JP2010043735A - ベアリング軸受および該ベアリング軸受を備えた駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動ロスをさらに低減することのできるベアリング軸受、およびかかるベアリング軸受を用いた駆動装置を提供すること。
【解決手段】ベアリング軸受９では、軸線方向Ｌで対向する第１支持板９１と第２支持板９２との間に形成された転動路９５内にベアリングボール９３が配置されており、スラスト軸受として用いることができる。第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０、および第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０はいずれも、軸線方向Ｌの一方側に向かって平行に傾いた傾斜面になっている。第１環状面９１０および第２環状面９２０はいずれも、内周側から外周側に向けて屈曲部分を有しない連続した面になっているため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも一方が軸線周りに回転する第１部材と第２部材の間に配置されるベアリング軸受、および該ベアリング軸受を備えた駆動装置に関するものである。

少なくとも一方が軸線周りに回転する第１部材と第２部材の間に配置されるスラスト軸受としては、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、円環状の第１支持板９１ｘと、この第１支持板９１ｘに対して軸線方向で対向するように配置された環状の第２支持板９２ｘとを備え、第１支持板９１ｘと第２支持板９２ｘとの間に形成された環状の転動路９５ｘに沿って、リテーナ９４ｘに保持されたベアリングボール９３ｘが複数配置されたベアリング軸受９ｘが提案されている。ここで、第１支持板９１ｘおよび第２支持板９２ｘはいずれも、幅方向（半径方向）の略中央部分が互いに反対側に略Ｖ字形状に凹んだ形状になっており、かかるＶ字形状の環状溝９１５ｘ、９２５ｘによって転動路９５ｘが構成されている（特許文献１、２参照）。

ＵＳ２００３−０１１７０３７Ａ１号公報 ＵＳ２００６−００７１１９０Ａ１号公報

しかしながら、図９（ａ）、（ｂ）に示すベアリング軸受９ｘでは、ベアリングボール９３ｘが第１支持板９１ｘのＶ字形状の環状溝９１５ｘの２つの斜面と第２支持板９２ｘのＶ字形状の環状溝９２５ｘの２つの斜面の計４箇所、あるいは、かかる４つの斜面の３箇所に接することになるため、ベアリングボール９３ｘを使った割には摺動ロスが大きいという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、摺動ロスをさらに低減することのできるベアリング軸受、およびかかるベアリング軸受を用いた駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、第１支持板と、該第１支持板に軸線方向で対向するように配置されて前記第１支持板との間に環状の転動路を構成する第２支持板と、前記転動路内に沿って配置された複数のベアリングボールと、前記転動路内で前記ベアリングボールを支持するリテーナと、を有するベアリング軸受であって、前記第１支持板において前記転動路を構成する第１環状面、および前記第２支持板において前記転動路を構成する第２環状面は各々、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続した面、つまり軸線を通る断面が直線になっており、前記ベアリングボールは、前記第１環状面および前記第２環状面の各々に対して１箇所で接していることを特徴とする。

本発明を適用したベアリング軸受は、軸線方向で対向する第１支持板と第２支持板との間に形成された転動路内にベアリングボールが配置されており、スラスト軸受として用いることができる。ここで、第１環状面および第２環状面は各々、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続した面、つまり軸線を通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボールは、第１環状面および第２環状面の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さい。

本発明において、前記第１環状面および前記第２環状面の双方が、前記軸線方向に対して傾いた円錐面になっていることが好ましい。このように構成すると、ベアリングボールの軌道が安定するという利点がある。

本発明において、前記第１環状面および前記第２環状面のうちの一方の環状面は、環状面の外周側が前記軸線方向に対して前記ベアリングボールが位置する側に傾いた円錐面になっており、他方の環状面は、環状面の外周側が前記軸線方向に対して前記ベアリングボールが位置する側とは反対側に傾いた円錐面になっていることが好ましい。かかる構成を採用すると、ベアリングボールが転動した際に遠心力を受けても、外周側に変位せず、ベアリングボールの軌道が安定するという利点がある。

本発明において、前記第１環状面および前記第２環状面のうちの一方の環状面は、前記軸線方向に対して傾いた円錐面になっていることが好ましい。このように構成すると、ベアリングボールの軌道が安定するという利点がある。

