JP2013253681A

JP2013253681A - 玉軸受

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Inventors: Heizaburo Kato; 平三郎加藤
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Abstract

【課題】転動体を外輪及び内輪に圧接する圧接機構を有した玉軸受において、圧接力の管理を行い易くする。
【解決手段】外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪にそれぞれ対応する接触角で接触して転動する複数の球状の転動体と、を有する玉軸受である。前記外輪は、所定の接触角で前記転動体が接触して転動する転動面を有した内側環状部と、前記内側環状部からラジアル方向の外方に延出して一体に設けられた薄肉部と、前記薄肉部を介して前記内側環状部をアキシャル方向に移動可能に支持すべく前記薄肉部の外周縁部に一体に設けられた外側環状部と、前記内側環状部と前記薄肉部と前記外側環状部とで区画される環状空間に加圧流体を供給するための供給孔と、を有する。前記供給孔から供給された前記加圧流体によって、前記薄肉部が前記アキシャル方向に弾性変形されることにより、前記内側環状部の前記アキシャル方向の移動を介して前記転動体が前記外輪及び前記内輪に圧接される。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の球状の転動体を、外輪及び内輪に圧接する圧接機構を有した玉軸受に関する。

従来、工作機械などでは、主軸の回転剛性や回転精度の向上、或いは振動や騒音の低減などを目的として、主軸の軸受に予圧を付与することが行われている。すなわち、軸受の転動体を外輪及び内輪に予め所定の圧接力で圧接しておくことがなされている（特許文献１）。

実用新案登録第２５９１６２０号公報

図１Ａは、この予圧付与方法の一例を示す一対の軸受１１０，１１０の概略中心断面図である。軸受１１０の外輪１３０は、ハウジング３の取り付け孔３ｈに嵌入支持されており、他方、軸受１１０の内輪１２０には、軸支対象の主軸５が嵌合されて内輪１２０と主軸５とは相対移動不能に固定されている。そして、この例では所謂アンギュラ玉軸受１１０が使用されている。すなわち、内輪１２０と外輪１３０との間に介装された複数の球状の転動体１５０は、所定の接触角αで内輪１２０及び外輪１３０の各転動面１２０ａ，１３０ａに接触している。

ここで、接触角αとは、転動面１２０ａ，１３０ａにおいて転動体１５０が接触する接触位置を規定する角度のことである。つまり、一般的には、内輪１２０の転動面１２０ａにおける転動体１５０の接触位置Ｐ１２０ａと、外輪１３０の転動面１３０ａにおける転動体１５０の接触位置Ｐ１３０ａとを結ぶ直線Ｌが、ラジアル方向（半径方向）となす角度αのことである。例えば、接触角が３５°の場合には、内輪１２０の転動面１２０ａ及び外輪１３０の転動面１３０ａのそれぞれにおいてラジアル方向から３５°だけ傾いた位置を接触位置Ｐ１２０ａ，１３０ａとして、転動体１５０は内輪１２０及び外輪１３０と接触する。

よって、かかるアンギュラ玉軸受１１０を用いた場合に、予圧を付与すべく例えば外輪１３０をハウジング３に対してアキシャル方向（軸方向）に押し込めば、そのアキシャル方向の押し力の一部は、図１Ｂに示すように外輪１３０と転動体１５０との接触角αを介してラジアル方向の内方の分力に変換されて転動体１５０に伝達され、このラジアル方向の内方の分力により、転動体１５０は内輪１２０に押し付けられ、これにより、転動体１５０は、内輪１２０及び外輪１３０の両者に圧接された状態、つまり予圧された状態となる。

しかしながら、図１Ｂに示すように外輪１３０をアキシャル方向に押し込む際には、外輪１３０の外周面１３０ｂとハウジング３の取り付け孔３ｈの内周面３ｈａとの金属接触に起因した静止摩擦力や動摩擦力の作用により、所謂スティックスリップ現象を生じ得る。すなわち、予圧を付与すべくアキシャル方向に外輪１３０を押し込むと、外輪１３０は、玉軸受１１０が有する種々の微小隙間や微小変形などに起因して、ハウジング３に対してアキシャル方向に相対移動するが（図１Ｂ中のΔを参照）、その際には、動いたり止まったりを繰り返す。図２はこの様子を示すグラフである。縦軸には外輪１３０に与えるアキシャル方向の押し力の大きさを取っており、横軸には、ハウジング３に対する外輪１３０の相対移動量Δを取っている。そして、このグラフを見てわかるように、押し力を増やしているのに相対移動しないスティック域Ａｓｔがあったり、押し力を増やしていないのに相対移動するスリップ域Ａｓｌｉｐがあったりする。そのため、このような外輪１３０をハウジング３に対して滑らせながら予圧する方法では、外輪１３０及び内輪１２０に対する転動体１５０の圧接力を所期の適正範囲に設定するのは困難である。

そして、この圧接力の大きさが、適正範囲に入っていない場合には、工作機械の運転中、つまり玉軸受１１０の使用中に種々の問題を招き得る。例えば、圧接力が小さい場合には、主軸５の回転剛性や回転精度を維持できなくなったり、或いは転動面１２０ａ，１３０ａにスミアリングなどの滑り損傷を生じることも有り、逆に、圧接力が大きい場合には、玉軸受１１０の摩擦抵抗が大きくなって動力ロスや発熱の増大を招き得る。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、転動体を外輪及び内輪に圧接する圧接機構を有した玉軸受において、圧接力の管理を行い易くすることにある。

上記目的を達成するための主たる発明は、
外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪にそれぞれ対応する接触角で接触して転動する複数の球状の転動体と、を有する玉軸受であって、
前記外輪は、
所定の接触角で前記転動体が接触して転動する転動面を有した内側環状部と、
前記内側環状部からラジアル方向の外方に延出して一体に設けられた薄肉部と、
前記薄肉部を介して前記内側環状部をアキシャル方向に移動可能に支持すべく前記薄肉部の外周縁部に一体に設けられた外側環状部と、
前記内側環状部と前記薄肉部と前記外側環状部とで区画される環状空間に加圧流体を供給するための供給孔と、を有し、
前記供給孔から供給された前記加圧流体によって、前記薄肉部が前記アキシャル方向に弾性変形され、前記内側環状部の前記アキシャル方向の移動を介して前記転動体が前記外輪及び前記内輪に圧接されることを特徴とする玉軸受である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、転動体を外輪及び内輪に圧接する圧接機構を有した玉軸受において、圧接力の管理が容易に行えるようになる。

