JP2012047269A - 玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転による軸受の温度上昇を低く抑え、グリース漏れ防止を図り、且つ潤滑寿命低下を最小限に抑えることができる玉軸受を提供する。
【解決手段】 内外輪２，３間に介在する複数の玉４を保持器５により保持し、外輪３または内輪２に取付けられ軸受空間Ｖ１を密封する非接触式密封板６を両側に有するグリース封入形の玉軸受において、保持器５と密封板内面との軸方向隙間δ１を、玉径ｄ１の１０％以上５０％未満とし、保持器５は、鋼板製波形保持器であり、各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、この凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状を、複数の面から構成されたものとした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、軸受の運転による温度上昇を低く抑えると共に、グリース漏れによる周辺の汚染や潤滑寿命低下を最小限に抑えるための軸受仕様を安価に提供し得る玉軸受に関する。

グリースを軸受内部に密封する非接触密封板を備えた玉軸受は、ＩＳＯ規格やＪＩＳ規格等で標準化されているが、内部設計については規定がない。このため、軸受製造各社は独自の基準で軸受内部を設計している。
後述する本発明の課題のうち（１）軸受の温度上昇、（２）グリース漏れ、に関しては多くの先行技術が公開されている（特許文献１、２）。
しかし、上記先行技術のものは、いずれも各社標準仕様とは異なる軸受部品や組立方法を採用しており、各社標準仕様品ではない。

特開２００２−３０３３２７号公報 特開２００３−１４８４９７号公報

（１）軸受の温度上昇
グリース潤滑の場合の温度上昇は、内輪回転の場合、内輪の回転と転動体の自転、保持器の回転等により、グリースが攪拌される際に、攪拌抵抗により発熱して軸受の温度が高くなる。
グリースの封入量を少なくするに従って、軸受温度は低下する傾向にあるが、逆に潤滑寿命は短くなる傾向にある。
（２）グリース漏れ
密封板内側と内外輪で囲まれる空間を「全空間容積」とし、この全空間容積から、軸受が回転した際に、転動体及び保持器が回転運動を行う空間を除いた空間を「静止空間容積」とする。
一般のグリース密封形玉軸受の場合、全空間容積の３０％程度の容積比でグリース封入される場合が多いが、静止空間容積以上のグリース封入量になっている場合が多い。静止空間容積以上に封入されたグリースは、回転により、密封板内径面と内輪外径面との隙間から軸受外部へと漏れ出す。
（３）潤滑寿命の低下
潤滑寿命は長時間の軸受使用によってグリースの基油が枯渇することにより、内外輪と転動体との接触部に十分な潤滑油膜が形成されなくなることにより発生する。一般用途で使用される軸受にはあまり問題視されないが、軸受故障による損失は避けられない。

この発明の目的は、運転による軸受の温度上昇を低く抑え、グリース漏れ防止を図り、且つ潤滑寿命低下を最小限に抑えることができる玉軸受を提供することである。

この発明における第１の発明の玉軸受は、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪または内輪に取付けられ軸受空間を密封する非接触式密封板を両側に有するグリース封入形の玉軸受において、前記保持器と密封板内面との軸方向隙間を、玉径の１０％以上５０％未満とし、前記保持器は、鋼板製波形保持器であり、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、この凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されていることを特徴とする。

この構成によると、保持器と密封板内面との軸方向隙間を玉径の１０％以上５０％未満とした。特に、前記軸方向隙間の下限値を玉径の１０％としたため、軸受運転時において封入されたグリースが前記軸方向隙間で攪拌することを防止し得る。このグリースが前記軸方向隙間で攪拌することに起因する発熱を防止することができる。保持器と密封板内面との軸方向隙間の上限値を玉径の５０％未満とすると、この発明の玉軸受を標準軸受の幅広タイプにも適用し得る。つまり標準軸受の幅広タイプにおいても、その内径、外径、幅寸法を設計変更することなく、グリース攪拌に起因する発熱を防止し得る。前記軸方向隙間が玉径の１０％未満では、グリース攪拌による発熱が大きくなる。

