JP2013194886A - 軸受装置及び回転体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の玉軸受を組み合わせて使用する場合に、それぞれの玉軸受の間で、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきを抑制すること。
【解決手段】軸受装置１は、４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが並列組合せ及び背面組合を用いて組み合わせられる。玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、例えば、アンギュラ玉軸受である。軸受装置１は、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに予圧が負荷される前の状態では、並列組合せの部分における外輪１２側に軸方向隙間ΔＢが設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の玉軸受を組み合わせた軸受装置及び回転体に関する。

玉軸受は、転がり軸受の一種である。複数の玉軸受を組み合わせて軸を支持して、ラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持するものが知られている（例えば、特許文献１）。

実公平８−９４４６号公報

工作機械の主軸に使用される玉軸受は、被削物の加工精度の確保、加工面の表面品位（光沢度が高い、ムラのない均一な面性状）及び表面粗さの向上のため、高い回転精度と高い剛性とが要求される。したがって、玉軸受は、高精度の精密軸受が使用されるのはもちろんのこと、通常は、軸及びハウジングに組み込まれた後、軸受内部（転動体としての玉と内輪軌道面及び外輪軌道面との接触部）で隙間がない状態に設定される。この状態を、いわゆる予圧と称する。予圧は、定位置予圧と定圧予圧とがある。

図１５は、背面組合せにおける定位置予圧の説明図である。図１６は、定圧予圧の説明図である。定位置予圧は、図１５に示すように、接触角がそれぞれ対向する（法線方向の向きが逆）組合せ玉軸受１１０、１１０の合わせ面における端面間に、つまり背面組合せ部位である内輪１１１、１１１の端面の間に適切な軸方向隙間ΔＡを設ける。次に、両端の玉軸受１１１、１１１を、軸受ナットを用いて、軸方向隙間ΔＡが０になる、すなわち、端面間が密着するまで締め込む。このとき、締付力Ｆｎが負荷される。このようにすることで、玉１１３と内輪１１１の溝との接触部及び玉１１３と外輪１１２の溝との接触部に、軸方向隙間（予圧隙間ともいう）ΔＡの設定数値に応じた予圧が負荷されることになる。

玉軸受１１０が３列以上組み合わされる多列組合せ玉軸受の場合、この多列組合せ玉軸受の中には、接触角の向きが同方向となる、いわゆる並列組合せが存在する。並列組合せの部分に関しては、玉軸受１１０の内輪１１１及び外輪１１２のいずれの端面間にも隙間を設けずに密着させる。このようにすることで、並列組合せの部分における両方の玉軸受１１０、１１０は、組込部材の締付力により、それぞれの内輪１１１、１１１同士又は外輪１１２、１１２同士がいずれも軸方向に均一に移動する。その結果、両方の玉軸受１１０、１１０の予圧荷重が均一になると考えられていた。

近年において、工作機械の主軸は高速化が進み、軸受のｄｍｎ値（ｄｍ：玉軸受が備える転動体（玉）のピッチ円直径（ｍｍ）と回転速度（単位時間あたりの回転数：ｒｐｍ）との積が５０万から８０万以上になるものが増加している。このような主軸は、高速回転中においては玉に遠心力が作用することにより、無回転状態（予圧荷重のみ負荷）に対して玉軸受の内部荷重が増加するため、玉軸受の温度上昇が高くなる。このため適正に初期の予圧を設定しないと、玉と外輪及び内輪との転がり接触面における潤滑油の油膜形成が不安定となり、玉軸受に不具合が発生する可能性がある。

このような背景において、近年、３列以上の多列組合せ玉軸受１１０では、適正に初期の予圧を設定しているにも関わらず、不具合が発生することがあった。本発明者は、鋭意研究によりこの原因を究明した結果、並列組合せの部分に予圧荷重のばらつきが生じる現象を発見した。具体的には、玉軸受１１０を軸に組み込んだ際における軸方向の締め付け力によって、玉軸受１１０の内輪１１１又は内輪間座１１４が弾性変形することにより、予圧荷重のばらつきが生じるという現象である。この現象によって、運転中において玉軸受１１０の内部荷重が当初の想定よりも大きくなっていることが判明した。

また、定圧予圧は、図１６に示すように、一方の玉軸受１１０の軸方向に、ばね１１５を用いてばね荷重を負荷することによって、接触角が対向するもう一方の玉軸受１１０との間で適正な予圧荷重を負荷する方式である。定圧予圧において、予圧荷重は、組み込み時におけるばね１１５の圧縮量によって調整できる。定圧予圧の場合も、一方の玉軸受１１０が２列以上である場合、並列組合せを有するので、定位置予圧と同様に、玉軸受１１０を軸に組み込んだ際における軸方向締付力によって、内輪１１１又は内輪間座１１４が弾性変形することのより、予圧荷重のばらつきが生ずることになる。

本発明は、複数の玉軸受を組み合わせて使用する場合に、それぞれの玉軸受の間で、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきを抑制することを目的とする。

本発明は、少なくとも３個の玉軸受を並列組合せ及び背面組合を用いて組み合わせて、かつ前記玉軸受に予圧を負荷する前の状態では、少なくとも一つの前記並列組合せの部分において隣接する前記玉軸受の間かつ外輪側に、軸方向隙間を有することを特徴とする軸受装置である。

この軸受装置は、玉軸受間に配置される間座又は内輪の弾性変形に対応して、軸方向隙間（玉軸受の回転中心軸方向における隙間）を外輪側に設けるので、玉軸受間に配置される間座又は内輪が弾性変形した場合であっても、予圧荷重のばらつきを抑制することができる。その結果、この軸受装置は、複数の玉軸受を、並列組合せ及び背面組合せを含む、予圧可能な組み合わせによって使用する場合に、それぞれの玉軸受の間で、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきを抑制することができる。

本発明は、少なくとも３個の玉軸受を並列組合せ及び正面組合せを用いて組み合わせて、かつ前記玉軸受に予圧を負荷する前の状態では、少なくとも一つの前記並列組合せの部分において隣接する前記玉軸受の間かつ外輪側に、軸方向隙間を有することを特徴とする軸受装置である。