図１Ａ及び図１Ｂは、従来の予圧付与方法の一例を示す一対の軸受１１０，１１０の概略中心断面図であり、図１Ａには予圧の非付与状態を示し、図１Ｂには予圧の付与状態を示している。予圧付与時たる圧接力の付与時に生じるスティックスリップ現象を説明するためのグラフである。図３Ａは、第１実施形態の玉軸受１０の概略中心断面図であり、図３Ｂは、図３Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。図３Ａ中のＩＶ部拡大図である。図５Ａ及び図５Ｂは、図４中の外輪３０の拡大図であり、図５Ａには、圧力室３０Ｒの非加圧状態を示し、図５Ｂには、同加圧状態を示している。加圧流体の供給圧と内側環状部３２の移動量Δ３２との関係のグラフである。第１実施形態の玉軸受１０の適用例の概略中心断面図である。上記適用例の変形例であって、第１実施形態の玉軸受１０と既存の玉軸受１１０とを正面組み合わせで配置した場合の概略中心断面図である。図９Ａは、第２実施形態の玉軸受１０ａの概略中心断面図であり、図９Ｂは、図９Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。図９Ａ中のＸ部拡大図である。第２実施形態の玉軸受１０ａの変形例である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１０Ａ中の外輪３０’の拡大図であり、図１１Ａには、圧力室３０Ｒの非加圧状態を示し、図１１Ｂには、同加圧状態を示している。第２実施形態の玉軸受１０ａの適用例の概略中心断面図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪にそれぞれ対応する接触角で接触して転動する複数の球状の転動体と、を有する玉軸受であって、
前記外輪は、
所定の接触角で前記転動体が接触して転動する転動面を有した内側環状部と、
前記内側環状部からラジアル方向の外方に延出して一体に設けられた薄肉部と、
前記薄肉部を介して前記内側環状部をアキシャル方向に移動可能に支持すべく前記薄肉部の外周縁部に一体に設けられた外側環状部と、
前記内側環状部と前記薄肉部と前記外側環状部とで区画される環状空間に加圧流体を供給するための供給孔と、を有し、
前記供給孔から供給された前記加圧流体によって、前記薄肉部が前記アキシャル方向に弾性変形され、前記内側環状部の前記アキシャル方向の移動を介して前記転動体が前記外輪及び前記内輪に圧接されることを特徴とする玉軸受。

このような玉軸受によれば、加圧流体の供給圧に基づいて薄肉部がアキシャル方向に弾性変形されることにより、内側環状部が移動して転動体は外輪及び内輪に圧接される。よって、圧接過程でのスティックスリップ現象の発生は有効に回避され、これにより、概ね供給圧の増減に連動して、転動体の外輪及び内輪との圧接力は円滑且つ速やかに変化するようになる。その結果、圧接力を正確に付与することができて、圧接力の管理（つまり予圧管理）を容易に行うことができる。

また、加圧流体の供給圧に追随して速やかに圧接力は変化するので、圧接力を任意の目標値に自在に増減調整可能となり、そのような圧接力の変更のニーズのあるような場合にも何等問題なく対応可能である。

更に、圧接機構は、上述のように外輪の一部として設けられ、つまり玉軸受に内蔵されているので、玉軸受の外径寸法、内径寸法、及び幅といった取り付け関係寸法を、既存の標準規格や業界規格等の各種規格に準拠させることができる。よって、標準品の玉軸受を取り付ける場合と同じような容易さで、取り付け対象の各種装置に当該圧接機構を有した玉軸受を取り付けることができて、扱い易いものとなる。

かかる玉軸受であって、
前記内輪は、前記アキシャル方向の二箇所で前記転動体に接触し、
前記外輪は、前記転動体の第２の転動面が形成された第２環状部を有し、
前記外輪の前記内側環状部の前記転動面は、前記内輪に係る前記アキシャル方向の二箇所のうちの一箇所に対応させて、前記アキシャル方向の一箇所で前記転動体に接触するとともに、前記第２環状部の前記第２の転動面は、前記内輪に係る前記アキシャル方向の二箇所のうちのもう一箇所に対応させて、前記アキシャル方向の一箇所で前記転動体に接触するのが望ましい。
このような玉軸受によれば、所謂４点接触玉軸受の構成になっている。よって、この玉軸受け一つで、ラジアル荷重だけでなく両方向のアキシャル荷重も受けることも可能となり、その適用範囲の拡大を図れる。

かかる玉軸受であって、
前記薄肉部に対して前記アキシャル方向に対向されつつ前記環状空間に挿入されることにより前記環状空間を封止するリング状の栓部材を有し、
前記栓部材は、前記外側環状部に相対移動不能に固定されているとともに、前記内側環状部に対しては所定の隙間を介して非接触状態に配置され、
前記栓部材と前記内側環状部との間の前記隙間には、ゴム製或いは樹脂製のシール部材が介装されているのが望ましい。
このような玉軸受によれば、シール部材によって環状空間の密閉性を高めることができて、これにより加圧流体の外部漏出は確実に防止される。また、圧接力の付与過程で内側環状部がアキシャル方向に移動する際には、当該内側環状部は、シール部材と摺動することになるが、かかるシール部材は、ゴム製或いは樹脂製であるので、金属接触に起因したスティックスリップ現象の発生は有効に回避される。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図３Ａは、第１実施形態の玉軸受１０の概略中心断面図であり、図３Ｂは、図３Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。また、図４は、図３Ａ中のＩＶ部拡大図である。更に、図５Ａ及び図５Ｂには、図４中の外輪３０を拡大して示している。
なお、以下の説明では、玉軸受１０の軸方向のことを「アキシャル方向」又は「前後方向」と言い、玉軸受１０の半径方向のことを「ラジアル方向」又は「内外方向」と言う。また、以下で用いる断面図については、本来断面部に示すべきハッチングの一部を、図の錯綜防止目的で省略していることがある。

玉軸受１０は、工作機械等の適宜な装置のハウジング３に、主軸などの軸部材５を回転自在に支持するものである（図７を参照）。そして、その使用状態にあっては、例えば玉軸受１０の外輪３０がハウジング３の取り付け孔３ｈに嵌合され、また、内輪２０の内周側には、軸支対象の軸部材５が嵌合され、これにより玉軸受１０は軸部材５を回転自在に支持する。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第１実施形態の玉軸受１０は、所謂単列アンギュラ玉軸受の範疇に属する。すなわち、単列であることから、内輪２０と外輪３０との間には、複数の球状の転動体５０が一列に並んだ状態で配置されている。また、アンギュラ玉軸受であることから、図４に示すように各転動体５０は、内輪２０の転動面２０ａ及び外輪３０の転動面３０ａに対して所定の接触角α（この例では３５°）で接触する。これにより、軸部材５に作用するラジアル荷重（ラジアル方向の外力）を受け止め可能であり、また、アキシャル荷重（アキシャル方向の外力）については一方向（図３Ａ及び図４では後方を向いたアキシャル荷重）のみを受け止め可能である。
なお、互いに隣り合う転動体５０，５０同士の接触は、保持器６０によって回避されている。例えば、保持器６０は、転動体５０を収容する孔部を転動体５０毎に有し、これにより転動体５０，５０同士の接触を回避する。

ここで、この玉軸受１０は、予圧機構、すなわち転動体５０を内輪２０及び外輪３０に圧接する圧接機構を外輪３０に内蔵している。そして、この圧接動作は、図４の外輪３０内の圧力室Ｒ３０に加圧流体を供給して、後述の薄肉部３４を弾性変形することで行われ、これにより、その圧接過程でのスティックスリップ現象の発生を防いでいる。すなわち、圧接過程においては、その現象の原因となる金属接触部分同士の相対滑りが生じないようにしており、その結果、加圧流体の供給圧の調整によって、供給圧に応じた圧接力で転動体５０を外輪３０及び内輪２０に圧接可能としている。

以下、玉軸受１０の各構成について詳細に説明する。
図４に示すように、内輪２０は、鋼製の円筒体を本体とする。そして、内輪２０の外周面には、転動体５０が転動すべき転動面２０ａが全周に亘って溝状に凹設されている。転動面２０ａは、その断面形状が略円弧状の凹曲面２０ａに形成されており、当該略円弧形状は、転動体５０が３５°の接触角αで接触するように形成されている。これにより、転動体５０は、転動面２０ａ上においてラジアル方向から３５°だけ前方に傾いた位置を接触位置Ｐ２０ａとして内輪２０と接触する。

