(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体と、複数の前記転動体を周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器と、を備え、
前記保持器は、前記転動体の軸方向一方側に設けられている環状部と、当該環状部から軸方向他方側に向かって延びて設けられている複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う前記柱部の間が前記転動体を収容するポケットとなり、
前記環状部の軸方向一方側の側面は、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に傾斜する第一面と、当該第一面の径方向外側に設けられ当該第一面の延長仮想面よりも軸方向他方側に位置すると共に当該側面のうち径方向について最も外側に存在する第二面と、を有し、
前記第一面の延長仮想面は前記外輪と交差していて、
前記第二面は、軸受中心線の直交仮想面に沿った円環状の面であり、
前記環状部の外周面の全てが前記外輪の肩部の内周面に対向している、転がり軸受。
【請求項２】
前記第一面は、前記環状部の軸方向一方側の側面のうち径方向について最も内側の端から径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に傾斜する、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記第一面は、前記第二面よりも径方向に長い、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記外輪は、軸方向一方側の側面と内周面との間に凸のアール面を有しており、
前記第一面の延長仮想面は、前記アール面の始点よりも、軸方向一方側で前記外輪と交差する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記環状部の外周面は、前記外輪の前記肩部の内周面と隙間を有して対向していると共に当該内周面に接触可能である接触面となる、請求項１〜４のいず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、転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機器には多くの転がり軸受が用いられている。転がり軸受は、内輪、外輪、これら内輪と外輪との間に介在している複数の転動体、及び、これら転動体を保持する保持器を備えている。
【０００３】
転がり軸受では、回転抵抗を低減するのが好ましく、例えば特許文献１に記載の転がり軸受は、軸受外部の潤滑油が軸受内部に浸入するのを抑えるための構成を備えている。すなわち、回転抵抗には、軸受内部に存在する潤滑油を保持器が撹拌することで生じる成分（撹拌抵抗）が含まれており、この撹拌抵抗を低減するためには、軸受外部の潤滑油が軸受内部に浸入し難くするのが好ましい。そこで、図５に示すように、内輪９１及び外輪９２それぞれと、保持器９３との隙間Ａ１，Ａ２を小さくしている。この転がり軸受では、保持器９３が、軸方向一方側の環状部９４と、この環状部９４から軸方向他方側に延びて設けられている複数の柱部９５とを有する冠型のものであり、環状部９４と外輪９２の肩部９７との隙間Ａ１を小さくし、更に、環状部９４と内輪９１の肩部９９との隙間Ａ２を小さくしている。
【０００４】
また、特許文献１に記載の転がり軸受の場合、図５に示すように、保持器９３が有する環状部９４の軸方向一方側（軸受外部側）の側面９０を、外輪９２側に向かうにしたがって軸方向一方側に傾斜する傾斜面としている。この場合、軸受が回転すると、その遠心力によって軸受外部の潤滑油は、内輪９１側から外輪９２側へと流れ、図５の矢印Ｆに示すように、保持器９３の軸方向一方側では、傾斜状である側面９０に沿って流れる。側面９０に沿って流れた潤滑油は、軸方向一方側に向かう成分を有することから、潤滑油が、環状部９４と外輪９２との間（隙間Ａ１）から浸入しにくくなる。これにより、転がり軸受における撹拌抵抗を低減して、回転抵抗を小さくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８１５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５に示す転がり軸受の場合、傾斜状である側面９０に沿って流れた潤滑油は、外輪９２の肩部９７の内周面に当たり、向きを変えて、多くは軸方向一方側に向かうが、一部は軸方向他方側に向かう。軸方向他方側に向かう潤滑油は、そのまま環状部９４と外輪９２の肩部９７との間を流れ、軸受内部に浸入し、この潤滑油が撹拌抵抗の原因となる。
【０００７】
