(57)【要約】【課題】内輪と外輪との間の環状空間において、グリースの偏りを抑制することが可能となる転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受は、外輪２と、内輪３と、外輪２と内輪３との間の環状空間７に設けられている複数の玉４と、複数の玉４を周方向に沿って間隔をあけて保持する環状の保持器５と、環状空間７の軸方向両側に設けられグリースの外部への漏洩を抑制するシール６とを備えている。保持器５は、円環部１１，１２と、円環部１１，１２から軸方向に延在している複数の柱部１３とを有している。そして、内輪３の軸方向一方側の外径が軸方向他方側の外径よりも小さくなっている。柱部１３の径方向内側面１４は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する内側傾斜面１５を有している。【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、前記外輪と前記内輪との間の環状空間に設けられている複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に沿って間隔をあけて保持する環状の保持器と、前記環状空間の軸方向両側に設けられ当該環状空間に存在するグリースの外部への漏洩を抑制する遮蔽部と、を備え、
前記保持器は、前記転動体の軸方向一方側と軸方向他方側との内の少なくとも一方に設けられている円環部と、当該円環部から軸方向に延在している複数の柱部と、を有し、
前記内輪の軸方向一方側の外径が軸方向他方側の外径よりも小さい転がり軸受であって、
前記柱部の径方向内側面は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する内側傾斜面を有していることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記柱部の径方向外側面は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する外側傾斜面を有している請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
使用開始前の状態で、グリースが、軸方向他方側よりも軸方向一方側に多く設けられている請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械装置の回転軸を支持する軸受として転がり軸受が知られている。近年、機械装置の回転軸は、加工効率および運転効率を向上させるために高速で回転することが多い。このため、転がり軸受には、高速回転時に焼き付きが発生しないなどの高い信頼性が要求される。そこで、高い潤滑性能を有するグリース潤滑を採用する転がり軸受が増えつつある。このグリース潤滑では、軸受内部に予めグリースが充填される。
【０００３】
ところで、軸受内部に充填されたグリースは、軸受の運転時に潤滑を要する個所に随時供給される必要がある。そこで、軸受内部におけるグリースの流動性を向上させるために種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の転がり軸受は、アンギュラ玉軸受であり、図４に示すように、内輪９１がアンギュラ形状である。すなわち、軸方向一方側（図４において左側）の外径が、軸方向他方側（図４において右側）の外径と異なっており、具体的には、軸方向一方側の部分９２の外径が、軸方向他方側の部分９３の外径よりも小さくなっている。そして、両部分９２，９３をつなぐ円弧面が内輪軌道溝９４となっている。
【０００５】
また、このアンギュラ玉軸受９０では、外輪９５が深溝形状であり、軸方向一方側の内径と、軸方向他方側の内径とが同じである。そして、外輪９５の内周には、外輪軌道溝９８につながるグリース貯留溝９９ａ，９９ｂが形成されている。グリース貯留溝９９ａ，９９ｂは、外輪軌道溝９８を挟んだ両側に形成されている。そして、図４において右側のグリース貯留溝９９ｂに、外輪軌道溝９８に向かうにしたがって径方向外側へ傾斜するグリース案内面９７が形成されている。
【０００６】
このアンギュラ玉軸受９０によれば、運転時にグリース貯留溝９９ｂに溜まるグリースは、玉８９の転動に伴う保持器８８の回転により生じる風圧でグリース案内面９７に押し付けられ、押し付けられたグリースは、傾斜するグリース案内面９７に沿って外輪軌道溝９８に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１６４１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、内輪９１が前記のとおりアンギュラ形状を有していることから、内輪９１が回転すると、図４の矢印に示すように、グリースが軸方向一方側（図４において左側）から他方側（図４において右側）へと移動する作用が生じ（ポンプ作用）、グリースが軸方向他方側に集まり、内輪９１と外輪９５との間の環状空間において、グリースの偏りが発生するという問題がある。図４において右側に偏ったグリースは、その場で滞留したり、場合によっては、非接触シール８７の先端のラビリンスから外部に漏れたりする。グリースの滞留や漏れがあるとアンギュラ玉軸受９０において潤滑不良が生じ、焼き付き、昇温、摩耗といった不具合が発生する。
