JP2005337334A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 転動体と軌道溝とのスピン滑り等を抑制できると共に、転がり摩擦抵抗を小さくして低トルク化を実現できるのは勿論のこと、軌道輪が一体型であっても転動体を容易に組み込むことができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】 一対の軌道輪１，２を夫々一体で形成すると共に、前記各軌道輪１，２のいずれか一方若しくは双方の軌道溝３の一部に所望深さの溝４を設け、且つ外輪外径Ｄ、外輪内径Ｄｅ１、転動体径Ｄａとした場合に、外輪有効肉厚（Ｄ−Ｄｅ１）と転動体径Ｄａとの関係を、０．３＜（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＜１とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられる転がり軸受に関し、例えば産業機械、ロボット、医療機器、食品機械、半導体／液晶製造装置、ダイレクトドライブモータ、光学及びオプトエレクトロニクス装置等の回転支持部に好適に用いられる転がり軸受に関する。

一つの軸受でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けられるものとしては、従来、クロスローラ軸受、４点接触玉軸受及び３点接触玉軸受が知られている。
クロスローラ軸受では、転動体がころであり、転動体と軌道輪が２箇所で線接触するので、モーメント剛性大の長所を持つ。
４点接触玉軸受又は３点接触玉軸受では、転動体が玉であり、転動体と軌道輪が４箇所又は３箇所で点接触するので、低トルク、作動円滑の長所を持つ。
しかしながら、クロスローラ軸受では、モーメント剛性大という長所を持つ一方、転動体と軌道輪との間に相対速度が生じるため、ころがスキューし易く、その結果、トルク変動が生じやすい短所もある。

４点接触玉軸受又は３点接触玉軸受は、転動体が玉なので、同寸法のクロスローラ軸受よりトルクが小さい長所を持つ一方、モーメント剛性小という短所もある。また、アキシアル荷重に対してラジアル荷重が優勢な場合又は純ラジアル荷重を受ける場合、各玉は、軌道輪と４点又は３点で接触するため、玉のスピンが大きく、小さなスピン摩擦特性は得られない。
さらに、通常、スピン摩擦特性を少しでも改善するために、軸受の隙間は正に設定されるので、結果として軸受のモーメント剛性が小さくなってしまう。
そこで、このような問題を解決する従来の転がり軸受として、例えば図１１及び図１２に示すものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

この転がり軸受は、一対の軌道輪たる外輪１００と内輪２００の間に複数の転動体４００が組み込まれ、前記各軌道輪１００，２００は転動体４００の半径より大径状の軌道面１０１，２０１からなる軌道溝３００を夫々有し、前記各軌道輪１００，２００の内の少なくとも一つの軌道輪１００（２００）は二つの軌道面からなり、前記各転動体４００は転がり接触面となる外径４０１が軸方向にも曲率をもち、円周上に夫々交互に交差状に配されると共に、該転動体４００の外径４０１が常に相対する一方の軌道輪１００（２００）の軌道面１０１（２０１）と他方の軌道輪２００の軌道面２０１（１０１）にて夫々一点ずつ合計二点で接触している。

そして、上記転動体４００は、図１１及び図１２に示すように、一組の平面部（相対面）４０２，４０２を有する上下切断状玉（玉の上下部分を切断して相対面を形成した構造のものをいう。）で、外径４０１を転がり接触面としている。
また、上記転がり軸受では、転動体４００の姿勢を安定させるため、少なくともポケット６００の軸方向の相対する二面（軸方向案内面）６０１，６０１で拘束して案内する保持器５００を用いている。

しかし、この保持器５００のポケット６００に転動体４００を収めるには、軸受を組み立てるときに、外輪１００と内輪２００のいずれかを分割しなければならない。このため、組み立て時に、分割された外輪１００，１００の半径方向ずれ等を管理する必要があり、また、軌道輪を分割することは、軸受の低コスト化を妨げる原因になる。なお、図中、７００は締結ボルトである。
また、上述のような転動体４００を用いた転がり軸受として、予圧を負荷することにより、高モーメント荷重が得られることが開示されている（例えば特許文献２参照）。

