(57)【要約】【課題】回転側の軌道輪が高速で回転しても、グリース漏れを抑えることが可能な転がり軸受を提供する。【解決手段】外周面に内輪軌道面が設けられた内輪と、内周面に外輪軌道面が設けられた外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、該複数個の転動体を周方向にほぼ等間隔に配置するための保持器と、前記内輪及び外輪の軸方向両端部間に一対のシールとを備えた転がり軸受において、前記一対のシールの少なくとも一方は、前記保持器の外径側において該保持器側に突出している突起部を有する。【選択図】図１
2017115902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道面が設けられた内輪と、内周面に外輪軌道面が設けられた外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、該複数個の転動体を周方向にほぼ等間隔に配置するための保持器と、前記内輪及び外輪の軸方向両端部間に一対のシールとを備えた転がり軸受において、
前記一対のシールの少なくとも一方は、前記保持器の外径側において該保持器側に突出している突起部を有することを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、例えば電気掃除機のクリーナモータなどの回転するモータ軸を支持する軸受に使用される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機は、紙パック式とサイクロン式とがよく知られているが、コンパクトながら吸引力を向上させるために、モータの高速回転化が図られている。特にサイクロン式では、吸入した、ゴミの混じった汚れた空気をサイクロン本体の内壁にぶつけてごみを分離するようにしているので、ゴミに遠心力を働かせるために、大きな吸引力により渦巻状の気流を発生させる必要がある。このためにますますのモータの高速回転化が求められている。例えば、特許文献１には、モータは４００００ｒｐｍを超える高速回転が可能と記述されている（公報３ページ[０００７]欄）。
【０００３】
図４は、一例として特許文献１に記載されたクリーナモータ１００を示すものである。クリーナモータ１００は、空気吸込口１０２及び空気排気口１０４を有するケーシング１０６ａ、１０６ｂ内に設けられたモータ１３０と、モータ１３０の回転軸１０８に取り付けられたファン１１０と、回転軸１０８を回転自在に支持する複数の軸受１１２とを備えている。図示されていないが、図中右方の上流側に紙パック又はサイクロンが配置され、これらを通過した空気がクリーナモータ１００によって空気吸込口１０２から吸引され、図中左方の空気排気口１０４から排出されるようになっている。
【０００４】
モータ１３０は、回転軸１０８に固定された円筒状のロータ１１４と、ロータ１１４に対向して配置されたステータ１１６と、ロータ１１４に隣接して回転軸１０８に装着されたコミュテータ(整流子)１１８と、コミュテータ１１８に接触するブラシ１２０とを備えている。この場合、例えばステータ(図示しないコイル)１１６に電流を流して当該ステータ１１６とロータ１１４との間に磁気的な相互作用を発生させることで、回転軸１０８を所定方向に所定速度で回転させることができる。なお、回転軸１０８の回転に伴ってコミュテータ１１８がブラシ１２０に接触しながら回転することで、ステータ(コイル)１１６に流れる電流の方向を切り換える転流制御が行われる。
【０００５】
このように回転軸１０８が回転すると、当該回転軸１０８に取り付けられたファン１１０が回転することにより、空気吸込口１０２からファンケーシング１０６ａ内に空気が吸い込まれる。そして更に、ファン１１０を回転させ続けることにより、ファンケーシング１０６ａ内の空気は、エアガイド１２２を経由してモータケーシング１０６ｂ内を流通した後、空気排気口１０４から排出される。
【０００６】
かかる用途におけるモータ回転軸支持用の軸受は、軸受空間（外輪と内輪とで区画されるリング状空間の容積から転動体と保持器（場合によっては更にシール）の容積を差し引いた容積）内にグリースを封入するグリース潤滑が採用されているのが一般的である。しかしながら、上述したように、数万ｒｐｍ以上で回転軸が回転すると、当該回転軸と一体の内輪も高速回転することとなり、軸受空間内に封入されているグリースが、シール外に押し出されてしまうグリース漏れを生じる虞がある。
