(57)【要約】【課題】  低速揺動運動に用いられる固体潤滑方式の転がり軸受において、潤滑剤の供給能力を向上させることができる。【解決手段】  外周面２ａに軌道面４が形成された内輪２と、内周面３ａに軌道面５が形成された外輪３と、前記内輪２と外輪３の軌道面４，５との間に組み込まれる複数の転動体６と、前記内輪２及び外輪３の間に組み込まれた前記転動体６を収納する複数のポケット８ａ，８ｂを有する保持器７を備えた転がり軸受において、前記保持器７のポケット８ａ，８ｂは、円周方向長さＸが異なる複数サイズが設けられている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に軌道面が形成された内輪と、内周面に軌道面が形成された外輪と、前記内輪と外輪の軌道面との間に組み込まれる複数の転動体と、前記内輪及び外輪の間に組み込まれた前記転動体を収納する複数のポケットを有する保持器を備えた転がり軸受において、
前記保持器のポケットは、円周方向長さが異なる複数サイズが設けられていることを特徴とする、転がり軸受。
【請求項２】
前記複数サイズのポケットは、軸方向長さは均一に構成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】
前記複数サイズのポケットは、一部のポケットが、他のポケットと較べて、円周方向長さが短く、前記転動体とポケット面との間の隙間が小さく構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記ポケットは、同じサイズを有する前記ポケットが１つおきに設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の転がり軸受。
【請求項５】
同じサイズを有する前記ポケットは、円周方向に均等に配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の転がり軸受。
【請求項６】
前記転がり軸受は、揺動運動用の転がり軸受であって、
前記転動体の公転角をα、前記転動体の個数をＺとした場合、Ｚ・α／３６０を満足する最小の整数以上の個数のポケットが、円周方向長さが短く構成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固体潤滑方式の転がり軸受に関し、特に、低速揺動運動を行なう装置に好適に使用される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
内輪の外周面と外輪の内周面とにそれぞれ形成された軌道面の間に、玉やころなどの転動体を組み込み、各転動体相互の間の間隔を保つ保持器を備えた転がり軸受の潤滑方式は、軸受の用途や目的に応じて適宜好適なものが採用されている。例えば、宇宙空間など極低温真空環境での使用を目的とする場合には、固体潤滑方式が採用されることが多い。
【０００３】
固体潤滑方式の転がり軸受は、軸受構成部品の摩擦を生じる表面、例えば、内外輪の軌道面や転動体の表面等に、二硫化モリブデンなどの層状物質からなる固体潤滑被膜を形成し、これに加え、潤滑剤が付与された保持器から転動体を介して潤滑剤を軌道輪に供給する構成が採用されることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この固体潤滑方式の転がり軸受が、低速運動の用途に使用される場合には、保持器と転動体の接触圧力が小さくなるため、保持器から転動体を介しての内輪及び外輪への潤滑剤の供給量が低下する。このため、固体潤滑方式の転がり軸受としての潤滑性能が不十分になるおそれがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、特に低速揺動運動に用いられる固体潤滑方式の転がり軸受において、潤滑剤の供給能力を向上させることができる転がり軸受を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、この発明の転がり軸受においては、外周面に軌道面が形成された内輪と、内周面に軌道面が形成された外輪と、前記内輪と外輪の軌道面との間に組み込まれる複数の転動体と、前記内輪及び外輪の間に組み込まれた前記転動体を収納する複数のポケットを有する保持器を備えた転がり軸受において、
前記保持器のポケットは、円周方向長さが異なる複数サイズが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記複数サイズのポケットは、軸方向長さは均一に構成されていることができる。
【０００８】
上記構成において、前記複数サイズのポケットは、一部のポケットが、他のポケットと較べて、円周方向長さが短く、前記転動体とポケット面との間の隙間が小さく構成されていることができる。
【０００９】