更に、上述のような転動体４００を用いた転がり軸受として、内外輪が共に一体型とされたものが提案されている（例えば特許文献３参照）。
しかし、特許文献３では、内外輪は共に一体型とされているが、内輪及び外輪の軌道溝には、外輪と内輪との間に形成される溝空間内にて転動体を回転させるための特別の構成を有していない。このため、特に予圧がかかる場合、この溝空間内で転動体を回転させることは困難で、組み立ても事実上困難と思われる。
特開２００１−５０２６４号公報 特開２００２−１３０２６１号公報 ＤＥ４３３４１９５Ａ１

本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、転動体と軌道溝とのスピン滑り等を抑制することができると共に、転がり摩擦抵抗を小さくして低トルク化を実現することができるのは勿論のこと、軌道輪が一体型であっても転動体を容易に組み込むことができる転がり軸受を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、一対の軌道輪間に保持器を介して複数の転動体が組み込まれ、前記各軌道輪は転動体の半径より大径状の軌道面からなる軌道溝を夫々有し、前記各軌道輪の内の少なくとも一つの軌道輪は二つの軌道面からなり、前記各転動体は転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、円周上に夫々交互に交差状に配されると共に、前記各転動体の外径が常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道輪の軌道面にて夫々一点ずつ合計二点で接触している転がり軸受であって、
前記一対の軌道輪を夫々一体で形成すると共に、前記各軌道輪のいずれか一方若しくは双方の軌道溝の一部に所望深さの溝を設け、且つ外輪外径Ｄ、外輪内径Ｄｅ１、転動体径Ｄａとした場合に、外輪有効肉厚（Ｄ−Ｄｅ１）と転動体径Ｄａとの関係を、０．３＜（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＜１としたことを特徴とする。

上記構成によれば、転動体と軌道溝とのスピン滑り等を抑制することができると共に、転がり摩擦抵抗を小さくして低トルク化を実現することができるのは勿論のこと、内外輪及び保持器を組み立てた状態で転動体を容易に組み込むことができる。そして、組み込まれた転動体は、軌道溝に小さな溝を設けたことにより、軌道輪が一体型であっても、その軌道輪間で形成される溝空間内で回転可能となる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記保持器は、前記転動体を保持する夫々のポケットにおいて、軸方向ポケット面は一面のみ有し、相対する面側は開放されており、該軸方向のポケット面は、周方向に互いに交差状に組み込まれる転動体の傾斜の向きに対応して、互いに軸方向の反対側に傾斜状に配列されていることを特徴とする。
上記構成によれば、保持器のポケットの軸方向の片側が開放しているので、内外輪及び保持器を組み込んだ状態で、転動体を片側ずつ組み込むことが可能となる。また、このような保持器を採用することにより、転動体の軸方向案内面が、従来の二面から一面に減少するため、転動体を拘束する力が減少する結果、保持器と転動体との間に生じる端面摩擦が大幅（約半分）に小さくなり、トルクも減少する。
請求項３に係る発明は、請求項２において、前記転動体は、少なくとも一つの平面部を有し、該平面部が前記保持器の前記軸方向ポケット面と接することを特徴とする。

本発明によれば、従来のように、一対の軌道輪の内の少なくとも一方を分割しなくとも、転動体を容易に組み込むことができるので、軌道輪の製作コスト、組み立て管理費および組み立て費を大幅に削減することができる。
また、一対の軌道輪のいずれもが分割されないため、軌道輪を分割したときに必要な締結用のボルトやリベット等の締結部品が不要となり、部品点数が削減される結果、軸受コストを低く抑えることができる。

更に、一体型で加工された軌道輪の加工精度を損なうことなく軸受とすることができるため、軸受精度を高く維持できる。
更に、軌道溝に設けた溝は、転動体の組み込み時に転動体を回転させる機能を有すると共に、軌道面内に油やグリースなどの潤滑剤を保持する機能も有するため、安定した軸受寿命が期待できる。
更に、保持器のポケットの軸方向の片側を開放することで、一対の軌道輪及び保持器を組み立てた後に、各ポケットの開放側から転動体を容易に組み込むことができる。

以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎず、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。
転がり軸受Ａは、図１に示すように、一体型で形成された軸受軌道輪（軸受外輪）１の内径と、同じく一体型に形成された軸受軌道輪（軸受内輪）２の外径に形成される軌道溝３に、保持器６を介して複数の転動体５，５が組み込まれている。図中８はシール溝であり、本実施形態では密封板（シール・シールド）の図示を省略しているが、密封板は必要に応じて適宜設けることが出来る。なお、軸受寸法、接触角、転動体径あるいは材質などの諸仕様は限定されない。