なお、かかる内輪２０の素材は何等鋼製に限るものではなく、超硬等の非鉄金属でも良いし、或いは、セラミック等の非金属でも良く、このことは、外輪３０、転動体５０、及び保持器６０についても同様である。但し、保持器６０については、作用する負荷が小さいことから、その素材にプラスチックの使用もあり得る。

外輪３０は、転動体５０が転動する転動面３０ａを有した内側環状部３２と、内側環状部３２からラジアル方向の外方に延出して一体に且つ内側環状部３２と同芯に設けられた円板状の薄肉部３４と、薄肉部３４を介して内側環状部３２をアキシャル方向に移動可能に支持すべく薄肉部３４の外周縁部３４ｅ１に一体且つ内側環状部３２と同芯に設けられた外側環状部３６と、を有する。そして、薄肉部３４は、アキシャル方向に関しては、外側環状部３６の略中央位置に設けられ、また、内側環状部３２は、薄肉部３４の内周縁部３４ｅ２を起端としてアキシャル方向の後方に延在して設けられている。これにより、薄肉部３４よりも後方の位置には、外側環状部３６と薄肉部３４と内側環状部３２とで区画された環状空間ＳＰが存在しており、当該環状空間ＳＰは、転動体５０に圧接力を付与するための圧力室Ｒ３０として機能する。

内側環状部３２の内周面には、転動体５０が転動すべき転動面３０ａが全周に亘って直接形成されている。転動面３０ａは、その断面形状が略円弧状の凹曲面３０ａに形成されており、当該略円弧形状は、転動体５０が３５°の接触角αで接触するように形成されている。これにより、この転動面３０ａは、内輪２０の転動面２０ａと協同しながら、互いに３５°の接触角αで転動体５０をラジアル方向の内外及びアキシャル方向の前後から挟み込み可能となっている。詳しくは、内側環状部３２は、既述のように外側環状部３６におけるアキシャル方向の略中央位置よりも後方に設けられ、これにより、転動体５０との接触位置Ｐ３０ａもアキシャル方向の後方に位置しており、他方、内輪２０の接触位置Ｐ２０ａはアキシャル方向の略中央位置よりも前方に位置している。よって、これら接触位置Ｐ２０ａ，Ｐ３０ａ同士を結ぶ線分Ｌ１０上に転動体５０の球心Ｃ５０が位置しており、これにより、外輪３０と内輪２０とは、３５°の接触角αで転動体５０をラジアル方向の内外及びアキシャル方向の前後から挟み込み可能となっている。

また、図４に示す圧力室Ｒ３０に係る環状空間ＳＰ内には、アキシャル方向の後方からリング状の栓部材４０が挿入されて外輪３０に固定されており、これにより、同環状空間ＳＰのうちの前方領域に圧力室Ｒ３０分の容積を確保しながら同空間ＳＰは封止されている。ここで、この栓部材４０の外輪３０への固定は、外側環状部３６に対してのみ行われ、内側環状部３２に対しては行われない。すなわち、栓部材４０は、外側環状部３６の内周面に螺合等されて相対移動不能に固定されているが、内側環状部３２に対しては所定の隙間Ｇを介して対向し、つまり栓部材４０と内側環状部３２とは非接触状態になっている。

よって、圧力室Ｒ３０への加圧流体の供給及び加圧によって、薄肉部３４が、図５Ａの状態から図５Ｂの状態へと前後方向へ弾性変形する際には、この弾性変形に応じて内側環状部３２は円滑に前後方向に移動し、かかる内側環状部３２の前後方向の移動を通して転動体５０の圧接動作が円滑に行われる。

すなわち、加圧流体の供給圧を高くして薄肉部３４を前方へ弾性変形すれば、図５Ｂのように内側環状部３２は前方へ移動し、これにより、図４に示す３５°の接触角αで内側環状部３２から転動体５０は押されて同３５°の接触角αでもって内輪２０の転動面２０ａに押圧され、以上の結果、転動体５０は外輪３０及び内輪２０に圧接された状態となる。他方、加圧流体の供給圧を下げれば、図５Ａのように薄肉部３４の前方への弾性変形は小さくなってこれと伴に内側環状部３２は後方へ復位して、転動体５０の圧接状態が緩和され、そして、例えば加圧流体の供給圧を零まで下げれば、転動体５０の外輪３０及び内輪２０への圧接状態は完全に解除され、つまり非圧接状態となる。

そして、このような圧接過程においては、上述のように薄肉部３４が前後方向に弾性変形するとともに内側環状部３２が前後方向に移動するが（図５Ａ及び図５Ｂを参照）、その際には、上述から明らかなように、金属接触する部分同士の相対滑りがほぼ生じない。例えば、かかる金属接触する部分同士としては、外輪３０の外側環状部３６とハウジング３の取り付け孔３ｈの内周面３ｈａとが挙げられ（図７）、或いは、内輪２０と軸部材５とが挙げられるが（図７）、本第１実施形態では、これらのどちらも圧接過程において相対滑りしない。

よって、スティックスリップ現象は、ほぼ完全に防止されることになる。すなわち、図６に、供給圧と内側環状部３２の前方の移動量Δ３２との関係のグラフを示すが、同グラフによれば、概ね供給圧の増減に連動して、内側環状部３２の前後方向の移動量Δ３２は滑らかに変化しており、スティックスリップ現象は概ね見られない。従って、供給圧の増減に連動して、転動体５０の外輪３０及び内輪２０との圧接力は円滑且つ速やかに変化するようになり、これにより、圧接力を正確に付与することができて、圧接力の管理たる予圧管理を容易に行うことができる。

また、圧接力は、加圧流体の供給圧に連動して滑らかに変化するので、圧接力を任意の目標値に円滑且つ自在に増減調整可能である。よって、そのような圧接力の変更のニーズのある場合にも、何等問題なく対応可能である。

圧力室Ｒ３０への加圧流体の供給は、栓部材４０に穿孔された供給孔４０ｈにより行われる。図４の例では、アキシャル方向の前後に沿って供給孔４０ｈが栓部材４０を貫通して形成されており、つまり、栓部材４０の前端面４０ｅｆには供給孔４０ｈの一方の口部が圧力室Ｒ３０に対向して露出し、栓部材４０の後端面４０ｅｂには同他方の口部が外輪３０の外方に露出している。そして、後者の口部に加圧流体の流路となる配管やマニホールド部材等を接続することで、圧力室Ｒ３０へ加圧流体を供給可能となる。供給孔４０ｈの数は、図３Ｂの例のように一つでも良いし、複数でも良い。また、加圧流体としては、油圧に用いる作動油が一般的であるが、圧縮空気でも良いし、これら以外の流体でも良い。

また、不図示であるが、この第１実施形態では、上記の加圧流体の流路に、加圧流体の供給源となるポンプが接続されており、また、同流路のうちでポンプと供給孔４０ｈとの間の部分には圧力調整弁が配置されている。そして、圧力調整弁は、圧力室Ｒ３０への供給圧を調整する。よって、かかる供給圧の調整により、転動体５０と外輪３０及び内輪２０との圧接力を所望の任意値に調整することができる。

