(57)【要約】【課題】耐騒音性を確保しつつ、回転トルクの低減を図る。【解決手段】外輪３の内周面と内輪５の外周面との間の各玉６を設けた空間８のうちでグリース以外の物体が存在しない部分内に封入するグリースの量を、この部分の容積の１５％〜２５％とする。この結果、上記空間８内に封入するグリースの量が少ない分だけ、このグリースの攪拌抵抗の低減に基づく回転トルクの低減を図れる。しかも、この様にグリースを少なくしても、このグリースの寿命が実用上問題となる程に低下する事や、このグリースが転がり接触部に行き渡りにくくなって、この転がり接触部でグリースが枯渇したりする事により、早期に騒音や振動等が発生する事も防止できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に断面円弧形の外輪軌道を有する外輪と、外周面に断面円弧形の内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉と、上記外輪の内周面両端部と上記内輪の外周面両端部との間に設けられ、これら外輪の内周面と内輪の外周面との間に存在し上記各玉を設けた空間の軸方向両端開口部を塞ぐ１対の密封板と、この空間内でこれら両密封板同士の間部分に封入されたグリースとを備えた密封板付玉軸受に於いて、上記グリースの封入量を、上記空間のうちでグリース以外の物体が存在しない部分の容積の１５％〜２５％とした事を特徴とする密封板付玉軸受。
【請求項２】
外輪の外径をＤとし、内輪の内径をｄとし、各玉のピッチ円直径をＤｐ　とし、これら各玉の直径をＤａとした場合に、（Ｄ＋ｄ）／２＞Ｄｐ　とし、且つ、（Ｄ−ｄ）／４＞Ｄａとした、請求項１に記載した密封板付玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る密封板付玉軸受は、例えばエアコン（空気調和装置）用のファンモータ、換気扇用のファンモータ、自動車用の電動ファンモータ、空気清浄機用のファンモータ等として使用される小型汎用モータ等、各種機械装置の回転支持部に組み込み、低負荷で高速回転する回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
各種機械装置の回転支持部分を構成する為に、図５又は図６に示す様な密封板付玉軸受１、１ａを使用している。この密封板付玉軸受１、１ａは、内周面に断面形状が円弧形である深溝型の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面に断面形状が円弧形である深溝型の内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に転動自在に設けた複数の玉６とを備える。又、上記外輪３の内周面両端部と上記内輪５の外周面両端部との間には１対の密封板７ａ、７ｂを設け、これら各密封板７ａ、７ｂにより、上記外輪３の内周面と内輪５の外周面との間に存在し上記各玉６を設けた環状の空間８の軸方向両端開口部を塞いでいる。
そして、この空間８内で１対の密封板７ａ、７ｂ同士の間部分にグリースを封入して、上記外輪軌道２及び内輪軌道４と上記各玉６の転動面との転がり接触部の潤滑を図っている。
【０００３】
上記各密封板７ａ、７ｂは何れも、鋼板等の金属板を円輪状に形成して成る芯金９と、この芯金９を包み込む様にして設けられ、この芯金９により補強された、ゴムの如きエラストマー等の弾性材１０ａ、１０ｂとから成る。この弾性材１０ａ、１０ｂの内外両周縁部は、上記芯金９の内外両周縁部よりも直径方向に突出している。この様な密封板７ａ、７ｂは、何れの場合も、上記弾性材１０ａ、１０ｂを、上記外輪３の内周面両端部に形成した係止溝１１に係止する事により、上記空間８の軸方向両端位置に支持している。尚、上記各密封板７ａ、７ｂのうち、図５に示した密封板７ａの内周縁部は、上記内輪５の一部表面に摺接させているのに対して、図６に示した密封板７ｂの内周縁部は、上記内輪５の一部表面に近接対向させている。即ち、図５に示した密封板７ａは接触式シールであり、図６に示した密封板７ｂは非接触式シールである。尚、後述する本発明の実施の形態を示す図１〜２の構造の様に、非接触式シールである密封板７ｃ、７ｃとして、鋼板等の金属板を円輪状に形成して成るシールド板（シールドリング）を使用する場合もある。
【０００４】