この軸受装置は、玉軸受間に配置される間座又は内輪の弾性変形に対応して、軸方向隙間を外輪側に設けるので、玉軸受間に配置される間座又は内輪が弾性変形した場合であっても、予圧荷重のばらつきを抑制することができる。その結果、この軸受装置は、複数の玉軸受を、並列組合せ及び正面組合せを含む、予圧可能な組み合わせによって使用する場合に、それぞれの玉軸受の間で、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきを抑制することができる。

本発明において、隣接する前記玉軸受の間には、前記隣接する玉軸受の内輪の間に配置される内輪側間座と、前記隣接する玉軸受の外輪の間に配置される外輪側間座とを有し、前記外輪側における軸方向隙間は、前記並列組合せの部分における前記外輪と前記外輪側間座との間に設けられることが好ましい。このようにすることで、内輪側間座及び外輪側間座を用いて複数の玉軸受を組み合わせて用いる場合に、それぞれの玉軸受の間で、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきを抑制することができる。

本発明において、前記玉軸受は、アンギュラ玉軸受であることが好ましい。アンギュラ玉軸受は、転動体としての玉の数が多いので、より高負荷で使用することができる。

本発明において、前記外輪側における軸方向隙間の大きさは、前記玉軸受の軸方向における前記玉軸受の内輪の締め付けによって前記内輪側が弾性変形する量に相当する値であることが好ましい。このように、内輪側の弾性変形量に相当する軸方向隙間を外輪側に設けることで、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきをより確実に抑制できる。

本発明は、上述した軸受装置を備えたことを特徴とする回転体である。この回転体は、上述した軸受装置を備えるので、それぞれの玉軸受の間で、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきを抑制できる。その結果、例えば、高速で回転体が回転した場合において、特定の玉軸受が過度に温度上昇すること等を抑制できる。

本発明は、複数の玉軸受を組み合わせて使用する場合に、それぞれの玉軸受の間で、予圧荷重の設定値に対する実際の予圧荷重のばらつきを抑制することできる。

図１は、実施形態１に係る軸受装置を示す一部断面図である。 図２は、実施形態１に係る軸受装置に負荷する予圧を説明するための図である。 図３は、本実施形態に係る軸受装置を取り付けた回転体を示す図である。 図４は、実施形態１において玉軸受の組合せを異ならせた例を示す図である。 図５は、実施形態１において玉軸受の組合せを異ならせた例を示す図である。 図６は、実施形態１において玉軸受の組合せを異ならせた例を示す図である。 図７は、実施形態２に係る軸受装置を示す図である。 図８は、実施形態２に係る軸受装置を示す図である。 図９は、実施形態２に係る軸受装置を示す図である。 図１０は、実施形態２に係る軸受装置を示す図である。 図１１は、実施形態３に係る軸受装置を示す図である。 図１２は、実施形態３に係る軸受装置を示す図である。 図１３は、実施形態４に係る軸受装置を示す図である。 図１４は、図１３のＲ４で示す部分の拡大図である。 図１５は、背面組合せにおける定位置予圧の説明図である。 図１６は、定圧予圧の説明図である。

以下、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る軸受装置を示す一部断面図である。図２は、実施形態１に係る軸受装置に負荷する予圧を説明するための図である。軸受装置１は、複数の玉軸受１０を組み合わせた多列組合せ玉軸受である。本実施形態において、軸受装置１は、４個の玉軸受１０を組み合わせた４列の組合せ玉軸受である。軸受装置１が備える複数の玉軸受１０を区別する場合、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄといい、これらを区別する必要がない場合には、玉軸受１０という（以下同様）。また、以下においては、適宜、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを、それぞれＡ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列ということもある。

玉軸受は、内輪１１と、内輪１１の径方向外側に配置された外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に配置された複数の転動体としての玉１３とを備える。複数の玉１３は、保持器（リテーナ）で保持されているが、図１、図２では省略している。本実施形態において、玉軸受１０は、アンギュラ玉軸受であるが、深溝玉軸受であってもよい。アンギュラ玉軸受は、玉１３の数が多いので、より高負荷で使用することができるので好ましい。

軸受装置１は、４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄがこの順に軸２に取り付けられる。軸２は、例えば、マシニングセンタ又は旋盤等といった工作機械の主軸である。玉軸受１０Ａは、内輪１１の一端部が軸２の径方向外側に突出する大径部２Ｄに当接する。４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、それぞれの内輪１１間に内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃが配置されるとともに、それぞれの外輪１２間に外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが配置される。より具体的には、玉軸受１０Ａの内輪１１と玉軸受１０Ｂの内輪１１との間に内輪側間座１４Ａが、玉軸受１０Ｂの内輪１１と玉軸受１０Ｃの内輪１１との間に内輪側間座１４Ｂが、玉軸受１０Ｃの内輪１１と玉軸受１０Ｄの内輪１１との間に内輪側間座１４Ｃが配置される。また、玉軸受１０Ａの外輪１２と玉軸受１０Ｂとの間に外輪側間座１５Ａが、玉軸受１０Ｂの外輪１２と玉軸受１０Ｃの外輪１２との間に外輪側間座１５Ｂが、玉軸受１０Ｃの外輪１２と玉軸受１０Ｄの外輪１２との間に外輪側間座１５Ｃが配置される。

４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを介して軸２に取り付けられるとともに、玉軸受１０Ｄの内輪１１側にスペーサ４が取り付けられる。この状態で、スペーサ４の玉軸受１０Ｄとは反対側から締付ナット５が軸２にねじ込まれる。上述したように、玉軸受１０Ａは、内輪１１の一端部が軸２の大径部２Ｄに当接している。このため、締付ナット５を軸２にねじ込んで締め込むと、軸受装置１の４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、軸方向（回転中心軸Ｚｒ方向）の動きが規制されて、軸２に固定される。

