(57)【要約】【課題】内輪外径面及び外輪内径面の双方に密封板を配置することによって、潤滑剤が外部へ流出するのを確実に防止することが可能な転がり軸受を提供する。【解決手段】互いに相対的に回転可能に配置された内輪４及び外輪６と、内外輪間に転動自在に配列された複数個の転動体８とを備えており、内輪外径面４ａには密封板１２が、外輪内径面６ａには密封板１４が各々取付けられている。例えば、この場合において、内輪４と外輪６のいずれか一方が回転し、他方が静止するように構成されている。また、ここで転がり軸受の外径寸法は２５ｍｍ以下に設定する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、互いに相対的に回転可能に配置された内輪及び外輪と、内外輪間に転動自在に配列された複数個の転動体とを備えた転がり軸受において、
内輪外径面及び外輪内径面の双方に各々密封板が取付けられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
内輪が回転し、外輪が静止するように構成されている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】
内輪が静止し、外輪が回転するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項４】
転がり軸受の外径寸法は、２５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
内輪と外輪の間の空間には、内輪外径面及び外輪内径面の双方に各々配置された密封板によってラビリンス構造が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項６】
内輪と外輪の間の空間には、内輪外径面及び外輪内径面の双方に各々密封板が設けられており、これら密封板は、同一平面上で互いに対向配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の転がり軸受。
【請求項７】
外輪内径面には、その中央部分から密封板に向う傾斜を成したテーパが施されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）や工作機械等に使用される転がり軸受であって、軸受動作中にオイルやグリース等の潤滑剤が外部へ流出するのを防止することが可能な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の転がり軸受１００には、例えば図５に示すように、互いに相対的に回転可能に配置された内輪１０２及び外輪１０４と、内外輪間に転動自在に配列された複数個の転動体１０６と、これら転動体１０６を保持する保持器１０８とが設けられており、外輪内径面１０４ａには、密封板（ゴムシール等）１１０が取り付けられている（例えば、非特許文献１参照）。
この構成において、内外輪間には、密封板１１０によって密閉された空間が構成され、この空間内にオイルやグリース等の潤滑剤１１２が封入される（一般的には、保持器１０８の爪の間に封入される）。そして、転がり軸受１００の動作中、遠心力の作用を受けた潤滑剤１１２は、保持器１０８を徐々に伝わって移動するが、その大部分は保持器１０８上に滞留するようになっている。
【０００３】
【非特許文献１】
「周知・慣用技術集（ころがり軸受）」特許庁編集、昭和５８年１２月２７日発行、ｐ．２１６
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の転がり軸受１００では、その回転数の上昇や使用環境温度の上昇に伴って、潤滑剤１１２の移動状態が加速され、その一部が軸受外部に流出し易くなり、その結果、潤滑剤１１２の潤滑性能を長期間に亘って安定して保持し続けることが困難になってしまう場合がある。
具体的には、軸受の回転数の上昇に伴って、保持器１０８上に滞留している潤滑剤１１２に作用する遠心力が大きくなり、その結果、潤滑剤１１２の一部が保持器１０８から飛散してしまう。そして、このとき飛散した潤滑剤１１２は、内輪１０２及び外輪１０４と転動体１０６との間で踏み潰された後、外輪内径面１０４ａ及び内輪外径面１０２ａを伝わって軸受外部に流出してしまう。
更に、軸受の回転数の上昇に伴って、潤滑剤１１２が内輪１０２及び外輪１０４と転動体１０６との間で踏み潰される速度が上がるため、外輪内径面１０４ａ及び内輪外径面１０２ａを伝わって行く速度も上昇する。この結果、潤滑剤１１２が軸受外部に流出する量や流出速度が大きくなる。