本発明において、前記第１環状面および前記第２環状面のうちの一方の環状面は、環状面の外周側が前記軸線方向に対して前記ベアリングボールが位置する側に傾いた円錐面になっていることが好ましい。かかる構成を採用すると、ベアリングボールが転動した際に遠心力を受けても、外周側に変位せず、ベアリングボールの軌道が安定するという利点がある。

本発明において、前記第１環状面と前記第２環状面との対向距離は、内周側から外周側において一定である構成を採用することができる。

本発明において、前記第１環状面と前記第２環状面との対向距離は、内周側から外周側に向かって連続的に狭まっている構成を採用することもできる。

本発明を適用したベアリング軸受を備えた駆動装置では、前記第１支持板が配置された第１部材と、前記第２支持板が配置された第２部材とを備え、前記第１部材および前記第２部材のうちの一方の部材が他方の部材に対して前記ベアリング軸受を介して相対回転可能に支持されている構成を有する。

例えば、モータの駆動により弁体の開方向および閉方向に駆動される出力軸と、該出力軸と固定体との間に配置されて前記モータへの給電が停止した際に前記出力軸を前記閉方向に移動させる付勢部材と、を有する駆動装置において、前記ベアリング軸受は、前記付勢手段により前記出力軸が前記閉方向に移動する際に前記出力軸に追従して前記一方の部材として回転する回転部材と、前記他方の部材としての前記固定体との間に配置されている。このような駆動装置に本発明を適用したベアリング軸受を用いると、ベアリング軸受での摺動ロスが小さいので、付勢部材の付勢力が小さくても、付勢部材は、出力軸を確実に移動させる。また、モータの駆動により出力軸を開方向に移動させるときには付勢部材の付勢力に抗することになるため、付勢部材の付勢力が小さければ、その分、モータ出力が小さくてよい。それ故、モータとしては小型で安価なものを用いることができる。

本発明を適用したベアリング軸受は、軸線方向で対向する第１支持板と第２支持板との間に形成された転動路内にベアリングボールが配置されており、スラスト軸受として用いることができる。ここで、第１環状面および第２環状面は各々、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続した面、つまり軸線を通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボールは、第１環状面および第２環状面の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さい。

本発明の実施の形態１に係るベアリング軸受を備えた弁体駆動装置（リニア駆動装置）の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るベアリング軸受を備えた弁体駆動装置（リニア駆動装置）の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るベアリング軸受の斜視図、および断面図である。 本発明の実施の形態２に係るベアリング軸受の断面図である。 本発明の実施の形態３に係るベアリング軸受の断面図である。 本発明の実施の形態４に係るベアリング軸受の断面図である。 本発明の実施の形態５に係るベアリング軸受の断面図である。 本発明の実施の形態６に係るベアリング軸受の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、従来のベアリング軸受の斜視図、および断面図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したベアリング軸受、および駆動装置（リニア駆動装置）について説明する。

［実施の形態１］
図１および図２は各々、本発明を適用したベアリング軸受を備えた弁体駆動装置（リニア駆動装置）の外観を示す斜視図、および断面図である。なお、図１および図２では、上方が弁体の閉方向、下方が弁体の開方向として表してあるので、以下の説明でも、便宜上、上方が弁体の閉方向、下方が弁体の開方向とするが、弁体駆動装置１が配置される姿勢は、上記の設定に限定されるものではなく、下方が弁体の閉方向、上方が弁体の開方向という態様や、右方が弁体の閉方向、左方が弁体の開方向という態様もあることは勿論である。

図１および図２に示す弁体駆動装置１（遮断弁／リニア駆動装置）は、ガスなどの流路内に形成された開口（図示せず）を弁体８５で開閉するとともに、停電時などの緊急の際には、バネの力で開口を強制的に閉状態とする装置であり、カップ状の仕切り部材３によって、ステッピングモータ２のステータ部２０が配置される第１空間１ｓと、ステッピングモータ２のロータ５０や弁体８５などが配置される流路側の第２空間１ｔとに仕切られている。