上記のように保持器と密封板内面との軸方向隙間を規定することで、グリース攪拌による発熱を抑え、運転による軸受の温度上昇を低く抑えることができる。さらに、グリースの基油が枯渇することを抑制し、内外輪と玉との接触部に必要十分な潤滑油膜が形成される。よって潤滑寿命低下を最小限に抑えることができる。前記保持器のうち、玉に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部を設け、この凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されている（例えば、多角形状とする）ため、玉の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。そのため、内輪シール溝にグリースが付着し難く、非接触式密封板を用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のようなシールに付着することによる、軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。また、保持器が鋼板製波形保持器であるため、樹脂保持器等よりも、高い高速回転性能、大きな軸受内部空間を得ることができる。

前記軸受空間に封入するグリース封入量を、前記軸受空間のうちの玉および保持器が公転する空間を除いた空間である静止空間に対する容積比である静止空間容積比が１００％以下の封入量とした場合、密封板内径面と内輪外径面との径方向隙間から、封入されたグリースが軸受外部から不所望に漏れ出すことを抑制できる。静止空間容積以上に封入されたグリースは軸受外部へ漏れ出すため、潤滑剤として機能できないだけでなく、軸受周辺を汚染する。
また、非接触式密封板を適用することで、この密封板と内輪外径面との回転による摺動をなくし、この摺動に伴う発熱を解消すると共に回転トルクの低減を図ることができる。

前記非接触式密封板は、鋼板から成るシールドまたは芯金と弾性部材とを有するシールであっても良い。例えば、鋼板をプレス成形等することにより前記シールドを前記シール等よりも安価に且つ容易に製造することが可能である。例えば、金属製の芯金に、ゴム等から成る弾性部材を加硫成型することで、密封性の面で前記シールドよりも優れたシールを製造することが可能である。

前記非接触式密封板は、外輪の内周面に形成された密封板取付溝に取り付けられ、この非接触式密封板が鋼板から成るシールドである場合に、この非接触式密封板は、前記密封板取付溝に固定される外周部と、この外周部の内径側端から半径方向内方に向かうに従って軸方向外側に傾斜する傾斜部と、この傾斜部の内径側端に繋がる立板部と、この立板部の内径側端に繋がる内周部とを含むものであっても良い。
前記傾斜部は、玉配列のピッチ直径よりも外径側において前記立板部に繋がるものであっても良い。
前記非接触式密封板における傾斜部または立板部の内面と保持器とで、前記軸方向隙間が規定されるものであっても良い。

前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して複数箇所に設けられる形状であっても良い。
このように、ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して凹み部が複数箇所に設けられていることで、軸受の回転方向によらず、玉の表面のグリース掻き取り量を減少させることができる。
前記凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状であっても良い。

この発明における第２の発明は、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪または内輪に取付けられ軸受空間を密封する非接触式密封板を両側に有するグリース封入形の玉軸受において、前記保持器と密封板内面との軸方向隙間を、玉径の１０％以上５０％未満とし、前記保持器は、環状体の一側面部に一部が開放されて内部に玉を保持するポケットを、前記環状体の円周方向複数箇所に有する合成樹脂性の冠形状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側のポケット開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、この凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されていることを特徴とする。

この構成によると、保持器と密封板内面との軸方向隙間を前記のように規定することで、グリース攪拌による発熱を抑え、運転による軸受の温度上昇を低く抑え得る。さらに、グリースの基油が枯渇することを抑制し、内外輪と玉との接触部に必要十分な潤滑油膜が形成される。また、保持器における各ポケットの内面に、保持器内径側のポケット開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、この凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されている（例えば、多角形状とする）ため、玉に付着しているグリースを保持器の内径面で掻き取る量が減少する。これにより、保持器ポケット背面側からのグリース漏洩を抑制し、内輪外径部へのグリース付着を防止することができる。それ故、内輪のシール溝へのグリースの流動を防止でき、よって玉軸受からのグリース漏れを防止できる。