本実施形態によれば、軌道輪としての外輪１と内輪２のいずれも一体型で形成されているため、締結ボルトなどの締結部品を含めた軌道輪の製作コスト、組立管理費及び組立費が大幅に削減できた。
軌道溝３は、転動体５の半径よりも大きな半径の軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂにより形成されている。この場合、軌道溝３の溝曲率半径比Ｒ／Ｄａ（Ｒ：溝曲率半径、Ｄａ：転動体径）を５４％以上とすることにより、予圧が負荷された場合でも低トルクで、且つ予圧量の変化に伴うトルク増大を小さく抑えることができる。また、軌道溝３の溝曲率半径が大きくなりすぎると、接触面圧が大きくなり、寿命や摩耗等に悪影響を及ぼすので、溝曲率半径比Ｒ／Ｄａを６０％以下とすることが望ましい。特に、転がり軸受を０〜−３０μｍの負隙間で設計する場合に溝曲率半径比Ｒ／Ｄａを５６％以上とするとトルクのばらつきを小さく抑えることができる。

また、少なくとも一方の軌道輪の軌道溝が、二つの軌道面から構成されているものであればよく、本発明の範囲内で適宜選択される。
各軌道面１ａ・１ｂ，２ａ・２ｂの形状は、転動体５の転がりに適切な形状を有しているものであれば、断面アーチ状あるいはＶ字状等任意で、また曲線状あるいは直線状等のいずれであってもよく特に限定されるものではないが、例えば本実施形態では、曲率中心を互いにオフセット配置した両円弧で形成されている、いわゆるゴシックアーチが適用される。
そして、内輪２の軌道溝３の一部に、この軌道溝３よりも小さな溝４を凹設している。この溝４は、溝幅ｌ／転動体径Ｄａ＝０．３６〜０．４、溝深さｄ／転動体径Ｄａ＝０．０５〜０．３の範囲が望ましい。

本実施形態では、内輪２の二つの軌道面２ａ，２ｂからなる軌道溝３の中心（二つの軌道面２ａ，２ｂの交差部で軌道溝３の底部に相当）に、周方向に連続する所望深さの断面半円状の小径（例えば溝幅ｌ＝２．３５ｍｍ、溝深さｄ＝０．８ｍｍ、溝半径ｒ＝１．２ｍｍ）な溝４とする。この溝４は、転動体５の組み込み時における回転用溝として主に使用される。すなわち、後述する転動体５の転がり接触面５ａと平面部５ｂとの繋ぎ部（交点）５ｆを、組み込み時に溝４内に挿入させることによって、転動体５を軌道溝３空間内で回転可能とする。

この溝４は、図１に示すように、外輪１と内輪２の相対する軌道溝３が整列している状態（相対する軌道溝３の幅方向中心位置が同軸上にある状態）において、外輪１における軌道溝３の転動体挿入側縁部３ａと、内輪２における溝４の転動体反挿入側縁部４ａとを結ぶ距離（入口幅）をＢ、転動体５の最大径をＤａとしたときに、Ｂ／Ｄａが９８．０〜９９．５％の範囲内となるように、前記溝幅ｌが決定される。

なお、この入口幅Ｂは大きいほど転動体５の組込が容易となるが、入口幅Ｂが転動体径Ｄａの９８．０％未満では、転動体５の組込時に該転動体５の転がり接触面（転動面）５ａにキズがつく虞れがあり、９９．５％を超えると、僅かな荷重負荷条件下でも接触楕円が軌道面からはみ出したり、転動体５が軌道面から脱落する等の虞れがある。
また、溝４は、その溝４内に潤滑剤（油、グリースなど）を保有させておくことも可能で、軌道面内に備えられている潤滑剤保有機能としての作用もあり、安定した軸受寿命が期待できる。

この溝４の形状、径方向深さ、軸方向幅は、入口幅Ｂの条件を満たすものであれば全て本発明の範囲内であり、本発明の範囲内で適宜変更可能である。
また、溝４の形状、径方向深さ、軸方向幅は軌道面を可能な限り大きく取れるように最小限の大きさにするのが好ましいが、転動体５の転がり接触面５ａと平面部５ｂとの繋ぎ部５ｆが溝４内に一部挿入可能であれば全て本発明の範囲内であり、本発明の範囲内で適宜設計可能である。

