１８ｂと、から構成されている。
【００４４】
シール１１５ａ、１１５ｂの環状部１１６ａ、１１６ｂは、環状部１１６ａ、１１６ｂの軸方向で内側の面が芯金１１２ａ、１１２ｂの主部１１３ａ、１１３ｂの軸方向で外側の面に接合し、シール１１５ａ、１１５ｂの係止部１１７ａ、１１７ｂは、係止部１１７ａ、１１７ｂの径方向で内周側の面が芯金１１２ａ、１１２ｂの折曲部１１４ａ、１１４ｂの外周面に接合し、リップ部１１８ａ、１１８ｂは、リップ部１１８ａ、１１８ｂの径方向で外周側となる基端部が芯金１１２ａ、１１２ｂの主部１１３ａ、１１３ｂの内周側端縁に接合している。このように、シール部材１１０ａ、１１０ｂは、シール１１５ａ、１１５ｂが芯金１１２ａ、１１２ｂを軸方向の外側で覆うように構成され、一体に形成されている。
【００４５】
シール部材１１０ａ、１１０ｂの係止部１１７ａ、１１７ｂは、外輪内周面１０３ａの両端部近傍に設けられた係止溝１２０ａ、１２０ｂに係止されている。シール部材１１０ａ、１１０ｂのリップ部１１８ａ、１１８ｂは、先端が内輪外周面１０２ａの両端部近傍に設けられたシール溝１２１ａ、１２１ｂの溝面に摺接するように設けられている。こうして、シール部材１１０ａ、１１０ｂは、外輪内周面１０３ａの端部と内輪外周面１０２ａの端部との間を覆うように設けられている。これらのシール部材１１０ａ、１１０ｂは内外輪１０２、１０３間に玉１０５を装着した後に外輪１０３に取付けられる。
【００４６】
内輪１０２と、外輪１０３と、これら両シール部材１１０ａ、１１０ｂとによって形成される玉軸受１０１の内部空間１２２ａ、１２２ｂにはグリースが封入されており、そのグリースによって玉１０５と外輪軌道面１０３ｂ及び内輪軌道面１０２ｂとの間や、玉１０５と保持器１０７との間が潤滑される。また、両シール部材１１０ａ、１１０ｂは、玉１０５の設置部分に存在するグリースや、グリースの存在に起因して発生したダスト（発塵）が外部に漏洩したり、あるいは、外部に浮遊する塵芥が玉５の設置部分に侵入したりすることを防止している。
【００４７】
本実施の形態においては、シール部材１１０ａ、１１０ｂの保持器１０７と軸方向で対向する面（以降は、シール部材内側面と記すこともある）１１１ａ、１１１ｂには、熱変形部材からなるグリース避け部１２５ａ、１２５ｂが形成されている。グリース避け部１２５ａ、１２５ｂを構成する熱変形部材はバイメタルからなり、後述するようにシール部材内側面１１１ａ、１１１ｂ寄りのグリースを移動させる機能を持つ。
【００４８】
以下、図６におけるシール部材１１０ｂについて本実施形態を説明するが、他方のシール部材１１０ａについても同様の構成となっている。
図７は、本実施形態に係るシール部材１１０ｂの正面図である。図９（ａ）は、本実施形態に係るシール部材１１０ｂの要部の断面図である。
グリース避け部１２５ｂは、シール部材内側面１１１ｂの周方向に沿って連続して帯状に延在し、円環状となっている。グリース避け部１２５ｂは、外周縁はシール部材１１０ｂを構成する芯金１１２ｂの折曲部１１４ｂの内周面から、内周縁はシール１１５ｂの環状部１１６ｂとリップ部１１８ｂとの連結部近傍まで延在し、シール部材内側面１１１ｂを覆うように設けられている。グリース避け部１２５ｂの外周縁は、芯金１１２ｂの折曲部１１４ｂの内周面に固着され、グリース避け部１２５ｂとシール部材１１０ｂとは一体となっている。なお、グリース避け部１２５ｂのシール部材１１０ｂへの固着方法は特に限定されず、接着、加締め、溶接等によってシール部材と一体とすることができる。
【００４９】
一方、グリース避け部１２５ｂの円環状部分及び内周縁はシール部材内側面１１１ｂに固着されておらず、グリース避け部１２５ｂは外周縁で芯金１１２ｂの折曲部１１４ｂの内周面に支持される構成となっている。このような構成であるから、グリース避け部１２５ｂはその外周縁を支点として変形可能となっている。
本実施形態に係る玉軸受１０１は、前述の通りバイメタルからなるグリース避け部１２５ｂを用いている。即ち、グリース避け部１２５ｂは、熱膨張係数の異なる二種の金属板を一体に接着し、板状にした部材で構成されている。本実施形態に係るグリース避け部１２５ｂにおいては、熱膨張係数の異なる二種の金属板のうち、熱膨張係数の大きい方の金属板を軸方向でシール部材内側面１１１ｂと対向する側とし、熱膨張係数の小さい方の金属板を軸方向で保持器１０７側となるように構成されている。
【００５０】