更に、この第１実施形態では、かかる加圧流体の圧力室Ｒ３０からの漏出を防ぐべく、図４に示すように外側環状部３６の内周面と栓部材４０の外周面との間に環状のパッキン４５が介装され、また、栓部材４０の内周面と内側環状部３２の外周面との間には環状のパッキン４７（シール部材に相当）が介装されている。ここで、後者のパッキン４７については、ゴム製或いは樹脂製のものが使用されており、これにより、内側環状部３２の前後方向の移動の際に相対滑りをするパッキン４７の内周面と内側環状部３２の外周面との接触も金属接触ではなくなるため、スティックスリップ現象の発生を完全に抑え込むことができる。ちなみに、かかるパッキン４５及びパッキン４７の栓部材４０からの脱落を防ぐべく、栓部材４０の外周面及び内周面には、それぞれ全周に亘って、パッキン４５を係止する溝４０ｔ１及びパッキン４７を係止する溝４０ｔ２が形成されている。

また、望ましくは、図４の例のように、栓部材４０の後端面４０ｅｂの内周縁部に、ラジアル方向の内方に突出する環状のフランジ部４０ｆを一体で設け、当該フランジ部４０ｆを、内側環状部３２の後端面３２ｅｂと所定の隙間Ｇ２をもって対向配置すると良い。そうすれば、かかるフランジ部４０ｆは、想定外の過大な荷重が玉軸受１０に負荷された際に玉軸受１０が軸部材５を支持不能となることを未然に防ぐフェールセーフ機構として機能する。すなわち、想定外の過大な負荷が玉軸受１０に作用した場合には、圧力室Ｒ３０の供給圧に抗して内側環状部３２が後方へ移動し得る。そして、その移動量が大きい場合には、転動体５０の転動動作が乱れて玉軸受１０は軸部材５を支持不能となるが、この点につき、上述のフランジ部４０ｆを備えていれば、内側環状部３２の後方への移動量が隙間Ｇ２の大きさに到達すると、フランジ部４０ｆが内側環状部３２の後端面３２ｅｂに当接して、それ以上の後方への移動ができなくなるように内側環状部３２を規制し、これにより、玉軸受１０が軸部材５を支持不能となる事態は確実に回避される。なお、かかる隙間Ｇ２の大きさは、玉軸受１０に要求されるアキシャル方向の位置精度などに基づいて予め設定される。

ところで、上述において簡単に触れたように、外輪３０は単一部材で構成されている。つまり、内側環状部３２と薄肉部３４と外側環状部３６とを有する外輪３０は、別部材同士が溶接等で接合・連結などされて形成されたものではなく、例えば無垢材から旋盤による削り出し等で形成された単一部材である。そのため、内側環状部３２や外側環状部３６と比べて薄厚の薄肉部３４も、高い強度を確保可能であり、かかる外輪３０は、玉軸受１０の外輪として十分に耐用し得る。

また、上述のように、この外輪３０を、無垢材から旋盤による削り出しで形成する場合には、外輪３０の取り付け基準面をなす外側環状部３６の外周面と、内側環状部３２の転動面３０ａとを互いに同一の加工チャンスで切削加工することができる。よって、転動面３０ａの加工を、外輪３０の仮想中心に対して高い同芯度で施すことができて、回転精度の高い玉軸受３０を製造可能となる。

更には、第１実施形態の圧接機構は、外輪３０に内蔵されている。すなわち、圧接機構の構成要素をなす薄肉部３４と内側環状部３２と栓部材４０とは、外輪３０の外形をなす外側環状部３６内に収められている。よって、玉軸受１０の外形形状を一般の玉軸受の標準規格や業界規格等の各種規格に準拠させることができる。例えば、図４に示すように、第１実施形態の玉軸受１０の断面形状は、一般的な玉軸受の断面形状と同様に略矩形形状をなしている。より詳しくは、玉軸受１０の内周面を規定する内輪２０の内径は、アキシャル方向の全長に亘って同径であり、また、玉軸受１０の外周面を規定する外輪３０の外径も、アキシャル方向の全長に亘って同径である。更に、外輪３０のアキシャル方向の両端の位置と、内輪２０のアキシャル方向の両端の位置とは互いに揃っており、更に、保持器６０及び栓部材４０も、外輪３０のアキシャル方向の両端から突出しておらず両端の内方に収まっている。よって、玉軸受１０の取り付け関係寸法を、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、一般に玉軸受で用いられる軸受外径Ｄ、軸受内径ｄ、及び幅Ｗ（アキシャル方向の長さＷ）で規定することができて、これにより、標準品のアンギュラ玉軸受と同じ容易さで、本第１実施形態の如き圧接機構を有したアンギュラ玉軸受１０を工作機械等の各種装置に使用することができる。

図７は、第１実施形態の玉軸受１０の適用例の概略中心断面図である。この例では、工作機械の主軸等の軸部材５をハウジング３に支持する支持構造に第１実施形態の玉軸受１０が適用されている。ちなみに、同図では、適用例の構造が軸部材５の軸芯Ｃ５に関して鏡像関係にあることから、当該軸芯Ｃ５に関してラジアル方向の片側（図７中では上側）だけを図示し、もう片側については不図示としている。また、軸部材５の軸芯Ｃ５は、玉軸受１０のアキシャル方向に沿っており、以下では、アキシャル方向の両端のうちで図７中の右側の端のことを「一端」と言い、左側の端のことを「他端」と言う。

上述した第１実施形態の玉軸受１０は、単列アンギュラ玉軸受の範疇に属するものであったが、既述のように単列アンギュラ玉軸受は、両方向のアキシャル荷重については受けることができず、つまり両方向のうちのどちらか一方向のアキシャル荷重しか受けることができない。そのため、かかる単列アンギュラ玉軸受が単体で使用されることは希であって、通常は、少なくとも二つの単列アンギュラ玉軸受が組み合わされて使用される。よって、この適用例でも、第１実施形態の玉軸受１０に、既存の単列アンギュラ玉軸受１１０を組み合わせて使用している。

また、同じく既述のように第１実施形態の玉軸受１０では、内蔵の圧接機構により圧接力を付与可能であったが、この適用例では、第１実施形態の玉軸受１０に圧接力が付与されると、この圧接力の付与に基づいて既存の単列アンギュラ玉軸受１１０の方にも圧接力が付与されるように構成されている。以下、この適用例の構成について説明する。

ハウジング３は、軸支対象の軸部材５を収容する収容孔３ｈとしてアキシャル方向に沿った貫通孔３ｈを有する。そして、この貫通孔３ｈ内に軸部材５を収容した状態で、二つの単列アンギュラ玉軸受１０，１１０を介して軸部材５をその軸芯Ｃ５回りに回転自在に支持している。ここで、ハウジング３におけるアキシャル方向の一端面３ｅａ及び他端面３ｅｂには、それぞれ貫通孔３ｈの開口部３ｈｅａ，３ｈｅｂが露出しているが、以下では、一端面３ｅａに露出した開口部３ｈｅａのことを「第１開口部３ｈｅａ」と言い、他端面３ｅｂに露出した開口部３ｈｅｂのことを「第２開口部３ｈｅｂ」と言う。また、二つのアンギュラ玉軸受１０，１１０のうちの一端側に設けられる玉軸受１１０が、既存の単列アンギュラ玉軸受１１０であり、他端側に設けられる玉軸受１０が、第１実施形態の玉軸受１０である。以下では、前者のことを「第１玉軸受１１０」と言い、後者のことを「第２玉軸受１０」と言う。

