(57)【要約】【課題】高速回転域での低トルク化及び低発熱化を図ることができる良好な転がり軸受を提供する。【解決手段】玉軸受１０は、内外輪１１，１２間に複数の玉１３が保持器１４を介して周方向に転動自在に配設されている。前記内外輪１１，１２の肩部には、円周方向に沿って延びる複数の平行な細溝１５が形成されている。【選択図】　　　図１
2004036763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の軌道輪間に複数の転動体が保持器を介して周方向に転動自在に配設された転がり軸受において、
前記軌道輪の肩部には、円周方向に沿って延びる複数の平行な細溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受に関し、詳しくは、工作機械用高速回転スピンドル、自動車、航空機などの高速、高温環境下で用いられる転がり軸受の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高速回転域で使用される転がり軸受においては、保持器も高速で回転し、内輪外周面と保持器内周面との間や、　保持器外周面と外輪内周面との間に存在する流体（潤滑剤や空気）には、　該流体をはさむ内周面と外周面の相対速度差によって大きな流体摩擦抵抗が発生する。　この流体摩擦抵抗が、軸受の回転トルクを増大させ、　軸受を発熱させる原因の一つとなる。
【０００３】
高速回転域で使用される転がり軸受の低発熱化技術の一例として、特許第２７００６６３号公報に開示された円筒ころ軸受がある。この円筒ころ軸受２０は、図４に示したように、保持器２１に保持された複数の円筒ころ２２が軌道面を有する一対の内外輪２３，２４間に転動自在に組み込まれている。
【０００４】
前記保持器２１は、周方向に所定の間隔をあけて開口された複数のポケット２１ａを有し、該ポケット２１ａ内には複数の円筒ころ２２が転動可能に保持されている。ポケット２１ａを形成している各柱部２５の径方向外側には、外径側ほど円周方向に向かって幅広となる突出部２６が一体的に形成されている。
【０００５】
この隣り合う突出部２６が、ポケット２１ａに収容される円筒ころ２２の外径側（外輪側）を覆うとともに、保持器２１の内径が内輪２３の外径よりも若干大きく設定されることにより、各円筒ころ２２の保持器２１からの内径側（内輪側）へのはみ出しを少なくされている。
【０００６】
即ち、前記保持器２１が各円筒ころ２２の周囲を覆い、軸受内空間が極力小さくなるように構成されているので、軸受内空間には潤滑剤や空気が入り込み難く、円筒ころ２２に作用する潤滑剤や空気の流体摩擦抵抗を抑制して発熱を低減することができるとしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の円筒ころ軸受２０では、円筒ころ２２のほぼ全面を覆い隠すような保持器２１を用いて軸受内空間に潤滑剤や空気の流体が入り込み難くしているが、軸受内空間に潤滑剤や空気の流体が入り込み難くなると、潤滑剤や空気による冷却効果が低減し、高速回転に伴う発熱の低減効果が十分に得られないという問題が生じる。
【０００８】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、高速回転域での低トルク化及び低発熱化を図ることができる良好な転がり軸受を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、一対の軌道輪間に複数の転動体が保持器を介して周方向に転動自在に配設された転がり軸受において、前記軌道輪の肩部には、円周方向に沿って延びる複数の平行な細溝が形成されていることを特徴とする転がり軸受より達成される。
【００１０】
上記構成によれば、軌道輪の肩部に形成された複数の平行な細溝（リブレット）が、軸受内の流体（潤滑剤や空気）の流れを整流化して乱流の発生を抑制する。
そこで、高速で軸受が回転する際には、内輪外周面と保持器内周面との間や、　保持器外周面と外輪内周面との間に存在する流体（潤滑剤や空気）　に発生する乱流を整えて流体摩擦抵抗を低減させ、　流体力による軸受のパワーロスや発熱を低減することができる。
尚、前記細溝は、軌道輪である内輪又は外輪の何れか一方の肩部、或いは軌道輪の右又は左の何れか一方の肩部に形成されるだけでも良く、全ての肩部に形成されても良い。
【００１１】
また、前記細溝の整流効果によって流体の流体摩擦抵抗を低減させることができるので、従来のように転動体を保持器で覆い隠すことによって該転動体に作用する潤滑剤や空気の流体摩擦抵抗を抑制する必要がなくなる。
そこで、軸受内空間に潤滑剤や空気が入り込み易くなり、これら潤滑剤や空気による冷却効果を増大させることができる。尚、前記潤滑剤としては、油とグリースのどちらを使用しても効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る転がり軸受を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る玉軸受の要部断面図、図２は図１に示した玉軸受における肩部の拡大断面図である。
【００１３】
本実施形態に係る玉軸受１０は、図１に示したように、内輪（軌道輪）１１と外輪（軌道輪）１２との間に複数の玉（転動体）１３が保持器１４を介して周方向に転動自在に配設されている。
そして、前記内輪１１及び前記外輪１２の全ての肩部には、それぞれ円周方向に延びる複数の平行な細溝１５が形成されており、各細溝１５はＶ字状断面を有している。尚、図１中では、判り易くするために細溝１５を誇張して図示している。
