(57)【要約】【課題】外輪２と内輪３の少なくとも一方輪がセラミックス製である転がり軸受１において、シール部材を用いずに外輪２と内輪３との間の対向環状空間の軸方向一端を塞ぐようにし、コスト低減を図る。【解決手段】セラミックス製の外輪２の内周面における一方肩部に環状凹部２ｂを設け、保持器５に環状凹部２ｂに所定のすきまを介して対向する環状凸部５ｄを設ける。環状凹部２ｂと環状凸部５ｄとの対向部分に形成されるすきまが非接触の密封部（ラビリンスシール）を形成するから、従来例のようなシール部材が不要となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪とのうちの少なくとも一方輪がセラミックス製で、これら外輪と内輪との間に複数個の転動体が保持器を介して円周方向所定間隔に介装される転がり軸受において、
前記一方輪の軌道部の肩部に環状凹部が設けられ、
前記保持器において前記環状凹部に対応する部位に環状凸部が設けられ、
この環状凸部が前記環状凹部にすきまを介して入り込んでいる、ことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記環状凹部の幅方向断面形状が部分略円弧の溝状とされ、
前記保持器の環状凸部の幅方向断面形状が、溝状の環状凹部の内面形状とほぼ同じ形状とされて、前記すきまがほぼ均一とされている、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】
前記環状凹部の軸方向外側の縁部が、前記保持器の環状凸部と径方向で重なるように径方向に突出されていて、前記環状凸部が前記縁部に軸方向で干渉可能とされている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記転動体が玉からなり、前記両輪の各軌道部が溝状に形成され、前記環状凹部の最大深さａが前記軌道部の最大深さｃ以下、０．１ｍｍ以上に設定されている、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つ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、セラミックス製の軌道輪を有する転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受のセラミックス製の軌道輪にシール部材を取り付けるには、シール部材を例えば軌道輪の軌道部側周面の平坦な肩部に嵌合するか、あるいは、その肩部に形成したシール溝に嵌合している（例えば特許文献１参照）。このシール溝は、一般的な金属製の軌道輪に設ける環状凹部と同形状、すなわち、軸方向端縁から軌道部側へ向けて漸次拡径して溝深さが深くかつ比較的鋭角な入隅形状となっている。
【特許文献１】特開平１１−２４７８６４号（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来例では、セラミックス製の軌道輪にシール部材を装着しているが、部品点数ならびにコストの削減が望まれている。また、セラミックス製の軌道輪に設けるシール溝の溝形状を、一般的な金属製の軌道輪に設けるシール溝の形状と同形状にしている場合、削り加工に時間がかかるなど、コスト増につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、外輪と内輪とのうちの少なくとも一方輪がセラミックス製で、これら外輪と内輪との間に複数個の転動体が保持器を介して円周方向所定間隔に介装される転がり軸受において、前記一方輪の軌道部の肩部に環状凹部が設けられ、前記保持器において前記環状凹部に対応する部位に環状凸部が設けられ、この環状凸部が前記環状凹部にすきまを介して入り込んでいることを特徴としている。
【０００５】
この場合、軌道輪の環状凹部に保持器の環状凸部を所定のすきまを介して対向させることによって、このすきまが非接触の密封部（ラビリンスシール）を形成する。これにより、転がり軸受の外輪と内輪との対向環状空間の軸方向一端側を塞ぐことが可能になる。
【０００６】
上記において、前記環状凹部の幅方向断面形状を部分略円弧の溝状となし、前記保持器の環状凸部の幅方向断面形状を、溝状の環状凹部の内面形状とほぼ同じ形状となし、前記すきまをほぼ均一とすることができる。
【０００７】
