JPS63125823A - 玉軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、磁性流体を潤滑剤として用いる玉軸受に関す
るものである。

〈従来の技術〉 近年においては、低揮発性のグリースなどを潤滑剤とし
て用いるころがり軸受の他に、磁性流体を潤滑剤として
用いるころがり軸受が種々提案されている。後者のころ
がり軸受は、主にクリーンルームのような高清浄度を要
求される場所で用いられる機器や装置の回転部に使われ
る。

従来のこの種のころがり軸受を第９図ないし第１１図を
用いて説明する。

図例のころがり軸受は、ローラベアリングであって、そ
のローラ１．外輪２および内輪３は軸受鋼材などの強磁
性体よりなり、外輪２と内輪３との間においてローラ１
は保持器４により周方向に所定間隔おきに配されている
。

この保持器４は、平行に対向する２つの環状板４ａ、４
ｂおよびそれらを連結するとともに周方向に所定間隔お
きに配置される柱部４Ｃとを備えている。この隣り合う
柱部４Ｃの間に形成される隙間をポケット部と称してお
り、符号４ｄを付しである。このポケット部４ｄに、前
記のローラ１が回動自在に保持されるのである。

各柱部４Ｃの一方の内面側は、Ｎ極に磁化されていると
ともに、その背面側はＳ極に磁化されている、これによ
り、柱部４ＣのＮ極からローラ１を経て外輪２および内
輪３を通ってＳ極に至る磁気回路（第１１図参照）が形
成されており、柱部４Ｃとローラ１との間に形成されて
いる強磁場部分により、ポケット部４ｄ内に図示省略の
磁性流体が保持されている。

そして、ころがり軸受の作動中においては、ローラ１が
外輪２および内輪３の軌道面に圧接した状態で自転およ
び公転するようになっていて、ローラ１の自転および公
転に伴って、磁性流体がポケット部４ｄから外輪２およ
び内輪３とローラ１との各接触部分に供給されるのであ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような構成を有する従来例の場合に
は、次のような問題点がある。

即ち、柱部４Ｃの両磁極の配置関係より、柱部４Ｃとロ
ーラ１との間に形成される強磁場部分以外に、外輪２お
よび内輪３とローラ１との各接触部分にも強磁場部分が
形成されてしまう。この強磁場部分が形成されるために
、その部分にも磁性流体を保持するようになってしまう
。

このために、作動中において、ローラ１の自転および公
転に伴い、ポケット部４ｄから外輪２および内輪３とロ
ーラ１との各接触部分に供給した磁性流体がその部分に
強力に保持されてしまうので、ポケット部４ｄに回収さ
れなくなる。ところで、ポケット部４ｄには常に所定量
の磁性流体を保持させておくべきことから、従来では、
ポケット部４ｄに予め余裕を見込んだ量の磁性流体を充
填しておかねばならず、コストが高くなっていた。

さらに、外輪２および内輪３とローラ１との各接触部分
に強磁場部分が形成されることから、この各接触部分に
、ころがり軸受加工時から残存する既存の微小磁性粉お
よび摩耗による微小磁性粉などが集中することとなり、
これら微小磁性粉が原因となって外輪２および内輪３の
摩耗が促進される結果となっていた。

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、必
要以上に多くの磁性流体を充填しなくて済み、かつ外輪
および内輪とボールとの各接触部分における摩耗を緩和
することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明はこのような目的を達成するために、次のような
構成をとる。

即ち、本発明にかかる玉軸受は、磁性流体を潤滑剤とし
て用いるものであって、複数個の強磁性体よりなるボー
ルを回動自在に保持するポケット部の内周面に、複数対
の磁極が周方向全長にわたって交互に配設された保持器
を備えている。

本発明でいう交互に配設されたとは、隣接する磁極が互
いに異なるように配設されたという意味である。

く作用〉 本発明の構成による作用は次のとおりである。

両磁極がポケット部の内周面において周方向に隣り合っ
ているから、その一方の磁極からボールの内部を通って
他方の磁極に入る磁気回路が形成され、ポケット内周面
とボールとの間に強磁場部分が形成されるのに対し、ボ
ールと外輪および内輪との各接触部分には、ポケット部
の内周面の各磁極による磁気回路が形成されなくなる。

たとえ磁気回路が形成されても、非常に弱い磁場である
。

作動中において、強磁性体よりなるボールが自転および
公転すると、ポケット部の内周面とボールとの間の強磁
場部分に保持されている磁性流体がボールの表面を伝っ
て外輪および内輪との各接触部分に僅かずつ供給される
。