仕切り部材３は、有底の円筒状隔壁部３３と、円筒状隔壁部３３の開口縁で拡径する円環状のフランジ部３１とを備えており、円筒状隔壁部３３の周りには、ステッピングモータ２の円筒状のステータ部２０が同心状に配置されている。円筒状隔壁部３３には環状の段部３３５が形成されており、かかる段部３３５によって、ステータ部２０の軸線L方向の位置が規定されている。かかる仕切り部材３は、薄くて非磁性の金属板に深絞り加工などを行なうことによって形成される。

ステータ部２０は、軸線L方向に重ねて配置された一対のステータ組２１、２２を有しており、ステータ組２１、２２は各々、インシュレータに巻回された環状のコイル、およびコイルの軸線L方向の両側に配置された一対のステータコアを備えている。一対のステータコアは各々、コイルの内周面に沿って起立形成された多数の極歯を備えており、ステータ組２１を構成した状態で、一対のステータコアに形成された極歯は周方向に交互に配置された状態となる。ステータ部２０の側面部には端子台２６が形成されており、かかる端子台２６には複数本の端子２７が固定されている。また、端子台２６を覆うようにコネクタ部２８が形成されている。

仕切り部材３の円筒状隔壁部３３の内側には、軸受部材６、円筒状のロータ５０、円盤状のベアリング軸受９、円筒状支持部材４の下半部がこの順に重ねて配置されており、ロータ５０、ベアリング軸受９および円筒状支持部材４の内側には、軸線L方向に延びた出力軸８が配置されている。

これらの部材のうち、ロータ５０は軸線L周りに回転し、出力軸８は軸線L方向に移動する。これに対して、軸受部材６、ステータ部２０、円筒状支持部材４は、仕切り部材３を介して連結されて固定体１ａを構成している。

出力軸８の上端部は、円筒状支持部材４の上底部に形成された穴４９を貫通しており、かかる上端部には出力軸８よりも大径の弁体８５が取り付けられている。弁体８５は、出力軸８の上端部に完全固定されており、弁体８５と出力軸８は一体になっている。弁体８５の側面には周溝が形成されており、かかる周溝には、ゴム製のＯリングなどからなるシール部材８６が装着されている。

円筒状支持部材４の周りには、付勢部材としてのコイルバネ５が装着されており、かかるコイルバネ５は、両端部が各々、弁体８５の基端側に形成されたフランジ部８５１と、円筒状支持部材４の外周面に形成された段部４５との間で圧縮された状態で支持されている。円筒状支持部材４は、弾性を有する止め輪３５によって、仕切り部材３の環状の段部３３５に押圧されており、軸線L方向の移動および軸線L周りの回転が規制された状態で仕切り部材３に固定されている。

軸受部材６は、円盤状フランジ部６１から下方に向けて有底の円筒部６２が突出した形状を備えており、円盤状フランジ部６１の外周面は仕切り部材３の円筒状隔壁部３３の内周面に当接し、軸受部材６の円筒部６２の下端部は、仕切り部材３の円筒状隔壁部３３の底部３３２に当接している。かかる軸受部材６において、円盤状フランジ部６１の下面には、円筒部６２を囲むように環状溝６６が形成されており、かかる環状溝６６によって、円盤状フランジ部６１の外周部分には弾性が付与されている。このため、円盤状フランジ部６１の外周面は仕切り部材３の円筒状隔壁部３３に弾性をもって当接し、軸受部材６は、仕切り部材３の円筒状隔壁部３３の底部に固定された状態にある。かかる軸受部材６においては、円筒部６２の穴は、円盤状フランジ部６１の上面中央で開口する軸穴６５を構成している。

ロータ５０は、有底円筒状のロータ部材５１を有しており、その外周面にはロータマグネット５２が固定されている。ロータマグネット５２の外周面では、周方向でＳ極とＮ極とが交互に並んでおり、かかる外周面は、仕切り部材３の円筒状隔壁部３３を介してステータ部２０の内周面に対向している。ロータ部材５１の下側の端面５１０からは丸棒状の突起５５が下方に突出しており、かかる突起５５は、軸受部材６の軸穴６５に嵌っている。この状態で、ロータ５０は、突起５５を介して軸受部材６の軸穴６５により回転可能に支持されている。

ロータ部材５１の突起５５および軸受部材６の円筒部６２の底部６７には、互いに連通する小穴５７、６７０が形成されており、かかる小穴５７、６７０は、仕切り部材３の円筒状隔壁部３３内の底部に軸受部材６を配置する際の空気抜き用の穴である。