【０００９】
そこで、本発明は、内輪と外輪との間の環状空間において、グリースの偏りを抑制することが可能となる転がり軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間の環状空間に設けられている複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に沿って間隔をあけて保持する環状の保持器と、前記環状空間の軸方向両側に設けられ当該環状空間に存在するグリースの外部への漏洩を抑制する遮蔽部とを備え、前記保持器は、前記転動体の軸方向一方側と軸方向他方側との内の少なくとも一方に設けられている円環部と、当該円環部から軸方向に延在している複数の柱部とを有し、前記内輪の軸方向一方側の外径が軸方向他方側の外径よりも小さい転がり軸受であって、前記柱部の径方向内側面は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する内側傾斜面を有している。
【００１１】
本発明によれば、転がり軸受が回転することで、内輪の形状に起因して、外輪と内輪との間の環状空間のグリースが内輪の外周面に沿って軸方向一方側から他方側へ移動しても、保持器が回転することで、軸方向他方側のグリースを、柱部の内側傾斜面に沿って軸方向一方側へ移動させることが可能となる。これにより、前記環状空間において、グリースの偏りを抑制することができる。
【００１２】
また、前記柱部の径方向外側面は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する外側傾斜面を有しているのが好ましい。
この場合、環状空間において軸方向他方側に存在し、柱部の径方向外側面に付着しているグリースを、柱部の外側傾斜面に沿って軸方向一方側へ移動させることが可能となる。これにより、グリースの偏りを抑制する機能がより強まる。
【００１３】
また、使用開始前の状態で、グリースが、軸方向他方側よりも軸方向一方側に多く設けられているのが好ましい。
この場合、環状空間のグリースが内輪の外周面に沿って軸方向一方側から他方側へ移動しても、軸方向一方側と他方側とでグリース量のバランスを保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の転がり軸受によれば、内輪と外輪との間の環状空間においてグリースの偏りを抑制し、環状空間のグリースが遮蔽部を通じて外部へ漏れるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す部分断面説明図である。
【図２】本発明の転がり軸受の他の形態を示す部分断面説明図である。
【図３】本発明の転がり軸受の他の形態を示す部分断面説明図である。
【図４】従来のアンギュラ玉軸受の一例の部分断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の転がり軸受の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の転がり軸受の実施の一形態を示す部分断面説明図である。この転がり軸受は、アンギュラ玉軸受１であり、外輪２と、内輪３と、複数の玉（転動体）４と、環状の保持器５と、シール（遮蔽部）６とを備えている。このアンギュラ玉軸受１では、外輪２と内輪３との間に形成される環状空間７にグリースが充填されている。つまり、このアンギュラ玉軸受１では、グリース潤滑が採用されており、潤滑性能を確保している。
【００１７】
外輪２の内周面には、玉４が転動する外輪軌道溝２０が形成されている。また、外輪２は、外輪軌道溝２０を挟んで軸方向両側に第１肩部２１及び第２肩部２２を有している。本実施形態では、第１肩部２１の内径（肩径）と第２肩部２２の内径（肩径）とは同じである。また、第２肩部２２の内周側には、外輪軌道溝２０に繋がるグリース貯留部２３が形成されており、グリース貯留部２３は周方向に連続する凹溝からなる。外輪軌道溝２０は、玉４が所定の接触角で接触するように形成されている。なお、図示しないが、第１肩部２１の内径と第２肩部２２の内径とは異なっていてもよい。また、外輪２の内周面の軸方向両側部には、シール６を固定するための溝２４が形成されている。