更に、溝４の溝幅ｌや溝深さｄが小さすぎると、転動体５の転がり接触面５ａと平面部５ｂとの繋ぎ部５ｆを溝４内に挿入させて転動体５を軌道溝３空間内で回転させるには不十分なので、ｌ／Ｄａ＝０．３６以上、ｄ／Ｄａ＝０．０５以上とすることが望ましい。ただし、転動体５と軌道面の接触面積のはみ出しを避けることを考慮し、軌道面を可能な限り大きくすることが望ましいので、ｌ／Ｄａ＝０．４以下とする。なお、溝深さｄは深すぎると加工しづらいので、ｄ／Ｄａ＝０．３以下とすることが望ましい。

また、転動体５の周方向配設間隔を考慮すれば、溝４は所望長さをもって周方向に断続して設けてもよく本発明の範囲内である。
なお、軌道面２ａ，２ｂとの繋ぎ部２ｃのエッジを無くして曲面状に形成してもよい。 この溝４は、本実施形態では上述の通り内輪２の軌道溝３にのみ設けているが、外輪１の軌道溝３に設けてもよく、また外輪１と内輪２の双方に設けてもよい。

ところで、図７を参照して、上述した入口幅Ｂに対し、転動体５を挿入するには、外輪１及び内輪２を弾性変形させて転動体５を挿入したり、外輪１のみに熱を加え、その熱膨張を利用して転動体５を挿入し、軸受を組み立てるが、入口幅Ｂの設定範囲内で、外輪１の肉厚比のみを大きく設定し、負すきまとして予圧を付与する場合、外輪１及び内輪２の弾性変形のみだけでは、転動体５を挿入する際に、転動体表面にキズをつけたり、外輪転動体挿入側縁部３ａや内輪転動体反挿入側縁部４ａを潰してしまう可能性が生じる虞れがある。

従って、外輪１の肉厚比のみを大きく設定した場合には、外輪１のみに熱を加え、その熱膨張を利用して転動体５を挿入し、軸受を組立てることとなるが、このような組立方法では、外輪１及び内輪２を弾性変形させて転動体５を挿入する場合に比べて、外輪１を熱膨張させる分、組立時間が増して組立コストがかかってしまう。

そこで、本実施形態では、図８及び図９に示すように、外輪外径Ｄ、外輪内径Ｄｅ１、転動体径Ｄａとした場合に、外輪有効肉厚（Ｄ−Ｄｅ１）と転動体径Ｄａとの関係を、０．３＜（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＜１、より望ましくは０．５≦（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ≦０．８とすることで、外輪１の肉厚を薄くして転動体５の挿入の際に外輪１を変形させ易くし、これにより、外輪１を加熱することなく、常温で転動体５を外輪１及び内輪２の弾性変形を利用して直接軌道溝３に押し込んで軸受を組み立てることが可能となり、この結果、軸受の組立て時間が削減されて組立コストを低くすることができる。

そして、図８の例では（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＝０．９９２、図９の例では（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＝０．６５４に設定している。
ここで、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの上限値は、転動体５を挿入後に、転動体表面にキズをつけたり、外輪転動体挿入側緑部３ａや内輪転動体反挿入側縁部４ａを潰す等の組立て時の軸受へのダメージが無い範囲で、且つ常温で組込みが可能となる範囲とし、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＜１とした。
一方、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの下限値は、外輪１の肉厚が薄肉になると、加工しにくくなるが、その際、外輪１及び内輪２の単体精度保証の妨げにならない範囲とし、且つ変形等による軸受性能の低下を引き起こさない範囲とし、０．３＜（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａとした。

また、図９の転がり軸受は、外輪１を内輪２より薄肉としているので、外輪１の弾性変形を利用して組立てが容易になるのに加えて、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＝１の場合より外輪１の体積が小さく内輪２の体積が大きくなるので、体積の差が小さくなり外輪１と内輪２の剛性の差が小さくなる。これにより、内輪２に軸が、外輪１にハウジングが取付けられて相対回転する軸受装置として用いられる場合、軸受装置の剛性を大きくすることができる。

また、図９の転がり軸受は図８の転がり軸受と比べて転動体中心直径（ＰＣＤ）を大きくとることができるので、大きなモーメント荷重を支持することができる。例えば、図６に示す後述するダイレクトドライブモータに図９の転がり軸受を適用することで、軸心から離れた位置に軸方向の荷重が作用する場合においても、転がり軸受１個で回転体を支持し、転がり軸受に作用するモーメント荷重に耐えることができる。

