(57)【要約】【課題】潤滑剤漏れの抑制、及び長寿命化を実現可能な密封装置付転がり軸受を提供する。【解決手段】外輪１０の内周面は、外輪軌道面１２の軸方向両側に一対の外輪肩部１４を有する。内輪２０の外周面は、内輪軌道面２２の軸方向両側に一対の内輪肩部２４を有する。一対の外輪肩部１４のうち少なくとも一方又は一対の内輪肩部２４のうち少なくとも一方は、その少なくとも一部に、軸方向内側に向かうにしたがって径方向外側に延びる傾斜部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に、周方向に所定間隔で配設された複数の転動体と、
前記外輪及び前記内輪の軸方向両端を密封する密封装置と、
を備える転がり軸受であって、
前記外輪の内周面は、前記外輪軌道面の軸方向両側に一対の外輪肩部を有し、
前記内輪の外周面は、前記内輪軌道面の軸方向両側に一対の内輪肩部を有し、
一対の前記外輪肩部のうち少なくとも一方又は一対の前記内輪肩部のうち少なくとも一方は、その少なくとも一部に、軸方向内側に向かうにしたがって径方向外側に延びる傾斜部を有する、ことを特徴とする密封装置付転がり軸受。
【請求項２】
一対の前記外輪肩部及び一対の前記内輪肩部は、それぞれ前記傾斜部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の密封装置付転がり軸受。
【請求項３】
前記傾斜部はテーパ部であり、
前記テーパ部と軸方向とがなす劣角が０．５°以上８０°以下である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の密封装置付転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は密封装置付転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、家電機器や自動車等に用いられる産業機械モータ用軸受のように、回転運動する部位に使用される密封装置付転がり軸受においては、その内部にグリースや潤滑油等の潤滑材が封入される。これにより、転がり軸受の寿命やトルク、回転安定性等の性能を向上させている。
【０００３】
例えば、特許文献１の転がり軸受では、内側軌道輪又は外側軌道輪のうち回転する方の軌道輪に、超高分子量ポリオレフィンと潤滑グリースの混合物からなる固形潤滑組成物を内部に充填した金属環を取り付け、固形潤滑組成物から滲み出した潤滑油を回転に伴う遠心力によって転動体に向けて飛び出させるようにしている。このようにグリース潤滑を補強して、転がり軸受の潤滑寿命を向上させて、メンテナンスフリーの実現を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０４７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、近年、環境意識の高まりにより、転がり軸受には、潤滑剤の漏れ防止や長寿命化が要求されている。従来、モータ用の転がり軸受では、軸受内部からの潤滑剤漏れ対策として、シール内径を内輪外周面に接触させた密封接触シールを使用し、潤滑剤の漏れを抑制してきた。しかし、転がり軸受は時として厳しい環境下で使用される場合も多く、高温環境や激しい振動を受ける環境等で使用される事も珍しくない。こうした環境下においては、密封接触シールを使用している場合でも潤滑剤が漏れやすく、シール内径と内輪との接触力を更に強くする必要性があるが、当該接触力を強くすると軸受のトルクが上昇し、モータの使用電力が大きくなってしまうという問題があった．
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、潤滑剤漏れの抑制、及び長寿命化を実現可能な密封装置付転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に、周方向に所定間隔で配設された複数の転動体と、
前記外輪及び前記内輪の軸方向両端を密封する密封装置と、
を備える転がり軸受であって、
前記外輪の内周面は、前記外輪軌道面の軸方向両側に一対の外輪肩部を有し、
前記内輪の外周面は、前記内輪軌道面の軸方向両側に一対の内輪肩部を有し、
一対の前記外輪肩部のうち少なくとも一方又は一対の前記内輪肩部のうち少なくとも一方は、その少なくとも一部に、軸方向内側に向かうにしたがって径方向外側に延びる傾斜部を有する、ことを特徴とする密封装置付転がり軸受。
（２）  一対の前記外輪肩部及び一対の前記内輪肩部は、それぞれ前記傾斜部を有する、ことを特徴とする（１）に記載の密封装置付転がり軸受。
（３）  前記傾斜部はテーパ部であり、