４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが取り付けられた軸２は、軸２の取付対象であるハウジング３（例えば、工作機械等のハウジング）に、４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを介して取り付けられる。４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、それぞれの外輪１２がハウジング３の軸受取付部３Ｆに取り付けられる。このとき、玉軸受１０Ｄの外輪１２の一端部が、軸受取付部３Ｆの径方向内側に突出する小径部３Ｄに当接する。ハウジング３の軸受取付部３Ｆには、開口部３Ｈ側からボルト７によって外輪押さえ蓋６が取り付けられる。外輪押さえ蓋６は、軸受装置１の最も開口部３Ｈ側に配置されている玉軸受１０Ａの外輪１２と当接する。上述したように、玉軸受１０Ｄは、外輪１２の一端部がハウジング３の小径部３Ｄに当接している。このため、外輪押さえ蓋６を開口部３Ｈに取り付けてねじ７を締め込むと、軸受装置１の４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、軸方向の動きが規制されて、ハウジング３に固定される。ハウジング３に取り付けられ、固定された軸受装置１（４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）は、回転中心軸Ｚｒを中心として軸２を回転可能に支持する。

内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、いずれも環状の構造体である。外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、径方向に向かって貫通する給油孔１６を有している。給油孔１６から、それぞれの玉軸受１０に潤滑油が供給される。潤滑油は、例えば、オイルエア又はオイルミスト等の形態で供給される。また、回転中心軸Ｚｒ方向における軸２の寸法が大きい場合、荷重を負荷した際における軸２のラジアル方向（径方向）における曲げ剛性を確保する必要がある。この場合、それぞれの玉軸受１０の軸方向における配置を適切にして玉軸受１０による軸２の支持剛性を向上させるために、内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが用いられる。

図１のＲ１で示す領域に配置されている玉軸受１０Ａ、１０Ｂ及びＲ２で示す領域に配置されている玉軸受１０Ｃ、１０Ｄは、並列組合せで組み合わされている。また、図１のＲ３で示す領域に配置されている玉軸受１０Ｂ、１０Ｃは、背面組合せで組み合わされている。このように、軸受装置１は、４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが並列組合せ及び背面組合せによって組み合わされた組合せ玉軸受である。並列組合せは、複数の玉軸受１０が接触角を同じ向き、すなわち、玉１３と内輪１１及び外輪１２との接触点Ｐａ、Ｐｂを通る直線を同じ向きにして組み合わされる組合せである。図１に示す例では、直線ＬＡ、ＬＢの関係のようになる組合せである。背面組合せは、複数の玉軸受１０が、接触角を異なる向き、かつ玉１３と内輪１１及び外輪１２との接触点Ｐａ、Ｐｂを通る直線が玉軸受１０の径方向内側に向かって大きくなるようにして組み合わされる組合せである。図１に示す例では、直線ＬＢ、ＬＣの関係のようになる組合せである。

一般に、玉軸受１０は、軸２の回転精度・剛性の向上、軸２の振動・異音の抑制及び玉１３の公転滑り・自転滑りの抑制等を目的として、軸方向に対して予圧荷重を与えて使用される。軸受装置１に予圧荷重を負荷する場合、図２に示すように、背面組合せで組み合わされる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの内輪１１間に、予圧荷重を負荷するために適切な軸方向隙間（予圧隙間）ΔＡを与える。同時に、並列組合せで組み合わされる玉軸受１０Ａ、１０Ｂの内輪１１間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄの内輪１１、１１間における軸方向隙間を０にする。また、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの外輪１２、１２、１２、１２間における軸方向隙間を０（図２のΔＢ＝０）にする。この状態で、図１に示す締付ナット５を締め込んで４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに締付力Ｆｎを与えると、並列組合せ軸受同士、すなわち、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ同士と玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ同士とは、同一の予圧荷重が負荷される。このようにすることで、各玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに負荷される予圧荷重ＦｐＡ、ＦｐＢ、ＦｐＣ、ＦｐＤは同一になる。本例では、ＦｐＡ＝ＦｐＢ＝ＦｐＣ＝ＦｐＤ＜Ｆｎになる。

背面組合せで組み合わされる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの内輪１１、１１間における軸方向隙間ΔＡを調整するだけで各玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの予圧荷重ＦｐＡ、ＦｐＢ、ＦｐＣ、ＦｐＤを調整していた。この場合、上述したように、外輪１２間における軸方向隙間及び並列組合せ間における内輪１１間の軸方向隙間は０にしていた。このようにすると、図１に示す締付ナット５を締め付けることによって、内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの軸方向における変形が外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃよりも大きくなる。これは、内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの軸方向と直交する方向における断面積は、外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの軸方向と直交する方向における断面積よりも小さい結果、同じ荷重であれば軸方向における変形は、前者の方が後者よりも大きくなるからである。

その結果、並列組合せで組み合わされる玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間の内輪側間座１４Ａ及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の内輪側間座１４Ｃの軸方向隙間は、見かけ上０ではなくなってしまうことが判明した。すなわち、内輪側間座１４Ａ、１４Ｃの厚さ（回転中心軸Ｚｒ方向における寸法）が弾性変形によって小さくなる結果、内輪１１と内輪側間座１４Ａ、１４Ｃとの間に見かけ上隙間が生じたのと同様の状態になってしまう。結果として、並列組合せで組み合わされる玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間で、予圧荷重が不均等になってしまうという現象が発生することが判明した。この例では、各玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ間における予圧荷重の関係は、ＦｐＡ＞ＦｐＢ＝ＦｐＣ＜ＦｐＤとなる。この現象は、特に玉軸受の直径系列が０系列、９系列又は８系列等、いわゆる薄肉型の玉軸受である場合に顕著になる。

本実施形態においては、上述した予圧荷重の不均等を抑制するため、少なくとも３個の玉軸受１０を並列組合せ及び背面組合を用いて組み合わせた軸受装置１において、玉軸受１０に予圧を負荷する前の状態では、並列組合せの部分において隣接する玉軸受１０の間、かつこれらの外輪１２側に軸方向隙間を設ける。次に、軸受装置１の軸方向隙間の設定について、図２を参照して説明する。