第１玉軸受１１０は、内輪１２０と、外輪１３０と、これらの間に一列に介装された複数の球状の転動体１５０と、これら転動体１５０を互いに非接触状態に保持する保持器１６０と、を有する。そして、第１玉軸受１１０の接触角αは、例えば３５°に設定されている。

また、かかる第１玉軸受１１０は、第２玉軸受１０との関係において所謂背面組み合わせで配置されており、これにより、第１玉軸受１１０の接触角αに係る直線Ｌ１１０（つまり、内輪１２０の転動面１２０ａにおける転動体１５０の接触位置Ｐ１２０ａと、外輪１３０の転動面１３０ａにおける転動体１５０の接触位置Ｐ１３０ａとを結ぶ直線Ｌ１１０）と、第２玉軸受１０の接触角αに係る直線Ｌ１０（つまり、内輪２０の転動面２０ａにおける転動体５０の接触位置Ｐ２０ａと、外輪３０の転動面３０ａにおける転動体５０の接触位置Ｐ３０ａとを結ぶ直線Ｌ１０）とは、互いにラジアル方向に関して略鏡像関係になっている。

よって、第１玉軸受１１０と第２玉軸受１０とは互いに協働することで、ラジアル荷重及び両方向のアキシャル荷重を受け止めることができる。例えば、一端側（右側）を向いたアキシャル荷重が軸部材５に作用した場合には、これを第２玉軸受１０で受け止める一方、他端側（図中の左側）を向いたアキシャル荷重が作用した場合には、これを第１玉軸受１１０で受け止める。

但し、第１玉軸受１１０と第２玉軸受１０との組み合わせ配置は、何等上述の背面組み合わせに限るものではなく、図８に示すような正面組み合わせでも良い。すなわち、この正面組み合わせにおいても、第１玉軸受１１０の接触角αに係る直線Ｌ１１０と、第２玉軸受１０の接触角αに係る直線Ｌ１０とは、互いにラジアル方向に関して略鏡像関係になっているので、第１玉軸受１１０と第２玉軸受１０とは互いに協働することにより、ラジアル荷重及び両方向のアキシャル荷重を受け止めることができる。

図７に示すように、第１玉軸受１１０の外輪１３０は、ハウジング３の貫通孔３ｈ内に挿入されつつアキシャル方向の一端側の所定位置に配置されている。そして、ハウジング３に対してラジアル方向及びアキシャル方向のそれぞれにつき相対移動不能にハウジング３に固定されている。また、第１玉軸受１１０の内輪１２０は、その内周側に軸部材５が挿入されつつアキシャル方向の一端側の所定位置に配置されている。そして、軸部材５に対してラジアル方向及びアキシャル方向のそれぞれにつき相対移動不能に軸部材５に固定されている。

他方、第２玉軸受１０の外輪３０は、ハウジング３の貫通孔３ｈ内に挿入されつつアキシャル方向の他端側の所定位置に配置されている。そして、ハウジング３に対してラジアル方向及びアキシャル方向のそれぞれにつき相対移動不能にハウジング３に固定されている。また、第２玉軸受１０の内輪２０は、その内周側に軸部材５が挿入されつつアキシャル方向の他端側の所定位置に配置されている。そして、軸部材５に対してラジアル方向及びアキシャル方向のそれぞれにつき相対移動不能に軸部材５に固定されている。

そして、かかる構成において、第２玉軸受１０の圧力室Ｒ３０に加圧流体を供給して圧接力を付与すれば、この第２玉軸受１０だけでなく、第１玉軸受１１０にも圧接力が付与される。以下、これについて説明する。

先ず、第２玉軸受１０は、背面組み合わせでアキシャル方向の他端側に配置されており、これにより、一端側を向いたアキシャル荷重を受け止められるような向きに配置されている。つまり、圧力室Ｒ３０へ加圧流体を供給すると外輪３０の薄肉部３４が他端側に弾性変形して同方向に内側環状部３２が移動するような向きに配置されている。

そして、かかる第２玉軸受１０の圧力室Ｒ３０へ加圧流体を供給すると、上述の如き他端側への薄肉部３４の弾性変形を通して内側環状部３２が転動体５０を他端側に押し、転動体５０は、その接触角αで内輪２０を他端側へ押す。すると、これにより、先ず第２玉軸受１０の転動体５０が、内輪２０と外輪３０とで圧接された状態となる。つまり、第２玉軸受１０は、圧接力が付与された状態になる。

一方、上記の内輪２０は、軸部材５に固定されているので、同内輪２０が他端側に押されることにより、軸部材５も他端側に押される。そして、これにより、この軸部材５に固定されている第２玉軸受１１０の内輪１２０も一緒に他端側へと押されて、かかる内輪１２０は、その接触角αで転動体１５０を他端側へ押して、その結果、転動体１５０は、ハウジング３に固定されている外輪１３０に同接触角αで押し付けられる。これにより、第１玉軸受１１０の転動体１５０は、内輪１２０と外輪１３０とで圧接された状態になり、以上をもって、第１玉軸受１１０にも圧接力が付与されることとなる。

ちなみに、この適用例にあっては、ハウジング３への各玉軸受１０，１１０の外輪３０，１３０の固定、及び軸部材５への各玉軸受１０，１１０の内輪２０，１２０の固定は、例えば次のようにしてなされている。

先ず、第１玉軸受１１０の外輪１３０は、ハウジング３の一端面３ｅａの第１開口部３ｈｅａから貫通孔３ｈ内に挿入されている。ここで、貫通孔３ｈの内径は、第１開口部３ｈｅａからアキシャル方向の所定位置までの範囲Ａｅａに亘り外輪１３０の外径とほぼ同径であり、その嵌め合い公差は、この装置（工作機械）の運転下において貫通孔３ｈの内周面と外輪１３０の外周面とが全周に亘って当接するような公差に設定されている。これにより、貫通孔３ｈに挿入された外輪１３０は、ハウジング３に対してラジアル方向に相対移動不能に固定される。また、貫通孔３ｈの上記所定位置には、貫通孔３ｈの内径が縮径してなる段差面３ｈｓ１が形成されている。よって、この段差面３ｈｓ１に外輪１３０の他端面が当接し、そして、第１開口部３ｈｅａの側から抜け止め用の押さえ部材４ａが外輪１３０の一端面に当接し、これにより外輪１３０はハウジング３に対してアキシャル方向に相対移動不能に固定される。なお、押さえ部材４ａは、螺着やボルト止め等でハウジング３に移動不能に固定されている。

一方、第１玉軸受１１０の内輪１２０の内周側には、軸支対象の軸部材５が挿通されている。ここで、軸部材５の外径は、同軸部材５の略他端からアキシャル方向の一端側の所定位置までの範囲に亘って内輪１２０の内径とほぼ同径であり、その嵌め合い公差は、この装置の運転下において内輪１２０の内周面と軸部材５の外周面とが全周に亘って当接するような公差に設定されている。これにより、軸部材５が挿入された内輪１２０は、軸部材５に対してラジアル方向に相対移動不能に固定される。また、軸部材５の上記所定位置には、軸部材５の外径が拡径してなる段差面５ｓ１が形成されている。よって、この段差面５ｓ１に内輪１２０の一端面が当接し、更に内輪１２０の他端面には、後述のスペーサー６ａが当接し、これにより内輪１２０は軸部材５に対してアキシャル方向に相対移動不能に固定される。