ロータ５０は上方で開口する円筒状であり、その内側には出力軸８の下半部が挿入されている。ここで、ロータ部材５１の内周面には雌ネジ５８が形成されている一方、出力軸８においてロータ５０の内側に挿入された部分には雄ネジ８８が形成されており、出力軸８の雄ネジ８８は、ロータ部材５１の雌ネジ５８に噛合している。また、円筒状支持部材４の上板部に形成された穴４９はＤ形状である一方、出力軸８において、穴４９の内側に位置する部分も含めて、上半部がＤ形状になっている。このため、ロータ５０が回転した際、出力軸８も回転しようとするが、出力軸８と円筒状支持部材４の穴４９との係合部分は共回り防止機構として機能し、出力軸８は回転不能である。このため、ロータ５０が回転した際、出力軸８は、ロータ５０に共回りせずに軸線L方向に移動することなる。このようにして、本形態では、ロータ５０の回転を出力軸８の直動に変換する回転直動変換機構１ｄが構成されている。

（ベアリング軸受９の詳細な構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係るベアリング軸受９の斜視図、および断面図である。なお、図３（ａ）ではリテーナを一点鎖線で示し、図３（ｂ）ではリテーナの図示を省略してある。

図２および図３（ａ）、（ｂ）に示すベアリング軸受９は、少なくとも一方が軸線L周りに回転する第１部材と第２部材の間に配置されるスラスト軸受であって、第１部材側（ロータ部材５１の側／回転部材の側）に配置される円環状の第１支持板９１と、第１支持板９１に軸線L方向で対向するように第２部材側（円筒状支持部材４の側／固定体１ａの側）に配置される円環状の第２支持板９２とを有している。第１支持板９１と第２支持板９２との間には環状の転動路９５が形成されており、かかる転動路９５には、環状のリテーナ９４に保持されたベアリングボール９３が複数、転動路９５に沿うように配置されている。本形態では、第１支持板９１はロータ部材５１の側に保持され、第２支持板９２は、円筒状支持部材４の側に保持されており、出力軸８は、第１支持板９１および第２支持板９２の中央に形成されている穴を貫通して下半部がロータ５０の内側に位置している。本形態において、第１支持板９１および第２支持板９２はいずれもＳＵＳ製である。

かかるベアリング軸受９において、本形態では、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０は、第１環状面９１０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第１環状面９１０は、円錐面になっている。つまり、第１環状面９１０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第１環状面９１０の外周側に構成される。また、第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０は、第2環状面９２０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側とは反対側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第２環状面９２０は、円錐面になっている。つまり、第２環状面９２０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第２環状面９２０の内周側に構成される。このように、第１環状面９１０および第２環状面９２０はいずれも、軸線L方向に対して同一方向に斜めに傾いた円錐面になっている。

ここで、第１環状面９１０と第２環状面９２０の傾きは等しく、第１環状面９１０と第２環状面９２０とは平行である。このため、第１環状面９１０と第２環状面９２０との対向距離（転動路９５の幅寸法）は、内周側から外周側に向かって同一である。また、第１環状面９１０および第２環状面９２０は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面、つまり軸線Ｌを通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所で接している。

（動作）
本形態の弁体駆動装置１において、弁体８５が流路の開口を閉状態としている期間中、弁体８５および出力軸８は上方に位置する。この状態で弁体８５を開方向（下方）に移動させるには、ステータ部２０に給電し、ロータ５０を正回転させる。その結果、出力軸８は、雌ネジ５８および雄ネジ８８からなる送りネジ機構により駆動され、コイルバネ５の付勢力に抗して下方に移動するので、弁体８５は流路の開口を開状態とする。かかる開状態は、ロータ５０とステータとの間に作用する保持力で維持される。

このような開状態で、ガス流量の異常時や地震発生時に遮断命令が発せられると、ステータ部２０にはロータ５０を逆回転させる駆動信号が印加され、出力軸８は、雌ネジ５８および雄ネジ８８からなる送りネジ機構により駆動されて閉方向（上方）に駆動され、弁体８５は流路の開口を閉状態とする。