まず、締付ナット５の締付力Ｆｎによる内輪側間座１４Ａ、１４Ｃの弾性変形量を求める。この弾性変形量は、計算によって求めてもよいし、実験又はコンピュータシミュレーションによって求めてもよい。次に、内輪側間座１４Ａ、１４Ｃそれぞれの弾性変形量に相当する軸方向隙間（予圧荷重補正隙間）ΔＢを、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間の外輪側間座１５Ａと玉軸受１０Ａ、１０Ｂとの間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪側間座１５Ｃと玉軸受１０Ｃ、１０Ｄとの間に設ける。軸方向隙間ΔＢは、軸受装置１が有する玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを内輪側間座１４Ａ等及び外輪側間座１５Ａ等とともに軸２に組み付け、予圧荷重が与えられる前であって、回転中心軸Ｚｒ方向におけるガタを取り除いた状態において、軸受装置１に設けられていればよい。このようにすることで、締付ナット５を締め込んで締付力Ｆｎを軸受装置１に与えた場合、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ同士と玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ同士とは、同一の予圧荷重が負荷される。そして、各玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに負荷される予圧荷重ＦｐＡ、ＦｐＢ、ＦｐＣ、ＦｐＤは同一になる（ＦｐＡ＝ＦｐＢ＝ＦｐＣ＝ＦｐＤ＜Ｆｎ）。

本実施形態では、軸受装置１が有するそれぞれの玉軸受１０に適正な予圧荷重を負荷するため、背面組合せで組み合わされる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間の内輪１１側に設けられる軸方向隙間ΔＡに加え、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側にそれぞれ軸方向隙間ΔＢを与える。なお、本実施形態において、軸方向隙間ΔＢは、軸受装置１が有するすべての並列組合せの部分における外輪１２側に設けられているが、少なくとも一つの並列組合せの部分における外輪１２側に設けられていればよい（以下同様）。軸方向隙間ΔＢは、締付ナット５の締付力Ｆｎによる内輪側間座１４Ａ又は内輪側間座１４Ｃ単独の弾性変形量に相当する。

軸受装置１の外輪１２側に軸方向隙間ΔＢがない場合、内輪側間座１４Ａ、１４Ｃの弾性変形によって、その分玉軸受１０Ａ、１０Ｄの内輪１１が軸受装置１の回転中心軸Ｚｒ方向の中心側（玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ側）に移動してしまう。その結果、玉軸受１０Ａ、１０Ｄの予圧荷重が増加してしまう。この予圧荷重の増加を抑制するため、本実施形態では、軸受装置１の外輪１２側に軸方向隙間ΔＢを設ける。この軸方向隙間ΔＢは、締付ナット５による回転中心軸Ｚｒ方向における内輪側間座１４Ａ、１４Ｃの変形による玉軸受１０Ａ、１０Ｄの予圧荷重の増加を抑制して、それぞれの玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの予圧荷重を均等にする。すなわち、本実施形態では、内輪側間座１４Ａ、１４Ｃの回転中心軸Ｚｒ方向における弾性変形を考慮することで、軸受装置１が有するそれぞれの玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの予圧荷重を均等にする。

このように、軸受装置１は、締付ナット５の締付力Ｆｎによる内輪１１側における弾性変形量（図２に示す例では内輪側間座１４Ａ、１４Ｃの弾性変形量）を求め、得られた弾性変形量に相当する大きさの軸方向隙間ΔＢを、並列組合せの部分における玉軸受１０間の外輪１２側に設ける。その結果、軸受装置１のすべての玉軸受１０に予圧荷重を均等に負荷することができるとともに、すべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。すべての玉軸受１０に予圧荷重が均等になると、軸受装置１が有する玉軸受１０はいずれも同様に温度上昇するため、特定の玉軸受１０（図２に示す例では玉軸受１０Ａ、１０Ｄ）の温度上昇が大きくなることを抑制できる。その結果、特定の玉軸受１０の耐久性低下を抑制することができる。このように、軸受装置１は、それぞれの玉軸受１０の内部荷重の増加を抑制し、温度上昇、異常昇温を抑制できるので、玉軸受１０の焼き付き等を未然に回避することに有効である。これは、特に、高速回転で軸２が運転される場合において有効である。

複数の玉軸受間における予圧荷重の不均等は、特に玉軸受の直径系列が０系列、９系列又は８系列等、いわゆる薄肉型である場合に顕著になるため、軸受装置１は、このような系列の玉軸受に対して特に有利である。

本実施形態において、軸受装置１の玉軸受１０に予圧が負荷される前に、玉軸受１０の内輪１１の両端面と外輪１２の両端面とに段差がない場合、内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃと、外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃとの回転中心軸Ｚｒ方向における寸法（厚さ）の関係は、次のようになる。まず、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃ、１０Ｄの外輪１２の間に配置される外輪側間座１５Ａ、１５Ｃは、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃ、１０Ｄの内輪１１の間に配置される内輪側間座１４Ａ、１４Ｃよりも厚さが小さくなる。また、背面組合せの部分における玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２の間に配置される外輪側間座１５Ｂは、背面組合せの部分における玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの内輪１１の間に配置される内輪側間座１４Ｂよりも厚さが大きくなる。

（評価例）
評価例として、単列で呼び番号７９２０Ｃのものを玉軸受として用い、これらを４列背面組合せ（ＤＢＢ）とした軸受装置１の各玉軸受の予圧荷重を計算により求めた。玉軸受の単体の寸法は、内径が１００ｍｍ、外径が１４０ｍｍ、回転中心軸Ｚｒ方向における寸法が２０ｍｍである。内輪側間座及び外輪側間座は、いずれも回転中心軸Ｚｒ方向における寸法が２０ｍｍである。評価例においては、予圧荷重を与えるための軸方向隙間ΔＡを２０μｍとし、内輪側間座１４Ｃの弾性変形量に相当する軸方向隙間ΔＢを５μｍとした。比較例として、軸方向隙間ΔＢ＝０μｍとした以外は上記評価例と同様の条件とした軸受装置１の各玉軸受の予圧荷重を計算により求めた。

評価例は、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの予圧荷重はいずれも９６０Ｎであった。比較例は、玉軸受１０Ａ、１０Ｄの予圧荷重が１３２０Ｎであり、玉軸受１０Ｃ、１０Ｂの予圧荷重が９６０Ｎとなった。比較例は、玉軸受１０Ａ、１０Ｂの間又は玉軸受１０Ｃ、１０Ｄの間で３６０Ｎの予圧荷重の差が生じるが、評価例においては、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ間における予圧荷重の差は０Ｎである。このように、本実施形態は、複数の玉軸受を組み合わせた多列組合せ玉軸受において、各玉軸受の予圧荷重を均等にできることが確認された。