また、使用環境温度の上昇に伴って、潤滑剤１１２の粘度が低くなるため、油膜が薄くなり、潤滑剤１１２が外輪内径面１０４ａ及び内輪外径面１０２ａを伝わり易くなる。この結果、潤滑剤１１２が軸受外部に容易に流出してしまう。
このような潤滑剤１１２の外部流出は、外輪内径面１０４ａだけでなく内輪外径面１０２ａを介して生じるため、従来のように外輪内径面１０４ａのみに密封板１１０を配置するだけでは不十分である。この場合、内輪外径面１０２ａを伝わる潤滑剤１１２の流出をも同時に防止するためには、外輪内径面１０４ａだけでなく内輪外径面１０２ａにも密封板を配置する必要がある。
本発明は、このような要求を満足するために成されており、その目的は、内輪外径面及び外輪内径面の双方に密封板を取付けることによって、潤滑剤が外部へ流出するのを確実に防止することが可能な転がり軸受を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、少なくとも、互いに相対的に回転可能に配置された内輪及び外輪と、内外輪間に転動自在に配列された複数個の転動体とを備えた転がり軸受において、内輪外径面及び外輪内径面の双方に密封板が取付けられている。この場合、転がり軸受としては、内輪が回転し、外輪が静止するように構成するタイプ、或いは、内輪が静止し、外輪が回転するように構成するタイプを採用することができる。また、転がり軸受の外径寸法は、２５ｍｍ以下に設定されている。この転がり軸受において、内輪と外輪の間の空間には、内輪外径面及び外輪内径面の双方に配置された密封板によってラビリンス構造が形成されている。この場合、内輪外径面及び外輪内径面の双方の密封板を同一平面上で互いに対向配置しても良い。また、外輪内径面には、その中央部分から密封板に向う傾斜を成したテーパが施されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受について、添付図を参照して説明する。なお、以下の説明では、玉軸受を例にとって説明するが、例えばころ軸受などの他の形式の軸受に対して本発明を適用できることは言うまでもない。図１に示すように、本実施の形態の転がり軸受２は、互いに相対的に回転可能に配置された内輪４及び外輪６と、内外輪間に転動自在に配列された複数個の転動体８と、これら転動体８を保持する保持器１０とを備えており、内輪外径面４ａ及び外輪内径面６ａの双方に密封板１２，１４が配置されている。
転がり軸受２の構成としては、使用目的や使用環境等に応じて変更することが可能であり、例えば、内輪４が回転し、外輪６が静止するように構成しても良いし、或いは、内輪４が静止し、外輪６が回転するように構成しても良い。また、転がり軸受２の外径寸法についても、使用目的や使用環境等に応じて適宜最適な寸法に設定することが可能であり、例えば２５ｍｍ以下に設定することも可能である。本実施の形態では、その一例として、外径寸法Ｓ１を１０ｍｍとし、内径寸法Ｓ２を４ｍｍ、幅寸法Ｗを４ｍｍに設定した転がり軸受２を想定している。
【０００７】
内輪外径面４ａに配置された密封板１２は、円環状の芯金１２ａの内径側にゴムなどの弾性材１２ｂを一体的に設けた全体円環状を成しており、その内径が内輪外径面４ａに固定されると共に、その外径は外輪６との間で非接触に位置している。一方、外輪内径面６ａに配置された密封板１４は、円環状の芯金１４ａの外径側にゴムなどの弾性材１４ｂを一体的に設けた全体円環状を成しており、その外径が外輪内径面６ａに固定されると共に、その内径は内輪４との間で非接触に位置している。この場合、内輪４と外輪６の間の空間には、密封板１２，１４によってラビリンス構造が形成されており、このラビリンス構造によって外部から遮断された密閉空間が構成されている。このため、この密閉空間（具体的には、保持器１０の爪の間）に封入されたオイルやグリース等の潤滑剤１６は、密封板１２，１４を介して形成されたラビリンス構造によって、軸受外部へ流出し難い（漏れ難い）状態に保持される。また、各々の密封板１２，１４の対向面のいずれか一方若しくは双方に凹凸などの形状変化を設けることにより、さらにラビリンス効果が向上し、グリース等の流出をより確実に防止することが可能となる。
【０００８】