また、潤滑油には、例えば摩耗粉等の比較的硬質である異物が含まれている場合もある。この場合、軸受外部の潤滑油が軸受内部に浸入しやすくなっていると、その潤滑油に含まれている異物が、例えば転動体と外輪との間や、転動体と内輪との間に噛み込み、この異物によって軌道面等に傷が付き、この傷が起点となって剥離等が生じ、軸受寿命の低下の原因となってしまう。
以上より、軸受外部の潤滑油が、軸受内部に浸入し難くするのが好ましい場合がある。
【０００８】
そこで、軸受外部の潤滑油が、保持器の環状部と外輪との間から軸受内部に浸入しにくくなる転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体と、複数の前記転動体を周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器と、を備え、前記保持器は、前記転動体の軸方向一方側に設けられている環状部と、当該環状部から軸方向他方側に向かって延びて設けられている複数の柱部と、を有し、周方向で隣り合う前記柱部の間が前記転動体を収容するポケットとなり、前記環状部の軸方向一方側の側面は、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に傾斜する第一面と、当該第一面の径方向外側に設けられ当該第一面の延長仮想面よりも軸方向他方側に位置する第二面と、を有している。
【００１０】
この転がり軸受が回転すると、転動体及び保持器も同方向に回転し、この回転によって、転がり軸受の軸方向一方側に存在する潤滑油は、遠心力によって内輪側から外輪側へと流れ、保持器の軸方向一方側では、傾斜する第一面に沿って潤滑油は流れ、その後、第一面と第二面との境界から剥離する。第一面に沿って流れる潤滑油は、軸方向一方側に向かう成分を有することから、潤滑油が、環状部と外輪との間から浸入し難くなる。また、前記境界から剥離した潤滑油の流れと第二面との間には空間が形成されることから、剥離した後の潤滑油が軸方向他方側に向かっても、その一部は前記空間で渦となり、前記境界から剥離した潤滑油に巻き込まれて軸方向一方側に向かう機会が得られる。このため、潤滑油が、環状部と外輪との間からより一層浸入し難くなる。
【００１１】
また、前記第一面は、前記第二面よりも径方向に長いのが好ましい。
この場合、第一面が広くなり、第一面に沿って外輪側に向かう潤滑油を安定して流すことができ、潤滑油に、軸方向一方側に向かう成分を与えやすくすることができる。
【００１２】
また、前記第二面は、軸受中心線の直交仮想面に沿った円環状の面であるのが好ましい。
転がり軸受の組み立てのために、内輪と外輪との間に設けられた複数の転動体に対して、保持器を軸方向一方側から接近させて取り付ける場合、保持器が有する環状部の軸方向一方側を押すことになる。環状部の軸方向一方側の面に含まれる第二面が、軸受中心線の直交仮想面に沿った円環状の面であることから、この円環状の面（第二面）を、押すための面として用いることで、保持器の取り付けが容易となる。
【００１３】
また、前記外輪は、軸方向一方側の側面と内周面との間に凸のアール面を有しており、前記第一面の延長仮想面は、前記アール面の始点よりも、軸方向一方側で前記外輪と交差するのが好ましい。
この場合、第一面に沿って流れ剥離した潤滑油は、凸のアール面に当たることができ、軸方向一方側に流れやすく、軸受内部側に流れにくくなり、潤滑油が軸受内部に浸入するのをより効果的に抑えることができる。
【００１４】
また、前記環状部の外周面は、前記外輪の一部の内周面と隙間を有して対向していると共に当該内周面に接触可能である接触面となるのが好ましい。
この場合、環状部の外周面と外輪の一部の内周面との間から、軸受外部の潤滑油が軸受内部に浸入し難くなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、軸受外部の潤滑油が、保持器の環状部と外輪との間から軸受内部に浸入しにくくなり、潤滑油の撹拌抵抗を低減させ、転がり軸受の回転抵抗を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】保持器を示す説明図であり、保持器を半分に切断した状態を示している。
【図３】保持器の一部を示す断面図である。
【図４】環状部及びその周囲を拡大して示す断面図である。
【図５】従来の転がり軸受の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す断面図である。この転がり軸受１０は、内輪１１と、外輪１２と、これら内輪１１と外輪１２との間に設けられている複数の転動体と、これら転動体を周方向に間隔をあけて保持する環状の保持器１４とを備えている。本実施形態では、前記転動体は玉１３であり、図１に示す転がり軸受１０は深溝玉軸受である。内輪１１、外輪１２及び玉１３は、軸受鋼や炭素鋼からなる。本実施形態の保持器１４は樹脂製からなり、金型を用いた射出成形により製造できる。保持器１４を樹脂製とすることで、後に説明する第一面３１と第二面３２とによる折れ曲がり面形状を形成するのが容易である。
