JP2002333027A - 超薄肉形転がり軸受 - Google Patents

超薄肉形転がり軸受

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JP2002333027A JP2001138868A JP2001138868A JP2002333027A JP 2002333027 A JP2002333027 A JP 2002333027A JP 2001138868 A JP2001138868 A JP 2001138868A JP 2001138868 A JP2001138868 A JP 2001138868A JP 2002333027 A JP2002333027 A JP 2002333027A
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Kengo Hiramatsu
研吾 平松
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメントの半径方向のずれに起因した異音
の発生を防止できる超薄肉形転がり軸受を提供する。 【解決手段】 超薄肉形転がり軸受では、転動体３の直
径ＤＢと軸受のピッチ円直径Ｐ．Ｃ．Ｄとの比が０．０
３以下に設定される。保持器４のポケット面４７を軸方
向の円筒面とし、転動体３と半径方向で係合させて保持
器４の半径方向移動を一定範囲に規制する。この時、保
持器４の案内隙間は、半径方向のポケット隙間よりも大
きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボット、
工作機械、医療機器などに使用される超薄肉形転がり軸
受に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に、医療機器の一種であるＣＴスキ
ャナ装置の一例を示す。図示のようにＣＴスキャナ装置
では、Ｘ線管装置５０で発生したＸ線を、その強度分布
を一様ならしめるウェッジフィルター５１、強度分布を
制限するスリット５２を介して被写体５３に照射する。
被写体５３を通過したＸ線は検出器５４で受けられ、電
気信号に変換されて図示しないコンピューターに送られ
る。Ｘ線管装置５０、ウェッジフィルター５１、スリッ
ト５２、検出器５４などの各部品は、軸受５５を介して
固定架台５６に回転自在に支持された略円筒状の回転架
台５７に装着され、この回転架台５７の回転駆動によっ
て被写体５３の周囲を回転する。ＣＴスキャナ装置で
は、互いに対向させたＸ線管装置５０および検出器５４
の被写体５３まわりの回転運動により、被写体５３の検
査断面内の全ての角度をカバーする投影データを得て、
これらのデータから予めプログラムされた再構成プログ
ラムにより断層画像を得る。
【０００３】このＣＴスキャナ装置においては、固定架
台５６の内周面が被写体５３が入る程度の大径（概ね直
径１ｍ程度）に形成されるため、固定架台５６と回転架
台５７の間の軸受部５５には、直径に対して断面が著し
く小さい、いわゆる超薄肉形転がり軸受が使用される。
【０００４】従来、上記ＣＴスキャナ装置用の超薄肉型
転がり軸受には、保持器として樹脂製のものが多用され
ている。この樹脂製保持器は、断面円弧状の複数のセグ
メントを円周方向に結合して環状に形成したもので、各
セグメントはその端部を相手側セグメントの端部と凹凸
嵌合させることにより互いに結合されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、保持器を形
成する樹脂製セグメントは、射出成形品であるため、成
形誤差等によって凹凸嵌合部のはめ合いがルーズになる
場合がある。このように、はめ合いがルーズであると、
保持器の組立後は、図９に示すように、隣接するセグメ
ント４１０，４２０間で内径方向または外径方向のずれ
を生じるおそれがある（図面は右側のセグメント４２０
が内径側にずれた場合を例示している）。
【０００６】一般に転がり軸受の保持器４００は、軸受
の回転に伴い、案内隙間Ｓの範囲内で半径方向に移動し
ながら転動体３００、外輪１００、あるいは内輪２００
の何れかより駆動力を受けて回転する。そのため、例え
ば外輪案内形式（保持器外周を外輪内周に接触させて保
持器の回転を案内する形式）の軸受において、図９と同
様にセグメント４２０のずれが生じた場合、保持器４０
０の回転に伴い、当該セグメント４２０の端部４２１が