前記テーパ部と軸方向とがなす劣角が０．５°以上８０°以下である、ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の密封装置付転がり軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一対の外輪肩部のうち少なくとも一方又は一対の内輪肩部のうち少なくとも一方は、その少なくとも一部に、軸方向内側に向かうにしたがって径方向外側に延びる傾斜部を有する。したがって、軸受回転時の遠心力により、潤滑剤を傾斜部に沿わせて軸方向内側（転動体側）に向かわせ、軸受外部への潤滑剤漏れが防止される。また、軸受回転時に潤滑剤が転動体に供給されるので、転がり軸受が長寿命化される。また、従来、潤滑剤漏れを嫌う部位に使用する軸受においては、潤滑剤封入量を少なくして潤滑剤漏れを抑制してきたが、本発明では潤滑剤が漏れにくので、潤滑剤封入量を増やすことができ、さらなる長寿命化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図２】実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図３】比較例に係る転がり軸受の断面図である。
【図４】試験機の概略図である。
【図５】シャフトの突出部の形状のモデルとされる内輪の断面図である。
【図６】実施例に係るシャフトのグリース塗付前の写真である。
【図７】実施例に係るシャフトのグリース塗付後の写真である。
【図８】実施例に係るシャフトの回転試験後の写真である。
【図９】比較例に係るシャフトのグリース塗付後の写真である。
【図１０】比較例に係るシャフトの回転試験後の写真である。
【図１１】シャフトのテーパ角を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受について、図面を用いて説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の転がり軸受１は、一対のシール部材（密封装置）３０を軸方向両側に有する密封装置付転がり軸受である。また、転がり軸受１は、内周面に外輪軌道面１２を有する外輪１０と、外周面に内輪軌道面２２を有する内輪２０と、外輪軌道面１２と内輪軌道面２２との間に、周方向に所定間隔で配設された複数の玉（転動体）３と、複数の玉３を転動自在に保持する保持器７と、を備える。図示の例では、内輪２０が回転軸５に外嵌されており、転がり軸受１は内輪回転で使用される。また、外輪１０、内輪２０、及び玉３の材料としては、一般的な熱処理や加工が施されたＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼鋼材）が挙げられる。
【００１２】
内輪２０の外周面は、内輪軌道面２２と、内輪軌道面２２の軸方向両側に形成された一対の内輪肩部２４と、一対の内輪肩部２４の軸方向両側に形成された平坦部２８と、を有する。内輪肩部２４は、全体として平坦部２８よりも径方向外側に突出している。また、内輪肩部２４は、平坦部２８と接続し、且つ軸方向内側（玉３側）に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ部２５と、テーパ部２５と内輪軌道面２２とを接続する平面部２６と、を有する。なお、本実施形態では一対の内輪肩部２４にテーパ部（傾斜部）２５が形成されるが、一対の内輪肩部２４のうち一方の内輪肩部２４のみにテーパ部２５を形成してもよい。また、平坦部２８は、後述するシール部材３０と径方向に僅かな隙間を介して対向している。
【００１３】
外輪１０の内周面は、外輪軌道面１２と、外輪軌道面１２の軸方向両側に形成された一対の外輪肩部１４と、一対の外輪肩部１４の軸方向両側に形成されたシール溝１８と、を有する。外輪肩部１４は、シール溝１８と接続する接続部１６と、接続部１６と外輪軌道面１２とを接続し、軸方向内側（玉３側）に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ部（傾斜部）１５と、を有する。なお、本実施形態では一対の外輪肩部１４にテーパ部１５が形成されるが、一対の外輪肩部１４のうち一方の外輪肩部１４のみにテーパ部１５を形成してもよい。
【００１４】
一対のシール溝１８には、それぞれシールド板等からなるシール部材３０がかしめ等で固定されている。シール部材３０は非接触型であり、その径方向内側端部が内輪２０の平坦部２８と僅かな隙間を介して対向する。シール部材３０は、軸受内部空間に封入されたグリースＧが外部に漏れることを防止すると共に、外部からの粉塵や水分等が軸受内部空間に浸入することを防止する。
【００１５】
このように、一対の外輪肩部１４及び一対の内輪肩部２４が、その少なくとも一部に、軸方向内側に向かうにしたがって径方向外側に延びるテーパ部１５，２５を有するので、図２に示すように、軸受回転時の遠心力により、グリース（潤滑剤）Ｇをテーパ部１５，２５に沿わせて軸方向内側（玉３側）に向かわせ、軸受外部への潤滑剤漏れが防止される。また、軸受回転時にグリースＧが玉３に供給されるので、転がり軸受が長寿命化される。また、従来は、グリース漏れを嫌う部位に使用する軸受においては、グリース封入量を少なくしてグリース漏れを抑制してきたが、本実施形態ではグリースＧが漏れにくいので、グリースＧの封入量を増やすことができ、さらなる長寿命化が実現できる。
【００１６】
ここで、外輪肩部１４のテーパ部１５と軸方向（回転軸５が延びる方向）とがなす劣角θ１、及び内輪肩部２４のテーパ部２５と軸方向とがなす劣角θ２は、０．５°以上８０°以下に設定することが好ましい。劣角とは、頂点と二辺を共有する角のうち、小さい方の角である。本実施形態では、一対の劣角θ１は互いに等しく設定され、一対の劣角θ２は互いに等しく設定されるが、これらは互いに異なっていても構わない。