このような転がり軸受２によれば、その動作中の回転数の上昇に伴って、保持器１０上に滞留している潤滑剤１６に作用する遠心力が大きくなり、潤滑剤１６の一部が保持器１０から飛散した場合、飛散した潤滑剤１６は、内輪４及び外輪６と転動体８との間で踏み潰された後、外輪内径面６ａ及び内輪外径面４ａを伝わって軸受外部方向へ移動して行く。また、使用環境温度の上昇に伴って、潤滑剤１６の粘度が低くなるため、油膜が薄くなり、潤滑剤１６が外輪内径面６ａ及び内輪外径面４ａを伝わり易くなる。この結果、潤滑剤１６が軸受外部方向へ容易に移動して行く。このような状態でも、内輪外径面４ａ及び外輪内径面６ａの双方に配置された密封板１２，１４によって潤滑剤１６の軸受外部への流出（漏れ）を防止することができる。具体的には、外輪内径面６ａを伝わって移動する潤滑剤１６は、密封板１４によって軸受外部への流出が防止され、一方、内輪外径面４ａを伝わって移動する潤滑剤１６は、密封板１２によって軸受外部への流出が防止される。
以上、本実施の形態によれば、内輪外径面４ａ及び外輪内径面６ａの双方に密封板１２，１４を配置したことによって、内輪外径面４ａ及び外輪内径面６ａを伝わる潤滑剤１６の外部流出を同時に防止することができる。この結果、潤滑剤１６の潤滑性能を長期間に亘って安定して保持し続けることが可能となる。更に、密封板１２，１４を介してラビリンス構造を構成したことによって、内輪４と外輪６との間の空間を外部空間に対して液密状態及び気密状態に保持することができる。この結果、例えば温度上昇により蒸発した潤滑剤１６を内輪４と外輪６の間の空間内に留めておくことが可能となる。これにより、軸受内（内輪４と外輪６の間の空間）の潤滑性を一定に維持させ続けることができるため、音響耐久寿命を延命させることが可能となる。例えば転がり軸受２をＨＤＤスピンドルモータに使用した場合、オイルマイグレーションによるヘッドクラッシュを防止することが可能となる。
【０００９】
なお、本発明は、上述した第１の実施の形態に限定されることは無く、以下のように種々変更することが可能である。
例えば図２に示すように、外輪内径面６ａの中央部分（軌道部分）から密封板１４に向って傾斜を成したテーパ１８を施しても良い。このようにテーパ１８を施すことによって、以下のような効果が生じる。
軸受の回転数の上昇に伴って保持器１０上の潤滑剤１６に作用する遠心力が大きくなると、保持器１０から飛散した潤滑剤１６は、その多くが内輪外径面４ａよりも外輪内径面６ａに付着する。このとき、外輪内径面６ａに付着した潤滑剤１６は、遠心力の作用を受けて密封板１４方向に移動して行くが、この外輪内径面６ａに施されたテーパ１８によって、密封板１４に到達すること無く外輪内径面６ａの中央部分（軌道部分）に引き戻される。これが繰り返されることによって、潤滑剤１６は外輪内径面６ａの中央部分（軌道部分）に循環され、その結果、内輪４及び外輪６と転動体８及び保持器１０との間に常時適量の潤滑剤１６を滞留させることができる。これにより、軸受内の潤滑性を一定に維持させ続けることができるため、音響耐久寿命を延命させることが可能となる。
【００１０】
上述した実施の形態（図１）及び変形例（図２）では、密封板１２，１４を図示したような配置形状としているが、ラビリンス構造を構築できるような形状であれば、任意の形状を選択することが可能である。この場合、上述した実施の形態（図１）及び変形例（図２）では、密封板１４の内側に密封板１２を配置する構成を採用しているが、密封板１２の内側に密封板１４を配置する構成を採用しても良い。また芯金の有無も任意である。そして、各々の密封板は非接触あるいは接触のシール又はシールドでもよく任意に選択される。
上述した実施の形態（図１）及び変形例（図２）では、密封板１２，１４の材質については言及していないが、転がり軸受２の使用目的や使用環境等に応じて任意の材質（例えば、合成樹脂、フッ素樹脂、金属など）を適用することが可能である。
上述した実施の形態（図１）及び変形例（図２）では、２つの密封板１２，１４を配置した例を示したが、３つ以上の密封板を配置する構成を採用しても良い。例えば、外輪内径面６ａに２枚の密封板を配置し、これら２枚の密封板の間に介挿するように内輪外径面４ａに１枚の密封板を配置したり、あるいは、内輪外径面４ａに２枚の密封板を配置し、これら２枚の密封板の間に介挿するように外輪内径面６ａに１枚の密封板を配置するものとすることも可能である。
上述した実施の形態（図１）及び変形例（図２）では、内輪４及び外輪６の一方を静止させ且つ他方を回転させる場合を想定しているが、内輪４及び外輪６の双方を回転可能に構成しても良い。