（軸方向隙間の設定例１）
上述した例では、軸方向隙間ΔＢは、締付ナット５を締め込んだ状態において、軸受装置１が有する玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの予圧荷重が一定になるように設定したが、これに限定されるものではない。例えば、軸受装置１の動作中（例えば、定常運転時）において、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの予圧荷重が一定になるように軸方向隙間ΔＢ’を設定してもよい。

例えば、軸２が高速で回転する条件下（例えば、ｄｍｎ値が５０万以上であるような場合）では玉軸受の発熱量が大きくなり、内輪側と外輪側との温度差（内外輪温度差）が大きくなる。この場合内輪側の温度＞外輪側の温度となる。

軸２が高速で回転する条件下において、多列組合せ玉軸受である軸受装置１は、組合せ軸受の中心側である玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ側に熱がこもりやすくなるので、図２に示す例では、玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの内外輪温度差＞玉軸受１０Ａ、１０Ｄの内外輪温度差となる。このため、軸受装置１が有する玉軸受１０の内輪１１と外輪１２との回転中心軸Ｚｒ方向における熱膨張は、玉軸受１０Ａ、１０Ｄの方が玉軸受１０Ｂ、１０Ｃよりも小さくなる。その結果、軸受装置１の温度上昇に起因する予圧荷重の増加は、玉軸受１０Ａ、１０Ｄの方が玉軸受１０Ｂ、１０Ｃよりも小さくなる。

このように、特に玉軸受１０の発熱量が大きくなる条件下では、軸受装置１の回転中心軸Ｚｒ方向における玉軸受１０の位置によって温度上昇に起因する予圧荷重の増加量が変化する。したがって、回転中心軸Ｚｒ方向における軸受装置１の玉軸受１０の位置を考慮して、軸受装置１の外輪１２側に設ける軸方向隙間ΔＢ’を設定することが好ましい。上述した例の場合、軸方向隙間ΔＢ’は、上述した軸方向隙間ΔＢよりも小さくなる。すなわち、軸方向隙間ΔＢ’は、締付ナット５の締付力Ｆｎによる内輪側間座１４Ａ又は内輪側間座１４Ｃ単独の弾性変形量よりも小さくなる。このようにすることで、本例は、軸受装置１の動作中において、軸受装置１が有する各玉軸受１０の予圧荷重を均等にすることができるので、安定して軸受装置１を動作させることができる。

（軸方向隙間の設定例２）
図３は、本実施形態に係る軸受装置を取り付けた回転体を示す図である。図１、図２に示す軸受装置１は、並列組合せの玉軸受１０を２組有している。軸受装置１が並列組合せの玉軸受１０を複数組有する場合、必要に応じて、外輪１２側における軸方向隙間ΔＢを、軸受装置１の回転中心軸Ｚｒ方向の位置によって異ならせてもよい。例えば、図３に示すように、軸受装置１が、回転体としての工作機械のモータビルトイン主軸２Ｍの刃物Ｂ側における軸受として用いられる場合を考える。この場合、軸受装置１の玉軸受１０Ａが刃物Ｂ側であり、玉軸受１０ＤがロータＲ側になる。この例において、モータビルトイン主軸２Ｍは、ロータＲに対して軸受装置１とは反対側に、自由側軸受Ｃが取り付けられる。自由側軸受Ｃは、モータビルトイン主軸２Ｍの軸方向における伸びを許容するためのものであり、この例では、単列円筒ころ軸受が用いられる。

軸受装置１は、ロータＲの発熱により、ロータＲ側の温度は刃物Ｂ側の温度よりも高くなる。このため、モータビルトイン主軸２Ｍの動作中において、内外輪温度差は、玉軸受１０Ｄ、１０Ｃの方が、玉軸受１０Ａ、１０Ｂよりも大きくなる傾向がある。このような場合、内外輪温度差が大きくなりにくい並列組合せの部分（玉軸受１０Ａ、１０Ｂ）における予圧荷重の増加は、内外輪温度差が大きくなりやすい並列組合せの部分（玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ）における予圧荷重の増加よりも小さくなる傾向がある。したがって、本変形例においては、内外輪温度差が大きくなりやすい並列組合せの部分（玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ）における軸方向隙間を、内外輪温度差が大きくなりにくい並列組合せの部分（玉軸受１０Ａ、１０Ｂ）における軸方向隙間よりも大きくする。

例えば、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間における外輪１２側の軸方向隙間を上述したΔＢとし、玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間における外輪１２側の軸方向隙間をΔＢ’’とする。この場合、ΔＢ＜ΔＢ’’となる。すなわち、軸方向隙間ΔＢ’’は、締付ナット５の締付力Ｆｎによる内輪側間座１４Ａ又は内輪側間座１４Ｃ単独の弾性変形量よりも小さくなる。このようにすることで、本変形例は、モータビルトイン主軸２Ｍ及び軸受装置１の動作中において、軸受装置１が有する各玉軸受１０の予圧荷重を均等にすることができるので、安定してモータビルトイン主軸２Ｍ及び軸受装置１を動作させることができる。

（玉軸受の組合せ例）
図４から図６は、実施形態１において玉軸受の組合せを異ならせた例を示す図である。次においては、上述した実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明する。図４に示す軸受装置１ａは、３個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを有している。これらのうち、玉軸受１０Ｂ、１０Ｃが背面組合せであり、玉軸受１０Ｃ、１０Ｄが並列組合せである。このように、軸受装置１ａは、３個の玉軸受１０を１個の並列組合せと１個の背面組合せとで組み合わせた、３列の組合せ玉軸受である。

このような軸受装置１ａにおいて、図１に示す締付ナット５の締付力をＦｎ、玉軸受１０Ｂの予圧荷重をＦｐＢ、玉軸受１０Ｃの予圧荷重をＦｐＣ、玉軸受１０Ｄの予圧荷重をＦｐＤとすると、ＦｐＢ＝ＦｐＣ＋ＦｐＤ＜Ｆｎ、ＦｐＣ／ＦｐＢ＝ＦｐＤ／ＦｐＢ＝１／２の関係が成り立つ。