また、転動体５は、転がり接触面となる外径５ａが軸方向に曲率を持ち、かつ軌道面１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂの夫々の半径よりも小径の半径を有する任意形状で、該転動体５は、隣接する転動体５が夫々交互に交差状に配されると共に、各転動体５の外径５ａが、常に一方の軌道輪１の軌道面１ａ，１ｂと他方の軌道輪２の軌道面２ｂ，２ａにて二点接触している。

転動体５は、例えば図３に拡大して示すように、一組の平面部（本実施形態では相対面）５ｂ，５ｂを有する上下切断状玉（玉の上下部分を切断して平面部５ｂ，５ｂを形成した構造のもをいう。）で、該平面部５ｂ，５ｂに垂直する自転中心軸５ｃが夫々交差状となるように夫々転動体５，５…が組込まれると共に、各転動体５の外径５ａが、常に一方の軌道輪１の軌道面１ａ，１ｂと他方の軌道輪２の軌道面２ｂ，２ａにて二点接触している。なお、図中５ｆは、転動体５の転がり接触面５ａと平面部５ｂとの繋ぎ部（交点）である。

転動体５は、その上下の切断幅は、内輪外径と外輪内径とのすき間幅以下であれば特に限定されず、また上下の切断割合は、均等あるいは均等でないものであってもよく、本発明の範囲内で任意に選択可能である。すなわち、本実施形態では、平面部５ｂ，５ｂを対称としたが、転動体５の平面部５ｂ，５ｂは、対称であっても非対称であってもよくいずれも本発明の範囲内である。

また、図４に示す非対称の平面部５ｂ，５ｄを有する転動体（上下切断状玉）５の場合、大端側の平面部５ｄが軸受の内輪２に向くように配することで、転動体５の回転がより安定になり、より低トルクを実現することができる。
転動体５の全体形状、相対面５ｂ，５ｂの有無や、外径５ａにおける軸方向の曲率の大小等は、本発明の範囲内において任意に変更可能である。すなわち、例えば、平面部５ｂ，５ｂに代えて、非平行状の両面（平面部）を備え、該両面に垂直する自転中心軸を有するものとしてもよい（図示省略）。

また、図５に示す玉の片側をカット（切断）して一つの平面部（カット面）５ｅを設けた片側カット状玉としたものであってもよい。
また、平面部５ｂ（５ｄ，５ｅ）は、任意形状であって、適宜最適な形状・大きさに変更・選択できる。
転動体５，５の組込みは、隣り合う転動体５，５における各平面部５ｂ・５ｂ，５ｂ・５ｂに垂直する自転中心軸５ｃ，５ｃが交互に交差状となるようにする。なお、その交差状態は直交状・非直交状のいずれでも構わない。

また、転動体５の交差状に配される方式は、両方の列で数が同じなら、周方向に交互に配されるのでなくともよく特に限定されない。すなわち、転動体５が１ヶ毎に交差してもよく、１ヶ毎に交差しなくとも両方の列で数が同じなら、２ヶずつ交差あるいは２ヶ１ヶ１ヶ２ヶ等のように交差していてもよくいずれも本発明の範囲内である。
各転動体５，５の運動は、保持器６で案内される（図２参照）。

保持器６は、転動体５を保持案内するポケット（保持部）７…が、周方向に複数個備えられた円環状に形成され、夫々のポケット７が、周方向に相対する二面のポケット面（周方向案内面）７ａ，７ａを有すると共に、軸方向は一面のポケット面（軸方向に転動体姿勢を安定させる軸方向案内面）７ｂのみ有し、相対する面側は開放（開放面）されており、該軸方向のポケット面７ｂは、互いに交差状に組み込まれる転動体５の傾斜の向きに対応して、互いに軸方向の反対側に傾斜状に配列されている。なお、周方向のポケット面７ａの形状は特に限定されず任意である。

軸方向のポケット面７ｂは、転動体５の外輪対向側の平面部５ｂ（図１で左上方に向いている面）を案内するように外径６ａから内径６ｂにわたり傾斜状に形成されている。よって、ポケット７の外径側開口７ｃより内径側開口７ｄが広く形成されることとなる。
このポケット面７ｂの傾斜角度は任意で、軌道溝３空間内で配される転動体５の角度を考慮して決定される。