【０００７】
図５は、軸受回転時のグリースの挙動を説明したものである。転がり軸受２０１は、回転軸に一体回転可能に取付けられた回転側の軌道輪である内輪２０３と、ハウジング側に取付けられた固定側の軌道輪である外輪２０５と、これら内外輪２０３、２０５間に配置された転動体２０７と、この転動体２０７を周方向でほぼ等間隔に配列するための保持器２０９と、内外輪２０３、２０５の軸方向両端部間に設けられたシール２１１、２１１とを有している。保持器２０９は、内輪２０３が高速で回転・停止が可能なように且つ遠心力に耐えられるように、樹脂製のもみ抜き保持器とされている。
【０００８】
内輪２０３が高速で回転すると、これと接触している転動体２０７も自転しながら内輪２０３の周りを高速で公転し、転動体２０７を保持している保持器２０９も内輪２０３の周りを高速で回転する。内輪２０３の回転による遠心力により、保持器２０９の内輪２０３側にあったグリースＧは、転動体２０７と保持器ポケット２０９ｃとの間の隙間を通り抜けて、外輪内周面に移動する。このような移動が継続すると、最初に移動したグリースＧは、後から移動してくるグリースＧに押し出される形で、一部は転動体表面側に移動し一部は外輪内周面をシール２１１側に移動する。更にこのようなグリースＧの移動が継続すると、グリースＧはシール２１１内面に沿って、外輪２０５側から内輪２０３側へと移動する（外輪２０５は固定されているので、外輪２０５、シール２１１には遠心力は働かない）。
【０００９】
ところで、図中右方のシール２１１は大径側である一端部２１１ｄで外輪２０５に形成された外輪シール溝２０５ｄに固定され、小径側である他端部２１１ｅは、内輪２０３と非接触でラビリンスを形成するようになっている。これは、シール他端部２１１ｅが内輪２０３と接触することで摩擦力が発生し、起動トルクが大きくなったり、内輪２０３が高速回転することで、内輪２０３と接触しているシール２１１が損傷するのを防ぐためである。
【００１０】
しかし、ラビリンスが形成されていることで、上述した、内輪２０３側に移動したグリースＧは、その一部がラビリンス空間２１３を通って、軸受外へと漏れ出てしまう虞がある。軸受空間内のグリース量が減少すると、軸受内の潤滑に影響が出てくる虞があり、特に内輪２０３が高速回転になるほど、遠心力の大きさが大きくなるので、グリース漏れを防止するための対応が重要となってくる。図中左方のシール２１１についても、小径側である他端部２１１ｅは、内輪２０３と非接触であるため、事情は同じである。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−８３８５２号公報
【特許文献２】特開２００７−４６７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような問題点を解決し、回転側の軌道輪が高速で回転しても、グリース漏れを抑えることが可能な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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る転がり軸受は、以下のように構成される。
外周面に内輪軌道面が設けられた内輪と、内周面に外輪軌道面が設けられた外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、該複数個の転動体を周方向にほぼ等間隔に配置するための保持器と、前記内輪及び外輪の軸方向両端部間に一対のシールとを備えた転がり軸受において、
前記一対のシールの少なくとも一方は、前記保持器の外径側において該保持器側に突出している突起部を有する転がり軸受。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る転がり軸受によれば、シールが、保持器の外径側において該保持器側に突出している突起部を有していることにより、外輪側に押し出されたグリースが該突起部により保持器側に案内されることで、内輪側への移動を抑制され、内輪側からのグリース漏れを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る転がり軸受の第２実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る転がり軸受の第３実施形態を示す断面図である。