【００１８】
内輪１１は円筒状の部材であり、その外周側に、玉１３が転動する凹溝状の内輪軌道面５１が設けられている。更に、内輪１１には、内輪軌道面５１の軸方向一方側に第一の肩部５３が設けられており、また、内輪軌道面５１の軸方向他方側に第二の肩部５４が設けられている。本実施形態では、両肩部５３，５４の外径は同じである。内輪１１は、軸方向一方側の側面１７と肩部５３の外周面５３Ａとの間に、凸のアール面５８を有している。側面１７と外周面５３Ａとは凸のアール面５８を介して連続している。
【００１９】
外輪１２は円筒状の部材であり、その内周側に、玉１３が転動する凹溝状の外輪軌道面５２が設けられている。更に、外輪１２には、外輪軌道面５２の軸方向一方側に第一の肩部５５が設けられており、また、外輪軌道面５２の軸方向他方側に第二の肩部５６が設けられている。本実施形態では、両肩部５５，５６の内径は同じである。外輪１２は、軸方向一方側の側面１６と肩部５５の内周面５５Ａとの間に、凸のアール面５７を有している。側面１６と内周面５５Ａとは凸のアール面５７を介して連続している。
【００２０】
複数の玉１３は、内輪１１と外輪１２との間に形成されている環状空間１５に設けられており、転がり軸受１０が回転すると（本実施形態では内輪１１が回転すると）、これら玉１３は保持器１４によって保持された状態で内輪軌道面５１と外輪軌道面５２とを転動する。
【００２１】
図２は、保持器１４を示す説明図であり、保持器１４を半分に切断した状態を示している。図３は、保持器１４の一部を示す断面図である。保持器１４は、複数の玉１３を周方向に沿って所定間隔（等間隔）をあけて保持することができ、このために、保持器１４には玉１３を保持するポケット２０が周方向に沿って複数形成されている。本実施形態の保持器１４は、いわゆる冠型保持器であり、玉１３の軸方向一方側（図１及び図２では右側）に設けられている環状部２１と、この環状部２１から軸方向他方側（図１及び図２では左側）に向かって延びて設けられている複数の柱部２２とを有している。環状部２１の軸方向他方側であって周方向で隣り合う一対の柱部２２，２２の間の空間が、玉１３を収容するポケット２０となる。
【００２２】
本実施形態において、軸方向とは、転がり軸受１０の中心線Ｃ０（図１参照）に平行な方向である。この中心線を軸受中心線Ｃ０という。内輪１１、外輪１２及び保持器１４の中心線は、軸受中心線Ｃ０と一致する。また、転がり軸受１０の径方向を軸受径方向という。図１及び図３において、二点鎖線で示す仮想線Ｃ１は、軸受中心線Ｃ０に直交しており、この仮想線Ｃ１に沿う方向が軸受径方向となる。
【００２３】
図３において、環状部２１の外周面２４は、外輪１２の肩部５５の内周面５５Ａと微小隙間Ａ１を有して対向している。これにより、軸方向一方側の軸受外部に存在している潤滑油が、軸受内部に浸入し難くなる。軸受内部とは、内輪１１と外輪１２との間において玉１３が存在している領域である。また、保持器１４は径方向に変位することで、環状部２１の外周面２４は肩部５５の内周面５５Ａに接触可能となっている。つまり、本実施形態の保持器１４は、外輪１２によって径方向の位置決めがされる外輪案内のものである。
【００２４】
環状部２１の内周面２５は、内輪１１の肩部５３の外周面５３Ａと微小隙間Ａ２を有して対向している。これにより、軸方向一方側の軸受外部に存在している潤滑油が、軸受内部に浸入し難くなる。また、保持器１４が径方向に変位した場合、環状部２１の内周面２５は肩部５３の外周面５３Ａに接触不能となっている。
【００２５】
環状部２１の軸方向一方側の側面２３は、径方向内側に設けられている第一面３１と、径方向外側に設けられている第二面３２とを有している。第一面３１と第二面３２とはその境界３３で折れ曲がって形成されており、これらは連続している。つまり、環状部２１の側面２３は、第一面３１及び第二面３２の境界３３において折れ曲がった面となっている。
【００２６】
第一面３１は、径方向外側（つまり、外輪１２側）に向かうにしたがって軸方向一方側へと傾斜する面である。環状部２１は円環形状を有していることから、第一面３１は円環状のテーパ面となる。第二面３２は、第一面３１の径方向外側に設けられており、第一面３１の延長仮想面Ｋ１よりも軸方向他方側（つまり、玉１３側）に位置している面である。環状部２１は円環形状を有していることから、第二面３２は円環状の面となる。特に本実施形態では、第二面３２は、軸受中心線Ｃ０（図１）の直交仮想面Ｋ２に沿った円環状の面である。
【００２７】