本実施形態では、円周上で転動体５数量と同一数量をもって等間隔で設けられると共に、周方向で隣り合うポケット７の軸方向ポケット面７ｂは、周方向に交互に交差状に配されており、隣り合う各転動体５，５を上述の通り平面部５ｂ・５ｂ，５ｂ・５ｂに垂直する自転中心軸５ｃ，５ｃが夫々交差状になるように交互に組み込み可能とする。
なお、本実施形態では、円周上で転動体５数量と同一数量のポケット７が等間隔で、かつ交互に交差状に配されているが、特に限定されず、両方の列で数が同じなら、２ヶずつ交差あるいは２ヶ１ヶ１ヶ２ヶ等のように交差していても良く本発明の範囲内である。よって、上述した転動体５の配される方式に応じたポケット構成を周方向に設けた保持器とする。

保持器６の案内方式は特に限定されるものではなく、内輪案内でも、外輪案内でも、転動体案内でもよい。また、本実施形態では保持器６を一体型の構成としているが、特に限定されるものではなく、幾つかの部分から形成したものでも良い。
本実施形態の保持器６によれば、外輪１、内輪２と共に組み立てた後、転動体５を保持器６の開放側より軸受軌道溝３空間内へ順次挿入できる。

本実施形態は組立時に負すきまとした予圧品の組立性を向上させることを目的としてなされたものであるが、すきま品にも適用可能である。転動体と軌道面との間における予圧の付与される状態は特に限定されず、製造段階で予圧が付与されても付与されなくてもよい。
これら軸受の軌道輪１，２と転動体５の材質としては、通常軸受鋼が用いられるが、使用環境に応じて耐食性や、耐熱性を向上させる場合にはステンレス鋼やセラミック等が適宜選択される。

また、保持器６には、もみ抜き保持器、プレス保持器、樹脂保持器等が適宜選択されるので、保持器材料としては、例えば黄銅や鉄等の金属や、例えばポリアミド６６（ナイロン６６）・ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂が本発明の範囲内で選ばれる。
この実施形態によれば、転動体５の外径５ａが相対する外輪１の軌道面１ｂと内輪２の軌道面２ａに夫々点接触（接触点を１１，１１で示す）し、隣接する転動体５が外輪１の軌道面１ａと内輪２の軌道面２ｂに夫々点接触（接触点を１２，１２で示す）する。転動体５，５の接触角交互に交差するので、一つの軸受でラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重、モーメント荷重を受けることができる。

さらに、本実施形態の転がり軸受Ａは、図６に示すように、ダイレクトドライブモータに組み込むことにより従来品に比して優れたこの種のモータが提供できる。
図６はダイレクトドライブモータの一例を示す概略図で、図中１７は回転子（ロータ）、１８は固定子（ステータ）、２１はコイルを示し、回転子１７と固定子１８との間に転がり軸受Ａが組み込まれ、コイル２１に通電することにより、ロータ１７およびパルサーリング１９が回転し、パルサーリンク１９の凹凸を位置検出器２０により検出し、制御器（図示しない）によって回転速度や位置決めの制御を行う。本実施形態では、モータの外側が回転するアウターロータ型にて説明しているが、モータの内側が回転するインナーロータ型を採用することもできる。

軸受外輪１はロータ１７に嵌合され、パルサーリング１９とともに固定される。一方、軸受内輪２はコイル２１の巻かれたステータ１８側に嵌合され、位置検出器２０と共に固定されている。
本実施形態のダイレクトドライブモータは、転がり軸受Ａの部分を除いて従来のダイレクトドライブモータと同一であるため、特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜変更可能である。
このように、ダイレクトドライブモータに本実施形態の転がり軸受Ａを内蔵することにより、軸受のトルクを従来のクロスローラ軸受よりも小さく出来、発熱が抑えられる。また、前記軸受に予圧を付与することにより剛性が得られる。従って、従来のダイレクトドライブモータの機能を損なうこと無く、高速化が可能となる。

図１０に、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの値を変化させた場合の加工性と組立時の室温を考慮した組立性に関するデータを示す。
各試験軸受の仕様は次の通りである。
軸受サイズ：外径φ９０ｍｍ×内径φ６０ｍｍ×幅１３ｍｍ
転動体数 ：３２個（片列１６個ずつ）
転動体径 ：φ６．３５ｍｍ
転動体の平面部厚さ：４ｍｍ
アキシアルすきま：−１５μｍの予圧品
接触角 ：３０度