【図４】クリーナモータの一例を示す説明図である。
【図５】転がり軸受内のグリースの挙動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る転がり軸受の第１実施形態を示す断面図である。図１に示すように、転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受１は、外周面に内輪軌道面３ａが設けられた回転側の内輪３と、内周面に外輪軌道面５ａが設けられた固定側の外輪５と、前記内輪軌道面３ａと前記外輪軌道面５ａとの間に転動自在に設けられた複数個の転動体７と、該複数個の転動体７を周方向にほぼ等間隔に配置するための保持器９と、前記内輪３及び外輪５の軸方向（図中左右方向）両端部間に設けられた一対のシール１１、１１とを備えている。
【００１８】
内輪３の外周面には、転動体としての玉７の軌道面である内輪軌道面３ａが形成され、この内輪軌道面３ａの図中右方側には肩部３ｂが、反対側（図中左方側）にはカウンターボア３ｃがそれぞれ形成されている。また、肩部３ｂの外側には、内輪シール溝３ｄが形成されている。この内輪３は、不図示の回転軸に取付けられ、回転側の軌道輪として機能する。
【００１９】
外輪５の内周面には、玉７の軌道面である外輪軌道面５ａと、この外輪軌道面５ａの図中右方側にカウンターボア５ｂ及び外輪シール溝５ｄが、反対側には肩部５ｃ及び外輪シール溝５ｄが形成されている。この外輪５は、不図示のハウジング等に取付けられ、固定側の軌道輪として機能する。
【００２０】
保持器９は、頻繁に生じる高速回転・停止に対応できるように、重量を軽減した合成樹脂製のもみ抜き保持器とされている。即ち、軸方向両側の環状部９ａ、９ａと、これら環状部９ａ、９ａを連結する複数の柱部９ｂとを有し、これら環状部９ａ、９ａと隣接する柱部９ｂとで玉７を転動自在に保持する複数のポケット９ｃを構成する。これらポケット９ｃは、径方向外側から見たときに円形をしている。保持器９の外周面９ｄと側面９ｅとの間及び内周面９ｆと側面９ｅとの間には、外径側面取部９ｇ及び内径側面取部９ｈがそれぞれ形成されている。
【００２１】
保持器９の合成樹脂材料としては、ポリアミド６６やポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等を母材として使用することができる。更に、１０〜３０重量％の炭素繊維やアラミド繊維、或いは、１０〜４０重量％のガラス繊維を添加して強度を向上させることが好ましい。また、高速回転で使用するためには、炭素繊維やアラミド繊維がより好ましいが、使用条件に応じてガラス繊維を選択することもできる。
【００２２】
一対のシール１１、１１が、内輪３及び外輪５の軸方向（図中左右方向）両端部間に設けられている。各シール１１は、金属製の芯金１１ａがゴム等の弾性体１１ｂによって覆われて環状に形成され、大径側の一端部１１ｄが上記外輪シール溝５ｄに嵌合することで、外輪５に固定されている。また、図中右方のシール１１の小径側の他端部１１ｅは、内輪シール溝３ｄとの間でラビリンスを形成し、図中左方のシール１１の小径側の他端部１１ｅは、内輪３とわずかな隙間をもって非接触とされている。かかるシール１１、１１により、軸受空間内に封入されたグリースＧの流出が防止されるようになっている。なお、内輪軌道面３ａの図中左方側にも肩部およびシール溝が形成され、シール小径側の端部との間でラビリンスを形成していてもよい。
【００２３】
各シール１１には、保持器９の外径側において、この保持器９側に突出している突起部１１ｃが周方向に延びて円環状（必ずしも円環状である必要はなく、周方向の一部が切り欠かれていてもよい）に形成されている。この突起部１１ｃの先端は、外径側面取部９ｇと対向するように突出しており、軸方向において突起部１１ｃの一部が外径側面取部９ｇとオーバーラップしている。なお、保持器９の外径側とは、保持器９の厚さ方向の中央の径を基準として、この中央の径よりも径が大きい側を意味し、空間的に保持器の外側だけでなく、本実施形態のように、径方向で保持器とオーバーラップする場合も含まれる。
【００２４】
アンギュラ玉軸受１は、接触角αを有しており、不図示の回転軸から作用するラジアル荷重及びスラスト荷重を支持することができるようになっている。
【００２５】
次に作動について説明する。
【００２６】