バイメタルは温度上昇によって熱膨張係数の小さい金属の側に曲がる性質から、このように構成することにより、グリース避け部１２５ｂは外周縁を支点としてシール部材内側面１１１ｂから反り返るように変形することが可能となる。なお、グリース避け部１２５ｂは、シール部材内側面１１１ｂの周方向に沿って連続する円環状のバイメタルで構成されていてもよいが、周方向に複数に分割されていてもよい。そして、その複数に分割されたバイメタルは、その全てが同一の温度で変形を開始するものでもよいし、それぞれ異なる温度で変形を開始するものでもよい。
【００５１】
次に、図６、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）を参照して、グリース避け部の動作を説明する。なお、シール部材１１０ｂを中心に説明するが、他方のシール部材１１０ａも同様の構成となっている。
図８は、図６におけるシール部材のうち、図中右側になるシール部材１１０ｂの径方向の断面図であり、（ａ）がグリース避け部の変形前の状態、（ｂ）が変形後の状態を示す図である。
図９は、図６におけるシール部材のうち、図中右側になるシール部材１１０ｂの径方向の拡大部分断面図であり、（ａ）がグリース避け部の変形前の状態、（ｂ）が変形後の状態を示す図である。
【００５２】
図６において、内輪１０２又は外輪１０３を回転させた場合、転動体である玉１０５の転がり動作に伴い、外輪軌道面１０３ｂから外輪内周面１０３ａに押し出されたグリースは徐々にシール部材内側面１１１ｂの方へ伸びていく。シール部材内側面１１１ｂにはグリース避け部１２５ｂが設けられているが、玉軸受１０１の内部温度が上昇する前は図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように変形しない。グリース避け部１２５ｂは、これら外輪軌道面１０３ｂから押し出されたグリースがシール部材内側面１１１ｂに流れ込むのを防ぎ、このため、これらの押し出されたグリース１３０は図９（ａ）に示すようにグリース避け部１２５ｂの保持器側の面に滞留する。
【００５３】
しかし、転走経路における玉５の転がり運動に伴って玉軸受１内部の温度上昇が起こると、バイメタルで構成されたグリース避け部１２５ｂは熱膨張係数の小さい方の金属の側に曲がるため、図９（ｂ）に示すように外周縁を支点としてシール部材内側面１１１ｂから反り返るように湾曲する。シール部材１１０ｂ全体としては図８（ｂ）に示すようにグリース避け部１２５ｂが湾曲する。このようにグリース避け部１２５ｂが湾曲することにより、グリース避け部１２５ｂの保持器側の面に滞留したグリース１３０を玉１０５の転走経路に移動させて、再度玉１０５の転走経路に供給することができる。他方のシール部材１１０ａのシール部材内側面１１１ａにも同様の構成のグリース避け部１２５ａが設けられており、前述したグリース避け部１２５ｂと同様に湾曲することにより、グリース避け部１２５ａの保持器側の面に滞留したグリースを玉１０５の転走経路に移動させて、再度玉１０５の転走経路に供給することができる。
【００５４】
こうして、従来はシール部材内側面に滞留して転がり軸受の焼付き寿命に至るまで潤滑に寄与することがなかったグリースを、グリース避け部によって再び転動体の転走経路に循環させることができる。また、転動体の転走経路での潤滑不足が起きると、摩擦熱により転がり軸受内部の温度が上昇してしまうが、バイメタルは転がり軸受内部の温度上昇が大きくなるほど大きく湾曲するため、適時なグリース供給を行うことが可能で、その結果過剰なグリースを供給することなくトルク特性が良好となる。
【００５５】
また、グリース避け部に用いるバイメタルは、二枚の熱膨張係数の異なる金属を一体に接合したものであれば特に限定されるものではなく、公知のものを適用できる。例えば、熱膨張係数の大きい金属としてはＮｉ−Ｍｎ−Ｆｅ系、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ系、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｕ系の合金等、熱膨張係数の小さい金属としてはＮｉ−Ｆｅ合金等を用いることができる。バイメタルの湾曲度合いは、用いるバイメタルの湾曲係数、寸法、形状や使用する温度域によって異なるので、使用するバイメタルは条件により適宜選択することが望ましい。
【００５６】