上記において、前記環状凹部の軸方向外側の縁部が、前記保持器の環状凸部と径方向で重なるように径方向に突出されていて、前記環状凸部が前記縁部に軸方向で干渉可能とされたものとすることができる。
【０００８】
上記構造とした場合、セラミックス製の一方輪に環状凹部を削り加工によらずに研磨砥石などによる研磨加工で簡単に形成することができるから、転がり軸受の製造コストを低減できる。前記溝状の環状凹部を略円弧にしていると、鋭角部等、角部がないため研磨加工がより容易となり、形状精度が向上するとともに、加工コストを低減できる。
【０００９】
前記転動体を玉とし、前記両輪の各軌道部を溝状に形成し、前記環状凹部の最大深さａを前記軌道部の最大深さｃ以下、０．１ｍｍ以上に設定することができる。この場合、研磨加工が容易かつ十分な密封効果が得られる。なお、転動体は、各種タイプのころであってもよい。
【００１０】
前記保持器は、自己潤滑性に優れた材料とすることができる。その場合、保持器が軌道輪に接触しても摺動抵抗の増加を抑制することができて好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シール部材を用いずにセラミックス製の軌道輪を有する転がり軸受の内部空間の軸方向一端を塞ぐことができ、部品点数ならびにコストの削減に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明すると、図１は、転がり軸受の上半分の断面を示す図、図２は、保持器の斜視図、図３は、図１の要部を拡大して示す図である。
【００１３】
図例の転がり軸受１は、深溝型玉軸受タイプであり、外輪２と、内輪３と、複数の転動体（玉）４と、保持器５とを備える。
【００１４】
外輪２は、内周面の軸方向中間に溝状の軌道部２ａが設けられている。内輪３は、外周面の軸方向中間に溝状の軌道部３ａが設けられており、この軌道部３ａの両肩部は平坦に形成されている。転動体４は軌道部２ａ，３ａ間に配置され、保持器５で円周方向にほぼ等間隔に保持されている。保持器５は、環状部５ａの円周方向の複数箇所に軸方向一方に突出する柱部５ｂを設けた冠型の保持器であり、周方向で隣り合う柱部５ｂの間に転動体４を収納するポケット５ｃが設けられている。この保持器５は冠型以外の型でもよい。外輪２の軌道部２ａと内輪３の軌道部３ａの近傍にはグリースや油等の潤滑剤が塗布されている。
【００１５】
本発明の外輪２、内輪３は、共に、セラミックス製である。この場合、外輪２のみがセラミックス製であってもよい。転動体４はセラミックス製または軸受鋼製など任意である。セラミックスとしては、窒化珪素系セラミックス、炭化珪素系セラミックス、アルミナセラミックス、ジルコニアセラミックスなどが挙げられる。シール６は、弗素系樹脂、エンジニアリングプラスチックスなどの樹脂製である。このような構成の転がり軸受１であれば、例えば腐食性ガスが存在する環境で使用したり、非磁性材を必要とする環境で使用するのに適したものとなる。
【００１６】
次に、外輪２と内輪３との対向環状空間の軸方向一端側を、シール部材を用いずに塞ぐようにしているので、詳細に説明する。
【００１７】
まず、保持器５を内輪３の外周面の平坦な肩部で案内する形式とする。そのため、保持器５の内周面と内輪３の肩部とは、保持器５の中心軸線を内輪３の中心軸線と一致させた状態において、微小なすきまを介して対向されている。このため、保持器５と内輪３との間のすきまが非接触の密封部となる。この非接触密封部は、いわゆるラビリンスシールとして機能する。
【００１８】
そして、保持器５と外輪２との間にも非接触の密封部を形成するようにしている。具体的に、外輪２の軌道部２ａの一方肩部には、溝状の環状凹部２ｂが設けられている。この環状凹部２ｂは、幅方向に沿う断面形状が部分円弧である。この部分円弧の大きさは、半円弧以下であればよい。このような形状の環状凹部２ｂであれば、研磨砥石の形状を環状凹部２ｂの形状と同じとし、セラミックス製の外輪２に研磨砥石を押し付けるだけで環状凹部２ｂの加工を簡単かつ迅速に行える。
【００１９】
保持器５は、その環状部５ａの外周面において柱部５ｂの突出方向と反対側の外端部に、径方向外向きに突出する環状凸部５ｄが設けられている。この環状凸部５ｄは、外輪２の環状凹部２ｂとほぼ同じ形状、つまり幅方向に沿う断面形状が部分円弧であり、かつ、保持器５の中心軸線を外輪２の中心軸線と一致させるとともに保持器５のポケット５ｃの軸方向中心を外輪２の軌道部２ｂの軸方向中心と一致させた状態において、環状凹部２ｂ内に微小なすきまを介して入り込む大きさに設定されている。このすきまは、環状凹部２ｂの内面全域と環状凸部５ｄの外面全域とが対向するすきまのことであり、ほぼ均一な所定の寸法に設定されることによって非接触の密封部（ラビリンスシール）になる。