本来接触するはずのない内輪２００の外周に接触し（以
下、これを「異常接触」と称する）、これが打音や振動
音等の異音発生の要因となる場合がある。特にＣＴスキ
ャナ装置では、この種の異音が被写体にストレスを与え
かねないため、異音の発生レベルの低減が強く望まれて
いる。
【０００７】そこで、本発明は、このようなセグメント
の半径方向のずれに起因した異音の発生を防止または抑
制できる超薄肉形転がり軸受の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明では、内輪および外輪と、内・外輪の軌道面間に
介装された複数の転動体と、円周方向に複数のセグメン
トを結合して環状に形成され、円周方向等配位置に転動
体を収容するためのポケットを有する保持器とを備えた
超薄肉形転がり軸受において、上記転動体の直径と軸受
のピッチ円直径との比を０．０３以下とし、かつ保持器
のポケット面を転動体と半径方向で係合可能とした。
【０００９】従来、上述した超薄肉形転がり軸受の保持
器４００においては、図１０に示すように、保持器４０
０のポケット４３０の内面４７０（ポケット面）は、加
工性や転動体の組み込み性等を考えて、ストレートな平
坦面状に形成されている。このようなストレート形状の
ポケット面４７０では、転動体３００との間で相対的な
半径方向移動が自由に許容されるため、回転中の保持器
４００の半径方向移動量が大きく、この点が上記異音の
発生を助長すると考えられている。
【００１０】これに対し、本発明では保持器のポケット
面を半径方向から転動体と係合させることにより、保持
器の半径方向移動を規制しているので、セグメント同士
の嵌合部にずれがある場合でも、そのずれは、半径方向
のポケット隙間が０となるまで、すなわちポケット面が
転動体と接触するまでの一定範囲内に制限される。これ
よりセグメントの過大なずれが防止され、当該セグメン
トが内輪や外輪と異常接触することによる異音の発生を
防止することが可能となる。
【００１１】上記構成において、保持器の案内隙間を、
半径方向のポケット隙間よりも大きくすると、保持器の
半径方向の移動範囲が案内隙間よりも小さくなる。従っ
て、ずれを生じたセグメントと内輪や外輪との異常接触
を確実に防止することが可能となる。
【００１２】以上の機能は、例えばポケット面を円筒面
としたり、あるいはポケット面にテーパ面を設けること
によって得ることができる。
【００１３】各セグメントは、例えば樹脂製の射出成形
品とすることができる。射出成形品では、セグメントの
嵌合部ではめ合いがルーズになりやすいが、その場合で
も上記の構成を適用することによって、ルーズなはめ合
いに起因したセグメントのずれを抑制することができ、
異音の発生を防止することができる。
【００１４】以上の構成の軸受において、外輪および内
輪のうち、何れか一方を、被写体の周囲を回転するＣＴ
スキャナ装置の回転架台に、他方をＣＴスキャナ装置の
固定架台にそれぞれ固定すれば、上記転がり軸受の低騒
音性、低振動性より患者の負担を軽減すると共に、撮影
精度の向上を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図９に基づいて説明する。
【００１６】図１は、図８に示すＣＴスキャナ装置の軸
受５５の構造を示すものである。この軸受５５は、リン
グ状の外輪１と、外輪１の内周側に同心配置した同じく
リング状の内輪２と、内輪２の軌道面２ａと外輪１の軌
道面１ａとの間に介装した転動体３と、転動体３を円周
方向等間隔で保持する保持器４と、軸受の両端開口部を
密封するシール５ａ、５ｂとを主な構成要素とする。図
面では、転動体３としてボールを例示しているが、ころ
を使用することもできる。また、図示のように、転動体
３の列数を一列とした単列軸受に限らず、二列の転動体
を配した複列軸受を使用することもできる。
【００１７】この軸受は、転動体３の直径ＤＢ とピッ
チ円直径ＰＣＤとの比φを０．０３以下［φ＝（ＤＢ
／ＰＣＤ） ≦０．０３］とした超薄肉形転がり軸受で
あり、例えばボール直径は１／２インチ（１２．７ｍ
ｍ）、ＰＣＤは１０４１．４ｍｍ、両者の比φは０．０
１２に設定される。本発明は、主としてＰＣＤが５００
ｍｍ〜１５００ｍｍ程度の大径軸受に適用されるもので
ある。
【００１８】外輪１の一端側（図面右側）の端面には、
取付け孔８が形成され、この取付け孔８に図示しないボ
ルト等の締結手段をねじ込むことによって、外輪１が図