【００１１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る転がり軸受について、添付図を参照して説明する。なお、本実施の形態は、上述した第１の実施の形態の部分的な改良であるため、以下の説明は、その改良部分の説明にとどめる。
図３に示すように、本実施の形態の転がり軸受２において、内輪４と外輪６の間の空間には、内輪外径面４ａ及び外輪内径面６ａの双方に各々密封板１２´，１４´が設けられており、これら密封板１２´，１４´は、同一平面上で互いに対向配置されている。この場合、密封板１２´と密封板１４´とは、その外径側相互が隙間Ｇだけ離間した状態で配置されており、転がり軸受２の動作中において、密封板１２´，１４´が互いに非接触状態に維持されるようになっている。なお、隙間Ｇの寸法は、転がり軸受２の大きさや使用環境、使用目的に応じて任意に設定されるため、ここでは具体的な寸法値を提示しないが、少なくとも転がり軸受２内に封入された潤滑剤１６が外部へ流出するのを確実に防止することができるような寸法値に設定されている。
なお、その他の構成は、上述した第１の実施の形態と同一であるため、同一構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１２】
以上、本実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態に適用したラビリンス構造に比べて、転がり軸受２の幅寸法Ｗをさらに小さくすることができる。また、密封板１２´と密封板１４´との隙間Ｇ寸法値を増減変更するだけで、簡単且つ効果的に、転がり軸受２内に封入された潤滑剤１６が外部へ流出するのを確実に防止することができる。
なお、その他の作用効果は、上述した第１の実施の形態と同一であるため、その説明は省略する。
【００１３】
なお、本発明は、上述した第２の実施の形態に限定されることは無く、以下のように種々変更することが可能である。
例えば図４に示すように、外輪内径面６ａの中央部分（軌道部分）から密封板１４´に向って傾斜を成したテーパ１８を施しても良い。このようにテーパ１８を施すことによって、以下のような効果が生じる。
軸受の回転数の上昇に伴って保持器１０上の潤滑剤１６に作用する遠心力が大きくなると、保持器１０から飛散した潤滑剤１６は、その多くが内輪外径面４ａよりも外輪内径面６ａに付着する。このとき、外輪内径面６ａに付着した潤滑剤１６は、遠心力の作用を受けて密封板１４´方向に移動して行くが、この外輪内径面６ａに施されたテーパ１８によって、密封板１４´に到達すること無く外輪内径面６ａの中央部分（軌道部分）に引き戻される。これが繰り返されることによって、潤滑剤１６は外輪内径面６ａの中央部分（軌道部分）に循環され、その結果、内輪４及び外輪６と転動体８及び保持器１０との間に常時適量の潤滑剤１６を滞留させることができる。これにより、軸受内の潤滑性を一定に維持させ続けることができるため、音響耐久寿命を延命させることが可能となる。
【００１４】
上述した実施の形態（図３）及び変形例（図４）では、密封板１２´，１４´の材質については言及していないが、転がり軸受２の使用目的や使用環境等に応じて任意の材質（例えば、合成樹脂、フッ素樹脂、金属など）を適用することが可能である。
上述した実施の形態（図３）及び変形例（図４）では、内輪４及び外輪６の一方を静止させ且つ他方を回転させる場合を想定しているが、内輪４及び外輪６の双方を回転可能に構成しても良い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、内輪外径面及び外輪内径面の双方に各々密封板を取付けることによって、潤滑剤が外部へ流出するのを確実に防止することが可能な転がり軸受を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る転がり軸受の構成を示す断面図。
【図２】第１の実施の変形例に係る転がり軸受の構成を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る転がり軸受の構成を示す断面図。
【図４】第２の実施の変形例に係る転がり軸受の構成を示す断面図。
【図５】従来の転がり軸受の構成を示す断面図。
【符号の説明】
４：内輪
４ａ：内輪外径面
６：外輪
６ａ：外輪内径面
８：転動体
１２，１４：密封板
【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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