【００１８】
内輪３の外周面には、玉４が転動する内輪軌道溝３０が形成されている。また、内輪３は、内輪軌道溝３０を挟んで軸方向両側に内輪小端部３１及び内輪大端部３２を有している。軸方向一方側にある内輪小端部３１の外径は、軸方向他方側にある内輪大端部３２の外径よりも小さい。内輪軌道溝３０は、玉４が所定の接触角で接触するように形成されており、内輪３はアンギュラ形状を有している。以上より、内輪３の外周面は、全体として軸方向一方側から他方側に向かって外径が（段階的に）大きくなる形状を有している。なお、図示しないが、内輪小端部３１の外周面は軸方向一方側から他方側に向かって拡径する形状であってもよく、内輪大端部３２の外周面は軸方向一方側から他方側に向かって拡径する形状であってもよい。また、内輪小端部３１の軸方向外側部には、シール溝３３が形成されており、内輪大端部３２の軸方向外側部には、シール溝３４が形成されている。
【００１９】
複数の玉４は、外輪２と内輪３との間の環状空間７に設けられており、アンギュラ玉軸受１が回転すると（本実施形態では内輪３が回転すると）、これら玉４は、保持器５によって保持された状態で、外輪軌道溝２０及び内輪軌道溝３０を転動する。
【００２０】
保持器５は、複数の玉４を周方向に沿って所定間隔（等間隔）をあけて保持することができ、このために、保持器５には、玉４を収容するためのポケット１０が周方向に沿って複数形成されている。本実施形態の保持器５は、玉４の軸方向一方側に設けられている第１円環部１１と、この第１円環部１１から軸方向他方側に延在している複数の柱部１３と、玉４の軸方向他方側に設けられている第２円環部１２とを有している。各柱部１３は、第１円環部１１と第２円環部１２とを連結している。そして、第１円環部１１と第２円環部１２との間であって、周方向で隣り合う一対の柱部１３，１３間が、ポケット１０となる。本実施形態の保持器５は樹脂製であるが、金属製であってもよい。
【００２１】
また、本実施形態の保持器５は、第１及び第２円環部１１，１２が外輪２（第１肩部２１及び第２肩部２２）の内周面に摺接することで、径方向についての位置決めがされる外輪案内の保持器である。保持器５は、軸方向に離れた二箇所で外輪２に摺接することで位置決めされることから、回転した際に（特に高速回転した際に）、安定した姿勢が維持される。
【００２２】
シール６は、環状の芯金４１と、この芯金４１に固定されているシール本体４２とを備えている。シール６の径方向外側部が外輪２に形成されている溝２４に固定されている。一方、シール６の径方向内側部（シール本体４２の径方向内側部）と、内輪３のシール溝３３，３４との間にはわずかな隙間が設けられている。これにより、シール本体４２の径方向内側部と、シール溝３３，３４それぞれとの間にはラビリンスシール（非接触シール）が形成される。以上より、本実施形態では、シール６が、環状空間７の軸方向両側に設けられており、環状空間７に存在するグリースの外部への漏洩を抑制する。
【００２３】
保持器５の形状について、更に説明する。保持器５に含まれる各柱部１３の径方向内側面１４は、軸方向他方側（図１において右側）から軸方向一方側（図１において左側）に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）内側傾斜面１５を有している。本実施形態では、径方向内側面１４の全てが内側傾斜面１５となっており、また、内側傾斜面１５は、図１において右側から左側へ直線となる形状を有している。
【００２４】
更に、本実施形態では、第１円環部１１の内周面１１ａも、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）内側傾斜面１６を有しており、また、第２円環部１２の内周面１２ａも、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）内側傾斜面１７を有している。これにより、第１円環部１１の内径は、第２円環部１２の内径よりも大きくなっている。
【００２５】
第１円環部１１、柱部１３、及び第２円環部１２の内側傾斜面１６，１５，１７は、一つの仮想円すい面と一致するように構成されている。つまり、保持器５の径方向内側面（内周面）は、テーパー面に沿った形状を有している。この構成により、内輪小端部３１と第１円環部１１との間の隙間は、内輪大端部３２と第２円環部１２との間の隙間よりも大きくなる。
なお、本実施形態の保持器５では、径方向外側面（外周面）が、アンギュラ玉軸受１の中心線に平行な円筒面に沿った形状を有している。
【００２６】
以上の構成を有する保持器５を備えたアンギュラ玉軸受１によれば、内輪３が回転すると、内輪３のアンギュラ形状に起因して、外輪２と内輪３との間の環状空間７のグリースが内輪３の外周面に沿って軸方向一方側から他方側へ移動する作用（ポンプ作用）が生じる。また、玉４のスピンによっても、このようなグリースの移動が生じる。なお、内輪３が回転すると、玉４と共に保持器５も同方向に回転する。