この発明における第１の発明の玉軸受は、内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪または内輪に取付けられ軸受空間を密封する非接触式密封板を両側に有するグリース封入形の玉軸受において、前記保持器と密封板内面との軸方向隙間を、玉径の１０％以上５０％未満とし、前記保持器は、鋼板製波形保持器であり、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設けこの凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されているため、運転による軸受の温度上昇を低く抑え、グリース漏れ防止を図り、且つ潤滑寿命低下を最小限に抑えることができる。

この発明における第２の発明の玉軸受は、玉軸受における、保持器と密封板内面との軸方向隙間を、玉径の１０％以上５０％未満とし、前記保持器は、環状体の一側面部に一部が開放されて内部に玉を保持するポケットを、前記環状体の円周方向複数箇所に有する合成樹脂性の冠形状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側のポケット開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設けこの凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されているため、運転による軸受の温度上昇を低く抑え、グリース漏れ防止を図り、且つ潤滑寿命低下を最小限に抑えることができる。

この発明の一実施形態に係る玉軸受の断面図である。 同玉軸受の保持器の斜視図である。 同保持器の環状部材の斜視図である。 同保持器の要部を拡大して示す斜視図である。 グリース漏れ試験機の断面図である。 全空間容積比と静止空間容積比との関係を示す図である。 初期グリース封入量に対する試験後のグリース量を示す図である。 この発明の他の実施形態に係る玉軸受の断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る玉軸受の断面図である。 同玉軸受の冠形保持器の要部斜視図である。 さらに他の参考提案例に係る鋼板製波形保持器の正面図である。 さらに他の参考提案例に係る波形保持器の要部斜視図である。 さらに他の参考提案例に係る波形保持器の要部斜視図である。 他の参考提案例に係る冠形保持器の要部斜視図である。 さらに他の参考提案例に係る冠形保持器の要部斜視図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。
図１に示すように、この実施形態に係る玉軸受１は、内輪２と外輪３の軌道面２ａ，３ａの間に、複数の玉４を介在させ、これら玉４を保持する保持器５を設け、両側面に軸受空間を密封する非接触式密封板６，６を設けたものである。軸受空間Ｖ１にはグリースが封入される。このグリース封入量を、軸受サイズ毎に計算される静止空間容積比１００％以下に設定している。図１の例では、各非接触式密封板６として鋼板から成るシールドが適用され、玉軸受１はシールド付きの深溝玉軸受とされている。玉４は例えば鋼球から成る。ただしセラミックス等の非金属球を適用することも可能である。

外輪３の内周面に密封板取付溝７が形成され、この密封板取付溝７に、各密封板６の外周部８が嵌合状態に固定される。内輪２は密封板６の内径部に対応する位置に、断面略Ｖ溝形状の円周溝９が形成され、密封板６の内径側端と内輪２の円周溝９との間にラビリンス隙間が形成される。
密封板６は、外径側から内径側に順次、前記外周部８、傾斜部１０、立板部１１、および内周部１２を含み、これらは一体成形されている。傾斜部１０は、外周部８の内径側端から半径方向内方に向かうに従って軸方向外側に傾斜し、ボールＰＣＤよりも所定小距離外径側において立板部１１に繋がる。立板部１１は、いわゆるラジアル平面に沿って設けられる環状板であって、傾斜部１０の内径部分と前記内周部１２との間に介在する。密封板６のうち、傾斜部１０または立板部１１の内面と、後述する保持器５との軸方向隙間δ１が規定される。外周部８、傾斜部１０、立板部１１、および内周部１２は、いずれも内外輪２，３の端面よりも軸方向内側に位置する。