【００１４】
即ち、高速で前記玉軸受１０が回転すると、保持器１４も高速で回転し、内輪１１の外周面と保持器１４の内周面との間や、　保持器１４の外周面と外輪１２の内周面との間に存在する潤滑剤や空気等の流体には、該流体をはさむ内周面と外周面の相対速度差によって流体摩擦抵抗が発生する。
【００１５】
この際、前記内輪１１及び前記外輪１２の肩部に形成された複数の平行な細溝１５が、軸受内の流体（潤滑剤や空気）の流れを整流化して乱流の発生を抑制するので、高速で前記玉軸受１０が回転する際にも、内輪１１の外周面と保持器１４の内周面との間や、　保持器１４の外周面と外輪１２の内周面との間に存在する流体に発生する乱流を整えて流体摩擦抵抗を低減させ、　流体力による軸受のパワーロスや発熱を低減することができる。
【００１６】
又、本実施形態の玉軸受１０においては、前記細溝１５の整流効果によって流体の流体摩擦抵抗を低減させることができるので、図４に示した従来の円筒ころ軸受２０のように、玉１３を保持器１４で覆い隠すことによって該玉１３に作用する潤滑剤や空気の流体摩擦抵抗を抑制する必要がない。
【００１７】
そこで、玉軸受１０の軸受内空間に潤滑剤や空気が入り込み易くなり、これら潤滑剤や空気による冷却効果を増大させることができる。
従って、本実施形態の玉軸受１０によれば、前記細溝１５の整流効果による流体摩擦抵抗の抑制効果と、軸受内空間に入り込む流体の冷却効果とによって、軸受の低発熱化と低トルク化を図ることができる。
【００１８】
尚、前記細溝１５の溝高さｈと溝幅ｓの寸法（図２、参照）は、　次式より得られる無次元溝高さｈ＋が５〜２０、　無次元溝幅ｓ＋が９〜７０の範囲とすることで、　流体摩擦力低減効果が得られることが実験により確認されている。
【００１９】
ｈ＋　＝ｈｗ、
ｓ＋　＝ｓｗ、
ｗ＝（ｒｉω／ν）√（Ｃ／８）、
Ｃ＝（１６／Ｒｅ）／｛（ｒｉ／ｒ０）２＋ｒｉ／ｒ０｝、
Ｒｅ＝ｒｉω・（ｒ０−ｒｉ）／ν、
【００２０】
但し、ｒｉは保持器外半径、ｒ０は外輪内半径、νは潤滑剤の動粘度、ωは保持器と外輪の相対角速度である。
そこで、例えばｒｉ＝０．０１７７（ｍ）、ｒ０＝０．０１８６（ｍ）、ν＝０．００００１５（ｍ２／ｓ）、ω＝１０４７（ｒａｄ／ｓ）の条件からは、ｈは０．１〜１ｍｍ、ｓは０．２〜２ｍｍ程度で効果があることが解る。
【００２１】
尚、本発明の転がり軸受における内外輪、保持器、転動体及び細溝等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態では、転がり軸受として玉軸受を例に採ったが、円筒ころ軸受やその他の転がり軸受に本発明を適用してもよいのは勿論である。
【００２２】
又、上記実施形態では、細溝１５がＶ字状断面とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３に示した細溝１６のような半円形状断面や矩形状断面等の他の形状としてもよい。細溝をＶ字状断面以外の形状とした場合においても、溝高さｈと溝幅ｓの寸法は、Ｖ字状断面の細溝１５と同様に上式を用いて設定することができる。
【００２３】
更に、本発明における細溝は、軌道輪の円周方向に完全に一致した溝に限定するものではなく、円周方向に沿って若干傾斜して延びる溝をも含むので、ねじ加工や旋削加工の加工目で代用してもよく、この場合、加工コストの削減が期待できる。
【００２４】
又、上記実施形態では、細溝１５を内輪１１及び外輪１２の全ての肩部に形成したが、内輪１１又は外輪１２の何れか一方の肩部、或いは内輪１１又は外輪１２における右又は左の何れか一方の肩部に細溝１５を形成するだけでも上述の如き効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、上述した本発明の転がり軸受によれば、軌道輪の肩部に形成された複数の平行な細溝が、軸受内の流体の流れを整流化して乱流の発生を抑制する。
そこで、高速で軸受が回転する際には、内輪外周面と保持器内周面との間や、　保持器外周面と外輪内周面との間に存在する流体に発生する乱流を整えて流体摩擦抵抗を低減させ、　流体力による軸受のパワーロスや発熱を低減することができる。
【００２６】
また、前記細溝の整流効果によって流体の流体摩擦抵抗を低減させることができるので、従来のように転動体を保持器で覆い隠すことによって該転動体に作用する潤滑剤や空気の流体摩擦抵抗を抑制する必要がなくなる。
そこで、軸受内空間に潤滑剤や空気が入り込み易くなり、これら潤滑剤や空気による冷却効果を増大させることができる。
従って、高速回転域での低トルク化及び低発熱化を図ることができる良好な転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る玉軸受の要部断面図である。
【図２】図１に示した玉軸受における肩部の拡大断面図である。
【図３】図２に示した細溝の変形例を示す肩部の拡大断面図である。
【図４】従来の円筒ころ軸受を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０　玉軸受（転がり軸受）
１１　内輪（軌道輪）
１２　外輪（軌道輪）
１３　玉（転動体）
１４　保持器
１５　細溝
【図１】
2004036763.tif 000003
【図２】
2004036763.tif 000004
【図３】
2004036763.tif 000005
【図４】
2004036763.tif 000006