図１０から判るように、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの値が小さくなれば、軸受の組立性は良くなり、組立時間が短くなるが、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの値が０．３以下となって外輪の肉厚が薄くなりすぎると、真円度を確保するために加工時の切込み量を小さくしなければならないので加工時間がかかる。逆に、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの値が１に近づくと組立て時間は長くなり、（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの値が１以上だと室温での組立ができなくなる。このため、本発明では、０．３＜（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＜１、より望ましくは、０．５≦（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ≦０．８とする。

本発明の転がり軸受では、全ての転動体を予圧を加えて内外輪の軌道面間に挿入するにもかかわらず、外輪を薄肉として０．３＜（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＜１としたことにより、外輪を加熱することなく、転動体を内、外輪の相対弾性変位を利用して、直接軌道溝に押し込んで軸受を組立てることが可能となった。

なお、入口幅Ｂ／転動体径Ｄａ＝０．９８〜０．９９５となるように、溝幅ｌ／転動体径Ｄａ＝０．３６〜０．４、溝深さｄ／転動体径Ｄａ＝０．０５〜０．３とした溝４（例えば溝幅ｌ＝２．３５ｍｍ，溝深さｄ＝０．８ｍｍ，溝半径ｒ＝１．２ｍｍ，転動体径Ｄａ＝６．３５ｍｍ）を２つの軌道面２ａ，２ｂの交差部に凹設することにより、軸受の組立性の更なる向上を図ることができる。
また、外輪を加熱によって膨張させ、すき間を持たせた状態で転動体を挿入することも可能である。

本発明に係る転がり軸受の一実施形態を一部省略して示す概略断面図である。 本発明に係る転がり軸受における保持器への転動体の組み込み方向を一部省略して示す概略平面図である。 本発明に係る転がり軸受に組み込まれる転動体の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る転がり軸受に組み込まれる転動体の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る転がり軸受に組み込まれる転動体の他の実施形態を示す斜視図である。 ダイレクトドライブモータに本発明に係る転がり軸受を組み込んだ例を一部切欠いて示す概略断面図である。 本発明に係る転がり軸受の組立方法を説明するための説明図である。 （Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＝０．９９２とした本発明例の転がり軸受の要部断面図である。 （Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＝０．６５４とした本発明例の転がり軸受の要部断面図である。 （Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａの値と組立時間と加工時間と軸受温度との関係を示すグラフ図である。 従来の転がり軸受を一部省略して示す概略断面図である。 従来の転がり軸受における保持器への転動体の組み込み方向を一部省略して示す概略平面図である。

符号の説明

Ａ：転がり軸受
１：外輪
２：内輪
３：軌道溝
４：溝（回転用）
５：転動体
５ａ：外径
５ｂ：平面部
５ｆ：繋ぎ部
６：保持器
７：ポケット
７ｂ：軸方向ポケット面

Claims (3)

1. 一対の軌道輪間に保持器を介して複数の転動体が組み込まれ、前記各軌道輪は転動体の半径より大径状の軌道面からなる軌道溝を夫々有し、前記各軌道輪の内の少なくとも一つの軌道輪は二つの軌道面からなり、前記各転動体は転がり接触面となる外径が軸方向にも曲率を持ち、円周上に夫々交互に交差状に配されると共に、前記各転動体の外径が常に相対する一方の軌道輪の軌道面と他方の軌道輪の軌道面にて夫々一点ずつ合計二点で接触している転がり軸受であって、
   前記一対の軌道輪を夫々一体で形成すると共に、前記各軌道輪のいずれか一方若しくは双方の軌道溝の一部に所望深さの溝を設け、且つ外輪外径Ｄ、外輪内径Ｄｅ１、転動体径Ｄａとした場合に、外輪有効肉厚（Ｄ−Ｄｅ１）と転動体径Ｄａとの関係を、０．３＜（Ｄ−Ｄｅ１）／２Ｄａ＜１としたことを特徴とする転がり軸受。
2. 前記保持器は、前記転動体を保持する夫々のポケットにおいて、軸方向ポケット面は一面のみ有し、相対する面側は開放されており、該軸方向のポケット面は、周方向に互いに交差状に組み込まれる転動体の傾斜の向きに対応して、互いに軸方向の反対側に傾斜状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載した転がり軸受。
3. 前記転動体は、少なくとも一つの平面部を有し、該平面部が前記保持器の前記軸方向ポケット面と接することを特徴とする請求項２に記載した転がり軸受。

Images