保持器５について説明する。
図２、図３に示すように、この保持器５は、例えば、鉄系金属材料から成る板材いわゆる鉄板をプレスにより打ち抜きおよび成形加工して製作された２枚の環状部材１３から成る。この保持器５の材料としては、特に鉄系金属材料だけに限定されるものでなく、銅系金属材料、アルミニウム系金属材料等を使用することができる。保持器５の各ポケット５ａの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部５０（図１３、後述する）を設けている。
前記鉄系金属材料としては、肌焼き鋼（ＳＣＭ）、冷間圧延鋼（ＳＰＣＣ）、熱間圧延鋼（ＳＰＨＣ）、炭素鋼（Ｓ２５Ｃ〜Ｓ５５Ｃ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４〜ＳＵＳ３１６）、軟鋼（ＳＳ４００）等を使用できる。
前記銅系金属材料としては、銅−亜鉛合金（ＣＡＣ３０１(ＨＢｓＣ１)、Ｃ４６２２ＢＥ(ＨＢｓＢＥ１)、Ｃ２６００Ｐ〜Ｃ２８０１Ｐ (ＢＳＰ１〜３)）、銅−アルミニウム−鉄合金（ＣＡＣ７０１（ＡｌＢＣ１））等、前記アルミニウム系金属材料としてはアルミ−シリコン合金（ＡＤＣ１２）等を使用できる。

各環状部材１３は、円周方向に等間隔で並びそれぞれがポケット５ａの内壁面を構成する複数の半球状のポケット壁部１４と、隣合うポケット壁部１４同士を連結する平板状の結合板部１５とを交互に形成したものである。鉄板製である環状部材１３の結合板部１５には、リベット孔１５ａが穿設されている。２枚の環状部材１３は、それぞれの各結合板部１５を互いに重ね合わせ、前記リベット孔１５ａにリベット１６を挿通し、そのリベット１６の両端部を加締めることにより結合されている。リベット１６を設けることなく、環状部材１３の一部に設けた爪等を用いて、２枚の環状部材１３を結合させても良い。

ここで参考提案例として、図１２に示すように、鋼板製波形保持器において、各ポケット５ａの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部５０を設け、この凹み部５０を、ポケット５ａの開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ5aの両側に位置する２箇所としている。各凹み部５０の内面形状は、保持器円周方向に沿う断面形状（すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状）が、ポケット５ａの内面となる凹球面の曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径ＲＡｂの円弧状である。この凹み部５０は、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤの付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに近づくに従って徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅狭となる形状である。
２個の凹み部５０の位置は、例えば、ポケット５ａの開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ5aに対する周方向の配向角度を４０°±１５°とした対称な２箇所である。この例でも、凹み部５０の深さは、ポケット内面の凹球面の中心Ｏ5aから凹み部５０の最深位置までの距離ＲＡｃが、玉４の半径の１．０５倍以上となる深さであることが好ましい。なお、この例では凹み部５０を２箇所としたが、３箇所以上としても良い。

実施形態に係る図４の例は、図１２の例において、凹み部５０の断面形状つまり保持器円周方向に沿う断面形状を円弧状する代わりに、複数の面から構成された形状（この例では多角形状）としたものである。この実施形態におけるその他の構成は、図２、図３、または図１１の例と同様である。
図１２、図１３の例の場合、玉４に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部５０を設けたため、玉４の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。そのため、内輪シール溝にグリースが付着し難く、非接触式密封板６を用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のような密封板に付着することによる、軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。
図１２、図４では、凹み部５０を、ポケット５ａの開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ5aの両側に位置する複数箇所（図の例では２箇所）としているため、軸受の回転方向によらず、玉の表面のグリース掻き取り量を減少させることができる。