また、弁体８５および出力軸８を閉方向に駆動している途中でステータ部への信号供給が停止したとき、出力軸８は、コイルバネ５の付勢力によって下方に移動する。その際、ロータ５０は、出力軸８に従動して逆回転する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のベアリング軸受９は、軸線L方向で対向する第１支持板９１と第２支持板９２との間に形成された転動路９５内にベアリングボール９３が配置されており、スラスト軸受として用いることができる。ここで、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０、および第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０はいずれも、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面、つまり軸線Ｌを通る断面が直線になっているため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所で接している。このため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さい。

また、第１環状面９１０は、第１環状面９１０の外周側がベアリングボール９３が位置する側に傾いているため、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、ベアリングボール９３の外周側への変位が第１環状面９１０によって阻止される。従って、ベアリングボール９３が転動したベアリングボール９３の軌道が安定している。また、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、外周側への変位が第１環状面９１０によって阻止されるため、ベアリングボール９３がリテーナ９４から脱落することもない。

また、本形態では、弁体駆動装置１において、ステッピングモータ２への給電が停止した際にコイルバネ５の付勢力で移動する出力軸８に追従して回転するロータ部材５１と、固定体１ａとの間にベアリング軸受９を配置したため、コイルバネ５による出力軸８の駆動をスムーズに行なうことができるとともに、ステッピングモータ２として、小型で安価なものを用いることができる。すなわち、本形態の弁体駆動装置１では、ベアリング軸受９での摺動ロスが小さい分、コイルバネ５の付勢力が小さくても、コイルバネ５は、出力軸８を確実に閉方向に移動させることができる。また、ステッピングモータ２の駆動により出力軸８を開方向に移動させるときにはコイルバネ５の付勢力に抗することになるため、コイルバネ５の付勢力が小さければ、その分、モータ出力が小さくてよいので、ステッピングモータ２として、小型で安価なものを用いることができる。

［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係るベアリング軸受９の断面図であり、図４ではリテーナの図示を省略してある。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分の詳細な説明は省略する。

図４に示すように、本形態のベアリング軸受９も、実施の形態１と同様、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０は、第１環状面９１０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第１環状面９１０は、円錐面になっている。つまり、第１環状面９１０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第１環状面９１０の外周側に構成される。また、第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０は、第２環状面９２０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側とは反対側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第２環状面９２０は、円錐面になっている。つまり、第２環状面９２０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第２環状面９２０の内周側に構成される。このように、第１環状面９１０および第２環状面９２０はいずれも、軸線L方向に対して同一方向に斜めに傾いた円錐面になっている。

ここで、第１環状面９１０と第２環状面９２０の傾きを比較すると、第１環状面９１０は第２環状面９２０よりも大きく傾いており、第１環状面９１０と第２環状面９２０とは非平行である。このため、第１環状面９１０と第２環状面９２０との対向距離（転動路９５の幅寸法）は、内周側から外周側に向かって連続的に狭くなっている。また、第１環状面９１０および第２環状面９２０は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面、つまり軸線Ｌを通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所で接している。

このように構成した場合も、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さい。また、第１環状面９１０は第１環状面９１０の外周側がベアリングボール９３が位置する側に傾いており、かつ、第１環状面９１０と第２環状面９２０との対向距離が内周側から外周側に向かって連続的に狭くなっている。このため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さい。

また、転動路９５は、外周側にいくほど第１環状面９１０と第２環状面９２０との離間距離が狭まっているため、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、外周側への変位が第１環状面９１０と第２環状面９２０とによって阻止される。従って、ベアリングボール９３が転動したベアリングボール９３の軌道が安定している。また、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、外周側への変位が第１環状面９１０と第２環状面９２０とによって阻止されるため、ベアリングボール９３がリテーナから脱落することもない。

［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３に係るベアリング軸受９の断面図であり、図５ではリテーナの図示を省略してある。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分の詳細な説明は省略する。

図５に示すように、本形態のベアリング軸受９も、実施の形態１と同様、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０は、第１環状面９１０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第１環状面９１０は、円錐面になっている。つまり、第１環状面９１０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第１環状面９１０の外周側に構成される。また、第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０は、第２環状面９２０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側とは反対側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第２環状面９２０は、円錐面になっている。つまり、第２環状面９１０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第１環状面９２０の外周側に構成される。このように、第１環状面９１０および第２環状面９２０はいずれも、軸線L方向に対して同一方向に斜めに傾いた円錐面になっている。