８に示すＣＴスキャナ装置の回転架台５７に固定され
る。内輪２の他端側の端面にも同様に取付け孔９が設け
られており、この取付け孔９に図示しないボルト等の締
結手段をねじ込むことによって内輪２が固定架台５６に
固定される。以上から、外輪１が回転架台５７と共に回
転する回転部材となり、内輪２が非回転の固定部材とな
る。ＣＴスキャナ装置の構造によっては、上記とは逆に
外輪１を非回転の固定側、内輪２を回転架台５７と共に
回転する回転側とすることもできる。
【００１９】保持器４は、樹脂材料で形成される。この
樹脂製保持器４は、図２に示すように、断面円弧型の複
数の樹脂製セグメント４０（射出成形品）を円周方向に
つなぎ合わせて環状にした分割型である。図３に示すよ
うに、各セグメント４０の両端に形成した凹状もしくは
凸状嵌合部４４ａ，４４ｂを、結合相手となるセグメン
ト端部の凸状もしくは凹状嵌合部４４ｂ，４４ａに嵌合
し、円周方向で互いに係合させることによって各セグメ
ント４０が結合され、環状の保持器４が形成される。図
示例のセグメント４０は、図４に示すように、環状体を
円周方向の複数箇所で分割した円弧形状をなす基部４１
と、基部４１から軸方向の一方に延びる柱部４２と、隣
り合った柱部４２間に設けられた複数のポケット４３
ａ、４３ｂとを備えている。
【００２０】図示例のポケット４３ａ、４３ｂは二種類
の形状をもっている。そのうちの一方は、転動体３の保
持機能および等配機能を有する第一ポケット４３ａで、
このポケット４３ａでは、ポケット開口幅が転動体３の
直径よりも小さくなっているため、転動体３のポケット
開口側への飛び出しが規制され、転動体３がポケット４
３ａ内に保持される。他方は転動体３の等配機能のみを
有する第二ポケット４３ｂで、このポケット４３ｂで
は、ポケット開口幅が転動体３の直径よりも大きいた
め、転動体３は軸方向に自由に移動可能である。従っ
て、第二ポケット４３ｂは第一ポケット４３ａのような
保持機能は有さず、転動体３を等配する機能のみを有す
る。各セグメント４０には、この二種類のポケット４３
ａ，４３ｂが円周方向で交互に形成されている。
【００２１】ポケット４３ａ、４３ｂへの転動体３の収
容は、ポケット４３ａ、４３ｂの開口部からポケット奥
部側に転動体３を押し込むことによって行われる。この
時、第一ポケット４３ａでは、入口側の柱部４２を押し
広げながら転動体３を押し込む必要があるが、第二ポケ
ット４３ｂではそのような手間を必要としないので、保
持器４への転動体３の組込み工程を簡略化することがで
きる。なお、上述したポケット４３ａ、４３ｂの形状や
構造は例示にすぎず、例えばポケットを単一形状とする
など、軸受の使用条件等に応じて種々の形状、構造のポ
ケットが使用可能である。
【００２２】第一ポケット４３ａおよび第二ポケット４
３ｂの何れにおいても転動体３表面とポケットの内面４
７（ポケット面）との間にはポケット隙間があり、軸受
の回転中は、ポケット隙間の存在によって保持器４が半
径方向に移動する。この移動に伴い、保持器４が内輪２
の外周面２ｂや外輪１の内周面１ｂの何れか一方に接触
し、保持器４の回転が案内される。本実施形態では、保
持器外周４５を外輪内周１ｂに接触させて保持器４の回
転を案内する外輪案内式の保持器４を例示しており、こ
の外輪案内式では、保持器内周４６が内輪２の外周２ｂ
と非接触となるよう軸受が設計される。
【００２３】本発明では、図５に示すように、各ポケッ
ト４３ａ，４３ｂの円周方向で対向するポケット面４７
を軸方向の円筒状に形成している。この場合、保持器４
の半径方向移動は、円筒状ポケット面４７の内径部や外
径部が転動体３の外周と係合することによって規制され
るため、保持器４の半径方向の移動量を従来より制限す
ることができる。従って、凹状嵌合部４４ｂと凸状嵌合
部４４ａのはめ合いがルーズでセグメント４０にずれを
生じた場合でも（図９参照）、当該セグメント４０のず
れを一定範囲に規制することができ、当該セグメント４
０と、保持器４が本来接触しない部材（外輪案内形式で
は内輪２）との異常接触を回避して、打音や振動音等の
発生を抑制することが可能となる。
【００２４】この場合、保持器４の案内隙間Ｓ、つまり
軌道輪１，２の案内面（本実施形態では外輪１の内周面
１ｂ）と保持器４の案内面（本実施形態では外周面４
５）との直径差を、図５に示す半径方向のポケット隙間
Ｔ（転動体３と保持器４との間に許容された半径方向の