保持器５と密封板６との関係について説明する。
この玉軸受１では、保持器５と密封板内面との軸方向隙間δ１を、玉径ｄ１の１０％以上５０％未満としている。すなわち環状部材１３のポケット壁部１４における外壁面の軸方向最大突出部と、密封板６の傾斜部１０または立板部１１の内面との軸方向隙間δ１を、上記のように規定している。
図１に示す例では、ポケット壁部１４の軸方向最大突出部と、傾斜部１０の内面との隙間が、ポケット壁部１４の軸方向最大突出部と立板部１１の内面との隙間よりも小さくなっている。この場合、小さい隙間を形成する、ポケット壁部１４の軸方向最大突出部と、傾斜部１０の内面との隙間が本願特有の「軸方向隙間δ１」となる。ただし、軸受の大きさによっては、ポケット壁部１４の軸方向最大突出部と立板部１１の内面との隙間が、前記軸方向最大突出部と傾斜部１０の内面との隙間よりも小さくなるものがある。この場合には、ポケット壁部１４の軸方向最大突出部と立板部１１の内面との隙間が、本願特有の「軸方向隙間δ１」となる。
ところで、標準保持器の軸方向最大突出部は、ボールＰＣＤ（図１）に一致している。したがって、例えば、この軸方向最大突出部を軸受の大きさに応じた固有の値とし、外輪３の密封板取付溝７および密封板６の少なくともいずれか一方または両方の寸法（特に軸方向寸法）を適宜変更する。これにより、軸方向隙間δ１を玉径ｄ１の１０％以上５０％未満に容易に設定することが可能となる。

特に、前記軸方向隙間δ１の下限値を玉径ｄ１の１０％としたため、軸受運転時において封入されたグリースが前記軸方向隙間δ１で攪拌することを防止し得る。このグリースが前記軸方向隙間δ１で攪拌することに起因する発熱を防止することができる。保持器５と密封板内面との軸方向隙間δ１の上限値を玉径ｄ１の５０％未満とすると、この発明の玉軸受を標準軸受の幅広タイプにも適用し得る。つまり標準軸受の幅広タイプにおいても、その内径、外径、幅寸法を設計変更することなく、グリース攪拌に起因する発熱を防止し得る。前記軸方向隙間δ１が玉径ｄ１の１０％未満では、グリース攪拌による発熱が大きくなる。

上記のように保持器５と密封板内面との軸方向隙間δ１を規定することで、グリース攪拌による発熱を抑えて運転による軸受の温度上昇を低く抑え、さらに、グリースの基油が枯渇することを抑制し、内外輪２，３と玉４との接触部に必要十分な潤滑油膜が形成される。よって潤滑寿命低下を最小限に抑えることができる。
前記軸受空間Ｖ１に封入するグリース封入量を、前記軸受空間Ｖ１のうちの玉４および保持器５が公転する空間を除いた空間である静止空間に対する容積比である静止空間容積比が１００％以下の封入量とした場合、密封板内径面と内輪外径面との径方向隙間つまりラビリンス隙間から、封入されたグリースが軸受から不所望に漏れ出すことを抑制できる。
また、非接触式密封板６を適用することで、この密封板６と内輪外径面との回転による摺動をなくし、この摺動に伴う発熱を解消すると共に回転トルクの低減を図ることができる。

グリース漏れ試験について説明する。
静止空間容積以上に封入されたグリースは軸受外部へ漏れ出すため、潤滑剤として機能できないだけでなく、軸受周辺を汚染する。
これを防ぐため、グリース封入量を静止空間容積の１００％を上限に設定する必要がある。「６２０４」を試験軸受として後述のグリース漏れ試験を実施したところ、静止空間容積以上のグリース封入量では軸受からグリース漏れが発生しており、５０時間後では静止空間容積比１００％付近にサチュレートつまり飽和することがわかった。

グリース漏れ試験機１７は、図５に示すように、主に、フレーム１８、ハウジング１９、カートリッジヒータ２０、負荷用コイルばね２１、支持軸受２２、プーリ２３、および図示外の駆動源を有する。フレーム１８に略円筒状のハウジング１９が設けられ、このハウジング１９の外周部に試験軸受ＢＲ１の温度を制御するカートリッジヒータ２０が設けられている。ハウジング１９の円筒孔に取付部材２４，２５を介して支持軸受２２および試験軸受ＢＲ１の各外輪が嵌合される。支持軸受２２と試験軸受ＢＲ１とは軸方向に離隔して配置される。ハウジング１９の円筒孔で且つ取付部材２４，２５間に、負荷用コイルばね２１を収容するばね収容部材２６，２６が設けられる。これらばね収容部材２６，２６はハウジング１９の円筒孔にすきま嵌めいわゆるルーズに嵌合され、軸方向に移動可能に設けられる。ばね収容部材２６，２６に、圧縮コイルばねから成る負荷用コイルばね２１が収容され、試験軸受ＢＲ１の外輪端面に所望のアキシアル荷重を負荷可能になっている。