軸受装置１ａに予圧荷重を負荷する場合、背面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間の内輪１１と内輪側間座１４Ｂとの間に軸方向隙間ΔＡを設ける。同時に、並列組合せの部分における玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２と外輪側間座１５Ｃとの間に軸方向隙間ΔＢを設ける。軸方向隙間ΔＢは、並列組合せの部分における玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間に配置される内輪側間座１４Ｃの弾性変形量に相当する量に設定される。内輪側間座１４Ｃの弾性変形量は、図１に示す締付ナット５の締付力Ｆｎによる内輪側間座１４Ｃの弾性変形量である。このようにすることで、３個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを有する軸受装置１ａは、玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの実際の予圧荷重ＦｐＢ、ＦｐＣ、ＦｐＤが上述した設定値に対してばらつくことを抑制できる。

図５に示す軸受装置１ｂは、図１、図２に示す実施形態１の軸受装置１と同様に４個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを有しているが、背面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない点が異なる。他は、前述した軸受装置１と同様である。この場合は、背面組合せの玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２同士が当接するとともに、両者の内輪１１間の軸方向隙間ΔＡが軸受装置１ｂに予圧荷重を負荷するための大きさに設定される。また、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側にそれぞれ軸方向隙間ΔＢが与えられる。このようにすることで、背面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない場合も、軸受装置１ｂのすべての玉軸受１０に予圧荷重を均等に負荷することができる。また、軸受装置１ｂが備えるすべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

図６に示す軸受装置１ｃは、図４に示す軸受装置１ａと同様に３個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを有しているが、背面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない点が異なる。他は、前述した軸受装置１ａと同様である。この場合は、背面組合せの玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２同士が当接するとともに、両者の内輪１１間の軸方向隙間ΔＡが軸受装置１ｃに予圧荷重を負荷するための大きさに設定される。また、並列組合せの部分における玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側にそれぞれ軸方向隙間ΔＢが与えられる。このようにすることで、背面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない場合も、軸受装置１ｃが備えるすべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

上述した説明では、並列組合せの部分における玉軸受の外輪の間と、この部分に配置される外輪側間座との間に、回転中心軸方向における外輪側間座の寸法を調節する（小さくする）ことにより内輪側間座の弾性変形量に相当する軸方向隙間を設けた。しかし、内輪側間座の弾性変形量に相当する軸方向隙間を設ける手法はこれに限定されるものではない。例えば、並列組合せの部分における玉軸受の内輪の間と、この部分に配置される内輪側間座との間に、回転中心軸方向における内輪側間座の寸法を調節する（大きくする）ことにより内輪側間座の弾性変形量に相当する軸方向隙間を設けてもよい。なお、内輪側間座の弾性変形量に相当する軸方向隙間を設けるにあたって、回転中心軸方向における外輪側間座の寸法を調節する場合、外輪側間座を切削加工すればよいので、調整が比較的容易であるという利点がある。

（実施形態２）
図７から図１０は、実施形態２に係る軸受装置を示す図である。実施形態２は、少なくとも３個の玉軸受１０を並列組合せ及び正面組合せを用いて組み合わせて、かつ玉軸受１０に予圧を負荷する前の状態では、隣接する玉軸受１０の間において玉軸受１０の外輪１２側に軸方向隙間ΔＢが設けられる。このように、実施形態２は、上述した実施形態１と同様であるが、背面組合せで２個の玉軸受１０同士を組み合わせる代わりに、図７から図１０に示すように、正面組合せで２個の玉軸受１０同士を組み合わせる点が異なる。他は、実施形態１と同様である。次においては、上述した実施形態１と同様の部分については同一の符号を付して説明する。

図７に示す軸受装置１ｄは、図１、図２に示す軸受装置１において、回転中心軸Ｚｒ方向における中心側に配置される２個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃを正面組合せで組み合わせたものである。正面組合せは、複数の玉軸受１０が、接触角を異なる向き、かつ玉１３と内輪１１及び外輪１２との接触点Ｐａ、Ｐｂを通る直線が玉軸受１０の径方向内側に向かって小さくなるようにして組み合わされる組合せである。図７に示す例では、直線ＬＢ、ＬＣの関係のようになる組合せである。

正面組合せにおいて予圧荷重を軸受装置１ｄに負荷する場合、正面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２側に、軸方向隙間ΔＡを設ける。軸受装置１ｄは、上述した軸受装置１と同様に、スペーサ４を介して締付ナット５によって軸２に取り付けられる。軸受装置１ｄは、玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２間に配置される外輪側間座１５Ｂと、玉軸受１０Ｂ、１０Ｃとの間に軸方向隙間ΔＡが設けられる。この場合、軸受装置１ｄが有する玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの内輪１１側には、軸方向隙間は設けられない。この状態で、外輪押さえ蓋６をハウジング３の開口部３Ｈにボルト７で取り付けて、外輪１２側における軸方向隙間ΔＡを０にすることによって、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに予圧荷重が負荷される。

軸受装置１ｄは、上述した軸受装置１と同様に、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側にそれぞれ軸方向隙間ΔＢが与えられる。このようにすることで、正面組合せで玉軸受１０Ｂ、１０Ｃを組み合わせた場合でも、軸受装置１ｄのすべての玉軸受１０に予圧荷重を均等に負荷することができる。また、軸受装置１ｄが備えるすべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

本実施形態において、軸受装置１ｄの玉軸受１０に予圧が負荷される前に、玉軸受１０の内輪１１の両端面と外輪１２の両端面とに段差がない場合、内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃと、外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃとの回転中心軸Ｚｒ方向における寸法（厚さ）の関係を説明する。この場合、軸方向隙間ΔＡ、ΔＢは、いずれも外輪１２側に設けられるので、外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの厚さは、いずれも内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの厚さより小さくなる。

図８に示す軸受装置１ｇは、上述した実施形態１の図４に示す軸受装置１ａにおいて、回転中心軸Ｚｒ方向における中心側に配置される２個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃを正面組合せで組み合わせたものである。他は、軸受装置１ａと同様である。図８に示す軸受装置１ｇは、正面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２側に、軸方向隙間ΔＡを設ける。また、軸受装置１ｇは、上述した軸受装置１ａと同様に、並列組合せの部分における玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側に軸方向隙間ΔＢが与えられる。このようにすることで、３個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄのうち、玉軸受１０Ｂ、１０Ｃを正面組合せで組み合わせた場合でも、玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