接触部分に供給された磁性流体は、ボールの表面を伝っ
て、再度ボールとポケット部の内周面との間の強磁場部
分に僅かずつ回収される。

このように、磁性流体は、ポケット部の内周面とボール
との間の強磁場部分からボールと外輪および内輪との各
接触部分へ、またその反対に循環されるだけで、前記各
接触部分に磁性流体が保持されることなく、常に所定量
の磁性流体が前記強磁場部分に保持される。

〈実施例〉 以下、本発明の各実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

王土大旌五 第１図ないし第４図に本発明の第１実施例を示している
。

これらの図において、符号１０は外輪、符号２０は内輪
であり、外輪１０と内輪２０との間には、複数個のボー
ル３０が軌道面に接した状態で介在されている。

このボール３０は、２分割タイプの保持器４０により周
方向に所定間隔おきに配置されているとともに、保持器
４０のポケット部４１に回動自在に保持されている。

この保持器４０のポケット部４１には、図示しないが所
定量の磁性流体が収納されている。この磁性流体として
は、従来周知の例えばマグネタイトなどの固体強磁性微
粉末を非磁性体の油性媒体にコロイド状に含有させたも
のが用いられる。

保持器４０を具体的に説明する。

保持器４０は、周方向に複数個の円形のポケット部４１
を備えており、プラスチックマグネットで構成されてい
る。この各ポケット部４１の内周面には、その周方向全
長に沿って複数対の磁極が形成されている　（第１図お
よび第２図参照）。

ポケット部４１にボール３０が保持されている状態にお
いて、第４図に示すように、ポケット部４１の各Ｎ極か
らボール３０の内部を通り各Ｓ極に入る磁気回路が形成
され、ボール３０と各磁極との間の複数箇所に強力な磁
場が形成されている。この強磁場部分に所定量の磁性流
体が保持されている。

なお、ポケット部４１の内周面に形成されている各磁極
は、ボール３０と外輪ＩＯおよび内輪２ｏとの各接触部
分に磁気回路を形成しないから、ボール３゜と外輪１０
および内輪２０との各接触部分に強磁場部分が形成され
ないし、たとえ磁気回路が形成されても弱い磁場である
から、ここに磁性流体が保持されることはない。

次に動作を説明する。

玉軸受の作動中において、ボール３０が自転および公転
し、これに伴って保持器４ｏが公転する。

ボール３０の自転および公転により、保持器４ｏのポケ
ット部４１の内周面とボール３０との間の強磁場部分に
保持されている磁性流体は、ボール３ｏと外輪１０およ
び内輪２０との各接触部分にボール３０の表面を伝って
僅かずつ供給される。この各接触部分には磁性流体が保
持されることなく、引き続きポケット部４１の内周面と
ボール３０との間の強磁場部分にボール３０の表面を伝
って僅かずつ回収されることとなる。

このように、磁性流体は、ポケット部４１の内周面とボ
ール３０との間の強磁場部分から、ボール３０と外輪１
０および内輪２０との各接触部分へと循環して各部の潤
滑を行いながらも、常に前記強磁場部分に所定量の磁性
流体が保持されるのである。

さらに、軸受加工時から残存する既存の微小磁性粉およ
び摩耗による微小磁性粉は、従来のようにボール３０と
外輪１０および内輪２０との各接触部分に集中して溜ま
るのが防止されて、ポケット部４１の内周面とボール３
０との間の強磁場部分に集中して溜ることとなる。前記
各接触部分に微小磁性粉が溜まらずに、磁性流体が供給
されるので、この各接触部分の摩耗が緩和される。しか
も、前記微小磁性粉が集中する部分つまりポケット部４
１の内周面とボール３０との間が接触しておらずに所定
の隙間が形成されているので、ここの摩耗も促進されな
くなる。

以上の説明は、２分割タイプの保持器４０の場合である
が、本発明はこれに限定されず、例えば第５図に示すよ
うな鋼板プレスタイプの保持器４０ａや第６図に示すよ
うな冠型の保持器４０ｂにも適用できることは言うまで
もない。

なお、保持器４０のポケット部４１の内周面に形成する
対の磁極の数はいくらでもかまわない。

策１大崖班 第７図および第８図は本発明の第２実施例を示している
。

本実施例では、保持器５０のポケット部５１の外周縁部
と内周縁部に、複数対の磁極を周方向にそれぞれ形成し
ているとともに、前記外周縁部の各磁極に対して、前記
内周縁部の各磁極は異極になっている。つまり、外周縁
部の各磁極と内周縁部の各磁極とは、保持器５０の半径
方向において対になっている。

そして、第８図＋ａ＋に示すように、ポケット部５１の
外周縁部および内周縁部の対になっている各磁極とボー
ル３０との間には、上記第１実施例よりも多（の強磁場
部分が形成されることとなり、これらの強磁場部分が、
第８図山）に示すように、外周縁部と内周縁部との間で
対になっている各磁極によって一層強力になされている
。