同様に、第２玉軸受１０の外輪３０は、ハウジング３の他端面３ｅｂの第２開口部３ｈｅｂから貫通孔３ｈ内に挿入される。ここで、貫通孔３ｈの内径は、第２開口部３ｈｅｂからアキシャル方向の所定位置までの範囲Ａｅｂに亘り外輪３０の外径とほぼ同径であり、その嵌め合い公差は、この装置の運転下において貫通孔３ｈの内周面と外輪３０の外周面とが全周に亘って当接するような公差に設定されている。これにより、貫通孔３ｈに挿入された外輪３０は、ハウジング３に対してラジアル方向に相対移動不能に固定される。また、貫通孔３ｈの上記所定位置には、貫通孔３ｈの内径が縮径してなる段差面３ｈｓ２が形成されている。よって、この段差面３ｈｓ２に外輪３０の一端面が当接し、そして、第２開口部３ｈｅｂの側から抜け止め用の押さえ部材４ｂが外輪３０の他端面に当接し、これにより外輪３０はハウジング３に対してアキシャル方向に相対移動不能に固定される。なお、押さえ部材４ｂは、螺着やボルト止め等でハウジング３に移動不能に固定されている。

一方、第２玉軸受１０の内輪２０の内周側には、軸支対象の軸部材５が挿通されている。ここで、軸部材５の外径は、少なくとも同軸部材５の他端から上記所定位置までの範囲に亘って内輪２０の内径とほぼ同径であり、その嵌め合い公差は、この装置の運転下において内輪２０の内周面と軸部材５の外周面とが全周に亘って当接するような公差に設定されている。これにより、軸部材５が挿入された内輪２０は、軸部材５に対してラジアル方向に相対移動不能に固定される。また、軸部材５における第１玉軸受１１０の内輪１２０と第２玉軸受１０の内輪２０との間の部分には、筒状のスペーサー６ａが軸部材５の外周面を覆って配されており、かかるスペーサー６ａのアキシャル方向の全長は、上述した貫通孔３ｈの段差面３ｈｓ１と段差面３ｈｓ２との間の距離Ｌｓと概ね同値に設定されている。よって、このスペーサー６ａの一端面に第１玉軸受１１０の内輪１２０の他端面が当接し、同スペーサー６ａの他端面に第２玉軸受１０の内輪２０の一端面が当接し、更に同内輪２０の他端面には、ナット６ｎやカラー部材６ｃ等を有した適宜な抜け止め用押さえ部材６ｂが当接し、これにより内輪２０は軸部材５に対してアキシャル方向に相対移動不能に固定される。なお、押さえ部材６ｂは、螺着等で軸部材５に移動不能に固定されている。

ちなみに、図７の例では、栓部材４０の供給孔４０ｈに加圧流体を供給する流路３ｋが、マニホールド状にハウジング３に穿孔されているが、この理由は、外輪３０の圧力室Ｒ３０の栓部材４０がハウジング３の貫通孔３ｈの段差面３ｈｓ２に対向するように第２玉軸受１０が配置されているためである。従って、図８の正面組み合わせの例のように、第２玉軸受１０の向きが逆の場合には、同流路３ｋは、押さえ部材４ｂに形成されることになる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図９Ａは、第２実施形態の玉軸受１０ａの概略中心断面図であり、図９Ｂは、図９Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。また、図１０Ａは、図９Ａ中のＸ部拡大図であり、図１０Ｂは、第２実施形態の玉軸受１０ａの変形例である。更に、図１１Ａ及び図１１Ｂには、図１０Ａ中の外輪３０’を拡大して示している。

第１実施形態の玉軸受１０は、単列アンギュラ玉軸受の範疇に属していたが、この第２実施形態の玉軸受１０ａは、所謂４点接触玉軸受の範疇に属する点で主に相違する。すなわち、第１実施形態では、図４に示すように、各転動体５０は、外輪３０の転動面３０ａ及び内輪２０の転動面２０ａのそれぞれに対して一箇所で（計二箇所で）接触していたが、この第２実施形態では、図１０Ａに示すように外輪３０’の転動面３０ａ’及び内輪２０’の転動面２０ａ’のそれぞれに対して二箇所で（計四箇所で）接触している点で主に相違する。そして、これにより、ラジアル荷重及び両方向のアキシャル荷重を一つの玉軸受１０ａで受け止め可能であり、つまり、この第２実施形態の玉軸受１０ａによれば、他の玉軸受と組み合わせずに単独で軸部材５の支持構造として成立させることができる。

以下、第２実施形態について説明するが、この第２実施形態はその一部の構成として第１実施形態と同一の構成や類似の構成を有しており、そして、後者の類似な構成については、第１実施形態の一部の構成に所定の改造を施すことで第２実施形態の構成に仕上げられている。そのため、以下の説明では、同一の構成については同じ符号を付してその説明については省略するが、第１実施形態の構成を改造して形成された構成については、第１実施形態の構成を適宜引用しながら説明する。

図１０Ａに示すように、内輪２０’の転動面２０ａ’は、転動体５０の球心Ｃ５０の位置よりアキシャル方向の前側の位置に転動体５０との接触位置Ｐ２０ａ１’を有し、また、同球心Ｃ５０の位置より後側の位置にも転動体５０との接触位置Ｐ２０ａ２’を有しており、これにより、内輪２０’は計二箇所で転動体５０と接触する。この二箇所の接触位置Ｐ２０ａ１’，Ｐ２０ａ２’のうちの前側の接触位置Ｐ２０ａ１’は、第１実施形態と同じである。つまり、外輪３０’の内側環状部３２の転動面３０ａにおける接触位置Ｐ３０ａと協働して、３５°の接触角αで転動体５０を圧接する接触位置Ｐ２０ａである。そして、これら接触位置Ｐ２０ａ１’，Ｐ３０ａ同士に転動体５０が接触することで、軸部材５に作用する後方向きのアキシャル荷重を受け止めることができる。

一方、外輪３０’は、第１実施形態の外輪３０の一部を改造してなる第１外輪部分３０ｐ１と、この第１外輪部分３０ｐ１に固定される第２外輪部分３０ｐ２（第２環状部に相当）と、を有する。

第１外輪部分３０ｐ１は、第１実施形態の外輪３０の外側環状部３６の略前半部３６ｆ、つまり外側環状部３６のうちで薄肉部３４よりも前方に位置している部分３６ｆが除去されたものであり、よって、第１外輪部分３０ｐ１は、一部除去後の外側環状部３６’として、第１実施形態の外側環状部３６における略後半部３６ｂのみを有する。そして、かかる外側環状部３６’に対して、薄肉部３４と、内側環状部３２とが一体に設けられて上記の第１外輪部分３０ｐ１をなしている。また、かかる除去により大きく空いた略前半部の空間ＳＰｆには、新たに第２外輪部分３０ｐ２が配されて、同第２外輪部分３０ｐ２は、第１外輪部分３０ｐ１の外側環状部３６’に相対移動不能に固定されている。