図３において、前記直交仮想面Ｋ２に対する第一面３１の傾斜角度をαとしている。第二面３２は、前記直交仮想面Ｋ２上の面であることから、この直交仮想面Ｋ２に対する第二面３２の傾斜角度はゼロである。
【００２８】
第一面３１は、環状部２１の側面２３の径方向外側寄りの領域において、第二面３２と交差している。つまり、側面２３の径方向外側寄りの領域に境界３３が形成されている。第一面３１の径方向寸法がＬ１であり、第二面３２の径方向寸法がＬ２であり、第一面３１は、第二面３２よりも径方向に長い（Ｌ１＞Ｌ２）。これにより、第一面３１は第二面３２よりも広い。
【００２９】
前記のとおり、第一面３１は、直交仮想面Ｋ２に対して角度αで傾いていることから、第一面３１の延長仮想面Ｋ１も、直交仮想面Ｋ２に対して角度αで傾いている。そして、この第一面３１の延長仮想面Ｋ１は、外輪１２が有している前記アール面５７の（軸方向他方側の）始点５７Ａよりも、軸方向一方側で外輪１２と交差している。つまり、延長仮想面Ｋ１はアール面５７で交差している。
【００３０】
以上の構成を備えている転がり軸受１０によれば（図１参照）、内輪１１が回転すると、玉１３及び保持器１４も同方向に回転し、この回転によって、転がり軸受１０の軸方向一方側に存在する潤滑油は、図４の矢印Ｆに示すように、遠心力によって内輪１１側から外輪１２側へと流れる。保持器１４が有する環状部２１の軸方向一方側では、傾斜する第一面３１に沿って潤滑油は流れ、その後、第一面３１と第二面３２との境界３３から剥離する。第一面３１に沿って流れる潤滑油は、径方向外側に向かう成分（速度成分）を有すると共に、軸方向一方側に向かう成分（速度成分）を有することから、潤滑油が、環状部２１と外輪１２（肩部５５）との間（隙間Ａ１）から浸入し難くなる。
【００３１】
特に本実施形態では、前記のとおり、第一面３１は、第二面３２よりも径方向に長く構成されているため、第一面３１は広くなり、この第一面３１に沿って外輪１２側に向かう潤滑油を安定して流すことができ、潤滑油に、軸方向一方側に向かう成分を与えやすくすることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、保持器１４は、外輪１２によって径方向の位置決めがされる外輪案内のものであり、そのために、環状部２１の外周面２４は、外輪１２の肩部５５の内周面５５Ａと隙間Ａ１を有して対向していると共に、この内周面５５Ａに接触可能である接触面となっている。これにより、隙間Ａ１は小さく、環状部２１の外周面２４と肩部５５の内周面５５Ａとの間から、軸受外部の潤滑油が軸受内部に更に浸入し難くなる。
【００３３】
また、環状部２１の軸方向一方側の側面２３において、前記境界３３から剥離した潤滑油の流れと第二面３２との間には空間Ｑが形成される。このため、境界３３から剥離した後の潤滑油が、例えば、肩部５５に当たって軸方向他方側に向かっても（図４において、矢印ｆ１参照）、その一部は、図４の矢印ｆ２に示すように空間Ｑで渦となり、境界３３から剥離した潤滑油の流れ（Ｆ１）に巻き込まれて軸方向一方側に向かう機会が得られる。これにより、環状部２１と外輪１２（肩部５５）との間（隙間Ａ１）から浸入する潤滑油を低減することが可能となる。
【００３４】
また、図３により説明したように、第一面３１の延長仮想面Ｋ１が、外輪１２のアール面５７の始点５７Ａよりも軸方向一方側で外輪１２と交差しており、そして、このように交差するように第一面３１の傾斜角度αが設定されている。このため、第一面３１に沿って流れ、境界３３を剥離した潤滑油の大部分は、アール面５７に当たる。潤滑油はアール面５７に沿って流れることで、軸方向一方側に流れやすく、軸受内部側に流れにくくなる。この結果、潤滑油が軸受内部に浸入するのをより効果的に抑えることができる。
【００３５】
なお、第一面３１の傾斜角度αを大きくすれば、潤滑油の流れに関して、軸方向一方側の成分が大きくなり、潤滑油が外輪１２側の隙間Ａ１から軸受内部に浸入しにくくなる。しかし、傾斜角度αを大きくすると、環状部２１の内周面２５の軸方向寸法Ｔ２（図３参照）が小さくなる。この場合、内輪１１側の隙間Ａ２から潤滑油が浸入しやすくなってしまう。そこで、本実施形態では、内周面２５の軸方向寸法Ｔ２が小さくなるのを抑えている。つまり、環状部２１の軸方向寸法の最大値をＴ１とし、内周面２５の軸方向寸法をＴ２とすると、軸方向寸法の最大値Ｔ１と内周面２５の軸方向寸法Ｔ２との関係を、Ｔ２≧Ｔ１／２としている。これにより、内周面２５の軸方向寸法Ｔ２が小さくなるのを抑えている。このような関係を維持しつつ、第一面３１の径方向寸法Ｌ１を長く確保するように、第一面３１の傾斜角度αが設定される。具体的には、傾斜角度αを１０°〜１５°とするのが好ましい。
【００３６】
