(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単列玉軸受であって、外面およびトロイダル内側軌道（１４）が形成されている内径穴が付与されている外輪（１１）、内径穴およびトロイダル外側軌道（１８）が形成されている円筒外面が付与されている内輪（１５）、二つの軌道の間に配設された一列の玉（１９）、および玉（１９）同士の間の円周空間を一様に保つことが可能なケージを含む単列玉軸受において、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（ｅ／Ｄｗ）が０．４と０．７の間であって、上記外輪（１１）の外径と同じ外径そして上記内輪（１５）の内径と同じ内径の標準化されたＩＳＯの玉軸受に比し内輪（１５）の外側軌道（１８）の底部における半径方向の厚み（ｅｉｒ）を同じに保ったまま上記外輪（１１）の上記半径方向厚さ（ｅ）が大きくなっており、かつ、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を外側軌道（１８）の底部と内輪（１５）の内径穴との間で求めた内輪（１５）の半径方向の厚さ（ｅｉｒ）で除した値（ｅ／ｅｉｒ）が１．１と１．６の間であることを特徴とする単列玉軸受。
【請求項２】
内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を軸受の外径（Ｄ）で除した値（ｅ／Ｄ）が０．０４５と０．０８の間であることとする請求項１に記載の単列玉軸受。
【請求項３】
リングの幅（Ｂ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（Ｂ／Ｄｗ）が１．３と２．２の間であることとする請求項１または請求項２に記載の単列玉軸受。
【請求項４】
リングの幅（Ｂ）を内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）で除した値（Ｂ／ｅ）が２．５と４．２の間であることとする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載の単列玉軸受。
【請求項５】
内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（ｅ／Ｄｗ）が０．５と０．６の間であり、かつ、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を外側軌道（１８）の底部と内輪（１５）の内径穴との間で求めた内輪（１５）の半径方向の厚さ（ｅｉｒ）で除した値（ｅ／ｅｉｒ）が１．１と１．５の間であり、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を軸受の外径（Ｄ）で除した値（ｅ／Ｄ）が０．０４５と０．０６の間であり、リングの幅（Ｂ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（Ｂ／Ｄｗ）が１．７と２．２の間であり、かつ、リングの幅（Ｂ）を内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）で除した値（Ｂ／ｅ）が３と４．２の間であることとする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載の単列玉軸受。
【請求項６】
内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（ｅ／Ｄｗ）が０．４と０．７の間であり、かつ、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を外側軌道（１８）の底部と内輪（１５）の内径穴との間で求めた内輪（１５）の半径方向の厚さ（ｅｉｒ）で除した値（ｅ／ｅｉｒ）が１．２と１．６の間であり、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を軸受の外径（Ｄ）で除した値（ｅ／Ｄ）が０．０５５と０．７５の間であり、リングの幅（Ｂ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（Ｂ／Ｄｗ）が１．５と１．９の間であり、かつ、リングの幅（Ｂ）を内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）で除した値（Ｂ／ｅ）が２．５と４の間であることとする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載の単列玉軸受。
【請求項７】