第２外輪部分３０ｐ２は、その外径が第１外輪部分３０ｐ１と同径の環状部材であり、その内周面には、その全周に亘って転動面３０ａ２（第２の転動面に相当）が直接形成されている。そして、この転動面３０ａ２は、その断面形状が略円弧状の凹曲面に形成されており、同転動面３０ａ２には、内輪２０’における後側の接触位置Ｐ２０ａ２’に対応させて、転動体５０の接触位置Ｐ３０ａ２が設定されている。よって、当該接触位置Ｐ３０ａ２は、内輪２０’における後側の接触位置Ｐ２０ａ２’とで、転動体５０をラジアル方向の内外及びアキシャル方向の前後から挟み込み可能であり、これにより、これら接触位置Ｐ２０ａ２’，Ｐ３０ａ２に転動体５０が接触することで、軸部材５に作用する前方向きのアキシャル荷重を受け止めることができる。そして、既述のように、後方向きのアキシャル荷重については、外輪３０’の内側環状部３２の接触位置Ｐ３０ａと内輪２０’の前側の接触位置Ｐ２０ａ１’とで受け止め可能であるため、かかる玉軸受１０ａによれば、両方向のアキシャル荷重を受け止めることができる。

ちなみに、この第２実施形態では、図１０Ａに示すように、四箇所の接触に係る二つの接触角α，αを、互いに同値の３５°としていた。すなわち、外輪３０’の転動面３０ａにおける接触位置Ｐ３０ａと内輪２０’の転動面２０ａ’における接触位置Ｐ２０ａ１’とを結ぶ直線Ｌ１に係る接触角αと、外輪３０’の転動面３０ａ２における接触位置Ｐ３０ａ２と内輪２０’の転動面２０ａ’における接触位置Ｐ２０ａ２’とを結ぶ直線Ｌ２に係る接触角αとを互いに同値としていたが、何等これに限るものではなく、互いに相違させても良い。例えば一方を３５°とし他方を４０°としても良い。

ところで、図１０Ａの例では、第１外輪部分３０ｐ１の外側環状部３６’の前端面３６ｅ’が薄肉部３４よりも若干前方に突出されており、これにより、第２外輪部分３０ｐ２の後端面３０ｐ２ｅと薄肉部３４との間には隙間ＳＰ３４が形成されている。そして、この隙間ＳＰ３４によって薄肉部３４は第２外輪部分３０ｐ２から一切拘束力を受けることなく、加圧流体の供給圧に応じて前方へ弾性変形することができるようになっている。但し、何等これに限るものではない。すなわち、第２外輪部分３０ｐ２の後端面３０ｐ２ｅと薄肉部３４との間に、薄肉部３４の前方への弾性変形を許容する隙間ＳＰ３４を有していれば、上記以外の構成にしても良い。例えば、図１０Ｂに示すように、第１外輪部分３０ｐ１の外側環状部３６’の前端面３６ｅ’を薄肉部３４の前端面３４ｅとアキシャル方向に関して同じ位置に形成した場合には、第２外輪部分３０ｐ２の後端面３０ｐ２ｅの方に凹部３０ｐ２ｈを、薄肉部３４と対向する範囲に亘って形成し、これにより、薄肉部３４の前方の弾性変形を許容する隙間ＳＰ３４を確保しても良い。

また、第１実施形態と同様に、この第２実施形態の玉軸受１０ａの圧接機構も、外輪３０’に内蔵されている。すなわち、圧接機構の構成要素をなす薄肉部３４と内側環状部３２と栓部材４０とは、外輪３０’の外形をなす外側環状部３６’に収められている。よって、玉軸受１０ａの外形形状を一般の玉軸受の標準規格や業界規格等の各種規格に準拠させることができる。例えば、図１０Ａに示すように、第２実施形態の玉軸受１０ａの断面形状は、一般的な玉軸受の断面形状と同様に略矩形形状をなしている。より詳しくは、玉軸受１０ａの内周面を規定する内輪２０’の内径は、アキシャル方向の全長に亘って同径であり、また、玉軸受１０ａの外周面を規定する外輪３０’の外径も、アキシャル方向の全長に亘って同径である。更に、外輪３０’のアキシャル方向の両端の位置と、内輪２０’のアキシャル方向の両端の位置とは互いに揃っており、更に、保持器６０及び栓部材４０も、外輪３０’のアキシャル方向の両端から突出しておらず両端の内方に収まっている。よって、玉軸受１０ａの取り付け関係寸法を、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、一般に玉軸受で用いられる軸受外径Ｄ、軸受内径ｄ、及び幅Ｗ（アキシャル方向の長さＷ）で規定することができて、これにより、標準品の四点接触玉軸受と同じ容易さで、本第２実施形態の如き圧接機構を有した四点接触玉軸受１０ａを工作機械等の各種装置に使用することができる。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、圧接力の付与過程の説明図である。すなわち、これらの図には、四点接触玉軸受１０ａの圧力室Ｒ３０に加圧流体を供給して加圧することで、外輪３０’の薄肉部３４の弾性変形を通して圧接力を付与可能なことを示しているが、その内容は、図５Ａ及び図５Ｂの第１実施形態とほぼ同じなので、その説明については省略する。

図１２は、第２実施形態の玉軸受１０ａの適用例の概略中心断面図である。この例では、適宜な軸部材５をハウジング３に支持する支持構造に第２実施形態の玉軸受１０ａが適用されている。なお、この図１２でも、適用例の構造が軸部材５の軸芯Ｃ５に関して鏡像関係にあることから、当該軸芯Ｃ５に関してラジアル方向の片側（図１２中では上側）だけを図示し、もう片側については不図示としている。また、軸部材５の軸芯Ｃ５は、玉軸受１０ａのアキシャル方向に沿っており、以下では、アキシャル方向の両端のうちで図中の右側の端のことを「一端」と言い、左側の端のことを「他端」と言う。

第２実施形態の玉軸受１０ａは、上述のようにラジアル荷重及び両方向のアキシャル荷重を単独で受けることができる。よって、この適用例では、ハウジング３に軸部材５を支持させる支持構造に、第２実施形態の玉軸受１０ａを一つだけ用いている。

ハウジング３は、軸支対象の軸部材５を収容する収容孔３ｈとしてアキシャル方向に沿った貫通孔３ｈを有する。そして、この貫通孔３ｈ内に軸部材５を収容した状態で、玉軸受１０ａを介して軸部材５をその軸芯Ｃ５回りに回転自在に支持している。

外輪３０’は、ハウジング３の他端面３ｅｂの開口部３ｈｅｂから貫通孔３ｈ内に挿入されている。ここで、貫通孔３ｈの内径は、開口部３ｈｅｂからアキシャル方向の所定位置までの範囲Ａｅｂに亘り外輪３０’の外径とほぼ同径であり、その嵌め合い公差は、この装置の運転下において貫通孔３ｈの内周面と外輪３０’の外周面とが全周に亘って当接するような公差に設定されている。これにより、貫通孔３ｈに挿入された外輪３０’は、ハウジング３に対してラジアル方向に相対移動不能に固定される。また、貫通孔３ｈの上記所定位置には、貫通孔３ｈの内径が縮径してなる段差面３ｈｓ２が形成されている。よって、この段差面３ｈｓ２に外輪３０’の一端面が当接し、そして、開口部３ｈｅｂの側から抜け止め用の押さえ部材４ｂが外輪３０’の他端面に当接し、これにより外輪３０’はハウジング３に対してアキシャル方向に相対移動不能に固定される。なお、押さえ部材４ｂは、螺着やボルト止め等でハウジング３に移動不能に固定されている。