また、前記ポケットは、同じサイズを有する前記ポケットが１つおきに設けられていることが好ましい。また、同じサイズを有する前記ポケットが円周方向に均等に配置されていることが好ましい。これらの構成を採用することにより、偏りなく潤滑剤の供給が可能となる。
【００１０】
また、前記転がり軸受は、揺動運動用の転がり軸受であって、
前記転動体の公転角をα、前記転動体の個数をＺとした場合、Ｚ・α／３６０を満足する最小の整数以上の個数のポケットが、円周方向長さが短く構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、転動体が保持器ポケット面と接触し進行方向に押すことで保持器の自転が推進される形式の玉軸受において、円周方向長さが異なる複数サイズのポケットを備えることで、ポケットの円周方向の径と転動体の径の差で形成されるすきま（以下「ポケット円周方向すきま」という。）を、一部のポケットとその他のポケットで差が生じることになる。このため、ポケット円周方向すきまの小さいポケットに位置する転動体だけで保持器の自転を推進させる。これにより、保持器ポケット面を同時に押す転動体の数が減り、保持器自転推進に必要な力の分散が小さくなる結果、各転動体と保持器ポケット間接触点での接触圧力を上げる効果が得られる。
【００１２】
これにより、保持器から転動体への固体潤滑剤の移着性が向上し、潤滑剤の供給性能を向上させることができる。特に低速揺動運動を行なう用途の転がり軸受において、潤滑剤の供給性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受の断面図である。
【図２】図１の転がり軸受に用いられる保持器の構成を示す斜視図である。
【図３】図１の転がり軸受の保持器の外周面の拡大図である。
【図４】図１の転がり軸受の部分拡大側面図である。
【図５】図１の転がり軸受の潤滑剤の供給原理を模式的に説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
以下、この発明の第１実施形態に係る転がり軸受を添付図面に基づいて説明する。本実施形態にかかる転がり軸受は、低速揺動運動での使用に適用した転がり軸受であり、一般産業機械などに広く使用可能である。
【００１６】
この転がり軸受１は、図１に示すように、外周面２ａに軌道４を有する内輪２と、内周面３ａに軌道５を有する外輪３と、内輪２の軌道４と外輪３の軌道５の間に介在された複数の転動体である玉６と、この複数の玉６を周方向に間隔をおいて保持する保持器７とを備えるラジアル深溝玉軸受である。
【００１７】
内輪２、外輪３、及び玉６は、通常の軸受材料を使用することができ、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼を用いることができる。なお、玉６としては、セラミックスボールであってもよい。セラミックスを使用する場合、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳＩＣ）、アルミナ（ＡＩ2Ｏ3）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、サイアロン等が挙げられる。
【００１８】
保持器７は、金属又は合成樹脂で構成され、図２及び図３に示すように、玉６が１つずつ収容される複数のポケット８を有し、図示例では２０個のポケット８が円周方向に間隔を置いて配設される。ポケット８間の間隔は、隣り合うポケット８（８ａ，８ｂ）間の間隔、具体的には、ポケットの中心間距離Ｐは、いずれも均等である。
【００１９】
玉６は、各ポケット８のポケット面９で接触支持されて、ポケット８内に収納される。本実施形態の転がり軸受１は、内輪２及び外輪３が相対的に回転することにより、玉６が自転し、これにより玉６が保持器７のポケット面９と接触して進行方向に押すことにより保持器７の自転が推進される。本実施形態にかかる転がり軸受１に使用される保持器７は、径方向の位置が外輪３の内周面３ａによって案内される外輪案内方式の保持器となっている。
【００２０】
図示を省略しているが、この転がり軸受１の潤滑は、固体潤滑方式であり、保持器７のポケット面８ａに固体潤滑剤又はこれを含んだ複合体による固体潤滑層が設けられる。固体潤滑剤としては、グラファイト、二硫化タングステン又は二硫化モリブデンが使用される。また、保持器には、図示しない潤滑剤供給機構から適量の潤滑剤が供給され、運転時において、ポケット面８ａに接触する玉６を介して内輪２及び外輪３の軌道面４，５に供給される。
【００２１】
保持器７に設けられたポケットは、図２及び図３に示すように、円周方向の寸法が異なる２種類が設けられている。一方の第１のポケット８ａは外周面側から見てほぼ円形に構成され、他方の第２のポケット８ｂは外周面側から見て円周方向に長い長円形に構成されている。第１のポケット８ａと第２のポケット８ｂの軸方向寸法は同一であり、第２のポケット８ｂは、第１のポケット８ａにくらべて円周方向に長く構成されている。