また、本実施の形態では、グリース避け部１２５ａ、１２５ｂの外周縁を、シール部材１１０ａ、１１０ｂを構成する芯金１１２ａ、１１２ｂの折曲部１１４ａ、１１４ｂの内周面に固着したが、グリース避け部を固着する位置は使用条件によって適宜選択することが望ましい。例えばグリース避け部の内周縁を固着してもよい。また、取付け方法も特に限定されるものではなく、接着又は加締めによっても取付けることができるし、保持器が金属であれば溶接等によっても取付けることができる。
このように本発明は前述の実施形態に限定されず、種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る玉軸受の径方向の部分断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る冠型保持器の一部を示す斜視図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面に対応して示す径方向の拡大断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る玉軸受の径方向の部分断面図で、グリース掻き出し部の変形前を示す図であり、（ｂ）は、グリース掻き出し部の変形後を示す図である。
【図５】（ａ）は従来例に係る玉軸受の径方向の部分断面図であり、（ｂ）は従来例に係る波型プレス保持器の斜視図であり、（ｃ）は従来例に係る冠型保持器の斜視図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る玉軸受の径方向の部分断面図であり、グリース避け部の変形前を示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係るシール部材の正面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第二実施形態に係るシール部材の径方向の断面図であり、グリース避け部の変形前を示す図であり、（ｂ）は、グリース避け部の変形後を示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第二実施形態に係るシール部材の径方向の拡大断面図であり、グリース避け部の変形前を示す図であり、（ｂ）は、グリース避け部の変形後を示す図である。
【図１０】従来例に係る玉軸受の径方向の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１      玉軸受
２      冠型保持器
３      内輪
３ａ    内輪外周面
３ｂ    内輪軌道面
４      外輪
４ａ    外輪内周面
４ｂ    外輪軌道面
５      玉
１０      主部
１１ａ、１１ｂ    爪
１２ａ、１２ｂ    内側面
１３ａ、１３ｂ    外側面
１４      凹面部
１５      ポケット
１６      ポケット形成部
１８      ポケット形成部間凹部
２０      保持器正面側の面
２１      保持器背面側端面
２２      保持器内周面
２３      保持器外周面
２５      肉ぬすみ部
３０ａ、３０ｂ    シール部材
３１ａ、３１ｂ    係止溝
３２ａ、３２ｂ    リップ
３３ａ、３３ｂ    シール溝
４０      グリース掻き出し部
４０ａ    表面部
４０ｂ    係止部
４５      グリース
１０１      玉軸受
１０２      内輪
１０２ａ    内輪外周面
１０２ｂ    内輪軌道面
１０３      外輪
１０３ａ    外輪内周面
１０３ｂ    外輪軌道面
１０５      玉
１０７      保持器
１１０ａ、１１０ｂ    シール部材
１１１ａ、１１１ｂ    シール部材内側面
１１２ａ、１１２ｂ    芯金
１１３ａ、１１３ｂ    主部
１１４ａ、１１４ｂ    折曲部
１１５ａ、１１５ｂ    シール
１１６ａ、１１６ｂ    環状部
１１７ａ、１１７ｂ    係止部
１１８ａ、１１８ｂ    リップ
１２０ａ、１２０ｂ    係止溝
１２１ａ、１２１ｂ    シール溝
１２２      内部空間
１２５      グリース避け部
１３０      グリース
【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】
2008275148.tif 000008
【図７】
2008275148.tif 000009
【図８】
2008275148.tif 000010
【図９】
2008275148.tif 000011
【図１０】
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