一方、内輪２０’の内周側には、軸支対象の軸部材５が挿通される。ここで、軸部材５の外径は、同軸部材５の略他端からアキシャル方向の一端側の所定位置までの範囲に亘って内輪２０’の内径とほぼ同径であり、その嵌め合い公差は、この装置の運転下において内輪２０’の内周面と軸部材５の外周面とが全周に亘って当接するような公差に設定されている。これにより、軸部材５が挿入された内輪２０’は、軸部材５に対してラジアル方向に相対移動不能に固定される。また、軸部材５の上記所定位置には、軸部材５の外径が拡径してなる段差面５ｓ１が形成されている。よって、この段差面５ｓ１に内輪２０’の一端面が当接し、更に内輪２０’の他端面には、ナット６ｎやカラー部材６ｃ等を有した適宜な抜け止め用押さえ部材６ｂが当接し、これにより内輪２０’は軸部材５に対してアキシャル方向に相対移動不能に固定される。なお、押さえ部材６ｂは、螺着等で軸部材５に移動不能に固定されている。

ちなみに、図１２の例では、栓部材４０の供給孔４０ｈに加圧流体を供給する流路３ｋが、マニホールド状にハウジング３に穿孔されているが、この理由は、第１実施形態で述べた理由と同じである。すなわち、外輪３０’の圧力室Ｒ３０の栓部材４０がハウジング３の貫通孔３ｈの段差面３ｈｓ２に対向するように玉軸受１０ａが配置されているためである。よって、仮に当該玉軸受１０ａのアキシャル方向の向きが逆の場合には、同流路３ｋは、押さえ部材４ｂに形成されることになる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。

上述の実施形態では、玉軸受１０，１０ａの断面形状を矩形形状としていた。すなわち、玉軸受１０，１０ａの外周面及び内周面がそれぞれアキシャル方向に平行で、玉軸受１０、１０ａのアキシャル方向の両端面がそれぞれラジアル方向に平行となっていたが、何等これに限るものではなく、玉軸受１０，１０ａの断面形状は矩形形状で無くても良い。

上述の実施形態では、玉軸受１０，１０ａの接触角を３５°としていたが、何等これに限るものではない。つまり、０°及び９０°の整数倍を除く任意の角度に設定しても良い。

上述の実施形態では、転動体５０と内輪２０との接触角αと、転動体５０と外輪３０との接触角αとを、互いに同じ角度として説明していたが、何等これに限らない。例えば、転動体５０と内輪２０との接触角αと、転動体５０と外輪３０との接触角αとは、設計時に互いに同じ角度であっても、使用時の回転数や負荷等によって接触角αが異なることもある。また、場合によっては、転動体５０と内輪２０との接触角αと、転動体５０と外輪３０との接触角αとが、設計時から異なることもある。そして、このように内輪２０と外輪３０とで互いの接触角αが異なる場合に、これらを区別すべく、前者を内輪側接触角αと言い、後者を外輪側接触角αと言うと、それぞれの接触角αの定義は、例えば次のようになる。内輪側接触角αと言うのは、内輪２０の転動面２０ａにおける転動体５０の接触位置Ｐ２０ａと転動体５０の球心Ｃ５０とを結ぶ直線が、ラジアル方向となす角度のことであり、同様に、外輪側接触角αと言うのは、外輪３０の転動面３０ａにおける転動体５０の接触位置Ｐ３０ａと転動体５０の球心Ｃ５０とを結ぶ直線が、ラジアル方向となす角度のことである。

３ハウジング、３ｅａ一端面、３ｅｂ他端面、
３ｈ貫通孔、３ｈａ内周面、３ｈｅａ第１開口部、３ｈｅｂ第２開口部、
３ｈｓ１段差面、３ｈｓ２段差面、３ｋ流路、
４ａ押さえ部材、４ｂ押さえ部材、
５軸部材、５ｓ１段差面、
６ａスペーサー、６ｂ押さえ部材、６ｃカラー部材、６ｎナット、
１０アンギュラ玉軸受、
１０ａ四点接触玉軸受、
２０内輪、２０ａ転動面、
３０外輪、３０ａ転動面、
３０ａ２転動面（第２の転動面）、
３０ｐ１第１外輪部分、
３０ｐ２第２外輪部分（第２環状部）、３０ｐ２ｅ後端面、３０ｐ２ｈ凹部、
３２内側環状部、３２ｅｂ後端面、
３４薄肉部、３４ｅ１外周縁部、３４ｅ２内周縁部、３４ｆｅ前端面、
３６外側環状部、３６ｂ略後半部、３６ｅ前端面、３６ｆ略前半部、
４０栓部材、４０ｅｂ後端面、４０ｅｆ前端面、４０ｆフランジ部、
４０ｈ供給孔、４０ｔ１溝、４０ｔ２溝、
４５パッキン、４７パッキン（シール部材）、
５０転動体、６０保持器、
１１０アンギュラ玉軸受、
１２０内輪、１２０ａ転動面、
１３０外輪、１３０ａ転動面、１３０ｂ外周面、
１５０転動体、
１６０保持器、
Ｒ３０圧力室、ＳＰ環状空間、ＳＰｆ空間、
Ｇ隙間、Ｇ２隙間、ＳＰ３４隙間、
Ｐ２０ａ接触位置、Ｐ２０ａ１接触位置、Ｐ２０ａ２接触位置、
Ｐ３０ａ接触位置、Ｐ３０ａ２接触位置、
Ｐ１２０ａ接触位置、Ｐ１３０ａ接触位置、

Claims

外輪と、内輪と、前記外輪及び前記内輪にそれぞれ対応する接触角で接触して転動する複数の球状の転動体と、を有する玉軸受であって、
前記外輪は、
所定の接触角で前記転動体が接触して転動する転動面を有した内側環状部と、
前記内側環状部からラジアル方向の外方に延出して一体に設けられた薄肉部と、
前記薄肉部を介して前記内側環状部をアキシャル方向に移動可能に支持すべく前記薄肉部の外周縁部に一体に設けられた外側環状部と、
前記内側環状部と前記薄肉部と前記外側環状部とで区画される環状空間に加圧流体を供給するための供給孔と、を有し、
前記供給孔から供給された前記加圧流体によって、前記薄肉部が前記アキシャル方向に弾性変形され、前記内側環状部の前記アキシャル方向の移動を介して前記転動体が前記外輪及び前記内輪に圧接されることを特徴とする玉軸受。
請求項１に記載の玉軸受であって、
前記内輪は、前記アキシャル方向の二箇所で前記転動体に接触し、
前記外輪は、前記転動体の第２の転動面が形成された第２環状部を有し、
前記外輪の前記内側環状部の前記転動面は、前記内輪に係る前記アキシャル方向の二箇所のうちの一箇所に対応させて、前記アキシャル方向の一箇所で前記転動体に接触するとともに、前記第２環状部の前記第２の転動面は、前記内輪に係る前記アキシャル方向の二箇所のうちのもう一箇所に対応させて、前記アキシャル方向の一箇所で前記転動体に接触することを特徴とする玉軸受。
請求項１に記載の玉軸受であって、
前記薄肉部に対して前記アキシャル方向に対向されつつ前記環状空間に挿入されることにより前記環状空間を封止するリング状の栓部材を有し、
前記栓部材は、前記外側環状部に相対移動不能に固定されているとともに、前記内側環状部に対しては所定の隙間を介して非接触状態に配置され、
前記栓部材と前記内側環状部との間の前記隙間には、ゴム製或いは樹脂製のシール部材が介装されていることを特徴とする玉軸受。