ここで、第１環状面９１０と第２環状面９２０の傾きを比較すると、第２環状面９２０は第１環状面９１０よりも大きく傾いており、第１環状面９１０と第２環状面９２０とは非平行である。このため、第１環状面９１０と第２環状面９２０との対向距離（転動路９５の幅寸法）は、内周側から外周側に向かって連続的に広くなっている。また、第１環状面９１０および第２環状面９２０は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面、つまり軸線Ｌを通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所で接している。

このように構成した場合も、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さい。また、第１環状面９１０は第１環状面９１０の外周側がベアリングボール９３が位置する側に傾いているため、ベアリングボール９３は、ベアリングボール９３の中心よりも第１環状面９１０の外周側で第１環状面９１０と接触する。そのため、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、外周側への変位が第１環状面９１０によって阻止される。従って、ベアリングボール９３が転動したベアリングボール９３の軌道が安定している。また、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、外周側への変位が第１環状面９１０によって阻止されるため、ベアリングボール９３がリテーナから脱落することもない。

［実施の形態４］
図６は、本発明の実施の形態４に係るベアリング軸受９の断面図であり、図６ではリテーナの図示を省略してある。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分の詳細な説明は省略する。

図６に示すように、本形態のベアリング軸受９も、実施の形態１と同様、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０は、第１環状面９１０の外周側が軸線方向Ｌにおいてベアリングボール９３が位置する側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第１環状面９１０は、円錐面になっている。つまり、第１環状面９１０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第１環状面９１０の外周側に構成される。

これに対して、第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０は、軸線L方向に対して直交する面になっている。このため、第１環状面９１０と第２環状面９２０との対向距離（転動路９５の幅寸法）は、内周側から外周側に向かって連続的に狭くなっている。また、第１環状面９１０および第２環状面９２０は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面、つまり軸線Ｌを通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所で接している。

このように構成した場合も、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さい。また、第１環状面９１０は第１環状面９１０の外周側がベアリングボール９３が位置する側に傾いているため、ベアリングボール９３は、ベアリングボール９３の中心よりも第１環状面９１０の外周側で第１環状面９１０と接触する。そのため、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、外周側への変位が第１環状面９１０によって阻止される。従って、ベアリングボール９３が転動したベアリングボール９３の軌道が安定している。また、ベアリングボール９３が転動した際に遠心力を受けても、外周側への変位が第１環状面９１０によって阻止されるため、ベアリングボール９３がリテーナから脱落することもない。

［実施の形態５］
図７は、本発明の実施の形態５に係るベアリング軸受９の断面図であり、図７ではリテーナの図示を省略してある。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分の詳細な説明は省略する。

図７に示すように、本形態のベアリング軸受９も、実施の形態１と同様、第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０は、第２環状面９２０の外周側が軸線方向Ｌにおいてベアリングボール９３が位置する側とは反対側（上方）に傾いた傾斜面になっており、第２環状面９２０は、円錐面になっている。つまり、第２環状面９２０とベアリングボール９３の接触点は、ベアリングボール９３の中心よりも、第２環状面９２０の内周側に構成される。

これに対して、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０は、軸線L方向に対して直交する面になっている。このため、第１環状面９１０と第２環状面９２０との対向距離（転動路９５の幅寸法）は、内周側から外周側に向かって連続的に広がっている。また、第１環状面９１０および第２環状面９２０は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面、つまり軸線Ｌを通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボール９４は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所で接している。

このように構成した場合も、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さいという効果を奏する。

なお、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０が第１環状面９１０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側とは反対側（下方）に傾いた傾斜面になっており、第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０が第２環状面９２０の外周側が軸線L方向においてベアリングボール９３が位置する側とは反対側（上方）に傾いた傾斜面になっている構造を採用してもよい。

［実施の形態６］
図８は、本発明の実施の形態６に係るベアリング軸受９の断面図であり、図８ではリテーナの図示を省略してある。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分の詳細な説明は省略する。