【００２２】
第２のポケット８ｂは、図３に示すように、円周方向長さＸは、軸方向長さＹよりも長く構成されている。軸方向長さＹに対する円周方向長さＸの比は、概ね１．１〜２倍程度にすることが好ましい。
【００２３】
第１のポケット８ａと第２のポケット８ｂに収納される玉６の大きさは共通であるため、第２のポケット８ｂは、ポケットの円周方向の径と転動体の径の差で形成されるポケット円周方向隙間１０が第１のポケット８ａよりも大きくなる。
【００２４】
第１のポケット８ａと第２のポケット８ｂとの個数の配置は、後述するように軸受の用途に応じて適宜設定すればよく、一例としては、転がり軸受１の揺動角度、すなわち、玉６の公転角度に応じて決定すればよい。
【００２５】
本実施形態では、第１のポケット８ａと第２のポケット８ｂは、１つおきに交互に円周方向に均等配置されており、それぞれ１０個ずつ設けられている。なお、第１のポケット８ａと第２のポケット８ｂの配列は、必ずしも１つおきである必要はないが、保持器比重の非均衡を防ぐため、同種のポケット８が円周方向に均等配置されていることが好ましい。
【００２６】
図５に、本実施形態の転がり軸受の潤滑剤の供給原理を模式的に説明する断面図を示す。上記のように、本実施形態にかかる転がり軸受１に使用されている玉６は、すべて同じサイズであるが、以下、説明の便宜のために、第１のポケット８ａに収納されている玉を符号６ａで表し、第２のポケット８ｂに収納されている玉を符号６ｂで表して図面上区別する。
【００２７】
図５に示すように、内輪２が矢印９０で示す方向に回転すると、内輪２及び外輪３の軌道面４、５に沿って玉６が矢印９１に示す方向に回転し、ポケット８ａ，８ｂ内を移動する。
【００２８】
上記の通り、本実施形態にかかる転がり軸受１の保持器７は、ポケット円周方向すきまが第１のポケット８ａと第２のポケット８ｂとで差をつけて設定されているため、ポケット円周方向すきまの小さい第１のポケット８ａに収納された玉６ａがポケット面９に当接して、第１のポケット８ａに位置する転動体６ａが保持器７の自転を推進させる。
【００２９】
よって、保持器７のポケット面９を同時に押す玉６の数が減るため、保持器７の自転推進に必要な力の分散が小さくなり、玉６と保持器７のポケット面９との接触点での接触圧力が上がることになる。これにより、保持器７から玉６への固体潤滑剤の移着性が向上し、潤滑剤の供給性能を向上させることができる。特に低速揺動運動を行なう用途の転がり軸受において、潤滑剤の供給性能を向上させることができる。
【００３０】
上記のように、ポケット円周方向すきま１０が小さい第１のポケット８ａを円周方向等配に設けて保持器７の自転を推進する玉６を少なくする場合、当該第１のポケット８ａを設ける個数は玉６の公転角度に応じて決定すればよく、例えば次のようにして決定することができる。
【００３１】
転動体の公転角をα、前記転動体の個数をＺとした場合、Ｚ・α／３６０で求められた値以上の整数の個数以上の第１のポケット８ａを設けることで、軌道面４，５全体に潤滑剤を供給することができる。
【００３２】
上記の通り、保持器７には、ポケット円周方向すきまが異なる複数種類のポケットが設けられているため、ポケット円周方向すきまの小さい第１のポケット８ａに収納された玉６ａがポケット面９に当接して、第１のポケット８ａに位置する転動体６ａが保持器７の自転を推進させることになる。よって、保持器７のポケット面９を同時に押す玉６の数が減り、玉６とポケット面９との接触圧力が上がり、保持器から玉への固体潤滑剤の移着性が向上する。
【００３３】
なお、以上の実施形態は、玉軸受について述べたが、本発明は、玉軸受に限定されるものではなく、例えば、アンギュラ玉軸受、４点接触玉軸受、自動調心玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受など、種々の転がり軸受に適用可能である。
【００３４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１        ：転がり軸受
２        ：内輪
２ａ      ：内輪外周面
３        ：外輪
３ａ      ：外輪内周面
４        ：内輪軌道
５        ：外輪軌道
６        ：玉
７        ：保持器
８        ：ポケット
８ａ      ：第１のポケット
８ｂ      ：第２のポケット
９        ：ポケット面
１０      ：ポケット円周方向隙間
【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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