ここで、転がり軸受１０（図１参照）において、保持器１４を組み付ける作業について説明する。その作業は次のようにして行われる。先ず、内輪１１と外輪１２との間に複数の玉１３を介在させた状態とする。次に、複数の玉１３に対して保持器１４を軸方向一方側から接近させ、保持器１４の環状部２１を軸方向一方側から他方側に向かって押し、保持器１４の各ポケット２０に玉１３を一つずつ収容した状態とする。
この際、環状部２１が治具等によって軸方向他方側に向かって押されるが、特に、環状部２１の軸方向一方側の側面２３が押される面となる。保持器１４が押される方向は、軸受中心線Ｃ０に平行な方向となる。
【００３７】
そこで、本実施形態では、この側面２３は、第二面３２を有しており、この第二面３２は、前記のとおり、軸受中心線Ｃ０の直交仮想面Ｋ２に沿った円環状の面となっている。これにより、円環状の面からなる第二面３２を、押すための面として用いることができ、第二面３２を軸受中心線Ｃ０に平行な方向に押すことで、保持器１４の取り付けが容易となる。
【００３８】
以上のように、本実施形態の転がり軸受１０によれば、軸受が回転した際に、軸方向一方側の軸受外部に存在している潤滑油が、保持器１４の環状部２１と外輪１２との間から軸受内部に浸入しにくくなる。この結果、軸受内部における潤滑油の撹拌抵抗を低減させることができ、転がり軸受１０の回転抵抗を小さくすることが可能となる。
【００３９】
また、潤滑油には、例えば摩耗粉等の比較的硬質である異物が含まれている場合がある。この場合、軸受外部の潤滑油が軸受内部に浸入しやすくなっていると、その潤滑油に含まれている異物が、例えば玉１３と外輪軌道面５２との間や、玉１３と内輪軌道面５１との間に噛み込むおそれがある。異物が軌道面５１，５２等に噛み込むと、この異物によって軌道面５１，５２に傷が付き、この傷が起点となって剥離等が生じ、軸受寿命の低下の原因となってしまう。しかし、本実施形態の転がり軸受１０によれば、潤滑油が軸受内部に浸入し難くなっていることから、異物についても浸入し難くなり、軌道面５１，５２等の損傷を可及的に防ぐことが可能となる。
【００４０】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
前記実施形態では、保持器１４に関して、環状部２１が軸方向一方側にのみ設けられており、いわゆる冠型である場合について説明したが、それ以外であってもよく、図示しないが、軸方向他方側にも環状部が設けられている保持器であってもよい。
転動体が玉１３である場合について説明したが、円筒ころや、円すいころであってもよい。
【００４１】
また、前記実施形態では（図３参照）、保持器１４が有する環状部２１の軸方向一方側の側面２３は、第二面３２を有しており、この第二面３２は、前記直交仮想面Ｋ２に沿った面である場合について説明したが、第二面３２も、直交仮想面Ｋ２に対して傾斜していてもよい。ただし、この場合であっても、第二面３２は、第一面３１の延長仮想面Ｋ１よりも軸方向他方側に位置している。
【００４２】
また、前記実施形態では（図３参照）、環状部２１の軸方向一方側の側面２３が、第一面３１と第二面３２との二つの面を含む場合について説明したが、図示しないが、側面２３は三つの面（三つ以上の面）を有していてもよい。例えば、図３を参考にして説明すると、第二面３２を前記直交仮想面Ｋ２に対して僅かに傾斜するテーパ面とし、この第二面３２の径方向外側に、第三面を形成し、第一面と第二面との境界で折れ角度を有すると共に、第二面と第三面との境界でも折れ角度を有するようにしてもよい。この場合であっても、第二面及び第三面は、第一面３１の延長仮想面Ｋ１よりも軸方向他方側に位置している。
【符号の説明】
【００４３】
１０：転がり軸受            １１：内輪                １２：外輪
１３：玉（転動体）          １４：保持器              １６：側面
２０：ポケット              ２１：環状部              ２２：柱部
２３：側面                  ２４：外周面              ３１：第一面
３２：第二面                ５５Ａ：内周面            ５７：アール面
５７Ａ：始点                Ａ１：隙間                Ａ２：隙間
Ｃ０：軸受中心線            Ｋ１：延長仮想面          Ｋ２：直交仮想面
【図１】
0006728675.tif 000002
【図２】
0006728675.tif 000003
【図３】
0006728675.tif 000004
【図４】
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【図５】
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