内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（ｅ／Ｄｗ）が０．４と０．５５の間であり、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を外側軌道（１８）の底部と内輪（１５）の内径穴との間で求めた内輪（１５）の半径方向の厚さ（ｅｉｒ）で除した値（ｅ／ｅｉｒ）が１．３と１．５の間であり、内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）を軸受の外径（Ｄ）で除した値（ｅ／Ｄ）が０．０６５と０．０８の間であり、リングの幅（Ｂ）を玉（１９）の直径（Ｄｗ）で除した値（Ｂ／Ｄｗ）は、１．３と１．８の間であり、かつ、リングの幅（Ｂ）を内側軌道（１４）の底部と外輪（１１）の外面との間で求めた外輪（１１）の半径方向の厚さ（ｅ）で除した値（Ｂ／ｅ）が３と３．６の間であることとする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載の単列玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜発明の属する技術分野＞
本発明は、いわゆる「硬質」単列玉軸受の分野に関する。
【０００２】
＜従来の技術＞
この種の軸受は、その内面にトロイダル軌道が付与されている外輪、その外面にトロイダル軌道が付与されている内輪、二つの軌道の間に、前記軌道と接触して配設された一列の玉（該軌道の輪郭は、玉の中心を通る平面について対称である）、および玉を収容し、かつ、それらを適当なやり方で、円周方向に一定の間隔で配列して、軸受が回転した時、いかなる不均衡も起こらないようにするよう意図されたある数の穴を有する環状要素の形態のケージ、および、恐らくは、軸受の片側または両側に配設されて、外部からの汚染物のいかなる侵入も防止し、かつ、潤滑材の、軸受の外部へのいかなる漏れも防止するシールまたはフランジの形態の封止部材を含んでいる。
【０００３】
この種の軸受は、既知であり、多くの用途で使用されている。
【０００４】
この種の軸受の、一つのメーカーから別のメーカーへの、より容易なソーシングおよび互換性を促進するため、この種軸受のサイズおよび嵌め合いを定義するパラメータに関する寸法は、いわゆる「ＩＳＯシリーズの軸受」となるよう、標準化されている。
【０００５】
この種の軸受は、全てのメーカーに共通の、基本の４桁数字の名称（6000,6200,6300シリーズ）で呼ばれており、各基本名称に対応する公称サイズ寸法（D＝外径、d＝内径、およびB＝幅）は、どのメーカーでも同じである。
【０００６】
したがって、ユーザーは、選択がより容易となり、かつ、軸受の互換性を保証する標準レンジの軸受が利用できるようになっている。
【０００７】
軸受の機能寿命は、軸受の基本的な材料にのみ左右されるのではなく、使用されている潤滑材にも、また、軸受を構成している他の要素、例えば、ケージあるいは封止部材などにも左右される。
【０００８】
ＩＳＯレンジの従来の軸受は、大部分の用途で、全く満足できるものであるが、ある種の例では、潤滑材の欠如あるいはグリースの寿命が過度に短いために生ずる破損が観察されている。
【０００９】
これらは主として、電動機の分野に関する用途であり、これら用途では、軸受は、その耐荷力に対して、非常に高い荷重が課せられるのではないが、高速で、また、比較的高温で使用される。
【００１０】
この種の用途では、軸受の寿命を左右するのは、軸受の耐荷力ではなく、一般に、グリースの定性的または定量的劣化である。破損を防ぐ試みとしては、例えば、グリースで潤滑し、定期的に詰め直すいわゆる「オープン」（フランジレスおよびシールレス）軸受を用いることもできるが、これは、高くつく。
【００１１】
＜発明の要約＞
本発明の目的の一つは、これら用途によりよく適した新しいレンジの軸受、すなわち、従来のＩＳＯ軸受の最大サイズ寸法と同じ最大サイズ寸法を有しているが、効果的な封止によって閉じ込められたグリースによる優れた潤滑によって、高い使用寿命を保証することが可能な内部構造の特徴を有する軸受を提供することである。
【００１２】
本発明による玉軸受装置は、外面およびトロイダル内側軌道が形成されている内径穴が付与されている外輪、内径穴およびトロイダル外側軌道が形成されている円筒外面が付与されている内輪、二つの軌道の間に配設された一列の玉、および玉の間の円周空間を一様に保つことが可能なケージを含むタイプの玉軸受装置である。内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、玉の直径との間の比は、０．４と０．７の間である。内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、外側軌道の底部と内輪の内径穴との間で求めた内輪の半径方向の厚さとの比は、１．１と１．６の間である。
【００１３】
言い換えれば、従来のＩＳＯ軸受に比べて、玉の直径は、より小さく、外輪の半径方向厚さは、軌道の底部でより大きく、かつ、軌道の底部における内輪の半径方向厚さは、多かれ少なかれ、同じに保たれている。
【００１４】