【００２０】
なお、環状凹部２ｂの最大深さａは外輪２の軌道部２ａの最大深さｃ以下、０．１ｍｍ以上に、また、環状凹部２ｂの軸方向（幅）寸法ｂは外輪２の軸方向全長寸法Ｂの１／４以下、０．５ｍｍ以上にそれぞれ設定される。
【００２１】
以上説明したように、外輪２の環状凹部２ｂに保持器５の環状凸部５ｄを微小なすきまを介して対向させることによって、非接触の密封部を形成しているから、シール部材を用いることなく外輪２と内輪３との対向環状空間の軸方向一端側を塞ぐことが可能になる。これにより、部品点数ならびにコストの削減に貢献できる。
【００２２】
しかも、セラミックス製の外輪２の環状凹部２ｂを溝状とするとともに断面部分円弧という単純な形状でかつその深さを軌道部２ａの深さ以下に設定しているので、研磨砥石で簡単かつ迅速に加工でき、製造コストの低減に貢献できる。
【００２３】
また、仮に、図４に示すように、保持器５の各柱部５ｂが回転遠心力で径方向外向きに撓んだとしても、外輪２の環状凹部２ｂに保持器５の環状凸部５ｄを少し入れているので、保持器５が外輪２と内輪３との間から外部へ飛び出すことが防止される。つまり、外輪２の略円弧形の環状凹部２ｂの最底部より軸方向外側の縁部が、保持器５の環状凸部５ｄと径方向で重なるように環状凸部５ｄの外径方向先端部より内径方向に突出しているため、保持器５の環状凸部５ｄが前記縁部と干渉することによって前記保持器５の飛び出しが防止される。
【００２４】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００２５】
本発明の転がり軸受は、複列の玉軸受や、単列または複列のころ軸受にも適用できる。また、上記環状凹部の形状や環状凸部の形状は特に限定されない。
【００２６】
図５に示すように、外輪２の環状凹部２ｂの幅方向の断面形状を、段状としてもよい。この場合、保持器５の環状凸部５ｄにおいて段状の環状凹部２ｂと対向する面を、段状の環状凹部２ｄの内面形状とほぼ同じ形状することにより、環状凸部５ｄと環状凹部２ｂとの対向部分全域に形成されるすきまをほぼ均一としている。
【００２７】
図６に示すように、内輪３の外周面の一方肩部に図１に示した溝状の環状凹部３ｂを設け、保持器５の環状部５ａの内周面における外端部に径方向内向きに突出する環状凸部５ｅを設けることができる。この場合、保持器５を外輪２で案内する形式とする。もちろん、この内輪３の外周面の一方肩部に図５に示した段状の環状凹部を設けてもよい。
【００２８】
この他、外輪２または内輪３の両方に環状凹部を設け、保持器５の外周面と内周面の両方に環状凸部を設けることができる。この場合、保持器５を転動体４で案内する形式とする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の最良の形態に係る転がり軸受の上半分の断面を示す図
【図２】図１の保持器の斜視図
【図３】図１の要部を拡大して示す図
【図４】図１の保持器の動作説明図
【図５】本発明の他の形態に係る転がり軸受の上半分の断面を示す図
【図６】本発明の他の形態に係る転がり軸受の上半分の断面を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１    転がり軸受                ２    外輪
２ａ  軌道部                    ２ｂ  環状凹部
３    内輪                      ３ａ  軌道部
４    転動体                    ５    保持器
５ａ  環状部                    ５ｂ  柱部
５ｃ  ポケット                  ５ｄ  環状凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005133818.tif 000005
【図４】
2005133818.tif 000006
【図５】
2005133818.tif 000007
【図６】
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