そこで、保持器５が有する各柱部１３の径方向内側面１４は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する内側傾斜面１５を有していることから、前記のようにグリースが図１において右側に移動しても、保持器５が回転することで、軸方向他方側のグリースを、柱部１３の内側傾斜面１５に沿って軸方向一方側へ移動させることが可能となる。これは、保持器５が回転することで、この保持器５の径方向内側面（内周面）に付着しているグリースに遠心力が作用し、その力の内側傾斜面１５に沿う方向の分力により、グリースが内側傾斜面１５に沿って流れるためである。
【００２７】
また、本実施形態では、第２円環部１２の内周面１２ａも、柱部１３と同じ方向に傾斜する内側傾斜面１７を有していることから、軸方向他方側のグリースを、第２円環部１２の内側傾斜面１７及び柱部１３の内側傾斜面１５に沿って軸方向一方側へ移動させることが可能となる。特に、この第２円環部１２の内側傾斜面１７は、軸方向他方側のグリースを柱部１３の内側傾斜面１５へ導入させる機能を有することができ、効率よくグリースを軸方向一方側へ戻すことが可能となる。
【００２８】
更に、本実施形態では、第１円環部１１の内周面１１ａも、柱部１３と同じ方向に傾斜する内側傾斜面１６を有していることから、柱部１３の内側傾斜面１５に沿って軸方向一方側へ移動してきたグリースを、この内側傾斜面１６において受け取って、軸方向一方側において開放し、効率よくグリースを軸方向一方側へ戻すことが可能となる。このようにして、環状空間７においてグリースの循環が生じる。
以上より、外輪２と内輪３との間の環状空間７において、グリースの偏りを抑制し、環状空間７のグリースが軸方向他方側のシール６を通じて外部へ漏れるのを防ぐことができる。
【００２９】
〔第２実施形態〕
図２は、本発明の転がり軸受の他の形態を示す部分断面説明図である。この転がり軸受は、アンギュラ玉軸受１であり、図１に示すアンギュラ玉軸受１と比較すると、保持器５の形状が異なるのみであり、その他は同じである。
【００３０】
図２に示すアンギュラ玉軸受１が備えている保持器５は、図１に示すアンギュラ玉軸受１の保持器５と同様に、第１円環部１１、第２円環部１２、及び複数の柱部１３を有しており、これら円環部１１，１２の内周面１１ａ，１２ａ及び柱部１３の径方向内側面１４は、軸方向他方側（図２において右側）から軸方向一方側（図２において左側）に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）内側傾斜面１６，１５，１７を有している。
【００３１】
そして、図２に示す保持器５では、柱部１３の径方向外側面５４は、軸方向他方側（図２において右側）から軸方向一方側（図２において左側）に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）外側傾斜面５５を有している。本実施形態では、径方向外側面５４の全てが外側傾斜面５５となっており、外側傾斜面５５は、図２において右側から左側へ直線となる形状を有している。
【００３２】
更に、本実施形態では、第１円環部１１の外周面１１ｂも、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）外側傾斜面５６を有しており、第２円環部１２の外周面１２ｂも、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）外側傾斜面５７を有している。
そして、第１円環部１１、柱部１３、及び第２円環部１２の外側傾斜面５６，５５，５７は、一つの仮想円すい面と一致するように構成されている。つまり、保持器５の径方向外側面（外周面）は、テーパー面に沿った形状を有している。
【００３３】
以上の構成を有する保持器５を備えたアンギュラ玉軸受１によれば、グリースが内輪３の外周面に沿って軸方向一方側から他方側へ移動する作用（ポンプ作用）が生じても、保持器５の内周面側において、図１に示す形態と同様に、軸方向他方側のグリースを、柱部１３の内側傾斜面１５に沿って軸方向一方側へ移動させることが可能となる。
【００３４】
更に、保持器５の外周面側においても、柱部１３の径方向外側面５４に付着しているグリースを、柱部１３の外側傾斜面５５に沿って軸方向一方側へ移動させることが可能となる。なお、このような保持器５の外周面側の作用は、保持器５が回転することで、この保持器５の径方向外側面（外周面）に付着しているグリースに遠心力が作用し、その力の外側傾斜面５５に沿う方向の分力により、グリースが外側傾斜面５５に沿って流れるためである。これにより、外輪２と内輪３との間の環状空間７において、グリースが軸方向他方側に偏るのを抑制する機能を、より強めることができる。