相対移動幅）よりも大きく設定することにより（Ｓ＞
Ｔ）、上記ずれを生じたセグメント４０と軌道輪１また
は２との異常接触を確実に防止することができ、異音の
音響レベルをさらに抑制することができる。
【００２５】以上の効果は、ポケット面４７を円筒状と
した場合のみならず、図６に示すようにポケット面４７
を二つのテーパ面でＶ字状に形成した場合や、図７に示
すように、円周方向で対向するポケット面４７を逆向き
のテーパ面とし、かつ円周方向の各ポケットでテーパ面
４７の向きを交互に異ならせた場合にも本発明を適用す
ることができる。
【００２６】上述した円筒状やテーパ状のポケット面４
７は、保持器４の全てのポケット４３ａ，４３ｂに適用
する他、一部のポケット（例えば各セグメント４０の両
端のポケット）にのみ適用してもよい。
【００２７】以上の説明では、保持器４の回転を保持器
外周４５と外輪内周１ｂとの接触で案内する外輪案内形
式の保持器４を例示したが、これに限定されることはな
く、保持器4の回転を保持器内周４６と内輪外周２ｂと
の接触で案内する内輪案内形式や、転動体３との接触の
みで案内する転動体案内形式の保持器についても同様に
本発明を適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】このように本発明によれば、セグメント
同士の嵌合部のはめ合いがルーズである等の理由で一部
のセグメントが半径方向のずれを有する場合にも、ポケ
ット面と転動体の半径方向の係合により、当該セグメン
トのずれ一定範囲に規制することができる。従って、ず
れを生じたセグメントと軌道輪との接触による振動音や
打音等の発生を防止することができ、低騒音で優れた音
響特性を有する転がり軸受を提供することが可能とな
る。本発明の超薄肉形転がり軸受は、以上の特徴を有す
るので、これをＣＴスキャナ装置に使用した場合、患者
の負担を軽減し、さらには撮影精度の向上を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる超薄肉形転がり軸受の軸方向断
面図である。
【図２】保持器の概略構造を示す正面図である。
【図３】セグメントの嵌合部を示す部分平面図である。
【図４】セグメントの展開平面図である。
【図５】セグメントのポケットを拡大して示す半径方向
断面図である。
【図６】セグメントのポケット形状の他例を示す半径方
向断面図である。
【図７】セグメントのポケット形状の他例を示す半径方
向断面図である。
【図８】ＣＴスキャナ装置の概略構造を示す断面図であ
る。
【図９】セグメントの嵌合部にずれを生じた状態を示す
半径方向の断面図である。
【図１０】従来のポケット形状を示す半径方向断面図で
ある。
【符号の説明】
１ 外輪 １ａ 軌道面 ２ 内輪 ２ａ 軌道面 ３ 転動体 ４ 保持器 ４０ セグメント ４３ａ 第一ポケット ４３ｂ 第二ポケット ４７ ポケット面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内輪および外輪と、内・外輪の軌道面間
    に介装された複数の転動体と、円周方向に複数のセグメ
    ントを結合して環状に形成され、円周方向等配位置に転
    動体を収容するためのポケットを有する保持器とを備え
    た超薄肉形転がり軸受において、 上記転動体の直径と軸受のピッチ円直径との比を０．０
    ３以下とし、かつ保持器のポケット面を、転動体と半径
    方向で係合可能としたことを特徴とする超薄肉形転がり
    軸受。
  2. 【請求項２】 保持器の案内隙間を、半径方向のポケッ
    ト隙間よりも大きくした請求項１記載の超薄肉形転がり
    軸受。
  3. 【請求項３】 ポケット面を円筒面とした請求項１また
    は２記載の超薄肉形転がり軸受。
  4. 【請求項４】 ポケット面にテーパ面を設けた請求項１
    または２記載の超薄肉形転がり軸受。
  5. 【請求項５】 各セグメントを樹脂製の射出成形品とし
    た請求項１〜４何れか記載の超薄肉形転がり軸受。
  6. 【請求項６】 上記外輪および内輪のうち、何れか一方
    が、被写体の周囲を回転するＣＴスキャナ装置の回転架
    台に、他方がＣＴスキャナ装置の固定架台にそれぞれ固
    定される請求項１〜５何れか記載の超薄肉形転がり軸
    受。
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