内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、軸受の外径との間の比は、有利にも、０．０４５と０．０８の間である。
【００１５】
リングの幅と玉の直径との間の比は、好ましくは、１．３と２．２の間である。
【００１６】
リングの幅と、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さとの間の比は、好ましくは、２．５と４．２の間である。
【００１７】
望ましくは、軸受の外径の値、軸受の内径の値、軸受の幅の値は、標準化されたＩＳＯレンジの従来の単列硬質玉軸受のそれらと同一である。
【００１８】
本発明の一実施形態においては、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、玉の直径との間の比は、０．５と０．６の間であり、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、外側軌道の底部と内輪の内径穴との間で求めた内輪の半径方向の厚さとの比は、１．１と１．５の間であり、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、軸受の外径との間の比は、０．０４５と０．０６の間であり、リングの幅と玉の直径との間の比は、１．７と２．２の間であり、かつ、リングの幅と、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さとの間の比は、３と４．２の間であり、軸受の外径の値、軸受の内径の値、軸受の幅の値は、標準化されたＩＳＯレンジの6000シリーズの従来の単列硬質玉軸受のそれらと同一である。
【００１９】
本発明の別の実施形態では、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、玉の直径との間の比は、０．４と０．７の間であり、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、外側軌道の底部と内輪の内径穴との間で求めた内輪の半径方向の厚さとの比は、１．２と１．６の間であり、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、軸受の外径との間の比は、０．０５５と０．７５の間であり、リングの幅と玉の直径との間の比は、１．５と１．９の間であり、かつ、リングの幅と、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さとの間の比は、２．５と４の間であり、軸受の外径の値、軸受の内径の値、軸受の幅の値は、標準化されたＩＳＯレンジの6200シリーズの従来の単列硬質玉軸受のそれらと同一である。
【００２０】
本発明のまた別の実施形態では、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、玉の直径との間の比は、０．４と０．５５の間であり、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、外側軌道の底部と内輪の内径穴との間で求めた内輪の半径方向の厚さとの比は、１．３と１．５の間であり、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さと、軸受の外径との間の比は、０．０６５と０．０８の間であり、リングの幅と玉の直径との間の比は、１．３と１．８の間であり、かつ、リングの幅と、内側軌道の底部と外輪の外面との間で求めた外輪の半径方向の厚さとの間の比は、３と３．６の間であり、軸受の外径の値、軸受の内径の値、軸受の幅の値は、標準化されたＩＳＯレンジの6300シリーズの従来の単列硬質玉軸受のそれらと同一である。
【００２１】
本発明によれば、油の循環により潤滑されるオープン軸受を使用するある種の用途で、シールを取り付け、グリースで寿命を保つ軸受の使用が可能である。
【００２２】
玉の直径が低減されているため、軸受を回転させた時、玉により連れ去られない体積が増大し、また、シールあるいはフランジなど、封止要素を取り付けるための軸方向のスペースが増大し、したがって、封止要素は、静的または動的封止の点、および二つのリングの一方への固着の点の両方で、よりよく動作することになる。グリースの横方向確保量も、増大する。
【００２３】
ヒール部がより厚い合成ケージの使用が可能であり、したがって、速度の増大が可能である。
【００２４】
以前には、シートメタルのケージを必要とした個所で、合成ケージの使用が可能であり、これは、コストの低減、運転騒音の低減、摩擦トルクの低減（消費エネルギーの低減、発生熱の低減）、およびグリース寿命の点で、重要な利点である。
【００２５】
より詳しくは、プラスチックケージの使用は、グリースの寿命を相当、すなわち、荷重条件および用途によっては、鋼製ケージに比べ、２〜３倍延ばすことが知られている。
【００２６】