図８に示すように、本形態のベアリング軸受９では、第１支持板９１において転動路９５を構成する第１環状面９１０は、軸線L方向に対して直交する面になっている。また、第２支持板９２において転動路９５を構成する第２環状面９２０も、軸線L方向に対して直交する面になっている。このため、第１環状面９１と第２環状面９２０とは平行であり、第１環状面９１０と第２環状面９２０との対向距離（転動路９５の幅寸法）は、内周側から外周側に向かって一定である。また、第１環状面９１０および第２環状面９２０は、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続面、つまり軸線Ｌを通る断面が直線になっている。このため、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所で接している。このように構成した場合も、ベアリングボール９３は、第１環状面９１０および第２環状面９２０の各々に対して１箇所のみで接する状態で転動するので、摺動ロスが小さいという効果を奏する。

［他の適用例］
上記実施の形態では、本発明を適用したベアリング軸受９を弁体駆動装置１（リニア駆動装置）に用いたが、他のリニア駆動装置や、リニア駆動装置以外の駆動装置において、第１部材および第２部材のうちの一方の部材が他方の部材に対して、本発明を適用したベアリング軸受９を介して相対回転可能に支持されている構造を採用してもよい。

１ 弁体駆動装置（遮断弁／リニア駆動装置）
２ ステッピングモータ（モータ）
３ 仕切り部材
５ コイルバネ（付勢部材）
６ 軸受部材
８ 出力軸
９ ベアリング軸受
２０ ステータ部
５０ ロータ
５５ ロータの突起
５８ 雌ネジ
６５ 軸受部材の軸穴
８５ 弁体
８８ 雄ネジ
９１ 第１支持板
９２ 第２支持板
９３ ベアリングボール
９５ 転動路
Ｌ 軸線

Claims (9)

1. 第１支持板と、該第１支持板に軸線方向で対向するように配置されて前記第１支持板との間に環状の転動路を構成する第２支持板と、前記転動路内に沿って配置された複数のベアリングボールと、前記転動路内で前記ベアリングボールを支持するリテーナと、を有するベアリング軸受であって、
   前記第１支持板において前記転動路を構成する第１環状面、および前記第２支持板において前記転動路を構成する第２環状面は各々、内周側から外周側において屈曲部分を有しない連続した面になっており、
   前記ベアリングボールは、前記第１環状面および前記第２環状面の各々に対して１箇所で接していることを特徴とするベアリング軸受。
2. 前記第１環状面および前記第２環状面の双方が、前記軸線方向に対して傾いた円錐面になっていることを特徴とする請求項１に記載のベアリング軸受。
3. 前記第１環状面および前記第２環状面のうちの一方の環状面は、前記軸線方向に対して前記ベアリングボールが位置する側に傾いた円錐面になっており、他方の環状面は、前記軸線方向に対して前記ベアリングボールが位置する側とは反対側に傾いた円錐面になっていることを特徴とする請求項２に記載のベアリング軸受。
4. 前記第１環状面および前記第２環状面のうちの一方の環状面は、前記軸線方向に対して傾いた円錐面になっていることを特徴とする請求項１に記載のベアリング軸受。
5. 前記第１環状面および前記第２環状面のうちの一方の環状面は、前記軸線方向に対して前記ベアリングボールが位置する側に傾いた円錐面になっていることを特徴とする請求項４に記載のベアリング軸受。
6. 前記第１環状面と前記第２環状面との対向距離は、内周側から外周側において一定であることを特徴とする請求項１または３に記載のベアリング軸受。
7. 前記第１環状面と前記第２環状面との対向距離は、内周側から外周側に向かって連続的に狭まっていることを特徴とする請求項２または５に記載のベアリング軸受。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のベアリング軸受を備えた駆動装置であって、
   前記第１支持板が配置された第１部材と、前記第２支持板が配置された第２部材とを備え、
   前記第１部材および前記第２部材のうちの一方の部材が他方の部材に対して前記ベアリング軸受を介して相対回転可能に支持されていることを特徴とする駆動装置。
9. モータの駆動により弁体の開方向および閉方向に駆動される出力軸と、該出力軸と固定体との間に配置されて前記モータへの給電が停止した際に前記出力軸を前記閉方向に移動させる付勢部材と、を有し、
   前記ベアリング軸受は、前記付勢手段により前記出力軸が前記閉方向に移動する際に前記出力軸に追従して前記一方の部材として回転する回転部材と、前記他方の部材としての前記固定体との間に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。

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