支持軸受２２および試験軸受ＢＲ１の各内輪に、軸２７が嵌合され、フレーム１８から突出する軸２７の一端部に、プーリ２３およびベルト２８が装備されている。前記駆動源の駆動により、ベルト２８を介してプーリ２３を回転させ、軸２７、支持軸受２２および試験軸受ＢＲ１を回転させ得る。
所定時間経過後、試験前の初期グリース封入量と、試験後のグリース量との差から、試験軸受ＢＲ１のグリース漏れ量を得る。

グリース漏れ試験条件を表１に示す

表１において、試験軸受ＢＲ１の「６２０４ＺＺＣ３」の「６２０４」は深溝玉軸受、内径φ２０ｍｍ、外径φ４７ｍｍ、幅１４ｍｍの軸受サイズを表し、「ＺＺ」は両シールド、「Ｃ３」はＣ３のラジアルすきまを表す。グリース封入量は全空間容積の５％、１５％、２５％、および３８％それぞれの試験軸受ＢＲ１についてグリース漏れ試験を行った。表１荷重の欄の「Ｆｒ」はラジアル荷重、「Ｆａ」はアキシアル荷重を表す。
ここで、全空間容積比と静止空間容積比との関係を図６に示す。同図に示すように、静止空間容積比１００％となる全空間容積比は３２．７％となっている。図７に示すように、横軸の初期グリース封入量が静止空間容積比１００％を超えるものについては、初期グリース封入量に対する試験後のグリース量（静止空間容積比）が小さくなっている。換言すれば、静止空間容積比１００％を境界点として、試験軸受ＢＲ１のグリース漏れが認められる。

この玉軸受１によれば、軸受空間Ｖ１に封入するグリース封入量を、前記軸受空間Ｖ１のうちの玉４および保持器５が公転する空間を除いた空間である静止空間に対する容積比である静止空間容積比が１００％以下の封入量とした場合、密封板内径面と内輪外径面とのラビリンス隙間から、封入されたグリースが軸受から不所望に漏れ出すことを抑制できる。
保持器５が鋼板製波形保持器であるため、例えば冠形の樹脂保持器等よりも、高い高速回転性能、大きな軸受内部空間を得ることができる。大きな軸受内部空間を得たため、軸方向隙間δ１を容易に確保することができ、軸受の内部設計の自由度を高めることができるうえ、グリース封入量をより大きくして潤滑寿命を延ばすことが可能となる。鋼板製波形保持器は、鋼板をプレス成形等することにより、芯金と弾性部材とを有するシール等よりも安価に且つ容易に製造することが可能である。
保持器５のうち、玉４に最もグリースが付着する位置である保持器内径側の開口縁に開口する凹み部５０を設けたため、玉４の表面の掻き取りが減少し、保持器内径面に溜まるグリース量が減少する。そのため、内輪円周溝９にグリースが付着し難く、非接触式密封板を用いてもグリース漏れを防止できる。これは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。したがって、一般的な鉄板打ち抜き保持器のようなシールに付着することによる、軸受トルクの上昇のようなデメリットは発生しない。また、保持器５が鋼板製波形保持器であるため、樹脂保持器等よりも、高い高速回転性能、大きな軸受内部空間を得ることができる。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図８の他の実施形態の玉軸受１Ａでは、非接触式密封板６として、芯金６ａと弾性部材６ｂとを有するシールが適用されている。例えば、金属製の芯金６ａに、ゴム等から成る弾性部材６ｂを加硫成型することで、密封性の面で前記シールドよりも優れたシールを製造することが可能である。この構成の場合、環状部材１３（図２）のポケット壁部１４における外壁面の軸方向最大突出部と、この軸方向最大突出部に臨む芯金６ａの内面との軸方向隙間δ１を、上記のように玉径ｄ１の１０％以上５０％未満に規定している。これにより、軸方向隙間δ１でのグリース攪拌防止→軸受発熱防止、グリース漏れ防止、グリース基油枯渇抑制→潤滑寿命低下抑制となる。