玉と軌道の間の接触の領域は、より小さく、したがって、グリースの撹拌/絞りの効果が低減し、これもその寿命を延ばし、トルクを低減し、したがって、軸受の内部熱発生、およびそのエネルギー消費量を低減する。
【００２７】
玉の直径が低減しているため、回転部の質量が、低減し、したがって、慣性、ジャイロスコープ効果、および遠心力が低減する。
【００２８】
電動機の用途では、外輪は、固定され、一般に、軽合金ハウジングに取り付けられ、一方、内輪は、回転し、回転軸にしっかりと取り付けられる。
【００２９】
本発明の文脈では、外輪の軌道の底部に、ＩＳＯレンジの従来の軸受の外輪の場合より大きな厚さを与えることによって、上記の利点を増強している。玉の中心で測定される軸受のピッチ円直径、したがって、このピッチ円直径における玉の周速は、低減し、したがって、従来の軸受と比較した場合、回転するリングの回転速度を上げて、しかも使用温度が低減する可能性が増大する。
【００３０】
軸受から外輪のハウジングへの騒音および振動の伝達が、弱まる。外輪をそのハウジング内で締め付ける際、軸受の内部隙間への影響がより少なくなる可能性が、増大する。ハウジングの形状特性が劣等な場合でも、軸受の外輪に対するその悪影響が、低減する。
【００３１】
最後に、本発明による軸受の外部サイズ、外形D、内径ｄ、および幅Bの値は、ＩＳＯレンジの従来の単列硬質玉軸受の、対応する参照番号のものの値と同一である。
【００３２】
＜発明の実施の形態＞
以下、非限定の例で記述し、添付の図面により図解した一実施形態の詳細な説明を読むことにより、本発明は、よりよく理解され、また、他の利点も明らかになるであろう。
【００３３】
図１から分かるように、従来の単列硬質玉軸受（図の左半分）は、円筒形の外面２およびトロイダル軌道４が形成されている内径穴３が付与された外輪１、内径穴６およびトロイダル軌道８が形成されている円筒形の外面７が付与された内輪５、軌道４と８との間に配設された一列の玉９、および玉９の円周間隔を一様に保つためのケージ１０を含んでいる。
【００３４】
ケージ１０は、鋼製シートで出来ている。外輪１の半径方向厚さと内輪５のそれは、ほぼ等しいことが、分かる。「半径方向の厚さ」の言葉は、リングの一つの軌道の底部と同じリングの円筒面とを隔てる距離を、玉の中心を通る半径方向の平面内で求めたものを意味し、この円筒面は、リングそれ自体が、外輪であるか内輪であるかにより、それぞれ、外面あるいは内面となるものである。
【００３５】
図の右半分は、本発明による単列硬質玉軸受を示し、要素の参照番号は、左側の部品のそれらと同様であるが、１０だけ増やしてある。玉１９は、従来の軸受の玉９に比べて、直径が小さいが、この低減は、内輪１５の半径方向の厚さを維持しながら、同時に、外輪１１の厚さを増大させて行っている。
【００３６】
玉の直径のこの低減はまた、玉が軸方向に占めるスペースの低減および封止部材および（または）潤滑材に利用できる軸方向スペースの増大という効果をもたらしている。この目的のため、外輪１１には、前記外輪１１の側面に隣接し、かつ、軌道１４の最大の直径より大きな直径の円筒面２１が設けてある。円筒部２１と軌道１４との間の接合部は、円筒部２１から半径方向に内側に向かう傾斜部２２と、丸面取り部２３を通って、軸方向に、玉１９に向かう部分とから成っている。円筒部２１には、必要なら、傾斜部２２に接触する軟質の静的リップを有するシールまたはフランジを確実に押込み嵌めしてもよい。
【００３７】
同様に、内輪１５には、従来の軸受の内輪５の外側円筒面７の直径より小さな直径の円筒部２４が、付与されている。円筒部２４は、半径方向に外側に向かう傾斜部２５を通り、次いで丸面取り部２６を通って、軸方向に、玉１９に向かい、軌道１８に接合している。
【００３８】
したがって、外輪１１に取り付けられ、円筒面２４に接触するリップを有し、かつ、傾斜部２５に接触する追加のリップを有するシールを設けることが可能である。したがって、保護性が高い封止部を設けることが可能である。
【００３９】
さらに、円筒部２４は、円筒外面７より直径が小さいという事実は、前記円筒部２４に対するシールの摩擦リップの相対的直線速度を減らすことを可能にし、したがって、封止リップの摩耗を減らし、エネルギーの消費、したがって、熱発生を減らすことを可能にする。
【００４０】
外輪の円筒部２１の直径が、従来の外輪１の内径穴３より大きい、という事実は、シールの円周方向におけるより効果的な固着を可能にし、かつ、摩擦トルクの結果として、シールが、外輪１１に対して付随的に回る恐れを低減することになるが、これは、シールが、より大きな直径の面に押込み嵌めされるからである。
【００４１】
もちろん、本発明の範囲を逸脱することなしに、面２１および（または）３４の他の輪郭を用いて、より複雑な封止部および（または）固着部を作り出してもよい。
【００４２】