このように、ボール３０とポケット部５１の内周面との
間において、強磁場部分が複数箇所に形成されるので、
磁性流体の保持力が十分に得られるだけでなく、ボール
３０と外輪１０および内輪２０との各接触部分に磁気回
路が形成されるのが防止されることとなる。

そして、ボール３０と外輪１０および内輪２０との各接
触部分には、ボール３０とポケット部５１の内周面との
間の強磁場部分に保持されている磁性流体がボール３０
の自転および公転に伴って供給され、そこの潤滑が良好
に行われるので問題ない。また、ボール３０と外輪１０
および内輪２０との各接触部分に供給された磁性流体は
、そこで保持されることなく、ボール３０の自転および
公転によってボール３０とボケ・７ト部５１の内周面と
の間の強磁場部分に回収されるので、前記強磁場部分に
常に所定量の磁性流体が保持されることとなる。

また、軸受組立時から残存する既存の微小磁性粉および
摩耗による微小磁性粉はボール３０と外輪１０および内
輪２０との各接触部分に溜まらずに、ボール３０とポケ
ット部５１の内周面との間に溜るから、前記接触部分の
摩耗が緩和される。前記微小磁性粉が溜る強磁場部分つ
まりボール３０とポケット部５１との間が接触しておら
ずに隙間があるから、両者の摩耗の促進にはならない。

この第２実施例でも、２分割タイプの保持器を例として
説明しているが、勿論、第５図に示すような鋼板プレス
タイプの保持器４０ａや第６図に示すような冠型の保持
器４０ｂについても適用しうろことは勿論である。

〈発明の効果〉 本発明によれば、次の効果が発揮される。

ポケット部の各磁極がポケット部の周方向に複数対にな
って配設されているから、保持器のポケット部の各磁極
とこれの最も近くにある強磁性体よりなるボールとの間
に強磁場部分が形成されるのに対し、前記磁極から比較
的遠くに位置する強磁性体よりなる外輪および内輪と前
記各磁極との間には磁気回路が形成されなくなる。

そして、軸受の作動中におけるボールの自転および公転
に伴って、前記強磁場部分に保持されている磁性流体が
ボールの表面に沿ってボールと外輪および内輪との各接
触部分に僅かずつ供給され、また前記各接触部分に磁性
流体が保持されずに、この部分の磁性流体が前記強磁場
部分にボールの表面に沿って僅かずつ回収される。

このように、ボールと外輪および内輪との間の各接触部
分において磁性流体による潤滑を行いながらも、ボール
と外輪および内輪との各接触部分に磁性流体が保持され
てしまうことを防止して、前記強磁場部分に常に所定量
の磁性流体を保持することができるから、組立時におい
て磁性流体を従来のように余分に充填しなくて済むよう
になり、この結果としてコストの低減に寄与できる。

さらに、軸受組立時に残存する微小磁性粉および摩耗に
よる微小磁性粉は、ボールと外輪および内輪との各接触
部分に溜まらずに、ボールとポケット部の内周面との間
の強磁場部分に溜るようになるが、ボールとポケット部
との間が接触しておらずに所定の隙間があるから、両者
の摩耗の促進にはならないとともに、ボールと外輪およ
び内輪との各接触部分の摩耗が緩和される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例にがかり、第
１図は保持器の斜視図、第２図は第１図におけるポケッ
ト部を拡大した部分斜視図、第３図は第１図の保持器を
備えた玉軸受を示す縦断正面図、第４図はポケット部の
各磁極により形成される磁気回路を説明するための上面
図である。 第５図および第６図は保持器の他の例を示す斜視口であ
る。 第７図および第８図は第２実施例にががり、第７図は保
持器のポケット部を示す部分斜視図、第８図＋８１はポ
ケット部の各磁極により形成される磁気回路を説明する
ための上面図、第８図（ｂｌは第８図Ｆａ＋の■−■線
断面図である。 また、第９図ないし第１１図は従来例にかかり、第９図
はころがり軸受の縦断側面図、第１０図は保持器を部分
的に拡大した斜視図、第１１図は各６ｎ極により形成さ
れる磁気回路を説明するための縦断側面図である。 １０・・・外輪 ２０・・・内輪 ３０・・・ボール ４０．４０ａ、４０ｂ、５０−保持器 ４１．４１ａ、Ｊｌｂ、５１−ポケット部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性流体を潤滑剤として用いる玉軸受であって、
   複数個の強磁性体よりなるボールを回動自在に保持する
   ポケット部の内周面に、複数対の磁極が周方向全長にわ
   たって交互に配設された保持器を備えていることを特徴
   とする玉軸受。
2. （２）前記複数対の磁極が、前記保持器の半径方向にも
   対になっているものである特許請求の範囲第（１）項記
   載の玉軸受。