図９のさらに他の実施形態の玉軸受１Ｂでは、保持器５Ａとして合成樹脂性冠形保持器が適用される。この保持器５Ａは、環状体２９の一側面部２９ａに一部が開放されて内部に玉４を保持するポケットＰｔを、環状体２９の円周方向複数箇所に有する冠形状である。
この場合、保持器５Ａにおいて、玉４を保持しているポケット開口部とは逆の面である保持器背面３０と、密封板内面との軸方向隙間δ１を、玉径ｄ１の１０％以上５０％未満と規定している。これにより、軸方向隙間δ１でのグリース攪拌防止効果を得る。
前記保持器５Ａは、図１０に示すように、合成樹脂性冠形保持器において、各ポケットＰｔの内面に、保持器内径側のポケット開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部５０を設け、この凹み部５０の保持器円周方向に沿う断面形状を、複数の面から構成された形状（この例では多角形状）としている。この凹み部５０を設けたため、玉４に付着しているグリースを保持器の内径面で掻き取る量が減少する。これにより、保持器ポケット背面３０（図９）側からのグリース漏洩を抑制し、内輪外径部へのグリース付着を防止することができる。それ故、内輪２のシール溝へのグリースの流動を防止でき、よって玉軸受からのグリース漏れを防止できる。

参考提案例として、図１１に示すように、鋼板製波形保持器において、円周方向の複数箇所に玉４（図１）を保持するポケット５ａを設けたリング状の保持器であって、前記ポケット５ａのある円周方向部分の内径５ｂの保持器中心からの半径Ｒｐを、ポケット５ａ，５ａ間の円周方向部分の内径の保持器中心からの半径Ｒｉよりも大きくしたものであっても良い。この場合、内輪肩部や内輪シール溝にグリースが付着し難くなる。このことは、特に外輪回転時に特徴的に現れる。これにより、玉軸受からのグリース漏れを防止できる。

図１３に示す参考提案例の保持器５のポケット５ａの内面は、ポケット壁部１４の内径側部分１４ｉにおいて、保持器内径側の開口縁から保持器外径側に延びる凹み部５０を設け、この凹み部５０の内面の保持器円周方向に沿う断面形状（すなわち保持器中心軸に垂直な平面で断面した断面形状）を、ポケット５ａの内面となる凹球面の曲率半径Ｒａよりも小さな曲率半径Ｒｂの円弧状としている。

この凹み部５０は、ポケット５ａの開口縁における保持器円周方向の中心ＯＷ5aから両側に広がって１箇所に設けられ、凹み部５０の幅Ｗ50は、ポケット５ａの保持器円周方向の幅Ｗ5aの略全体にわたる幅としている。凹み部５０の幅Ｗ50は、ポケット５ａの幅Ｗ5aの半分よりも大きいことが好ましく、２／３以上、あるいは３／４以上であることがより好ましい。この凹み部５０は、保持器半径方向につき、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤまで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円ＰＣＤに至るに従って、徐々に小さく、つまり徐々に浅くかつ幅が狭くなる形状とされている。凹み部５０は、この実施形態では、丁度、玉配列ピッチ円ＰＣＤまで延びているが、玉配列ピッチ円ＰＣＤよりも保持器外径側まで若干延びていても、また玉配列ピッチ円ＰＣＤに若干達しないものであっても良い。なお、玉配列ピッチ円ＰＣＤはポケットＰＣＤとも呼ぶ。
凹み部５０の深さは、ポケット内面の凹球面の中心Ｏ5aから凹み部５０の最深位置までの距離Ｒｃが、玉４の半径の１．０５倍以上となる深さ（丁度１．０５倍であって良い）であることが好ましい。ポケット５ａの内面となる凹球面の曲率半径Ｒａは、玉４の半径よりも僅かに大きくし、玉４の半径の１．０５未満としている。