上述の様な密封板付玉軸受１、１ａにより、例えば小型の汎用モータ等の回転軸を支持する場合には、このモータを構成する固定のハウジングに上記外輪３を内嵌固定すると共に、上記内輪５を回転軸に外嵌固定する。そして、上記各玉６の転動に基づき、上記ハウジングと回転軸との相対回転を許容する。又、上記外輪３の両端部内周面にそれぞれ外周縁部を係止した１対の密封板７ａ、７ｂは、上記各玉６を設けた上記空間８内に封入したグリースが外部に漏洩する事を防止すると共に、外部に浮遊する粉塵や水等の異物が上記空間８内に侵入する事を防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な従来の密封板付玉軸受１、１ａの場合、回転トルク（回転抵抗）が必ずしも低いとは言えなかった。これに対して、近年に於ける省エネルギ化の流れを受けて、回転支持部の回転トルクをより小さく（低トルク化）する要求が増えており、この回転トルクの小さな密封板付玉軸受の実現が望まれている。この様な低トルク化を実現する為の手段として、各玉６を設置した空間８部分に封入するグリースの量を低減し、このグリースの攪拌抵抗の低減に基づく回転トルクの低減を図る事が考えられる。但し、単にこのグリースの封入量を低減するだけでは、このグリースの寿命を十分に確保できなかったり、このグリースが転がり接触部に行き渡りにくくなって、この転がり接触部でグリースが枯渇したりする可能性がある。この結果、上記密封板付玉軸受から振動や異音が生じ易くなると共に、早期に転がり疲れ寿命に至る可能性もある。
本発明の密封板付玉軸受は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の密封板付玉軸受は、前述した従来の密封板付玉軸受と同様に、内周面に断面円弧形の外輪軌道を有する外輪と、外周面に断面円弧形の内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉と、上記外輪の内周面両端部と上記内輪の外周面両端部との間に設けられ、これら外輪の内周面と内輪の外周面との間に存在し上記各玉を設けた空間の軸方向両端開口部を塞ぐ１対の密封板と、この空間内でこれら両密封板同士の間部分に封入されたグリースとを備える。
特に、本発明の密封板付玉軸受に於いては、上記グリースの封入量を、上記空間のうちでグリース以外の物体（玉及び保持器）が存在しない部分の容積の１５％〜２５％、より好ましくは１７％〜２３％、更に好ましくは１９％〜２１％としている。
【０００７】
【作用】
上述の様に構成する本発明の密封板付玉軸受によれば、グリースの寿命が実用上問題となる程に低下したり、転がり接触部でグリースが枯渇したりする等により、早期に騒音や振動等が発生する事なく、このグリースの攪拌抵抗の低減に基づく回転トルク（回転抵抗）の低減を図る事ができる。
即ち、外輪の内周面と内輪の外周面との間の各玉を設けた空間内に封入するグリースの量を、従来はこの空間のうちでグリース以外の物体が存在しない部分の容積の３０〜６０％程度としていた。これに対して本発明の場合には、上記空間に封入するグリースの量を、この空間のうちでこのグリース以外の物体が存在しない部分の容積の１５％〜２５％、より好ましくは１７％〜２３％、更に好ましくは１９％〜２１％としている。この為、上記空間内に封入するグリースの量が少なくない分だけ、このグリースの攪拌抵抗の低減に基づく回転トルクの低減を図れる。しかも、この様にグリースを少なくしても、このグリースの寿命が実用上問題となる程に低下する事や、このグリースが転がり接触部に行き渡りにくくなって、この転がり接触部でグリースが枯渇したりする事により、早期に騒音や振動等が発生する事も防止できる。
【０００８】
尚、上記グリースの量が上記空間のうちでこのグリース以外の物体が存在しない部分の容積の１５％未満の場合には、このグリースの寿命低下が著しくなり、実用上必要とする寿命を確保できなくなる。又、このグリースが転がり接触部に行き渡りにくくなって、この転がり接触部でグリースが枯渇し、早期に騒音や振動等が発生する可能性がある。一方、上記グリースの量が上記部分の容積の２５％を越える場合には、このグリースの攪拌抵抗の低減を十分に図れず、回転トルクが大きくなる事が避けられない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。この密封板付玉軸受１ｂは、前述の図５〜６に示した、従来から知られている密封板付玉軸受１、１ａと同様に、内周面に断面形状が円弧形である深溝型の外輪軌道２を有する外輪３と、外周面に断面形状が円弧形である内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に転動自在に設けた複数個の玉６とを備える。これら各玉６は、保持器１２により互いに間隔をあけた状態で転動自在に保持している。又、上記外輪３の両端部内周面に密封板７ｃ、７ｃの外周縁部を係止すると共に、これら各密封板７ｃ、７ｃの内周縁を、上記内輪５の両端部外周面に近接対向させて、上記各玉６を設置した環状の空間８部分の内外を仕切っている。