図９に示す軸受装置１ｆは、上述した実施形態１の図５に示す軸受装置１ｂと同様であるが、正面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない点が異なる。他は、前述した軸受装置１ｂと同様である。この場合は、背面組合せの玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２同士が当接するとともに、両者の外輪１２間の軸方向隙間ΔＡが軸受装置１ｆに予圧荷重を負荷するための大きさに設定される。また、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側にそれぞれ軸方向隙間ΔＢが与えられる。このようにすることで、正面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない場合も、軸受装置１ｆのすべての玉軸受１０に予圧荷重を均等に負荷することができる。また、軸受装置１ｆが備えるすべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

図１０に示す軸受装置１ｇは、図６に示す軸受装置１ｃと同様であるが、正面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない点が異なる。他は、前述した軸受装置１ｃと同様である。この場合は、背面組合せの玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２同士が当接するとともに、両者の外輪１２間の軸方向隙間ΔＡが軸受装置１ｇに予圧荷重を負荷するための大きさに設定される。また、並列組合せの部分における玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側にそれぞれ軸方向隙間ΔＢが与えられる。このようにすることで、正面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃ間に外輪間座を設けていない場合も、軸受装置１ｇが備えるすべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

（実施形態３）
図１１、図１２は、実施形態３に係る軸受装置を示す図である。実施形態３は、実施形態１、２と同様であるが、複数の玉軸受１０は、内輪側間座及び外輪側間座を介さないで組み合わされる点が異なる。他は、実施形態１、２と同様である。次においては、上述した実施形態１、２と同様の部分については同一の符号を付して説明する。

軸受装置１ｈは、実施形態１の図１、図２に示す軸受装置１から内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを除いたものである。軸受装置１ｈは、回転中心軸Ｚｒ方向における中心側に配置された２個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃが背面組合せで組み合わされている。軸受装置１ｈは、背面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの内輪１１同士の間に、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに予圧荷重を負荷するための軸方向隙間ΔＡが設けられる。

また、軸受装置１ｈは、前述した軸受装置１と同様に、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂの外輪１２間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２間にそれぞれ軸方向隙間ΔＢが与えられる。これは、例えば、玉軸受１０Ａ又は玉軸受１０Ｂ及び玉軸受１０Ｃ又は１０Ｄの外輪１２の厚さ（回転中心軸Ｚｒ方向における寸法）を調整することにより実現できる（以下同様）。

このようにすることで、内輪側間座及び外輪側間座を用いないで複数の玉軸受１０を組み合わせた場合でも、軸受装置１ｈのすべての玉軸受１０に予圧荷重を均等に負荷することができる。また、軸受装置１ｈが備えるすべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

図１２の軸受装置１ｉは、実施形態２の図７に示す軸受装置１ｄから内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを除いたものである。軸受装置１ｉは、回転中心軸Ｚｒ方向における中心側に配置された２個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃが正面組合せで組み合わされている。

軸受装置１ｉは、実施形態２の図７に示す軸受装置１ｄから内輪側間座１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び外輪側間座１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを除いたものである。軸受装置１ｉは、回転中心軸Ｚｒ方向における中心側に配置された２個の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃが正面組合せで組み合わされている。軸受装置１ｉは、正面組合せで組み合わせられる玉軸受１０Ｂ、１０Ｃの外輪１２同士の間に、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに予圧荷重を負荷するための軸方向隙間ΔＡが設けられる。また、軸受装置１ｉは、前述した軸受装置１ｄと同様に、並列組合せの部分における玉軸受１０Ａ、１０Ｂの外輪１２間及び玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２間にそれぞれ軸方向隙間ΔＢが与えられる。

このようにすることで、内輪側間座及び外輪側間座を用いないで複数の玉軸受１０を組み合わせた場合でも、軸受装置１ｉのすべての玉軸受１０に予圧荷重を均等に負荷することができる。また、軸受装置１ｉが備えるすべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。

（実施形態４）
図１３は、実施形態４に係る軸受装置を示す図である。図１４は、図１３のＲ４で示す部分の拡大図である。実施形態４は、実施形態１と同様であるが、弾性体としてのばね８によって玉軸受１０に予圧荷重を負荷している点が異なる。他は、実施形態１、２と同様である。次においては、上述した実施形態１、２と同様の部分については同一の符号を付して説明する。

軸受装置１ｊは、Ｒ４で示す領域の玉軸受１０Ａ、１０Ｂ及びＲ５で示す領域の玉軸受１０Ｃ、１０Ｄが並列組合せで組み合わされており、Ｒ６で示す領域の玉軸受１０Ｂ、１０Ｃが背面組合せで組み合わされている。軸２ｊは、径方向外側に突出する大径部２Ｔを有している。並列組合せで組み合わされる２個の玉軸受１０Ｃ、１０Ｄは、大径部２Ｔの一端部２Ｄａ側から取り付けられるとともに、玉軸受１０Ｃの内輪１１が一端部２Ｄａに当接する。２個の玉軸受１０Ｃ、１０Ｄは、スペーサ４Ａを介して締付ナット５Ａによって軸２ｊに固定される。締め付け力はＦｎである。２個の玉軸受１０Ｃ、１０Ｄの内輪１１の間には、内輪側間座１４Ｃが設けられ、外輪１２の間には、外輪側間座１５Ｃが設けられる。

並列組合せで組み合わされる２個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂは、大径部２Ｔの他端部２Ｄｂ側から取り付けられるとともに、玉軸受１０Ｂの内輪１１が他端部２Ｄｂに当接する。２個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂは、スペーサ４Ｂを介して締付ナット５Ｂによって軸２ｊに固定される。締め付け力はＦｎである。２個の玉軸受１０Ａ、１０Ｂの内輪１１の間には、内輪側間座１４Ａが設けられ、外輪１２の間には、外輪側間座１５Ａが設けられる。