参考提案例として、図１４に示すように、各ポケットＰｔの内面に凹み部５０を設けた合成樹脂性冠形保持器５Ａにおいて、ポケット連結部の内径面のポケット背面側を削除したものとしても良い。これにより、ポケットＰｔでは、そのポケット背面側が円弧状の殻部１４ａで囲まれた形状となる。この場合、保持器５Ａの軽量化および材料費の低減を図ることができる。
参考提案例として、図１５に示すように、合成樹脂性冠形保持器において、凹み部５０の断面形状つまり保持器円周方向に沿う断面形状を多角形状とする代わりに、円弧状としたものであっても良い。

１…玉軸受
２…内輪
３…外輪
４…玉
５…保持器
５ａ…ポケット
６…非接触式密封板
ｄ１…玉径
δ１…軸方向隙間

Claims (10)

1. 内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪または内輪に取付けられ軸受空間を密封する非接触式密封板を両側に有するグリース封入形の玉軸受において、
   前記保持器と密封板内面との軸方向隙間を、玉径の１０％以上５０％未満とし、前記保持器は、鋼板製波形保持器であり、玉を保持するポケットを円周方向の複数箇所に有し、各ポケットの内面を、玉配列ピッチ円よりも内径側の部分が、保持器内径側開口縁に近づくに従って小径となる凹曲面状としたリング状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側の開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、この凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されていることを特徴とする玉軸受。
2. 請求項１において、前記軸受空間に封入するグリース封入量を、前記軸受空間のうちの玉および保持器が公転する空間を除いた空間である静止空間に対する容積比である静止空間容積比が１００％以下の封入量とした玉軸受。
3. 請求項１または請求項２において、前記非接触式密封板は、鋼板から成るシールドまたは芯金と弾性部材とを有するシールである玉軸受。
4. 請求項３において、前記非接触式密封板は、外輪の内周面に形成された密封板取付溝に取り付けられ、この非接触式密封板が鋼板から成るシールドである場合に、この非接触式密封板は、前記密封板取付溝に固定される外周部と、この外周部の内径側端から半径方向内方に向かうに従って軸方向外側に傾斜する傾斜部と、この傾斜部の内径側端に繋がる立板部と、この立板部の内径側端に繋がる内周部とを含む玉軸受。
5. 請求項４において、前記傾斜部は、玉配列のピッチ直径よりも外径側において前記立板部に繋がる玉軸受。
6. 請求項４または請求項５において、前記非接触式密封板における傾斜部または立板部の内面と保持器とで、前記軸方向隙間が規定される玉軸受。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記凹み部が、前記ポケットの開口縁における保持器円周方向の中心の両側に位置して複数箇所に設けられる玉軸受。
8. 請求項７において、前記凹み部は、保持器内径側の開口縁から玉配列ピッチ円の付近まで延びていて、保持器内径縁から玉配列ピッチ円に近づくに従って徐々に浅くかつ幅狭となる形状である玉軸受。
9. 内外輪間に介在する複数の玉を保持器により保持し、前記外輪または内輪に取付けられ軸受空間を密封する非接触式密封板を両側に有するグリース封入形の玉軸受において、
   前記保持器と密封板内面との軸方向隙間を、玉径の１０％以上５０％未満とし、前記保持器は、環状体の一側面部に一部が開放されて内部に玉を保持するポケットを、前記環状体の円周方向複数箇所に有する合成樹脂性の冠形状であり、前記各ポケットの内面に、保持器内径側のポケット開口縁から保持器外径側へ延びる凹み部を設け、この凹み部の内面の保持器円周方向に沿う断面形状が、複数の面から構成されていることを特徴とする玉軸受。
10. 請求項９において、前記環状体のうち、円周方向に隣接するポケット間を繋ぐポケット連結部の内径面のポケット背面側を削除した玉軸受。

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