【００１０】
又、上記各密封板７ｃ、７ｃの外周縁は、上記外輪３の内周面両端部に形成した係止溝１１、１１に、かしめ付けにより係止している。即ち、鋼板等の金属板により全体を円輪状に形成した上記各密封板７ｃ、７ｃの外周縁に、断面形状が略円形の折り返し部１３、１３を形成している。そして、これら各折り返し部１３、１３を、上記各係止溝１１、１１の内径側に位置させた状態で、直径方向外方に塑性変形させる（かしめ広げる）事により、上記各密封板７ｃ、７ｃの外周縁部を上記各係止溝１１、１１に係止している。
【００１１】
更に、本例の密封板付玉軸受１ｂの場合には、上記空間８内に封入するグリースの量を、この空間８のうちでグリース以外の物体が存在しない部分の容積、即ち、この空間８の容積から前記各玉６及び保持器１２の容積を減じた容積値の１５％〜２５％、より好ましくは１７％〜２３％、更に好ましくは１９％〜２１％としている。この様な本例の密封板付玉軸受１ｂによれば、グリースの寿命が実用上問題となる程に低下したり、転がり接触部でグリースが枯渇したりする等により、早期に騒音や振動等が発生する事なく、このグリースの攪拌抵抗の低減に基づく回転トルク（回転抵抗）の低減を図る事ができる。
【００１２】
即ち、上記外輪３の内周面と上記内輪５の外周面との間の各玉６を設けた空間８内に封入するグリースの量を、従来は上記容積値の３０〜６０％程度としていた。これに対して本例の場合には、上記空間８に封入するグリースの量を、上記容積値の１５％〜２５％、より好ましくは１７％〜２３％、更に好ましくは１９％〜２１％としている。この為、この空間８内に封入するグリースの量が少ない分だけ、このグリースの攪拌抵抗の低減に基づく回転トルクの低減を図れる。しかも、この様にグリースを少なくしても、このグリースの寿命が実用上問題となる程に低下する事や、このグリースが転がり接触部に行き渡りにくくなって、この転がり接触部でグリースが枯渇したりする事により、早期に騒音や振動等が発生する事も防止できる。
【００１３】
尚、上記グリースの量が上記空間８のうちでこのグリース以外の物体が存在しない部分の容積の１５％未満の場合には、このグリースの寿命低下が著しくなり、実用上必要とする寿命を確保できなくなると共に、このグリースが転がり接触部に行き渡りにくくなって、この転がり接触部でグリースが枯渇し、早期に騒音や振動等が発生する可能性がある。一方、上記グリースの量が上記部分の容積の２５％を越える場合には、このグリースの攪拌抵抗の低減を十分に図れず、回転トルクが大きくなる事が避けられない。
【００１４】
次に、図２は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合は、各部材の径方向寸法を適切に規制して、密封板付玉軸受のより大幅な低トルク化を図っている。この為に、外輪３ａの外径をＤとし、内輪５ａの内径をｄとし、各玉６ａのピッチ円直径をＤｐ　とし、これら各玉６ａの直径をＤａとした場合に、（Ｄ＋ｄ）／２＞Ｄｐ　とし、且つ、（Ｄ−ｄ）／４＞Ｄａとしている。即ち、上記各玉６ａのピッチ円直径Ｄｐ　を、上記外輪３ａの外周面と内輪５ａの内周面との径方向に関する中央位置よりも径方向内方に位置させると共に、上記各玉６ａの直径Ｄａを、上記密封板付玉軸受の断面高さ（外輪３ａの外周面と内輪５ａの内周面との間の距離）ｈ｛＝（Ｄ−ｄ）／２｝の半分よりも小さくしている（ｈ／２＞Ｄａ）。この様な本例の場合には、上記各玉６ａの位置を密封板付玉軸受１ｃの内径側（中心寄り）に配置する事ができると共に、上記各玉６ａを小径にできる為、これら各玉６ａを転動させる為に要するモーメントを小さくして、低トルク化を図れる。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるので、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明の効果を確認する為に行なった実験の結果に就いて説明する。この実験は、図１に示す様な、深溝型の密封板付玉軸受｛呼び番号：６０８（外輪３の外径Ｄが２２ｍｍ、内輪５の内径ｄが８ｍｍ、幅Ｗが７ｍｍ）｝を以下の条件で運転し、グリースの封入量毎の回転トルク及びアンデロン値をそれぞれ測定した。
回転速度：１８００ｍｉｎ−１　（内輪回転）