図１はまた、軸受の各種の寸法も示している。従来の軸受から本発明の軸受に変更しても、外部寸法は維持されることが分かる。外輪２の外形Dは、外輪１２のそれに等しい。同様のことは、内輪５および１５の内径ｄ６および１６、およびリングの半径方向の側面間の幅Bについても言える。一方、玉の直径Dwと外輪１１の厚さeは、修正されていることが分かる。
【００４３】
図１では、内輪１５の溝の底部における厚さeirは、維持されているのが分かる。しかしながら、内輪１５の剛性または可撓性の増大が有利な用途については、この厚さeirを僅かに増大または低減することも考えられよう。
【００４４】
図２〜図６は、本発明による新世代の軸受、および、ＩＳＯシリーズの従来の軸受のある種のパラメータの対応する値を、標準のＩＳＯレンジから選んだ既定の内径サイズに関して、図示するものである。
【００４５】
まず、図２は、各種の標準化された内径サイズに関し、パラメータe/Dwの変動を示すものである。
【００４６】
例えば、横軸の最初の点は、軸受の内径サイズ４０ｍｍに対応している。
【００４７】
この値に対して、ＩＳＯ 60シリーズ（6008）、62シリーズ（6208）、および63シリーズ（6308）の、従来の４０ｍｍ内径軸受のe/Dw値、および対応する４０ｍｍ内径の新世代軸受のe/Dw値が、縦軸上で対応している。
【００４８】
ＩＳＯレンジの従来のシリーズの軸受に対応する曲線は、ＩＳＯシリーズ60，62，63のキーで識別できる。
【００４９】
新世代の軸受の対応するシリーズの曲線は、NGシリーズ60，62，63のキーで識別できる。
【００５０】
パラメータe/Dwは、本発明による軸受では、常に、０．４より大きく、すなわち、シリーズによって、０．５と０．６の間、０．４と０．７の間、または、０．４と０．５５の間であり、これを、同じシリーズではあるが従来のタイプの対応する軸受に比べると、常に、少なくとも０．１３の差があるのが分かる。
【００５１】
図３では、パラメータe/eirは、本発明による軸受では、常に、１．１と１．６の間であるのが分かる。このパラメータは、シリーズにより、１．１と１．５の間、１．２と１．６の間、または、１．３と１．５の間であり、これを、同じシリーズの従来の軸受と比べると、少なくとも０．１５の差がある。
【００５２】
図４では、パラメータe/Dは、本発明による軸受では、０．０４５と０．０８の間であるのが分かる。このパラメータは、シリーズにより、０．０４５と０．０６の間、０．０５５と０．０７５の間、または、０．０６５と０．０８の間である。これを、同じシリーズの従来の対応する軸受と比べると、少なくとも０．０１の差がある。
【００５３】
図５では、パラメータB/Dwは、本発明による軸受では、１．3と２．２の間であるのが分かる。このパラメータは、シリーズにより、１．７と２．２の間、１．５と１．９の間、または、１．３と１．８の間であり、これを、同じシリーズの従来の軸受と比べると、少なくとも０．１３５の差がある。
【００５４】
図６では、パラメータB/eは、本発明による軸受では、２．５と４．２の間であるのが分かる。このパラメータは、シリーズにより、３と４．２の間、２．５と４の間、または、３と３．６の間である。これを、同じシリーズではあるが従来のタイプの対応する軸受と比べると、少なくとも０．８５の差がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  軸受の軸方向断面図であり、左半分は、従来の軸受のそれであり、右半分は、本発明による軸受のそれである。
【図２】  ある数の、ＩＳＯシリーズの従来の参照番号の軸受と本発明による参照番号の軸受について、軌道の底部と外輪の外径との間で求めた外輪の厚さと、各シリーズの軸受で確定している玉の直径との間の比の値を縦軸に取り、横軸に、軸受の増大する内径の大きさ、すなわち、ＩＳＯ軸受のレンジ内で特徴をなしている標準化された内径値ｄに対応する各点を取って、作成したグラフである。
【図３】  図２のグラフと同様なグラフであり、縦軸に、軌道の底部と外輪の外径との間で求めた外輪の厚さと、軌道の底部と内輪の内径穴との間で求めた内輪の厚さとの間の比の値を取り、横軸に、増大する内径の大きさを取って、作成したグラフである。
【図４】    図２のグラフと同様なグラフであり、縦軸に、軌道の底部と外輪の外径との間で求めた外輪の厚さと、軸受の外径との間の比の値を取り、横軸に、増大する内径の大きさを取って、作成したグラフである。
【図５】    図２のグラフと同様なグラフであり、縦軸に、リングの幅と玉の直径との間の比の値を取り、横軸に、増大する内径の大きさを取って、作成したグラフである。
【図６】  図２のグラフと同様なグラフであり、縦軸に、リングの幅と、軌道の底部と外輪の外径との間で求めた外輪の厚さとの間の比の値を取り、横軸に、増大する内径の大きさを取って、作成したグラフである。
【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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