本実施形態の転がり軸受１は、内輪３が、例えばクリーナモータの回転軸（不図示）に取付けられ、外輪５がハウジング(不図示)に取付けられて使用される。この転がり軸受は、内部にグリースＧを封入した後、グリースＧが玉７とポケット９ｃとのすべり接触部や、玉７と内外輪３、５の軌道面３ａ、５ａとの転がり接触部等、潤滑を要する部分に行き渡るように、使用開始時に、所謂ならし運転が行なわれる。これにより、封入されたグリースＧは、軸受空間内に分散して付着する。
【００２７】
回転軸とともに内輪３が回転すると、玉７は内輪軌道面３ａと外輪軌道面５ａとの間を転動する。このとき、軸受空間内に封入され内輪外周面上にあったグリースＧは、従来技術で説明した如く、内輪回転による遠心力で、ポケット隙間→外輪内周面（カウンターボア）→シール１１へと押し出されて移動する。
【００２８】
しかし、本実施形態では、シール１１に保持器９側に突出している突起部１１ｃが形成されているため、シール１１まで押し出されたグリースＧは、突起部１１ｃ→保持器９へと案内される。このように案内されたグリースＧは、遠心力や玉７表面に付着して再び外輪内周面へと移動し、更にシール１１へと押し出され、突起部１１ｃ→保持器９→玉７→外輪内周面→シール１１→突起部１１ｃのルートを循環する。従って、内輪３側へ押し出されるグリースＧの量を抑制することができ、シール内輪側からのグリース漏れを抑えることができる。
【００２９】
なお、図１に示す例では、シール１１は玉７の右方側、左方側とも同じ形状（線対称）となっているが、これらは必ずしも同一形状である必要はない。突起部１１ｃは、外輪内周面と保持器との間に空間が形成されている玉７の図中右側である内輪にシール溝が形成された側のみに形成されていてもよい（左側のシールについては、例えば図２、３の左側のシール１２参照）。
【００３０】
（第２実施形態）
図２は本発明に係る転がり軸受の第２実施形態を示す断面図である。なお以下の説明においては、前述した第１実施形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。本実施形態では、第１実施形態に対し、シール３１の突起部３１ｃの設けられる位置がより外径側になっている点が異なっている。またこれに伴なって、突起部３１ｃの先端は、保持器２９の外径側面取部２９ｇを越えて、保持器外周面２９ｄの外側まで延びている。
【００３１】
かかる構成により、シール３１まで押し出されてきたグリースＧは、突起部３１ｃから確実に保持器２９側に案内されることとなり、軸受内輪側でのグリース漏れをより抑えることが可能となる。
【００３２】
（第３実施形態）
図３は本発明に係る転がり軸受の第３実施形態を示す断面図である。本実施形態では、上記第２実施形態に対し、保持器４９の外周面４９ｄに面取部に代えてテーパ部４９ｇが設けられている点が異なっている。また、突起部５１ｃの先端５１ｄは、このテーパ部４９ｇの外側まで延びている。
【００３３】
かかる構成により、シール５１まで押し出されてきたグリースＧは、突起部５１ｃから確実に保持器４９側に案内される。また保持器４９のテーパ部４９ｇに押し出されたグリースＧは、保持器４９に働く遠心力により、玉７側へと確実に案内される。従って、軸受内輪側でのグリース漏れをより抑えることが可能となるとともに、グリースの循環がより円滑になる。
【００３４】
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、変形、改良、等が可能である。例えば、本発明の転がり軸受は、クリーナモータ用軸受だけでなく、高速回転する回転軸を支持する各種装置に適用することができ、同様の効果を奏する。又、転がり軸受としてはアンギュラ玉軸受に代えて、深溝玉軸受を使用し、保持器ももみ抜き保持器に代えて冠型保持器を採用することもできる。さらに、回転側の軌道輪が外輪とされ、固定側の軌道輪が内輪とされてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１    転がり軸受
３    内輪
３ａ  内輪軌道面
５    外輪
５ａ  外輪軌道面
７    転動体
９、２９、４９    保持器
１１、３１、５１    シール
１１ｃ、３１ｃ、５１ｃ    突起部
【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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