【００１７】
劣角θ１、θ２が０．５°より小さい場合、すなわち、テーパ部１５、２５がテーパ形状とは言えず、ほとんど平面形状とみなせる形状である場合、グリースＧの流動性が悪化してしまう。ここで、グリースＧの流動性とは、回転時の遠心力によりグリースＧの挙動を軸方向内側（玉３側）に向かわせ、軸受外部へのグリース漏れを防止し、軸受回転時に玉３側へグリースＧが供給される状態となり軸受寿命を伸ばす性能を指す。
【００１８】
劣角θ１、θ２が８０°より小さい場合、外輪１０及び内輪２０の加工性が悪くなり、コストアップにつながる。ここで、加工性とは、軸受部品製作時の加工のしやすさの性能を指す。
【００１９】
本実施形態では、劣角θ１、θ２が０．５°以上８０°以下とされるので、グリースＧの流動性、及び外輪１０及び内輪２０の加工性を満足することができる。なお、劣角θ１、θ２を０．５°以上３０°以下に設定すれば、上記加工性がさらに向上する。
【００２０】
本実施形態では、一対の外輪肩部１４及び一対の内輪肩部２４にテーパ部１５，２５が形成される構成であったが、軸受回転時の遠心力によりグリース（潤滑剤）Ｇを軸方向内側に移動可能な傾斜部であればテーパ部１５，２５に限定されず、例えば軸方向内側に向かうにしたがって径方向外側に延びる曲面を形成してもよい。
【００２１】
一方、比較例として図３に示した転がり軸受１ａのように、外輪１０の外輪肩部１４ａにテーパ部が形成されず平面部１５ａが形成され、内輪２０の内輪肩部２４ａにテーパ部が形成されず平面とされた場合、グリースＧの流動性が悪化するので、シール部材３０と内輪２０との間からグリースＧが漏出してしまう。
【００２２】
（実施例）
図４に示すように、試験機４０を用いて、内輪外周面をモデルにした回転試験を行った。試験機４０は、標準鋼材にテーパ加工を施したシャフト４１と、シャフト４１を回転駆動するモータ４９と、を備える。シャフト４１は、軸方向に延びる円筒部４２と、円筒部４２よりも径方向外側に突出する突出部４３と、を有する。突出部４３の形状は、図５に示すような、テーパ部２５及び内輪軌道面２２を有する内輪２０をモデルとしている。
【００２３】
このような試験機４０において、シャフト４１のテーパ部にグリースＧを塗布して、回転試験を実施した。グリースＧは協同油脂社製マルテンプＳＲＬであり、グリース塗付量は１００ｍｇであり、雰囲気温度は６０°であり、シャフト回転数は２０００ｍｉｎ―１であった。
【００２４】
図６及び図７にはグリースＧ塗付前後のシャフト４１が示され、図８には試験後のシャフト４１が示されている。回転による遠心力により、グリースＧがテーパ部を伝い、Ａ部付近まで流動したことがわかる。
【００２５】
また、比較試験として、図９に示すように、テーパを施していない場合のシャフト４１にグリースＧを塗布して、上記条件と同条件で試験を行った。図１０に示すように試験後のシャフト４１において、グリースＧの流動が全く起きていないことが分かる。
【００２６】
さらに、シャフト４１のテーパ角α１、α２を表１に示すように変更し、グリースの流動性と加工性を試験した。ここで、テーパ角とは、図１１で示されるシャフト４１の一対のテーパ部と軸方向とがそれぞれなす劣角をいう。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
テーパ角α１、α２が０．５°以上８０°以下の場合には、グリースの流動性及び加工性が良好であった。また、テーパ角α１、α２が０．５°以上３０°以下の範囲では、加工性が非常に良好であった。テーパ角α１、α２がない比較例１では、グリースの流動が全く起こらなかった。テーパ角が８６°より大きい比較例２では、加工性が悪化した。
【００２９】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  転がり軸受
３  玉（転動体）
５  回転軸
１０  外輪
１２  外輪軌道面
１４  外輪肩部
１５  テーパ部（傾斜部）
１６  接続部
１８  シール溝
２０  内輪
２２  内輪軌道面
２４  内輪肩部
２５  テーパ部（傾斜部）
２６  平面部
２８  平坦部
３０  シール部材（密封装置）
４０  試験機
４１  シャフト
４２  円筒部
４３  突出部
４９  モータ
θ１、θ２  劣角
【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１１】
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【図１】
2016151322.tif 000009
【図６】
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【図７】
2016151322.tif 000011
【図８】
2016151322.tif 000012
【図９】
2016151322.tif 000013
【図１０】
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