ハウジング３ｊの軸受取付部３Ｆｊは、径方向内側に突出する小径部３Ｔを有する。軸受取付部３Ｆｊに取り付けられた軸受装置１ｊは、一方の並列組合せにおける玉軸受１０Ｃの外輪１２と小径部３Ｔの一端部３Ｄａとの間に、ばね８が配置される。ばね８は、圧縮されており、玉軸受１０Ｃ、１０Ｄの外輪１２に押圧力を与える。他方の並列組合せにおける玉軸受１０Ｂの外輪１２は、小径部３Ｔの他端部３Ｄｂに当接する。軸受取付部３Ｆｊの開口部３Ｈには、ボルト７によって外輪押さえ蓋６が取り付けられる。外輪押さえ蓋６は、他方の並列組合せにおける玉軸受１０Ａの外輪１２に当接して、玉軸受１０Ａ、１０Ｂを位置決めする。

軸受装置１ｊは、ばね８が玉軸受１０Ｃ、１０Ｄの外輪１２に押圧力を与えることにより、軸２の大径部２Ｔと軸受取付部３の小径部３Ｔとを挟んで配置される並列組合せの玉軸受１０Ｃ、１０Ｄと並列組合せの玉軸受１０Ａ、１０Ｂとに予圧荷重を負荷する。開口部３Ｈ側に配置される並列組合せの玉軸受１０Ａ、１０Ｂ、すなわち、ばね８が設けられていない側は、外輪１２側に軸方向隙間ΔＢが設けられる。より具体的には、玉軸受１０Ａ、１０Ｂの外輪１２間に配置される外輪側間座１５Ａと、玉軸受１０Ａ、１０Ｂとの間に軸方向隙間ΔＢが設けられる。軸方向隙間ΔＢは、ばね８が設けられていない側における並列組合せの玉軸受１０Ａ、１０Ｂの内輪１１間に設けられた内輪側間座１４Ｂが、締付ナット５Ｂの締め付け力によって弾性変形した量に相当する。また、ばね８側に配置される並列組合せの玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側には、軸方向隙間Δｂが設けられる。軸方向隙間Δｂは、ばね８側における並列組合せの玉軸受１０Ｃ、１０Ｄの内輪１１間に設けられた内輪側間座１４Ａが、締付ナット５Ａの締め付け力によって弾性変形した量に相当する。

軸受装置１ｊは、締付ナット５Ｂの締め付け力による内輪１１側における弾性変形量（図１３、図１４に示す例では内輪側間座１４Ｂの弾性変形量）に相当する大きさの軸方向隙間ΔＢを、並列組合せによって組み合わされる玉軸受１０Ａ、１０Ｂ間の外輪１２側に有する。また、軸受装置１ｊは、並列組合せによって組み合わされる玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ間の外輪１２側に、締付ナット５Ａの締め付け力による内輪１１側における弾性変形量（図１３に示す例では内輪側間座１４Ａの弾性変形量）に相当する大きさの軸方向隙間Δｂを有する。その結果、定圧予圧を用いる軸受装置１ｊのすべての玉軸受１０に予圧荷重を均等に負荷することができるとともに、すべての玉軸受１０の実際の予圧荷重が設定値に対してばらつくことを抑制できる。なお、内輪側間座１４Ａ、１４Ｂが同一の寸法、かつ締付ナット５Ａ、５Ｂの締め付け力が同一である場合、玉軸受１０Ａ、１０Ｂ側における軸方向隙間ΔＢと玉軸受１０Ｃ、１０Ｄ側における軸方向隙間Δｂとは同一になる。

上述した実施形態１、２においては、外輪側間座又は内輪側間座の厚さを調整することにより、内輪側間座の弾性変形に相当する軸方向隙間ΔＢを軸受の外輪側に設けた。実施形態３においては、外輪側間座及び内輪側間座を用いずに、外輪の厚さを調整することにより、内輪側間座の弾性変形に相当する軸方向隙間ΔＢを軸受の外輪側に設けた。このように、玉軸受に予圧を負荷する前の状態で、少なくとも一つの並列組合せの部分において隣接する玉軸受の間には、外輪側に軸方向隙間が設けられていればよく、その手段は問わない。

以上、実施形態１から実施形態４について説明したが、上述した内容にこれらの実施形態が限定されるものではない。また、実施形態１から実施形態４における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、実施形態１から実施形態４の構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態１から実施形態４の要旨を逸脱しない範囲で各実施形態の構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うこともできる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ 軸受装置
２、２ｊ 軸
２Ｄ、２Ｔ 大径部
２Ｄａ 一端部
２Ｄｂ 他端部
２Ｍ モータビルトイン主軸
３、３ｊ ハウジング
３Ｄ、３Ｔ 小径部
３Ｄａ 一端部
３Ｄｂ 他端部
３Ｈ 開口部
３Ｆ、３Ｆｊ 軸受取付部
４、４Ａ、４Ｂ スペーサ
５、５Ａ、５Ｂ 締付ナット
６ 外輪押さえ蓋
７ ボルト
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１１０ 玉軸受
１１、１１１ 内輪
１２、１１２ 外輪
１３、１１３ 玉
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１１４ 内輪側間座
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 外輪側間座
１６ 給油孔

Claims (6)

1. 少なくとも３個の玉軸受を並列組合せ及び背面組合を用いて組み合わせて、かつ前記玉軸受に予圧を負荷する前の状態では、少なくとも一つの前記並列組合せの部分において隣接する前記玉軸受の間かつ外輪側に、軸方向隙間を有することを特徴とする軸受装置。
2. 少なくとも３個の玉軸受を並列組合せ及び正面組合せを用いて組み合わせて、かつ前記玉軸受に予圧を負荷する前の状態では、少なくとも一つの前記並列組合せの部分において隣接する前記玉軸受の間かつ外輪側に、軸方向隙間を有することを特徴とする軸受装置。
3. 隣接する前記玉軸受の間には、前記隣接する玉軸受の内輪の間に配置される内輪側間座と、前記隣接する玉軸受の外輪の間に配置される外輪側間座とを有し、
   前記外輪側における軸方向隙間は、前記並列組合せの部分における前記外輪と前記外輪側間座との間に設けられる、請求項１又は２に記載の軸受装置。
4. 前記玉軸受は、アンギュラ玉軸受である、請求項１から３のいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 前記外輪側における軸方向隙間の大きさは、前記玉軸受の軸方向における前記玉軸受の内輪の締め付けによって前記内輪側が弾性変形する量に相当する値である、請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の軸受装置を備えたことを特徴とする回転体。

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