雰囲気温度：８０℃
アキシアル予圧：２９．４Ｎ
【００１６】
この結果を図３〜４に示す。このうちの図３は、密封板付玉軸受のグリースの封入量と回転トルクとの関係を示している。この図３から明らかな様に、グリースの封入量が増大すると、このグリースの攪拌抵抗の増大に基づいて、回転トルクが大きくなる。尚、従来はグリースの封入量を、３０〜６０％としており、特に、合成樹脂製の保持器１２を使用する場合では、一般的に３５〜４０％としていた。従って、従来の密封板付玉軸受の回転トルクは、１８×１０−４〜２０×１０−４Ｎ・ｍ程度であった。この様な従来の密封板付玉軸受の回転トルクを低減する事により、この密封板付玉軸受を組み込むモータ等の低トルク化（省エネルギ化）を図る為には、この回転トルクを少なくとも２０％以上、より好ましくは５０％程度低減する事が望まれる。この様な点から、上記密封板付玉軸受の回転トルクを９×１０−４〜１６×１０−４Ｎ・ｍ程度とすべく、この密封板付玉軸受に封入するグリースの量を、各玉６を設けた空間８のうちでこのグリース以外の物体が存在しない部分の容積の２５％（より好ましくは２３％、更に好ましくは２１％）以下とする事が好ましい。
【００１７】
一方、図４は、密封板付玉軸受のグリースの封入量とアンデロン値との関係を示している。尚、このアンデロン値とは、密封板付玉軸受の騒音（振動）の大きさを表わす値であり、この密封板付玉軸受の内輪を１８００ｍｉｎ−１　で回転させ状態でのラジアル方向の振動の大きさを１アンデロンとしている。そして、このアンデロン値が大きくなる程、上記騒音（振動）が大きくなる。一般的に、上記密封板付玉軸受を連続運転すると、徐々にアンデロン値は上昇する。そして、この密封板付玉軸受のアンデロン値が３〜５アンデロン程度になると、この密封板付玉軸受を組み込んだ装置の異常音として認識される。例えば、この密封板付玉軸受がモータに組み込まれている場合は、この密封板付玉軸受のアンデロン値が３〜５アンデロン程度になると、このモータの異常音として認識される。そして、この様なモータ、特に小型の汎用モータの場合、昼夜連続で５〜６年間運転し続けても、上記異常音が発生しない事が望まれている。言い換えれば、４万〜５万時間連続運転した後でも、上記密封板付玉軸受のアンデロン値が、３〜５アンデロン以下である事が望ましい。この様な点から、上記密封板付玉軸受に封入するグリースの量を、各玉６を設けた空間８のうちでグリース以外の物体が存在しない部分の容積の１５％（より好ましくは１７％、更に好ましくは１９％）以上とする事が好ましい。尚、上記図４から明らかな様に、上記グリースの量が上記部分の容積の１５％未満の場合には、上記アンデロン値が大きくなるまでの時間が顕著に短くなる（騒音が早期に発生する）事が分かる。
【００１８】
以上の結果より、グリースの封入量を、上記空間８のうちでグリース以外の物体が存在しない部分の容積の１５〜２５％と規制する本発明の密封板付玉軸受の場合には、グリースの寿命が実用上問題となる程に低下したり、このグリースが転がり接触部で枯渇したりする様な事なく、このグリースの攪拌抵抗の低減による回転抵抗の低減を図る事ができ、長時間の運転に拘らず、上記グリースの枯渇等に基づく騒音（振動）の発生を防止できる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の密封板付玉軸受は、以上に述べた通り構成され作用するので、耐騒音性や耐久性を確保しつつ、各種機械装置の回転支持部の回転トルクを低減できる為、これら各種機械装置を運転する際のエネルギの節減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。
【図２】同第２例を示す半部断面図。
【図３】グリースの封入量と回転トルクとの関係を示す線図。
【図４】グリースの封入量と騒音の大きさ（アンデロン値）との関係を示す線図。
【図５】従来構造の第１例を示す部分断面図。
【図６】同第２例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ　密封板付玉軸受
２　　外輪軌道
３、３ａ　外輪
４　　内輪軌道
５、５ａ　内輪
６、６ａ　玉
７ａ、７ｂ、７ｃ　密封板
８　　空間
９　　芯金
１０ａ、１０ｂ　弾性材
１１　　係止溝
１２　　保持器
１３　　折り返し部
【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】
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