【００３５】
また、図２に示す形態の場合、外輪２の第２肩部２２の内周面と、保持器５の第２円環部１２の外周面との間に形成される隙間δが（図１に示す形態と比べると）大きくなる。このため、軸方向一方側から軸方向他方側の第２肩部２２と内輪３との間の領域に移動してきたグリースは、隙間δを通過して、軸方向一方側（外輪軌道溝２０側）へ流れやすくなり、環状空間７におけるグリースの偏りの抑制に貢献することができる。
なお、この図２に示す形態では、保持器５は、第１円環部１１の一箇所において外輪２に摺接することで径方向について位置決めされる。
【００３６】
〔第３実施形態〕
図３は、本発明の転がり軸受の他の形態を示す部分断面説明図である。この転がり軸受は、アンギュラ玉軸受１であり、図１に示すアンギュラ玉軸受１と比較すると、保持器５の形状が異なるのみであり、その他は同じである。
図１及び図２に示す保持器５は、一対の円環部１１，１２が柱部１３で連結された構成を備える、いわゆる「かご型」であるのに対して、図３に示す保持器５は、単一の円環部１２と、この円環部１２から軸方向に延在している複数の柱部１３とを備えている、いわゆる「冠型」である。
【００３７】
そして、図３に示すアンギュラ玉軸受１では、柱部１３の径方向内側面１４は、軸方向他方側（図３において右側）から軸方向一方側（図３において左側）に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）内側傾斜面１５を有している。更に、本実施形態では、円環部１２の内周面１２ａは、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）内側傾斜面１７を有している。
【００３８】
また、図３に示す冠型の保持器５において、図２に示す形態と同様に、保持器５の径方向外側面（外周面）も傾斜面を有する構成であってもよい。つまり、柱部１３の径方向外側面５４、更には、円環部１２の外周面は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かうにしたがって径方向外側に位置する（径方向外側に拡大する）外側傾斜面を有していてもよい。
【００３９】
〔前記各形態について〕
以上のように、保持器５は、玉４の軸方向一方側と軸方向他方側との内の少なくとも一方に設けられている円環部と、この円環部から軸方向に延在している複数の柱部１３とを有していればよく、この柱部１３が、内側傾斜面１５を有していればよい。
【００４０】
また、前記各形態のアンギュラ玉軸受１において、使用開始前の状態では、グリースが、軸方向他方側（図３において右側）よりも軸方向一方側（図３において左側）の方に多く設けられている。これにより、環状空間７のグリースが内輪３の外周面に沿って軸方向一方側から他方側へ移動する量が、その反対に保持器５に沿って移動する量よりも多くても、軸方向一方側と他方側とでグリース量のバランスを保つことが可能となる。
【００４１】
そして、前記各形態のアンギュラ玉軸受１によれば、外輪２と内輪３との間の環状空間７においてグリースの偏りを抑制し、環状空間７のグリースが軸方向他方側のシール６を通じて外部へ漏れるのを防ぎ、アンギュラ玉軸受１における潤滑不良を防止することができる。この結果、アンギュラ玉軸受１の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記各実施形態では、外輪案内の保持器としているが、転動体案内の保持器とすることもできる。
また、前記各実施形態では、グリースの軸受外部への漏洩を阻害する遮蔽部として芯金４１と、これに固定されたシール本体４２とからなるシール６を用いているが、例えばハウジングなど軸受以外の部材の壁面により外輪２と内輪３との間の環状空間７の端部を閉止する場合も考えられ、この場合は、前記ハウジングの壁面が遮蔽部を構成する。
また、本発明の転がり軸受は、高速用途であってもよく、一般用途であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１：アンギュラ玉軸受      ２：外輪      ３：内輪
４：玉（転動体）      ５：保持器      ６：シール（遮蔽部）
７：環状空間      １１：第１円環部      １２：第２円環部
１３：柱部      １４：径方向内側面      １５：内側傾斜面
５４：径方向外側面      ５５：外側傾斜面
【図１】
2016109161.tif 000003
【図２】
2016109161.tif 000004
【図３】
2016109161.tif 000005
【図４】
2016109161.tif 000006